JP2014159766A

JP2014159766A - 移動体用制御システム

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Publication number: JP2014159766A
Application number: JP2013030272A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Nanba; 秀彰難波
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-02-19
Filing date: 2013-02-19
Publication date: 2014-09-04
Also published as: CN103993969A; US20140236392A1

Abstract

【課題】車両のような移動体に高性能な電子制御装置を搭載せずとも、複雑な演算処理が必要な高度な制御則に従って制御対象機器を制御することが可能な移動体用制御システムを提供する。
【解決手段】エンジンＥＣＵ２２０では、相対的に演算量の少ない第１制御則に従って第１制御信号が算出され、外部センター１００では、第１制御則よりも高度化され、相対的に演算量が多い第２制御則に従って第２制御信号が算出される。第１制御信号と第２制御信号とのいずれの制御信号を用いるかを決定するために、エンジンＥＣＵ２２０は、外部センター１００との通信状態を参照する。つまり、エンジンＥＣＵ２２０は、外部センター１００とのデータ通信が良好であるか、不良であるかに応じて、第１制御信号と第２制御信号とのいずれを、ＩＳＣバルブ１５の制御信号として用いるかを切り替える。
【選択図】図４

Description

本発明は、移動体に搭載された制御対象機器を制御するための移動体用制御システムに関する。

例えば、特許文献１には、移動体としての車両に搭載されたエンジンのアイドル回転数を目標回転数に制御するための制御装置が開示されている。この制御装置では、一般的なＰＩＤ制御よりも高度な制御則である状態フィードバック制御を用いることで、制御性能の向上を図っている。

特開平５−２４８２９１号公報

上述した状態フィードバック制御では、例えば、エンジンの動特性モデルを予め設定し、オブザーバと呼ばれる状態観測器によってエンジンの状態量を推定し、エンジンの動特性モデルの次数に応じた複数の状態量に対してフィードバックゲインを決定し、フィードバック制御が行われる。

このような状態フィードバック制御を用いることにより、ＰＩＤ制御に比較して、制御性を向上することができる。しかし、その反面、エンジン状態量の推定やフィードバックゲインの決定のための複雑な演算処理をリアルタイムに行う必要が生じる。そのため、車載電子制御装置（ＥＣＵ）として、複雑な演算処理を高速に実行することが可能な高性能なＥＣＵを用いる必要が生じ、コストアップを招いてしまうという問題がある。

本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、車両のような移動体に高性能な電子制御装置を搭載せずとも、複雑な演算処理が必要な高度な制御則に従って制御対象機器を制御することが可能な移動体用制御システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本願発明による、移動体に搭載された制御対象機器を制御するための移動体用制御システムは、
移動体に設けられ、制御対象機器を制御する上で必要となる情報に基づき、第１制御則に従って、第１制御信号を生成する第１制御信号生成部（２２０）と、
移動体の外部に設置され、移動体とデータ通信を行う通信部（１１０）と、通信部を介して移動体から取得した制御対象機器を制御する上で必要となる情報に基づき、第１制御則よりも高度化された第２制御則に従って、第２制御信号を生成する第２制御信号生成部（１２０）と、を備える外部センター（１００）と、
移動体に設けられ、当該移動体と外部センターとの間の通信状態を判別する判別手段（Ｓ１４０）と、
判別手段により、通信状態が良好と判別されているときには、第２制御信号生成部によって生成された第２制御信号を制御対象機器を制御するための制御信号とし、通信状態が不良と判別されているときには、第１制御信号生成部によって生成された第１制御信号を制御対象機器を制御するための制御信号とする制御信号切替手段（Ｓ１５０、Ｓ１８０）と、を備えることを特徴とする。

