(57)【要約】【課題】  ＥＣＵの制御値変更を効率良く行い、実機で行う過渡試験時間を短縮する。【解決手段】  変更を行っていない制御値については実ＥＣＵからの出力をそのまま用い、検討を行い変更を行った制御値についてのみ仮想ＥＣＵからの出力を用いて過渡試験を行う。【選択図】  図１
2005195543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間の経過に応じてエンジンの回転速度あるいはトルクが変動する過渡状態で少なくとも１つの制御因子の制御値を変化させて運転を行って得られたデータに基づいて作成された過渡状態のエンジンの挙動を模擬する模擬モデルと、
この模擬モデルを用いて作成したエンジン制御用信号を与える仮想ＥＣＵと、
この仮想ＥＣＵおよび前記模擬モデルを用いてシミュレーションを実行する手段と
を備え、
エンジンについて過渡試験を行う場合に、前記仮想ＥＣＵから出力される制御信号をエンジンに与え、当該エンジンの実ＥＣＵから出力されるエンジン制御信号のうち、前記仮想ＥＣＵから出力される制御信号についてはマスクする切り替え手段を備えた
ことを特徴とする過渡エンジン試験装置。
【請求項２】
前記シミュレーションを実行する手段は、前記仮想ＥＣＵおよび前記模擬モデルを用いて１または複数の制御因子の制御値を変更してシミュレーションを実行し、そのシミュレーションの実行結果がエンジンに要求される目標性能を満足する制御値からなる１または複数の制御因子の制御値を時系列データのまま前記エンジンに与える制御信号として前記仮想ＥＣＵに作成する手段を含む請求項１記載の過渡エンジン試験装置。
【請求項３】
前記作成する手段により作成された前記１または複数の制御因子の制御値を前記エンジンに与えることにより変化する前記エンジンの出力値を当該変化が生じる以前の出力値に補正して前記実ＥＣＵに与える手段を備えた請求項２記載の過渡エンジン試験装置。
【請求項４】
エンジンについて過渡試験を行う場合に、あらかじめ過渡試験を行って作成された過渡状態でのエンジンの挙動を模擬する模擬モデルを用いて作成したエンジン制御信号を与える仮想ＥＣＵから出力される制御信号をエンジンに与え、実ＥＣＵから出力されるエンジン制御信号のうち、前記仮想ＥＣＵから出力される制御信号についてはマスクすることを特徴とする過渡エンジン試験方法。
【請求項５】
前記仮想ＥＣＵおよび前記模擬モデルを用いて１または複数の制御因子の制御値を変更してシミュレーションを実行し、そのシミュレーションの実行結果がエンジンに要求される目標性能を満足する制御値からなる１または複数の制御因子の制御値を時系列データのまま前記エンジンに与える制御信号として前記仮想ＥＣＵに作成する請求項４記載の過渡エンジン試験方法。
【請求項６】
前記作成された前記１または複数の制御因子の制御値を前記エンジンに与えることにより変化する前記エンジンの出力値を当該変化が生じる以前の出力値に補正して前記実ＥＣＵに与える請求項５記載の過渡エンジン試験方法。
【請求項７】
情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、過渡エンジン試験装置の制御機能に相応する機能として、
時間の経過に応じてエンジンの回転速度あるいはトルクが変動する過渡状態で少なくとも１つの制御因子の制御値を変化させて運転を行って得られたデータに基づいて作成された過渡状態のエンジンの挙動を模擬する模擬モデルに相応する機能と、
この模擬モデルを用いて作成したエンジン制御用信号を与える仮想ＥＣＵに相応する機能と、
この仮想ＥＣＵおよび前記模擬モデルを用いてシミュレーションを実行する機能と
を実現させ、
エンジンについて過渡試験を行う場合に、前記仮想ＥＣＵから出力される制御信号をエンジンに与え、当該エンジンの実ＥＣＵから出力されるエンジン制御信号のうち、前記仮想ＥＣＵから出力される制御信号についてはマスクする切り替え機能を実現させる
ことを特徴とするプログラム。
【請求項８】
前記シミュレーションを実行する機能として、前記仮想ＥＣＵおよび前記模擬モデルを用いて１または複数の制御因子の制御値を変更してシミュレーションを実行し、そのシミュレーションの実行結果がエンジンに要求される目標性能を満足する制御値からなる１または複数の制御因子の制御値を時系列データのまま前記エンジンに与える制御信号として前記仮想ＥＣＵに作成する機能を実現させる請求項７記載のプログラム。
【請求項９】
