JP2003172190A

JP2003172190A - 加速性能の評価方法、加速性能評価装置及び車両

Info

Publication number: JP2003172190A
Application number: JP2002155909A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Mizutani; 卓明水谷
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2002-05-29
Publication date: 2003-06-20

Abstract

(57)【要約】【課題】加速性能に関連するエンジン回転数などの所
定要素の時間変化をｎ次元関数（ｎは実数）で近似し、
その係数に基づいて加速性能を評価することで、車両の
加速性能を正確に評価するのに好適な加速性能評価方
法、加速性能評価装置、この装置を搭載した車両を提供
する。【解決手段】加速性能評価システム２０を、クランク
角センサ１０によって検出されたクランク角度を取得し
て、そのクランク角度の時間変化率からエンジンの出力
軸であるクランクシャフト２ｄの回転速度をエンジン回
転数として算出するエンジン回転数演算部２１と、スロ
ットルセンサ９によって検出されたスロットル開度及び
エンジン回転数演算部２１によって算出されたエンジン
回転数とに基づいて車両の加速性能の評価を行う加速性
能評価部２２と、から構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の加速性能の
評価方法及び加速性能評価装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両の加速性能の評価は、運転者
の嗜好や車両の経年劣化などを知るために行われてお
り、加速動作に関連するエンジン回転数や車両の速度な
どの時間変化を、加速の開始時点と終了時点の２点間の
速度を直線で結ぶ、所謂直線近似における近似直線の傾
きに基づいて評価を行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の評価方法では、実際の車両のエンジン回転数や速度
変化は、非線形なエンジン出力と車両としての慣性力に
影響されるため、長い期間に対して直線近似を行い、そ
の近似直線の傾きだけで加速性能を評価しようとする
と、２点間に存在する実際の数値が考慮されないため、
正確な加速性能の評価とならない恐れがあった。

【０００４】そこで、本発明は、このような従来の技術
の有する未解決の課題に着目してなされたものであっ
て、加速性能に関連するエンジン回転数などの所定要素
の時間変化をｎ次元の関数（ｎは実数）で曲線近似し
て、その関数の係数によって車両の加速性能を評価する
加速性能評価方法、加速性能評価装置及びこの装置を搭
載した車両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】上記目的を達成するため
に、本発明に係る請求項１記載の加速性能の評価方法
は、車両の加速性能に関連する所定要素の時間変化をｎ
次関数（ｎは実数）を用いて曲線近似し、そのｎ次関数
の係数に基づいて前記車両の加速性能を評価することを
特徴としている。

【０００６】つまり、車両の加速性能に関する所定要素
の時間変化をｎ次関数によって曲線近似するようにした
ので、従来の直線による近似に比べて実際の値との誤差
が減少し、正確な加速性能の評価を行うことが可能とな
る。更に、加速性能を関数の係数という単一の数値で表
現することができるので、加速性能の向上、劣化の判断
が容易となる。

【０００７】また、請求項２に係る発明は、請求項１記
載の加速性能の評価方法において、前記所定要素は、車
両の速度であることを特徴としている。つまり、車両の
加速性能に関する要素が車両の速度であり、速度の時間
変化をｎ次関数で曲線近似する場合である。また、請求
項３に係る発明は、請求項１又は請求項２記載の加速性
能の評価方法において、前記所定要素は、エンジン回転
数であることを特徴としている。

【０００８】つまり、車両の加速性能に関する要素が車
両のエンジン回転数であり、エンジン回転数の時間変化
をｎ次関数で曲線近似する場合である。。また、請求項
４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項
に記載の加速性能の評価方法において、前記所定要素
は、モータの回転数であることを特徴としている。

【０００９】つまり、車両が電気自動車であるときに、
車両の加速性能に関する要素が、モータの回転数であ
り、モータの回転数の時間変化をｎ次関数で曲線近似す
る場合である。また、請求項５に係る発明は、請求項１
乃至請求項４のいずれか１項に記載の加速性能の評価方
法において、前記曲線近似は、前記車両の加速時のスロ
ットル操作の継続期間内において行うことを特徴として
いる。

【００１０】つまり、運転者が、スロットルを操作して
いる間の加速性能に関する要素の時間変化を曲線近似す
る場合であり、加速操作に起因する制御対象への制御量
を反映した加速性能の評価が可能となる。また、請求項
６に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項
に記載の加速性能の評価方法において、前記評価は、加
速のための操作に伴う車両の速度、エンジン回転数及び
モータ回転数のいずれか一の過渡状態の継続期間内にお
いて行うことを特徴としている。

【００１１】つまり、加速性能の評価期間を加速のため
の操作に伴う車両の速度、エンジン回転数及びモータ回
転数のいずれか一の過渡状態の継続期間中に限定するこ
とにより、過渡状態における加速操作に起因する制御対
象への制御量を反映した加速評価が可能となる。また、
請求項７に係る発明は、請求項１乃至請求項６のいずれ
か１項に記載の加速性能の評価方法において、前記ｎ次
関数による曲線近似は、前記所定要素の時間変化におけ
るそれぞれ異なる期間において複数回行い、それらｎ次
関数の係数の平均値に基づいて前記加速性能の評価を行
うことを特徴としている。

【００１２】つまり、ｎ次関数による曲線近似を、所定
要素の評価を行う時間範囲を複数に分割し、分割された
それぞれの期間において曲線近似を行い、それらｎ次関
数の係数の平均値に基づいて車両の加速性能を評価する
ものであり、これにより、近似精度を向上させることが
可能となるので、より正確な加速性能の評価が可能とな
る。

【００１３】また、請求項８に係る発明は、請求項１乃
至請求項６記載の加速性能の評価方法において、前記評
価は、評価期間中に複数のサンプル点を取得し、当該サ
ンプル点の各々と前記ｎ次関数との誤差が最小となる係
数を評価値とすることを特徴としている。つまり、近似
曲線と実際の制御対象の各々の出力との誤差が最小とな
る係数を評価値とすることで、評価結果の精度を向上さ
せることが可能である。

