自動車の安全性について

その1

元日産自動車千葉

1．はじめに晃司 Kouji Chiba

42.9％となり、前面衝突と側面衝突が多いことがわかる。また、状態別交通事故死者数
1）

をみると1970（昭と保護基準との関係をみると、自動車乗車中和45）年の16,765人をピークに、1996（平が33.2％、 歩 行 中 が33.4％ と な っ て お り、

成8）年に9,943人と1万人を割り、それ以降それに対応して前面衝突試験（フルラップ、毎年減少を続け、2020（令和2）年には2,839オフセット）、側面衝突試験、歩行者保護評人となっている（図1）。この現象の理由には、価試験がある（図3）2）。

交通事故死亡者推移

衝突安全の強化、評価結果の情報公開、予防

自動車の安全性向上には、二つの方策があ安全装置の開発・採用などがあると思われる。

る。一つは不幸にしてあった衝突事故に対応

具体的には、衝突安全の強化としては、前面した衝突安全性の向上と、もう一つは衝突事衝突のフルラップ衝突※1

は1996年以降、側面衝突は1999年以降、前面衝突のオフセッ
ト※2は2000年以降、歩行者保護の頭部保護は2003年以降、脚部は2011年以降、それぞれ安全基準が強化された。また情報公開は故を未然に防ぐ予防安全の向上である。
本稿では衝突安全について解説し、予防安全はその2で解説する。

2．衝突安全2011年から実施されている。
自動車乗員の死亡事故の形態（図2）2） を衝突事故の形態により、前面衝突、側面衝見ると、前面衝突が54.3％で、側面衝突が突、後面衝突、歩行者保護などがある。衝突

図1

交通事故死者数の推移 （昭和 23 年〜令和 3 年）

※1
フルラップ衝突
車体前面の全体が他のクルマや障害物などにぶつかること。
※2
オフセット
車体の前側の一部分がぶつかること。

20

年

※

昭和46年以前は沖縄県を含まない

図2

自動車乗員死亡事故の形態の割合

図3

状態別交通事故死者数と保護基準

安全の基本的な考え方は乗員の居る空間を確（member：車の強度部材）※3、サブフレー

保するためにキャビンを変形させないで、乗ム ※4、フードリッジ※5の部材がその役割を演員を保護し、その前後の部位にて衝突エネルじている。したがって、それらの部材は変形ギを吸収させる車体構造にすることである。

してエネルギを吸収する。一方、乗員の居るキャビンは変形しないように強固な部材すな

2.1

前面衝突（図4、5）2）

わち A ピラー（pillar：支柱、フロントピラー：

前面衝突は相手自動車が車線を逸脱して正フロントガラスの両端に位置する支柱）、B面衝突するフルラップ衝突と衝突を避けようピラー（センターピラー、運転席または助手としてずれて衝突するオフセット衝突が席と後部座席の間に位置する支柱）、サイド・ある。

ルーフ・レール（ルーフレールとはクルマの基本的な考え方に従って、衝突エネルギ吸屋根の両サイドにあり、ルーフの支えになる収する部位としてエンジンコンパートメント部品）、フロントルーフレール、シル（sill：がある。それは、フロント車のドアの下枠）などで構成されている。

サイド

メンバ

※3フロントサイドメンバ
車両の前部にあり前後方向に走っていて、エンジンなどを支えている部材。
※4
サブフレームサスペンションやエンジンなどをボディ下部に固定するときに必要となる車の部分的な骨格。
※5
フードリッジエンジンルームおよびタイヤハウスを区切る隔壁のこと。

SE 213 December 2023 21図4

前面衝突（フルラップ）試験法

図5

前面衝突（オフセット）試験法

前面衝突試験に対応した車体構造としてしても通常の鋼板を凌ぐ強度を有するため軽は、衝突エネルギ吸収部位としてあるフロン量化にも貢献している。特に A ピラーは曲トげ強度を必要とする（図6）3）。

サイドメンバ（車の強度部材）は蛇腹変形により吸収するので材料としては高強度で高伸びのある材料を適用している。具体的

22

2.2

側面衝突（図7）2）には引張強さが780〜980 MPa の鋼板材で側面衝突には交差点で信号無視した車両がある。一方変形させないキャビンを構成する車両側面に衝突する場合や見通しの悪い側道

A ピラー、B ピラー、サイド・ルーフ・レーから出てくる車との衝突などがある。

ルは1.5 GPa の超高張力鋼（以下引張強度を

側面衝突は、対向車がキャビン側面に衝突このように表記する）やホットスタンプ材するので、前面衝突・後面衝突と異なって、1.5 GPa などを適用している。ホットスタン

