JP3320653B2 - タイヤ摩耗寿命予測方法 - Google Patents
タイヤ摩耗寿命予測方法Info
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Description
測方法に係り、特に、実際の走行状態でのタイヤの摩耗
寿命を予測するタイヤ摩耗寿命予測方法に関する。
には、予測対象となるタイヤを装着した車両を実際に所
定距離だけ走行させて、その時のタイヤの摩耗状況に基
づいて摩耗寿命を予測する方法がとられていた。
測を行なうためにはタイヤの摩耗量を精度良く測定する
必要があり、このために車両を走行させる距離を長くす
る必要があるため、タイヤ摩耗寿命を予測するのに時間
がかかる、という問題点があった。
56374号公報に記載の技術では、試験車に対して少
なくとも2対のテストタイヤを装着し、該2対のテスト
タイヤを所望の回転数差で実路走行させて、駆動力と制
動力によるタイヤの摩耗状態を同時に評価できるように
している。
て、「Estimation Method of TireTreadwear on a Vehi
cle」(SAE TECHNICAL PAPER SERIES 910168 )では、
タイヤの入力荷重及び動的アライメントの双方を考慮し
て実車走行試験により得られた値に基づいてタイヤの摩
耗量を予測していた。
算式としてシャーラマッハの摩耗量式があるが、この理
論式によると、単位走行距離当りのタイヤの摩耗量M
は、摩擦エネルギーに比例すると言われており、(1)
式で表される。
イヤに作用する外力、Cは前後方向または左右方向の力
に対する剛性である。ここで剛性Cを、前後方向、すな
わち駆動方向の剛性Cdと制動方向の剛性Cb、及び左
右方向の剛性Csで表すと、シャーラマッハの摩耗量式
は次の(2)式で表される。
Fx- は制動力によって発生する後方向の力、Fyは左
右方向の入力である。
公平1−56374号公報に記載の技術では、1度の実
路走行で1対のテストタイヤを評価する場合に比較して
評価時間を短縮することはできるものの、少なくとも1
回は長時間の実路走行試験を行なう必要があり、この場
合もタイヤ摩耗寿命を予測するのに時間がかかる、とい
う問題点があった。
Treadwear on a Vehicle」記載の技術では、実車走行試
験に基づいてタイヤ摩耗量を予測していたので、車両と
タイヤの双方の摩耗に対する影響を分離して考えること
ができず、実車走行試験において用いた車両と異なる車
両におけるタイヤの摩耗量や実車走行試験時の環境と異
なる環境の仕向け地等におけるタイヤの摩耗量を予測す
る場合の予測精度が低い、という問題点があった。
Treadwear on a Vehicle」記載の技術では、左右方向の
力、前後方向の力、上下方向の力、及びキャンバー角を
考慮してタイヤ摩耗量を予測しており、上記シャーラマ
ッハの摩耗量式は、駆動方向、制動方向、及び左右方向
の剛性を考慮したものとなっているが、これらのパラメ
ータのみを考慮したものでは、実路において車両に装着
したタイヤの摩耗寿命を精度良く予測するのは困難であ
る、という問題点があった。
けるタイヤの摩耗現象に影響する要因には、タイヤトレ
ッド部のゴムの特性、タイヤのトレッドパターンや構
造、タイヤへの市場走行時(実際に車両が使用される状
況での走行時)における入力等の多くの要因があり、こ
れらの多くの要因が影響する車両走行時のタイヤの摩耗
状況を、左右方向の力、前後方向の力、上下方向の力、
及びキャンバー角のみを考慮して精度良く予測したり、
駆動方向、制動方向、及び左右方向の剛性のみを考慮し
たシャーラマッハの摩耗量式を用いて精度良く予測する
のは困難である。
れたものであり、タイヤの摩耗寿命を短時間にかつ正確
に予測することができるタイヤ摩耗寿命予測方法を提供
することを目的とする。
に、請求項1記載のタイヤ摩耗寿命予測方法は、フリー
ローリング時のタイヤの摩擦エネルギーEwf、トー角
が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネルギーEw
a、横力が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネル
