JP4285437B2 - 統合制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、統合制御装置、特に車両の制御装置を統合的に制御する統合制御装置における車両駆動源の監視機能の改良に関する。

近年では、車両制御のほとんどが電子制御化されている。例えば、ドライバーのアクセルやブレーキの操作状態をセンサで検出して、その検出値に基づき各種制御装置を駆動している。例えば、エンジン制御を行う場合、ドライバーが操作するアクセルペダルの踏み込み量、すなわちアクセル開度をアクセルセンサなどで検出し、そのアクセル開度に基づきスロットル目標開度値を演算している。そして、演算したスロットル目標開度値に基づき、スロットルモータを駆動し、スロットルの開閉を行っている。このような電子スロットル制御を行うことにより、アクセル操作量に応じたスロットル開度が制御され、ドライバーの所望する駆動力に基づくスムーズなエンジン駆動制御を実現している。

また、このような電子スロットル制御においては、電子制御の精度、つまり演算にエラーが含まれていないか否かを監視する機能が盛り込まれている。例えば、特許文献１の車両用電子制御装置においては、アクセル開度から算出した目標スロットル開度に対し、その上限および下限の範囲を設定し、実スロットル開度が、その範囲内にあるか否かを監視している。もし、実スロットル開度が設定範囲外の場合には、上限値または下限値で制限をかけている。その結果、演算エラーなどが発生した場合にも適切な許容範囲内のスロットル開度制御が維持され、不用意なエンジン出力の増大を発生させないようにしている。
特開２００３−２５４０９４号公報

しかし、近年の車両には、当該車両をスムーズに動作させると共に、ドライバーの運転時の負担を軽減することを目的として、車両の挙動を制御する様々な制御装置が搭載されている。各制御装置は、個々に駆動力要求やトルク要求、スロットル開度要求などをエンジン側に行っている。また、エンジン側では、それらの要求に答えるべく、エンジンパワーの調整を行っている。車両の挙動を制御する制御装置としては、例えば、クルーズコントロールや登坂走行時などドライバーがアクセルの踏み込みにより要求するパワー以外のパワーをエンジン側に要求するものがある。この場合、これら複数の制御装置は統合制御装置により統合的に制御される。統合制御装置は、例えば前述したクルーズコントロールの設定に基づき駆動力を算出し制御に反映させる制御装置、登坂走行を補う駆動力を算出し制御に反映させる制御装置、車輪の横滑りを抑制するために駆動力の加減を行う制御装置など、アクセル開度に基づき決定される駆動力のみならず様々な駆動力要求源からの要求を受け付け、適宜調停しながら現実のスロットル開度を決定している。そのため、本来１対１で対応しているはずのアクセル開度とスロットル開度との関連性が低くなる。その結果、アクセル開度から算出した目標スロットル開度に対する許容範囲を用いた実スロットル開度の監視の信頼性が低下してしまうという問題が生じる。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の制御装置を統合的に制御する場合でも、スロットル開度などの制御目標値が許容範囲内にあるか否かの監視を良好に行うことのできる統合制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様では、車両の挙動を制御するための複数の制御装置を統合的に制御する統合制御装置であって、ドライバーが操作する操作部材の操作量を検出する操作量検出手段と、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、前記操作量に基づく情報と車速とからドライバーの要求する目標要求馬力とその馬力の許容範囲を取得する馬力許容範囲算出手段と、前記操作量に基づく情報と、前記複数の制御装置の少なくとも一つからの要求に基づき、車両駆動源の制御目標値を算出する制御目標値算出手段と、前記制御目標値を制御目標馬力に変換する馬力変換手段と、前記制御目標馬力が前記馬力許容範囲内に含まれるか否かを監視する監視手段と、を含むことを特徴する。

