WO2014002230A1 - 車両統合制御装置 - Google Patents

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WO2014002230A1
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torque
actuator
control device
required torque
integrated control
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聡 吉嵜
副島　慎一
田中　聡
清徳 高橋
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トヨタ自動車株式会社
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    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle integrated control device including an internal combustion engine as a power source.
  • the vehicle integrated control device includes a drive system manager that manages the operation of the entire drive system, an engine control unit that controls an internal combustion engine, a transmission control unit that controls an automatic transmission, a brake control unit that controls a brake device, and the like. ing.
  • torque demand control is adopted as a control method of the internal combustion engine.
  • a required torque is given to the engine control unit from the drive system manager.
  • the requested torque includes a driver requested torque requested by the driver.
  • the required torque includes a system required torque required by an in-vehicle system such as a sprung mass damping control system, a transmission control unit, and a vehicle attitude stabilization control system.
  • the engine control unit determines an operation amount of an actuator of the internal combustion engine, for example, a throttle, based on a given required torque.
  • the drive system manager determines the required torque to be given to the engine control unit by arbitrating the torque request from the driver and the torque request from the in-vehicle system. And an engine control unit operates actuators, such as a throttle, in order to realize the demand torque given from drive system manager.
  • actuators such as a throttle
  • the required torque cannot always be realized by the internal combustion engine. This is because there is an upper limit on the torque that can be realized by the internal combustion engine.
  • the torque output from the internal combustion engine is maximized by fully opening the throttle. This maximum torque is not a constant value but a fluctuation value that varies depending on the engine speed.
  • the maximum torque that can be output by the internal combustion engine varies depending on the supercharging state. That is, a difference occurs in the torque when the throttle is fully opened depending on the level of the supercharging pressure.
  • the supercharging pressure can be actively controlled by an actuator, for example a wastegate valve. Therefore, in the case of an internal combustion engine with a supercharger equipped with a wastegate valve, the torque obtained when the throttle is fully opened and the wastegate valve is fully closed becomes the maximum torque of the internal combustion engine.
  • the required torque given to the engine control unit includes a request regarding the magnitude of the torque and a request regarding the speed of change of the torque as information.
  • the maximum torque of an internal combustion engine with a supercharger is the torque obtained when the throttle is fully open and the wastegate valve is fully closed, but the torque change speed that is always required over the entire torque range that does not exceed this maximum torque. Is not always possible. This is because the response speed of torque to the operation of the throttle is fast, but the response speed of torque to the operation of the wastegate valve is slow.
  • the required torque When the required torque is in the torque range where the operation of the wastegate valve is required, and the required torque includes a torque component with a fast changing speed, the torque component of the changing speed must be realized. May not be possible.
  • it In order to prevent control of the internal combustion engine based on a request torque that cannot be realized, it is required to provide the engine control unit with an appropriate request torque including not only the magnitude but also the speed of change.
  • the above-mentioned subject is a subject applicable also to a certain kind of naturally aspirated internal combustion engine.
  • an internal combustion engine in which the intake air amount is controlled by two types of actuators provided upstream and downstream of the intake passage such as an internal combustion engine having a throttle and an intake valve with a variable lift mechanism
  • the torque control range by only the downstream actuator There is a difference in the torque control range by operating both actuators.
  • the torque response speed for the operation of the downstream actuator and the torque response speed for the operation of the upstream actuator. Therefore, it is required to give an appropriate required torque including not only the size but also the change speed to the engine control unit that controls such an internal combustion engine.
  • JP 2010-223122 A JP 2008-232069 JP 2009-293602 A JP 2010-255586 A JP 2010-066445 A JP 2010-132254 A JP 2007-189157 A
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle integrated control device in which a required torque having an appropriate magnitude and change speed is given from a drive system manager to an engine control unit. To do.
  • the vehicle integrated control device is a control device applied to a vehicle including an internal combustion engine as a power source.
  • An internal combustion engine of a vehicle to which a vehicle integrated control device according to the present invention is applied includes a first actuator and a second actuator as actuators related to torque control.
  • the first actuator is an actuator that is provided at the first position of the intake passage of the internal combustion engine and acts on the pressure downstream of the first position.
  • a preferred first actuator is an actuator that acts to reduce the downstream pressure relative to the pressure upstream of the first position.
  • the second actuator is an actuator that is provided at a second position upstream of the first position of the intake passage and acts on the pressure downstream of the second position.
  • a preferred second actuator is an actuator that acts to increase the pressure downstream of the pressure upstream of the second position.
  • the second actuator may be an actuator in which the rate of change in pressure downstream of the second position for the operation is slower than the rate of change of pressure downstream of the first position for the operation of the first actuator. .
  • the example of the first actuator is a throttle
  • the example of the second actuator is a supercharger with a control device for controlling the rotation speed of the compressor, for example, a supercharger with a wastegate valve. Machine.
  • the vehicle integrated control apparatus includes at least a drive system manager that manages the operation of the entire drive system of the vehicle and an engine control unit that controls the internal combustion engine.
  • a transmission control unit for controlling the automatic transmission and a brake control unit for controlling the brake device may be further included.
  • Each control unit controls a mechanical device in charge based on a request or instruction from the drive system manager.
  • the engine control unit includes at least an actuator operation unit, a first maximum torque calculation unit, and a second maximum torque calculation unit.
  • the actuator operating unit is programmed to operate the first actuator and the second actuator based on the required torque provided from the drive system manager.
  • the first maximum torque calculation unit is a maximum torque that can be realized when only the operation amount of the first actuator is actively changed without actively changing the operation amount of the second actuator (hereinafter referred to as the first maximum torque). ) Based on the engine speed and programmed to present the first maximum torque to the driveline manager.
  • the second maximum torque calculation unit calculates the maximum torque (hereinafter referred to as the second maximum torque) that can be realized when both the operation amount of the first actuator and the operation amount of the second actuator are actively changed. And programmed to present the second maximum torque to the driveline manager.
  • the drive system manager is programmed to determine the required torque to be applied to the engine control unit with reference to the first maximum torque and the second maximum torque presented from the engine control unit.
  • the first maximum torque is an upper limit value of the torque range that can be realized by operating only the first actuator, whereas the second maximum torque is determined by operating both the first actuator and the second actuator. This is the upper limit value of the realizable torque range. Therefore, the torque range determined by the second maximum torque is wider than the torque range determined by the first maximum torque.
  • a fast torque change can be realized by operating only the first actuator, whereas in the torque range from the first maximum torque to the second maximum torque, A fast torque change cannot be realized because of the need to operate the second actuator.
  • the drive system manager can provide the engine control unit with an appropriate required torque including not only the magnitude but also the change speed.
  • the drive system manager includes at least a first request torque calculation unit and a second request torque calculation unit.
  • the first required torque calculation unit is programmed to calculate the first required torque which is a torque component having a slow change speed with reference to the second maximum torque presented from the engine control unit. Preferably, it is programmed to adjust the magnitude of the first required torque within a range not exceeding the second maximum torque.
  • the first required torque may be a numerical value of a request regarding the torque from the driver transmitted through the accelerator pedal opening.
  • the second required torque calculation unit is a torque component having a fast changing speed with reference to the first maximum torque presented from the engine control unit and the first required torque calculated by the first required torque calculation unit. 2 is programmed to calculate the required torque. Preferably, it is programmed to adjust the magnitude of the second required torque in a range not exceeding the margin of the first maximum torque with respect to the first required torque.
  • the second required torque may be a numerical value of a request regarding torque from at least one of the sprung mass damping control system, the transmission control unit, and the vehicle attitude stabilization control system.
  • the drive system manager gives the first required torque calculated by the first required torque calculation unit to the engine control unit, and also gives the second required torque calculated by the second required torque calculation unit to the engine control unit.
  • the second required torque is superimposed on the first required torque to generate one signal, and the one signal is given to the engine control unit.
  • a signal obtained by superimposing the second request torque on the first request torque and a signal representing the first request torque are generated, and these two signals are given to the engine control unit.
  • a signal showing the 1st demand torque and a signal showing the 2nd demand torque are generated, respectively, and those two signals are given to an engine control unit.
  • the transmission control unit may be programmed to control the automatic transmission according to the required speed ratio given from the drive system manager.
  • the drive system manager is provided with a required speed ratio calculation unit for determining a required speed ratio to be given to the transmission control unit.
  • the required speed ratio calculating unit is configured when a predetermined condition regarding a difference or ratio between the first maximum torque presented from the engine control unit and the first required torque calculated by the first required torque calculating unit is satisfied. , Programmed to change the required transmission ratio to a higher transmission ratio.
  • Embodiment 1 FIG. Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a vehicle integrated control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the vehicle integrated control apparatus 10 according to the present embodiment is composed of one or a plurality of in-vehicle computers, and is programmed as a control apparatus that integrally controls at least the internal combustion engine 20 and the automatic transmission 30.
  • the internal combustion engine 20 to be controlled is a gasoline engine with a turbocharger.
  • a throttle 22 is disposed in the intake passage of the internal combustion engine 20.
  • a turbocharger with a wastegate valve 24 is attached upstream of the throttle 22 in the intake passage.
  • the rotation speed of the compressor of the turbocharger can be controlled by operating the wastegate valve 24 to change the supercharging pressure that is the pressure upstream of the throttle 22.
  • the intake pipe pressure that is the pressure downstream of the throttle 22 can be changed by operating the throttle 22, and the intake air amount that determines the output torque of the internal combustion engine 20 can be changed. That is, the throttle 22 corresponds to the first actuator in the present invention, and the entire turbocharger including the waste gate valve 24 corresponds to the second actuator in the present invention.
  • the internal combustion engine 20 is further provided with a valve timing varying device 26 that changes the valve timing of the intake valve.
  • the internal combustion engine 20 is equipped with various sensors including an engine speed sensor 28 that outputs a signal corresponding to the engine speed.
  • the automatic transmission 30 is an electronically controlled automatic transmission that changes the gear ratio in accordance with a command signal.
  • the automatic transmission 30 may be a stepped transmission that changes the gear ratio by a combination of a plurality of gears, or a continuously variable transmission that changes the gear ratio by changing the diameter of the pulley.
