初めに
以前の記事で平坦路での自動車の車速・加速性能の計算方法を解説しました。今回は坂路での車速・加速性能の計算方法を解説しようと思います。平坦路での計算方法をベースに解説するので、まだ記事を見ていない方ははこちらも見てみてください。👇
計算方法
平坦路での加速度計算方法は以下のようになっています。
a=F/m
F=駆動力-空気抵抗-転がり抵抗
こちらの式をベースに、坂路での計算式では『坂路方向の重力による抵抗』と『転がり抵抗の坂路影響』を考慮することになります。具体的には以下の通りです。
下図のように坂路方向に重力の力を受けるので、以下の式のようになります。
重力による抵抗の計算式：車両重量(kg)×重力加速度(m/s2)×sinΘ
また転がり抵抗は坂路に垂直方向の重力で考えるので、以下の式のようになります。
転がり抵抗の計算式：車両重量(kg)×重力加速度(m/s2)×転がり抵抗係数(-)×cosΘ
よってまとめると
a=F/m
F=駆動力-空気抵抗-転がり抵抗–重力による抵抗
駆動力の計算式：動力元のトルク(Nm)×ギヤ比(-)÷タイヤ半径(m)
空気抵抗の計算式：0.5×空気抵抗係数(-)×前面投影面積(m²)
×空気密度(kg/m³)×(車速(m/s))²
転がり抵抗の計算式：車両重量(kg)×重力加速度(m/s2)×転がり抵抗係数(-)×cosΘ
重力による抵抗の計算式：車両重量(kg)×重力加速度(m/s2)×sinΘ
終わりに
以上が坂路での車速・加速性能の計算方法になります。これで加速性能に関しての理論的な部分は一旦区切りとなるので、どこかのタイミングでこれまでの理論を活用して加速度・車速計算ツールも作って公開しようと考えているので、お楽しみに!
Summary in English:
The vehicle speed and acceleration performance on a slope can be evaluated by adding the changes in gravitational force and rolling resistance in the direction of the slope to the calculations for flat roads. This allows us to theoretically capture actual driving behavior, such as the decrease in acceleration when climbing and gravitational assistance when going downhill. In the future, we also plan to release tools for calculating acceleration and vehicle speed utilizing these theories.
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