WO2024257552A1 - 供試体試験システム、供試体運転システム、供試体試験方法、及び、供試体試験用プログラム - Google Patents

供試体試験システム、供試体運転システム、供試体試験方法、及び、供試体試験用プログラム Download PDF

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vehicle
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operation amount
specimen
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和樹 古川
崇志 齋藤
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Horiba Ltd
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/0072—Wheeled or endless-tracked vehicles the wheels of the vehicle co-operating with rotatable rolls

Definitions

  • the present invention relates to a specimen testing system, a specimen operation system, a specimen testing method, and a specimen testing program.
  • a vehicle testing system includes a chassis dynamometer on which a vehicle is mounted and a driving robot that drives the vehicle on the chassis dynamometer, and the driving robot operates the accelerator, brakes, etc. of the vehicle to drive it in a predetermined driving pattern while the chassis dynamometer applies running resistance to the vehicle.
  • This vehicle testing system calculates the opening command for the accelerator actuator and the opening command for the brake actuator based on the actual vehicle speed and the vehicle speed command, and inputs these opening commands into the driving robot to make the actual vehicle speed follow the vehicle speed command.
  • the present invention was made in consideration of the above-mentioned problems, and its main objective is to test a test specimen by controlling the vehicle pedal of the test specimen to a target operation amount while applying a running resistance according to the vehicle speed of the test specimen.
  • the vehicle testing system is a specimen testing system for testing a vehicle or a part thereof, and is characterized by comprising: a driving device for driving the specimen by operating the vehicle pedals of the specimen or by inputting an operation signal corresponding to the operation of the vehicle pedals; a dynamometer for applying a running resistance according to the vehicle speed of the specimen driven by the driving device; a data acquisition unit for acquiring target operation amount data, which is time-series data of the target operation amount of the vehicle pedal; and a driving device control unit for feedforward controlling the driving device based on the target operation amount data acquired by the data acquisition unit.
  • the dynamometer applies a running resistance according to the vehicle speed of the test specimen, while feedforward control of the driving device is performed based on the target operation amount data of the vehicle pedal, so that the test specimen can be tested by controlling the vehicle pedal of the test specimen to the target operation amount while applying a running resistance according to the vehicle speed to the test specimen.
  • the vehicle speed of the test specimen should be the same as the past vehicle speed. However, if the specifications and test conditions of the test specimen are different, the vehicle speed of the test specimen will differ from the past vehicle speed. Therefore, it is desirable that the data acquisition unit acquires target vehicle speed data, which is time series data of the target vehicle speed of the test specimen, and the driving device control unit feedback controls the driving device based on the deviation between the target vehicle speed and the actual vehicle speed of the test specimen.
  • target vehicle speed data which is time series data of the target vehicle speed of the test specimen
  • the driving device control unit feedback controls the driving device based on the deviation between the target vehicle speed and the actual vehicle speed of the test specimen.
  • the predetermined standard is, for example, falling within a tolerance (allowable range) between upper limit speed data and lower limit speed data set for the time series data of the target speed.
  • the driving device control unit it is desirable for the driving device control unit to control the driving device according to a preset control ratio between the feedforward control and the feedback control.
  • the specimen testing system of the present invention further includes a setting change unit that can change the setting of the control ratio.
  • the specimen can be tested with various control ratios, such as when the pedal operation amount is given priority over the vehicle speed, or when the vehicle speed is given priority over the pedal operation amount.
  • the driving device operates the accelerator pedal as the vehicle pedal, and that the data acquisition unit acquires time series data of the accelerator opening, accelerator depression amount, and/or accelerator pedal position as the target operation amount data.
  • the time series data of the accelerator opening, accelerator depression amount, and/or accelerator pedal position may be, for example, previously acquired time series data of the accelerator opening, accelerator depression amount, and/or accelerator pedal position, or may be processed time series data of the previously acquired time series data.
  • the time series data may be data obtained by simulation.
  • the driving device operates the brake pedal as the vehicle pedal, and that the data acquisition unit acquires time series data of the brake opening, brake depression amount, and/or target brake pedal position as the target operation amount of the brake pedal.
  • the time series data of the brake opening, the brake depression amount, and/or the brake pedal position may be, for example, time series data of the brake opening, the brake depression amount, and/or the brake pedal position acquired in the past, or may be processed time series data of the brake opening, the brake depression amount, and/or the brake pedal position.
  • the time series data may be data obtained by simulation.
  • the test specimen driving system is characterized by comprising a driving device that drives the test specimen by operating the vehicle pedals of the test specimen or by inputting an operation signal corresponding to the operation of the vehicle pedals, a data acquisition unit that acquires target operation amount data, which is time-series data of the target operation amount of the vehicle pedals, and a driving device control unit that feedforward controls the driving device based on the target operation amount data acquired by the data acquisition unit.
  • the specimen testing method is a method for testing a specimen that is a vehicle or a part thereof, and is characterized in that the specimen is tested by using a driving device that drives the specimen by operating the vehicle pedals of the specimen or by inputting an operation signal corresponding to the operation of the vehicle pedals, and a dynamometer that applies a running resistance according to the vehicle speed of the specimen driven by the driving device, and by feedforward controlling the driving device based on time series data of the target operation amount of the vehicle pedal.
  • the test specimen testing program of the present invention is a program used in a test specimen testing system that includes a driving device that drives the test specimen by operating the vehicle pedals of a test specimen that is a vehicle or a part thereof, or by inputting an operation signal corresponding to the operation of the vehicle pedals, and a dynamometer that applies a running resistance according to the vehicle speed of the test specimen driven by the driving device, and is characterized in that the program has a function as a data acquisition unit that acquires target operation amount data, which is time-series data of the target operation amount of the vehicle pedal, and a function as a driving device control unit that feedforward controls the driving device based on the target operation amount data acquired by the data acquisition unit.
  • FIG. 1 is an overall schematic diagram of a specimen testing system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a functional block diagram of the robot control device according to the embodiment.
  • FIG. 11 is a functional block diagram of a robot control device according to a modified embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a setting screen for inputting changes in the modified embodiment.
  • the vehicle testing system 100 of this embodiment tests a vehicle or a part thereof, that is, a specimen V.