【００１４】また、請求項９に係る発明は、請求項１乃
至請求項８のいずれか１項に記載の加速性能の評価方法
において、前記ｎ次関数の係数と車両の基準状態に基づ
いて定められる前記ｎ次関数の基準係数との比較結果に
基づいて前記加速性能の評価を行うことを特徴としてい
る。つまり、例えば、車両の加速性能に関する所定要素
の時間変化に対して、加速性能の評価時に基準となるｎ
次関数の係数を基準係数として予め設定し、車両の運転
中に前記所定要素に対してｎ次関数による近似を行った
ときに、この近似結果である関数の係数と、前記した基
準係数とを比較して、その比較結果に基づいて車両の加
速性能を評価するようにしたので、比較結果に差がある
ときは車両の加速性能を基準状態に戻すように補正値を
算出し補正することが可能である。

【００１５】また、請求項１０に係る発明は、請求項５
又は請求項６記載の加速性能の評価方法において、前記
評価は、前記車両の走行時に行うことを特徴としてい
る。つまり、加速性能を車両の走行時に行うことで、そ
の評価結果を実走行時の制御に反映させることが可能と
なる。また、請求項１１記載の加速性能評価装置は、車
両の加速性能に関連する所定要素の時間変化をｎ次関数
（ｎは実数）を用いて曲線近似する時間変化近似手段
と、そのｎ次関数の係数に基づいて前記車両の加速性能
を評価する加速性能評価手段と、を備えることを特徴と
している。

【００１６】このような構成であれば、時間変化近似手
段によって、車両の加速性能に関わる所定要素の時間変
化をｎ次関数によって曲線近似し、加速性能評価手段に
よって、そのｎ次関数の係数に基づいて車両の加速性能
の評価を行うことが可能である。また、請求項１２に係
る発明は、請求項１１記載の加速性能評価装置におい
て、前記所定要素は、車両の速度であることを特徴とし
ている。

【００１７】つまり、時間変化近似手段によって、車両
の速度の時間変化をｎ次関数で曲線近似し、加速性能評
価手段によって、そのｎ次関数の係数に基づいて車両の
加速性能の評価を行うようにしたものである。また、請
求項１３に係る発明は、請求項１１又は請求項１２記載
の加速性能評価装置において、前記所定要素は、エンジ
ン回転数であることを特徴としている。

【００１８】つまり、時間変化近似手段によって、車両
のエンジン回転数の時間変化をｎ次関数で曲線近似し、
加速性能評価手段によって、そのｎ次関数の係数に基づ
いて車両の加速性能の評価を行うようにしたものであ
る。また、請求項１４に係る発明は、請求項１１乃至請
求項１３のいずれか１項に記載の加速性能評価装置にお
いて、前記所定要素は、モータの回転数であることを特
徴としている。

【００１９】つまり、時間変化近似手段によって、車両
のモータ回転数の時間変化をｎ次関数で曲線近似し、加
速性能評価手段によって、そのｎ次関数の係数に基づい
て車両の加速性能の評価を行うようにしたものである。
また、請求項１５に係る発明は、請求項１１乃至請求項
１４のいずれか１項に記載の加速性能評価装置におい
て、前記曲線近似は、前記車両の加速時のスロットル操
作の継続期間内において行うことを特徴としている。

【００２０】つまり、時間変化近似手段による所定要素
の時間変化のｎ次関数による曲線近似を、スロットル操
作の継続期間内において行うようにしたものである。ま
た、請求項１６に係る発明は、請求項１１乃至請求項１
４のいずれか１項に記載の加速性能評価装置において、
前記評価は、加速のための操作に伴う車両の車速、エン
ジン回転数及びモータ回転数のいずれか一の過渡状態の
継続期間内において行うことを特徴としている。

【００２１】つまり、加速性能の評価期間を加速のため
の操作に伴う車両の車速、エンジン回転数及びモータ回
転数のいずれか一の過渡状態の継続期間中に限定するこ
とにより、過渡状態における加速操作に起因する制御対
象への制御量を反映した加速評価を可能としたものであ
る。また、請求項１７に係る発明は、請求項１１乃至請
求項１６のいずれか１項に記載の加速性能評価装置にお
いて、前記ｎ次関数による曲線近似は、所定の時間範囲
内のそれぞれ異なる期間において複数回行い、それらｎ
次関数の係数の平均値に基づいて前記加速性能の評価を
行うことを特徴としている。

【００２２】つまり、時間変化近似手段によって曲線近
似を行う際に、所定要素の評価を行う時間範囲を複数に
分割し、分割されたそれぞれの期間において曲線近似を
行い、加速性能評価手段において、それらｎ次関数の係
数の平均値に基づいて車両の加速性能を評価するように
したものである。また、請求項１８に係る発明は、請求
項１１乃至請求項１６のいずれか１項に記載の加速性能
評価装置において、前記評価は、評価期間中に複数のサ
ンプル点を取得し、当該サンプル点の各々と前記ｎ次関
数との誤差が最小となる係数を評価値とすることを特徴
としている。

【００２３】つまり、近似曲線と実際の制御対象の各々
の出力との誤差が最小となる係数を評価値とすること
で、評価結果の精度を向上させるようにしたものであ
る。また、請求項１９に係る発明は、請求項１１乃至請
求項１７のいずれか１項に記載の加速性能評価装置にお
いて、前記加速性能評価手段は、前記ｎ次関数の係数と
車両の基準状態に基づいて定められる前記ｎ次関数の基
準係数との比較結果に基づいて前記加速性能の評価を行
うことを特徴としている。

【００２４】つまり、加速性能評価手段は、加速性能の
評価をするときに、ある要素の時間変化に対して近似に
よって求められたｎ次関数の係数と、これと対応する車
両の基準状態時のｎ次関数の係数とを比較して、その比
較結果に基づいて、関連要素の補正を行うようにしたも
のである。また、請求項２０に係る発明は、請求項１１
乃至請求項１９のいずれか１項に記載の加速性能評価装
置において、前記評価は、前記車両の走行中に行うこと
を特徴としている。

