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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

研究課題

研究課題/領域番号 18H01421
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分21010:電力工学関連
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

大石 潔  長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (40185187)

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2020年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2019年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2018年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワード電力工学 / 制御工学 / 電気機器 / 電気機器工学
研究成果の概要

本研究成果は、ハイブリッド車を含むエンジン車の燃費を10%以上向上させるコースティング走行の導入を促進させるために、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を、模擬実験装置の実験結果で実現したことにある。コースティング走行技術の普及促進への最大の課題は、運転者の加速要求から実際に加速するまでに生じる遅れ時間と加速ショックによる運転性能低下を除くことである。そこで、本研究では、機械的なマイナス要素である動力伝達系のガタを、モータ制御で電気的なプラス要素にしたガタ詰め制御に基づく短時間ショックレス加速制御を実現した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

コースティング走行技術は、ハイブリッド車に対して低コストでの適用が容易で、低燃費化法として理想的である。本研究は、動力伝達系のクラッチ後段のガタを活用して、クラッチ締結時のショックを絶縁し、0.4秒以内でのスムーズな連結トルク制御して、短時間ショックレス加速制御を実現している。このように、ガタの欠点を、ショックレス加速制御の長所にすることは、学術的に独自性と創造性が高い。コースティング走行技術による燃費性能は平均10%以上向上する。燃費の10%向上は、2016年度末の日本のハイブリッド車を含むガソリンエンジン車で試算すると二酸化炭素の削減量としては年間約4億5千万トンになり、社会的意は高い。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 10件)

  • [雑誌論文] Vibration Suppression Control Using Resonance Frequency Damping Disturbance Observer for Robot Servo System2021

    • 著者名/発表者名
      Yabuki Akinori、Ohishi Kiyoshi、Miyazaki Toshimasa、Yokokura Yuki、Kanmachi Toshiyuki、Ando Itaru
    • 雑誌名

      IEEJ Journal of Industry Applications

      巻: 10 号: 1 ページ: 36-44

    • DOI

      10.1541/ieejjia.20003474

    • NAID

      130007965612

    • ISSN
      2187-1094, 2187-1108
    • 年月日
      2021-01-01
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High-Robust Force Control for Environmental Stiffness Variation Based on Duality of Two-Inertia System2021

    • 著者名/発表者名
      Kawai Yusuke、Yokokura Yuki、Ohishi Kiyoshi、Miyazaki Toshimasa
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industrial Electronics

      巻: 68 号: 1 ページ: 850-860

    • DOI

      10.1109/tie.2020.3009591

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Robust Estimation Method for Stator Temperature Based on Voltage Disturbance Observer Autotuning Resistance for SPMSM2020

    • 著者名/発表者名
      Iwata Hiroki、Ohishi Kiyoshi、Yokokura Yuki、Okada Yuji、Ide Yuji、Kuraishi Daigo、Takahashi Akihiko
    • 雑誌名

      IEEJ Journal of Industry Applications

      巻: 9 号: 4 ページ: 341-350

    • DOI

      10.1541/ieejjia.9.341

    • NAID

      130007868283

    • ISSN
      2187-1094, 2187-1108
    • 年月日
      2020-07-01
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quick Force Balance Control Based on Equilibrium Point Movement of Tie-bar Temperature Controllers for Injection Molding Machine2020

    • 著者名/発表者名
      Matsui Yuki、Yokokura Yuki、Ohishi Kiyoshi、Hotta Daigo、Morita Hiroshi
    • 雑誌名

      IEEJ Journal of Industry Applications

      巻: 9 号: 5 ページ: 597-604

    • DOI

      10.1541/ieejjia.9.597

    • NAID

      130007895440

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fine Sensorless Force Control Realization Based on Dither Periodic Component Elimination Kalman Filter and Wide Band Disturbance Observer2020

    • 著者名/発表者名
      Tran Phuong Thao, Kiyoshi Ohishi, Yuki Yokokura
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industrial Electronics

      巻: 67 号: 1 ページ: 757-767

    • DOI

      10.1109/tie.2018.2883256

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fine Load-Side Acceleration Control Based on Torsion Torque Sensing of Two-Inertia System2020

    • 著者名/発表者名
      Yuki Yokokura, Kiyoshi Ohishi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industrial Electronics

      巻: 67 号: 1 ページ: 768-777

    • DOI

      10.1109/tie.2018.2881944

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quick Reaction Force Control for Three-Inertia Resonant System2019

    • 著者名/発表者名
      Yabuki Akinori、Ohishi Kiyoshi、Miyazaki Toshimasa、Yokokura Yuki
    • 雑誌名

      IEEJ Journal of Industry Applications

      巻: 8 号: 6 ページ: 941-952

    • DOI

      10.1541/ieejjia.8.941

    • NAID

      130007740915

    • ISSN
      2187-1094, 2187-1108
    • 年月日
      2019-11-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Backlash-based Shock Isolation Control for Jerk Reduction in Clutch Engagement2019

    • 著者名/発表者名
      Akira Yamaguchi, Kiyoshi Ohishi, Yuki Yokokura, Toshimasa Miyazaki, Kotaro Sasazaki
    • 雑誌名

      IEEJ Journal of Industry Applications

      巻: 8 号: 2 ページ: 160-169

    • DOI

      10.1541/ieejjia.8.160

    • NAID

      130007606871

    • ISSN
      2187-1094, 2187-1108
    • 年月日
      2019-03-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fast Torque Response and Reduced Pulse Width Modulation Switching Frequency Based on Model Predictive Direct Torque Control and Selective Harmonic Elimination2018

    • 著者名/発表者名
      Tenjiro Hiwatari, Kiyoshi Ohishi, Yuki Yokokura, Haruya Kada, Sota Sano, Akira Satake
    • 雑誌名

