JP7161389B2 - タイヤ接地特性計測方法、タイヤ接地特性計測装置およびタイヤ接地特性計測システム - Google Patents

Description

本発明はタイヤ接地特性計測方法、タイヤ接地特性計測装置およびタイヤ接地特性計測システムに関する。

特許文献１には、タイヤのトレッド表面の各部位の接地特性を得るタイヤの接地特性の測定方法および測定装置が記載されている。特許文献１に記載された技術では、タイヤの接地圧、幅方向せん断応力および周方向せん断応力を測定可能な３分力センサが埋設された、回転駆動可能な回転ドラムに、所要のキャンバ角およびスリップ角を付与した測定対象としてのタイヤが当接させられる。また、回転ドラムおよびタイヤが共に回転させられ、タイヤが、３分力センサ上を複数回通過させられ、３分力センサが、タイヤの接地圧、幅方向せん断応力および周方向せん断応力を複数回測定する。また、各々の測定点のタイヤ周方向位置が特定される。更に、タイヤを回転ドラムの回転軸方向に変位させながら、タイヤの接地圧、幅方向せん断応力および周方向せん断応力の測定と、測定点のタイヤ周方向位置の特定とが、繰り返される。その結果、タイヤが回転ドラムに接触している領域である接触領域における接地圧分布、幅方向せん断応力分布および周方向せん断応力分布を得られる。
ところで、特許文献１に記載された技術では、所定の時点のタイヤの接地圧、幅方向せん断応力および周方向せん断応力を得るための測定が、開始されてから終了するまでの間、付与されるキャンバ角およびスリップ角が一定値に維持される。そのため、特許文献１に記載された技術によっては、実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化が発生している期間中（例えばレーンチェンジの開始時から終了時までの期間中）の各時点における実車のタイヤ姿勢に対応するタイヤ接地特性（接地力分布、幅方向せん断応力分布および周方向せん断応力分布）を得ることができない。

特開２０１４－０２１０１２号公報

上述した問題点に鑑み、本発明は、実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化が発生している期間中の各時点における実車のタイヤ姿勢に対応するタイヤ接地特性を得ることができるタイヤ接地特性計測方法、タイヤ接地特性計測装置およびタイヤ接地特性計測システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様のタイヤ接地特性計測方法は、実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化をタイヤに再現する再現ステップと、回転可能な回転ドラム上に埋設された応力測定手段が、回転駆動される前記回転ドラムに当接する前記タイヤにかかる応力を測定する応力測定ステップと、前記応力測定手段によって測定された応力に基づいて、前記タイヤのトレッド表面のうちの前記回転ドラムに接触する接地領域における特性であるタイヤ接地特性を算出する算出ステップとを含み、前記算出ステップにおいて算出されるタイヤ接地特性は、前記過渡的な変化が発生している期間中の各時点における実車のタイヤ姿勢に対応する前記タイヤのタイヤ接地特性を計測する方法に関する。

つまり、本発明の一態様のタイヤ接地特性計測方法では、実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化が発生している期間中の各時点における実車のタイヤ姿勢に対応するタイヤのタイヤ接地特性が、算出ステップにおいて算出される。
そのため、本発明の一態様のタイヤ接地特性計測方法によれば、実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化が発生している期間中の各時点における実車のタイヤ姿勢に対応するタイヤ接地特性を得ることができる。

本発明の一態様のタイヤ接地特性計測方法における、前記応力測定ステップでは、前記回転ドラムの回転速度が、ドラム用駆動手段によって調整され、前記回転ドラムに対する前記タイヤの位置が、タイヤ位置制御手段によって前記回転ドラムの回転軸方向および／または径方向に調整され、前記タイヤの回転速度が、タイヤ用駆動手段によって調整され、前記タイヤのキャンバ角、スリップ角および／または接地力が、タイヤ角制御手段によって調整されてもよい。
応力測定ステップにおいてそのようなことが行われる場合には、応力測定ステップにおいてそのようなことが行われない場合よりも正確に、実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化をタイヤに再現することができる。

本発明の一態様のタイヤ接地特性計測方法における、前記応力測定ステップでは、前記応力測定手段としての３分力センサが、前記タイヤにかかる接地力と幅方向せん断応力と周方向せん断応力とを測定してもよい。
応力測定ステップにおいて、３分力センサが、タイヤにかかる接地力と幅方向せん断応力と周方向せん断応力とを測定する場合には、タイヤ接地特性として接地力分布と幅方向せん断応力分布と周方向せん断応力分布とを算出することができる。

本発明の一態様のタイヤ接地特性計測方法における、ドラム用駆動手段が前記回転ドラムを回転駆動すると共に、タイヤ用駆動手段が前記タイヤを回転駆動することによって、前記応力測定手段を、前記タイヤの前記トレッド表面の周方向の複数箇所に接触させ、前記応力測定手段が、前記複数箇所において前記タイヤにかかる応力を測定し、タイヤ側回転位置検出手段が、前記複数箇所のそれぞれに対応する前記タイヤの回転位置を検出し、タイヤ位置制御手段が前記回転ドラムに対する前記タイヤの位置を前記回転ドラムの回転軸方向に変化させながら、前記応力測定手段が、前記タイヤにかかる応力を繰り返し測定すると共に、前記タイヤ側回転位置検出手段が、前記タイヤの回転位置を繰り返し検出することによって、処理装置が、前記接地領域における接地力分布と幅方向せん断応力分布と周方向せん断応力分布とを算出し、前記処理装置は、前記接地領域内の各箇所おける接地力分布、幅方向せん断応力分布および／または周方向せん断応力分布を合成することによって、前記過渡的な変化が発生している期間中の各時点における前記タイヤ接地特性を算出してもよい。
そのように応力測定手段がタイヤのトレッド表面の周方向の複数箇所に接触させられ、応力測定手段がタイヤにかかる応力を繰り返し測定し、処理装置が接地領域における接地力分布と幅方向せん断応力分布と周方向せん断応力分布とを算出し、処理装置が接地領域内の各箇所おける接地力分布、幅方向せん断応力分布および／または周方向せん断応力分布を合成する場合には、タイヤのトレッド表面の周方向の複数箇所における接地力分布、幅方向せん断応力分布および／または周方向せん断応力分布を得ることができる。

本発明の一態様のタイヤ接地特性計測方法における、前記過渡的な変化を前記タイヤに再現する前記再現ステップでは、車両特性計測装置の架台装置の支持部が、前記車両特性計測装置に備えられている試験用車両の車体と車輪とを独立に変位させ、前記架台装置の計測器が、前記車体の変位量および／または作用力と、前記車輪の変位量および／または作用力とを計測し、前記車両特性計測装置に備えられている制御器が、前記支持部によって前記車体に付与される変位量と、前記支持部によって前記車輪に付与される変位量とを制御し、処理装置は、前記計測器の計測データを用いることによって実車の走行時の運動状態を予測し、予測された前記運動状態に基づいて、タイヤ姿勢の前記過渡的な変化を前記タイヤに再現してもよい。
処理装置が計測器の計測データを用いることによって実車の走行時の運動状態を予測し、その運動状態に基づいて、タイヤ姿勢の過渡的な変化をタイヤに再現する場合には、計測器の計測データが用いられない場合とは異なり、例えばサスペンションなどの車両特性を反映させたタイヤ接地特性を得ることができるため、より実車に近い条件でタイヤの接地特性を計測することができる。

本発明の一態様のタイヤ接地特性計測方法では、計測された応力および接地荷重を実車の挙動をシミュレーションする車両モデルに反映させることにより、タイヤの軸力などの車両特性を予測することができる。車両特性計測装置が、予測されたタイヤの軸力などの車両特性を試験用車両に反映し、計測器は、前記車両特性が反映された前記試験用車両の車体および車輪の変位量および／または作用力を計測し、車両特性が反映された前記計測器の計測データに基づいて、前記ドラム用駆動手段による前記回転ドラムの回転速度の変更、タイヤ位置制御手段による前記回転ドラムに対する前記タイヤの位置の変更、タイヤ用駆動手段による前記タイヤの回転速度の変更、および、タイヤ角制御手段による前記タイヤの角度の変更の少なくともいずれかが行われてもよい。
前記実車挙動シミュレータによって予測されるタイヤの軸力などの車両特性が試験用車両に反映される場合には、車両特性が試験用車両に反映されない場合よりも高精度な車両特性を車両特性計測装置が計測することができる。

本発明の一態様のタイヤ接地特性計測方法では、前記試験用車両の電子制御ユニットに対して、予測された前記車両特性に基づく指令を送信することにより前記試験用車両の電子制御ユニットに走行状態を認識させてもよい。
試験用車両の電子制御ユニットに対して、予測された車両特性に基づく指令を送信することにより試験用車両の電子制御ユニットに走行状態を認識させる場合には、試験用車両の電子制御ユニットに走行状態を認識させない場合よりも高精度なタイヤ接地特性を得ることができる。

