2024-163619 車両走行試験システム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024163619

(43)【公開日】2024-11-22

(54)【発明の名称】車両走行試験システム及び方法

(51)【国際特許分類】

   G01M 17/007 20060101AFI20241115BHJP

【ＦＩ】

G01M17/007 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023079387

(22)【出願日】2023-05-12

(71)【出願人】

【識別番号】000002082

【氏名又は名称】スズキ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090273

【弁理士】

【氏名又は名称】國分 孝悦

(72)【発明者】

【氏名】亀井 公平

(57)【要約】

【課題】運転操作ロボットとドライバモデルとを組み合わせた車両走行試験において、ＩＷＲを目標ＩＷＲに収束させるように走行可能にする。
【解決手段】運転操作ロボットとドライバモデルとを組み合わせて、目標車速に追従するように制御する車両走行試験を実施するための車両走行試験システムであり、現時点までの実走行の正加速仕事量の総和ＩＷ_Dと、現時点までの基準走行の正加速仕事量の総和ＩＷ_Tとの差を分子とし、ＩＷ_Tを分母とする項を含むＩＷＲの計算式における分母の値を、走行終了時点での最終値に固定したＩＷ_{T fix}とした計算式により制御用ＩＷＲを算出する制御用ＩＷＲ演算手段１０４ａと、目標ＩＷＲに全加速時間に対する現時点までの加速時間の割合を掛けた制御用目標ＩＷＲを算出する制御用目標ＩＷＲ演算手段１０４ｂと、制御用ＩＷＲと制御用目標ＩＷＲとに基づいて、目標車速を補正する補正手段１０４ｃ、１０５とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

運転操作ロボットとドライバモデルとを組み合わせて、目標車速に追従するように制御する車両走行試験を実施するための車両走行試験システムであって、
走行中における現時点までの実走行の正加速仕事量の総和ＩＷ_Dと、前記現時点までの基準走行の正加速仕事量の総和ＩＷ_Tとの差を分子とし、前記ＩＷ_Tを分母とする項を含むＩＷＲの計算式における分母の値を、走行終了時点での最終値に固定したＩＷ_{T fix}とした計算式により制御用ＩＷＲを算出する制御用ＩＷＲ演算手段と、
目標ＩＷＲに全加速時間に対する前記現時点までの加速時間の割合を掛けた制御用目標ＩＷＲを算出する制御用目標ＩＷＲ演算手段と、
前記制御用ＩＷＲ演算手段で算出した前記制御用ＩＷＲと、前記制御用目標ＩＷＲ演算手段で算出した前記制御用目標ＩＷＲとに基づいて、前記目標車速を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする車両走行試験システム。

【請求項2】

前記補正手段は、
前記制御用ＩＷＲ演算手段で算出した前記制御用ＩＷＲと、前記制御用目標ＩＷＲ演算手段で算出した前記制御用目標ＩＷＲとに基づいて、前記目標車速を補正するための目標車速補正量を算出する目標車速補正量演算手段と、
前記目標車速と前記目標車速補正量演算手段で算出した前記目標車速補正量とに基づいて、前記目標車速を補正した制御用目標車速を算出する制御用目標車速演算手段とにより構成されることを特徴とする請求項１に記載の車両走行試験システム。

【請求項3】

実車速と、前記補正手段で補正した前記目標車速とに基づいて、前記運転操作ロボットに出力する操作量を算出する操作量演算手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両走行試験システム。

【請求項4】

前記補正手段は、前記制御用ＩＷＲ演算手段で算出した前記制御用ＩＷＲと、前記制御用目標ＩＷＲ演算手段で算出した前記制御用目標ＩＷＲとに基づいて、前記目標車速の変曲点付近で補正を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両走行試験システム。