前記作成する機能により作成された前記１または複数の制御因子の制御値を前記エンジンに与えることにより変化する前記エンジンの出力値を当該変化が生じる以前の出力値に補正して前記実ＥＣＵに与える機能を実現させる請求項８記載のプログラム。
【請求項１０】
請求項７ないし９のいずれかに記載のプログラムが記録された前記情報処理装置読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン（内燃機関）の過渡試験に用いる。本発明は、特にディーゼルエンジンの過渡特性性能を、要求される性能目標に適合化させるための過渡試験方法およびそのためのシステムに関する。本発明は、エンジン過渡性能目標を満足するエンジン制御システムを短時間に構築できるようにするためのものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの過渡特性は、回転速度やトルクが一定状態であるような定常状態でなく、時間によって変化する場合の特性をいう。例えば、加速中であるとか減速中であるとか、回転速度などが変化している状態でのエンジンの特性をいう。
【０００３】
従来のエンジンの過渡状態でのエンジンのトルク出力や排気ガスなどの出力特性測定は、実機を定常状態にしてそのエンジンの出力状態を測定し、その定常状態の出力データに何らかの重み付けをして過渡状態の特性に置き換えてエンジンの出力を推定するという手法で行われていた。
【０００４】
しかし、定常状態でのエンジン特性の測定は、あるエンジンの制御因子（例えば燃料噴射量、燃料噴射タイミングなど）の制御値を変更したときは、定常状態になるまで所定時間（例えば３分）経過するのを待ってその状態の出力を測定するというように、一つの制御因子の制御値を変更して定常状態になって所定時間経過後に測定し、次にまた制御因子の制御値を変更して、測定を行うというように時間のかかるものであった。
【０００５】
ところで、実際の車両の走行では、エンジンは加速状態あるいは減速状態である時間の方が多く、定速状態で走行できることの方が少ない。このため、エンジンの過渡状態での特性を測定することが重要である。また、近年排気ガス規制の仕方が、いままでのエンジンの定常状態での排気ガスの値で規制するのではなく、エンジンの過渡状態での排気ガスの規制値で規制しようとする方向にある。したがって、エンジンについて、どの制御因子をどのように変更したらどのような過渡状態の排気ガスが得られるかという過渡特性の測定が重要になった。
【０００６】
ところで、上述したように、定常状態のエンジンの制御因子の変更に対してどのような出力が得られるかという定常特性の測定でも、制御因子が多くなり、特にＥＣＵによる電子制御によってエンジン制御に多数の制御因子が現れるようになったので、試験時間が長時間かかるようになった。例えば、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation ）バルブ制御であるとか、ＶＧＴ（Variable Geometry Turbo ）制御などエンジン制御に関する種々の電子制御の要素が加わってくるようになった。過渡特性測定では、エンジンの回転速度やトルク自体が時系列的に変化する状態で、その出力データも当然時系列的に変動するデータとして現れるので、制御因子の数が多くなり、それらの制御因子一つ一つについてその制御値を変更しながら定常状態で測定しようとすれば、その試験時間は指数関数的に増大する。
【０００７】
そこで、仮想的にエンジンや車両の特性を模擬したシミュレーションを用いてエンジン制御等の評価を行うとする技術が提案されている（特許文献１参照）。
【０００８】
この技術は、シミュレータ内にエンジンを含む仮想的な車両モデルを車種ごとに作成しておき、車両モデルに種々の制御入力、例えばスロット開度であるとか、クランク角度などの制御因子の制御値を入力し、その入力された制御値に基づいて仮想的な車両モデルの出力として、エンジン回転速度とか車速とか排気ガス温度センサの値とかを推定しようとするものである。
【特許文献１】特開平１１−３２６１３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のように、実機で定常状態や過渡状態の特性を測定しようとすると近年はエンジンの制御因子の数が多数になったため、試験データを得るにはどうしても長時間かかり、エンジン開発のネックとなっていた。
【００１０】
