(57)【要約】【課題】シミュレーション効率の低下を抑制できるタイヤのシミュレーション方法を提供する。【解決手段】シミュレーション方法は、タイヤを有限個の複数の要素に分割して、車軸及びリムを含むタイヤの有限要素モデルであるタイヤモデルを作成するタイヤモデル作成ステップと、タイヤが走行する路面と接触する接地部位をタイヤ周方向に複数設定する接地部位設定ステップと、路面を模擬した仮想路面においてタイヤモデルの複数の接地部位のそれぞれと接触する展開部位を複数設定する展開部位設定ステップと、タイヤモデルの車軸及びリムの回転を拘束した状態で、タイヤモデルの複数の接地部位と接地部位に対応付けられた仮想路面の展開部位とが順次接触するように仮想路面をタイヤモデルの周囲で移動させる移動ステップと、移動ステップにおけるタイヤモデルに基づいて、タイヤの特性を解析する解析ステップと、を含む。【選択図】図３
2017125766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータを用いて車軸に支持されたホイールのリムに装着されるタイヤをシミュレーションするシミュレーション方法であって、
前記タイヤを有限個の複数の要素に分割して、前記コンピュータで解析可能な前記車軸及び前記リムを含む前記タイヤの有限要素モデルであるタイヤモデルを作成するタイヤモデル作成ステップと、
前記タイヤモデルにおいて前記タイヤが走行する路面と接触する接地部位をタイヤ周方向に複数設定する接地部位設定ステップと、
前記路面を模擬した仮想路面において前記タイヤモデルの複数の前記接地部位のそれぞれと接触する展開部位を複数設定する展開部位設定ステップと、
前記タイヤモデルの前記車軸及び前記リムの回転を拘束した状態で、前記タイヤモデルの複数の前記接地部位と前記接地部位に対応付けられた前記仮想路面の前記展開部位とが順次接触するように前記仮想路面を前記タイヤモデルの周囲で移動させる移動ステップと、
前記移動ステップにおける前記タイヤモデルに基づいて、前記タイヤの特性を解析する解析ステップと、
を含むタイヤのシミュレーション方法。
【請求項２】
前記タイヤに作用する接地荷重を算出する接地荷重算出ステップを含み、
前記移動ステップは、前記接地部位と前記展開部位との接触において、前記接地荷重を前記接地部位に付与することを含む、
請求項１に記載のタイヤのシミュレーション方法。
【請求項３】
前記タイヤの回転により発生する慣性力を算出する慣性力算出ステップを含み、
前記移動ステップは、前記慣性力を前記タイヤモデルに付与することを含む、
請求項１又は請求項２に記載のタイヤのシミュレーション方法。
【請求項４】
前記タイヤの回転中心と前記路面と接触した前記タイヤのトレッド部の接触部との距離を算出するタイヤ変形量算出ステップを含み、
前記移動ステップは、前記距離に基づいて算出された慣性力を前記タイヤモデルの前記接触部に付与することを含む、
請求項３に記載のタイヤのシミュレーション方法。
【請求項５】
前記タイヤのスリップ角に基づいて前記タイヤの走行軌跡を算出する走行軌跡算出ステップを含み、
前記移動ステップは、前記走行軌跡に基づいて前記仮想路面を移動させることを含む、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のタイヤのシミュレーション方法。
【請求項６】
前記移動ステップは、前記タイヤのキャンバー角に基づいて前記仮想路面を傾斜させながら移動させることを含む、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のタイヤのシミュレーション方法。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のタイヤのシミュレーション方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤのシミュレーション方法、及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び特許文献２に開示されているように、タイヤの開発においては、コンピュータを用いるシミュレーションによりタイヤの特性が予測され、そのシミュレーションの結果に基づいてタイヤの特性が評価される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４０５０１３３号公報
【特許文献２】特許第４２７５９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
タイヤをシミュレーションする場合、タイヤの回転を考慮してシミュレーションが実施されると、シミュレーション効率が低下する可能性がある。例えば、タイヤの回転に起因するタイヤの移動又はタイヤの変形についてもシミュレーション計算が実施されると、シミュレーション計算が収束するまでの計算時間の長期化又はシミュレーション計算が収束しない計算エラーの発生がもたらされ、計算コストが増大したり、シミュレーション効率が低下したりする可能性がある。
【０００５】
本発明の態様は、シミュレーション効率の低下を抑制できるタイヤのシミュレーション方法、及びコンピュータプログラム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】
本発明の第１の態様に従えば、コンピュータを用いて車軸に支持されたホイールのリムに装着されるタイヤをシミュレーションするシミュレーション方法であって、前記タイヤを有限個の複数の要素に分割して、前記コンピュータで解析可能な前記車軸及び前記リムを含む前記タイヤの有限要素モデルであるタイヤモデルを作成するタイヤモデル作成ステップと、前記タイヤモデルにおいて前記タイヤが走行する路面と接触する接地部位をタイヤ周方向に複数設定する接地部位設定ステップと、前記路面を模擬した仮想路面において前記タイヤモデルの複数の前記接地部位のそれぞれと接触する展開部位を複数設定する展開部位設定ステップと、前記タイヤモデルの前記車軸及び前記リムの回転を拘束した状態で、前記タイヤモデルの複数の前記接地部位と前記接地部位に対応付けられた前記仮想路面の前記展開部位とが順次接触するように前記仮想路面を前記タイヤモデルの周囲で移動させる移動ステップと、前記移動ステップにおける前記タイヤモデルに基づいて、前記タイヤの特性を解析する解析ステップと、を含むタイヤのシミュレーション方法が提供される。
