JP3636020B2 - 多重アクセルセンサの異常時における車両制御 - Google Patents
多重アクセルセンサの異常時における車両制御 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、多重アクセルセンサを用いた車両の制御技術に関し、特に、いずれかのセンサに異常が生じた場合の制御技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
制御系の確実性を高めるために、同一の制御入力を与えるための2つのセンサが用いられる場合がある。2つのセンサが正常に動作している場合には、それらから得られる制御入力もほぼ等しい。ところが、いずれかのセンサに異常が発生している場合には、2つの制御入力に大きな差異が生じる。この場合に、どのように制御を行うかは大きな問題である。
【0003】
特開平9−191501号公報には、電動車両用の2つのアクセルセンサの一方が正常な出力範囲の上下限を超えた場合に、一方のアクセルセンサのみを用いて制御を継続する技術が記載されている。この際、トルクの急増を制限するために、モータの制御回路に与えるトルク指令値に一時遅れ処理を施したり、トルク指令値を略直線状に増加させたりする方法が記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようにトルクの急増を直接制限すると、トクルの変化が通常運転時とは大幅に異なるので、運転者に不安を与える場合があった。このため、従来から、複数のアクセルセンサの一部に異常が発生したときにも、より正常時に近い操縦性を確保する技術が望まれていた。
【0005】
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、複数のアクセルセンサの一部に異常が発生したときに車両の制御を継続するための新たな技術を提供することを目的とする
【0006】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記目的を達成するために、本発明の制御装置は、制御入力としてのアクセル開度を与えるための複数のアクセルセンサを用いて車両を制御する制御装置であって、前記複数のアクセルセンサの一部に異常が発生していることを検出する異常検出部と、前記異常検出部によって異常センサが検出されたときに、前記異常センサ以外の正常なセンサの出力を用いてアクセル開度を決定するアクセル開度決定部と、を備える。前記アクセル開度決定部は、前記正常なセンサの出力信号レベルの範囲を、前記アクセル開度を第1の変化率で増大させる開動作領域と、前記アクセル開度を第2の変化率で減少させる閉動作領域と、を少なくとも含む複数の区分領域に区分し、前記正常なセンサの出力信号レベルが前記複数の区分領域のいずれに存在するかに応じて前記アクセル開度の変化を決定することを特徴とする。なお、第1と第2の変化率は同じ値であってもよく、異なる値であってもよい。
【0007】
上記構成によれば、正常なセンサの出力信号レベルがどの区分領域に存在するかに応じてアクセル開度が徐々に変化するので、正常時に比べてアクセル開度の変化を緩やかにしつつ、車両の制御を継続することが可能である。
【0008】
なお、前記複数の区分領域は、さらに、前記開動作領域と前記閉動作領域との間に設けられ、前記アクセル開度を一定に保持する保持領域を有することが好ましい。
【0009】
こうすれば、正常なセンサ出力が保持領域内に存在するように運転者がアクセルを操作することによって、車速を一定に保つことが可能である。
【0010】
なお、前記開動作領域と前記閉動作領域との少なくとも一方は、前記変化率が互いに異なる値に設定された複数の小領域に区分されているようにしてもよい。
【0011】
こうすれば、アクセル開度の変化をより微妙に調整できるので、操縦性を向上させることが可能である。
【0012】
また、前記アクセル開度決定部は、前記開動作領域と前記閉動作領域とのうちの少なくとも一方において、前記車両の速度に応じて前記変化率を変更するようにしてもよい。
【0013】
こうすれば、車速に応じてアクセル開度の増減の仕方が変わるので、操縦性をより向上させることができる。
【0014】
さらに、前記アクセル開度決定部は、前記開動作領域と前記閉動作領域とのうちの少なくとも一方において、前記車両の速度が大きいほど前記変化率が高くなるように前記変化率を設定するようにしてもよい。
【0015】
こうすれば、車速が大きいときにも、車両の加減速を滑らかに行うことが可能である。
【0016】
なお、前記アクセル開度決定部は、前記車両のブレーキペダルが踏まれたときには前記アクセル開度をゼロに設定することが好ましい。
【0017】
こうすれば、ブレーキペダルを踏んだ際に、車両を直ちに減速させることができるので、操縦性を向上させることができる。
【0018】
なお、前記アクセル開度決定部は、前記正常なセンサの出力信号レベルが前記複数の区分領域のいずれに存在するかと、前記車両の実行加速度と、に応じて前記アクセル開度の変化を決定すようにしてもよい。
【0019】
ここで、「車両の実行加速度」とは、車両の実際の加速度を意味する。この構成によれば、車両の実行加速度も考慮してアクセル開度の変化が決定されるので、操縦性をより向上させることが可能である。
【0020】
例えば、前記アクセル開度決定部は、前記正常なセンサの出力信号レベルが前記開動作領域にあり、かつ、前記車両の走行モードから予定される前記車両の加速度の符号と前記車両の実行加速度の符号とが逆である場合には、前記アクセル開度を少なくとも1回略ステップ状に増大させるようにしてもよい。
【0021】
こうすれば、例えば坂道発進の際において、運転者の予想と異なる方向に車両が進行してしまうことを防止できる可能性を高めることができる。
【0022】
また、前記アクセル開度決定部は、前記正常なセンサの出力信号レベルが前記開動作領域にあり、かつ、前記車両の実行加速度が前記車両の速度に応じて予め設定された最小加速度に達しない場合には、前記アクセル開度を少なくとも1回略ステップ状に増大させるようにしてもよい。
【0023】
こうすれば、車両の加速度が極めて小さいときにも、適切な加速度まで容易に到達させることが可能である。
【0024】
なお、前記車両が車軸を駆動するための原動機として少なくとも電動機を備えているときに、前記アクセル開度決定部は、前記車両の実行加速度として、前記電動機の回転角センサから決定された値を使用することが好ましい。
【0025】
電動機の回転角センサは感度が良好なので、加速度に応じてアクセル開度を素早く変化させることが可能である。
【0026】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、車両の制御装置および制御方法、その制御装置を備える車両、その制御装置または制御方法の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体、そのコンピュータプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号、等の態様で実現することができる。
【0027】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
A.ハイブリッド車両の全体構成
B.ハイブリッド車両の基本動作
C.制御システムの構成
D.アクセルセンサの異常検出
E.アクセルセンサ異常時の車両制御の第1実施例
F.アクセスセンサ異常時の車両制御の第2実施例
G.アクセスセンサ異常時の車両制御の第3実施例
H.アクセスセンサ異常時の車両制御の第4実施例
I.変形例
【0028】
A.ハイブリッド車両の全体構成:
図1は、本発明の一実施例としてのハイブリッド車両の全体構成を示す説明図である。このハイブリッド車両は、エンジン150と、2つのモータ/ジェネレータMG1,MG2と、の3つの原動機を備えている。ここで、「モータ/ジェネレータ」とは、モータとしても機能し、また、ジェネレータとしても機能する原動機を意味している。なお、以下では簡単のため、これらを単に「モータ」と呼ぶ。車両の制御は、制御システム200によって行われる。
【0029】
制御システム200は、メインECU210と、ブレーキECU220と、バッテリECU230と、エンジンECU240とを有している。各ECUは、マイクロコンピュータや、入力インタフェース、出力インタフェースなどの複数の回路要素が1つの回路基板上に配置された1ユニットとして構成されたものである。メインECU210は、モータ制御部260とマスタ制御部270とを有している。マスタ制御部270は、3つの原動機150,MG1,MG2の出力の配分などの制御量を決定する機能を有している。
【0030】
エンジン150は、通常のガソリンエンジンであり、クランクシャフト156を回転させる。エンジン150の運転はエンジンECU240により制御されている。エンジンECU240は、マスタ制御部270からの指令に従って、エンジン150の燃料噴射量その他の制御を実行する。
【0031】
モータMG1,MG2は、同期電動機として構成されており、外周面に複数個の永久磁石を有するロータ132,142と、回転磁界を形成する三相コイル131,141が巻回されたステータ133,143とを備える。ステータ133,143はケース119に固定されている。モータMG1,MG2のステータ133,143に巻回された三相コイル131,141は、それぞれ駆動回路191,192を介して2次バッテリ194に接続されている。駆動回路191,192は、各相ごとにスイッチング素子としてのトランジスタを1対ずつ備えたトランジスタインバータである。駆動回路191,192はモータ制御部260によって制御される。モータ制御部260からの制御信号によって駆動回路191,192のトランジスタがスイッチングされると、バッテリ194とモータMG1,MG2との間に電流が流れる。モータMG1,MG2はバッテリ194からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできるし(以下、この動作状態を力行と呼ぶ)、ロータ132,142が外力により回転している場合には三相コイル131,141の両端に起電力を生じさせる発電機として機能してバッテリ194を充電することもできる(以下、この動作状態を回生と呼ぶ)。
【0032】
エンジン150とモータMG1,MG2の回転軸は、プラネタリギヤ120を介して機械的に結合されている。プラネタリギヤ120は、サンギヤ121と、リングギヤ122と、プラネタリピニオンギヤ123を有するプラネタリキャリア124と、から構成されている。本実施例のハイブリッド車両では、エンジン150のクランクシャフト156はダンパ130を介してプラネタリキャリア軸127に結合されている。ダンパ130はクランクシャフト156に生じる捻り振動を吸収するために設けられている。モータMG1のロータ132は、サンギヤ軸125に結合されている。モータMG2のロータ142は、リングギヤ軸126に結合されている。リングギヤ122の回転は、チェーンベルト129とデファレンシャルギア114とを介して車軸112および車輪116R,116Lに伝達される。
【0033】
制御システム200は、車両全体の制御を実現するために種々のセンサを用いており、例えば、運転者によるアクセルの踏み込み量を検出するためのアクセルセンサ165、シフトレバーの位置を検出するシフトポジションセンサ167、ブレーキの踏み込み圧力を検出するためのブレーキセンサ163、バッテリ194の充電状態を検出するためのバッテリセンサ196、およびモータMG2の回転数を測定ための回転数センサ144などを利用している。リングギヤ軸126と車軸112はチェーンベルト129によって機械的に結合されているため、リングギヤ軸126と車軸112の回転数の比は一定である。従って、リングギヤ軸126に設けられた回転数センサ144によって、モータMG2の回転数のみでなく、車軸112の回転数も検出することができる。
【0034】
B.ハイブリッド車両の基本的動作:
ハイブリッド車両の基本的な動作を説明するために、以下ではまず、プラネタリギヤ120の動作について説明する。プラネタリギヤ120は、上述した3つの回転軸のうちの2つの回転軸の回転数が決定されると残りの回転軸の回転数が決まるという性質を有している。各回転軸の回転数の関係は次式(1)の通りである。
【0035】
Nc=Ns×ρ/(1+ρ)+Nr×1/(1+ρ) …(1)
【0036】
ここで、Ncはプラネタリキャリア軸127の回転数、Nsはサンギヤ軸125の回転数、Nrはリングギヤ軸126の回転数である。また、ρは次式で表される通り、サンギヤ121とリングギヤ122のギヤ比である。
【0037】
ρ=[サンギヤ121の歯数]/[リングギヤ122の歯数]
【0038】
また、3つの回転軸のトルクは、回転数に関わらず、次式(2),(3)で与えられる一定の関係を有する。
【0039】
Ts=Tc×ρ/(1+ρ) …(2)
Tr=Tc×1/(1+ρ)=Ts/ρ …(3)
【0040】
ここで、Tcはプラネタリキャリア軸127のトルク、Tsはサンギヤ軸125のトルク、Trはリングギヤ軸126のトルクである。
【0041】
本実施例のハイブリッド車両は、このようなプラネタリギヤ120の機能により、種々の状態で走行することができる。例えば、ハイブリッド車両が走行を始めた比較的低速な状態では、エンジン150を停止したまま、モータMG2を力行することにより車軸112に動力を伝達して走行する。同様にエンジン150をアイドル運転したまま走行することもある。
【0042】
走行開始後にハイブリッド車両が所定の速度に達すると、制御システム200はモータMG1を力行して出力されるトルクによってエンジン150をモータリングして始動する。このとき、モータMG1の反力トルクがプラネタリギヤ120を介してリングギヤ122にも出力される。
【0043】
エンジン150を運転してプラネタリキャリア軸127を回転させると、上式(1)〜(3)を満足する条件下で、サンギヤ軸125およびリングギヤ軸126が回転する。リングギヤ軸126の回転による動力はそのまま車輪116R,116Lに伝達される。サンギヤ軸125の回転による動力は第1のモータMG1で電力として回生することができる。一方、第2のモータMG2を力行すれば、リングギヤ軸126を介して車輪116R,116Lに動力を出力することができる。
【0044】
定常運転時には、エンジン150の出力が、車軸112の要求動力(すなわち車軸112の回転数×トルク)とほぼ等しい値に設定される。このとき、エンジン150の出力の一部はリングギヤ軸126を介して直接車軸112に伝えられ、残りの出力は第1のモータMG1によって電力として回生される。回生された電力は、第2のモータMG2がリングギヤ軸126を回転させるトルクを発生するために使用される。この結果、車軸112を所望の回転数で所望のトルクで駆動することが可能である。
【0045】
車軸112に伝達されるトルクが不足する場合には、第2のモータMG2によってトルクをアシストする。このアシストのための電力には、第1のモータMG1で回生した電力およびバッテリ149に蓄えられた電力が用いられる。このように、制御システム200は、車軸112から出力すべき要求動力に応じて2つのモータMG1,MG2の運転を制御する。
【0046】
本実施例のハイブリッド車両は、エンジン150を運転したまま後進することも可能である。エンジン150を運転すると、プラネタリキャリア軸127は前進時と同方向に回転する。このとき、第1のモータMG1を制御してプラネタリキャリア軸127の回転数よりも高い回転数でサンギヤ軸125を回転させると、上式(1)から明らかな通り、リングギヤ軸126は後進方向に反転する。制御システム200は、第2のモータMG2を後進方向に回転させつつ、その出力トルクを制御して、ハイブリッド車両を後進させることができる。