上記のように、本願発明では、第１制御則に従って第１制御信号を生成する、相対的に簡単な演算処理を行えば良い第１制御信号生成部だけが移動体に設けられ、第２制御則に従って第２制御信号を生成する、相対的に複雑な演算処理が必要な第２制御信号生成部は、外部センターに設けられる。このため、移動体に高性能な電子制御装置を搭載する必要はない。そして、移動体と外部センターとの通信が良好である限り、第２制御信号生成部によって生成された第２制御信号を、制御対象機器を制御するための制御信号として用いる。従って、制御対象機器の制御性能の向上を図ることができる。さらに、通信状態が不良である場合には、制御対象機器を制御するための制御信号が、第１制御信号に切り替えられる。このため、通信不良により、外部センターから第２制御信号を正しく受信できない場合であっても、制御対象機器に対する制御を継続することができる。

なお、上記括弧内の参照番号は、本発明の理解を容易にすべく、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、なんら本発明の範囲を制限することを意図したものではない。

また、上述した特徴以外の本発明の特徴に関しては、後述する実施形態の説明及び添付図面から明らかになる。

実施形態による移動体用制御システムの全体構成を概略的に示した構成図である。エンジン１０の具体的な構成の一例を示す構成図である。エンジンＥＣＵにおいて実行される処理を示すフローチャートである。エンジンＥＣＵの制御信号の切り替え、及び外部センターにおける第２制御信号の算出方法について説明するためのブロック図である。空気流量を駆動デューティ比に変換するためのマップの一例を示す図である。つなぎ制御について説明するための説明図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態による移動体用制御システムの全体構成を概略的に示した構成図である。なお、本実施形態では、移動体用制御システムを、車両のエンジンのアイドル回転数を目標回転数に制御するために適用した例について説明する。

図１に示すように、本実施形態による移動体用制御システムは、主に、外部センター１００と、車両側制御装置２００とからなる。

外部センター１００は、各車両の通信モジュール２１０と送受信処理を行う通信部１１０、各車両のエンジン１０のアイドル回転数を目標回転数に一致させるための第２制御信号を算出するサーバ１２０、及び各車両のエンジン１０の動特性モデルを含み、状態フィードバック制御を行うための制御則（第２制御則）を保存するデータベース１３０とを備えている。

通信部１１０は、各車両の通信モジュール２１０から、エンジン１０の回転数（Ｎｅ）に加え、目標回転数を設定するための情報（例えば、エンジン水温、エアコン信号、電気負荷信号など）を受信する。なお、通信部１１０は、車両から、目標回転数そのものを取得しても良い。さらに、通信部１１０は、サーバ１２０により第２制御信号が算出されると、その第２制御信号を対応する車両の通信モジュール２１０に送信する。

サーバ１２０は、上記した各種の情報に基づいて、アイドリング時の目標回転数を設定する。さらに、目標回転数と実際のアイドル回転数との差に基づき、データベース１３０に保存された第２制御則に従って、第２制御信号を算出する。この第２制御信号により、後述するＩＳＣバルブ１５の開度を制御することにより、状態フィードバック制御が実行される。その結果、実際のアイドル回転数を目標回転数に精度良く一致させることができる。

車両側制御装置２００は、外部センター１００と通信を行うための通信モジュール２１０と、この通信モジュール２１０とＬＡＮ接続された、エンジンＥＣＵ２２０を含む各種の制御ＥＣＵ２２０〜２４０とを備えている。従って、各制御ＥＣＵ２２０〜２４０は、通信モジュール２１０を介して、外部センター１００と通信することが可能であるとともに、ＥＣＵ相互間で通信を行うことも可能である。このようなＥＣＵ相互間の通信を通じて、エンジンＥＣＵ２２０は、エアコン信号、電気負荷信号、などの情報を取得する。

次に、エンジン１０の具体的な構成の一例を、図２に基づいて説明する。図２において、エンジン１０の吸気管１１の最上流部には、エアクリーナ（図示せず）が設けられている。そのエアクリーナの下流側には、各気筒の吸入空気量を検出するためのエアフロメータ（図示せず）が設けられている。このエアフロメータは、吸気管１１内の気体の流量を検出し、その検出結果をエンジンＥＣＵ２２０に出力する。

