PMV の基本構成と運動特性解析⼿法

全文

(1)パーソナルモビリティビークル（PMV）の社会受容性に関する研究 Study on Social Acceptability of Personal Mobility Vehicle (PMV). 2020 年 3 ⽉. 原⼝哲之理.

(2) 巻頭. パーソナルモビリティビークル（PMV）の社会受容性に関する研究 Study on Social Acceptability of Personal Mobility Vehicle (PMV). 全体⽬次 Summary. P 2. 本論⽂で⽤いる主要な記号. P 3. 本⽂⽬次. P 6. 第1章. 序論. （23 ⾴）. P 14. 第2章. PMV の基本構成と運動特性解析⼿法. （22 ⾴）. P 37. 第3章. 運動特性解析. （44 ⾴）. P 59. 第4章. 実⽤消費エネルギー解析. （27 ⾴）. P103. 第5章. 内傾する PMV 研究のための DS 設備. （18 ⾴）. P130. 第6章. 結論. （ 7 ⾴）. P148. 引⽤・参考⽂献. P155. 謝辞. P158. -1-.

(3) 巻頭. Summary Currently, there are major issues such as the rapid increase in the number of cars in use and the load on the infrastructure, declining birthrate and rapid aging, and population concentration in mega cities. As a measure for these, Personal Mobility Vehicle (PMV), which is compact and lightweight and has high energy efficiency, has attracted attention. The history of PMV started with cars, and a new trend of inward tilting was added in third generation. Safety in terms of vehicle dynamics and energy efficiency in terms of environmental load are essential requirements in order for this new trend to be accepted in society. A sense of unity between driver and vehicle brought by PMV is also expected. Thus, social acceptability was studied by analyzing vehicle dynamics using multi-body dynamics (MBD) simulation tools. The active tilting mechanism may cause front inner wheel lifting by sudden steering inputs, but by restricting I gain of tilt tracking (PDI) control, unstable phenomena can be suppressed. The obstacle avoidance ability of PMV was compared with a passenger car (PC) and a motorcycle (MC). PMV was far superior to MC, and was comparable or a little better than PC. This is due to principle advantage of PMV, which has both the inward tilting same as MC and the lateral transfer of vertical load same as PC. PMV has sufficient social acceptability in terms of safety. The energy consumption on driving is composed of tire rolling resistance and acceleration/deceleration loss proportional to vehicle weight (mass), and air drag proportional to frontal area. The additional air conditioning energy is deter-mined by the heat capacity (mass x specific heat) of the interior parts. Therefore, the small and light PMV has high energy efficiency in its concept indeed. There is a concern that the energy consumed by the active tilting mechanism may contradict highly efficiency. Unlike active suspension of PC, PMV during steady state cornering does not need to generate continuous force due to inward tilting, so there is no wasteful energy consumption. Estimating the real-world energy consumption with the German AMS fuel consumption assessment course scenario, the energy consumption due to the tilting mechanism is negligible, accounting for only 0.2% of the energy consumption due to tire rolling resistance. The high energy efficiency of small and lightweight PMV is noted as a new mobility. In addition, the immersive driving simulator (DS) newly introduced by the author was shown suitable for the study of the dynamic characteristics of PMV. PMV with tilting mechanism is sufficiently socially acceptable, both safety in terms of vehicle dynamics and energy efficiency in terms of environmental load. The study on the driving sensation of PMV with sense of unity between driver and vehicle shall be continued using the immersive DS.. -2-.

(4) 巻頭. 本論⽂で⽤いる主要な記号第2章 δ. rad. タイヤ実舵⾓. l. m. 前後⾞軸間距離（ホイールベース）. PTR. m. δ と l から単純に算出した仮旋回半径. v. m/s. ⾞両速度. PLA. m/s2. PTR と v から単純に算出した仮横加速度. TRA. rad. PLA に釣り合う⽬標内傾（ロール）⾓. A. -. ⽬標内傾（ロール）⾓の倍率（ユーザが指定）. 第 3 章 3.1.節（新出のみ） φa. rad. 実ロール⾓. da. m. 実ロール⾓によるモーメントアーム⻑. dt. m. 接地荷重中⼼の横移動量. G.C.H.. m. 重⼼⾼さ. φt. rad. 接地荷重移動による等価的ロール⾓. φe. rad. 等価的ロール⾓. Ixx. kgm2. ⾞両ロール慣性モーメント. Ixx*. kgm2. ばね上ロール慣性モーメント. Iyy. kgm2. ⾞両ピッチ慣性モーメント. Iyy*. kgm2. ばね上ピッチ慣性モーメント. Izz. kgm2. ⾞両ヨー慣性モーメント. Izz*. kgm2. ばね上ヨー慣性モーメント. MA. rad. 操舵⾓. f. Hz. 操舵⼊⼒周波数. LD. m. 横移動量. fφ. Hz. ロール共振周波数. Kφ. Nm/rad ロール剛性. -3-.

(5) 巻頭. 第 3 章 3.2.節（新出のみ） ρ. m. 旋回半径. Kf. N/rad. 前輪コーナリングパワ. Kr. N/rad. 後輪コーナリングパワ. m. kg. ⾞両質量. lf. m. 重⼼位置から前軸までの距離. lr. m. 重⼼位置から後軸までの距離. 第 3 章 3.3.節（新出のみ） Dl. m. ⾛⾏レーンの横オフセット幅（回避幅）. Wl. m. ⾛⾏レーン幅. 第 4 章 4.1.節 4.2.節（斜字体は時間関数であることを意味し，(t)を付す） Fc(t). cc. 燃料消費量（時間関数）. P. J/cc. 燃料のエネルギー換算率. RL(t). N. ⾛⾏抵抗（ロードロード）（時間関数）. L. m. ⾛⾏距離. Δk(t). J. 運動エネルギーの増分（時間関数）. ηg(t). -. 運動エネルギーからの回⽣効率（時間関数）. ηemax. -. エンジン最大熱効率. Rηe(t). -. エンジン熱効率（時間関数）. ηt. -. パワートレインの伝達効率. m. kg. ⾞両質量. G. m/s2. 重⼒加速度. RRC. -. タイヤ転がり抵抗係数. ρ. kg/m3. 空気密度. CD. -. 空気抵抗係数. A. m2. 前⾯投影⾯積. v(t). m/s. ⾞両速度（時間関数）. -4-.

(6) 巻頭. v0 (t). m/s. 元の⾞両速度（時間関数）. ηt*(t). -. 等価的な（見かけの）パワートレインの伝達効率. 第 4 章 4.4.節（新出のみ） E. J. エネルギー. ΔE. J. エネルギー変化. ΔE*. J. 効率を考慮したエネルギー変化. Fz. N. 接地荷重の偶⼒成分（添字 L;左輪, R;右輪）. ΔSz. m. ホイールストローク変化（添字 L;左輪, R;右輪）. SA. rad. タイヤスリップ⾓. SF. N. タイヤ横⼒. Y. N. タイヤコーナリングフォース. K. N/rad. タイヤコーナリングパワ. t. s. 時間. 第 5 章（新出のみ） ÿ. m/s2. 横加速度. TRA*. rad. ÿ に釣り合う⽬標内傾（ロール）⾓. φ. rad. ロール⾓. DLA. m/s2. ⾞両座標系での横加速度（ドライバの体感横加速度）. ΦMB. rad. DS モーションベースのロール⾓. SΦI. rad. DS スクリーン画像のロール⾓. -5-.

(7) 巻頭. 本⽂⽬次第1章. 序論. P 14. 1.1. モビリティ社会を取り巻く課題. P 14. 1.1.1. ⾃動⾞保有台数の急増. P 15. 1.1.2. インフラ負荷の急増. P 15. 1.1.3. 急速な少⼦⾼齢化. P 16. 1.1.4. ⼈⼝の都市集中. P 17. 1.2. モビリティを取り巻く技術的背景. P 18. 1.2.1. エネルギー効率. P 18. 1.2.2. ⾃動⾞の電動化. P 19. 1.2.3. 電気⾃動⾞のコンセプト. P 20. 1.3. ⼩型軽量⾞両の位置付けと必要設計項⽬. P 21. 1.3.1. モビリティの移動効率. P 21. 1.3.2. Public Personal Mobility Vehicle (PPMV). P 22. 1.3.3. 必要性と⼈の欲求. P 23. 1.4. PMV の歴史. P 24. 1.4.1. 第⼀世代. P 24. 1.4.2. 第⼆世代. P 26. 1.4.3. 第三世代. P 28. 1.4.4. 内傾する PMV. P 31. 1.5. 本論⽂で実施する検討項⽬と⽬的. P 31. 1.5.1. パッシブな内傾機構での PMV の⾃⽴性確保. P 32. 1.5.2. 旋回時に内傾する PMV の障害物回避能⼒. P 32. 1.5.3. アクティブな内傾機構を持つ PMV の消費エネルギー. P 32. 1.6. 本論⽂の構成と概要. P 33 -6-.

