交通関連の研究

堀研究室のテーマは、電気自動車の制御、ワイヤレス電力伝送 システム、人間親和型モーションコントロールの3つである。機械制 御が開ループ制御を基本とするのに対し、電気制御の本質はフィ ードバック制御にある。単純な演算を短い制御周期で繰り返す電 気制御の力によって、機械系の特性は大きく変化する。この原理 をもとに、電気自動車やモーション制御の分野に、革新をもたらそ うともくろんでいる。最近はワイヤレス電力伝送に力を入れており、 将来の車の姿を大きく変えることになるだろう。

電気モータの高速トルク発生を生かし、電気自動車で初めて可 能になる新しい制御の実現をめざしている。タイヤの増粘着制御 によって、低抵抗タイヤの使用が可能になる。4輪独立駆動車は 高性能な車体姿勢制御が実現できる。モータトルクは容易に知れ るから路面状態の推定も容易である。インホイルモータ4個を用い た高性能車「東大三月号-�U」および「カドウェルＥＶ」を製作し実験 を進めてきた。車体すべり角βの推定，DYCとAFSの非干渉制 御などに力を入れている。最近キャパシタだけで走る「C-COMS �T & �U」および、電池駆動の「COMS �V」を製作し、電気自動車の制 御に関する諸種の実験と、移動体におけるエネルギーストレージデ バイスとしての電気二重層キャパシタの可能性を探っている。研究内容として以下のようなものがある。
(1) 4輪車両における仮想重心移動の推定と制御、
(2) 電気自動車における車体すべり角の推定、
(3) Automatic Manual Transmissionに関する研究、
(4) 小型電気自動車を用いた運動制御に関する研究、
(5)ワイヤレス給電に関する研究、
(6)トルク垂下特性を用いた粘着制御に関する研究。

ワイヤレス電力伝送システムチームでは、磁界共鳴に基づく非 接触電力伝送の研究を行っている。大エアギャップかつ高効率な 非接触電力伝送が可能で、いつでもどこでも電源ケーブル無しで 電力が得られる、ユビキタスエネルギー社会実現への扉が開けた と言える。電磁共鳴の基本的な原理を理解し、高効率・大エアギ ャップ・位置ずれに強い、という三拍子揃ったワイヤレス給電シス テム実現に向け研究を行っている。研究内容として以下のようなものがある。
(1)等価回路を用いた電磁共鳴の基本的現象の解明、
(2)電磁共鳴を実現するアンテナの提案、
(3)スイッチング素子を用いた高効率給電システムの作成、
(4)インピーダンスマッチングの原理に基づく電力伝送効率改善手法の提案、
(5)電気自動車向けワイヤレス給電システムの開発、
などである。

福祉分野を想定した独特の制御手法の開発を目論むもので、人間親和型モーションコントロールにもとづく福祉制御工学、という学術領域を作りたいと考えている。 現在行っている研究は、
(1) 介護ロボットのためのパワーアシスト技術の基本理論開発、
(2) 力センサレスインピーダンス制御による電動電車ドアの安全化制御、
(3) 状態推定オブザーバを利用したパワーアシスト車椅子の制御、
(4) 生物特有の二関節筋特徴のロボティクスへの応用、
(5) 二関節筋を有するロボットレッグの開発、
(6)二関節筋力学に基づく動物運動の解析、などである。