空気レス・インテリジェンスタイヤの開発と低スリップ走行アルゴリズムの構築

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K05892
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 飯塚 浩二郎 信州大学, 学術研究院繊維学系, 准教授 (10453672)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 空気レスタイヤ / 移動体 / 不整地

Outline of Annual Research Achievements

一般的な車両のタイヤは走行地盤と車体の間に存在し, 重要な駆動力を生み出し, そして車のボディに伝達させる重要な部分である. しかし, そのタイヤひとつでもバーストを起こしてしまうと車両は走行することが難しくなってしまい, 本来の目的を達成させることができない. 東日本大震災のような被災・天災が起きた際, 一般道路やレスキュー活動（救急隊や消防隊など）に必要な道路はさまざまな瓦礫で覆われた. 空気圧で保持されているタイヤの場合, こういった瓦礫上を走行すると瓦礫の先端など鋭角なものが柔らかい車輪表面に刺さり, バースト(空気破裂現象)を起こしてしまう. そこで, 本研究では空気レスタイヤの開発と滑り検知情報を利用した低スリップ走行アリゴリズムの構築を目的として研究をすすめている. 一般的に, 走り出しや, 緩い地盤, 降雨時の地盤, 瓦礫地盤では, 滑り現象が顕著となる. そこで, タイヤの剛性を変化させ適切な接地状態を保持し, 低剛性(柔軟状態)においてもパンク皆無の空気レスタイヤを開発する.
平成27年度の成果としては, 可変剛性を自動化するための考案及び設計を行った.タイヤ内部の2次元繊維を支持している両端のフランジ部品間の距離を操作するために直動で動かす構成にしている. 2次元繊維を張ることや緩めることで可変剛性を行っているのだが, この2次元繊維についても数種類を用いて負荷試験を実施した. さらDCモータによりトルクを伝達させる仕組みを設計に盛り込んだ. このユニットをタイヤに３箇所設け, 均等にフランジ間を拡張させる構成にした. この後はこの車輪を用いた走行試験及び表面に搭載する予定のセンサにより走行アリゴリズムを構築していく.

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究は順調に進んでいる. 車輪の製作について, 剛性を調整するための繊維材料について力学的試験を行い, 本テーマである空気レスタイヤを実現させた. また走行試験にてその回転性能についても確認している. 走行試験では, 軟弱地盤を用いて, タイヤの回転速度や斜度を変更させるなど負荷環境を変えながら遂行した. また, 本研究の要素であるタイヤの可変剛性部において，より効果的にな方法についても同時に検討ができている.

Strategy for Future Research Activity

今後は, 設計した可変剛性空気レスタイヤにアクチェータを搭載し, 試運転を行う. 特に回転運動がスムーズであること及び可変剛性となっていることを軟弱地盤走行にて確認していく. また, 車輪表面にすべりセンサーを搭載して, すべりとセンサーの関係を走行試験から明確にしていく. その後, これらの情報を用いて, すべりセンサー情報が入力された際に可変剛性が起こるアリゴリズムの構築を目指す.

Causes of Carryover

当初計画で見込んだよりも安価な部品の転用および、研究代表者自ら加工作業することで大幅に経費削減をすることができた.

Expenditure Plan for Carryover Budget

本提案の自動可変剛性空気レスタイヤをより精度の高い構成にするため、H28年度請求額と合わせて可変剛性部分の部品(製作含む)及びセンサを購入する。