(57)【要約】【課題】車両における加速ショックの統合シミュレーションにおいて、シミュレーション精度の確保を実現する。【解決手段】３Ｄシミュレーション工程において、アクセルを全開にするタイミングＴにおけるエンジンのクランク角Ｘを算出するとともに、タイミングＴを含む１サイクルのエンジン筒内圧のうち、１サイクルの開始時から算出したクランク角Ｘに至るまでの範囲に、エンジンブレーキを作動させたときのエンジン筒内圧である筒内圧データｐ１を使用し、クランク角Ｘ以降の範囲に、アクセル全開時のエンジン筒内圧である筒内圧データｐ２を使用して、３Ｄシミュレーションで用いるエンジン筒内圧Ｐを生成する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンを備えた車両において、エンジンブレーキを作動させた後にアクセルを全開にすることで加速ショックを生じさせたときのエンジン筒内圧の変化を１Ｄシミュレーションする１Ｄシミュレーション工程と、
前記１Ｄシミュレーション工程の後で、前記１Ｄシミュレーションの結果に基づいて、前記加速ショックを生じさせたときの車両応答性を３Ｄシミュレーションする３Ｄシミュレーション工程と、
を備え、
前記３Ｄシミュレーション工程において、
アクセルを全開にするタイミングにおけるエンジンのクランク角を算出するとともに、
前記アクセルを全開にするタイミングを含む１サイクルのエンジン筒内圧のうち、前記１サイクルの開始時から算出した前記クランク角に至るまでの範囲に、エンジンブレーキを作動させたときのエンジン筒内圧を使用し、前記クランク角以降の範囲に、アクセル全開時のエンジン筒内圧を使用して、前記３Ｄシミュレーションで用いるエンジン筒内圧を生成する、
ことを特徴とする車両における加速ショックの統合シミュレーション方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンを備えた車両における加速ショックの統合シミュレーション方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の開発においては、シミュレーション技術を活用した検討が盛んに行われている。
例えば、１Ｄシミュレーションでは、製品の動作原理や機能を発揮する状況を表現したブロックを複数組み合わせて計算モデルを構成する。１Ｄシミュレーションで使用される一つのブロックは、ユニット単体や部品単体に相当し、数式によって表される。
また、３Ｄシミュレーションでは、形状の概念が導入され、製品の強度や製品の挙動（温度変化、圧力変動、フロア加速度の変化等）等をシミュレーションすることができる。
【０００３】
車両のシミュレーション方法については従来種々検討がなされており、例えば、１Ｄシミュレーションに係る技術としては、以下に示す特許文献１に示された技術が知られている。
【０００４】
そして近年、シミュレーション技術の進歩に伴い、同じシミュレーションシステム上で、異なる次元のシミュレーションを繋げること（所謂、統合シミュレーション）が可能になってきている。
統合シミュレーションでは、１Ｄシミュレーションの結果に基づいて、３Ｄシミュレーションが行われ、異なる次元のシミュレーションが統合される。
統合シミュレーションを行うことによって、車両全体で多数ある諸元の組み合わせの中から最適な解を得ることができれば、従来実現できなかったレベルで車両全体の最適化を実現できることが期待されている。
【０００５】
車両のシミュレーションにおける評価項目の一つに、「加速ショック」がある。
「加速ショック」とは、ある車速からアクセルを開いた際に、フロアの前後方向に発生する重力（Ｇ）について、評価を行うものである。
【０００６】