また、仮想のエンジンモデルを含む車両モデルをシミュレータに展開して、それを用いてエンジンの挙動を観察する手法はエンジン開発の時間を短縮できる点で有用である。しかし、上述の公知文献では車両モデルの模擬モデルを作成することを目的とするもので、エンジンの過渡状態の現象について模擬モデルを生成してそれによりエンジンの過渡状態に要求される性能を評価するものではなかった。また、エンジンのそれぞれの制御因子の制御値を過渡状態に対応して変更してその結果を推定するには、操作性が悪い問題があった。
【００１１】
本発明は、このような背景に行われたものであって、エンジンの過渡試験の時間を短縮することができ、また、ＥＣＵの制御値変更を効率良く行うことができる過渡エンジン試験装置および方法を提供することを目的とする。これにより、本発明は、エンジン開発の時間を短縮することができる過渡エンジン試験装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
一般的に、エンジンの過渡試験を実施する場合に、まず、このエンジンの模擬モデルを使ってシミュレーションを実行する。この模擬モデルからは仮想ＥＣＵが作成されており、当該模擬モデルが目標性能を満足するように、仮想ＥＣＵから出力される制御値の設定が行われる。その後、仮想ＥＣＵの制御値は実ＥＣＵに設定されて実エンジンによる過渡試験が実施される。
【００１３】
このようなシミュレーションでは、制御値全般にわたってベストモードの検討が行われる場合と、制御値の一部ついてのみベストモードの検討が行われる場合とがある。特に、従来のエンジンに対し、新たな排ガス規制等による規制値をクリアするために改良を施す場合には、制御値の一部についてのみベストモードの検討が行われることがほとんどである。
【００１４】
ここで、本発明の特徴とするところは、検討を行なわず変更を行っていない制御値については実ＥＣＵからの出力をそのまま用い、検討を行い変更を行った制御値についてのみ仮想ＥＣＵからの出力を用いて実機の過渡試験を行うことを特徴とする。
【００１５】
これにより、過渡試験終了後に、実ＥＣＵの制御値を書き換える際に、変更のあった部分の制御値だけを書き換えればよく、実ＥＣＵを効率よく作成することができる。
【００１６】
すなわち、本発明の第一の観点は過渡エンジン試験装置であって、本発明の特徴とするところは、時間の経過に応じてエンジンの回転速度あるいはトルクが変動する過渡状態で少なくとも１つの制御因子の制御値を変化させて運転を行って得られたデータに基づいて作成された過渡状態のエンジンの挙動を模擬する模擬モデルと、この模擬モデルを用いて作成したエンジン制御用信号を与える仮想ＥＣＵと、この仮想ＥＣＵおよび前記模擬モデルを用いてシミュレーションを実行する手段とを備え、前記エンジンについて過渡試験を行う場合に、前記仮想ＥＣＵから出力される制御信号をエンジンに与え、前記ＥＣＵから出力されるエンジン制御信号のうち、前記仮想ＥＣＵから出力される制御信号についてはマスクする切り替え手段を備えたところにある。
また、前記シミュレーションを実行する手段は、前記仮想ＥＣＵおよび前記模擬モデルを用いて１または複数の制御因子の制御値を変更してシミュレーションを実行し、そのシミュレーションの実行結果がエンジンに要求される目標性能を満足する制御値からなる１または複数の制御因子の制御値を時系列データのまま前記エンジンに与える制御信号として前記仮想ＥＣＵに作成する手段を含むことができる。
【００１７】
さらに、前記作成する手段により作成された前記１または複数の制御因子の制御値を前記エンジンに与えることにより変化する前記エンジンの出力値を当該変化が生じる以前の出力値に補正して前記実ＥＣＵに与える手段を備えることができる。
【００１８】
すなわち、実ＥＣＵは、その制御プログラムが固定されており、エンジンの出力値に対してあらかじめ定められた制御マップを保持する。このため、制御値の一部を変更したことによりエンジンの出力値が変化すると、実ＥＣＵは制御マップの変更を行ってしまう。
【００１９】
しかし、ここで行おうとしているシミュレーションの目的は、ひとつの制御マップの中における一部の制御値を変更することによるエンジンの出力値の変化を捉えたいのであるから、制御マップが変更されてはシミュレーションの目的を達成できない。
【００２０】
したがって、実ＥＣＵに対しては、あたかもエンジンの出力値が変化していないような擬似的な出力値を与えておき、制御マップの変更を回避する必要がある。
【００２１】
本発明の過渡エンジン試験装置は、このような擬似的な出力値を生成して実ＥＣＵに与えることにより、実ＥＣＵの制御マップの変更を回避させ、その上で、仮想ＥＣＵにより任意の制御値の変更を行い、当該制御値の変更によるエンジン出力値の変化を捉えることにより、ＥＣＵの改良あるいは開発に寄与することを特徴とする。
