JP6458584B2 - Moment analysis device for vehicle, moment analysis method for vehicle, and moment analysis program for vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、車両の据え切り状態でキングピン軸周りに発生するタイヤの復元モーメントをシミュレートする車両用モーメント解析装置、車両用モーメント解析方法および車両用モーメント解析プログラムに関するものである。 The present invention relates to a vehicle moment analysis apparatus, a vehicle moment analysis method, and a vehicle moment analysis program that simulate a tire restoring moment generated around a kingpin axis when the vehicle is stationary.
自動車などの車両では、停車時にステアリングを操舵するいわゆる据え切り状態で、この操舵の反力としてキングピン軸周りにタイヤの復元モーメントが発生する。キングピン軸は、タイヤに操舵角を与える際の回転軸である。 In a vehicle such as an automobile, in a so-called stationary state where the steering is steered when the vehicle is stopped, a tire restoring moment is generated around the kingpin axis as a reaction force of the steering. The kingpin shaft is a rotation shaft for giving a steering angle to the tire.
車両の据え切り時に発生する復元モーメントは、実舵角によって変化する。据え切り時の実舵角とは、車両の停車時での直進方向と操舵によってタイヤの向く方向とが成す角度である。 The restoring moment generated when the vehicle is stationary changes depending on the actual steering angle. The actual rudder angle at the time of stationary is an angle formed by a straight traveling direction when the vehicle is stopped and a direction in which the tire faces by steering.
従来、復元モーメントは、車両の据え切り時すなわち停車時の操舵に伴って発生するものでありながら、車両の移動時でタイヤが回転しているときのタイヤモデルを用いて解析されていた。しかし、このような車両の移動時のタイヤモデルを用いた解析では、据え切り時の復元モーメントを正確にシミュレートすることは困難である。 Conventionally, the restoring moment has been analyzed using a tire model when the tire is rotating while the vehicle is moving, although it is generated when the vehicle is stationary, that is, when the vehicle is stopped. However, it is difficult to accurately simulate the restoring moment at the time of stationary in the analysis using the tire model when the vehicle moves.
非特許文献1には、車両の据え切り時に発生するラックバー軸力を推定する方法が開示されている。ラックバー軸力とは、車幅方向に延びるラックバーの軸線方向に負荷される力をいう。ステアリングの操舵によってステアリングシャフトが回転すると、その回転運動がピニオンなどを介してラックバーの直線運動に変換される。ラックバー軸力が例えば左右のタイロッドに伝達され、これらタイロッドよってキングピン軸周りにタイヤが回転して、タイヤの転舵が行われる。 Non-Patent Document 1 discloses a method for estimating a rack bar axial force generated when a vehicle is stationary. The rack bar axial force is a force applied in the axial direction of the rack bar extending in the vehicle width direction. When the steering shaft rotates by steering, the rotational motion is converted into a linear motion of the rack bar via a pinion or the like. The rack bar axial force is transmitted to, for example, the left and right tie rods, and the tires rotate around the kingpin axis by these tie rods to steer the tires.
タイヤの復元モーメントは、車両の据え切り時に発生するラックバー軸力とのつりあいを考慮して算出できる。よって、非特許文献1の方法を用いることで、車両の据え切り時に発生するタイヤの復元モーメントを算出できると考えられる。 The tire restoring moment can be calculated in consideration of the balance with the rack bar axial force generated when the vehicle is stationary. Therefore, it is considered that the tire restoring moment generated when the vehicle is stationary can be calculated by using the method of Non-Patent Document 1.
しかし、非特許文献1に記載の方法では、ラックバー軸力を求めるために、車両の据え切り時に時々刻々と変化するタイヤの接地面形状を算出する必要がある。この方法では、タイヤの接地面をメッシュ状に分割し、分割された微小領域のひきずり力の総和を求めることで、タイヤの接地面形状を算出している。 However, in the method described in Non-Patent Document 1, in order to obtain the rack bar axial force, it is necessary to calculate the tire contact surface shape that changes every moment when the vehicle is stationary. In this method, the ground contact surface of the tire is calculated by dividing the ground contact surface of the tire into a mesh shape and obtaining the sum of the drag forces of the divided minute regions.
つまり、非特許文献1では、ラックバー軸力を求めるために、転舵時でのタイヤと路面との接地面積および形状の解析が不可欠である。このため、非特許文献1の方法を用いて車両の据え切り時に発生するタイヤの復元モーメントを算出しようとしても、タイヤの接地面積および形状の解析が複雑化し、信頼性の高いシミュレートが困難となる。 That is, in Non-Patent Document 1, in order to obtain the rack bar axial force, it is indispensable to analyze the contact area and shape between the tire and the road surface at the time of turning. For this reason, even when trying to calculate the tire restoring moment that occurs when the vehicle is stationary using the method of Non-Patent Document 1, the analysis of the contact area and shape of the tire is complicated, and it is difficult to perform highly reliable simulation. Become.
しかもこの方法では、据え切り状態でのタイヤの物理特性を示す特性値、すなわちタイヤの接地幅、接地長さ、接地圧分布、剛性値、摩擦係数などの値から復元モーメントを直接算出できない。このため、非特許文献1の方法では、据え切り状態でのタイヤの物理特性を反映した復元モーメントをシミュレートできなかった。 In addition, with this method, the restoring moment cannot be directly calculated from the characteristic values indicating the physical characteristics of the tire in the stationary state, that is, values such as the tire contact width, contact length, contact pressure distribution, stiffness value, and friction coefficient. For this reason, the method of Non-Patent Document 1 cannot simulate a restoring moment that reflects the physical characteristics of the tire in a stationary state.
本発明は、このような課題に鑑み、車両の据え切り状態でキングピン軸周りに発生するタイヤの復元モーメントについて、据え切り状態でのタイヤの物理特性を反映した信頼性の高いシミュレートが可能な車両用モーメント解析装置、車両用モーメント解析方法および車両用モーメント解析プログラムを提供することを目的としている。 In view of such a problem, the present invention enables a highly reliable simulation of the restoring moment of the tire generated around the kingpin axis in the stationary state of the vehicle, reflecting the physical characteristics of the tire in the stationary state. An object of the present invention is to provide a vehicle moment analysis apparatus, a vehicle moment analysis method, and a vehicle moment analysis program.
