(57)【要約】【課題】車両を用いてタイヤの性能を定量的に評価するためのタイヤ性能評価方法を提供する。【解決手段】タイヤ２の性能を評価するための方法である。タイヤ２を車両１に装着し、車両１を、路面Ｒ上で走行させる走行工程Ｓ１と、走行工程Ｓ１の予め定められた時刻ｔ０に関連付けて、走行中のタイヤ２の複数の画像Ｉｍを取得する撮像工程Ｓ２と、時刻ｔ０から、走行中のタイヤ２の回転加速度Ｔａを時系列的に求める加速度取得工程Ｓ５と、画像Ｉｍの中から、回転加速度Ｔａが予め定められた値ＴＳとなるときに撮像された画像Ｉｍｎを抽出する抽出工程Ｓ６と、抽出された画像Ｉｍｎに基づいて、タイヤ２の変形状態を計算する計算工程Ｓ７とを含んでいる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤの性能を評価するための方法であって、
前記タイヤを車両に装着し、前記車両を、路面上で走行させる走行工程と、
前記走行工程の予め定められた時刻に関連付けて、走行中の前記タイヤの複数の画像を取得する撮像工程と、
前記時刻から、走行中の前記タイヤの回転加速度を時系列的に求める加速度取得工程と、
前記画像の中から、前記回転加速度が予め定められた値となるときに撮像された画像を抽出する抽出工程と、
抽出された前記画像に基づいて、前記タイヤの変形状態を計算する計算工程とを含むことを特徴とするタイヤ性能評価方法。
【請求項２】
前記時刻は、前記タイヤが加速又は減速を開始する時刻である請求項１に記載のタイヤ性能評価方法。
【請求項３】
前記撮像工程は、走行中の前記タイヤと前記路面とが一つの画像に含まれるように、予め定められたフレームレートで撮像する請求項１又は２に記載のタイヤ性能評価方法。
【請求項４】
前記抽出工程は、前記回転加速度が予め定められた値の±１０％以内となるときに撮像された画像を抽出する請求項１乃至３のいずれかに記載のタイヤ性能評価方法。
【請求項５】
前記時刻から、走行中の前記車両の走行速度を時系列的に計測する走行速度取得工程をさらに含み、
前記抽出工程は、さらに、前記走行速度が予め定められた値の±２０％以内となるときに撮像された画像を抽出する請求項１乃至４のいずれかに記載のタイヤ性能評価方法。
【請求項６】
前記計算工程は、１つの画像当たり少なくとも５つの抽出要素に基づいて、前記タイヤの変形状態を計算する請求項１乃至５のいずれかに記載のタイヤ性能評価方法。
【請求項７】
前記計算工程は、前記タイヤのサイドウォールに予め付された線上模様に基づいて、前記タイヤの変形状態を計算する請求項１乃至６のいずれかに記載のタイヤ性能評価方法。
【請求項８】
前記線上模様は、リムから前記サイドウォールにかけて付されている請求項７に記載のタイヤ性能評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両を用いてタイヤの性能を評価するためのタイヤ性能評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タイヤの性能を評価するための方法として、実験室に設けられた試験機を用い、この試験機上を走行するタイヤを高速度カメラで撮影することで、タイヤの動的な挙動を評価する方法が知られている。このような方法は、条件を同一にするのが容易であり、タイヤ性能を定量的に評価することができる。しかしながら、この試験機を用いた方法では、実際の車両に装着されたタイヤが、実際の路面を走行するときの挙動を、正確に再現することができなかった。
【０００３】
例えば、下記特許文献１は、実際の車両を用いて、タイヤの性能を評価するためのタイヤ性能評価方法が提案されている。特許文献１の方法は、車両に取り付けられた高速度カメラで、走行中のタイヤを常時撮影して、撮影された画像に基づき、タイヤの性能を評価している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１７９８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、実際の車両でＡＢＳ作動時のタイヤの性能を評価する場合、車両の走行速度、タイヤの回転速度及びタイヤの回転加速度等の時系列的な条件を同一にすることは、非常に困難である。このため、上記特許文献１の方法は、車両の初期速度やＡＢＳ作動時からの撮影タイミングを同一にしたとしても、車両の走行速度、タイヤの回転速度及びタイヤの回転加速度等が異なる場合があり、タイヤ性能を定量的に評価することができなかった。