【0047】
プラネタリギヤ120は、リングギヤ122が停止した状態で、プラネタリキャリア124およびサンギヤ121を回転させることが可能である。従って、車両が停止した状態でもエンジン150を運転することができる。例えば、バッテリ194の残容量が少なくなれば、エンジン150を運転し、第1のモータMG1を回生運転することにより、バッテリ194を充電することができる。車両が停止しているときに第1のモータMG1を力行すれば、そのトルクによってエンジン150をモータリングし、始動することができる。
【0048】
C.制御システムの構成:
図2は、実施例における制御システム200のより詳細な構成を示すブロック図である。マスタ制御部270は、マスタ制御CPU272と、電源制御回路274とを含んでいる。また、モータ制御部260は、モータ主制御CPU262と、2つのモータMG1,MG2をそれぞれ制御するための2つのモータ制御CPU264,266とを有している。各CPUは、それぞれ図示しないCPUとROMとRAMと入力ポートと出力ポートを備えており、これらとともに1チップマイクロコンピュータを構成している。
【0049】
マスタ制御CPU272は、3つの原動機150,MG1,MG2の回転数やトルクの配分等の制御量を決定し、他のCPUやECUに各種の要求値を供給して、各原動機の駆動を制御する機能を有している。この制御のために、マスタ制御CPU272には、アクセル開度を示すアクセルポジション信号AP1,AP2や、シフト位置を示すシフトポジション信号SP1,SP2等が供給されている。なお、アクセルセンサ165とシフトポジションセンサ167は、それぞれ2重化されており、2つのアクセルポジション信号AP1,AP2と、2つのシフトポジション信号SP1,SP2とをそれぞれマスタ制御CPU272に供給している。
【0050】
電源制御回路274は、バッテリ194の高圧直流電圧をメインECU210内の各回路用の低圧直流電圧に変換するためのDCDCコンバータである。この電源制御回路274は、マスタ制御CPU272の異常を監視する監視回路としての機能も有している。
【0051】
エンジンECU240は、マスタ制御CPU272から与えられたエンジン出力要求値PEreq に応じてエンジン150を制御する。エンジンECU240からは、エンジン150の回転数REVenがマスタ制御CPU272にフィードバックされる。
【0052】
モータ主制御CPU262は、マスタ制御CPU272から与えられたモータMG1,MG2に関するトルク要求値T1req,T2reqに応じて、2つのモータ制御CPU264,266にそれぞれ電流要求値I1req,I2reqを供給する。モータ制御CPU264,266は、電流要求値I1req,I2reqに従って駆動回路191,192をそれぞれ制御して、モータMG1,MG2を駆動する。モータMG1,MG2の回転数センサからは、モータMG1,MG2の回転数REV1,REV2がモータ主制御CPU262にフィードバックされている。なお、モータ主制御CPU262からマスタ制御CPU272には、モータMG1,MG2の回転数REV1,REV2や、バッテリ194から駆動回路191,192への電流値IBなどがフィードバックされている。
【0053】
バッテリECU230は、バッテリ194の充電状態SOCを監視するとともに、必要に応じてバッテリ194の充電要求値CHreq をマスタ制御CPU272に供給する。マスタ制御CPU272は、この要求値CHreq を考慮して各原動機の出力を決定する。すなわち、充電が必要な場合には、走行に必要な出力よりも大きい動力をエンジン150に出力させて、その一部を第1のモータMG1による充電動作に配分する。
【0054】
ブレーキECU220は、図示しない油圧ブレーキと、第2のモータMG2による回生ブレーキとのバランスを取る制御を行う。この理由は、このハイブリッド車両では、ブレーキ時に第2のモータMG2による回生動作が行われてバッテリ194が充電されるからである。具体的には、ブレーキECU220は、ブレーキセンサ163からのブレーキ圧力BPに基づいて、マスタ制御CPU272に回生要求値REGreq を入力する。マスタ制御CPU272は、この要求値REGreq に基づいてモータMG1,MG2の動作を決定して、ブレーキECU220に回生実行値REGpracをフィードバックする。ブレーキECU220は、この回生実行値REGpracと回生要求値REGreq の差分と、ブレーキ圧力BPとに基づいて、油圧ブレーキによるブレーキ量を適切な値に制御する。
【0055】
以上のように、マスタ制御CPU272は、各原動機150,MG1,MG2の出力を決定して、それぞれの制御を担当するECU240やCPU264,266に要求値を供給する。ECU240やCPU264,266は、この要求値応じて各原動機を制御する。この結果、ハイブリッド車両は、走行状態に応じて適切な動力を車軸112から出力して走行することができる。また、ブレーキ時には、ブレーキECU220とマスタ制御CPU272とが協調して、各原動機や油圧ブレーキの動作を制御する。この結果、電力を回生しつつ、運転者に違和感をあまり感じさせないブレーキングを実現することができる。
【0056】
4つのCPU272,262,264,266は、いわゆるウォッチドッグパルスWDPを用いて互いの異常を監視し、CPUに異常が発生してウォッチドッグパルスが停止した場合には、そのCPUにリセット信号RESを供給してリセットさせる機能を有している。なお、マスタ制御CPU272の異常は、電源制御回路274によっても監視されている。
【0057】
異常履歴登録回路280は、異常発生の履歴を登録するためのEEPROM282を有している。このEEPROM282には、アクセルセンサ165やシフトポジションセンサ167の異常発生の履歴が登録される。また、異常履歴登録回路280の入力ポートには、マスタ制御CPU272とモータ主制御CPU262との間で送受信されるリセット信号RES1,RES2が入力されている。異常履歴登録回路280は、これらのリセット信号RES1,RES2が発生すると、これを内部のEEPROM282に格納する。
【0058】
なお、マスタ制御CPU272と異常履歴登録回路280とは、双方向通信配線214を介して互いに各種の要求や通知を行うことができる。また、マスタ制御CPU272とモータ主制御CPU262の間にも双方向通信配線212が設けられている。
【0059】
D.アクセルセンサの異常検出:
図3は、アクセルセンサの出力信号の処理に関係する回路構成を示すブロック図である。アクセルセンサ165は、特性の異なる2つのセンサ165a,165bで構成されている。これらのセンサ165a,165bとしては、例えばポテンショメータが利用可能である。2つのセンサ165a,165bの出力信号AP1,AP2は、マスタ制御CPU272に入力される。
【0060】
マスタ制御CPU272は、異常検出部272aとしての機能と、制御入力決定部272bとしての機能とを有している。異常検出部272aは、アクセルセンサ165やシフトポジションセンサ167に異常が発生しているか否かを検出する。制御入力決定部272bは、通常はセンサの正常な出力から制御入力(すなわち、アクセル開度やシフトポジション)を決定するものであるが、センサに異常が発生したときには、異常でないセンサ出力を用いて制御入力を決定する。これらの各部272a,272bの機能は、図示しないROMに格納されたプログラムをマスタ制御CPU272が実行することによって実現される。
【0061】
なお、アクセルセンサ165に異常が発生した場合には、その異常の内容が異常履歴登録回路280内のEEPROM282に登録される。
