(57)【要約】      （修正有）【課題】タイヤ制動時間の制御性を向上できるタイヤ制動性能測定装置およびタイヤ制動性能測定方法を提供すること。【解決手段】このタイヤ制動性能測定装置１は、タイヤに制動トルクを付与してタイヤの制動性能を測定する。タイヤ制動性能測定装置１は、流体圧力に応じた制動トルクをタイヤに付与するブレーキ本体と、ブレーキ本体に流体圧力を入力してブレーキ本体を駆動するブレーキ駆動機構３とを含み構成される。そして、ブレーキ駆動機構３は、予備的な一次制動トルクを発生させる流体圧力とタイヤを制動可能な二次制動トルクを発生させる流体圧力とをブレーキ本体に対して段階的に入力できると共に、二次制動トルクにかかる流体圧力を任意に変更できること。【選択図】        図１
2006266935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤに制動トルクを付与してタイヤの制動性能を測定するタイヤ制動性能測定装置であって、
流体圧力に応じた制動トルクをタイヤに付与するブレーキ本体と、
前記ブレーキ本体に流体圧力を入力して前記ブレーキ本体を駆動するブレーキ駆動機構とを含み、且つ、
前記ブレーキ駆動機構は、予備的な一次制動トルクを発生させる流体圧力とタイヤを制動可能な二次制動トルクを発生させる流体圧力とを前記ブレーキ本体に対して段階的に入力できると共に、前記二次制動トルクにかかる流体圧力を任意に変更できることを特徴とするタイヤ制動性能測定装置。
【請求項２】
前記ブレーキ本体が液圧を入力として駆動され、
前記ブレーキ駆動機構が、空気圧を液圧に変換して前記ブレーキ本体に入力する液圧変換手段と、前記液圧変換手段に対して二次制動トルクにかかる空気圧を付与するメイン蓄圧手段と、前記メイン蓄圧手段から前記液圧変換手段への圧縮空気の流量を調整する第一開閉弁と、前記液圧変換手段に対して一次制動トルクにかかる空気圧を付与するサブ蓄圧手段と、前記サブ蓄圧手段から前記液圧変換手段への圧縮空気の流量を調整する第二開閉弁とを含み、且つ、
前記第一開閉弁および前記第二開閉弁が順次開放されることにより、前記液圧変換手段に段階的に空気圧が付与される請求項１に記載のタイヤ制動性能測定装置。
【請求項３】
前記サブ蓄圧手段がアキュムレータから成る請求項２に記載のタイヤ制動性能測定装置。
【請求項４】
前記液圧変換手段と前記ブレーキ本体との間にアキュムレータが接続される請求項２または３に記載のタイヤ制動性能測定装置。
【請求項５】
前記ブレーキ本体が、タイヤ軸に設置されるロータと、前記ロータに押圧されるパッドと、シリンダおよびブレーキピストンから成ると共に前記シリンダ内に供給された圧液により前記ブレーキピストンを変位させて前記パッドを駆動するパッド駆動部と、前記シリンダ内の容積を変化させる容積変化手段とを有する請求項１〜４のいずれか一つに記載のタイヤ制動性能測定装置。
【請求項６】
前記容積変化手段が圧電素子および圧電ピストンを含み、前記圧電素子への電圧の印加により前記圧電ピストンが駆動されて前記パッド駆動部のシリンダ容積が変化する請求項５に記載のタイヤ制動性能測定装置。
【請求項７】
タイヤに制動トルクを付与してタイヤの制動性能を測定するタイヤ制動性能測定方法であって、
入力された流体圧力に応じてブレーキ本体が駆動されてタイヤに制動トルクが付与されるステップと、予備的な一次制動トルクを発生させる流体圧力が前記ブレーキ本体に入力されるステップと、タイヤを制動可能な二次制動トルクを発生させる流体圧力が前記ブレーキ本体に入力されるステップとを含み、
前記一次制動トルクにかかる流体圧力および前記二次制動トルクにかかる流体圧力が段階的に前記ブレーキ本体に入力され、且つ、前記二次制動トルクにかかる流体圧力を任意に変更できることを特徴とするタイヤ制動性能測定方法。
【請求項８】
ブレーキ本体内におけるシリンダ容積を変化させることにより、ブレーキ本体内の流体圧力が調整される請求項７に記載のタイヤ制動性能測定方法。
【請求項９】
タイヤ制動時にてタイヤのスリップ率あるいは回転加速度が検出されるステップと、
タイヤのスリップ率あるいは回転加速度が所定の閾値を超えた場合に、前記ブレーキ本体への流体圧力の入力が停止されると共に、前記ブレーキ本体内におけるシリンダ容積が拡大されるステップとを含む請求項８に記載のタイヤ制動性能測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、タイヤ制動性能測定装置およびタイヤ制動性能測定方法に関し、さらに詳しくは、タイヤ制動時間の制御性を向上できるタイヤ制動性能測定装置およびタイヤ制動性能測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤ制動性能測定装置は、タイヤと路面との間の滑り摩擦力を測定する装置であり、例えば、タイヤがフリー状態からロック状態に至るまでの摩擦係数μとスリップ率Ｓとを測定して、μ−Ｓ曲線などの滑り摩擦特性を測定できる。かかる滑り摩擦特性を精度良く測定するためには、タイヤがフリー状態からロック状態に至るまでの時間（タイヤ制動時間）を一定にすることが好ましい。例えば、ＡＳＴＭ（American Society for Testing and Materials）Ｆ４０８−９９に規定される試験方法では、タイヤ制動時間を約０．５［ｓ］に制御することが規定されている。
