JP2022120757A - 路上走行試験評価方法、車両試験システム及び路上走行試験評価用プログラム - Google Patents

路上走行試験評価方法、車両試験システム及び路上走行試験評価用プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】RDE等の法規に適合した路上走行試験の評価をフロントローディングすることにより、路上走行試験に準拠した自動車開発の効率化を図る。【解決手段】実車両又はその一部である供試体を台上試験することにより、法規に適合した路上走行試験を評価する路上走行試験評価方法であって、走行環境をモデル化した走行環境モデル、運転態様をモデル化した運転態様モデル、及び前記実車両をモデル化した車両モデルを用いて、路上走行試験をシミュレーションするバーチャル評価ステップと、実車両の一部又は全部と、車両モデルの一部又は全部と、走行環境モデルの一部又は全部及び運転態様モデルの一部又は全部とを組み合わせて、実車両の一部又は全部を台上試験することにより、路上走行試験を模擬する台上試験評価ステップと、現実の走行環境において、実車両に対して路上走行試験を実施する路上走行試験評価ステップとを備える。【選択図】図５

Description

本発明は、RDE（Real Driving Emission）試験など法規に適合した路上走行試験を評価するための路上走行試験評価方法及び車両試験システムに関するものである。
近年、例えばRDE試験など法規に適合した路上走行試験が行われている。そして、この路上走行試験に準拠した自動車を開発するために、エンジン試験ベンチ、駆動系試験ベンチ又は車両試験ベンチなどの台上試験装置を用いて路上走行試験を模擬することにより、路上走行試験に準拠した自動車開発の効率化を図ることが行われている。
ところで、上記の台上試験装置を用いて路上走行試験を模擬するためには、法規に適合したルートモデル、走行環境モデル、及び、運転態様モデル（ドライバーモデル）などの設定が必要となる。このため、市販されているモデル作成ソフトを用いて、ルートモデル、走行環境モデル、ドライバーモデルを作成することが行われている。なお、特許文献１に示すように、路上排ガス認証試験において、試験条件を満たす走行を簡単に行うために、試験条件を満たすためのアクセルワーク、ブレーキワーク又はシフトワークのいずれか１つを少なくとも含んだ運転操作スタイルをドライバに提示するものが考えられている。
しかしながら、従来のモデル作成ソフトでは、モデルを作成するための複数のインプットパラメータが路上走行試験用のモデル作成のために最適化されていなため、どのパラメータをどれくらいの値に設定すれば路上走行試験に準拠したモデルになるかは、モデル作成者の経験やスキルによるところが大きく、最適な路上走行試験に準拠したモデルを作成するために多くの労力を要している。
また、上記では、エンジン試験ベンチ、駆動系試験ベンチ又は車両試験ベンチなどの台上試験装置を用いて路上走行試験を模擬することに留まっており、それらの試験結果と実際の路上走行試験の試験結果とを総合的に判断することはなされていない。
特開２０１９－２０３８８８号公報
そこで本発明は上記問題点を解決すべくなされたものであり、RDE試験等の法規に適合した路上走行試験の評価をフロントローディングすることにより、路上走行試験に準拠した自動車開発の効率化を図ることをその主たる課題とするものである。
すなわち本発明に係る路上走行試験評価方法は、実車両又はその一部である供試体を台上試験することにより、法規に適合した路上走行試験を評価する路上走行試験評価方法であって、走行環境をモデル化した走行環境モデル、運転態様をモデル化した運転態様モデル、及び前記実車両をモデル化した車両モデルを用いて、前記路上走行試験をシミュレーションするバーチャル評価ステップと、前記実車両の一部又は全部と、前記車両モデル一部又は全部と、前記走行環境モデル一部又は全部及び前記運転態様モデル一部又は全部とを組み合わせて、前記実車両の一部又は全部を台上試験することにより、前記路上走行試験を模擬する台上試験評価ステップと、現実の走行環境において、前記実車両に対して前記路上走行試験を実施する路上走行試験評価ステップとを備えることを特徴とする。
このようなものであれば、バーチャル評価ステップと台上試験評価ステップと路上走行試験評価ステップとの少なくとも３つのステップを行うので、バーチャル評価ステップにおいて用いる走行環境モデル、運転態様モデル及び車両モデルの妥当性を台上試験評価ステップの評価結果を用いて検証することができ、モデル作成者の経験やスキルに関わらず、路上走行試験に準拠したモデルを作成することができる。また、バーチャル評価ステップ及び台上試験評価ステップを行うことにより、RDE試験等の法規に適合した路上走行試験の評価をフロントローディングすることができる。その結果、路上走行試験に準拠した自動車開発の効率化を図ることができる。また、バーチャル評価ステップ及び台上試験評価ステップに加えて路上走行試験評価ステップを行うことにより、バーチャル評価ステップ及び台上試験評価ステップの妥当性を検証することもできる。
前記台上試験評価ステップは、前記実車両のエンジンを含む一部と、前記車両モデルの一部又は全部と、前記走行環境モデルの一部又は全部及び前記運転態様モデルの一部又は全部とを組み合わせて、前記実車両のエンジンを含む一部を台上試験することにより、前記路上走行試験を模擬する第１台上試験評価ステップを備えることが望ましい。
