(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両走行中の走行タイヤのタイヤ挙動を測定する方法であって、
前記走行タイヤの接地部分を含む前記走行タイヤの動画を撮影するとともに、この撮影と同時に車両走行状態を表す物理量を測定して、この測定された物理量に基づく数値測定情報を得、
この数値測定情報を前記走行タイヤの動画に同期させて合成して合成画像を作成し、
この合成画像を用いて前記走行タイヤのタイヤ挙動を測定することを特徴とする走行タイヤのタイヤ挙動測定方法。
【請求項２】
測定する前記車両走行状態を表す物理量は、前記走行タイヤを懸架する懸架装置の部材に作用する力および前記走行タイヤを操舵する操舵装置の部材に作用する力の少なくとも１方を含むことを特徴とする請求項１に記載の走行タイヤのタイヤ挙動測定方法。
【請求項３】
前記数値測定情報は、前記走行タイヤの垂直方向に作用する荷重、前記走行タイヤの前後方向に作用する力、および、前記走行タイヤの横方向に作用する力の少なくとも１つの数値情報を含むことを特徴とする請求項２に記載の走行タイヤのタイヤ挙動測定方法。
【請求項４】
前記車両は４輪の走行タイヤを有し、
この４輪の走行タイヤの動画を別個に撮影するとともに、前記４輪の走行タイヤの各々に対応した前記懸架装置の部材に作用する力および前記操舵装置の部材に作用する力の少なくとも１方を測定して、前記４輪の走行タイヤの各々に対応した数値測定情報を得、
前記合成画像は、画像領域を複数に分割した分割領域に前記４輪の走行タイヤの各々の動画が割り当てられ、前記数値測定情報の各々が、対応する走行タイヤの動画の割り当てられた前記分割領域に対応して合成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の走行タイヤのタイヤ挙動測定方法。
【請求項５】
前記数値測定情報は、この数値測定情報が持つ数値そのものおよびこの数値を示すグラフの少なくとも１方であり、この数値測定情報が前記走行タイヤの動画に合成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の走行タイヤのタイヤ挙動測定方法。
【請求項６】
前記合成画像は、さらに、前記車両の運転者の運転操作を含む前記車両の前方を前記車両の後方から撮影した画像が合成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の走行タイヤのタイヤ挙動測定方法。
【請求項７】
測定する前記物理量は、前記車両の走行中の操舵状態を表す物理量を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の走行タイヤのタイヤ挙動測定方法。
【請求項８】
測定する前記物理量は、前記車両の駆動装置および制動装置の作動状態を表す物理量を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の走行タイヤのタイヤ挙動測定方法。
【請求項９】
前記走行タイヤの垂直方向および横方向の撓み量を、前記合成画像中の走行タイヤの画像から求めることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の走行タイヤのタイヤ挙動測定方法。
【請求項１０】
前記車両の外部から送信される前記車両の走行位置を示す信号を前記車両側で受信し、
この受信した信号に基づいて得られる前記車両の走行位置を示す車両位置情報を表した画像を作成し、
前記合成画像は、この作成された前記車両位置情報を表した画像が合成されることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の走行タイヤのタイヤ挙動測定方法。
【請求項１１】
車両走行中の走行タイヤのタイヤ挙動を測定する走行タイヤのタイヤ挙動測定装置であって、
前記走行タイヤの接地部分を含む前記走行タイヤの動画を撮影した画像信号を取り込み、第１のデジタル画像信号とする画像信号取込部と、
前記走行タイヤの撮影と同時に測定した車両走行状態を表す物理量の測定信号を取り込みデジタル測定信号とする測定信号入力部と、
この測定信号入力部で得られたデジタル測定信号から前記物理量に基づく数値測定情報を得、この数値測定情報を画像表示するための第２のデジタル画像信号に変換する測定信号変換処理部と、