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、タイヤモデルの車軸及びリムを回転させずに仮想路面をタイヤモデルの周囲で移動して、路面上においてタイヤが回転することを模擬するので、タイヤモデルの回転に起因するタイヤモデルの移動又はタイヤモデルの変形を考慮せずに、タイヤの特性を解析することができる。そのため、シミュレーション計算が収束するまでの計算時間の長期化又はシミュレーション計算が収束しない計算エラーの発生が抑制され、計算コストが低減され、シミュレーション効率の低下が抑制される。路面の有限要素モデルである仮想路面の要素の数は、タイヤの有限要素モデルであるタイヤモデルの要素の数に比べて、十分に少ない。そのため、タイヤモデルの車軸及びリムを回転させずに、仮想路面を移動させることによって、シミュレーション効率の低下が抑制される。また、複数の接地部位がタイヤモデルに設定され、接地部位に１対１で対応付けられた展開部位が仮想路面に設定された後、複数の接地部位と展開部位とが順次接触するように仮想路面をタイヤモデルの周囲で移動させて、設定された接地部位及び展開部位の数に応じた計算を行えばよいので、計算時間の長期化又は計算エラーの発生が抑制され、計算コストが低減され、シミュレーション効率の低下は抑制される。
【０００８】
本発明の第１の態様において、前記タイヤに作用する接地荷重を算出する接地荷重算出ステップを含み、前記移動ステップは、前記接地部位と前記展開部位との接触において、前記接地荷重を前記接地部位に付与することを含んでもよい。
【０００９】
接地荷重が考慮されることにより、タイヤを精度良くシミュレーションすることができる。
【００１０】
本発明の第１の態様において、前記タイヤの回転により発生する慣性力を算出する慣性力算出ステップを含み、前記移動ステップは、前記慣性力を前記タイヤモデルに付与することを含んでもよい。
【００１１】
慣性力が考慮されることにより、タイヤを精度良くシミュレーションすることができる。
【００１２】
本発明の第１の態様において、前記タイヤの回転中心と前記路面と接触した前記タイヤのトレッド部の接触部との距離を算出するタイヤ変形量算出ステップを含み、前記移動ステップは、前記距離に基づいて算出された慣性力を前記タイヤモデルの前記接触部に付与することを含んでもよい。
【００１３】
タイヤが路面と接触したとき、接地荷重によりタイヤの一部が変形し、タイヤの回転中心と路面と接触したタイヤのトレッド部の接触部との距離は、タイヤの回転中心と路面と接触しないタイヤのトレッド部の非接触部との距離よりも小さくなる。タイヤの回転中心と路面と接触したタイヤのトレッド部の接触部との距離に基づいて慣性力が算出され、その慣性力がタイヤモデルの接地部に付与されることにより、タイヤをより精度良くシミュレーションすることができる。
【００１４】
本発明の第１の態様において、前記タイヤのスリップ角に基づいて前記タイヤの走行軌跡を算出する走行軌跡算出ステップを含み、前記移動ステップは、前記走行軌跡に基づいて前記仮想路面を移動させることを含んでもよい。
【００１５】
一般に、タイヤが操舵されて旋回するとき、タイヤの回転方向（タイヤ周方向）とタイヤの進行方向とにずれが生じ、スリップ角が発生する。そのため、直進するタイヤモデルの接地部位に対応付けられる仮想路面の展開部位と、旋回するタイヤモデルの接地部位に対応付けられる仮想路面の展開部位とは異なることとなる。旋回時におけるタイヤのスリップ角が考慮されることにより、タイヤを精度良くシミュレーションすることができる。
【００１６】
本発明の第１の態様において、前記移動ステップは、前記タイヤのキャンバー角に基づいて前記仮想路面を傾斜させながら移動させることを含んでもよい。
【００１７】
タイヤのキャンバー角が考慮されることにより、タイヤをより精度良くシミュレーションすることができる。
【００１８】
本発明の第２の態様に従えば、第１の態様のタイヤのシミュレーション方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムが提供される。
【００１９】
本発明の第２の態様によれば、シミュレーション計算の計算時間の長期化又は計算エラーの発生が抑制され、計算コストが抑制されるので、シミュレーション効率の低下が抑制される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の態様によれば、シミュレーション効率の低下を抑制できるタイヤのシミュレーション方法、及びコンピュータプログラムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、第１実施形態に係るタイヤの一例を模式的に示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係るタイヤのシミュレーション装置の一例を示す図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法の一例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、第１実施形態に係るタイヤの有限要素モデルの一例を模式的に示す図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法の一例を説明するための模式図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法の一例を説明するための模式図である。
【図７】図７は、第１実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法の一例を説明するための模式図である。
【図８】図８は、第１実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法の一例を説明するための模式図である。
【図９】図９は、本発明の効果を示す図である。
【図１０】図１０は、第２実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法の一例を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、第２実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法の一例を説明するための模式図である。
