JP4160099B1 - Tire model determination method, tire transient response data calculation method, tire design method, and tire evaluation method - Google Patents
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Abstract
【課題】タイヤの前後力の過渡応答の計測データから、このタイヤの過渡応答を再現するタイヤモデルを決定し、このモデルを用いて所望のスリップ率から過渡応答データを算出する。
【解決手段】タイヤの1次遅れモデルの時定数を初期設定し、1次遅れ応答の応答関数を定める。定めた1次遅れの応答関数と設定スリップ率の時系列データの時間変化量との畳み込み積分を行うことにより実効スリップ率を求める。この実効スリップ率の値に対する実測した前後力の値を表す特性曲線を曲線関数を用いて滑らかな1つの曲線に最小二乗回帰させる。このときの最小二乗回帰曲線と実測した特性曲線との二乗残差和を求め、この二乗残差和が最小になるように、時定数を修正する。残差二乗和が最小となる時の時定数を、1次遅れ応答の時定数として決定し、タイヤモデルを決定する。このタイヤデルと時定数とを用いて、所望の設定スリップ率に対する前後力を算出する。
【選択図】図3A tire model that reproduces the transient response of the tire is determined from measurement data of the transient response of the longitudinal force of the tire, and the transient response data is calculated from a desired slip ratio using the model.
A time constant of a first-order lag model of a tire is initially set, and a response function of a first-order lag response is determined. The effective slip ratio is obtained by performing convolution integration between the determined first-order delay response function and the time variation of the time-series data of the set slip ratio. A characteristic curve representing the measured longitudinal force value with respect to the effective slip ratio value is subjected to least-squares regression to one smooth curve using a curve function. A square residual sum of the least square regression curve at this time and the actually measured characteristic curve is obtained, and the time constant is corrected so that the square residual sum is minimized. The time constant when the residual sum of squares is minimized is determined as the time constant of the first-order lag response, and the tire model is determined. A longitudinal force with respect to a desired set slip ratio is calculated using the tire Dell and the time constant.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、タイヤ前後方向のスリップ率の増減をタイヤに与えて得られるタイヤの前後力の過渡応答の計測データから、このタイヤの前後力の過渡応答を再現する1次遅れモデルを決定するタイヤモデルの決定方法、転動するタイヤに、所望のスリップ率の変化を与えることにより生じる前後力の過渡応答を算出するタイヤ過渡応答データの算出方法、及びこれらの方法を用いたタイヤの評価方法及びタイヤの設計方法に関する。 The present invention determines a first-order lag model that reproduces the transient response of the longitudinal force of the tire from the measurement data of the transient response of the longitudinal force of the tire obtained by giving the tire an increase / decrease in the slip ratio in the longitudinal direction of the tire. Model determination method, tire transient response data calculation method for calculating a longitudinal response transient response caused by giving a desired change in slip ratio to a rolling tire, tire evaluation method using these methods, and The present invention relates to a tire design method.
現在、自動車産業において、車両の安全走行、危険回避のための高度な車両制御が求められている。タイヤは、車両と路面との間に介在し、路面からの力を唯一車両に伝達するものであるため、タイヤの役割は重要である。このためタイヤの制駆動特性の解析が必要である。 Currently, in the automobile industry, advanced vehicle control for safe driving of vehicles and avoidance of danger is required. Since the tire is interposed between the vehicle and the road surface and transmits the force from the road surface to the vehicle only, the role of the tire is important. Therefore, it is necessary to analyze the braking / driving characteristics of the tire.
下記特許文献1には、複数のタイヤ力学要素パラメータを用いて構成されるタイヤ力学モデルに基づいて、スリップ角を時系列データとして与えたときの定常状態のタイヤのコーナリング特性を算出することが開示されている。これにより、タイヤの設計を効率よく行うことが可能となるとされている。
しかし、上記タイヤ力学モデルでは、スリップ角を与えて定常状態のコーナリング特性を得ることはできても、タイヤ前後方向のスリップ率を与え、しかも時間変化を与えて時々刻々変化する前後力の過渡応答を再現することはできない。 However, in the above tire dynamic model, even if a slip angle can be given to obtain a cornering characteristic in a steady state, a slip ratio in the tire longitudinal direction is given, and a transient response of the longitudinal force that changes momentarily with time change is given. Cannot be reproduced.
また、今日の車両は、アンチロックブレーキシステム(ABS)を用いた制動が通常行われるが、ABSでは制動時の制動力が常に最大となるようにスリップ率を数Hzで制御する。このため、発生する制動力は定常状態とは異なる過渡状態の特性に基づいたものとなる。この特性は、制動力を定常状態で作用させたときの特性と異なる。したがって、上記タイヤ力学モデルを用いて、横力に替えて定常状態における前後力を算出することができるとしても、この前後力を用いてABSを備える車両特性を評価することはできない。 Further, in today's vehicles, braking using an anti-lock braking system (ABS) is normally performed. In ABS, the slip ratio is controlled at several Hz so that the braking force during braking is always maximized. For this reason, the generated braking force is based on characteristics of a transient state different from the steady state. This characteristic is different from the characteristic when the braking force is applied in a steady state. Therefore, even if the longitudinal force in the steady state can be calculated using the tire dynamic model instead of the lateral force, the vehicle characteristics including the ABS cannot be evaluated using the longitudinal force.
そこで、本発明は、上記従来の問題点を解決するために、タイヤ前後方向のスリップ率の増減をタイヤに与えて得られるタイヤの前後力の過渡応答の計測データから、このタイヤの前後力の過渡応答を再現する1次遅れモデルを決定することのできるタイヤモデルの決定方法を提供するとともに、決定されたタイヤ力学モデルを用いて所望のスリップ率を与えたときのタイヤの過渡応答を算出するタイヤの過渡応答データの算出方法を提供することを目的とする。さらに、これらの方法を用いたタイヤの評価方法及びタイヤの設計方法を提供する。 Therefore, in order to solve the above-described conventional problems, the present invention is based on the measurement data of the transient response of the longitudinal force of the tire obtained by giving the tire an increase / decrease in the slip ratio in the longitudinal direction of the tire. Provided is a tire model determination method capable of determining a first-order lag model that reproduces a transient response, and calculates a tire transient response when a desired slip ratio is given using the determined tire dynamic model. An object of the present invention is to provide a method for calculating tire transient response data. Furthermore, a tire evaluation method and a tire design method using these methods are provided.