この測定信号変換処理部で得られた前記第２のデジタル画像信号を、前記画像信号取り込み部で得られた第１のデジタル画像信号に同期させて、前記第１のデジタル画像信号に合成して合成画像信号を作成する画像合成処理部を有することを特徴とする走行タイヤのタイヤ挙動測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両走行中の走行タイヤのタイヤ挙動を測定する走行タイヤのタイヤ挙動測定方法およびこの測定方法を実施する走行タイヤのタイヤ挙動測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤのタイヤ開発は、一般に、車両にタイヤを装着して所定のコースを走行する実車評価によって行われている。特に、タイヤ開発における操縦安定性能の評価は、ドライバーが操舵して車両の変化を体感しながら官能評価を行うため、タイヤ開発者は操舵に対する車両の変化を体感することができず、ドライバーの官能評価に頼る比率が大きかった。そして、タイヤ開発者がドライバーの官能評価によって指摘する内容をタイヤ開発に反映させていくには、タイヤ開発者にとって、失敗を含む長い間の経験と多大な知識が必要であった。そのため、タイヤ開発はタイヤ開発者個人の有する経験と知識に頼っていた。
【０００３】
一方、ドライバーが官能評価で指摘する内容を定量的に把握し、タイヤ開発をより効率よく迅速に行うために、官能評価のためにドライバーが車両を走行させる間、車両のステアリングホイールの操舵角、ステアリングホイールの操舵力、車両の横方向の加速度、あるいはタイヤ一輪に加わる荷重や横力を計測することがしばしばなされる。例えば、ステアリングホイールの操舵角の計測のためにステアリングホイールのシャフトに操舵角力計を設置し、車両横方向の加速度の計測のために、車両の重心点近傍に加速度計を貼り付けることによって行われる。
【０００４】
しかし、このような計測で得られる計測データは、例えばステアリングホイールの操舵角や横加速度が時系列的にどのように変化したか、といった折れ線グラフ等の数値情報に過ぎないため、車両が所定の走行コースのどの部分を走行しているのか正確にわからない他、計測データの中から、ドライバーの官能評価にとって重要な領域を読み取るのが難しく、特殊な知識と経験が必要である。従って、タイヤ開発において、誰もが実際の車両の走行状態を判り易く解析することは非常に困難であった。
【０００５】
一方、車両走行中の走行タイヤのタイヤ挙動を動画として撮影し、例えば、タイヤが力を受けて大きく変形している部分や接地面から浮き上がっているタイヤのトレッド面の領域を撮影して調べ、タイヤ挙動を定性的に理解することができる。そして、タイヤ開発者は、この定性的な理解に基づいて、タイヤ設計要因の変更に反映させることができる。しかし、走行タイヤのタイヤ挙動を動画として撮影し、この動画を定量的なデータとして解析することは殆どなされていない。わずかに、室内の台上試験における例が、特開平１０−３８５３３号公報で提案されているに過ぎない。同公報によると、室内の台上試験において、タイヤのサイド表面に格子面を設け、ストロボ装置によって間欠照明をした状態で２台のカメラでタイヤのサイドの表面の画像を取得し、この画像からタイヤの断面形状を再生する装置および方法が提案されている。特に、タイヤ挙動が過渡状態である場合でもタイヤの断面形状を測定することができるとされている。
【０００６】
しかし、上記例は、予め定められた測定モードで制御されたタイヤ挙動の過渡状態を再現して測定する室内の台上試験にすぎず、しかも、タイヤ挙動に対応したタイヤ回転軸に作用する荷重変動等の物理量を同期させて測定する訳ではなく、タイヤの断面形状を精度良く測定するに過ぎない。従って、タイヤ挙動とタイヤ軸に作用する荷重変動とを精度良く照合させることはできない。
【０００７】
一方、車両に装着した走行タイヤをタイヤ挙動の測定の対象とする場合、ドライバーの官能評価によって指摘される内容は、室内の台上試験のように、予め定められた時間に発生するものではない。しかも、「コース上のあのコーナーのクリッピングポイントでグリップが抜ける」といった官能評価によって指摘される内容が走行後に指摘される。この場合、指摘を受けた「コーナーのクリッピングポイント」が、撮影された過渡状態のタイヤの動画から画像のコマを大まかに選び出すことはできても、指摘を受けた「コーナーのクリッピングポイント」の位置におけるタイヤ挙動がどのような車両の走行状態に対応しているのか不明である。走行タイヤのタイヤ挙動を動画として撮影する際、同時にステアリングホイールの操舵角やステアリングホイールの操舵力や車両横方向の加速度や、タイヤ一輪に加わる荷重や横力を計測することはできるが、計測データを過渡状態のタイヤ挙動の動画と同期させて解析することは不可能に近い。そのため、ドライバーが官能評価で指摘する内容をタイヤ開発者が計測データとタイヤ挙動を撮影した動画を定量的に結びつけて理解することは非常に困難であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、ドライバーの官能評価と車両走行中の走行タイヤのタイヤ挙動を照合して定量的に解析を行う際、ドライバーの官能評価で指摘する内容に対応した計測データとタイヤ挙動の画像を定量的に結びつけることができ、ドライバーが官能評価で指摘する内容を定量的に理解することを容易にする車両走行中の走行タイヤのタイヤ挙動測定方法および、この方法を実施する走行タイヤのタイヤ挙動測定装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、車両走行中の走行タイヤのタイヤ挙動を測定する方法であって、
