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2019 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 曹 文静  上智大学, 理工学部, 助教 (40824751)
張 亜輝  上智大学, 理工学部, 研究員 (90816175)
鈴木 隆  上智大学, 理工学部, 教授 (20206494)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードエンジン制御 / パワートレイン / 最適化
研究実績の概要

本研究の目的は、外界情報の蓄積とトラフィックのリアルタイム遷移特性をモデル化し、それに基づいて自動車動力システムのエネルギーマネジメント及びそれに伴うエンジンの最適制御手法を開発することであるが、完成年度として、本年度はハイブリットパワートレインに焦点をあてて、外界情報活用による最適化制御手法の体系化を完成させ、以下の成果を得ることができた。① トラフィック情報を活用したエンジン操作モード制御アルゴリズムを構築した。② ガソリンエンジンのEGRループの非線形制御手法を開発し、検証実験を実施した。③ 交通流情報に基づくドライバーディマンドトルクの予測とそれに基づくハイブリット自動車のリアルタイムエネルギーマネジメント最適化制御手法を開発した。④ 極値探索によるリアルタイムのエンジン効率最適化アルゴリズムを構築し、実験検証結果を示した。⑤ 学習理論に基づくハイブリット自動車のリアルタイム最適化手法を構築し、Traffic-in-the-loop環境に置ける検証システムを確立した。
なお、これらの研究成果は、ハイブリットパワートレインやエンジンの制御においてV2Xの情報を活用することによって、エネルギー効率を向上させるポテンシャルを示すばかりではなく、コネクティド環境向けのパワートレイン制御手法の体系化のために活用されていくことが期待できる。また、コネクティド環境が社会全般に実現できていない現状において、トラフィック状況やV2Xの環境を如何に効率よく再現し、パワートレイン実機を用いた検証ができるかが重要な課題であるが、本研究で示したX-in-the-loopの研究手法は一つのソリューションを示したことになる。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (33件)

すべて 2019 その他

すべて 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 8件、 査読あり 16件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 15件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Two-stage on-board optimization of merging velocity planning with energy management for HEVs2019

    • 著者名/発表者名
      Bo Zhang, Wenjing Cao, Tielong Shen
    • 雑誌名

      Control Theory and Technology

      巻: 17 ページ: 335-345

    • DOI

      10.1007/s11768-019-9129-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recent Advances in Optimazation and Game Theoretic Control for Networked Systems2019

    • 著者名/発表者名
      Yuhu Wu, Daizhan Cheng, Bijoy K. Ghosh, Tielong Shen
    • 雑誌名

      Asian Journal of Control

      巻: 21 ページ: 2493-2512

    • DOI

      10.1002/asjc.2303

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Short-term Optimal Energy Management of Power-split Hybrid Electric Vehicles under Velocity Tracking Control2019

    • 著者名/発表者名
      Jiangyan Zhang, Tielong Shen and Junichi Kako
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Vehicular Technology

      巻: 69 ページ: 182-193

    • DOI

      10.1109/TVT.2019.2950042

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Adaptive internal model-based control of RGF with online map learning and statistical feedback law2019

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

      IEEE/ASME Transactions on Mechatronics

      巻: 24 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1109/TMECH.2019.2962733

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Nonlinear observer-based exhaust manifold pressure estimation and fault detection for gasoline engines with exhaust gas recirculation2019

    • 著者名/発表者名
      Weihai Jiang, Tielong She
    • 雑誌名

      International Journal of Engine Research

      巻: 20 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1177/1468087419882125

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lyapunov-based Nonlinear Feedback Control Design for EGR-Loop of Gasoline Engines2019

    • 著者名/発表者名
      Weihai Jiang, Tielong Shen
    • 雑誌名

      Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control

      巻: 141 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1115/1.4042146

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Route-Depended Optimal Control of After Treatment System of Diesel Engines2019

    • 著者名/発表者名
      Fuguo Xu, Hideki Matsunaga, Atsushi Kato, Yuji Yasui and Tielong Shen
    • 雑誌名

      International Journal of Engine Research

      巻: 20 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1177/1468087419847101

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Air Path Dynamics Control and Efficiency Optimization with Scenario Approach for Gasoline Engines2019

    • 著者名/発表者名
      Weihai Jiang, Tielong Shen
    • 雑誌名

      International Journal of Automotive Engineering

      巻: 10 ページ: 284-291

    • DOI

      10.20485/jsaeijae.10.3_284

    • 査読あり
  • [雑誌論文] MPC-Based Optimal Control for Diesel Engine Coupled with Lean NOx Trap System2019

    • 著者名/発表者名
      Fuguo Xu, Tielong Shen
    • 雑誌名

      Journal of Control, Measurement, and System Integration

      巻: 12 ページ: 94-101

    • DOI

      10.9746/jcmsi.12.94

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ELM-based Driver Torque Demand Prediction and Real-time Optimal Energy Management Strategy for HEVs2019

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

      Neural Computing and Applications

      巻: 31 ページ: 1-19

    • DOI

      10.1007/s00521-019-04240-7

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dynamical model of HEV with two planetary gear units and its application to optimization of energy consumption2019

    • 著者名/発表者名
      Jiangyan Zhang, Shota Inuzuka, Takafumi Kojima, Tielong Shen and Junichi Kako
    • 雑誌名

      Science China Information Sciences

      巻: 62 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1007/s11432-018-9864-8