上記課題を解決するために、本発明にかかる車両用モーメント解析装置の代表的な構成は、車両の停車時にステアリングを操舵する据え切り状態で、操舵の反力としてキングピン軸周りに発生する復元モーメントをシミュレートする車両用モーメント解析装置において、車両の直進方向と操舵によってタイヤの向く方向とがなす実舵角ψを測定する実舵角測定部と、タイヤの特性値を測定するタイヤ特性値測定部と、実舵角ψおよび特性値に基づいて、タイヤの接地面のうち接地面の中心を含みタイヤの剛性特性に基づく弾性力よりもタイヤの摩擦特性に基づく摩擦力の方が大きい凝着領域と、接地面のうち摩擦力より弾性力の方が大きい滑り領域とを設定する領域設定部と、接地面の中心を基準として、凝着領域では弾性力による弾性力モーメントを算出し、滑り領域では摩擦力による摩擦力モーメントを算出し、弾性力モーメントおよび摩擦力モーメントを用いて、実舵角ψに対する復元モーメントMz(ψ)を近似するシミュレーション部とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a typical configuration of the vehicle moment analyzing apparatus according to the present invention is a restoring moment generated around the kingpin axis as a steering reaction force in a stationary state in which the steering is steered when the vehicle is stopped. In the vehicle moment analysis apparatus that simulates the vehicle, an actual rudder angle measurement unit that measures an actual rudder angle ψ formed by a straight traveling direction of the vehicle and a direction in which the tire faces by steering, and tire characteristic value measurement that measures a tire characteristic value The frictional force based on the frictional characteristics of the tire is larger than the elastic force based on the rigidity characteristic of the tire including the center of the grounding surface among the grounding surfaces of the tire and the actual steering angle ψ and the characteristic value. An area setting unit that sets an area and a sliding area in which the elastic force is greater than the frictional force on the ground contact surface, and an elastic force mode by an elastic force in the adhesion region with reference to the center of the ground contact surface. And a simulation unit that approximates the restoring moment Mz (ψ) with respect to the actual rudder angle ψ using the elastic force moment and the friction force moment. Features.
ここでタイヤの接地面に設定された凝着領域では、弾性力よりも摩擦力が大きいため、滑りが発生せず、弾性力が復元力となる。また滑り領域では、摩擦力よりも弾性力が大きいため、滑りが発生し、摩擦力が復元力となる。上記構成によれば、タイヤの接地面の中心を基準にして実舵角ψおよびタイヤの特性値に基づいて、凝着領域で算出した弾性力モーメントと、滑り領域で算出した摩擦力モーメントとを用いて、復元モーメントをシミュレートしている。したがって、据え切り状態でのタイヤの物理特性を反映した復元モーメントMz(ψ)をシミュレートできる。 Here, in the adhesion region set on the contact surface of the tire, the friction force is larger than the elastic force, so that slip does not occur and the elastic force becomes the restoring force. In the sliding region, since the elastic force is larger than the frictional force, slipping occurs and the frictional force becomes the restoring force. According to the above configuration, the elastic force moment calculated in the adhesion region and the frictional force moment calculated in the slip region are calculated based on the actual steering angle ψ and the tire characteristic value with reference to the center of the tire contact surface. Used to simulate the restoring moment. Therefore, the restoring moment Mz (ψ) reflecting the physical characteristics of the tire in the stationary state can be simulated.
上記の領域設定部が設定する滑り領域は第1部分および第2部分を含み、シミュレーション部は、凝着領域では弾性力モーメントMz1(ψ)を算出し、第1部分および第2部分では摩擦力モーメントMz2(ψ)、Mz3(ψ)をそれぞれ算出し、これらのモーメントを含む式(1)によって、復元モーメントMz(ψ)を近似するとよい。
ここで式(1)は、据え切り状態でタイヤの接地面に発生する弾性力と摩擦力との関係を考慮して、弾性力モーメントMz1(ψ)と摩擦力モーメントMz2(ψ)、Mz3(ψ)とを組み合わせたタイヤモデルとしての数式である。上記構成によれば、式(1)にタイヤの特性値を用いることで、据え切り状態でのタイヤの物理特性を反映した復元モーメントMz(ψ)をシミュレートできる。 Here, in consideration of the relationship between the elastic force generated on the ground contact surface of the tire and the frictional force in the stationary state, the equation (1) is an elastic force moment Mz1 (ψ) and frictional force moments Mz2 (ψ), Mz3 ( (φ) is a mathematical formula as a tire model. According to the above configuration, the restoring moment Mz (ψ) reflecting the physical characteristics of the tire in the stationary state can be simulated by using the tire characteristic value in the expression (1).
上記のシミュレーション部は、弾性力モーメントMz1(ψ)を式(2)によって算出し、摩擦力モーメントMz2(ψ)、Mz3(ψ)を式(3)、式(4)によって算出するとよい。
これにより、タイヤの特性値を用いることで、据え切り状態での実舵角ψに対する弾性力モーメントMz1(ψ)および摩擦力モーメントMz2(ψ)、Mz3(ψ)を算出できる。よって、実舵角ψに対する復元モーメントMz(ψ)をタイヤの特性値との関係で捉えることができる。 Thereby, by using the tire characteristic values, it is possible to calculate the elastic force moment Mz1 (ψ), the friction force moments Mz2 (ψ), and Mz3 (ψ) with respect to the actual steering angle ψ in the stationary state. Therefore, the restoring moment Mz (ψ) with respect to the actual steering angle ψ can be grasped in relation to the tire characteristic value.
式(2)によれば、接地面の中心を含み、−LhからLhまでの間および−WhからWhまでの間で設定される凝着領域において、せん断応力σに接地面の中心からの距離を乗じ、これを−LhからLhまでの間および−WhからWhまでの間で重積分することで、弾性力モーメントMz1(ψ)を算出できる。式(3)によれば、−Lhから−L/2までの間および−Whから−W/2までの間で設定される滑り領域の第1部分において、タイヤ接地圧分布pzに接地面の中心からの距離を乗じ、これを−Lhから−L/2までの間および−Whから−W/2までの間で重積分し、さらに摩擦係数μを乗じることで摩擦力モーメントMz2(ψ)を算出できる。式(4)によれば、LhからL/2までの間およびWhからW/2までの間で設定される滑り領域の第2部分において、タイヤ接地圧分布pzに接地面の中心からの距離を乗じ、これをLhからL/2までの間およびWhからW/2までの間で重積分し、さらに摩擦係数μを乗じることで摩擦力モーメントMz3(ψ)を算出できる。 According to the equation (2), in the adhesion region including the center of the ground plane and set between −Lh and Lh and between −Wh and Wh, the shear stress σ is the distance from the center of the ground plane. The elastic moment Mz1 (ψ) can be calculated by multiplying and multiplying this between -Lh and Lh and between -Wh and Wh. According to Equation (3), in the first part of the slip region set between −Lh and −L / 2 and between −Wh and −W / 2, the tire contact pressure distribution pz Multiplying the distance from the center, multiplying this between -Lh and -L / 2 and between -Wh and -W / 2, and further multiplying by the friction coefficient μ, the frictional force moment Mz2 (ψ) Can be calculated. According to the equation (4), in the second part of the slip region set between Lh and L / 2 and between Wh and W / 2, the tire contact pressure distribution pz is the distance from the center of the contact surface. The frictional force moment Mz3 (ψ) can be calculated by multiplying this by multiple integration between Lh and L / 2 and between Wh and W / 2, and by multiplying by the friction coefficient μ.
