DE102017220922A1

DE102017220922A1 - Fahrzeugsteuerungssystem

Info

Publication number: DE102017220922A1
Application number: DE102017220922.4A
Authority: DE
Inventors: Toshihiko Takeda
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-12-06
Filing date: 2017-11-23
Publication date: 2018-06-07
Anticipated expiration: 2037-11-24
Also published as: JP6693400B2; JP2018090169A; DE102017220922B4

Abstract

Ein Fahrzeugsteuerungssystem (100) enthält einen ersten Steuerungsteil (10) und einen zweiten Steuerungsteil (20), wobei in Abhängigkeit von einem Fahrzeugzustand einer von diesen als ein Hauptsteuerungsteil und der andere von diesen als ein Nebensteuerungsteil betrieben wird. Der Hauptsteuerungsteil berechnet einen Steuersollwert jeder fahrzeugeigenen Vorrichtung und gibt diesen an einen entsprechenden Steuerungsteil der fahrzeugeigenen Vorrichtung aus. Der Nebensteuerungsteil berechnet ebenfalls einen Steuersollwert jeder fahrzeugeigenen Vorrichtung, aber gibt diesen nicht an den entsprechenden Steuerungsteil der fahrzeugeigenen Vorrichtung aus. Der Steuersollwert des Nebensteuerungsteils wird alleine zum Zwecke einer Überwachung, ob der Steuersollwert, der von dem Hauptsteuerungsteil berechnet wurde, normal oder abnorm ist, verwendet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugsteuerungssystem, das mindestens eine fahrzeugeigene Vorrichtung, die in einem Fahrzeug montiert ist, steuert.
Die JP 2010 - 262 432 A offenbart eine Sicherheitssteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug, die zwei Informationsverarbeitungsteile, eine Überprüfungsschaltung und eine Ausgabeschaltung enthält. Die Überprüfungsschaltung überprüft Verarbeitungsergebnisse, die von den Informationsverarbeitungsteilen erzeugt werden. Wenn das Überprüfungsergebnis eine Normalität der Verarbeitungsergebnisse angibt, gibt die Ausgabeschaltung auf der Grundlage der Verarbeitungsergebnisse ein Betriebsbefehlssignal an eine Steuerobjektvorrichtung aus. Wenn das Überprüfungsergebnis eine Abnormität der Verarbeitungsergebnisse angibt, gibt die Ausgabeschaltung ein Befehlssignal zum Stoppen eines Betriebs der Steuerobjektvorrichtung an einer Sicherheitsposition aus.
Gemäß der oben beschriebenen Sicherheitssteuerungsvorrichtung sind die Informationsverarbeitungsteile ausgelegt, parallel dieselbe Verarbeitung auf der Grundlage derselben Eingangsinformationen auszuführen. Die Verarbeitungsergebnisse, die von den Informationsverarbeitungsteilen erzeugt werden, werden in jeweiligen Speichern der Informationsverarbeitungsteile gespeichert. Die Überprüfungsschaltung vergleicht die Verarbeitungsergebnisse, die in den Speichern gespeichert sind.
In dem Fall der Ausführung derselben Verarbeitung durch die Informationsverarbeitungsteile ist es allgemeine Praxis, dieselbe Software in jedem der Informationsverarbeitungsteile zu verwenden. Wenn dieselbe Software eine Abnormität wie beispielsweise Bugs aufweist, weisen beide Informationsverarbeitungsteile dieselbe Abnormität auf. Als Ergebnis ist es aufgrund derselben Verarbeitungsergebnisse nicht möglich, die Abnormität der Verarbeitungsergebnisse zu erfassen. Wenn ein unerwarteter Steuerungsbetrieb aufgrund einer unerwarteten Situation beispielsweise in einem Zustand, in dem die Software eine Abnormität aufweist, auftritt, tritt der unerwartete Steuerungsbetrieb gleichzeitig auf, und somit wird dieselbe Steuerung fortgesetzt.
Da mehrere Informationsverarbeitungsteile einzig zu dem Zweck vorhanden sind, die Genauigkeit des Verarbeitungsergebnisses zu gewährleisten, werden die Informationsverarbeitungsteile außerdem nicht effizient verwendet.
Die vorliegende Erfindung adressiert das oben beschriebene Problem und es ist ihre Aufgabe, ein Fahrzeugsteuerungssystem zu schaffen, das die Genauigkeit einer Abnormitätserfassung von mehreren Steuerungsteilen verbessert und die Steuerungsteile effizient verwendet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Fahrzeugsteuerungssystem zum Steuern mindestens einer fahrzeugeigenen Vorrichtung, die in einem Fahrzeug montiert ist, einen ersten Steuerungsteil und einen zweiten Steuerungsteil auf. Der erste Steuerungsteil berechnet einen Steuersollwert zum Steuern der fahrzeugeigenen Vorrichtung auf der Grundlage einer ersten Steuerungsstrategie. Der zweite Steuerungsteil berechnet den Steuersollwert zum Steuern der fahrzeugeigenen Vorrichtung auf der Grundlage einer zweiten Steuerungsstrategie, die sich von der ersten Steuerungsstrategie unterscheidet. Der erste Steuerungsteil oder der zweite Steuerungsteil wird auf der Grundlage eines Fahrzeugzustands des Fahrzeugs als ein Hauptsteuerungsteil festgelegt, und der andere von diesen wird als ein Untersteuerungsteil bzw. Nebensteuerungsteil festgelegt. Der Hauptsteuerungsteil steuert die fahrzeugeigene Vorrichtung entsprechend dem Steuersollwert des Hauptsteuerungsteils. Der Nebensteuerungsteil überwacht eine Abnormität des Hauptsteuerungsteils auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen dem Steuersollwert des Nebensteuerungsteils und dem Steuersollwert des Hauptsteuerungsteils.

1 ist ein Funktionsblockdiagramm, das ein Beispiel einer Konfiguration eines Fahrzeugsteuerungssystems zeigt, das mehrere fahrzeugeigene Vorrichtungen in einem Hybridfahrzeug steuert;
2 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Berechnungsverfahrens eines Steuersollwertes zeigt, das von einem ersten Sollwertberechnungsteil eines ersten Steuerungsteils, der in 1 gezeigt ist, ausgeführt wird;
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Berechnungsverfahrens eines Steuersollwertes zeigt, das von einem zweiten Sollwertberechnungsteil eines zweiten Steuerungsteils, der in 1 gezeigt ist, ausgeführt wird; und
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Steuerungsverarbeitung des ersten Steuerungsteils, der in 1 gezeigt ist, zeigt.

Im Folgenden wird ein Fahrzeugsteuerungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf eine Ausführungsform, die in den zugehörigen Zeichnungen gezeigt ist, beschrieben. In der unten beschriebenen Ausführungsform wird das Fahrzeugsteuerungssystem für ein Hybridfahrzeug verwendet, das sowohl einen Verbrennungsmotor als auch einen Elektromotor als Fahrzeugantriebsquellen eines Fahrzeugs enthält. Der Elektromotor wird verwendet, um nicht nur ein Antriebsmoment zur Fahrzeugfahrt zu erzeugen, sondern auch um ein regeneratives Bremsmoment auf das Fahrzeug als Ergebnis dessen auszuüben, dass regenerative Leistung durch Umwandlung von kinetischer Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie beim Verzögern des Fahrzeugs erzeugt wird. Das Fahrzeugsteuerungssystem ist nicht auf die Verwendung für ein Hybridfahrzeug beschränkt, sondern kann für ein beliebiges anderes Fahrzeug verwendet werden, das beispielsweise nur einen Verbrennungsmotor oder nur einen Elektromotor als Fahrzeugantriebsquelle aufweist.
1 zeigt ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Konfiguration eines Fahrzeugsteuerungssystems 100, das mehrere fahrzeugeigene Vorrichtungen in einem Hybridfahrzeug steuert. In 1 sind ein Verbrennungsmotor 33, ein Elektromotor 34 und eine Bremsvorrichtung 35 beispielhaft als fahrzeugeigene Vorrichtungen gezeigt, die jeweils eine zu steuernde Steuerobjektvorrichtung sind. Selbstverständlich ist es möglich, andere fahrzeugeigene Vorrichtungen als Steuerobjektvorrichtungen hinzuzufügen und die beispielhaften fahrzeugeigenen Vorrichtungen durch andere fahrzeugeigene Vorrichtungen als Steuerobjektvorrichtungen zu ersetzen.