さらに路上走行試験に準拠した自動車開発のより一層の効率化を図るためには、前記台上試験評価ステップは、前記第１台上試験評価ステップ及び前記路上走行試験評価ステップの間において、前記実車両と、前記走行環境モデル一部又は全部及び前記運転態様モデル一部又は全部とを組み合わせて、前記実車両を台上試験することにより、前記路上走行試験を模擬する第２台上試験評価ステップをさらに備えることが望ましい。
本発明の具体的な実施の態様としては、前記第１台上試験評価ステップにおける前記実車両のエンジンを含む一部の評価結果と、前記バーチャル評価ステップにおける前記車両モデルの評価結果とを比較する第１比較ステップと、前記第２台上試験評価ステップにおける前記実車両の評価結果と、前記第１台上試験評価ステップにおける前記車両のエンジンを含む一部の評価結果とを比較する第２比較ステップと、前記路上走行試験評価ステップにおける前記実車両の評価結果と、前記第２台上試験評価ステップにおける前記実車両の評価結果とを比較する第３比較ステップとの少なくとも１つのステップを備えることが望ましい。
評価結果を活用してRDE試験等の法規に適合した路上走行試験の評価をフロントローディングするためには、前記バーチャル評価ステップにおける前記車両モデルの評価結果が、前記第１台上試験評価ステップにおける前記実車両のエンジンを含む一部の評価結果と合致するように、前記バーチャル評価ステップにフィードバックする第１フィードバックステップと、前記第１台上試験評価ステップにおける前記実車両のエンジンを含む一部の評価結果が、前記第２台上試験評価ステップにおける前記実車両の評価結果と合致するように、前記第１台上試験評価ステップにフィードバックする第２フィードバックステップと、前記第２台上試験評価ステップにおける前記実車両の評価結果が、前記路上走行試験評価ステップにおける前記実車両の評価結果と合致するように、前記第２台上試験評価ステップにフィードバックする第３フィードバックステップとの少なくとも１つのステップを備えることが望ましい。
本発明の路上走行試験評価方法おいて、定量的な評価を行うために具体的な実施の態様としては、前記路上走行試験評価ステップは車載型排ガス分析装置を用いて行い、前記第２台上試験評価ステップは据え置き型又は車載型の排ガス分析装置を用いて行うことが望ましい。
据え置き型の排ガス分析装置における固体粒子数計測部の検出効率と車載型の排ガス分析装置における固体粒子数計測部の検出効率とは互いに異なっている。このため、
RDE試験等の法規に適合した路上走行試験の評価を正確にフロントローディングするためには、前記第２台上試験評価ステップには車載型の排ガス分析装置を用いることが考えられる。
ところが、車載型の排ガス分析装置をわざわざ試験ベンチ（試験室）に移動させて試験を行うことは手間となる。
この問題を解決するためには、前記第２台上試験評価ステップは据え置き型の排ガス分析装置を用いて行い、前記据え置き型の排ガス分析装置の固体粒子数計測部の検出効率は、前記車載型の排ガス分析装置の固体粒子数計測部の検出効率と同じとしてあることが望ましい。
また、本発明の路上走行試験評価方法おいて、定量的な評価を行うために具体的な実施の態様としては、前記第１台上試験評価ステップ、前記第２台上試験評価ステップ及び前記路上走行試験評価ステップの少なくとも何れか２つにおける排ガス試験結果を比較し、当該排ガス試験結果の比較に用いられる測定成分は、二酸化炭素（CO2）、一酸化炭素（CO）、粒子状物質（PM）、粒子状物質数（PN）、アンモニア（NH3）、一酸化二窒素（N2O）、窒素酸化物（NOx）、又はトータルハイドロカーボン（THC）の少なくとも１つであることが望ましい。
前記台上試験評価ステップの運転態様としては、前記台上試験評価ステップは、前記バーチャル評価ステップで用いられた前記運転態様モデルに基づいて、前記実車両の一部又は全部を運転するものであることが望ましい。
前記第２台上試験評価ステップの運転態様としては、前記第１台上試験評価ステップで再現した運転態様に基づいて、前記第２台上試験評価ステップの運転態様を再現し、前記第２台上試験評価ステップは、前記第１台上試験評価ステップで用いられた前記運転態様モデルに基づいて、前記実車両を運転手が運転する、又は、前記実車両を自動運転ロボットが運転することが望ましい。
前記第１台上試験評価ステップ又は前記第２台上試験評価ステップにおける走行環境モデルの実現態様としては、前記第１台上試験評価ステップ又は前記第２台上試験評価ステップの走行環境モデルは、エンジンの吸気側及び排気側に配管を接続し、当該配管を介して圧力制御することにより再現されることが望ましい。
前記運転態様モデルの具体的な実施の態様としては、前記バーチャル評価ステップにおいて、前記運転態様モデルを構成するパラメータの組み合わせは、法規に適合した路上走行試験に準拠するように、RPA (Relative Positive Acceleration)又はvapos_[95] (Relative Positive Acceleration 95th percentile)の少なくとも一方と対応付けられることが望ましい。
前記供試体としては、先進運転支援システム（ＡＤＡＳ）を有するものも考えられる。このＡＤＡＳを有する供試体において、RDE試験等の法規に適合した路上走行試験の評価をフロントローディングするためには、前記バーチャル評価ステップは、前記走行環境モデル、前記運転態様モデル及び前記車両モデルに加えて、ＡＤＡＳに必要なセンサをモデル化したセンサモデル又は前記ＡＤＡＳを数値化したＡＤＡＳモデルの少なくとも一方を用いて、前記路上走行試験をシミュレーションすることが望ましい。
前記供試体としては、エンジンとバッテリとが連携して動作するハイブリッド車両が考えられる。このハイブリッド車両において、RDE試験等の法規に適合した路上走行試験の評価をフロントローディングするためには、前記バーチャル評価ステップは、前記走行環境モデル、前記運転態様モデル及び前記車両モデルに加えて、前記バッテリをモデル化したバッテリモデルを用いて、前記路上走行試験をシミュレーションすることが望ましい。