本発明は、タイヤ前後方向のスリップ率の増減をタイヤに与えて得られるタイヤの前後力の過渡応答の計測データから、このタイヤの前後力の過渡応答を再現する1次遅れモデルを決定するタイヤモデルの決定方法であって、前記1次遅れモデルの時定数を初期設定して、前記1次遅れモデルにおける1次遅れ応答の応答関数を定めるステップと、定めた前記1次遅れの応答関数と前記タイヤに与えた前記スリップ率の時系列データの時間変化量との畳み込み積分を行うことにより得られる実効スリップ率データを、スリップ率の過渡応答の時系列データとして求め、この実効スリップ率データの値に対する前記前後力の値を表す特性曲線を、曲線関数を用いて滑らかな1つの曲線に最小二乗回帰させて、そのときの最小二乗回帰した最小二乗回帰曲線と特性曲線との二乗残差和を求める回帰計算を行うステップと、算出された前記二乗残差和が所定値以下になるまで、設定した前記時定数を修正して前記回帰計算を繰り返し行い、前記二乗残差和が所定値以下になるときの前記時定数を、前記1次遅れ応答を定める時定数として決定することにより、前記1次遅れモデル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モデルの決定方法を提供する。 The present invention determines a first-order lag model that reproduces the transient response of the longitudinal force of the tire from the measurement data of the transient response of the longitudinal force of the tire obtained by giving the tire an increase / decrease in the slip ratio in the longitudinal direction of the tire. A method for determining a model, comprising: initializing a time constant of the first-order lag model to determine a response function of a first-order lag response in the first-order lag model; and the determined first-order lag response function; Effective slip ratio data obtained by performing convolution integration with the time change amount of the time series data of the slip ratio given to the tire is obtained as time series data of the transient response of the slip ratio, and the effective slip ratio data The characteristic curve representing the value of the longitudinal force with respect to the value is subjected to least squares regression on a smooth curve using a curve function, and the least squares obtained by least squares regression are performed. A step of performing a regression calculation to obtain a square residual sum of a regression curve and a characteristic curve, and repeat the regression calculation by correcting the set time constant until the calculated square residual sum is equal to or less than a predetermined value. And determining the first-order lag model by determining the time constant when the sum of squared residuals is equal to or less than a predetermined value as a time constant for determining the first-order lag response. A method for determining a characteristic tire model is provided.
その際、前記スリップ率は、タイヤの前後力として制動力を発生させるように与えられ、前記1次モデルの時定数が、前記スリップ率に応じて変化する関数であって、前記スリップ率が0のとき前記時定数が第1の値を示し、この第1の値から前記スリップ率が増大するに従って前記時定数が単調に変化して第2の値となり、これ以降前記時定数が前記第2の値を維持する関数で規定されており、前記1次遅れ応答の応答関数を定めるステップでは、前記時定数を規定する前記第1の値及び前記第2の値を設定することにより、前記1次遅れモデルの時定数を設定して前記1次遅れモデルにおける1次遅れ応答の応答関数を定め、前記1次遅れモデルを決定するステップでは、前記二乗残差和が前記所定値以下になるまで、設定した前記第1の値及び前記第2の値の少なくとも一方のパラメータ値を修正して前記回帰計算を繰り返し行い、前記二乗残差和が前記所定値以下になるときの前記第1の値及び前記第2の値の値を、前記1次遅れ応答を定める時定数を規定する値として決定することにより、前記1次遅れモデルを決定することが好ましい。 In this case, the slip ratio is given so as to generate a braking force as a longitudinal force of the tire, and the time constant of the first-order model is a function that changes according to the slip ratio, and the slip ratio is zero. The time constant indicates a first value, and as the slip ratio increases from the first value, the time constant monotonously changes to become a second value. Thereafter, the time constant becomes the second value. In the step of determining the response function of the first-order lag response, the first value and the second value that define the time constant are set in the step of determining the response function of the first-order lag response. In the step of setting a time constant of a first-order lag model to determine a response function of a first-order lag response in the first-order lag model, and determining the first-order lag model, the square residual sum is reduced to the predetermined value or less. , Set the first The regression calculation is repeated by correcting at least one parameter value of the value and the second value, and the first value and the second value when the sum of squared residuals is equal to or less than the predetermined value. Preferably, the first-order lag model is determined by determining a value as a value that defines a time constant that defines the first-order lag response.
さらに、本発明は、転動するタイヤに、タイヤ前後方向に所望のスリップ率の変化を与えることにより生じる前後力の過渡応答を算出するタイヤ過渡応答データの算出方法であって、前記タイヤモデルの決定方法により決定された、前記1次遅れモデルの応答関数を規定するとともに、前記1次遅れモデルが決定されたときの前記最小二乗回帰曲線を取得するステップと、前記1次遅れの応答関数と前記所望のスリップ率の時系列データの時間変化量との畳み込み積分を行うことにより得られる実効スリップ率データを、スリップ率の過渡応答の時系列データとして求め、この実効スリップ率データに対する前記最小二乗回帰曲線の値を、前記所望のスリップ率の変化に対する前後力の過渡応答データの値として算出するステップと、を有することを特徴とするタイヤ過渡応答データの算出方法を提供する。 Furthermore, the present invention is a tire transient response data calculating method for calculating a transient response of the longitudinal force generated by giving a desired change in slip ratio to the rolling tire in the longitudinal direction of the tire. Defining a response function of the first-order lag model determined by a determination method, obtaining the least square regression curve when the first-order lag model is determined, and a response function of the first-order lag Effective slip ratio data obtained by performing convolution integration with the time variation of the time series data of the desired slip ratio is obtained as time series data of the transient response of the slip ratio, and the least squares with respect to the effective slip ratio data are obtained. Calculating a value of a regression curve as a value of transient response data of longitudinal force with respect to a change in the desired slip ratio. It provides a method for calculating the tire transient response data, characterized in that.
又、本発明は、タイヤの設計方法であって、基準とする試作タイヤに対して、請求項2に記載のタイヤモデルの決定方法により決定した前記パラメータ値を取得するステップと、前記パラメータ値を用いて前記試作タイヤの評価を行うステップと、この試作タイヤの評価結果に基づいて、前記試作タイヤの構成部材を調整することによりタイヤを設計するステップと、を有すること特徴とするタイヤの設計方法を提供する。
さらに、本発明は、タイヤの評価方法であって、前記タイヤモデル過渡応答データの算出方法で求めた前記過渡応答データを取得するステップと、前記過渡応答データを用いてタイヤの評価を行うステップと、を有することを特徴とするタイヤの評価方法を提供する。
その際、前記タイヤの評価は、車両モデルに前記過渡応答データを与えることにより、車両の挙動を予測することにより行うことが好ましい。
The present invention also relates to a tire design method, the step of acquiring the parameter value determined by the tire model determination method according to
Further, the present invention is a tire evaluation method, the step of obtaining the transient response data obtained by the tire model transient response data calculation method, the step of evaluating the tire using the transient response data, A method for evaluating a tire is provided.
In that case, it is preferable to evaluate the tire by predicting the behavior of the vehicle by giving the transient response data to the vehicle model.
