自動車技術会論文集

研究論文

ピストンパターンコーティングが潤滑状態と摩擦に及ぼす影響(第2報)

―可視化による油膜分布評価―

藤島諒介, 川島久宜, 小林邦彦, 山川直樹, 伊東明美, 鈴木秀和, 石間経章

2019 年50 巻4 号 p. 987-992
発行日: 2019年
公開日: 2019/07/25

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.50.987

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ピストン・シリンダ間の油膜挙動の解析は摩擦損失低減において重要である．本研究では，摩擦力に差があった３種類のスカート部パターンコーティングについて，可視化エンジンを用いてLIF法により油膜厚さ分布を求めた．その結果，パターンによる油膜厚さ分布の差が摩擦力へ影響をおよぼしていることが分かった．

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ピストンパターンコーティングが潤滑状態と摩擦に及ぼす影響（第4報）

－可視化による水玉模様での油膜分布評価－

石澤星治, 川島久宜, 小林邦彦, 山川直樹, 伊東明美, 鈴木秀和, 石間経章

2019 年50 巻4 号 p. 993-998
発行日: 2019年
公開日: 2019/07/25

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.50.993

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ピストン・シリンダ間における油膜挙動の解析は摩擦損失低減において重要である．スカート部パターンコーティングピストンにおいて可視化エンジンを用い試験した．3種類の油膜厚さ分布はLIF法により求められた．可視化により求めた油膜厚さ分布と第3報により求めた摩擦力測定の結果とを比較し定量的に評価した．

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ディーゼルエンジン排気管内インジェクタから噴射される後処理用燃料噴霧の挙動(第5報)

～多成分性を考慮した排気管内噴霧の数値解析～

斎木優佑, 田畑弘隆, 松村恵理子, 北村高明, 植西徹, 渡邊哲也

2019 年50 巻4 号 p. 999-1004
発行日: 2019年
公開日: 2019/07/25

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.50.999

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後処理に用いられるDPF再生手法として，排気管内に燃料を噴射するSFIが適用されている．本研究では排気管内のHC挙動を高精度に予測可能な数値モデルの構築を目的とする．本報では，数値解析において，軽油を模擬する3成分混合燃料を考慮した排気管内での噴霧の解析を行なった．

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RIトレーサー法を用いたシリンダボア腐食摩耗解析（第１報）

－燃料種および運転条件の摩耗影響－

布川公博, 間瀬謙, 大宮康裕, 森谷浩司, 神山剛哉

2019 年50 巻4 号 p. 1005-1010
発行日: 2019年
公開日: 2019/07/25

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.50.1005

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硫黄やエタノールを含む燃料によるシリンダボアへの摩耗影響を明らかにするため，放射性同位元素（ＲＩ）を活用して摩耗計測を行った．その結果，ボア摩耗は硫黄含有燃料を用いると特定の水温で増加しオイルの塩基性にも依存することから，燃料中の硫黄を基に生成された硫酸によって生じる腐食摩耗によるものと推定された．

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RIトレーサー法を用いたシリンダボア腐食摩耗解析（第2報）

－硫黄含有燃料による硫酸生成の摩耗影響－

大宮康裕, 布川公博, 間瀬謙, 森谷浩司, 遠山護, 橘鷹伴幸, 小原圭太, 小林淳也, 後藤岳史

2019 年50 巻4 号 p. 1011-1017
発行日: 2019年
公開日: 2019/07/25

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.50.1011

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前報にて硫黄含有燃料ではボア摩耗が増加し，その要因が硫酸生成による腐食と推定した．酸の量，酸性度と反応速度の増加に伴い摩耗が増大するとの仮説も提示した．本報では，ボア壁温の摩耗への影響調査と酸を筒内噴射した試験によって，仮説を検証した．また腐食摩耗傾向はエンジン燃料噴射方式によらないことを裏付けた．

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ディーゼル機関における筒内壁温度計測によるオンボード用壁面熱伝達モデルの検証

チンコウウ, 鈴木隆, 生駒航, リュウシエン, 松井大樹, イルマズエミール, 一柳満久

2019 年50 巻4 号 p. 1018-1023
発行日: 2019年
公開日: 2019/07/25

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.50.1018

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ディーゼル機関の過渡運転性能向上には，モデルベースト制御によるサイクル毎の燃料噴射量と時期の予測が有効である．本研究では，燃焼室の局所壁温度履歴および局所壁面熱流束履歴を測定し，著者らが構築したオンボード用筒内壁温度推定モデルおよび壁面熱伝達モデルの予測精度を評価したので報告する．