ここで、車両の挙動を制御するための複数の制御装置とは、例えば自動走行のための制御を行うためのパワー要求を行う制御装置やアクセルの踏込速度に応じて出力の立ち上がり勾配を調整するためのパワー要求を行う制御装置や、車両の周囲環境に基づき車輪の回転安定化制御を行うためのパワー要求を行う制御装置、変速機の変速動作をスムーズに行うためのパワー要求を行う制御装置、制動を安定的に行うためのパワー要求を行う制御装置などである。また、ここで言うところの制御装置は上述のように個別構成としてもよいし、複数の機能を一つの制御装置や回路で構成するようにしてもよい。また、ドライバーの要求する目標要求馬力に対して設定される馬力の許容範囲は、例えば車両の設計段階で車両の能力の応じて予め決められた範囲であり、ドライバーの操作に関わりなく車両側で行われる馬力の変動に対して違和感を持たない許容範囲であると共に、車両を安全にスムーズに走行させることのできる範囲である。

この態様によれば、ドライバーが操作する操作量に基づく情報と、複数の制御装置の少なくともいずれか一つからの要求に基づき、車両駆動源の制御目標値を算出し、その制御目標値を制御目標馬力に変換している。一方、操作量に基づく情報と車速とからドライバーの要求する目標要求馬力および、比較の基準となる馬力の許容範囲を取得している。その結果、監視手段は、複数の制御装置が関連する統合制御が行われている場合でも、制御目標値を馬力に換算して基準となる許容範囲と同じ物理量で比較することができるので、制御目標値と許容範囲との比較を容易かつ高精度に行い、車両駆動源の制御監視を良好に行うことができる。

また、上記態様において、前記制御目標値算出手段は、前記制御目標値をそれぞれ異なる制御目標単位に変換して出力する複数の目標値変換手段を含み、前記馬力変換手段は、前記各目標値変換手段の出力値を馬力に変換し、前記監視手段は、変換された前記目標値変換手段の出力値が前記馬力許容範囲内に含まれるか否かの監視を各変換段階で行うようにしてもよい。この態様によれば、各制御装置の要求が馬力以外で行われた場合でも制御目標値の単位を制御装置からの制御要求値と一致させた後、馬力に変換して馬力許容範囲と各変換段階で比較するので、制御目標と許容範囲との比較を容易かつさらに高精度に行うことができる。

また、上記態様において、前記制御目標値算出手段は、前記操作量に基づき基準駆動力を算出する基準駆動力算出手段と、前記基準駆動力と少なくともいずれか一つの前記制御装置からの要求駆動力とを調停し最終目標駆動力を算出する最終駆動力算出手段と、を含み、前記馬力変換手段は、前記最終目標駆動力を車速を用いて馬力に変換するようにしてもよい。この態様によれば、制御装置からの要求が駆動力で行われた場合、制御目標値と許容範囲との馬力による比較を容易に行うことができる。

また、上記態様において、前記制御目標値算出手段は、前記最終目標駆動力に基づき、目標エンジントルクを算出する目標エンジントルク算出手段と、前記目標エンジントルクと少なくともいずれか一つの前記制御装置から要求されるエンジントルクとを調停し最終目標エンジントルクを算出する最終エンジントルク算出手段と、をさらに含み、前記馬力変換手段は、前記最終目標エンジントルクをエンジン回転数を用いて馬力に変換するようにしてもよい。この態様によれば、少なくともいずれか一つの制御装置からの要求がエンジントルクで行われた場合、制御目標値と許容範囲との馬力による比較を容易に行うことができる。

また、上記態様において、前記制御目標値算出手段は、前記最終目標エンジントルクに基づき、目標スロットル開度を算出する目標スロットル開度算出手段と、前記目標スロットル開度と少なくともいずれか一つの前記制御装置から要求されるスロットル開度とを調停し最終目標スロットル開度を算出する最終スロットル開度算出手段と、をさらに含み、
前記馬力変換手段は、前記最終目標スロットル開度を当該最終目標スロットル開度における空燃比を用いて馬力に変換するようにしてもよい。この態様によれば、少なくともいずれか一つの制御装置からの要求がスロットル開度で行われた場合、制御目標値と許容範囲との馬力による比較を容易に行うことができる。

