JP2014228440A

JP2014228440A - エンジン模擬試験方法

Info

Publication number: JP2014228440A
Application number: JP2013109209A
Authority: JP
Inventors: 佳弘田上; Yoshihiro Tagami; 保則浦野; Yasunori Urano; 賢介星谷; Kensuke Hoshitani
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2013-05-23
Filing date: 2013-05-23
Publication date: 2014-12-08
Anticipated expiration: 2033-05-23
Also published as: JP6113577B2

Abstract

【課題】実車の走行状態を正確に再現し得るエンジン模擬試験方法を提供する。
【解決手段】実車相当の走行抵抗に補正した後で該走行抵抗を負荷条件として模擬運転を実施するに際し、アクセル開度の制御にＰＩＤ制御を用い且つこのＰＩＤ制御のＰＩＤ値を因子として実験計画法に基づき台上ベンチにて模擬運転を行い、この模擬運転と目標車速データ計測時の実車運転との比較における車速偏差とアクセル開度偏差とが最小となるＰＩＤ値を求め、該ＰＩＤ値に設定し直して模擬運転を再実施する。
【選択図】図７

Description

本発明は、実車での運転状態を模擬的に再現しながらエンジンの性能及び信頼性試験を実施するためのエンジン模擬試験方法に関するものである。

近年、自動車のエンジンを開発する場合には、該エンジンを搭載した試験車両を実際に走行させて試験を行う替わりに、エンジンを台上ベンチに載せて実車での運転状態を模擬的に再現しながら性能や信頼性に関する試験を実施することが行われており、開発されたエンジンが所定の性能や信頼性を備えているかどうかを効率良く評価できるようにしている。

図８は台上ベンチでエンジンの性能や信頼性に関する試験を実施するための台上試験装置の一例を示すもので、図８中における符号の１は台上ベンチ（図示省略）に載せられたエンジン、２は該エンジン１の出力軸１ａを接続されて実車の負荷条件を再現するように前記エンジン１のトルクを制御する動力計、３は前記エンジン１の運転状態を制御するエンジン制御装置、４は該エンジン制御装置３にアクセル開度の情報を与えるアクセル開度センサ、５は該アクセル開度センサ４を運転者のアクセルペダル操作に替えて操作するアクチュエータ、６は該アクチュエータ５及び前記動力計２の作動を制御し且つ該動力計２で検出された前記エンジン１のトルクの情報を取り込む模擬運転制御装置である。

而して、実車から得られた時系列の目標車速データを元に模擬運転制御装置６にて車両の走行抵抗を算出し、これを動力計２の負荷とエンジン１の回転数とに置き換えてアクチュエータ５及び前記動力計２の作動を制御すると、該動力計２により負荷条件がエンジン１に与えられる一方、前記アクチュエータ５によりアクセル開度センサ４が操作されてエンジン制御装置３により燃料噴射量が制御され、目標車速に対応したエンジン１の運転状態が模擬されることになる。

ところが、実車から得られた時系列の目標車速データを元に模擬運転制御装置６にて車両の走行抵抗を算出するにあたり、正確な積載状況や路面勾配等の計測データまでは測定できていない場合が多く、積荷重量の変化と路面勾配が無いものと仮定して車両の走行抵抗を算出するようにしていたため、模擬運転制御装置６で算出された走行抵抗と実車での走行抵抗との間に乖離が生じ、台上試験装置にて実車の車速を目標に走行しても、アクセル開度に差が生じる結果となり、実車の走行状態を正確に再現することが難しかった。

そこで、本発明者らは、実車から得られた時系列の目標車速データを元に車両諸元情報を使用し且つ積荷重量の変化と路面勾配が無いものと仮定して車両の走行抵抗を算出し、その算出された走行抵抗を負荷条件として動力計２によりエンジン１に与えながら前記目標車速データ通りに車速が再現されるようにアクセル開度を制御した時のトルクの推移を第一トルク推移として求める一方、前記目標車速データの計測時に併せてエンジン１の回転数とアクセル開度を計測しておき、これら目標車速データの計測時におけるエンジン１の回転数とアクセル開度が同時に再現されるようにアクセル開度を制御し且つ動力計２により負荷条件を制御した時のトルクの推移を第二トルク推移として求め、この第二トルク推移と前記第一トルク推移とを比較して差分を求め、そのトルク推移の差分を補正負荷分として走行抵抗の差分に置き換え、この走行抵抗の差分を前記目標車速データを元に算出した走行抵抗に加算して実車相当の走行抵抗に補正し、この実車相当の走行抵抗を負荷条件として動力計２によりエンジン１に与えながら前記目標車速データの車速が再現されるようにアクセル開度を制御する方法を創案するに到った。

