(57)【要約】【課題】精度良くタイヤの摩耗をシミュレーションする。【解決手段】タイヤ摩耗のシミュレーション方法は、タイヤを複数の要素に分割したタイヤモデルを作成し（ステップ１００）、タイヤモデルの転動による変形計算に関するシミュレーション条件を設定し（ステップ１０２）、タイヤモデルの変形計算を実行し（ステップ１０４）、摩耗エネルギーを計算し（ステップ１０６）、摩耗エネルギーと摩耗量との非線形な対応関係に基づいて摩耗エネルギーに対応する摩耗量を計算し（ステップ１０８）、複数のシミュレーション条件でステップ１０２〜１０８を実行し（ステップ１１０）、複数の摩耗量の平均値を計算し（ステップ１１２）、摩耗量の平均値に基づいてタイヤモデルを修正し（ステップ１１４）、終了条件を満たすまでステップ１０２〜１１４を実行し（ステップ１１６）、計算結果を出力する（ステップ１１８）。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
次の各ステップを含むタイヤ摩耗のシミュレーション方法。
（ａ）タイヤを有限個の複数の要素に分割したタイヤモデルを作成するステップ。
（ｂ）前記タイヤモデルの転動による変形計算に関するシミュレーション条件を設定するステップ。
（ｃ）前記シミュレーション条件に基づいて前記タイヤモデルの変形計算を実行するステップ。
（ｄ）前記変形計算の計算結果に基づいて、前記要素の各々の摩耗エネルギーを計算するステップ。
（ｅ）予め定めた摩耗エネルギーと摩耗量との非線形な対応関係に基づいて、前記摩耗エネルギーに対応する摩耗量を前記要素の各々について計算するステップ。
（ｆ）前記シミュレーション条件の少なくとも一部の条件が異なる複数のシミュレーション条件で前記ステップ（ｂ）〜（ｅ）が繰り返し実行されるように制御するステップ。
（ｇ）前記複数のシミュレーション条件で計算された複数の前記摩耗量の代表値を前記要素の各々について計算するステップ。
（ｈ）前記要素の各々について求めた前記摩耗量の代表値に基づいて、前記タイヤモデルを修正するステップ。
（ｉ）予め定めた終了条件を満たすまで、前記ステップ（ｆ）〜（ｈ）の処理が繰り返し実行されるように制御するステップ。
（ｊ）前記ステップ（ｉ）の処理結果を出力するステップ。
【請求項２】
前記摩耗量の代表値は、前記複数のシミュレーション条件で計算された複数の前記摩耗量の平均値である
請求項１記載のタイヤ摩耗のシミュレーション方法。
【請求項３】
タイヤを有限個の複数の要素に分割したタイヤモデルを作成する作成手段と、
前記タイヤモデルの転動による変形計算に関するシミュレーション条件を設定する設定手段と、
前記シミュレーション条件に基づいて前記タイヤモデルの変形計算を実行する変形計算手段と、
前記変形計算の計算結果に基づいて、前記要素の各々の摩耗エネルギーを計算する摩耗エネルギー計算手段と、
予め定めた摩耗エネルギーと摩耗量との非線形な対応関係に基づいて、前記摩耗エネルギーに対応する摩耗量を前記要素の各々について計算する摩耗量計算手段と、
前記シミュレーション条件の少なくとも一部の条件が異なる複数のシミュレーション条件で前記設定手段、前記変形計算手段、及び前記摩耗エネルギー計算手段による処理が繰り返し実行されるように制御する第１の繰り返し制御手段と、
前記複数のシミュレーション条件で計算された複数の前記摩耗量の代表値を前記要素の各々について計算する代表値計算手段と、
前記要素の各々について求めた前記摩耗量の代表値に基づいて、前記タイヤモデルを修正する修正手段と、
予め定めた終了条件を満たすまで、前記制御手段、前記代表値計算手段、及び前記修正手段による処理が繰り返し実行されるように制御する第２の繰り返し制御手段と、
前記第２の繰り返し制御手段による処理結果を出力する出力手段と、
を備えたタイヤ摩耗のシミュレーション装置。
【請求項４】
次の各ステップを含む処理をコンピュータに実行させるためのタイヤ摩耗のシミュレーションプログラム。
（ａ）タイヤを有限個の複数の要素に分割したタイヤモデルを作成するステップ。
（ｂ）前記タイヤモデルの転動による変形計算に関するシミュレーション条件を設定するステップ。
（ｃ）前記シミュレーション条件に基づいて前記タイヤモデルの変形計算を実行するステップ。
（ｄ）前記変形計算の計算結果に基づいて、前記要素の各々の摩耗エネルギーを計算するステップ。