【０００６】
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、車両を用いてタイヤの性能を定量的に評価するためのタイヤ性能評価方法を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、タイヤの性能を評価するための方法であって、前記タイヤを車両に装着し、前記車両を、路面上で走行させる走行工程と、前記走行工程の予め定められた時刻に関連付けて、走行中の前記タイヤの複数の画像を取得する撮像工程と、前記時刻から、走行中の前記タイヤの回転加速度を時系列的に求める加速度取得工程と、前記画像の中から、前記回転加速度が予め定められた値となるときに撮像された画像を抽出する抽出工程と、抽出された前記画像に基づいて、前記タイヤの変形状態を計算する計算工程とを含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明のタイヤ性能評価方法において、前記時刻は、前記タイヤが加速又は減速を開始する時刻であるのが望ましい。
【０００９】
本発明のタイヤ性能評価方法において、前記撮像工程は、走行中の前記タイヤと前記路面とが一つの画像に含まれるように、予め定められたフレームレートで撮像するのが望ましい。
【００１０】
本発明のタイヤ性能評価方法において、前記抽出工程は、前記回転加速度が予め定められた値の±１０％以内となるときに撮像された画像を抽出するのが望ましい。
【００１１】
本発明のタイヤ性能評価方法において、前記時刻から、走行中の前記車両の走行速度を時系列的に計測する走行速度取得工程をさらに含み、前記抽出工程は、さらに、前記走行速度が予め定められた値の±２０％以内となるときに撮像された画像を抽出するのが望ましい。
【００１２】
本発明のタイヤ性能評価方法において、前記計算工程は、１つの画像当たり少なくとも５つの抽出要素に基づいて、前記タイヤの変形状態を計算するのが望ましい。
【００１３】
本発明のタイヤ性能評価方法において、前記計算工程は、前記タイヤのサイドウォールに予め付された線上模様に基づいて、前記タイヤの変形状態を計算するのが望ましい。
【００１４】
本発明のタイヤ性能評価方法において、前記線上模様は、リムから前記サイドウォールにかけて付されているのが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のタイヤ性能評価方法は、タイヤを車両に装着し、前記車両を、路面上で走行させる走行工程と、前記走行工程の予め定められた時刻に関連付けて、走行中の前記タイヤの複数の画像を取得する撮像工程と、前記時刻から、前記走行工程中のタイヤの回転加速度を時系列的に求める加速度取得工程とを含んでいる。このようなタイヤ性能評価方法は、実際の車両に装着されたタイヤが、実際の路面を走行するときの挙動を、正確に再現することができる。
【００１６】
本発明のタイヤ性能評価方法は、画像の中から、回転加速度が予め定められた値のときに撮像された時刻の画像を抽出する抽出工程と、抽出された前記画像に基づいて、タイヤの変形状態を計算する計算工程とを含んでいる。このようなタイヤ性能評価方法は、回転加速度が予め定められた値のときのタイヤの変形状態を計算することができるので、タイヤの変形状態を計算するときの条件を略同一にすることができる。このため、本発明のタイヤ性能評価方法は、タイヤ性能を定量的に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のタイヤ性能評価方法を行うための試験環境の一実施形態を示す概念図である。
【図２】本発明のタイヤ性能評価方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【図３】撮像された画像の１つを示す概念図である。
【図４】ＡＢＳ制動時の走行速度と回転速度とを示すグラフである。
【図５】ＡＢＳ制動時の回転加速度を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本実施形態のタイヤ性能評価方法を行うための試験環境を示す概念図である。図１に示されるように、本実施形態の試験環境は、路面Ｒ上を走行する車両１に装着されたタイヤ２を、路面Ｒに固定された撮像手段３により撮像して、タイヤ２の性能を評価するためのものである。撮像手段３には、例えば、１台の高速度カメラが好適に用いられる。
【００１９】
