大型トラックの操舵特性と横転について

大型トラックの操舵特性と
横転について
自動車安全研究領域
波多野忠
独立行政法人交通安全環境研究所
目
目次
次
1.
1. 概
概要
要
2.
2. トラックの種類と形状
トラックの種類と形状
3.
3. 統計資料
統計資料
4.
4. 傾斜台試験
傾斜台試験
5.
5. つまずき
つまずき
6.
6. 大型車を用いた試験
大型車を用いた試験
7.
7. 走行シミュレーションによる試験
走行シミュレーションによる試験
8.
8. あとがき
あとがき
独立行政法人交通安全環境研究所
1.
1. 概
概要
要
•• はじめに、トラック全般の概観と関連する事項
はじめに、トラック全般の概観と関連する事項
について報告する。
について報告する。
•• 次に、積荷の重心位置の違いが、自動車の
次に、積荷の重心位置の違いが、自動車の
運動特性にどのように影響するか、操舵特性
運動特性にどのように影響するか、操舵特性
と横転に関連する走行実験･解析を行った結
と横転に関連する走行実験･解析を行った結
果について報告する。
果について報告する。
独立行政法人交通安全環境研究所
目
目次
次
1.
1. 概
概要
要
2.
2. トラックの種類と形状
トラックの種類と形状
3.
3. 統計資料
統計資料
4.
4. 傾斜台試験
傾斜台試験
5.
5. つまずき
つまずき
6.
6. 大型車を用いた試験
大型車を用いた試験
7.
7. 走行シミュレーションによる試験
走行シミュレーションによる試験
8.
8. あとがき
あとがき
独立行政法人交通安全環境研究所
２.
２. トラックの種類と形状（1）
トラックの種類と形状（1）
道路運送車両法関係
道路運送車両法関係
種
別
車両総重量
(kg)
最大積載量
(kg)
長さ(m)
幅(m)
高さ(m)
3.3以下
1.4以下
2.0以下
200〜350
小型自動車 4.7以下
1.7以下
2.0以下
350〜2,000
普通自動車 12以下
2.5以下
3.8以下
軽自動車
25,000以下
道路交通法関係
道路交通法関係
種
類
車両総重量(kg)
最大積載量(kg)
普通自動車
8,000未満
5,000未満
大型自動車
8,000以上
5,000以上
独立行政法人交通安全環境研究所
2,000〜16,200
２.
２. トラックの種類と形状（2）
トラックの種類と形状（2）
車軸別の分類
車軸別の分類
床面高さの違い
床面高さの違い
床面高さ:高い
３．８ｍ
床面高さ:低い
独立行政法人交通安全環境研究所
２.
２. トラックの種類と形状（3）
トラックの種類と形状（3）
トラックの架装
トラックの架装
独立行政法人交通安全環境研究所
目
目次
次
1.
1. 概
概要
要
2.
2. トラックの種類と形状
トラックの種類と形状
3.
3. 統計資料
統計資料
4.
4. 傾斜台試験
傾斜台試験
5.
5. つまずき
つまずき
6.
6. 大型車を用いた試験
大型車を用いた試験
7.
7. 走行シミュレーションによる試験
走行シミュレーションによる試験
8.
8. あとがき
あとがき
独立行政法人交通安全環境研究所
3.
3. 統計資料（1）
統計資料（1）
特装車の車種別生産台数
特装車の車種別生産台数
バン型トラック
ダンプトラック
環境衛生車
高所作業車
コンクリート
ミキサー車
タンクローリー
脱着車
トラッククレーン
粉流体運搬車
消防車
コンクリート
ポンプ車
0
20,000
40,000
60,000
生産台数 (台)
独立行政法人交通安全環境研究所
80,000
100,000
2003年1〜12月
(出典:自技会)
国内の貨物輸送量
国内の貨物輸送量
3.
3. 統計資料（2）
統計資料（2）
350.0
輸送トンキロ数(十億t･km)
300.0
250.0
200.0
鉄道
内航海運
自動車
150.0
100.0
50.0
0.0
(出典:国交省)
1975
1980
1985
1990
暦年(年)
独立行政法人交通安全環境研究所
1995
2000
3.
