JP2003063218A - Tire dynamics characteristic evaluating device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】本発明は、タイヤの動力学特性（物理的な
変形特性）を評価するための装置に関し、特に、タイヤ
の動力学特性をシミュレーション評価するための装置に
関する。The present invention relates to an apparatus for evaluating the dynamic characteristics (physical deformation characteristics) of tires, and more particularly to an apparatus for evaluating the dynamic characteristics of tires by simulation.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、車両用タイヤの物理的な変形等
の動力学特性を評価する際には、実際に、タイヤに各種
負荷をかけて、タイヤの物理的変形等を測定し、その測
定結果に基づいてタイヤの動力学特性を評価している。
そして、実験によって得られた動力学特性の評価結果に
基づいて、例えば、タイヤの設計を見直すようにしてい
る。2. Description of the Related Art Generally, when evaluating dynamic characteristics such as physical deformation of a vehicle tire, various loads are actually applied to the tire, and the physical deformation of the tire is measured and measured. The dynamic characteristics of the tire are evaluated based on the results.
Then, for example, the tire design is reviewed based on the evaluation result of the dynamic characteristics obtained by the experiment.
【０００３】ところで、車両用タイヤの動力学特性を評
価する際には、懸架装置（サスペンション）等も考慮す
る必要がある。つまり、タイヤの動力学特性を評価する
際には、懸架装置によってその評価値が変化することを
考慮しなければならない。また、タイヤの動力学特性を
評価する際には、タイヤにかかる負荷及び振動、さらに
は、路面の凹凸等をも考慮しなければならない。By the way, when evaluating the dynamic characteristics of a vehicle tire, it is necessary to consider a suspension system and the like. In other words, when evaluating the dynamic characteristics of a tire, it is necessary to consider that the evaluation value changes depending on the suspension system. In addition, when evaluating the dynamic characteristics of the tire, it is necessary to consider the load and vibration applied to the tire, and also the unevenness of the road surface.
【０００４】上述のように、従来、タイヤの動力学特性
を評価する際には、種々条件を変えて実際に実験等を行
って、タイヤの動力学特性を評価し、この評価結果を設
計段階にフィードバックしてタイヤ設計に生かすように
していた。As described above, conventionally, when evaluating the dynamic characteristics of a tire, various experiments are actually performed under various conditions to evaluate the dynamic characteristics of the tire, and the evaluation results are used in the design stage. I was feeding back to and making use of it for tire design.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来、
タイヤの動力学特性を評価する際には、種々条件を変え
て実際に実験等を行って、タイヤの動力学特性を評価す
る必要があり、その評価結果を設計段階にフィードバッ
クしなければならず、このため、多くの実験等を行う必
要がある。SUMMARY OF THE INVENTION As mentioned above,
When evaluating the dynamic characteristics of a tire, it is necessary to actually perform experiments under various conditions to evaluate the dynamic characteristics of the tire, and the evaluation results must be fed back to the design stage. Therefore, it is necessary to perform many experiments.
【０００６】さらに、設計段階においては、実験による
評価結果を待ってタイヤ設計等を見直さなければなら
ず、タイヤ設計を見直した後、再度実験を行わなければ
ならない場合もある。言い換えると、設計段階におい
て、動力学特性の評価シミュレーションを行うことがで
きれば、実際の実験回数が減るばかりでなく、タイヤ設
計段階においてタイヤ性能を予め評価しておくことがで
きる。Further, in the design stage, the tire design or the like must be reviewed after waiting for the evaluation result by the experiment, and the tire design may be reviewed and the experiment may be conducted again. In other words, if the dynamic characteristic evaluation simulation can be performed in the design stage, not only the number of actual experiments can be reduced, but also the tire performance can be evaluated in advance in the tire design stage.
【０００７】加えて、懸架装置を考慮して予めタイヤの
動力学特性を評価しておけば、懸架装置の設計自体を効
率化でき、懸架装置の設計をスムーズに行える。In addition, if the dynamic characteristics of the tire are evaluated in advance in consideration of the suspension system, the design of the suspension system itself can be made efficient, and the suspension system can be designed smoothly.
【０００８】いずれにしても、従来、タイヤの動力学特
性を評価する際には、タイヤ自体の評価は勿論のこと、
懸架装置も考慮に入れて、タイヤの動力学特性を評価し
なければならず、実際に測定（実験）を行うまで、動力
学特性の評価結果が分からない。つまり、タイヤ設計段
階でタイヤの動力学特性等その性能を適切に評価できな
いという問題点がある。In any case, conventionally, when evaluating the dynamic characteristics of a tire, not to mention the evaluation of the tire itself,
The dynamic characteristics of the tire must be evaluated in consideration of the suspension system, and the evaluation result of the dynamic characteristics cannot be known until the actual measurement (experiment) is performed. That is, there is a problem that the performance such as the dynamic characteristics of the tire cannot be properly evaluated at the tire designing stage.
【０００９】そして、タイヤ設計段階でタイヤの性能評
価を適切に行えないと、懸架装置の設計にも影響してし
まう。If the performance of the tire cannot be properly evaluated at the tire designing stage, the design of the suspension system will be affected.
【００１０】本発明の目的は、タイヤ設計段階でタイヤ
の動力学特性等の性能を適切に評価することのできるタ
イヤ動力学特性評価装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a tire dynamic characteristic evaluation device capable of appropriately evaluating performance such as dynamic characteristic of a tire at the tire design stage.
【００１１】本発明の他の目的は、懸架装置の設計を効
率化及び最適化することのできるタイヤ動力学特性評価
装置を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a tire dynamic characteristic evaluation device capable of streamlining and optimizing a suspension design.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、タイヤ
の動力学特性をシミュレーションして評価する際に用い
られるタイヤ動力学特性評価装置であって、タイヤを表
すタイヤモデルに基づいて該タイヤモデルの固有振動数
及び振動モードをタイヤ固有値として求めるタイヤモデ
ル固有値生成部と、前記タイヤ固有値を前記タイヤモデ
ル外の所定の固定点にモード合成してタイヤ動力学特性
モデルを生成するタイヤ動力学特性生成部と、前記タイ
ヤ動特性モデルに加える荷重モデルと前記タイヤ動特性
モデルとの干渉量を判定して該干渉量に基づいて前記タ
イヤ動特性モデルの反発力を求め該反発力に応じて前記
タイヤ動特性モデルを評価する動力学特性評価部とを有
することを特徴とするタイヤ動力学特性評価装置が得ら
れる。According to the present invention, there is provided a tire dynamic characteristic evaluation device for use in simulating and evaluating dynamic characteristics of a tire, the tire dynamic characteristic evaluation device being based on a tire model representing the tire. A tire dynamic characteristic that generates a tire dynamic characteristic model by mode-synthesizing a tire model eigenvalue generation unit that obtains a natural frequency and a vibration mode of a model as a tire eigenvalue, and the tire eigenvalue at a predetermined fixed point outside the tire model. A generation unit, the amount of interference between the load model applied to the tire dynamic characteristic model and the tire dynamic characteristic model is determined, and the repulsive force of the tire dynamic characteristic model is obtained based on the amount of interference. A tire dynamic characteristic evaluation device having a dynamic characteristic evaluation unit that evaluates a tire dynamic characteristic model is obtained.
【００１３】このように、上述の発明では、タイヤ動特
性モデルを生成して、このタイヤ動特性モデルに荷重モ
デルを作用させてその反発力（変形量）を求めて、変形
量に応じてタイヤ動特性モデルを評価するようにしたた
め、設計段階において、タイヤの動力学特性等の性能を
適切に評価することができる。As described above, in the above-mentioned invention, the tire dynamic characteristic model is generated, the load model is applied to the tire dynamic characteristic model to obtain the repulsive force (deformation amount) thereof, and the tire is calculated according to the deformation amount. Since the dynamic characteristic model is evaluated, the performance such as the dynamic characteristics of the tire can be appropriately evaluated at the design stage.
