JP3369914B2 - 指令値評価システム、フェールセーフシステムおよび記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、指令値を演算する
第１制御装置と、この第１制御装置にて演算された指令
値に基づいてアクチュエータを制御する第２制御装置と
を備えた制御システムにおける指令値評価システム、こ
の指令値評価システムを用いたフェールセーフシステ
ム、および指令値評価システムとしてコンピュータシス
テムを機能させるためのプログラムを記録した記録媒体
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、制御装置により異常な演算がなさ
れて、アクチュエータが異常な動作を行うことを防止す
るために、演算される指令値に上下限のガードをかけた
り、指令値の変化率にガードをかけることにより、異常
な指令値がアクチュエータに出力されないようにする技
術が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように、
上下限や変化率のガードでは、異常な指令値でも上下限
の間に入っていたり、変化率が異常ではない場合はガー
ドにかからず、正常な指令値であるとして、そのままア
クチュエータの操作に用いられてしまう場合があり、ま
ことに不完全なものであった。

【０００４】本発明は、このようなガードの不完全性を
なくして、確実に指令値の異常を検出して、アクチュエ
ータの異常な動作を極力防止することを目的とするもの
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】本発明の
指令値評価システムは、領域算出手段が、制御システム
の第１制御装置にてなされる指令値演算の全部または一
部と近似の指令値評価用演算あるいは指令値演算の性質
に対応した指令値評価用演算を行い、第１制御装置にて
演算された指令値が出現すべき領域を求める。

【０００６】そして、評価手段が、第１制御装置にて演
算された指令値が、領域算出手段にて求められた領域に
適合しているか否かを評価する。前述のごとく領域は、
第１制御装置にてなされる指令値演算の全部または一部
と近似の指令値評価用演算、あるいは指令値演算の性質
に対応した指令値評価用演算にて求められているため、
正常時であれば領域に適合した指令値が得られる。この
ため、指令値が領域に適合しているか否かを検討すれ
ば、確実に指令値の異常が判明する。

【０００７】これら、領域算出手段と評価手段とは、そ
れぞれ、第１制御装置の機能として実現されていても良
いし、第２制御装置の機能として実現されていても良
い。また、第１制御装置および第２制御装置とは異なる
第３の装置の機能として実現されていても良い。

【０００８】このような制御システムとしては、自動車
に搭載されて自動車の各種アクチュエータを制御するた
めの制御システムが挙げられる。例えば、各種アクチュ
エータを用いて、先行車との車間距離を制御するのであ
る。なお、この場合、指令値としては、例えば、目標加
速度が挙げられる。 ここで、上述した指令値評価システ
ムと、前記指令値評価システムの評価手段にて、第１制
御装置にて演算された指令値が、領域算出手段にて求め
られた領域に適合する値ではないと評価された場合には
異常状態にあると判定して通常時処理の代わりに異常時
処理を実行する異常時処理手段とにより、フェールセー
フシステムを構成することができる。

【０００９】このように、上述した指令値評価システム
を用いることにより、異常時処理手段において、確実か
つ迅速に異常時処理を実行でき、アクチュエータの異常
な動作を極力防止できる。このときに行われる異常時処
理としては、第１制御装置にて演算された正常時の指令
値を維持して該指令値を第２制御装置にて使用させる処
理が挙げられる。また、他の異常時処理としては、第１
制御装置にて演算された指令値に基づいてアクチュエー
タを制御する処理を第２制御装置が行うことを禁止する
処理であっても良い。

【００１０】なお、このような指令値評価システムをコ
ンピュータシステムにて実現する機能は、例えば、コン
ピュータシステム側で起動するプログラムとして備える
ことができる。このようなプログラムの場合、例えば、
フロッピーディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、
ハードディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒
体に記録し、必要に応じてコンピュータシステムにロー
ドして起動することにより用いることができる。この
他、ＲＯＭやバックアップＲＡＭをコンピュータ読み取
り可能な記録媒体として前記プログラムを記録してお
き、このＲＯＭあるいはバックアップＲＡＭをコンピュ
ータシステムに組み込んで用いても良い。

【００１１】

【発明の実施の形態】

［実施の形態１］図１は、上述した発明が適用された実
施の形態１としての構成を示したブロック図であり、車
間制御用電子制御装置２（以下、「車間制御ＥＣＵ」と
称する。）、レーザレーダセンサ３、ブレーキ電子制御
装置４（以下、「ブレーキＥＣＵ」と称する。）、およ
びエンジン電子制御装置６（以下、「エンジンＥＣＵ」
と称する。）を中心に示す、自動車に搭載されている各
種制御回路の概略構成を表す。

【００１２】車間制御ＥＣＵ２は、マイクロコンピュー
タを中心として構成されている電子回路であり、現車速
（Ｖｎ）信号、操舵角（str-eng，Ｓ０）信号、ヨーレ
ート信号、目標車間時間信号、ワイパスイッチ情報、ア
イドル制御やブレーキ制御の制御状態信号等をエンジン
ＥＣＵ６から受信する。そして、車間制御ＥＣＵ２は、
この受信したデータに基づいて、車間制御演算をすると
ともに、操舵角中立学習装置として操舵角中立学習処理
により操舵角中立位置を演算したり、カーブ曲率推定装
置としてカーブ曲率半径Ｒを推定している。

【００１３】レーザレーダセンサ３は、レーザによるス
キャニング測距器とマイクロコンピュータとを中心とし
て構成されている電子回路であり、スキャニング測距器
にて検出した先行車の角度や相対速度等、および車間制
御ＥＣＵ２から受信する現車速（Ｖｎ）信号、カーブ曲
率半径Ｒ等に基づいて、車間制御の一部の機能として先
行車の自車線確率を演算し、相対速度等の情報も含めた
先行車情報として車間制御ＥＣＵ２に送信する。また、
レーザレーダセンサ３自身のダイアグノーシス信号も車
間制御ＥＣＵ２に送信する。