3. 統計資料（3）
統計資料（3）
交通事故発生状況の推移
交通事故発生状況の推移
交通事故死亡者数(千人）
2000
15
1500
10
1000
5
500
交通事故件数(千件）
死亡者数
交通事故件数
20
0
0
1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005
暦年(年）
独立行政法人交通安全環境研究所
(出典:ITARDA)
3.
3. 統計資料（4）
統計資料（4）
車種別交通事故件数の割合
車種別交通事故件数の割合
事故類型別交通事故の割合
事故類型別交通事故の割合
100%
60%
大型貨物
軽貨物
普通乗用
普通貨物
バス
軽乗用
40%
80%
頻度
頻度
80%
100%
60%
40%
20%
20%
0%
0%
1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001
暦年(年)
独立行政法人交通安全環境研究所
人対車両
車両相互
車両単独（転倒を除く）
転倒
1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001
暦年(年)
(出典:ITARDA)
3.
3. 統計資料（5）
統計資料（5）
交通事故による経済的損失額
交通事故による経済的損失額
(2002年度)
(2002年度)
加害者の用途･車種別の被害者死
加害者の用途･車種別の被害者死
亡率
亡率
軽四輪車
営業用小型貨物自動
車
人身損失額
物的損失額
営業用普通貨物自動
車2t以下
営業用普通貨物自動
車2t超
人身損失額
48%
自家用小型貨物自動
車
自家用普通貨物自動
車2t以下
自家用普通貨物自動
車2t超
物的損失額
52%
交通事故の経済的
損失額の合計
3兆4,030億円
営業用バス
自家用バス
営業用乗用
(出典:SONPO)
自家用乗用
0
独立行政法人交通安全環境研究所
0.5
1
1.5
死亡率 (%)
2
2.5
3.
3. 統計資料（6）
統計資料（6）
事故類型別の被害者の平均
事故類型別の被害者の平均
人身損失額
人身損失額
事故類型別の平均物的
事故類型別の平均物的
損失額
損失額
踏切事故
横転･転落
衝突
道路外逸脱
車両単独事故
車両単独事故
構築物衝突
後退時衝突
横転
追突
追突
車両相互事故
接触
車両相互事故
出合頭衝突
側面衝突
側面衝突
正面衝突
正面衝突
人対車両
人対車両
0
1,000
2,000
3,000
平均人身損失額 (千円)
4,000
0
100
200
300
400
500
平均物的損失額 (千円)
(出典:SONPO)
独立行政法人交通安全環境研究所
3.
3. 統計資料（7）
統計資料（7）
小型車の衝突箇別割合
小型車の衝突箇別割合
その他
14%
前部
49%
横転
8%
横転事故形態別事故件数割合
横転事故形態別事故件数割合
前部
側面
後部
横転
その他
つまずき以
外
5%
つまずき
つまずき以外
後部
13%
(1997年〜2001年,
側面
16%
横転 281,000台/年)
つまずき
95%
(出典:NHTSA)
独立行政法人交通安全環境研究所
目
目次
次
1.
1. 概
概要
要
2.
2. トラックの種類と形状
トラックの種類と形状
3.
3. 統計資料
統計資料
4.
4. 傾斜台試験
傾斜台試験
5.
5. つまずき
つまずき
6.
6. 大型車を用いた試験
大型車を用いた試験
7.
7. 走行シミュレーションによる試験
走行シミュレーションによる試験
8.
8. あとがき
あとがき
独立行政法人交通安全環境研究所
4.
4. 傾斜台試験（１）
傾斜台試験（１）
Ｍｇ･ｃｏｓθ
θ
独立行政法人交通安全環境研究所
Ｍｇ･ｓｉｎθ
4.
4. 傾斜台試験（2）
傾斜台試験（2）
空積載
定積載
エンジン性能
14
0.07
12
0.06
10
0.05
8
0.04
6
0.03
4
0.02
2
0.01
軽
小型
エンジン性能 (kW/kg)
2
最大安定横加速度 (m/s )
トラックの大小による比較
トラックの大小による比較
普通
0
0
200
400
2000
3500
8000
最大積載量 (kg)
独立行政法人交通安全環境研究所
12250
（調査台数;138台）
4.