【００１４】また、本発明によれば、タイヤの動力学特
性をシミュレーションして評価する際に用いられるタイ
ヤ動力学特性評価装置であって、タイヤを表すタイヤモ
デルに基づいて該タイヤモデルの固有振動数及び振動モ
ードをタイヤ固有値として求めるタイヤモデル固有値生
成部と、前記タイヤが固定されるシャフト構造を示すシ
ャフト構造モデルに基づいて該シャフト構造モデルの固
有振動数及び振動モードをシャフト固有値として生成す
るシャフトモデル固有値生成部と、前記タイヤ固有値と
前記シャフト固有値とをモード合成してシャフト−タイ
ヤ動力学特性モデルを生成するシャフト−タイヤ動力学
特性生成部と、前記シャフト−タイヤ動特性モデルに加
える荷重モデルと前記シャフト−タイヤ動特性モデルと
の干渉量を判定して該干渉量に基づいて前記シャフト−
タイヤ動特性モデルの反発力を求め該反発力に応じて前
記シャフト−タイヤ動特性モデルを評価する動力学特性
評価部とを有することを特徴とするタイヤ動力学特性評
価装置が得られる。Further, according to the present invention, there is provided a tire dynamic characteristic evaluation device used when simulating and evaluating a dynamic characteristic of a tire, the natural vibration of the tire model being based on the tire model representing the tire. A tire model eigenvalue generator that determines a number and a vibration mode as a tire eigenvalue, and a shaft that generates a natural frequency and a vibration mode of the shaft structure model as a shaft eigenvalue based on a shaft structure model showing a shaft structure to which the tire is fixed. A model eigenvalue generating unit, a shaft-tire dynamic characteristic generating unit that mode-synthesizes the tire eigenvalue and the shaft eigenvalue to generate a shaft-tire dynamic characteristic model, and a load model applied to the shaft-tire dynamic characteristic model. And the amount of interference between the shaft-tire dynamic model and It said shaft based on the amount of interference -
There is provided a tire dynamic characteristic evaluation device comprising: a dynamic characteristic evaluation unit for determining a repulsive force of a tire dynamic characteristic model and evaluating the shaft-tire dynamic characteristic model according to the repulsive force.
【００１５】上述のように、この発明では、シャフト構
造モデルを考慮して、タイヤモデルの動力学特性を評価
しているため、つまり、シャフトにタイヤを装着した状
態でタイヤの動力学特性を評価しているため、より精度
よくタイヤの動力学特性を評価することができる。As described above, in the present invention, the dynamic characteristics of the tire model are evaluated in consideration of the shaft structure model, that is, the dynamic characteristics of the tire are evaluated with the tire mounted on the shaft. Therefore, the dynamic characteristics of the tire can be evaluated more accurately.
【００１６】さらに、本発明によれば、タイヤの動力学
特性をシミュレーションして評価する際に用いられるタ
イヤ動力学特性評価装置であって、タイヤを表すタイヤ
モデルに基づいて該タイヤモデルの固有振動数及び振動
モードをタイヤ固有値として求めるタイヤモデル固有値
生成部と、前記タイヤを懸架する懸架装置の構造を示す
懸架装置構造モデルに基づいて該懸架装置構造モデルに
関する固有振動数及び振動モードを懸架装置固有値とし
て生成する懸架装置モデル生成部と、前記タイヤ固有値
と前記懸架装置固有値とをモード合成して懸架−タイヤ
動力学特性モデルを生成する懸架−タイヤ動力学特性生
成部と、前記懸架−タイヤ動特性モデルに加える荷重モ
デルと前記懸架−タイヤ動特性モデルとの干渉量を判定
して該干渉量に基づいて前記懸架−タイヤ動特性モデル
の反発力を求め該反発力に応じて前記懸架−タイヤ動特
性モデルを評価する動力学特性評価部とを有することを
特徴とするタイヤ動力学特性評価装置が得られる。Further, according to the present invention, there is provided a tire dynamic characteristic evaluation device used for simulating and evaluating a dynamic characteristic of a tire, wherein a natural vibration of the tire model based on a tire model representing the tire. Number and vibration mode as tire eigenvalues, a tire model eigenvalue generator, and a eigenfrequency and vibration mode related to the suspension structural model based on the suspension structural model showing the structure of the suspension system for suspending the tire And a suspension-tire dynamic characteristic generation unit that modifies the tire eigenvalue and the suspension eigenvalue to generate a suspension-tire dynamic characteristic model, and the suspension-tire dynamic characteristic. The amount of interference between the load model applied to the model and the suspension-tire dynamic characteristic model is determined and based on the amount of interference. The suspension-tire dynamic characteristic model is obtained and a dynamic characteristic evaluation unit for evaluating the suspension-tire dynamic characteristic model according to the repulsive force is provided. To be
【００１７】このように、上述の発明では、懸架装置を
加味して、懸架−タイヤ動特性モデルを生成して、タイ
ヤモデルの動力学特性を評価しているため、懸架装置モ
デルに装着されたタイヤモデルについて、その動力学特
性を評価することができる。As described above, according to the above-described invention, the suspension-tire dynamic characteristics model is generated in consideration of the suspension device, and the dynamic characteristics of the tire model are evaluated. A tire model can be evaluated for its kinetic properties.
【００１８】なお、前記荷重モデルは、例えば、平盤形
状を有する平盤モデルが前記タイヤ動特性モデルに向か
って移動する際の変位量を示すようにしてもよいし、平
盤モデルが振動する際の変位量及び振動周波数を示すよ
うにしてもよく、さらには、前記荷重モデルは、路面の
凹凸パターンを示すようにしてもよい。The load model may indicate, for example, a displacement amount when a flat plate model having a flat plate shape moves toward the tire dynamic characteristic model, or the flat plate model vibrates. The displacement amount and the vibration frequency at that time may be shown, and further, the load model may show an uneven pattern of the road surface.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施例
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
ている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置など
は特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれ
のみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎな
い。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative positions, etc. of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention thereto, unless there is a specific description, and are merely illustrative examples. Nothing more.
【００２０】まず、図１を参照して、本発明によるタイ
ヤ動力学特性評価装置の第１の例について説明する。First, referring to FIG. 1, a first example of the tire dynamic characteristic evaluation device according to the present invention will be described.
【００２１】図示のタイヤ動力学特性評価装置は、タイ
ヤモデル固有値生成部１１、タイヤ動力学特性生成部１
２、平盤荷重生成部１３、及びタイヤ動力学特性評価部
１４を備えている。タイヤモデル固有値生成部１１には
タイヤ形状生成器１１ａが備えられており、タイヤ形状
生成器１１ａは、評価すべきタイヤの形状及び寸法等を
示す２次元又は３次元データをタイヤ形状データとして
生成する。このタイヤ形状データは、例えば、２次元又
は３次元ＣＡＤデータに相当する。つまり、設計段階で
２次元又は３次元ＣＡＤを用いて設計されたタイヤ形状
データがタイヤ形状生成器１１ａから出力される。The illustrated tire dynamic characteristic evaluation device includes a tire model eigenvalue generation unit 11 and a tire dynamic characteristic generation unit 1.
2. A flat plate load generation unit 13 and a tire dynamic characteristic evaluation unit 14 are provided. The tire model eigenvalue generator 11 is provided with a tire shape generator 11a, and the tire shape generator 11a generates two-dimensional or three-dimensional data indicating the shape and dimensions of the tire to be evaluated as tire shape data. . This tire shape data corresponds to, for example, two-dimensional or three-dimensional CAD data. That is, tire shape data designed by using two-dimensional or three-dimensional CAD at the design stage is output from the tire shape generator 11a.
【００２２】前述のタイヤ形状データは、ラバー構造モ
デル生成器１１ｂ、圧縮空気モデル生成器１１ｃ、及び
結合境界モデル生成器１１ｄに与えられ、ラバー構造モ
デル生成器１１ｂでは、タイヤ形状データに基づいてタ
イヤのラバー構造を示すモデル（ラバー構造モデル）を
生成する。例えば、ラバー構造モデル生成器１１ｂで
は、タイヤ形状データに基づいて有限要素法によって有
限要素モデル構造を示すラバー構造モデルを生成する
（図２（ａ）及び（ｂ）参照）。The above-mentioned tire shape data is given to the rubber structure model generator 11b, the compressed air model generator 11c, and the joint boundary model generator 11d. In the rubber structure model generator 11b, the tire shape data is obtained based on the tire shape data. A rubber structure model (rubber structure model) is generated. For example, the rubber structure model generator 11b generates a rubber structure model showing a finite element model structure by the finite element method based on the tire shape data (see FIGS. 2A and 2B).
【００２３】圧縮空気モデル生成器１１ｃでは、タイヤ
形状データに応じてタイヤ内部の空気（圧縮空気）の状
態を表す圧縮空気モデルを生成する。さらに、結合境界
モデル生成器１１ｄでは、タイヤ形状データに基づい
て、次に示す関係式が成立するように、タイヤの内表面
と空気とが接する領域（境界）を表す結合境界モデルを
生成する。The compressed air model generator 11c generates a compressed air model representing the state of the air (compressed air) inside the tire according to the tire shape data. Further, the joint boundary model generator 11d generates a joint boundary model that represents a region (boundary) where the inner surface of the tire and air contact each other, based on the tire shape data, so that the following relational expression holds.