本発明では、1次遅れの応答関数とスリップ率の時系列データの時間変化量との畳み込み積分を行うことにより得られる実効スリップ率データを求め、この実効スリップ率データの値に対する前後力の値を表す特性曲線を、曲線関数を用いて滑らかな1つの曲線に最小二乗回帰させて、そのときの最小二乗回帰した回帰曲線と特性曲線との二乗残差和を求める回帰計算を行う。このため、二乗残差和が所定値以下になるような時定数の値を求めることにより、タイヤの前後力の過渡応答を再現する1次遅れモデルを決定することができる。特に、1次遅れモデルの応答関数の時定数をスリップ率に応じて変化させることで、実際の制駆動特性の挙動を再現することができる。
又、1次遅れモデルを決定する際に求められた最小二乗回帰した曲線を、1次遅れモデルとともに用いることにより、オペレータ等が任意に設定した所望のスリップ率に対して、タイヤの前後力の過渡応答を再現することができる。
In the present invention, effective slip ratio data obtained by performing convolution integration of the response function of the first-order lag and the time variation of the time series data of the slip ratio is obtained, and the value of the longitudinal force with respect to the value of this effective slip ratio data A regression calculation is performed to obtain a sum of square residuals of the regression curve obtained by least square regression and the characteristic curve. For this reason, a first-order lag model that reproduces the transient response of the longitudinal force of the tire can be determined by obtaining a value of a time constant such that the sum of squared residuals is a predetermined value or less. In particular, the actual behavior of the braking / driving characteristics can be reproduced by changing the time constant of the response function of the first-order lag model according to the slip ratio.
In addition, by using the least squares regression curve obtained when determining the first order lag model together with the first order lag model, the front-rear force of the tire with respect to a desired slip ratio arbitrarily set by an operator or the like is obtained. Transient response can be reproduced.
以下、添付の図面に示す実施形態に基づいて、本発明のタイヤモデルの決定方法、タイヤ過渡応答データの算出方法、タイヤの評価方法及びタイヤの設計方法を詳細に説明する。 Hereinafter, a tire model determination method, tire transient response data calculation method, tire evaluation method, and tire design method of the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
図1は、本発明のタイヤモデルの決定方法、タイヤ過渡応答データの算出方法、タイヤの評価方法及びタイヤの設計方法を実施する演算装置10のブロック図である。
演算装置10は、転動するタイヤにタイヤ前後方向のスリップ率を与えることにより生じる前後力の過渡応答を再現する最適な1次遅れモデルを決定するとともに、この1次遅れモデルを用いて、スリップ率が一定の状態で転動するタイヤに所望のスリップ率を与えたときの前後力の過渡応答の時系列データを算出し、さらに、この1次遅れモデルに用いる時定数や算出した時系列データを用いてタイヤや車両の特性を評価する装置である。本発明におけるタイヤ前後方向とは、タイヤが接地する水平面上をスリップ角0度で転動するタイヤのタイヤ回転軸に対して直交し、かつ、水平面に平行な方向をいう。
FIG. 1 is a block diagram of a
The
演算装置10は、は、コンピュータにて構成され、CPU12、メモリ14及びI/Oインターフェース部16を有する。演算装置10は、さらに、メモリ14に記憶されたソフトウェアを読み出し起動することにより、データ入力部20、1次遅れモデル決定部30、過渡応答データ算出部40及びタイヤ・車両特性評価部50をサブプログラムとして形成する装置である。演算装置10は、ディスプレイ17、プリンタ18及びマウスやキーボード等の入力操作系19と接続されている。
CPU12は、各部位の計算を実質的に行う演算部であり、メモリ14は各部位を形成するためのソフトウェアの他に、各部位で算出されたデータや処理結果を記憶保存する。I/Oインターフェース部16は、各部位で算出されたデータや処理結果を外部装置であるディスプレイ17やプリンタ18に出力する部分である。
又、演算装置10は、タイヤを実際に転動させて横力を計測するタイヤ試験装置60と接続されている。
The
The
The
データ入力部20は、スリップ角及び荷重を所定の値に固定し、タイヤ前後方向のスリップ率の時系列データ(以降、スリップ率S(t)とする)を測定条件としてタイヤに与えてタイヤの前後力の過渡応答の計測データを取得し、さらに、必要に応じて所定の情報を受けて取得する部分である。これらの情報は、メモリ14に記憶保存される。データ入力部20へのデータの入力は、I/Oインターフェース部16を通して入力される。
The
1次遅れモデル決定部30は、前後力の過渡応答の計測データ(以降、Fx(t)とする)を用いて1次遅れモデルにおける時定数を決定して、1次遅れモデルで表したタイヤモデルを決定する部分である。ここで、1次遅れモデルにおける時定数は、スリップ率S(t)の値に応じて変化するように設定される。1次遅れモデル決定部30は、後述する式(1)に示すように、時定数tmsを備える1次遅れモデルの応答関数と、設定されたスリップ率(以降、設定スリップ率という)S(t)の時間変化量(時間勾配)との畳み込み積分を行うことにより、実効スリップ率S’(t)を求めるが、このとき用いる時定数tmsとして関数Z(S)を用いる。ここで、関数Z(S)は、タイヤに与えられる設定スリップ率S(t)に依存するもので、図2に示すように、設定スリップ率S(t)に応じて変化する関数であって、設定スリップ率が0のとき時定数tmsは最大値tsを示し、この最大値tsから設定スリップ率Sが増大するに従って時定数tmsが単調減少して最小値tdとなり、これ以降時定数tmsが最小値tdを維持する関数である。より具体的には、時定数tmsは、最大値tsと最小値tdの間に値を持ち、設定スリップ率S(t)=0にて最大値tsをとり、設定スリップ率S(t)が増大するにつれ、直線的に低下して最小値tdとなり、それ以降時定数tmsが設定スリップ率S(t)が増大しても最小値tdを維持する関数である。設定スリップ率S(t)を増大して最小値tdの値を最初にとるときの設定スリップ率S1の値は、実際のタイヤの前後力の最大ピークを持つときのスリップ率の2倍程度の値であり、0.3〜0.5である。なお、本発明においては、Z(S)の最大値tsと最小値tdの間の値は設定スリップ率S(t)の増大に従って直線的に単調減少する他、曲線的に単調減少してもよい。
実際のタイヤの接地面において、スリップ率S=0付近では前後力は凝着摩擦力のみにより生じ、スリップ率Sが増大するにつれ、この凝着摩擦力が低下しその替わり滑り摩擦力が大きくなる。スリップ率Sが増大してスリップ率S=S1のときの凝着摩擦が略0となり、滑り摩擦力が支配的になる。
したがって、本発明では、凝着摩擦力が略支配的な設定スリップ率S(t)=0における時定数tmsは、タイヤのトレッド部材と接地面との間の凝着摩擦によって決まる時定数tsを用いる。一方、滑り摩擦摩擦力が略支配的なスリップ率S1以降のスリップ率における時定数tmsは、タイヤのトレッド部材と接地面との間の滑り摩擦によって決まる時定数tdを用いる。なお、設定スリップ率S(t)=0とS1との間の範囲では、凝着摩擦と滑り摩擦が混在し、設定スリップ率S(t)が小さいときは凝着摩擦の寄与が大きく、設定スリップ率S(t)が大きいときは滑り摩擦の寄与が大きい。このことから、時定数tmsは時定数tsとtdとの間で線形的に単調に変化(増加又は減少)させている。タイヤトレッド部材と接地面との間の凝着摩擦によって決まる時定数tsは、後述するように時定数tdに比べて値が大きく、したがって時定数tsが最大値となり、時定数tdが最小値となる。
すなわち、後述する式(1)のように、1次遅れの応答関数の時定数tmsとしてZ(S)を用いる。
このような応答関数と前後力の計測データとを用いて、時定数tmsであるZ(S)の時定数ts,tdを決定することにより、1次遅れモデルを決定する。詳細については後述する。
The first-order lag
In the actual tire contact surface, in the vicinity of the slip ratio S = 0, the longitudinal force is generated only by the adhesion friction force, and as the slip ratio S increases, this adhesion friction force decreases and instead the slip friction force increases. . When the slip ratio S increases and the slip ratio S = S 1 , the adhesion friction becomes substantially 0, and the sliding friction force becomes dominant.
