JP2022135085A - タイヤのシミュレーション方法、コンピュータプログラム及びシミュレーション装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 タイヤのシミュレーション方法等である。この方法は、タイヤモデルを入力する工程S1、タイヤの特性及びタイヤの車両装着条件を含む第1条件を入力する工程S3、及び、タイヤが第1条件で装着された車両をモデリングした第1車両モデルを入力する工程S4を含む。さらに、この方法は、タイヤの走行状態を時系列的に特定した第1時系列データを取得する工程S5と、第1時系列データに基づいて、タイヤモデルの物理量の第2時系列データを取得する工程S6と、タイヤモデルの物理量とタイヤの走行状態との関係を示す関数を取得する工程S7と、第2条件を設定する工程S8と、第2条件に基づく第2車両モデルを設定する工程S9と、第2車両モデルでの走行状態を特定する工程S10と、第2車両モデルでの走行状態を、関数に代入して、第2条件での物理量を計算する工程S11とを含む。
【選択図】図2
Description
Q=a×CA+b×Fz+c×Fy+d×P+e×V+f …(1)
Q:物理量
CA:キャンバー角
Fz:縦荷重
Fy:横力
P:内圧
V:速度
a~f:係数
図1は、本実施形態のタイヤのシミュレーション装置1A(コンピュータ1)を示すブロック図である。本実施形態のシミュレーション装置1Aは、入力デバイスとしての入力部2と、出力デバイスとしての出力部3と、タイヤの物理量等を計算する演算処理装置4とを含んで構成されている。
次に、本実施形態のシミュレーション方法の処理手順が説明される。図2は、本実施形態のタイヤのシミュレーション方法の処理手順を示すフローチャートである。
本実施形態のシミュレーション方法では、先ず、タイヤモデルが、コンピュータ1(図1に示す)に入力される(工程S1)。工程S1では、先ず、図1に示されるように、初期データ部5Aに入力されているタイヤに関する情報(例えば、輪郭データ等)が、作業用メモリ4Cに入力される。さらに、タイヤモデル設定部6Aが、作業用メモリ4Cに読み込まれる。このタイヤモデル設定部6Aは、タイヤモデルをモデリングするためのプログラムである。そして、タイヤモデル設定部6Aが、演算部4Aによって実行されることにより、コンピュータ1を、タイヤモデルを入力するための手段として機能させることができる。
次に、本実施形態のシミュレーション方法では、路面モデル12が、コンピュータ1に入力される(工程S2)。工程S2では、先ず、図1に示されるように、初期データ部5Aに入力されている路面に関する情報(例えば、輪郭データ等)が、作業用メモリ4Cに入力される。さらに、路面モデル設定部6Bが、作業用メモリ4Cに読み込まれる。この路面モデル設定部6Bは、路面モデル12(図3に示す)をモデリングするためのプログラムである。そして、路面モデル設定部6Bが、演算部4Aによって実行されることにより、コンピュータ1を、路面モデル12を入力するための手段として機能させることができる。
次に、本実施形態のシミュレーション方法では、タイヤの特性、及び、タイヤの車両装着条件の少なくとも一方を含む第1条件が、コンピュータ1に入力される(工程S3)。本実施形態の第1条件は、評価対象のタイヤの特性や、車両に装着するための条件を特定するためのものである。
次に、本実施形態のシミュレーション方法では、第1車両モデルが、コンピュータ1に入力される(工程S4)。
次に、本実施形態のシミュレーション方法では、コンピュータ1が、第1車両モデル21を用いた計算により、タイヤの走行状態を時系列的に特定した第1時系列データを取得する(第1計算工程S5)。
次に、本実施形態のシミュレーション方法では、コンピュータ1が、タイヤモデル11(図3に示す)に作用する物理量の第2時系列データを取得する(第1シミュレーション工程S6)。本実施形態の第1シミュレーション工程S6では、図3に示したタイヤモデル11を用いた計算により、タイヤモデル11を第1時系列データD1(図6に示す)に基づいて転動させて、タイヤモデル11に作用する物理量の第2時系列データが取得される。