本発明の一態様のタイヤ接地特性計測装置は、回転可能な回転ドラムと、前記回転ドラムを回転駆動するドラム用駆動手段と、前記回転ドラム上に埋設され、前記回転ドラムに当接するタイヤにかかる応力を測定する応力測定手段と、前記回転ドラムに対する前記タイヤの位置を制御するタイヤ位置制御手段と、前記タイヤを回転駆動するタイヤ用駆動手段と、前記回転ドラムに対する前記タイヤの角度を制御するタイヤ角制御手段と、前記応力測定手段によって測定された応力に基づいて、前記タイヤのトレッド表面のうちの前記回転ドラムに接触する接地領域における特性であるタイヤ接地特性を算出する処理装置とを備え、実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化を前記タイヤに再現するように、前記ドラム用駆動手段と、前記タイヤ位置制御手段と、前記タイヤ用駆動手段と、前記タイヤ角制御手段とが動作し、前記処理装置は、前記過渡的な変化が発生している期間中の各時点における実車のタイヤ姿勢に対応する前記タイヤ接地特性を算出する。

つまり、本発明の一態様のタイヤ接地特性計測装置では、実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化が発生している期間中の各時点における実車のタイヤ姿勢に対応するタイヤのタイヤ接地特性が、処理装置によって算出される。
そのため、本発明の一態様のタイヤ接地特性計測装置によれば、実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化が発生している期間中の各時点における実車のタイヤ姿勢に対応するタイヤ接地特性を得ることができる。

本発明の一態様のタイヤ接地特性計測装置では、前記ドラム用駆動手段は、前記回転ドラムの回転速度を調整可能であり、前記タイヤ位置制御手段は、前記回転ドラムに対する前記タイヤの位置を前記回転ドラムの回転軸方向および／または径方向に調整可能であり、前記タイヤ用駆動手段は、前記タイヤの回転速度を調整可能であり、前記タイヤ角制御手段は、前記タイヤのキャンバ角、スリップ角および／または接地力を調整可能であってもよい。
回転ドラムの回転速度が調整可能であり、回転ドラムに対するタイヤの位置が回転ドラムの回転軸方向および／または径方向に調整可能であり、タイヤの回転速度が調整可能であり、タイヤのキャンバ角、スリップ角および／または接地力が調整可能である場合には、それらのいずれかが調整できない場合よりも正確に、実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化をタイヤに再現することができる。

本発明の一態様のタイヤ接地特性計測装置では、前記応力測定手段は、前記タイヤにかかる接地力と幅方向せん断応力と周方向せん断応力とを測定可能な３分力センサであってもよい。
応力測定手段が３分力センサである場合には、処理装置が、タイヤ接地特性として接地力分布と幅方向せん断応力分布と周方向せん断応力分布とを算出することができる。

本発明の一態様のタイヤ接地特性計測装置は、前記タイヤの回転位置を検出するタイヤ側回転位置検出手段を更に備え、前記ドラム用駆動手段が前記回転ドラムを回転駆動すると共に、前記タイヤ用駆動手段が前記タイヤを回転駆動することによって、前記応力測定手段を、前記タイヤの前記トレッド表面の周方向の複数箇所に接触させ、前記応力測定手段は、前記複数箇所において前記タイヤにかかる応力を測定し、前記タイヤ側回転位置検出手段は、前記複数箇所のそれぞれに対応する前記タイヤの回転位置を検出し、前記タイヤ位置制御手段が前記回転ドラムに対する前記タイヤの位置を前記回転ドラムの回転軸方向に変化させながら、前記応力測定手段が、前記タイヤにかかる応力を繰り返し測定すると共に、前記タイヤ側回転位置検出手段が、前記タイヤの回転位置を繰り返し検出することによって、前記処理装置は、前記接地領域における接地力分布と幅方向せん断応力分布と周方向せん断応力分布とを算出し、前記処理装置は、前記接地領域内の各箇所おける接地力分布、幅方向せん断応力分布および／または周方向せん断応力分布を合成することによって、前記過渡的な変化が発生している期間中の各時点における前記タイヤ接地特性を算出してもよい。
そのように応力測定手段がタイヤのトレッド表面の周方向の複数箇所に接触させられ、応力測定手段がタイヤにかかる応力を繰り返し測定し、処理装置が接地領域における接地力分布と幅方向せん断応力分布と周方向せん断応力分布とを算出し、処理装置が接地領域内の各箇所おける接地力分布、幅方向せん断応力分布および／または周方向せん断応力分布を合成する場合には、タイヤのトレッド表面の周方向の複数箇所における接地力分布、幅方向せん断応力分布および／または周方向せん断応力分布を得ることができる。

本発明の一態様のタイヤ接地特性計測システムは、前記タイヤ接地特性計測装置と、車両特性計測装置と、実車挙動のシミュレータとを備えるタイヤ接地特性計測システムであって、前記車両特性計測装置は、車体と車輪とを有する試験用車両と、架台装置と、制御器とを備え、前記架台装置は、前記試験用車両が載置される支持部と、計測器とを備え、前記支持部は、前記車体と前記車輪とを独立に変位させることが可能であり、前記計測器は、前記車体の変位量および／または作用力と、前記車輪の変位量および／または作用力とを計測し、前記制御器は、前記支持部によって前記車体に付与される変位量と、前記支持部によって前記車輪に付与される変位量とを制御し、前記処理装置は、前記計測器の計測データを用いることによって実車の走行時の運動状態を予測し、予測された前記運動状態に基づいて、タイヤ姿勢の前記過渡的な変化を前記タイヤに再現する。
つまり、本発明の一態様のタイヤ接地特性計測システムでは、処理装置が計測器の計測データを用いることによって実車の走行時の運動状態を予測し、その運動状態に基づいて、タイヤ姿勢の過渡的な変化をタイヤに再現する。
そのため、本発明の一態様のタイヤ接地特性計測システムによれば、計測器の計測データが用いられない場合とは異なり、例えばサスペンションなどの車両特性を反映させたタイヤ接地特性を得ることができる。

本発明の一態様のタイヤ接地特性計測システムにおける、前記車両特性計測装置は、前記処理装置によって算出される前記タイヤ接地特性から予測される車両特性を前記試験用車両に反映し、前記計測器は、前記車両特性が反映された前記試験用車両の前記車体および前記車輪の変位量および／または作用力を計測し、前記車両特性が反映された前記計測器の計測データに基づいて、前記ドラム用駆動手段による前記回転ドラムの回転速度の変更、前記タイヤ位置制御手段による前記回転ドラムに対する前記タイヤの位置の変更、前記タイヤ用駆動手段による前記タイヤの回転速度の変更、および、前記タイヤ角制御手段による前記タイヤの角度の変更の少なくともいずれかが行われてもよい。
処理装置によって算出されるタイヤ接地特性から予測される車両特性が試験用車両に反映される場合には、処理装置によって算出されるタイヤ接地特性から予測される車両特性が試験用車両に反映されない場合よりも高精度な車両特性を車両特性計測装置が計測することができる。

本発明の一態様のタイヤ接地特性計測システムでは、前記試験用車両の電子制御ユニットに対して、予測された前記車両特性に基づく指令を送信することにより前記試験用車両の電子制御ユニットに走行状態を認識させてもよい。
試験用車両の電子制御ユニットに対して、予測された車両特性に基づく指令を送信することにより試験用車両の電子制御ユニットに走行状態を認識させる場合には、試験用車両の電子制御ユニットに走行状態を認識させない場合よりも高精度なタイヤ接地特性を得ることができる。

本発明によれば、実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化が発生している期間中の各時点における実車のタイヤ姿勢に対応するタイヤ接地特性を得ることができるタイヤ接地特性計測方法、タイヤ接地特性計測装置およびタイヤ接地特性計測システムを提供することができる。

本願においてタイヤの接地特性とは、上記センサから得られる計測値および計測値から算出される各種応力および摩耗エネルギーやすべり量等をいい、接地力分布、各種応力分布、すべり分布等を含むものをいう。
前記運動状態および車両特性には、車両位置、操舵角、ピッチ軸、ロール軸、ヨー軸まわりのモーメント、車両速度、車両の慣性パラメータ、接地力、タイヤの軸力等に代表される各種パラメータを含むことができ、タイヤの軸力としてはタイヤの回転軸に作用する６分力を少なくとも含むものことができる。６分力とはタイヤの固定軸に作用するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に沿う力と、Ｘ軸周りに作用するモーメント、Ｙ軸周りに作用するモーメント、Ｚ軸周りに作用するモーメントを指す。
また、前記電子制御ユニットに対して送信される予測された車両特性にもとづく指令には、ホイールスピード、ヨーレート、車両加速度、タイヤの軸上の加速度、前方レーダおよびカメラ等の各種車載されるセンサに代わる模擬信号を含むものとする。