また、上記態様において、前記馬力変換手段が変換した制御目標馬力が前記馬力許容範囲外である場合、前記監視手段は、前記制御目標馬力を前記馬力許容範囲の上限値または下限値でカットし、制御目標馬力を馬力許容範囲に収めるようにしてもよい。また、前記馬力変換手段が変換した制御目標馬力が前記馬力許容範囲の上限を超える場合、前記監視手段は、前記複数の制御装置の少なくともいずれか一つからの要求を無効化し、制御目標馬力を馬力許容範囲に収めるようにしてもよい。これらの態様によれば、制御装置からの要求内容にエラーが含まれ、制御目標馬力が不適切な状態になった場合でも、制御目標馬力を適正値に容易に収めることが可能であり、各制御装置における演算でフェールが生じた時でも適切に車両制御を行うことができる。

本発明の統合制御装置によれば、制御目標値を馬力換算して基準となる馬力許容範囲と比較するので、制御目標値が馬力許容範囲内にあるか否かの監視を良好に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に基づいて説明する。

本実施形態の統合制御装置は、複数の制御装置からそれぞれ制御要求が行われた場合でも、それらの要求の全てを馬力に換算し、その馬力とドライバーの要求する目標要求馬力で定められる馬力許容範囲との比較を行うので、複数の制御装置が関連する統合制御が行われている場合でも、制御目標値が馬力許容範囲内にあるか否かの監視を良好に行うことを可能にするものである。

図１は、本実施形態の統合制御装置１０の概略構成図である。この統合制御装置１０は、車両の挙動を制御する様々な制御装置から提供される要求を統合する統合制御ＥＣＵ１２を中心に構成される。統合制御ＥＣＵ１２において、車両の挙動を制御する様々な制御装置からの要求を受け付ける要求受付側には、制御装置の例としては、ドライバーの要求する制御要求量の演算を行うドライバー要求量演算部１４、ドライバーによる運転操作のアシストまたは代行を行うために必要な制御要求量の演算を行うドライバーサポート量演算部１６、車両を安定的に走行させると共に、車輪の横滑りや空転などを抑制するために必要な制御要求量の演算を行う車輪安定化制御量演算部１８などが接続されている。

例えば、ドライバー要求量演算部１４には、ドライバーの要求する制御要求量を認識するために、ドライバーが操作する操作部材の操作量を検出する操作量検出手段としてアクセルセンサ２０や変速機のレンジ状態を検出するレンジセンサ２２、車速センサ２４などが接続されている。また、ドライバーサポート量演算部１６には、オートクルーズ機能や追従走行機能、衝突回避機能などドライバーをサポートする機能を実現するために、必要な情報を得ることのできる車速センサ２４やレーダー２６などが接続されている。また、車輪安定化制御量演算部１８には、車輪の状態を検出するために車輪速センサ２８やブレーキセンサ３０などが接続されている。

一方、統合制御ＥＣＵ１２の出力側には、車両駆動源であるエンジン３２を直接的に制御するエンジンＥＣＵ３４や変速機３６のギア段の制御を行う変速機ＥＣＵ３８などが接続されている。

統合制御ＥＣＵ１２は、ドライバー要求量演算部１４を介して得られるアクセル開度と車速とからドライバーの要求する目標要求馬力およびその目標要求馬力の許容範囲を取得する馬力許容範囲算出部４０と、アクセル操作量に基づく情報と、複数の制御装置の少なくとも一つからの要求に基づき、エンジンの制御目標値を算出する制御目標値算出部４２と、制御目標値を本実施形態において統一された評価基準単位である馬力（パワー）に変換する馬力変換部４４と、変換した馬力、すなわち制御目標馬力が馬力許容範囲算出部４０の算出した馬力許容範囲内に含まれるか否かにより監視を行う監視部４６と、を含んでいる。

