JP2008094241A

JP2008094241A - シミュレーションシステム

Info

Publication number: JP2008094241A
Application number: JP2006277841A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Haneda; 知幸羽根田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2006-10-11
Filing date: 2006-10-11
Publication date: 2008-04-24

Abstract

【課題】実車による制動試験に近いＡＢＳ制動シミュレーションを行うことができるシミュレーションシステムを提供する。
【解決手段】シミュレーションシステムは、ＡＢＳ制動シミュレーションを行うＨＩＬＳによって構成され、車両の運動を表現する車両モデル１及びタイヤの運動を表現するタイヤモデル２を有するソフトウェア３と、車両モデル１と情報の受渡しを行うブレーキの油圧系部品４及び車両モデル１からの情報に応じて油圧系部品４を制御するＡＢＳ制御ユニット５を有するハードウェア６とを具える。車両モデル１は、タイヤのスリップ率、車両の上下荷重及び車体速度の情報をタイヤモデル２に供給し、タイヤモデル２は、タイヤのスリップ率、車両の上下荷重及び車体速度の情報に基づいて、実路面上で計測したＡＢＳ制動中のタイヤμを算出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＡＢＳ制動シミュレーションを行うシミュレーションシステムに関する。

ＡＢＳ制動シミュレーションを行う場合、マジックフォーミュラやＴＭ−Ｅａｓｙのようなタイヤモデルが一般的に用いられている（例えば、特許文献１）。これらのタイヤモデルは、室内試験機によって計測したタイヤ単体の各種特性値、依存性等を係数として表したものであり、比較的広い範囲をカバーしたタイヤモデルとして一般的に用いられている。
特開２００１−３４９８０８号公報

しかしながら、これらのタイヤモデルでは、タイヤμ（又は前後力）をスリップ率及び上下荷重のみで定義していることに加えて、実際の路面形状とは異なる路面上で計測された特性を係数化しているため、シミュレーションの精度に影響が及ぼされる。

本発明の目的は、実車による制動試験に近いＡＢＳ制動シミュレーションを行うことができるシミュレーションシステムを提供することである。

本発明によるシミュレーションシステムは、
ＡＢＳ制動シミュレーションを行うシミュレーションシステムであって、
車両の運動を表現する車両モデル及びタイヤの運動を表現するタイヤモデルを有するソフトウェアと、
前記車両モデルと情報の受渡しを行う油圧系部品及び前記車両モデルからの情報に応じて前記油圧系部品を制御するＡＢＳ制御ユニットを有するハードウェアとを具え、
前記車両モデルが、タイヤのスリップ率、車両の上下荷重及び車体速度の情報を前記タイヤモデルに供給し、
前記タイヤモデルが、前記タイヤのスリップ率、前記車両の上下荷重及び前記車体速度の情報に基づいて、実路面上で計測したＡＢＳ制動中のタイヤμを算出することを特徴とする。

本発明によれば、車両モデルが、タイヤのスリップ率、車両の上下荷重及び車体速度の情報をタイヤモデルに供給し、タイヤモデルが、タイヤのスリップ率、車両の上下荷重及び車体速度の情報に基づいて、実路面上で計測したＡＢＳ制動中のタイヤμを算出する。このように、タイヤμを求める際にタイヤμが依存性を有するタイヤのスリップ率、車両の上下荷重及び車体速度を用いており、また、これらから算出されるタイヤμも実際の路面で計測した値であるので、実車の制動試験に近いＡＢＳ制動シミュレーションを行うことができる。好適には、前記タイヤμを、近似及び重回帰分析を用いて算出する。

本発明によるシミュレーションシステムの実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明によるシミュレーションシステムを示す図である。このシミュレーションシステムは、ＡＢＳ制動シミュレーションを行うＨＩＬＳ(Hardware-In-the-Loop Simulator)によって構成され、車両の運動を表現する車両モデル１及びタイヤの運動を表現するタイヤモデル２を有するソフトウェア３と、車両モデル１と情報の受渡しを行うブレーキの油圧系部品４及び車両モデル１からの情報に応じて油圧系部品４を制御するＡＢＳ制御ユニット５を有するハードウェア６とを具える。

