JP2010501415A5

JP2010501415A5 -

Info

Publication number: JP2010501415A5
Application number: JP2009526147A
Authority: JP
Filing date: 2007-07-26
Publication date: 2014-05-08
Anticipated expiration: 2027-07-26

Claims

路面上を転動する車両タイヤの物理的挙動をコンピュータを実行してシミュレートする方法であって、前記タイヤのトレッドは、路面と接触領域を有し、前記接触領域は、少なくとも１つの摩擦接触ゾーン及び少なくとも１つの滑り接触ゾーンを含み、前記方法は、少なくとも、モデル化ステップ、数値割り当てステップ、及び解答ステップを有し、
前記モデル化ステップは、少なくとも、既知である物理的法則と共に／或いは特定の実験によって確立された類似する法則を適用することにより、前記タイヤのゴムの摩擦係数及び剪断弾性率を含む特有の物理的パラメータに基づくと共に前記タイヤの転動及び使用に関する物理的条件に関連した動的パラメータに基づいて、前記タイヤにより前記路面と前記車両との間に伝達される、前記物理的挙動である、縦力（Ｆｘ）、横力（Ｆｙ）、及びセルフアライニングトルク（Ｍｚ）のモデルを第１のモデルとして構築するステップを含み、前記セルフアライニングトルクは、前記縦力及び前記横力の強度並びに前記接触領域におけるこれら力の分布状態に関連しており、
前記割り当てステップは、少なくとも、所定の数値を前記動的パラメータ（４）及び前記特有の物理的パラメータ（５）に割り当てるステップを含み、
前記解答ステップは、少なくとも前記第１のモデル並びに前記動的パラメータ及び前記特有の物理的パラメータに割り当てられた前記数値を用いて前記縦力（Ｆｘ）、前記横力（Ｆｙ）及び前記セルフアライニングトルク（Ｍｚ）の値を少なくとも推定するステップを含む、方法において、
前記モデル化ステップは、更に、第２のモデルとして、前記路面と前記トレッドの接触及びスリップに起因する前記接触領域の開始から終了まで前記路面との前記トレッドの接触温度の変化を表す局所発熱モデルを構築するステップ、及び、第３のモデルとして、全域発熱及び熱流モデルを構築するステップを含み、
前記第３のモデルは、周辺トレッド温度及び内部タイヤ温度の既知の値又は推定値、前記トレッドの熱伝導率、及び熱力学的コンポーネントに関する現象に基づいて、車輪の少なくとも一回転の期間にわたり周辺トレッド温度及び内部タイヤ温度の変化を表し、少なくとも前記摩擦係数及び前記剪断弾性率は、それぞれ、前記周辺トレッド温度及び前記内部タイヤ温度に基づいて変数として前記第１のモデルに含まれ、
前記第３のモデルに関する解答ステップにより得られた前記周辺トレッド温度（Ｔｓ）の値は、前記摩擦係数の温度依存性を考慮に入れるために、前記第２のモデルに関する解答ステップによって用いられ、前記第３のモデルに関する解答ステップにより得られた前記内部タイヤ温度（Ｔｉ）の値は、前記タイヤの前記ゴムの前記剪断弾性率の温度依存性を考慮に入れるために、前記第１のモデルに関する解答ステップによって用いられる、シミュレーション方法。
前記第１のモデルは、前記接触領域における前記トレッドの剪断力及びスリップ力を発生させる基本的力の平衡条件に関する方程式を含み、前記方法は、一連の計算サイクルから成る少なくとも１つの反復計算段階を含み、各計算サイクルは、前記第１のモデルに関する少なくとも１つの解答ステップ及び前記第２のモデルに関する少なくとも１つの解答ステップを含む、請求項１記載のシミュレーション方法。
