ホンダの先進技術

ホンダ・アドバンスト・テクノロジーは、ホンダの長年にわたる研究開発プログラムの一部であり、自動車製品の新モデルや自動車関連技術の開発に重点を置いており、その進歩の多くはエンジン技術に関するものです。ホンダの研究は、燃費の良い車両やエンジンから、 ^[1]ヒューマノイドロボットのASIMOや6人乗りビジネスジェット機のホンダHA-420ホンダジェットなどのより高度なアプリケーションに至るまで、実用的なソリューションを生み出してきました。^[2]

i-VTECは、インテリジェントVTEC（可変バルブタイミング・リフト電子制御）の略称で、ホンダのVTECエンジンの進化形です。i-VTECエンジンは、エンジン回転数に応じてカムシャフトのタイミングとリフトを制御します。低速時にはバルブがわずかに開き、最適な燃費を実現します。高速時にはバルブが大きく開き、より高い性能を実現します。^[3]

ホンダi-VTEC（インテリジェントVTEC）^[4]は、 DOHC VTECエンジンの吸気カムシャフトのカムシャフト位相の連続可変タイミングVTCを備えています。この技術は、2001年にホンダのKシリーズ4気筒エンジンファミリーで初めて登場しました（米国では、この技術は2002年のホンダCR-Vでデビューしました）。

これは何を指しているのか：この新しいメカニズムは、加速時には6気筒で作動し、巡航時やエンジン負荷が低い時には3気筒のみを使用する新しい可変シリンダーマネジメント（VCM）技術を使用したV6 3.0リッターi-VTECエンジンで2003年にデビューしました。 ^[5]ホンダは2006年にシビック用に1.8リッターi-VTECエンジンを導入しました。このエンジンは、2.0リッターエンジンと同等の加速性能を発揮し、燃費は1.7リッターシビックエンジンより6％優れています。低排出ガスと燃費で高出力を実現したのは、主にいくつかの分野での改善によるものです。

• 遅延バルブ閉鎖タイミング - 空気と燃料の混合気の吸入量を制御し、スロットルバルブを全開にしたままポンピング損失を最大 16% 削減できるため、エンジンの出力が向上します。
• ドライブ・バイ・ワイヤ技術 - このシステムは、バルブタイミングの変更時にスロットルバルブをより正確に制御し、ドライバーがトルクの変動を意識することなく、より優れた運転体験を実現します。
• ピストンの構造変更-ピストンが コンパクトになったことで残留ガスの蓄積が防止され、エンジンのノッキングが抑制されます。さらに、オイル保持力が向上したため、摩擦が減り、燃費が向上します。
• 2 ベッド触媒コンバーター - 排気マニホールドの直後に配置され、直接接触することで高精度の空燃比制御を可能にし、排出レベルを大幅に低減します。
• エンジン重量の軽減 – エンジンフレームの製造に使用されるコネクティングロッドと全体的な材料の質量が軽減され、エンジンのパワーと燃費が向上します。^[6]

i-VTEC 技術は、ホンダのハイブリッド車にも統合されており、電気モーターと連携して動作します。ホンダの 2006 年型シビック ハイブリッドでは、1.3 リッター i-VTEC エンジンが 3 段バルブ設計を採用しており、2005 年型の i-VTEC 技術から進化しています。重量と摩擦の低減以外にも、VCM システムが作動しているときは、エンジンは低速タイミング、高出力タイミング、または 4 気筒アイドリングのいずれかで作動し、それぞれがさまざまな運転条件でより良いエンジン出力を生み出します。^[7]その能力により、ホンダ シビック ハイブリッドは 2009 年に 3 番目に「最も環境に優しい車」に選ばれました。^[8]ショールームや路上では、ホンダのほとんどの新車に搭載されています。^[要出典]

アースドリームテクノロジーは、DOHC、可変タイミング制御（VTC）、ボアピッチ、直噴、シリンダーブロックとカムシャフトの厚さの低減、エンジン重量の軽減、アトキンソンサイクル、摩擦低減、大容量排気ガス再循環（EGR）、電動ウォーターポンプの選択的使用により、燃費を10％程度向上させる改造です。 ^[9]

インテグレーテッド モーター アシスト (IMA) は、エンジン効率を損なうことなく燃費向上と低排出ガスを実現するために開発されたガソリン電気駆動システムを採用したホンダのハイブリッド車技術です。IMA システムは、エンジンを主動力源として、加速時の補助動力として電気モーターを使用します。このシステムは、1999 年にホンダ インサイト向けに初めて設計され、電気モーターと小排気量の VTEC エンジン、軽量アルミボディ、改良された空力特性を組み合わせました。この車が EU2000 を達成した際に、低排出ガス目標が達成されました。 ^[10] 2001 年、ホンダ インサイトのインテグレーテッド モーター アシスト システムは、カナダ自動車ジャーナリスト協会 (AJAC) によって「最優秀新技術」に選ばれました。^[11]

