【事件の表示】
　特許第３２５３９５２号「車両・タイヤ性能のシミュレーション方法」の請求項１、２に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３２５３９５２号の請求項１ないし２に係る特許を取り消す。
【理　由】
１．手続の経緯
　特許第３２５３９５２号の請求項１及び２に係る発明は、平成１２年６月１４日に出願した特願２０００−１７８９４８号の一部として平成１３年６月１２日に新たに特許出願され、平成１３年１１月２２日に設定の登録がなされ、その後、本件請求項１及び２に係る特許発明について、特許異議申立人株式会社ブリヂストン（以下「申立人」という。）により、平成１４年６月２８日付けで特許異議の申立てがなされ、平成１７年６月７日付けで取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１７年８月９日に訂正請求がなされたものである。
　
２．訂正の適否について
（１）訂正の内容
　上記訂正請求は、本件特許の特許明細書を訂正請求書に添付された明細書のとおりに訂正しようとするものであって、その訂正（以下「本件訂正」という。）の内容は次のとおりである。
　ア．訂正事項ａ
（ア−１）特許請求の範囲の請求項１について、「モデル化されてなり」を「モデル化されてなり、しかも前記車体本体モデルには、エンジンを剛体要素でモデル化したエンジンモデルを可撓要素を介して支持させ、かつ」と訂正する。
（ア−２）特許請求の範囲の請求項１について、「評価される」を「評価されるとともに、　前記レーンチェンジシミュレーションは、舵角０の初期走行時、舵角を入力した直後、レーンチェンジ中及び舵角を０に戻した時の各状態の車両モデルを視覚化して示すステップをさらに含む」と訂正する。
　
　イ．訂正事項ｂ
　訂正事項ａに伴い、明細書の段落【０００６】の末尾の「モデル化することができる。」を「モデル化することができる。しかも、前記車体本体モデルには、エンジンを剛体要素でモデル化したエンジンモデルを可撓要素を介して支持させる。」と訂正し、段落【００１３】の末尾の「好適にシミュレーションすることができる。」を「好適にシミュレーションすることができる。そして、前記レーンチェンジシミュレーションは、舵角０の初期走行時、舵角を入力した直後、レーンチェンジ中及び舵角を０に戻した時の各状態の車両モデルを視覚化して示すステップをさらに含む」と訂正する。
　
　ウ．訂正事項ｃ
　特許請求の範囲の請求項３について、「モデル化されてなり」を「モデル化されてなり、しかも前記車体本体モデルには、エンジンを剛体要素でモデル化したエンジンモデルを可撓要素を介して支持させ、かつ」と訂正する。
　
　エ．訂正事項ｄ
　明細書の段落【０００８】の「路面モデルとしてはは、例えば」を「路面モデルとしては、例えば」と訂正する。
　
オ．訂正事項ｅ
　明細書の段落【００６３】の「あるいはオーバーステア傾向なといった」を「あるいはオーバーステア傾向といった」と訂正する。
　
カ．訂正事項ｆ
　明細書の段落【００６４】の「図１８」を「図１９」と訂正する。
　
（２）訂正の目的の適否、新規事項の有無、および拡張・変更の存否
ア．訂正事項ａについて
（ア−１）「モデル化されてなり」を「モデル化されてなり、しかも、前記車体本体モデルには、エンジンを剛体要素でモデル化したエンジンモデルを可撓要素を介して支持させ、かつ」とする訂正は、車体本体モデルに、エンジンを剛体要素でモデル化したエンジンモデルを可撓要素を介して支持させることを付加して減縮しようとするものであって、特許請求の範囲の減縮を目的にするものである。
　そして、車体本体モデルに、エンジンを剛体要素でモデル化したエンジンモデルを可撓要素を介して支持させることは、願書に最初に添付された明細書の段落【００２６】に記載されており、願書に最初に添付された明細書及び図面に記載した事項の範囲内においてした訂正であって、実質上特許請求の範囲を拡張又は変更するものとは認められない。
　
（ア−２）「評価される」を「評価されるとともに、前記レーンチェンジシミュレーションは、舵角０の初期走行時、舵角を入力した直後、レーンチェンジ中及び舵角を０に戻した時の各状態の車両モデルを視覚化して示すステップをさらに含む」とする訂正は、前記レーンチェンジシミュレーションに、舵角０の初期走行時、舵角を入力した直後、レーンチェンジ中及び舵角を０に戻した時の各状態の車両モデルを視覚化して示すステップをさら付加して減縮しようとするものであって、特許請求の範囲の減縮を目的にするものである。
　そして、レーンチェンジシミュレーションに、舵角０の初期走行時、舵角を入力した直後、レーンチェンジ中及び舵角を０に戻した時の各状態の車両モデルを視覚化して示すステップをさらに付加することは、願書に最初に添付された明細書の段落【００６５】に記載されており、願書に最初に添付された明細書及び図面に記載した事項の範囲内においてした訂正であって、実質上特許請求の範囲を拡張又は変更するものとは認められない。
　
（ア−３）まとめ
　以上のとおり、訂正事項ａは、特許請求の範囲の減縮を目的とするものであって、願書に最初に添付された明細書及び図面に記載した事項の範囲内においてした訂正であって、実質上特許請求の範囲を拡張又は変更するものとは認められない。
　
イ．訂正事項ｂについて
　訂正事項ｂは、訂正された請求項１と発明の詳細な説明との整合性をとるためのものであるので、明りょうでない記載の釈明を目的とするものであって、願書に最初に添付された明細書及び図面に記載した事項の範囲内においてした訂正であって、実質上特許請求の範囲を拡張又は変更するものとは認められない。
　
　ウ．訂正事項ｃについて
　訂正事項ｃは、車体本体モデルに、エンジンを剛体要素でモデル化したエンジンモデルを可撓要素を介して支持させることを付加するものであり、特許請求の範囲の減縮を目的にするものである。
　そして、車体本体モデルに、エンジンを剛体要素でモデル化したエンジンモデルを可撓要素を介して支持させることを付加することは、願書に最初に添付された明細書の段落【００２６】に記載されており、訂正事項ｃは、願書に最初に添付された明細書及び図面に記載した事項の範囲内においてした訂正であって、実質上特許請求の範囲を拡張又は変更するものとは認められない。
　
エ．訂正事項ｄについて
　明細書の段落【０００８】の「としてはは」「としては」の誤記であると認められるので、訂正事項ｄは、誤記の訂正を目的とするものであって、願書に最初に添付された明細書及び図面に記載した事項の範囲内においてした訂正であって、実質上特許請求の範囲を拡張又は変更するものとは認められない。
　
オ．訂正事項ｅについて
　明細書の段落【００６３】の「オーバーステア傾向なといった」は「オーバーステア傾向といった」の誤記と認められるので、訂正事項ｅは、誤記の訂正を目的とするものであって、願書に最初に添付された明細書及び図面に記載した事項の範囲内においてした訂正であって、実質上特許請求の範囲を拡張又は変更するものとは認められない。
　
カ．訂正事項ｆについて
　明細書の段落【００６４】の記載からみて、同段落の「図１８」は「図１９」の誤記と認められるので、訂正事項ｆは、誤記の訂正を目的とするものであって、願書に最初に添付された明細書及び図面に記載した事項の範囲内においてした訂正であって、実質上特許請求の範囲を拡張又は変更するものとは認められない。
　
（３）まとめ
　したがって、本件訂正は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項において準用する同法第１２６条第２項から第３項の規定に適合するので、本件訂正を認める。
　
３．特許異議の申立について
（１）本件発明
　前述のように、本件訂正は適法なものであるので、請求項１及び２に係る発明（以下「本件発明１及び本件発明２」という。）は、特許請求の範囲に記載された事項により特定される次のとおりのものである。
（請求項１）
「トレッドパターンとプライとを含めてタイヤを有限個の要素にモデル化したタイヤモデルを作成するタイヤモデル作成ステップと、
　車両から車輪とサスペンション部材とを除いた車体本体を剛体モデルでモデル化した車体本体モデルとサスペンション部材を有限個の要素でモデル化したサスペンションモデルとからなる車体モデルを作成する車体モデル作成ステップと、
　前記車体モデルのサスペンションモデルに前記タイヤモデルを装着して車両モデルを作成する車両モデル作成ステップと、
　設定された境界条件に基づいて、前記車両モデルを、剛表面でかつ平坦しかも前記タイヤモデルとの間に摩擦係数が定義された剛体要素でモデル化された路面モデル上で走行させる走行シミュレーションを行ない車両走行特性又はタイヤ特性を取得するシミュレーションステップとを含むとともに、
　前記サスペンション部材は、アーム、スプリング、ショックアブソーバ、トーションビーム、スタビライザー、リンクロッド及びゴムブッシュを含んでなり、かつ前記アーム及び前記リンクロッドは剛体ビーム要素に、前記スプリング、前記ショックアブソーバ及び前記ゴムブッシュは線形若しくは非線形のバネ要素に、前記トーションビーム及び前記スタビライザーはねじれのビーム要素にそれぞれモデル化されてなり、
　しかも前記車体本体モデルには、エンジンを剛体要素でモデル化したエンジンモデルを可撓要素を介して支持させ、かつ
　前記車両モデル作成ステップは、０Ｇの重力条件で車両モデルを作成するステップと、そのタイヤモデルに内圧条件を設定するステップと、前記タイヤモデルに内圧条件を設定した後に車両モデルを１Ｇの重力条件に設定しタイヤモデルに車体モデルの荷重を負荷するステップとを含むとともに、
　前記タイヤモデルと前記路面モデルとは互いに接触の可能性が定義され、前記シミュレーションステップの中で両者が互いに接触しているかどうかが判定される一方、
　前記シミュレーションステップは、初期速度ｖの並進成分の速度が定義された前記車体モデルと、この初期速度ｖの並進成分の速度と回転成分の速度とが定義されたタイヤモデルとからなる初期速度ｖ（≠０）を有する車両モデルが用いられ、
　しかも前記走行シミュレーションが、走行中の車両モデルに舵角を与え走行車線を横方向に移動させるとともに舵角を元に戻すことによりレーンチェンジ状態をシミュレーションするレーンチェンジシミュレーションからなり、かつ前記車両走行特性が、このレーンチェンジシミュレーションから得られる車両モデルの挙動又は車両モデルの舵角を戻したときの収れん性により評価されるとともに、
　前記レーンチェンジシミュレーションは、舵角０の初期走行時、舵角を入力した直後、レーンチェンジ中及び舵角を０に戻した時の各状態の車両モデルを視覚化して示すステップをさらに含むことを特徴とする車両・タイヤ性能の走行シミュレーション方法。」
　
（請求項２）
「トレッドパターンとプライとを含めてタイヤを有限個の要素にモデル化したタイヤモデルを作成するタイヤモデル作成ステップと、
　車両から車輪とサスペンション部材とを除いた車体本体を剛体モデルでモデル化した車体本体モデルとサスペンション部材を有限個の要素でモデル化したサスペンションモデルとからなる車体モデルを作成する車体モデル作成ステップと、
前記車体モデルのサスペンションモデルに前記タイヤモデルを装着して車両モデルを作成する車両モデル作成ステップと、
　設定された境界条件に基づいて前記車両モデルを、剛表面でかつ凹凸部を有ししかもタイヤモデルとの間に摩擦係数が定義された剛体要素でモデル化された路面モデル上で走行させる走行シミュレーションを行ない車両走行特性又はタイヤ特性を取得するシミュレーションステップとを含むとともに、
　前記サスペンション部材は、アーム、スプリング、ショックアブソーバ、トーションビーム、スタビライザー、リンクロッド及びゴムブッシュを含んでなり、かつ前記アーム及び前記リンクロッドは剛体ビーム要素に、前記スプリング、前記ショックアブソーバ及び前記ゴムブッシュは線形若しくは非線形のバネ要素に、前記トーションビーム及び前記スタビライザーはねじれのビーム要素にそれぞれモデル化されてなり、
　しかも前記車体本体モデルには、エンジンを剛体要素でモデル化したエンジンモデルを可撓要素を介して支持させ、かつ
　前記車両モデル作成ステップは、０Ｇの重力条件で車両モデルを作成するステップと、そのタイヤモデルに内圧条件を設定するステップと、前記タイヤモデルに内圧条件を設定した後に車両モデルを１Ｇの重力条件に設定しタイヤモデルに車体モデルの荷重を負荷するステップとを含むとともに、
　前記タイヤモデルと前記路面モデルとは互いに接触の可能性が定義され、前記シミュレーションステップの中で両者が互いに接触しているかどうかが判定される一方、
　前記シミュレーションステップは、初期速度ｖの並進成分の速度が定義された前記車体モデルとこの初期速度ｖの並進成分の速度と回転成分の速度とが定義されたタイヤモデルとからなる初期速度ｖ（≠０）を有する車両モデルが用いられ、
　しかも前記車両走行特性が１０Hz以下の車体振動特性を含むことを特徴とする車両・タイヤ性能シミュレーション方法。」
　
（２）申立人の主張する特許異議申立ての理由
