まずは、応援してくださった皆様に、本当に感謝いたします。そして、今まで叱咤激励してくださいましてブレーキ・配線の問題を教えてくださったり曇り止めを貸していただいたりしました、ミツバの斎藤さん、技術についてご教授いただきましたアイシンの中村さん、どうもありがとうございます。

私どもにとって現役最後の大会で完走することができまして、喜んでおります。

さて、今回の大会は、前日から朝にかけて雨が降り出しまして、若干いやな想像をしましたが、会場に入った頃には雨が上がり、よい天気となりました。

今回の大会は、去年までとは異なり、1日での開催でした。また、レギュレーションも去年のとも異なり、「加熱しての過充電が禁止」ではなく「会場内でCO2を出さなければ過充電はOK」に変わりました。ただ、私どもは、とにかく「まともに走ることが最優先」でしたので、過充電しないでのレースとしました。（自作のDC-DCコンバータを使えば過充電自体はできますが、ジェネを使わずに恒温槽は使えず、カセットコンロで加熱する自信もなかったので、今回は見送りました。）

車体は、今年の車体、Gungnir（グングニル）。特電アモルファスで走りました。私は、エレキ主任でもありますから、回路的に凝ったことをするのが大好きなタチであり、キャパシタなどを載せようかとも思いましたが、「まともに走ることが最優先」ということと「バッテリに並列にするとなるとキャパシタを11本載せなければならない」といったことから非常にシンプルな回路構成でいきました。工夫したことと言えば、ブレーカーに直列にon-offスイッチを入れたことです。NATSではモーターを使わない時間が長いことに配慮しました。これは、「モーターコントローラーの消費電流（たかだか30mA程度ですが）をカットする」ということと、「下り勾配で加速と共に逆起電力が上がっていった際に回生となって効率が落ちるのを防ぐ」という意味があります。後者の理由に関してですが、無負荷回転数以上になって逆起電力が電源電圧を超えたら回生となるのはもちろん、高速時は無負荷回転数以下でもボリュームをoffにすると回生となることをモーターベンチで確認しています。これは、逆起電力がリップル（脈流）となることによるもので、無負荷回転数以下でもリップルのピークがバッテリー電圧を超えてFET寄生ダイオードを超えてクランプされて逆流するものと考えられます。

今回、「我々の代が先輩から我々へノウハウの継承が十分でなかった（先輩には失礼な言い方ですが）」ことを重く受け、2年生だけでのセットアップ練習の意味を兼ねて、もう一台Operaで出場することにしました。

モーターは、肥後先輩がモーターコントローラーをつけて実験していたというモーター（秋田モーターだとして譲り受けました）に私の自作モーターコントローラーをつけて出場しました。このモーターコントローラーは、PICマイコン16f88とゲートドライバICだけを使って（ロジックICもCCPモジュールも一切使わずに）PWM、位相切り替えを行い、さらに電流不連続モードに対応した同期整流（実際には電流が逆流するまでの時間を入力電圧、duty比、回転数から推定させる関数を実装することが必要ですが、まだやっていません。）が可能なものです。アセンブラで厳格に作っています。細かい話はここでは割愛します。 実際にモーターベンチで特性を測定してみると、これはなんと「秋田モーターではなくて12V用エコデンモーターだ！！」ということが分かったのです（つまりトルク定数半分、無負荷回転数2倍。波形から見ても、モーターコントローラーの誤作動などではなさそうです）。12V用モーターを24Vで使うのですから、いくらギア比を大きくしたところで効率は良くはならないのですが、「練習のための出場」ですので仕方がないのです。

練習走行（今年は予選ではない）が始まりました！はじめてのまともな走行です。本当は学校内テストランをする予定だったのですが、代表が3週間前の申請を忘れてしまったもので・・・（こういったこともみんなで情報を共有する努力が必要！と後輩に伝えます）。ギア比を2通りで試してみようということで、高めのギア比で出発。フルボリュームで30km/hになる感じ。 ところが、3週回ると曇りだし、何も見えない。ここで斎藤さんのお世話になり、ノウハウを教わりました（本当にありがとうございました）。ギア比を低めに変更し、自力脱出の方法を変え、最後まで走り続けました。

いよいよ本番です。練習走行から本番までの時間は一時間しかなく、ギア比を高めに戻すのに比較的速い作業が要求されました。スターティンググリッドでは偶然にもGungnirとOperaが横に並んでいました。 NATSでは上り坂が重要だということで、上り坂の前でできるだけ加速し、坂ではモーター側の電流が一定になる感じで減速していきました。なお、ロガーのLapスイッチはコントロールラインではなく、坂の頂上で押すという作戦にしました。

今回は初戦ですので、基本的に時間一杯使って一定の平均Wで走ろうと考え、佐藤さんロガーのプログラムを「今走ってきたラップに関してのWh/タイム」と「今まで走ってきた全体のWh/タイム」の2つを並べて表示するように変更し、坂が下りに転じるときに平均Wが30Wとなるようにうまくコントロールするようにしました。