  • the automatic transmission 30 may be a torque converter type transmission or a clutch type transmission.
  • the vehicle integrated control device 10 includes a drive system manager 100, an engine control unit 200 that controls the internal combustion engine 20, and a transmission control unit 300 that controls the automatic transmission 30.
  • the drive system manager 100 is positioned above the command transmission system, and the engine control unit 200 and the transmission control unit 300 are positioned below them.
  • the vehicle integrated control device 10 includes a brake control unit for controlling the brake device, and the illustration and description thereof are omitted.
  • the drive system manager 100 has a function of giving a required torque (TQrq) to the engine control unit 200 and a function of giving a required gear ratio (GRrq) to the transmission control unit 300.
  • TQrq required torque
  • GRrq required gear ratio
  • the drive system manager 100 refers to the maximum torque of the internal combustion engine 20 presented from the engine control unit 200 in determining the required torque (TQrq) to be given to the engine control unit 200.
  • TQrq required torque
  • TQmax1 first maximum torque
  • TQmax2 second maximum torque
  • the engine control unit 200 continuously presents both types of maximum torque (TQmax1, TQmax2).
  • the engine control unit 200 includes an actuator operation unit 210 that operates each actuator based on the required torque (TQrq) given from the drive system manager 100, and a first maximum torque calculation unit 220 that calculates a first maximum torque (TQmax1). And a second maximum torque calculation unit 230 for calculating the second maximum torque (TQmax2).
  • the configuration of the actuator operation unit 210 is shown in the block diagram of FIG. 2, the configuration of the first maximum torque calculation unit 220 is shown in the block diagram of FIG. 3, and the configuration of the second maximum torque calculation unit 230 is the block diagram of FIG. Is shown in
  • the actuator operation unit 210 includes five arithmetic elements 211, 212, 213, 214, and 215 as shown in FIG.
  • the calculation element 211 calculates the intake air amount necessary for realizing the required torque (TQrq) using a map. In the map, torque and intake air amount are associated with various engine state quantities including engine speed, ignition timing, and air-fuel ratio as keys.
  • the intake air amount calculated by the calculation element 211 is a required intake air amount (KLrq) for the internal combustion engine 20.
  • the required intake air amount (KLrq) is input to the calculation element 212 and the calculation element 215.
  • the calculation element 212 calculates an intake pipe pressure necessary for realizing the required intake air amount (KLrq) using a linear function equation.
  • the relationship between the intake air amount and the intake pipe pressure is defined using a plurality of coefficients whose values are determined according to the engine speed, the waste gate valve duty, and the valve timing.
  • the intake pipe pressure calculated by the calculation element 212 is the required intake pipe pressure (PMrq) for the internal combustion engine 20.
  • the required intake pipe pressure (PMrq) is input to the calculation element 213 and the calculation element 214.
  • the calculation element 213 calculates the throttle opening necessary for realizing the required intake pipe pressure (PMrq) using an inverse model of the air model.
  • the air model is a physical model that models the dynamic characteristics of pressure and flow rate in the intake passage with respect to the operation of each actuator including the throttle 22. According to the inverse model, the operation amount of the actuator necessary for obtaining a desired pressure or flow rate can be calculated backward.
  • the throttle opening calculated by the calculation element 212 is the target throttle opening (TA) for the throttle 22.
  • the engine control unit 200 operates the throttle 22 according to the target throttle opening (TA).
  • the calculation element 214 calculates the operation amount of the waste gate valve 24 necessary for realizing the required intake pipe pressure (PMrq).
  • the operation amount of the wastegate valve 24 is a duty of a solenoid that opens and closes the wastegate valve 24.
  • a value obtained by adding a predetermined value to the required intake pipe pressure (PMrq) is determined as the required supercharging pressure.
  • the wastegate valve duty corresponding to the required supercharging pressure is calculated using a map or model that associates the supercharging pressure with the wastegate valve duty.
  • the waste gate valve duty obtained by the calculation is a target waste gate valve duty (WGV) for the waste gate valve 24.
  • the engine control unit 200 operates the waste gate valve 24 according to the target waste gate valve duty.
  • the calculation element 215 calculates a valve timing suitable for the required intake air amount (KLrq). In the calculation of the valve timing, the valve timing corresponding to the required intake air amount (KLrq) is calculated using a map or model that associates the intake air amount with the valve timing. The valve timing calculated by the calculation element 215 becomes the target valve timing (VVT) for the valve timing variable device 26. The engine control unit 200 operates the variable valve timing device 26 according to the target valve timing.
  • the first maximum torque calculation unit 220 includes three calculation elements 221, 222, and 223 as shown in FIG.
  • the calculation element 223 calculates the supercharging pressure (Pic) acting upstream of the throttle 22 at the present time using an air model.
  • the air model is a physical model that models the dynamic characteristics of pressure and flow rate in the intake passage with respect to the operation of each actuator.
  • TA current throttle opening
  • WSV waste gate valve opening
  • VVT valve timing
  • the boost pressure (Pic) calculated by the calculation element 223 is input to the calculation element 222.
  • the calculation element 222 calculates the intake air amount obtained when the throttle 22 is fully opened based on the current wastegate valve duty (WGV) and valve timing (VVT) based on the supercharging pressure (Pic). To do.
  • the intake air amount calculated by the calculation element 222 is the maximum value of the intake air amount that can be realized only by operating the throttle 22.
  • the intake air amount calculated by the calculation element 222 is referred to as a first maximum intake air amount (KLmax1).
  • the first maximum intake air amount (KLmax1) calculated by the calculation element 222 is input to the calculation element 221.
  • the calculation element 221 calculates a torque that can be output by the internal combustion engine 20 based on the first maximum intake air amount (KLmax1) and the current engine speed (NE).
  • the torque calculated by the calculation element 221 is the first maximum torque (TQmax1).
  • the first maximum torque (TQmax1) is based on the current engine speed (NE), which can be achieved when only the opening of the throttle 22 is changed without changing the opening of the wastegate valve 24. It means the maximum torque.
  • the second maximum torque calculation unit 230 includes three calculation elements 231, 232, and 233 as shown in FIG.
  • the computing element 233 calculates the maximum boost pressure (Picmax) that can be realized at the current engine speed (NE) using a map.
  • the supercharging pressure becomes maximum when the wastegate valve 24 is fully closed, and the maximum value varies depending on the engine speed. Further, the atmospheric pressure and the throttle opening affect the maximum value of the supercharging pressure.
  • the maximum supercharging pressure is determined for each engine speed on the premise of standard atmospheric pressure and full throttle.
  • the maximum boost pressure here is the maximum value of the boost pressure finally reached after the wastegate valve 24 is fully closed.
  • the maximum boost pressure (Picmax) calculated by the calculation element 233 is input to the calculation element 232.
  • the calculation element 232 is an intake air amount obtained when the throttle 22 is fully opened when the wastegate valve 24 is fully closed and the valve timing variable device 26 is operated to a position where the intake air amount is maximized. Is calculated based on the maximum boost pressure (Picmax).
  • the intake air amount calculated by the calculation element 232 is the maximum value of the intake air amount that can be realized by operating the wastegate valve 24 in addition to the throttle 22.
  • the intake air amount calculated by the calculation element 232 is referred to as a second maximum intake air amount (KLmax2).
  • the second maximum intake air amount (KLmax2) calculated by the calculation element 232 is input to the calculation element 231.
  • the calculation element 231 calculates a torque that can be output by the internal combustion engine 20 based on the second maximum intake air amount (KLmax2) and the current engine speed (NE).
  • the torque calculated by the calculation element 231 is the second maximum torque (TQmax2).
  • the second maximum torque (TQmax2) is based on the current engine speed (NE) that can be achieved when the opening of the throttle 22 is changed and the opening of the wastegate valve 24 is also changed. It means the maximum torque.
  • the drive system manager 100 includes a first required torque calculation unit 110 and a second required torque calculation unit 120 as means for calculating the required torque (TQrq) to be given to the engine control unit 200.
  • the first maximum torque (TQmax1) calculated by the first maximum torque calculation unit 220 is presented to the second required torque calculation unit 120.
  • the second maximum torque (TQmax2) calculated by the second required torque calculation unit 120 is presented to the first required torque calculation unit 110.
  • the drive system manager 100 further includes a required speed ratio calculation unit 130 that calculates a required speed ratio (GRrq) to be given to the transmission control unit 300. The function of the required gear ratio calculation unit 130 will be described later.
  • the first required torque calculation unit 110 calculates a first required torque (TQrq1) composed of a torque component having a slow changing speed among the required torque for the internal combustion engine 20.
  • a request (Rq0) related to the torque from the driver transmitted through the accelerator pedal opening and a request (Rq1) related to the torque from the auto cruise system are input to the first required torque calculation unit 110.
  • the first required torque calculation unit 110 arbitrates these requests and determines the magnitude of the first required torque (TQrq1) based on the arbitration result.
  • the second maximum torque (TQmax2) presented from the second required torque calculation unit 120 is referred to, and the magnitude of the first required torque (TQrq1) is adjusted within a range not exceeding the second maximum torque (TQmax2).
  • TQrq1 the magnitude of the first demand torque (TQrq1) is determined based on the demand (Rq0) from the driver, if the demand (Rq0) corresponds to the maximum accelerator pedal opening, The first required torque (TQrq1) is sized according to the second maximum torque (TQmax2).
  • the second required torque calculation unit 120 calculates a second required torque (TQrq2) composed of a torque component having a fast changing speed among the required torque for the internal combustion engine 20.
  • the second required torque calculation unit 120 includes a request for torque from the sprung mass damping control system (Rq2), a request for torque from the transmission control unit (Rq3), and a request for torque from the vehicle attitude stabilization control system. (Rq4) is entered. These requirements may require that the torque be vibrated at a high frequency, or may require that the torque be changed in a pulsed manner.
  • the second required torque calculation unit 120 arbitrates these requests and determines the magnitude of the second required torque (TQrq2) based on the arbitration result.
  • the second required torque calculation unit 120 includes the first maximum torque (TQmax1) presented from the first request torque calculation unit 110 and the first request torque (TQrq1) calculated by the first request torque calculation unit 110. Then, the magnitude of the second required torque (TQrq2) to be finally output is adjusted.
