JP6693400B2 - Vehicle control system - Google Patents
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Description
本発明は、車両に搭載された少なくとも1つの車載装備を制御するための車両用制御システムに関する。 The present invention relates to a vehicle control system for controlling at least one vehicle-mounted device mounted on a vehicle.
例えば、特許文献1には、2系統の情報処理部を設け、その2系統の情報処理部による処理結果を照合回路にて照合し、照合結果が正常である場合には、出力回路が、制御対象機器へ処理結果に基づく動作指示信号を出力し、照合結果が異常である場合には、安全側で停止させるための指示信号を出力するように構成された安全制御装置が開示されている。 For example, in Patent Document 1, two systems of information processing units are provided, processing results by the two systems of information processing units are collated by a collation circuit, and if the collation result is normal, the output circuit controls Disclosed is a safety control device configured to output an operation instruction signal based on a processing result to a target device, and output an instruction signal for stopping on a safe side when a collation result is abnormal.
上述した安全制御装置では、2系統の情報処理部は、同じ入力情報を用い、同じ処理を並列に実行するように構成されている。得られた処理結果は、それぞれの情報処理部に含まれるメモリに格納される。そして、照合回路が、それぞれのメモリに格納されている処理結果を照合する。 In the safety control device described above, the two systems of information processing units are configured to execute the same processing in parallel using the same input information. The obtained processing result is stored in the memory included in each information processing unit. Then, the collation circuit collates the processing results stored in the respective memories.
しかしながら、2系統の情報処理部を設けても、それら2系統の情報処理部において同じ処理を行う場合、例えば、2系統の情報処理部において共通のソフトウエアが使用されることが考えられる。この場合、その共通のソフトウエアにバグ等の異常があると、せっかく2系統の情報処理部を設けたにも係わらず、両系統に同様の異常が発生するため、処理結果が異常となっても検出できない虞がある。また、ソフトウエアに異常はなくとも、例えば、想定外の状況に対して想定外の制御動作が発生した場合に、その想定外の制御動作も同時に発生するため、それを正しいものとして制御が継続されてしまう虞がある。 However, even if the two-system information processing units are provided, when the same processing is performed in the two-system information processing units, for example, it is conceivable that common software is used in the two-system information processing units. In this case, if the common software has an abnormality such as a bug, the same abnormality occurs in both systems, even though the two-system information processing unit is provided, so the processing result becomes abnormal. May not be detected. Even if there is no abnormality in the software, for example, if an unexpected control operation occurs due to an unexpected situation, the unexpected control operation also occurs at the same time, so control is continued with the correct control operation. There is a risk that it will be done.
さらに、特許文献1の装置では、2系統の情報処理部は、処理結果の正確性を担保する目的のためだけに設けられており、2系統の情報処理部が有効に利用できているとは言えない。 Further, in the device of Patent Document 1, the two-system information processing unit is provided only for the purpose of ensuring the accuracy of the processing result, and it is said that the two-system information processing unit can be effectively used. I can not say.
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、複数の制御部間での異常検出精度を向上可能であるとともに、複数の制御部をより有効に利用することが可能な車両用制御システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described points, and is capable of improving abnormality detection accuracy among a plurality of control units and controlling the vehicle more effectively. The purpose is to provide a system.
上記目的を達成するために、本発明による車両用制御システムは、車両に搭載された少なくとも1つの車載装備(33〜35)を制御するためのものであって、
第1の制御ストラテジーに従い、車載装備を制御する際の制御目標値を算出する第1の制御部(10)と、
第1の制御ストラテジーとは異なる制御目的を持つ第2の制御ストラテジーに従い、車載装備を制御するための制御目標値を算出する第2の制御部(20)と、を備え、
車両の状況に応じて、第1の制御部と第2の制御部とのいずれか一方がメイン制御部、他方がサブ制御部となり、
車載装備は、メイン制御部が算出する制御目標値に従って制御され、
サブ制御部は、自身が算出した制御目標値と、メイン制御部が算出した制御目標値との対比結果に基づき、メイン制御部の異常を監視するように構成される。
In order to achieve the above object, a vehicle control system according to the present invention is for controlling at least one vehicle-mounted device (33 to 35) mounted on a vehicle,
A first control unit (10) for calculating a control target value when controlling the vehicle-mounted equipment according to the first control strategy;
A second control unit (20) for calculating a control target value for controlling the vehicle-mounted equipment according to a second control strategy having a control purpose different from the first control strategy;
Depending on the condition of the vehicle, one of the first control unit and the second control unit is the main control unit, and the other is the sub control unit,
The in-vehicle equipment is controlled according to the control target value calculated by the main control unit,
The sub control unit is configured to monitor the main control unit for an abnormality based on a comparison result between the control target value calculated by itself and the control target value calculated by the main control unit.
上述したように、第1の制御部(10)は第1の制御ストラテジーに従い、車載装備(33〜35)を制御するための制御目標値を算出する。一方、第2の制御部(20)は、第1の制御ストラテジーとは異なる第2の制御ストラテジーに従い、車載装備を制御するための制御目標値を算出する。このように、第1の制御部と第2の制御部とでは、制御ストラテジーが異なるため、当然の結果として、第1の制御部と第2の制御部とでは異なる制御ロジックが用いられることになる。この結果、メイン制御部となった第1の制御部又は第2の制御部が算出した制御目標値に異常が生じた場合、サブ制御部が算出した制御目標値とは大きく相違することになる。従って、サブ制御部によるメイン制御部の異常の検出精度を向上することが可能となる。 As described above, the first control unit (10) calculates the control target value for controlling the vehicle-mounted equipment (33 to 35) according to the first control strategy. On the other hand, the second control unit (20) calculates the control target value for controlling the vehicle-mounted equipment according to the second control strategy different from the first control strategy. As described above, since the first control unit and the second control unit have different control strategies, as a result, different control logics are used between the first control unit and the second control unit. Become. As a result, when an abnormality occurs in the control target value calculated by the first control unit or the second control unit, which is the main control unit, the control target value calculated by the sub-control unit is significantly different. .. Therefore, it is possible to improve the accuracy with which the sub-control unit detects an abnormality in the main control unit.