【００２２】
本発明の第二の観点は、過渡試験方法であって、本発明の特徴とするところは、エンジンについて過渡試験を行う場合に、あらかじめ過渡試験を行って作成した過渡状態でのエンジンの挙動を模擬する模擬モデルを用いて作成したエンジン制御信号を与える仮想ＥＣＵから出力される制御信号をエンジンに与え、実ＥＣＵから出力されるエンジン制御信号のうち、前記仮想ＥＣＵから出力される制御信号についてはマスクするところにある。
【００２３】
また、前記仮想ＥＣＵおよび前記模擬モデルを用いて１または複数の制御因子の制御値を変更してシミュレーションを実行し、そのシミュレーションの実行結果がエンジンに要求される目標性能を満足する制御値からなる１または複数の制御因子の制御値を時系列データのまま前記エンジンに与える制御信号として前記仮想ＥＣＵに作成することができる。
【００２４】
さらに、前記作成された前記１または複数の制御因子の制御値を前記エンジンに与えることにより変化する前記エンジンの出力値を当該変化が生じる以前の出力値に補正して前記実ＥＣＵに与えることができる。
【００２５】
本発明の第三の観点はプログラムであって、本発明の特徴とするところは、情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、過渡エンジン試験装置の制御機能に相応する機能として、時間の経過に応じてエンジンの回転速度あるいはトルクが変動する過渡状態で少なくとも１つの制御因子の制御値を変化させて運転を行って得られたデータに基づいて作成された過渡状態のエンジンの挙動を模擬する模擬モデルに相応する機能と、この模擬モデルを用いて作成したエンジン制御用信号を与える仮想ＥＣＵに相応する機能と、この仮想ＥＣＵおよび前記模擬モデルを用いてシミュレーションを実行する機能とを実現させ、エンジンについて過渡試験を行う場合に、前記仮想ＥＣＵから出力される制御信号をエンジンに与え、当該エンジンの実ＥＣＵから出力されるエンジン制御信号のうち、前記仮想ＥＣＵから出力される制御信号についてはマスクする切り替え機能を実現させるところにある。
【００２６】
また、前記シミュレーションを実行する機能として、前記仮想ＥＣＵおよび前記模擬モデルを用いて１または複数の制御因子の制御値を変更してシミュレーションを実行し、そのシミュレーションの実行結果がエンジンに要求される目標性能を満足する制御値からなる１または複数の制御因子の制御値を時系列データのまま前記エンジンに与える制御信号として前記仮想ＥＣＵに作成する機能を実現させることができる。
【００２７】
さらに、前記作成する機能により作成された前記１または複数の制御因子の制御値を前記エンジンに与えることにより変化する前記エンジンの出力値を当該変化が生じる以前の出力値に補正して前記実ＥＣＵに与える機能を実現させることができる。
【００２８】
本発明の第四の観点は、本発明のプログラムが記録された前記情報処理装置読取可能な記録媒体である。本発明のプログラムは本発明の記録媒体に記録されることにより、前記情報処理装置は、この記録媒体を用いて本発明のプログラムをインストールすることができる。あるいは、本発明のプログラムを保持するサーバからネットワークを介して直接前記情報処理装置に本発明のプログラムをインストールすることもできる。
【００２９】
これにより、汎用の情報処理装置を用いて、定常状態の試験データを置き換えることなく、過渡状態のまま過渡試験を行うことができ、短時間で性能目標を満足するエンジンの制御値を取得でき、また、変更を行わない制御値については実ＥＣＵからの出力をそのまま用いることにより、ＥＣＵの制御値変更を効率良く行うことができ、これにより、エンジン開発の時間を短くでき、製品開発の時間を短くできる過渡エンジン試験装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明では、定常状態の試験データを置き換えることなく、過渡状態のまま過渡試験を行うことができ、短時間で性能目標を満足するエンジンの制御値を取得できる。また、変更を行わない制御値については実ＥＣＵからの出力をそのまま用いることにより、ＥＣＵの制御値変更を効率良く行うことができる。本発明によりエンジン開発の時間を短くでき、製品開発の時間を短くできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１は、本発明の実施の形態のシステム構成を示す図である。図１の１０は実機過渡試験装置であり、１１はＥＣＵ（実機）、１２はＥＣＵ１１によって制御されるエンジン（実機）、１３はエンジン１２のクランクシャフトの回転速度およびトルクを検出する回転検出器、１４は回転検出器１３から出力される回転速度およびエンジン１２の排ガス、煙、その他（燃費等）を計測する計測部である。また、１は本発明の特徴である仮想エンジン試験装置であり、２はモデル作成部、３は仮想ＥＣＵ、４は制御値修正部、５は過渡エンジンモデル、７は仮想レスポンス生成部である。また、６は当該過渡試験を実施するオペレータが利用するオペレータ端末である。さらに、実機過渡試験装置１０にオペレータ端末６から制御される切替部１５を設ける。