次に、本実施形態のシミュレーション方法では、コンピュータ1が、図6に示した第1時系列データD1と第2時系列データD2とに基づいて、タイヤモデル11の物理量と、タイヤの走行状態との関係を示す関数を取得する(工程S7)。
Q=a×CA+b×Fz+c×Fy+d×P+e×V+f …(1)
Q:物理量
CA:キャンバー角
Fz:縦荷重
Fy:横力
P:内圧
V:速度
a~f:係数
次に、本実施形態のシミュレーション方法では、コンピュータ1が、第1条件の少なくとも一部を異ならせた第2条件を設定する(工程S8)。
次に、本実施形態のシミュレーション方法では、コンピュータ1が、タイヤが第2条件で装着された車両について、マルチボディダイナミクスに基づいてモデリングした第2車両モデルを設定する(工程S9)。
次に、本実施形態のシミュレーション方法では、コンピュータ1が、第2車両モデル22を用いた計算により、タイヤの走行状態の少なくとも1つを特定する(第2計算工程S10)。
次に、本実施形態のシミュレーション方法では、コンピュータ1が、第2条件で転動中のタイヤに作用する物理量を計算する(第2シミュレーション工程S11)。本実施形態の第2シミュレーション工程S11では、第2車両モデル22での走行状態(本例では、タイヤに作用する縦荷重Fzなど)が、上記式(1)の関数に代入されることにより、第2条件での物理量が計算される。
次に、本実施形態のシミュレーション方法では、第2条件での物理量Qが、予め定められた範囲内に収束したか否かが判断される(工程S12)。本実施形態の工程S12では、第2条件での物理量Qと、第1条件での物理量Qとの差が、予め定められた閾値の範囲内であるか否かが判断される。
S3 第1条件を入力する工程
S4 第1車両モデルを入力する工程
S5 第1時系列データを取得する工程
S6 第2時系列データを取得する工程
S7 関数を取得する工程
S8 第2条件を設定する工程
S9 第2車両モデルを設定する工程
S10 第2車両モデルでの走行状態を特定する工程
S11 第2条件での物理量を計算する工程
Claims (9)
- タイヤのシミュレーション方法であって、
前記タイヤを有限個の要素で離散化したタイヤモデルを、コンピュータに入力する工程と、
前記タイヤの特性及び前記タイヤの車両装着条件の少なくとも一方を含む第1条件を、前記コンピュータに入力する工程と、
前記タイヤが前記第1条件で装着された車両について、マルチボディダイナミクスに基づいてモデリングした第1車両モデルを、前記コンピュータに入力する工程とを含み、
前記コンピュータが、
前記第1車両モデルを用いた計算により、前記タイヤの走行状態を時系列的に特定した第1時系列データを取得する第1計算工程と、
前記タイヤモデルを用いた計算により、前記タイヤモデルを前記第1時系列データに基づいて転動させて、前記タイヤモデルに作用する物理量の第2時系列データを取得する第1シミュレーション工程と、
前記第1時系列データと前記第2時系列データとに基づいて、前記タイヤモデルの前記物理量と前記タイヤの前記走行状態との関係を示す関数を取得する工程と、
前記第1条件の少なくとも一部を異ならせた第2条件を設定する工程と、
前記タイヤが前記第2条件で装着された車両について、マルチボディダイナミクスに基づいてモデリングした第2車両モデルを設定する工程と、
前記第2車両モデルを用いた計算により、前記タイヤの走行状態の少なくとも1つを特定する第2計算工程と、
前記第2車両モデルでの前記走行状態を、前記関数に代入して、前記第2条件で転動中の前記タイヤに作用する前記物理量を計算する第2シミュレーション工程とを実行する、
タイヤのシミュレーション方法。 - 前記走行状態は、前記タイヤに作用する縦荷重、キャンバー角、横力、内圧及び速度を含み、
前記関数は、下記式(1)で定義される、請求項1に記載のタイヤのシミュレーション方法。
Q=a×CA+b×Fz+c×Fy+d×P+e×V+f …(1)
Q:物理量
CA:キャンバー角
Fz:縦荷重
Fy:横力
P:内圧
V:速度
