(57)【要約】【課題】過給機付きのエンジンにおいて、車両の車速が目標車速から乖離することを抑制する。【解決手段】フィードフォワード制御部２２６は、予め定められた一定時間後の目標車速に基づくエンジンの要求トルクのフィードフォワード値を、過給機が稼働していないと仮定して算出する先読み算出部２２６ａと、先読み算出部２２６ａが算出したフィードフォワード値を補正する先読み補正部２２６ｂとを備えている。先読み補正部２２６ｂは、過給機が稼働していないと仮定したときの一定時間後のエンジンの予想出力トルクと、過給機が稼働していると仮定したときの一定時間後のエンジンの予想出力トルクとの差分に基づいて、先読み算出部２２６ａが算出したフィードフォワード値を補正する。【選択図】図６
2019211241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気を過給する過給機が搭載されたエンジンを備えている車両に適用され、目標車速の経時的な変化が予め規定されている走行パターンどおりに前記車両の車速を制御する車速制御装置であって、
前記車両の車速と前記目標車速との差分に基づいて、前記エンジンの要求トルクのフィードバック値を算出するフィードバック制御部と、
予め定められた一定時間後の前記目標車速に基づく前記エンジンの要求トルクのフィードフォワード値を、前記過給機が稼働していないと仮定して算出する先読み算出部と、
前記過給機が稼働していないと仮定したときの前記一定時間後の前記エンジンの予想出力トルクと前記過給機が稼働していると仮定したときの前記一定時間後の前記エンジンの予想出力トルクとの差分に基づいて、前記先読み算出部が算出したフィードフォワード値を補正する先読み補正部と、
前記フィードバック制御部が算出したフィードバック値、及び前記先読み補正部が補正したフィードフォワード値に基づいて、前記エンジンの指示トルクを算出する指示トルク算出部と
を備えている車速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車速制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の車速制御装置は、目標車速の経時的な変化が予め規定された走行パターンに従って車両の車速を制御する。車速制御装置は、車両の車速と走行パターン上の目標車速との差を用いたフィードバック制御や、走行パターン上における所定時間後の目標車速を用いたフィードフォワード制御により、車両の車速を走行パターン上の目標車速に追従させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１２５００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された車速制御装置は、自然吸気エンジンを備えた車両をその適用対象としている。したがって、過給機付きのエンジンに、特許文献１の車速制御装置に関する技術を適用しても、車両の車速を走行パターンに規定された目標車速に適切に追従させることができないおそれがある。特に、過給機の稼働を開始してから当該過給機の稼働が安定するまでの過渡期間は、過給機を有さない自然吸気エンジンとは出力トルクの特性が大きく異なるため、車両の車速と走行パターンに規定された目標速度との乖離は、無視できないものとなる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための車速制御装置は、吸気を過給する過給機が搭載されたエンジンを備えている車両に適用され、目標車速の経時的な変化が予め規定されている走行パターンどおりに前記車両の車速を制御する車速制御装置であって、前記車両の車速と前記目標車速との差分に基づいて、前記エンジンの要求トルクのフィードバック値を算出するフィードバック制御部と、予め定められた一定時間後の前記目標車速に基づく前記エンジンの要求トルクのフィードフォワード値を、前記過給機が稼働していないと仮定して算出する先読み算出部と、前記過給機が稼働していないと仮定したときの前記一定時間後の前記エンジンの予想出力トルクと前記過給機が稼働していると仮定したときの前記一定時間後の前記エンジンの予想出力トルクとの差分に基づいて、前記先読み算出部が算出したフィードフォワード値を補正する先読み補正部と、前記フィードバック制御部が算出したフィードバック値、及び前記先読み補正部が補正したフィードフォワード値に基づいて、前記エンジンの指示トルクを算出する指示トルク算出部とを備えている。
【０００６】
上記の構成では、先読み補正部によって、過給機が稼働している状態におけるエンジンの出力トルクの時間変化特性を考慮した補正が行われる。そのため、目標車速に対して車両の車速が大きく乖離してしまうことを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】車両試験システムの概略図。
【図２】エンジンの概略図。
【図３】車速制御部の構成を表した図。