また、本発明に係る車両試験システムは、実車両又はその一部である供試体を台上試験することにより、法規に適合した路上走行試験を評価する車両試験システムであって、走行環境をモデル化した走行環境モデル、運転態様をモデル化した運転態様モデル、及び前記実車両をモデル化した車両モデルを用いて、前記路上走行試験をシミュレーションするシミュレーション装置と、前記実車両のエンジンを含む一部と、前記車両モデルの一部又は全部と、前記走行環境モデルの一部又は全部及び前記運転態様モデルの一部又は全部とを組み合わせて、前記実車両のエンジンを含む一部を台上試験することにより、前記路上走行試験を模擬する第１台上試験装置と、前記実車両と、前記走行環境モデルの一部又は全部及び前記運転態様モデルの一部又は全部とを組み合わせて、前記実車両を台上試験することにより、前記路上走行試験を模擬する第２台上試験装置とを備えることを特徴とする。
また、本発明に係る路上走行試験評価用プログラムは、実車両又はその一部である供試体を台上試験することにより、法規に適合した路上走行試験を評価する路上走行試験評価用プログラムであって、走行環境をモデル化した走行環境モデル、運転態様をモデル化した運転態様モデル、及び前記実車両をモデル化した車両モデルを用いて、コンピュータに前記路上走行試験をシミュレーションさせ、前記実車両の一部又は全部と、前記車両モデルの一部又は全部と、前記走行環境モデルの一部又は全部及び前記運転態様モデルの一部又は全部とを組み合わせて、前記実車両の一部又は全部を台上試験装置により台上試験させることにより、前記路上走行試験を模擬させる、路上走行試験評価用プログラム。
以上に述べた本発明によれば、RDE試験等の法規に適合した路上走行試験の評価をフロントローディングすることにより、路上走行試験に準拠した自動車開発の効率化を図ることができる。
本発明の一実施形態に係る車両試験システムの構成を模式的に示す図。 同実施形態のシミュレーション装置の構成を模式的に示す図。 同実施形態の第１台上試験装置の構成を模式的に示す図。 同実施形態の第２台上試験装置の構成を模式的に示す図。 同実施形態の走行試験評価方法のフローチャートを示す図。 変形実施形態のシミュレーション装置の構成を模式的に示す図。 変形実施形態のシミュレーション装置の構成を模式的に示す図。
以下、本発明の一実施形態に係る車両試験システム及び路上走行試験評価方法について、図面を参照しながら説明する。
＜車両試験システムの装置構成＞
本実施形態の車両試験システム１００は、実車両又はその一部である供試体を台上試験することにより、法規に適合した路上走行試験を評価するものである。ここで、法規に適合した路上走行試験は、例えば欧州等の各国で導入されている路上走行排出ガス試験（RDE（Real Driving Emission）試験）である。
具体的に車両試験システム１００は、図１に示すように、路上走行試験をシミュレーションするシミュレーション装置２と、実車両のエンジンを含む一部を台上試験することにより、路上走行試験を模擬する第１台上試験装置３と、実車両を台上試験することにより、路上走行試験を模擬する第２台上試験装置４と、シミュレーション装置２、第１台上試験装置３及び第２台上試験装置４を統合管理する上位管理装置５とを備えている。
シミュレーション装置２は、走行環境をモデル化した走行環境モデル、運転態様をモデル化した運転態様モデル、及び実車両をモデル化した車両モデルを用いて、路上走行試験をシミュレーションするものであり、ＣＰＵ、内部メモリ、入出力インターフェース、キーボード等の入力手段、ディスプレイなどの出力手段、通信手段等を備えるコンピュータである。
このシミュレーション装置２は、各モデルを格納する関係データ格納部２１と、RDE試験に準拠した走行をシミュレーションするシミュレーション部２２とを備えている。
関係データ格納部２１に格納される走行環境モデルは、走行ルート、走行ルートの路面抵抗、標識、気温及び湿度、走行ルートの標高、走行ルートの渋滞度合い（交通量）などを数値化したモデルである。
また、関係データ格納部２１に格納される運転態様モデルは、Dynamics（仕事量）、Energy Efficiency（エネルギー効率）、及び、Nervousness（緊張度）を数値化したモデルである。
具体的には、運転態様モデルは、例えばIPG Automotive株式会社のソフトウエア「CarMaker」に列挙されている以下のパラメータを含む。
Dynamicsのパラメータ：Crusing speed[km/h], Corner cutting coefficient[-], dt Change of pedals[s], Max. Long Acceleration[m/s2], Max. Long Dceleration[m/s2], Max. Lat Acceleration[m/s2], Exponent of g-g Diagram[-], Time of Shifting[s], Engine Speeds min/mas[rpm], Engine Speeds idle up/acc. Down[rpm], Long Smooth Throttle Limit[-]
Energy Efficiencyのパラメータ：Min. dt Accel/Decel[s], Long Drag Torque Braking[-], Long Drive Cycle Tol[-], Long drive Cycle Coef[-]