Therefore, in the present invention, the time constant t ms at the set slip ratio S (t) = 0 in which the adhesion friction force is substantially dominant is the time constant t determined by the adhesion friction between the tire tread member and the contact surface. Use s . On the other hand, the time constant t ms at the slip ratio after the slip ratio S 1 where the sliding friction friction force is substantially dominant is the time constant t d determined by the sliding friction between the tread member of the tire and the ground contact surface. Note that in the range between the set slip ratio S (t) = 0 and S1, adhesion friction and slip friction are mixed, and when the set slip ratio S (t) is small, the contribution of the adhesion friction is large. When the slip ratio S (t) is large, the contribution of sliding friction is large. From this, the time constant t ms is linearly and monotonously changed (increased or decreased) between the time constants t s and t d . The time constant t s determined by the adhesion friction between the tire tread member and the contact surface is larger than the time constant t d as will be described later. Therefore, the time constant t s is the maximum value, and the time constant t d Is the minimum value.
That is, Z (S) is used as the time constant t ms of the response function of the first-order lag, as shown in Equation (1) described later.
By using such a response function and longitudinal force measurement data, the time constant t s and t d of Z (S), which is the time constant t ms , is determined to determine the first-order lag model. Details will be described later.
過渡応答データ算出部40は、1次遅れモデル決定部30で決定された1次遅れモデルの応答関数を取得するとともに、1次遅れモデルの応答関数を決定する際に算出される最小二乗回帰曲線Rms(S’(t))を取得し、この応答関数と最小二乗回帰曲線Rms(S’(t))を用いて、データ入力部20へ入力された所望の設定スリップ率S(t)から過渡応答の時系列データである摩擦係数μ(t)を算出する部分である。
The transient response
タイヤ・車両特性評価部50は、過渡応答データ算出部40にて算出された摩擦係数μ(t)を、図示されない車両モデルに入力し、車両の制動距離等の計算を行い、タイヤの評価を行う部分である。
これらの各部位の処理内容は、後述する演算装置10のデータ処理方法において詳述する。
The tire / vehicle
The processing contents of these parts will be described in detail in the data processing method of the
図3は、演算装置10の1次遅れモデル決定部30において実行する、本発明のタイヤモデルの決定方法のフローの一例を示すフローチャートである。
まず、データ入力部20では、入力操作系19を介して設定スリップ率S(t)が入力設定される(ステップS10)。スリップ率S(t)は、タイヤの前後力として制動力を発生させるように与えられるものである。この設定スリップ率S(t)は、メモリ14に記憶されるとともに、入力操作系19を介して転動速度V、荷重等の測定条件の情報が入力され、メモリ14に記憶される。なお、本発明では、スリップ率S(t)は、タイヤの前後力として駆動力を発生させるように与えられるものであってもいいが、以降の説明では、制動力が発生する場合で説明する。
設定スリップ率S(t)を含む各情報は、タイヤ試験装置60に送られる。タイヤ試験装置60では、送られた各情報に基づいて、実際のタイヤを設定された荷重でスリップ角0度の転動状態とし、設定スリップ率S(t)にて前後力の過渡応答が実測され、前後力の過渡応答の時系列データであるFx(t)が得られる(ステップS20)。Fx(t)は、I/Oインターフェース部16を介してメモリ14に記憶されるとともに、1次遅れモデル決定部30に読み出される。
FIG. 3 is a flowchart showing an example of a flow of the tire model determination method of the present invention executed in the first-order lag
First, in the
Each information including the set slip ratio S (t) is sent to the tire testing device 60. In the tire testing apparatus 60, based on each sent information, the actual tire is brought into a rolling state at a slip angle of 0 degree with a set load, and the transient response of the longitudinal force is measured at the set slip ratio S (t). Thus, F x (t) which is time series data of the transient response of the longitudinal force is obtained (step S20). F x (t) is stored in the
一方、1次遅れモデル決定部30では、下記式(1)中の時定数ts、tdがそれぞれ設定される(ステップS30)。設定される時定数の値は、予めデフォルト設定された値でもよいし、オペレータによる入力操作系19による入力設定された値でもよい。これにより、1次遅れモデルの応答関数が定められる。
On the other hand, the first-order lag
次に、実効スリップ率S’(t)が下記記式(2)に従って算出される(ステップS40)。
具体的には、定めた1次遅れモデルの応答関数と設定スリップ率S(t)の時間変化量との畳み込み積分を行うことにより実効スリップ率S’(t)が過渡応答の時系列データとして求められる。このとき、式か(2)中の時定数tmsは、式(1)で規定されるZ(S)であるが、このときの式(1)の右辺中のSは、設定スリップ率S(t)が用いられる。
Next, the effective slip ratio S ′ (t) is calculated according to the following expression (2) (step S40).
Specifically, the effective slip ratio S ′ (t) is obtained as time series data of the transient response by performing a convolution integration between the response function of the determined first-order lag model and the time variation of the set slip ratio S (t). Desired. At this time, the time constant t ms in the equation (2) is Z (S) defined by the equation (1), and S in the right side of the equation (1) at this time is the set slip ratio S (T) is used.
このように、実効スリップ率S’(t)を算出するのは、タイヤの設定スリップ率S(t)が瞬時に変化しても、タイヤが定常状態として安定するには時間を要し、タイヤの発生する前後力あるいは前後力を一定の荷重で除算した摩擦係数μ(t)についても、設定スリップ率S(t)と平衡状態となったFx(t)あるいは摩擦係数μ(t)が生成されるまで時間を要するためである。このため、本発明では、Fx(t)あるいは摩擦係数μ(t)が平衡であると想定される実効スリップ率S’(t)を1次遅れモデルの応答関数を用いて定める。 Thus, the effective slip ratio S ′ (t) is calculated because it takes time to stabilize the tire in a steady state even if the set slip ratio S (t) of the tire changes instantaneously. friction coefficient obtained by dividing the longitudinal force or longitudinal force at constant load to the generator mu (t) is also set slip ratio S (t) and equilibrium with became F x (t) or the coefficient of friction mu (t) This is because it takes time until it is generated. For this reason, in the present invention, the effective slip ratio S ′ (t) where F x (t) or the friction coefficient μ (t) is assumed to be balanced is determined using the response function of the first-order lag model.