また、第1の制御部と第2の制御部とでは制御ストラテジーが異なるので、それぞれの制御ストラテジーが適する車両の状況も相違する。そのため、本発明による車両用制御システムでは、車両の状況に応じて、第1の制御部と第2の制御部とのいずれか一方がメイン制御部、他方がサブ制御部となるように構成されている。換言すれば、車両の状況が変化すると、第1の制御部と第2の制御部とで、メイン制御部とサブ制御部との役割が切り替えられる。このように、第1の制御部と第2の制御部とも、いずれもメイン制御部として車載装備の制御を行うように構成されているので、第1の制御部及び第2の制御部を有効に活用して、車載装備の制御内容を、車両の状況に応じてより適切なものに切り換えることが可能となる。 Further, since the control strategies of the first control unit and the second control unit are different, the conditions of the vehicle to which the respective control strategies are suitable are also different. Therefore, the vehicle control system according to the present invention is configured such that one of the first control unit and the second control unit is the main control unit and the other is the sub control unit, depending on the situation of the vehicle. ing. In other words, when the situation of the vehicle changes, the roles of the main control unit and the sub control unit are switched between the first control unit and the second control unit. As described above, since both the first control unit and the second control unit are configured to control the in-vehicle equipment as the main control unit, the first control unit and the second control unit are effective. It is possible to switch the control contents of the in-vehicle equipment to more appropriate ones according to the situation of the vehicle.
上記括弧内の参照番号は、本発明の理解を容易にすべく、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、なんら本発明の範囲を制限することを意図したものではない。 The reference numbers in the parentheses merely show one example of a correspondence relationship with a specific configuration in an embodiment described later in order to facilitate understanding of the present invention, and do not limit the scope of the present invention at all. Not intended.
また、上述した特徴以外の、特許請求の範囲の各請求項に記載した技術的特徴に関しては、後述する実施形態の説明及び添付図面から明らかになる。 Further, the technical features described in each claim of the claims other than the above-mentioned features will be apparent from the description of the embodiments and the accompanying drawings described later.
以下、本発明に係る車両用制御システムの実施形態を、図面を参照しつつ説明する。以下に説明する実施形態では、車両の走行駆動源として、エンジンと電動モータとを有するハイブリッド車両に対して、本発明による車両用制御システムを適用した例について説明する。なお、電動モータは、車両を走行させるための駆動トルクを発生するばかりでなく、車両の減速時には、車両の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回生電力を発生することで、車両に回生ブレーキトルクを作用させることが可能なものである。ただし、本発明による車両用制御システムは、ハイブリッド車両に限らず、エンジンのみを有する通常の車両や、電動モータのみを有する電動車両に適用されても良い。 Embodiments of a vehicle control system according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the embodiments described below, an example in which the vehicle control system according to the present invention is applied to a hybrid vehicle having an engine and an electric motor as a vehicle drive source will be described. The electric motor not only generates drive torque for running the vehicle, but also converts the kinetic energy of the vehicle into electric energy to generate regenerative electric power when the vehicle decelerates, thereby regenerative braking torque is applied to the vehicle. Can be made to act. However, the vehicle control system according to the present invention is not limited to a hybrid vehicle, but may be applied to a normal vehicle having only an engine or an electric vehicle having only an electric motor.
図1は、上述したハイブリッド車両における各種の車載装備を制御するための車両用制御システム100の構成の一例をブロック図として表したものである。なお、図1では、制御対象となる車載装備として、エンジン33、電動モータ34、及びブレーキ装置35を示している。しかしながら、さらに他の車載装備を制御対象として追加しても良いし、図示した車載装備に代えて、別の車載装備を制御対象としても良い。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a configuration of a
車両用制御システム100は、第1の制御部10と、第2の制御部20とを有している。本実施形態では、第1の制御部10は第1電子制御装置に実装され、第2の制御部20は第1電子制御装置とは別個の第2電子制御装置に実装される。ただし、第1の制御部10と第2の制御部20とは共通の電子制御装置に実装されても良い。
The
これら第1の制御部10と第2の制御部20とは、車両の状況に応じて、いずれか一方がマスタ制御部となり、他方がサブ制御部となる。マスタ制御部となった第1の制御部10又は第2の制御部20は、各々の車載装備の制御目標値を算出して、それぞれの車載装備の装備制御部へ出力する。すなわち、車載装備は、メイン制御部が算出する制御目標値に従って制御される。
One of the