前記走行タイヤの接地部分を含む前記走行タイヤの動画を撮影するとともに、この撮影と同時に車両走行状態を表す物理量を測定して、この測定された物理量に基づく数値測定情報を得、
この数値測定情報を前記走行タイヤの動画に同期させて合成して合成画像を作成し、
この合成画像を用いて前記走行タイヤのタイヤ挙動を測定することを特徴とする走行タイヤのタイヤ挙動測定方法を提供するものである。
【００１０】
ここで、測定する前記車両走行状態を表す物理量は、前記走行タイヤを懸架する懸架装置の部材に作用する力および前記走行タイヤを操舵する操舵装置の部材に作用する力の少なくとも１方を含むのが好ましく、前記数値測定情報は、前記走行タイヤの垂直方向に作用する荷重、前記走行タイヤの前後方向に作用する力、および、前記走行タイヤの横方向に作用する力の少なくとも１つの数値情報を含むのが好ましい。
【００１１】
また、上記走行タイヤのタイヤ挙動測定方法において、前記車両は４輪の走行タイヤを有し、
この４輪の走行タイヤの動画を別個に撮影するとともに、前記４輪の走行タイヤの各々に対応した前記懸架装置の部材に作用する力および前記操舵装置の部材に作用する力の少なくとも１方を測定して、前記４輪の走行タイヤの各々に対応した数値測定情報を得、
前記合成画像は、画像領域を複数に分割した分割領域に前記４輪の走行タイヤの各々の動画が割り当てられ、前記数値測定情報の各々が、対応する走行タイヤの動画の割り当てられた前記分割領域に対応して合成されるのが好ましい。
【００１２】
また、前記数値測定情報は、この数値測定情報が持つ数値そのものおよびこの数値を示すグラフの少なくとも１方であり、この数値測定情報が前記走行タイヤの動画に合成されるのが好ましい。
前記合成画像は、さらに、前記車両の運転者の運転操作を含む前記車両の前方を前記車両の後方から撮影した画像が合成されるのが好ましい。
また、測定する前記物理量は、前記車両の走行中の操舵状態を表す物理量を含んでもよく、また、測定する前記物理量は、前記車両の駆動装置および制動装置の作動状態を表す物理量を含んでもよい。
【００１３】
また、上記走行タイヤのタイヤ挙動測定方法は、前記走行タイヤの垂直方向および横方向の撓み量を、前記合成画像中の走行タイヤの画像から求めるのが好ましい。
また、上記走行タイヤのタイヤ挙動測定方法では、前記車両の外部から送信される前記車両の走行位置を示す信号を前記車両側で受信し、
この受信した信号に基づいて得られる前記車両の走行位置を示す車両位置情報を表した画像を作成し、
前記合成画像は、この作成された前記車両位置情報を表した画像が合成されるのが好ましい。
【００１４】
また、本発明は、車両走行中の走行タイヤのタイヤ挙動を測定する走行タイヤのタイヤ挙動測定装置であって、
前記走行タイヤの接地部分を含む前記走行タイヤの動画を撮影した画像信号を取り込み、第１のデジタル画像信号とする画像信号取込部と、
前記走行タイヤの撮影と同時に測定した車両走行状態を表す物理量の測定信号を取り込みデジタル測定信号とする測定信号入力部と、
この測定信号入力部で得られたデジタル測定信号から前記物理量に基づく数値測定情報を得、この数値測定情報を画像表示するための第２のデジタル画像信号に変換する測定信号変換処理部と、
この測定信号変換処理部で得られた前記第２のデジタル画像信号を、前記画像信号取り込み部で得られた第１のデジタル画像信号に同期させて、前記第１のデジタル画像信号に合成して合成画像信号を作成する画像合成処理部を有することを特徴とする走行タイヤのタイヤ挙動測定装置を提供するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の走行タイヤのタイヤ挙動測定方法および走行タイヤのタイヤ挙動測定装置について、添付の図面に示される好適実施例を基に詳細に説明する。
【００１６】
本発明の走行タイヤのタイヤ挙動測定装置は、タイヤ挙動を撮影するカメラから得られる画像信号と、車両の走行状態を表す物理量を測定する測定センサから得られる測定信号とを入力信号とし、画像合成信号を出力する装置である。
【００１７】
図１は、上記カメラと上記測定センサを車両１０に設置する位置の一例を説明する図である。
図１に示す車両１０は、矢印Ａ方向に走行する走行車両であって、タイヤＴ1 〜Ｔ4 と各輪のサスペンションと操舵機構が簡略化して示されている。
車両１０の左前輪タイヤＴ1 を撮影するカメラＣ1 は、タイヤＴ1 と地面とが接地する接地部を含むタイヤＴ1 の下側部分の動画を前方から撮影するように、車両１０のフェンダーに固定される。同様にして、車両１０の右前輪タイヤＴ2 を撮影するカメラＣ2 も、タイヤＴ2 と地面とが接地する接地部を含むタイヤＴ2 の下側部分の動画を前方から撮影するように、車両１０のフェンダーに固定される。