　訂正前の請求項１及び２は、以下に示す理由で取り消されるべきである旨を主張している。
　請求項１に係る発明は、刊行物１に記載された発明及び周知技術（例えば刊行物３参照）に基づいて、又は刊行物１及び刊行物２に記載された発明、及び周知技術に基づいて、請求項２に係る発明は、刊行物１及び刊行物２に記載された発明、及び周知技術に基づいて、その発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が容易に発明をすることができたものであるから特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものである。
　したがって、請求項１及び２に係る発明は、特許法第１１３条第１項第２号の規定により取り消されるべきものである。
　
　　　　　　　　　　　　　　　記
　
刊行物１：岩崎直明、白石正貴、吉永寛　著、
　　　　　「タイヤ−車両運動シミュレーション」
　　　　　ＬＳ−ＤＹＮＡ　Ｕｓｅｒｓ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　２０００
　　　　　講演論文集、株式会社日本総合研究所、２０００年１０月３日
　　　　（甲第１号証） 
刊行物２：米国特許第５８８０３６２号明細書（甲第２号証） 
刊行物３：「自動車技術ハンドブック」＜第３分冊＞試験・評価編、
　　　　　社団法人自動車技術会、ｐ．１１１−１２１、
　　　　　ｐ．１３７−１５３，１９９１年６月１日（甲第３号証） 
　
（３）国内優先権の主張について
　刊行物１の発行日が、優先権の基礎となる先の出願の出願日よりも後であり、本願の出願日よりも前であるので、本願の請求項１及び２に記載された発明について、優先権の主張ができるかどうかについて検討する。
　本願の請求項１及び２に係る発明を特定する事項である、車両モデル及び路面モデルの特定の作成方法並びにレーンチェンジシミュレーション及び１０Ｈｚ以下の車体振動特性の取得に関する事項が、優先権の基礎となる先の出願の明細書及び図面に記載されていないので、請求項１及び２に係る発明については、優先権を主張することはできない。
　したがって、刊行物１は、本願の出願日前に日本国内において頒布された刊行物に該当すると認める。
　
（４）刊行物の摘記事項
ア．刊行物１について
　刊行物１には、図面とともに、以下の事項が記載されている。
（ａ）「タイヤ設計因子を直接評価できるタイヤモデルと、簡易的ながら旋回中のタイヤの姿勢角を再現できるサスペンションを備えた車体モデルの組合せにより、実用的に計算を実施できる車両全体のＦＥＭモデルの作成を試みた。」（第１頁第２５行−同頁第２５行）
　
（ｂ）「
３．タイヤの性能とそのシミュレーション
　タイヤが持つ機能の内、車両全体の性能に大きく影響するものとしては、次のようなものがあると考えられる。
　（１）荷重支持機能　　　・・・・　耐久機能
　（２）制駆動力伝達機能　・・・・　各種路面でのトラクション、
　　　　　　　　　　　　　　　　　　ブレーキング性能
　　　　　　　　　　　　　　　　　　ハイドロプレーニング性能
　（３）緩衝機能　　　　　・・・・　乗り心地性能
　（４）進路保持機能　　　・・・・　各種路面でのコーナリング性能、
　　　　　　　　　　　　　　　　　　轍走行性能
　この他、振動・ノイズ性能、耐摩耗性能、転がり性能など多くの性能がタイヤに要求される。」（第２頁第１２行−同頁第２０行）
　
（ｃ）「精度よくコーナリング特性を求められるタイヤのモデルと、コーナリング中のタイヤの姿勢角を再現できるサスペンションを持った車両モデルの組合せによるＦＥＭ解析が効果的だと考えられる。」（第３頁第１４行−同頁第１６行）
　
（ｄ）「
５．タイヤモデル
　設計因子を表現できるモデルとして、弊社で使用しているタイヤの単体特性のシミュレーション用モデルに近いモデル（以下、オリジナルモデルＦｉｇ．３）を検討した。」（第３頁第２０行−同第２２行）
　
（ｅ）「タイヤがスリップ角のついた状態で転動するシミュレーションを行い、」（第５頁第２行）
　
（ｆ）「・車両モデル：ボディー部は、剛体ビーム要素のネットワークで構成され、変形は考慮していない。また、サスペンション部分については、アーム等の部材は主に剛体ビームで構成され、ブッシュ部分ジョイントによる拘束を定義することで、可動範囲を制限している。ストラットに関しては、離散要素のスプリング及びダンパーを使用している。この様に、ほとんどの部材が剛体ビームで構成されているが、スタビライザー及びトーションビームは弾性体ビーム要素を用いて、ねじれに対する剛性を設定した。
・タイヤと車体の接続：タイヤの軸を剛体ビーム要素でモデル化し、ホイールに設定したエクストラ節点とジョイント拘束で接続した。」（第６頁第３行−同頁第１０行）
　
（ｇ）「
８．境界条件
　解析に際しては、以下の様な境界条件を与えて計算を行った。
・解析開始時点に、車体、タイヤの全ての節点に、旋回させる予定の速度を初速として与える。
・タイヤに内圧を負荷する。
・リジットウォールの移動・重力の負荷による縦加重を負荷する。（１ｇ＝１１００ｋｇ）
・タイヤロッドの操作により、舵角を付ける。（車体に対する切れ角＝８度）
・フロント車軸へ駆動力を負荷する。
９．車両運動シミュレーション結果
　定常円旋回状態中の、車両の旋回半径を求めた結果を以下に示す。」（第７頁第１行−同頁第９行）
　
（ｈ）「今回の車両モデルに含まれる、タイヤＦＥＭモデルは、内部構造に関する設計パラメータをそのままモデル化している為、今回開発した手法により、タイヤ開発においてタイヤ設計パラメータと実車特性の関係を直接的にシミュレーションで求める事が可能となる事を示している。」（第８頁第９行−同頁第１１行）
　
イ．刊行物２について
　刊行物２には、図面とともに、以下の事項が記載されている。
（ａ）「A full vehicle model, including tires, wheels, suspension, 
body, seats, engine, transmission and other components can consume 
several days of simulation computations.」
（第３欄第５２行−同欄第５５行）
（（仮訳）タイヤ、ホイール、サスペンション、車体、シート、エンジン、トランスミッション、及び他の部品を含んだ自動車の全体モデルは、シミュレーションの計算に数週間が費やされる。）
　
（ｂ）「The next modelling step comprises creation 15 of the 
computer model of the test roadway. Motor vehicle proving grounds 
have evolved to incorporate a variety of topological configurations,
all of which may be created for use in the present inventive 
methodology. These configurations, known as road profiles, may 
include a pothole track to simulate a vertical loading conditions, 
a body twist track to simulate torsional loading conditions, a 
forward panic braking surface to simulate longitudinal loading 
conditions, a FIG. 8 or cornering track, which simulates maximum 
lateral loading conditions, a washboard surface which simulates a 
high frequency/low amplitude loading condition, and a chatter strip 
track, which simulates a high frequency/low amplitude vertical 
loading condition. These road profiles are designed to create harsh 
road conditions which make it possible to simulate the day to day 
conditions encountered by a wide variety of motorists, and to 
facilitate repetitive testing of vehicle durability and handling in 
a relatively short period of time.
Again, using finite element modelling techniques, one or more 
computer models of the road surface is created 15. In the preferred 
embodiment, the road surface is modelled as a strictly rigid and 
non-deformable surface. After the creation of each of the 
above-described models, each computer model of a road surface 
may be stored in computer memory or computer storage device. 
The road models are preferably constructed using drawings of 
proving ground surfaces and produce a cross-section of the road 
surface using CAD data in 3-dimensions. The model is then 
 positioned 18 on the simulated roadway.
Thereafter, utilizing a simulation engine in the form of dynamic 
analysis software, such as LS/DYNA3D (commercially available 
from Livermore Software Technology Corporation), dynamic 
non-linear real-time simulation 20 of the vehicle is performed. 
This initial simulation constitutes a validation step to confirm 
validity of the suspension/tire model.
Initial velocity parameters of a full vehicle model are programmed 
into the vehicle model using the finite element modelling software. 
A pre-determined friction parameter between the tire model and 
the road surface model is input into the LS/DYNA3D program. 
The operator of the LS/DYNA3D program can select a duration of 
simulation for stand alone analysis. Further, the system operator 
may start and stop the simulation manually during the simulation 
process.
It is important to note that an initial time must be provided 
for the tire models to settle. Initially, the tire models are 
placed between the road model surface so that there is no 
vehicle weight applied to the tire model. At the beginning of 
the simulation, the tires are compressed as the vehicle model 
 falls onto the road as shown in FIG. 1, flow chart operation 24. 