  • the vehicle may be an engine vehicle, a hybrid vehicle (HV), an electric vehicle (EV), a fuel cell vehicle (FCV), a hydrogen engine vehicle, or the like.
  • the specimen V may be not only a completed vehicle, but also a part of a vehicle having a vehicle pedal (at least one of an accelerator pedal V3 and a brake pedal V4) and a configuration capable of applying a running resistance by the dynamometer 2 (for example, wheels, axles, etc.).
  • the vehicle testing system includes a driving robot (driving device) 2 for automatically driving the test specimen V by operating the vehicle pedals (accelerator pedal V3 or brake pedal V4, etc.) of the test specimen V, a robot control device (driving device control device) 3 for controlling the driving robot 2, a dynamometer 4 for applying a running resistance to the test specimen V driven by the driving robot 2 according to the vehicle speed of the test specimen V, and a dynamometer control device 5 for controlling the dynamometer 4.
  • driving robot driving device
  • driving device control device 3 for controlling the driving robot 2
  • a dynamometer 4 for applying a running resistance to the test specimen V driven by the driving robot 2 according to the vehicle speed of the test specimen V
  • a dynamometer control device 5 for controlling the dynamometer 4.
  • the dynamometer 4 is a so-called chassis dynamometer, and has rollers 41a, 41b on which the wheels V1, V2 of the specimen V are placed, and power absorbing parts 42a, 42b such as motors connected to the rollers 41a, 41b.
  • the front wheel V1 and the rear wheel V2 of the specimen V are placed on the rollers 41a, 41b, respectively, but the driving wheels of the specimen V may be placed on the rollers.
  • the dynamometer 4 may be connected to each wheel (hub) or each axle of the specimen V.
  • the dynamo control device 5 controls the torque of the power absorbing units 42a, 42b so that the target running resistance is determined in a predetermined running pattern. Specifically, the dynamo control device 5 controls the torque of the power absorbing units 42a, 42b so that the target running resistance corresponding to the vehicle speed of the test specimen V, which is driven by the driving robot 2 and running on the rollers 41a, 41b, is given.
  • the target running resistance corresponding to the vehicle speed of the test specimen V may be calculated based on the actual speed of the test specimen V, or may be calculated based on the target vehicle speed for the test specimen V.
  • the dynamo control device 5 is, for example, a computer having a CPU, memory, input/output interface, AD converter, etc., and is configured to perform its functions by the CPU and peripheral devices working together in accordance with a program stored in the memory.
  • the driving robot 2 is a driving device that drives the test specimen V, and is placed, for example, on the driver's seat of the test specimen V, and is equipped with actuators 21 that respectively operate the accelerator pedal V3, brake pedal V4, shift lever (not shown), or ignition switch (not shown) of the test specimen V.
  • the driving robot 2 has actuators 21 such as an accelerator actuator for depressing the accelerator pedal V3, a brake actuator for depressing the brake pedal V4, a shift lever actuator for operating the shift lever, or a switch actuator for operating the ignition switch.
  • the driving robot 2 may have a clutch actuator for depressing the clutch pedal, etc., as necessary. Note that for the sake of convenience, FIG. 1 shows only one actuator without distinguishing between the above actuators.
  • the robot control device 3 controls the driving robot 2, which is a driving device, and drives the test specimen V, to which a running resistance is applied by the dynamometer 4, by controlling each actuator 21 of the driving robot 2.
  • the robot control device 3 is a computer having a CPU, memory, an input/output interface, an AD converter, etc., and is configured to perform its functions by the CPU and peripheral devices working together in accordance with the driving control program stored in the memory.
  • the robot control device 3 of this embodiment controls each actuator 21 of the driving robot 2 based on target operation amount data, which is time series data of the target operation amount of the vehicle pedal (accelerator pedal V3 or brake pedal V4), and target vehicle speed data, which is time series data of the target vehicle speed of the test subject V.
  • target operation amount data which is time series data of the target operation amount of the vehicle pedal (accelerator pedal V3 or brake pedal V4)
  • target vehicle speed data which is time series data of the target vehicle speed of the test subject V.
  • the target operation amount data of the accelerator pedal V3 is, for example, time series data of pedal operation amount such as the accelerator opening, accelerator depression amount, and/or accelerator pedal position of the accelerator pedal V3 obtained in a past driving test, and may be processed time series data of the pedal operation amount.
  • the pedal operation amount of the accelerator pedal V3 may be a digital value from a computer on the vehicle side, a pedal position measured by a distance meter, or a pedal angle measured by an angle sensor, etc.
  • the robot control device 3 also controls the brake actuator 21 based on target operation amount data, which is time series data of the target operation amount of the brake pedal V4, and target vehicle speed data, which is time series data of the target vehicle speed of the test specimen V.
  • the target operation amount data of the brake pedal V4 is, for example, time series data of pedal operation amount such as the brake opening, target brake depression amount, and/or brake pedal position of the brake pedal V4 obtained in a past driving test, and may be processed time series data of the pedal operation amount.
  • the pedal operation amount of the brake pedal V4 may be a digital value from a computer on the vehicle side, a pedal position measured by a distance meter, or a pedal angle measured by an angle sensor.
  • the past driving tests for the above target operation amount data of the accelerator pedal V3 and the brake pedal V4 may be road driving tests, bench driving tests, or simulation driving tests. Furthermore, the target operation amount data of the accelerator pedal V3 and the target operation amount data of the brake pedal V4 may be from the same driving test, or may be from different driving tests.
  • the target vehicle speed data may be, for example, time series data of the vehicle speed obtained in a past driving test in which the target operation amount data was obtained, or may be processed vehicle speed time series data.
  • the target vehicle speed data may be the time series data of the vehicle speed obtained in the past driving test in which the target operation amount data of the accelerator pedal V3 was obtained, or the time series data of the vehicle speed obtained in the past driving test in which the target operation amount data of the brake pedal V4 was obtained.
  • the time series data of the vehicle speed obtained in these separate past driving tests may be combined.
  • the robot control device 3 uses a control algorithm of the two-degree-of-freedom control system to feedforward control each actuator 21 of the driving robot 2 based on the target operation amount data, and feedback control each actuator 21 of the driving robot 2 based on the target vehicle speed data.
