JP2010037986A - アナログ電圧のデータ処理方法及び車両動作制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動作制御に不適切なデータを排除して、平均化されたデータ値を得る。
【解決手段】電子制御ユニット４には、エンジン回転数、アクセル開度等の車両の動作状態に応じた検出信号が入力されると共に、車両用バッテリ１２のバッテリ電圧が入力され、複数の検出信号に基づいて実行される車両動作の制御に、バッテリ電圧値が反映されるよう構成されており、バッテリ電圧は、所定数α個サンプリングされる度に、サンプリングデータの内、最大値と最小値のものが除去され、算用のデータの平均値が、車両の動作制御において、制御信号の補正などに用いられるようになっている。
【選択図】図３

Description

本発明は、アナログ電圧のデータ処理方法に係り、特に、簡易に適切な平均値データの取得と、そのようなアナログ電圧のデータ処理方法が実現される車両動作制御装置の提供を図ったものに関する。

外部からの様々な入力信号に基づいて、所望の動作制御が行われるよう構成された電子装置の一つとして、例えば、自動車両のエンジンや燃料噴射制御等の様々な動作制御が実行可能に構成された車両動作制御装置を挙げることができる。かかる車両動作制御装置において、バッテリ電圧の変動は、重要な制御要素であり、例えば、バッテリ電圧の瞬時値を読み込み、燃料噴射制御に加味するようしたものなどが提案されている（例えば、特許文献１等参照）。

例えば、上述のようなアナログ電圧を、装置の動作制御におけるデータとして供する場合、その処理方法としては、所定の条件でサンプリングしたサンプリング値をその都度用いる方法や、所定数のサンプリング値の平均値を用いる方法、さらには、所定数のサンプリング値の中央値を用いる方法などがあることは、従来から知られている通りである。

特開２０００−２９１４７３号公報（第５−９頁、図１−図５）

ところで、様々な電子回路からなる上述のような車両動作制御装置にあっては、バッテリ電圧のサンプリング値が、予期しない何らかの原因により突発的に大きな値、又は、小さな値を示すことがある。しかし、車両動作制御装置にあっては、車両動作の安全性等の観点等から、そのような突出したサンプリング値を用いることなく、制御に適する平均値や中央値に準じたデータを得ることが必要とされる。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、動作制御に不適切なデータを排除して、平均化されたデータ値を得ることのできるアナログ電圧のデータ処理方法及び車両動作制御装置を提供するものである。

上記本発明の目的を達成するため、本発明に係るアナログ電圧のデータ処理方法は、
車両の動作状態に応じた複数の検出信号が入力されると共に、車両用バッテリのバッテリ電圧が入力され、前記複数の検出信号に基づいて実行される車両動作の制御に、前記バッテリ電圧値を反映可能に構成されてなる車両動作制御装置におけるアナログ電圧のデータ処理方法であって、
前記バッテリ電圧を所定数サンプリングする度に、当該サンプリングデータの中の突出した値のデータを廃棄し、残余のデータの平均値を、車両動作に供するよう構成されてなるものである。
また、上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る車両動作制御装置は、
車両の動作状態に応じた複数の検出信号が入力されると共に、車両用バッテリのバッテリ電圧が入力され、前記複数の検出信号に基づいて実行される車両動作の制御に、前記バッテリ電圧値を反映可能に構成されてなる車両動作制御装置であって、
前記バッテリ電圧を所定数サンプリングする度に、当該サンプリングデータの中の突出した値のデータを廃棄し、残余のデータの平均値を、車両動作に供するよう構成されてなるものである。

本発明によれば、複数のサンプリングデータの中の突出した値を廃棄し、残りのデータの平均値を用いるようにしたので、動作制御に不適切なデータを排除して平均化されたデータを得ることができ、より適切な動作制御が可能となるという効果を奏するものである。