馬力許容範囲算出部４０は、例えば、アクセル開度と現在の車速からドライバーが現在の操作で得られることを期待する馬力、すなわち、ドライバーの要求する目標要求馬力を算出する。このときの目標要求馬力は、図２に示すように、曲線で示されるアクセル開度と車速と馬力との関係を示すマップから求めることができる。このマップは車両の設計段階で定めることができるものである。また、車両の設計段階において、ドライバーがアクセルを踏み込んで要求する馬力に対して、実際に車両に発生する馬力が変化してもドライバーに違和感を与えない馬力変動の許容範囲を決めることができる。一般に、普段８０％のアクセル開度で得られる馬力に対して、例えば＋１０％から−２０％程度までの馬力変動はドライバーに違和感を感じさせないものであるといえる。つまり、ドライバーが８０％のアクセル開度のときの馬力を従来から認識しているとする。そして、ある時、何らかの原因で実際の馬力が＋１０％から−２０％の範囲で変動したとしても、ドライバーはその変動を違和感として感じないとすることができる。なお、この許容範囲は車種やそのグレードなどによって個別に決定される。したがって、ドライバー要求量演算部１４から現在のアクセル開度や車速などの情報が提供されれば、現在のドライバーの要求する馬力に対する実馬力の許容範囲を得ることができる。

制御目標値算出部４２は、ドライバー要求量演算部１４から提供されるドライバーの制御要求値と、その他の制御装置、例えば、ドライバーサポート量演算部１６や車輪安定化制御量演算部１８などから提供される制御要求値に基づき、エンジン３２の制御目標値を算出する。例えばドライバー要求量演算部１４から１００Ｎの駆動力要求があり、ドライバーサポート量演算部１６および車輪安定化制御量演算部１８からトータル２０Ｎの駆動力要求があった場合、制御目標値算出部４２は１２０Ｎの制御目標値を設定する。なお、複数の制御装置から個別の制御要求値の入力がある場合、前述の制御目標値を決める場合、適宜周知の調停処理、例えば、マックス−ミニマム調停などが行われる。

なお、ドライバーサポート量演算部１６や車輪安定化制御量演算部１８から要求される制御要求値は、同じ単位の物理量であるとは限らない。例えば、制御要求値が駆動力で要求される場合や、エンジントルクで要求される場合、スロットル開度で要求される場合などがある。そのため、制御目標値算出部４２は目標値変換部４８を有し、各制御装置から提供される制御要求値に制御目標値算出部４２で扱う制御単位を変換する。

図３は、制御目標値算出部４２の目標値変換部４８の構成をさらに詳しく示している。例えば、制御目標値算出部４２にドライバー要求量演算部１４やドライバーサポート量演算部１６、車輪安定化制御量演算部１８などの制御装置から与えられる制御要求値が駆動力で表されている場合、目標値変換部４８ａが機能し、基準駆動力算出部５０ａがドライバー要求量演算部１４から提供される操作量に基づき基準駆動力を算出し、最終駆動力算出部５０ｂが基準駆動力といずれか一つの制御装置から提供される要求駆動力、例えば、登坂路走行時の駆動力を予め増化させたい場合やカーブ手前で駆動力を予め下げておきたい場合などに要求される駆動力とを調停し最終目標駆動力を算出する。

同様に、制御目標値算出部４２にドライバー要求量演算部１４やドライバーサポート量演算部１６、車輪安定化制御量演算部１８などの制御装置から与えられる制御要求値が制御要求値がエンジントルクで表されている場合、目標値変換部４８ｂが機能し、目標エンジントルク算出部５２ａが最終駆動力算出部５０ｂが算出した最終目標駆動力に基づき、目標エンジントルクを算出する。なお、この場合、監視部４６により後述するガード処理が行われた場合には、ガード処理後の最終目標駆動力に基づき目標エンジントルクが算出される。そして、最終エンジントルク算出部５２ｂは、算出された目標エンジントルクと、少なくともいずれか一つの制御装置から要求されるエンジントルク、例えば、ダウンシフト時の吹き上げ制御やガタ打ちショック軽減のためのなまし制御時などに要求されるエンジントルクとを調停し最終目標エンジントルクを算出する。なお、目標エンジントルク算出部５２ａが駆動力からエンジントルクを算出する場合、一般的には、エンジントルク＝駆動力×タイヤ半径／デファレンシャル比／ギア比／トルクコンバータのトルク比／効率で算出することができる。