  • the robot control device 3 includes a first data acquisition unit 31 that acquires target operation amount data, a second data acquisition unit 32 that acquires target vehicle speed data, and a robot control unit (driving device control unit) 33 that controls the actuators 21 of the driving robot 2, such as an accelerator actuator or a brake actuator.
  • a robot control unit driving device control unit
  • the first data acquisition unit 31 may acquire target operation amount data from a data storage unit (not shown) provided inside or outside the robot control device 3 via a wired or wireless communication line, or may acquire target operation amount data input by a user to the robot control device 3 via an input means (not shown).
  • the second data acquisition unit 32 may acquire target vehicle speed data from a data storage unit (not shown) provided inside or outside the robot control device 3 via a wired or wireless communication line, or may acquire target vehicle speed data input by the user to the robot control device 3 via an input means (not shown).
  • the robot control unit 33 has a feedforward control unit 33a that performs feedforward control of the driving robot 2 based on the target operation amount data acquired by the first data acquisition unit 31, and a feedback control unit 33b that performs feedback control of the driving robot 2 based on the target vehicle speed data acquired by the second data acquisition unit 32.
  • the feedforward control unit 33a obtains the accelerator depression amount Acc FF (t) or the brake depression amount Brk FF (t) of the feedforward control system from the target operation amount p(t) at the current time.
  • the robot control unit 33 adds the accelerator depression amount AccFF (t) of the feedforward control unit 33a and the accelerator depression amount AccFB (t) of the feedback control unit 33b using an adder 33c. This causes the accelerator depression amount AccFF (t) of the feedforward control unit 33a to be corrected (complemented) using the accelerator depression amount AccFB (t) of the feedback control unit 33b.
  • accelerator depression amount Acc FF (t) and the accelerator depression amount Acc FB (t) are added together in the adder 33c, they are each multiplied by a coefficient, whereby the accelerator actuator 21 can be controlled in accordance with a preset control ratio between feedforward control and feedback control.
  • the robot control unit 33 adds the brake depression amount BrkFF (t) of the feedforward control unit 33a and the brake depression amount BrkFB (t) of the feedback control unit 33b using an adder 33c.
  • the brake depression amount BrkFF (t) of the feedforward control unit 33a is corrected (complemented) using the brake depression amount BrkFB (t) of the feedback control unit 33b.
  • the dynamometer 4 applies a running resistance to the test specimen V according to the vehicle speed of the test specimen V, while the driving robot (driving device) 2 is feedforward controlled based on the target operation amount data of the vehicle pedal (accelerator pedal V3 or brake pedal V4). Therefore, while applying a running resistance to the test specimen V, the vehicle pedal (accelerator pedal V3 or brake pedal V4) of the test specimen V can be controlled to the target operation amount, thereby testing the test specimen V.
  • the robot control unit 33 also feedback controls the driving robot 2 based on the deviation between the target vehicle speed and the actual vehicle speed of the specimen V, so that the specimen V can be tested while controlling the vehicle pedal (accelerator pedal V3 or brake pedal V4) of the specimen V to the target operation amount and controlling the specimen V to the target vehicle speed.
  • This makes it possible to test the specimen V, which has cleared a specified standard in terms of vehicle speed, while matching the accelerator operation amount or brake operation amount to previously acquired time series data.
  • the specified standard is, for example, falling within a tolerance (allowable range) between the upper limit speed data and the lower limit speed data set for the time series data of the target speed.
  • the feedforward control unit differentiates the target vehicle speed r(t) and inputs the differential value (acceleration) obtained by the differentiation into a driving performance map to obtain the accelerator depression amount AccFF (t) or brake depression amount BrkFF (t) of the feedforward control system, as in the conventional method (hereinafter, referred to as the conventional method).
  • the driving performance map indicates the relationship between the vehicle speed, acceleration, and throttle opening obtained for each test specimen (test vehicle), and is data from which the accelerator depression amount (brake depression amount) can be obtained from the speed and acceleration (deceleration).
  • a method of controlling the position of each of the accelerator pedal V3 and the brake pedal V4 using target operation amount data (the method of the present invention) or the conventional method.
  • target operation amount data the method of the present invention
  • the method of the present invention to control the accelerator pedal V3 and the conventional method to control the brake pedal V4.
  • a vehicle e.g., an electric vehicle
  • the robot control device 3 may further include a setting change unit 34 that can change the control ratio between feedforward control and feedback control.
  • This setting change unit 34 can change, for example, the coefficient by which the depression amount obtained in the feedforward control unit 33a is multiplied and the coefficient by which the depression amount obtained in the feedback control unit 33b is multiplied. This makes it possible to change the control ratio.
  • the specimen V can be tested with various control ratios, such as when the pedal operation amount is given priority over the vehicle speed, or when the vehicle speed is given priority over the pedal operation amount.
  • the change input to the design modification unit 34 can be made using, for example, the setting screen W1 shown in FIG. 4.
  • the setting screen W1 is displayed on the display by the function (screen display unit) of the robot control device 3.
  • the user can change and input the priority of the pedal operation amount by sliding the slider S1 left and right with an input means such as a mouse. If the priority of the pedal operation amount is set to 0%, the setting is that the pedal operation amount is ignored and the vehicle speed is controlled. On the other hand, if the priority of the pedal operation amount is set to 100%, the setting is that the pedal operation amount is controlled and the vehicle speed is ignored.
  • This change input can be made by the user inputting a numerical value into a text box or the like using an input means such as a keyboard, or a combination of sliding the slider S1 and inputting a numerical value into a text box or the like.
  • the processing manner may be processing of the entire period or processing of a partial period.
  • Processing of a partial period may be, for example, processing of only an acceleration period, processing of only a deceleration period, or processing of only a period during which the vehicle speed falls within a predetermined range.
  • a completed vehicle was tested, but it is also possible to test an engine using an engine dynamometer, or to test a powertrain using a dynamometer, for example.
  • the robot control device and the dynamo control device were each configured as separate computers, but the robot control device may be configured as one or more computers, the dynamo control device may be configured as one or more computers, or the robot control device and the dynamo control device may be configured as one computer.
  • the specimen testing system may further include an exhaust gas analysis device that analyzes the exhaust gas of the specimen.
