JPH1114507A - 車両シミュレーション装置 - Google Patents
車両シミュレーション装置Info
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- JPH1114507A JPH1114507A JP9162169A JP16216997A JPH1114507A JP H1114507 A JPH1114507 A JP H1114507A JP 9162169 A JP9162169 A JP 9162169A JP 16216997 A JP16216997 A JP 16216997A JP H1114507 A JPH1114507 A JP H1114507A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 車両全体の制御ロジックを机上で検証できる
ようにする。 【解決手段】 車両シミュレーション装置は、エンジン
制御模擬装置（ＥＣＵ）と車両制御模擬装置１２とから
成り、ＥＣＵは、エンジンモデルの制御パラメータ（燃
料噴射量、点火時期、ＩＳＣバイパス空気量等）を演算
し、その演算結果を車両制御模擬装置１２に送信する。
車両制御模擬装置１２は、ＥＣＵから送られてくる制御
パラメータを用いて車両モデルの各部の状態量を演算し
てその演算結果をＥＣＵに返送する。車両モデルは、ド
ライバモデル１３、吸気系モデル１４、燃料系モデル１
５、燃焼系モデル１６、エンジン温推定モデル１７、駆
動系モデル１８、触媒モデル１９、Ａ／Ｆセンサモデル
２０、リアＯ2 センサモデル２１から構成されている。
ドライバモデル１３は、目標車速の変化パターンを入力
する車速パターン入力手段２２を有する。
ようにする。 【解決手段】 車両シミュレーション装置は、エンジン
制御模擬装置（ＥＣＵ）と車両制御模擬装置１２とから
成り、ＥＣＵは、エンジンモデルの制御パラメータ（燃
料噴射量、点火時期、ＩＳＣバイパス空気量等）を演算
し、その演算結果を車両制御模擬装置１２に送信する。
車両制御模擬装置１２は、ＥＣＵから送られてくる制御
パラメータを用いて車両モデルの各部の状態量を演算し
てその演算結果をＥＣＵに返送する。車両モデルは、ド
ライバモデル１３、吸気系モデル１４、燃料系モデル１
５、燃焼系モデル１６、エンジン温推定モデル１７、駆
動系モデル１８、触媒モデル１９、Ａ／Ｆセンサモデル
２０、リアＯ2 センサモデル２１から構成されている。
ドライバモデル１３は、目標車速の変化パターンを入力
する車速パターン入力手段２２を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両全体の制御ロ
ジックを実車を使用せずに検証できるようにした車両シ
ミュレーション装置に関するものである。
ジックを実車を使用せずに検証できるようにした車両シ
ミュレーション装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】車両の開発・設計段階で、車両全体の制
御ロジックが正しく動作するか否かを確認する必要があ
り、そのために、実車を用いてテストを行い、そのテス
ト結果に基づいて車両の各機能を再調整して実車テスト
で再検証するという作業を繰り返して、車両全体の制御
ロジックを最適化するようにしていた。
御ロジックが正しく動作するか否かを確認する必要があ
り、そのために、実車を用いてテストを行い、そのテス
ト結果に基づいて車両の各機能を再調整して実車テスト
で再検証するという作業を繰り返して、車両全体の制御
ロジックを最適化するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年の車両は、電子制
御化が進み、制御ロジックが複雑になっているので、従
来の車両制御ロジック検証方法のように、実車テストに
比重をかける方法では、実車テストの回数が多くなり過
ぎて、車両の開発・設計に多大なコストと時間が必要と
なる欠点があった。この対策として、エンジン単体の検
証モデルを作り、エンジン単体を対象にした机上検証は
