一般講演

4-135

歩行制御と独立した6脚ロボットの姿勢制御

◎清水 温・黄 慶九（工学院大学）

本研究では，自由自在に6脚歩行ロボットの姿勢が制御できる制御手法の開発を目指している。従来のZMPとCPGはロボットを全体的に考える制御手法であるが，歩行制御と姿勢制御を一緒に考えなければならないので，姿勢制御が歩行制御からの制限があるため，自由自在に姿勢の制御をしにくい。本研究では，歩行制御とし制御を分離して，歩行制御と独立した姿勢制御を提案します。また，3D CADモデルに基づく歩行シミュレーションによって本研究の提案手法の有効性を確認する。

4-136

Zアシスト機構を有する磁気浮上ステージの高精度制御系の開発

○加藤孝宜（日立製作所）

近年，半導体製造装置や超精密工作機械では，ナノメートルスケールの位置決め精度が求められている。筆者らは真空環境に適用可能な，低漏洩磁場かつ低コストな長ストローク用の位置決め機構として，Zアシスト機構を搭載した粗微動型磁気浮上ステージを開発した。本稿では，Zアシスト機構を搭載した磁気浮上ステージに対して，6軸非干渉化を考慮した高精度位置決め制御系を設計し，実験によりナノメートルオーダの位置決めが可能であることを確認した。

4-137

外乱オブザーバとデータ駆動型制御を併用したクーロン摩擦補償の基礎検討

○皆木 亮（日本精工）

労働人口の減少や働き方改革を背景に，協働ロボットや自動搬送装置等の需要が高まっているが，駆動部のアクチュエータ装置のクーロン摩擦が原因で，期待した動作性能が得られない課題がある。本稿は外乱オブザーバとデータ駆動型 PID 制御を用いた改善手法を検討したので報告する

4-138

二種類の障害物回避アルゴリズムを融合した移動ロボットの経路制御

◎阿部太一・石川 潤（東京電機大学）

本稿では，静的な障害物がある環境下で急に障害物を出現させたときに，各障害物を適切に回避しながら，差動2輪駆動型移動ロボットを目標位置・姿勢まで動作させるアルゴリズムを提案する。経路計画法と2種類の障害物回避アルゴリズムを基に，サブサンプション・アーキテクチャの仕組みによってそれぞれのアルゴリズムから出力された目標速度と目標角速度を統合する。提案したアルゴリズムを検証するために，提案手法を含めた3種類のパターンによるシミュレーションを行った。シミュレーション結果として，提案したアルゴリズムでそれぞれの障害物に衝突することなく，目標座標に目標姿勢角で到達できていることを確認できた。

4-139

バイラテラル制御と画像情報に基づく機械学習によるロボットの動作生成手法

◎田中龍聖・元井直樹（神戸大学）

産業用ロボットにおいて柔軟な物体を扱うために，機械学習を用いた動作の生成が注目されている。そこで機械学習を用いた汎用動作の生成に関する研究が行われている。バイラテラル制御を用いることで，動作の力情報から機械学習で動作生成を実現している。一方で，動作の環境が変化した際に力情報のみによる学習では柔軟な対応が困難である。本研究では，バイラテラル制御と画像情報に基づく機械学習によるロボットの動作生成のため，ホワイトボードの文字消しタスクを行った。動作対象物の環境を取得するため，ロボットの動作データと画像情報を組み合わせた機械学習を行い，動作の環境が異なる場合における提案手法の有効性を評価した。

4-140

GRUを用いた仮想環境クオリアの構築における学習エポック数の影響に関する一考察

◎田中雄輝・桂 誠一郎（慶應義塾大学）

非線形摩擦をはじめとする外乱力を高精度に推定する方法としてLong Short-TermMemory（LSTM）を用いてアクチュエータに外乱オブザーバを構成した研究が行われている。LSTMを用いることで精度よく反力推定ができているが，学習データセットにフリーモーション時のデータ以外のデータも含まれており，適切な学習方法については議論されていない。そこで本研究では，ゲート付き再帰ユニットを用いた仮想環境クオリアにおいて，学習エポック数が推論精度に与える影響について検証する。実験結果より，学習エポック数が変わると汎化性能が変化することを確認した。

4-141

P-PI制振制御における極配置制約とその対策

○浦川禎之・Sirichai Ngamlamai（日本工業大学）

モータの位置決め制御方式として，まず速度制御をPI制御で行ないその外側でP制御による位置制御を行なうP-PI制御が広く用いられている。また，モータ速度制御の制振制御として速度PI制御にフィードバックを付加する速度PI制振制御が検討され，さらにモータ位置決め制御系では速度PI制振制御の外側でP制御を行なうP-PI制振制御も検討されている。一方，通常のP-PI制御では極配置制約があり速度PI制御へのフィードフォワード（FF）制御器付加により制約が解消されることが報告されている。今回，P-PI制振制御においても同様に極配置制約が存在しFF制御器付加で制約が解消することを確認したので報告する。

4-142

接触動作におけるインリンクアクチュエータの有効性の検証

◎森川一麿・桂 誠一郎（慶應義塾大学）

本稿では，インリンクアクチュエータを用いたロボットの低慣性化による，接触動作における有効性を検証した。インリンクアクチュエータは，リンクに駆動機構を組み込むことで，リンク同士を接続するだけでリンクを含む関節全体を構成する機構である。ロボットの大幅な低慣性化を実現でき，小さな力でも素早い動きが可能となる。実験では，インリンクアクチュエータを用いたアームを，もろい物体を挟んで動くアームに押し付けながら移動させた。リンクにモータを接続したアームを用いた場合と比較し，インリンクアクチュエータを用いることで，より高度な外部との相互作用が実現可能であることを示した。

4-143

モーションキャプチャと6軸力覚センサを用いた筆記動作の抽出と再現に関する研究

◎麻田 玲・元井直樹（神戸大学）

近年，高齢化が進む中で熟練者技術の継承が問題視されている。熟練者が持つ技術はノウハウや経験に基づいており，それを口頭や実践で正確に伝えることは困難である。このような問題に対して，産業分野では人間の動作を正確に再現するシステムに着目し，研究開発が行われている。人間の動作を再現するシステムの一例としてモーションコピーシステムが挙げられる。しかし，モーションコピーシステムでは人間動作がマニピュレータの動作域に制限されてしまい，人間動作の操作性に支障を来たす。そこで本研究では，人間の動作を妨げない動作抽出システムの構築とその動作をロボットにより再現することを試みる。

4-144

圧電素子をアクチュエータとした触覚再現システムの構築

◎稲葉梨華・大場 譲（仙台高等専門学校）・掛水駿之介（日本デジタル研究所）

最近では遠隔操作ロボットやVRを用いたシミュレータが提案されており，触覚の導入によって精度向上すると期待されている。本研究では圧電素子をアクチュエータとした触覚再現のシステム構築を行い，物体を撫でた時に感じる手触り感を再現することを目標とする。圧電駆動用電源を制作し動作実験を行い，位は印加電圧の大きさに比例し，出力周波数を変化させると変位も同じように変化して駆動できることが確認できた。触覚提示実験を行った結果として印加電圧と周波数を変化に応じて振動刺激も変化することが確認できた。今後は印加電圧の変化などに対する感じ方の違いなども検証する。

4-145

2ステージ機構を用いたバイラテラル制御の一構成法

◎市瀬瑠奈・石川 潤（東京電機大学）

本稿では，汎用のマニピュレータの手先に，可動範囲は狭いが広帯域で制御可能な1自由度リニアアクチュエータを搭載した2ステージ機構を用いることで，可動範囲が広くかつ広帯域な制御系を構成する。また，その応用として可変インピーダンス制御に基づくハプティックインタフェースを実現し，その性能を評価した。さらに，2ステージシステムとリニアアクチュエータ単体のバイラテラル制御系を設計し，実験を行った。具体的には，両システムに仮想内部モデルを設計し，人間が加える力によってそれぞれのシステムを順に動作させ，性能を確認した。

