JP6057968B2 - エンジン制御システム、車両システム及びエンジン制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、エンジン制御システム、車両システム及びエンジン制御方法に関する。
近年、エンジン及びターボチャージャ、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）等の装置を制御するために、エンジン本体部を制御するＥＣＵ（Engine Control Unit）と、ターボチャージャ、ＥＧＲ等を制御するＥＣＵとに分割したエンジン制御システムが搭載される場合がある。
エンジンを構成する上記装置を制御するＥＣＵは、互いに協調してエンジン本体部、ターボチャージャ、ＥＧＲ等を制御する必要があるため、ＥＣＵ間の通信量が増大し、ＥＣＵの演算負荷が高くなる傾向がある。
ＥＣＵのネットワークで通信遅延が発生すると、エンジンの制御が不安定になることが想定される。そのため、通信遅延が発生しないように、ネットワーク中継装置やデータベース分配ノードを備えた通信ネットワークが考案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
ＥＣＵのネットワークで通信遅延が発生すると、エンジンの制御が不安定になることが想定される。そのため、通信遅延が発生しないように、ネットワーク中継装置やデータベース分配ノードを備えた通信ネットワークが考案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
しかしながら、ＥＣＵ間で通信遅延が発生しないように通信ネットワークを構成しようとすると、通信ネットワークの形態が複雑化し、通信ネットワークの設計に要する労力及びコストが増大するという課題があった。
本発明の目的は、ＥＣＵ間の通信遅延を抑制しつつ、ＥＣＵごとの演算負荷を軽減できるエンジン制御システム、車両システム及びエンジン制御方法を提供することにある。
本発明の一態様は、エンジンを構成する複数のエンジンユニットの各々を制御対象とする複数の制御装置を備え、複数の前記制御装置は、各々に備えられたメモリに記憶されたメモリ情報に従って、制御対象とする前記エンジンユニットの駆動を制御する駆動制御部と、自装置が備える前記メモリに記憶されているメモリ情報を、他の前記制御装置に出力するメモリ情報出力部と、他の前記制御装置の前記メモリ情報出力部から受け付けたメモリ情報を、自装置が備える前記メモリに書き込むメモリ情報更新部と、を備え、複数の前記制御装置のうちの一の制御装置が備える前記駆動制御部は、前記一の制御装置が備える前記メモリの記憶領域のうち予め区画された記憶領域であって、前記一の制御装置が制御対象とする前記エンジンユニットの駆動に関する情報が書き込まれる記憶領域と、他の前記制御装置が制御対象とする前記エンジンユニットの駆動に関する情報が書き込まれる領域と、を参照して、前記一の制御装置が制御対象とする前記エンジンユニットの駆動を制御するエンジン制御システムである。
また、本発明の一態様は、上述のエンジン制御システムにおいて、前記メモリ情報出力部が、前記メモリ情報を、予め規定された特定の一の前記制御装置に出力し、前記メモリ情報更新部が、予め規定された特定の一の前記制御装置の前記メモリ情報出力部から前記メモリ情報を受け付けることを特徴とする。
また、本発明の一態様は、上述のエンジン制御システムと、車両に搭載される車載システムと、を備え、前記エンジン制御システムと前記車載システムとは、複数の前記制御装置が備える前記メモリ情報出力部と前記メモリ情報更新部とを接続する通信網から独立した他の通信網で接続されていることを特徴とする車両システムである。
また、本発明の一態様は、エンジンを構成する複数のエンジンユニットの各々を制御対象とする複数の制御装置を用いて前記エンジンを制御するエンジン制御方法であって、複数の前記制御装置の各々に備えられたメモリに記憶されたメモリ情報に従って、制御対象とする前記エンジンユニットの駆動を制御する駆動制御ステップと、自装置が備える前記メモリに記憶されているメモリ情報を、メモリ情報出力部が、他の前記制御装置に出力するメモリ情報出力ステップと、他の前記制御装置の前記メモリ情報出力部から受け付けたメモリ情報を、自装置が備える前記メモリに書き込むメモリ情報更新ステップと、を有し、複数の前記制御装置のうちの一の制御装置が行う前記駆動制御ステップにおいて、前記一の制御装置が備える前記メモリの記憶領域のうち予め区画された記憶領域であって、前記一の制御装置が制御対象とする前記エンジンユニットの駆動に関する情報が書き込まれる記憶領域と、他の前記制御装置が制御対象とする前記エンジンユニットの駆動に関する情報が書き込まれる領域と、を参照して、前記一の制御装置が制御対象とする前記エンジンユニットの駆動を制御するエンジン制御方法である。
上述のエンジン制御システム、車両システム及びエンジン制御方法によれば、ＥＣＵ間の通信遅延を抑制しつつ、ＥＣＵごとの演算負荷を軽減できる。
＜第１の実施形態＞
以下、第１の実施形態に係るエンジン制御システムについて、図１〜図４を参照しながら詳細に説明する。
以下、第１の実施形態に係るエンジン制御システムについて、図１〜図４を参照しながら詳細に説明する。
図１は、第１の実施形態に係るエンジン制御システムの機能構成を示す図である。
