JP2000257499A - コンピュータによる車両走行シミュレーション演算方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 実車走行時に機関からの排気ガス成分を、机
上演算で求める車両走行シミュレーション演算方法。 【解決手段】 車両走行シミュレーション演算方法にお
いて、供給燃料（Ｑｆ）を入力とするエンジンシミュレ
ーション工程（Ｍ１）と、Ｍ１で得られたエンジントル
ク（Ｑｅ）を入力とする車両シミュレーション工程（Ｍ
２）と、Ｍ２で得られたエンジン回転速度（Ｎｅ）を入
力とする冷却系シミュレーション工程（Ｍ３）と、供給
燃料（Ｑｆ）とエンジン回転速度（Ｎｅ）とＭ１で得ら
れたシリンダ吸気流量（Ｖｓ）及び温度（Ｔｓ）とシリ
ンダ排気流量（Ｖｅ）及び温度（Ｔｅ）と、Ｍ３から得
られたシリンダ温度（Ｔｃｙ）とを入力とし、排気ガス
のＣＯｘ、ＮＯｘ、ＳＯｘ、パーティクルの各排出量
（Ｅｃｏｘ、Ｅｎｏｘ、Ｅｓｏｘ、Ｅｐａｔ）を出力と
する燃焼シミュレーション工程（Ｍ４）と、を含んでい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータよっ
て行う車両走行シミュレーション演算方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両の走行状態によって、ＣＯ
ｘ、ＮＯｘ、ＳＯｘ、パーティクル等の排出量がどのよ
うな数値になるかを求めるには、一般には、実体の機関
に負荷装置を接続した実機試験運転から得た結果をもと
に推定算出していた。即ち、速度一定の定常走行抵抗に
相当する負荷を付与して、機関の排出するガスの前記各
成分を推定の基礎としてその結果を求めていた。しかし
ながら、この方法では、負荷装置による負荷の付与がほ
ぼ定常的となり、実車両の加速、減速等の過渡的な変化
を模擬できなかった。また、実車によるモード運転で
は、定常負荷と過渡負荷との区分の不明確、過渡状態内
での加速、定常、減速等の負荷の区分が不明確で、実車
条件での数値確認はできるが、設計段階での正確な基礎
データにすることはできなかった。

【０００３】このような現状の中でも、燃料を付与して
機関のトルク、回転出力及びシリンダからの排気ガス温
度、流量等を算出する機関運転のシミュレーション演算
モデルと、機関出力を与えて走行速度、機関回転速度を
求める車両走行シミュレーション演算モデルと、は公知
である。しかし、これらのシミュレーション演算モデル
では、冷却系、燃焼系が含まれないので、排気ガスの各
成分の演算と推定はできなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した従来
技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、実車走行
時に機関から排出される排気ガス成分を机上演算で求め
るための車両走行シミュレーション演算方法を提供する
ことを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のコンピュータに
よる車両走行シミュレーション演算方法は、供給燃料を
入力とするエンジンシミュレーション工程と、そのエン
ジンシミュレーション工程で得られたエンジントルクを
入力とする車両シミュレーション工程と、その車両シミ
ュレーション工程で得られたエンジン回転速度を入力と
する冷却系シミュレーション工程と、前記供給燃料と前
記エンジン回転速度と前記エンジンシミュレーション工
程で得られたシリンダ吸気流量及び温度とシリンダ排気
流量及び温度と、前記冷却系シミュレーション工程から
得られたシリンダ温度と、を入力とし、排気ガスのＣＯ
ｘ、ＮＯｘ、ＳＯｘ、パーティクルの各排出量を出力と
する燃焼シミュレーション工程、とをコンピュータに実
行させることを特徴としている。

【０００６】本発明の実施に際して、前記エンジンシミ
ュレーション工程は、吸気系シミュレーション工程と、
シリンダシミュレーション工程と、排気系シミュレーシ
ョン工程、と含んでいるのが好ましい。

【０００７】また、前記車両シミュレーション工程は、
クラッチシミュレーション工程と、変速機シミュレーシ
ョン工程とプロペラシャフトシミュレーション工程と、
終減速機シミュレーション工程と、タイヤシミュレーシ
ョン工程とを含むことが好ましい。

【０００８】そして、前記冷却系シミュレーション工程
は、ラジエータシミュレーション工程と、ウオータポン
プシミュレーション工程とオイルクーラシミュレーショ
ン工程と、シリンダブロックシミュレーション工程と、
シリンダヘッドシミュレーション工程と、サーモスタッ
トシミュレーション工程とを含むことが好ましい。