【0062】
図4(A)は、アクセルセンサ165の入出力特性を示すグラフである。横軸はアクセルペダルの踏み込み量であり、縦軸はアクセルポジション信号のレベルである。2つのセンサから出力される出力信号AP1,AP2の傾きは等しいが、互いに異なるオフセットを有している。但し、2つの出力信号AP1,AP2の傾きを異なる値に設定することも可能である。
【0063】
2つのセンサの正常出力範囲R1,R2は、2つのセンサの出力AP1,AP2とアクセル開度(アクセルペダルの踏み込み量)との関係が、いずれも一義的に決定される範囲に設定される。図4の例では、正常出力範囲R1,R2は、センサ出力AP1,AP2とアクセル開度との関係がいずれも直線で表される範囲に設定されている。
【0064】
図4(B)は、2つのセンサが両方とも正常に動作している場合のアクセルポジション信号の変化の一例を示している。両方とも正常に動作している場合には、制御入力決定部272b(図3)は、第1の出力信号AP1から制御入力(アクセル開度)を決定する。但し、第2の出力信号AP2からアクセル開度を決定することも可能である。
【0065】
異常検出部272a(図2)は、2つのアクセルセンサに異常が発生しているか否かを検出する。本実施例では、異常検出部272aは、センサの出力信号AP1,AP2の経時的な変化パターンが、予め設定された複数の異常パターンのうちのいずれかに該当するか否かによってセンサの異常を検出している。図5ないし図9は、アクセルセンサの異常事象の例を示している。
【0066】
図5は、第1のアクセルセンサ165aに異常事象#1(センサの接地線の断線)が発生しているときの出力信号の変化を示している。第1のアクセルセンサ165aの接地線が断線すると、その出力信号AP1が急落して、所定の断線レベルLB以下となり、正常出力範囲R1から外れてしまう。異常検出部272aは、出力信号AP1のレベルが断線レベルLB以下になった時刻t0において、センサ165aに異常が発生している可能性があることを示す異常予備通知PREを制御入力決定部272bに供給する。異常検出部272aは、さらに、出力信号AP1のレベルが所定の期間Δt1以上にわたってオフセットF1以下に維持されていることを確認すると、第1のセンサ165aに異常が発生したものと判断する(時刻t1)。そして、異常検出指令DET1を制御入力決定部272bに供給して、第1のセンサ165aに異常事象#1が発生したことを通知する。なお、異常検出の暫定期間を設けたのは、出力の一時的な変動に起因する異常の誤検出を防止するためである。
【0067】
マスタ制御CPU272は、時刻t1以降は、異常である第1のセンサ165aを用いずに、正常に動作している第2のセンサ165bを用いてアクセル開度を決定する。こうすれば、2つのセンサ165a,165bの一方に異常が発生しても、車両の制御を継続することが可能である。
【0068】
なお、時刻t1以降の異常期間においては、第2のセンサ165bの入出力特性をそのまま用いてアクセル開度を決定するではなく、2つのセンサがともに正常である場合よりもアクセル開度の値がより小さくなるようにしてもよい。例えば、第2のセンサ165bの出力信号AP2から直接得られるアクセル開度の値に1未満の所定の係数(例えば0.9)を乗じたものを、実際の制御に使用するアクセル開度として採用してもよい。こうすれば、一方のセンサに異常があるときに、残りのセンサの出力が仮に急増しても、車両の加速度の増加をやや緩やかにすることが可能である。
【0069】
時刻t0からt1までの期間は、異常であるか否かを最終的に決定するまでの暫定期間である。この暫定期間において、制御入力決定部272bは、2つのセンサ165a,165bがいずれも正常である場合と異なる方法でアクセル開度を決定するようにしてもよい。例えば、暫定期間Δt1においては、異常である可能性があるセンサ165a以外の他のセンサ165bの出力信号AP2を用いてアクセル開度を決定してもよい。なお、各センサに異常がある可能性があるか否かは、その出力が所定のしきい値以上の変化率で変化しているか否かに応じて決定することができる。
【0070】
なお、図5の例では第1のセンサ165aに異常が発生した場合を説明したが、これとは逆に、第1のセンサ165aが正常で第2のセンサ165bに異常が発生した場合も同様に処理される。これは、以下に説明する他の異常事象についても同様である。また、上述した異常期間と暫定期間におけるアクセル開度の決定の方法も、以下の他の異常事象において同様に適用可能である。
【0071】
図6は、第1のアクセルセンサ165aに異常事象#2(ホールド)が発生しているときの出力信号の変化を示している。ここで、「ホールド」とは、出力信号が一定値に維持されることを意味する。アクセルセンサが正常に動作している場合には、その出力信号が一定値で維持されるように運転者がアクセルペダルを一定位置に保持しておくのは極めて困難である。そこで、アクセルセンサの出力信号が一定値で維持されている場合には、そのセンサに異常が発生しているものと判断することが可能である。
【0072】
図6の例のように、一方の出力信号AP1が一定値に維持された状態が所定の期間Δt2a経過すると、異常検出部272aは異常予備通知PREを制御入力決定部272bに供給する(時刻t2a)。異常検出部272aは、出力信号AP1のレベルがさらに所定の期間Δt2b継続したことを確認すると、第1のセンサ165aに異常が発生したものと判断する(時刻t2b)。そして、異常検出指令DET2を制御入力決定部272bに供給して、第1のセンサ165aに異常事象#2が発生したことを通知する。
【0073】
マスタ制御CPU272は、時刻t2以降は異常である第1のセンサ165aを用いずに、正常に動作している第2のセンサ165bを用いてアクセル開度を決定する。従って、2つのセンサ165a,165bの一方に異常が発生しても、車両の制御を継続することが可能である。
【0074】
この異常事象#2は、2つのセンサ165a,165bの出力がいずれも正常な出力範囲R1,R2の中に留まっている点に特徴がある。このような異常事象は、従来は、いずれのセンサに異常があるかを判断することが困難であった。本実施例では、異常検出部272aが、アクセルセンサの出力信号の経時的な変化パターンが予め設定された異常事象#2(ホールド)のパターンに該当するか否かを調べてセンサの異常を検出している。この結果、センサの出力が正常範囲内にある場合にも、その異常を検出することが可能である。
【0075】
図7は、第1のアクセルセンサ165aに異常事象#3(矩形波状振動)が発生しているときの出力信号の変化を示している。アクセルセンサが正常に動作している場合には、その出力信号が矩形波状に変化するように運転者がアクセルペダルを踏むのは極めて困難である。そこで、アクセルセンサの出力信号が矩形波状に変化している場合には、そのセンサに異常が発生しているものと判断することが可能である。
【0076】
図7の時刻t0において一方の出力信号AP1が所定のしきい値以上の変化率で急変すると、異常検出部272aは異常予備通知PREを制御入力決定部272bに供給する。異常検出部272aは、出力信号AP1の矩形波状の変化が所定の期間Δt3継続したことを確認すると、第1のセンサ165aに異常が発生したものと判断する(時刻t3)。そして、異常検出指令DET3を制御入力決定部272bに供給して、第1のセンサ165aに異常事象#3が発生したことを通知する。
【0077】
マスタ制御CPU272は、時刻t3以降は異常である第1のセンサ165aを用いずに、正常に動作している第2のセンサ165bを用いてアクセル開度を決定する。従って、2つのセンサ165a,165bの一方に異常が発生しても、車両の制御を継続することが可能である。なお、この異常事象#3も、2つのセンサ165a,165bの出力がいずれも正常な出力範囲R1,R2の中に留まっている事象である。