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気筒内燃料改質ガスを用いたディーゼル混焼機関の研究（第1報）

― 改質ガス生成プロセスの解明とガス組成制御法の検討 ―

石黒竣太郎, 朝井豪, 渡邊勇介, 柴田元, 小川英之, 小橋好充

2019 年50 巻4 号 p. 1024-1029
発行日: 2019年
公開日: 2019/07/25

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.50.1024

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改質気筒で液体燃料を圧縮改質したガスを出力気筒に導入しディーゼル着火により希薄燃焼させることで、低エミッション高熱効率効果が期待される。本報では、改質気筒に着目し数値計算により改質ガスの生成プロセスおよび生成量を求め、回転数、噴射量、当量比をパラメターに実機運転をおこない、改質ガス組成を制御する方法を検討した。

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気筒内燃料改質ガスを用いたディーゼル混焼機関の研究（第2報）

－改質ガス成分が燃焼性能に与える影響の解析－

朝井豪, 石黒竣太郎, 三本連太郎, 渡邊勇介, 柴田元, 小川英之, 小橋好充

2019 年50 巻4 号 p. 1030-1035
発行日: 2019年
公開日: 2019/07/25

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.50.1030

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改質気筒で液体燃料を圧縮改質したガスを出力気筒に導入しディーゼル着火により希薄燃焼させることで、低エミッション高熱効率効果が期待される。本報では、出力気筒に着目し、吸気に改質ガス成分を混合した際の運転領域を実機により把握し、素反応解析により着火性、燃焼速度の両面から吸入ガス組成要件について考察した。

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SiC スポンジを用いたガソリン車用フィルタの開発

浅井隆宏, 山本和弘, 西保裕司

2019 年50 巻4 号 p. 1036-1041
発行日: 2019年
公開日: 2019/07/25

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.50.1036

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本研究では炭素粒子発生器を用いてガソリン車から排出される微粒子を模擬し、捕集試験を行った。素材として耐熱性と高強度に優れたSiCスポンジを使用した。今回は，フィルタの厚み、細孔径、空隙率を変えた場合の捕集特性の変化を調べ、低圧損で高捕集率を実現する条件について検討した。

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主噴射分割によるディーゼル機関の後燃え低減

長谷川直広, 堀江亮介, 相澤哲哉, 窪山達也, 森吉泰生

2019 年50 巻4 号 p. 1042-1048
発行日: 2019年
公開日: 2019/07/25

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.50.1042

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ディーゼル機関の後燃え要因である噴霧先端の過濃混合気塊生成抑制のため，主燃料分割噴射の効果を調査した．分割によりメイン噴射量が低減しキャビティ内の過濃混合気塊生成が抑制されること，及びアフター噴射燃料は高温場で余剰空気と共に急速燃焼することで後燃えが低減し，熱効率向上要因となっていることが判明した．

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技術論文

自動二輪自立制御機構の研究

辻井栄一郎, 土屋光生, 寺山敬, 鶴見尚

2019 年50 巻4 号 p. 1049-1054
発行日: 2019年
公開日: 2019/07/25

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.50.1049

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二輪車において高速走行中の直進安定性については、長年にわたって理論的且つ実験的な解析が行なわれており、実際の開発にも応用されている。一方、極低速での走行時は安定性がなくなり、その安定性をいかにしてカバーするかも近年では研究され始めている。本報では、車体の構造に自由度を追加することで極低速での安定性向上を検討したので報告する。

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相対速度に応じた減衰係数制限を適用した双線形最適制御に基づく減衰力制御による乗心地の向上

平尾隆介, 山門誠, 一丸修之

2019 年50 巻4 号 p. 1055-1061
発行日: 2019年
公開日: 2019/07/25

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.50.1055

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本論分では相対速度に応じた減衰係数制限を考慮した双線形最適制御をセミアクティブサスペンションの乗心地制御に適用した。双線形最適制御においては一定値の減衰係数制限によるばね上制振性と滑らかさの両立は困難であるため，相対速度に応じて減衰係数を制限することにより減衰力制御中の乗心地を向上した。

