パワートレイン評価における実車走行トルクの再現を、数学演算制御で実現した事例
駆動関連部品の試験現場では、シミュレーションを行う際に、空気抵抗、転がり抵抗、勾配抵抗、加減速抵抗といった演算要素と現場固有の試験仕様、係数を演算式に割り当てて負荷トルクを算出しています。 しかし、既存の方法では車両モデルと試験内容の変更に応じて、実車走行時に発生する負荷トルクを十分に再現することが出来なかったので、要素、係数、演算式を柔軟に追加・変更・削除を行う必要がありました。 加減速状態に応じた物理パラメータの統合演算 (株)シーゴートゥでは、車両モデル及び加速・減速といった走行状態ごとに負荷トルクを正確に再現するために、各状態に応じた演算式、必要な物理パラメータを柔軟に追加・変更・削除が行える手法を採用しました。 具体的には、回転数（rpm）、傾斜角（°）、重力加速度（m/s²）、車両重量（kg）、タイヤ半径（m）、減速比、慣性量（kg・m²）、係数といったパラメータ、加減速時の状態に応じた演算式を車両モデル毎に設定し、組み込みユニットのCPU及びFPGAにより、ms単位のリアルタイム演算処理により、試験機へ負荷トルクを出力しています。
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基本情報
当該企業様では、ミッションギア供試体の台上試験において、速度の加減速のトルク負荷が、実車走行のトルク負荷と比較して小さくなるという課題を抱えていました。 既存の走行抵抗モデルに基づく演算式では、加減速時の負荷トルクを十分に再現することが出来ませんでした。これは試験内容及び環境に適した慣性量、減速比、サンプリング間隔、各係数、演算式が負荷制御に反映されていないことが原因でした。 その結果、上記のグラフに示されるように、実車走行時のトルクに対し、台上試験での模擬トルクは全体的に低く、特に加減速時において乖離が顕著に現れていました。
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納期
用途／実績例
試験現場では、加減速の判定や条件の切り替えが状況に応じて求められるため、それぞれの演算式やパラメータをお客様側で調整できることが重要です。本事例では、既存ソフトウェアに対して、各種パラメータや演算式を追加・変更・削除できる機能を組み込み、走行時のトルク負荷を数学的に再構築できる仕組みへと改修しました。 これにより、試験条件や車両モデルの違いに応じた最適な制御ロジックをお客様自身で構築できる、拡張性と柔軟性を兼ね備えた試験環境を実現できました。 【導入効果】 再現性向上とコスト削減・リードタイム短縮の実現 本提案により、実車走行に近い負荷トルクの再現が可能となりました。すなわち「実車試験」を行うことなく、トランスミッションの不具合再現やデータ計測環境が実現しました。 また、実車に近い状態を安定して再現できることで、同一条件での繰り返し試験が可能となり、検証精度の向上と評価の再現性確保にも大きく寄与しています。 走行時の適切な負荷トルクを再現するには、加減速時のそれぞれの演算式、試験機及び供試体の慣性量、減速比、応答性までを含めた内容を網羅して制御を構築する必要があります。
詳細情報
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回転数（rpm）、傾斜角（°）、重力加速度（m/s²）、車両重量（kg）、タイヤ半径（m）、減速比、慣性量（kg・m²）、係数といったパラメータ、加減速時の状態に応じた演算式を車両モデル毎に設定し、組み込みユニットのCPU及びFPGAにより、ms単位のリアルタイム演算処理により、試験機へ負荷トルクを出力しています。 このように、車両モデルや加減速時の慣性負荷トルクに対応するために、パラメータと演算式を柔軟に設定出来るようにしたことで、実車走行トルク負荷の再現が可能になり、実車走行に近似した試験を現場サイドで構築できる環境を提供しました。
企業情報
自動車の駆動系部品の研究・開発・試験現場では、 ・制御と計測が分離されているため、試験条件の再現やデータの同期に手間がかかる ・一つの試験を複数人で行うことがあり、生産性が低い ・試験後には、複数のデータを整理・評価・レポート作成を行う必要があり、検討や解析に十分な時間を割けない といった課題が、現場の“当たり前”として受け入れられているのが実情です。 株式会社シーゴートゥは、こうした課題に対し、計測・制御アプリケーション開発というアプローチで解決策を提供しています。 C#、LabVIEW、VC、VB、Verilog-HDLといったソフトウェアをベースに HMI、リアルタイム制御、FPGAを組み合わせることで、試験機・供試体・計測器等の制御を一つのアプリケーションに統合。制御と計測を高い確定性と同期性で成立させ、試験の自動化からデータ取得、評価・レポート作成までを一気通貫で行える環境を構築します。 弊社は、現場の制御・計測環境そのものを高度化するアプリケーション開発基盤パートナーとして、研究・開発現場の試験業務そのものをアップデートします。