上記のシミュレーション部は、接地面内の点(x、y)における実舵角ψに対するせん断応力σ(x、y、ψ)を式(5)によって算出するとよい。
これにより、実舵角ψに対するせん断応力σ(x、y、ψ)を、トレッド剛性Kおよび値ψslidingを考慮して算出できる。式(5)によれば、接地面内の点(x、y)おけるψslidingを実舵角ψから減じた値ψadhesion(接地面の点で弾性変形が生じている区間の実舵角)のタンジェント値を求め、これに接地面の中心からの距離を乗じてせん断変形量を求め、さらにこれにトレッド剛性Kを乗じることでせん断応力σ(x、y、ψ)を算出できる。 Thereby, the shear stress σ (x, y, ψ) with respect to the actual steering angle ψ can be calculated in consideration of the tread rigidity K and the value ψ sliding. According to Equation (5), the tangent of the value ψadhesion (actual rudder angle of the section where elastic deformation occurs at the point of the ground plane) obtained by subtracting ψsliding at the point (x, y) in the ground plane from the actual rudder angle ψ The shear stress σ (x, y, ψ) can be calculated by calculating the value, multiplying this value by the distance from the center of the contact surface to determine the shear deformation amount, and further multiplying this by the tread rigidity K.
上記課題を解決するために、本発明にかかる車両用モーメント解析方法の代表的な構成は、車両の停車時にステアリングを操舵する据え切り状態で、操舵の反力としてキングピン軸周りに発生する復元モーメントをシミュレートする車両用モーメント解析方法において、車両の直進方向と操舵によってタイヤの向く方向とがなす実舵角ψを測定する実舵角測定ステップと、タイヤの特性値を測定するタイヤ特性値測定ステップと、実舵角ψおよび特性値に基づいて、タイヤの接地面のうち接地面の中心を含みタイヤの剛性特性に基づく弾性力よりもタイヤの摩擦特性に基づく摩擦力の方が大きい凝着領域と、接地面のうち摩擦力より弾性力の方が大きい滑り領域とを設定する領域設定ステップと、接地面の中心を基準として、凝着領域では弾性力による弾性力モーメントを算出し、滑り領域では摩擦力による摩擦力モーメントを算出し、弾性力モーメントおよび摩擦力モーメントを用いて、実舵角ψに対する復元モーメントMz(ψ)を近似するシミュレーションステップとを含むことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a representative configuration of the vehicle moment analysis method according to the present invention is a restoring moment generated around the kingpin axis as a steering reaction force in a stationary state in which the steering is steered when the vehicle is stopped. In the vehicle moment analysis method for simulating the vehicle, an actual rudder angle measurement step for measuring the actual rudder angle ψ formed by the straight direction of the vehicle and the direction in which the tire faces by steering, and tire characteristic value measurement for measuring the tire characteristic value Based on the step, the actual steering angle ψ, and the characteristic value, the friction force based on the tire friction characteristic is larger than the elastic force based on the tire rigidity characteristic including the center of the ground contact surface of the tire contact surface. An area setting step for setting an area and a sliding area where the elastic force is greater than the frictional force on the ground contact surface, and the adhesion region is elastic based on the center of the ground contact surface. A simulation step for calculating an elastic force moment due to a force, calculating a frictional force moment due to a frictional force in a sliding region, and approximating a restoring moment Mz (ψ) with respect to an actual steering angle ψ using the elastic force moment and the frictional force moment; It is characterized by including.
上述した車両用モーメント解析装置における技術的思想に対応する構成要素やその説明は、当該車両用モーメント解析方法にも適用される。 The component corresponding to the technical idea in the vehicle moment analysis apparatus described above and the description thereof are also applied to the vehicle moment analysis method.
上記課題を解決するために、本発明にかかる車両用モーメント解析プログラムの代表的な構成は、車両の停車時にステアリングを操舵する据え切り状態で、操舵の反力としてキングピン軸周りに発生する復元モーメントをシミュレートするための車両用モーメント解析プログラムにおいて、コンピュータに、車両の直進方向と操舵によってタイヤの向く方向とがなす実舵角ψを測定する実舵角測定処理と、タイヤの特性値を測定するタイヤ特性値測定処理と、実舵角ψおよび特性値に基づいて、タイヤの接地面のうち接地面の中心を含みタイヤの剛性特性に基づく弾性力よりもタイヤの摩擦特性に基づく摩擦力の方が大きい凝着領域と、接地面のうち摩擦力より弾性力の方が大きい滑り領域とを設定する領域設定処理と、接地面の中心を基準として、凝着領域では弾性力による弾性力モーメントを算出し、滑り領域では摩擦力による摩擦力モーメントを算出し、弾性力モーメントおよび摩擦力モーメントを用いて、実舵角ψに対する復元モーメントMz(ψ)を近似するシミュレーション処理と、を実行させることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a typical configuration of the vehicle moment analysis program according to the present invention is a restoring moment generated around the kingpin axis as a steering reaction force in a stationary state in which the steering is steered when the vehicle is stopped. In the vehicle moment analysis program for simulating the vehicle, the actual steering angle measurement processing for measuring the actual steering angle ψ formed by the straight direction of the vehicle and the direction of the tire by steering is measured by the computer, and the characteristic value of the tire is measured. Based on the tire characteristic value measurement processing to be performed, the actual steering angle ψ, and the characteristic value, the friction force based on the tire friction characteristic rather than the elastic force based on the tire rigidity characteristic including the center of the ground contact surface of the tire contact surface is included. Area setting processing for setting a larger adhesion area and a sliding area having a larger elastic force than a frictional force on the ground surface, and the center of the ground surface as a reference Then, the elastic force moment due to the elastic force is calculated in the adhesion region, the frictional force moment due to the frictional force is calculated in the sliding region, and the restoring moment Mz (with respect to the actual steering angle ψ) is calculated using the elastic force moment and the frictional force moment. and a simulation process for approximating (ψ).
上述した車両用モーメント解析装置における技術的思想に対応する構成要素やその説明は、当該車両用モーメント解析プログラムにも適用される。 The component corresponding to the technical idea in the vehicle moment analysis apparatus described above and the description thereof are also applied to the vehicle moment analysis program.
