自動車のスリップアングルを測定したい理由はたくさんあります。電子制御スタビリティコントロールシステムのモデル開発から、異なるコンパウンドのタイヤの性能評価まで、その目的は多岐にわたります。しかし、最終的にどのような用途に使用されるデータであれ、誰もが共通して求めていることがあります。
スリップ角の測定において、精度は非常に小さいことを意味します。ISO15037では、最大誤差を0.5°とすることを推奨して いますが、ほとんどのエンドユーザーは、スリップ角 が0.5°変化するだけでも車両力学的に重要であ るため、これよりもはるかに高い精度を求めています。しかし、スリップ角データの精度に自信を持って取り込みたい場合は、スリップ角の測定方法を理解し、すべてのGPSまたは慣性ナビゲーションスリップ角デバイスに影響する誤差の原因を最小限に抑えるために何ができるかを理解する必要があります。
スリップ角とは、車両の前進速度と横方向速度の比を角度の形で表したもので、通常βという記号で表されます。 つまり、横風の中で着陸する飛行機や、コーナリングするラリーカーを思い浮かべてください。デュアルアンテナGPSも慣性航法システムも、ヘディングから物体のトラック角を引くことでスリップ角を計算します。従って、最初に覚えておくべき重要なことは、スリップ角のデータは決して方位精度よりも正確にはならないということです。
また、スリップ角の精度が速度によって変化することも知っておく必要があります。物体のトラック角を計算するために、GPSや慣性計測システムは東と北の速度のアークタンジェント[atan(Ve/Vn)]を取ります。これらの計測器が時速0.1kmといった比較的固定された精度で速度を計測していることを念頭に置けば、このような小さな誤差が低速で比例して大きくなるのは明らかだ。スリップ角の精度が速度とともに向上するのはそのためだ。
スリップ角テストを実施したい速度がわかっていれば、以下の関数でどのシステムでも期待される精度を計算することができる:
その他のエラーの原因は、車両への測定装置の設置や、装置が適切に補正できないことにある。そのためエンジニアは、必要なデータを取得するのに十分な設置状態であることを確認するために時間を費やすことを気にしない。二度測って一度切る。
動的試験中の車両のロールレートは1ラジアン/秒にもなるため、垂直方向にも同じことが言えます。気になる地点と測定地点の間の垂直距離が1mであれば、横方向の速度に最大1m/sの影響を与える可能性がある。その結果、時速72kmでスリップ角が3°近く狂うことになる。0.5°の精度を得るためには、測定したいポイントから垂直方向50cm以内に測定器を取り付けることが重要です。
この画像は、2つの異なる速度で慣性センサーが報告するスリップ角(β)を示しています。スリップ角は、車両のヘディング(車両のX軸で表される)と地上コース(トラック)の差である。灰色の円は、低速度(v)と高速度(v')における速度計測の誤差を表している。そのため、真のスリップ角の測定値は、該当する円内のどこにあってもかまいません。各測定におけるスリップ角の精度はbとb'で示されており、車速が上がるにつれて精度が低下していることがわかります。
ロードキャンバーは、スリップアングルに直接影響する誤差の原因のひとつで、制御することはできませんが、測定装置が車体が空間をどのように移動しているかを正確に描写していれば見ることができます。これは、慣性航法をベースとしたシステムが実走行テストにおいて優れた性能を発揮する理由の1つです。なぜなら、車両がすべての軸でどのように動いているかを、完全かつ正確にタイミングを合わせてユーザーに伝えることができるからです。
スリップ角の精度を上げるには、機器の仕様を読むだけでは不十分です。経験則として、スリップ角の精度は方位角の精度と同程度にしかなりません。また、スリップ角の精度は常にスピードとともに向上していきますが、時間をかけて機器を適切に設置・設定し、各試験のスピードに基づいて予想されるスリップ角の精度を計算することで、少なくとも収集したスリップ角データの精度には自信を持つことができます。
スリップ角の正確な測定方法については、技術資料をダウンロードしてください、 スリップ角精度 (120802)
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