研究の様子

2019年

中学生・高校生向け

2020年2月5日

卒業研究審査会を実施しました。

卒業研究審査会を実施しました。持ち時間は一人あたり10分、質疑応答4分で行われました。研究発表は単なる技術や成果の報告になりがちです。しかし、教員や聴講者の専門分野が極度に細分化された現代においては、そのような発表は適していません。では、どのような発表が好適でしょうか。それは聴講者に対して「細かい技術理解は別として、この技術は面白いかも」、「後でじっくり論文を読んでみよう」と思わせるものです。分野こそ違えど研究会などは大抵の場合、一人あたりの持ち時間はたった10～15分程度しかありません。そこで細かな技術説明をして、聴講者（の一部）を完全に理解・納得させることは無謀です。そのようなことは初めから諦めて、提案法の魅力を動画や写真でアウトライン（先行研究との違い）と将来性（分野に一石を投じる可能性、社会を変える可能性、常識を覆す可能性）を伝えるほうが賢明です。もちろんデータは少し必要ですが、この程度の時間では最重要なグラフ1, 2枚が限度です。詳しくは論文にしっかり書けば良いのです。聴講者を論文に誘導できるように心がけて発表しましょう。

2019年10月25日

レーサー鹿島さんの長寿番組「Driver's Meeting」に出演、電気自動車のエコ運転を解説しました。

レーシングドライバーでラジオパーソナリティのレーサー鹿島さんの人気ラジオ番組「Driver's Meeting（ドライバーズ・ミーティング）」に加藤修平助教がメインゲストで出演しました。当番組は2019年で21年目を迎える長寿番組で「もっとクルマやバイクを楽しもう！」というコンセプトです。2回に分けて放送予定で、第1回目の今日は電気自動車（EV）のエコ運転や今後EVに必要とされる機能について説明しました。第2回目は電気自動車とクルマの未来について放送します。日時は11月1日(金)18:00～、静岡FM(K-mix)またはRadikoで全国放送を予定しています。

詳細は下記のリンクからもご確認いただけます。

レーサー鹿島さんのブログ DOUBLE TIMER

http://www.okjapan.jp/blog/racerk/2019/10/blog_375.shtml

日本大学生産工学部公式ニュース

http://www.cit.nihon-u.ac.jp/news/31317.html

世界中の女性に支持されているセレブリティーライフスタイル『OK! JAPAN』

http://www.okjapan.jp/

聴き逃した方、もっと聴きたい方は遠慮なく最下部のメールアドレスまでご連絡ください。

2019年10月21日

音響測定による電気自動車(EV)識別実験

最近はショッピングモール等において電気自動車（EV）を数時間かけ充電できる駐車場が増加しています。しかし，そのスペースにガソリン車が駐車しており充電できず，EV利用者はとても残念な気持ちになります。今後，EVの増加に伴いこの課題は顕著になるでしょう。これらの対策としてカメラ等を用いて画像で車種や車番（ナンバープレート）を判別する方法は駐車場入口において既に実用化されていますが、駐車区画毎にこれらを用意するのはコスト、スペース、プライバシー的に高いハードルがあります。そこで当研究室では音響情報（マイクロフォンの電気信号）によるEV識別の実験を行っています。まだまだ課題も多いですが、これらが実現すればEVはもっと便利な移動アイテムになるでしょう。

2019年9月11日

学部4年生の卒業研究中間発表審査会が行われました。

電気電子工学科全体で卒業研究の中間発表審査会を開催しました。当研究室の学生もポスター発表し、太陽光発電による井戸水汲み上げシステム、電気自動車のニュートラル積極利用に関する研究、水素燃料電池自動車のブレーキシステムに関する研究、風力発電機の倒壊を防止する高速な緊急ブレーキに関する研究、を発表しました。これからの学生のさらなる加速度的な研究意欲に期待します。

