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2013 年度 実績報告書

先進安全機能を有する電気自動車の航続距離延長制御システムの研究

研究課題

研究課題/領域番号 22246057
研究機関東京大学

研究代表者

藤本 博志  東京大学, 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, 新領域創成科学研究科, 教授 (50165578)
研究期間 (年度) 2010-05-31 – 2014-03-31
キーワード電気自動車 / 制御システム / モータ制御 / 車両運動制御 / モーションコントロール / パワーエレクトロニクス
研究概要

本研究では,複数の駆動用及び操舵用のモータを最適に制御することにより,電気自動車(EV)の一充電走行距離を飛躍的に伸ばすことを可能とする制御システムを開発した。さらに代表者がこれまでに開発したモータの高制御性を利用した運動制御技術と,本制御系を有機的に組み合わせ,安全で高効率なEVシステムを開発した。その最適な駆動方式を学術的に明らかにするために,同一車両で様々な駆動方式を公平に比較を行うことが可能な「サブユニット方式」を有する世界唯一のEVを試作した。
昨年度までに,航続距離延長制御システムの理論を開発し,試作車の大部分を完成させ,実証実験を実施した。さらに,インホイールモータや車載モータなど機構の異なるサブユニットを複数製作し,それぞれの構成に応じた航続距離延長制御システムを開発した。最終年度である今年度は,試作車を完成させ,開発した制御系の最終評価を実験的に行い,成果を取りまとめた。
より具体的に今年度は,まず開発した航続距離延長制御法において,インバータ損失,モータの鉄損・銅損,スリップ率に起因する損失といった,より詳細な損失分離を行い,さらなる性能向上を達成した。また,より多様な操舵パターンに対してコーナリング抵抗最小化制御の評価を行った。さらに,デフギアユニットに対して開発をした,ドライブシャフト共振抑制制御の最終評価を行い,インホイール方式との比較データをまとめた。
また本研究の成果をいち早く社会に還元するために,産業界との共同研究を推進して,実用化に向けた課題解決に取り組んだ。本研究の成果は産業界が新しいEVの研究開発を行うのに極めて有用になるはずで,より航続距離が長く,かつより安全な電気自動車の研究開発が加速されるものと大いに期待する。

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (27件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (19件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Multirate Estimation and Control of Body Slip Angle for Electric Vehicles Based on Onboard Vision System2014

    • 著者名/発表者名
      Yafei Wang, Binh Minh Nguyen, Hiroshi Fujimoto, Yoichi Hori
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industrial Electronics

      巻: Vol.61, No.2 ページ: 1133-1143

    • DOI

      10.1109/TIE.2013.2271596

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Advanced Motion Control of Electric Vehicles Based on Robust Lateral Tire Force Control via Active Front Steering2014

    • 著者名/発表者名
      K. Nam, H. Fujimoto and Y. Hori
    • 雑誌名

      IEEE/ASME Transaction on Mechatronics

      巻: Voi.19 ページ: 289-299

    • DOI

      10.1109/TMECH.2012.2233210

    • 査読あり
  • [雑誌論文] タイヤ横すべりを考慮した限界スリップ率推定に基づく電気自動車の駆動力制御2014

    • 著者名/発表者名
      前田健太, 藤本博志, 堀 洋一
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: Vol.60, No.3 ページ: 259-265

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 電気自動車におけるスリップ率とモータ損失を考慮した前後輪制駆動力配分による加減速時の航続距離延長制御2014

    • 著者名/発表者名
      原田信吾,藤本博志
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D

      巻: Vol. 134, No. 3 ページ: 268-275

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Precise Model-based Design of Voltage Phase Controller for IPMSM2013

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Miyajima, Hiroshi Fujimoto, Masami Fujitsuna
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Power Electronics, IEEE

      巻: Vol.28 ページ: 5655-5664

    • DOI

      10.1109/TPEL.2013.2259262

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lateral Stability Control of Electric Vehicle Based on Disturbance Accommodating Kalman Filter using the Integration of Single Antenna GPS Receiver and Yaw Rate Sensor2013