【００２５】つまり、加速性能を車両の走行時に行うこ
とで、その評価結果を実走行時の制御に反映させるよう
にしたものである。なお、請求項１１乃至請求項２０記
載の加速性能評価装置は、請求項１乃至請求項１０記載
の加速性能の評価方法を実現するための装置である。ま
た、請求項２１記載の車両は、請求項１１乃至請求項２
０のいずれか１項に記載の加速性能評価装置を搭載した
車両であって、前記加速性能評価装置の評価結果に基づ
いて前記車両の加速性能に関連する所定の制御量を修正
するようになっていることを特徴としている。

【００２６】つまり、車両に加速性能評価装置を搭載す
ることによって、加速性能の評価の後に、その評価結果
に基づいて、車両の加速性能に関連する制御量を修正す
るようにしたものである。従って、加速性能に関連する
燃料噴射量、点火タイミング、ＶＶＴ（可変バルブタイ
ミング機構）タイミング及び電子スロットル制御特性な
どを修正することで、加速性能の維持可能な車両を提供
することが可能となる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１乃至図７は、本発明に係る加
速性能評価装置の実施の形態を示す図である。まず、本
発明に係る加速性能評価装置を適用した車両のエンジン
システムの構成を図１に基づいて説明する。図１は、エ
ンジンシステムの構成を示すブロック図である。

【００２８】図中、エンジンシステム１は、エンジン動
力部２と、燃料タンク３と、各種センサと、エンジンを
適正な状態に駆動制御するための電子制御装置であるＥ
ＣＵ(Electronic Controll Unit)４と、電子制御によっ
て燃料を噴射するインジェクタ５と、点火用の高圧電流
を作り出す点火コイル６と、供給された高圧電流によっ
て電気火花を作り出す点火プラグ７と、シリンダ内に空
気を吸入すると共に、インジェクタ５によって噴射され
る燃料をシリンダ内に供給するための吸気管１２と、燃
焼ガスを排出するための排気管１３と、から構成されて
いる。

【００２９】エンジン動力部２は、シリンダ２ａと、同
シリンダ２ａ内において燃料の燃焼により発生する膨張
力によって往復運動するピストン２ｂと、この往復運動
を回転運動に変換するためのクランクシャフト２ｄと、
ピストン２ｂとクランクシャフト２ｄとを連動させるた
めのコンロッド２ｃと、図示しないカムによって吸気管
１２の通路を開閉するための吸気バルブ２ｅと、同じく
図示しないカムによって排気管１３の通路を開閉するた
めの排気バルブ２ｆと、を備えている。

【００３０】各種センサとしては、排気Ａ／Ｆを検出す
るための空燃比センサ８と、スロットル開度を検出する
ためのスロットルセンサ９と、エンジンの回転数及び燃
料の噴射と点火のタイミングを検出するためのクランク
角センサ１０と、吸気管内部の吸入空気量を検出するた
めの吸気管負圧センサ１１とを備え、それぞれ検出結果
をＥＣＵ４に伝送する。また、他にもエンジン水温セン
サ等のセンサを備えているが、本発明に直接関係しない
ので説明を省く。

【００３１】燃料タンク３は、燃料からごみを取り除く
ためのフィルタ３ａと、後述するプレッシャーレギュレ
ータ３ｃに燃料を送り出すための燃料ポンプ３ｂと、イ
ンジェクタ５における燃料の噴射圧力を保持するための
プレッシャレギュレータ３ｃと、を備えている。つま
り、燃料タンク３内の燃料は、フィルタ３ａによってご
みを取り除かれた後に、燃料ポンプ３ｂによってプレッ
シャレギュレータ３ｃに送られ、ここで高圧状態に保持
されながらインジェクタ５によって吸気管１２を通じて
シリンダ２ａ内に燃料を噴射する。噴射された燃料は、
同じく吸気管１２を通ってシリンダ２ａ内に流入する空
気と混ざり合い、この混合状態の燃料に対して、点火コ
イル６で作られた高圧電流から点火プラグ７で電気火花
を発生させ、これにより点火する。そして、点火による
燃料の燃焼は大きな膨張力を生み出し、シリンダ２ａ内
のピストン２ｂを往復運動させる。更に、この往復運動
をコンロッド２ｃによってクランクシャフト２ｄに伝
え、そこで回転運動へと変換する。

【００３２】このようなエンジンシステム１において、
ＥＣＵ４は、その機能の一つとして、インジェクタ５を
有する電子式燃料噴射装置による燃料の噴射を電子制御
する役割を担っており、入力情報を記憶するＲＡＭ（Ra
ndom Access Memory）(Random Access Memory)と、加速
性能の評価及びエンジンの動作を制御するためのプログ
ラムの記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）(Read On
ly Memory)と、プログラムを実行するためのＣＰＵ（Ce
ntral Processing Unit）と、を備えている。

【００３３】以下、ＥＣＵ４において加速性能の評価処
理及び加速性能の補正処理を行う加速性能評価システム
の構成を図２に基づいて説明する。図２は、加速性能評
価システムの構成を示すブロック図である。加速性能評
価システム２０は、クランク角センサ１０によって検出
されたクランク角度を取得して、そのクランク角度の時
間変化率からエンジンの出力軸であるクランクシャフト
２ｄの回転速度をエンジン回転数として算出するエンジ
ン回転数演算部２１と、スロットルセンサ９によって検
出されたスロットル開度及びエンジン回転数演算部２１
によって算出されたエンジン回転数とに基づいて車両の
加速性能の評価を行う加速性能評価部２２と、から構成
される。