(8) 巻頭. 第2章. PMV の基本構成と運動特性解析⼿法. 2.1. PMV のパッケージと特徴的な機構. P 37 P 37. 2.1.1. PMV のパッケージ. P 37. 2.1.2. 操舵輪と駆動輪. P 38. 2.1.3. サスペンション. P 39. 2.1.4. 旋回時内傾の与え⽅（パッシブとアクティブ）. P 41. 2.2. パッシブな内傾機構を有する PMV の⾃⽴機能. P 42. 2.3. アクティブに内傾する PMV の運動特性解析⼿法. P 43. 2.3.1. マルチボディダイナミクス（MBD）シミュレーション. P 43. 2.3.2. モデルの基本構成. P 45. 2.3.3. PMV の基本諸元. P 45. 2.3.4. 仮旋回半径，仮横加速度，⽬標内傾⾓の設定. P 48. 1) 仮旋回半径. P 48. 2) 仮横加速度. P 48. 3) 仮旋回半径，仮横加速度，⽬標内傾⾓の設定. P 48. 2.3.5. スタビライザーが発⽣する偶⼒. P 49. 2.3.6. PMV のためのタイヤモデル. P 50. 2.3.7. PMV のためのドライバモデル. P 51. 1) 巡⾏速度. P 54. 2) インカット係数(ccc). P 54. 3) G-G ダイヤグラム. P 54. 4) 追加パラメータ. P 55. 2.4. ⽐較のための⾞両モデル. P 55. 2.4.1. マルチボディダイナミクス（MBD）シミュレーション. P 55. 2.4.2. ⽐較⾞両の基本諸元. P 56. 2.4.3. 乗⽤⾞のためのドライバモデル. P 57. 2.4.4. モーターサイクルのためのライダーモデル. P 58. 2.5. 第 2 章のまとめ. P 58 -7-.

(9) 巻頭. 第3章. 運動特性解析. P 59 P 59. 3.1. 急操舵時前内輪浮き現象 1) ロール慣性モーメントの影響（思考実験）. P 59. 2) ヨー慣性モーメントの影響（思考実験）. P 59. 3) ピッチ慣性モーメントの影響（思考実験）. P 60. 3.1.1. 基本的理解. P 60. 1) 接地荷重と⾞両の転覆の基本原理. P 60. 2) タイヤ接地点移動と作⽤⼒. P 63. 3.1.2. PMV の⾞両運動モデル. P 63. 3.1.3. 実験条件の設定. P 63. 1) 意図的操舵なしでのロール振動. P 63. 2) 内傾⾓の追従制御ゲイン I によるロール振動の抑制. P 64. 3) 横移動量 2m 程度となる操舵⼊⼒⾓（初期条件）. P 65. 3.1.4. ⾛⾏速度・操舵⼊⼒周波数・操舵⾓の影響. P 66. 1) ⾛⾏速度・操舵⼊⼒周波数・操舵⾓の相互関係. P 66. 2) 障害物までの回避距離の影響. P 66. 3) ⾛⾏速度の影響. P 68. 3.1.5. ロール慣性モーメントとロール動特性の内輪浮き現象への影響 P 69 1) 速いレーンチェンジ（L/C）f = 0.5Hz. P 70. 2) 急激なレーンチェンジ（L/C）f = 1.0Hz. P 71. 3) ロール共振周波数 fφ. P 72. 4) ロール剛性の内輪浮き現象への影響. P 73. 5) 内傾⾓追従のための制御パラメータ I 値の影響. P 74. 3.1.6. ピッチ慣性モーメント，ヨー慣性モーメントの内輪浮き現象への影響 P 75 3.1.7. PMV の基本諸元設定⼿順例. P 76. 3.1.8. 3.1 節のまとめ. P 76. -8-.

(10) 巻頭. 3.2. 前輪操舵⾞と後輪操舵⾞の障害物回避性能⽐較 3.2.1. ⾞両運動モデルと⽐較⽅法. P 78 P 78. 1) ⾞両諸元. P 78. 2) ⾞両運動モデル. P 79. 3) ドライバモデル. P 79. 4) ⽐較⽅法. P 79. 3.2.2.前輪操舵⾞と後輪操舵⾞の⾛⾏状態の簡単な理解. P 80. 1) 旋回姿勢の基本的理解. P 80. 2) 回避時⾞両姿勢の基本的理解. P 80. 3.2.3. 開ループ⾛⾏による⾛⾏状態の⽐較. P 82. 1) ⾛⾏条件. P 82. 2) 回避時の横移動の⽐較. P 82. 3) 回避時の内傾発⽣の⽐較. P 83. 4) 屋根⾼さでの横移動量の⽐較. P 84. 3.2.4. 閉ループ⾛⾏による⾛⾏状態の⽐較. P 84. 1) 操舵⼊⼒. P 84. 2) 回避時の横移動の⽐較. P 85. 3) 回避時の内傾発⽣の⽐較. P 86. 4) 開ループ試験，閉ループ試験のまとめ. P 87 P 87. 3.2.5. 3.2 節のまとめ 1) 検討結果. P 87. 2) 社会受容性検討のために. P 88. -9-.

(11) 巻頭. 3.3. 乗⽤⾞，モーターサイクルとの障害物回避性能⽐較 3.3.1. シミュレーションモデルと⽐較⽅法. P 89 P 89. 1) ⾞両運動モデル. P 89. 2) ⾞両諸元. P 90. 3) ドライバモデル. P 90. 4) ⾛⾏コース. P 91. 3.3.2. 障害物回避時のロールモーメントの釣り合い 1) 乗⽤⾞とモーターサイクルのロールモーメントの釣り合い. P 93 P 93. 2) アクティブに内傾⾓を与える PMV のロールモーメントの釣り合い P 93 3.3.3. PMV での回避⾛⾏. P 94. 1) 回避区間通過最⼤速度の取得. P 94. 2) 回避区間通過時の⾛⾏軌跡の確認. P 95. 3) 回避⾛⾏中のロール⾓. P 96. 4) 回避⾛⾏中の接地荷重. P 97. 5) 障害物回避時の仮想的なロール⾓. P 98. 6) 障害物回避時のロール姿勢. P 99. 7) 障害物回避メカニズムのまとめ. P100. 3.3.4. 乗⽤⾞，モーターサイクルとの最⼤回避速度⽐較. P100. 1) 乗⽤⾞による回避⾛⾏. P100. 2) モーターサイクルによる回避⾛⾏. P101. 3.3.5. 3.3 節のまとめ. P102. 3.4. 第 3 章のまとめ. P102. - 10 -.

(12) 巻頭. 第4章. 実⽤消費エネルギー解析. P103. 4.1. 燃料消費量の⼤局的理解. P103. 4.2. 乗⽤⾞におけるモード燃費. P104. 4.2.1. エンジン・パワートレイン効率. P104. 4.2.2. ⾛⾏抵抗. P107. 4.2.3. 超⾼効率コンセプト⾞. P108. 4.3. 追加される実⽤消費エネルギー. P110. 4.3.1. エンジン暖気と冷暖房. P110. 4.3.2. PMV でのエネルギー消費への展開. P112. 4.4. アクティブに内傾する PMV のエネルギー効率 4.4.1. PMV の⾞両運動モデル. P113 P113. 1) 基本諸元. P114. 2) PMV の基本モデル. P114. 3) アクティブな内傾⾓のためのエネルギー消費. P114. 4) コーナリング抵抗成分によるエネルギー消費. P115. 4.4.2. 定常円旋回でのエネルギー収⽀. P116. 4.4.3. パイロンスラロームでのエネルギー収⽀. P119. 1) ドライバモデルと⾛⾏条件. P119. 2) ドライバパラメータの影響確認. P120. 3) ⾞両運動シミュレーションツールでの確認. P121. 4.4.4. 現実的な使⽤環境でのエネルギー収⽀. P122. 1) AMS 誌評価コース. P122. 2) 内傾のためのエネルギー消費. P124. 3) コーナリング抵抗によるエネルギー消費. P124. 4) タイヤ転がり抵抗によるエネルギー消費との⽐較. P125. 4.4.5. 5.4 節のまとめ. P127. 4.5. 第 4 章のまとめ. P128 - 11 -.

(13) 巻頭. 第5章. 内傾する PMV 研究のための DS 設備. P130. 5.1. はじめに. P130. 5.2. ⼤型 5 ⾯⽴体視ドライビングシミュレータ構築. P131. 5.2.1. ⽴体視による DS の⼤型スクリーンへの機能要求. P131. 5.2.2. ⽴体視による DS のモーションベースへの機能要求. P132. 5.2.3. 構築した⼤型５⾯⽴体視 DS のハードウェア構成⼀覧. P134. 5.2.4. 構築した⼤型５⾯⽴体視 DS のソフトウェア構成⼀覧. P134. 5.2.5. 没⼊型ＤＳにおける特筆すべき運転⾏動. P134. 5.3. 没⼊型 DS による旋回時内傾する PMV の運動再現の原理. P135. 5.3.1. PMV の⾛⾏状態と運動再現の簡単な理解. P135. 5.3.2. DS を⽤いた⾛⾏状況の再現準備. P138. 5.3.3. コーナーのある⼭道での DS 挙動観察. P139. 5.3.4. モーションベースによる⾞両挙動の再現. P144. 5.4. 第 5 章のまとめ. P145. 5.4.1. ⼒の釣り合いによる⾛⾏状態の整理. P146. 5.4.2. DS での⾛⾏状況の再現. P146. 5.4.3. モーションベースの倍率設定. P146. 5.4.4. ロール倍率の設定. P147. - 12 -.

(14) 巻頭. 第6章. 結論. P148. 6.1. 本研究のまとめ. P148. 6.2. 今後の検討課題. P154. - 13 -.

(15) 第1章. 第 1 章序論 Personal Mobility Vehicle（PMV）は，呼び名として⼀般にその定義が定まっているわけではなく，広く解釈すれば，⼆⼈乗りのスポーツカーやモーターサイクルもその例といえるし，⼀輪⾞や⽵⾺まで含まれると⾔えないこともない．ただ，これでは現実的ではないので，ここでは⾃動⾞未満，モーターサイクル以上の新しい⾞両コンセプトを中⼼に述べる．図 1-1 に⽰す，PMV に求められる安全，環境，運転する楽しさの三つの要件の内，本著では，従来学術的に取り組まれることが少なかった，安全，環境⾯からの社会受容性を中⼼に考察を進める．また近年，⽇本でも欧州 L カテゴリー（L1:⼩さなモペットから L7:最⾼速度の低い⼩型⾃動⾞までの幅広い規格）へのハーモナイズが検討されているが，本章での PMV とは必ずしもコンセプトが⼀致しないので，「そもそもなぜ PMV が必要なのか」という，その存在⽬的からこの新しいコンセプトを論じ始めることで，考察が矮⼩化しないように務めたい．. desired requirements unity & controllability fun to drive response & stability. silence & safety environment efficiency mandatory requirements 図 1-1 PMV に求められるもの. - 14 -.