  • the second required torque calculation unit 120 adjusts the magnitude of the second required torque (TQrq2) to be finally output according to the procedure shown in the flowchart of FIG.
  • step S102 it is determined whether the margin of the first maximum torque (TQmax1) with respect to the first required torque (TQrq1) is equal to or greater than zero. If the difference between the first maximum torque (TQmax1) and the first required torque (TQrq1) is zero or more, the determination in step S104 is further performed. In step S104, it is determined whether or not the difference between the first maximum torque (TQmax1) and the first required torque (TQrq1) is equal to or greater than the second required torque (TQrq2) calculated based on each request.
  • step S106 is selected.
  • the second required torque calculation unit 120 outputs the second required torque (TQrq2) calculated based on each request as it is.
  • step S108 is selected.
  • the second required torque calculation unit 120 corrects the magnitude of the second required torque (TQrq2) calculated based on each demand, and finally increases the magnitude of the second required torque (TQrq2) to be output. This is less than or equal to the difference between the first maximum torque (TQmax1) and the first required torque (TQrq1). That is, the magnitude of the second required torque (TQrq2) is corrected so that the value obtained by adding the second required torque (TQrq2) to the first required torque (TQrq1) does not exceed the first maximum torque (TQmax1).
  • step S110 is selected.
  • the second required torque calculation unit 120 sets the magnitude of the second required torque (TQrq2) to be output to zero.
  • the drive system manager 100 adds the second request torque (TQrq2) output from the second request torque calculation unit 120 to the first request torque (TQrq1) output from the first request torque calculation unit 120. Then, the total value is given to the engine control unit 200 as the final required torque (TQrq).
  • FIGS. 6 and 7 show examples of calculation results of the required torque (TQrq) given to the engine control unit 200 from the drive system manager 100, the first maximum torque (TQmax1), the second maximum torque (TQmax2), the first The calculation results of the required torque (TQrq1) and the second required torque (TQrq2) and the engine speed are shown in a time chart.
  • the driver depresses the accelerator pedal at time t0.
  • the accelerator pedal opening changes gently, whereas in the example shown in FIG. 7, the accelerator pedal opening changes at a high speed. That is, in the example shown in FIG. 6, the driver requests slow acceleration, and in the example shown in FIG. 6, the driver requests rapid acceleration.
  • a damping torque for suppressing the pitching of the vehicle body is required from the sprung mass damping control system immediately after the driver operates the accelerator pedal.
  • This damping torque is a torque that vibrates at a high frequency, and is included in the second required torque (TQrq2) and output.
  • the first required torque (TQrq1) calculated based on the accelerator pedal opening does not exceed the first maximum torque (TQmax1) that can be realized only by operating the throttle 22. Furthermore, there is a sufficient margin between the first maximum torque (TQmax1) and the first required torque (TQrq1). Therefore, both the determination result in step S102 and the determination result in step S104 are affirmative, and the second required torque (TQrq2) that vibrates at a high frequency is superimposed on the first required torque (TQrq1) as it is. As a result, the engine control unit 200 is provided with a required torque (TQrq) that vibrates at a high frequency while increasing as the accelerator pedal opening increases.
  • the required torque (TQrq) is within the torque range with the first maximum torque (TQmax1) as an upper limit
  • the high-frequency vibration component of the required torque (TQrq) is realized by operating the throttle 22. Since the response speed of the torque with respect to the operation of the throttle 22 is fast, the internal combustion engine 20 outputs a torque including a required vibration component.
  • the first required torque (TQrq1) calculated based on the accelerator pedal opening increases at a high speed and exceeds the first maximum torque (TQmax1) that can be realized only by operating the throttle 22.
  • TQmax1 the first maximum torque
  • the determination result of step S102 is negative, and the second required torque calculation unit 120
  • the second required torque (TQrq2) that is finally output is set to zero. For this reason, in the period from the time point t1 to the time point t2, the final required torque (TQrq) is configured by only the first required torque (TQrq1).
  • the second required torque (TQrq2) that vibrates at a high frequency is the second.
  • the torque is output from the required torque calculation unit 130, and the second required torque (TQrq2) is superimposed on the first required torque (TQrq1).
  • the required torque (TQrq) given after the time point t2 is within the torque range with the first maximum torque (TQmax1) as an upper limit, the required torque (TQrq) is given to the engine control unit 200, so that the required torque
  • the high-frequency vibration component of (TQrq) is realized by the operation of the throttle 22 by the engine control unit 200.
  • the transmission control unit 300 operates the automatic transmission 30 in accordance with the required gear ratio (GRrq) given from the drive system manager 100.
  • the concept of the gear ratio includes a gear stage when the automatic transmission 30 is a stepped transmission.
  • the drive system manager 100 includes a required gear ratio calculation unit 130.
  • the required speed ratio calculating unit 130 includes a first maximum torque (TQmax1) presented from the first maximum torque calculating unit 220 of the engine control unit 200 and a first required torque calculated by the first required torque calculating unit 110 ( TQrq1) is input.
  • the required gear ratio calculation unit 130 determines a required gear ratio (GRrq) to be given to the transmission control unit 300 based on various information.
  • the first maximum torque (TQmax1) and the first required torque (TQrq1) are part of information used for determining the required transmission gear ratio (GRrq).
  • step S202 it is determined whether or not the difference between the first maximum torque (TQmax1) and the first required torque (TQrq1) is less than a predetermined value ⁇ . If the determination result of step S202 is affirmative, step S204 is selected. When step S204 is selected, the required speed ratio calculation unit 130 increases the required speed ratio (GRrq) to be given to the transmission control unit 300 so that the automatic transmission 30 can downshift.
  • step S202 the required speed ratio calculation unit 130 maintains the current required speed ratio (GRrq).
  • step S202 it may be determined whether the ratio of the first maximum torque (TQmax1) to the first required torque (TQrq1) is less than a predetermined value. Whether the difference between the first maximum torque (TQmax1) and the first required torque (TQrq1) is less than a predetermined value has continued for a predetermined time, or the first maximum torque (TQmax1) with respect to the first required torque (TQrq1). It is also possible to determine whether or not the ratio of) is less than a predetermined value for a predetermined time.
  • FIG. 9 and FIG. 10 show examples of the control results of the gear stage of the automatic transmission 30 and the calculation results of the first maximum torque (TQmax1), the second maximum torque (TQmax2), and the first required torque (TQrq1). It is shown in the time chart along with the engine speed.
  • the driver depresses the accelerator pedal at time t0.
  • the accelerator pedal opening changes gently, whereas in the example shown in FIG. 10, the accelerator pedal opening changes at a high speed. That is, in the example shown in FIG. 9, the driver requests slow acceleration, and in the example shown in FIG. 10, the driver requests rapid acceleration.
  • the first required torque (TQrq1) calculated based on the accelerator pedal opening does not exceed the first maximum torque (TQmax1) that can be realized only by operating the throttle 22. Therefore, the determination result in step S202 described above is negative, and the required speed ratio (GRrq) given from the required speed ratio calculation unit 130 to the transmission control unit 300 is maintained even after the acceleration is started. As a result, the current gear stage is maintained as it is without changing the gear stage of the automatic transmission 30.
  • the first required torque (TQrq1) calculated based on the accelerator pedal opening increases at a high speed and exceeds the first maximum torque (TQmax1) that can be realized only by operating the throttle 22. For this reason, in order to realize the first required torque (TQrq1), the operation of the waste gate valve 24 is required, and the increase in torque due to the turbo lag occurs.
  • the determination result in step S204 described above becomes affirmative, and the required gear ratio calculation unit 130
  • the required gear ratio (GRrq) given to the transmission control unit 300 is increased.
  • the downshift operation of the automatic transmission 30 is performed by the transmission control unit 300, and the gear stage of the automatic transmission 30 is set lower by a predetermined stage than before acceleration.
  • the engine speed is greatly increased by lowering the gear stage of the automatic transmission 30, and the turbo lag is eliminated by increasing the first maximum torque (TQmax1) accordingly.
  • Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the vehicle integrated control apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the vehicle integrated control device according to the present embodiment corresponds to a partially modified configuration of the vehicle integrated control device according to the first embodiment. For this reason, FIG. 11 shows only the configuration related to the differences from the vehicle integrated control apparatus according to the first embodiment.
  • the required torque (TQrq) formed by superimposing the first required torque (TQrq1) and the second required torque (TQrq2) is transmitted from the drive system manager 100 to the engine control unit 200.
  • the drive system manager 100 also gives the first required torque (TQrq1) to the engine control unit 200.
  • FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of the actuator operation unit 210 according to the present embodiment.
  • the calculation element 211 calculates the required intake air amount (KLrq) from the required torque (TQrq), and the calculation element 212 calculates the required intake air pressure (KLrq) from the required intake air pressure (KLrq). PMrq) is calculated. Then, the target throttle opening (TA) is calculated from the required intake pipe pressure (PMrq) by the calculation element 212.
  • the required intake air amount (KLrq1) is also calculated from the first required torque (TQrq1) by the calculation element 216.
  • the required intake pipe pressure (PMrq1) is calculated from the required intake air amount (KLrq1) by the calculation element 217.
  • the required intake pipe pressure (PMrq1) calculated by the calculation element 217 is input to the calculation element 214, and the target wastegate valve duty (WGV) is calculated based on the required intake pipe pressure (PMrq1).
  • the required intake air amount (KLrq1) calculated by the calculation element 216 is input to the calculation element 215, and the target valve timing (VVT) is calculated based on the required intake air amount (KLrq1).
  • the required intake air amount (KLrq) and the required intake pipe pressure (PMrq) calculated based on the required torque (TQrq) include a component corresponding to the torque component with a fast changing speed included in the required torque (TQrq). Yes.
  • the required intake air amount (KLrq1) and the required intake pipe pressure (PMrq1) calculated based on the first required torque (TQrq1) do not include such a component with a fast changing speed. Therefore, by operating the wastegate valve 24 and the valve timing variable device 26 according to the target wastegate valve duty (WGV) and the target valve timing (VVT) determined based on these, the useless movement of these actuators is suppressed. be able to.