【００２４】∂Ｐ／∂ｎ＝−ρ（∂２／∂ｔ２）Ｕｎ，
∂Ｐ／∂ｎ＝−Ｐ（∂２／∂２）Ｕ ｎ，∂Ｐ／∂ｎ＝−
Ｐ（∂２／∂２）Ｕｎ，ここで、ｎは領域（境界）の法
線方向、ρは空気密度、Ｐは圧力、Ｕは領域変位を表
す。∂P / ∂n = −ρ (∂Two/ ∂tTwo) Un，
∂P / ∂n = -P (∂Two/ ∂Two) U n, ∂P / ∂n =-
P (∂Two/ ∂Two) Un, Where n is the modulus of the region (boundary)
Line direction, ρ is air density, P is pressure, and U is area displacement.
You
【００２５】前述のラバー構造モデル、圧縮空気モデ
ル、及び結合境界モデルはタイヤモデル生成器１１ｅに
与えられ、タイヤモデル生成器１１ｅでは、ラバー構造
モデル、圧縮空気モデル、及び結合境界モデルに基づい
てタイヤの構造、空気（圧縮空気）、及びタイヤの内表
面と空気とが接する境界を総合してタイヤを表すタイヤ
モデルを生成する（図３（ａ）及び（ｂ）参照）。The above-mentioned rubber structure model, compressed air model, and joint boundary model are given to the tire model generator 11e, and in the tire model generator 11e, based on the rubber structure model, the compressed air model, and the joint boundary model, a tire is generated. The tire model that represents the tire is generated by integrating the structure, the air (compressed air), and the boundary where the inner surface of the tire contacts the air (see FIGS. 3A and 3B).
【００２６】タイヤモデルは固有値解析器１１ｆに与え
られ、固有値解析器１１ｆでは、例えば、リム中心を固
定した状態で当該タイヤモデルの固有振動数及び振動モ
ード（以下単にタイヤ固有値と総称する）を解析・抽出
して、このタイヤ固有値をタイヤ動力学特性生成部１２
に出力する。The tire model is given to the eigenvalue analyzer 11f, and the eigenvalue analyzer 11f analyzes the natural frequency and vibration mode (hereinafter simply referred to as tire eigenvalue) of the tire model with the rim center fixed. -Extract and extract this tire characteristic value from the tire dynamic characteristic generation unit 12
Output to.
【００２７】タイヤ動力学特性生成部１２は、振動モー
ド合成器１２ａを備えており、振動モード合成器１２ａ
では、前述のタイヤ固有値をモード合成（拘束モード
法）によって、タイヤモデル外の予め規定された固定点
（空間固定点）に出力する。つまり、リム中心を固定点
とした固有値を空間固定点にモード合成して空間固有値
を得る。そして、この空間固有値には減衰比設定器１２
ｂから与えられる所定の減衰比が設定されて、タイヤ動
力学特性モデルとして、タイヤ動力学特性器１２ｃに格
納される。The tire dynamic characteristic generation unit 12 includes a vibration mode synthesizer 12a, and the vibration mode synthesizer 12a.
Then, the above-mentioned tire eigenvalue is output to a predetermined fixed point (spatial fixed point) outside the tire model by mode synthesis (constraint mode method). That is, the eigenvalue with the rim center as a fixed point is mode-combined with the spatial fixed point to obtain the spatial eigenvalue. Then, the damping ratio setter 12 is set to this space eigenvalue.
A predetermined damping ratio given from b is set and stored in the tire dynamic characteristic device 12c as a tire dynamic characteristic model.
【００２８】一方、平盤荷重生成部１３には、平盤形状
生成器１３ａが備えられており、平盤形状生成器１３ａ
ではタイヤ動力学特性モデルに載荷する平盤（剛体）の
形状を平盤モデルとして生成する。この平盤モデルは平
盤移動生成器１３ｂに与えられ、平盤移動生成器１３ｂ
では、タイヤ動特性モデルに向かって平盤が移動する変
位を出力する。つまり、平盤移動生成器１３ｂはタイヤ
動特性モデルに対して鉛直方向に平盤を変位させる際の
変位量を出力する。On the other hand, the flat plate load generator 13 is provided with a flat plate shape generator 13a, and the flat plate shape generator 13a.
Then, the shape of the flat plate (rigid body) loaded on the tire dynamic characteristic model is generated as a flat plate model. This flat plate model is given to the flat plate movement generator 13b, and the flat plate movement generator 13b is supplied.
Then, the displacement that the flat plate moves toward the tire dynamic characteristic model is output. That is, the flat plate movement generator 13b outputs the displacement amount when the flat plate is displaced in the vertical direction with respect to the tire dynamic characteristic model.
【００２９】タイヤ動力学特性モデル及び平盤モデルの
変位量はタイヤ動力学特性評価部１４に与えられる。こ
れによって、例えば、図４に示すように、あたかも、平
盤モデル６１が変位量に応じてタイヤ動力学特性モデル
６２に対して移動することになる。タイヤ動力学特性評
価部１４には、接触判定器１４ａが備えられており、接
触判定器１４ａではタイヤ動力学特性モデル６２と平盤
モデル６１との相対的位置を認識して、タイヤ動力学特
性モデル６２と平盤モデル６１とが干渉（接触）する
と、干渉があった旨を示す干渉信号を生成するともに干
渉量（変位ｘ及び変位速度ｄｘ／ｄｔ）を出力する。The displacement amounts of the tire dynamic characteristic model and the flat plate model are given to the tire dynamic characteristic evaluation unit 14. As a result, for example, as shown in FIG. 4, the flat plate model 61 moves with respect to the tire dynamic characteristic model 62 according to the displacement amount. The tire dynamic characteristic evaluation unit 14 is provided with a contact determiner 14a, and the contact determiner 14a recognizes the relative positions of the tire dynamic characteristic model 62 and the flat plate model 61 to determine the tire dynamic characteristic. When the model 62 and the flat plate model 61 interfere (contact) with each other, an interference signal indicating that there is interference is generated and the amount of interference (displacement x and displacement velocity dx / dt) is output.
【００３０】接触反力演算器１４ｂでは、干渉量に基づ
いて、干渉部分（接触部分）のバネ定数をｋ、減衰定数
をｃとして、タイヤ動特性モデルの反発力（反力）Ｆを
Ｆ＝−ｋｘ−ｃ（ｄｘ／ｄｔ）として求め、タイヤ変形
演算器１４ｃに与える。タイヤ変形演算器１４ｃでは、
反力Ｆをタイヤ動力学特性モデルに作用させて、タイヤ
動力学特性モデルの動的変形量を算出して、タイヤモデ
ルの動力学特性を評価する。In the contact reaction force calculator 14b, the repulsive force (reaction force) F of the tire dynamic characteristic model is F =, where k is the spring constant of the interference portion (contact portion) and c is the damping constant based on the interference amount. It is obtained as -kx-c (dx / dt) and given to the tire deformation calculator 14c. In the tire deformation calculator 14c,
The reaction force F is applied to the tire dynamic characteristic model to calculate the dynamic deformation amount of the tire dynamic characteristic model, and the dynamic characteristic of the tire model is evaluated.
【００３１】上述のように、図１に示す例では、タイヤ
動特性モデルを生成して、このタイヤ動特性モデルに平
盤を作用させてその変形量を算出するようにしたため、
設計段階において、タイヤの動力学特性等の性能を適切
に評価することができる。As described above, in the example shown in FIG. 1, since the tire dynamic characteristic model is generated and the flat plate is applied to the tire dynamic characteristic model to calculate the deformation amount,
At the design stage, the performance such as the dynamic characteristics of the tire can be appropriately evaluated.
【００３２】次に図５を参照して、本発明によるタイヤ
動力学特性評価装置の第２の例について説明する。な
お、図示の例において、図１に示す例と同一の構成要素
については同一の参照番号を付し、説明を省略する。Next, with reference to FIG. 5, a second example of the tire dynamic characteristic evaluation device according to the present invention will be described. In the illustrated example, the same components as those in the example shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【００３３】図５に示す例には、シャフトモデル固有値
生成部２１が備えられており、シャフトモデル固有値生
成部２１では、まず、シャフト形状生成器２１ａで、タ
イヤが固定されるシャフト（車軸）の形状（直径及び長
さ等）を示すデータを生成する。例えば、シャフト形状
生成器２１ａは、シャフトの形状及び寸法等を示す２次
元又は３次元データをシャフト形状データとして生成す
る。このシャフト形状データは、例えば、２次元又は３
次元ＣＡＤデータに相当する。つまり、設計段階で２次
元又は３次元ＣＡＤを用いて設計されたシャフト形状デ
ータがシャフト形状生成器２１ａから出力される。The example shown in FIG. 5 is provided with a shaft model eigenvalue generation unit 21. In the shaft model eigenvalue generation unit 21, first, a shaft shape generator 21a is used to determine the shaft (axle) to which the tire is fixed. Data indicating the shape (diameter, length, etc.) is generated. For example, the shaft shape generator 21a generates two-dimensional or three-dimensional data indicating the shape and dimensions of the shaft as the shaft shape data. This shaft shape data is, for example, two-dimensional or three-dimensional.
