(57)【要約】【課題】タイヤ特性の予測精度を高め得るタイヤ特性のシミュレーション装置およびその方法ならびにタイヤモデルの作成方法を提供すること。【解決手段】このタイヤ特性のシミュレーション装置１は、タイヤモデルの作成にあたり、まず、タイヤを構成する複数のパーツの特性パラメータの設定変更によって要素の異常な変形に及ぼされる影響を各パーツ毎に評価する。次に、パーツの特性パラメータの設定変更によってタイヤ特性に関する特性値に及ぼされる影響を評価する。次に、要素変形評価手段および前記特性値感度評価手段にて取得された評価結果に基づいて、前記要素の異常な変形の抑制効果が大きく且つタイヤ特性に関する特性値の変化に対する影響が小さいパーツを選択する。そして、要素の異常な変形が抑制されるように、選択された前記パーツの特性パラメータを設定する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のパーツから成るタイヤの形状を複数の要素に分割してタイヤモデルを作成する手段と、前記タイヤモデルに対してタイヤ特性に関するシミュレーションを行う手段とを含むタイヤ特性のシミュレーション装置であって、
前記パーツの特性パラメータの設定変更によって前記要素の異常な変形に及ぼされる影響を各パーツ毎に評価する要素変形評価手段と、
前記パーツの特性パラメータの設定変更によってタイヤ特性に関する特性値に及ぼされる影響を評価する特性値感度評価手段と、
前記要素変形評価手段および前記特性値感度評価手段にて取得された評価結果に基づいて、前記要素の異常な変形の抑制効果が大きく且つタイヤ特性に関する特性値の変化に対する影響が小さいパーツを選択するパーツ選択手段と、
前記要素の異常な変形が抑制されるように、選択された前記パーツの特性パラメータを設定するパラメータ設定手段とを含むことを特徴とするタイヤ特性のシミュレーション装置。
【請求項２】
前記要素変形評価手段における前記評価が、前記パーツに蓄積されたアワーグラスエネルギーＥを基準として行われる請求項１に記載のタイヤ特性のシミュレーション装置。
【請求項３】
前記パーツに蓄積されたアワーグラスエネルギーＥと内部エネルギーＵとの比較により、前記要素の異常な変形の発生が判断される請求項１または２に記載のタイヤ特性のシミュレーション装置。
【請求項４】
前記パーツの弾性率または前記パーツのアワーグラスパラメータの少なくとも一方が前記特性パラメータに含まれる請求項１〜３のいずれか一つに記載のタイヤ特性のシミュレーション装置。
【請求項５】
タイヤ特性に関する特性値が最適となるように前記特性パラメータが選択される請求項１〜４のいずれか一つに記載のタイヤ特性のシミュレーション装置。
【請求項６】
タイヤ特性に関する特性値が所定内圧および所定荷重の負荷時におけるタイヤの撓み特性であり、且つ、前記特性パラメータに弾性率を含む請求項５に記載のタイヤ特性のシミュレーション装置。
【請求項７】
５００［ｋＰａ］以上の内圧が負荷されるタイヤのタイヤモデルについて適用される請求項１〜６のいずれか一つに記載のタイヤ特性のシミュレーション装置。
【請求項８】
複数のパーツから成るタイヤの形状を複数の要素に分割してタイヤモデルを作成するステップと、前記タイヤモデルに対してタイヤ特性に関するシミュレーションを行うステップとを含むタイヤ特性のシミュレーション方法であって、
前記パーツの特性パラメータの設定変更によって前記要素の異常な変形に及ぼされる影響が各パーツ毎に評価される要素変形評価ステップと、
前記パーツの特性パラメータの設定変更によってタイヤ特性に関する特性値に及ぼされる影響が評価される特性値感度評価ステップと、
前記要素変形評価手段および前記特性値感度評価手段にて取得された評価結果に基づいて、前記要素の異常な変形の抑制効果が大きく且つタイヤ特性に関する特性値の変化に対する影響が小さいパーツが選択されるパーツ選択ステップと、
前記要素の異常な変形が抑制されるように、選択された前記パーツの特性パラメータを設定するパラメータ設定ステップとを含むことを特徴とするタイヤ特性のシミュレーション方法。
【請求項９】
複数のパーツから成るタイヤの形状を複数の要素に分割してタイヤモデルを作成するタイヤモデルの作成方法であって、
前記パーツの特性パラメータの設定変更によって前記要素の異常な変形に及ぼされる影響が各パーツ毎に評価される要素変形評価ステップと、
