JP5157983B2 - 車両空気力算出装置、車両運動解析装置及び車両サスペンション制御装置 - Google Patents
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- 空気密度ρと、車両速度Uと、車両の前面投影面積Aと、車両の代表長さLと、特性半径Rとを取得する条件取得手段と、
車両の基準姿勢における基準揚力係数からの変動成分である揚力係数変動成分をΔCZとし、車両の基準姿勢における基準ピッチングモーメント係数からの変動成分であるピッチングモーメント係数変動成分をΔCMYとして、揚力係数変動成分ΔCZとピッチングモーメント係数変動成分ΔCMYのそれぞれを、上下変位zとピッチ変位角θを入力変数として、各入力変数の2階微分までの項による線形モデルとしてモデル化するモデル化手段と、
条件取得手段によって取得した条件と、モデル化された線形モデルとに基づいて、揚力係数変動成分ΔCZとピッチングモーメント係数変動成分ΔCMYをそれぞれ算出する変動成分算出手段と、
算出された揚力係数変動成分ΔCZとピッチングモーメント係数変動成分ΔCMYとに基づいて、車両に作用する上下力とピッチングモーメントをそれぞれ算出する作用量算出手段と、
を備え、
モデル化手段は、2階微分項として、少なくとも上下変位zを入力変数としたときの揚力係数変動成分ΔCZに関する加速度項を有する線形モデルとしてモデル化することを特徴とする車両空気力算出装置。 - 空気密度ρと、車両速度Uと、車両の前面投影面積Aと、車両の代表長さLと、特性半径Rとを取得する条件取得手段と、
車両の基準姿勢における基準横力係数からの変動成分である横力係数変動成分をΔCYとし、車両の基準姿勢における基準ヨーイングモーメント係数からの変動成分であるヨーイングモーメント係数変動成分をΔCMZとして、横力係数変動成分ΔCYとヨーイングモーメント係数変動成分ΔCMZのそれぞれを、横変位yとヨー変位角βを入力変数として、各入力変数の2階微分までの項による線形モデルとしてモデル化するモデル化手段と、
条件取得手段によって取得した条件と、モデル化された線形モデルとに基づいて、横力係数変動成分ΔCYとヨーイングモーメント係数変動成分ΔCMZをそれぞれ算出する変動成分算出手段と、
算出された横力係数変動成分ΔCYとヨーイングモーメント係数変動成分ΔCMZとに基づいて、車両に作用する横力とヨーイングモーメントをそれぞれ算出する作用量算出手段と、
を備え、
モデル化手段は、2階微分項として、少なくとも横変位yを入力変数としたときの横力係数変動成分ΔCYに関する加速度項を有する線形モデルとしてモデル化することを特徴とする車両空気力算出装置。 - 請求項1または2に記載の車両空気力算出装置において、
線形モデル化されたモデルにおける加速度項の係数を実車あるいは模型を用いた風洞実験または数値シミュレーションに基づいて取得する加速度項係数取得手段を備え、
モデル化手段は、取得された加速度項係数を用いて線形モデル化を行うことを特徴とする車両空気力算出装置。 - 請求項1に記載の車両空気力算出装置において、
条件取得手段はさらに車両の代表体積Vを取得し、
上下変位zを入力変数としたときの揚力係数変動成分ΔCZの加速度項の効果を車両が加速度運動をする際に周囲の空気から受ける付加質量力であると考え、その付加質量を車両によって排除される空気の質量で無次元化した値である付加質量係数について、実車あるいは模型を用いた風洞実験または数値シミュレーションまたは文献値に基いて取得する付加質量係数取得手段を備え、
モデル化手段は、加速度項係数を、付加質量係数と車両の代表体積Vとの積として扱うことを特徴とする車両空気力算出装置。 - 請求項2に記載の車両空気力算出装置において、
条件取得手段はさらに車両の代表体積Vを取得し、
横変位yを入力変数としたときの横力係数変動成分ΔCYの加速度項の効果を車両の加速度運動をする際に周囲の空気から受ける付加質量力であると考え、その付加質量を車両によって排除される空気の質量で無次元化した値である付加質量係数について、実車あるいは模型を用いた風洞実験または数値シミュレーションまたは文献値に基いて取得する付加質量係数取得手段を備え、
モデル化手段は、加速度項係数を、付加質量係数と車両の代表体積Vとの積として扱うことを特徴とする車両空気力算出装置。 - 請求項1に記載の車両空気力算出装置において、
条件取得手段は、
揚力係数変動成分ΔCZの速度項に含まれる特性半径RP12、またはピッチングモーメント係数変動成分ΔCMYの速度項に含まれる特性半径RP22の少なくとも一方を、実車あるいは模型を用いた風洞実験または数値シミュレーションに基づいて取得する特性半径取得手段を含み、
