JP2007290694A - Calculation method for excessive response data of tire, data processing method, design method for tire and vehicle motion forecasting method - Google Patents

Calculation method for excessive response data of tire, data processing method, design method for tire and vehicle motion forecasting method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To calculate excessive response data of a tire during cornering (braking/driving) using tire dynamics model and to determine a parameter value for determining excessive response used for a tire model. <P>SOLUTION: A value of a tire dynamics element parameter constituting a tire dynamics model is obtained and a response function of a primary delaying response for specifying deformation response of a tread part during cornering (braking/driving) and a time variation amount of time series data of a slip angle (slip ratio) given to the tire dynamics model are folding-integrated to calculate the time series data of the excessive response of the slip angle (slip ratio) of the tread part relative to a road surface in the tire dynamics model. Output data of lateral force and self-aligning torque (forward/rearward force) are calculated as the cornering (braking/driving) excessive response based on the time series data of the excessive response. Further, the value of the parameter for determining the excessive response is determined by correcting a delay time constant such that the output data are approximately coincident with the actual measurement data. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、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、タイヤのコーナリング中又は制駆動中の過渡応答データを算出する過渡応答データの算出方法法及び、過渡応答の挙動を定める応答関数の過渡応答パラメータの値を算出するデータ処理方法、さらには、前記過渡応答算出方法を用いて行うタイヤの設計方法及び車両運動予測方法に関する。   The present invention relates to a method of calculating transient response data for calculating transient response data during cornering or braking / driving of a tire based on a tire dynamic model configured using a plurality of tire dynamic element parameters, and The present invention also relates to a data processing method for calculating a value of a transient response parameter of a response function that defines a behavior, and further relates to a tire design method and a vehicle motion prediction method performed using the transient response calculation 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。このためタイヤのコーナリング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 cornering 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。   Patent Document 1 below discloses calculating cornering characteristics of a steady-state tire when a slip angle is given as time series data based on a tire dynamic model configured using a plurality of tire dynamic element parameters. Has been. Thereby, it is supposed that it becomes possible to design a tire efficiently.

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、スリップ角を時系列に与えて時々刻々変化するコーナリング中の過渡応答を再現することはできない。特に危険回避のために緊急に速い操舵速度の条件では、タイヤに発生する横力及びセルフアライニングトルクは定常状態とは異なる過渡状態の特性を示すため、定常状態におけるコーナリング特性を用いて車両の運動解析を進めることはできない。   However, although the tire dynamic model can provide a steady-state cornering characteristic by giving a slip angle, it cannot reproduce a transient response during cornering that changes every moment by giving the slip angle in time series. Especially under the condition of an urgently high steering speed in order to avoid danger, the lateral force and self-aligning torque generated in the tire show characteristics of a transient state different from the steady state. Therefore, the cornering characteristic in the steady state is used. The motion analysis cannot proceed.

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定常状態における前後力を算出しても、この前後力を用いてABSを備える車両の運動解析を進めることはできない。   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 is calculated using the tire dynamic model, the motion analysis of the vehicle including the ABS cannot be advanced using the longitudinal force.

特開2005−88832号公報JP 2005-88832 A

そこで、本発明は、上記従来の問題点を解決するために。タイヤ力学モデルを用いてタイヤの過渡応答を算出するタイヤのコーナリング中及び制駆動中の過渡応答データの算出方法を提供するとともに、このタイヤモデルに用いる過渡応答を定めるパラメータの値を決定するためのデータ処理方法、さらには、前記過渡応答データの算出方法を用いて行うタイヤの設計方法及び車両運動予測方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention is to solve the above conventional problems. Provided is a method for calculating tire transient response data during tire cornering and braking / driving using a tire dynamic model to determine the transient response of the tire, and for determining the parameter values defining the transient response used in the tire model. It is another object of the present invention to provide a data processing method, and further, a tire design method and a vehicle motion prediction method performed using the transient response data calculation method.

本発明は、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コーナリング中のタイヤの過渡応答データを算出するタイヤの過渡応答データの算出方法であって、前記タイヤ力学モデルを構成する前記タイヤ力学要素パラメータの値を取得し、コーナリング中のトレッド部の変形応答を規定する1次遅れ応答の応答関数とタイヤ力学モデルに与えたスリップ角の時系列データの時間変化量との畳み込み積分を行って、タイヤ力学モデルのトレッド部における路面に対するスリップ角の過渡応答の時系列データを算出し、前記スリップ角の過渡応答の時系列データに基づいて前記タイヤ力学モデルで算出される横力及びセルフアライニングトルクの少なくとも一方の出力データを、コーナリング過渡応答として算出することを特徴とするタイヤの過渡応答データの算出方法を提供する。   The present invention relates to tire transient response data for calculating tire transient response data during cornering when a slip angle is given as time-series data based on a tire dynamic model configured using a plurality of tire dynamic element parameters. The tire dynamic element parameter values constituting the tire dynamic model are acquired and given to the response function of the first-order lag response defining the deformation response of the tread portion during cornering and the tire dynamic model The time series data of the transient response of the slip angle is calculated by calculating the time series data of the transient response of the slip angle to the road surface in the tread portion of the tire dynamic model by performing convolution integration with the time change amount of the time series data of the slip angle. At least one of lateral force and self-aligning torque calculated by the tire dynamic model based on The output data, which provides a method for calculating the transient response data of the tire and calculating a cornering transient response.

その際、前記タイヤ力学モデルに与える前記スリップ角の時系列データは、セルフアライニングトルクに応じて発生するタイヤの捩じり変形によって修正され、この修正された時系列データを前記スリップ角の過渡応答の時系列データを算出するときに用いることが好ましい。特に、前記セルフアライニングトルクに応じて発生するタイヤの捩じり変形は、コーナリング中のサイド部の変形応答を規定する1次遅れ応答の応答関数と前記セルフアラニングトルクの過去の時系列データの時間変化量との畳み込み積分を、前記タイヤ力学モデルにおける捩じり剛性の値で除算して表したものであることが好ましい。
又、前記タイヤ力学モデルを用いて算出される前記出力データは、横力に応じて発生するベルト部の曲げ変形によって修正された横力のデータであることが好ましい。特に、前記横力に応じて発生するベルト部の曲げ変形は、コーナリング中のベルト部の変形応答を規定する1次遅れ応答の応答関数と発生した横力の過去の時系列データの時間変化量との畳み込み積分を行って表したものであることが好ましい。
At that time, the time-series data of the slip angle given to the tire dynamic model is corrected by the torsional deformation of the tire generated according to the self-aligning torque, and the corrected time-series data is converted to the slip angle transient. It is preferably used when calculating time series data of responses. In particular, the torsional deformation of the tire that occurs in response to the self-aligning torque includes the response function of the first-order lag response that defines the deformation response of the side portion during cornering and the past time-series data of the self-aligning torque. It is preferable that the convolution integral with the time change amount is divided by the torsional rigidity value in the tire dynamic model.
Further, it is preferable that the output data calculated using the tire dynamic model is data of lateral force corrected by bending deformation of the belt portion generated according to lateral force. In particular, the bending deformation of the belt portion that occurs in response to the lateral force includes a time-dependent amount of change in the past time-series data of the generated lateral force and a response function of a first-order lag response that defines the deformation response of the belt portion during cornering. It is preferable that it is expressed by performing convolution integration with.

さらに、本発明は、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コーナリング中のタイヤの過渡応答データを算出するタイヤの過渡応答データの算出方法であって、少なくとも0度と所定の角度との間の範囲を含んで変化するスリップ角の時系列データを、定常状態のスリップ角としてタイヤに与えて、タイヤの実測により、定常状態における横力及びセルフアライニングトルクの値を予め取得しておき、コーナリング中のトレッド部の変形応答を規定する1次遅れ応答の応答関数と前記タイヤに与えたスリップ角の時系列データの時間変化量との畳み込み積分を行って、タイヤ力学モデルにおける路面に対するトレッド部におけるスリップ角の過渡応答の時系列データを算出し、算出した前記スリップ角の過渡応答の時系列データの値に対応する前記定常状態の横力又はセルフアライニングトルクの値を求めることにより、過渡状態の横力又はセルフアライニングトルクの時系列データを、コーナリング中の過渡応答データとして算出することを特徴とするタイヤの過渡応答算出方法を提供する。   Furthermore, the present invention relates to a tire transient that calculates tire transient response data during cornering when a slip angle is given as time-series data based on a tire dynamic model configured using a plurality of tire dynamic element parameters. A method for calculating response data, wherein time series data of a slip angle changing including a range between at least 0 degrees and a predetermined angle is given to a tire as a steady-state slip angle, and by actually measuring the tire, The values of the lateral force and the self-aligning torque in the steady state are acquired in advance, and the response function of the first-order lag response that defines the deformation response of the tread portion during cornering and the time-series data of the slip angle applied to the tire Transient response of slip angle at the tread to the road surface in a tire dynamic model by performing convolution integration with time variation By calculating time-series data and obtaining the steady-state side force or self-aligning torque value corresponding to the calculated time-series data of the transient response of the slip angle, the transient side force or self-alignment value is obtained. Provided is a tire transient response calculation method characterized in that time series data of lining torque is calculated as transient response data during cornering.

また、本発明は、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おけるコーナリング中の過渡応答を規定するトレッド部の変形応答を1次遅れ応答とし、この1次遅れ応答を定める過渡応答パラメータの値を算出するデータ処理方法であって、スリップ角の時系列データを測定条件としてタイヤに与えてタイヤのコーナリング中の過渡応答の計測データを予め取得しておき、前記過渡応答パラメータの値を初期設定して、前記1次遅れ応答の応答関数を定め、定めた前記1次遅れ応答の応答関数と、前記タイヤに測定条件として与えたスリップ角の時系列データの時間変化量との畳み込み積分を行って、前記タイヤ力学モデルのトレッド部における路面に対するスリップ角の過渡応答の時系列データを求め、この求めた前記スリップ角の過渡応答の時系列データに基づいて前記タイヤ力学モデルから横力又はセルアライニングトルクの値を算出して、コーナリング中の過渡状態の横力又はセルフアライニングトルクの時系列データを算出する再現計算を行い、算出された横力又はセルフアライニングトルクの時系列データと、前記タイヤの計測データとの二乗残差和を求め、この二乗残差和が最小になるまで、設定した前記過渡応答パラメータの値を修正して前記再現計算を繰り返し行い、前記二乗残差和が最小になるときの前記過渡応答パラメータの値を、前記1次遅れ応答を定める過渡応答パラメータの値として決定することを特徴とするデータ処理方法を提供する。   Further, according to the present invention, a deformation response of a tread portion that defines a transient response during cornering in a tire dynamic model configured using a plurality of tire dynamic element parameters is defined as a first-order lag response, and a transient that defines the first-order lag response is defined. A data processing method for calculating a value of a response parameter, wherein the time series data of a slip angle is given to a tire as a measurement condition, and measurement data of a transient response during tire cornering is acquired in advance, and the transient response parameter A value is initially set, a response function of the first-order lag response is determined, and a response function of the determined first-order lag response and a time change amount of time series data of a slip angle given as a measurement condition to the tire By performing convolution integration, time series data of the transient response of the slip angle to the road surface in the tread portion of the tire dynamic model is obtained. Based on the time series data of the transient response of the slip angle, the side force or the cell aligning torque value is calculated from the tire dynamic model, and the time series data of the transient side force or the self aligning torque during cornering is calculated. Is calculated until the squared residual sum of the time series data of the calculated lateral force or self-aligning torque and the measured data of the tire is obtained, and the setting is made until the squared residual sum is minimized. The value of the transient response parameter is corrected, the reproduction calculation is repeated, and the value of the transient response parameter when the sum of squared residuals is minimized is set as the value of the transient response parameter that determines the first-order lag response. A data processing method characterized by determining is provided.

又、本発明は、過渡応答パラメータを用いて構成されるタイヤ力学モデルにおけるコーナリング中の過渡応答を規定するトレッド部の変形応答を1次遅れ応答とし、この1次遅れ応答を定める過渡応答パラメータの値を算出するデータ処理方法であって、少なくとも0度と所定の角度との間の範囲を含んでスリップ角が往復して変化するスリップ角の時系列データを測定条件としてタイヤに与えてタイヤのコーナリング中の過渡応答の計測データを予め取得しておき、前記過渡応答パラメータの値を初期設定して、前記1次遅れ応答の応答関数を定め、前記1次遅れの応答関数と前記タイヤに測定条件として与えた前記スリップ角の時系列データの時間変化量との畳み込み積分を行って、前記タイヤ力学モデルにおける路面に対するトレッド部におけるスリップ角の過渡応答の時系列データを求め、この求めた前記スリップ角の過渡応答の時系列データの値に対する前記横力又はセルフアライニングトルク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い、算出された前記二乗残差和が最小になるまで、設定した前記過渡応答パラメータの値を修正して前記回帰計算を繰り返し行い、前記二乗残差和が最小になるときの前記過渡応答パラメータの値を、前記1次遅れ応答を定める過渡応答パラメータの値として決定することを特徴とするデータ処理方法を提供する。   Further, in the present invention, a deformation response of a tread portion that defines a transient response during cornering in a tire dynamic model configured using a transient response parameter is defined as a first-order lag response, and a transient response parameter that defines the first-order lag response is used. A data processing method for calculating a value, wherein time series data of a slip angle in which a slip angle reciprocates including a range between at least 0 degrees and a predetermined angle is given to the tire as a measurement condition, and the tire Measurement data of the transient response during cornering is acquired in advance, the value of the transient response parameter is initialized, the response function of the first-order lag response is determined, and the response function of the first-order lag and the tire are measured. The tread with respect to the road surface in the tire dynamic model is obtained by performing convolution integration with the time change amount of the time series data of the slip angle given as a condition. The time series data of the slip angle transient response at the time is obtained, and the characteristic curve representing the value of the lateral force or self-aligning torque with respect to the value of the time series data of the transient response of the slip angle obtained is smoothed using a curve function. The least square regression is performed on one of the curves, and the regression calculation is performed to obtain the square residual sum of the least square regression curve obtained by the least square regression and the characteristic curve, and the calculated square residual sum is minimized. Until the value of the set transient response parameter is corrected and the regression calculation is repeated, and the value of the transient response parameter when the sum of squared residuals is minimized is determined as the transient response parameter defining the first-order lag response. The data processing method is characterized in that it is determined as a value of.

さらに、本発明は、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、タイヤ前後方向にスリップ率を時系列データとして与えたときの制駆動中のタイヤの過渡応答データを算出するタイヤの過渡応答データの算出方法であって、前記タイヤ力学モデルを構成する前記タイヤ力学要素パラメータの値を取得し、制駆動中のトレッド部の変形応答を規定する1次遅れ応答の応答関数とタイヤ力学モデルに与えた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って、タイヤ力学モデルのトレッド部における路面に対するスリップ率の過渡応答の時系列データを算出し、前記スリップ率の過渡応答の時系列データに基づいて前記タイヤ力学モデルで算出される前後力の出力データを、前記制駆動中の過渡応答データとして算出することを特徴とするタイヤの過渡応答データの算出方法を提供する。   Further, according to the present invention, transient response data of a tire during braking / driving when a slip ratio is given as time series data in a tire longitudinal direction based on a tire dynamic model configured using a plurality of tire dynamic element parameters. A method of calculating tire transient response data to be calculated, wherein the value of the tire dynamic element parameter constituting the tire dynamic model is acquired, and a response of a first-order lag response that defines a deformation response of a tread portion during braking / driving The time series data of the transient response of the slip ratio to the road surface in the tread part of the tire dynamic model is calculated by performing convolution integration of the function and the time change amount of the time series data of the slip ratio given to the tire dynamic model. The longitudinal force output data calculated by the tire dynamic model based on the time series data of the transient response of the rate is It provides a method for calculating the transient response data of the tire, characterized in that calculated as transient response data.

本発明は、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、タイヤ前後方向のスリップ率を時系列データとして与えたときの制駆動中のタイヤの過渡応答データを算出するタイヤの過渡応答データの算出方法であって、少なくとも0度と所定のスリップ率との間の範囲を含んで変化するスリップ率の時系列データを、定常状態のスリップ率として与えたときの定常状態における前後力の値をタイヤの実測により予め取得しておき、制駆動中のトレッド部の変形応答を規定する1次遅れ応答の応答関数と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って、タイヤ力学モデルにおける路面に対するトレッド部におけるスリップ率の過渡応答の時系列データを算出し、算出した前記スリップ率の過渡応答の時系列データの値に対応する前記定常状態の前後力の値を算出することにより、過渡状態の前後力の時系列データを、制駆動中の過渡応答データとして算出することを特徴とするタイヤの過渡応答データの算出方法を提供する。   The present invention calculates transient response data of a tire during braking / driving when a slip ratio in the longitudinal direction of the tire is given as time series data based on a tire dynamic model configured using a plurality of tire dynamic element parameters. A method for calculating tire transient response data, in which steady-state slip rate time-series data including a range between at least 0 degrees and a predetermined slip ratio is given as a steady-state slip ratio. The value of the longitudinal force in the tire is obtained in advance by actual measurement of the tire, and the response function of the first-order lag response that defines the deformation response of the tread portion during braking / driving is convoluted with the time variation of the time series data of the slip ratio. Integration is performed to calculate time series data of the transient response of the slip ratio in the tread portion with respect to the road surface in the tire dynamic model, and the calculated slip By calculating the steady state longitudinal force value corresponding to the transient response time series data value, the transient longitudinal force time series data is calculated as transient response data during braking / driving. A method for calculating the transient response data of the tire is provided.

また、本発明は、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おけるタイヤの制駆動中の過渡応答を規定するトレッド部の変形応答を1次遅れ応答とし、この1次遅れ応答を定める過渡応答パラメータの値を算出するデータ処理方法であって、少なくとも0度と所定のスリップ率との間の範囲を含んでスリップ率が往復して変化するスリップ率の時系列データを測定条件としてタイヤに与えてタイヤの制駆動中の過渡応答の計測データを予め取得しておき、前記過渡応答パラメータの値を初期設定して、前記1次遅れ応答の応答関数を定め、前記1次遅れの応答関数と前記タイヤに測定条件として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ってタイヤ力学モデルにおける路面に対するトレッド部におけるスリップ率の過渡応答の時系列データを求め、この求めた前記スリップ角の過渡応答の時系列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1つの滑らかな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い、算出された前記二乗残差和が最小になるまで、設定した前記過渡応答パラメータの値を修正して前記回帰計算を繰り返し行い、前記二乗残差和が最小になるときの前記過渡応答パラメータの値を、前記1次遅れ応答を定める過渡応答パラメータの値として決定することを特徴とするデータ処理方法を提供する。   Further, in the present invention, a deformation response of a tread portion that defines a transient response during braking / driving of a tire in a tire dynamic model configured using a plurality of tire dynamic element parameters is set as a first-order lag response, and this first-order lag response. Is a data processing method for calculating a value of a transient response parameter that determines the slip rate time-series data in which the slip rate reciprocates and includes a range between at least 0 degrees and a predetermined slip rate. The measurement data of the transient response during braking / driving of the tire is obtained in advance, the transient response parameter value is initialized, the response function of the first-order lag response is determined, and the first-order lag is determined. Is applied to the road surface in the tire dynamic model by performing convolution integration between the response function of the tire and the time variation of the time series data of the slip ratio given as a measurement condition to the tire. The time series data of the transient response of the slip ratio in the tread portion is obtained, and a characteristic curve representing the value of the longitudinal force with respect to the value of the obtained time series data of the transient response of the slip angle is obtained using a curve function. Perform a regression calculation to obtain the squared residual sum of the least squares regression curve and the characteristic curve after performing least square regression on the curve, and set until the calculated squared residual sum is minimized The value of the transient response parameter is corrected, the regression calculation is repeated, and the value of the transient response parameter when the sum of squared residuals is minimized is set as the value of the transient response parameter that defines the first-order lag response. A data processing method characterized by determining is provided.