    • 著者名/発表者名
      Binh Minh Nguyen, Yafei Wang, Hiroshi Fujimoto, Yoichi Hori
    • 雑誌名

      Journal of Electrical Engineering & Technology

      巻: Vol.8, No.4 ページ: 899-910

    • 査読あり
  • [学会発表] Range Extension Control System for Electric Vehicles Based on Optimal-Deceleration Trajectory and Front-Rear Driving-Braking Force Distribution Considering Maximization of Energy Regeneration2014

    • 著者名/発表者名
      Shingo Harada, Hiroshi Fujimoto
    • 学会等名
      The 13th International Workshop on Advanced Motion Control
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス(横浜市)
    • 年月日
      20140314-20140316
  • [学会発表] Proposal of a Range Extension Control System with Arbitrary Steering for In-Wheel Motor Electric Vehicle with Four Wheel Steering2014

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Yone, Hiroshi Fujimoto
    • 学会等名
      The 13th International Workshop on Advanced Motion Control
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス(横浜市)
    • 年月日
      20140314-20140316
  • [学会発表] Proposal of Fast and High-Precision Control for Ball-Screw-Driven Stage by Explicitly Considering Elastic Deformation2014

    • 著者名/発表者名
      Hongzhong Zhu, Hiroshi Fujimoto
    • 学会等名
      The 13th International Workshop on Advanced Motion Control
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス(横浜市)
    • 年月日
      20140314-20140316
  • [学会発表] Dual Rate Kalman Filter Considering Delayed Measurement and Its Application in Visual Servo2014

    • 著者名/発表者名
      Binh Minh Nguyen, Kiyoto Ito, Wataru Ohnishi, Yafei Wang, Hiroshi Fujimoto, Yoichi Hori, Masaki Odai, Hironori Ogawa, Erii Takano, Tomohiro Inoue, and Masahiro Koyama
    • 学会等名
      The 13th International Workshop on Advanced Motion Control
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス(横浜市)
    • 年月日
      20140314-20140316
  • [学会発表] Four Wheel Autonomous Steering for Improving Safety in Emergency Collision Avoidance Maneuvers2014

    • 著者名/発表者名
      Marco Galvani, Francesco Biral, Binh Minh Nguyen, Hiroshi Fujimoto
    • 学会等名
      The 13th International Workshop on Advanced Motion Control
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス(横浜市)
    • 年月日
      20140314-20140316
  • [学会発表] Proposal of Nonlinear Friction Compensation Approach for a Ball-Screw-Driven Stage in Zero-Speed Region including Non-Velocity-Reversal Motion2013

    • 著者名/発表者名
      Hongzhong Zhu, Hiroshi Fujimoto
    • 学会等名
      39th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 年月日
      20131110-20131113
  • [学会発表] Efficiency Analysis of Powertrain with Toroidal Continuously Variable Transmission for Electric Vehicle2013

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Gunji, Hiroshi Fujimoto
    • 学会等名
      39th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 年月日
      20131110-20131113
  • [学会発表] A Framework of Autonomous Electric Vehicle with Advanced Motion Control Based on the Integration of GPS Receiver and On-board Dynamic Sensors2013

    • 著者名/発表者名
      B. M. Nguyen, H. Fujimoto, Y. Hori
    • 学会等名
      20th Intelligent Transportation System World Congress
    • 発表場所
      東京ビッグサイト(東京都江東区)
    • 年月日
      20131014-20131018
  • [学会発表] Active Safety Control of Electric Vehicle Based on the Fusion of GPS Receiver and Dynamic Sensor2013

    • 著者名/発表者名
      B. M. Nguyen, H. Fujimoto, Y. Hori:
    • 学会等名
      2th International Symposium on Future Active Safety Technology
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋市)
    • 年月日
      20130922-20130926
  • [学会発表] Current Control Method with Control Inputs in Polar Coordinates for SPMSM Based on Linearized Model2013