【０００３】
しかしながら、タイヤ制動時間は、タイヤと路面との間の摩擦係数に左右される。このため、同一の制動トルクがタイヤに付与される場合にも、タイヤ制動時間がタイヤ毎に相異する。例えば、摩擦係数が高い場合にはタイヤ制動時間が長くなり、摩擦係数が低い場合にはタイヤ制動時間が短くなる。また、タイヤ制動時間は、測定時の路面条件（ドライ路面、ウェット路面、雪上路面、氷上路面など）によっても相異する。
【０００４】
かかる課題において、従来のタイヤ制動性能測定装置には、特許文献１に記載される技術が知られている。従来のタイヤ制動性能測定装置は、タイヤに制動力を付与して制動性能を測定する装置において、制動力を付与するための油圧系統に流量制御装置を設けてタイヤに付与する制動力を任意に可変できるようにしたことを特徴とする。
【０００５】
【特許文献１】特開昭５１−３２５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、タイヤ制動時間の制御性を向上できるタイヤ制動性能測定装置およびタイヤ制動性能測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、この発明にかかるタイヤ制動性能測定装置は、タイヤに制動トルクを付与してタイヤの制動性能を測定するタイヤ制動性能測定装置であって、流体圧力に応じた制動トルクをタイヤに付与するブレーキ本体と、前記ブレーキ本体に流体圧力を入力して前記ブレーキ本体を駆動するブレーキ駆動機構とを含み、且つ、前記ブレーキ駆動機構は、予備的な一次制動トルクを発生させる流体圧力とタイヤを制動可能な二次制動トルクを発生させる流体圧力とを前記ブレーキ本体に対して段階的に入力できると共に、前記二次制動トルクにかかる流体圧力を任意に変更できることを特徴とする。
【０００８】
このタイヤ制動性能測定装置では、ブレーキ駆動機構が予備的な一次制動トルクを発生させる流体圧力と、タイヤを制動可能な二次制動トルクを発生させる流体圧力とをブレーキ本体に対して段階的に入力できると共に、二次制動トルクにかかる流体圧力を任意に変更できるので、複数水準の流体圧力により段階的かつ可変的にタイヤに制動トルクが付与される。かかる構成では、単一水準の流体圧力によりタイヤに制動トルクが付与される構成と比較して、制動トルクの発生速度（制動開始からμピーク発生までの所要時間）の調整が容易となる。すなわち、大きな二次制動トルクに先立って小さな一次制動トルクが予備的にタイヤに付与されるので、大きな制動トルクが当初から一時にタイヤに付与される構成と比較して、制動トルクの発生速度の微調整が可能となる。これにより、タイヤ制動時間の制御性が向上する利点がある。
【０００９】
また、この発明にかかるタイヤ制動性能測定装置は、前記ブレーキ本体が液圧を入力として駆動され、前記ブレーキ駆動機構が、空気圧を液圧に変換して前記ブレーキ本体に入力する液圧変換手段と、前記液圧変換手段に対して二次制動トルクにかかる空気圧を付与するメイン蓄圧手段と、前記メイン蓄圧手段から前記液圧変換手段への圧縮空気の流量を調整する第一開閉弁と、前記液圧変換手段に対して一次制動トルクにかかる空気圧を付与するサブ蓄圧手段と、前記サブ蓄圧手段から前記液圧変換手段への圧縮空気の流量を調整する第二開閉弁とを含み、且つ、前記第一開閉弁および前記第二開閉弁が順次開放されることにより、前記液圧変換手段に段階的に空気圧が付与される。
【００１０】
このタイヤ制動性能測定装置では、第一開閉弁および第二開閉弁が順次開放されることにより、メイン蓄圧手段およびサブ蓄圧手段の空気圧（水準の異なる空気圧）が液圧変換手段に段階的に付与される。かかる構成とすれば、簡素な構成にてタイヤに段階的に制動トルクを付与できる利点がある。
【００１１】
また、この発明にかかるタイヤ制動性能測定装置は、前記サブ蓄圧手段がアキュムレータから成る。
【００１２】
このタイヤ制動性能測定装置では、サブ蓄圧手段がアキュムレータから成るので、サブ蓄圧手段がサブエアタンクから成る構成と比較して、一次制動トルクの立ち上がり速度が向上する。これにより、μピーク発生までの所要時間が短縮される利点がある。
【００１３】
また、この発明にかかるタイヤ制動性能測定装置は、前記液圧変換手段と前記ブレーキ本体との間にアキュムレータが接続される。
【００１４】
このタイヤ制動性能測定装置では、液圧変換手段とブレーキ本体との間にアキュムレータが接続されるので、このアキュムレータ内に所定の液圧が蓄えられることにより、制動トルクの立ち上がり速度が向上する。これにより、μピーク発生までの所要時間が短縮される利点がある。
【００１５】
また、この発明にかかるタイヤ制動性能測定装置は、前記ブレーキ本体が、タイヤ軸に設置されるロータと、前記ロータに押圧されるパッドと、シリンダおよびブレーキピストンから成ると共に前記シリンダ内に供給された圧液により前記ブレーキピストンを変位させて前記パッドを駆動するパッド駆動部と、前記シリンダ内の容積を変化させる容積変化手段とを有する。
【００１６】
