KR20080002870A - 차량 제어 장치 - Google Patents

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KR20080002870A
KR20080002870A KR1020077024506A KR20077024506A KR20080002870A KR 20080002870 A KR20080002870 A KR 20080002870A KR 1020077024506 A KR1020077024506 A KR 1020077024506A KR 20077024506 A KR20077024506 A KR 20077024506A KR 20080002870 A KR20080002870 A KR 20080002870A
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마사토 가이가와
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도요다 지도샤 가부시끼가이샤
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Abstract

ECU 는 액셀 개도를 검지하는 단계 (S100), 액셀 개도로부터 조작계의 목표 엔진 토크 (a) 를 산출하는 단계 (S200), 조작계의 목표 엔진 토크 (a) 를 유지하는 단계 (S300), 조작계의 목표 엔진 토크 (a) 로부터 조작계의 목표 구동력 (A) 을 산출하는 단계 (S400), 조작계의 목표 구동력 (A) 과 지원계의 목표 구동력 (B) 사이에서 구동력을 조정하는 단계 (S500), 및, 조정의 결과, 조작계의 목표 구동력 (A) 이 선택되면 (S600에서 아니오), 유지된 조작계의 목표 엔진 토크 (a) 를 목표 엔진 토크로서 엔진 (ECU) 으로 출력하는 단계 (S900) 를 포함하는 프로그램을 실행한다.
엔진 토크, 자동 변속기, 액셀 개도, 목표 발생 토크

Description

차량 제어 장치{CONTROLLER OF VEHICLE}
기술분야
본 발명은, 엔진과 자동 변속기를 갖는 파워트레인이 통합된 차량의 제어 장치에 관한 것이고, 특히, 운전자에 의해 요구된 구동력에 대응하는 구동력을 출력할 수 있는 구동력 제어에 적절하게 적용가능한 차량의 제어 장치에 관한 것이다.
배경 기술
운전자의 액셀 페달 조작과는 독립적으로 엔진 출력 토크를 제어할 수 있는 엔진과 자동 변속기를 갖춘 차량에 있어서, 운전자의 액셀 페달 조작량, 차량의 운전 조건 등에 기초하여 산출된 정부의 목표 구동 토크를, 엔진 토크와 자동 변속기의 변속 기어비로 실현되는 "구동력 제어" 라는 개념이 있다. "구동력 요구형", "구동력 디맨드형", 및 "토크 디맨드 방식" 으로 불리는 제어 방식도, 이와 비슷하다.
토크 디맨드 방식의 엔진 제어 장치는, 액셀 조작량, 엔진 회전수, 및 외부 부하에 기초하여 엔진의 목표 토크를 산출하고, 연료 분사량과 공급 공기량을 제어한다.
이러한 토크 디맨드 방식의 엔진 제어 장치에서는, 실제는, 요구 출력 토크에 대해, 엔진이나 파워트레인계에서 로스가 되는 마찰 토크 등의 손실 부하 토크를 추가해, 목표 발생 토크를 산출한다. 연료 분사량과 공급 공기량이 산출된 목표 발생 토크를 실현하도록 제어된다.
이 토크 디맨드 방식의 엔진 제어 장치에 의하면, 차량의 제어에 직접 작용하는 물리량인 엔진의 토크를 제어의 기준치로 이용한다. 이것은 예를 들면, 항상 일정한 조종 감각을 유지할 수 있는, 운전성 (drivability) 을 향상시킨다.
일본 공개특허공보 제 2005-l78626호는, 이러한 토크 디맨드 방식의 엔진 제어 장치에 있어서의 고장 안전 (fail-safe) 성능을 향상시키는 차량의 통합 제어 시스템을 개시한다. 이 차량의 통합 제어 시스템은, 조작 요구에 기초하여 차량의 주행 상태를 제어하는 복수의 제어 유닛과, 차량의 위치에 대한 정보에 기초하여 차량의 작동을 금지하는 경우에 각 제어 유닛에 있어서 사용되는 정보를 생성하고, 각 제어 유닛에 생성된 정보를 제공하는 처리 유닛을 포함한다. 각 제어 유닛은, 적어도 하나의 제어 유닛에 대한 작동 요구를 검지하기 위한 검지 수단과, 처리 유닛에서 생성된 정보 및 검지된 작동 요구 중 적어도 어느 하나를 이용해, 각 유닛마다 대응하여 설정된 액츄에이터를 조작하기 위한 제어 목표에 관한 정보를 산출하기 위한 산출 수단을 포함한다.
