JP4189083B2

JP4189083B2 - エンジン試験装置または車両試験装置に用いるマップの作成方法

Info

Publication number: JP4189083B2
Application number: JP13426099A
Authority: JP
Inventors: 秀樹中西; 進治野口; 恭広小川
Original assignee: Horiba Ltd
Current assignee: Horiba Ltd
Priority date: 1999-05-14
Filing date: 1999-05-14
Publication date: 2008-12-03
Anticipated expiration: 2019-05-14
Also published as: JP2000321174A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジン試験装置または車両試験装置に用いるマップの作成方法に関するものであり、更に詳しくは、試験対象エンジン制御における目標値のスロットル（アクセル）開度を決定するための学習マップ、または、試験車両制御における目標値のスロットル（アクセル）開度を決定するための学習マップのもとになる学習データ（実機データ）を指数関数や多項式関数として定義することにより、学習データの特異点を見つけ出し、これを自動修正することで学習マップを自動作成するようにした新規な作成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の台上車両シミュレーションシステムは、試験対象エンジン（以下、単にエンジンという）を学習する機能を持っており、その学習データから学習マップを作り、それをもとにエンジン制御を行う。
【０００３】
前記学習データは、エンジンを任意の回転数に一定に保ちながらスロットルバルブを変化させ、そのときの出力トルクを記憶することにより作成される（図６参照）。図６は、スロットルバルブを全閉から全開まで一定速で変化させたときのトルク曲線（実測値）を示す。これにより、あるエンジン回転数（例えば２０００ｒｐｍ）におけるスロットルバルブ開度に対して、一点のトルクが決まる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、各エンジン回転数（１０００ｒｐｍ，１５００ｒｐｍ，２０００ｒｐｍ，２５００ｒｐｍ，３０００ｒｐｍ，）におけるトルク曲線Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅが、スロットル開度の低いところで交差することがあることから、この学習データをもとに作成される学習マップに特異部分が生じて制御精度が悪くなる。例えば、加速のためにスロットルを閉じるというような特異な運転状態が発生していた。
【０００５】
この発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、特異な運転状態が発生するのを防止できるエンジン試験装置または車両試験装置に用いるマップの作成方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明は、エンジンの回転を一定に保ちながらスロットルバルブを全閉から全開まで変化させ、そのときの出力トルクを記憶させる操作を少なくとも３種類の相異なるエンジン回転数を用いてそれぞれ行い、得られた各トルク曲線を実機データとし、これに基づきマップを作成するにあたり、各トルク曲線を同一のＸ−Ｙ面上に描画する工程と、各トルク曲線を関数近似して同一のＸ−Ｙ面上においてスロットル開度（Ｘ軸）に対するトルク近似曲線をそれぞれ描画する実機データ関数変換工程と、トルク近似曲線同士の交差の有無を判定する判定工程と、この判定工程において交差しているトルク近似曲線のうち、特異と見られる方のトルク近似曲線のｙ切片の値が、上下に隣接する各トルク近似曲線のｙ切片の値の中間となる値になるよう特異と見られる方の当該トルク近似曲線を自動修正する工程とを含むことを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【０００８】
図１は、図６に示した実機データとしてのトルク曲線Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅのうち、エンジン回転数が１０００ｒｐｍのときのトルク曲線Ａを指数関数近似法により関数変換して得たトルク近似曲線ａを示す。このトルク曲線Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは台上車両シミュレーションシステムを構成するエンジン試験装置１（後述する）において得ることができる。
