仕事で、車の内輪差について調べたいのですが、なにから調べればよいのか分からず、
質問させていただきました。内輪差の計算式または、作図方法を探しています。
定常円旋回のときの式は分かるのですが、カ-ブの入口、出口となるとどうすれば
よいのでしょうか。
(実際には内輪差ではなく、車両の方向と、前輪の方向の差異を計算したいのですが)
どなたか御存じの方、またはURLなどわかりましたらよろしくお願いします。

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A 回答 (4件)

 またまたloftybridgeです。


 「車両の運動と制御」をお買いになられる様ですので、ちゃんと調べました(自分は現物を持っているにも拘わらず、「多分~」などとゆぅ回答は不親切でした。申し訳ございません)。

 初版のタイトルは『車両の運動と制御』、著者は安部正人(あべまさと)で間違いありません。
 出版は共立出版社で、定価¥2400、コードは3053-618080-1371ですが、この初版はかなり古いので(1979年発行)、今では廃版となっている可能性大、です。

 さて、第1刷発行が平成4年7月20日の改訂版ですが、なんとタイトルが変わってました。『自動車の運動と制御』でした(勿論、著者は初版と同じです)。
 これは何故か出版が山海堂で、値段はちょっと高く¥3000、コードはISBN4-381-10052-2です。

 内容にはほとんど差がありませんが、アオボン(初版本の方はブックカバーが青く、業界?ではこの様に呼んでいます)の方にはガイドウェイに誘導される車両(要するに新交通システムですね)の運動に関する項がありますが、キィボン(改訂版はこの様に呼びます)ではガイドウェイの記述がドロップした代わり、駆動・制動力や前後輪舵角制御と車両運動に関する項が増え、より今日的な内容となっています。

 これら『アベ本』は、今や車両運動を扱うヒト達にとってのバイブルとなっています。ちょっと高価ですが、入手されても決してムダではないと思います。
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 旋回するコーナーの曲線や、加減速パターン、操舵パターンなどを決めてやれば、計算は可能です(自動車メーカでは、シミュレーションにより設計段階でそのクルマのステア特性を大まかに把握します)。

が・・・・

1.タイヤデータが必要です。タイヤの摩擦力を線形領域で扱うならまだ判りやすいですが、非線型領域まで考慮するとなると、タイヤの実験データが必要です。
 そして、いずれにしろ、タイヤの特性を近似式に置きかえるかマップ化するかしなければ、連続系のシミュレーションには使えません。
 ただ、このタイヤデータなるモノは、通常タイヤメーカは出したがらないので、公的な機関か自動車メーカの研究・開発部門でなければ入手は難しいかもしれません。

2.荷重移動量も考慮する場合は、車両のモデル化が必要です。
 エンジン、変速機などの主要な部品は勿論、サスのばね剛性やロールセンタなどの幾何学情報まで、細かければ細かいほど計算値は正確になります。

3.一方、2輪モデルの様な、車両運動力学上のベーシックなモデルでの計算で間に合うなら、よい参考文献があります。
 神奈川工科大学の安部教授が執筆された『自動車の運動と制御』です(多分、出版社は山海堂だったと思います)。
 これは大変優れた(恐らく世界でも屈指の)車両運動力学の教科書で、車両運動に関する計算式やモデル化に当たっての考え方など、ベーシックな部分はほとんど全てを網羅していると言っても過言ではないでしょう(理論派と称する自動車評論家や町のチューナーは勿論、工学部出の自動車マニア、果ては自動車メーカで車両運動に携わっているなど車両運動を力学的に追求されているほとんどの方がこの本をお持ちではないかと思われます。かく言うワタシも初版も改訂版も持っており、仕事で大変助かっております)。
 
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この回答へのお礼

ありがとうございます。自動車の運動と制御を買ってみようと思います。
大変助かりました。ありがとうございました。

お礼日時:2001/04/18 15:50

私は数学者ではなく、理論派の走り屋なんですが、


「車両の方向と、前輪の方向の差異」・・・って云うと、要するに『後輪の横滑り角』と『前輪の横滑り角』の差異ですよね。
残念ですが、それは様々な条件で縛らないと式化することは出来ないのではないかと思われます。
と、言いますのも、カーブの入口においては進入速度から旋回速度へ減速することに拠って前輪へ荷重移動します。
同様に、カーブの出口においては、旋回速度から脱出速度へ加速することに拠って後輪へ荷重移動します。
アモントンクーロンの摩擦式により、タイヤのグリップ力は荷重に比例して大きくなりますから、同じ舵角であっても、荷重移動次第でタイヤのグリップバランスが変化し、要求される操舵量が変わってきます。
また、制動力を与えるとグリップサークルから縦方向のグリップ力が使われて、発揮できる横方向のグリップ力は少なくなります。
また、駆動力を与えるとグリップサークルから縦方向のグリップ力が使われて、駆動輪が発揮できる横方向のグリップ力は少なくなります。
つまり、お尋ねの「車両の方向と、前輪の方向の差異」は同じカーブを同じ旋回速度で走行するのであっても、進入時の減速Gに拠る荷重移動量と、脱出時の減速Gに拠る荷重移動量、そして制動力・駆動力が違えば、全く違った物になってしまうのです。
また、さらに突っ込んで言えば、ドライバーの技量に拠って摩擦円の使い方に大きな差があります。
つまり、操作レベル次第で荷重移動量に大きな差が生じますので、速度のみならず操作のタイミングや量・速さまでも限定しないと式に表せないということです。
・・・という訳で、普遍的な式という物は無理なんじゃないでしょうか?