【0078】
図8は、第1のアクセルセンサ165aに異常事象#4(不規則振動)が発生しているときの出力信号の変化を示している。アクセルセンサが正常に動作している場合には、その出力信号が不規則的に急変するように運転者がアクセルペダルを踏むのは極めて困難である。そこで、アクセルセンサの出力信号が不規則的に急変している場合には、そのセンサに異常が発生しているものと判断することが可能である。
【0079】
図8の時刻t0において一方の出力信号AP1が所定のしきい値以上の変化率で急変すると、異常検出部272aは異常予備通知PREを制御入力決定部272bに供給する。異常検出部272aは、出力信号AP1の不規則的な急変が所定の期間Δt4継続したことを確認すると、第1のセンサ165aに異常が発生したものと判断する(時刻t4)。そして、異常検出指令DET4を制御入力決定部272bに供給して、第1のセンサ165aに異常事象#4が発生したことを通知する。
【0080】
マスタ制御CPU272は、時刻t4以降は異常である第1のセンサ165aを用いずに、正常に動作している第2のセンサ165bを用いてアクセル開度を決定する。従って、2つのセンサ165a,165bの一方に異常が発生しても、車両の制御を継続することが可能である。この異常事象#4も、2つのセンサ165a,165bの出力がいずれも正常な出力範囲R1,R2の中に留まっている事象である。
【0081】
なお、異常事象#3,#4は、いずれも出力信号の振動に分類される事象であり、これらを同一の事象として登録しておいてもよい。異常事象#3,#4に該当するか否かは、例えば、出力信号の変化率の大きさやその頻度(すなわち変化率のスペクトル)等の振動に特有な特性を解析して調べることによって決定することが可能である。
【0082】
図9は、2つのアクセルセンサ165a,164bに異常事象#5(差分異常)が発生しているときの出力信号の変化を示している。アクセルセンサが正常に動作している場合には、2つの出力信号AP1,AP2の差分は、ほぼ一定の適切な範囲内に維持されるはずである。例えば、図4(A)に示した2つの入出力特性の傾きが同一であれば、2つの出力信号AP1,AP2の差分はほぼ一定である。そこで、2つのアクセルセンサの出力信号の差分が一定の適切な範囲から外れたした場合には、いずれかのセンサに異常が発生しているものと判断することが可能である。
【0083】
図9の時刻t0において一方の出力信号AP1が変化して2つの差分が所定のしきい値になると、異常検出部272aは異常予備通知PREを制御入力決定部272bに供給する。異常検出部272aは、差分の異常が所定の期間Δt5継続したことを確認すると、いずれかのセンサ165a,165bに異常が発生したものと判断する(時刻t5)。このとき、例えば、差分に異常が発生した時刻t0において、出力の変化がより大きなセンサ(図9の例では165a)を異常と判断することができる。このとき、異常検出部272aは、異常検出指令DET5を制御入力決定部272bに供給して、第1のセンサ165aに異常事象#5が発生したことを通知する。
【0084】
マスタ制御CPU272は、時刻t5以降は異常である第1のセンサ165aを用いずに、正常に動作している第2のセンサ165bを用いてアクセル開度を決定する。従って、2つのセンサ165a,165bの一方に異常が発生しても、車両の制御を継続することが可能である。この異常事象#5においても、2つのセンサ165a,165bの出力がいずれも正常な出力範囲R1,R2の中に留まっている間に、センサの異常を検出することが可能である。
【0085】
なお、差分異常の場合には、暫定期間Δt5において、より小さいアクセル開度を与えるセンサ出力を使用して、アクセル開度を決定してもよい。このアクセル開度(制御入力)の決定方法は、上述した他の異常事象にも適用可能である。
【0086】
図10は、アクセルセンサの異常検出に関するマスタ制御CPU272の処理ルーチンを示すフローチャートである。この処理ルーチンは、一定時間毎に起動され、実行される。ステップS1では、異常検出部272aが一定時間毎に異常事象が発生しているか否かを調べる。アクセルセンサ165に異常事象が発生していなければこのルーチンを終了する。一方、アクセルセンサ165に異常事象が発生していると判断した場合には、ステップS2において、正常なセンサを用いてその後の制御を継続する。そして、ステップS3において、センサに異常が発生したことを異常履歴登録回路280内のEEPROM282(図3)に登録する。
【0087】
図11は、EEPROM282内の異常履歴領域の内容を示す説明図である。この異常履歴領域内には、1トリップ毎に5つの異常事象#1〜#5が発生したか否かを示すフラグを登録することが可能である。ここで、1トリップとは、車両の1回の走行(キーオンからキーオフまで)を意味している。また、EEPROM282には、最新のトリップを示すためのポインタPTも登録されている。
【0088】
図11(A)は、異常履歴領域が初期化された状態を示している。また、図11(B)は、3トリップ終了後の状態を示している。この例では、最初のトリップでは2つのセンサ165a,165bはいずれも正常であったが、2回目のトリップでは差分異常が発生しており、3回目のトリップではホールドが発生している。
【0089】
このように異常履歴がEEPROM282に登録されるので、車両の走行後には、サービスコンピュータを制御システム200に接続し、EEPROM282から異常履歴を読み出して調べることによって、走行中にどのような異常が発生したかを知ることが可能である。
【0090】
以上説明したように、アクセルセンサに関して予め設定された5つの異常事象#1〜#5のうちの4つの事象#2〜#5では、2つのセンサ165a,165bの出力がいずれも正常な出力範囲R1,R2にある。このとき、異常検出部272aは、アクセルセンサの出力信号の経時的な変化パターンが、予め設定された複数の異常事象のパターンに該当するか否かを調べてセンサの異常を検出しているので、2つのセンサの出力がいずれも正常範囲内にある場合にも、異常を検出することが可能である。そして、一方のセンサに異常が発生しても、正常なセンサを用いて制御を継続することが可能である。なお、予め設定された複数の異常事象のパターンは、マスタ制御CPU272のための図示しないROMに格納されている。
【0091】
E.アクセスセンサ異常時の車両制御の第1実施例:
アクセルセンサの一方に異常が発生した場合に、制御入力決定部272b(図3)は、図4(A)の入出力特性とは異なる特性に従って、アクセル開度を以下のように決定する。
【0092】
図12は、2つのアクセルセンサの一方に異常が発生したときのアクセル開度AOPの決定方法を示す説明図である。アクセルセンサの出力信号AP1,AP2の変化は、図5に示した異常事象#1(断線)と同じものである。但し、図12では、第2のアクセルセンサの出力信号AP2の変化も実線で描いている。なお、以下の説明では主に異常事象#1における制御について説明しているが、他の異常事象についても同様の制御を適用可能である。
【0093】
図12の例では、正常なアクセルセンサの出力範囲R2は、開動作領域R2aと、保持領域R2bと、閉動作領域R2cとの3つの領域に区分されている。制御入力決定部272bは、センサ出力AP2がこれらの3つの領域R2a,R2b,R2cのいずれに存在するかに応じてアクセル開度AOPを決定する。すなわち、センサ出力AP2が開動作領域R2aにある場合には、アクセル開度AOPを所定の増加率で増加させる。センサ出力AP2が保持領域R2bにある場合には、アクセル開度AOPをそのまま維持する。また、センサ出力AP2が閉動作領域R2cにある場合には、アクセル開度AOPを所定の減少率で減少させる。例えば、図12の期間t10〜t11では、センサ出力AP2が保持領域R2b内に存在するので、アクセル開度AOPは一定に維持される。また、期間t11〜t12では、センサ出力AP2が閉動作領域R2c内に存在するので、アクセル開度AOPは一定の減少率で減少する。同様に、期間t12〜t13および期間t14〜t15においてもアクセル開度AOPが一定に維持される。また、期間t13〜t14では、センサ出力AP2が閉動作領域R2c内に存在するので、アクセル開度AOPは一定の減少率で減少する。