【０００９】さらに、前記燃焼シミュレーション工程
は、燃料供給量と、シリンダ吸気流量及び温度と、シリ
ンダ排気流量及び温度と、シリンダ温度と、から運転状
態を排気ガスの各成分別発生量に反映させる補正演算工
程と、各成分別の排気ガス発生量を算出するマップ照合
工程と、マップ照合工程でえられた各成分別の排気ガス
を入力とし排気ガスのＣＯｘ、ＮＯｘ、ＳＯｘ、パーテ
ィクルの各排出量を出力とする触媒・パーティクルシミ
ュレーション工程と、を含むことが好ましい。これらの
発明によれば、過去の実績データを折り込んだ各シミュ
レーション工程をコンピュータにより実行する事によっ
て、精度の良い車両走行シミュレーション演算ができ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の車両
走行シミュレーション演算方法の実施の形態を説明す
る。図１に、本発明の車両走行シミュレーション演算方
法Ｍ０のブロック構成を示す。車両走行シミュレーショ
ン演算方法Ｍ０は、燃料Ｑｆと、ＥＧＲ弁開度Ｖｅｇｒ
と、排気ブレーキ弁開度Ｖｅｘｈを入力とするエンジン
シミュレーション工程Ｍ１と、エンジントルクＱｅとク
ラッチペダル踏角αｐ及び変速機段Ｓｔｍを入力とする
車両シミュレーション工程Ｍ２と、燃料Ｑｆとエンジン
回転速度Ｎｅを入力とする冷却系シミュレーション工程
Ｍ３と、燃料Ｑｆ、エンジントルクＱｅ、排気ガス流量
Ｖｅ及び同温度Ｔｅ、吸気流量Ｖｓ及び同温度Ｔｓ、Ｅ
ＧＲ率Ｒｅｇｒ等を入力とする燃焼シミュレーション工
程Ｍ４とにより、主要構成がされている。

【００１１】別の表現をすれば、図１は本発明の車両走
行シミュレーション演算方法を行うためのコンピュータ
システムをブロック構成により示すものであり、システ
ム全体が符号Ｍ０で表示されている。そして、車両走行
シミュレーション演算方法を実行するコンピュータシス
テムＭ０の主要部は、燃料Ｑｆと、ＥＧＲ弁開度Ｖｅｇ
ｒと、排気ブレーキ弁開度Ｖｅｘｈを入力とするエンジ
ンシミュレーション工程を実行するブロック（或いは部
分）Ｍ１と、エンジントルクＱｅとクラッチペダル踏角
αｐ及び変速機段Ｓｔｍを入力とする車両シミュレーシ
ョン工程を実行するブロック（或いは部分）Ｍ２と、燃
料Ｑｆとエンジン回転速度Ｎｅを入力とする冷却系シミ
ュレーション工程を実行するブロック（或いは部分）Ｍ
３と、燃料Ｑｆ、エンジントルクＱｅ、排気ガス流量Ｖ
ｅ及び同温度Ｔｅ、吸気流量Ｖｓ及び同温度Ｔｓ、ＥＧ
Ｒ率Ｒｅｇｒ等を入力とする燃焼シミュレーション工程
を実行するブロック（或いは部分）Ｍ４とを含んで構成
されているのである。

【００１２】ここで、エンジンシミュレーション工程
（或いはその工程を実行するブロック）Ｍ１は、図２に
示すように、吸気系シミュレーション工程（或いはその
工程を実行するブロック）Ｍ１１と、シリンダシミュレ
ーション工程（或いはその工程を実行するブロック）Ｍ
１２と、排気系シミュレーション工程（或いはその工程
を実行するブロック）Ｍ１３と、排気ガスの一部を吸気
に混合させて再燃焼させるＥＧＲシミュレーション工程
（或いはその工程を実行するブロック）Ｍ１４と、を含
んで構成されている。

【００１３】その吸気系シミュレーション工程（或いは
その工程を実行するブロック）Ｍ１１は、本例の排気タ
ーボを使用するエンジンにおいては、ターボコンプレッ
サ回転速度ＮｃとＥＧＲ弁流量Ｑｅｇｒを入力とし、出
力をシリンダの吸気流量Ｖｓ及び同温度Ｔｓとするよう
構成されている。なお、ターボなしのナチュラル吸気エ
ンジンでは、大気吸入流量Ｖｓ、大気吸気温度Ｔｓが吸
気系の入力でも出力でもある。

【００１４】シリンダシミュレーション工程（或いはそ
の工程を実行するブロック）Ｍ１２は、燃料Ｑｆ及び吸
気系シミュレーション工程（或いはその工程を実行する
ブロック）Ｍ１１からのシリンダの吸気流量Ｖｓ及び同
温度Ｔｓを入力とし、出力をエンジントルクＱｅとシリ
ンダからの排気流量Ｖｅ及び同温度Ｔｅとするよう構成
されている。排気系シミュレーション工程（或いはその
工程を実行するブロック）Ｍ１３は、排気ブレーキ弁開
度Ｖｅｘｈと、シリンダシミュレーション工程（或いは
その工程を実行するブロック）Ｍ１２からのエンジント
ルクＱｅとシリンダからの排気流量Ｖｅ及び同温度Ｔｅ
を入力とし出力をターボ回転速度Ｎｃとするよう構成さ
れている。