このタイヤ制動性能測定装置では、容積変化手段が設けられる。そして、この容積変化手段がパッド駆動部のシリンダ容積を変化させるので、好適な圧液量にてブレーキ本体が駆動される。ブレーキの応答性が向上する利点がある。
【００１７】
また、この発明にかかるタイヤ制動性能測定装置は、前記容積変化手段が圧電素子および圧電ピストンを含み、前記圧電素子への電圧の印加により前記圧電ピストンが駆動されて前記パッド駆動部のシリンダ容積が変化する。
【００１８】
このタイヤ制動性能測定装置では、圧電素子への電圧の印加により圧電ピストンが駆動されてパッド駆動部のシリンダ容積が変化する構成なので、シリンダの容積変化が迅速に行われる利点がある。
【００１９】
また、この発明にかかるタイヤ制動性能測定方法は、タイヤに制動トルクを付与してタイヤの制動性能を測定するタイヤ制動性能測定方法であって、入力された流体圧力に応じてブレーキ本体が駆動されてタイヤに制動トルクが付与されるステップと、予備的な一次制動トルクを発生させる流体圧力が前記ブレーキ本体に入力されるステップと、タイヤを制動可能な二次制動トルクを発生させる流体圧力が前記ブレーキ本体に入力されるステップとを含み、前記一次制動トルクにかかる流体圧力および前記二次制動トルクにかかる流体圧力が段階的に前記ブレーキ本体に入力され、且つ、前記二次制動トルクにかかる流体圧力を任意に変更できることを特徴とする。
【００２０】
このタイヤ制動性能測定方法では、ブレーキ駆動機構が予備的な一次制動トルクを発生させる流体圧力と、タイヤを制動可能な二次制動トルクを発生させる流体圧力とをブレーキ本体に対して段階的に入力できると共に、二次制動トルクにかかる流体圧力を任意に変更できるので、複数水準の流体圧力により段階的かつ可変的にタイヤに制動トルクが付与される。かかる構成では、単一水準の流体圧力によりタイヤに制動トルクが付与される構成と比較して、制動トルクの発生速度（制動開始からμピーク発生までの所要時間）の調整が容易となる。すなわち、大きな二次制動トルクに先立って小さな一次制動トルクが予備的にタイヤに付与されるので、大きな制動トルクが当初から一時にタイヤに付与される構成と比較して、制動トルクの発生速度の微調整が可能となる。これにより、タイヤ制動時間の制御性が向上する利点がある。
【００２１】
また、この発明にかかるタイヤ制動性能測定方法は、ブレーキ本体内におけるシリンダ容積を変化させることにより、ブレーキ本体内の流体圧力が調整される。
【００２２】
このタイヤ制動性能測定方法では、ブレーキ本体内におけるシリンダ容積を変化させることにより、ブレーキ本体内の流体圧力が調整されるので、好適な圧液量にてブレーキ本体が駆動される。これにより、ブレーキの応答性が向上する利点がある。
【００２３】
また、この発明にかかるタイヤ制動性能測定方法は、タイヤ制動時にてタイヤのスリップ率あるいは回転加速度が検出されるステップと、タイヤのスリップ率あるいは回転加速度が所定の閾値を超えた場合に、前記ブレーキ本体への流体圧力の入力が停止されると共に、前記ブレーキ本体内におけるシリンダ容積が拡大されるステップとを含む。
【００２４】
このタイヤ制動性能測定方法では、タイヤのスリップ率あるいは回転加速度が所定の閾値を超えた場合に、ブレーキ本体への流体圧力の入力が停止されると共にブレーキ本体内におけるシリンダ容積が拡大されるので、制動力の解除にかかる応答性が向上する（制動力の解除が速やかに行われる）利点がある。
【発明の効果】
【００２５】
この発明にかかるタイヤ制動性能測定装置およびタイヤ制動性能測定方法によれば、ブレーキ駆動機構が予備的な一次制動トルクを発生させる流体圧力と、タイヤを制動可能な二次制動トルクを発生させる流体圧力とをブレーキ本体に対して段階的に入力できると共に、二次制動トルクにかかる流体圧力を任意に変更できるので、複数水準の流体圧力により段階的かつ可変的にタイヤに制動トルクが付与される。これにより、制動トルクの発生速度（制動開始からμピーク発生までの所要時間）の調整が容易となるので、タイヤ制動時間の制御性が向上する利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施例の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的同一のものが含まれる。また、この実施例に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。
【実施例】
【００２７】
図１は、この発明にかかるタイヤ制動性能測定装置を示す図である。図２〜図６は、図１に記載したタイヤ制動性能測定装置の作用を示す説明図である。図７〜図９は、図１に記載したタイヤ制動性能測定装置の変形例を示す説明図である。図１０〜図１３は、この発明にかかるタイヤ制動性能測定装置の性能試験の結果を示す表である。
【００２８】
タイヤ制動性能測定装置１は、タイヤに制動トルクを付与してタイヤの制動性能を測定する装置である。このタイヤ制動性能測定装置１は、ブレーキ本体２と、ブレーキ駆動機構３と、制御手段４とを有する（図１参照）。また、試験対象であるタイヤ１０は、タイヤ軸１１に装着されて転動自在に保持される。
【００２９】
