車両モデルとタイヤモデルの連携による高精度な乗り心地解析【CarSim x MF-Tyre/MF-Swift連携編】
CarSimは、単体で使用しても十分なシミュレーションを可能としていますが、さまざまなシチュエーションで、より精度の高いシミュレーションを実現できるよう、多くのシステムと連携できる作りになっています。
現在では、車両モデルの種類も増え、安全性だけでなく、振動や揺れなどの乗り心地にこだわる車も増えてきました。乗り心地に一番影響が大きいのが、やはり、タイヤだと思います。
今回は、乗り心地の解析や官能評価、ドライビングシミュレータを使用している方、評価をリアルタイムで行いたい方に、タイヤモデルとの連携についてご紹介します。
現在、タイヤモデルの連携については、CarSimはさまざまな製品群をサポートしていますが、ここでは一例として連携事例が多いMF-Tyre/MF-Swift製品との連携について紹介します。
シーメンス株式会社のMF-Tyre/MF-Swiftは、高精度のタイヤモデルを作成するツールであり、特にモデル自体の計算処理速度に優れています。MF-Tyreは、タイヤ力の特性表現に、その分野では確立しているMagic Formulaを採用し、更にMF-Swiftでは次の優れた特徴をもっています。
エンベローピング特性（路面の段差、道路の継ぎ目に対応）
リジットリングモデル（タイヤの振動特性を約100Hzまで表現）
ターンスリップモデル（極低速の据え切り動作に対応）
温度・速度依存モデル（タイヤ温度、速度によるタイヤ特性を考慮）
MF-Tyre/MF-Swiftは、特にタイヤからハンドルに伝わる正確なトルクを要する電動パワーステアリングや自動パーキングシステムのHILSベンチで、また、乗り心地の官能評価も可能とするドライビングシミュレータにCarSimと連携して使われています。
通常、他社とのツール連携においては、各々が独立して計算を実行、タイミングを合わせて互いに必要とするデータを交換しあいシミュレーションを実行します。この形式は一般的で理屈上どのようなツールとも連携ができますが、同期や発振の問題が発生し、またツールの接続のために更に別のツールが必要になる場合もあります。
CarSim製品群とMF-Tyre/MF-Swiftの連携においては、CarSimと外部タイヤモデルとの接続に特化して開発されたVS STI*（VSスタンダード・タイヤ・インターフェース）を採用し、モデル計算の因果律を崩さずに、外部タイヤモデルとの情報を受け渡す事ができます。そのため、計算が安定し全体としても高速演算が実現されます。*VS STIはソースコードが提供されており、様々なタイヤモデルをCarSimと接続することが可能です。
VS STIを使う事により、汎用制御系ソフト等の別ツールを介することなく、CarSimとMF-Tyre/MF-Swiftを直接繋いで、一つのユニットとして取り扱う事ができます。
そのため、CarSimとMF-Tyre/MF-Swiftは連携させた状態でリアルタイムマシン上でも動作させることが可能となっています。
CarSimをMF-Swiftと連携し、さまざまなHILS環境でシミュレーションを行うことが可能です。例えば段差に乗り上げた時の影響や衝撃荷重の予測、路面の形状によって車両挙動にどう影響するかの検証、ゴムの弾性力の評価などを、高精度にリアルタイムで行うことができます。
CarSimとMF-Tyre/MF-Swiftの連携について、操作方法や設定などもっと詳しく知りたい方は、こちらまでお問い合わせください。
シーメンス社「タイヤのシミュレーションとテスト」に関しては、こちらをご覧ください。