さらに、本発明は、過渡応答パラメータを用いて構成されるタイヤ力学モデルにおける制駆動中の過渡応答を規定するトレッド部の変形応答を1次遅れ応答とし、この1次遅れ応答を定める過渡応答パラメータの値を算出するデータ処理方法であって、タイヤ前後方向のスリップ率の時系列データを測定条件としてタイヤに与えてタイヤの制動駆動中の過渡応答の計測データを予め取得しておき、前記過渡応答パラメータの値を初期設定して、前記1次遅れ応答の応答関数を定め、定めた前記1次遅れの応答関数と前記タイヤに測定条件として与えた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って、タイヤ力学モデルにおける路面に対するトレッド部におけるスリップ率の過渡応答の時系列データを求め、この求めた前記スリップ率の過渡応答の時系列データの値に基づいて前記タイヤ力学モデルから前後力を算出して、制駆動中の過渡状態の前後力の時系列データを算出する再現計算を行い、算出された前後力の時系列データと、前記タイヤの計測データとの二乗残差和を求め、この二乗残差和が最小になるまで、設定した前記過渡応答パラメータの値を修正して前記再現計算を繰り返し行い、前記二乗残差和が最小になるときの前記過渡応答パラメータの値を、前記1次遅れ応答を定める過渡応答パラメータの値として決定することを特徴とするデータ処理方法を提供する。   Further, according to the present invention, a deformation response of a tread portion that defines a transient response during braking / driving in a tire dynamic model configured using a transient response parameter is defined as a first-order lag response, and the transient response parameter that defines the first-order lag response. Is a data processing method for calculating the value of the tire, the time series data of the slip ratio in the longitudinal direction of the tire is given to the tire as a measurement condition, and the measurement data of the transient response during the braking operation of the tire is acquired in advance, and the transient A response parameter value is initialized, a response function of the first-order lag response is determined, the determined response function of the first-order lag, and a time change amount of time series data of a slip ratio given as a measurement condition to the tire, The time series data of the transient response of the slip ratio in the tread portion with respect to the road surface in the tire dynamic model is obtained by performing the convolution integral of the tire dynamic model, Based on the value of the time series data of the transient response of the lip ratio, the longitudinal force is calculated from the tire dynamic model, and the reproduction calculation is performed to calculate the time series data of the longitudinal force in the transient state during braking / driving. The sum of squared residuals of the time series data of the longitudinal force and the measurement data of the tire is obtained, and the value of the set transient response parameter is corrected until the sum of squared residuals is minimized, and the reproduction calculation is repeated. The data processing method is characterized in that the value of the transient response parameter when the sum of squared residuals is minimized is determined as the value of the transient response parameter defining the first-order lag response.

また、本発明は、前記タイヤの過渡応答データの算出方法を用いて、タイヤの過渡応答データを算出して出力し、この出力したタイヤの過渡応答データが、設定された目標条件を満足するまで、前記タイヤ力学要素パラメータ又は1次遅れ応答を定めるタイヤ構成部材を調整することにより、タイヤ力学要素パラメータの値及び1次遅れ応答を定める過渡応答パラメータの値を修正して、タイヤの過渡応答の出力データを繰り返し算出し、前記出力データが目標条件を満足するとき、このときのタイヤ構成部材を目標タイヤ構成部材として決定することを特徴とするタイヤの設計方法を提供する。   Further, the present invention calculates and outputs tire transient response data using the tire transient response data calculation method, until the output tire transient response data satisfies a set target condition. By adjusting the tire structural element that defines the tire dynamic element parameter or the first-order lag response, the value of the tire dynamic element parameter and the value of the transient response parameter that defines the first-order lag response are corrected. Provided is a tire design method characterized by repeatedly calculating output data and determining the tire constituent member at this time as a target tire constituent member when the output data satisfies a target condition.

さらに、本発明は、前記タイヤの過渡応答データの算出方法を用いて、タイヤの過渡応答データを算出して出力し、この出力したタイヤの過渡応答データを車両モデルの車軸部分に与えて、車両モデルによる車両運動を予測する車両運動予測方法を提供する。   Further, according to the present invention, the tire transient response data is calculated and output using the tire transient response data calculation method, and the output tire transient response data is given to the axle portion of the vehicle model to A vehicle motion prediction method for predicting vehicle motion by a model is provided.

本発明のタイヤの過渡応答データの算出方法では、タイヤ力学モデルにおいて路面に対するトレッド部のスリップ角又はスリップ率の過渡応答の時系列データを、コーナリング中のトレッド部の変形応答を規定する1次遅れ応答の応答関数とタイヤ力学モデルに与えたスリップ角の時系列データの時間変化量との畳み込み積分を行って算出し、このスリップ角の過渡応答の時系列データに基づいて横力、セルフアライニングトルク又は前後力の時系列データを算出する。このため、過渡状態の時系列データを、タイヤ力学モデルを用いて容易に算出することができる。   In the tire transient response data calculation method according to the present invention, in the tire dynamic model, the time-series data of the transient response of the slip angle or the slip ratio of the tread with respect to the road surface is used as the first order delay that defines the deformation response of the tread during cornering. Calculated by convolution integration of the response function of the response and the time variation of the time series data of the slip angle given to the tire dynamic model, lateral force and self-aligning based on the time series data of the transient response of this slip angle Calculate time series data of torque or longitudinal force. For this reason, the time-series data in the transient state can be easily calculated using the tire dynamic model.

また、タイヤ力学モデルにおけるコーナリング中又は制駆動中の過渡応答を規定するトレッド部の変形応答を1次遅れ応答とし、この1次遅れ応答を定める過渡応答パラメータの値を算出する際、過渡応答パラメータの値を初期設定して、1次遅れ応答の応答関数を定め、この1次遅れ応答の応答関数とスリップ角又は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って、タイヤ力学モデルのトレッド部における路面に対するスリップ角の過渡応答の時系列データを求めるので、コーナリング中又は制駆動中の過渡状態の横力、セルフアライニングトルク又は前後力の時系列データを容易に算出することができ、過渡応答パラメータの値を比較的容易に探索して決定することができる。   Further, the deformation response of the tread portion that defines the transient response during cornering or braking / driving in the tire dynamic model is defined as a first-order lag response, and when calculating the value of the transient response parameter that defines the first-order lag response, the transient response parameter The initial value is set to determine the response function of the first-order lag response, the convolution integration of the response function of the first-order lag response and the time change amount of the time series data of the slip angle or the slip ratio is performed, and the tire dynamics Since the time series data of the transient response of the slip angle to the road surface in the tread part of the model is obtained, the time series data of the transient lateral force, self-aligning torque or longitudinal force during cornering or braking / driving can be easily calculated. It is possible to search and determine the value of the transient response parameter relatively easily.

さらに、タイヤ構成部材の種類とタイヤ力学モデルの力学要素パラメータの値及び前記過渡応答パラメータの値とを対応付けることで、横力、セルフアライニングトルク、又は前後力の時系列データが所望の目標条件を達成するタイヤを設計することができる。また、前記タイヤの過渡応答算出方法で算出される横力、セルフアライニングトルク又は前後力の時系列データを車両モデルへ入力することで、コーナリング中又は制駆動中の車両の運動を予測することもできる。   Further, the time series data of the lateral force, the self-aligning torque, or the longitudinal force can be obtained as desired target conditions by associating the types of tire constituent members with the values of the dynamic element parameters of the tire dynamic model and the values of the transient response parameters. Tires that achieve can be designed. Also, predicting the motion of the vehicle during cornering or braking / driving by inputting the time series data of the lateral force, self-aligning torque or longitudinal force calculated by the tire transient response calculation method to the vehicle model You can also.

以下、添付の図面に示す実施形態に基づいて、本発明のタイヤの過渡応答データの算出方法、データ処理方法、さらには、前記タイヤの過渡応答データの算出方法を用いて行うタイヤの設計方法及び車両運動予測方法を詳細に説明する。   Hereinafter, based on an embodiment shown in the accompanying drawings, a tire transient response data calculation method, a data processing method, and a tire design method performed using the tire transient response data calculation method according to the present invention, and The vehicle motion prediction method will be described in detail.

図1は、本発明のタイヤの過渡応答データの算出方法及びデータ処理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、スリップ角やスリップ率が時系列データとして与えられたときの過渡状態にある横力F、セルフアライニングトルク(以降、単にトルクという)M、前後力Fxの計測データの入力を受けることによって後述するタイヤ力学モデルに基づいてタイヤの過渡応答特性を特徴付ける遅延時定数(過渡応答パラメータ)の値を算出するとともに、この遅延時定数とタイヤ力学モデルを構成するタイヤ力学要素パラメータの各値を用いて、過渡状態の横力F、トルクM、前後力Fxの時系列データを算出する装置である。ここで、過渡応答特性とは、コーナリング中のスリップ角やスリップ率の時間変化に応じて時間変化する横力F、トルクM、前後力Fxの出力特性をいう。また、過渡応答データとは、コーナリング中のスリップ角やスリップ率の時間変化に応じて時間変化する過渡状態の横力F、トルクM、前後力Fxのデータをいう。
FIG. 1 is a block diagram of a computing device 10 that implements the tire transient response data calculation method and data processing method of the present invention.
The arithmetic device 10 measures the lateral force F y , the self-aligning torque (hereinafter simply referred to as torque) M z , and the longitudinal force F x in a transient state when the slip angle and the slip ratio are given as time series data. Is input to calculate a delay time constant (transient response parameter) that characterizes the transient response characteristics of the tire based on a tire dynamic model, which will be described later, and this delay time constant and the tire dynamic elements constituting the tire dynamic model This is a device that calculates time series data of the lateral force F y , torque M z , and longitudinal force F x in the transient state using each parameter value. Here, the transient response characteristics are output characteristics of the lateral force F y , torque M z , and longitudinal force F x that change with time in accordance with the time change of the slip angle and slip ratio during cornering. The transient response data refers to data of the lateral force F y , torque M z , and longitudinal force F x in a transient state that changes with time according to the time change of the slip angle and slip ratio during cornering.

演算装置10は、計測データやパラメータ等の各種データを受け入れるデータ入力部12と、後述するタイヤ力学モデルを解析式で表し、設定されたパラメータの値を用いて横力及びトルク、又前後力を算出するタイヤ力学モデル演算部14と、タイヤ力学モデル演算部14に所定のシーケンスで演算させることにより、タイヤ力学要素パラメータ及び後述する遅延時定数(過渡応答パラメータ)の各種パラメータの値を決定する、あるいはタイヤ力学モデルで過渡状態にある横力及びトルク、又は前後力の時系列データを算出する処理部16と、決定された遅延時定数の値、あるいは算出された横力及びトルクの時系列データ、又は前後力の時系列データをまとめ、図示されないモニタやプリンタに出力データとして出力する出力部18と、を有して構成される。   The arithmetic unit 10 represents a data input unit 12 that accepts various data such as measurement data and parameters, and a tire dynamic model described later by an analytical expression, and uses the set parameter values to calculate lateral force and torque, and longitudinal force. By calculating the tire dynamic model calculation unit 14 and the tire dynamic model calculation unit 14 in a predetermined sequence, values of various parameters such as a tire dynamic element parameter and a delay time constant (transient response parameter) to be described later are determined. Alternatively, the processing unit 16 that calculates the time series data of the lateral force and torque or the longitudinal force in a transient state in the tire dynamic model, and the value of the determined delay time constant or the time series data of the calculated lateral force and torque Or an output unit 18 that collects time-series data of longitudinal force and outputs it as output data to a monitor or printer (not shown). Configured to have a.

後述するタイヤ力学モデル(図2、図3、図10参照)に基づいて算出されるタイヤ力学要素パラメータは、以下のものが例示される。
(a)タイヤの横方向のせん断剛性によって定められる横剛性Ky0
(b)路面とタイヤ間の滑り摩擦係数μ
(c)横剛性Ky0を路面とタイヤ間の凝着摩擦係数μで除算した横剛性係数(Ky0/μ)、
(d)ベルト部材の横方向曲げ係数ε、
(e)タイヤのタイヤ中心軸周りの捩じり剛性の逆数であるねじりコンプライアンス(1/Gmz)、
(f)横力発生中の接地面の接地圧力分布を規定する係数n、
(g)接地圧力分布の偏向の程度を表す係数C
(h)接地面におけるタイヤ中心位置の前後方向への移動の程度を示す移動係数Cxc
(i)横力発生時の実効接地長l
(j)接地面内の前後剛性A(前後力トルク成分を定めるパラメータ)、等である。
また、過渡応答特性を特徴付ける過渡応答パラメータは、以下のものが例示される。
(k)トレッド部のせん断変形による変形応答を規定する1次遅れ応答の遅延時定数ts
(l)サイド部の捩じり変形による変形応答を規定する1次遅れ応答の遅延時定数tr
(m)ベルト部の曲げ変形による変形応答を規定する1次遅れ応答の遅延時定数td、等である。
Examples of tire dynamic element parameters calculated based on a tire dynamic model (see FIG. 2, FIG. 3, and FIG. 10) described below are exemplified.
(A) the lateral stiffness K y0 defined by the lateral shear stiffness of the tire,
(B) the coefficient of sliding friction between the road surface and the tire μ d ,
(C) lateral stiffness coefficient (K y0 / μ s ) obtained by dividing lateral stiffness K y0 by an adhesion friction coefficient μ s between the road surface and the tire,
(D) the lateral bending coefficient ε of the belt member,
(E) Torsional compliance (1 / G mz ), which is the reciprocal of torsional rigidity around the tire central axis of the tire,
(F) Coefficient n that defines the contact pressure distribution on the contact surface during the generation of lateral force
(G) a coefficient C q representing the degree of deflection of the ground pressure distribution,
(H) a movement coefficient C xc indicating the degree of movement of the tire center position in the front-rear direction on the ground contact surface;
(I) Effective ground contact length l e when lateral force is generated,
(J) The longitudinal rigidity A x in the contact surface (a parameter that determines the longitudinal force torque component), and the like.
Examples of the transient response parameters that characterize the transient response characteristics include the following.
(K) a delay time constant t s of a first-order lag response that defines a deformation response due to shear deformation of the tread portion,
(L) the delay time constant t r deformation defining a response first-order lag response by the side portion of the torsion deformation,
(M) a delay time constant t d of a first-order lag response that defines a deformation response due to bending deformation of the belt portion,

ここで、横剛性Ky0、横方向曲げ係数ε、ねじりコンプライアンス(1/Gmz)のGmzは、それぞれタイヤの横方向のせん断変形に対する剛性パラメータ、横曲げ変形に対する剛性パラメータおよびタイヤの捩じり変形に対する剛性パラメータである。上記(k)〜(m)の各遅延時定数は、各1次遅れ応答の応答関数における時定数を表す。また、横力の発生する方向である横方向とは、タイヤの回転軸の軸線方向を意味する。したがって、タイヤが直進状態で転動する場合の横方向は転動方向に対する左右方向となって方向が一致するが、スリップ角が付いた場合の横方向はタイヤの転動方向に対してスリップ角分ずれる。前後方向とは、タイヤの接地する路面に平行であり、かつタイヤの回転軸の軸線方向に対して直交する方向をいう。また、タイヤ中心軸(図5(a),(b)中の軸CLをいう)は、タイヤの転動する回転軸に直交し、かつタイヤの幅方向の中心面を通る、路面に垂直な軸である。 Here, the lateral stiffness K y0 , the lateral bending coefficient ε, and the torsional compliance (1 / G mz ) G mz are the stiffness parameter for the lateral shear deformation of the tire, the stiffness parameter for the lateral bending deformation, and the twist of the tire, respectively. This is a stiffness parameter for deformation. Each of the delay time constants (k) to (m) represents a time constant in the response function of each first-order lag response. Further, the lateral direction in which the lateral force is generated means the axial direction of the tire rotation axis. Therefore, the lateral direction when the tire rolls in a straight line state is the left-right direction with respect to the rolling direction, and the direction coincides. However, when the slip angle is added, the lateral direction is the slip angle with respect to the rolling direction of the tire. I can't tell. The front-rear direction refers to a direction that is parallel to the road surface on which the tire contacts and that is orthogonal to the axial direction of the rotation axis of the tire. The tire central axis (referred to as the axis CL in FIGS. 5A and 5B) is perpendicular to the road surface perpendicular to the rotational axis of the tire and passing through the central plane in the tire width direction. Is the axis.

データ入力部12は、横力及びトルクの計測データ、又は前後力の計測データや上記パラメータ等の各種データを受け入れ、これらのデータを所定の形式に書き換えて処理部16に供給する部分である。同時に、入力された各種データはメモリ21に記憶される。
処理部16は、後述するシーケンスにしたがってタイヤ力学モデル演算部14に横力およびトルクを演算させることによって、各種パラメータの値を決定し、あるいはタイヤ力学モデルで過渡応答状態にある横力、トルク、前後力のデータを算出する部分である。
The data input unit 12 is a part that accepts various data such as lateral force and torque measurement data or longitudinal force measurement data and the above parameters, and rewrites these data into a predetermined format and supplies them to the processing unit 16. At the same time, various input data are stored in the memory 21.
The processing unit 16 determines the values of various parameters by causing the tire dynamic model calculation unit 14 to calculate the lateral force and torque according to a sequence described later, or the lateral force, torque, This is the part that calculates the longitudinal force data.

処理部16は、異なる4種類のシーケンスを有し、それぞれのシーケンスに対応して、横力及びトルクの計測データから上記遅延時定数の値を決定するコーナリングパラメータ算出部20と、前後力の計測データから上記遅延時定数の値を決定する制駆動パラメータ算出部22と、タイヤ力学モデルを用いて過渡状態にある横力及びトルクの時系列データを得るF/Mデータ算出部24と、タイヤ力学モデルを用いて過渡状態にある前後力の時系列データを得るFxデータ算出部26と、を有して構成される。
なお、コーナリングパラメータ算出部20、制駆動パラメータ算出部22、F/Mパラメータ算出部24、およびFxデータ算出部26、の各機能については、後述する。
The processing unit 16 has four different types of sequences, and corresponding to each of the sequences, a cornering parameter calculation unit 20 that determines the value of the delay time constant from lateral force and torque measurement data, and longitudinal force measurement A braking / driving parameter calculation unit 22 that determines the value of the delay time constant from the data, a F y / M z data calculation unit 24 that obtains time series data of lateral force and torque in a transient state using a tire dynamic model, And an F x data calculation unit 26 that obtains time series data of longitudinal force in a transient state using a tire dynamic model.
The functions of the cornering parameter calculation unit 20, the braking / driving parameter calculation unit 22, the F y / M z parameter calculation unit 24, and the F x data calculation unit 26 will be described later.

タイヤ力学モデル演算部14は、処理部16から供給された各種データを用いてタイヤ力学モデルに基づいて横力およびトルクの演算結果を算出し、算出した演算結果を処理部16に返す演算部である。
図2、図3、図4(a)〜(c)、図5(a)〜(d)および図6(a)〜(c)はタイヤ力学モデルを説明する図である。
The tire dynamic model calculation unit 14 is a calculation unit that calculates the lateral force and torque calculation results based on the tire dynamic model using various data supplied from the processing unit 16 and returns the calculated calculation results to the processing unit 16. is there.
2, 3, 4 (a) to (c), FIGS. 5 (a) to (d), and FIGS. 6 (a) to (c) are diagrams illustrating a tire dynamic model.

