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JP7529985B2 - TIRE SHAPE DETERMINATION METHOD, TIRE SHAPE DETERMINATION DEVICE, AND PROGRAM - Google Patents
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JP7529985B2 - TIRE SHAPE DETERMINATION METHOD, TIRE SHAPE DETERMINATION DEVICE, AND PROGRAM - Google Patents

TIRE SHAPE DETERMINATION METHOD, TIRE SHAPE DETERMINATION DEVICE, AND PROGRAM Download PDF

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Description

本発明は、コンピュータがタイヤ形状を決定するタイヤ形状決定方法と、タイヤ形状の決定をコンピュータに行わせる、コンピュータが実行可能なプログラム、及びタイヤ形状の決定を行うタイヤ形状決定装置に関する。 The present invention relates to a tire shape determination method in which a computer determines the tire shape, a computer-executable program that causes a computer to determine the tire shape, and a tire shape determination device that determines the tire shape.

従来より、タイヤ製造業者は、タイヤの複数の寸法パラメータを用いて、タイヤのタイヤ断面(タイヤ径方向に沿った断面)の輪郭線を示すタイヤ形状を作成してタイヤを設計している。寸法パラメータは、例えば、タイヤ最大外径、タイヤ最大幅、タイヤトレッド部の曲率半径、タイヤトレッド部の幅、タイヤ最大幅位置等の実測可能なパラメータを含む。このようなタイヤ形状は、タイヤ形状作成システムを用いて作成される。 Traditionally, tire manufacturers design tires by creating a tire shape that indicates the contour of the tire cross section (cross section along the tire radial direction) using multiple dimensional parameters of the tire. The dimensional parameters include measurable parameters such as the maximum tire outer diameter, maximum tire width, radius of curvature of the tire tread portion, width of the tire tread portion, and maximum tire width position. Such tire shapes are created using a tire shape creation system.

タイヤ形状は、タイヤ性能に影響を与えるため、タイヤが所望のタイヤ性能の目標値を達成するために、上記タイヤ形状作成システムにおいて寸法パラメータの各値を種々変更して種々のタイヤ形状を作成する。さらに、これらのタイヤ形状を備えたタイヤモデル(例えば、有限要素モデル)を作成し、タイヤ性能のシミュレーション計算を行うことにより、最適なタイヤ形状を探索することができる。
これに対して、従来の寸法パラメータを用いることなく、非寸法パラメータの各値を種々変更して種々のタイヤ形状を作成する場合もある。この場合、作成したタイヤ形状を有するタイヤモデル(例えば、有限要素モデル)を作成し、タイヤ性能のシミュレーション計算を行うことにより、最適なタイヤ形状を探索することができる。
Since the tire shape affects tire performance, various tire shapes are created by changing the values of the dimensional parameters in the tire shape creation system in order to make the tire achieve the desired target tire performance values. Furthermore, a tire model (e.g., a finite element model) having these tire shapes is created, and a simulation calculation of the tire performance is performed, thereby making it possible to search for an optimal tire shape.
On the other hand, there are also cases where various tire shapes are created by changing the values of the non-dimensional parameters in various ways without using conventional dimensional parameters. In this case, a tire model (e.g., a finite element model) having the created tire shape is created, and a simulation calculation of tire performance is performed, thereby allowing an optimum tire shape to be searched for.

例えば、製品形状を製品性能の評価値に基づいて最適に設計する際、少ない設計変数で広い設計範囲を規定して、製品性能を最適にする最適製品形状を効率よく求める製品形状設計方法を、タイヤ形状に適用した技術が知られている(特許文献1)。 For example, a technology is known in which a product shape design method is applied to tire shapes, in which a wide design range is defined with few design variables to efficiently find the optimal product shape that optimizes product performance when optimally designing the product shape based on the evaluation values of product performance (Patent Document 1).

特開2002-15010号公報JP 2002-15010 A

上記製品形状設計方法では、タイヤ形状等の製品形状の複数の基底形状を設定して、この基底形状を線型的に組み合わせて複数のサンプル製品形状を生成する形状生成過程と、この形状生成過程によって生成された前記サンプル製品形状の製品性能の評価値を求める性能評価過程と、この性能評価過程で求められた製品性能の評価値に基づき、評価値が最適値となる最適製品形状を抽出する製品形状抽出過程とを含む。 The above-mentioned product shape design method includes a shape generation process in which a plurality of base shapes of a product shape, such as a tire shape, are set and a plurality of sample product shapes are generated by linearly combining these base shapes, a performance evaluation process in which an evaluation value of the product performance of the sample product shapes generated by this shape generation process is obtained, and a product shape extraction process in which an optimal product shape with an optimal evaluation value is extracted based on the evaluation value of the product performance obtained by this performance evaluation process.

上記製品形状設計方法の技術では、基底形状を線型的に組み合わせて複数のサンプル製品形状を生成する際に用いる基底形状に係る重み付け係数が、上記従来のタイヤ形状決定システムで用いる寸法パラメータの代わりに用いられる。この重み付け係数は、タイヤ形状を定めるが、実測できない非寸法パラメータである。
上記製品形状設計方法ではタイヤ形状を安定して作成することはできるが、非寸法パラメータの値は実測可能な寸法ではないので、タイヤ設計者にとって、非寸法パラメータの値からタイヤ性能の向上のための、理解しやすい有益な知見を得ることは難しい。また、上記基底形状に係る重み付け係数に代えて、タイヤ形状をベジェ曲線や非一様有利Bスプライン(NURBS)曲線等の自由曲線で用いる制御点を用いる場合でも、タイヤ設計者にとって、制御点の位置情報からタイヤ性能の向上のための、理解しやすい有益な知見を得ることは難しい。
In the technology of the above-mentioned product shape design method, weighting coefficients related to base shapes used when generating a plurality of sample product shapes by linearly combining base shapes are used instead of dimensional parameters used in the above-mentioned conventional tire shape determination system. The weighting coefficients are non-dimensional parameters that determine the tire shape but cannot be measured.
Although the above-mentioned product shape design method can stably create a tire shape, since the values of the non-dimensional parameters are not measurable dimensions, it is difficult for tire designers to obtain easy-to-understand and useful knowledge for improving tire performance from the values of the non-dimensional parameters. Also, even when the tire shape is formed using control points used in free curves such as Bezier curves and non-uniformly advantageous B-spline (NURBS) curves instead of the weighting coefficients related to the above-mentioned base shapes, it is difficult for tire designers to obtain easy-to-understand and useful knowledge for improving tire performance from the position information of the control points.

一方、上述の従来のタイヤ形状作成システムでは、実測可能な寸法パラメータを用いるので、タイヤ設計者にとって、寸法パラメータの値からタイヤ性能の向上のための、理解しやすい有益な知見を得ることはできる。しかし、寸法パラメータの各値の組み合わせによっては、タイヤ形状作成システムで行うタイヤ形状の作成プロセスが一部破綻してタイヤ形状の作成ができなくなる場合があり、タイヤ形状を安定して作成することはできない。また、寸法パラメータで定まるタイヤ形状は、自由度の制限を受けて、種々のタイヤ形状を十分な自由度をもって作成することはできない。 Meanwhile, the conventional tire shape creation system described above uses measurable dimensional parameters, so tire designers can obtain easy-to-understand and useful knowledge for improving tire performance from the values of the dimensional parameters. However, depending on the combination of dimensional parameter values, the tire shape creation process performed by the tire shape creation system may partially fail, making it impossible to create the tire shape, and tire shapes cannot be created stably. In addition, tire shapes determined by dimensional parameters are subject to limitations on the degree of freedom, making it impossible to create various tire shapes with sufficient degree of freedom.

そこで、本発明は、所望のタイヤ性能の目標値を達成することができるタイヤ形状であって、実測可能な寸法パラメータの値により定まるタイヤ形状を安定して作成することができるタイヤ形状作成方法、タイヤ形状作成装置、及びこのタイヤ形状の作成をコンピュータに実行させるプログラムを提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a tire shape creation method and device that can stably create a tire shape that can achieve the desired tire performance target values and that is determined by the values of measurable dimensional parameters, and a program that causes a computer to execute the creation of this tire shape.

本発明の一態様は、タイヤ断面の輪郭線を示すタイヤ形状に関して実測可能なタイヤの複数の寸法パラメータを用いて前記タイヤ形状を作成する第1タイヤ形状作成システムと、タイヤ形状に関して実測できない前記タイヤ形状に関する複数の非寸法パラメータを用いて前記タイヤ形状を作成する第2タイヤ形状作成システムをコンピュータ内で起動して、コンピュータがタイヤ形状を決定するタイヤ形状決定方法である。当該方法は、(A)前記第2タイヤ形状作成システムにより前記非寸法パラメータを用いて作成したオリジナルタイヤ形状を有するタイヤモデルを作成するステップと、
(B)前記タイヤモデルを用いてタイヤ性能のシミュレーションをするステップと、
(C)前記オリジナルタイヤ形状を前記第1タイヤ形状作成システムにより再現する再現タイヤ形状に関する前記寸法パラメータの値を抽出するステップと、
(D)前記(A)~(C)のステップを繰り返し行うことにより、前記タイヤ性能のシミュレーションの計算結果の値と前記再現タイヤ形状の前記寸法パラメータの値のセットを複数セット用意して、前記タイヤ性能のシミュレーションの計算結果と、抽出した前記寸法パラメータとの関係を予測モデルに機械学習させるステップと、
(E)所望のタイヤ性能の目標値から、機械学習した前記予測モデルを用いて前記目標値に対応する前記寸法パラメータの値を算出することにより、前記目標値を実現する最適なタイヤ形状を決定するステップと、
を有する。
One aspect of the present invention is a tire shape determination method in which a computer determines a tire shape by activating, within a computer, a first tire shape creation system that creates a tire shape using a plurality of tire dimensional parameters that can be measured with respect to a tire shape that indicates a contour line of a tire cross section, and a second tire shape creation system that creates the tire shape using a plurality of non-dimensional parameters related to the tire shape that cannot be measured with respect to the tire shape. The method includes the steps of: (A) creating a tire model having an original tire shape created by the second tire shape creation system using the non-dimensional parameters;
(B) simulating tire performance using the tire model; and
(C) extracting values of the dimensional parameters related to a reproduced tire shape obtained by reproducing the original tire shape by the first tire shape creation system;
(D) repeating steps (A) to (C) to prepare a plurality of sets of values of the calculation results of the simulation of tire performance and values of the dimensional parameters of the reproduced tire shape, and machine-learning a relationship between the calculation results of the simulation of tire performance and the extracted dimensional parameters into a predictive model;
(E) determining an optimal tire shape that realizes a desired tire performance target value by calculating values of the dimensional parameters corresponding to the target value using the machine-learned predictive model; and
has.

