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

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22246057
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 制御工学
• 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, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (50165578) ; 河村 篤男 横浜国立大学, 工学研究科(研究院), 教授 (80186139)
• 研究期間 (年度): 2010-05-31 – 2014-03-31
• キーワード: 制御システム / 電気自動車 / 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を組み合わせ，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。
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，先進安全制御技術や航続距離延長制御システムを開発した。

研究成果

• [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] Multi-rate Estimation and Control of Body Slip Angle for Electric Vehicles based on on-board vision system (2014)
  • 著者名/発表者名: Yafei Wang, Binh Minh Nguyen, Hiroshi Fujimoto, Yoichi Hori
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Industrial Electronics, IEEE 巻: Vol.61 ページ: 1133-1143
  • 査読あり
• [雑誌論文] Advanced Motion Control of Electric Vehicles Based on Robust Lateral Tire Force Control via Active Front Steering (2014)
  • 著者名/発表者名: K.Nam, H.Fujimoto and Y.Hori
  • 雑誌名: IEEE/ASME Transaction on Mechatronics, IEEE 巻: Vol.19 ページ: 289-299
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Precise Model-based Design of Voltage Phase Controller for IPMSM (2013)
  • 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] Four-wheel Driving-force Distribution Method for Instantaneous or Split Slippery Roads for Electric Vehicle (2013)
  • 著者名/発表者名: Kenta Maeda, Hiroshi Fujimoto, Yoichi Hori
  • 雑誌名: Automatika 巻: vol.54, no.1 ページ: 103-113
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimation of Sideslip and Roll Angles of Electric Vehicles Using Lateral Tire Force Sensors Through RLS and Kalman Filter Approaches (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Nam, S.Oh, H.Fujimoto, and Y.Hori
  • 雑誌名: IEEE Transaction on Industrial Electronics 巻: vol.60, No.3 ページ: 988-1000
  • 査読あり
• [雑誌論文] Robust yaw stability control for electric vehicles based on active front steering control through steer by wire system (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Nam, S.Oh, H.Fujimoto, and Y.Hori
  • 雑誌名: International Journal of Automotive Technology 巻: vol.13, no.7 ページ: 1169-1176
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lateral Stability Control of In-wheel-motor-driven Electric Vehicles Based on Sideslip Angle Estimation Using Lateral Tire Force Sensors (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Nam, H.Fujimoto, and Y.Hori
  • 雑誌名: IEEE Transaction on Vehicular Technology 巻: Vol.61, No.5 ページ: 1972-1985
  • 査読あり
• [雑誌論文] 前後輪横滑り角と左右トルク配分に基づく電気自動車の航続距離延長制御システム (2012)
  • 著者名/発表者名: 角谷勇人, 藤本博志
  • 雑誌名: 電気学会論文誌 D 巻: vol.131, no.3 ページ: 308-314
  • 査読あり
• [雑誌論文] インホイールモータを搭載した電気自動車の駆動トルク制御法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉村雅貴, 藤本博志
  • 雑誌名: 電気学会論文誌 D 巻: vol.131,no.5 ページ: 721-728
  • 査読あり
• [雑誌論文] 電気自動車の後輪独立制駆動力配分とアクティブ前後輪操舵を用いたヨーレート制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 安藤直樹,藤本博志
  • 雑誌名: 電気学会論文誌 D 巻: vol.131, no.4 ページ: 616-623
  • 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 Regeneration (2014)
  • 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: Yokohama, Japan
  • 年月日: 2014-03-15
• [学会発表] Proposal of a Range Extension Control System with Arbitrary Steering for In-Wheel Motor Electric Vehicle with Four Wheel Steering (2014)
  • 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: Yokohama, Japan
  • 年月日: 2014-03-15
• [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 Loss (2013)
  • 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 Distribution (2013)
  • 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
• [学会発表] Range Extension Control System for Electric Vehicle Based on Searching Algorithm of Optimal Front and Rear Driving Force Distribution (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Fujimoto, Sho Egami, Jun Saito and Kazuaki Handa
  • 学会等名: 38th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