【図４】定速制御部の構成を表した図。
【図５】減速制御部の構成を表した図。
【図６】加速制御部の構成を表した図。
【図７】トルク特性マップを表した図。
【図８】燃費を計測する試験に係る作業及び処理の手順を表したフローチャート。
【図９】エンジンの出力トルクの時間変化の例を表したタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、車速制御装置の一実施形態を、図面を参照して説明する。以下では、車両の燃費を計測するための車両試験システムに車速制御装置が適用されている場合を例として、車速制御装置を説明する。
【０００９】
先ず、燃費が計測される車両の構成について説明する。図１に示すように、車両５０には、当該車両５０の駆動源であるエンジン３０が搭載されている。図２に示すように、エンジン３０は、外部からの吸気を導入するための吸気通路３１を備えている。吸気通路３１の途中には、吸気の流量を調節するスロットル弁３８が設けられている。吸気通路３１は、吸気と燃料との混合気を燃焼させるための気筒３２に繋がっている。気筒３２からは、当該気筒３２内の排気を排出するための排気通路３３が延びている。
【００１０】
エンジン３０は、排気を利用して吸気を過給する過給機３５を備えている。過給機３５は、吸気通路３１と排気通路３３とに跨って設けられている。具体的には、排気通路３３の途中には、過給機３５のタービン３５ｂが配置されている。タービン３５ｂは、排気の流れに伴って回転する。また、吸気通路３１におけるスロットル弁３８よりも吸気上流側には、過給機３５のコンプレッサ３５ａが配置されている。コンプレッサ３５ａは、タービン３５ｂと同期して回転する。コンプレッサ３５ａが回転すると、気筒３２に導入される吸気が過給される。なお、タービン３５ｂとともにコンプレッサ３５ａが回転していて、吸気通路３１におけるコンプレッサ３５ａよりも吸気上流側の圧力よりも吸気下流側の圧力の方が高い状態が、過給機３５が稼働している状態である。一方、吸気通路３１におけるコンプレッサ３５ａよりも吸気上流側の圧力と吸気下流側の圧力とがほぼ同じ状態は、過給機３５が稼働していない状態である。
【００１１】
図１に示すように、車両５０には、当該車両５０の動作を統括的に制御する車両制御装置５５が設けられている。車両制御装置５５は、各種のプログラム（ソフトウェア）が格納された不揮発性のＲＯＭ、各種のプログラムを実行するＣＰＵ、プログラムの実行に際してデータが一時的に記憶される揮発性のＲＡＭ等を備えたコンピュータである。車両制御装置５５は、スロットル弁３８の開度や気筒３２への燃料供給量等、エンジン３０全体を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）としても機能する。
【００１２】
次に、車両試験システム１の概略構成を説明する。図１に示すように、車両試験システム１は、車両５０が載置されるシャシーダイナモメータ１０を備えている。シャシーダイナモメータ１０は、車両５０の車輪が載せられるとともに当該車輪と同期して回転するローラ１２を備えている。ローラ１２は、支持台１１上で回転可能に支持されている。シャシーダイナモメータ１０においては、実際の路面を模擬するために、ローラ１２の回転に対して、車両５０の走行に係る走行抵抗に相当する抵抗を与えられるようになっている。
【００１３】
ローラ１２の近傍には、ローラ１２の回転数を検出する回転数センサ１３が配置されている。また、ローラ１２の近傍には、ローラ１２の回転トルクを検出するトルクセンサ１４が配置されている。なお、ローラ１２の回転トルクをローラ１２の径で除した値は、車両５０が走行する際に車輪がローラ１２を押す力（路面を蹴る力）である駆動力ＷＰを示すものである。
【００１４】
回転数センサ１３が検出するローラ１２の回転数は、車両５０の実車速ＳＰとして、車両試験システム１の車速制御装置１００に入力される。また、トルクセンサ１４が検出するローラ１２の回転トルクは、車両５０の駆動力ＷＰとして車速制御装置１００に入力される。車速制御装置１００は、各種のプログラム（ソフトウェア）が格納された不揮発性のＲＯＭ、各種のプログラムを実行するＣＰＵ、プログラムの実行に際してデータが一時的に記憶される揮発性のＲＡＭ等を備えたコンピュータである。
【００１５】
車速制御装置１００は、シャシーダイナモメータ１０上に載置された車両５０の車速を制御する。具体的には、車速制御装置１００は、目標車速ＳＴの経時的な変化が予め規定されている走行パターンどおりに車両５０の車速を制御する。車速制御装置１００は、シャシーダイナモメータ１０上に載置された車両５０の車両制御装置５５に、図示しない配線等で接続される。そして、車速制御装置１００は、車両５０の車速を制御するための制御信号Ｇを車両制御装置５５に出力する。この制御信号Ｇは、車両５０のアクセル開度を指示するアクセル開度信号ＡＣ、及び車両５０の制動量を指示するブレーキストローク信号ＢＫを含んでいる。
【００１６】