本発明の一態様も、タイヤ断面の輪郭線を示すタイヤ形状に関して実測可能なタイヤの複数の寸法パラメータを用いて前記タイヤ形状を作成する第1タイヤ形状作成システムと、前記タイヤ形状に関して実測できない前記タイヤ形状に関する複数の非寸法パラメータを用いて前記タイヤ形状を作成する第2タイヤ形状作成システムと、をコンピュータ内で起動して、コンピュータがタイヤ形状を決定するタイヤ形状決定方法である。当該方法は、
(A)前記第2タイヤ形状作成システムにより前記非寸法パラメータを用いてオリジナルタイヤ形状を作成するステップと、
(B)前記オリジナルタイヤ形状を前記第1タイヤ形状作成システムにより再現する再現タイヤ形状に関する前記寸法パラメータの値を抽出するステップと、
(C)作成した前記オリジナルタイヤ形状を、前記第1タイヤ形状作成システムで前記寸法パラメータを用いて再現した再現タイヤ形状を有するタイヤモデルを作成するステップと、
(D)前記タイヤモデルを用いてタイヤ性能のシミュレーションをするステップと、
(E)前記(A)~(D)のステップを繰り返し行うことにより、前記タイヤ性能のシミュレーションの計算結果の値と前記(B)のステップで得られる前記再現タイヤ形状に関する前記寸法パラメータの値のセットを複数セット用意して、前記タイヤ性能のシミュレーションの計算結果と、抽出した前記寸法パラメータとの関係を予測モデルに機械学習させるステップと、
(F)所望のタイヤ性能の目標値から、機械学習した前記予測モデルを用いて前記目標値に対応する前記寸法パラメータの値を算出することにより、前記所望のタイヤ性能の前記目標値を実現する最適なタイヤ形状を決定するステップと、
を有する。
Another aspect of the present invention is a tire shape determination method in which a computer determines a tire shape by activating within a computer a first tire shape creation system that creates a tire shape using a plurality of dimensional parameters of the tire that can be actually measured with respect to a tire shape that indicates a contour line of a tire cross section, and a second tire shape creation system that creates the tire shape using a plurality of non-dimensional parameters of the tire shape that cannot be actually measured with respect to the tire shape.
(A) creating an original tire shape using the non-dimension parameters by the second tire shape creation system;
(B) extracting values of the dimensional parameters related to a reproduced tire shape obtained by reproducing the original tire shape by the first tire shape creation system;
(C) creating a tire model having a reproduced tire shape by reproducing the created original tire shape using the dimensional parameters in the first tire shape creation system;
(D) simulating tire performance using the tire model; and
(E) repeating steps (A) to (D) to prepare a plurality of sets of values of the calculation results of the simulation of tire performance and the values of the dimensional parameters related to the reproduced tire shape obtained in step (B), and machine learning the relationship between the calculation results of the simulation of tire performance and the extracted dimensional parameters into a prediction model;
(F) determining an optimal tire shape that realizes a target value of a desired tire performance by calculating values of the dimensional parameters corresponding to the target value using the machine-learned predictive model; and
has.

前記寸法パラメータの値の抽出では、前記第1タイヤ形状作成システムで作成するタイヤ形状の輪郭線と前記オリジナルタイヤ形状の輪郭線との誤差を目的関数とし、前記寸法パラメータの値を未知変数とする最小問題として前記寸法パラメータの値を抽出する、ことが好ましい。 In extracting the values of the dimensional parameters, it is preferable to use the error between the contour line of the tire shape created by the first tire shape creation system and the contour line of the original tire shape as an objective function, and to extract the values of the dimensional parameters as a minimization problem with the values of the dimensional parameters as unknown variables.

前記オリジナルタイヤ形状は、タイヤの外表面の形状である、ことが好ましい。 The original tire shape is preferably the shape of the outer surface of the tire.

前記(A)で用いる前記非寸法パラメータの値を、前記シミュレーションの計算結果の値が前記目標値に近づくように、前記シミュレーションを繰り返し行う度に前記シミュレーションの計算結果の値に応じて調整することにより、前記タイヤ性能の前記シミュレーションの計算結果の値と前記寸法パラメータの値の複数セットを用意する、ことが好ましい。 It is preferable to prepare multiple sets of values of the simulation results of the tire performance and values of the dimensional parameters by adjusting the values of the non-dimensional parameters used in (A) according to the values of the simulation results each time the simulation is repeated so that the values of the simulation results approach the target values.

前記タイヤ性能の前記シミュレーションの計算は、タイヤに空気を充填することにより変形するタイヤ形状の計算、タイヤが接地したときの接地形状の計算、タイヤが接地したときの接地圧分布の計算、タイヤのばね定数の計算、及び転がり抵抗の計算の少なくともいずれか1つを含む、ことが好ましい。 It is preferable that the simulation calculation of the tire performance includes at least one of the following: calculation of the tire shape that changes when the tire is filled with air, calculation of the contact shape when the tire contacts the ground, calculation of the contact pressure distribution when the tire contacts the ground, calculation of the tire spring constant, and calculation of the rolling resistance.

また、本発明の他の一態様は、前記タイヤ形状決定方法を、コンピュータに実行させることを特徴とするプログラムである。 Another aspect of the present invention is a program that causes a computer to execute the tire shape determination method.

本発明のさらに他の一態様は、タイヤ断面の輪郭線を示すタイヤ形状に関して実測可能なタイヤの複数の寸法パラメータを用いて前記タイヤ形状を作成する第1タイヤ形状作成システムと、前記タイヤ形状に関して実測できない前記タイヤ形状に関する複数の非寸法パラメータを用いて前記タイヤ形状を作成する第2タイヤ形状作成システムと、を用いて、タイヤ形状を決定するタイヤ形状決定装置である。当該装置は、
前記第2タイヤ形状作成システムにより前記非寸法パラメータを用いてオリジナルタイヤ形状を作成する形状作成部と、
作成した前記オリジナルタイヤ形状を有するタイヤモデルを作成するタイヤモデル作成部と、
前記タイヤモデルを用いてタイヤ性能のシミュレーションをするシミュレーション計算部と、
前記形状作成部が作成した前記オリジナルタイヤ形状を前記第1タイヤ形状作成システムにより再現する再現タイヤ形状に関する前記寸法パラメータの値を抽出するパラメータ抽出部と、
前記タイヤモデル作成部による前記タイヤモデルの作成、前記シミュレーション計算部による前記タイヤ性能のシミュレーション、及び前記パラメータ抽出部による前記寸法パラメータの値の抽出を繰り返し行うことにより、前記タイヤ性能のシミュレーションの計算結果の値と前記寸法パラメータの値のセットを複数セット用意して、前記タイヤ性能のシミュレーションの計算結果と、抽出した前記寸法パラメータとの関係を予測モデルに機械学習させる予測モデル作成部と、
所望のタイヤ性能の目標値から、機械学習した前記予測モデルを用いて前記寸法パラメータの値を算出することにより、前記目標値を実現する最適なタイヤ形状を決定する形状決定部と、
を有する。
Yet another aspect of the present invention is a tire shape determination device that determines a tire shape using a first tire shape creation system that creates a tire shape using a plurality of dimensional parameters of a tire that can be actually measured with respect to a tire shape that indicates a contour line of a tire cross section, and a second tire shape creation system that creates the tire shape using a plurality of non-dimensional parameters related to the tire shape that cannot be actually measured with respect to the tire shape.
a shape creation unit that creates an original tire shape using the non-dimension parameters by the second tire shape creation system;
a tire model creation unit that creates a tire model having the created original tire shape;
a simulation calculation unit that simulates tire performance using the tire model;
a parameter extraction unit that extracts values of the dimensional parameters related to a reproduced tire shape obtained by reproducing the original tire shape created by the shape creation unit using the first tire shape creation system;
a prediction model creation unit that prepares a plurality of sets of values of the calculation results of the simulation of the tire performance and values of the dimensional parameters by repeatedly performing the creation of the tire model by the tire model creation unit, the simulation of the tire performance by the simulation calculation unit, and the extraction of values of the dimensional parameters by the parameter extraction unit, and machine learning the relationship between the calculation results of the simulation of the tire performance and the extracted dimensional parameters into a prediction model;
a shape determination unit that determines an optimal tire shape for achieving a desired tire performance target value by calculating values of the dimensional parameters using the machine-learned predictive model; and
has.

さらに、本発明のさらに他の一態様は、タイヤ断面の輪郭線を示すタイヤ形状に関して実測可能なタイヤの複数の寸法パラメータを用いて前記タイヤ形状を作成する第1タイヤ形状作成システムと、前記タイヤ形状に関して実測できない前記タイヤ形状に関する複数の非寸法パラメータを用いて前記タイヤ形状を作成する第2タイヤ形状作成システムと、を用いて、タイヤ形状を決定するタイヤ形状決定装置である。当該装置は、
前記第2タイヤ形状作成システムにより前記非寸法パラメータを用いてオリジナルタイヤ形状を作成する形状作成部と、
前記形状作成部が作成した前記オリジナルタイヤ形状を前記第1タイヤ形状作成システムにより再現する再現タイヤ形状に関する前記寸法パラメータの値を抽出するパラメータ抽出部と、
作成した前記オリジナルタイヤ形状を、前記第1タイヤ形状作成システムで前記寸法パラメータを用いて再現した再現タイヤ形状を有するタイヤモデルを作成するモデル作成部と、
前記タイヤモデルを用いてタイヤ性能のシミュレーションをするシミュレーション計算部と、
前記形状作成部による前記タイヤ形状の作成、前記モデル作成部による前記タイヤモデルの作成、及び前記シミュレーション計算部による前記タイヤ性能のシミュレーションを繰り返し行うことにより、前記タイヤ性能のシミュレーションの計算結果の値と前記再現タイヤ形状に関する前記寸法パラメータの値のセットを複数セット用意して、前記タイヤ性能のシミュレーションの計算結果と前記寸法パラメータとの関係を予測モデルに機械学習させる予測モデル作成部と、
所望のタイヤ性能の目標値から、機械学習した前記予測モデルを用いて前記寸法パラメータの値を算出することにより、前記目標値を実現する最適なタイヤ形状を決定する形状決定部と、
を有する。
Yet another aspect of the present invention is a tire shape determination device that determines a tire shape using a first tire shape creation system that creates a tire shape using a plurality of dimensional parameters of a tire that can be actually measured with respect to a tire shape that indicates a contour line of a tire cross section, and a second tire shape creation system that creates the tire shape using a plurality of non-dimensional parameters of the tire shape that cannot be actually measured with respect to the tire shape.
a shape creation unit that creates an original tire shape using the non-dimension parameters by the second tire shape creation system;
a parameter extraction unit that extracts values of the dimensional parameters related to a reproduced tire shape obtained by reproducing the original tire shape created by the shape creation unit using the first tire shape creation system;
a model creation unit that creates a tire model having a reproduced tire shape by reproducing the created original tire shape by using the dimensional parameters in the first tire shape creation system;
a simulation calculation unit that simulates tire performance using the tire model;
a prediction model creation unit that prepares a plurality of sets of values of the calculation results of the simulation of the tire performance and values of the dimensional parameters related to the reproduced tire shape by repeatedly performing creation of the tire shape by the shape creation unit, creation of the tire model by the model creation unit, and simulation of the tire performance by the simulation calculation unit, and machine learning the relationship between the calculation results of the simulation of the tire performance and the dimensional parameters into a prediction model;
a shape determination unit that determines an optimal tire shape for achieving a desired tire performance target value by calculating values of the dimensional parameters using the machine-learned predictive model; and
has.