本発明によれば、車両の据え切り状態でキングピン軸周りに発生するタイヤの復元モーメントについて、据え切り状態でのタイヤの物理特性を反映した信頼性の高いシミュレートが可能な車両用モーメント解析装置、車両用モーメント解析方法および車両用モーメント解析プログラムを提供することができる。 According to the present invention, a tire moment analysis device for a vehicle that can perform a highly reliable simulation of the restoring moment of a tire generated around a kingpin axis in a stationary state of the vehicle, reflecting the physical characteristics of the tire in the stationary state. A vehicle moment analysis method and a vehicle moment analysis program can be provided.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.
図1は、本実施形態における車両用モーメント解析装置が適用される車両を概略的に示す図である。車両用モーメント解析装置100(図3参照)は、車両102の停車時にステアリング104を操舵する据え切り状態で発生する復元モーメントMz(ψ)をシミュレートする装置である。復元モーメントMz(ψ)は、車両102の据え切り時にステアリング104の操舵の反力としてキングピン軸106周りに発生する。なお復元モーメントMz(ψ)は、セルフアライニングトルク(SAT)とも称される。
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a vehicle to which the vehicle moment analysis apparatus according to the present embodiment is applied. The vehicle moment analysis device 100 (see FIG. 3) is a device that simulates a restoring moment Mz (ψ) that occurs in a stationary state in which the
キングピン軸106は、タイヤ108に操舵角(以下、実舵角ψ)を与える際の回転軸となり、例えばサスペンションを支持するストラット110の軸線方向に沿っている。なお復元モーメントMz(ψ)は、右前輪であるタイヤ108のキングピン軸106周りに発生しているが、左前輪であるタイヤ112の不図示のキングピン軸周りにも発生する。図中では、車両102のうち、復元モーメントMz(ψ)の発生に関連するステアリング機構114を代表として示している。
The
ステアリング機構114では、電動式パワーステアリングシステムが採用されていて、ステアリングコラム116に取付けられたモータ118を有する。モータ118は、ステアリングシャフト120の回転に対して補助動力を与えている。ステアリングコラム116は、その内部にトーションバー122を含む。
The
トーションバー122は、ステアリングシャフト120の一部である入力軸124と出力軸126とを連結し、ステアリングシャフト120の回転に伴う入力軸124からのトルクを出力軸126に伝達する。出力軸126は、連結部128を介して中間軸130の一端に連結されている。中間軸130の他端は、連結部132を介してピニオンシャフト134に連結されている。
The
出力軸126に伝達されたトルクは、連結部128、中間軸130および連結部132を介してピニオンシャフト134に伝達される。ピニオンシャフト134には、ピニオンが形成されていて、ラックバー136のラックと噛み合っている。ラックバー136は、車幅方向に延びる部材であり、その両端にはタイロッド138、140が接続されている。
The torque transmitted to the
ステアリング機構114では、ステアリング104の操舵によってステアリングシャフト120が回転し、その回転運動がピニオンシャフト134のピニオンなどを介してラックバー136の直線運動に変換される。ラックバー136の直線運動に伴う力は、左右のタイロッド138、140に伝達される。車両102では、例えばタイロッド138、140によってキングピン軸106周りにタイヤ108、112が回転して、タイヤ108、112の転舵が行われる。
In the
図2は、図1の車両102の据え切り時での実舵角ψを説明する図である。なお図中では、車両102を上方から見た状態でタイヤ108の実舵角ψを示している。実舵角ψは、図示のように、車両102の停車時の直進方向(一点鎖線142で示す方向)と、操舵によってタイヤ108が向く方向(一点鎖線144で示す方向)とが成す角度である。
FIG. 2 is a diagram illustrating the actual steering angle ψ when the
図3は、本実施形態における車両用モーメント解析装置100の機能を示すブロック図である。車両用モーメント解析装置100は、車両102の据え切り状態で発生する復元モーメントMz(ψ)をシミュレートする装置であって、例えば入力部150と、シミュレーション部152と、タイヤモデル格納部154と、表示部156とを備える。車両用モーメント解析装置100は、本実施形態では車両102とは別の独立した装置であるが、その設置場所は任意であり、車両102内に配置しても構わない。
FIG. 3 is a block diagram illustrating functions of the vehicle
入力部150は、実舵角測定部158、タイヤ特性値測定部160および領域設定部162を備える。実舵角測定部158は、車両102の据え切り時での図2に示すようなタイヤ108の実舵角ψを測定する。タイヤ特性値測定部160は、タイヤ108の物理特性を示す特性値(後述)を測定する。領域設定部162は、実舵角ψおよび特性値に基づいて、図4に示すタイヤ108の接地面170に凝着領域172と滑り領域174とを設定する(後述)。
The
シミュレーション部152は、本実施形態における車両用モーメント解析プログラムで作動するコンピュータで構成される。シミュレーション部152は、入力部150で測定された実舵角ψおよびタイヤの特性値を、タイヤモデル格納部154に格納されたタイヤモデルとしての式(1)〜(5)に代入し演算を行い、実舵角ψに対する復元モーメントMz(ψ)を近似する。表示部156は、シミュレーション部152で近似された復元モーメントMz(ψ)をシミュレーション結果として表示する。
The
図4は、図3の車両用モーメント解析装置100で用いられるタイヤモデルの概念図である。まず、本実施形態のタイヤモデルは、いわゆるブラッシュモデルの考え方に基づいている。ブラッシュモデルでは、タイヤ接地面を弾性体の集まり(ブラシ)と仮定し、踏み込み側からブラシが徐々に変形し、ブラシの変形に伴う弾性力が、接地圧(垂直圧)に接地面とのタイヤの摩擦係数μを乗じた摩擦力を超えると、タイヤに滑りが発生する、としている。
FIG. 4 is a conceptual diagram of a tire model used in the vehicle
本実施形態のタイヤモデルでは、図4に示す接地面170のうち上記領域設定部162が設定する凝着領域172は、据え切り時に弾性力よりも摩擦力が大きくなる領域であって、滑りが発生せず、弾性力が復元力となる。また、接地面170のうち設定された滑り領域174は、据え切り時に摩擦力よりも弾性力が大きくなる領域であって、滑りが発生し、摩擦力が復元力となる。
In the tire model of the present embodiment, the
図中の値W、値Lは、接地面170のタイヤ接地幅、タイヤ接地長をそれぞれ示している。また図中では、接地長方向に沿ってX軸、接地幅方向に沿ってY軸を設定し、接地面170内の点の位置を(x、y)としている。凝着領域172は、接地面170の中心Oを含み、−LhからLhまでの間および−WhからWhまでの間で設定される。滑り領域174は、第1部分176および第2部分178を含んでいる。第1部分176は、−Lhから−L/2までの間および−Whから−W/2までの間で設定される。第2部分は、LhからL/2までの間およびWhからW/2までの間で設定される。つまり、値Wh、値Lhは、それぞれ接地幅方向、接地長方向における凝着領域172と滑り領域174との境界であって、これを境にして弾性力と摩擦力との大小関係が変化する。
The values W and L in the figure indicate the tire contact width and tire contact length of the
シミュレーション部152は、接地面170の中心Oを基準として、凝着領域172ではタイヤの剛性特性に基づく弾性力モーメントを算出し、滑り領域174ではタイヤの摩擦特性に基づく摩擦力モーメントを算出する。そして、シミュレーション部152は、これらの弾性力モーメントおよび摩擦力モーメントを用いて、実舵角ψに対する復元モーメントMz(ψ)を近似する。