タイヤ力学モデルは、図2に示すように、剛体の円筒部材にサイドウォールのばね特性を表す複数のばね要素からなるサイドウォールモデルと、これらのばね要素に接続された弾性リング体からなるベルトモデルと、この弾性リング体の表面に接続されたトレッドモデルを表す弾性要素からなるトレッドモデルとを組み合わせて構成されるものである。   As shown in FIG. 2, the tire dynamic model includes a sidewall model composed of a plurality of spring elements representing the spring characteristics of the sidewalls on a rigid cylindrical member, and a belt model composed of an elastic ring body connected to these spring elements. And a tread model composed of an elastic element representing a tread model connected to the surface of the elastic ring body.

タイヤ力学要素演算部14の有する上記タイヤ力学モデルは、コーナリングパラメータ算出部20、制駆動パラメータ算出部22、F/Mパラメータ算出部24、およびFxデータ算出部26からの指示に応じて、コーナリング中の過渡状態の横力及びトルクを算出し、又、制駆動中の過渡状態の前後力を算出する。
まず、コーナリング中の過渡状態の横力及びトルクを算出する場合について説明する。図3に示すように、タイヤの各種ばね要素をまとめることによって構成される各種線形パラメータおよび非線形パラメータからなるタイヤ力学要素パラメータの数値が設定され、入力データとして与えられたスリップ角の時系列データα(t)を用いて、図3中の式(1)〜(8)に従って処理されて式(6),(7)中の時系列データである横力F(t)、トルクM(t)がデータとして算出されるように構成されている。
なお、線形パラメータとは、式(6),(7)において線形の形式で表されているパラメータをいい、非線形パラメータとは、式(6),(7)において陽に又は陰に非線形の形式で表されているパラメータをいう。
図3の式(1)中の[1−exp(−(t−t’)/tr)]は、トルクM(t)によって生じるサイド部の捩じり変形の1次遅れ応答の応答関数を表す。式(4)中の[1−exp(−(t−t’)/ts)]は、与えられたスリップ角α(t)によって生じるトレッド部のせん断変形の1次遅れ応答の応答関数を表す。式(8)中の[1−exp(−(t−t’)/td)]は、ベルト部の横力によって生じる横曲げ変形の1次遅れ応答の応答関数を表す。
The tire dynamic model included in the tire dynamic element calculation unit 14 is in accordance with instructions from the cornering parameter calculation unit 20, the braking / driving parameter calculation unit 22, the F y / M z parameter calculation unit 24, and the F x data calculation unit 26. The lateral force and torque in the transient state during cornering are calculated, and the longitudinal force in the transient state during braking and driving is calculated.
First, a case where the lateral force and torque in a transient state during cornering are calculated will be described. As shown in FIG. 3, numerical values of tire dynamic element parameters composed of various linear parameters and non-linear parameters configured by combining various spring elements of the tire are set, and time series data α of slip angles given as input data 3, the lateral force F y (t) and torque M z (which are time series data in the equations (6) and (7) are processed according to the equations (1) to (8) in FIG. t) is calculated as data.
The linear parameter means a parameter expressed in a linear form in the equations (6) and (7), and the nonlinear parameter means a positively or implicitly nonlinear form in the equations (6) and (7). Refers to the parameters represented by
[1-exp (− (t−t ′) / t r )] in the equation (1) in FIG. 3 is a response of the first-order lag response of the torsional deformation of the side portion caused by the torque M z (t). Represents a function. [1-exp (− (t−t ′) / t s )] in the equation (4) is a response function of the first order lag response of the shear deformation of the tread portion caused by the given slip angle α (t). To express. [1-exp (− (t−t ′) / t d )] in the equation (8) represents a response function of the first-order lag response of the lateral bending deformation caused by the lateral force of the belt portion.

タイヤ力学モデル演算部14は、1次遅れ応答の応答関数[1−exp(−(t−t’)/tr)]を用いて表した式(1)に従って、トルクM(t)とねじりコンプライアンス(1/Gmz)とを用いて求められる捩じり戻し角を算出し、この捩じり戻し角を、付与されたスリップ角α(t)から差し引くことにより、実効スリップ角α(t)を算出する。トルクM(t)によって生じる捩じり戻し角は、サイド部の捩じり変形の1次遅れ応答によるものであり、この捩じり戻し角は、このときの変形を規定する1次遅れ応答の応答関数とトルクM(t)の過去の時系列データの時間変化量とを畳み込み積分した結果をねじりコンプライアンス(1/Gmz)に乗算した、すなわち捩じり剛性で除算したものである。このように実効スリップ角α(t)を算出するのは、スリップ角が付与されて発生するトルクM(t)は付与されたスリップ角を低減するようにタイヤ自身に作用しスリップ角を捩じり戻す作用をするからである。したがって、スリップ角が付与されてトルクM(t)が発生する場合、図4(a)に示すように、実際に付与されたスリップ角α(t)に比べて実効スリップ角α(t)及び後述する変形スリップ角αf(t)の値は小さくなる。式(1)中のトルクM(t)は、1つ前の時間ステップにて求められた式(7)中のトルクM(t)のデータが用いられる。 The tire dynamic model calculation unit 14 calculates the torque M z (t) and the torque M z (t) according to the equation (1) expressed using the response function [1-exp (− (t−t ′) / t r )] of the first order lag response. By calculating the torsion return angle obtained using torsional compliance (1 / G mz ) and subtracting this torsion return angle from the applied slip angle α (t), the effective slip angle α e (T) is calculated. The torsion return angle caused by the torque M z (t) is due to the first order lag response of the torsional deformation of the side portion, and this torsion return angle is the first order lag that defines the deformation at this time. The result of convolution integration of the response function of the response and the time variation of the past time series data of the torque M z (t) is multiplied by the torsional compliance (1 / G mz ), that is, divided by the torsional rigidity. is there. Thus, the effective slip angle α e (t) is calculated because the torque M z (t) generated when the slip angle is applied acts on the tire itself so as to reduce the applied slip angle. This is because it acts to twist back. Therefore, when the slip angle is applied and the torque M z (t) is generated, the effective slip angle α e (t) is compared with the actually applied slip angle α (t) as shown in FIG. ) And the value of the deformation slip angle α f (t) described later becomes smaller. The torque M z (t) in the equation (1) uses the data of the torque M z (t) in the equation (7) obtained in the previous time step.

さらに、式(2)により、トルクMから接地圧分布の形状を規定する偏向係数qを算出する。偏向係数qとは、スリップ角α=0の直進状態の接地圧分布(図5(a)参照)が、図5(b)に示すように横力Fyが発生して接地圧分布が進行方向前方(接地面における踏込み端)に向かって偏向した接地圧分布の形状を表すパラメータである。この接地圧分布をp(x)(xは、図5(a),(b)中の進行方向の後方向に向かってx軸をとった場合の接地長さで規格化した座標位置)とすると、接地圧分布p(x)の形状は、図5(b)中の式(9)で表される関数Dgsp(x;n,q)で規定される。
ここで、関数Dgsp(x;n,q)中の係数nは横力発生中の接地面の接地圧分布を規定するもので、図5(c)に示すように接地圧分布の踏込み端および蹴りだし端付近で角張る(曲率が大きくなる)ように接地圧分布を規定する係数である。また、図5(d)に示すように係数qが0から1になるにしたがって接地圧分布のピーク位置は踏込み端側に移動するように設定されている。このように係数qおよび係数nは、接地圧分布の形状を規定する形状規定係数である。
Further, the deflection coefficient q that defines the shape of the contact pressure distribution is calculated from the torque Mz by the equation (2). The deflection coefficient q means that the ground pressure distribution in the straight traveling state with the slip angle α = 0 (see FIG. 5A) is generated, and the lateral force F y is generated as shown in FIG. This is a parameter representing the shape of the contact pressure distribution deflected toward the front in the direction (the stepping end on the contact surface). This contact pressure distribution is represented by p (x) (x is a coordinate position normalized by the contact length when the x axis is taken in the backward direction of travel in FIGS. 5A and 5B). Then, the shape of the contact pressure distribution p (x) is defined by the function D gsp (x; n, q) represented by the equation (9) in FIG.
Here, the coefficient n in the function D gsp (x; n, q) defines the contact pressure distribution of the contact surface during the generation of the lateral force. As shown in FIG. It is a coefficient that defines the contact pressure distribution so that it is angular (the curvature increases) near the kicking end. Further, as shown in FIG. 5D, the peak position of the contact pressure distribution is set so as to move toward the stepping-end side as the coefficient q is changed from 0 to 1. Thus, the coefficient q and the coefficient n are shape defining coefficients that define the shape of the contact pressure distribution.

さらに、式(3)により、横力Fの発生時のタイヤ中心位置が踏込み端側へ移動する程度を表す値(xc/l)をトルクMと関連づけて算出する。値(xc/l)は、式(7)にて用いられる。ここでlは、接地長である。このように式(3)においてタイヤ中心位置Oの移動を定めるのは、図5(b)に示すように、トルクMの回転中心となるタイヤ中心位置Oが横力Fの発生により接地面の踏込み側に移動するためである。 Furthermore, a value (x c / l) representing the degree to which the tire center position moves to the depression end side when the lateral force F y is generated is calculated in association with the torque M z by the expression (3). The value (x c / l) is used in equation (7). Here, l is the contact length. Contacting define the movement of the tire center position O in such a formula (3), as shown in FIG. 5 (b), a tire center position O serving as a rotational center of the torque M z due to the generation of the lateral force F y This is to move to the stepping side of the ground.

さらに、式(4)により、実効スリップ角α(t)に対して、トレッド部のせん断変形の1次遅れ応答を考慮して過渡状態のスリップ角を規定する。すなわち、路面に対するトレッド部の変形時の追従性が1次遅れ応答に基づくものとし、トレッド部の変形を規定する1次遅れ応答の応答関数と実効スリップ角α(t)の時間変化量との畳み込み積分を行った結果を過渡状態の変形スリップ角αf(t)として規定する。式(5)〜(7)では、いずれも変形スリップ角αf(t)を用いる。 Further, according to the equation (4), the transient slip angle is defined with respect to the effective slip angle α e (t) in consideration of the first-order lag response of the shear deformation of the tread portion. That is, the followability at the time of deformation of the tread portion with respect to the road surface is based on the first-order lag response, and the response function of the first-order lag response that defines the deformation of the tread portion and the amount of time change of the effective slip angle α e (t) The result of performing the convolution integral is defined as the deformation slip angle α f (t) in the transient state. In equations (5) to (7), the modified slip angle α f (t) is used for all.

さらに、式(5)により、変形スリップ角αf(t)が大きいときに起こる接地面内での滑り摩擦と凝着摩擦との境界位置(lh/l)を算出する。境界位置(lh/l)は、以下のように定義される。
図6(a)〜(c)に示される最大摩擦曲線は、凝着摩擦係数μに接地圧分布p(x)を乗算したものである。踏込み端で路面と接地したタイヤトレッド部材は、蹴りだし端に移動するにつれて変形スリップ角αf(t)によって徐々に路面からせん断を受け、タイヤトレッド部材にせん断力(凝着摩擦力)が発生する。このせん断力は、徐々に大きくなって最大摩擦曲線に達すると、路面に凝着していたタイヤトレッド部材は滑り出し、滑り摩擦係数μに接地圧分布p(x)を乗算した滑り摩擦曲線に従って滑り摩擦力が発生する。図6(a)では、境界位置(lh/l)より踏込み端側の領域がタイヤトレッド部材が路面に凝着した凝着域となり、蹴りだし側の領域がタイヤトレッド部材が路面に対して滑るタイヤ滑り域となる。図6(b)は、変形スリップ角αf(t)が図6(a)に示す変形スリップ角αf(t)よりも大きくなった状態を示している。境界位置(lh/l)は図6(a)に比べて踏込み端側に移動している。さらに、変形スリップ角αf(t)が大きくなると、図6(c)に示すように接地面の踏込み端の位置から滑り摩擦が発生する状態となる。
Further, the boundary position (l h / l) between the sliding friction and the adhesion friction within the contact surface that occurs when the deformation slip angle α f (t) is large is calculated from the equation (5). The boundary position (l h / l) is defined as follows.
The maximum friction curves shown in FIGS. 6A to 6C are obtained by multiplying the adhesion friction coefficient μs by the contact pressure distribution p (x). The tire tread member that is in contact with the road surface at the stepping end is gradually sheared from the road surface by the deformation slip angle α f (t) as it moves to the kicking end, and shear force (adhesion friction force) is generated on the tire tread member. To do. The shear force reaches the maximum friction curve gradually increases, tire tread elements which have adhesion to the road surface Suberidashi accordance sliding friction curve obtained by multiplying the ground contact pressure distribution p (x) to the sliding friction coefficient mu d Sliding friction force is generated. In FIG. 6 (a), the region at the stepping end side from the boundary position (l h / l) is an adhesion region where the tire tread member adheres to the road surface, and the region at the kick-out side is the tire tread member relative to the road surface. It becomes the slipping area of the sliding tire. FIG. 6 (b) shows a state in which the deformation slip angle α f (t) is greater than the deformation slip angle α f (t) shown in Figure 6 (a). The boundary position (l h / l) has moved to the stepping end side as compared with FIG. Further, when the deformation slip angle α f (t) increases, as shown in FIG. 6C, a sliding friction is generated from the position of the stepping end of the contact surface.

図6(a)〜(c)からわかるように、変形スリップ角αf(t)に応じて凝着域と滑り域の割合が大きく変化する。このような凝着域および滑り域の摩擦力、すなわち横力成分をタイヤ幅方向に沿って積分することによって横力F(t)を算出することができ、さらにタイヤ中心O周りのモーメントを算出することによってトルクM(t)を算出することができる。
式(6)および(7)では、上述の凝着域および滑り域に分けて、変形スリップ角αf(t)を用いて横力F(t)およびトルクM(t)を算出する。
As can be seen from FIGS. 6 (a) to 6 (c), the ratio between the adhesion region and the slip region varies greatly according to the deformation slip angle α f (t). The lateral force F y (t) can be calculated by integrating the frictional force in the adhesion region and the sliding region, that is, the lateral force component along the tire width direction, and the moment around the tire center O can be calculated. By calculating, torque M z (t) can be calculated.
In equations (6) and (7), the lateral force F y (t) and the torque M z (t) are calculated using the deformation slip angle α f (t) separately for the above-mentioned adhesion region and slip region. .

式(6)では2つの項(2つの横力成分)の和によって横力F(t)を算出する。第1項は積分範囲が0〜(lh/l)の積分であって、凝着域に発生する凝着横力成分を表す。第2項は積分範囲が(lh/l)〜1の積分であって滑り域に発生する滑り横力成分を表す。 In equation (6), the lateral force F y (t) is calculated by the sum of two terms (two lateral force components). The first term is an integral having an integration range of 0 to (l h / l), and represents an adhesion lateral force component generated in the adhesion region. The second term is an integral having an integration range of (l h / l) to 1, and represents a slip lateral force component generated in the slip region.

式(6)中の第1項の凝着横力成分は凝着域における横力であり、式(6)では、変形スリップ角αf(t)によって生じるトレッド部材の横方向変位がベルトの横曲げ変形によって遅延された状態を表すことによって凝着横力成分を算出する。第2項の滑り横力成分は滑り域における横力であり、式(5)では、変形スリップ角αf(t)によって生じる接地圧分布p(x)の形状を関数Dgsp(x;n,q)で表して滑り横力成分を算出する。 The adhesion lateral force component of the first term in equation (6) is the lateral force in the adhesion region. In equation (6), the lateral displacement of the tread member caused by the deformation slip angle α f (t) The adhesion lateral force component is calculated by expressing the state delayed by the lateral bending deformation. The sliding lateral force component of the second term is a lateral force in the sliding region. In the equation (5), the shape of the contact pressure distribution p (x) generated by the deformation slip angle α f (t) is expressed by the function D gsp (x; n , Q) to calculate the sliding lateral force component.

また、式(7)中、第1項は積分範囲が0〜(lh/l)の積分であって、凝着域に発生する凝着横力成分によって生じるトルク成分を表し、第2項は積分範囲が(lh/l)〜1の積分であって滑り域に発生する滑り横力成分によって生じるトルク成分を表す。なお、式(7)中では、上記2つのトルク成分の他に別のトルク成分、すなわち、第3項が設けられている。第3項であるA・(lh/l)・tanαf(t)は、後述するようにタイヤの接地面がスリップ角αによって横方向に移動し、この時の移動量とタイヤの前後力とによって生じるタイヤ中心O周りのトルク成分を表す。すなわち、トルクM(t)は、凝着横力によって生じるトルク成分、滑り横力によって生じるトルク成分および前後力によって生じるトルク成分の3つの成分の合計によって算出される。 In the equation (7), the first term is an integral having an integration range of 0 to (l h / l), and represents the torque component generated by the adhesion lateral force component generated in the adhesion region. Is an integral with an integration range of (l h / l) to 1 and represents a torque component generated by a slip lateral force component generated in the slip region. In equation (7), in addition to the above two torque components, another torque component, that is, a third term is provided. The third term, A x · (l h / l) · tan α f (t), indicates that the ground contact surface of the tire moves laterally due to the slip angle α as will be described later. The torque component around the tire center O generated by the force is expressed. That is, the torque M z (t) is calculated by the sum of three components: a torque component generated by the adhesion lateral force, a torque component generated by the sliding lateral force, and a torque component generated by the longitudinal force.

式(8)は、Fye(t)を定める式であり、Fye(t)は、ベルト部が横力F(t)によって横曲げ変形を受けることによって修正された横力を表す。この式(8)中の横力の修正は、ベルト部の横曲げ変形の1次遅れ応答の応答関数と横力F(t)の過去の時系列データの時間変化量との畳み込み積分によって行われる。
なお、タイヤ力学モデル演算部14は、上記式(1)〜(8)に従って、横力F(t)、トルクM(t)の時系列データを、t=0から微小時間Δtずつ時間を増加して逐次算出するので、時間tの時間ステップにおいて式(8)で求まるFye(t)は、次の時間ステップ、すなわち時間(t+Δt)における式(5),(6)中のFye(t)に用いられる。同様に、時間tにおいて式(7)で求まるM(t)は、次の時間ステップ(時間t+Δt)における式(1),(2),(3),(4)中のM(t)に用いられる。
Equation (8) is an expression for determining the F ye (t), F ye (t) represents the lateral force that has been modified by the belt portion is subjected to lateral bending deformation by the lateral force F y (t). The correction of the lateral force in the equation (8) is performed by convolution integration of the response function of the first-order lag response of the lateral bending deformation of the belt portion and the time variation of the past time series data of the lateral force F y (t). Done.
Note that the tire dynamic model calculation unit 14 sets time series data of the lateral force F y (t) and the torque M z (t) from t = 0 to a minute time Δt according to the above formulas (1) to (8). Is sequentially calculated so that F ye (t) obtained by the equation (8) at the time step of the time t is the F in the equations (5) and (6) at the next time step, that is, the time (t + Δt). Used for ye (t). Similarly, M z (t) which is obtained by the formula (7) at time t, the equation at the next time step (time t + Δt) (1), (2), (3), M z (t in (4) ).

