(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤを指定速度の走行条件でモデル化する方法であって、前記タイヤは、車両を表す下向き力（Ｆz）及び横スラスト応力（Ｆy）を受け、前記タイヤは、鉛直に対してキャンバ角（γ）だけ傾けられており、前記方法は、前記タイヤに及ぼされる転倒モーメント（Ｍｘ）をモデル化するステップを含み、前記転倒モーメント（Ｍｘ）は、
・前記キャンバ角だけの車両荷重（Ｆz）のオフセットによって生じるモーメント（Ｍｘ1）と、
・前記横スラスト応力により生じるモーメント（Ｍｘ2）と、
・前記荷重（Ｆz）を受けた状態で路面の反力（ＦR）により生じるモーメント（Ｍｘ3）との合計であり、前記反力は、前記横スラスト応力（Ｆy）によって前記タイヤの基準点（Ｃ）から偏心している、方法において、前記路面の反力により生じる前記モーメント（Ｍｘ3）は、次式、即ち、
0006260701.tif 000006
によって計算され、上式において、Ｍｘ31、Ｍｘ32、Ｍｘ33、Ｍｘ34、Ｍｘ35、Ｍｘ36、Ｍｘ37及びＭｘ38は、既定の係数であり、Ｆzは、車両荷重であり、γは、キャンバ角であり、δは、ドリフト角であり、Ｖは、速度であり、Ｐは、インフレーション圧力である、方法。
【請求項２】
前記タイヤは、ドリフト角（δ）及びインフレーション圧力（Ｐ）を有するので、前記路面の反力（ＦR）により生じる前記モーメント（Ｍｘ3）は、前記車両の荷重（Ｆz）、前記速度（Ｖ）、前記キャンバ角（γ）、前記ドリフト角（δ）及び前記インフレーション圧力（Ｐ）の関数である、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記係数Ｍｘ31、Ｍｘ32、Ｍｘ33、Ｍｘ34、Ｍｘ35、Ｍｘ36、Ｍｘ37及びＭｘ38は、予備ステップ中に定められ、前記予備ステップは、
・前記タイヤのベンチ測定値を得るサブステップ、次に、
・モデルが前記測定値を既定の誤差マージン内で再現するまで前記係数の繰り返し調節を行うサブステップとを含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
通信ネットワークからダウンロード可能であり且つ／或いはコンピュータによって読み取り可能であり且つ／或いはプロセッサによって実行可能である媒体上に記録されるコンピュータプログラム製品であって、前記コンピュータプログラム製品は、請求項１〜３のうち少なくとも１つの請求項に記載のモデル化方法を実施するプログラムコード命令を含む、コンピュータプログラム製品。
【請求項５】
前記タイヤを有する車両の挙動を規定する請求項１〜３のうちいずれか一に記載の方法の使用。
【請求項６】
前記車両のロールオーバー時における挙動を規定する、請求項５記載の使用。
【請求項７】
タイヤを有する車両のリアルタイム安定化システムであって、前記システムは、請求項１〜３のうちいずれか一に記載の方法を実施するタイヤのモデル化手段を含む、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指定速度での走行条件においてタイヤをモデル化する方法、特に、タイヤに及ぼされる転倒モーメントのモデル化を含む方法に関する。本発明の要旨は又、上述のモデル化方法を実施するためのプログラムコード命令を含むコンピュータプログラム製品にある。さらに、本発明は、上述のモデル化方法を実施するタイヤのモデル化手段を含む車両リアルタイム安定化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の路上挙動は、特にタイヤレベルでの複雑な現象を生じさせる。
【０００３】
この路上挙動を理解し、分析し、そしてシミュレートするためにこれら現象を考慮に入れることは、路上挙動を向上させる上で必要不可欠である。
【０００４】
特に、車両の運転性をシミュレートするため、シミュレーションツールは、タイヤの挙動に関する説明的モデルを必要とする。
【０００５】
したがって、タイヤのトルソー（torsor）又はその転動幾何学的形状と関連した種々の量がシミュレーションツールのために用いられる。
【０００６】