同様にして、左後輪タイヤＴ3 および右後輪タイヤＴ4 を撮影するカメラＣ3 およびカメラＣ4 も、タイヤＴ3 およびタイヤＴ4 の各々と地面とが接地する接地部を含むタイヤの下側部分の動画を前方から撮影するように、車両１０のフェンダーに固定される。
【００１８】
さらに、車両１０の室内後部座席から、ドライバーがステアリングホイールを操舵する操舵の様子と車両１０のフロントガラスを通した車両走行前方を撮影するカメラＣ5 を車両後方から車両前方に向けて室内後部座席に固定する。
カメラＣ1 〜Ｃ5 は、いずれも公知の撮像装置であって、ＣＣＤ撮像素子を用いたカメラが好適に用いられる。
【００１９】
一方、車両の走行状態を表す物理量を測定する測定センサは、左前輪タイヤＴ1 のサスペンションのコイルスプリングＣｓ1 の上方のアッパーマウント部にロードセルＳａ1 が固定され、操舵装置のステアリングギアボックス１２の左前輪タイヤＴ1 側のプッシュロッド部にロードセルＳｂ1 が固定される。同様に、右前輪タイヤＴ2 のサスペンションのコイルスプリングＣｓ2 の上方のアッパーマウント部にロードセルＳａ2 が固定され、操舵装置のステアリングギアボックス１２から伸びる右前輪タイヤＴ2 側のプッシュロッド部にロードセルＳｂ2 が固定される。
また、左後輪タイヤＴ3 のサスペンションのコイルスプリングＣｓ3 の上方のアッパーマウント部にロードセルＳａ3 が固定され、サスペンションアーム部（図１に示す例では後輪のサスペンション形式はデュアルリンクストラット形式である）にロードセルＳｃ3 が固定される。ロードセルＳａ4 およびロードセルＳｃ4 も同様に固定される。
【００２０】
ロードセルＳａ1 〜Ｓａ4 およびロードセルＳｂ1 ，Ｓｂ2 ，Ｓｃ3 ，Ｓｃ4 は、サスペンションや操舵装置の各部材に作用する引っ張り力や圧縮力を計測するセンサーである。ロードセルの種類は、特に限定されないが、歪みゲージタイプのものが好適に用いられる。この場合、上記ロードセルの信号を増幅するための各々のロードセルに対応した増幅装置（ＡＭＰ）が車両１０の室内に備えられる。
なお、ロードセルＳａ1 〜Ｓａ4 およびロードセルＳｂ1 ，Ｓｂ2 ，Ｓｃ3 ，Ｓｃ4 の取り付け位置は、図１の取り付け位置に必ずしも限定されず、サスペンション形式に応じて取り付け位置を変えてもよいのは勿論である。
【００２１】
車両１０のフェンダー部に固定されたカメラＣ1 〜Ｃ4 と車両室内に固定されたカメラＣ5 の画像信号および、増幅装置（ＡＭＰ）を介したロードセルＳａ1 〜Ｓａ4 およびロードセルＳｂ1 ，Ｓｂ2 ，Ｓｃ3 ，Ｓｃ4 の測定信号は、車両１０の室内に設けられた、本発明に係る走行タイヤのタイヤ挙動測定装置の好適実施例である、図２に示されたタイヤ挙動測定装置２０に入力される。
【００２２】
タイヤ挙動測定装置２０は、測定入力信号部２２と、測定信号変換処理部２４と、画像信号取込部２６と、画像合成処理部２８と、合成画像出力部３０を有し、合成画像出力部３０から出力される合成画像信号は、アナログ信号として画像記憶装置３２に記録される。
【００２３】
測定入力信号部２２は、走行中のタイヤＴ1 〜Ｔ4 の撮影と同時にロードセルＳａ1 〜Ｓａ4 およびロードセルＳｂ1 ，Ｓｂ2 ，Ｓｃ3 ，Ｓｃ4 によって測定して得られたアナログの測定信号を取り込み、８ビットや１２ビット等でＡＤ変換してデジタル測定信号とする複数のＡＤ変換回路によって構成される部位である。
得られたデジタル測定信号は、測定信号変換処理部２４に送られる。
【００２４】
測定信号変換処理部２４は、測定信号入力部２２で得られたデジタル測定信号から、各タイヤＴ1 〜Ｔ4 の垂直方向に作用する荷重や、タイヤＴ1 〜Ｔ4 の操舵によって発生するコーナリング力およびトルクによって定まる各タイヤＴ1 、Ｔ2 に働く操舵力（タイヤの横方向に作用する力）や、各タイヤＴ1 〜Ｔ4 の走行前後方向に作用する前後力の値を、サスペンションや操舵装置のジオメトリーから算出して求めるとともに、この求められた値を棒グラフ化したタイヤＴ1 〜Ｔ4 の数値測定情報をデジタルグラフ画像データ（デジタル画像信号）に変換する部位である。ここで、垂直方向とは水平な接地面に対して垂直な方向（鉛直方向）をいい、前後方向とは車両１０が進行する方向およびその反対の方向をいい、横方向とは上記前後方向に直交し、しかも、上記垂直方向に直交する方向をいう。
【００２５】
なお、図２では省略されているが、車両１０のブレーキ装置のブレーキペダルの踏力や油圧ブレーキの圧力や、車両１０のアクセルペダルの開度や車両１０のエンジンの吸入空気量から得られるエンジンの負荷や、エンジンの回転数等の車両１０のエンジン（制動装置）やブレーキ（駆動装置）の作動状態が測定され、測定信号入力部２２に測定信号として入力され、さらに、測定信号変換処理部２４において、アクセルペダルの開度やエンジンの吸入空気量から得られるエンジンの負荷や、エンジンの回転数の値が、車両１０のエンジンやブレーキの作動状態を表す数値測定情報としてデジタル画像信号に変換される。
【００２６】