次に、ステップS20にて計測されたFx(t)を一定の荷重Fzで除算した摩擦係数μ(t)の実効スリップ率S’(t)依存性を表す特性曲線について、スプライン関数を用いて滑らかな1つの曲線関数で回帰し、回帰した曲線関数と上記特性曲線との間の二乗残差和が算出される(ステップS50)。スプライン関数は、例えば、B−スプライン関数が好適に用いられる。上記摩擦係数μ(t)は、Fx(t)を一定の荷重Fzで除算したものであるので、実効スリップ率データS’(t)の値に対する前後力の時系列データFx(S’(t))の値を表す特性曲線に相当する。
上記回帰について具体的に説明すると、B−スプライン関数をB1(x),B2(x),B3(x),・・・で表したとき、上記1つの曲線関数をf(x)とすると、f(x)は下記式(3)で示されるように、B1(x),B2(x),B3(x)等の一次線形結合で表される。
Next, a spline function is applied to the characteristic curve representing the effective slip ratio S ′ (t) dependence of the friction coefficient μ (t) obtained by dividing F x (t) measured in step S20 by a constant load F z. A smooth curve function is used to regress, and a square residual sum between the regressed curve function and the characteristic curve is calculated (step S50). For example, a B-spline function is preferably used as the spline function. Since the friction coefficient μ (t) is obtained by dividing F x (t) by a constant load F z , the time series data Fx (S ′) of the longitudinal force with respect to the value of the effective slip ratio data S ′ (t). It corresponds to a characteristic curve representing the value of (t)).
The regression will be described in detail. When the B-spline function is represented by B 1 (x), B 2 (x), B 3 (x),..., The one curve function is f (x). Then, f (x) is represented by a linear linear combination such as B 1 (x), B 2 (x), B 3 (x), as shown by the following formula (3).
ここで、回帰して得られる上記1つの曲線関数の値がスリップ率S’(t)に対して振動するとき、式(3)中の係数αi,αi+1の値の差分も極端に変動することから、このような振動が生じないようにするために、上記スプライン関数を用いて滑らかな1つの曲線関数に回帰するとき、係数αi,αi+1の値の差分が変動しないように、下記式(4)に示す隣接差二乗和Aが一定の値を保持する拘束条件を与える。 Here, when the value of the one curve function obtained by regression vibrates with respect to the slip ratio S ′ (t), the difference between the values of the coefficients α i and α i + 1 in the equation (3) is also extreme. In order to prevent such vibration from occurring, the difference between the values of the coefficients α i and α i + 1 fluctuates when returning to a smooth curve function using the spline function. In order to avoid this, a constraint condition is provided in which the adjacent difference square sum A shown in the following equation (4) holds a constant value.
次に、算出された二乗残差和が所定値以下か否かが判定される(ステップS60)。算出された二乗残差和が所定値より大きい場合、設定した時定数ts、tdの値を修正して1次遅れモデルの応答関数が修正され(ステップS80)、ステップS50,60が繰り返し行われる。時定数ts,tdの値の修正は、例えばNewton−Raphson法等が用いられる。なお、ステップS60では、二乗残差和が所定値以下か否かで判定を行うが、二乗算残差和が最小値となるか否かで判定してもよい。 Next, it is determined whether or not the calculated sum of squared residuals is equal to or less than a predetermined value (step S60). If the calculated sum of squared residuals is larger than a predetermined value, the set time constants t s and t d are corrected to correct the response function of the first-order lag model (step S80), and steps S50 and 60 are repeated. Done. For example, a Newton-Raphson method is used to correct the values of the time constants t s and t d . In step S60, the determination is made based on whether or not the squared residual sum is equal to or smaller than a predetermined value, but the determination may be made based on whether or not the squared residual sum is a minimum value.
最後に、二乗残差和が所定値以下になるときの時定数ts,tdの値が、1次遅れ応答モデルを定めるパラメータ値として決定される(ステップS70)。又、二乗残差和が所定値以下になるときの最小二乗回帰曲線が下記式(3)におけるRms(S’(t))として決定される。時定数ts,tdの値及び最小二乗回帰曲線Rms(S’(t))がメモリ14に記憶される。
なお、実効スリップ率S’(t)は、上述したように1次遅れモデルを用いたものであるため、設定スリップ率S(t)が一定の値(定常状態)である場合、実効スリップ率S’(t)は設定スリップ率S(t)と一致する。したがって、最小二乗回帰曲線Rms(S’(t))は、定常状態における前後力の荷重依存性を示す特性曲線を表す。
Finally, the values of the time constants t s and t d when the sum of squared residuals is equal to or less than a predetermined value are determined as parameter values that define the first-order lag response model (step S70). Further, a least square regression curve when the sum of squared residuals becomes a predetermined value or less is determined as R ms (S ′ (t)) in the following equation (3). The values of the time constants t s and t d and the least square regression curve R ms (S ′ (t)) are stored in the
Since the effective slip ratio S ′ (t) uses the first-order lag model as described above, the effective slip ratio when the set slip ratio S (t) is a constant value (steady state). S ′ (t) coincides with the set slip ratio S (t). Therefore, the least square regression curve R ms (S ′ (t)) represents a characteristic curve indicating the load dependence of the longitudinal force in the steady state.
なお、本実施形態では、時定数ts,tdをいずれも1次遅れ応答関数のパラメータとして用いたが、本発明においては、少なくとも時定数tsをパラメータとして時定数tsの値を決定するとよい。時定数tdの値は、タイヤトレッド部の材料等によって大きく値は変化せず、概略一定の値を持ち、その値は時定数tsの値に比べて極めて小さいことから、実効スリップ率S’(t)に対する寄与は小さい。時定数tdの値は、デフォルト設定とし、例えば、td=0.006〜0.008秒に設定される。勿論、時定数tdは、オペレータによる入力により設定されてもよい。 In the present embodiment, the time constant t s, was used t d as a parameter of any first-order lag response function, in the present invention, determining the value of the constant t s when at least the time constant t s as a parameter Good. The value of the time constant t d does not change greatly depending on the material of the tire tread portion, etc., and has a substantially constant value, which is extremely small compared to the value of the time constant t s. The contribution to '(t) is small. The value of the time constant td is the default setting, for example, is set to t d = .006 to .008 seconds. Of course, the time constant td may be set by an input by an operator.
図4は、実際のタイヤに作用する過渡応答中の前後力の時系列データFx(t)を荷重で除算して得られる摩擦係数μ(t)の値(実測データ)を縦軸に、設定スリップ率S(t)を横軸にとったときのグラフを示している。タイヤサイズは、205/55R16 89Vであり、荷重6KN、転動速度V=64km/時、路面は湿潤路面の条件である。横軸は、t=0近傍の挙動が見易いようにlog表示としている。
これに対して、図5(a)〜(c)では、時定数tdを0.0074秒に固定し、時定数tsのみをパラメータとして修正したときの、時定数tsと残差の関係を示す図である。図5(a)は、時定数tsが最適値に対して値が小さいとき(ts=0.001秒)の回帰した曲線と、そのときの曲線と実測のデータとの残差の分布とを、図5(b)は、時定数tsが最適値のとき(ts=0.0675秒)の回帰した曲線と、そのときの曲線と実測のデータとの残差の分布とを、図5(c)は時定数tsが最適値より大きくなったとき(ts=0.3秒)の回帰した曲線と、そのときの曲線と実測のデータとの残差の分布とを、それぞれ表している。
図6は、時定数tsに対して二乗残差和がどのように変化するかを示す図である。時定数ts=0.0575秒で最小値を示し、時定数ts=0.0575秒が最適値であることがわかる。
FIG. 4 shows the value (measured data) of the friction coefficient μ (t) obtained by dividing the time series data F x (t) of the longitudinal force during the transient response acting on the actual tire by the load, The graph when the set slip ratio S (t) is taken on the horizontal axis is shown. The tire size is 205 / 55R16 89V, the load is 6KN, the rolling speed V = 64 km / hour, and the road surface is a wet road surface condition. The horizontal axis is log-displayed so that the behavior near t = 0 can be easily seen.