図１に示すように、エンジン制御システム１は、エンジン３を構成する複数のエンジンユニット（エンジン本体部３０、ターボチャージャ３１及びＥＧＲ３２）の各々を制御対象とする複数の制御装置（エンジンＥＣＵ１０、ターボＥＣＵ１１及びＥＧＲ−ＥＣＵ１２）を備えている。
図１に示すように、エンジン制御システム１は、エンジン３を構成する複数のエンジンユニット（エンジン本体部３０、ターボチャージャ３１及びＥＧＲ３２）の各々を制御対象とする複数の制御装置（エンジンＥＣＵ１０、ターボＥＣＵ１１及びＥＧＲ−ＥＣＵ１２）を備えている。
エンジンＥＣＵ１０は、エンジン３のうち、エンジン本体部３０の駆動を制御する制御装置である。エンジンンＥＣＵ１０は、運転者の操作（アクセルペダルの踏込等）に基づく入力指令に応じて、ターボＥＣＵ１１及びＥＧＲ−ＥＣＵ１２と連携してエンジン３全体の運転状態を最適化するように制御する。ターボＥＣＵ１１及びＥＧＲ−ＥＣＵ１２との連携動作については後述する。
ターボＥＣＵ１１は、エンジン３を構成するエンジンユニットのうちターボチャージャ３１の駆動を制御する制御装置である。
また、ＥＧＲ−ＥＣＵ１２は、エンジン３を構成するエンジンユニットのうちＥＧＲ３２の駆動を制御する制御装置である。
ターボＥＣＵ１１は、エンジン３を構成するエンジンユニットのうちターボチャージャ３１の駆動を制御する制御装置である。
また、ＥＧＲ−ＥＣＵ１２は、エンジン３を構成するエンジンユニットのうちＥＧＲ３２の駆動を制御する制御装置である。
エンジンＥＣＵ１０は、エンジン本体部駆動制御部１００（駆動制御部）を備えている。エンジン本体部駆動制御部１００は、エンジンＥＣＵ１０内部に備えられたリフレクティブメモリユニット２０ａのメモリ２００（図２参照）に記憶されたメモリ情報に従って、制御対象とするエンジンユニットであるエンジン本体部３０の駆動を制御する。
ターボＥＣＵ１１は、ターボチャージャ駆動制御部１１０（駆動制御部）を備えている。ターボチャージャ駆動制御部１１０は、ターボＥＣＵ１１内部に備えられたリフレクティブメモリユニット２０ｂのメモリ２００（図２参照）に記憶されたメモリ情報に従って、制御対象とするエンジンユニットであるターボチャージャ３１の駆動を制御する。
同様に、ＥＧＲ−ＥＣＵ１２は、ＥＧＲ駆動制御部１２０（駆動制御部）を備えている。ＥＧＲ駆動制御部１２０は、ＥＧＲ−ＥＣＵ１２内部に備えられたリフレクティブメモリユニット２０ｃのメモリ２００（図２参照）に記憶されたメモリ情報に従って、制御対象とするエンジンユニットであるターボチャージャ３１の駆動を制御する。
また、複数の制御装置（エンジンＥＣＵ１０、ターボＥＣＵ１１及びＥＧＲ−ＥＣＵ１２）の各々に設けられたリフレクティブメモリユニット２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）は、当該制御装置（上記駆動制御部の各々）がエンジン３を構成する各エンジンユニットの駆動の制御に必要なメモリ情報を管理するユニットである。
複数のリフレクティブメモリユニット２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）は、図１に示すように、リング型ネットワークである通信網Ｒによって互いに接続されている。各リフレクティブメモリユニット２０は、各々に記憶されたメモリ情報が、リング型に配線された通信網Ｒを一方向に巡るように構成されている。
具体的には、エンジンＥＣＵ１０に備えられたリフレクティブメモリユニット２０ａは、ターボＥＣＵ１１に備えられたリフレクティブメモリユニット２０ｂに向けて、自身に記憶されたメモリ情報を出力する。ターボＥＣＵ１１に備えられたリフレクティブメモリユニット２０ｂは、ＥＧＲ−ＥＣＵ１２に備えられたリフレクティブメモリユニット２０ｃに向けて、自身に記憶されたメモリ情報を出力する。同様に、ＥＧＲ−ＥＣＵ１２に備えられたリフレクティブメモリユニット２０ｃは、エンジンＥＣＵ１０に備えられたリフレクティブメモリユニット２０ａに向けて、自身に記憶されたメモリ情報を出力する。
また、本実施形態において、通信網Ｒは、通信配線として光ファイバによって構成されている。これにより、エンジン制御システム１全体の軽量化が図られるとともに、通信速度及び通信の信頼性を向上させることができる。
なお、リフレクティブメモリユニット２０は、他の実施形態においては上記態様に限定されることはなく、リング型以外の通信網によって接続されていてもよいし、また、光ファイバ以外の通信配線（一般的な金属配線）によって接続されていてもよい。
具体的には、エンジンＥＣＵ１０に備えられたリフレクティブメモリユニット２０ａは、ターボＥＣＵ１１に備えられたリフレクティブメモリユニット２０ｂに向けて、自身に記憶されたメモリ情報を出力する。ターボＥＣＵ１１に備えられたリフレクティブメモリユニット２０ｂは、ＥＧＲ−ＥＣＵ１２に備えられたリフレクティブメモリユニット２０ｃに向けて、自身に記憶されたメモリ情報を出力する。同様に、ＥＧＲ−ＥＣＵ１２に備えられたリフレクティブメモリユニット２０ｃは、エンジンＥＣＵ１０に備えられたリフレクティブメモリユニット２０ａに向けて、自身に記憶されたメモリ情報を出力する。
また、本実施形態において、通信網Ｒは、通信配線として光ファイバによって構成されている。これにより、エンジン制御システム１全体の軽量化が図られるとともに、通信速度及び通信の信頼性を向上させることができる。
なお、リフレクティブメモリユニット２０は、他の実施形態においては上記態様に限定されることはなく、リング型以外の通信網によって接続されていてもよいし、また、光ファイバ以外の通信配線（一般的な金属配線）によって接続されていてもよい。