既に行われているが、車両には、エンジン以外にも検証
すべき機能が多く備えられているため、机上で検証でき
る範囲は限られており、実車テストの比重は依然として
高く、非能率的である。
御化が進み、制御ロジックが複雑になっているので、従
来の車両制御ロジック検証方法のように、実車テストに
比重をかける方法では、実車テストの回数が多くなり過
ぎて、車両の開発・設計に多大なコストと時間が必要と
なる欠点があった。この対策として、エンジン単体の検
証モデルを作り、エンジン単体を対象にした机上検証は
既に行われているが、車両には、エンジン以外にも検証
すべき機能が多く備えられているため、机上で検証でき
る範囲は限られており、実車テストの比重は依然として
高く、非能率的である。
【０００４】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、車両全体の制御ロジ
ックを机上で検証することができて、実車テストの回数
を大幅に減らすことがき、車両の開発・設計を能率良く
短期間で行うことができて、開発・設計コストを大幅に
削減できる車両シミュレーション装置を提供することに
ある。
たものであり、従ってその目的は、車両全体の制御ロジ
ックを机上で検証することができて、実車テストの回数
を大幅に減らすことがき、車両の開発・設計を能率良く
短期間で行うことができて、開発・設計コストを大幅に
削減できる車両シミュレーション装置を提供することに
ある。
【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、本発明の請求項１の車両シミュレーション装置は、
エンジン制御模擬装置と車両制御模擬装置とから成り、
エンジン制御模擬装置は、エンジンモデルの制御パラメ
ータを演算し、車両制御模擬装置は、エンジン制御模擬
装置から送られてくる制御パラメータを用いて車両モデ
ルの各部の状態量を演算してその演算結果をエンジン制
御模擬装置に返送する。これにより、車両全体の制御ロ
ジックを机上で検証することができて、実車テストの回
数を大幅に減らすことがき、車両の開発・設計を能率良
く短期間で行うことができて、開発・設計コストを大幅
に削減できる。
に、本発明の請求項１の車両シミュレーション装置は、
エンジン制御模擬装置と車両制御模擬装置とから成り、
エンジン制御模擬装置は、エンジンモデルの制御パラメ
ータを演算し、車両制御模擬装置は、エンジン制御模擬
装置から送られてくる制御パラメータを用いて車両モデ
ルの各部の状態量を演算してその演算結果をエンジン制
御模擬装置に返送する。これにより、車両全体の制御ロ
ジックを机上で検証することができて、実車テストの回
数を大幅に減らすことがき、車両の開発・設計を能率良
く短期間で行うことができて、開発・設計コストを大幅
に削減できる。
【０００６】この場合、請求項２のように、車両モデル
は、運転者の運転操作を模擬するドライバモデルと、吸
気空気の流れを模擬する吸気系モデルと、エンジンへの
燃料の供給を模擬する燃料系モデルと、エンジンの燃焼
状態を模擬する燃焼系モデルと、駆動系の運動状態を模
擬する駆動系モデルとを含むモデルとすることが好まし
い。このように、ドライバモデルを用いることで、運転
者の運転操作を考慮した車両走行中の制御ロジックの検
証が可能となる。
は、運転者の運転操作を模擬するドライバモデルと、吸
気空気の流れを模擬する吸気系モデルと、エンジンへの
燃料の供給を模擬する燃料系モデルと、エンジンの燃焼
状態を模擬する燃焼系モデルと、駆動系の運動状態を模
擬する駆動系モデルとを含むモデルとすることが好まし
い。このように、ドライバモデルを用いることで、運転
者の運転操作を考慮した車両走行中の制御ロジックの検
証が可能となる。
【０００７】更に、請求項３のように、ドライバモデル
には、目標車速の変化パターンを入力する車速パターン
入力手段を設けても良い。このようにすれば、車速パタ
ーン入力手段により任意に設定した種々の走行モードで
車両走行中の制御ロジックを検証できる。
には、目標車速の変化パターンを入力する車速パターン