測定信号変換処理部２４は、後述する画像信号取込部２６から画像合成処理部２８を介して送られてくる同期信号に従って同期してデジタルグラフ画像データを作成し、画像合成処理部２８に送る。なお、測定信号変換処理部２４は、測定される物理量に応じてノイズ除去等のためにフィルタ処理を施すが、画像信号取込部２６から送られてくる同期信号は、カメラＣ1 〜Ｃ5 で撮影された１／３０秒に１コマの動画に画像を合成するための同期信号であるため、フィルタ処理によって同期信号による同期が妨げられることはない。
【００２７】
画像信号取込部２６は、走行中のタイヤＴ1 〜Ｔ4 の挙動をカメラＣ1 〜Ｃ5 によって撮影したＮＴＳＣ信号あるいはＰＡＬ信号等の画像信号を取り込み、デジタル画像信号とする部位であり、Ｙ／Ｃ分離回路２６ａと８ビットや１２ビット等のＡＤ変換を行うＡＤ変換回路２６ｂによって構成される。
まず、Ｙ／Ｃ分離回路２６ａは、カメラＣ1 〜Ｃ5 から送られてきた画像信号がコンポジットビデオ信号であるため、輝度信号（Ｙ信号）と色信号（Ｃ信号）をフィルタを用いて分離する部分である。さらに、Ｙ／Ｃ分離回路２６ａで輝度信号（Ｙ信号）と色信号（Ｃ信号）を分離する際、撮影された動画の１フレーム毎の同期信号が生成され画像合成処理部２８に送られる。
また、ＡＤ変換回路２６ｂは、カメラＣ1 〜Ｃ5 から送られ、輝度信号（Ｙ信号）と色信号（Ｃ信号）に分離された画像信号をＡＤ変換し、デジタル画像信号を得る部分である。
得られたデジタル画像信号は、画像合成処理部２８に送られる。
【００２８】
画像合成処理部２８は、測定信号変換処理部２４で得られたデジタルグラフ画像データを、画像信号取込部２６から送られてきた同期信号に従って、画像信号取込部２６で得られたデジタル画像信号に合成して合成画像信号を作成する部位である。
合成画像信号によって作成される合成画像は、走行タイヤＴ1 〜Ｔ4 の各々の動画を所定の位置に、例えば、図４に示される様に、タイヤＴ1 を撮影した画像は左上の領域に、タイヤＴ4 を撮影した画像は右下の領域に、また、カメラＣ5 で撮影した画像は中央の領域に割り当てて表示する画像であって、走行タイヤＴ1 〜Ｔ4 や車量１０の上記数値測定情報が、対応する動画の割り当てられた領域に合成される。合成画像信号は、このような合成画像が得られる様に作成される。
作成された合成画像信号は、合成画像出力部３０に送られる。
【００２９】
合成画像出力部３０は、ＤＡ変換回路３０ａと、Ｙ／Ｃ合成回路３０ｂを有して構成され、画像合成処理部２８で作成された合成画像信号はＤＡ変換回路３０ａでアナログ信号に変換され、さらに、輝度信号（Ｙ信号）と色信号（Ｃ信号）を合成してアナログのコンポジットビデオ信号として、ＮＴＳＣ信号やＰＡＬ信号やＲＧＢ／Ｓ信号等を出力する部位である。
出力されたコンポジットビデオ信号は、画像記憶装置３２に記録される。
タイヤ挙動測定装置２０は以上の様に構成される。
【００３０】
次に、本発明の走行タイヤの挙動測定方法の一例を、タイヤ挙動測定装置２０の動作に基づいて、図３に示す流れにしたがって説明する。
まず、図１に示す様に、車両１０の所定の位置にカメラＣ1 〜Ｃ5 およびロードセルＳａ1 〜Ｓａ4 およびロードセルＳｂ1 ，Ｓｂ2 ，Ｓｃ3 ，Ｓｃ4 が取り付けられる。
そして、ドライバーの官能評価を行う車両の走行中に、走行中のタイヤＴ1 〜Ｔ4 の挙動をカメラＣ1 〜Ｃ5 によって撮影したＮＴＳＣ信号あるいはＰＡＬ信号等の画像信号が、画像信号取込部２６において取り込まれ、ＡＤ変換されてデジタル画像信号とされる（ステップ１００、ステップ１０２）。その際、撮影された動画の１フレーム毎の同期信号が生成される。
【００３１】
また、車両１０の車両走行状態を表す物理量、例えば、ロードセルＳａ1 〜Ｓａ4 の取り付けられたサスペンションのアッパーマウント部に作用する引っ張り力や圧縮力や、サスペンションのリンク機構を構成するアーム部材や操舵装置のプッシュロッド部等のロッド部材に作用する引っ張り力や圧縮力、さらには、車両１０の走行状態を表す物理量、すなわち、ブレーキ装置のブレーキペダルの踏力や油圧ブレーキの圧力や、車両１０のアクセルペダルの開度や車両１０のエンジンの吸入空気量から得られるエンジンの負荷や、エンジンの回転数等が測定され、測定信号入力部２２において測定信号がＡＤ変換されてデジタル測定信号とされる（ステップ１０４）。
【００３２】
なお、本発明における車両走行状態を表す物理量は、上述の様に、タイヤを懸架するサスペンションの部材に作用する力およびタイヤを操舵する操舵装置の部材に作用する力の少なくとも１方を含むものであってもよいし、また、車両１０の走行中の操舵状態を表す物理量、すなわち、車両１０のステアリングホイールの操舵角や操舵トルクや、車両１０の車両重心点近傍に取り付けられた加速度計で測定される垂直方向や前後方向や横方向の加速度やジャイロで測定されるヨー速度を含むものであってもよい。この場合、数値測定情報は、操舵角や操舵トルクや加速度やヨー速度の数値に関する情報である。
【００３３】