【図１２】図１２は、第３実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法の一例を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、第３実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法の一例を説明するための模式図である。
【図１４】図１４は、第３実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法の一例を説明するための模式図である。
【図１５】図１５は、第４実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法の一例を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、第４実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法の一例を説明するための模式図である。
【図１７】図１７は、本発明に係るタイヤのシミュレーション方法と従来のタイヤのシミュレーション方法とを比較した結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、以下で説明する実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。
【００２３】
＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るタイヤ１の一例を模式的に示す図である。タイヤ１は、空気入りタイヤである。本実施形態において、タイヤ１は、乗用車用タイヤである。乗用車用タイヤとは「ＪＡＴＭＡ  ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫ  ２０１５（日本自動車タイヤ協会規格）」のＡ章に定められるタイヤをいう。なお、タイヤ１は、Ｂ章に定められる小型トラック用タイヤでもよいし、Ｃ章に定められるトラック及びバス用タイヤでもよい。
【００２４】
図１に示すように、タイヤ１は、車両１００に装着される。車両１００は、タイヤ１を支持するホイール２と、ホイール２を支持する車軸３と、タイヤ１の進行方向を変えるための操舵装置４とを有する。タイヤ１は、車両１００の車軸３に支持されたホイール２のリムに装着される。タイヤ１は、車両１００に装着された状態で、回転中心ＡＸを中心に回転して、路面６を走行する。
【００２５】
以下の説明においては、タイヤ１の回転中心（回転軸）ＡＸと平行な方向を適宜、タイヤ幅方向、と称し、タイヤ１の回転中心ＡＸに対する放射方向を適宜、タイヤ径方向、と称し、タイヤ１の回転中心ＡＸを中心とする回転方向を適宜、タイヤ周方向、と称する。
【００２６】
図２は、本実施形態に係るシミュレーション装置５の一例を示す図である。シミュレーション装置５は、コンピュータを含む。シミュレーション装置５によって、タイヤ１の特性がコンピュータ解析される。
【００２７】
シミュレーション装置５は、処理部５１と、記憶部５２と、入出力部５３とを有する。処理部５１と記憶部５２とは、入出力部５３を介して接続される。処理部５１は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）のようなプロセッサと、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）のようなメモリとを含む。処理部５１は、タイヤ１の解析モデルを作成するモデル作成部５１Ａと、タイヤ１のシミュレーションを実行可能な解析部５１Ｂとを含む。モデル作成部５１Ａ及び解析部５１Ｂはそれぞれ、入出力部５３と接続される。モデル作成部５１Ａ及び解析部５１Ｂは、入出力部５３を介して、相互にデータを通信可能である。
【００２８】
モデル作成部５１Ａは、タイヤ１の解析モデルを作成する。モデル作成部５１Ａは、タイヤ１の解析モデルとして、コンピュータで解析可能なタイヤ１の有限要素モデルを作成する。モデル作成部５１Ａは、タイヤ１を有限個の複数の要素に分割して、タイヤ１の有限要素モデルを作成する。また、モデル作成部５１Ａは、路面６の解析モデルとして、コンピュータで解析可能な路面６の有限要素モデルを作成する。モデル作成部５１Ａは、路面６を有限個の複数の要素に分割して、路面６の有限要素モデルを作成する。
【００２９】
解析部５１Ｂは、有限要素法を用いて、モデル作成部５１Ａで作成された有限要素モデルからタイヤ１の特性をシミュレーションする。解析部５１Ｂによる解析結果から、タイヤ１の性能が評価される。
【００３０】
記憶部５２は、ＲＡＭのような揮発性のメモリ、不揮発性のメモリ、ハードディスク装置のような固定ディスク装置、フレキシブルディスク、及び光ディスクのようなストレージ装置の少なくとも一つを含む。
【００３１】
記憶部５２は、タイヤ１の解析モデルの作成に使用される第１データと、タイヤ１のシミュレーションに使用される第２データとを記憶する。
【００３２】
第１データは、タイヤ１の構成部材の材料特性を示す材料データ、及びタイヤ１の構成部材の物理特性を示す物理データを含む。タイヤ１の構成部材は、例えばゴム、コード、及びビードを含む。構成部材の材料特性は、材料の物性値及び材料定数を含む。構成部材の材料特性は、ヤング率、ポアソン比、降伏応力、最大強度、比重、線膨張係数、及び熱伝導率の少なくとも一つを含む。構成部材の物理特性は、断面積、厚さ、形状、及び外形の寸法の少なくとも一つを含む。
【００３３】
第２データは、境界条件を示す境界データを含む。境界条件は、解析モデルのシミュレーションにおいて必要な条件であり、解析モデルに付与される各種の条件を含む。境界条件は、例えば、接触条件のような初期解析条件を含む。接触条件は、タイヤ１と路面６との接触条件、及びタイヤ１とホイール２との接触条件を含む。また、接触条件は、タイヤ１の摩擦係数を含む。また、境界条件は、タイヤ１の走行条件を含む。また、境界条件は、タイヤ１と路面６とが接触したときにタイヤ１に作用する垂直荷重条件を含む。また、境界条件は、路面６上においてタイヤ１に作用する接地荷重条件を含む。また、境界条件は、タイヤ１の内圧を含む。
【００３４】
記憶部５２は、解析モデルの作成に使用される第１コンピュータプログラムと、タイヤ１のシミュレーションに使用される第２コンピュータプログラムとを記憶する。
