2003 WEM in とよた キムヒデ技術レポート

2003/09/08 23:00

「やぁ、みんな元気かい?」今回は、キムヒデ初参加となる「2003 WEM in とよた」でしたが、やはり各チームともいろいろな工夫をしてくるなど、情報が山盛りでした。これでも、ほんの一部ですがどーんと紹介しましょう。

first step AISIN AW情報
レース前には恒例の情報収集が、なによりも楽しみですね。今回は、まずfirst step AISIN AWさんを特集しましょう。きのう行われた予選での展開で気になっていたのはつばさ52号の動き。特殊電装のモーターを採用しているはずだが、レース中盤をすぎたあたりでで、なんとミラクルでんちくんを追い抜いたのである。もちろんミラクルでんちくんが急にペースダウンした訳ではない。もし、つばさ52号が倍電圧を使用したのであれば残り時間が長いのでタイミングが速すぎるし、序盤にボリュームを絞って走行したのであればそれまでにロスが出てしまう。うーん、first stepでそんなことがあるとは思えない。きっと、なにか他の新しい方法があるに違いないと察して、ピットへ突撃することにした。さっそく、中村さんにずばり核心を突いてインタビューを開始する。すると「予選では残り40分頃に"ブースト イレテ"のサインボードを出しました。これはDC-DCコンバータのスイッチを入れるという意味です。」と教えてもらえました。

時間経過とともに電池電圧が低下するのに対して、速度を一定にするなら24V-24VのDC-DCコンバータを使うというのが通常の発想だ。しかし中を見せてもらうとなんと24V-3.3VのDC-DCコンバータが入っていた。入力と出力が絶縁されているタイプのイータ電機工業製DC-DCコンバータを利用すると、自分自身の電池電圧にDC-DCの出力を上乗せすることができる。これにより、モーターに入力される電圧が3.3Vほど高くなり、その結果、速度を上げることができるのだ。「入力部分をバイパスするダイオードは、ダイオードでもいいのですが、私たちはMOSFETを使ってロスを押さえるようにしています。」とのこと。青い発泡スチロールで囲まれている部分にはコンパレータが入っているそうで、MOSFETのゲート電圧を制御しているようだ。「24Vの部分は効率が100%なので、3.3Vの部分を担当するDC-DCコンバータの変換効率が多少低くても、この方法であれば全体の変換効率は高くなるというメリットがあります。これが24V-24VのようなDC-DCコンバータを使用した時との差ですね。」とのこと。なるほど、ここにミラクルでんちくんが中盤以降に抜かれる謎が隠されていたのか・・・。例えば、電池電圧が23Vのときに、88%の効率のDC-DCコンバータを使用したとして計算すると、(23*1+3.3*0.88)/(23+3.3)=0.985となり総合では98.5%と高い効率となる。私は、この新らしい技に思わず感動してしまいました。次に、つばさ52号のリアステアと53号のフロントステアの写真を撮っておいたので載せておきましょう。つばさ52号のリアステアはいろんなところで紹介されている?ので、細かいことは想像にお任せしましょう。要約するとホンダのプレリュードが採用していた機械式4WDと似た動きで、舵角が小さいときは同相、大きくなると逆相に動作する。とよたのコースでは、すこし右へステアを切っているのですが、そのときのリアタイヤは、ちょうど正面を向いたくらいの位置になるのではとのこと。したがって、とよたのコースでは3WSの効果は他のコースに比べると薄れそうだ。その反面、フロントタイヤのネガティブキャンバーは、常にカーブしているとよたのコースに向いているのかもしれない。一方、53号のフロントサスは、本来片持ちになるところだが、強度や剛性に配慮して、両持ちとなるように貫通シャフトを入れた構造にしたとのこと。とよたのレースでは、補助輪を使う状態で走行するが、左右に接地したときにドライバーの頭が車内で左右に振られ、かなりつらいそうだ。この辺の対策は今後の課題らしい。とにかく、first step AISIN AWは意欲的に何か仕掛けてくる、有力チームのひとつであることを改めて実感した。

タイヤ&モーター情報
さて、豊田スタジアムのコースの特徴というと・・・、粗い路面だ。まるで、オーストラリアのスチュアートハイウェイを想わせる舗装は、タイヤで発生する転がり抵抗を増大させるようだ。豊田スタジアムを1周する760m?ほどの周回コースは、カーブの影響もあるが確かに速度の割に消費電力が多い。秋田と違い折り返しポイントでの減速&再加速がないため、一見すると記録が伸びそうに予想されるが、むしろ秋田よりも条件は厳しいくらいだ。したがって、総走行距離の記録も秋田より悪い。（2002年大会では、大会発表の走行距離の記録と実際の距離はだいぶ異なっていたようだ。）そんな中で、紀北工業高校生産技術部や今宮工業高校自動車部はTGMY Ashidaが開発中の14インチタイヤを装着していた。紀北の藪下先生の話では、5月のエコノムーブのときから改良が加えられ、接地面が強化されるとともに、チューブも一回り大きいサイズのものを使用することで、強度的には問題が無くなったとのこと。筑波と今回のとよたでは、まったく問題が無かったそうだ。さらに、昨年と同じギヤ比セッティングで走行したところ走行距離も伸びたので、タイヤの小径化により空気抵抗が減ったのではないかと分析されていた。デビュー当初はタイヤ径やチューブ径などの細かい最適化が完全ではなかったようだが、この粗い舗装の豊田スタジアムでまったく問題がなかったようなので、今後14インチ小径タイヤを検討するチームが増えそうな予感。

