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2012 年度 実績報告書

電気自動車におけるスリップ率最小化トルク配分とエネルギー節減効果

研究課題

研究課題/領域番号 22560221
研究機関京都大学

研究代表者

西原 修  京都大学, 情報学研究科, 准教授 (00218182)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード電気自動車 / スリップ損失 / 制駆動力配分 / 回生制動 / 車両運動統合制御 / 四輪駆動車両 / 操縦安定性 / インホイールモータ
研究概要

二酸化炭素排出量の削減目標,原油価格の高騰などの背景や,バッテリーの技術革新などにより,電気自動車への関心が高まっている.制駆動力配分制御は操縦安定性の向上などおもに安全面から議論されてきたが,本研究課題は,モータ駆動の特性を反映した精密な制駆動力配分をスリップ損失の側面から検討するものである.一充電航続距離の延長などを含め,電気自動車への関心の要因となっているエネルギー節減効果の特長を伸ばすために,駆動時のロスや,回生制動時の発電効率向上のための方策を探り,効果評価を行うことを目的としている.本年度は,次のような観点から研究を実施した.
(1) 制駆動力配分とエネルギー損失 スリップ損失を低減させるために,線形タイヤモデルのスリップ損失を目的関数とする制駆動力配分最適化について検討してきた.本年度は,旋回中の加減速まで対応する最適配分アルゴリズムとその実装方法について理論解析を行い,さらに,走行シミュレーションの実行結果から,エネルギー損失を定量評価して検証を行った.車両の駆動方式としては,四輪駆動,前二輪,後二輪の二輪駆動を検討対象とした.スリップ損失は加速度が高いほど,また,摩擦係数が低いほど大きくなりやすい.四輪駆動車両は二輪駆動車両と比べて全般にスリップ損失が少なくて済む.
(2) 操縦安定性との関連 既存の統合制御は多くが操縦安定性を目的としているから,本研究のようにスリップ損失低減を目標としたとき,操縦安定性に生じる影響を検討した.タイヤ・ワークロード最大値などの指標により,提案する制駆動力配分によると操縦安定性を優先とする場合とほぼ同等の指標値となることを確認した.

現在までの達成度 (区分)
理由

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (9件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] タイヤ・ワークロードのMinimax規準による左右等角四輪操舵と四輪独立制駆動力配分の厳密な最適化2013

    • 著者名/発表者名
      西原 修
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集C編

      巻: 79 ページ: 629-644

    • DOI

      10.1299/kikaic.79.629

    • 査読あり
  • [学会発表] Optimum Distribution of Lateral and Traction/braking Forces for Energy Conservation2013

    • 著者名/発表者名
      Osamu Nishihara
    • 学会等名
      7th IFAC Symposium on Advances in Automotive Control
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      20130904-20130907
  • [学会発表] スキッドステアモードにおける制駆動力のMinimax最適配分2013

    • 著者名/発表者名
      山辺勇樹,西原 修
    • 学会等名
      日本機械学会 MOVIC2013 第13回 「振動と運動の制御」シンポジウム
    • 発表場所
      九州産業大学(福岡市)
    • 年月日
      20130827-20130830
  • [学会発表] Slippage equalization of four wheel drive vehicle for energy loss minimization2012

    • 著者名/発表者名
      Osamu Nishihara
    • 学会等名
      FISITA 2012 World Automotive Congress
    • 発表場所
      Beijin, China (PRC)
    • 年月日
      20121127-20121130
  • [学会発表] スキッドステア車両における制駆動力最適配分2012

    • 著者名/発表者名
      池内伸次,西原 修
    • 学会等名
      第55回 自動制御連合講演会
    • 発表場所
      京都大学(京都市)
    • 年月日
      20121117-20121118
  • [学会発表] 四輪操舵車両における独立制駆動力配分の最適化手法2012

    • 著者名/発表者名
      山辺勇輝,西原 修
    • 学会等名
      第55回 自動制御連合講演会
    • 発表場所
      京都大学(京都市)
    • 年月日
      20121117-20121118
  • [学会発表] 横力と制駆動力のリアルタイム最適配分による電気自動車の低消費電力化2012

    • 著者名/発表者名
      東野 慎平,西原 修
    • 学会等名
      第55回 自動制御連合講演会
    • 発表場所
      京都大学(京都市)
    • 年月日
      20121117-20121118
  • [学会発表] 横力と制駆動力のリアルタイム最適配分による電気自動車の低消費電力化2012

    • 著者名/発表者名
      西原 修,東野慎平
    • 学会等名
      日本機械学会 Dynamics and Design Conference 2012
    • 発表場所
      慶應義塾大学(横浜市)
    • 年月日
      20120918-20120921
  • [学会発表] 四輪操舵車両における独立制駆動力配分の最適化手法と計算量2012

    • 著者名/発表者名
      西原 修,山辺勇樹
    • 学会等名
      日本機械学会 Dynamics and Design Conference 2012
    • 発表場所
      慶應義塾大学(横浜市)
    • 年月日
      20120918-20120921
  • [学会発表] Exact Solution to Four-wheel Independent Driving/Braking Force Distribution and Direct Yaw-moment Optimization with Minimax Criterion of Tire Workload2012

    • 著者名/発表者名
      Osamu Nishihara
    • 学会等名
      AVEC'12 The 11th International Symposium on Advanced Vehicle Control
    • 発表場所
      Seoul, Korea (ROK)
    • 年月日
      20120909-20120912
  • [備考] 研究代表者の個人webページ

    • URL

      http://libra.sys.i.kyoto-u.ac.jp/

URL: 

公開日: 2014-07-24  

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