【００１５】ＥＧＲシミュレーション工程（或いはその
工程を実行するブロック）Ｍ１４は、ＥＧＲ弁開度と、
シリンダからの排気流量Ｖｅ及び同温度Ｔｅを入力とし
出力をＥＧＲ弁流量Ｑｅｇｒとするよう構成されてい
る。そして、これらの各工程（或いはその工程を実行す
るブロック）間は、吸気系シミュレーション工程（或い
はその工程を実行するブロック）Ｍ１１とシリンダシミ
ュレーション工程（或いはその工程を実行するブロッ
ク）Ｍ１２とは送信線２１を介して、シリンダシミュレ
ーション工程（或いはその工程を実行するブロック）Ｍ
１２と排気系シミュレーション工程（或いはその工程を
実行するブロック）Ｍ１３及びＥＧＲシミュレーション
工程（或いはその工程を実行するブロック）Ｍ１４とは
送信線２２を介して、排気系シミュレーション工程（或
いはその工程を実行するブロック）Ｍ１３と吸気系シミ
ュレーション工程（或いはその工程を実行するブロッ
ク）Ｍ１１とは送信線２３を介して、ＥＧＲシミュレー
ション工程（或いはその工程を実行するブロック）Ｍ１
４と吸気シミュレーション工程（或いはその工程を実行
するブロック）Ｍ１１とは送信線２４を介して、それぞ
れ接続されている。このエンジンシミュレーション工程
（或いはその工程を実行するブロック）Ｍ１は、基本的
には公知のエンジンシミュレーションモデルと同様であ
る。

【００１６】車両シミュレーション工程（或いはその工
程を実行するブロック）Ｍ２は、図３に示すように、ク
ラッチシミュレーション工程（或いはその工程を実行す
るブロック）Ｍ２１と、変速機シミュレーション工程
（或いはその工程を実行するブロック）Ｍ２２と、プロ
ペラシャフトシミュレーション工程（或いはその工程を
実行するブロック）Ｍ２３と、終減速機シミュレーショ
ン工程（或いはその工程を実行するブロック）Ｍ２４
と、タイヤシミュレーション工程（或いはその工程を実
行するブロック）Ｍ２５と、を含んで構成されている。

【００１７】クラッチシミュレーション工程（或いはそ
の工程を実行するブロック）Ｍ２１は、動力伝達系の往
路ではエンジントルクＱｅと、伝達トルクを調整するク
ラッチペダル踏角αｐとを入力とし、出力はクラッチ出
力トルクＱｃを、復路ではクラッチ板回転速度を入力と
し、出力はエンジン回転速度Ｎｅとするよう構成されて
いる。

【００１８】変速機シミュレーション工程（或いはその
工程を実行するブロック）Ｍ２２は、往路ではクラッチ
出力トルクＱｃと変速機段Ｓｔｍ例えば第１速段とを入
力とし、出力は変速機出力トルクＱｔを、復路ではプロ
ペラシャフト回転速度Ｎｐを入力とし、出力はクラッチ
板回転速度Ｎｃとするよう構成されている。プロペラシ
ャフトシミュレーション工程（或いはその工程を実行す
るブロック）Ｍ２３は、往路では変速機出力トルクＱｔ
を入力とし、出力はプロペラシャフト伝達トルクＱｐと
するよう構成されている。

【００１９】終減速機シミュレーション工程（或いはそ
の工程を実行するブロック）Ｍ２４は、復路ではプロペ
ラシャフト伝達トルクＱｐを入力とし、出力は終減速機
伝達トルクＱｄを、復路ではタイヤ回転速度Ｎｗを入力
とし、出力はプロペラシャフト回転速度Ｎｐとするよう
構成されている。タイヤシミュレーション工程（或いは
その工程を実行するブロック）Ｍ２５は、車両重量、タ
イヤ半径等の諸元と終減速機伝達トルクＱｄを入力と
し、出力はタイヤ回転速度Ｎｗとするよう構成されてい
る。

