拡充してきたDCT/AT/CVT/HEVモデルをユーザが使いやすいモデルに変換することで、モデル流通につなげる
動くモデルから使ってもらえるモデルへの変換
第2・3階層モデルを1つのプラットフォームに統合/充実
・モデル構築方法の統一
・モデルパラメータ記述方法の統一
・I/Fガイドライン準拠モデル解説書の改訂
・計算時間の短縮
他のツール/モデルとの接続性検討
・各種1Dソフトとの接続/変換
・METI/AICEモデルとの接続
電費がよい電動車を調査し、その理由を計測・分析して明らかにする
境界条件(使用環境)を含めて調査してモデル化、モデルを使って電費が良い理由を明確にする
FY22 前半 ：文献調査、車両調査で測定項目の検討
後半 ：機材手配、車両計装
EV検討用モデルアーキテクチャー検討
FY23 ：車両計測を実施
モデル化も実施し電費の良い理由明確化
ギヤ噛合部の潤滑状態を把握するために、油膜の膜厚と破断率を同時に定量化可能な計測手法を開発する。転がり軸受で実績のある電気インピーダンス法をギヤ噛合部に適用し、その有効性を検証する。
ギヤ噛合部をモデル化した小型卓上試験機（評価試験機）を試作する。評価試験機に電気インピーダンス法の電気計測系を実装する。評価試験機にて、ギヤ噛合部の交流応答を測定し、二種類の信号（振幅と位相）を得る。得られた二種類の信号から、ギヤ噛合部の油膜に関する二種類の情報（膜厚と破断率）を同時に定量化可能な計測原理を構築する。2022年度は低回転条件において計測原理を構築し、2023年度は高回転条件への拡張を検討する。
・モータ温度を部品内部まで精度よく計測し、熱設計レベルを向上させてモータの小型化を可能とする。
・モータを改造することなく、非接触で計測できる技術を開発し、開発効率を向上させる。
動作中モータの非接触温度計測技術の開発
・部品の表面および内部の温度分布を計測できる
・（モータの改造が不要）非接触で計測できる
STEP1 静止物の内部温度分布計測
’22年：技術探索
‘23年：簡易実験による（静止物の内部）計測検証
‘24年：モータの静止している部品（ステータ、コイル）計測検証
高速回転歯車、トラクションドライブでの伝達効率向上を視野に、貧潤滑、高滑り速度等の各潤滑下における、μ、油膜、トライボフィルムの形成状態を正確に計測し、摩擦係数への寄与を実験的に明らかにする。
前年度）
CVTの伝達効率向上を目的に境界潤滑域での摩擦の発現およびその異方性と、金属接触部、トライボフィルムとの関係を固体接触理論に基づき明らかにした。
①FY21-22では他領域についても同様に摩擦の発現および異方性と各要因との関係を明らかにするため、前年度未取得であった油膜厚さを正確に計測できる技術を確立する。
②各潤滑域での「影響因子とその寄与率」について、テクスチャーTPを用い、摩擦係数とその異方性とを実験的に明らかにする。
高回転化における摺動部摩擦係数への影響が想定されるトライボ現象を検証し、摩擦係数の数値予測を行う。（歯車に用いられる松本式を実用性を保ちつつ広範囲に使えるよう発展させたFY21摩擦推定式を基に、高回転化での摩擦係数を予測）
ギヤの高回転化に伴い、摺動部発熱・冷却量や潤滑到達量そのもののバランスが崩れることで、摩擦係数が制御できなくなる等が懸念される。
トライボ現象として、噛み合い部への潤滑油量不足（貧潤滑）や摺動部発熱増加による摩擦係数の特性変化が想定される。
従来摩擦推定式の精度向上も併せ、高回転環境下（転がり/滑り速度 20m/s程度）でのトライボ現象による摩擦係数への影響を調査する。