The
以下、シミュレーション部152による演算について具体的に説明する。式(1)は、据え切り状態でタイヤの接地面に発生する弾性力と摩擦力との関係を考慮して、弾性力モーメントMz1(ψ)と摩擦力モーメントMz2(ψ)、Mz3(ψ)とを組み合わせたタイヤモデルとしての数式である。
弾性力モーメントMz1(ψ)は、式(2)から算出される。
式(2)によれば、接地面170の中心Oを含み、−LhからLhまでの間および−WhからWhまでの間で設定される凝着領域172において、せん断応力σ(x、y、ψ)に接地面170の中心Oから点(x、y)までの距離を乗じ、これを−LhからLhまでの間および−WhからWhまでの間で重積分することで、弾性力モーメントMz1(ψ)を算出できる。
According to Equation (2), in the
摩擦力モーメントMz2(ψ)、Mz3(ψ)は、式(3)、式(4)からそれぞれ算出される。
ここで値μはタイヤの摩擦係数である。またタイヤ接地圧分布pzは、接地面全体における接地圧の分布であって、例えば空気圧、タイヤ荷重、タイヤの姿勢、さらにコーナリングフォースを発生させる横方向のスリップ、駆動力や制動力を発生させる前後方向のスリップの度合いによって、接地面の形とともに変化する。なおタイヤ接地圧分布pzは、車両の運動に必要な駆動力、制動力、コーナリングフォース、そして復元モーメントMz(ψ)の大きさやタイヤ摩耗性能にも影響を与える。 Here, the value μ is the coefficient of friction of the tire. The tire contact pressure distribution pz is a distribution of contact pressure over the entire contact surface. For example, air pressure, tire load, tire posture, lateral slip that generates cornering force, and before and after generating driving force and braking force. Depending on the degree of direction slip, it varies with the shape of the ground plane. The tire contact pressure distribution pz also affects the driving force, braking force, cornering force, restoring moment Mz (ψ) required for vehicle motion, and tire wear performance.
式(3)によれば、−Lhから−L/2までの間および−Whから−W/2までの間で設定される滑り領域174の第1部分176において、タイヤ接地圧分布pz(x、y)に接地面170の中心Oから点(x、y)までの距離を乗じ、これを−Lhから−L/2までの間および−Whから−W/2までの間で重積分し、さらに摩擦係数μを乗じることで摩擦力モーメントMz2(ψ)を算出できる。
According to the equation (3), in the
式(4)によれば、LhからL/2までの間およびWhからW/2までの間で設定される滑り領域174の第2部分178において、タイヤ接地圧分布pz(x、y)に接地面170の中心Oから点(x、y)までの距離を乗じ、これをLhからL/2までの間およびWhからW/2までの間で重積分し、さらに摩擦係数μを乗じることで摩擦力モーメントMz3(ψ)を算出できる。
According to the equation (4), in the
ここで上記の式(2)、式(3)および式(4)に含まれる各値は、タイヤの特性値のひとつである。したがって、シミュレーション部152は、タイヤの特性値を用いることで、据え切り状態での実舵角ψに対する弾性力モーメントMz1(ψ)および摩擦力モーメントMz2(ψ)、Mz3(ψ)を算出できる。そして、式(1)を用いることで、実舵角ψに対する復元モーメントMz(ψ)をタイヤの特性値との関係で捉えることができる。
Here, each value included in the above equations (2), (3), and (4) is one of the characteristic values of the tire. Therefore, the
さらに、せん断応力σ(x、y、ψ)は、式(5)から算出される。
ここで、値Kはタイヤのトレッド剛性、値ψslidingは滑りが発生しその後、ψ’(滑り速度)=0となるまでの実舵角であって、タイヤの特性値に含まれる。つまり式(5)は、タイヤモデルに滑り速度を導入した数式であって、値ψslidingを考慮して実舵角ψに対するせん断応力σ(x、y、ψ)を算出する。 Here, the value K is the tread rigidity of the tire, and the value ψsliding is the actual steering angle until ψ ′ (sliding speed) = 0 after slipping, and is included in the tire characteristic value. That is, Expression (5) is an expression in which a slip speed is introduced into the tire model, and the shear stress σ (x, y, ψ) with respect to the actual steering angle ψ is calculated in consideration of the value ψ sliding.
図5は、図4のタイヤモデルに滑り速度を導入した例を示す概念図である。図5(a)は、据え切り時の接地面170における点、例えば図4に示すトレッドブロックαでの凝着−滑り特性の概念図である。図5(b)は、トレッドブロックαでの実舵角ψ、値ψadhesionおよび値ψslidingの関係を示す図である。
FIG. 5 is a conceptual diagram showing an example in which a slip speed is introduced into the tire model of FIG. FIG. 5A is a conceptual diagram of adhesion-slip characteristics at a point on the
トレッドブロックαは、図4に示すように滑り領域174に位置していて、せん断応力が接地圧力を超えないときは滑らず弾性変形し、さらに実舵角ψが増加して、せん断応力が接地圧力を超えると弾性変形せず滑りが発生する。具体的には、トレッドブロックαは、図5(a)の左側に示すように状態Aから状態Bに移行する際、実舵角ψが増加してせん断応力が発生して復元モーメントが増し、図5(b)の右側に示すように弾性変形する。
As shown in FIG. 4, the tread block α is located in the sliding
さらにトレッドブロックαは、図5(a)の左側に示すように状態Bから状態Cに移行する際、実舵角ψが増加しているものの、復元モーメントは変化せず、滑りが発生していることが分かる。そのため、トレッドブロックαは、図5(a)の右側に示すように状態Bから状態Cに移行する際、弾性変形せず、形状を維持している。また実舵角ψのうち、トレッドブロックαが滑らず弾性変形が生じている区間(状態Aから状態B)での実舵角を値ψadhesionとする。よって、ここでは状態Bの実舵角がψadhesionとなる。 Furthermore, as shown in the left side of FIG. 5 (a), when the tread block α shifts from the state B to the state C, the actual steering angle ψ increases, but the restoring moment does not change and slipping occurs. I understand that. Therefore, the tread block α maintains its shape without being elastically deformed when the state B shifts to the state C as shown on the right side of FIG. Further, of the actual rudder angle ψ, the actual rudder angle in a section where the tread block α does not slip and elastic deformation occurs (from state A to state B) is defined as a value ψadhesion. Therefore, here, the actual steering angle in the state B is ψadhesion.
