自動車技術会論文集

研究論文

SI エンジンにおける空気過剰率および筒内水噴射が壁面熱伝達に与える影響

長澤剛, 木村岳, 神戸聡一, 大倉優一, 佐藤進, 小酒英範

2020 年 51 巻 5 号 p. 739-746
発行日: 2020年
公開日: 2020/08/28

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.739

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単気筒火花点火機関を用いて空気過剰率と筒内水噴射が筒内圧とヘッド側熱流束に与える影響を調べ，得られた結果を代表速度一定とするReとNuの関係として整理した．その結果，燃焼前は全ての条件にてReの0.8乗となる同一の直線に一致するが，燃焼後は直線の傾きは空気過剰率と水噴射の影響を受けることが分かった．

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希薄燃焼SIエンジンにおける筒内水噴射方向が燃焼特性に与える影響

長澤剛, 神戸聡一, 木村岳, 佐藤進, 小酒英範

2020 年 51 巻 5 号 p. 747-753
発行日: 2020年
公開日: 2020/08/28

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.747

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SIエンジンにおける高圧縮比・超希薄燃焼・筒内水噴射の組み合わせは，50%を超える高い熱効率ポテンシャルを有する．本研究では筒内水噴射を吸気弁側と排気弁側から行う2通りの場合について単気筒エンジン試験を行い．筒内水分布が大きく異なる条件間における熱効率・ノック・ヒートバランス等の比較・考察を行った．

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透過型電子顕微鏡によるガソリン機関排気微粒子のモーフォロジー解析

遠藤和樹, 佐藤良海, 北條雄大, 丸山智久, 塚本崇通, 相澤哲哉

2020 年 51 巻 5 号 p. 754-760
発行日: 2020年
公開日: 2020/08/28

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.754

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様々な運転条件，排気系の構成において，ガソリン機関の後処理装置に流入する排気中PMの性状を把握するため，噴射時期や点火時期，負荷の過渡変化等の運転条件，及びT/C，触媒，GPF等の排気系が排気中PMの性状に与える影響を，水冷式サンプラーによる排気中PMサンプリング法とTEM観察・解析により調査した．

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高温還元したRh触媒の排気ガス浄化反応と反応機構解析

津田豊史, 三浦和也, 木俣文和, 岩知道均一, 中原祐之輔, 堀正雄, 三木健, 細川三郎, 朝倉博行, 羽田政明

2020 年 51 巻 5 号 p. 761-766
発行日: 2020年
公開日: 2020/08/28

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.761

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TWCの性能向上には、貴金属の熱劣化抑制が必要である。本研究では、前処理雰囲気がRh触媒の排気ガス浄化性能と劣化特性に与える影響を調べ、高温の還元処理により浄化性能と耐久性が向上することを見出した。XAFSにより、高温還元後の触媒には、小さな、または乱れた構造のRh粒子が存在することが示唆された。

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一次元噴霧モデルによるメタン-空気予混合気中における微小燃料噴霧の着火過程の数値解析

川内智詞, 今井康雄, 高木正英

2020 年 51 巻 5 号 p. 767-772
発行日: 2020年
公開日: 2020/08/28

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.767

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メタン・空気の予混合気中に噴射された微小噴霧の着火遅れは，通常のディーゼル噴霧の着火遅れに比べて長期化することが知られている．本研究では，Musculusらの1次元噴霧モデルと反応解析によって，微小噴霧の燃料濃度分布と化学反応の進展の関係を調べ，着火遅れを長期化させる要因について明らかにする．

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数値計算によるエンドガス自着火の着火位置に関する検討

林伸治, 田中大, 永野幸秀, 北川敏明

2020 年 51 巻 5 号 p. 773-778
発行日: 2020年
公開日: 2020/08/28

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.773

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定容容器内に予混合火炎を伝播させた際に生じるノック現象について解析するため、密度ベースの１次元圧縮性熱流体ソルバーを開発した。火炎伝播により圧縮された未燃ガスが冷炎反応によって圧力波を発生させた後、火炎面側から自着火が開始しノックが発生する様子を計算によって再現できたことを示し、この要因を述べる．

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2モータEVシステム制御法の車両検証

鈴木博光, 大石航志, 中澤輝彦, 日比野良一

2020 年 51 巻 5 号 p. 779-784
発行日: 2020年
公開日: 2020/08/28

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.779

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EV用駆動システムとして，二つのモータのトルクと回転数を協調する制御を提案している．実車で評価を行うため，このEV用駆動システムと提案制御を実装した試作車を製作し，車両フロア加速度を計測した．その結果，提案制御は前後方向振動が抑えられていることが確認できた．