即ち、実車から得られた時系列の目標車速データを元に車両諸元情報を使用し且つ積荷重量の変化と路面勾配が無いものと仮定して車両の走行抵抗を算出し、その算出された走行抵抗を負荷条件として動力計２によりエンジン１に与えながら前記目標車速データ通りに車速が再現されるようにアクセル開度を制御すると、実車と同じ走行抵抗が得られていないことからエンジン１に対し実車と同じ負荷条件を与えることができず、前記目標車速データ通りに車速を再現しても、アクセル開度が実車の場合と異なり、この時に計測されるトルクの推移（第一トルク推移）は、実車の負荷条件に対応したものとはならないが、前記目標車速データの計測時に併せて計測されていたエンジン１の回転数とアクセル開度が同時に再現されるようにアクセル開度を制御し且つ動力計２により負荷条件を制御すれば、その時に計測されるトルクの推移（第二トルク推移）が実車の負荷条件に対応したものとなる。

このため、第二トルク推移と第一トルク推移とを比較して差分を求め、そのトルク推移の差分を補正負荷分として走行抵抗の差分に置き換え、この走行抵抗の差分を前記目標車速データを元に算出した走行抵抗に加算すれば、この走行抵抗は実車の負荷条件に対応したものとなり、この実車相当の走行抵抗を負荷条件として動力計２によりエンジン１に与えながら前記目標車速データの車速が再現されるようにアクセル開度を制御すれば、実車の走行状態が再現されることになる。

また、先に求めた補正負荷分には、積荷重量の変化と路面勾配が大きく寄与しており、同じ道路を同じ運行条件（積荷重量の変化）で走行する限り、大きく変化することなく同じように加わる負荷分であると考えられるので、車型違いの場合であっても、その車型に応じた車両諸元情報を使用し且つ積荷重量の変化と路面勾配が無いものと仮定して算出した走行抵抗に加算すれば、同じ道路を同じ運行条件（積荷重量の変化）で走行した時の実車相当の走行抵抗が求められることになり、更には、この実車相当の走行抵抗を負荷条件として動力計２によりエンジン１に与えながら前記目標車速データの車速が再現されるようにアクセル開度を制御することにより、車型違いの場合における実車の走行状態を再現することもでき、車両諸元情報の変更点の性能及び信頼性への影響を確認することができる。

尚、この種の模擬運転制御装置に関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献１等がある。

特開２００７−２８５９３１号公報

しかしながら、実車相当の走行抵抗を負荷条件として動力計２によりエンジン１に与えながら目標車速データの車速が再現されるようにアクセル開度を制御する模擬運転を行うにあたり、実際のアクセルの踏み方というものは人それぞれであり、同じ車速を目標としても、ゆっくり時間をかけて踏み込んだり、いきなり深く踏み込んだりするといった具合に異なる特徴があるため、そのような特性を台上ベンチにて模擬運転制御装置６による制御で再現することが難しいという問題があった。

即ち、一般的な台上ベンチにあっては、模擬運転制御装置６のＰＩＤ制御によりアクセル開度を制御するようにしているが、これは実際のドライバ特性（アクセルの踏み方）を反映したものではなく、ＰＩＤ値（目標速度との差の大きさに比例したアクセル操作の最初の踏み込みを制御する比例項Ｐ値、アクセル操作の最後に目標速度との差を無くすように踏み終わりを制御する積分項Ｉ値、目標速度近くで目標速度を超えないように速度の上昇を抑える踏み戻しを制御する微分項Ｄ値）の夫々を平均的な値で決めてアクセル開度を制御しているだけなので、そのアクセルの踏み方の違いを再現することまではできていなかった。

このため、時系列の目標車速データ通りに車速が再現されるように目標速度を切り替えても、そのドライバ特性（アクセルの踏み方）が台上ベンチで再現されるものとは異なり、実際のアクセル開度と台上ベンチで再現されるアクセル開度とに差が生じてしまい、このことが実車の走行状態のより正確な再現を阻む一要因となっていた。

また、車型違いの場合における実車の走行状態を模擬するにあたっても、実際のアクセル開度と台上ベンチで再現されるアクセル開度とに差が生じてしまい、実車の走行状態のより正確な再現を図ることができないことは同様であった。

本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、実車の走行状態を正確に再現し得るエンジン模擬試験方法を提供することを目的とする。