特に、これら量のうちの１つは、転倒モーメントＭｘである。この量は、車両の曲げ基準アクションを説明する上で重要であり、この量を車両ロールオーバー（転がること）の恐れに直面したときに戦略的反応（リアクションストラテジー）に利用できる。例えば、曲げ基準アクションは、車両荷重移動及びこの荷重と関連した負荷半径バリエーション、キャンバによる生じるロール、及びドリフト角を介して応力を生じさせる必要性に対応している。
【０００７】
指定速度での走行条件下においてタイヤに及ぼされる転倒モーメントＭｘのモデル化を含む種々の方法が既に提案されている。
【０００８】
これら方法は、タイヤの転倒モーメントＭｘの経過を説明するために種々の数学的モデルを利用している。
【０００９】
これら数学的モデルから、Ｈ・Ｂパチェイカ（Pacejka）のいわゆる「マジックフォーミュラー」モデルの種々のバージョンが知られており、これらのうちで最も普及しているバージョンは、ＭＦ-５．２（ＴＮＯ，ＭＦ-タイヤ・ユーザ・マニュアル・バージョン（MF-Tyre User Manual Version）５．２，２００１）である。
【００１０】
今日最も良く一般的に用いられているＭＦ‐５．２モデルは、転倒モーメントＭｘを次のように説明している。
0006260701.tif 000002
ＭＦ‐５．２モデルでは、Ｒ0は、タイヤの自由半径であり、Ｆzは、タイヤに加わる垂直荷重であり、ｑSx1は、荷重一次従属係数であり、λVmxは、ｑSx1と関連したスケール変更ファクタであり、ｑSx2は、キャンバ従属係数であり、λは、キャンバとも呼ばれる場合があるキャンバ角であり、ｑSx3は、側応力従属係数であり、Ｆyは、タイヤに及ぼされる横スラスト応力であり、Ｆz0は、タイヤ基準荷重であり、λmxは、全体的スケール変更ファクタである。
【００１１】
しかしながら、使用により、ＭＦ‐５．２モデルを用いることにより実施される転倒モーメントＭｘのモデル化は、精度を欠いているように思われる。しかも、タイヤに及ぼされる転倒モーメントＭｘのモデル化の精度は、タイヤの製造にとって極めて重要である。と言うのは、これは、車両ロールオーバーの恐れの減少に寄与するからである。さらに、このモデル化は、自動車自動制御装置に組み込まれるのが良く、したがって、これができるだけ正確であるということは、車両の効率及び安全性にとって重要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、走行条件下においてタイヤをモデル化する方法であって、精度を向上させた状態でタイヤに及ぼされる転倒モーメントＭｘをモデル化するステップを含む方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の観点によれば、タイヤを指定速度の走行条件でモデル化する方法が提供され、タイヤが車両を表す下向き力及び横スラスト応力を受け、タイヤは、鉛直に対してキャンバ角だけ傾けられており、この方法は、タイヤに及ぼされる転倒モーメントをモデル化するステップを含み、転倒モーメントは、少なくとも、
・キャンバ角だけの垂直荷重のオフセットによって生じるモーメント、
・横スラスト応力により生じるモーメント、
・荷重を受けた状態で路面の反力により生じるモーメントの合計であり、この反力は、横スラスト応力によって基準点から偏心している。
【００１４】
上述のモデル化方法のタイヤに及ぼされる転倒モーメントＭｘのモデル化は、先行技術のＭＦ‐５．２モデルで得られる精度に対して向上した精度を有する。
【００１５】
第１の実施形態によれば、タイヤは、ドリフト角及びインフレーション圧力を有しているので、路面の反応により生じるモーメントは、車両荷重、速度、キャンバ角、ドリフト角及びインフレーション圧力の関数である。
【００１６】
第２の実施形態によれば、路面の反応により生じるモーメントは、次式、即ち、
0006260701.tif 000003
によって計算され、転倒モーメントは、少なくとも、
・キャンバ角だけの垂直荷重のオフセットによって生じるモーメント、
・横スラスト応力により生じるモーメント、
・荷重を受けた状態で路面の反力により生じるモーメントの合計であり、この反力は、横スラスト応力によって基準点から偏心しており、上式においてＭｘ31、Ｍｘ32、Ｍｘ33、Ｍｘ34、Ｍｘ35、Ｍｘ36、Ｍｘ37及びＭｘ38は、既定の係数であり、Ｆzは、車両荷重であり、γは、キャンバ角であり、δは、ドリフト角であり、Ｖは、速度であり、Ｐは、インフレーション圧力である。
【００１７】