ギーEws、駆動力が付与されている状態でのタイヤの
摩擦エネルギーEwd、及び制動力が付与されている状
態でのタイヤの摩擦エネルギーEwbの各々を求めると
共にタイヤトレッド部のゴムの摩耗抵抗指数Glを求
め、前記摩耗抵抗指数Glと、前記摩擦エネルギーEw
f、Ewa、Ews、Ewd、及びEwbの総和で表わ
される摩擦エネルギーEwの逆数1/Ewとの積Gl×
(1/Ew)に基づいてタイヤの摩耗寿命を予測する。
測方法の原理について説明する。
のゴムの材質の寄与Gと、タイヤのトレッドパターンや
構造の寄与Eと、の2つに大別することができると仮定
した。
質の寄与Gとしてランボーン摩耗試験により得られるタ
イヤトレッド部のゴムの摩耗抵抗指数Glを、上記タイ
ヤのトレッドパターンや構造の寄与Eとして摩擦エネル
ギーを、各々測定して適用した。
摩耗抵抗指数Glに関しては、1987年第131回A
CSミーティングPaper79番等において、タイヤ
におけるトップゴム(ゴムの表面)の摩耗性能を示す指
数として有効であることが報告されている。
2年秋季自動車技術会講演会前刷り集の「タイヤ摩耗の
室内評価についての一つの試み」(横浜ゴム株式会社)
等において、タイヤの摩耗に対するトレッドパターンや
構造の寄与を評価するための有効な物理量である旨が報
告されている。
エネルギーEwと、を用いて、タイヤの耐摩耗性能を予
測することを試みた。
長く、摩擦エネルギーEwが大きいほど摩耗寿命は短い
と考えられるので、次の(3)式で耐摩耗係数mを定義
した。
るので、耐摩耗係数mに基づいて、次の(4)式を用い
てタイヤ摩耗寿命期待値Tlを定義した。
はタイヤの棄却限界とされている残溝1.6(mm)に
相当する。
に、摩擦エネルギーEwは、横力(左右力)が付与され
ている状態でのタイヤの摩擦エネルギーEws、駆動力
が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネルギーEw
d、制動力が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネ
ルギーEwbで表されると考え、(4)式を次の(5)
式に変形した。
の入力を行なったときの摩耗寿命期待値Tlを算出する
と共に、実車による走行試験により実際に当該タイヤの
摩耗寿命を測定した。
実車による走行試験により得られた摩耗寿命との関係を
示したグラフである。同図に示すように、摩耗寿命期待
値Tlと実車による走行試験により得られた摩耗寿命と
では相関が低く、このままでは摩耗寿命期待値Tlに基
づいて最終的に得られるタイヤ摩耗寿命の予測精度を上
げることはできないことが確認できた。
各摩擦エネルギーを詳細に検討した結果、図2(A)〜
(C)に示すように、4種類のタイヤA〜Dにおいて各
入力の2乗に対して各摩擦エネルギーEws、Ewd、
Ewbの各々が比例しており、これに関してはシャーラ
マッハによる検討の通りであったが、そのグラフは原点
を通らずに、正の切片が存在することが判明した。
果、フリーローリング時(自由転動時)のタイヤの摩擦
エネルギーEwf、及びトー角が付与されている状態で
のタイヤの摩擦エネルギーEwaが、上記正の切片に対
応する摩擦エネルギーの主たる要素であることが判明し
た。
次の(6)式を用いて算出する事とし、 Ew=Ewf+Ewa+Ews+Ewb+Ewd (6) タイヤの摩耗寿命期待値Tlを、次の(7)式を用いて
算出することとした。
5通りの入力を行なったときの摩耗寿命期待値Tlを求
めた結果、図3に示すように、摩耗寿命期待値Tlと実
車による走行試験によって得られた摩耗寿命との相関が
高くなり、摩耗寿命期待値Tlに基づいて最終的に得ら
れるタイヤ摩耗寿命の予測精度を高めることができるこ
とが判明した。
イヤ摩耗寿命予測方法では、フリーローリング時のタイ
ヤの摩擦エネルギーEwf、トー角が付与されている状
態でのタイヤの摩擦エネルギーEwa、横力が付与され
ている状態でのタイヤの摩擦エネルギーEws、駆動力
が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネルギーEw
d、及び制動力が付与されている状態でのタイヤの摩擦
