JP2000356574A - タイヤ制動性能の推定方法 - Google Patents
タイヤ制動性能の推定方法Info
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- JP2000356574A JP2000356574A JP11166157A JP16615799A JP2000356574A JP 2000356574 A JP2000356574 A JP 2000356574A JP 11166157 A JP11166157 A JP 11166157A JP 16615799 A JP16615799 A JP 16615799A JP 2000356574 A JP2000356574 A JP 2000356574A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 実車制動試験を行うことなく、制動時間及び
制動距離を推定することを可能にするタイヤ制動性能の
推定方法を提供する。 【解決手段】 タイヤ単体と路面との間の摩擦係数μと
スリップ比Ｓの時系列データを採取し、これらタイヤ単
体での時系列データに基づいて車両制動時における摩擦
係数μの時系列データを求めると共に、車両初速度ｖ0
として任意の値を設定し、これら入力データから制動時
間ｔS と制動距離ｘS を推定する。
制動距離を推定することを可能にするタイヤ制動性能の
推定方法を提供する。 【解決手段】 タイヤ単体と路面との間の摩擦係数μと
スリップ比Ｓの時系列データを採取し、これらタイヤ単
体での時系列データに基づいて車両制動時における摩擦
係数μの時系列データを求めると共に、車両初速度ｖ0
として任意の値を設定し、これら入力データから制動時
間ｔS と制動距離ｘS を推定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤ制動性能を
推定する方法に関し、さらに詳しくは、タイヤ路面間の
摩擦係数と車両初速度に基づいて制動時間や制動距離を
推定するようにしたタイヤ制動性能の推定方法に関す
る。
推定する方法に関し、さらに詳しくは、タイヤ路面間の
摩擦係数と車両初速度に基づいて制動時間や制動距離を
推定するようにしたタイヤ制動性能の推定方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】車両の安全性能の評価指標の一つとして
制動距離がある。運輸省の保安基準では、上記制動距離
として車両初速度１００ｋｍ／ｈからの実車制動距離が
用いられている。
制動距離がある。運輸省の保安基準では、上記制動距離
として車両初速度１００ｋｍ／ｈからの実車制動距離が
用いられている。
【０００３】また、トレーラー式摩擦係数測定機やベル
ト式試験機等によりタイヤ路面間の摩擦係数μを計測
し、この摩擦係数μを制動距離の代用特性として利用す
ることもある。このようなタイヤ路面間の摩擦係数μ
は、近年では、有限要素法等の計算手法を用いて試験を
行うことなく推定することが可能になっている。
ト式試験機等によりタイヤ路面間の摩擦係数μを計測
し、この摩擦係数μを制動距離の代用特性として利用す
ることもある。このようなタイヤ路面間の摩擦係数μ
は、近年では、有限要素法等の計算手法を用いて試験を
行うことなく推定することが可能になっている。
【０００４】しかしながら、タイヤ単体としての摩擦係
数μに基づいて車両の制動時間や制動距離を推定する方
法は、これまで明らかにされていなかった。そのため、
制動時間や制動距離を知見するには実際に実車制動試験
を行う必要があるという煩わしさがあった。
数μに基づいて車両の制動時間や制動距離を推定する方
法は、これまで明らかにされていなかった。そのため、
制動時間や制動距離を知見するには実際に実車制動試験
を行う必要があるという煩わしさがあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、実車
制動試験を行うことなく、制動時間及び制動距離を推定
することを可能にするタイヤ制動性能の推定方法を提供
することにある。
制動試験を行うことなく、制動時間及び制動距離を推定
することを可能にするタイヤ制動性能の推定方法を提供
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明のタイヤ制動性能の推定方法は、タイヤ単体と
路面との間の摩擦係数μとスリップ比Ｓの時系列データ
を採取し、これらタイヤ単体での時系列データに基づい
て車両制動時における摩擦係数μの時系列データを求め