  • the specimen testing system may further include a fuel consumption measurement device that measures the fuel consumption (fuel consumption) of the specimen, or an electricity consumption measurement device that measures the electricity consumption (electricity consumption).
  • the present invention it is possible to test a test specimen by controlling the vehicle pedal of the test specimen to a target operation amount while applying a running resistance to the test specimen.
  • Test specimen test system V: Test specimen V1: Vehicle pedal 2: Driving robot (driving device) 3...Robot control device (operating device control device) 31: Data acquisition unit 32: Data acquisition unit 33: Robot control unit (driving device control unit) 34: Setting change unit 4: Dynamometer 5: Dynamo control device

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Abstract

本発明は、供試体に走行抵抗を与えつつ、供試体の車両ペダルを目標操作量に制御して、供試体を試験するものであり、供試体Ｖの車両ペダルＶ３、Ｖ４を操作して又は前記車両ペダルの操作に対応した操作信号を入力して、供試体Ｖを運転する運転装置２と、運転装置２が運転する供試体Ｖの車速に応じた走行抵抗を与えるダイナモメータ４と、車両ペダルＶ３、Ｖ４における目標操作量の時系列データである目標操作量データを取得するデータ取得部３１と、データ取得部３１が取得した目標操作量データに基づいて、運転ロボット２をフィードフォワード制御する運転装置制御部３３とを備える。

Description

供試体試験システム、供試体運転システム、供試体試験方法、及び、供試体試験用プログラム
　本発明は、供試体試験システム、供試体運転システム、供試体試験方法、及び、供試体試験用プログラムに関するものである。
　従来、車両試験システムとしては、特許文献１に示すように、車両が搭載されるシャシダイナモメータと、シャシダイナモメータ上で車両を運転する運転ロボットとを備え、運転ロボットにより車両のアクセル、ブレーキなどを操作して所定の走行パターンで走行させつつ、シャシダイナモメータにより車両に走行抵抗を与えるものがある。
　この車両試験システムは、実車速及び車速指令に基づいて、アクセルアクチュエータに対する開度指令、及び、ブレーキアクチュエータに対する開度指令を算出し、これら開度指令を運転ロボットに入力して、実車速を車速指令に追従させている。
特開２０１３－１３４１５１号公報
　一方で、車両を試験する方法として、実車速を車速指令に追従させて行うものの他に、アクセルペダル又はブレーキペダルのペダル操作を所定のパターン（例えば過去の走行試験における操作パターン）に再現させながら車両を試験することが要求されつつある。
　そこで、本発明は上述したような問題に鑑みてなされたものであり、供試体の車速に応じた走行抵抗を与えつつ、供試体の車両ペダルを目標操作量に制御して、供試体を試験することをその主たる課題とするものである。
　すなわち、本発明に係る車両試験システムは、車両又はその一部である供試体を試験する供試体試験システムであって、前記供試体の車両ペダルを操作して又は前記車両ペダルの操作に対応した操作信号を入力して、前記供試体を運転する運転装置と、前記運転装置が運転する前記供試体の車速に応じた走行抵抗を与えるダイナモメータと、前記車両ペダルにおける目標操作量の時系列データである目標操作量データを取得するデータ取得部と、前記データ取得部が取得した前記目標操作量データに基づいて、前記運転装置をフィードフォワード制御する運転装置制御部とを備えることを特徴とする。
　このような車両試験システムであれば、ダイナモメータにより供試体の車速に応じた走行抵抗を与えつつ、車両ペダルの目標操作量データに基づいて運転装置をフィードフォワード制御するので、供試体にその車速に応じた走行抵抗を与えつつ、供試体の車両ペダルを目標操作量に制御して、供試体を試験することができる。
　ここで、供試体試験システムで試験する供試体の仕様や試験条件等が、目標操作量データを取得した際の過去のものと同じであれば、供試体の車速も過去の車速と同じになるはずである。ところが、供試体の仕様や試験条件等が異なる場合には、供試体の車速は過去の車速とは異なってしまう。
　そこで、前記データ取得部は、前記供試体の目標車速の時系列データである目標車速データを取得するものであり、前記運転装置制御部は、前記目標車速と前記供試体の実車速との偏差に基づいて前記運転装置をフィードバック制御することが望ましい。
　この構成であれば、供試体の車両ペダルを目標操作量に制御しつつ、供試体を目標車速に制御しながら、供試体を試験することができる。これにより、供試体の車両ペダルを目標操作量に制御しつつ、車速に関しても所定の基準をクリアした供試体の試験を行うことができる。なお、所定の基準とは、例えば、目標速度の時系列データに対して設定された上限速度データ及び下限速度データの間であるトレランス（許容幅）に収まることである。
　運転装置制御部の具体的な実施の態様としては、前記運転装置制御部は、予め設定された前記フィードフォワード制御と前記フィードバック制御との制御割合に応じて、前記運転装置を制御することが望ましい。
　試験の目的に応じて、運転装置制御部におけるフィードフォワード制御とフィードバック制御との制御割合を変更できるようにするためには、本発明の供試体試験システムは、前記制御割合を設定変更できる設定変更部をさらに備えることが望ましい。