次に、ステップ１０４で得られたデジタル測定信号から各タイヤＴ1 〜Ｔ4 の垂直方向に作用する荷重や、タイヤＴ1 〜Ｔ4 の操舵によって発生するコーナリング力およびトルクによって定まる各タイヤＴ1 、Ｔ2 に働く操舵力（タイヤの横方向に作用する力）や、各タイヤＴ1 〜Ｔ4 の走行前後方向に作用する前後力の値を、サスペンションや操舵装置のジオメトリーから算出して求め、この求められた各値を棒グラフ化して表したタイヤＴ1 〜Ｔ4 の数値測定情報や車両１０のブレーキやエンジンの作動状態を表す物理量を棒グラフにして表した車両１０の数値測定情報を、ステップ１００、ステップ１０２で生成された同期信号に従って同期して、デジタルグラフ画像データに変換するグラフ画像信号処理が施され、デジタルグラフ画像データが作成される（ステップ１０６）。
なお、本発明における数値測定情報は、タイヤの垂直方向に作用する荷重、タイヤの前後方向に作用する力、および、タイヤの横方向に作用する力に関する少なくとも１つの数値情報を含むものであればよい。
【００３４】
また、数値測定情報のグラフ化は、棒グラフに限定されず、折れ線グラフや円グラフやベクトル表示されたグラフであってもよい。さらに、タイヤＴ1 〜Ｔ4 や車両１０の数値測定情報はグラフ化されたものに限られず、数値そのものであってもよい。すなわち、後述する合成画像において、数値が直接表示される様に数値測定情報が合成されてもよい。
【００３５】
デジタルグラフ画像データは、ステップ１００およびステップ１０２で得られたデジタル画像信号とともに、画像合成処理部２８において、同期信号に従って合成され、１つの合成画像信号が生成される（ステップ１０８）。
すなわち、走行タイヤＴ1 〜Ｔ4 の各々の動画を所定の位置に、カメラＣ5 で撮影した画像は合成画像の中央の位置に分割表示されるようにデジタル画像信号が合成され、ステップ１０４で求められたデジタルグラフ画像データは、数値測定情報が数値測定情報の対応する画像の位置に対応して表示されるように合成される。例えば、数値測定情報がタイヤＴ1 に関するものであれば、タイヤＴ1 の画像が表示される位置に合成される。数値測定情報が、エンジンの負荷やブレーキペダルの踏力に関するものであれば、カメラＣ5 で撮影した画像の位置に合成される。
【００３６】
作成された合成画像信号は、車両１０に搭載された画像記憶装置３２にビデオ録画される（ステップ１１０）。勿論、ドライバーが走行中に発する音声情報も同時に記録される。
一方、ステップ１０４でＡＤ変換して得られたデジタル測定信号は、画像信号取込部２６から送られてくる同期信号とともに、車両１０に搭載された図示されないデータロガーに記録される（ステップ１１４）。
【００３７】
こうして、ドライバーの官能評価を行う車両の走行中のデータの収集が終了する。
車両の走行後、ビデオ録画された合成画像は、パーソナルコンピュータに取り込まれてモニタ上に再生される（ステップ１１２）。一方、データロガーに記録されたデジタル測定信号は、上記パーソナルコンピュータに転送され（ステップ１１６）、パーソナルコンピュータで測定信号が再生され、時系列データとして再生される（ステップ１１８）。
なお、本実施例は、ビデオ録画された合成画像を測定信号とともに再生して、走行タイヤのタイヤ挙動を細かく解析を行う例であるが、本発明では、データロガーを介して得られた測定信号を再生することなく、ビデオ録画された合成画像を、モニタ上で画像再生して、走行タイヤのタイヤ挙動の解析を行ってもよい。
【００３８】
ここで、モニタ上に再生される合成画像の一例が図４に模式的に示されている。
図４に示す合成画像の左上の部分には、タイヤの接地部分を含む左前輪タイヤＴ1 の下方をカメラＣ1 で撮影した画像Ｇ1 が表示され、画像Ｇ1 の左端には、タイヤＴ1 に作用する垂直方向の荷重の変化を示す棒グラフＧｒａ1 が、上端には、タイヤＴ1 の横方向に作用する力の変化を示す棒グラフＧｒｂ1 がそれぞれ表示されている。同様に、合成画像の右上の部分には、タイヤの接地部分を含む右前輪タイヤＴ2 の下方をカメラＣ2 で撮影した画像Ｇ2 が表示され、画像Ｇ2 の右端には、タイヤＴ2 に作用する垂直方向の荷重の変化を示す棒グラフＧｒａ2 が、上端には、タイヤＴ2 の横方向に作用する力の変化を示す棒グラフＧｒｂ2 がそれぞれ表示されている。同様に、タイヤの接地部分を含む左後輪タイヤＴ3 の下方をカメラＣ3 で撮影した画像Ｇ3 およびタイヤの接地部分を含む右後輪タイヤＴ4 の下方をカメラＣ4 で撮影した画像Ｇ4 がそれぞれ、合成画像の左下の部分および右下の部分に表示され、それぞれの画像に、垂直方向の荷重の変化を示す棒グラフＧｒａ3 、Ｇｒａ4 が、横方向に作用する力の変化を示す棒グラフＧｒｂ3 、Ｇｒｂ4 が表示されている。
【００３９】
一方、中央部には、ドライバーがステアリングホイールを操舵する運転操作の様子を含む、車両後部座席側から見た車両１０の前方の様子をカメラＣ5 で撮影して得た画像Ｇ5 が表示されている。画像Ｇ5 の下端には、エンジンの負荷状態を示す棒グラフＧｒｃ5 が、画像Ｇ5 の右端には、ブレーキペダルの踏力の変化を示す棒グラフＧｒｄ5 が示されている。