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加速度センサを用いた車体スリップ角の推定

小山陸, 毛利宏, 風間恵介, 塩澤裕樹, 今村政道, 柏村聡

2020 年 51 巻 5 号 p. 785-788
発行日: 2020年
公開日: 2020/08/28

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.785

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車体スリップ角推定手法を新たに提案する．本手法では車体前後方向，及び横方向の加速度センサ信号に加え車輪速センサ信号を用いる．提案手法では積分器を必要とせず，信号の代数演算のみで車体スリップ角の推定が可能である．実車実験で取得した信号を用いて，提案手法が従来手法に比べて正しく推定出来ることを示した．

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空間のひずみに着目した剛性対策箇所探索手法の開発

常見祐介, 河内毅

2020 年 51 巻 5 号 p. 789-793
発行日: 2020年
公開日: 2020/08/28

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.789

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自動車車体において軽量化と剛性の両立が一つの課題である。しかし、剛性対策を行うべき場所を特定することは容易ではない。そこで、新たに空間のひずみに着目した剛性対策箇所探索手法を開発した。本手法を自動車車体のCAEモデルに適用し、対策箇所の同定と車体剛性の向上を確認した．

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自動車車体の弾性変形下における部品変形形態の評価

河内毅, 常見祐介, 木本野樹

2020 年 51 巻 5 号 p. 794-799
発行日: 2020年
公開日: 2020/08/28

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.794

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主に薄板で構成される構造体の変形は，軸伸び／圧縮，せん断，板曲げ等が複合され，板曲げ変形が少ないほど荷重伝達効率が高いと考えられる．構造体を構成する部品ごとの板曲げ度合いをCAE上で定量評価する手法を紹介する．また，この手法を自動車車体に適用し，軽量化と剛性向上の両立について検討する．

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技術論文

レインノイズ低減のための解析技術

市川佳, 花島萌, 友澤幸作, 海老澤弘道

2020 年 51 巻 5 号 p. 800-805
発行日: 2020年
公開日: 2020/08/28

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.800

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雨粒がルーフパネルに衝突することにより発生するレインノイズは、自動車の商品性に対し重要な性能であるが、その発生メカニズムや効率的な低減方法が不明確であった。そこで、雨滴によりパネル面に入る入力に着目することで、レインノイズ発生メカニズムの解析と、レインノイズの低減方法の検討を行った。

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研究論文

薄肉角筒部材の最大曲げモーメントに及ぼす稜線部半径の影響

阿部雅彦, 相藤孝博, 菅野良一

2020 年 51 巻 5 号 p. 806-811
発行日: 2020年
公開日: 2020/08/28

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.806

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稜線を有する角筒の座屈挙動を純曲げ解析により検討した．稜線部半径の増大により弾性座屈が抑制され，最大曲げモーメントが飛躍的に増大する．塑性座屈する条件における稜線部半径の過度な増大は，断面係数低下の影響が顕著になり，最大曲げモーメントは減少する．

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技術論文

定点観測した車両軌跡データのリスク評価への活用性の向上

兒玉崇, 前原耀太, 石原雅晃, ペンクレアシュヨアン, 吉崎玲, 田名部淳

2020 年 51 巻 5 号 p. 812-817
発行日: 2020年
公開日: 2020/08/28

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.812

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定点撮影した走行映像から，車両軌跡データを生成して，運転行動等の分析・評価を行うにあたり，車両の矩形・姿勢情報を付加することで，車両間の側方接触リスク等の評価も可能な車両軌跡データに進化させるとともに，ドライバーが取得できる運転環境情報を数値化し，これらを用いたリスク回避行動等の評価を行った．

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研究論文

低レイノルズ数領域におけるAhmed body周りの定常流の分類

三笠雅捷, 白鳥英, 郡逸平, 永野秀明, 島野健仁郎

2020 年 51 巻 5 号 p. 818-823
発行日: 2020年
公開日: 2020/08/28

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.818

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Ahmed-Body周りの流れは特定の後部傾斜角で流れの遷移が起こり、抗力係数が急変することが実験で分かっているが、数値解析で遷移を捉えた例がない。本研究ではこの遷移の発生条件より低いレイノルズ数においても流れの遷移が起こりうると予想し、3次元数値シミュレーションを行った結果を報告する。