It corresponds to the dimension CAD data. That is, the shaft shape data designed using the two-dimensional or three-dimensional CAD at the design stage is output from the shaft shape generator 21a.
【００３４】前述のシャフト形状データは、シャフト構
造モデル生成器２１ｂに与えられ、シャフト構造モデル
生成器２１ｂはシャフト形状データに基づいてシャフト
構造を示すモデル（シャフト構造モデル）を生成する。
例えば、シャフト構造モデル生成器２１ｂでは、シャフ
ト形状データに基づいて有限要素法によって有限要素モ
デル構造を示すシャフト構造モデルを生成する。The above-mentioned shaft shape data is given to the shaft structure model generator 21b, and the shaft structure model generator 21b generates a model showing the shaft structure (shaft structure model) based on the shaft shape data.
For example, the shaft structure model generator 21b generates a shaft structure model showing a finite element model structure by the finite element method based on the shaft shape data.
【００３５】シャフト構造モデルは固有値解析器２１ｃ
に与えられ、固有値解析器２１ｃでは、例えば、シャフ
ト構造モデルの中央部を固定した状態で、当該シャフト
構造モデルの固有振動数及び振動モード（以下単にシャ
フト固有値と総称する）を解析・抽出して、このシャフ
ト固有値をタイヤ−シャフト動力学特性生成部２２に出
力する。The shaft structure model is an eigenvalue analyzer 21c.
In the eigenvalue analyzer 21c, for example, the natural frequency and vibration mode (hereinafter simply referred to as shaft eigenvalue) of the shaft structure model are analyzed and extracted with the central portion of the shaft structure model fixed. , And outputs the shaft specific value to the tire-shaft dynamic characteristic generation unit 22.
【００３６】タイヤ−シャフト動力学特性生成部２２に
は、図１で説明したタイヤ固定値も与えられており、タ
イヤ−シャフト動力学特性生成部２２では、まず、振動
モード合成器２２ａで、タイヤ固有値とシャフト固有値
とを振動モード合成して合成固有値を得る。つまり、シ
ャフト構造モデルの中央部を固定した状態でシャフト構
造モデルの両端（つまり、左右２輪）にタイヤ固有値を
出力して、合成固有値を得る。そして、この合成固有値
には減衰比設定器２２ｂから与えられる所定の減衰比が
設定されて、シャフト−タイヤ動力学特性モデルとし
て、シャフト−タイヤ動力学特性器２２ｃに格納され
る。The tire-shaft dynamic characteristic generation unit 22 is also provided with the tire fixed value described in FIG. 1. In the tire-shaft dynamic characteristic generation unit 22, first, the vibration mode synthesizer 22a The vibration mode is combined with the eigenvalue and the shaft eigenvalue to obtain a combined eigenvalue. That is, the tire eigenvalues are output to both ends (that is, the two left and right wheels) of the shaft structure model with the central portion of the shaft structure model fixed, and the combined eigenvalue is obtained. Then, a predetermined damping ratio given from the damping ratio setting unit 22b is set to this combined eigenvalue, and is stored in the shaft-tire dynamic characteristic unit 22c as a shaft-tire dynamic characteristic model.
【００３７】図１に関連して説明したように、平盤荷重
生成部１３では、シャフト−タイヤ動特性モデルに向か
って平盤が移動する変位を出力する。この際、平盤荷重
生成部１３では、シャフト−タイヤ動特性モデルの両輪
に平盤が載荷されるように変位を出力する。つまり、図
６に示すように、シャフトの両端にタイヤ動特性モデル
６２が装置された状態で、平盤モデル６１が変位量に応
じてタイヤ動力学特性モデル６２に対して移動すること
になる。そして、動力学特性評価部１４では、図１で説
明したようにして、シャフト−タイヤ動特性モデルの動
的変形量を算出して、シャフト−タイヤモデルの動力学
特性を評価する。As described with reference to FIG. 1, the flat plate load generator 13 outputs the displacement of the flat plate moving toward the shaft-tire dynamic model. At this time, the flat plate load generation unit 13 outputs the displacement so that the flat plate is loaded on both wheels of the shaft-tire dynamic characteristic model. That is, as shown in FIG. 6, with the tire dynamic characteristic model 62 installed at both ends of the shaft, the flat plate model 61 moves with respect to the tire dynamic characteristic model 62 according to the displacement amount. Then, the dynamic characteristic evaluation unit 14 calculates the dynamic deformation amount of the shaft-tire dynamic characteristic model as described with reference to FIG. 1, and evaluates the dynamic characteristic of the shaft-tire model.
【００３８】図５に示す例では、シャフト構造モデルを
考慮して、タイヤモデルの動力学特性を評価しているた
め、つまり、シャフトにタイヤを装着した状態でタイヤ
の動力学特性を評価しているため、より精度よくタイヤ
の動力学特性を評価することができる。In the example shown in FIG. 5, the dynamic characteristics of the tire model are evaluated in consideration of the shaft structure model, that is, the dynamic characteristics of the tire are evaluated with the tire mounted on the shaft. Therefore, the dynamic characteristics of the tire can be evaluated more accurately.
【００３９】次に、図７を参照して、本発明によるタイ
ヤ動力学特性評価装置の第３の例について説明する。な
お、図示の例において、図１及び図５に示す例と同一の
構成要素については同一の参照番号を付し、説明を省略
する。Next, with reference to FIG. 7, a third example of the tire dynamic characteristic evaluation device according to the present invention will be described. In the illustrated example, the same components as those in the examples shown in FIGS. 1 and 5 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【００４０】図７に示す例では、平盤荷重生成部及び動
力学特性評価部の構成が図１及び図５に示す例と異なっ
ている。従って、ここでは、平盤荷重生成部及び動力学
評価部にそれぞれ符号３１及び３２を付す。平盤荷重生
成部３１は、図５で説明した平盤形状生成器１３ａを備
えており、平盤モデルを生成する。この平盤モデルは振
動周波数変位生成器３１ｂに与えられ、振動周波数変位
生成器３１ｂでは、シャフト−タイヤ動特性モデルに対
して平盤モデルが振動する変位の大きさ（振動変位量）
及び振動周波数を変化させて、振動周波数変位として出
力する。つまり、図８に示すように、シャフトの両端に
タイヤ動特性モデル６２が装置され、平盤モデル６１が
タイヤ動特性モデル６２に接触した状態で、平盤モデル
６１が振動周波数変位に応じて振動する。なお、振動変
位量は、例えば、１乃至２ｃｍであり、振動周波数は１
乃至２００Ｈｚである。The example shown in FIG. 7 differs from the examples shown in FIGS. 1 and 5 in the configurations of the flat plate load generation section and the dynamic characteristic evaluation section. Therefore, here, the flat plate load generation unit and the dynamics evaluation unit are denoted by reference numerals 31 and 32, respectively. The flat plate load generation unit 31 includes the flat plate shape generator 13a described with reference to FIG. 5, and generates a flat plate model. This flat plate model is given to the vibration frequency displacement generator 31b, and in the vibration frequency displacement generator 31b, the displacement magnitude (vibration displacement amount) in which the flat plate model vibrates with respect to the shaft-tire dynamic characteristic model.
And the vibration frequency is changed and output as the vibration frequency displacement. That is, as shown in FIG. 8, with the tire dynamic characteristic model 62 installed at both ends of the shaft, and the flat plate model 61 is in contact with the tire dynamic characteristic model 62, the flat plate model 61 vibrates in accordance with the vibration frequency displacement. To do. The vibration displacement amount is, for example, 1 to 2 cm, and the vibration frequency is 1
To 200 Hz.