図4(a)〜(c)は、変形スリップ角αf(t)、ベルトの変形によって生じる遅延された凝着横力成分および前後力成分とトルク成分との関係を、接地面を模式的に表して図示したものである。
図4(a)は、スリップ角α(t)の時系列データが付与された際、スリップ角α(t)が、スリップ角α(t)によって生じるトルクによってスリップ角α(t)を減ずるようにタイヤ自身に作用し、かつ、1次遅れ変形による過渡状態の変形スリップ角αf(t)になっている状態を示している。図4(b)は、この変形スリップ角αf(t)によって生じる横方向変位とベルトの横曲げ変形によって生じる横方向変位の関係を示している。図4(c)はタイヤの接地面が横力によって横方向に移動することによって生じる前後力分布がトルクM(t)に寄与するメカニズムを示している。図4(c)中、Mz1およびMz2は凝着横力成分によるトルク成分および滑り横力成分によるトルク成分を、Mz3は接地面に作用する前後力によるトルク成分を示している。
4A to 4C schematically show the relationship between the deformation slip angle α f (t), the delayed adhesion lateral force component caused by the deformation of the belt, the longitudinal force component, and the torque component, and the contact surface. This is shown in the figure.
FIG. 4A shows that when time series data of the slip angle α (t) is given, the slip angle α (t) is reduced by the torque generated by the slip angle α (t). 2 shows a state in which the tire acts on the tire itself and is in a transitional deformation slip angle α f (t) due to the first-order lag deformation. FIG. 4B shows the relationship between the lateral displacement caused by the deformed slip angle α f (t) and the lateral displacement caused by the lateral bending deformation of the belt. FIG. 4C shows a mechanism in which the longitudinal force distribution caused by the lateral contact force of the tire moving in the lateral direction contributes to the torque M z (t). In FIG. 4C, M z1 and M z2 indicate a torque component due to the adhesion lateral force component and a torque component due to the sliding lateral force component, and M z3 indicates a torque component due to the longitudinal force acting on the contact surface.

図7は、スリップ角α(t)が付与されタイヤ力学モデルに基づいて横力F(t)及びトルクM(t)が算出されるまでの処理ブロック図である。図7からわかるように、本発明におけるタイヤ力学モデルでは、横力F(t)およびトルクM(t)の算出の際、ベルト部の横曲げ変形、接地圧分布の形状変化およびサイド部の捩じり変形が作用して式(6),(7)に基づいて横力F(t)およびトルクM(t)が算出される。しかも、ベルト部の横曲げ変形、サイド部の捩じり変形及びトレッド部のせん断変形は、1次遅れ応答で表される。ここで、図7中のG1(s),G2(s)及びG3(s)は、上述の1次遅れ応答の伝達関数をラプラス変換して表したものであり、sはラプラス演算子を表す。
一般に、タイヤの過渡応答性に関わる遅延時定数をtxとしたとき、遅延時定数をtxは、走行速度Vに対する依存性を考慮して緩和長σxの形で扱われることが多い。緩和長σxとは、「スリップ角等のステップ入力に対して、タイヤが定常的な横力を出力するようになるのに必要な走行距離」のことであり、走行速度Vでの過渡応答の遅延時定数txは、下記式のように表される。
x = σx(緩和長)/V(走行速度)
上述の遅延時定数ts,tr,tdに関しても、それぞれ緩和長σs,σd,σrが定義される。緩和長と距離周波数sv=s/Vを用いると、図7のブロック図中の伝達関数は、速度依存性を排除した以下の形式で表すことができる。

Figure 2007290694
本発明中のモデル中の他の式に関しても、上記と類似の記述形式の変換(tx→σx)により表すことができる。 FIG. 7 is a processing block diagram until the lateral force F y (t) and the torque M z (t) are calculated based on the tire dynamic model when the slip angle α (t) is given. As can be seen from FIG. 7, in the tire dynamic model according to the present invention, when calculating the lateral force F y (t) and the torque M z (t), the lateral bending deformation of the belt portion, the shape change of the contact pressure distribution, and the side portion The torsional deformation is applied, and the lateral force F y (t) and the torque M z (t) are calculated based on the equations (6) and (7). Moreover, the lateral bending deformation of the belt portion, the torsional deformation of the side portion, and the shear deformation of the tread portion are expressed by a first order lag response. Here, G 1 (s), G 2 (s), and G 3 (s) in FIG. 7 are expressed by Laplace transform of the transfer function of the first-order lag response, and s is Laplace calculation. Represents a child.
In general, when the delay time constant related to the transient response of the tire is t x , the delay time constant t x is often handled in the form of a relaxation length σ x in consideration of the dependency on the running speed V. The relaxation length σ x is “a travel distance necessary for the tire to output a steady lateral force with respect to a step input such as a slip angle”, and a transient response at a travel speed V. The delay time constant t x is expressed by the following equation.
t x = σ x (relaxation length) / V (travel speed)
Relaxation lengths σ s , σ d , and σ r are also defined for the delay time constants t s , t r , and t d described above. When the relaxation length and the distance frequency s v = s / V are used, the transfer function in the block diagram of FIG. 7 can be expressed in the following format excluding the speed dependency.
Figure 2007290694
Other formulas in the model in the present invention can also be expressed by conversion (t x → σ x ) in a description format similar to the above.

なお、タイヤ力学モデル演算部14において算出される横力Fye(t)は、横力F(t)と必ずしも一致しない。しかし、横力Fye(t)と横力F(t)とは、時間ステップが1つ異なる(微小時間Δt異なる)に過ぎないため、その差異は小さく、略同等の値を有するものといえる。
また、本実施形態では、トレッド部のせん断変形、ベルト部の横曲げ変形及びサイド部の捩じり変形のそれぞれを1次遅れ応答として用いるが、本発明では、少なくともトレッド部のせん断変形を1次遅れ応答として用いればよい。トレッド部のせん断変形における遅延時定数は、ベルト部の横曲げ変形及びサイド部の捩じり変形の遅延時定数に比べて長く、タイヤのコーナリング過渡応答の主要因となっているからである。
なお、タイヤ力学モデルにおいて用いる力学要素パラメータを含む線形、非線形のパラメータの値は、予めメモリ21に記憶される。これらのパラメータの値は、例えば特開2005−88832号公報に示されるパラメータの数値の導出方法を用いて求められる。
Note that the lateral force F ye (t) calculated by the tire dynamic model calculation unit 14 does not necessarily match the lateral force F y (t). However, since the lateral force F ye (t) and the lateral force F y (t) differ only by one time step (difference by a minute time Δt), the difference between them is small and has substantially the same value. I can say that.
In the present embodiment, each of shear deformation of the tread portion, lateral bending deformation of the belt portion, and torsional deformation of the side portion is used as a first-order lag response. However, in the present invention, at least shear deformation of the tread portion is 1 What is necessary is just to use as a next delay response. This is because the delay time constant in the shear deformation of the tread portion is longer than the delay time constant of the lateral bending deformation of the belt portion and the torsional deformation of the side portion, and is a main factor of the cornering transient response of the tire.
Note that linear and nonlinear parameter values including dynamic element parameters used in the tire dynamic model are stored in the memory 21 in advance. The values of these parameters are obtained, for example, using a parameter value derivation method disclosed in JP-A-2005-88832.

このようなタイヤの実測による横力F(t)及びトルクM(t)と、タイヤ力学モデルで算出した横力F(t)及びトルクM(t)の比較を図8に示している。図8(a)〜(c)に示す例では、走行速度80(km/時)、荷重3.9(kN)の条件でタイヤ(タイヤサイズ205/55R16 89V)にスリップ角α(t)を時系列データとして与えて、図8(b)、(c)に示すような横力F(t)及びトルクM(t)の計測データを得た。これに対応するタイヤ力学モデルを用いて算出された横力F(t)及びトルクM(t)の時系列データを、図8(e),(f)に示す。図8(d)はタイヤ力学モデルに与えたスリップ角α(t)の時系列データを示す。
また、図9(a),(b)は、図8(a)〜(c)の計測データをスリップ角α(t)を横軸に採って表したグラフである。タイヤ力学モデルでは、トレッド部のせん断変形における遅延時定数tsのみを過渡応答として用い(ts=0.03秒)、ベルト部の横曲げ変形及びサイド部の捩じり変形の遅延時定数は用いなかった。これに対応するタイヤ力学モデルを用いて算出された横力F(t)及びトルクM(t)のグラフは、図9(c),(d)である。
FIG. 8 shows a comparison between the lateral force F y (t) and torque M z (t) obtained by actual measurement of the tire, and the lateral force F y (t) and torque M z (t) calculated by the tire dynamic model. ing. In the example shown in FIGS. 8A to 8C, the slip angle α (t) is applied to the tire (tire size 205 / 55R16 89V) under the conditions of a traveling speed of 80 (km / hour) and a load of 3.9 (kN). Given as time series data, measured data of lateral force F y (t) and torque M z (t) as shown in FIGS. 8B and 8C were obtained. The time series data of the lateral force F y (t) and the torque M z (t) calculated using the corresponding tire dynamic model are shown in FIGS. 8 (e) and 8 (f). FIG. 8D shows time series data of the slip angle α (t) given to the tire dynamic model.
FIGS. 9A and 9B are graphs representing the measurement data of FIGS. 8A to 8C with the slip angle α (t) taken on the horizontal axis. In the tire dynamic model, only the delay time constant t s in the shear deformation of the tread portion is used as a transient response (t s = 0.03 seconds), and the delay time constant of the lateral bending deformation of the belt portion and the torsional deformation of the side portion is used. Was not used. The graphs of the lateral force F y (t) and torque M z (t) calculated using the tire dynamic model corresponding to this are shown in FIGS.

図8(a)〜(f)及び図9(a)〜(d)の対応するグラフを比較すると、タイヤ力学モデルを用いて算出された横力F(t)及びトルクM(t)は、実測の計測データと極めて近似しており、タイヤ力学モデルを用いてコーナリング中の過渡応答の横力F(t)及びトルクM(t)の時系列データを実測に合うように算出することができることがわかる。なお、図8(d)〜(f)及び図9(c),(d)の例では、各力学要素パラメータの値は予め定常状態における横力F及びトルクMの計測データから求めたものを用いた。この各力学要素パラメータの値は、特開2005−88832号公報に示されるパラメータの数値の導出方法を用いて求めた。 Comparing the corresponding graphs of FIGS. 8A to 8F and FIGS. 9A to 9D, the lateral force F y (t) and torque M z (t) calculated using the tire dynamic model are compared. Is very close to the actual measurement data, and the time series data of the lateral force F y (t) and torque M z (t) of the transient response during cornering are calculated to fit the actual measurement using a tire dynamic model. You can see that you can. In the examples of FIGS. 8D to 8F and FIGS. 9C and 9D, the values of the dynamic element parameters are obtained in advance from the measurement data of the lateral force F y and the torque M z in the steady state. A thing was used. The value of each dynamic element parameter was obtained using the parameter value derivation method disclosed in JP-A-2005-88832.

次に、制駆動中の過渡状態の前後力を算出する場合のタイヤ力学モデルについて説明する。
図10に示すように、タイヤの各種ばね要素をまとめることによって構成される各種線形パラメータおよび非線形パラメータからなるタイヤ力学要素パラメータの値が設定され、入力データとして与えられたスリップ率の時系列データS(t)を用いて、図10中の式(10)〜(14)に従って処理されて式(14)中の時系列データである前後力Fx(t)が算出されるように構成されている。
前後力の時系列データは、t=0から微小時間Δtずつ時間を増加して逐次算出される。ここで、式(11)中の[1−exp(−(t−t’)/tr)]は、与えられたスリップ率S(t)によって生じるトレッド部のせん断変形の1次遅れ応答を表す応答関数を表す。
なお、図10中の線形パラメータとは、式(14)において線形の形式で表されているパラメータをいい、非線形パラメータとは、式(14)において非線形の形式で陽に又は陰に表されているパラメータをいう。
Next, a tire dynamic model for calculating the longitudinal force in a transient state during braking / driving will be described.
As shown in FIG. 10, the values of the tire dynamic element parameters including various linear parameters and non-linear parameters configured by combining various spring elements of the tire are set, and the time-series data S of the slip ratio given as input data Using (t), the longitudinal force F x (t), which is time series data in the equation (14), is calculated according to the equations (10) to (14) in FIG. Yes.
The time series data of the longitudinal force is sequentially calculated by increasing the time by a minute time Δt from t = 0. Here, [1-exp (− (t−t ′) / t r )] in the equation (11) represents the first order lag response of the shear deformation of the tread portion caused by the given slip rate S (t). Represents a response function to represent.
In addition, the linear parameter in FIG. 10 means the parameter represented by the linear form in Formula (14), and the non-linear parameter is expressed explicitly or implicitly in the non-linear form in Formula (14). Parameter.

タイヤ力学モデル演算部14は、1次遅れ応答の応答関数[1−exp(−(t−t’)/ts)を用いて表した式(11)に基づいて、変形スリップ率Sf(t)を算出する。
すなわち、上記1次遅れ応答は、トレッド部の前後方向のせん断変形の1次遅れによるものであり、このときの変形応答を規定する1次遅れ応答の応答関数とスリップ率S(t)の過去の時系列データの時間変化量とを畳み込み積分した結果を変形スリップ率Sf(t)とする。この変形スリップ率Sf(t)がベルト部に作用する。
The tire dynamic model calculation unit 14 is based on the equation (11) expressed using the response function [1-exp (− (t−t ′) / t s ) of the first-order lag response, and the deformation slip ratio S f ( t) is calculated.
In other words, the first-order lag response is due to the first-order lag of the shear deformation in the front-rear direction of the tread portion, and the response function of the first-order lag response that defines the deformation response at this time and the past slip rate S (t). The result of convolution integration with the time variation of the time-series data is defined as a deformation slip ratio S f (t). This deformation slip ratio S f (t) acts on the belt portion.

さらに、式(10)により、トルクMから接地圧分布の形状を規定する偏向係数qを算出する。偏向係数qは、図3に示すコーナリング時のタイヤ力学モデルと同様に、スリップ率S=0の直進状態の接地圧分布(図5(a)参照)が、図5(b)に示すように前後力Fxが発生して接地圧分布が進行方向前方(接地面における踏込み端)に向かって偏向した接地圧分布の形状を表すパラメータである。この接地圧分布をp(x)(xは、図5(a),(b)中の進行方向の後方向に向かってx軸をとった場合の接地長さで規格化した座標位置)とすると、接地圧分布p(x)の形状は、図5(b)中の式(9)で表される関数Dgsp(x;n,q)で規定される。
ここで、関数Dgsp(x;n,q)中の係数nは横力発生中の接地面の接地圧分布を規定するもので、図5(c)に示すように接地圧分布の踏込み端および蹴りだし端付近で角張る(曲率が大きくなる)ように接地圧分布を規定する係数である。また、図5(d)に示すように係数qが0から1になるにしたがって接地圧分布のピーク位置は踏込み端側に移動するように設定されている。このように係数qおよび係数nは、接地圧分布の形状を規定する形状規定係数である。
Further, the deflection coefficient q that defines the shape of the ground pressure distribution is calculated from the torque Mz by the equation (10). As in the tire dynamic model at the time of cornering shown in FIG. 3, the deflection coefficient q is such that the contact pressure distribution in the straight traveling state with the slip ratio S = 0 (see FIG. 5A) is as shown in FIG. 5B. is a parameter representing the shape of the contact pressure distribution of the contact pressure distribution longitudinal force F x is generated is deflected towards the direction of travel (the leading edge of the ground plane). This contact pressure distribution is represented by p (x) (x is a coordinate position normalized by the contact length when the x axis is taken backward in the traveling direction in FIGS. 5 (a) and 5 (b)). Then, the shape of the ground pressure distribution p (x) is defined by the function D gsp (x; n, q) represented by the equation (9) in FIG.
Here, the coefficient n in the function D gsp (x; n, q) defines the contact pressure distribution of the contact surface during the generation of the lateral force. As shown in FIG. It is a coefficient that defines the contact pressure distribution so that it is angular (the curvature increases) near the kicking end. Further, as shown in FIG. 5D, the peak position of the contact pressure distribution is set so as to move toward the stepping-end side as the coefficient q is changed from 0 to 1. Thus, the coefficient q and the coefficient n are shape defining coefficients that define the shape of the contact pressure distribution.

さらに、式(12)により、変形スリップ率Sf(t)が大きいときに起こる接地面内での滑り摩擦と凝着摩擦との境界位置(lh/l)を算出する。境界位置(lh/l)は、以下のように定義される。
図11(a),(b)は、タイヤに発生する前後力について説明する図である。
図11(a)に示されるように、まず、接地面前端で路面と接したトレッド部はトレッド回転速度Vt で接地面後方に移動するが、制動時にタイヤと接触する路面は、トレッド回転速度Vtよりも速いタイヤの走行速度Vpで後方に移動する。トレッド回転速度Vt は、タイヤ走行速度Vpよりも速度が遅いので、この速度差Vp −Vt によって、トレッド部は接地面前端から後方に向かうに従って走行方向後方にせん断力を受ける。このせん断力がトレッドと地面間の凝着力より小さい場合は、トレッドと地面との相対的移動は発生せず、凝着摩擦の状態となっているが、せん断力が最大凝着摩擦力を越えると、トレッド部は地面に対して相対的に移動を開始し滑り摩擦状態となる。制動力は、接地面に発生するこの凝着域の摩擦力と滑り域の摩擦力が合計された摩擦力によって表される。また、この合計した全制動力をタイヤの負荷荷重で除算することによって、制動力係数μが求められる。
上記最大凝着摩擦力は、凝着摩擦と滑り摩擦の境界を規定し、μ−S曲線を特徴付ける重要な要因となるものであり、図11(b)に示すように、タイヤの回転方向(制駆動力を受ける方向)における接地圧の分布である接地圧分布p(x)と凝着摩擦係数μs の積によって概略表すことができる。接地圧分布p(x)は、図5(b)に示す接地圧分布p(x)と同じものである。
Further, the boundary position (l h / l) between the sliding friction and the adhesion friction within the contact surface that occurs when the deformation slip ratio S f (t) is large is calculated from the equation (12). The boundary position (l h / l) is defined as follows.
FIGS. 11A and 11B are diagrams illustrating the longitudinal force generated in the tire.
As shown in FIG. 11 (a), first, the road surface has a tread portion in contact with the road surface in the ground plane front moves to the ground plane behind the tread speed V t, which is in contact with the tire during braking, the tread rotational speed in the running speed V p of the faster tire than the V t to move to the rear. Tread speed V t, so speed is slower than the tire running speed V p, the difference in speed V p -V t, the tread portion is subjected to shearing force in the traveling direction rearward toward the rear from the ground plane front. When this shear force is smaller than the adhesion force between the tread and the ground, there is no relative movement between the tread and the ground, and there is a state of adhesion friction, but the shear force exceeds the maximum adhesion friction force. Then, the tread portion starts to move relative to the ground and enters a sliding friction state. The braking force is represented by a friction force obtained by adding the frictional force generated in the contact surface and the frictional force in the sliding region. Further, the braking force coefficient μ is obtained by dividing the total braking force totaled by the tire load.
The maximum adhesion frictional force defines the boundary between adhesion friction and sliding friction and is an important factor characterizing the μ-S curve. As shown in FIG. It can be roughly represented by the product of the contact pressure distribution p (x), which is the distribution of contact pressure in the direction of receiving the braking / driving force, and the adhesion friction coefficient μ s . The ground pressure distribution p (x) is the same as the ground pressure distribution p (x) shown in FIG.