(16) 第1章. 1.1. モビリティ社会を取り巻く課題(1) PMV のそもそもの⽬的，存在意義を考えるには，いま直⾯しているモビリティ社会を取り巻く⼤きな課題を理解しておく必要がある．. 1.1.1. ⾃動⾞保有台数の急増(2)(3) 2010 年には世界の⾃動⾞保有台数は約 10 億台であり，その多くが先進各国で保有されていた．先進各国以外の世界の多くの国々や地域でも，その⾃動⾞保有率は，いずれ先進各国と同じ飽和状態に近づいて⾏く．図 1-2 に⽰すように 2030 年の世界の⾃動⾞保有台数は，マクロに⾒れば 2010 年の⼆倍に増加しているであろうことは間違いない．そして 2050 年に約 30 億台で世界的にうまく飽和した状態に⾄るには，新しいモビリティの姿の存在が⽋かせない．⾃動⾞保有台数の急増により直⾯する，⼆つの⼤きな社会問題がある．⼀つは，⾦属，⽯油などの地下資源，植物などの⽣物資源といった地球資源の過剰な消費である．交通に伴う CO2 の排出は総排出量の約 1/4 にあたり，地球温暖化抑制のためにもその抑制は緊急課題となっている．資源消費の限界から，⾃動⾞の保有台数は実際にはそれほど増加しないのではないか，という考え⽅もあるが，既得権を持つ国々がその保有権を放棄することは考えにくいので，これは途上国の⾃動⾞普及の制約を意味する．南北格差による政情不安にも繋がりかねず，これではむしろもっと深刻な政治問題となる． 2.0. Data : EDMC. 2013. etc.. 20 10 1.0 OECD OECD 0 1970 1 97 0. 1 98 0. 1 9 0. 2 0 0. 1980. 1990. 2000. 2 01 0. 2010. 2 02 0. 2020. 2 03 0. 2030. 図 1-2 どうしても避けられないグローバルな⾃動⾞保有台数の急増 - 15 -.

(17) 第1章. 1.1.2. インフラ負荷の急増もう⼀つは，決定的な社会インフラの不⾜である．途上各国を中⼼とした⾃動⾞保有台数の急増を受け⼊れるインフラの急速な整備は，経済的な観点から望むべくもない．インフラ整備の遅れの中で無秩序に⾃動⾞保有台数が増えれば，交通渋滞や駐⾞場不⾜によりモビリティの利便性そのものを失う深刻な⽭盾を，世界中に蔓延させることになる．⾃動⾞の所有制限や利⽤制限に踏み切ることになるかも知れない．これらを避けるためには，⾃動⾞が消費する資源，⾃動⾞が必要とするインフラを圧倒的に効率化する必要がある．⾃動⾞の持つ利便性を諦めることなくみなが幸せに暮らせる，そんな社会が現実に成⽴するためには，先進各国が率先して変わる必要がある．途上各国もいずれ向かうべきモビリティ社会の姿を，先進各国⾃らがいま⽰す義務を負っている．. 1.1.3. 急速な少⼦⾼齢化. annuity recipients annuity recipients. 総務省統計局データに基づき作成. 図 1-3 現役世代が⾼齢側へシフトすれば少⼦⾼齢化は社会問題ではない⽇本には，少⼦⾼齢化という差し迫った重要な社会的課題がある．これは世界的傾向でもあり，いずれ他国も⽇本の後を追うだろう．ただし，少⼦⾼齢化と⾔っても，それは年齢（⽣まれてからの年数）を元にした解釈であり，図 1-3 に⽰ - 16 -.

(18) 第1章. すように⻑寿化に合わせて現役世代を⾼齢側にシフトすれば，この社会的課題は抜本的に解決される．そのためには，モビリティが⾼齢者の社会活動を⽀え続ける役割を担う必要がある．例えば，都会の通勤環境の厳しさに疲れ，定年後，貴重な経験・能⼒を活かすことなく，郊外の住居近くで付加価値の⼩さな仕事に移る⼈々を⽬の当たりにすることがある．これは社会的には⼤きな損失である．⾝体への負担が⼩さい通勤の⾜として，優先レーンを⾛る完全⾃律⾛⾏の超⼩型モビリティでの移動を提供すれば，元気なうちはきっとまだまだ現役で働いて貰えるに違いない．年⾦の⽀給より超⼩型モビリティでの移動の無償提供のほうが，持続可能な社会システムとして遥かに成⽴性が⾼い．. 1.1.4. ⼈⼝の都市集中 Areas on popula4on density (2005 → 2050) 20 % increasing of unmanned area ≦. (Prospects). Unmanned. ≦ Unmanned. 総務省資料「都市部への⼈⼝集中，⼤都市等の増加について」より引⽤ https://www.soumu.go.jp/main_content/000452793.pdf#search=%27 ⼈⼝集中%27. 図 1-4 ⼈⼝の都市集中による⾮居住地域の拡⼤近年，⽇本の⼈⼝は減少に転じたとされるが，東京など⼤都会での⼈⼝増は続いている．⼈⼝は都市に集中し，⼈⼝の減少と相まって，各地での限界集落の増加，⾮居住⾯積の拡⼤（図 1-4）が続いている．この課題への対応のためにも，地域内超⼩型モビリティと郊外型モビリティを組み合わせた移動の無償提供は有効である．無償の道路，無償の乗り物，無償のネットワーク，無償の情報は，どこに住んでいても便利で快適な暮らしを保証 - 17 -.

(19) 第1章. する．⻑期的視点で，全世代への⼈⼝分散化の仕掛けが必要となっている．. 1.2. モビリティを取り巻く技術的背景(1) 直⾯する社会課題に対応する PMV を具現的に考察するには，⾃動⾞のエネルギー効率や動⼒源の電動化といった⼤きな技術的背景も押さえておく必要がある．. 1.2.1. エネルギー効率(2)(3) 地球温暖化抑⽌を念頭に⾃動⾞にも⼆酸化炭素排出量規制が定められ，欧州の 2020 年規制は世界をリードする規制としてよく知られている．各⾃動⾞メーカは，⽣産販売⾞の⼆酸化炭素排出量をメーカ平均値で，2020 年までに 95gr/km 以下に抑える必要があり，未達分はペナルティを⽀払うことになる．95gr/km という規制値は欧州各メーカにとってもたいへん厳しいものであり，便宜的に電気で⾛⾏中は⼆酸化炭素排出ゼロと⾒做すことで，運⽤上，実質的な規制緩和が⾏われている．本来地球温暖化抑⽌を⽬的とするなら，動⼒源の電⼒を得るのにどれだけ⼆酸化炭素を排出したかも把握すべきであり，この運⽤上の規制緩和は科学的には⾸を傾げる仕組みである．欧州でこれが電気⾃動⾞開発を後押ししていることは否めないが，経済刺激策にはなっても健全な電気⾃動⾞開発に寄与することはないだろう．ところで 2010 年頃，筆者がリーダを務めたプロジェクトで，近未来に実現可能な超低燃費な⼩型ハイブリッド乗⽤⾞開発を⾏った(4)(5)(6)．図 1-5 に⽰すように，新欧州モード（NEDC）で⼆酸化炭素排出量は 49gr/km に相当し，ガソリンエンジン⾞でも，95gr/km という欧州の 2020 年規制が決して無理な⽬標ではないことを⽰した．実は，当時の⽇本の電動⾃動⾞の⼆酸化炭素排出量はこの値より⼤きく，例えば三菱 i-MiEV は 65gr/km 程度だった．⾔い換えれば，内燃機関はそれほど⾼いエネルギー変換効率を得ており，すでに理論効率に迫りつつあることを理解しておきたい．⼀⽅，中国など使⽤燃料や設備の関係で発電効率が低い国々では，じつは電気⾃動⾞の⼆酸化炭素排出量は同サイズの最新ガソリン⾃動⾞を上回っている．中国政府が，電気⾃動⾞を地球温暖化対策ではなくローカルな⼤気汚染対策と - 18 -.

(20) 第1章. して位置づけるとともに，再⽣可能エネルギー技術の開発に注⼒している姿は，科学的にも頷けるものである．. L/100km. FT-Bh 開発資料, ⾃動⾞技術会「⾃動⾞諸元表」, 国⼟交通省, 経済産業省などのデータに基づき作成. Prius. ⭐. …. FT-Bh. 図 1-5 ⾃動⾞の燃費改善予測および電気⾃動⾞との⼆酸化炭素排出量⽐較. 1.2.2. ⾃動⾞の電動化. LDVクラス乗⽤⾞の年間販売数（百万台）. 国際エネルギー機関；ETP（Energy Technology Perspectives）2012 注）LDV：定員12名以下の乗⽤⾞とその派⽣⾞ Toyota Motor Corpora+on. ≒電気⾃動⾞ BEV. ≒ ハイブリッド HEV⾞ Toyota Motor Corpora+on. 0. いずれ90%以上が電動化⾃動⾞になる（電気⾃動⾞もハイブリッド⾞も電動モーターを使う電動化⾞）. 図 1-6 ハイブリッド⾞と電気⾃動⾞に⼤別されるこれからの⾃動⾞の電動化 - 19 -.