結果、41周、12位でした。ピットに戻った時、みんなが出迎えてくれました。応援してくれてどうもありがとう！私も初の運転、とても楽しかったです！！

ログデータによると、合計電力量は62.45Wh。例年と比べると低いですが、過充電していないのでそんなものでしょうか？60Whとして計算していたので、ほぼ計算通りです。ただ、電池がへたってきた終盤に焦ることになってしまったので、もう少し前倒しの運転にすべきだったとも考えています。

レース全体で、2回他車と接触してしまいました。2回目はヘアピンで、こちらがTTDCさんの青い方の車体をインで追い越す形になってしまい、側面に衝突し、スピンさせてしまいました。申し訳ありませんでした。

Operaの方はというと、ロガーの電流値がおかしいだとか、ギアが外れるといった様々な問題に見舞われ、1時間を過ぎたあたりで途中で止まっているのをGungnirの中から何度も見ました。

今回は（というか近年はいつもそうなってしまっているのですが・・・）、まともに（アッパーを閉めた状態で）テストランせずにいきなり本番に突入するということで、正直不安でした。そこで電気系のトラブルを絶対に出したくない、ということと、どの場所に来たらどのロガーボタンを何回押すのかという練習をするため、私が数ヶ月前に開発した「モーターベンチ・モーターベンチ制御システム」 を使って、本番の再現シミュレーションをしました。車体に乗ってアッパーを閉めて、モーターだけモーターベンチに乗せている感じです。詳しいことはここでは割愛しますが、アクセルモード・ブレーキモードが連続制御で速度指令に追随するように運転できるため、NATSの中西さんからいただいたコースエレベーションと講習会資料をもとにした転がり抵抗、空気抵抗を入力し、シミュレーションをしました。実車からデータをとったわけではないので今回の試験では完全なシミュレーションはできませんでしたが、ドライバー（私）が慣れるという意味で重要な意義があったと考えています。実際に、ロガーで測定する電流は、PWMの前側のバッテリー電流なわけであり、坂を上る際にモーター電流を一定にした方が良いという観点からは、ボリュームをどんな速度で戻してゆくのかといったことを体に身につけさせる必要があると考えています。ですので、モーターベンチでPCに表示される出力トルク（これはモーター電流に直接比例しているはず） を見ながら、それが一定になるようにするにはどうすればいいのか、練習しました。この試験では、開始直後に、ロガーのLCDが断線して、まともに映らなくなりました。これを修理して本番に臨んだわけです。もしこれが本番で起こっていたら・・・今回のようなエネマネはできなかったと思います。

テストランがなかなかできないなかで試験をするうえで、できるだけ本番と同じ状況を作りだすことが必要で、ツナギもたびぐつもグローブも着けた上で実施するわけです。そうすると、ボタンが押しにくいとか、ボリュームを回した時に隣のスイッチを触ってしまうとか、いろいろなマイナーな問題が出てくるわけです。

また、Operaが出場することを受け、急遽自作モーターコントローラーの耐久試験をしました。定格電流で2時間の試験を何度かやりました。「本番で火が出た」となっては大変ですから！よくありがちなパターンは、「ちゃんとつながっているところはつながっていて、つながっていないところはつながってなく、制御ロジックもあっていて、無負荷ではちゃんと回っている」のに、「本番では火が出た。」というもの。大電流でノイズが発生すると、スタティックな回路設計では駄目なのです。細かいことは割愛します。結果として、本番でトラブルを起こさず、良かったです。

繰り返しになりますが、今まで支えてくださった方、本当にありがとうございます！！また、ノウハウ不足とか、炉から自作しなければならなかったとか、いろんな逆境の中にあったのに、さまざまな新しいことを取り入れた新車を作り上げ（もちろん私も手伝いましたが）、兵庫でさんざんなことになりながらも心折れずに（折れてたのかな？）改良を重ねてくれた、車班の2人には本当に感謝します。どうも、ありがとう！！

ちなみに、今日はMeister全体の祝賀会なので、こんなかっこうをしてたりします。

以上。

自作の回路ですので、電源ノイズの影響で数十mA～100mAのオーダーでばたつくことがあったりし、正確な測定には工夫を要しました。（高精度電流計を使って入力と出力の値を写真に撮ったり、アベレージ機能を使ったり・・・）

まあ、同期整流をやっていない状態では（変にトラぶっていなければ）、コイルとPWM周波数で効率は決まるものです。このことは、同期整流をやっていない状態のDC-DCVer.3と、深澤君作のDC-DCを比べて、ほとんど差がないことからもわかります。

一番気になるのは、同期整流をやった場合とやらない場合ではどれだけ違うのかというところです。この差については、出力電圧・出力電流や昇圧・降圧のモードの違いによっても大きく変わることが分かりました。降圧側においては、条件によって変化が大きく、duty比が小さい状況（特に出力電圧が小さいとき）に顕著になることが分かりました。降圧側では、duty比が大きくなると、フリーホイールダイオードを通る時間が減るわけですから、同期整流の効果が減るのは当たり前ですが・・・

たとえば、降圧時では、入力電圧20V、出力電圧4V、出力電流4Aのとき、同期整流なしで76%、同期整流ありで85%（いずれも回路の消費電流込み）という結果が出て、9%の差がでました。この条件において、この差が最大となりました。