【００３５】
第１コンピュータプログラムは、本実施形態に係る解析モデル作成方法を、コンピュータを含むシミュレーション装置５に実行させる。第２コンピュータプログラムは、本実施形態に係るシミュレーション方法を、コンピュータを含むシミュレーション装置５に実行させる。
【００３６】
モデル作成部５１Ａは、第１データ及び第１コンピュータプログラムに基づいて、タイヤ１の解析モデルを作成する。解析部５１Ｂは、第２データ及び第２コンピュータプログラムに基づいて、タイヤ１のシミュレーションを実行する。例えば、解析部５１Ｂがタイヤ１のシミュレーションを実行するとき、解析部５１Ｂが有するメモリに、第２データ及び第２コンピュータプログラムが読み込まれる。解析部５１Ｂは、その第２データ及び第２コンピュータプログラムに基づいて、シミュレーション計算を実施する。
【００３７】
入出力部５３は、端末装置６０と接続される。端末装置６０は、入力装置６１及び出力装置６２と接続される。入力装置６１は、キーボード、マウス、及びマイクの少なくとも一つを含む。出力装置６２は、フラットパネルディスプレイのような表示装置、及びプリンタの少なくとも一つを含む。
【００３８】
なお、第１データ及び第２データの少なくとも一方が入力装置６１から入力されてもよい。第１コンピュータプログラム及び第２コンピュータプログラムの少なくとも一方が入力装置６１から入力されてもよい。入力装置６１から入力された第１データ、第２データ、第１コンピュータプログラム、及び第２コンピュータプログラムの少なくとも一つは、端末装置６０及び入出力部５３を介して、処理部５１に供給される。
【００３９】
なお、処理部５１の機能（解析モデル作成機能及びシミュレーション機能の少なくとも一方）を実現するためのコンピュータプログラム（第１コンピュータプログラム及び第２コンピュータプログラムの少なくとも一方）が、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録され、この記録媒体に記録されたプログラムが処理部５１に読み込まれてもよい。
【００４０】
モデル作成部５１Ａで作成された解析モデルを示すデータ、及び解析部５１Ｂの解析結果を示すデータは、入出力部５３及び端末装置６０を介して、処理部５１から出力装置６２に送られる。出力装置６２は、そのデータを出力する。
【００４１】
次に、本実施形態に係るタイヤ１のシミュレーション方法の一例について説明する。図３は、本実施形態に係るタイヤ１のシミュレーション方法の一例を示すフローチャートである。図３に示すように、本実施形態に係るタイヤ１のシミュレーション方法は、タイヤ１を有限個の複数の要素に分割して、コンピュータで解析可能な車軸３及びホイール２のリムを含むタイヤ１の有限要素モデルであるタイヤモデル１Ｍを作成するタイヤモデル作成ステップ（ステップＳＰ１０）と、タイヤモデル１Ｍの解析条件を設定する解析条件設定ステップ（ステップＳＰ２０）と、タイヤモデル１Ｍにおいてタイヤ１が走行する路面６と接触する接地部位ａｉをタイヤ周方向に複数設定する接地部位設定ステップ（ステップＳＰ３０）と、路面６を模擬した仮想路面６Ｍにおいてタイヤモデル１Ｍの複数の接地部位ａｉのそれぞれと接触する展開部位ｂｉを複数設定する展開部位設定ステップ（ステップＳ４０）と、タイヤ１に作用する接地荷重を算出する接地荷重算出ステップ（ステップＳ５０）と、タイヤモデル１Ｍの車軸及びリムの回転を拘束した状態で、タイヤモデル１Ｍと仮想路面６Ｍとを接触させる接触ステップ（ステップＳＰ６０）と、タイヤモデル１Ｍの回転を拘束した状態で、タイヤモデル１Ｍの複数の接地部位ａｉと接地部位ａｉに対応付けられた仮想路面６Ｍの展開部位ｂｉとが順次接触するように仮想路面６Ｍをタイヤモデル１Ｍの周囲で移動させる移動ステップ（ステップＳ７０）と、移動ステップにおけるタイヤモデル１Ｍに基づいて、タイヤ１の特性を解析する解析ステップ（ステップＳＰ８０）と、を含む。
【００４２】
解析モデルであるタイヤ１の有限要素モデルを作成するための第１データが、モデル作成部５１Ａに入力される。上述のように、第１データは、タイヤ１の構成部材の材料特性及び物理特性を含む。例えば、タイヤ１の設計データ（タイヤ１の形状、構造、材料など）が、モデル作成部５１Ａに入力される。例えば、タイヤ１についての３次元ＣＡＤ（Computer  Aided  Design）データがモデル作成部５１Ａに入力されてもよい。
【００４３】
次に、モデル作成部５１Ａにおいて、タイヤ１の有限要素モデルであるタイヤモデル１Ｍが作成される。タイヤモデル１Ｍは、タイヤ１が装着されるホイール２の有限要素モデル及びホイール２を支持する車軸３の有限要素モデルを含む。また、モデル作成部５１Ａにおいて、路面６の有限要素モデルである仮想路面６Ｍが作成される（ステップＳＰ１０）。
【００４４】
タイヤ１の有限要素モデル、ホイール２の有限要素モデル、及び車軸３の有限要素モデルを含むタイヤモデル１Ｍを作成するために、車軸３及びホイール２を含むタイヤ１が要素分割される。タイヤ１は、ソリッド要素で要素分割されてもよいし、シェル要素で要素分割されてもよい。ソリッド要素は、立体要素、又は３次元体要素とも呼ばれる。タイヤ１を要素分割するソリッド要素は、四面体でもよいし、五面体でもよいし、六面体でもよい。シェル要素は、板要素、面要素、又は平面応力要素とも呼ばれる。シェル要素においては、面方向にのみ力が作用する。タイヤ１を要素分割するシェル要素は、三角形でもよいし、四角形でもよい。
【００４５】
また、仮想路面６Ｍを作成するために、路面６が要素分割される。路面６は、例えば、シェル要素で要素分割されてもよい。路面６は、剛体として有限要素モデルにモデル化される。路面６は、剛体要素又は剛表面を用いて有限要素モデルにモデル化されることが好ましい。複数の要素で仮想路面６Ｍが作成されてもよいし、単一の要素で仮想路面６Ｍが作成されてもよい。仮想路面６Ｍの長さ及び幅は、タイヤ１の走行条件に基づいて決定されてもよい。
【００４６】
次に、タイヤ１の要素のそれぞれに対して材料定数が設定される。上述のように、材料定数は、タイヤ１の構成部材のヤング率、ポアソン比、降伏応力、最大強度、比重、線膨張係数、及び熱伝導率の少なくとも一つを含む。また、ホイール２の要素及び路面６の要素のそれぞれに対して材料定数が設定される。
【００４７】
以上により、図４に示すように、ホイール２を含むタイヤ１についての有限要素モデルであるタイヤモデル１Ｍと、路面６についての有限要素モデルである仮想路面６Ｍとが作成される。