また、制御目標値算出部４２にドライバー要求量演算部１４やドライバーサポート量演算部１６、車輪安定化制御量演算部１８などの制御装置から与えられる制御要求値がスロットル開度で表されている場合、目標値変換部４８ｃが機能し、目標スロットル開度算出部５４ａが最終エンジントルク算出部５２ｂが算出した最終エンジントルクに基づき、目標スロットル開度を算出する。なお、この場合、監視部４６により後述するガード処理が行われた場合には、ガード処理後の最終目標エンジントルクに基づき目標スロットル開度が算出される。そして、最終スロットル開度算出部５４ｂは、算出された目標スロットル開度と、少なくともいずれか一つの制御装置から要求されるスロットル開度、例えば、排気ガス対応やエンジン内部の部品の破損を防止するための出力制御などのために要求されるスロットル開度とを調停し最終目標スロットル開度を算出する。

馬力変換部４４は、制御目標値算出部４２の算出した制御目標値を監視部４６において、馬力許容範囲算出部４０の算出した馬力の許容範囲と比較できるように、馬力に変換する。例えば、制御目標値算出部４２から最終駆動目標動力を受け取った場合、この最終目標駆動力に車速を掛けて、馬力に換算して監視部４６に提供する。また、馬力変換部４４は、制御目標値算出部４２から最終目標エンジントルクを受け取った場合、この最終目標エンジントルクにエンジン回転数を掛けて、馬力に換算して監視部４６に提供する。さらに、馬力変換部４４は制御目標値算出部４２から最終目標スロットル開度を受け取った場合、この最終目標スロットル開度を馬力に換算して監視部４６に提供する。ここで、スロットル開度は、図４、図５に示すようなマップを用いて変換することができる。すなわち、最終目標スロットル開度を当該最終目標スロットル開度における空燃比を用いて馬力変換する。まず、図４に示すマップを用いて、最終目標スロットル開度とその時のエンジン回転数から吸入空気量を求める。続いて、図５に示すマップを用いて、図４のマップで求めた吸入空気量とその時のエンジン回転数から、その時のスロットル開度により吸気した空気と燃料の混合気が燃焼した場合に発生する馬力を取得する。なお、この時取得される馬力は、（軸トルク＋フリクション）×エンジン回転数となる。図４、図５に示すマップは、実験・解析に基づき予め準備しておくことができる。

このように、監視部４６において、馬力許容範囲算出部４０の算出した許容範囲と比較する物理量は、駆動力の場合は車速と掛けて馬力化し、アウトプットトルクの場合は、アウトプット回転数と掛けて馬力化する。また、タービントルクの場合は、タービン回転数と、エンジントルクの場合は、エンジン回転数を掛けて馬力化する。また、スロットル開度の場合は、エンジン回転するとスロットル開度から馬力を算出し、それぞれ同じ単位で比較を行う。

監視部４６では、比較の結果を出力すると共に、馬力許容範囲算出部４０から供給される許容範囲から馬力変換部４４から供給される制御目標馬力が外れている場合、ガード処理を行い、制御目標馬力が馬力許容範囲に収まるようにする。例えば、監視部４６は、制御目標馬力を馬力許容範囲の上限値または下限値でカットし、制御目標馬力を馬力許容範囲に収める。また、馬力変換部４４が変換した制御目標馬力が馬力許容範囲の上限を超える場合、監視部４６は制御目標値算出部４２に提供される複数の制御装置の少なくともいずれか一つからの要求を無効化し、制御目標馬力を馬力許容範囲に収めるようにしてもよい。

統合制御ＥＣＵ１２は、監視部４６で最終目標スロットル開度に基づく馬力が許容範囲内に収まっている場合、決定したスロットル開度をエンジンＥＣＵ３４に提供しエンジン３２の制御を実施することになる。また同時に、変速機ＥＣＵ３８にも決定したスロットル開度による最適な馬力が出力できるように最適ギア段の選択を行う制御信号を提供する。