入力手段を設けても良い。このようにすれば、車速パタ
ーン入力手段により任意に設定した種々の走行モードで
車両走行中の制御ロジックを検証できる。
【０００８】また、請求項４のように、車両モデルに、
排気浄化用の触媒の排気浄化作用を模擬する触媒モデル
と、排気の空燃比又は酸素濃度を推定するセンサモデル
を追加しても良い。このようにすれば、排気浄化の制御
ロジックも精度良く検証できる。
排気浄化用の触媒の排気浄化作用を模擬する触媒モデル
と、排気の空燃比又は酸素濃度を推定するセンサモデル
を追加しても良い。このようにすれば、排気浄化の制御
ロジックも精度良く検証できる。
【０００９】更に、請求項５のように、車両モデルに、
エンジン温を推定するエンジン温推定モデルを追加して
も良い。このようにすれば、エンジン温の変化による各
モデルの特性変化を考慮することができ、冷間始動時か
ら暖機完了後に至るまでの幅広い運転状態を検証でき
る。
エンジン温を推定するエンジン温推定モデルを追加して
も良い。このようにすれば、エンジン温の変化による各
モデルの特性変化を考慮することができ、冷間始動時か
ら暖機完了後に至るまでの幅広い運転状態を検証でき
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。車両シミュレーション装置は、エ
ンジン制御模擬装置（以下「ＥＣＵ」と略記する）１１
と車両制御模擬装置１２とから成り、ＥＣＵ１１は、エ
ンジンモデルの制御パラメータである例えば、燃料噴射
量、点火時期、アイドルスピードコントロール（ＩＳ
Ｃ）のバイパス空気量等を演算すると共に、Ａ／Ｆセン
サ（図示せず）のヒータの投入電力を演算し、これらの
演算結果を車両制御模擬装置１２に送信する。また、Ｅ
ＣＵ１１と車両制御模擬装置１２の演算結果は、モニタ
ーディスプレイ、プリンタ等の出力装置２３に出力され
る。
に基づいて説明する。車両シミュレーション装置は、エ
ンジン制御模擬装置（以下「ＥＣＵ」と略記する）１１
と車両制御模擬装置１２とから成り、ＥＣＵ１１は、エ
ンジンモデルの制御パラメータである例えば、燃料噴射
量、点火時期、アイドルスピードコントロール（ＩＳ
Ｃ）のバイパス空気量等を演算すると共に、Ａ／Ｆセン
サ（図示せず）のヒータの投入電力を演算し、これらの
演算結果を車両制御模擬装置１２に送信する。また、Ｅ
ＣＵ１１と車両制御模擬装置１２の演算結果は、モニタ
ーディスプレイ、プリンタ等の出力装置２３に出力され
る。
【００１１】一方、車両制御模擬装置１２は、ＥＣＵ１
１から送られてくる制御パラメータを用いて車両モデル
の各部の状態量を演算してその演算結果をＥＣＵ１１に
返送する。車両モデルは、図２に示すように、ドライバ
モデル１３、吸気系モデル１４、燃料系モデル１５、燃
焼系モデル１６、エンジン温推定モデル１７、駆動系モ
デル１８、触媒モデル１９、Ａ／Ｆセンサモデル２０、
リアＯ2 センサモデル２１から構成されている。以下、
これらのモデルについて説明する。
１から送られてくる制御パラメータを用いて車両モデル
の各部の状態量を演算してその演算結果をＥＣＵ１１に
返送する。車両モデルは、図２に示すように、ドライバ
モデル１３、吸気系モデル１４、燃料系モデル１５、燃
焼系モデル１６、エンジン温推定モデル１７、駆動系モ
デル１８、触媒モデル１９、Ａ／Ｆセンサモデル２０、
リアＯ2 センサモデル２１から構成されている。以下、
これらのモデルについて説明する。
【００１２】［ドライバモデル１３の構成］ドライバモ
デル１３は、運転者の運転操作を模擬するモデルであ
り、図３に示すように、目標車速の変化パターンを入力
する車速パターン入力手段２２を有する。ドライバモデ
ル１３は、駆動系モデル１８で演算された車速と車速パ
ターン入力手段２２により入力された目標車速とに基づ
いてスロットル操作量を演算し、前回のスロットル開度
に今回のスロットル操作量を加算して、今回のスロット
ル開度を算出し、このスロットル開度を吸気系モデル１
４に送る。
デル１３は、運転者の運転操作を模擬するモデルであ
り、図３に示すように、目標車速の変化パターンを入力