이 차량의 통합 제어 시스템에 의하면, 복수의 제어 유닛은 예를 들어, 구동계 제어 유닛, 제동계 제어 유닛 및 조타계 제어 유닛 중 하나를 포함한다. 구동계 제어 유닛은, 검지 수단에 의해 운전자의 요구인 액셀 페달 조작을 검지해, 구동 기본 드라이버 모델을 이용해 액셀 페달 조작에 대응하는 구동계의 제어 목표를 생성하여, 제어 수단에 의해 액츄에이터인 파워트레인이 제어된다. 제동계 제어 유닛은, 검지 수단에 의해 운전자의 요구인 브레이크 페달 조작을 검지해, 제 동 기본 드라이버 모델을 이용해 브레이크 페달 조작에 대응하는 제동계의 제어 목표를 생성하여, 제어 수단에 의해 액츄에이터인 브레이크 장치가 제어된다. 조타계 제어 유닛은, 검지 수단에 의해 운전자의 요구인 스티어링 조작을 검지해, 조타 기본 드라이버 모델을 이용해 스티어링 조작에 대응하는 조타계의 제어 목표를 생성하여, 제어 수단에 의해 액츄에이터인 스티어링 장치가 제어된다. 이 차량의 통합 제어 시스템은, 자율적으로 동작하는 구동계 제어 유닛, 제동계 제어 유닛, 및 조타계 제어 유닛에 병렬적으로 동작하는 처리 유닛을 갖는다. 이 처리 유닛은, 예를 들어, l) 차량의 주위의 환경 정보 또는 운전자에 관한 정보에 기초하여, 각 제어 수단에서 사용되는 정보를 생성하여, 생성된 정보를 각 제어 유닛에 제공하고, 2) 미리 정해진 거동을 차량에 실현시키기 위해서 각 제어 수단에서 사용되는 정보를 생성하여, 생성된 정보를 각 제어 유닛에 제공하고, 3) 현재의 차량의 동적 상태에 기초하여, 각 제어 수단에서 사용되는 정보를 생성하여, 생성된 정보를 각 제어 유닛에 제공한다. 각 제어 유닛은, 처리 유닛으로부터 운전자의 요구에 추가하여, 이러한 입력된 정보를 차량의 운동 제어에 반영시키는지 아닌지, 반영시킨다면 어느 정도까지 반영시키는지 등을 결정한다. 또한, 각 제어 유닛은 제어 목표를 보정하고, 각 제어 유닛들 간에 정보를 송신한다. 각 제어 유닛이 자율적으로 동작하고 있기 때문에, 검지 수단이 검지한 운전자 조작 정보, 처리 유닛으로부터 입력된 정보, 및 각 제어 유닛 사이에 송신된 정보에 의해 산출된 최종적인 구동 목표, 제동 목표 및 조타 목표에 기초하여, 최종적으로 각각의 제어 유닛에서 파워트레인, 브레이크 장치 및 스티어링 장치가 제어된다. 이와 같 이, 차량의 기본 동작인 "주행" 동작에 대응하는 구동계 제어 유닛, "정지" 동작에 대응하는 제동계 제어 유닛, "회전" 동작에 대응하는 조타계 제어 유닛이, 각각 독립적으로 작동 가능하게 제공된다. 병렬적으로, 차량의 환경에 대응하는 운전 조작, 운전자의 운전 지원 및 차량의 동적 움직임 제어를 자동적으로 행할 수 있도록 이들의 제어 유닛에 대해서, 처리 유닛을 부가한다. 이 때문에, 각 제어 유닛의 상위 레벨에 위치되는 마스터 제어 유닛 없이, 분산적인 제어가 가능하게 되어, 고장 안전성을 높일 수가 있다. 또, 자율적으로 동작하므로, 각 제어 유닛 및 처리 유닛 단위에서의 개발이 가능하다. 그리고, 신규의 운전 지원 기능을 부가하려면, 처리 유닛을 추가하거나, 이미 존재하는 처리 유닛을 수정하여 실현할 수 있다. 그 결과, 종래와 같이 차량 전체의 제어를, 예를 들어, 하나의 마스터 ECU (Electronic Control Unit) 에 의해 실현하지 않고, 통합 제어에 기초하여, 고장 안전 성능을 향상시키고, 차량 제어 기능의 추가에 용이하게 대응 가능한, 차량의 통합 제어 시스템을 제공할 수 있다. 또한, 이 처리 유닛으로서, 차량의 갑작스러운 동작을 금지하는 경우에, 각 제어 유닛에서 사용되는 정보를 생성하고, 생성된 정보를 각 제어 유닛에 제공하는 유닛을 배치한다. 예를 들어, 차량이 주차장내 빈 주차 공간에 주차하고 있을 때는, 급가감 속도 리스크가 "높음" 이라는 정보를 생성해, 각 제어 유닛에 제공한다. 이러한 정보를 수신한 각 제어 유닛은, 갑작스러운 동작을 금지하도록, 구동계 제어 유닛, 제동계 제어 유닛, 및 조타계 제어 유닛을 제어한다. 이 때문에, 불필요한 급가감 속도를 회피할 수 있는 차량의 통합 제어 시스템을 제공할 수 있다.