　この構成であれば、車速よりもペダル操作量を優先的に制御する場合や、ペダル操作量よりも車速を優先的に制御する場合等の種々の制御割合で供試体を試験することができる。
　供試体のアクセルペダルを目標操作量に制御して、供試体を試験するためには、前記運転装置は、前記車両ペダルとして、アクセルペダルを操作するものであり、前記データ取得部は、前記目標操作量データとして、アクセル開度、アクセル踏み込み量、及び／又は、アクセルペダル位置の時系列データを取得するものであることが望ましい。
　ここで、アクセル開度、アクセル踏み込み量、及び／又は、アクセルペダル位置の時系列データは、例えば、過去に取得されたアクセル開度、アクセル踏み込み量、及び／又は、アクセルペダル位置の時系列データであっても良いし、それらの時系列データを加工したものであっても良い。また、それらの時系列データは、シミュレーションにより得られたものであっても良い。
　供試体のブレーキペダルを目標操作量に制御して、供試体を試験するためには、前記運転装置は、前記車両ペダルとして、ブレーキペダルを操作するものであり、前記データ取得部は、前記ブレーキペダルの目標操作量として、ブレーキ開度、ブレーキ踏み込み量、及び／又は、目標ブレーキペダル位置の時系列データを取得するものであることが望ましい。
　ここで、ブレーキ開度、ブレーキ踏み込み量、及び／又は、ブレーキペダル位置の時系列データは、例えば、過去に取得されたブレーキ開度、ブレーキ踏み込み量、及び／又は、ブレーキペダル位置の時系列データであっても良いし、それらの時系列データを加工したものであっても良い。また、それらの時系列データは、シミュレーションにより得られたものであっても良い。
　また、本発明に係る供試体運転システムは、供試体の車両ペダルを操作して又は前記車両ペダルの操作に対応した操作信号を入力して、前記供試体を運転する運転装置と、前記車両ペダルにおける目標操作量の時系列データである目標操作量データを取得するデータ取得部と、前記データ取得部が取得した前記目標操作量データに基づいて、前記運転装置をフィードフォワード制御する運転装置制御部とを備えることを特徴とする。
　また、本発明に係る供試体試験方法は、車両又はその一部である供試体を試験する供試体試験方法であって、前記供試体の車両ペダルを操作して又は前記車両ペダルの操作に対応した操作信号を入力して、前記供試体を運転する運転装置、及び、前記運転装置が運転する前記供試体の車速に応じた走行抵抗を与えるダイナモメータを用いて、前記車両ペダルにおける目標操作量の時系列データに基づいて、前記運転装置をフィードフォワード制御することにより前記供試体を試験することを特徴とする。
　さらに、本発明に係る供試体試験用プログラムは、車両又はその一部である供試体の車両ペダルを操作して又は前記車両ペダルの操作に対応した操作信号を入力して、前記供試体を運転する運転装置と、前記運転装置が運転する前記供試体の車速に応じた走行抵抗を与えるダイナモメータとを備える供試体試験システムに用いられるプログラムであって、前記車両ペダルにおける目標操作量の時系列データである目標操作量データを取得するデータ取得部としての機能と、前記データ取得部が取得した前記目標操作量データに基づいて、前記運転装置をフィードフォワード制御する運転装置制御部としての機能とをコンピュータに備えさせることを特徴とする。
　以上に述べた本発明によれば、供試体の車速に応じた走行抵抗を与えつつ、供試体の車両ペダルを目標操作量に制御して、供試体を試験することができる。
本発明の一実施形態に係る供試体試験システムの全体模式図である。 同実施形態のロボット制御装置の機能ブロック図である。 変形実施形態のロボット制御装置の機能ブロック図である。 変形実施形態の変更入力を行うための設定画面の一例を示す図である。
＜本発明の一実施形態＞
　以下に、本発明に係る車両試験システムの一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に示すいずれの図についても、わかりやすくするために、適宜省略し又は誇張して模式的に描かれている。同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
＜１．車両試験システムの構成＞
　本実施形態の車両試験システム１００は、車両又はその一部である供試体Ｖを試験するものである。ここで、車両としては、エンジン車、ハイブリッド車（ＨＶ）、電気自動車（ＥＶ）、燃料電池車（ＦＣＶ）、又は、水素エンジン車等であってもよい。また、供試体Ｖとしては、完成車両だけでなく、車両ペダル（アクセルペダルＶ３又はブレーキペダルＶ４の少なくとも一方）と、ダイナモメータ２により走行抵抗を与えることができる構成（例えば車輪や車軸等）とを有する車両の一部であっても良い。
　具体的に車両試験システムは、供試体Ｖの車両ペダル（アクセルペダルＶ３又はブレーキペダルＶ４等）を操作して供試体Ｖを自動運転するための運転ロボット（運転装置）２と、運転ロボット２を制御するロボット制御装置（運転装置制御装置）３と、運転ロボット２が運転する供試体Ｖに供試体Ｖの車速に応じた走行抵抗を与えるダイナモメータ４と、ダイナモメータ４を制御するダイナモ制御装置５とを備えている。
＜２．ダイナモメータ４及びダイナモ制御装置５について＞
　まず、ダイナモメータ４及びダイナモ制御装置５について説明する。
　ダイナモメータ４は、図１に示すように、いわゆるシャシダイナモメータであり、供試体Ｖの車輪Ｖ１、Ｖ２が載置されるローラ４１ａ、４１ｂと、ローラ４１ａ、４１ｂに接続されたモータ等の動力吸収部４２ａ、４２ｂとを有している。なお、図１では、供試体Ｖの前輪Ｖ１及び後輪Ｖ２それぞれがローラ４１ａ、４１ｂに載置される構成であるが、供試体Ｖの駆動輪がローラに載置される構成であっても良い。その他、ダイナモメータ４は、供試体Ｖの各車輪（ハブ）又は各車軸に連結されたものであっても良い。