する車速パターン入力手段２２を有する。ドライバモデ
ル１３は、駆動系モデル１８で演算された車速と車速パ
ターン入力手段２２により入力された目標車速とに基づ
いてスロットル操作量を演算し、前回のスロットル開度
に今回のスロットル操作量を加算して、今回のスロット
ル開度を算出し、このスロットル開度を吸気系モデル１
４に送る。
【００１３】［吸気系モデル１４の構成］吸気系モデル
１４は、吸気空気の流れを模擬するモデルであり、図４
に示すように、ドライバモデル１３で演算されたスロッ
トル開度に基づいてスロットルを通過する空気量を演算
し、この空気量にＥＣＵ１１から送られてくるＩＳＣの
バイパス空気量を加算して、エンジンの吸気マニホール
ドを流れる空気量を算出する。そして、この空気量を気
体の状態方程式を用いて演算処理することで、サージタ
ンク圧力（吸気管圧力）と筒内充填空気量を算出し、こ
の筒内充填空気量を燃焼系モデル１６に送る。
１４は、吸気空気の流れを模擬するモデルであり、図４
に示すように、ドライバモデル１３で演算されたスロッ
トル開度に基づいてスロットルを通過する空気量を演算
し、この空気量にＥＣＵ１１から送られてくるＩＳＣの
バイパス空気量を加算して、エンジンの吸気マニホール
ドを流れる空気量を算出する。そして、この空気量を気
体の状態方程式を用いて演算処理することで、サージタ
ンク圧力（吸気管圧力）と筒内充填空気量を算出し、こ
の筒内充填空気量を燃焼系モデル１６に送る。
【００１４】［燃料系モデル１５の構成］燃料系モデル
１５は、エンジンへの燃料の供給を模擬するモデルであ
り、図５に示すように、エンジン温推定モデル１７で演
算された吸気ポート温に基づいて吸気ポート壁面に付着
する燃料の付着率と吸気ポート壁面から蒸発する燃料の
蒸発率とを演算する。そして、燃料系モデル１５は、Ｅ
ＣＵ１１から送られてくる燃料噴射量と吸気ポート壁面
への燃料の付着率とに基づいて、吸気ポート壁面に付着
した燃料量と付着しなかった燃料量とを演算し、吸気ポ
ート壁面に付着した燃料量と蒸発率とに基づいて、吸気
ポート壁面からの燃料の蒸発量を演算し、この蒸発量と
吸気ポート壁面に付着しなかった燃料量とを加算して筒
内充填燃料量を算出し、この筒内充填燃料量を燃焼系モ
デル１６に送る。
１５は、エンジンへの燃料の供給を模擬するモデルであ
り、図５に示すように、エンジン温推定モデル１７で演
算された吸気ポート温に基づいて吸気ポート壁面に付着
する燃料の付着率と吸気ポート壁面から蒸発する燃料の
蒸発率とを演算する。そして、燃料系モデル１５は、Ｅ
ＣＵ１１から送られてくる燃料噴射量と吸気ポート壁面
への燃料の付着率とに基づいて、吸気ポート壁面に付着
した燃料量と付着しなかった燃料量とを演算し、吸気ポ
ート壁面に付着した燃料量と蒸発率とに基づいて、吸気
ポート壁面からの燃料の蒸発量を演算し、この蒸発量と
吸気ポート壁面に付着しなかった燃料量とを加算して筒
内充填燃料量を算出し、この筒内充填燃料量を燃焼系モ
デル１６に送る。
【００１５】［燃焼系モデル１６の構成］燃焼系モデル
１６は、エンジンの燃焼状態を模擬するモデルであり、
図６に示すように、吸気系モデル１４で演算された筒内
充填空気量、燃料系モデル１５で演算された筒内充填燃
料量、ＥＣＵ１１で演算された点火時期、エンジン温推
定モデル１７で演算されたシリンダ壁温に基づいて発熱
量を演算すると共に、エンジン排出ガスのＡ／Ｆ（空燃
比）を演算して、このＡ／ＦをＡ／Ｆセンサモデル２０
に送る。そして、発熱量から有効仕事率を考慮してエン
ジンの軸トルクを演算し、この軸トルクを駆動系モデル
１８に送る。更に、発熱量から燃焼ガス温を算出して、
この燃焼ガス温をエンジン温推定モデル１７に送ると共
に、この燃焼ガス温とＡ／Ｆとに基づいてエンジン排出
ガスのエミッション濃度を演算し、このエミッション濃
度を触媒モデル１９に送る。
１６は、エンジンの燃焼状態を模擬するモデルであり、
図６に示すように、吸気系モデル１４で演算された筒内
充填空気量、燃料系モデル１５で演算された筒内充填燃
料量、ＥＣＵ１１で演算された点火時期、エンジン温推