【００４８】
次に、処理部５１は、タイヤモデル１の解析条件を設定する（ステップＳＰ２０）。解析条件は、シミュレーションにおける接触条件を含む。接触条件は、接触する部材（計算対象の部材）の指定を含む。本実施形態においては、接触条件として、タイヤモデル１Ｍ（タイヤ１の有限要素モデル）と仮想路面６Ｍとの接触が指定される。また、接触条件として、タイヤモデル１Ｍのうち、タイヤ１の有限要素モデルとホイール２の有限要素モデルとの接触が指定される。
【００４９】
タイヤモデル１Ｍと仮想路面６Ｍとの接触条件は、タイヤモデル１Ｍと仮想路面６Ｍとの摩擦係数（静止摩擦係数）及びタイヤモデル１Ｍと仮想路面６Ｍとの接触力（接触荷重）を含む。また、タイヤモデル１Ｍのうち、タイヤ１の有限要素モデルとホイール２の有限要素モデルとの接触条件は、タイヤ１の有限要素モデルとホイール２の有限要素モデルとの摩擦係数（静止摩擦係数）及びタイヤ１の有限要素モデルとホイール２の有限要素モデルとの接触力（接触荷重）を含む。また、タイヤ１の有限要素モデルとホイール２の有限要素モデルとの接触条件は、タイヤ１の有限要素モデルとホイール２の有限要素モデルとの拘束条件を含む。
【００５０】
次に、図５に示すように、処理部５１は、タイヤモデル１Ｍに複数の接地部位ａｉを設定する（ステップＳＰ３０）。また、処理部５１は、仮想路面６Ｍに複数の展開部位ｂｉを設定する（ステップＳ４０）。
【００５１】
接地部位ａｉは、タイヤモデル１Ｍのトレッド部において、タイヤ周方向に複数設定される。本実施形態において、複数の接地部位ａｉは、タイヤ周方向に等間隔で設定される。以下の説明においては、説明を簡単にするため、３つの接地部位ａ１，ａ２，ａ３が設定されることとする。
【００５２】
展開部位ｂｉは、仮想路面６Ｍにおいて、タイヤモデル１Ｍの進行方向に複数設定される。複数の展開部位ｂｉは、仮想路面６Ｍにおいて進行方向に回転するタイヤモデル１Ｍの接地部位ａｉが接触する部位である。複数の展開部位ｂｉは、タイヤモデル１の進行方向に等間隔で設定される。本実施形態においては、接地部位ａ１と接触する展開部位ｂ１と、接地部位ａ２と接触する展開部位ｂ２と、接地部位ａ３と接触する展開部位ｂ３とが設定される。
【００５３】
タイヤモデル１Ｍのトレッド部の表面に沿った接地部位ａ１と接地部位ａ２との距離（円弧状の距離）は、仮想路面６Ｍの展開部位ｂ１と展開部位ｂ２との距離と等しい。タイヤモデル１Ｍのトレッド部の表面に沿った接地部位ａ２と接地部位ａ３との距離（円弧状の距離）は、仮想路面６Ｍの展開部位ｂ２と展開部位ｂ３との距離と等しい。
【００５４】
次に、処理部５１は、タイヤ１に作用する接地荷重Ｆを算出する（ステップＳ５０）。処理部５１は、車両１００の重量及びタイヤ１の自重等に基づいて、タイヤ１に作用する接地荷重Ｆを算出する。
【００５５】
次に、図６に示すように、処理部５１は、タイヤモデル１Ｍの車軸及びリムの回転を拘束した状態で、タイヤモデル１Ｍと仮想路面６Ｍとを接触させる（ステップＳＰ６０）。処理部５１は、接地部位ａ１と展開部位ｂ１とが接触するように、タイヤモデル１Ｍと仮想路面６Ｍとを接触させる。
【００５６】
タイヤモデル１Ｍと仮想路面６Ｍとを接触させるとき、タイヤモデル１Ｍの車軸及びリムの回転は拘束される。また、仮想路面６Ｍの移動も拘束される。すなわち、仮想路面６Ｍの並進及び回転（旋回）も拘束される。仮想路面６Ｍの並進とは、仮想路面６Ｍの表面と平行な方向に関する仮想路面６Ｍの移動である。
【００５７】
すなわち、接触ステップ（ステップＳＰ６０）において、処理部５１は、タイヤモデル１Ｍの車軸及びリムの回転を拘束し、仮想路面６Ｍの移動（並進及び回転）を拘束した状態で、タイヤモデル１Ｍと仮想路面６Ｍとを接触させる。タイヤモデル１Ｍと仮想路面６Ｍとは、仮想路面６Ｍの表面と直交する方向に相対移動して、接触する。
【００５８】
処理部５１は、タイヤモデル１Ｍと仮想路面６Ｍとを接触させて、仮想路面６Ｍと接触するタイヤモデル１Ｍの接触部７に、接地荷重算出ステップ（ステップＳＰ５０）で算出された接地荷重Ｆを作用させる。タイヤモデル１Ｍに作用する接地荷重Ｆは、タイヤ１が路面６から受ける接地荷重を模擬した値である。接地部位ａ１と展開部位ｂ１との接触において、接地部位ａ１に接地荷重Ｆが付与される。
【００５９】
本実施形態においては、ステップＳＰ５０において、タイヤモデル１Ｍの接地部位ａ１と仮想路面６Ｍの展開部位ｂ１とが接触する状態までのタイヤモデル１Ｍの挙動及び仮想路面６Ｍの挙動がシミュレーションされる。また、タイヤモデル１Ｍの接地部位ａ１に接地荷重Ｆが作用したときのタイヤモデル１Ｍについてシミュレーションが実施される。
【００６０】
回転が拘束されたタイヤモデル１Ｍの接地部位ａ１と、移動が拘束された仮想路面６Ｍの展開部位ｂ１とを接触させた後、図７に示すように、処理部５１は、タイヤモデル１Ｍの車軸及びリムの回転を拘束した状態で、タイヤモデル１Ｍの接地部位ａ２と、接地部位ａ２に対応付けられた仮想路面６Ｍの展開部位ｂ２とが接触するように、仮想路面６Ｍをタイヤモデル１Ｍの周囲で移動させる（ステップＳＰ７０）。
【００６１】
処理部５１は、タイヤモデル１Ｍに接地荷重Ｆを付与した状態で、仮想路面６Ｍをタイヤモデル１Ｍの周囲で移動させる。タイヤモデル１Ｍに付与する接地荷重Ｆは、実際の使用においてタイヤ１に付与される接地荷重Ｆを模擬した値に設定される。接地部位ａ２と展開部位ｂ２との接触において、接地部位ａ２に接地荷重Ｆが付与される。
【００６２】
処理部５１は、タイヤモデル１Ｍの車軸及びリムを動かさずに、タイヤモデル１Ｍと仮想路面６Ｍとを接触させたまま、仮想路面６Ｍを、タイヤモデル１Ｍの回転中心ＡＸを中心に旋回させる。これにより、タイヤモデル１Ｍの車軸及びリムを回転させることなく、タイヤモデル１Ｍの接地部位ａ２と仮想路面６Ｍの展開部位ｂ２とが接触する。
【００６３】
本実施形態においては、処理部５１は、タイヤモデル１Ｍの接地部位ａ２と仮想路面６Ｍの展開部位ｂ２とが接触する状態までのタイヤモデル１Ｍの挙動及び仮想路面６Ｍの挙動をシミュレーションする。また、処理部５１は、タイヤモデル１Ｍの接地部位ａ２に接地荷重Ｆが作用したときのタイヤモデル１Ｍについてシミュレーションを実施する。本実施形態においては、タイヤモデル１Ｍの周囲を移動する仮想路面６Ｍの移動速度ωは、実際の使用におけるタイヤ１の回転速度を模擬した値に設定される。
【００６４】
