カーブで車体を傾斜させる仕組みは

質問

新幹線では採用されていますが、自動車では、採用されることはないのでしょうか。
高級車でも聞いたことがありません。
ダッシュボード上に飲み物を置いて旋回しても倒れない程度の車が実現すれば車酔いもしにくくなると思うのですが。

回答No.10

kouki-koureisya

＃９です。トヨタi-road, 面白い車ですね。
カーシェアリングサービス用としては“いい感じ”です。
重量３００kg、軽い！
３輪！
ボデイを傾斜させるには、小さな力ですみます。
油圧や空気圧を使えば、ポンプやコンプレッサーを必要とするので、その分、エンジン出力が割かれることになります。
この車のボデイ傾斜のメカニズムはよく分かりませんが、ネットで見たところでは、前２輪を前後に動かしているようです。
「車速やステアリング入力量に基づき、内側の車輪を後方に引き、外側の車輪を前方に出すことで、車体を傾ける。（左旋回時）」との説明です。
ハンドルを回せば、普通の車では前輪が曲がるのですが、これでは前輪のしくみが複雑になります。
この車では、後輪を１輪として、その後輪をハンドル操作に対応させています。
うまいやり方ですね。
さらに、この車は、ホイールインモーターです。
前２輪にそれぞれモーターを内蔵させています。
旋回時、外輪は回転半径が大きくなり、内輪は小さくなり、つまり両輪の回転数に差ができるのですが、ホイールインモーターでは回転数をうまく同期させることができます。

この車では旋回時、ボデイの傾きと同じように乗員も傾きます。
オートバイやスピードスケート選手と同じですね。
振り子電車では台車枠は傾斜しても客室をほぼ水平に保っていますが、これを車に応用するには、シャシーとボデイが一体であるモノコック構造（この何十年間、乗用車の主流）では限界があります。

久しぶりに昔を思い出してちょっと調べてみましたが、楽しかったです。

回答No.9

kouki-koureisya

そこまではムリですが、そのような考えを実現した車はありました。
1987年発売の三菱ギャランVXです。
この車は、ある車速以上の旋回時、ボデイを水平に保つことができました。
「アクティブサスペンション」と呼ぶ技術です。
卓越した技術であることが認められて、発売されたその年のカーオブザイヤー（第8回）を受賞しました。
私は、度々乗りましたが、違和感を覚えました。
フィーリングについては、この車のユーザーのブログを見つけましたので、紹介します。

昔乗ってたクルマ（2）三菱・ギャランVX-S
https://alpina-b3.blog.so-net.ne.jp/2005-12-27

要は、旋回時にボデイを水平に保てるようにすればよいわけですが、なかなか難問です。
それは、車（４輪）の旋回姿勢にあります。
電車・オートバイ・飛行機等は、旋回時、車体・機体を旋回内側に傾けて、乗員が横Gに耐えられるしくみになっています。
ところが車（4輪）は、これらとは真逆で、旋回時、車速が速ければ速いほど、外側へ傾く力が発生し、外側へボデイが沈んでしまいます。
この力に抗してボデイを水平に保つには、サスペンションを固めに設定しておけば、ある程度は傾きを減らすことはできますが、路面からの衝撃が増え、乗り心地は大きく悪化します。
そこで、外輪側のサスペンションだけを一瞬固めに変えて、ロール（外側へ傾く動き）を減らそうとしたのがアクティブサスの考え方で、今では多くのメーカーで一部の車種だけですが、採用されています。
前述のギャランでも、高速走行時のレーンチェンジやとっさの場合の急ハンドル時、ハンドルが回る速さを検知して、コントロールユニットが指令を出すので、対応可能な応答性がありました。

さらに、ボデイを内側へ傾くようにすれば、乗員にかかる遠心力も弱まります。
内側へ傾ける実用可能な技術はできていますが、広く普及させるにはコストと必要性の面からムリでしょうね。

また、車の挙動では「ピッチング」もありますから、「飲み物が倒れない程度」の車にするのは、ものすごく困難です。
ドリンクホルダーには勝てません。

お礼

>「ピッチング」もありますから、「飲み物が倒れない程度」の車にするのは、ものすごく困難です。
そうですね。
前後の加速度は仕方ないと思います。子供の頃曲がりくねった道を走る車に乗ると、左右に体が振られ、必ず酔っていました。
左右の加速度だけでも解消できれば、かなり違うと思います。

こんな車が開発されているようです。ハンドル操作をすると、バイクのように車体を傾ける小型電気自動車です。
https://www.toyota.co.jp/jpn/tech/personal_mobility/i-road/