以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図８を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態におけるアナログ電圧のデータ処理方法が適用される車両動作制御装置としてのコモンレール式燃料噴射制御装置の構成例について、図１を参照しつつ説明する。
このコモンレール式燃料噴射制御装置は、高圧燃料の圧送を行う高圧ポンプ装置５０と、この高圧ポンプ装置５０により圧送された高圧燃料を蓄えるコモンレール１と、このコモンレール１から供給された高圧燃料をディーゼルエンジン（以下「エンジン」と称する）３の気筒へ噴射供給する複数の燃料噴射弁２−１〜２−ｎと、燃料噴射制御などを実行する電子制御ユニット（図１においては「ＥＣＵ」と表記）４を主たる構成要素として構成されたものとなっている。かかる構成自体は、従来から良く知られているこの種の燃料噴射制御装置の基本的な構成と同一のものである。

高圧ポンプ装置５０は、供給ポンプ５と、流量制御弁６と、高圧ポンプ７とを主たる構成要素として構成されてなる公知・周知の構成を有してなるものである。
かかる構成において、燃料タンク９の燃料は、供給ポンプ５により汲み上げられ、流量制御弁６を介して高圧ポンプ７へ供給されるようになっている。ここで、流量制御弁６には、電磁式比例制御弁が用いられ、その通電量が電子制御ユニット４に制御されることで、高圧ポンプ７への燃料の流量、換言すれば、高圧ポンプ７の吐出量が調整されるものとなっている。
なお、供給ポンプ５の出力側と燃料タンク９との間には、戻し弁８が設けられており、供給ポンプ５の出力側の余剰燃料を燃料タンク９へ戻すことができるようになっている。

燃料噴射弁２−１〜２−ｎは、エンジン３の気筒毎に設けられており、それぞれコモンレール１から高圧燃料の供給を受け、電子制御ユニット４による噴射制御によって燃料噴射を行うようになっている。

電子制御ユニット４は、例えば、公知・周知の構成を有してなるマイクロコンピュータ（図示せず）を中心に、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子（図示せず）を有すると共に、燃料噴射弁２−１〜２−ｎを駆動するための駆動回路（図示せず）や、流量制御弁６へ通電を行うための通電回路（図示せず）を主たる構成要素として構成されたものとなっている。
かかる電子制御ユニット４には、エンジン３の動作制御等のために、エンジン回転数やアクセル開度、コモンレール１の実際のレール圧などが、図示されないセンサを介して外部から入力されるようになっている。

なお、電子制御ユニット４には、イグニッションスイッチ１１を介して車両用バッテリ１２の電圧が印加されて、その内部において、図示されない電源回路により、車両用バッテリ１２の電圧以外の必要とされる電圧が車両用バッテリ１２の電圧を基に生成されるようになっている。

図２には、電子制御ユニット４におけるソフトウェア処理の実行によって求められる燃料噴射弁２−１〜２−ｎの通電時間の算出手順が、機能ブロックで示されており、以下、同図を参照しつつ、その算出手順について説明する。
まず、電子制御ユニット４に入力されたアクセル開度Acc及びエンジン回転数Ｎｅに基づいて、燃料噴射弁２−１〜２−ｎによってエンジン３へ噴射されるべき燃料の目標噴射量Ｑが、予め記憶されているマップを用いたマップ演算により算出される。次いで、算出された目標噴射量Ｑと電子制御ユニット４に入力され実際のレール圧Ｐactとに基づいて、燃料噴射弁２−１〜２−ｎの通電時間が、予め記憶されているマップを用いたマップ演算により算出される。

そして、車両用バッテリ１２の電圧Ｖｂの変動を考慮した通電時間の補正が行われ、補正された通電時間が得られ、図示されない駆動回路を介して、補正された通電時間で燃料噴射弁２−１〜２−ｎの通電が行われるものとなっている。
ここで、通電時間の補正には、後述するように求められた車両用バッテリ１２のバッテリ電圧Ｖｂの平均値が用いられるものとなっている。