この回答への補足

ありがとうございます。摩擦とか横滑りとかはそこまで必要としていなくて
たとえばゆっくり低速度で動いた時を想定し(交差点のような小さなR)
前輪の方向と車両方向の角度(つまりハンドルの切れ角度)
をしりたいという意味でした。

でも参考になりましたありがとうございます。

補足日時:2001/04/18 15:40
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 私自身は具体的な“計算式”等はわかりませんが、


条件等が記されていないと、回答可能な人でも
答えられないのでは?…と思います。

1. ステアを切る位置・前輪の角度(実際には各地点で変化しているハズ)
2. カーブに対する走行ライン

 素人が考えても、上記2点だけでも決めないとダメなのでは?
 もし、もっと実質的は話であれば、速度や走法・駆動とか様々な条件が必要になりますよね。

この回答への補足

ありがとうございます。質問を補足しますと、前輪の走行ラインを与えて
(そうするとステアを切る位置は決まります)その場合の
前輪の角度(ハンドル切れ角度)をしりたいというわけです。

補足日時:2001/04/18 15:35
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真相は、どうなんでしょうか?

Aベストアンサー

鉄道(新交通なども含め)とガイドウェイバスは法的にはどちらも鉄道ですが、力学的には全く違います。
ガイドウェイバスは四輪車の延長で考える必要があります。

こちらにガイドウェイバスの構造を解説していますが
http://www.maruhachi-kotsu.com/tanken/6gw-4system.html
http://www.maruhachi-kotsu.com/tanken/6gw-5vehicle.html

最初のページの中ほどに曲線を旋回中の画像があります。
ここでわかるのは、右前輪のガイド車輪と左後輪のガイド車輪がガイドウェイに接触している状態です。
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鉄道(新交通なども含め)とガイドウェイバスは法的にはどちらも鉄道ですが、力学的には全く違います。
ガイドウェイバスは四輪車の延長で考える必要があります。

こちらにガイドウェイバスの構造を解説していますが
http://www.maruhachi-kotsu.com/tanken/6gw-4system.html
http://www.maruhachi-kotsu.com/tanken/6gw-5vehicle.html

最初のページの中ほどに曲線を旋回中の画像があります。
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>後輪軸が平行に2つあるので、旋回時に後輪側に無理な力が作用するように思えます。

 御意。後2軸にはムリな横力が働きます。

※一応力学的には、後前車軸中心線と後後車軸中心線の中間の線上に旋回中心が発生する、と考えて後2軸車の車両運動を扱っています。

※実際には、積載場所による各軸重の違いやサスペンション形式による横剛性違い(例えば、トラニオンサスとレイコサスでは各軸の横剛性が違います)があり、正確に後2軸の中間に旋回中心が発現しません。

>一体どんな仕組みで後輪側の旋回負荷を回避、もしくは低減しているのでしょうか。

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※も一つ。
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 アッカーマン・ジャントを問題にするということは、低速旋回に限定した話ですね?

>後輪軸が平行に2つあるので、旋回時に後輪側に無理な力が作用するように思えます。

 御意。後2軸にはムリな横力が働きます。

※一応力学的には、後前車軸中心線と後後車軸中心線の中間の線上に旋回中心が発生する、と考えて後2軸車の車両運動を扱っています。

※実際には、積載場所による各軸重の違いやサスペンション形式による横剛性違い(例えば、トラニオンサスとレイコサスでは各軸の横剛性が違います)があり、正確...続きを読む

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Aベストアンサー

後輪2軸車の場合は、前軸と後軸の中間部分の左右中心の位置を車体旋回位置の中心にして旋回しているそうです。
汎用トラックの場合は、後輪前軸に差動ギアがあり後輪後軸は作動ギアはなくフリーになっています。
ダンプトラックの場合は、後輪前軸と後輪後軸の両方に作動ギアがあります。
後輪3軸車の場合は、後輪中軸の左右中心の位置を車体旋回の中心にして旋回しているそうです。
後輪3軸車は、大型トレーラーなどの被牽引車に使われている場合が多く3軸とも作動ギアはなくフリーになっています。
動力車は牽引車であるトラクタと呼ばれる車両になります。
広場などで低速定点旋回をしているのを見ることが出来ればわかると思いますが、車体旋回の中心位置から前後にあるタイヤが少しスリップしているようにも見えることがあります。
そのようなケースは、ダンプトラックのように後輪前軸と後輪後軸ともに差動ギアがある車両に見られ、差動ギアの動作が始まるタイムラグによるものだと聞いたことがあります。
ただし定点旋回をしない限り、スリップのような現象は見られず正常に走行できるように設計されているそうです。
これらは、私が自動車教習所の大型自動車車体構造の講習中に得た情報ですが、専門家に車体構造力学などの専門講義を受けたものではないため、正確なところは理解できていないかもしれません。
私が知っているところでは、下記のサイトが運転に関する参考事項を解説してくれていますので、大型自動車の特性について概要はつかめると思います。

参考URL:http://www.geocities.jp/untiyan/index.html

後輪2軸車の場合は、前軸と後軸の中間部分の左右中心の位置を車体旋回位置の中心にして旋回しているそうです。
汎用トラックの場合は、後輪前軸に差動ギアがあり後輪後軸は作動ギアはなくフリーになっています。
ダンプトラックの場合は、後輪前軸と後輪後軸の両方に作動ギアがあります。
後輪3軸車の場合は、後輪中軸の左右中心の位置を車体旋回の中心にして旋回しているそうです。
後輪3軸車は、大型トレーラーなどの被牽引車に使われている場合が多く3軸とも作動ギアはなくフリーになっています。
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