【００３４】加速性能評価部２２は、スロットル開度及
びエンジン回転数に基づいて評価期間の決定、所定関数
による曲線近似処理及び評価値の算出を行う関数近似処
理部２２ａと、算出された評価値と、後述する基準値記
憶部２２ｃに記憶された係数の基準値とに基づいて加速
性能の比較等を行う加速性能比較部２２ｂと、比較処理
時に用いる基準係数が記憶された基準値記憶部２２ｃ
と、過渡補正係数に基づいて燃料噴射量を算出する燃料
噴射量演算部２２ｄと、から構成される。

【００３５】関数近似処理部２２ａは、曲線近似係数演
算部２２ａ₁と、評価値演算部２２ａ₂と、から構成さ
れ、曲線近似係数演算部２２ａ₁は、スロットル開度か
ら評価期間を決定し、更に、その評価期間を複数の分割
期間に分割してから、各分割期間毎に所定の関数による
曲線近似を行い、評価値演算部２２ａ₂は、複数回の曲
線近似によって算出された関数の係数値に基づいて加速
性能を評価するための評価値を算出する。

【００３６】加速性能比較部２２ｂは、評価値演算部２
２ａ₂から評価値を取得し、且つ、基準値記憶部２２ｃ
から基準係数を読み出して、これらの値に基づいて加速
性能の比較を行う。更に、比較結果に基づいて近似関数
の係数が基準係数となるように過渡補正修正値を算出
し、過渡補正係数を修正する。燃料噴射量演算部２２ｄ
は、スロットルセンサ９によって検出されたスロットル
開度、エンジン回転数演算部２１によって算出されたエ
ンジン回転数及び加速性能比較部２２ｂにおいて補正さ
れた過渡補正係数に基づいて燃料噴射量を算出する。そ
して、算出された燃料噴射量は、これと対応する噴射時
間のパルス信号としてインジェクタ５へと伝送される。

【００３７】次に、加速性能評価システム１の動作処理
の流れを図３乃至図６に基づいて説明する。図３は、加
速性能評価システム１の動作処理を示すフローチャート
であり、図４は、加速性能の評価期間を示す図であり、
図５は、所定の期間で複数に分割された分割期間を示す
図であり、図６は、近似曲線と実際のエンジン回転数の
時間変化との関係を示す図である。

【００３８】図３に示すように、まずステップＳ３００
に移行して、関数近似処理部２２ａにおいて、加速動作
時のスロットル開度及びエンジン回転数を取得してステ
ップＳ３０２に移行する。ステップＳ３０２に移行する
と、加速動作が終了しエンジンが定常状態になったか否
かを判定し、定常状態になったと判定された場合（Yes)
はステップＳ３０４に移行し、そうでない場合(No)はス
テップＳ３００に移行する。

【００３９】ステップＳ３０４に移行した場合は、曲線
近似係数演算部２２ａ₁において、スロットル開度に基
づいて評価期間を決定しステップＳ３０４に移行する。
ここで、評価期間は、図４に示すようにスロットル開度
の時間変化より決定し、加速動作開始時からスロットル
開度が一定となるまでの期間とする。ステップＳ３０６
に移行すると、曲線近似係数演算部２２ａ₁において、
図５に示すように、決定された評価期間を、更に３分割
した分割期間を決定してステップＳ３０８に移行する。
つまり、経過時間t₁〜t₄によって評価期間を３分割す
る。

【００４０】ステップＳ３０８に移行すると、曲線近似
係数演算部２２ａ₁において、各分割期間におけるエン
ジン回転数の時間変化を後述する式（１）の関数によっ
て曲線近似し、その係数を算出してステップＳ３１０に
移行する。ここで、本実施の形態において、加速性能評
価の対象であるエンジン回転数の近似曲線は、経過時間
のｎ次関数とそれに対する係数αを用いて、以下の式
（１）に従って算出される。

【００４１】ＥＧｒｅｖ＝ＥＧｒｅｖ₀＋α×ｔⁿ・・・・・・・・・（１）但し、ｔは経過時間、ＥＧｒｅｖはエンジン回転数、Ｅ
Ｇｒｅｖ₀は加速開始時のエンジン回転数とする。更
に、この式（１）から評価期間内の任意の２点（ｔ_x1、
ｔ_x2）を選択してそのときのエンジン回転数から、以下
の式（２）に従って近似関数の係数を算出する。本実施
の形態では、図５に示す、（ｔ₁、ｔ₂）、（ｔ₂、
ｔ₃）、（ｔ₃、ｔ₄）の３つの組み合わせに対して係数
を算出する。

【００４２】 α＝（ＥＧｒｅｖ₁−ＥＧｒｅｖ₂）／（ｔ_x1 ⁿ−ｔ_x2 ⁿ）・・・・・・・（２）但し、本実施の形態において、ｎ＝√２とし、また、基
準係数をα＝０．０５とする。これらの数値で、例え
ば、分割期間（ｔ₂、ｔ₃）に対する近似曲線を描くと、
図６に示す近似曲線６０のような曲線となる。ここで、
各分割期間における曲線近似及び係数の算出が終了する
と、その分割期間毎にフラグの値を１にする処理を行
う。

【００４３】ステップＳ３１０に移行すると、全ての分
割期間に対して上記式（１）、（２）に従って係数の算
出が行われたか否かを判定し、行われたと判定された場
合(Yes)はステップＳ３１２に移行し、そうでない場合
(No)はステップＳ３００に移行する。ステップＳ３１２
に移行した場合は、まず、各分割期間における係数の算
出が行われたことを示すフラグの値を０にクリアしてス
テップＳ３１４に移行する。

【００４４】ステップＳ３１４に移行すると、評価値演
算部２２ａ₂において、係数の算出結果を用いて評価値
の算出を行いステップＳ３１６に移行する。本実施の形
態において、評価値は分割期間において算出された各近
似関数の係数値の平均値とする。ステップＳ３１６で
は、加速性能比較部２２ｂにおいて、基準係数（α＝
０．０５）と、算出された評価値との比較を行いステッ
プＳ３１８に移行する。