Das Fahrzeugsteuerungssystem 100 enthält einen ersten Steuerungsteil 10 und einen zweiten Steuerungsteil 20. In der vorliegenden Ausführungsform ist der erste Steuerungsteil 10 in einer ersten elektronischen Steuereinheit montiert, und der zweite Steuerungsteil 20 ist in einer zweiten elektronischen Steuereinheit montiert, die separat von der ersten elektronischen Steuereinheit angeordnet ist. Der erste Steuerungsteil 10 und der zweite Steuerungsteil 20 können jedoch in einer gemeinsamen elektronischen Steuereinheit montiert sein.
Entsprechend einem Betriebszustand des Fahrzeugs wird einer aus dem ersten Steuerungsteil 10 und dem zweiten Steuerungsteil 20 als ein Hauptsteuerungsteil betrieben, und der andere wird als ein Nebensteuerungsteil betrieben. Der erste Steuerungsteil 10 oder der zweite Steuerungsteil 20, der als Hauptsteuerungsteil betrieben wird, berechnet einen Steuersollwert jeder fahrzeugeigenen Vorrichtung und gibt den jeweiligen berechneten Wert an einen Vorrichtungssteuerungsteil, der der fahrzeugeigenen Vorrichtung entspricht, die von dem Hauptsteuerungsteil zu steuern ist, aus. Die Steuersollwerte, die von dem ersten Steuerungsteil 10 und dem zweiten Steuerungsteil 20 berechnet werden, können jeweils als ein erster Steuersollwert und ein zweiter Steuersollwert bezeichnet werden. Das heißt, jede der fahrzeugeigenen Vorrichtungen wird auf der Grundlage des Steuersollwertes, der von dem Hauptsteuerungsteil berechnet wird, gesteuert.
Der erste Steuerungsteil 10 oder der zweite Steuerungsteil 20, der als Nebensteuerungsteil betrieben wird, berechnet einen Steuersollwert jeder fahrzeugeigenen Vorrichtung. Der erste Steuerungsteil 10 oder der zweite Steuerungsteil 20, der als Nebensteuerungsteil betrieben wird, gibt jedoch den berechneten Steuersollwert im Gegensatz zu dem Hauptsteuerungsteil nicht an den Fahrzeugsteuerungsteil aus. Der erste Steuerungsteil 10 oder der zweite Steuerungsteil 20, der als Nebensteuerungsteil betrieben wird, überwacht, ob der Steuersollwert, der von dem ersten Steuerungsteil 10 oder dem zweiten Steuerungsteil 20 , der als Hauptsteuerungsteil betrieben wird, berechnet wird, eine Abnormität aufweist. Das heißt, der erste Steuerungsteil 10 oder der zweite Steuerungsteil 20, der als Nebensteuerungsteil betrieben wird, empfängt den Steuersollwert, der von dem ersten Steuerungsteil 10 oder dem zweiten Steuerungsteil 20 , der als Hauptsteuerungsteil betrieben wird, berechnet wird, und vergleicht diesen mit dem Steuersollwert, der durch ihn selbst berechnet wurde. Wenn das Vergleichsergebnis angibt, dass eine Differenz zwischen den verglichenen Steuersollwerten gleich oder größer als ein Bezugswert ist, bestimmt der Nebensteuerungsteil, dass der Steuersollwert, der von dem ersten Steuerungsteil 10 oder dem zweiten Steuerungsteil 20 , der als Hauptsteuerungsteil betrieben wird, berechnet wurde, abnorm ist. Der erste Steuerungsteil 10 oder der zweite Steuerungsteil 20, der als Nebensteuerungsteil betrieben wird, wird dann in einem Notfallfahrmodus betrieben, so dass das Fahrzeug noch sicher fahren und an einer geeigneten Stelle parken kann.
Das Fahrzeugsteuerungssystem 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist als Vorrichtungssteuerungsteile einen Verbrennungsmotorsteuerungsteil 30, einen Elektromotorsteuerungsteil 31 und einen Bremsensteuerungsteil 32 auf.
Der Verbrennungsmotorsteuerungsteil 30 empfängt ein Sollverbrennungsmotordrehmoment von dem ersten Steuerungsteil 10 oder dem zweiten Steuerungsteil 20, der als Hauptsteuerungsteil betrieben wird. Der Verbrennungsmotorsteuerungsteil 30 steuert eine Ansaugluftmenge, einen Zündzeitpunkt, eine Kraftstoffeinspritzmenge, einen Einspritzzeitpunkt und Ähnliches des Verbrennungsmotors 33.
Der Elektromotorsteuerungsteil 31 empfängt ein Soll-Elektromotordrehmoment (oder regeneratives Sollbremsmoment) von dem ersten Steuerungsteil 10 oder dem zweiten Steuerungsteil 20, der als Hauptsteuerungsteil betrieben wird. In dem Fall, in dem das Soll-Elektromotordrehmoment empfangen wird, erfasst der Elektromotorsteuerungsteil 31 eine Drehung des Elektromotors 34 und steuert einen Inverter (nicht gezeigt), der eine Stromzufuhr zu Spulen bzw. Wicklungen des Elektromotors 34 schaltet, auf der Grundlage eines erfassten Drehzustands, so dass der Elektromotor 34 das Sollmotormoment erzeugt. In dem Fall, in dem das regenerative Sollbremsmoment empfangen wird, steuert der Elektromotorsteuerungsteil 31 den Inverter derart, dass der Elektromotor 34 das regenerative Sollbremsmoment erzeugt.
Der Bremsensteuerungsteil 32 empfängt ein Sollbremsmoment von dem ersten Steuerungsteil 10 oder dem zweiten Steuerungsteil 20, der als Hauptsteuerungsteil betrieben wird. Der Bremsensteuerungsteil 32 steuert einen Betriebszustand der Bremsvorrichtung 35 derart, dass die Bremsvorrichtung 35 das Sollbremsmoment zum Verzögern des Fahrzeugs erzeugt.
Die Funktionen des ersten Steuerungsteils 10 und des zweiten Steuerungsteils 20 werden genauer mit Bezug auf 1 beschrieben, die Funktionen, die von dem ersten Steuerungsteil 10 und dem zweiten Steuerungsteil 20 durchgeführt werden, als Funktionsblöcke zeigt. Diese Funktionen werden durch Ausführung von entsprechenden Programmen durch die erste elektronische Steuereinheit und die zweite elektronische Steuereinheit realisiert. Ein erster Speicherteil 13 und ein zweiter Speicherteil 23 enthalten einen jeweiligen nichtflüchtigen Speicher, der in der ersten elektronischen Steuereinheit bzw. der zweiten elektronischen Steuereinheit angeordnet ist, und führen Funktionen zum Schreiben von vorbestimmten Informationen in die jeweiligen Speicher durch.
Wie es in 1 gezeigt ist, enthält der erste Steuerungsteil 10 einen ersten Sollwertberechnungsteil 11, einen ersten Überwachungsteil 12, einen ersten Speicherteil 13, einen ersten Rollenüberprüfungsteil 14 und einen ersten speziellen Verarbeitungsteil 15. Der zweite Steuerungsteil 20 enthält einen zweiten Sollwertberechnungsteil 21, einen zweiten Überwachungsteil 22, einen zweiten Speicherteil 23, einen zweiten Rollenüberprüfungsteil 24 und einen zweiten speziellen Verarbeitungsteil 25.
Der erste Sollwertberechnungsteil 11 berechnet einen Steuersollwert jeder fahrzeugeigenen Vorrichtung, um den Energieverbrauch in dem Fahrzeug gemäß einer ersten Steuerungsstrategie zu optimieren. Ein Beispiel des Berechnungsverfahrens des Steuersollwertes durch den ersten Sollwertberechnungsteil 11 wird genauer mit Bezug auf das Flussdiagramm der 2 beschrieben.