（ｅ）予め定めた摩耗エネルギーと摩耗量との非線形な対応関係に基づいて、前記摩耗エネルギーに対応する摩耗量を前記要素の各々について計算するステップ。
（ｆ）前記シミュレーション条件の少なくとも一部の条件が異なる複数のシミュレーション条件で前記ステップ（ｂ）〜（ｅ）が繰り返し実行されるように制御するステップ。
（ｇ）前記複数のシミュレーション条件で計算された複数の前記摩耗量の代表値を前記要素の各々について計算するステップ。
（ｈ）前記要素の各々について求めた前記摩耗量の代表値に基づいて、前記タイヤモデルを修正するステップ。
（ｉ）予め定めた終了条件を満たすまで、前記ステップ（ｆ）〜（ｈ）の処理を繰り返し実行されるように制御するステップ。
（ｊ）前記ステップ（ｉ）の処理結果を出力するステップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ摩耗のシミュレーション方法、装置、及びプログラムに係り、特に、自動車等に使用される空気入りタイヤなどのタイヤにおける摩耗進展をシミュレートするタイヤ摩耗のシミュレーション方法、装置、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気入りタイヤなどのタイヤ開発において、タイヤ摩耗は実際にタイヤを設計・製造し、自動車に装着して走行することで生じた摩耗を実測することにより得ていたが、近年では、有限要素法等の数値解析手法や計算機環境の発達により、タイヤ内圧充填状態や荷重状態等を考慮して計算機でタイヤ形状などの計算が可能になってきている。
【０００３】
例えば、計算機を用いて、タイヤ性能の計算を可能とする技術としては、タイヤ形状をモデル化し、走行を模擬する技術が知られている（例えば特許文献１〜特許文献３を参照）。この技術では、タイヤ有限要素モデルを用いて、摩擦係数を含む走行条件に従った走行シミュレーションを行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２１６４８号公報
【特許文献２】特開２００５−２６３０７０号公報
【特許文献３】特開２００５−２７１６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のタイヤ有限要素モデルを用いて摩擦係数を含む走行条件に従った走行シミュレーションを行う技術では、タイヤの摩耗量と摩耗エネルギーとの関係が、図７の破線で示す特性Ａのように線形関係であることを前提にしており、シミュレーションにおいては、複数の走行条件で摩耗エネルギーを算出し、これらの平均的な摩耗エネルギーを算出してから、摩耗エネルギーと摩耗量との比例定数により摩耗量を算出するのが一般的であった。
【０００６】
しかしながら、図７の実線で示す特性Ｂのように、タイヤの摩耗量と摩耗エネルギーとの関係は、実際には線形領域と非線形領域とを有しており、特に、摩耗エネルギーが小さい非線形領域での走行、すなわち直進主体の走行が偏摩耗の発生に大きく影響する。
【０００７】
従って、精度良く偏摩耗状態をシミュレーションする場合、摩耗エネルギーが小さい領域の非線形性を考慮したシミュレーションを行う必要があるが、従来においては、平均的な摩耗エネルギーを算出してから、摩耗エネルギーと摩耗量との比例定数により摩耗量を算出するため、摩耗エネルギーと摩耗量との非線形の関係が、「摩耗量の代表値」に正確に反映されず、精度良くタイヤの摩耗をシミュレーションすることができなかった。
【０００８】
本発明は、上記事実を考慮して、自動車等に使用される空気入りタイヤなどのタイヤについて精度良く摩耗をシミュレーションすることができるタイヤ摩耗のシミュレーション方法、装置、及びプログラムを得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に係るタイヤ摩耗のシミュレーション方法は、ステップ（ａ）において、タイヤを有限個の複数の要素に分割したタイヤモデルを作成し、ステップ（ｂ）において、前記タイヤモデルの転動による変形計算に関するシミュレーション条件を設定し、ステップ（ｃ）において、前記シミュレーション条件に基づいて前記タイヤモデルの変形計算を実行し、ステップ（ｄ）において、前記変形計算の計算結果に基づいて、前記要素の各々の摩耗エネルギーを計算し、ステップ（ｅ）において、予め定めた摩耗エネルギーと摩耗量との非線形な対応