[ 自動車・輸送機 ]

マツダ・自動車開発を一変させるモデルベース開発(上)車1台丸ごと数値化

(2018/3/20 05:00)

  • 各種シミュレーション機器を駆使し、モデルベース開発は進む(マツダ提供)

現実世界の現象を表した数理モデルを用い、コンピューターでシミュレーションを繰り返して製品を開発する「モデルベース開発(MBD)」。マツダは、自動車の開発を全面的にMBDで行えるような改革を進めている。今後自動運転や電動化により車載システムの大規模化が進めば、業界全般でいっそうMBDへのシフトが進むはずだ。自動車開発のあり方を一変させる取り組みを取材した。(全2回)

【“マンダラ”に】

「これが、車1台分のモデルを表した図です。要はマツダが目指す車づくりのエッセンスを表したもので、門外不出。マンダラ(仏教の世界観を1枚の絵で表した宗教画)と呼ぶ人もいます」―。マツダ統合制御システム開発本部の足立智彦首席研究員が示したのは、マツダが取り組むMBDの全体像を示した図だ。3重の大きな同心円の中に、さまざまな模式図や部品類が描き込まれ、使うシミュレーションツールの具体名も書いてある。

マツダは2019年に発売予定の電気自動車(EV)から、車1台の開発に丸ごとMBDを適用する。だが、車1台丸ごとのMBDとは具体的にどんなことなのか。

マツダがMBDに取り組み始めたのは04年のこと。11年6月に一部改良して発売した「デミオ」には、新開発の「スカイアクティブ」ガソリンエンジンを搭載。燃費はガソリン1リットル当たり30キロメートル(10・15モード)とハイブリッドシステムを使わない車ではトップクラスの性能を達成した。

この開発で決め手になったのがMBDだ。エンジンや駆動機器において約700項目にのぼる機能をリストアップして数理モデル化し、燃費性能を高めるシミュレーションを繰り返した。特にエンジンを開発できた一番のポイントになったのが、広島大学と共同で燃料噴霧のメカニズムを解明し、シミュレーションできるようになったことだったという。

さらにこれが車1台分のMBDとなると、数理モデル化する項目は数万種類にのぼる。

【壮大な構想】

MBDの概念自体、大きく広がる。これまで自動車業界でMBDは、主に制御システムの開発に使われていた。それがマツダ用語のMBDは「車、制御、乗員、環境の四つをすべてモデル化・数値化し、実車レスで“突き抜けた”商品の開発を目指す」(足立首席研究員)ことを指す。当然ながら、多くの解析ソフトを組み合わせて使いこなす必要がある。

こうした壮大な構想を1枚の図としてまとめたのが、先ほどの“マンダラ図”だ。3重の同心円の中心部には開発する車の車台の図を据え、制御・駆動、操縦安定性、乗り心地という三つの主要な開発項目ごとのモデルがそれを取り囲む。

企画・構想設計を表したこのモデルを中心とし、同心円の外側に行くほど基本設計から詳細設計へとブレークダウンして、より詳細な項目を網羅するようになっており、最終的には数万項目の数理モデルで構成される。

では、この壮大なモデルをどう実現し、どう使いこなして車を開発していくのだろうか。

(2018/3/20 05:00)

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