【００１４】なお、前記スキャニング測距器は、車幅方
向の所定角度範囲に送信波あるいはレーザ光をスキャン
照射し、物体からの反射波あるいは反射光に基づいて、
自車と前方物体との距離をスキャン角度に対応して検出
可能な測距手段として機能している。

【００１５】更に、車間制御ＥＣＵ２は、このようにレ
ーザレーダセンサ３から受信した先行車情報に含まれる
自車線確率等に基づいて、車間制御すべき先行車を決定
し、先行車との車間距離相当量（具体的には、車間時間
である。車間距離そのものでも良い。）を適切に調節す
べく、エンジンＥＣＵ６に、目標加速度信号、フューエ
ルカット要求信号、ＯＤカット要求信号、３速シフトダ
ウン要求信号、警報要求信号、ダイアグノーシス信号、
表示データ信号等を送信している。

【００１６】ブレーキＥＣＵ４は、マイクロコンピュー
タを中心として構成されている電子回路であり、車両の
操舵角を検出する操舵角検出手段としてのステアリング
センサ８、車両旋回検出手段としてヨーレートを検出す
るヨーレートセンサ１０、および各車輪の速度を検出す
る車輪速センサ１２から、操舵角やヨーレートを求め
て、これらのデータをエンジンＥＣＵ６を介して、車間
制御ＥＣＵ２に送信したり、エンジンＥＣＵ６を介して
ブレーキアクチュエータ２５を制御している。またブレ
ーキＥＣＵ４は、エンジンＥＣＵ６を介する車間制御Ｅ
ＣＵ２からの警報要求信号に応じて警報ブザー１４を鳴
動する。

【００１７】エンジンＥＣＵ６は、マイクロコンピュー
タを中心として構成されている電子回路であり、スロッ
トル開度センサ１５、車両速度を検出する車速検出手段
としての車速センサ１６、ブレーキの踏み込み有無を検
出するブレーキスイッチ１８、クルーズコントロールス
イッチ２０、クルーズメインスイッチ２２、およびその
他のセンサやスイッチ類からの検出信号あるいはボデー
ＬＡＮ２８を介して受信するワイパースイッチ情報やテ
ールスイッチ情報を受信し、更に、ブレーキＥＣＵ４か
らの操舵角（str-eng，Ｓ０）信号やヨーレート信号、
あるいは車間制御ＥＣＵ２からの目標加速度信号、フュ
ーエルカット要求信号、ＯＤカット要求信号、３速シフ
トダウン要求信号、警報要求信号、ダイアグノーシス信
号、表示データ信号等を受信している。

【００１８】そして、エンジンＥＣＵ６は、この受信し
た信号から判断する運転状態に応じて、駆動手段として
の内燃機関（ここでは、ガソリンエンジン）のスロット
ル開度を調整するスロットルアクチュエータ２４、ブレ
ーキ力を制御するためにブレーキ油圧回路に備えられた
増圧制御弁・減圧制御弁の開閉をデューティ制御するブ
レーキアクチュエータ２５、トランスミッション２６の
アクチュエータ駆動段に対して駆動命令を出力してい
る。なお、このトランスミッション２６は、４速＋オー
バードライブ（ＯＤ）のオートトランスミッションであ
る。これらのアクチュエータにより、内燃機関の出力、
ブレーキ力あるいは変速シフトを制御することが可能と
なっている。

【００１９】また、エンジンＥＣＵ６は、必要な表示情
報を、ボデーＬＡＮ２８を介して、ダッシュボードに備
えられているＬＣＤ等の表示装置（図示していない。）
に送信して表示させたり、あるいは、現車速（Ｖｎ）信
号、操舵角（str-eng，Ｓ０）信号、ヨーレート信号、
目標車間時間信号、ワイパスイッチ情報信号、アイドル
制御やブレーキ制御の制御状態信号を、車間制御ＥＣＵ
２に送信している。

【００２０】次に、図２のフローチャートにて、車間制
御ＥＣＵ２、レーザレーダセンサ３、ブレーキＥＣＵ４
およびエンジンＥＣＵ６間で行われる車間制御処理につ
いて説明する。まず、エンジンＥＣＵ６にて、クルーズ
コントロールスイッチ２０に備えられた目標車間距離設
定スイッチにおける設定状態を読み取り、目標車間時間
Ｔｄを設定する（Ｓ１１０）。この目標車間距離設定ス
イッチは、運転者により設定されるものであり、距離を
数値で表示したスイッチでも良いが、例えば、「長」、
「中」および「短」といった感覚的な３段階の分類で設
定させるスイッチであっても良い。ステップＳ１１０で
は、この距離や感覚的な設定に基づいて、目標車間時間
を計算して、あるいテーブルに基づいて設定する。例え
ば、「長」であれば目標車間時間Ｔｄ＝２．４ｓｅｃ、
「中」であれば目標車間時間Ｔｄ＝２．０ｓｅｃ、
「短」であれば目標車間時間Ｔｄ＝１．８ｓｅｃに設定
する。

【００２１】また、ステップＳ１１０では、ボデーＬＡ
Ｎ２８から得られるテールスイッチ情報に基づいて、テ
ールランプが点灯されていれば、夜間であるとして、目
標車間時間が長い方に補正されて、夜間用の目標車間時
間として求められる。次に、レーザレーダセンサ３に
て、車間制御ＥＣＵ２から与えられる推定カーブ曲率半
径Ｒに基づいて先行車を決定して、その先行車との車間
距離Ｄを測定する（Ｓ１２０）。

【００２２】更に、レーザレーダセンサ３にて、先行車
との相対速度Ｖｒｅｌの測定がなされる（Ｓ１３０）。
次に、エンジンＥＣＵ６にて、車速センサ１６のパルス
信号に基づいて、自車の現車速（自車速）Ｖｎの算出が
なされる（Ｓ１４０）。