Zunächst berechnet der erste Sollwertberechnungsteil 11 in Schritt S100 eine thermische Energie, die zum Klimatisieren eines Fahrzeuginsassenraums benötigt wird. Insbesondere berechnet der erste Sollwertberechnungsteil 11 die thermische Energie, die zum Klimatisieren des Fahrzeuginsassenraums benötigt wird, auf der Grundlage einer Umgebungslufttemperatur, einer Sollfahrzeuginsassenraumtemperatur und Ähnlichem. Der erste Sollwertberechnungsteil 11 berechnet beispielsweise die thermische Energie, die zum Aufheizen von Luft in einem Fall benötigt wird, in dem der Klimaanlagensteuerungsteil den Fahrzeuginsassenraum mittels einer Klimaanlage aufheizt. In Schritt S110 berechnet der erste Sollwertberechnungsteil 11 die elektrische Energie, die zum Antrieb von elektrisch angetriebenen Vorrichtungen, die im Fahrzeug montiert sind, benötigt wird. In Schritt S120 berechnet der erste Sollwertberechnungsteil 11 eine kinetische Energie, die zum Antreiben des Fahrzeugs benötigt wird, auf der Grundlage von Fahrerbetrieben hinsichtlich eines Gaspedals und eines Bremspedals, so dass das Fahrzeug als Reaktion auf die Fahrerbetriebe fährt.
Der erste Sollwertberechnungsteil 11 empfängt vorzugsweise Informationen betreffend einen Fahrwiderstand des Fahrzeugs von dem zweiten Steuerungsteil 20, wie es später beschrieben wird, um diesen beim Berechnen der kinetischen Energie zu berücksichtigen. Dieses kommt daher, dass die kinetische Energie, die für das Fahrzeug zum Fahren benötigt wird, in Abhängigkeit von dem Fahrwiderstand variiert, der sich in Abhängigkeit von einem Luftdruck eines Reifens und einer Straßenoberflächenbedingung ändert. Die Informationen betreffend den Fahrwiderstand werden von dem zweiten Steuerungsteil 20 berechnet, da der Fahrwiderstand einen starken Bezug zu dem Steuersollwert aufweist, der von dem zweiten Steuerungsteil 20 entsprechend der zweiten Steuerungsstrategie berechnet wird.
Der erste Steuerungsteil 10 kann dem zweiten Steuerungsteil 20 Informationen betreffend einen erlaubten Stromwert zum Laden und Entladen einer Batterie (nicht gezeigt) auf der Grundlage einer Umgebungstemperatur der Batterie, die dem Elektromotor 34 elektrische Antriebsenergie zuführt, bereitstellen. Unter Verwendung dieser Informationen ist es möglich, in dem zweiten Steuerungsteil 20 ein Soll-Elektromotordrehmoment zu berechnen, das kein Überhitzen der Batterie bewirkt. Da die Steuerungsstrategie des ersten Steuerungsteils 10 zum Optimieren eines Energieverbrauchs in dem Fahrzeug dient, weist der erste Steuerungsteil 10 bereits Informationen wie beispielsweise hinsichtlich der Umgebungstemperatur auf. Demzufolge ist es möglich, den erlaubten Stromwert zum Laden und Entladen der Batterie auf einfache Weise unter Verwendung der Umgebungstemperatur als Umgebungstemperatur der Batterie zu berechnen.
Im anschließenden Schritt S130 überprüft der erste Sollwertberechnungsteil 11, ob die benötigte kinetische Energie positiv ist, das heißt, ob es notwendig ist, eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu halten oder zu erhöhen. Wenn bestimmt wird, dass die benötigte kinetische Energie positiv ist, was angibt, dass die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs gehalten oder erhöht werden muss, führt der erste Sollwertberechnungsteil 11 Schritt S140 aus. Wenn bestimmt wird, dass die benötigte kinetische Energie negativ ist, was angibt, dass die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs verringert werden muss, führt der erste Sollwertberechnungsteil 11 Schritt S180 aus.
Dieses ist jedoch nur ein Beispiel. In einigen Fällen wird bestimmt, dass die benötigte kinetische Energie positiv ist, wenn das Fahrzeug aufgrund einer Fahrt auf einer Aufwärtsneigung bzw. -steigung verzögert. Es wird bestimmt, dass die benötigte kinetische Energie negativ ist, wenn das Fahrzeug aufgrund einer Fahrt auf einer Abwärtsneigung bzw. einem Gefälle beschleunigt.
Der erste Sollwertberechnungsteil 11 berechnet in Schritt S140 das Soll-Verbrennungsmotordrehmoment, das von dem Verbrennungsmotor zu erzeugen ist, und das Soll-Elektromotordrehmoment, das von dem Elektromotor 34 zu erzeugen ist, derart, dass eine Drehmomentsumme aus dem Verbrennungsmotordrehmoment und dem Elektromotordrehmoment mit der kinetischen Energie, die in Schritt S120 berechnet wurde, übereinstimmt. Wenn ein berechnetes Soll-Elektromotordrehmoment des Elektromotors 34 ein maximales Elektromotordrehmoment überschreitet, das anhand eines maximal erlaubten Entladestromes der Batterie und einer Lademenge der Batterie berechnet wird, korrigiert der erste Sollwertberechnungsteil 11 das Soll-Elektromotordrehmoment, so dass es kleiner als das maximale Elektromotordrehmoment ist. Wenn das Soll-Elektromotordrehmoment durch eine Korrektur verringert wird, wird das Soll-Verbrennungsmotordrehmoment um dieselbe Größe wie die Größe dieser Verringerung erhöht.
Im anschließenden Schritt S150 überprüft der erste Sollwertberechnungsteil 11, ob Kühlwasser des Verbrennungsmotors 33 die benötigte thermische Energie, die in Schritt S100 berechnet wurde, liefern kann. Wenn beispielsweise der Elektromotor 34 mit Priorität in dem Hybridfahrzeug angetrieben wird, erzeugt der Verbrennungsmotor 33 weniger Abwärme und es kann die benötigte Heizenergie nicht zugeführt werden. Wenn in Schritt S150 bestimmt wird, dass die benötigte thermische Energie nicht zugeführt werden kann, führt der erste Sollwertberechnungsteil 11 Schritt S170 aus. Der erste Sollwertberechnungsteil 11 erhöht das Solldrehmoment des Verbrennungsmotors 33 und korrigiert (verringert) das Soll-Elektromotordrehmoment des Elektromotors 34 um dieselbe Größe wie die Erhöhung. In diesem Fall kann die Größe der Erhöhung des Verbrennungsmotordrehmomentes durch Berechnen der thermischen Kosten auf der Grundlage der thermischen Energie, die als Ergebnis der Erhöhung des Verbrennungsmotordrehmomentes des Verbrennungsmotors 33 erzeugt wird, und eines zusätzlichen Kraftstoffverbrauches als Ergebnis der Erhöhung des Verbrennungsmotordrehmomentes des Verbrennungsmotors 33 berechnet werden, um den thermischen Verlust bzw. die thermischen Kosten so klein wie möglich zu halten.
Wenn die Erhöhung des Verbrennungsmotordrehmomentes unzureichend ist oder eine beachtlich lange Zeitdauer notwendig ist, um die benötigte Heizenergie zuzuführen, kann eine Wärmepumpeneinheit (nicht gezeigt) als thermische Energiequelle beispielsweise angetrieben werden, wenn eine derartige Wärmepumpe vorhanden ist.