【００２０】そして、これらの各工程（或いはその工程
を実行するブロック）間は、クラッチシミュレーション
工程（或いはその工程を実行するブロック）Ｍ２１と変
速機シミュレーション工程（或いはその工程を実行する
ブロック）Ｍ２２とは送信線３１及び３７を介して、変
速機シミュレーション工程（或いはその工程を実行する
ブロック）とプロペラシャフトシミュレーション工程
（或いはその工程を実行するブロック）Ｍ２３とは送信
線３２を介して、プロペラシャフトシミュレーション工
程（或いはその工程を実行するブロック）Ｍ２３と終減
速機シミュレーション工程（或いはその工程を実行する
ブロック）Ｍ２４とは送信線３３を介して、終減速機シ
ミュレーション工程（或いはその工程を実行するブロッ
ク）Ｍ２４とタイヤシミュレーション工程（或いはその
工程を実行するブロック）Ｍ２５とは送信線３４及び３
５を介して、また、終減速機シミュレーション工程（或
いはその工程を実行するブロック）Ｍ２４と変速機シミ
ュレーション工程（或いはその工程を実行するブロッ
ク）Ｍ２２とは送信線３６を介して接続されている。

【００２１】この車両シミュレーション工程（或いはそ
の工程を実行するブロック）Ｍ２も、基本的には公知の
シミュレーションモデルと同様である。冷却系シミュレ
ーション工程（或いはその工程を実行するブロック）Ｍ
３は、図４に示すように、ラジエータシミュレーション
工程（或いはその工程を実行するブロック）Ｍ３１と、
ウオータポンプシミュレーション工程（或いはその工程
を実行するブロック）Ｍ３２と、オイルクーラシミュレ
ーション工程（或いはその工程を実行するブロック）Ｍ
３３と、シリンダブロックシミュレーション工程（或い
はその工程を実行するブロック）Ｍ３４と、シリンダヘ
ッドシミュレーション工程（或いはその工程を実行する
ブロック）Ｍ３５ト、サーモスタットシミュレーション
工程（或いはその工程を実行するブロック）Ｍ３６と、
で構成されている。

【００２２】ラジエータシミュレーション工程（或いは
その工程を実行するブロック）Ｍ３１は、サーモスタッ
トシミュレーション工程（或いはその工程を実行するブ
ロック）からのシリンダヘッド冷却水温度Ｔｃｈ、同流
量Ｖｃｈ１を入力とし、出力をラジエータ冷却水温度Ｔ
ｒｒ、同流量Ｖｒｒとするよう構成されている。

【００２３】ウオータポンプシミュレーション工程（或
いはその工程を実行するブロック）Ｍ３２は、エンジン
回転速度Ｎｅとラジエータシミュレーション工程（或い
はその工程を実行するブロック）Ｍ３１からのラジエー
タ冷却水温度Ｔｒｒ、同流量Ｖｒｒ及びサーモスタット
シミュレーション工程（或いはその工程を実行するブロ
ック）Ｍ３６からのシリンダヘッド冷却水温度Ｔｃｈと
サーモスタットから分岐された同流量Ｖｃｈ２とを入力
とし、出力をポンプ冷却水温度Ｔｐ、同流量Ｖｐとする
よう構成されている。

【００２４】オイルクーラシミュレーション工程（或い
はその工程を実行するブロック）Ｍ３３は、燃料Ｑｆと
ウオータポンプシミュレーション工程（或いはその工程
を実行するブロック）Ｍ３２からのポンプ冷却水温度Ｔ
ｐ、同流量Ｖｐとを入力とし、出力をオイルクーラ冷却
水温度Ｔｃｏ、同流量Ｖｃｏとするよう構成されてい
る。

【００２５】シリンダブロックシミュレーション工程
（或いはその工程を実行するブロック）Ｍ３４は、燃料
Ｑｆとオイルクーラシミュレーション工程（或いはその
工程を実行するブロック）Ｍ３３からのオイルクーラ冷
却水温度Ｔｃｏ、同流量Ｖｃｏとを入力とし、出力をシ
リンダ温度Ｔｃｙとシリンダ冷却水温度Ｔｃ、同流量Ｖ
ｃとするよう構成されている。

【００２６】シリンダヘッドシミュレーション工程（或
いはその工程を実行するブロック）Ｍ３５は、燃料Ｑｆ
とシリンダブロックシミュレーション工程（或いはその
工程を実行するブロック）Ｍ３４からのシリンダ冷却水
温度Ｔｃ、同流量Ｖｃを入力とし、出力をシリンダヘッ
ド冷却水温度Ｔｃｈ、同流量Ｖｃｈとするよう構成され
ている。

【００２７】サーモスタットシミュレーション工程（或
いはその工程を実行するブロック）Ｍ３６は、大気温度
Ｔａｒとシリンダヘッドシミュレーション工程（或いは
その工程を実行するブロック）Ｍ３５からのシリンダヘ
ッド冷却水温度Ｔｃｈ、同流量Ｖｃｈを入力とし、出力
をシリンダヘッド冷却水温度Ｔｃｈと２分する流量Ｖｃ
ｈ１及びＶｃｈ２とするよう構成されている。