第３の実施形態によれば、係数Ｍｘ31、Ｍｘ32、Ｍｘ33、Ｍｘ34、Ｍｘ35、Ｍｘ36、Ｍｘ37及びＭｘ38は、予備ステップ中に定められ、予備ステップは、
・タイヤのベンチ測定値を得るサブステップ、次に、
・モデルが測定値を既定の誤差マージン内で再現するまで係数の繰り返し調節を行うサブステップとを含む。
【００１８】
本発明のモデル化方法を用いると、それによりモデル化されたタイヤを有する車両の挙動を規定することができ、好ましくは、ロールオーバー時における車両の挙動を規定することができる。
【００１９】
本発明の観点によれば、通信ネットワークからダウンロード可能であり且つ／或いはコンピュータによって読み取り可能であり且つ／或いはプロセッサによって実行可能である媒体上に記録されるコンピュータプログラム製品は、上述のモデル化方法を実施するプログラムコード命令を含む。
【００２０】
本発明の第３の観点によれば、タイヤを有する車両のリアルタイム安定化システムは、上述の方法を実施するタイヤのモデル化手段を含む。
【００２１】
本発明は、添付の図面を参照して一例として挙げられているに過ぎない以下の説明を読むと、良好に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】キャンバ角だけの車両荷重のオフセットによって生じるモーメントを示す図である。
【図２】横スラスト応力により生じるモーメントを示す図である。
【図３】荷重を受けた状態での路面の反力により生じるモーメントを示す図であり、この反力が横スラスト応力によって基準点から偏心している状態を示す図である。
【図４】転倒モーメントＭｘ測定値とＭＦ‐５．２モデルの転倒モーメントモデルＭｘ及び本発明の実施形態としてのモデル化方法で用いられる転倒モーメントＭｘのモデルとを比較した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本実施形態は、先ず最初に、指定速度での走行条件におけるタイヤをモデル化する方法に関する。このタイヤは、車両を表す下向き力Ｆz及び横スラスト応力Ｆyを受ける。さらに、タイヤは、鉛直に対してキャンバ角γだけ傾けられている。この方法は、タイヤに及ぼされる転倒モーメントＭｘをモデル化するステップを含み、転倒モーメントＭｘは、少なくとも、
・キャンバ角だけの垂直荷重Ｆzのオフセットによって生じるモーメントＭｘ1、
・横スラスト応力により生じるモーメントＭｘ2、
・荷重Ｆzを受けた状態で路面の反力ＦRにより生じるモーメントＭｘ3の合計であり、この反力は、横スラスト応力Ｆyによって基準点Ｃから偏心している。
【００２４】
上述したモデル化方法のタイヤに及ぼされる転倒モーメントＭｘのモデル化は、転倒モーメントＭｘのモデル化がモーメントＭｘ3の作用効果、即ち、路面の偏心反力により生じるモーメント、タイヤの内部温度の作用効果、タイヤの表面温度の作用効果並びに車両の速度の作用効果、タイヤのインフレーション圧力の作用効果及び車両の横応力の作用効果を良好に組み込んでいるので、先行技術のＭＦ‐５．２モデルによって得られる精度と比較して向上した精度を有する。
【００２５】
注目されるべきこととして、タイヤに及ぼされる転倒モーメントＭｘのモデル化は、このタイヤを有する車両に遭遇する代表的な条件下において実施される。特に、これら代表的な条件は、タイヤの広い使用範囲、例えば、タイヤの直線走行若しくは軌道上における高速走行又は安全操作を含む。
【００２６】
図１は、キャンバ角だけの車両荷重のオフセットによって生じるモーメントＭｘ1を示している。特に、図１は、タイヤと路面の接触点Ｗのところで生じるモーメントＭｘ1及びタイヤの基準点Ｃに及ぼされる荷重Ｆzを示している。さらに、図１は、走行平面と鉛直及び負荷半径Ｒeとのなす角度であるキャンバ角γを示しており、負荷半径Ｒeは、タイヤの基準点Ｃと路面とのタイヤの接触点Ｗとの間の距離である。
【００２７】
キャンバ角だけの車両荷重のオフセットにより生じるモーメントＭｘ1は、次式、Ｆz×Ｒe×ｔａｎ（γ）によって計算される。
【００２８】
図２は、横スラスト応力によって生じるモーメントＭｘ2を示している。図２は、横スラスト応力Ｆyがタイヤの基準点Ｃに及ぼされたときの路面とのタイヤの接触点Ｗのところに生じるモーメントＭｘ2を示している。さらに、図２は、タイヤの基準点Ｃに及ぼされる荷重Ｆzを示している。
【００２９】