車速制御装置１００からの制御信号Ｇが車両制御装置５５に入力された場合、車両制御装置５５は当該制御信号Ｇに基づいて車両５０の動作を制御する。具体的には、車両制御装置５５は、アクセル開度信号ＡＣが指示するアクセル開度に応じて、エンジン３０の動作を制御する。また、車両制御装置５５は、ブレーキストローク信号ＢＫに応じて、車両５０の制動機構を制御する。
【００１７】
車両試験システム１は、シャシーダイナモメータ１０上で走行する車両５０の燃費（燃料消費率）を計測する排気分析器２０を備えている。排気分析器２０は、車両５０の排気を吸入して当該排気に含まれるカーボン量（二酸化炭素量）を分析する。そして、排気分析器２０は、カーボン量に基づいて、車両５０の燃費を算出する。
【００１８】
次に、車速制御装置１００の構成の概要を説明する。
車速制御装置１００は、作業者から入力される走行パターンや車両諸元（例えば車両５０の重量）等のデータを読み込むデータ読込部１１０を備えている。ここで、上記のとおり、走行パターンは、目標車速ＳＴの経時的な変化を規定するものである。この走行パターンにおいては、所定の時間間隔毎（例えば１秒毎）に目標車速ＳＴが定められている。
【００１９】
車速制御装置１００は、データ読込部１１０が読み込んだ走行パターンに基づいて走行パターンの各時刻における走行状態を判定する判定部１２０を備えている。走行状態には、加速状態、定速状態、減速状態がある。データ読込部１１０は、車両５０の車速の制御を開始する前に、走行パターンの全時刻における走行状態を予め判定する。
【００２０】
車速制御装置１００は、車両５０の車速を制御する際に、走行パターンの各時刻に応じて順次目標車速ＳＴ及び走行状態の情報を読み取って出力する目標車速指令部１３０を備えている。また、車速制御装置１００は、目標車速指令部１３０が出力する目標車速ＳＴ及び走行状態の情報に基づいて、車両５０の車速を制御する車速制御部１４０を備えている。
【００２１】
次に、車速制御部１４０の詳細について説明する。
図３に示すように、車速制御部１４０は、加速制御部２２０、定速制御部２４０、及び減速制御部２６０の３つの制御部と、車両５０の走行状態に応じてこれら３つの制御部のうちの１つを選択する選択部１４２を備えている。加速制御部２２０は、車両５０が加速状態であるときに運転者が行うアクセル操作を再現するように構成されている。定速制御部２４０は、車両５０が定速状態であるときに運転者が行うアクセル操作を再現するように構成されている。減速制御部２６０は、車両５０が減速状態であるときに運転者が行うブレーキ操作を再現するように構成されている。選択部１４２は、走行パターンの各時刻において、上記のいずれの制御部を機能させるかを選択する。
【００２２】
次に、定速制御部２４０の詳細について説明する。
図４に示すように、定速制御部２４０は、目標車速ＳＴを読み込む目標読込部２４４を備えている。目標読込部２４４は、走行パターンにおける時刻ｔについての走行を制御する場合、時刻ｔの目標車速ＳＴ１を読み込む。目標読込部２４４は、読み込んだ時刻ｔの目標車速ＳＴ１を減算部２４８に出力する。
【００２３】
減算部２４８には、時刻ｔの目標車速ＳＴ１の他に、車両試験システム１の回転数センサ１３が検出した実車速ＳＰが入力される。減算部２４８は、時刻ｔの目標車速ＳＴ１から実車速ＳＰを減算し、その減算値Ｄをフィードバック制御部２５０に出力する。フィードバック制御部２５０は、入力された減算値Ｄに基づいて、エンジン３０の要求トルクのフィードバック値ＦＢを算出する。フィードバック制御部２５０は、実車速ＳＰと目標車速ＳＴ１との偏差が小さくなるようなエンジン３０の要求トルクをフィードバック値ＦＢとして算出する。具体的には、この実施形態では、フィードバック制御部２５０によるフィードバック制御の態様としてＰＩＤ制御が採用されている。フィードバック制御部２５０は、概ね、入力された減算値Ｄが大きな正の値であるほどフィードバック値ＦＢを大きな正の値に算出する。フィードバック制御部２５０は、算出したフィードバック値ＦＢをアクセル制御部２５６に出力する。
【００２４】
アクセル制御部２５６には、フィードバック値ＦＢの他に、回転数変換部２５４から実エンジン回転数Ｎｅが入力される。回転数変換部２５４は、車両試験システム１の回転数センサ１３が検出した実車速ＳＰを、車両５０の車輪径やギヤ比等に基づいて、実エンジン回転数Ｎｅに変換して出力する。実エンジン回転数Ｎｅは、車両５０における現在（時刻ｔ）のエンジン回転数を示すものである。
【００２５】
アクセル制御部２５６は、実エンジン回転数Ｎｅと、フィードバック値ＦＢとに基づいて、アクセル開度信号ＡＣを生成する。具体的には、アクセル制御部２５６は、エンジン回転数と、エンジン３０の出力トルクと、アクセル開度との関係性を表したマップを記憶している。マップは、車両５０の車両諸元等に基づいて、車両試験システム１に適用される車両５０に適したものとなっている。アクセル制御部２５６は、マップを参照して、実エンジン回転数Ｎｅと、フィードバック値ＦＢとに対応するアクセル開度を算出する。そして、アクセル制御部２５６は、アクセル開度を指示するアクセル開度信号ＡＣを生成する。アクセル制御部２５６が生成したアクセル開度信号ＡＣは、車両５０の車両制御装置５５に入力される。そして、車両５０におけるエンジン３０のスロットル弁３８がアクセル開度信号ＡＣに応じた開度に制御される。