전술된 일본 공개특허공보 제 2005-l78626호에 개시된 통합 제어 시스템에 있어서는, 운전자에 의해 조작되는 액셀 페달 개도로부터 산출된 조작 시스템의 요구 구동력 (목표 구동력) 과 크루즈 제어 등의 운전 지원 시스템의 요구 구동력 (목표 구동력) 을 서로간에 조정해, 구동원인 엔진을 제어하는 액츄에이터나 변속기의 변속비를 제어하는 액츄에이터를 제어하기 위한 명령치를 생성한다.
이러한 각 시스템으로부터의 목표치 (요구치) 사이의 조정은, 가속도, 구동력, 토크 등과 같은 하나의 단일화된 단위 (차원) 의 물리량으로 수행되어야 한다. 이 조정의 결과, 값이 원래의 단위로 되돌려져야만 하는 경우, 변환 및 역변환에 의해 연산상의 오차 또는 유효 숫자의 감소된 자리수를 얻을 수 있게 된다. 따라서, 원래의 요구량과의 사이에 차이가 생길 수도 있다. 보다 구체적으로는, 원래 목표 엔진 토크로서의 조작계의 요구 토크를 지원계의 목표 구동력 사이에서 조정해야 하는 경우, 조작계의 원래 목표 엔진 토크를 조작계의 목표 구동력으로 변환해야만 한다. 이 조작계의 변환된 목표 구동력과 변환의 필요가 없었던 지원계의 목표 구동력을 그 사이에서 조정한다. 그 결과, 조작계의 목표 구동력이 선택되는 경우, 조작계의 변환된 목표 구동력을 역변환해 조작계의 목표 엔진 토크를 산출한다. 이 역변환에 의해 산출된 조작계의 목표 엔진 토크를 이용해, 엔진을 제어하는 액츄에이터 (스로틀 밸브를 구동시키는 모터 등) 가 제어된다. 여기에서, 조작계의 원래 목표 엔진 토크에 대해서, 역변환되어 구해져 실제로 엔진 제어에 사용되는 조작계의 목표 엔진 토크의 정밀도가 저하되는 문제가 생긴다. 구동력의 단위로의 변환과 토크의 단위로의 역변환이, 연산상의 오차 또는 유효 숫자의 감소된 자리수를 초래하여, 원래의 요구 엔진 토크에 오차를 포함해 버리는 문제가 있다.
그러나, 일본 공개특허공보 제 2005-178626호에 개시된 차량의 통합 제어 시스템에 있어서는, 이러한 문제점을 개시하고 있지 않다.
발명의 개시
본 발명은 상기 기술한 과제를 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은, 복수의 종류의 단위를 가진 목표치가 혼재하는 시스템에 있어서, 목표치들 사이에서 조정하기 위해서 단위를 단일화하기 위한 변환이 실행되는 경우에도, 변환 및 역변환에 의한 연산 오차를 초래하지 않고서, 정확한 처리를 실현하는 연산 처리를 포함하는 차량의 제어 장치를 제공한다.
이 발명에 따른 제어 장치는, 차량에 통합된 디바이스를 제어한다. 이 제어 장치는, 디바이스에 대한 목표치를 생성하고, 하나의 디바이스에 대한 2 이상의 목표치들 사이에서, 하나의 디바이스에 대한 목표치를 설정하도록 조정한다. 2 이상의 목표치 중 적어도 하나의 목표치는 다른 목표치와 단위가 상이하다. 이 제어 장치는 설정된 목표치에 기초하여 하나의 디바이스를 제어한다. 목표치들 사이의 조정에서, 제어 장치는, 단위를 단일화하기 위해 목표치의 물리량 변환을 실행하고, 물리량 변환하기 전의 목표치를 유지하고, 조정된 결과, 물리량 변환의 역변환이 필요한 목표치가 선택되었을 경우에, 유지된 목표치를 하나의 디바이스에 대한 목표치로서 설정한다.