エアフロメータの下流側には、吸気管１１の吸気通路を開閉してエンジン１０の各気筒に導入される吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ１２が設けられている。このスロットルバルブ１２の開度は、エンジンＥＣＵ２２０からの信号により作動するＤＣモータ等のスロットルアクチュエータ１３によって調節される。吸気管１１には、スロットルバルブ１２を迂回するように、スロットルバルブ１２の上流側と下流側とを接続する分岐通路１４が形成されている。この分岐通路１４には、当該分岐通路を通過する空気量を調節するための、例えばデューティソレノイド弁などからなるＩＳＣバルブ１５が設けられている。

スロットルバルブ１２の下流側にはサージタンク１６が設けられ、このサージタンク１６には、吸気管１１内の圧力（負圧）を検出するための吸気圧センサ（図示せず）が設けられている。また、サージタンク１６には、エンジン１０の各気筒の燃料室に空気を導入する吸気マニホールド１８が接続されている。吸気マニホールド１８の各気筒の吸気ポート１８ａ周辺には、燃料を噴射供給する電磁駆動式の燃料噴射弁１９が取り付けられている。そして、エンジン１０の吸気ポート１８ａおよび排気ポート２７ａにはそれぞれ吸気バルブ２０および排気バルブ２１が設けられている。

シリンダブロック２２には円筒状のシリンダ内壁面が形成され、その下方にクランクケースが形成されており、シリンダ内壁面内にはクランクシャフトに連結されたピストン２３が図中の上下方向に摺動可能に収容されている。また、クランクケースの下部にはエンジンオイルを貯留するためのオイルパンが形成されている。そして、シリンダ内壁面と、ピストン２３の上端面と、シリンダヘッド２４の内周面により各気筒の燃焼室２５が区画形成されている。

エンジン１０のシリンダヘッド２４には、気筒毎に点火プラグ２６が取り付けられている。点火プラグ２６には、点火コイル等よりなる点火装置を通じて、目標とする点火時期において高電圧が印加される。この高電圧の印加により、各点火プラグ２６の対向電極間に火花放電が発生し、燃焼室２５内に導入された空気と燃料との混合気が着火され燃焼される。なお、エンジン１０のシリンダブロック２２には、冷却水温を検出する冷却水温センサ（図示せず）が取り付けられている。

エンジン１０の運転時に、吸気バルブ２０が開放されると、燃料噴射弁１９による噴射燃料と、吸入空気との混合気が燃焼室２５内に導入される。そして、排気バルブ２１の開放により、燃焼後の排ガスが排気ポート２７ａを通じて排気管２７に排出される。

エンジンＥＣＵ２２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成され、種々のセンサによって検出された検出値に基づいて各種の制御を行う。例えば、エアフロメータにより検出される吸入空気量や吸気圧センサにより検出される吸気圧、排気管２７に設けた空燃比センサ（図示せず）により検出される空燃比の他、イグニッション信号、エンジン回転数、エンジン冷却水温、アクセル開度等に基づいて、燃料噴射弁１９の燃料噴射量、スロットルバルブ１２のスロットル開度、点火プラグ２６の点火時期等を制御する。

また、エンジンＥＣＵ２２０は、エンジン１０をアイドリング状態とすべき状況となったときに、そのアイドル回転数を目標回転数に一致させるためのアイドル回転数制御も実行する。すなわち、スロットル開度、ギヤポジション、スタータ信号などに基づき、エンジン１０をアイドリング状態とすべき状況となったと判定したとき、エンジンＥＣＵ２２０は、スロットルバルブ１２の開度を全閉位置に制御する。さらに、エンジンＥＣＵ２２０は、ＩＳＣバルブ１５に制御信号（デューティ信号）を出力することにより、ＩＳＣバルブ１５の開度を制御する。