ブレーキ本体２は、タイヤ１０（タイヤ軸１１）に対して制動トルクを付与する機能を有し、例えば、ディスクブレーキにより構成される。このブレーキ本体２は、ロータ（ディスク）２１と、一対のパッド２２、２２と、一対のパッド駆動部２３、２３とを有する。そして、ロータ２１がタイヤ軸１１に対して固定され、一対のパッド２２、２２がロータ２１を挟み込むように配置される。また、一対のパッド駆動部２３、２３が対応するパッド２２、２２に対してそれぞれ取り付けられる。そして、パッド駆動部２３、２３が駆動されるとパッド２２、２２が変位してロータ２１に押圧され、パッド２２、２２とロータ２１との摩擦力によってタイヤ１０に制動トルクが付与される。
【００３０】
ブレーキ駆動機構３は、流体圧力によりブレーキ本体２を駆動する機構である。このブレーキ駆動機構３は、メインエアタンク３１と、サブエアタンク３２と、コンプレッサ３３と、第一開閉弁３４と、第二開閉弁３５と、エアブースタ３６と、マスタシリンダ３７とを有し、これらが配管３８を介して接続されて成る。具体的には、マスタシリンダ３７がブレーキ本体２（パッド駆動部２３、２３）に接続され、このマスタシリンダ３７に対してエアブースタ３６が一体化される。また、サブエアタンク３２が第二開閉弁３５を介してエアブースタ３６に接続される。また、メインエアタンク３１が第一開閉弁３４を介して第二開閉弁３５に接続される。また、コンプレッサ３３がメインエアタンク３１に対して接続される。
【００３１】
メインエアタンク３１およびサブエアタンク３２には、所定の空気圧の圧縮空気が充填される。例えば、メインエアタンク３１には空気圧Ｐ2の圧縮空気が充填され、サブエアタンク３２には空気圧Ｐ0の圧縮空気が充填される。コンプレッサ３３は、制動時にてメインエアタンク３１内の空気圧Ｐ2を維持する機能を有する。第一開閉弁３４および第二開閉弁３５は、電気信号のＯＮ／ＯＦＦにより開度制御される。例えば、第一開閉弁３４が電空比例弁により、第二開閉弁３５が電磁弁により構成される。エアブースタ３６は、設定空気圧（上限空気圧）Ｐ1を有する。この設定空気圧Ｐ1により、タイヤ１０がロック状態となる程度の制動トルクが発生する。エアブースタ３６およびマスタシリンダ３７は、空気圧をブレーキ液の液圧に変換してブレーキ本体２に伝達する機能を有する。
【００３２】
制御手段４は、コントロールユニット４１と、回転速度センサ４２と、車速度センサ（図示省略）と、外力センサ４３とを有する。コントロールユニット４１は、第一開閉弁３４および第二開閉弁３５の開度制御を行うことによりブレーキ駆動機構３（ブレーキ本体２）の駆動を制御する。また、コントロールユニット４１は、回転速度センサ４２および外力センサ４３からの測定値に基づいて所定の処理を行う。回転速度センサ４２は、タイヤ１０（タイヤ軸１１）の回転速度を測定するセンサであり、例えば、ロータリエンコーダにより構成される。車速度センサは、車両の走行速度を検出するセンサである。回転速度センサ４２および車速度センサの測定値により、タイヤのスリップ率が算出される。外力センサ４３は、タイヤ制動時にてタイヤ１０に作用する外力（前後力）を測定するセンサであり、例えば、三分力計により構成される。
【００３３】
［滑り摩擦力の測定試験］
このタイヤ制動性能測定装置１では、タイヤの制動特性の測定試験が以下のように行われる。ここでは、一例として、滑り摩擦力の測定試験について説明する（図１〜図６参照）。滑り摩擦力の測定試験では、タイヤ１０がフリー状態からロック状態に至るまでの摩擦係数μとスリップ率Ｓとを測定することによりμ−Ｓ曲線などの滑り摩擦特性が測定される。
【００３４】
まず、試験開始前（ブレーキ作動前）には、第二開閉弁３５が閉止された状態にあり、エアブースタ３６への圧縮空気の流入が遮断されている（図１および図２（ａ）参照）。また、メインエアタンク３１には、コンプレッサ３３により空気圧Ｐ2の圧縮空気が充填されている。また、サブエアタンク３２には、空気圧Ｐ0の圧縮空気が充填されている。サブエアタンク３２内の空気圧Ｐ0は、第二開閉弁３５の開弁圧制御により調整される。また、このときのエアブースタ３６内の空気圧は、大気圧Ｐaである。
【００３５】
ここで、メインエアタンク３１の空気圧Ｐ2、サブエアタンク３２の空気圧Ｐ0、エアブースタ３６の設定空気圧Ｐ1および大気圧Ｐaは、Ｐ2＞Ｐ1＞Ｐ0＞Ｐaの関係にある。また、メインエアタンク３１の空気圧Ｐ2は、第一開閉弁３４の開放時にて、エアブースタ３６内の空気圧を設定空気圧Ｐ1まで上昇させ得る程度の大きさを有する。
【００３６】
次に、ブレーキ開始信号（ブレーキ作動指令）が入力されると（ｔ＝ｔ0）、第二開閉弁３５が一気に開放されてサブエアタンク３２内の圧縮空気（空気圧Ｐ0）がエアブースタ３６に供給される（図３参照）。すると、エアブースタ３６内の空気圧がステップ状に上昇して、マスタシリンダ３７からブレーキ本体２に圧液が送られる。これにより、ブレーキ本体２が作動して予備的な制動トルク（以下、一次制動トルクという。）がタイヤ１０（タイヤ軸１１）に付与される（ブレーキ作動初期）。かかる一次制動トルクは、摩擦が生じ始める（摩擦係数μが立ち上がる）程度の制動トルクである。また、このとき、ブレーキ本体２では、パッド２２、２２がロータ２１に付勢するのでパッド２２、２２およびロータ２１間のクリアランスがゼロとなる（図２（ｂ）参照）。