【００２３】次に、車間制御ＥＣＵ２にて、ステップＳ
１２０とステップＳ１４０にて測定された先行車に対す
る車間距離Ｄと現車速Ｖｎとから、次式のごとく測定車
間時間Ｔｎ（ｓｅｃ）を算出する（Ｓ１４５）。

【００２４】

【数１】 Ｔｎ ← Ｄ（ｎ）×３．６／Ｖｎ … ［式１］ ここで、Ｄ（ｎ）の中のｎは、Ｄ（ｎ）が現在の車間距
離Ｄであることを表している。

【００２５】次に、車間制御ＥＣＵ２にて、目標加速度
ＡＴｍｃの算出がなされる（Ｓ１５０）。この算出は、
まず、ステップＳ１１０で求められた目標車間時間Ｔｄ
とステップＳ１４５で求められた測定車間時間Ｔｎとか
ら、次式のごとく車間時間偏差Ｔｄｅを求め、この車間
時間偏差Ｔｄｅと、ステップＳ１３０にて求められた相
対速度Ｖｒｅｌをなまし処理して得られたＶｒ＿ｆｉｌ
ｔｅｒ（ｎ）とに基づいて、図３に示す目標加速度ＡＴ
ｍｃ演算マップから目標加速度ＡＴｍｃを求めることに
より行われる。

【００２６】

【数２】 Ｔｄｅ（ｎ） ← Ｔｎ（ｎ） − Ｔｄ … ［式２］ ｎは上述したごとくである。

【００２７】次に車間制御ＥＣＵ２にて、ステップＳ１
４０にて求められる現車速Ｖｎの時間変化から自車の実
加速度ＡＴｊが算出される（Ｓ１６０）。次に車間制御
ＥＣＵ２にて、ステップＳ１５０にて求められた目標加
速度ＡＴｍｃと、ステップＳ１６０にて求められた実加
速度ＡＴｊとから、次式のごとく加速度偏差ＡＴｄｅｌ
ｔが求められる（Ｓ１７０）。

【００２８】

【数３】 ＡＴｄｅｌｔ ← ＡＴｍｃ − ＡＴｊ … ［式３］ なお、ステップＳ１５０にて車間制御ＥＣＵ２が求めた
目標加速度ＡＴｍｃを読み込んだエンジンＥＣＵ６は、
車間制御ＥＣＵ２と同じくステップＳ１６０およびステ
ップＳ１７０の処理を行っている。

【００２９】そして、エンジンＥＣＵ６では、この加速
度偏差ＡＴｄｅｌｔに基づいて、目標スロットル開度Ｍ
Ａが次式のごとく演算される（Ｓ１７５）。

【００３０】

【数４】 ＭＡ（ｎ） ← ＭＡ（ｎ−１） ＋ Ｇ×ＡＴｄｅｌｔ … ［式４］ ここで、ｎは上述したごとくであり、ＭＡ（ｎ−１）は
前回求められた目標スロットル開度ＭＡを表し、Ｇは係
数（ゲイン）を表す。

【００３１】エンジンＥＣＵ６では、この目標スロット
ル開度ＭＡに基づいて、スロットルアクチュエータ２４
が駆動されて、自車を走行させる駆動手段としてのガソ
リンエンジンの出力を調整する。次に行われるＯＤ（オ
ーバードライブ）カットによる減速処理（Ｓ２００）、
シフトダウンによる減速処理（Ｓ３００）、フューエル
カットによる減速処理（Ｓ４００）の各処理は、車間制
御ＥＣＵ２にて行われる処理である。

【００３２】図４のフローチャートにＯＤカットによる
減速処理（Ｓ２００）を示す。まず、判定値の設定が行
われる（Ｓ２１０）。判定値とは、ステップＳ２２０，
Ｓ２４０，Ｓ２５０，Ｓ２７０にて用いられる減速手段
作動判定値ＡＴｒｅｆ１、減速手段解除判定値ＡＴｍｃ
ｒｅｆ１、第２減速手段解除判定値ＡＴｒｅｆ２および
第３減速手段解除判定値ＡＴｍｃｒｅｆ２である。な
お、これらの判定値は、ＡＴｒｅｆ１＜ＡＴｒｅｆ２、
および、ＡＴｍｃｒｅｆ１＜ＡＴｍｃｒｅｆ２の関係を
有するように設定する。

【００３３】次に、条件として加速度偏差ＡＴｄｅｌ
ｔが減速手段作動判定値ＡＴｒｅｆ１より小さいか否か
が判定される（Ｓ２２０）。ここで、ＡＴｄｅｌｔ＜Ａ
Ｔｒｅｆ１であれば条件が満足されて（Ｓ２２０にて
「ＹＥＳ」）、次にＯＤカット作動の指示が車間制御Ｅ
ＣＵ２からエンジンＥＣＵ６に与えられる（Ｓ２３
０）。この指示を受けたエンジンＥＣＵ６では、トラン
スミッション２６を調整してＯＤカット制御を行う。し
たがって、トランスミッション２６がＯＤにシフトして
いた場合には、４速にシフトダウンされる。

【００３４】このとき、加速度偏差ＡＴｄｅｌｔは、目
標加速度ＡＴｍｃが実加速度ＡＴｊより小さいのでマイ
ナスであり、ステップＳ１７５の処理によりスロットル
開度は閉じて行くが、ＯＤカットを行ったので、減速補
助が行われて、以後のスロットル開度の低下に応じた減
速は強まることになる。