前記パーツの特性パラメータの設定変更によってタイヤ特性に関する特性値に及ぼされる影響が評価される特性値感度評価ステップと、
前記要素変形評価手段および前記特性値感度評価手段にて取得された評価結果に基づいて、前記要素の異常な変形の抑制効果が大きく且つタイヤ特性に関する特性値の変化に対する影響が小さいパーツが選択されるパーツ選択ステップと、
前記要素の異常な変形が抑制されるように、選択された前記パーツの特性パラメータを設定するパラメータ設定ステップとを含むことを特徴とするタイヤモデルの作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、タイヤ特性のシミュレーション装置およびその方法ならびにタイヤモデルの作成方法に関し、さらに詳しくは、タイヤ特性の予測精度を高め得るタイヤ特性のシミュレーション装置およびその方法ならびにタイヤモデルの作成方法を提供することに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、数値解析を用いたコンピューターシミュレーションによりタイヤ特性を予測する手法が広く採用されている。かかるタイヤ特性のシミュレーションでは、タイヤの三次元形状を複数の有限要素に分割して成るタイヤモデルが作成され、このタイヤモデルを用いて数値シミュレーションが行われる。このため、タイヤ特性の予測精度を高めるために、より高精度なタイヤモデルの作成が求められている。
【０００３】
かかる課題において、従来のタイヤ特性のシミュレーション装置には、特許文献１に記載される技術が知られている。従来のタイヤ特性のシミュレーション装置では、タイヤの３次元形状を有限個の多数の要素に分割して近似したタイヤモデルを、有限要素法を用いて解析して、タイヤの性能をシミュレーションするタイヤ性能のシミュレーション装置において、パターン付きタイヤのトレッド部の２次元ＣＡＤデータを、四角形要素及び三角形要素の少なくとも一方から成る多数の要素に分割した２次元モデルを作成し、この２次元モデルと交叉する軸上に上記２次元モデルをスイープさせて、五面体要素及び六面体要素の少なくとも一方の要素から構成された３次元モデルを作成する手段と、ベルト及びカーカス部を含むタイヤケース部のモデルを作成する手段と、上記３次元モデルの断面形状を、上記タイヤケース部のモデルの表面に沿って変更し、この変更されたモデルを上記タイヤケース部のモデルに貼り合わせてタイヤモデルを作成する手段と、上記タイヤモデル に、所定の内圧，荷重，強制速度の少なくとも１つを条件として与えて、有限要素法により、タイヤの性能をシミュレーションする手段とを備えたことを特徴とする。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２８２８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、タイヤ特性の予測精度を高め得るタイヤ特性のシミュレーション装置およびその方法ならびにタイヤモデルの作成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】
【０００６】
上記目的を達成するため、この発明にかかるタイヤ特性のシミュレーション装置は、複数のパーツから成るタイヤの形状を複数の要素に分割してタイヤモデルを作成する手段と、前記タイヤモデルに対してタイヤ特性に関するシミュレーションを行う手段とを含むタイヤ特性のシミュレーション装置であって、前記パーツの特性パラメータの設定変更によって前記要素の異常な変形に及ぼされる影響を各パーツ毎に評価する要素変形評価手段と、前記パーツの特性パラメータの設定変更によってタイヤ特性に関する特性値に及ぼされる影響を評価する特性値感度評価手段と、前記要素変形評価手段および前記特性値感度評価手段にて取得された評価結果に基づいて、前記要素の異常な変形の抑制効果が大きく且つタイヤ特性に関する特性値の変化に対する影響が小さいパーツを選択するパーツ選択手段と、前記要素の異常な変形が抑制されるように、選択された前記パーツの特性パラメータを設定するパラメータ設定手段とを含むことを特徴とする。
【０００７】