IMAシステムの開発は、ホンダが長年にわたって培ってきた希薄燃焼、低排出ガスエンジン、可変バルブタイミング、高効率電動モーター、回生ブレーキ、ニッケル水素（Ni-MH）バッテリー技術、マイクロプロセッサ制御などのさまざまな技術を最適化した結果です。^[12]この統合システムの目標は、いくつかの分野での改善を実現することでした。

• 減速エネルギーの回収

IMAシステムでは、減速時のエネルギー回生量を最適化し、摩擦を低減し、回収したエネルギーを加速時のエンジン出力の補助に利用します。

• エネルギー変位の低減

IMAは、低回転域での通常走行時に、モーターを利用して高トルク性能を生み出すことでエンジンをサポートします。ガソリンエンジンが高回転域に入ると、モーターは停止し、VTECエンジンによって出力が供給されます。モーターのアシストによりガソリンエンジンの作業が軽減され、エンジンのスケールダウンが可能になります。これにより、燃費が向上し、燃料消費量が削減されます。

• アイドリングストップシステム

車両が前進するときには、電気モーターからの電力が生成され、保存されます。ブレーキをかけると、IMAシステムによりエンジンが停止し、電気モーターからの保存された電力が利用されます。これにより、車体の振動が最小限に抑えられ、エンジンがアイドリングしているときの燃料が節約されます。ブレーキを解除すると、電気モーターがエンジンを再始動します。^[10]

IMAを採用しているホンダ車のモデルには以下のものがあります: ^{[13] [14]}
ホンダ J-VX (1997年モデルコンセプトカー)
ホンダ インサイト (1999–2006、2010–2014年モデル)
ホンダ デュアルノート (2001年モデルコンセプトカー)
ホンダ シビック ハイブリッド (2003–2016年モデル)
ホンダ アコード ハイブリッド (2005–2007年モデル)
ホンダ CR-Z (2009–2016年モデル)

ホンダは、車両の安全設計と技術を向上させるために2つの衝突試験研究所を運営しており、^{[要出典]、}その結果、前面衝突試験と側面衝突試験で5つ星評価を獲得した。^[15]ユーロNCAPの新しい独立した衝突試験レポートでも、2009年のホンダアコード、ホンダシビック、ホンダジャズがヨーロッパで最も安全な車の1つとして評価され、総合評価は5つ星となった。^{[16] [17] [18]}

車両安定性支援（VSA）は、1997年にホンダが自社の車両に導入しました。この用語は、ホンダ版の電子安定性制御（ESC）であり、^[19]複数のセンサーを使用してステアリング制御とトラクションの喪失を検出し、同時に個々の車輪にブレーキをかけ、車両の安定性を回復することで、 オーバーステアとアンダーステア​​を修正するように開発されたアクティブセーフティ機能です。

VSA は、アンチロック ブレーキ システム (ABS) とトラクション コントロール システム (TCS) を横滑り制御と組み合わせることで、車両が想定以上に大きくまたは小さく曲がるときに、車両の安定性を高めます。ABS は、特に滑りやすい路面状況で、ブレーキをかけたときに車両の車輪がロックするのを防ぐ既存のシステムです。ABS が機能するために、システムは、ドライバーのステアリング方向を監視するステアリング アングル センサー、車輪がステアリングする運動量 (ヨー レート) を検出するヨー センサー、および速度の変化を通知する横加速度 (g フォース) センサーからの計算された入力に依存しています。同時に、TCS は加速中の車輪のスリップを防ぎ、横滑り制御は、後輪または前輪が横に滑ったとき (オーバーステアおよびアンダーステア​​中) にコーナリングを安定させます。

オーバーステアの制御 - オーバーステアが発生すると、後輪の回転速度が前輪の回転速度を超えるため、車両の後部がスピンアウトします。VSA は、外側の前輪にブレーキをかけて外側へのモーメントを発生させ、車両を安定させることで、車両のスピンを防止します。

アンダーステア​​の制御- アンダーステア​​では、コーナリング中に前輪が過度のスロットルによりトラクションを失い、左輪と前輪の速度差が減少します。車両が意図した軌道から外側にステアリングすると、VSAが介入してエンジン出力を下げ、必要に応じて内側の前輪にブレーキをかけます^[20]

ホンダのG-CON技術は、衝突時のG力を制御して車体の乗員を保護することを目的としています。このような衝突安全性は、車体とフレームによる特定の衝撃吸収の結果です。^[21]

車体の構造は、衝突エネルギーをエネルギー室全体に吸収・分散するように設計されています。衝撃吸収が最大化されると、キャビンへの侵入は自動的に最小限に抑えられ、乗員と歩行者の両方の負傷を効果的に軽減します。^[22]

異なるサイズの車両が衝突したときの正面衝突性能を最適化し、衝撃を軽減するために、G-CON技術はさらに開発され、衝突適合性を意味するホンダの用語であるAdvanced Compatibility Engineeringを組み込んでいる。ホンダは、2009年までにサイズや価格に関係なく、すべての乗用車にACEを標準装備すると発表している。^[23]

G-CONは、事故の際に歩行者の頭部や胸部の負傷を最小限に抑えることで、歩行者の安全性を向上させるようにも設計されている。同社は、人体を再現し、自動車事故の際に人体にかかるエネルギーの影響を測定するセンサーを備えた先進的なテストダミー、Polar IIIを導入した。得られたデータは、車両の設計を改善することで歩行者の安全性を調査するために使用されている。^[24]