【００３７】
次に、第一開閉弁３４が一定速度にて所定開度まで開放されると（ｔ0≦ｔ≦ｔ1）、エアブースタ３６内の空気圧が次第に上昇して設定空気圧Ｐ1に到達する（図２（ｃ）、図３および図４参照）。そして、これと共にブレーキ本体２に付与される液圧が上昇して、十分な制動トルク（以下、二次制動トルクという。）がタイヤ１０に付与される（ブレーキ作動後期）。
【００３８】
そして、制動開始からタイヤ１０がロックされるまでの過程にて、タイヤ１０の回転速度が回転速度センサ４２にて測定され、また、タイヤ１０に作用した外力が外力センサ４３にて測定される。そして、これらの測定結果に基づいて、タイヤの制動性能（スリップ率Ｓに対するタイヤ１０の滑り摩擦特性など）が取得される（図４参照）。
【００３９】
なお、タイヤ１０がロックされると、第一開閉弁３４および第二開閉弁３５が閉止されてエアブースタ３６の作動が解除され、マスタシリンダ３７が制動開始前の状態に戻される。また、これと同時に、ブレーキ本体２内の圧液（ブレーキ液）がマスタシリンダ３７側に戻されて、その制動作用が解除される。
【００４０】
［タイヤ制動時間の制御］
タイヤ制動性能測定試験では、上記のように、制動開始からタイヤ１０がロックされるまでの滑り摩擦特性などが測定されるため、タイヤ１０の制動時間（制動開始からタイヤ１０がロックされるまでの所要時間）を任意に調整できることが必要である。
【００４１】
ここで、タイヤ１０と路面との滑り摩擦係数μは、スリップ率Ｓに応じて変化し、スリップ率Ｓが約１０［％］の時に最大値（μピーク）をとる（図６参照）。そして、ブレーキの作動開始からμピーク発生までの所要時間が短いほど、制動トルクの発生速度（上昇率）が速くなり（図４参照）、タイヤ１０の制動時間が短くなる。したがって、μピーク発生までの所要時間の制御により、タイヤ制動時間の制御が可能となる。
【００４２】
この点において、このタイヤ制動性能測定装置１では、ブレーキ作動初期にて、エアブースタ３６内が大気圧Ｐaから空気圧Ｐ0に昇圧されて、タイヤ１０に一次制動トルクが付与される（図２（ｂ）および図３参照）。その後に、エアブースタ３６内が空気圧Ｐ0から設定空気圧Ｐ1まで一定速度にて昇圧されて、タイヤ１０に二次制動トルクが付与される（図２（ｃ）参照）。すなわち、エアブースタ３６内が二段階にて昇圧されてタイヤ１０の制動が行われる。
【００４３】
ここで、空気圧Ｐaから設定空気圧Ｐ0までの昇圧は、第二開閉弁３５の駆動により任意の時間（ｔ＝ｔ0）に行い得る。また、空気圧Ｐ0から設定空気圧Ｐ1までの昇圧速度は、第一開閉弁３４の開度制御（開放速度の設定）により任意に設定可能である。したがって、第一開閉弁３４および第二開閉弁３５の開度制御により、エアブースタ３６内の昇圧速度（大気圧Ｐaから設定空気圧Ｐ1に到達するまでの所要時間Ｔ＝ｔ1−ｔ0。図３参照。）が任意に設定可能である。これにより、タイヤ１０に付与される制動トルクの発生速度（μピーク発生までの所要時間）の設定が可能となるので、タイヤの制動時間の制御が実現される。
【００４４】
［効果１］
このタイヤ制動性能測定装置１では、ブレーキ駆動機構３が予備的な一次制動トルクを発生させる流体圧力（空気圧Ｐ0が変換されて成る液圧）と、タイヤを制動可能な二次制動トルクを発生させる流体圧力（設定空気圧Ｐ1が変換されて成る液圧）とをブレーキ本体２に対して段階的に入力できると共に、二次制動トルクにかかる流体圧力を任意に変更できるので、複数水準（２水準）の流体圧力により段階的かつ可変的にタイヤ１０に制動トルクが付与される。
【００４５】
かかる構成では、単一水準の流体圧力によりタイヤに制動トルクが付与される構成と比較して、制動トルクの発生速度（制動開始からμピーク発生までの所要時間）の調整が容易となる。すなわち、大きな二次制動トルクに先立って小さな一次制動トルクが予備的にタイヤ１０に付与されるので、大きな制動トルクが当初から一時にタイヤに付与される構成と比較して、制動トルクの発生速度の微調整が可能となる。これにより、タイヤ制動時間の制御性が向上する利点がある。
【００４６】
なお、かかる構成は、ブレーキ本体２が液圧を入力として駆動され（ディスクブレーキから成り）、ブレーキ駆動機構３が、空気圧を液圧に変換してブレーキ本体２に入力する液圧変換手段（エアブースタ３６およびマスタシリンダ３７）と、液圧変換手段３６、３７に対して二次制動トルクにかかる設定空気圧Ｐ1を付与するメイン蓄圧手段（メインエアタンク）３１と、メイン蓄圧手段３１から液圧変換手段３６、３７への圧縮空気の流量を調整する第一開閉弁３４と、液圧変換手段３６、３７に対して一次制動トルクにかかる空気圧を付与するサブ蓄圧手段（サブエアタンク）３２と、サブ蓄圧手段３２から液圧変換手段３６、３７への圧縮空気の流量を調整する第二開閉弁３５とにより実現される。そして、第一開閉弁３４および第二開閉弁３５が順次開放されることにより、液圧変換手段３６、３７に空気圧が段階的に付与される。かかる構成とすれば、簡素な構成にてタイヤ１０に段階的に制動トルクを付与できる利点がある。
【００４７】
［効果２］