一方、サブ制御部となった第1の制御部10又は第2の制御部20も、各々の車載装備の制御目標値を算出する。ただし、サブ制御部となった第1の制御部10又は第2の制御部20が算出した制御目標値は、各装備制御部には出力されない。サブ制御部となった第1の制御部10又は第2の制御部20は、メイン制御部となった第1の制御部10又は第2の制御部20が算出した制御目標値に異常が生じていないかどうかを監視する。すなわち、サブ制御部となった第1の制御部10又は第2の制御部20は、メイン制御部となった第1の制御部10又は第2の制御部20が算出した制御目標値を受領し、自身が算出した制御目標値と対比する。対比の結果、制御目標値同士の差分が基準値以上と判定した場合には、メイン制御部となった第1の制御部10又は第2の制御部20が算出した制御目標値に異常が生じている可能性があると判定する。この場合、サブ制御部となった第1の制御部10又は第2の制御部20は退避走行モードに移行し、車両の安全な走行を確保しつつ、適切な場所に停車できるようにする。
On the other hand, the
本実施形態の車両用制御システム100は、装備制御部として、エンジン制御部30、モータ制御部31、及びブレーキ制御部32を備えている。
The
エンジン制御部30は、メイン制御部となった第1の制御部10又は第2の制御部20から目標エンジントルクが与えられる。エンジン制御部30は、エンジン33が目標エンジントルクを発生するように、エンジン33の吸入空気量、点火時期、燃料噴射量、噴射タイミングなどを制御する。
The
モータ制御部31は、メイン制御部となった第1の制御部10又は第2の制御部20から目標モータトルク(又は目標回生ブレーキトルク)が与えられる。目標モータトルクを受領した場合、モータ制御部31は、電動モータ34の回転を検知し、その検知した回転状態に基づいて電動モータ34が目標モータトルクを発生するように、電動モータ34の各コイルへの電流の通電を切り換えるインバータを制御する。また、目標回生ブレーキトルクを受領した場合、モータ制御部31は、電動モータ34が目標回生ブレーキトルクを発生するように、インバータを制御する。
The
ブレーキ制御部32は、メイン制御部となった第1の制御部10又は第2の制御部20から目標ブレーキトルクが与えられる。ブレーキ制御部32は、ブレーキ装置35が目標ブレーキトルクを発生するように、ブレーキ装置35の動作状態を制御する。
The target brake torque is applied to the
次に、第1の制御部10及び第2の制御部20が有する機能について、図1を参照しつつ、さらに詳しく説明する。図1は、第1の制御部10及び第2の制御部20が有する各機能を機能ブロックとして示している。これらの機能は、第1電子制御装置及び第2電子制御部において該当するプログラムが実行されることにより具現化される。ただし、第1記憶部13及び第2記憶部23は、第1電子制御装置及び第2電子制御装置に設けられた不揮発性のメモリを含み、それぞれのメモリに所定の情報を書き込む機能を発揮するものである。
Next, the functions of the
図1に示すように、第1の制御部10は、第1目標値算出部11、第1監視部12、第1記憶部13、第1役割判定部14、及び第1固有処理部15を備えている。また、第2の制御部20は、第2目標値算出部21、第2監視部22、第2記憶部23、第2役割判定部24、及び第2固有処理部25を備えている。
As shown in FIG. 1, the
第1目標値算出部11は、第1の制御ストラテジーとして、車両において消費されるエネルギーが最適化されるように、各車載装備の制御目標値を算出する。第1目標値算出部11による具体的な制御目標値の算出方法の一例を、図2のフローチャートに基づいて説明する。
As a first control strategy, the first target
まず、ステップS100において、車室内空調のために必要な熱エネルギーを算出する。具体的には、第1目標値算出部11は、外気温度及び目標車室内温度などに基づいて、車室内の空調のために必要な熱エネルギーを算出する。例えば、図示しないエアコン制御部がエアコン装置により車室内を暖房する場合に、空気を加熱するために必要となる熱エネルギーを算出する。ステップS110では、車両に搭載された各電動装備の駆動に必要な電気エネルギーを算出する。そして、ステップS120において、運転者によるアクセルやブレーキなどの運転操作に基づき、その運転操作に対応するよう車両を走行させるために必要な運動エネルギーを算出する。
First, in step S100, the thermal energy required for air conditioning in the vehicle compartment is calculated. Specifically, the first target
この運動エネルギーの算出において、後述する第2の制御部20から車両の走行抵抗に関する情報の提供を受け、その走行抵抗を考慮することが好ましい。例えば、タイヤの空気圧や路面の状態などによって走行抵抗が変化すると、車両を走行させるために必要となる運動エネルギーも変化するためである。なお、走行抵抗に関する情報は、第2の制御部20における第2の制御ストラテジーに従う制御目標値の算出処理と関連性が深いため、第2の制御部20において算出される。
In the calculation of the kinetic energy, it is preferable that the
逆に、第1の制御部10は、第2の制御部20へ、電動モータ34に駆動電力を提供するバッテリの周囲温度から、バッテリを充放電する際の許容電流量に関する情報を提供するようにしても良い。この情報を利用することにより、第2の制御部20において、バッテリの過熱状態を招かない範囲で、目標モータトルクを算出することができるようになる。なお、第1の制御部10は、車両において消費されるエネルギーが最適化されることを制御ストラテジーとしているため、外気温度等の情報を入手済みである。このため、この外気温度をバッテリの周囲温度として、バッテリを充放電する際の許容電流量を容易に算出することができる。
On the contrary, the
続くステップS130では、必要な運動エネルギーは正であるか、すなわち、車両の速度を維持、もしくは加速させることが必要かどうかを判定する。必要な運動エネルギーは正であり、車両の速度を維持もしくは、加速させることが必要と判定した場合、ステップS140の処理に進む。一方、車両の運動エネルギーは負であり、車両を減速させることが必要と判定した場合には、ステップS180の処理に進む。 In the following step S130, it is determined whether the required kinetic energy is positive, that is, it is necessary to maintain or accelerate the vehicle speed. The required kinetic energy is positive, and when it is determined that it is necessary to maintain or accelerate the vehicle speed, the process proceeds to step S140. On the other hand, when the kinetic energy of the vehicle is negative and it is determined that the vehicle needs to be decelerated, the process proceeds to step S180.
なお、この説明は原則であって、車両が上り坂を走行している場合には、車両を減速する場合であっても、必要な運動エネルギーは正であると判定される場合がある。逆に、車両が下り坂を走行している場合には、車両を加速する場合であっても、必要な運動エネルギーは負であると判定される場合がある。 Note that this description is a principle, and when the vehicle is traveling uphill, the required kinetic energy may be determined to be positive even when the vehicle is decelerated. Conversely, when the vehicle is traveling downhill, the required kinetic energy may be determined to be negative even when the vehicle is accelerated.