【００３２】
本発明実施例の過渡エンジン試験装置では、図１に示すモデル作成部２により、時間の経過に応じてエンジンの回転速度あるいはトルクが変動する過渡状態で少なくとも１つの制御因子の制御値を変化させて運転を行って得られたデータに基づいて過渡状態のエンジンの挙動を模擬する模擬モデルが作成され、過渡エンジンモデル５として配置される。
【００３３】
ここで、過渡状態におけるデータ取得例を図５を参照して簡単に説明する。図５に示すように、回転速度（一点鎖線）、トルク（実線）が秒単位で変化する過渡運転を実施する。このときＥＣＵ１１の制御因子は、破線のようにエンジン１２に与えられる。これらの回転速度、トルク、制御因子をそれぞれ記録して表示したものが図５に示すグラフである。また、制御因子の変化と、回転速度、トルクの変化との間に、遅延がある場合には、これを補正して記録表示することができる。これにより、制御因子の変化に対応する回転速度、トルクの変化を明示することができる。
【００３４】
さらに、過渡エンジンモデル５を用いて当該過渡エンジンモデル５にエンジン制御用信号を与える仮想ＥＣＵ３が作成されて配置される。なお、仮想エンジン試験装置１は、実際には情報処理装置内に論理的に構成されており、モデル作成部２、仮想ＥＣＵ３、制御値修正部４、過渡エンジンモデル５の実体があるわけではない。
【００３５】
また、実機過渡試験装置１０には、エンジン１２と、このエンジン１２に制御信号を与えるＥＣＵ１１と、エンジン１２の出力を検出する計測部１４とを備える。さらに、ＥＣＵ１１の出力の一部と仮想ＥＣＵ３の出力の一部とを任意に切り替えると共に、エンジン１２のセンサ出力の一部と仮想レスポンス生成部７の出力の一部とを任意に切り替える切替部１５を備える。
【００３６】
制御値修正部４は、仮想ＥＣＵ３および過渡エンジンモデル５を用いてシミュレーションを実行する。このシミュレーションは、過渡エンジンモデル５が目標性能を満足するように仮想ＥＣＵ３の制御値を設定することが目的である。
【００３７】
また、図１に示す実機過渡試験装置１０と仮想エンジン試験装置１とは、隣接して設ける必要はなく、例えば、ＬＡＮを用いて実機過渡試験装置１０と仮想エンジン試験装置１とを接続してもよい。さらに、仮想エンジン試験装置１とオペレータ端末６とを隣接して設ける必要はなく、これらもＬＡＮを用いて接続することができる。
【００３８】
また、図６は、ＥＧＲ制御値およびＶＧＴ制御値に対するＮＯｘ出力値および煙出力値を示す図であるが、シミュレーションによって変更すべき制御値は、ＥＣＵ１１から出力される全制御値ではなく、図６に示すように、一部の制御値である。本実施例では、ＥＧＲ制御値およびＶＧＴ制御値を例に挙げて説明する。
【００３９】
このようにして変更された制御値を用いて実機過渡試験を行う。このときに、本実施例では、仮想ＥＣＵ３から出力される制御信号をエンジン１２に与え、実ＥＣＵ１１から出力されるエンジン制御信号のうち、仮想ＥＣＵ３から出力される制御信号については切替部１５を切り替えることによりマスクすることを特徴とする。
【００４０】
すなわち、本実施例では、過渡エンジンモデル５を用いて仮想ＥＣＵ３のＥＧＲ制御値およびＶＧＴ制御値の設定変更を行った。しかし、他の制御値については元のままである。したがって、ＥＣＵ１１から出力される複数の制御値の中から切替部１５によりＥＧＲ制御値およびＶＧＴ制御値をマスクし、これに代わり、仮想ＥＣＵ３から出力されるＥＧＲ制御値およびＶＧＴ制御値をエンジンに与える。
【００４１】
また、制御値修正部４は、仮想ＥＣＵ３および過渡エンジンモデル５を用いて１または複数の制御因子の制御値を変更してシミュレーションを実行し、そのシミュレーションの実行結果がエンジンに要求される目標性能を満足する制御値からなる１または複数の制御因子の制御値を時系列データのままエンジン１２に与える制御信号として仮想ＥＣＵ３に作成する。
【００４２】