定モデル１７で演算されたシリンダ壁温に基づいて発熱
量を演算すると共に、エンジン排出ガスのＡ／Ｆ（空燃
比）を演算して、このＡ／ＦをＡ／Ｆセンサモデル２０
に送る。そして、発熱量から有効仕事率を考慮してエン
ジンの軸トルクを演算し、この軸トルクを駆動系モデル
１８に送る。更に、発熱量から燃焼ガス温を算出して、
この燃焼ガス温をエンジン温推定モデル１７に送ると共
に、この燃焼ガス温とＡ／Ｆとに基づいてエンジン排出
ガスのエミッション濃度を演算し、このエミッション濃
度を触媒モデル１９に送る。
【００１６】［エンジン温推定モデル１７の構成］エン
ジン温推定モデル１７は、図７に示すように、燃焼系モ
デル１６で演算した燃焼ガス温からエンジン内の熱伝達
を考慮して、シリンダ壁温、吸気バルブ温、排ガス温を
演算し、この排ガス温を触媒モデル１９とＡ／Ｆセンサ
モデル２０に送り、シリンダ壁温を燃焼系モデル１６に
送る。更に、シリンダ壁温からシリンダ壁の熱伝達を考
慮して冷却水温を演算し、吸気バルブ温から熱伝達を考
慮して吸気ポート温を演算し、この吸気ポート温を燃料
系モデル１５に送る。
ジン温推定モデル１７は、図７に示すように、燃焼系モ
デル１６で演算した燃焼ガス温からエンジン内の熱伝達
を考慮して、シリンダ壁温、吸気バルブ温、排ガス温を
演算し、この排ガス温を触媒モデル１９とＡ／Ｆセンサ
モデル２０に送り、シリンダ壁温を燃焼系モデル１６に
送る。更に、シリンダ壁温からシリンダ壁の熱伝達を考
慮して冷却水温を演算し、吸気バルブ温から熱伝達を考
慮して吸気ポート温を演算し、この吸気ポート温を燃料
系モデル１５に送る。
【００１７】［駆動系モデル１８の構成］駆動系モデル
１８は、駆動系の運動状態を模擬するモデルであり、図
８に示すように、燃焼系モデル１６で演算した軸トルク
から、エンジン回転体（クランク軸等）の運動方程式を
用いてエンジン回転数と変速機部への伝達トルクを演算
し、エンジン回転数をＥＣＵ１１へ送る。そして、変速
機部への伝達トルクから、変速機部のトルク変化を演算
して車輪駆動系への伝達トルクを演算し、この車輪駆動
系への伝達トルクから、車体全体の運動方程式を用いて
車速を演算し、この車速をＥＣＵ１１とドライバモデル
１３に送る。
１８は、駆動系の運動状態を模擬するモデルであり、図
８に示すように、燃焼系モデル１６で演算した軸トルク
から、エンジン回転体（クランク軸等）の運動方程式を
用いてエンジン回転数と変速機部への伝達トルクを演算
し、エンジン回転数をＥＣＵ１１へ送る。そして、変速
機部への伝達トルクから、変速機部のトルク変化を演算
して車輪駆動系への伝達トルクを演算し、この車輪駆動
系への伝達トルクから、車体全体の運動方程式を用いて
車速を演算し、この車速をＥＣＵ１１とドライバモデル
１３に送る。
【００１８】［触媒モデル１９の構成］触媒モデル１９
は、排気管（図示せず）に設置された排気浄化用の触媒
の排気浄化作用を模擬するモデルであり、図９に示すよ
うに、エンジン温推定モデル１７で演算した排ガス温に
基づいて触媒活性化特性（触媒温度）を演算し、この触
媒活性化特性と燃焼系モデル１６で演算したエンジン排
出ガスのエミッション濃度とから、触媒反応モデルを用
いて触媒排出ガスのエミッション濃度を演算し、このエ
ミッション濃度をリアＯ2 センサモデル２１に送る。こ
こで、触媒反応モデルは、触媒内における流入ガス成
分の吸着（リーン成分の吸着とリッチ成分の吸着）、
流入ガス成分と触媒内吸着物質との酸化還元反応（触媒
内リッチ成分が流入ガスのリーン成分により酸化され、
触媒内リーン成分が流入ガスのリッチ成分により還元さ
れる）、触媒内吸着物質の離脱反応、触媒内を未反
応のまま通過するガス成分の存在（すり抜け）が全て考
慮されている。これら〜の条件が触媒の排ガス浄化
能力を左右する。
は、排気管（図示せず）に設置された排気浄化用の触媒
の排気浄化作用を模擬するモデルであり、図９に示すよ
うに、エンジン温推定モデル１７で演算した排ガス温に
基づいて触媒活性化特性（触媒温度）を演算し、この触
媒活性化特性と燃焼系モデル１６で演算したエンジン排
出ガスのエミッション濃度とから、触媒反応モデルを用