ステップS140では、エンジン33が発生するエンジントルクと電動モータ34が発生するモータトルクとの合計トルクが、ステップS120で算出された運転エネルギーに対応するように、目標エンジントルクと目標モータトルクとを算出する。この際、第1目標値算出部11は、算出した電動モータ34の目標モータトルクが、バッテリの最大許容放電電流やバッテリの充電量から算出される最大のモータトルクを超えている場合には、その最大のモータトルクよりも小さい目標モータトルクに補正する。そして、目標モータトルクを減少補正した場合には、その分だけ、目標エンジントルクを増加させる。
In step S140, the target engine torque and the target motor torque are calculated so that the total torque of the engine torque generated by the
続くステップS150では、ステップS100において算出された必要な熱エネルギーをエンジン33の冷却水から確保可能であるかどうかを判定する。例えば、ハイブリッド車両において、電動モータ34の駆動を優先すると、エンジン33の廃熱が減るため、必要な暖房エネルギーが確保できない可能性が生じる。そのため、ステップS150において、必要な熱エネルギーを確保できないと判定すると、ステップS170に進み、エンジン33の目標エンジントルクを増加し、その増加分だけ、電動モータ34の目標モータトルクを減少させる補正を行う。この際、エンジン33のエンジントルクの増加により得られる熱エネルギーと、エンジン33のエンジントルクの増加により余分に消費することになる燃料量とから熱費を算出し、その熱費が極力小さくなるように、エンジントルクの増加量を決定するようにしても良い。
In the following step S150, it is determined whether or not the necessary thermal energy calculated in step S100 can be secured from the cooling water of the
なお、エンジントルクの増加によっても必要な暖房エネルギーが確保できない、又は確保するために相当の時間を要すると推定される場合には、例えば、ヒートポンプユニットを装備している場合には、そのヒートポンプユニットを駆動して、熱源として用いるようにしても良い。 In addition, when it is estimated that the required heating energy cannot be secured even if the engine torque is increased or it takes a considerable time to secure the heating energy, for example, when the heat pump unit is equipped, the heat pump unit is not provided. May be driven to be used as a heat source.
一方、ステップS150にて必要な熱エネルギーを確保できると判定した場合には、ステップS160の処理に進む。ステップS160では、ステップS110にて算出した各電動装備の駆動に必要な電気エネルギーが所定の基準値以上であるか否かを判定する。この判定処理において、必要な電気エネルギーが所定の基準値以上であると判定すると、ステップS170の処理に進み、各電動装備への電力供給に備えるべく、必要な電気エネルギーの大きさに応じて、電動モータ34の目標モータトルクを減少させ、その減少分だけ、エンジン33の目標エンジントルクを増加させる補正を行う。この際、電動モータ34の目標エンジントルクの減少により節約できる電力量と、エンジン33の目標エンジントルクの増加により余分に消費することになる燃料量とから電費を算出し、電動装備の駆動のための電気エネルギーを確保できる範囲で電費が極力小さくなるように、目標モータトルクの減少量と目標エンジントルクの増加量とを決定するようにしても良い。
On the other hand, if it is determined in step S150 that the required thermal energy can be secured, the process proceeds to step S160. In step S160, it is determined whether the electric energy calculated in step S110 for driving each electric equipment is equal to or more than a predetermined reference value. In this determination process, when it is determined that the required electric energy is equal to or greater than the predetermined reference value, the process proceeds to step S170, and in order to prepare for the power supply to each electric equipment, according to the magnitude of the required electric energy, The target motor torque of the
一方、ステップS130にて必要な運動エネルギーは負であると判定したときに実行されるステップS180では、電動モータ34による回生ブレーキトルクとブレーキ装置35によるブレーキトルクとの合計ブレーキトルクが、必要とされる負の運動エネルギーに対応するように、目標回生ブレーキトルクと目標ブレーキトルクとを算出する。この際、第1目標値算出部11は、算出した電動モータ34の目標回生ブレーキトルクが、バッテリの最大許容充電電流やバッテリの充電量から算出される最大回生ブレーキトルクを超えている場合には、その最大回生ブレーキトルクよりも小さい目標回生ブレーキトルクに補正する。そして、目標回生ブレーキトルクを減少補正した場合、その分だけ、目標ブレーキトルクを増加させる。
On the other hand, in step S180 executed when it is determined that the required kinetic energy is negative in step S130, the total brake torque of the regenerative brake torque of the
次に、第2目標値算出部21について説明する。第2目標値算出部21は、第1の制御ストラテジーとは異なる第2の制御ストラテジーとして、車両の挙動を俊敏に制御できることを主要な観点として、各車載装備の制御目標値を算出する。第2目標値算出部21による具体的な制御目標値の算出方法の一例を、図3のフローチャートに基づいて説明する。
Next, the second target
最初に、ステップS200において、アクセルペダルやブレーキペダルの操作に基づき、車両において発生すべきトルク目標値を算出する。すなわち、運転者がアクセルペダルを操作している場合、その踏込量や踏込速度に応じた目標加速度を算出し、その目標加速度を実現するための車軸トルク目標値(正のトルク目標値)を算出する。逆に、運転者がブレーキペダルを操作している場合には、その踏込量や踏込速度に応じた目標減速度を算出し、その目標減速度を実現するためのブレーキトルク目標値(負のトルク目標値)を算出する。 First, in step S200, a target torque value to be generated in the vehicle is calculated based on the operation of the accelerator pedal or the brake pedal. That is, when the driver is operating the accelerator pedal, the target acceleration is calculated according to the depression amount and the depression speed, and the axle torque target value (positive torque target value) for realizing the target acceleration is calculated. To do. On the contrary, when the driver is operating the brake pedal, the target deceleration is calculated according to the stepping amount and the stepping speed, and the target value of the brake torque (negative torque) for realizing the target deceleration is calculated. Calculate the target value).