複数のリフレクティブメモリユニット２０は、通信網Ｒを経由して、各々に記憶されたメモリ情報が互いに同一となるようにメモリ情報の出力及び更新を行う。以下、リフレクティブメモリユニット２０の機能について詳細に説明する。
図２は、第１の実施形態に係るリフレクティブメモリユニットの機能構成を示す図である。
なお、図２に示すリフレクティブメモリユニット２０は、例として、エンジンＥＣＵ１０に備えられたリフレクティブメモリユニット２０ａの機能構成を示しているが、他の制御装置（ターボＥＣＵ１１、ＥＧＲ−ＥＣＵ１２）に備えられたリフレクティブメモリユニット２０ｂ、２０ｃの機能構成も、図２に示す機能構成と同様である。
なお、図２に示すリフレクティブメモリユニット２０は、例として、エンジンＥＣＵ１０に備えられたリフレクティブメモリユニット２０ａの機能構成を示しているが、他の制御装置（ターボＥＣＵ１１、ＥＧＲ−ＥＣＵ１２）に備えられたリフレクティブメモリユニット２０ｂ、２０ｃの機能構成も、図２に示す機能構成と同様である。
図２に示すように、リフレクティブメモリユニット２０は、メモリ２００と、メモリ情報出力部２０１と、メモリ情報更新部２０２と、を備えている。
メモリ２００は、エンジン３を構成する各エンジンユニットの駆動の制御に必要なメモリ情報が記憶される記憶領域である。メモリ２００の記憶領域の構成については後述する。
メモリ２００は、エンジン３を構成する各エンジンユニットの駆動の制御に必要なメモリ情報が記憶される記憶領域である。メモリ２００の記憶領域の構成については後述する。
メモリ情報出力部２０１は、自ユニット（リフレクティブメモリユニット２０ａ）のメモリ２００に記憶されているメモリ情報を、他の制御装置が有するリフレクティブメモリユニット２０（ターボＥＣＵ１１が有するリフレクティブメモリユニット２０ｂ）に出力する。
メモリ情報更新部２０２は、他の制御装置が有するリフレクティブメモリユニット２０（ＥＧＲ−ＥＣＵ１２が有するリフレクティブメモリユニット２０ｃ）のメモリ情報出力部２０１から受け付けたメモリ情報を、自ユニット（リフレクティブメモリユニット２０ａ）が備えるメモリ２００に書き込む。
各リフレクティブメモリユニット２０のメモリ情報出力部２０１及びメモリ情報更新部２０２が上記処理を逐次的に実施することで、リフレクティブメモリユニット２０のメモリ２００に記憶されるメモリ情報が、各制御装置（エンジンＥＣＵ１０、ターボＥＣＵ１１及びＥＧＲ−ＥＣＵ１２）間で同一となり、メモリ情報の共有化が図られる。
メモリ情報更新部２０２は、他の制御装置が有するリフレクティブメモリユニット２０（ＥＧＲ−ＥＣＵ１２が有するリフレクティブメモリユニット２０ｃ）のメモリ情報出力部２０１から受け付けたメモリ情報を、自ユニット（リフレクティブメモリユニット２０ａ）が備えるメモリ２００に書き込む。
各リフレクティブメモリユニット２０のメモリ情報出力部２０１及びメモリ情報更新部２０２が上記処理を逐次的に実施することで、リフレクティブメモリユニット２０のメモリ２００に記憶されるメモリ情報が、各制御装置（エンジンＥＣＵ１０、ターボＥＣＵ１１及びＥＧＲ−ＥＣＵ１２）間で同一となり、メモリ情報の共有化が図られる。
なお、本実施形態において、リフレクティブメモリユニット２０は、リング型ネットワーク（通信網Ｒ）で接続されるとともに、メモリ情報が巡る順序は常に一定とされる。即ち、本実施形態に係るメモリ情報出力部２０１は、メモリ情報を、予め規定された特定の一の制御装置に出力し、また、メモリ情報更新部２０２は、予め規定された特定の一の制御装置のメモリ情報出力部２０１からメモリ情報を受け付ける。
例えば、リフレクティブメモリユニット２０ａのメモリ情報出力部２０１は、リフレクティブメモリユニット２０ｂのメモリ情報更新部２０２に向けてメモリ情報を出力するように予め規定されている。また、リフレクティブメモリユニット２０ｂのメモリ情報出力部２０１は、リフレクティブメモリユニット２０ｃのメモリ情報更新部２０２に向けてメモリ情報を出力するように規定されている。そして、リフレクティブメモリユニット２０ｃのメモリ情報出力部２０１は、リフレクティブメモリユニット２０ａのメモリ情報更新部２０２に向けてメモリ情報を出力するように規定されている。
例えば、リフレクティブメモリユニット２０ａのメモリ情報出力部２０１は、リフレクティブメモリユニット２０ｂのメモリ情報更新部２０２に向けてメモリ情報を出力するように予め規定されている。また、リフレクティブメモリユニット２０ｂのメモリ情報出力部２０１は、リフレクティブメモリユニット２０ｃのメモリ情報更新部２０２に向けてメモリ情報を出力するように規定されている。そして、リフレクティブメモリユニット２０ｃのメモリ情報出力部２０１は、リフレクティブメモリユニット２０ａのメモリ情報更新部２０２に向けてメモリ情報を出力するように規定されている。
図３は、第１の実施形態に係るメモリの記憶領域を説明する図である。
リフレクティブメモリユニット２０ａ、２０ｂ、２０ｃの各々が備えるメモリ２００は、いずれも、図３に示すように複数種類の記憶領域が予め区画されている。具体的には、メモリ２００の記憶領域は、エンジン本体部制御用記憶領域Ａ０１、ターボ制御用記憶領域Ａ０２及びＥＧＲ制御用記憶領域Ａ０３に区画される。