このように、トレッド部に作用するせん断力は、徐々に大きくなって最大摩擦曲線に達すると、路面に凝着していたトレッド部は滑り出し、滑り摩擦係数μに接地圧分布p(x)を乗算した滑り摩擦曲線に従って滑り摩擦力が発生する。図11(b)では、境界位置(lh/l)より踏込み端側の領域がタイヤトレッド部材が路面に凝着した凝着域となり、蹴りだし側の領域がトレッド部が路面に対して滑る滑り域となる。 Thus, the shear forces acting on the tread portion reaches the maximum friction curve gradually increases, the tread portion Suberidashi which was adhesion to the road surface, the coefficient of sliding friction mu d in contact pressure distribution p (x) The sliding friction force is generated according to the sliding friction curve multiplied by. In FIG. 11 (b), the region on the stepping end side from the boundary position (l h / l) is an adhesion region where the tire tread member adheres to the road surface, and the region on the kicking side slides the tread portion with respect to the road surface. It becomes a sliding area.

図11(b)からわかるように、変形スリップ率Sf(t)に応じて凝着域と滑り域の割合が大きく変化する。このような凝着域および滑り域の摩擦力、すなわち前後力成分をタイヤ前後方向に沿って積分することによって前後力Fx(t)を算出することができる。
式(14)では、上述の凝着域および滑り域に分けて、変形スリップ率Sf(t)を用いて前後力Fx(t)を算出する。
As can be seen from FIG. 11 (b), the ratio between the adhesion area and the slip area varies greatly according to the deformation slip ratio S f (t). The longitudinal force F x (t) can be calculated by integrating the frictional force in the adhesion region and the slip region, that is, the longitudinal force component along the tire longitudinal direction.
In Expression (14), the longitudinal force F x (t) is calculated using the deformation slip ratio S f (t) separately for the above-mentioned adhesion region and slip region.

式(12)は、変形スリップ率Sf(t)が大きいときに起こる接地面内での滑り摩擦力と凝着摩擦力との境界位置(lh/l)を算出する。
式(13)は、滑り摩擦係数μdを定義するものであり、走行速度Vpに依存するように規定されている。
式(14)では、前後力Fx(t)が凝着摩擦力と滑り摩擦力の和によって表されている。
なお、タイヤ力学モデルにおいて用いる力学要素パラメータを含む線形、非線形のパラメータの値は、予めメモリ21に記憶される。これらのパラメータの値は、例えば特開2003−57134号公報に示されるパラメータの数値の導出方法を用いて求められる。
Equation (12) calculates the boundary position (l h / l) between the sliding frictional force and the adhesion frictional force in the contact surface that occurs when the deformation slip ratio S f (t) is large.
Equation (13) defines the sliding friction coefficient μ d and is defined to depend on the traveling speed V p .
In Formula (14), the longitudinal force F x (t) is represented by the sum of the adhesion friction force and the sliding friction force.
Note that linear and nonlinear parameter values including dynamic element parameters used in the tire dynamic model are stored in the memory 21 in advance. The values of these parameters are obtained, for example, using a parameter value derivation method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-57134.

このようなタイヤ力学モデルで算出した前後力Fx(t)の算出結果を図12(a)〜(c)に示している。図12(a)〜(c)の例は、走行速度80(km/時)、荷重3.9(kN)の条件でタイヤ(タイヤサイズ205/55R16 94V)にスリップ率S(t)を時系列データとして与えて、図12(b)、(c)に示すような前後力Fx(t)が算出される。このときの遅延時定数tsは、0.035秒とした。
図12(a)は、タイヤ力学モデルに与えるスリップ率S(t)を示している。スリップ率S(t)は、0.5Hzの正弦波によるものと、2Hzの正弦波によるものの2種類を示している。図12(b)は、0.5Hzの正弦波によるスリップ率S(t)の1.5周期分の前後力Fx(t)を荷重Fz(=3.9kN)で除算したときの軌跡を表すグラフである。図12(b)には、対比のために定常状態における前後力Fxを同時に表している。これより、0.5Hzのスリップ率S(t)では、前後力Fx(t)は定常状態の前後力Fxから変化することがわかる。図12(c)は、2Hzの正弦波によるスリップ率S(t)の1.5周期分の前後力Fx(t)を荷重Fz(=3.9kN)で除算したときの軌跡を表すグラフである。図12(c)には、対比のために定常状態における前後力Fxを同時に表している。これより、2Hzのスリップ率S(t)では、前後力Fx(t)は定常状態の前後力Fxから変化し、0.5Hzのスリップ率S(t)の時の前後力に比べてその変化は大きくなっている。このように、上記タイヤ力学モデルにおいて、スリップ率S(t)の変動する周波数に応じて前後力Fx(t)も変化することがわかる。なお、タイヤ力学モデルの各力学要素パラメータの各値は、特開2003−57134号公報に示されるパラメータの数値の導出方法を用いた。
The calculation results of the longitudinal force F x (t) calculated by such a tire dynamic model are shown in FIGS. In the example of FIGS. 12A to 12C, the slip rate S (t) is applied to the tire (tire size 205 / 55R16 94V) under the conditions of a traveling speed of 80 (km / hour) and a load of 3.9 (kN). Given as series data, the longitudinal force F x (t) as shown in FIGS. 12B and 12C is calculated. Delay time constant t s at this time, it was 0.035 seconds.
FIG. 12A shows the slip ratio S (t) given to the tire dynamic model. The slip rate S (t) shows two types, one based on a sine wave of 0.5 Hz and one based on a sine wave of 2 Hz. FIG. 12B shows a locus when the longitudinal force F x (t) for 1.5 cycles of the slip rate S (t) by a sine wave of 0.5 Hz is divided by the load F z (= 3.9 kN). It is a graph showing. FIG. 12B simultaneously shows the longitudinal force F x in the steady state for comparison. From this, it can be seen that at the slip rate S (t) of 0.5 Hz, the longitudinal force F x (t) changes from the steady state longitudinal force F x . FIG. 12C shows a locus when the longitudinal force F x (t) for 1.5 cycles of the slip rate S (t) by the 2 Hz sine wave is divided by the load F z (= 3.9 kN). It is a graph. The FIG. 12 (c), the represents the simultaneous longitudinal force F x in the steady state for comparison. Thus, at a slip rate S (t) of 2 Hz, the longitudinal force F x (t) changes from the steady state longitudinal force F x , compared to the longitudinal force at the slip rate S (t) of 0.5 Hz. The change is growing. Thus, it can be seen that in the tire dynamic model, the longitudinal force F x (t) also changes according to the frequency at which the slip ratio S (t) varies. For each value of each dynamic element parameter of the tire dynamic model, the parameter value deriving method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-57134 was used.

このように、タイヤ力学モデル演算部14は、図3に示すように、スリップ角α(t)の時系列データを与えることで、横力F(t)及びトルクM(t)の時系列データを算出する一方、図10に示すように、スリップ率S(t)の時系列データを与えることで、前後力Fx(t)の時系列データを算出する。このような横力F(t)及びトルクM(t)の時系列データ、又は前後力Fx(t)の時系列データは、上述したコーナリングパラメータ算出部20、制駆動パラメータ算出部22、Fy/Mzデータ算出部24、Fxデータ算出部26に出力され、それぞれの処理が行われる。 In this way, as shown in FIG. 3, the tire dynamic model calculation unit 14 gives time series data of the slip angle α (t), whereby the lateral force F y (t) and the torque M z (t) are obtained. While calculating the series data, as shown in FIG. 10, the time series data of the longitudinal force F x (t) is calculated by giving the time series data of the slip ratio S (t). Such time series data of the lateral force F y (t) and the torque M z (t) or the time series data of the longitudinal force F x (t) is obtained from the above-described cornering parameter calculation unit 20 and braking / driving parameter calculation unit 22. , F y / M z data calculation unit 24 and F x data calculation unit 26, and the respective processes are performed.

次に、コーナリングパラメータ算出部20、制駆動パラメータ算出部22、Fy/Mzデータ算出部24、Fxデータ算出部26の機能を説明する。
コーナリングパラメータ算出部20は、与えられたスリップ角α(t)の時系列データと遅延時定数ts,tr,tdの初期設定された値をタイヤ力学モデル演算部14に供給する。タイヤ力学モデル演算部14では、供給されたスリップ角α(t)と遅延時定数ts,tr,tdの初期設定された値とメモリ21から呼び出された各パラメータの値とを用いて、図3に示す式(1)〜(8)に従って横力F(t)及びトルクM(t)の時系列データを算出し、この時系列データがコーナリングパラメータ算出部20に戻される。コーナリングパラメータ算出部20は、タイヤ力学モデル演算部14で算出された横力F(t)、トルクM(t)の時系列データが、別途実測しメモリ21に記憶された横力F(t)、トルクM(t)の計測データと比較され、すなわち、算出された横力F(t)、トルクM(t)と実測した横力F(t)、トルクM(t)の二乗残差和が求められ、この二乗残差和が所定値より小さくない場合、遅延時定数ts,tr,tdの初期設定値を修正し、再度、修正した値とスリップ角α(t)がタイヤ力学モデル演算部14に供給されて、横力F(t)、トルクM(t)の算出が繰り返される。こうして、二乗残差和が所定値より小さくなり、かつ最小になるまで、遅延時定数ts,tr,tdの値が修正される。そして、二乗残差和が最小になったときの遅延時定数の値を、1次遅れ応答を定める遅延時定数の値として決定する。
このようにしてコーナリングパラメータ算出部20は、遅延時定数の値を決定する。
上記遅延時定数の値のために算出される二乗残差和は、横力F(t)のみを用いて算出してもよいし、トルクM(t)のみを用いて算出してもよいし、横力F(t)及びトルクM(t)を用いて算出してもよい。
Next, functions of the cornering parameter calculation unit 20, the braking / driving parameter calculation unit 22, the Fy / Mz data calculation unit 24, and the Fx data calculation unit 26 will be described.
The cornering parameter calculation unit 20 supplies the time-series data of the given slip angle α (t) and the initially set values of the delay time constants t s , t r , t d to the tire dynamic model calculation unit 14. The tire dynamic model calculation unit 14 uses the supplied slip angle α (t), the initial set values of the delay time constants t s , t r , and t d and the values of the parameters called from the memory 21. Then, the time series data of the lateral force F y (t) and the torque M z (t) is calculated according to the equations (1) to (8) shown in FIG. 3, and this time series data is returned to the cornering parameter calculation unit 20. The cornering parameter calculation unit 20 measures the lateral force F y (t) and torque M z (t) time series data calculated by the tire dynamic model calculation unit 14 separately and stores the lateral force F y in the memory 21 separately. (t), compared with measured data of torque M z (t), that is, calculated lateral force F y (t), torque M z (t), measured lateral force F y (t), torque M z When the square residual sum of (t) is obtained and this square residual sum is not smaller than a predetermined value, the initial set values of the delay time constants t s , t r , t d are corrected, and the corrected values are The slip angle α (t) is supplied to the tire dynamic model calculation unit 14, and the calculation of the lateral force F y (t) and the torque M z (t) is repeated. Thus, the values of the delay time constants t s , t r , and t d are corrected until the sum of squared residuals becomes smaller than the predetermined value and becomes the minimum. Then, the value of the delay time constant when the sum of squared residuals is minimized is determined as the value of the delay time constant that determines the first-order lag response.
In this way, the cornering parameter calculation unit 20 determines the value of the delay time constant.
The square residual sum calculated for the value of the delay time constant may be calculated using only the lateral force F y (t) or may be calculated using only the torque M z (t). It may be calculated using the lateral force F y (t) and the torque M z (t).

制駆動パラメータ算出部22は、与えられたスリップ率S(t)と遅延時定数tsとして初期設定された値をタイヤ力学モデル演算部14に供給する。タイヤ力学モデル演算部14では、供給されたスリップ率S(t)と遅延時定数tsとメモリ21から呼び出された各パラメータの値とを用いて、図10に示す式(10)〜(14)に基づいて前後力Fx(t)の時系列データを算出し、この時系列データが制駆動パラメータ算出部22に戻される。制駆動パラメータ算出部22は、タイヤ力学モデル演算部14で算出された前後力Fx(t)の時系列データが、別途タイヤの実測により得られメモリ21に記憶された前後力Fx(t)の計測データと比較され、すなわち算出された前後力Fx(t)と実測した前後力Fx(t)との二乗残差和が求められ、この二乗残差和が所定値よりも小さくない場合、遅延時定数tsの初期設定値を修正し、再度、タイヤ力学モデル演算部14に修正した値とスリップ率S(t)が供給されて前後力Fx(t)の算出が繰り返される。こうして、二乗残差和が所定値より小さくなり、かつ最小になるまで、遅延時定数tsの値が修正される。そして、二乗残差和が最小値になったときの遅延時定数tsの値を、1次遅れ応答を定める遅延時定数の値として決定する。
このようにして制駆動パラメータ算出部22は遅延時定数の値を決定する。
Braking drive parameter calculation section 22 supplies the initial value set as the index given slip S (t) and the delayed time constant t s to the tire dynamic model computing section 14. In the tire dynamic model computing section 14, by using the values of the parameters invoked from the supplied slip ratio S (t) and delay time (t s) and the memory 21, the formula (10) shown in FIGS. 10 to (14 ) To calculate the time series data of the longitudinal force F x (t), and this time series data is returned to the braking / driving parameter calculation unit 22. Braking-driving parameter calculating section 22, tire dynamic time-series data of the model calculation unit 14 longitudinal force calculated in F x (t) is the longitudinal force stored in the memory 21 obtained by separately measured tire F x (t ), That is, a square residual sum of the calculated longitudinal force F x (t) and the actually measured longitudinal force F x (t) is obtained, and this square residual sum is smaller than a predetermined value. If not, modify the initial setting value of the delay time constant t s, again, the calculation of the longitudinal force and the values obtained by correcting the tire dynamic model computing section 14 and the slip ratio S (t) is supplied F x (t) is repeated It is. Thus, the value of the delay time constant t s is corrected until the sum of squared residuals becomes smaller than the predetermined value and becomes the minimum. Then, the value of the delay time constant t s when the sum of squared residuals becomes minimum is determined as the value of primary delay of the delay time constant defining the response.
In this way, the braking / driving parameter calculation unit 22 determines the value of the delay time constant.

なお、コーナリングパラメータ算出部20及び制駆動パラメータ算出部22は、いずれもタイヤ力学モデルにおいて、既知となっている定常状態の線形パラメータ及び非線形パラメータの値を用いて、横力F(t)、トルクM(t)、前後力Fx(t)の算出を行って、遅延時定数の値を決定するが、本発明においては、線形パラメータ又は非線形パラメータの少なくとも一部の値を未知とし、遅延時定数の値とともに値を決定するようにしてもよい。 Note that the cornering parameter calculation unit 20 and the braking / driving parameter calculation unit 22 both use the lateral force F y (t), the values of the known steady-state linear parameters and nonlinear parameters in the tire dynamic model. The value of the delay time constant is determined by calculating the torque M z (t) and the longitudinal force F x (t). In the present invention, at least some values of the linear parameter or the nonlinear parameter are unknown, The value may be determined together with the value of the delay time constant.

y/Mzデータ算出部24は、スリップ角α(t)の時系列データを、タイヤ力学モデル演算部14に供給することで、タイヤ力学モデル演算部14にメモリ21に記憶されている各パラメータの値と遅延時定数ts,tr,tdの値を用いて、横力F(t)及びトルクM(t)を算出させ、このデータをコーナリング中の過渡状態の横力F(t)及びトルクM(t)の時系列データとする部分である。
xデータ算出部26は、スリップ率S(t)の時系列データをタイヤ力学モデル演算部14に供給することで、タイヤ力学モデル演算部14に、メモリ21に記憶されている各パラメータの値と遅延時定数tsの値とを用いて、前後力Fx(t)を算出させ、このデータを制駆動中の過渡状態の前後力Fx(t)の時系列データとする部分である。
以上の説明が、演算装置10の構成の説明である。
The F y / M z data calculation unit 24 supplies time series data of the slip angle α (t) to the tire dynamic model calculation unit 14, whereby each tire dynamic model calculation unit 14 stores each memory 21. The lateral force F y (t) and torque M z (t) are calculated using the values of the parameters and the delay time constants t s , t r , t d , and this data is used for the transient side force during cornering. This is a portion of time series data of F y (t) and torque M z (t).
The F x data calculation unit 26 supplies the time series data of the slip ratio S (t) to the tire dynamic model calculation unit 14, whereby the parameter values stored in the memory 21 are stored in the tire dynamic model calculation unit 14. And the value of the delay time constant t s are used to calculate the longitudinal force F x (t), and this data is used as time-series data of the transient longitudinal force F x (t) during braking / driving. .
The above description is the description of the configuration of the arithmetic device 10.

図13は、タイヤの過渡応答データの算出方法、すなわち、コーナリング中の横力F(t)及びトルクM(t)の時系列データ、又は制駆動中の前後力Fx(t)の時系列データを算出する流れを示すフローチャートである。以降、コーナリング中の横力F(t)及びトルクM(t)の時系列データの算出を中心に説明し、制駆動中の前後力Fx(t)の時系列データの算出については、()にて記載する。 FIG. 13 shows a calculation method of tire transient response data, that is, the time series data of the lateral force F y (t) and torque M z (t) during cornering, or the longitudinal force F x (t) during braking / driving. It is a flowchart which shows the flow which calculates time series data. Hereinafter, the calculation of the time series data of the lateral force F y (t) and the torque M z (t) during cornering will be mainly described, and the calculation of the time series data of the longitudinal force F x (t) during braking / driving will be described. , ().

まず、Fy/Mzデータ算出部24(Fxデータ算出部26)にて、スリップ角α(t)(スリップ率S(t))が設定される(ステップS10)。スリップ角α(t)(スリップ率S(t))の設定は、演算装置10に接続されるマウスやキーボード等の入力操作系により入力されてもよいし、演算装置10によって作成されてもよい。又、接続されている外部装置から入力されてもよい。例えば、図8(d)に示すようなスリップ角α(t)の時系列データが設定される。この時系列データは、タイヤ力学モデル演算部14に供給される。 First, the slip angle α (t) (slip rate S (t)) is set by the F y / M z data calculation unit 24 (F x data calculation unit 26) (step S10). The setting of the slip angle α (t) (slip rate S (t)) may be input by an input operation system such as a mouse or a keyboard connected to the arithmetic device 10, or may be created by the arithmetic device 10. . It may also be input from a connected external device. For example, time series data of the slip angle α (t) as shown in FIG. 8D is set. The time series data is supplied to the tire dynamic model calculation unit 14.

タイヤ力学モデル演算部14では、メモリ21に記憶されている、タイヤ力学モデルに用いる線形パラメータの値及び遅延時定数の値を含む非線形パラメータの値が呼び出されて、タイヤ力学モデルのパラメータの値として取得される(ステップS20)。
タイヤ力学モデル演算部14では、さらに、これらのパラメータの値を、供給されたスリップ角α(t)(スリップ率S(t))とともに用いて、式(1)〜(8)(式(10)〜(14))に従って、横力F(t)及びトルクM(t)(前後力Fx(t))の時系列データが算出される(ステップS30)。タイヤ力学モデル演算部14にて算出された横力F(t)及びトルクM(t)(前後力Fx(t))の時系列データは、Fy/Mzデータ算出部24(Fxデータ算出部26)に戻されて、コーナリング(制駆動)中の時系列データとされる。
In the tire dynamic model calculation unit 14, the values of the nonlinear parameters including the values of the linear parameters used for the tire dynamic model and the values of the delay time constant stored in the memory 21 are called up as the parameter values of the tire dynamic model. Obtained (step S20).
Further, the tire dynamic model calculation unit 14 uses the values of these parameters together with the supplied slip angle α (t) (slip rate S (t)) to obtain equations (1) to (8) (equation (10 ) To (14)), time series data of the lateral force F y (t) and the torque M z (t) (front / rear force F x (t)) are calculated (step S30). The time series data of the lateral force F y (t) and the torque M z (t) (front / rear force F x (t)) calculated by the tire dynamic model calculation unit 14 is F y / M z data calculation unit 24 ( The data is returned to the F x data calculation unit 26) and is made time-series data during cornering (braking / braking).