続くステップS210において、トルク目標値は正であるか否かを判定する。トルク目標値が正であると判定した場合、ステップS220の処理に進み、バッテリの充電量や最大許容放電電流に基づいて、電動モータ34が出力可能なトルクの範囲で、電動モータ34が分担すべきトルクを目標モータトルクとして算出する。そして、ステップS230において、ステップS200にて算出された車軸トルク目標値に対して、算出した目標モータトルクでは不足する分を目標エンジントルクとして算出する。このように、応答性の良好な電動モータ34を優先的に使用するように、それぞれの目標トルクを算出することで、車両の挙動を機敏に制御することが可能になる。
In subsequent step S210, it is determined whether the torque target value is positive. If it is determined that the torque target value is positive, the process proceeds to step S220, in which the
一方、ステップS210において、トルク目標値は正ではないと判定した場合、ステップS240の処理に進む。ステップS240では、バッテリの充電量や最大許容充電電流に基づいて、電動モータ34が発生可能な最大の回生ブレーキトルクを目標回生ブレーキトルクとして算出する。そして、ステップS250において、ステップS200にて算出されたブレーキトルク目標値に対し、目標回生ブレーキトルクでは不足する分を目標ブレーキトルクとして定める。このように、車両を制動する場合にも、電動モータ34による回生ブレーキを優先的に使用するようにすることで、車両の挙動を機敏に制御することが可能となる。
On the other hand, if it is determined in step S210 that the torque target value is not positive, the process proceeds to step S240. In step S240, the maximum regenerative brake torque that can be generated by the
次に、第1監視部12及び第2監視部22について説明する。ただし、第1監視部12及び第2監視部22はほぼ同様の機能を有しているため、以下においては、主として第1監視部12について説明し、第2監視部22については相違点のみを説明する。
Next, the
第1監視部12は、2つの監視機能を有する。1つ目の監視機能は、第1の制御部10がメイン制御部となったとき、第1の制御ストラテジーに基づく制御が正常に行われているかを監視する自己監視機能である。例えば、自己監視機能では、目標とするエネルギーの消費量と実際のエネルギーの消費量とが整合していない場合、目標とする運動エネルギーに見合うトルクを発生できない場合、回生ブレーキによってもバッテリの充電量が増加しない場合などを異常として検出する。第2監視部22も、第1監視部12と同様に、第2の制御部20がメイン制御部となったとき、第2の制御ストラテジーに基づく制御が正常に行われているかを監視する自己監視機能を有する。第2監視部22は、例えば、車両が狙い通りの加減速度で挙動を変化させているか、エンジン33や電動モータ34が制御目標値通りのトルクを発生させているかなどを観点として、第2の制御部20による制御が正常に行われるかを監視する。
The
第1監視部12の2つ目の監視機能は、第1の制御部10がサブ制御部となったとき、第1の制御部10が算出した制御目標値と第2の制御部20が算出した制御目標値とを対比して、メイン制御部である第2の制御部20の異常を監視する監視機能である。この場合、第1監視部12は、第2監視部22を通じて第2の制御部20が算出した制御目標値を取得する。なお、第1の制御部10がメイン制御部であるか、サブ制御部であるかについての情報は、第1役割判定部14から与えられる。
The second monitoring function of the
そして、第1監視部12は、上述した監視機能により、第1の制御部10による制御に異常が発生したことを検知したとき、又は、第2の制御部20の異常を検知したとき、第2の制御部20へ異常を検出した旨を通知する。同時に、第1監視部12は、異常の検出に応じて、第1の制御部10を退避走行モードに移行させる。第1の制御部10が退避走行モードに移行すると、エンジン33及び電動モータ34の制御目標値が、退避走行が可能な程度に制限される。また、第1監視部12から異常検出通知を受けた第2監視部も、第2の制御部20を退避走行モードに移行させる。これにより、第2の制御部20も、退避走行が可能な程度に制限された制御目標値を算出する。この結果、第1の制御部10又は第2の制御部20に異常が生じた場合であっても、車両は継続して安全に走行することができ、適切な場所に車両を停車させることが可能となる。
Then, the
さらに、第1監視部12は、異常検出に応じて、第1記憶部13に異常発生時の制御目標値などの情報を保存するよう指示する。このとき、例えば、第1監視部12から第2監視部22に送信される異常検出通知に、保存指示を行うタイミング情報を含ませることが好ましい。これにより、第1監視部12が第1記憶部13に保存指示を出すタイミングと、第1監視部12から異常検出通知を受けた第2監視部22が第2記憶部23に保存指示を出すタイミングを一致させることが可能になる。この結果、異常が発生したときの各種のデータを同じタイミングで保存することが可能となるため、後に、それらのデータに基づいて異常原因の解析を容易かつ正確に行うことができるようになる。
Further, the
次に、第1記憶部13及び第2記憶部23について説明する。これら第1記憶部13及び第2記憶部23もほぼ同様の機能を有しているため、以下においては、主として第1記憶部13について説明し、第2記憶部23に関する説明は省略する。
Next, the
第1記憶部13は、上述したように不揮発性メモリを備える。第1記憶部13は、その不揮発性メモリに、第1目標値算出部11が算出する制御目標値と、その制御目標値の算出の基礎として利用した各種の検出信号を、常に最新の所定期間分だけ記憶している。つまり、第1記憶部13は、第1目標値算出部11が最新の制御目標値を算出するごとに、最も古い記憶データを最新のデータに書き換えるように記憶内容を更新することで、常に最新の所定期間分のデータを記憶した状態を維持する。
The
そして、第1記憶部13は、第1監視部12からの保存指示に基づいて、その時点で記憶している所定期間分のデータを保存する。第1記憶部13は、例えば、保存指示に応じて、新たなデータの記憶領域を別領域に設定したり、記憶しているデータを保存領域に移動させたりすることにより、その時点で記憶している所定期間分のデータを保存することができる。
Then, based on the storage instruction from the
次に、第1役割判定部14及び第2役割判定部24について説明する。これら第1役割判定部14及び第2役割判定部24もほぼ同様の機能を有しているため、以下においては、主として第1役割判定部14について説明する。
Next, the first
第1役割判定部14は、各種のセンサからの検出信号に基づいて、車両の状況を把握し、その把握した状況が、第1の制御部10がメイン制御部となる状況であるか、サブ制御部となる状況であるかを判定する。そして、第1役割判定部14は、判定結果に基づき、第1の制御部10がメイン制御部であるか、サブ制御部であるかについての情報を第1監視部12に通知する。これにより、第1役割判定部14は、第2役割判定部24と、各制御部10、20の役割に関する情報交換を行う。そして、いずれか一方の制御部がメイン制御部、他方の制御部がサブ制御部となっていることを確認する。もし、いずれもメイン制御部ではないと判定した場合や、いずれもサブ制御部ではないと判定したには、それまでメイン制御部であった制御部10、20に継続してメイン制御部の役割を担わせ、それまでサブ制御部であった制御部10、20に継続してサブ制御部の役割を担わせる。これにより、メイン制御部が不在となったり、サブ制御部が不在となったりする状況を回避することができる。