上述のタイヤ形状作成方法、タイヤ形状作成装置、及びプログラムによれば、所望のタイヤ性能の目標値を達成することができるタイヤ形状であって、実測可能な寸法パラメータの値により定まるタイヤ形状を安定して作成することができる。 The tire shape creation method, tire shape creation device, and program described above can stably create a tire shape that can achieve the desired tire performance target values and is determined by the values of measurable dimensional parameters.

一実施形態のタイヤ形状決定方法を説明する図である。1 is a diagram illustrating a tire shape determination method according to an embodiment. 一実施形態のタイヤ形状決定方法で用いる第1タイヤ形状作成システムが用いる寸法パラメータの一例を説明する図である。1 is a diagram illustrating an example of dimensional parameters used by a first tire shape creation system used in a tire shape determination method of one embodiment. FIG. 一実施形態のタイヤ形状決定方法で用いる第2タイヤ形状作成システムが用いる非寸法パラメータの一例を説明する図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a non-dimensional parameter used by a second tire shape creation system used in a tire shape determination method according to one embodiment. 図1に示すタイヤ形状決定方法と異なる他の一実施形態のタイヤ形状決定方法を説明する図である。2 is a diagram illustrating a tire shape determination method according to another embodiment different from the tire shape determination method shown in FIG. 1 . 一実施形態のタイヤ形状決定装置の構成図である。1 is a configuration diagram of a tire shape determination device according to an embodiment; 一実施形態のタイヤ形状決定方法のフローの一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a flow of a tire shape determination method according to an embodiment. 他の一実施形態のタイヤ形状決定方法のフローの一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of a flow of a tire shape determination method according to another embodiment.

本発明のタイヤ形状決定方法、タイヤ形状決定装置、及びプログラムについて図面を参照しながら説明する。図1は、一実施形態のタイヤ形状決定方法を説明する図である。 The tire shape determination method, tire shape determination device, and program of the present invention will be described with reference to the drawings. Figure 1 is a diagram illustrating a tire shape determination method of one embodiment.

(タイヤ形状決定方法)
図1に示すタイヤ形状決定方法は、コンピュータ内で起動する第1タイヤ形状作成システム及び第2タイヤ形状作成システムを用いてコンピュータがタイヤ形状を決定するものである。
第1タイヤ形状作成システムは、タイヤ形状に関して実測可能なタイヤの複数の寸法パラメータを用いてタイヤ形状を作成する。第2タイヤ形状作成システムは、タイヤ形状に関して実測できないタイヤ形状に関する複数の非寸法パラメータを用いてタイヤ形状を作成する。タイヤ形状は、タイヤ径方向に反って切断したタイヤ断面の輪郭線の形状である。
(Tire Shape Determination Method)
The tire shape determination method shown in FIG. 1 is a method in which a computer determines a tire shape using a first tire shape generation system and a second tire shape generation system running within a computer.
The first tire shape creation system creates a tire shape using a plurality of tire dimensional parameters that can be actually measured with respect to the tire shape. The second tire shape creation system creates a tire shape using a plurality of non-dimensional parameters that cannot be actually measured with respect to the tire shape. The tire shape is the shape of a contour line of a tire cross section cut with a warp in the tire radial direction.

図2は、第1タイヤ形状作成システムが用いる寸法パラメータの一例を説明する図である。寸法パラメータは、図2に示すように、タイヤの外表面の輪郭線を規定する寸法である。寸法パラメータは、タイヤ最大外径DA、タイヤ内径DC、タイヤ最大幅位置DB、タイヤ最大幅WA、タイヤトレッド曲率半径RA,RB,・・・、タイヤサイド曲率半径RC,RD,・・・を少なくとも含む。
このようなパラメータは、タイヤ形状をレーザ変位計で計測することにより、値を取得することができる。このような寸法パラメータを用いてタイヤ形状を作成することができる。
Fig. 2 is a diagram for explaining an example of dimensional parameters used by the first tire shape creation system. As shown in Fig. 2, the dimensional parameters are dimensions that define the contour line of the outer surface of the tire. The dimensional parameters include at least the maximum tire outer diameter DA, the tire inner diameter DC, the maximum tire width position DB, the maximum tire width WA, the tire tread curvature radii RA, RB, ..., and the tire side curvature radii RC, RD, ....
The values of such parameters can be obtained by measuring the tire shape with a laser displacement meter. The tire shape can be created using such dimensional parameters.

図3は、第2タイヤ形状作成システムが用いる非寸法パラメータの一例を説明する図である。第2タイヤ形状作成システムは、予め定めた複数の基底タイヤ形状を重み付け係数で平均化して得られる合成タイヤ形状を作成する。図3では、基底タイヤ形状は、予め定めたタイヤ形状が異なるが、同じモデル構成の2つの基底タイヤモデルBM1,BM2のタイヤ形状である。基底タイヤモデルBM1,BM2は、例えば有限要素モデルであり、各節点の位置座標及び各要素を構成する節点(節点の番号)が定められている。したがって、タイヤモデルBM1とタイヤモデルBM2のそれぞれに重み付け係数を乗算して平均化する(位置座標の値を重み付け平均する)ことにより、新たなタイヤ形状を有する合成タイヤモデルCMを作成することができる。図3に示す例では、基底タイヤモデルBM1に係る重み付け係数P1=0.2とし、基底タイヤモデルBM2に係る重み付け係数P2=0.8とした合成タイヤモデルCM1と、基底タイヤモデルBM1に係る重み付け係数P1=0.4とし、基底タイヤモデルBM2に係る重み付け係数P2=0.6とした合成タイヤモデルCM2の例が示されている。タイヤ形状の作成は、図3に示すようにタイヤモデルを用いてタイヤ形状を作成する必要はなく、複数の基底タイヤ形状を予め揃えておき、各基底タイヤ形状に係る重み付け係数の値を自在に設定して、各基底タイヤ形状を平均化することにより、自在なタイヤ形状を作成することができる。このような重み付け係数P1,P2は、実測できない、タイヤ形状に関する非寸法パラメータである。図3では、2つの基底タイヤ形状を用いるが、3つ以上の基底タイヤ形状を用いることができる。 Figure 3 is a diagram illustrating an example of non-dimensional parameters used by the second tire shape creation system. The second tire shape creation system creates a composite tire shape obtained by averaging a plurality of predetermined base tire shapes with a weighting coefficient. In Figure 3, the base tire shape is the tire shape of two base tire models BM1 and BM2 that have different predetermined tire shapes but the same model configuration. The base tire models BM1 and BM2 are, for example, finite element models, and the position coordinates of each node and the nodes (node numbers) that constitute each element are determined. Therefore, a composite tire model CM having a new tire shape can be created by multiplying each of the tire models BM1 and BM2 by a weighting coefficient and averaging them (weighting the values of the position coordinates). In the example shown in FIG. 3, a composite tire model CM1 in which the weighting coefficient P1 for the base tire model BM1 is 0.2 and the weighting coefficient P2 for the base tire model BM2 is 0.8, and a composite tire model CM2 in which the weighting coefficient P1 for the base tire model BM1 is 0.4 and the weighting coefficient P2 for the base tire model BM2 is 0.6 are shown. It is not necessary to create a tire shape using a tire model as shown in FIG. 3. A tire shape can be created freely by preparing a plurality of base tire shapes in advance, freely setting the values of the weighting coefficients for each base tire shape, and averaging each base tire shape. Such weighting coefficients P1 and P2 are non-dimensional parameters related to the tire shape that cannot be measured. In FIG. 3, two base tire shapes are used, but three or more base tire shapes can be used.

なお、図3に示す第2タイヤ形状作成システムでは、複数の基底タイヤ形状のそれぞれに係る重み付け係数を非寸法パラメータとして用いたが、ベジェ曲線や非一様有利Bスプライン(NURBS)曲線等の自由曲線でタイヤ形状を定める場合、これらの自由曲線における制御点の位置座標を非寸法パラメータとして用いることもできる。 In the second tire shape creation system shown in FIG. 3, the weighting coefficients for each of the multiple base tire shapes are used as non-dimensional parameters, but when the tire shape is defined by free curves such as Bezier curves and non-uniformly-advantaged B-spline (NURBS) curves, the position coordinates of the control points on these free curves can also be used as non-dimensional parameters.