リフレクティブメモリユニット２０ａ、２０ｂ、２０ｃの各々が備えるメモリ２００は、いずれも、図３に示すように複数種類の記憶領域が予め区画されている。具体的には、メモリ２００の記憶領域は、エンジン本体部制御用記憶領域Ａ０１、ターボ制御用記憶領域Ａ０２及びＥＧＲ制御用記憶領域Ａ０３に区画される。
エンジン本体部制御用記憶領域Ａ０１には、エンジン本体部３０（図１）の駆動を制御するために必要なメモリ情報が記憶される。エンジン本体部駆動制御部１００（図１）は、リフレクティブメモリユニット２０ａ（図１）に搭載されたメモリ２００のうち、エンジン本体部制御用記憶領域Ａ０１を参照してエンジン本体部３０の制御を行う。
ターボ制御用記憶領域Ａ０２には、ターボチャージャ３１（図１）の駆動を制御するために必要なメモリ情報が記憶される。ターボチャージャ駆動制御部１１０（図１）は、リフレクティブメモリユニット２０ｂ（図１）に搭載されたメモリ２００のうち、ターボ制御用記憶領域Ａ０２を参照してターボチャージャ３１の制御を行う。
同様に、ＥＧＲ制御用記憶領域Ａ０３には、ＥＧＲ３２（図１）の駆動を制御するために必要なメモリ情報が記憶される。ＥＧＲ駆動制御部１２０（図１）は、リフレクティブメモリユニット２０ｃ（図１）に搭載されたメモリ２００のうち、ＥＧＲ制御用記憶領域Ａ０３を参照してＥＧＲ３２の制御を行う。
ターボ制御用記憶領域Ａ０２には、ターボチャージャ３１（図１）の駆動を制御するために必要なメモリ情報が記憶される。ターボチャージャ駆動制御部１１０（図１）は、リフレクティブメモリユニット２０ｂ（図１）に搭載されたメモリ２００のうち、ターボ制御用記憶領域Ａ０２を参照してターボチャージャ３１の制御を行う。
同様に、ＥＧＲ制御用記憶領域Ａ０３には、ＥＧＲ３２（図１）の駆動を制御するために必要なメモリ情報が記憶される。ＥＧＲ駆動制御部１２０（図１）は、リフレクティブメモリユニット２０ｃ（図１）に搭載されたメモリ２００のうち、ＥＧＲ制御用記憶領域Ａ０３を参照してＥＧＲ３２の制御を行う。
以上のように、各駆動制御部（エンジン本体部駆動制御部１００、ターボチャージャ駆動制御部１１０及びＥＧＲ駆動制御部１２０）は、自装置が備えるメモリ２００の記憶領域のうち予め区画された記憶領域であって、各々が制御対象とするエンジンユニットの駆動に関する情報が書き込まれる記憶領域を参照する。
図４は、第１の実施形態に係るエンジン制御システムの処理フローを示す図である。
以下、図１、図２、図３及び図４を参照しながら、エンジン制御システム１の動作例について説明する。
以下、図１、図２、図３及び図４を参照しながら、エンジン制御システム１の動作例について説明する。
例えば、運転者によりアクセルペダルが踏み込まれた場合等において、エンジンＥＣＵ１０は、図示しないアクセルポジションセンサを通じて、運転者による上記踏込に応じたアクセル踏込量を検知する（ステップＳ０１）。
エンジンＥＣＵ１０は、検知されたアクセル踏込量に応じたエンジン本体部３０についての制御値（例えば、燃料噴射量指令値）を、自装置が備えるメモリ２００（リフレクティブメモリユニット２０ａのメモリ２００）に区画されたエンジン本体部制御用記憶領域Ａ０１に書き込む。同様に、エンジンＥＣＵ１０は、検知されたアクセル踏込量に応じたターボチャージャ３１についての制御値（例えば、過給圧指令値）を、自装置が備えるメモリ２００に区画されたターボ制御用記憶領域Ａ０２に書き込む。更に、エンジンＥＣＵ１０は、検知されたアクセル踏込量に応じたＥＧＲ３２についての制御値（例えば、ＥＧＲ量指令値）を、自装置が備えるメモリ２００に区画されたＥＧＲ制御用記憶領域Ａ０３に書き込む。
このように、エンジンＥＣＵ１０は、運転者の操作に応じた各エンジンユニットに対応する指令値の全てを、エンジンＥＣＵ１０自身が備えるメモリ２００の所定領域の各々に書き込んでメモリ情報を更新する（ステップＳ０２）。
このように、エンジンＥＣＵ１０は、運転者の操作に応じた各エンジンユニットに対応する指令値の全てを、エンジンＥＣＵ１０自身が備えるメモリ２００の所定領域の各々に書き込んでメモリ情報を更新する（ステップＳ０２）。
ステップＳ０２を経て、リフレクティブメモリユニット２０ａが搭載するメモリ２００のメモリ情報が更新されると、リフレクティブメモリユニット２０ａのメモリ情報出力部２０１は、更新された各種メモリ情報を、直ちに、ターボＥＣＵ１１が備えるリフレクティブメモリユニット２０ｂに出力する。リフレクティブメモリユニット２０ｂのメモリ情報更新部２０２は、受け付けたメモリ情報を、自ユニットのメモリ２００に書き込んでメモリ情報を更新する。更に、リフレクティブメモリユニット２０ｂのメモリ情報出力部２０１は、更新された各種メモリ情報を、直ちに、ＥＧＲ−ＥＣＵ１２が備えるリフレクティブメモリユニット２０ｃに出力する。リフレクティブメモリユニット２０ｃのメモリ情報更新部２０２は、受け付けたメモリ情報を、自ユニットのメモリ２００に書き込んでメモリ情報を更新する。
このような手順により、エンジンＥＣＵ１０においてメモリ２００のメモリ情報（燃料噴射量指令値、過給圧指令値、ＥＧＲ量指令値）が新たに更新されると、瞬時に、他の制御装置間とのメモリ情報の共有化処理が行われる（ステップＳ０３）。
このような手順により、エンジンＥＣＵ１０においてメモリ２００のメモリ情報（燃料噴射量指令値、過給圧指令値、ＥＧＲ量指令値）が新たに更新されると、瞬時に、他の制御装置間とのメモリ情報の共有化処理が行われる（ステップＳ０３）。