続いて、状態Cから状態Dに移行する際、実舵角ψは増加せず減少に転じている。これは、滑り速度(≒ψの微分値)が「正」から、滑り速度「0」すなわち静止状態を経て、「負」と変化したことを示している。このため、ψslidingは、滑りが発生した状態Bから滑り速度「0」となった状態Cまでの実舵角となる。このとき、図5(b)に示すように、実舵角ψは、ψadhesionとψslidingとの合計であり、ψadhesion(=ψ−ψsliding)となる。ただし、ψslidingは、トレッドブロックすなわち接地面170の点によって異なるため、式(5)では、ψsliding(x、y)と示し一般化している。なお接地面170の中心O付近など凝着領域172の点は滑りが発生しないため、ψsliding=0となり、一方、滑り領域174の点は実舵角ψが小さくても滑りが発生するため、ψsliding≒ψとなる。
Subsequently, when shifting from the state C to the state D, the actual steering angle ψ does not increase but starts to decrease. This indicates that the slipping speed (differential value of ≈ψ) has changed from “positive” to “negative” through the sliding speed “0”, that is, through a stationary state. For this reason, ψsliding is the actual steering angle from state B where the slip occurs to state C where the slip speed is “0”. At this time, as shown in FIG. 5B, the actual rudder angle ψ is the sum of ψadhesion and ψsliding and becomes ψadhesion (= ψ-ψsliding). However, since ψsliding differs depending on the tread block, that is, the point of the
トレッドブロックαは、図5(a)の左側に示すように状態Cから状態Dに移行する際、実舵角ψが「正」で減少しているため、状態Aから状態Bへの移行で発生したせん断応力とは逆向き(負)のせん断応力が発生する。このため、図5(a)の右側に示すように、トレッドブロックαは、状態Cから状態Dに移行して弾性変形すると、状態Aの形状と同じ形状に戻る。 When the tread block α shifts from the state C to the state D as shown on the left side of FIG. 5A, the actual steering angle ψ decreases “positive”. A shear stress opposite to the generated shear stress (negative) is generated. For this reason, as shown on the right side of FIG. 5A, the tread block α returns to the same shape as that of the state A when the state changes from the state C to the state D and is elastically deformed.
その一方で、接地面170の中心O付近など凝着領域172の点は、状態Dで実舵角ψが「正」であるため、正のせん断応力が発生している。つまり、実舵角ψの増減が反転する状態Cから状態Dの移行において、滑り領域174の点では負のせん断応力が発生し、凝着領域172の点では正のせん断応力が発生する。よって、実舵角ψが増加する場合と減少する場合とでせん断応力の履歴が異なり、その結果、図5(a)の左側に示すように復元モーメントにヒステリシスが発生する。
On the other hand, since the actual rudder angle ψ is “positive” at the point of the
なお状態Dから状態Eの移行では、図5(a)の左側に示すように実舵角ψがさらに減少しつつ、負のせん断応力が発生し、復元モーメントもマイナスに移行する。そして図5(a)の右側に示すように、状態Eのトレッドブロックαは、例えば状態Bに比べて逆向きに弾性変形した形状となる。続いて、状態Eから状態Fに移行する際、実舵角ψは減少しつつ、マイナスの復元モーメントが維持され、滑りが発生している。そのため、トレッドブロックαは、図5(a)の右側に示すように状態Eから状態Fに移行する際、弾性変形せず、形状を維持している。状態Fでは、実舵角ψが減少から増加に転じている。よって、ψslidingは、滑りが発生した状態Eから滑り速度「0」となった状態Fまでの実舵角となる。 In the transition from the state D to the state E, as shown in the left side of FIG. 5A, the actual steering angle ψ further decreases, negative shear stress is generated, and the restoring moment also shifts to negative. As shown on the right side of FIG. 5A, the tread block α in the state E has a shape that is elastically deformed in the opposite direction compared to the state B, for example. Subsequently, when shifting from the state E to the state F, the actual rudder angle ψ is decreased, a negative restoring moment is maintained, and slipping occurs. Therefore, the tread block α maintains its shape without being elastically deformed when shifting from the state E to the state F as shown on the right side of FIG. In the state F, the actual rudder angle ψ has started increasing from decreasing. Therefore, ψsliding is the actual rudder angle from the state E where the slip occurs to the state F where the slip speed becomes “0”.
このように、タイヤモデルに滑り速度を導入した式(5)によれば、接地面内の点(x、y)おけるψadhesion(=ψ−ψsliding(x、y))のタンジェント値を求め、これに接地面170の中心Oから点(x、y)までの距離を乗じてせん断変形量を求め、さらにこれにトレッド剛性Kを乗じることで、せん断応力σ(x、y、ψ)を算出できる。
Thus, according to the equation (5) in which the slip speed is introduced into the tire model, the tangent value of ψadhesion (= ψ−ψsliding (x, y)) at the point (x, y) in the contact surface is obtained. Is multiplied by the distance from the center O of the
本実施形態では、タイヤ108の接地面170の中心Oを基準にして実舵角ψおよびタイヤの上記特性値に基づいて、式(1)に示すように凝着領域172で算出した弾性力モーメントMz1(ψ)と、滑り領域174で算出した摩擦力モーメントMz2(ψ)、Mz3(ψ)とを用いて、復元モーメントをシミュレートしている。したがって、式(1)に示すタイヤモデルによれば、据え切り状態でのタイヤの物理特性を反映した復元モーメントMz(ψ)をシミュレートできる。
In the present embodiment, the elastic force moment calculated in the
また、せん断応力σ(x、y、ψ)を算出する際、タイヤモデルに滑り速度を導入した式(5)を用いることで、図5(a)のように実舵角ψに対する復元モーメントMz(ψ)のヒステリシスを示すこともできる。 Further, when calculating the shear stress σ (x, y, ψ), the restoring moment Mz with respect to the actual steering angle ψ as shown in FIG. 5A is obtained by using the equation (5) in which the slip speed is introduced into the tire model. The hysteresis of (ψ) can also be shown.