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Miyajima, Hiroshi Fujimoto, Masami Fujitsuna
    • 学会等名
      the Fifth Annual IEEE Energy Conversion Congress and Exhibition
    • 発表場所
      Denver, Colorado, USA
    • 年月日
      20130915-20130919
  • [学会発表] Basic Design of Electric Vehicle Motion Control System Using Single Antenna GPS Receiver2013

    • 著者名/発表者名
      B. M. Nguyen, A. Viehweider, H. Fujimoto, Y. Hori
    • 学会等名
      7th IFAC Symposium on Advances in Automotive Control
    • 発表場所
      オリンピック記念青少年総合センター(東京都渋谷区)
    • 年月日
      20130904-20130907
  • [学会発表] Model-based Voltage Phase Control for IPMSM with Equilibrium Point Search2013

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Miyajima, Hiroshi Fujimoto, and Masami Fujitsuna
    • 学会等名
      15th European Conference on Power Electronics and Applications
    • 発表場所
      Lille, France
    • 年月日
      20130903-20130905
  • [学会発表] Recent Related Technologies for EV/HEV Applications in JAPAN2013

    • 著者名/発表者名
      Kan Akatsu, Naoki Watanabe, Masami Fujitsuna, Shinji Doki, Hiroshi Fujimoto
    • 学会等名
      5th IEEE Annal International Energy Coversion Congress and Exhibition
    • 発表場所
      Melbourne, Australia
    • 年月日
      20130603-20130606
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis and Analysis of Time-optimal Current Trajectory Based on Final-state Control for IPMSM2013

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Miyajima, Hiroshi Fujimoto, Masami Fujitsuna
    • 学会等名
      The 10th IEEE International Conference on Power Electronics and Drive Systems
    • 発表場所
      北九州国際会議場(北九州市)
    • 年月日
      20130528-20130531
    • 招待講演
  • [学会発表] Multi-rate Kalman Filter Design for Electric Vehicles Control based on Onboard Vision System with Uneven Time2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Wang, B.M. Nguyen, H. Fujimoto, Y. Hori
    • 学会等名
      6th IFAC Symposium on Mechatronic Systems
    • 発表場所
      Beijin,China
    • 年月日
      20130409-20130412
  • [学会発表] Advanced Multi-rate Kalman Filter for Double Layer State Estimator of Electric Vehicle Based on Single Antenna GPS and Dynamic Sensors2013

    • 著者名/発表者名
      B.M. Nguyen,Y. Wang,H. Fujimoto, Y. Hori
    • 学会等名
      6th IFAC Symposium on Mechatronic Systems
    • 発表場所
      Beijin,China
    • 年月日
      20130409-20130412
  • [学会発表] Proposal of Position Reconstruction with Polynomial Fitting Approach for Precise Motion Control2013

    • 著者名/発表者名
      H. Zhu, H. Fujimoto, T. Sugie
    • 学会等名
      6th IFAC Symposium on Mechatronic Systems
    • 発表場所
      Beijin,China
    • 年月日
      20130409-20130412
  • [学会発表] Range Extension Control System for Electric Vehicles during Acceleration and Deceleration Based on Front and Rear Driving-Braking Force Distribution Considering Slip Ratio and Motor Loss2013

    • 著者名/発表者名
      Shingo Harada, Hiroshi Fujimoto
    • 学会等名
      39th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 年月日
      2013-11-13
  • [学会発表] Optimal Yaw-Rate Control for Electric Vehicles with Active Front-Rear Steering and Four-Wheel Driving-Braking Force Distribution2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Fujimoto, Kenta Maeda
    • 学会等名
      39th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 年月日
      2013-11-12
  • [図書] 電気工学ハンドブック第7版2013

    • 著者名/発表者名
      藤本博志他(電気学会編)
    • 総ページ数
      2706
    • 出版者
      オーム社
  • [備考] 藤本博志ホームページ

    • URL

      http://hflab.k.u-tokyo.ac.jp/fujimoto/index-j.html

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公開日: 2015-05-28  

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