(21) 第1章. ⾃動⾞の「電動化」は外部からの充電⼒を⽤いるバッテリー⾞だけではない．ハイブリッド⾞は電動モータと電池を⽤いて内燃機関のエネルギー効率の最⼤化を図っている．マクロに⾒れば，図 1-6 のように，外部からの充電⼒を利⽤し毎⽇充電する⼩型のバッテリー⾞と，液体燃料を利⽤し航続距離が⻑いハイブリッド⾞が，おおむね半々程度の保有⽐率に収束していくと考えてよい．PMV の使⽤条件に適するのは，外部からの充電⼒を利⽤する⼩型のバッテリー⾞と理解しておいて良さそうである．. 1.2.3. 電気⾃動⾞のコンセプト⾃動⾞の⼀⽇当りの⾛⾏距離は，実⽤的に 50〜60km もあればほとんど不⾜することはない．電気⾃動⾞の本来のコンセプトは，このエネルギーを毎⽇家庭で充電するところにある．当然普通充電が基本であり，稀にこの距離を超える場合にのみ，緊急的に出先での急速充電が必要になる．プラグインハイブリッド⾞も毎⽇の家庭充電で事⾜りることが多い．急加速や⾼速⾛⾏がない限り内燃機関の出番はなく，出先での緊急的な出番に備えて常時内燃機関と液体燃料を運んでいるとも⾔える．電気⾃動⾞が冬でも安⼼して 50〜60km の距離を⾛⾏するには，じつはカタログ上でのモード⾛⾏航続距離は 200km 程度欲しい．その容量を確保したうえで，バッテリーのエネルギー体積密度の向上をバッテリーサイズの⼩型化に回せば，⾞両の軽量化にも繋がるし必然的に⾞両パッケージの⾰新も導かれる． 70,000 60,000 50,000. GGa assS Sttaat tioion n. 57956@2017 57,956@2017. 20,000 10,000 0. 30747@2017 30,747@2017 経済産業省・資源エネルギー庁⽇本フランチャイズチェーン協会資料を基に作成. 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017. 30,000. CCo nv en ie nc e St orr ee. 40,000. 図 1-7 コンビニエンスストアをバッテリー交換スタンドに - 20 -.

(22) 第1章. バッテリーが⼩型化されれば，簡単に⼈⼒で交換できるカートリッジ式バッテリーへの道が開ける．ここに⾄れば⽇本では急速充電設備すら実質的に不要になる．例えば，各コンビニエンスストアーが⼀定数の普通充電棚を備え，充電済みのバッテリーと有償で交換する仕組みを構築すればよい．そのためにはバッテリーの規格化が最も重要で，⾞両とともにバッテリー個体も所有するという概念からは卒業する必要がある．実際，地⽅ではガソリンスタンドが激減しているため，この対策として電気⾃動⾞を利⽤しようという考えがある．図 1-7 のように，そんな地域でもじつはコンビニエンスストアーなら結構⾒掛ける．. 1.3. ⼩型軽量⾞両の位置付けと必要設計項⽬(1) 1.3.1. モビリティの移動効率乗⽤⾞より⼤量の輸送が可能な⼤型バス，バスよりさらに⼤量に遠くまで輸送可能な新幹線，いずれも「輸送効率」が⾼いと直感的に理解されている．しかしながら，この「輸送効率」とは何だろう．多くの⼈が誰に⾔われるともなく「輸送の体積効率」だとイメージしているのではないだろうか．もしくは，「輸送のエネルギー効率」だとイメージしているかも知れない．これらは本当だろうか．多くの地域で路線バスの経営が成り⽴っていない．乗客数が少ないからである．筆者の暮らした名古屋市でさえも乗客が筆者⼀⼈ということがよくあった．⼀⼈でなくてもほんの数⼈というのが普通だった．これでは「輸送の体積効率」が⾼いとは⾔えない．効率を上げるのに満席近くなるまで減便するという⽅法があるが，この⽅法ではますます乗客のバス離れが進み，結局廃業に⾄る．⽇本各地で陥っているシナリオである．実は輸送効率を上げるには，単純に最⼩単位（つまり⼀⼈）で運ぶのがよい．輸送単位が⼩さいほど輸送間隔は縮まり停留所間隔も縮まる．無駄なサイズの⾞両を動かす必要はない．では，なぜわれわれは⼤量輸送にこだわってきたのだろう．それは輸送能⼒を確保するための運転⼿の数が⾜りないからである．刻々と変わる必要輸送能⼒の最⼤値を限られた運転⼿の数で担当するには，運転⼿⼀⼈当りの輸送量を⼤きくする必要があった．つまり，バスや鉄道は乗⽤⾞に⽐べて「輸送の運転⼿効率」が⾼いのである．. - 21 -.

(23) 第1章. 1.3.2.. Public Personal Mobility Vehicle (PPMV). いつでも，どこからでも，どこへでも移動できる，最⼩単位のモビリティという，最もユーザーフレンドリーな存在が，運転⼿の問題さえなければ，じつは最も効率的な公共交通⼿段でもある．こういう公共交通⼿段は，いままでは難しかった．しかしながら⾃動運転技術がもてはやされている現在，これを究極の輸送効率のために使わない⼿はない．残念ながら現在の⾃動運転に関する共通理解は「運転者が⾃らの責任において運転を機械に任せる」のであり，実質的に許されている運⽤の現実は「機械での対応が難しくなったらいつでも運転を替われるように，運転者が常に構えた状態で移動する」となっている．ここで⾔いたい技術は，混同を防ぐために「⾃律⾛⾏」としておこう．⾃律⾛⾏する最⼩単位のモビリティが，モビリティの移動効率を⾶躍的に⾼める可能性を秘めている．. 1.5m. 1.5m. 3.50m 1.48m. DAIHATSU. h"ps://autoc-one.jp/knowhow/3358611/. 図 1-8 Public Personal Mobility Vehicle (PPMV) 例えば超⼩型モビリティとして，図 1-8 のような⼆⼈が斜め向かい合わせに着座する⾃律⾛⾏⾞両はどうだろう．⼀⼈で乗ってもよいし，⼆⼈でおしゃべりしながら乗ってもよい．もちろん，ハンドルはない．前後どちら向きにも⾛⾏する超⼩型の電気⾃動⾞である．パッケージとして 1.5m の⽴⽅体（軽⾃動⾞の半分）で⼤型ミニバン並みのゆったりした着座空間が得られる．IT 技術を駆使す. - 22 -.

(24) 第1章. れば，われわれのつぎの⾏動はすでに把握されている時代なのだから，わざわざ呼ばなくても，移動しようと通りに出ると，もうそこに現れドアが開く．もちろん⾒ず知らずの他⼈と同乗することはない．. 1.3.3. 必要性と⼈の欲求社会における移動効率の追求は，⼿段として必然的に⾃律⾛⾏の道を進む．しかしながら⼈には，⾃⾝の⾝体的限界内では経験できない新鮮な運動感覚への欲求があり，実際，⾃動⾞はその欲求を満たしつつ，速度感覚や運動状態予測感覚といった⼈の能⼒を急激に⾼めてきた．図 1-9 に⽰すように，⾃然の⽣物に学べば本来の旋回姿勢は内傾であり，外側にロールする⾃動⾞だけがむしろ不⾃然であった．この不⾃然さの解消が，⾃動⾞の運動性能技術の⻑年の課題のひとつだった．旋回時に内傾する PMV が社会に受け⼊れられ根付くには，1.1.節で述べた社会課題への対応は 1.3.2.項で述べた Public Personal Mobility Vehicle (PPMV)に任せ，むしろ旋回時に内傾するが故の，課題への対応と恩恵の追求を進める必要がある．. Most land-dwelling creatures in motion lean in toward the direction of turning. Biomimetic Engineering. PMV, which Lean inside. 図 1-9 そもそも旋回時には内傾するのが⾃然(7). - 23 -.

(25) 第1章. 1.4.. PMV の歴史(1). 1.4.1. 第⼀世代 PMV というのは⾃動⾞の歴史の中で新しいセグメントという訳ではなく，振り返るとそこには⾃動⾞の歴史とほぼ同じ 100 年余りの歴史がある． 1886 年にカール・ベンツによるパテントでガソリン⾃動⾞が始まり，その後の爆発的な⽣産と販売（爆販）は，1908 年にヘンリー・フォードが始めた Ford Model T のための⽣産システムのお陰だった．この間，世界の多くの⾃動⾞メーカーは競うように⾃動⾞を⽣産していた．この時代，その動⼒源が蒸気機関から内燃機関に移⾏しただけではなく，じつはすでに電動⾞両（EV）と内燃機関⾞両（ICV）がその双璧だったことも認識しておきたい．この頃の⾃動⾞の価格は，図 1-10 のように，例えば 1906 年の Thomas Flyer touring car の価格が$3,500 と，⼀般的な労働者の 6 年 9 ヶ⽉分の年収に相当し，現代の⾃動⾞で⾔えばスーパーカーのような価格だった．その⽣産台数はまだまだ少数であり，このような⾃動⾞を購⼊・所有することは⾦持ちのステータス欲をくすぐるものではあったが，まだ⼀般消費者に広く普及することができるものではなかった．. 1906 Thomas Flyer touring car $3,500, 4 , 8570cc, 50PS 6 9. 1909 Ford Model T touring car $850, 4 , 2900cc, 22PS 1 7. 図 1-10 黎明期の⾃動⾞は庶⺠にとっては⾼嶺の花⼀般消費者への普及という視点から，その後の⾃動⾞の価格と販売数の関係をみると，図 1-11 に⽰す 1919 年 Ford Model T（$875；8.5 ヶ⽉分），1930 年. - 24 -.

