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2016年4月19日火曜日

ZEN 8時間耐久レース 事前?テスト編


残念ながらレースは中止になりましたが午後から天候も回復し走行可能に。次回に向けて練習走行を行うことにしました。




練習走行では5ラップのタイムアタックを全員で5回行いました。
走行終了後にそれぞれのデータを比較しながらドライビングについてディスカッションを行い走行を繰り返すと最終的には4人全員が1秒近くのタイムアップとなりました。
ロガーはドライビングのレベルアップにも最適です♪


Smart Logger で見てみよう♪

---まずはドライビングの分析---


けんたろう

スロットルは柔らかく操作できていますが、ステアリングがデジタル!素早く舵角いっぱいまで切り込んでアンダーを出してしまっています。ゆっくりステアリングを操作することで少ない舵角で操縦することができればフロントタイヤの消耗やステアリングブレーキによる車速の落ちが無くなりワンランクレベルアップするでしょう。


JINさん

オールージュをぬけて右高速コーナーの後にある右ヘヤピン(13~16秒付近)でアクセルを早く戻しすぎです。ヘヤピン手前まで全開でアプローチして短い時間で減速すれば0.8秒近くのゲインがありそうです。


やまさん

計測ライン直後のコーナーでのスピードの乗りは良い感じ。バックストレート後のヘヤピン(5~6秒付近)と右のヘヤピン(14~16秒付近)どちらも減速が早めの傾向です。


ドライビングの課題が具体的に分かったのでターゲットのコーナーを重点的に練習が行えました、走りのイメージを変えた後に正しく操作できているかの確認もできるので5回のタイムアタック終了後にはそれぞれ1秒近くのタイムアップがありました。


--- ここからセッティング関連 ---


耐久を意識した転がす走りでは無くタイムアタックモードなので燃費も悪く、40ラップ程度でバッテリーダウンとなりました。走行時間にして約14~15分(汗)



平均電流も14A程度で全く完走できる気がしません(爆)



モーターの温度は110〜120℃程度で安定するようです。100℃以下をキープしたいところですが、ファンの追加は消費電流を増やすので悩ましいところです。

2016年4月18日月曜日

ZEN 8時間耐久レース



耐久レース参加したいよね〜というわけで、やまさん、JINさん、けんたろうでチームを組んで参戦することになりました。3人で準備を進め、やまさんはシャーシ、JINさんがボディー、私がメカを準備。前日の早朝に担当している部品を持ってレジャーランド厚木に集合。最終組み立て&シェイクダウンを行います。

ZENさんの耐久レースは定期レースのスケールツーリングクラスがベースになっていて、モーター指定(Yokomo21.5T)、タイヤ支給(PAL)、充電電流指定(5A x2)、バッテリー総容量指定(15000mAh以下)となっています。

今回の我々の選択はBD-7 RS+1Sサイズの3500バッテリーを4本という作戦。
電飾必須なのですが走行用バッテリーは容量がキビシイので別電源をボディーに貼り付けることで対応しました。



軽量な1Sサイズバッテリーでバランスを取るためにESCは右側に搭載。バッテリーの脱着は"やまさん"特製ホルダーで素早く交換できます。



メカ類はサンワを使用。送信機はM12S、SVZとテレメトリー対応受信機とのセットでバッテリー電圧が確認できるのがメリット。アラームを7.0Vにセットしてブザーとバイブレーターでバッテリー残量をドライバーに知らせます。



ピットではTLSを使用してバッテリ電圧をモニターします。

燃費が大事なレースなのでギヤ比や進角の設定がキモになりますが、事前テストができなかったためギヤ比は橋本さんオススメの3.6、進角は効率の下がらない範囲で回転が上がるあたりとしました。

レジャランでの実走テストでは平均電流は11A程度だったので、より高回転を使うZENサーキットでは十分な燃費だと判断。準備を終えました。

レース当日は曇りの天気予報ながら風が強い状況。雨が降り出す前に確認を行いたいので 早めに走行準備を済ませてコースに出ます。

各ドライバーが走行させて大きな問題が無いことを確認、10ラップほどしたところで少しリヤの踏ん張りが足りないようなのでリヤショックを起こします。トータル30ラップほど走行させて1本目のバッテリーでの走行を終了。

ロガーによると平均電流が11Aでしたが先に車体関係の調整を先に進めます。ふらつきが大きめとの指摘があったのでステアリング周りのガタを詰めるためにRS標準のプラ製ステアリングをアルミタイプのものに変更。大分良いフィーリングになってきたようです。

燃費対策でハイポイントを10%程度減らすテストを行ったところ平均電流が12A->11A->10Aと変化しました。ラップタイムは1秒弱変化するようです。

いよいよスターティングポジションと操縦台とピット位置を決める予選のスタートです。と思ったところで雨が降り出してしまいました。すぐに転向は回復しないようだったのでじゃんけんで7番グリッドに決定です。