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研究論文

正則化法による音質評価モデルの汎化能力向上

西山伸夫, 中川宣雄, 山内貴之, 中谷拓真, 中川修一, 吉田準史

2019 年50 巻4 号 p. 1062-1066
発行日: 2019年
公開日: 2019/07/25

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.50.1062

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音質の評価モデルには，汎化能力，すなわち未知のデータでの高い予測精度が求められる．本研究では，リッジ回帰により音質評価モデルを構築し，音質の多様性が顕著な産業用車両では，変数選択よりも，正則化による音質評価モデルの方が高い汎化能力が得られることを示す．

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機械学習を活用したエンジン起動時振動のばらつき要因解析

下出健人, 石崎啓祐, 駒田匡史

2019 年50 巻4 号 p. 1067-1072
発行日: 2019年
公開日: 2019/07/25

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.50.1067

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エンジン起動時振動のばらつきの要因解析では、振動理論に基づく現象解析や多変量解析を進めてきたが、強制力に関係するECUの制御値は膨大で限界があった。そこで、多変量の複雑な関係を再現できる機械学習に着目し、因子の寄与度を定量化できる決定木を適用した。更に、解析モデルを用いて要因解析の妥当性を検証した。

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自己主体感の観点からの車室内音設計に関する研究

谷田公二, 片岡俊樹, 舟橋健司

2019 年50 巻4 号 p. 1073-1078
発行日: 2019年
公開日: 2019/07/25

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.50.1073

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私が行為の主体や源であるという自己主体感と操作に伴う感覚情報がどのような関係にあるか調査した．運転シミュレータでの心理実験で，操作量変化の時系列波形と一致度合が高い聴覚情報がある場合，自己主体感が向上した．車体設計に向け，音や振動に対して自己主体感の観点から騒音や信号へ定義できることが示唆された．

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技術論文

階層型机上検討ツールとナレッジベースの活用によるエンジン振動騒音開発プロセスの提案

鳥居建史, 西川智博, 長内健治, 坂口元康

2019 年50 巻4 号 p. 1079-1086
発行日: 2019年
公開日: 2019/07/25

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.50.1079

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エンジン振動騒音開発の効率性を向上させるため，大規模3D CAEモデルを用いた多機能最適化フェイズに移行する前段階の取組みとして，階層型の単純な机上検討ツール群とベンチマークデータを活用した初期モデル設計プロセスを考案した．本報では，その検討プロセスの概要と有用性について述べる．

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階層型机上検討ツールとナレッジベースによるエンジン振動騒音開発の効率化

鳥居建史, 長内健治, 西川智博, 坂口元康

2019 年50 巻4 号 p. 1087-1094
発行日: 2019年
公開日: 2019/07/25

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.50.1087

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階層型の単純な机上検討ツール群とベンチマークデータを活用した振動騒音開発プロセスを新規エンジンの開発に適用した．その結果，3D大規模シミュレーションのモデル作成前段階で，主要コンポーネント仕様が振動騒音性能にとって著しく不利になることを回避でき，モデル作成後の対策検討にかかる時間や工数を削減できた．

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研究論文

ドライビングシミュレータを用いたACC 利用時の冬期路面におけるドライバのオーバーライドに関する研究

萩原亨, 杉谷慧, 加藤佑基, 遠藤幹大, 大廣智則

2019 年50 巻4 号 p. 1095-1101
発行日: 2019年
公開日: 2019/07/25

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.50.1095

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ドライビングシミュレータを用いて，冬期路面においてACC動作中の車両のドライバに前方の路面状況を伝え、路面に起因するリスク回避に関する運転行動について48名の実験参加者を用いて検討した。路面状態の伝達のみではなく、システムへの介入を促す具体的な指示で、低いリスクとなる運転行動を選択することを示唆できた。

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Reduced Model による前面衝突時の車体変形予測技術の開発

橋本将太, 小野寺啓祥, 山前康夫, 安木剛

2019 年50 巻4 号 p. 1102-1107
発行日: 2019年
公開日: 2019/07/25

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.50.1102

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固有直交分解による機械学習を車両の正面衝突FEシミュレーション結果に適用し、車両変形量などの時刻歴とフロントサイドメンバ変形の予測を試みた。車両変形量などを10%以内の誤差で予測した。フロントサイドメンバ変形をクラスタリングし、クラスタ毎に学習させることで変形の予測精度が向上することを明らかにした。