  • Embodiment 3 FIG. Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a vehicle integrated control apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the vehicle integrated control device according to the present embodiment corresponds to a partially modified configuration of the vehicle integrated control device according to the first embodiment. For this reason, FIG. 13 shows only the configuration related to the difference from the vehicle integrated control apparatus according to the first embodiment.
  • the drive system manager 100 gives the first request torque (TQrq1) and the second request torque (TQrq2) separately to the engine control unit 200.
  • the actuator operation unit 210 of the engine control unit 200 calculates a required torque (TQrq) obtained by superimposing the given first required torque (TQrq1) and the second required torque (TQrq2), and the method according to the first embodiment
  • the target throttle opening (TA), the target wastegate valve duty (WGV), and the target valve timing (VVT) are calculated from the required torque (TQrq) by the same method.
  • the target throttle opening (TA) is calculated from the required torque (TQrq) by a method similar to the method according to the second embodiment, and the target wastegate valve duty (WGV) and the target are calculated from the first required torque (TQrq1). Calculate valve timing (VVT).
  • valve timing varying device provided in the internal combustion engine in the above-described embodiment is not essential in the present invention. It suffices that the internal combustion engine includes at least a throttle and a turbocharger with a wastegate valve.
  • the vehicle integrated control apparatus includes not only an internal combustion engine having a turbocharger with a wastegate valve, but also an internal combustion engine having a variable displacement turbocharger and a mechanical supercharger with an electromagnetic clutch.
  • the present invention can also be applied to an internal combustion engine having an electric motor or an electric supercharger.
  • any internal combustion engine having a supercharger with a control device for controlling the rotation speed of the compressor can be a control target of the vehicle integrated control apparatus according to the present invention.
  • the throttle is regarded as the first actuator and the supercharger with the control device is regarded as the second actuator.
  • the first actuator and the second actuator in the vehicle integrated control apparatus according to the present invention are not limited to a combination of a throttle and a supercharger with a control device.
  • the intake control valve is regarded as a first actuator and the throttle is regarded as a second actuator.
  • the intake valve is an intake valve having a variable lift or operating angle
  • the intake valve is regarded as a first actuator and the throttle is regarded as a second actuator, and the vehicle integrated control device according to the present invention is applied. be able to.

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Abstract

　本発明の目的は、車両統合制御装置において、駆動系マネージャからエンジン制御ユニットに対して適正な大きさと変化速度とを有する要求トルクが与えられるようにすることである。この目的のため、本発明に係る車両統合制御装置によれば、エンジン制御ユニット（２００）から駆動系マネージャ（１００）に対して第1最大トルクと第２最大トルクとが提示される。駆動系マネージャ（１００）は、提示された第1最大トルク及び第２最大トルクを参照して、エンジン制御ユニット（２００）に与える要求トルクを決定する。第1最大トルクは、ウエストゲートバルブ（２４）の操作量は能動的に変更せずスロットル（２２）の操作量のみを能動的に変更した場合に実現できる最大トルクである。第２最大トルクは、スロットル（２２）の操作量とウエストゲートバルブ（２４）の操作量の両方を能動的に変更した場合に実現できる最大トルクである。

Description

車両統合制御装置
　本発明は、動力源として内燃機関を備えた車両の統合制御装置に関する。
　動力源として内燃機関を備える車両の制御装置として、内燃機関の制御を自動変速機やブレーキ装置の制御と統合して行う車両統合制御装置が知られている。車両統合制御装置は、駆動系全体の運転を管理する駆動系マネージャ、内燃機関を制御するエンジン制御ユニット、自動変速機を制御する変速機制御ユニット、ブレーキ装置を制御するブレーキ制御ユニットなどから構成されている。
　従来の車両統合制御装置では、内燃機関の制御方法としてトルクデマンド制御が採用されている。トルクデマンド制御によれば、駆動系マネージャからエンジン制御ユニットに対して要求トルクが与えられる。要求トルクには、運転者が要求するドライバ要求トルクが含まれている。さらに、要求トルクには、バネ上制振制御システム、変速機制御ユニット、車両姿勢安定制御システムなどの車載システムが要求するシステム要求トルクが含まれている。エンジン制御ユニットは、与えられた要求トルクに基づいて内燃機関のアクチュエータ、例えばスロットルの操作量を決定している。
　駆動系マネージャは、運転者からのトルクの要求や車載システムからのトルクの要求を調停することによってエンジン制御ユニットに与えるべき要求トルクを決定する。そして、エンジン制御ユニットは、駆動系マネージャから与えられた要求トルクを実現すべくスロットルなどのアクチュエータを操作する。しかし、要求トルクの大きさによっては、必ずしも要求トルクが内燃機関により実現できるとは限らない。内燃機関によって実現できるトルクには上限があるからである。具体的には、自然吸気型の内燃機関の場合、内燃機関が出力するトルクはスロットルを全開にすることで最大となる。この最大トルクは一定値ではなく、エンジン回転数によって変化する変動値である。さらに、過給機付き内燃機関の場合は、内燃機関が出力可能な最大トルクは過給状態によって変化する。つまり、過給圧の高低によってスロットルが全開のときのトルクには違いが生じる。過給圧はアクチュエータ、例えば、ウエストゲートバルブによって能動的に制御することができる。よって、ウエストゲートバルブを備える過給機付き内燃機関の場合は、スロットルを全開にし、且つウエストゲートバルブを全閉にしたときに得られるトルクが内燃機関の最大トルクとなる。
　最大トルクを超える要求トルクがエンジン制御ユニットに与えられたとしても、内燃機関は最大トルクを超えるトルクを出力することはできない。また、到底実現できない要求トルクに基づいてアクチュエータを操作してもドライバビリティを悪化させてしまうだけに成りかねない。内燃機関の運転性能を十分に引き出すためには、エンジン制御ユニットに対して適正な要求トルクを与えることが大事であり、そのためには駆動系マネージャの側において内燃機関が出力可能な最大トルクを把握しておく必要がある。