このタイヤ特性のシミュレーション装置では、タイヤモデルを構成する複数のパーツのうち、その特性パラメータの設定が変更されたときに要素の異常な変形の抑制効果に及ぼす影響が大きく且つタイヤ特性に関する特性値の変化に及ぼす影響が小さいパーツが選択され、要素の異常な変形が抑制されるように選択されたパーツの特性パラメータが調整される。かかる構成では、タイヤの特性値に対する影響を低減しつつ要素の異常な変形を抑制できるので、高精度なタイヤモデルの作成が可能となる。これにより、タイヤ特性の予測精度が高まる利点がある。なお、タイヤの形状は、三次元形状に限らず、タイヤ断面形状その他の二次元形状であっても良い。
【０００８】
また、このタイヤ特性のシミュレーション装置は、前記要素変形評価手段における前記評価が、前記パーツに蓄積されたアワーグラスエネルギーＥを基準として行われる。
【０００９】
このタイヤ特性のシミュレーション装置では、要素変形評価ステップにおける評価が各パーツに蓄積されたアワーグラスエネルギーを基準として行われるので、要素の異常な変形の発生が適正に判断される利点がある。
【００１０】
また、このタイヤ特性のシミュレーション装置は、前記パーツに蓄積されたアワーグラスエネルギーＥと内部エネルギーＵとの比較により、前記要素の異常な変形の発生が判断される。
【００１１】
このタイヤ特性のシミュレーション装置では、タイヤモデルの判定にあたり、各パーツに蓄積されたアワーグラスエネルギーと内部エネルギーとの比較により要素の異常な変形の発生が判断されるので、要素の異常な変形の発生が適正に判断される利点がある。
【００１２】
また、このタイヤ特性のシミュレーション装置は、前記パーツの弾性率または前記パーツのアワーグラスパラメータの少なくとも一方が前記特性パラメータに含まれる。
【００１３】
このタイヤ特性のシミュレーション装置では、パーツの弾性率またはパーツのアワーグラスパラメータの少なくとも一方がパーツの特性パラメータに含まれるので、タイヤモデルの要素数を増加させて要素の異常な変形を抑制する構成と比較して、シミュレーションにかかる計算時間が短縮化される利点がある。
【００１４】
また、このタイヤ特性のシミュレーション装置は、タイヤ特性に関する特性値が最適となるように前記特性パラメータが選択される。
【００１５】
このタイヤ特性のシミュレーション装置では、タイヤ特性に関する特性値（目的関数）が最適となるように、パーツの特性パラメータ（設計変数）が選択されるので、タイヤ特性の予測精度が向上する利点がある。なお、最適化の手法としては、当業者公知の手法が採用される。
【００１６】
また、このタイヤ特性のシミュレーション装置は、タイヤ特性に関する特性値が所定内圧および所定荷重の負荷時におけるタイヤの撓み特性であり、且つ、前記特性パラメータに弾性率を含む。
【００１７】
このタイヤ特性のシミュレーション装置では、タイヤ特性に関する特性値が所定内圧および所定荷重の負荷時におけるタイヤの撓み特性であり、且つ、パーツの特性パラメータにはパーツの弾性率が含まれるので、タイヤの接地形状や接地圧分布に関する再現精度が向上する。これにより、タイヤ特性の予測精度が向上する利点がある。
【００１８】
また、このタイヤ特性のシミュレーション装置は、５００［ｋＰａ］以上の内圧が負荷されるタイヤのタイヤモデルについて適用される。
【００１９】
例えば、トラック・バス用タイヤのようなインフレート時に高い内圧が負荷されるタイヤでは、作成されたタイヤモデルに要素の異常な変形が発生し易い。したがって、かかるタイヤのタイヤモデルを適用対象とすることにより、タイヤ特性の予測精度の向上効果が良好に得られる利点がある。
【００２０】
また、このタイヤ特性のシミュレーション方法は、複数のパーツから成るタイヤの形状を複数の要素に分割してタイヤモデルを作成するステップと、前記タイヤモデルに対してタイヤ特性に関するシミュレーションを行うステップとを含むタイヤ特性のシミュレーション方法であって、前記パーツの特性パラメータの設定変更によって前記要素の異常な変形に及ぼされる影響が各パーツ毎に評価される要素変形評価ステップと、前記パーツの特性パラメータの設定変更によってタイヤ特性に関する特性値に及ぼされる影響が評価される特性値感度評価ステップと、前記要素変形評価手段および前記特性値感度評価手段にて取得された評価結果に基づいて、前記要素の異常な変形の抑制効果が大きく且つタイヤ特性に関する特性値の変化に対する影響が小さいパーツが選択されるパーツ選択ステップと、前記要素の異常な変形が抑制されるように、選択された前記パーツの特性パラメータを設定するパラメータ設定ステップとを含むことを特徴とする。