【００３５】このように、加速度偏差ＡＴｄｅｌｔの低
下の程度に基づいて、減速手段であるＯＤカットを作動
させるタイミングを決定している。減速手段の作動は加
速度偏差ＡＴｄｅｌｔにて判断しているので、実車間距
離が目標車間距離よりも長くても、先行車が接近する場
合では、先行車の接近の際の加速度ＡＴｊが加速度偏差
ＡＴｄｅｌｔに反映されて、早めに減速手段（ここでは
ＯＤカット手段あるいは後述するシフトダウンやフュー
エルカット）を作動させることができる。更に、実車間
距離が目標車間距離状態にあっても、その時の自車の加
速度が過度に大きければ、その加速度ＡＴｊが加速度偏
差ＡＴｄｅｌｔに反映されて、減速手段を作動させるこ
とができ、一層の安全が確保され、目標車間距離を安定
して維持できる。

【００３６】これに対して、ＯＤカット作動の解除は次
のようにして行われる。すなわち、ＯＤカットの作動解
除指示（Ｓ２６０）は、条件としてＡＴｄｅｌｔ≧Ａ
Ｔｒｅｆ１（Ｓ２２０で「ＮＯ」）、条件としてステ
ップＳ１５０にて求めた目標加速度ＡＴｍｃが減速手段
解除判定値ＡＴｍｃｒｅｆ１より大きいと判定（Ｓ２４
０で「ＹＥＳ」）、および条件としてステップＳ１７
０にて求めた加速度偏差ＡＴｄｅｌｔが第２減速手段解
除判定値ＡＴｒｅｆ２より大きいと判定（Ｓ２５０で
「ＹＥＳ」）された場合である。なお、前述したごと
く、第２減速手段解除判定値ＡＴｒｅｆ２は、減速手段
作動判定値ＡＴｒｅｆ１より大きい。

【００３７】もう一つのＯＤカットの作動解除の条件
は、条件としてステップＳ２２０にて「ＮＯ」、条件
としてステップＳ２４０にて「ＹＥＳ」と判定され、
ＡＴｄｅｌｔ≦ＡＴｒｅｆ２（ステップＳ２５０にて
「ＮＯ」）と判定された場合に、条件として目標加速
度ＡＴｍｃが第３減速手段解除判定値ＡＴｍｃｒｅｆ２
より大きいと判定（Ｓ２７０で「ＹＥＳ」）された場合
である。なお、前述したごとく、第３減速手段解除判定
値ＡＴｍｃｒｅｆ２は減速手段解除判定値ＡＴｍｃｒｅ
ｆ１より大きい。

【００３８】このように、ＯＤカットの作動解除指示
（Ｓ２６０）は、ＯＤカットの作動指示（Ｓ２３０）の
場合とは異なり、加速度偏差ＡＴｄｅｌｔの程度（の
条件）のみにて判断しているのではなく、、および
（または、および）の条件がすべて満足された
場合に初めて実行されて、ＯＤカットの作動の解除をエ
ンジンＥＣＵ６に指示している。

【００３９】これは、単にの条件の満足、すなわち
の判断条件が否定された場合のみで、ＯＤカットの作動
を解除すると、直前までＯＤカットの作用により、力と
して釣り合っていた加速と減速とのバランスが、ＯＤカ
ットの突然の解除により崩れる。このバランスの崩れに
起因して、早期に、加速度偏差ＡＴｄｅｌｔが減速手段
作動判定値ＡＴｒｅｆ１より小さい条件が満足され、
再度、ＯＤカットの作動指示（Ｓ２３０）が行われると
いう事態になり、制御のハンチングを引き起こすからで
ある。

【００４０】このため、ＯＤカットの作動解除指示（Ｓ
２６０）は、の条件（の条件の否定）ばかりでな
く、の条件が満足された状態、すなわち十分に目標加
速度ＡＴｍｃが高くなった場合を判断してから、ＯＤカ
ットの作動を解除するのである。すなわちＯＤカットの
作動を解除しても、早期に、の条件が満足されないほ
どに、加速度ＡＴｊが低下した後、あるいは目標加速度
ＡＴｍｃが上昇した後に、ＯＤカットの作動を解除する
のである。

【００４１】なお、条件，にそれぞれＡＮＤ条件で
加わっている各条件，は、勾配の大きな下り坂で
は、条件，のみでＯＤカットを作動解除すると、再
度、大きな加速を受けて、早期にの条件が満足され、
ＯＤカットの作動／解除のハンチングが生じることがあ
るが、これを防止するためである。

【００４２】勾配の大きな下り坂では、車体は重力加速
度の影響を大きく受けるので、自車の加速度ＡＴｊが増
加しあるいは高い状態に維持され、加速度偏差ＡＴｄｅ
ｌｔは大きく低下する。このため、条件およびは、
勾配の大きな下り坂にいる場合は満足されないので、条
件，により、勾配の大きな下り坂では条件，が
共に満足されてもＯＤカットの作動を解除しないように
しているのである。したがって、勾配の大きな下り坂で
もＯＤカットの作動／解除のハンチングを防止できる。

【００４３】ＯＤカットによる減速処理（Ｓ２００）が
終了すると、シフトダウンによる減速処理（Ｓ３００）
が行われる。この処理のフローチャートを図５に示す。
シフトダウンによる減速処理（Ｓ３００）は、基本的な
処理の流れは、ＯＤカットによる減速処理（Ｓ２００）
と違いはない（図４のＯＤカットによる減速処理の各ス
テップの内容は、図４のステップ番号に１００を加えた
図５におけるステップと同じである。）ので、詳細な説
明はしない。

【００４４】ただ、判定値の設定（Ｓ３１０）におい
て、ステップＳ３２０，Ｓ３４０，Ｓ３５０，Ｓ３７０
にて用いられる減速手段作動判定値ＡＴｒｅｆ１、減速
手段解除判定値ＡＴｍｃｒｅｆ１、第２減速手段解除判
定値ＡＴｒｅｆ２および第３減速手段解除判定値ＡＴｍ
ｃｒｅｆ２に設定される数値が異なる。

