リアルG-Bowl ピンポン球をすっ飛ばす

数日前のShoutで投稿した件です。

いつもはある程度「ふーん、こういうことか」と頭を
整理してから参考データと考えたことを書きますが、
今回はモヤモヤしたまま思い付きで書きます。

私が下手な妄想を広げるより、分かる人が見れば
「うん、それはこうだよ」と直ぐ分かりそうなので。

識者にご意見を頂く方が話が早そう。(^^)



加速／減速を繰り返して前後(Y)方向に揺らしてピンポン球を落とした動画です。



事前にリアルG-Bowlを揺らして落とす実験をせず、いきなりアテンザで試しました。最初はタイミングが合わずもじもじしてますが、周回して２度３度と繰り返すとタイミングを掴んであっさり落ちます。

GBLさんは事前に手元で揺らして試されて、メガーヌでも0.2G以下であっさり落ちたそうです。周期と位相が揃えば案外あっさり落ちますね。

その後よくよく考えると、以前リアルG-Bowlに取り組み始めた頃、それに相当する実験をやってました。この動画です。




これらをネタに思い付くまま書きます。

私がアテンザで実験した動画で分かりますが、周期と位相（タイミング）を合わせるためリアルG-Bowlを見て加速／減速操作してます。交通量が無いエリアで見通しが利く場所だからできたこと。普通の道では危なくてできない。(^^;　これが意味することは、クルマの動きは体感できてもピンポン球の揺れは体感できず、目視する以外にタイミングを狙う方法が無いんです。

周期はリアルG-Bowlの形状寸法とピンポン球で固有振動数が決まり、アテンザとは何の関連も無いです。固有振動数は２番目の動画、リアルG-Bowlの中をピンポン球がコロコロ転がる動画から分かります。フレームカウンターで見るとこれがずばり1Hzなんですね。

もしやこれは偶然ではなく、最初からピンポン球利用を想定して固有振動数1Hz（周期1秒）を狙って設計したリアルG-Bowlではなかろうか？ そんな気がします。

周期n倍で位相を合わせて加振すれば、ブランコを振るように揺れが増幅してあっさり落球です。クルマを1Hzで加速／減速を繰り返すのは難しく、もっと間隔が空いて周期2倍で0.2G〜0.3Gの加振を要しましたが、机上でリアルG-Bowlを揺らすなら1Hzも可能。それがこのログ。



テーブルの水平が出てなくて青い山しか見えませんが実測で加振は 0G〜0.03G ほど。実際は前後に加振したので -0.015G〜0.015G ですね。1Hzで位相が合えばこんなに弱い加振でも揺れが増幅してピンポン球が落ちます。

この結果から、Ball in Bowl で加速度変化を可視化するツールの限界が垣間見えたかも？と思いました。周期がn倍で位相が合えばドライバーの体感とは無関係に大きく揺れてしまうボール。あるいはこのツールを前提に考えると、揺れが継続しないよう加速度変化の収束、後始末を付けろという啓示でしょうか。

アクセル踏んで急に抜くな、ブレーキ踏んでパッと離すな、後始末を穏やかに収束させる。そうして揺れを抑えて共振させない。それにしてもスラロームなど左右Gが継続して周期／位相が合えば共振して落球は不可避のケースがありそう。それは特殊ケースと割り切るか。単独コーナーなら横Gの後始末を穏やかに収束させる。

連続コーナーのS字では、切り替えポイントではボールが中央を素早く突っ切っても、次コーナー出口で穏やかに収束させる。とにかく一連のG変化をさせたらその後始末を穏やかに収束させれば揺れが継続増幅することは無いということかな。

同様のことがi-DMにも言えそう。i-DMの原理はダンピングが伴うバネ質量モデル。固有振動数がいくらか分かりませんが。弱いGでも共振すると大きく揺れ感知（白点灯）しそうに思いますが、マツダ技報によると評価対象の加速度変化の以後に慣性を持ち越さないよう計算処理するそうです。以前こんな実験をしました。残念ながらi-DMランプは合成してない。




リアルG-Bowlとi-DMランプを並べた合成動画にすると、ボール揺れと白点灯が振り切れる様子が一致しませんが、互いに動的特性（固有振動やダンピング）が異なるからでしょう。i-DMは搭載車種ごとにパラメータ調整するようですがバネ・質量で決まる固有振動はどうだろう。私が思うに揺れを感じる人体を想定したバネ質量モデルで決めてそうな気がします。

するとリアルG-Bowlの固有振動数はどんな意味を持つのかな？ 丁度良い数値にしただけ？ 1Hzが適切である理由が何かあるのかな？

もしアプリでリアルG-Bowlを再現するなら動的特性は自由に設定できそう。固有振動やダンピング。どう設定すると有意義か分かりませんが。リアルG-Bowlとピッタリ合わせるでなくても良いような。でも調整するとなると悩みそう。