仮想路面６Ｍがタイヤモデル１Ｍの周囲で移動することによって、タイヤモデル１Ｍにおいて、仮想路面６Ｍと接触する接触部７の位置は変化する。仮想路面６Ｍをタイヤモデル１Ｍの周囲で移動させるとき、処理部５１は、接触部７の表面と垂直な方向に接地荷重Ｆを作用し続ける。一定の接地荷重Ｆが作用された状態で、仮想路面６Ｍがタイヤモデル１Ｍの周囲で移動することにより、路面６に接触するタイヤ１に接地荷重Ｆが付与される状態が適切に模擬される。
【００６５】
また、処理部５１は、仮想路面６Ｍをタイヤモデル１Ｍの周囲で移動させるとき、タイヤモデル１Ｍの接触部７と、接触部７と接触する仮想路面６Ｍの接触部８との相対移動を発生させない。すなわち、処理部５１は、接触部７と接触部８とを滑らせない状態で、仮想路面６Ｍをタイヤモデル１Ｍの周囲で移動させる。これにより、路面６に対して滑らないタイヤ１に接地荷重Ｆが付与される状態が模擬される。
【００６６】
タイヤモデル１Ｍの接地部位ａ２と、仮想路面６Ｍの展開部位ｂ２とを接触させた後、図８に示すように、処理部５１は、タイヤモデル１Ｍの回転を拘束した状態で、タイヤモデル１Ｍの接地部位ａ３と、接地部位ａ３に対応付けられた仮想路面６Ｍの展開部位ｂ３とが接触するように、仮想路面６Ｍをタイヤモデル１Ｍの周囲で移動させる。処理部５１は、タイヤモデル１Ｍに接地荷重Ｆを付与した状態で、仮想路面６Ｍをタイヤモデル１Ｍの周囲で移動させる。接地部位ａ３と展開部位ｂ３との接触において、接地部位ａ３に接地荷重Ｆが付与される。
【００６７】
処理部５１は、タイヤモデル１Ｍの接地部位ａ３と仮想路面６Ｍの展開部位ｂ３とが接触する状態までのタイヤモデル１Ｍの挙動及び仮想路面６Ｍの挙動をシミュレーションする。また、処理部５１は、タイヤモデル１Ｍの接地部位ａ３に接地荷重Ｆが作用したときのタイヤモデル１Ｍについてシミュレーションを実施する。処理部５１は、仮想路面６Ｍをタイヤモデル１Ｍの周囲で移動させるとき、タイヤモデル１Ｍの接触部７と、接触部７と接触する仮想路面６Ｍの接触部８との相対移動を発生させない。
【００６８】
このように、処理部５１は、タイヤモデル１Ｍの車軸及びリムの回転を拘束した状態で、タイヤモデル１Ｍの複数の接地部位ａｉ（ａ１，ａ２，ａ３…）と、接地部位ａｉに１対１で対応付けられた仮想路面６Ｍの展開部位ｂｉ（ｂ１，ｂ２，ｂ３…）とが順次接触するように、仮想路面６Ｍをタイヤモデル１Ｍの周囲で移動させる。
【００６９】
タイヤモデル１Ｍと、そのタイヤモデル１Ｍの周囲において移動された仮想路面６Ｍとに基づいて、タイヤ１の特性が解析される（ステップＳＰ８０）。解析部５１Ｂは、タイヤ１の特性を有限要素法に基づいてシミュレーションするための第２コンピュータプログラムを使って、モデル作成部５１Ａで作成されたタイヤモデル１Ｍの周囲で仮想路面６Ｍを旋回させて、タイヤ１の特性を解析する。解析は、タイヤ１が転がる際のタイヤ１の挙動を模擬する走行シミュレーションを含む。また、解析は、タイヤ１に接地荷重Ｆが付与されたときのタイヤ１の変形を模擬する変形シミュレーションを含む。また、解析は、タイヤ１に接地荷重Ｆが付与されたときの、タイヤ１の複数の部分のそれぞれに作用する応力を模擬する応力シミュレーションを含む。なお、タイヤ１の特性についての解析の項目は、空気充填の模擬、接地状態の模擬、転動状態の模擬、変形状態の模擬、耐久性の模擬、及び磨耗状態の模擬の少なくとも一つでもよい。また、解析において、これら項目の少なくとも一つについて最適化が行われてもよい。
【００７０】
解析部５１は、解析の結果を評価する。その評価の結果は、設計に反映される。なお、シミュレーション装置５は、解析の結果及び評価の結果の少なくとも一方を、出力装置６２に出力してもよい。出力装置６２が表示装置を含む場合、解析の結果及び評価の結果の少なくとも一方が表示装置に表示されてもよい。その出力装置６２に出力された解析の結果及び評価の結果の少なくとも一方が、設計に反映されてもよい。
【００７１】
シミュレーションにおいては、タイヤモデル１Ｍについての各種の物理量が出力される。例えば、タイヤ１のゴムに作用する応力、ひずみ、変位量、変位方向、ひずみエネルギー密度、主値、主方向、及びコードとゴムと接着強度の少なくとも一つを含むタイヤ１の物理量が出力される。
【００７２】
また、シミュレーションにより、例えば、タイヤ１のトレッドゴム及びサイドウォールゴムにおける物理量が出力される。また、タイヤモデル１Ｍに発生する振動が出力されてもよい。また、タイヤモデル１Ｍの変形についてシミュレーションが行われ、その変形時の物理量が出力されてもよい。変形時の物理量として、例えばタイヤ１のサイドウォール部のたわみ量、トレッド部を含むタイヤ１のトレッドゴムにおける接地形状、接地圧分布、タイヤ１の中心に作用する力、モーメントなどが出力されてもよい。
【００７３】
また、シミュレーションにより、タイヤ１のゴムの状態が出力されてもよい。ゴムの状態は、変形状態及び損傷状態の一方又は両方を含む。すなわち、ゴムに関する評価項目は、変形状態及び損傷状態の一方又は両方を含む。変形状態は、変形位置、変形量、及び変形方向の少なくとも一つを含む。損傷状態は、亀裂発生位置、亀裂量、破壊位置、破壊モード、コードとゴムとの剥離位置、及び剥離量の少なくとも一つを含む。
【００７４】
また、シミュレーションの結果に基づいて、例えば、コードとゴムとの間のせん断特性が取得されてもよい。また、シミュレーションの結果に基づいて、ゴムにおけるせん断特性が取得されてもよい。また、シミュレーションの結果に基づいて、例えば、コードとゴムとの剥離部分（破壊部分）の位置が予測（評価）されてもよい。
【００７５】
以上説明したように、本実施形態によれば、タイヤモデル１Ｍの車軸及びリムを回転させずに仮想路面６Ｍをタイヤモデル１Ｍの周囲で移動して、路面６上においてタイヤ１が回転することを模擬するので、タイヤモデル１Ｍの車軸及びリムの回転に起因するタイヤモデル１Ｍの移動又はタイヤモデル１Ｍの変形を考慮せずに、タイヤ１の特性を解析することができる。そのため、シミュレーション計算が収束するまでの計算時間の長期化又はシミュレーション計算が収束しない計算エラーの発生が抑制され、計算コストが低減され、シミュレーション効率の低下が抑制される。路面６の有限要素モデルである仮想路面６Ｍの要素の数は、タイヤ１の有限要素モデルであるタイヤモデル１Ｍの要素の数に比べて、十分に少ない。そのため、タイヤモデル１Ｍを回転させずに、仮想路面６Ｍを移動させることによって、シミュレーション効率の低下が抑制される。
