モータ・制御・応用編

第1章 ハイブリッド自動車の駆動システム

• 1.ハイブリッド車とは
  • 1.1 ハイブリッド車の定義と種類
  • 1.2 「今、何故、ハイブリッド車が注目されるのか?」
• 2.トヨタハイブリッドシステム (THS)
  • 2.1 プリウス (THS-Ⅱ) の駆動システム
  • 2.2 ハイブリッド車の効率とエネルギーマネージメント
  • 2.3 ハイブリッド車の主要構成部品
• 3.プラグインハイブリッド車
• 4.燃料電池ハイブリッド車
• 5.ハイブリッド車の将来
  • 5.1 自動車燃料の多様化への対応
  • 5.2 トータルエネルギーマネージメントへ進化
• 6.「ハイブリッド車は、何故、日本で生まれ、育ったか?」
• 7.文献

第2章 EVのモータ駆動制御システム

• 1.モータ駆動制御システムの概要
  • 1.1 EVの定義と主駆動モータの特定
  • 1.2 モータ駆動制御システムの基本構成
• 2.高効率・広範囲駆動のための指令変換器
  • 2.1 dq同期座標系上の数学モデル
  • 2.2 指令変換器の構成
• 3.高効率・広範囲駆動のための電力変換器用PWM
  • 3.1 三相電圧形電力変換器の基本構造
  • 3.2 基本空間ベクトル電圧と三角波比較PWM
  • 3.3 広範囲駆動のための電圧利用率改善法
  • 3.4 効率駆動のためのスイッチング損失低減法
• 4.モータ駆動制御システムのセンサレス化
  • 4.1 センサレス駆動制御システムの基本構成
  • 4.2 位相速度推定器
  • 4.3 テストベッド上での試験
  • 4.4 実車走行試験 参考文献

第3章 主機モータ概説

• 1.車載用モータに要求される特性
  • 1.1 電気自動車 (EV) /ハイブリッド自動車 (HEV) 用モータの駆動特性
  • 1.2 代表的な加変速モータ
• 2.直流モータの特長と適用例
  • 2.1 直流モータの特長
  • 2.2 直流モータの構造
  • 2.3 直流モータの特性
  • 2.4 直流モータの適用例
• 3.誘導モータの特長と適用例
  • 3.1 誘導モータの特長
  • 3.2 誘導モータの構造
  • 3.3 誘導モータの特性
  • 3.4 誘導モータの適用例
• 4.永久磁石 (同期) モータの特長と適用例
  • 4.1 永久磁石 (同期) の特長
  • 4.2 永久磁石 (同期) の構造
  • 4.3 永久磁石 (同期) の特性
  • 4.4 永久磁石 (同期) の適用例
• 5. リラクタンス応用モータの特長と適用例
  • 5.1 PRMの特長
  • 5.2 PRMの構造
  • 5.3 PRMの特性
  • 5.4 PRMの適用例
• 6.参考文献

第4章 車載用モータの運転制御

• 1.はじめに
• 2.車載用モータと駆動回路
  • 2.1 車載用電源
  • 2.2 モータの種類と電気的特性
  • 2.3 ブラシ付DCモータ
  • 2.4 永久磁石同期モータ
• 3.モータパラメータと等価回路
  • 3.1 ブラシ付DCモータの等価回路と伝達関数
  • 3.2 永久磁石同期モータの簡易等価回路
  • 3.3 永久磁石同期の座標変換技術
  • 3.4 d軸およびq軸インダクタンス
• 4.永久磁石同期モータの高機能制御手法
  • 4.1 ベクトル制御
  • 4.2 非干渉制御
  • 4.3 弱め界磁制御
  • 4.4 強め界磁制御
  • 4.5 高効率制御
  • 4.6 コギングトルク低減制御
• 5.HEV駆動方式と制御回路構成
  • 5.1 ドライブ方式
  • 5.2 駆動電圧の高電圧化
  • 5.2 HEV用インバータ回路
• 6.むすび

第5章 車載パワーモータの駆動回路技術

• 1.モータ制御デバイス
  • 1.1 センサーの使い方 電流センサー、ホール素子
  • 1.2 制御デバイス (マイコン) サンプル値制御 (量子化誤差)
  • 1.3 パワー素子 MOSFET、IGBT、SiC
  • 1.4 モジュール化技術/実装技術
  • 1.5 ゲートドライブIC (フォトカプラーを含む)
• 2.車載モータの種類と制御方法
• 3.車載モータの実例
  • 3.1 ワイパーモータ
  • 3.2 ファン・ブロアモータ (HVAC用)
  • 3.3 EPS用ブラシモータ
  • 3.4 HEPS用モータ/ブラシレスモータ
  • 3.5 昇圧回路との組み合わせ (12V系)
  • 3.6 HEV駆動用インバータ 昇圧/非昇圧・システム (高電圧系)

