| 研究課題/領域番号 |
22K20396
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0301:材料力学、生産工学、設計工学、流体工学、熱工学、機械力学、ロボティクス、航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
米沢 平成 北海道大学, 工学研究院, 助教 (50944328)
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| 研究期間 (年度) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 自動車 / パワートレイン / アクティブ振動制御 / 離散化 / 振動制御 / 標本化 / 量子化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
自動車のパワートレインのアクティブ振動制御は，快適性や走行性能，部品寿命を向上させるために必須の技術である．近年，制御系とパワートレインが相互にサイバー空間を介してつながりつつあるため，制御入力信号の離散化の悪影響が無視できなくなる．本研究は，時間軸（横軸）の標本化と制御入力値（縦軸）の量子化という2つの離散値制約を考慮したパワートレインのアクティブ振動制御系を提案する．提案手法では，サンプル値制御理論と最適動的量子化器を応用することで，離散化による性能劣化を防ぐ．これは，既存のアクティブ振動制御系が抱える実装上の課題を包括的に解決できる．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，自動車の快適性や耐久性の向上に必須であるパワートレインのアクティブ振動制御について，離散化制約による悪影響を考慮した制御手法を開発した．先行研究で提案されている最適動的量子化器を従来の振動制御系に導入することで，制御入力の値が離散的となることによる影響を陽に補償した．最適動的量子化器を設計する上で考慮しなければならない制約に対しては，パワートレインのモデリングを駆使したアプローチを提案した．提案する振動制御系は実車を考慮したパワートレインシステムに適用され，その有効性が確認された．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
自動車の動力を伝達する機構であるパワートレインの低周波振動は快適性や耐久性に悪影響を与えるため，開発現場におけるこの対策は製品価値を左右する重要な要素である．特に近年では，制御信号の伝達にCAN通信を使用する場合が多いため，通信時の離散化の影響も無視できない．本研究で提案した手法と知見はこれらの問題の解決に有効であり，自動車産業界の競争力向上に貢献できる．また，最適動的量子化器のパワートレインに対する適用例は申請者の知る限りこれまで無く，モデリングに基づく系統的かつ簡便な設計手法を提案したという点で学術的意義も有する．
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