本発明は、台上ベンチに載せたエンジンの出力軸を動力計と連結し、該動力計により前記エンジンに走行時の負荷条件を与えながらアクセル開度を制御して実車の走行状態を模擬するにあたり、実車から得られた時系列の目標車速データを元に車両諸元情報を使用し且つ積荷重量の変化と路面勾配が無いものと仮定して車両の走行抵抗を算出し、その算出された走行抵抗を負荷条件として前記動力計によりエンジンに与えながら前記目標車速データ通りに車速が再現されるようにアクセル開度を制御した時のトルクの推移を第一トルク推移として求める一方、前記目標車速データの計測時に併せてエンジンの回転数とアクセル開度を計測しておき、これら目標車速データの計測時におけるエンジンの回転数とアクセル開度が同時に再現されるようにアクセル開度を制御し且つ動力計により負荷条件を制御した時のトルクの推移を第二トルク推移として求め、この第二トルク推移と前記第一トルク推移とを比較して差分を求め、そのトルク推移の差分を補正負荷分として走行抵抗の差分に置き換え、この走行抵抗の差分を前記目標車速データを元に算出した走行抵抗に加算して実車相当の走行抵抗に補正し、この実車相当の走行抵抗を負荷条件として動力計によりエンジンに与えながら前記目標車速データの車速が再現されるようにアクセル開度を制御して模擬運転を実施するエンジン模擬試験方法であって、補正後の実車相当の走行抵抗を負荷条件として模擬運転を実施するに際し、アクセル開度の制御にＰＩＤ制御を用い且つこのＰＩＤ制御のＰＩＤ値を因子として実験計画法に基づき台上ベンチにて模擬運転を行い、この模擬運転と目標車速データ計測時の実車運転との比較における車速偏差とアクセル開度偏差とが最小となるＰＩＤ値を求め、該ＰＩＤ値に設定し直して模擬運転を再実施することを特徴とするものである。

而して、このようにした場合に、実車から得られた時系列の目標車速データを元に車両諸元情報を使用し且つ積荷重量の変化と路面勾配が無いものと仮定して車両の走行抵抗を算出し、その算出された走行抵抗を負荷条件として動力計によりエンジンに与えながら前記目標車速データ通りに車速が再現されるようにアクセル開度を制御すると、実車と同じ走行抵抗が得られていないことからエンジンに対し実車と同じ負荷条件を与えることができず、前記目標車速データ通りに車速を再現しても、アクセル開度が実車の場合と異なり、この時に計測されるトルクの推移（第一トルク推移）は、実車の負荷条件に対応したものとはならないが、前記目標車速データの計測時に併せて計測されていたエンジンの回転数とアクセル開度が同時に再現されるようにアクセル開度を制御し且つ動力計により負荷条件を制御すれば、その時に計測されるトルクの推移（第二トルク推移）が実車の負荷条件に対応したものとなる。

そこで、第二トルク推移と第一トルク推移とを比較して差分を求め、そのトルク推移の差分を補正負荷分として走行抵抗の差分に置き換え、この走行抵抗の差分を前記目標車速データを元に算出した走行抵抗に加算すれば、この走行抵抗は実車の負荷条件に対応したものとなり、この実車相当の走行抵抗を負荷条件として動力計によりエンジンに与えながら前記目標車速データの車速が再現されるようにアクセル開度を制御すれば、積荷重量の変化と路面勾配の影響を含む実車の走行状態が再現されることになる。

このように実車相当の負荷条件に補正した後で実施される模擬運転において、模擬運転と目標車速データ計測時の実車運転との比較における車速偏差とアクセル開度偏差は、負荷条件の違いによる影響を含まないものであって、アクセル開度を制御するＰＩＤ制御が実際のドライバ特性（アクセルの踏み方）を反映していないことに起因したものであると特定することができる。

依って、補正後の実車相当の走行抵抗を負荷条件として模擬運転を実施するに際し、アクセル開度を制御するＰＩＤ制御のＰＩＤ値を因子として実験計画法に基づき台上ベンチにて模擬運転を行い、この模擬運転と目標車速データ計測時の実車運転との比較における車速偏差とアクセル開度偏差とが最小となるＰＩＤ値を求め、該ＰＩＤ値に設定し直して模擬運転を再実施すれば、台上ベンチでのアクセル開度の制御が前記目標車速データの計測時におけるドライバ特性を反映したものとなり、実際のアクセル開度と台上ベンチで再現されるアクセル開度とに差が生じなくなるので、実車の走行状態が正確に再現されることになる。