Therefore, a certain amount of time is required to permit the tires 
to settle and reach their normalized compression. The model is 
initially positioned behind any intended obstacle thereby giving 
the tire models time to settle by the time the first obstacle model 
is encountered.」
（第４欄第１１行−同欄６７行）
（（仮訳）次のモデリングステップには、コンピュータモデルのテスト車道の作成が含まれている（ステップ１５）。自動車両性能試験場は進化して、多様な地形構成を取り込むようになっており、その構成のすべては本発明の方法論で用いるように作成できる。これらの地形構成は、道路プロファイルとも呼ばれ、垂直負荷条件をシミュレートする路面窪み走路、ねじれ負荷条件をシミュレートする車体ねじり走路、縦方向負荷条件をシミュレートする前方パニックブレーキ表面、最大の横方向負荷条件をシミュレートする８の字又はコーナリング走路、高振動／低振幅の垂直負荷条件をシミュレートするワッシュボード表面、高振動／低振幅の垂直負荷条件をシミュレートするびびりストリップ走路などがある。これらの道路プロファイルは、幅広い自動車愛好家が日々遭遇する条件のシミュレートを可能にする過酷な道路条件を作成し、そして、比較的短期間のうちに車両の耐久性とハンドリングの反復テストを容易に実施できるように設計されている。
　ここでも、有限要素モデリング技術を用いて、道路表面の１つ以上のコンピュータモデルが作成される（ステップ１５）。この好ましい実施形態では、道路表面は、厳密に硬質で、変形不能な表面としてモデリングされる。上記の各モデルを作成した後、道路表面の各コンピュータモデルをコンピュータメモリ又はコンピュータ記憶デバイスに格納できる。道路モデルは、試験場表面の図面を用いて構成することが好ましく、３次元のＣＡＤデータを用いて道路表面の断面図が作成される。このモデルは、それから、模擬車道として「配置される。」（ステップ１８）
　その後、ＬＳ／ＤＹＮＡ３Ｄ（Ｌｉｖｅｍｏｒｅ　Ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販）のような、動態解析ソフトウェア形式のシミュレーションエンジンを用いて、車両の動的非線形リアルタイムシミュレーションが実行される。（ステップ２０）。この初期シミュレーションは、サスペンション／タイヤ・モデルの妥当性を確認する妥当性検証ステップを構成する。
　車両のフルモデルの初速パラメータは、有限要素モデリングソフトウェアを用いて、車両モデルに設定される。タイヤモデルと道路表面モデル間の所定の摩擦パラメータは、ＬＳ／ＤＹＮＡ３Ｄプログラムに入力される。ＬＳ／ＤＹＮＡ３Ｄのプログラムの操作者は、スタンドアロン解析のためのシミュレーション機関を選択できる。さらに、システム操作者は、シミュレーションプロセス中に手動でシミュレーションを開始及び停止できる。
　タイヤモデルには「落ち着く」ための初期時間を用意する必要があることに、注意しておくことが大切である。初めに、車両重量がタイヤモデルにかからないように、タイヤモデルは道路モデル表面の間に置かれる。シミュレーションの始まりでは、図１のフローチャートのステップ２４でしめされているように車両モデルを道路に「落とす（接地させる）」ので、タイヤが圧縮される。したがって、タイヤが「落ち着く」ことができ、その正規の圧縮（率）に達するまでに特定の時間が必要になる。タイヤモデルは初めに意図した障害物の後方に置かれるので、最初の障害物モデルに遭遇するときまで、タイヤモデルが落ち着くための時間が提供される。」
　
ウ．刊行物３について
　刊行物３には、図面とともに、以下の事項が記載されている。
（ａ）「５．３．　４レーンチェンジ試験」（第１１６頁右欄第７行）
　
（ｂ）「ハンドル角からは修正度合いや滑らかさ、ヨーレイド及び横加速度からは操舵に対する遅れや車線変更後のオーバシュートと収斂性をみる。」（第１１７頁左欄第１９行−同頁同欄第２１行）
　
（ｃ）「スラローム試験もレーンチェンジ試験と同様に」（第１１７頁左欄第第３２行）
　
（ｄ）「自動車における振動現象は、ばね上振動のような数Ｈｚの低周波のものから、歯車騒音のように数ｋＨｚの高周波まで広範囲に及んでおり、」（第１３７頁右欄第６行−同頁同欄第９行）
　
（ｅ）「６．３車両振動乗り心地試験」（第１４３頁第１３行）
　
（ｆ）「以下に、乗り心地における人間の感覚とその周波数、関連部品の特性を示す。
（１）１〜２Ｈｚの振動（ボディーのピッチング，バウンシング振動）　高速道路の大きなうねりを走行する際や路面の凹凸などを乗り越した後に、ばね上が連続的にフワフワする現象で、車体の重量、ホイールスペース、トレッド等の寸法諸元、サスペンションのばね定数、ショックアブソーバの減衰力やフリクション、スタビライザのばね定数などが関連している。
（２）２〜２０Ｈｚの振動　連続的な凹凸がある路面を走行する際や比較的大きな段差を乗り越すときに、突き上げられるようなショックやブルブルとした微振動を感ずる現象で、シート、ばね下の重量、サスペンションのばね定数のほか、エンジンマウント、車体剛性なども関連する。」（第１４６頁右欄最終行−第１４７頁左欄第１４行）
　
４．請求項１に係る発明の進歩性について
（１）刊行物１に記載された発明
　刊行物１には、リンクロッドについて明記されていないが、自動車は当然にリンクロッドなどの部品を含んでいることは明らかであり、それらの部品の特性からみて、剛性ビーム要素でモデル化していることは明らかである。
　また、上記刊行物１の摘記事項（ｇ）の記載事項からみて、内圧を負荷する前は、リジッドウォールの移動・重力の負荷による縦重量の負荷がないので、当然、重力条件は０Ｇであることは明らかである。
　また、同じく摘記事項（ｇ）の記載事項からみて、内圧を負荷した後に、リジッドウォールの移動・重力の負荷により１Ｇの重力条件を設定してタイヤモデルに車両モデルの縦荷重を負荷していることは明らかである。
　したがって、刊行物１には、０Ｇの重力条件で車両モデルを作成するステップと、タイヤモデルに内圧条件を設定するステップと、タイヤモデルに内圧条件を設定した後に、車両モデルを１Ｇの重力条件に設定し、タイヤモデルに車体モデルの荷重を負荷するステップとが記載されていると認められる。
　さらに、上記摘記事項（ｇ）及び第１４図からみて、刊行物１には、円旋回中のシミュレーションが記載されており、円旋回のシミュレーションを行う際には、当然、車体の並進方向の初期速度やタイヤの並進方向や旋回のための回転方向の速度を定義が必要であることは明らかであるので、シミュレーションステップは、初期速度ｖの並進成分の速度が定義された車体モデルと、この初期速度ｖの並進成分の速度と回転成分の速度とが定義されたタイヤモデルとからなる初期速度ｖを有する車体モデルを用いることが示唆されていると認められる。
　以上の点を考慮すると、刊行物１には、
『トレッド、カーカス、ベルト、バンドを含めてタイヤを有限個の要素にモデル化したタイヤモデルを作成し、 
　車両から車輪とサスペンション部材とを除いた車体本体を剛体モデルでモデル化した車体本体モデルとサスペンション部材を有限個の要素でモデル化したサスペンションモデルとからなる車体モデルを作成し、 
　前記車体モデルのサスペンションモデルに前記タイヤモデルを装着して車両モデルを作成し、 
　設定された境界条件に基づいて、前記車両モデルを走行させる走行シミュレーションを行ない車両走行特性又はタイヤ特性を取得するとともに、 
　前記サスペンション部材は、アーム、スプリング、ショックアブソーバ、トーションビーム、スタビライザー、リンクロッド及びゴムブッシュを含んでなり、かつ前記アーム及び前記リンクロッドは剛体ビーム要素に、前記スプリング、前記ショックアブソーバ及び前記ゴムブッシュは線形若しくは非線形のバネ要素に、前記トーションビーム及び前記スタビライザーはねじれのビーム要素にそれぞれモデル化されてなり、 
　前記車両モデルをする時に、０Ｇの重力条件で車両モデルを作成し、そのタイヤモデルに内圧条件を設定し、前記タイヤモデルに内圧条件を設定した後に車両モデルを１Ｇの重力条件に設定しタイヤモデルに車体モデルの荷重を負荷するとともに、 
　走行シミュレーションを行う時には、初期速度ｖの並進成分の速度が定義された前記車体モデルと、この初期速度ｖの並進成分の速度と回転成分の速度とが定義されたタイヤモデルとからなる初期速度ｖ（≠０）を有する車両モデルが用いられ、車両走行特性として、コーナリング性能が評価される車両・タイヤ性能の走行シミュレーション方法』との発明（以下「刊行物１発明」という。）が記載されている。
　
（２）対比
　本件発明１と刊行物１発明とを比較すると、刊行物発明の「トレッド」、「カーカス、ベルト、バンド」は本件発明１の「トレッドパターン」、「プライ」に相当するので、両者は
「トレッドパターンとプライとを含めてタイヤを有限個の要素にモデル化したタイヤモデルを作成するタイヤモデル作成ステップと、 
　車両から車輪とサスペンション部材とを除いた車体本体を剛体モデルでモデル化した車体本体モデルとサスペンション部材を有限個の要素でモデル化したサスペンションモデルとからなる車体モデルを作成する車体モデル作成ステップと、 
　前記車体モデルのサスペンションモデルに前記タイヤモデルを装着して車両モデルを作成する車両モデル作成ステップと、 
　設定された境界条件に基づいて、前記車両モデルを走行させる走行シミュレーションを行ない車両走行特性又はタイヤ特性を取得するシミュレーションステップとを含むとともに、 
　前記サスペンション部材は、アーム、スプリング、ショックアブソーバ、トーションビーム、スタビライザー、リンクロッド及びゴムブッシュを含んでなり、かつ前記アーム及び前記リンクロッドは剛体ビーム要素に、前記スプリング、前記ショックアブソーバ及び前記ゴムブッシュは線形若しくは非線形のバネ要素に、前記トーションビーム及び前記スタビライザーはねじれのビーム要素にそれぞれモデル化されてなり、 
　前記車両モデル作成ステップは、０Ｇの重力条件で車両モデルを作成するステップと、そのタイヤモデルに内圧条件を設定するステップと、前記タイヤモデルに内圧条件を設定した後に車両モデルを１Ｇの重力条件に設定しタイヤモデルに車体モデルの荷重を負荷するステップとを含むとともに、 
　前記シミュレーションステップは、初期速度ｖの並進成分の速度が定義された前記車体モデルと、この初期速度ｖの並進成分の速度と回転成分の速度とが定義されたタイヤモデルとからなる初期速度ｖ（≠０）を有する車両モデルが用いられる車両・タイヤ性能の走行シミュレーション方法」
で一致し、以下の点で相違する。 
 （相違点１） 
　本件発明１では、車両モデルを、剛表面でかつ平坦しかもタイヤモデルとの間に摩擦係数が定義された剛体要素でモデル化された路面モデル上で走行させて走行シミュレーションを行うのに対し、刊行物１発明では、走行シミュレーションを行っているが、車両モデルを、剛表面でかつ平坦しかもタイヤモデルとの間に摩擦係数が定義された剛体要素でモデル化された路面モデル上で走行させていることは明記されていない点。 
 （相違点２） 
　本件発明１では、タイヤモデルと路面モデルとは互いに接触の可能性が定義され、前記シミュレーションステップの中で両者が互いに接触しているかどうかが判定されるのに対し、刊行物１発明では、路面モデルを考慮してシミュレーションを行うことの示唆はあるが、前記タイヤモデルと前記路面モデルとは互いに接触の可能性が定義され、前記シミュレーションステップの中で両者が互いに接触しているかどうかが判定されることは明記されていない点。 
 （相違点３） 