【0094】
なお、各領域の境界の位置は、車両の操縦性を考慮して適宜設定可能である。例えば、開動作領域R2aと保持領域R2bとの間の境界は、センサ出力AP2のレベルが約50%の位置に設定することができる。また、保持領域R2bと閉動作領域R2cとの間の境界は、センサ出力AP2のレベルが約20%の位置に設定することができる。
【0095】
また、開動作領域R2aにおける増大率と、閉動作領域R2cにおける減少率としては、絶対値が同じ値を採用してもよく、絶対値が異なる値を採用してもよい。
【0096】
なお、運転者によってブレーキペダルが踏まれた場合には、アクセル開度AOPを強制的に0に設定することが好ましい。ブレーキペダルが踏まれたときには、運転手はアクセルペダルから足を離しているのが普通である。ところが、アクセルセンサに異常が発生しているときには、センサ出力AP2は閉動作領域R2cにあるので、図12の領域区分に従えばアクセル開度AOPは一定の減少率で減少するだけであり、運転者の意図に反することになる。そこで、運転者によってブレーキペダルが踏まれた場合には、アクセル開度AOPを強制的に0に設定するようにすることによって、運転者の意図をより良く反映することができる。
【0097】
図13は、アクセル開度AOPに応じて設定されたトルク指令値/車速マップの一例を示す説明図である。この例に示すように、アクセル開度AOPの各値に関して、車速とトルク指令値Tr(車軸に出力すべきトルクの要求値)との関係を示すマップが予め準備されている。これらのマップは、例えばマスタ制御CPU272用の図示しないROM内に格納されている。なお、図13の横軸は、車速の代わりに第2のモータMG2の回転数(すなわちリングギア122の回転数)としてもよい。この回転数は、第2のモータMG2に設けられた回転数センサ144(図1)によって測定される。
【0098】
アクセル開度AOPが図12の方法に従って決定されると、このマップからトルク指令値Trが決定される。マスタ制御CPU272は、このトルク指令値Trと車速とに応じて3つの原動機150,MG1,MG2の回転数やトルクの配分を決定する。なお、このハイブリッド車両の具体的な制御方法については、例えば本出願人により開示された特開平9−308012号公報に詳述されているので、ここではその説明は省略する。
【0099】
このように、本実施例では、正常なセンサ出力AP2が開動作領域R2aと保持領域R2bと閉動作領域R2cのいずれに存在するかに応じてアクセル開度AOPの変化を決定するようにしたので、2つのセンサがいずれも正常な場合に比べてアクセル開度の変化をやや緩やかにすることができる。この結果、車両の動きの変化をやや緩慢にしつつ、車両の運行を継続することが可能である。
【0100】
F.アクセスセンサ異常時の車両制御の第2実施例:
この第2実施例では、図12に示したアクセル開度の決定条件に加えて、以下に説明するような他の条件も考慮してアクセル開度を決定する。
【0101】
まず、車速に応じてアクセル開度の変化率(増加率および減少率)が変更される。図14(A)は、車速に応じたアクセル開度の変化率の設定例を示している。ここでは、車速が0〜V1の範囲では変化率が比較的小さい値δ1に設定されており、車速がV1以上の範囲では変化率が比較的大きな値δ2に設定されている。
【0102】
図14(B)は、このような変化率の設定によって得られる車速とアクセル開度の変化の例を示している。実線のグラフはアクセル開度の変化を示し、一点鎖線のグラフは車速の変化を示している。この図からも理解できるように、車速がV1に達するまではアクセル開度は小さな変化率δ1で直線的に増加し、これ以降は大きな変化率δ2で直線的に増加する。このように、車速が大きいほどアクセル開度の変化率が大きくなるように変化率を設定することによって、アクセルセンサの一方に異常が発生した場合における車両の操縦性能を向上させることが可能である。
【0103】
なお、図14の例では、開動作領域R2aにおける変化率(増加率)と閉動作領域R2cにおける変化率(減少率)とに対して、絶対値が同じ値を採用している。但し、アクセル開度の増加率と減少率とに異なる値を設定することも可能である。
【0104】
ところで、車両が坂道で発進しようとする場合には、車速が小さい場合にもアクセル開度をある程度急激に増大させたいという要求がある。すなわち、坂道の発進時にアクセル開度が小さいと、トルク指令値Tr(図13)もこれに応じた小さな値となるので、トルクが不足して車両が逆行してしまう可能性がある。そこで、第2実施例では、以下に説明するように、車両の走行モードから予定される車両の加速度と、車両の実行加速度の符号とが逆である場合に、アクセル開度を略ステップ状に増大させることによって、この点を改善している。
【0105】
図15(A)は、車速に応じた目標加速度αtの例を示しており、図15(B)は、現行加速度αcと目標加速度αtとの符号が逆である場合に加えられるアクセル開度のオフセット量FFを示している。本実施例のハイブリッド車両では、前進モードとしてDレンジとBレンジの2つのレンジが設けられている。Bレンジは、Dレンジよりもエンジンブレーキの利きが良いモードである。
【0106】
目標加速度αtは、DレンジおよびBレンジでは正であり、Rレンジでは負である。車両の現行加速度の符号が、この目標加速度の符号と逆である場合には、図15(B)に示すオフセット量FFがアクセル開度AOPに略ステップ状に加算される。例えば、発進時にDレンジまたはBレンジが選択され、かつ、車両の現行加速度αcが負であった場合(車両が後退を始めた場合)には、車速0のときのオフセット量FF1がアクセル開度に加算される。また、発進時にRレンジが選択され、かつ、車両の現行加速度αcが正であった場合も同様である。この結果、急な坂道における発進の際にも、トルクの不足によって走行モードとは逆向きに車両が動くことを防止する可能性を高めることが可能である。
【0107】
アクセル開度AOPのオフセット量FFの加算を行うか否かの判断の際には、車両の加速度αとして、第2のモータMG2の回転角センサ(回転数センサ)144の変化率(すなわち角加速度)を利用することが好ましい。この理由は、モータ用の回転角センサ(いわゆるレゾルバなど)は、車軸に用いられる回転数センサに比べて感度が良好なので、加速度に応じてアクセル開度を素早く増加させることができ、この結果、トルク増大の応答性を改善できるからである。特に、車軸を駆動するための原動機としてモータを用いるハイブリッド車両では、モータを用いてトクルを直ちに増大させることができるので、この効果が顕著である。
【0108】
なお、他の運転状態においても、アクセル開度AOPにオフセット量FFを加算することによる効果が現れる場合がある。例えば、車両の走行中に運転者がブレーキをかけて一旦減速し、その後にアクセルペダルを踏んだときにもオフセット量FFの加算が行われるので、すぐに再加速し易いという利点がある。すなわち、本実施例では、第1実施例でも述べたように、運転者がブレーキペダルを踏んだ場合には、アクセル開度AOPを0に設定することとしている。従って、走行中に一度ブレーキペダルを踏むとアクセル開度AOPが0になってしまう。仮に、アクセル開度AOPに図15(B)に示したオフセット量FFを加算しない場合には、このときに再度アクセルペダルを開動作領域R2a(図12)まで踏んだとしても、アクセル開度AOPは徐々に増加するだけであり、再加速することは困難である。従って、車速はしばらく低下し続け、加速度も負に保たれる。一方、本実施例では、アクセルペダルを開動作領域R2a(図12)まで踏んだときに、車両の目標加速度αtと実行加速度αcの符号が逆であることが検出されると、アクセル開度AOPにオフセット量FFが加算される。この結果、車両を直ちに再加速することが可能である。なお、このようなブレーキング後の再加速は、車間距離を保つ追従走行や、コーナリングの際にも実現される。