【００２６】
次に、減速制御部２６０の詳細について説明する。
図５に示すように、減速制御部２６０は、目標車速ＳＴを読み込む目標読込部２６４を備えている。目標読込部２６４は、走行パターンにおける時刻ｔについての走行を制御する場合、時刻ｔの目標車速ＳＴ１と、時刻ｔに対して、予め定められた一定時間Ｔｍ後の時刻ｔ＋Ｔｍにおける目標車速ＳＴ２とを読み込む。目標読込部２６４は、読み込んだ時刻ｔの目標車速ＳＴ１を減算部２６８に出力する。
【００２７】
減算部２６８には、時刻ｔの目標車速ＳＴ１の他に、実車速ＳＰが入力される。減算部２６８は、時刻ｔの目標車速ＳＴ１から実車速ＳＰを減算し、その減算値Ｄをフィードバック制御部２７０に出力する。フィードバック制御部２７０は、入力された減算値Ｄに基づいて、エンジン３０の要求トルクのフィードバック値ＦＢを算出する。フィードバック制御部２７０は、実車速ＳＰと目標車速ＳＴ１との偏差が小さくなるようなエンジン３０の要求トルクをフィードバック値ＦＢとして算出する。この実施形態では、フィードバック制御部２７０は、ＬＱＩ（Ｌｉｎｅａｒ  Ｑｕａｄｒａｔｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｌ）制御に基づきフィードバック値ＦＢを算出する。フィードバック制御部２７０は、算出したフィードバック値ＦＢを指示トルク算出部２７２に出力する。
【００２８】
一方、目標読込部２６４は、読み込んだ時刻ｔの目標車速ＳＴ１及び時刻ｔ＋Ｔｍの目標車速ＳＴ２をフィードフォワード制御部２６６に出力する。フィードフォワード制御部２６６は、時刻ｔ＋Ｔｍにおける目標車速ＳＴ２を得るためのエンジン３０の要求トルクのフィードフォワード値ＦＦを算出する。具体的には、フィードフォワード制御部２６６は、時刻ｔ＋Ｔｍにおける目標車速ＳＴ２を得るための要求駆動力Ｗを次の式（１）を用いて算出する。
【００２９】
Ｗ＝（Ａ＋Ｃ・Ｖ・Ｖ）＋Ｍ・ａ＋Ｍ・ｇ・ｓｉｎθ        ・・・（１）
ここで、Ａは路面抵抗係数である。Ｃは風圧抵抗係数である。Ｖは時刻ｔ＋Ｔｍにおける目標車速ＳＴ２である。Ｍは車両５０の重量である。ａは目標加速度であり、時刻ｔ＋Ｔｍの目標車速ＳＴ２と時刻ｔの目標車速ＳＴ１とに基づいて算出される。ｇは重力加速度である。θは路面勾配であり、上り勾配のときには正の値、下り勾配のときには負の値である。
【００３０】
フィードフォワード制御部２６６は、式（１）を用いて算出した要求駆動力Ｗを、車両５０の車輪径及びギヤ比等に基づいて回転トルクに変換する。この回転トルクが、時刻ｔ＋Ｔｍにおける目標車速ＳＴ２を得るためのフィードフォワード値ＦＦである。フィードフォワード制御部２６６は、算出したフィードフォワード値ＦＦを指示トルク算出部２７２に出力する。
【００３１】
指示トルク算出部２７２は、入力されるフィードバック値ＦＢとフィードフォワード値ＦＦとを加算して、エンジン３０の指示トルクＺを算出する。そして、指示トルク算出部２７２は、算出した指示トルクＺを、ブレーキ制御部２７６に出力する。
【００３２】
ブレーキ制御部２７６には、指示トルクＺの他に、回転数変換部２７４から実エンジン回転数Ｎｅが入力される。回転数変換部２７４は、定速制御部２４０の回転数変換部２５４と同様に機能する。ブレーキ制御部２７６は、実エンジン回転数Ｎｅと、指示トルクＺとに基づいて、ブレーキストローク信号ＢＫを生成する。具体的には、ブレーキ制御部２７６は、エンジン回転数と、エンジン３０の出力トルクと、車両５０の制動量との関係性を表したマップを記憶している。マップは、車両５０の車両諸元等に基づいて、車両試験システム１に適用される車両５０に適したものとなっている。ブレーキ制御部２７６は、マップを参照して、実エンジン回転数Ｎｅと、指示トルクＺとに対応する制動量を算出する。そして、ブレーキ制御部２７６は、車両５０の制動量を指示するブレーキストローク信号ＢＫを生成する。ブレーキ制御部２７６が生成したブレーキストローク信号ＢＫは、車両５０の車両制御装置５５に入力される。そして、車両５０の制動量が、ブレーキストローク信号ＢＫに応じた量に制御される。
【００３３】
次に、加速制御部２２０の詳細について説明する。
図６に示すように、加速制御部２２０は、目標車速ＳＴを読み込む目標読込部２２４を備えている。目標読込部２２４は、走行パターンにおける時刻ｔについての走行を制御する場合、時刻ｔの目標車速ＳＴ１と、時刻ｔ＋Ｔｍの目標車速ＳＴ２とを読み込む。目標読込部２２４は、読み込んだ時刻ｔの目標車速ＳＴ１を減算部２２８に出力する。
【００３４】
