(57)【要約】【課題】タイヤの雪上性能を定量的に評価することができる雪上性能評価方法を提供する。【解決手段】雪で覆われた路面において、車両１に装着されたタイヤ２の雪上性能を評価するための雪上性能評価方法Ｍである。この雪上性能評価方法Ｍは、車両１を直進状態で走行させる直進工程Ｓ１と、車両１を直進状態から旋回させて、車両１の走行速度Ｖ、横加速度Ｇ及びヨーレートＹを時系列に計測する旋回計測工程Ｓ２と、走行速度Ｖ及び横加速度Ｇから、車両１の公転成分Ｒを時系列に演算する演算工程Ｓ３と、ヨーレートＹと公転成分Ｒとに基づいて、タイヤ２の雪上性能を評価する評価工程Ｓ４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】
雪で覆われた路面において、車両に装着されたタイヤの雪上性能を評価するための雪上性能評価方法であって、
前記車両を直進状態で走行させる直進工程と、
前記車両を前記直進状態から旋回させて、前記車両の走行速度、横加速度及びヨーレートを時系列に計測する旋回計測工程と、
前記走行速度及び前記横加速度から、前記車両の公転成分を時系列に演算する演算工程と、
前記ヨーレートと前記公転成分とに基づいて、前記タイヤの雪上性能を評価する評価工程とを含むことを特徴とする雪上性能評価方法。
【請求項２】
前記演算工程は、前記横加速度を前記走行速度で除することで前記公転成分を演算する請求項１に記載の雪上性能評価方法。
【請求項３】
前記評価工程は、前記ヨーレートの時系列データと前記公転成分の時系列データとに差が生じるまでのグリップ状態を判定する判定工程を含む請求項１又は２に記載の雪上性能評価方法。
【請求項４】
前記評価工程は、前記グリップ状態の時間を取得し、前記時間に基づいて、前記タイヤの雪上性能を評価する第１評価工程を含む請求項３に記載の雪上性能評価方法。
【請求項５】
前記評価工程は、前記グリップ状態の前記ヨーレートの前記時系列データの増加率を取得し、前記増加率に基づいて、前記タイヤの雪上性能を評価する第２評価工程を含む請求項３又は４に記載の雪上性能評価方法。
【請求項６】
前記旋回計測工程は、前記車両のステアリングホイールを操舵する操舵工程を含み、
前記操舵工程は、前記ステアリングホイールを一定速度で回転させる請求項１乃至５のいずれかに記載の雪上性能評価方法。
【請求項７】
前記一定速度が秒速８０〜１００度である請求項６に記載の雪上性能評価方法。
【請求項８】
前記直進工程は、前記車両を時速３０〜５０ｋｍの一定速度で走行させる請求項１乃至７のいずれかに記載の雪上性能評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤの雪上性能を定量的に評価することができる雪上性能評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、雪で覆われた路面を走行するタイヤの雪上性能は、定常円旋回モードで計測される横方向グリップ性能と、評価者の感応により評価される過渡的な旋回応答性能とで評価されていた。例えば、下記特許文献１では、評価タイヤを装着した車両で、複数のカーブを有するテストコースを走行させて、タイヤの横方向グリップ性能を評価する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１０−５３３２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、雪上性能の重要な指標である過渡的な旋回応答性能は、評価者の官能による評価のみであり、評価者個人の能力及び経験に基づくものであった。このため、評価者毎に評価が異なる場合もあった。したがって、タイヤの雪上性能の評価精度を高めるためには、複数の評価者による評価が必要である等、多くの時間を必要としていた。
【０００５】
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、タイヤを装着した車両のヨーレートと公転成分とに基づいてタイヤの雪上性能を評価することを基本として、タイヤの雪上性能を定量的に評価することができる雪上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】