Nervousnessのパラメータ：Long SDV Random[-], Long SDV Random f[-]
さらに、関係データ格納部２１に格納される車両モデルは、少なくともエンジンを数値化したエンジンモデルを有するものであり、実車両の種類（トラック、乗用車など）、重量、トランスミッション種別（ＭＴ、ＡＴ、ＣＶＴなど）、タイヤ径、変速比、エンジン特性（スロットル開度及び回転数と出力トルクとの関係等）、ＥＣＵの制御特性（アクセル開度とスロットル開度との関係など）、ＴＣＵの制御特性（変速比の変更条件やそのタイミングなど）、又はＢＣＵの制御特性（各車輪に対するブレーキ力の分配など）等の車両情報をモデル化したものである。これらの各モデルは、予め関係データ格納部２１に格納されている。
シミュレーション部２２は、関係データ格納部２１に格納された各モデルに基づいて、RDE試験に準拠した路上走行試験として、MAW（Moving Averaging Window）法又はPower Bining法におけるエミッションの試験結果が所定の範囲内に入る走行をシミュレーションするものである。
また、シミュレーション部２２は、上記のシミュレーションにおいて、運転態様モデルに含まれる複数の運転特性をインプットパラメータとして、RDE試験に準拠した走行をした場合のRPA（Relative Positive Acceleration）又はvapos_[95]（Relative Positive Acceleration 95th percentile）を求める。
ここで、シミュレーション部２２は、実験計画法（DoE（Design of experiments））により複数の運転特性のインプットパラメータの組み合わせを作成し、その作成した組み合わせパターンを用いて、RDE試験に準拠した路上走行試験のシミュレーションを実行する。そして、シミュレーション部２２は、そのシミュレーション結果から、RPA（Relative Positive Acceleration）又はvapos_[95]（Relative Positive Acceleration 95th percentile）を求める。
さらに、シミュレーション部は、インプットパラメータの組み合わせパターンとそれぞれに対応したRPA又はvapos_[95]とを対応させて関係データ格納部２１に格納する。これにより、RPA又はvapos_[95]を選択することによって、当該RPA又はvapos_[95]に対応したインプットパラメータの組み合わせパターン（運転態様モデル）を決定することができる。この決定された運転態様モデルは、後述する第１台上試験装置３又は第２台上試験装置４に送信されて、各試験装置３、４を用いた試験に用いられる。
第１台上試験装置３は、図３に示すように、実車両のエンジンＥを含む一部と、当該エンジンＥを含む一部を除いた車両モデルと、走行環境モデル及び／又は運転態様モデルとを組み合わせて、実車両のエンジンＥを含む一部を台上試験することにより、路上走行試験を模擬するものである。ここでは、第１台上試験装置３は、エンジンＥを供試体とするエンジンベンチ（エンジンダイナモメータ）である。なお、実車両のエンジンを含む一部は、エンジンに加えてトランスミッションを含む駆動系であってもよく、この場合の台上試験装置は、駆動系の駆動軸に連結されるダイナモメータを用いて構成される。
この第１台上試験装置３は、エンジンＥに負荷を与えるエンジンダイナモメータ３１と、エンジンダイナモメータ３１を制御する制御装置３２と、エンジンＥから排出される排ガスを分析する例えば据え置き型の排ガス分析装置３３とを備えている。
制御装置３２は、エンジンを含む一部を除いた車両モデルと、走行環境モデル及び運転態様モデルとに基づいてエンジンダイナモメータ３１を制御するものである。また、制御装置３２は、上記のシミュレーション部２２により生成された運転態様モデルに基づいて、エンジンＥを運転する。
さらに、第１台上試験装置３には、走行環境を再現するために、エンジンの吸気側及び排気側に配管が接続されており、当該配管を介してエンジン内部に圧力を調整する例えば可搬型の圧力調整機器（環境再現装置）３４が設けられている。この圧力調整機器３４は、制御装置３２により、走行環境モデルに基づいて制御される。なお、温度、湿度又は圧力を調整可能な環境試験室に第１台上試験装置３を設置することにより、走行環境を再現する構成としても良い。
排ガス分析装置３３は、エンジンＥから排出される排ガス中の二酸化炭素（CO2）、一酸化炭素（CO）、粒子状物質（PM）、粒子状物質数（PN）、アンモニア（NH3）、一酸化二窒素（N2O）、窒素酸化物（NOx）、又はトータルハイドロカーボン（THC）の少なくとも１つを分析するものである。この排ガス分析装置３３により測定された排ガス測定結果は、上位管理装置５又は制御装置３２に送信される。
第２台上試験装置４は、図４に示すように、実車両Ｖと、走行環境モデル及び運転態様モデルとを組み合わせて、実車両Ｖを台上試験することにより、路上走行試験を模擬するものである。
この第２台上試験装置４は、実車両Ｖが搭載されるシャシダイナモメータ（シャシベンチ）４１と、シャシダイナモメータ４１を制御する制御装置４２と、エンジンＥから排出される排ガスを分析する例えば据え置き型又は車載型の排ガス分析装置４３とを備えている。
制御装置４２は、走行環境モデル及び運転態様モデルに基づいてシャシダイナモメータ４１を制御するものである。また、制御装置４２は、第１台上試験装置３で用いられた運転態様モデルに基づいて自動運転ロボット４４を制御し、これにより、自動運転ロボット４４が実車両Ｖを運転する。
