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2020 Fiscal Year Annual Research Report

低燃費ハイブリッド車へのコースティング走行技術導入を促進するショックレス加速制御

Research Project

Project/Area Number 18H01421
Research InstitutionNagaoka University of Technology

Principal Investigator

大石 潔  長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (40185187)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 和田 安弘  長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (70293248)
横倉 勇希  長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (70622364)
宮崎 敏昌  長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (90321413)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords電気機器工学 / 制御工学 / 電力工学
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題は、低燃費ハイブリッド車へのコースティング走行技術導入を促進するショックレス加速制御を実現することにある。運転性能を下げずにスムーズなクラッチ締結と短時間(0.4秒以内)ショックレス加速制御は、ガタ詰め制御に基づく短時間ショックレス加速制御で構成される。
フェイズ1は、ACモータ(IPMSM)によりエンジンを再始動して、クラッチ前後の回転数差を所定の値に制御する。フェイズ2は、惰性走行時に生じるガタを用いてクラッチ締結時のショックを絶縁するとともに終端状態制御によるガタ詰め制御を行う。これを実現するためには高速かつ精密なモータトルク制御が必要不可欠である。そこで、ACモータ(IPMSM)のモデル予測制御と瞬時正弦波電圧制御を連携させ、ショックレスクラッチ締結を完遂する。フェイズ3は、新しく提案する「オブザーバ理論に基づいたねじれトルク制御」により、クラッチ締結後の非線形摩擦と共振振動に起因するショックのない加速制御を行う。
本年度は、最終年度として、以下の研究実施計画で進める。なお、試験車両での実験の実施がコロナウィルスの影響で目処が立たないので、模擬実験装置の精度を上げて評価と解析を行うことにした。パワーエレクトロニクスグループは、瞬時トルク制御系に基づくガタ詰め制御を高精度模擬実験装置によって実験的評価を実施した。モーションコントロールグループは、ねじれトルク制御とねじれトルクとエンジントルクの推定の高精度模擬実験装置による実験的評価を実施した。実車試験検証グループは、パワーエレクトロニクスグループとモーションコントロールグループと連携を取って、高精度模擬実験装置での実車両模擬実験を実施して、試験車両と等価な実験的評価を行う。そして、提案法の有効性と有用性をより厳密に確認した。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (26 results)

All 2021 2020

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (22 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results)

  • [Journal Article] High-Robust Force Control for Environmental Stiffness Variation Based on Duality of Two-Inertia System2021

    • Author(s)
      Kawai Yusuke、Yokokura Yuki、Ohishi Kiyoshi、Miyazaki Toshimasa
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Industrial Electronics

      Volume: 68 Pages: 850~860

    • DOI

      10.1109/TIE.2020.3009591

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Vibration Suppression Control Using Resonance Frequency Damping Disturbance Observer for Robot Servo System2021

    • Author(s)
      Yabuki Akinori、Ohishi Kiyoshi、Miyazaki Toshimasa、Yokokura Yuki、Kanmachi Toshiyuki、Ando Itaru
    • Journal Title

      IEEJ Journal of Industry Applications

      Volume: 10 Pages: 36~44

    • DOI

      10.1541/ieejjia.20003474

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Robust Estimation Method for Stator Temperature Based on Voltage Disturbance Observer Autotuning Resistance for SPMSM2020

    • Author(s)
      Iwata Hiroki、Ohishi Kiyoshi、Yokokura Yuki、Okada Yuji、Ide Yuji、Kuraishi Daigo、Takahashi Akihiko
    • Journal Title

      IEEJ Journal of Industry Applications

      Volume: 9 Pages: 341~350

    • DOI

      10.1541/ieejjia.9.341

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Quick Force Balance Control Based on Equilibrium Point Movement of Tie-bar Temperature Controllers for Injection Molding Machine2020

    • Author(s)
      Matsui Yuki、Yokokura Yuki、Ohishi Kiyoshi、Hotta Daigo、Morita Hiroshi
    • Journal Title

      IEEJ Journal of Industry Applications

      Volume: 9 Pages: 597~604

    • DOI

      10.1541/ieejjia.9.597

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Quick Torsion Torque Control Based on Model Error Compensator and Disturbance Observer with Torsion Torque Sensor2021

    • Author(s)
      Yusuke Kawai, Sora Nagao, Yuki Yokokura, Kiyoshi Ohishi, Toshimasa Miyazaki
    • Organizer
      IEEE/SICE International Symposium on System Integration, SII2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Wideband Backforward-Drivability Motor Drive Based on Fast Current Control of Geared SPMSM2021

    • Author(s)
      Yuki Yokokura, Kiyoshi Ohishi
    • Organizer
      The IEEE International Conference on Mechatronics ICM2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Position Control Based on Robust Load-side Acceleration Control Using Instantaneous State Onserver2021

    • Author(s)
      Taiga Shinozaki, Yusuke Kawai, Yuki Yokokura, Kiyoshi Ohishi, Toshimasa Miyazaki
    • Organizer
      The 7th IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization SAMCON2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High Efficient Motor Drive System by Voltage-Integral-based Reference Tracking Modulation with Voltage Prediction2021

    • Author(s)
      Yuto Kobayashi, Kiyoshi Ohishi, Yuki Yokokura, Tenjiro Hiwatari, Sota Sano, Akira Satake
    • Organizer
      The 7th IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization SAMCON2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Deep Learning Based Singular Spectrum Analysis for Realization of Wideband Force Sensing2021