【0109】
図15(B)に示されているように、アクセル開度のオフセット量FFは、車速が大きいほど大きな値に設定しておくことが好ましい。こうすれば、高速走行時においてブレーキを踏んだ後の再加速をより滑らかに行うことが可能である。
【0110】
なお、アクセル開度AOPのオフセット量FFの加算を行うか否かの判断は、所定の周期毎に実行することが好ましい。制御入力決定部272bは、例えば100ms毎にオフセット量FFを加算すべきか否かを判断すればよい。こうすれば、アクセル開度AOPが過度に急激に増大することを防止することが可能である。
【0111】
なお、オフセット量FFをステップ状に加算するする代わりに、比較的短い所定の時間(例えば50ms)の間にアクセル開度AOPをオフセット量FFだけ増大させることによって、実質的にオフセット量FFを加算するようにしてもよい。換言すれば、アクセル開度AOPにオフセット量FFを加算すると判断された場合には、アクセル開度AOPを少なくとも1回略ステップ状に増大させればよい。なお、オフセット量FFの加算の実行条件としては、その他の条件を設定することも可能である。
【0112】
図16は、第2実施例におけるアクセル開度AOPの変化の例を示す説明図である。第2実施例では、以下の4つの条件を考慮してアクセル開度AOPが決定されている。
(1)動作領域R2a,R2b,R2cの区分(図12);
(2)ブレーキング時のアクセル開度のクリア;
(3)車速に応じたアクセル開度の変化率δの設定(図14(A));
(4)現行加速度αcが走行モードで予定される加速度と逆符号のときのオフセット量FFの加算(図15)。
【0113】
図16の時刻t20において第1のアクセルセンサに異常が発生すると、これ以降は正常な第2のアクセルセンサの出力AP2のみが使用される。期間t20〜t21間では、第2のアクセルセンサの出力AP2が保持領域R2b内にあるので、アクセル開度AOPは一定値に保持される。次の期間t21〜t22間では、センサ出力AP2が閉動作領域R2c内にあるので、アクセル開度AOPは減少する。時刻t22では、運転者がブレーキペダルを踏み込んでおり、この結果、アクセル開度AOPは0にクリアされる。時刻t23において運転者が再びアクセルペダルを踏んでセンサ出力AP2が開動作領域R2aに至ると、現行加速度αcの符号(負)と目標加速度αtの符号(正)とが逆であると判断されるので、アクセル開度AOPがオフセット量FF1(またはFF2)だけ増大する。期間t23〜t24では、アクセル開度AOPが小さな増加率δ1で増加する。また、時刻t24において車速がV1(図14(A))に達した後は、アクセル開度AOPは大きな増加率δ2で増加する。
【0114】
このように、第2実施例では、上述した(1)〜(4)の4つの決定条件に従ってアクセル開度を決定しているので、両方のアクセルセンサが正常な場合に比べてアクセル開度を緩やかに変化させることができ、また、運転状況に応じて望ましいトルクを発生させることが可能である。
【0115】
なお、第2実施例において、決定条件(3),(4)の一方のみを採用し、他方を採用しないようにすることも可能である。但し、4つの決定条件をすべて使用した方が、車両の操縦性を高めることができるという点でより好ましい。
【0116】
G.アクセスセンサ異常時の車両制御の第3実施例:
第3実施例においては、第2実施例の4つの決定条件に加えて、さらに、車両の実行加速度αcが最小加速度αmin に達しない場合にもアクセル開度のオフセットを加算するという条件を追加する。
【0117】
図17は、第3実施例において使用される最小加速度αmin を示している。最小加速度αmin は、目標加速度αtよりも小さな所定の値として設定されている。アクセルペダルを開動作領域R2aまで踏み込んだときに、車両の実行加速度αcが最小加速度αmin に達していないときには、図17(B)に示すオフセット量FFがアクセル開度AOPの略ステップ状に加算される。こうすれば、車両の加速をより滑らかに行うことができる。
【0118】
なお、第3実施例において、第2実施例で説明した決定条件(4)を適用しないものとしてもよい。すなわち、実行加速度αcと走行モードで予定される加速度とが逆符号であるか否かを判断せずに、実行加速度αcが最小加速度αmin に達しているか否かのみに応じてオフセット量FFを加算するか否かを決定するようにしてもよい。但し、第2実施例で説明した決定条件(4)を適用すれば、特に高速走行において再加速を実現し易いという利点がある。
【0119】
なお、図17に示すような最小加速度αmin の代わりに、目標加速度αtから一定値を減算した値を最小加速度αmin として採用することも可能である。
【0120】
H.アクセスセンサ異常時の車両制御の第4実施例:
図18は、第4実施例におけるアクセルセンサの出力範囲の領域区分を示す説明図である。この実施例では、正常なアクセルセンサの出力範囲R2は、開動作領域R2a’と閉動作領域R2c’の2つの領域に区分されており、保持領域は存在しない。このようにしても、2つのセンサがいずれも正常な場合に比べてアクセル開度の変化をやや緩やかにすることができ、この結果、車両の動きの変化をやや緩慢にしつつ、車両の運行を継続することが可能である。但し、図12に示したように、保持領域R2bを設けるようにした方が、車両の速度を一定に保ち易いので、運転がより容易であるという利点がある。
【0121】
なお、図12および図18の領域区分において、開動作領域R2a,R2a’をさらに複数の小領域に区分してもよい。このとき、各小領域の変化率はそれぞれ異なる値に設定される。同様に、閉動作領域R2c,R2c’をさらに複数の小領域に区分してもよい。こうすれば、アクセル開度AOPの変化をより微妙に調整できるので、操縦性を向上させることが可能である。
【0122】
I.変形例:
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【0123】
I1.変形例1:
上記各実施例では、プラネタリアギアを用いて、エンジンの動力を車軸と第1のモータMG1とに分配するいわゆる機械分配式のハイブリッド車両について説明したが、本発明は、プラネタリアギアを用いずにモータ/ジェネレータを用いて電気的にエンジンの動力を分配するいわゆる電気分配式のハイブリッド車両にも適用可能である。電気分配式のハイブリッド車両については、例えば本出願人により開示された特開平9−46965号公報に開示されているので、ここではその説明は省略する。
【0124】
また、本発明は、ハイブリッド車両以外の他の車両にも適用可能である。すなわち、本発明は、少なくとも1つの原動機を用いた車両に適用可能である。
【0125】
I2.変形例2:
上記実施例では、2つのアクセルセンサを用いていたが、本発明は、一般に、アクセル開度を与えるために複数のアクセルセンサを用いる場合に適用可能である。但し、2つのアクセルセンサのみを有する場合には、両方の出力が正常範囲内にあるときに、いずれが異常であるかを判断することが特に困難である。従って、本発明は、特にアクセルセンサを2つだけ備えている場合にその効果が大きい。
【0126】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例としてのハイブリッド車両の全体構成を示す説明図。
【図2】制御システム200のより詳細な構成を示すブロック図。