①潤滑油せん断発熱による摩擦係数への影響調査
※接触面熱物性や表面性状(コーティング等)の仕様差にも着目
②潤滑油量不足/膜厚増加による摩擦係数への影響調査
③高回転化に伴う接触面粗さの摩擦係数への影響変化を調査
※従来摩擦推定式の精度向上・拡張
【研究目的】
電動機の高回転化を想定した高減速比トラクション減速の動力伝達能力、伝達効率、音振などの基礎特性を明らかにする。
また、予想される高周速における伝達効率の低下を改善する手法を探索する。
【研究内容】
周速75m/s(電動機入力50,000rpm相当)の高周速試験が可能となる試験機を用い、ローラに複数種のテクスチャを付与し、効率(トラクション係数)向上のメカニズムを油膜、油流れ観察も使い解明する。
さらにトラクション係数向上に向けた冷却性能向上手法を、油膜温度推定計算のアプローチ及び油流れ可視化を用いて提案する。
・テクスチャによるμ向上
テクスチャとトラクション係数・油温との関係を把握し、効果的なテクスチャを提案
・冷却性能実機効果確認
得られた効果的な冷却方法を実機を用いて確認
電動機の高回転化を想定した高減速比トラクション減速の動力伝達能力、伝達効率、音振などの基礎特性を明らかにする。
また、予想される高周速における伝達効率の低下を改善する手法を探索する。
周速75m/s(電動機入力50,000rpm相当)の高周速試験が可能となる試験機を用い、ローラに複数種のテクスチャを付与し、効率(トラクション係数)向上のメカニズムを油膜、油流れ観察も使い解明する。
さらにトラクション係数向上に向けた冷却性能向上手法を、油膜温度推定計算のアプローチ及び油流れ可視化を用いて提案する。
・テクスチャによるμ向上
テクスチャとトラクション係数・油温との関係を把握し、効果的なテクスチャを提案
・冷却性能向上
冷却方法と冷却効果の関係明確化，効果的な冷却方法の提案
現在の機械摩擦関係のTRAMIの研究テーマはICEを前提にした既存の動力伝達機構からのニーズである。電動化前提の動力伝達機構を仮定し、その機構特有の研究テーマを創出する
現在のe-PTの大勢は、歯車減速＋変速機構無し が主流であり、各社で製品化が進んでいる。
一方、一部海外の論文において変速機構を付けることでシステム全体の小型化、高効率化を提案するものもあり、歯車減速以外の減速機構、及び変速機構 の可能性についても検討をしておく必要がある。
本研究テーマWGにおいて
①論文調査による その他動力伝達機構について 検討する価値があるか？ 可能性の検討（FY21）
②(電動化用)動力伝達機構に求められる要件を仮定し、それを実現する構造のラフ検討（FY22）
仮定の一助として 学を用い、TRAMIモデルにてレシカバ等の感度解析を行い、仮定の妥当性を裏付ける
③機能・構造から学で取り扱うレベルへの課題バラシと、共同研究委託先大学の探索 (FY23)
30,000rpm相当周速の高速回転ギヤに関して、かみ合い摩擦・スカッフィング摩耗に及ぼす歯面テクスチャ・潤滑油・PV条件の影響を明らかにし、高回転モータ駆動ギヤの伝達効率向上・歯面損傷低減につながる知見を見出す。
2020年度までは、新設の動力循環式歯車試験機を用いて、歯面テクスチャ仕様を振ったギヤのMTF使用時の伝達効率を計測し、かみあい摩擦係数μの算出式を新たに導出した。
2021年度からは、 現行HV・EV車の約2倍の高速回転・高PV領域でのかみ合い摩擦・スカッフィング摩耗を、下記の実機使用環境で研究する。
①高速回転ギヤの歯面テクスチャ種類を拡張し、かみ合い摩擦に及ぼす影響を調査(FY21)