4-146

統計的手法を用いた力覚を有する穿刺シュミレータに関する研究

◎河野伸一・元井直樹・石井豊恵・大西鮎美（神戸大学）

採血で頻繁に行われている静脈穿刺の訓練は，訓練用腕モデルを用いて行われている。しかし，人体には血管の硬さや深さなどに個体差があり，訓練用腕モデルを用いた訓練時にはこの個体差を体感することができない。そのため，穿刺技術の向上には訓練用腕モデルを用いた訓練に続いて，医療関係者同士での臨床試験で経験が必須となる。本研究では，統計的手法に基づく力覚を有するシュミレータに関する研究を行うことで，訓練段階から様々な人間の個体差を体感することのできるシステムの構築を目指す。

4-147

表情・音声を用いた介護ベッドの制御及び試作検討

◎郷原秀太・岩波康生・岡本吉史（法政大学）・郷原朱満（看護師）

介護ベッドを非接触で制御する手段として筋電位や脳波，ハンドジェスチャがある。当該制御法により，安定的に制御するためには，ユーザーがシステムを適切に操作するための訓練が重要となる。しかし，上記制御方法では検知できる信号が微弱であるため測定性が悪く，制御システムの安定性に欠けることが知られている。本稿では，従来法よりも制御システムの安定性が高く，リハビリにも適応できる方法として，表情・音声を用いた非接触型介護ベッドの制御装置を提案したので報告する。

4-148

表情認識による要介護者用三軸ロボットアームの開発に関する検討

◎岩波康生・郷原秀太・岡本吉史（法政大学）・郷原朱満（看護師）

国内の要介護者の増加を背景に，人間の身体部位や動作を利用した様々なインタフェース技術として，ジェスチャー認識，脳波，筋電位等が提案されている。これらの技術は手足の不自由な方には対応できないのが現状である。本稿では，手足の不自由な方を対象とし，AIを用いた表情認識をインタフェースとし，ユーザーの顔の位置からサーボモータの角度をMLPにより推定し，駆動する飲水用三軸ロボットアームの駆動システムを提案・開発したので報告する。本研究はユーザー自身による制御を可能とし，リハビリ効果や介護者の負担軽減が期待される。

4-149

多分野連携のためのデータモデルを活用したデータ活用基盤の提案

○島田惇哉（三菱電機）

各企業では，DXの実現に向け，多分野に跨るデータを活用して新たな価値を創出し，ソリューション展開していくことが求められている。そこで，本稿では，データ連携による新たな価値創出を目的として，サービス・アプリケーション構築に焦点を当てた，データ間の関連付けや連携処理を定義可能なデータモデルを提案する。また，提案モデルを用いて試作を行い，本モデルの有効性について評価を行ったため報告する。

4-150

普通充電器－EV紐づけ技術の研究報告

○Hiroyuki Baba（東京大学）

再エネ利用拡大に向け電気自動車（EV）の充放電を電力システムに組み込むことが期待されている。しかしながら，今後広く普及が期待されるMode3普通充電器は，接続関係にある充電器とEV相互の個体識別，すなわち紐づけができないという構造問題を抱えており，アグリゲーターによるEV充放電・電力システムの連携実現の障害となっている。今般，その課題を解決する方策を開発したので報告する。

4-151

実用的な生産シミュレータと整数型Population-Based Incremental Learningによる改良型生産計画最適化

◎片桐瑠星・福山良和（明治大学）・川口嵩平・高橋賢二郎・佐藤隆臣（三菱電機）

本論文は，生産シミュレータと整数型Population-Based Incremental Learningによる改良型生産計画最適化を提案する。本問題は，実際の生産工場を忠実に再現可能であり，生産性や環境指標等を生産コストとして算出可能なデジタルツインである生産シミュレータを用い，限られた時間内で，生産コスト削減可能な良質な生産計画を立案することが求められる。提案法は，最適化方法を改良することで，少ない目的関数の評価回数でも更なる生産コスト削減とシミュレーション実行時間削減，つまり目標時間内で良質な生産計画立案が可能なことを確認した。

4-152

実⽤的な⽣産シミュレータと整数型Population-Based Incremental Learningを⽤いた加熱炉の最適⽣産計画

◎任海 晟・片桐瑠星・福山良和（明治大学）・川口嵩平・高橋賢二郎・佐藤隆⾂（三菱電機）

本論⽂では，ある組⽴加⼯系⼯場のバッチ⽣産形態の炉⼯程に対し，炉毎の⽣産割合，製品毎の⽣産開始時間の2つを決定変数とし，実⽤的な⽣産シミュレータと離散型進化計算⼿法である整数型PBILによる⽣産計画最適化を提案する。バッチ⽣産形態の炉⼯程を対象として，⽣産コスト削減可能な良質な⽣産計画が得られることを確認した。

4-153

数理最適化を活用したPV設備とグリーン水素設備の容量設計に向けたアプローチ -その1-

◎高山大輝・飯田千哉・天雨 徹（東京都市大学）・前田崇夫・三宅 聡・松野健二・原 佑一（日本建設工業）

脱炭素社会の実現に向け，太陽光発電をはじめ風力発電設備など再生可能エネルギーの導入が期待されている。さらに，再生可能エネルギーを活用したグリーン水素の利活用が着目されている。一方，水素設備を最小コストで運用する設備容量の決定方法に関する論文は少ない。そこで，我々は最終的には再生可能エネルギーとグリーン水素モデルを最小コストで構築することを目指している。図1 の日本建設工業関東総合センター水素実証設備（千葉県市原市）の取得データを活用し，第一歩として，水素による電力供給を考慮せず，太陽光発電のみで最適化となる容量を導出するシミュレーションを構築した。太陽光発電を導入しない場合とコスト比較を行い検討したので，報告する。

4-154

居住者のフィードバックを活用した空調制御方式の可能性と課題

○矢野 亨（東芝）

空調の制御で省エネを実現する方法は数多く提案されており，その中の一つとして居住者のフィードバックを活用した空調制御方式が注目されている。この居住者のフィードバックはさらにいくつかの方式に分類することができる。本発表では，この分類について述べ，その利点や課題について述べる。

4-155

Multi-population Brain Storm Optimization with Differential Evolution Strategiesによるスマートコミュニティ全体最適化のパラメータ感度解析

◎大原智博・福山良和（明治大学）・飯坂達也・松井哲郎（富士電機）

スマートコミュニティ（以下，SC）が再生可能エネルギーや蓄電技術を活用し，省エネ・節電と安定したエネルギー供給を目指す社会システムとして注目されている。著者らはSC全体最適化の手法としてMulti-population Brain Storm Optimization with Differential Evolution Strategies（以下，MP-BSODE）を提案した。しかし，様々な都市でSC全体最適化を行う際に，ハイパーパラメータの適切な設定が必要である。よって，本論文ではMP-BSODEのパラメータ感度解析を行い，ハイパーパラメータ自動調整手法の検討の前段階としてその結果を報告する。

4-156

画像データを活用した配電設備点検業務高度化への取組み

○久納敬史（東北電力ネットワーク）・我妻裕太（SRA東北）

配電設備を巡視・点検する際，異常箇所および劣化状況を点検者の目視によりその判断を行っており，個人の経験や主観による判断のバラつきにより，異常箇所の見落としや劣化判定の誤りが生じる可能性があること，また，膨大な数の設備をその対象としていることからも一層の合理化・効率化を求められている。近年進展している，画像データによる設備の異常検出，劣化診断技術を配電設備点検業務へ適用すべく，配電設備の認識精度，劣化状況の抽出について検討を実施してきた。これまで取り組んできた内容・成果を報告する。

