JP4241864B2 - 車両駆動ユニットの制御装置 - Google Patents
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Description
要求発生階層と、前記要求発生階層の下位に設けられた調停階層と、前記調停階層の下位に設けられた制御量設定階層とからなり、上位の階層から下位の階層へ一方向に信号が伝達される階層型の制御構造を有し、
前記要求発生階層には、前記車両駆動ユニットの機能に関する要求を出力する要求出力要素が機能毎に設けられ、
前記調停階層には、予め定められた要求の分類毎に調停要素が設けられ、各調停要素は、前記要求発生階層から出力された要求値のうち担当する分類の要求値を集約し、予め定められた規則に従って1つの要求値に調停するように構成され、
前記制御量設定階層には、前記調停階層にて調停された各要求値を相互の関係に基づいて調整する調整部と、前記調整部で調整された要求値に基づいて前記複数のアクチュエータの夫々の制御量を演算する制御量演算要素とが設けられていることを特徴としている。
前記制御量演算要素はアクチュエータ毎に設けられていることを特徴としている。
前記の各階層に対し共通の信号を並列に配信する共通信号配信系統を有し、前記共通信号配信系統を通じて前記車両駆動ユニットの運転条件及び運転状態に関する信号が配信されることを特徴としている。
前記要求出力要素は、前記車両駆動ユニットの機能に関する要求を前記車両駆動ユニットの動作に係る物理量であって予め定められた複数の物理量のうちの何れかで表現して出力するように構成され、
前記調停要素は、前記の物理量毎に設けられ、前記要求発生階層から出力された要求値のうち担当する物理量で表現された要求値を集約するように構成されていることを特徴としている。
前記車両駆動ユニットは内燃機関であり、前記複数の物理量とはトルク、効率及び空燃比であることを特徴としている。
前記調整部は、前記調停階層にて調停されたトルク要求値、効率要求値及び空燃比要求値のうち、効率要求値或いは空燃比要求値を調整することを特徴としている。
前記の各種の機能にはドライバビリティに関する機能と、排気ガスに関する機能と、燃料消費に関する機能とが含まれることを特徴としている。
前記の複数のアクチュエータには前記内燃機関の吸入空気量を調整するアクチュエータと、前記内燃機関の点火時期を調整するアクチュエータと、前記内燃機関の燃料噴射量を調整するアクチュエータとが含まれることを特徴としている。
前記調停階層にて調停された複数の要求値のうち少なくとも2つの要求値間には優先順序が予め設定されており、
前記調整部は、前記制御量演算要素にて制御量の演算に使用される複数の要求値間の関係が前記車両駆動ユニットの適正運転を可能とする関係となるように、優先順位の低い側から順に少なくとも1つの要求値を調整することを特徴としている。
前記車両駆動ユニットは複数の運転モードが選択可能であって、選択された運転モードに応じて前記の優先順序が変更されることを特徴としている。
前記調整部は、調整対象である要求値の上限及び/又は下限を規制するガードを含み、調整対象である各要求値の優先順位に応じて各ガードの規制範囲を変更することを特徴としている。
以下、本発明の実施の形態1について図を用いて説明する。なお、実施の形態1では、本発明の制御装置を自動車に搭載される内燃機関(以下、エンジンという)、特に、火花点火式のエンジンに適用した場合について説明する。ただし、本発明は、火花点火式エンジン以外のエンジン、例えば、ディーゼルエンジンにも適用可能であり、エンジンと電動機とからなるハイブリッドシステム等、エンジン以外の車両駆動ユニットにも適用可能である。
次に、本発明の実施の形態2について図を用いて説明する。なお、実施の形態2では、本発明の制御装置を車両駆動ユニット一般に適用した場合について説明する。本実施の形態の対象となる車両駆動ユニットには、エンジン、電動機、エンジンと電動機とからなるハイブリッドシステム等が含まれる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば次のように変形して実施してもよい。
12,14,16,112,114,116,118,120 要求出力要素
20,102 調停階層
22,24,26,122,124,126,128 調停要素
30,104 制御量設定階層
32,132 調整部
34,36,38,134,136,138,140,142,146 制御量演算要素