一方で、昇圧の場合には、条件によってあまり差はなく、同期整流をした時の方が4~6%程度良くなったという感じでした。まあ、昇圧の場合は降圧と違って、出力電流の全てが同期整流をすべきFETを通るので、条件によらずいつも差が効いてくるのかなという感じです。

ちなみに、同期整流のチューニングがずれて出力側キャパシタ電圧により逆流が少しでも起きていると、同期整流をやったときのほうがやらないときよりもむしろ効率が悪くなることがわかりました。

前にもお伝えしたように、今回は、深澤君の設計で、出力電圧を一定にする制御をしました。そしたら、かなりいい結果になりました。去年までが大体100数周だったところが、100数十周になったそうです。デューティー比を変更するために車体に触るごとに減点されるのがない、ということもありますが、やはり、最初から最後までモーターにかかる電圧を一定にすることで、効率が良くなったということであります。

実際に、最初から最後まで同じスピードで走って、電池が無くなるといきなりぱたっと止まる感じだったそうです。

最初、定電圧制御するよりも定電流制御した方がいいのではないかと彼が私に聞いてきましたが、定電圧制御の方が良い、と答えました。もし定電流制御をすると、走行抵抗が駆動トルクよりも少しでも大きくなれば停止するまで減速するし、少しでも小さくなればモーターの逆起電力が電池電圧にはりつくまで加速してしまい、そもそも制御回路を付ける意味が無くなります。もっとも走行抵抗が大きい勾配の部分でなんとか走れるように電流値を設定すれば、平坦な区間では9V電池をモーターに直付けしたのと同じ速さまで加速してしまい、効率云々の前に、カーブでコースから飛んで行ってしまうでしょう。

ミニ四駆ような、慣性に比べて摩擦が大きい車の場合は、モーターの役割は加速することにあるのではなく、速度を一定にすることにあるのです。直流モーターは、単に電源につないだだけでも、「速度が低下して逆起電力が低下すると電流が増えてトルクが大きくなる」といった定速フィードバック的な動作をします。にもかかわらず、定電流制御をしてしまえば、このフィードバックゲインをゼロにしてしまうのと同じですから、使い方としては論外ということになります。（安定性がものすごく悪くなります。）

結果的には、定電圧制御をして正解でした。

私、浜は一時的に車班に転向いたします。いい車体をみんなで作ることが大切と感じたからです。

さて、もう新歓のミニ四駆大会の時期になってきました。

ミニ四駆大会は2年の深澤君が担当していますが、彼はいろいろ凝っていて、自作のPWM定電圧回路（AVRを使っているらしい）で9V電池でミニ四駆を駆動し、動かすというのを設計したようです。複雑なので、ミニ四駆に載らなかったり、なかなかみんな完成できないだろうと思っていたら、もう2人も完成したようです。

去年は、私の設計した「非安定マルチバイブレーター」（ご存知ですか！？実はアナログ非線形発振回路の基本ですよ！近年のマイコン主流の動向で忘れ去られていますが・・・）でみんな（1人だけは別だったが・・・）作りました。

さて、どんな結果が出るのやら・・・

楽しみです。

さて、初の公開となりますが、モーターのトルク・回転数・効率などを図り、本番のシミュレーションまでを念頭に入れている「モーターベンチ」を完成させるべく、作業を進めています。ただ、トルク測定回路（つまり測定側のMaxonモーターの電流測定回路）が再履になってしまい、今製作中です。

できるだけ早くの完成を目指し、自分に対してプレッシャーを与えるためにこの記事を書きました。

トップチームは皆、モーターベンチを持っており、さまざまな工夫を凝らし機能を盛り込んだMeister版モーターベンチは、今後のエレキ発展のカギになると期待しています。

詳しくは、完成後に公表します。

完成お楽しみに。

肥後さんからいただいた、モーターコントローラーを取り払った秋田モーターのホールICを交換しようと思ってホールICをとったら、うっかりモータ内部に入れてしまい、磁力ではりつき、回すとカシャカシャいっていました。

なんとかして分解しようと思ったのですが、分解法が分からず・・・

Meisterのあらゆる人に聞きましたが、誰も分かりませんでした。そこで、ZDPに問い合わせたところ、「機械屋さんなら誰でも想像できる」ハズとのこと・・・

ベアリングを固定しているスナップリングをとって分解するということでした。

ベアリングがなかなか抜けませんでしたが、何とか分解することができました。

前回の報告で、兵庫大会のトラブルの原因がモーター信号線のトラブルの可能性と言ったら、ドライバーから間違いを指摘され、モーター自身のトラブルという結論に至りました。確かに、NATS大会のスタートをビデオで見ても、加速が遅いと今更ながら思います。

モータ修理ををZDPに依頼したところ、年明け前に帰ってきました。コントロール基板を交換したとのことです。

半年以上前に、モーターの前にDC-DCコンバーターをつけるという実験をやっており、そのときにサージ吸収用のコンデンサをつけなかったため、ICが定格オーバーしたという可能性があります。

今後、このようなことを起こさないよう、気をつけたいです。