The first
なお、第1役割判定部14と第2役割判定部24とは、いずれか一方だけを設け、第1の制御部10及び第2の制御部20の役割を共通の役割判定部において判定して、決定するように構成しても良い。
Only one of the first
ここで、第1役割判定部14及び第2役割判定部24がどのような車両の状況で、第1の制御部10をメイン制御部としたり、第2の制御部20をメイン制御部としたりするかに関するいくつかの例を説明する。
Here, in what kind of vehicle situation the first
例えば、車両が高速道路を一定速度で走行していたり、先行車両に追従走行していたりする場合には、車両の挙動は安定しており、その挙動を俊敏に変化させる必要性も低いので、第1の制御部10をメイン制御部として選定し、第2の制御部20をサブ制御部として選定する。これにより、車両のエネルギー効率を高めることができる。一方、車両が市街地を走行している場合には、車両の挙動に機敏さが求められるため、第2の制御部20をメイン制御部として選定し、第1の制御部10をサブ制御部として選定する。その他の状況においても、第1の制御部10と第2の制御部20とのいずれか一方がメイン制御部となり、他方がサブ制御部となるように事前に設定しても良いし、あるいは、他の状況では、運転者の好みをスイッチ等で入力するようにして、どちらの制御部をメイン制御部とするかを定めても良い。
For example, when the vehicle is traveling at a constant speed on the highway or is following the preceding vehicle, the behavior of the vehicle is stable, and it is not necessary to change the behavior swiftly. The
次に、第1固有処理部15及び第2固有処理部25について説明する。
Next, the first
上述したように、第1の制御部10は、車両におけるエネルギーの使用の最適化を図ることを主眼とした制御を行うため、エネルギーに関連する制御と親和性が高い。そのため、例えば、第1固有処理部15は、車両用制御システムの起動、停止時に、各制御部への電源の供給、停止を管理する電源管理を実施したり、各制御部が制御を行う際に必要な電力を配電する配電管理を実施したりする。
As described above, the
一方、第2の制御部20は、車両の挙動を俊敏に制御することを主眼とした制御を行うものであり、特に、エンジン33や電動モータ34の動作に関連する制御と親和性が高い。そのため、第2固有処理部25は、エンジン33と電動モータ34との運転状態の変化に伴う過渡変動を抑制するための制御を実施する。
On the other hand, the
エンジン33と電動モータ34とは、エンジン33の出力軸を介して連結されており、それぞれの動作は、相互に影響を及ぼし合う。例えば、エンジン33と電動モータ34とが同時に駆動されている状態で、電動モータ34が急停止したりすると、エンジン33の回転が急変動したり、逆に、エンジンストールが生じると、電動モータ34の回転が急変動したりする。このような過渡変動を抑制するために、第2固有処理部25は、例えば、エンジン33と電動モータ34との一方が出力を変化させる場合、その変化とは逆に他方の出力が変化するように、補正制御を行う。
The
次に、第1の制御部10を例として、上述した機能を発揮するために第1の制御部10において実行される制御処理の一例を、図4のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、第2の制御部20でも同様の処理が行われる。
Next, by taking the
最初に、ステップS300において、車載装備であるエンジン33、電動モータ34、及びブレーキ装置35を制御するために必要な各種のセンサ信号を入力する。このセンサ信号には、例えば、アクセルペダルセンサ、ブレーキペダルセンサの他、エンジン33の運転状態を検出する各種のセンサ(クランクセンサ、カムセンサ、エアフローセンサ、ストッロル開度センサ、水温センサなど)、電動モータ34の運転状態を検出する各種のセンサ(回転センサ、電流センサ、温度センサなど)、ブレーキ装置35の運転状態を検出各種のセンサ(車輪速センサ、ブレーキフルード圧センサなど)、及び車両の状況を検出する各種のセンサ(GPS、車速センサなど)からの信号が含まれる。
First, in step S300, various sensor signals necessary for controlling the
続くステップS310では、第2の制御部20での制御目標値の算出に利用可能な情報を算出し、第2の制御部20と交換する。この交換される情報としては、上述したように、第1の制御部10が算出するバッテリを充放電する際の許容電流量や、第2の制御部20が算出する車両の走行抵抗などが該当する。なお、車両の走行抵抗は、例えば、エンジン33及び/又は電動モータ34があるトルクを発生したときの車両の加速度の大きさから求めることができる。
In the following step S310, information that can be used by the
そして、第1の制御部10は、ステップS320において、各車載装備の制御目標値を算出する。この制御目標値の算出方法の一例は、図2のフローチャートを参照して説明した通りである。
Then, the
続くステップS330において、第1の制御部10は、各種のセンサからの検出信号に基づいて、車両の状況を把握し、その把握した状況が、第1の制御部10がメイン制御部となる状況であるかどうかを判定する。この判定処理において、メイン制御部となる状況であると判定した場合、ステップS360の処理に進む。一方、サブ制御部となる状況であると判定した場合には、ステップS340の処理に進む。なお、メイン制御部となる状況であるか、サブ制御部となる状況であるかは、上述したように、第2の制御部20と情報交換される。
In subsequent step S330, the
ステップS340では、メイン制御部である第2の制御部20から制御目標値を取得する。そして、ステップS350において、第1の制御部10の制御目標値と第2の制御部20の制御目標値との差分が所定の基準値以上であるかどうかを判定する。これらステップS340及びS350の処理が、第2の制御部20に対する監視機能に該当する。
In step S340, the control target value is acquired from the
ステップS350の判定処理において、制御目標値同士の差分が基準値以上と判定した場合、第2の制御部20に異常が生じている可能性があるため、ステップS370に進んで、異常発生を第2の制御部20へ通知する。この通知を受けた第2の制御部20は、所定期間の制御目標値などの推移をメモリに保存するとともに、退避走行モードに移行する。第1の制御部10も、ステップS380において、異常発生前の所定期間の制御目標値などの推移を保存し、ステップS390において、退避走行モードに移行する。
If it is determined in the determination process of step S350 that the difference between the control target values is equal to or greater than the reference value, there is a possibility that an abnormality has occurred in the