【００４５】なお、これらの判定値は、ＡＴｒｅｆ１＜
ＡＴｒｅｆ２、および、ＡＴｍｃｒｅｆ１＜ＡＴｍｃｒ
ｅｆ２の関係を有するように設定する。シフトダウン作
動指示（Ｓ３３０）が実行されると、車間制御ＥＣＵ２
はエンジンＥＣＵ６に３速シフトダウン要求信号を送信
し、エンジンＥＣＵ６はこれを受けて、トランスミッシ
ョン２６が４速以上である場合には、３速へシフトダウ
ンし、エンジンブレーキによる減速を強める。この３速
へのシフトダウンは、シフトダウン作動解除指示（Ｓ３
６０）が実行されると解除される。

【００４６】このようにして、シフトダウンによる減速
処理（Ｓ３００）によっても、ＯＤカットによる減速処
理（Ｓ２００）と同様な機能を果たし、ＯＤカットによ
る減速処理（Ｓ２００）を補助することができる。シフ
トダウンによる減速処理（Ｓ３００）が終了すると、フ
ューエルカットによる減速処理（Ｓ４００）が行われ
る。この処理のフローチャートを図６に示す。

【００４７】フューエルカットによる減速処理（Ｓ４０
０）は、ステップＳ２５０，Ｓ２７０に該当する処理が
存在しないことを除いて、基本的な処理の流れは、ＯＤ
カットによる減速処理（Ｓ２００）と違いはない（図４
のＯＤカットによる減速処理の各ステップの内容は、図
４のステップ番号に２００を加えた図６におけるステッ
プと同じである。）ので、詳細な説明はしない。

【００４８】また、判定値の設定（Ｓ４１０）におい
て、ステップＳ４２０，Ｓ４４０にて用いられる減速手
段作動判定値ＡＴｒｅｆ１および減速手段解除判定値Ａ
Ｔｍｃｒｅｆ１に設定される数値が異なる。また、フュ
ーエルカット作動指示（Ｓ４３０）が実行されると、車
間制御ＥＣＵ２はエンジンＥＣＵ６にフューエルカット
要求信号を送信し、エンジンＥＣＵ６はこれを受けて、
内燃機関への燃料の供給を停止し、エンジンブレーキに
よる減速を強める。このフューエルカットは、フューエ
ルカット作動解除指示（Ｓ４６０）が実行されると解除
される。

【００４９】なお、エンジンＥＣＵ６は、通常、エンジ
ンＥＣＵ６独自の判断により、車両走行時にスロットル
開度が全閉「０°」になるとフューエルカットを実行す
るが、車間制御がなされている場合には、スロットル開
度の最低値としてにアイドル時に適用されるオフセット
開度「２〜３°」を適用して、フューエルカットがなさ
れないようにしている。そして、車間制御ＥＣＵ２から
フューエルカット要求信号があった場合に、スロットル
開度の最低値を「０°」まで引き下げることにより、前
記独自の判断によっても、車間制御ＥＣＵ２からフュー
エルカット要求信号に応じてフューエルカットが実行さ
れるようにしている。

【００５０】このようにして、フューエルカットによる
減速処理（Ｓ４００）においても、ＯＤカットによる減
速処理（Ｓ２００）におけるステップＳ２２０，Ｓ２４
０による判定と同様な機能を果たし、更にシフトダウン
による減速処理（Ｓ３００）を補助することができる。

【００５１】なお、フューエルカットによる減速処理
（Ｓ４００）においても、図４のＯＤカットによる減速
処理におけるステップＳ２５０，Ｓ２７０あるいは図５
のシフトダウンによる減速処理におけるステップＳ３５
０，Ｓ３７０と同様な処理を行っても良い。ただし、フ
ューエルカットによる減速処理の効果は、ＯＤカットや
シフトダウンによる減速処理におけるほど減速に寄与す
る程度は高くないので、ステップＳ２５０，Ｓ２７０や
ステップＳ３５０，Ｓ３７０の処理を実行しなくても、
上述したような問題は生じない。

【００５２】エンジンＥＣＵ６は、前述した処理とは別
個に、図７の制御ブロック図に示す処理を実行してい
る。図７に示す車間制御ＥＣＵ２の先行車選択ブロック
５０２、フィルタブロック５０４、車間時間偏差Ｔｄｅ
演算ブロック５０６、および目標加速度演算マップブロ
ック５０８は、ステップＳ１４５，Ｓ１５０の処理を表
している。なお、目標加速度演算マップブロック５０８
からの目標加速度ＡＴｍｃの出力は、各種補正ブロック
５１０にて、旋回時補正、上下限ガード等により補正さ
れ、更になまし処理による補正により目標加速度ＡＴｍ
ｃ＿ｆｉｌｔｅｒとしてエンジンＥＣＵ６側へ出力して
いる。

【００５３】エンジンＥＣＵ６では、車間制御ＥＣＵ２
が行っているブロック５０２〜５０８までの処理とは、
近似の処理を行っている。すなわち、車間制御ＥＣＵ２
の先行車選択ブロック５０２と同じ機能の先行車選択ブ
ロック６０２、フィルタブロック５０４と同じ機能のフ
ィルタブロック６０４、車間時間偏差Ｔｄｅ演算ブロッ
ク５０６と同じ機能の車間時間偏差Ｔｄｅ演算ブロック
６０６を用いて、先行車のなまし後の相対速度Ｖｒ＿ｆ
ｉｌｔｅｒおよび車間時間偏差Ｔｄｅを求めている。

【００５４】そして、これら相対速度Ｖｒ＿ｆｉｌｔｅ
ｒおよび車間時間偏差Ｔｄｅは、領域算出手段としての
評価関数ブロック６０８にて評価されて、加速側フラグ
ＡＴＡＣＣＥおよび減速側フラグＡＴＤＥＣＣとして評
価結果が出力される。評価手段としての判定ブロック６
１０では、この２つのフラグＡＴＡＣＣＥ，ＡＴＤＥＣ
Ｃの内容と、車間制御ＥＣＵ２から送信された目標加速
度ＡＴｍｃ＿ｆｉｌｔｅｒの内容とを比較して、車間制
御ＥＣＵ２からの目標加速度ＡＴｍｃ＿ｆｉｌｔｅｒが
異常か否かを評価判定している。