また、画像Ｇ5 の上端には、記録開始からの時間を示す時計Ｇｃ5 が表示されている。画像再生においては、勿論、ドライバーが走行中に発した音声情報も同時に再生されるので、ドライバーが官能評価で感知した一瞬のタイヤＴ1 〜Ｔ4 の挙動および車両走行状態を、ドライバーが走行中に発した音声情報から同時に知ることができる。
【００４０】
一方において、パーソナルコンピュータで測定信号が時系列データとして再生される場合、Ｓａ1 〜Ｓａ4 およびロードセルＳｂ1 ，Ｓｂ2 ，Ｓｃ3 ，Ｓｃ4 等で測定された測定信号に基づいて、棒グラフＧｒａ1 〜Ｇｒａ4 や棒グラフＧｒｂ1 〜Ｇｒｂ4 やＧｒｃ5 やＧｒｄ5 に表示される数値データが時系列データとして再生されるので、タイヤ開発者であるオペレータは、モニタに表示された合成画像を見ながら、しかも、ドライバーの発する音声情報に基づき、時系列データの中から、ドライバーの官能評価にとって重要な領域を極めて簡単に読み取るができる。さらに、オペレータは、同時に、その瞬間の合成画像の１フレームを極めて簡単に取り出すことができる。
勿論、ドラーバーの発した音声データや上述した同期信号を測定信号内に記録しなくても、モニタ上に表示された棒グラフの数値測定情報と時系列データを照らし合わせることによって、再生された時系列データの中からドライバーの官能評価にとって重要な領域を極めて簡単に読み取るができる。
【００４１】
図５には、車両が静止状態の際の合成画像の一例が示されており、図６には、車両が横Ｇを受けながら旋回する際の走行中のドライバーの官能評価で指摘する内容が発現する瞬間の合成画像の１フレームを取り出した一例が示されている。図６の合成画像中の右下の画像の後輪右タイヤは、旋回外側のタイヤとなって垂直方向の荷重が静止状態の垂直方向の荷重より大きくなるとともに、横方向の力を受けて大きく変形していることが示されている。一方、左下の画像の後輪左タイヤは、旋回内側のタイヤとなって垂直荷重が静止状態の垂直荷重より小さくなり、さらに横方向の力を受けるため、タイヤの接地部分の右端が浮き上がっているのが示されている。このように、ドライバーの官能評価で指摘する内容に対応した合成画像を容易に取り出すことができる。
本実施例では、走行タイヤの接地部分を含む走行タイヤの動画を撮影するものであるが、上述した様に、垂直方向に作用する荷重や横方向の力によって、タイヤの接地部分は大きく変化し、タイヤのグリップ性能に大きな影響を与えることから、走行タイヤの接地部分を含む走行タイヤの動画を撮影することは非常に重要である。
【００４２】
こうして、測定信号が時系列データとして再生されると同時に、合成画像が再生されて、走行タイヤのタイヤ挙動の解析が行われる（ステップ１２０）。
解析においては、タイヤの回転方向に特定のマーキングを予めタイヤ表面に付し、例えば、タイヤの回転方向の溝底に、ゴム部材と反射率の異なる白色の細線をタイヤの回転方向に沿って付し、画像表示された合成画像内のこのマーキングの位置の移動によって、タイヤの横方向の撓み量を定量的に測定する。
また、同様に、タイヤのサイドウォール部分に特定のマーキングを付し、画像表示された合成画像内のこのマーキングの位置の移動によって、タイヤの垂直方向の撓み量を定量的に測定する。
このような撓み量は、合成画像が作成される前に、撓み量を算出する画像処理回路を別途設けて算出し、この算出された撓み量を合成画像内に数値として表示してもよい。
以上が、本発明の走行タイヤの挙動測定方法の一例の流れである。
【００４３】
このように、ドライバーが官能評価で指摘する内容が発現する瞬間に対応したタイヤ挙動の画像からタイヤの撓み量と、その時のタイヤの垂直方向の荷重や横方向の力を用いて、ドライバーが官能評価で指摘する内容を可能な限り定量的に把握することができる。また、ドライバーが官能評価で指摘する内容が、タイヤ挙動を撮影した画像および数値測定情報から定量的に把握することができるので、ドライバーの官能評価の評価能力の差異によって生じる官能評価のばらつきを防止することができ、官能評価の評価精度の向上が達成できる。
また、ドライバーが官能評価で指摘する内容が発現する瞬間のタイヤ挙動を画像として捉え、さらにタイヤの撓み量を求めることができるので、タイヤの設計要因の変更に容易に反映させることができる。特に、操縦安定性能の官能評価では、ステアリングホイールに伝わる「リアル感」の有り無しで表現される傾向が強いが、本発明では、この「リアル感」を定量的に把握するために、ステアリングギアボックスから伸びるプッシュロッド部に作用する力を測定するので、ドライバーが指摘する「リアル感」を数値測定情報とタイヤ挙動の画像から定量的に捉えることが容易にできる。
【００４４】