【図3】アクセルセンサの出力信号の処理に関係する回路構成を示すブロック図。
【図4】アクセルセンサ165の2つのセンサの特性を示すグラフ。
【図5】アクセルセンサの異常事象#1を示す説明図。
【図6】アクセルセンサの異常事象#2を示す説明図。
【図7】アクセルセンサの異常事象#3を示す説明図。
【図8】アクセルセンサの異常事象#4を示す説明図。
【図9】アクセルセンサの異常事象#5を示す説明図。
【図10】アクセルセンサの異常検出に関する異常マスタ制御CPU272の処理手順を示すフローチャート。
【図11】EEPROM282内の異常履歴領域の内容を示す説明図。
【図12】2つのアクセルセンサの一方に異常が発生したときのアクセル開度AOPの決定方法を示す説明図。
【図13】アクセル開度AOPに応じたトルク指令値/車速マップの一例を示す説明図。
【図14】車速に応じたアクセル開度の変化率の設定例を示す説明図。
【図15】現行加速度αcと目標加速度αtとの符号が逆である場合に加えられるアクセル開度のオフセット量FFを示す説明図。
【図16】第2実施例におけるアクセル開度AOPの変化の例を示す説明図。
【図17】第3実施例において現行加速度αcが最小加速度αmin に達しない場合に加えられるアクセル開度のオフセット量FFを示す説明図。
【図18】第4実施例におけるアクセルセンサの出力範囲の領域区分を示す説明図。
【符号の説明】
112…車軸
114…デファレンシャルギア
116R,116L…車輪
119…ケース
120…プラネタリギヤ
121…サンギヤ
122…リングギヤ
123…プラネタリピニオンギヤ
124…プラネタリキャリア
125…サンギヤ軸
126…リングギヤ軸
127…プラネタリキャリア軸
129…チェーンベルト
130…ダンパ
131…三相コイル
132…ロータ
133…ステータ
141…三相コイル
142…ロータ
143…ステータ
144…回転数センサ(回転角センサ)
149…バッテリ
150…エンジン
156…クランクシャフト
163…ブレーキセンサ
165…アクセルセンサ
167…シフトポジションセンサ
191,192…駆動回路
194…バッテリ
196…バッテリセンサ
200…制御システム
210…メインECU
212…双方向通信配線
214…双方向通信配線
220…ブレーキECU
230…バッテリECU
240…エンジンECU
260…モータ制御部
262…モータ主制御CPU
262a…リセット実行部
264…第1モータ制御CPU
266…第2モータ制御CPU
270…マスタ制御部
272…マスタ制御CPU
272a…異常検出部
272b…制御入力決定部(アクセル開度決定部)
274…電源制御回路
280…異常履歴登録回路
282…EEPROM
Claims (12)
- 制御入力としてのアクセル開度を与えるための複数のアクセルセンサを用いて車両を制御する制御装置であって、
前記複数のアクセルセンサの一部に異常が発生していることを検出する異常検出部と、
前記異常検出部によって異常センサが検出されたときに、前記異常センサ以外の正常なセンサの出力を用いてアクセル開度を決定するアクセル開度決定部と、を備え、
前記アクセル開度決定部は、前記正常なセンサの出力信号レベルの範囲を、前記アクセル開度を第1の変化率で増大させる開動作領域と、前記アクセル開度を第2の変化率で減少させる閉動作領域と、を少なくとも含む複数の区分領域に区分し、前記正常なセンサの出力信号レベルが前記複数の区分領域のいずれに存在するかに応じて前記アクセル開度の変化を決定することを特徴とする制御装置。 - 請求項1記載の制御装置であって、
前記複数の区分領域は、さらに、前記開動作領域と前記閉動作領域との間に設けられ、前記アクセル開度を一定に保持する保持領域を有する、制御装置。 - 請求項1または2記載の制御装置であって、
前記開動作領域と前記閉動作領域との少なくとも一方は、前記変化率が互いに異なる値に設定された複数の小領域に区分されている、制御装置。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載の制御装置であって、
前記アクセル開度決定部は、前記開動作領域と前記閉動作領域とのうちの少なくとも一方において、前記車両の速度に応じて前記変化率を変更する、制御装置。 - 請求項4記載の制御装置であって、
前記アクセル開度決定部は、前記開動作領域と前記閉動作領域とのうちの少なくとも一方において、前記車両の速度が大きいほど前記変化率が高くなるように前記変化率を設定する、制御装置。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載の制御装置であって、
前記アクセル開度決定部は、前記車両のブレーキペダルが踏まれたときには前記アクセル開度をゼロに設定する、制御装置。 - 請求項1ないし6のいずれかに記載の制御装置であって、
前記アクセル開度決定部は、前記正常なセンサの出力信号レベルが前記複数の区分領域のいずれに存在するかと、前記車両の実行加速度と、に応じて前記アクセル開度の変化を決定する、制御装置。 - 請求項7記載の制御装置であって、
前記アクセル開度決定部は、前記正常なセンサの出力信号レベルが前記開動作領域にあり、かつ、前記車両の走行モードから予定される前記車両の加速度の符号と前記車両の実行加速度の符号とが逆である場合には、前記アクセル開度を少なくとも1回略ステップ状に増大させる、制御装置。 - 請求項7または8記載の制御装置であって、
前記アクセル開度決定部は、前記正常なセンサの出力信号レベルが前記開動作領域にあり、かつ、前記車両の実行加速度が前記車両の速度に応じて予め設定された最小加速度に達しない場合には、前記アクセル開度を少なくとも1回略ステップ状に増大させる、制御装置。 - 請求項7ないし9のいずれかに記載の制御装置であって、前記車両は、車軸を駆動するための原動機として少なくとも電動機を備えており、
前記アクセル開度決定部は、前記車両の実行加速度として、前記電動機の回転角センサから決定された値を使用する、制御装置。 - 制御入力としてのアクセル開度を与えるための複数のアクセルセンサを用いて車両を制御する制御方法であって、
(a)前記複数のアクセルセンサの一部に異常が発生していることを検出する工程と、
(b)前記異常検出部によって異常センサが検出されたときに、前記異常センサ以外の正常なセンサの出力を用いてアクセル開度を決定する工程と、
を備え、
前記工程(b)は、
(i)前記正常なセンサの出力信号レベルの範囲を、前記アクセル開度を所定の第1の変化率で増大させる開動作領域と、前記アクセル開度を所定の第2の変化率で減少させる閉動作領域と、を少なくとも含む複数の区分領域に区分し、前記正常なセンサの出力信号レベルが前記複数の区分領域のいずれに存在するかに応じて前記アクセル開度の変化を決定する工程を含む、
制御方法。 - 制御入力としてのアクセル開度を与えるための複数のアクセルセンサを備える車両であって、
車軸を駆動するための原動機と、
前記原動機の動作を制御するための制御装置と、
を備えており、
前記制御装置は、
前記複数のアクセルセンサの一部に異常が発生していることを検出する異常検出部と、
前記異常検出部によって異常センサが検出されたときに、前記異常センサ以外の正常なセンサの出力を用いてアクセル開度を決定するアクセル開度決定部と、を備え、
前記アクセル開度決定部は、前記正常なセンサの出力信号レベルの範囲を、前記アクセル開度を所定の第1の変化率で増大させる開動作領域と、前記アクセル開度を所定の第2の変化率で減少させる閉動作領域と、を少なくとも含む複数の区分領域に区分し、前記正常なセンサの出力信号レベルが前記複数の区分領域のいずれに存在するかに応じて前記アクセル開度の変化を決定することを特徴とする車両。
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