エンジン本体部駆動制御部１００は、エンジンＥＣＵ１０内部に搭載されるリフレクティブメモリユニット２０ａのメモリ２００のうちエンジン本体部制御用記憶領域Ａ０１に記憶されたメモリ情報に従ってエンジン本体部３０を制御している。これにより、エンジン本体部駆動制御部１００は、エンジン本体部制御用記憶領域Ａ０１に新たに書き込まれた燃料噴射量指令値に従って、エンジン本体部３０における燃料噴射量を制御する（ステップＳ０４）。
また、ターボチャージャ駆動制御部１１０は、ターボＥＣＵ１１内部に搭載されるリフレクティブメモリユニット２０ｂのメモリ２００のうちターボ制御用記憶領域Ａ０２に記憶されたメモリ情報に従ってターボチャージャ３１を制御している。これにより、ターボチャージャ駆動制御部１１０は、ターボ制御用記憶領域Ａ０２に新たに書き込まれた過給圧指令値に従って、ターボチャージャ３１におけるバルブ開度を制御する（ステップＳ０５）。
更に、ＥＧＲ駆動制御部１２０は、ＥＧＲ−ＥＣＵ１２内部に搭載されるリフレクティブメモリユニット２０ｃのメモリ２００のうちＥＧＲ制御用記憶領域Ａ０３に記憶されたメモリ情報に従ってＥＧＲ３２を制御している。これにより、ＥＧＲ駆動制御部１２０は、ＥＧＲ制御用記憶領域Ａ０３に新たに書き込まれたＥＧＲ量指令値に従って、ＥＧＲ３２におけるバルブ開度を制御する（ステップＳ０６）。
なお、上述のステップＳ０４〜ステップＳ０６の各処理は、実際には、各制御装置（エンジンＥＣＵ１０、ターボＥＣＵ１１及びＥＧＲ−ＥＣＵ１２）によって同時並列的に実行される。
なお、上述のステップＳ０４〜ステップＳ０６の各処理は、実際には、各制御装置（エンジンＥＣＵ１０、ターボＥＣＵ１１及びＥＧＲ−ＥＣＵ１２）によって同時並列的に実行される。
エンジン制御システム１は、以上のステップＳ０１〜ステップＳ０６を繰り返し実行しながらエンジン３の駆動を制御する。
以上のようなエンジン制御システム１によれば、各制御装置（エンジンＥＣＵ１０、ターボＥＣＵ１１及びＥＧＲ−ＥＣＵ１２）の処理負荷を大幅に軽減することができる。例えば、各制御装置が従来のＣＡＮ（Controller Area Network）通信に基づくバス型の通信網で接続される場合、当該制御装置は、対応するエンジンユニットの制御処理に加え、協調制御のために必要な情報の送受信等の通信処理を実行する必要がある。
これに対し、本実施形態に係るエンジン制御システム１は、制御装置の各々がリフレクティブメモリユニット２０を搭載することで、制御装置自身が通信処理を行う必要がなくなる。つまり、各制御装置は、単に、各々が内部に備えるメモリ（メモリ２００）に書き込まれたメモリ情報のみを参照して制御するだけでよくなるため、制御装置の負荷を軽減することができるとともに、処理が高速化され、入力指令に対する応答特性を高めることができる。
また、制御装置同士の独自の通信網Ｒが新たに設けられることで、制御装置同士の通信を高速、かつ、安定化させることができ、複数の制御装置による協調制御の高精度化、高信頼性化を図ることができる。
これに対し、本実施形態に係るエンジン制御システム１は、制御装置の各々がリフレクティブメモリユニット２０を搭載することで、制御装置自身が通信処理を行う必要がなくなる。つまり、各制御装置は、単に、各々が内部に備えるメモリ（メモリ２００）に書き込まれたメモリ情報のみを参照して制御するだけでよくなるため、制御装置の負荷を軽減することができるとともに、処理が高速化され、入力指令に対する応答特性を高めることができる。
また、制御装置同士の独自の通信網Ｒが新たに設けられることで、制御装置同士の通信を高速、かつ、安定化させることができ、複数の制御装置による協調制御の高精度化、高信頼性化を図ることができる。
また、本実施形態においては、複数のリフレクティブメモリユニット２０がリング型ネットワーク（通信網Ｒ）で接続されるとともに、各々のメモリ情報を巡らせる順序が予め一方向に規定されている。これにより、メモリ情報のために必要なアルゴリズム（即ち、メモリ情報出力部２０１及びメモリ情報更新部２０２が実行する処理）を簡素化することができ、高速かつ安定的な通信形態を実現することができる。したがって、通信の遅延に起因する制御装置の制御のずれを抑制し、より高精度な協調制御を実現することができる。
以上、第１の実施形態に係るエンジン制御システム１について詳細に説明したが、エンジン制御システム１の具体的な態様は、上述のものに限定されることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を加えることは可能である。
例えば、本実施形態において、各リフレクティブメモリユニット２０は、エンジンＥＣＵ１０、ターボＥＣＵ１１、ＥＧＲ−ＥＣＵ１２の順でメモリ情報が巡るように構成されているものとして説明した。しかし、他の実施形態においてはこの態様に限定されず、逆回り（エンジンＥＣＵ１０、ＥＧＲ−ＥＣＵ１２、ターボＥＣＵ１１の順）でメモリ情報が巡るように構成されていてもよい。
例えば、本実施形態において、各リフレクティブメモリユニット２０は、エンジンＥＣＵ１０、ターボＥＣＵ１１、ＥＧＲ−ＥＣＵ１２の順でメモリ情報が巡るように構成されているものとして説明した。しかし、他の実施形態においてはこの態様に限定されず、逆回り（エンジンＥＣＵ１０、ＥＧＲ−ＥＣＵ１２、ターボＥＣＵ１１の順）でメモリ情報が巡るように構成されていてもよい。