ると共に、車両初速度ｖ0 として任意の値を設定し、下
式（１）により制動時間ｔS を推定することを特徴とす
るものである。但し、式（１）において、ｖは車両速
度、ｔは時間、ｇは重力加速度である。
の本発明のタイヤ制動性能の推定方法は、タイヤ単体と
路面との間の摩擦係数μとスリップ比Ｓの時系列データ
を採取し、これらタイヤ単体での時系列データに基づい
て車両制動時における摩擦係数μの時系列データを求め
ると共に、車両初速度ｖ0 として任意の値を設定し、下
式（１）により制動時間ｔS を推定することを特徴とす
るものである。但し、式（１）において、ｖは車両速
度、ｔは時間、ｇは重力加速度である。
【０００７】
【数３】 また、本発明のタイヤ制動性能の推定方法は、下式
（２）により制動距離ｘSを推定することを特徴とする
ものである。
（２）により制動距離ｘSを推定することを特徴とする
ものである。
【０００８】
【数４】
【０００９】一般に、タイヤを備えた車両は、運動エネ
ルギーを力、熱、音等の制動エネルギーに変換しながら
停止する。このとき、制動エネルギーの大部分はタイヤ
によって消費される。ここで、車両の総質量をｍとする
と、制動エネルギーＥｂと運動エネルギーＥｋはそれぞ
れ下式（３）及び（４）により表される。
ルギーを力、熱、音等の制動エネルギーに変換しながら
停止する。このとき、制動エネルギーの大部分はタイヤ
によって消費される。ここで、車両の総質量をｍとする
と、制動エネルギーＥｂと運動エネルギーＥｋはそれぞ
れ下式（３）及び（４）により表される。
【００１０】
【数５】
【００１１】
【数６】
【００１２】これら制動エネルギーＥｂと運動エネルギ
ーＥｋとは略等しくなるので、上式（３）及び（４）か
ら式（１）を得ることができる。従って、タイヤ単体で
の摩擦係数μとスリップ比Ｓの時系列データから車両制
動時における摩擦係数μの時系列データを求め、更に車
両初速度ｖ0 として任意の値を与えることにより、式
（１）から制動時間ｔS を推定することができる。ま
た、制動時間ｔS が判れば、式（２）から制動距離ｘS
を推定することができる。
ーＥｋとは略等しくなるので、上式（３）及び（４）か
ら式（１）を得ることができる。従って、タイヤ単体で
の摩擦係数μとスリップ比Ｓの時系列データから車両制
動時における摩擦係数μの時系列データを求め、更に車
両初速度ｖ0 として任意の値を与えることにより、式
（１）から制動時間ｔS を推定することができる。ま
た、制動時間ｔS が判れば、式（２）から制動距離ｘS
を推定することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明について添付の図面
を参照して詳細に説明する。
を参照して詳細に説明する。
【００１４】図１はタイヤ単体と路面との間の摩擦係数
μとスリップ比Ｓの時系列データを例示するものであ
る。
μとスリップ比Ｓの時系列データを例示するものであ
る。
【００１５】タイヤ制動性能を推定する場合、先ず、図
１に示すように、タイヤ単体と路面との間の摩擦係数μ
とスリップ比Ｓの時系列データを計測する。これらタイ
ヤ単体での摩擦係数μとスリップ比Ｓの時系列データ
は、回転自在に保持されたタイヤに対して荷重Ｗを負荷
しながら対地速度Ｖを与え、徐々にブレーキを掛けたと
きにタイヤに生じる前後力Ｆと周速度ｒωを測定するこ
とにより求めることができる。摩擦係数μはμ＝Ｆ／Ｗ
の関係から得られる。一方、スリップ比ＳはＳ＝（Ｖ−
ｒω）／Ｖの関係から得られる。摩擦係数の最大値をピ
ークμ、Ｓ＝１での摩擦係数をロックμという。但し、
タイヤ単体での時系列データは有限要素法等の計算手法
を用いて求めたものであっても良い。また、摩擦係数の
速度依存性が大きいタイヤの場合は、複数速度での計測
結果と回帰曲線のような曲線近似により、速度変化に対
応する摩擦係数を求めても良い。
１に示すように、タイヤ単体と路面との間の摩擦係数μ
とスリップ比Ｓの時系列データを計測する。これらタイ
ヤ単体での摩擦係数μとスリップ比Ｓの時系列データ
は、回転自在に保持されたタイヤに対して荷重Ｗを負荷
しながら対地速度Ｖを与え、徐々にブレーキを掛けたと
きにタイヤに生じる前後力Ｆと周速度ｒωを測定するこ
とにより求めることができる。摩擦係数μはμ＝Ｆ／Ｗ
の関係から得られる。一方、スリップ比ＳはＳ＝（Ｖ−
ｒω）／Ｖの関係から得られる。摩擦係数の最大値をピ
ークμ、Ｓ＝１での摩擦係数をロックμという。但し、
タイヤ単体での時系列データは有限要素法等の計算手法
を用いて求めたものであっても良い。また、摩擦係数の
速度依存性が大きいタイヤの場合は、複数速度での計測