【請求項5】

運転操作ロボットとドライバモデルとを組み合わせて、目標車速に追従するように制御する車両走行試験方法であって、
走行中における現時点までの実走行の正加速仕事量の総和ＩＷ_Dと、前記現時点までの基準走行の正加速仕事量の総和ＩＷ_Tとの差を分子とし、前記ＩＷ_Tを分母とする項を含むＩＷＲの計算式における分母の値を、走行終了時点での最終値に固定したＩＷ_{T fix}とした計算式により制御用ＩＷＲを算出する制御用ＩＷＲ演算ステップと、
目標ＩＷＲに全加速時間に対する前記現時点までの加速時間の割合を掛けた制御用目標ＩＷＲを算出する制御用目標ＩＷＲ演算ステップと、
前記制御用ＩＷＲ演算ステップで算出した前記制御用ＩＷＲと、前記制御用目標ＩＷＲ演算ステップで算出した前記制御用目標ＩＷＲとに基づいて、前記目標車速を補正する補正ステップと、を有することを特徴とする車両走行試験方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両走行試験システム及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車メーカが自動車を開発し、販売する前には、国が定めた型式指定審査を受けなければならない。そこでは、ブレーキ性能や灯火器等とともに、排ガス性能も審査対象になっており、車両をシャシダイナモメータ上でモード走行させる車両走行試験を実施する。車両走行試験において、車速が規定範囲内であったとしても、規定速度に正確に追従した場合と追従しなかった場合とでは、試験結果に差が生じる。また、運転者の個人差によって、試験結果にばらつきが生じることもある。

【0003】

このような試験結果の差やばらつきに対応するため、ＳＡＥ Ｊ２９５１では、車両走行試験における車両の運転状態を示す指標（ドライビングインデックス）を定めており、有効な運転状態を規定する。ＷＬＴＰ（Worldwide harmonized Light duty driving Test Procedure）においては、ドライビングインデックスのうち、目標からの仕事量のずれを示す指標であるＩＷＲ（Inertial Work Rating）、目標からの車速のずれを示す指標であるＲＭＳＳＥ（Root Mean Squared Speed Error）に関する基準値が定められている。

【0004】

また、近年では、運転操作ロボットと、人の運転操作を再現するように構築されたドライバモデルとを組み合わせた車両走行試験システムの開発が進められている（例えば特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】国際公開第２０２１／１９３２２５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ＩＷＲは、排ガス性能や燃費との相関性が高いことが知られており、ＩＷＲの値が異なる試験結果から燃費比較を行う際には注意を要する。ＩＷＲを指定値（例えば±０％）に統一して全ての試験を実施するのが理想ではあるが、以下のような問題があった。
運転者が運転を行う場合、ＩＷＲの調整を行うには熟練の運転技術を要するため、人手の確保が困難であった。また、一回の試験で長時間（ＷＬＴＰでは３０分程度）拘束されることになる上、人による運転特性のばらつきが試験結果に及ぼす影響も無視できない。
運転操作ロボットとドライバモデルとを組み合わせた場合、運転特性のばらつきは解消されるが、ＩＷＲを狙った値に近づけるためにはパラメータ調整に時間がかかってしまう。例えば、目標車速の先読み時間等を変えることでＩＷＲを変化させることができるが、変化量がどの程度になるかは走行させてみないと分からないため、微調整で何回も走行させる必要がある。

【0007】

ここで、ＩＷＲの計算式は、式（１）のように表される。ＩＷＲの計算式は、走行中における現時点（時間ｉ）までの実走行の正加速仕事量の総和ＩＷ_Dと、現時点（時間ｉ）までの基準走行の正加速仕事量の総和ＩＷ_Tとの差を分子とし、ＩＷ_Tを分母とする項を含む。

【0008】

【数1】

【0009】

車両走行試験においては、走行中に、ＩＷＲを予め設定された目標ＩＷＲに近づける制御を行うために、現時点までの実車速及び目標車速からＩＷＲを常時算出する。しかしながら、式（１）に示すように、ＩＷＲは走行開始から現時点までの正加速仕事量の積算値の目標値に対する実値の割合であり、分母であるＩＷ_Tは時間経過とともに変動するため、走行中のＩＷＲと走行終了時点でのＩＷＲとはスケールが異なる。そのため、走行中のＩＷＲを走行終了時点でのＩＷＲである目標ＩＷＲと比較しても、意味をなさず、望む制御結果が得られないおそれがある。