エネルギーEwbの各々が求められると共にタイヤトレ
ッド部のゴムの摩耗抵抗指数Glが求められる。
耗試験等の室内摩耗試験によって求めることができる。
ランボーン摩耗試験は、JIS K 6264により規
格化されているもので、加硫ゴム、その他の弾性材料の
摩耗試験のうち、ランボーン摩耗試験機を用いて耐摩耗
性を測定するものである。また、上記トー角は進行方向
に対するタイヤ赤道面の角度、上記横力はタイヤの転動
方向と直交する方向の力、上記駆動力はタイヤ駆動時の
タイヤの進行方向の力、上記制動力はタイヤ制動時の駆
動力方向とは逆方向の力である。ここで、各摩擦エネル
ギーは単位面積当りの摩擦エネルギーであり、単位はk
gf/cm(SI単位系ではN/m)である。
式で表される摩擦エネルギーEwの逆数1/Ewとの積
Gl×(1/Ew)に基づいてタイヤの摩耗寿命が予測
される。
寿命予測方法によれば、横力(左右力)が付与されてい
る状態でのタイヤの摩擦エネルギーEws、駆動力が付
与されている状態でのタイヤの摩擦エネルギーEwd、
制動力が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネルギ
ーEwbに加えて、フリーローリング時のタイヤの摩擦
エネルギーEwf、トー角が付与されている状態でのタ
イヤの摩擦エネルギーEwaが、タイヤの摩耗寿命を予
測するための要素として用いられるので、従来の摩耗寿
命予測方法に比較して、より高精度なタイヤの摩耗寿命
予測を行なうことができる。
方法は、請求項1記載のタイヤ摩耗寿命予測方法におい
て、予測対象とする車両の静的なトー角、キャンバー
角、及びタイヤ一輪当たりの荷重と、前記車両の静的か
ら動的へ移行する際のトー角、キャンバー角、及びタイ
ヤ一輪当たりの荷重の各々の変化分、又は前記車両の動
的なトー角、キャンバー角、及びタイヤ一輪当たりの荷
重と、から成る車両データを考慮して前記摩擦エネルギ
ーEwを算出するものである。ここで、静的とは、車両
が停止している状態を示し、動的とは、車両が走行して
いる状態を示す。
寿命予測方法によれば、予測対象とする車両の静的なト
ー角、キャンバー角、及びタイヤ一輪当たりの荷重と、
上記車両の静的から動的へ移行する際のトー角、キャン
バー角、及びタイヤ一輪当たりの荷重の各々の変化分、
又は上記車両の動的なトー角、キャンバー角、及びタイ
ヤ一輪当たりの荷重と、から成る車両データを考慮して
上記摩擦エネルギーEwを算出しているので、これらの
車両データを考慮しない場合に比較して、より高精度な
タイヤの摩耗寿命予測を行なうことができる。
方法のように、請求項1又は請求項2記載のタイヤ摩耗
寿命予測方法において、前記積Gl×(1/Ew)にタ
イヤ棄却限界に至るまでの残溝の深さを乗算した値に基
づいてタイヤの摩耗寿命を予測することが好ましい。な
お、上記タイヤ棄却限界に至るまでの残溝の深さは、タ
イヤの溝深さNSDから、タイヤの棄却限界とされる
1.6を減算した値を用いることが好ましい。この際の
タイヤの溝深さNSDは、例えばタイヤトレッド部の複
数の溝深さの平均値でもよいし、タイヤトレッド部の複
数の溝深さの最小値でもよい。
係る実施の形態を詳細に説明する。
参照して、本第1実施形態のタイヤ摩耗寿命予測方法を
説明する。
6264で規格化されているランボーン摩耗試験によ
り、摩耗寿命の予測を行なうタイヤ(例えば、タイヤサ
イズ225/55R16のタイヤ)のタイヤトレッド部
のゴムと同等のゴムサンプルの標準気温(例えば、25
°C)における摩耗抵抗指数Glを求める。
を行なうタイヤにおける、フリーローリング時のタイヤ
の摩擦エネルギーEwf、トー角が付与されている状態
でのタイヤの摩擦エネルギーEwa、横力が付与されて
いる状態でのタイヤの摩擦エネルギーEws、駆動力が
付与されている状態でのタイヤの摩擦エネルギーEw
d、及び制動力が付与されている状態でのタイヤの摩擦
エネルギーEwbを測定する。
ば図5に示す特開平7−63658号公報に記載のタイ
ヤ踏面の接地部測定装置10を用いて行なうことができ
る。
フリーローリング時、トー角が付与されている状態、横
力が付与されている状態、駆動力が付与されている状
態、及び制動力が付与されている状態、の各々の場合の