본 발명에 따르면, 예를 들어, 하나의 디바이스에 대한 2 개의 목표치가 있 는 경우, 목표치들의 단위를 단일화하는 것과 같은 조정 처리가 실행되고, 그 후, 단위들 중 하나가 그 크기에 기초하여 선택된다. 단위가 단일화되지 않는 경우, 단위를 단일화하기 위해 물리량의 단위 변환 (물리량 변환) 이 실행된다. 여기에서, 물리량 변환되기 전의 목표치가 유지된다. 조정의 결과, 변환된 목표치를 재차 원래의 단위에 되돌리는 역변환이 행해지는 경우에는, 유지된 목표치가 설정된다. 이와 같이 하면, 변환 및 역변환에 의해, 원래의 목표치에서 벗어난 목표치 설정을 회피할 수 있다. 상세하게는, 물리량 변환의 연산에 있어서는, 연산 오차를 포함하거나 유효 숫자의 자리수가 감소되는 결과가 초래된다. 이 물리량 변환되는 값이 선택되어 상기 기술한 물리량 변환의 역변환이 필요하게 되는 경우 (하나의 디바이스에 대한 목표치가 원래의 물리량에 의해 결정되는 경우) 에 조정이 수행된 후 역변환의 연산은, 연산 오차를 포함하거나 유효 숫자의 자리수가 감소되는 결과가 초래될 수도 있다. 따라서, 변환 및 역변환된 물리량을 갖는 목표치는, 원래의 진정한 목표치로부터의 편차를 포함한다. 반면에, 이 제어 장치가 유지된 (즉, 변환 또는 역변환되어 있지 않은) 목표치를 하나의 디바이스에 대한 목표치로 설정하기 때문에, 원래의 목표치 (진정한 값 그 자체) 를 설정할 수 있다. 그 결과, 복수의 종류의 단위를 가진 목표치가 혼재하는 시스템에 있어서, 목표치들 사이에서 연산하기 위한 단위들을 단일화하기 위해 변환이 실행되는 경우에도, 변환 및 역변환에 의한 연산 오차를 포함하지 않고, 정확한 처리를 실현하는 연산 처리를 포함하는 차량의 제어 장치를 제공할 수 있다.
바람직하게는, 하나의 디바이스는 차량의 구동원이다. 목표치의 생성에 있어서, 차량의 운전자의 조작에 기초한 제 1 목표치와, 조작 이외에 기초를 두는 제 2 목표치가 생성된다. 제 1 목표치와 제 2 목표치는 단위가 서로 상이하다.
이 발명에 따르면, 예를 들어, 차량의 구동원 (엔진 단독, 모터 단독, 및 엔진과 모터) 의 목표치가, 운전자의 조작에 기초하는 제 1 목표치에 의해 제공되고, 운전자의 조작 이외 (예를 들어, 크루즈 제어 등의 운전 지원 시스템) 에 기초하는 제 2 목표치에 의해 제공된다. 이러한 경우, 조정 처리를 하기 위해, 출력 토크가 구동력의 단위로 변환된다. 구동력의 단위로 단일화된 단위를 갖는 제 1 목표치와 제 2 목표치 사이에서 조정 처리가 행해진다. 제 1 목표치가 선택되면, 변환 전의 제 1 목표치가 구동원의 목표치로 설정된다. 변환 및 역변환된 값이 목표치로 설정되지 않기 때문에, 정확한 목표치를 설정할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 구동원은 엔진이다. 제 1 목표치는 토크의 단위로 표현된다. 제 2 목표치는 구동력의 단위로 표현된다. 물리량 변환에 있어서는, 구동력의 단위로 단일화하기 위한 물리량 변환이 실행된다. 목표치의 유지에 있어서는, 제 1 목표치가 유지된다. 목표치의 설정에 있어서는, 조정된 결과, 제 1 목표치가 선택되었을 경우에는, 유지된 제 1 목표치를, 엔진에 대한 목표치로서 설정한다.
본 발명에 따르면, 운전자의 조작에 기초하는 차량 엔진용 제 1 목표치가 토크의 단위로 제공되고, 운전자의 조작 이외에 기초하는 제 2 목표치가 구동력의 단위로 제공된다. 이러한 경우, 조정 처리를 하기 위해, 제 1 목표치가 구동력의 단위에 변환된다. 구동력의 단위로 단일화된 단위를 갖는 제 1 목표치와 제 2 목표치 사이에서 조정 처리가 실행된다. 제 1 목표치가 선택되면, 변환 전의 제 1 목표치가 구동원에 대한 목표치로 설정된다. 변환 및 역변환된 값이 목표치로 설정되지 않기 때문에, 정확한 목표치가 설정될 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1 은, 본 실시 형태에 따른 제어 장치가 적용되는 구동력 디맨드형 제어 시스템의 전체 블록도이다.
도 2 는, 도 1 의 조정부 이외의 구동력 조정부의 개념도이다.
도 3 은, 구동력 조정처리의 프로그램의 제어 구조를 나타내는 플로우차트이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다. 동일한 구성요소에는 동일한 부호가 붙혀진다. 그들의 명칭 및 기능도 동일하다. 따라서, 그 상세한 설명은 반복되지 않는다.
도 1 을 참조하면, 일반적인 구동력 제어가 행해지는 차량 제어 시스템 (1000) 의 전체 블록을 설명한다. 제동계, 조타계, 서스펜션계 등은, 도시를 생략한다.