　本件発明１では、前記走行シミュレーションが、走行中の車両モデルに舵角を与え走行車線を横方向に移動させるとともに舵角を元に戻すことによりレーンチェンジ状態をシミュレーションするレーンチェンジシミュレーションからなり、かつ前記車両走行特性が、このレーンチェンジシミュレーションから得られる車両モデルの挙動又は車両モデルの舵角を戻したときの収れん性により評価されるとともにレーンチェンジシミュレーションは、舵角０の初期走行時、舵角を入力した直後、レーンチェンジ中及び舵角を０に戻した時の各状態の車両モデルを視覚化して示すのに対し、刊行物１発明では、走行特性としてコーナリング特性を評価するシミュレーションについては記載されているが、レーンチェンジシミュレーションに関するそのような事項が明記されていない点。 
（相違点４）
　本件発明１では、前記車体本体モデルには、エンジンを剛体要素でモデル化したエンジンモデルを可撓要素を介して支持させているのに対し、刊行物１発明では、そのような事項が明記されていない点。
　
（３）判断
（相違点１について） 
　車両モデルを、剛表面でかつ平坦しかもタイヤモデルとの間に摩擦係数が定義された剛体要素でモデル化された路面モデル上で走行させて走行シミュレーションを行うことは刊行物２に記載されて公知であるので、刊行物１発明において、剛表面でかつ平坦しかもタイヤモデルとの間に摩擦係数が定義された剛体要素でモデル化された路面モデル上で走行させて走行シミュレーションを行うことは当業者が容易に考えられる事項である。
　よって、上記相違点１に係る本件発明１の構成は当業者が容易に考えられることである。 
（相違点２について）
　刊行物２に記載された事項では、車両のシミュレーションにおいて、タイヤモデルと路面モデルとの間との間の摩擦パラメータを入力することからみて、タイヤモデルと路面モデルとが互いに接触の可能性が定義されていると認められ、また、タイヤモデルと路面モデルとが接触していないと、摩擦パラメータを入力する意味がないので、当然、タイヤモデルと路面モデルとが互いに接触しているかどうかを判定することは当然に行っていると認められる。
　そして、車両のシミュレーションにおいて、タイヤモデルと路面モデルとは互いに接触の可能性が定義され、前記シミュレーションステップの中で両者が互いに接触しているかどうかが判定されることは刊行物２に記載されて公知であるので、刊行物１発明において、タイヤモデルと路面モデルとは互いに接触の可能性が定義され、前記シミュレーションステップの中で両者が互いに接触しているかどうかが判定されることは当業者が容易に考えられる事項である。
　よって、上記相違点２に係る本件発明１の構成は当業者が容易に考えられることである。 
（相違点３について） 
 　走行中の車両に舵角を与え走行車線を横方向に移動させるとともに舵角を元に戻すことによりレーンチェンジ状態にするレーンチェンジ試験は、スラローム試験と同様に走行試験の１つであることは刊行物３に示されるように周知な事項であり、また、レーンチェンジ試験において、車両の挙動又は舵角を戻したときの収れん性により車両走行特性を評価することは刊行物３に記載されているように周知の事項であり、さらに、シミュレーションの結果を視覚化して表示することは一般的に行われている周知な事項であるので、刊行物１発明において、前記走行シミュレーションが、走行中の車両モデルに舵角を与え走行車線を横方向に移動させるとともに舵角を元に戻すことによりレーンチェンジ状態をシミュレーションするレーンチェンジシミュレーションからなり、かつ前記車両走行特性が、このレーンチェンジシミュレーションから得られる車両モデルの挙動又は車両モデルの舵角を戻したときの収れん性により評価されるとともに、レーンチェンジシミュレーションが、舵角０の初期走行時、舵角を入力した直後、レーンチェンジ中及び舵角を０に戻した時の各状態の車両モデルを視覚化して示すことは当業者が容易に考えられる事項である。
　よって、上記相違点３に係る本件発明１の構成は当業者が容易に考えられることである。 
（相違点４について）
　車体を構成するエンジンをモデル化して解析対象とすることは刊行物２の摘記事項（ａ）でも示されているように周知の事項であるので、刊行物１発明において、エンジンやその支持部材をモデル化して解析対象とすることは当業者が容易に考えられる事項であり、その際に、エンジン及び支持部材の特性を考慮して、エンジンを剛体要素でモデル化し、その支持部材を可撓要素でモデル化することは当業者が当然に推考する事項である。
　よって、上記相違点４に係る本件発明１の構成は当業者が容易に考えられることである。
　
　したがって、請求項１に係る発明は、上記刊行物１−３記載の発明に基いて当業者が容易に発明をすることができたものである。 
　
（４）結論 
 　よって、請求項１に係る発明の特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してされたものである。 
　
５．請求項２に係る発明の進歩性の判断
（１）対比 
　本件発明２と刊行物１発明を比較すると、両者は、
「トレッドパターンとプライとを含めてタイヤを有限個の要素にモデル化したタイヤモデルを作成するタイヤモデル作成ステップと、
　車両から車輪とサスペンション部材とを除いた車体本体を剛体モデルでモデル化した車体本体モデルとサスペンション部材を有限個の要素でモデル化したサスペンションモデルとからなる車体モデルを作成する車体モデル作成ステップと、
前記車体モデルのサスペンションモデルに前記タイヤモデルを装着して車両モデルを作成する車両モデル作成ステップと、
　設定された境界条件に基づいて前記車両モデルを、剛表面でしかもタイヤモデルとの間に摩擦係数が定義された剛体要素でモデル化された路面モデル上で走行させる走行シミュレーションを行ない車両走行特性又はタイヤ特性を取得するシミュレーションステップとを含むとともに、
　前記サスペンション部材は、アーム、スプリング、ショックアブソーバ、トーションビーム、スタビライザー、リンクロッド及びゴムブッシュを含んでなり、かつ前記アーム及び前記リンクロッドは剛体ビーム要素に、前記スプリング、前記ショックアブソーバ及び前記ゴムブッシュは線形若しくは非線形のバネ要素に、前記トーションビーム及び前記スタビライザーはねじれのビーム要素にそれぞれモデル化されてなり、
　しかも前記車体本体モデルには、エンジンを剛体要素でモデル化したエンジンモデルを可撓要素を介して支持させ、かつ
　前記車両モデル作成ステップは、０Ｇの重力条件で車両モデルを作成するステップと、そのタイヤモデルに内圧条件を設定するステップと、前記タイヤモデルに内圧条件を設定した後に車両モデルを１Ｇの重力条件に設定しタイヤモデルに車体モデルの荷重を負荷するステップとを含むとともに、
　前記シミュレーションステップは、初期速度ｖの並進成分の速度が定義された前記車体モデルとこの初期速度ｖの並進成分の速度と回転成分の速度とが定義されたタイヤモデルとからなる初期速度ｖ（≠０）を有する車両モデルが用いられる車両・タイヤ性能シミュレーション方法。」
の点で一致し、上記相違点２及び４に加えて以下の相違点で相違する。
 （相違点５） 
　本件発明２では、車両モデルを、剛表面でかつ凹凸部を有ししかもタイヤモデルとの間に摩擦係数が定義された剛体要素でモデル化された路面モデル上で走行させて走行シミュレーションを行うのに対し、刊行物１発明では、走行シミュレーションを行っているが、車両モデルを、剛表面でかつ凹凸部を有ししかもタイヤモデルとの間に摩擦係数が定義された剛体要素でモデル化された路面モデル上で走行させていることは明記されていない点。 
 （相違点６） 
　本件発明２では、車両走行特性が１０Hz以下の車体振動特性を含むのに対し、刊行物１発明では、車両特性が１０Hz以下の車体振動特性を含むかどうかは明記されていない点。 
 　 
 （２）判断 
（相違点５について）
　刊行物２には、さらに、路面モデルとして、垂直負荷条件をシミュレートする路面窪み走路を用いていることが記載されており、当然、その路面には凹凸部を有していると認められるので、車両モデルを、剛表面でかつ凹凸部を有ししかもタイヤモデルとの間に摩擦係数が定義された剛体要素でモデル化された路面モデル上で走行させて走行シミュレーションを行うことは刊行物２に記載されて公知の事項である。
　そして、刊行物１発明において、刊行物２に記載されているように、剛表面でかつ凹凸部を有ししかもタイヤモデルとの間に摩擦係数が定義された剛体要素でモデル化された路面モデル上で走行させて走行シミュレーションを行うことは当業者が容易に考えられる事項である。
　よって、上記相違点５に係る本件発明２の構成は当業者が容易に考えられる事項である。 
（相違点６について）
　車両走行特性が１０Ｈｚ以下の振動特性を含むことは刊行物３に記載されているように周知事項であるので、刊行物１発明において、車両走行特性に１０Ｈｚ以下の振動特性を含めることは当業者が容易に考えられる事項である。
　よって、上記相違点６に係る本件発明２の構成は当業者が容易に考えられることである。 
　
　したがって、請求項２に係る発明は、上記刊行物１−３記載の発明に基いて当業者が容易に発明をすることができたものである。 
　
（３）結論 
 　よって、請求項２に係る発明の特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してされたものである。 
　
６．むすび
　以上のとおりであるから、本件発明１及び本件発明２は、その出願日前に頒布された刊行物１−３に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、本件発明１及び２の特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してされたものである。
　したがって、訂正明細書の請求項１及び２に係る特許は、特許法第１１３条第１項第２号に該当し、取り消されるべきものである。
　
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１７年９月３０日（２００５．９．３０）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【発明の名称】
車両・タイヤ性能のシミュレーション方法
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】
　トレッドパターンとプライとを含めてタイヤを有限個の要素にモデル化したタイヤモデルを作成するタイヤモデル作成ステップと、
　車両から車輪とサスペンション部材とを除いた車体本体を剛体モデルでモデル化した車体本体モデルとサスペンション部材を有限個の要素でモデル化したサスペンションモデルとからなる車体モデルを作成する車体モデル作成ステップと、
　前記車体モデルのサスペンションモデルに前記タイヤモデルを装着して車両モデルを作成する車両モデル作成ステップと、
　設定された境界条件に基づいて、前記車両モデルを、剛表面でかつ平坦しかも前記タイヤモデルとの間に摩擦係数が定義された剛体要素でモデル化された路面モデル上で走行させる走行シミュレーションを行ない車両走行特性又はタイヤ特性を取得するシミュレーションステップとを含むとともに、
　前記サスペンション部材は、アーム、スプリング、ショックアブソーバ、トーションビーム、スタビライザー、リンクロッド及びゴムブッシュを含んでなり、かつ前記アーム及び前記リンクロッドは剛体ビーム要素に、前記スプリング、前記ショックアブソーバ及び前記ゴムブッシュは線形若しくは非線形のバネ要素に、前記トーションビーム及び前記スタビライザーはねじれのビーム要素にそれぞれモデル化されてなり、
　
しかも前記車体本体モデルには、エンジンを剛体要素でモデル化したエンジンモデルを可撓要素を介して支持させ、かつ
　前記車両モデル作成ステップは、０Ｇの重力条件で車両モデルを作成するステップと、そのタイヤモデルに内圧条件を設定するステップと、前記タイヤモデルに内圧条件を設定した後に車両モデルを１Ｇの重力条件に設定しタイヤモデルに車体モデルの荷重を負荷するステップとを含むとともに、
　前記タイヤモデルと前記路面モデルとは互いに接触の可能性が定義され、前記シミュレーションステップの中で両者が互いに接触しているかどうかが判定される一方、
　前記シミュレーションステップは、初期速度ｖの並進成分の速度が定義された前記車体モデルと、この初期速度ｖの並進成分の速度と回転成分の速度とが定義されたタイヤモデルとからなる初期速度ｖ（≠０）を有する車両モデルが用いられ、