【００４５】ステップＳ３１８では、加速性能比較部２
２ｂにおいて、加速性能に変化があったか否かを判定し
て、変化があったと判定された場合（Yes)はステップＳ
３２０に移行し、そうでない場合(No)はステップＳ３０
０に移行する。ここで、変化の判定は、基準係数と評価
値との数値差が加速性能が悪化する方向において所定値
を超えているか否かで決定することになる。即ち、本実
施の形態において、評価値が、基準値であるα＝０．０
５を所定値以上下回る値の場合に加速性能に変化があっ
たと判定することになる。

【００４６】ステップＳ３２０に移行した場合は、加速
性能比較部２２ｂにおいて、過渡補正修正値を算出して
過渡補正係数の修正を行いステップＳ３１８に移行す
る。ステップＳ３２２では、修正された過渡補正係数に
基づいて、適切な燃料噴射量を算出して、その噴射量に
対応する噴射時間のパルス信号をインジェクタ５へと伝
送してステップＳ３００に移行する。

【００４７】つまり、所定の周期でステップＳ３００〜
ステップＳ３１８の処理を繰り返し行い、基準の加速性
能の維持を実現する。更に、上記実施の形態の実際の動
作を説明する。加速性能評価システム１は、スロットル
センサ９によって検出されるスロットル開度と、エンジ
ン回転数演算部２１によって算出されるエンジン回転数
とを常に取得しているので、運転手がアクセルを踏み込
むことで加速動作が行われると、スロットル開度及びエ
ンジン回転数の変化が取得できるのでその変化を記録す
る（ステップＳ３００）。そして、加速状態が定常状態
へと移行すると（ステップＳ３０２）、曲線近似係数演
算部２２ａ₁において、スロットル開度の時間変化から
近似を行う期間である評価期間を決定する（ステップＳ
３０４）。評価期間が決定されると、その期間を、更に
３つの期間に分割した分割期間を決定し（ステップＳ３
０６）、上記した式（１）及び式（２）によって、各分
割期間毎に近似関数の係数αを算出する（ステップＳ３
０８）。そして、全ての分割期間において係数αが算出
されると（ステップＳ３１０）、分割期間毎に設定され
た係数の算出が終了したことを示すフラグをクリアし
（ステップＳ３１２）、算出されたαの平均値を算出す
ることで、評価値を求める（ステップＳ３１４）。評価
値が求まると、加速性能比較部２２ｂにおいて、基準値
であるα＝０．０５と、評価値とを比較して（ステップ
Ｓ３１６）、その比較結果に基づき、加速性能に変化が
あったか否かを判定し（ステップＳ３１８）、ここでは
変化があったとして、過渡補正係数を修正するための過
渡補正修正値を算出し、これにより過渡補正係数を修正
する（ステップＳ３２０）。過渡補正係数が修正される
と、燃料噴射量演算部２２ｄにおいて、前記係数、エン
ジン回転数及びスロットル開度に基づいて、燃料噴射量
を算出して（ステップＳ３２２）、この噴射量に対応す
る噴射時間を示すパルス信号をインジェクタ５に伝送す
る。

【００４８】更に、図７に基づいて、エンジン回転数を
直線近似した場合と、曲線近似した場合との両者の比較
を行う。図７は、実際のエンジン回転数の時間変化を直
線近似した場合と曲線近似した場合の一例を示す図であ
る。図７に示すように、実際のエンジン回転数の時間変
化を示す曲線７０の評価期間において、実近似直線７１
と実近似曲線７２とを比較してみると、任意の経過時間
７３における実際のエンジン回転数に対して、曲線で近
似した場合は誤差が３０回転であるのに対して、直線で
近似した場合は誤差が１１０回転もあり、実近似曲線７
２と実近似直線７１との間には８０回転もの差が生じて
いることになる。従って、曲線で近似した方が、直線で
近似するよりも加速の開始時と終了時との間の数値が実
際の数値に対して誤差が小さいことが解る。

【００４９】以上、車両の加速性能に関連する要素であ
るエンジン回転数を曲線近似し、その近似関数の係数に
基づいて加速性能を評価するようにしたので、直線近似
よりも正確な加速性能の評価が可能となる。また、評価
期間を分割して、各分割期間毎に曲線近似を行い、それ
らの近似関数の係数の平均を加速性能の評価値としたの
で、１回の曲線近似によって評価値を決定するよりも、
３回の平均値を評価値とした方が曲線近似の精度が高ま
り、より正確に加速性能の評価を行うことが可能とな
る。

【００５０】また、上記実施の形態においては、エンジ
ン回転数に対してのみ、曲線近似を行い加速性能の評価
を行っているが、車両が電気自動車だった場合などは、
エンジン回転数ではなく、モータの回転数を曲線近似し
て加速性能を評価するうよにしても良く、また、近似す
る要素をエンジンやモータの回転数に限らず、車両の速
度の時間変化に対して曲線近似を行い、加速性能を評価
するようにしても良い。

【００５１】更に、本発明の第２の実施の形態を図面に
基づいて説明する。図８乃至図１１は、本発明に係る加
速性能評価装置の第２の実施の形態を示す図である。ま
ず、本発明に係る加速性能評価装置を適用した車両のエ
ンジンシステムにおける第２の加速性能評価システムの
構成を図８に基づいて説明する。図８は、第２の加速性
能評価システムの構成を示すブロック図である。なお、
図中、上記加速性能評価システム２０と同様の機能を有
する処理部は同様の符号を付している。

【００５２】第２の加速性能評価システム８０は、クラ
ンク角センサ１０によって検出されたクランク角度を取
得して、そのクランク角度の時間変化率からエンジンの
出力軸であるクランクシャフト２ｄの回転速度をエンジ
ン回転数として算出するエンジン回転数演算部２１と、
スロットルセンサ９によって検出されたスロットル開度
及びエンジン回転数演算部２１によって算出されたエン
ジン回転数とに基づいて車両の加速性能の評価を行う第
２の加速性能評価部８１と、から構成される。