結果と回帰曲線のような曲線近似により、速度変化に対
応する摩擦係数を求めても良い。
【００１６】一方、車両制動時における摩擦係数μの時
系列データはタイヤ単体での摩擦特性とブレーキシステ
ムによって決まる。即ち、タイヤ単体での摩擦特性が同
一であっても、制動時にスリップ比を制御するＡＢＳ
（アンチロックブレーキシステム）を備えている車両
と、ＡＢＳを備えていない車両とでは、車両制動時にお
けるスリップ比Ｓが異なるため摩擦係数μの時系列デー
タが互いに相違する。
系列データはタイヤ単体での摩擦特性とブレーキシステ
ムによって決まる。即ち、タイヤ単体での摩擦特性が同
一であっても、制動時にスリップ比を制御するＡＢＳ
（アンチロックブレーキシステム）を備えている車両
と、ＡＢＳを備えていない車両とでは、車両制動時にお
けるスリップ比Ｓが異なるため摩擦係数μの時系列デー
タが互いに相違する。
【００１７】車両がＡＢＳを備えていない場合、車両制
動時の摩擦係数μの時系列データとして、図１のＳ＝０
〜１の範囲を利用し、ロックμに到達後はスリップ比Ｓ
＝１に対応する摩擦係数に置き換える。一方、車両がＡ
ＢＳを備えている場合、車両制動時の摩擦係数μの時系
列データとして、図１のＳ＝０からＡＢＳの制御スリッ
プ比までの範囲を利用し、それ以降は制御スリップ比に
対応する摩擦係数に置き換える。
動時の摩擦係数μの時系列データとして、図１のＳ＝０
〜１の範囲を利用し、ロックμに到達後はスリップ比Ｓ
＝１に対応する摩擦係数に置き換える。一方、車両がＡ
ＢＳを備えている場合、車両制動時の摩擦係数μの時系
列データとして、図１のＳ＝０からＡＢＳの制御スリッ
プ比までの範囲を利用し、それ以降は制御スリップ比に
対応する摩擦係数に置き換える。
【００１８】例えば、図１の破線で示すように、制御ス
リップ比を０．１に設定した場合、それに対応する摩擦
係数μは０．８である。この場合、車両制動時の摩擦係
数μの時系列データとして、図１のＳ＝０〜０．１の範
囲を利用し、それ以降は０．８のまま一定とする。これ
を書き換えると、車両制動時の摩擦係数μの時系列デー
タとして図２が得られる。
リップ比を０．１に設定した場合、それに対応する摩擦
係数μは０．８である。この場合、車両制動時の摩擦係
数μの時系列データとして、図１のＳ＝０〜０．１の範
囲を利用し、それ以降は０．８のまま一定とする。これ
を書き換えると、車両制動時の摩擦係数μの時系列デー
タとして図２が得られる。
【００１９】上述した制動状態では、車両速度ｖは車両
初速度ｖ0 から時間ｔ内で仮に想定した制動時間ｔS ま
で線形に低下することが判っている。そこで、車両速度
ｖの時系列データとして図３が得られる。そして、図２
の時系列データと図３の時系列データからμ vdtの時系
列データとして図４が得られる。
初速度ｖ0 から時間ｔ内で仮に想定した制動時間ｔS ま
で線形に低下することが判っている。そこで、車両速度
ｖの時系列データとして図３が得られる。そして、図２
の時系列データと図３の時系列データからμ vdtの時系
列データとして図４が得られる。
【００２０】ここで、上式（１）より、制動エネルギー
係数∫μ vdtがｖ0 2／２ｇと等しくなることが明らかで
ある。そこで、最適化法等の係数探索手法を用いて、図
４に示すμ vdtの時系列データの積分面積がｖ0 2／２ｇ
と等しくなる制動時間ｔS を算出する。更に、制動時間
ｔS と車両初速度ｖ0 を用いて、上式（２）から制動距
離ｘS を算出する。
係数∫μ vdtがｖ0 2／２ｇと等しくなることが明らかで
ある。そこで、最適化法等の係数探索手法を用いて、図
４に示すμ vdtの時系列データの積分面積がｖ0 2／２ｇ
と等しくなる制動時間ｔS を算出する。更に、制動時間
ｔS と車両初速度ｖ0 を用いて、上式（２）から制動距
離ｘS を算出する。
【００２１】本発明によれば、タイヤ単体での摩擦係数
μとスリップ比Ｓの時系列データを採取し、車両初速度
ｖ0 を任意の値に設定し、更にＡＢＳ車両の場合は制御
スリップ比を任意の値に設定することにより、実車制動
試験を要することなく、上記入力データに基づいて制動
時間ｔS と制動距離ｘS を推定することができる。
μとスリップ比Ｓの時系列データを採取し、車両初速度
ｖ0 を任意の値に設定し、更にＡＢＳ車両の場合は制御
スリップ比を任意の値に設定することにより、実車制動
試験を要することなく、上記入力データに基づいて制動
時間ｔS と制動距離ｘS を推定することができる。
【００２２】本発明において、タイヤ単体での摩擦係数
μとスリップ比Ｓの時系列データを計測するに際し、タ
イヤが接する路面の種類を適宜選択することにより、ウ