　しかも前記走行シミュレーションが、走行中の車両モデルに舵角を与え走行車線を横方向に移動させるとともに舵角を元に戻すことによりレーンチェンジ状態をシミュレーションするレーンチェンジシミュレーションからなり、かつ前記車両走行特性が、このレーンチェンジシミュレーションから得られる車両モデルの挙動又は車両モデルの舵角を戻したときの収れん性により評価される
とともに、
　
前記レーンチェンジシミュレーションは、舵角０の初期走行時、舵角を入力した直後、レーンチェンジ中及び舵角を０に戻した時の各状態の車両モデルを視覚化して示すステップをさらに含む
　【請求項２】
　トレッドパターンとプライとを含めてタイヤを有限個の要素にモデル化したタイヤモデルを作成するタイヤモデル作成ステップと、
　車両から車輪とサスペンション部材とを除いた車体本体を剛体モデルでモデル化した車体本体モデルとサスペンション部材を有限個の要素でモデル化したサスペンションモデルとからなる車体モデルを作成する車体モデル作成ステップと、　前記車体モデルのサスペンションモデルに前記タイヤモデルを装着して車両モデルを作成する車両モデル作成ステップと、
　設定された境界条件に基づいて前記車両モデルを、剛表面でかつ凹凸部を有ししかもタイヤモデルとの間に摩擦係数が定義された剛体要素でモデル化された路面モデル上で走行させる走行シミュレーションを行ない車両走行特性又はタイヤ特性を取得するシミュレーションステップとを含むとともに、
　前記サスペンション部材は、アーム、スプリング、ショックアブソーバ、トーションビーム、スタビライザー、リンクロッド及びゴムブッシュを含んでなり、かつ前記アーム及び前記リンクロッドは剛体ビーム要素に、前記スプリング、前記ショックアブソーバ及び前記ゴムブッシュは線形若しくは非線形のバネ要素に、前記トーションビーム及び前記スタビライザーはねじれのビーム要素にそれぞれモデル化されてなり、
　
しかも前記車体本体モデルには、エンジンを剛体要素でモデル化したエンジンモデルを可撓要素を介して支持させ、かつ
　前記車両モデル作成ステップは、０Ｇの重力条件で車両モデルを作成するステップと、そのタイヤモデルに内圧条件を設定するステップと、前記タイヤモデルに内圧条件を設定した後に車両モデルを１Ｇの重力条件に設定しタイヤモデルに車体モデルの荷重を負荷するステップとを含むとともに、
　前記タイヤモデルと前記路面モデルとは互いに接触の可能性が定義され、前記シミュレーションステップの中で両者が互いに接触しているかどうかが判定される一方、
　前記シミュレーションステップは、初期速度ｖの並進成分の速度が定義された前記車体モデルとこの初期速度ｖの並進成分の速度と回転成分の速度とが定義されたタイヤモデルとからなる初期速度ｖ（≠０）を有する車両モデルが用いられ、
　しかも前記車両走行特性が１０Ｈｚ以下の車体振動特性を含むことを特徴とする車両・タイヤ性能シミュレーション方法。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】
　本発明は、車両に適したタイヤを効率良く開発するのに役立つ車両・タイヤ性能シミュレーション方法に関する。
　【０００２】
　【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
　従来、特定の車両に適したタイヤを開発する場合、実際にタイヤを試作し、これを前記車両に装着するとともに、実際に車両を走行させて官能あるいは計測等の種々の評価がなされている。また試作されたタイヤは、例えば実験室などにおいてドラム試験機を用いてコーナリング特性などが調べられ、その結果からさらに試作モデルに改良を加えて、再び車両モデルに装着して実車評価を繰り返すことが行われていた。
　【０００３】
　しかしながら、従来の開発手法では、先ず実車評価を行うため実際にタイヤの試作が必要となる他、実車試験に用いる車両、該車両の走行場所や必要な計測機器、計測者、テストドライバーなどを必要とするなど、多くの手間と労力さらには時間が必要となる。
　【０００４】
　本発明は、このような問題点に鑑み案出なされたもので、タイヤ、車両の車体本体、サスペンション部材などを有限要素法にて取扱可能な要素でモデル化した車両モデルを作成し、これをコンピュータ等を用いて仮想走行させて車両走行特性、又はタイヤ特性をシミュレーションすることにより、前記車両に適したタイヤを短期間でかつ効率よく開発しうる車両・タイヤ性能のシミュレーション方法を提供することを目的としている。
　【０００５】
　【課題を解決するための手段】
　本発明は、プライを含めてタイヤを有限個の要素にモデル化したタイヤモデルを作成するタイヤモデル作成ステップと、サスペンション部材を含めて車体を有限個の要素にモデル化した車体モデルを作成する車体モデル作成ステップと、前記車体モデルの前記サスペンション部材がモデル化されたサスペンションモデルに前記タイヤモデルを装着して車両モデルを作成する車両モデル作成ステップと、設定された境界条件に基づいて前記車両モデルの走行シミュレーションを行ない車両走行特性又はタイヤ特性を取得するシミュレーションステップとを含むことを特徴とする車両・タイヤ性能のシミュレーション方法である。
　【０００６】
　また前記車両走行特性は、アンダーステアー又はオーバーステアの程度、ステアリング時の車両応答早さ、ロールの程度の少なくとも１つを含むことができる。また前記サスペンション部材は、アーム、スプリング、ショックアブソーバ、トーションビーム、スタビライザー、リンクロッド、及びゴムブッシュを含んでなり、前記アーム及び前記リンクロッドは剛体ビーム要素に、前記スプリング、前記ジョックアブソーバ及び前記ゴムブッシュは線形若しくは非線形のバネ要素に、前記トーションビーム及び前記スタビライザーはねじれのビーム要素にそれぞれモデル化することができる。
しかも、前記車体本体モデルには、エンジンを剛体要素でモデル化したエンジンモデルを可撓要素を介して支持させる。
　【０００７】
　また他の前記車両走行特性としては、例えば１０Ｈｚ以下の車体振動特性が挙げられる。この場合、前記車体モデルを変形しない剛体モデルで設定することが望ましい。また、さらに他の車両走行特性としては、１０Ｈｚよりも大かつ１００Ｈｚ以下の車体振動特性を含むことができる。この場合、前記サスペンションモデルを除く車体モデルの振動モードを、評価しようとする車体の振動モードと実質的に一致させることが好適である。
　【０００８】
　前記走行シミュレーションは、前記車両モデルを、路面を要素でモデル化した路面モデル上で転動させることによって行うことができる。
路面モデルとしては、例えば
　【０００９】
　また路面モデルは、剛体要素と、その上に設定されかつ泥を要素でモデル化した泥要素とで設定することができる。この場合、車両走行特性として泥濘地走行特性を好適にシミュレーションすることができる。さらに路面モデルは、剛体要素と、その上に設定されかつ砂を要素でモデル化した砂要素とで設定することができる。この場合、車両走行特性として砂地走行特性を好適にシミュレーションすることができる。なお路面モデルは、平坦であっても良いが、凹凸部を含むこともできる。この場合、前記車両走行特性として乗り心地特性を好適にシミュレーションすることができる。
　【００１０】
　また車両モデル作成ステップは、０Ｇの重力条件で車両モデルを作成するステップと、そのタイヤモデルに内圧条件を設定するステップと、前記タイヤモデルに内圧条件を設定した後に車両モデルを１Ｇの重力条件に設定しタイヤモデルに車体モデルの荷重を負荷するステップとを含むことが望ましい。
　【００１１】
　また前記シミュレーションステップは、初期速度ｖ（≠０）を有する車両モデルを用いることができる。この場合、前記車体モデルには、前記初期速度ｖの並進成分の速度が定義されるとともに、前記タイヤモデルには、前記初期速度ｖの並進成分の速度と回転成分の速度とが定義される。
　【００１２】
　また前記走行シミュレーションとしては、タイヤモデルの舵角を一定として定常円旋回させる定常円旋回シミュレーションを含むことができる。この場合、車両走行特性として、この定常円旋回シミュレーションから得られる車両モデルの旋回半径の大きさ又は車両モデルのロール角度により評価されるステアリング特性を好適にシミュレーションすることができる。
　【００１３】
　また走行シミュレーションとしては、レーンチェンジ状態をシミュレーションするレーンチェンジシミュレーションを含むことができる。この場合、車両走行特性として、このレーンチェンジシミュレーションから得られる車両モデルの挙動又は車両モデルの舵角を戻したときの収れん性により評価されるレーンチェンジ特性を好適にシミュレーションすることができる。
そして、前記レーンチェンジシミュレーションは、舵角０の初期走行時、舵角を入力した直後、レーンチェンジ中及び舵角を０に戻した時の各状態の車両モデルを視覚化して示すステップを含む。
　【００１４】
　また走行シミュレーションとしては、タイヤモデルに一定のトルクを与えて車両モデルの速度変化を観察する駆動シミュレーションを含むことができる。この場合、前記車両走行特性として駆動力特性を好適にシミュレーションすることができる。
　【００１５】
　また走行シミュレーションとしては、タイヤモデルに一定の制動力を与えて車両モデルの速度変化を観察する制動シミュレーションを含むことができる。この場合、前記車両走行特性として制動力特性を好適にシミュレーションすることができる。
　【００１６】
　【発明の実施の形態】
　以下本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
　図１には本実施形態の車両・タイヤ性能のシミュレーション方法の処理手順のフローチャートを例示している。図の如く本シミュレーション方法では、プライを含めてタイヤを有限個の要素にモデル化したタイヤモデルを作成するタイヤモデル作成ステップＳ１と、サスペンション部材を含めて車体を有限個の要素にモデル化した車体モデルを作成する車体モデル作成ステップＳ２と、前記車体モデルの前記サスペンション部材がモデル化されたサスペンションモデルに前記タイヤモデルを装着して車両モデルを作成する車両モデル作成ステップＳ３と、設定された境界条件に基づいて前記車両モデルの走行シミュレーションを行ない車両走行特性又はタイヤ特性に関する情報を取得するシミュレーションステップＳ４、Ｓ５とを含んでいる。以下、順に説明する。
　【００１７】
　先ずタイヤモデル作成ステップＳ１を説明する。
　本実施形態では、例えば図２に示すような構造を有する乗用車用ラジアルタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある。）Ｔをモデル化するものを例示する。タイヤＴは、トレッド部１２からサイドウォール部１３を経てビード部１４のビードコア１５の回りで折り返されかつコードをタイヤ周方向に対して略９０度で傾けたカーカスプライ１６ａからなるカーカス１６と、このカーカス１６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部１２の内方に配されるベルト層１７とを具える。
　【００１８】
　前記ベルト層１７は、本例ではタイヤ周方向に対して小角度で並列された内、外２枚のベルトプライ１７Ａ、１７Ｂが前記コードを交差する向きに積層して構成されている。前記カーカスプライ１６ａは、例えばポリエステルなどの有機繊維コードを、またベルトプライ１７Ａ、１７Ｂはスチールコードを、それぞれシート状のトッピングゴムにより被覆されて構成されている。なお前記ベルト層１７の外側には、有機繊維コードをタイヤ周方向に実質的に平行に配列したバンド層１９が配されている。
　【００１９】
　またタイヤＴは、トレッドゴム１２Ｇ、サイドウォールゴム１３Ｇ、ビードゴム１４Ｇなどで覆われる。前記トレッドゴム１２Ｇは、本例では前記バンド層１９の外側に配されている。また、トレッド部１２の外表面には、例えばタイヤ周方向にのびる縦溝Ｇ１と、この縦溝Ｇ１に交わる向きにのびる横溝Ｇ２などにより所定のトレッドパターンが形成されている。
　【００２０】