【０００６】
本発明は、雪で覆われた路面において、車両に装着されたタイヤの雪上性能を評価するための雪上性能評価方法であって、前記車両を直進状態で走行させる直進工程と、前記車両を前記直進状態から旋回させて、前記車両の走行速度、横加速度及びヨーレートを時系列に計測する旋回計測工程と、前記走行速度及び前記横加速度から、前記車両の公転成分を時系列に演算する演算工程と、前記ヨーレートと前記公転成分とに基づいて、前記タイヤの雪上性能を評価する評価工程とを含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る雪上性能評価方法において、前記演算工程は、前記横加速度を前記走行速度で除することで前記公転成分を演算するのが望ましい。
【０００８】
本発明に係る雪上性能評価方法において、前記評価工程は、前記ヨーレートの時系列データと前記公転成分の時系列データとに差が生じるまでのグリップ状態を判定する判定工程を含むのが望ましい。
【０００９】
本発明に係る雪上性能評価方法において、前記評価工程は、前記グリップ状態の時間を取得し、前記時間に基づいて、前記タイヤの雪上性能を評価する第１評価工程を含むのが望ましい。
【００１０】
本発明に係る雪上性能評価方法において、前記評価工程は、前記グリップ状態の前記ヨーレートの前記時系列データの増加率を取得し、前記増加率に基づいて、前記タイヤの雪上性能を評価する第２評価工程を含むのが望ましい。
【００１１】
本発明に係る雪上性能評価方法において、前記旋回計測工程は、前記車両のステアリングホイールを操舵する操舵工程を含み、前記操舵工程は、前記ステアリングホイールを一定速度で回転させるのが望ましい。
【００１２】
本発明に係る雪上性能評価方法において、前記一定速度が秒速８０〜１００度であるのが望ましい。
【００１３】
本発明に係る雪上性能評価方法において、前記直進工程は、前記車両を時速３０〜５０ｋｍの一定速度で走行させるのが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の雪上性能評価方法は、車両を直進状態から旋回させて、前記車両の走行速度、横加速度及びヨーレートを時系列に計測する旋回計測工程と、前記走行速度及び前記横加速度から、前記車両の公転成分を時系列に演算する演算工程とを含んでいる。このような雪上性能評価方法は、直進状態から旋回状態に至る過渡的な旋回応答性能を、時系列なデータに基づき評価することができる。
【００１５】
本発明の雪上性能評価方法は、ヨーレートと公転成分とに基づいて、タイヤの雪上性能を評価する評価工程を含んでいる。雪上性能評価方法は、ヨーレートと公転成分とに基づくことで、車両のヨーイング方向の挙動の変化を瞬時に把握することができ、タイヤの挙動を正確に把握することができる。このような雪上性能評価方法は、タイヤの雪上における過渡的な旋回応答性能を、定量的に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の雪上性能評価方法の一実施形態で用いられる車両の一例を示す概念図である。
【図２】本実施形態の雪上性能評価方法を示すフローチャートである。
【図３】旋回計測工程のフローチャートである。
【図４】ヨーレートデータ及び公転成分データの一例を示すグラフである。
【図５】評価工程のフローチャートである。
【図６】実施例のタイヤの評価を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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、本実施形態の雪上性能評価方法（以下、単に「評価方法」ということがある。）Ｍで用いられる車両１の一例を示す概念図である。図１に示されるように、車両１は、雪で覆われた路面に接地する複数の走行用のタイヤ２が装着されている。タイヤ２は、例えば、前輪側タイヤ２Ｆと後輪側タイヤ２Ｒとを有している。
【００１８】
この車両１は、例えば、駆動源（図示省略）により前輪側タイヤ２Ｆが駆動される、いわゆる前輪駆動車である。車両１は、ステアリングホイール３が操舵されることで、前輪側タイヤ２Ｆの角度が変更される構造を有している。