また、近年の乗用車では、タイヤ制動システムとしてＡＢＳ（anti-lock braking system）が標準的に採用されており、急制動時にてタイヤがロックすることが非常に希である。このため、かかるタイヤ制動システムでは、低いスリップ率Ｓにてタイヤの制動制御が行われる。したがって、近年のタイヤ制動性能測定装置では、低い範囲のスリップ率Ｓにかかる滑り摩擦係数μを正確に測定できることが重要視されている。この点において、このタイヤ制動性能測定装置１では、制動トルクの発生速度の微調整が可能なので滑り摩擦係数μ等の測定精度が向上する点で好ましい。
【００４８】
［効果３］
また、発明者らの研究によれば、μピーク発生までの所要時間が短くなると（制動トルクの発生速度が速くなると）、同一種類のタイヤ１０間で比較した場合に、μピークの絶対値が増加して大きな制動力が発生することが判明している（図５参照）。ここで、μピーク発生までの所要時間は、上記のように、エアブースタ３６内の昇圧速度の設定変更により任意に制御可能である。したがって、このタイヤ制動性能測定装置１では、より大きな制動トルクにてタイヤ１０を制動できるので、タイヤ制動時間の制御性がより向上する利点がある。
【００４９】
［効果４］
また、タイヤ制動性能の測定試験では、例えば、滑り摩擦係数が相異する複数のタイヤ１０に対して滑り摩擦特性が測定される場合がある。かかる場合に、各タイヤ１０間におけるμピーク発生までの所要時間差が大きいと、タイヤ制動時間を規定範囲内に収めるために、タイヤ１０毎に制動トルクの発生速度を調整する必要がある。この調整は、例えば、エアタンクの空気圧の設定変更により行われる。しかしながら、かかる調整作業は繁雑であり、また、タイヤ１０毎に空気圧の設定変更が行われると測定試験の再現性が低下するおそれがある。このため、各タイヤ１０間におけるμピーク発生までの所要時間差は小さいことが好ましい。
【００５０】
ここで、発明者らの研究によれば、μピーク発生までの所要時間が短くなると、異なる種類のタイヤ１０間で比較した場合にμピーク発生までの所要時間の差Δｔが小さくなることが判明している（図５参照）。
【００５１】
また、μピーク発生までの所要時間が短くなると、制動トルクの上昇カーブの傾斜が増加する（図４参照）。一方、小さい滑り摩擦力にて制動できるタイヤ（低μタイヤ）と、制動にあたり大きな摩擦力が必要なタイヤ（高μタイヤ）と間の制動力の立ち上げに必要な時間差を低減できることが判明している（図５参照）。
【００５２】
また、例えば、異なる気候条件下あるいは異なる路面条件下にて複数の測定試験が行われる場合がある。かかる場合には、μピークまでの所要時間Δｔが各測定試験間にて余りに相異すると、気候条件あるいは路面条件の影響が測定結果に現れ難くなる。
【００５３】
一方、タイヤ１０のロック時にはタイヤ１０の表面温度が急激に上昇するため、トレッド表面のゴム性状が変化して滑り摩擦係数の測定値（μピーク）が変化する。また、ブロックエッジの摩耗によっても、滑り摩擦係数の測定値が変化する。これらの現象は、特にドライ路面にて測定試験が繰り返し行われる場合に顕著であるが、ウェット路面での測定試験においても、同様の現象が見られる。
【００５４】
これらの点において、このタイヤ制動性能測定装置１では、予備的な一次制動トルクによりブレーキ本体２におけるロータ２１およびパッド２２間のクリアランスが低減されるので、μピーク発生までの所要時間が短縮される。これにより、タイヤの種類や試験条件が異なる場合にも、各タイヤ毎あるいは各試験条件毎に空気圧等の設定を変更することなく好適に測定試験を行い得る利点がある。また、これにより、測定試験の再現精度が向上する利点がある。
【００５５】
［変形例１］
なお、このタイヤ制動性能測定装置１では、メインエアタンク３１およびサブエアタンク３２の空気圧Ｐ0、Ｐ2が当業者自明の範囲内にて適宜設定変更されることが好ましい。例えば、μピーク発生までの所要時間は、エアタンク３１、３２の空気圧Ｐ0、Ｐ2や容量、配管３８の径や長さ、エアブースタ３６の設定空気圧Ｐ1等に応じて変化する。したがって、ブレーキ駆動機構３の構成にあたり、これらが加味されることが好ましい。
【００５６】
［変形例２］
また、このタイヤ制動性能測定装置１では、サブエアタンク３２がアキュムレータ５１および第三開閉弁５２から成ることが好ましい（図７参照）。具体的には、サブエアタンク３２に代えて、アキュムレータ５１が第三開閉弁５２を介して配管３８に接続される。かかる構成では、アキュムレータ５１内に空気圧Ｐ0の圧縮空気が充填され、第三開閉弁５２および第二開閉弁３５の開度制御により、この圧縮空気がエアブースタ３６に供給される。かかる構成とすれば、サブエアタンク３２による構成と比較して、一次制動トルクの立ち上がり速度が向上するので、μピーク発生までの所要時間が短縮される。また、配管３８内の余剰空気がアキュムレータ５１内に蓄積される。これらにより、タイヤ制動時間の制御性がより向上する利点があり、また、測定試験の再現精度がより向上する利点がある。
【００５７】