さらに、第２台上試験装置４には、走行環境を再現するために、エンジンＥの吸気側及び排気側に配管が接続されており、当該配管を介してエンジン内部に圧力を調整する例えば可搬型の圧力調整機器（環境再現装置）４５が設けられている。この圧力調整機器４５は、制御装置４２により、走行環境モデルに基づいて制御される。なお、第２台上試験装置４の圧力調整機器４５及び第１台上試験装置３の圧力調整機器３４は互いに兼用しても良いし、それぞれ設けられていてもよい。なお、温度、湿度又は圧力を調整可能な環境試験室に第２台上試験装置４を設置することにより、走行環境を再現する構成としても良い。
排ガス分析装置４３は、エンジンから排出される排ガス中の二酸化炭素（CO2）、一酸化炭素（CO）、粒子状物質（PM）、粒子状物質数（PN）、アンモニア（NH3）、一酸化二窒素（N2O）、窒素酸化物（NOx）、又はトータルハイドロカーボン（THC）の少なくとも１つを分析するものである。この排ガス分析装置４３により測定された排ガス測定結果は、上位管理装置５又は制御装置３２に送信される。なお、第２台上試験装置４の排ガス分析装置４３及び第１台上試験装置３の排ガス分析装置３３は互いに兼用しても良いし、それぞれ設けられていても良い。
上位管理装置５は、図２などに示すように、シミュレーション装置２、第１台上試験装置３及び第２台上試験装置４との間でデータの送受信を行うことにより、以下の路上走行試験方法のスケジューリング及び各種データの管理を行うものであり、ＣＰＵ、内部メモリ、入出力インターフェース、キーボード等の入力手段、ディスプレイなどの出力手段、通信手段等を備えるコンピュータである。この上位管理装置５には、シミュレーション装置２により得られたシミュレーション評価結果、第１台上試験装置３により得られた第１台上試験評価結果、第２台上試験装置４により得られた第２台上試験評価結果、路上走行試験により得られた路上走行試験評価結果が格納される。なお、路上走行試験評価結果は、通信又は記録媒体を介して、上位管理装置５に格納される。
＜路上走行試験評価方法＞
次に、本実施形態の車両試験システムを用いた路上走行試験評価方法について説明する。
本実施形態の路上走行試験評価方法は、図５に示すように、路上走行試験をシミュレーションするバーチャル評価ステップ（RDE+VIRTUAL）と、実車両のエンジンを含む一部を台上試験することにより、路上走行試験を模擬する第１台上試験評価ステップ（RDE+POWER）と、実車両を台上試験することにより、路上走行試験を模擬する第２台上試験評価ステップ（RDE+CHASSIS）と、現実の走行環境において、実車両に対して路上走行試験を実施する路上走行試験評価ステップ（RDE+ROAD）とを備えている。
バーチャル評価ステップは、前記シミュレーション装置２のシミュレーション部２２により実施されるものであり、走行環境モデル、運転態様モデル、及び車両モデルを用いて、法規に適合した路上走行試験をシミュレーションする。このバーチャル評価ステップにおいて、複数の運転特性のインプットパラメータの組み合わせを作成し、その作成した組み合わせパターンを用いて、RDE試験に準拠した路上走行試験のシミュレーションを実行する。そして、そのシミュレーション結果から、RPA（Relative Positive Acceleration）又はvapos_[95]（Relative Positive Acceleration 95th percentile）を求め、インプットパラメータの組み合わせパターンに対応させて関係データ格納部２１に格納される。これにより、RPA又はvapos_[95]を選択することによって、当該RPA又はvapos_[95]に対応したインプットパラメータの組み合わせパターン（運転態様モデル）を決定することができる。
第１台上試験評価ステップは、前記第１台上試験装置３を用いて実施されるものであり、前記シミュレーション装置２により得られたシミュレーション結果を用いて、エンジンＥを運転するとともにエンジンダイナモメータ３１を制御して、その時に排出される排ガスを排ガス分析装置３３により分析する。
ここで、第１台上試験評価ステップでは、RPA又はvapos_[95]を選択することによって、当該RPA又はvapos_[95]に対応したインプットパラメータの組み合わせパターン（運転態様モデル）を決定し、当該決定された運転態様モデルに基づいて、エンジンＥを運転する。そして、この第１台上試験評価ステップにおいて、MAW法又はPower Bining法におけるエミッションの試験結果が所定の範囲内に入るか否かを評価する。その他、第１台上試験評価ステップにおいて、排ガス分析装置３３により計測される排ガス中の測定成分の排出量を評価しても良い。
第２台上試験評価ステップは、前記第２台上試験装置４を用いて実施されるものであり、第１台上試験装置３で用いられた運転態様モデルに基づいて、実車両Ｖを運転するとともにシャシダイナモメータ４１を制御して、その時に排出される排ガスを排ガス分析装置４３により分析する。そして、この第２台上試験評価ステップにおいて、MAW法又はPower Bining法におけるエミッションの試験結果が所定の範囲内に入るか否かを評価する。その他、第２台上試験評価ステップにおいて、排ガス分析装置４３により計測される排ガス中の測定成分の排出量を評価しても良い。
路上走行試験評価ステップは、現実の走行環境（つまり実路）において、実車両Ｖに対して路上走行試験を行うことにより実施されるものであり、実路を走行する実車両Ｖから排出される排ガスを車載型排ガス分析装置により分析する。そして、この路上走行試験評価ステップにおいて、MAW法又はPower Bining法におけるエミッションの試験結果が所定の範囲内に入るか否かを評価する。その他、路上走行試験評価ステップにおいて、車載型排ガス分析装置により計測される排ガス中の測定成分の排出量を評価しても良い。なお、車載型排ガス分析装置は、エンジンから排出される排ガス中の二酸化炭素（CO2）、一酸化炭素（CO）、粒子状物質（PM）、粒子状物質数（PN）、アンモニア（NH3）、一酸化二窒素（N2O）、窒素酸化物（NOx）、又はトータルハイドロカーボン（THC）の少なくとも１つを分析するものである。この排ガス分析装置４３により測定された排ガス測定結果は、上位管理装置５に送信される。