いて触媒排出ガスのエミッション濃度を演算し、このエ
ミッション濃度をリアＯ2 センサモデル２１に送る。こ
こで、触媒反応モデルは、触媒内における流入ガス成
分の吸着（リーン成分の吸着とリッチ成分の吸着）、
流入ガス成分と触媒内吸着物質との酸化還元反応（触媒
内リッチ成分が流入ガスのリーン成分により酸化され、
触媒内リーン成分が流入ガスのリッチ成分により還元さ
れる）、触媒内吸着物質の離脱反応、触媒内を未反
応のまま通過するガス成分の存在（すり抜け）が全て考
慮されている。これら〜の条件が触媒の排ガス浄化
能力を左右する。
【００１９】［Ａ／Ｆセンサモデル２０の構成］Ａ／Ｆ
センサモデル２０は、排気管の触媒上流側に設置された
Ａ／Ｆセンサの出力値（触媒上流側の空燃比Ａ／Ｆ）を
演算するモデルである。このＡ／Ｆセンサモデル２０
は、図１０に示すように、エンジン温推定モデル１７で
演算した排ガス温とＥＣＵ１１から送られてくるＡ／Ｆ
センサのヒータ投入電力とに基づいてＡ／Ｆセンサの素
子温度を演算し、この素子温度と燃焼系モデル１６で演
算したエンジン排出ガスのＡ／Ｆとに基づいてＡ／Ｆセ
ンサの応答性の影響と静特性の影響を考慮してＡ／Ｆセ
ンサの出力値（触媒上流側の空燃比Ａ／Ｆ）を演算し、
この出力値をＥＣＵ１１に送る。
センサモデル２０は、排気管の触媒上流側に設置された
Ａ／Ｆセンサの出力値（触媒上流側の空燃比Ａ／Ｆ）を
演算するモデルである。このＡ／Ｆセンサモデル２０
は、図１０に示すように、エンジン温推定モデル１７で
演算した排ガス温とＥＣＵ１１から送られてくるＡ／Ｆ
センサのヒータ投入電力とに基づいてＡ／Ｆセンサの素
子温度を演算し、この素子温度と燃焼系モデル１６で演
算したエンジン排出ガスのＡ／Ｆとに基づいてＡ／Ｆセ
ンサの応答性の影響と静特性の影響を考慮してＡ／Ｆセ
ンサの出力値（触媒上流側の空燃比Ａ／Ｆ）を演算し、
この出力値をＥＣＵ１１に送る。
【００２０】［リアＯ2 センサモデル２１］リアＯ2 セ
ンサモデル２１は、排気管の触媒下流側に設置されたリ
アＯ2 センサの出力値（触媒下流側の酸素濃度）を演算
するモデルである。このリアＯ2 センサは、白金電極の
触媒作用により流入ガス中のリッチ成分とリーン成分
（酸素）とを反応させて、流入ガスの空燃比又はリッチ
／リーンを検出することで酸素濃度を検出するものであ
り、リアＯ2 センサの内部でも、触媒と同様の触媒反応
が起こるため、リアＯ2 センサの出力値を、触媒反応モ
デルと同様のセンサ反応モデルを用いて推定可能であ
る。そこで、リアＯ2 センサモデル２１は、図１１に示
すように、触媒モデル１９で演算した触媒排出ガスのエ
ミッション濃度に基づいて、触媒反応モデルと同様のセ
ンサ反応モデルを用いてリアＯ2 センサの電極部のガス
反応を演算し、電極部ガスのエミッション濃度を演算す
る。そして、このエミッション濃度を基にしてリアＯ2
センサの応答性の影響と静特性の影響を考慮してリアＯ
2 センサの出力値（触媒下流側の酸素濃度）を演算し、
この出力値をＥＣＵ１１に送る。
ンサモデル２１は、排気管の触媒下流側に設置されたリ
アＯ2 センサの出力値（触媒下流側の酸素濃度）を演算
するモデルである。このリアＯ2 センサは、白金電極の
触媒作用により流入ガス中のリッチ成分とリーン成分
（酸素）とを反応させて、流入ガスの空燃比又はリッチ
／リーンを検出することで酸素濃度を検出するものであ
り、リアＯ2 センサの内部でも、触媒と同様の触媒反応
が起こるため、リアＯ2 センサの出力値を、触媒反応モ
デルと同様のセンサ反応モデルを用いて推定可能であ
る。そこで、リアＯ2 センサモデル２１は、図１１に示
すように、触媒モデル１９で演算した触媒排出ガスのエ
ミッション濃度に基づいて、触媒反応モデルと同様のセ
ンサ反応モデルを用いてリアＯ2 センサの電極部のガス
反応を演算し、電極部ガスのエミッション濃度を演算す
る。そして、このエミッション濃度を基にしてリアＯ2
センサの応答性の影響と静特性の影響を考慮してリアＯ
2 センサの出力値（触媒下流側の酸素濃度）を演算し、
この出力値をＥＣＵ１１に送る。