図1に戻って、まず、第2タイヤ形状システムにおいて非寸法パラメータの値を定めて、例えば図3に示すような方法によりオリジナルタイヤ形状を作成し、このオリジナルタイヤ形状を有するタイヤモデル(例えば有限要素法で作成されたタイヤモデル)を作成する。このタイヤモデルを用いて、タイヤ性能を評価するためのシミュレーション計算を行う。このシミュレーション計算は、例えば、タイヤに所定の内圧を充填したときのタイヤ形状の変形計算、タイヤが接地したときの接地形状の計算、タイヤが接地したときの接地圧分布の計算、タイヤのばね定数の計算、及び転がり抵抗の計算が例示される。タイヤ形状の変形、タイヤが接地したときの接地形状、タイヤが接地したときの接地圧分布は、タイヤの耐久性能、摩耗性能、偏摩耗性脳、あるいはタイヤの運動性能に影響を与えるものであり、タイヤ性能の評価において有効な評価要素である。タイヤ形状の変形計算の場合、例えば、注目する位置におけるタイヤ変形量、歪、あるいは応力を算出する。接地形状の計算の場合、例えば、接地形状の形状をアスペクト比や形状(矩形形状、円形状)等の特徴を数値化した値を算出する。接地圧分布の計算では、例えば、2つの注目する位置の接地圧の比率を算出する。勿論、シミュレーション計算として、タイヤ性能として、タイヤを接地して転動する処理を行って、転がり抵抗、摩擦力、摩擦エネルギ、コーナリング時に発生する力やモーメント、突起を踏み込んだ時の振動等を計算してもよい。このようなシミュレーション計算は、周知の技術であるのでその説明は省略する。 Returning to FIG. 1, first, the values of the non-dimensional parameters are determined in the second tire shape system, and an original tire shape is created, for example, by a method such as that shown in FIG. 3, and a tire model having this original tire shape (for example, a tire model created by the finite element method) is created. Using this tire model, a simulation calculation is performed to evaluate tire performance. Examples of this simulation calculation include, for example, a calculation of the deformation of the tire shape when the tire is filled with a predetermined internal pressure, a calculation of the contact shape when the tire is grounded, a calculation of the contact pressure distribution when the tire is grounded, a calculation of the tire spring constant, and a calculation of the rolling resistance. The deformation of the tire shape, the contact shape when the tire is grounded, and the contact pressure distribution when the tire is grounded affect the durability performance, wear performance, uneven wear brain, or the tire's motion performance, and are effective evaluation elements in evaluating tire performance. In the case of a tire shape deformation calculation, for example, the tire deformation amount, strain, or stress at a position of interest is calculated. In the case of a contact shape calculation, for example, a value obtained by quantifying the characteristics of the contact shape such as the aspect ratio and shape (rectangular shape, circular shape), etc. In calculating the contact pressure distribution, for example, the ratio of the contact pressures at two points of interest is calculated. Of course, as a simulation calculation, the tire performance can be calculated by performing a process of rolling the tire on the ground and rolling, and calculating the rolling resistance, frictional force, frictional energy, the force and moment generated when cornering, and the vibration when stepping on a protrusion. This type of simulation calculation is a well-known technique, so a description thereof will be omitted.

一方、第1タイヤ形状作成システムでは、第2タイヤ形状作成システムにより非寸法パラメータを用いて作成したオリジナルタイヤ形状を再現した再現タイヤを作成するとき、再現タイヤ形状に関する寸法パラメータの値を抽出する。寸法パラメータの値として、図1に示すように、タイヤ最大外径DA、タイヤ内径DC、タイヤ最大幅位置DB、タイヤ最大幅WA、タイヤトレッド曲率半径RA,RB・・・、タイヤサイド曲率半径RC,RD,・・・の各値を含む。したがって、第1タイヤ形状作成システムにより作成した再現タイヤ形状に関する寸法パラメータの各値を得て、シミュレーションの計算結果と寸法パラメータの各値のセットを得ることができる。
第2タイヤ形状作成システムでは、非寸法パラメータの値を種々変更することにより、異なる種々のオリジナルタイヤ形状を作成することができるので、このオリジナルタイヤ形状それぞれから得られるシミュレーションの計算結果と寸法パラメータの各値をセットとして複数セットを用意することができる。
On the other hand, in the first tire shape creation system, when creating a reproduced tire that reproduces the original tire shape created by the second tire shape creation system using non-dimensional parameters, values of dimensional parameters related to the reproduced tire shape are extracted. As shown in Fig. 1, the dimensional parameter values include the tire maximum outer diameter DA, tire inner diameter DC, tire maximum width position DB, tire maximum width WA, tire tread radii of curvature RA, RB, ..., tire side radii of curvature RC, RD, .... Therefore, by obtaining the values of the dimensional parameters related to the reproduced tire shape created by the first tire shape creation system, a set of the simulation calculation results and the values of the dimensional parameters can be obtained.
In the second tire shape creation system, a variety of different original tire shapes can be created by changing the values of the non-dimensional parameters in various ways, so that multiple sets can be prepared by combining the simulation calculation results obtained from each of these original tire shapes with the values of the dimensional parameters.

こうして用意された複数セットは、コンピュータ内に事前に設定された予測モデルに機械学習させるための学習データとして付与される。これにより、予測モデルに、タイヤ性能のシミュレーションの計算結果と、寸法パラメータとの関係を機械学習させることができる。予測モデルは、周知のディープラーニングに代表されるニューラルネットワークを用いたモデル、複数の決定木を使用して、「分類」または「回帰」をする、周知のランダムフォレスト法を用いたモデル、LASSO回帰を用いたモデルを含む。また、予測モデルとして、多項式あるいはクリギング、RBF(Radial Base Function)を用いた非線形関数を用いることもできる。 These multiple sets are then given as learning data for machine learning into a predictive model that has been set up in advance in a computer. This allows the predictive model to learn the relationship between the tire performance simulation calculation results and the dimensional parameters by machine learning. Predictive models include models using neural networks, such as the well-known deep learning, models using the well-known random forest method that uses multiple decision trees for "classification" or "regression," and models using LASSO regression. In addition, nonlinear functions using polynomials, kriging, or RBF (Radial Base Function) can also be used as predictive models.

こうして機械学習をした予測モデルを用いて、所望のタイヤ性能の目標値から、この目標値に対応する寸法パラメータの値を算出することにより、目標値を実現する最適なタイヤ形状を決定する。さらに、決定した最適なタイヤ形状に対して、タイヤ構成部材の配置及びタイヤ構成部材の厚さや幅を定めることによりタイヤを設計することができる。 Using the machine learning prediction model, the system determines the optimal tire shape that achieves the target value by calculating the dimensional parameter values corresponding to the target value from the target value of the desired tire performance. Furthermore, the system can design the tire by determining the arrangement of the tire components and the thickness and width of the tire components for the optimal tire shape that has been determined.

予測モデルは、寸法パラメータの値を入力データとし、シミュレーション計算結果を予測するように構築されている場合、タイヤ性能の目標値を予測モデルに与えてもこの目標値に対応する寸法パラメータの値を予測して出力することはできない。この場合、寸法パラメータの値を種々変更して、目標値を達成するような最適な寸法パラメータの値を探索することが好ましい。このような最適な寸法パラメータの値の探索には、例えば、進化的アルゴリズムを利用することができる。進化的アルゴリズムは、Genetic Algorithm(遺伝的アルゴリズム)、Differential Evolution、Particle Swarm Optimization、Ant Colony Optimization等を含む。実験計画法やラテンハイパーキューブ法を利用することもできる。 When a prediction model is constructed to predict simulation calculation results using dimensional parameter values as input data, even if a target value for tire performance is given to the prediction model, it is not possible to predict and output the value of the dimensional parameter corresponding to this target value. In this case, it is preferable to search for the optimal value of the dimensional parameter that achieves the target value by changing the value of the dimensional parameter in various ways. For example, an evolutionary algorithm can be used to search for such an optimal value of the dimensional parameter. Evolutionary algorithms include Genetic Algorithm, Differential Evolution, Particle Swarm Optimization, Ant Colony Optimization, etc. Experimental design and Latin hypercube method can also be used.

第1タイヤ形状作成システムでは、上述したように、寸法パラメータの各値の組み合わせによって、タイヤ形状の作成プロセスが一部破綻してタイヤ形状の作成ができなくなる場合があり、タイヤ形状を安定して作成することはできない場合があるが、第2タイヤ形状作成システムでは、非寸法パラメータを用いてオリジナルタイヤ形状を安定して作成することができ、このオリジナルタイヤ形状から、第1タイヤ形状作成システムにおいて最も近似した(再現した)再現タイヤ形状を、寸法パラメータを用いて作成するので、寸法パラメータの値を安定して抽出することができる。しかも、第2タイヤ形状作成システムでは、図3に示すような基底タイヤ形状を有する基底タイヤモデルを2つ以上用いて、種々のタイヤ形状を作成する場合、タイヤ形状を自由度高く変化させることができるので、目標値に対応するタイヤ形状を確実に得ることができる。 As described above, in the first tire shape creation system, depending on the combination of the values of the dimensional parameters, the tire shape creation process may partially fail, making it impossible to create the tire shape, and the tire shape may not be created stably. However, in the second tire shape creation system, the original tire shape can be stably created using non-dimensional parameters, and the first tire shape creation system creates the most approximate (reproduced) reproduced tire shape from this original tire shape using dimensional parameters, so the values of the dimensional parameters can be stably extracted. Moreover, in the second tire shape creation system, when various tire shapes are created using two or more base tire models having a base tire shape such as that shown in Figure 3, the tire shape can be changed with a high degree of freedom, so a tire shape corresponding to the target value can be reliably obtained.

図4は、図1に示すタイヤ形状決定方法と異なる他の一実施形態のタイヤ形状決定方法を説明する図である。
図4に示すタイヤ形状決定方法では、第2タイヤ形状作成システムによりオリジナルタイヤ形状を作成した後、このオリジナルタイヤ形状を第1タイヤ形状作成システムに付与して、付与したオリジナルタイヤ形状を第1タイヤ形状作成システムにより再現するための寸法パラメータの値、例えばタイヤ最大外径DA、タイヤ内径DC、タイヤ最大幅位置DB等の寸法パラメータの値を抽出して、オリジナルタイヤ形状を再現した再現タイヤ形状を作成する。
オリジナルタイヤ形状を第1タイヤ形状作成システムにより再現した再現タイヤ形状を有するタイヤモデル(例えば有限要素法で作成されたタイヤモデル)を作成し、このタイヤモデルを用いて、図1に示すタイヤ形状決定方法と同様にタイヤ性能のシミュレーション計算を行う。
FIG. 4 is a diagram for explaining a tire shape determining method according to another embodiment different from the tire shape determining method shown in FIG.
In the tire shape determination method shown in FIG. 4 , after an original tire shape is created by the second tire shape creation system, this original tire shape is applied to the first tire shape creation system, and dimensional parameter values for reproducing the applied original tire shape by the first tire shape creation system, such as dimensional parameter values such as the tire maximum outer diameter DA, tire inner diameter DC, and maximum tire width position DB, are extracted to create a reproduced tire shape that reproduces the original tire shape.
A tire model (e.g., a tire model created by the finite element method) having a reproduced tire shape is created by reproducing the original tire shape using a first tire shape creation system, and this tire model is used to perform simulation calculations of tire performance in the same manner as the tire shape determination method shown in Figure 1.