更に、前記目標車速データを元に別の車両諸元情報を使用し且つ積荷重量の変化と路面勾配が無いものと仮定して車型違いの場合の走行抵抗を算出し、その算出された走行抵抗に前記補正負荷分を加算して車型違いの場合についての実車相当の走行抵抗を求め、この実車相当の走行抵抗を負荷条件として動力計によりエンジンに与えながら前記目標車速データの車速が再現されるようにアクセル開度を制御すれば、車型違いの場合における模擬運転を行うことも可能であるが、このような場合にも、前述と同様にして実際のドライバ特性を反映したＰＩＤ値を用いてアクセル開度のＰＩＤ制御を行うことにより、車型違いの場合における実車の走行状態を正確に再現することが可能となり、車両諸元情報の変更点の性能及び信頼性への影響を明確に識別することが可能となる。

また、本発明においては、発進時におけるアクセル開度の上限値を、目標車速データの計測時に併せて計測しておいたアクセル開度の情報に基づき設定し、このアクセル開度の上限値を模擬運転中の発進時に超えないように制御することが好ましく、このようにすれば、急発進とならないよう発進時にアクセルを加減して踏み込むドライバの癖を反映したアクセル開度制御が行われることになる。

更に、本発明においては、走行時における各シフトポジション毎のアクセル開度の上限値を、目標車速データの計測時に併せて計測しておいたアクセル開度の情報に基づき設定し、このアクセル開度の上限値を模擬運転中の各シフトポジションでの走行時に超えないように制御することが好ましく、このようにすれば、各シフトポジションでエンジン回転数が過剰に吹き上がらないようアクセルの開度をある程度の踏み込みで止めるドライバの癖を反映したアクセル開度制御が行われることになる。

また、本発明においては、変速時のアクセル開度の平均値を、目標車速データの計測時に併せて計測しておいたアクセル開度の情報に基づき設定し、このアクセル開度の平均値を模擬運転中の変速時に保持するように制御することが好ましく、このようにすれば、変速時にドライバが行うアクセル操作を反映したアクセル開度制御が行われることになる。

上記した本発明のエンジン模擬試験方法によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。

（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、補正後の実車相当の走行抵抗を負荷条件として模擬運転を実施するに際し、アクセル開度のＰＩＤ制御に実際のドライバ特性を反映させることができ、これにより実際のアクセル開度と台上ベンチで再現されるアクセル開度とに差が生じないようにすることができるので、実車の走行状態を従来よりも正確に再現することができる。

（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、発進時におけるアクセル開度の上限値を、目標車速データの計測時に併せて計測しておいたアクセル開度の情報に基づき設定し、このアクセル開度の上限値を模擬運転中の発進時に超えないように制御することにより、急発進とならないよう発進時にアクセルを加減して踏み込むドライバの癖をアクセル開度制御に反映させることができ、実車の走行状態をより正確に再現することができる。

（ＩＩＩ）本発明の請求項３に記載の発明によれば、走行時における各シフトポジション毎のアクセル開度の上限値を、目標車速データの計測時に併せて計測しておいたアクセル開度の情報に基づき設定し、このアクセル開度の上限値を模擬運転中の各シフトポジションでの走行時に超えないように制御することにより、各シフトポジションでエンジン回転数が過剰に吹き上がらないようアクセルの開度をある程度の踏み込みで止めるドライバの癖をアクセル開度制御に反映させることができ、実車の走行状態をより正確に再現することができる。

（ＩＶ）本発明の請求項４に記載の発明によれば、変速時のアクセル開度の平均値を、目標車速データの計測時に併せて計測しておいたアクセル開度の情報に基づき設定し、このアクセル開度の平均値を模擬運転中の変速時に保持するように制御することにより、変速時にドライバが行うアクセル操作をアクセル開度制御に反映させることができ、実車の走行状態をより正確に再現することができる。

本発明に用いられる目標車速データの一例を概略的に示すグラフである。第一トルク推移と第二トルク推移について示すグラフである。計算して求めた走行抵抗と実車相当の走行抵抗を示すグラフである。発進時のアクセル操作を示すグラフである。各シフトポジション毎の使用領域について説明するグラフである。各シフトポジション毎のアクセル開度の上限値を示すグラフである。模擬運転制御装置で行われる一連の制御手順を示すフローチャートである。台上試験装置の一例を示す概略図である。

以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図１〜図７は本発明を実施する形態の一例を示すもので、本発明のエンジン模擬試験方法を実施するために用いられる台上試験装置については、先に背景技術の説明に用いた図８の構成のものと特に変わるところがないため、本形態例の説明においても、台上試験装置の各構成要素に関連して述べた部分については図８を参照することとする。