【００４１】動力学特性評価部３２は、図１及び図５で
説明した接触判定器１４ａ及び接触反力生成器１４ｂを
備えており、前述のように、接触反力生成器１４ｂで
は、干渉量に基づいてタイヤ動特性モデルの反発力（反
力）Ｆを求める。そして、反力Ｆ及び変位量ｘがタイヤ
動剛性演算器３２ａに与えられ、タイヤ動剛性演算器３
２ａでは、振動周波数毎にシャフト−タイヤ動特性モデ
ルの動剛性Ｃを求め（Ｃ＝Ｆ／ｘ）、シャフト−タイヤ
モデルの動力学特性を評価する。The dynamic characteristic evaluation unit 32 includes the contact determiner 14a and the contact reaction force generator 14b described with reference to FIGS. 1 and 5, and as described above, the contact reaction force generator 14b has an interference amount. The repulsive force (reaction force) F of the tire dynamic characteristic model is calculated based on Then, the reaction force F and the displacement amount x are given to the tire dynamic stiffness calculator 32 a, and the tire dynamic stiffness calculator 3 a
In 2a, the dynamic stiffness C of the shaft-tire dynamic characteristic model is obtained for each vibration frequency (C = F / x), and the dynamic characteristics of the shaft-tire model are evaluated.
【００４２】図７に示す例では、シャフト−タイヤ動特
性モデルに対して振動周波数を変位させて、タイヤモデ
ルの動力学特性を評価しているため、シャフト−タイヤ
動特性モデルに加わる振動周波数が変位した際のタイヤ
モデルの動力学特性を評価することができる。つまり、
平盤を振動周波数を変化させつつ、その変位量を変化さ
せた際のタイヤモデルの動力学特性を評価することがで
きる。In the example shown in FIG. 7, since the vibration frequency is displaced with respect to the shaft-tire dynamic characteristic model to evaluate the dynamic characteristics of the tire model, the vibration frequency added to the shaft-tire dynamic characteristic model is The dynamic characteristics of the tire model when displaced can be evaluated. That is,
It is possible to evaluate the dynamic characteristics of the tire model when the displacement amount of the flat plate is changed while changing the vibration frequency.
【００４３】図９を参照して、本発明によるタイヤ動力
学特性評価装置の第４の例について説明する。なお、図
示の例において、図１、図５、及び図７に示す例と同一
の構成要素については同一の参照番号を付し、説明を省
略する。A fourth example of the tire dynamic characteristic evaluation device according to the present invention will be described with reference to FIG. In the illustrated example, the same components as those in the examples shown in FIGS. 1, 5 and 7 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【００４４】図示の例では、懸架装置モデル生成部４１
及び懸架−タイヤ動特性生成部４２が備えられている。
懸架装置モデル生成部４１は、懸架装置形状生成器４１
ａを備えており、懸架装置形状生成器４１ａは、懸架装
置の形状及び寸法等を示す２次元又は３次元データを懸
架装置形状データとして生成する。この懸架装置形状デ
ータは、例えば、２次元又は３次元ＣＡＤデータに相当
する。つまり、設計段階で２次元又は３次元ＣＡＤを用
いて設計された懸架装置形状データが懸架装置形状生成
器４１ａから出力される。In the illustrated example, the suspension device model generation section 41.
And a suspension-tire dynamic characteristic generation unit 42.
The suspension device model generator 41 includes a suspension device shape generator 41.
The suspension device shape generator 41a includes a, and generates two-dimensional or three-dimensional data indicating the shape and size of the suspension device as the suspension device shape data. This suspension device shape data corresponds to, for example, two-dimensional or three-dimensional CAD data. That is, the suspension system shape data designed using the two-dimensional or three-dimensional CAD at the design stage is output from the suspension system shape generator 41a.
【００４５】前述の懸架装置形状データは、シャフト構
造モデル生成器４１ｂ、リンク構造モデル生成器４１
ｃ、コイルばねモデル生成器４１ｄ、及びダンパモデル
生成器４１ｅに与えられ、シャフト構造モデル生成器４
１ｂでは、懸架装置形状データに基づいて懸架装置のシ
ャフト構造を示すモデル（シャフト構造モデル）を生成
する。例えば、シャフト構造モデル生成器４１ｂでは、
懸架装置形状データに基づいて有限要素法によって有限
要素モデル構造を示すシャフト構造モデルを生成する。The above-mentioned suspension device shape data is obtained by using the shaft structure model generator 41b and the link structure model generator 41.
c, the coil spring model generator 41d, and the damper model generator 41e.
In 1b, a model (shaft structure model) showing the shaft structure of the suspension device is generated based on the suspension device shape data. For example, in the shaft structure model generator 41b,
A shaft structure model showing a finite element model structure is generated by the finite element method based on the suspension device shape data.
【００４６】リンク構造モデル生成器４１ｃでは、懸架
装置形状データに基づいて懸架装置のリンク構造を示す
モデル（リンク構造モデル）を生成する。この際にも、
リンク構造モデル生成器４１ｃでは、懸架装置形状デー
タに基づいて有限要素法によって有限要素モデル構造を
示すリンク構造モデルを生成する。The link structure model generator 41c generates a model (link structure model) showing the link structure of the suspension device based on the suspension device shape data. Also at this time,
The link structure model generator 41c generates a link structure model showing a finite element model structure by the finite element method based on the suspension device shape data.
【００４７】同様にして、コイルばねモデル生成器４１
ｄでは、懸架装置形状データに基づいて懸架装置のコイ
ルばねを示すモデル（コイルばねモデル）を生成し（有
限要素モデル）、ダンパモデル生成器４１ｅでは、懸架
装置形状データに基づいて懸架装置のダンパを示すモデ
ル（ダンパモデル）を生成する（有限要素モデル）。そ
して、これらコイルばねモデル及びダンパモデルは懸架
−タイヤ動特性生成部４２に与えられる。Similarly, the coil spring model generator 41
In d, a model (coil spring model) showing a coil spring of the suspension is generated based on the suspension shape data (a finite element model), and in the damper model generator 41e, a damper of the suspension is calculated based on the suspension shape data. To generate a model (damper model) (finite element model). Then, the coil spring model and the damper model are given to the suspension-tire dynamic characteristic generation unit 42.
【００４８】前述のシャフト構造モデルは固有値解析器
４１ｆに与えられ、固有値解析器４１ｆでは、例えば、
シャフト構造モデルの中央部を固定した状態で、当該シ
ャフト構造モデルの固有振動数及び振動モード（以下単
にシャフト固有値と総称する）を解析・抽出して、この
シャフト固有値を懸架−タイヤ動力学特性生成部４２に
出力する。同様にして、リンク構造モデルは固有値解析
器４１ｇに与えられ、固有値解析器４１ｇでは当該リン
ク構造モデルの固有振動数及び振動モード（以下単にリ
ンク固有値と総称する）を解析・抽出して、このリンク
固有値を懸架−タイヤ動力学特性生成部４２に出力す
る。The above-mentioned shaft structure model is given to the eigenvalue analyzer 41f. In the eigenvalue analyzer 41f, for example,
With the central portion of the shaft structure model fixed, the natural frequency and vibration mode of the shaft structure model (hereinafter simply referred to as the shaft proper value) are analyzed and extracted, and the shaft proper value is suspended-tire dynamic characteristic generation It is output to the unit 42. Similarly, the link structure model is given to the eigenvalue analyzer 41g, and the eigenvalue analyzer 41g analyzes and extracts the natural frequency and vibration mode (hereinafter simply referred to as link eigenvalue) of the link structure model, The eigenvalue is output to the suspension-tire dynamic characteristics generation unit 42.
【００４９】懸架−タイヤ動力学特性生成部４２は振動
モード合成器４２ａ、減衰比設定器４２ｂ、及び懸架−
タイヤ動力学特性器４２ｃを備えており、振動モード合
成器４２ａには前述のシャフト固有値及びリンク固有値
が与えられるとともに、図１で説明したタイヤ固有値が
与えられる。Suspension-The tire dynamic characteristic generator 42 includes a vibration mode synthesizer 42a, a damping ratio setting device 42b, and a suspension-
The tire dynamic characteristic device 42c is provided, and the above-mentioned shaft eigenvalue and link eigenvalue are given to the vibration mode synthesizer 42a, and the tire eigenvalue explained in FIG. 1 is given.