On the other hand, in FIG. 5 (a) ~ (c) , the time constant t d is fixed to 0.0074 seconds, when upon correct only constant t s as a parameter, the time constant t s and the residual It is a figure which shows a relationship. 5 (a) is, when the time constant t s value is smaller than the optimum value and the regression and curve of (t s = 0.001 seconds), the distribution of the residual of the data of the measured curve at that time preparative, FIG. 5 (b), when the time constant t s is the optimum value and the regression and curve of (t s = 0.0675 seconds), and a distribution of the residual of the data of the measured curve at that time , FIG. 5 (c) when it becomes greater than the optimum value (t s) is when the regressed curve of (t s = 0.3 sec), and a distribution of the residual of the data of the measured curve at that time , Respectively.
Figure 6 is a sum of squared residuals against time (t s) is a diagram showing how the changes. When the minimum value by a constant t s = 0.0575 s, the time constant t s = 0.0575 seconds is seen to be optimum value.
図7は、時定数ts=0.0575秒、td=0.0074秒における最小二乗回帰曲線Rms(S’(t))を示している。本発明では、この時定数ts=0.0575秒、td=0.0074秒及び最小二乗回帰曲線Rms(S’(t))を用いて後述するタイヤ過渡応答データの算出方法を行う。 FIG. 7 shows the least square regression curve R ms (S ′ (t)) at a time constant t s = 0.0575 seconds and t d = 0.0074 seconds. In the present invention, a tire transient response data calculation method to be described later is performed using the time constants t s = 0.0575 seconds, t d = 0.0074 seconds, and the least square regression curve R ms (S ′ (t)). .
図8(a)〜(d)は、タイヤサイズ195/65R15のタイヤを荷重6kN、転動速度64km/時で湿潤路面を走行したときの過渡応答状態の前後力の時系列データを用いて図3に示される処理を行ったときの各種データである。
図8(a)は、設定入力スリップ率S(t)と、最適な時定数の値(時定数ts=0.0447秒、td=0.0060秒)における実効スリップ率S’(t)とを示している。図8(b)は、このときの前後力Fx(t)を一定の荷重Fz(=6kN)で除算して得られる摩擦係数μ(実測データ)を示している。図8(c)は、横軸に設定スリップ率S(t)をとったときの時定数ts=0.0447秒、td=0.0060秒における摩擦係数μ(S(t))を示している。図8(d)は、残差二乗和を最小にする最適な時定数ts=0.0447秒、td=0.0060秒における最小二乗回帰曲線Rms(S’(t))を示している。
本発明では、さらに、この時定数ts=0.0447秒、td=0.0060秒及び最小二乗回帰曲線Rms(S’(t))を用いて後述するタイヤ過渡応答データの算出方法が行われる。
FIGS. 8A to 8D are diagrams using time series data of longitudinal force in a transient response state when a tire having a tire size of 195 / 65R15 is driven on a wet road surface with a load of 6 kN and a rolling speed of 64 km / hour. These are various data when the processing shown in FIG.
FIG. 8A shows the set input slip ratio S (t) and the effective slip ratio S ′ (t) at the optimum time constant values (time constant t s = 0.0447 seconds, t d = 0.0060 seconds). ). FIG. 8B shows a friction coefficient μ (measured data) obtained by dividing the longitudinal force F x (t) at this time by a constant load F z (= 6 kN). FIG. 8C shows the friction coefficient μ (S (t)) at the time constant t s = 0.0447 seconds and t d = 0.0060 seconds when the set slip ratio S (t) is taken on the horizontal axis. Show. FIG. 8D shows the least square regression curve R ms (S ′ (t)) at the optimal time constant t s = 0.0447 seconds and t d = 0.0060 seconds that minimizes the residual sum of squares. ing.
In the present invention, a tire transient response data calculation method, which will be described later, using this time constant t s = 0.0447 seconds, t d = 0.0060 seconds, and the least square regression curve R ms (S ′ (t)). Is done.
図9は、本発明のタイヤ過渡応答データの算出方法の一実施形態のフローを示すフローチャートである。タイヤ過渡応答データの算出法は、一定の時間幅Δtで時間ステップを刻みながら一定荷重Fzの条件における摩擦係数の計算を逐次行い、摩擦係数μ(t)を算出するものである。 FIG. 9 is a flowchart showing a flow of one embodiment of the tire transient response data calculation method of the present invention. In the tire transient response data calculation method, the friction coefficient μ (t) is calculated by sequentially calculating the friction coefficient under the condition of the constant load F z while ticking the time step with the constant time width Δt.
まず、オペレータにより、入力操作系19を用いて所望の設定スリップ率S(t)が入力されて設定される(ステップS100)。入力された設定スリップ率S(t)はメモリ14に記憶される。
次に、過渡応答データ算出部40では、メモリ14に記憶された1次遅れモデルの時定数tmsを定める時定数ts,tdと、最小二乗回帰曲線Rms(S’(t))とが読み出されて取得される。
次に、上記式(2)を用いて、実効スリップ率S’(t)が算出される(ステップS120)。
このとき、実効スリップ率S’(t)の算出の際に用いる時定数tmsには、上記式(1)に示す設定スリップ率S(t)の替わりに、1つ前の時間ステップにおける実効スリップ率S’(t−Δt)が用いられる。設定スリップ率S(t)ではなく、実効スリップ率S’(t−Δt)を用いるのは、実効スリップ率S’(t−Δt)は設定スリップ率S(t)に比べて、過渡状態の接地面内での凝着摩擦力と滑り摩擦力の比率を再現するからである。
First, a desired set slip rate S (t) is input and set by the operator using the input operation system 19 (step S100). The input set slip ratio S (t) is stored in the
Next, in the transient response
Next, the effective slip ratio S ′ (t) is calculated using the above equation (2) (step S120).
At this time, the time constant t ms used for calculating the effective slip ratio S ′ (t) is changed to the effective time at the previous time step instead of the set slip ratio S (t) shown in the above equation (1). A slip ratio S ′ (t−Δt) is used. The effective slip rate S ′ (t−Δt) is used instead of the set slip rate S (t) because the effective slip rate S ′ (t−Δt) is in a transient state compared to the set slip rate S (t). This is because the ratio between the adhesion friction force and the sliding friction force in the ground plane is reproduced.