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Revisiting the benchmark problem of starting control of combustion engines2019

    • 著者名/発表者名
      Jiangyan Zhang, Zhenhui Xu and Jinwo Gao
    • 雑誌名

      Control Theory and Technology

      巻: 17 ページ: 148-155

    • DOI

      10.1007/s11768-019-8277-4

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Model predictive control with traffic information-based driver's torque demand prediction for diesel engines2019

    • 著者名/発表者名
      Yui Nishio, Tielong Shen
    • 雑誌名

      International Journal of Engine Research

      巻: 20 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1177/1468087419851678

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On-board knock probability map learning-based spark advance control for combustion engines2019

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

      International Journal of Engine Research

      巻: 20 ページ: 1073-1088

    • DOI

      10.1177/1468087419858026

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Optimal control of Boolean control networks with average cost: A policy iteration approach2019

    • 著者名/発表者名
      Yuhu Wu, Xi-Ming Sun, Xudong Zhao, and Tielong Shen
    • 雑誌名

      Automatica

      巻: 100 ページ: 378-387

    • DOI

      10.1016/j.automatica.2018.11.036

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Reinforcement Learning Based on Energy Management Strategy for HEVs2019

    • 著者名/発表者名
      Shota Inuzuka, Fuguo Xu, Bo Zhang, and Shen Tielong
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference

      巻: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1109/VPPC46532.2019.8952511

    • 査読あり
  • [学会発表] Lyapunov Function based Nonlinear Control of EGR-VVT Dual Loop in IC Engines2019

    • 著者名/発表者名
      Haoyun Shi, Weihai Jiang, Tielong Shen
    • 学会等名
      The 9th IEEE International Conference on Cybernetics and Intelligent Systems
    • 国際学会
  • [学会発表] A Real-time Energy Management Strategy for Parallel HEVs with MPC2019

    • 著者名/発表者名
      Bo Zhang, Fuguo Xu, Tielong Shen
    • 学会等名
      IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] 強化学習に基づくエンジンの最適制御手法2019

    • 著者名/発表者名
      Zhenhui Xu, Linjun Pan, Tielong Shen
    • 学会等名
      2018JSAE学術講演会講演予稿集(秋季)
  • [学会発表] Cylinder Pressure-based Virtual Sensor for Gas State Estimation During Compression Stroke2019

    • 著者名/発表者名
      Yahui Zhang, Tielong Shen
    • 学会等名
      The 9th IFAC International Symposium on Advances in Automotive Control (AAC)
    • 国際学会
  • [学会発表] Look-Ahead Traffic-Based Optimal Velocity Planning for Parallel HEVs2019

    • 著者名/発表者名
      Fuguo Xu and Tielong Shen
    • 学会等名
      The 9th IFAC International Symposium on Advances in Automotive Control (AAC)
    • 国際学会
  • [学会発表] An Optimal Energy Management Strategy for Parallel HEVs2019

    • 著者名/発表者名
      Bo Zhang, Tielong Shen
    • 学会等名
      The 22nd International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic Programming based Energy Management of HEV with Three Driving Modes2019

    • 著者名/発表者名
      Shota Inuzuka, Tielong Shen, and Takafumi Kojima
    • 学会等名
      International Conference on Advanced Control, Automation and Robotics 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Energy management strategy with deep reinforcement learning for HEVs,2019

    • 著者名/発表者名
      Shota Inuzuka, Fuguo Xu and Tielong Shen
    • 学会等名
      SICE International Symposium on Control Systems 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Cooperative Transient Control for Acceleration Mode of Hybrid Electric Powertrains2019

    • 著者名/発表者名
      Linjun Pan, Shigeyuki Urano, Toshiya Hashimoto, Tielong Shen
    • 学会等名
      19th International Conference on Control, Automation and Systems (ICCAS)
    • 国際学会
  • [学会発表] Traffic Information-enabled Intelligent ECMS for Plug-in Hybrid Electric Vehicles2019

    • 著者名/発表者名
      Yahui Zhang, Fuguo Xu, Tielong Shen
    • 学会等名
      The 38th Chinese Control Conference (CCC)
    • 国際学会
  • [学会発表] Stochastic Knock Control with Normal-Gamma Distribution Learning for Gasoline Engines2019

    • 著者名/発表者名
      Kai Zhao, Tielong Shen
    • 学会等名
      Symposium for Combustion Control 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] On-board efficiency optimization of hybrid electric powertrains2019

    • 著者名/発表者名
      Tielong Shen
    • 学会等名
      Chinese Automatio Congress 2019(Keynote)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] オンライン学習と最適化手法のパワートレイン制御への応用2019

    • 著者名/発表者名
      申鉄龍
    • 学会等名
      SICE九州フォーラム2019、福岡((特別講演)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Further Results in Application of Learning-based Optimal Control of Automotive Powertrains2019

    • 著者名/発表者名
      Tielong Shen
    • 学会等名
      International Conference on ELM、Yanzhou(Keynote)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Automotive powertrain control2019

    • 著者名/発表者名
      Tielong Shen
    • 学会等名
      Japan-Sweden MIRAI Seminer (keynote)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Automotive Powertrain Control: On-line Learning and Optimization2019

    • 著者名/発表者名
      Tielong shen
    • 学会等名
      The 38th Chinese Cotrol Conference, Guangzhou (Plenary Lecture)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 申研究室

    • URL

      http://shenlab.jp/

URL: 

公開日: 2021-01-27  

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