【００７６】
また、複数の接地部位ａｉがタイヤモデル１Ｍに設定され、接地部位ａｉに１対１で対応付けられた展開部位ｂｉが仮想路面６Ｍに設定された後、複数の接地部位ａｉと展開部位ｂｉとが順次接触するように仮想路面６Ｍをタイヤモデル１Ｍの周囲で移動させて、設定された接地部位ａｉ及び展開部位ｂｉの数に応じた計算を行えばよいので、計算時間の長期化又は計算エラーの発生が抑制され、計算コストが低減され、シミュレーション効率の低下は抑制される。
【００７７】
また、本実施形態においては、移動ステップ（ステップＳＰ７０）において、展開部位ｂｉと接触した接地部位ａｉに接地荷重Ｆが付与される。これにより、接地荷重Ｆが付与されたときのタイヤ１を精度良くシミュレーションすることができる。
【００７８】
有限要素法によるタイヤ１の転動解析において、タイヤモデル１Ｍの自重及び運動による慣性が生じる。この慣性の影響によりタイヤモデル１Ｍの異常変形が発生し、解析不安定になる場合が多い。そのため、通常は、定常転動状態まで徐々に転動速度を上げる助走計算を行う必要がある。その結果、計算時間が非常に長くなるという問題がある。一方、タイヤ１の運動により、タイヤ空間位置変換における節点座標系は時間増分に伴って更新する。通常、数十万以上の要素を持つタイヤモデル１Ｍに対して、節点座標の更新計算量が多い。タイヤ１には慣性力が働き、不安定になる可能性が高い。一方、路面６Ｍは、質量をほとんど持たない一つ剛体要素として使用される場合が多いため、路面６には動いても慣性力が働かない特徴がある。本実施形態においては、このような特徴を生かし、タイヤ１の慣性力による解析不安定を解決するために、タイヤ１のホイール２及び車軸３を転動せずに、路面６を回転移動させる。これにより、タイヤ１に生じる慣性力が抑えられるので、図９に示すように、助走時間が大幅に短縮される。また、路面６のみの空間位置移動の計算を行い、タイヤ空間位置移動における節点座標更新の計算が不要なので、タイヤ全体計算時間が更に短縮できる。
【００７９】
＜第２実施形態＞
第２実施形態について説明する。上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
【００８０】
図１０は、本実施形態に係るタイヤ１のシミュレーション方法の一例を示すフローチャートである。図１０に示すように、本実施形態においては、タイヤ１の回転により発生する慣性力を算出する慣性力算出ステップ（ステップＳＰ５５）が実施され、移動ステップ（ステップＳＰ７０）において、慣性力がタイヤモデル１Ｍに付与される。
【００８１】
図１０において、ステップＳＰ１０，ＳＰ２０，ＳＰ３０，ＳＰ４０，ＳＰ５０の処理は、上述の実施形態と同等の処理であるため、その説明を省略する。
【００８２】
ステップＳＰ５５において、処理部５１は、タイヤ１の回転により発生する慣性力を算出する。タイヤモデル１Ｍにおける要素の各接点に割り当てられた質量をｍｉ、タイヤ１と路面６との相対速度をＶｉ、タイヤモデル１Ｍの回転中心ＡＸとトレッド部の表面に存在する接点との距離を示すタイヤ半径をＲｉ、タイヤモデル１Ｍのトレッド部の表面に存在する接点の角速度をω、タイヤモデル１Ｍにおける接点の総数をＮとしたとき、タイヤモデル１Ｍに作用する慣性力Ｐは、以下の（１）式に基づいて算出される。
【００８３】
【数１】
2017125766.tif 000003
【００８４】
ステップＳＰ５５において、慣性力Ｐが算出された後、処理部５１は、タイヤモデル１Ｍと仮想路面６Ｍとを接触させ（ステップＳＰ６０）、慣性力Ｐをタイヤモデル１Ｍに付与して、タイヤモデル１Ｍの周囲で仮想路面６Ｍを移動させる（ステップＳＰ７０Ｂ）。すなわち、接触部位ａｉ（ａ１，ａ２，ａ３…）に慣性力Ｐが付与された状態で、シミュレーションが実施され、解析及び評価が実施される（ステップＳＰ８０）。
【００８５】
以上説明したように、本実施形態によれば、慣性力Ｐがタイヤモデル１Ｍに付与されるので、タイヤ１を精度良くシミュレーションすることができる。
【００８６】
なお、図１１に示すように、タイヤ１が路面６と接触したとき、接地荷重Ｆによりタイヤ１の一部が変形し、タイヤ１の回転中心ＡＸと路面６と接触したタイヤ１のトレッド部の接触部７との距離Ｈが、タイヤ１の回転中心ＡＸと路面６と接触しないタイヤ１のトレッド部の非接触部９との距離Ｒよりも小さくなる。そのため、処理部５１は、タイヤ１の回転中心ＡＸとタイヤ１のトレッド部の接触部７との距離Ｈを算出するタイヤ変形量算出ステップを実施し、その距離Ｈに基づいて慣性力Ｐを算出してもよい。処理部５１は、距離Ｈに基づいて、接触部７の接地部位ａｉに作用する慣性力Ｐｓを算出し、距離Ｒに基づいて、非接触部９の接地部位ａｉに作用する慣性力Ｐを算出する。接触部７の接地部位ａｉに作用する慣性力Ｐｓは、（１）式の「Ｒ」を「Ｈ」に置き換えることによって算出可能である。移動ステップ（ステップＳＰ７０Ｂ）においては、距離Ｈに基づいて算出された慣性力Ｐｓがタイヤモデル１Ｍの接触部７に存在する接地部位ａｉに付与される。これにより、タイヤ１の変形分を考慮したシミュレーションが実施される。
【００８７】
＜第３実施形態＞
第３実施形態について説明する。上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
【００８８】
図１２は、本実施形態に係るタイヤ１のシミュレーション方法の一例を示すフローチャートである。図１２に示すように、本実施形態においては、タイヤ１のスリップ角θに基づいてタイヤ１の走行軌跡を算出する走行軌跡算出ステップ（ステップＳＰ６５）が実施される。移動ステップ（ステップＳＰ７０Ｃ）においては、処理部５１は、ステップＳ６５で算出された走行軌跡に基づいて、仮想路面６Ｍをタイヤモデル１Ｍの周囲で移動させる。
【００８９】
図１２において、ステップＳＰ１０，ＳＰ２０，ＳＰ３０，ＳＰ４０，ＳＰ５０，ＳＰ６０の処理は、上述の実施形態と同等の処理であるため、その説明を省略する。
【００９０】
図１３は、タイヤ１が操舵されて旋回するときのタイヤ１の状態を模式的に示す図である。一般に、タイヤ１が操舵されて旋回するとき、タイヤ１の回転方向（タイヤ周方向）とタイヤ１の進行方向とにずれが生じ、スリップ角θが発生する。そのため、直進するタイヤモデル１Ｍの接地部位ａｉに対応付けられる仮想路面６Ｍの展開部位ｂｉと、旋回するタイヤモデル１Ｍの接地部位ａｉに対応付けられる仮想路面６Ｍの展開部位ｂｉとは異なることとなる。図１３において、旋回するタイヤモデル１Ｍの接地部位ａｉに対応付けられる仮想路面６Ｍの展開部位ｂｉは、タイヤ１の進行方向に沿って配置されることとなる。