【００５３】第２の加速性能評価部８１は、スロットル
開度及びエンジン回転数に基づいて所定関数による曲線
近似処理及び評価値の算出を行う第２の関数近似処理部
８２と、算出された評価値と、基準値記憶部２２ｃに記
憶された係数の基準値とに基づいて加速性能の比較等を
行う加速性能比較部２２ｂと、比較処理時に用いる基準
係数が記憶された基準値記憶部２２ｃと、過渡補正係数
に基づいて燃料噴射量を算出する燃料噴射量演算部２２
ｄと、から構成される。

【００５４】第２の関数近似処理部８２は、サンプリン
グ部８２ａと、評価値演算部８２ｂと、から構成され、
サンプリング部８２ａは、スロットル操作に伴うエンジ
ン回転数の過渡期間内において、走行中のエンジン回転
数の複数のサンプルデータを取得し、評価値演算部８２
ｂは、取得されたエンジン回転数のサンプルデータに基
づき、これらサンプルデータの各々との誤差が最小とな
る近似曲線の係数を加速性能を評価するための評価値と
して算出する。ここで、本実施の形態においては、誤差
の最小となる係数を算出するために最小二乗法を用いる
こととする。

【００５５】加速性能比較部２２ｂは、評価値演算部８
２ｂから評価値を取得し、且つ、基準値記憶部２２ｃか
ら基準係数を読み出して、これらの値に基づいて加速性
能の比較を行う。更に、比較結果に基づいて近似関数の
係数が基準係数となるように過渡補正修正値を算出し、
過渡補正係数を修正する。燃料噴射量演算部２２ｄは、
スロットルセンサ９によって検出されたスロットル開
度、エンジン回転数演算部２１によって算出されたエン
ジン回転数及び加速性能比較部２２ｂにおいて補正され
た過渡補正係数に基づいて燃料噴射量を算出する。そし
て、算出された燃料噴射量は、これと対応する噴射時間
のパルス信号としてインジェクタ５へと伝送される。

【００５６】次に、第２の加速性能評価システム８０の
動作処理の流れを図９乃び図１０に基づいて説明する。
図９は、第２の加速性能評価システム８０の動作処理を
示すフローチャートであり、図１０は、サンプルデータ
の取得状況を示す図である。図９に示すように、まずス
テップＳ９００に移行して、加速動作の開始に応じて関
数近似処理部８２を構成するサンプリング部８２ａにお
いて、サンプルデータの取得開始を示すフラグを設定
（例えば、フラグを１に設定）してステップＳ９０２に
移行する。

【００５７】ステップＳ９０２では、エンジン回転数及
びスロットル開度を取得してステップＳ９０４に移行す
る。ステップＳ９０４に移行すると、加速動作が終了し
エンジンが定常状態になったか否かを判定し、定常状態
になったと判定された場合（Yes)はステップＳ９０６に
移行し、そうでない場合(No)はステップＳ９０２に移行
する。つまり、図１０に示すようにスロットル開度が一
定となりエンジン回転数が定常状態となるまで（エンジ
ン回転数が過渡期間中）は、複数のエンジン回転数（Ｍ
点）をサンプルデータとして取得し続ける。

【００５８】ステップＳ９０６では、評価値演算部８２
ｂにおいて、取得したＭ点のサンプルデータに基づきエ
ンジン回転数の時間変化を後述する式（１）の関数によ
って曲線近似し、その係数を算出してステップＳ９０８
に移行する。ここで、本実施の形態において、加速性能
評価の対象であるエンジン回転数の近似曲線は、経過時
間のｎ次関数とそれに対する係数αを用いて、以下に示
す式（３）に従って算出される。

【００５９】

【数１】

【００６０】但し、ｔは経過時間、ＥＧｒｅｖはエンジ
ン回転数、ＥＧｒｅｖ₀は加速開始時のエンジン回転数
とする。つまり、上記式（１）と同じである。更に、時
刻ｔｍにおけるエンジン回転数をＥＧｒｅｖｍ、加速期
間内に取得されたサンプルデータ数をＭ点とすると、レ
スポンス性能を示す係数αは最小２乗法により以下に示
す式（４）〜（６）を満たすαとして推定される。

【００６１】

【数２】

【００６２】つまり、上記式（４）を微分した上記式
（５）の両辺の関係に従いこれを整理することで、αは
上記式（６）で表わされる。更に、加速開始時のエンジ
ン回転数ＥＧｒｅｖ０について、αが固定された場合、
ＥＧｒｅｖ０を算出するための式（７）〜（９）を以下
に示す。

【００６３】

【数３】

【００６４】更に、上記式（７）を微分して上記式
（８）の両辺の関係に従いこれを整理することで、ＥＧ
ｒｅｖ０は式（９）で表される。これは、αが固定され
た場合のＭ点における平均値に等しい。そして、上記式
（５）及び上記式（７）より、係数αは、取得されるエ
ンジン回転数ＥＧｒｅｖｍを用いて、最終的に以下に示
す式（１０）で表される。

【００６５】

【数４】

【００６６】つまり、サンプルデータとして取得された
Ｍ点のエンジン回転数ＥＧｒｅｖ_mとサンプルデータ取
得時の経過時間ｔ_mをｎ乗した値とをそれぞれ乗算した
ものの総和から、サンプルデータとして取得したＭ点の
ＥＧｒｅｖ_mの総和にＭ点のサンプルデータ取得時のそ
れぞれの経過時間ｔ_mをｎ乗した値の総和を乗算した値
を更にＭで除算したものを減算し、この結果を、経過時
間ｔ_mを２ｎ乗した値の総和から経過時間ｔ_mをｎ乗した
値の総和の２乗値を更にＭで除算したものを減算した値
で除算したものが最終的なαとなる。

【００６７】ステップＳ９０８に移行すると、加速性能
比較部２２ｂにおいて、基準係数（α＝０．０５）と、
算出されたαとの比較を行いステップＳ９１０に移行す
る。ステップＳ９１０では、加速性能比較部２２ｂにお
いて、加速性能に変化があったか否かを判定して、変化
があったと判定された場合（Yes)はステップＳ９１２に
移行し、そうでない場合(No)はステップＳ９００に移行
する。

