おける安全を担保するために、障害物との衝突を回避する自動ブレーキシステムはとても重要な要素です。分かっていなかったので勉強してみました。今回の記事では、勉強したブレーキの基礎について紹介します。参考ブログこの記事を書くにあたり、下記のブログを参考にさせていただきました。どちらも説明がシンプルで分かりやすく、入門としておススメです。www.carphys.netwww5f.biglobe.ne.jpタイヤと地面の摩擦ブレーキによって自動車が止まろうとする際に、タイヤと地面に作用する力の関係を図示すると下記のようになります。外力として、ブレーキで止めようとする制動力が加わるのに対して、それとは逆の方向に地面との摩擦力が生じる訳ですが、それらの関係は下記のようになります。ブレーキを踏みこむことで制動力はどんどん大きくなっていき、それが最大静止摩擦力を越えるまでは、制動力と摩擦力は同じ大きさで釣り合い、この時タイヤと地面はグリップしてかみ合った状態となります。このまま制動力が大きくなり続けると、タイヤと地面の摩擦力よりもタイヤとブレーキの摩擦が強くなり、いずれはブレーキがロックしてしまいます。なると、タイヤと地面の摩擦は小さくなり、それ以上はいくらブレーキを踏んでも摩擦力は大きくならなくなります(動摩擦力)。停車するまでの制動距離が伸びてしまう要因となります。ブレーキのロックについてこのブレーキがロックするというのが具体的にどういう状況なのかが最初は良く分からなかったのですが、下記の記事を読んだことで理解することができました。bicycle-post.jpwww.carphys.netブレーキによる減速度の計算ここまで述べたように、タイヤのグリップ時とスリップ時では制動力と摩擦力の関係が変わってきます。それに伴い、ブレーキで停車するまでの減速度の計算方法は下記のように変わります。制動力は下記のようになります。運動方程式で下記のように求まります。上記の2式と、グリップ時は制動力と摩擦力は釣り合うという関係から、減速度はブレーキトルク、タイヤ半径、車両の荷重から下記のように決まると考えられます。この式を利用することで、あらかじめ知る事ができる車体の仕様から、ブレーキをかけた時の大体の減速度を見積もることが出来ます。常に一定かつ最大静止摩擦力より小さい動摩擦力が作用します。スリップ時の減速度は運動方程式により下記のように表せます。よって下記のようになります。停車するまでの間にこの減速度が一定にかかるとすると、停車して車速が0になるまでの時間は下記のように求まります。この式を利用することで、自動運転している車両が障害物との衝突予測をする際、自分が今の車速でブレーキを踏んだ場合にどれだけの時間を要して停車するのか把握することができます。先ほど求めた減速時間の式をこれに代入すると、という形で制動距離を求めることができます。左辺に来るように変形すると、というようになり、制動距離から初速度を逆算できるようになります。自動運転の衝突予測では、障害物までのセンサの検知距離や、停車時に確保したい障害物との間の距離から、安全に停車するために実現したい制動距離を決定することができます。これによって、安全に停車するために許容される直前の初速度を上式によって決定し、それを目標とした速度制御を行うということができるようになります。(1)Sponsor引用をストックしましたストック一覧を見る閉じる引用するにはまずログインしてくださいログイン閉じる引用をストックできませんでした。再度お試しください閉じる限定公開記事のため引用できません。