減算部２２８には、時刻ｔの目標車速ＳＴ１の他に、実車速ＳＰが入力される。減算部２２８は、時刻ｔの目標車速ＳＴ１から実車速ＳＰを減算し、その減算値Ｄをフィードバック制御部２３０に出力する。フィードバック制御部２３０は、入力された減算値Ｄに基づいて、エンジン３０の要求トルクのフィードバック値ＦＢを算出する。フィードバック制御部２３０は、実車速ＳＰと目標車速ＳＴ１との偏差が小さくなるようなエンジン３０の要求トルクをフィードバック値ＦＢとして算出する。フィードバック制御部２３０は、上述した減速制御部２６０のフィードバック制御部２７０と同様に、ＬＱＩ制御に基づいてフィードバック値ＦＢを算出する。フィードバック制御部２３０は、算出したフィードバック値ＦＢを指示トルク算出部２３２に出力する。
【００３５】
一方、目標読込部２２４は、読み込んだ時刻ｔの目標車速ＳＴ１及び時刻ｔ＋Ｔｍの目標車速ＳＴ２をフィードフォワード制御部２２６に出力する。また、フィードフォワード制御部２２６には、トルク変換部２３８から実出力トルクＴＲが入力されるとともに、回転数変換部２３４から実エンジン回転数Ｎｅが入力される。トルク変換部２３８は、車両試験システム１のトルクセンサ１４が検出した駆動力ＷＰを、車両５０の車輪径やギヤ比等に基づいて、実出力トルクＴＲに変換して出力する。実出力トルクＴＲは、車両５０における現在（時刻ｔ）のエンジン３０の出力トルクを示すものである。回転数変換部２３４は、定速制御部２４０の回転数変換部２５４と同様に機能する。
【００３６】
フィードフォワード制御部２２６は、機能ブロックとして先読み算出部２２６ａ及び先読み補正部２２６ｂを備えている。先読み算出部２２６ａは、過給機３５が稼働していないと仮定して、時刻ｔ＋Ｔｍにおける目標車速ＳＴ２に基づくエンジン３０の要求トルクのフィードフォワード値ＦＦ１を算出する。具体的には、先読み算出部２２６ａは、上記の式（１）を用いて、時刻ｔ＋Ｔｍにおける目標車速ＳＴ２を得るための要求駆動力Ｗを算出する。先読み算出部２２６ａは、算出した要求駆動力Ｗを、車輪径及びギヤ比等に基づいて、回転トルクに変換する。この回転トルクが、時刻ｔ＋Ｔｍにおける目標車速ＳＴ２を得るためのフィードフォワード値ＦＦ１である。
【００３７】
先読み補正部２２６ｂは、先読み算出部２２６ａが算出したフィードフォワード値ＦＦ１を補正する。具体的には、先読み補正部２２６ｂは、過給機３５が稼働していないと仮定したときの時刻ｔ＋Ｔｍにおけるエンジン３０の予想出力トルクＮ１を予想する。なお、予想出力トルクＮ１は、先読み算出部２２６ａが算出したフィードフォワード値ＦＦ１と等しい値である。また、先読み補正部２２６ｂは、過給機３５が稼働していると仮定したときの時刻ｔ＋Ｔｍのエンジン３０の予想出力トルクＮ２を予想する。そして、先読み補正部２２６ｂは、予想出力トルクＮ１と予想出力トルクＮ２との差分に基づいて、先読み算出部２２６ａが算出したフィードフォワード値ＦＦ１を補正する。この補正に際して、先読み補正部２２６ｂは、自身が記憶しているトルク特性マップ（図７参照）を補完計算付きで参照する。
【００３８】
図７に示すように、トルク特性マップにおいては、過給機３５が稼働し始めてからのエンジン３０の出力トルクの時間変化特性が、エンジン回転数毎に記述されている。つまり、トルク特性マップにおいては、過給機３５が稼働し始めてからの経過時間と、エンジン３０の出力トルクとの関係がエンジン回転数毎に記述されている。エンジン回転数が同一であるという条件下においては、エンジン３０の出力トルクは、過給機３５が稼働し始めてから一定の時間は、経過時間に対して直線的に変化する。エンジン回転数が同一であるという条件下においては、過給機３５が稼働し始めてから一定の時間は、経過時間が長いほど、エンジン３０の出力トルクは大きくなる。また、過給機３５が稼働し始めてからの経過時間が同一であるという条件下においては、エンジン回転数が大きいほど、エンジン３０の出力トルクは大きくなる。
【００３９】
先読み補正部２２６ｂは、補正の実行に際して、先ず、過給機３５が稼働しているか否かを判定する。具体的には、先読み補正部２２６ｂは、トルク特性マップにおける、実エンジン回転数Ｎｅに相当するエンジン回転数の時間変化特性（例えば図７における符号Ｌで示す直線）を参照する。そして、先読み補正部２２６ｂは、この時間変化特性における、過給機３５が稼働し始めてからの経過時間が０である場合の出力トルクの値と、現在（時刻ｔ）のエンジン３０の出力トルクである実出力トルクＴＲの値とを比較する。先読み補正部２２６ｂは、実出力トルクＴＲの値が、過給機３５が稼働し始めてからの経過時間が０である場合の出力トルクの値よりも大きい場合には、過給機３５が稼働していると判定し、そうでない場合には過給機３５が稼働していないと判定する。
【００４０】
先読み補正部２２６ｂは、過給機３５が稼働していないと判定した場合、補正値として「０」を採用し、先読み算出部２２６ａが算出したフィードフォワード値ＦＦ１に補正値を加算する。そして、加算後の値を最終的なフィードフォワード値ＦＦとする。つまり、先読み算出部２２６ａが算出したフィードフォワード値ＦＦ１がそのまま最終的なフィードフォワード値ＦＦとなる。