関係に基づいて、前記摩耗エネルギーに対応する摩耗量を前記要素の各々について計算し、ステップ（ｆ）において、前記シミュレーション条件の少なくとも一部の条件が異なる複数のシミュレーション条件で前記ステップ（ｂ）〜（ｅ）が繰り返し実行されるように制御し、ステップ（ｇ）において、前記複数のシミュレーション条件で計算された複数の前記摩耗量の代表値を前記要素の各々について計算し、ステップ（ｈ）において、前記要素の各々について求めた前記摩耗量の代表値に基づいて、前記タイヤモデルを修正し、ステップ（ｉ）において、予め定めた終了条件を満たすまで、前記ステップ（ｆ）〜（ｈ）の処理が繰り返し実行されるように制御し、ステップ（ｊ）において、前記ステップ（ｉ）の処理結果を出力する。
【００１０】
このように、複数のシミュレーション条件における摩耗エネルギーの平均値を求めてから、その平均値に対応する摩耗量を求めるのではなく、複数のシミュレーション条件で求めた摩耗エネルギーの各々に対応する摩耗量を求めてから、各摩耗量の代表値を求めてタイヤモデルを修正するようにしたため、特に摩耗エネルギーが低い領域においてタイヤの摩耗が進展してゆく過程を正確にシミュレーションすることができる。
【００１１】
なお、請求項２に記載したように、前記摩耗量の代表値は、前記複数のシミュレーション条件で計算された複数の前記摩耗量の平均値とすることができる。
【００１２】
なお、前記タイヤ摩耗のシミュレーション方法は、次の装置によって容易に実現することができる。詳細には、請求項３記載のタイヤ摩耗のシミュレーション装置は、タイヤを有限個の複数の要素に分割したタイヤモデルを作成する作成手段と、前記タイヤモデルの転動による変形計算に関するシミュレーション条件を設定する設定手段と、前記シミュレーション条件に基づいて前記タイヤモデルの変形計算を実行する変形計算手段と、前記変形計算の計算結果に基づいて、前記要素の各々の摩耗エネルギーを計算する摩耗エネルギー計算手段と、予め定めた摩耗エネルギーと摩耗量との非線形な対応関係に基づいて、前記摩耗エネルギーに対応する摩耗量を前記要素の各々について計算する摩耗量計算手段と、前記シミュレーション条件の少なくとも一部の条件が異なる複数のシミュレーション条件で前記設定手段、前記変形計算手段、及び前記摩耗エネルギー計算手段による処理が繰り返し実行されるように制御する第１の繰り返し制御手段と、前記複数のシミュレーション条件で計算された複数の前記摩耗量の代表値を前記要素の各々について計算する代表値計算手段と、前記要素の各々について求めた前記摩耗量の代表値に基づいて、前記タイヤモデルを修正する修正手段と、予め定めた終了条件を満たすまで、前記制御手段、前記代表値計算手段、及び前記修正手段による処理が繰り返し実行されるように制御する第２の繰り返し制御手段と、前記第２の繰り返し制御手段による処理結果を出力する出力手段と、を備える。
【００１３】
また、コンピュータによってタイヤ摩耗を模擬する場合、請求項４に記載したように、（ａ）タイヤを有限個の複数の要素に分割したタイヤモデルを作成するステップ、（ｂ）前記タイヤモデルの転動による変形計算に関するシミュレーション条件を設定するステップ、（ｃ）前記シミュレーション条件に基づいて前記タイヤモデルの変形計算を実行するステップ、（ｄ）前記変形計算の計算結果に基づいて、前記要素の各々の摩耗エネルギーを計算するステップ、（ｅ）予め定めた摩耗エネルギーと摩耗量との非線形な対応関係に基づいて、前記摩耗エネルギーに対応する摩耗量を前記要素の各々について計算するステップ、（ｆ）前記シミュレーション条件の少なくとも一部の条件が異なる複数のシミュレーション条件で前記ステップ（ｂ）〜（ｅ）が繰り返し実行されるように制御するステップ、（ｇ）前記複数のシミュレーション条件で計算された複数の前記摩耗量の代表値を前記要素の各々について計算するステップ、（ｈ）前記要素の各々について求めた前記摩耗量の代表値に基づいて、前記タイヤモデルを修正するステップ、（ｉ）予め定めた終了条件を満たすまで、前記ステップ（ｆ）〜（ｈ）の処理を繰り返し実行されるように制御するステップ、（ｊ）前記ステップ（ｉ）の処理結果を出力するステップ、の各ステップを含むタイヤ摩耗のシミュレーションプログラムをコンピュータに実行させるようにすれば、簡便にタイヤ摩耗を模擬することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように本発明によれば、自動車等に使用される空気入りタイヤなどのタイヤについて精度良く摩耗をシミュレーションすることができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】タイヤ摩耗のシミュレーションを実施するためのパーソナルコンピュータの概略図である。
