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2011年2月13日 (日)

センターデフの自動制御

今年も女神湖の氷上走行に行ってきました。しかも、今回は一回目で、来週また行きます。

今回投入した新兵器は、DCCDの自動制御。DCCDというのは、電子制御可能なセンターデフのこと。これに適当なコントローラを組み合わせればセンターデフを手元でコントロールできちゃう。

私の車はワゴンで本来DCCDは付いていないのだが、DCCD後付+自作コントローラで今では結構遊べる車になっている。

氷上だと、センターデフの効き具合で車の挙動が全く異なる。センターデフをフリーにすると後輪駆動車のような挙動になる。センターデフがフリーで、なおかつトルクをリアよりに配分するためアクセルを開けていくと後輪が前輪よりも先に空回りしはじめ、前輪にはトルクが伝わらなくなってしまうからだ。

センターデフをロック状態にすると、アクセルオンで四輪全てがホイールスピンの状態になる。こう書くと、後輪のみがホイールスピン状態になる後輪駆動に比べてコントロールが難しそうな印象だが、実はこちらの方が圧倒的にコントロールが楽である。四輪が滑っている状態からだと、意外にハンドルが効き、車を曲げたり姿勢をコントロールするための操作が後輪駆動車ほどシビアにはならないのだ。ところが、車がコーナリングを始めるとき、車が向きを変えるきっかけ作りの段階に関して言えばセンターデフがフリーの時の方が楽である。

そこで、センターデフを状況に応じてコントロールし、曲がりやすさと姿勢のコントロールのしやすさを両立させようというわけである。まぁ、実際のところ、氷上ではそんなことしなくてもDCCDをロック状態で走り、どうしても車の向きを変えたいときはサイドブレーキ(ただし、サイドを引くときにDCCDをフリーにする仕組みは必要)を使っちゃえばいいんですけどね。作りたいから作るものにもっともらしい理由付けをするのも、これはこれで楽しいので。

やり方は色々あるが、とりあえず今回は自作のDCCDコントロール基板につけておいた3軸の加速度センサの情報だけでDCCDを自動制御することを考えてみた。

制御の大まかな方針としては、

  1. センターデフはロックを基本状態とする
  2. 減速時には旋回を始めやすいようセンターデフの効き具合を弱める
  3. 旋回中はセンターデフの効きを強くする

とした。特に、1は(多分)センターデフフリーを基本状態としているアテーサETSのシステムとは逆の考え方である。(アテーサETSのアルゴリズムを知らないので、伝聞情報による推測ね)

アルゴリズム自体はそれほど複雑なものではなく、具体的な制御パラメータは実際に走ってみるまで分からないので仮の数値を入れておいて、現地(女神湖)でプログラムを書き換えることにした。氷上走行に来ていて、コンピュータでプログラム画面見ながらパラメータ変更しているというのもなんとも間抜けな図だが仕方ない。

氷の上は予想以上にグリップしなくて、1/7G(Gは重力加速度)程度の減速Gがかからないから、その程度のGで働くような制御パラメータにしてみた。横Gを制御にどの程度反映させるかは適当にやってしまったが、もう少しセンターデフをロックする方向にいじってやって方がいいように思える。

雪道ではこのアルゴリズムだと厳しいかも、と考えていたが雪道は氷上と比較してグリップも高いし、荷重移動でセンターデフがロックされた状態から車を曲げていくことは難しくない、そう考えると低μ路でのアンダーステアを抑えるためのセッティングとしてはこんなところが案外落としどころなのかもしれないと思い直した。

次回もセッティング用のパソコンを一応持っていくことにしようっと。

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コメント

やっぱり、パラメータは走りながらボリュームでぐいぐい変えられるのがいいよね。
ぜひ、A/D使って実装してください。

投稿: kuwa | 2011年2月16日 (水) 00時36分

kuwaさん 

自動制御のパラメータを走りながら変えられるのは、面白いかもしれませんね。うまいUIがあればやってみたいところです。

投稿: ジョージ真壁 | 2011年2月16日 (水) 01時18分

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