      IEEJ Journal of Industry Applications

      巻: 7 号: 5 ページ: 431-440

    • DOI

      10.1541/ieejjia.7.431

    • NAID

      130007480174

    • ISSN
      2187-1094, 2187-1108
    • 年月日
      2018-09-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Quick Torsion Torque Control Based on Model Error Compensator and Disturbance Observer with Torsion Torque Sensor2021

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kawai, Sora Nagao, Yuki Yokokura, Kiyoshi Ohishi, Toshimasa Miyazaki
    • 学会等名
      IEEE/SICE International Symposium on System Integration, SII2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Wideband Backforward-Drivability Motor Drive Based on Fast Current Control of Geared SPMSM2021

    • 著者名/発表者名
      Yuki Yokokura, Kiyoshi Ohishi
    • 学会等名
      The IEEE International Conference on Mechatronics ICM2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Position Control Based on Robust Load-side Acceleration Control Using Instantaneous State Onserver2021

    • 著者名/発表者名
      Taiga Shinozaki, Yusuke Kawai, Yuki Yokokura, Kiyoshi Ohishi, Toshimasa Miyazaki
    • 学会等名
      The 7th IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization SAMCON2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High Efficient Motor Drive System by Voltage-Integral-based Reference Tracking Modulation with Voltage Prediction2021

    • 著者名/発表者名
      Yuto Kobayashi, Kiyoshi Ohishi, Yuki Yokokura, Tenjiro Hiwatari, Sota Sano, Akira Satake
    • 学会等名
      The 7th IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization SAMCON2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Deep Learning Based Singular Spectrum Analysis for Realization of Wideband Force Sensing2021

    • 著者名/発表者名
      Thao Tran Phuong, Kiyoshi Ohishi, Yuki Yokokura
    • 学会等名
      The IEEE International Conference on Mechatronics ICM2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stable Torsion Torque Control for Two-Inertia Systems with Backlash Based on Duality of Nonlinear Friction and Backlash2021

    • 著者名/発表者名
      Juan Padron, Yusuke Kawai, Yuki Yokokura, Kiyoshi Ohishi, Toshimasa Miyazaki
    • 学会等名
      The 7th IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization SAMCON2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      井脇 隆議, 滝 智洋, 大石 潔, 横倉 勇希, 川合 勇輔
    • 学会等名
      電気学会 半導体電力変換モータドライブ合同研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      品川 大成, 大石 潔, 阿部 晃大, 横倉 勇希, 井上 達貴
    • 学会等名
      電気学会 半導体電力変換モータドライブ合同研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      小林 勇斗, 大石 潔, 横倉 勇希, 樋渡 天次郎, 佐野 壮太, 佐竹 彰
    • 学会等名
      電気学会 半導体電力変換モータドライブ合同研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Fine Torsion Torque Control for Geared Motors by a State-Reference-Dependent Variable-Order Friction Observer2020

    • 著者名/発表者名
      Juan Padron, Yusuke Kawai, Yuki Yokokura, Kiyoshi Ohishi, Toshimasa Miyazaki
    • 学会等名
      The 29th IEEE International Symposium on Industrial Electronics ISIE2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Enhancement of Performance on Sensor-less Force Sensation Using Singular Spectrum Analysis Based Force Observers2020

    • 著者名/発表者名
      Thao Tran Phuong, Kiyoshi Ohishi, Yuki Yokokura
    • 学会等名
      IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics AIM2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Switching Controller-less Approach and Contact Controls Based on Force Impulse Regulator2020

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kawai, Yuki Yokokura, Kiyoshi Ohishi, Toshimasa Miyazaki
    • 学会等名
      IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics AIM2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Harmonics Reduction Control of Source Current of Electrolytic Capacitorless Inverter for Position-Sensorless Drive System of Induction Motors2020

    • 著者名/発表者名
      Taisei Shinagawa, Kiyoshi Ohishi, Kodai Abe, Yuki Yokokura, Tatsuki Inoue
    • 学会等名
      The 23rd International Conference on Electrical Machines and Systems ICEMS2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      篠﨑 泰雅, 川合 勇輔, 横倉 勇希, 大石 潔, 宮﨑 敏昌
    • 学会等名
      電気学会 産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      溝 大貴, 大石 潔, 宮崎 敏昌, 横倉 勇希, 矢吹 明紀
    • 学会等名
      電気学会 産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      溝 大貴, 大石 潔, 宮崎 敏昌, 横倉 勇希, 矢吹 明紀
    • 学会等名
      第38回日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] A switched torsion disturbance observer for improving the performance of torsion torque control in a two inertia system with backlash2020

    • 著者名/発表者名
      Juan Padron, Yusuke Kawai, Yuki Yokokura, Kiyoshi Ohishi, Toshimasa Miyazaki
    • 学会等名
      電気学会 産業計測制御/メカトロニクス制御合同研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      溝 大貴, 大石 潔, 宮崎 敏昌, 横倉 勇希, 矢吹 明紀
    • 学会等名
      令和2年電気学会東京支部新潟支所研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      井脇 隆議, 大石 潔, 横倉 勇希, 滝 智洋
    • 学会等名
      令和2年電気学会東京支部新潟支所研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      溝 大貴, 大石 潔, 宮崎 敏昌, 横倉 勇希, 矢吹 明紀
    • 学会等名
      電気学会 メカトロニクス制御研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      電気学会 メカトロニクス制御研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      滝 智洋, 井脇 隆議, 大石 潔, 横倉 勇希, 山口 晃, 波多野 崇
    • 学会等名
      電気学会 メカトロニクス制御研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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