2019年9月1日

国際会議(EPE'19)で水素燃料電池自動車FCVの新ブレーキシステムを発表しました。

水素時代はまもなく到来します。2020年にトヨタはMIRAIに替わる新たな水素燃料電池自動車（FCV: Fuel Cell Vehicle）を市販する予定です。しかしFCVは今のシステムではブレーキに弱点があります。特に箱根などの峠を下る場合、搭載バッテリ容量が少ないため回生失効となり、摩擦ブレーキ酷使せざるを得なく、結果としてフェード現象というブレーキが効かなくなる恐るべき事態を引き起こします。（この具体例は当研究室で箱根峠を走行しデータを実測して問題の定量化を行っています。）当研究室ではこのブレーキシステムの弱点を克服する新たな発想のブレーキシステムを研究しています。これはモータ発電機の損失を積極的に利用し、一時的にモータ発電機の損失をあえて増加（効率を悪化）させることで通常は回生できない場合であってもモータ発電機軸へブレーキをかけるというものです。この研究はモータ発電機利用の常識を覆してあえて損失を増加させることでシステム全体の性能向上を狙う研究です。イタリアで行われたEPEという国際会議で本内容を発表し、様々な研究者と議論しさらに新しい考えが浮かんできました。

2019年6月2日

新興国向け太陽パネルのみによる井戸水汲み上げ実験

世界中では電気の恩恵を受けていない方々が沢山います。日本では100Vのコンセントにプラグを差し込むだけであっという間に電気の恩恵を受けられますが、新興国ではこれは常識ではありません。NASAが公開している夜の地球を見ると、日本は夜でも明るい地域が多くいかに電気の恩恵をうけているかがひと目で分かります。そのような地球で、もし昼間に太陽光パネル1枚とDCポンプがあったら井戸水は汲み上げられるのか？という問に対して当研究室は日々実験しています。ここで、太陽光パネルの電力を一旦、鉛バッテリー等に蓄えると安定的に井戸水を汲み上げられることは広く知られています。しかし、鉛バッテリは重いため水汲み場まで持ち運ぶのも大変で経年劣化も激しく、温度や充電状態の適切な管理を怠ると安定的な汲み上げに寄与しなくなります。そこで太陽光パネルの発電電圧を直接DCポンプへ給電した非常にシンプルなシステムについて詳しく研究しています。特にポンプ初期起動特性や日射量に対するポンプの揚程などを調査・研究しています。このシステムが実現すれば井戸水の汲み上げに子どもたちが体力を使わず、その分、勉学などに励むことができます。

2019年4月2日

新1年生のコース分け相談会（鴨川グランドホテル）

当学科（日本大学生産工学部電気電子工学科）の新1年生（約160名）と教員（約20名）がバス5台で鴨川グランドホテルへ移動し、一泊二日のコース分け相談会（個人面談）を行いました。当学科はエネルギーシステムコース（電気自動車、プラズマ応用など）とeコミュニケーションコース（人工知能AI、無線通信など）があり、各学生の希望に沿うように個人面談を実施しました。また本学部はこの他に上記2コースと併用可能な少数精鋭の教育プログラム（JABEE認定、Glo-BE、Robo-BE、Entre-to-BE、STEAM-to-BE）を用意しています。

2019年3月25日

学位記伝達式（卒業式）

当研究室の学部生13名と修士課程1名が最終審査の結果、合格となり学位記を授与されました。その後のホテルフランクスで行われた卒業パーティーではビンゴ大会のような抽選会があり、大いに盛り上がりました。

2019年3月14日

電気学会全国大会2019

電気学会全国大会が北海道科学大学で開催されました。当研究室からは加藤が「ニュートラルレンジの積極利用によりエネルギ収支を改善する電気自動車走行法の基礎検討」（セッション名：自動車1）を発表しました。その他、昨年の北海道ブラックアウトの詳細な報告（シンポジウム）、モータードライブ技術、DC/DC高効率電力変換器など活発な発表が行われました。2020年の電気学会全国大会は東京理科大学（東京千住キャンパス、2020年3月11日～15日）で開催される予定です。（左下のサッポロビール園の樽は旧仮名遣いで「麦とホップを製すれ(連)ば(者)ビイルとゆう(ふ)酒にな(奈)る」です）