(26) 第1章. Ford Model A touring car（$645；5.5 ヶ⽉分）などから現代に⾄るまで，「年収の半分で購⼊できるようになると，その⾃動⾞への購⼊意欲が急に⾼まる」という閾値は，この 100 年間変わっていない．つまり，⼤衆⾞の価格が⼀般的な労働者の年収の半分にまで下がれば，その⼤衆⾞の爆販（⼀般消費者に広く普及する）が始まることを意味している．. 1919 Ford Model T sedan $875, 4 , 2900cc, 20PS 8.5. 1930 Ford Model A touring car $645, 4 , 3290cc, 57.1PS 5.5. 図 1-11 年収の 1/2 が購⼊意欲急増の閾値. 1906 Ford Model N runabout $500, 4 , 2440cc, 15PS 12. 1913 Scripps-Booth Rocket cyclecar $385, V2 , 570cc, 10PS 7.5. 図 1-12 ⼩型・⾮⼒・簡素・少定員に割り切った第⼀世代の PMV ⾃動⾞の黎明期においては「多くの⼀般庶⺠が購⼊できる⾃動⾞の提供」は当然の欲求であり，⼩型，⾮⼒，簡素，少定員に割り切ってでも，破格の価格で⽣産しようと考えたのが第⼀世代の PMV だった．図 1-12 に⽰す 1906 年の Ford - 25 -.

(27) 第1章. Model N runabout は定員⼆名で簡素なものながら，$500 と⼀般的な労働者の 12 ヶ⽉分の収⼊の価格に抑えられた．1913 年の Scripps-Booth Rocket cyclecar は，前後⼆名乗りのスポーティな⾞両として，$385；7.5 ヶ⽉分の収⼊の価格で提供された．しかしながら，⾃動⾞産業界全体としては，先に述べた Ford Model T や Ford Model A touring car のように，割り切りではなく⽣産性の向上によって低価格化を達成してしまった．それまで⾦持ちのためのニッチな存在だった⾃動⾞が広く⼀般消費者にも普及することとなり，結局それが第⼀世代の PMV の終焉を導いた．このことは第⼀世代の PMV の側にも責がある．そもそも何のために PMV を作ろうとしたのか？「すべての庶⺠が⾃動⾞の利便性を享受できるようにする」ことが⽬的であれば，その⼿段は思い切った割り切りだけではなかったはずである．後になって考えれば，コストを下げるために利便性を割り切ったのは本末転倒だったのかも知れない．われわれが⻑く享受してきたその後の⾃動⾞史をみると，この時代に「⽣産性の向上による低価格化」を⽬指したことが，そもそもの⽬的を達成する⼿段としていかに本質的であったかがよくわかる．. 1.4.2. 第⼆世代第⼆次世界⼤戦が終わり世界の⼈々がその⽣活の再建を⽬指す時，⽐較的安価な⼤衆⾞は，経済的にも戦後復興になくてはならないものだった．国⼟の破壊がなかった⽶国では⼤きな乗⽤⾞が⼤ブームになったが，⽣活基盤を破壊された欧州では，図 1-13 のように，1946 年のルノー4CV，1957 年の 2 代⽬フィアット 500 のような⼩型⼤衆⾞がおおいに⼈気を博した．敗戦国の⽇本でも⼩型⼤衆⾞による本格的なモータリゼーションが始まった．1955 年の⽇産ダットサン，1960 年の三菱 500，1961 年のトヨタパブリカなど，現在の⽇本の⾃動⾞産業の礎となるモデルが⼀気にその⽣産販売台数を伸ばしていった．とは⾔っても，戦後の市⺠の⽣活はまだまだ豊かとは⾔えず，これらの⼤衆⾞でさえも，誰もが購⼊できるという状況にはなかった．そこに「さらに安く」という消費者からの強いニーズがあったことは間違いない．また，国家としても道路などのインフラ整備には膨⼤な予算が必要で，戦後の⾃動⾞保有台数の増⼤に対し，つねに道路の整備が後追いにならざるを得ない状況だった．このため都 - 26 -.

(28) 第1章. 市部では渋滞が頻発し，駐⾞スペースの不⾜も深刻になっていた．. 1946年ルノー４CV. 1957年フィアット500. 1955年日産ダットサン. 1960年三菱500. 1959年モーリスミニマイナー. 1961年トヨタパブリカ. 図 1-13 第⼆次世界⼤戦後の⽇欧での⼩型⼤衆⾞第⼆次世界⼤戦後に，敗戦国を中⼼に更に安価な⾃動⾞への欲求排気量 150cc〜400cc 程度定員１〜２名程度. 1953年メッサーシュミット. 1955年BMWイセッタ. 1955年フジキャビン（富士自動車）. 1956年ハインケル・カビーネ. 1955年フライングフェザー（住江製作所）. 図 1-14 ⽇欧での第⼆世代の PMV(バブルカーと呼ばれた) このような中で企画し⽣産されたのが，図 1-14 のような第⼆世代の PMV だった．独伊両国の航空機メーカーが航空機に関する活動を制約される中，1953 年のメッサーシュミット，1955 年の BMW イセッタ，1956 年のハインケル・カ - 27 -.

(29) 第1章. ビーネのように，航空技術者達のもつ技術（シーズ）が，新しい⾃動⾞開発に向けられた．そのサイズは⼩型⼤衆⾞よりかなり⼩さな「超⼩型」のセグメントであり，航空機のキャノピーを彷彿とさせるコクピットの形状から「バブルカー」とも呼ばれた．この第⼆世代の PMV も，図 1-15 に⽰すようにその居住性や安全性への極端な妥協から⼩さな（ニッチな）市場しか期待できなかった．⼀部のマニアに愛されながらも出来の良い⼩型⼤衆⾞には太⼑打ちできず，1960 年代前半までには姿を消していった．第⼀世代と第⼆世代の PMV の共通点は，⽬的が安価な価格，その達成⼿法が機能への妥協，そして何よりも，道路運送法上の扱いがあくまでも「⾃動⾞の類」であったことだった．⾔い換えれば，本著で述べる第三世代の PMV の存在理由が，同じく「すべての⼈々が⾃動⾞の利便性を享受できるようにする」ことだとしても，その⽅法や社会での扱いが第⼀世代や第⼆世代と変わらなければ，第三世代もまた同様にニッチな存在として，いずれ衰退の道を辿るであろうことは容易に想像される．. 1949 Ford Sedan $1,590, V8 , 3920cc, 100PS 6. 1951 Crosley Hotshot roadster $924, 4 , 720cc, 26.5PS 3.5. 図 1-15 第⼆世代の PMV も⼩型・⾮⼒・少定員で安価を追求. 1.4.3. 第三世代⾃動⾞が溢れていると⾔われる現代，先進各国では⾃動⾞は飽和状態であり，その保有数は⼈⼝の約 60％に達している．例えば，⽇本と⻄ヨーロッパ各国で. - 28 -.

(30) 第1章. は，20 世紀の終わりにはすでにこの保有密度に達し，飽和状態が⻑く続いている．⼈⼝の約 60％と⾔うのは運転可能な世代のおおむね⼀⼈に⼀台という状態である．⽶国に限って⾔えば⾃動⾞の保有密度は⼈⼝の約 80％を⻑く維持している．運転が可能な世代の⼀⼈に対し⼀台以上保有していることになり，これは他国に⽐べ突出している．⾃動⾞の保有⾃体にほとんど費⽤が掛からない，⽶国の特別な事情だと理解しておきたい．そんな中，⽇本では若者の⾃動⾞離れ，都会での⾃動⾞離れが起きていると⾔われているが，マクロに⾒れば，まだ⾃動⾞の保有密度が下がっている訳ではなく，台数的には飽和状態が続いていると理解するのが妥当である．むしろ「昔のように夢を託せる乗り物を提供できていない」というモビリティ⽂化の終焉にこそ，この⾃動⾞離れの危機がある．この飽和密度に達していない多くの国々でも，もちろん⼈々の欲求は同様である．いずれその⾃動⾞保有密度は⽇本や⻄ヨーロッパ各国と同じ飽和状態に向かうと考えられる．第三世代と呼んだか否かは別にして，⽇本ではすでに PMV を想定した次世代モビリティの研究活動が⾏われてきた．. 図 1-16 次世代都市⽤超⼩型⾃動⾞研究検討会 - 29 -.

(31) 第1章. 1996 年から 1999 年にかけて，図 1-16 に⽰すように，交通安全公害研究所と運輸省が設⽴した「次世代都市⽤超⼩型⾃動⾞研究検討会」において，省エネルギー化を⽬的に，公共交通機関とのモーダルシフト，通勤・通学の⾜としてのモビリティが研究され(8)，超⼩型⾃動⾞の研究開発指針が提⽰された．この指針に基づき，2000 年の⽇産の⼆⼈乗り電気⾃動⾞ハイパーミニや，2003 年のスズキのツイン（⼆⼈乗りショートホイールベースのガソリン⾞およびハイブリッド⾞）のように，軽⾃動⾞の中でも特に⼩型軽量化を追求したモデルが発売されたが，いずれも極短命で終わってしまった．. 平成14年度〜18年度新エネルギー・産業技術総合開発機構「高齢運転者に適応した高度運転支援システム技術開発」目的：高齢ドライバ支援ＰＭＶの開発. 高齢ドライバの調査とデータベース構築ならびにその結果を用いた支援装置を搭載した超小型電気自動車を構築. 図 1-17 ⾼齢運転者に適応した⾼度運転⽀援システム技術開発続いて 2002 年から 2006 年にかけて，図 1-17 に⽰すように，新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）から受託した産学連携事業として，⾼齢ドライバ⽀援 PMV の開発を⽬的に「⾼齢運転者に適応した⾼度運転⽀援システム技術開発」が⾏われた(9)．⾼齢ドライバの調査とそのデータベースの構築，そしてその結果を踏まえた運転⽀援装置を搭載し，社会実装を⽬指した超⼩型電気⾃動⾞も試作された．カートリッジ式バッテリ前提の電気⾃動⾞パッケージ，インホイールモーター駆動による⾞両運動制御など，最新技術が惜しみなく組み込まれ，試作⾞を⽤いた衝突安全実験，運転⽀援機能の実⾞⾛⾏実験まで重点的に研 - 30 -.