a~f:係数 - 前記物理量は、前記タイヤに作用する歪及び応力の少なくとも一方を含む、請求項1又は2に記載のタイヤのシミュレーション方法。
- 前記第2条件での前記物理量が、予め定められた範囲内に収束するまで、前記第2条件を設定する工程、前記第2車両モデルを設定する工程、前記第2計算工程、及び、前記第2シミュレーション工程を繰り返し実施する、請求項1ないし3のいずれか1項に記載のタイヤのシミュレーション方法。
- 前記物理量が予め定められた範囲内に収束した第2条件に基づいて、前記タイヤを製造する工程をさらに含む、請求項4に記載のタイヤのシミュレーション方法。
- 前記特性は、前記タイヤの縦バネ定数、横バネ定数、負荷荷重、負荷半径及び転がり抵抗の少なくとも1つを含む、請求項1ないし5のいずれか1項に記載のタイヤのシミュレーション方法。
- 前記車両装着条件は、トー角、キャンバー角及び車高の少なくとも1つを含む、請求項1ないし6のいずれか1項に記載のタイヤのシミュレーション方法。
- タイヤのシミュレーションを実行するためのコンピュータプログラムであって、
コンピュータを、
前記タイヤを有限個の要素で離散化したタイヤモデルを入力する手段と、
前記タイヤの特性及び前記タイヤの車両装着条件の少なくとも一方を含む第1条件を入力する手段と、
前記タイヤが前記第1条件で装着された車両について、マルチボディダイナミクスに基づいてモデリングした第1車両モデルを入力する手段と、
前記第1車両モデルを用いた計算により、前記タイヤの走行状態を時系列的に特定した第1時系列データを取得する手段と、
前記タイヤモデルを用いた計算により、前記タイヤモデルを前記第1時系列データに基づいて転動させて、前記タイヤモデルに作用する物理量の第2時系列データを取得する手段と、
前記第1時系列データと前記第2時系列データとに基づいて、前記タイヤモデルの前記物理量と前記タイヤの前記走行状態との関係を示す関数を取得する手段と、
前記第1条件の少なくとも一部を異ならせた第2条件を設定する手段と、
前記タイヤが前記第2条件で装着された車両について、マルチボディダイナミクスに基づいてモデリングした第2車両モデルを設定する手段と、
前記第2車両モデルを用いた計算により、前記タイヤの走行状態の少なくとも1つを特定する手段と、
前記第2車両モデルでの前記走行状態を、前記関数に代入して、前記第2条件で転動中の前記タイヤに作用する前記物理量を計算する手段として機能させる、
コンピュータプログラム。 - タイヤのシミュレーションを実行するための演算処理装置を有する装置であって、
前記演算処理装置は、
前記タイヤを有限個の要素で離散化したタイヤモデルを入力するタイヤモデル入力部と、
前記タイヤの特性及び前記タイヤの車両装着条件の少なくとも一方を含む第1条件を入力する第1条件入力部と、
前記タイヤが前記第1条件で装着された車両について、マルチボディダイナミクスに基づいてモデリングした第1車両モデルを入力する第1車両モデル入力部と、
前記第1車両モデルを用いた計算により、前記タイヤの走行状態を時系列的に特定した第1時系列データを取得する第1計算部と、
前記タイヤモデルを用いた計算により、前記タイヤモデルを前記第1時系列データに基づいて転動させて、前記タイヤモデルに作用する物理量の第2時系列データを取得する第1シミュレーション部と、
前記第1時系列データと前記第2時系列データとに基づいて、前記タイヤモデルの前記物理量と前記タイヤの前記走行状態との関係を示す関数を取得する関数取得部と、
前記第1条件の少なくとも一部を異ならせた第2条件を設定する第2条件設定部と、
前記タイヤが前記第2条件で装着された車両について、マルチボディダイナミクスに基づいてモデリングした第2車両モデルを第2車両モデル設定部と、
前記第2車両モデルを用いた計算により、前記タイヤの走行状態の少なくとも1つを特定する第2計算部と、
前記第2車両モデルでの前記走行状態を、前記関数に代入して、前記第2条件で転動中の前記タイヤに作用する前記物理量を計算する第2シミュレーション部とを含む、
タイヤのシミュレーション装置。
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