Wenn in Schritt S150 bestimmt wird, dass die benötigte thermische Energie zugeführt werden kann, führt der erste Sollwertberechnungsteil 11 Schritt S160 aus. In Schritt S160 überprüft der erste Sollwertberechnungsteil 11, ob die elektrische Energie, die in Schritt S110 berechnet wurde und die benötigt wird, um die elektrisch angetriebenen Vorrichtungen anzutreiben, groß ist, das heißt gleich oder größer als ein vorbestimmter Bezugswert. Wenn bestimmt wird, dass die benötigte elektrische Energie gleich oder größer als der vorbestimmte Bezugswert ist, führt der erste Sollwertberechnungsteil 11 Schritt S170 aus, um Drehmomentkorrekturen durchzuführen. Insbesondere verringert der erste Sollwertberechnungsteil 11 das Soll-Elektromotordrehmoment des Elektromotors 34 entsprechend der benötigten elektrischen Energie und erhöht das Soll-Verbrennungsmotordrehmoment des Verbrennungsmotors 33 um dieselbe Größe wie die Verringerung. Bei dieser Korrektur kann der erste Sollwertberechnungsteil 11 elektrische Energiekosten auf der Grundlage einer elektrischen Energiemenge des Elektromotors 34, die als Ergebnis der Verringerung des Soll-Elektromotordrehmomentes eingespart wird, und einer zusätzlichen Kraftstoffverbrauchsmenge als Ergebnis der Erhöhung des Soll-Verbrennungsmotordrehmomentes des Verbrennungsmotors 33 berechnen und dann die Verringerungsgröße des Soll-Elektromotordrehmomentes und die Erhöhungsgröße des Sollverbrennungsmotordrehmomentes derart berechnen, so dass die elektrischen Energiekosten bis zu dem Ausmaß, in dem die elektrische Energie zum Antreiben der elektrisch angetriebenen Vorrichtungen bereitgestellt werden kann, so klein wie möglich gehalten werden können.
In Schritt S180, der ausgeführt wird, wenn in Schritt S130 bestimmt wird, dass die benötigte kinetische Energie negativ ist, werden ein regeneratives Soll-Bremsdrehmoment und ein Soll-Bremsdrehmoment derart berechnet, dass eine Bremsdrehmomentsumme aus einem regenerativen Bremsdrehmoment des Elektromotors 34 und einem mechanischen Bremsdrehmoment der Bremsvorrichtung 35 mit der benötigten negativen kinetischen Energie übereinstimmen. Wenn das berechnete regenerative Soll-Bremsdrehmoment des Elektromotors 34 ein maximales regeneratives Bremsdrehmoment überschreitet, das anhand eines maximal erlaubten Ladestromes und einer Lademenge der Batterie berechnet wird, korrigiert der erste Sollwertberechnungsteil 11 das regenerative Soll-Bremsdrehmoment derart, dass es kleiner als das maximale regenerative Bremsdrehmoment ist. Wenn das regenerative Soll-Bremsdrehmoment durch eine Korrektur verringert wird, wird das Soll-Bremsdrehmoment um dieselbe Größe wie die Verringerungsgröße erhöht.
Im Folgenden wird der zweite Sollwertberechnungsteil 21 beschrieben. Der zweite Sollwertberechnungsteil 21 berechnet den Steuersollwert jeder fahrzeugeigenen Vorrichtung, um hauptsächlich ein Verhalten des Fahrzeugs mit hohem Reaktionsvermögen gemäß einer zweiten Steuerungsstrategie, die sich von der ersten Steuerungsstrategie unterscheidet, zu steuern. Ein Beispiel eines Berechnungsverfahrens des Steuersollwertes durch den zweiten Sollwertberechnungsteil 21 wird genauer mit Bezug auf das Flussdiagramm der 3 beschrieben.
Der zweite Sollwertberechnungsteil 21 berechnet zunächst in Schritt S200 einen Drehmomentsollwert, der in dem Fahrzeug zu erzeugen ist, auf der Grundlage von Betriebszuständen des Gaspedals und des Bremspedals. Das heißt, wenn ein Fahrer das Gaspedal betätigt, berechnet der zweite Sollwertberechnungsteil 21 eine Sollbeschleunigung entsprechend einer Größe und Geschwindigkeit der Betätigung des Gaspedals und berechnet einen Achsdrehmomentsollwert (positiver Drehmomentsollwert) zum Erzielen der Sollbeschleunigung. Wenn der Fahrer das Bremspedal betätigt, berechnet der zweite Sollwertberechnungsteil 21 eine Sollverzögerung entsprechend der Größe und einer Geschwindigkeit einer Betätigung des Bremspedals und berechnet einen Bremsdrehmomentsollwert (negativer Drehmomentsollwert) zum Erzielen der Sollverzögerung.
Im anschließenden Schritt S210 überprüft der zweite Sollwertberechnungsteil 21, ob der Drehmomentsollwert positiv oder negativ ist. Wenn bestimmt wird, dass der Drehmomentsollwert positiv ist, berechnet der zweite Sollwertberechnungsteil 21 in Schritt S220 das Soll-Elektromotordrehmoment, das der Elektromotor 34 bis zu einem Ausmaß teilt, in dem der Elektromotor 34 in der Lage ist, dieses auszugeben, auf der Grundlage der Lademenge und des maximal erlaubten Entladestroms der Batterie. Der zweite Sollwertberechnungsteil 21 berechnet in Schritt S230 ein Soll-Verbrennungsmotordrehmoment, um dessen Größe das berechnete Soll-Elektromotordrehmoment in Bezug auf den Achsdrehmomentsollwert, der in Schritt S200 berechnet wurde, unzureichend ist. Durch derartiges Berechnen der Solldrehmomente für die Verwendung des Elektromotors 34, der gute Reaktionseigenschaften aufweist, mit Priorität ist es möglich, das Fahrzeugverhalten mit schnellem Reaktionsvermögen zu steuern.
Wenn bestimmt wird, dass der Drehmomentsollwert nicht positiv ist, führt der zweite Sollwertberechnungsteil 21 Schritt S240 aus. In Schritt S240 berechnet der zweite Sollwertberechnungsteil 21 ein maximales regeneratives Bremsdrehmoment, das der Elektromotor 34 erzeugen kann, als ein regeneratives Soll-Bremsdrehmoment auf der Grundlage der Ladegröße bzw. Lademenge und dem maximal erlaubten Ladestrom der Batterie. In Schritt S250 berechnet der zweite Sollwertberechnungsteil 21 als Soll-Bremsdrehmoment eine unzureichende Größe des regenerativen Soll-Bremsdrehmomentes in Bezug auf den Bremsdrehmomentsollwert, der in Schritt S200 berechnet wurde. Unter Verwendung des regenerativen Bremsens des Elektromotors 34 mit Priorität beim Bremsen des Fahrzeugs ist es möglich, das Fahrzeugverhalten mit schnellem Reaktionsvermögen zu steuern.
Der erste Überwachungsteil 12 und der zweite Überwachungsteil 22 werden im Folgenden beschrieben. Da der erste Überwachungsteil 12 und der zweite Überwachungsteil 22 allgemein dieselben Funktionen aufweisen, wird im Folgenden hauptsächlich der erste Überwachungsteil 12 beschrieben. Der zweite Überwachungsteil 22 wird nur hinsichtlich der Unterschiede zu dem ersten Überwachungsteil 12 beschrieben.
Der erste Überwachungsteil 12 weist zwei Überwachungsfunktionen auf. Die erste Funktion ist eine Selbstüberwachungsfunktion zum Überwachen, ob die Steuerung auf der Grundlage der ersten Steuerungsstrategie normal ausgeführt wird, wenn der erste Steuerungsteil 10 als Hauptsteuerungsteil betrieben wird. In der Selbstüberwachungsfunktion wird beispielsweise eine Abnormität erfasst, wenn ein Sollenergieverbrauch und ein tatsächlicher Energieverbrauch nicht übereinstimmen, ein erzeugtes Drehmoment nicht mit der kinetischen Sollenergie übereinstimmt oder die Ladungsmenge durch das regenerative Bremsen nicht erhöht wird. Ähnlich wie der erste Überwachungsteil 12 weist der zweite Überwachungsteil 22 auch eine Selbstüberwachungsfunktion auf, die überwacht, ob die Steuerung basierend auf der zweiten Steuerungsstrategie normal ausgeführt wird, wenn der zweite Steuerungsteil 20 als Hauptsteuerungsteil betrieben wird. Der zweite Überwachungsteil 22 überwacht beispielsweise, ob die Steuerung durch den zweiten Steuerungsteil 20 normal ist, auf der Grundlage dessen, ob das Fahrzeug mit einer Beschleunigung und Verzögerung wie beabsichtigt fährt oder ob der Verbrennungsmotor 33 und der Elektromotor 34 Drehmomente entsprechend den Steuersollwerten erzeugen.