次に、算出された実効スリップ率S’(t)に対して、最小二乗回帰曲線Rms(S’(t))を適用して、μ(t)が算出される(ステップS130)。μ(t)の算出は、最小二乗回帰曲線Rms(S’(t))が関数として表されているので、実効スリップ率S’(t)の値を最小二乗回帰曲線Rms(S’(t))に代入することによって容易にμ(t)を算出することができる。算出されたμ(t)は設定スリップ率S(t)及び実効スリップ率S’(t)とともにメモリ14に記憶される。
こうして算出されたタイヤ過渡等応答データであるμ(t)は、タイヤ・車両特性の評価に供される。
Next, μ (t) is calculated by applying the least square regression curve R ms (S ′ (t)) to the calculated effective slip ratio S ′ (t) (step S130). Since the least square regression curve R ms (S ′ (t)) is expressed as a function in the calculation of μ (t), the value of the effective slip rate S ′ (t) is calculated as the least square regression curve R ms (S ′ By substituting into (t)), μ (t) can be easily calculated. The calculated μ (t) is stored in the
The tire transient response data thus calculated μ (t) is used for evaluation of tire / vehicle characteristics.
タイヤ・車両特性評価部50では、メモリ14に記憶されたμ(t)と設定スリップ率S(t)と、実効スリップ率S’(t)とを読み出し、車両モデルにμ(t)が与えられてタイヤ・車両特性の評価が行われる(ステップS140)。
例えば、車両モデルを用いて車両減速シミュレーションが行われる。本発明においては、車両モデルは、一定速度で移動する物体に摩擦係数μ(t)が作用したときの移動速度の時間変化を算出する解析モデルであってもよく、又、2輪モデルや市販のソフトウェア、例えばADAMS(SMC社製)、Carsim(株式会社バーチャルメカニクス社製)あるいはveDYNA(ネオリウム・テクノロジー株式会社製)で作成された4輪の車両モデルであってもよい。車両モデルを固定して、複数のタイヤについてのμ(t)を車両モデルに与えてタイヤ・車両特性を評価することにより、上記複数のタイヤ間で相対評価をすることができる。
算出されたデータは、メモリ14に記憶されるとともに、ディスプレイ17やプリンタ18に出力される。
The tire / vehicle
For example, a vehicle deceleration simulation is performed using a vehicle model. In the present invention, the vehicle model may be an analysis model for calculating a temporal change in the moving speed when the friction coefficient μ (t) is applied to an object moving at a constant speed. For example, a four-wheel vehicle model created by ADAMS (manufactured by SMC), Carsim (manufactured by Virtual Mechanics Co., Ltd.) or veDYNA (manufactured by Neorium Technology Co., Ltd.). By fixing the vehicle model and applying μ (t) for a plurality of tires to the vehicle model and evaluating the tire / vehicle characteristics, a relative evaluation can be made between the plurality of tires.
The calculated data is stored in the
図10(a)〜(e)は、図7に示すフローで得られる各データの例を示す図である。
図10(a)は、ステップS100で設定された所望の設定スリップ率S(t)の例が示されている。この設定スリップ率S(t)は、実際の車両のABS(アンチロックブレーキシステム)がタイヤに与える制動時のスリップ率の実測データである。この設定スリップ率S(t)に対して、ステップS110にて算出した実効スリップ率S’(t)が、図10(b)に示されている。このときの時定数td=0.0074秒に固定し、時定数ts=0.01秒、0.1秒の2種類を定めたときの実効スリップ率S’(t)の例を示している。時定数ts=0.10秒の場合、時定数ts=0.01秒に対して実効スリップ率S’(r)の挙動が滑らかになっている。
FIGS. 10A to 10E are diagrams showing examples of each data obtained by the flow shown in FIG.
FIG. 10A shows an example of the desired set slip ratio S (t) set in step S100. The set slip ratio S (t) is actual measurement data of a slip ratio during braking applied to tires by an ABS (anti-lock brake system) of an actual vehicle. FIG. 10B shows the effective slip ratio S ′ (t) calculated in step S110 with respect to the set slip ratio S (t). An example of the effective slip ratio S ′ (t) when the time constant t d = 0.0074 seconds and the time constant t s = 0.01 seconds and 0.1 seconds are determined is shown. ing. When the time constant t s = 0.10 seconds, the behavior of the effective slip ratio S ′ (r) is smooth with respect to the time constant t s = 0.01 seconds.
一方、図示されない最小二乗回帰曲線Rms(S’(t))を用いて摩擦係数μ(t)を算出した結果が図10(c)に示されている。図10(d)は、横軸に設定スリップ率S(t)をとったときの摩擦係数μ(S(t))の挙動を示している。
図10(c)に示される摩擦係数μ(t)を用いて、走行速度100km/時の車両に上記設定スリップ率S(t)を与えたときの車両走行速度を再現する車両減速シミュレーションの結果が図10(e)に示されている。図10(e)は、車両の走行速度を縦軸に、時間を横軸にとっている。これによると、時定数ts=0.01秒の場合、時定数ts=0.1秒の場合に比べて車両の走行速度の減速が早いことがわかる。この場合、ts=0.10秒の場合に比べてts=0.01秒の場合の方が、タイヤの制動特性が優れていると評価することができる。
On the other hand, FIG. 10C shows the result of calculating the friction coefficient μ (t) using a least square regression curve R ms (S ′ (t)) not shown. FIG. 10D shows the behavior of the friction coefficient μ (S (t)) when the set slip ratio S (t) is taken on the horizontal axis.
The result of the vehicle deceleration simulation that reproduces the vehicle traveling speed when the set slip ratio S (t) is given to the vehicle at the traveling speed of 100 km / hour, using the friction coefficient μ (t) shown in FIG. Is shown in FIG. In FIG. 10E, the travel speed of the vehicle is on the vertical axis, and the time is on the horizontal axis. According to this, it can be seen that when the time constant t s = 0.01 seconds, the vehicle traveling speed is decelerated faster than when the time constant t s = 0.1 seconds. In this case, it can be evaluated that the braking characteristics of the tire are better when t s = 0.01 seconds than when t s = 0.10 seconds.
さらに、本発明では、タイヤを設計するとき、基準とする試作タイヤに対して、上述したタイヤ・車両特性の評価を行い、この評価結果に基づいて、試作タイヤの構成部材を調整することにより、基準とする試作タイヤから改良したタイヤを設計することができる。
例えば、基準とする試作タイヤにおいて時定数tsが0.10秒であるとき、時定数ts=0.01秒となるようにタイヤトレッド部材に切り換えて試作タイヤを変更する。時定数tsは、接地面の路面が同じ場合、タイヤトレッド部材のゴム特性によって概略定まることから、タイヤトレッド部材を切り換えることにより、時定数tsの調整が可能である。
Furthermore, in the present invention, when designing a tire, the above-described evaluation of the tire / vehicle characteristics is performed on the reference prototype tire, and based on the evaluation result, by adjusting the constituent members of the prototype tire, It is possible to design an improved tire from the reference prototype tire.
For example, when the time constant t s is 0.10 seconds in the reference prototype tire, the prototype tire is changed by switching to the tire tread member so that the time constant t s = 0.01 seconds. The time constant t s, if the road surface of the ground plane is the same, since the determined outline of a rubber characteristics of the tire tread member, by switching the tire tread elements, it is possible to adjust the time constant t s.
