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2019 Fiscal Year Research-status Report

Innovative ride comfort control of high function mobility considering stress and emotion

Research Project

Project/Area Number 18K04058
Research InstitutionTokai University

Principal Investigator

加藤 英晃  東海大学, 工学部, 講師 (90734476)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 成田 正敬  東海大学, 工学部, 助教 (90733717)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Keywords乗り心地 / 生理指標 / 超小型モビリティ / アクティブシートサスペンション / 生体計測
Outline of Annual Research Achievements

本研究は生体情報を用いて乗員の心理状態をリアルタイムに推定し、その情報に基づき適切な乗り心地を維持できるよう振動制御する「乗り心地制御システム」を提案している。このシステムでは座席部にアクティブシートサスペンションを搭載し、乗員に伝わる振動の制御を行う。アクティブシートサスペンションでは乗員へ伝わる振動の低減だけでなく、状態に応じて振動を加えることも可能である。自動車の様々な振動が乗員の心理状態に及ぼす影響を把握した上で、時々刻々と変化する乗員の心理状態に対して良い乗り心地を維持するための振動制御システムをさらに発展させ、より快適かつ低ストレス状態で乗車可能な高機能アクティブ振動制御システムの実現を目的とし、本年度は以下の項目を実施した。
1、2自由度アクティブシートサスペンションの振動制御システムの構築を目指し、3つのアクチュエータを備えた新しいアクティブシートサスペンションの設計を完了した。アクチュエータとしてボイスコイルモータを用いることから、前年度に実施した電磁界解析ソフトウェアを用いた解析により構築した指針をもとに設計を行った。また、現有のアクティブシートサスペンションの自由度を増やすため、上記設計をもとに2つのアクチュエータの製作を行った。
2、前年度から継続的に、新たな乗り心地評価手法の構築するため、脳血流、連続血圧、表情筋、皮膚電気反応、心電図を計測し、加振実験を行い、加速度、周波数による各指標の変化について実験を行った。実験終了後、実験協力者に対して乗り心地に関するアンケートを行い、主観的評価と生理学的評価の両面から考察を行った。これに加えて本年度は、これらのデータを分析する統計的な手法を利用し、各生体情報の振動に対する反応と主観評価を総合的に解析した。実験協力者の主観的な評価を各生体情報から推定することが、限られた条件ではあるが可能となった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

1、前年度に構築した電磁界解析ソフトウェアを用いたボイスコイルモータの設計指針を活用し、新たな装置の設計を完了することができた。なお、新しく製作予定の上下方向と前後方向の乗り心地を改善するアクティブシートサスペンションには現有を含め3基のボイスコイルモータをアクチュエータとして設置する。新たに製作する2基のボイスコイルモータの製作まで完了した。
2、本研究で提案する快適かつ低ストレス状態で乗車可能な高機能アクティブ振動制御システムを実現するためには、疲労に結実する「ストレス」と快感・不快感を司る「情動」を指標とする新たな乗り心地評価手法の構築が不可欠である。本年度は前年度から継続して、実験協力者に現有のアクティブシートサスペンションに着座させた状態でボイスコイルモータから振動を発生させ、各生体信号と主観評価を採集した。複数の生体情報から事件協力者が感じている主観評価を推定する手法を限られた条件の範囲ではあるが、構築することができた。
以上の成果から本申請の研究は概ね順調に進展していると言える。

Strategy for Future Research Activity

当該年度の成果を踏まえ、次年度は以下の項目について検討を進めていく予定である。
1、『多自由度振動に対する心理特性を評価』前年度に設計したモータを用いて、2自由度アクティブシートサスペンションを製作する。これによる多自由度振動による生体計測の分析を行う。分析では前年度に構築した解析方法を参考とする。なお、振動と各種生体計測の関係性を把握するために走行は行わず、加振のみで評価を行う。
2、『運転環境を考慮した評価』超小型モビリティの走行で想定される快適、不快感に変化が起こる状況を想定し、実験を継続して進める。前年度に限定的にではあるが得られた、主観評価を生体計測指標から推定する手法をさらに拡張し、より実際の運転中を想定した評価指標を構築する。

Causes of Carryover

新規購入したモータが予算よりも安価に製作することができた。一方、装置構築にはまだ、消耗品などが購入できておらず、次年度に使用する予定である。

  • Research Products

    (28 results)

All 2019

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (26 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results)