ステップS360では、第1の制御部10がメイン制御部となったときに、制御が正常に行われているか否かを判定する。すなわち、このステップS360の処理が自己診断機能に該当する。この判定処理において、制御が正常に行われていないと判定すると、上述したステップS370〜S390の処理が実行される。一方、制御が正常に行われていると判定すると、ステップS400の処理に進む。
In step S360, it is determined whether the control is normally performed when the
ステップS400では、第1の制御部10がサブ制御部からメイン制御部に切り替わった直後であるかどうかを判定する。この判定処理において、サブ制御部からメイン制御部に切り替わった直後であると判定した場合、ステップS410の処理に進む。一方、サブ制御部からメイン制御部に切り替わった直後ではないと判定した場合、ステップS430の処理に進む。
In step S400, it is determined whether or not the
ステップS410では、切り替わり前後で、複数の車載装備に対して第2の制御部20が算出した制御目標値と、第1の制御部10が算出した制御目標値の少なくとも1つについて、所定値以上、乖離しているか否かを判定する。なお、切り替わり前の第2の制御部20が算出した制御目標値は、前回の処理周期でステップS340にて取得した制御目標値を用いることができる。
In step S410, at least one of the control target value calculated by the
制御目標値の少なくとも1つが所定値以上乖離している状態で、メイン制御部となった第1の制御部10の制御目標値に従って車載装備の制御を開始すると、車載装備の状態変化が大きくなり、ショックやノイズが発生する虞がある。そのため、ステップS410において、切り替わり前後の制御目標値の少なくとも1つが所定値以上乖離していると判定すると、ステップS420の処理に進む。ステップS420では、切り替わり前の、第2の制御部20が算出した制御目標値から、ステップS320において算出された制御目標値へと徐々に変化する制御目標値を出力する。これにより、車載装備の状態変化を穏やかにすることができる。
When at least one of the control target values deviates by a predetermined value or more and the control of the on-vehicle equipment is started in accordance with the control target value of the
一方、切り替わり直後でない場合や、切り替わり前後で制御目標値が乖離していない場合には、ステップS430の処理が実行される。ステップS430では、ステップS320で算出した制御目標値をそのまま出力する。 On the other hand, when it is not immediately after the switching or when the control target value does not deviate before and after the switching, the process of step S430 is executed. In step S430, the control target value calculated in step S320 is output as it is.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上述した実施形態において、第1の制御部10と第2の制御部20との間での、メイン制御部及びサブ制御部の役割の切り替えに関して、頻繁に役割が切り替えられると車両の制御が安定しない等の理由から、一旦、役割を切り替えた後は、所定時間の間、たとえ車両の状況が役割の再度の切り替えに該当する状況となっても、メイン制御部とサブ制御部の役割の切り替えを禁止するようにしても良い。
For example, in the above-described embodiment, regarding the switching of the roles of the main control unit and the sub control unit between the
また、上述した実施形態では、エンジン33、電動モータ34、及びブレーキ装置35を制御対象としつつ、第1の制御部10は、車両において消費されるエネルギーが最適化されることを制御ストラテジーとして、これらの制御対象を制御し、第2の制御部20は、車両の機敏な挙動を実現することを第2の制御ストラテジーとして、これらの制御対象を制御する例について説明した。
Further, in the above-described embodiment, while the
しかしながら、制御対象は、上述した車載装備に限られず、他の車載装備を制御対象とすることもできる。そして、制御対象が変われば、第1の制御部及び第2の制御部の制御ストラテジーもそれぞれ変化する。例えば、エアコン装置を制御対象とした場合、車室内の環境を快適に保つための制御ストラテジーとして、第1の制御ストラテジーは車室内の温度を目標温度に制御することとし、第2の制御ストラテジーは車室内の湿度を目標湿度に制御することとすることができる。そして、これらの制御ストラテジーのいずれによってエアコン装置を制御するかは、車室内の温度、湿度、車室外の温度、湿度などの検出結果に応じて決定すれば良い。 However, the control target is not limited to the in-vehicle equipment described above, and other in-vehicle equipment may be controlled. When the control target changes, the control strategies of the first control unit and the second control unit also change. For example, when the air conditioner is controlled, the first control strategy is to control the temperature in the vehicle interior to the target temperature and the second control strategy is to control the temperature in the vehicle interior as a control strategy for keeping the environment in the vehicle interior comfortable. The humidity in the vehicle compartment can be controlled to the target humidity. Then, which of these control strategies should be used to control the air conditioner may be determined according to the detection results of the temperature and humidity inside the vehicle compartment, the temperature outside the vehicle compartment and the humidity.