上記の各評価ステップにおいて得られた評価結果は、相互に比較することができる。
具体的には、第１台上試験評価ステップにおける実車両ＶのエンジンＥを含む一部の評価結果と、バーチャル評価ステップにおける車両モデルの評価結果とを比較する第１比較ステップを行うことができる。そして、この第１比較ステップの比較結果に基づいて、バーチャル評価ステップにおける車両モデルの評価結果が、第１台上試験評価ステップにおける実車両のエンジンを含む一部の評価結果と合致するように、バーチャル評価ステップにおいて例えば車両モデルを変更する等によりフィードバックする第１フィードバックステップを行うことができる。
また、第２台上試験評価ステップにおける実車両の評価結果と、第１台上試験評価ステップにおける車両のエンジンを含む一部の評価結果とを比較する第２比較ステップを行うことができる。そして、第１台上試験評価ステップにおける実車両のエンジンを含む一部の評価結果が、第２台上試験評価ステップにおける実車両の評価結果と合致するように、第１台上試験評価ステップにおいて例えば車両モデルを変更する等によりフィードバックする第２フィードバックステップを行うことができる。なお、第２台上試験評価ステップの評価結果に基づいて、バーチャル評価ステップにおいて例えば車両モデルを変更する等によりフィードバックしてもよい。
さらに、路上走行試験評価ステップにおける実車両の評価結果と、第２台上試験評価ステップにおける実車両の評価結果とを比較する第３比較ステップを行うことができる。そして、第２台上試験評価ステップにおける実車両の評価結果が、路上走行試験評価ステップにおける実車両の評価結果と合致するように、第２台上試験評価ステップにフィードバックする第３フィードバックステップを行うことができる。なお、第２台上試験評価ステップの評価結果に基づいて、バーチャル評価ステップ又は第１台上試験評価ステップにおいて例えば車両モデルを変更する等によりフィードバックしてもよい。
＜本実施形態の効果＞
本実施形態の路上走行試験評価方法によれば、バーチャル評価ステップと第１台上試験評価ステップと路上走行試験評価ステップとの少なくとも３つのステップを行うので、バーチャル評価ステップにおいて用いる走行環境モデル、運転態様モデル及び車両モデルの妥当性を第１台上試験評価ステップの評価結果を用いて検証することができ、モデル作成者の経験やスキルに関わらず、路上走行試験に準拠したモデルを作成することができる。また、バーチャル評価ステップ及び第１台上試験評価ステップを行うことにより、ＲＤＥ等の法規に適合した路上走行試験の評価をフロントローディングすることができる。その結果、路上走行試験に準拠した自動車開発の効率化を図ることができる。また、バーチャル評価ステップ及び第１台上試験評価ステップに加えて路上走行試験評価ステップを行うことにより、バーチャル評価ステップ及び第１台上試験評価ステップの妥当性を検証することもできる。
＜その他の変形実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
例えば、前記実施形態の路上走行試験評価方法は、第２台上試験評価ステップを有する方法であったが、第２台上試験評価ステップを有さない方法としてもよい。
また、前記実施形態の路上走行試験評価方法において、バーチャル評価ステップ及び路上走行試験評価ステップの間に、第１台上試験評価ステップ又は第２台上試験評価ステップの何れか一方を有する方法としてもよい。
前記実施形態において固体粒子数（ＰＮ）を計測する場合には、据え置き型の排ガス分析装置及び車載型の排ガス分析装置はともに固体粒子数計測部を有することになる。ここで、据え置き型の排ガス分析装置と、車載型の排ガス分析装置とでは、ＰＮ計数効率が異なる場合がある。例えば、据え置き型の固体粒子数計測部のＰＮ検出効率は、車載型の固体粒子数計測部のＰＮ検出効率よりも小さな粒径の粒子を測定できるように設定されている場合がある。なお、固体粒子数計測部には、例えば、レーザ散乱式凝縮粒子カウンタ（ＣＰＣ）が用いられる。なお、一般にＰＮ検出効率とは、所定の粒径（例えば２３ｎｍ、１０ｎｍ等に設定される）の粒子数を５０%の検出効率で測定できるように定められたものである。
第１台上試験評価ステップ（第１台上試験装置３）又は第２台上試験評価ステップ（第２台上試験装置４）において、車載型の固体粒子数計測部と同等のＰＮ検出効率に校正された据え置き型の固体粒子数計測部を用いることが望ましい。
上述した例では、第１台上試験評価ステップ（第１台上試験装置３）又は第２台上試験評価ステップ（第２台上試験装置４）において、据え置き型の排ガス分析装置を用いる例を示したが、車載型の排ガス分析装置を用いてもよい。
なお、据え置き型の固体粒子数計測部を、車載型の固体粒子数計測部のＰＮ検出効率よりも小さな粒径の粒子を測定できるように設定されたＰＮ検出効率と、車載型の固体粒子数計測部と同等のＰＮ検出効率とを切替可能に構成しておき、シャシダイナモメータ上での試験（例えばＷＬＴＣ）と、路上走行試験を模擬した試験とで切替可能にしても良い。