滑り量S(cm)を測定すると共に、路面22に設けら
れている3成分力変換器32を用いて剪断力τ(kgf
/cm2 )を測定する。特開平7−63658号公報に
も記載されているように、タイヤ踏面の摩擦仕事量Eは
(8)式で表される。
と剪断力τを用いて(8)式によりタイヤ踏面の摩擦仕
事量を算出し、これを各摩擦エネルギーとして用いる。
は、タイヤ30をタイヤ支持台54の上部に装着する際
に、装着されたタイヤ30の進行方向に対する角度が所
望のトー角となるように装着することにより行なう。ま
た、上記横力を付与するには、路面22の移動と同時に
タイヤ支持台54を路面の移動方向に対して左方向、及
び右方向に移動させる、または路面22の移動方向とホ
イール面に角度をつけることにより行なう。
用いた、タイヤ踏面の接地部の滑り量S、及び剪断力τ
の測定方法を詳細に説明する。
の滑り量Sを測定する場合、タイヤトレッドの任意の位
置にマーキングを施す。タイヤ30を回転させてマーキ
ングの施されたブロックを真上に位置させ、マーキング
がテレビカメラ60の真下に位置するようにタイヤ支持
台54の位置を調整する。次に、透明板24の中央部分
がマーキングの施されたブロックの真上に位置するよう
に路面22を移動させる。次に、サブフレーム36を上
昇させて、タイヤのタイヤトレッドを路面22の透明板
24に押圧させる。ここで、タイヤ30の押圧力を決め
るには、路面22を移動させて、タイヤ30を3成分力
変換器32に接触させて計測、調整を行う。
方向一方側に移動させ、他方側へ向かって路面22を所
定の速度、例えばタイヤ周速度に合わせて移動させる。
グを施した任意の位置が透明板24に接地してから離間
するまでを経時的にテレビカメラ60は撮影領域の中央
で捕らえることができる。
0を路面22に固定したので、路面22の透明板24に
接地した任意の位置が滑りを起こしていない場合には、
テレビモニターの画面中央にマーキングが静止した状態
で写し出される。
滑りを起こした場合には、透明板24と任意の位置との
相対的な位置がずれたことになるため、テレビモニター
に写し出されたマーキングが画面中央から移動するの
で、この移動量を滑り量Sとして計測する。
イヤトレッドの任意の位置が路面22の透明板24に接
触し初めてから離間するまでの状態を容易に追跡するこ
とができる。
体を撮影する必要が無く、測定すべき微小領域(例え
ば、1つのブロック)をほぼテレビカメラ60の画角い
っぱいに入れて滑り量Sを高精度で計測することができ
る。
に設けられた3成分力変換器32により測定する。
と、図4のステップ104では、ステップ100におい
て求められた摩耗抵抗指数Glと、ステップ102にお
いて測定された各摩擦エネルギーと、タイヤの溝深さN
SDと、を(7)式に代入することにより、タイヤの摩
耗寿命期待値Tlを算出する。なお、本第1実施形態に
おけるタイヤの溝深さNSDは、タイヤトレッド部の複
数箇所の溝深さを計測し、これらの平均値として予め求
めておく。
において算出された摩耗寿命期待値Tlに基づいてタイ
ヤの摩耗寿命を予測する。この場合のタイヤの摩耗寿命
の予測には、例えば他のタイヤの摩耗寿命期待値Tlと
比較することによって、該他のタイヤより摩耗寿命が長
い、または短いといったことを予測する、或いは、ある
タイヤの図3に示したグラフを予め用意しておき、該グ
ラフと、算出された摩耗寿命期待値Tlと、に基づいて
摩耗寿命値を求める等の方法が挙げられる。
態に係るタイヤ摩耗寿命予測方法は、横力が付与されて
いる状態でのタイヤの摩擦エネルギーEws、駆動力が
付与されている状態でのタイヤの摩擦エネルギーEw
d、制動力が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネ
ルギーEwbに加えて、フリーローリング時のタイヤの
摩擦エネルギーEwf、トー角が付与されている状態で
のタイヤの摩擦エネルギーEwaを、タイヤの摩耗寿命
を予測するための要素として用いているので、従来の摩
耗寿命予測方法に比較して、より高精度なタイヤの摩耗
寿命予測を行なうことができる。
命予測方法は、ランボーン摩耗試験及び図5に示した接
地部測定装置を用いた各摩擦エネルギーの測定のみによ