このようにして、ＥＣＵ１１および仮想ＥＣＵ３からエンジン１２に制御値が与えられ、実機過渡試験が行われ、その結果、実機エンジン１２においても性能目標が満足されていることが確認されると、ＥＣＵ１１の制御値の設定が仮想ＥＣＵ３と同じように変更される。
【００４３】
さらに、制御値修正部４により作成された前記１または複数の制御因子の制御値をエンジン１２に与えることにより変化するエンジン１２の出力値を当該変化が生じる以前の出力値に補正してＥＣＵ１１に与える仮想レスポンス生成部７を備える。
【００４４】
すなわち、ＥＣＵ１１は、その制御プログラムが固定されており、エンジン１２の出力値に対してあらかじめ定められた制御マップを保持する。このため、制御値の一部を変更したことによりエンジン１２の出力値が変化すると、ＥＣＵ１１は制御マップの変更を行ってしまう。
【００４５】
しかし、ここで行おうとしているシミュレーションの目的は、ひとつの制御マップの中における一部の制御値を変更することによるエンジンの出力値の変化を捉えたいのであるから、制御マップが変更されてはシミュレーションの目的を達成できない。
【００４６】
したがって、ＥＣＵ１１に対しては、あたかもエンジン１２の出力値が変化していないような擬似的な出力値を与えておき、制御マップの変更を回避する必要がある。
【００４７】
本実施例の過渡エンジン試験装置は、このような擬似的な出力値を生成してＥＣＵ１１に与えることにより、ＥＣＵ１１の制御マップの変更を回避させ、その上で、仮想ＥＣＵ３により任意の制御値の変更を行い、当該制御値の変更によるエンジン１２の出力値の変化を捉えることにより、ＥＣＵ１１の改良あるいは開発に寄与することを特徴とする。
【００４８】
本発明は、汎用の情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に本発明の過渡エンジン試験装置の制御機能に相応する機能を実現させるプログラムとして実現することができる。すなわち、本発明のプログラムの特徴とするところは、情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、過渡エンジン試験装置の制御機能である仮想エンジン試験装置１に相応する機能として、時間の経過に応じてエンジン１２の回転速度あるいはトルクが変動する過渡状態で少なくとも１つの制御因子の制御値を変化させて運転を行って得られたデータに基づいて作成された過渡状態のエンジン１２の挙動を模擬する模擬モデルである過渡エンジンモデル５に相応する機能と、この過渡エンジンモデル５を用いて作成したエンジン制御用信号を与える仮想ＥＣＵ３に相応する機能と、この仮想ＥＣＵ３および過渡エンジンモデル５を用いてシミュレーションを実行する制御値修正部４に相応する機能とを実現させ、エンジンについて過渡試験を行う場合に、仮想ＥＣＵ３から出力される制御信号をエンジン１２に与え、当該エンジン１２のＥＣＵ１１から出力されるエンジン制御信号のうち、仮想ＥＣＵ３から出力される制御信号についてはマスクする切替部１５に相応する機能を実現させるところにある。図１では、切替部１５は実機過渡試験装置１０の構成要素として記載されているが、１台の情報処理装置によって本発明の過渡エンジン試験装置を実現する場合には、切替部１５を仮想エンジン試験装置１側に設ければよい。
【００４９】
また、制御値修正部４に相応する機能として、仮想ＥＣＵ３および過渡エンジンモデル５を用いて１または複数の制御因子の制御値を変更してシミュレーションを実行し、そのシミュレーションの実行結果がエンジン１２に要求される目標性能を満足する制御値からなる１または複数の制御因子の制御値を時系列データのままエンジン１２に与える制御信号として仮想ＥＣＵ３に作成する機能を実現させる。
【００５０】
さらに、前記作成する機能により作成された前記１または複数の制御因子の制御値をエンジン１２に与えることにより変化するエンジン１２の出力値を当該変化が生じる以前の出力値に補正してＥＣＵ１１に与える仮想レスポンス生成部７に相応する機能を実現させる。
【００５１】
このプログラムは、記録媒体に記録されて情報処理装置にインストールされ、あるいは通信回線を介して情報処理装置にインストールされることにより当該情報処理装置に、モデル作成部２、仮想ＥＣＵ３、制御値修正部４、過渡エンジンモデル５、仮想レスポンス生成部７にそれぞれ相応する機能を実現させることができる。
【００５２】