②高速回転ギヤの低粘度油(ATF)領域の油膜形成・かみ合い摩擦の検証(FY22)
③現行HV･EV車の約2倍の高PVギヤのスカッフィング摩耗の基礎研究(FY23)
電動化に伴うモーターの高回転化動向(図１)から、使用回転の高回転化が想定されるギヤにおいて、既存設計技術での対応可否の検証および、高減速ギヤ等、従来技術から踏み込んだ超高回転対応ギヤを検討する。
‘21年度は、既存BEV(テスラモデルS 約19000rpm)を元にギヤを一段追加し超高回転(50000rpm)検討モデルを机上検討した。(図１)。追加ギヤは周速vは100m/s程度※となり、スカッフィング発生、効率への影響が予想される。
※ テスラ：約50m/s、鳥取大研究：約60m/s
‘22年度からの取組として、鳥取大の研究成果との整合性確認を目的に、超高回転下での効率計測を進める。22年度は、運転環境の整備、予備試験として、Brgのメカロス計測を実施する。
並行し、他モデルケース(３段⇒２段減速)検討を実施、課題検討を継続する。
遠心力と攪拌によって狙いどおりの潤滑配送が困難になる。潤滑経路中の回転要素での気液二相流の挙動を解明することで、当問題の解決技術を手にいれるとともに、CFD実用性向上研究につなげる。
高速回転する回転部材内のオイル流れを可視化して、気液混相状態とオイル流れを計測する。油路・排油穴の形状、回転数、動粘度、ぬれ性などの因子との関係を明確にする。
飛沫を伴う気液二相流CFDのモデル化につながる基礎的なメカニズムを解明し、気液二相流CFD解析の精度・効率を向上させる理論を構築する
高回転体における、飛沫を伴う気液二相流の動的な挙動メカニズムを解明する。
界面をより正確に捕捉することがトルク予測の改善につながること（前年度までの研究）が明確になったが、潤滑設計する上においては 複雑な噴流～飛沫の挙動を解明していく必要がある。そこで、計算と実験で比較しながら、課題解決となるパラメータを探り出して CFD精度アップにつなげる理論を構築する。
高回転環境でのCFD技術の現状の課題をふまえ、駆動系における気液二相流解析の実用性を高める手法を構築する。
飛沫や液滴を含む気液二相流の攪拌について、モデリング方法を研究する。
・現象解明（大阪大学研究、千葉工大研究）に対して 既存のCFD解析手法/ソフトの課題を抽出する。
・飛沫や液滴を含む気泡入り気液二相流について、2大学研究成果（新たな知見や理論）を考慮し理論に基づいたものであると同時に
CFDを利用するユーザーにとって負荷が少なく精度の高い（開発現場における気液二相流解析）実用モデルを作る。
・飛沫につながっていく噴流等をモデル化する。
オイルポンプ等の単体性能評価精度向上を目的に、ユニット運転状態の気泡(気泡径、気泡率)を再現する。
トランスミッション内での攪拌，空気の巻き込み，キャビテーション等の流体現象により油中に気泡が存在している。
しかし、その気泡径，気泡径分布，空気混入率がポンプ性能，バルブ性能に及ぼす定量的影響が不明である。
当研究では，外乱である気泡を任意に生成するために実機の気泡発生メカニズムを踏まえて気泡生成のための因子と気泡径及び分布を制御する因子を明らかにし気泡の状態を制御する技術を構築する。
【研究目的】
電磁弁の動的挙動を決定する因子に対し挙動モデルを獲得する。
【研究内容】
トランスミッション作動中の油圧制御弁において、電磁弁における流体力、弁体周りの圧力分布、油中空気混入、ばね-マス-ダンパ系構造、リニアソレノイドの制御などのバルブ動的挙動を決定する要因を明らかにし、電磁弁及び制御圧応答のモデルを構築する。