【００２１】
また、このタイヤモデルの作成方法は、複数のパーツから成るタイヤの形状を複数の要素に分割してタイヤモデルを作成するタイヤモデルの作成方法であって、前記パーツの特性パラメータの設定変更によって前記要素の異常な変形に及ぼされる影響が各パーツ毎に評価される要素変形評価ステップと、前記パーツの特性パラメータの設定変更によってタイヤ特性に関する特性値に及ぼされる影響が評価される特性値感度評価ステップと、前記要素変形評価手段および前記特性値感度評価手段にて取得された評価結果に基づいて、前記要素の異常な変形の抑制効果が大きく且つタイヤ特性に関する特性値の変化に対する影響が小さいパーツが選択されるパーツ選択ステップと、前記要素の異常な変形が抑制されるように、選択された前記パーツの特性パラメータを設定するパラメータ設定ステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
この発明にかかるタイヤ特性のシミュレーション装置およびその方法、ならびに、タイヤモデルの作成方法では、タイヤモデルを構成する複数のパーツのうち、その特性パラメータの設定が変更されたときに要素の異常な変形の抑制効果に及ぼす影響が大きく且つタイヤ特性に関する特性値の変化に及ぼす影響が小さいパーツが選択され、要素の異常な変形が抑制されるように選択されたパーツの特性パラメータが調整されるので、タイヤの特性値に対する影響を低減しつつ要素の異常な変形を抑制できる。これにより、高精度なタイヤモデルの作成が可能となるので、タイヤ特性の予測精度が高まる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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】
【００２４】
図１は、タイヤ特性のシミュレーション装置を示すブロック図である。図２および図３は、タイヤ特性のシミュレーション方法を示すフローチャートである。図４は、タイヤの一例を示す断面図である。図５は、タイヤモデルの一例を示す斜視図である。図６および図７は、最適化処理の一例を示す説明図である。
【００２５】
［タイヤ特性のシミュレーション装置］
このタイヤ特性のシミュレーション装置１は、制御装置２と、入力装置３と、出力装置４とを有する。制御装置２は、タイヤモデル作成部２１とシミュレーション部２２とを有し、例えば、ＰＣ（Personal Computer）により構成される。タイヤモデル作成部２１は、タイヤモデル２０の作成（仮作成および補正）を行う機能を有する。また、タイヤモデル作成部２１は、要素変形評価ステップＳＴ４１を行う要素変形評価手段と、特性値感度評価ステップＳＴ４２を行う特性値感度評価手段と、パーツ選択ステップＳＴ４３を行うパーツ選択手段と、パラメータ設定ステップＳＴ４４を行うパラメータ設定手段とを有する（図示省略）。これらのステップＳＴ４１〜ＳＴ４４については後述する。
【００２６】
シミュレーション部２２は、タイヤ特性に関する所定のシミュレーションを行う。入力装置３は、データ入力部３１と試験条件入力部３２とを有し、例えば、キーボード、マウス等により構成される。データ入力部３１は、タイヤモデル２０を作成するために必要な条件（タイヤ設計条件、パーツの選択、特性パラメータの設定変更など）を入力するための手段である。試験条件入力部３２は、タイヤ特性のシミュレーションにあたり必要な試験条件を入力するための手段である。出力装置４は、シミュレーションの結果（タイヤ特性の予測結果）を出力する機能を有し、例えば、モニターにより構成される。
【００２７】
このタイヤ特性のシミュレーション装置１では、以下のようにタイヤ特性のシミュレーションが行われる（図１〜図５参照）。
【００２８】
まず、シミュレーション対象であるタイヤ１０のタイヤモデル２０が作成（仮作成）される（ＳＴ１）。一般に、タイヤ１０は、ビードコア１１、ビードフィラ１２、カーカス層１３、ベルト層１４、アンダートレッド１５、キャップトレッド１６およびサイドトレッド１７を含み構成される（図４参照）。タイヤモデル２０の作成では、かかるタイヤ１０が複数のパーツに分割される。例えば、キャップトレッド１６を有するトレッドパターン部、アンダートレッド１５を含むタイヤケーシング部、その他のパーツにタイヤ１０が分割される。そして、各パーツの三次元形状が複数の有限要素に分割されてモデリングされる。そして、モデリングされた各パーツが組み合わされることにより、タイヤモデル２０が作成される（図５参照）。