統合シミュレーションを用いて、「加速ショック」の現象をシミュレーションする場合、異なる次元のシミュレーション結果を繋げることが困難であった。このため、「加速ショック」の現象を大規模計算によってシミュレーションしたとしても、シミュレーション精度が確保できないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１２２２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、斯かる現状の課題を鑑みてなされたものであり、車両における加速ショックの統合シミュレーションにおいて、シミュレーション精度の確保を実現する統合シミュレーション方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１０】
即ち、請求項１においては、エンジンを備えた車両において、エンジンブレーキを作動させた後にアクセルを全開にすることで加速ショックを生じさせたときのエンジン筒内圧の変化を１Ｄシミュレーションする１Ｄシミュレーション工程と、前記１Ｄシミュレーション工程の後で、前記１Ｄシミュレーションの結果に基づいて、前記加速ショックを生じさせたときの車両応答性を３Ｄシミュレーションする３Ｄシミュレーション工程と、を備え、前記３Ｄシミュレーション工程において、アクセルを全開にするタイミングにおけるエンジンのクランク角を算出するとともに、前記アクセルを全開にするタイミングを含む１サイクルのエンジン筒内圧のうち、前記１サイクルの開始時から算出した前記クランク角に至るまでの範囲に、エンジンブレーキを作動させたときのエンジン筒内圧を使用し、前記クランク角以降の範囲に、アクセル全開時のエンジン筒内圧を使用して、前記３Ｄシミュレーションで用いるエンジン筒内圧を生成するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１２】
請求項１においては、１Ｄシミュレーションの結果に基づいて３Ｄシミュレーションを行う場合に、時間のズレを解消することができ、これにより、統合シミュレーションによる加速ショックのシミュレーション精度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両における加速ショックの統合シミュレーション方法を示すフロー図。
【図２】１Ｄシミュレーションにより取得するエンジン筒内圧のデータを示す図。
【図３】３Ｄシミュレーションにより取得する車両速度のデータを示す図。
【図４】３Ｄシミュレーションにより取得するフロア前後Ｇのデータを示す図。
【図５】エンジン筒内圧のデータを示す詳細図、（ａ）１サイクル分のエンジンブレーキ時のエンジン筒内圧を示す図、（ｂ）アクセル全開時のエンジン筒内圧を示す図。
【図６】エンジンブレーキ時とアクセル全開時の各エンジン筒内圧の合成状況を示す模式図。
【図７】本発明の一実施形態に係る統合シミュレーション方法における評価値の抽出方法を示す模式図、（ａ）データにおける極大点と極小点の説明図、（ｂ）データにおける評価値Ｚの算出方法を示す図、（ｃ）評価範囲において先に極大点が現れた場合の評価値の抽出方法を示す図、（ｄ）評価範囲において先に極小点が現れた場合の評価値の抽出方法を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、発明の実施の形態を説明する。
本発明の一実施形態に係る統合シミュレーション方法について、図１〜図４を用いて説明をする。
本発明の一実施形態に係る統合シミュレーション方法は、燃焼系諸元および車両系諸元を種々変更しながら繰り返しシミュレーションを実行するとともに、取得したシミュレーション結果（評価値）を評価して、車両全体の諸元の最適解を導出するものである。
【００１５】
図１に示す如く、本発明の一実施形態に係る統合シミュレーション方法では、まず始めに、燃焼系諸元の変更を行う（ＳＴＥＰ−１）。１Ｄシミュレーションでは、ここで入力された燃焼系諸元に基づいて、エンジン筒内圧の算出が行われる。