  • [Journal Article] ボイスコイルモータを用いた超小型モビリティのアクティブシート(振動制御を考慮したモータ設計に関する基礎的検討)2019

    • Author(s)
      遠藤 文人、池田 圭吾、三野輪 良祐、加藤 英晃、成田 正敬
    • Journal Title

      日本磁気学会論文特集号

      Volume: 3 Pages: 120~125

    • DOI

      https://doi.org/10.20819/msjtmsj.19TR323

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A Study of Active Seat Suspension Using Voice Coil Motor: Fundamental Consideration on Change of Thrust2019

    • Author(s)
      Ayato ENDO, Keigo IKEDA, Ryosuke MINOWA, Hideaki KATO and Takayoshi NARITA
    • Journal Title

      Proceedings of the School of Engineering of Tokai University

      Volume: 44 Pages: 15~20

    • DOI

      10.18995/24343641.44.15

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Voice Coil Motor to Control Passenger Vibration for Ultra-Compact Mobility: Fundamental Consideration on Road Bump2019

    • Author(s)
      Ayato Endo, Keigo Ikeda, Ryosuke Minowa, Hideaki Kato, Takayoshi Narita
    • Organizer
      The 6th Korea-Japan Joint Symposium on Dynamics & Control
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Ride Comfort Control System Considering Physiological and Psychological and Psychological Characteristic: Experimental Study on LIR2019

    • Author(s)
      Keigo Ikeda, Ryosuke Minowa, Ayato Endo, Hideaki Kato, Takayoshi Narita
    • Organizer
      The 12th Asian Control Conference (ASCC2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Using Biological Information Ride Comfort Improvement Technology: Basic Study on Control Considering Psychological Load2019

    • Author(s)
      Keigo Ikeda, Ryosuke Minowa, Ayato Endo, Hideaki Kato, Takayoshi Narita
    • Organizer
      International Workshop on Environmental Engineering 2019 (IWEE2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Study on Vibration Control of Ultra Compact Mobility (Fundamental Consideration on Seat Surface Vibration)2019

    • Author(s)
      Ryosuke Minowa, Keigo Ikeda, Ayato Endo, Hideaki Kato, Takayoshi Narita
    • Organizer
      International Workshop on Environmental Engineering 2019 (IWEE2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Study on Vibration Suppressing Actuator of Active Seat Suspension: Fundamental Consideration on VCM2019

    • Author(s)
      Ayato Endo, Keigo Ikeda, Ryosuke Minowa, Hideaki Kato, Takayoshi Narita
    • Organizer
      International Workshop on Environmental Engineering 2019 (IWEE2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Voice Coil Motor for Active Seat Suspension: Fundamental Consideration on Vibration Control for Ultra-Compact Mobility2019

    • Author(s)
      Ayato Endo, Keigo Ikeda, Ryosuke Minowa, Hideaki Kato, Takayoshi Narita
    • Organizer
      The 19th International Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics (ISEM2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Vibration Control for Active Seat Suspension of Ultra-Compact Mobility: Experimental Consideration on Jerk of Vertical Vibration2019

    • Author(s)
      Keigo Ikeda, Ryosuke Minowa, Ayato Endo, Hideaki Kato, Takayoshi Narita
    • Organizer
      The 19th International Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics (ISEM2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 超小型モビリティの乗員振動制御用アクチュエータの設計(振動抑制効果に関する基礎検討)2019

    • Author(s)
      遠藤文人,池田圭吾,三野輪良祐,加藤英晃,成田正敬
    • Organizer
      日本設計工学会 2019年度 春季大会研究発表講演会
  • [Presentation] 乗員の心理状態推定による振動制御システムの開発(鉛直振動が乗員の心理状態へ与える影響)2019

    • Author(s)
      池田圭吾,三野輪良祐,遠藤文人,加藤英晃,成田正敬
    • Organizer
      日本設計工学会 2019年度 春季大会研究発表講演会
  • [Presentation] 生理・心理特性を考慮した乗り心地制御システムの設計(振動暴露時における心理状態への影響)2019

    • Author(s)
      三野輪良祐,池田圭吾,遠藤文人,加藤英晃,成田正敬
    • Organizer
      日本設計工学会 2019年度 春季大会研究発表講演会
  • [Presentation] 超小型モビリティ用アクティブシートサスペンション(脳血流に着目した振動制御に関する実験的検討)2019

    • Author(s)
      三野輪良祐,池田圭吾,遠藤文人,加藤英晃,成田正敬
    • Organizer
      第31回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
  • [Presentation] 超小型モビリティの乗員振動制御用ボイスコイルモータ ―電磁界解析を用いたモータパラメータによる影響の検討―2019