【００２９】
次に、仮作成されたタイヤモデル２０を用いてタイヤ特性のシミュレーションが行われる（ＳＴ２）。タイヤ特性のシミュレーションでは、例えば、タイヤモデル２０に対して垂直応力や剪断応力などに関する所定の試験条件が入力され、これに基づいてタイヤ性能の予測結果が算出される。なお、タイヤ特性には、例えば、路面状況（ドライ路面、ウェット路面およびスノー路面など）に対する走行性能や制動性能、コーナリング性能などが含まれる。
【００３０】
ここで、高い内圧が充填されるタイヤ１０のタイヤモデル２０では、シミュレーション時にて要素（タイヤ１０の各パーツを構成する有限要素）の異常な変形が生じ易いという課題がある。かかる要素の異常な変形は、例えば、要素のアワーグラス変形（要素が砂時計のような形に変形する現象）により発生し、シミュレーション精度の低下やインフレート計算の不能の要因となる。特に、シミュレーションの計算効率を向上させる観点から要素の中心の一点のみにより数値積分が行われる（一点積分要素が採用される）場合に、かかる要素の異常な変形（アワーグラス変形）が発生し易い。
【００３１】
このため、このタイヤ特性のシミュレーション装置１では、タイヤモデルの判定が行われ（ＳＴ３）、所定の場合にタイヤモデル２０の補正が行われる（ＳＴ４）。
【００３２】
タイヤモデル２０の判定（ＳＴ３）は、シミュレーションの結果あるいは取得されたタイヤ特性の予測精度に基づいて行われる。例えば、シミュレーションの結果と所定の目標値との差の絶対値が所定の閾値ε以下であり、且つ、要素の異常な変形が略ゼロである場合には、作成されたタイヤモデル２０が適切であると判断される。一方、かかる条件が満たされない場合には、作成されたタイヤモデル２０が不適切であると判断されて、タイヤモデル２０の補正（ＳＴ４）が行われる。そして、補正されたタイヤモデル２０を用いて再度シミュレーション（ＳＴ２）が行われ、タイヤ特性が取得される。
【００３３】
タイヤモデルの補正（ＳＴ４）では、まず、パーツの特性パラメータの設定変更によって要素の異常な変形に及ぼされる影響が、各パーツ毎に評価される（要素変形評価ステップＳＴ４１）。言い換えると、パーツの特性パラメータの設定変更によってタイヤモデル２０に発生する要素の異常な変形をどの程度抑制できるかが、各パーツ毎に評価される。この評価は、各パーツ間での相対評価により行われる。また、特性パラメータの設定変更が要素の異常な変形に及ぼす影響は、大きいほど好ましい。すなわち、小さな設定変更により、要素の異常な変形が効果的に抑制されることが好ましい。
【００３４】
なお、パーツの特性パラメータは、パーツの特性に関するパラメータであり、タイヤ特性のシミュレーションにあたり各パーツ毎に設定される。かかる特性パラメータの設定変更により、要素の異常な変形の抑制が可能である。また、特性パラメータには、例えば、弾性率やアワーグラスパラメータが含まれる。
【００３５】
次に、パーツの特性パラメータの設定変更によってタイヤ特性に関する特性値に及ぼされる影響が評価される（特性値感度評価ステップＳＴ４２）。言い換えると、パーツの特性パラメータの設定変更によってタイヤ特性の特性値がどの程度変化するかが評価される。この評価は、絶対評価あるいは各パーツ間での相対評価により行われる。また、特性パラメータの設定変更が特性値に及ぼす影響は、小さいほど好ましい。すなわち、特性パラメータが設定変更されたときに、タイヤ特性に関する特性値が変化し難いことが好ましい。なお、タイヤ特性に関する特性値とは、例えば、荷重に対するタイヤの撓み量である。
【００３６】
次に、要素変形評価ステップＳＴ４１および特性値感度評価ステップＳＴ４２にて取得された評価結果に基づいて、要素の異常な変形の抑制効果が大きく且つタイヤ特性に関する特性値の変化に対する影響が小さいパーツが選択される（パーツ選択ステップＳＴ４３）。このとき、要素の異常な変形の抑制効果および特性値の変化に対する影響の大小が、各パーツ間にて相対的に判断される。なお、選択されるパーツは、単数あるいは複数のいずれであっても良い。
【００３７】