Die zweite Überwachungsfunktion des ersten Überwachungsteils 12 ist eine Überwachungsfunktion, die durch Vergleichen des Steuersollwertes, der von dem ersten Steuerungsteil 10 berechnet wird, und des Steuersollwertes, der von dem zweiten Steuerungsteil 20 berechnet wird, überwacht, ob der zweite Steuerungsteil 20 abnorm ist, wenn der erste Steuerungsteil 10 als Nebensteuerungsteil betrieben wird. In dieser Funktion erlangt der erste Überwachungsteil 12 den Steuersollwert, der von dem zweiten Steuerungsteil 20 berechnet wurde, über den zweiten Überwachungsteil 22. Die Informationen hinsichtlich dessen, ob der erste Steuerungsteil 10 der Hauptsteuerungsteil oder der Nebensteuerungsteil ist, werden von dem ersten Rollenüberprüfungsteil 14 bereitgestellt.
Wenn der erste Überwachungsteil 12 durch die oben beschriebene Überwachungsfunktion eine Abnormität in der Steuerung, die von dem ersten Steuerungsteil 10 durchgeführt wird, oder in der Steuerung, die von dem zweiten Steuerungsteil 20 durchgeführt wird, erfasst, meldet der erste Überwachungsteil 12 dem zweiten Steuerungsteil 20 die erfasste Abnormität. Gleichzeitig steuert der erste Überwachungsteil 12 den ersten Steuerungsteil 10 für einen Betrieb in dem Notfallfahrmodus. In dem Notfallfahrmodus des ersten Steuerungsteils 10 werden die Steuersollwerte des Verbrennungsmotors 33 und des Elektromotors 34 auf Werte begrenzt, die nur eine Notfallfahrt ermöglichen. Der zweite Überwachungsteil 22, der die Meldung hinsichtlich der Abnormitätserfassung von dem ersten Überwachungsteil 12 empfängt, steuert den zweiten Steuerungsteil 20 ebenfalls in dem Notfallfahrmodus. In dem Notfallfahrmodus des zweiten Steuerungsteils 20 werden die Steuersollwerte des Verbrennungsmotors 33 und des Elektromotors 34 auf Werte beschränkt, die nur eine Notfallfahrt ermöglichen. Als Ergebnis ist es sogar in einem Fall, in dem eine Abnormität in dem ersten Steuerungsteil 10 oder dem zweiten Steuerungsteil 20 auftritt, möglich, das Fahrzeug sicher zu fahren und dieses an einer geeigneten Stelle zu parken.
Wenn die Abnormität erfasst wird, weist der erste Überwachungsteil 12 außerdem den ersten Speicherteil 13 an, Informationen wie den Steuersollwert, der zu dem Zeitpunkt des Auftretens der Abnormität verwendet wurde, zu speichern. In diesem Fall ist es vorteilhaft, Zeitinformationen in die Meldung hinsichtlich der Abnormitätserfassung einzufügen, die von dem ersten Überwachungsteil 12 an den zweiten Überwachungsteil 22 übertragen wird, um den Zeitpunkt der Speicherung der Informationen hinsichtlich der Abnormität anzugeben. Es ist somit möglich, den Zeitpunkt der Ausgabe der Speicheranweisung von dem ersten Überwachungsteil 12 an den ersten Speicherteil 13 und den Zeitpunkt der Ausgabe der Speicheranweisung von dem zweiten Überwachungsteil 22, der die Meldung hinsichtlich der Abnormitätserfassung von dem ersten Überwachungsteil 12 empfangen hat, an den zweiten Speicherteil 23 zu synchronisieren. Da verschiedene Daten, die zu dem Zeitpunkt des Auftretens der Abnormität verwendet wurden, gleichzeitig gespeichert werden, ist es möglich, die Ursache der Abnormität schnell und genau auf der Grundlage der gespeicherten Daten zu analysieren.
Im Folgenden werden der erste Speicherteil 13 und der zweite Speicherteil 23 beschrieben. Da der erste Speicherteil 13 und der zweite Speicherteil 23 allgemein dieselben Funktionen aufweisen, wird im Folgenden hauptsächlich der erste Speicherteil 13 beschrieben. Der zweite Speicherteil 23 wird nur hinsichtlich der Unterschiede zu dem ersten Speicherteil 13 beschrieben.
Wie es oben beschrieben wurde, enthält der erste Speicherteil 13 einen nichtflüchtigen Speicher. Der erste Speicherteil 13 speichert in seinem nichtflüchtigen Speicher die Steuersollwerte, die von dem ersten Sollwertberechnungsteil 11 berechnet wurden, und verschiedene Erfassungssignale, die verwendet wurden, um die Steuersollwerte zu berechnen, die für die letzte vorbestimmte Zeitdauer bzw. Periode erzeugt wurden. Das heißt, jedes Mal, wenn der erste Sollwertberechnungsteil 11 den letzten Steuersollwert berechnet, hält der erste Speicherteil 13 den Speicher der Daten, die die letzte vorbestimmte Periode erzeugt wurden, durch Aktualisieren von Speicherinhalten, so dass die ältesten Daten durch die letzten bzw. neuesten Daten ersetzt werden.
Der Speicherteil 13 speichert die Daten, die in der letzten vorbestimmten Periode erzeugt und gespeichert wurden, als Reaktion auf eine Speicheranweisung, die von dem ersten Überwachungsteil 12 ausgegeben wird. Der erste Speicherteil 13 speichert die Daten, die in der vorbestimmten Periode erzeugt und gespeichert wurden, als Reaktion auf die Speicheranweisung durch beispielsweise Festlegen eines neuen Datenspeicherbereiches in einem separaten Bereich oder Übertragen der gespeicherten Daten an den Speicherbereich.
Der erste Rollenüberprüfungsteil 14 und der zweite Rollenüberprüfungsteil 24 werden im Folgenden beschrieben. Da der erste Rollenüberprüfungsteil 14 und der zweite Rollenüberprüfungsteil 24 allgemein dieselben Funktionen aufweisen, wird im Folgenden hauptsächlich der erste Rollenüberprüfungsteil 14 beschrieben. Der zweite Rollenüberprüfungsteil 24 wird nur hinsichtlich der Unterschiede zu dem ersten Rollenüberprüfungsteil 14 beschrieben.
Der erste Rollenüberprüfungsteil 14 erfasst einen Fahrzeugzustand auf der Grundlage der Erfassungssignale, die von den Sensoren ausgegeben werden, und überprüft, ob ein erfasster Zustand einem jeweiligen Zustand entspricht, in dem der erste Steuerungsteil 10 als Hauptsteuerungsteil oder Nebensteuerungsteil betrieben wird. Auf der Grundlage des Überprüfungsergebnisses meldet der erste Rollenüberprüfungsteil 14 dem ersten Überwachungsteil 12 Informationen, die angeben, ob der erste Steuerungsteil 10 der Hauptsteuerungsteil oder der Nebensteuerungsteil ist. Der erste Rollenüberprüfungsteil 14 tauscht dann Informationen hinsichtlich der Rollen des ersten Steuerungsteils 10 und des zweiten Steuerungsteils 20 mit dem zweiten Rollenüberprüfungsteil 24 aus. Der erste Rollenüberprüfungsteil 14 bestätigt somit, dass einer der Steuerungsteile 10 und 20 der Hauptsteuerungsteil und der andere der Steuerungsteile 10 und 20 der Nebensteuerungsteil ist. Wenn bestimmt wird, dass keiner der Steuerungsteile 10 und 20 der Hauptsteuerungsteil ist oder keiner der Steuerungsteile 10 und 20 der Nebensteuerungsteil ist, steuert der erste Rollenüberprüfungsteil 14 den Steuerungsteil 10 oder den Steuerungsteil 20, der der Hauptsteuerungsteil bis zu diesem Zeitpunkt war, um dessen Betrieb als Hauptsteuerungsteil fortzusetzen, und steuert den anderen Steuerungsteil 10 oder 20, der bis zu diesem Zeitpunkt der Nebensteuerungsteil war, um dessen Betrieb als Nebensteuerungsteil fortzusetzen. Es ist somit möglich, zu vermeiden, dass kein Hauptsteuerungsteil oder kein Nebensteuerungsteil vorhanden ist.