回答No.8

nagata2017

電車は車体ではなく　線路を傾けています。
自動車は　高速道路では同じように道路が傾けてある。

お礼

いいえ、添付画像に良い例を出されているではありませんか。

回答No.7

kazuof23

カーブで車体を内傾するまでは行きませんが、ロールを減少させる仕組みはメーカーも考えており、トヨタ自動車の例ですが。

1999年の「クラウン」の電子制御エアサスペンションは新開発の減衰力制御を採用し、操縦性と乗心地との高次元の両立を達成し、仮想ロールダンパー制御モデルを用い、4輪それぞれの減衰力を制御し、コーナーリング時に車体重心位置を下げ、浮き上がりのない安定した姿勢とすることにより、滑らかな走りはそのままに、コントローラブルでスタビリティにあふれる走りを実現した。

2005年の「レクサス　GS430」のサスペンションに、電動のアクティブスタビライザーを採用しています、このシステムは旋回時の横加速度に応じて前後のスタビライザーバーに設けられたアクチュエーターの出力トルクを制御し、前後のスタビライザーバーのロール剛性配分を最適に制御することで、旋回時のロールを低減し安定した旋回姿勢と高いコーナーリング性能を実現するものでした。

回答No.6

kiha181-tubasa

新幹線などの強制振り子（アクティブサスペンション）や、在来特急（キハ２８３等）の自然振り子の事でしょうかね。
アクティブサスペンションはかつて、F1でも採用されていましたが、その後の規制でなくなりました。
市販の乗用車では、私には手の届かないベンツのSクラスの超高級車に採用されているそうです。

大型観光バスでは当たり前のように採用されています。もともとエアサスですから、カーブの外側の空気バネのエア圧を高めてロールをなくしています。山岳観光道路で、ロールしないでカーブをクリアしていきますので「なるほど！」と実感できますね。内側に傾けるまではしていないようですけどね。

お礼

小型ながらこういうのが開発されていました。
https://www.toyota.co.jp/jpn/tech/personal_mobility/i-road/

回答No.5

chachaboxx

No3追伸です。
私も昔に考えたことがあります。
イメージ的には、ブランコを縦に跨がりブランコのフレームを台車に載せる感じです。
台車に横Gが発生した場合は、ブランコのフレームには横Gがかかりますがブランコに跨がっている人は、横Gに応じ反旋回方向にスウィングする様にな感じです。
この時、横Gの発生周期が電車の様に非常にゆっくりならうまくいくかもしれませんが、例えば、1秒タクトで右・左・右の様にスラロームするとなると、多分うまくいかないと思いました。

お礼

あくまでも能動的な制御なので、急ハンドルで瞬間的に発生した横Ｇにも瞬間的に対応可能な姿勢制御があればいいなと思います。。

回答No.4

chachaboxx

特急電車などが曲線路通過時に乗客が感じる横Gを緩和するための機構がうまく働くのは、曲率に基づいた通過速度や最小半径などが厳密に定義されているからであって、道路車輌ではどんな技量の人がどんな道をどんな速度で運転するかわからないのでムリてす。

補足

横Gに応じた傾きをさせる必要がありそうです

回答No.3

t_ohta

ダッシュボード上の飲み物が倒れるくらいの横Gが掛かる運転は危険なので想定されていないんでしょう。
それにダッシュボードの上はエアバッグが設置されている場合が多く、エアバッグが作動した際に上に置いてあるモノが乗員に飛んできて重大な怪我の原因になるので、メーカーはモノを置かない前提で設計します。

お礼

ダッシュボード上に物を置く必要はなく、ものの例えです。
鉛筆を立てても倒れないくらいなら、なお良いでず。

回答No.2

no_account

アクティブサスペンションの車なら1987年に日本車で発売された事は有ります

トヨタ セリカ アクティブスポーツが300台限定で販売されました

車両価格は通常のグレードより100万円高い値段でした

現在なら、もう少し価格上昇は抑えられると思いますが、アクティブサスペンションにしたから車酔いしにくくなるとは思いません

車酔いは自分自身は動いていないのに、目からは移動している情報が入ってくる事による脳の混乱が原因だからです

お礼

少なくとも車体をオートバイ並みに傾ける必要がありそうです。

回答No.1

Sucelggug（@xyz37005）

2014年の記事だけど車体を内側に傾けて横Gを軽減する高級車は既にあるらしい。
ダッシュボードに置いたものが倒れないかどうかは知らないけど。

参考URL：

http://spring3car.blogspot.com/2014/04/81.html

お礼

このようなコンセプトの車がすでにあったんですね。
考え方としては、航空機についている「滑り計」が左右に動かないように制御することです。

3軸のＧセンサーの出力を車両の傾きに反映させれば、理論的には路面や運転状況に関わらず物を倒さずに走行できるはずですよね。