4-157

人工知能を用いたネジの打痕判別方法に関する研究

◎須増 陸・小代哲也・鶴田和寛（九州産業大学）・藤井健太郎（フジテクノ）

近年，さまざまな分野の企業が人工知能を活用したサービスの提供や研究を行っている。これは産業界においても例外ではない。そこで筆者らは，現在手作業で行っている工業用部品の正常・不良判別に人工知能を活用する研究を行っている。本研究では，工業用部品の一つであるネジの判別を行った。具体的には，トリミングしたネジの画像データをFFT（高速フーリエ変換）解析を行い，パワースペクトル図を作成する。そして作成したパワースペクトル図を人工知能に学習させ，判別実験を行ったので，報告する。

4-158

外観検査異常分類システムにおける自己教師あり学習手法の検討

◎石田 涼・関段友哉・石河範明（富士電機）

半導体製造工程における工程内外検査では，不良が発生した工程を特定するために外観検査画像を異常モードごとに分類している。技術者の目視分類では多くの時間を要するため，深層学習による分類作業の省人化・自動化を進めている。しかし，従来の教師あり学習は分類種別ごとにラベルを付与したデータを多量に必要とし，その付与作業には時間を要する。そこで，ラベル無しデータから特徴量を学習する自己教師あり学習に着目した。自己教師あり学習を利用し，多量のラベル無しデータで特徴抽出器を学習後，少量のラベル有りデータで分類器を学習することで，ラベル有りデータ量を削減しつつ従来手法と同等以上の正解率になることを確認した。

4-159

自立型ナノグリッド活用低炭素農業支援モデルの実証とシェアリング計画最適化技術の開発

◎安ヶ平裕介・Thantip Krasienapibal・竹本享史（日立製作所）

電動農機を活用した農作業の低炭素化と効率化に向けて，自立型ナノグリッドで発電した地産地消エネルギーを電動農機に適用する低炭素農業支援モデルを構築し，農薬散布用ドローンに電力を供給・運用する実証試験を通じて本モデルの妥当性と低炭素化効果について検証を行った。また，大規模化にむけて農機シェアリング最適化技術を開発し，従来技術と比べ，より適切なタイミングで農作業を実行可能な作業スケジュールを生成できることを確認した。

4-160

小規模農家向け土壌水分計測に関する研究

○歌谷昌弘（福山大学）

現在，農業従事者の高齢化と減少が進んでおり，これに対応して国や自治体はIoT・ICTを活用したスマート農業の推進を積極的に支援している。実際，農作業の省力化や効率化を図るためのシステムやサービスを提供する企業も増加している。しかし，導入コストなどの課題も存在し，小規模な農家がこれらのサービスを個人で利用するまでには至っていない。著者らはこれまで環境情報を収集するシステムをベースに小規模なハーブ農家個人で導入可能な栽培支援システムについて検討してきた。本研究では，これまで蓄積してきたノウハウを応用し，栽培の際に重要となる土壌水分量の計測方法について検討した結果を報告する。

4-161

機械学習による3次元CGモデル直接描画の推測

○三橋 郁（帝京大学）

The 3D direct drawing system can create the point, the segment, the polygonal and curved surface, and the solid model. However, creating the model is difficult for a user because the command is multiple and complicated. In this paper, the drawing trends and trajectories are investigated. After that, they are predicted and converted to the desired shape using Neural Network method, k-Nearest Neighbor method, and Support Vector Machine method of machine learning, and the accuracy rates of the two methods are compared.

4-162

RISC-Vを用いた生産管理情報蓄積装置用データアクセス機構のFPGA実装に関する検討

◎髙橋舜一・土井靖隆・望月 寛（日本大学）

生産現場における生産管理情報蓄積装置におけるセキュアなデータアクセス機構として，RISC-Vを用いた構成について検討している。具体的には，RISC-Vが持つ強力な権限であるマシンモードとユーザモードを用いたデータアクセス機構を提案し，外部メモリに対してセキュアなアクセスが可能となるように配慮した。以上，提案した構成に対してFPGAに実装することを目的としたRTLシミュレーションを実施した結果，認証リクエストが正しいことを確認した上で外部メモリ内のデータにユーザモード側でもアクセスできることを確認するとともに，マシンモードによってユーザモードと分離したメモリへの書き込みが行えることを確認した。

4-163

産業廃棄物からの水酸化アルミニウム生成

◎林口沙織・前川孝司（北九州工業高等専門学校）

水素発生反応の副産物として生成される水酸化アルミニウムの産業利用を目的とした水素発生条件について実験により検討を行った。既存の水素発生実験条件で得られた副産物の粉末をXRD分析装置で定量分析を行った。水酸化アルミニウムは約 60 ％，未反応のアルミニウムは約8 %，水酸化アルミニウムの一種だが結晶形態が異なるベーマイト（AlOOH）が約20 %生成されていることが判明した。これを踏まえて水酸化ナトリウムによる添加や反応温度の設定などを検討した。結果，既存の方法に比べてベーマイトの抑制ならびに未反応のアルミニウム割合の減少など水酸化アルミニウムの純度向上につながることを確認した。

4-164

鉄鋼コイル製品倉庫における搬入と搬出を考慮したクレーン計画問題へのタブーサーチの適用

◎阿部拓海・福山良和（明治大学）・渡辺拓也・村上賢哉・飯坂達也・松井哲郎（富士電機）

近年，日本における鉄鋼業界では人材不足が課題となっている。そのため，鉄鋼コイル製品倉庫における搬入・搬出などの業務は効率的に行う必要があり，効率的な搬入と搬出を目的としたコイルの移動順序と移動先を決定するクレーン計画問題は重要な問題である。本論文では，コイルを2段まで積み重ねることが可能な倉庫において，複数のコイルの搬入を行った後，複数のコイルの搬出を行う際のクレーン計画問題に対してタブーサーチの適用を提案する。

4-165

内部ゲイン可変調整の定式化に基づくサーボモータの単純適応制御

◎小笠原 祥・黄 慶九（工学院大学）

従来の制御方式では，負荷変動が発生するとパラメータの再調整が必要となり，利用が困難となる。そのため，単純適応制御を制御対象とした先行研究のゲイン可変調整則に対して，調整則の定式化を行うことを研究目的とする。

4-166

ベイジアンニューラルネットワークを用いたサーボシステムのフィードバック誤差学習

◎増田葉太・黄 慶九（工学院大学）

従来のフィードバック誤差学習では，複雑な制御環境下での収束速度の遅さと，外乱やノイズに対するロバスト性の不足が主要な課題として挙げられる。この問題に対して，本研究ではベイジアンニューラルネットワークを用いたサーボシステムのフィードバック誤差学習を提案した。ベイジアンニューラルネットワークは，ネットワーク内の重みを確率分布として扱い，不確実性を考慮した学習が可能になる。提案手法は，シミュレーションにより評価され，従来のフィードバック誤差学習と比較して整定時間と定常偏差の両方で顕著な改善が達成され，その有効性が示された。