衝突エネルギ吸収スペースが少なく、それでプ材は鋼板を加熱し、特殊加工して作られた

いてキャビンを変形させないようにしないと超高張力鋼板で、一般の鋼板と比較して約4いけない。ドアと A ピラー、B ピラーで対応〜5倍の引張強度を持っており、厚みを薄くしないといけない。ドアには、A・B ピラー

図6

前面衝突対応車体構造

図7

側面衝突試験法間にわたってドアビーム（ドア内部に装着さた点などが挙げられる。具体的には、B ピラー

れるエネルギー吸収補強材）が設置されていには曲げ強度、シルも曲げ強度、サイド・ルーて、対向車のキャビンへの進入を最小限にしフ・レールも曲げ強度、フロアの2nd/3rd クている。侵入量145 mm で反力10 kN を発現

ロスメンバは軸圧壊強度を必要として1.5するようにしている。さらにキャビンの変形

GPa 高強度材。曲げ強度はσyt2で、軸圧壊はを最小限にするために、車両側面を構成してσy2/3E1/3t5/3であり、耐力の高い材料が特性をいる部材すなわち、A ピラー、B ピラー、サ向上させる（図8）3）。なお、記号の意味は、E：イド・ルーフ・レール、シルを、さらにフロヤング率、σy：降伏応力、t：部材厚さである。

アにある2nd クロスメンバ、3rd クロスメン
バやルーフ中央部のボールーフも軸圧壊方向

2.3

後面衝突

入力に対して強固にする必要がある。クロス

後面衝突には高速道路での渋滞停止中に後メンバとは、両サイドに設けられたシルと結続の車両に追突されるとか、何らかの原因で合した強度部材のことをいう。フロントフロ道路に停車中に追突される場合などがある。

アの中央を横切る形で存在する。役割として後面衝突は、前面衝突の反対で、トランク部

は、フロントフロアの強度・剛性を保持する位でエネルギ吸収して、キャビンを変形させこと、シート荷重・側突荷重を受けるといっないように、エクステンション

リヤサイド
SE 213 December 2023 23図8側面衝突対応車体構造

図9

歩行者保護試験法（頭部保護フード試験）

メンバの要求特性は軸圧壊で変形する高強実施されている。頭部はフード、フェンダ、度・高延性材の780 MPa を、リヤサイドメ

エアボックス、などの干渉で発生する頭部荷ンバは変形させない高強度材の1.5 GPa 材や

重 G 変化（時間 t）のグラフを基に試算したホットスタンプ材などを使用している。リヤ

Head Injury Criteria（HIC）値（ある時間範

サイドメンバとは、リヤボディの骨格を形成囲Δt での積分値で計算した値）で評価されしている部材のことで、リヤフロア下部左右る。それに対応した構造としては、フードの両側に設置されている。

インナパネルの形状を工夫している。具体的には、縦波形状、横波形状、全面エンボス形

2.4※6
バンパレインフォース
車両前後に固定されている耐衝突部品。

24

歩行者保護（図9）2）状などがある。またフェンダでは車体取付用

歩行者保護は横断歩道や道路を渡っているブラケットの形状をエネルギ吸収可能な L歩行者との衝突現象である。車両前部と歩行や Z 形状としている。脚部・下肢部につい者との衝突であり、歩行者は頭部、脚部、下ては、骨折の有無を判定する荷重とモーメン肢部を損傷するのでそれに対応した評価法がト値で判定し、バンパレインフォース※6の前

部に EA 材（エネルギー吸収材）を設置して対応、下肢部については、バンパレインフォー
スの下に足払い用のクロスバーを設置して対応している。

3．まとめ
上記のように交通事故死者数低減のための衝突安全性向上の紹介をしてきた。今後、電動車両や自動運転車両が増加する。そのような中で衝突しない車の登場が期待され、限りなく交通死亡者ゼロを目指してさらなる開発を期待したい。

参考文献 1） 政府統計の総合窓口「令和2年中の交通事故死者数について」
2） 田中良知：「衝突安全のこれまでとこれから」交通安全環
境研究所講演会2010/7/28
3） 千葉晃司：金型「KANAGATA」No179 2020/1，2020.