【００２１】以上のように構成された車両シミュレーシ
ョン装置では、車両制御模擬装置１２とＥＣＵ１１とを
組み合わせることで、車両全体の制御ロジックを机上で
検証することができて、実車テストの回数を大幅に減ら
すことがき、車両の開発・設計を能率良く短期間で行う
ことができて、開発・設計コストを大幅に削減できる。
しかも、目標車速の変化パターンを入力する車速パター
ン入力手段２２を有するドライバモデル１３を設けたの
で、車速パターン入力手段２２により任意に設定した種
々の走行モードで車両走行中の制御ロジックを検証で
き、あらゆる運転状態を想定した制御ロジックの検証が
可能となる。
ョン装置では、車両制御模擬装置１２とＥＣＵ１１とを
組み合わせることで、車両全体の制御ロジックを机上で
検証することができて、実車テストの回数を大幅に減ら
すことがき、車両の開発・設計を能率良く短期間で行う
ことができて、開発・設計コストを大幅に削減できる。
しかも、目標車速の変化パターンを入力する車速パター
ン入力手段２２を有するドライバモデル１３を設けたの
で、車速パターン入力手段２２により任意に設定した種
々の走行モードで車両走行中の制御ロジックを検証で
き、あらゆる運転状態を想定した制御ロジックの検証が
可能となる。
【００２２】尚、上記実施形態では、触媒モデル１９、
Ａ／Ｆセンサモデル２０、リアＯ2センサモデル２１
（これら３つのモデルを排気系モデルと総称する）を設
けたので、排ガス浄化の制御ロジックも検証できる。し
かし、この排気系モデルは、本発明に必須のものではな
く、排気系モデルを省略した車両モデルを用いても良
い。また、排気系モデルを用いる場合でも、触媒上流側
／下流側に設けるセンサの種類や個数に応じてセンサモ
デルを設定すれば良い。
Ａ／Ｆセンサモデル２０、リアＯ2センサモデル２１
（これら３つのモデルを排気系モデルと総称する）を設
けたので、排ガス浄化の制御ロジックも検証できる。し
かし、この排気系モデルは、本発明に必須のものではな
く、排気系モデルを省略した車両モデルを用いても良
い。また、排気系モデルを用いる場合でも、触媒上流側
／下流側に設けるセンサの種類や個数に応じてセンサモ
デルを設定すれば良い。
【００２３】その他、本発明は、車両モデルの中から、
エンジン温推定モデル１７等の一部のモデルを省略した
簡易モデルを採用しても良く、また、ドライバモデル１
３に運転者のアクセル操作の癖（加速重視型、ゆっくり
加速型等）や変速機のシフト操作の癖を入力できる機能
を追加したり、走行する道路の標高の変化パターンを入
力できる機能を追加しても良い。また、本発明を自動変
速機を搭載する車種のシミュレーションに適用する場合
には、自動変速機を模擬するモデルを追加すれば良い。
エンジン温推定モデル１７等の一部のモデルを省略した
簡易モデルを採用しても良く、また、ドライバモデル１
３に運転者のアクセル操作の癖（加速重視型、ゆっくり
加速型等）や変速機のシフト操作の癖を入力できる機能
を追加したり、走行する道路の標高の変化パターンを入
力できる機能を追加しても良い。また、本発明を自動変
速機を搭載する車種のシミュレーションに適用する場合
には、自動変速機を模擬するモデルを追加すれば良い。
【００２４】尚、図１の車両シミュレーション装置のシ
ステム構成図では、ＥＣＵ１１と車両制御模擬装置１２
とを別々のユニットとして図示しているが、これらＥＣ
Ｕ１１と車両制御模擬装置１２の双方の機能を１つのコ
ンピュータに組み込んでも良い。
ステム構成図では、ＥＣＵ１１と車両制御模擬装置１２
とを別々のユニットとして図示しているが、これらＥＣ
Ｕ１１と車両制御模擬装置１２の双方の機能を１つのコ
ンピュータに組み込んでも良い。
【図１】本発明の一実施形態における車両シミュレーシ
ョン装置のシステム構成図
ョン装置のシステム構成図
【図２】車両モデル全体の構成を示すブロック図
【図３】ドライバモデルの構成を示すブロック図
【図４】吸気系モデルの構成を示すブロック図
【図５】燃料系モデルの構成を示すブロック図
【図６】燃焼系モデルの構成を示すブロック図