【0010】

本発明はかかる実情に鑑みてなされたものであり、運転操作ロボットとドライバモデルとを組み合わせた車両走行試験において、ＩＷＲを目標ＩＷＲに収束させるように走行可能にすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の車両走行試験システムは、運転操作ロボットとドライバモデルとを組み合わせて、目標車速に追従するように制御する車両走行試験を実施するための車両走行試験システムであって、走行中における現時点までの実走行の正加速仕事量の総和ＩＷ_Dと、前記現時点までの基準走行の正加速仕事量の総和ＩＷ_Tとの差を分子とし、前記ＩＷ_Tを分母とする項を含むＩＷＲの計算式における分母の値を、走行終了時点での最終値に固定したＩＷ_{T fix}とした計算式により制御用ＩＷＲを算出する制御用ＩＷＲ演算手段と、目標ＩＷＲに全加速時間に対する前記現時点までの加速時間の割合を掛けた制御用目標ＩＷＲを算出する制御用目標ＩＷＲ演算手段と、前記制御用ＩＷＲ演算手段で算出した前記制御用ＩＷＲと、前記制御用目標ＩＷＲ演算手段で算出した前記制御用目標ＩＷＲとに基づいて、前記目標車速を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、運転操作ロボットとドライバモデルとを組み合わせた車両走行試験において、ＩＷＲを目標ＩＷＲに収束させるように走行可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施例に係る車両走行試験システムの概略構成を示す図である。

【図2】実施例に係る車両走行試験システムにおけるＩＷＲ、制御用ＩＷＲ、制御用目標ＩＷＲ、及び車速の時系列変化の例を示す特性図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明の一実施形態に係る車両走行試験システムは、運転操作ロボット（２００）とドライバモデルとを組み合わせて、目標車速に追従するように制御する車両走行試験を実施するための車両走行試験システムであって、走行中における現時点までの実走行の正加速仕事量の総和ＩＷ_Dと、前記現時点までの基準走行の正加速仕事量の総和ＩＷ_Tとの差を分子とし、前記ＩＷ_Tを分母とする項を含むＩＷＲの計算式における分母の値を、走行終了時点での最終値に固定したＩＷ_{T fix}とした計算式により制御用ＩＷＲを算出する制御用ＩＷＲ演算手段（１０４ａ）と、目標ＩＷＲに全加速時間に対する前記現時点までの加速時間の割合を掛けた制御用目標ＩＷＲを算出する制御用目標ＩＷＲ演算手段（１０４ｂ）と、前記制御用ＩＷＲ演算手段（１０４ａ）で算出した前記制御用ＩＷＲと、前記制御用目標ＩＷＲ演算手段（１０４ｂ）で算出した前記制御用目標ＩＷＲとに基づいて、前記目標車速を補正する補正手段（１０４ｃ、１０５）と、を備える。
これにより、運転操作ロボット２００とドライバモデルとを組み合わせた車両走行試験において、ＩＷＲを目標ＩＷＲに収束させるように走行可能になる。

【実施例0015】

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施例について説明する。
図１に、実施例に係る車両走行試験システムの概略構成を示す。
車両走行試験システムは、車両１をシャシダイナモメータ６上でモード走行させる車両走行試験を実施するものであり、運転操作ロボット２００と、運転操作ロボット２００を制御する制御装置１００とを備える。
車両１は、実路面を模した走行抵抗を発生するシャシダイナモメータ６上に設置される。シャシダイナモメータ６上で車両１を走行させることで生じる車速（実車速）が計測されて、制御装置１００に入力される。

【0016】

運転操作ロボット２００は、車両１の運転席に搭載され、車両１のアクセルペダル２、ブレーキペダル３、クラッチペダル４、シフトレバー５を操作するためのアクチュエータを備える。運転操作ロボット２００は、制御装置１００から出力される操作指令値を受けて、各アクチュエータを動作させる。

【0017】

制御装置１００は、人の運転操作を再現するように構築されたドライバモデルに基づいて、運転操作ロボット２００を制御する。制御装置１００は、実車速取得部１０１と、目標車速生成部１０２と、目標ＩＷＲ取得部１０３と、ＩＷＲ調整部１０４と、制御用目標車速演算部１０５と、操作量演算部１０６とを備える。制御装置１００は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータ装置により構成され、ＣＰＵが例えばＲＯＭに記憶された所定のプログラムを実行することにより、各部１０１～１０６の機能が実現される。