차량 제어 시스템 (1000) 은, 액셀 조작 입력 검지부 (1100), PDRM (Power Train Driver Model; 1200), PTM (Power Train Manager; 1400), 엔진 제어부 (1600), 및 변속 ECT (Electronically Controlled Automatic Transmission) 제어부 (l700) 로 구성된다.
액셀 조작 입력 검지부 (1100) 는, 운전자가 엔진 토크의 목표치를 입력하는 가장 일반적인 디바이스인 액셀 페달의 개도를 검지한다. 여기서, 검지된 액셀 페달 개도 (이하, 액셀 개도로 칭해짐) 는, PDRM (1200) 에 출력된다.
PDRM (l200) 은, 드라이버 모델 (l210) 과 조정부 (l220) 를 포함한다. 액셀 조작 입력 검지부 (1100) 로 검지된 액셀 개도에 기초하여, 엔진의 기준 스로틀 개도가, 맵이나 함수를 이용하여 산출된다. 이 맵이나 함수는, 비선형이다. 조정부 (1220) 는, 예를 들어, 크루즈 제어 등의 운전 지원부 (1300) 에 의해 산출된 엔진의 요구 스로틀 개도와, 드라이버 모델 (1210) 에서 산출된 기준 스로틀 개도 사이를 조정한다. 조정부 (l220) 는 예를 들면, 현재의 차량 상태에 기초하여, 운전 지원부 (1300) 에 의해 산출된 요구 스로틀 개도와, 드라이버 모델 (l2l0) 에서 산출된 기준 스로틀 개도 중 하나에 대해 우선권을 부여하는 함수, 더 큰 개도를 선택하는 함수, 더 작은 개도를 선택하는 함수 등으로 실현된다. 또한, 여기에서는, 물리량을 변환하지 않고, 스로틀 개도 사이를 조정하고 있지만, 도 2 및 도 3 을 이용해, 조정 전에 물리량 변환이 요구되는 구동력의 조정을 후에 설명할 것이다. 본 발명의 제어 장치는, 조정 전에 물리량 변환이 필요한 경우에, 특히 바람직하게 적용된다.
PTM (1400) 은, 조정부 (14l0), 엔진 토크 요구부 (1420) 과 ECT 기어단 결정부 (1430) 를 포함한다.
조정부 (1410) 는, 예를 들어, VSC (Vehicle Stability Control) 와 VDIM (Vehicle Dynamics Integrated Management) 과 같은 브레이크 제어/차량 운동 보정 부 (1500) 에서 산출된 엔진의 요구 스로틀 개도와, PDRM (1200) 에서 산출된 요구 스로틀 개도 사이를 조정한다. 또한, 조정부 (1410) 도 조정부 (1220) 와 마찬가지로, 예를 들어, 현재의 차량 상태에 기초하여, 브레이크 제어/차량 운동 보정부 (1500) 에 의해 산출된 엔진의 요구 스로틀 개도와, PDRM (1200) 에 의해 산출된 요구 스로틀 개도 중 하나에 대해 우선권을 부여하는 함수, 더 큰 개도를 선택하는 함수, 더 작은 개도를 선택하는 함수 등으로 실현된다. 조정부 (1410) 로 조정된 요구 스로틀 개도에 기초하여, 엔진 토크 요구부 (1420) 에 의해 요구 엔진 토크 TEREQ 및 요구 엔진 회전수 NEREQ 가 산출되고, 기어단 결정부 (1430) 에 의해 기어단이 결정된다. 이들은 후술할 것이다.
엔진 제어부 (1600) 는, PTM (1400) 로부터 입력된, 요구 엔진 토크 TEREQ 및 요구 엔진 회전수 NEREQ 에 기초하여 엔진을 제어한다. 변속 제어부 (1700) 는, PTM (1400) 로부터 입력되는 기어단에 기초하여 ECT 를 제어한다. 또한, 이하의 설명에서는, ECT 는, 기어식 자동 변속기로서 설명하지만, CVT (Continuously Variable Transmission) 일 수도 있고, 그 경우, 기어단은 변속비에 대응한다. 또, 각 자동 변속기는 토크 컨버터를 갖는다. 토크 컨버터는, 그 입력측 (펌프측) 이 엔진의 출력축에 접속되고, 그 출력측 (터빈측) 이 자동 변속기의 입력축에 접속된다.
도 2 를 참조하면, 도 1 에 도시된 것과는 상이한 조정인 구동력 조정에 대해 설명한다. 이 조정 처리에서는, 하나로 단일화된 단위 (차원) 의 물리량 (여기에서는 구동력) 으로 조정되어야만 한다. 또한, 본 발명의 제어 장치는, 이러한 조정 처리에 바람직하게 적용되는 것이지만, 본 발명의 애플리케이션이 차량의 구동력 제어에만 한정되지는 않는다.
