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2017 年度 実績報告書

制御技術が拓く新型電動モビリティの未来社会:EVから電気飛行機へ

研究課題

研究課題/領域番号 26249061
研究機関東京大学

研究代表者

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)

研究分担者 堀 洋一  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (50165578)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード電気自動車 / 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
研究実績の概要

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。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (44件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (32件) (うち国際学会 18件、 招待講演 6件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] SINTEF(ノルウェー)

    • 国名
      ノルウェー
    • 外国機関名
      SINTEF
  • [国際共同研究] イルメナウ工科大学(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      イルメナウ工科大学
  • [雑誌論文] Simultaneous Optimization of Speed Profile and Allocation of Wireless Power Transfer System for Autonomous Driving Electric Vehicles2018

    • 著者名/発表者名
      Van-Duc Doan, Hiroshi Fujimoto, Takafumi Koseki, Tomioi Yasuda, Hiroyuki Kishi, Toshiyuki Fujita
    • 雑誌名

      IEEJ Journal of Industry Applications

      巻: 7 ページ: 189-201

    • DOI

      10.1541/ieejias.7.189

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Iterative Dynamic Programming for Optimal Control Problem with Isoperimetric Constraint and Its Application to Optimal Eco-driving Control of Electric Vehicle2018

    • 著者名/発表者名
      Van-Duc Doan, Hiroshi Fujimoto, Takafumi Koseki, Tomioi Yasuda, Hiroyuki Kishi, Toshiyuki Fujita
    • 雑誌名

      IEEJ Journal of Industry Applications

      巻: 7 ページ: 80-92

    • DOI

      10.1541/ieejias.7.80

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 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

    • 著者名/発表者名
      竹内琢磨,居村岳広,郡司大輔,藤本博志,堀洋一
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D

      巻: 138 ページ: 219-226

    • DOI

      10.1541/ieejias.138.219

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 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

    • 著者名/発表者名
      畑 勝裕, 居村 岳広, 堀 洋一
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D

      巻: 138 ページ: 22-29

    • DOI

      10.1541/ieejias.138.22

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 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

    • 著者名/発表者名
      池澤 佑太, 藤本 博志, 川野 大輔, 後藤 雄一, 武田 雄資, 佐藤 宏治
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D

      巻: 137 ページ: 899-907

    • DOI

      10.1541/ieejias.137.899

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Robust Yaw Stability Control for In-wheel Motor Electric Vehicles2017

    • 著者名/発表者名
      Jia-Sheng Hu, Yafei Wang, Hiroshi Fujimoto, Yoichi Hori
    • 雑誌名

      IEEE/ASME Transactions on Mechatronics

      巻: 22 ページ: 1360-1370

    • DOI

      10.1109/TMECH.2017.2677998

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Driving Force Distribution and Control for EV With Four In-Wheel Motors:A Case Study of Acceleration on Split-Friction Surfaces2017

    • 著者名/発表者名
      Yafei Wang, Hiroshi Fujimoto, Shinji Hara
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industrial Electronics

      巻: 64 ページ: 3380-3388

    • DOI

      10.1109/TIE.2016.2613838

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Secondary-side-only Control for High Efficiency and Desired Power with Two Converters in Wireless Power Transfer Systems2017

    • 著者名/発表者名
      Giorgio Lovison, Daita Kobayashi, Motoki Sato, Takehiro Imura, Yoichi Hori
    • 雑誌名

      IEEJ Journal of Industry Applications

      巻: 6 ページ: 473-481

    • DOI

      10.1541/ieejjia.6.473

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Drift-free Motion Estimation from Video Images using Phase Correlation and Linear Optimization2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshi Ri, Hiroshi Fujimoto
    • 学会等名
      The 15th International Workshop on Advanced Motion Control
    • 国際学会
  • [学会発表] Fundamental Study of Vision Based Planar Object Depth and Velocity Estimation via EKF Fusion of Stereo Disparity and Monocular Scaling2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshi Ri, Hiroshi Fujimoto
    • 学会等名
      The 4th IEEJ international workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization
    • 国際学会
  • [学会発表] Proposal of Load-side Encoder Based Slip Ratio Estimation Method for 4-wheeled In-wheel-motor with Reduction Gear2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Emmei, Hiroshi Fujimoto, Daisuke Gunji, Kenji Omata
    • 学会等名
      The 4th IEEJ international workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic Voltage Control for Maximum Efficiency Operation of WPT with Secondary-side Supercapacitor2018

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Hanajiri, Katsuhiro Hata, Takehiro Imura, Hiroshi Fujimoto
    • 学会等名
      The 4th IEEJ international workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization
    • 国際学会
  • [学会発表] Minimum-time Maneuver and Friction Coefficient Estimation Using Slip Ratio Control for Autonomously-Driven Electric Vehicle2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Fuse, Hiroshi Fujimoto, Yoichi Hori
    • 学会等名
      The 4th IEEJ international workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization
    • 国際学会
  • [学会発表] Review on multirate feedforward: model-inverse feedforward control for nonminumum phase systems2018

    • 著者名/発表者名
      Wataru Ohnishi, Hiroshi Fujimoto
    • 学会等名
      The 4th IEEJ international workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Fundamental Study of Four Wheel Steering System without Rear Steer Actuator for Four Wheel Driving Electric Vehicles2018

    • 著者名/発表者名
      Kota Miyahara, Hiroshi Fujimoto, Yoichi Hori
    • 学会等名
      The 4th IEEJ international workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      福田卓也, 藤本博志, 堀洋一, 武田雄資, 佐藤宏治, 奥井伸宜
    • 学会等名
      第5回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      藤本 博志
    • 学会等名
      H29 年度第 2 回次世代自動車技術研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Simplified Measuring Method of kQ Product for Wireless Power Transfer via Magnetic Resonance Coupling Based on Input Impedance Measurement2017