【００１６】
本発明の一実施形態に係る統合シミュレーション方法では、次に、車両系諸元の変更を行う（ＳＴＥＰ−２）。３Ｄシミュレーションでは、ここで入力された車両系諸元と１Ｄシミュレーションの結果に基づいて、車両の挙動の算出が行われる。
【００１７】
本発明の一実施形態に係る統合シミュレーション方法では、次に、１Ｄシミュレーションによって、エンジン筒内圧を算出する（ＳＴＥＰ−３）。
算出したエンジン筒内圧は、横軸を時間、縦軸をエンジン筒内圧としてグラフ化すると、図２に示すような態様で表される。
１Ｄシミュレーション（ＳＴＥＰ−３）では、図２に示すように、エンジンブレーキを作動させている状態から、ある時刻においてアクセルを全開にして加速を行い、加速ショックを生じさせた状態におけるエンジン筒内圧の変化をシミュレーションする。
【００１８】
図１に示す如く、本発明の一実施形態に係る統合シミュレーション方法では、次に、３Ｄシミュレーションによって、車両の挙動（より具体的には、フロア前後Ｇ）の計算を行う（ＳＴＥＰ−４）。
３Ｄシミュレーション（ＳＴＥＰ−４）では、（ＳＴＥＰ−２）で入力した車両系諸元と１Ｄシミュレーション（ＳＴＥＰ−３）で算出したエンジン筒内圧に基づいて、車両のフロア前後Ｇをシミュレーションする。
【００１９】
ここで、３Ｄシミュレーション（ＳＴＥＰ−４）における、車両速度の変化について、説明する。
３Ｄシミュレーション（ＳＴＥＰ−４）においては、図３に示すように、まず速度０の状態から速度Ｖ０まで加速し、速度Ｖ０に到達した時刻ｔ０からエンジンブレーキを作動させて速度Ｖ１まで減速するとともに、その速度Ｖ１まで減速した時刻ｔ１〜ｔ３からアクセルを全開にして加速を行い、加速ショックを生じさせる。
ここで、図３に示すように、車両系諸元が異なる３パターンでは、速度Ｖ１まで減速するのに要する時間がそれぞれ異なっており、各パターンにおいて、アクセルを全開とするタイミングＴが時刻ｔ１〜ｔ３のように異なることになる。
このこと（即ち、３Ｄシミュレーションにおけるアクセルを全開とするタイミングＴが車両系諸元によって異なること）が、３Ｄシミュレーション（ＳＴＥＰ−４）に１Ｄシミュレーションの結果を適用するときに時間のずれが生じる要因となっている。
【００２０】
そして、本発明の一実施形態に係る統合シミュレーション方法では、３Ｄシミュレーション（ＳＴＥＰ−４）によって、図４に示すようなフロア前後Ｇのデータを取得することができる。図４に示すデータは、エンジン筒内圧に基づいて算出される。
【００２１】
図１に示す如く、本発明の一実施形態に係る統合シミュレーション方法では、次に、３Ｄシミュレーションの結果（図４参照）から評価値（最大減速Ｇ）の抽出を行う（ＳＴＥＰ−５）。
【００２２】
そして、本発明の一実施形態に係る統合シミュレーション方法では、（ＳＴＥＰ−５）まで終了した後に、再度（ＳＴＥＰ−１）に戻って、燃焼系諸元および車両系諸元を種々変更しながら繰り返しシミュレーションを実行し、車両全体の諸元の最適解を導出する構成としている。
【００２３】
次に、３Ｄシミュレーションに用いるエンジン筒内圧の生成方法について、図５および図６を用いて説明をする。
エンジン筒内圧は、エンジンブレーキ時のデータとアクセル全開後のデータによって構成され、各データは、アクセル全開のタイミングを境に連続している（図２参照）。
【００２４】
本発明の一実施形態に係る統合シミュレーション方法では、図５（ａ）に示すように、エンジンブレーキ時の筒内圧データｐ１として、エンジンブレーキ期間内において選択した任意の１サイクルにおけるデータを使用している。
斯かる筒内圧データｐ１は、１Ｄシミュレーションにより取得したデータである。
【００２５】
本実施形態では、４気筒エンジンを備えた車両について統合シミュレーションを行う場合を例示しており、４気筒エンジンのクランク角は、１サイクルが０°〜７２０°の範囲で規定される。
