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2017 年度 実績報告書

外界情報活用による自動車エンジンの個性化最適制御手法

研究課題

研究課題/領域番号 17H03284
研究機関上智大学

研究代表者

申 鉄龍  上智大学, 理工学部, 教授 (70245794)

研究分担者 鈴木 隆  上智大学, 理工学部, 教授 (20206494)
KANG Mingxin  上智大学, 理工学部, 研究員 (30757357)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードエンジン制御 / 制御理論 / ECU制御アルゴリズム
研究実績の概要

本研究は、エンジン・パワートレイン制御系設計に向けた外界条件のモデル化から着手し、それを活用した最適制御系設計手法を構築することによって、個性化自動車動力システムの制御技術を確立することを目的としているが、本年度は、外界情報を利用したエンジン・パワートレイン最適制御手法を構築するために、交通流のモデル化とその学習手法を考案し、その情報を利用したエンジン・パワートレイン最適制御系設計手法の開発に着手した。また、実験検証環境を整えるために、トラフィック状況のシナリオを確率的に生成させるリアルタイム走行状況の下でのエンジンパワートレイン制御技術を実エンジンを用いて検証できるTraffic&Engine-in-the-loop実験ベンチの改造に着手し、実験能力を大幅に改善することができた。具体的な研究実績は以下とおりである。
(1)走行データから確率分散関数としてモデルを抽出し、ベイズ学習によるモデル情報更新手法を開発した。
(2)外界情報を用いたディーゼルエンジンの後処理制御手法を開発し、シミュレーション検証を行った。
(3)ドライバーのトルクディマンドの学習推定に基づくリアルタイムエンジン最適制御手法を構築し、シミュレーションによって提案手法の有効性を検証した。
(4) ハイブリット車用の四気筒量産エンジンを用いたバーチャルトラフィック環境とリアルタイム走行テストが可能な実験環境の再構築を完成した。
(5) 外界情報テスト向けのデータ収集に着手し、一定の環境を整えることができた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究の目的実現の礎となる外界情報のモデル化、外界情報を用いたエンジン・パワートレイン最適化制御手法の提案と検証、およびリアルタイムトラフィック情報をエンジン制御実機テス環境への取り組みの完成は当初研究計画通りの内容であり、次年度の研究に繋げるための確実な基礎となるものなので、概ね計画通り順調に進展していると判断できる。

今後の研究の推進方策

今年度の蓄積した基盤を踏まえて、次年度は外界モデルを進化させ、検証実験実施のためのデータ集積を拡充し、最適制御手法の本格的な開発活動に集中したい。

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 7件、 査読あり 15件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 6件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Logical control scheme with real-time statistical learning for residual gas fraction in IC engines2018

    • 著者名/発表者名
      Xun Shen, Yuhu Wu, Tielong Shen
    • 雑誌名

      Science China Information Sciences

      巻: 61 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1007/s11432-017-9268-2

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Receding Horizon D-optimization Approach for Model Identification-oriented Input Design and Application in Combustion Engines2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Toyoda, Tielong Shen
    • 雑誌名

      Applied Mathematical Modelling

      巻: 42 ページ: 175-187

    • DOI

      j.apm.2016.10.013

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On-line Statistical Combustion Phase Optimization and Control of SI Gasoline Engines2017

    • 著者名/発表者名
      Jinwu Gao, Yuhu Wu, Tielong Shen
    • 雑誌名

      Applied Thermal Engineering

      巻: 112 ページ: 1369-1407

    • DOI

      10.1016/j.applthermaleng.2016.10.183

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] logical control approach to fuel efficiency optimization for commuting vehicles2017

    • 著者名/発表者名
      Mingxin Kang, Yuhu Wu, Tielong Shen
    • 雑誌名

      International Journal of Automotive Technology

      巻: 18 ページ: 535-546

    • DOI

      10.1007/s12239-017-0053-1

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Policy Iteration Approach to Control of Residual Gas Fraction in IC Engines under the Framework of Stochastic Logical Dynamics2017

    • 著者名/発表者名
      Yuhu Wu, Tielong Shen
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Control Systems Technology

      巻: 25 ページ: 1100-1107

    • DOI

      10.1109/TCST.2016.2587247

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cylinder Pressure Sensor Based Real-time Combustion Phase Control Approach for SI Engines2017

    • 著者名/発表者名
      Jinwu Gao, Tielong Shen
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Electronics, Information and Systems

      巻: 12 ページ: 244-250

    • DOI

      10.1002/tee.22371

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adaptive idling control scheme and its experimental validation for gasoline engines2017

    • 著者名/発表者名
      Jiangyan Zhang, Jinwo Gao, Tielong Shen
    • 雑誌名

      Science China Information Sciences

      巻: 60 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1007/s11432-016-0296-3

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] An on-board calibration scheme for map-based combustion phase control of spark-ignition engines2017