ちばこうじ

1982年日産入社後、車両研究所で車体の軽量化の研究を担当。
2000年先行車両開発部に移ってモーターショーカー、電気自動車や GT-R などの先行車両開発を担当。2006年車体技術開発部で、ハイテン材、アルミ、CFRP の適用技術とマルチマテリア
ル車体 開 発 担 当。2021年 退 職。 新 構 造 材 料 技 術 研 究 組 合（ISMA）では、革新材料・接合技術の自動車部品への適用技術開発を担当。現在、東京理科大学の非常勤講師。

SE 213 December 2023 25

自動車の安全性について その2

元日産自動車千葉

1．はじめに晃司 Kouji Chiba支援システム」、安心してコーナーを曲がることができる「インテリジェントトレース

交通事故死亡者推移をみると1970（昭和コントロール」、衝突の危険を察して、ハン45）年の16,765人をピークに、それ以降毎ドルを自動操作して事故を回避する「緊急操年減少を続け、2020（令和2）年には2,839

舵回避支援システム」、車線変更時の斜め後人となっている。この現象の理由には、衝突方の車両との接触回避をアシストする「後側安全の強化、評価結果の情報公開、予防安全

方衝突防止支援システム」、後退時に障害物装置の開発・採用などがあると思われる。自や車両との衝突回避をアシストする「後退時動車の安全性向上には、二つの方策がある。

衝突防止支援システム」などがある。以下に一つは不幸にして生じた衝突事故に対応した詳細を解説する。

衝突安全性の向上ともう一つは衝突事故を未然に防ぐ予防安全の向上である。衝突安全については、その1で解説した。本稿では予防

2.1

踏み間違い衝突防止アシスト

ペダルの踏み間違いによる事故防止をアシストする（図1）1）。具体的には、駐車時や低安全について解説する。

2．予防安全システム

速走行時（15 km/h 以下）、進行方向に壁などの障害物や停止車両がある場合に、ブレーキと間違ってアクセルを踏み込んでしまった

予防安全システムは、危険を事前に検知して未然に防ぐシステムである。主なものはペダル踏
み間違い衝突を防ぐ、「踏み間違い衝突防止システ
ム」、前方の車両や歩行者との衝突回避をサポートする「緊急ブレーキシステム」、走行中の車両が車線からはみ出さないよう、ドライバーをアシストする「車線逸出防止26

図1

踏み間違い衝突防止アシストシステム

図2

緊急ブレーキシステム

図3

トレースコントロールシステム

ときや、ブレーキ操作が遅れてしまったとき

コントロールは、4本のタイヤそれぞれに自に、システムが自動的に加速を抑制、またブ動的にブレーキを効かせることで、カーブのレーキを作動することで、衝突防止をアシス

途中で加速したときに外側に膨らむのを抑えトする。壁はもちろん、コンビニなどのガラる、グラッと傾くことを回避し、ドライバースも認識し、前進時にも後退時にも対応する。

は怖い思いをすることなく、自信を持って運転に専念できるようにするものである。

2.2

緊急ブレーキ（エマージェンシーブレーキ）

前方の車両や歩行者との衝突回避をサポー
1）

インテリジェント トレースコントロール
は、まずカーブに進入する時に働く。誤って高めのスピードでカーブに入ると、クルマはトする（図2） 。具体的には、前方の車両や大きく傾く。するとドライバーのみならず、歩行者に衝突する恐れがあるとシステムが判一緒に乗っている人も不安になる。こんな時断すると、表示と音による報知とともに自動に、インテリジェント トレースコントロー的に弱いブレーキを作動させ、ドライバーにルは活躍する。自動で滑らかにブレーキをか衝突を回避する操作を促す。万一、ドライバーけることで、安定した姿勢を保つ。この仕組による回避操作が行われず、衝突する危険性みは、カーブの出口でも働く。カーブを曲がっが高まった場合には、衝突の直前に強いブている時には、クルマには遠心力が働く。しレーキをシステムが自動的に作動させ、衝突たがって、理想の走行ラインよりも外側にふを回避、または衝突時における被害の軽減をくらみがちになってしまう。ふくらみすぎる支援する。と対向車線にはみ出したり、または道から外れたりしてしまうので非常に危険である。こ2.3

トレースコントロールシステム

こでインテリジェント トレースコントロー

狙いどおりにカーブを曲がることは、楽しルが作動する。内側の車輪にブレーキをかけ、い経験である。一方で、アクセル、ブレーキ、クルマが外側にふくらまないようにコントステアリングホイールの3つをコントロールロールしてくれる。

する必要があるので、難しい場面でもある。
トレースコントロールシステムは、楽しく、自信を持ってコーナーを曲がることができるようにするものである（図3）1）。
具体的には、インテリジェント トレース

2.4

緊急操舵回避支援システム

衝突の危険を察して、ハンドルを自動操作して事故を回避する（図4）1）。具体的には衝突しそうな対象物を見つけると、ECU（ElecSE 213 December 2023 27