2019年2月27日

本当に水素社会が「来る」ようです（FC Expo 2019）

最近は水素のエネルギー利用が活発です。例えば従来のエンジン等の置き換えとして、水素ボンベで発電する燃料電池はAmazon倉庫配送センターのフォークリフト2万台に採用されるなどの例が急増しています（米PlugPower社製の燃料電池）。またドローンなどもリチウムイオン電池（LIB）を搭載したこれまでと比較して水素ボンベだと5倍（約2時間以上）飛行可能です（写真左）。たしか20年くらい前にも水素時代が「来る来る」と言われていたようですが、今回は本物のようです。東京五輪の2020年以降に市場が一気に伸びて2030年にはなんと4.9兆円規模（2017年度比で28倍、富士総研）との試算もあります。ただ、水素は製造段階で色々と弱点があります。そのため、なんでもかんでも水素というわけではなく、長距離トラック（写真右）や定期航路バスなどは水素、日帰り通勤車はリチウムイオン電池、のように上手な棲み分けが必要です。

2019年2月21日

試作したエコ運転アシストナビを公道で検証しました

冬場は電気自動車の大敵です。一部の検査機関によると電気自動車が摂氏マイナス7度（今の北海道くらい）で暖房を使用すると、航続距離（充電1回で走れる距離）が約40%も減少します。これは大問題です。そんな中でも出来るだけ航続距離を延ばすためにドライバーにエコ運転を促す方法を検討しています。まだまだ機能改良の余地はありますが、車速50km/h程度でも問題なく実車で動作しています。今後はさらに機能追加や画像認識だけでなく映像認識を検証する予定です。

2019年2月12日

卒業研究審査会で本研究室13名が発表しました

本日、本学電気電子工学科の卒業研究審査会が37号館4階で執り行われました。当研究室からは合計13名の4年生が「非破壊検査」と「電気自動車」に関連した1年間の研究の成果を発表しました。1人あたり10分の発表時間、質問時間は2分です。他の先生方からの質疑応答にも適切に回答し内容を理解して頂きました。今後はこの成果を卒業論文としてまとめ、晴れて卒業となります。残り少ない時間ですが、執筆がんばってください。

2019年1月29日

天然資源不要の誘導モータを使った水素燃料電池自動車

2018年8月24日のメモにも書きましたが、日本には天然資源があまり多くありません。そのため我々は天然資源に頼らない誘導モータという種類のモータの研究を行っています。また水素燃料電池自動車（FCV）は電気自動車と違って充電いらず、燃料となる水素は従来のガソリン同様に3分で満タン、おまけに大気汚染物質を排出しない車です。そのため2020年あたりから水素燃料電池自動車のビッグウェーブが到来するはずです。ただ、いい事ずくめの水素燃料電池自動車にも唯一、ブレーキシステムの安全性に弱点があり、これを克服する下記の加藤助手の研究が電気学会優秀論文発表賞を受賞しました。

MD-18-093 「水素燃料電池自動車向け回生失効時の誘導モータの廃電によるエンジンブレーキ模擬の検討」

授賞式は2/27に開催される「2019年モータドライブ家電・民生合同研究会」にて執り行われる予定です。

2018年12月14日

電気自動車エコ運転サポート画面の動作確認

冬になると車内はとても寒いです。従来のガソリン車は本来捨てていたエンジンの排熱を再利用して車内を暖めます。そのため暖房が燃費にそれほど影響しません。一方、電気自動車の暖房は走行用バッテリから分けてもらった電気を使って車内を暖めます。つまり暖房を使うと電費がものすごく悪くなります。こうなると冬は航続距離（1回の充電で走行可能な距離）が極端に短くなります。そのため厳しい冬を乗り切るにはエコな運転が欠かせません。これに対して当研究室ではエコな運転をサポートする小型ディスプレイを開発中です。この小型ディスプレイにはアクセルをどの程度踏めばエコになるか、などが瞬時に表示されます。今後はこの小型ディスプレイの効果を検証する予定です。