前記接触領域は、少なくともその寸法のうちの第１のものについて離散化され、各反復計算段階の各計算サイクルは、前記接触領域の一部を構成する各基本表面上における前記剪断力及びスリップ力を発生させる基本的力の平衡条件を分析する一連のステップを含み、前記基本表面は接触領域の前記第１の寸法に沿って分布し、前記反復計算段階の各サイクルは、前記サイクルで考慮される一組の基本的表面が前記接触領域をカバーしたとき、中断される、請求項２記載のシミュレーション方法。
前記第１のモデルは、前記接触領域が交差点によって互いに分離された単一の摩擦接触ゾーン及び単一の滑り接触ゾーンを含むと見なすことによって構築され、前記第１のモデルは、少なくとも動的パラメータ、特有の物理的パラメータ及び前記交差点の横座標（ｂ）を変数として持つ方程式であり、各反復段階は、対応の基本的時間間隔中に現われる現象に対応しており、各反復段階は、逐次近似法により、少なくとも前記交差点の横座標（ｂｏ）、前記横力（Ｆｙｏ）、及び、前記セルフアライニングトルク（Ｍｚｏ）の既知の値又は推定値に基づいて、前記交差点の前記横座標（ｂ）、前記横力（Ｆｙ）、及び前記セルフアライニングトルク（Ｍｚ）の新たな値を決定するために実施され、前記新たな値は、前記動的パラメータ及び前記特有の物理的パラメータに割り当てられた前記値について前記第１のモデルの前記方程式系を解く、請求項２記載のシミュレーション方法。
各反復段階の各新計算サイクルは、少なくとも、
‐前記基本的力の平衡方程式及び既知の又は前記横力及び前記セルフアライニングトルクから推定される値に基づいて前記交差点の前記横座標の新たな一時的値を計算するステップ、
‐前記交差点の前記横座標の前記新たな一時的値及び横力及び前記セルフアライニングトルクを、動的パラメータ、特有の物理的パラメータ及び交差点の前記横座標に関連づける方程式に基づいて、前記横力及び前記セルフアライニングトルクに対する新たな値を計算するステップ、
‐少なくとも前記交差点の前記横座標の前記新たな一時的値とこの横座標から推定される値の差が、所定の精度限度を下回ったときに、前記反復段階を中断するステップ（１０）、及び
‐前記反復段階を中断し、前記縦力、前記横力、及び前記セルフアライニングトルクに、前記段階に関する値として直近の計算サイクルで得られた前記縦力、前記横力、及び前記セルフアライニングトルクの前記新たな値を割り当てるステップ（１２）、を含む複数のステップ（９）を有する、請求項４記載のシミュレーション方法。
前記方法は、各反復段階の終了後に行われる実施ステップを更に有し、前記実施ステップは、前記反復段階の実行時間中の前記パラメータの変化を考慮に入れるために前記動的パラメータを更新するステップ（４）から成る、請求項４又は請求項５記載のシミュレーション方法。
前記第３のモデルに関する前記解答ステップは、各反復段階の外部で実施される、請求項１乃至６の何れか１項に記載のシミュレーション方法。
各反復段階に先立って、予備段階（７）が実施され、前記予備段階中、前記接触領域の寸法を含む不確定な量が、前記動的パラメータ及び前記特有の物理的パラメータに割り当てられた値に基づいて計算され、各不確定量は、前記反復段階において、前記予備段階で前記パラメータに割り当てられた値と共に用いられる、請求項１乃至７の何れか１項に記載のシミュレーション方法。
シャーシ及び路面上を転動する複数個のタイヤを備えた車両の物理的挙動のシミュレーションの方法であって、請求項１〜８の何れか１項に記載の方法が前記複数個のタイヤに適用され、さらに、第１のモデル、第２のモデル、及び第３のモデルの各々が所与の動的シャーシモデルと関連づけられ、前記シャーシモデルは、前記モデルに、各タイヤについて、前記動的パラメータのうちの少なくとも幾つかの値を与え、前記シャーシモデルは、各タイヤについて、前記モデルを実施することにより得られた前記縦力、前記横力、及び前記セルフアライニングトルクの値を用いる、方法。
請求項２、４乃至８の何れか１項に記載された方法が、車両の物理的挙動のリアルタイムのシミュレーションへ使用される請求項９に記載の方法。