先ず、本形態例では、台上ベンチに載せたエンジン１の出力軸１ａを動力計２と連結し、該動力計２により前記エンジン１に走行時の負荷条件を与えながらアクセル開度を制御して実車の走行状態を模擬するに際し、模擬運転制御装置６において、実車から得られた時系列の目標車速データＳ（図１参照）を元に車両諸元情報を使用し且つ積荷重量の変化と路面勾配が無いものと仮定して車両の走行抵抗を算出する。

ここで、目標車速データＳを元に車両の走行抵抗を算出するにあたっては、例えば、下記の式（１）に示されるような一般的な走行抵抗演算式を使用すれば良く、不明な車両諸元情報については仮値を代入して計算すれば良い。

尚、ここでは説明を判り易くする観点から比較的シンプルな走行抵抗演算式を用いた場合で例示しているが、エンジントルクマップやトランスミッションの変速位置情報等を加味して更に複雑な走行抵抗演算式を用いることも可能である。
［数１］
Ｆ（走行抵抗）＝Ｒａ＋Ｒｃ＋Ｒｒ＋Ｒｅ…（１）

Ｒａ（空気抵抗）＝λＳＶ²
λ：空気抵抗係数（仮値）
Ｓ：車両前面投影面積（仮値）
Ｖ：車速（目標車速データＳの時系列値）
Ｒｃ（加速抵抗）＝ｂ／ｇ（Ｗ＋ΔＷ）
ｂ：車両加速度（車速Ｖから求めた加速度）
ｇ：重力加速度（定数）
Ｗ：車両総重量（カタログ値）
ΔＷ：回転部慣性重量＝空車重量×０．０７（仮値）
Ｒｒ（ころがり抵抗）＝Ｗμ
μ：タイヤ摩擦抵抗係数
Ｒｅ（勾配抵抗）＝Ｗ・sinθ（ここでは０として計算）
θ：勾配角度

そして、この式（１）により算出された走行抵抗を負荷条件として動力計２によりエンジン１に与えながら前記目標車速データＳ通りに車速（図１参照）が再現されるようにアクチュエータ５によりアクセル開度センサ４を操作してアクセル開度を制御し、この時のトルクの推移を第一トルク推移Ｔ₁（図２参照）として模擬運転制御装置６に記録しておく。

一方、前記目標車速データＳの計測時に併せてエンジン１の回転数とアクセル開度を計測しておき、これら目標車速データＳの計測時におけるエンジン１の回転数とアクセル開度が同時に再現されるようにアクセル開度をアクチュエータ５によりアクセル開度センサ４を介して制御し且つ動力計２により負荷条件を制御した時のトルクの推移を第二トルク推移Ｔ₂（図２参照）として模擬運転制御装置６に記録する。

そして、前記模擬運転制御装置６内において、第二トルク推移Ｔ₂と第一トルク推移Ｔ₁とを比較して差分を求め、そのトルク推移の差分を補正負荷分として走行抵抗の差分に置き換え、図３に示す如く、この走行抵抗の差分を前記目標車速データＳを元に算出した走行抵抗Ｆ₁に加算して実車相当の走行抵抗Ｆ₂に補正する。

尚、第二トルク推移Ｔ₂と第一トルク推移Ｔ₁との差分を補正負荷分として走行抵抗の差分に置き換えるにあたっては、走行している任意の区間毎に走行抵抗の差分に平均処理を施して平滑化しておき、極端な負荷変動が抑えられるようにしておくことが好ましい。

そして、このようにして得られた実車相当の走行抵抗を負荷条件として動力計２によりエンジン１に与えながら目標車速データＳ通りに車速が再現されるようにアクセル開度を制御すれば、実車の走行状態が再現されることになるが、そのアクセル開度の制御には、実際のドライバ特性が反映されておらず、前記目標車速データＳを計測した時の実際のドライバによるアクセルの踏み方が同じように再現されているわけではない。

即ち、一般的な台上ベンチにあっては、模擬運転制御装置６のＰＩＤ制御によりアクセル開度を制御するようにしているが、そのＰＩＤ値（目標速度との差の大きさに比例したアクセル操作の最初の踏み込みを制御する比例項Ｐ値、アクセル操作の最後に目標速度との差を無くすように踏み終わりを制御する積分項Ｉ値、目標速度近くで目標速度を超えないように速度の上昇を抑える踏み戻しを制御する微分項Ｄ値）は平均的な値で決められているだけである。

