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"ジャーク"を意識するだけで、誰でもベテラン運転手に!

同じ車でも運転する人によって酔いやすさが違うと感じ、原因が何か調べていたら"ジャーク"という言葉が出てきたので、調べてまとめました。

更新日: 2019年12月22日

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この記事は私がまとめました

BKB250さん

運転の下手な人の車に同乗していると、停止のたびにカックンとショックを感じることがあります。

乗り物酔いしやすい人や、体調の悪い人にとって、このショックはかなり苦痛です(しかし、運転している本人は気付きにくいものです)。一方、上手な人は、いつ停止したかわからないくらいスムーズに車を停止させます。この違いの原因はどこにあるのでしょうか。

ブレーキをかけて減速している時、車には後ろ向きの加速度がかかっています。そのため、慣性力によって、乗っている人は前のめりの力を感じます。

下手な人は、停止の瞬間まで同じ強さでブレーキをかけ続けます。すると、停止の瞬間に加速度が急激にゼロになります。そのため、乗っている人にかかっていた慣性力が突然ゼロになり、前のめりをこらえていた反動で体が後ろへ投げ飛ばされるように感じます。これがカックンの正体です。

その原因は”ジャーク”を使って説明できる!

wikipediaによるとジャークとは以下のように説明されています

躍度(やくど)、加加速度(かかそくど)、 ジャーク (英: jerk) は、単位時間あたりの加速度の変化率である[1]。

加速度はベクトル量であるので、躍度も同様にベクトル量となるが、その絶対値を指すこともある。

躍度とは、加速度の時間の変化率になる。そのため躍度を理解するには加速度の理解が必要になる。

 井上氏は、「動いているものには加速度が発生する」と紹介し、立っている状態から歩き出した時点で、0.14G~0.15G程度の加速度が発生するという。この加速度が発生する時点で躍度が発生し、躍度は加速度が変化していく状態・勢いであると紹介した。

エレベータを例にして説明します。

ビルの高層化が進み、それにともなってエレベーターの最高速度が取りざたされるが、乗員の快適性を大きく左右するのは加加速度(Jerk=躍度)であり、つまり加速度をいかに変化させるかに意が払われている。

かつてのエレベーターに乗ったときの「動き出してガクンとし、ズーンと身体が重くなるような体感ののちにフワッと身体が浮き、再び身体の重さを覚えてカクンと止まる」というのはブレーキ+モーターによる感想であり、覚えのある方もいらっしゃるだろう。たとえば古い建物や小さなマンションなど、乗り込んだときに焦げ臭いエレベーターはブレーキが使われたためだ。

そう聞くとブレーキの仕事が減って楽になったのではと想像するが、動いているものを止めていた時代の動摩擦力追求に対し、止まっているものを保持する静摩擦力においては摩擦材の表面が研磨されることがないため、条件が厳しい。さらに巻上機の性能が向上して(永久磁石式同期電動機によるギヤレス直接駆動型の普及)トルクが増大すると、制動力の向上が求められる。自動車と同様、加速と減速は表裏一体で性能を高めていかなければならないのだ。

かごを始点から終点へ最速で到達させたいなら、一気に最大加速度を発揮、一気にゼロへ戻せばいい。しかし容易に想像できるように加加速度、つまり加速度/時間という視点で見ると、一気に値が上昇下降するわけで、これでは乗っていられない。エレベーターの制御目標として正弦波運転曲線があり、これは速度は最高速度を頂点とした線対称の山形、加速度を正弦波曲線としたもの。加速度および加加速度が小さいと乗り心地が良くなるが、運転時間は長くなる。乗員の快適性と運転時間短縮のバランスをとるために、加減速を最適にする必要がある。

具体的な説明

上手な人は、停止の少し前からブレーキを徐々にゆるめ始め、停止の瞬間には加速度がほとんどゼロになるようにしています。そのため、乗っている人はショックをほとんど感じないのです。

ここで、「加速度」とは何かをおさらいしておきましょう。
 停止していた自動車が発進して5秒後に速度が36km/h、すなわち10m/s(メートル毎秒)になったとします。5秒かかって速度が10m/s増えたので、この場合、自動車は(平均で)10m/s÷5秒=2m/s2(メートル毎秒毎秒)の加速度運動をしたことになります。

ブレーキをかけた時も自動車は加速度運動をします。「減速なのに加速度とはこれいかに?」と思う人もおられるかもしれませんが、速度の変化はすべて加速度運動に含まれます。たとえば、10m/sの速度から5秒かかって停止したとすれば、(平均で)-2m/s2の加速度運動をしたことになります。

さて、カックンの原因は加速度の急激な変化であると前に述べました。つまり、時間あたりの加速度の変化量が大きいと、乗っている人は不快に感じるといえます。この「時間あたりの加速度の変化量」を、英語では「jerk」(元々は「急な動き」の意味)といいます。

たとえば、-2m/s2の加速度を2秒かけてスムーズにゼロにしたとすれば、その時の加加速度は、2m/s2÷2秒=1m/s3(メートル毎秒毎秒毎秒)ということになります。一方、停止の瞬間まで-2m/s2の加速度が続いたとすれば、その時の加加速度は、2m/s2÷停止の瞬間のごくごく短い時間=とんでもなく大きな値m/s3ということになります。

具体的にはどうすればいいの?

ずいぶんむずかしそうな話に感じられたかもしれませんが、加加速度というキーワードを知っていれば、同乗者に不快感を持たせない運転の工夫に役立ちます。すなわち、加速度を急激に変化させないように運転するのがよいのです。そのこつをいくつか挙げておきましょう。

(マニュアル車の場合)

①クラッチを徐々につなぎ、アクセルを徐々に踏み込みながら発進する。
②変速のためにクラッチを切る時は、その前にアクセルを少し戻してエンジンの回転を頭打ちにし、加速度をゼロにしておく。
③強く加速している途中で加速の必要がなくなった時は、アクセルを急激に戻さず、徐々に戻す。
④減速を始める時は、ブレーキを徐々に踏み込む。
⑤ブレーキをかけている途中で減速の必要がなくなった時は、ブレーキを急激にゆるめず、徐々にゆるめる。
⑥止まる時は、停止の少し前からブレーキを徐々にゆるめ始め、停止の瞬間にはほとんどゆるめた状態になるようにする。完全に停止してから、再びブレーキを強く踏む。

(オートマチック車の場合)

①ブレーキを静かにゆるめ、アクセルを徐々に踏み込みながら発進する。
②強く加速している途中で加速の必要がなくなった時は、アクセルを急激に戻さず、徐々に戻す。
③減速を始める時は、ブレーキを徐々に踏み込む。
④ブレーキをかけている途中で減速の必要がなくなった時は、ブレーキを急激にゆるめず、徐々にゆるめる。
⑤止まる時は、停止の少し前からブレーキを徐々にゆるめ始め、停止の瞬間には、クリープ(エンジンのアイドリングによる微速前進)を食い止めるぎりぎりの強さまでゆるめた状態になるようにする。完全に停止してから、再びブレーキを強く踏む。

マツダもジャーク(躍度)を指標に取り上げている!

「特別な意識をしなくても安心・安全、つまり不安や違和感に意識を向ける必要がない、そんな運転ができる。だからこそ生まれる余裕によって、人の感覚が研ぎ澄まされ、お客様の走る歓びの質が磨かれ、高まっていく。そんな状態をお届けすることが必要なのだと考えている」と説明。

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