ここで、エンジンＥＣＵ２２０は、エンジン１０のアイドル回転数を目標回転数に一致させるための第１制御信号を算出できるように、ＰＩＤ制御を行うための制御則（第１の制御則）を記憶している。そして、エンジンＥＣＵ２２０は、エンジン１０の状態や負荷の大きさに基づいて目標回転数を定め、記憶している第１制御則に従って、実際のアイドル回転数を目標回転数に一致させるための空気流量を示す第１制御信号を算出する。さらに、エンジンＥＣＵ２２０は、外部センター１００により算出された第２制御信号も通信モジュール２１０を介して定期的に取得する。

このように、本実施形態では、アイドル回転数制御のために、エンジンＥＣＵ２２０では、相対的に演算量の少ない第１制御則に従って第１制御信号が算出され、外部センター１００では、第１制御則よりも高度化され、相対的に演算量が多い第２制御則に従って第２制御信号が算出される。そして、エンジンＥＣＵ２２０は、エンジンがアイドリング状態である間、これら第１制御信号及び第２制御信号の両方を保有しており、いずれの制御信号をも、ＩＳＣバルブ１５の制御信号として用いることが可能である。

第１制御信号と第２制御信号とのいずれの制御信号を用いるかを決定するために、エンジンＥＣＵ２２０は、外部センター１００との通信状態を参照する。つまり、エンジンＥＣＵ２２０は、外部センター１００とのデータ通信が良好であるか、不良であるかに応じて、第１制御信号と第２制御信号とのいずれを、ＩＳＣバルブ１５の制御信号として用いるかを切り替える。具体的には、エンジンＥＣＵ２２０は、外部センター１００との通信が良好に行われている限り、第２制御信号をＩＳＣバルブ１５の制御信号として用いる。これにより、ＩＳＣバルブ１５を用いたアイドル回転数制御の性能の向上を図ることができる。一方、外部センター１００との通信状態が不良である場合には、エンジンＥＣＵ２２０は、ＩＳＣバルブ１５の制御信号を、第２制御信号から第１制御信号に切替える。このため、通信不良により、外部センター１００から第２制御信号を正しく受信できない場合であっても、アイドル回転数制御を支障なく継続することができる。

なお、上述した第１制御信号及び第２制御信号は、空気流量を表すものである。そのため、第１制御信号及び第２制御信号は、エンジンＥＣＵ２２０において、ＩＳＣバルブ１５の特性に応じて、空気流量に対応する駆動デューティ比を示す制御信号に変換された後、ＩＳＣバルブ１５に対して出力される。

次に、エンジンＥＣＵ２２０において実行される具体的な処理の一例について、図３のフローチャートに基づいて説明する。なお、図３のフローチャートに示す処理は、エンジン１０をアイドリング状態とすべき状況となったときに所定の周期で繰り返し実行されるものである。

まず、ステップＳ１００において、目標回転数の設定のため、及び実際のエンジン回転数を検出するため、各種のセンサ信号を取り込む。続くステップＳ１１０では、目標回転数を設定するとともに、ＰＩＤ制御則による第１制御信号の算出を実行する。例えば、以下の数式１を用いて、空気流量を表す第１制御信号ｕ（ｋ）を算出する。

なお、比例ゲインＧ_Ｐ、積分ゲインＧ_Ｉ、微分ゲインＧ_Ｄは、予め設定された定数である。

次に、ステップＳ１２０において、ステップＳ１００において取り込んだ情報を外部センター１００に送信する。この情報を受信することにより、外部センター１００は、第２制御則に従って、第２制御信号を算出することが可能となる。

ここで、外部センター１００における第２制御信号の算出方法について、図４のブロック図を参照しつつ説明する。

図４に示すように、外部センター１００のデータベース１３０には、エンジンの動特性モデル及びフィードバックゲインＫを含むオブザーバ１４０が予め構成され、保存されている。このオブザーバ１４０としては、同一次元オブザーバや最小次元オブザーバ等があり、それらの設計手法は、例えば「メカニカルシステム制御」（古田勝久他著、Ｓ５９、オーム社）に詳しく記載されている。本実施形態では、いずれの種類のオブザーバを用いても良いが、例えば同一次元オブザーバを用いる際の設計手法について以下に簡単に説明する。