　タイヤモデル２は、図３に示すように、前記カーカスプライ１６Ａ、ベルトプライ１７Ａ、１７Ｂ、バンド層１９を含むプライＦを含めてタイヤＴを有限個の要素にモデル化したものである。即ち、コンピュータによって数値解析が可能な解析モデルとして定義される。タイヤモデル２を構成する前記要素２ａ、２ｂ…には、いずれもコンピュータで処理可能な要素が用いられる。具体的には、２次元要素では四辺形要素、３次元要素としては、４面体ソリッド要素、５面体ソリッド要素、６面体ソリッド要素などが挙げられる。
　【００２１】
　また「プライを含めて有限個の要素にモデル化する」とは、プライのコード材、トッピングゴムを、それぞれに対応した要素にモデル化することである。例えばベルト層１７については、図４に示すようなベルト層モデル５にモデル化することを言う。すなわちベルトコードｃについては四辺形膜要素５ａ、５ｂにモデル化し、またベルトコードｃを被覆しているトッピングゴムｔについては前記四辺形膜要素を覆う六面体ソリッド要素５ｃ、５ｄ、５ｅでモデル化し、これらを厚さ方向に順番に積層した複合シェル要素とする。また前記ベルトコードｃをモデル化した前記四辺形膜要素５ａ、５ｂの材料定義は、その厚さを例えばコードｃの直径に設定し、ベルトコードｃの配列方向とこれと直交する方向とにおいて剛性の異なる直交異方性材料とする。また各方向の剛性は均質化しているものとして取り扱うことが望ましい。なおカーカスプライ１６ａについも同様にモデル化される。
　【００２２】
　またプライＦのトッピングゴムｔを表す六面体ソリッド要素５ｃ、５ｄ、５ｅは、他のゴム部材と同様に超粘弾性材料として定義して取り扱うことができる。このように、プライＦについては、コード材、トッピングゴムそれぞれについて材質の特性に応じてモデル化しているため、実際の製品に非常に近い状態をシミュレーションでき精度の高い開発に役立つ。なお各ゴム部材、プライＦ、ビードコア５を有限要素にモデル化する際には、各ゴム部、コードの複素弾性率、ビードコアの弾性率などに基づき材料特性、剛性が定義される。
　【００２３】
　また本例のタイヤモデル２は、例えば多数の四面体、五面体又は六面体要素、さらにはこれらの組み合わせを用いることにより、前記縦溝Ｇ１、横溝Ｇ２を含むトレッドパターンを忠実にモデル化している。しかし、開発の主眼がゴム材料やカーカス１６のプロファイルといった内部構造に関する場合、タイヤモデル２のトレッドパターンを省略したプレーンなトレッド面とすることができる。この場合、タイヤモデル２の要素総数を減じてコンピュータでの計算時間を短縮するのに役立つ。このようにタイヤモデル２は、評価したいタイヤの設計因子を表現できる有限要素モデルであれば種々、態様を変形しうる。また、このようなタイヤモデル２の作成は、予め基本となる数パターンをタイヤモデルデータベース（図１参照）に蓄えておくこともでき、そこから選択することでも良い。
　【００２４】
　次に前記車体モデル作成ステップＳ２を説明する。
　車体モデル作成ステップＳ２は、サスペンション部材を含めて評価しようとする車体を有限個の要素にモデル化した車体モデルを作成する。即ち、解析対象の車体が、コンピュータによって数値解析可能な解析モデルとして定義される。図５に示すように、本例の車体モデル６は、車体本体モデル６Ａと、サスペンションモデル６Ｂとを含む。
　【００２５】
　前記車体本体モデル６Ａは、車両から車輪とサスペンション部材とを除いた部分を有限個の要素でモデル化して構成される。また車体本体モデル６Ａは、本例では、下部フレーム６Ａ１や外装部材６Ａ２といった基本的な骨格部分を含むが、車両の運動性能に実質的に関与しない例えば内装部材やその他細部についてはモデル化せずに省略している。
　【００２６】
　前記車体本体モデル６Ａは、本例では外力が加えられても変形しない剛体要素でモデル化したものを示す。但し、車体本体モデル６Ａは、実際の車体に使用される材料に近い変形特性、振動特性等を定義しても良い。この場合、より精度の高い解析が可能である。さらに車体本体モデル６Ａは、例えばエンジンを剛体要素でモデル化したエンジンモデル（図示省略）を可撓要素（例えばゴムブッシュ）を介して支持させることもできる。この場合、エンジンモデルは支持された可撓要素の変形によって動くため、車両の走行中の乗り心地などをさらに精度良くシミュレーションすることも可能になる。
　【００２７】
　前記サスペンションモデル６Ｂは、前輪用のサスペンションモデル６Ｂｆと、後輪用のサスペンションモデル６Ｂｒとを含む。前輪用のサスペンションモデル６Ｂｆは、詳細は図示しないがステアリング可能にモデル化される。これにより、車体本体モデル６Ａに取り付けられたタイヤモデル２は、所定の舵角（スリップ角）に舵取りされる。
　【００２８】
　図６には、一例として後輪用のサスペンション部材Ａをモデル化する略図を示している。後輪用のサスペンション部材Ａは、概略、一端部が車体本体に枢着されかつ他端部に車輪を装着する可回転のハブ２５を具える一対のトレーリングアーム２６と、前記一対のトレーリングアーム２６、２６間を継ぐトーションビーム２７と、ショックアブソーバー３０にコイルスプリング３１を装着した緩衝器３２とを含むものを例示する。また緩衝器３２の上下は、それぞれダンパマウントアッパーブュシュｂ１、ダンパマウントロアブュシュｂ２を介して車体本体もしくはトレーリングアームに取り付けられる。また車体本体に固着されるトレーリングアームにもトレーリングアームブュシュｂ３が設けられる。
　【００２９】
　そして、このサスペンション部材Ａは、前記ハブ２５をモデル化したハブモデル３５と、前記トレーリングアームをモデル化したトレーリングアームモデル３６と、前記トーションビームをモデル化したトーションビームモデル３７と、前記緩衝器３２をモデル化した緩衝器モデル４２と、前記ブッシュｂ１〜ｂ３をモデル化したブッシュモデル４４とを含んで後輪用のサスペンションモデル６Ｂｒとしてモデル化される。
　【００３０】
　サスペンションモデル６Ｂについては、その機械的な運動を表現できるようにモデル化される。すなわち、前記緩衝器モデル４２及びブッシュモデル４４は、線形若しくは非線形のバネ要素が用いられ、その軸方向に伸縮可能に定義される。またハブモデル３５、トレーリングアームモデル３６は、それぞれ外力が加えられても形状が変化しない剛体要素として定義される。前記トーションビームモデル３７は、ねじれが作用した際に微小のねじれ角を生じるとともに、そのねじれ角に応じた反力が生じ得るようねじれのビーム要素にモデル化される。なお、力が加わり部材が弾性変形することによって、サスペンションの性能が変化する場合があるため、例えば前記ハブモデル３５やトレーリングアームモデル３６についても、変形を考慮した要素（大きさ、断面特性（面積、断面２次モーメントなど）、弾性率が定義される要素）として取り扱うことにより、操縦安定性や乗り心地性能などのシミュレーション精度が向上する。なおブッシュについては、軸方向と半径方向とのそれぞれのバネ定数、減衰特性を定義したバネダンバーモデルを用いるのが望ましい。これにより、ブッシュの変形を考慮したシミュレーションができ、操縦安定性や乗り心地性能などの予測精度が向上する。
　【００３１】
　またサスペンションモデル６Ｂの各構成要素ないしその結合（節点）については、その動作状態に基づいて図７に示すようにモデル化される。即ち、移動不能に固定されたものとして取り扱う剛結合（図７（Ａ））、軸方向に移動可能なスライド結合（同図（Ｂ））、回転できかつ多軸に周りに揺動可能なジョイント結合（同図（Ｃ））、１軸に関して揺動可能な回転ジョイント結合（同図（Ｄ））などが定義される。なお詳細は図示していないが、リンクロッド、スタビライザーなども必要により、適宜要素としてモデル化される。
　【００３２】
　さらに車体モデル６は、その重量、重心位置の座標、慣性モーメントが定義される。またサスペンションモデル６Ｂには、車体本体モデル６Ａへの取り付け位置の座標、各バネ要素のスプリングバネ定数、ダンパー減衰定数、各ビーム要素についての曲げ剛性、ねじれ剛性、リンク重量、重心位置の座標、慣性モーメントなどが夫々定義される。車体の各部での変形や応力をより詳細に検討するためには、車体全部または検討したい一部をビーム、シェル、ソリッドなどの有限要素でモデル化することもできる。これらの要素は、弾性率とその形状から、変形（歪）と応力が計算できる。例えば、ビーム要素の場合は、長さ、断面特性（面積、断面２次モーメントなど）、弾性率が定義され、引張りや曲げの変形や応力が計算できる。
　【００３３】
　なお本例ではタイヤモデル作成ステップＳ１を車体モデル作成ステップＳ２よりも先に行っているが、逆に車体モデル作成ステップをタイヤモデル作成ステップよりも先に行うことでも良く、さらにはこれらを並列して行うこともできる。
　【００３４】
　次に車両モデル作成ステップを説明する。
　車両モデル作成ステップＳ３は、前記車体モデル６の前記サスペンションモデル６Ｂに前記タイヤモデル２を装着して車両モデルを作成する。タイヤモデル２は、リムを例えば剛体要素にてモデル化したリムモデル（図示省略）を介して前記サスペンションモデル６Ｂに装着される。これにより、図８に示す如く、車両モデル９を作成できる。
　【００３５】
　ところで、車両の走行性能は、タイヤの接地形状や接地圧の分布などによって大きく左右されることは良く知られている。従って、精度の良い車両・タイヤ性能のシミュレーションを行うためには、前記タイヤモデル２の正確な接地形状、接地圧分布、たわみ形状などを得ることが前提となる。そこで、本実施形態では、前記車両モデル作成ステップＳ３では、図９に示すように、０Ｇ（Ｇは標準重力加速度と等しく９．８０６６５ｍ／ｓ２を示す。）の重力条件の車両モデル９ａを準備するステップＳ３１と、そのタイヤモデル２に内圧条件を設定するステップＳ３２と、前記タイヤモデル２に内圧条件を設定した後に実質的に１Ｇの重力条件に設定しタイヤモデル２に車体モデル６の荷重を負荷するステップＳ３３とを含むものが示される。
　【００３６】
　タイヤモデル２に内圧条件を設定するとは、タイヤモデル２に内圧条件を設定して膨張変形シミュレーションを行うことを意味する。具体的には、例えばタイヤモデル２のビード部分をリム巾に等しく強制的に変位させかつ拘束しリム組み状態をシミュレーションするとともに、その後、タイヤモデル２の内腔面に内圧に応じた等分布荷重を負荷することにより行うことができる。そしてタイヤモデル２は、前記等分布荷重に基づき所定の膨張変形が計算されシミュレーションが行われる。
　【００３７】
　このように車体モデル６の自重が作用しない無重力状態でのタイヤモデル２に内圧条件を設定することにより、タイヤモデル２をより実物に近い均一な自然膨張変形状態をシミュレーションしうる。これにより、タイヤに内圧が負荷されたときの形状や内部張力などを正確に表現（シミュレーション）することができる。
　【００３８】
　そして、タイヤモデル２に内圧条件が設定された後に車両モデル９を１Ｇの重力状態とすることで、車体モデル６の自重がサスペンションモデル６Ｂを介してタイヤモデル２に負荷される。内圧条件が既に設定されているタイヤモデル２は、車体モデル６の自重と内圧との関係によって撓み変形し、１Ｇの初期状態が設定される。これにより、タイヤモデル２の正確な接地形状、接地圧分布、たわみ形状などを得ることができる。またこれにより車体モデル６も１Ｇの初期状態へと設定される（図１０（Ａ）参照）。
　【００３９】
　タイヤモデル２、車体モデル６をともに１Ｇの重力条件で別々に設定し、これらを結合することも考えられる。しかし、この方法では、結合に際して、タイヤモデル２と車体モデル６との力の釣り合いが正確にとれないことがあり、その場合には車両モデル９に振動が生じる不具合が考えられる。この方法では、結合初期状態においてタイヤたわみ荷重、サスペンション変形荷重、車両重量が釣り合っている保証がない。なぜなら、各々の１Ｇの重力状態は設定された荷重で求められたものであり、真の荷重ではないからである（例えば設定時に前輪右荷重は５５０ｋｇｆだとしても、実際にはタイヤ変形、サスペンション変形で車体に傾きが生じて５５５ｋｇｆになる様な場合がある。）。この様な場合、結合初期のアンバランスにより振動が発生するので、この振動を収めて荷重が釣り合った状態で、評価シミュレーションを行う必要がある。
　【００４０】