    • 著者名/発表者名
      Jinwu Gao, Yahui Zhang, Tielong Shen
    • 雑誌名

      IEEE/ASME Transactions on Mechatronics

      巻: 22 ページ: 1485-1496

    • DOI

      10.1109/TMECH.2017.2696788

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Linear dynamic Games with polytope strategy sets2017

    • 著者名/発表者名
      Yuhu Wu, Mitsuru Toyoda, Tielong Shen
    • 雑誌名

      IET Control Theory & Applications

      巻: 11 ページ: 2146-2151

    • DOI

      10.1049/iet-cta.2016.1667

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cylinder pressure-based combustion phase optimization and control in spark-ignited engines2017

    • 著者名/発表者名
      Yahui Zhang, Tielong Shen
    • 雑誌名

      Control Theory and Technology

      巻: 15 ページ: 83-91

    • DOI

      10.1007/s11768-017-6175-1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In-cylinder Pressure Pegging Algorithm Based on Cyclic Polytropic Coefficient Learning2017

    • 著者名/発表者名
      Yahui Zhang, Tielong Shen
    • 雑誌名

      International Journal of Automotive Engineering

      巻: 8 ページ: 79-86

    • DOI

      10.20485/jsaeijae.8.2_79

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Challenges and Solutions in Automotive Powertrain Systems2017

    • 著者名/発表者名
      Tielong Shen, Mingxin Kang, Jinwu Gao, Jiangyan Zhang, Yuhu Wu
    • 雑誌名

      Journal of Control and Decision

      巻: 5 ページ: 61-93

    • DOI

      10.1080/23307706.2017.1399092

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] ベイズ学習に基づく確率論理システムの最適化2017

    • 著者名/発表者名
      豊田充, 申鉄龍
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 53 ページ: 539-546

    • DOI

      10.9746/sicetr.53.539

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Model Predictive Control for Automotive Gasoline Engines2017

    • 著者名/発表者名
      Mingxin Kang, Tielong Shen
    • 雑誌名

      Proceedings of 13th IEEE International Conference on Control and Automation

      巻: 1 ページ: 654-659

    • DOI

      10.1109/ICCA.2017.8003137

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On-board Map Learning-based Combustion Phase Control in Spark-ignited Engines2017

    • 著者名/発表者名
      Yahui Zhang, Tielong Shen
    • 雑誌名

      Proceedings of 1st IEEE Conference on Control Technology and Applications

      巻: 1 ページ: 287-292

    • DOI

      10.1109/CCTA.2017.8062477

    • 査読あり
  • [学会発表] FPGAを用いたELMアルゴリズムの実現と燃焼位相推定への応用2017

    • 著者名/発表者名
      趙愷, 申鉄龍
    • 学会等名
      2017JSAE学術講演会講演予稿集(春季)
  • [学会発表] 最尤推定に基づく確率点火時期制御とCPU-FPGA Dual-Platformによる実現2017

    • 著者名/発表者名
      趙愷, 申鉄龍,
    • 学会等名
      第28回内燃機関シンポジウム
  • [学会発表] 離散化近似解法を用いたHEVエネルギーマネジメント最適化2017

    • 著者名/発表者名
      豊田充,申鉄龍
    • 学会等名
      第60回自動制御連合講演会講演論文集
  • [学会発表] Neural-Network-based vehicle torque demand forecasting2017

    • 著者名/発表者名
      Xun Shen, Tielong Shen
    • 学会等名
      Proceedings of the 17th International Conference on Control, Automation and Systems
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimal Control Design for Lean NOx Trap Regeneration in Diesel Engines2017

    • 著者名/発表者名
      Fuguo Xu, Mitsuru Toyoda, Yuji Yasui, Hideki Matsunaga, Atstushi Kato and Tielong Shen
    • 学会等名
      SICE, Kanazawa
    • 国際学会
  • [学会発表] H-infinity Control Design with Linearized Mean-value Model of Combustion Engines2017

    • 著者名/発表者名
      Kazumichi Oda, Shuhei Toda, Mingxin Kang, Tielong Shen
    • 学会等名
      Proceedings of the 36th Chinese Control Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Real-time optimization of automotive powertrains2017

    • 著者名/発表者名
      Tielong Shen
    • 学会等名
      Chinese Control Congress 2017
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 自動車動力システムの高効率化制御手法2017

    • 著者名/発表者名
      申鉄龍
    • 学会等名
      計測自動制御学会中部支部H29チュートリアル講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] Combustion Engine Control: Model-based and model-free Approaches2017

    • 著者名/発表者名
      Tielong Shen
    • 学会等名
      Advanced ·Engine Control Symposium 2017
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Challenges and Solutions in Automotive Powertrain Control Applications2017

    • 著者名/発表者名
      Tielong Shen
    • 学会等名
      Distinguishied Lecture in CCDC2017
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 申研究室

    • URL

      http://shenlab.jp/

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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