【0018】

実車速取得部１０１は、シャシダイナモメータ６上で走行する車両１の実車速の情報を取得する。

【0019】

目標車速生成部１０２は、各種モード走行に関する目標車速の情報を保持する。そして、目標車速生成部１０２は、指定されたモード走行に応じて、当該モード走行での目標車速、詳細には、現時点での目標車速と、現時点から所定の時間だけ将来の時間の目標車速とを生成する。

【0020】

目標ＩＷＲ取得部１０３は、試験担当者が入力した目標ＩＷＲを取得する。目標ＩＷＲは、走行終了時点でのＩＷＲである。

【0021】

ＩＷＲ調整部１０４は、制御用ＩＷＲを算出する制御用ＩＷＲ演算部１０４ａと、制御用目標ＩＷＲを算出する制御用目標ＩＷＲ演算部１０４ｂと、目標車速生成部１０２で生成した目標車速を補正するための目標車速補正量を算出する目標車速補正量演算部１０４ｃとを備える。ＩＷＲ調整部１０４の詳細については後述する。

【0022】

制御用目標車速演算部１０５は、目標車速生成部１０２で生成した目標車速と、ＩＷＲ調整部１０４の目標車速補正量演算部１０４ｃで算出した目標車速補正量とに基づいて、目標車速を補正した制御用目標車速を算出する。例えば、目標車速補正量演算部１０４ｃは、目標車速補正量として、目標車速に加算する値を計算し、制御用目標車速演算部１０５は、目標車速と目標車速補正量との和を制御用目標車速として算出する。

【0023】

操作量演算部１０６は、実車速取得部１０１で取得した実車速と、制御用目標車速演算部１０５で演算した制御用目標車速とに基づいて、制御用目標車速に追従するために必要な、アクセルペダル２やブレーキペダル３の操作量を算出して、運転操作ロボット２００に出力する。

【0024】

ここで、ＩＷＲ調整部１０４の詳細について説明する。
制御用ＩＷＲ演算部１０４ａは、実車速取得部１０１で取得した実車速と、目標車速生成部１０２で生成した目標車速とに基づいて、式（２）により、現時点（時間ｉ）までの実車速及び目標車速から制御用ＩＷＲを算出する。式(２)に示すように、制御用ＩＷＲの計算式は、式（１）のＩＷＲの計算式における分母の値を、走行終了時点での最終値に固定したＩＷ_{T fix}としたものである。分母のＩＷ_{T fix}は、目標車速によって一意的に決定されるので、走行開始前に設定することができる。上述したように、式（１）のＩＷＲの計算式では、分母であるＩＷ_Tは時間経過とともに変動するため、走行中のＩＷＲと走行終了時点でのＩＷＲとはスケールが異なるのに対して、式（２）の制御用ＩＷＲの計算式では、分母の値を、走行終了時点での最終値に固定しているので、走行終了時点でのＩＷＲである目標ＩＷＲとスケールを合わせることができる。

【0025】

【数2】

【0026】

制御用目標ＩＷＲ演算部１０４ｂは、目標ＩＷＲ取得部１０３で取得した目標ＩＷＲに基づいて、現時点（時間ｉ）で到達しているべきＩＷＲである制御用目標ＩＷＲを算出する。ＩＷＲ計算は加速中にのみ行うものであるので、目標ＩＷＲに全加速時間に対する現時点までの加速時間の割合を掛けたものを制御用目標ＩＷＲとして算出する。各モード走行での全加速時間は、目標車速によって一意的に決定されるので、走行開始前に設定することができる。

【0027】

目標車速補正量演算部１０４ｃは、制御用ＩＷＲ演算部１０４ａで算出した制御用ＩＷＲと、制御用目標ＩＷＲ演算部１０４ｂで算出した制御用目標ＩＷＲとに基づいて、目標車速生成部１０２で生成した目標車速を補正するための目標車速補正量を算出する。ＩＷＲは加速中の仕事量により算出されるので、車速の谷（下側の頂点）から山（上側の頂点）までの車速差により決定される。加速途中の走行の仕方は、途中で減速していなければ計算結果に影響を及ぼさないので、変曲点である頂点付近の目標車速のみを補正するようにすればよい。
具体的には、目標車速補正量演算部１０４ｃは、目標車速生成部１０２で生成した、現時点から所定の時間だけ将来の時間の目標車速に基づいて、車速の山及び谷を事前に検知する。そして、目標車速補正量演算部１０４ｃは、制御用ＩＷＲと制御用目標ＩＷＲとを比較した結果から、その差を０方向に調整するために、制御用ＩＷＲをプラス側に変化させたい場合は、山側の車速を上げ、谷側の車速を下げ、また、制御用ＩＷＲをマイナス側に変化させたい場合は、山側の車速を下げ、谷側の車速を上げるようにする目標車速補正量を算出する。