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LiDARとミリ波レーダのフュージョンによる自己位置推定

平野大智, 米陀佳祐, 柳瀬龍, Mohammad Aldibaja, 菅沼直樹

2020 年 51 巻 5 号 p. 824-829
発行日: 2020年
公開日: 2020/08/28

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.824

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自動運転自動車には環境に依存しない安定した自己位置推定が必要である。本稿ではLiDARとミリ波レーダの2種類のセンサと事前に作成した地図を用いるマップマッチングを提案する。得られる情報量が多いLiDARと天候に依存しないミリ波レーダを組み合わせ、それぞれの欠点を補うロバストな自己位置推定を提案する。

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技術論文

多数車載器が接続する車載ネットワークにおける不正機器接続検知方式の実装評価

跡部悠太, 岡南佑紀, 大森康宏, 泉幸雄

2020 年 51 巻 5 号 p. 830-835
発行日: 2020年
公開日: 2020/08/28

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.830

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車載ネットワークに不正機器を物理接続される脅威に対し，ステップ波を印加し，反射波を観測するTime Domain Reflectometry技術を用いた検知技術を我々は提案した．本稿では，提案手法を車載評価基板上で評価し，4, 5台の車載器が接続されていても93.8%の検知成功率があるとわかった．

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研究論文

電子トークンを用いた交差点交通流制御方法

勝田敬一, 牧健太郎, 緒方健人, 長谷島範安, 酒寄剛, 髙橋絢也

2020 年 51 巻 5 号 p. 836-841
発行日: 2020年
公開日: 2020/08/28

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.836

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一般道における運転支援の高度化において、交差点の交通流制御は重要な課題の一つである。本講演では、鉄道の閉そくの考え方を採り入れ、交差点を複数のエリアに区切り、そのエリアの進入権を地上・車上間でやりとりするだけで交通流を円滑に制御できる仕組みを提案、合わせてシミュレーションを用いた評価結果を報告する。

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噴霧根元の状態でディーゼルノズル内流れを表現した噴霧角予測手法

藤田彰利, 井戸田芳典, 河村清美, 斉藤真光

2020 年 51 巻 5 号 p. 842-848
発行日: 2020年
公開日: 2020/09/30

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.842

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ノズル内流れ数値計算の結果を用いて，簡易に噴霧角を予測する手法を構築した。本手法は，ノズル内の流動状態と噴霧根元挙動の関連付けにより、噴霧角に対するノズル内外の影響を分離したモデルで構成される．これにより，従来困難であったニードルリフト量や絞り位置の違いによる噴霧角変化を捉えられることを確認した．

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HO₂ ラジカル生成抑制による自着火制御の可能性に関する検討

三好明

2020 年 51 巻 5 号 p. 849-855
発行日: 2020年
公開日: 2020/09/30

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.849

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HO2ラジカルの生成は冷炎の発生とその後の熱着火に大きな影響を与える。最近の研究で示唆されている、耐ノック性燃料とノックを抑制手法の多くがHO2ラジカルの生成と関わることから技術的応用の可能性を検討した。

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多領域燃焼モデルを使った筒内の燃料分布変動がサイクル変動に与える影響解析

北田泰造, 菊池開, 井上欣也, 飯塚捷, 田中大, 口田征人, 吉田ゆうき, 松村恵理子, 千田二郎

2020 年 51 巻 5 号 p. 856-861
発行日: 2020年
公開日: 2020/09/30

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.856

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乱数を使って筒内に発生する乱れに変動を与える方法により，ガソリン燃焼のサイクル変動をシミュレーションできるようになったが，供給燃料量や筒内の燃料分布の変動もサイクル変動に影響を及ぼすと考えられる．そこで，多領域燃焼モデルを使い筒内の燃料分布に変動を与えてサイクル変動に及ぼす影響を調べた．

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超高過給ダウンサイジングコンセプトによる運転可能負荷領域と低燃費率領域の拡大

森川弘二, 沈富超, 山田敏生, 森吉泰生, 窪山達也

2020 年 51 巻 5 号 p. 862-868
発行日: 2020年
公開日: 2020/09/30

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.862

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ダウンサイジング過給エンジンの高負荷領域を拡大するため，低回転超高過給運転を試み，正味平均有効圧3MPaを1750rpmで達成した．また拡大した高負荷領域における燃費率を改善した．本研究のコンセプトと実験結果について述べる．

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サイクル変動を与えた燃焼計算に利用するトレースノックの評価法の研究