【００２８】そして、これらの各工程（或いはその工程
を実行するブロック）間は、ラジエータシミュレーショ
ン工程（或いはその工程を実行するブロック）Ｍ３１と
ウオータポンプシミュレーション工程（或いはその工程
を実行するブロック）Ｍ３２とは送信線４１を介して、
ウオータポンプシミュレーション工程（或いはその工程
を実行するブロック）Ｍ３２とオイルクーラシミュレー
ション工程（或いはその工程を実行するブロック）Ｍ３
３とは送信線４２を介して、オイルクーラシミュレーシ
ョン工程（或いはその工程を実行するブロック）Ｍ３３
とシリンダブロックシミュレーション工程（或いはその
工程を実行するブロック）Ｍ３４とは送信線４３を介し
て、シリンダブロックシミュレーション工程（或いはそ
の工程を実行するブロック）Ｍ３４とシリンダヘッドシ
ミュレーション工程（或いはその工程を実行するブロッ
ク）Ｍ３５とは送信線４５を介して、シリンダヘッドシ
ミュレーション工程（或いはその工程を実行するブロッ
ク）Ｍ３５とサーモスタットシミュレーション工程（或
いはその工程を実行するブロック）Ｍ３６とは送信線４
６を介して、サーモスタットシミュレーション工程（或
いはその工程を実行するブロック）３６とラジエータシ
ミュレーション工程（或いはその工程を実行するブロッ
ク）Ｍ３１とは送信線４８を介して接続されている。さ
らに、サーモスタットシミュレーション工程（或いはそ
の工程を実行するブロック）Ｍ３６とウオータポンプシ
ミュレーション工程（或いはその工程を実行するブロッ
ク）Ｍ３２とは送信線４７を介してそれぞれ接続されて
いる。

【００２９】燃焼シミュレーション工程（或いはその工
程を実行するブロック）Ｍ４は、図５に示すように、補
正演算工程（或いはその工程を実行するブロック）Ｍ４
１と、マップ照合工程（或いはその工程を実行するブロ
ック）Ｍ４０と、触媒・パーティクルトラップ工程（或
いはその工程を実行するブロック）Ｍ４６とで構成され
ている。

【００３０】補正演算工程（或いはその工程を実行する
ブロック）Ｍ４１は、エンジンの運転状態を排気ガスの
発生量に反映させるための工程（或いはその工程を実行
するブロック）で、シリンダ吸気量Ｖｓ、同温度Ｔｓ、
シリンダ排気流量Ｖｅ、同温度Ｔｅ、ＥＧＲ率Ｒｅｇｒ
を入力とし、出力を吸気係数Ｃｆｓ及び排気係数Ｃｆｅ
とするよう構成されている。

【００３１】マップ照合工程（或いはその工程を実行す
るブロック）Ｍ４０は、排気ガス成分別の発生量をマッ
プを照合して求める工程（或いはその工程を実行するブ
ロック）で、前記吸気係数Ｃｆｓ及び排気係数Ｃｆｅ
と、エンジン回転速度Ｎｅ、エンジントルクを入力と
し、出力を排気ガス成分量とするよう構成されている。
その工程（或いはその工程を実行するブロック）Ｍ４０
は、ＣＯｘマップ照合工程（或いはその工程を実行する
ブロック）Ｍ４２、ＮＯｘマップ照合工程（或いはその
工程を実行するブロック）Ｍ４３、ＳＯｘマップ照合工
程（或いはその工程を実行するブロック）Ｍ４４とパー
ティクルマップ照合工程（或いはその工程を実行するブ
ロック）Ｍ４５とで構成されている。

【００３２】触媒・パーティクルトラップ工程（或いは
その工程を実行するブロック）Ｍ４６は、排気ガスを触
媒によって酸化、還元して有害成分を減少させる浄化作
用のシミュレーション工程（或いはその工程を実行する
ブロック）で、前記ＣＯｘ、ＮＯｘ、ＳＯｘ及びパーテ
ィクルの各発生量Ｖｃｏｘ、Ｖｎｏｘ、Ｖｓｏｘ、Ｖｐ
ａｔを入力とし、出力を外部に排出するＣＯｘ、ＮＯ
ｘ、ＳＯｘ及びパーティクルの各排出量Ｅｃｏｘ、Ｅｎ
ｏｘ、Ｅｓｏｘ、Ｅｐａｔとするよう構成されている。
この各マップ照合工程（或いはその工程を実行するブロ
ック）で使用されるマップは、エンジンの燃焼方式、出
力その他で区分され、実績データに基いて作成されて予
め記憶媒体に入力されている。

