自動車の走行性能・モード走行燃費をシミュレーションします.

駆動系はMT, ATおよびCVT(ベルト式、遊星歯車式)の各トランスミッションに対応

HEV(ハイブリッドカー)EV(電気自動車)の設計用途にも最適です.

機能詳細はこちらからもご覧いただけます→ [解析事例へ]  [プレゼンテーションへ]


自動車・モータサイクルの走行性能・燃費シミュレーションソフト

DRIVESIM 11.1

What's New @Ver.11.1

1. 駆動系機構の選択肢追加

 遊星歯車機構にOWCOne way Clutch)の有無の選択を追加しました。

◆リングギアを出力軸(MG駆動)、サンギアをSG(発電機)軸、キャリア軸をエンジン軸とする動力分割機構で

エンジンと遊星キャリアの伝達経路にエンジン正転方向はフリー、逆転方向はロックするタイプのOWCを配置する構成が追加選択できます。

  OWCのない構成ではエンジン(キャリア軸)停止状態で走行するEVモードにおいてサンギア軸に配置されたSGをモータとして駆動しようとすると

キャリア軸をエンジン正転方向に回転させるトルクが作用してエンジンが回転を始めるためEV運転時はSGをエンジン回転方向とは逆方向に

空転させた状態でMGのみで駆動することしかできず、SGのパワーを加速時に有効に使うことができません。

 ◆エンジンとキャリア軸間にエンジン正転方向はフリーとなるOWCを置くとSGをエンジン正転方向に回転させながらモータとして駆動運転を行い

 MGと協調してEV運転を行うことが可能になります。この時キャリアはエンジン正転方向に空転しますがエンジンは停止したままとなります。

<遊星歯車動力機構の入力画面>

 ◆OWCの有無のEV運転およびエンジンも用いるHEV運転モードの駆動力を比較すると低速ではOWC付のEVモードが最も駆動力が大きくなっています。1)

 遊星ギア方式の動力機構ではエンジン、MGSGのパワーを同時に取り出して走行することはできません。エンジン回転数をマップに従い制御するためには

必ずSGにより動力を吸収させる必要があります。下図はOWCを配置することの利点を明らかにしています。

1) エンジン回転数制御ラインによりHEVの駆動力は変わります。下図は同図に示す燃費優先の制御ライン上でエンジンを運転した場合の計算例です。

HEV車の走行性能線図>

 

2. 走行性能計算機能の改良

◆駆動系構成により走行性能線図・発進加速・追い抜き加速ともHEV走行・EV走行・エンジン走行の3運転モードを選択できます。

  

         <MGSGを有するパラレルHEV>                                            <走行性能計算画面>

SGを有するパラレルHEVの場合、SGをモータとしてエンジン背後からパワーアシストするケースが計算できます。

 エンジンがマップでの最低運転回転数以上で回転している場合のみアシストします。

          MGSGを有する5speed MTのパラレルHEVの走行性能線図>

 

3. エンジン燃費マップ自動作成機能の改良

◆エンジン、モータのマップデータがないという理由で車両プラントモデル作成を断念されるケースを多く見かけます。

DRIVESIMでは解析対象車種のエンジン燃費マップが入手できない場合でもメーカカタログにあるエンジン基本データや全開出力(トルク)カーブ情報があれば

車両プラントモデル用としての基本的マップをDRIVESIM上で作成することができます。 Ver.11.1では以下の@、Aの手順により

全域ストイキ空燃比を基本とし燃費向上を狙った領域でEGRVVT制御を行うという最近主流のガソリンエンジンの燃費マップを作成することができます。

@全域ストイキとした燃費マップを自動作成

A @のマップをベースに特定運転域の燃費低減率をEASOM’s FUNCTIONで与える

◆エンジン同様、モータの効率マップが入手できない場合はモータの最大トルク、出力、回転数などの性能データの他、電気的特性を示す幾つかの項目に

関するデータがメーカカタログ、メーカ技術報、または公表論文資料等から入手できれば効率マップを作成することができます。


What's New @Ver.11.0

1. 駆動系形態の選択肢追加

駆動系に1個のプラネタリギア式動力分割機構をもつTHSシステムに加え

2個のプラネタリギア式動力分割機構をもつGM_VOLTEC-Uシステムが選択できます.