図4

緊急操舵回避支援システム

する。けれどもブレーキで衝突が避けられない場合は、ハンドルを切って障害物を避ける

ブレーキでは完全に避けられない高速度での追突事故回避
操舵回避限界ことも必要となる。

2.5

制動回避限界車線逸脱防止支援システム

走行中の車両が車線からはみ出さないよう、ドライバーをアシストする。すなわち、突然の飛び出しなどのリスクに瞬時に対応
操舵回避限界車両が車線をはみ出す可能性がある場合（図5 1）に番号❶で示す、以下同様）、警報音とメー
ター内の表示❷で注意喚起する。また、同時制動回避限界に、ブレーキを制御し❸、車線のはみ出しを回避するよう、ドライバーをアシストする。

対応車両が自車線にはみ出してきた時も衝突を回避

具体的には、走行車線の白線（黄線）をカメラで認識し、車両が車線をはみ出す可能性がある場合、警報音とメーター内の表示で注意喚起する。また同時に、ブレーキを制御し、tronic Control Unit：車載コンピュータ）は車線のはみ出しを回避するよう、ドライバーどのように対応すべきかを判断する。時間的をアシストする。に余裕がある場合には警告音とライトによる❶より、走行車線の白線（黄線）を検知する。

警告でドライバーの聴覚と視覚に訴える。警告を発した後に衝突を回避するにはドライ❷走行車線の右側もしくは左側の白線（黄バーの操作では不十分であると判断すると、線）に近づいたと判断すると、警報音と緊急ブレーキが作動して衝突回避操作を支援

ともにメーター内の表示が点滅する。

図5

車線逸脱防止支援システム

ブレーキの制御
Brakemanagement

制動力
SystemControl！警告Warning28

フロントガラス上部のフロントカメラに制動力
SystemControl！警告Warning❸同時にブレーキを制御し、車両を車線内の障害物や、後方を横切ろうとする車両に衝に戻すような力を発生させることで、車突する恐れがあるとき、警報（表示と音）で両が車線内を走行するようドライバーのドライバーに注意を促す。その状態でさらに操作を促す。

後退しようとした場合には、表示と音に加えてシステムがブレーキを作動させることで、

2.6

後退時車両検知警報

衝突回避をアシストする。

後退時に後方車両を検知してドライバーに警報で知らせるシステム RCTA（Rear Cross
Traffic Alert：後退時車両検知警報）である
1）2.8

後側方衝突防止支援システム

車線変更時の斜め後方の車両との接触回避（図6） 。後退時に後方車両との衝突回避ををアシストする（図8）1）。死角になりやすい

アシストする。具体的には後退時にレーダー隣接レーンの後側方を走行する車両を検知すセンサーで後方を横切ろうとする車両を検知ると、ドライバーに表示で知らせ、さらに車すると、警報音とともに検知した側のドアミ

線変更を開始した場合には、警報とともに車ラー鏡面にある表示灯が点滅し、ドライバー両をもとの車線内に戻すような力を発生し、に衝突を回避するように注意を促す。

隣接レーンの車両との接触を回避するようアシストする。

2.7

後退時衝突防止支援システム

後退時に障害物や車両との衝突回避をアシ1）

ストする（図7） 。すなわち、後退時に後方
図6

後退時車両検知警報

図8

後側方衝突防止支援システム

2.9システムの信頼性向上の方策

システムの信頼性向上として2重系の高度
図7

後退時衝突防止支援システム

SE 213 December 2023 29

なバックアップシステムを採用している。例

突で影響が一番少ない乗員の床下に配置しえば、日産のスカイラインで採用されたステた 2）。さらに車体構造では、前・後面衝突時

アバイワイヤーシステムでは、ECU を介しの衝突エネルギ吸収のためのストレートなメて電気信号でステアリングを作動させる系とンバを配置し、エネルギ吸収部材が少ない側電気遮断の時に、シャフトによる作動させる

面衝突では、シルにアルミ製の補強部材を設系の2重系のシステムで信頼性向上を図って定して反力を向上させ潰れストロークを短く

1）いる（図9） 。

する構造と床上及びバッテリケース内にクロ3．電気自動車の安全性スメンバを配置する構造を採用している（図10）2）。また、衝突時の漏電対策としては、衝突検知システムで高電圧を遮断、さらに衝突安全性において、電気自動車とガソリバッテリ内のヒューズで高電圧を遮断するよン車との大きな違いは、前者がバッテリを搭うになっている3）。漏電規格 4）では、①感電載していることである。万が一に衝突事故に保護性能、②高電圧バッテリ電解液漏れ性能、あって、バッテリが損傷し、それが火災発生③高電圧バッテリの固定状況が規定されての原因になる可能性もある。以下に電気自動いる。