また、例えば、制御対象として、上述した車載装備に加えてステアリング装置も対象とし、これらの車載装備を制御する制御ストラテジーとして、第1の制御ストラテジーは車両を自動運転することとし、第2の制御ストラテジーは運転者による運転操作を主体とし、前車への追従走行、レーンキープアシスト、追突防止等の高度運転支援を行うこととすることができる。そして、これらの制御ストラテジーのいずれによって車両を制御するかは、例えば、天候などにより、周囲の環境の検出精度が低下するときには第2の制御ストラテジーを選択し、それ以外は第1の制御ストラテジーを選択するようにしても良い。 Further, for example, as a control target, in addition to the above-described on-vehicle equipment, a steering device is also targeted. As a control strategy for controlling these on-vehicle equipment, the first control strategy is to automatically drive the vehicle, and the second control The strategy is mainly for driver's driving operation, and can provide advanced driving support such as following the preceding vehicle, lane keeping assist, and collision prevention. Then, which of these control strategies is used to control the vehicle is determined by selecting the second control strategy when the detection accuracy of the surrounding environment decreases due to the weather, for example, and selecting the first control strategy otherwise. You may make it select.
さらに、上述した実施形態では、第1の制御部10と第2の制御部20との少なくとも一方に、車両の状況に応じてそれぞれの役割を決定する役割判定部を設けたが、第1の制御部10と第2の制御部20の外部に、役割判定部を設けて、第1の制御部10と第2の制御部20へそれぞれの役割を指示するように構成しても良い。
Further, in the above-described embodiment, at least one of the
10:第1の制御部、11:第1目標値算出部、12:第1監視部、13:第1記憶部、14:第1役割判定部、15:第1固有処理部、20:第2の制御部、21:第2目標値算出部、22:第2監視部、23:第2記憶部、24:第2役割判定部、25:第2固有処理部、30:エンジン制御部、31:モータ制御部、32:ブレーキ制御部、33:エンジン、34:電動モータ、35:ブレーキ装置、100:車両用制御システム 10: 1st control part, 11: 1st target value calculation part, 12: 1st monitoring part, 13: 1st storage part, 14: 1st role determination part, 15: 1st specific process part, 20: 1st 2 control unit, 21: second target value calculation unit, 22: second monitoring unit, 23: second storage unit, 24: second role determination unit, 25: second unique processing unit, 30: engine control unit, 31: Motor control unit, 32: Brake control unit, 33: Engine, 34: Electric motor, 35: Brake device, 100: Vehicle control system
Claims (9)
第1の制御ストラテジーに従い、前記車載装備を制御する際の制御目標値を算出する第1の制御部(10)と、
前記第1の制御ストラテジーとは異なる制御目的を持つ第2の制御ストラテジーに従い、前記車載装備を制御するための制御目標値を算出する第2の制御部(20)と、を備え、
前記車両の状況に応じて、前記第1の制御部と前記第2の制御部とのいずれか一方がメイン制御部、他方がサブ制御部となり、
前記車載装備は、前記メイン制御部が算出する制御目標値に従って制御され、
前記サブ制御部は、自身が算出した制御目標値と、前記メイン制御部が算出した制御目標値との対比結果に基づき、前記メイン制御部の異常を監視する車両用制御システム。 A vehicle control system for controlling at least one on-vehicle equipment (33 to 35) mounted on a vehicle, comprising:
A first control unit (10) for calculating a control target value for controlling the vehicle-mounted equipment according to a first control strategy;
A second control unit (20) for calculating a control target value for controlling the vehicle-mounted device according to a second control strategy having a control purpose different from that of the first control strategy;
Depending on the situation of the vehicle, one of the first control unit and the second control unit is a main control unit, and the other is a sub control unit,
The vehicle-mounted equipment is controlled according to a control target value calculated by the main controller,
The control system for a vehicle, wherein the sub control unit monitors an abnormality of the main control unit based on a comparison result of the control target value calculated by itself and the control target value calculated by the main control unit.
前記第1の制御部及び前記第2の制御部の少なくとも一方の自己監視機能により異常が検出されたとき、前記記憶部は、前記第1の制御部及び前記第2の制御部が算出する制御目標値を記憶する請求項2に記載の車両用制御システム。 The first control unit and the second control unit have a self-monitoring function for monitoring whether control based on their own control strategy is normally performed,
When an abnormality is detected by the self-monitoring function of at least one of the first control unit and the second control unit, the storage unit controls the storage unit to calculate the first control unit and the second control unit. The vehicle control system according to claim 2, wherein the target value is stored.
前記記憶部(13、23)は、前記第1の制御部が算出した制御目標値を記憶する第1記憶部(13)と、前記第2の制御部が算出した制御目標値を記憶する第2記憶部(23)とを含み、
前記第1記憶部は前記第1電子制御装置に設けられ、前記第2記憶部は前記第2電子制御装置に設けられる請求項2乃至4のいずれかに記載の車両用制御システム。 The first control unit and the second control unit are respectively mounted on a first electronic control device and a second electronic control device,
The storage unit (13, 23) stores a control target value calculated by the first control unit, and a control target value calculated by the second control unit. 2 including a storage unit (23),
The vehicle control system according to claim 2, wherein the first storage unit is provided in the first electronic control unit, and the second storage unit is provided in the second electronic control unit.
前記第2電子制御装置には、前記第1固有処理とは異なる、前記第2の制御ストラテジーと関連する第2固有処理を実行するも第2固有処理部(25)も実装される請求項5に記載の車両用制御システム。 The first electronic control unit is also equipped with a first unique processing unit (15) for executing a first unique processing associated with the first control strategy,
The second electronic control unit, which executes a second unique process related to the second control strategy, which is different from the first unique process, is also equipped with a second unique processing unit (25). The vehicle control system according to item 1.
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