ェット路面やドライ路面等の各種路面条件での実車制動
試験に対応したデータを得ることが可能である。また、
タイヤ単体での摩擦係数μとスリップ比Ｓの時系列デー
タを計測しておけば、車両初速度ｖ0 の設定値を変更す
るだけで、各種初速度条件での実車制動試験に対応した
データを得ることが可能である。
μとスリップ比Ｓの時系列データを計測するに際し、タ
イヤが接する路面の種類を適宜選択することにより、ウ
ェット路面やドライ路面等の各種路面条件での実車制動
試験に対応したデータを得ることが可能である。また、
タイヤ単体での摩擦係数μとスリップ比Ｓの時系列デー
タを計測しておけば、車両初速度ｖ0 の設定値を変更す
るだけで、各種初速度条件での実車制動試験に対応した
データを得ることが可能である。
【００２３】
【実施例】タイヤサイズを２０５／６５Ｒ１５と共通に
しながらトレッドパターンだけが異なる４種類のタイヤ
Ａ〜Ｄを用意し、これら試験タイヤをそれぞれ２５００
ｃｃクラスの乗用車に装着して実車制動試験を行った。
この実車制動試験では、車両初速度１００ｋｍ／ｈから
のＡＢＳ制動時（制御スリップ比０．１）の制動距離ｘ
S を計測した。
しながらトレッドパターンだけが異なる４種類のタイヤ
Ａ〜Ｄを用意し、これら試験タイヤをそれぞれ２５００
ｃｃクラスの乗用車に装着して実車制動試験を行った。
この実車制動試験では、車両初速度１００ｋｍ／ｈから
のＡＢＳ制動時（制御スリップ比０．１）の制動距離ｘ
S を計測した。
【００２４】一方、上記タイヤＡ〜Ｄについて、トレー
ラ式タイヤ試験機を用いてタイヤ単体と路面との間の摩
擦係数μとスリップ比Ｓの時系列データを計測した。摩
擦係数μの測定条件はASTM E1337-90 に準拠した。これ
らタイヤ単体での時系列データに基づいてＡＢＳ制動時
（制御スリップ比０．１）における摩擦係数μの時系列
データを求めると共に、車両初速度ｖ0 を１００ｋｍ／
ｈに設定し、式（１）により制動時間ｔS を推定し、更
に式（２）により制動距離ｘS を推定した。
ラ式タイヤ試験機を用いてタイヤ単体と路面との間の摩
擦係数μとスリップ比Ｓの時系列データを計測した。摩
擦係数μの測定条件はASTM E1337-90 に準拠した。これ
らタイヤ単体での時系列データに基づいてＡＢＳ制動時
（制御スリップ比０．１）における摩擦係数μの時系列
データを求めると共に、車両初速度ｖ0 を１００ｋｍ／
ｈに設定し、式（１）により制動時間ｔS を推定し、更
に式（２）により制動距離ｘS を推定した。
【００２５】これら制動距離ｘS の実測値と推定値を図
５に示した。この図５から明らかなように、制動距離ｘ
S の実測値と推定値は略一致していた。なお、推定値が
実測値よりも大きいのは、車両の運動エネルギーの一部
がブレーキロータの発熱等に変換されているからであ
る。そのため、これらエネルギー損失について補正値を
与えるようにすれば、制動距離ｘS に関する推定値の精
度を更に高めることが可能である。
５に示した。この図５から明らかなように、制動距離ｘ
S の実測値と推定値は略一致していた。なお、推定値が
実測値よりも大きいのは、車両の運動エネルギーの一部
がブレーキロータの発熱等に変換されているからであ
る。そのため、これらエネルギー損失について補正値を
与えるようにすれば、制動距離ｘS に関する推定値の精
度を更に高めることが可能である。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、タ
イヤ単体と路面との間の摩擦係数μとスリップ比Ｓの時
系列データを採取し、これらタイヤ単体での時系列デー
タに基づいて車両制動時における摩擦係数μの時系列デ
ータを求めると共に、車両初速度ｖ0 を任意の値に設定
することにより、実車制動試験を行うことなく、制動時
間ｔS と制動距離ｘS を推定することができる。
イヤ単体と路面との間の摩擦係数μとスリップ比Ｓの時
系列データを採取し、これらタイヤ単体での時系列デー
タに基づいて車両制動時における摩擦係数μの時系列デ
ータを求めると共に、車両初速度ｖ0 を任意の値に設定
することにより、実車制動試験を行うことなく、制動時
間ｔS と制動距離ｘS を推定することができる。
【図１】本発明に用いるタイヤ単体での摩擦係数μとス
リップ比Ｓの時系列データ（入力データ）を例示するグ
ラフである。
リップ比Ｓの時系列データ（入力データ）を例示するグ
ラフである。
【図２】本発明に用いる車両制動時における摩擦係数μ
の時系列データを示すグラフである。
の時系列データを示すグラフである。
【図３】本発明に用いる車両速度ｖの時系列データを示
