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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Future Society of Novel Electric Mobility Developed by Control Technology: From EV to Electric Airplane

Research Project

Project/Area Number 26249061
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

藤本 博志  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (20313033)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 堀 洋一  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (50165578)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Keywords電気自動車 / 電気飛行機 / モーションコントロール / ワイヤレス給電 / インホイールモータ
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,新しい電動モビリティとその制御技術により未来社会の交通の基盤となる革新的技術開発を進めることを目的とした。まず,研究代表者がこれまでに数多くの論文を発表している,モータの高制御性を利用した電気自動車(EV)の運動制御技術をより発展させEVならではの自動運転技術を開発した。さらにこれらの技術を元に,電気飛行機(EA)の実現に向けた基盤技術を開発した。その駆動輪にモータを搭載し,離着陸の安全性・効率を向上させ,ひいては陸空両用の新型電動モビリティ(E-skycar)の実現に向けた基礎研究を行った。
また未来社会において高速道路や滑走路にワイヤレス給電アンテナが埋設されることを想定し,EVやE-skycarの駆動輪に直接給電をすることを可能とするワイヤレスインホイールモータ(WIWM)の基盤的研究を行った。
最終年になる2017年度は,これまでに開発をしてきたEVの航続距離延長自動運転技術がより複雑な実環境下でも適用可能なように動的計画法を導入し演算時間の短縮化を行った。交通流変化や他車の位置情報により速度や車間距離の制約が時々刻々変動するような複雑な環境への拡張を行った。またEAの離着陸時の滑走やE-skycarの走行を安定化するために,駆動輪とプロペラの協調制御法を完成させた。さらにワイヤレスインホイールモータの第二次試作機の基盤的制御法を完成させた。より具体的には車載バッテリから入ってくる電力,時々刻々変わりうる路面コイルからの走行中給電という2入力に対して,必要なモータ出力を得つつ電力をバランスさせ,さらに最適効率を得るために,車輪に搭載したキャパシタに電力を一時的に充放電して,そのパワーマネジメントを行う制御系を完成させた。以上の成果をエネルギー効率,安全性,乗り心地といった多角的観点から最適な制御系構成を学術的に考察し,研究をまとめた。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (44 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 3 results) Presentation (32 results) (of which Int'l Joint Research: 18 results,  Invited: 6 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Int'l Joint Research] SINTEF(ノルウェー)

    • Country Name
      NORWAY
    • Counterpart Institution
      SINTEF
  • [Int'l Joint Research] イルメナウ工科大学(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      イルメナウ工科大学
  • [Journal Article] Simultaneous Optimization of Speed Profile and Allocation of Wireless Power Transfer System for Autonomous Driving Electric Vehicles2018

    • Author(s)
      Van-Duc Doan, Hiroshi Fujimoto, Takafumi Koseki, Tomioi Yasuda, Hiroyuki Kishi, Toshiyuki Fujita
    • Journal Title

      IEEJ Journal of Industry Applications

      Volume: 7 Pages: 189-201

    • DOI

      10.1541/ieejias.7.189

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Iterative Dynamic Programming for Optimal Control Problem with Isoperimetric Constraint and Its Application to Optimal Eco-driving Control of Electric Vehicle2018

    • Author(s)
      Van-Duc Doan, Hiroshi Fujimoto, Takafumi Koseki, Tomioi Yasuda, Hiroyuki Kishi, Toshiyuki Fujita
    • Journal Title

      IEEJ Journal of Industry Applications

      Volume: 7 Pages: 80-92

    • DOI

      10.1541/ieejias.7.80

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] スーパーキャパシタを搭載したワイヤレスインホイールモータのパワーフロー制御法2018

    • Author(s)
      竹内琢磨,居村岳広,郡司大輔,藤本博志,堀洋一
    • Journal Title

      電気学会論文誌D

      Volume: 138 Pages: 219-226

    • DOI

      10.1541/ieejias.138.219

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ハーフアクティブ整流器を用いたワイヤレス給電システムの受電側電力制御に基づく送電側効率制御2018

    • Author(s)
      畑 勝裕, 居村 岳広, 堀 洋一
    • Journal Title

      電気学会論文誌D

      Volume: 138 Pages: 22-29

    • DOI

      10.1541/ieejias.138.22

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 電気自動車における旋回を考慮した速度軌道最適化による航続距離延長自動運転2017

    • Author(s)
      池澤 佑太, 藤本 博志, 川野 大輔, 後藤 雄一, 武田 雄資, 佐藤 宏治
    • Journal Title

      電気学会論文誌D

      Volume: 137 Pages: 899-907

    • DOI

      10.1541/ieejias.137.899

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Robust Yaw Stability Control for In-wheel Motor Electric Vehicles2017

    • Author(s)
      Jia-Sheng Hu, Yafei Wang, Hiroshi Fujimoto, Yoichi Hori
    • Journal Title

      IEEE/ASME Transactions on Mechatronics

      Volume: 22 Pages: 1360-1370

    • DOI

      10.1109/TMECH.2017.2677998

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Driving Force Distribution and Control for EV With Four In-Wheel Motors:A Case Study of Acceleration on Split-Friction Surfaces2017