【００５５】そして、エンジンＥＣＵ６では、目標加速
度ＡＴｍｃ＿ｆｉｌｔｅｒが異常で無ければ、目標加速
度ＡＴｍｃ＿ｆｉｌｔｅｒを内部での演算処理にそのま
ま用い、異常であれば、車間制御ＥＣＵ２が出した指令
に基づく内燃機関に対する制御を禁止する。

【００５６】評価関数ブロック６０８における評価につ
いて図８を用いて説明する。この図８のマップにおいて
目標加速度ＡＴｍｃ＝０となる等高線を挟む２直線Ｌ
１，Ｌ２を設定する。目標加速度ＡＴｍｃ＝０よりもプ
ラス側の直線Ｌ１は、次式で表される直線である。な
お、α１，β１は定数である。

【００５７】

【数５】 Ｖｒ＿ｆｉｌｔｅｒ＝α１×Ｔｄｅ＋β１ … ［式５］ また、目標加速度ＡＴｍｃ＝０よりもマイナス側の直線
Ｌ２は、次式で表される直線である。なお、α２，β２
は定数である。

【００５８】

【数６】 Ｖｒ＿ｆｉｌｔｅｒ＝α２×Ｔｄｅ＋β２ … ［式６］ 直線Ｌ１よりも上方の領域（確実に目標加速度ＡＴｍｃ
がプラスである領域）は、相対速度Ｖｒ＿ｆｉｌｔｅｒ
と車間時間偏差Ｔｄｅとが次式を満足する領域である。

【００５９】

【数７】 Ｖｒ＿ｆｉｌｔｅｒ＞α１×Ｔｄｅ＋β１ … ［式７］ 直線Ｌ２よりも下方の領域（確実に目標加速度ＡＴｍｃ
がマイナスである領域）は、相対速度Ｖｒ＿ｆｉｌｔｅ
ｒと車間時間偏差Ｔｄｅとが次式を満足する領域であ
る。

【００６０】

【数８】 Ｖｒ＿ｆｉｌｔｅｒ＜α２×Ｔｄｅ＋β２ … ［式８］ その他の領域、すなわち直線Ｌ１，Ｌ２上および直線Ｌ
１と直線Ｌ２との間の領域（確実に−２ｋｍ／ｈ／ｓｅ
ｃ＜目標加速度ＡＴｍｃ＜２ｋｍ／ｈ／ｓｅｃである領
域）は、相対速度Ｖｒ＿ｆｉｌｔｅｒと車間時間偏差Ｔ
ｄｅとが次の２式を共に満足する領域である。

【００６１】

【数９】 Ｖｒ＿ｆｉｌｔｅｒ≦α１×Ｔｄｅ＋β１ … ［式９］ Ｖｒ＿ｆｉｌｔｅｒ≧α２×Ｔｄｅ＋β２ … ［式１０］ したがって、評価関数ブロック６０８では、相対速度Ｖ
ｒ＿ｆｉｌｔｅｒと車間時間偏差Ｔｄｅとを前記式７〜
１０に基づいて、いずれの領域に目標加速度ＡＴｍｃが
出現するかを判断して、加速側フラグＡＴＡＣＣＥおよ
び減速側フラグＡＴＤＥＣＣにその判断結果を表す。

【００６２】前記式７が満足された場合は、加速側フラ
グＡＴＡＣＣＥ＝１および減速側フラグＡＴＤＥＣＣ＝
０とする。前記式８が満足された場合は、加速側フラグ
ＡＴＡＣＣＥ＝０および減速側フラグＡＴＤＥＣＣ＝１
とする。

【００６３】前記式９，１０が共に満足された場合は、
加速側フラグＡＴＡＣＣＥ＝０および減速側フラグＡＴ
ＤＥＣＣ＝０とする。これ以外は、エンジンＥＣＵ６側
での評価関数ブロック６０８までの処理やデータが異常
であるとして、加速側フラグＡＴＡＣＣＥ＝１および減
速側フラグＡＴＤＥＣＣ＝１とする。

【００６４】したがって、判定ブロック６１０では、こ
のフラグＡＴＡＣＣＥ，ＡＴＤＥＣＣの内容が、 （１）加速側フラグＡＴＡＣＣＥ＝１および減速側フラ
グＡＴＤＥＣＣ＝０であれば、車間制御ＥＣＵ２から受
信した目標加速度ＡＴｍｃ＿ｆｉｌｔｅｒの値がマイナ
スであれば異常と判定する。

【００６５】（２）加速側フラグＡＴＡＣＣＥ＝０およ
び減速側フラグＡＴＤＥＣＣ＝１であれば、車間制御Ｅ
ＣＵ２から受信した目標加速度ＡＴｍｃ＿ｆｉｌｔｅｒ
の値がプラスであれば異常と判定する。 （３）加速側フラグＡＴＡＣＣＥ＝０および減速側フラ
グＡＴＤＥＣＣ＝０であれば、車間制御ＥＣＵ２から受
信した目標加速度ＡＴｍｃ＿ｆｉｌｔｅｒの値が＞２ｋ
ｍ／ｈ／ｓｅｃまたは＜−２ｋｍ／ｈ／ｓｅｃであれば
異常と判定する。

【００６６】（４）加速側フラグＡＴＡＣＣＥ＝１およ
び減速側フラグＡＴＤＥＣＣ＝１であれば、車間制御Ｅ
ＣＵ２から受信した目標加速度ＡＴｍｃ＿ｆｉｌｔｅｒ
の値がいかなる値であろうと異常と判定する。ただし、
判定ブロック６１０は、上述した異常の判定（１）〜
（４）は、いずれかの異常判定が０．５秒以上連続して
なされた場合に、異常と判定し、０．５秒未満では異常
と判定しない。