2018年10月27日

電気電子工学科スポーツ大会で優勝しました

電気電子工学科の研究室対抗スポーツ大会が行われました。競技は小学校以来の懐かしのドッジボールでトーナメント制です。100名近い学生が参加して怪我なく楽しく体を動かしました。その中で我々の小井戸研究室と原研究室の合同チームが優勝し、副賞として焼き肉券を頂きました。4年生の幹事会の皆様、企画立案から運営・開催までお疲れ様でした。

2018年10月20日

電気自動車のエコ運転

電気自動車はもともと走行中に二酸化炭素を一切排出しません。ただ、1回の満タン充電で走行できる距離が短い点が普及に向けた大きな課題の1つになっています。より長い距離を走る研究として車体の軽量化、風抵抗の低減、タイヤの摩擦低減、直流の電気を交流に変換する機器の効率化などが行われています。一方、当研究室ではエコな運転方法の研究に取り組んでいます。少し具体的な話をすると最近何かと話題な人工知能AIで交通状況を判断し、それによって電気自動車の運転方法を工夫するというものです。この研究は電気自動車だけではなく、既に一般的となっているハイブリッド自動車や将来の乗用ドローン（人が乗って移動するための電気で動く航空機）など幅広く利用可能なため、非常に大きな波及効果が期待できます。（写真左は市販されている電気自動車を使った公道実験、写真右は実験中の車内の様子）

2018年9月14日

電気自動車のモスキート音響測定

電気自動車はバッテリーに蓄えられている電気を使ってモータを経由してタイヤを回転させます。この時、バッテリーは乾電池と同じで「直流」と呼ばれる時間的に数値があまり変化しない電気です。一方でモータは回転に応じて時間的に大きくなったり、小さくなったり、負の値になったりする性質の「交流」と呼ばれる電気が必要です。実際に電気自動車内部には直流から交流へと電気の性質を変化させる銀色のボックスがあります。このボックスは電気を一瞬止めたり(OFF)、また流したり(ON)を1秒間に約1万回も行い、その直流と交流の変換を行っています。そのため、電気自動車は走行中に毎秒1万回のON/OFFに由来する「キーン」という蚊（モスキート）のような音がします。この音は従来のガソリン車は殆ど発しない為、電気自動車の識別（例えば高速道路料金所での料金優遇等）に利用する研究を行っています（写真は簡易的な音響分析の様子）。

2018年8月24日

誘導モータの駆動シミュレーション

一般に「モータ」と言えば誘導モータのことを指します。家庭用では扇風機、工場やビルなどでは送水ポンプ、公共では電車の車輪駆動などに使われています。誘導モータは構造がカンタン、とても頑丈で比較的安価で作れます。しかし最近は永久磁石モータというものが誘導モータよりも少し効率が良い為、買い替えても3年くらいでもとが取れる箇所に徐々に誘導モータに取って代わろうとしています。この永久磁石モータはその名の通り永久磁石（冷蔵庫にペタっと貼るマグネットと基本的には同じ）を使います。ただ、モータの中に使う永久磁石は冷蔵庫に貼るマグネットの何百倍もの強さが必要で、しかもその原料は中国などでしか採掘できない希少な天然資源に頼っているのが現状です。日本の将来を考えると、これはあまり良くないと考えている研究者は多く、当研究室でも誘導モータをもっと上手く使う研究を行っています(Mywayプラス社製/PSIMを使ったシミュレーション例)。

2018年8月10日

暑中お見舞の涼菓を頂きました

研究とは関係ないですが、他大学のN先生より夏にぴったりの涼菓の暑中お見舞を頂きました。大変恐縮しております、N先生、本当にお気遣いありがとうございました。連休前の最終日の今日、15時に冷やして研究室のメンバーで頂きたいと思います。

2018年8月6日

電気自動車をエコドライブする電費メータの開発

電気自動車の通信をリアルタイムで解析することで、エコな運転を補助する当研究室独自のメータ（液晶表示器）の開発を行っています。ここでは電気自動車を模擬したコンピュータから疑似データを送信し、受信側の電子基板で意図する計算や表示がリアルタイムで正常に行われているか確認しています。今後はこの実際に運転席の見やすい箇所にこの当研究室独自のメータ（液晶表示器）を取り付けて試運転を行う計画です。