42,44,46,152,154,156,158,160,162 アクチュエータ
50,106 共通信号配信系統
52 情報源
202 重ね合わせ要素
204,212,216,220 最小値選択要素
214,218 最大値選択要素
302,314,316 ガード
304 効率F上下限値設定マップ
308,322 選択部
312 トルク効率演算部(除算部)
320 A/F上下限値設定マップ
Claims (11)
- 車両駆動ユニットの各種の機能に関する要求を前記車両駆動ユニットの動作に関わる複数のアクチュエータを協調制御して実現する制御装置であって、
要求発生階層と、前記要求発生階層の下位に設けられた調停階層と、前記調停階層の下位に設けられた制御量設定階層とからなり、上位の階層から下位の階層へ一方向に信号が伝達される階層型の制御構造を有し、
前記要求発生階層には、前記車両駆動ユニットの機能に関する要求を出力する要求出力要素が機能毎に設けられ、
前記調停階層には、予め定められた要求の分類毎に調停要素が設けられ、各調停要素は、前記要求発生階層から出力された要求値のうち担当する分類の要求値を集約し、予め定められた規則に従って1つの要求値に調停するように構成され、
前記制御量設定階層には、前記調停階層にて調停された各要求値を相互の関係に基づいて調整する調整部と、前記調整部で調整された要求値に基づいて前記複数のアクチュエータの夫々の制御量を演算する制御量演算要素とが設けられていることを特徴とする車両駆動ユニットの制御装置。 - 前記制御量演算要素はアクチュエータ毎に設けられていることを特徴とする請求項1記載の車両駆動ユニットの制御装置。
- 前記の各階層に対し共通の信号を並列に配信する共通信号配信系統を有し、前記共通信号配信系統を通じて前記車両駆動ユニットの運転条件及び運転状態に関する信号が配信されることを特徴とする請求項1又は2記載の車両駆動ユニットの制御装置。
- 前記要求出力要素は、前記車両駆動ユニットの機能に関する要求を前記車両駆動ユニットの動作に係る物理量であって予め定められた複数の物理量のうちの何れかで表現して出力するように構成され、
前記調停要素は、前記の物理量毎に設けられ、前記要求発生階層から出力された要求値のうち担当する物理量で表現された要求値を集約するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の車両駆動ユニットの制御装置。 - 前記車両駆動ユニットは内燃機関であり、前記複数の物理量とはトルク、吸気条件から定まる最大トルクに対する発生トルクの効率及び空燃比であることを特徴とする請求項4記載の車両駆動ユニットの制御装置。
- 前記調整部は、前記調停階層にて調停されたトルク要求値、効率要求値及び空燃比要求値のうち、効率要求値或いは空燃比要求値を調整することを特徴とする請求5記載の車両駆動ユニットの制御装置。
- 前記の各種の機能にはドライバビリティに関する機能と、排気ガスに関する機能と、燃料消費に関する機能とが含まれることを特徴とする請求項5又は6記載の車両駆動ユニットの制御装置。
- 前記の複数のアクチュエータには前記内燃機関の吸入空気量を調整するアクチュエータと、前記内燃機関の点火時期を調整するアクチュエータと、前記内燃機関の燃料噴射量を調整するアクチュエータとが含まれることを特徴とする請求項5乃至7の何れか1項に記載の車両駆動ユニットの制御装置。
- 前記調停階層にて調停された複数の要求値のうち少なくとも2つの要求値間には優先順序が予め設定されており、
前記調整部は、前記制御量演算要素にて制御量の演算に使用される複数の要求値間の関係が前記車両駆動ユニットの適正運転を可能とする関係となるように、優先順位の低い側から順に少なくとも1つの要求値を調整することを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の車両駆動ユニットの制御装置。 - 前記車両駆動ユニットは複数の運転モードが選択可能であって、選択された運転モードに応じて前記の優先順序が変更されることを特徴とする請求項9記載の車両駆動ユニットの制御装置。
- 前記調整部は、調整対象である要求値の上限及び/又は下限を規制するガードを含み、調整対象である各要求値の優先順位に応じて各ガードの規制範囲を変更することを特徴とする請求項10記載の車両駆動ユニットの制御装置。
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