同一次元オブザーバ１４０は、図４に示す構成を有する。この図４の構成において、状態変数の推定値Ｘ＾（ｋ）はフィードバックゲインＫ及び係数Ａ、Ｂ、Ｃを用いて、以下の数式２のように表すことができる。

上記の数式２において、（Ａ−Ｋ・Ｃ）を安定させるフィードバックゲインＫ、すなわち（Ａ−Ｋ・Ｃ）なる行列の固有値の絶対値が全て１未満になるフィードバックゲインＫを選べば、ｋ→∞でＸ＾（ｋ）→Ｘ（ｋ）となることが証明されている。従って、フィードバックゲインＫをそのように定め、さらに、フィードバックゲインＫ及び係数Ａ、Ｂ、Ｃについて、以下の数式３のように定義すると、数式２は数式４のように表すことができる。

そして、制御対象であるエンジンの挙動を表す状態方程式を、数式５のように表すことができるならば、上記の数式４がオブザーバとなる。

さらに、サーボ系に対応するために、累積値を用いて系を拡大する場合、すなわち、オブザーバによって推定した状態変数の推定値Ｘ＾（ｋ）と、目標回転数と実際のアイドル回転数との差の累積値Ｚ（ｋ）とにより系を構成する場合、以下の数式６のように表すことができる。

最後に、以下の数式７に示す評価関数Ｊを最小にする最適制御入力、すなわち空気流量ｕ（ｋ）を求める。これは、アイドル回転数制御に関する付加積分型最適レギュレータの制御問題を解くことと等価である。

なお、Ｑ、Ｒは重みパラメータ行列を、ｋは制御開始時点を０とするサンプル回数をそれぞれ示している。

結果的に、最適制御入力ｕ（ｋ）は、以下の数式８のようになる。

なお、Ｆ_１、Ｆ_２は、（Ｆ_１Ｆ_２）＝Ｒ^−１・Ｂ^Ｔ・Ｐであり、Ｐは、以下の数式９に示すリカッチ方程式の正定解である。

このようにして最適制御入力としての空気流量ｕ（ｋ）を求め、この空気流量ｕ（ｋ）を実現するようにＩＳＣバルブ１５を制御することにより、いわゆる状態フィードバックといわれる、エンジンの内部状態を考慮したフィードバック制御を行うことができる。そのため、アイドル回転数制御の応答性と安定性を同時に満足させることができ、制御性能の向上を図ることができる。

そのため、図４に示すように、数式８によって算出された最適制御入力ｕ（ｋ）が、エンジンＥＣＵ２２０に与えられる。エンジンＥＣＵ２２０は、この最適制御入力（ｋ）を記憶する記憶部３００を有している。そして、外部センター１００との通信状態を判定する通信状態判定部３２０の判定結果に従い、切替部３３０が、ＰＩＤ部３１０により算出された第１制御信号、最適制御入力ｕ（ｋ）として外部センター１００から与えられた第２制御信号、及び記憶部３００に記憶された第２制御信号のいずれかを、ＩＳＣバルブ１５の開度を制御するための制御信号として選択する。

なお、上述したように、第１制御信号及び第２制御信号は空気流量として算出される。これをＩＳＣバルブ１５に対する制御信号とするには、空気流量を駆動デュ−ティ比に変換する必要がある。そのため、変換部３４０が、例えば図５に示すマップを用い、吸気管１１（サージタンク１６）の負圧に応じて、空気流量に対応する駆動デューティ比を求めることで、制御信号の変換を行う。