【００５０】振動モード合成器４２ａでは、タイヤ固有
値、シャフト固有値、及びリンク固有値を振動モード合
成して合成固有値を得る。つまり、シャフト構造モデル
にリンク構造モデルを付加してシャフト構造モデルの中
央部を固定した状態でシャフト構造モデルの両端にタイ
ヤ固有値を出力して、合成固有値を得る。そして、この
合成固有値には減衰比設定器４２ｂから与えられる所定
の減衰比が設定されて、減衰比設定固有値とされる。そ
して、この減衰比設定固有値に前述のコイルばねモデル
及びダンパモデルが付加されて、懸架−タイヤ動力学特
性モデルとして、懸架−タイヤ動力学特性器４２ｃに格
納される。The vibration mode synthesizer 42a obtains a synthetic eigenvalue by synthesizing the tire eigenvalue, the shaft eigenvalue, and the link eigenvalue in vibration modes. That is, the link eigenvalue is added to the shaft structure model, the tire eigenvalues are output to both ends of the shaft structure model in a state where the central portion of the shaft structure model is fixed, and the combined eigenvalue is obtained. Then, a predetermined damping ratio given from the damping ratio setting unit 42b is set to this combined eigenvalue, and is set as the damping ratio setting eigenvalue. Then, the coil spring model and the damper model described above are added to the damping ratio setting eigenvalue and stored in the suspension-tire dynamic characteristics device 42c as a suspension-tire dynamic characteristics model.
【００５１】そして、図１０に示すように、あたかも、
懸架−タイヤ動力学特性モデル６３に平盤モデル６１が
接触した状態で、平盤モデル６１が振動周波数変位に応
じて振動する。なお、図９においては、平盤荷重生成部
３１は、振動変位量を、例えば、２乃至４ｃｍとし、振
動周波数を１乃至２００Ｈｚとする。Then, as shown in FIG.
With the flat plate model 61 in contact with the suspension-tire dynamics characteristic model 63, the flat plate model 61 vibrates according to the vibration frequency displacement. In addition, in FIG. 9, the flat plate load generation unit 31 sets the vibration displacement amount to, for example, 2 to 4 cm, and sets the vibration frequency to 1 to 200 Hz.
【００５２】動力学特性評価部４３は、図１及び図５で
説明した接触判定器１４ａ及び接触反力生成器１４ｂを
備えており、前述のように、接触反力生成器１４ｂで
は、干渉量に基づいてタイヤ動特性モデルの反発力（反
力）Ｆを求める。そして、反力Ｆ及び変位量ｘが懸架−
タイヤ動剛性演算器４３ａに与えられ、懸架−タイヤ動
剛性演算器４３ａでは、振動周波数毎に懸架−タイヤ動
特性モデルの動剛性Ｃを求め（Ｃ＝Ｆ／ｘ）、懸架−タ
イヤモデルの動力学特性を評価する。The dynamic characteristic evaluation unit 43 includes the contact determiner 14a and the contact reaction force generator 14b described with reference to FIGS. 1 and 5, and as described above, the contact reaction force generator 14b has an interference amount. The repulsive force (reaction force) F of the tire dynamic characteristic model is calculated based on Then, the reaction force F and the displacement amount x are suspended-
The suspension-tire dynamic stiffness calculator 43a provides the dynamic stiffness C of the suspension-tire dynamic characteristic model for each vibration frequency (C = F / x), and the suspension-tire dynamic model Evaluate academic characteristics.
【００５３】図９に示す例では、懸架装置を加味して、
懸架−タイヤ動特性モデルを生成して、振動周波数を変
位させて、タイヤモデルの動力学特性を評価しているた
め、懸架−タイヤ動特性モデルに加わる振動周波数が変
位した際のタイヤモデルの動力学特性を評価することが
できる。つまり、懸架装置モデルに装着されたタイヤモ
デルについて、平盤モデルを、振動周波数を変化させつ
つ、その変位量を変化させた際のタイヤモデルの動力学
特性を評価することができる。In the example shown in FIG. 9, a suspension device is added,
Since the suspension-tire dynamic characteristics model is generated and the vibration frequency is displaced to evaluate the dynamic characteristics of the tire model, the power of the tire model when the vibration frequency added to the suspension-tire dynamic characteristics model is displaced. You can evaluate academic characteristics. That is, with respect to the tire model mounted on the suspension system model, it is possible to evaluate the dynamic characteristics of the tire model when the displacement amount is changed while changing the vibration frequency of the flat plate model.
【００５４】図１１を参照して、本発明によるタイヤ動
力学特性評価装置の第５の例について説明する。なお、
図示の例において、図１、図５、図７、及び図９に示す
例と同一の構成要素については同一の参照番号を付し、
説明を省略する。A fifth example of the tire dynamic characteristic evaluation device according to the present invention will be described with reference to FIG. In addition,
In the illustrated example, the same components as those in the examples shown in FIGS. 1, 5, 7, and 9 are designated by the same reference numerals,
The description is omitted.
【００５５】図示の例では、図９に用いられた平盤荷重
生成部３１の代わりに走行路面データ生成部５１が設け
られている。走行路面データ生成部５１は、走行路面形
状生成器５１ａ及び移動距離生成器５１ｂを有してお
り、走行路面形状生成器５１ａでは複数の凹凸パターン
から一つを選択してこの選択凹凸パターンを走行路面形
状パターンとして生成する。移動距離生成器５１ｂで
は、走行路面形状パターンを凹凸パターンと直交する方
向に移動させて、連続的な路面形状を生成して、路面モ
デルとして 動力学特性評価部４４に出力する。この結
果、図１２に示すように、あたかも、懸架−タイヤ動力
学特性モデル６３に路面モデル６４が接触した状態で、
懸架−タイヤ動力学特性モデル６３が路面モデル６４上
を走行する状況を生成することができる。In the illustrated example, a traveling road surface data generator 51 is provided instead of the flat plate load generator 31 used in FIG. The traveling road surface data generation unit 51 has a traveling road surface shape generator 51a and a moving distance generator 51b. The traveling road surface shape generator 51a selects one from a plurality of uneven patterns and runs the selected uneven pattern. It is generated as a road surface shape pattern. The travel distance generator 51b moves the traveling road surface shape pattern in a direction orthogonal to the concavo-convex pattern to generate a continuous road surface shape, and outputs the continuous road surface shape to the dynamic characteristic evaluation unit 44 as a road surface model. As a result, as shown in FIG. 12, as if the road surface model 64 was in contact with the suspension-tire dynamic characteristics model 63,
A situation may be generated in which the suspension-tire dynamics characteristic model 63 runs on a road surface model 64.
【００５６】動力学特性評価部４４には、接触判定器１
４ａ、接触反力生成器１４ｂ、及び懸架−タイヤ変形演
算器４４ａが備えられている。図１３に示すように、接
触判定器１４ａでは懸架−タイヤ動特性モデル（図１３
においては、単にタイヤモデルとして示されている）と
路面モデルとの相対的位置を認識して、懸架−タイヤタ
イヤ動特性モデルと路面モデルとが干渉（接触）する
と、干渉があった旨を示す干渉信号を生成するともに干
渉量（変位ｘ及び変位速度ｄｘ／ｄｔ）を出力する。The dynamic characteristic evaluation unit 44 includes a contact determiner 1
4a, a contact reaction force generator 14b, and a suspension-tire deformation calculator 44a are provided. As shown in FIG. 13, in the contact determiner 14a, the suspension-tire dynamic characteristic model (see FIG.
(Only shown as a tire model), the relative position between the road surface model and the suspension-tire tire dynamic characteristic model and the road surface model interfere with each other (contact), and it indicates that there is interference. The interference signal is generated and the interference amount (displacement x and displacement velocity dx / dt) is output.
【００５７】接触反力演算器１４ｂでは、干渉量に基づ
いて、干渉部分（接触部分）のバネ定数をｋ、減衰定数
をｃとして、タイヤ動特性モデルの反発力（反力）Ｆを
Ｆ＝−ｋｘ−ｃ（ｄｘ／ｄｔ）として求め、懸架−タイ
ヤ変形演算器４４ａに与える。懸架−タイヤ変形演算器
４４ａでは、路面モデルに応じて懸架−タイヤ動特性モ
デルの動剛性Ｃを求め（Ｃ＝Ｆ／ｘ）、実際の路面に模
擬した路面モデルに基づく懸架−タイヤモデルの変形量
を求めて動力学特性を評価する。In the contact reaction force calculator 14b, the repulsive force (reaction force) F of the tire dynamic characteristic model is F =, where k is the spring constant of the interference portion (contact portion) and c is the damping constant based on the interference amount. -Kx-c (dx / dt) is calculated and given to the suspension-tire deformation calculator 44a. The suspension-tire deformation calculator 44a obtains the dynamic rigidity C of the suspension-tire dynamic characteristic model according to the road surface model (C = F / x), and deforms the suspension-tire model based on the road surface model simulated on the actual road surface. Determine the quantity and evaluate the kinetic properties.