    • Author(s)
      遠藤文人,池田圭吾,三野輪良祐,加藤英晃,成田正敬
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2019 in Hiroshima
  • [Presentation] 低速走行車両の乗り心地制御 ―精神的な負荷を考慮した基礎的考察―2019

    • Author(s)
      池田圭吾,三野輪良祐,遠藤文人,加藤英晃,成田正敬
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2019 in Hiroshima
  • [Presentation] 心理計測を用いたアクティブシートサスペンションによる乗り心地制御 ―実験による基礎的考察―2019

    • Author(s)
      三野輪良祐,池田圭吾,遠藤文人,加藤英晃,成田正敬
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2019 in Hiroshima
  • [Presentation] 生理心理計測を応用した乗り心地の制御(アクティブシートサスペンションによる実験的検討)2019

    • Author(s)
      遠藤文人,池田圭吾,三野輪良祐,加藤英晃,成田正敬
    • Organizer
      日本人間工学会 第60回大会
  • [Presentation] 超小型モビリティの乗り心地制御システムの開発(振動制御に関する実験的検討)2019

    • Author(s)
      池田圭吾,三野輪良祐,遠藤文人,加藤英晃,成田正敬
    • Organizer
      日本人間工学会 第60回大会
  • [Presentation] 低速走行車両用乗り心地制御システムの開発(心理状態評価の応用に関する実験的検討)2019

    • Author(s)
      遠藤文人,池田圭吾,三野輪良祐,加藤英晃,成田正敬
    • Organizer
      Dynamics and Design Conference 2019(D&D2019)
  • [Presentation] 低速走行車両の乗り心地制御(上下方向振動に対する基礎的考察)2019

    • Author(s)
      三野輪良祐,池田圭吾,遠藤文人,加藤英晃,成田正敬
    • Organizer
      日本機械学会 2019年度年次大会
  • [Presentation] 乗員の心理状態を考慮した乗り心地制御システム(生体情報と官能評価を用いた実験的検討)2019

    • Author(s)
      池田圭吾,三野輪良祐,遠藤文人,加藤英晃,成田正敬
    • Organizer
      日本機械学会 2019年度年次大会
  • [Presentation] 超小型モビリティ用アクティブシートサスペンション(リニアモータを応用した振動制御に関する基礎検討)2019

    • Author(s)
      遠藤文人,池田圭吾,三野輪良祐,加藤英晃,成田正敬
    • Organizer
      日本機械学会 2019年度年次大会
  • [Presentation] 乗員の心理状態を応用した乗り心地制御システム(統計的手法を用いた快適性の評価に関する基礎研究)2019

    • Author(s)
      大田貴弘,三野輪良祐,池田圭吾,遠藤文人,加藤英晃,成田正敬
    • Organizer
      2019年度 公益社団法人 自動車技術会 関東支部 学術研究講演会
  • [Presentation] 超小型モビリティ用シートのアクティブサスペンション(走行環境を想定した制御システムに関する基礎検討)2019

    • Author(s)
      遠藤文人,大田貴弘,三野輪良祐,池田圭吾,加藤英晃,成田正敬
    • Organizer
      2019年度 公益社団法人 自動車技術会 関東支部 学術研究講演会
  • [Presentation] 超小型電気自動車シート部の能動制御システム(座面振動が乗員の生体情報に与える影響に関する基礎検討)2019

    • Author(s)
      池田圭吾,遠藤文人,大田貴弘,三野輪良祐,加藤英晃,成田正敬
    • Organizer
      2019年度 公益社団法人 自動車技術会 関東支部 学術研究講演会
  • [Presentation] 生理心理特性を用いた超小型モビリティの乗り心地改善に関する研究2019

    • Author(s)
      大田貴弘,加藤英晃,成田正敬
    • Organizer
      関東学生会第59回学生員卒業研究発表講演会
  • [Presentation] 超小型モビリティ用アクティブシートサスペンション(振動制御用アクチュエータに関する解析的検討)2019

    • Author(s)
      遠藤文人,池田圭吾,三野輪良祐,加藤英晃,成田正敬
    • Organizer
      日本機械学会 関東支部第26期総会・講演会
  • [Presentation] 超小型モビリティ用アクティブシートサスペンション(統計手法を用いた乗り心地推定に関する基礎的考察)2019

    • Author(s)
      池田圭吾,三野輪良祐,遠藤文人,加藤英晃,成田正敬
    • Organizer
      日本機械学会 関東支部第26期総会・講演会

URL: 

Published: 2021-01-27  

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