Znanstveni projekt podržan od strane Ford - University Research Program (URP), Tvrtka Ford Motor

Period: 2020-2023

Projektni tim: Istraživačka grupa s područja upravljanja automobilskim sustavima, Sveučilište u Zagrebu,

FSB Vođa projekta: prof. dr. sc. Joško Deur

Ciljevi projekta:

Višeagentsko modeliranje interakcija vozila i pješaka na pješačkim prijelazima

Razvoj modela za predviđanje ponašanja vozila i pješaka na pješačkim prijelazima primjenom strojnog učenja

Projektiranje upravljačkog sustava namijenjenog izračunavanju sigurne brzine vozila prilikom prilaska pješačkom prijelazu

Adaptacija upravljačkog sustava s obzirom na promjenjivo ponašanje pješaka

• Lea Pavelko , 2021- , Mentor: Joško Deur, doktorski rad povezan s projektom Safe Speed Anticipating for Encountering Pedestrian Crossing.
•  
• Jure Soldo, 2020- , Mentor: Joško Deur, doktorski rad povezan s projektom Adaptivno i prediktivno upravljanje utičnim hibridnim električnim vozilima (ACHIEVE).

Ivan Cvok , 2018-2022 , Mentor: Joško Deur, doktorski rad povezan s projektom Qualifying and Implementing a User-centric Designed and Efficient Electric Vehicle (QUIET).

Vanja Ranogajec, 2015-2019, Mentor: Joško Deur, doktorski rad povezan s projektom Optimiranje upravljanja promjenom stupnjeva prijenosa automatskog mjenjača.

Primjena strojnog učenja za predviđanje varijabli stanja vezanih uz upravljanje autonomnim vozilima, J. Deur, 2022-

Karakterizacija starenja litij-ionske baterije u realističnom simulacijskom okruženju, J. Deur, 2021. 

• Primjena optimizacijskih metoda u konstruiranju mehanizama s eksperimentalnom verifikacijom, M. Hoić, 2021.

Podacima vođeno modeliranje starenja litij-ionske baterije električnih vozila, J. Deur, 2020. 

• Eksperimentalna provjera čvrstoće i krutosti konstrukcija organskih oblika, M. Hoić, 2020.

Eksperimentalna karakterizacija degradacije litij-ionske baterije električnog mopeda, J. Deur, 2019.

• Izrada matematičkog modela za optimalno projektiranje portalnog graničnika, M. Hoić, 2019.

Estimacija parametara modela litij-ionske baterije električnog mopeda, J. Deur, 2018.

Modeliranje dinamike sklopa sinkrona automatske transmisije s dvostrukom spojkom, M. Hoić, 2018.

Eksperimentalna karakterizacija i modeliranje litij-ionske baterije električnog mopeda, J. Deur, 2017.

Optimalno upravljanje hibridnim transmisijama s dvostrukom spojkom, J. Deur, 2016.

Optimalno upravljanje hibridnim električnim vozilima u uvjetima naglašenih nagiba ceste, J. Deur, 2015.

Energetski efikasna hidraulika: principi, mjerenja i isplativost, J. Petrić, 2014.

Upravljanje tokovima energije električke mikromreže naftnog bušnog postrojenja, D. Pavković, 2013.

Research project supported through University Research Program (URP) of Ford Motor Company

Period: 2014-2016

Project team: Automotive Control Group of The University of Zagreb-FMENA

Project leader: prof. dr. sc. Joško Deur

Project scope:

Numerical optimization of shift control variables

Design of optimal feedforward and feedback shift-control laws and verification against optimization benchmark