【００５８】このように、図１１に示す例では、路面モ
デルに応じて懸架−タイヤ動特性モデルの動力学特性を
評価しているため、実際の道路状況において、懸架装置
を考慮したタイヤモデルを評価することができる。As described above, in the example shown in FIG. 11, the dynamic characteristics of the suspension-tire dynamic characteristic model are evaluated according to the road surface model. Therefore, in an actual road condition, a tire model considering a suspension system is used. Can be evaluated.
【００５９】なお、図１、図５、図７、図９、及び図１
１に示すいずれの例においても、荷重モデルとして、平
盤モデル及び路面モデルのいずれを用いてもよく、平盤
モデルを用いる際には、平盤モデルを振動させるように
してもよい。Incidentally, FIGS. 1, 5, 7, 9 and 1
In any of the examples shown in FIG. 1, either a flat plate model or a road surface model may be used as the load model, and when the flat plate model is used, the flat plate model may be vibrated.
【００６０】[0060]
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、タイ
ヤの動力学特性をシミュレーションして評価する際、タ
イヤを表すタイヤモデルに基づいて、タイヤモデルの固
有振動数及び振動モードをタイヤ固有値として求め、タ
イヤ固有値をタイヤモデル外の所定の固定点にモード合
成してタイヤ動力学特性モデルを生成し、タイヤ動特性
モデルに加える荷重モデルと前記タイヤ動特性モデルと
の干渉量を判定して、干渉量に基づいてタイヤ動特性モ
デルの反発力を求めて反発力に応じてタイヤ動特性モデ
ルを評価するようにしたため、タイヤ設計段階におい
て、タイヤの動力学特性等の性能を適切に評価すること
のできるという効果がある。As described above, in the present invention, when the dynamic characteristics of a tire are simulated and evaluated, the natural frequency and vibration mode of the tire model are set as the tire eigenvalue based on the tire model representing the tire. Obtained, tire eigenvalues to generate a tire dynamic characteristic model by mode combining at a predetermined fixed point outside the tire model, and determine the amount of interference between the load dynamic model and the tire dynamic characteristic model applied to the tire dynamic characteristic model, Since the repulsive force of the tire dynamic characteristic model is obtained based on the amount of interference and the tire dynamic characteristic model is evaluated according to the repulsive force, the performance such as the dynamic characteristics of the tire should be appropriately evaluated at the tire design stage. It has the effect of being able to
【００６１】また、本発明では、タイヤの動力学特性を
シミュレーションして評価する際、タイヤが固定される
シャフト構造を示すシャフト構造モデルに基づいてシャ
フト構造モデルの固有振動数及び振動モードをシャフト
固有値として生成して、前述のタイヤ固有値とシャフト
固有値とをモード合成してシャフト−タイヤ動力学特性
モデルを生成し、シャフト−タイヤ動特性モデルに加え
る荷重モデルとシャフト−タイヤ動特性モデルとの干渉
量を判定して、干渉量に基づいてシャフト−タイヤ動特
性モデルの反発力を求め、反発力に応じてシャフト−タ
イヤ動特性モデルを評価するようにしたため、タイヤ設
計段階において、シャフトを考慮して、タイヤの動力学
特性等の性能を適切に評価することのできるという効果
がある。Further, in the present invention, when the dynamic characteristics of the tire are simulated and evaluated, the natural frequency and the vibration mode of the shaft structure model are calculated based on the shaft structure model showing the shaft structure to which the tire is fixed. As a result, the tire eigenvalue and the shaft eigenvalue described above are mode-combined to generate a shaft-tire dynamic characteristic model, and an amount of interference between a load model added to the shaft-tire dynamic characteristic model and the shaft-tire dynamic characteristic model. Therefore, the repulsive force of the shaft-tire dynamic characteristic model is determined based on the interference amount, and the shaft-tire dynamic characteristic model is evaluated according to the repulsive force. Therefore, there is an effect that the performance such as the dynamic characteristics of the tire can be appropriately evaluated.
【００６２】さらに、本発明では、タイヤの動力学特性
をシミュレーションして評価する際、タイヤを懸架する
懸架装置の構造を示す懸架装置構造モデルに基づいて、
懸架装置構造モデルに関する固有振動数及び振動モード
を懸架装置固有値として生成し、前述のタイヤ固有値と
懸架装置固有値とをモード合成して懸架−タイヤ動力学
特性モデルを生成して、懸架−タイヤ動特性モデルに加
える荷重モデルと懸架−タイヤ動特性モデルとの干渉量
を判定し、干渉量に基づいて懸架−タイヤ動特性モデル
の反発力を求めて、反発力に応じて懸架−タイヤ動特性
モデルを評価するようにしたため、タイヤ設計段階にお
いて、懸架装置を考慮して、タイヤの動力学特性等の性
能を適切に評価することのできるという効果があり、さ
らに、懸架装置の設計を効率化及び最適化することので
きるという効果もある。Further, in the present invention, when the dynamic characteristics of the tire are simulated and evaluated, based on the suspension structure model showing the structure of the suspension for suspending the tire,
A natural frequency and a vibration mode relating to the suspension structure model are generated as suspension eigenvalues, and the tire eigenvalue and the suspension eigenvalue are mode-combined to generate a suspension-tire dynamic characteristic model, and suspension-tire dynamic characteristics are generated. The amount of interference between the load model added to the model and the suspension-tire dynamic characteristics model is determined, the repulsive force of the suspension-tire dynamic characteristics model is calculated based on the amount of interference, and the suspension-tire dynamic characteristics model is determined according to the repulsive force. Since the evaluation is performed, there is an effect that it is possible to appropriately evaluate the performance such as the dynamic characteristics of the tire in consideration of the suspension device at the tire designing stage. Furthermore, the suspension device can be designed efficiently and optimally. There is also the effect that it can be converted.
【００６３】なお、上述の荷重モデルが、平盤形状を有
する平盤モデルがタイヤ動特性モデルに向かって移動す
る際の変位量を示すようにしてもよく、平盤モデルが振
動する際の変位量及び振動周波数を示すようにしてもよ
く、さらには、荷重モデルが、路面の凹凸パターンを示
すようにしてもよい。そして、このように荷重モデルの
条件を種々変化させることによって、あるゆる条件下で
タイヤの動力学特性等の性能を評価することができる。The above load model may indicate the displacement amount when the flat plate model having the flat plate shape moves toward the tire dynamic characteristic model, and the displacement when the flat plate model vibrates. The quantity and the vibration frequency may be indicated, and further, the load model may indicate the uneven pattern of the road surface. By varying the conditions of the load model in this way, the performance such as the dynamic characteristics of the tire can be evaluated under certain conditions.
【図１】 本発明によるタイヤ動力学特性評価装置の第
１の例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a first example of a tire dynamic characteristic evaluation device according to the present invention.
【図２】 タイヤのラバー構造モデルの一例を示す図で
あり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a rubber structure model of a tire, in which (a) is a perspective view and (b) is a sectional view.
【図３】 タイヤ動力学モデルの一例を示す図であり、
（ａ）はラバー構造を示す図、（ｂ）は圧縮空気の構造
を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a tire dynamic model,
(A) is a figure which shows a rubber structure, (b) is a figure which shows the structure of compressed air.
【図４】 図１に示すタイヤ動力学特性評価装置におい
てタイヤ動力学特性モデルと平盤モデルとを関係を示す
図である。4 is a diagram showing a relationship between a tire dynamic characteristic model and a flat plate model in the tire dynamic characteristic evaluation device shown in FIG.
【図５】 本発明によるタイヤ動力学特性評価装置の第
２の例を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a second example of the tire dynamic characteristic evaluation device according to the present invention.
【図６】 図５に示すタイヤ動力学特性評価装置におい
てタイヤ動力学特性モデルと平盤モデルとを関係を示す
図である。6 is a diagram showing a relationship between a tire dynamic characteristic model and a flat plate model in the tire dynamic characteristic evaluation device shown in FIG.
【図７】 本発明によるタイヤ動力学特性評価装置の第
３の例を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing a third example of the tire dynamic characteristic evaluation device according to the present invention.
【図８】 図７に示すタイヤ動力学特性評価装置におい
てタイヤ動力学特性モデルと平盤モデルとを関係を示す
図である。8 is a diagram showing a relationship between a tire dynamic characteristic model and a flat plate model in the tire dynamic characteristic evaluation device shown in FIG.
【図９】 本発明によるタイヤ動力学特性評価装置の第
４の例を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing a fourth example of the tire dynamic characteristic evaluation device according to the present invention.