【００１９】
車両１は、例えば、ステアリングホイール３の回転を検出するステアリングセンサ４と、車両１の走行速度Ｖを検出する速度センサ５と、車両１の横加速度Ｇを検出する加速度センサ６と、車両１のヨーレートＹを検出するヨーレートセンサ７とを有している。車両１は、さらに、各センサ４〜７に接続される制御手段８を有している。制御手段８は、各センサ４〜７の動作を制御するとともに、各センサ４〜７から送信される各データＤを記録する。
【００２０】
図１を参酌しつつ、本実施形態の評価方法Ｍが説明される。この評価方法Ｍは、雪で覆われた路面において、車両１が直進状態から旋回する（図１の矢印参照）ときの、車両１に装着されたタイヤ２の過渡的な旋回応答性能を、雪上性能として定量的に評価するための方法である。評価方法Ｍは、例えば、駆動輪である前輪側タイヤ２Ｆにチェーンが装着され、後輪側タイヤ２Ｒにはチェーンが装着されていないときの、後輪側タイヤ２Ｒの雪上性能を評価するのに用いられてもよい。
【００２１】
図２は、本実施形態の評価方法Ｍを示すフローチャートである。図２に示されるように、本実施形態の評価方法Ｍは、まず、車両１を直進状態で走行させる直進工程Ｓ１が行われる。直進工程Ｓ１は、雪で覆われた路面において、車両１を一定速度Ｐで走行させるのが望ましい。この一定速度Ｐは、好ましくは、時速３０〜５０ｋｍである。車両１は、機械的に一定速度Ｐを持続できるものであるのが望ましい。直進工程Ｓ１は、タイヤ２の雪上性能を定量的に評価するために必要な条件である。評価方法Ｍは、この条件を統一することで、雪上性能の評価精度を高めることができる。
【００２２】
本実施形態の評価方法Ｍは、次に、車両１を直進状態から旋回させる旋回計測工程Ｓ２が行われる。旋回計測工程Ｓ２では、旋回状態の車両１の走行速度Ｖ、横加速度Ｇ及びヨーレートＹを時系列に計測している。このような評価方法Ｍは、直進状態から旋回状態に至る過渡的な旋回応答性能を、時系列なデータに基づき評価することができる。
【００２３】
図３には、旋回計測工程Ｓ２のフローチャートが示されている。図３に示されるように、旋回計測工程Ｓ２は、車両１のステアリングホイール３を操舵する操舵工程Ｓ２１と、車両１の走行速度Ｖ、横加速度Ｇ及びヨーレートＹを計測する計測工程Ｓ２２とを含んでいる。旋回計測工程Ｓ２は、操舵工程Ｓ２１が開始されるとともに、計測工程Ｓ２２が開始されるのが望ましい。
【００２４】
操舵工程Ｓ２１は、ステアリングホイール３を一定速度Ｑで回転させるのが望ましい。この一定速度Ｑは、好ましくは、秒速８０〜１００度である。ステアリングホイール３の回転は、モータ又はシリンダ等により、機械的に行われるのが望ましい。操舵工程Ｓ２１は、タイヤ２の雪上性能を定量的に評価するために必要な条件である。評価方法Ｍは、この条件を統一することで、雪上性能の評価精度を高めることができる。
【００２５】
計測工程Ｓ２２は、例えば、ステアリングセンサ４により、ステアリングホイール３の回転が検知されたときに、走行速度Ｖ、横加速度Ｇ及びヨーレートＹの測定が開始される。走行速度Ｖ、横加速度Ｇ及びヨーレートＹは、単位時間毎に時系列に計測され、それぞれ、走行速度データＶＤ、横加速度データＧＤ及びヨーレートデータＹＤとして制御手段８に記録されるのが望ましい。
【００２６】
なお、旋回計測工程Ｓ２においても、車両１が直進工程Ｓ１の一定速度Ｐを持続している場合、車両１の走行速度Ｖには、一定速度Ｐが用いられてもよい。しかしながら、車両１の走行速度Ｖは、車両１の旋回に伴い変動することもあるので、横加速度データＧＤ及びヨーレートデータＹＤとともに、走行速度Ｖも単位時間毎に時系列に計測されるのが望ましい。
【００２７】
図２に示されるように、本実施形態の評価方法Ｍは、次に、走行速度Ｖ及び横加速度Ｇから、車両１の公転成分Ｒを時系列に演算する演算工程Ｓ３が行われる。公転成分Ｒは、横加速度Ｇを走行速度Ｖで除することで得られる値である。したがって、本実施形態の演算工程Ｓ３は、横加速度Ｇを走行速度Ｖで除することで公転成分Ｒを演算している。
【００２８】