Man beachte, dass nur einer aus dem ersten Rollenüberprüfungsteil 14 und dem zweiten Rollenüberprüfungsteil 24 als ein gemeinsamer Rollenüberprüfungsteil vorhanden sein kann, so dass der gemeinsame Rollenüberprüfungsteil die Rollen des ersten Steuerungsteils 10 und des zweiten Steuerungsteils 20 überprüft und bestimmt.
Der erste Rollenüberprüfungsteil 14 und der zweite Rollenüberprüfungsteil 24 bestimmen den ersten Steuerungsteil 10 und den zweiten Steuerungsteil 20 als Hauptsteuerungsteil auf der Grundlage der Fahrzeugzustände, wie es im Folgenden beispielhaft erläutert wird.
Wenn das Fahrzeug mit einer konstanten Geschwindigkeit fährt oder einem vorausbefindlichen Fahrzeug auf einer Schnellstraße folgt, ist das Verhalten des Fahrzeugs beispielsweise stabil und muss nicht schnell geändert werden. Aus diesem Grund wird der erste Steuerungsteil 10 als Hauptsteuerungsteil ausgewählt und der zweite Steuerungsteil 20 wird als Nebensteuerungsteil ausgewählt. Es ist somit möglich, die Energieeffizienz des Fahrzeugs zu verbessern. Wenn das Fahrzeug in einem städtischen Bereich fährt, muss das Fahrzeug beispielsweise sein Verhalten schnell ändern können. Aus diesem Grund wird der zweite Steuerungsteil 20 als Hauptsteuerungsteil ausgewählt und der erste Steuerungsteil 10 wird als Nebensteuerungsteil ausgewählt. In anderen Fällen kann der eine und der andere aus dem ersten Steuerungsteil 10 und dem zweiten Steuerungsteil 20 im Voraus festgelegt werden. Es ist ebenfalls möglich, alternativ es einem Fahrer zu ermöglichen, durch einen Schalter zu bestimmen, welcher aus dem ersten Steuerungsteil 10 und dem zweiten Steuerungsteil 20 als Hauptsteuerungsteil betrieben werden sollte.
Der erste spezielle Verarbeitungsteil 15 und der zweite spezielle Verarbeitungsteil 25 werden im Folgenden beschrieben.
Da der erste Steuerungsteil 10 das Fahrzeug steuert, um primär die Energienutzung in dem Fahrzeug wie oben beschrieben zu optimieren, weist dessen Steuerung eine hohe Affinität zu einer Steuerung betreffend die Energie auf. Aus diesem Grund führt der erste spezielle Verarbeitungsteil 15 eine Energieversorgungsverwaltung und eine Energieverteilungsverwaltung durch. Die Energieversorgungsverwaltung dient zum Verwalten der Zufuhr und des Stoppens von Energie bzw. Leistung zu den jeweiligen Steuerungsteilen, wenn das Fahrzeugsteuerungssystem aktiviert oder gestoppt wird. Die Energieverteilungsverwaltung dient zum Verwalten einer Verteilung von Energie, wenn ein jeweiliger Steuerungsteil seine Steuerung durchführt.
Da der zweite Steuerungsteil 20 das Fahrzeug steuert, um hauptsächlich eine schnelle Verhaltensveränderung zu erzielen, wie es oben beschrieben wurde, weist dessen Steuerung eine hohe Affinität zu einer Steuerung betreffend Betriebe des Verbrennungsmotors 33 und des Elektromotors 34 auf. Aus diesem Grund führt der zweite spezielle Verarbeitungsteil 25 eine Steuerung zum Verhindern von transienten Änderungen durch, die entsprechend den Änderungen von den Betriebszuständen des Verbrennungsmotors 33 und des Elektromotors 34 verursacht werden.
Da der Verbrennungsmotor 33 und der Elektromotor 34 über eine Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 33 miteinander gekoppelt sind, beeinflussen sich die Betriebe des Verbrennungsmotors 33 und des Elektromotors 34 gegenseitig. Wenn der Elektromotor 34 schnell stoppt, während er gleichzeitig mit dem Verbrennungsmotor 33 betrieben wird, ändert sich beispielsweise die Drehung des Verbrennungsmotors 33 schnell. Wenn der Verbrennungsmotor 33 steckenbleibt, ändert sich die Drehung des Elektromotors 34 schnell. Um derartige transiente Änderungen zu verhindern, führt der zweite spezielle Verarbeitungsteil 25 eine Korrektursteuerung derart durch, dass, wenn der Verbrennungsmotor 33 oder der Elektromotor 34 seinen Ausgang ändert, der andere aus dem Verbrennungsmotor 33 und dem Elektromotor 34 ebenfalls seinen Ausgang entgegengesetzt dazu ändert.
Eine repräsentative Steuerungsverarbeitung, die von dem ersten Steuerungsteil 10 ausgeführt wird, um beispielsweise die oben beschriebene Funktion durchzuführen, wird im Folgenden mit Bezug auf das Flussdiagramm der 4 beschrieben. Eine ähnliche Verarbeitung wird von dem zweiten Steuerungsteil 20 ausgeführt.
Zunächst erlangt der erste Steuerungsteil 10 in Schritt S300 verschiedene Sensorsignale, die zum Steuern der fahrzeugeigenen Vorrichtung wie beispielsweise des Verbrennungsmotors 33, des Elektromotors 34 und der Bremsvorrichtung 35 benötigt werden. Die Sensorsignale werden beispielsweise von einem Gaspedalsensor, einem Bremspedalsensor, Verbrennungsmotorbetriebssensoren (Kurbelwinkelsensor, Nockenwinkelsensor, Luftflusssensor, Drosselpositionssensor, Kühlmitteltemperatursensor und Ähnlichem) zum Erfassen von Betriebszuständen des Verbrennungsmotors 33, Elektromotorbetriebssensoren (Drehsensor, Stromsensor, Temperatursensor und Ähnlichem) zum Erfassen von Betriebszuständen des Elektromotors 34, Bremsenbetriebssensoren (Raddrehzahlsensor, Bremsflüssigkeitsdrucksensor und Ähnlichem) zum Erfassen von Betriebszuständen der Bremsvorrichtung 35 und Fahrzeugzustandssensoren (GPS, Fahrgeschwindigkeitssensor und Ähnlichem) zum Erfassen von Fahrzeugzuständen ausgegeben.
Im anschließenden Schritt S310 berechnet der erste Steuerungsteil 10 Informationen, die beim Berechnen des Steuersollwertes in dem zweiten Steuerungsteil 20 verwendbar sind, und tauscht diese mit dem zweiten Steuerungsteil 20 aus. Die Informationen, die ausgetauscht werden, können die erlaubte Strommenge zum Laden und Entladen der Batterie, die von dem ersten Steuerungsteil 10 berechnet wird, und der Fahrzeugfahrwiderstand, der von dem zweiten Steuerungsteil 20 berechnet wird, sein. Der Fahrzeugfahrwiderstand kann auf der Grundlage der Beschleunigung des Fahrzeugs berechnet werden, wenn der Verbrennungsmotor 33 und/oder der Elektromotor 34 ein bestimmtes Drehmoment erzeugt.
Der erste Steuerungsteil 10 berechnet in Schritt S320 den Steuersollwert jeder fahrzeugeigenen Vorrichtung, wobei ein beispielhaftes Berechnungsverfahren dafür in 2 gezeigt und oben beschrieben ist.
Im anschließenden Schritt S330 erfasst der erste Steuerungsteil 10 den Fahrzeugzustand auf der Grundlage der Erfassungssignale der Sensoren und überprüft, ob der erfasste Fahrzeugzustand einem Zustand entspricht, in dem der erste Steuerungsteil 10 als Hauptsteuerungsteil betrieben werden sollte. Wenn bestimmt wird, dass der erste Steuerungsteil 10 als Hauptsteuerungsteil betrieben werden sollte, führt der erste Steuerungsteil 10 Schritt S360 aus. Wenn bestimmt wird, dass der erste Steuerungsteil 10 als Nebensteuerungsteil betrieben werden sollte, führt der erste Steuerungsteil 10 Schritt S340 aus. Der erste Steuerungsteil 10 tauscht mit dem zweiten Steuerungsteil 20 die Informationen aus, die angeben, ob der erste Steuerungsteil 10 der Hauptsteuerungsteil oder der Nebensteuerungsteil sein sollte, wie es oben beschrieben wurde.