【図２】タイヤ摩耗シミュレーションプログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】タイヤモデル作成処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】タイヤ径方向断面モデルを示す斜視図である。
【図５】タイヤの３次元モデルを示す斜視図である。
【図６】タイヤの転動解析処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】摩耗エネルギーと摩耗量との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１７】
本実施の形態は空気入りタイヤの性能としてタイヤ摩耗をシミュレーションする場合に本発明を適用したものである。
【００１８】
図１には本発明の空気入りタイヤ摩耗のシミュレーションを実施するためのパーソナルコンピュータの概略が示されている。このパーソナルコンピュータは、データ等を入力するためのキーボード１０、予め記憶された処理プログラムに従ってタイヤの性能を予測するコンピュータ本体１２、及びコンピュータ本体１２の演算結果等を表示するＣＲＴ１４から構成されている。
【００１９】
なお、コンピュータ本体１２には、記録媒体としてのフレキシブルディスク（ＦＤ）が挿抜可能なフレキシブルディスクユニット（ＦＤＵ）を備えている。なお、後述する処理ルーチン等は、ＦＤＵを用いてフレキシブルディスクＦＤに対して読み書き可能である。従って、後述する処理ルーチンは、予めＦＤに記録しておき、ＦＤＵを介してＦＤに記録された処理プログラムを実行してもよい。また、コンピュータ本体１２にハードディスク装置等の大容量記憶装置（図示省略）を接続し、ＦＤに記録された処理プログラムを大容量記憶装置（図示省略）へ格納（インストール）して実行するようにしてもよい。また、記録媒体としては、記録テープ、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ等の光ディスクや、ＭＤ，ＭＯ等の光磁気ディスクがあり、これらを用いるときには、上記ＦＤＵに代えてまたはさらに対応する読み書き装置を用いればよい。
【００２０】
図２は、本実施の形態のタイヤ摩耗シミュレーションプログラムの処理ルーチンを示すものである。ステップ１００では、シミュレーションするタイヤのタイヤモデルの作成処理を行う。すなわち、シミュレーションするタイヤの設計案（タイヤ形状、構造、材料など）に基づいてタイヤモデルを作成する。
【００２１】
具体的には、図３に示すタイヤモデル作成ルーチンが実行される。このタイヤモデル作成ルーチンでは、まず、タイヤ設計案を数値解析上のモデルに落とし込むため、タイヤモデルを作成する。このタイヤモデルの作成は、用いる数値解析手法により若干異なる。本実施の形態では数値解析手法として有限要素法（ＦＥＭ）を用いるものとする。従って、作成するタイヤモデルは、有限要素法（ＦＥＭ）に対応した要素分割、例えば、メッシュ分割によって複数の要素に分割され、タイヤを数値的・解析的手法に基づいて作成されたコンピュータプログラムヘのインプットデータ形式に数値化したものをいう。この要素分割とはタイヤ及び路面等の対象物を小さな幾つかの（有限の）小部分に分割することをいう。この小部分ごとに計算を行い全ての小部分について計算した後、全部の小部分を足し合わせることにより全体の応答を得ることができる。なお、数値解析手法には差分法や有限体積法を用いても良い。
【００２２】
このタイヤモデルの作成は、タイヤ断面のモデルを作成した後に、パターンをモデル化する。まず、ステップ２００において、タイヤ径方向断面のモデル（タイヤ断面データ）を作成する。このタイヤ断面データは、タイヤ外形をレーザー形状測定器等で計測し値を採取する。また、タイヤ内部の構造は設計図面および実際のタイヤ断面データ等から正確なものを採取する。タイヤ断面内のゴム、補教材（ベルト、プライ等、鉄・有機繊維等でできた補強コードをシート状に束ねたもの）をそれぞれ有限要素法のモデル化手法に応じてモデル化する。このようにモデル化したタイヤ径方向断面のモデルを図４に示した。