액셀 개도 검지부 (2000) 가, 도 1 에 도시된 액셀 조작 입력 검지부 (1100) 와 마찬가지로, 운전자에 의해 조작된 액셀 페달의 개도를 검지한다. 액셀 개도 검지부 (2000) 에 의해 검지된 액셀 개도에 기초하여, 조작계의 목표 엔진 토크가 산출된다.
한편, 운전 지원부 (3000) 는, 크루즈 제어 등의 운전 지원계로서, 지원계의 목표 구동력을 출력한다. 지원계가 목표 구동력과 관련되는 반면, 조작계는 목표 엔진 토크에 관련되고, 따라서, 그 단위가 단일화되지 않는다. 이 때문에, 여기에서는, 조작계의 목표 엔진 토크를 조작계의 목표 구동력으로 물리량 변환하여, 구동력 조정부 (4000) 에 의해 조정되는 것으로 한다. 또한, 지원계의 목표 구동력을 목표 엔진 토크로 물리량 변환할 수도 있다. 조작계의 목표 엔진 토크 (이 조작계의 목표 엔진 토크를 "a" 로 나타낸다) 는, 선택기 (5000) 에 의해 유지된다.
조작계의 목표 엔진 토크가 조작계의 목표 구동력 (이 조작계의 목표 구동력을 "A" 로 나타낸다) 으로 물리량 변환되고, 그 후, 지원계의 목표 구동력 (이 지원계의 목표 구동력을 "B" 로 나타낸다) 과의 사이에서, 구동력 조정부 (4000) 에 의해 구동력 조정된다. 구동력 조정부 (4000) 는, 조작계의 목표 구동력 (A) 과 지원계의 목표 구동력 (B) 중 하나가 택일적으로 선택되도록 조정한다. 구동력 조정부 (4000) 는, 조정의 결과를 선택기 (5000) 에 출력한다. 또한, 구 동력 조정부 (4000) 는, 지원계의 목표 구동력 (B) 이 선택되었을 경우, 지원계의 목표 구동력 (B) 을 물리량 변환하여 얻은 지원계의 목표 엔진 토크 (이 지원계의 목표 엔진 토크를 "b" 로 나타낸다) 를 선택기 (5000) 에 입력할 수 있도록, 조정 후 목표 구동력을 출력한다.
선택기 (5000) 가, 구동력 조정부 (4000) 에 의해 조작계의 목표 구동력 (A) 이 선택되었다는 것을 알리면, 선택 대상 토크로서 선택기 (5000) 내에 유지된 조작계의 목표 엔진 토크 (a) 를 엔진 ECU (6000) 에 출력한다. 반면, 선택기 (5000) 가, 구동력 조정부 (4000) 에 의해 조작계의 목표 구동력 (A) 이 선택되었다는 것을 알리지 않으면, 선택 대상 토크로서 선택기 (5000) 에 입력된 지원계의 목표 엔진 토크 (b) 를 엔진 ECU (6000) 에 출력한다.
상기 기술한 블록도 및 그 설명은 일례에 지나지 않는다. 예를 들어, 구동력 조정부 (4000) 와 선택기 (5000) 가 구별될 필요가 없는 경우에는, 일체화될 수도 있다.
도 3 을 참조하면, 구동력 조정처리의 프로그램의 제어 구조를, 플로우차트를 이용해 설명한다. 이하의 설명에서는, 구동력 조정을 ECU 에 의해 실행되는 것으로 추정한다. 따라서, 구동력 조정부 (4000) 또는 선택기 (5000) 는, ECU 에 의해 실행되는 프로그램에 의해 실현되는 소프트웨어 모듈로서 간주될 수 있다.
단계 (이하, 단계를 S 라고 기재함) 100에서, ECU 는, 액셀 개도 검지부 (2000) 를 이용해, 운전자에 의해 조작된 액셀 개도를 검지한다. S200에서, ECU 는, 드라이버 모델을 이용해, 검지한 액셀 개도로부터 조작계의 목표 엔진 토 크 (a) 를 산출한다.
S300에서, ECU 는, 조작계의 목표 엔진 토크 (a) 를 유지시킨다. 여기서, "유지" 란, "데이터를 기억한다" 는 의미이다. S400에서, ECU 는, 조작계의 목표 엔진 토크 (a) 로부터 조작계의 목표 구동력 (A) 을 산출한다. 여기에서, 토크로부터 구동력으로의 물리량 변환이 행해진다. S500에서, ECU 는, 조작계의 목표 구동력 (A) 과 지원계의 목표 구동력 (B) 사이에서 구동력을 조정하고, 어느 쪽이든 일방에 더 높은 우선권을 부여하여 선택한다.