以上の手順をフローチャートとして図２および図４に示す。すなわち、初めに実機過渡試験装置１０により実機過渡試験を実行し（ステップＳ１）、計測部１４により図５に示したようなデータ取得を行い（ステップＳ２）、モデル作成部２により模擬モデル作成を行う（ステップＳ４）。この模擬モデルは過渡エンジンモデル５として仮想エンジン試験装置１に論理的に配置される。さらに、模擬モデルから仮想ＥＣＵ３が作成されて論理的に配置される（ステップＳ５）。
【００５３】
過渡エンジンモデル５および仮想ＥＣＵ３が配置されると、制御値修正部４は、シミュレーションを実行し（ステップＳ６）、一部制御値の変更が行われる（ステップＳ７）。
【００５４】
ここで、制御値修正部４により実行されるシミュレーションの具体例を説明する。実機過渡試験装置１０における実際のエンジン１２を用いての過渡特性の測定結果を図６に示す。本実施例では、一時間当たりのＮＯｘのグラム数（ｇ／ｈ）および一秒当たりの煙のグラム数（ｇ／ｓ）をそれぞれ縦軸にとり、横軸には時間をとった。併せて、この状態におけるＥＧＲ制御値およびＶＧＴ制御値をそれぞれ縦軸にとり、横軸には時間をとった。これらの測定は、図１に示す構成では、実機過渡試験装置１０の計測部１４により行われる。本実施例では、制御値の例としてＥＧＲ制御値およびＶＧＴ制御値を挙げて説明するが、その他の制御値についても同様に説明することができる。
【００５５】
モデル作成部２によるモデル作成の初期段階では、実機の実測結果をそのままモデルに置き換えることになるので、図６に示す過渡特性の測定結果に基づきモデルが作成される。このモデルは、過渡エンジンモデル５および仮想ＥＣＵ３として作成される。
【００５６】
続いて、制御値修正部４による過渡エンジンモデル５に対するシミュレーションが行われる。図７に、ＮＯｘおよび煙の仮想実測値（実線）に対する目標値（破線）をそれぞれ示す。仮想実測値が目標値に近づくように、制御値の修正が行われる。図８に制御値の修正前（実線）と修正後（破線）とを示す。この修正は、オペレータにより行われる。
【００５７】
本実施例では、図９に示すように、表示画面上にグラフ表示された制御値をマウスによりドラッグ操作することにより視覚的にグラフ形状の変化を確認しながら制御値を変更する。すなわち、現在の制御値のグラフ（図９（ａ））に対し、変更を行う範囲を画面の横軸方向に指定する。この範囲指定は、マウス操作によって画面上のポインタを横軸方向にドラッグさせることにより行う（図９（ｂ））。続いて、変更を行う増減幅を画面の縦軸方向に指定する。この増減幅指定は、マウス操作によって画面上のポインタを縦軸方向にドラッグさせることにより行う（図９（ｃ））。その他の実施例として、オペレータ端末６により制御値自体を変更してもよい。
【００５８】
このようにして変更された制御値は、再び、仮想ＥＣＵ３に与えられてシミュレーションが実行される。評価の結果、仮想実測値と目標値との差が許容範囲内に納まったときにシミュレーションが終了し、ＥＧＲ制御値およびＶＧＴ制御値が決定する。
【００５９】
次に、ＥＣＵ１１の出力の中からＥＧＲ制御値およびＶＧＴ制御値が切替部１５によってマスクされ、その代わりに、仮想ＥＣＵ３から出力されるＥＧＲ制御値およびＶＧＴ制御値が切替部１５によってエンジン１２に与えられる（ステップＳ８）。なお、切替部１５の切り替え操作はオペレータ端末６により行われる。
【００６０】
これにより実機過渡試験装置１０は、エンジン１２の過渡試験を実行し（ステップＳ１）、データを取得する（ステップＳ２）。そのデータを解析した結果、実エンジン１２においても性能目標を満足していることが確認された場合には（ステップＳ３）、実ＥＣＵ１１の制御値を仮想ＥＣＵ３と同じように変更する（ステップＳ９）。
【００６１】
また、図４は、図２に示すフローチャートの追加ステップを示す図であるが、既に説明したように、ＥＣＵ１１は、その制御プログラムが固定されており、エンジン１２の出力値に対してあらかじめ定められた制御マップを保持する。このため、制御値の一部を変更したことによりエンジン１２の出力値が変化すると、実ＥＣＵは制御マップの変更を行ってしまう。
【００６２】
しかし、ここで行おうとしているシミュレーションの目的は、ひとつの制御マップの中における一部の制御値を変更することによるエンジン１２の出力値の変化を捉えたいのであるから、制御マップが変更されてはシミュレーションの目的を達成できない。
【００６３】
したがって、制御値の変更によりエンジン１２の出力値の変化が予想される場合には、ＥＣＵ１１に対しては、あたかもエンジン１２の出力値が変化していないような擬似的な出力値を与えておき、制御マップの変更を回避する必要がある。
【００６４】