このため、模擬運転中の車速の演算値と目標車速データＳとの間には車速偏差が生じ、前記目標車速データＳの計測時に併せて計測しておいたアクセル開度の実測値と模擬運転中のアクセル開度の制御値との間にもアクセル開度偏差が生じることになるが、実車相当の負荷条件に補正した後で実施される模擬運転において、前記車速偏差や前記アクセル開度偏差は、負荷条件の違いによる影響を含まないものであって、アクセル開度を制御するＰＩＤ制御が実際のドライバ特性（アクセルの踏み方）を反映していないことに起因したものであると特定することができる。

依って、補正後の実車相当の走行抵抗を負荷条件として模擬運転を実施するに際し、前記ＰＩＤ制御のＰＩＤ値を因子として実験計画法に基づき各因子を効率良く変更しながら、台上ベンチにて前記目標車速データＳ通りに車速（図１参照）が再現されるようにアクチュエータ５によりアクセル開度センサ４を操作してアクセル開度をＰＩＤ制御し、これにより得られたデータに基づき車速偏差とアクセル開度偏差を応答変数として各因子毎の応答曲面を作成し、該各応答曲面から車速偏差とアクセル開度偏差が最小となるＰＩＤ値を夫々求め、このＰＩＤ値に設定し直してアクセル開度をＰＩＤ制御しながら模擬運転を再実施すれば、台上ベンチでのアクセル開度の制御が前記目標車速データＳの計測時におけるドライバ特性を反映したものとなり、実際のアクセル開度と台上ベンチで再現されるアクセル開度とに差が生じなくなるので、実車の走行状態が正確に再現されることになる。

尚、実験計画法とは、連続変数の場合においても無限の組み合わせを考えることが実用的でないことから水準という離散化された変数で考える手法であり、実用的な組み合わせ数で且つ実験誤差などに左右され難いデータを採ることができる手法として既に品質工学の分野で広く用いられている周知統計技術であるが、ここでは応答曲面法を用いた回帰分析までを含めて実験計画法と称している。

また、前述の如き実験計画法を用いて車速偏差とアクセル開度偏差とが最小となるＰＩＤ値を求める行程は、既存の統計ソフトウェアを用いてコンピュータ内で実現できるものであり、本形態例においては、模擬運転制御装置６にて電算処理することで実現されることになる。

更に、前記目標車速データＳを元に別の車両諸元情報を使用し且つ積荷重量の変化と路面勾配が無いものと仮定して車型違いの場合の走行抵抗を算出し、その算出された走行抵抗に前記補正負荷分を加算して車型違いの場合についての実車相当の走行抵抗を求め、この実車相当の走行抵抗を負荷条件として動力計２によりエンジン１に与えながら前記目標車速データＳの車速が再現されるようにアクセル開度を制御すれば、車型違いの場合における模擬運転を行うことも可能であるが、このような場合にも、前述と同様にして実際のドライバ特性を反映したＰＩＤ値を用いてアクセル開度のＰＩＤ制御を行うことにより、車型違いの場合における実車の走行状態を正確に再現することが可能となり、車両諸元情報の変更点の性能及び信頼性への影響を明確に識別することが可能となる。

尚、目標車速データＳ通りに車速が再現されるようにアクセル開度を制御する手法につき補足しておくと、斯かるアクセル開度制御における目標車速は、単位時間毎に細分化された多数の運転ステップで切り替えられるようになっており、その各運転ステップには、目標車速データＳの計測時に併せて記録しておいたシフトポジションが割り付けられていて、そのシフトポジションと模擬運転中のエンジン１の回転数とタイヤ径（カタログ値）などから模擬運転中の車速が算出されるようになっている。

また、本形態例においては、発進時におけるアクセル開度の上限値を、目標車速データＳの計測時に併せて計測しておいたアクセル開度の情報に基づき設定し、このアクセル開度の上限値を模擬運転中の発進時に超えないように制御することが好ましく、このようにすれば、急発進とならないよう発進時にアクセルを加減して踏み込むドライバの癖を反映したアクセル開度制御が行われることになる。

即ち、模擬運転制御装置６まかせのアクセル開度制御（図４中の実線Ａ_１を参照）では、急発進とならないよう発進時にアクセルを加減して踏み込むような考慮は成されないが、このような発進時におけるアクセル操作の加減を実際のドライバは考慮しているので、発進時の上限値でアクセル開度を制限し、その後は任意の徐変期間を挟んでから通常のＰＩＤ制御に復帰させるようにする（図４中の鎖線Ａ₂を参照）。