一方、スーパーモスラの籾井君は長年使用してきたミシュランタイヤからIRCへタイヤを変更。「少しでもパンクのリスクが下がれば、と思っていろいろ流れている情報をもとに変えてみました。」とのこと。確かに、スーパーモスラも今回は最後まで走りきり、優勝にこぎつけている。モーターは秋田用に製作したアモルファスコアDDモーターのままで、とよたのコースには少し速すぎるようだ。これに対してミツバは秋田用のアモルファスコアDDモーターの巻線をとよた用に巻き直し、低速セッティングに振ってきたようだ。しかし、残念ながらスーパーモスラと同じIRCタイヤを装着していたHyper USO800は、途中でパンクしてしまう。これは、ラテックスチューブに穴が開いたのが原因のようだ。ミラクルでんちくんも予選前にラテックスチューブを装着したもののスローパンクにおちいり、ウレタンチューブへ戻しているだけに、タイヤ種類だけでなくチューブの材質や構造などにも検討を加える必要があるようだ。なお、一般の自転車が使用しているのは、ブチルゴム系のチューブだそうで、丈夫なのだが転がり抵抗が大きくなりやすいそうで、トップレベルのEVエコランカーチームで使用している例はほとんど無いといっていい。

これに対してミラクルでんちくんやファラデー・マジックはミシュラン製の20インチエコラン用タイヤを採用している。とくにファラデー・マジックは、まだ出場数が少ないものの予選・本戦を通じてデビュー以来一度もパンクを経験したことがないので、ミシュランで耐久性に問題があるとは考えていない。転がり抵抗についてもトップレベルの水準にあると考えている。そして、両者に共通しているのが特殊電装製アモルファスコアDCブラシレスモーター&チェーンドライブ。粗い路面のとよたのコースについても、ほぼベストセッティングできた。なお、おなじみの電気二重層キャパシタは、フラットな周回コースで加減速がなくほぼ一定速度で巡行することや、タイトなレーススケジュールのためプリチャージする時間が与えられていないことから、今年のとよたに関しては搭載を断念した。

籾井基之ポートレート
ここから先は会場レポートです。まず、ひさびさに優勝を成しとげた籾井基之のポートレートです。籾井君はフロントと両サイドに3連電子ホーンを取り付けて、さらに神田明神のお守りステッカーを車内に貼るなど、あらゆる安全対策を徹底して行っている。例の残り30分にある魔の時間帯では、人一倍不安を感じながらも、何も考えないようにして走行に専念していたようだ。（写真左）やはり、優勝するためには無欲というか、無我の境地に達する必要があるようだ。ZDPピット内でも「優勝」を連想させる表現はタブーとされ、籾井君から厳しく箝口令（かんこうれい）が出されているため使用することが許されていない。次は、レース後の再車検の場でのポーズ。（写真右）「やっと1番になれました。」私が 「優勝おめでとう」と声をかけたら、まだ優勝が確定していないので「その言葉はまだダメです。」と、このポーズを決めていながら箝口令はなかなか解いてもらえなかった。

澁谷充電はすごいのか?
影の功労者、澁谷さんの充電したバッテリーは、たいへん好調でした。予選よりも本戦は、予定よりも電圧低下が少ないため、逆に心配になるほど。しかし、池上さんが持ってきた電源の調子が悪かったため、ミラクルでんちくん用に関しては少し仕上がりが悪くなってしまったそうです。スタート失敗などのトラブルもあり、ミラクルでんちくんは本来の性能を出すことができなかったようだ。

その他
名城大のNovaとエコノパワークラブの2台のエコランカーには、PICによってデータを処理して液晶ディスプレイに表示するシステムが搭載されていた。ドライビングが楽しくなりそうですね。和歌山工業高校メカトロ工房の新型車、EV-2003-和工高も外観がきれいに仕上がっていました。

最後は、今回も優勝争いの中心にいながらパンクで残念な結果に終わってしまったfirst step AISIN AWの中村さんとヨイショット!ミツバの齋藤さんのツーショット。もしかすると、生け神様のミラクル運=怨念パワーの生贄にされてしまったのかもしれません。この2台のパンクの後、生け神様はさらに「よし、あと2台!」とつぶやき、チームメンバーでさえ容赦なくターゲットにしそうな勢いでした。スーパーモスラのエネルギーマネージメントを担当した澁谷さんは、池上さんがいるZDPピットには一度も姿を見せず、池上さんの怨念パワーが届かないように離れていました。これが、今回の籾井君優勝の決定的な要素になったのかもしれないですね。（もちろん、このあたりは実話ですがジョークです。）テクニカルな話ではありませんが、レースの世界には運や精神力といった要素も多いのが実情のようです。こういうことは、学校の教科書にはまったく出てこない生のエンジニアリングの面白い部分だと思いませんか?

私キムヒデも、筑波サーキットで優勝した運を再び呼び込むために、運転をしないのに優勝したときと同じレーシングスーツを着て、ピットでエネルギーマネージメントをしていたのでした。きっと次回の白浜にも、同じ姿でレース会場に登場することでしょう。

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