本実施形態の試験環境は、車両１の左前輪に装着されたタイヤ２の変形状態を評価するものが例示されている。この試験環境では、例えば、車両１に搭載された非接触式の速度計４により、車両１と路面Ｒとの相対速度、すなわち、車両１の走行速度Ｂｖが計測される。また、この試験環境では、車両１に設けられた回転速度計５により、タイヤ２の回転速度Ｔｖが計測されるのが望ましい。
【００２０】
図２は、本実施形態のタイヤ性能評価方法を示すフローチャートである。図１及び図２に示されるように、本実施形態のタイヤ性能評価方法は、まず、評価対象のタイヤ２を車両１に装着し、この車両１を、路面Ｒ上で走行させる走行工程Ｓ１が行われる。
【００２１】
走行工程Ｓ１では、例えば、車両１が略一定の初期速度Ｖ０で走行後、タイヤ２が加速又は減速を開始する。タイヤ２が減速する場合は、ＡＢＳが作動する状態で制動されるのが望ましい。このような走行工程Ｓ１は、実際の車両１に装着されたタイヤ２が、実際の路面Ｒを走行するときの挙動を、正確に再現することができる。
【００２２】
本実施形態のタイヤ性能評価方法は、次に、走行工程Ｓ１の予め定められた時刻ｔ０に関連付けて、走行中のタイヤ２の複数の画像Ｉｍを取得する撮像工程Ｓ２が行われる。時刻ｔ０は、例えば、タイヤ２が加速又は減速を開始する時刻である。撮像工程Ｓ２は、路面Ｒに固定された撮像手段３により行われるのが望ましい。
【００２３】
図３は、撮像された画像Ｉｍの１つを示す概念図である。図３に示されるように、撮像工程Ｓ２は、走行中のタイヤ２と路面Ｒとが一つの画像Ｉｍに含まれるように、予め定められたフレームレートｆで撮像するのが望ましい。このフレームレートｆは、好ましくは、２００ｆｐｓ以上である。
【００２４】
図１及び図２に示されるように、本実施形態のタイヤ性能評価方法は、撮像工程Ｓ２と同時に、時刻ｔ０から、走行中の車両１の走行速度Ｂｖを時系列的に計測する走行速度取得工程Ｓ３が行われる。走行速度取得工程Ｓ３では、車両１に搭載された速度計４により、車両１の走行速度Ｂｖが計測されるのが望ましい。
【００２５】
本実施形態のタイヤ性能評価方法は、撮像工程Ｓ２と同時に、時刻ｔ０から、走行中のタイヤ２の回転速度Ｔｖを時系列的に計測する回転速度取得工程Ｓ４が行われる。回転速度取得工程Ｓ４では、車両１に設けられた回転速度計５により、タイヤ２の回転速度Ｔｖが計測されるのが望ましい。タイヤ２の回転速度Ｔｖは、タイヤ２の外周面の走行速度に相当する。
【００２６】
本実施形態のタイヤ性能評価方法は、撮像工程Ｓ２と同時に、時刻ｔ０から、走行中のタイヤ２の回転加速度Ｔａを時系列的に求める加速度取得工程Ｓ５が行われる。加速度取得工程Ｓ５では、回転速度取得工程Ｓ４で計測されたタイヤ２の回転速度Ｔｖに基づいて、タイヤ２の回転加速度Ｔａを求めるのが望ましい。タイヤ２の回転加速度Ｔａは、タイヤ２の外周面の前後方向加速度に相当する。
【００２７】
本実施形態のタイヤ性能評価方法は、複数の画像Ｉｍの中から、回転加速度Ｔａが予め定められた値ＴＳとなるときに撮像された画像Ｉｍｎを抽出する抽出工程Ｓ６が行われる。抽出工程Ｓ６は、例えば、回転加速度Ｔａが予め定められた値ＴＳの±１０％以内となるときに撮像された画像Ｉｍｎを抽出する。
【００２８】
このような抽出工程Ｓ６は、回転加速度Ｔａが予め定められた値ＴＳのときのタイヤ２の変形状態を計算することができるので、タイヤ２の変形状態を計算するときの条件を略同一にすることができる。このため、本実施形態のタイヤ性能評価方法は、複数のタイヤ２の比較評価を行う場合であっても、統一された条件で行うことができる。
【００２９】
抽出工程Ｓ６は、タイヤ２の回転加速度Ｔａと車両１の走行速度Ｂｖとに基づいて画像Ｉｍｎを抽出してもよい。この場合、抽出工程Ｓ６は、さらに、例えば、車両１の走行速度Ｂｖが予め定められた値ＢＳの±２０％以内となるときに撮像された画像Ｉｍｎを抽出する。このような抽出工程Ｓ６は、さらに抽出条件を絞ることができ、評価を行うときの条件がより統一され得る。
【００３０】
本実施形態のタイヤ性能評価方法は、抽出された画像Ｉｍｎに基づいて、タイヤ２の変形状態を計算する計算工程Ｓ７が行われる。計算工程Ｓ７では、例えば、タイヤ２の変形状態を示すタイヤ２の捻れ角度θが計算される。
【００３１】
図３に示されるように、計算工程Ｓ７は、１つの画像Ｉｍｎ当たり少なくとも５つの抽出要素６に基づいて、タイヤ２の変形状態を計算するのが望ましい。このような計算工程Ｓ７は、複数の抽出要素６の平均を計算することができるので、局所的な変形によるノイズを排除することができる。