【００３３】そして、これらの各工程（或いはその工程
を実行するブロック）間は、補正演算工程（或いはその
工程を実行するブロック）Ｍ４１とＣＯｘマップ照合工
程（或いはその工程を実行するブロック）Ｍ４２、ＮＯ
ｘマップ照合工程（或いはその工程を実行するブロッ
ク）Ｍ４３、ＳＯｘマップ照合工程（或いはその工程を
実行するブロック）Ｍ４４とパーティクルマップ照合工
程（或いはその工程を実行するブロック）Ｍ４５とは、
それぞれに吸気係数Ｃｆｓを送信する送信線５５及び排
気係数Ｃｆｅを送信する送信線５６を介して接続されて
いる。また、マップ照合工程（或いはその工程を実行す
るブロック）Ｍ４０は、ＣＯｘマップ照合工程（或いは
その工程を実行するブロック）Ｍ４２、ＮＯｘマップ照
合工程（或いはその工程を実行するブロック）Ｍ４３、
ＳＯｘマップ照合工程（或いはその工程を実行するブロ
ック）Ｍ４４とパーティクルマップ照合工程（或いはそ
の工程を実行するブロック）Ｍ４５が触媒・パーティク
ルトラップ工程（或いはその工程を実行するブロック）
Ｍ４６にそれぞれ送信線５７、５８、５９、６０を介し
て接続されている。

【００３４】上記構成の作用を、図６に示すフローチャ
ートによって説明する。ステップＳ１において、シミュ
レーション演算の条件を設定する。即ち、エンジン設定
と、このエンジンを搭載する車両の設定と、この車両が
走行する例えば走行パターン等の走行条件を設定する。
ステップＳ２では、エンジンに供給する燃料量、本例で
は噴射による燃料供給量Ｑｆと、ＥＧＲ弁開度Ｖｅｇｒ
と、排気ブレーキ弁開度Ｖｅｘｈと、使用する変速機の
段数Ｓｔｍと、クラッチペダル踏角αｐ、走行に関する
タイヤ半径、車両重量等のパラメータの読み込み等をす
る。

【００３５】次のステップＳ３においては、エンジンシ
ミュレーション工程（或いはその工程を実行するブロッ
ク）Ｍ１によって、エンジントルクＱｅ、エンジンへの
吸気流量Ｖｓ、同温度Ｔｓ、シリンダからの排気流量Ｖ
ｅ、同温度Ｔｅ、ＥＧＲ率Ｒｅｇｒを算出する。この算
出要領は公知の方法による。ステップＳ３が、エンジン
シミュレーション工程（或いはその工程を実行するブロ
ック）である。

【００３６】ステップＳ４において、車両シミュレーシ
ョン工程（或いはその工程を実行するブロック）Ｍ２に
よりエンジン回転速度Ｎｅを算出する。即ち、エンジン
トルクＱｅ、クラッチペダル踏み角αｐ、変速機段Ｓｔ
ｍを入力し、車両各装置をシミュレートするクラッチシ
ミュレーション工程（或いはその工程を実行するブロッ
ク）Ｍ２１と、変速機シミュレーション工程（或いはそ
の工程を実行するブロック）Ｍ２２と、プロペラシャフ
トシミュレーション工程（或いはその工程を実行するブ
ロック）Ｍ２３と、終減速機シミュレーション工程（或
いはその工程を実行するブロック）Ｍ２４と、タイヤシ
ミュレーション工程（或いはその工程を実行するブロッ
ク）Ｍ２５とによって、エンジンが必要とするエンジン
回転速度Ｎｅを求める。ステップＳ４が車両シミュレー
ション工程（或いはその工程を実行するブロック）であ
る。

【００３７】次のステップＳ５において、冷却系シミュ
レーション工程（或いはその工程を実行するブロック）
Ｍ３によりシリンダ温度Ｔｃｙを算出する。燃料噴射量
Ｑｆ、大気温度Ｔａｒと前ステップＳ４で得たエンジン
回転速度Ｎｅとを入力し、ラジエータシミュレーション
工程（或いはその工程を実行するブロック）Ｍ３１と、
ウオータポンプシミュレーション工程（或いはその工程
を実行するブロック）Ｍ３２と、オイルクーラシミュレ
ーション工程（或いはその工程を実行するブロック）Ｍ
３３と、シリンダブロックシミュレーション工程（或い
はその工程を実行するブロック）Ｍ３４と、シリンダヘ
ッドシミュレーション工程（或いはその工程を実行する
ブロック）Ｍ３５ト、サーモスタットシミュレーション
工程（或いはその工程を実行するブロック）Ｍ３６と、
の各工程（或いはその工程を実行するブロック）によっ
て、シリンダ温度Ｔｃｙを求める。ステップＳ５が冷却
系シミュレーション工程（或いはその工程を実行するブ
ロック）である。