図３には、本発明の実施の形態におけるアナログ電圧のデータ処理方法としてのバッテリ電圧平均値処理の手順を示すザブルーチンフローチャートが示されており、以下、同図を参照しつつ、その内容について説明する。
処理が開始されると、最初に、電子制御ユニット４によるバッテリ電圧Ｖｂの読み込み（サンプリング）が行われる（図３のステップＳ１０２参照）。
このサンプリングは、そのサンプリング回数Ｎが所定値αとなるまで行われ（図３のステップＳ１０４参照）ものとなっている。ここで、所定値αは、少なくとも３以上の値に設定されるのが好ましい。

そして、サンプリングが所定回数α行われると、α個のバッテリ電圧Ｖｂのサンプリングデータの並べ替えが行われる（図３のステップＳ１０６参照）。なお、並べ替えは、最大値から順に並び替えても、又、最小値から順に並び替えても、いずれでもよい。
次いで、並び替えられたα個のデータの最大値と最小値が破棄され（図３のステップＳ１０８参照）、（α−２）個のバッテリ電圧Ｖｂのサンプリング値の平均値が算出されることとなる（図３のステップＳ１１０参照）。
ステップＳ１１０の処理後は、一旦、図示されないメインルーチンへ戻り、他の処理実行の後、再度、図３の一連の処理が繰り返されることとなる。

次に、上述したようなバッテリ電圧Ｖｂのサンプリング値の平均値（以下、便宜的に「バッテリ電圧Ｖｂの平均値」と称する）を、車両の動作制御に用いた他の例について、図４に示された機能ブロック図を参照しつつ説明する。
図４は、アイドル目標回転数演算処理において、バッテリ電圧Ｖｂの平均値を用いる例であり、電子制御ユニット４において実行されるアイドル目標回転数演算処理のソフトウェア処理の内容を機能ブロックで示したものである。
まず、アイドル目標回転数が、電子制御ユニット４に入力されたアクセル開度Acc、エンジン回転数Ｎｅ及び車速Ｖｃに基づいて、予め定められた演算式によって演算、算出される。

アイドル回転数は、エンジンストールの防止等の観点から、最低限の回転数を維持するため、最低回転規制が行われるようになっている。すなわち、上述したアイドル目標回転数が、バッテリ電圧Ｖｂの平均値に応じて定まる最低回転数以下となる場合には、この最低回転数がアイドル目標回転数とされる一方、アイドル目標回転数がこの最低回転数を超える場合には、何ら規制を受けることなく、そのアイドル目標回転数が、アイドル回転制御に用いられるようになっている。

次に、バッテリ電圧Ｖｂの平均値を、吸気スロットル（図示せず）の回動を行う吸気スロットルアクチュエータの駆動制御に用いた場合の例について、図５に示された機能ブロック図を参照しつつ説明する。
図５は、吸気スロットルアクチュエータの駆動制御処理において、バッテリ電圧Ｖｂの平均値を用いる例であり、電子制御ユニット４において実行される吸気スロットルアクチュエータのデューティ比演算処理のソフトウェア処理の内容を機能ブロックで示したものである。
まず、本発明の実施の形態における図示されない吸気スロットルアクチュエータは、その通電量を制御することで、エンジン３への吸気を行う吸気管内に設けられた吸気スロットルの回動位置を変えることができるようになっているものであある。そして、その通電量は、繰り返し周期一定で印加されるパルス信号のパルス幅を変えるいわゆるデューティ比制御によって調整されるものとなっている。

図５は、そのデューティ比制御におけるデューティ比演算処理の内容を示すもので、まず、エンジン回転数Ｎｅ及びギア位置に基づいて吸気スロットル（図示せず）の開度が所定の演算式により演算、算出される。
そして、算出されたスロットル開度に基づいて、吸気スロットルアクチュエータの通電の際のデューティ比が、所定の演算式、又は、マップにより演算、算出される。

次いで、算出されたデューティ比は、バッテリ電圧Ｖｂの平均値によって補正され、補正デューティ比として、吸気スロットルアクチュエータの通電に用いられるものとなっている。