すグラフである。
すグラフである。
【図４】本発明に用いるμ vdtの時系列データを示すグ
ラフである。
ラフである。
【図５】制動距離ｘS の実測値と推定値を示すグラフで
ある。
ある。
μ 摩擦係数 Ｓ スリップ比 ｖ0 車両初速度 ｖ 車両速度 ｔ 時間 ｇ 重力加速度 ｔS 制動時間 ｘS 制動距離
Claims (2)
- 【請求項１】 タイヤ単体と路面との間の摩擦係数μと
スリップ比Ｓの時系列データを採取し、これらタイヤ単
体での時系列データに基づいて車両制動時における摩擦
係数μの時系列データを求めると共に、車両初速度ｖ0
として任意の値を設定し、下式（１）により制動時間ｔ
S を推定するタイヤ制動性能の推定方法。 【数１】 但し、ｖは車両速度、ｔは時間、ｇは重力加速度であ
る。 - 【請求項２】 下式（２）により制動距離ｘS を推定す
る請求項１に記載のタイヤ制動性能の推定方法。 【数２】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11166157A JP2000356574A (ja) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | タイヤ制動性能の推定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11166157A JP2000356574A (ja) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | タイヤ制動性能の推定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000356574A true JP2000356574A (ja) | 2000-12-26 |
Family
ID=15826133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11166157A Pending JP2000356574A (ja) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | タイヤ制動性能の推定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000356574A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018119814A (ja) * | 2017-01-23 | 2018-08-02 | 住友ゴム工業株式会社 | タイヤの制動性能評価方法 |
| CN108956156A (zh) * | 2018-06-01 | 2018-12-07 | 上汽通用五菱汽车股份有限公司 | 车辆的制动抱死系统的性能测试方法及其装置 |
| KR102179821B1 (ko) * | 2019-06-05 | 2020-11-17 | 넥센타이어 주식회사 | 타이어 제동 초속도의 민감도를 반영한 제동 성능 시험방법 |
| KR20210111421A (ko) * | 2020-03-03 | 2021-09-13 | 넥센타이어 주식회사 | 제동 거리 측정 장치 및 그 동작 방법 |
-
1999
- 1999-06-14 JP JP11166157A patent/JP2000356574A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018119814A (ja) * | 2017-01-23 | 2018-08-02 | 住友ゴム工業株式会社 | タイヤの制動性能評価方法 |
| CN108956156A (zh) * | 2018-06-01 | 2018-12-07 | 上汽通用五菱汽车股份有限公司 | 车辆的制动抱死系统的性能测试方法及其装置 |
| KR102179821B1 (ko) * | 2019-06-05 | 2020-11-17 | 넥센타이어 주식회사 | 타이어 제동 초속도의 민감도를 반영한 제동 성능 시험방법 |
| KR20210111421A (ko) * | 2020-03-03 | 2021-09-13 | 넥센타이어 주식회사 | 제동 거리 측정 장치 및 그 동작 방법 |
| KR102330172B1 (ko) * | 2020-03-03 | 2021-11-23 | 넥센타이어 주식회사 | 제동 거리 측정 장치 및 그 동작 방법 |
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