In Schritt S340 erlangt der erste Steuerungsteil 10 den Steuersollwert von dem zweiten Steuerungsteil 20, der der Hauptsteuerungsteil ist. In Schritt S350 überprüft der erste Steuerungsteil 10, ob eine Differenz zwischen den Steuersollwerten, die von dem ersten Steuerungsteil 10 und dem zweiten Steuerungsteil 20 berechnet wurden, gleich oder größer als ein vorbestimmter Bezugswert ist. Die Schritte S340 und S350 werden als Überwachungsfunktion zum Überwachen des zweiten Steuerungsteils 20 ausgeführt.
Wenn in Schritt S350 bestimmt wird, dass die Differenz zwischen den Steuersollwerten gleich oder größer als der Bezugswert ist, ist es wahrscheinlich, dass der zweite Steuerungsteil 20 abnorm ist. Der erste Steuerungsteil 10 meldet daher in Schritt S370 dem zweiten Steuerungsteil 20 das Auftreten einer Abnormität. Auf einen Empfang dieser Meldung hin speichert der zweite Steuerungsteil 20 Änderungen der Steuersollwerte, die in der vorbestimmten Periode berechnet wurden, und ändert seinen Betriebsmodus in den Notfallfahrmodus. In Schritt S380 speichert der erste Steuerungsteil 10 außerdem Änderungen der Steuersollwerte, die in der vorbestimmten Periode vor dem Auftreten der Abnormität berechnet wurden, und ändert seinen Betriebsmodus in Schritt S390 in den Notfallfahrmodus.
In Schritt S360 überprüft der erste Steuerungsteil 10, der als Hauptsteuerungsteil betrieben wird, ob die Steuerung normal durchgeführt wird. Schritt S360 wird als Funktion einer Selbstdiagnose ausgeführt. Wenn bestimmt wird, dass die Steuerung nicht normal durchgeführt wird, führt der erste Steuerungsteil 10 die Schritte S370 bis S390 wie oben beschrieben aus. Wenn bestimmt wird, dass die Steuerung normal durchgeführt wird, führt der erste Steuerungsteil 10 Schritt S400 aus.
Der erste Steuerungsteil 10 überprüft in Schritt S400, ob es unmittelbar nach einer Änderung seines Zustands, das heißt, eines Zustandswechsels von dem Nebensteuerungsteil zu dem Hauptsteuerungsteil, ist. Wenn bestimmt wird, dass es unmittelbar nach der Änderung von dem Nebensteuerungsteil in den Hauptsteuerungsteil ist, führt der erste Steuerungsteil 10 Schritt S410 aus. Wenn bestimmt wird, dass es nicht unmittelbar nach der Änderung von dem Nebensteuerungsteil in den Hauptsteuerungsteil ist, führt der erste Steuerungsteil 10 Schritt S430 aus.
In Schritt S410 überprüft der erste Steuerungsteil 10, ob die Steuerwerte, die von dem zweiten Steuerungsteil 20 und dem ersten Steuerungsteil 10 für jede fahrzeugeigene Vorrichtung berechnet wurden, um mehr als ein vorbestimmter Wert vor und nach dem Wechsel des Zustands des Hauptsteuerungsteils und des Nebensteuerungsteils in mindestens einer der fahrzeugeigenen Vorrichtungen abweichen. Als Steuersollwert, der von dem zweiten Steuerungsteil 20 vor dem Wechsel des Zustands berechnet wird, kann der Steuersollwert, der in Schritt S340 in dem vorhergehenden Verarbeitungszyklus erlangt wurde, verwendet werden.
Wenn die Steuerung der fahrzeugeigenen Vorrichtung auf der Grundlage des Steuersollwertes, der von dem ersten Steuerungsteil 10 berechnet wird, gestartet wird, der in den Hauptsteuerungsteil gewechselt wurde, wenn mindestens einer der Steuersollwerte um mehr als den vorbestimmten Wert abweicht, vergrößert sich eine Zustandsänderung der fahrzeugeigenen Vorrichtung und erzeugt einen Auftreffstoß und Rauschen. Aus diesem Grund führt der erste Steuerungsteil 10 Schritt S420 in einem Fall aus, in dem in Schritt S410 bestimmt wird, dass mindestens einer der Steuersollwerte um mehr als der vorbestimmte Wert vor und nach dem Wechsel des Zustands des Steuerungsteils abweicht. Der erste Steuerungsteil 10 gibt in Schritt S420 einen Steuersollwert aus, der sich graduell von dem Steuersollwert, der von dem zweiten Steuerungsteil 20 vor dem Wechsel des Zustands berechnet wurde, in den Steuersollwert, der in Schritt S320 berechnet wurde, ändert, das heißt von dem zweiten Steuersollwert in den ersten Steuersollwert. Es ist somit möglich, die fahrzeugeigenen Vorrichtungen derart zu steuern, dass sich ihre jeweiligen Zustände sanft ändern.
Wenn bestimmt wird, dass es nicht unmittelbar nach dem Zustandswechsel ist oder sich die Steuersollwerte bei dem Zustandswechsel nicht so viel ändern bzw. geändert haben, führt der erste Steuerungsteil 10 Schritt S430 aus. In Schritt S430 gibt der erste Steuerungsteil 10 den Steuersollwert, wie er in Schritt S320 berechnet wurde, aus.
Das Fahrzeugsteuerungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann mit verschiedenen Änderungen und Modifikationen implementiert werden.
In dem Fall beispielsweise, in dem die Rollen des Hauptsteuerungsteils und des Nebensteuerungsteils zwischen dem ersten Steuerungsteil 10 und dem zweiten Steuerungsteil 20 in der oben beschriebenen Ausführungsform häufig gewechselt werden, ist es wahrscheinlich, dass das Fahrzeug nicht stabil gesteuert werden kann. Aus diesem Grund kann ein Wechsel der Rollen zwischen dem Hauptsteuerungsteil und dem Nebensteuerungsteil für eine vorbestimmte Zeitdauer bzw. Periode nach dem Wechsel der Rollen verhindert werden, und zwar sogar dann, wenn sich der Fahrzeugzustand in einen Zustand ändert, der einem Wechsel der Rollen entspricht.
In der oben beschriebenen Ausführungsform ist der erste Steuerungsteil 10 ausgelegt, den Verbrennungsmotor 33, den Elektromotor 34 und die Bremsvorrichtung 35 als Steuerobjektvorrichtungen gemäß der Steuerungsstrategie zum Optimieren des Energieverbrauches in dem Fahrzeug zu steuern, und der zweite Steuerungsteil 20 ist ausgelegt, diese Steuerobjektvorrichtungen entsprechend der Steuerungsstrategie zum Erzielen einer schnellen Reaktion des Fahrzeugs zu steuern.
Die Steuerobjektvorrichtungen können jedoch beliebige andere Vorrichtungen als die oben beispielhaft genannten Steuerobjektvorrichtungen sein. Entsprechend den Änderungen der Steuerobjektvorrichtungen können die Steuerungsstrategien des ersten Steuerungsteils 10 und des zweiten Steuerungsteils 20 geändert werden. Wenn die Klimaanlagenvorrichtung als Steuerobjektvorrichtung zum komfortablen Halten einer Fahrzeuginsassenraumbedingung gesteuert wird, kann die erste Steuerungsstrategie festgelegt werden, um eine Temperatur in einem Fahrzeuginsassenraum auf eine Solltemperatur zu steuern, und die zweite Steuerungsstrategie kann festgelegt werden, um eine Feuchtigkeit in dem Fahrzeuginsassenraum auf eine Sollfeuchtigkeit zu steuern. Die Klimaanlagenvorrichtung kann unter einer dieser Steuerungsstrategien gesteuert werden, die auf der Grundlage von Erfassungsergebnissen der Temperatur und der Feuchtigkeit in dem Fahrzeuginsassenraum und der Temperatur und der Feuchtigkeit außerhalb des Fahrzeuginsassenraums bestimmt werden.