　ダイナモ制御装置５は、所定の走行パターンにおいて定められた目標走行抵抗となるように動力吸収部４２ａ、４２ｂをトルク制御するものである。具体的にダイナモ制御装置５は、運転ロボット２により運転されてローラ４１ａ、４１ｂ上を走行している供試体Ｖに対して、供試体Ｖの車速に応じた目標走行抵抗が与えられるように動力吸収部４２ａ、４２ｂをトルク制御する。ここで、供試体Ｖの車速に応じた目標走行抵抗は、供試体Ｖの実速度に基づいて求められるものであっても良いし、供試体Ｖに目標車速に基づいて求められるものであっても良い。なお、ダイナモ制御装置５は、例えば、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェース、ＡＤ変換器等を有するコンピュータであり、前記メモリに格納されたプログラムに従ってＣＰＵや周辺機器等が協働することによりその機能を発揮するように構成されている。
＜３．運転ロボット２及びロボット制御装置３について＞
　運転ロボット２は、供試体Ｖを運転する運転装置であり、供試体Ｖの例えば運転席に載置されて、供試体ＶのアクセルペダルＶ３、ブレーキペダルＶ４、シフトレバー（不図示）、又はイグニッションスイッチ（不図示）等をそれぞれ操作するアクチュエータ２１を備えている。
　具体的に運転ロボット２は、アクチュエータ２１として、アクセルペダルＶ３を踏み込み操作するアクセル用アクチュエータ、ブレーキペダルＶ４を踏み込み操作するブレーキ用アクチュエータ、シフトレバーを操作するシフトレバー用アクチュエータ、又はイグニッションスイッチを操作するスイッチ用アクチュエータ等を有している。その他、運転ロボット２は、必要に応じて、クラッチペダルを踏み込み操作するクラッチ用アクチュエータ等を有していても良い。なお、図１では、便宜上、上記各アクチュエータを区別することなく、１つのアクチュエータのみ示している。
　ロボット制御装置３は、運転装置である運転ロボット２を制御するものであり、運転ロボット２の各アクチュエータ２１を制御することによって、ダイナモメータ４により走行抵抗が与えられる供試体Ｖを運転するものである。なお、ロボット制御装置３は、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェース、ＡＤ変換器等を有するコンピュータであり、前記メモリに格納された運転制御プログラムに従ってＣＰＵや周辺機器等が協働することによりその機能を発揮するように構成されている。
　本実施形態のロボット制御装置３は、車両ペダル（アクセルペダルＶ３又はブレーキペダルＶ４）における目標操作量の時系列データである目標操作量データと、供試体Ｖの目標車速の時系列データである目標車速データとに基づいて、運転ロボット２の各アクチュエータ２１を制御する。
　具体的にロボット制御装置３は、アクセルペダルＶ３における目標操作量の時系列データである目標操作量データと、供試体Ｖの目標車速の時系列データである目標車速データとに基づいて、アクセル用アクチュエータ２１を制御する。
　ここで、アクセルペダルＶ３の目標操作量データは、例えば、過去の走行試験で得られたアクセルペダルＶ３のアクセル開度、アクセル踏み込み量、及び／又は、アクセルペダル位置等のペダル操作量の時系列データであり、そのペダル操作量の時系列データを加工してものであっても良い。なお、上記アクセルペダルＶ３のペダル操作量としては、車両側のコンピュータからのデジタル値、ペダル位置を測距計で計測したもの、又は、ペダル角度を角度センサで計測したものなどである。
　また、ロボット制御装置３は、ブレーキペダルＶ４における目標操作量の時系列データである目標操作量データと、供試体Ｖの目標車速の時系列データである目標車速データとに基づいて、ブレーキ用アクチュエータ２１を制御する。
　ここで、ブレーキペダルＶ４の目標操作量データは、例えば、過去の走行試験で得られたブレーキペダルＶ４のブレーキ開度、目標ブレーキ踏み込み量、及び／又は、ブレーキペダル位置等のペダル操作量の時系列データであり、そのペダル操作量の時系列データを加工してものであっても良い。なお、上記ブレーキペダルＶ４のペダル操作量としては、車両側のコンピュータからのデジタル値、ペダル位置を測距計で計測したもの、又は、ペダル角度を角度センサで計測したものなどである。
　なお、上記のアクセルペダルＶ３の目標操作量データ及びブレーキペダルＶ４の目標操作量データにおける過去の走行試験は、路上走行試験であっても良いし、台上走行試験であっても良いし、シミュレーション走行試験であっても良い。また、アクセルペダルＶ３の目標操作量データ及びブレーキペダルＶ４の目標操作量データは、同一の走行試験であっても良いし、それぞれ別の走行試験であっても良い。
　さらに、目標車速データは、例えば、目標操作量データを取得した過去の走行試験で得られた車速の時系列データであり、その車速の時系列データを加工したものであっても良い。なお、アクセルペダルＶ３の目標操作量データ及びブレーキペダルＶ４の目標操作量データがそれぞれ別の走行試験で得られたものの場合には、目標車速データは、アクセルペダルＶ３の目標操作量データを取得した過去の走行試験で得られた車速の時系列データを用いても良いし、ブレーキペダルＶ４の目標操作量データを取得した過去の走行試験で得られた車速の時系列データを用いても良い。又は、それら別々の過去の走行試験で得られた車速の時系列データを組み合わせても良い。
　そして、ロボット制御装置３は、２自由度制御系の制御アルゴリズムにより、目標操作量データに基づいて運転ロボット２の各アクチュエータ２１をフィードフォワード制御し、目標車速データに基づいて運転ロボット２の各アクチュエータ２１をフィードバック制御する。
　具体的にロボット制御装置３は、目標操作量データを取得する第１データ取得部３１と、目標車速データを取得する第２データ取得部３２と、運転ロボット２のアクセル用アクチュエータ又はブレーキ用アクチュエータ等のアクチュエータ２１を制御するロボット制御部（運転装置制御部）３３とを備えている。
　第１データ取得部３１は、ロボット制御装置３の内部又は外部に設けられたデータ格納部（不図示）から有線又は無線の通信回線を介して目標操作量データを取得するものであっても良いし、ユーザが入力手段（不図示）によりロボット制御装置３に入力した目標操作量データを取得するものであっても良い。
　第２データ取得部３２は、ロボット制御装置３の内部又は外部に設けられたデータ格納部（不図示）から有線又は無線の通信回線を介して目標車速データを取得するものであっても良いし、ユーザが入力手段（不図示）によりロボット制御装置３に入力した目標車速データを取得するものであっても良い。
　ロボット制御部３３は、第１データ取得部３１が取得した目標操作量データに基づいて、運転ロボット２をフィードフォワード制御するフィードフォワード制御部３３ａと、第２データ取得部３２が取得した目標車速データに基づいて、運転ロボット２をフィードバック制御するフィードバック制御部３３ｂとを有する。