また、エンジン制御システム１を構成する制御装置は、エンジンＥＣＵ１０、ターボＥＣＵ１１、ＥＧＲ−ＥＣＵ１２のみに限定されることはない。即ち、他の実施形態に係るエンジン制御システム１は、エンジン本体部３０、ターボチャージャ３１、ＥＧＲ３２以外のエンジンユニットを制御対象とする他の制御装置を更に備えていてもよい。なお、この場合において、当該他の制御装置もリフレクティブメモリユニットを搭載するとともに、リング型ネットワーク（通信網Ｒ）に組み込まれるものとする。
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態に係るエンジン制御システムについて、図５を参照しながら詳細に説明する。
次に、第２の実施形態に係るエンジン制御システムについて、図５を参照しながら詳細に説明する。
図５は、第２の実施形態に係るエンジン制御システムの機能を説明する図である。
本実施形態に係る各駆動制御部（エンジン本体部駆動制御部１００、ターボチャージャ駆動制御部１１０及びＥＧＲ駆動制御部１２０）は、第１の実施形態と同様に、自装置が備えるリフレクティブメモリユニット２０（メモリ２００）に記憶された各種指令値に基づいて、各々が制御対象とするエンジンユニットの駆動を制御する。
また、本実施形態に係る各駆動制御部は、当該各種指令値に対応する各種観測値を、リフレクティブメモリユニット２０を通じて共有する。そして、各駆動制御部は、自装置が備えるメモリ２００の記憶領域のうち、各々が制御対象としないエンジンユニットの駆動に関する情報が書き込まれる記憶領域をも参照して、制御対象とするエンジンユニット各々の駆動を制御する。
本実施形態に係る各駆動制御部（エンジン本体部駆動制御部１００、ターボチャージャ駆動制御部１１０及びＥＧＲ駆動制御部１２０）は、第１の実施形態と同様に、自装置が備えるリフレクティブメモリユニット２０（メモリ２００）に記憶された各種指令値に基づいて、各々が制御対象とするエンジンユニットの駆動を制御する。
また、本実施形態に係る各駆動制御部は、当該各種指令値に対応する各種観測値を、リフレクティブメモリユニット２０を通じて共有する。そして、各駆動制御部は、自装置が備えるメモリ２００の記憶領域のうち、各々が制御対象としないエンジンユニットの駆動に関する情報が書き込まれる記憶領域をも参照して、制御対象とするエンジンユニット各々の駆動を制御する。
具体的に説明すると、例えば、ターボチャージャ駆動制御部１１０は、図５に示すように、リフレクティブメモリユニット２０ｂのメモリ２００に区画されたターボ制御用記憶領域Ａ０２（図３）に書き込まれた過給圧指令値に基づいて、ターボチャージャ３１のバルブ制御を行う。更に、ターボチャージャ駆動制御部１１０は、ターボチャージャ３１において観測される給気量観測値を、リフレクティブメモリユニット２０ｂのメモリ２００に区画されたターボ制御用記憶領域Ａ０２に書き込む。
同様に、ＥＧＲ駆動制御部１２０は、図５に示すように、リフレクティブメモリユニット２０ｃのメモリ２００に区画されたＥＧＲ制御用記憶領域Ａ０３（図３）に書き込まれたＥＧＲ量指令値に基づいて、ＥＧＲ３２のバルブ制御を行う。更に、ＥＧＲ駆動制御部１２０は、ＥＧＲ３２において観測されるＥＧＲ量観測値を、リフレクティブメモリユニット２０ｃのメモリ２００に区画されたＥＧＲ制御用記憶領域Ａ０３に書き込む。
同様に、ＥＧＲ駆動制御部１２０は、図５に示すように、リフレクティブメモリユニット２０ｃのメモリ２００に区画されたＥＧＲ制御用記憶領域Ａ０３（図３）に書き込まれたＥＧＲ量指令値に基づいて、ＥＧＲ３２のバルブ制御を行う。更に、ＥＧＲ駆動制御部１２０は、ＥＧＲ３２において観測されるＥＧＲ量観測値を、リフレクティブメモリユニット２０ｃのメモリ２００に区画されたＥＧＲ制御用記憶領域Ａ０３に書き込む。
上述したようなターボチャージャ駆動制御部１１０による給気量観測値の書込み、又は、ＥＧＲ駆動制御部１２０によるＥＧＲ量観測値の書込みが行われると、各リフレクティブメモリユニット２０は、瞬時に、メモリ情報の共有化処理（図４に示すステップＳ０３参照）を実行する。これにより、各リフレクティブメモリユニット２０ａ、２０ｂ、２０ｃが搭載するメモリ２００には、エンジンＥＣＵ１０によって書き込まれた各種指令値だけでなく、各エンジンユニットにおいて観測された各種観測値（給気量観測値、ＥＧＲ量観測値）が共有化される。
そして、本実施形態に係るターボチャージャ駆動制御部１１０は、ターボ制御用記憶領域Ａ０２に書き込まれた吸気圧指令値だけでなく、制御対象としないＥＧＲ３２の駆動に関する情報が書き込まれるＥＧＲ制御用記憶領域Ａ０３を参照し、ＥＧＲ３２によって観測されたＥＧＲ量観測値に基づく制御を行う。
このようにすることで、ターボチャージャ駆動制御部１１０は、ターボ制御用記憶領域Ａ０２に記憶された過給圧指令値、及び、ＥＧＲ制御用記憶領域Ａ０３に記憶されたＥＧＲ量観測値に基づいて、機械的負荷が抑制され、又は、エネルギー効率が最大化するような最適な給気量となるように、バルブ制御を実行することができる。
このようにすることで、ターボチャージャ駆動制御部１１０は、ターボ制御用記憶領域Ａ０２に記憶された過給圧指令値、及び、ＥＧＲ制御用記憶領域Ａ０３に記憶されたＥＧＲ量観測値に基づいて、機械的負荷が抑制され、又は、エネルギー効率が最大化するような最適な給気量となるように、バルブ制御を実行することができる。
同様に、本実施形態に係るＥＧＲ駆動制御部１２０は、ＥＧＲ制御用記憶領域Ａ０３に書き込まれたＥＧＲ量指令値だけでなく、制御対象としないターボチャージャ３１の駆動に関する情報が書き込まれるターボ制御用記憶領域Ａ０２を参照し、ターボチャージャ３１によって観測された給気量観測値に基づく制御を行う。