【００３８】ステップＳ６では、燃焼シミュレーション
工程（或いはその工程を実行するブロック）Ｍ４によ
り、前ステップＳ３、Ｓ４、Ｓ５で求めた各パラメータ
を入力として、ＣＯｘ、ＮＯｘ、ＳＯｘ、パーティクル
の各排出量Ｅｃｏｘ、ＥｎｏｘＥ、Ｅｓｏｘ、Ｅｐａｔ
を算出する。即ち、エンジン回転速度Ｎｅ、エンジント
ルクＱｅ、シリンダ吸気量Ｖｓ、同温度Ｔｓ、シリンダ
排気流量Ｖｅ、同温度Ｔｅ、ＥＧＲ率Ｒｅｇｒを入力と
し、補正演算工程（或いはその工程を実行するブロッ
ク）Ｍ４１と、マップ照合工程（或いはその工程を実行
するブロック）Ｍ４０と、触媒・パーティクルトラップ
工程（或いはその工程を実行するブロック）Ｍ４６とに
よって各排気ガス成分量を求める。ステップＳ６が燃焼
シミュレーション工程（或いはその工程を実行するブロ
ック）である。

【００３９】ステップＳ７において、シミュレーション
演算の終了条件を満たしたか否かを確認する。即ち、ス
テップＳ１で設定した走行条件のすべてをシミュレート
したか、あるいは、走行条件の変数、エンジン部品の特
性の変数、ラジエータ容量の変数、等の初期、所定の目
的が達成されてＹＥＳであればステップＳ８に行く。Ｎ
Ｏであれば、ステップＳ２にもどってシミュレーション
演算を継続する。ステップＳ８において、上記各ステッ
プにより求めた演算結果を、グラフ等に整理する。以上
で、シミュレーションを終了する。

【００４０】

【発明の効果】本発明の作用効果を、以下に列挙する。 （１） 従来のエンジンシミュレーションと車両シミュ
レーションに冷却系シミュレーション工程（或いはその
工程を実行するブロック）及び燃焼シミュレーション工
程（或いはその工程を実行するブロック）を加えて、シ
ミュレーション形態を完成させたので、机上で車両走行
シミュレーション演算ができて、加速、減速の過渡状態
を含んだ排出ガスの各成分量を算出できる。 （２） 走行条件を変数にして、広範な演算と検討がで
きる。 （３） 例えばエンジン部品等の形状、特性等を容易に
変化させ、最適合部品を選定できる。 （４） 例えばラジエータ部品等の形状、特性等を変化
させ、加、減速の過渡条件も検討したラジエータ特性、
ウオータポンプ特性の最適合部品を容易に選定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両走行シミュレーション演算方法の
実施形態を示すブロック構成図。