               VOLTEC-Uシステム入力画面>

           THSシステム入力画面>

              <VOLTEC動力制御設定画面>

2. 温度依存のコールドスタート特性の設定

@ 暖機時に対するコールドスタート時の燃料増量補正、エンジンロス、駆動系伝達効率、バッテリ内部抵抗、転がり抵抗等の比率を温度の関数で与えます.

A冷却水、オイル、バッテリ等の温度変化式dT/dt=aX-b(T-Tatm)の係数a,bを決めます.

冷却水温度変化の係数a,bのキャリブレーション例) 冷却水温変化の実機試験結果や経験値からa,bを推定

BHEVJC08_Coldモード走行時の各温度変化

                             <HEVJC08_Coldモード走行時の温度変化>

Cモード燃費計算結果

JC08_Cold

JC08_Hot

30.0km/L

38.0km/L


What's New @Ver.10.2

1. エンジン燃費マップ画面の改良

▼コンタ図における改良

燃費率コンタ図で従来は自動で色分けするため領域境界がわかりにくい場合がありましたがVer.10.2では

燃費率領域毎の色を任意に設定できるようにしました。

これにより例えばエンジン使用点分布図の背景にコンタ図を描く場合、エンジンが燃費率の良い領域で

使用されているか否かなど、ビジュアルな評価が容易になります。

▼燃費データの変換

従来読み込む燃費データは単位がmm3/stと指定されているため燃費率g/kWhなど別の単位で表わされたデータの場合

一旦mm3/stに変換してから読み込む必要がありました。 Ver.10.2では一旦読み込んだ後単位を画面上で変換することが

可能になりました。(例 mm3/st   g/kWh   L/hの各変換が任意に可能)

2. 制御指令コードの一括表示

・従来制御指令(動力、補機、変速段、発電機電力など)を個別にしか表示できませんでしたがVer.10.2では

すべての制御指令コードと変数リストを一括して画面に表示するようになりました。


最近の主なアップグレード履歴

What's New @Ver.10.0

1. モード燃費予測においてWLTCモードに対応しました

 

(1)WLTCとは?

WLTC(World-wide harmonized Light duty driving Test Cycle)とは現在導入が検討されている日本、米国、EUをはじめインド、中国、韓国などを

含めた世界共通の軽量車テストサイクルのことであり、今後既存の試験モードに加えWLTCモードでの燃費や排ガスの予測の必要性が高まっていくものと

予想されます. WLTCの特徴は

1) 車両をパワーウェイトレシオに応じて3つのクラスに分け、各々のクラス毎に走行速度パターンを変える

PMR=Power(w)/Mass(kg)  Power:エンジン最大出力(単位w)   Mass:車両重量(単位kg)

Class1:     PMR22

Class2     22PMR34

Class3:       34PMR

 

2) MT車の変速スケジュールが従来の試験モードが採用している車速基準(変速ポイントを車速をベースに決める)からエンジン回転数基準に変わり、

車両諸元とエンジン性能を元に規定の手順により変速ポイントを決める. このルール変更により車両諸元により試験モードの変速パターンが変わる.

 

(2)WLTCモード走行の手順

 

1. 車両ファイルと変速データが空白のWLTC車速ファイルを選択

   

車両ファイル                                   WLTC車速ファイル(変速データ空白)

 

2. WLTCモード走行の実行

                  モード走行実行画面

 

・画面が開くと変速スケジュールを決めるために必要な車両データが表示されています.

・モード走行を開始すると走行シミュレーション計算を行うとともに空白であった変速データ列に変速データが書き込まれたモードファイルが作成されます.