【００３２】
本実施形態の抽出要素６は、タイヤ２のサイドウォール２Ａに予め付された線上模様６Ａである。線上模様６Ａは、リム７からサイドウォール２Ａにかけて付されているのが望ましい。計算工程Ｓ７は、例えば、各抽出要素６の両端に位置する２つの抽出点Ｐ１，Ｐ２に基づいて、タイヤ２の変形状態、すなわち、捻れ角度θを計算している。このような計算工程Ｓ７は、計算時間が短縮でき、タイヤ２の性能の評価を短時間に行うことができる。
【００３３】
上述の実施形態では、撮像手段３が路面Ｒに固定されたが、撮像手段３は、車両１に固定されてもよい。この場合、撮像手段３は、タイヤ２を拡大して撮像することができる。
【００３４】
また、上述の実施形態では、撮像手段３として、１台の高速度カメラが例示されたが、路面上に複数の高速度カメラが用いられてもよい。この場合、各高速度カメラがタイヤ２を拡大して撮像してもよいし、撮像範囲を広げてもよい。
【００３５】
また、上述の実施形態の抽出工程Ｓ６は、タイヤ２の回転加速度Ｔａと車両１の走行速度Ｂｖとに基づいて画像Ｉｍｎを抽出していたが、抽出工程Ｓ６は、例えば、走行速度Ｂｖと回転速度Ｔｖとの差（Ｂｖ−Ｔｖ）に基づいて画像Ｉｍｎを抽出してもよい。さらに、抽出工程Ｓ６は、タイヤスリップ率や上述のパラメータの組み合わせ等に基づいて画像Ｉｍｎを抽出してもよい。
【００３６】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施し得る。
【実施例】
【００３７】
図１に示される試験環境で、図２に示されるタイヤ性能評価方法による複数のタイヤの評価試験が行われた。この評価試験では、タイヤが装着された試験車両により、１００ｋｍ／ｈの初期速度で走行後、時刻ｔ０でＡＢＳが作動する制動が開始され、タイヤを減速させた。このときの走行中のタイヤの複数の画像Ｉｍが取得されるとともに、車両の走行速度Ｂｖとタイヤの回転速度Ｔｖとが計測され、タイヤの回転加速度Ｔａが求められた。
【００３８】
試験で用いられた仕様は、次の通りである。
試験車両：１５００ｃｃの前輪駆動車
タイヤサイズ：２０５／６０Ｒ１６
タイヤ内圧：２５０ｋＰａ
撮影範囲：１０ｍ
【００３９】
テストの結果が図４及び図５に示される。図４は、ＡＢＳ制動時の走行速度Ｂｖと回転速度Ｔｖとを示すグラフであり、図５は、ＡＢＳ制動時の回転加速度Ｔａを示すグラフである。図４のグラフの横軸は、時刻（ｓ）であり、縦軸は、速度（ｋｍ／ｈ）である。また、図５のグラフの横軸は、時刻（ｓ）であり、縦軸は、加速度（ｍ／ｓ２）である。
【００４０】
図４に示されるように、走行速度Ｂｖは、車両が、略一定の割合で減速していることが確認された。一方、回転速度Ｔｖは、ＡＢＳの作動に伴い、タイヤが、急減速と加速とを繰り返しつつ、全体として減速していることが確認できる。タイヤは、このような急減速と加速とをしているときに、タイヤの捻れ角度θが大きくなり得る。
【００４１】
図５に示されるように、回転加速度Ｔａは、時刻ｔ０後に、全体として、０以下の減速域を中心に大きく振動していることが確認された。図４及び図５に示されるように、回転加速度Ｔａは、タイヤが加速するときに、０以上の大きな加速域に達していることが確認できる。
【００４２】
この実施例では、回転加速度Ｔａの予め定められた値ＴＳを１５０ｍ／ｓ２とし、走行速度Ｂｖの予め定められた値ＢＳを８０ｋｍ／ｈとして画像Ｉｍｎを抽出している。すなわち、この評価試験では、回転加速度Ｔａが１５０ｍ／ｓ２の±１０％以内となり、かつ、走行速度Ｂｖが８０ｋｍ／ｈ±２０％以内となるときに撮像された画像Ｉｍｎが抽出された。抽出条件は、図５のグラフにおいて太線で示されている。この評価試験では、太線で囲まれた範囲に回転加速度Ｔａが含まれるときに撮像された画像Ｉｍｎが抽出された。
【００４３】
抽出された画像Ｉｍｎは、タイヤの捻れ角度θが大きくなる略同一の条件であり、複数のタイヤの性能を、定量的に評価できることが確認された。
【符号の説明】
【００４４】
１    車両
２    タイヤ
【図１】
2018080942.tif 000003
【図２】
2018080942.tif 000004
【図３】
2018080942.tif 000005
【図４】
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【図５】
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