Optimization of control law parameters for robust behavior

Numerical optimization of shift scheduling

Akronim projekta: i-RESEV

Web stranica projekta: http://powerlab.fsb.hr/iresev/

Period: 2012. -

Sažetak: Zbog intermitentne prirode obnovljivih izvora energije (OIE), odgovarajući energetski sustavi trebaju sadržavati značajnu rezervu u vidu konvencionalnih energetskih izvora ili značajan kapacitet postrojenja za skladištenje energije. To dovodi do povećanja cijene električne energije i cjelokupnog energetskog sustava, te ograničava širu raspostranjenost OIE. Rastuća primjena električnih vozila, uključujući utična hibridna električna vozila (engl. skrać. PHEV) i vozila-na-mreži (engl. skrać. V2G), donosi vrlo značajan kapacitet distribuiranih baterijskih akumulatora spojenih na mrežu, što otvara nove mogućosti za integraciju OIE. Međutim, cjelokupni energetski i transportni sustav postaje kompleksniji, te se njime može optimalno upravljati samo uz široku primjenu informacijskih i komunikacijskih tehnologija (ICT).

Glavni cilj predloženog projekta je uspostaviti temelje za cjelovitu integraciju električnih vozila u energetske sustave zasnovane na OIE i to u pogledu primjene ICT-a u a) procedurama modeliranja, simulacije i optimiranja, b) optimalnog upravljanja, estimacije i predikcije u realnom vremenu, c) strateškog planiranja i d) servisne podrške.

Postoje dva temeljna pravca istraživanja i razvoja koja vode prema implementaciji i razumijevanju tzv. pametnih elektromobilnih sustava, s ciljem značajnog smanjenja emisije stakleničkih plinova i usmjeravanja budućih transportno-energetskih sustava prema održivom razvoju. Prvi se pravac zasniva na rješavanju problema na razini energetskog sustava (pristup "od vrha prema dnu") u smislu optimiranja primjene OIE imajući u vidu prednosti i zahtjeve elektrificiranog transporta. Drugi pristup ("od dna prema vrhu") polazi od optimiranja upravljačkog sustava vozila, s ciljem minimiziranja potrošnje goriva i električne energije za dane parametre mreže i unaprijed nepoznate vozne uvjete.

Kako ovi temeljni individualni napori evoluiraju i ICT sustavi postaju sve sofisticiraniji, očito postoji potreba za sveobuhvatnim pristupom planiranju, sintezi i upravljanju cjelokupnim transportno-energetskim sustavom kako bi se približilo optimalnom ponašanju za dane radne parametre. U tom pogledu, predloženi projekt uspostavlja multidisciplinarnu istraživačku skupinu sa značajnim međunarodnim iskustvom, koja uključuje znanstvenike s područja upravljanja sustavima vozila i planiranja energetskih sustava.

Predloženi istraživački pristup kreće od upravljanju-namijenjenog modeliranja električnih vozila, te optimiranja upravljačkih varijabli vozila koje se provodi za unaprijed definirane vozne cikluse. Optimizacijski rezultati ulaze u modele planiranja energetskog sustava s ciljem optimiranja komponenti sustava za razna ograničenja vezana uz tehničke zahtjeve i cijenu energije. Karakteristični parametri optimiranog energetskog sustava tj. mreže vraćaju se na razinu vozila s ciljem razvoja optimalnih i robusnih upravljačkih algoritama. Konačno, cjelokupni model transportno-energetskog sustava služi za simulacijsko vrjednovanje raznih konfiguracija OIE-mreža-vozila.

Projektni glasnici:

1. glasnik - rujan 2012.

2. glasnik - kolovoz 2013.

3. glasnik - prosinac 2013.

4. glasnik - rujan 2014.

5. glasnik - prosinac 2014.

Broj projekta: 120-1201773-1771

Period: 2007 - 2012

Sažetak: Uvođenje sustava regulacije dinamike vozila (ABS, TCS, ESP, ARC, CDC i sl.) dovodi do značajnog unaprjeđenja sigurnosti vožnje u kritičnim manevrima, povećanja udobnosti i poboljšanja voznih karakteristika. Komercijalna rješenja ovih sustava zasnovana su na standarnim ABS aktuatorima u vidu hidrauličnih kočnica. Razvoj i primjena novih aktuatora, poput aktivnog sustava skretanja, aktivnog diferencijala i aktivnog ovjesa, doveli su do intenziviranja istraživačkih aktivnosti s ciljem daljnjeg unaprjeđenja kvalitete regulacije dinamike vozila. Regulacijski sustav zahtijeva poznavanje raznih veličina dinamike vozila, čija mjerenja su često vrlo teška ili skupa. Stoga je neophodno razviti precizne estimatore dinamike vozila. Razvoj regulatora i estimatora u velikoj je mjeri zasnovan na matematičkim modelima dinamike vozila. Ovi modeli trebaju imati jednostavnu strukturu koja vjerno opisuje temeljne modove dinamike vozila.

