| Project/Area Number |
21K03933
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 20010:Mechanics and mechatronics-related
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
立矢 宏 金沢大学, 高度モビリティ研究所, 教授 (10216989)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
樋口 理宏 金沢大学, フロンティア工学系, 准教授 (50455185)
鈴木 陽介 金沢大学, フロンティア工学系, 准教授 (20582331)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | タイヤ / 路面摩擦係数 / スリップ率 / ブレーキングスティフネス / インテリジェントタイヤ / μ－Ｓ関係 / スリップ室 / 制動操舵制御 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，先に開発を行ったタイヤ走行模擬装置を用いてタイヤ接地面に生じる粘着からすべりまでの摩擦状態の変化を力学的，可視的に測定して明らかにする．同結果に基づきタイヤ走行状態に対する路面摩擦係数の変化を表すモデルを構築し，車の走行時に得られる情報から同モデルを実時間で同定可能とする方法を確立する．さらに，得られたモデルを用いて摩擦係数が最大となる走行条件などを予測可能にするとともに，これらの結果を用いた操舵制動方法を確立し，車両制御シミュレーションで有用性を確認して，乾燥路のみならず，凍結路など，滑路面でのスリップの防止，短距離での停止が可能な運転支援システムを実現可能とする．
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までに，タイヤホイールのひずみから，車走行時にタイヤに作用する接地力，路面の摩擦係数を測定するインテリジェントタイヤを開発するとともに，実車走行実験を行い，定性的な妥当性を確認した．最終年度はテストバスおよびテストコースを借用し，テストバスに開発したインテリジェントタイヤを取り付け，乾燥路，凍結路を模した低摩擦係数路など，路面摩擦係数の異なる複数の路面において，様々な走行条件で実験を行い，測定を行った．また，テストバス備え付けの装置でタイヤに作用する接地力などを同時に測定し，インテリジェントタイヤによる測定結果と比較し，開発したインテリジェントタイヤおよび測定方法の妥当性を検証した．
その結果，これまでタイヤ回転角の基準としていた，タイヤサイドウォールのひずみが極大となる回転角度が，タイヤに作用する摩擦力で変化することを確認した．さらに，その影響を補正することでインテリジェントタイヤによる測定精度を大幅に向上できることがわかった．また，タイヤ回転角の測定値を用いず，タイヤ1回転においてホイールに生じるひずみの平均値を用いてタイヤ接地面に作用する力を測定する方法を提案し，実際に精度良く測定可能であることを確認した．
以上の結果を基に，タイヤと接地面間の速度差を表す指標であるスリップ率Ｓと，路面摩擦係数μとの関係である，μ－Ｓ関係を各路面で求めた．その結果，インテリジェントタイヤで各路面の違いを精度良く測定できることを確認した．さらに，インテリジェントタイヤによる測定値から，直進走行状況におけるμ－Ｓ関係の初期の傾斜であるブレーキングスティフネスを決定し，実験式で表すことができた．同関係から，路面のスリップ率に対する摩擦係数が予測可能であることを確認するとともに，シミュレーションにより，同関係を車両制御に利用すれば制動距離を大幅に短縮可能であることを示した．
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