第6章 インバータ制御と車載用モータ駆動系への応用

• 1.三相電圧型インバータの基本構成と動作
  • 1.1 回路構成と6ステップ動作
  • 1.2 帰還ダイオードの働き
• 2.各種PWM手法
  • 2.1 瞬時値比較方式 (ヒステリシスコンパレータ方式)
  • 2.2 特定高調波除去方式
  • 2.3 サブハーモニック変調方式 (正弦波三角波比較変調方式)
  • 2.4 サブハーモニック方式の直流電圧利用率の向上
  • 2.5 第3調波注入変調方式
  • 2.6 二相変調方式
  • 2.7 変形台形波変調
  • 2.8 デッドタイムの出力電圧への影響と補償法
• 3.瞬時空間ベクトル変調方式 (SVM方式)
  • 3.1 瞬時空間ベクトルと座標変換理論
  • 3.2 瞬時空間ベクトル変調方式の原理
  • 3.3 各種PWM方式による電圧出力範囲の比較
• 4.ブラシレスDCモータ駆動システム
  • 4.1 埋込永久磁石形同期モータ (IPMSM) の原理と特徴
  • 4.2 インバータ制御系の構成
  • 4.3 インバータの電圧・電流制限を考慮した電流ベクトル選択可能範囲
  • 4.4 各種最適制御方式
  • 4.5 モータパラメータ測定の重要性

第7章 パワーステアリング用モータ

• 1.パワーステアリングの機能
  • 1.1 パワーステアリングの機能とシステム
• 2.パワーステアリングシステムの種類
  • 2.1 油圧パワーステアリング
  • 2.2 電動油圧パワーステアリング
  • 2.3 電動パワーステアリング
• 3.電動パワーステアリングモータへの要求性能
  • 3.1 システム安全性
  • 3.2 モータ及び制御への要求性能
• 4.電動パワーステアリングモータ設計技術
  • 4.1 モータの種類と特徴
  • 4.2 モータ構造設計及び磁気回路設計技術
    • 4.2.1 ブラシ付モータ
    • 4.2.2 ブラシレスDCモータ
  • 4.3 ハンドル操舵転追性を満足するための制御技術
• 5.システム要求に対応した今後のモータ設計

第8章 電動ステアリングシステム

• 1.概説
• 2.電動式油圧パワーステアリングシステムと機電一体構造
• 3.電動パワーステアリングシステム用高機能モータの現状
  • 3.1 システム構成と基本原理
  • 3.2 電動パワーステアリングシステムの市場・種類
  • 3.3 モータへの厳しい要求内容とモータ種類の分布
  • 3.4 ブラシ付DCモータの小型高トルク高性能設計事例
  • 3.5 ブラシレスモータの小型高トルク高性能設計事例
  • 3.6 IPMとSPMの比較
  • 3.7 電動パワーステアリング用ブラシレスモータ制御
  • 3.8 安全性・信頼性
• 4.ステアバイワイヤシステムとモータ構造

参考文献

これからの車載モータ編

第9章 車載用新構造モータ

• 1.モータ構造の分類
  • 1.1 トポロジーによる分類
  • 1.2 ラジアルフラックスモータ
  • 1.3 アキシャルフラックスモータ
  • 1.4 トランスバーサルフラックスモータ
• 2.新構造モータ
  • 2.1 日産スーパモーター
  • 2.2 Memory Motor
  • 2.3 Written Pole Motor
  • 2.4 新構造のDDモータ
  • 2.5 その他の新構造モータ

第10章 SRモータの電気自動車への応用

• 1.SRモータの基礎
  • 1.1 基本構造
  • 1.2 トルク発生原理
  • 1.3 駆動方法
  • 1.4 主機用としての優位性問題点
• 2.SRモータ搭載電気自動車の開発
  • 2.1 電気自動車の仕様
  • 2.2 SRモータの開発
  • 2.3 駆動・制御回路の開発
  • 2.4 シミュレーション
  • 2.5 走行試験
• 3.まとめ

第11章 PMモータの小型化・薄型化の手法

• 1.磁界解析による方法
  • 1.1 トルクリップルの削減
  • 1.2 コギングトルクの低減
  • 1.3 損失の最適化
• 2.解析式や設計プログラムによる方法
  • 2.1 設計ソフトによる方法
  • 2.2 特性計算式による方法
• 3.制御回路と組み合わせた小型化
• 4.希土類磁石を使用しない方法

第12章 高温超電導モータ

• 1.高温超電導線の工業製品化への歩み
  • 1.1 発見時の熱狂から沈静へ
  • 1.2 線材の高性能化・高信頼性化
• 2.高温超電導線使用上の留意事項
  • 2.1 磁場・温度・電流特性
  • 2.2 交流特性
  • 2.3 機械特性
• 3.必要補機類
  • 3.1 断熱
  • 3.2 冷却
• 4.モータの設計
  • 4.1 設計の指針
  • 4.2 基本構造 アキシャル型かラジアル型か
  • 4.3 超電導の採用部位および鉄芯 (誘電子) の検討
  • 4.4 先行検討例・自動車応用
  • 4.5 先行検討例・その他
• 5.高温超電導の将来
  • 5.1 モータ設計と知財権
  • 5.2 その他の高温超電導材の可能性
  • 5.3 超電導に関する参考情報源

参考文献