第2タイヤ形状作成システムでは、非寸法パラメータの値を種々変更することにより、異なる種々のオリジナルタイヤ形状を作成することができるので、このオリジナルタイヤ形状それぞれから第1タイヤ形状作成システムにより作成される再現タイヤ形状に関する寸法パラメータの値と、タイヤモデルを用いたシミュレーションの計算結果をセットとして複数セットを用意することができる。
こうして用意された複数セットは、予測モデルを機械学習させるための学習データとして用いられる。
以降の流れは、図1に示すタイヤ形状決定方法と同様であるので、その説明は省略する。
In the second tire shape creation system, a variety of different original tire shapes can be created by changing the values of the non-dimensional parameters in various ways, so multiple sets can be prepared by combining the values of the dimensional parameters related to the reproduced tire shape created by the first tire shape creation system from each of these original tire shapes with the calculation results of a simulation using a tire model.
The multiple sets prepared in this way are used as training data for machine learning of a predictive model.
The subsequent flow is the same as that of the tire shape determination method shown in FIG. 1, and therefore a description thereof will be omitted.

図4に示すタイヤ形状決定方法では、第2タイヤ形状作成システムで作成したオリジナルタイヤ形状を再現するように、第1タイヤ形状作成システムにより作成した再現タイヤ形状の寸法パラメータの値とこの再現タイヤ形状を有するタイヤモデルを用いたシミュレーション計算結果のセットを予測モデルの学習データとして用いるので、図1に示すタイヤ形状決定方法において、第1タイヤ形状作成システムにより作成した再現タイヤ形状の寸法パラメータの値とオリジナルタイヤ形状を有するタイヤモデルを用いたシミュレーション計算結果のセットを予測モデルの学習データとして用いる場合に比べて、予測モデルにおける予測精度を向上させることができる。 In the tire shape determination method shown in FIG. 4, a set of dimensional parameter values of the reproduced tire shape created by the first tire shape creation system and simulation calculation results using a tire model having this reproduced tire shape is used as learning data for the prediction model so as to reproduce the original tire shape created by the second tire shape creation system. Therefore, the prediction accuracy of the prediction model can be improved compared to the case in which the tire shape determination method shown in FIG. 1 uses a set of dimensional parameter values of the reproduced tire shape created by the first tire shape creation system and simulation calculation results using a tire model having the original tire shape as learning data for the prediction model.

(タイヤ形状決定装置)
図5は、図1,4に示すタイヤ形状決定方法を行う一実施形態のタイヤ形状決定装置の構成図である。タイヤ形状決定装置10は、CPU12、RAM14、ROM16を備えるコンピュータにより構成されている。タイヤ形状決定装置10には、マウス・キーボード17及びディスプレイ18と接続されている。
タイヤ形状決定装置10は、ROM16に記憶されているプログラムを読みだして起動することにより、モジュール20が形成される。すなわち、モジュール20は、ソフトウェアモジュールである。RAM14には、以下説明する処理の途中結果等を一時記憶する。
(Tire Shape Determining Device)
Fig. 5 is a configuration diagram of a tire shape determining device of one embodiment that performs the tire shape determining method shown in Figs. 1 and 4. The tire shape determining device 10 is configured by a computer including a CPU 12, a RAM 14, and a ROM 16. A mouse/keyboard 17 and a display 18 are connected to the tire shape determining device 10.
The tire shape determination device 10 reads out and starts a program stored in the ROM 16, thereby forming a module 20. In other words, the module 20 is a software module. The RAM 14 temporarily stores intermediate results of the processing described below.

モジュール20は、形状作成部22、タイヤモデル作成部24、シミュレーション計算部26、パラメータ抽出部28、予測モデル作成部30、及び形状決定部32を備える。これらの機能は、主にCPU12の演算により実質的に実現される。 The module 20 includes a shape creation unit 22, a tire model creation unit 24, a simulation calculation unit 26, a parameter extraction unit 28, a predictive model creation unit 30, and a shape determination unit 32. These functions are essentially realized mainly by the calculations of the CPU 12.

形状作成部22は、第1タイヤ形状作成システム及び第2タイヤ形状作成システムをサブプログラムモジュールとして備え、CPU12からの指示により、第1タイヤ形状作成システムにより寸法パラメータを用いて再現タイヤ形状を作成し、また、第2タイヤ形状作成システムにより非寸法パラメータを用いてオリジナルタイヤ形状を作成する部分である。 The shape creation unit 22 includes a first tire shape creation system and a second tire shape creation system as subprogram modules, and creates a reproduced tire shape using dimensional parameters by the first tire shape creation system in response to instructions from the CPU 12, and creates an original tire shape using non-dimensional parameters by the second tire shape creation system.

タイヤモデル作成部24は、形状作成部22で作成したタイヤ形状、すなわち、オリジナルタイヤ形状あるいは再現タイヤ形状を有するように、タイヤモデルを作成する部分である。タイヤモデルは、例えば、節点及び有限要素が規定されたモデルである。タイヤモデルは、数値計算が可能なモデルであればよく、例えば、有限要素モデルの他に、有限差分法や有限体積法等を用いてタイヤを再現した離散化モデルであってもよい。タイヤモデルは、複数のタイヤ形状に関して作成されるが、タイヤモデルにおけるタイヤ構成部材の種類、配置、及び寸法がいずれも同じになるように固定されて作成される。 The tire model creation unit 24 is a part that creates a tire model so as to have the tire shape created by the shape creation unit 22, i.e., the original tire shape or the reproduced tire shape. The tire model is, for example, a model in which nodes and finite elements are defined. The tire model may be any model that allows numerical calculations, and may be, for example, a finite element model or a discretized model that reproduces a tire using the finite difference method or the finite volume method. Tire models are created for multiple tire shapes, but the types, arrangements, and dimensions of the tire components in the tire model are all fixed so that they are the same.

シミュレーション計算部26は、作成したタイヤモデルを用いてタイヤ性能のシミュレーションの計算をする部分である。シミュレーションの計算の指定は、マウス・キーボード17からの入力により行われる。シミュレーションの計算は、タイヤに所定の内圧を充填したときのタイヤ形状の変形計算、タイヤが接地したときの接地形状の計算、タイヤが接地したときの接地圧分布の計算、タイヤのばね定数の計算、及び転がり抵抗の計算を少なくとも含み、さらに、シミュレーションの計算として、タイヤを接地して転動する処理を行って、転がり抵抗、摩擦力、摩擦エネルギ、コーナリング時に発生する力やモーメント、突起を踏み込んだ時の振動等を計算してもよい。
このようなシミュレーションの計算結果としてタイヤ性能に関する評価のための数値が算出される。
The simulation calculation unit 26 is a part that performs simulation calculations of tire performance using the created tire model. The simulation calculation is specified by inputting from the mouse/keyboard 17. The simulation calculation includes at least calculation of deformation of the tire shape when the tire is filled with a predetermined internal pressure, calculation of the contact shape when the tire contacts the ground, calculation of the contact pressure distribution when the tire contacts the ground, calculation of the tire spring constant, and calculation of the rolling resistance. Furthermore, as the simulation calculation, a process of rolling the tire on the ground and rolling may be performed to calculate the rolling resistance, frictional force, frictional energy, force and moment generated during cornering, vibration when stepping on a protrusion, etc.
As a result of such simulation calculations, numerical values for evaluating tire performance are calculated.

パラメータ抽出部28は、第2タイヤ形状作成システムにより作成したオリジナルタイヤ形状を第1タイヤ形状作成システムにより再現することにより再現タイヤ形状に関する寸法パラメータの値を抽出する部分である。ここで、オリジナルタイヤ形状の再現とは、オリジナルタイヤ形状に最も近接する、あるいは一致する再現タイヤ形状を作成することをいう。 The parameter extraction unit 28 is a part that extracts values of dimensional parameters related to the reproduced tire shape by reproducing the original tire shape created by the second tire shape creation system using the first tire shape creation system. Here, reproduction of the original tire shape means creating a reproduced tire shape that is closest to or identical to the original tire shape.

予測モデル作成部30は、形状作成部22にて、非寸法パラメータの値に基づいて作成したオリジナルタイヤ形状あるいは再現タイヤ形状を有するタイヤモデルのシミュレーションの計算結果の数値と、パラメータ抽出部28で抽出した再現タイヤ形状に関する寸法パラメータの値をセットとして、非寸法パラメータの値を種々変更して処理を繰り返すことにより、上記セットを複数用意する。予測モデル作成部30は、用意した複数セットを、予測モデルを機械学習させるための学習データとして、予測モデルに付与する。学習データを作成するために、非寸法パラメータの値をどのように変更するかについては、マウス・キーボード17により適宜入力指示される。
予測モデルでは、例えばニューラルネットワークを用いたモデルの場合、階層数とノードが適宜設定されて、モデルが構築される。階層数は、例えば、マウス・キーボード17から指示入力される。ノード数は、モデルに構築に応じて変化する。こうして予測モデルは、寸法パラメータとシミュレーションの計算結果との関係を機械学習したモデルとなる。
The predictive model creation unit 30 prepares a plurality of sets by repeating the process while changing the values of the non-dimensional parameters, using as a set the numerical values of the calculation results of the simulation of a tire model having an original tire shape or a reproduced tire shape created by the shape creation unit 22 based on the values of the non-dimensional parameters and the values of the dimensional parameters related to the reproduced tire shape extracted by the parameter extraction unit 28. The predictive model creation unit 30 assigns the prepared plurality of sets to the predictive model as learning data for machine learning the predictive model. The mouse/keyboard 17 is used to appropriately input instructions as to how to change the values of the non-dimensional parameters in order to create the learning data.
In the case of a prediction model using a neural network, for example, the number of layers and nodes are appropriately set and the model is constructed. The number of layers is, for example, specified and input from the mouse/keyboard 17. The number of nodes changes depending on the construction of the model. In this way, the prediction model becomes a model that has been machine-learned to learn the relationship between the dimensional parameters and the results of the simulation calculations.