(32) 第1章. 究活動が⾏われた．ただし，その成果が直接的に社会実装されることはなく，⾞両外形デザインのみ踏襲した⽇産ニューモビリティコンセプト（ルノーTwizy）が，特別な認定で公道⾛⾏可能となるに留まった．. 1.4.4. 内傾する PMV 世界に⽬を転じると，図 1-18 に⽰すように， 1994 年，オランダ Brink Dynamics 社の Carver，最近では⽶国 LIT Motors のジャイロ効果で⾃⽴する C-1 といった，旋回時に内傾する⾞両が注⽬を集めている．⽇本でも，2010 年のホンダの電気三輪⾞コンセプト 3R-C や，2013 年のトヨタ i-ROAD など，旋回時に内傾する PMV の開発がトレンドになってきており，第⼀世代と第⼆世代にはなかった新しい傾向を⽰している．第三世代の PMV は現在進⾏形であり「⼆度あることは三度ある（衰退）」ではなく「三度⽬の正直（爆販）」として世の中を変⾰できる存在になるためには，それがそもそもの⽬的達成のための本質的な⼿段であること，そして社会の仕組みも連携して変わって⾏くことが必要になる． 3rd Generation. 1st Generation. Tilting inward. 1914 O-WE-GO Renault, Nissan Twizy. 1953 Messerschmitt. Carver. Lit Motors C1. 1955 BMW Isetta. 2nd Generation. TOYOTA TOYOTAi-Road i-Road TOYOTA AUTO BODY COMS. HONDA 3R-C. “From mass transportation to small, flexible personal mobility”, new personal mobility vehicles (PMVs) are now attracting attention again as 3rd generation. 図 1-18 最新の傾向として旋回時に内傾するものが台頭. 1.5. 本論⽂で実施する検討項⽬と⽬的⼩型軽量な PMV が「三度⽬の正直（爆販）」を⽬指すためには，社会的な移. - 31 -.

(33) 第1章. 動エネルギー効率の向上に寄与するだけでなく，それが電気⾃動⾞の本格的な普及にも寄与すべきなのは必然だろう． 1.2.2.項で⽰すようなモビリティ社会を取り巻く課題対応に特化した超⼩型⾃律⾛⾏⾞両（PPMV）は，序論で⾔及するに留める．本著で研究対象とする PMV は，旋回時に内傾するモーターサイクル以上⾃動⾞未満の新たなモビリティコンセプトである．旋回時に内傾する PMV は，新たなコンセプトであるがゆえに，これが社会に受け⼊れられるには，解消すべきいくつかの懸念点がある．. 1.5.1. パッシブな内傾機構での PMV の⾃⽴性確保モーターサイクル以上であるためには，停⽌〜極低速時の⾃⽴性が求められる．モーターサイクル同様のパッシブな内傾機構では重要な課題となるが，アクティブな内傾機構を有する PMV であれば，内傾させなければ⾃⽴しているのでこれは問題にならない．本著ではこのアクティブな内傾機構を有する PMV を中⼼に論述する．. 1.5.2. 旋回時に内傾する PMV の障害物回避能⼒また，モーターサイクルは⾃動⾞に⽐べて，障害物回避時など急に応答ができないことが知られている．⾃動⾞未満とは⾔え，アクティブであるがゆえに運転感覚がモーターサイクルとは異なる PMV の操舵応答性が，モーターサイクル程度で許されるとは考えづらい．そして旋回時にアクティブに内傾させるための機構が，固有のネガティブな現象を起こしても，社会には受け⼊れられない．. 1.5.3. アクティブな内傾機構を持つ PMV の消費エネルギー PMV が⼩型軽量でエネルギー効率の⾼さを謳うには，エネルギー効率に対する従来技術を踏まえた上で，さらにそれを超え得る超⼩型の⾞両である必要がある．⼩型軽量でエネルギー効率の⾼さを謳う PMV が，アクティブであるがゆえに不合理にエネルギーを消費しては，社会的には受容され難い．本著では⾃動⾞における燃料消費削減活動から，アクティブな内傾機構を有する PMV のエネルギー収⽀まで論述する．. - 32 -.

(34) 第1章. 本著ではこれらの課題への対応を中⼼に論述を進め，旋回時に内傾する PMV の社会受容性を明らかにすることを，その⽬的とする．. 1.6. 本論⽂の構成と概要社会実装のための Must 要件であるが未だ検討例のない，PMV の社会受容性（運動特性⾯での安全性と環境負荷⾯でのエネルギー効率）を明確にすることでその社会実装を推進し，来るべきモビリティ社会の創造に寄与する．. 来るべき社会の創造のために. PMVの歴史・第⼀世代〜第三世代の振り返り・内傾するPMVの登場・内傾するPMVの社会受容性. モビリティ社会を取り巻く課題・技術的背景・⼩型軽量⾞両の位置付け・PMVの必要性. 内傾するPMVの基本構成・パッケージ・操舵輪と駆動輪・内傾機構（パッシブとアクティブ）. 運動性能解析⼿法・マルチボデーダイナミクスモデル・ドライバモデル. 運動特性解析・急操舵時内輪浮き現象・障害物回避性能 - 前輪操舵 vs 後輪操舵 - 乗⽤⾞, MCとの性能⽐較. 性容受. 会. 社. 社会受容性. 魅⼒. 実⽤消費エネルギー解析・乗⽤⾞ - モード燃費 - 実⽤燃費・PMVのエネルギー収⽀. PMV研究のためのDS実験設備導⼊・没⼊型DSの設備スペック・内傾するPMVの運動再現. 商品. 消費エネルギー解析⼿法・燃料消費量の概念式・エンジン, パワトレモデル. 社会実装. 新しいモビリティ社会. 図 1-19 本論⽂の論述構造 - 33 -. DSによる⼈間-⾞両系検討・ドライバモデリング・⼈⾞⼀体感の解析・Fun to drive な PMVの要件.

(35) 第1章. 第1章. 序論. 研究の背景として，現在のモビリティ社会が抱える課題を整理し，来たるべき社会における PMV に期待される必要性を述べる．PMV の歴史と旋回時に内傾する PMV の位置付けを踏まえた上で，この新しいコンセプトが社会に受け⼊れられるために，対応すべき課題を整理する．その社会受容性のための必須要件は，運動特性⾯での安全性と環境負荷⾯でのエネルギー効率である．. 第2章. PMV の基本構成と運動特性解析⼿法. 本著で対象とする旋回時に内傾する PMV のパッケージと，その主要な構成を述べた上で，研究を進めるためのマルチボデーダイナミック（MBD）シミュレーションモデルの構成を述べる．合わせてシミュレーション計算を実施するためのドライバモデルについて述べる．. 第3章. 運動特性解析. 3.1. 急操舵時前内輪浮き現象アクティブに内傾するがゆえの，急操舵時に発⽣する PMV の内輪浮き現象を詳細に解析し，実⽤領域では問題になる可能性が低いことを⽰すとともに，ロール追従制御定数による内輪浮き現象の抑制例を⽰す．合わせて内輪浮き現象の抑制も意識した，実際の開発⼿順として整理する．. 3.2. 前輪操舵⾞と後輪操舵⾞の障害物回避性能⽐較本著で述べる PMV の操舵輪として，前輪操舵のものと後輪操舵のものが想定される．後輪操舵⾞の応答遅れについて，簡単な原理⾯での理解を踏まえ，障害物回避性能⾯から前輪操舵⾞と後輪操舵⾞を⽐較し，前輪操舵⾞の優位性を⽰す．PMV の社会実装時には前輪操舵⾞が適することを⽰す．. 3.3. 乗⽤⾞，モーターサイクルとの障害物回避性能⽐較旋回時にアクティブに内傾する PMV の社会的受容性確認のために，その障害物回避性能を，乗⽤⾞およびモーターサイクルと⽐較する．PMV がモーターサイクルより格段に⾼い回避性能を有し，乗⽤⾞に⽐べても同等以上であること. - 34 -.

(36) 第1章. から，この PMV が⼗分な社会的受容性を有することを述べる．. 3.4. 第 3 章のまとめアクティブな内傾機構を有する PMV の運動特性解析の結果，その運動特性は⼗分な社会受容性を有すると結論づける．. 第4章. 実⽤消費エネルギー解析. 4.1. 燃料消費量の⼤局的理解エンジンの熱効率，パワートレインの伝達効率に加え，⾞両質量の軽量化を含む⾛⾏抵抗（Road load）の低減など，⼤局的に燃料消費の概念をまとめる．重量（質量）と前⾯投影⾯積の⼩さな PMV は，原理的に⾼効率である．. 4.2. 乗⽤⾞におけるモード燃費乗⽤⾞における燃料消費削減の将来像を⾒定めるために，筆者が開発した究極的なエネルギー効率改善コンセプト⾞を紹介する．. 4.3. 追加される実⽤消費エネルギー実⽤燃費を議論すべく，室内冷暖房を含めた実⽤的なエネルギー消費について述べる．⼩型軽量な PMV は実⽤時の追加エネルギー消費においても，原理的に⾼効率である．. 4.4. アクティブに内傾する PMV のエネルギー効率アクティブな内傾機構を有する PMV のエネルギー消費が，効率改善を意識した超⼩型の PMV の存在意義と⽭盾するのではないかという懸念がある．実質的にこのエネルギー消費を意識する必要はないこと，さらには 4.1.節，4.2.節，4.3. 節を受け，PMV が⼩型軽量であることが，エネルギー効率改善の鍵だということを確認する．. 4.5. 第 4 章のまとめアクティブな内傾機構を有する PMV がそのエネルギー効率⾯からも⼗分な社会受容性を有すると結論づける．. - 35 -.