Ciljevi predloženog istraživanja su: a) razvoj vjernih modela dinamike vozila namijenjenih upravljanju, s naglaskom na model automobilske gume; b) razvoj estimatora dinamike vozila temeljen na tzv. konceptu sažimanja (fuzije) senzora poput ABS senzora, akcelerometara, žiroskopa i GPS senzora; c) sinteza i usporedna analiza sustava regulacije dinamike vozila za razne konfiguracije aktuatora i senzora. Projekt bi time trebao dati jasne odgovore o stupnju povećanja sigurnosti, udobnosti i performansi vožnje temeljem primjene naprednih aktuatora i senzora, te o optimalnim strukturama estimatora i regulatora kojima se to postiže. Konačni rezultati istraživanja bili bi vjerni nelinearni i linearizirani modeli autogume i dinamike vozila u cjelini, te optimalni sustavi estimacije i regulacije dinamike vozila za razne.

Predloženi modeli, estimatori i regulatori planiraju se provjeriti simulacijom na računalu i eksperimentalnim putem. Za potrebe eksperimentalne provjere koristiti će se postojeće ispitno vozilo Fakulteta, čija je glavna karakteristika primjena izravnog pogona s električnim servo-motorom. Ovisno o raspoloživim financijskim sredstvima, vozilo bi se proširilo s izravnim pogonom skretanja, te nizom naprednih senzora dinamike autogume i vozila u cjelini. Rezultati istraživanja mogu pronaći izravnu primjenu u automobilskoj industriji, ali isti tako i u industriji tračnih vozila, te u transportu u cjelini. Istraživanje treba dati prilog globalnim naporima na povećanju sigurnosti transporta i putnika.

Broj projekta: 120-0361621-1896

Period: 2007 - 2012

Sažetak: Hibridni pogon vozila općenito je prihvaćen kao rješenje za poboljšanje potrošnje energije vozila, te reduciranja njihovog zagađenja okoliša, kao dva ključna problema aktualnih transportnih sredstava. Istovremeno je potrebno zadovoljiti i tome suprotstavljena očekivanja korisnika vozila za dobrim performansama, udobnošću, sigurnošću i putnom autonomijom. Hibridna vozila pogonjena su iz više vrsta pogonskih izvora. Električni hibridi sastoje se od motora s unutarnjim izgaranjem (SUI) i električnog motora/generatora (ili dodatnog zasebnog generatora), te medija za pohranu električne energije (kemijske baterije i/ili kondenzatori vrlo visokog kapaciteta). Na taj način štednja energije i manja emisija štetnih plinova vozila omogućena je iskorištavanjem kinetičke energije tijekom kočenja, zatim radom motora SUI u energetski povoljnom radnom području, te mogućim reduciranjem veličine motora SUI. Pri tom se zadržavaju dobre performanse i velika autonomija klasično pogonjenih vozila. Alternativa električnim hibridima sa mogućom većom energetskom učinkovitosti mogli bi biti hidraulički hibridi, gdje se umjesto električnog motora/generatora i baterija koriste hidraulička jedinica (motor/crpka), te hidropneumatski akumulator.

Ključni problem hibridnih vozila jest u nalaženju optimalne kombinacije hibridnog pogona, te u nalaženju odgovarajuće strategije upravljanja tokom energije iz više izvora. Naglašava se da je upravljanje tokom energije jednog hibridnog vozila vrlo složeno, i ovisi o mnoštvu čimbenika.