4. 傾斜台試験（3）
傾斜台試験（3）
最大安定横加速度の変動率による比較
最大安定横加速度の変動率による比較
積載の有無による横加速度の変動率 (%)
70
60
50
40
30
20
10
軽
小型
普通
0
200
400
2000
3500
8000
最大積載量 (kg)
独立行政法人交通安全環境研究所
12250
目
目次
次
1.
1. 概
概要
要
2.
2. トラックの種類と形状
トラックの種類と形状
3.
3. 統計資料
統計資料
4.
4. 傾斜台試験
傾斜台試験
5.
5. つまずき
つまずき
6.
6. 大型車を用いた試験
大型車を用いた試験
7.
7. 走行シミュレーションによる試験
走行シミュレーションによる試験
8.
8. あとがき
あとがき
独立行政法人交通安全環境研究所
5.
5. つまずき（１）
つまずき（１）
Ｍｇ･Ay
Ｍｇ
Ｍｇ･Ay
独立行政法人交通安全環境研究所
5.
5. つまずき（２）
つまずき（２）
つまずき最低初速度の比較
つまずき最低初速度の比較
空積載
定積載
18
つまずき最低初速度 (km/h)
16
14
12
10
8
6
4
2
0
軽
小型
200
400
普通
2000
3500
最大積載量 (kg)
独立行政法人交通安全環境研究所
8000
12250
（調査台数;138台）
5.
5. つまずき（3）
つまずき（3）
つまずき最低初速度の変動率の比較
つまずき最低初速度の変動率の比較
積載の有無による最低初速度の変動率 (%)
60
50
40
30
20
10
軽
小型
普通
0
200
400
2000
3500
最大積載量 (kg)
独立行政法人交通安全環境研究所
8000
12250
目
目次
次
1.
1. 概
概要
要
2.
2. トラックの種類と形状
トラックの種類と形状
3.
3. 統計資料
統計資料
4.
4. 傾斜台試験
傾斜台試験
5.
5. つまずき
つまずき
6.
6. 大型車を用いた試験
大型車を用いた試験
7.
7. 走行シミュレーションによる試験
走行シミュレーションによる試験
8.
8. あとがき
あとがき
独立行政法人交通安全環境研究所
大型車を用いた試験（１）
大型車を用いた試験（１）
試験概要
試験概要
〇試験車両 GVW 24431kg 横転防止用アウトリガー付
〇積載条件 1.空積載
2.定積載
・12tの重錘を荷台床面から 100mmの位置に設置
・
・
〃
〃
500mmの位置に設置
1000mmの位置に設置
〇試験・傾斜台試験・定常円旋回試験(ｒ;40ｍ) ・ Jターン試験(ｒ;40ｍ)
・操舵過渡応答試験・レーンチェンジ試験(4m幅；20ｍ)
独立行政法人交通安全環境研究所
大型車を用いた試験（2）
大型車を用いた試験（2）
傾斜台試験
傾斜台試験
8
ロール角(右傾斜:1000mm)
ロール角(左傾斜:1000mm)
7
ロール角(右傾斜:500mm)
車体ロール角(deg)
6
ロール角(左傾斜:500mm)
ロール角(右傾斜:100mm)
5
ロール角(左傾斜:100mm)
4
ロール角(右傾斜:空車)
ロール角(左傾斜:空車)
3
2
1
0
0
2
4
6
横加速度(m/s2 )
独立行政法人交通安全環境研究所
8
10
大型車を用いた試験（3）
大型車を用いた試験（3）
円旋回試験結果
円旋回試験結果
左旋回；空積載
左旋回；500mm
右旋回；1000mm
右旋回；100mm
左旋回；100mm
左旋回；1000mm
右旋回；500mm
右旋回；空積載
10
横転
8
車体ロール角 (deg)
6
4
2
右旋回
0
-2
左旋回
-4
-6
-8
横転
-10
-7
(R=40m)
-5
-3
-1
1
2
横加速度 (m/s )
独立行政法人交通安全環境研究所
3
5
7
大型車を用いた試験（4）
大型車を用いた試験（4）
円旋回試験結果
円旋回試験結果
(スタビリティファクタ)
(スタビリティファクタ)
右旋回；空積載
右旋回；100mm
右旋回；500mm
左旋回；空積載
左旋回；500mm
右旋回；1000mm
左旋回；100mm
左旋回；1000mm
0.002
スタビリティファクタ
0.0015
0.001
0.0005
0
-0.0005