　ただし、制御対象が過給機付き内燃機関の場合、単に最大トルクを把握するだけでは適正な要求トルクを決めることはできない。エンジン制御ユニットに与えられる要求トルクには、トルクの大きさに関する要求と、トルクの変化速度に関する要求とが情報として含まれている。過給機付き内燃機関の最大トルクはスロットルが全開で且つウエストゲートバルブが全閉のときに得られるトルクであるが、この最大トルクを超えないトルク範囲の全域において必ずしも要求されているトルク変化速度を実現できるとは限らない。なぜなら、スロットルの操作に対するトルクの応答速度は速いものの、ウエストゲートバルブの操作に対するトルクの応答速度は遅いからである。要求トルクの大きさがウエストゲートバルブの操作が必要となるトルク範囲にあり、且つ、要求トルクに変化速度の速いトルク成分が含まれている場合には、その変化速度のトルク成分は実現することができない可能性が有る。実現不可能な要求トルクに基づく内燃機関の制御を防止するためには、大きさだけでなく変化速度も含めた適正な要求トルクをエンジン制御ユニットに対して与えることが求められる。
　なお、ここでは過給機付き内燃機関を例にとって説明したが、上述の課題はある種の自然吸気型の内燃機関にも当てはまる課題である。スロットルと可変リフト機構付き吸気弁とを備える内燃機関等、吸気通路の上流と下流に設けられた２種類のアクチュエータによって吸入空気量を制御する内燃機関では、下流側アクチュエータのみによるトルクの制御範囲と、両方のアクチュエータの操作によるトルクの制御範囲とには違いがある。さらに、下流側アクチュエータの操作に対するトルクの応答速度と、上流側アクチュエータの操作に対するトルクの応答速度とにも違いが有る。よって、このような内燃機関を制御するエンジン制御ユニットに対しても、大きさだけでなく変化速度も含めた適正な要求トルクを与えることが求められている。
　以下に列挙する文献は、本出願に係る技術分野の技術水準を示す先行技術文献である。
特開２０１０－２２３１２２号公報 特開２００８－２３２０６９号公報 特開２００９－２９３６０２号公報 特開２０１０－２５５５８６号公報 特開２０１０－０６４６４５号公報 特開２０１０－１３２２５４号公報 特開２００７－１８９１５７号公報
　本発明は、上述の課題に鑑みてなされたもので、駆動系マネージャからエンジン制御ユニットに対して適正な大きさと変化速度とを有する要求トルクが与えられる車両統合制御装置を提供することを目的とする。
　本発明に係る車両統合制御装置は、内燃機関を動力源として備えた車両に適用される制御装置である。本発明に係る車両統合制御装置が適用される車両の内燃機関は、そのトルク制御に係るアクチュエータとして第１のアクチュエータと第２のアクチュエータとを備える。
　第１のアクチュエータは、内燃機関の吸気通路の第１の位置に設けられて第１の位置の下流の圧力に作用するアクチュエータである。好ましい第１のアクチュエータは、第１の位置の上流の圧力に対して下流の圧力を減少させるように作用するアクチュエータである。一方、第２のアクチュエータは、同吸気通路の第１の位置よりも上流の第２の位置に設けられて第２の位置の下流の圧力に作用するアクチュエータである。好ましい第２のアクチュエータは、第２の位置の上流の圧力に対して下流の圧力を上昇させるように作用するアクチュエータである。なお、第２のアクチュエータは、その動作に対する第２の位置の下流の圧力の変化速度が第１のアクチュエータの動作に対する第１の位置の下流の圧力の変化速度よりも遅いアクチュエータであってもよい。各アクチュエータの具体例を挙げると、第１のアクチュエータの例はスロットルであり、第２のアクチュエータの例はコンプレッサの回転数を制御する制御デバイス付きの過給機、例えば、ウエストゲートバルブ付き過給機である。
　本発明に係る車両統合制御装置は、少なくとも、車両の駆動系全体の運転を管理する駆動系マネージャと、内燃機関を制御するエンジン制御ユニットとによって構成される。ただし、これらの他にも、自動変速機を制御する変速機制御ユニットや、ブレーキ装置を制御するブレーキ制御ユニットがさらに含まれていてもよい。各制御ユニットは駆動系マネージャからの要求や指示に基づいて担当する機械装置を制御する。
　エンジン制御ユニットは、少なくとも、アクチュエータ操作ユニットと第１最大トルク演算ユニットと第２最大トルク演算ユニットとを備える。アクチュエータ操作ユニットは、駆動系マネージャから与えられる要求トルクに基づいて第１のアクチュエータと第２のアクチュエータとを操作するようにプログラムされる。第１最大トルク演算ユニットは、第２のアクチュエータの操作量は能動的に変更せず第１のアクチュエータの操作量のみを能動的に変更した場合に実現できる最大トルク（以下、第１の最大トルク）をエンジン回転数に基づいて算出し、駆動系マネージャに対して第１の最大トルクを提示するようにプログラムされる。第２最大トルク演算ユニットは、第１のアクチュエータの操作量と第２のアクチュエータの操作量の両方を能動的に変更した場合に実現できる最大トルク（以下、第２の最大トルク）をエンジン回転数に基づいて算出し、駆動系マネージャに対して第２の最大トルクを提示するようにプログラムされる。
　駆動系マネージャは、エンジン制御ユニットから提示される第1の最大トルク及び第２の最大トルクを参照してエンジン制御ユニットに与える要求トルクを決定するようにプログラムされる。第１の最大トルクは、第１のアクチュエータのみの操作によって実現可能なトルク範囲の上限値であるのに対し、第２の最大トルクは、第１のアクチュエータと第２のアクチュエータの両方の操作によって実現可能なトルク範囲の上限値である。よって、第２の最大トルクで定まるトルク範囲は、第１の最大トルクで定まるトルク範囲よりも広い。しかし、第１の最大トルクで定まるトルク範囲では、第１のアクチュエータのみの操作によって速いトルク変化を実現可能であるのに対し、第１の最大トルクから第２の最大トルクまでのトルク範囲では、第２のアクチュエータの操作を必要とするために速いトルク変化を実現することはできない。このような２種類の最大トルクが駆動系マネージャに提示されることにより、駆動系マネージャは、大きさだけでなく変化速度も含めた適正な要求トルクをエンジン制御ユニットに与えることができる。
　本発明に係る車両統合制御装置の好ましい形態では、駆動系マネージャは、少なくとも、第１要求トルク演算ユニットと第２要求トルク演算ユニットとを備える。
　第１要求トルク演算ユニットは、エンジン制御ユニットから提示される第２の最大トルクを参照して変化速度の遅いトルク成分である第１の要求トルクを算出するようにプログラムされる。好ましくは、第２の最大トルクを超えない範囲に第１の要求トルクの大きさを調整するようにプログラムされる。第１の要求トルクは、アクセルペダル開度を通じて伝えられる運転者からのトルクに関する要求を数値化したものとすることができる。
　第２要求トルク演算ユニットは、エンジン制御ユニットから提示される第１の最大トルクと、第１要求トルク演算ユニットが算出した第1の要求トルクとを参照して変化速度の速いトルク成分である第２の要求トルクを算出するようにプログラムされる。好ましくは、第1の要求トルクに対する第１の最大トルクの余裕を超えない範囲に第２の要求トルクの大きさを調整するようにプログラムされる。第２の要求トルクは、バネ上制振制御システム、変速機制御ユニット、及び、車両姿勢安定制御システムのうち少なくとも１つからのトルクに関する要求を数値化したものとすることができる。
　駆動系マネージャは、第１要求トルク演算ユニットで算出された第１の要求トルクをエンジン制御ユニットに与えるとともに、第２要求トルク演算ユニットで算出された第２の要求トルクもエンジン制御ユニットに与える。これら要求トルクのエンジン制御ユニットへの供給の態様としては、次の３つの好ましい態様が有る。第１の態様によれば、第１の要求トルクに第２の要求トルクが重ね合わされて１つの信号が生成され、その１つの信号がエンジン制御ユニットに与えられる。第２の態様によれば、第１の要求トルクに第２の要求トルクを重ね合わせた信号と第１の要求トルクを表す信号とが生成され、それら２つの信号がエンジン制御ユニットに与えられる。そして、第３の態様によれば、第１の要求トルクを表す信号と第２の要求トルクを表す信号とがそれぞれ生成され、それら２つの信号がエンジン制御ユニットに与えられる。
　なお、本発明に係る車両統合制御装置が変速機制御ユニットを備えるのであれば、変速機制御ユニットは、駆動系マネージャから与えられる要求変速比に従って自動変速機を制御するようにプログラムされることが好ましい。この場合、駆動系マネージャには、変速機制御ユニットに与える要求変速比を決定する要求変速比演算ユニットが備えられる。要求変速比演算ユニットは、エンジン制御ユニットから提示される第１の最大トルクと、第１要求トルク演算ユニットが算出した第1の要求トルクとの差或いは比に関する所定の条件が満たされた場合に、要求変速比を高い変速比に変更するようにプログラムされる。
本発明の実施の形態１に係る車両統合制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係るアクチュエータ操作ユニットの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る第１最大トルク演算ユニットの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る第２最大トルク演算ユニットの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る第２要求トルク演算ユニットにより実行される処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る車両統合制御装置による要求トルクの計算結果の具体例を示すタイムチャートである。 本発明の実施の形態１に係る車両統合制御装置による要求トルクの計算結果の具体例を示すタイムチャートである。 本発明の実施の形態１に係る要求変速比演算ユニットにより実行される処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る車両統合制御装置によるギヤ段の制御結果の具体例を示すタイムチャートである。 本発明の実施の形態１に係る車両統合制御装置によるギヤ段の制御結果の具体例を示すタイムチャートである。 本発明の実施の形態２に係る車両統合制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２に係るアクチュエータ操作ユニットの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３に係る車両統合制御装置の構成を示すブロック図である。
実施の形態１．
　以下、本発明の実施の形態１について図を参照して説明する。
　図１は、本発明の実施の形態１に係る車両統合制御装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る車両統合制御装置１０は１又は複数の車載コンピュータからなり、少なくとも内燃機関２０と自動変速機３０とを統合制御する制御装置としてプログラムされる。
　制御対象とされる内燃機関２０は、ターボ過給機付きのガソリンエンジンである。この内燃機関２０の吸気通路にはスロットル２２が配置されている。また、吸気通路のスロットル２２の上流にはウエストゲートバルブ２４付きのターボ過給機が取り付けられている。このような構成によれば、ウエストゲートバルブ２４の操作によってターボ過給機のコンプレッサの回転数を制御し、スロットル２２の上流の圧力である過給圧を変化させることができる。そして、スロットル２２の操作によってスロットル２２の下流の圧力である吸気管圧を変化させ、内燃機関２０の出力トルクを決定する吸入空気量を変化させることができる。つまり、スロットル２２は本発明における第１のアクチュエータに相当し、ウエストゲートバルブ２４を含めたターボ過給機の全体が本発明における第２のアクチュエータに相当する。内燃機関２０には、吸気弁のバルブタイミングを変化させるバルブタイミング可変装置２６がさらに備えられている。また、内燃機関２０には、エンジン回転数に応じた信号を出力するエンジン回転数センサ２８を含む様々なセンサが取り付けられている。