【００４１】
一方、先読み補正部２２６ｂは、過給機３５が稼働していると判定した場合には、実エンジン回転数Ｎｅに相当する時間変化特性（例えば図７における符号Ｌで示す直線）を参照する。そして、先読み補正部２２６ｂは、この時間変化特性において、実出力トルクＴＲに対応する、過給機３５が稼働し始めてからの経過時間ｈを特定する。そして、先読み補正部２２６ｂは、上記経過時間ｈから一定時間Ｔｍ後となる経過時間ｈ＋Ｔｍを特定し、上記時間変化特性において経過時間ｈ＋Ｔｍにおける出力トルクＮ２を特定する。この出力トルクＮ２は、過給機３５が稼働していると仮定したときの時刻ｔ＋Ｔｍにおけるエンジン３０の予想出力トルクＮ２である。
【００４２】
次に、先読み補正部２２６ｂは、次の式（２）を用いて補正値ΔＮを算出する。
ΔＮ＝Ｎ１−Ｎ２          ・・・（２）
つまり、先読み補正部２２６ｂは、過給機３５が稼働していないと仮定したときの時刻ｔ＋Ｔｍにおけるエンジン３０の予想出力トルクＮ１から、過給機３５が稼働していると仮定したときの時刻ｔ＋Ｔｍのエンジン３０の予想出力トルクＮ２を減算する。先読み補正部２２６ｂは、このようにして差分として算出された補正値ΔＮを用いて、先読み算出部２２６ａが算出したフィードフォワード値ＦＦ１を補正する。具体的には、先読み補正部２２６ｂは、次の式（３）によって補正を行う。
【００４３】
ＦＦ＝ΔＮ＋ＦＦ１          ・・・（３）
つまり、先読み補正部２２６ｂは、先読み算出部２２６ａが算出したフィードフォワード値ＦＦ１に補正値ΔＮを加算する。補正後の値が、最終的なフィードフォワード値である補正後フィードフォワード値ＦＦである。図６に示すように、先読み補正部２２６ｂは、補正後フィードフォワード値ＦＦを、指示トルク算出部２３２に出力する。
【００４４】
指示トルク算出部２３２は、入力されるフィードバック値ＦＢと補正後フィードフォワード値ＦＦとを加算して、エンジン３０の指示トルクＺを算出する。そして、指示トルク算出部２３２は、算出した指示トルクＺを、アクセル制御部２３６に出力する。
【００４５】
アクセル制御部２３６には、指示トルクＺの他に、回転数変換部２３４から実エンジン回転数Ｎｅが入力される。そして、アクセル制御部２３６は、実エンジン回転数Ｎｅと、指示トルクＺとに基づいて、アクセル開度信号ＡＣを生成する。具体的には、アクセル制御部２３６は、エンジン回転数と、エンジン３０の出力トルクと、アクセル開度との関係性を表したマップを記憶している。このマップは、定速制御部２４０のアクセル制御部２５６が記憶しているマップと同じものである。アクセル制御部２３６は、マップを参照して、実エンジン回転数Ｎｅと、指示トルクＺとに対応するアクセル開度を算出する。そして、アクセル制御部２３６は、アクセル開度を指示するアクセル開度信号ＡＣを生成する。アクセル制御部２３６が生成したアクセル開度信号ＡＣは、車両５０の車両制御装置５５に入力される。そして、車両５０におけるエンジン３０のスロットル弁３８がアクセル開度信号ＡＣに応じた開度に制御される。
【００４６】
次に、車両５０の燃費を計測する試験に係る作業及び処理の流れについて説明する。
図８に示すように、試験を開始するにあたって、まずステップＳ１００が実施される。Ｓ１００においては、作業者等によって、シャシーダイナモメータ１０上に試験対象の車両５０が載置される。この後、ステップＳ１０２において、作業者の操作等によって、試験の実行において必要となるデータが車速制御装置１００に入力される。このデータは、走行パターンと、車両５０の制御に必要となる車両諸元の情報とを含んでいる。この後、ステップＳ１０４にて、車速制御装置１００のデータ読込部１１０は、入力された車両諸元の情報を読み込む。この後、ステップＳ１０６にて、データ読込部１１０は、入力された走行パターンを読み込む。
【００４７】
この後、ステップＳ１０８にて、車速制御装置１００の判定部１２０は、走行パターンに基づいて、走行パターンの各時刻における走行状態（加速状態、定速状態、減速状態）を判定する。例えば、走行パターンにおける時刻ｔの目標車速ＳＴが、一つ前の時刻ｔ−１の目標車速ＳＴよりも大きくなっている場合、判定部１２０は、時刻ｔの走行状態を加速状態と判定する。走行パターンにおける時刻ｔの目標車速ＳＴが、時刻ｔ−１の目標車速ＳＴと同一である場合、判定部１２０は、時刻ｔの走行状態を定速状態と判定する。走行パターンにおける時刻ｔの目標車速が、時刻ｔ−１の目標車速ＳＴよりも小さくなっている場合、判定部１２０は、時刻ｔの走行状態を減速状態と判定する。
【００４８】