そして、図５（ａ）に示すエンジンブレーキ時の筒内圧データｐ１は、横軸を１サイクルのクランク角の範囲（０°〜７２０°）としている。
【００２６】
本発明の一実施形態に係る統合シミュレーション方法では、エンジンブレーキ期間内においては、選択した同じ筒内圧データｐ１を常に使用し、筒内圧データｐ１の連続波形によって、エンジンブレーキ時のエンジン筒内圧Ｐを表す構成としている（図６参照）。
【００２７】
また、本発明の一実施形態に係る統合シミュレーション方法では、アクセル全開後のエンジン筒内圧として、図５（ｂ）に示すように、１Ｄシミュレーションにより取得したアクセル全開後の筒内圧データｐ２を使用する構成としている。
【００２８】
そして、本発明の一実施形態に係る統合シミュレーション方法では、図６に示すように、１Ｄシミュレーションにより取得した各筒内圧データｐ１およびｐ２を、３Ｄシミュレーションの条件（より詳しくは、車両系諸元）に応じて合成して、３Ｄシミュレーションに使用するエンジン筒内圧Ｐを生成する構成としている。
【００２９】
ここで、各筒内圧データｐ１およびｐ２を合成する方法について、図５、図６を用いて説明をする。
図１に示す３Ｄシミュレーション（ＳＴＥＰ−４）においては、アクセルを全開とするタイミングＴにおけるクランク角Ｘを算出する。
尚、３Ｄシミュレーションでは、車両系諸元の変更に伴って、アクセルを全開とするタイミングＴが変化する（図３における時刻ｔ１〜ｔ３参照）ことから、車両系諸元の変更に伴って、クランク角Ｘも変化する。
【００３０】
そして、本発明の一実施形態に係る統合シミュレーション方法では、３Ｄシミュレーション（ＳＴＥＰ−４）において、算出したクランク角Ｘを用いて、１Ｄシミュレーションにより算出した各筒内圧データｐ１およびｐ２を合成する。
【００３１】
アクセルを全開とするタイミングＴ（図３における時刻ｔ１〜ｔ３参照）は、車両系諸元の変更により変更されるが、タイミングＴに対応するクランク角Ｘは、常に０°〜７２０°の範囲の値をとるので、アクセルを全開とするタイミングをクランク角Ｘで規定することによって、タイミングＴを含む１サイクルのエンジン筒内圧の波形を精度よく特定することができる。
【００３２】
ここでは、算出したクランク角Ｘが、例えばＸ＝５４０°であった場合を例示して説明をする。
図６に示す如く、１Ｄシミュレーションにより算出した各筒内圧データｐ１およびｐ２を合成するときには、まず算出したクランク角Ｘ（＝５４０°）を、筒内圧データｐ１に当てはめる。
【００３３】
そして、本発明の一実施形態に係る統合シミュレーション方法では、クランク角Ｘに至るまでの範囲については、筒内圧データｐ１を使用する。
即ち、各筒内圧データｐ１とｐ２の境界部となる１サイクルにおいて、クランク角Ｘ（＝５４０°）までの範囲には筒内圧データｐ１を用いて、クランク角Ｘ（＝５４０°）以降の範囲には、クランク角Ｘ（＝５４０°）以降の筒内圧データｐ２を使用する。
このように、アクセル全開時のタイミングをクランク角Ｘで規定して、各筒内圧データｐ１およびｐ２を合成することによって、３Ｄシミュレーションに用いるエンジン筒内圧Ｐの連続性を確保することができる。
そして、３Ｄシミュレーションに用いるエンジン筒内圧Ｐの連続性を確保することによって、３Ｄシミュレーションにおけるシミュレーション精度を確保することができる。
【００３４】
即ち、本発明の一実施形態に係る統合シミュレーション方法では、３Ｄシミュレーション（ＳＴＥＰ−４）において、クランク角Ｘを基準として、二つの波形（各筒内圧データｐ１およびｐ２）を合成し、アクセル全開のタイミングの整合を図りつつエンジン筒内圧Ｐを生成することによって、３Ｄシミュレーションにおけるシミュレーション精度を確保している。
【００３５】