4-167

加速度を用いたエスカレーター手摺チェーン異常診断における誤検知抑制アルゴリズム

◎坂東龍司・和田敏裕・小林翔一（三菱電機）

エスカレーターの手摺チェーン弛みの異常診断について，加速度センサを用いた手法が提案されている。既存手法では加速度および速度を閾値処理することで，エスカレーター起動時に現れる遅延時間を算出する。この値は手摺チェーン弛み量と相関を持つ。既存手法において，加速度の閾値処理は突発的なノイズによる誤検知が起こるという課題があった。提案手法では，検知性能を保ちつつノイズによる誤検知を抑制するために，加速度の閾値処理の代わりに尤度を用いた検出を行った。これにより，既存手法では誤検知が起こるデータに対して正しく遅延時間を算出できることを確認した。

4-168

鉄道車両の遠隔データを活用したコンプレッサの故障予兆検知技術の検討

◎北井瑳佳・宮内 努・工藤 匠（日立日立製作所）・久保田 諭・小越康子（東武鉄道）

車上データを活用したコンプレッサの故障予兆診断技術を開発している。コンプレッサに異常が発生すると，稼働時間が上昇することが分かっている。しかし，稼働時間は他機器による空気消費によっても上昇する。従って，稼働時間の上昇要因の切り分けが課題である。今回，実測の稼働時間と，蓄積データから抽出した類似データ群の平均稼働時間との間の誤差率を用いた手法を開発した。本手法では，蓄積データからコンプレッサ稼働時の列車位置とブレーキ挙動がほぼ同条件のデータを抽出し，誤差率を7日間移動平均した指標に基づいて診断する。評価の結果，誤検知なく漏油や油量減少を検知可能なことを確認した。

4-169

推定外力ジャークによる磁気カップリングの脱調検知に関する検討

○嶋田直樹（石川工業高等専門学校）

本研究では，反力推定オブザーバによって推定した反力を時間微分した推定外力ジャーク信号を用いて，通常の接触と脱調を判別することが可能か検証を行った。磁気カップリングはモータと駆動部を機械的な接触なくトルクを伝達することが可能なだけでなく，過負荷トルクに対する簡易的なトルクリミッタとしても活用できる。一方で，一般的なセミクローズドループ構造のサーボ系では，脱調が起きることで負荷側の位置がずれてしまう問題がある。そこで，反力推定オブザーバを利用してモータ側の情報のみで脱調の検知を可能にすることによって，緊急停止や位置ズレの補正に活用することを目的としている。

4-170

2慣性系の負荷側加速度フィードバックに関する一考察

◎田中佑真・石川 潤（東京電機大学）

本論文では，負荷側の加速度信号を用いた加速度フィードバックを活用し，摩擦の有無による位置決めの影響を検証した。検証にあたり摩擦モデルとして非線形摩擦特性の表現が可能であるLuGreモデルを使用し，比較手法として積分補償を加えた拡大系を設計した。検証の結果，積分補償を加えた拡大系では摩擦の有無によって適切なコントローラの設計が必要であったが，加速度フィードバックでは一つのコントローラのみで対応することができた。

4-171

定置用蓄電池異常検知ガスセンサの開発

◎小林宏規・福永哲也・千林 暁（日新電機）・大久保裕明・小澤正一（東京電力ホールディングス）

再生可能エネルギーの普及拡大に向け，必要不可欠である蓄電池の大容量化と導入容量の急速な増加が見込まれている。一方，導入が先行している海外でリチウムイオン電池等の異常による火災事故が増加し，安全基準を規定したIEC62933-5-2が制定された。国内では，IEC規格に対応したJISC4441が2021年3月に発行された。JIS企画では電気エネルギー貯蔵システムの異常発生時に発しえするガスや火災を検知し外部へ警報を上げるシステムの構築を要求している。本件ではリチウムイオン電池異常時の発生ガスを検知するガスセンサの開発概要について報告する。

4-172

バンドパス変換とベクトル表現による高周波給電系の解析法

○海田英俊（富士電機）

磁気結合や静電結合を用いて高周波電力を供給する装置には，従来から加熱，溶接等その他の給電系がある。これらの装置の制御設計をするには，負荷側電圧・電流の振幅・位相と指令との関係が理解容易な形式であることが望ましい。ところが装置の電力伝達能力向上のため整合回路に共振特性を持たせることが多く，解析しにくい。そこで，過渡変化を含む変換器指令と負荷側電圧電流包絡線の関係を表す方法を考案したので，以下に述べる。高周波電力変換系の負荷側の挙動を，指令に対する振幅の伝達関数として近似的に記述する手法を示した。

4-173

産業向け自励式無効電力補償装置の開発

◎中西達哉・大木隆広・柏木航平・冨永 勇（東芝三菱電機産業システム）

近年，鉄鋼生産プロセスで，化石燃料からクリーンなエネルギーへの転換が進められ，その一つとして，鉄をアーク炉で溶融する技術への需要が高まっている。アーク炉では，鉄を溶融するための高温をアーク放電により発生させるが，放電現象を利用しているため，電力系統から見た際に，電流が不規則に変動する負荷として見える。電力系統に不規則に電流が流れると，付近の電力設備へ送配電される電圧の変動として影響が現れることがある。このような電圧変動の影響に対し，弊社では従来から自励式無効電力補償装置を開発し，対策に寄与している。今回，アーク炉の需要が高まりつつあることから，それに対応した大容量の装置を開発したので報告する。

4-174

中高速域線区における回生絞り込み量の一検討

○中西健太・吉永 孝・西 健太郎（東日本旅客鉄道）

回生電力により架線電圧は上昇し，付近の力行車両へ電車線路を通じて融通される。一方で，付近に力行車両がない場合，架線電圧を上昇し続けてしまうため，車両側では架線電圧が一定値に達すると，回生電力を抑制する制御を行う。これまでに横浜線で変電所の直流母線電圧を下げることで回生絞り込み量が抑制され，消費電力量が低減される回生電力の活用効果を確認した。今後，最高速度100km/h超の中高速域線区における回生電力の更なる活用を図るため，横須賀線の品川～横浜間における回生絞り込み量の発生状況について検証を行った。

4-175

An Innovative SoH Diagnostic System for the Deteriorated BEV Pack based on OM-ANNs and Dynamic ECM Response

Minella Bezha・○長岡直人（同志社大学）

This paper proposes an innovative SoH estimation of the deteriorated battery pack/module consisting of the re-used multi-chemistry Li-Ion cells through the Optimized Multi Artificial Neural Networks (OMANN), which is based on the combination of measured dynamic response of the battery through arbitrary waveform and the use of a machine learning algorithm for the internal parameters.

4-176

デュアル帯電式粉粒体ハンドリングシステムの粒子脱離特性に及ぼすパルス電圧の効果

西塔智哉・○杉本俊之（山形大学）

種子のハンドリング法として静電チャックの原理を用いた方法が提案されているが，1mm以下の小さい粒子に応用すると残留電荷の影響で吸着はできても脱離が行えなかった。そこで絶縁フィルムの上面をコロナ帯電させ，下面に粒子を誘導帯電させて吸着させることで粒子のハンドリングを行う方法を提案し，脱離時のコロナ帯電電圧が直流電圧の場合とパルス電圧の場合とで脱離率の違いを調べた。直流電圧で脱離を行った場合は脱離率が20%~70%でばらつくのに対し，パルスを印加した場合は安定してほぼすべての粒子を脱離させることができることが分かった。

4-177

静電気力を用いた顆粒体の微量・定量供給法における搬送フィルムの絶縁性の影響

◎千葉祐希・杉本俊之（山形大学）

微小な粒子を数百μmに造粒した顆粒体は外力によって砕けやすい性質を持つため，ロータリーフィーダーなどの機械的なハンドリング手法を用いて破壊することなく定量供給することは難しい。本研究では搬送フィルムをコロナ帯電させることで顆粒体を静電吸着し，フィルムごと動かして搬送した先でフィルムから脱離するシステムを構築し，破壊することなく供給するフィーダーの開発を目指す。粒径710～850μmの精製白糖球状顆粒の吸着・脱離特性を調べた。このとき絶縁性の異なる2種類のフィルムを用いて比較したところ，絶縁性が10¹⁰Ω・cm程度に低いフィルムを用いることで除電等の操作を行うことなく脱離できることが分かった。