りタイヤの摩耗寿命を予測できるので、実車による走行
試験を行なう必要がなく、短時間で予測を行なうことが
できる。
態について説明する。本第2実施形態は、上記第1実施
形態において、図5に示すタイヤ踏面の接地部測定装置
10を用いて測定した横力が付与されている状態でのタ
イヤの摩擦エネルギーEws、駆動力が付与されている
状態でのタイヤの摩擦エネルギーEwd、及び制動力が
付与されている状態でのタイヤの摩擦エネルギーEwb
を、市場走行時の入力を反映したものとするものであ
る。
横力が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネルギー
Ews、駆動力が付与されている状態でのタイヤの摩擦
エネルギーEwd、及び制動力が付与されている状態で
のタイヤの摩擦エネルギーEwbの求め方を説明する。
ーEws、摩擦エネルギーEwd、及び摩擦エネルギー
Ewbの各々を、左右方向の入力Fy、駆動力によって
発生する前方向の力Fx+ 、及び制動力によって発生す
る後方向の力Fx- 、未定係数S、D、B及び指数n
s、nd、nbを用いて、次の(9)式〜(11)式で
表した場合の未定係数S、D、Bを求める。ここで、左
右方向の入力Fy、前方向の力Fx+ 、及び後方向の力
Fx- の単位は(kgf)である。また、本第2実施形
態では、指数ns、nd、nbを2に固定した場合につ
いて以下の説明を行う。
求める。すなわち、未定係数Sは、まず摩耗寿命を予測
したいタイヤに対して複数通り(好ましくは3通り以
上)の左右方向の入力Fyを付与した場合の摩擦エネル
ギーEwsを各々測定し、測定された摩擦エネルギーE
wsと、そのときのタイヤに付与した左右方向の入力F
yの2乗とから(9)式から逆算して、すなわちEws
/Fy2 を計算して複数の未定係数Sを求め、これらの
平均値として求める。同様に未定係数Dは、まず摩耗寿
命を予測したいタイヤに対して複数通り(好ましくは3
通り以上)の前方向の力Fx+ を付与した場合の摩擦エ
ネルギーEwdを各々測定し、測定された摩擦エネルギ
ーEwdと、そのときのタイヤに付与した前方向の力F
x+ の2乗とから(10)式から逆算して、すなわちE
wd/Fx+ 2 を計算して複数の未定係数Dを求め、こ
れらの平均値として求める。また、未定係数Bは、まず
摩耗寿命を予測したいタイヤに対して複数通り(好まし
くは3通り以上)の後方向の力Fx- を付与した場合の
摩擦エネルギーEwbを各々測定し、測定された摩擦エ
ネルギーEwbと、そのときのタイヤに付与した後方向
の力Fx - の2乗とから(11)式から逆算して、すな
わちEwb/Fx- 2 を計算して複数の未定係数Bを求
め、これらの平均値として求める。
を行ないたい市場を代表するような道路(例えば日本国
内の一般的な道路等)を特定して、特定された道路に対
して車両を所定距離だけ走行させたときの車両重心位置
の左右方向の加速度(G)、及び車両重心位置の前後方
向の加速度(G)を所定時間毎に測定することにより、
市場走行時の車両重心位置の左右方向の加速度分布、及
び車両重心位置の前後方向の加速度分布を求める。な
お、各加速度は、例えば車両の重心位置にGセンサを設
置しておき、該Gセンサにより測定することができる。
図7(A)は車両重心位置の前後方向の加速度分布の一
例を、図7(B)は車両重心位置の左右方向の加速度分
布の一例を各々示す。
度分布のRMS値As、前方向の加速度分布のRMS値
Ax+ 、及び後方向の加速度分布のRMS値Ax- を算
出する。なお、ここでRMS値は、各加速度分布におけ
る各加速度の2乗の平均値の平方根で求められる値であ
る。また、前方向の加速度分布のRMS値Ax+ を求め
る際には、車両重心位置の前後方向の加速度分布におけ
る0より大きい加速度のRMS値を、後方向の加速度分
布のRMS値Ax- を求める際には、車両重心位置の前
後方向の加速度分布における0より小さい加速度のRM
S値を、各々求める。
られたRMS値As、RMS値Ax + 、及びRMS値A
x- と、タイヤ荷重wとにより、次の(12)式〜(1
4)式により、左右方向の入力Fy、前方向の力F
x+ 、及び後方向の力Fx- を求める。なお、タイヤ荷