Ključni rezultati predloženog projekta biti će matematički modeli hibridnog pogona, kao temelji kvalitetne analize i sinteze upravljanja hibridnog vozila, te metode optimalnog upravljanja hibridnim vozilima. Za potrebe eksperimentalne provjere matematičkih modela i metoda upravljanja izgraditi će se eksperimentalno hibridno vozilo, te mali eksperimentalni hidraulički pogon. Osim toga izraditi će se i usporedna analiza hidrauličkog i električnog hibridnog pogona, a uz to istraživati će se mehatronički podsustavi automobila, s osvrtom na primjene kod hibridnih vozila.

Predloženo istraživanje ima za svrhu stjecanje ekspertnih znanja zbog priključenja aktuelnim svjetskim istraživanjima na području hibridnih vozila, što je očigledna budućnost razvoja automobilske tehnologije. Vrlo je važno širenje znanja o hibridnim vozilima i automobilskoj mehatronici na zainteresirane u domaćem okruženju (znanstveni pomladak, studente, znanstvenike, stručnjake). Osim toga očekuje se proširenje postojeće suradnje sa svjetskom automobilskom industrijom, te pružanje potpore domaćoj znanosti i industriji na srodnim problemima.

Broj projekta:

Period: 2007 - 2011

Sažetak: Trenje predstavlja otpor gibanju površina u kontaktu, i značajno određuje ponašanje mnogih tehničkih procesa i proizvoda. Primjera ima vrlo mnogo, a posljedice trenja ponekad su korisne, a ponekad štetne.

Dobrim poznavanjem trenja, koje je određeno koeficijentima ili silama, mogu se značajno poboljšati postojeći proizvodi ili procesi, bilo unaprijeđenom konstrukcijom i materijalima, ili, što je danas naročito aktualno, boljim upravljanjem i regulacijom.

Jedini način koji vodi do dobrog poznavanja trenja, odnosno njegovog dobrog matematičkog opisa modelom, jest onaj eksperimentalni. U tu svrhu obično se koriste posebni strojevi za analizu trenja i trošenja - tribometri. Oni su najčešće usmjereni ispitivanju trenja u statičkim uvjetima, dakle onima koji se ne mijenjaju tijekom ispitivanja. Ponekad su zanimljivi promjenljivi, dinamički uvjeti trenja, kada se normalna sila ili brzina relativnog gibanja brzo mijenjaju, ili su zanimljivi drugi prijelazni oblici trenja poput histereza, Stribeckovog efekta, itd.

Za namjene takvih eksperimenata, ovaj projekt predlaže izradbu računalom upravljanog stroja za ispitivanje trenja, sa svojstvima vrlo brze dinamike zahvaljujući brzim pogonima, visoke preciznosti zahvaljujući predviđenoj mjernoj opremi, univerzalnosti zahvaljujući predviđenoj mogućnosti izmjena kliznih parova, te automatiziranosti mjernih procedura zahvaljujući numeričkom upravljanju i softverskoj podršci koja će biti razvijena za ovaj stroj.

Broj projekta: 0120-053

Period: Lipanj 2002 -

Primjena raznih regulacijskih sustava u automobilima rezultira značajnim poboljšanjem performansi, sigurnosti i udobnosti vožnje, te smanjenjem potrošnje goriva i emisije štetnih plinova. Razvoj automobilskih regulacijskih sustava temelji se na poznavanju matematičkih modela automobilskih elemenata i sustava. Kako regulacijski sustav često zahtjeva poznavanje veličina koje nije praktično mjeriti, potrebno je razviti on-line estimatore ovih veličina.

U poznatim modelima automobilskih elemenata i sustava često su zanemareni neki važni dinamički učinci (npr. dinamika trenja u spojkama, reduktorima servo-sustava i autogumama), ili su ovi modeli presloženi sa stanovišta razvoja upravljačkih sustava (npr. modeli temeljeni na konačnim elementima). U okviru ovog projekta predlaže se razvoj jednostavnih, fizikalnih i eksperimentalno validiranih dinamičkih modela elemenata automobilskog pogona orijentiranih prema razvoju regulacijskih sustava.