このように構成される統合制御装置１０の制御手順を図６のフローチャートを用いて説明する。統合制御装置１０は、例えば、イグニッションキーがオンされた状態で制御を開始する。そして、アクセルセンサ２０、ドライバー要求量演算部１４を介してアクセル操作量の検出を所定周期で行う（Ｓ１００）。続いて、馬力許容範囲算出部４０がその時のアクセル操作量に対し、ドライバーが許容できる馬力許容範囲Ｓを設定する（Ｓ１０２）。また、制御目標値算出部４２は、ドライバー要求量演算部１４やドライバーサポート量演算部１６や車輪安定化制御量演算部１８などからの要求に基づき駆動力の調停を行い最終目標駆動力を算出し（Ｓ１０４）、馬力変換部４４により最終目標駆動力を馬力Ａに変換する（Ｓ１０６）。

続いて、監視部４６が馬力許容範囲算出部４０から提供される馬力の許容範囲Ｓと馬力変換部４４から提供される馬力Ａとを比較する（Ｓ１０８のＹまたはＮ）。もし、許容範囲Ｓに馬力Ａが収まっている場合（Ｓ１０８のＹ）、Ｓ１０４で算出された最終目標駆動力を制御目標値算出部４２にそのまま戻し、制御目標値算出部４２の目標エンジントルク算出部５２ａで最終目標駆動力をエンジントルクに変換すると共に、ドライバーサポート量演算部１６や車輪安定化制御量演算部１８などからエンジントルクで制御要求値が提供されている場合、これらと合わせて、最終エンジントルク算出部５２ｂが最終目標エンジントルクを算出する（Ｓ１１０）。

一方、Ｓ１０８において、許容範囲Ｓから馬力Ａが外れていると判断された場合（Ｓ１０８のＮ）、監視部４６によりガード処理が行われる（Ｓ１１２）。ここで、ガード処理は、前述したように、馬力Ａが許容範囲Ｓの上限または下限を越えている場合には、馬力Ａを許容範囲Ｓの上限値または下限値によりカット処理し上限値または下限値とするものである。あるいは、馬力Ａが許容範囲Ｓの上限値を超えている場合には、ドライバーサポート量演算部１６や車輪安定化制御量演算部１８からの制御要求値のいずれかを無効化し、駆動力に基づく馬力Ａが許容範囲Ｓ内に収まるようにする。ガード処理された馬力Ａは、目標駆動力に再変換された後、Ｓ１１０に移行して最終目標エンジントルクの算出処理が行われる。すなわち、ガード処理された最終目標駆動力を目標エンジントルク算出部５２ａでエンジントルクに変換すると共に、ドライバーサポート量演算部１６や車輪安定化制御量演算部１８などからエンジントルクで制御要求値が提供されている場合、こられと合わせて、最終エンジントルク算出部５２ｂが最終目標エンジントルクを算出する。

最終目標エンジントルクが算出されると、馬力変換部４４は、最終目標エンジントルクにエンジン回転数を乗じてエンジントルクに関する馬力Ｂを算出する（Ｓ１１４）。

前述と同様に、監視部４６が馬力許容範囲算出部４０から提供される馬力の許容範囲Ｓと馬力変換部４４から提供される馬力Ｂとを比較する（Ｓ１１６のＹまたはＮ）。もし、許容範囲Ｓに馬力Ｂが収まっている場合（Ｓ１１６のＹ）、Ｓ１１０で算出された最終目標エンジントルクを制御目標値算出部４２にそのまま戻し、制御目標値算出部４２の目標スロットル開度算出部５４ａでスロットル開度に変換すると共に、ドライバーサポート量演算部１６や車輪安定化制御量演算部１８などからスロットル開度で制御要求値が提供されている場合、これらと合わせて、最終スロットル開度算出部５４ｂが最終目標スロットル開度を算出する（Ｓ１１８）。