【００６８】ここで、変化の判定は、基準係数と評価値
との数値差が加速性能が悪化する方向において所定値を
超えているか否かで決定することになる。即ち、本実施
の形態において、評価値が、基準値であるα＝０．０５
を所定値以上下回る値の場合に加速性能に変化があった
と判定することになる。ステップＳ９１２に移行した場
合は、加速性能比較部２２ｂにおいて、過渡補正修正値
を算出して過渡補正係数の修正を行いステップＳ９１４
に移行する。つまり、経年劣化に伴う加速性能の変化が
確認された場合、加速性能に影響を与える制御量（過渡
補正係数）を修正する。具体的には、加速性能の低下が
見られた場合は過渡補正係数を増加させる。これにより
加速時の燃料噴射量を修正し、加速性能の維持を実現す
る。

【００６９】ステップＳ９１４では、サンプルデータの
取得開始フラグをクリア（例えば、１に設定されたフラ
グを０にする）してステップＳ９００に移行する。つま
り、所定の周期でステップＳ９００〜ステップＳ９１４
の処理を繰り返し行い、基準の加速性能の維持を実現す
る。ここで、実際のエンジン回転数データに対し、ｎ＝
√２、曲線近似係数α＝０．０５として近似曲線を描い
た例を図１１に示す。

【００７０】図１１に示すように、経過時間０〜１５０
ｍｓにおける実際のエンジン回転数には近似曲線との間
に多少の差があるが、以降は全体的に実際のエンジン回
転数とほぼ重なり合った曲線となっていることが解る。
更に、上記実施の形態の実際の動作を説明する。第２の
加速性能評価システム８０は、運転手がアクセルを踏み
込むことで加速動作が行われるとサンプリング部８２ａ
においてサンプルデータの取得開始フラグを設定し（ス
テップＳ９００）、スロットルセンサ９によって検出さ
れるスロットル開度と、エンジン回転数演算部２１によ
って算出されるエンジン回転数とをエンジン回転数が定
常状態になるまで取得して（ステップＳ９０２）エンジ
ン回転数のみを保存する（ステップＳ９０４）。そし
て、定常状態になると（ステップＳ９０６）、評価値演
算部８２ｂにおいて、上記した式（１）乃至式（８）に
従って評価値である曲線近似係数αを算出すると（ステ
ップＳ９０８）、加速性能比較部２２ｂにおいて、基準
値であるα＝０．０５と、評価値とを比較して（ステッ
プＳ９１０）、その比較結果に基づき、加速性能に変化
があったか否かを判定し（ステップＳ９１２）、ここで
は変化があったとして、過渡補正係数を修正するための
過渡補正修正値を算出し、これにより過渡補正係数を修
正する（ステップＳ９１４）。過渡補正係数が修正され
ると、サンプルデータ取得開始フラグをクリアして（ス
テップＳ９１６）再びステップＳ９００に戻り、前記と
同様の処理を繰り返す。

【００７１】以上、車両の加速性能に関連する要素であ
るエンジン回転数を曲線近似し、その近似関数の係数に
基づいて加速性能を評価するようにしたので、直線近似
よりも正確な加速性能の評価が可能となる。また、最小
二乗法を利用して、取得したサンプルデータと近似曲線
との誤差が最小となる曲線近似係数αを求めるようにし
たので、曲線近似の精度が高まり、より正確に加速性能
の評価を行うことが可能となる。

【００７２】また、上記実施の形態においては、エンジ
ン回転数に対してのみ、曲線近似を行い加速性能の評価
を行っているが、車両が電気自動車だった場合などは、
エンジン回転数ではなく、モータの回転数を曲線近似し
て加速性能を評価するようにしても良く、また、近似す
る要素をエンジンやモータの回転数に限らず、車両の速
度の時間変化に対して曲線近似を行い、加速性能を評価
するようにしても良い。

【００７３】ここで、図２に示す、関数近似部２２ａ
は、請求項１１記載の時間変化近似手段に対応し、加速
性能比較部２２ｂは、請求項１１及び請求項１９記載の
加速性能評価手段に対応する。なお、上記実施の形態に
おいて、加速性能に関連する要素として、エンジン回転
数、車両の速度、電気自動車の場合のモータ回転数を例
として述べたが、これに限らず、車両の加速性能に関連
する要素であれば、どのようなものを近似対象として用
いても良い。

【００７４】また、上記実施の形態において、加速性能
の補正として、過渡補正係数の修正を行うことで、加速
性能の維持を行うようにしているが、これに限らず、点
火タイミング、ＶＶＴ（可変バルブタイミング機構）タ
イミング、電子スロットル制御特性などを修正して加速
性能の維持を行うようにしても良い。また、上記実施の
形態において、基準係数としてα＝０．０５を用いてい
るが、この値に限らず、車両の性能に合わせた別の値を
用いるようにしても良い。

【００７５】また、上記実施の形態において、評価値が
基準係数を所定値以上下回ったときに加速性能に変化が
あったと判定するようにしているが、所定値以上上回っ
たときにも変化があったと判定するようにしても良い。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る請求
項１乃至請求項１０記載の加速性能の評価方法によれ
ば、加速性能に関連する所定の要素の時間変化をｎ次関
数によって曲線近似し、そのｎ次関数の係数に基づいて
加速性能の評価を行うようにしたので、従来の直線によ
る近似に比べて実際の値との誤差が減少し、且つ、正確
な加速性能の評価を簡易に行うことが可能となる。

【００７７】なお、請求項１１乃至請求項２０記載の加
速性能評価装置は、請求項１乃至請求項１０記載の加速
性能の評価方法を実現するための装置でありその効果は
同様のものとなるので記載を省略する。また、請求項２
１記載の車両によれば、加速性能の評価後に、その評価
結果に基づいて、加速性能に関連する制御量を修正する
ようにしたので、加速性能の維持に役立つ。