図6は、図3の車両用モーメント解析装置100の処理を示すフローチャートである。まず、入力部150の実舵角測定部158およびタイヤ特性値測定部160は、車両102の据え切り時でのタイヤの実舵角ψおよびタイヤ特性値を測定する(ステップS100)。
FIG. 6 is a flowchart showing processing of the vehicle
つぎに、入力部150の領域設定部162は、実舵角ψおよびタイヤ特性値に基づいて、タイヤの接地面170に対して上記凝着領域172および滑り領域174を設定する(ステップS102)。
Next, the
続いてシミュレーション部152は、上記各式(1)〜(5)を含むタイヤモデルをタイヤモデル格納部154から読み出し、実舵角ψおよびタイヤ特性値をタイヤモデルに代入する。そして、シミュレーション部152は、接地面170の中心Oを基準として、凝着領域172では弾性力モーメントMz1(ψ)を算出し、滑り領域174では摩擦力モーメントMz2(ψ)、Mz3(ψ)を算出する。さらにシミュレーション部152は、これらのモーメントをMz1(ψ)、Mz2(ψ)およびMz3(ψ)用いて、据え切り状態でのタイヤの物理特性を反映した信頼性の高い復元モーメントMz(ψ)を近似する(ステップS104)。
Subsequently, the
つぎに、シミュレーション部152は、シミュレーションを続行する場合には(ステップS106、Yes)、再度ステップS100の処理を行う。一方、ステップS106でシミュレーションを続行しない場合には(No)、シミュレーション部152は、近似された復元モーメントMz(ψ)をシミュレーション結果として表示部156に出力する。表示部156は、近似された復元モーメントMz(ψ)をグラフとして適宜表示してよい。
Next, the
図7は、図3の車両用モーメント解析装置100によるシミュレート結果と実験値とを比較する図である。図中、横軸は実舵角ψ、縦軸は復元モーメントMzをそれぞれ示している。ここで、図7(a)に実線、一点鎖線で示す各シミュレート結果は、垂直荷重Fzを6000N、3000Nとしてそれぞれ得られたものであり、実験値をそれぞれ点線で示している。なおシミュレーションは、CarSim(登録商標)やADAMS(登録商標)などのシミュレーションソフトウェアで実行可能である。
FIG. 7 is a diagram comparing a simulation result obtained by the vehicle
各シミュレート結果と実験値とは、図7(a)に示すように、形状がほぼ一致している。つまり、車両用モーメント解析装置100では、復元モーメントMz(ψ)について信頼性の高いシミュレートが可能であることが明らかである。
As shown in FIG. 7A, the simulation results and the experimental values almost coincide with each other. That is, it is clear that the vehicle
図7(b)は、比較例として、車両の移動時でタイヤが回転しているときのタイヤモデルを用いて、復元モーメントMz(ψ)をシミュレートした場合を示している。図7(b)に実線で示す比較例のシミュレーション結果は、垂直荷重Fzを6000Nとして得られたものであり、実験値を点線で示している。 FIG. 7B shows, as a comparative example, a case where the restoring moment Mz (ψ) is simulated using a tire model when the tire rotates while the vehicle is moving. The simulation result of the comparative example indicated by a solid line in FIG. 7B is obtained with a vertical load Fz of 6000 N, and the experimental value is indicated by a dotted line.
比較例によるシミュレート結果と実験値とは、図7(b)に示すように形状が異なっている。つまり、比較例のような車両の移動時のタイヤモデルを用いた解析では、据え切り時すなわち停車時の操舵に伴って発生する復元モーメントMz(ψ)を正確にシミュレートすることは困難であることが分かる。 The simulation result and the experimental value according to the comparative example have different shapes as shown in FIG. That is, in the analysis using the tire model at the time of movement of the vehicle as in the comparative example, it is difficult to accurately simulate the restoring moment Mz (ψ) that is generated when the vehicle is stationary, that is, when the vehicle is stopped. I understand that.
これに対して、車両用モーメント解析装置100では、実舵角ψおよびタイヤの特性値に基づく上記式(1)〜(5)を含むタイヤモデルによって、復元モーメントMz(ψ)についてタイヤの物理特性を反映した信頼性の高いシミュレートが可能となる。
On the other hand, in the vehicle
そのため、本実施形態では、タイヤの物理特性の変化が、据え切り状態の復元モーメントMzにどのように影響するかという両者の関係を捉えることが可能となる。一例として、タイヤの特性値として接地幅Wおよび接地長L、接地圧分布pz、タイヤのトレッド剛性Kなどを変化させて、復元モーメントMzへの影響を捉えることができる。 For this reason, in the present embodiment, it is possible to grasp the relationship between the change in the physical characteristics of the tire and the influence on the restoring moment Mz in the stationary state. As an example, the influence on the restoring moment Mz can be grasped by changing the contact width W and the contact length L, the contact pressure distribution pz, the tire tread rigidity K, and the like as the characteristic values of the tire.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.
本発明は、車両の据え切り状態でキングピン軸周りに発生するタイヤの復元モーメントをシミュレートする車両用モーメント解析装置、車両用モーメント解析方法および車両用モーメント解析プログラムに利用することができる。 The present invention can be used for a vehicle moment analysis device, a vehicle moment analysis method, and a vehicle moment analysis program for simulating a tire restoring moment generated around a kingpin axis when the vehicle is stationary.