第１実施形態のタイヤ接地特性計測装置の一例の構成図である。 タイヤに付与されるキャンバ角などを説明するための図である。 タイヤのトレッド表面のうちの回転ドラムに接触する接地領域などを説明するための図である。 第２実施形態のタイヤ接地特性計測装置の処理装置によって算出されたタイヤ接地特性の一例を説明するための図である。 第２実施形態のタイヤ接地特性計測装置の処理装置によって図４に示すようなタイヤ接地特性が算出される手法の一例を説明するための図である。 第２実施形態のタイヤ接地特性計測装置によってタイヤに再現される実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化の一例などを説明するための図である。 図６に示す例に測定開始時の回転ドラム位置を１８０°ずらして計測位置を追加した図である。 図７に示す例に更に計測点を追加した時の図である。 第２実施形態のタイヤ接地特性計測装置のタイヤ角制御手段がタイヤに付与する接地力Ｆｚ［Ｎ］、キャンバ角ＣＡ［ｄｅｇ］およびスリップ角ＳＡ［ｄｅｇ］の時間変化を示す図である。 第１実施形態のタイヤ接地特性計測装置の処理装置によって算出された幅方向せん断応力分布と、比較例としての従来のタイヤ接地特性計測装置によって算出された幅方向せん断応力分布との違いを示す図である。 第１実施形態のタイヤ接地特性計測装置の処理装置によって算出された接地力分布と、比較例としての従来のタイヤ接地特性計測装置によって算出された接地力分布との違いを示す図である。 第１実施形態のタイヤ接地特性計測装置１００において実行される処理の一例を説明するためのフローチャートである。 第３実施形態のタイヤ接地特性計測システムの一例の構成図である。 第２実施形態のタイヤ接地特性計測システムにおいて実行される処理の一例を説明するためのシーケンス図である。

以下、図面を参照し、本発明のタイヤ接地特性計測方法、タイヤ接地特性計測装置およびタイヤ接地特性計測システムの実施形態について説明する。

［第１実施形態］
図１は第１実施形態のタイヤ接地特性計測装置１００の一例の構成図である。図２はタイヤＴに付与されるキャンバ角ＣＡなどを説明するための図である。図３はタイヤＴのトレッド表面Ｔ１のうちの回転ドラム１に接触する接地領域Ｔ１Ａなどを説明するための図である。

図１～図３に示す例では、第１実施形態のタイヤ接地特性計測装置１００が、タイヤＴの接地特性の計測を行う。タイヤ接地特性計測装置１００は、回転ドラム１と、ドラム用駆動手段２と、応力測定手段３と、処理装置４と、タイヤ位置制御手段５と、タイヤ用駆動手段６と、タイヤ角制御手段７と、タイヤ空気圧変更手段１０とを備えている。
回転ドラム１は、回転可能に構成された概略円柱形状のドラムである。図２および図３に示すように、回転ドラム１の外周面には、タイヤＴのトレッド表面Ｔ１が当接させられる。
ドラム用駆動手段２は、回転ドラム１を回転駆動する例えばモータなどである。ドラム用駆動手段２はドラム軸２Ａを備えている。ドラム軸２Ａは回転ドラム１に連結されている。ドラム用駆動手段２は、回転ドラム１を正逆いずれの向きにも回転駆動することができ、また、回転ドラム１の回転速度を調整することができる。
図１～図３に示す例では、回転ドラム１がアウトサイドドラム型であるが、他の例では、回転ドラム１がインサイドドラム型であってもよい。

図１～図３に示す例では、応力測定手段３が、回転ドラム１上に埋設され、回転ドラム１に当接するタイヤＴにかかる応力を測定する。応力測定手段３は、例えばタイヤＴにかかる接地力と幅方向せん断応力と周方向せん断応力とを測定可能な３分力センサである。
図１～図３に示す例では、応力測定手段３が３分力センサであるが、他の例では、応力測定手段３が、接地力を測定するセンサと、幅方向せん断応力と周方向せん断応力とを測定する２軸センサとを組み合わせたものであってもよい。

図１～図３に示す例では、処理装置４が、応力測定手段３によって測定された応力に基づいて、タイヤＴのトレッド表面Ｔ１のうちの回転ドラム１に接触する接地領域Ｔ１Ａ（図３参照）における特性であるタイヤ接地特性を算出する。詳細には、処理装置４が、タイヤ接地特性として、接地領域Ｔ１Ａにおける接地力分布、幅方向せん断応力分布、周方向せん断応力分布などを算出する。
処理装置４は、例えば、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、メモリ等を備えたマイクロコンピュータである。処理装置４のメモリには、測定結果を解析するための、データ解析プログラムが格納される。データ解析プログラムとしては、例えば、汎用数値解析プログラムを用いることができる。
処理装置４は、算出された接地領域Ｔ１Ａにおける接地力分布、幅方向せん断応力分布、周方向せん断応力分布などを可視化処理してモニタ（図示せず）に表示することができ、タイヤの接地特性を車両モデルに反映させることにより、車両挙動をシミュレーションすることができる。
図１～図３に示す例では、処理装置４が、上述したデータ解析プログラムを備えているが、他の例では、処理装置４が、上述したデータ解析プログラムとは異なるデータ解析プログラムを備えていてもよい。

図１～図３に示す例では、タイヤ位置制御手段５が、回転ドラム１に対するタイヤＴの位置を制御する。詳細には、タイヤ位置制御手段５は、回転ドラム１に対するタイヤＴの位置を回転ドラム１の回転軸方向および／または径方向に調整可能である。
図１～図３に示す例では、タイヤ位置制御手段５が、回転ドラム１に対するタイヤＴの位置を調整するが、他の例では、タイヤＴに対する回転ドラム１の位置が調整されてもよい。

図１～図３に示す例では、タイヤ位置制御手段５が、タイヤＴに連結されたスピンドル軸５Ａと、タイヤ用駆動手段６と、タイヤ角制御手段７とを備えている。
タイヤ用駆動手段６は、タイヤＴを回転駆動する例えばモータなどである。タイヤ用駆動手段６は、タイヤＴを正逆いずれの向きにも回転駆動することができ、また、タイヤＴの回転速度を調整することができる。
タイヤ角制御手段７は、回転ドラム１に対するタイヤＴの角度を制御する。詳細には、タイヤ角制御手段７は、タイヤＴにキャンバ角ＣＡを付与することができる。また、タイヤ角制御手段７は、タイヤＴにスリップ角ＳＡを付与することができる。また、タイヤ角制御手段７は、回転ドラム１にタイヤＴを当接させることによって、タイヤＴに接地力を付与することができる。つまり、タイヤ角制御手段７は、タイヤＴのキャンバ角ＣＡ、スリップ角ＳＡおよび／または接地力を調整することによって、実車のコーナリング時などのタイヤ姿勢をタイヤＴに再現することができる。
タイヤＴに付与されるキャンバ角ＣＡおよびスリップ角ＳＡのいずれか一方または両方を０°に調整することもできる。タイヤＴに付与されるキャンバ角ＣＡおよびスリップ角ＳＡの両方が０°に調整される場合には、実車の直進時のタイヤ姿勢がタイヤＴに再現される。

上記において得られたタイヤの接地特性をシミュレータ（例えば図１３に示す車両挙動シミュレーション装置３００）に反映させることにより実車の挙動をより正確に再現することが可能となる。

本発明者は、鋭意研究において、第１実施形態のタイヤ接地特性計測装置１００によって、図６（Ｂ）に示すレーンチェンジが図９に示す期間中に実行される場合における実車のタイヤ姿勢の過渡的な変化を、図１～図３に示すタイヤＴに再現した。

本発明者は、鋭意研究において、第１実施形態のタイヤ接地特性計測装置１００の処理装置４によって算出される時刻Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ（図９参照）におけるタイヤ接地特性と、従来のタイヤ接地特性計測装置によって算出される時刻Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅにおけるタイヤ接地特性とが異なることを見い出した。

図１０は第１実施形態のタイヤ接地特性計測装置１００の処理装置４によって算出された幅方向せん断応力分布と、比較例としての従来のタイヤ接地特性計測装置によって算出された幅方向せん断応力分布との違いを示す図である。
詳細には、図１０（Ａ）の上側は、従来のタイヤ接地特性計測装置によって算出された時刻Ａにおける幅方向せん断応力分布を示しており、図１０（Ａ）の下側は、第１実施形態のタイヤ接地特性計測装置１００の処理装置４によって算出された時刻Ａにおける幅方向せん断応力分布を示している。
第１実施形態のタイヤ接地特性計測装置１００では、図６（Ｂ）に示すレーンチェンジ中における実車のタイヤ姿勢の過渡的な変化をタイヤＴに再現するために、時刻ｔ１０から時刻ｔ７０までの期間中、ドラム用駆動手段２と、タイヤ位置制御手段５と、タイヤ用駆動手段６と、タイヤ角制御手段７とが動作した。更に、処理装置４は、過渡的な変化が発生している期間（時刻ｔ１０～時刻ｔ７０）中の時刻Ａにおける実車の挙動を再現した過渡的なタイヤ姿勢に対応する幅方向せん断応力分布を算出した。
一方、比較例としての従来のタイヤ接地特性計測装置では、タイヤ角制御手段７がタイヤＴに付与する接地力Ｆｚ［Ｎ］、キャンバ角ＣＡ［ｄｅｇ］およびスリップ角ＳＡ［ｄｅｇ］が、時刻Ａの時点の値に維持されている状態で、処理装置４が時刻Ａにおける幅方向せん断応力分布を算出した。
同様に時刻Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅについても実車挙動を再現した過渡的なタイヤ姿勢に対応する幅方向せん断応力分布（第１実施形態）および各時刻のタイヤ姿勢に固定した幅方向せん断応力分布（比較例）を算出した。
図１０に示すように、第１実施形態のタイヤ接地特性計測装置１００の処理装置４が算出した時刻Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの幅方向せん断応力分布は、比較例としての従来のタイヤ接地特性計測装置が算出した時刻Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの幅方向せん断応力分布とは異なるものになった。