形状決定部32は、マウス・キーボード17から入力された所望のタイヤ性能の目標値から、機械学習した予測モデルを用いて寸法パラメータの値を算出することにより、目標値を実現する最適なタイヤ形状を決定する部分である。目標値を実現する最適なタイヤ形状は、寸法パラメータで定められる。一方、予測モデルは、寸法パラメータの値を入力することによりシミュレーションの計算結果の値を出力するので、タイヤ性能の目標値からこの目標値を達成する寸法パラメータの最適値を探索する処理を行う必要がある。このため、寸法パラメータの最適値を算出するために、進化的アルゴリズムを利用することができる。このような最適値の探索方法は、マウス・キーボード17からの入力指示により設定される。 The shape determination unit 32 is a part that determines the optimal tire shape that realizes the target value by calculating the value of the dimensional parameters using a machine-learned prediction model from the target value of the desired tire performance input from the mouse/keyboard 17. The optimal tire shape that realizes the target value is determined by the dimensional parameters. Meanwhile, since the prediction model outputs the value of the simulation calculation result by inputting the value of the dimensional parameters, it is necessary to perform a process of searching for the optimal value of the dimensional parameters that achieves this target value from the target value of the tire performance. For this reason, an evolutionary algorithm can be used to calculate the optimal value of the dimensional parameters. The method of searching for such an optimal value is set by inputting instructions from the mouse/keyboard 17.

ディスプレイ18は、モジュール20での処理結果や処理途中の情報を画面表示し、また、マウス・キーボード17から入力をするための入力設定画面を表示することができる。ディスプレイ18は、例えば、オリジナルタイヤ形状と再現タイヤ形状を画面表示し、また、形状決定部32で決定したタイヤ形状、さらには、寸法パラメータの値を画面表示する。 The display 18 displays the results of processing in the module 20 and information during processing, and can also display an input setting screen for input from the mouse and keyboard 17. The display 18 displays, for example, the original tire shape and the reproduced tire shape, and also displays the tire shape determined by the shape determination unit 32, as well as the values of dimensional parameters.

図6は、図1に示すタイヤ形状決定方法のフローの一例を示す図である。 Figure 6 shows an example of the flow of the tire shape determination method shown in Figure 1.

まず、形状作成部22は、第2タイヤ形状システムにより、非寸法パラメータの値を用いてオリジナルタイヤ形状を作成し、さらに、タイヤモデル作成部24は、作成したオリジナルタイヤ形状を有するタイヤモデルを作成する(ステップST10)。 First, the shape creation unit 22 creates an original tire shape using the values of the non-dimensional parameters by the second tire shape system, and then the tire model creation unit 24 creates a tire model having the created original tire shape (step ST10).

次に、シミュレーション計算部26は、作成したタイヤモデルを用いて設定したタイヤ性能のシミュレーション計算を行う(ステップST12)。シミュレーションの計算結果として、タイヤ性能に関する評価値が算出される。 Next, the simulation calculation unit 26 performs a simulation calculation of the set tire performance using the created tire model (step ST12). As a result of the simulation calculation, an evaluation value for the tire performance is calculated.

パラメータ抽出部28は、ステップST10で作成したオリジナルタイヤ形状を第1タイヤ形状作成システムにより再現する再現タイヤ形状に関する寸法パラメータの値を抽出する(ステップST14)。第1タイヤ形状作成システムでは、再現タイヤ形状(輪郭線)がステップST10で作成したオリジナルタイヤ形状(輪郭線)に最適に近似するように、寸法パラメータの値が種々変更されて、最適な寸法パラメータの値が抽出される。 The parameter extraction unit 28 extracts values of dimensional parameters related to the reproduced tire shape that reproduces the original tire shape created in step ST10 using the first tire shape creation system (step ST14). In the first tire shape creation system, the values of the dimensional parameters are variously changed so that the reproduced tire shape (contour line) optimally approximates the original tire shape (contour line) created in step ST10, and optimal dimensional parameter values are extracted.

予測モデル作成部30は、ステップST12におけるシミュレーションの計算結果と、ステップST14における寸法パラメータの値のセットを学習データの一データとして用意する(ステップST16)。
次に予測モデル作成部30は、学習データの数(セット数)が所定数に達したか否かを判定する(ステップST18)。学習データの数が所定数に達しない場合、非寸法パラメータの値が調整されて(ステップST20)、ステップST10に戻り、第2タイヤ形状作成システムによりオリジナルタイヤ形状が作成される。こうして、学習データの数が所定数に達するまで、ステップST10~20が繰り返され、学習データが用意される。所定数は、例えば、数1000~数10000である。
The prediction model creation unit 30 prepares the calculation results of the simulation in step ST12 and a set of the dimensional parameter values in step ST14 as one piece of learning data (step ST16).
Next, the prediction model creation unit 30 determines whether or not the number of learning data (number of sets) has reached a predetermined number (step ST18). If the number of learning data has not reached the predetermined number, the values of the non-dimension parameters are adjusted (step ST20), and the process returns to step ST10, where an original tire shape is created by the second tire shape creation system. In this manner, steps ST10 to ST20 are repeated and learning data is prepared until the number of learning data reaches the predetermined number. The predetermined number is, for example, several thousand to several tens of thousands.

学習データ数が所定数に達すると、予測モデル作成部30は、学習データを予測モデルに供給して、予測モデルを機械学習させる(ステップST22)。
この後、機械学習した予測モデルを用いて、マウス・キーボード17から入力指示されたタイヤ性能の目標値を実現する最適なタイヤ形状を探索して決定する(ステップS24)。タイヤ性能の目標値を実現する最適なタイヤ形状を得る場合、例えば、寸法パラメータの値を種々変更しながら目標値に最も近似する最適値を求めるために、周知の進化的アルゴリズムを利用することができる。
こうして目標値を実現する最適なタイヤ形状がディスプレイ18に画面表示されるとともに、図示されないCADシステムに送られて、タイヤ構成部材の種類、タイヤ構成部材の寸法、タイヤ構成部材の配置位置等が検討され、タイヤ設計が行われる。
When the number of pieces of training data reaches a predetermined number, the prediction model creation unit 30 supplies the training data to the prediction model, and performs machine learning on the prediction model (step ST22).
Thereafter, the machine-learned predictive model is used to search for and determine an optimal tire shape that realizes the target tire performance values inputted through the mouse/keyboard 17 (step S24). When obtaining an optimal tire shape that realizes the target tire performance values, for example, a well-known evolutionary algorithm can be used to find optimal values that are closest to the target values while variously changing the values of dimensional parameters.
The optimum tire shape that realizes the target values is then displayed on the display 18 and sent to a CAD system (not shown), where the types of tire constituent components, the dimensions of the tire constituent components, the positions of the tire constituent components, etc. are considered and the tire is designed.

図7は、図4に示すタイヤ形状決定方法のフローの一例を示す図である。 Figure 7 shows an example of the flow of the tire shape determination method shown in Figure 4.

図7に示すフローのステップST52~54の内容は、図6に示すフローのステップST22~24と同じであるのでその説明は省略する。 The contents of steps ST52 to ST54 in the flow shown in FIG. 7 are the same as steps ST22 to ST24 in the flow shown in FIG. 6, so their explanation is omitted.

まず、形状作成部22は、第2タイヤ形状システムにより、非寸法パラメータの値を用いてオリジナルタイヤ形状を作成する(ステップST40)。 First, the shape creation unit 22 creates an original tire shape using the values of the non-dimensional parameters with the second tire shape system (step ST40).

さらに、形状作成部22及びパラメータ抽出部28は、お互いに連動して第2タイヤ形状システムにより作成したオリジナルタイヤ形状を第1タイヤ形状作成システムにより再現する再現タイヤ形状に関する寸法パラメータの値を抽出して再現タイヤ形状を作成し、さらにタイヤモデル作成部24は、再現タイヤ形状を有するタイヤモデルを作成する(ステップST42)。第1タイヤ形状作成システムにより再現タイヤ形状を作成する場合、パラメータ抽出部28は、寸法パラメータの値を抽出する。したがって、オリジナルタイヤ形状を第1タイヤ形状作成システムにより再現した場合、再現タイヤ形状に関する寸法パラメータの値も得ることができる。
なお、オリジナルタイヤ形状は、再現タイヤ形状と完全に一致せず、再現タイヤ形状の一部が、オリジナルタイヤ形状から変更される場合もある。このため、シミュレーションの計算では、再現タイヤ形状を有するタイヤモデルが用いられる。
Furthermore, the shape creation unit 22 and the parameter extraction unit 28 work in conjunction with each other to extract values of dimensional parameters related to a reproduced tire shape in which the original tire shape created by the second tire shape creation system is reproduced by the first tire shape creation system to create a reproduced tire shape, and further the tire model creation unit 24 creates a tire model having the reproduced tire shape (step ST42). When the reproduced tire shape is created by the first tire shape creation system, the parameter extraction unit 28 extracts values of dimensional parameters. Therefore, when the original tire shape is reproduced by the first tire shape creation system, the values of dimensional parameters related to the reproduced tire shape can also be obtained.
In addition, the original tire shape does not completely match the reproduced tire shape, and a part of the reproduced tire shape may be changed from the original tire shape. For this reason, a tire model having a reproduced tire shape is used in the simulation calculation.

シミュレーション計算部26は、作成したタイヤモデルを用いて設定したタイヤ性能のシミュレーション計算を行う(ステップST44)。シミュレーションの計算結果として、タイヤ性能に関する評価値が算出される。 The simulation calculation unit 26 performs a simulation calculation of the set tire performance using the created tire model (step ST44). As a result of the simulation calculation, an evaluation value for the tire performance is calculated.

予測モデル作成部30は、ステップST44におけるシミュレーションの計算結果と、ステップST42で得られた寸法パラメータの値のセットを学習データの一データとして用意する(ステップST46)。
こうして、予測モデル作成部30は、学習データの数が所定数に達するまで、ステップST40~50が繰り返され、学習データが用意される。所定数は、例えば、数1000~数10000である。
The prediction model creation section 30 prepares the result of the simulation calculation in step ST44 and a set of the dimensional parameter values obtained in step ST42 as one piece of learning data (step ST46).
In this manner, the prediction model creation unit 30 repeats steps ST40 to ST50 to prepare training data until the number of training data reaches a predetermined number. The predetermined number is, for example, several thousand to several tens of thousands.

こうして得られた学習データを用いて予測モデルを機械学習させ、機械学習した予測モデルを用いて、タイヤ性能の目標値を実現する最適なタイヤ形状を決定することができる(ステップST52,54)。 The learning data thus obtained is used to train a predictive model, and the machine-learned predictive model can be used to determine the optimal tire shape that achieves the target tire performance values (steps ST52, ST54).

このように、オリジナルタイヤ形状を再現した再現タイヤ形状に関する寸法パラメータの値と、再現タイヤ形状を有するタイヤモデルを用いたシミュレーションの計算結果の値とを学習データとして用意するので、所望のタイヤ性能の目標値を達成することができるタイヤ形状であって、実測可能な寸法パラメータの値により定まるタイヤ形状を安定して作成することができる。 In this way, the values of the dimensional parameters related to the reproduced tire shape that reproduces the original tire shape and the values of the calculation results of a simulation using a tire model having the reproduced tire shape are prepared as learning data, so that a tire shape that can achieve the desired target values of tire performance and is determined by the values of measurable dimensional parameters can be stably created.