尚、発進時については、車速０ｋｍから任意車速に達するまでの間、若しくは、車速０ｋｍの時点から任意時間が経過するまでの間として定義し、この間だけアクセル開度を上限値に抑制するようにすれば良い。

更に、本形態例においては、走行時における各シフトポジション毎のアクセル開度の上限値を、目標車速データＳの計測時に併せて計測しておいたアクセル開度の情報に基づき設定し、このアクセル開度の上限値を模擬運転中の各シフトポジションでの走行時に超えないように制御することが好ましく、このようにすれば、各シフトポジションでエンジン回転数が過剰に吹き上がらないようアクセルの開度をある程度の踏み込みで止めるドライバの癖を反映したアクセル開度制御が行われることになる。

即ち、図５に一例を示す如く、実際のドライバによる運転では、各シフトポジション毎の使用領域が決まっており、図６に示すように、各シフトポジション毎に車速に対するアクセル開度の上限値が抽出できるので、その抽出できた上限値を模擬運転中の各シフトポジションにおけるアクセル開度の上限値として制限する。

また、本形態例においては、変速時のアクセル開度の平均値を、目標車速データＳの計測時に併せて計測しておいたアクセル開度の情報に基づき設定し、このアクセル開度の平均値を模擬運転中の変速時に保持するように制御することが好ましく、このようにすれば、変速時にドライバが行うアクセル操作を反映したアクセル開度制御が行われることになる。

即ち、これまでの模擬運転制御装置６によるアクセル開度制御では、変速時のアクセル操作は特に考慮されておらず、変速時においても該当する目標車速データＳの車速が再現されるようにアクセル開度が単純に制御されているだけであったため、変速時にドライバにより行われるアクセル操作が全く反映されていなかったが、例えば、マニュアル車の場合には、変速時にアクセル開度を０％まで抜くのが普通であり、オートマチック車の場合には、アクセルをそのまま踏み続けることになるため、実車にてドライバが変速時にどのようにアクセルを操作したかを反映させるようにしている。

以上に述べた模擬運転制御装置６で行われる一連の制御手順は図７のフローチャートに示す通りであり、先ずブロック１０１において、運転条件入力（運転パターン設定［時系列の目標車速データ入力］，ドライバ特性設定［ＰＩＤ制御のＰＩＤ値設定，各シフトポジション毎の上限値設定，変速時のアクセル開度保持値設定，発進時のアクセル開度上限値設定］）が行われる一方、前述の運転ステップ数ｎが「１」にセットされ、次のブロック１０２にて模擬運転が開始される。

次いで、ブロック１０３にて発進時であるか否かが判定され、発進時であれば、ブロック１０４へと進んで発進時の上限値でアクセル開度を制限し、その後は任意の徐変期間を挟んでから通常のＰＩＤ制御に復帰させた後に次のブロック１０５へと進み、発進時でなければ、そのまま次のブロック１０５へと進む。尚、発進時であるか否かの判定は、目標車速データＳの運転ステップが目標車速０ｋｍから０ｋｍより大きな目標車速への切り替えである場合を発進時として判定することにより行う。

更に、次のブロック１０５にて変速時であるか否かが判定され、変速時であれば、ブロック１０６へと進んで変速時の保持値にアクセル開度を保持して次のブロック１０７へと進み、変速時でなければ、そのまま次のブロック１０７へと進む。尚、変速時であるか否かの判定は、目標車速データＳの運転ステップ毎に割り付けられたシフトポジションが発進時以外の運転ステップにてニュートラルが割り付けられている（その前後の運転ステップにニュートラル以外のシフトポジションが割り付けられている）場合を変速時として判定することにより行う。

次いで、次のブロック１０７にて現在のアクセル開度が各シフトポジション時での上限値以上であるか否かが判定され、上限値以上であれば、ブロック１０８へと進んで各シフトポジション時での上限値でアクセル開度に抑制して次のブロック１０９へと進み、上限値以上でなければ、そのまま次のブロック１０９へと進む。

そして、ブロック１０９においては、最終的な目標アクセル開度が決定されると共に、運転ステップ数ｎに「１」がプラスされ、次のブロック１１０にて運転ステップ数ｎが未だ最終ステップに達していないか否かが判定され、最終ステップに達していなければ、ブロック１０３からの手順が繰り返され、最終ステップに達していれば、そのまま次のブロック１１１へと進んで模擬運転終了となる。