【０００９】
図２では、トルク曲線Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅのうち、エンジン回転数が１０００ｒｐｍのときのトルク曲線Ａ、１５００ｒｐｍのときのトルク曲線Ｂ、２０００ｒｐｍのときのトルク曲線Ｃ、２５００ｒｐｍのときのトルク曲線Ｄを指数関数近似法により関数変換して得たトルク近似曲線ａ，ｂ，ｃ，ｄを、それぞれ同一のＸ−Ｙ面上に描画してある。
【００１０】
図３は、図２において交差しているトルク近似曲線ｂ，ｃのうち、トルク近似曲線ｃを特異と見て、これを自動修正した後の特性図を示す。
【００１１】
また、図４は、エンジン試験装置１を示す。
【００１２】
図４において、試験対象エンジン（以下、単にエンジンという）２の出力軸２ａとダイナモメータ３の駆動軸３ａはクラッチ４を介して分離自在に接続されている。ダイナモコントローラ４はダイナモメータ３を制御する。スロットルアクチュエータ５はエンジン２のスロットル開度を制御する。コンピュータ６はインターフェース７を介してダイナモコントローラ４およびスロットルアクチュエータ５を制御する。
【００１３】
なお、８および９は、それぞれ、トルク計測器およびトルクアンプである。１０はクラッチアクチュエータである。また、１２は目標車速度パターンである。
【００１４】
而して、学習マップを作成するための第１段階として、実機データ（学習データ）を作成する。これは、エンジンダイナモ上のエンジン状態変化により得られる生データである。すなわち、エンジンの回転を一定に保ちながらスロットルバルブを全閉から全開まで変化させ、そのときの出力トルクを記憶させる操作をこの実施形態では例えば１０００ｒｐｍ，１５００ｒｐｍ，２０００ｒｐｍ，２５００ｒｐｍ，３０００ｒｐｍのエンジン回転数でそれぞれ行い、そのときの出力トルクをコンピュータ６に記憶させる。図６は、同一のＸ−Ｙ面上に描画された各トルク曲線Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを示す。得られたトルク曲線Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、各エンジン回転数に対するものである。
【００１５】
次に、これらの曲線Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅをこの実施形態では、例えば指数関数近似法により関数変換する。
【００１６】
続いて、関数変換されて同一のＸ−Ｙ面上に描画されたトルク近似曲線ａ，ｂ，ｃ，ｄ（図２参照）が交差しているかどうかの判定を行う。なお、図２においてトルク曲線Ｅに対するトルク近似曲線ｅは前記トルク近似曲線ａ，ｂ，ｃ，ｄのいずれにも交差していないので省略した。
【００１７】
この実施形態では、図２から、スロットル開度の低いところでトルク近似曲線ｂ，ｃが交差していることが分かる。そして、トルク近似曲線ｃのｙ切片の値をＹ₁とする。｜Ｙ₁｜＝Ｌである。また、トルク近似曲線ｂのｙ切片の値をＹ₂とする。｜Ｙ₂｜＝Ｍである。更に、トルク近似曲線ｄのｙ切片の値をＹ₃とする。｜Ｙ₃｜＝Ｎである。ここで、Ｌ＜Ｍ＜Ｎである。
【００１８】
そして、交差しているトルク近似曲線ｂまたはトルク近似曲線ｃのいずれかを特異と見て、その自動修正が行われる。
【００１９】
図３は、トルク近似曲線ｃを特異と見て、これを自動修正した場合を示す。このケースでは、トルク近似曲線ｃは、トルク近似曲線ｂと交差している特異部分（交差部分）１１を除いてスロットル開度（Ｘ軸）全体にわたりトルク近似曲線ｂ，ｄに挟まれていると考える。
【００２０】
そして、トルク近似曲線ｃのｙ切片の値が、トルク近似曲線ｃを挟むトルク近似曲線ｂ，ｄのｙ切片の値の中間となる値になるようトルク近似曲線ｃをトルク近似曲線ｃ’（図３参照）に定義し直すことで自動修正が施される。すなわち、図３に示すように、トルク近似曲線ｃ’のｙ切片の値はＹ₄であり、｜Ｙ₄｜＝Ｒ＝（Ｌ＋Ｍ）／２である。
【００２１】
これにより、スロットル開度の低いところで発生した交差部分１１を無くすことができ、全てのトルク近似曲線ａ，ｂ，ｃ’，ｄ，ｅから、特異部分１１を排除した制御に必要な学習マップを作成できる。
【００２２】
この学習マップから、エンジン制御における精度の良い目標値のスロットル（アクセル）開度を決定できる。例えば、目標値のエンジン回転数が１７００ｒｐｍの場合、目標値のトルクＮ_mとして例えば３０の値を希望する場合、下記表１の学習マップを参照して３２９，４６４、４３５，５６３の値から目標値のトルクＮ_mを発生させるスロットル（アクセル）開度の値を決定できる。
【００２３】
【表１】

