2017 Fiscal Year Annual Research Report
路面摩擦係数の安定した測定が可能なインテリジェントタイヤおよび走行模擬装置の開発
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17H03163
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
立矢 宏 金沢大学, 機械工学系, 教授 (10216989)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
樋口 理宏 金沢大学, 機械工学系, 准教授 (50455185)
鈴木 陽介 金沢大学, 機械工学系, 助教 (20582331)
小塚 裕明 金沢大学, 機械工学系, 助教 (80707589)
伊勢 大成 金沢工業高等専門学校, 機械工学科, 講師 (20734594)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | インテリジェントタイヤ / 路面摩擦係数 / 走行模擬装置 / 自動車 / 走行制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，タイヤのひずみなどによる路面摩擦係数測定方法の確立と，室内などでの実験が容易なタイヤ走行模擬装置の開発を目的とする．
これまでに，タイヤ側面に生じるひずみから，タイヤに作用する鉛直荷重，周方向の摩擦力を測定する方法に関して提案していた．当該年度では，まず，接地面においてタイヤ側面方向に作用する荷重をタイヤ側面ひずみから測定する方法を確立した．これにより，タイヤ接地面に作用する任意方向の摩擦力，さらに，摩擦係数の測定が可能となった．また，これまでは，タイヤ片側面のひずみを用いて，鉛直荷重，摩擦力の測定を行っていたが，タイヤ両側面のひずみからこれらの測定を行う方法を確立した．同方法は，片側面のひずみを用いる場合に比べて簡便な式で精度よく摩擦係数を測定できることを確認した．
次に，実車走行による摩擦係数測定実験を行うために，無線測定系を構築して実車に装備した．実際に，乾燥路面，湿潤路面，冠雪路面にて摩擦係数の測定実験を行った結果，時速約30kmまでの範囲でタイヤ側面ひずみの測定が可能であることを確認できた．測定した側面ひずみから，走行模擬装置で決定した校正係数を用いて摩擦係数を算出したところ，得られた値は乾燥路面，湿潤路面，冠雪路面の順で低下した．また，乗車人数に応じて鉛直荷重の値が増加することも確認した．路面とタイヤ間の摩擦係数の真値が明らかでないため，精度は不明であるが，路面の識別が可能であること，走行状態に応じた摩擦係数の変化を測定可能であることを確認できた．
さらに，走行模擬装置において幅広いスリップ率での実験を可能とするために，ベルトコンベアを接地面に用いるための機構を設計し，実際に試作機を製作した．試作機を用いて実験を行ったところ，幅広いスリップ率で走行模擬が可能であることを確認するとともに，側面ひずみの測定値から摩擦係数の測定が行える可能性を確認できた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
目標としていた，タイヤの側面方向に作用する荷重の側面ひずみからの測定を可能とするとともに，両側面の側面ひずみを用いた，より簡便で高精度な摩擦係数測定方法を提案することができ，測定方法に関して大きな進捗があった．また，実際の走行での摩擦係数の測定に関しては，当初予定していた牽引車ではなく，実車を用いた実験を可能とし，さらに，提案する測定法の可能性を確認することができ，検討を行っている測定方法の実用性の高さを明らかにすることができた．走行模擬装置に関しても，スリップ率調整機構の妥当性を確認するとともに，幅広いスリップ率で本手法が適用可能であることの可能性を明らかにすることができた．以上のことから，ほぼ計画通りに進捗していると判断する．
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| Strategy for Future Research Activity |
まず，側面ひずみの無線測定系を装備した実車にて，各種路面，走行状態，積載状態で実験を行い，提案する路面摩擦係数測定法の確認と，精度，応答性向上のための検討を行う．すなわち，路面摩擦係数の測定法として，タイヤ片側面のひずみ，両側面のひずみなどを用いる方法をいくつか提案しているが，これらの中から，より測定に適した方法の選択を検討する．または，複数の方法を組み合わせることで，より実用的な路面摩擦係数測定方法を提案する．
次に，インテリジェントタイヤの校正や，測定方法の検証を行うために開発してきたタイヤ走行模擬装置に，昨年度，試作を行ったベルトコンベアを利用したスリップ率調整機構を装着する．また，同機構は高速無限回転の測定は可能であるが路面の種類は変えられないため，限られたタイヤの回転角での実験が対象となるが，路面の種類を容易に変更でき，種々の摩擦係数路面での実験を可能とする機構も設計製作する．これらの二つの機構を走行模擬装置にそれぞれ搭載して各種走行状態での測定を行い，インテリジェントタイヤの校正，実車走行実験との比較などを行う．
さらに，実車走行実験における測定精度などの検証のため，屋外路面の摩擦係数を簡便に測定可能な牽引式の装置を設計製作し，提案する路面摩擦係数測定方法の検証に利用する．
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