一方、Ｓ１１６において、許容範囲Ｓから馬力Ｂが外れていると判断された場合（Ｓ１１６のＮ）、監視部４６によりガード処理が行われる（Ｓ１２０）。ここで行うガード処理も前述したように、カット処理あるいは制御装置の制御要求値の一部を無効化する処理を行い、エンジントルクに基づく馬力が許容範囲Ｓ内に収まるようにする。ガード処理された馬力Ｂは、目標スロットル開度に再変換された後、Ｓ１１８に移行して最終目標スロットル開度の算出処理が行われる。すなわち、ガード処理された最終目標エンジントルクを目標スロットル開度算出部５４ａでスロットル開度に変換すると共に、ドライバーサポート量演算部１６や車輪安定化制御量演算部１８などからスロットル開度で制御要求値が提供されている場合、これらと合わせて、最終スロットル開度算出部５４ｂが最終目標スロットル開度を算出する。

最終目標スロットル開度が算出されると、馬力変換部４４は、最終目標スロットル開度とエンジン回転数と吸入空気量とからスロットル開度に基づく馬力Ｃを算出する（Ｓ１２２）。

前述と同様に、監視部４６が馬力許容範囲算出部４０から提供される馬力の許容範囲Ｓと馬力変換部４４から提供される馬力Ｃとを比較する（Ｓ１２４のＹまたはＮ）。もし、許容範囲Ｓに馬力Ｃが収まっている場合（Ｓ１２２のＹ）、統合制御ＥＣＵ１２はＳ１１８で算出された最終目標スロットル開度によりエンジンＥＣＵ３４に対するスロットル制御量を確定して（Ｓ１２６）一連の制御を終了する。

一方、Ｓ１２４において、許容範囲Ｓから馬力Ｃが外れていると判断された場合（Ｓ１２４のＮ）、監視部４６によりガード処理が行われる（Ｓ１２８）。ここで行うガード処理も前述したように、カット処理あるいは制御装置の制御要求値の一部を無効化する処理を行い、スロットル開度に基づく馬力が許容範囲Ｓ内に収まるようにする。ガード処理された馬力Ｃは、目標スロットル開度に再変換された後、Ｓ１２６に移行して、統合制御ＥＣＵ１２はガード処理が施された最終目標スロットル開度によりエンジンＥＣＵ３４に対するスロットル制御量を確定して（Ｓ１２６）一連の制御を終了する。

このように、アクセル開度と車速から目標となる馬力を算出し、目標馬力値から上下限値の許容範囲を算出すると共に、各制御装置から要求される制御要求値を考慮した目標制御値、例えば、目標駆動力や、目標エンジントルク、目標スロットル開度などを全て、馬力換算して、許容範囲との比較を可能にしているので、各制御装置から要求される制御量を考慮した値がアクセル開度で規定される許容範囲に含まれるか否かを容易かつ迅速に判断し、制御装置からの制御要求が適切に行われているかや制御値の演算時にエラーが生じていないか否かの監視を行うことができる。また、アクセル開度からスロットル開度を算出する過程で、異なる制御要求が行われるたびに許容範囲に基づき監視を行うので、電子スロットルの制御監視が容易に向上する。

なお、本実施形態で示す図１は、統合制御の概念を示す一例であり、エンジン制御に関する統合制御を行うものであれば、要求制御量を提供する制御装置やその要求制御に基づき出力値を提供する制御装置は適宜変更可能であり、本実施形態と同様な効果を得ることができる。また、統合制御装置１０の内部構成は、機能表現による構成ブロックを示しているが、同様な機能を果たすものであれば、その構成は適宜変更してもよく、複数の機能を一つの演算部で行うようにしても本実施形態と同様な効果を得ることができる。

本実施形態に係る統合制御装置の構成概念を説明する説明図である。 本実施形態において、目標要求馬力を算出する時に利用可能なアクセル開度と車速と馬力との関係を示すマップの一例を示す説明図である。 本実施形態において、制御目標値算出部の目標値変換部の構成がさらに詳しく説明する説明図である。 本実施形態において、スロットル開度とその時のエンジン回転数から吸入空気量を算出するマップの一例を示す説明図である。 本実施形態において、図４のマップで求めた吸入空気量とその時のエンジン回転数から、その時のスロットル開度により吸気した空気と燃料の混合気が燃焼した場合に発生する馬力を取得するマップの一例を示す説明図である。 本実施形態において、統合制御装置の制御手順を説明するフローチャートである。

