| 研究課題/領域番号 |
23K20928
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| 補助金の研究課題番号 |
21H01307 (2021-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2021-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 長岡技術科学大学 |
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研究代表者 |
大石 潔 長岡技術科学大学, 工学研究科, 産学官連携研究員 (40185187)
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| 研究分担者 |
和田 安弘 長岡技術科学大学, 工学研究科, 理事・副学長 (70293248)
宮崎 敏昌 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (90321413)
横倉 勇希 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (70622364)
大西 公平 慶應義塾大学, 新川崎先端研究教育連携スクエア, 特任教授 (80137984)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2024年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2022年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 電気機器 / モーションコントロール / 制御工学 / パワーエレクトロニクス / 電力工学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、ハイブリッド車の動力伝達系の共振振動・非線形摩擦・ギア(バックラッシ)のガタに対して、ISG(Integrated Starter Generator)モータのトルク振動抑制制御、クラッチモータのアンチバウンシング制御、クラッチモータの再加速度制御を構成し、惰性走行からの短時間ショックレス再加速を達成し、超低燃費ハイブリッド車を実現する。また、本提案制御方式は、エンジン搭載車の全てに適用可能な技術である。
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| 研究実績の概要 |
本研究は、運転性能を下げない惰性走行技術（惰性走行からの短時間ショックレス再加速技術）を研究開発して、超低燃費ハイブリッド車の実現を目指す。具体的な研究開発計画は、３グループ体制により、ハイブリッド車の動力伝達系の共振振動・非線形摩擦に対し、ISGモータのトルク振動抑制制御、クラッチモータの惰性走行からのスムーズな再加速制御を新しく構成する。
令和３年度は、パワーエレクトロニクスグループは、共振モード解析と振動抑制速度制御系の数値解析を行った。モーションコントロールグループは、共振振動と非線形摩擦による振動の理論解析とシミュレーション評価を行った。実車試験検証グループは、模擬実験装置と実車のダイナミクス評価及び実車と試験装置のISGモータの比較解析とトルク制御性能評価を行い、模擬実験装置が１／４の応答性能の等価試験装置であることを確認した。令和４年度は、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は、模擬実験装置を用いて、惰性走行からの再加速の制御を行うことを試みた。モーションコントロールグループは、共振振動抑制制御を速度制御系に構成してその評価を行った。実車試験検証グループは、車両の模擬実験装置において、ISGと等価として扱えるモータのトルク制御の実装と実験的評価を行った。
以上を受けて、令和５年度は、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は、振動抑制と加速制御を実現するために、クラッチ規範化に基づくねじれトルク制御ベースの再加速制御と振動抑制制御を構築し、模擬実験装置に適用してその有効性を確認する。実車試験検証グループは、模擬実験装置でエンジンとISGとして扱えるモータとクラッチによるトルク制御による実装で、実験的評価を行い、有効性の確認を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
令和３年度は、パワーエレクトロニクスグループは、共振モード解析と振動抑制速度制御系の数値解析を行った。モーションコントロールグループは、共振振動と非線形摩擦による振動の理論解析とシミュレーション評価を行った。実車試験検証グループは、模擬実験装置と実車のダイナミクス評価及び実車と試験装置のISGモータの比較解析とトルク制御性能評価を行い、模擬実験装置が１／４の応答性能の等価試験装置であることを確認した。
令和４年度は、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は、模擬実験装置を用いて、惰性走行からの再加速の制御を行うことを試みた。モーションコントロールグループは、共振振動抑制制御を速度制御系に構成してその評価を行った。実車試験検証グループは、車両の模擬実験装置において、ISGと等価として扱えるモータのトルク制御の実装と実験的評価を行った。
そして、令和５年度は、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は、振動抑制制御と再加速制御を実現するために、クラッチ規範化に基づくねじれトルク制御ベースの再加速と振動抑制を達成する制御系を構築し、模擬実験装置に適用してその有効性を確認する。実車試験検証グループは、模擬実験装置でエンジンとISGとして扱えるモータとクラッチによるトルク制御による実装で、実験的評価を行い、提案する制御系の有効性の確認を行った。
以上の結果より、計画通りに進んでいるので、概ね順調に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究は、運転性能を下げない惰性走行技術（惰性走行からの短時間ショックレス再加速技術）を研究開発して、超低燃費ハイブリッド車の実現を目指すものである。具体的な研究開発計画は、パワーエレクトロニクス、モーションコントロール、実車試験検証の３グループ体制により、ハイブリッド車の動力伝達系の共振振動と非線形摩擦による振動に対し、ISGモータのトルク振動抑制制御、クラッチモータの惰性走行からのスムーズな再加速制御を新しく構成するものである。現在までに概ね順調に進んでいる。
今後は、パワーエレクトロニクスグループは、模擬実験装置を用いて、惰性走行からの再加速の制御を行うことを試みる。モーションコントロールグループは、クラッチ規範化に基づくねじれトルク制御ベースの再加速と振動抑制を達成する制御系に構成して、その評価を行う。実車試験検証グループは車両の模擬実験装置において、ISGと等価として扱えるモータのトルク制御の実装と実験的評価を行う。
以上より、本研究課題である「惰性走行からのショックレス再加速制御」の構成を達成して、超低燃費のハイブリッド自動車の実現を目指す。
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