100…車両用モーメント解析装置、102…車両、104…ステアリング、106…キングピン軸、108、112…タイヤ、110…ストラット、114…ステアリング機構、116…ステアリングコラム、118…モータ、120…ステアリングシャフト、122…トーションバー、124…入力軸、126…出力軸、128、132…連結部、130…中間軸、134…ピニオンシャフト、136…ラックバー、138、140…タイロッド、150…入力部、152…シミュレーション部、154…タイヤモデル格納部、156…表示部、158…実舵角測定部、160…タイヤ特性値測定部、162…領域設定部、170…接地面、172…凝着領域、174…滑り領域、176…第1部分、178…第2部分
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記車両の直進方向と操舵によってタイヤの向く方向とがなす実舵角ψを測定する実舵角測定部と、
前記タイヤの特性値を測定するタイヤ特性値測定部と、
前記実舵角ψおよび前記特性値に基づいて、前記タイヤの接地面のうち該接地面の中心を含み該タイヤの剛性特性に基づく弾性力よりも該タイヤの摩擦特性に基づく摩擦力の方が大きい凝着領域と、前記接地面のうち該摩擦力より該弾性力の方が大きい滑り領域とを設定する領域設定部と、
前記接地面の中心を基準として、前記凝着領域では前記弾性力による弾性力モーメントを算出し、前記滑り領域では前記摩擦力による摩擦力モーメントを算出し、該弾性力モーメントおよび該摩擦力モーメントを用いて、前記実舵角ψに対する復元モーメントMz(ψ)を近似するシミュレーション部とを備えることを特徴とする車両用モーメント解析装置。 In a vehicle moment analyzer that simulates a restoring moment generated around a kingpin axis as a reaction force of the steering in a stationary state in which the steering is steered when the vehicle is stopped,
And the actual steering angle measurement unit that measures the actual steering angle ψ formed between the direction facing the tire by the steering and straight running direction of the vehicle,
A tire characteristic value measuring unit for measuring the characteristic value of the tire;
Based on the actual steering angle ψ and the characteristic value, the friction force based on the friction characteristic of the tire is more than the elastic force based on the rigidity characteristic of the tire including the center of the ground contact surface of the tire contact surface. A region setting unit for setting a large adhesion region and a sliding region in which the elastic force is larger than the frictional force in the ground contact surface;
Based on the center of the ground contact surface, an elastic force moment due to the elastic force is calculated in the adhesion region, a friction force moment due to the friction force is calculated in the slip region, and the elastic force moment and the friction force moment are calculated. used, vehicle moment analysis apparatus characterized by comprising a simulation unit for approximating the actual steering angle restore moment Mz against the ψ (ψ).
前記シミュレーション部は、
前記凝着領域では弾性力モーメントMz1(ψ)を算出し、前記第1部分および第2部分では摩擦力モーメントMz2(ψ)、Mz3(ψ)をそれぞれ算出し、これらのモーメントを含む式(1)によって、前記復元モーメントMz(ψ)を近似することを特徴とする請求項1に記載の車両用モーメント解析装置。
The simulation unit
Elastic force moment Mz1 (ψ) is calculated in the adhesion region, and friction force moments Mz2 (ψ) and Mz3 (ψ) are calculated in the first part and the second part, respectively, and equations (1) including these moments are calculated. The vehicle moment analysis apparatus according to claim 1, wherein the restoring moment Mz (ψ) is approximated by:
前記弾性力モーメントMz1(ψ)を式(2)によって算出し、
前記摩擦力モーメントMz2(ψ)、Mz3(ψ)を式(3)、式(4)によって算出することを特徴とする請求項2に記載の車両用モーメント解析装置。
The elastic force moment Mz1 (ψ) is calculated by equation (2),
3. The vehicle moment analysis apparatus according to claim 2, wherein the frictional force moments Mz2 (ψ) and Mz3 (ψ) are calculated by Equations (3) and (4).
前記車両の直進方向と操舵によってタイヤの向く方向とがなす実舵角ψを測定する実舵角測定ステップと、
前記タイヤの特性値を測定するタイヤ特性値測定ステップと、
前記実舵角ψおよび前記特性値に基づいて、前記タイヤの接地面のうち該接地面の中心を含み該タイヤの剛性特性に基づく弾性力よりも該タイヤの摩擦特性に基づく摩擦力の方が大きい凝着領域と、前記接地面のうち該摩擦力より該弾性力の方が大きい滑り領域とを設定する領域設定ステップと、
前記接地面の中心を基準として、前記凝着領域では前記弾性力による弾性力モーメントを算出し、前記滑り領域では前記摩擦力による摩擦力モーメントを算出し、該弾性力モーメントおよび該摩擦力モーメントを用いて、前記実舵角ψに対する復元モーメントMz(ψ)を近似するシミュレーションステップとを含むことを特徴とする車両用モーメント解析方法。 In a vehicle moment analysis method for simulating a restoring moment generated around a kingpin axis as a reaction force of the steering in a stationary state where the steering is steered when the vehicle is stopped,
And the actual steering angle measuring step of measuring the actual steering angle ψ formed between the direction facing the tire by the steering and straight running direction of the vehicle,
A tire characteristic value measuring step for measuring the characteristic value of the tire;
Based on the actual steering angle ψ and the characteristic value, the friction force based on the friction characteristic of the tire is more than the elastic force based on the rigidity characteristic of the tire including the center of the ground contact surface of the tire contact surface. A region setting step for setting a large adhesion region and a sliding region in which the elastic force is larger than the frictional force in the ground contact surface;
Based on the center of the ground contact surface, an elastic force moment due to the elastic force is calculated in the adhesion region, a friction force moment due to the friction force is calculated in the slip region, and the elastic force moment and the friction force moment are calculated. used, vehicle moment analysis method, which comprises a simulation step of approximating the actual steering angle restore moment Mz against the ψ (ψ).
前記車両の直進方向と操舵によってタイヤの向く方向とがなす実舵角ψを測定する実舵角測定処理と、
前記タイヤの特性値を測定するタイヤ特性値測定処理と、
前記実舵角ψおよび前記特性値に基づいて、前記タイヤの接地面のうち該接地面の中心を含み該タイヤの剛性特性に基づく弾性力よりも該タイヤの摩擦特性に基づく摩擦力の方が大きい凝着領域と、前記接地面のうち該摩擦力より該弾性力の方が大きい滑り領域とを設定する領域設定処理と、
前記接地面の中心を基準として、前記凝着領域では前記弾性力による弾性力モーメントを算出し、前記滑り領域では前記摩擦力による摩擦力モーメントを算出し、該弾性力モーメントおよび該摩擦力モーメントを用いて、前記実舵角ψに対する復元モーメントMz(ψ)を近似するシミュレーション処理と、を実行させることを特徴とする車両用モーメント解析プログラム。 In a vehicle moment analysis program for simulating a restoring moment generated around a kingpin axis as a reaction force of the steering in a stationary state where the steering is steered when the vehicle is stopped,
And the actual steering angle measuring process of measuring the actual steering angle ψ formed between the direction facing the tire by the steering and straight running direction of the vehicle,
Tire characteristic value measurement processing for measuring the characteristic value of the tire;
Based on the actual steering angle ψ and the characteristic value, the friction force based on the friction characteristic of the tire is more than the elastic force based on the rigidity characteristic of the tire including the center of the ground contact surface of the tire contact surface. A region setting process for setting a large adhesion region and a sliding region in which the elastic force is larger than the frictional force in the ground contact surface;
Based on the center of the ground contact surface, an elastic force moment due to the elastic force is calculated in the adhesion region, a friction force moment due to the friction force is calculated in the slip region, and the elastic force moment and the friction force moment are calculated. used, the vehicle moment analysis program, characterized in that to execute a simulation processing for approximating the restore moment Mz against the actual steering angle [psi ([psi).
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