以下、エンジンＥＣＵ２２０における、通信状態に応じた制御信号の切替処理の一例について、図３のフローチャートを参照しつつ、詳細に説明する。

まず、図３のフローチャートのステップＳ１３０では、エンジンＥＣＵ２２０が通信モジュール２１０を通じて、外部センター１００から送信された第２制御信号を受信する。

続くステップＳ１４０では、車両の通信モジュール２１０が、外部センター１００の通信部１１０からの電波を受信した際の、受信電力強度（ＲＳＳＩ）が所定値以下であるか否かを判定する。車両が、電波の届く最遠方領域を走行している場合や、その最遠方領域を外れた場合、受信電力強度は所定値以下となることがある。このような場合、エンジンＥＣＵ２２０は、上述した第２制御信号を正常に受信できない可能性が高くなる。そのため、ステップＳ１５０に進んで、エンジンＥＣＵ２２０において算出した第１制御信号を、ＩＳＣバルブ１５の制御信号として選択する。一方、ステップＳ１４０において、受信電力強度が所定値より大きいと判定された場合には、ステップＳ１６０に進む。

ステップＳ１６０では、受信電力強度が十分にありながら、外部センター１００との通信が、突然、中断されたか否かを判定する。例えば、車両の近くにノイズとなる電波を発するノイズ源（他車両など）が存在する場合、そのノイズとなる電波との干渉により、突然、通信が途絶することがある。また、車両が電波を遮蔽する建物等の影に入った場合に、突然、通信が途絶することもある。このような場合、車両が移動することで、すぐに外部センター１００との通信が復帰すると考えられる。そのため、第１制御信号への切替を行うのではなく、ステップＳ２００に進んで、記憶した前回の制御で使用した第２制御信号を、再度、ＩＳＣバルブ１５の制御信号として採用する。一方、ステップＳ１６０において、通信の途絶は発生していないと判定された場合、ステップＳ１７０の処理に進む。

ステップＳ１７０では、受信電力強度が飽和レベルであるか否かを判定する。受信電力強度が非常に強い場合、電波を受信して復号する回路（受信回路）が飽和して機能しなくなる場合があり得る。このようなケースは、複数の車両が密集しているときなどに発生することが想定されるので、車両の移動により解消される場合が多い。そのため、ステップＳ１７０にて、受信電力強度が、受信回路にて飽和を生じさせる飽和レベルであると判定された場合、通信途絶の場合と同様に、ステップＳ２００に進んで、記憶された前回の第２制御信号を選択する。一方、ステップＳ１７０において、受信電力強度は飽和レベルではないと判定されると、ステップＳ１８０の処理に進む。

ステップＳ１８０では、外部センター１００から取得した第２制御信号を、ＩＳＣバルブ１５の制御信号として選択する。そして、ステップＳ１９０において、この第２制御信号を記憶し、通信途絶や受信電力強度の飽和レベルへの増加に備える。

ステップＳ２１０では、選択した制御信号について、空気流量を示す制御信号を、駆動デューティ比を示す制御信号に変換する。そして、ステップＳ２２０において、変換した制御信号を用いて、ＩＳＣバルブ１５を駆動することにより、ＩＳＣバルブ１５の開度を制御する。

上述した実施形態では、エンジン１０がアイドリング状態となっている間は、いずれの制御信号が実際にアイドル回転数制御に用いられるかに係わらず、第１制御信号及び第２制御信号の両方が、エンジンＥＣＵ２２０及び外部センター１００において算出される。従って、第１制御信号と第２制御信号との間でいつ制御信号を切替えるとしても、それぞれの制御信号の間に、大きなギャップが生じにくくなっている。つまり、第１制御信号は、積分項を含むＰＩＤ制御則により算出され、第２制御信号は、エンジンの内部状態を考慮した状態フィードバック制御により算出される。そのため、それらの第１制御信号と第２制御信号とは、ある時点では相違していたとしても、時間の経過とともに、その相違が縮小していく。