一実施形態によれば、寸法パラメータの値の抽出では、第1タイヤ形状作成システムで作成するタイヤ形状の輪郭線と第2タイヤ形状作成システムで作成したオリジナルタイヤ形状の輪郭線との誤差を目的関数とし、寸法パラメータの値を未知変数とする最小問題として寸法パラメータの値を抽出することが好ましい。この場合、寸法パラメータの値を抽出するために、例えば、Genetic Algorithm(遺伝的アルゴリズム)、Differential Evolution、Particle Swarm Optimization、Ant Colony Optimizationを含む進化的アルゴリズム、あるいは粒子群最適化法を利用する。実験計画法やラテンハイパーキューブ法を利用することもできる。輪郭線同士の誤差は、互いに最近傍位置同士の距離の二乗和、第1タイヤ形状システムにより作成するタイヤ形状の輪郭線に対して直交する方向における輪郭線同士の距離の二乗和、あるいは、輪郭線同士のタイヤ径方向の距離の二乗和とタイヤ幅方向の距離の二乗和の合計とすることができる。 According to one embodiment, in the extraction of the dimensional parameter values, it is preferable to use the error between the contour of the tire shape created by the first tire shape creation system and the contour of the original tire shape created by the second tire shape creation system as the objective function, and to extract the dimensional parameter values as a minimum problem with the dimensional parameter values as unknown variables. In this case, to extract the dimensional parameter values, for example, an evolutionary algorithm including a genetic algorithm, differential evolution, particle swarm optimization, or ant colony optimization, or a particle swarm optimization method is used. Experimental design and Latin hypercube methods can also be used. The error between the contours can be the sum of the squares of the distance between the nearest neighboring positions, the sum of the squares of the distance between the contours in a direction perpendicular to the contour of the tire shape created by the first tire shape system, or the sum of the squares of the distance between the contours in the tire radial direction and the squares of the distance in the tire width direction.

最適なタイヤ形状は、タイヤ内表面の形状あるいはタイヤ外表面の形状があるが、一実施形態によれば、最適なタイヤ形状は、タイヤの外表面の形状であることが好ましい。タイヤ外表面の形状は、タイヤを製造する時の金型に関する設計パラメータに有用な情報を提供することができる。 The optimum tire shape can be the shape of the inner surface of the tire or the shape of the outer surface of the tire, but according to one embodiment, the optimum tire shape is preferably the shape of the outer surface of the tire. The shape of the outer surface of the tire can provide useful information for the design parameters related to the mold when manufacturing the tire.

一実施形態によれば、第2タイヤ形状システムによりオリジナルタイヤ形状を作成する際に用いる非寸法パラメータの値は、シミュレーションの計算結果の値が所定の目標値に近づくように、シミュレーションを繰り返し行う度にシミュレーションの計算結果の値に応じて調整することにより、タイヤ性能のシミュレーションの計算結果の値と寸法パラメータの値の複数セットを用意することが好ましい。このような処理は、遺伝的アルゴリズムを用いて非寸法パラメータの調整後の値を設定してもよい。タイヤ性能の目標値が複数ある場合、多目的遺伝的アルゴリズムを用いてもよい。
また、一実施形態では、第2タイヤ形状システムにより複数のオリジナルタイヤ形状を一度に作成することにより、複数セットからなる学習データを用意してもよい。この場合、オリジナルタイヤ形状を定める複数の非寸法パラメータの値は、実験計画法における直交表に従って設定してもよく、モンテカルロ法あるいはラテンハイパーキューブ法に従って設定してもよい。
According to one embodiment, it is preferable to prepare multiple sets of values of the simulation results of tire performance and values of the dimensional parameters by adjusting the values of the non-dimensional parameters used in creating the original tire shape by the second tire shape system according to the values of the simulation results each time the simulation is repeated so that the values of the simulation results approach predetermined target values. Such processing may involve using a genetic algorithm to set the adjusted values of the non-dimensional parameters. When there are multiple target values of tire performance, a multi-objective genetic algorithm may be used.
In one embodiment, a plurality of sets of learning data may be prepared by creating a plurality of original tire shapes at once using the second tire shape system. In this case, the values of a plurality of non-dimensional parameters defining the original tire shape may be set according to an orthogonal array in an experimental design method, or according to a Monte Carlo method or a Latin hypercube method.

一実施形態によれば、タイヤ性能のシミュレーションの計算は、タイヤに空気を充填することにより変形するタイヤ形状の計算、タイヤが接地したときの接地形状の計算、タイヤが接地したときの接地圧分布の計算、タイヤのばね定数の計算、及び転がり抵抗の計算の少なくともいずれか1つを含むことが好ましい。これにより、タイヤ性能と寸法パラメータとの関係を構築することができる。 According to one embodiment, the tire performance simulation calculations preferably include at least one of the following: calculation of the tire shape that changes when the tire is filled with air, calculation of the contact shape when the tire contacts the ground, calculation of the contact pressure distribution when the tire contacts the ground, calculation of the tire spring constant, and calculation of the rolling resistance. This makes it possible to establish a relationship between tire performance and dimensional parameters.

このようなタイヤ形状決定方法は、コンピュータに実行可能なプログラムを実行させることにより達成することができる。
したがって、プログラムには、図6あるいは図7に示すフローを行う手順が記載されている。
Such a tire shape determination method can be achieved by causing a computer to execute an executable program.
Therefore, the program describes the procedure for carrying out the flow shown in FIG. 6 or FIG.

以上、本発明のタイヤ形状決定方法、タイヤ形状決定装置、及びプログラムについて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更してもよいのはもちろんである。 The tire shape determination method, tire shape determination device, and program of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements and modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.

10 タイヤ形状決定装置
12 CPU
14 RAM
16 ROM
17 マウス・キーボード
18 ディスプレイ
20 モジュール
22 形状作成部
24 タイヤモデル作成部
26 シミュレーション計算部
28 パラメータ抽出部
30 予測モデル作成部
32 形状決定部
10 Tire shape determination device 12 CPU
14 RAM
16 ROM
17 Mouse/keyboard 18 Display 20 Module 22 Shape creation unit 24 Tire model creation unit 26 Simulation calculation unit 28 Parameter extraction unit 30 Prediction model creation unit 32 Shape determination unit

Claims (9)