【図面の簡単な説明】

【図１】エンジンシステムの構成を示すブロック図であ
る。

【図２】加速性能評価システムの構成を示すブロック図
である。

【図３】加速性能評価システム１の動作処理を示すフロ
ーチャートである。

【図４】加速性能の評価期間を示す図である。

【図５】所定の期間で複数に分割された評価期間を示す
図である。

【図６】近似曲線と実際のエンジン回転数の時間変化と
の関係を示す図である。

【図７】実際のエンジン回転数の時間変化を直線近似し
た場合と曲線近似した場合を示す図である。

【図８】第２の加速性能評価システムの構成を示すブロ
ック図である。

【図９】第２の加速性能評価システム８０の動作処理を
示すフローチャートである。

【図１０】サンプルデータの取得状況を示す図である。

【図１１】実際のエンジン回転数データに対し、ｎ＝√
２、曲線近似係数α＝０．０５として近似曲線を描いた
例を示す図である。

【符号の説明】

５インジェクタ９スロットルセンサ１０クランク角センサ２０加速性能評価システム２１エンジン回転数演算部２２加速性能評価部２２ａ関数近似処理部２２ａ₁ 曲線近似係数演算部２２ａ₂ 評価値演算部２２ｂ加速性能比較部２２ｃ基準値記憶部２２ｄ燃料噴射量演算部６０近似曲線７０エンジン回転数の時間変化を示す曲
線７１実近似直線７２実近似曲線８０第２の加速性能評価システム８１第２の加速性能評価部８２第２の関数近似処理部８２ａサンプリング部８２ｂ評価値演算部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の加速性能に関連する所定要素の時
間変化をｎ次関数（ｎは実数）を用いて曲線近似し、そ
のｎ次関数の係数に基づいて前記車両の加速性能を評価
することを特徴とする加速性能の評価方法。
【請求項２】前記所定要素は、車両の速度であること
を特徴とする請求項１記載の加速性能の評価方法。
【請求項３】前記所定要素は、エンジン回転数である
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の加速性能
の評価方法。
【請求項４】前記所定要素は、モータの回転数である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項
に記載の加速性能の評価方法。
【請求項５】前記評価は、前記車両の加速時のスロッ
トル操作の継続期間内において行うことを特徴とする請
求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の加速性能の
評価方法。
【請求項６】前記評価は、加速のための操作に伴う車
両の速度、エンジン回転数及びモータ回転数のいずれか
一の過渡状態の継続期間内において行うことを特徴とす
る請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の加速性
能の評価方法。
【請求項７】前記ｎ次関数による曲線近似は、所定の
時間範囲内のそれぞれ異なる期間において複数回行い、
それらｎ次関数の係数の平均値に基づいて前記加速性能
の評価を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項６の
いずれか１項に記載の加速性能の評価方法。
【請求項８】前記評価は、評価期間中に複数のサンプ
ル点を取得し、当該サンプル点の各々と前記ｎ次関数と
の誤差が最小となる係数を評価値とすることを特徴とす
る請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の加速性
能の評価方法。
【請求項９】前記ｎ次関数の係数と車両の基準状態に
基づいて定められる前記ｎ次関数の基準係数との比較結
果に基づいて前記加速性能の評価を行うことを特徴とす
る請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の加速性
能の評価方法。
【請求項１０】前記評価は、前記車両の走行時に行う
ことを特徴とする請求項５又は請求項６記載の加速性能
の評価方法。
【請求項１１】車両の加速性能に関連する所定要素の
時間変化をｎ次関数（ｎは実数）を用いて曲線近似する
時間変化近似手段と、そのｎ次関数の係数に基づいて前
記車両の加速性能を評価する加速性能評価手段と、を備
えることを特徴とする加速性能評価装置。
【請求項１２】前記所定要素は、車両の速度であるこ
とを特徴とする請求項１１記載の加速性能評価装置。
【請求項１３】前記所定要素は、エンジン回転数であ
ることを特徴とする請求項１１又は請求項１２記載の加
速性能評価装置。
【請求項１４】前記所定要素は、モータの回転数であ
ることを特徴とする請求項１１乃至請求項１３のいずれ
か１項に記載の加速性能評価装置。
【請求項１５】前記評価は、前記車両の加速時のスロ
ットル操作の継続期間内において行うことを特徴とする
請求項１１乃至請求項１４のいずれか１項に記載の加速
性能評価装置。
【請求項１６】前記評価は、加速のための操作に伴う
車両の車速、エンジン回転数及びモータ回転数のいずれ
か一の過渡状態の継続期間内において行うことを特徴と
する請求項１１乃至請求項１４のいずれか１項に記載の
加速性能評価装置。
【請求項１７】前記ｎ次関数による曲線近似は、所定
の時間範囲内のそれぞれ異なる期間において複数回行
い、それらｎ次関数の係数の平均値に基づいて前記加速
性能の評価を行うことを特徴とする請求項１１乃至請求
項１６のいずれか１項に記載の加速性能評価装置。
【請求項１８】前記評価は、評価期間中に複数のサン
プル点を取得し、当該サンプル点の各々と前記ｎ次関数
との誤差が最小となる係数を評価値とすることを特徴と
する請求項１１乃至請求項１６のいずれか１項に記載の
加速性能の評価装置。
【請求項１９】前記加速性能評価手段は、前記ｎ次関
数の係数と車両の基準状態に基づいて定められる前記ｎ
次関数の基準係数との比較結果に基づいて前記加速性能
の評価を行うことを特徴とする請求項１１乃至請求項１
８のいずれか１項に記載の加速性能評価装置。
【請求項２０】前記評価は、前記車両の走行中に行う
ことを特徴とする請求項１５又は請求項１６記載の加速
性能評価装置。
【請求項２１】請求項１１乃至請求項２０のいずれか
１項に記載の加速性能評価装置を搭載した車両であっ
て、前記加速性能評価装置の評価結果に基づいて前記車
両の加速性能に関連する所定の制御量を修正するように
なっていることを特徴とする車両。