次に、要素の異常な変形が抑制されるように、選択されたパーツの特性パラメータが設定変更（あるいは初期設定）される（パラメータ設定ステップＳＴ４４）。このとき、特性パラメータの設定変更が複数回（繰り返し）行われても良い。また、複数のパーツが選択されている場合には、選択された各パーツについて特性パラメータが設定変更される。
【００３８】
［効果］
このタイヤ特性のシミュレーション装置１では、タイヤモデル２０を構成する複数のパーツのうち、その特性パラメータの設定が変更されたときに要素の異常な変形の抑制効果に及ぼす影響が大きく且つタイヤ特性に関する特性値の変化に及ぼす影響が小さいパーツが選択され、要素の異常な変形が抑制されるように選択されたパーツの特性パラメータが調整される。かかる構成では、タイヤの特性値に対する影響を低減しつつ要素の異常な変形を抑制できるので、高精度なタイヤモデルの作成が可能となる。これにより、タイヤ特性の予測精度が高まる利点がある。
【００３９】
また、かかる構成では、タイヤモデル２０の要素数を増加させて（タイヤモデル２０を細分化して）要素の異常な変形を抑制する構成と比較して、シミュレーションにかかる計算時間が短縮化される利点がある。
【００４０】
また、かかる構成では、シミュレーションにあたりタイヤモデル２０の要素全体に付与される弾性率（材料の弾性率）を一律に増加させて要素の異常な変形を抑制する構成と比較して、タイヤ剛性のモデリング精度が高いのでタイヤ特性の予測精度が高いという利点がある。
【００４１】
また、かかる構成では、アワーグラス制御の形式やパラメータを変更する等により要素の異常な変形に対する対策を施す構成と比較して、タイヤ剛性のモデリング精度が高いのでタイヤ特性の予測精度が高いという利点がある。
【００４２】
［変形例１］
要素の異常な変形（アワーグラス変形）を抑制する方法としては、アワーグラス変形が発生し始めた時点で、その変形を抑制するような仮想的な力（アワーグラス抗力）を要素内に発生させる方法がある。これにより要素の異常な変形が抑制されて、シミュレーションでの数値計算が安定化される。なお、かかる方法としては、例えば、Hallqulstの粘性型アワーグラスコントロール、Flanagan-Belytachkoの粘性型アワーグラスコントロール、Flanagan-Belytachkoの剛性型アワーグラスコントロール、Belytsoko-Tsayの粘性型・剛性型アワーグラスコントロール、Belytachko-Bindemanの仮想ひずみによるアワーグラスコントロールが知られている。
【００４３】
ここで、このタイヤ特性のシミュレーション装置１では、要素変形評価ステップＳＴ１における評価が各パーツに蓄積されたアワーグラスエネルギーＥを基準として行われる構成が好ましい。このアワーグラスエネルギーＥは、アワーグラス抗力によって解析対象（タイヤモデル２０）内に蓄積されるエネルギーであり、その数値が小さいほど要素の異常な変形が少なく、好ましい。具体的には、各パーツについて特性パラメータが設定変更され、数値シミュレーションが行われてアワーグラスエネルギーＥが算出される。そして、その算出結果に基づいて各パーツ間の相対的な評価が行われる。これにより、要素の異常な変形の発生が適正に判断される利点がある。
【００４４】
また、かかる構成では、タイヤモデル２０の判定（ＳＴ３）にあたり、各パーツに蓄積されたアワーグラスエネルギーＥと内部エネルギーＵとの比較により要素の異常な変形の発生が判断されることが好ましい。すなわち、パーツに蓄積されたアワーグラスエネルギーＥが内部エネルギーＵに対して所定の比率の以上となると、タイヤ特性の解析精度が悪化する。したがって、アワーグラスエネルギーＥと内部エネルギーＵとを比較することにより、要素の異常な変形の発生が適正に判断される利点がある。
【００４５】
例えば、パーツのアワーグラスエネルギーＥと内部エネルギーＵとがＥ≧Ｕ×０．１０の関係にある場合に、要素の異常な変形が発生していると判断される。なお、アワーグラスエネルギーＥは、ゼロに近いほど好ましい。
【００４６】
［変形例２］
また、このタイヤ特性のシミュレーション装置１では、パーツの弾性率またはパーツのアワーグラスパラメータの少なくとも一方がパーツの特性パラメータに含まれることが好ましい。かかる構成では、タイヤモデル２０の要素数を増加させて要素の異常な変形を抑制する構成と比較して、シミュレーションにかかる計算時間が短縮化される利点がある。
【００４７】