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Hata, Takehiro Imura, Yoichi Hori
    • 学会等名
      The 43rd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of Load-side External Force Observer with a Load-side Encoder Considering Modeling Errors2017

    • 著者名/発表者名
      Shota Yamada, Hiroshi Fujimoto
    • 学会等名
      The 43rd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
    • 国際学会
  • [学会発表] Power Management of Wireless In-Wheel Motor with Dynamic-Wireless Power Transfer2017

    • 著者名/発表者名
      Takuma Takeuchi, Takehiro Imura, Hiroshi Fujimoto, Yoichi Hori
    • 学会等名
      The 30th International Electric Vehicle Symposium and Exhibition
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic Wireless Power Transfer System for Electric Vehicles to Simplify Ground Facilities - Sensorless Vehicle Detection and Power Control Strategy -2017

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Hata, Takehiro Imura, Yoichi Hori
    • 学会等名
      The 30th International Electric Vehicle Symposium and Exhibition
    • 国際学会
  • [学会発表] Reduction of Vertical Vibration for Improvement of Ride Comfort Using In-Wheel Motors2017

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kamiya, Hiroshi Fujimoto, Yoichi Hori, Etsuo Katsuyama, Takeshi Kanou
    • 学会等名
      The 30th International Electric Vehicle Symposium and Exhibition
    • 国際学会
  • [学会発表] Control-oriented Modelling and Experimental Modal Analysis of Electric Vehicles with Geared In-Wheel Motors2017

    • 著者名/発表者名
      Thomas Beauduin, Shota Yamada, Hiroshi Fujimoto, Takeshi Kanou, and Etsuo Katsuyama
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics
    • 国際学会
  • [学会発表] Model-Based Longitudinal Vibration Suppression Control for Electric Vehicles with Geared In-Wheel Motors2017

    • 著者名/発表者名
      Shota Yamada, Thomas Beauduin, Hiroshi Fujimoto, Takeshi Kanou, and Etsuo Katsuyama
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics
    • 国際学会
  • [学会発表] External sensorless adaptive chatter avoidance in NC machining by applying disturbance observer using high resolution linear encoder2017

    • 著者名/発表者名
      Takaki Shimoda, Hiroshi Fujimoto, Norihiro Kumagai and Yuki Terada
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics
    • 国際学会
  • [学会発表] Driving Force Control for Electric Vehicles with Four In-Wheel-Motors on Split-friction Surfaces2017

    • 著者名/発表者名
      Yafei Wang, Hiroshi Fujimoto, Shinji Hara
    • 学会等名
      The 2017 American Control Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Fundamental Research on Collision Force Reduction Control for In-wheel-motor Evs2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Emmei, Hiroshi Fujimoto, Yoichi Hori, Yoshinori Murakami, Masaki Nakano
    • 学会等名
      The 30th International Electric Vehicle Symposium and Exhibition
    • 国際学会
  • [学会発表] Range Extension Autonomous Driving of Electric Vehicle Considering Maximum Jerk Constraint2017

    • 著者名/発表者名
      Takuya Fukuda, Hiroshi Fujimoto, Yoichi Hori, Daisuke Kawano, Yuichi Goto, Yusuke Takeda, Koji Sato
    • 学会等名
      The 30th International Electric Vehicle Symposium and Exhibition
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      藤本博志, 竹内琢磨, 畑勝裕, 居村岳広, 佐藤基, 郡司大輔
    • 学会等名
      自動車技術会2017年春季大会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      福田卓也, 藤本博志, 堀洋一, 奥井伸宜, 武田雄資, 佐藤宏治
    • 学会等名
      機械学会 第26回交通・物流部門大会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      新實敏樹, 藤本博志, 渡邉保真, 西沢啓, 小林宙
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会 第55回 飛行機シンポジウム
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      自動車技術会2017年秋季大会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      新實敏樹, 藤本博志, 西沢 啓, 小林 宙, 渡邉 保真
    • 学会等名
      平成29年電気学会産業応用部門大会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      神谷直希,藤本博志,堀洋一,狩野岳史,勝山悦生
    • 学会等名
      平成29年電気学会産業応用部門大会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      畑勝裕, 居村岳広, 藤本博志, 堀洋一
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線電力伝送研究会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      新實敏樹, 藤本博志, 渡邉保真, 西沢啓, 小林宙
    • 学会等名
      平成29年度モータドライブ/回転機/自動車合同研究会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      藤本 博志
    • 学会等名
      パワー・エレクトロニクス・サミット2017
    • 招待講演
  • [学会発表] Advanced Control of Electric Vehicles and Development of Wireless In-wheel Motors for Dynamic Charging2017

    • 著者名/発表者名
      藤本 博志
    • 学会等名
      IEEE Joint CS/RA/SMC Chapter, Technical Meeting, The University of British Columbia
    • 招待講演
  • [学会発表] Advanced Control of Electric Vehicles and Development of Wireless In-Wheel Motors2017

    • 著者名/発表者名
      藤本 博志
    • 学会等名
      1st Future Automotive Technology Forum, Daegu City
    • 招待講演
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      藤本 博志
    • 学会等名
      第37回モーター技術シンポジウム
    • 招待講演
  • [備考]

    • URL

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

  • [産業財産権] 電力変換装置2017

    • 発明者名
      藤本 博志、綿引 正倫、蘭 林峰、森 智也
    • 権利者名
      藤本 博志、綿引 正倫、蘭 林峰、森 智也
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2017-084564

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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