S600에서, ECU 는, 조정 결과가 지원계의 목표 구동력 (B) 인지 아닌지를 판단한다. 조정 결과가 지원계의 목표 구동력 (B) 이라면 (S600에서 예), 처리는 S700으로 진행한다. 만약 그렇지 않으면 (S600에서 아니오), 처리는 S900으로 진행한다.
S700에서, ECU 는, 지원계의 목표 구동력 (B) 으로부터 지원계의 목표 엔진 토크 (b) 를 산출한다. 여기에서, 구동력으로부터 토크로의 물리량 변환이 행해진다. S800에서, ECU 는, 지원계의 목표 엔진 토크 (b) 를 목표 엔진 토크로서 엔진 ECU (6000) 에 출력한다.
S900에서, 조작계의 유지된 목표 엔진 토크 (a) 를 목표 엔진 토크로서 엔진 ECU (6000) 에 출력한다.
이제, 이상과 같은 구조 및 플로우차트에 기초하는 본 실시형태에 따른 제어 장치인 ECU 에 의한 구동력 조정 동작에 대해 설명한다.
조작계의 목표 구동력 (A) 의 산출 동작
액셀 개도가 검지된다 (Sl00). 드라이버 모델을 이용해, 액셀 개도로부터 목표 엔진 토크 (a) 가 산출된다. 이 산출된 목표 엔진 토크 (a) 는, 구동력 조정된 결과로서 조작계의 목표 구동력이 선택되는 경우에 유지된다 (S300).
조작계의 목표 엔진 토크 (a) 는, 물리량 변환되고, 조작계의 목표 구동력 (A) 이 산출된다 (S400). 또한, 이 조작계의 목표 구동력 (A) 을 물리량 역변환해도, 조작계의 목표 엔진 토크 (a) 로는 복귀되지 않는다. 즉, 변환 및 역변환에 의한 연산 오차에 때문에, 가역성을 갖지는 않는다.
조정 동작 및 조정후 처리
조작계의 목표 구동력 (A) 과 지원계의 목표 구동력 (B) 사이에 조정이 행해진다. 또한, 운전 지원부 (3000) 로부터는 목표 구동력의 단위로 목표치가 제공되고, 따라서 물리량 변환의 필요가 없다.
조정의 결과, 지원계의 목표 구동력 (B) 이 선택되면, 지원계의 목표 구동력 (B) 이 물리량 변환되고, 지원계의 목표 엔진 토크 (b) 가 산출된다 (S700). 이 물리량 변환된 지원계의 목표 엔진 토크 (b) 가, 목표 엔진 토크로서 엔진 ECU (6000) 에 출력된다 (S800).
조정의 결과, 조작계의 목표 구동력 (A) 이 선택되면, 유지되고 있던 조작계의 목표 엔진 토크 (a) 가, 목표 엔진 토크로서 엔진 ECU (6000) 에 출력된다 (S900). 여기에서, 조작계의 목표 구동력 (A) 이 선택되어도, 조작계의 목표 엔진 토크 (a) 가 일단 물리량 변환 (토크->구동력) 된 조작계의 목표 구동력 (A) 의 물리량 변환으로부터 산출되지 않는다. 물리량 변환된 결과, 조작계의 목표 구동력 (A) 은 연산 오차를 포함하거나 유효 숫자의 감소된 자리수를 갖는다. 진정한 값으로부터의 편차가 생긴 조작계의 목표 구동력 (A) 이 조작계의 목표 엔진 토크 (a) 를 얻기 위해 물리량 역변환하는 경우, 연산 오차 또는 유효 숫자의 감소된 자리수가 추가로 포함될 것이다. 조작계의 원래 목표 엔진 토크 (a) (즉, 조작계의 원래 목표 엔진 토크 (a) 는 S200에서 산출된 조작계의 목표 엔진 토크 (a) 를 말한다) 로부터의 편차가 더 크다. 이러한 진정한 값으로부터의 편차를 포함한 조작계의 목표 엔진 토크 (a) 를 이용하지 않고, 물리량 변환하기 전의 조작계의 목표 엔진 토크를 이용하는 것으로, 진정한 값으로부터의 편차를 포함하지 않는 목표 엔진 토크를 이용해 엔진 토크 제어를 행할 수가 있다.
상기와 같이, 본 실시형태에 따른 제어 장치에 의하면, 차량의 엔진에 대한 목표치로서, 운전자의 조작에 기초하는 목표치가 목표 엔진 토크 (토크의 단위) 로 제공되고, 운전 지원부에 기초하는 목표치가 목표 구동력 (힘의 단위) 으로 제공된다. 조정 처리는, 목표 엔진 토크를 구동력의 단위로 변환된 후에 행해진다. 조정 처리가 구동력의 단위로 단일화된 조작계의 목표치와 지원계의 목표치 사이에서 수행된다. 조작계의 목표치가 선택되면, 변환 전의 조작계의 목표치가 엔진의 목표치로 설정된다. 따라서, 변환 및 역변환된 값이 목표치로 설정되지 않아서, 정확한 목표치를 설정할 수 있다.