    • Author(s)
      Thao Tran Phuong, Kiyoshi Ohishi, Yuki Yokokura
    • Organizer
      The IEEE International Conference on Mechatronics ICM2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Stable Torsion Torque Control for Two-Inertia Systems with Backlash Based on Duality of Nonlinear Friction and Backlash2021

    • Author(s)
      Juan Padron, Yusuke Kawai, Yuki Yokokura, Kiyoshi Ohishi, Toshimasa Miyazaki
    • Organizer
      The 7th IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization SAMCON2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] クラッチを有する二慣性系の非線形モデル予測制御に基づくねじれトルク制御法2021

    • Author(s)
      井脇 隆議, 滝 智洋, 大石 潔, 横倉 勇希, 川合 勇輔
    • Organizer
      電気学会 半導体電力変換モータドライブ合同研究会
  • [Presentation] 誘導電動機の位置センサレス駆動システムのための電解コンデンサレスインバータの電源電流高調波抑制制御 ー第二報ー2021

    • Author(s)
      品川 大成, 大石 潔, 阿部 晃大, 横倉 勇希, 井上 達貴
    • Organizer
      電気学会 半導体電力変換モータドライブ合同研究会
  • [Presentation] スイッチング損失低減のためのLUTに基づく直接仮想磁束制御2021

    • Author(s)
      小林 勇斗, 大石 潔, 横倉 勇希, 樋渡 天次郎, 佐野 壮太, 佐竹 彰
    • Organizer
      電気学会 半導体電力変換モータドライブ合同研究会
  • [Presentation] Fine Torsion Torque Control for Geared Motors by a State-Reference-Dependent Variable-Order Friction Observer2020

    • Author(s)
      Juan Padron, Yusuke Kawai, Yuki Yokokura, Kiyoshi Ohishi, Toshimasa Miyazaki
    • Organizer
      The 29th IEEE International Symposium on Industrial Electronics ISIE2020
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Enhancement of Performance on Sensor-less Force Sensation Using Singular Spectrum Analysis Based Force Observers2020

    • Author(s)
      Thao Tran Phuong, Kiyoshi Ohishi, Yuki Yokokura
    • Organizer
      IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics AIM2020
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Switching Controller-less Approach and Contact Controls Based on Force Impulse Regulator2020

    • Author(s)
      Yusuke Kawai, Yuki Yokokura, Kiyoshi Ohishi, Toshimasa Miyazaki
    • Organizer
      IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics AIM2020
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Harmonics Reduction Control of Source Current of Electrolytic Capacitorless Inverter for Position-Sensorless Drive System of Induction Motors2020

    • Author(s)
      Taisei Shinagawa, Kiyoshi Ohishi, Kodai Abe, Yuki Yokokura, Tatsuki Inoue
    • Organizer
      The 23rd International Conference on Electrical Machines and Systems ICEMS2020
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ドリフトフリー瞬時状態オブザーバを用いた2 慣性系の高精度力制御2020

    • Author(s)
      篠﨑 泰雅, 川合 勇輔, 横倉 勇希, 大石 潔, 宮﨑 敏昌
    • Organizer
      電気学会 産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会
  • [Presentation] 動力学補償計算に基づく状態オブザーバによるロボットモーション制御2020

    • Author(s)
      溝 大貴, 大石 潔, 宮崎 敏昌, 横倉 勇希, 矢吹 明紀
    • Organizer
      電気学会 産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会
  • [Presentation] 慣性モーメントのリアルタイム代入FDTD動力学補償器を用いた産業用ロボットの位置制御法の提案2020

    • Author(s)
      溝 大貴, 大石 潔, 宮崎 敏昌, 横倉 勇希, 矢吹 明紀
    • Organizer
      第38回日本ロボット学会学術講演会
  • [Presentation] A switched torsion disturbance observer for improving the performance of torsion torque control in a two inertia system with backlash2020

    • Author(s)
      Juan Padron, Yusuke Kawai, Yuki Yokokura, Kiyoshi Ohishi, Toshimasa Miyazaki
    • Organizer
      電気学会 産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会
  • [Presentation] 動力学外乱トルク入力型FDTDオブザーバを用いたロボット関節の状態推定2020

    • Author(s)
      溝 大貴, 大石 潔, 宮崎 敏昌, 横倉 勇希, 矢吹 明紀
    • Organizer
      令和2年電気学会東京支部新潟支所研究発表会
  • [Presentation] クラッチを有する二慣性系サーボシステムのための特性評価2020

    • Author(s)
      井脇 隆議, 大石 潔, 横倉 勇希, 滝 智洋
    • Organizer
      令和2年電気学会東京支部新潟支所研究発表会
  • [Presentation] 動力学外乱トルク入力型FDTDオブザーバを用いた産業用ロボットの位置制御2020

    • Author(s)
      溝 大貴, 大石 潔, 宮崎 敏昌, 横倉 勇希, 矢吹 明紀
    • Organizer
      電気学会 メカトロニクス制御研究会
  • [Presentation] クラッチを有する二慣性系の非線形モデル予測制御に基づく駆動力制御法2020

    • Author(s)
      井脇 隆議, 滝 智洋, 大石 潔, 横倉 勇希, 川合 勇輔, 山口 晃, 波多野 崇
    • Organizer
      電気学会 メカトロニクス制御研究会
  • [Presentation] クラッチを有する二慣性共振系の制約条件付きモデル予測制御に基づくハイブリッド自動車のスムーズな加速制御法2020

    • Author(s)
      滝 智洋, 井脇 隆議, 大石 潔, 横倉 勇希, 山口 晃, 波多野 崇
    • Organizer
      電気学会 メカトロニクス制御研究会

URL: 

Published: 2021-12-27  

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