ホンダは先進的なモビリティ研究にも取り組んでおり、その研究成果は世界初のヒューマノイドロボットであるASIMO （Advanced Step in Innovative Mobility）の開発に役立てられ、また2003年12月3日にはホンダ初の飛行モビリティへの挑戦であるホンダジェット^[25]も実現した。

ASIMOは、Advanced Step in Innovative Mobilityに由来し、「アシモ」と発音される。もともとはホンダの仲間がモビリティの分野に挑戦するために行った研究開発プログラムだった。研究の進歩により、ホンダは人間と対話でき、障害者や高齢者のサポートなど、社会で機能できるヒューマノイドロボットを考案するようになった。 ^[26]

ASIMOは機械の脚から始まり、20年以上にわたって開発が続けられてきました。最初のプロトタイプであるE0は1986年にデビューし、1991年にプロトタイプE7に進化しました。1993年までに、プロトタイプはより人間に近い歩行ロボットへと進化しました。P1は1993年に導入され、その後P2とP3が1996年と1997年に発表されました。^[要出典] P3ロボットは、身長160cm、体重130kgのぎこちないプロトタイプでした。^[27]

2000年に発表されたASIMOは、歩く、走る、階段を上る、降りるといったリアルタイムで柔軟な歩行技術を備えたロボットです。また、音声、顔、姿勢、環境、動作を認識する技術も搭載されており、インターネット接続に反応してニュースや天気を伝えることもできます。

2004 年までにホンダは、次世代の ASIMO がより自然に機能し、人々と交流できるようにする、より高いレベルのモビリティを目標とした新しいテクノロジーを発表しました。導入された新しいテクノロジーには次のものが含まれます。

• 姿勢制御技術- 歩行速度は時速1.6kmから2.5kmに、走行速度は時速3kmに向上しました。これは、軽量で高剛性の脚構造に加えて、新開発の高速処理回路、高応答・高出力のモーター駆動ユニットによって実現されています。精度と応答速度は前モデルより4倍速く、人がジョギングするのと同等の速度に相当します。
• 自律連続移動技術- 床面センサーから周囲の情報を取得し、ASIMO が停止することなく移動することを可能にします。床面センサーと頭部の視覚センサーが障害物を検知し、ASIMO が自律的に進路を変更して、人間やその他の潜在的な危険物との衝突を回避します。
• 強化された視覚および力覚センサー技術- 手首にセンサーが追加され、ASIMOは人々と同期して動き、物体を渡したり受け取ったりするために動きを調整できます。また、手を引っ張ったり押したりする方向に応じて前進または後退することもできます^[28]

2005年のASIMOモデルでは、ASIMOが現実の環境で、人々と同期して動作できる高度な身体能力が追加されました。新しいASIMOは、体重54kg、身長130cmでした。カートで物を運んだり、手をつないで人と歩いたり、受付係の仕事をしたり、配達サービスを行ったり、案内をしたりできました。視覚センサー、床面センサー、超音波センサーの強化に加えて、HondaはICを開発しました。

遠隔対話コミュニケーションカード。ASIMOが360度の範囲内にいる人の位置と身元を認識できるようにする。ICカードはASIMOと対話する人が持つ。機動性も大幅に向上し、時速6kmで円を描くように走行できるようになった。^[29]

2007年までにホンダはASIMOに改良された知能技術を搭載し、より自律的に動作できるようになりました。バッテリー残量が一定レベル以下になると、最寄りの充電ステーションまで歩いて充電できるようになり、また、人に近づくときには後退するか優先権を交渉するかなど、動きを選択できるようになりました。^[30]

ホンダはまた、知能能力の研究分野に重点を置くことを決意し、特に脳信号を使ってロボットの動きを制御する技術の開発に注力した。^[31]ホンダは2009年までに、人間が思考だけでASIMOに命令を送ることができる新しいシステム、ブレイン・マシン・インターフェースを開発したと発表した。この種としては初めての技術は、脳波記録法（EEG）と近赤外線分光法を使って脳の活動を記録し、新たに開発された情報抽出技術を組み合わせて分析結果をリンクさせ、ASIMOに動作を命令する。^[32]人間が動きを思いつくだけでロボットを制御できるように電子ヘルメットが開発されている。これはホンダ研究所の科学者によって実証され、思考がロボットの動作に変換されるのにわずか数秒しかかからないことが示された。この技術はまだ開発中であり、一般使用にはまだ準備ができていない。^[33]

ASIMOは世界中を旅し、モーターショーや学校だけでなく、権威ある科学技術イベントにも登場しています。^{[26] ASIMOは最新の機能を実証するために、2009年の}ジュネーブモーターショーで新型ホンダインサイトの多用途性を発表しました。ASIMOは13日間で15分間の公開パフォーマンスを54回行い、走ったり、歩いたり、観客と交流したりしました。^[34]

• ホンダの先進技術の背景
• ホンダ
• ファクトブック 2003
• テクノロジーホンダ