【００９１】
したがって、路面６において旋回するタイヤ１を模擬する場合、図１４に示すように、タイヤモデル１Ｍの周囲において仮想路面６Ｍを螺旋状に回転させる必要がある。螺旋の半径は、上述のタイヤ半径Ｒｉに相当する。
【００９２】
ステップＳＰ６５においては、スリップ角θに基づいて、タイヤモデル１Ｍと仮想路面６Ｍとの相対的な走行軌跡として、螺旋状の走行軌跡が仮想路面６Ｍの進行方向に設定される。仮想路面６Ｍの進行方向は、図１３に示したタイヤ１の進行方向に対応する。
【００９３】
ステップＳＰ７０Ｃにおいては、処理部５１は、螺旋状の走行軌跡に沿って、タイヤモデル１Ｍの周囲において仮想路面６Ｍを回転させる。仮想路面６Ｍは、タイヤモデル１Ｍの周囲を少なくとも１周することが好ましい。
【００９４】
ステップＳＰ８０においては、タイヤ１の特性として、コーナリング力、転がり抵抗、及び摩擦エネルギーなどの特性を解析及び評価することができる。
【００９５】
以上説明したように、本実施形態によれば、旋回時におけるタイヤ１のスリップ角θが考慮されることにより、旋回時におけるタイヤ１を精度良くシミュレーションすることができる。また、タイヤ１のコーナリング特性を解析及び評価を短時間で実施することができる。
【００９６】
＜第４実施形態＞
第４実施形態について説明する。上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
【００９７】
図１５は、本実施形態に係るタイヤ１のシミュレーション方法の一例を示すフローチャートである。図１５に示すように、本実施形態においては、タイヤ１のキャンバー角αを設定するキャンバー角設定ステップ（ステップＳＰ６８）が実施される。移動ステップ（ステップＳＰ７０Ｄ）においては、処理部５１は、ステップＳ６８で設定されたタイヤ１のキャンバー角αに基づいて仮想路面６Ｍを傾斜させながらタイヤモデル１Ｍの周囲を移動させる。
【００９８】
図１５において、ステップＳＰ１０，ＳＰ２０，ＳＰ３０，ＳＰ４０，ＳＰ５０，ＳＰ６０，ＳＰ８０の処理は、上述の実施形態と同等の処理であるため、その説明を省略する。
【００９９】
図１６は、タイヤ１のキャンバー角αが設定され、そのキャンバー角αに基づいて仮想路面６Ｍが回転中心ＡＸに対して傾斜された状態を模式的に示す図である。ステップＳＰ７０Ｄにおいては、処理部５１は、キャンバー角αに基づいて仮想路面６Ｍを傾斜させながら、タイヤモデル１Ｍの周囲においてその仮想路面６Ｍを回転させる。
【０１００】
以上説明したように、本実施形態によれば、タイヤ１のキャンバー角αが考慮されることにより、タイヤ１をより精度良くシミュレーションすることができる。また、タイヤ１のコーナリング特性を解析及び評価を短時間で実施することができる。
【０１０１】
＜実施例＞
次に、本発明に係る実施例について、図１７を参照して説明する。本発明者は、上述の実施形態に従って、タイヤ１のコーナリング力についてのシミュレーションを行い、本発明の実施例に係るシミュレーション方法によりシミュレーション計算に要した計算時間と、従来例に係るシミュレーション方法によりシミュレーション計算に要した計算時間とを比較した。
【０１０２】
実施例に係るシミュレーション方法及び従来例に係るシミュレーション方法において、タイヤサイズが３１５／８０Ｒ２２．５であるタイヤ１のコーナリング力をシミュレーションした。解析条件として、タイヤ１の空気圧を８３０［ｋＰａ］、タイヤ１に作用する接地荷重を３６．７７［ｋＮ］、タイヤ１と路面６との相対速度を８０［ｋｍ／ｈ］、スリップ角を２［°］とした。
【０１０３】
実施例に係るシミュレーション方法は、タイヤモデル１Ｍを回転させずに仮想路面６Ｍを回転させる方法である。従来例に係るシミュレーション方法は、タイヤモデル１Ｍを回転させ、仮想路面６Ｍを並進運動させる方法である。
【０１０４】
従来例に係るシミュレーション方法の計算時間を１００とした場合、実施例に係るシミュレーション方法の計算時間は、３０であった。すなわち、本発明によれば、シミュレーション計算時間を大幅に短縮することができることが確認できた。
【０１０５】
また、コーナリング力の計算結果と実タイヤ計測結果とを比較した結果、従来例に係るシミュレーション方法の計算誤差を１００とした場合、実施例に係るシミュレーション方法の計算誤差も１００であった。すなわち、本発明に係るシミュレーション方法は、従来例に係るシミュレーション方法と同等のシミュレーション精度を得られることが確認できた。
【０１０６】
このように、本発明に係るシミュレーション方法によりシミュレーション計算することにより、シミュレーション精度を維持したまま、シミュレーション計算時間を大幅に短縮することができ、シミュレーション効率が良好であることが確認できた。
【符号の説明】
【０１０７】
１  タイヤ
１Ｍ  タイヤモデル
２  ホイール
３  車軸
４  操舵装置
５  シミュレーション装置
６  路面
６Ｍ  仮想路面
７  接触部
８  接触部
９  非接触部
５１  処理部
５１Ａ  モデル作成部
５１Ｂ  解析部
５２  記憶部
５３  入出力部
６０  端末装置
６１  入力装置
６２  出力装置
１００  車両
【図１】
2017125766.tif 000004
【図２】
2017125766.tif 000005
【図３】
2017125766.tif 000006
【図４】
2017125766.tif 000007
【図５】
2017125766.tif 000008
【図６】
2017125766.tif 000009
【図７】
2017125766.tif 000010
【図８】
2017125766.tif 000011
【図９】
2017125766.tif 000012
【図１０】
2017125766.tif 000013
【図１１】
2017125766.tif 000014
【図１２】
2017125766.tif 000015
【図１３】
2017125766.tif 000016
【図１４】
2017125766.tif 000017
【図１５】
2017125766.tif 000018
【図１６】
2017125766.tif 000019
【図１７】
2017125766.tif 000020