ただし、第１制御信号及び第２制御信号の両方を、常時、算出しなくとも良い。例えば、受信電力強度の大きさにより、第２制御信号から第１制御信号に切り替える可能性が低いと判定されたときには、第１制御信号の算出を停止しても良い。この場合でも、受信電力強度が低下して、第１制御信号への切り替えの可能性が大きくなったときに、第１制御信号の算出を行うことで、制御信号の切替が実際に行われる以前から、第１制御信号の算出を行うことができる。また、同様に、受信電力強度が非常に低下しているときには、第２制御信号の算出を停止しておき、受信電力強度が増加して、第１制御信号から第２制御信号への切り替えが行われる受信電力強度に近づいたときから、第２制御信号の算出を行うようにしても良い。

また、第１制御信号の算出と第２制御信号の算出とを同時に行わない場合、もしくは同時に行なっても、切替前の制御信号と切替後の制御信号とのギャップが大きい場合には、エンジンＥＣＵ２２０において、以下に説明するつなぎ制御を実行することが好ましい。切替前後の制御信号のギャップが大きい場合、切り替えによりアイドル回転数の変動などが生じるためである。

つなぎ制御の概要を図６に示す。エンジンＥＣＵ２２０は、切替前の制御信号の制御値（空気流量）と切替後の制御信号の初期値（空気流量）とのギャップの大きさを判定する。このギャップが所定値以上であると判定した場合、図６に示すように、切替前の制御値から切替後の初期値に漸近するつなぎ制御値（空気流量）を算出する。そして、このつなぎ制御値を、ＩＳＣバルブ１５の制御信号としてすべて出力した後、制御信号の切替を行う。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

例えば、上述した実施形態では、受信電力強度が所定値以上であっても、通信途絶時や受信電力強度が飽和レベルとなった時、ＩＳＣバルブ１５を制御するための制御信号として、記憶した第２制御信号を用いた。しかしながら、この際に用いる制御信号として、記憶した第２制御信号ではなく、予め定めた一定の空気流量を示す制御信号を採用しても良い。例えば、エンジンがアイドリングを行う上で標準的な空気流量を実験等で求め、その空気流量を示す一定の制御信号を用いても良い。

また、上述した実施形態では、本発明による移動体用制御システムを、車両のエンジンのアイドル回転数を目標回転数に制御するために適用した例について説明した。しかしながら、本発明による移動体制御システムの適用例は、これに限られる訳ではない。例えば、エンジンを通常の運転状態を制御するために適用しても良い。この場合、目標回転数を、目標トルクに置き換え、制御対象をＩＳＣバルブ開度ではなくスロットルバルブ開度とすれば良い。さらに、エンジン以外の他の機器（エアコン、ブレーキシステム、エアバッグ装置など）を制御するために適用されても良い。また、車両以外の、例えば航空機などの移動体に搭載される機器を制御するために適用されても良い。

さらに、上述した実施形態では、エンジンＥＣＵにおいてＰＩＤ制御則により第１制御信号を算出し、外部センター１００において状態フィードバック制御則により第２制御信号を算出した。しかしながら、移動体において制御信号を算出するための制御則、及び外部センター１００において制御信号を算出するための制御則はこれらに限られない。例えば、移動体において、ＰＩ、ＰＤなどＰＩＤのいかなる組み合わせによる制御則を採用しても良いし、さらに、上述したように、一定値の制御信号や、第２制御信号の記憶値を、第１制御信号として用いても良い。また、外部センターにおいても、いわゆるＨ^∞制御理論やサンプル値制御理論による制御則を用いて第２制御信号を算出するようにしても良い。要するに、移動体においては、より簡易な制御則によって第１制御信号を算出し、外部センターにおいては、より高度かつ複雑な制御則によって第２制御信号を算出するものであれば、本発明の範囲に属する。