【００２３】
次のステップ２０２では、２次元データであるタイヤ断面データ（タイヤ径方向断面のモデル）を周方向に一周分展開し、タイヤの３次元（３Ｄ）モデルを作成する。この場合、ゴム部は８節点ソリッド要素、補教材は角度を表現できる異方性シェル要素でモデル化することが望ましい。
【００２４】
次のステップ２０４では、パターンをモデル化する。このパターンのモデル化は、パターンの一部または全部を別個にモデル化し、上記タイヤモデルにトレッド部分として貼りつけてパターンを作成することや、タイヤ断面データを周方向に展開する際にリブ・ラグ成分を考慮してパターンを作成することを採用できる。このようにして３次元的にモデル化した３Ｄモデルを図５に示した。
【００２５】
次のステップ２０６では、少なくとも路面を含むタイヤに関係する物のモデルを作成する。このステップ２０６では、タイヤの一部および接地面、タイヤが移動・変形する領域を含む路面を分割してモデル化した路面モデルの作成と共に路面状態の入力がなされる。この路面状態とは、路面形状や路面材料である。この路面状態による摩擦の影響については後述する。なお、タイヤと路面との間に介在する流体領域を分割してモデル化してもよい。
【００２６】
次のステップ２０８では、タイヤ各部のゴム構成材料を設定する。上記のように、構造的には、タイヤ内のゴム、及び補教材をそれぞれ有限要素法によるモデル化を行ったが、そのタイヤ内のゴムすなわち、タイヤ各部のゴム構成材料はまちまちである。そこで、このステップ２０８においてタイヤ各部のゴム構成材料を設定する。これにより、タイヤを構成する各種データを規定することができる。
【００２７】
図２のステップ１０２では、境界条件等の各種のシミュレーション条件の設定処理が行われる。シミュレーション条件の設定は、タイヤモデルに解析上、すなわちタイヤの挙動をシミュレートする上で必要なものであり、タイヤモデルに付与する各種のシミュレーション条件である。
【００２８】
まず、シミュレーション条件のうち、境界条件の設定として、例えば内圧及び荷重が設定される。また、その他のシミュレーション条件としては、まず路面の摩擦係数μや路面速度がある。路面の摩擦係数μの設定は、路面をモデル化してそのモデル化した路面を実際の路面に近似する設定をすることに相当する。路面のモデル化は、路面形状を要素分割してモデル化し、路面の摩擦係数μを選択設定することで路面状態を入力することができる。例えば、路面状態により乾燥（ＤＲＹ）、濡れ（ＷＥＴ）、氷上、雪上、非舗装等に対応する路面の摩擦係数μが存在するので、摩擦係数μについて適正な値を選択することで、実路面を再現させることができる。
【００２９】
なお、タイヤは、その接地圧に応じて摩擦係数μが変化することが知られている。そこで、本実施の形態では、摩擦係数μと接地圧Ｐとの関係を予め実験などにより求めた特性（μ−Ｐカーブ）を、データベース化して、これを用いるものとする。
【００３０】
さらに、その他のシミュレーション条件として、タイヤに発生するトルクやスリップ角がある。トルクの設定は、タイヤに発生する前後力を設定することに相当し、スリップ角の設定は、タイヤに発生する横力を設定することに相当する。なお、ステップ１０２で設定する各種のシミュレーション条件は上記の例に限られるものではない。
【００３１】
次のステップ１０４では、タイヤの転動解析を実行する。この転動解析は、路面に接触したタイヤを回転させたときの変化、すなわちタイヤ形状の変形を解析するものであり、経時変化によって摩耗が進展する可能性を把握するために必要となる処理である。
【００３２】
具体的には、図６に示す処理ルーチンが実行される。まず、ステップ３００では、タイヤモデルと理想平面路面モデルとを読み取る。
【００３３】
次のステップ３０２では、タイヤモデルと路面モデルとを接近させて、接触させる。このステップ３０２では、タイヤモデルを路面モデルに水平に接近（平押し）することを想定する。この平押しは、荷重値またはたわみ量で制御する。なお、キャンバー角を指定する場合は、タイヤモデルを指定するキャンバー角だけ路面モデルに対して傾斜すればよい。
【００３４】