重wの単位は(kg)である。 Fy =w×As (12) Fx+ =w×Ax+ (13) Fx- =w×Ax- (14) 但し、前方向の力Fx+ に関しては、駆動輪が2輪のみ
の車両では、車両全体を加速させるための力を、駆動輪
の2輪のみで発生しなければならないため、駆動輪2輪
の発生力の和が重心の慣性力となるようにする。
られた未定係数Sと左右方向の入力Fyとを(9)式に
代入することにより摩擦エネルギーEwsを、未定係数
Dと前方向の力Fx+ とを(10)式に代入することに
より摩擦エネルギーEwdを、未定係数Bと後方向の力
Fx- とを(11)式に代入することにより摩擦エネル
ギーEwbを、各々求める。
x+ 、Fx- が判明している場合には、ステップ200
を実行せずに、ステップ208にて、前記Fy、F
x+ 、Fx- の条件にて前記接地部測定装置10を用い
て直接摩擦エネルギーEws、Ewd、Ewbを測定に
て求めることも可能である。
態に係るタイヤ摩耗寿命予測方法は、第1実施形態にお
ける横力が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネル
ギーEws、駆動力が付与されている状態でのタイヤの
摩擦エネルギーEwd、及び制動力が付与されている状
態でのタイヤの摩擦エネルギーEwbの各摩擦エネルギ
ーを、市場走行時の車両重心位置の左右方向の加速度分
布、及び車両重心位置の前後方向の加速度分布の各々の
分布のRMS値に基づいて求めることにより市場走行時
の入力を反映したものとしたので、上記第1実施形態に
示したタイヤ摩耗寿命予測方法に比較して、より高精度
にタイヤの摩耗寿命を予測することができる。
(11)式における未定係数S、D、Bを求める方法と
して、指数ns、nd、nbを2に固定し、複数の入力
を行なった場合の各摩擦エネルギーを測定して、各入力
と摩擦エネルギーとを用いて、(9)式〜(11)式に
より逆算して求める場合について説明したが、本発明は
これに限定されるものではなく、指数ns、nd、nb
を固定値とせず、複数の入力を行なった場合の各摩擦エ
ネルギーを測定して、各入力と摩擦エネルギーとの関係
から最小2乗法、偏差面積法等によって各未定係数S、
D、B及び各指数ns、nd、nbを近似的に求めるよ
うにしてもよい。この場合、指数ns、nd、nbを固
定値とする場合に比較して、より高精度な摩耗寿命予測
が行なえる。
態について説明する。本第3実施形態は、予測対象とす
る車両の静的及び動的なトー角、キャンバー角、及びタ
イヤ一輪当たりの荷重を考慮すると共に市場走行時の入
力を反映して摩擦エネルギーEwを算出することによ
り、高精度にタイヤの摩耗寿命を予測するものである。
ートを参照して、本第3実施形態のタイヤ摩耗寿命予測
方法を説明する。
測対象とするタイヤを装着する車両の静特性(静的なト
ー角、キャンバー角、タイヤ一輪当たりの荷重等)、動
特性(動的なトー角、キャンバー角、タイヤ一輪当たり
の荷重等)等の車両データを入力する。
タを入力する。なお、タイヤ単体データは、摩耗寿命の
予測を行なうタイヤのタイヤトレッド部のゴムと同等の
ゴムサンプルの標準気温(例えば、25°C)における
摩耗抵抗指数Glと、有効溝深さZと、フリーローリン
グ時、横力付与時、制動力付与時、及び駆動力付与時の
各々に関与する次に示す各種パラメータと、により構成
される。
タ) ・フリーローリング時のタイヤの摩擦エネルギーef ・初期トーによるフリーローリング時のタイヤの摩擦エ
ネルギーeaf ・キャンバー角当たりのフリーローリング時のタイヤの
摩擦エネルギーKf (横力付与時に関与するパラメータ) ・横力が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネルギ
ーes ・ロールステアと荷重変化に伴うコーナリングパワー
(以下、Cpという)の変化とCpの変化に伴うトー角
の変化と横力キャンバーの変化とを考慮して得た横力が
付与されている状態でのタイヤの摩擦エネルギー変化分
eas ・キャンバー角当たりの横力が付与されている状態での
タイヤの摩擦エネルギー変化分Ks (制動力付与時に関与するパラメータ) ・制動力が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネル
ギーeb ・前後力ステアと荷重変化に伴うCpの変化とCpの変
化に伴うトー角の変化とを考慮して得た制動力が付与さ
れている状態でのタイヤの摩擦エネルギー変化分eab ・キャンバー角当たりの制動力が付与されている状態で
のタイヤの摩擦エネルギー変化分Kb (駆動力付与時に関与するパラメータ) ・駆動力が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネル
ギーed ・前後力ステアと荷重変化に伴うCpの変化とCpの変
化に伴うトー角の変化とを考慮して得た駆動力が付与さ
れている状態でのタイヤの摩擦エネルギー変化分ead ・キャンバー角当たりの駆動力が付与されている状態で
のタイヤの摩擦エネルギー変化分Kd なお、本ステップ302において入力される摩耗抵抗指
数Glは、上述したランボーン摩耗試験等の室内摩耗試
験により得ることができ、その他の各種パラメータは、
上述した図5に示す接地部測定装置10等を用いて得る
ことができる。また、有効溝深さZは、本発明のタイヤ
棄却限界に至るまでの残溝の深さに相当する。
図7(B)に示したものと同様の形態の市場走行時の車
両重心位置の前後方向の加速度分布、及び車両重心位置
の左右方向の加速度分布を入力する。なお、各加速度分
布は、上記第2実施形態で示した方法と同様の方法で得
ることができる。
00〜ステップ304で入力された各種データを用い
て、次の(15)式により全体的な摩擦エネルギーEw
を算出した後に、該摩擦エネルギーEw、摩耗抵抗指数
Gl、及び有効溝深さZを(16)式に代入することに
より摩耗係数MKを算出する。
参照)を得る際の加速度Gのサンプリング種類数を、E
wfiは次の(17)式で求められるフリーローリング
時のタイヤの摩擦エネルギーを、Ewsiは次の(1
8)式で求められる横力が付与されている状態でのタイ
ヤの摩擦エネルギーを、Ewbiは次の(19)式で求
められる制動力が付与されている状態でのタイヤの摩擦
エネルギーを、Ewdiは次の(20)式で求められる
駆動力が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネルギ
ーを、各々示す。
場走行時の加速度分布における全体の頻度に対するi番
目の加速度の頻度の割合を示す。例えば、全体の頻度が
100でi番目の加速度の頻度が5である場合の頻度i
は0.05(=5/100)である。また、(17)式
〜(20)式におけるCAは、静的な初期値のキャンバ
ー角を示す。
2実施形態と同様に、(9)式〜(11)式を適用し
て、未定係数S、D、B及び指数ns、nd、nbを設
定して摩擦エネルギーEwsi、Ewdi、及びEwb
iを、より高精度に算出してもよい。ここで、未定係数
S、D、B及び指数ns、nd、nbは、複数の入力を
行なった場合の各摩擦エネルギーを測定して、各入力と
摩擦エネルギーとの関係から最小2乗法、偏差面積法等
によって近似的に求めることができる。
す予測値算出ルーチンを実行する。
予め予測対象とする市場において得られている摩耗寿命
の実績値Mjと、予測対象とする車両及びタイヤの組み
合わせにおける上記(16)式により求められた摩耗係
数MKとを次の(21)式に代入することによって市場
対応換算係数Aを算出する。
寿命予測値Mを算出した後に本手順を終了する。
場実績との関係を示すグラフである。同図に示すよう
に、摩耗寿命予測値と実際の市場実績との相関は非常に
高く、以上の手順によって高精度な摩耗寿命予測値を得
ることができる。
示した予測値算出ルーチンによって摩耗寿命予測値を得
る場合について説明したが、例えば図9(B)に示すよ
うな予測値算出ルーチンによって摩耗寿命予測値を得る
形態としてもよい。
市場対応換算係数Aとして所定値(本実施形態では1.
0)を初期値として設定し、次のステップ362では、
ステップ360で設定された市場対応換算係数Aを用い
た3以上の複数の摩耗寿命予測値Mを求め、次のステッ
プ364では、ステップ362で得られた複数の摩耗寿
命予測値Mと実際の市場データとの相関係数Tを算出し
て、該相関係数Tが所定閾値δ(本実施形態では0.