次に、バッテリ電圧Ｖｂの平均値を、ＥＧＲ（排気ガス再循環）バルブ（図示せず）の駆動制御に用いた場合の例について、図６に示された機能ブロック図を参照しつつ説明する。
図６は、ＥＧＲバルブの駆動制御処理において、バッテリ電圧Ｖｂの平均値を用いる例であり、電子制御ユニット４において実行されるＥＧＲバルブのデューティ比演算処理のソフトウェア処理の内容を機能ブロックで示したものである。
まず、本発明の実施の形態における図示されないＥＧＲバルブは、電磁式のアクチュエータを有し、そのアクチュエータの通電量を制御することで、ＥＧＲバルブの開度が決定されるものとなっているもので、その通電量は、繰り返し周期一定で印加されるパルス信号のパルス幅を変えるいわゆるデューティ比制御によって調整されるものとなっている。

図６は、そのデューティ比制御におけるデューティ比演算処理の内容を示すもので、まず、エンジン回転数Ｎｅ、燃料噴射量Ｑ及び実際の吸入空気量Ｍactに基づいて、ＥＧＲバルブ開度が所定の演算式により演算、算出される。
そして、算出されたＥＧＲバルブ開度に基づいて、ＥＧＲバルブ通電の際のデューティ比が、所定の演算式、又は、マップにより演算、算出される。
次いで、算出されたデューティ比は、バッテリ電圧Ｖｂの平均値によって補正され、補正デューティ比として、ＥＧＲバルブの通電に用いられるものとなっている。

次に、バッテリ電圧Ｖｂの平均値を、流量制御弁６の駆動制御に用いた場合の例について、図７に示された機能ブロック図を参照しつつ説明する。
図７は、流量制御弁６の駆動制御処理において、バッテリ電圧Ｖｂの平均値を用いる例であり、電子制御ユニット４において実行される流量制御弁６のデューティ比演算処理のソフトウェア処理の内容を機能ブロックで示したものである。
まず、本発明の実施の形態における流量制御弁６は、その通電量を制御することでその弁開度が決定されるものとなっているもので、その通電量は、繰り返し周期一定で印加されるパルス信号のパルス幅を変えるいわゆるデューティ比制御によって調整されるものとなっている。

図７は、そのデューティ比制御におけるデューティ比演算処理の内容を示すもので、まず、実レール圧Ｐact、目標レール圧Ｐset及び流量制御弁６の実電流Ｉactに基づいて、流量制御弁６のデューティ比が所定の演算式により演算、算出される。なお、ここで、目標レール圧Ｐsetは、電子制御ユニット４において、エンジン回転数、アクセル開度等に基づいて、所定の演算式やマップにより算出されるレール圧の目標値である。
そして、算出されたデューティ比は、バッテリ電圧Ｖｂの平均値によって補正され、補正デューティ比として、流量制御弁６の通電に用いられるものとなっている。

次に、バッテリ電圧Ｖｂの平均値を、コモンレール１のレール圧制御に用いた場合の例について、図８に示された機能ブロック図を参照しつつ説明する。
図８は、レール圧制御処理において、バッテリ電圧Ｖｂの平均値を用いる例であり、電子制御ユニット４においてソフトウェア処理として実行されるレール圧演算の内容を機能ブロックで示したものである。

電子制御ユニット４に入力されたエンジン回転数Ｎｅ、アクセル開度Acc等のエンジン動作状態を示す複数のデータに基づいて、目標レール圧が、所定の演算式により算出される。
そして、算出された目標レール圧は、バッテリ電圧Ｖｂの平均値によって補正され、補正目標レール圧として、コモンレール１のレール圧制御に用いられるようになっている。