次のステップ３０４では、タイヤモデルの中心点を路面モデルに対して水平方向に移動させる。このとき、タイヤモデルとタイヤモデルの軸とは拘束されており、そしてタイヤモデルと路面モデルとの間に摩擦力が存在するため、タイヤモデルの拘束が解除されてタイヤモデルが回転する。なお、タイヤモデルの中心点の移動方向をタイヤモデルの向きから変化させることで、操舵角による方向指示をした状態について計算上で実現することができる。
【００３５】
図２のステップ１０６では、上記転動解析後の摩耗エネルギー分布を求める。摩耗エネルギーＥｗは、タイヤ踏面の摩擦仕事量に相当し、以下のようにして求めることができる。なお、摩耗エネルギーは、摩擦エネルギーという場合がある。
【００３６】
すなわち、本出願人により提案されているタイヤ摩耗寿命予測方法（特開平１１−３２６１４４号公報）にも述べられているように、摩耗エネルギーＥｗは、摩擦力（水平応力：路面から受ける路面の接線方向応力）Ｔとタイヤ踏面の滑り量Ｓの乗算から求めることができる（Ｅｗ＝Ｔ・Ｓ）。
【００３７】
ここで、本実施の形態におけるＦＥＭでは、モデル内の全ての節点や要素について、応力と節点座標の変位（要素歪み）とを求めることができる。そして、上述のように、タイヤの転動計算では、タイヤモデルを路面モデルに押しつけ、水平方向に移動させようとする。このため、路面モデルとタイヤモデルの接触している領域（踏面）において摩擦力（水平応力）及び垂直応力が生じる。このとき、路面モデルと接触しているタイヤモデルの踏面内の節点は、以下のような挙動をする。
【００３８】
（垂直応力）×（摩擦係数μ）≧（水平応力）
【００３９】
の条件では、タイヤモデルは路面モデルに拘束されて、踏面内の節点は移動せずに、変位はない。
【００４０】
（垂直応力）×（摩擦係数μ）＜（水平応力）
【００４１】
の条件では、タイヤモデルは路面モデルに拘束されず、踏面内の節点は路面モデルに対して相対的に移動する。この場合、タイヤモデルは水平応力を緩和する方向に変形し、変位が生じる。
【００４２】
上述のタイヤモデルが路面モデルに接触しているときの変位を滑り量と定める。これは、任意の節点が路面モデルと接触を開始してから接触が終了するまでの間に、節点が路面モデル内で移動した変位を、滑り量として求めるものである。従って、ＦＥＭにより求まる応力及び変位から摩耗エネルギーを求めることができる。
【００４３】
ステップ１０８では、ステップ１０６で求めた各節点の摩耗エネルギーから摩耗量を各々求める。
【００４４】
本実施形態では、図７に示す特性Ｂに表わされるような摩耗エネルギーと摩耗量との非線形な対応関係を示すテーブルデータを予め求めておき、これをコンピュータ本体１２のハードディスク等に格納しておく。そして、このテーブルデータを用いて各節点の摩耗量を求める。なお、テーブルデータではなく、摩耗エネルギーと摩耗量との対応関係を示す近似関数を予め求めておき、この近似関数を用いて摩耗エネルギーから摩耗量を求めるようにしてもよい。
【００４５】
この摩耗エネルギーと摩耗量との対応関係は、例えばゴム試験片を用いた室内試験により取得する。従来、摩耗エネルギーを算出する場合、所謂ランボーン試験等において、ゴム試験片に加えられる軸力と滑り量とに基づいて摩耗エネルギーを算出していた。この場合の軸力は、タイヤの踏み込みから蹴り出しまでの力の和によって求められるが、踏み込み側の力（ドライビング力）の発生する方向と蹴り出し側の力（ブレーキング力）の発生する方向とは逆向きとなるため、ドライビング力の総和の絶対値とブレーキング力の総和の絶対値とが同一の場合、ドライビング力の総和とブレーキング力の総和との和が零となり、軸力が零となってしまう場合がある。これにより、摩耗エネルギーが零になってしまう場合がある。
【００４６】
しかしながら、実際には、タイヤの蹴り出し側近傍にタイヤが摩耗する領域が存在し、特に摩耗エネルギーが低い領域では、軸力に基づいて摩耗エネルギーを算出したのでは精度良く摩耗エネルギーを求めることができない。従って、軸力に基づいて摩耗エネルギーではなく、せん断力に基づいて摩耗エネルギーを求める必要がある。
【００４７】
そこで、本実施形態では、例えばゴム試験片を高解像度のサンプリングカメラ等を含んで構成された踏面観察機を用いてゴム試験片の踏面の挙動を計測し、ゴム試験片の表面に発生するせん断力に基づいて摩耗エネルギーを算出し、摩耗エネルギーと摩耗量との対応関係を取得する。これにより、摩耗エネルギーと摩耗量との関係が非線形な関係となる摩耗エネルギーが低い領域の対応関係を精度良く取得することができる。