飯塚捷, 北田泰造, 菊池開, 城田貴之, 岸本和輝, 中田安彦, 田中大

2020 年 51 巻 5 号 p. 869-874
発行日: 2020年
公開日: 2020/09/30

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.869

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サイクル変動を考慮した乱流燃焼計算に化学反応計算を加えたエンジン性能計算でトレースノックを再現できるようになったが，ノック限界の点火時期は不明であった．そこで，試験者が聴感で判断しているノック限界の判定基準を数値化することで，エンジン性能計算でノック限界の点火時期を予測可能にした．

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燃料噴霧が壁面に衝突した際に形成される液膜の挙動

－壁面の表面粗さや熱伝導率の影響－

小室佳生, 粕谷祐太朗, 小林佳弘, 新井雅隆

2020 年 51 巻 5 号 p. 875-881
発行日: 2020年
公開日: 2020/09/30

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.875

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壁面の表面粗さと熱伝導率を変化させて，燃料噴霧が高温壁面に衝突した際に形成される液膜の広がりや蒸発について観察し，液膜面積や液膜寿命時間を測定した．その結果，表面粗さが荒くなると液膜面積は小さくなり，熱伝導率が高い場合，液膜寿命時間は短くなることがわかった．

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1次元モデルによる触媒付ディーゼル微粒子フィルターのPM 堆積・酸化シミュレーション-DPF 形状依存性（第3報）

横田幸治, 中村真季, 服部将朋, 小澤正邦

2020 年 51 巻 5 号 p. 882-887
発行日: 2020年
公開日: 2020/09/30

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.882

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DPF内のPM堆積–燃焼過程におけるDPF形状依存を推定するための数値計算を行なった．体積を一定とした場合，DPFの直径を大きくするとPM残存量及び圧力損失が小さくなることが示唆された．また，PM堆積-燃焼過程を繰返した結果，PM堆積–燃焼の挙動が最初の複数回後はほぼ一定の挙動を示した.

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加減速領域における貴金属シングルナノ粒子触媒のNOx 浄化メカニズム解明

松村益寛, 重津雅彦, 中西美恵, 國府田由紀, 住田弘祐, 山田啓司

2020 年 51 巻 5 号 p. 888-893
発行日: 2020年
公開日: 2020/09/30

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.888

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三元触媒において、車両減速から再加速時（加減速領域）のNOx還元機能を高める必要がある。これまでに、耐久後でも貴金属粒子が数ナノメートルで分散可能な貴金属シングルナノ粒子触媒が有効であることを報告した。今回、加減速領域でのロジウム粒子の化学状態変化を解析することで、NOx還元メカニズムを検討した。

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技術論文

ピストントップリング溝上面摩耗抑制技術の研究

川村知史, 佐藤謙次, 高橋勝行, 若林亮, 高橋伸一

2020 年 51 巻 5 号 p. 894-899
発行日: 2020年
公開日: 2020/09/30

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.894

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ピストントップリング溝は，リングからの荷重を受けるため耐摩耗性が求められるが，溝上面側の摩耗メカニズムは不明である．本研究では単体テストにより摩耗要因の感度を明確にするとともに，ピストン挙動によってスラスト側と反スラスト側の摩耗量に差が生じ，スカートフォーム変更により摩耗抑制可能なことを示した．

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研究論文

エンジン油中の摺動で形成する反応膜構造に及ぼす添加剤の影響

小池亮, 眞鍋和幹, 足立幸志

2020 年 51 巻 5 号 p. 900-905
発行日: 2020年
公開日: 2020/09/30

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.900

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近年潤滑油の低粘度化が進む一方，境界潤滑下でも摩擦ロスを低減し燃費を向上することが求められている．本論文ではエンジン油に添加されるモリブデンジチオカーバメートと併用する添加剤が反応膜構造に及ぼす影響を明らかにし，想的な反応膜を形成するための添加剤の指針を導くことを目的とする．

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車室内空調使用時の電気自動車を対象とした空調電力消費量推計式の検討

小林貴, 柴崎勇一, 奥井伸宜, 鈴木央一

2020 年 51 巻 5 号 p. 906-911
発行日: 2020年
公開日: 2020/09/30

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.906

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電気自動車の空調使用時の電費は未使用時に比べ半減するケースも観測されており、評価が必要であるが、現状試験法が定められていない。本稿では、車両を使用する多様な環境下で一律の車内温度変化条件で公平な評価を行うための手法の構築を目指し、電力消費量推定モデルについての検討を行いモデルの有効性を示した。