2018年7月31日

金属パイプ（鋼管）のキズ検出実験

電気と磁気の相互作用を利用した渦電流試験と呼ばれる方法にて金属パイプ（鋼管）のキズを非接触で検出します。実験では写真のように電気信号を計測画面で確認しながら、当研究室独自の手法でキズが検出できるか実験しています。実際の化学工場やプラントなどでの金属パイプはむき出しではなく、断熱材等で覆われています。そのため金属パイプから検出器（聴診器のようなもの）が離れて（非接触）いても磁気と電気の相互作用を使ってキズの位置と深さが正確に検出できることが必要となります。

2018年7月30日

コンピュータシミュレーションでキズ検出を再現

電気と磁気の相互作用を利用した渦電流試験と呼ばれる方法にて金属パイプ（鋼管）のキズを非接触で検出します。この電気と磁気の相互作用の大もとの基本原理は駅の改札で使うSuicaやPasmoと同じです。実験とコンピュータシミュレーションの両方でその妥当性を検証しています。コンピュータシミュレーションには有限要素法と呼ばれる手法を用いて実験データの予測やキズ検出の深さ精度の検証を行っています。

2018年7月25日

電気自動車の通信を解析、リアルタイムな電気諸量を測定

先日製作したケーブルの動作検証として、実際の電気自動車からリアルタイムデータ（電圧、電流、回転数、車速、アクセル踏み込み量、ブレーキ圧力、ギアポジション、エアコン電力など）をパソコンに取り込みました。正常に動作してブレーキペダルやアクセルペダルを踏む量などがグラフで表示できています。これを使ってスマートな運転方法について研究を行う予定です。

2018年7月24日

電気自動車とパソコンの通信ケーブルを自作

日産自動車の100%電気自動車「リーフ」から電気やモータのリアルタイムデータ（電圧、電流、回転数、車速、アクセル踏み込み量、ブレーキ圧力、ギアポジション、エアコン電力など）をパソコンに取り込むためのケーブルを自作しています。このケーブルはもともと車両整備・点検用に用いられるもので、その片側をパソコンに取り込めるようにコネクタ形状を変更しました。一本一本の配線の電気信号が正常にパソコンに送られるように注意しながらはんだ付けして完成しました。以前も同様のケーブルを作ってリアルタイムデータを測定したのですが、今回は綺麗に製作してずっと使えるようにしました。

2018年7月23日

平成30年度学部連携ポスターセッションにて最優秀ポスター賞を受賞

2018年7月21日に日本大学会館2階大講堂にて開催された平成30年度学部連携ポスターセッションにて36名の発表者の中から加藤修平助手が最優秀ポスター賞を受賞しました。発表タイトルは

「CO2排出ゼロ水素燃料電池自動車を対象としたブレーキペダルを踏まない新ブレーキシステム」

です。これは将来の流行となるCO2ゼロの水素で走る自動車（水素ボンベと空気中の酸素との化学反応で発生する電気を使って電気モータを介してタイヤを回す仕組み）に欠かせない電気ブレーキの研究で、現状の摩擦ブレーキ（自転車のブレーキと同じ）の代替となる技術です。

このポスターセッションは若手研究者の学部間交流と今後の共同研究への発展を目的として日本大学の様々な学部（法学部、文理学部、経済学部、商学部、芸術学部、国際関係学部、危機管理学部、スポーツ科学部、理工学部、生産工学部、工学部、医学部、松戸歯学部、生物資源科学部、薬学部）から多くの研究者が参加し、活発な討論が行われました。この中で

下權谷祐児：「医学と工学の緊密な連携による血管病の流体力学研究」

吉田一史美先生：「米国の養子縁組制度とマイノリティ」

Verla Uchida先生：「21 世紀の4 次元英教育〜Adapting for the future〜」

の先生方が優秀ポスター賞を受賞されております。