    • Author(s)
      Yafei Wang, Hiroshi Fujimoto, Shinji Hara
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Industrial Electronics

      Volume: 64 Pages: 3380-3388

    • DOI

      10.1109/TIE.2016.2613838

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Secondary-side-only Control for High Efficiency and Desired Power with Two Converters in Wireless Power Transfer Systems2017

    • Author(s)
      Giorgio Lovison, Daita Kobayashi, Motoki Sato, Takehiro Imura, Yoichi Hori
    • Journal Title

      IEEJ Journal of Industry Applications

      Volume: 6 Pages: 473-481

    • DOI

      10.1541/ieejjia.6.473

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Drift-free Motion Estimation from Video Images using Phase Correlation and Linear Optimization2018

    • Author(s)
      Yoshi Ri, Hiroshi Fujimoto
    • Organizer
      The 15th International Workshop on Advanced Motion Control
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fundamental Study of Vision Based Planar Object Depth and Velocity Estimation via EKF Fusion of Stereo Disparity and Monocular Scaling2018

    • Author(s)
      Yoshi Ri, Hiroshi Fujimoto
    • Organizer
      The 4th IEEJ international workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Proposal of Load-side Encoder Based Slip Ratio Estimation Method for 4-wheeled In-wheel-motor with Reduction Gear2018

    • Author(s)
      Tomoki Emmei, Hiroshi Fujimoto, Daisuke Gunji, Kenji Omata
    • Organizer
      The 4th IEEJ international workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dynamic Voltage Control for Maximum Efficiency Operation of WPT with Secondary-side Supercapacitor2018

    • Author(s)
      Kensuke Hanajiri, Katsuhiro Hata, Takehiro Imura, Hiroshi Fujimoto
    • Organizer
      The 4th IEEJ international workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Minimum-time Maneuver and Friction Coefficient Estimation Using Slip Ratio Control for Autonomously-Driven Electric Vehicle2018

    • Author(s)
      Hiroyuki Fuse, Hiroshi Fujimoto, Yoichi Hori
    • Organizer
      The 4th IEEJ international workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Review on multirate feedforward: model-inverse feedforward control for nonminumum phase systems2018

    • Author(s)
      Wataru Ohnishi, Hiroshi Fujimoto
    • Organizer
      The 4th IEEJ international workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Fundamental Study of Four Wheel Steering System without Rear Steer Actuator for Four Wheel Driving Electric Vehicles2018

    • Author(s)
      Kota Miyahara, Hiroshi Fujimoto, Yoichi Hori
    • Organizer
      The 4th IEEJ international workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 電気自動車における航続距離延長アダプティブクルーズコントロールの基礎検討2018

    • Author(s)
      福田卓也, 藤本博志, 堀洋一, 武田雄資, 佐藤宏治, 奥井伸宜
    • Organizer
      第5回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
  • [Presentation] 走行中ワイヤレス電力伝送に対応した第2世代ワイヤレスインホイールモータの開発2018

    • Author(s)
      藤本 博志
    • Organizer
      H29 年度第 2 回次世代自動車技術研究会
    • Invited
  • [Presentation] Simplified Measuring Method of kQ Product for Wireless Power Transfer via Magnetic Resonance Coupling Based on Input Impedance Measurement2017

    • Author(s)
      Katsuhiro Hata, Takehiro Imura, Yoichi Hori
    • Organizer
      The 43rd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Design of Load-side External Force Observer with a Load-side Encoder Considering Modeling Errors2017

    • Author(s)
      Shota Yamada, Hiroshi Fujimoto
    • Organizer
      The 43rd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Power Management of Wireless In-Wheel Motor with Dynamic-Wireless Power Transfer2017

    • Author(s)
      Takuma Takeuchi, Takehiro Imura, Hiroshi Fujimoto, Yoichi Hori
    • Organizer
      The 30th International Electric Vehicle Symposium and Exhibition
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dynamic Wireless Power Transfer System for Electric Vehicles to Simplify Ground Facilities - Sensorless Vehicle Detection and Power Control Strategy -2017

    • Author(s)
      Katsuhiro Hata, Takehiro Imura, Yoichi Hori
    • Organizer
      The 30th International Electric Vehicle Symposium and Exhibition
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Reduction of Vertical Vibration for Improvement of Ride Comfort Using In-Wheel Motors2017

    • Author(s)
      Naoki Kamiya, Hiroshi Fujimoto, Yoichi Hori, Etsuo Katsuyama, Takeshi Kanou
    • Organizer
      The 30th International Electric Vehicle Symposium and Exhibition
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Control-oriented Modelling and Experimental Modal Analysis of Electric Vehicles with Geared In-Wheel Motors2017

    • Author(s)
      Thomas Beauduin, Shota Yamada, Hiroshi Fujimoto, Takeshi Kanou, and Etsuo Katsuyama
    • Organizer
      IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Model-Based Longitudinal Vibration Suppression Control for Electric Vehicles with Geared In-Wheel Motors2017