4-178

静電気力と超音波振動を用いた顆粒体造粒法における原料分散濃度の影響

◎田中聖人・杉本俊之（山形大学）

噴霧乾燥造粒法は，水と微粉末の分散液をスプレーして微粉末の顆粒体を製造する造粒プロセスとして一般的に用いられている。現在の噴霧乾燥造粒法は，上向きに噴霧したスプレーが落下するまでの短時間で水分を蒸発させるために，多量の熱エネルギーを必要としている。本研究では，高濃度の微粉末分散液を超音波振動で微粒化する手法と静電気力による分散の手法を組み合わせた新たな省エネルギーの造粒システムを構築し，水に対する微粉末（との粉）の分散濃度を変化させたときの造粒特性について調査した。結果，水と微粉末を1:1で分散させたときに自然乾燥で粒径数100 µmの球状顆粒体が得られることを明らかにした。

4-179

3つの加熱コイルを一列に配置した誘導加熱システムにおける発熱分布制御の基礎検討

◎稲見駿汰・米田昇平（東京海洋大学）

被加熱物を急速加熱できる誘導加熱は幅広く活用されているが，その課題の一つとして加熱むらがある。特に，複数の加熱コイルを用いて大型な被加熱物を加熱する際は，コイル同士の相互誘導の影響によって発熱分布が変化し，コイル間の部分において発熱が弱くなることもある。本論文では，3つの加熱コイルを一列に配置した三相交流入力誘導加熱システムを提案し，その発熱分布の制御手法を検討する。この手法は，コイル同士の相互誘導を低減可能なコイル配置を採用した上で，被加熱物内の磁界の干渉を利用することによって被加熱物の発熱分布を制御するものである。また，本論文ではコイルを一列に配置しており，発熱領域の形状の観点から汎用性が高い。

4-180

L型電極を用いた電界結合式ワイヤレス電力伝送の低周波数化

◎蘭 旬吾・月間 満（大阪電気通信大学）

本研究では，電界結合方式ワイヤレス電力伝送の動作周波数をkHz帯での低周波化するための技術開発に取り組んでいる。電界結合式ワイヤレス電力伝送システムの等価回路から共振周波数を計算したところ，共振リアクトルや極間容量を大きくすることにより，共振周波数を低下できることがわかった。また，極間容量を増大させる手法として，L型電極を検討した。極間に高誘電率の誘電体を配置することで，L型電極を固定しつつ極間容量を増大できる。アルミナを誘電体として適応した場合の計算をすると，極間容量を500pFとしたとき，100kHz付近に共振ピークが確認できた。

4-181

Bluetooth Low Energyのブロードキャスト通信を使用した衝突地点予測に対する一検討

◎村越 陽・佐々木芳樹（日本大学）

近年，見通しの悪い交差点の出会い頭事故防止システムにおいて，車両の接近を事前に検知するための研究が行われている。先に我々は，Bluetooth Low Energyのブロードキャスト通信およびGPSを用いた出会い頭事故防止システムを提案した。しかし，車両角度データおよび車間距離データのみを用いた方式では，正確な衝突地点を推定することは困難である。本稿では，日本経緯度原点を二次元座標系の原点として用い，GPSから取得した座標データを3次元座標系から2次元座標系に変更し，複数の座標データを用いて衝突地点予測の座標算出を行った。その結果，予測衝突地点の座標を推定可能であることを明らかにした。

4-182

サグ部を考慮した追従モデルによるACC車両の導入効果についての検討

◎星谷海翔・星野貴弘（日本大学）

交通渋滞は，定時性の損i失や，排気ガスによる環境負荷の増大などの要因となり，依然として社会問題となっている。ACC（Adaptive Cruise Control）機能は，密交通時にボトルネックなどで発生したわずかな速度の揺らぎが増幅してしまうことを防ぐことで渋滞を抑制することが期待されている。本研究では，追従モデルを基に作成した，サグ部を想定した交通シミュレーションを用いて，ACC車両が車群に与える効果について検討する。一般車両にはIDM+，ACC車両にはIRSAを適応する。また，一般車両に適応する式を一部変更することでサグ部への侵入を表現する。

4-183

追従モデルからセルオートマトンモデルへの変換方法に関する基礎研究

◎小林将貴・星野貴弘（日本大学）

交通流解析の研究において，どのような交通流モデルを用いるかは重要である。代表的な交通流モデルとして，時間及び状態変数を連続値として扱う追従モデルと離散値として扱うセルオートマトンモデル（以降，CAモデル）が挙げられる。交通流解析の研究は，このように様々な交通流モデルが使われており，異なる交通流モデルで得られた知見を組み合わせるなど発展的な渋滞改善のための方法を考えるためにはモデル間の関係を明確にする必要がある。本研究では，上記を行うための基礎として最も基本的な追従モデルであるPipesモデルをセルオートマトンモデルに変換する方法（CA化）について検討する。

4-184

ETCレーン通過車両の車種判別-YOLOv5における学習パラメータの調整-

◎櫻井航太・滕 琳・泉 隆・香取照臣（日本大学）

ETC（Electronic Toll Collection system）は路側アンテナとETC車載器との間で無線通信を行うことにより車両を停止することなく料金収受を行うシステムである。最近このETCにおいて，ETC車載器を載せ替え不正な料金で通行する車両の存在がある。これに対し，各高速道路会社ではETC不正通行に対する方針が示されている。本研究では，ETCレーン内に設置されたカメラの動画像（以下，ETCカメラ動画像）に着目し，ETCカメラ動画像を用いて物体検出モデルYOLOv5による車種判別を行い車載器情報と照合，不正通行車両の検知を検討している。本稿では，YOLOv5における学習時のパラメータ調整について検討したので報告する。

4-185

フラクタル解析による車両の動線軌跡の検出に関する研究

◎譚 瑾璇・呉 一帆・矢澤翔大・新妻清純・黒岩 孝（日本大学）

著者らは，安全な空域から道路を俯瞰して撮影した動画像をフラクタル画像解析することで，特定の領域内の車両を検出する手法について報告しているが，事前に検出領域を決める必要があり，車両が領域からはみ出す場合は検出が難しいという問題点もある。そこで本研究では，検出領域の位置を決めるさいに，車両の動線軌跡を推測する手法について検討を行う。具体的には，ドローンにより空撮した動画像を細分化した後にフラクタル解析を行う事で，走行車両の動線軌跡を推測できるか検討する。

4-186

ウェアラブルな測定機器を用いたSLAMに関する基礎的研究

◎方 鑫・矢澤翔大・新妻清純・黒岩 孝（日本大学）

本研究では，慣性計測装置（IMU: Inertial Measurement Unit）を内蔵したLiDAR（Light Detection and Ranging）を使用したウェアラブルな測定装置を作成することで，SLAMに対応できるか検討した。

4-187

LiDARセンサを利用した物体配置の認識手法の検討

◎望月駿登・工藤 希・山口大助（交通安全環境研究所）

鉄道の列車制御システムは，地上装置を用いて列車の位置検知を行うが，その維持及び更新に係るコストが鉄道事業者にとって大きな負担となっている。この負担を軽減するために，本稿ではLiDARセンサを車上に取り付け，軌道内に設置した検知対象物の配置を認識し，列車の位置検知を行う手法を提案した。実車実験を行った結果，検知対象物の配置を走行中においても概ね認識することができ，提案手法の実現可能な見通しを得た。

