| 研究課題/領域番号 |
16K06129
|
|---|
| 研究機関 | 上智大学 |
|---|
研究代表者 |
鈴木 隆 上智大学, 理工学部, 教授 (20206494)
|
|---|
| 研究分担者 |
一柳 満久 上智大学, 理工学部, 准教授 (00584252)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
|
| キーワード | 熱損失推定 / ディーゼルエンジン / ガソリンエンジン / ガス温度推定 / 壁温推定 / 噴射時期制御 / 点火時期制御 |
|---|
| 研究実績の概要 |
最終年度は前年度までに構築した熱損失推定モデルおよび壁温・ガス温度推定法を，ECUでも計算可能な簡易計算モデルへ展開し，過渡運転条件に適用可能なモデルとした．
構築した熱損失モデルや熱伝達率の算出式は，エネルギー方程式や円管内乱流熱伝達を基本としており，検証はPIV（粒子画像流速測定法）やCFD（数値流体力学）など従来手法を積み重ねることにより行った．簡易計算モデルへの展開方法は，時系列に変化するガス流動の乱れ，壁温，ガス温度に対し，行程ごとに特徴的な数時刻のみを計算することで予測可能なモデルを構築した．これにより，離散時刻での熱損失および温度推定となるため，実測値との比較により離散データの補完関数を検討し導入した．また，過渡運転と定常運転を比較した場合，乱流エネルギーの散逸率が異なることが予想されることから，モデルの過渡運転への適用に関しては，散逸率に相当する乱れの減衰係数を導入した．減衰係数の同定には，単気筒エンジンでのPIVおよび熱流束測定結果を用いることにより行った．
本申請研究により，乗用車用ガソリンエンジンのECU (電子制御装置) に搭載可能な，ガス流動モデル，熱損失推定モデル，壁温・ガス温度推定法を構築したことにより，サイクルごとに残留ガス量および着火時期を予測し，最適な点火時期を決定できるという工学的側面に貢献することが可能となった．また，エネルギー方程式を基盤としているため，燃焼室形状や回転数の変化への適用のみならず，船舶や産業機器に使用される内燃機関においても，同様の式を用いて熱損失やガス温度推定が可能な点も特徴である．これまでの計算負荷は低いが精度も低い実験式，もしくは高精度予測は可能だが計算負荷が著しく大きいモデルと比較すると，両者の良いところを抽出した本申請研究の構築したモデルは，世界的に見ても報告例は皆無であり学術的意義も大きいと考えられる．
|