本発明は、タイヤ力学モデルに用いる1次遅れ応答の応答関数は、[1−exp(−(t−t’)/tr)]、[1−exp(−(t−t’)/ts)]、[1−exp(−(t−t’)/td)]で表され、これらの応答関数を、トルクM(t)、実効スリップ角αe(t)、横力F(t)の時系列データの時間変化量と畳み込み積分して、タイヤ力学モデルに用いることを特徴とする。この畳み込み積分により、コーナリング(制駆動)中のスリップ角(スリップリ率)はなだらかに変化する曲線を成し、図8に示すように、実測のデータと略一致する時系列データを算出することができる。図14(a)は、実効スリップ角αe(t)がステップ関数である一例を示している。このとき、応答関数と時系列データの時間変化量の畳み込み積分により、図14(b)に示すようななだらかに変化する曲線を表す変形スリップ角αf(t)が生成される。 In the present invention, the response function of the first-order lag response used in the tire dynamic model is [1-exp (− (t−t ′) / t r )], [1-exp (− (t−t ′) / t]. s )], [1-exp (− (t−t ′) / t d )], and these response functions are expressed as torque M z (t), effective slip angle α e (t), and lateral force F. It is characterized in that it is used in a tire dynamic model by convolution integration with the time variation of time series data of y (t). By this convolution integration, a slip angle (slip ratio) during cornering (braking / braking) forms a gently changing curve, and as shown in FIG. 8, time-series data that substantially matches actual measurement data can be calculated. it can. FIG. 14A shows an example in which the effective slip angle α e (t) is a step function. At this time, a deformed slip angle α f (t) representing a gently changing curve as shown in FIG. 14B is generated by convolution integration of the time variation of the response function and the time series data.

図15は、本発明のデータ処理方法の一例を示すフローチャートである。このデータ処理方法は、コーナリング中又は制駆動中の過渡応答を定める応答関数の遅延時定数の値を決定するものである。以降、コーナリング中の1次遅れ応答における遅延時定数の決定を中心に説明し、制駆動中の1次遅れ応答における遅延時定数の決定については、()にて記載する。   FIG. 15 is a flowchart showing an example of the data processing method of the present invention. This data processing method determines the value of the delay time constant of the response function that defines the transient response during cornering or braking / driving. Hereinafter, the determination of the delay time constant in the first-order lag response during cornering will be mainly described, and the determination of the delay time constant in the first-order lag response during braking / driving will be described in parentheses.

まず、コーナリングパラメータ算出部20(制駆動パラメータ算出部22)にて、スリップ角α(t)(スリップ率S(t))の時系列データが設定される(ステップS110)。スリップ角α(t)(スリップ率S(t))の設定は、演算装置10に接続されるマウスやキーボード等の入力操作系により入力されてもよいし、演算装置10によって作成されてもよい。又、接続されている外部装置から入力されてもよい。例えば、図8(d)に示すようなスリップ角α(t)の時系列データが設定される。この時系列データは、タイヤ力学モデル演算部14に供給される。
設定されたスリップ角α(t)(スリップ率S(t))の時系列データは、図示されないタイヤ動特性試験機に供給されて、供給されたスリップ角α(t)(スリップ率S(t))の時系列データに基づいてタイヤが試験される。これにより、タイヤの実測が行われ、過渡状態の横力F(t)及びトルクM(t)(前後力Fx(t))の計測データが取得される(ステップS120)。取得された計測データは演算装置10に供給されてメモリ21に記憶される。
First, the time-series data of the slip angle α (t) (slip rate S (t)) is set by the cornering parameter calculation unit 20 (braking / driving parameter calculation unit 22) (step S110). The setting of the slip angle α (t) (slip rate S (t)) may be input by an input operation system such as a mouse or a keyboard connected to the arithmetic device 10, or may be created by the arithmetic device 10. . It may also be input from a connected external device. For example, time series data of the slip angle α (t) as shown in FIG. 8D is set. The time series data is supplied to the tire dynamic model calculation unit 14.
The time-series data of the set slip angle α (t) (slip rate S (t)) is supplied to a tire dynamic characteristic tester (not shown), and the supplied slip angle α (t) (slip rate S (t) )) Tires are tested based on time series data. Accordingly, the tire is actually measured, and measurement data of the lateral force F y (t) and the torque M z (t) (front / rear force F x (t)) in the transient state is acquired (step S120). The acquired measurement data is supplied to the arithmetic unit 10 and stored in the memory 21.

次に、コーナリングパラメータ算出部20(制駆動パラメータ算出部22)にて、メモリ21に記憶されている線形パラメータ及び非線形パラメータの値が呼び出されて、タイヤ力学モデルに用いるパラメータとして取得される(ステップS130)。
次に、コーナリングパラメータ算出部20(制駆動パラメータ算出部22)にて、タイヤの1次遅れ応答の応答関数を規定する遅延時定数tr,ts,td(遅延時定数ts)が所定の値、例えば0.02秒に初期設定される(ステップS140)。なお、図15では、遅延時定数を緩和時定数と記している。
この後、コーナリングパラメータ算出部20(制駆動パラメータ算出部22)にて設定された遅延時定数tr,ts,td(遅延時定数ts)の初期設定値と、設定されたスリップ角α(t)(スリップ率S(t))の時系列データがタイヤ力学モデル演算部14に供給される。
Next, in the cornering parameter calculation unit 20 (braking / driving parameter calculation unit 22), the values of the linear parameter and the non-linear parameter stored in the memory 21 are called up and acquired as parameters used for the tire dynamic model (step). S130).
Next, in the cornering parameter calculation unit 20 (braking / driving parameter calculation unit 22), delay time constants t r , t s , t d (delay time constant t s ) that define the response function of the first-order lag response of the tire are obtained. Initially set to a predetermined value, for example, 0.02 seconds (step S140). In FIG. 15, the delay time constant is indicated as a relaxation time constant.
Thereafter, the initial set values of the delay time constants t r , t s , t d (delay time constant t s ) set by the cornering parameter calculation unit 20 (braking / driving parameter calculation unit 22), and the set slip angle Time series data of α (t) (slip rate S (t)) is supplied to the tire dynamic model calculation unit 14.

タイヤ力学モデル演算部14では、メモリ21に記憶された線形パラメータ及び遅延時定数を除く非線形パラメータの値が呼び出され、これらのパラメータの値及び遅延時定数の値が、供給されたスリップ角α(t)(スリップ率S(t))の時系列データとともに用いられて、式(1)〜(8)(式(10)〜(14))に従って、横力F(t)及びトルクM(t)(前後力Fx(t))の時系列データが算出される(ステップS150)。 In the tire dynamic model calculation unit 14, the values of nonlinear parameters excluding the linear parameters and the delay time constant stored in the memory 21 are called, and the values of these parameters and the delay time constant are supplied as the supplied slip angle α ( t) Used along with time-series data of (slip rate S (t)), according to the equations (1) to (8) (equations (10) to (14)), the lateral force F y (t) and the torque M z (t) Time-series data of (front / rear force F x (t)) is calculated (step S150).

算出された横力F(t)及びトルクM(t)(前後力Fx(t))は、コーナリングパラメータ算出部20(制駆動パラメータ算出部22)に戻され、ステップS120にて実測しメモリ21に記憶された横力F(t)及びトルクM(t)(前後力Fx(t))の計測データが呼び出され、算出した横力F(t)及びトルクM(t)(前後力Fx(t))の時系列データとの間で二乗残差和が算出される(ステップS160)。二乗残差和は、時系列データの同じ時間における横力F(t)の差分及びトルクM(t)の差分を求め、この差分を二乗して加算したものである。したがって、二乗残差和が0に近い所定値より小さくなるとき、算出された横力F(t)及びトルクM(t)の時系列データは、実測の計測データに略一致するといえる。 The calculated lateral force F y (t) and torque M z (t) (front / rear force F x (t)) are returned to the cornering parameter calculation unit 20 (braking / driving parameter calculation unit 22) and measured in step S120. Then, the measurement data of the lateral force F y (t) and the torque M z (t) (longitudinal force F x (t)) stored in the memory 21 is called and the calculated lateral force F y (t) and the torque M z are calculated. (t) The sum of squared residuals is calculated with respect to the time series data of (front / rear force F x (t)) (step S160). The sum of squared residuals is obtained by calculating the difference of the lateral force F y (t) and the difference of the torque M z (t) at the same time of the time series data, and adding the squared difference. Therefore, when the sum of squared residuals becomes smaller than a predetermined value close to 0, it can be said that the calculated time series data of the lateral force F y (t) and the torque M z (t) substantially coincide with the actually measured measurement data.

このため、二乗残差和が所定値より小さくなり、かつ二乗残差和が最小となっているか否かが判定される(ステップS170)。
上記判定の結果、否定される場合、遅延時定数tr,ts,td(遅延時定数ts)の設定値は、修正される(ステップS180)。判定の結果、肯定される場合、遅延時定数の設定値が、1次遅れ応答を表す応答関数の遅延時定数として決定される(ステップS190)。二乗残差和の最小化の方法は、特に限定されないが、例えば、Newton-Raphson法の非線形最小二乗回帰アルゴリズムを用いて行うことができる。
このように、スリップ角(スリップ率)の時系列データを測定条件としてタイヤに与えてタイヤのコーナリング(制駆動)中の過渡状態の計測データを予め取得し、一方、遅延時定数を初期設定した後、タイヤ力学モデルを用いて横力F(t)及びトルクM(t)(前後力Fx(t))を算出する計算を行う。そして、先のタイヤの計測データと算出した時系列データの二乗残差和を求め、二乗残差和が最小になるまで、遅延時定数の値を修正して上記計算を繰り返し行い、二乗残差和が最小になるときの遅延時定数の設定値を、1次遅れ応答を定める遅延時定数の値として決定する。このとき、タイヤ力学モデルにおいて用いる線形パラメータの値及び遅延時定数を除く非線形パラメータの値は、定常状態の横力Fy及びトルクMz(前後力Fx)を用いて算出されたものであり、定常状態におけるタイヤ力学要素パラメータの値を用いて過渡応答における遅延時定数を決定することができるので、効率のよい遅延時定数の決定が可能になる。
Therefore, it is determined whether or not the square residual sum is smaller than a predetermined value and the square residual sum is minimum (step S170).
If the result of the determination is negative, the set values of the delay time constants t r , t s and t d (delay time constant t s ) are corrected (step S180). If the result of determination is affirmative, the set value of the delay time constant is determined as the delay time constant of the response function representing the first-order delay response (step S190). The method of minimizing the sum of squared residuals is not particularly limited, and can be performed using, for example, a Newton-Raphson method nonlinear least square regression algorithm.
As described above, the time series data of the slip angle (slip rate) is given to the tire as a measurement condition, and the measurement data of the transient state during cornering (braking / braking) of the tire is acquired in advance, while the delay time constant is initialized. Thereafter, calculation is performed to calculate the lateral force F y (t) and the torque M z (t) (the longitudinal force F x (t)) using the tire dynamic model. Then, the square residual sum of the measured data of the previous tire and the calculated time series data is obtained, and the above calculation is repeated by correcting the value of the delay time constant until the square residual sum is minimized. The set value of the delay time constant when the sum is minimized is determined as the value of the delay time constant that determines the first-order delay response. At this time, the values of the linear parameters used in the tire dynamic model and the values of the nonlinear parameters excluding the delay time constant are calculated using the steady-state lateral force F y and torque M z (longitudinal force F x ). Since the delay time constant in the transient response can be determined using the value of the tire dynamic element parameter in the steady state, the delay time constant can be determined efficiently.

なお、本発明においては、遅延時定数の値を図15に示す流れで決定するほか、以下に示す方法で決定することもできる。図16は、遅延時定数の値を図15に示す方法とは異なる方法で決定するときのフローチャートである。図17(a)〜(d)は、上記データ処理方法を説明するグラフを示す。
以下の説明は、タイヤ力学モデルにスリップ角の時系列データを与えたときのコーナリング中の過渡応答データについて説明するが、スリップ率の時系列データを与えたときの制駆動中の過渡応答についても同様に説明できる。以降では、コーナリング中の過渡応答について主に説明し、制駆動中の過渡応答については()で記載する。すなわち、以下で説明するデータ処理方法は、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おけるコーナリング(制駆動)中の過渡応答を規定するトレッド部の変形応答を1次遅れ応答とし、この1次遅れ応答を定める過渡応答パラメータの値を算出する。
In the present invention, the value of the delay time constant can be determined by the following method in addition to the flow shown in FIG. FIG. 16 is a flowchart when the value of the delay time constant is determined by a method different from the method shown in FIG. FIGS. 17A to 17D are graphs for explaining the data processing method.
The following explanation explains the transient response data during cornering when the time series data of the slip angle is given to the tire dynamic model, but also the transient response during braking / driving when the time series data of the slip ratio is given. The same can be explained. In the following, the transient response during cornering will be mainly described, and the transient response during braking / driving will be described in parentheses. That is, in the data processing method described below, the deformation response of the tread portion that defines a transient response during cornering (braking / braking) in a tire dynamic model configured using a plurality of tire dynamic element parameters is defined as a first-order lag response. Then, the value of the transient response parameter that determines this first-order lag response is calculated.

まず、コーナリングパラメータ算出部20(制駆動パラメータ算出部22)にて、少なくとも0度と所定の角度(0と所定のスリップ率)との間の範囲を含んでスリップ角(スリップ率)が往復して変化するスリップ角(スリップ率)の時系列データが設定される(ステップS210)。例えば、図17(a)に示すように、−20度と+20度との間でスリップ角が往復して変化するスリップ角の時系列データが設定される。
次に、設定したスリップ角α(t)(スリップ率S(t))の時系列データを測定条件としてタイヤに与えてタイヤのコーナリング(制駆動)中の過渡応答データを実測し、そのときの横力F(t)又はトルクM(t)(前後力Fx(t))の計測データを予め取得する(ステップS220)。例えば、図17(b)に示すような実測の横力F(t)の計測データが取得される。このタイヤの実測は、タイヤサイズ205/55R16 89Vのタイヤで、荷重3.9(kN)、走行速度80(km/時)の測定条件で行ったものである。
First, the cornering parameter calculation unit 20 (braking / driving parameter calculation unit 22) reciprocates the slip angle (slip rate) including a range between at least 0 degrees and a predetermined angle (0 and a predetermined slip rate). The time-series data of the slip angle (slip rate) that changes in step S210 is set. For example, as shown in FIG. 17A, the time series data of the slip angle in which the slip angle reciprocates between −20 degrees and +20 degrees is set.
Next, the time series data of the set slip angle α (t) (slip rate S (t)) is given to the tire as measurement conditions to measure transient response data during tire cornering (braking / braking). Measurement data of the lateral force F y (t) or torque M z (t) (front / rear force F x (t)) is acquired in advance (step S220). For example, measurement data of actual lateral force F y (t) as shown in FIG. 17B is acquired. The actual measurement of the tire was performed on tires having a tire size of 205 / 55R16 89V under measurement conditions of a load of 3.9 (kN) and a traveling speed of 80 (km / hour).

コーナリング(制駆動)中の過渡応答データの実測を行う一方、タイヤ力学モデルに用いる、タイヤ全体における1次遅れの変形応答の遅延時定数(以降、この定数をt1とする)の値を初期設定して、1次遅れ応答の応答関数を定める(ステップS240)。なお、図16では、遅延時定数を緩和時定数と記している。 While measuring transient response data during cornering (braking / braking), the initial value of the delay time constant of the first-order delay deformation response (hereinafter, this constant is referred to as t 1 ) used in the tire dynamic model is used. The response function of the first order lag response is set (step S240). In FIG. 16, the delay time constant is referred to as a relaxation time constant.

次に、タイヤ力学モデル演算部14では、定めた1次遅れの応答関数とタイヤに測定条件として与えたスリップ角(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ってタイヤ力学モデルにおける路面に対するトレッド部におけるスリップ角(スリップ率)の過渡応答の時系列データである変形スリップ角α’(t)(変形スリップ率S’(t))が下記式(20)(-C=t1とする)に従って算出される(ステップS250)。
この算出した変形スリップ角α’(t)(変形スリップ率S’(t))の過渡応答の時系列データの値は、コーナリングパラメータ算出部20(制駆動パラメータ算出部22)に戻されて、過渡応答の時系列データの値とし、変形スリップ角α’(t)(変形スリップ率S’(t))の過渡応答の時系列データの値と、ステップS120で取得した実測の横力F(t)又はトルクM(t)(前後力Fx(t))の値とで表される特性曲線が作成される。特性曲線は、横軸にスリップ角(スリップ率)を採り、縦軸に横力又はトルク(前後力)をとったときの曲線をいう。図17(c)に示すグラフは、図17(b)に示す実測の横力F(t)の計測データの値と、スリップ角の過渡応答の時系列データの値とを用いて作成される特性曲線である。ここで、式(20)中のCは、上述のタイヤ全体における1次遅れの変形応答の遅延時定数t1である。
Next, the tire dynamic model calculation unit 14 performs a convolution integral of the determined first-order lag response function and the time variation of the time-series data of the slip angle (slip ratio) given to the tire as a measurement condition, to thereby calculate the tire dynamics. The deformation slip angle α ′ (t) (deformation slip ratio S ′ (t)), which is time series data of the transient response of the slip angle (slip ratio) in the tread portion with respect to the road surface in the model, is expressed by the following equation (20) (−C = It is calculated according to t 1) (step S250).
The value of the time series data of the transient response of the calculated deformation slip angle α ′ (t) (deformation slip ratio S ′ (t)) is returned to the cornering parameter calculation unit 20 (braking / driving parameter calculation unit 22). The value of the time series data of the transient response, the value of the time series data of the transient response of the deformation slip angle α ′ (t) (the deformation slip ratio S ′ (t)), and the measured lateral force F y acquired in step S120. A characteristic curve represented by (t) or torque M z (t) (longitudinal force F x (t)) is created. The characteristic curve is a curve when the horizontal axis represents the slip angle (slip rate) and the vertical axis represents the lateral force or torque (front / rear force). The graph shown in FIG. 17C is created using the measured data value of the measured lateral force F y (t) shown in FIG. 17B and the time-series data value of the transient response of the slip angle. It is a characteristic curve. Here, C in the equation (20) is a delay time constant t 1 of the first-order delay deformation response in the entire tire described above.