　自動変速機３０は指令信号に従って変速比を変化させる電子制御式の自動変速機である。自動変速機３０は複数のギヤ間の組み合わせによって変速比を変化させる有段変速機でもよいし、プーリーの径を変化させることによって変速比を変化させる無段変速機でもよい。また、自動変速機３０はトルクコンバータ式の変速機でもよいし、クラッチ式の変速機でもよい。
　車両統合制御装置１０は、駆動系マネージャ１００と、内燃機関２０を制御するエンジン制御ユニット２００と、自動変速機３０を制御する変速機制御ユニット３００とを含んでいる。命令の伝達系統の上位に位置するのが駆動系マネージャ１００であって、エンジン制御ユニット２００及び変速機制御ユニット３００はその下位に位置している。これらの他にも車両統合制御装置１０にはブレーキ装置を制御するブレーキ制御ユニット等が含まれるが、それらの図示及び説明は省略する。
　駆動系マネージャ１００は、エンジン制御ユニット２００に対して要求トルク(TQrq)を与える機能と、変速機制御ユニット３００に対して要求変速比(GRrq)を与える機能とを有している。以下では、まず、駆動系マネージャ１００からエンジン制御ユニット２００に対して与えられる要求トルク(TQrq)に関係する事項から説明する。
　駆動系マネージャ１００は、エンジン制御ユニット２００に与える要求トルク(TQrq)の決定において、エンジン制御ユニット２００から提示される内燃機関２０の最大トルクを参照する。エンジン制御ユニット２００が提示する最大トルクには、第１最大トルク(TQmax1)と第２最大トルク(TQmax2)の２種類がある。エンジン制御ユニット２００は２種類の最大トルク(TQmax1,TQmax2)の両方を連続的に提示している。
　エンジン制御ユニット２００は、駆動系マネージャ１００から与えられた要求トルク(TQrq)に基づき各アクチュエータを操作するアクチュエータ操作ユニット２１０と、第１最大トルク(TQmax1)を計算する第１最大トルク演算ユニット２２０と、第２最大トルク(TQmax2)を計算する第２最大トルク演算ユニット２３０とを備えている。アクチュエータ操作ユニット２１０の構成は図２のブロック図に示され、第１最大トルク演算ユニット２２０の構成は図３のブロック図に示され、第２最大トルク演算ユニット２３０の構成は図４のブロック図に示されている。
　アクチュエータ操作ユニット２１０は、図２に示すように、５つの演算要素２１１，２１２，２１３，２１４，２１５から構成されている。演算要素２１１は、要求トルク(TQrq)の実現に必要な吸入空気量をマップを用いて算出する。マップには、トルクと吸入空気量とがエンジン回転数、点火時期及び空燃比を含む種々のエンジン状態量をキーにして関連付けられている。演算要素２１１で算出された吸入空気量は内燃機関２０に対する要求吸入空気量(KLrq)となる。要求吸入空気量(KLrq)は演算要素２１２と演算要素２１５とに入力される。
　演算要素２１２は、要求吸入空気量(KLrq)の実現に必要な吸気管圧を一次関数式を用いて算出する。一次関数式では、エンジン回転数とウエストゲートバルブデューティとバルブタイミングとに応じて値が決まる複数の係数を用いて吸入空気量と吸気管圧との関係が定義されている。演算要素２１２で算出された吸気管圧は内燃機関２０に対する要求吸気管圧(PMrq)となる。要求吸気管圧(PMrq)は演算要素２１３と演算要素２１４とに入力される。
　演算要素２１３は、要求吸気管圧(PMrq)の実現に必要なスロットル開度をエアモデルの逆モデルを用いて算出する。エアモデルは、スロットル２２を含む各アクチュエータの動作に対する吸気通路内における圧力や流量の動特性をモデル化した物理モデルである。その逆モデルによれば、所望の圧力或いは流量を得るために必要なアクチュエータの操作量を逆算することができる。演算要素２１２で算出されたスロットル開度はスロットル２２に対する目標スロットル開度(TA)となる。エンジン制御ユニット２００は目標スロットル開度(TA)に従ってスロットル２２を操作する。
　演算要素２１４は、要求吸気管圧(PMrq)の実現に必要なウエストゲートバルブ２４の操作量を算出する。ウエストゲートバルブ２４の操作量は、ウエストゲートバルブ２４を開閉動作させるソレノイドのデューティである。ウエストゲートバルブデューティの計算では、まず、要求吸気管圧(PMrq)に所定値を加算した値が要求過給圧として決定される。そして、過給圧とウエストゲートバルブデューティとを関連付けるマップ或いはモデルを用いて要求過給圧に対応するウエストゲートバルブデューティが算出される。計算で得られたウエストゲートバルブデューティはウエストゲートバルブ２４に対する目標ウエストゲートバルブデューティ(WGV)となる。エンジン制御ユニット２００は目標ウエストゲートバルブデューティに従ってウエストゲートバルブ２４を操作する。
　演算要素２１５は、要求吸入空気量(KLrq)に適したバルブタイミングを算出する。バルブタイミングの計算では、吸入空気量とバルブタイミングとを関連付けるマップ或いはモデルを用いて要求吸入空気量(KLrq)に対応するバルブタイミングが算出される。演算要素２１５で算出されたバルブタイミングはバルブタイミング可変装置２６に対する目標バルブタイミング(VVT)となる。エンジン制御ユニット２００は目標バルブタイミングに従ってバルブタイミング可変装置２６を操作する。
　第１最大トルク演算ユニット２２０は、図３に示すように、３つの演算要素２２１，２２２，２２３から構成されている。演算要素２２３は、現時点においてスロットル２２の上流に作用する過給圧(Pic)をエアモデルを用いて算出する。エアモデルは、各アクチュエータの動作に対する吸気通路内における圧力や流量の動特性をモデル化した物理モデルである。エアモデルを用いた計算では、現時点でのスロットル開度(TA)、ウエストゲートバルブ開度(WGV)、及びバルブタイミング(VVT)がアクチュエータ情報として用いられる。演算要素２２３で算出された過給圧(Pic)は演算要素２２２に入力される。
　演算要素２２２は、現時点でのウエストゲートバルブデューティ(WGV)及びバルブタイミング(VVT)のもとでスロットル２２を全開まで開いた場合に得られる吸入空気量を過給圧(Pic)に基づいて計算する。演算要素２２２で算出される吸入空気量は、スロットル２２の操作のみで実現可能な吸入空気量の最大値である。以下、演算要素２２２で算出される吸入空気量を第１最大吸入空気量(KLmax1)と呼ぶ。演算要素２２２で算出された第１最大吸入空気量(KLmax1)は演算要素２２１に入力される。
　演算要素２２１は、第１最大吸入空気量(KLmax1)と現時点のエンジン回転数(NE)と基づき内燃機関２０が出力可能なトルクを算出する。演算要素２２１で算出されるトルクが第１最大トルク(TQmax1)である。第１最大トルク(TQmax1)は、ウエストゲートバルブ２４の開度を変化させずにスロットル２２の開度のみを変化させた場合に実現可能な、現時点のエンジン回転数(NE)のもとでの最大トルクを意味する。
　第２最大トルク演算ユニット２３０は、図４に示すように、３つの演算要素２３１，２３２，２３３から構成されている。演算要素２３３は、現時点のエンジン回転数(NE)において実現可能な最大過給圧(Picmax)をマップを用いて算出する。過給圧はウエストゲートバルブ２４を全閉にすることで最大となり、その最大値はエンジン回転数によって変化する。また、大気圧やスロットル開度も過給圧の最大値に影響する。マップでは、標準大気圧且つスロットル全開を前提にして、エンジン回転数ごとに最大過給圧が定められている。なお、ここでいう最大過給圧とはウエストゲートバルブ２４を全閉にした後に最終的に到達する過給圧の最大値である。演算要素２３３で算出された最大過給圧(Picmax)は演算要素２３２に入力される。
　演算要素２３２は、ウエストゲートバルブ２４を全閉にし、且つ、バルブタイミング可変装置２６を吸入空気量を最大にする位置に操作した場合において、スロットル２２を全開まで開いた場合に得られる吸入空気量を最大過給圧(Picmax)に基づいて計算する。演算要素２３２で算出される吸入空気量は、スロットル２２に加えてウエストゲートバルブ２４も操作することにより実現可能となる吸入空気量の最大値である。以下、演算要素２３２で算出される吸入空気量を第２最大吸入空気量(KLmax2)と呼ぶ。演算要素２３２で算出された第２最大吸入空気量(KLmax2)は演算要素２３１に入力される。
　演算要素２３１は、第２最大吸入空気量(KLmax2)と現時点のエンジン回転数(NE)と基づき内燃機関２０が出力可能なトルクを算出する。演算要素２３１で算出されるトルクが第２最大トルク(TQmax2)である。第２最大トルク(TQmax2)は、スロットル２２の開度を変化させ、且つ、ウエストゲートバルブ２４の開度も変化させた場合に実現可能な、現時点のエンジン回転数(NE)のもとでの最大トルクを意味する。
　駆動系マネージャ１００は、エンジン制御ユニット２００に与える要求トルク(TQrq)を計算するための手段として、第１要求トルク演算ユニット１１０及び第２要求トルク演算ユニット１２０を備えている。第１最大トルク演算ユニット２２０で算出された第１最大トルク(TQmax1)は、第２要求トルク演算ユニット１２０に提示される。第２要求トルク演算ユニット１２０で算出された第２最大トルク(TQmax2)は、第１要求トルク演算ユニット１１０に提示される。以下、第１要求トルク演算ユニット１１０と第２要求トルク演算ユニット１２０の各機能について説明する。なお、駆動系マネージャ１００は、変速機制御ユニット３００に与える要求変速比(GRrq)を計算する要求変速比演算ユニット１３０をさらに備えている。要求変速比演算ユニット１３０の機能については後述する。
　第１要求トルク演算ユニット１１０は、内燃機関２０に対する要求トルクのうち変化速度の遅いトルク成分からなる第１要求トルク(TQrq1)を算出する。第１要求トルク演算ユニット１１０には、アクセルペダル開度を通じて伝えられる運転者からのトルクに関する要求(Rq0)や、オートクルーズシステムからのトルクに関する要求(Rq1)が入力されている。第１要求トルク演算ユニット１１０は、これらの要求を調停してその調停結果に基づいて第１要求トルク(TQrq1)の大きさを決定する。その際、第２要求トルク演算ユニット１２０から提示される第２最大トルク(TQmax2)が参照され、第２最大トルク(TQmax2)を超えない範囲で第１要求トルク(TQrq1)の大きさが調整される。例えば、運転者からの要求(Rq0)に基づいて第１要求トルク(TQrq1)の大きさが決定される場合は、その要求(Rq0)が最大アクセルペダル開度に対応しているのであれば、第１要求トルク(TQrq1)は第２最大トルク(TQmax2)に合わせた大きさとされる。