 

 

2. モード走行時の等価慣性重量設定が自動化されました

・シャーシダイナモでのモード走行試験では車両重量を元に試験重量を求め、換算表を用いて等価慣性重量を求めて試験時のローラ慣性モーメントを選定するように規定されています.

 Ver.10.0では規定にしたがう等価慣性重量で走行するか否かを選択できます.

 

▼『等価慣性重量区分の表による』をチェックした場合

車両ファイルに入力された車両重量を元に選択された換算表を用いて求めた等価慣性重量で走行することができます. 表は各国試験規定に合わせて作成しておきます.

 

▼『等価慣性重量区分の表による』をチェックしない場合

車両ファイルに入力された走行時実重量を用いて走行します. 実走燃費予測などの際はこちらを使用します.

 

3. ハイブリッド車のモード燃費計算

・従来DRIVESIMではハイブリッド車のモード走行において走行前後のバッテリ充電量(SOC)が許容誤差内に入る(0に近くなる)まで走行を繰り返し

最終的に得られた結果をモード燃費としていましたが、許容誤差を小さくするとそれに到達することができないことがあったり到達までに試行回数が多くなったりする

という問題がありました. そこでVer.10.0ではハイブリッド車の『モード走行試験規定』にならい、何回か試走しその結果から回帰式により充電量ゼロの条件と

その時の燃費を求めることができるよう改良されました.

▼走行手順

1. 制御プログラム中の最適化対象となる変数とその範囲を指定し、さらに走行後の目標SOC値とその許容誤差を設定してからモード走行を開始

 

 

2.DRIVESIMは制御プログラムの変数を変えながら走行を行い、SOC値が許容誤差内に入るか、指定された最大試行回数に達したら走行を終了.

  走行履歴画面には各走行回ごとの燃費と充電量および両者の関係を示す回帰式が表示されるとともに充電量0の場合の推定燃費(モード燃費)

  が表示されます.

 

What's New @Ver.9.81

HEVおよびEV用モータとして3相誘導モータが追加され選択可能なモータの種類は以下となりました。

・直流モータ(界磁制御)

・直流直巻きモータ

・永久磁石同期モータ(ブラシレスDCモータ)

・3相誘導モータ

<モータの制御>

モータはベクトル制御(すべり率制御)を行うものとし、基本的にすべり率を最大効率すべり率(最大効率を得る時のすべり率)一定として目標トルクを得るための

電圧を求め、高トルク側において最大電圧以下では最大効率すべり率に制御することができない場合は電圧を最大電圧一定とし目標トルクを得るためのすべり率を

求めて制御します。

使用する誘導モータをT型等価回路によりモデル化するため、T型等価回路における各定数の値が必要です。

これらの値が不明な場合はモータのT-N(トルク−回転数)特性、I-N(電流−回転数)特性からT型等価回路モデルにおける

各定数の値を推定するためのExcel2010 プログラム(Excelソルバ使用)を提供します。

What's New @Ver.9.8

制御プログラムの制御文で使用できる変数の増加に伴い、変数をグラフィック画面から選択できるようになりました.

@   各要素アイコンをクリックすると選択可能な変数リストが表示されます.

A   選択された変数の定義解説がポップアップ(ツールティップテキスト)方式で表示されます.

これにより従来のように変数を一覧リストからの選択する方法に比べ分かりやすくなりました.

DRIVESIMの制御プログラム作成法に関しては[プレゼンテーション]を参考ください.

制御プログラムの制御文における変数選択画面

What's New @Ver.9.7

電力システムの構成の選択肢が増え、入力画面も更新されました. 様々な構成の電力システムを簡単に入力できます.

なおDRIVESIM9.7で追加されたキャパシタおよび補助バッテリはオプションとなります.

