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2012 年度 実績報告書

環境・省エネ自動車エンジンのモデルベース過渡応答制御手法に関する総合的研究

研究課題

研究課題/領域番号 23360186
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, 准教授 (20206494)
武藤 康彦  上智大学, 理工学部, 教授 (90146803)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワードエンジンシステム / パワートレイン / 制御系設計 / 自動車
研究概要

本研究の目的は、ガソリンエンジンの様々な運転モードにおける過渡特性のモデリング方法を構築するとともに、過渡特性の改善を目的とする制御手法を開発し、実験検証を与えることによって、自動車パワートレインのモデルベース開発のための基盤技術を確立することである。本年度は、昨年度に続き、トルク特性、残留ガス、ノックなど現象の把握実験と、それに基づくモデリング手法を構築し、制御手法開発の課題にも挑戦を始めた。
主な成果は以下のとおりである。① 空燃比特性に関しては、気筒毎空燃比に着目した周期時変モデルの適用、バンク間空燃比のバラツキモデル、急激な変速時の吸気量モデルの構築手法を完成させ、モデルに基づくバンク間空燃比バランシング制御、急加速時の空燃比制御及び気筒毎燃料補正による空燃比高精度制御手法を開発し、実験検証を行った。②過渡期におけるエンジントルク制御のためのトルク出力モデルを構築し、モデル予測型のトルクディマンド制御手法をシミュレーションベースで模索を始めた。③ 残留ガス割合のサイクル変動モデルを構築し、残留ガスの確率特性に注目して、マルコフ過程理論に基づいて、残留ガスサイクル変動を抑えるための確率制御手法を開発し、実験検証を行った。④ ノック発生現象を実験によって把握し、最尤推定手法によるノッキング確率の推定とその制御手法を開発し、実験検証を与えた。⑤ dSPAC MicroAutoBoXの導入によって、様々なルートを走行する時の過渡応答実験が可能になり、エンジンの統括制御によるエンジン効率改善効果の確認が可能になったので、走行環境の情報を取組んだエンジン統括制御手法の挑戦を始めた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

実験設備の改善と新規博士後期課程院生の研究補助者が研究チームに加入したことにより、当初の予定より研究課題を広げることができ、早く制御手法に関する研究に着手することができた。

今後の研究の推進方策

今後は制御手法の開発に重点を置いて研究を推進したい。また、過去2年間は個別のモードや制御ループに集中してモデリングと制御手法を開発してきたが、統括的制御による省エネ化を図る制御系設計手法にチャレンジしていく予定である。

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] Non- Lexicographically-fixed な線形離散時間多変数系に対する極配置とオブザーバの一設計法2013

    • 著者名/発表者名
      武藤康彦、原智啓
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C

      巻: 133-2 ページ: 80-85

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Idle speed performance improvement via torque balancing control in ignition-event scale for SI engines with multi-cylinder2012

    • 著者名/発表者名
      Po Li, Tielong Shen and Dichen Liu
    • 雑誌名

      International Journal of Engine Research

      巻: Vol.13, No.1 ページ: 65-76

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modeling and experimental validation of air-fuel ratio under individual cylinder fuel injection in gasoline engines2012

    • 著者名/発表者名
      Yinhua Liu and Tielong Shen
    • 雑誌名

      IEEJ Journal of Industry Applications

      巻: 1-3 ページ: 155-163

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 線形時変離散時間多変数系に対する極配置とオブザーバに対する一考察2012

    • 著者名/発表者名
      武藤康彦、原智啓
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C

      巻: 132-5 ページ: 1-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] State Observer for Discrete Time-Varying Non - Lexicographically-Fixed Systems2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Mutoh and T.Hara
    • 雑誌名

      Proceedings of the 23rd International Conference on Modelling and Simulation

      巻: 1 ページ: 10-16

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stability of the Observer-Based Pole Placement for Discrete Time-Varying Non-Lexicographically-Fixed Systems2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Mutoh and T.Hara
    • 雑誌名

      Proceedings of UKACC

      巻: 111-116 ページ: 120-125

    • 査読あり
  • [雑誌論文] SICE benchmark problem of engine control and a challenging result,2012

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

      Proceedings of the 10th World Congress on Intelligent Control and Automation

      巻: 1 ページ: 2340-2345

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generalized Filippov solution in stability analysis and stabilization of piecewise continuous time-delay systems2012

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

      Proceedings of 10th IFAC Workshop on Time Delay Systems

      巻: 1 ページ: 19-24

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A coordinated braking torque control scheme for hybrid duty trucks with gear shifting2012

    • 著者名/発表者名
      Chaoqing Wang, Tielong Shen, Haibo Ji and Kunnihiko Hikiri
    • 雑誌名