　第２要求トルク演算ユニット１２０は、内燃機関２０に対する要求トルクのうち変化速度の速いトルク成分からなる第２要求トルク(TQrq2)を算出する。第２要求トルク演算ユニット１２０には、バネ上制振制御システムからのトルクに関する要求(Rq2)や、変速機制御ユニットからのトルクに関する要求(Rq3)や、車両姿勢安定制御システムからのトルクに関する要求(Rq4)が入力されている。これらの要求は、高い周波数でトルクを振動させることを要求するものであったり、パルス状にトルクを変化させることを要求するものであったりする。第２要求トルク演算ユニット１２０は、これらの要求を調停してその調停結果に基づいて第２要求トルク(TQrq2)の大きさを決定する。その際、第２要求トルク演算ユニット１２０は、第１要求トルク演算ユニット１１０から提示される第１最大トルク(TQmax1)と、第１要求トルク演算ユニット１１０で算出された第１要求トルク(TQrq1)とを参照し、最終的に出力する第２要求トルク(TQrq2)の大きさを調整する。
　第２要求トルク演算ユニット１２０は、図５のフローチャートに示す手順に従い、最終的に出力する第２要求トルク(TQrq2)の大きさを調整する。まず、ステップＳ１０２では、第１最大トルク(TQmax1)の第１要求トルク(TQrq1)に対する余裕がゼロ以上かどうか判定される。第１最大トルク(TQmax1)と第１要求トルク(TQrq1)との差がゼロ以上であるならば、さらにステップＳ１０４の判定が行われる。ステップＳ１０４では、第１最大トルク(TQmax1)と第１要求トルク(TQrq1)との差が、各要求に基づき算出された第２要求トルク(TQrq2)以上かどうか判定される。
　ステップＳ１０２の判定の結果が肯定で、且つ、ステップＳ１０４の判定の結果も肯定の場合、ステップＳ１０６が選択される。ステップＳ１０６を選択した場合、第２要求トルク演算ユニット１２０は、各要求に基づき算出した第２要求トルク(TQrq2)をそのままの大きさで出力する。
　ステップＳ１０４の判定の結果が肯定の場合で、ステップＳ１０４の判定の結果が否定の場合、ステップＳ１０８が選択される。ステップＳ１０８を選択した場合、第２要求トルク演算ユニット１２０は、各要求に基づき算出した第２要求トルク(TQrq2)の大きさを修正し、最終的に出力する第２要求トルク(TQrq2)の大きさは第１最大トルク(TQmax1)と第１要求トルク(TQrq1)との差以下にする。つまり、第１要求トルク(TQrq1)に第２要求トルク(TQrq2)を加えた値が第１最大トルク(TQmax1)を超えないように第２要求トルク(TQrq2)の大きさを修正する。
　ステップＳ１０２の判定の結果が否定の場合、ステップＳ１１０が選択される。ステップＳ１１０を選択した場合、第２要求トルク演算ユニット１２０は、出力する第２要求トルク(TQrq2)の大きさをゼロにする。
　駆動系マネージャ１００は、第１要求トルク演算ユニット１２０から出力された第１要求トルク(TQrq1)に第２要求トルク演算ユニット１２０から出力された第２要求トルク(TQrq2)を足し合わせる。そして、その合計値を最終的な要求トルク(TQrq)としてエンジン制御ユニット２００に与える。
　図６及び図７には、駆動系マネージャ１００からエンジン制御ユニット２００に与えられる要求トルク(TQrq)の計算結果の一例が、第１最大トルク(TQmax1)、第２最大トルク(TQmax2)、第１要求トルク(TQrq1)及び第２要求トルク(TQrq2)の各計算結果とエンジン回転数とともにタイムチャートで示されている。図６及び図７に示す例では、時点t0において運転者によりアクセルペダルを踏み込む操作が行われている。ただし、図６に示す例では緩やかにアクセルペダル開度が変化しているのに対し、図７に示す例では速い速度でアクセルペダル開度が変化している。つまり、図６に示す例では運転者は緩加速を要求し、図６に示す例では運転者は急加速を要求している。また、図６及び図７に示す両方の例において、運転者によるアクセルペダル操作の直ぐ後、バネ上制振制御システムから車体のピッチングを抑えるための制振トルクが要求されている。この制振トルクは高い周波数で振動するトルクであり、第２要求トルク(TQrq2)に含まれて出力される。
　図６に示す例では、アクセルペダル開度に基づき計算された第１要求トルク(TQrq1)は、スロットル２２の操作のみで実現できる第１最大トルク(TQmax1)を超えていない。さらに、第１最大トルク(TQmax1)と第１要求トルク(TQrq1)との間にも十分な余裕がある。よって、前述のステップＳ１０２の判定結果とステップＳ１０４の判定結果はともに肯定となり、高周波で振動する第２要求トルク(TQrq2)はそのままの大きさで第１要求トルク(TQrq1)に重ね合わされる。これにより、エンジン制御ユニット２００には、アクセルペダル開度の増加に応じて増加しつつ、高周波で振動する要求トルク(TQrq)が与えられる。要求トルク(TQrq)は第１最大トルク(TQmax1)を上限とするトルク範囲内に収まっているので、要求トルク(TQrq)が有する高周波の振動成分はスロットル２２の操作によって実現される。スロットル２２の操作に対するトルクの応答速度は速いことから、内燃機関２０からは要求どおりの振動成分を含むトルクが出力される。
　図７に示す例では、アクセルペダル開度に基づき計算された第１要求トルク(TQrq1)は速い速度で増加し、スロットル２２の操作のみで実現できる第１最大トルク(TQmax1)を超えている。第１要求トルク(TQrq1)が第１最大トルク(TQmax1)よりも大きくなっている時点t1から時点t2までの期間は、前述のステップＳ１０２の判定結果は否定となり、第２要求トルク演算ユニット１２０から最終的に出力される第２要求トルク(TQrq2)はゼロとされる。このため、時点t1から時点t2までの期間は、第１要求トルク(TQrq1)のみで最終的な要求トルク(TQrq)が構成される。そして、第１要求トルク(TQrq1)が第１最大トルク(TQmax1)よりも小さくなって前述のステップＳ１０２の判定結果が肯定になってから、高周波で振動する第２要求トルク(TQrq2)が第２要求トルク演算ユニット１３０から出力され、第１要求トルク(TQrq1)に第２要求トルク(TQrq2)が重ね合わされる。これにより、第１要求トルク(TQrq1)が第１最大トルク(TQmax1)よりも小さくなった時点t2の以降は、高周波で振動する要求トルク(TQrq)がエンジン制御ユニット２００に与えられる。時点t2以降に与えられる要求トルク(TQrq)は第１最大トルク(TQmax1)を上限とするトルク範囲内に収まっているので、要求トルク(TQrq)がエンジン制御ユニット２００に与えられることにより、要求トルク(TQrq)が有する高周波の振動成分はエンジン制御ユニット２００によるスロットル２２の操作によって実現される。
　次に、駆動系マネージャ１００から変速機制御ユニット３００に対して与えられる要求変速比(GRrq)に関係する事項について説明する。変速機制御ユニット３００は、駆動系マネージャ１００から与えられる要求変速比(GRrq)に従って自動変速機３０を操作する。なお、ここでいう変速比の概念には、自動変速機３０が有段変速機である場合にはギヤ段が含まれる。
　駆動系マネージャ１００は要求変速比演算ユニット１３０を備えている。要求変速比演算ユニット１３０には、エンジン制御ユニット２００の第１最大トルク演算ユニット２２０から提示される第１最大トルク(TQmax1)と、第１要求トルク演算ユニット１１０で算出された第１要求トルク(TQrq1)とが入力される。要求変速比演算ユニット１３０は、様々な情報に基づいて変速機制御ユニット３００に与える要求変速比(GRrq)を決定する。第１最大トルク(TQmax1)と第１要求トルク(TQrq1)とは、要求変速比(GRrq)の決定に用いられる情報の一部である。
　第１最大トルク(TQmax1)と第１要求トルク(TQrq1)とに基づいた要求変速比(GRrq)の決定は図８のフローチャートに示す手順に従って行われる。ステップＳ２０２では、第１最大トルク(TQmax1)と第１要求トルク(TQrq1)との差が所定値α未満かどうか判定される。そして、ステップＳ２０２の判定の結果が肯定の場合、ステップＳ２０４が選択される。ステップＳ２０４を選択した場合、要求変速比演算ユニット１３０は、自動変速機３０にダウンシフトを行わせるべく変速機制御ユニット３００に与える要求変速比(GRrq)を大きくする。自動変速機３０にダウンシフトを行わせて変速比を大きくすることで、内燃機関２０のエンジン回転数を上昇させ、それにより内燃機関が出力可能な第１最大トルク(TQmax1)を増大させることができる。ステップＳ２０２の判定の結果が否定の場合、要求変速比演算ユニット１３０は現在の要求変速比(GRrq)を維持する。
　なお、ステップＳ２０２の判定に代えて、第１要求トルク(TQrq1)に対する第１最大トルク(TQmax1)の比が所定値未満であるかどうか判定するようにしてもよい。また、第１最大トルク(TQmax1)と第１要求トルク(TQrq1)との差が所定値未満の状態が所定時間継続したかどうか、或いは、第１要求トルク(TQrq1)に対する第１最大トルク(TQmax1)の比が所定値未満の状態が所定時間継続したかどうか判定するのでもよい。
　図９及び図１０には、自動変速機３０のギヤ段の制御結果の一例が、第１最大トルク(TQmax1)、第２最大トルク(TQmax2)及び第１要求トルク(TQrq1)の各計算結果とエンジン回転数とともにタイムチャートで示されている。図９及び図１０に示す例では、時点t0において運転者によりアクセルペダルを踏み込む操作が行われている。ただし、図９に示す例では緩やかにアクセルペダル開度が変化しているのに対し、図１０に示す例では速い速度でアクセルペダル開度が変化している。つまり、図９に示す例では運転者は緩加速を要求し、図１０に示す例では運転者は急加速を要求している。
　図９に示す例では、アクセルペダル開度に基づき計算された第１要求トルク(TQrq1)は、スロットル２２の操作のみで実現できる第１最大トルク(TQmax1)を超えていない。よって、前述のステップＳ２０２の判定結果は否定となり、要求変速比演算ユニット１３０から変速機制御ユニット３００に与えられる要求変速比(GRrq)は加速開始後も維持される。その結果、自動変速機３０のギヤ段も変更されることなく現状のギヤ段がそのまま維持される。
　図１０に示す例では、アクセルペダル開度に基づき計算された第１要求トルク(TQrq1)は速い速度で増加し、スロットル２２の操作のみで実現できる第１最大トルク(TQmax1)を超えている。このため、第１要求トルク(TQrq1)の実現にはウエストゲートバルブ２４の操作が必要となり、ターボラグによるトルクの上昇遅れが生じる。この場合、第１最大トルク(TQmax1)と第１要求トルク(TQrq1)との差が所定値α未満になった時点t3において前述のステップＳ２０４の判定結果は肯定となり、要求変速比演算ユニット１３０から変速機制御ユニット３００に与えられる要求変速比(GRrq)は大きくされる。その結果、変速機制御ユニット３００による自動変速機３０のダウンシフト操作が行われ、自動変速機３０のギヤ段は加速前よりも所定段だけ低くされる。自動変速機３０のギヤ段が低くされることでエンジン回転数は大きく上昇し、それに伴い第１最大トルク(TQmax1)が上昇することによってターボラグは解消される。
実施の形態２．
　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。