【００６７】本実施の形態では、このように車間制御Ｅ
ＣＵ２が行っている制御演算に用いられる目標加速度Ａ
Ｔｍｃ＿ｆｉｌｔｅｒとは別個に、エンジンＥＣＵ６側
の評価関数ブロック６０８にて、式７〜式１０に示した
評価関数を用いて、目標加速度ＡＴｍｃ＿ｆｉｌｔｅｒ
が出現すべき領域を求め、判定ブロック６１０が、車間
制御ＥＣＵ２にて演算した目標加速度ＡＴｍｃ＿ｆｉｌ
ｔｅｒが、評価関数ブロック６０８が求めた領域に適合
しているか否か（すなわち、加速側フラグＡＴＡＣＣＥ
および減速側フラグＡＴＤＥＣＣに対応する値か否か）
を判断し、適合していない場合は異常と判断している。

【００６８】このように評価基準値としての加速側フラ
グＡＴＡＣＣＥおよび減速側フラグＡＴＤＥＣＣは、第
１制御装置としての車間制御ＥＣＵ２にてなされる指令
値としての目標加速度ＡＴｍｃの演算に対しては、その
演算の性質（本実施の形態では、図３の目標加速度ＡＴ
ｍｃ演算マップの性質）に対応して演算されているた
め、正常時であれば目標加速度ＡＴｍｃ（実際には目標
加速度ＡＴｍｃ＿ｆｉｌｔｅｒ）の性質を反映した値
（本実施の形態では加速側フラグＡＴＡＣＣＥおよび減
速側フラグＡＴＤＥＣＣ）が得られる。

【００６９】このため、前述した式７〜式１０にて、加
速側フラグＡＴＡＣＣＥおよび減速側フラグＡＴＤＥＣ
Ｃと目標加速度ＡＴｍｃ＿ｆｉｌｔｅｒとの差異を検討
すれば、確実に目標加速度ＡＴｍｃ＿ｆｉｌｔｅｒの異
常が判明する。そして、フェールセーフシステムの機能
としては、上述のごとく異常が判明すると、通常時処理
の代わりに異常時処理として、エンジンＥＣＵ６は、車
間制御ＥＣＵ２からの指令による内燃機関の制御を禁止
するので、フェールセーフを作用させることができる。
こうして、確実かつ迅速に異常時処理を実行でき、アク
チュエータの異常な動作を極力防止できる。

【００７０】［実施の形態２］実施の形態２として、前
述した図７に示す処理の代わりに、図９に示す制御ブロ
ック図の処理を行っても良い。前述した図７の制御ブロ
ック図では、エンジンＥＣＵ６にて行われる処理で加速
側フラグＡＴＡＣＣＥおよび減速側フラグＡＴＤＥＣＣ
を求めて、車間制御ＥＣＵ２が送信してくる目標加速度
ＡＴｍｃ＿ｆｉｌｔｅｒが異常であるか否かを判定して
いたが、図９に示すごとく、車間制御ＥＣＵ２自身が、
前述した評価関数ブロック６０８と同じ機能の評価関数
ブロック７０８を設け、車間制御ＥＣＵ２が、目標加速
度ＡＴｍｃ＿ｆｉｌｔｅｒと加速側フラグＡＴＡＣＣＥ
および減速側フラグＡＴＤＥＣＣとを、エンジンＥＣＵ
６へ送信し、エンジンＥＣＵ６では、エンジンＥＣＵ６
自身の内部に設けた前述した判定ブロック６１０と同じ
機能の判定ブロック７１０にて、前述した判定ブロック
６１０と同じ処理を行う。このことにより、実施の形態
１と同様な効果を生じることができる。

【００７１】また、本実施の形態では、先行車選択ブロ
ック６０２、フィルタブロック６０４、および車間時間
偏差Ｔｄｅ演算ブロック６０６の処理を設けたり、これ
ら独自に必要な信号を入力する必要がないので、実施の
形態１と比較して全体としてプログラムやハード構成が
簡単になる。

【００７２】［その他］なお、評価関数ブロック６０
８，７０８や判定ブロック６１０，７１０は、車間制御
ＥＣＵ２あるいはエンジンＥＣＵ６のいずれに属しても
良い。また、車間制御ＥＣＵ２やエンジンＥＣＵ６以外
のＥＣＵにおいて、評価関数ブロック６０８，７０８や
判定ブロック６１０，７１０の機能を実行させて、最終
的に判定結果をエンジンＥＣＵ６が利用すれば良い。

【００７３】また、評価関数ブロック６０８，７０８
は、相対速度Ｖｒ＿ｆｉｌｔｅｒおよび車間時間偏差Ｔ
ｄｅを用いたが、レーザレーダセンサ３から先行車との
相対速度Ｖｒｅｌおよび車間距離Ｄに基づいて、先行車
選択ブロック５０２，６０２およびフィルタブロック５
０４，６０４の機能を付加したり、更に、車間時間偏差
Ｔｄｅ演算ブロック５０６，６０６の機能を付加して、
加速側フラグＡＴＡＣＣＥおよび減速側フラグＡＴＤＥ
ＣＣを求める構成としても良い。

【００７４】エンジンＥＣＵ６では、目標加速度ＡＴｍ
ｃ＿ｆｉｌｔｅｒが異常で無ければ、目標加速度ＡＴｍ
ｃ＿ｆｉｌｔｅｒを内部での演算処理にそのまま用い、
異常であれば、車間制御ＥＣＵ２からの情報に基づく内
燃機関の制御を禁止していたが、これ以外に、目標加速
度ＡＴｍｃ＿ｆｉｌｔｅｒが異常となれば、直前まで用
いていた正常時の目標加速度ＡＴｍｃ＿ｆｉｌｔｅｒを
書き換えないように維持して、異常が継続する限り、エ
ンジンＥＣＵ６での処理では、この維持している正常時
の目標加速度ＡＴｍｃ＿ｆｉｌｔｅｒを用いるようにし
ても良い。