      Proceedings of American Control Conference

      巻: 1 ページ: 485-490

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modeling and experimental validation of air-fuel ratio under individual cylinder fuel injection for port-injection engines2012

    • 著者名/発表者名
      Yinhua Liu and Tielong Shen
    • 雑誌名

      Proceedings of 8th IEEE International Conference on Automation Science and Engineering

      巻: 1 ページ: 256-260

    • 査読あり
  • [雑誌論文] PID Control with Adaptive Feedback Compensation for Electronic Throttle2012

    • 著者名/発表者名
      Xiaohong Jiao, Tielong Shen
    • 雑誌名

      Proceedings of 2012 IFAC Workshop on Engine and Powertrain Control,Simulation and Modeling

      巻: 1 ページ: 221-226

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Iterative learning-based air-fuel control of gasoline engines with unknown off-set2012

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Hara, Tielong Shen and Yasuhiko Mutoh
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE International Conference on Intelligent Systems

      巻: 1 ページ: 304-310

    • 査読あり
  • [学会発表] Lyapunov-based design approach to adaptive positioning control of electronic throttle valve2012

    • 著者名/発表者名
      Xiaohong Jiao, Jiangyan Zhang and Tielong Shen
    • 学会等名
      The 55th Japan Joint Automatic Control Conference
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      20121117-20121119
  • [学会発表] Modeling and Control Design of Engine-Dynamometer for Engine-in-the-loop Simulation System Applications2012

    • 著者名/発表者名
      Mingxin Kang, Tielong Shen
    • 学会等名
      The 55th Japan Joint Automatic Control Conference
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      20121117-20121119
  • [学会発表] Periodic time-varying model-based predictive control of air-fuel ratio in gasoline engines under individual fuel injection2012

    • 著者名/発表者名
      Yinhua Liu and Tielong Shen
    • 学会等名
      The 55th Japan Joint Automatic Control Conference
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      20121117-20121119
  • [学会発表] Model for individual cylinder air charge estimation and its application to air-fuel ratio transient control2012

    • 著者名/発表者名
      Yannan Zhao, Tielong Shen and Xiaohong Jiao
    • 学会等名
      The 55th Joint Automatic Control Conference
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      20121117-20121119
  • [学会発表] エンジン吸気ポート温度および伝達関数を用いた空燃比制御2012

    • 著者名/発表者名
      鈴木 隆
    • 学会等名
      自動車技術会秋季学術講演会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20121004-20121006
  • [学会発表] 残留ガス割合を考慮した点火時期制御によるガソリンエンジンの燃焼変動の低減2012

    • 著者名/発表者名
      中野 友祐
    • 学会等名
      自動車技術会秋季学術講演会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20121004-20121006
  • [学会発表] シリンダ毎の吸気ポート温度を用いた過渡時空燃比制御2012

    • 著者名/発表者名
      菊池 航太
    • 学会等名
      自動車技術会秋季学術講演会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20121004-20121006
  • [学会発表] Markovian modeling of residual gas fraction and its application to stochastic air-fuel ratio control of SI engines2012

    • 著者名/発表者名
      Jun Yang, Tielong Shen and Xiaohong Jiao
    • 学会等名
      the 11th International Symposium on Advanced Vehicle Control (AVEC’12)
    • 発表場所
      Seoul
    • 年月日
      20120909-20120912
  • [学会発表] Nonlinear adaptive air-fuel ratio control scheme for gasoline engines with port injection2012

    • 著者名/発表者名
      Xiaohong Jiao, Jiangyan Zhang and Tielong Shen
    • 学会等名
      The 11th International Symposium on Advanced Vehicle Control (AVEC’12)
    • 発表場所
      Seoul
    • 年月日
      20120909-20120912
  • [学会発表] Dymolaによるエンジン暖気過程の解析2012

    • 著者名/発表者名
      鳥井 健吾, 鈴木隆
    • 学会等名
      自動車技術会学術研究講演会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20120408-20120410
  • [学会発表] 小型過給エンジンの省燃費化2012

    • 著者名/発表者名
      木股 尚也、鈴木隆
    • 学会等名
      自動車技術会学術研究講演会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20120408-20120410
  • [学会発表] 未知オフセット学習機能を持つ周期時変オバザーバとその多気筒エンジンにおける応用2012

    • 著者名/発表者名
      原智啓、申鉄龍、武藤康彦
    • 学会等名
      SICE 第12回制御部門大会
    • 発表場所
      奈良
    • 年月日
      20120406-20120407
  • [学会発表] Experimental Validation of SICE Benchmark Problem: Starting Speed Control for Gasoline Engines

    • 著者名/発表者名
      Jiangyan Zhang, Tielong Shen, Akira Ohata and Junichi Kako
    • 学会等名
      SICE 12th Annual Conference on Control Systems
    • 発表場所
      Kyoto

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公開日: 2014-07-24  

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