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自動車サイドシル単品評価試験方法の検討

船田健介, 渡辺憲一

2019 年50 巻4 号 p. 1108-1113
発行日: 2019年
公開日: 2019/07/25

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.50.1108

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車両衝突試験は多大なコストや時間が必要になるため、構成部品ごとの評価試験が種々提案されている。本研究ではサイドシルに対し、車両衝突試験と同様の変形を生じさせる境界条件をFEM解析により同定することで、同部品を単体で評価試験できる手法を開発した。

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運転支援用広角中心窩距離画像の生成

亀山尚明, 清水創太, 三田誠一, 下村修, 石丸和寿, 富永元規

2019 年50 巻4 号 p. 1114-1119
発行日: 2019年
公開日: 2019/07/25

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.50.1114

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高い信頼性をもつ自動運転技術のために、広角中心窩ステレオビジョンによる新しい距離画像生成手法を提案・検証する。広角中心窩レンズの特性を活かし、画像中心部分では高精度、同時に広い視野範囲全体である程度の精度で測距を実現する。測距実験とその精度の評価・考察から広角中心窩距離画像の有用性を示した。

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資料

速度協調システム利用時にドライバがシステム介入したときの冬期の道路状況に関する研究

加藤佑基, 萩原亨, 岡田稔, 内藤利幸, 宗広一徳

2019 年50 巻4 号 p. 1120-1125
発行日: 2019年
公開日: 2019/07/25

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.50.1120

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ACCを搭載した自動運転車を路面のすべり計測車や気象観測車と同時に冬期路面を走らせることで、路面状態と道路形状がドライバの運転行動に与える影響について調査を行った。結果、すべりやすい低µ路やカーブ、勾配がある区間でドライバはACC走行に危険を感じ、ORを起こしやすくなることが明らかになった。

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研究論文

トリプルストレーラの安定制御が車線維持性能に及ぼす影響の検討

丸茂喜高, 佐藤元哉, 大明洋輝, 青木章

2019 年50 巻4 号 p. 1126-1131
発行日: 2019年
公開日: 2019/07/25

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.50.1126

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本研究では，トリプルストレーラの安定制御が車線維持性能に及ぼす影響について検討した．ドライバモデルを用いた閉ループ系のシミュレーションにより評価を行った結果，安定制御がない場合には，後続トレーラほど横方向の振動が増加するのに対して，安定制御を適用することで，振動の増加を抑制することが可能となった．

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前庭動眼反射機能に着目したドライバ運転疲労の要因解析

菅原朋子, 宮川晃一, 田口敏行, 村岸裕治

2019 年50 巻4 号 p. 1132-1137
発行日: 2019年
公開日: 2019/07/25

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.50.1132

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人は、頭を大きく動かされたり、視線を注視対象から外されたりすると不快感を覚える。本研究は、長時間の運転において、頭部動揺と眼球運動特性の変化の結果生じる視線ブレのいずれがドライバの自覚的疲労に影響するかを明らかにする。実車試験データを用いて重回帰解析した結果、視線ブレが疲労に寄与することがわかった。

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内発的動機づけの誘発による覚醒維持手法の提案と効果の実験的検証

目片悠貴, 武内秀平, 山本恒行, 神谷直城, 鈴木隆司, 中西美和

2019 年50 巻4 号 p. 1138-1144
発行日: 2019年
公開日: 2019/07/25

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.50.1138

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自動運転車の普及を見据えて、ドライバの覚醒維持に関する議論が高まっている。本研究では、従来の外的刺激による覚醒維持の手法とは異なるアプローチとして、ドライバの心理状態に着目し、運転に対する内発的動機づけを誘発する演出を行うことによって覚醒を維持させる手法を提案し、効果検証を行った。

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予測された信号現示を路面に呈示する運転支援システムの検討

丸茂喜高, 山﨑光貴, 鈴木宏典, 道辻洋平

2019 年50 巻4 号 p. 1145-1150
発行日: 2019年
公開日: 2019/07/25

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.50.1145

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本研究は，信号交差点における安全性と燃費を向上させる運転支援システムについて検討した．現在の速度を維持した場合に，交差点進入時に予想される信号現示を道路上に仮想的に呈示する運転支援システムについて，ドライビングシミュレータ実験により検証した結果，安全性や燃費が向上することを確認した．

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メッシュフリーシミュレーションによる車室内の等価温度解析（第１報）