-0.001
-0.0015
0
(R=40m)
1
2
3
4
2
横加速度 (m/s )
独立行政法人交通安全環境研究所
5
6
7
大型車を用いた試験（5）
大型車を用いた試験（5）
ピーク車体ロール角 (deg)
12
Jターン試験
Jターン試験
空積載
定積載;100mm
定積載;500mm
定積載;1000mm
右旋回
8
4
0
-4
左旋回
-8
-12
-6
-4
-2
0
2
横加速度 (m/s )
独立行政法人交通安全環境研究所
2
4
6
大型車を用いた試験（6）
大型車を用いた試験（6）
傾斜台試験;円旋回試験;Jターン試験
傾斜台試験;円旋回試験;Jターン試験
時の横転限界値の比較
時の横転限界値の比較
8
(11.27)
傾斜台試験
定常円旋回
Jターン試験
2
最大横加速度 (m/s )
7
6
5
4
3
2
1
0
空積載
定積載;100mm 定積載;500mm 定積載;1000mm
独立行政法人交通安全環境研究所
大型車を用いた試験（7）
大型車を用いた試験（7）
過渡応答試験
過渡応答試験ヨー角速度応答
ヨー角速度応答
積載1000mm;100km/h
積載1000mm;80km/h
積載1000mm;60km/h
-10
-15
-15
ゲイン (dB)
-10
-20
-20
-25
-25
-30
20
-30
0
0
-20
-20
20
位相遅れ (deg)
位相遅れ (deg)
ゲイン (dB)
空積載;100km/h
空積載;80km/h
空積載;60km/h
-40
-60
-80
-100
-60
-80
-100
-120
-120
-140
0.01
-40
0.1
1
10
周波数 (Hz)
独立行政法人交通安全環境研究所
-140
0.01
0.1
1
周波数 (Hz)
10
大型車を用いた試験（8）
大型車を用いた試験（8）
過渡応答試験結果
過渡応答試験結果
空積載;80km/h
空積載;100km/h
積載100m;80km/h
積載100m;100km/h
積載1000m;80km/h
積載500m;80km/h
積載1000m;100km/h
積載500m;100km/h
乗用車;80km/h
乗用車;100km/h
-5
ピークゲイン (dB)
ヨー角速度応答
ヨー角速度応答
-10
-15
-20
-25
0.2
0.4
0.6
周波数 (Hz)
独立行政法人交通安全環境研究所
0.8
1
大型車を用いた試験（9）
大型車を用いた試験（9）
過渡応答試験
過渡応答試験ロール角速度応答
ロール角速度応答
積載1000mm;100km/h
空積載;100km/h
空積載;80km/h
空積載;60km/h
積載1000mm;80km/h
積載1000mm;60km/h
-15
-15
-20
-25
ゲイン (dB)
ゲイン (dB)
-20
-30
-35
-30
-35
-40
-40
-45
-45
-50
-50
50
50
25
25
0
位相遅れ (deg)
位相遅れ (deg)
-25
-25
-50
-75
0
-25
-50
-100
-75
-125
-100
-150
0.1
1
周波数 (Hz)
10
独立行政法人交通安全環境研究所
0.1
1
周波数 (Hz)
10
大型車を用いた試験（10）
大型車を用いた試験（10）
空積載
定積載;500mm
レーンチェンジ試験
レーンチェンジ試験
定積載;100mm
定積載;1000mm
レーンチェンジ走行の成功率
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
20
40
60
速度 (km/h)
独立行政法人交通安全環境研究所
80
100
大型車を用いた試験（11）
大型車を用いた試験（11）
空積載;第1ピーク
100mm;第1ピーク
500mm;第1ピーク
1000mm;第1ピーク
多
空積載第ピ
車体ロール角 (deg)
8
レーンチェンジ試験
レーンチェンジ試験
空積載;第2ピーク
100mm;第2ピーク
500mm;第2ピーク
1000mm;第2ピーク
多
空積載第ピ
6
4
2
0
0
1
2
3
4
2
横加速度 (m/s )
独立行政法人交通安全環境研究所
5
6
目
目次
次
1.