【図２】図１内のエンジンシミュレーション工程Ｍ１を
示すブロック構成図。

【図３】図１内の車両シミュレーション工程Ｍ２を示す
ブロック構成図。

【図４】図１内の冷却系シミュレーション工程Ｍ３を示
すブロック構成図。

【図５】図１内の燃焼シミュレーション工程Ｍ４を示す
ブロック構成図。

【図６】上記構成の作用を示すフローチャート図。

【符号の説明】

Ｍ１・・・エンジンシミュレーション工程 Ｍ１１・・吸気系シミュレーション工程 Ｍ１２・・シリンダシミュレーション工程 Ｍ１３・・排気系シミュレーション工程 Ｍ２・・・車両シミュレーション工程 Ｍ２１・・クラッチシミュレーション工程 Ｍ２２・・変速機シミュレーション工程 Ｍ２３・・プロペラシャフトシミュレーション工程 Ｍ２４・・終減速機シミュレーション工程 Ｍ２５・・タイヤシミュレーション工程 Ｍ３・・・冷却系シミュレーション工程 Ｍ３１・・ラジエータシミュレーション工程 Ｍ３２・・ウオータポンプシミュレーション工程 Ｍ３３・・オイルクーラシミュレーション工程 Ｍ３４・・シリンダブロックシミュレーション工程 Ｍ３５・・シリンダヘッドシミュレーション工程 Ｍ３６・・サーモスタットシミュレーション工程 Ｍ４・・・燃焼シミュレーション工程 Ｍ４０・・マップ照合工程 Ｍ４１・・補正演算工程 Ｍ４２・・ＣＯｘマップ照合工程 Ｍ４３・・ＮＯｘマップ照合工程 Ｍ４４・・ＳＯｘマップ照合工程 Ｍ４５・・パーティクルマップ照合工程 Ｍ４６・・触媒・パーティクルトラップ工程 αｐ・・・クラッチペダル踏角 Ｎｅ・・・エンジン回転速度 Ｎｃ・・・クラッチ板回転速度 Ｎｐ・・・プロペラシャフト回転速度 Ｎｗ・・・タイヤ回転速度 Ｓｔｍ・・変速機段数 Ｑｅ・・・エンジントルク Ｑｃ・・・クラッチ出力トルク Ｑｔ・・・変速機伝達トルク Ｑｐ・・・プロペラシャフト伝達トルク Ｖｒｒ・・ラジエータ冷却水流量 Ｔｒｒ・・ラジエータ冷却水温度 Ｖｅ・・・シリンダからの排気流量 Ｔｅ・・・シリンダからの排気温度 Ｖｓ・・・シリンダの吸気流量 Ｔｓ・・・シリンダの吸気温度 Ｖｐ・・・ポンプ冷却水流量 Ｔｐ・・・ポンプ冷却水温度 Ｖｃ・・・シリンダ冷却水流量 Ｔｃ・・・シリンダ冷却水温度 Ｔｃｙ・・シリンダ温度 Ｖｃｈ・・シリンダヘッド冷却水流量 Ｔｃｈ・・シリンダヘッド冷却水温度 Ｖｃｏ・・オイルクーラ冷却水流量 Ｔｃｏ・・オイルクーラ冷却水温度 Ｑｆ・・・燃料供給量 Ｖｃｏｘ・・ＣＯｘ発生量 Ｖｎｏｘ・・ＮＯｘ発生量 Ｖｓｏｘ・・ＳＯｘ発生量 Ｖｐａｔ・・パーティクル発生量 Ｅｃｏｘ・・ＣＯｘ排出量 Ｅｎｏｘ・・ＮＯｘ排出量 Ｅｓｏｘ・・ＳＯｘ排出量 Ｅｐａｔ・・パーティクル排出量 ２、３・・送信線 １０〜１５、１５Ａ、１５Ｂ、１６、１７・・送信線 ４１〜４８・・送信線 ５５〜６０・・送信線

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 供給燃料を入力とするエンジンシミュレ
   ーション工程と、そのエンジンシミュレーション工程で
   得られたエンジントルクを入力とする車両シミュレーシ
   ョン工程と、その車両シミュレーション工程で得られた
   エンジン回転速度を入力とする冷却系シミュレーション
   工程と、前記供給燃料と前記エンジン回転速度と前記エ
   ンジンシミュレーション工程で得られたシリンダ吸気流
   量及び温度とシリンダ排気流量及び温度と、前記冷却系
   シミュレーション工程から得られたシリンダ温度とを入
   力とし、排気ガスのＣＯｘ、ＮＯｘ、ＳＯｘ、パーティ
   クルの各排出量を出力とする燃焼シミュレーション工
   程、とをコンピュータに実行させることを特徴とするコ
   ンピュータによる車両走行シミュレーション演算方法。
2. 【請求項２】 前記エンジンシミュレーション工程は、
   吸気系シミュレーション工程と、シリンダシミュレーシ
   ョン工程と、排気系シミュレーション工程、とを含む請
   求項１のコンピュータによる車両走行シミュレーション
   演算方法。
3. 【請求項３】 前記車両シミュレーション工程は、クラ
   ッチシミュレーション工程と、変速機シミュレーション
   工程とプロペラシャフトシミュレーション工程と、終減
   速機シミュレーション工程と、タイヤシミュレーション
   工程、とを含む請求項１または２のいずれかのコンピュ
   ータによる車両走行シミュレーション演算方法。
4. 【請求項４】 前記冷却系シミュレーション工程は、ラ
   ジエータシミュレーション工程と、ウオータポンプシミ
   ュレーション工程とオイルクーラシミュレーション工程
   と、シリンダブロックシミュレーション工程と、シリン
   ダヘッドシミュレーション工程と、サーモスタットシミ
   ュレーション工程、とを含む請求項１〜３のいづれか１
   項のコンピュータによる車両走行シミュレーション演算
   方法。
5. 【請求項５】 前記燃焼シミュレーション工程は、燃料
   供給量と、シリンダ吸気流量及び温度と、シリンダ排気
   流量及び温度と、シリンダ温度と、から運転状態を排気
   ガスの各成分別発生量に反映させる補正演算工程と、各
   成分別の排気ガス発生量を算出するマップ照合工程と、
   マップ照合工程で得られた各成分別の排気ガスを入力と
   し排気ガスのＣＯｘ、ＮＯｘ、ＳＯｘ、パーティクル、
   の各排出量を出力とする触媒・パーティクルシミュレー
   ション工程、とを含む請求項１〜４のいずれか１項のコ
   ンピュータによる車両走行シミュレーション演算方法。