　また、先にタイヤモデル２に荷重を負荷し、その後にタイヤモデル２に内圧を設定した場合には、内圧が０のタイヤに荷重を負荷することとなり、タイヤモデル２が大きく変形してしまい、そのサイドウォール部の折れ曲がり変形を考慮した計算が必要になるため好ましくない。またサイドウォール部の大きな折れ曲がり変形を表現できる要素が必要となり、実用性に欠けるものとなる。
　【００４１】
　０Ｇの車両モデル９を作成する方法は特に限定されない。従って、設定初期の段階から、０Ｇの車両モデル９を一からモデル化する方法や、例えば図１０（Ａ）に示すように、先に１Ｇの重力条件で車両モデル９を設定し、そこから１Ｇの重力分の荷重を除荷することにより図１０（Ｂ）のように、擬似的に０Ｇの重力条件での車両モデル９を作成する方法が可能である。即ち、後者の場合、１Ｇの重力条件での各部の初期応力を計算し、１Ｇの重力条件の車両モデル９からこの初期応力が０となるよう荷重を除荷するシミュレーションを行う。これより、図１０（Ａ）、（Ｂ）の対比から明らかなように、例えばサスペンションモデル６Ｂは、その機械的な拘束が許す範囲で伸び、０Ｇ（無重力状態）のサスペンションジオメトリーも設定できる。
　【００４２】
　また１Ｇの重力条件では、例えばサスペンションには１Ｇに基づく車体モデル６Ａの重量が負荷され、前記コイルスプリング３１、ブッシュなどには初期状態で応力と歪が既に生じている。本実施形態では、上記のステップＳ３１、Ｓ３２を行うことにより、１Ｇの初期状態で生じているサスペンションの応力、歪を車両モデル９に取り入れ再現できる。有限要素法を用いた数値解析は、車体モデル６、タイヤモデル２に荷重を負荷し、各部に生じる応力、歪に基づいて計算が行われる。従って、１Ｇ状態を基準とした車体モデル６では、サスペンションに生じている１Ｇの重力分の歪、応力が計算上無視されてしまうためシミュレーション精度を低下させるおそれがある。本実施形態では、モデル化作業をそれほど複雑化することなくとりわけサスペンションモデル６Ｂでの計算誤差を防止し、より精度の高い車両・タイヤ性能のシミュレーション結果を得ることも可能となる。
　【００４３】
　サスペンションモデルの荷重負荷状態は、例えば緩衝器モデル４２の変位だけに依存させることも、またブッシュ等の変形まで考慮に入れることもできる。後者の場合、１Ｇ状態車両モデルの車軸センターに各輪の荷重を抜く方向に荷重負荷して、０Ｇ状態のサスペンションジオメトリーを計算できる。このように計算された０Ｇの重力条件のジオメトリーでの車両モデルについて、内部応力を０として、自重負荷を行う。
　【００４４】
　本シミュレーション方法を行う装置としては、例えば図１１に示すようなコンピュータ１０が使用される。コンピュータ１０は、演算処理装置であるＣＰＵと、このＣＰＵの処理手順などが予め記憶されるＲＯＭと、ＣＰＵの作業用メモリであるＲＡＭと、入出力ポートと、これらを結ぶデータバスとを含んで構成されている。前記入出力ポートには、本例では所定の情報を入力、設定するためのキーボード、マウス等の入力手段Ｉと、入力結果やシミュレーション結果を表示しうるディスプレイ、プリンタなどの出力手段Ｏと、磁気ディスク、光磁気ディスクなどの外部記憶装置Ｄとが接続される。また前記外部記憶装置Ｄには、シミュレーションの処理手順、その他、所定のプログラム、データを記憶しうる。
　【００４５】
　本実施形態では、上記コンピュータ１０を用い設定された境界条件に基づいて前記車両モデル９の走行シミュレーションを行う。そして、解析しようとする車両の大凡の走行特性、タイヤ性能に関する情報を取得することができる（ステップＳ５、Ｓ６）。一般にタイヤモデル２を使用したシミュレーション手法は従来から存在する（例えば特開平１１−１５３５２０号公報など）。このようなシミュレーション方法は、タイヤ単体が主となるタイヤ性能は評価できるが、具体的な車両が持つ特性、すなわち車体剛性、サスペンションの特性などとの適合性については未だ十分な評価ができない。そこで、本発明のように、有限要素法を用いて、車体とタイヤとをそれぞれモデル化して組み合わせて車両モデルを作成し、かつコンピュータ上で走行シミュレーションを行うことで、車両によりきめ細かく適合しうるタイヤの開発、評価を可能としている。同様に車体モデル側においては、車体剛性やサスペンション部材などについて、タイヤの特性を生かした開発を行うのに役立つ。
　【００４６】
　本実施形態の走行シミュレーションでは、設定された所定の境界条件に基づき車両モデル９を路面モデル１１上で走行させる。入力される境界条件としては、タイヤモデル２についてのリムサイズ、内圧、速度、舵角などが挙げられる。速度を与えるには、車体モデル６を動かすことや駆動輪を回転させることにより行いうる。また。舵角は、タイヤモデル２をキングピン（図示せず）回りに所定角度回転させることにより再現できる。
　【００４７】
　また車両モデル６を仮想走行させる路面モデル１１は、例えば図１２（Ａ）に示すように、４角形の剛表面を有する剛体要素Ｅａからなる平坦な路面モデルや、図１２（Ｂ）〜（Ｅ）に示すように、凹凸部ｊを含む路面モデルが定義できる。凹凸部ｊは、車両モデル９の進行方向Ｘに対して直角にのびる凸部ｊ１、凹部ｊ２又は段差ｊ３（同図（Ｂ）、（Ｃ））を含む他、車両モデル９の進行方向に沿ってのびるわだち状の凹部ｊ４（同図（Ｄ））、さらには図示していないがこれらを組み合わせたものなど種々の態様で定義できる。また凹凸部ｊは、例えば、路面形状に合わせて剛体要素Ｅａを連ねて定義できる。
　【００４８】
　車両走行特性として、操縦安定性などを評価する場合には、路面モデル１１は平坦なものが望ましく、幾何学的な無限または有限平面としてモデル化する。他方、乗り心地、わだち乗り越し、突起乗り越え特性等を評価する場合には、路面モデル１１を凹凸部ｊを含んでモデル化するのが良い。
　【００４９】
　タイヤモデル２と路面モデル１１とは互いに接触の可能性が定義される。時間を追うシミュレーションの中では、両者が互いに接触しているかどうかが常に判定される。また、タイヤモデル２の表面と路面モデル１１との間には摩擦係数が定義される。前記接触が生じている場合、この摩擦係数に基づき発生する摩擦力が計算されかつこれをタイヤモデル２に作用させる。なおこの摩擦係数の設定により、例えば凍結路といった氷路面を容易に設定することができる
　【００５０】
　また水が溜まった路面を車両で走行する場合のウエット走行性能（ないしハイドロプレーニング性能）、雪が積もった路面を車両で走行する場合の雪上走行性能、泥濘地を車両で走行する場合の泥濘地走行性能、又は砂地を車両で走行する場合の砂地走行性能を検討する場合は、タイヤと接する水、雪、泥、砂などが流動もしくは変形し、これが走行性能に影響を与えることを考慮する必要がある。このような車両走行特性をシミュレーションする場合、水、雪、泥又は砂を、これらに働く力と、流動もしくは変形とを表現しうる要素でモデル化し、これを前記剛体要素Ｅａの上に定義する。ウエット走行性能を評価する場合には水要素を、雪上走行特性を評価する場合には雪要素を、泥濘地走行特性を評価する場合には泥要素を、砂地走行性能を評価する場合には砂要素をそれぞれ剛体要素Ｅａとの上に設定する。
　【００５１】
　水のように流動性が強い対象物質をモデル化する場合、剛体要素Ｅａの上の空間上に３次元状に格子を設定し、その各格子点で対象物質に働く圧力や速度、密度を計算するオイラー要素を用いる。これにより水要素が定義できる。また、例えば雪、泥のように変形性が強い対象物質をモデル化する場合は、これらを有限の要素に分割し、各々の要素に働く応力や変形、密度変化を計算するラグランジュ要素が用いられる。即ちラグランジュ要素を用いて雪要素、泥要素を定義できる。さらに、砂のように流動性、変形性のどちらが強いとも言えない場合、オイラー要素とラグランジュ要素の両者を混合した要素を用いて砂要素を定義するのが良い。この場合は、まず図１３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、砂が変形したと仮定して先にラグランジュ要素での計算を行い、その後、図１３（Ｃ）の如く変形した要素をもとの形状にもどす操作（リメッシュ）を行ってオイラー要素の計算を行うことができる。
　【００５２】
　次に車両モデル９の走行シミュレーションは、下記の運動方程式を時間積分する事により行われる。
　【００５３】
　【数１】
　【００５４】
　本シミュレーションを構成する剛体やバネ、タイヤの各要素に対して上記の式が作成され、微小時間ステップを追って積分する事で時々刻々の車両モデル９の状態がシミュレーションされていく。この時の時間ステップは使用されている個々の有限要素を応力波が伝わる時間で最小の時間より小さくなければならず、従って要素の大きさに依存するが、概ね１０−５〜１０−６ｓｅｃ程度とするのが好ましい。また例えば路面モデルとタイヤモデル２との間の様に接触現象が起こる部分では、接触を考慮する様に定義されている。すなわち、前記微小時間ステップの中で、路面モデル１１とタイヤモデル２との接触が検知されると、接触がないものとして路面モデル内に食い込んだタイヤモデル２に該部分を押し戻す反力を与えることにより前記接触を表現しうる。他方、路面モデル１１に水要素などの剛体要素以外の要素が存在する場合、タイヤモデルの表面がその境界面として与えられ、その部分の要素が排除される（流体との連成）。このような過程で行われるシミュレーションにより、各部の変形形状、速度、加速度、力（圧力）などが逐次計算され、かつ出力される。このような具体的には計算には、米国リバモア・ソフトウエア・テクノロジー（ＬＳＴＣ）社製のアプリケーションソフト「ＬＳ−ＤＹＮＡ」などを用いて行うことができる。
　【００５５】
　また本実施形態では、このシミュレーションステップにおいて、初期速度ｖ（≠０）を有する車両モデルを用いるものが例示される。車両・タイヤ走行シミュレーションで走行状態を計算する場合、速度が０から評価速度まで速度を上昇させていく方法が考えられる。しかしながら、この方法では、加速に要する時間と、その間に車両モデルが移動する距離がいずれも大となり、モデルの規模が大きくなりかつ計算時間も非常に大となる。また、例えば車両モデル９に大きな加速度を与えて計算時間を小とすることも一応考えられるが、大きな加速度を受けて、車両モデル９の要素が潰れてしまい計算が不可能になることもある。
　【００５６】
　本実施形態では、このような不具合を克服するために、車両モデル９全体に対して初期速度ｖ（≠０）を定義している。車体本体モデル６Ａ、サスペンションモデル６Ｂについては、速度並進成分、即ち車両が進行する方向と平行な速度成分を与える。車両の前後方向をＸ、幅方向をＹ、上下方向をＺとすると、Ｘ方向に初期速度を与えるする。一方、タイヤモデル２（リムモデルを含む）については、速度並進成分と回転成分との合計の速度を定義しかつ与える。
　【００５７】
　この初期速度は、例えば評価速度と同一に設定することが望ましい。評価速度が数段階存在する場合、同じ操作を数段階について行うか、或いは速度を変更して行うことができる。速度が０から設定された初速までの加速度の影響は、例えば車両モデル９に荷物等が積載されており、この荷物等が加速度で移動し車両モデル９の重心位置が変化するといった場合に影響があるが、このような想定は非常に希であり実質的な走行シミュレーションに影響するものではない。このように車両モデル９において、予め初速ｖを定義することにより、加速中の計算をすることなく、タイヤ車両走行シミュレーションが初期速度の走行状態となり、計算時間の大幅な短縮化が可能となる。
　【００５８】
　図１４には、このような車両走行シミュレーションを行った車両モデル９の走行軌跡図を示し、図１５には、車両モデル９の重心位置Ｇが描く軌跡曲線Ｌ１、Ｌ２を示している。軌跡曲線Ｌ１では旋回中に車両モデルが旋回外側に張り出すいわゆるアンダーステアー傾向が大きく、目標とするニュートラルステアーでないことが分かった。このようにシミュレーションの結果、目標を達成できていないと判断される場合（ステップＳ７でＮ）、ステップＳ１１のようにタイヤの設計因子を変更し、再度、シミュレーションを行う（ステップＳ５）。タイヤの設計因子については、例えば前輪のタイヤモデル２のトレッドゴム要素を高いグリップ力を有する要素に定義変更したり、トレッドパターンを改良したり、タイヤの内部構造に改良を加えることなどが挙げられる。そして、再度走行シミュレーションを行うことにより、車両モデル９の重心位置は例えば図１１の軌跡曲線Ｌ２のように改良され、目標とするニュートラルステアーがほぼ得られることを突き止めることができる。