(37) 第1章. 第5章. 内傾する PMV 研究のための DS 設備. モビリティ社会のための⼈間研究と新しいモビリティコンセプト研究を念頭におき，筆者が名古屋⼤学にて導⼊した没⼊型の⽴体視ドライビングシミュレータ（DS）を紹介した上で，その原理⾯から，旋回時に内傾する PMV 研究へのこの DS の有効性を解説し，その検証結果を述べる．. 第6章. 結論. 本研究で得た結論をまとめる．旋回時にアクティブに内傾する PMV の存在意義，社会的に受容されるための要件などを踏まえ，この PMV が，その運動特性⾯からもエネルギー効率の⾯からも，⼗分な社会的受容性を有することを述べる．三度⽬の正直を⽬指す研究開発を学術⾯から⽀え，さらにこの PMV の社会実装に向けて今後取り組むべき課題を整理し，本著の括りとする．. - 36 -.

(38) 第2章. 第 2 章 PMV の基本構成と運動特性解析⼿法 2.1. PMV のパッケージと特徴的な機構(1) ⾃動⾞未満，モーターサイクル以上の新しい⾞両コンセプトの乗⾞定員は，1 〜2 名が基本になる．⾃動⾞的概念で⾔えば並列 2 名になり，モーターサイクル的概念だとタンデム 2 名になるが，必ずしもこれに限る必要はない．並列 2 名でよく知られた⼩型⾞の例は，何と⾔っても Mercedes の smart fortwo だろう．また，先に紹介した⽇産ハイパーミニや，スズキツインもその例である．⼀⽅，タンデム⼆名の例としてはルノーTwizy が知られており，ひとり乗りの⼩型⾞の例としてはすでにトヨタ⾞体の COMS が普及している．これらはいずれも四輪⾞であり，PMV というより超⼩型乗⽤⾞や先に述べた L カテゴリーのマイクロカーに分類されることが多い．. 2.1.1. PMV のパッケージ第三世代の PMV の特徴として，すでに述べたようにオランダ Brink Dynamics 社の Carver，ホンダの 3R-C，トヨタの i-ROAD など旋回時に内傾するものが台頭してきた（図 1-18）．いずれもタンデム 2 名またはひとり乗りで⾞両の全幅が狭く，モーターサイクル同様，旋回時に内傾することによって転倒を防ぐ(7)(10)．ただし，Carver は⾞両前部のみ内傾する仕組みで，この点では後輪が⼆輪になっている商⽤原動機付き⾃転⾞と同じである．旋回時に内傾する四輪⾞，転倒しない⼆輪⾞も提案されているが，ここでは三輪⾞両のパッケージを考える．三輪⾞両では，図 2-1 のように，旋回中の左右荷重移動を⽀える等価的な両輪の間隔（トレッド）は，前後加速度のない場合，三輪の接地点が作る⼆等辺三⾓形の⾞両重⼼位置での横断⾯幅で⽰される．Carver のように前輪が⼀輪で後輪が⼆輪のものでも，TOYOTA i-ROAD（図 2-2）のように前輪が⼆輪で後輪が⼀輪のものでも，ここまでは同じである．しかし，安全の観点から制動時には広いトレッドが望ましい．制動時の前⽅への荷重移動により，前輪が⼆輪であれば等価的にトレッドが広がるが，前輪が⼀輪の場合は等価的なトレッドが狭まり不安定になる．前輪が⼀輪の Carver は後輪のトレッドを乗⽤⾞並みに広く取る（幅の広い⼆等辺三⾓形とする）ことで安定性を確保している．つまり，⾞両全幅が狭い PMV で安定性を確保するには，前輪⼆輪が好都合である(11)(12)(13)(15)． - 37 -.

(39) Front axle. Rear axle. 第2章. Breaking. on breaking. on cruising. 図 2-1 制動時安定性のためには前⼆輪の構成が有利. Toyota Motor Corpora+on. 図 2-2 TOYOTA i-ROAD. 2.1.2. 操舵輪と駆動輪前輪が⼆輪の i-ROAD は操舵輪が後輪となっている．⾃動⾞もモーターサイクルも⼀般的に操舵輪は前輪であり，後輪の場合は⾞両速度が上昇すると運動特性上⾞両が不安定になりやすい．これを回避するにはステアバイワイヤシステムを⽤いた安定化制御が必要になる．i-ROAD では⾞両幅をできる限り狭くするために前輪操舵を諦め，安定化制御を前提とした後輪操舵を採⽤している．⻑所は狭い⾞両幅であり，短所はステアバイワイヤシステムのためのコスト増になる． i-ROAD の駆動輪は前輪であり，左右輪にそれぞれインホイールモーターを - 38 -.

(40) 第2章. 配することで，ただ駆動するだけでなく，左右トルク差を積極的に与え，⾼度な運動性能を追求することも可能になっている．⾮操舵輪での駆動ゆえに，⽐較的簡単な仕組みで成⽴できるが，⼆つのインホイールモーターのコストはどうしても割⾼になる．また，ばね下慣性の⼤きさゆえに，タイヤ接地性（グリップの安定性）の⾯でも不利になる．⾔い換えると同じ前輪が⼆輪の PMV でも，前⼆輪で操舵し⾮操舵の後輪⼀輪に駆動モーターを配置すれば，安価で安定性の⾼いコンセプトを実現できることになる．この場合，i-ROAD のような両⾜を前⼆輪の間に投げ出すドライビングポジションはとり⾟い．. 2.1.3. サスペンション i-ROAD では，前輪はフルリーディング式のサスペンションが採⽤されている．⾮操舵の駆動輪でその内側にドライバが⾜を投げ出すパッケージとしてこれは都合がよいが，⼀般的な前輪操舵ではこのサスペンション構成は難しい．通常，図 2-3 のように，前輪にパラレルリンクを配し，⾞両の上下動とロール⽅向の動きを分離する必要がある．左右に配置されたばね・ダンパーを内蔵するテレスコピックサスペンションが，パラレルリンクに各⼆点で回転⾃由に固定され，平⾏四辺形のようなリンク構造を構成する．⼆点間のスパンによってテレスコピックサスペンション⾃体のロール⽅向の動きは規制されるが，⼆点の回転⾃由度によりテレスコピックサスペンションはパラレルリンクを回転させながら⾃由に上下動可能となる．これにより⾞両の上下動に対してはばね・ダンパーが作⽤するが，ロール⽅向の動きに対してはまったく⾃由になる．この⾃由度がモーターサイクル同様，旋回時に内傾することを可能にする．旋回中に横加速度と釣り合う⾓度まで内傾していれば，遠⼼⼒による旋回外向きのロールモーメントと⾞両重量による旋回内向きのロールモーメントが相殺される．後輪が⼀輪の場合，⼀般的にはトレーリングアーム（スイングアーム）が⽤いられる．トレーリングアーム前端はボデー側⽀点に取り付けられ，その軸周りにスイングすることだけが許される．トレーリングアームの後端には後輪が回転⾃由に取り付けられ，トレーリングアームのスイング運動が後輪の上下動となる．電気⾃動⾞の場合，スクーターのエンジン配置（図 2-4）と同様，このトレ. - 39 -.

(41) 第2章. ーリングアームに電動モーターを配置すれば，シンプルな構成で駆動輪のサスペンションを構成できる．. 図 2-3 前⼆輪のパラレルリンクサスペンション機構. 図 2-4 スイングアームに原動機を搭載する後輪サスペンション機構. - 40 -.

(42) 第2章. 2.1.4. 旋回時内傾の与え⽅（パッシブとアクティブ）モーターサイクルでは，動的な運動⽅程式は⾃動⾞に⽐べると遥かに複雑であり，ここでは紹介しない．旋回時の内傾はライダーによる⾞両のバランスで達成され，旋回中の遠⼼⼒による旋回外向きのロールモーメントと⾞両重量による旋回内向きのロールモーメントが相殺され，ロール⽅向に何も⼊⼒しなくてもその内傾⾓が保たれる．このことは PMV であってもまったく同様である．ただし PMV には，モーターサイクル同様にパッシブにこの内傾を起こするものだけでなく，アクティブに内傾させるものがある．もちろんアクティブな作⽤は動的（過渡的）な場⾯だけであり，内傾して旋回を続ける限りロール⽅向に何も⼊⼒しなくてもその内傾⾓が保たれることはモーターサイクルと同じである(14)．⾃動⾞のアクティブサスペンション⾞が旋回中に⼤きな⼒を⼊⼒し続ける必要があるのとは，メカニズムが異なることを理解しておきたい．パッシブな場合，⾛⾏中だけでなく停⽌時もそのメカニズムはモーターサイクルと同様であり，旋回中はバランスよく⾛⾏できても，PMV でモーターサイクルのように地⾯に⾜をつくのは難しいため，停⽌時に転倒しない⼿段を考案する必要がある．ごく低速で左右にアウトリガーが出て，⾞輪が菱形に配置されるものも提案されているが，これでは幅の狭い PMV の⽬的に反し本末転倒だ．. ロールモーメント⼊⼒. 写真：ヤマハ発動機株式会社. 図 2-5 パラレルリンクへのロールモーメント⼊⼒アクティブな場合もメカニズム的に特に複雑になるわけではなく，図 2-5 に⽰すように，前述のパラレルリンクのボデー側に回転⽅向に⼒を発⽣するアク - 41 -.