여기에 개시된 실시형태는 모든 관점에 대해 예시적으로서 설명한 것이고, 제한적이 아니라는 점을 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명과 실시 형태가 아니라 청구 범위에 의해 규정되고, 청구 범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 임의의 변형 및 변경이 포함되는 것으로 의도된다.

Claims (6)

  1. 차량에 통합된 디바이스를 제어하는 차량 제어 장치로서,
    상기 제어 장치는,
    상기 디바이스에 대한 목표치를 생성하고,
    2 개 이상의 목표치 중 적어도 하나의 목표치가 다른 목표치와 단위가 상이한, 하나의 디바이스에 대한 2 개 이상의 목표치 사이에서, 상기 하나의 디바이스에 대한 목표치를 설정하도록 조정하고,
    상기 설정된 목표치에 기초하여 상기 하나의 디바이스를 제어하고,
    상기 목표치 사이의 조정에 있어서는, 상기 제어 장치는,
    단위를 단일화하기 위해 상기 목표치의 물리량 변환을 수행하고,
    상기 물리량 변환하기 전의 상기 목표치를 유지하고,
    상기 조정 결과로서, 상기 물리량 변환의 역변환을 요구하는 목표치가 선택되는 경우, 상기 유지된 목표치를 상기 하나의 디바이스에 대한 목표치로서 설정하는, 차량 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나의 디바이스는 차량의 구동원이고,
    상기 목표치의 생성에 있어서는, 차량의 운전자의 조작에 기초한 제 1 목표치와, 상기 조작 이외에 기초한 제 2 목표치를 생성하고, 상기 제 1 목표치와 상기 제 2 목표치는 서로 단위가 상이한, 차량 제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 구동원은 엔진이고,
    상기 제 1 목표치는 토크의 단위로 표현되고,
    상기 제 2 목표치는 구동력의 단위로 표현되고,
    상기 물리량 변환에 있어서는, 구동력의 단위로 단일화하기 위한 물리량 변환이 수행되고,
    상기 목표치의 유지에 있어서는, 제 1 목표치를 유지하고,
    상기 목표치의 설정에 있어서는, 상기 조정 결과로서, 상기 제 1 목표치가 선택되는 경우, 상기 유지된 제 1 목표치를 상기 엔진에 대한 목표치로서 설정하는, 차량 제어 장치.
  4. 차량에 통합된 디바이스를 제어하는 차량 제어 장치로서,
    상기 제어 장치는,
    상기 디바이스에 대한 목표치를 생성하기 위한 생성 수단과,
    하나의 디바이스에 대한 2 이상의 목표치 사이를 조정해, 상기 하나의 디바이스에 대한 목표치를 설정하기 위한 조정 수단과,
    상기 설정된 목표치에 기초하여 상기 하나의 디바이스를 제어하기 위한 제어 수단을 포함하고,
    상기 2 이상의 목표치 중 적어도 하나의 목표치가 다른 목표치와 단위가 상이하고,
    상기 조정 수단은,
    단위를 단일화하기 위해 상기 목표치의 물리량 변환을 수행하기 위한 변환 수단과,
    상기 물리량 변환 전의 목표치를 유지하기 위한 유지 수단과,
    상기 조정 결과로서, 상기 물리량 변환의 역변환을 요구하는 목표치가 선택되는 경우, 상기 유지된 목표치를 상기 하나의 디바이스에 대한 목표치로서 설정하기 위한 설정 수단을 포함하는, 차량 제어 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 하나의 디바이스는 차량의 구동원이고,
    상기 생성 수단은, 차량의 운전자의 조작에 기초한 제 1 목표치와, 상기 조작 이외에 기초한 제 2 목표치를 생성하기 위한 수단을 포함하고, 상기 제 1 목표치와 상기 제 2 목표치는 서로 단위가 상이한, 차량 제어 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 구동원은 엔진이고,
    상기 제 1 목표치는 토크의 단위로 표현되고,
    상기 제 2 목표치는 구동력의 단위로 표현되고,
    상기 변환 수단은, 구동력의 단위로 단일화하기 위한 물리량 변환을 수행하기 위한 수단을 포함하고,
    상기 유지 수단은, 상기 제 1 목표치를 유지하기 위한 수단을 포함하고,
    상기 설정 수단은, 상기 조정 결과로서, 상기 제 1 목표치가 선택되는 경우, 상기 유지된 제 1 목표치를 상기 엔진에 대한 목표치로서 설정하기 위한 수단을 포함하는, 차량 제어 장치.
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