従って、上記形態例によれば、補正後の実車相当の走行抵抗を負荷条件として模擬運転を実施するに際し、アクセル開度のＰＩＤ制御に実際のドライバ特性を反映させることができ、これにより実際のアクセル開度と台上ベンチで再現されるアクセル開度とに差が生じないようにすることができるので、実車の走行状態を従来よりも正確に再現することができる。

また、発進時におけるアクセル開度の上限値を、目標車速データＳの計測時に併せて計測しておいたアクセル開度の情報に基づき設定し、このアクセル開度の上限値を模擬運転中の発進時に超えないように制御することにより、急発進とならないよう発進時にアクセルを加減して踏み込むドライバの癖をアクセル開度制御に反映させることができ、実車の走行状態をより正確に再現することができる。

更に、走行時における各シフトポジション毎のアクセル開度の上限値を、目標車速データＳの計測時に併せて計測しておいたアクセル開度の情報に基づき設定し、このアクセル開度の上限値を模擬運転中の各シフトポジションでの走行時に超えないように制御することにより、各シフトポジションでエンジン回転数が過剰に吹き上がらないようアクセルの開度をある程度の踏み込みで止めるドライバの癖をアクセル開度制御に反映させることができ、実車の走行状態をより正確に再現することができる。

また、変速時のアクセル開度の平均値を、目標車速データＳの計測時に併せて計測しておいたアクセル開度の情報に基づき設定し、このアクセル開度の平均値を模擬運転中の変速時に保持するように制御することにより、変速時にドライバが行うアクセル操作をアクセル開度制御に反映させることができ、実車の走行状態をより正確に再現することができる。

尚、本発明のエンジン模擬試験方法は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１エンジン
１ａ出力軸
２動力計
３エンジン制御装置
４アクセル開度センサ
５アクチュエータ
６模擬運転制御装置

Claims

台上ベンチに載せたエンジンの出力軸を動力計と連結し、該動力計により前記エンジンに走行時の負荷条件を与えながらアクセル開度を制御して実車の走行状態を模擬するにあたり、実車から得られた時系列の目標車速データを元に車両諸元情報を使用し且つ積荷重量の変化と路面勾配が無いものと仮定して車両の走行抵抗を算出し、その算出された走行抵抗を負荷条件として前記動力計によりエンジンに与えながら前記目標車速データ通りに車速が再現されるようにアクセル開度を制御した時のトルクの推移を第一トルク推移として求める一方、前記目標車速データの計測時に併せてエンジンの回転数とアクセル開度を計測しておき、これら目標車速データの計測時におけるエンジンの回転数とアクセル開度が同時に再現されるようにアクセル開度を制御し且つ動力計により負荷条件を制御した時のトルクの推移を第二トルク推移として求め、この第二トルク推移と前記第一トルク推移とを比較して差分を求め、そのトルク推移の差分を補正負荷分として走行抵抗の差分に置き換え、この走行抵抗の差分を前記目標車速データを元に算出した走行抵抗に加算して実車相当の走行抵抗に補正し、この実車相当の走行抵抗を負荷条件として動力計によりエンジンに与えながら前記目標車速データの車速が再現されるようにアクセル開度を制御して模擬運転を実施するエンジン模擬試験方法であって、
補正後の実車相当の走行抵抗を負荷条件として模擬運転を実施するに際し、アクセル開度の制御にＰＩＤ制御を用い且つこのＰＩＤ制御のＰＩＤ値を因子として実験計画法に基づき台上ベンチにて模擬運転を行い、この模擬運転と目標車速データ計測時の実車運転との比較における車速偏差とアクセル開度偏差とが最小となるＰＩＤ値を求め、該ＰＩＤ値に設定し直して模擬運転を再実施することを特徴とするエンジン模擬試験方法。
発進時におけるアクセル開度の上限値を、目標車速データの計測時に併せて計測しておいたアクセル開度の情報に基づき設定し、このアクセル開度の上限値を模擬運転中の発進時に超えないように制御することを特徴とする請求項１に記載のエンジン模擬試験方法。
走行時における各シフトポジション毎のアクセル開度の上限値を、目標車速データの計測時に併せて計測しておいたアクセル開度の情報に基づき設定し、このアクセル開度の上限値を模擬運転中の各シフトポジションでの走行時に超えないように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジン模擬試験方法。
変速時のアクセル開度の平均値を、目標車速データの計測時に併せて計測しておいたアクセル開度の情報に基づき設定し、このアクセル開度の平均値を模擬運転中の変速時に保持するように制御することを特徴とする請求項１、２又は３の何れかに記載のエンジン模擬試験方法。