車固有の安全性について述べる。

3.2
3.1

衝突安全性

冠水時の安全性

昨今、各地で洪水が多発しているが、電気電気自動車は、バッテリを保護するために、

自 動 車 の 冠 水 時 の 性 能 は、 日 産 リ ー フ でレイアウトでは前面衝突や後面衝突や側面衝300 mm 冠水でも走行可能になっている3）。
それは、バッテリフレー

図9

ステアバイワイヤーシステム

ムが気密性を確保する構造になっているためであカメラ＆演算モジュールる。また水没しても車体ステアリング フォース アクチュエータ—ECUと高電圧回路は絶縁されているため、車体を触っても感電する心配はない。また水と車両も等電

ステアリング アングル アクチュエータ—位になっているため、水図 10の中に入っても感電の心電気自動車のバッテリレイアウトと車体構造配はない。
側面衝突：
ポール側突

3.3 バ
 ッテリ発火への安全性

前面衝突：
フルラップ
オフセット
小ラップ

電気自動車の火災発生
後面衝突：

事故は大きく分けて、衝突時と充電時のバッテリからの発生がある。
衝突時の火災は衝突で30バッテリが損傷して発生する。またバッテリの発火の原因としては、①バッテリ内のコンタミ混入によるもの、②セル・パックにおけ題ないことを確認している3）。

4．まとめる溶接部の品質不良がある。①はバッテリ製造時にセル内にコンタミが混入してショート

上記のように交通事故死者数低減のためのして発熱して発火する（図11）5）。②は端子

衝突安全性向上、予防安全システム、電気自溶接、ケース溶接、バスバー溶接時の溶接不動車の安全性について紹介した。今後、電動良で抵抗値が大きくなり発熱する。また発生車両や自動運転車両が増加する。そのようなするスパッタ粒子のセル内に混入してコンタ中で、衝突しない車の登場が期待され、限りミとなり①と同じ作用をする。対策として、なく交通死亡者ゼロを目指しさらなる開発を

前者は絶縁抵抗試験機による測定であり、後期待したい。

者は溶接抵抗計の測定である。さらに、それらの原因で電気自動車が火災を起こすと、一旦鎮火しても再度発火する現象が発生する。
それは一旦鎮火してもバッテリ内部で反応して高温になり再度発火する為である。その対策として、BMW は水の入ったコンテナでの消火を推奨している6）。またテスラは約1〜3万 L の水で冷却するように指示している7）。

3.4

接近時の音

電気自動車はガソリン車のように音を発生しないので、人に近づいても気づかないことが予想された。そこで意図的に音を発生させて接近を知らしめるような工夫をしている 6）。

3.5

参考文献 1） 日産自動車 技術ライブラリー・自動運転・運転支援技術
https://www.nissan-global.com/JP/INNOVATION/TECHNOLOGY/ARCHIVE（参照日：2024年1月20日）．
2） Honda e 広報資料
https://global.honda/jp/tech/Honda_electric_veichle_
EV/（参照日：2024年1月20日）．
3） 日産自動車 リーフ広報資料
https://global.nissannews.com/ja-JP/releases/17090601-j（参照日：2024年1月20日）．
4） NASVA「電気自動車等の衝突時における感電保護性能試
験」
https://www.nasva.go.jp/mamoru/assessment_car/ev_test.html（参照日：2024年1月20日）．
5） HIOKI 広報資料
https://www.hioki.co.jp/jp/products/category/battery/
manufacture/（参照日：2024年1月20日）．
6） テスラや BMW「i8」が出火したら消火が大変！ 普及が進む電気自動車の火災に対応する新消火システムとは ¦VAGUE（ヴァーグ）
https://vague.style/post/78302（参照日：2024年1月20日）．
7） テスラ 緊急時対応マニュアル Model3
https://www.tesla.com/sites/default/files/downloads/
Model_3_Emergency_Response_Guide_jp.pdf（ 参 照 日：2024年1月20日）．

その他評価

その他の評価として、充電時の落雷試験、悪路走行実験や高圧洗車テストを実施して問

図 11

バッテリ発火原因（コンタミ）

ちばこうじ

1982年日産入社後、車両研究所で車体の軽量化の研究を担当。
2000年先行車両開発部に移ってモーターショーカー、電気自動車や GT-R などの先行車両開発を担当。2006年車体技術開発部
で、ハイテン材、アルミ、CFRP の適用技術とマルチマテリアル車体開発担当。2021年退職。新構造材料技術研究組合（ISMA）
では、革新材料・接合技術の自動車部品への適用技術開発を担当。現在、東京理科大学の非常勤講師。

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