このような場合には、図２に示したフローチャートの追加ステップとして、図４に示すように、ステップＳ８に続き、エンジン出力値に変化が有れば（ステップＳ１０）、仮想レスポンス生成部７は、出力値の当該変化を補正し、あたかもエンジン１２の出力値に変化が生じていないような擬似的な出力値をＥＣＵ１１に与える（ステップＳ１１）。
【００６５】
本実施例の切替部１５の構成および動作を図３を参照して説明する。図３は、本実施例の切替部１５を説明するための図である。切替部１５は、ＥＣＵ１１、エンジン１２、仮想ＥＣＵ３、仮想レスポンス生成部７およびオペレータ端末６に接続されている。
【００６６】
切替部１５のスイッチＳＷ１〜ＳＷ３は、それぞれ仮想ＥＣＵ３およびＥＣＵ１１とエンジン１２との接続関係を個々の制御値または出力値毎に切り替える。また、スイッチＳＷ４〜ＳＷ６は、それぞれ仮想レスポンス生成部７およびＥＣＵ１１とエンジン１２との接続関係を個々の出力値毎に切り替える。図３の例では、６個のスイッチＳＷ１〜ＳＷ６を設けたが、スイッチの数は、制御値または出力値の数によって適宜変更する。制御値は、例えば、ＥＧＲ制御値、ＶＧＴ制御値である。また、出力値は、ＥＣＵ１１がエンジン１２から直接取得可能な各センサの出力値であり、例えば、水温、エア圧、ブースト圧を表示する出力値である。
【００６７】
例えば、ＥＧＲ値の変更を行い、これによるエンジン１２の出力値の変化を調べるとする。このとき、仮想ＥＣＵ３は、スイッチＳＷ１を介してエンジン１２にＥＧＲ値を与えるとする。オペレータは、オペレータ端末６によりスイッチＳＷ１を仮想ＥＣＵ３側に切り替えると共に、スイッチＳＷ４〜ＳＷ６を仮想レスポンス生成部７側に切り替える。
【００６８】
これにより、仮想ＥＣＵ３からエンジン１２に対し、変更されたＥＧＲ値が与えられる。これによって、エンジン１２の出力値としての水温、エア圧、ブースト圧などに変化が現れる場合がある。このときには、仮想レスポンス生成部７が当該変化を補正し、あたかも当該変化が生じていないような出力値をスイッチＳＷ４〜ＳＷ６を介してＥＣＵ１１に与える。これによりＥＣＵ１１は、エンジン１２の出力値の変化を認識することができず、よって、制御マップも変更しない。したがって、従来の制御マップの一部の制御値を変更した場合のシミュレーション結果を得ることができる。
【００６９】
なお、本実施例では、制御因子の例としてＥＧＲ制御値およびＶＧＴ制御値を挙げて説明したが、その他の制御因子についても同様に説明することができる。例えば、図９に、図７に示したＮＯｘおよび煙の過渡状態に対応する燃料噴射量の制御値を示した。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明では、定常状態の試験データを置き換えることなく、過渡状態のまま過渡試験を行うことができ、短時間で性能目標を満足するエンジンの制御値を取得できる。また、変更を行わない制御値については実ＥＣＵからの出力をそのまま用いることにより、ＥＣＵの制御値変更を効率良く行うことができる。本発明によりエンジン開発の時間を短くでき、製品開発の時間を短くできる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本実施例のシステム構成を示す図。
【図２】本実施例の動作を示すフローチャート。
【図３】本実施例の切替部を説明するための図。
【図４】図２のフローチャートの追加ステップを示す図。
【図５】本実施例の過渡状態のデータ取得を説明するための図。
【図６】本実施例の実機過渡試験の実測値を示す図。
【図７】本実施例の仮想実測値と目標値とを示す図。
【図８】本実施例の現在の制御値と目標となる制御値とを示す図。
【図９】本実施例の制御値変更の手順を説明するための図。
【図１０】本実施例の他の制御値の例を示す図。
【符号の説明】
【００７２】
１  仮想エンジン試験装置
２  モデル作成部
３  仮想ＥＣＵ
４  制御値修正部
５  過渡エンジンモデル
６  オペレータ端末
７  仮想レスポンス生成部
１０  実機過渡試験装置
１１  ＥＣＵ
１２  エンジン
１３  回転検出器
１４  計測部
１５  切替部
ＳＷ１〜ＳＷ６  スイッチ
【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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【図１０】
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