この後、ステップＳ１１０にて、車速制御装置１００の判定部１２０は、走行パターンに、各時刻における走行状態の情報を同期する。具体的には、判定部１２０は、走行パターンにおける時刻毎に、目標車速ＳＴに合わせて各時刻の走行状態の情報を記憶する。この結果として、判定部１２０は、走行パターンの情報の一つとして走行状態の情報を記憶する。この後、ステップＳ１１２にて、車速制御装置１００は、車両の車速の制御を開始する。車速制御装置１００の目標車速指令部１３０は、走行パターンに応じて、走行パターンの時刻毎に、目標車速ＳＴと走行状態の情報を車速制御部１４０に出力する。車速制御部１４０は、目標車速指令部１３０から入力された情報に基づいて、車両５０の車速を制御する。具体的には、先ず、選択部１４２が、各時刻の走行状態に応じて加速制御部２２０と定速制御部２４０と減速制御部２６０のいずれを機能させるかを選択する。そして、選択部１４２で選択された制御部が、制御信号Ｇ（アクセル開度信号ＡＣ、ブレーキストローク信号ＢＫ）を車両制御装置５５に出力する。この結果、車両５０の車速が制御される。この後、ステップＳ１１４で、車両試験システム１の排気分析器２０は、車両５０の排気を分析して燃費を算出する。
【００４９】
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
人（運転者）が車両５０を運転する場合を考える。人は、車両５０を加速または減速させる際、目標車速ＳＴを先読みしたアクセル操作やブレーキ操作を行う。具体的には、人は、車両５０を加速させる際には、目標車速ＳＴの立ち上がりを見越してアクセルを踏み込む。また、人は、車両５０を減速させる際には、目標車速ＳＴをどの程度下げるかを見越してブレーキを踏み込む。人が行うこのような先読みした運転操作をコンピュータで再現する上では、フィードフォワード制御を行うことが有効である。
【００５０】
ところで、車両５０が減速する際には燃料カットが実施される一方で、車両５０が加速する際には燃料供給が実施されて、気筒３２内で燃料が燃焼される。この時の燃焼空気の量の大小は、過給機３５による吸気の過給量に応じて変化する。つまり、車両５０が加速する際には、過給機３５による吸気の過給量が、エンジン３０の出力トルク、ひいては、車両５０の車速に大きく影響する。そのため、車両５０の車速を制御するにあたって、車両５０の加速時においては、過給機３５の稼働の状態を考慮する必要がある。
【００５１】
エンジン３０の始動直後等、排気の流量が少ない場合には、過給機３５のタービン３５ｂの回転数も少ない。タービン３５ｂの回転数が少ない状態からアクセル開度（スロットル弁３８の開度）を大きくしていった場合、重量のあるタービン３５ｂの回転数が上昇するまでには時間がかかる。タービン３５ｂの回転数が上昇し始めてから、過給機３５の稼働が安定するまでの過渡期間においては、アクセル開度に対するエンジン３０の出力トルクの応答特性が、過給機を有していない自然吸気エンジンにおけるアクセル開度に対する出力トルクの応答特性とは異なるものになる。
【００５２】
ここで、自然吸気エンジンを搭載した車両を対象として車速を制御する場合、上記の式（１）から算出される要求駆動力Ｗに基づいて規定される回転トルクを、目標車速ＳＴを得るための指示トルク（図９の実線参照）として採用することができる。つまり、自然吸気エンジンを搭載した車両の場合、上記の式（１）に基づく指示トルクと、アクセル開度信号に応じた実際のエンジン３０の出力トルクとはほぼ一致する。その一方で、仮に、過給機３５付きのエンジンを有する車両５０に対して、上記の式（１）に基づく指示トルクを適用した場合、過給機３５における過渡期間においては、アクセル開度信号に応じて得られる実際のエンジン３０の出力トルク（図９の一点鎖線参照）は、本来得るべきトルクである指示トルクの値（図９の実線参照）よりも小さくなる。このようなトルク不足の結果として、車両５０の車速が目標車速ＳＴから大きく乖離してしまう。
【００５３】
この点、本実施形態では、加速制御部２２０におけるフィードフォワード制御部２２６に、先読み補正部２２６ｂを設けている。先読み補正部２２６ｂは、先読み算出部２２６ａが上記の式（１）に基づいて算出したフィードフォワード値ＦＦ１を補正する。具体的には、先読み補正部２２６ｂは、トルク特性マップに記述されているエンジン３０の出力トルクの時間変化特性（図９の破線参照）を参照して、時刻ｔにおける実出力トルクＴＲを基に、時刻ｔ＋Ｔｍでの予想出力トルクＮ２を算出する。そして、先読み補正部２２６ｂは、先読み算出部２２６ａが算出したフィードフォワード値ＦＦ１（予想出力トルクＮ１）と予想出力トルクＮ２との差分である補正値ΔＮを、フィードフォワード値ＦＦ１に加算して補正後フィードフォワード値ＦＦを算出する。上記補正値ΔＮを加算した分だけ、最終的な指示トルクＺに応じたアクセル開度（スロットル弁３８の開度）は大きくなる。人が車両５０を運転する場合、過給機３５の過渡期間においては、人は過給圧の立ち上がりの遅れを先読みして、アクセルを強く踏む。本実施形態では、上記のようにして、過給機３５を有するエンジン３０におけるエンジン３０の出力トルクの時間変化特性を考慮してフィードフォワード値ＦＦ１を補正することで、人が行うアクセル操作を模擬した制御を実施でき、過給機３５の過渡期間におけるトルク不足を抑制できる。そのため、車両５０の車速が目標車速ＳＴから大きく乖離してしまうことを抑制できる。