このようにすることで、ＥＧＲ駆動制御部１２０は、ＥＧＲ制御用記憶領域Ａ０３に記憶されたＥＧＲ量指令値、及び、ターボ制御用記憶領域Ａ０２に記憶された給気量観測値に基づいて、最適なＥＧＲ量となるように、バルブ制御を実行することができる。
このようにすることで、ＥＧＲ駆動制御部１２０は、ＥＧＲ制御用記憶領域Ａ０３に記憶されたＥＧＲ量指令値、及び、ターボ制御用記憶領域Ａ０２に記憶された給気量観測値に基づいて、最適なＥＧＲ量となるように、バルブ制御を実行することができる。
以上、第２の実施形態に係るエンジン制御システム１によれば、制御対象とするエンジンユニットに関する情報だけでなく、制御対象としないエンジンユニットに関する情報をも参照することで、エンジン３全体としてより最適な制御を実行することができる。
なお、上述の例では、ターボチャージャ駆動制御部１１０は、ターボ制御用記憶領域Ａ０２に記憶された過給圧指令値、及び、ＥＧＲ制御用記憶領域Ａ０３に記憶されたＥＧＲ量観測値に基づいてバルブ制御を実行するものとしたが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。例えば、ターボチャージャ駆動制御部１１０は、更に、ＥＧＲ制御用記憶領域Ａ０３に記憶されたＥＧＲ量指令値を参照するとともに、ＥＧＲ量指令値とＥＧＲ量観測値との偏差に基づいてバルブ制御を行ってもよい。上述のＥＧＲ駆動制御部１２０についても同様である。
＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態に係る車両システムについて、図６を参照しながら詳細に説明する。
次に、第３の実施形態に係る車両システムについて、図６を参照しながら詳細に説明する。
図６は、第３の実施形態に係る車両システムの機能構成を示す図である。
図６に示すように、車両システム５は、第１の実施形態（又は、第２の実施形態）に係るエンジン制御システム１と、バス５０と、ボディ制御システム５１と、情報システム５２と、を備えている。
上述したように、エンジン制御システム１は、エンジン３を構成する各エンジンユニットの各々を制御する複数の制御装置（エンジンＥＣＵ１０、ターボＥＣＵ１１及びＥＧＲ−ＥＣＵ１２）を有してなる。
ボディ制御システム５１は、車両に搭載される車載システムの一つであって、車両の窓（ウインドウ）やドア等を制御する車載システムである。
情報システム５２は、同じく、車両に搭載される車載システムの一つであって、カーナビゲーション装置やオーディオ機器等を制御する車載システムである。
バス５０は、エンジン制御システム１を構成する複数の制御装置（エンジンＥＣＵ１０、ターボＥＣＵ１１、ＥＧＲ−ＥＣＵ１２）、ボディ制御システム５１及び情報システム５２を互いに通信可能とする通信網Ｂを構成する。即ち、本実施形態に係る車両システム５は、バス型ネットワークである通信網Ｂで構成される。通信網Ｂを経て行われる各システム同士の通信は、一般的には、例えば、ＣＡＮ通信を用いて行われる。
図６に示すように、車両システム５は、第１の実施形態（又は、第２の実施形態）に係るエンジン制御システム１と、バス５０と、ボディ制御システム５１と、情報システム５２と、を備えている。
上述したように、エンジン制御システム１は、エンジン３を構成する各エンジンユニットの各々を制御する複数の制御装置（エンジンＥＣＵ１０、ターボＥＣＵ１１及びＥＧＲ−ＥＣＵ１２）を有してなる。
ボディ制御システム５１は、車両に搭載される車載システムの一つであって、車両の窓（ウインドウ）やドア等を制御する車載システムである。
情報システム５２は、同じく、車両に搭載される車載システムの一つであって、カーナビゲーション装置やオーディオ機器等を制御する車載システムである。
バス５０は、エンジン制御システム１を構成する複数の制御装置（エンジンＥＣＵ１０、ターボＥＣＵ１１、ＥＧＲ−ＥＣＵ１２）、ボディ制御システム５１及び情報システム５２を互いに通信可能とする通信網Ｂを構成する。即ち、本実施形態に係る車両システム５は、バス型ネットワークである通信網Ｂで構成される。通信網Ｂを経て行われる各システム同士の通信は、一般的には、例えば、ＣＡＮ通信を用いて行われる。
以上のように、本実施形態に係る車両システム５は、エンジン制御システム１において各リフレクティブメモリユニット２０を接続するリング型ネットワーク（通信網Ｒ）と、他の車載システム（ボディ制御システム５１、情報システム５２等）とのＣＡＮ通信を可能とするバス型ネットワークと、の独立した二つの異なる形態の通信網が組み合わされて構築される。
このようにすることで、処理高速化が要求されるエンジン制御システムにおいて、光ファイバを用いることで従来の通信配線より高速で通信を行うことができる。さらに、光ファイバを用いた場合、通信やエンジン内の振動で生じると予想されるノイズに対しても耐性を持つことができ、エンジン制御システムの信頼性を高めることができる。
このようにすることで、処理高速化が要求されるエンジン制御システムにおいて、光ファイバを用いることで従来の通信配線より高速で通信を行うことができる。さらに、光ファイバを用いた場合、通信やエンジン内の振動で生じると予想されるノイズに対しても耐性を持つことができ、エンジン制御システムの信頼性を高めることができる。