【００４８】
ステップ１１０では、予め定めた複数のシミュレーション条件全てで上記ステップ１０２〜１０８を実行したか否かを判断し、複数のシミュレーション条件全てにおいて上記ステップ１０２〜１０８の処理を実行した場合はステップ１１２へ移行し、いまだ実行していないシミュレーション条件がある場合には、ステップ１０２へ戻ってシミュレーション条件を再設定し、上記と同様の処理を繰り返す。
【００４９】
ステップ１０２のシミュレーション条件の再設定では、例えばタイヤに発生する前後力に相当するトルクや、タイヤに発生する横力に相当するスリップ角を変更することが考えられる。
【００５０】
タイヤに発生する前後力や横力は、走行する路面の状態によって異なる。例えば高速道路等の直進走行が多い路面と、坂道等のアップダウン走行が多い路面、市街地等のコーナリング走行が多い路面等では、タイヤに発生する前後力や横力が異なる。
【００５１】
従って、前後力及び横力を異ならせ、他のシミュレーション条件を同一として上記ステップ１０２〜１０８の処理を複数回行うことにより、走行コースの性質に応じたシミュレーションを行うことが可能となる。
【００５２】
例えば、シミュレーション対象の走行コースが直進走行の割合が５０％、アップダウン走行の割合が３０％、コーナリング走行の割合が２０％の場合、ステップ１０６の摩耗エネルギーの算出において、各条件で算出した摩耗エネルギーに上記の割合を乗算することで、シミュレーション対象の走行コースを走行した場合のタイヤの摩耗を精度良くシミュレーションすることが可能となる。
【００５３】
そして、複数のシミュレーション条件全てで各節点の摩耗量を求めた場合には、ステップ１１２において、複数のシミュレーション条件で求めた摩耗量の平均値を節点毎に求める。なお、平均値に限られるものではなく、加重平均値や中央値等、複数のシミュレーション条件で求めた摩耗量を代表する値であればよい。
【００５４】
ステップ１１４では、タイヤモデルを、ステップ１１２で求めた各節点の摩耗量だけ削ったタイヤモデルに修正する。すなわち、摩耗量に対応する距離だけ各節点の座標を移動させる。
【００５５】
次のステップ１１６では、予め定めた終了条件を満たすか否かを判断し、終了条件を満たす場合にはステップ１１８へ移行し、終了条件を満たさない場合には、ステップ１０２へ戻って上記と同様の処理を繰り返す。
【００５６】
終了条件としては、上記ステップ１０２〜１１４の繰り返し計算回数、すなわち、タイヤモデルの修正回数が予め定めた回数になった場合とすることができる。また、摩耗量が予め定めた摩耗量になった節点が存在する場合を終了条件としてもよく、各摩耗量の平均値が予め定めた摩耗量になった場合を終了条件としてもよい。なお、上記の終了条件の例は一例であり、上記の例に限られるものではない。
【００５７】
ステップ１１８では、上述の計算結果を出力する。この計算結果の一例として、最終的に修正されたタイヤモデルを表示するための表示用データがある。この表示用データによって、経時変化によって移行するタイヤについて、応力分布や摩耗エネルギー分布の状態を把握するためのイメージを表示することができる。また、最終的な各種データ（例えば、シミュレーション条件、摩耗量などのパラメータ）を出力してもよい。
【００５８】
このように、本実施形態においては、従来のように複数のシミュレーション条件における摩耗エネルギーの平均値を求めてから、その平均値に対応する摩耗量を求めるのではなく、複数のシミュレーション条件で求めた摩耗エネルギーの各々に対応する摩耗量を求めてから、各摩耗量の平均値を求めてタイヤモデルを修正するようにしたため、特に摩耗エネルギーが低い領域においてタイヤの摩耗が進展してゆく過程を正確にシミュレーションすることができる。
【符号の説明】
【００５９】
１０    キーボード
１２    コンピュータ本体
１４    ＣＲＴ
３０    タイヤモデル
ＦＤ    フレキシブルディスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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