4-188

非スリップ率を用いた最大駆動力制御の提案

◎齋藤通尚・吉本貫太郎・横山智紀（東京電機大学）

本研究では，非スリップ率を用いた最大駆動力制御を提案する。従来の最大駆動力制御では，スリップ率を抑えつつ，車輪の駆動力が最大となるようにトルクを制御するような山登り法を用いている。しかし，スリップ率にたいして駆動力の変化量が少ない及び一定になるような場合では，駆動力のピークを探索することが出来ない。この課題に対して，非スリップ率と駆動力・非スリップ率の積をパラメータとして用いて山登り法による探索を可能にする。そして，提案する制御を，ドライビングシミュレータを用いて低摩擦路面を走行した際の運転操作性の優位性を確認する。

4-189

走行サイクルの評価における小型モータに適したミニモデルの検討

◎板垣未希也・松野広暉・吉本貫太郎（東京電機大学）

燃費・電費の測定では，シャシダイナモメータ上で実車を走行させ，プロドライバーがドライビングサイクルに沿って自動車を運転する。また，小型モータや小型インバータを用いた検証は，研究の初期段階での実現性評価として有用であると考えられる。しかし，実車のモータではない小型の小出力モータでドライビングサイクルを評価する場合，実車のパラメータは小型モータの制御に適していない。なぜなら，実車のパラメータを用いる場合，小型モータのトルクがかなり大きな値として出力されるため，小型モータの最大トルクを超える可能性があるからである。本研究では，小型モータを用いてドライビングサイクルの評価を行う場合の小型モータに適した車両パラメータと負荷モータのトルクの算出方法を提案する。負荷モータのトルクは，相似則を用いて検討したミニモデルのパラメータを用いて検討する。

4-190

D-EPCを用いたHEV電力配分・昇圧制御

◎松野広暉・板垣未希也・吉井成龍・吉本貫太郎・横山智紀（東京電機大学）

昇圧コンバータを使用しない高効率なHEVシステムとして，二電源入力電力変換器（以下D-EPC）を用いたハイブリッドシステムを提案している。D-EPCを用いたハイブリッドシステムでは，バッテリおよび昇圧用コンデンサから供給するモータ駆動電力の合成比率である電力配分指令値，および昇圧用コンデンサ電圧を決定する昇圧指令値をモータ駆動要件から演算している。本論文では，昇圧用コンデンサの実電圧を超えた電力配分指令値の生成を防止するために，自動車制御で用いられるジャーク制御を考慮した電力配分・昇圧制御を提案し，その有効性をシミュレーションにて確認した。

4-191

固定子分割型可変磁力モータのトルク解析

◎木庭隆伸・大槻圭吾・赤城文子（工学院大学）

近年，CO₂の排出が少ないハイブリッド自動車や電気自動車の普及が進んでいる。これらの駆動には，永久磁石同期モータが使われているが，回転数に比例して発生する誘導電圧の影響で，最高速度が制限される問題がある。そのため，電機子電流による磁束で永久磁石の磁束を相殺させる弱め磁束制御が行われているが，電機子電流による銅損や高調波鉄損が増加して効率が低下してしまう。この問題を解決するために，回転数に応じて永久磁石の磁力を変化させる「可変磁力モータ」が研究されており，その一つに「固定子分割型可変磁力モータ」がある。本発表では，静磁界解析から力計算とArkkioトルク計算の2つの手法を使って増磁と減磁の効果を確認するとともに，2つの計算手法の比較を行うことを目的とした。

4-192

熱流体解析を用いた液体浸漬冷却と間接水冷における冷却性能の比較

◎小山 航・飯島直輝・伊津紀宏・佐藤大記・枡川重男（東京電機大学）

本稿では，液体浸漬冷却と間接水冷それぞれの3D モデルを作成し，熱流体解析を用いて冷却性能を比較した。加えて，液体浸漬冷却における冷媒流路の違いによる冷却性能についても合わせて検討した。その結果，液体浸漬冷却の方が間接水冷より最大表面温度が低く，更に素子全体が均等に冷却されていることから，液体浸漬冷却の冷却性能の高さが示された。また，液体浸漬冷却の冷却性能を十分に活かすためには，回路の素子配置に応じた適切な冷媒流路の設計が不可欠であることも示された。

4-193

トルク関数制御を用いた電気自動車加速の安全制御Ⅱ

◎闕 宇テイ・髙木茂行（東京工科大学）

バイアストルク関数（BTF）を用いて電気自動車の回転数とスリップ率を抑制する方法を提案した。この状態の最適値を見つけて車両の安定加速状態を実現するために，BTFとBTFがない場合に実験を行った。その結果，BTFは=0の条件下で最適な制御効果を達成したことが明らかになった。同時に，トルク関数の性能評価指標を利用して，最適な制御効果があることを確定した。その結果，λlim=0.2の条件下で最適な制御効果を達成したことが明らかになった。

4-194

ドライバの意図に合わせてアシストポリシーを変更するShared Controlの一構成法

◎川村健斗・石川 潤（東京電機大学）

近年，自動車の運転支援システムとしてドライバとアシストが操作共有を行うShared Controlが注目されている。トルク制御を行う従来手法では車線変更の向きが一致する条件において車線変更速度がアシストに誘導されることでドライバの意図する運転が妨げられることが確認されている。本研究ではドライバの意図に合わせてアシストポリシーを変えるShared Controlを提案する。提案手法の有効性確認としてドライバモデルによるシミュレーションを行った。シミュレーションの結果，アシストシステムはドライバの車線変更動作を支援しつつ，従来手法よりもドライバ単体の車両軌道に近い軌道を生成することができた。

4-195

共振点追従DC電圧制御と周波数・位相シフト制御を併用したLLCコンバータの低損失駆動に関する検討

◎阪部智城・中原瑞紀・嶋田尊衛（日立製作所）・安川義人（日立Astemo）

車載電池の充電電力の大容量化に向けて車載充電器の低損失化が課題である。また，車載電池は広い電圧範囲を有する。そこで本研究では，車載充電器の主回路である双方向LLCコンバータの広い電圧範囲と低損失駆動を両立する制御手法を提案する。入出力条件に応じて周波数制御と位相シフト制御に加えて，これらのハイブリッド制御と共振点追従DC電圧制御の4つの制御を切り替える新しい制御手法を提案する。回路解析によって，提案手法を適用することで，車載電池の電圧範囲280-450 Vに対応しつつ，従来手法と比較してパワーデバイスの損失を最大で120.0 W（58.3%）低減できる見込みを得た。

4-196

モータ巻線故障時のトルクリップル抑制を実現するための電気回路構成の基礎検討

◎高橋颯汰・日高勇気（長岡技術科学大学）・枦山盛幸・有田秀哲（三菱電機）

電動航空機等の普及に伴い，冗長性を備えたモータの研究が着目されている。著者らは，多相モータの各相巻線を独立駆動とし，リップル要因である逆相成分を相殺する電流を通電することで，故障時のトルクレベル維持とトルクリップル抑制の両立を実現した。一方，同手法は各相電流をHブリッジで制御するため，回路構成が複雑であった。本研究では，故障時のトルクリップル抑制に必要となる電気回路構成について，回路シミュレーションベースで基礎検討する。検証の結果，電気回路構成の複雑さとトルクレベルがトレードオフにあることが分かった。