Außerdem kann eine Lenkvorrichtung als Steuerobjektvorrichtung zusätzlich zu den oben beschriebenen Steuerobjektvorrichtungen beispielsweise hinzugefügt werden.
In diesem Fall können die erste Steuerungsstrategie zum automatischen Antreiben bzw. Fahren des Fahrzeugs und die zweite Steuerungsstrategie zum Durchführen einer hochentwickelten Fahrunterstützung wie beispielsweise eine Fahrt zum Folgen eines vorderen Fahrzeugs, eine Fahrspurhalteunterstützung, eine Kollisionsvermeidung und Ähnliches unter manueller Fahrsteuerung durch den Fahrer als Steuerungsstrategien für derartige fahrzeugeigene Vorrichtungen festgelegt werden. Das Fahrzeug kann unter einer dieser Steuerungsstrategien gesteuert werden. Es kann beispielsweise die zweite Strategie ausgewählt werden, wenn sich die Erfassungsgenauigkeit der Umgebungsbedingung aufgrund von schlechtem Wetter verringert, und es kann die erste Strategie in anderen Situationen ausgewählt werden.
Außerdem ist der Rollenüberprüfungsteil, der die Rollen der Steuerungsteile auf der Grundlage des Fahrzeugzustands bestimmt, in der oben beschriebenen Ausführungsform in mindestens einem aus dem ersten Steuerungsteil 10 und dem zweiten Steuerungsteil 20 vorhanden. Der Rollenüberprüfungsteil kann jedoch außerhalb des ersten Steuerungsteils 10 und des zweiten Steuerungsteils 20 derart angeordnet sein, dass dieser jeweilige Rollen für den ersten Steuerungsteil 10 und den zweiten Steuerungsteil 20 anweist bzw. instruiert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2010262432 A [0002]

Claims

Fahrzeugsteuerungssystem zum Steuern mindestens einer fahrzeugeigenen Vorrichtung (33 - 35), die in einem Fahrzeug montiert ist, wobei das Fahrzeugsteuerungssystem aufweist: einen ersten Steuerungsteil (10) zum Berechnen eines Steuersollwertes zum Steuern der fahrzeugeigenen Vorrichtung auf der Grundlage einer ersten Steuerungsstrategie; und einen zweiten Steuerungsteil (20) zum Berechnen des Steuersollwertes zum Steuern der fahrzeugeigenen Vorrichtung auf der Grundlage einer zweiten Steuerungsstrategie, die sich von der ersten Steuerungsstrategie unterscheidet, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Grundlage eines Fahrzeugzustands des Fahrzeugs einer aus dem ersten Steuerungsteil (10) und dem zweiten Steuerungsteil (20) als ein Hauptsteuerungsteil festgelegt wird und der andere aus dem ersten Steuerungsteil (10) und dem zweiten Steuerungsteil (20) als ein Nebensteuerungsteil festgelegt wird; der Hauptsteuerungsteil die fahrzeugeigene Vorrichtung entsprechend dem Steuersollwert des Hauptsteuerungsteils steuert; und der Nebensteuerungsteil eine Abnormität des Hauptsteuerungsteils auf der Grundlage eines Vergleiches des Steuersollwertes des Nebensteuerungsteils mit dem Steuersollwert des Hauptsteuerungsteils überwacht.
Fahrzeugsteuerungssystem nach Anspruch 1, das außerdem aufweist: einen Speicherteil (13, 23) zum Speichern des Steuersollwertes des Hauptsteuerungsteils und des Steuersollwertes des Nebensteuerungsteils, wenn der Nebensteuerungsteil die Abnormität des Hauptsteuerungsteils erfasst.
Fahrzeugsteuerungssystem nach Anspruch 2, wobei der erste Steuerungsteil (10) und der zweite Steuerungsteil (20) eine jeweilige Selbstüberwachungsfunktion zum Überprüfen, ob eine jeweilige Steuerung auf der Grundlage der jeweiligen ersten Steuerungsstrategie oder zweiten Steuerungsstrategie normal ausgeführt wird, enthalten; und der Speicherteil (13, 23) die Steuersollwerte des ersten Steuerungsteils (10) und des zweiten Steuerungsteils (20) speichert, wenn die Abnormität durch die Selbstüberwachungsfunktion von mindestens einem aus dem ersten Steuerungsteil (10) und dem zweien Steuerungsteil (20) erfasst wird.
Fahrzeugsteuerungssystem nach Anspruch 2 oder 3, wobei der erste Steuerungsteil (10) und der zweite Steuerungsteil (20) jeweils die Steuersollwerte entsprechend der jeweiligen ersten Steuerungsstrategie oder zweiten Steuerungsstrategie auf der Grundlage von unterschiedlichen Eingangsinformationen berechnen; und der Speicherteil (13, 23) die Eingangsinformationen, die dem ersten Steuerungsteil (10) und dem zweiten Steuerungsteil (20) zur Berechnung der Steuersollwerte zugeführt werden, zusammen mit den Steuersollwerten speichert.
Fahrzeugsteuerungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der erste Steuerungsteil (10) in einer ersten elektronischen Steuereinheit und der zweite Steuerungsteil (20) in einer zweiten elektronischen Steuereinheit montiert ist; der Speicherteil (13, 23) einen ersten Speicherteil (13) zum Speichern des Steuersollwertes des ersten Steuerungsteils (10) und einen zweiten Speicherteil (23) zum Speichern des Steuersollwertes des zweiten Steuerungsteils (20) enthält; und der erste Speicherteil (13) in der ersten elektronischen Steuereinheit und der zweite Speicherteil (23) in der zweiten elektronischen Steuereinheit angeordnet ist.
Fahrzeugsteuerungssystem nach Anspruch 5, wobei die erste elektronische Steuereinheit außerdem einen ersten speziellen Verarbeitungsteil (15) zum Ausführen einer ersten speziellen Verarbeitung betreffend die erste Steuerungsstrategie aufweist; und die zweie elektronische Steuereinheit außerdem einen zweiten speziellen Verarbeitungsteil (25) zum Ausführen einer zweiten speziellen Verarbeitung betreffend die zweite Steuerungsstrategie aufweist, die sich von der ersten speziellen Verarbeitung unterscheidet.
Fahrzeugsteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei wenn Rollen des Hauptsteuerungsteils und des Nebensteuerungsteils zwischen dem ersten Steuerungsteil (10) und dem zweiten Steuerungsteil (20) jeweils in einen neuen Nebensteuerungsteil und einen neuen Hauptsteuerungsteil gewechselt werden, der neue Hauptsteuerungsteil einen neuen Steuersollwert erzeugt, der sich graduell von dem Steuersollwert, der unmittelbar vor einem Rollenwechsel berechnet wurde, in den neuen Steuersollwert ändert, wenn der neue Steuersollwert von dem Steuersollwert, der unmittelbar vor dem Rollenwechsel berechnet wurde, abweicht.
Fahrzeugsteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei wenn Rollen des Hauptsteuerungsteils und des Nebensteuerungsteils zwischen dem ersten Steuerungsteil (10) und dem zweiten Steuerungsteil (20) in einen neuen Nebensteuerungsteil und einen neuen Hauptsteuerungsteil gewechselt werden, ein Rollenwechsel zwischen dem ersten Steuerungsteil (10) und dem zweiten Steuerungsteil (20) eine vorbestimmte Zeitdauer ab einem vorhergehenden Rollenwechsel zwischen dem ersten Steuerungsteil (10) und dem zweiten Steuerungsteil (20) verhindert wird.
Fahrzeugsteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der erste Steuerungsteil (10) und der zweite Steuerungsteil (20) Informationen austauschen, die zum Steuern der fahrzeugeigenen Vorrichtung verwendbar sind; und der erste Steuerungsteil (10) und der zweite Steuerungsteil (20) die Steuersollwerte auf der Grundlage von erlangten Informationen berechnen.