公転成分Ｒは、計測された走行速度データＶＤと横加速度データＧＤとにより、単位時間毎に時系列に演算され、公転成分データＲＤとして制御手段８に記録されるのが望ましい。このような評価方法Ｍは、過渡的な旋回応答性能を、時系列なデータに基づき評価することができる。
【００２９】
図４は、ヨーレートデータＹＤ及び公転成分データＲＤの一例を示すグラフである。図４の横軸は、ステアリングホイール３の回転が検知されたときからの時間であり、縦軸は、ヨーレートＹ又は公転成分Ｒの値である。図４に示されるように、ヨーレートＹと公転成分Ｒとは、タイヤ２がグリップ状態であるときは、略同一の値となる。
【００３０】
その後、ステアリングホイール３の操舵角が増大することで、車両１は、タイヤ２がスリップ状態となる。このスリップ状態では、ヨーレートＹに対して公転成分Ｒの値が小さく、ヨーレートＹの時系列データであるヨーレートデータＹＤと公転成分Ｒの時系列データである公転成分データＲＤとに差が生じる状態が持続する。
【００３１】
図３に示されるように、本実施形態の評価方法Ｍは、次に、ヨーレートＹと公転成分Ｒとに基づいて、タイヤ２の雪上性能を評価する評価工程Ｓ４が行われる。評価工程Ｓ４では、雪上におけるタイヤ２の過渡的な旋回応答性能を、車両１のヨーレートデータＹＤ及び公転成分データＲＤに基づいて、総合的に評価するのが望ましい。評価方法Ｍは、ヨーレートＹと公転成分Ｒとに基づくことで、車両１のヨーイング方向の挙動の変化を瞬時に把握することができ、タイヤ２の挙動を正確に把握することができる。このような評価方法Ｍは、タイヤ２の雪上における過渡的な旋回応答性能を、定量的に評価することができる。
【００３２】
図５には、評価工程Ｓ４のフローチャートが示されている。図５に示されるように、本実施形態の評価工程Ｓ４は、判定工程Ｓ４１と、第１評価工程Ｓ４２と、第２評価工程Ｓ４３と、総合評価工程Ｓ４４とを含んでいる。
【００３３】
評価工程Ｓ４は、まず、タイヤ２のグリップ状態を判定する判定工程Ｓ４１が行われる。判定工程Ｓ４１は、ヨーレートＹの時系列データであるヨーレートデータＹＤと公転成分Ｒの時系列データである公転成分データＲＤとに差が生じるまでのグリップ状態を判定するのが望ましい。グリップ状態は、例えば、ステアリングホイール３を回転が検知されたときから、同じ時間におけるヨーレートＹと公転成分Ｒとの差が所定値以上となったときまでの状態である。
【００３４】
なお、ヨーレートＹと公転成分Ｒとの差が所定値以上である場合の判定は、当該所定値以上である状態が所定時間持続したことを、判定基準としてもよい。この場合であっても、上述の判定は、持続時間の中で最初に所定値以上となったときを、ヨーレートＹと公転成分Ｒとの差が所定値以上となったときと判定するのが望ましい。
【００３５】
評価工程Ｓ４は、次に、グリップ状態の時間Ｇｔに基づいてタイヤ２を評価する第１評価工程Ｓ４２が行われる。第１評価工程Ｓ４２は、タイヤ２のグリップ状態の時間Ｇｔを取得し、この時間Ｇｔに基づいて、タイヤ２の雪上性能を評価するのが望ましい。
【００３６】
グリップ状態の時間Ｇｔは、例えば、ステアリングホイール３の回転が検知されたときから、ヨーレートＹと公転成分Ｒとの差が所定値以上となったときまでの時間として取得される。グリップ状態の時間Ｇｔが大きいと、旋回過渡状態における車両１のヨーイング方向の挙動に変化が生じるまでの時間が長いため、タイヤ２の過渡的なグリップ性能が高いと評価される。
【００３７】
評価工程Ｓ４は、次に、グリップ状態のヨーレートＹの増加率Ｙｒに基づいてタイヤ２を評価する第２評価工程Ｓ４３が行われる。第２評価工程Ｓ４３は、タイヤ２のグリップ状態のヨーレートＹの時系列データであるヨーレートデータＹＤの増加率Ｙｒを取得し、この増加率Ｙｒに基づいて、タイヤ２の雪上性能を評価するのが望ましい。
【００３８】
グリップ状態の増加率Ｙｒは、例えば、ステアリングホイール３の回転が検知されたときのヨーレートＹの値、すなわち０と、ヨーレートＹと公転成分Ｒとの差が所定値以上となったときのヨーレートＹの値とを結ぶ直線の傾きとして取得される。グリップ状態の増加率Ｙｒが大きいと、ステアリングホイール３の操舵に対する車両１の反応が速いため、タイヤ２の応答性能が高いと評価される。なお、第２評価工程Ｓ４３は、第１評価工程Ｓ４２よりも前に行われてもよい。