変動成分算出手段は、特性半径取得手段によって取得された特性半径の値を用いて、ピッチ変位角θを入力変数としたときの揚力係数変動成分ΔCZとピッチングモーメント係数変動成分ΔCMYを算出することを特徴とする車両空気力算出装置。 - 請求項2に記載の車両空気力算出装置において、
条件取得手段は、
横力係数変動成分ΔCYの速度項に含まれる特性半径RY12、またはヨーイングモーメント係数変動成分ΔCMZの速度項に含まれる特性半径RY22の少なくとも一方を、実車あるいは模型を用いた風洞実験または数値シミュレーションに基づいて取得する特性半径取得手段を含み、
変動成分算出手段は、特性半径取得手段によって取得された特性半径の値を用いて、ヨー変位角βを入力変数としたときの横力係数変動成分ΔCYとヨーイングモーメント係数変動成分ΔCMZを算出することを特徴とする車両空気力算出装置。 - 空気密度ρと、車両速度Uと、車両の前面投影面積Aと、車両の代表長さLと、特性半径Rとを取得する条件取得手段と、
車両の基準姿勢における基準揚力係数からの変動成分である揚力係数変動成分をΔCZとし、車両の基準姿勢における基準ピッチングモーメント係数からの変動成分であるピッチングモーメント係数変動成分をΔCMYとして、揚力係数変動成分ΔCZとピッチングモーメント係数変動成分ΔCMYのそれぞれを、上下変位zとピッチ変位角θを入力変数として、各入力変数の2階微分までの項による線形モデルとしてモデル化するモデル化手段と、
条件取得手段によって取得した条件と、モデル化された線形モデルとに基づいて、揚力係数変動成分ΔCZとピッチングモーメント係数変動成分ΔCMYをそれぞれ算出する変動成分算出手段と、
算出された揚力係数変動成分ΔCZとピッチングモーメント係数変動成分ΔCMYとに基づいて、車両に作用する上下力とピッチングモーメントをそれぞれ算出する作用量算出手段と、
算出された上下力とピッチングモーメントを車両に作用する外力として、車両の運動方程式に組み込み、車両の運動解析を実行する運動方程式解析手段と、
を備え、
モデル化手段は、2階微分項として、少なくとも上下変位zを入力変数としたときの揚力係数変動成分ΔCZに関する加速度項を有する線形モデルとしてモデル化することを特徴とする車両運動解析装置。 - 空気密度ρと、車両速度Uと、車両の前面投影面積Aと、車両の代表長さLと、特性半径Rとを取得する条件取得手段と、
車両の基準姿勢における基準横力係数からの変動成分である横力係数変動成分をΔCYとし、車両の基準姿勢における基準ヨーイングモーメント係数からの変動成分であるヨーイングモーメント係数変動成分をΔCMZとして、横力係数変動成分ΔCYとヨーイングモーメント係数変動成分ΔCMZのそれぞれを、横変位yとヨー変位角βを入力変数として、各入力変数の2階微分までの項による線形モデルとしてモデル化するモデル化手段と、
条件取得手段によって取得した条件と、モデル化された線形モデルとに基づいて、横力係数変動成分ΔCYとヨーイングモーメント係数変動成分ΔCMZをそれぞれ算出する変動成分算出手段と、
算出された横力係数変動成分ΔCYとヨーイングモーメント係数変動成分ΔCMZとに基づいて、車両に作用する横力とヨーイングモーメントをそれぞれ算出する作用量算出手段と、
算出された横力とヨーイングモーメントを車両に作用する外力として、車両の運動方程式に組み込み、車両の運動解析を実行する運動方程式解析手段と、
を備え、
モデル化手段は、2階微分項として、少なくとも横変位yを入力変数としたときの横力係数変動成分ΔCYに関する加速度項を有する線形モデルとしてモデル化することを特徴とする車両運動解析装置。 - 請求8または9に記載の車両運動解析装置において、
線形モデル化されたモデルにおける加速度項の係数を実車あるいは模型を用いた風洞実験または数値シミュレーションに基づいて取得する加速度項係数取得手段を備え、
モデル化手段は、取得された加速度項係数を用いて線形モデル化を行うことを特徴とする車両運動解析装置。 - 請求項8に記載の車両運動解析装置において、
条件取得手段はさらに車両の代表体積Vを取得し、
上下変位zを入力変数としたときの揚力係数変動成分ΔCZの加速度項の効果を車両が加速度運動をする際に周囲の空気から受ける付加質量力であると考え、その付加質量を車両によって排除される空気の質量で無次元化した値である付加質量係数について、実車あるいは模型を用いた風洞実験または数値シミュレーションまたは文献値に基いて取得する付加質量係数取得手段を備え、
モデル化手段は、加速度項係数を、付加質量係数と車両の代表体積Vとの積として扱うことを特徴とする車両運動解析装置。 - 請求項9に記載の車両運動解析装置において、
条件取得手段はさらに車両の代表体積Vを取得し、
横変位yを入力変数としたときの横力係数変動成分ΔCYの加速度項の効果を車両の加速度運動をする際に周囲の空気から受ける付加質量力であると考え、その付加質量を車両によって排除される空気の質量で無次元化した値である付加質量係数について、実車あるいは模型を用いた風洞実験または数値シミュレーションまたは文献値に基いて取得する付加質量係数取得手段を備え、