(43) 第2章. チュエータを配するだけである．⾃動⾞と違ってロールモーメントに対抗するものではないので，⽐較的⼩容量のアクチュエータで事⾜りる．しかし，アクティブなアクチュエータを⽤いる限り，パッシブなものとは異なり，アクチュエータの消費エネルギーも気になるところである．これに関しては後述することにする．. 2.2. パッシブな内傾機構を有する PMV の⾃⽴機能(1) 筆者は，図 2-6 に⽰す，前⼆輪の接地荷重を両⾜の⾜付き代りに使うメカニズムを考案し，ドライバの意志で⾃⽴できるその実⽤性を，ヤマハトリシティの改造⾞両を⽤いて確認した．前左右輪の接地荷重を両⾜のステップで調整することで，あたかも⼈が両⾜で⽴っているのと同様に⾃⽴できる仕組みである．これに加えて，ピアジオ MP3 のようなティルトロック（ロール⽅向のロック）機構を備えれば，停⾞した後，⾞両を離れることも簡単になる．. 図 2-6 停⽌してもライダーの⼒で⾃⽴維持できる新しいメカニズム本著ではアクティブな内傾機構を有する PMV に関して論述するため，このパッシブな内傾機構に対応した⾃⽴機能については詳細を割愛する．参考に，表 2-1 に様々な PMV の構成の持つ利点と不利点を⽰す．本研究では，従来明確でなかった前輪操舵と後輪操舵の障害物回避性能⽐較も加えて，前⼆輪＋後⼀輪，前輪操舵＋後輪駆動，アクティブ内傾機構を有する PMV を選択した上で，その社会受容性を明確にすることとした．. - 42 -.

(44) 第2章. 表 2-1 様々な構成における利点（✔）と不利点（▼） PMV の様々な構成. 簡便さ. 前⼀輪＋後⼆輪. ✔. 前⼆輪＋後⼀輪. ✔. 低速時. ✔. パッシブ内傾機構. ✔. ▼転倒. ▼アクティブ. ✔. 前輪駆動＋後輪操舵前⼆輪＋後⼆輪. ▼不安定. ▼U.S. ✔ ✔. ✔. ▼４⾞輪. ▼遅れ ✔. ▼ステアバイワイヤ. ▼遅れ ―. ―. 前輪操舵＋後輪駆動. ✔. パッシブ内傾機構. ✔. ▼転倒. ▼アクティブ. ✔. アクティブ内傾機構. 回避性. ―. 前輪操舵＋後輪駆動アクティブ内傾機構. 制動時. ✔. ✔ ▼遅れ ✔. 2.3. アクティブに内傾する PMV の運動特性解析⼿法表 2-2 に本著におけるアクティブに内傾する PMV モデルの全体像を⽰す．第 3 章(11)(12)(13)(15)，第 4 章(15)(16)，第 5 章(14)にて⽤いられる．. 2.3.1. マルチボディダイナミクス（MBD）シミュレーション⼀般に知られているように，旋回中には内傾（リーン）し停⾞すれば転倒する⼆輪⾞のモデルは⾃動⾞のそれとはモデル構造が異なるため，⾃動⾞⽤の⾞両運動シミュレーションツールと⼆輪⾞⽤のそれとは，全く別のシミュレーションツールとして構成され，それぞれの上で構築された⾞両モデルに互換性はない．本著では，アクティブに内傾する PMV のモデル化に，⾞両運動シミュレーションシステム（ドイツ IPG Automotive 社の CarMaker）を⽤いた．ここでは，表 2-2 に基づき，第 3 章以降で使⽤する MBD モデルについて順に解説する．. - 43 -.

(45) - 44 -. MC用図 2-11. MC用図 2-11. 式 (2-3). タイヤ. 式 (2-3). 目標ロール角. 式 (2-2). TP = 4000 TI = 100 TD = 0. 式 (2-2). 想定横加速度. 図 2-9, 図 2-10, 式 (2-1). T P = 4000 ロール角追従 T I = 100, 70, 50 制御定数（TP,TI,TD） TD = 0. 図 2-10, 式 (2-1). 想定旋回半径. MC用図 2-11. T P = 4000 T I = 50 TD = 0. 式 (2-3). 式 (2-2). 図 2-10, 式 (2-1). 表 2-3, 表 2-4 表 2-4 記）基準諸元記）基準諸元記）操舵角比図 2-7, 16.0 記）操舵角比 16.0. 表 2-4 記）基準諸元記）操舵角比 16.0. 車両諸元. 前二輪・後一輪前輪操舵・後輪駆動. 前二輪・後一輪前輪駆動・後輪操舵前輪操舵・後輪駆動. 第3章3.3.節. 前二輪・後一輪前輪操舵・後輪駆動. 第3章3.2.節. 車両構成. 第3章3.1.節. TP = 4000 TI = 0 TD = 0 MC用図 2-11. MC用図 2-11. 式 (2-3). 式 (2-2). 図 2-9, 式 (2-1). 表 2-3 記）基準諸元記）操舵角比図 2-7. 前二輪・後一輪前輪駆動・後輪操舵. 第5章. TP = 4000 TI = 50 TD = 0. 式 (2-3). 式 (2-2). 図 2-10, 式 (2-1). 表 2-4 記）基準諸元記）操舵角比 16.0. 前二輪・後一輪前輪操舵・後輪駆動. 第4章4.4.節. 第2章. 表 2-2 アクティブに内傾する PMV モデル全体像.

(46) 第2章. 2.3.2. モデルの基本構成作成した PMV モデルは，前⼆輪，後⼀輪の三輪⾞であり，旋回中には内傾しながら⾛⾏する．本研究での実験では，PMV のモデルとして前輪操舵＋後輪駆動のものと，後輪操舵＋前輪駆動のものを準備した．第 5 章 5.3.節(14)では，前輪駆動＋後輪操舵の PMV モデルを⽤いた．⼀般には前輪操舵＋後輪駆動が想定されるが，後輪操舵＋前輪駆動の構成は，旋回中に内傾する PMV として社会実証実験段階にある TOYOYA i-ROAD（図 2-2）が採⽤している．第３章 3.1.節(12)(15)，第 3 章 3.3.節(13)(15)，第 4 章 4.4.節(15)(16)では，前輪操舵＋後輪駆動の PMV モデルを⽤い，第 3 章 3.2.節(11)(15)では前輪操舵⾞と後輪操舵⾞を⽐較するために，両⽅のモデルを⽤いた．⾃動⾞⽤の⾞両運動シミュレーションツール上で旋回中に内傾するモデルを構築するために，少なからず⼯夫をしている．旋回中に内傾する PMV のモデルとして，⾃動⾞モデルのスタビライザーに内傾側の捻りトルクを付加するアクティブスタビライザーの機能を⽤いた．前輪操舵，後輪操舵を問わず，前⼆輪のサスペンションに設定した．これは必ずしもこのタイプの PMV として必要な要件ではないが，今回⾞両機能を例⽰的に発現させるために，モデル製作の都合上で採⽤した．. 2.3.3. PMV の基本諸元⾞両の基本諸元を図 2-7 および表 2-3，表 2-4 に⽰す．表 2-3 と表 2-4 は，操舵⾓⽐以外は同様である．第 3 章 3.2.節(11)(15)と第 5 章 5.3.節(14)で⽤いる後輪操舵モデル（表 2-3）では，オーバーステア傾向にある⾞両の安定性確保のために，図 2-8 に⽰すように，⾞速上昇とともに後輪の実舵⾓を抑制される．操舵⾓から⾒ると⾞速上昇とともに旋回半径が⼤きくなり，⼀般的なアンダーステア特性と同様の⾞両特性となる．後輪操舵⾞は，必然的にステアバイワイヤとなるので，実⾞構築の場合にも，このような可変ギヤ⽐は容易に設定可能である．第 3 章 3.1.節(12)(15)，第 3 章 3.2.節(11)(15)，第 3 章 3.3.節(13)(15)，第 4 章 4.4.節 (15)(16). で⽤いる前輪操舵⾞（表 2-4）では，⼀般の⾃動⾞同様，に可変ギヤ⽐の必. 要がない．前輪操舵⾞両モデルでは，操舵⾓と前輪実舵⾓の⽐は低速時のギヤ⽐. - 45 -.

(47) 第2章. 16.0 のまま保つこととした．なお操舵輪が左右⼆輪の前輪操舵⾞両では，左右輪の軌跡の差を考慮し，左右輪に切れ⾓差を与えるが，今回は簡単の為に左右の切れ⾓差を与えていない．表 2-3，表 2-4 に⽰したように，この PMV は普通乗⽤⾞に⽐べ全⻑と全幅が約 1/2 で，実は図 2-9 に⽰すように全⻑と全幅の⽐は普通乗⽤⾞と変わらない．ところが全⾼は普通乗⽤⾞並であり，等価的に全⾼が 2 倍⾼いことになる．転. Total height. 倒を防ぐために，旋回中は⾞両を内傾させることが必要になる所以である．. Front distance from GC Rear distance from GC. Gravity center height Wheel base Total length. Front tread Total width. 図 2-7 モデル⾞両の⼨法諸元表 2-3 後輪操舵 PMV の⾞両諸元 (1 名乗⾞) item Total length Total width Total height Wheel base Front distance from GC Rear distance from GC Front tread Gravity center height Steering Gear Ratio. unit value m 2.645 m 0.88 m 1.445 m 2.02 m 0.807 m 1.213 m 0.85 m 0.358 Fig.16.0 2-8. item Total mass Front mass distribution Rear mass distribution Roll inertia moment (Sprung inertia moment) Pitch inertia moment (Sprung inertia moment) Yaw inertia moment (Sprung inertia moment). - 46 -. unit kg kg kg kgm2 kgm2 kgm2 kgm2 kgm2 kgm2. value 369.79 222.057 147.733 58.776 42.996 197.328 118 187.280 102.28.