本発明の実施の形態におけるアナログ電圧のデータ処理方法が適用される車両動作制御装置としてのコモンレール式燃料噴射制御装置の構成例を示す構成図である。 図１に示されたコモンレール式燃料噴射制御装置の電子制御ユニットにおいてソフトウェア処理として実行される流量制御弁の通電時間算出処理の内容を示す機能ブロック図である。 本発明の実施の形態におけるアナログ電圧のデータ処理方法としてのバッテリ電圧平均値処理の手順を示すサブルーチンフローチャートである。 図１に示されたコモンレール式燃料噴射制御装置の電子制御ユニットにおいてソフトウェア処理として実行されるアイドル目標回転数演算処理の内容を示す機能ブロック図である。 図１に示されたコモンレール式燃料噴射制御装置の電子制御ユニットにおいてソフトウェア処理として実行される吸気スロットルアクチュエータのデューティ比演算処理の内容を示す機能ブロック図である。 図１に示されたコモンレール式燃料噴射制御装置の電子制御ユニットにおいてソフトウェア処理として実行されるＥＧＲバルブのデューティ比演算処理の内容を示す機能ブロック図である。 図１に示されたコモンレール式燃料噴射制御装置の電子制御ユニットにおいてソフトウェア処理として実行される流量制御弁のデューティ比演算処理の内容を示す機能ブロック図である。 図１に示されたコモンレール式燃料噴射制御装置の電子制御ユニットにおいてソフトウェア処理として実行されるレール圧演算処理の内容を示す機能ブロック図である。

符号の説明

１…コモンレール
２−１〜２−ｎ…燃料噴射弁
４…電子制御ユニット
６…流量制御弁
７…高圧ポンプ

Claims (6)

1. 車両の動作状態に応じた複数の検出信号が入力されると共に、車両用バッテリのバッテリ電圧が入力され、前記複数の検出信号に基づいて実行される車両動作の制御に、前記バッテリ電圧値を反映可能に構成されてなる車両動作制御装置におけるアナログ電圧のデータ処理方法であって、
   前記バッテリ電圧を所定数サンプリングする度に、当該サンプリングデータの中の突出した値のデータを廃棄し、残余のデータの平均値を、車両動作に供することを特徴とするアナログ電圧のデータ処理方法。
2. 所定数のサンプリングデータの内、最大値と最小値のものを突出した値のデータとすることを特徴とする請求項１記載のアナログ電圧のデータ処理方法。
3. 車両動作の制御は、燃料噴射制御であって、当該燃料噴射制御は、少なくともアクセル開度及びエンジン回転数に基づいて目標燃料噴射量を演算、算出し、当該算出された目標燃料噴射量と、実レール圧に基づいて、燃料噴射弁の通電時間を演算、算出するものである一方、
   バッテリ電圧値の車両動作の制御への反映は、当該バッテリ電圧の平均値に応じて前記燃料噴射弁の通電時間の補正を行うことを特徴とする請求項２記載のアナログ電圧のデータ処理方法。
4. 車両の動作状態に応じた複数の検出信号が入力されると共に、車両用バッテリのバッテリ電圧が入力され、前記複数の検出信号に基づいて実行される車両動作の制御に、前記バッテリ電圧値を反映可能に構成されてなる車両動作制御装置であって、
   前記バッテリ電圧を所定数サンプリングする度に、当該サンプリングデータの中の突出した値のデータを廃棄し、残余のデータの平均値を、車両動作に供するよう構成されてなることを特徴とする車両動作制御装置。
5. 所定数のサンプリングデータの内、最大値と最小値のものを突出した値のデータとすることを特徴とする請求項４記載の車両動作制御装置。
6. 車両動作の制御は、燃料噴射制御であって、当該燃料噴射制御は、少なくともアクセル開度及びエンジン回転数に基づいて目標燃料噴射量を演算、算出し、当該算出された目標燃料噴射量と、実レール圧に基づいて、燃料噴射弁の通電時間を演算、算出するものである一方、
   バッテリ電圧値の車両動作の制御への反映は、当該バッテリ電圧の平均値に応じて前記燃料噴射弁の通電時間の補正を行うことを特徴とする請求項５記載の車両動作制御装置。

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