１０エンジン
１００外部センター
１１０通信部
１２０サーバ
１３０データベース
２００車両側制御装置
２１０通信モジュール
２２０エンジンＥＣＵ

Claims

移動体に搭載された制御対象機器を制御するための移動体用制御システムであって、
前記移動体に設けられ、前記制御対象機器を制御する上で必要となる情報に基づき、第１制御則に従って、第１制御信号を生成する第１制御信号生成部（２２０）と、
前記移動体の外部に設置され、前記移動体とデータ通信を行う通信部（１１０）と、前記通信部を介して前記移動体から取得した前記制御対象機器を制御する上で必要となる情報に基づき、前記第１制御則よりも高度化された第２制御則に従って、第２制御信号を生成する第２制御信号生成部（１２０）と、を備える外部センター（１００）と、
前記移動体に設けられ、当該移動体と前記外部センターとの間の通信状態を判別する判別手段（Ｓ１４０）と、
前記判別手段により、通信状態が良好と判別されているときには、前記第２制御信号生成部によって生成された第２制御信号を前記制御対象機器を制御するための制御信号とし、通信状態が不良と判別されているときには、前記第１制御信号生成部によって生成された第１制御信号を前記制御対象機器を制御するための制御信号とする制御信号切替手段（Ｓ１５０、Ｓ１８０、Ｓ２００）と、を備えることを特徴とする移動体用制御システム。
前記制御信号切替手段が、前記第１制御信号と前記第２制御信号との間で制御信号を切替える際、切替後の制御信号を生成する前記第１制御信号生成部又は前記第２制御信号生成部は、制御信号の切替が行われる前から、前記第１制御則又は前記第２制御則に従って、前記第１制御信号又は前記第２制御信号を生成しておくことを特徴とする請求項１に記載の移動体用制御システム。
前記第１制御信号生成部は、前記制御信号切替手段によって前記第２制御信号が前記制御対象機器を制御するための制御信号とされている間、常時、前記第１制御信号を生成することを特徴とする請求項２に記載の移動体用制御システム。
前記制御信号切替手段は、切替前の制御信号の最終値と、切替後の制御信号の初期値との差が所定値以上である場合に、前記最終値から前記初期値へ漸近する値を制御信号として算出するつなぎ制御部（２２０）を有し、当該つなぎ制御部によって算出された制御信号を間に挟んで、前記第１制御信号と前記第２制御信号との間で制御信号を切替えることを特徴とする請求項１に記載の移動体用制御システム。
前記判別手段は、前記移動体において、前記外部センターからの通信データを受信した際の受信電力が所定値以下に低下したとき、通信状態が不良と判別し、前記制御信号切替手段は、前記制御信号を、前記第２制御信号から前記第１制御信号に切替えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の移動体用制御システム。
前記制御信号切替手段（Ｓ２００）は、前記判別手段により、前記移動体において、前記外部センターからの通信データを受信した際の受信電力が所定値以上であり、通信状態が良好と判別されているときに、前記外部センターとの通信が途絶した場合、その途絶は一時的なものとみなし、その途絶以前に前記外部センターから取得済みの第２制御信号を、引き続き前記制御対象機器を制御するための制御信号として用いることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の移動体用制御システム。
前記制御信号切替手段（Ｓ２００）は、前記判別手段により、前記移動体において、前記外部センターからの通信を受信した際の受信電力が所定値以上であり、通信状態が良好と判別されているときに、前記外部センターとの通信が途絶した場合、その途絶は一時的なものとみなし、当該通信の途絶中は、予め定めた一定値の制御信号を、前記制御対象機器を制御するための制御信号として用いることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の移動体用制御システム。
前記制御信号切替手段（Ｓ２００）は、前記判別手段により、前記移動体において、前記外部センターからの通信を受信した際の受信電力が所定値以上であるが、その受信電力が飽和レベルである場合、当該受信電力の飽和中は、その途絶以前に前記外部センターから取得済みの第２制御信号を、引き続き前記制御対象機器を制御するための制御信号として用いることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の移動体用制御システム。
前記制御信号切替手段（Ｓ２００）は、前記判別手段により、前記移動体において、前記外部センターからの通信を受信した際の受信電力が所定値以上であるが、その受信電力が飽和レベルである場合、当該受信電力の飽和中は、予め定めた一定値の制御信号を、前記制御対象機器を制御するための制御信号として用いることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の移動体用制御システム。