図１１は第１実施形態のタイヤ接地特性計測装置１００の処理装置４によって算出された接地力分布と、比較例としての従来のタイヤ接地特性計測装置によって算出された接地力分布との違いを示す図である。
詳細には、図１１（Ａ）の上側は、従来のタイヤ接地特性計測装置によって算出された時刻Ａにおける接地力分布を示しており、図１１（Ａ）の下側は、第１実施形態のタイヤ接地特性計測装置１００の処理装置４によって算出された時刻Ａにおける接地力分布を示している。
上述した幅方向のせん断応力分布と同様に、時刻Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅについても実車挙動を再現した過渡的なタイヤ姿勢に対応する接地力分布（第１実施形態）および各時刻のタイヤ姿勢に固定して接地力分布（比較例）を算出した。図１１に示すように、第１実施形態のタイヤ接地特性計測装置１００の処理装置４が算出した各時刻の接地力分布（接地面積）は、比較例としての従来のタイヤ接地特性計測装置が算出した時刻の接地力分布（接地面積）とは異なるものになった。

図１２は第１実施形態のタイヤ接地特性計測装置１００において実行される処理の一例を説明するためのフローチャートである。
図１２に示す例では、ステップＳ１１において、処理装置４が、実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化をタイヤＴに再現する。タイヤ姿勢の過渡的な変化は実車をモデル化したドライビングシミュレータ（例えば図１３に示す車両挙動シミュレーション装置３００）から入力するものであって良く、前記ドライビングシミュレータにタイヤ接地特性を反映させることにより、ドライビングシミュレータにおいて実車に近い挙動を再現することができるものとすることにより、より正確なタイヤ姿勢を得ることができるものとしてもよい。
詳細には、ステップＳ１１では、回転ドラム１の回転速度が、ドラム用駆動手段２によって調整される。また、回転ドラム１に対するタイヤＴの位置が、タイヤ位置制御手段５によって回転ドラム１の回転軸方向および／または径方向に調整される。また、タイヤＴの回転速度が、タイヤ用駆動手段６によって調整される。また、タイヤＴのキャンバ角、スリップ角および／または接地力が、タイヤ角制御手段７によって調整される。また、タイヤＴの空気圧がタイヤ空気圧変更手段１０によって調整される。

次いで、ステップＳ１２において、応力測定手段３が、回転ドラム１に当接するタイヤＴにかかる応力を測定する。詳細には、応力測定手段３が、タイヤＴにかかる接地力、幅方向せん断応力、周方向せん断応力等を測定する。
詳細には、ステップＳ１２では、ドラム用駆動手段２が回転ドラム１を回転駆動すると共に、タイヤ用駆動手段６がタイヤＴを回転駆動することによって、応力測定手段３を、タイヤＴのトレッド表面Ｔ１の周方向の複数箇所に接触させる。応力測定手段３は、タイヤＴのトレッド表面Ｔ１の周方向の複数箇所においてタイヤＴにかかる応力を測定する。

次いで、ステップＳ１３において、処理装置４は、応力測定手段３によって測定された応力に基づいて、タイヤＴのトレッド表面Ｔ１のうちの回転ドラム１に接触する接地領域Ｔ１Ａにおける特性であるタイヤ接地特性を算出する。
ステップＳ１３において算出されるタイヤ接地特性は、実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化が発生している期間中の各時点（例えば時刻Ａ、Ｂなど）における実車のタイヤ姿勢に対応するタイヤＴのタイヤ接地特性である。

換言すれば、実車試験では路面の状態や温度、気温、気圧等の環境条件の変化を制御することは困難であると共に、コストおよび労力と時間を必要とするが、第１実施形態におけるステップＳ１１～Ｓ１３を繰り返し行うことにより、タイヤ接地特性計測装置１００では、従来のドラム試験において計測することができなかった過渡的なタイヤ力を、タイヤの姿勢角を過渡的に変動させることによって、計測することができる。そのため、第１実施形態のタイヤ接地特性計測装置１００では、実車走行時のタイヤ評価を動的（過渡的）に行うことができる。
第１実施形態のタイヤ接地特性計測装置１００の処理装置４は、応力測定手段３による測定結果を相互に関連させることにより、タイヤＴの接地領域Ｔ１Ａの任意の位置における摩擦係数μ等を算出し、タイヤＴの接地領域Ｔ１Ａ内の摩擦係数μの分布つまり滑り分布を得ることもできる。
また、第１実施形態のタイヤ接地特性計測装置１００では、例えば、測定の際に、応力測定手段３がタイヤＴの接地領域Ｔ１Ａの同一位置に対向することにより、タイヤＴの同一位置について複数の測定結果が得られた場合には、それらの測定結果を平均したものが測定結果として用いられる。

［第２の実施形態］
第１実施形態のタイヤ接地特性計測装置１００にタイヤ角制御手段７と、ドラム側回転位置検出手段８が追加されたものであり、タイヤＴのトレッド表面Ｔ１における特定の接地領域Ｔ１Ａにおけるタイヤの接地特性を計測することができるものとすることができる。第１の実施形態とは異なりトレッドパターンを詳細に反映したタイヤの接地特性を計測することができるものである。図１～図３に示す例では、ドラム側回転位置検出手段８が、回転ドラム１の回転位置を検出する。詳細には、ドラム側回転位置検出手段８は、回転ドラム１上に埋設された応力測定手段３の回転位置を検出する。
図１～図３に示す例では、回転ドラム１とタイヤＴとが接触する荷重直下位置が、基準位置Ｂ（図３参照）に設定されている。ドラム側回転位置検出手段８は、基準位置Ｂに対する応力測定手段３の回転位置を検出する。
ドラム側回転位置検出手段８は、例えばドラム用駆動手段２のドラム軸２Ａに配置されたロータリーエンコーダなどである。

図１～図３に示す例では、タイヤ側回転位置検出手段９が、タイヤＴの回転位置を検出する。詳細には、タイヤ側回転位置検出手段は、基準位置Ｂに対するタイヤＴの回転位置を検出する。タイヤ側回転位置検出手段は、例えばタイヤ位置制御手段５のスピンドル軸５Ａに配置されたロータリーエンコーダなどである。
ドラム側回転位置検出手段８によって検出された基準位置Ｂに対する応力測定手段３の回転位置と、タイヤ側回転位置検出手段９によって検出された基準位置Ｂに対するタイヤＴの回転位置とは、処理装置４に入力される。処理装置４は、基準位置Ｂに対する応力測定手段３の回転位置と、基準位置Ｂに対するタイヤＴの回転位置とに基づいて、応力測定手段３が当接するタイヤＴの周方向位置を算出する。

図１～図３に示す例では、タイヤ空気圧変更手段１０は、例えばタイヤ角制御手段７がタイヤＴのキャンバ角、スリップ角および／または接地力を変更している期間中などにタイヤＴの空気圧を変更する機能を有し、いわゆるパンク発生時の挙動等を把握することができる。

図４は第２実施形態のタイヤ接地特性計測装置１００の処理装置４によって算出されたタイヤ接地特性（タイヤＴのトレッド表面Ｔ１のうちの回転ドラム１に接触する接地領域Ｔ１Ａにおける特性）の一例を説明するための図である。詳細には、図４は処理装置４によって算出されて可視化処理されたタイヤ接地特性の一例を説明するための図である。
図４（Ａ）および図４（Ｂ）の横軸はタイヤＴの幅方向を示しており、図４（Ａ）および図４（Ｂ）の縦軸はタイヤＴの周方向を示している。図４（Ａ）および図４（Ｂ）の上側はタイヤＴの蹴り側を示しており、図４（Ａ）および図４（Ｂ）の下側はタイヤＴの踏み側を示している。
図４（Ａ）に示す例では、タイヤ角制御手段７によって実車の直進時のタイヤ姿勢がタイヤＴに再現され、その時の接地領域Ｔ１Ａ内における接地力分布が示されている。図４（Ａ）に示す例では、実車の車速が６０［ｋｐｈ］に設定され、スリップ角ＳＡが０［°］に設定されている。図４（Ａ）に示す例では、接地領域Ｔ１Ａのうちの回転ドラム１とタイヤＴとが接触する荷重直下位置における接地力が、他の位置における接地力よりも大きくなっている。
図４（Ｂ）に示す例では、タイヤ角制御手段７によって実車のコーナリング時のタイヤ姿勢がタイヤＴに再現され、その時の接地領域Ｔ１Ａ内における接地力分布が示されている。図４（Ｂ）に示す例では、実車の車速が６０［ｋｐｈ］に設定され、スリップ角ＳＡが６［°］に設定されている。図４（Ｂ）に示す例では、接地領域Ｔ１Ａのうちのコーナリング外側（図４（Ｂ）の左側）における接地力が、コーナリング内側（図４（Ｂ）の右側）における接地力よりも大きくなっている。