11:30になり各車グリッドに整列レースがスタートしました。我がチームは燃費をセーブする必要がありますが、序盤の混乱に巻き込まれる恐れを考慮して1パック目はペース配分なしとしました。7番手から5番手まで順位を上げたところで雨脚が強くなりレース中断となりました。

スタート前にアナウンスされていたのですが、各チーム特別な防水対策はしていないためメカ類にダメージがおよぶ程度のコンディションになった場合には赤旗中断。天候回復後に再開する予定でした。

2時前に雨は峠を越えたのですが、コース整備後レースを再開しても2~3時間しか走行できないことなどを考慮して本日のレースは中止、来週への延期となりましたとなりました。




Smart Logger で見てみよう♪

耐久レースはバッテリー交換と燃費マネージメントがポイント。ロガーでバッテリー電圧と電流を中心にデータを見てみましょう。

--- ここから朝の練習走行のデータです ---


平均電圧と周回数のグラフです、電圧が7.0Vになったらバッテリー交換の予定でした。
1回目の走行の青と2回目の走行緑は同じバッテリーなので合計38周程度走行できそうです。黄色のバッテリーは電圧の降下が速く周回数が少なそうなことが分かります。



平均電流と周回数のグラフです。燃費走行をしない状態で10~12A程度。オレンジのハイポイントを減らした場合で1A程度燃費が稼げている様子が分かります。



30mmのモータークーリングファンを装着しているものの、モーター内部の温度は高め。100℃を越えてしまっています。


--- ここからは実際のレースでのデータです ---



10周時点で7.6Vの平均電圧、ほぼ計画通りの良い数値です。このままのペースで走行すればバッテリーが足りなくなることは無かったでしょう。



平均電流もちょうど10A弱をキープしています。他のチームがどの程度のペースだったかは分かりませんが十分勝負できるセットだったと思います。


レースでも10周で30度近く温度が上昇しています。100度程度の高温に8時間耐えることができるのか?モーターの温度は不安材料の1つです。

2016年4月14日木曜日

Fusion で Simulation ♪

Fusion 360 は3Dデータの作成だけで無く簡単な構造解析の機能も用意されています。
デザインしたデータに材料を入れて固定する場所や力をかける場所を設定するとワンタッチでシミュレーション結果が表示されます!



この場合右手前の鍵が常時されている面を固定して、左側のエッジの部分を右に押し込んでいます。緑から赤にかけて居るが付いている部分に力が集中して安全率が低くなっている様子が分かります。

学生時代プログラムを書いて立方体の応力の計算をしたことからするとデザインと条件を入力するだけでビジュアルに表現されるなんて夢のような世界ですね♪



ラジコンのハンドリングとシャーシの形状の勉強がしたいので、まずは簡単な車のシャーシをデザインしてリヤシャフトを固定、右前のシャフトを下に押し込んでみると・・・



ありゃりゃ拘束条件を間違えてしまったみたいで、シャーシはねじれずシャフトだけ曲がってしまいました(笑)条件を見直してポチッとな!



それらしい絵が出てきましたね!シャーシリヤ部分は変形が少ないですが、シャーシ中央から前の方が変形している様子が分かります。



前から見るとこんな感じ。シャフトの変形が実際より大きく見えますね。ちなみにシャフトは7075、シャーシはCFRPを選んでいますが条件を含めもう少し詰めていく必要がありそうです。次回は素材や形状を実際に近い形にしてみましょう!

2016年3月31日木曜日

3D始めました♪



数年前にコンピューターで流体のシミュレーションをしたくて少し勉強したのですが、一番困ってしまったのは3Dデータの作成でした。

当時はBlenderを使って作成するのがポピュラーだったのですが、設計ツールというよりはグラフィックツールベースの操作感になじめず断念。形状データが作れないのでCFDもサンプルを動かした程度で立ち止まってしまいました。

時は流れ3Dプリンタの出力サービスが手ごろな価格で始まったので、3D CADに再挑戦。
今回はFusion360を使ってみました。

橋本さんに2Dの形状を製作して押しだしで立体にするという基本を教り作業を開始しましたが初めはサンプルのネコを立体にするだけで一苦労。それでも週末作業をしたら何とか形になりました。






というわけでドローム向けインディーカー用モーター冷却システムの完成です!



F1のモーター冷却用ファンはモーターマウント左側に固定するのが一般的ですが
実車のラジエーター風に車体の両サイドにファンを設置して、
そこからモータまでダクトをつなげるという遊び心を満載のデザインです。



出力は秋葉原のロボットショップRTフォワードさんにおねがいしました。
「お試し出力サービス」で店頭の3Dプリンタで出力してもらえます。



部品本体のSTLデータを持ち込めば、サポートの配置などはおまかせでOKです。



今回は縦横2通りの配置を試してみました。ファンのカバー部分は縦レイアウトの方がサポートも少なく積層方向も良さそうです。サポートをバリバリはがすとできあがり!