4-197

再生バッテリーユニットを使ったハイブリッド自動車の実走行試験

○苅北知弦・田島大輔（福岡工業大学）・桜井 誠・因幡宣亨（日新インターナショナル）

本研究では，再生したニッケル水素電池ユニットの走行試験を行なった。高速道路の走行試験では車速が80キロ以上で走行した時に放電される電流が大きくなることがわかった。SOCは比較的60%を維持することがわかった。山道の走行試験では上り坂でバッテリーが放電されて約100Aの電流，モーターからの回生による充電で約100Aの電流が流れ，SOCが下がることがわかった。また下り坂では回生ブレーキとエンジンブレーキによって比較的安定した電池電圧，電池電流，SOCになることがわかった。また，電池温度は高速道路，山道の走行試験ともに38℃まで上昇した時にファンが作動し電池温度の上昇を抑えていることがわかった。

4-198

ACドライブ装置向けブレーキチョッパの制御方式

○菊池 輝（日立製作所）・東又 格・古川 勲（日立インダストリアルプロダクツ）

バッテリーからの供給電力で走行する電動車両向けのACドライブ装置を開発している。ACモータを駆動するインバータが回生動作する場合に，バッテリーに充電しきれない余剰電力を消費するためにブレーキチョッパ装置が動作すると，直流回路に共振振動が発生した。発生した振動周波数は直流回路の共振周波数と一致する為，ブレーキチョッパ装置への指令となるデューティ比の演算において，共振周波数成分を除去するノッチフィルタを適用することで共振振動を抑制できることが確認できた。

4-199

位置情報ログデータに基づく電気自動車充電需要の時空間特性分析

◎大原涼太郎・越智雄大・山口容平・内田英明・芳澤信哉・坂井勝哉・太田 豊・下田吉之（大阪大学）

電気自動車（EV）の普及は交通の脱炭素化を可能とする一方，配電網への悪影響を発生させる可能性がある。このような問題を解決するには，EVの充電需要を高解像度で推計する必要がある。本研究では，スマートフォンから収集された高い時空間解像度をもつ位置情報データに基づいてEVの充電需要を推計し，時空間特性を分析した。充電シナリオはDumb Charging, Flat Charging, Consumption Threshold Chargingの三種類を設定し，各シナリオにおける充電需要の時間変化や曜日別の傾向，充電需要がピークに達する時刻の比較を行った。また，公共交通機関の利便性を表す指標であるPTALを用いて公共交通機関の充実度が電気自動車の充電需要に与える影響を評価した。

4-200

GaNデバイスを用いたEVカートの回生電力向上

◎友部太一・髙木茂行（東京工科大学）

EVカートの回生性能の向上を目的として，近年注目されているGaNデバイスをEVカートに使用するインバータ回路に適用した。今回はモータ無負荷時と，実際にEVカートに搭載して走行した時，それぞれの回生性能について実験を行った。

4-201

自走EVのカーシェアリングサービスにおける運用スケジュール最適化

◎鈴江晃人・内田英明・山口容平・下田吉之（大阪大学）

近年，エネルギー分野ではEVの蓄電池を電力網と接続する，Vehicle-to-Grid（V2G）による電力負荷の平準化が期待されている。また，日本におけるカーボンニュートラルの取組として，2035年までに全ての新車販売をEVにする方針が掲げられており，V2Gによる電力取引の拡大が予想される。交通分野ではカーシェアリングサービス（CSS）が普及し，EVとV2Gが統合されたCSSの増加が想定されるが，その運用や収益に関する知見は不足している。本研究では，移動需要とV2Gによる収益を最大化するスケジュールの多目的最適化モデルを開発し，充放電・充電のみ行うの2つのシナリオにおける運用台数と収益の関係を分析した。

4-202

伝導性ノイズによる差込プラグのトラッキング放電検出手法の検討

◎水野大貴・牧 俊一・平出貴大（あいち産業科学技術総合センター）・竹中清人（愛知県）・水野幸男（名古屋工業大学）・林 文移（河村電器産業）

電気設備機器火災において，トラッキングは主要な原因の1つである。この報告では差込プラグを対象とし，トラッキング放電を検出できる手法確立のための第一段階として，伝導性ノイズについて，変化量と継続時間に着目して解析することでトラッキングを検出する手法を検討した。また提案手法の有効性について検討した結果を報告する。

4-203

半断線電源コード通電時の伝導ノイズ解析（第5報）

◎近藤拓馬・島田美月・水野幸男（名古屋工業大学）・林 文移（河村電器産業）

電線の短絡は電気火災発生の主要因の一つであり，外部からの機械的圧力により導体素線の一部が断線され半断線状態にある電源コードでも短絡が生じる。筆者らは半断線電源コードの短絡を再現し，短絡検出手法を提案してきた。火災未然防止の観点では，短絡発生前に半断線の存在を検知することが望ましい。本論文では，伝導ノイズによる検討を行った結果を報告する。半断線電源コードでは，通電の繰り返しにより健全電源コードに比べて1.5~3.5MHzの領域の伝導ノイズレベルが上昇している。この変化は，電気ヒータを負荷とした結果と同じであり，半断線状態の検出に有用である可能性が示唆される。

4-204

電動機ベアリングの電食再現および診断

◎寺田啓人・三輪大和・水野幸男（名古屋工業大学）・中村久栄（トーエネック）

筆者らは，誘導電動機のベアリング外輪に傷を再現し，負荷電流の特定周波数成分を特徴量とする故障診断法を提案して，その有効性を評価してきた。また，静止電動機でベアリングの電食を再現した。今回は，電動機を回転させた状態でベアリングの電食を再現して診断方法を検討した。負荷電流の周波数スペクトルの高調波成分を特徴量とすると，電食の検出精度が高まる可能性を示した。

4-205

ベアリング電食時の電動機駆動音の解析

○中村久栄（トーエネック）・寺田啓人・三輪大和・水野幸男（名古屋工業大学）

筆者らは，誘導電動機のベアリングに傷を再現し，そのする手法を提案してきた。今回は，ベアリングに電食を再現した状態の駆動音を測定し，時間－周波数解析を実施し，電食の進行に伴うスペクトルの変化を確認した。

4-206

負荷電流の周波数スペクトルに基づく低圧電動機巻線の絶縁劣化追跡手法の検討

◎三輪大和・寺田啓人・水野幸男（名古屋工業大学）・中村久栄（トーエネック）

誘導電動機の主な故障箇所は，固定子巻線，ベアリング，回転子である。筆者らは，これらの故障を対象として，負荷電流の周波数スペクトルから抽出した特徴量と機械学習による故障診断法を提案してきた。本報告では，低圧誘導電動機の固定子巻線の軽微な絶縁劣化検出と劣化進行を追跡する手法を提案し，その有効性を確認した。

4-207

認識性の高い車両挙動通知用電気刺激装置

○太田裕己・岡島駿斗（アドヴィックス）

自動運転車両では車酔いが課題となる。酔い発症率を低減するには，直後の車両挙動を的確に通知する事が必要と考え，4種類の車両挙動情報（加速，減速，右旋回，左旋回）を皮膚電気刺激箇所の移動を用いる事で乗員に通知する手段の研究を行った。電気刺激装置は乗員の前腕に取り付けられる構造とし，8つの電極をマトリクス状に設け，一部の電極は＋側ー側のどちらにも接続できるようにする事で，任意の箇所に刺激を印加出来るようにした。4人の被験者に対し，4種類の提示パターンをランダムに通知する認証実験を行った結果，ある特定の刺激パターンにおいて認識率が平均98%以上となる結果が得られた。この結果から，電気刺激を用いた車両挙動通知は十分可能であり，有用な手段であると考えられる。