【0028】

図２に、実施例に係る車両走行試験システムにおけるＩＷＲ、制御用ＩＷＲ、制御用目標ＩＷＲ、及び車速の時系列変化の例を示す。
本例では、目標ＩＷＲを＋５［％］としている。特性線２０１で示すように、式（１）のＩＷＲの計算式で算出されるＩＷＲは、目標ＩＷＲを超えたり、下回ったりするように変化することがわかる。それに対して、式（２）の制御用ＩＷＲの計算式で算出される制御用ＩＷＲ（特性線２０２）と、制御用目標ＩＷＲ（特性線２０３）とは、その値が時系列で徐々に大きくなるように変化することがわかる。そして、ＩＷＲ、制御用ＩＷＲ、制御用目標ＩＷＲが、走行終了時点で目標ＩＷＲに収束する制御結果が得られる。なお、目標車速、実車速があるが、ここでは簡易的に１本の特性線２０４で車速の時系列変化を示す。

【0029】

以上のように、運転操作ロボット２００とドライバモデルとを組み合わせた車両走行試験において、目標ＩＷＲとスケールを合わせた制御用ＩＷＲと、制御用目標ＩＷＲとを用いることにより、ＩＷＲを目標ＩＷＲに収束させるように走行可能になる。
また、目標ＩＷＲをパラメータとして与えるだけでよいので、微調整は必要なく、パラメータ調整に時間がかかることがない。
また、目標車速の変曲点である頂点付近で、目標車速の補正を行う。ＩＷＲは、加速中に算出される値であり、減速中を考慮する必要はなく、途中で減速しない限り、加速区間の最初と最後の車速によって決定されるので、変曲点付近以外で目標車速の補正を行う必要はないためである。これにより、目標車速の補正時の、車速追従性の指標であるＲＭＳＳＥの悪化を抑えることが可能になる。

【0030】

なお、目標車速の補正を行う際に、頂点付近の車速や加速度が異なれば、同じ補正量でも、ＩＷＲの計算結果に与える影響が異なる。したがって、ＩＷＲの計算結果に与える影響が小さい箇所では補正量を小さくし、影響が大きい箇所では補正量を大きくすれば、ＲＭＳＳＥの悪化を抑えながら、ＩＷＲを変化させることができる。

【0031】

また、制御用ＩＷＲをフィードバックする際、制御用ＩＷＲが制御用目標ＩＷＲを上回っていても、目標ＩＷＲを超えていなければ、０方向への調整は行わなくてもよい。例えば、目標ＩＷＲが＋５［％］である場合、現時点での制御用ＩＷＲが＋４［％］、制御用目標ＩＷＲが＋３［％］であれば、マイナス側へのフィードバックは行わなくてもよい。これにより、補正回数を少なくし、ＲＭＳＳＥの悪化を抑えながら、ＩＷＲを変化させることができる。

【0032】

以上、本発明の実施例を、図面を参照して詳細に説明したが、各実施例は、本発明の実施にあたっての具体例を示したに過ぎない。本発明の技術的範囲は、各実施例に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれる。
また、本発明は、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム又は装置にプログラムを供給し、そのシステム又は装置のコンピュータがプログラムを読み出して実行することによっても実現可能である。

【符号の説明】

【0033】

１：車両、１００：制御装置、１０１：実車速取得部、１０２：目標車速生成部、１０３：目標ＩＷＲ取得部、１０４：ＩＷＲ調整部、１０４ａ：ＩＷＲ演算部、１０４ｂ：制御用目標ＩＷＲ演算部、１０４ｃ：目標車速補正量演算部、１０５：制御用目標車速演算部、１０６：操作量演算部、２００：運転操作ロボット

【図1】

【図2】