Figure 2007290694
Figure 2007290694

次に、この特性曲線を滑らかな曲線関数、例えば、スプライン関数を用いて1つの滑らかな曲線に最小二乗回帰させ、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S260)。
次に、算出された二乗残差和が所定値より小さく、かつ最小になるか否かを判定し(ステップS270)、算出された二乗残差和が最小でない場合、設定した遅延時定数t1の値を修正して1次遅れの応答関数を修正し(ステップS280)、ステップS250,260を繰り返し行う。そして、二乗残差和が最小になるときの遅延時定数t1の値を、1次遅れ応答を定める遅延時定数t1の値として決定する(ステップS290)。
Next, the characteristic curve is subjected to least square regression to one smooth curve using a smooth curve function, for example, a spline function, and the least squares regression curve obtained by least square regression at that time and the squared residual sum of the characteristic curve Is calculated (step S260).
Next, it is determined whether or not the calculated square residual sum is smaller than a predetermined value and minimized (step S270). If the calculated square residual sum is not the smallest, the set delay time constant t 1 is determined. The first order lag response function is corrected (step S280), and steps S250 and 260 are repeated. Then, the value of the delay time constant t 1 when the sum of squared residuals is minimized is determined as the value of the delay time constant t 1 that determines the first-order lag response (step S290).

このように、二乗残差和が最小となるように遅延時定数t1の値を定めるのは以下の理由による。図17(c)に示すように、過渡状態では、スリップ角が増加する場合と減少する場合で、横力の値が異なる。これは、与えたスリップ角(スリップ率)に対して、スリップ角(スリップ率)の過去の履歴に応じたトレッド部、ベルト部及びサイド部の1次遅れの変形により、実際の過渡応答時のスリップ角(スリップ率)が異なるからである。したがって、与えたスリップ角(スリップ率)を過渡応答時のスリップ角(スリップ率)に替えて特性曲線を作成すれば、スリップ角が増加する場合と減少する場合とで同じ横力(前後力)の値を示す曲線、すなわち、定常状態におけるスリップ角に対する横力(前後力)等の特性曲線となる。したがって、スリップ角(スリップ率)の増大、減少に応じて値の異なる過渡状態の特性曲線を1つの滑らかな曲線で表した時、二乗残差和が最小になるように、設定した遅延時定数t1の値を修正しつつ探索する。このときの遅延時定数t1の値の修正は、例えばNewton-Raphson法の非線形最小二乗回帰アルゴリズムを用いて行うことができる。図17(d)は、決定した遅延時定数の値を用いて作成される滑らかな特性曲線の一例を示す。この特性曲線は、定常状態における横力の特性曲線に相当するものである。
このようにして、残差二乗和が最小になる遅延時定数を探索して決定することができる。
Thus, the reason for determining the value of the delay time constant t 1 so that the sum of squared residuals is minimized is as follows. As shown in FIG. 17C, in the transient state, the value of the lateral force differs depending on whether the slip angle increases or decreases. This is because, for the given slip angle (slip rate), the first-order lag deformation of the tread part, belt part and side part according to the past history of the slip angle (slip ratio) causes an actual transient response. This is because the slip angle (slip rate) is different. Therefore, if a characteristic curve is created by replacing the given slip angle (slip rate) with the slip angle (slip rate) at the time of transient response, the same lateral force (front-rear force) is obtained when the slip angle increases and decreases. That is, a characteristic curve such as a lateral force (front / rear force) with respect to a slip angle in a steady state. Therefore, the delay time constant is set so that the sum of squared residuals is minimized when a transient characteristic curve with different values as the slip angle (slip rate) increases or decreases is represented by one smooth curve. Search while correcting the value of t 1 . The value of the delay time constant t 1 at this time can be corrected using, for example, a Newton-Raphson method nonlinear least square regression algorithm. FIG. 17D shows an example of a smooth characteristic curve created using the determined delay time constant value. This characteristic curve corresponds to a lateral force characteristic curve in a steady state.
In this way, it is possible to search and determine the delay time constant that minimizes the residual sum of squares.

また、本発明では、コーナリング中の横力F(t)及びトルクM(t)の時系列データ、又は制駆動中の前後力Fx(t)の時系列データを算出する図13に示すタイヤの過渡応答データの算出方法に替えて以下に示す方法でコーナリング中の横力F(t)、トルクM(t)の時系列データ、又は制駆動中の前後力Fx(t)の時系列データを算出することもできる。
図18は、図13に示す方法とは異なるタイヤの過渡応答データの算出方法の流れを示すフローチャートである。すなわち、図18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(スリップ率)を時系列データとして与えたときのコーナリング(制駆動)中のタイヤの過渡応答データを算出する流れを示すフローチャートである。
Further, in the present invention, the time series data of the lateral force F y (t) and the torque M z (t) during cornering or the time series data of the longitudinal force F x (t) during braking / driving is calculated in FIG. Instead of the calculation method of the transient response data of the tire shown, the lateral force F y (t) during cornering, the time series data of torque M z (t), or the longitudinal force F x (t ) Time-series data can also be calculated.
FIG. 18 is a flowchart showing a flow of a method for calculating transient response data of a tire different from the method shown in FIG. That is, FIG. 18 shows a tire transient during cornering (braking / braking) when a slip angle (slip rate) is given as time series data based on a tire dynamic model configured using a plurality of tire dynamic element parameters. It is a flowchart which shows the flow which calculates response data.

まず、少なくとも0度と所定の角度との間の範囲を含んでスリップ角が変化するスリップ角α(t)(スリップ率S(t))の時系列データが設定される(ステップS310)。次に、設定されたスリップ角α(t)(スリップ率S(t))を、定常状態のスリップ角α(スリップ率S)としてタイヤに与えたときの定常状態における横力Fy又はトルクMz(前後力Fx)の値がタイヤの実測により予め取得される(ステップS320)。この実測により得られた計測データは、データ入力部12を介して演算装置10のメモリ21に記憶される。 First, the time series data of the slip angle α (t) (slip rate S (t)) at which the slip angle changes including at least a range between 0 degrees and a predetermined angle is set (step S310). Next, the lateral force F y or torque M in the steady state when the set slip angle α (t) (slip rate S (t)) is given to the tire as the steady state slip angle α (slip rate S). The value of z (front / rear force F x ) is acquired in advance by actual measurement of the tire (step S320). Measurement data obtained by this actual measurement is stored in the memory 21 of the arithmetic unit 10 via the data input unit 12.

次に、メモリ21から遅延時定数の値が呼び出されて、コーナリング(制駆動)中のトレッド部の変形応答を規定する1次遅れ応答の応答関数が設定される。メモリ21から呼び出される遅延時定数の値は、タイヤ全体における1次遅れの変形応答を規定する応答関数の遅延時定数t1が含まれる。設定された応答関数と設定されたスリップ角α(t)(スリップ率S(t))の時系列データの時間変化量との畳み込み積分が、遅延時定数C=t1とする上記式(20)に従って行われ、路面に対するトレッド部における変形スリップ角α’(t)(変形スリップ率S’(t))の過渡応答の時系列データが算出される(ステップ330)。 Next, the value of the delay time constant is called from the memory 21, and a response function of a first-order lag response that defines the deformation response of the tread portion during cornering (braking / braking) is set. The value of the delay time constant called from the memory 21 includes a delay time constant t 1 of a response function that defines a first-order delay deformation response in the entire tire. The above equation (20), where the convolution integral of the set response function and the time variation of the time series data of the set slip angle α (t) (slip rate S (t)) is the delay time constant C = t 1 ), The time series data of the transient response of the deformation slip angle α ′ (t) (deformation slip ratio S ′ (t)) in the tread portion with respect to the road surface is calculated (step 330).

次に、算出した変形スリップ角α’(t)(変形スリップ率S’(t))の過渡状態の時系列データの値に対応する定常状態の横力又はセルフアライニングトルクの時系列データの値を算出することにより、過渡状態の横力又はトルク(前後力)が算出される(ステップS340)。
上記過渡応答を算出する方法では、過渡状態の横力、トルク(前後力)の値は、実際に与えられたスリップ角(スリップ率)ではなく、トレッド部の1次遅れの変形により修正される変形スリップ角(変形スリップ率)に基づくものと考えられるからである。この方法を用いることで、定常状態の横力、トルク(前後力)のデータと、変形スリップ角(変形スリップ率)とを用いて、簡易的かつ短時間に横力、トルク(前後力)の過渡状態の時系列データを算出することができる。
Next, the time-series data of the steady-state lateral force or self-aligning torque corresponding to the value of the time-series data of the transient state of the calculated deformation slip angle α ′ (t) (deformation slip ratio S ′ (t)). By calculating the value, the lateral force or torque (front / rear force) in the transient state is calculated (step S340).
In the method for calculating the transient response, the values of the lateral force and torque (front / rear force) in the transient state are corrected not by the actually applied slip angle (slip rate) but by the deformation of the primary delay of the tread portion. This is because it is considered to be based on the deformation slip angle (deformation slip ratio). By using this method, the lateral force and torque (front / rear force) of the side force and torque (front / rear force) can be simply and in a short time using the data of steady state lateral force and torque (front / rear force) and the deformation slip angle (deformation slip ratio). Transient time series data can be calculated.

以上説明したように、タイヤ力学モデルにおける線形パラメータの値及び遅延時定数を含む非線形パラメータの値を算出し、タイヤ構成部材の種類別にこれらの値を対応させておき、すなわち、タイヤ構成部材の種類に応じて、線形パラメータの値及び遅延時定数を含む非線形パラメータの値が引き出せるようにテーブルを予め作成しておき、以下に示すようなタイヤの設計方法を行うことができる。
すなわち、上述のタイヤの過渡応答データの算出方法を用いて、タイヤの過渡応答データ(横力、トルク、前後力のデータ)を出力し、このときの出力データが、設定された目標条件を達成しないとき、例えば目標とするデータに許容誤差内で一致しないとき、線形パラメータの値及び遅延時定数を含む非線形パラメータの値を定めるタイヤ構成部材の種類を変更する。こうして、変更したタイヤ構成部材の種類に応じて線形パラメータの値及び遅延時定数を含む非線形パラメータの値を変更して、タイヤの過渡応答データを繰り返し算出し出力する。出力データが目標条件を達成するとき、このときのタイヤ構成部材の種類を目標タイヤ構成部材として決定する。これにより、所望の目標条件を達成するタイヤを設計することができる。
As described above, the linear parameter value and the nonlinear parameter value including the delay time constant in the tire dynamic model are calculated, and these values are associated with each type of tire component, that is, the type of tire component Accordingly, a table can be prepared in advance so that a linear parameter value and a nonlinear parameter value including a delay time constant can be derived, and a tire design method as described below can be performed.
That is, the tire transient response data (lateral force, torque, longitudinal force data) is output using the tire transient response data calculation method described above, and the output data at this time achieves the set target condition. When not, for example, when the target data does not match within the allowable error, the type of the tire constituent member that determines the value of the linear parameter and the value of the nonlinear parameter including the delay time constant is changed. In this way, the linear parameter value and the nonlinear parameter value including the delay time constant are changed according to the changed type of the tire component, and the tire transient response data is repeatedly calculated and output. When the output data achieves the target condition, the type of the tire constituent member at this time is determined as the target tire constituent member. Thereby, the tire which achieves a desired target condition can be designed.

さらに、上述のタイヤの過渡応答データの算出方法を用いて、タイヤの過渡応答データを算出して出力し、このタイヤの過渡応答データを、タイヤを装着する車両モデルに与えて、車両モデルによる車両運動を予測することで、車両の運動挙動のシミュレーション計算を行うことができる。   Further, by using the tire transient response data calculation method described above, tire transient response data is calculated and output. The tire transient response data is given to the vehicle model on which the tire is mounted, and the vehicle model vehicle By predicting the motion, a simulation calculation of the motion behavior of the vehicle can be performed.

なお、上記データ処理方法では、コーナリング時における1次遅れの遅延時定数と、制駆動時における1次遅れの遅延時定数とをそれぞれ別々に決定するが、コーナリング時と制駆動時が混在した状態で、1次遅れの遅延時定数を同時に決定することができる他、コーナリング時、制駆動時の区別のない遅延時定数tr,ts,tdの値を決定することができる。
また、同様に、スリップ角及びスリップ率を同時に与えたときの横力、トルク及び前後力の時系列データを同時に算出することもできる。
また、上記データ処理方法では、タイヤの過渡状態における計測データを用いて、コーナリング時における1次遅れの遅延時定数、又は制駆動時における1次遅れの遅延時定数の値を決定するが、決定する対象を拡げて、図3や図10に示される線形パラメータ又は非線形パラメータの一部の値を上記遅延時定数とともに決定してもよい。
In the above data processing method, the delay time constant of the first-order lag at the time of cornering and the delay time constant of the first-order lag at the time of braking / driving are determined separately. in addition capable of simultaneously determining the delay time constant of the primary delay, cornering, distinguished without delay time constant t r during braking and driving, t s, it is possible to determine the value of t d.
Similarly, the time series data of the lateral force, torque and longitudinal force when the slip angle and the slip ratio are given at the same time can be calculated simultaneously.
Further, in the above data processing method, the value of the delay time constant of the first-order lag at the time of cornering or the value of the delay time constant of the first-order lag at the time of braking / driving is determined using the measurement data in the tire transient state. The target to be expanded may be expanded and the values of some of the linear parameters or nonlinear parameters shown in FIG. 3 and FIG. 10 may be determined together with the delay time constant.

以上、本発明のタイヤの過渡応答データの算出方法、データ処理方法、タイヤの設計方法及び車両運動予測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。例えば、上記説明では、コーナリング時の過渡応答の挙動と、制駆動時の過渡応答の挙動とを別々なものとしてモデルを用いて説明したが、これらの挙動を統合し、すなわちコーナリング中の制駆動の挙動や制駆動中の操舵による挙動を再現するモデルを用いて、横力、トルク、前後力を算出し、又、遅延時定数の値を算出することもできる。   As described above, the tire transient response data calculation method, data processing method, tire design method, and vehicle motion prediction method of the present invention have been described in detail. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and the gist of the present invention is described. Of course, various improvements and modifications may be made without departing from the scope. For example, in the above description, the behavior of the transient response during cornering and the behavior of the transient response during braking / driving are described as separate models, but these behaviors are integrated, that is, braking / driving during cornering is integrated. Lateral force, torque, and longitudinal force can be calculated using a model that reproduces the behavior of the vehicle and the behavior caused by steering during braking / driving, and the value of the delay time constant can also be calculated.

本発明のタイヤの過渡応答データの算出方法、データ処理方法を実施する一実施例の演算装置のブロック図である。It is a block diagram of the arithmetic unit of one Example which implements the calculation method of the transient response data of the tire of this invention, and a data processing method. 本発明のタイヤの過渡応答データの算出方法、データ処理方法において用いられるタイヤ力学モデルを説明する図である。It is a figure explaining the tire dynamic model used in the calculation method of the transient response data of the tire of the present invention, and the data processing method. 本発明のタイヤの過渡応答データの算出方法、データ処理方法において用いられるコーナリング中のタイヤ力学モデルを説明する図である。It is a figure explaining the tire dynamic model in cornering used in the calculation method of the transient response data of the tire of the present invention, and the data processing method. (a)〜(c)は、本発明のタイヤの過渡応答データの算出方法、データ処理方法において用いられるタイヤ力学モデルを説明する図である。(A)-(c) is a figure explaining the tire dynamic model used in the calculation method of the transient response data of the tire of this invention, and a data processing method. (a)〜(d)は、本発明のタイヤの過渡応答データの算出方法、データ処理方法において用いられるタイヤ力学モデルを説明する図である。(A)-(d) is a figure explaining the tire dynamic model used in the calculation method of the transient response data of the tire of this invention, and a data processing method. (a)〜(c)は、本発明のタイヤの過渡応答データの算出方法、データ処理方法において用いられるタイヤ力学モデルを説明する図である。(A)-(c) is a figure explaining the tire dynamic model used in the calculation method of the transient response data of the tire of this invention, and a data processing method. 本発明のタイヤの過渡応答データの算出方法、データ処理方法において用いられるタイヤ力学モデルにおけるタイヤ各部分の変形と横力およびトルクとの関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the deformation | transformation of each tire part, lateral force, and torque in the tire dynamic model used in the calculation method of the transient response data of the tire of this invention, and a data processing method. (a)〜(c)は、タイヤの実測により得られた時系列データの一例であり、(d)〜(f)は、本発明のタイヤの過渡応答データの算出方法で得られる、(a)〜(c)のそれぞれに対応する時系列データを示す図である。(A) to (c) are examples of time-series data obtained by actual measurement of tires, and (d) to (f) are obtained by the tire transient response data calculation method of the present invention. It is a figure which shows the time series data corresponding to each of ()-(c). (a),(b)は、タイヤの実測により得られた計測データの一例であり、(c),(d)は、本発明のタイヤの過渡応答データの算出方法で得られる、(a),(b)のそれぞれに対応するデータを示す図である。(A), (b) is an example of measurement data obtained by actual measurement of a tire, and (c), (d) are obtained by the method for calculating transient response data of a tire according to the present invention, (a) , (B) is a figure which shows the data corresponding to each. 本発明のタイヤの過渡応答データの算出方法、データ処理方法において用いられる制駆動中のタイヤ力学モデルを説明する図である。It is a figure explaining the tire dynamic model under braking / driving used in the calculation method and the data processing method of the transient response data of the tire of the present invention. (a),(b)は、タイヤの制駆動中の前後力の発生を説明する図である。(A), (b) is a figure explaining generation | occurrence | production of the longitudinal force during the braking / driving of a tire. (a)〜(c)は、タイヤの過渡応答データの算出方法で得られる結果を示す図である。(A)-(c) is a figure which shows the result obtained by the calculation method of the transient response data of a tire. 本発明のタイヤの過渡応答データの算出方法の一例の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of an example of the calculation method of the transient response data of the tire of this invention. (a),(b)は、本発明のタイヤの過渡応答データの算出方法において用いるスリップ角の過渡応答を説明する図である。(A), (b) is a figure explaining the transient response of the slip angle used in the calculation method of the transient response data of the tire of this invention. 本発明のデータ処理方法の一例の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of an example of the data processing method of this invention. 本発明のデータ処理方法の他の例の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the other example of the data processing method of this invention. (a)〜(d)は、図16に示す方法で得られるグラフを示す図である。(A)-(d) is a figure which shows the graph obtained by the method shown in FIG. 本発明のタイヤの過渡応答データの算出方法の他の例の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the other example of the calculation method of the transient response data of the tire of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 演算装置
12 データ入力部
14 タイヤ力学モデル演算部
16 処理部
18 出力部
20 コーナリングパラメータ算出部
21 メモリ
22 制駆動パラメータ算出部
24 F/Mデータ算出部
26 Fxデータ算出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Calculation apparatus 12 Data input part 14 Tire dynamic model calculation part 16 Processing part 18 Output part 20 Cornering parameter calculation part 21 Memory 22 Braking / driving parameter calculation part 24 Fy / Mz data calculation part 26 Fx data calculation part

Claims (14)