What's New @Ver.9.6

・走行性能計算およびモード燃費計算のソルバを共に高速化、計算速度は平均で2倍以上となりました。

・ツリービューでの各種ファイル操作機能を充実

Ver.9.5以前

(1) モータ効率計算をマップ参照方式から直接演算方式に変更

モータ諸元入力項目のうち効率計算に必要なデータが入力されていない場合は旧来とおなじく効率マップの参照により効率を求めます。

■モータ効率の計算方法

従来モード走行時のモータ効率はモータ回転数とトルクのブレイクポイントにおける効率値が書かれたマップを参照しブレイクポイント間は補間により求めていましたがVer.9.5では計算に

必要なモータの諸元が全て入力されている場合マップ参照によらず直接効率を演算するようになりました。また従来はモータが永久磁石同期モータであっても等価DCモータに置き換え、

全てDCモータとして扱っていましたがVer.9.5では永久磁石同期モータの場合はベクトル制御を行うものとして電圧、電流を演算するようになりました。 これらの改良により

・モータ効率計算の精度が向上し、モータ電圧、電流の値を出力できるようになりました。(従来はバッテリ、インバータ間の電流値を出力)

▼永久磁石同期モータ(ブラシレスDCモータ)

モータ入力の[結線]の項目で○3相Y結線または○3相Δ結線を選択した場合モータは永久磁石同期モータ(PMSM*)となり電流のベクトル制御を行うものとして

電流ベクトルIad軸電流成分Idq軸電流成分Iq、電圧ベクトルVaを求め、入力電力Pとモータ出力Wの比率から効率を求めます。

*q軸インダクタンスとd軸インダクタンスの両方が入力されている場合は埋込磁石式(IPMSM)q軸インダクタンスのみが入力されている場合は表面磁石式(SPMSM)とします。

基底回転数以上の高速領域ではd軸電流による磁力弱め制御を行います。

           

           <モータの制御概念図>                                    <ベクトル制御概念図(SPMSM)

     Φm:永久磁石磁束 L:インダクタンス R:抵抗 ω:ロータ角速度 Ia:電流ベクトル Id:q軸電流 Iq:q軸電流 Va:電圧ベクトル β:電流位相角

▼直流モータ

モータ入力の[結線]の項目でDCを選択した場合、モータは界磁制御直流モータとし基底回転数以上の高速領域では界磁弱め制御を行います。

■モータデータ入力画面例

                              <Ver.9.5のモータ入力画面>

▼モータ効率計算に必要なモータの諸元が全て入力されている場合

[効率マップ作成]の実行によりモータ側(駆動側)と発電側(被駆動側)の効率マップが作成され効率コンタ図が描かれます。従来はここで作成された効率マップが

モード走行時に参照され効率計算が実行されていましたがVer.9.5では作成されたマップはモータの効率分布を確認するためだけのものとなります。

▼モータ効率計算に必要なモータの諸元が全て入力されていない場合

モード走行時には入力画面に表示されている効率マップが参照されます。この場合マップは別にExcel等で作成したもののコピー貼り付けを行うか直接値をキーインして

作成する必要があります。

 () エンジン燃費マップの自動作成機能

自動車の燃費シミュレーションで最も重要な入力データの一つであるエンジン燃費マップ(回転数と負荷毎の燃費)は最も入手が難しいデータでもあります.

DRIVESIMではエンジンのカタログ性能と基本諸元(排気量、圧縮比、ストロークなど)から近似的な燃費マップを作成する機能が追加されました。 

ガソリンとディーゼルの各標準エンジンのシミュレーションにより求めた独自の近似式を用いて図示熱効率を演算し、さらに駆動平均有効圧により正味熱効率、

正味燃費率を求めて燃費マップを作成します。


 <ライセンス>

▼ノードロック(NL)ライセンス(年間、買取)

 登録されたHDDシリアルをもつPCで使用できます。 ライセンス後シリアルを更新することは可能でまた更新回数に制限はありません。

 シリアル変更は申請することなくユーザご自身で行うことができます。

▼フローティングライセンス(年間、買取)

 不特定の複数のPCにインストールできますがワイブキー(USBスティック方式)を差し込んだPCでのみ起動できます。


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