　フィードフォワード制御部３３ａは、現時刻における目標操作量ｐ（ｔ）から、フィードフォワード制御系のアクセル踏み込み量ＡｃｃＦＦ（ｔ）又はブレーキ踏み込み量ＢｒｋＦＦ（ｔ）を求める。
　また、フィードバック制御部３３ｂは、現時刻における目標車速ｒ（ｔ）と実車速ｖ（ｔ）との偏差を制御器（例えばＰＩＤ制御）に入力して、フィードバック制御系のアクセル踏み込み量ＡｃｃＦＢ（ｔ）又はブレーキ踏み込み量ＢｒｋＦＢ（ｔ）を求める。
　さらに、ロボット制御部３３は、フィードフォワード制御部３３ａのアクセル踏み込み量ＡｃｃＦＦ（ｔ）とフィードバック制御部３３ｂのアクセル踏み込み量ＡｃｃＦＢ（ｔ）とを加算器３３ｃで加算する。これにより、フィードフォワード制御部３３ａのアクセル踏み込み量ＡｃｃＦＦ（ｔ）をフィードバック制御部３３ｂのアクセル踏み込み量ＡｃｃＦＢ（ｔ）を用いて修正（補完）する。そして、ロボット制御部３３は、修正したアクセル踏み込み量（Ａｃｃ（ｔ）＝ＡｃｃＦＢ（ｔ）＋ＡｃｃＦＢ（ｔ））を示すアクセル踏み込み量指令値により、アクセル用アクチュエータ２１を制御する。
　ここで、加算器３３ｃにおいてアクセル踏み込み量ＡｃｃＦＦ（ｔ）とアクセル踏み込み量ＡｃｃＦＢ（ｔ）とを加算する際に、それらそれぞれに係数を掛けることにより、予め設定されたフィードフォワード制御とフィードバック制御との制御割合に応じて、アクセル用アクチュエータ２１を制御することができる。
　また、ロボット制御部３３は、フィードフォワード制御部３３ａのブレーキ踏み込み量ＢｒｋＦＦ（ｔ）とフィードバック制御部３３ｂのブレーキ踏み込み量ＢｒｋＦＢ（ｔ）とを加算器３３ｃで加算する。これにより、フィードフォワード制御部３３ａのブレーキ踏み込み量ＢｒｋＦＦ（ｔ）をフィードバック制御部３３ｂのブレーキ踏み込み量ＢｒｋＦＢ（ｔ）を用いて修正（補完）する。そして、ロボット制御部３３は、修正したブレーキ踏み込み量（Ｂｒｋ（ｔ）＝ＢｒｋＦＢ（ｔ）＋ＢｒｋＦＢ（ｔ））を示すブレーキ踏み込み量指令値により、ブレーキ用アクチュエータ２１を制御する。
　ここで、加算器３３ｃにおいてブレーキ踏み込み量ＢｒｋＦＦ（ｔ）とブレーキ踏み込み量ＢｒｋＦＢ（ｔ）とを加算する際に、それらそれぞれに係数を掛けることにより、予め設定されたフィードフォワード制御とフィードバック制御との制御割合に応じて、ブレーキ用アクチュエータ２１を制御することができる。
＜４．本実施形態の効果＞
　このように構成した本実施形態の車両試験システム１００によれば、ダイナモメータ４により供試体Ｖに供試体Ｖの車速に応じた走行抵抗を与えつつ、車両ペダル（アクセルペダルＶ３又はブレーキペダルＶ４）の目標操作量データに基づいて運転ロボット（運転装置）２をフィードフォワード制御するので、供試体Ｖに走行抵抗を与えつつ、供試体Ｖの車両ペダル（アクセルペダルＶ３又はブレーキペダルＶ４）を目標操作量に制御して、供試体Ｖを試験することができる。
　また、ロボット制御部３３は、目標車速と供試体Ｖの実車速との偏差に基づいて運転ロボット２をフィードバック制御するので、供試体Ｖの車両ペダル（アクセルペダルＶ３又はブレーキペダルＶ４）を目標操作量に制御しつつ、供試体Ｖを目標車速に制御しながら、供試体Ｖを試験することができる。これにより、アクセル操作量又はブレーキ操作量を過去に取得した時系列データに合わせつつ、車速に関しても所定の基準をクリアした供試体Ｖの試験を行うことができる。なお、所定の基準とは、例えば、目標速度の時系列データに対して設定された上限速度データ及び下限速度データの間であるトレランス（許容幅）に収まることである。
＜５．その他の実施形態＞
　例えば、前記実施形態では、アクセルペダルＶ３及びブレーキペダルＶ４の両方において、それぞれの目標操作量データを用いて位置を制御するものであったが、アクセルペダルＶ３又はブレーキペダルＶ４の一方において、目標操作量データを用いて位置を制御するものであっても良い。
　この場合、目標操作量データを用いた制御を行わないペダルにおいては、従来と同様に、フィードフォワード制御部は、目標車速ｒ（ｔ）を微分し、当該微分により得られた微分値（加速度）を走行性能マップに入力して、フィードフォワード制御系のアクセル踏み込み量ＡｃｃＦＦ（ｔ）又はブレーキ踏み込み量ＢｒｋＦＦ（ｔ）を求める（以下、従来手法）。なお、走行性能マップは、供試体（試験車両）毎に求められた車速と加速度とスロットル開度との関係を示すものであり、速度及び加速度（減速度）からアクセル踏み込み量（ブレーキ踏み込み量）を得ることができるデータのことである。
　ここで、供試体Ｖの車両タイプに応じて、アクセルペダルＶ３及びブレーキペダルＶ４のそれぞれにおいて、目標操作量データを用いて位置を制御する手法（本発明手法）と、前記従来手法とのいずれを用いるか設定できるように構成しても良い。例えば、アクセルペダルＶ３の位置が重要な試験項目である車両（例えばエンジン車）においては、アクセルペダルＶ３の制御に本発明手法を適用し、ブレーキペダルＶ４の制御に従来手法を適用することが考えられる。また、ブレーキペダルＶ４の位置が重要な試験項目である車両（例えば電気自動車）においては、アクセルペダルＶ３の制御に従来手法を適用し、ブレーキペダルＶ４の制御に本発明手法を適用することが考えられる。
　さらに、ロボット制御装置３は、図３に示すように、フィードフォワード制御とフィードバック制御との制御割合を設定変更できる設定変更部３４をさらに備えていても良い。この設定変更部３４は、例えばフィードフォワード制御部３３ａで得られた踏み込み量に掛けられる係数と、フィードバック制御部３３ｂで得られた踏み込み量に掛けられる係数とを変更することができる。これにより、制御割合を変更することができる。この構成であれば、車速よりもペダル操作量を優先的に制御する場合や、ペダル操作量よりも車速を優先的に制御する場合等の種々の制御割合で供試体Ｖを試験することができる。
　ここで、設計変更部３４への変更入力は、例えば図４に示す設定画面Ｗ１を用いて行うことができる。なお、設定画面Ｗ１は、ロボット制御装置３の機能（画面表示部）によりディスプレイ上に表示される。この設定画面Ｗ１では、スライダＳ１をユーザがマウス等の入力手段によって左右にスライド操作することで、ペダル操作量の優先度を変更入力することができる。ペダル操作量の優先度を０％とすれば、ペダル操作量を無視して、車速を制御する設定となる。一方、ペダル操作量の優先度を１００％とすれば、車速を無視して、ペダル操作量を制御する設定となる。この変更入力は、テキストボックス等にユーザがキーボード等の入力手段で数値を入力するものであっても良いし、スライダＳ１によるスライド操作入力とテキストボックス等への数値入力とを併用しても良い。
