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2018年11月 1日 (木)

車両運動力学(1)

 今月は,以前掲載した自動車工学シリーズの見直し内容を順次掲載する.まずは,車両運動力学から.

6.車両運動力学(Vehicle Dynamics)

 なめらかに発進,加速し,止まりたいときに止まる.また,スムーズに曲がる.これらは,自動車に求められる当然の性能であり,この発進加速,減速停止,コーナリングは自動車の運動性能の三大要素といわれている.発進加速性能は主にエンジン仕様と駆動方式によって,減速停止性能は主にブレーキ構造によって決まる.コーナリング性能は主にサスペンション構造で決まるが,乗員,エンジンやパワートレイン等の重量物をどこに配置して車両のサイズをどうするかという車両レイアウトも大きく影響する.

 適切な運動性能を発揮する自動車を設計するために必要なのが,車両運動力学である.最近では,いちいち試作車で運動性能を確認していては,開発工程における無駄が大きいため,開発前に数式でモデリングしてシミュレーションを行うが,その際の基礎としても重要となっている.

 自動車が道路と接する点はタイヤなので,車両運動力学ではタイヤ特性を明確にするタイヤの力学が基礎となる.また,「進む」「止まる」動きは単純であるのに対して,「曲がる」動きは前後輪で異なるなど動きが複雑であるため,コーナリングの力学を理解しておくことがもっとも重要となる.そこで,本章ではまずタイヤの力学を説明し,その後に,旋回時の動きをモデリングしてコーナリング性能について説明する.

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