　【００５９】
　車両走行特性の他の例としては、１０Ｈｚ以下の車体振動特性が挙げられる。１０Ｈｚ以下の車体振動特性とは、車両が走行している際に生じる振動数が１０Ｈｚ以下の比較的大きな揺れに関する性能である。このような大きな周期の揺れは、主としてサスペンションの特性とタイヤ性能とに由来し、車体本体やシャシーに生じる小さな変形等の影響はきわめて少ないことが判明した。従って、このような特性をシミュレーションする場合、前記車体本体モデル６Ａを、外力が作用しても変形しない剛体モデルで構成（定義）することが望ましい。剛体モデルは、運動計算が可能な最小限の変数、例えばその質量、重心座標、慣性モーメント等が定義される。このように、車体本体モデル６Ａを定義することによって、走行シミュレーションにおいて車体本体モデルの変形計算が無くなるため計算時間を大幅に短縮しうる。
　【００６０】
　車両走行特性のさらに他の例としては、１０Ｈｚよりも大かつ１００Ｈｚ以下の車体振動特性が挙げられる。この振動特性は、車両が走行している際に生じる振動数が１０Ｈｚよりも大かつ１００Ｈｚ以下の微細な車両の揺れに関する性能であり、主に車体が持つ振動モードとタイヤ性能との組み合わせに大きく影響を受ける。このような特性をシミュレーションする場合、車体モデル９の振動モードを、評価しようとする車体の振動モードと実質的に一致させることが望ましい。
　【００６１】
　このように、車体モデル６を評価車両の車体の振動モードをもった振動モデルとして定義する。振動モードは、系に固有の振動形態であり、一連の離散的な振動数と各振動数ごとの特徴ある運動様式をもつ。評価車両の車体の振動モードは、加振実験または有限要素モデルのモード解析により得ることができる。簡易な例では、図１６に示すように１本の棒の１次の振動モードがｆＨｚであるとき、この振動は図１７に示す１自由度の質量ｍとバネｓとの連結体からなる振動モデルとして定義でき、振動数ｆを所定の関数で表すことができる。車体モデル６についてもこの例の様に、車体がもつ振動モードと等価な振動モデルに置き換えることによりシミュレーションでの取り扱いを簡易にできる。なお減衰については、実車について加振実験から得られた減衰特性が定義される。この例では、車体モデルの振動特性が加わり、剛体モデルとした場合に比べ、計算時間は大となるが車体の振動変形を考慮した計算ができ、上記振動数の車体の揺れをより精度良くシミュレーションすることができる。
　【００６２】
　また車両走行特性の他の形態として、ステアリング特性を含むことができる。ステアリング特性は、例えば図１８に示すように、定常円旋回シミュレーションを行い、このシミュレーションから得られる車両モデル９の旋回半径Ｒの大きさ、又は車両モデル９のロール角度により評価することができる。定常円旋回シミュレーションは、車両モデル９において、タイヤモデル２の舵角を一定としかつ一定の速度で路面モデル１１を走行させることにより行う。
　【００６３】
　このシミュレーションから、車両モデル９の重心点が描く軌跡（円）に関する情報を取得し、車両モデル９の旋回半径Ｒを調べることができる。ステアリング特性は、この旋回半径Ｒの大きさによって、アンダーステア傾向、
あるいはオーバーステア傾向といった
　【００６４】
　また車両走行特性の他の形態として、レーンチェンジ特性を含むことができる。レーンチェンジは、
図１９に示すように
　【００６５】
　図２０〜図２４には、レーンチェンジシミュレーションにおける車両モデルを視覚化して示す。図２０では、舵角０の初期走行時の車両モデルを示している。また図２１では、舵角を入力した直後の車両モデル９を示す。車両モデルには小さなロールが生じていることが判る。図２２には、レーンチェンジ中の車両モデル９を示し、車体モデルが比較的大きくロールしていることが判る。図２３には、舵角を０に戻したときの車両モデルの状態を示す。さらに図２４にはレーンチェンジを終えて車両モデル９が収束した状態を示す。
　【００６６】
　また図２５（Ａ）〜（Ｄ）には、このレーンチェンジシミュレーションから取得した種々の情報を示し、（Ａ）は車両モデル９の速度と時間との関係、（Ｂ）は車両モデル９の舵角と時間との関係、（Ｃ）は車両モデル９のヨー角と時間との関係、（Ｄ）はロール角と時間との関係をそれぞれ示している。このような情報をシミュレーションステップから取得することにより、解析対象となる車体、サスペンション及びタイヤを組み合わせた車両の大凡のレーンチェンジ挙動を推察することができる。
　【００６７】
　また車両走行特性の他の形態として、駆動力特性を含むことができる。この場合、走行シミュレーションとして、例えば静止している車両モデル９のタイヤモデルに一定のトルクを与えて路面モデル１１上を走行させる駆動力シミュレーションを行う。駆動力は、例えば解析対象となる車両が前輪駆動の場合、２つの前輪の車軸にトルクを与えることで再現できる。このトルクの大きさは、定義したアクセルスロット開度に応じたエンジン回転数とギアレシオから決定できる。また車両には、通常、ディファレンシャルギヤが装着されているため、直進時には、エンジントルクから算出されるトルクの半分を左右の前輪にそれぞれ配分する。例えば、エンジントルクをＴ、ギアレシオをｒとするとき、左右の前輪それぞれには、Ｔ・ｒ／２のトルクが与えられる。そして、駆動力シミュレーションから、図２６に示すように、種々の車両モデルについて、時間−速度の変化についての情報を取得しこれを用いて各種評価をなしうる。
　【００６８】
　また車両走行特性の他の形態として、制動力特性を含むことができる。この場合、走行シミュレーションとして、例えば走行している車両モデル９のタイヤモデルに一定の制動力を与えて路面モデル１１上を制動させる制動力シミュレーションを行う。制動力は、車輪４輪にトルクとして与えられる。このトルクの大きさは、想定したブレーキ力により設定される。そして、この制動力シミュレーションから、図２７に示すように、時間−速度の変化についての情報を取得しこれを用いて評価を行う。制動力を一定とした場合でも、車体、サスペンション、タイヤの仕様によって、減速度が種々異なるため、このような制動力シミュレーションを行うことにより、解析対象に適した車体、サスペンション、さらにはタイヤを推測することができる。また前記駆動力シミュレーション、制動力シミュレーションなどにおいて、車両モデルの重心位置の変化なども調べることができ、制動、駆動時の挙動なども容易に評価することができる。
　【００６９】
　このように種々の走行シミュレーションの結果によって目標が達成された場合（ステップＳ７でＹ）、評価されたタイヤモデル２に従って実際のタイヤを試作し（ステップＳ８）、これを実車にて評価することが望ましい（ステップＳ９）。実車評価によっても、シミュレーションと同様に目標を達成することができた場合（ステップＳ１０でＹ）、車両に適したタイヤの開発を終了できる。このように、本実施形態の車両・タイヤの走行シミュレーション方法にあっては、シミュレーションにより、目標に達するまでタイヤの設計因子を種々変更し、車両に最適なタイヤを検討することができるため、従来の試作を繰り返していた開発手法に比して大幅に効率化でき、開発期間の短縮に役立ちタイヤの低コスト化なども可能とする。本発明によるシミュレーション方法を用いた場合、新規の車両に適合したタイヤを開発する期間を、従来の標準的な期間に対して約３ケ月短縮することができた。
　【００７０】
　なお実車評価において、タイヤの性能がシミュレーションの結果とは異なり目標に到達し得ていないことが判明した場合（ステップＳ１０でＮ）、シミュレーションの補正を行う。この補正処理では、モデルと実物とが精度良く対応できていない事が考えられるので、まず．実タイヤ単体の性能（例えばコーナリング性能）と、シミュレーションで得られたタイヤモデル単体の性能とを比較し、両者の相関付けを行う。この際、補正する項目としては、実際のタイヤの仕上がりに応じた設計因子の変更や摩擦係数の設定などであり、これをタイヤモデル側に反映させる。また実タイヤ単体の性能と、シミュレーションで得られたタイヤモデル単体の性能とが整合している場合には、車体モデル６側に不一致があることになる。この場合は、車体モデル６の重量、重心位置、サスペンションバネ定数などを適宜補正し、実測との相関付けを行う。
　【００７１】
　このように、実車評価をシミュレーションの結果にフィードバックさせることにより、次回以降のシミュレーション結果の精度をより高めることができ、ひいてはシミュレーションの信頼性を向上しうる。
　【００７２】
　【発明の効果】
　上述したように、本発明の車両・タイヤ性能のシミュレーション方法では、車両とタイヤとを組み合わせたときの適合性をタイヤを実際に試作することなくある程度まで評価することができるため、開発効率を大幅に向上し開発期間の短縮化に役立つ。またタイヤはプライを含めてモデル化しうるため、信頼性の高いシミュレーション結果が得られ高度な解析も可能となる。特にタイヤモデルはプライを含めてモデル化されているため、また車体モデルはサスペンションモデルを含むことにより、より精度の高い解析結果を得ることができる。また請求項１の発明では、レーンチェンジシミュレーションから、例えば車両モデルの速度と時間との関係、車両モデルの舵角と時間との関係、車両モデルのヨー角と時間との関係、ロール角と時間との関係を取得することにより、解析対象となる車体、サスペンション及びタイヤを組み合わせた車両の大凡のレーンチェンジ挙動を推察することができる。同様に請求項２記載の発明のように、車両走行特性として１０Ｈｚ以下の車体振動特性を評価できる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　本発明の実施形態を示すフローチャートである。
　【図２】
　評価対象のタイヤの一例を示す断面図である。
　【図３】
　タイヤモデルを例示する斜視図である。
　【図４】
　タイヤのプライのモデル化を説明する概念図である。
　【図５】
　車体モデルを例示する斜視図である。
　【図６】
　サスペンション部材のモデル化を説明する概念図である。
　【図７】
（Ａ）〜（Ｄ）は、要素の接続部を例示する略図である。
　【図８】
　車両モデルを例示する斜視図である。
　【図９】
　車両モデル作成ステップの一例を示すフローチャートである。
　【図１０】
（Ａ）は１Ｇの重力条件での車両モデルを視覚化した側面図、（Ｂ）は０Ｇの重力条件での車両モデルを視覚化した側面図である。
　【図１１】
　本発明を実施するコンピュータの概略図である。
　【図１２】
（Ａ）〜（Ｅ）は、路面モデルの一例を示す斜視図である。
　【図１３】
（Ａ）〜（Ｃ）はオイラー要素、ラグランジュ要素を説明する線図である。
　【図１４】
　車両モデルの走行軌跡図である。
　【図１５】
　その略図である。
　【図１６】
　１本の棒の振動の略図である。
　【図１７】
　質量、バネ系のモデル図である。
　【図１８】
　定常円旋回シミュレーションを説明する概念図である。
　【図１９】
　レーンチェンジシミュレーションを説明する概念図である。
　【図２０】
　レーンチェンジシミュレーション中の車両モデルを視覚化した線図である。
　【図２１】
　レーンチェンジシミュレーション中の車両モデルを視覚化した線図である。
　【図２２】
　レーンチェンジシミュレーション中の車両モデルを視覚化した線図である。
　【図２３】
　レーンチェンジシミュレーション中の車両モデルを視覚化した線図である。
　【図２４】
　レーンチェンジシミュレーション中の車両モデルを視覚化した線図である。
　【図２５】
（Ａ）〜（Ｄ）は、レーンチェンジシミュレーションから取得した車両モデル速度、舵角、ヨー角、ロール角を示すグラフである。
　【図２６】
　駆動力シミュレーションにおける時間、速度の関係を示すグラフである。
　【図２７】
　制動力シミュレーションにおける時間、速度の関係を示すグラフである。
　【符号の説明】
　２　タイヤモデル
　６　車体モデル
　６Ａ　車体本体モデル
　６Ｂ　サスペンションモデル
　９　車両モデル