図５は第２実施形態のタイヤ接地特性計測装置１００の処理装置４によって図４に示すようなタイヤ接地特性が算出される手法の一例を説明するための図である。
詳細には、図５（Ａ）はタイヤＴのトレッド表面Ｔ１の接地領域Ｔ１Ａの踏み側端部（Ｌｅａｄｉｎｇ ｅｄｇｅ）と、蹴り側端部（Ｔｒａｉｌｉｎｇ ｅｄｇｅ）とを説明するための図である。図５（Ｂ）はタイヤＴのトレッド表面Ｔ１の周方向の「５ｄｅｇ」位置が応力測定手段３に当接した場合に、応力測定手段３によって測定される「５ｄｅｇ」位置の応力を概念的に説明するための図である。図５（Ｃ）はタイヤＴのトレッド表面Ｔ１の周方向の「－５ｄｅｇ」位置が応力測定手段３に当接した場合に、応力測定手段３によって測定される「－５ｄｅｇ」位置の応力を概念的に説明するための図である。図５（Ｄ）は応力測定手段３によって測定されたタイヤＴのトレッド表面Ｔ１の周方向の複数の位置の応力データを合成する処理を概念的に説明するための図である。図５（Ｅ）は処理装置４によって可視化された接地領域Ｔ１Ａの接地力分布の一例を示す図である。

図５に示す例では、処理装置４が、タイヤＴのトレッド表面Ｔ１のうちの応力測定手段３を踏んだ位置（応力測定手段３に当接した周方向位置）を記録する。応力測定手段３は、基準位置Ｂ（荷重直下位置）においてタイヤＴのトレッド表面Ｔ１に当接するのみならず、基準位置Ｂ以外の位置においてもタイヤＴのトレッド表面Ｔ１に当接する。つまり、応力測定手段３は、接地領域Ｔ１Ａの踏み側端部（Ｌｅａｄｉｎｇ ｅｄｇｅ）に当接してから、接地領域Ｔ１Ａの蹴り側端部（Ｔｒａｉｌｉｎｇ ｅｄｇｅ）に当接するまでの期間中、タイヤＴのトレッド表面Ｔ１に当接し続ける。そのため、応力測定手段３は、踏み側端部から蹴り側端部までの間の応力の変化を取得することができる。
詳細には、「Ｔｉｒｅ Ａｎｇｌｅ＝０ｄｅｇ」（図５（Ａ）参照）の位置の応力が応力測定手段３によって測定されるのみならず、図５（Ａ）中の「５ｄｅｇ」の位置に相当する「Ｔｉｒｅ Ｐｏｓｉ＝５ｄｅｇ」（図５（Ｂ）参照）の位置の応力も応力測定手段３によって測定される。また、図５（Ａ）中の「－５ｄｅｇ」の位置に相当する「Ｔｉｒｅ Ｐｏｓｉ＝－５ｄｅｇ」（図５（Ｃ）参照）の位置の応力も応力測定手段３によって測定される。
更に、タイヤＴのトレッド表面Ｔ１の周方向のすべての位置の応力が応力測定手段３によって測定される。処理装置４は、一連の走行挙動中におけるタイヤＴのトレッド表面Ｔ１の周方向のすべての位置が応力測定手段３に当接するまで記録を続ける。
詳細には、回転ドラムの全周上をカバーできるように応力測定手段を配置することも可能であるが、過渡的な変化が発生している期間中におけるタイヤＴのトレッド表面Ｔ１のすべての接地位置を、応力測定手段３に当接させるために、例えば制動力をタイヤＴに対して付与することもできる。それにより、タイヤＴの周速度と回転ドラム１の周速度とを異ならせることができ、タイヤＴのトレッド表面Ｔ１の周方向のすべての位置を、応力測定手段３に対向させることもできる。いずれの方法により計測するにせよドラムの接地個所の複数個所でドラムの幅方向に応力測定手段を配置したほうがより効率的に測定を行うことができる。なお、幅方向に一列に複数個設置されるセンサを複数列互い違いになるように設置することによって、計測時間を短縮できるほか、応力分布等の解像度を向上させることができる。また、応力測定手段の配置位置を少なくすることにより測定装置自体を簡素化することができる。

図６は第２実施形態のタイヤ接地特性計測装置１００によってタイヤＴに再現される実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化の一例などを説明するための図である。
詳細には、図６（Ａ）は第２実施形態のタイヤ接地特性計測装置１００のタイヤ角制御手段７がタイヤＴに付与する接地力Ｆｚ［Ｎ］、キャンバ角ＣＡ［ｄｅｇ］およびスリップ角ＳＡ［ｄｅｇ］の時間変化を示す図である。図６（Ａ）において横軸は時間（時刻）［ｓｅｃ］を示しており、縦軸は接地力Ｆｚ［Ｎ］、キャンバ角ＣＡ［ｄｅｇ］およびスリップ角ＳＡ［ｄｅｇ］を示している。
図６（Ｂ）は図６（Ａ）に示す接地力Ｆｚ［Ｎ］、キャンバ角ＣＡ［ｄｅｇ］およびスリップ角ＳＡ［ｄｅｇ］の時間変化に相当する実車の走行状態を示す。
図６に示す例では、図６（Ａ）の横軸に示す０［ｓｅｃ］（時刻ｔ１０）から５［ｓｅｃ］（時刻ｔ７０）までの５秒間に、実車が、図６（Ｂ）の左側車線から右側車線へのレーンチェンジを実行する。
つまり、図６に示す例では、図６（Ｂ）に示すレーンチェンジ中における実車のタイヤ姿勢の過渡的な変化をタイヤＴに再現するために、図６（Ａ）に示すように、タイヤ角制御手段７が、タイヤＴに付与される接地力Ｆｚ［Ｎ］、キャンバ角ＣＡ［ｄｅｇ］およびスリップ角ＳＡ［ｄｅｇ］を、時間の経過に応じて変更する。すなわち、タイヤ角制御手段７がタイヤＴのキャンバ角ＣＡ［ｄｅｇ］、スリップ角ＳＡ［ｄｅｇ］および／または接地力Ｆｚ［Ｎ］を変更することによって、実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化を再現する。
詳細には、図６に示す例では、回転ドラム１の周上表面の幅方向に応力測定手段を一つ配置した場合の測定方法を例示する。時刻ｔ１０、時刻ｔ３０、時刻ｔ５０および時刻ｔ７０におけるタイヤＴのトレッド表面Ｔ１の応力を応力測定手段３によって測定するために、時刻ｔ１０に、応力測定手段３が、基準位置Ｂ（荷重直下位置）に配置される。次いで、回転ドラム１が１回転し、時刻ｔ３０に、応力測定手段３が、基準位置Ｂに位置する。次いで、回転ドラム１が１回転し、時刻ｔ５０に、応力測定手段３が、基準位置Ｂに位置する。次いで、回転ドラム１が１回転し、時刻ｔ７０に、応力測定手段３が、基準位置Ｂに位置する。その結果、時刻ｔ１０、時刻ｔ３０、時刻ｔ５０および時刻ｔ７０におけるタイヤＴのトレッド表面Ｔ１の応力を応力測定手段３によって測定することができる。

図７は図６に示す例に測定開始時の回転ドラム位置を１８０°ずらして計測位置を追加した図である。詳細には、図７（Ａ）は、図６（Ａ）と同様に、第１実施形態のタイヤ接地特性計測装置１００のタイヤ角制御手段７がタイヤＴに付与する接地力Ｆｚ［Ｎ］、キャンバ角ＣＡ［ｄｅｇ］およびスリップ角ＳＡ［ｄｅｇ］の時間変化を示している。図７（Ｂ）は、図６（Ｂ）と同様に、図７（Ａ）に示す接地力Ｆｚ［Ｎ］、キャンバ角ＣＡ［ｄｅｇ］およびスリップ角ＳＡ［ｄｅｇ］の時間変化に相当する実車の走行状態を示す。
図７において、時刻ｔ２０は、回転ドラム１が時刻ｔ１０の状態から１８０°回転した時刻である。時刻ｔ４０は、回転ドラム１が時刻ｔ３０の状態から１８０°回転した時刻である。時刻ｔ６０は、回転ドラム１が時刻ｔ５０の状態から１８０°回転した時刻である。
図７に示す例では、時刻ｔ２０、時刻ｔ４０および時刻ｔ６０におけるタイヤＴのトレッド表面Ｔ１の応力を応力測定手段３によって測定するために、時刻ｔ１０に、応力測定手段３が、回転ドラム１の中心を隔てて基準位置Ｂ（荷重直下位置）の反対側に配置される。次いで、回転ドラム１が０．５回転し、時刻ｔ２０に、応力測定手段３が、基準位置Ｂに位置する。次いで、回転ドラム１が１回転し、時刻ｔ４０に、応力測定手段３が、基準位置Ｂに位置する。次いで、回転ドラム１が１回転し、時刻ｔ６０に、応力測定手段３が、基準位置Ｂに位置する。その結果、時刻ｔ２０、時刻ｔ４０および時刻ｔ６０におけるタイヤＴのトレッド表面Ｔ１の応力を応力測定手段３によって測定することができる。