【００５４】
ところで、過給機３５における過渡期間においてアクセル開度を大きくし続けていると、過渡期間が終わる頃に過給機３５による過給が急激に強まることがある。人が車両５０を運転する場合、人は、こうした過給の強まりを見越して、過渡期間が終わるよりも少し前の適度なタイミングでアクセルを離す。こうした運転操作を車速制御装置１００においても模擬できることが好ましい。本実施形態の先読み補正部２２６ｂによる補正によれば、先読み算出部２２６ａが算出したフィードフォワード値ＦＦ１（図９の実線参照）に比べて、出力トルクの時間変化特性（図９の破線参照）に基づいて算出される予想出力トルクＮ２が大きくなった時刻Ｔｘのような場合には、フィードフォワード値ＦＦ１から予想出力トルクＮ２を減算して得られる補正値ΔＮｘが負の値となる。したがって、先読み補正部２２６ｂが算出する補正後フィードフォワード値ＦＦは、フィードフォワード値ＦＦ１よりも上記の補正値ΔＮｘの絶対値の分だけ小さくなる。そのため、補正値ΔＮｘの絶対値の分だけ、最終的な指示トルクＺに応じたアクセル開度は小さくなる。このように、本実施形態によれば、人が行うアクセル操作を模擬して、つまり、過給機３５の過渡期間が終わる頃の過給機３５による過給の強まりを先読みして指示トルクＺを減らすことができる。そのため、車両の車速が目標車速ＳＴから大きく乖離してしまうことを抑制できる。
【００５５】
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・先読み補正部２２６ｂによる補正の方法は、上記実施形態に示したものに限定されない。先読み補正部２２６ｂは、過給機３５が稼働していないと仮定したときの予想出力トルクＮ１と、過給機３５が稼働していると仮定したときの予想出力トルクＮ２との差分に基づいて、先読み算出部２２６ａが算出したフィードフォワード値ＦＦ１を補正すればよい。例えば、先読み補正部２２６ｂは、上記の差分に基づいて算出される変数をフィードフォワード値ＦＦ１に対して加算、減算、乗算、または徐算することによって補正後フィードフォワード値ＦＦを算出してもよい。
【００５６】
・予想出力トルクＮ１（フィードフォワード値ＦＦ１）の算出方法を変更してもよい。つまり、上記の式（１）以外の関数や、マップを用いて予想出力トルクＮ１を算出してもよい。なお、予想出力トルクＮ１と、フィードフォワード値ＦＦ１とを、互いに異なる関数やマップで算出してもよい。この場合、予想出力トルクＮ１と、フィードフォワード値ＦＦ１とが異なる値となっていてもよい。
【００５７】
・予想出力トルクＮ２の算出方法を変更してもよい。例えば、先読み補正部２２６ｂは、トルク特性マップに代えて、エンジン３０の出力トルクの時間変化特性を表す関数を、エンジン回転数毎に記憶していてもよい。具体的には、先読み補正部２２６ｂは、過給機３５が稼働し始めてからの経過時間が０である場合のエンジン３０の出力トルクの値を切片、過給機３５が稼働し始めてからの経過時間に対するエンジン３０の出力トルクの変化率を傾きとした１次関数を、エンジン回転数毎に記憶していてもよい。先読み補正部２２６ｂは、この１次関数を補完計算付きで参照して予想出力トルクＮ２を算出してもよい。先読み補正部２２６ｂは、エンジン３０の出力トルクの時間変化特性を表す関数として、上記の１次関数以外の関数を用いて予想出力トルクＮ２を算出してもよい。
【００５８】
・車両５０の車両制御装置５５において、減速状態であっても所定の条件成立時には燃料カットを実施しないように設定されている場合には、減速制御部２６０においても過給機３５の稼働を考慮して指示トルクＺを算出することが好ましい。この場合、減速制御部２６０のフィードフォワード制御部２６６を、加速制御部２２０のフィードフォワード制御部２２６と同様に機能する構成とすればよい。つまり、減速制御部２６０のフィードフォワード制御部２６６においても、機能ブロックとして先読み算出部２２６ａ及び先読み補正部２２６ｂを備えればよい。
【００５９】
・エンジン３０に搭載される過給機３５は、排気を利用して吸気を過給するものに限定されない。つまり、過給機３５は、エンジン３０の動力でコンプレッサ３５ａを駆動する機械式のものや、電動モータによってコンプレッサ３５ａを駆動する電気式のものでもよい。
【００６０】
・車速制御装置１００の適用対象は、車両試験システム１に限定されない。車速制御装置１００は、走行パターンに従って車両５０の車速を制御する場合に使用可能である。
【符号の説明】
【００６１】
３０…エンジン、３５…過給機、５０…車両、１００…車速制御装置、２２６…フィードフォワード制御部、２２６ａ…先読み算出部、２２６ｂ…先読み補正部、２３０…フィードバック制御部、２３２…指示トルク算出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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