即ち、本発明の一実施形態に係る統合シミュレーション方法は、エンジンを備えた車両において、エンジンブレーキを作動させた後にアクセルを全開にすることで加速ショックを生じさせたときのエンジン筒内圧の変化を１Ｄシミュレーションする１Ｄシミュレーション工程（ＳＴＥＰ−３）と、１Ｄシミュレーション工程（ＳＴＥＰ−３）の後で、１Ｄシミュレーションの結果に基づいて、加速ショックを生じさせたときの車両応答性を３Ｄシミュレーションする３Ｄシミュレーション工程（ＳＴＥＰ−４）と、を備えた統合シミュレーション方法であって、３Ｄシミュレーション工程（ＳＴＥＰ−４）において、アクセルを全開にするタイミングＴにおけるエンジンのクランク角Ｘを算出するとともに、タイミングＴを含む１サイクルのエンジン筒内圧のうち、１サイクルの開始時から算出したクランク角Ｘに至るまでの範囲に、エンジンブレーキを作動させたときのエンジン筒内圧である筒内圧データｐ１を使用し、クランク角Ｘ以降の範囲に、アクセル全開時のエンジン筒内圧である筒内圧データｐ２を使用して、３Ｄシミュレーションで用いるエンジン筒内圧Ｐを生成するものである。
このような構成により、１Ｄシミュレーション工程（ＳＴＥＰ−３）の結果に基づいて３Ｄシミュレーション工程（ＳＴＥＰ−４）を行う場合に、時間のズレを解消することができ、これにより、統合シミュレーションによる加速ショックのシミュレーション精度を確保することができる。
【００３６】
次に、本発明の一実施形態に係る統合シミュレーション方法における評価値の抽出方法について、図７を用いて説明をする。
本発明の一実施形態に係る統合シミュレーション方法では、図７（ａ）に示す如く、フロア前後Ｇのデータの評価（即ち、（ＳＴＥＰ−５））において、アクセル全開後に極大点と極小点のいずれが先に現れるかをまず判断する。
そして、本発明の一実施形態に係る統合シミュレーション方法では、フロア前後Ｇのデータにおいて、アクセル全開後に極大点が先に現れるか、極小点が先に現れるかによって、評価値の抽出方法を変えるように構成している。
【００３７】
本発明の一実施形態に係る統合シミュレーション方法では、図７（ｂ）に示す如く、極大点を基準とし、極大点と次の極小点を一つの組として、（極大点の値）から（極小点の値）を引いた値を評価値Ｚとする。
【００３８】
また、本発明の一実施形態に係る統合シミュレーション方法では、図７（ｃ）に示す如く、アクセル全開後の波形において、極大点が先に現れた場合、（極大点の値）から（極小点の値）を引いた値の最大値を評価値Ｚとして採用する。
具体的には、複数の評価値Ｚ（ここでは、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３）のうち、最大値を評価値Ｚとして採用する。
【００３９】
また、本発明の一実施形態に係る統合シミュレーション方法では、図７（ｄ）に示す如く、アクセル全開後の波形において、極小点が先に現れた場合には、一つ目の評価点を無視（スキップ）した上で、（極大点の値）から（極小点の値）を引いた値の最大値を評価値Ｚとして採用する。
【００４０】
即ち、本発明の一実施形態に係る統合シミュレーション方法では、フロア前後Ｇの波形から評価値Ｚを抽出する際のアルゴリズムを上記のようにすることにより、複雑な評価対象波形（フロア前後Ｇ）から、評価値Ｚを適切に抽出することが可能になり、ひいては、統合シミュレーションにおけるシミュレーション精度を確保することが可能になる。
【符号の説明】
【００４１】
Ｐ    エンジン筒内圧（合成後）
ｐ１  筒内圧データ（エンジンブレーキ時）
ｐ２  筒内圧データ（アクセル全開後）
Ｔ    アクセル全開のタイミング
Ｘ    クランク角
【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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