【図解】クルマの姿勢づくりについて考えてみる。

久々の図解理論ネタ的なブログです。
先日とあるみん友さんのドラテク記事を拝見し、僕としても車両の姿勢づくりの重要性を昨年のTC1000で理解を深めたところですので、簡単ですが図解してみようと思いました。
クルマ特に後輪駆動車における、コーナーでの姿勢づくりについて検討します。

僕が書くのは簡単なイメージだけですので、ちゃんと学んでみたいという方は市販されている理論書などを紐解いてみて下さい。(数式だらけでぶん投げたくなりますが…笑)

ちなみに今回のような理論ネタを書いたのは前回が4年前でした。
せっかくなので、図は前回のものを流用して作ってみます笑
車両はロードスターのような前後軸荷重50:50のFR車、タイヤも前後同サイズの想定です。

まずは↓コチラの図


車両重心の旋回半径のほか、前後外輪の旋回半径といわゆる“摩擦円”を図示しました。
摩擦円判らない方は検索して調べるのが一番ですが、円の大きさがタイヤの最大摩擦力 (荷重によって変わる)、矢印の向きと大きさがタイヤが実際に仕事している摩擦の方向と大きさを示しています。

上図でクルマは進行方向左に旋回していますが、ハナはコーナーの外側を向いている状態です。
特徴としては前輪の旋回半径が後輪よりも外側にあり、粘る後輪を前輪の大きな舵角でがんばって曲げている状態。いわゆる「舵角で曲げている」姿勢です。
前輪は目一杯切っているので横力も一杯一杯。他方で後輪は少し余力アリ。

一般的な市販車は、平時の旋回姿勢はこうなるように躾けられています。
なぜかというと、ハンドルを切らなくても曲がってゆくような車両挙動は一般的に言ってヤバい挙動だからです。では、この状態でアクセルをじんわり踏むとどうなるか？



加速による荷重移動で前輪の摩擦円が小さく、後輪の摩擦円が大きくなっています。
1枚目の図で前輪の横力は既に限界だったので、荷重移動で前軸荷重が減った分前輪の出せる横力も減り、他方で後輪の横力は余裕があるので、旋回軌跡は外に膨らみます。
俗に言うプッシュアンダーといった挙動はこういうプロセスで起こります。
軌道を戻すにはアクセルを戻すなどして前輪のグリップを回復させる必要があります。

では、次のパターン↓



最初に書いた「普通ならヤバい挙動」のパターンですが、後輪駆動車を効果的に走らせる為には重要ですし、フットブレーキでの荷重移動等々の運転操作如何で瞬間的に (たとえばCP付近で) こういう姿勢を作ることは可能です。(姿勢の作り易さは、クルマの種類やセッティングによります)

1枚目とは逆に前輪の旋回半径が後輪よりも内側にあり、必要な舵角も小さく前輪の横力に比較的余裕がある状態です。またクルマのハナもコーナーの内側を向いています。
今度はこの状態からアクセルをじんわり踏んであげましょう。



2枚目と同様に前輪の摩擦円が縮小しましたが、元々横力に余裕があったのでグリップは維持出来ています。また後輪は一杯一杯でしたが、荷重移動により摩擦円自体が大きくなったので、加速しながら横力も維持出来ています。

結果として、加速しながらも当初の旋回軌跡は維持出来ています。
実際は速度が上がった分少しずつ軌跡は外側にずれてゆきますが、2枚目と比べて綺麗な旋回姿勢と言えます。このまま舵角を減らしつつアクセルを踏み増してゆけば、少しずつ軌道を膨らませながらクルマはコーナーを脱出してゆきます。

ここまでお読み頂ければ、1枚目と3枚目を比較した上で、コーナーを効率よく脱出するためには3枚目の方が効果的だという事が理解できるかと思います。ついでに言えば、3枚目の姿勢でのアクセルONはヨー運動を助勢する側に働くので、俗に言う「アクセルで曲げる」動きは3枚目の姿勢からつくれます。(詳細は省きますが)

旋回軌道におけるクルマの“姿勢”が体感出来るようになって、運転操作との連関も判るようになるとシメたもの。自由自在に姿勢をコントロール出来れば峠だろうがサーキットだろうが速いですし、安全だし楽しいです。僕にとっては、スポーツカーを操る喜びの、結構なウエイトを占めています。
ロードスターは、姿勢変化が分かり易くて恰好の素材でありました。

とはいえ、理屈は判っていても運転操作がそれに及ばないこともしばしば。
やっぱり僕も、引き続き訓練の日々なのでした。