　また、目標操作量データとして、過去の走行試験で得られたペダル操作量の時系列データを加工したものを用いる場合には、その加工態様として、全期間において加工したものであっても良いし、一部の期間を加工したものであっても良い。一部の期間を加工したものとしては、例えば、加速期間のみを加工したものであっても良いし、減速期間のみを加工したものであっても良いし、所定期間において車速が所定範囲に含まれる期間のみを加工したものであっても良い。
　前記実施形態では、完成車両を試験するものであったが、例えばエンジンダイナモメータを用いてエンジンを試験するものであっても良いし、ダイナモメータを用いてパワートレインを試験するものであっても良い。
　前記実施形態の運転装置は、車両ペダルを実際に操作して供試体を運転する運転ロボットを用いて構成されているが、車両ペダルの操作に対応した操作信号を供試体に入力して、供試体を運転するものであっても良い。
　また、前記実施形態では、ロボット制御装置及びダイナモ制御装置をそれぞれ別々のコンピュータにより構成した例を示したが、ロボット制御装置を１又は複数のコンピュータにより構成しても良いし、ダイナモ制御装置を１又は複数のコンピュータにより構成しても良いし、ロボット制御装置及びダイナモ制御装置を１つのコンピュータにより構成しても良い。
　また、供試体試験システムは、供試体の排ガスを分析する排ガス分析装置をさらに備えてもよい。あるいは、供試体試験システムは、供試体の燃料消費量（燃費）を計測する燃費計測装置、又は電力消費量（電費）を計測する電費計測装置をさらに備えるものであってもよい。
　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。
　本発明によれば、供試体に走行抵抗を与えつつ、供試体の車両ペダルを目標操作量に制御して、供試体を試験することができる。
１００・・・供試体試験システム
Ｖ　　・・・供試体
Ｖ１　・・・車両ペダル
２　　・・・運転ロボット（運転装置）
３　　・・・ロボット制御装置（運転装置制御装置）
３１　・・・データ取得部
３２　・・・データ取得部
３３　・・・ロボット制御部（運転装置制御部）
３４　・・・設定変更部
４　　・・・ダイナモメータ
５　　・・・ダイナモ制御装置

Claims (9)

  1. 　車両又はその一部である供試体を試験する供試体試験システムであって、
    　前記供試体の車両ペダルを操作して又は前記車両ペダルの操作に対応した操作信号を入力して、前記供試体を運転する運転装置と、
    　前記運転装置が運転する前記供試体の車速に応じた走行抵抗を与えるダイナモメータと、
    　前記車両ペダルにおける目標操作量の時系列データである目標操作量データを取得するデータ取得部と、
    　前記データ取得部が取得した前記目標操作量データに基づいて、前記運転装置をフィードフォワード制御する運転装置制御部とを備える、供試体試験システム。
  2. 　前記データ取得部は、前記供試体の目標車速の時系列データである目標車速データを取得するものであり、
    　前記運転装置制御部は、前記目標車速と前記供試体の実車速との偏差に基づいて前記運転装置をフィードバック制御する、請求項１に記載の供試体試験システム。
  3. 　前記運転装置制御部は、予め設定された前記フィードフォワード制御と前記フィードバック制御との制御割合に応じて、前記運転ロボットを制御する、請求項２に記載の供試体試験システム。
  4. 　前記制御割合を設定変更できる設定変更部をさらに備える、請求項３に記載の供試体試験システム。
  5. 　前記運転装置は、前記車両ペダルとして、アクセルペダルを操作するものであり、
    　前記データ取得部は、前記目標操作量データとして、アクセル開度、アクセル踏み込み量、及び／又は、アクセルペダル位置の時系列データを取得するものである、請求項１乃至４の何れか一項に記載の供試体試験システム。
  6. 　前記運転装置は、前記車両ペダルとして、ブレーキペダルを操作するものであり、
    　前記データ取得部は、前記ブレーキペダルの目標操作量として、ブレーキ開度、ブレーキ踏み込み量、及び／又は、ブレーキペダル位置の時系列データを取得するものである、請求項１乃至５の何れか一項に記載の供試体試験システム。
  7. 　供試体の車両ペダルを操作して又は前記車両ペダルの操作に対応した操作信号を入力して、前記供試体を運転する運転装置と、
    　前記車両ペダルにおける目標操作量の時系列データである目標操作量データを取得するデータ取得部と、
    　前記データ取得部が取得した前記目標操作量データに基づいて、前記運転装置をフィードフォワード制御する運転装置制御部とを備える、供試体運転システム。
  8. 　車両又はその一部である供試体を試験する供試体試験方法であって、
    　前記供試体の車両ペダルを操作して又は前記車両ペダルの操作に対応した操作信号を入力して、前記供試体を運転する運転装置、及び、前記運転装置が運転する前記供試体の車速に応じた走行抵抗を与えるダイナモメータを用いて、
    　前記車両ペダルにおける目標操作量の時系列データに基づいて、前記運転装置をフィードフォワード制御することにより前記供試体を試験する、供試体試験方法。
  9. 　車両又はその一部である供試体の車両ペダルを操作して又は前記車両ペダルの操作に対応した操作信号を入力して、前記供試体を運転する運転装置と、前記運転装置が運転する前記供試体の車速に応じた走行抵抗を与えるダイナモメータとを備える供試体試験システムに用いられるプログラムであって、
    　前記車両ペダルにおける目標操作量の時系列データである目標操作量データを取得するデータ取得部としての機能と、
    　前記データ取得部が取得した前記目標操作量データに基づいて、前記運転装置をフィードフォワード制御する運転装置御部としての機能とをコンピュータに備えさせる、供試体試験用プログラム。

     
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