本実施の形態では、車両モデル１として、車両運動シミュレーションソフトCarSimを使用し、予測精度の良否に大きく左右するタイヤのμ特性について実車制動に近い特性を表現したタイヤモデル２を、MATLAB/Simulinkにより外部モデルとして作成し、モデル化が困難な油圧系部品４及びＡＢＳ制御ユニット５を実機を用いて構成し、全てを閉ループでつないだシミュレーションモデルを構築している。

車両モデル１より算出されるタイヤのスリップ率Ｓ、車両の上下荷重Ｆｚ及び車体速度Ｖｖをタイヤモデル２に供給し、タイヤモデル２は、タイヤのスリップ率Ｓ、車両の上下荷重Ｆｚ及び車体速度Ｖｖの情報に基づいて、実路面にて計測したＡＢＳ制動中のタイヤμを算出する。

ここでμ−Ｓ特性の定式化について説明すると、先ず、タイヤ単体のμ特性を速度、上下荷重の水準を振って計測し、それぞれのデータをμ＝ｆ（Ｓ）の関数で多項式近似すると、次のような１２次の式となる。

μ＝Ｃ_１２Ｓ^１２＋Ｃ_１１Ｓ^１１＋・・・＋Ｃ_１Ｓ（１）
（Ｃ_ｎは係数）

次に、係数Ｃ_ｎのそれぞれを目的変数とし、車両の上下荷重Ｆｚと車体速度Ｖｖの両者を説明変数として重回帰分析を行うと、係数Ｃ_ｎは、次のような車両の上下荷重Ｆｚと車体速度Ｖｖの２時間数で表される。

Ｃ_ｎ＝β_１＋β_２×Ｖｖ^２＋β_３×Ｖｖ＋β_４×Ｆｚ^２＋β_５×Ｆｚ＋β_６×Ｖｖ^２×Ｆｚ
＋β_７×Ｖｖ×Ｆｚ^２＋β_８×Ｖｖ×Ｆｚ＋β_４Ｖｖ^２＋Ｆｘ^２（２）

ここで、式（２）を式（１）に代入すると、

μ＝ｆ（Ｓ，Ｖｖ，Ｆｚ）（３）

となり、タイヤのスリップ率Ｓ、車両の上下荷重Ｆｚ及び車体速度Ｖｖが決定されると、タイヤμ、したがって前後力を求めることができる。このようにして、対象となるタイヤ単体のμ−Ｓ特性が、車両の上下荷重Ｆｚ及び車体速度Ｖｖを振って実路面上で計測され、その結果を近似や重回帰分析して、式（３）の予測式を求め、その予測式は、MATLAB/Simulink上で記述されてシミュレーションループに組み込まれる。その結果、本実施の形態によれば、タイヤμを求める際にタイヤμが依存性を有するタイヤのスリップ率、車両の上下荷重及び車体速度を用いているので、実車による制動試験に近いＡＢＳ制動シミュレーションを行うことができる。

本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。
例えば、上記実施の形態において、車両モデルとして、車両運動シミュレーションソフトCarSimを使用し、タイヤモデルをMATLAB/Simulinkにより外部モデルとして作成した場合について説明したが、車両モデルとして他の車両運動シミュレーションソフトを用いるとともに、タイヤモデルを、MATLAB/Simulink以外で作成することができる。

本発明によるシミュレーションシステムを示す図である。

符号の説明

１車両モデル
２タイヤモデル
３ソフトウェア
４油圧系部品
５ＡＢＳ制御ユニット
６ハードウェア

Claims

ＡＢＳ制動シミュレーションを行うシミュレーションシステムであって、
車両の運動を表現する車両モデル及びタイヤの運動を表現するタイヤモデルを有するソフトウェアと、
前記車両モデルと情報の受渡しを行う油圧系部品及び前記車両モデルからの情報に応じて前記油圧系部品を制御するＡＢＳ制御ユニットを有するハードウェアとを具え、
前記車両モデルが、タイヤのスリップ率、車両の上下荷重及び車体速度の情報を前記タイヤモデルに供給し、
前記タイヤモデルが、前記タイヤのスリップ率、前記車両の上下荷重及び前記車体速度の情報に基づいて、実路面上で計測したＡＢＳ制動中のタイヤμを算出することを特徴とするシミュレーションシステム。
前記タイヤμを、近似及び重回帰分析を用いて算出することを特徴とする請求項１記載のシミュレーションシステム。