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コーナリング中のタイヤの過渡応答データを算出するタイヤの過渡応答データの算出方法であって、
前記タイヤ力学モデルを構成する前記タイヤ力学要素パラメータの値を取得し、
コーナリング中のトレッド部の変形応答を規定する1次遅れ応答の応答関数とタイヤ力学モデルに与えたスリップ角の時系列データの時間変化量との畳み込み積分を行って、タイヤ力学モデルのトレッド部における路面に対するスリップ角の過渡応答の時系列データを算出し、
前記スリップ角の過渡応答の時系列データに基づいて前記タイヤ力学モデルで算出される横力及びセルフアライニングトルクの少なくとも一方の出力データを、コーナリング中の過渡応答データとして算出することを特徴とするタイヤの過渡応答データの算出方法。
A tire transient response data calculation method for calculating tire transient response data during cornering when a slip angle is given as time-series data based on a tire dynamic model composed of a plurality of tire dynamic element parameters. There,
Obtaining a value of the tire dynamic element parameter constituting the tire dynamic model;
The convolution integration of the response function of the first-order lag response that defines the deformation response of the tread part during cornering and the time variation of the time series data of the slip angle given to the tire dynamic model is performed, and the tread part of the tire dynamic model is Calculate the time series data of the transient response of the slip angle to the road surface,
Output data of at least one of lateral force and self-aligning torque calculated by the tire dynamic model based on time series data of the transient response of the slip angle is calculated as transient response data during cornering. Calculation method of tire transient response data.
前記タイヤ力学モデルに与える前記スリップ角の時系列データは、セルフアライニングトルクに応じて発生するタイヤの捩じり変形によって修正され、この修正された時系列データを前記スリップ角の過渡応答の時系列データを算出するときに用いる請求項1に記載のタイヤの過渡応答データの算出方法。   The time-series data of the slip angle given to the tire dynamic model is corrected by the torsional deformation of the tire generated according to the self-aligning torque, and the corrected time-series data is converted into the time of the transient response of the slip angle. The tire transient response data calculation method according to claim 1, which is used when calculating the series data. 前記セルフアライニングトルクに応じて発生するタイヤの捩じり変形は、コーナリング中のサイド部の変形応答を規定する1次遅れ応答の応答関数と前記セルフアラニングトルクの過去の時系列データの時間変化量との畳み込み積分を、前記タイヤ力学モデルにおける捩じり剛性の値で除算して表したものである請求項2に記載のタイヤの過渡応答データの算出方法。   The torsional deformation of the tire that occurs in response to the self-aligning torque includes the response function of the first-order lag response that defines the deformation response of the side portion during cornering and the time of past time-series data of the self-aligning torque. The method of calculating tire transient response data according to claim 2, wherein the convolution integral with the amount of change is expressed by dividing by a value of torsional rigidity in the tire dynamic model. 前記タイヤ力学モデルを用いて算出される前記出力データは、横力に応じて発生するベルト部の横曲げ変形によって修正された横力のデータである請求項1〜3のいずれか1項に記載のタイヤの過渡応答データの算出方法。   The output data calculated using the tire dynamic model is data of lateral force corrected by lateral bending deformation of a belt portion generated according to lateral force. To calculate transient response data for tires in Japan. 前記横力に応じて発生するベルト部の横曲げ変形は、コーナリング中のベルト部の変形応答を規定する1次遅れ応答の応答関数と発生した横力の過去の時系列データの時間変化量との畳み込み積分を行って表したものである請求項4に記載のタイヤの過渡応答データの算出方法。   The lateral bending deformation of the belt portion that occurs in response to the lateral force includes a response function of a first-order lag response that defines the deformation response of the belt portion during cornering, and a temporal change amount of past time-series data of the generated lateral force. The method for calculating tire transient response data according to claim 4, which is expressed by performing convolution integration of the tire. 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コーナリング中のタイヤの過渡応答データを算出するタイヤの過渡応答データの算出方法であって、
少なくとも0度と所定の角度との間の範囲を含んで変化するスリップ角の時系列データを、定常状態のスリップ角としてタイヤに与えて、タイヤの実測により、定常状態における横力及びセルフアライニングトルクの値を予め取得しておき、
コーナリング中のトレッド部の変形応答を規定する1次遅れ応答の応答関数と前記タイヤに与えたスリップ角の時系列データの時間変化量との畳み込み積分を行って、タイヤ力学モデルにおける路面に対するトレッド部におけるスリップ角の過渡応答の時系列データを算出し、
算出した前記スリップ角の過渡応答の時系列データの値に対応する前記定常状態の横力又はセルフアライニングトルクの値を求めることにより、過渡状態の横力又はセルフアライニングトルクの時系列データを、コーナリング中の過渡応答データとして算出することを特徴とするタイヤの過渡応答データの算出方法。
A tire transient response data calculation method for calculating tire transient response data during cornering when a slip angle is given as time-series data based on a tire dynamic model composed of a plurality of tire dynamic element parameters. There,
Slip angle time-series data that changes over a range between at least 0 degrees and a predetermined angle is given to the tire as a steady-state slip angle, and the lateral force and self-alignment in the steady state are measured by measuring the tire. Obtain the torque value in advance,
The convolution integration of the response function of the first-order lag response that defines the deformation response of the tread part during cornering and the time variation of the time series data of the slip angle applied to the tire is performed, and the tread part with respect to the road surface in the tire dynamic model Calculate the time series data of the transient response of the slip angle at
By obtaining the value of the steady-state side force or self-aligning torque corresponding to the calculated value of the time-series data of the transient response of the slip angle, the time-series data of the transient side force or self-aligning torque is obtained. A method for calculating tire transient response data, characterized by calculating as transient response data during cornering.
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おけるコーナリング中の過渡応答を規定するトレッド部の変形応答を1次遅れ応答とし、この1次遅れ応答を定める過渡応答パラメータの値を算出するデータ処理方法であって、
スリップ角の時系列データを測定条件としてタイヤに与えてタイヤのコーナリング中の過渡応答の計測データを予め取得しておき、
前記過渡応答パラメータの値を初期設定して、前記1次遅れ応答の応答関数を定め、
定めた前記1次遅れ応答の応答関数と、前記タイヤに測定条件として与えたスリップ角の時系列データの時間変化量との畳み込み積分を行って、前記タイヤ力学モデルのトレッド部における路面に対するスリップ角の過渡応答の時系列データを求め、この求めた前記スリップ角の過渡応答の時系列データに基づいて前記タイヤ力学モデルから横力又はセルアライニングトルクの値を算出して、コーナリング中の過渡状態の横力又はセルフアライニングトルクの時系列データを算出する再現計算を行い、
算出された横力又はセルフアライニングトルクの時系列データと、前記タイヤの計測データとの二乗残差和を求め、この二乗残差和が最小になるまで、設定した前記過渡応答パラメータの値を修正して前記再現計算を繰り返し行い、前記二乗残差和が最小になるときの前記過渡応答パラメータの値を、前記1次遅れ応答を定める過渡応答パラメータの値として決定することを特徴とするデータ処理方法。
The deformation response of the tread that defines the transient response during cornering in a tire dynamic model composed of a plurality of tire dynamic element parameters is defined as a first-order lag response, and the value of the transient response parameter that defines this first-order lag response is calculated. A data processing method for
The time series data of the slip angle is given to the tire as a measurement condition to obtain in advance the measurement data of the transient response during the cornering of the tire,
Initializing the value of the transient response parameter to determine a response function of the first order lag response;
A slip angle with respect to the road surface in the tread portion of the tire dynamic model is obtained by performing convolution integration between the determined response function of the first-order lag response and the time change amount of the time series data of the slip angle given as a measurement condition to the tire. The time series data of the transient response is obtained, and the value of the lateral force or the cell aligning torque is calculated from the tire dynamic model based on the time series data of the transient response of the slip angle thus obtained, and the transient state during cornering is calculated. Reproduction calculation to calculate the time series data of lateral force or self-aligning torque of
Obtain the squared residual sum of the time series data of the calculated lateral force or self-aligning torque and the measured data of the tire, and set the value of the set transient response parameter until the squared residual sum is minimized. The correction calculation is repeated, and the value of the transient response parameter when the sum of squared residuals is minimized is determined as the value of the transient response parameter that determines the first-order lag response. Processing method.
過渡応答パラメータを用いて構成されるタイヤ力学モデルにおけるコーナリング中の過渡応答を規定するトレッド部の変形応答を1次遅れ応答とし、この1次遅れ応答を定める過渡応答パラメータの値を算出するデータ処理方法であって、
少なくとも0度と所定の角度との間の範囲を含んでスリップ角が往復して変化するスリップ角の時系列データを測定条件としてタイヤに与えてタイヤのコーナリング中の過渡応答の計測データを予め取得しておき、
前記過渡応答パラメータの値を初期設定して、前記1次遅れ応答の応答関数を定め、
前記1次遅れの応答関数と前記タイヤに測定条件として与えた前記スリップ角の時系列データの時間変化量との畳み込み積分を行って、タイヤ力学モデルにおける路面に対するトレッド部におけるスリップ角の過渡応答の時系列データを求め、この求めた前記スリップ角の過渡応答の時系列データの値に対する前記横力又はセルフアライニングトルク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い、
算出された前記二乗残差和が最小になるまで、設定した前記過渡応答パラメータの値を修正して前記回帰計算を繰り返し行い、前記二乗残差和が最小になるときの前記過渡応答パラメータの値を、前記1次遅れ応答を定める過渡応答パラメータの値として決定することを特徴とするデータ処理方法。
Data processing for calculating a value of a transient response parameter that defines the first order lag response as a deformation response of a tread portion that defines a transient response during cornering in a tire dynamic model configured using the transient response parameter A method,
Preliminary measurement data of transient response during tire cornering is given to tires as time-series data of slip angles that change by reciprocating slip angles including a range between at least 0 degrees and a predetermined angle. Aside,
Initializing the value of the transient response parameter to determine a response function of the first order lag response;
The convolution integration of the response function of the first-order lag and the time change amount of the time series data of the slip angle given as the measurement condition to the tire is performed, and the transient response of the slip angle in the tread portion with respect to the road surface in the tire dynamic model is obtained. Time-series data is obtained, and a characteristic curve representing the value of the lateral force or self-aligning torque with respect to the value of the time-series data of the transient response of the obtained slip angle is obtained by using a curve function to form a least square in a smooth curve. Regression is performed, and a regression calculation is performed to find the sum of squared residuals of the least-squares regression curve and the characteristic curve obtained by least-squares regression.
Until the calculated residual sum of squares is minimized, the value of the set transient response parameter is corrected and the regression calculation is repeated, and the value of the transient response parameter when the sum of squared residuals is minimized Is determined as a value of a transient response parameter that determines the first-order lag response.
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、タイヤ前後方向にスリップ率を時系列データとして与えたときの制駆動中のタイヤの過渡応答データを算出するタイヤの過渡応答データの算出方法であって、
前記タイヤ力学モデルを構成する前記タイヤ力学要素パラメータの値を取得し、
制駆動中のトレッド部の変形応答を規定する1次遅れ応答の応答関数とタイヤ力学モデルに与えた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って、タイヤ力学モデルのトレッド部における路面に対するスリップ率の過渡応答の時系列データを算出し、
前記スリップ率の過渡応答の時系列データに基づいて前記タイヤ力学モデルで算出される前後力の出力データを、前記制駆動中の過渡応答データとして算出することを特徴とするタイヤの過渡応答データの算出方法。
Based on a tire dynamic model composed of multiple tire dynamic element parameters, tire transient response is calculated by calculating the transient response data of the braking / driving tire when the slip ratio is given as time series data in the tire longitudinal direction A method for calculating data,
Obtaining a value of the tire dynamic element parameter constituting the tire dynamic model;
The tread part of the tire dynamic model is obtained by convolving the response function of the first-order lag response that defines the deformation response of the tread during braking and the time variation of the time series data of the slip ratio given to the tire dynamic model. Calculate the time series data of the transient response of the slip ratio to the road surface at
Output data of longitudinal force calculated by the tire dynamic model based on time series data of the transient response of the slip ratio is calculated as transient response data during the braking / driving operation. Calculation method.
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、タイヤ前後方向のスリップ率を時系列データとして与えたときの制駆動中のタイヤの過渡応答データを算出するタイヤの過渡応答データの算出方法であって、
少なくとも0度と所定のスリップ率との間の範囲を含んで変化するスリップ率の時系列データを、定常状態のスリップ率として与えたときの定常状態における前後力の値をタイヤの実測により予め取得しておき、
制駆動中のトレッド部の変形応答を規定する1次遅れ応答の応答関数と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って、タイヤ力学モデルにおける路面に対するトレッド部におけるスリップ率の過渡応答の時系列データを算出し、
算出した前記スリップ率の過渡応答の時系列データの値に対応する前記定常状態の前後力の値を算出することにより、過渡状態の前後力の時系列データを、制駆動中の過渡応答データとして算出することを特徴とするタイヤの過渡応答データの算出方法。
Based on a tire dynamic model composed of multiple tire dynamic element parameters, tire transient response is calculated by calculating the tire transient response data during braking / driving when the tire longitudinal slip ratio is given as time series data. A method for calculating data,
The value of the longitudinal force in the steady state when the time series data of the slip ratio changing including the range between at least 0 degree and the predetermined slip ratio is given as the steady state slip ratio is obtained in advance by actual measurement of the tire. Aside,
The convolution of the response function of the first-order lag response that defines the deformation response of the tread part during braking and the time variation of the time series data of the slip ratio is performed, and the slip ratio in the tread part with respect to the road surface in the tire dynamic model Calculate the time series data of the transient response of
By calculating the steady state longitudinal force value corresponding to the calculated transient response time series data value of the slip ratio, the transient longitudinal force time series data is used as transient response data during braking / driving. A calculation method of transient response data of a tire, characterized by calculating.
過渡応答パラメータを用いて構成されるタイヤ力学モデルにおけるタイヤの制駆動中の過渡応答を規定するトレッド部の変形応答を1次遅れ応答とし、この1次遅れ応答を定める過渡応答パラメータの値を算出するデータ処理方法であって、
少なくとも0度と所定のスリップ率との間の範囲を含んでスリップ率が往復して変化するスリップ率の時系列データを測定条件としてタイヤに与えてタイヤの制駆動中の過渡応答の計測データを予め取得しておき、
前記過渡応答パラメータの値を初期設定して、前記1次遅れ応答の応答関数を定め、
前記1次遅れの応答関数と前記タイヤに測定条件として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って、タイヤ力学モデルにおける路面に対するトレッド部におけるスリップ率の過渡応答の時系列データを求め、この求めた前記スリップ角の過渡応答の時系列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1つの滑らかな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い、
算出された前記二乗残差和が最小になるまで、設定した前記過渡応答パラメータの値を修正して前記回帰計算を繰り返し行い、前記二乗残差和が最小になるときの前記過渡応答パラメータの値を、前記1次遅れ応答を定める過渡応答パラメータの値として決定することを特徴とするデータ処理方法。
The deformation response of the tread that defines the transient response during braking / driving of the tire in the tire dynamic model configured using the transient response parameter is defined as the first-order lag response, and the value of the transient response parameter that defines this first-order lag response is calculated. A data processing method for
Measurement data of the transient response during braking / driving of the tire is given to the tire as time series data of the slip ratio in which the slip ratio reciprocates and includes a range between at least 0 degrees and a predetermined slip ratio. Obtain in advance,
Initializing the value of the transient response parameter to determine a response function of the first order lag response;
The convolution integration of the response function of the first-order lag and the time change amount of the time series data of the slip ratio given to the tire as a measurement condition is performed, and the transient response of the slip ratio in the tread portion with respect to the road surface in the tire dynamic model Time series data is obtained, and a characteristic curve representing the value of the longitudinal force with respect to the value of the time series data of the transient response of the obtained slip angle is subjected to least square regression to one smooth curve using a curve function, Perform a regression calculation to find the squared residual sum of the least squares regression curve and the characteristic curve
Until the calculated residual sum of squares is minimized, the value of the set transient response parameter is corrected and the regression calculation is repeated, and the value of the transient response parameter when the sum of squared residuals is minimized Is determined as a value of a transient response parameter that determines the first-order lag response.
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おける制駆動中の過渡応答を規定するトレッド部の変形応答を1次遅れ応答とし、この1次遅れ応答を定める過渡応答パラメータの値を算出するデータ処理方法であって、
タイヤ前後方向のスリップ率の時系列データを測定条件としてタイヤに与えてタイヤの制動駆動中の過渡応答の計測データを予め取得しておき、
前記過渡応答パラメータの値を初期設定して、前記1次遅れ応答の応答関数を定め、
定めた前記1次遅れの応答関数と前記タイヤに測定条件として与えた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って、タイヤ力学モデルにおける路面に対するトレッド部におけるスリップ率の過渡応答の時系列データを求め、この求めた前記スリップ率の過渡応答の時系列データの値に基づいて前記タイヤ力学モデルから前後力を算出して、制駆動中の過渡状態の前後力の時系列データを算出する再現計算を行い、
算出された前後力の時系列データと、前記タイヤの計測データとの二乗残差和を求め、この二乗残差和が最小になるまで、設定した前記過渡応答パラメータの値を修正して前記再現計算を繰り返し行い、前記二乗残差和が最小になるときの前記過渡応答パラメータの値を、前記1次遅れ応答を定める過渡応答パラメータの値として決定することを特徴とするデータ処理方法。
The deformation response of the tread that defines the transient response during braking / driving in a tire dynamic model configured using a plurality of tire dynamic element parameters is defined as a first-order lag response, and the value of the transient response parameter that defines this first-order lag response is A data processing method to calculate,
The measurement data of the transient response during the braking drive of the tire is obtained in advance by giving the tire the time series data of the slip ratio in the tire longitudinal direction as a measurement condition,
Initializing the value of the transient response parameter to determine a response function of the first order lag response;
A transient response of the slip ratio in the tread portion with respect to the road surface in the tire dynamic model is performed by performing convolution integration between the determined first-order delay response function and the time change amount of the time series data of the slip ratio given as a measurement condition to the tire. Time series data is calculated, and the longitudinal force is calculated from the tire dynamic model based on the value of the time series data of the transient response of the obtained slip ratio, and the time series data of the longitudinal force in the transient state during braking / driving Perform a reproduction calculation to calculate
The square residual sum of the calculated time series data of the longitudinal force and the measurement data of the tire is obtained, and the value of the set transient response parameter is corrected until the square residual sum is minimized, and the reproduction is performed. A data processing method, characterized in that the calculation is repeated and the value of the transient response parameter when the sum of squared residuals is minimized is determined as the value of the transient response parameter that determines the first-order lag response.
請求項1〜6、請求項9及び請求項10のいずれか1項に記載のタイヤの過渡応答データの算出方法を用いて、タイヤの過渡応答データを算出して出力し、
この出力した過渡応答データが、設定された目標条件を満足するまで、前記タイヤ力学要素パラメータ又は1次遅れ応答を定めるタイヤ構成部材を調整することにより、タイヤ力学要素パラメータの値及び1次遅れ応答を定める過渡応答パラメータの値を修正して、タイヤの過渡応答の出力データを繰り返し算出し、
前記出力データが目標条件を満足するとき、このときのタイヤ構成部材を目標タイヤ構成部材として決定することを特徴とするタイヤの設計方法。
Using the tire transient response data calculation method according to any one of claims 1 to 6, claim 9, and claim 10, the tire transient response data is calculated and output,
The tire dynamic element parameter value and the first order lag response are adjusted by adjusting the tire structural element parameter or the tire constituent member that defines the first order lag response until the output transient response data satisfies the set target condition. The value of the transient response parameter that determines the
When the output data satisfies a target condition, the tire constituent member at this time is determined as the target tire constituent member.
請求項1〜6、請求項9及び請求項10のいずれか1項に記載のタイヤの過渡応答データの算出方法を用いて、タイヤの過渡応答データを算出して出力し、
この出力した過渡応答データを車両モデルの車軸部分に与えて、車両モデルによる車両運動を予測する車両運動予測方法。
Using the tire transient response data calculation method according to any one of claims 1 to 6, claim 9, and claim 10, the tire transient response data is calculated and output,
A vehicle motion prediction method for predicting vehicle motion by a vehicle model by providing the output transient response data to an axle portion of the vehicle model.
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