【００３９】
評価工程Ｓ４は、次に、第１評価工程Ｓ４２及び第２評価工程Ｓ４３の結果に基づいて、タイヤ２の雪上性能を総合的に評価する総合評価工程Ｓ４４が行われる。総合評価工程Ｓ４４は、第１評価工程Ｓ４２及び第２評価工程Ｓ４３の結果に基づいて、タイヤ２の雪上における過渡的な旋回応答性能を、定量的に評価するのが望ましい。
【００４０】
総合評価工程Ｓ４４では、例えば、第１評価工程Ｓ４２及び第２評価工程Ｓ４３の結果を、それぞれ、重み付けして加算することで評価される。なお、総合評価工程Ｓ４４は、省略されてもよく、この場合、第１評価工程Ｓ４２及び第２評価工程Ｓ４３の結果が、タイヤ２の雪上性能としての評価となる。
【００４１】
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、本発明は図示の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。
【００４２】
例えば、上述の実施形態では、演算工程Ｓ３で公転成分Ｒを演算しているが、公転成分Ｒは、センサ等により直接計測されてもよい。この場合、走行速度Ｖ及び横加速度Ｇは、計測されなくてもよい。
【００４３】
また、上述の実施形態では、評価工程Ｓ４において、第１評価工程Ｓ４２及び第２評価工程Ｓ４３を含んでいたが、例えば、第１評価工程Ｓ４２又は第２評価工程Ｓ４３のいずれか一方に基づいて、タイヤ２の雪上性能を評価してもよい。
【実施例】
【００４４】
実施例として、図２に示される処理手順に従って、３種類のタイヤＡ，Ｂ，Ｃの雪上性能が定量的に評価された。実施例のテスト車両の走行速度は、時速４０ｋｍとされ、ステアリングホイールの操舵速度は秒速９０度とされた。比較例として、評価経験の長い４人のベテラン評価者により、３種類のタイヤＡ，Ｂ，Ｃの雪上性能が定量的に評価された。
【００４５】
実施例及び比較例の共通仕様は、以下のとおりである。
タイヤサイズ  ：  １８５／６０Ｒ１５
テスト車両  ：  小型乗用車（前輪駆動）
チェーン  ：  前輪にのみ装着
【００４６】
実施例の評価が図６に示される。図６は、実施例のタイヤの評価を示すグラフである。図６の横軸は、グリップ状態の時間であり、縦軸は、グリップ状態の増加率である。図６に示されるように、実施例の評価方法は、タイヤＡの雪上性能が最も低く、タイヤＣの雪上性能が最も高いと評価された。
【００４７】
実施例の評価結果は、図６の評価に基づき、グリップ状態の時間とグリップ状態の増加率とが、それぞれ、重み付けされて加算された。比較例の評価結果は、４人の評価者の官能評価の合計が求められた。各評価結果は、タイヤＡを１００とする指数で示され、数値が大きい程、雪上性能が高い。
【００４８】
評価結果は、以下のとおりである。
比較例：（タイヤＡ／タイヤＢ／タイヤＣ）＝（１００／１１０／１２０）
実施例：（タイヤＡ／タイヤＢ／タイヤＣ）＝（１００／１０８／１２３）
【００４９】
評価結果から明らかなように、実施例の評価方法は、比較例の評価方法と同様の傾向を有していることが確認された。したがって、実施例は、定量的に、ベテラン評価者と同様の評価をすることができるとともに、評価に要する時間が短縮し得ることが確認された。
【符号の説明】
【００５０】
１    車両
２    タイヤ
Ｓ１    直進工程
Ｓ２    旋回計測工程
Ｓ３    演算工程
Ｓ４    評価工程
Ｖ    走行速度
Ｇ    横加速度
Ｙ    ヨーレート
Ｒ    公転成分
【図１】
2017156203.tif 000003
【図２】
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【図３】
2017156203.tif 000005
【図４】
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【図５】
2017156203.tif 000007
【図６】
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