また、サブエアタンク３２が配管３８により代用されても良い（図示省略）。すなわち、空気圧Ｐ0を有する所定量の圧縮空気が第一開閉弁３４および第二開閉弁３５間の配管３８に充填されることにより、この配管３８自体がサブ蓄圧手段（サブエアタンク３２）として機能する。具体的には、第一開閉弁３４および第二開閉弁３５間の配管３８の長さが設計変更されることにより、かかる構成が実現される。なお、この配管３８への圧縮空気の充填は、例えば、第一開閉弁３４が開放されると共に第二開閉弁３５が閉止された状態にて、コンプレッサ３３により行われる。
【００５８】
［変形例３］
また、このタイヤ制動性能測定装置１では、マスタシリンダ３７（液圧変換手段）とブレーキ本体２との間にアキュムレータ５３および第四開閉弁５４が接続されることが好ましい（図７参照）。かかる構成では、このアキュムレータ５３内に所定の液圧が蓄えられることにより、制動トルクの立ち上がり速度が向上するので、μピーク発生までの所要時間が短縮される。また、マスタシリンダ３７およびブレーキ本体２間の余剰なブレーキ液がアキュムレータ５３内に蓄積される。これらにより、タイヤ制動時間の制御性がより向上する利点があり、また、測定試験の再現精度がより向上する利点がある。
【００５９】
［変形例４］
また、このタイヤ制動性能測定装置１は、以下の構成を有することが好ましい（図８および図９参照）。
【００６０】
まず、ブレーキ本体２のパッド駆動部２３が、シリンダ２３１およびブレーキピストン２３２から成ると共にシリンダ２３１内に供給された圧液によりブレーキピストン２３２を変位させてブレーキ本体２のパッド２２、２２を駆動する構成を有する。
【００６１】
また、ブレーキ本体２が、シリンダ２３１内の容積を変化させる容積変化手段２４を有する。この容積変化手段２４は、積層された圧電素子２４１群と圧電ピストン２４２とを有する。この容積変化手段２４では、圧電素子２４１群に電圧が印加されると、この印加電圧に比例して圧電素子２４１群が駆動されて圧電ピストン２４２が変位する。これにより、圧電ピストン２４２がシリンダ２３１内に挿入され、あるいは、シリンダ２３１内から引き出されてシリンダ２３１の容積が変化する。
【００６２】
かかる構成では、ブレーキ作動時（あるいはブレーキ作動開始前）にて容積変化手段２４が駆動されてパッド駆動部２３のシリンダ２３１容積が減少する。具体的には、圧電素子２４１群への電圧の印加により圧電ピストン２４２がシリンダ２３１内に挿入され、その体積によってシリンダ２３１の容積が減少する。これにより、少ない圧液量にてブレーキ本体２が駆動されるので、制動トルクの発生速度（ブレーキの応答性）がさらに向上する利点がある。また、かかる構成では、シリンダ２３１の容積変化を制御することにより、制動トルクの発生速度の微調整が可能となる。これにより、タイヤ制動時間の制御性が向上する利点がある。
【００６３】
また、かかる構成では、上記のように容積変化手段２４が圧電素子２４１群および圧電ピストン２４２から成り、圧電素子２４１群への電圧の印加により圧電ピストン２４２が駆動されてパッド駆動部２３のシリンダ２３１の容積が変化する構成が好ましい。これにより、シリンダ２３１の容積変化が迅速に行われる利点がある。
【００６４】
［変形例５］
また、タイヤ制動性能の測定試験では、必要に応じて、タイヤ制動時にてタイヤのスリップ率Ｓあるいは回転加速度（減速度）がリアルタイムで算出され、これらが所定の閾値を超えた場合にブレーキ本体への圧液の供給が停止されてタイヤ制動が解除される。これにより、タイヤのロックが回避される。
【００６５】
しかしながら、かかる構成では、ブレーキ本体内の圧液の減圧応答性により、圧液の供給停止時とタイヤ制動の解除時との間に時間遅れが発生する。そして、かかる時間遅れが大きいと、タイヤ制動の解除が遅れてタイヤがロックする。また、ＡＢＳ制御手段が採用される構成（図示省略）においても、タイヤ制動の解除が間に合わない場合がある。例えば、タイヤの滑り摩擦係数が低い場合や、配管の膨張やゴム製部品の存在などによる無効液量が存在する場合、ブレーキ本体の液圧室からＡＢＳユニットまでの流動抵抗が存在する場合などに、かかる現象が発生する。
【００６６】
この点において、このタイヤ制動性能測定装置１では、上記の変形例４に記載した構成に加えて、制動停止手段６が配置されることが好ましい。この制動停止手段６は、所定時にてブレーキ駆動機構３（マスタシリンダ３７）からブレーキ本体２への圧液の供給を停止させて、タイヤの制動を停止させる手段であり、例えば、ＡＢＳ（anti-lock braking system）により構成される。なお、この制動停止手段６は、第一開閉弁３４あるいは第二開閉弁３５により構成されても良い（図１参照）。
【００６７】
かかる構成では、タイヤ制動時にてタイヤ１０のスリップ率あるいは回転加速度が所定の閾値を超えたときに、ブレーキ本体２への圧液の供給が停止されると共にパッド駆動部２３、２３のシリンダ２３１容積が拡大される。具体的には、タイヤ制動時にて回転速度センサ４２での測定値に基づいてコントロールユニット４１がスリップ率あるいは回転加速度を演算しており、この演算結果が所定の閾値を超えた場合に制動停止手段６が駆動されてブレーキ本体２への圧液の供給が停止される。また、容積変化手段２４が駆動されてシリンダ２３１容積が拡大される。これにより、タイヤ１０への制動トルクの付与が迅速に停止される（時間遅れが低減される）ので、タイヤ１０のロックが効果的に回避される利点がある。