以上、本発明のタイヤモデルの決定方法、タイヤ過渡応答データの算出方法、タイヤの評価方法及びタイヤの設計方法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、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。 As described above, the tire model determination method, tire transient response data calculation method, tire evaluation method, and tire design method of the present invention have been described in detail, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the gist of the present invention. It goes without saying that various improvements and changes may be made without departing from the scope of the invention.
10 演算装置
12 CPU
14 メモリ
16 I/Oインターフェース部
17 ディスプレイ
18 プリンタ
19 入力操作系
20 データ入力部
30 1次遅れモデル決定部
40 過渡応答データ算出部
50 タイヤ・車両特性評価部
10
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記1次遅れモデルの時定数を初期設定して、前記1次遅れモデルにおける1次遅れ応答の応答関数を定めるステップと、
定めた前記1次遅れの応答関数と前記タイヤに与えた前記スリップ率の時系列データの時間変化量との畳み込み積分を行うことにより得られる実効スリップ率データを、スリップ率の過渡応答の時系列データとして求め、この実効スリップ率データの値に対する前記前後力の値を表す特性曲線を、曲線関数を用いて滑らかな1つの曲線に最小二乗回帰させて、そのときの最小二乗回帰した最小二乗回帰曲線と特性曲線との二乗残差和を求める回帰計算を行うステップと、
算出された前記二乗残差和が所定値以下になるまで、設定した前記時定数を修正して前記回帰計算を繰り返し行い、前記二乗残差和が所定値以下になるときの前記時定数を、前記1次遅れ応答を定める時定数として決定することにより、前記1次遅れモデル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モデルの決定方法。 Tire model determination method for determining a first-order lag model that reproduces the transient response of the longitudinal force of the tire from measurement data of the transient response of the longitudinal force of the tire obtained by giving the tire an increase / decrease in the slip ratio in the longitudinal direction of the tire Because
Initializing a time constant of the first-order lag model to determine a response function of a first-order lag response in the first-order lag model;
The effective slip ratio data obtained by performing convolution integration between the determined first-order lag response function and the time change amount of the time series data of the slip ratio applied to the tire is obtained as a time series of the transient response of the slip ratio. The characteristic curve representing the value of the longitudinal force with respect to the value of the effective slip ratio data is obtained as data, and a least square regression is performed by performing a least square regression on a smooth curve using a curve function. Performing a regression calculation to obtain a squared residual sum of the curve and the characteristic curve;
Until the calculated residual sum of squares becomes a predetermined value or less, the set time constant is corrected and the regression calculation is repeated, and the time constant when the squared residual sum becomes a predetermined value or less is Determining a first-order lag model by determining the first-order lag response as a time constant for determining the first-order lag response.
前記1次モデルの時定数が、前記スリップ率に応じて変化する関数であって、前記スリップ率が0のとき前記時定数が第1の値を示し、この第1の値から前記スリップ率が増大するに従って前記時定数が単調に変化して第2の値となり、これ以降前記時定数が前記第2の値を維持する関数で規定されており、
前記1次遅れ応答の応答関数を定めるステップでは、前記時定数を規定する前記第1の値及び前記第2の値を設定することにより、前記1次遅れモデルの時定数を設定して前記1次遅れモデルにおける1次遅れ応答の応答関数を定め、
前記1次遅れモデルを決定するステップでは、前記二乗残差和が前記所定値以下になるまで、設定した前記第1の値及び前記第2の値の少なくとも一方のパラメータ値を修正して前記回帰計算を繰り返し行い、前記二乗残差和が前記所定値以下になるときの前記第1の値及び前記第2の値の値を、前記1次遅れ応答を定める時定数を規定する値として決定することにより、前記1次遅れモデルを決定する請求項1に記載のタイヤモデルの決定方法。 The slip ratio is given so as to generate a braking force as a longitudinal force of the tire,
The time constant of the first-order model is a function that changes according to the slip ratio, and when the slip ratio is 0, the time constant indicates a first value, and the slip ratio is calculated from the first value. As the time constant increases, the time constant monotonously changes to a second value, and thereafter, the time constant is defined by a function that maintains the second value,
In the step of determining the response function of the first-order lag response, the time constant of the first-order lag model is set by setting the first value and the second value that define the time constant. Define the response function of the first-order lag response in the second-order lag model,
In the step of determining the first-order lag model, the parameter value of at least one of the set first value and the second value is corrected until the sum of squared residuals is equal to or less than the predetermined value, and the regression is performed. The calculation is repeated, and the values of the first value and the second value when the sum of squared residuals is less than or equal to the predetermined value are determined as values that define a time constant that defines the first-order lag response. The tire model determination method according to claim 1, wherein the first-order lag model is determined.
請求項1又は2に記載のタイヤモデルの決定方法により決定された、前記1次遅れモデルの応答関数を規定するとともに、前記1次遅れモデルが決定されたときの前記最小二乗回帰曲線を取得するステップと、
前記1次遅れの応答関数と前記所望のスリップ率の時系列データの時間変化量との畳み込み積分を行うことにより得られる実効スリップ率データを、スリップ率の過渡応答の時系列データとして求め、この実効スリップ率データに対する前記最小二乗回帰曲線の値を、前記所望のスリップ率の変化に対する前後力の過渡応答データの値として算出するステップと、を有することを特徴とするタイヤ過渡応答データの算出方法。 A method of calculating tire transient response data for calculating a transient response of a longitudinal force generated by giving a desired slip ratio change in a tire longitudinal direction to a rolling tire,
The response function of the first-order lag model determined by the tire model determination method according to claim 1 or 2 is defined, and the least-square regression curve when the first-order lag model is determined is acquired. Steps,
Effective slip ratio data obtained by performing convolution integration of the response function of the first-order delay and the time change amount of the time series data of the desired slip ratio is obtained as time series data of the transient response of the slip ratio, Calculating the value of the least square regression curve for the effective slip ratio data as the value of the transient response data of the longitudinal force with respect to the desired change in the slip ratio, and a method for calculating tire transient response data, comprising: .
基準とする試作タイヤに対して、請求項2に記載のタイヤモデルの決定方法により決定した前記パラメータ値を取得するステップと、
前記パラメータ値を用いて前記試作タイヤの評価を行うステップと、
この試作タイヤの評価結果に基づいて、前記試作タイヤの構成部材を調整することによりタイヤを設計するステップと、を有すること特徴とするタイヤの設計方法。 A tire design method comprising:
Obtaining the parameter value determined by the tire model determination method according to claim 2 for a reference prototype tire;
Evaluating the prototype tire using the parameter values;
And a step of designing the tire by adjusting the constituent members of the prototype tire based on the evaluation result of the prototype tire.
請求項3に記載のタイヤモデル過渡応答データの算出方法で求めた前記過渡応答データを取得するステップと、
前記過渡応答データを用いてタイヤの評価を行うステップと、を有することを特徴とするタイヤの評価方法。 A tire evaluation method,
Obtaining the transient response data obtained by the tire model transient response data calculation method according to claim 3;
And a step of evaluating the tire using the transient response data.
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