【研究目的】
電動ﾊﾟﾜｰﾄﾚｰﾝにおいて、ﾓｰﾀｰ冷却の効率を向上するために積極的に気泡含有ｵｲﾙを活用する技術が検討されている。
気泡混入ｵｲﾙはﾎﾟﾝﾌﾟにおいて振動や騒音を発生する原因となる為、騒音抑制と気泡制御を両立させるべく、ﾎﾟﾝﾌﾟへの影響を把握する。
・21年度の研究にて、内接ｷﾞﾔﾎﾟﾝﾌﾟ及びﾍﾞｰﾝﾎﾟﾝﾌﾟに関し、気泡含有ｵｲﾙがポンプに及ぼす様々な影響を調査した。
気泡含有ｵｲﾙの性状とﾎﾟﾝﾌﾟﾛｰﾀ/ｷﾞﾔ挙動の関係
気泡含有ｵｲﾙの性状とﾎﾟﾝﾌﾟ駆動ﾄﾙｸとの相関及び騒音への影響
・22年度は気泡含有ｵｲﾙの性状とﾎﾟﾝﾌﾟﾛｰﾀ/ｷﾞﾔ挙動の関係を解明する。
・さらに、気泡含有ｵｲﾙがポンプ騒音に及ぼす影響について、より深く調査する。
気泡含有率と圧力脈動や騒音の相関
含有気泡の気泡粒径と圧力脈動や騒音の相関
マイクロバブル混入オイルのせん断流下での冷却性能・剪断抵抗の定量化と最適化の指針を探る
※せん断流:速度勾配によるせん断力が作用する流れ。モーター内隙間流れでは片側壁面が一定速で移動するので速度勾配が一定のクウェット流となる。
パワトレ部品内では、攪拌、空気の巻き込み、キャビテーション等により油中に気泡が含まれる。気泡混入によってせん断抵抗の低減が期待できる一方，冷却性能の低下も想定される。気泡径、気泡混入率がモータ内部のロータ・ステータ間の流れとせん断抵抗による発熱、および冷却性能に及ぼす影響は不明確である。
当研究では、直径数十mm の気泡を混入させ、微小隙間のせん断流のせん断抵抗と熱伝達率の計測結果から気泡混入率の影響を定量評価する。さらに、モーターを模擬した回転体回転数が気泡を含む気液界面構造に及ぼす影響を明確にし、冷却システムとしての最適化手法を構築する。
設計段階におけるモータ各部の温度予測精度向上技術を目標とし、ロータ/ステータの隙間(GAP)における気液二相流体(オイル,空気)の流れを精度よく計測する技術を構築する。
※GAP＝ロータ/ステータの隙間
ロータ/ステータの隙間(GAP)における気液二相流体の流れ場可視化実験/解析
・実験：ハイスピードカメラによるロータ/ステータの隙間の流れ可視化
・解析：蛍光粒子等を用いた画像からPIV、PTVで解析
・実験装置：モータを模擬した二重円筒実験装置
’19年：GAP流れ場可視化可能性確認/単相流の流動構造把握
’20年：気液二相流可視化可能性確認/流動構造把握
’21年：二重円筒装置による気液二相流の流動現象詳細計測/PIV、PTV解析
’22年：・実機相当装置による気液二相流の流動現象詳細計測及び、PIV、PTV解析
・解析手法の一般化確認＆まとめ（GAP 2mm/5mm比較）
設計段階で駆動用モータの温度予測精度の向上
ステータのスロットの溝、ロータの溝が、ロータ/ステータGAP部の流れ場・熱場に与える影響を把握する
Re（形状、回転数、流体物性）に対するGAP部の流れ場・熱場を予測し、ロータ/ステータ間の伝熱現象を解明する
ロータ/ステータGAP部の流れ場の研究を実施
計算対象：筑波大学で実験中の装置と同形状の2重円筒実験装置
・プリウスの駆動用モータをベースにRe相似則を考え設計
・ステータ溝、ロータ溝の影響を検討可能なように設計
計算：東工大 TSUBAME（スパコン）を利用し大規模計算
計算手法：格子法（格子ボルツマン法）
作動流体：水、空気
研究方針：筑波大学で可視化実験を実施
同じ流れ場で、府大で計算を実施し、両研究の深度を深める