  • 発表場所: Montreal, Canada (pp.4244-4249)
  • 年月日: 2012-10-26
• [学会発表] Review of Traction and Braking Control for Electric Vehicle (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Fujimoto, Junya Amada, Kenta Maeda
  • 学会等名: The 8th IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference
  • 発表場所: Seoul, Korea (pp.1292-129)
  • 年月日: 2012-10-12
• [学会発表] Advanced Safety Range Extension Control System with Front and Rear-active Steering and Left and Right-force Distribution (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Fujimoto, Hayato Sumiya
  • 学会等名: The 2012 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics
  • 発表場所: Taiwan (pp.532-537)
  • 年月日: 2012-07-13
• [学会発表] Range Extension Control System for Electric Vehicles Based on Front and Rear Driving Force Distribution Considering Load Transfer (2011)
  • 著者名/発表者名: Sho Egami and Hiroshi Fujimoto
  • 学会等名: 37th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, 2011
  • 発表場所: Melbourne, Australia (pp.3721-3726)
  • 年月日: 2011-11-10
• [学会発表] Range Extension Control System of Electric Vehicle Based on Optimal Torque Distribution and Cornering Resistance Minimization (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Fujimoto and Hayato Sumiya
  • 学会等名: 37th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, 2011
  • 発表場所: Melbourne, Australia (pp.3727-3732)
  • 年月日: 2011-11-09
• [学会発表] Regenerative Brake and Slip Angle Control of Electric Vehicle with In-wheel Motor and Active Front Steering (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Fujimoto
  • 学会等名: 1st International Electric Vehicle Technology Conference
  • 発表場所: Yokohama, Japan (N0.20117205, pp.1-6(6pages paper))
  • 年月日: 2011-05-17
• [学会発表] Distribution Method of Front/Rear Wheel Side-Slip Angles and Left/Right Motor Torques for Range Extension Control System of Electric Vehicle on Curving Road (2011)
  • 著者名/発表者名: Hayato Sumiya and Hiroshi Fujimoto
  • 学会等名: 1st International Electric Vehicle Technology Conference
  • 発表場所: Yokohama, Japan (No.20117208, (6 pages paper))
  • 年月日: 2011-05-17
• [学会発表] Range Extension Control System for Electric Vehicle with Active Front Steering and Driving/Braking Force Distribution on Curving Road (2010)
  • 著者名/発表者名: Hayato Sumiya and Hiroshi Fujimoto
  • 学会等名: 36th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
  • 発表場所: Arizona (pp.2346-2351)
  • 年月日: 2010-11-09
• [学会発表] Advanced Motion Control of Electric Vehicle Based on Lateral Force Observer with Active Steering (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Fujimoto and Yuya Yamauchi
  • 学会等名: IEEE International Symposium on Industrial Electronics 2010 Proceedings
  • 発表場所: Bari, Italy (pp.3627-3632)
  • 年月日: 2010-07-06
• [学会発表] Pitching Control Method Based on Quick Torque Response for Electric Vehicle (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Fujimoto and Shinsuke Sato
  • 学会等名: The 2010 International Power Electronics Conference -ECCE ASIA- IPEC-Sapporo 2010 PROCEEDINGS
  • 発表場所: Sapporo, Japan (pp.801-806)
  • 年月日: 2010-06-22
• [図書] 電気工学ハンドブック第7版,第2章第3節:車体の運動制御(電気学会編) (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤本博志, 他
  • 出版者: オーム社
• [図書] High speed precision Motion Control, Chapter4-4 : Repetitive Control, Chapter5-2 : Perfect Tracking Control (Edited by T.Ymaguchi, M.Hirata and J.Pan) (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Fujimoto
  • 出版者: CRC PRESS
• [図書] 自動車技術ハンドブック EV・ハイブリッド編,第7章第2節:モーションコントロール(制御) (2011)
  • 著者名/発表者名: 堀洋一・藤本博志, 他
  • 総ページ数: 290-295
  • 出版者: 自動車技術会
• [備考]
  • URL: http://hflab.k.u-tokyo.ac.jp/fujimoto/index-j.html
• [産業財産権] モータ制御装置 (2012)
  • 発明者名: 藤本博志、兼松正人、榎本俊夫、吉本貫太郎、宮川隆行
  • 権利者名: 東京大学、日産自動車
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2012-208362
  • 出願年月日: 2012-09-21
• [産業財産権] Slip ratio Estimating Device and Slip Ratio Control Device(スリップ率推定装置およびスリップ率制御装置) (2012)
  • 発明者名: 藤本博志、藤井淳
  • 権利者名: 横浜国立大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: US8170768B2
  • 取得年月日: 2012-05-01
  • 外国