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路面外乱と運転操作の複合入力に対応したサスペンション減衰力制御(第1報)

－スカイフック制御の課題と対策手法－

香村伸吾, 劉延慶, 山本真規

2020 年 51 巻 5 号 p. 912-917
発行日: 2020年
公開日: 2020/09/30

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.912

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アブソーバのスカイフック制御（FB制御）において、路面変位と運転操作の各々が単独入力される場合と複合入力される場合の車両挙動を解析、FB制御の非線形性に起因した目標減衰力と実際の減衰力の差により、複合入力時は運転操作に対する車両挙動が増大することを明らかにした。FF制御による対応策と合わせて報告する。

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路面外乱と運転操作の複合入力に対応したサスペンション減衰力制御(第2報)

－操作入力に応じた状態量推定に基づく制御設計－

劉延慶, 香村伸吾, 山本真規

2020 年 51 巻 5 号 p. 918-923
発行日: 2020年
公開日: 2020/09/30

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.918

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従来のスカイフック減衰力制御では，路面変位と運転操作の複合入力時のばね上挙動の抑制が困難である．この課題を解決するため，操作入力によるばね上挙動抑制に必要な減衰力を操舵角などから推定し，従来のスカイフック減衰力に加算する新たな制御則を構築した。実走行時の車両状態量推定精度及び制御設計効果を検証した。

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実路面の摩擦特性計測に関する研究

- 計測システムの基本設計について -

景山一郎, 小林ゆき, 原口哲之理, 淺井基博, 松本学

2020 年 51 巻 5 号 p. 924-930
発行日: 2020年
公開日: 2020/09/30

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.924

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実路の制動摩擦係数は湿潤状態や車両の走行パターン等で大きく異なる。本研究は計測手法と解析方法を検討、タイヤと路面の相互の影響を考慮した推定手法を確立させデータベース化を目指す。第2報は簡易的MFタイヤモデルを用いて従来の計測機器によるデータとの比較検討を行い、より精度の高いデータが得られるか検証した。

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内傾機構を有するパーソナルモビリティビークル(PMV)の操舵トルク特性

原口哲之理, 金子哲也, 景山一郎

2020 年 51 巻 5 号 p. 931-937
発行日: 2020年
公開日: 2020/09/30

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.931

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操舵角に応じて内傾角を与えるPMVは主にキャンバ角による横力で旋回するため，操舵トルク特性は巻き込み側となり自動車のそれとは大きく異なる．PMVの操舵トルク特性を整理し，低μ路やカウンタステア時の挙動も考察した上で，キャスタトレールと共に仮想横加速度に比例した復元トルクを付加する是正方法を提案する．

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3 次元道路線形計測による中山間地域の交通事故要因の研究

國行浩史, 行田拓人, 窪田雄聡

2020 年 51 巻 5 号 p. 938-943
発行日: 2020年
公開日: 2020/09/30

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.938

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中山間地域で多く発生している四輪車の交通事故は，車線逸脱による要因が多く，カーブの曲率や道路勾配等の道路線形による影響が考えられる．そこで本研究では，撮影した写真からSfM手法を用いて事故現場の3Dモデルを構築し道路線形を解析することで，事故ハザード因子の抽出と事故リスク評価モデルを検討した．

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技術論文

視線と音声を用いたマルチモーダルインタフェースによるワークロードの低減

森田祐介, 古屋友和, 田村総, 平尾章成

2020 年 51 巻 5 号 p. 944-949
発行日: 2020年
公開日: 2020/09/30

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.944

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人の認知に関わる複数のリソース(視角/聴覚/言語/空間、等)を分散させることで負荷を低減させるHMIの実現を目指す。本研究では想定タスクについて従来の手動操作及び音声操作と、視線・音声を用いたマルチモーダル操作のワークロード評価を比較し、負荷低減への効果を明らかにする。

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研究論文

自動運転車に対する敵対的強化学習を用いた失敗ケース生成手法

和地瞭良

2020 年 51 巻 5 号 p. 950-955
発行日: 2020年
公開日: 2020/09/30

DOIhttps://doi.org/10.11351/jsaeronbun.51.950

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自動運転車は、周囲車や歩行者などが複雑に干渉し合う状況下で適切に振る舞わなければならない。そのため、開発フェーズにおいて失敗ケースを極力洗い出す必要がある。本稿では、敵対的マルチエージェント強化学習を用いて、有用かつ多様な失敗ケースを生成するための手法について述べる。

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