また、前記実施形態の供試体は、先進運転支援システム（ＡＤＡＳ）を有するものであっても良い。この場合、図６に示すように、先進運転支援システム（ＡＤＡＳ）に必要な各種センサ（例えばレーダー、ライダー、又はカメラ等）を数値化した各種センサモデル又はＡＤＡＳシステムを数値化したＡＤＡＳモデルの少なくとも一方を関係データ格納部２１に格納しておく。また、走行環境モデルには、他の車両の有無や、前方車両との速度差などを数値化したモデルを含めておく。そして、走行環境モデルに基づいた走行シナリオに基づいて、運転態様モデル、センサモデル及びＡＤＡＳモデルを協調させて、前記実施形態の路上走行試験評価方法を行っても良い。この構成であれば、ＡＤＡＳを有する供試体の路上走行試験を評価することができる。特に、ドライバの運転から自動運転に切り替わる際の車両の挙動や自動運転からドライバの運転に切り替わる際の車両の挙動を評価することができる。
さらに、前記実施形態の供試体は、エンジン車であったが、エンジンとバッテリとが連携して動作するハイブリッド車であってもよい。この場合、図７に示すように、ハイブリッド車のバッテリの充電率（ＳＯＣ）に応じて走行態様が変化して、排ガスのエミッションも変化する。このため、ハイブリッド車のバッテリの各種パラメータを数値化したバッテリモデルを関係データ格納部２１に格納しておき、前記実施形態の各モデルに加えてバッテリモデルを用いて、前記実施形態の路上走行試験評価方法を行っても良い。なお、本発明は、エンジン車又はハイブリッド車に限らず、電気自動車（ＥＶ）又は燃料電池車（ＦＣＶ）に適用することも可能である。
加えて、前記実施形態において、図１のシミュレーション装置２と第１台上試験装置３だけを用いて、供試体であるエンジンに対して、RDE試験等の法規に適合した路上走行試験の評価をフロントローディングすることもできる。また、図１のシミュレーション装置２と第２台上試験４だけを用いて、供試体であるパワートレイン等の車両駆動系に対して、RDE試験等の法規に適合した路上走行試験の評価をフロントローディングすることもできる。
上述したセンサモデル、ＡＤＡＳモデル、又はバッテリモデルは、車両モデルの一部として車両モデルに含まれても良い。
また、台上評価試験ステップにおいては、実車両の一部又は全部と、車両モデルの一部又は全部とを組み合わせて試験する際に、実車両の一部又は全部と車両モデルの一部又は全部とが一部重複しても良いし、実車両の一部又は車両モデルの一部を省略しても良い。さらに台上評価試験ステップにおいては、走行環境モデルの全部又は一部を用いても良いし、運転態様モデルの全部又は一部を用いても良い。
その上、シミュレーション装置２において、更に排ガスのエミッションモデルを用いて、シミュレーションしてもよい。
加えて、路上走行試験評価方法において、燃料消費量を評価項目に加えてもよい。
法規に適合した路上走行試験は、RDEに限られず、各国の法律又は規則で定められた各種路上走行試験であってもよい。
その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な実施形態の変形や組み合わせを行っても構わない。
１００・・・車両試験システム
２ ・・・シミュレーション装置
３ ・・・第１台上試験装置
４ ・・・第２台上試験装置

Claims (16)

  1. 実車両又はその一部である供試体を台上試験することにより、法規に適合した路上走行試験を評価する路上走行試験評価方法であって、
    走行環境をモデル化した走行環境モデル、運転態様をモデル化した運転態様モデル、及び前記実車両をモデル化した車両モデルを用いて、前記路上走行試験をシミュレーションするバーチャル評価ステップと、
    前記実車両の一部又は全部と、前記車両モデルの一部又は全部と、前記走行環境モデルの一部又は全部及び前記運転態様モデルの一部又は全部とを組み合わせて、前記実車両の一部又は全部を台上試験することにより、前記路上走行試験を模擬する台上試験評価ステップと、
    現実の走行環境において、前記実車両に対して前記路上走行試験を実施する路上走行試験評価ステップとを備える、路上走行試験評価方法。
  2. 前記台上試験評価ステップは、前記実車両のエンジンを含む一部と、前記車両モデルの一部又は全部と、前記走行環境モデルの一部又は全部及び前記運転態様モデルの一部又は全部とを組み合わせて、前記実車両のエンジンを含む一部を台上試験することにより、前記路上走行試験を模擬する第１台上試験評価ステップを備える、請求項１に記載の路上走行試験評価方法。
  3. 前記台上試験評価ステップは、前記第１台上試験評価ステップ及び前記路上走行試験評価ステップの間において、前記実車両と、前記走行環境モデル一部又は全部及び前記運転態様モデル一部又は全部とを組み合わせて、前記実車両を台上試験することにより、前記路上走行試験を模擬する第２台上試験評価ステップをさらに備える、請求項２に記載の路上走行試験評価方法。
  4. 前記第１台上試験評価ステップにおける前記実車両のエンジンを含む一部の評価結果と、前記バーチャル評価ステップにおける前記車両モデルの評価結果とを比較する第１比較ステップと、
    前記第２台上試験評価ステップにおける前記実車両の評価結果と、前記第１台上試験評価ステップにおける前記車両のエンジンを含む一部の評価結果とを比較する第２比較ステップと、
    前記路上走行試験評価ステップにおける前記実車両の評価結果と、前記第２台上試験評価ステップにおける前記実車両の評価結果とを比較する第３比較ステップとの少なくとも１つのステップを備える、請求項３に記載の路上走行試験評価方法。
  5. 前記バーチャル評価ステップにおける前記車両モデルの評価結果が、前記第１台上試験評価ステップにおける前記実車両のエンジンを含む一部の評価結果と合致するように、前記バーチャル評価ステップにフィードバックする第１フィードバックステップと、