サイドポッド後ろから見るとこんな感じ、フロントから入ってくる空気を上手につかめそうです。



フルサイズのバッテリーでもショートリポでも対応可能なレイアウト。



樹脂は冷えるときに縮むようだけど設計通りのサイズで出力されてファンにぴったりサイズ!吸気ダクトとしても使えるかな?

2016年3月23日水曜日

Japan Drome Race 2016 Round 1



Japan Drome 2016開幕です。

今年はバッテリーが7000から6000mAhに。モーターも30.5Tから25.5Tに変更になり。パワーソースのリセッティングが必要になりました。


モーターベンチ組み立て中



去年のロガーデータから今年のモーターの目標回転数を6000rpmと設定。
モーターベンチで実走時の負荷を設定してテストしたところ。30.5Tと同じギヤ比(P72T)がベストで1割ぐらいの回転数Upが見込まれるという結論になりました。

バッテリーに関しては同負荷であれば0.1Vぐらいのダウンになりそうです。




レース当日は設営を始めたあたりから雨が降り始め練習走行はディレイに。午前中は組み分け無しのフリー走行となりました。

午後からの予選は予定通り開催。

Indyクラスの予選結果は・・・



あいかわらずトップからも0.5秒遅れていますが、各ドライバー去年のタイムと比較しておおむね0.5秒程度のタイムアップです。1秒程度のタイムアップを見込んでいたので意外な展開。
走行データを確認したところ予定した回転数に対して800rpm程度下回っている様子。ギヤ比を短めに振ることも考えましたがロングランでのデータが欲しかったのでそのままのセットで決勝へ。



決勝は上手くスタートしたものの前方でのクラッシュを回避できずクラッシュしてしまいポジションダウン。5秒ほどロスしたもののウイング以外に問題は無さそうなのでレースに復帰しました。その後4ターン出口で2回スピンしてしまうなどミスが目立ちましたが大きなトラブルも無く3位でフィニッシュ。


Gapチャート

Gapチャートで見てもじりじりと離れていく様子が見られます。中盤トラブルで後退しましたが鳩間さんのペースは驚異的。依田さん、大嶋さんのペースも良さそうです。レースペースでもトップグループには0.5秒足りないようです。





Smart Logger で見てみよう♪
パワーソースはトリオンショートリポ5500 + M4 25.5T


まずはベストラップのデータを去年の30.5Tと比較

回転数・縦G・横G・TH・ST

回転数で500rpmアップを狙っていましたが実際は300rpmアップにとどまりました。
またコース全体での回転数が上がるイメージでしたが、そうならなかったようです。


温度1(NC)・温度2・電圧・電流

11Aを想定していた電流は12Aと1割多め。
事前に行っていたシミュレーションの負荷想定が低すぎたようです。


次にラップごとのデータの比較です
LAPタイム

ラップタイムは20周目までなだらかに落ちて、その後は安定している様子。


最高回転数・平均回転数・最低回転数

回転数もラップタイムと同じように落ちてきています。


大気温度(NC)・モーター温度

モーターの温度はスピンした14~16周目あたりに大きく上昇しています。
また30.5Tより上昇の勾配がきつく見えます。


電圧

電圧は0.3Vほどダウン。想定は0.1~0.2V程度でした。
バッテリー容量低下とモーターの消費電流増大の二つによるものと思われます。



平均電流

こちらも想定より大きめの値ですね。
スピンしたラップは大きく電気を使っています。
スピン後にモーター温度が大きく上がったのはこのためかもしれません。


電費/ラップ

1ラップあたりにどれだけの電荷を使ったか。
こちらは30.5Tと比較すると10mAhほど増えた形
スピンしたラップは20mAhほど多く使用しています。
燃費がキビシイカテゴリーでは再発進が致命傷になる事が分かりますね。

モータベンチを活用した初めてのレースでしたが、データ不足により精度が不足していることが明らかとなりました。次回は今回の実走データを元にシミュレーションの精度を向上していきたいと思います♪

2016年3月2日水曜日

Smart Logger 電流センサの取り付け


Smart Loggerには電流計が付属しています。




ESCの電源ケーブルのプラス側に取り付ける形になります。
付属の電流計は2Pのコネクタを両側に取り付けると便利な形状ですが、ヨーロピアンコネクタを使う場合はそのままだと少し使いにくいかもしれません。その場合は基板の不要な部分をカット。センサーの足をまっすぐ伸ばしそこに電源ケーブルとヨーロピアンコネクタを取り付けるとすっきり配線することができます。

Smart Loggerマニュアル  3. 電流センサ