【００２４】
なお、他の実施形態として、図５に示すように、トルク近似曲線ｂを特異と見て、これを自動修正してもよい。この場合は、トルク近似曲線ｂが、トルク近似曲線ｃと交差している特異部分（交差部分）１１を除いてスロットル開度（Ｘ軸）全体にわたりトルク近似曲線ａ，ｃに挟まれていると考える。
【００２５】
上記実施形態では、トルク近似曲線同士の特異部分（交差部分）１１が一か所である場合を示したが、複数の特異部分（交差部分）がある場合にもこの発明は適用できる。この場合、特異部分（交差部分）の数だけ上記手法を特異部分（交差部分）が無くなるまで繰り返し行えばよい。
【００２６】
以上、上記各実施形態では、エンジン試験装置１に用いる学習マップの作成方法について述べたが、この発明は、シャーシダイナモメータを用いた車両試験装置にも適用できる。
【００２７】
図７に、車両試験装置の一例を示す。図７において、２１は供試車両２２の駆動車輪２２ａが載置される回転ローラ、２３はシャフト２４を介して回転ローラ２１に連動連結されたシャーシダイナモメータである。このシャーシダイナモメータ２３は、エンジン試験装置１のダイナモメータ３に対応する。２５はシャフト２４に設けられたフライホイール、２６はシャフト２４に設けられた速度センサある。この速度センサ２６は、エンジン試験装置１を示す図４における回転計測値を出力するセンサ（図示せず）に対応する。このセンサは、エンジン試験装置１では図４のエンジン２に設けられている。２７はシャーシダイナモメータ２３に設けられたトルクセンサで、エンジン試験装置１のトルク計測器８に対応する。２８は速度センサ２６から与えられる実走行速度信号ｖに対応する目標走行抵抗信号Ｔを生成する走行抵抗発生器である。また、２９は、トルクセンサ２７から与えられる実走行抵抗信号ｔと走行抵抗発生器２８から与えられる目標走行抵抗信号Ｔとの差信号に基づいて、駆動車輪２２ａに対して実走行速度に対応する走行抵抗（目標走行抵抗）与えるように、シャーシダイナモメータ２３を駆動制御するシャーシダイナモコントローラである。そして、Ｘがドライバーズエイドディスプレイ装置であって、設定目標運転パターンＶ₀（図４における目標車速度パターン１２）が表示されるとともに、実際の時々刻々の運転状態を示すデータ位置Ｖの変化（速度センサ２６から与えられる時々刻々の実走行速度信号ｖ）が運転者が視覚確認可能なようにに表示されるように構成されている。
【００２８】
【発明の効果】
以上のようにこの発明は、試験対象エンジン制御における目標値のスロットル（アクセル）開度を決定するための学習マップ、または、試験車両制御における目標値のスロットル（アクセル）開度を決定するための学習マップのもとになる学習データ（実機データ）を指数関数や多項式関数として定義することにより、学習データの特異点を見つけ出し、これを自動修正することで学習マップを自動作成するようにしたので、特異部分（交差部分）の無いマップが作成され、制御精度が向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態において、特定エンジン回転数に対するトルク曲線を指数関数近似法により関数変換して得たトルク近似曲線を示す特性図である。
【図２】上記実施形態において、複数のエンジン回転数に対するトルク曲線を指数関数近似法によりそれぞれ関数変換して得たトルク近似曲線を示す特性図である。
【図３】上記実施形態において、制御に必要な学習マップを作成するために利用される、スロットル開度の低いところで発生した交差部分を無くしたトルク近似曲線を示す特性図である。
【図４】上記実施形態で用いるエンジン試験装置を示す構成説明図である。
【図５】この発明の他の実施形態を示し、複数のエンジン回転数に対するトルク曲線を指数関数近似法によりそれぞれ関数変換して得たトルク近似曲線を示す特性図である。
【図６】上記各実施形態で用いる実機データに相当するトルク曲線を示す特性図である。
【図７】この発明が適用できる車両試験装置の一例を示す構成説明図である。
【符号の説明】
２…エンジン、２ａ…出力軸、３…ダイナモメータ、４…ダイナモコントローラ、５…スロットルアクチュエータ、６…コンピュータ、１１…特異部分（交差部分）、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ…トルク曲線、ａ，ｂ，ｃ，ｃ’，ｄ…トルク近似曲線。

Claims

エンジンの回転を一定に保ちながらスロットルバルブを全閉から全開まで変化させ、そのときの出力トルクを記憶させる操作を少なくとも３種類の相異なるエンジン回転数を用いてそれぞれ行い、得られた各トルク曲線を実機データとし、これに基づきマップを作成するにあたり、各トルク曲線を同一のＸ−Ｙ面上に描画する工程と、各トルク曲線を関数近似して同一のＸ−Ｙ面上においてスロットル開度（Ｘ軸）に対するトルク近似曲線をそれぞれ描画する実機データ関数変換工程と、トルク近似曲線同士の交差の有無を判定する判定工程と、この判定工程において交差しているトルク近似曲線のうち、特異と見られる方のトルク近似曲線のｙ切片の値が、上下に隣接する各トルク近似曲線のｙ切片の値の中間となる値になるよう特異と見られる方の当該トルク近似曲線を自動修正する工程とを含むことを特徴とするエンジン試験装置または車両試験装置に用いるマップの作成方法。