横スラスト応力により生じるモーメントＭｘ2は、次式
0006260701.tif 000004
によって計算され、上式において、Ｆzは、タイヤの基準点Ｃに加わる荷重であり、Ｆyは、横スラスト応力であり、Ｋyyは、タイヤの横剛性である。
【００３０】
図３は、荷重Ｆzを受けた状態で路面ＦRの反力によって生じるモーメントＭｘ3を示している。注目されるべきこととして、路面の反力ＦRの垂直成分は、タイヤの基準点Ｃに及ぼされた横スラスト応力Ｆzだけタイヤの基準点Ｃから偏心している。図３は、路面の偏心反力ＦRが及ぼされるタイヤの点Ｄを示している。
【００３１】
タイヤがドリフト角δ及びインフレーション圧力Ｐを有しているものとすれば、モーメントＭｘ3は、車両の荷重Ｆz、車両の速度（Ｖ）、キャンバ角γ、ドリフト角δ及びインフレーション圧力Ｐの関数である。注目されるべきこととして、ドリフト角は、路面の平面とホイール平面の交線と速度ベクトルとのなす角度である。
【００３２】
一特徴によれば、路面の反力により生じるモーメントＭｘ3は、即ち、
0006260701.tif 000005
によって計算され、上式において、Ｍｘ31、Ｍｘ32、Ｍｘ33、Ｍｘ34、Ｍｘ35、Ｍｘ36、Ｍｘ37及びＭｘ38は、既定の係数であり、Ｆzは、車両荷重であり、γは、キャンバ角であり、δは、ドリフト角であり、Ｖは、速度であり、Ｐは、インフレーション圧力である。
【００３３】
一特徴によれば、係数Ｍｘ31、Ｍｘ32、Ｍｘ33、Ｍｘ34、Ｍｘ35、Ｍｘ36、Ｍｘ37及びＭｘ38は、タイヤのベンチ測定（例えば、平面状の路面ローラ）のステップと、デルが測定値を既定の誤差マージン内で再現するまで係数の繰り返し調節を行うサブステップとを含むモデル化方法の予備ステップ中に定められる。測定をベンチ上で実施すると共に公式の係数を繰り返し調節してこれら係数を計算することは、当業者には知られている。さらに、注目されるべきこととして、係数Ｍｘ31、Ｍｘ32、Ｍｘ33、Ｍｘ34、Ｍｘ35、Ｍｘ36、Ｍｘ37及びＭｘ38を最適化するためには、連続繰り返しレーベンバーク・マーカート（Levenberg-Marquardt）法又はＳＱＰ（sequential Quadratic Programming：連続二次方程式プログラミング）型の最適化アルゴリズムを用いるのが良い。これら最適化アルゴリズムは、当業者には周知である。
【００３４】
図４は、ベンチ上で測定された転倒モーメントＭｘ、上述の先行技術において言及したＭＦ‐５．２モデルの転倒モーメントモデルＭｘと、上述のモデル化方法で用いられる転倒モーメントＭｘのモデルとの比較のグラフ図である。
【００３５】
上述のモデル化方法で用いられる転倒モーメントＭｘのモデルにより得られる改良は、ＭＦ‐５．２モデルと比較して、目に見える。特に、図４に示されているように、上述の方法により計算された転倒モーメントＭｘに対応した点線の軌跡は、ＭＦ‐５．２モデルにより計算される転倒モーメントＭｘに対応した“ｘ”軌跡と比較して、ベンチ上で測定された転倒モーメントＭｘに対応した星形軌跡に近い。したがって、本発明の転倒モーメントＭｘのモデルは、ＭＦ‐５．２モデルと比較して精度が向上していることが明らかである。
【００３６】
本発明のモデル化方法を用いると、それによりモデル化されたタイヤを有する車両の挙動を規定することができる。
【００３７】
特に、上述したモデル化方法を用いると、ロールオーバー時における車両の挙動を規定することができる。
【００３８】
一実施形態では、この方法は、通信ネットワークからダウンロード可能であり且つ／或いはコンピュータによって読み取り可能であり且つ／或いはプロセッサによって実行可能である媒体上に記録されるコンピュータプログラム製品であって、プログラムコード命令を含むことを特徴とするコンピュータプログラム製品によって実施される。
【００３９】
さらに、この方法を上述したようにモデル化されたタイヤを有する車両リアルタイム安定化システムに組み込むことができる。したがって、運転支援システムは、ロールオーバーモーメントを一層正確に特定することができ、したがって、アンチロールオーバー手段を効果的に実施することができる。
【図１】
0006260701.tif 000007
【図２】
0006260701.tif 000008
【図３】
0006260701.tif 000009
【図４】
0006260701.tif 000010