8)より大きいか否かを判定し、大きくない場合は、上
記ステップ360へ戻って、市場対応換算係数Aの値を
所定値(本実施形態では0.1)だけ変化(増加又は減
少)させた後にステップ362及びステップ364の処
理を再度行なう。
きくなるまで、摩耗寿命予測値Mの算出を繰り返して行
った後に本予測値算出ルーチンを終了する。このよう
に、算出された摩耗寿命予測値と実際の市場データとの
相関係数が所定閾値より大きくなるようにAの値を設定
することにより、より高精度な摩耗寿命の予測が可能と
なる。
態に係るタイヤ摩耗寿命予測方法は、予測対象とする車
両の静的及び動的なトー角、キャンバー角、及びタイヤ
一輪当たりの荷重を考慮すると共に市場走行時の入力を
反映して摩擦エネルギーEwを算出しているので、この
結果として高精度にタイヤの摩耗寿命を予測することが
できる。
ギーを測定するのに、特開平7−63658号公報に記
載のタイヤ踏面の接地部測定装置10(図5参照)を用
いる場合について説明したが、本発明はこれに限定され
るものではなく、例えば1982年秋季自動車技術会講
演会前刷り集の「タイヤ摩耗の室内評価についての一つ
の試み」(横浜ゴム株式会社)において摩擦エネルギー
を測定する際に用いている米国Precision Measurement
Co. 製の接地圧・変位測定装置であるTire Pressure an
d Slip Plateを用いてもよい。
さNSDをタイヤトレッド部の複数の溝深さの平均値と
する場合について説明したが、本発明はこれに限定され
るものではなく、例えばタイヤトレッド部の複数の溝深
さの最小値とする形態としてもよい。
力(左右力)が付与されている状態でのタイヤの摩擦エ
ネルギーEws、駆動力が付与されている状態でのタイ
ヤの摩擦エネルギーEwd、制動力が付与されている状
態でのタイヤの摩擦エネルギーEwbに加えて、フリー
ローリング時のタイヤの摩擦エネルギーEwf、トー角
が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネルギーEw
aが、タイヤの摩耗寿命を予測するための要素として用
いられるので、従来の摩耗寿命予測方法に比較して、よ
り高精度なタイヤの摩耗寿命予測を行なうことができ
る、という効果が得られる。
と、実車試験により計測されたタイヤ摩耗寿命との関係
を示すグラフである。
態でのタイヤの摩擦エネルギーEwsとの関係を示すグ
ラフ、(B)は入力の2乗と駆動力が付与されている状
態でのタイヤの摩擦エネルギーEwdとの関係を示すグ
ラフ、(C)は入力の2乗と制動力が付与されている状
態でのタイヤの摩擦エネルギーEwbとの関係を示すグ
ラフである。
と、実車試験により計測されたタイヤ摩耗寿命との関係
を示すグラフである。
の手順を示す概略フローチャートである。
するために用いられるタイヤ踏面の接地部測定装置の側
面図である。
Ewd、Ewbを求める手順を示す概略フローチャート
である。
の加速度分布の一例を示すグラフであり、(B)は市場
における車両重心位置の左右方向の加速度分布の一例を
示すグラフである。
の手順を示す概略フローチャートである。
チンの手順を示す概略フローチャートであり、(B)は
予測値算出ルーチンの別の手順を示す概略フローチャー
トである。
の市場実績との関係を示すグラフである。
Claims (3)
- 【請求項1】 フリーローリング時のタイヤの摩擦エネ
ルギーEwf、トー角が付与されている状態でのタイヤ
の摩擦エネルギーEwa、横力が付与されている状態で
のタイヤの摩擦エネルギーEws、駆動力が付与されて
いる状態でのタイヤの摩擦エネルギーEwd、及び制動
力が付与されている状態でのタイヤの摩擦エネルギーE
wbの各々を求めると共にタイヤトレッド部のゴムの摩
耗抵抗指数Glを求め、 前記摩耗抵抗指数Glと、前記摩擦エネルギーEwf、
Ewa、Ews、Ewd、及びEwbの総和で表わされ
る摩擦エネルギーEwの逆数1/Ewとの積Gl×(1
/Ew)に基づいてタイヤの摩耗寿命を予測するタイヤ
摩耗寿命予測方法。 - 【請求項2】 予測対象とする車両の静的なトー角、キ
ャンバー角、及びタイヤ一輪当たりの荷重と、前記車両
の静的から動的へ移行する際のトー角、キャンバー角、
及びタイヤ一輪当たりの荷重の各々の変化分、又は前記
車両の動的なトー角、キャンバー角、及びタイヤ一輪当
たりの荷重と、から成る車両データを考慮して前記摩擦
エネルギーEwを算出する請求項1記載のタイヤ摩耗寿
命予測方法。 - 【請求項3】 前記積Gl×(1/Ew)にタイヤ棄却
限界に至るまでの残溝の深さを乗算した値に基づいてタ
イヤの摩耗寿命を予測する請求項1又は請求項2記載の
タイヤ摩耗寿命予測方法。
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