図８は図７に示す例に更に計測点を追加した時の図である。詳細には、図８（Ａ）は、図６（Ａ）および図７（Ａ）と同様に、第１実施形態のタイヤ接地特性計測装置１００のタイヤ角制御手段７がタイヤＴに付与する接地力Ｆｚ［Ｎ］、キャンバ角ＣＡ［ｄｅｇ］およびスリップ角ＳＡ［ｄｅｇ］の時間変化を示している。図８（Ｂ）は、図６（Ｂ）および図７（Ｂ）と同様に、図８（Ａ）に示す接地力Ｆｚ［Ｎ］、キャンバ角ＣＡ［ｄｅｇ］およびスリップ角ＳＡ［ｄｅｇ］の時間変化に相当する実車の走行状態を示す。

上述の如く過渡的な変化を伴うすべての接地位置におけるタイヤの接地特性を測定したうえで、図５に示す例では、図５（Ｄ）に示すように、応力測定手段３によって測定されたタイヤＴのトレッド表面Ｔ１の周方向の複数の位置の応力データが、処理装置４によって合成される。次いで、図５（Ｅ）に示すように、処理装置４は、可視化された接地領域Ｔ１Ａの例えば接地力分布を生成することができる。また、第２実施形態のタイヤ接地特性計測装置１００では、ドラム側回転位置検出手段８およびタイヤ側回転位置検出手段９によって回転ドラム１の回転位置とタイヤＴの回転位置とを同期させて計測することにより、パタン付きタイヤフットプリント計測（ラグ溝などを含む接地領域Ｔ１Ａのタイヤ接地特性の算出）を実現することができる。

図９は第２実施形態のタイヤ接地特性計測装置１００のタイヤ角制御手段７がタイヤＴに付与する接地力Ｆｚ［Ｎ］、キャンバ角ＣＡ［ｄｅｇ］およびスリップ角ＳＡ［ｄｅｇ］の時間変化を示す図である。
図９において、時刻Ａは、図８に示す時刻ｔ２３に相当する。時刻Ｂは、図６～図８に示す時刻ｔ３０に相当する。時刻Ｃは、図８に示す時刻ｔ３２に相当する。時刻Ｄは、図８に示す時刻ｔ３６に相当する。時刻Ｅは、図８に示す時刻ｔ４４に相当する。

本発明者の鋭意研究では、図６（Ｂ）に示すレーンチェンジ中における実車のタイヤ姿勢の過渡的な変化をタイヤＴに再現するために、第２実施形態のタイヤ接地特性計測装置１００のタイヤ角制御手段７が、図９に示すように、接地力Ｆｚ［Ｎ］、キャンバ角ＣＡ［ｄｅｇ］およびスリップ角ＳＡ［ｄｅｇ］を変化させて、タイヤＴに付与した。
本発明者は、鋭意研究において、第２実施形態のタイヤ接地特性計測装置１００の処理装置４によって算出される時刻Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅにおけるタイヤ接地特性も、従来のタイヤ接地特性計測装置によって算出される時刻Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅにおけるタイヤ接地特性とは異なることを見い出した。

第２実施形態のタイヤ接地特性計測装置１００においては、第１実施形態のタイヤ接地特性計測装置１００と同様に、図１２に示す処理が実行されるが、タイヤ姿勢の過渡的な変化を再現する前提条件として、各々の計測点にドラムの回転位置およびタイヤの回転位置を駆動手段、制動手段等を用いることにより計測すべき基準位置Ｂと応力測定手段が合致するように調整される。

［第３実施形態］
以下、本発明のタイヤ接地特性計測装置１００の第３実施形態について説明する。
第３実施形態のタイヤ接地特性計測システム４００が備えるタイヤ接地特性計測装置１００は、後述する点を除き、上述した第１実施形態または第２実施形態のタイヤ接地特性計測装置１００と同様に構成されている。従って、第３実施形態のタイヤ接地特性計測システム４００によれば、後述する点を除き、上述した第１の実施形態または第２実施形態のタイヤ接地特性計測装置１００と同様の効果を奏することができる。

図１３は第３実施形態のタイヤ接地特性計測システム４００の一例の構成図である。
図１３に示す例では、タイヤ接地特性計測システム４００が、タイヤ接地特性計測装置１００と、車両特性計測装置２００と、車両挙動シミュレーション装置３００とを備えている。
上述したように、図１３に示すタイヤ接地特性計測装置１００は、第２実施形態のタイヤ接地特性計測装置１００と同様に構成されている。
車両特性計測装置２００は、車体２０３と車輪２０２とステアリングホイール２０５とを有する試験用車両２０１と、架台装置（サスペンション特性計測装置）２１０と、制御器（コンピュータ）２２０とを備えている。
架台装置２１０は、試験用車両２０１が載置される支持部２１４と、計測器２１５とを備えている。
支持部２１４は、車体２０３と車輪２０２とを独立に変位させることが可能である。詳細には、支持部２１４は、車体２０３と、車輪２０２とを、試験用車両２０１の前後方向、左右方向、上下方向、ピッチ方向およびロール方向に独立に変位させることができる。車両の走行中にタイヤに発生し得る前後力、横力、コーナリングフォース、スリップ率、スリップ角の発生が実現できるように、支持部２１４が車輪２０２に対して摺動可能であってよい。
計測器２１５は、車体２０３の変位量および／または作用力と、車輪２０２の変位量および／または作用力とを計測する。詳細には、計測器２１５は、支持部２１４に作用する作用力を計測する。また、計測器２１５は、車輪２０２のキャンバ角、トー角、舵角などを計測する。また、計測器２１５は、車軸（図示せず）に作用する力またはトルクを計測する。また、計測器２１５は、サスペンションのストローク、作用力を計測する。
制御器２２０は、支持部２１４によって車体２０３に付与される変位量と、支持部２１４によって車輪２０２に付与される変位量とを制御する。
図１３に示す例では、ステアリングホイール２０５を駆動して車輪２０２の舵角を制御する機構が設けられているが、他の例では、ステアリングホイール２０５が備えられていなくてもよい。

図１３に示す例では、車両挙動シミュレーション装置３００が、タイヤ接地特性計測装置１００の処理装置４によって算出されたタイヤ接地特性と、車両特性計測装置２００の計測器２１５によって計測された車体２０３の変位量および／または作用力、および、車輪２０２の変位量および／または作用力とに基づいて、実車の走行時の挙動を予測する。
車両挙動シミュレーション装置３００は、実車の走行時の挙動をシミュレーションするコンピュータであり、演算処理手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのＲＯＭ、ＲＡＭおよびＨＤＤ、通信手段としてのインターフェイスを含み、記憶手段に格納されたプログラムに基づいて動作する。また、車両挙動シミュレーション装置３００には、キーボードやマウス等の入力手段やモニタ等の表示手段が含まれる。入力手段は、ハンドルおよびアクセル、ブレーキ等からなる運転状態を再現することもできる。作業者によって操作され、実車の走行時の挙動の予測に必要なパラメータ等が入力される。表示手段には、推定された実車の走行時の挙動などが表示される。

図１３に示す例では、車両挙動シミュレーション装置３００が、計測器２１５の計測データを用いることによって実車の走行時の運動状態を予測する。タイヤ接地特性計測装置１００の処理装置４およびタイヤ角制御手段７は、予測された運動状態に基づいて、タイヤ姿勢の過渡的な変化をタイヤＴに再現する。

更に、図１３に示す例では、車両特性計測装置２００が、タイヤ接地特性計測装置１００の処理装置４によって算出されたタイヤ接地特性から予測される車両特性を試験用車両２０１に反映することもできる。具体的には車両挙動シミュレーション装置３００に各時点におけるタイヤ接地特性を入力することにより、車両挙動をより忠実に再現することが可能となる。計測器２１５は、処理装置４によって算出されたタイヤ接地特性が反映された試験用車両２０１の車体２０３および車輪２０２の変位量および／または作用力を計測する。
また、タイヤ接地特性計測装置１００では、処理装置４によって算出されたタイヤ接地特性から予測される車両特性が反映された計測器２１５の計測データに基づいて、ドラム用駆動手段２による回転ドラム１の回転速度の変更、タイヤ位置制御手段５による回転ドラム１に対するタイヤＴの位置の変更、タイヤ用駆動手段６によるタイヤＴの回転速度の変更、および、タイヤ角制御手段７によるタイヤＴの角度の変更の少なくともいずれかが行われる。