【図１０】 図９に示すタイヤ動力学特性評価装置にお
いてタイヤ動力学特性モデルと平盤モデルとを関係を示
す図である。10 is a diagram showing a relationship between a tire dynamic characteristic model and a flat plate model in the tire dynamic characteristic evaluation device shown in FIG.
【図１１】 本発明によるタイヤ動力学特性評価装置の
第５の例を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing a fifth example of the tire dynamic characteristic evaluation device according to the present invention.
【図１２】 図１１に示すタイヤ動力学特性評価装置に
おいてタイヤ動力学特性モデルと平盤モデルとを関係を
示す図である。12 is a diagram showing a relationship between a tire dynamic characteristic model and a flat plate model in the tire dynamic characteristic evaluation device shown in FIG.
【図１３】 タイヤモデルと路面との接触判定及び反力
演算を説明するための図である。FIG. 13 is a diagram for explaining contact determination between a tire model and a road surface and reaction force calculation.
１１ タイヤモデル固有値生成部 １２ タイヤ動力学特性生成部 １３，３１ 平盤荷重生成部 １４，３２，４３ 動力学特性評価部 ２１ シャフトモデル固有値生成部 ２２ タイヤ−シャフト動力学特性生成部 ４１ 懸架装置モデル生成部 ４２ 懸架−タイヤ動特性生成部 ５１ 走行路面データ生成部 ６１ 平盤モデル ６２ タイヤ動力学特性モデル ６３ 懸架−タイヤ動力学特性モデル ６４ 路面モデル 11 Tire model eigenvalue generator 12 Tire dynamic characteristics generation unit 13, 31 Flat plate load generator 14, 32, 43 Dynamic characteristics evaluation section 21 Shaft model eigenvalue generator 22 Tire-shaft dynamic characteristic generation unit 41 Suspension device model generator 42 Suspension-tire dynamic characteristic generation unit 51 Running road surface data generation unit 61 flat plate model 62 Tire dynamic characteristic model 63 Suspension-Tire Dynamics Characteristic Model 64 road surface model
Claims (6)
して評価する際に用いられるタイヤ動力学特性評価装置
であって、タイヤを表すタイヤモデルに基づいて該タイ
ヤモデルの固有振動数及び振動モードをタイヤ固有値と
して求めるタイヤモデル固有値生成部と、前記タイヤ固
有値を前記タイヤモデル外の所定の固定点にモード合成
してタイヤ動力学特性モデルを生成するタイヤ動力学特
性生成部と、前記タイヤ動特性モデルに加える荷重モデ
ルと前記タイヤ動特性モデルとの干渉量を判定して該干
渉量に基づいて前記タイヤ動特性モデルの反発力を求め
該反発力に応じて前記タイヤ動特性モデルを評価する動
力学特性評価部とを有することを特徴とするタイヤ動力
学特性評価装置。1. A tire dynamic characteristic evaluation device used when simulating and evaluating dynamic characteristics of a tire, wherein a natural frequency and a vibration mode of the tire model are expressed based on a tire model representing the tire. A tire model eigenvalue generation unit that obtains as an eigenvalue, a tire dynamic characteristic generation unit that mode-synthesizes the tire eigenvalue at a predetermined fixed point outside the tire model to generate a tire dynamic characteristic model, and the tire dynamic characteristic model A dynamic characteristic for determining the amount of interference between the applied load model and the tire dynamic characteristic model, obtaining the repulsive force of the tire dynamic characteristic model based on the amount of interference, and evaluating the tire dynamic characteristic model according to the repulsive force. An apparatus for evaluating tire dynamic characteristics, comprising: an evaluation unit.
して評価する際に用いられるタイヤ動力学特性評価装置
であって、タイヤを表すタイヤモデルに基づいて該タイ
ヤモデルの固有振動数及び振動モードをタイヤ固有値と
して求めるタイヤモデル固有値生成部と、前記タイヤが
固定されるシャフト構造を示すシャフト構造モデルに基
づいて該シャフト構造モデルの固有振動数及び振動モー
ドをシャフト固有値として生成するシャフトモデル固有
値生成部と、前記タイヤ固有値と前記シャフト固有値と
をモード合成してシャフト−タイヤ動力学特性モデルを
生成するシャフト−タイヤ動力学特性生成部と、前記シ
ャフト−タイヤ動特性モデルに加える荷重モデルと前記
シャフト−タイヤ動特性モデルとの干渉量を判定して該
干渉量に基づいて前記シャフト−タイヤ動特性モデルの
反発力を求め該反発力に応じて前記シャフト−タイヤ動
特性モデルを評価する動力学特性評価部とを有すること
を特徴とするタイヤ動力学特性評価装置。2. A tire dynamic characteristic evaluation device used when simulating and evaluating dynamic characteristics of a tire, wherein a natural frequency and a vibration mode of the tire model are determined based on a tire model representing the tire. A tire model eigenvalue generation unit that obtains eigenvalues, and a shaft model eigenvalue generation unit that generates eigenfrequency and vibration mode of the shaft structure model based on a shaft structure model indicating a shaft structure to which the tire is fixed, as a shaft eigenvalue, A shaft-tire dynamic characteristic generation unit that generates a shaft-tire dynamic characteristic model by mode-combining the tire proper value and the shaft proper value, a load model added to the shaft-tire dynamic characteristic model, and the shaft-tire dynamic characteristic. Determine the amount of interference with the characteristic model and A tire dynamic characteristic evaluation device comprising: a shaft-tire dynamic characteristic evaluation unit for determining a repulsive force of a tire dynamic characteristic model and evaluating the shaft-tire dynamic characteristic model according to the repulsive force.
して評価する際に用いられるタイヤ動力学特性評価装置
であって、タイヤを表すタイヤモデルに基づいて該タイ
ヤモデルの固有振動数及び振動モードをタイヤ固有値と
して求めるタイヤモデル固有値生成部と、前記タイヤを
懸架する懸架装置の構造を示す懸架装置構造モデルに基
づいて該懸架装置構造モデルに関する固有振動数及び振
動モードを懸架装置固有値として生成する懸架装置モデ
ル生成部と、前記タイヤ固有値と前記懸架装置固有値と
をモード合成して懸架−タイヤ動力学特性モデルを生成
する懸架−タイヤ動力学特性生成部と、前記懸架−タイ
ヤ動特性モデルに加える荷重モデルと前記懸架−タイヤ
動特性モデルとの干渉量を判定して該干渉量に基づいて
前記懸架−タイヤ動特性モデルの反発力を求め該反発力
に応じて前記懸架−タイヤ動特性モデルを評価する動力
学特性評価部とを有することを特徴とするタイヤ動力学
特性評価装置。3. A tire dynamic characteristic evaluation device used when simulating and evaluating dynamic characteristics of a tire, the natural frequency and vibration mode of the tire model based on a tire model representing the tire. A tire model eigenvalue generation unit for obtaining as a tire eigenvalue, and a suspension for generating a natural frequency and a vibration mode related to the suspension structure model as a suspension eigenvalue based on a suspension structure model showing a structure of a suspension system for suspending the tire. A device model generation unit, a suspension-tire dynamic characteristic generation unit that mode-combines the tire eigenvalue and the suspension eigenvalue to generate a suspension-tire dynamic characteristic model, and a load applied to the suspension-tire dynamic characteristic model The amount of interference between a model and the suspension-tire dynamic characteristic model is determined, and the suspension-tire dynamics are determined based on the amount of interference. A tire dynamic characteristic evaluation device, comprising: a dynamic characteristic evaluation unit that obtains a repulsive force of a characteristic model and evaluates the suspension-tire dynamic characteristic model according to the repulsive force.
盤モデルが前記タイヤ動特性モデルに向かって移動する
際の変位量を示すことを特徴とする請求項１乃至３のい
ずれかに記載のタイヤ動力学特性評価装置。4. The load model represents a displacement amount when a flat plate model having a flat plate shape moves toward the tire dynamic characteristic model, according to any one of claims 1 to 3. Tire dynamic characteristics evaluation device.
盤モデルが振動する際の変位量及び振動周波数を示すこ
とを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のタイ
ヤ動力学特性評価装置。5. The tire dynamic characteristic according to claim 1, wherein the load model indicates a displacement amount and a vibration frequency when a flat plate model having a flat plate shape vibrates. Evaluation device.
を示すことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記
載のタイヤ動力学特性評価装置。6. The tire dynamic characteristic evaluation device according to claim 1, wherein the load model indicates an uneven pattern of a road surface.
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| JP2001255269A JP2003063218A (en) | 2001-08-24 | 2001-08-24 | Tire dynamics characteristic evaluating device |
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|---|---|
| JP2003063218A true JP2003063218A (en) | 2003-03-05 |
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