1. 概
概要
要
2.
2. トラックの種類と形状
トラックの種類と形状
3.
3. 統計資料
統計資料
4.
4. 傾斜台試験
傾斜台試験
5.
5. つまずき
つまずき
6.
6. 大型車を用いた試験
大型車を用いた試験
7.
7. 走行シミュレーションによる試験
走行シミュレーションによる試験
8.
8. あとがき
あとがき
独立行政法人交通安全環境研究所
走行シミュレーションによる試験（１）
走行シミュレーションによる試験（１）
試験概要
試験概要
〇試験車両 GVW 13636kg 車輪配列4×2 エンジン出力245ps
1.標準車 2.ロール剛性低下(-15%) 3.トレッド拡幅(+20%)
〇積載条件 1. 空積載
2. 7650kgの積載
①前後方向荷台中心からＬ；−２, ０, +２（ｍ）
①上下方向荷台高さからＨ；
〇試験
０, +1（ｍ）
・定常円旋回試験 (r70ｍ，舵角一定)
・ダブルレーンチェンジ試験(30m+25m+25m、
レーン幅4.5ｍ;予見時間1.5秒)
独立行政法人交通安全環境研究所
走行シミュレーションによる試験（2）
走行シミュレーションによる試験（2）
円旋回試験
円旋回試験
積載L=+2;H=+1
積載L=-2;H=+1
積載L=0;H=0
空積載
積載L=0;H=+1
積載L=+2;H=0
積載L=-2;H=0
12
標準車
車体ロール角 (deg)
10
横転
8
6
4
2
0
0
1
2
3
2
横加速度 (m/s )
独立行政法人交通安全環境研究所
4
5
走行シミュレーションによる試験（3）
走行シミュレーションによる試験（3）
ダブルレーンチェンジ試験
ダブルレーンチェンジ試験
120
ロール剛性低下
標準車
車幅拡大
横転
通過最大速度 (km/h)
100
80
60
40
20
0
μ=0.85
空積載
積載L=+2
H=0
積載L=0
H=0
独立行政法人交通安全環境研究所
積載L=-2
H=0
積載L=+2
H=+1
積載L=0
H=+1
積載L=-2
H=+1
走行シミュレーションによる試験（4）
走行シミュレーションによる試験（4）
ダブルレーンチェンジ試験
ダブルレーンチェンジ試験
100
ロール剛性低下
標準車
車幅拡大
横転
通過最大速度 (km/h)
80
60
40
20
0
μ=0.2
空積載
積載L=+2
H=0
積載L=0
H=0
独立行政法人交通安全環境研究所
積載L=-2
H=0
積載L=+2
H=+1
積載L=0
H=+1
積載L=-2
H=+1
ま
まと
とめ
め
〇大型トラックの事故件数は他車種に比べ少なく、また、普通トラッ
クでは一度事故が発生すると加害性が大きく、被害は大きい。
〇横転の事故件数は相対的には少ないが、物的損害の平均被害
額は大きい。
〇傾斜台試験結果とつまずきのシミュレーション結果から見ると、ト
ラックの中では小型車に近い普通車が、耐横転性能について相
対的に低下している傾向が見られる。
〇走行実験の結果から、積載方法によって、車両の運動性能は大
きく変化する。これにより、耐横転性能も変化する。
〇混合交通における大型トラックの運動特性
独立行政法人交通安全環境研究所
今後の方向性
今後の方向性
〇静的な横転基準（空積載）はあるが、動的な横
転基準は今現在ない。
〇将来、動的な横転基準を作成する資料とするた
めの継続的な研究実施
独立行政法人交通安全環境研究所

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