【００７５】

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１における制御回路の概略構成を
表すブロック図である。

【図２】 実施の形態１における制御回路が実行する車
間制御処理のフローチャートである。

【図３】 実施の形態１における車間制御処理で用いら
れる目標加速度演算マップの説明図である。

【図４】 実施の形態１におけるＯＤカットによる減速
処理のフローチャートである。

【図５】 実施の形態１におけるシフトダウンによる減
速処理のフローチャートである。

【図６】 実施の形態１におけるフューエルカットによ
る減速処理のフローチャートである。

【図７】 実施の形態１における指令値評価システムの
機能を説明するための制御ブロック図である。

【図８】 実施の形態１にて評価基準値として用いられ
るフラグの設定を示す説明図である。

【図９】 実施の形態２における指令値評価システムの
機能を説明するための制御ブロック図である。

【符号の説明】

２…車間制御用電子制御装置 ３…レーザレーダセ
ンサ ４…ブレーキ電子制御装置 ６…エンジン電子制御
装置 ８…ステアリングセンサ １０…ヨーレートセンサ １２…車輪速センサ １４…警報ブザー １５…スロットル開度センサ １６…車速センサ １８…ブレーキスイッチ ２０…クルーズコントロー
ルスイッチ ２２…クルーズメインスイッチ ２４…スロットルア
クチュエータ ２５…ブレーキアクチュエータ ２６…トランスミッ
ション ２８…ボデーＬＡＮ ５０２…先行車選択ブロック ５０４…フィルタブロック ５０６…車間時間偏差Ｔｄ
ｅ演算ブロック ５０８…目標加速度演算マップブロック ５１０…各種
補正ブロック ６０２…先行車選択ブロック ６０４…フィルタブロッ
ク ６０６…車間時間偏差Ｔｄｅ演算ブロック ６０８…評
価関数ブロック ６１０…判定ブロック ７０８…評価関数ブロック ７１０…判定ブロック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｈ 59:58 Ｆ１６Ｈ 59:58 59:60 59:60 (72)発明者 夏目 勉 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式 会社デンソー内 (72)発明者 山本 和重 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式 会社デンソー内 (72)発明者 宮越 博規 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 古居 信之 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 宮越 恒雄 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−214605（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−55901（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−120422（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−206008（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05B 23/02 G05B 9/00 B60K 31/00 B60K 41/20 F02D 29/02

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】指令値を演算する第１制御装置と、該第１
   制御装置にて演算された前記指令値に基づいてアクチュ
   エータを制御する第２制御装置とを備えた制御システム
   における指令値評価システムであって、 前記第１制御装置にてなされる指令値演算の全部または
   一部と近似の指令値評価用演算あるいは指令値演算の性
   質に対応した指令値評価用演算を行い、前記第１制御装
   置にて演算された指令値が出現すべき領域を求める領域
   算出手段と、 前記第１制御装置にて演算された指令値が、前記領域算
   出手段にて求められた領域に適合しているか否かを評価
   する評価手段と、 を備えたことを特徴とする指令値評価システム。
2. 【請求項２】前記領域算出手段と前記評価手段とが、前
   記第１制御装置の機能として実現されていることを特徴
   とする請求項１記載の指令値評価システム。
3. 【請求項３】前記領域算出手段と前記評価手段とが、前
   記第２制御装置の機能として実現されていることを特徴
   とする請求項１記載の指令値評価システム。
4. 【請求項４】前記領域算出手段が前記第１制御装置の機
   能として実現され、前記評価手段が前記第２制御装置の
   機能として実現されていることを特徴とする請求項１記
   載の指令値評価システム。
5. 【請求項５】前記領域算出手段が前記第１制御装置およ
   び前記第２制御装置とは異なる第３の装置の機能として
   実現され、前記評価手段が前記第１制御装置または前記
   第２制御装置のいずれかの機能として実現されているこ
   とを特徴とする請求項１記載の指令値評価システム。
6. 【請求項６】前記領域算出手段と前記評価手段とが、前
   記第１制御装置および前記第２制御装置とは異なる第３
   の装置の機能として実現されていることを特徴とする請
   求項１記載の指令値評価システム。
7. 【請求項７】前記制御システムは、自動車に搭載されて
   自動車の各種アクチュエータを制御するための制御シス
   テムであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか記
   載の指令値評価システム。
8. 【請求項８】 前記制御システムは、各種アクチュエータ
   を用いて、先行車との車間距離を制御することを特徴と
   する請求項７記載の指令値評価システム。
9. 【請求項９】 前記指令値は、目標加速度であることを特
   徴とする請求項８記載の指令値評価システム。
10. 【請求項１０】請求項１〜９のいずれか記載の指令値評
    価システムと、 前記指令値評価システムの評価手段にて、前記第１制御
    装置にて演算された指令値が、前記領域算出手段にて求
    められた領域に適合する値ではないと評価された場合に
    は、異常状態にあると判定して通常時処理の代わりに異
    常時処理を実行する異常時処理手段と、 を備えたことを特徴とするフェールセーフシステム。
11. 【請求項１１】前記異常時処理手段は、前記異常時処理
    として、前記第１制御装置にて演算された正常時の指令
    値を維持して該指令値を前記第２制御装置に使用させる
    ことを特徴とする請求項１０記載のフェールセーフシス
    テム。
12. 【請求項１２】前記異常時処理手段は、前記異常時処理
    として、前記第１制御装置にて演算された指令値に基づ
    いてアクチュエータを制御する処理を前記第２制御装置
    が行うことを禁止することを特徴とする請求項１０記載
    のフェールセーフシステム。
13. 【請求項１３】請求項１〜９のいずれか記載の指令値評
    価システムとしてコンピュータシステムを機能させるた
    めのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な
    記録媒体。