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2012 年度 実績報告書

安全・安心・快適を実現する幼児同乗用インテリジェント自転車に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 22360098
研究機関東京電機大学

研究代表者

岩瀬 将美  東京電機大学, 未来科学部, 准教授 (50339074)

研究分担者 貞弘 晃宜  佐世保工業高等専門学校, 機械工学科, 講師 (40424676)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード運動制御 / 車両安定化 / 幼児同乗 / 電動自転車 / 高度知能化 / パワーステアリング / 繰り返し制御 / アシスト制御
研究概要

本研究は,電動アシスト自転車の普及増加に着目し,電動力を推進力補助のみならず自転車操作補助にも用いることで,自転車動特性を状況に応じて適応させ,安心・安全・快適な幼児同乗用電動アシスト自転車を研究開発することを目的として,H22年~24年の三年間にわたり研究を推進してきた.
まず幼児同乗時における自転車動特性について解析を行い.幼児を自転車に乗せる場合,後部座席に乗せたケースが前部座席着座時より車体のふらつきが増加することを実験的に突き止めた.この結果を国際学会およびNHK番組を通じて発信した.
結果より,幼児同乗は前部座席着座がふらつきを抑える観点からは望ましいことが示されたが,取り回しやカーブ時,発進や登坂など低速時にハンドルが重くなりハンドル操作がしづらくなる原因となる.そこで,電動アシスト自転車用パワーステアリング機構を新たに開発した.その制御系設計において,幼児同乗時でも幼児非同乗時のハンドル操作感が得られるハンドル動特性を実現することにより,パワーステアリング機構によって幼児非同乗時とほぼ同じ操作トルクでハンドル操作が可能となった.この結果も国際学会で成果発表している.さらに,追加実験によりパワーステアリング機構を搭載することによって,幼児同乗時でもスラローム走行時に車体のふらつきが抑えられることが分かった.
ペダルを踏み込む踏力を比例倍した駆動トルクを発生する従来の推進力補助では,登坂・発進時に速度変動を生じる.これはペダル踏力がクランク機構により生み出されることに起因する.そこで,繰返し制御による推進力補助によって,滑らかな推進力を実現し,この成果も国際学会で発表した.
以上より,本研究では,ハンドル操作および推進力の新たなアシスト機構・制御を開発・実現することに成功し,実験的な有効性検証にも至り,安心・安全・快適な電動アシスト自転車の開発を行った.

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2012

すべて 学会発表 (5件)

  • [学会発表] 非線形自転車モデルの構築とその実験的検証2012

    • 著者名/発表者名
      大野 聖志朗,岩佐 直樹,松尾 威志,貞弘 晃宜,岩瀬 将美
    • 学会等名
      第55回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      京都大学(京都)
    • 年月日
      20121117-20121118
  • [学会発表] パワーステアリングと回転円板を用いた自転車の姿勢安定化装置の実験的検証2012

    • 著者名/発表者名
      永井 凛太郎,金原 耕太,児玉 悠,貞弘 晃宜,岩瀬 将美
    • 学会等名
      第55回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      京都大学(京都)
    • 年月日
      20121117-20121118
  • [学会発表] 自転車の旋回走行を模擬する倒立振子モデルの姿勢安定化制御2012

    • 著者名/発表者名
      若槻 勇太郎,浪川 大貴,佐藤 直柔,岩瀬 将美
    • 学会等名
      第55回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      京都大学(京都)
    • 年月日
      20121117-20121118
  • [学会発表] Pendulum-based Simulator for Bicycle Motion Analysis and Control2012

    • 著者名/発表者名
      N. Soma, D. Namikawa, H. Shinbara and M. Iwase
    • 学会等名
      ASME 2012 5th Annual Dynamic Systems and Control Conference & JSME 2012 11th Motion and Vibration Conference
    • 発表場所
      Fort Lauderdale, FL, USA
    • 年月日
      20121017-20121019
  • [学会発表] Control Design of Electrically-Assisted Steering Systems for Bicycles with Child Restraint Seats2012

    • 著者名/発表者名
      S. Matsuzawa, N. Sato and M. Iwase
    • 学会等名
      American Control Conference 2012
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      20120627-20120629

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公開日: 2014-07-24  

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