－実車における等価温度計測と着衣サーマルマネキンのモデル化－

大井元, 尾関義一, 斉藤恒洋, 米津豊作, 鈴木聖子, 市川靖, 松本彰

2019 年50 巻4 号 p. 1151-1156
発行日: 2019年
公開日: 2019/07/25

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.50.1151

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本報（第１報）では，はじめに実車を用いた等価温度計測実験を実施し，次に実用的な着衣伝熱モデルを組み込んだサーマルマネキンモデルを開発した．開発したサーマルマネキンモデルは第２報において車室内の温等価温度シミュレーションに適用し，実験結果はシミュレーションの精度検証に用いた．

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メッシュフリーシミュレーションによる車室内の等価温度解析（第２報）

－車室内における温熱環境と等価温度の計算－

尾関義一, 大井元, 市川靖, 松本彰, 斉藤恒洋, 米津豊作, 鈴木聖子

2019 年50 巻4 号 p. 1157-1163
発行日: 2019年
公開日: 2019/07/25

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.50.1157

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第2報ではSUV車両形状に着衣サーマルマネキン形状を組み込み，夏季冷房・冬季暖房各条件における車室内温熱環境と等価温度をメッシュフリーシミュレーションにより解析する．また第1報で示した同条件の実験結果と解析結果を比較する．加えて等価温度の予測精度をサーマルマネキン着衣表面での放熱量から考察する．

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銅多孔体を用いたループヒートパイプ蒸発器の高性能化

西川原理仁, 鹿野晃史, 柳田秀記

2019 年50 巻4 号 p. 1164-1169
発行日: 2019年
公開日: 2019/07/25

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.50.1164

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ループヒートパイプ(LHP)は相変化を利用した熱輸送デバイスである。本論文では電車のIGBT冷却用の銅多孔体ウィックを用いたLHPを開発し、蒸発器熱伝達率向上のためウィック形状、多孔体の空隙構造、蒸発器ケースとウィックの密着度の影響を調査した。開発した走行風によるLHP冷却システムは各種輸送用機器に適用可能と考えられる。

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車載計測器を用いたディーゼル車の路上走行時排出ガス評価手法に関する考察

山本敏朗, 鈴木央一, 山口恭平, 小澤正弘

2019 年50 巻4 号 p. 1170-1175
発行日: 2019年
公開日: 2019/07/25

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.50.1170

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実路走行において、新車認証時の排出ガスレベルの性能を維持することは重要となっている。本報では、ディーゼル車に車載計測器を搭載して、種々の走行条件での排出ガスを測定し、それらのデータから、欧州で検討中のMAW法を基に認証時のNOx排出ガスレベルが維持されているかどうかを把握するための手法を考察した。

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GNSS を用いた自動運転システムにおける非線形モデル予測制御による車両統合制御

鵜生知輝, Rien Quirynen, Stefano Di Cairano, Karl Berntorp

2019 年50 巻4 号 p. 1176-1181
発行日: 2019年
公開日: 2019/07/25

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.50.1176

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車両の縦方向と横方向の運動を統合して制御するコントローラを、非線形タイヤモデルと二輪モデルによる車両運動モデルを用いて非線形モデル予測制御として定式化した。このコントローラをGNSSを用いた自動運転システムに実装して実車試験を行い、その有効性を検証した。

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自動車ユーザ体験のプロトタイプのためのIoT 指向フレームワーク

車室内に持ち寄ったモノと乗員とのコミュニケーション体験の試作事例

大濱吉紘, 安田浩志, 清水司, 小玉亮, 嶋田英人, 田口峻

2019 年50 巻4 号 p. 1182-1187
発行日: 2019年
公開日: 2019/07/25

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.50.1182

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近年，車載デバイスのネットワーク化を通じた自動運転・運転支援の研究開発が進展する中で，自動車と乗員との新たな関わり方を通じた，ユーザ体験を模索する動きが広がりつつある．本稿では，IoTの本質要素をメディア表現用のツールキットに組み込み研究開発を効率化するフレームワークを提案し，3つの試作事例を示す．

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サービス指向ソフトウェアプラットフォームを実現するサービスバス設計方法の提案と評価

青山幹雄, 濱野真伍

2019 年50 巻4 号 p. 1188-1193
発行日: 2019年
公開日: 2019/07/25

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.50.1188

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コネクテッド，自動運転を実現するためにサービス指向アーキテクチャ(SOA)が注目されている．SOA実現の鍵である車載サービスバスにはリアルタイム性，信頼性等の多様な要求がある．本稿ではこのような要求を実現するサービスバスアーキテクチャの設計方法を提案し，その有効性をプロトタイプによる実証実験で示す．

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