また、図１３に示す例では、ドラム用駆動手段２による回転ドラム１の回転速度の変更、タイヤ位置制御手段５による回転ドラム１に対するタイヤＴの位置の変更、タイヤ用駆動手段６によるタイヤＴの回転速度の変更、および、タイヤ角制御手段７によるタイヤＴの角度の変更の少なくともいずれかが行われた後に処理装置４によって算出されたタイヤ接地特性から予測される車両特性を反映させて、車両特性計測装置２００の制御器２２０が、支持部２１４によって車体２０３に付与される変位量と、支持部２１４によって車輪２０２に付与される変位量とを制御することができる。

図１４は第３実施形態のタイヤ接地特性計測システム４００において実行される処理の一例を説明するためのシーケンス図である。
図１４に示す例では、ステップＳ５１において、車両挙動シミュレーション装置３００が、シミュレーションの前処理を開始する。
次いで、ステップＳ５２において、タイヤ接地特性計測装置１００が、待機位置に移動する。
また、ステップＳ５３において、車両特性計測装置２００が、待機位置に移動する。
次いで、ステップＳ５４において、タイヤ接地特性計測装置１００が、移動完了フラグを車両挙動シミュレーション装置３００に送信する。
また、ステップＳ５５において、車両特性計測装置２００が、移動完了フラグを車両挙動シミュレーション装置３００に送信する。
次いで、ステップＳ５６において、車両挙動シミュレーション装置３００が、タイヤ接地特性計測装置１００から送信された移動完了フラグと、車両特性計測装置２００から送信された移動完了フラグとを確認する。

次いで、ステップＳ５７において、車両挙動シミュレーション装置３００が、シミュレーションの車両状態をリセットする。
次いで、ステップＳ５８において、車両挙動シミュレーション装置３００が、シミュレーションの車両の安定を確認する。
次いで、ステップＳ５９において、車両挙動シミュレーション装置３００が、シミュレーションを初期状態で待機する。
次いで、ステップＳ６０において、車両挙動シミュレーション装置３００が、タイヤ接地特性計測装置１００に対して初期状態への移動指示を送信すると共に、車両特性計測装置２００に対して初期状態への移動指示を送信する。
次いで、ステップＳ６１において、タイヤ接地特性計測装置１００が、車両挙動シミュレーション装置３００からの指示に応じて移動する。
また、ステップＳ６２において、車両特性計測装置２００が、車両挙動シミュレーション装置３００からの指示に応じて移動する。

次いで、ステップＳ６３において、タイヤ接地特性計測装置１００が、車両挙動シミュレーション装置３００と同期して動作するシミュレーション同期モードに移行する。
また、ステップＳ６４において、車両特性計測装置２００が、車両挙動シミュレーション装置３００と同期して動作するシミュレーション同期モードに移行する。
次いで、ステップＳ６５において、タイヤ接地特性計測装置１００が、シミュレーション同期モードへの移行完了を示す移行完了フラグを車両挙動シミュレーション装置３００に送信する。
また、ステップＳ６６において、車両特性計測装置２００が、シミュレーション同期モードへの移行完了を示す移行完了フラグを車両挙動シミュレーション装置３００に送信する。
次いで、ステップＳ６７において、車両挙動シミュレーション装置３００が、タイヤ接地特性計測装置１００から送信された移行完了フラグと、車両特性計測装置２００から送信された移行完了フラグとを確認し、シミュレーションを開始する。

次いで、ステップＳ６７Ａにおいて、車両挙動シミュレーション装置３００が、シミュレーションの車両運動を計算する。

次いで、ステップＳ６８において、車両挙動シミュレーション装置３００が、タイヤ接地特性計測装置１００と、車両特性計測装置２００の制御器２２０に指令値をおくる。同様にＥＣＵ（電子制御ユニット）（図示せず）とに指令値を送信することが可能である。ＥＣＵは車両特性計測装置２００の試験用車両２０１に搭載されているものを用いることができる。通常、車両の走行状態を把握するための各種センサからＥＣＵへ入力される信号に代わる模擬信号として、予測された前記車両特性に基づく指令値を用いることができる。
車両モデルからＥＣＵへ送信される指令値としては、ホイールスピード、ヨーレート、車両加速度、タイヤの軸上の加速度、前方レーダおよびカメラ等の各種センサに対して車両特性を補足する情報が含まれる。これらの情報をＥＣＵへ反映し、走行状態を試験用車両に認識させることより走行状態を精密に再現したシミュレーションを行うことができる。
また、ステップＳ６９において、タイヤ接地特性計測装置１００が、車両挙動シミュレーション装置３００から送信された指令値に応じて（つまり、車両挙動シミュレーション装置３００と同期して）動作する。詳細には、タイヤ接地特性計測装置１００が、車両挙動シミュレーション装置３００から得られる車両特性（特にタイヤの軸力）を反映して動作する。また、タイヤ接地特性計測装置１００は、タイヤ接地特性のデータを車両挙動シミュレーション装置３００に送信する。
また、ステップＳ７０において、車両特性計測装置２００が、車両挙動シミュレーション装置３００から送信された指令値に応じて（つまり、車両挙動シミュレーション装置３００と同期して）動作する。詳細には、車両特性計測装置２００が、車両挙動シミュレーション装置３００から得られる車両特性（特にタイヤの軸力）を反映して動作する。また、車両挙動シミュレーション装置３００から送信された指令値を、試験用車両２０１に搭載されたＥＣＵに入力する。また、車両特性計測装置２００は、計測データを車両挙動シミュレーション装置３００に送信する。
つまり、ステップＳ６８、Ｓ６９、Ｓ７０が並行して実行され、タイヤ接地特性計測装置１００と車両特性計測装置２００と車両挙動シミュレーション装置３００とが同期して動作する。
次いで、ステップＳ７０Ａにおいて、車両挙動シミュレーション装置３００が、タイヤ接地特性計測装置１００と車両特性計測装置２００とからデータ（タイヤ接地特性のデータおよび計測データ）を受信する。
次いで、ステップＳ７０Ｂにおいて、車両挙動シミュレーション装置３００は、シミュレーションの終了時間であるか否か、および、シミュレーションの車両の走行距離が走行予定距離に到達したか否かを判定する。
シミュレーションの終了時間でない場合、または、シミュレーションの車両の走行距離が走行予定距離に到達していない場合には、ステップＳ７１に進む。一方、シミュレーションの終了時間である場合、かつ、シミュレーションの車両の走行距離が走行予定距離に到達した場合には、ステップＳ６７Ａに戻る。

ステップＳ７１において、車両挙動シミュレーション装置３００は、シミュレーションを終了する。
それに伴って、ステップＳ７２において、タイヤ接地特性計測装置１００の動作が、内部指令に応じた動作に切り替わる。
また、ステップＳ７３において、車両特性計測装置２００の動作が、内部指令に応じた動作に切り替わる。
次いで、ステップＳ７４において、タイヤ接地特性計測装置１００が、待機位置に移動する。
また、ステップＳ７５において、車両特性計測装置２００が、待機位置に移動する。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や各例を適宜組み合わせてもよい。

１…回転ドラム
２…ドラム用駆動手段
２Ａ…ドラム軸
３…応力測定手段
４…処理装置
５…タイヤ位置制御手段
５Ａ…スピンドル軸
６…タイヤ用駆動手段
７…タイヤ角制御手段
８…ドラム側回転位置検出手段
９…タイヤ側回転位置検出手段
１０…タイヤ空気圧変更手段
１００…タイヤ接地特性計測装置
２００…車両特性計測装置
２０１…試験用車両
２０２…車輪
２０３…車体
２０５…ステアリングホイール
２１０…架台装置
２１４…支持部
２１５…計測器
２２０…制御器
３００…車両挙動シミュレーション装置
Ｔ…タイヤ
Ｔ１…トレッド表面
Ｔ１Ａ…接地領域

Claims (14)