【００６８】
［性能試験］
この実施例では、異なるタイヤ制動性能測定装置により、二種類（タイヤＡおよびタイヤＢ）の空気入りタイヤを用いて滑り摩擦力の測定試験が行われ、ブレーキ作動開始からμピーク発生までの所要時間差が測定された（図１０〜図１３参照）。また、この測定試験は、ウェット路面およびドライ路面についてそれぞれ行われた。そして、測定結果に基づき所定の判定基準に基づいて、判定が行われた。μピーク発生までの所要時間差の判定は、ウェット路面にて０．１［ｓ］以下、ドライ路面にて０．１５［ｓ］以下であれば合格（○）とされる。また、μピーク発生までの所要時間の判定は、ウェット路面にて０．２［ｓ］〜０．３５［ｓ］以下、ドライ路面にて０．２［ｓ］〜０．４［ｓ］以下であれば合格（○）とされる。
【００６９】
タイヤＡは、タイヤサイズ２１５／６０Ｒ１６  ９５Ｈの乗用車用ラジアルタイヤである。そして、このタイヤＡがリムサイズ１６×７ＪＪのリムにリム組みされて、６［ｋＮ］の荷重および２００［ｋＰａ］の空気圧を負荷される。一方、タイヤＢは、タイヤサイズ１７５／８０Ｒ１４  ８８Ｓの乗用車用ラジアルタイヤである。そして、このタイヤＢがリムサイズ１４×５Ｊのリムにリム組みされて、５［ｋＮ］の荷重および２００［ｋＰａ］の空気圧を負荷される。
【００７０】
従来例１〜３のタイヤ制動性能測定装置は、図１に記載するタイヤ制動性能測定装置においてサブエアタンク３２および第二開閉弁３５が省略された構成を有し、メインエアタンク３１および第一開閉弁３４によって圧縮空気をエアブースタ３６に供給する。発明例１、２のタイヤ制動性能測定装置１は、図１に記載する構成を有し、メインエアタンク３１およびサブエアタンク３２の双方を用いて段階的に圧縮空気をエアブースタ３６に供給する。発明例３、４のタイヤ制動性能測定装置１は、図７に記載する構成を有し、メインエアタンク３１およびアキュムレータ５１の双方を用いて段階的に圧縮空気をエアブースタ３６に供給する。
【００７１】
性能試験に示すように、発明例１〜４のタイヤ制動性能測定装置１では、μピーク発生までの所要時間差およびμピーク発生までの所要時間について、いずれも目標基準に達していることが分かる（図１０〜図１３参照）。また、アキュムレータ５１を有する発明例３、４のタイヤ制動性能測定装置では、サブエアタンク３２を有する発明例１、２のタイヤ制動性能測定装置１と比較して、より良好な試験結果が得られることが分かる。また、一次制動トルクにかかる空気圧Ｐ0と二次制動トルクにかかる設定空気圧Ｐ1とが適正化されることにより、より良好な試験結果が得られることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上のように、本発明にかかるタイヤ制動性能測定装置およびタイヤ制動性能測定方法は、タイヤ制動時間の制御性を向上できる点で有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】この発明にかかるタイヤ制動性能測定装置を示す図である。
【図２】図１に記載したタイヤ制動性能測定装置の作用を示す説明図である。
【図３】図１に記載したタイヤ制動性能測定装置の作用を示す説明図である。
【図４】図１に記載したタイヤ制動性能測定装置の作用を示す説明図である。
【図５】図１に記載したタイヤ制動性能測定装置の作用を示す説明図である。
【図６】図１に記載したタイヤ制動性能測定装置の作用を示す説明図である。
【図７】図１に記載したタイヤ制動性能測定装置の変形例を示す説明図である。
【図８】図１に記載したタイヤ制動性能測定装置の変形例を示す説明図である。
【図９】図１に記載したタイヤ制動性能測定装置の変形例を示す説明図である。
【図１０】この発明にかかるタイヤ制動性能測定装置の性能試験の結果を示す図表である。
【図１１】この発明にかかるタイヤ制動性能測定装置の性能試験の結果を示す図表である。
【図１２】この発明にかかるタイヤ制動性能測定装置の性能試験の結果を示す図表である。
【図１３】この発明にかかるタイヤ制動性能測定装置の性能試験の結果を示す図表である。
【符号の説明】
【００７４】
１     タイヤ制動性能測定装置
２     ブレーキ本体
２１   ロータ
２２   パッド
２３   パッド駆動部
２３１ シリンダ
２３２ ブレーキピストン
２４   容積変化手段
２４１ 圧電素子
２４２ 圧電ピストン
３     ブレーキ駆動機構
３１   メインエアタンク（メイン蓄圧手段）
３２   サブエアタンク（サブ蓄圧手段）
３３   コンプレッサ
３４   第一開閉弁
３５   第二開閉弁
３６   エアブースタ
３６   液圧変換手段
３７   マスタシリンダ
３８   配管
４     制御手段
４１   コントロールユニット
４２   速度センサ
４３   外力センサ
５１   アキュムレータ
５２   第三開閉弁
５３   アキュムレータ
５４   第四開閉弁
６     制動停止手段
１０   タイヤ
１１   タイヤ軸
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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