タイヤ断面の輪郭線を示すタイヤ形状に関して実測可能なタイヤの複数の寸法パラメータを用いて前記タイヤ形状を作成する第1タイヤ形状作成システムと、前記タイヤ形状に関して実測できない前記タイヤ形状に関する複数の非寸法パラメータを用いて前記タイヤ形状を作成する第2タイヤ形状作成システムと、をコンピュータ内で起動して、コンピュータがタイヤ形状を決定するタイヤ形状決定方法であって、
(A)前記第2タイヤ形状作成システムにより前記非寸法パラメータを用いて作成したオリジナルタイヤ形状を有するタイヤモデルを作成するステップと、
(B)前記タイヤモデルを用いてタイヤ性能のシミュレーションをするステップと、
(C)前記オリジナルタイヤ形状を前記第1タイヤ形状作成システムにより再現する再現タイヤ形状に関する前記寸法パラメータの値を抽出するステップと、
(D)前記(A)~(C)のステップを繰り返し行うことにより、前記タイヤ性能のシミュレーションの計算結果の値と前記再現タイヤ形状の前記寸法パラメータの値のセットを複数セット用意して、前記タイヤ性能のシミュレーションの計算結果と、抽出した前記寸法パラメータとの関係を予測モデルに機械学習させるステップと、
(E)所望のタイヤ性能の目標値から、機械学習した前記予測モデルを用いて前記目標値に対応する前記寸法パラメータの値を算出することにより、前記目標値を実現する最適なタイヤ形状を決定するステップと、
を有することを特徴とするタイヤ形状決定方法。
A tire shape determination method in which a computer determines a tire shape by activating, within a computer, a first tire shape creation system that creates a tire shape using a plurality of tire dimensional parameters that can be actually measured with respect to a tire shape indicating a contour line of a tire cross section, and a second tire shape creation system that creates the tire shape using a plurality of non-dimensional parameters that cannot be actually measured with respect to the tire shape,
(A) creating a tire model having an original tire shape created by the second tire shape creation system using the non-dimension parameters;
(B) simulating tire performance using the tire model; and
(C) extracting values of the dimensional parameters related to a reproduced tire shape obtained by reproducing the original tire shape by the first tire shape creation system;
(D) repeating steps (A) to (C) to prepare a plurality of sets of values of the calculation results of the simulation of tire performance and values of the dimensional parameters of the reproduced tire shape, and machine-learning a relationship between the calculation results of the simulation of tire performance and the extracted dimensional parameters into a predictive model;
(E) determining an optimal tire shape that realizes a desired tire performance target value by calculating values of the dimensional parameters corresponding to the target value using the machine-learned predictive model; and
A tire shape determination method comprising the steps of:
タイヤ断面の輪郭線を示すタイヤ形状に関して実測可能なタイヤの複数の寸法パラメータを用いて前記タイヤ形状を作成する第1タイヤ形状作成システムと、前記タイヤ形状に関して実測できない前記タイヤ形状に関する複数の非寸法パラメータを用いて前記タイヤ形状を作成する第2タイヤ形状作成システムと、をコンピュータ内で起動して、コンピュータがタイヤ形状を決定するタイヤ形状決定方法であって、
(A)前記第2タイヤ形状作成システムにより前記非寸法パラメータを用いてオリジナルタイヤ形状を作成するステップと、
(B)前記オリジナルタイヤ形状を前記第1タイヤ形状作成システムにより再現する再現タイヤ形状に関する前記寸法パラメータの値を抽出するステップと、
(C)作成した前記オリジナルタイヤ形状を、前記第1タイヤ形状作成システムで前記寸法パラメータを用いて再現した再現タイヤ形状を有するタイヤモデルを作成するステップと、
(D)前記タイヤモデルを用いてタイヤ性能のシミュレーションをするステップと、
(E)前記(A)~(D)のステップを繰り返し行うことにより、前記タイヤ性能のシミュレーションの計算結果の値と前記(B)のステップで得られる前記再現タイヤ形状に関する前記寸法パラメータの値のセットを複数セット用意して、前記タイヤ性能のシミュレーションの計算結果と、抽出した前記寸法パラメータとの関係を予測モデルに機械学習させるステップと、
(F)所望のタイヤ性能の目標値から、機械学習した前記予測モデルを用いて前記目標値に対応する前記寸法パラメータの値を算出することにより、前記所望のタイヤ性能の前記目標値を実現する最適なタイヤ形状を決定するステップと、
を有することを特徴とするタイヤ形状決定方法。
A tire shape determination method in which a computer determines a tire shape by activating, within a computer, a first tire shape creation system that creates a tire shape using a plurality of tire dimensional parameters that can be actually measured with respect to a tire shape indicating a contour line of a tire cross section, and a second tire shape creation system that creates the tire shape using a plurality of non-dimensional parameters that cannot be actually measured with respect to the tire shape,
(A) creating an original tire shape using the non-dimension parameters by the second tire shape creation system;
(B) extracting values of the dimensional parameters related to a reproduced tire shape obtained by reproducing the original tire shape by the first tire shape creation system;
(C) creating a tire model having a reproduced tire shape by reproducing the created original tire shape using the dimensional parameters in the first tire shape creation system;
(D) simulating tire performance using the tire model; and
(E) repeating steps (A) to (D) to prepare a plurality of sets of values of the calculation results of the simulation of tire performance and the values of the dimensional parameters related to the reproduced tire shape obtained in step (B), and machine learning the relationship between the calculation results of the simulation of tire performance and the extracted dimensional parameters into a prediction model;
(F) determining an optimal tire shape that realizes a target value of a desired tire performance by calculating values of the dimensional parameters corresponding to the target value using the machine-learned predictive model; and
A tire shape determination method comprising the steps of:
前記寸法パラメータの値の抽出では、前記第1タイヤ形状作成システムで作成するタイヤ形状の輪郭線と前記オリジナルタイヤ形状の輪郭線との誤差を目的関数とし、前記寸法パラメータの値を未知変数とする最小問題として前記寸法パラメータの値を抽出する、請求項1または2に記載のタイヤ形状決定方法。 The tire shape determination method according to claim 1 or 2, wherein in extracting the values of the dimensional parameters, the error between the contour of the tire shape created by the first tire shape creation system and the contour of the original tire shape is used as an objective function, and the values of the dimensional parameters are extracted as a minimization problem with the values of the dimensional parameters as unknown variables. 前記オリジナルタイヤ形状は、タイヤの外表面の形状である、請求項1~3のいずれか1項に記載のタイヤ形状決定方法。 The tire shape determination method according to any one of claims 1 to 3, wherein the original tire shape is the shape of the outer surface of the tire. 前記(A)で用いる前記非寸法パラメータの値を、前記シミュレーションの計算結果の値が前記目標値に近づくように、前記シミュレーションを繰り返し行う度に前記シミュレーションの計算結果の値に応じて調整することにより、前記タイヤ性能の前記シミュレーションの計算結果の値と前記寸法パラメータの値の複数セットを用意する、請求項1~4のいずれか1項に記載のタイヤ形状決定方法。 The tire shape determination method according to any one of claims 1 to 4, wherein the values of the non-dimensional parameters used in (A) are adjusted according to the values of the calculation results of the simulation each time the simulation is repeated so that the values of the calculation results of the simulation approach the target values, thereby preparing multiple sets of the values of the calculation results of the simulation of the tire performance and the values of the dimensional parameters. 前記タイヤ性能の前記シミュレーションの計算は、タイヤに空気を充填することにより変形するタイヤ形状の計算、タイヤが接地したときの接地形状の計算、タイヤが接地したときの接地圧分布の計算、タイヤのばね定数の計算、及び転がり抵抗の計算の少なくともいずれか1つを含む、請求項1~5のいずれか1項に記載のタイヤ形状決定方法。 The tire shape determination method according to any one of claims 1 to 5, wherein the calculation of the simulation of the tire performance includes at least one of the following: calculation of the tire shape that changes when the tire is filled with air, calculation of the contact shape when the tire contacts the ground, calculation of the contact pressure distribution when the tire contacts the ground, calculation of the tire spring constant, and calculation of the rolling resistance. 請求項1~6のいずれか1項に記載のタイヤ形状決定方法を、コンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。 A program that causes a computer to execute the tire shape determination method described in any one of claims 1 to 6. タイヤ断面の輪郭線を示すタイヤ形状に関して実測可能なタイヤの複数の寸法パラメータを用いて前記タイヤ形状を作成する第1タイヤ形状作成システムと、前記タイヤ形状に関して実測できない前記タイヤ形状に関する複数の非寸法パラメータを用いて前記タイヤ形状を作成する第2タイヤ形状作成システムと、を用いて、タイヤ形状を決定するタイヤ形状決定装置であって、
前記第2タイヤ形状作成システムにより前記非寸法パラメータを用いてオリジナルタイヤ形状を作成する形状作成部と、
作成した前記オリジナルタイヤ形状を有するタイヤモデルを作成するタイヤモデル作成部と、
前記タイヤモデルを用いてタイヤ性能のシミュレーションをするシミュレーション計算部と、
前記形状作成部が作成した前記オリジナルタイヤ形状を前記第1タイヤ形状作成システムにより再現する再現タイヤ形状に関する前記寸法パラメータの値を抽出するパラメータ抽出部と、
前記タイヤモデル作成部による前記タイヤモデルの作成、前記シミュレーション計算部による前記タイヤ性能のシミュレーション、及び前記パラメータ抽出部による前記寸法パラメータの値の抽出を繰り返し行うことにより、前記タイヤ性能のシミュレーションの計算結果の値と前記寸法パラメータの値のセットを複数セット用意して、前記タイヤ性能のシミュレーションの計算結果と、抽出した前記寸法パラメータとの関係を予測モデルに機械学習させる予測モデル作成部と、
所望のタイヤ性能の目標値から、機械学習した前記予測モデルを用いて前記寸法パラメータの値を算出することにより、前記目標値を実現する最適なタイヤ形状を決定する形状決定部と、
を有することを特徴とするタイヤ形状決定装置。
A tire shape determination device that determines a tire shape using a first tire shape creation system that creates a tire shape using a plurality of dimensional parameters of a tire that can be actually measured with respect to a tire shape indicating a contour line of a tire cross section, and a second tire shape creation system that creates the tire shape using a plurality of non-dimensional parameters related to the tire shape that cannot be actually measured with respect to the tire shape,
a shape creation unit that creates an original tire shape using the non-dimension parameters by the second tire shape creation system;
a tire model creation unit that creates a tire model having the created original tire shape;
a simulation calculation unit that simulates tire performance using the tire model;
a parameter extraction unit that extracts values of the dimensional parameters related to a reproduced tire shape obtained by reproducing the original tire shape created by the shape creation unit using the first tire shape creation system;
a prediction model creation unit that prepares a plurality of sets of values of the calculation results of the simulation of the tire performance and values of the dimensional parameters by repeatedly performing the creation of the tire model by the tire model creation unit, the simulation of the tire performance by the simulation calculation unit, and the extraction of values of the dimensional parameters by the parameter extraction unit, and machine learning the relationship between the calculation results of the simulation of the tire performance and the extracted dimensional parameters into a prediction model;
a shape determination unit that determines an optimal tire shape for achieving a desired tire performance target value by calculating values of the dimensional parameters using the machine-learned predictive model; and
A tire shape determining device comprising:
タイヤ断面の輪郭線を示すタイヤ形状に関して実測可能なタイヤの複数の寸法パラメータを用いて前記タイヤ形状を作成する第1タイヤ形状作成システムと、前記タイヤ形状に関して実測できない前記タイヤ形状に関する複数の非寸法パラメータを用いて前記タイヤ形状を作成する第2タイヤ形状作成システムと、を用いて、タイヤ形状を決定するタイヤ形状決定装置であって、
前記第2タイヤ形状作成システムにより前記非寸法パラメータを用いてオリジナルタイヤ形状を作成する形状作成部と、
前記形状作成部が作成した前記オリジナルタイヤ形状を前記第1タイヤ形状作成システムにより再現する再現タイヤ形状に関する前記寸法パラメータの値を抽出するパラメータ抽出部と、
作成した前記オリジナルタイヤ形状を、前記第1タイヤ形状作成システムで前記寸法パラメータを用いて再現した再現タイヤ形状を有するタイヤモデルを作成するモデル作成部と、
前記タイヤモデルを用いてタイヤ性能のシミュレーションをするシミュレーション計算部と、
前記形状作成部による前記タイヤ形状の作成、前記モデル作成部による前記タイヤモデルの作成、及び前記シミュレーション計算部による前記タイヤ性能のシミュレーションを繰り返し行うことにより、前記タイヤ性能のシミュレーションの計算結果の値と前記再現タイヤ形状に関する前記寸法パラメータの値のセットを複数セット用意して、前記タイヤ性能のシミュレーションの計算結果と前記寸法パラメータとの関係を予測モデルに機械学習させる予測モデル作成部と、
所望のタイヤ性能の目標値から、機械学習した前記予測モデルを用いて前記寸法パラメータの値を算出することにより、前記目標値を実現する最適なタイヤ形状を決定する形状決定部と、
を有することを特徴とするタイヤ形状決定装置。
A tire shape determination device that determines a tire shape using a first tire shape creation system that creates a tire shape using a plurality of dimensional parameters of a tire that can be actually measured with respect to a tire shape indicating a contour line of a tire cross section, and a second tire shape creation system that creates the tire shape using a plurality of non-dimensional parameters related to the tire shape that cannot be actually measured with respect to the tire shape,
a shape creation unit that creates an original tire shape using the non-dimension parameters by the second tire shape creation system;
a parameter extraction unit that extracts values of the dimensional parameters related to a reproduced tire shape obtained by reproducing the original tire shape created by the shape creation unit using the first tire shape creation system;
a model creation unit that creates a tire model having a reproduced tire shape by reproducing the created original tire shape by using the dimensional parameters in the first tire shape creation system;
a simulation calculation unit that simulates tire performance using the tire model;
a prediction model creation unit that prepares a plurality of sets of values of the calculation results of the simulation of the tire performance and values of the dimensional parameters related to the reproduced tire shape by repeatedly performing creation of the tire shape by the shape creation unit, creation of the tire model by the model creation unit, and simulation of the tire performance by the simulation calculation unit, and machine learning the relationship between the calculation results of the simulation of the tire performance and the dimensional parameters into a prediction model;
a shape determination unit that determines an optimal tire shape for achieving a desired tire performance target value by calculating values of the dimensional parameters using the machine-learned predictive model; and
A tire shape determining device comprising:
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