    • Author(s)
      Shota Yamada, Thomas Beauduin, Hiroshi Fujimoto, Takeshi Kanou, and Etsuo Katsuyama
    • Organizer
      IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] External sensorless adaptive chatter avoidance in NC machining by applying disturbance observer using high resolution linear encoder2017

    • Author(s)
      Takaki Shimoda, Hiroshi Fujimoto, Norihiro Kumagai and Yuki Terada
    • Organizer
      IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Driving Force Control for Electric Vehicles with Four In-Wheel-Motors on Split-friction Surfaces2017

    • Author(s)
      Yafei Wang, Hiroshi Fujimoto, Shinji Hara
    • Organizer
      The 2017 American Control Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fundamental Research on Collision Force Reduction Control for In-wheel-motor Evs2017

    • Author(s)
      Tomoki Emmei, Hiroshi Fujimoto, Yoichi Hori, Yoshinori Murakami, Masaki Nakano
    • Organizer
      The 30th International Electric Vehicle Symposium and Exhibition
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Range Extension Autonomous Driving of Electric Vehicle Considering Maximum Jerk Constraint2017

    • Author(s)
      Takuya Fukuda, Hiroshi Fujimoto, Yoichi Hori, Daisuke Kawano, Yuichi Goto, Yusuke Takeda, Koji Sato
    • Organizer
      The 30th International Electric Vehicle Symposium and Exhibition
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 走行中ワイヤレス電力伝送に対応した第2世代ワイヤレスインホイールモータの開発2017

    • Author(s)
      藤本博志, 竹内琢磨, 畑勝裕, 居村岳広, 佐藤基, 郡司大輔
    • Organizer
      自動車技術会2017年春季大会
  • [Presentation] 二台の電気自動車の車間距離を考慮した協調的な航続距離延長自動運転2017

    • Author(s)
      福田卓也, 藤本博志, 堀洋一, 奥井伸宜, 武田雄資, 佐藤宏治
    • Organizer
      機械学会 第26回交通・物流部門大会
  • [Presentation] 電動化駆動輪を用いた航空機の着陸時におけるトルク配分則を用いた減速力とヨーレートの同時制御2017

    • Author(s)
      新實敏樹, 藤本博志, 渡邉保真, 西沢啓, 小林宙
    • Organizer
      日本航空宇宙学会 第55回 飛行機シンポジウム
  • [Presentation] インホイールモータ車両の実験モード解析に基づく高帯域前後制振制御2017

    • Author(s)
      山田翔太, トーマスベドウィン, 藤本博志, 狩野岳史, 勝山悦生
    • Organizer
      自動車技術会2017年秋季大会
  • [Presentation] インホイールモータを用いた航空機における着陸検知と片輪着陸時の姿勢制御及び新しい実験手法の提案2017

    • Author(s)
      新實敏樹, 藤本博志, 西沢 啓, 小林 宙, 渡邉 保真
    • Organizer
      平成29年電気学会産業応用部門大会
  • [Presentation] ばね上情報のみを用いたインホイールモータ搭載車の乗り心地向上2017

    • Author(s)
      神谷直希,藤本博志,堀洋一,狩野岳史,勝山悦生
    • Organizer
      平成29年電気学会産業応用部門大会
  • [Presentation] 磁界共振結合を用いたワイヤレス電力伝送の低結合時における過渡解析とソフトスタート応用2017

    • Author(s)
      畑勝裕, 居村岳広, 藤本博志, 堀洋一
    • Organizer
      電子情報通信学会無線電力伝送研究会
  • [Presentation] 電動化駆動輪を用いた航空機における片輪着陸時の駆動力制御によるヨーレート抑制法2017

    • Author(s)
      新實敏樹, 藤本博志, 渡邉保真, 西沢啓, 小林宙
    • Organizer
      平成29年度モータドライブ/回転機/自動車合同研究会
  • [Presentation] 走行中ワイヤレス電力伝送に対応した第2世代ワイヤレスインホイールモータの開発2017

    • Author(s)
      藤本 博志
    • Organizer
      パワー・エレクトロニクス・サミット2017
    • Invited
  • [Presentation] Advanced Control of Electric Vehicles and Development of Wireless In-wheel Motors for Dynamic Charging2017

    • Author(s)
      藤本 博志
    • Organizer
      IEEE Joint CS/RA/SMC Chapter, Technical Meeting, The University of British Columbia
    • Invited
  • [Presentation] Advanced Control of Electric Vehicles and Development of Wireless In-Wheel Motors2017

    • Author(s)
      藤本 博志
    • Organizer
      1st Future Automotive Technology Forum, Daegu City
    • Invited
  • [Presentation] 走行中給電に対応したワイヤレスインホイールモータ2号機の開発2017

    • Author(s)
      藤本 博志
    • Organizer
      第37回モーター技術シンポジウム
    • Invited
  • [Remarks]

    • URL

      http://hflab.k.u-tokyo.ac.jp/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 電力変換装置2017

    • Inventor(s)
      藤本 博志、綿引 正倫、蘭 林峰、森 智也
    • Industrial Property Rights Holder
      藤本 博志、綿引 正倫、蘭 林峰、森 智也
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2017-084564

URL: 

Published: 2018-12-17  

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