また、本発明においては、図７に示す様に、ドライバーが官能評価を行う走行コース上に、車両１０の走行通過に応じて信号を車両１０に向けて送信する発信装置を走行コース上の所望の位置Ｌ1 〜ＬN に複数設け、一方、車両１０が位置Ｌ1 〜ＬN を通過する度に、車両１０に搭載された受信装置で信号を受信し、この受信した信号から、車両１０の走行コース上の走行位置を知り、この走行位置から車両位置情報を表す画像を作成して上述した合成画像の中に合成してもよい。すなわち、車両１０の外部から送信される車両１０の走行コース上の走行位置を示す信号を車両側で受信し、この受信した信号に基づいて得られる車両１０の走行位置を示す車両位置情報を表した画像を作成し、この作成された画像を上述した合成画像に合成してもよい。
【００４５】
車両位置情報を表す画像とは、例えば、予め走行コースが描かれた画像に、位置Ｌ1 〜ＬN の通過の度に受信する信号によって、通過位置がドットによって画像上に記され、あるいは、１つ前の通過位置から今回通過した通過位置までの間を逐次、線を引いて車両１０の走行位置を表す画像であり、走行コース上を車両１０が周回する度にドットや線の色やドットの形や線の種類が変化する様に構成される。また、位置Ｌ1 〜ＬN に設定される信号発生装置ごとに送信される信号を周波数変調して、受信装置で通過位置を個別に識別できるようにしてもよい。このような車両１０の走行位置を示す車両位置情報を表す画像は、図４に示される合成画像の中央部に表示される画像Ｇ5 の替わりに配置されてもよいし、画像Ｇ1 〜Ｇ4 の配置領域に配置されてもよい。
【００４６】
この場合、画像再生時、車両位置情報を表す画像を有する合成画像がコンピュータを介してモニタ表示されるが、コンピュータに接続されたキーボードやモニタを用いて走行コース上の所望の位置Ｌk （ｋ＝１〜Ｎの中のいずれかの整数）の指定と所望の周回数を指定することによって、車両１０が走行コース上を指定された周回数、周回して位置Ｌk を通過した時点からの合成画像の再生が開始される。このように、オペレータは、車両１０が走行コース上のどの部分を走行しているのか合成画像を見るだけで判断できるので、ドライバーの官能評価にとって重要なコース上の位置を知ることができ、また、この位置を車両１０が通過する合成画像を瞬時に再生することができ、タイヤ挙動の解析を迅速に行うことができる。
【００４７】
上記例は、いずれも４輪のタイヤを撮影して合成画像として記録するものであるが、本発明においては、必ずしも４輪のタイヤを撮影する場合に限定されず、１輪や２輪、３輪等タイヤの本数は限定されない。
また、本発明は、タイヤ開発における操縦安定性能の評価に限定されて用いられるわけでなく、走行タイヤのタイヤ挙動を観察するあらゆる場合に用いられ、特に、路面のわだちによって車両がふらつくわだちワンダリング性能の改良に有効に用いることができる。
【００４８】
以上、本発明の走行タイヤのタイヤ挙動測定方法および走行タイヤのタイヤ挙動測定装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。
【００４９】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、ドライバーの官能評価と車両走行中の走行タイヤのタイヤ挙動を照合して定量的に解析を行う際、ドライバーの官能評価で指摘する内容に対応した、タイヤに作用する垂直方向の荷重や横方向の力等の計測データに基づく数値測定情報とタイヤ挙動の画像を、時系列の計測データや撮影したタイヤの動画の中から極めて容易に取り出すことができ、ドライバーが官能評価で指摘する内容を、この数値測定情報とタイヤ挙動の画像とを結びつけることによって定量的に理解することが容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の走行タイヤのタイヤ挙動測定方法を実施するためのカメラおよび測定センサの取り付け方法を説明する説明図である。
【図２】  本発明の走行タイヤのタイヤ挙動測定装置の一実施例の構成を示す構成図である。
【図３】  本発明の走行タイヤのタイヤ挙動測定方法の一実施例の流れを示すフローチャートである。
【図４】  本発明の走行タイヤのタイヤ挙動測定方法を用いて表示される合成画像の構成を示す説明図である。
【図５】  本発明の走行タイヤのタイヤ挙動測定方法を用いて表示される合成画像の一例を示す図である。
【図６】  本発明の走行タイヤのタイヤ挙動測定方法を用いて表示される合成画像の他の例を示す図である。
【図７】  本発明の走行タイヤのタイヤ挙動測定方法を実施する他の実施例を説明する図である。
【符号の説明】
１０  車両
１２  ステアリングギアボックス
２０  タイヤ挙動測定装置
２２  測定信号入力部
２４  測定信号変換処理部
２６  画像信号取込部
２８  画像合成処理部
３０  合成画像出力部
３２  画像記憶装置
【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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