モデル化手段は、加速度項係数を、付加質量係数と車両の代表体積Vとの積として扱うことを特徴とする車両運動解析装置。 - 請求項8に記載の車両運動解析装置において、
条件取得手段は、
揚力係数変動成分ΔCZの速度項に含まれる特性半径RP12、またはピッチングモーメント係数変動成分ΔCMYの速度項に含まれる特性半径RP22の少なくとも一方を、実車あるいは模型を用いた風洞実験または数値シミュレーションに基づいて取得する特性半径取得手段を含み、
変動成分算出手段は、特性半径取得手段によって取得された特性半径の値を用いて、ピッチ変位角θを入力変数としたときの揚力係数変動成分ΔCZとピッチングモーメント係数変動成分ΔCMYを算出することを特徴とする車両運動解析装置。 - 請求項9に記載の車両運動解析装置において、
条件取得手段は、
横力係数変動成分ΔCYの速度項に含まれる特性半径RY12、またはヨーイングモーメント係数変動成分ΔCMZの速度項に含まれる特性半径RY22の少なくとも一方を、実車あるいは模型を用いた風洞実験または数値シミュレーションに基づいて取得する特性半径取得手段を含み、
変動成分算出手段は、特性半径取得手段によって取得された特性半径の値を用いて、ヨー変位角βを入力変数としたときの横力係数変動成分ΔCYとヨーイングモーメント係数変動成分ΔCMZを算出することを特徴とする車両運動解析装置。 - 空気密度ρと、車両速度Uと、車両の前面投影面積Aと、車両の代表長さLと、特性半径Rとを取得する条件取得手段と、
車両の基準姿勢における基準揚力係数からの変動成分である揚力係数変動成分をΔCZとし、車両の基準姿勢における基準ピッチングモーメント係数からの変動成分であるピッチングモーメント係数変動成分をΔCMYとして、揚力係数変動成分ΔCZとピッチングモーメント係数変動成分ΔCMYのそれぞれを、上下変位zとピッチ変位角θを入力変数として、各入力変数の2階微分までの項による線形モデルとしてモデル化するモデル化手段と、
条件取得手段によって取得した条件と、モデル化された線形モデルとに基づいて、揚力係数変動成分ΔCZとピッチングモーメント係数変動成分ΔCMYをそれぞれ算出する変動成分算出手段と、
算出された揚力係数変動成分ΔCZとピッチングモーメント係数変動成分ΔCMYとに基づいて、車両に作用する上下力とピッチングモーメントをそれぞれ算出する作用量算出手段と、
算出された上下力とピッチングモーメントを車両に作用する外力として、車両の運動方程式に組み込み、空気力が作用しないときの運動方程式との比較に基いて車両のサスペンション要素の制御を行うサスペンション制御手段と、
を備え、
モデル化手段は、2階微分項として、少なくとも上下変位zを入力変数としたときの揚力係数変動成分ΔCZに関する加速度項を有する線形モデルとしてモデル化することを特徴とする車両サスペンション制御装置。 - 請求項15に記載の車両サスペンション制御装置において、
線形モデル化されたモデルにおける加速度項の係数を実車あるいは模型を用いた風洞実験または数値シミュレーションに基づいて取得する加速度項係数取得手段を備え、
モデル化手段は、取得された加速度項係数を用いて線形モデル化を行うことを特徴とする車両サスペンション制御装置。 - 請求項15に記載の車両サスペンション制御装置において、
条件取得手段はさらに車両の代表体積Vを取得し、
上下変位zを入力変数としたときの揚力係数変動成分ΔCZの加速度項の効果を車両が加速度運動をする際に周囲の空気から受ける付加質量力であると考え、その付加質量を車両によって排除される空気の質量で無次元化した値である付加質量係数について、実車あるいは模型を用いた風洞実験または数値シミュレーションまたは文献値に基いて取得する付加質量係数取得手段を備え、
モデル化手段は、加速度項係数を、付加質量係数と車両の代表体積Vとの積として扱うことを特徴とする車両サスペンション制御装置。 - 請求項15に記載の車両サスペンション制御装置において、
条件取得手段は、
揚力係数変動成分ΔCZの速度項に含まれる特性半径RP12、またはピッチングモーメント係数変動成分ΔCMYの速度項に含まれる特性半径RP22の少なくとも一方を、実車あるいは模型を用いた風洞実験または数値シミュレーションに基づいて取得する特性半径取得手段を含み、
変動成分算出手段は、特性半径取得手段によって取得された特性半径の値を用いて、ピッチ変位角θを入力変数としたときの揚力係数変動成分ΔCZとピッチングモーメント係数変動成分ΔCMYを算出することを特徴とする車両サスペンション制御装置。
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