また、高速通信が不要な通信ネットワークにおいては、従来のバス型ネットワーク（通信網Ｂ）が適用されるとともに、高速かつ高信頼性が求められるエンジン制御システム１内においてはリング型ネットワーク（通信網Ｒ）が適用される。したがって、既存のネットワーク構成に対し、必要最小限のネットワーク網（通信網Ｒ）の追加のみで実現でき、ネットワークの設計に係る手間やコストを最小限に抑えることができる。
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものとする。
１ エンジン制御システム
１０ エンジンＥＣＵ（制御装置）
１００ エンジン本体部駆動制御部（駆動制御部）
１１ ターボＥＣＵ（制御装置）
１１０ ターボチャージャ駆動制御部（駆動制御部）
１２ ＥＧＲ−ＥＣＵ（制御装置）
１２０ ＥＧＲ駆動制御部（駆動制御部）
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ リフレクティブメモリユニット
２００ メモリ
２０１ メモリ情報出力部
２０２ メモリ情報更新部
３ エンジン
３０ エンジン本体部（エンジンユニット）
３１ ターボチャージャ（エンジンユニット）
３２ ＥＧＲ（エンジンユニット）
５ 車両システム
５０ バス
５１ ボディ制御システム（車載システム）
５２ 情報システム（車載システム）
Ａ０１ エンジン本体部制御用記憶領域
Ａ０２ ターボ制御用記憶領域
Ａ０３ ＥＧＲ制御用記憶領域
Ｂ 通信網（バス型ネットワーク）
Ｒ 通信網（リング型ネットワーク）
１０ エンジンＥＣＵ（制御装置）
１００ エンジン本体部駆動制御部（駆動制御部）
１１ ターボＥＣＵ（制御装置）
１１０ ターボチャージャ駆動制御部（駆動制御部）
１２ ＥＧＲ−ＥＣＵ（制御装置）
１２０ ＥＧＲ駆動制御部（駆動制御部）
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ リフレクティブメモリユニット
２００ メモリ
２０１ メモリ情報出力部
２０２ メモリ情報更新部
３ エンジン
３０ エンジン本体部（エンジンユニット）
３１ ターボチャージャ（エンジンユニット）
３２ ＥＧＲ（エンジンユニット）
５ 車両システム
５０ バス
５１ ボディ制御システム（車載システム）
５２ 情報システム（車載システム）
Ａ０１ エンジン本体部制御用記憶領域
Ａ０２ ターボ制御用記憶領域
Ａ０３ ＥＧＲ制御用記憶領域
Ｂ 通信網（バス型ネットワーク）
Ｒ 通信網（リング型ネットワーク）
Claims (4)
- エンジンを構成する複数のエンジンユニットの各々を制御対象とする複数の制御装置を備え、
複数の前記制御装置は、
各々に備えられたメモリに記憶されたメモリ情報に従って、制御対象とする前記エンジンユニットの駆動を制御する駆動制御部と、
自装置が備える前記メモリに記憶されているメモリ情報を、他の前記制御装置に出力するメモリ情報出力部と、
他の前記制御装置の前記メモリ情報出力部から受け付けたメモリ情報を、自装置が備える前記メモリに書き込むメモリ情報更新部と、
を備え、
複数の前記制御装置のうちの一の制御装置が備える前記駆動制御部は、
前記一の制御装置が備える前記メモリの記憶領域のうち予め区画された記憶領域であって、前記一の制御装置が制御対象とする前記エンジンユニットの駆動に関する情報が書き込まれる記憶領域と、他の前記制御装置が制御対象とする前記エンジンユニットの駆動に関する情報が書き込まれる領域と、を参照して、前記一の制御装置が制御対象とする前記エンジンユニットの駆動を制御する
エンジン制御システム。 - 前記メモリ情報出力部は、前記メモリ情報を、予め規定された特定の一の前記制御装置に出力し、
前記メモリ情報更新部は、予め規定された特定の一の前記制御装置の前記メモリ情報出力部から前記メモリ情報を受け付ける
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御システム。 - 請求項１又は請求項２に記載のエンジン制御システムと、
車両に搭載される車載システムと、
を備え、
前記エンジン制御システムと前記車載システムとは、複数の前記制御装置が備える前記メモリ情報出力部と前記メモリ情報更新部とを接続する通信網から独立した他の通信網で接続されている
ことを特徴とする車両システム。 - エンジンを構成する複数のエンジンユニットの各々を制御対象とする複数の制御装置を用いて前記エンジンを制御するエンジン制御方法であって、
複数の前記制御装置の各々に備えられたメモリに記憶されたメモリ情報に従って、制御対象とする前記エンジンユニットの駆動を制御する駆動制御ステップと、
自装置が備える前記メモリに記憶されているメモリ情報を、メモリ情報出力部が、他の前記制御装置に出力するメモリ情報出力ステップと、
他の前記制御装置の前記メモリ情報出力部から受け付けたメモリ情報を、自装置が備える前記メモリに書き込むメモリ情報更新ステップと、
を有し、
複数の前記制御装置のうちの一の制御装置が行う前記駆動制御ステップにおいて、
前記一の制御装置が備える前記メモリの記憶領域のうち予め区画された記憶領域であって、前記一の制御装置が制御対象とする前記エンジンユニットの駆動に関する情報が書き込まれる記憶領域と、他の前記制御装置が制御対象とする前記エンジンユニットの駆動に関する情報が書き込まれる領域と、を参照して、前記一の制御装置が制御対象とする前記エンジンユニットの駆動を制御する
エンジン制御方法。
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