【図７】エンジン温推定モデルの構成を示すブロック図
【図８】駆動系モデルの構成を示すブロック図
【図９】触媒モデルの構成を示すブロック図
【図１０】Ａ／Ｆセンサモデルの構成を示すブロック図
【図１１】リアＯ2 センサモデルの構成を示すブロック
図
図
１１…エンジン制御模擬装置（ＥＣＵ）、１２…車両制
御模擬装置、１３…ドライバモデル、１４…吸気系モデ
ル、１５…燃料系モデル、１６…燃焼系モデル、１７…
エンジン温推定モデル、１８…駆動系モデル、１９…触
媒モデル、２０…Ａ／Ｆセンサモデル、２１…リアＯ2
センサモデル、２２…車速パターン入力手段、２３…出
力装置。
御模擬装置、１３…ドライバモデル、１４…吸気系モデ
ル、１５…燃料系モデル、１６…燃焼系モデル、１７…
エンジン温推定モデル、１８…駆動系モデル、１９…触
媒モデル、２０…Ａ／Ｆセンサモデル、２１…リアＯ2
センサモデル、２２…車速パターン入力手段、２３…出
力装置。
Claims (5)
- 【請求項１】 エンジンモデルの制御パラメータを演算
するエンジン制御模擬装置と、 前記エンジン制御模擬装置から送られてくる制御パラメ
ータを用いて車両モデルの各部の状態量を演算してその
演算結果を前記エンジン制御模擬装置に返送する車両制
御模擬装置とを備えたことを特徴とする車両シミュレー
ション装置。 - 【請求項２】 前記車両モデルは、運転者の運転操作を
模擬するドライバモデルと、吸気空気の流れを模擬する
吸気系モデルと、エンジンへの燃料の供給を模擬する燃
料系モデルと、エンジンの燃焼状態を模擬する燃焼系モ
デルと、駆動系の運動状態を模擬する駆動系モデルとを
含むことを特徴とする請求項１に記載の車両シミュレー
ション装置。 - 【請求項３】 前記ドライバモデルは、目標車速の変化
パターンを入力する車速パターン入力手段を有すること
を特徴とする請求項２に記載の車両シミュレーション装
置。 - 【請求項４】 前記車両モデルは、排気浄化用の触媒の
排気浄化作用を模擬する触媒モデルと、排気の空燃比又
は酸素濃度を推定するセンサモデルとを含むことを特徴
とする請求項２又は３に記載の車両シミュレーション装
置。 - 【請求項５】 前記車両モデルは、エンジン温を推定す
るエンジン温推定モデルを含むことを特徴とする請求項
２乃至４のいずれかに記載の車両シミュレーション装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9162169A JPH1114507A (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 車両シミュレーション装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9162169A JPH1114507A (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 車両シミュレーション装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1114507A true JPH1114507A (ja) | 1999-01-22 |
Family
ID=15749340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9162169A Pending JPH1114507A (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 車両シミュレーション装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1114507A (ja) |
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-
1997
- 1997-06-19 JP JP9162169A patent/JPH1114507A/ja active Pending
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