符号の説明

１０ 統合制御装置、 １２ 統合制御ＥＣＵ、 １４ ドライバー要求量演算部、 １６ ドライバーサポート量演算部、 １８ 車輪安定化制御量演算部、 ２０ アクセルセンサ、 ２２ レンジセンサ、 ２４ 車速センサ、 ２６ レーダー、 ２８ 車輪速センサ、 ３０ ブレーキセンサ、 ３２ エンジン、 ３４ エンジンＥＣＵ、 ３６ 変速機、 ３８ 変速機ＥＣＵ、 ４０ 馬力許容範囲算出部、 ４２ 制御目標値算出部、 ４４ 馬力変換部、 ４６ 監視部、 ４８ 目標値変換部。

Claims (7)

1. 車両の挙動を制御するための複数の制御装置を統合的に制御する統合制御装置であって、
   ドライバーが操作する操作部材の操作量を検出する操作量検出手段と、
   前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
   前記操作量に基づく情報と車速とからドライバーの要求する目標要求馬力とその馬力の許容範囲を取得する馬力許容範囲算出手段と、
   前記操作量に基づく情報と、前記複数の制御装置の少なくとも一つからの要求に基づき、車両駆動源の制御目標値を算出する制御目標値算出手段と、
   前記制御目標値を制御目標馬力に変換する馬力変換手段と、
   前記制御目標馬力が前記馬力許容範囲内に含まれるか否かを監視する監視手段と、
   を含むことを特徴する統合制御装置。
2. 前記制御目標値算出手段は、前記制御目標値をそれぞれ異なる制御目標単位に変換して出力する複数の目標値変換手段を含み、前記馬力変換手段は、前記各目標値変換手段の出力値を馬力に変換し、前記監視手段は、変換された前記目標値変換手段の出力値が前記馬力許容範囲内に含まれるか否かの監視を各変換段階で行うことを特徴とする請求項１記載の統合制御装置。
3. 前記制御目標値算出手段は、前記操作量に基づき基準駆動力を算出する基準駆動力算出手段と、前記基準駆動力と少なくともいずれか一つの前記制御装置からの要求駆動力とを調停し最終目標駆動力を算出する最終駆動力算出手段と、を含み、
   前記馬力変換手段は、前記最終目標駆動力を車速を用いて馬力に変換することを特徴とする請求項１記載の統合制御装置。
4. 前記制御目標値算出手段は、前記最終目標駆動力に基づき、目標エンジントルクを算出する目標エンジントルク算出手段と、前記目標エンジントルクと少なくともいずれか一つの前記制御装置から要求されるエンジントルクとを調停し最終目標エンジントルクを算出する最終エンジントルク算出手段と、をさらに含み、
   前記馬力変換手段は、前記最終目標エンジントルクをエンジン回転数を用いて馬力に変換することを特徴とする請求項３記載の統合制御装置。
5. 前記制御目標値算出手段は、前記最終目標エンジントルクに基づき、目標スロットル開度を算出する目標スロットル開度算出手段と、前記目標スロットル開度と少なくともいずれか一つの前記制御装置から要求されるスロットル開度とを調停し最終目標スロットル開度を算出する最終スロットル開度算出手段と、をさらに含み、
   前記馬力変換手段は、前記最終目標スロットル開度を当該最終目標スロットル開度における空燃比を用いて馬力に変換することを特徴とする請求項４記載の統合制御装置。
6. 前記馬力変換手段が変換した制御目標馬力が前記馬力許容範囲外である場合、前記監視手段は、前記制御目標馬力を前記馬力許容範囲の上限値または下限値でカットし、制御目標馬力を馬力許容範囲に収めること特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の統合制御装置。
7. 前記馬力変換手段が変換した制御目標馬力が前記馬力許容範囲の上限を超える場合、前記監視手段は、前記複数の制御装置の少なくともいずれか一つからの要求を無効化し、制御目標馬力を馬力許容範囲に収めること特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の統合制御装置。

Images