    前記第１台上試験評価ステップにおける前記実車両のエンジンを含む一部の評価結果が、前記第２台上試験評価ステップにおける前記実車両の評価結果と合致するように、前記第１台上試験評価ステップにフィードバックする第２フィードバックステップと、
    前記第２台上試験評価ステップにおける前記実車両の評価結果が、前記路上走行試験評価ステップにおける前記実車両の評価結果と合致するように、前記第２台上試験評価ステップにフィードバックする第３フィードバックステップとの少なくとも１つのステップを備える、請求項３又は４に記載の路上走行試験評価方法。
  6. 前記路上走行試験評価ステップは車載型の排ガス分析装置を用いて行い、
    前記第２台上試験評価ステップは据え置き型又は車載型の排ガス分析装置を用いて行う、請求項３乃至５の何れか一項に記載の路上走行試験評価方法。
  7. 前記第２台上試験評価ステップは据え置き型の排ガス分析装置を用いて行い、
    前記据え置き型の排ガス分析装置の固体粒子数計測部の検出効率は、前記車載型の排ガス分析装置の固体粒子数計測部の検出効率と同じとしてある、請求項６に記載の路上走行試験評価方法。
  8. 前記第１台上試験評価ステップ、前記第２台上試験評価ステップ及び前記路上走行試験評価ステップの少なくとも何れか２つにおける排ガス試験結果を比較し、当該排ガス試験結果の比較に用いられる測定成分は、二酸化炭素（CO2）、一酸化炭素（CO）、粒子状物質（PM）、粒子状物質数（PN）、アンモニア（NH3）、一酸化二窒素（N2O）、窒素酸化物（NOx）、又はトータルハイドロカーボン（THC）の少なくとも１つである、請求項６又は７に記載の路上走行試験評価方法。
  9. 前記台上試験評価ステップは、前記バーチャル評価ステップで用いられた前記運転態様モデルに基づいて、前記実車両の一部又は全部を運転するものである、請求項１乃至８の何れか一項に記載の路上走行試験評価方法。
  10. 前記第１台上試験評価ステップで再現した運転態様に基づいて、前記第２台上試験評価ステップの運転態様を再現し、
    前記第２台上試験評価ステップは、前記第１台上試験評価ステップで用いられた前記運転態様モデルに基づいて、前記実車両を運転手が運転する、又は、前記実車両を自動運転ロボットが運転する、請求項３又は請求項３を引用する請求項４乃至９の何れか一項に記載の路上走行試験評価方法。
  11. 前記第１台上試験評価ステップ又は前記第２台上試験評価ステップの走行環境モデルは、エンジンの吸気側及び排気側に配管を接続し、当該配管を介して圧力制御することにより再現される、請求項３乃至１０の何れか一項に記載の路上走行試験評価方法。
  12. 前記バーチャル評価ステップにおいて、前記運転態様モデルを構成するパラメータの組み合わせは、法規に適合した路上走行試験に準拠するように、RPA (Relative Positive Acceleration)又はvapos_[95] (Relative Positive Acceleration 95th percentile)の少なくとも一方と対応付けられる、請求項１乃至１１の何れか一項に記載の路上走行試験評価方法。
  13. 前記供試体は、先進運転支援システム（ＡＤＡＳ）を有するものであり、
    前記バーチャル評価ステップは、前記走行環境モデル、前記運転態様モデル及び前記車両モデルに加えて、ＡＤＡＳに必要なセンサをモデル化したセンサモデル又は前記ＡＤＡＳを数値化したＡＤＡＳモデルの少なくとも一方を用いて、前記路上走行試験をシミュレーションする、請求項１乃至１２の何れか一項に記載の路上走行試験評価方法。
  14. 前記供試体は、エンジンとバッテリとが連携して動作するものであり、
    前記バーチャル評価ステップは、前記走行環境モデル、前記運転態様モデル及び前記車両モデルに加えて、前記バッテリをモデル化したバッテリモデルを用いて、前記路上走行試験をシミュレーションする、請求項１乃至１３の何れか一項に記載の路上走行試験評価方法。
  15. 実車両又はその一部である供試体を台上試験することにより、法規に適合した路上走行試験を評価する車両試験システムであって、
    走行環境をモデル化した走行環境モデル、運転態様をモデル化した運転態様モデル、及び前記実車両をモデル化した車両モデルを用いて、前記路上走行試験をシミュレーションするシミュレーション装置と、
    前記実車両のエンジンを含む一部と、前記車両モデルの一部又は全部と、前記走行環境モデルの一部又は全部及び前記運転態様モデルの一部又は全部とを組み合わせて、前記実車両のエンジンを含む一部を台上試験することにより、前記路上走行試験を模擬する第１台上試験装置と、
    前記実車両と、前記走行環境モデルの一部又は全部及び前記運転態様モデルの一部又は全部とを組み合わせて、前記実車両を台上試験することにより、前記路上走行試験を模擬する第２台上試験装置とを備える、車両試験システム。
  16. 実車両又はその一部である供試体を台上試験することにより、法規に適合した路上走行試験を評価する路上走行試験評価用プログラムであって、
    走行環境をモデル化した走行環境モデル、運転態様をモデル化した運転態様モデル、及び前記実車両をモデル化した車両モデルを用いて、コンピュータに前記路上走行試験をシミュレーションさせ、
    前記実車両の一部又は全部と、前記車両モデルの一部又は全部と、前記走行環境モデルの一部又は全部及び前記運転態様モデルの一部又は全部とを組み合わせて、前記実車両の一部又は全部を台上試験装置により台上試験させることにより、前記路上走行試験を模擬させる、路上走行試験評価用プログラム。

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