4-208

液体浸漬冷却を用いた高電力密度三相インバータの試設計

◎伊津紀宏・佐藤大記・枡川重男（東京電機大学）

車載用インバータは狭い車両スペースに搭載されるため，高電力密度化が求められる。しかしながら，高電力密度化することで装置の発熱密度が上昇し，最大温度が上昇することが懸念される。高電力密度化された回路の冷却手法として，熱伝導率が高く絶縁性に優れた冷媒であるハイドロフルオロエーテル（HFE）に回路を直接沈める，液体浸漬冷却の適用が検討されている。本稿では基礎検討として，液体浸漬冷却の冷却性能とHFEの絶縁性能を活かして回路配線長を短縮することにより，高電力密度化と高周波化を両立する三相インバータを設計した。加えて，設計した三相インバータの温度上昇特性を熱流体解析により検証した。

4-209

実装コード融合型モデルベース開発手法を用いたV2HスタンドにおけるCHAdeMO検定試験のシミュレーション

○則定孝彰・赤松慶治（パナソニック インダストリー）・花村賢治・廣田翔吾・秋政向志（パナソニック）

近年，パワエレ機器に求められる機能は複雑化しており，今後も加速していく方向にある。このような製品開発で重要なのは，最終試作機で規格試験を手戻りなく合格することである。しかし，不合格の場合，開発工数の増加や商品発売の遅延のリスクがある。そのため，開発初期から規格試験の模擬検証を繰り返し，設計を最適化できるMBD手法が求められてきた。当社では，マイコンに実装するコード全体をモデルに組込むことで，規格試験の再現が可能なMBD手法を提案した。本稿では，提案手法で当社V2HスタンドのCHAdeMO-V2H検定試験をシミュレーション評価し試作機と比較する。

4-210

直流配電における特殊巻線変圧器とアルミ線導入に関する一検討

◎松永亜香里・鈴木絹都・雪田和人・七原俊也（愛知工業大学）

著者らは，これまでに変圧器を用いた交流／直流変換について検討してきた。変圧器を用いた場合，高圧の交流6.6kVから直流350Vへの電力変換において，変換損失を低減できる可能性が高い（1）。一方，温暖化ガス抑制のために世界的に電化の方向にあり，銅の価格が高値変動する状況にある。しかし，アルミに関しては，価格変動が銅と比較すると一定である。また，銅サイズよりも約50％軽量化可能である。しかし表面参加被膜，電蝕などの課題もある。本論文では，これまで開発してきた12相特殊巻線変圧器を用いた直流給配電にアルミ導体を用いた場合について検討した。

4-211

電力データを用いたヒートポンプ給湯機の日中湯沸の経済・環境性評価

◎牛場悠颯（筑波大学）・本田智則・小澤暁人（産業技術総合研究所）・石田政義（筑波大学）

近年，住宅に設置されているPVから発生する余剰電力を自家消費することが求められている。その手法として，ヒートポンプ（HP）給湯機が注目されており，HP給湯機の湯沸時間を日中にすることで，PVの余剰電力を自家消費することができる。既存研究では，数世帯を対象としたシミュレーションベースのものが多く，実際のHP給湯機の運用実績などは考慮されていない。そこで本研究では，HP給湯機の実測された電力消費量のデータを基に，日中湯沸による効果を経済・環境性の面から評価した。結果として，単一世帯では年間で自家消費量が約1000[kWh]増加し，卒FIT世帯では2万円近いコストを削減できると示された。また，国内の家庭部門で見ると，年間で約10000[GWh]の自家消費量が増加し，二酸化炭素排出量を約4500[kt]削減できると示された。

4-212

エネルギーマネジメントシステムの開発とヒートポンプ給湯器を活用した実証実験

◎平瀬公太・稲葉太郎・高橋直雅・大塚康裕（九州電力）

九州電力グループは，2050年のカーボンニュートラル達成に向けて，電源の低・脱炭素化と電化の推進に取り組んでいる。電源の低・脱炭素化では，再生可能エネルギーの拡大と，原子力発電の安全・安定運転を中心に取り組み，2019年度には，ゼロエミ・FIT電源比率58％を達成した。一方で，再生可能エネルギーの導入拡大に伴い，出力制御量は増加の傾向にある。中でも，当社グループが事業基盤を置く九州エリアでは，2022年度の出力制御率3.0%，出力制御電力量4.5億kWhであり，これまで以上に踏み込んだ取り組みが求められている。こうした状況を踏まえ，当社では電力の需給状況に合わせて蓄電池，電気自動車，コジェネレーションシステム，データセンターなどの分散型エネルギーリソースを制御するエネルギーマネジメントシステムの開発を開始している。本報では，システム開発の概要及びヒートポンプ給湯器を活用した電力需要シフトに関する実証実験の概要について報告する。

4-213

ヒートポンプ給湯機普及による都市熱環境改善と暑熱死亡リスク軽減効果

○山口和貴・岩永博之（東京電力ホールディングス）・高根雄也（産業技術総合研究所）・井原智彦（東京大学）

ヒートポンプ（HP）給湯機は，夜間運転中に室外機から冷排熱が排出されるため，周辺気温を下げる効果があり，就寝時間帯の暑熱健康被害の軽減に寄与できる可能性がある。一方，需給バランス調整機能が期待されるHP給湯機の昼間運転は，日中の気温を下げることになるが，健康への影響は夜間運転の場合とは異なるはずである。そこで，都市気象シミュレーションの結果に疫学的死亡リスク予測モデルを適用する手法を用いて評価を行った。その結果，HP給湯機普及時の夜間運転による暑熱死亡リスク軽減ポテンシャルは大規模緑化に匹敵すること，および昼間運転による死亡リスク軽減効果は，夜間運転の場合の約20％程度に留まることが示された。

4-214

電流高調波を用いた負荷識別のための基礎検討

◎河田龍斉（福井大学）

環境負荷の低減や需給調整の方法として，デマンドレスポンス（DR）が提案されている。DRを実施するためには，非侵入型負荷モニタリング（NILM）手法を用いて，消費者のエネルギー消費を電化製品ごとに把握することが重要である。そのため本研究では，電化製品の基本波電流と3次，5次高調波電流の特徴を集約した負荷シグネチャ（LS）を定義した。また，LSによって提供される高調波の特徴を線形方程式に基づく負荷識別（LI）手法を用いて，個々の電化製品の運転状況を識別可能か検討を行った。今回の検証は，2つの電化製品を同時に作動させても電化製品を高い精度で識別できることが確認できた。

4-215

住宅用蓄電池の出力推定に関する一検討

○松田勝弘・渡邊 亮（東北電力）

固定価格買取制度が終了するタイミングで，蓄電池を導入するケースが増えている。また，蓄電池は停電時に活用できる他，平常時にはDR要請等に対して有効に制御できるため，需要家側のエネルギーリソースとしての活用が期待されている。一方で，アグリゲータがDRを効果的に行うためには，蓄電池の充放電状況を把握しておくことが望ましいが，多数の住宅の蓄電池データを入手することは容易ではない。本予稿では，スマートメータデータから蓄電池出力を推定するための基礎的な検討を行なったので，その概要を報告する。

4-216

DER機器の遠方操作における通信応答と実動作の差異検出支援システムの構築

◎海原拓朗・今中政輝・馬場博幸（東京大学）

再生可能エネルギーの導入拡大に伴い，分散型エネルギー資源（DER）機器を遠方から操作し，電力需要量を調整するアグリゲーションサービスが注目されている。DER機器を遠方操作したときに，通信応答と実動作に差異が発生する場合があり，電力調整量の乖離が生じサービス運営への影響が生じる。さらに差異の発生はDER機器・メーカー・ファームウェアバージョンなど複数の要因で生じうるため，容易に対象DER機器の差異の発生を検出できる仕組みが求められる。本研究では，DER機器の遠方操作において機器ごとに生じる通信応答と実動作の差異の検出を支援するシステムを構築したので報告する。