回路パラメータ抽出法と 電動車両の新スリップ率制御法 同志社大学 理工学部 電気工学科 教授 加藤 利次 准教授 井上 馨 説明する２つの異なった課題 等価回路パラメータ生成装置、並びに生成 方法（未公開） 電動車両の制御装置 等価回路パラメータ生成装置、並びに 生成方法 ＜研究背景 ＞ 電気電子部品の回路モデル 物理モデル ブラックボックスモデル→簡便 測定周波数特性 そのまま解析→相乗積分 計算時間がかかる 回路モデルのあてはめ どうするのか V1 [v] 適用前 V1 [v] 回路モデルのシミュレーションへの適用 実験 V1 [v] 提案モデル 20 0 -20 20 0 -20 電位V1の波形 without model 0.025 0.03 Times [s] 0.035 0.04 modeling 0.025 20 0.03 Times [s] 0.035 0.04 measurement 0 -20 0.025 0.03 Times [s] 拡大図 V1 [v] 1 without model -4 適用前 -9 0.0179 0.018 0.0181 Times [s] 1 modeling -4 提案モデル -9 0.0179 0.018 0.0181 Times [s] 1 measurement -4 実験 -9 0.035 V1 [v] 0.0182 V1 [v] 0.0182 0.0179 0.018 0.0181 Times [s] 0.0182 0.04 従来技術とその問題点 抽出回路モデル モデル周波数特性と測定特性間の高い近似 度→次数を上げる必要 受動性（passivity） 素子値がすべて正 もしくは全体で受動性 両者の確保 モデル次数を上げると受動性の確保工夫要 新技術の特徴・従来技術との比較 素子値での制約なし 新技術→素子値対応レベルでの制約あり 素子値そのものに制約を加える 全体として受動性のあるように制約 あてはめ例 （トロイダルコア） あてはめ例 （トロイダルコア） 想定される用途 電気電子分野での製品開発 回路（システム）シミュレーションの活用 複雑化、開発期間の短縮 様々なシミュレータ（フリー、市販） SPICE系, Saber, Simplorer, EMTP系等 対象システムのモデルの導出 各コンポーネントのモデル化 想定される業界 電子部品メーカー メーカー内での製品開発 ＥＭＣ設計等のためのモデル シミュレータのベンダー 自社製品のモデルライブラリー シミュレータ用のモデル作成 その他 ？ 実用化に向けた課題 現在 試作プログラム （素子レベルでの 受動性に対する原理は完成） さまざまな応用例 より自動化 使いやすさ 実用的なプログラム 電動車両におけるスリップ抑制 ① 環境にクリーンな動力源 ・ 電動車両 ⇒ モータ ・ 内燃機関車両 ⇒ エンジン ② 高速なトルク応答 ・ 電動車両 ⇒ 数[msec] （電流制御） ・ 内燃機関車両 ⇒ 数百[msec] （ガソリンの噴射量の制御） ③ 正確な出力トルクの把握が可能 ・ 電動車両 ⇒ モータのモデル化が容易 ・ 内燃機関車両 ⇒ 非線形要素の多いエンジンのモデル化が困難 ソフトウェアで高度な制御が実現可能 Electrical Circuits Laboratory, Doshisha University 入力トルクとスリップ率の関係 トルク T （一定） ⇒ 定常状態では、あるスリップ率（動作点）に落ち着く 定スリップ率曲線 T：増加 F E 急激なスリップ， 摩擦低下 T [mNm] ： 駆動輪のトルク （車両の物理定数） r [m], N [mNm], Mω [kg], M [kg] ≪動作点≫ 定スリップ率曲線と路面摩擦関数の交点 複数の動作点 → 急激なスリップ Electrical Circuits Laboratory, Doshisha University 制御方法 運転者の 指令トルク 駆動輪への 実際の入力トルク EV model スリップ率 ： 設計ゲイン ： スリップ率の設定限界値 ≪ 制御入力 ≫ スリップ率の限界値を 超えないようにする制御。 Electrical Circuits Laboratory, Doshisha University 制御方法 T２* [mNm] ： 運転者の指令トルク T２*：増加 定スリップ率曲線 スリップ率の限界値λlimit を超えないように制御 Electrical Circuits Laboratory, Doshisha University 企業への期待 シーズ内容 スリップの発生原因. スリップ制御法の提案. ・ 動作点を一点にするトルク制御法． 応用分野 モータを使用する車両. ・ ハイブリッド自動車，電車，電動スクーター，等． 今後の課題 車両制動時，旋回時への応用. 実車両での有効性検証． Electrical Circuits Laboratory, Doshisha University 本技術に関する知的財産権 発明の名称 ：等価回路パラメータ生産装置、並びに 生成方法 出願番号 ：特願2008-049169 出願人 ：学校法人同志社 発明者 ：加藤利次、井上 馨 発明の名称 出願番号 出願人 発明者 ：電動車両の制御装置 ：特願2005-324003 ：学校法人同志社 ：加藤利次、井上 馨 お問い合わせ先 同志社大学 リエゾンオフィス 産学官連携コーディネーター 永田 和彦 ＴＥＬ 0774-65-6223 ＦＡＸ 0774-65-6773 e-mail jt-liais＠ mail.doshisha.ac.jp
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