1. 実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化をタイヤに再現する再現ステップと、
   回転可能な回転ドラム上に埋設された応力測定手段が、回転駆動される前記回転ドラムに当接する前記タイヤにかかる応力を測定する応力測定ステップと、
   前記応力測定手段によって測定された応力に基づいて、前記タイヤのトレッド表面のうちの前記回転ドラムに接触する接地領域における特性の分布であるタイヤ接地特性を算出する算出ステップとを含み、
   前記算出ステップにおいて算出されるタイヤ接地特性は、前記過渡的な変化が発生している期間中の各時点における実車のタイヤ姿勢に対応する前記タイヤのタイヤ接地特性である、
   タイヤ接地特性計測方法。
2. 前記応力測定ステップでは、
   前記回転ドラムの回転速度が、ドラム用駆動手段によって調整され、
   前記回転ドラムに対する前記タイヤの位置が、タイヤ位置制御手段によって前記回転ドラムの回転軸方向および／または径方向に調整され、
   前記タイヤの回転速度が、タイヤ用駆動手段によって調整され、
   前記タイヤのキャンバ角、スリップ角および／または接地力が、タイヤ角制御手段によって調整される、
   請求項１に記載のタイヤ接地特性計測方法。
3. 前記応力測定ステップでは、前記応力測定手段としての３分力センサが、前記タイヤにかかる接地力と幅方向せん断応力と周方向せん断応力とを測定する、
   請求項１～２のいずれかに記載のタイヤ接地特性計測方法。
4. ドラム用駆動手段が前記回転ドラムを回転駆動すると共に、タイヤ用駆動手段が前記タイヤを回転駆動することによって、前記応力測定手段を、前記タイヤの前記トレッド表面の周方向の複数箇所に接触させ、
   前記応力測定手段が、前記複数箇所において前記タイヤにかかる応力を測定し、
   タイヤ側回転位置検出手段が、前記複数箇所のそれぞれに対応する前記タイヤの回転位置を検出し、
   タイヤ位置制御手段が前記回転ドラムに対する前記タイヤの位置を前記回転ドラムの回転軸方向に変化させながら、前記応力測定手段が、前記タイヤにかかる応力を繰り返し測定すると共に、前記タイヤ側回転位置検出手段が、前記タイヤの回転位置を繰り返し検出することによって、処理装置が、前記接地領域における接地力分布と幅方向せん断応力分布と周方向せん断応力分布とを算出し、
   前記処理装置は、前記接地領域内の各箇所おける接地力分布、幅方向せん断応力分布および／または周方向せん断応力分布を合成することによって、前記過渡的な変化が発生している期間中の各時点における前記タイヤ接地特性を算出する、
   請求項１～３のいずれかに記載のタイヤ接地特性計測方法。
5. 前記過渡的な変化を前記タイヤに再現する前記再現ステップでは、
   車両特性計測装置の架台装置の支持部が、前記車両特性計測装置に備えられている試験用車両の車体と車輪とを独立に変位させ、
   前記架台装置の計測器が、前記車体の変位量および／または作用力と、前記車輪の変位量および／または作用力とを計測し、
   前記車両特性計測装置に備えられている制御器が、前記支持部によって前記車体に付与される変位量と、前記支持部によって前記車輪に付与される変位量とを制御し、
   処理装置は、
   前記計測器の計測データを用いることによって実車の走行時の運動状態を予測し、
   予測された前記運動状態に基づいて、タイヤ姿勢の前記過渡的な変化を前記タイヤに再現する、
   請求項１～４のいずれかに記載のタイヤ接地特性計測方法。
6. 車両特性計測装置が、予測された車両特性を試験用車両に反映し、
   計測器は、前記車両特性が反映された前記試験用車両の車体および車輪の変位量および／または作用力を計測し、
   前記車両特性が反映された前記計測器の計測データに基づいて、ドラム用駆動手段による前記回転ドラムの回転速度の変更、タイヤ位置制御手段による前記回転ドラムに対する前記タイヤの位置の変更、タイヤ用駆動手段による前記タイヤの回転速度の変更、および、タイヤ角制御手段による前記タイヤの角度の変更の少なくともいずれかが行われる、 請求項１～５のいずれかに記載のタイヤ接地特性計測方法。
7. 前記試験用車両の電子制御ユニットに対して、予測された前記車両特性に基づく指令を送信することにより前記試験用車両の電子制御ユニットに走行状態を認識させる、
   請求項６に記載のタイヤ接地特性計測方法。
8. 回転可能な回転ドラムと、
   前記回転ドラムを回転駆動するドラム用駆動手段と、
   前記回転ドラム上に埋設され、前記回転ドラムに当接するタイヤにかかる応力を測定する応力測定手段と、
   前記回転ドラムに対する前記タイヤの位置を制御するタイヤ位置制御手段と、
   前記タイヤを回転駆動するタイヤ用駆動手段と、
   前記回転ドラムに対する前記タイヤの角度を制御するタイヤ角制御手段と、
   前記応力測定手段によって測定された応力に基づいて、前記タイヤのトレッド表面のうちの前記回転ドラムに接触する接地領域における特性の分布であるタイヤ接地特性を算出する処理装置とを備え、
   実車の走行時のタイヤ姿勢の過渡的な変化を前記タイヤに再現するように、前記ドラム用駆動手段と、前記タイヤ位置制御手段と、前記タイヤ用駆動手段と、前記タイヤ角制御手段とが動作し、
   前記処理装置は、前記過渡的な変化が発生している期間中の各時点における実車のタイヤ姿勢に対応する前記タイヤ接地特性を算出する、
   タイヤ接地特性計測装置。
9. 前記ドラム用駆動手段は、前記回転ドラムの回転速度を調整可能であり、
   前記タイヤ位置制御手段は、前記回転ドラムに対する前記タイヤの位置を前記回転ドラムの回転軸方向および／または径方向に調整可能であり、
   前記タイヤ用駆動手段は、前記タイヤの回転速度を調整可能であり、
   前記タイヤ角制御手段は、前記タイヤのキャンバ角、スリップ角および／または接地力を調整可能である、
   請求項８に記載のタイヤ接地特性計測装置。
10. 前記応力測定手段は、前記タイヤにかかる接地力と幅方向せん断応力と周方向せん断応力とを測定可能な３分力センサである、
    請求項８～９のいずれかに記載のタイヤ接地特性計測装置。
11. 前記タイヤの回転位置を検出するタイヤ側回転位置検出手段を更に備え、
    前記ドラム用駆動手段が前記回転ドラムを回転駆動すると共に、前記タイヤ用駆動手段が前記タイヤを回転駆動することによって、前記応力測定手段を、前記タイヤの前記トレッド表面の周方向の複数箇所に接触させ、
    前記応力測定手段は、前記複数箇所において前記タイヤにかかる応力を測定し、
    前記タイヤ側回転位置検出手段は、前記複数箇所のそれぞれに対応する前記タイヤの回転位置を検出し、
    前記タイヤ位置制御手段が前記回転ドラムに対する前記タイヤの位置を前記回転ドラムの回転軸方向に変化させながら、前記応力測定手段が、前記タイヤにかかる応力を繰り返し測定すると共に、前記タイヤ側回転位置検出手段が、前記タイヤの回転位置を繰り返し検出することによって、前記処理装置は、前記接地領域における接地力分布と幅方向せん断応力分布と周方向せん断応力分布とを算出し、
    前記処理装置は、前記接地領域内の各箇所おける接地力分布、幅方向せん断応力分布および／または周方向せん断応力分布を合成することによって、前記過渡的な変化が発生している期間中の各時点における前記タイヤ接地特性を算出する、
    請求項８～１０のいずれかに記載のタイヤ接地特性計測装置。
12. 請求項８～１１のいずれかに記載のタイヤ接地特性計測装置と、
    車両特性計測装置と、実車挙動のシミュレータとを備えるタイヤ接地特性計測システムであって、
    前記車両特性計測装置は、車体と車輪とを有する試験用車両と、架台装置と、制御器とを備え、
    前記架台装置は、前記試験用車両が載置される支持部と、計測器とを備え、
    前記支持部は、前記車体と前記車輪とを独立に変位させることが可能であり、
    前記計測器は、前記車体の変位量および／または作用力と、前記車輪の変位量および／または作用力とを計測し、
    前記制御器は、前記支持部によって前記車体に付与される変位量と、前記支持部によって前記車輪に付与される変位量とを制御し、
    前記処理装置は、
    前記計測器の計測データを用いることによって実車の走行時の運動状態を予測し、
    予測された前記運動状態に基づいて、タイヤ姿勢の前記過渡的な変化を前記タイヤに再現する、
    タイヤ接地特性計測システム。
13. 前記車両特性計測装置は、前記処理装置によって算出される前記タイヤ接地特性から予測される車両特性を前記試験用車両に反映し、
    前記計測器は、前記車両特性が反映された前記試験用車両の前記車体および前記車輪の変位量および／または作用力を計測し、
    前記車両特性が反映された前記計測器の計測データに基づいて、前記ドラム用駆動手段による前記回転ドラムの回転速度の変更、前記タイヤ位置制御手段による前記回転ドラムに対する前記タイヤの位置の変更、前記タイヤ用駆動手段による前記タイヤの回転速度の変更、および、前記タイヤ角制御手段による前記タイヤの角度の変更の少なくともいずれかが行われる、
    請求項１２に記載のタイヤ接地特性計測システム。
14. 前記試験用車両の電子制御ユニットに対して、予測された前記車両特性に基づく指令を送信することにより前記試験用車両の電子制御ユニットに走行状態を認識させる、
    請求項１３に記載のタイヤ接地特性計測システム。

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