また、かかる構成では、タイヤ特性に関する特性値（目的関数）が最適となるように、パーツの特性パラメータ（設計変数）が選択されることが好ましい。これにより、タイヤ特性の予測精度が向上する利点がある。なお、最適化の手法としては、当業者公知の手法が採用される。
【００４８】
図６は、実験計画法（Ｌ１６直交実験）を用いて最適化が行われた例を示す説明図である。この例では、タイヤサイズ３１５／８０Ｒ２２．５のタイヤが用いられ、このタイヤ１０に９００［ｋＰａ］の内圧が負荷される。また、タイヤ１０の７種類のパーツについて、パーツの特性パラメータとして弾性率が設定されている。また、タイヤ１０に負荷される荷重とタイヤ１０の撓み量との関係がシミュレーションされて測定値と比較される。
【００４９】
この例では、荷重に対する縦撓み量とその目標値との差の絶対値が閾値ε＝０．１［ｍｍ］以下であり、且つ、パーツのアワーグラスエネルギーＥと内部エネルギーＵとがＥ≦Ｕ×０．１０の関係にあるように、パーツの特性パラメータ（弾性率）が選択される。すると、従来例と比較して、縦撓み量のシミュレーション結果が測定値に対して略一致し、タイヤ特性が精度良く再現されていることが分かる（図６参照）。なお、従来例は、かかる最適化が行われていない場合の例である。
【００５０】
また、上記の構成では、タイヤ特性に関する特性値が所定内圧および所定荷重の負荷時におけるタイヤの撓み特性であることが好ましい。かかる構成では、タイヤの接地形状や接地圧分布に関する再現精度が向上する。これにより、タイヤ特性の予測精度が向上する利点がある。また、タイヤ転動時の運動特性や摩耗特性にかかる予測精度が向上する利点がある。
【００５１】
図７は、撓み特性が目的関数（タイヤ特性に関する特性値）として設定されているタイヤモデル２０の接地形状のシミュレーション結果および測定結果を示している。なお、タイヤ１０に負荷される荷重は４０［ｋＮ］である。図７に示すように、上記の最適化により、タイヤの接地形状が精度良く再現されていることが分かる。
【００５２】
［適用例］
また、このタイヤ特性のシミュレーション装置１では、５００［ｋＰａ］以上の内圧が負荷されるタイヤのタイヤモデル２０について適用されることが好ましい。例えば、トラック・バス用タイヤのようなインフレート時に高い内圧が負荷されるタイヤでは、作成されたタイヤモデル２０に要素の異常な変形が発生し易い。したがって、かかるタイヤ１０のタイヤモデル２０を適用対象とすることにより、タイヤ特性の予測精度の向上効果が良好に得られる利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上のように、本発明にかかるタイヤ特性のシミュレーション装置およびその方法ならびにタイヤモデルの作成方法は、タイヤ特性の予測精度を高め得る点で有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】タイヤ特性のシミュレーション装置を示すブロック図である。
【図２】タイヤ特性のシミュレーション方法を示すフローチャートである。
【図３】タイヤ特性のシミュレーション方法を示すフローチャートである。
【図４】タイヤの一例を示す断面図である。
【図５】タイヤモデルの一例を示す斜視図である。
【図６】最適化処理の一例を示す説明図である。
【図７】最適化処理の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１     タイヤ特性のシミュレーション装置
２     制御装置
３     入力装置
４     出力装置
２１   タイヤモデル作成部
２２   シミュレーション部
３１   データ入力部
３２   試験条件入力部
１０   タイヤ
１１   ビードコア
１２   ビードフィラ
１３   カーカス層
１４   ベルト層
１５   アンダートレッド
１６   キャップトレッド
１７   サイドトレッド
２０   タイヤモデル
【図１】
2006309437.tif 000003
【図２】
2006309437.tif 000004
【図３】
2006309437.tif 000005
【図４】
2006309437.tif 000006
【図５】
2006309437.tif 000007
【図６】
2006309437.tif 000008
【図７】
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