Alternativno se predviđa i razmatranje i primjena ulazno/izlaznih modela zasnovanih na umjetnim neuronskim mrežama. Naglasak se daje na modeliranje motora s unutarnjim izgaranjem, električnog ventila za ubrizgavanje zraka u motor, uljnih spojki automatskog reduktora i autoguma. Provodi se detaljna analiza dinamičkog vladanja ovih elemenata i cjelokupnog pogona s automatskim mjenjačem, s ciljem olakšanja parametrizacije modela i razvoja regulacijskih sustava.Estimacija momenta benzinskog motora, vučne sile automobila i drugih veličina automobilskog pogona uobičajeno se provodi u otvorenom krugu. U ovom se projektu predlaže razvoj i eksperimentalna provjera nelinearnih estimatora u zatvorenom krugu, kako bi se povećala statička i dinamička točnost estimacije u prisustvu naglašenih promjena parametara procesa. Pritom se posebna pažnja posvećuje izboru strukture estimatora koja treba osigurati robusnost estimatora za široki radni.

Na temelju razvijenih modela i estimatora projektiraju se i eksperimentalno ispituju razni automobilski regulacijski sustavi visokih performansi. Naglasak je na regulaciji brzine vrtnje benzinskog motora u praznom hodu, aktivnoj kompenzaciji pulzacija momenta benzinskog motora u hibridnim automobilima, slijednoj regulaciji položaja električnog ventila, te sustavima upravljanja dinamikom automobila uključujući ABS i regulaciju vuče.

Broj projekta: 0120-053

Period: Lipanj 2002 -

Sažetak: Primjena raznih regulacijskih sustava u automobilima rezultira značajnim poboljšanjem performansi, sigurnosti i udobnosti vožnje, te smanjenjem potrošnje goriva i emisije štetnih plinova. Razvoj automobilskih regulacijskih sustava temelji se na poznavanju matematičkih modela automobilskih elemenata i sustava. Kako regulacijski sustav često zahtjeva poznavanje veličina koje nije praktično mjeriti, potrebno je razviti on-line estimatore ovih veličina.

U poznatim modelima automobilskih elemenata i sustava često su zanemareni neki važni dinamički učinci (npr. dinamika trenja u spojkama, reduktorima servo-sustava i autogumama), ili su ovi modeli presloženi sa stanovišta razvoja upravljačkih sustava (npr. modeli temeljeni na konačnim elementima). U okviru ovog projekta predlaže se razvoj jednostavnih, fizikalnih i eksperimentalno validiranih dinamičkih modela elemenata automobilskog pogona orijentiranih prema razvoju regulacijskih sustava. Alternativno se predviđa i razmatranje i primjena ulazno/izlaznih modela zasnovanih na umjetnim neuronskim mrežama. Naglasak se daje na modeliranje motora s unutarnjim izgaranjem, električnog ventila za ubrizgavanje zraka u motor, uljnih spojki automatskog reduktora i autoguma. Provodi se detaljna analiza dinamičkog vladanja ovih elemenata i cjelokupnog pogona s automatskim mjenjačem, s ciljem olakšanja parametrizacije modela i razvoja regulacijskih sustava.

Estimacija momenta benzinskog motora, vučne sile automobila i drugih veličina automobilskog pogona uobičajeno se provodi u otvorenom krugu. U ovom se projektu predlaže razvoj i eksperimentalna provjera nelinearnih estimatora u zatvorenom krugu, kako bi se povećala statička i dinamička točnost estimacije u prisustvu naglašenih promjena parametara procesa. Pritom se posebna pažnja posvećuje izboru strukture estimatora koja treba osigurati robusnost estimatora za široki radni opseg. Na temelju razvijenih modela i estimatora projektiraju se i eksperimentalno ispituju razni automobilski regulacijski sustavi visokih performansi. Naglasak je na regulaciji brzine vrtnje benzinskog motora u praznom hodu, aktivnoj kompenzaciji pulzacija momenta benzinskog motora u hibridnim automobilima, slijednoj regulaciji položaja električnog ventila, te sustavima upravljanja dinamikom automobila uključujući ABS i regulaciju vuče.