　図１１は、本発明の実施の形態２に係る車両統合制御装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る車両統合制御装置は、実施の形態１に係る車両統合制御装置の構成を一部変形したものに相当する。このため、図１１には、実施の形態１に係る車両統合制御装置との相違点に関係する構成のみが示されている。
　本実施の形態に係る車両統合制御装置では、第１要求トルク(TQrq1)と第２要求トルク(TQrq2)とが重ね合わされてできた要求トルク(TQrq)が駆動系マネージャ１００からエンジン制御ユニット２００に与えられる。また、それと並行して、駆動系マネージャ１００からエンジン制御ユニット２００には第１要求トルク(TQrq1)も与えられる。
　図１２は、本実施の形態に係るアクチュエータ操作ユニット２１０の構成を示すブロック図である。アクチュエータ操作ユニット２１０を構成する要素のうち、実施の形態１と機能において共通する要素については図中に同一の符号を付している。本実施の形態に係るアクチュエータ操作ユニット２１０では、演算要素２１１により要求トルク(TQrq)から要求吸入空気量(KLrq)が算出され、演算要素２１２により要求吸入空気量(KLrq)から要求吸気管圧(PMrq)が算出される。そして、演算要素２１２により要求吸気管圧(PMrq)から目標スロットル開度(TA)が算出される。
　また、それと並行して、演算要素２１６により第１要求トルク(TQrq1)からも要求吸入空気量(KLrq1)が算出される。そして、演算要素２１７により要求吸入空気量(KLrq1)から要求吸気管圧(PMrq1)が算出される。演算要素２１７で算出された要求吸気管圧(PMrq1)は演算要素２１４に入力され、演算要素２１４では要求吸気管圧(PMrq1)に基づいて目標ウエストゲートバルブデューティ(WGV)が算出される。また、演算要素２１６で算出された要求吸入空気量(KLrq1)は演算要素２１５に入力され、演算要素２１５では要求吸入空気量(KLrq1)に基づいて目標バルブタイミング(VVT)が算出される。
　要求トルク(TQrq)に基づき算出される要求吸入空気量(KLrq)及び要求吸気管圧(PMrq)には、要求トルク(TQrq)に含まれる変化速度の速いトルク成分に応じた成分が含まれている。これに対して、第１要求トルク(TQrq1)に基づき算出される要求吸入空気量(KLrq1)及び要求吸気管圧(PMrq1)には、そのような変化速度の速い成分は含まれていない。よって、これらに基づいて決定された目標ウエストゲートバルブデューティ(WGV)及び目標バルブタイミング(VVT)に従ってウエストゲートバルブ２４及びバルブタイミング可変装置２６を操作することによって、これらのアクチュエータの無駄な動きを抑えることができる。
実施の形態３．
　次に、本発明の実施の形態３について図を用いて説明する。
　図１３は、本発明の実施の形態３に係る車両統合制御装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る車両統合制御装置は、実施の形態１に係る車両統合制御装置の構成を一部変形したものに相当する。このため、図１３には、実施の形態１に係る車両統合制御装置との相違点に関係する構成のみが示されている。
　本実施の形態に係る車両統合制御装置では、駆動系マネージャ１００からエンジン制御ユニット２００に対して第１要求トルク(TQrq1)と第２要求トルク(TQrq2)とが別々に与えられる。エンジン制御ユニット２００のアクチュエータ操作ユニット２１０では、与えられた第１要求トルク(TQrq1)と第２要求トルク(TQrq2)とを重ね合わせた要求トルク(TQrq)を算出し、実施の形態１に係る方法と同様の方法により、要求トルク(TQrq)から目標スロットル開度(TA)、目標ウエストゲートバルブデューティ(WGV)及び目標バルブタイミング(VVT)を算出する。或いは、実施の形態２に係る方法と同様の方法により、要求トルク(TQrq)から目標スロットル開度(TA)を算出し、第１要求トルク(TQrq1)から目標ウエストゲートバルブデューティ(WGV)及び目標バルブタイミング(VVT)を算出する。
その他．
　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、上述の実施の形態において内燃機関が備えるバルブタイミング可変装置は本発明においては必須ではない。少なくともスロットルとウエストゲートバルブ付きのターボ過給機とが内燃機関に備えられていればよい。
　また、本発明に係る車両統合制御装置は、ウエストゲートバルブ付きターボ過給機を有する内燃機関だけでなく、可変容量型ターボ過給機を有する内燃機関や、電磁クラッチ付き機械式過給機を有する内燃機関、或いは、電動式過給機を有する内燃機関にも適用することができる。つまり、コンプレッサの回転数を制御する制御デバイスが付いた過給機を有する内燃機関であれば、本発明に係る車両統合制御装置の制御対象とすることができる。その場合、スロットルが第１のアクチュエータとみなされ、制御デバイスが付き過給機が第２のアクチュエータとみなされる。
　さらに、本発明に係る車両統合制御装置における第１のアクチュエータと第２のアクチュエータは、スロットルと制御デバイス付き過給機との組み合わせには限定されない。例えば、吸気通路におけるスロットルの下流に吸気制御弁が設けられている内燃機関であれば、吸気制御弁を第１のアクチュエータとみなし、スロットルを第２のアクチュエータとみなして本発明に係る制御装置を適用することができる。また、吸気弁がリフト量或いは作用角が可変の吸気弁であるならば、吸気弁を第１のアクチュエータとみなし、スロットルを第２のアクチュエータとみなして本発明に係る車両統合制御装置を適用することができる。
１０　車両統合制御装置
２０　内燃機関
２２　スロットル
２４　ウエストゲートバルブ
２６　バルブタイミング可変装置
２８　エンジン回転数センサ
３０　自動変速機
１００　駆動系マネージャ
１１０　第１要求トルク演算ユニット
１２０　第２要求トルク演算ユニット
１３０　要求変速比演算ユニット
２００　エンジン制御ユニット
２１０　アクチュエータ操作ユニット
２２０　第１最大トルク演算ユニット
２３０　第２最大トルク演算ユニット
３００　変速機制御ユニット

Claims (15)

  1. 　吸気通路の第１の位置に設けられて前記第１の位置の下流の圧力に作用する第１のアクチュエータと、前記吸気通路の第１の位置よりも上流の第２の位置に設けられて前記第２の位置の下流の圧力に作用する第２のアクチュエータとを有する内燃機関を動力源として備えた車両の統合制御装置において、
    　車両の駆動系全体の運転を管理する駆動系マネージャと、
    　前記内燃機関を制御するエンジン制御ユニットと、を備え、
    　前記エンジン制御ユニットは、
    　前記駆動系マネージャから与えられる要求トルクに基づいて前記第１のアクチュエータと前記第２のアクチュエータとを操作するアクチュエータ操作ユニットと、
    　前記第２のアクチュエータの操作量は能動的に変更せず前記第１のアクチュエータの操作量のみを能動的に変更した場合に実現できる第１の最大トルクをエンジン回転数に基づいて算出し、該第１の最大トルクを前記駆動系マネージャに対して提示する第１最大トルク演算ユニットと、
    　前記第１のアクチュエータの操作量と前記第２のアクチュエータの操作量の両方を能動的に変更した場合に実現できる第２の最大トルクをエンジン回転数に基づいて算出し、該第２の最大トルクを前記駆動系マネージャに対して提示する第２最大トルク演算ユニットと、を備え、
    　前記駆動系マネージャは、前記エンジン制御ユニットから提示される前記第1の最大トルク及び前記第２の最大トルクを参照して、前記エンジン制御ユニットに与える要求トルクを決定することを特徴とする車両統合制御装置。
  2. 　前記駆動系マネージャは、
    　前記第２の最大トルクを参照して第１の要求トルクを算出する第１要求トルク演算ユニットと、
    　前記第１の最大トルクと前記第1の要求トルクとを参照して前記第１の要求トルクよりも変化速度の速いトルク成分である第２の要求トルクを算出する第２要求トルク演算ユニットと、
    を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両統合制御装置。
  3. 　前記第１要求トルク演算ユニットは、前記第２の最大トルクを超えない範囲に第１の要求トルクの大きさを調整することを特徴とする請求項２に記載の車両統合制御装置。
  4. 　前記第２要求トルク演算ユニットは、前記第1の要求トルクに対する前記第１の最大トルクの余裕を超えない範囲に第２の要求トルクの大きさを調整することを特徴とする請求項２に記載の車両統合制御装置。
  5. 　前記第１要求トルク演算ユニットは、運転者からの要求に基づいて前記第１の要求トルクを生成することを特徴とする請求項２又は３に記載の車両統合制御装置。
  6. 　前記第２要求トルク演算ユニットは、バネ上制振制御システム、変速機制御ユニット、及び、車両姿勢安定制御システムのうち少なくとも１つからの要求に基づいて前記第２の要求トルクを生成することを特徴とする請求項２又は４に記載の車両統合制御装置。
  7. 　前記駆動系マネージャは、前記第１の要求トルクに前記第２の要求トルクを重ね合わせて１つの信号を生成し、該１つの信号を前記エンジン制御ユニットに与えることを特徴とする請求項２乃至６の何れか１項に記載の車両統合制御装置。
  8. 　前記駆動系マネージャは、前記第１の要求トルクに前記第２の要求トルクを重ね合わせた信号と前記第１の要求トルクを表す信号とを生成し、それら２つの信号を前記エンジン制御ユニットに与えることを特徴とする請求項２乃至６の何れか１項に記載の車両統合制御装置。
  9. 　前記駆動系マネージャは、前記第１の要求トルクを表す信号と前記第２の要求トルクを表す信号とを生成し、それら２つの信号を前記エンジン制御ユニットに与えることを特徴とする請求項２乃至６の何れか１項に記載の車両統合制御装置。
  10. 　前記車両統合制御装置は、前記駆動系マネージャから与えられる要求変速比に従って自動変速機を制御する変速機制御ユニットをさらに備え、
    　前記駆動系マネージャは、前記変速機制御ユニットに与える前記要求変速比を決定する要求変速比演算ユニットをさらに備え、
    　前記要求変速比演算ユニットは、前記第１の最大トルクと前記第1の要求トルクとの差或いは比に関する所定の条件が満たされた場合に、前記要求変速比を現在よりも高い変速比に変更することを特徴とする請求項２乃至９の何れか１項に記載の車両統合制御装置。
  11. 　前記駆動系マネージャは、前記エンジン制御ユニットに与える要求トルクに変化速度の速いトルク成分を含ませる場合には、前記第１の最大トルクを超えない範囲に前記要求トルクの大きさを調整し、前記エンジン制御ユニットに与える要求トルクに変化速度の遅いトルク成分のみを含ませる場合には、前記第２の最大トルクを超えない範囲に前記要求トルクの大きさを調整することを特徴とする請求項１に記載の車両統合制御装置。
  12. 　前記第１のアクチュエータは、前記第１の位置の上流の圧力に対して下流の圧力を減少させるように作用するアクチュエータであり、
    　前記第２のアクチュエータは、前記第２の位置の上流の圧力に対して下流の圧力を上昇させるように作用するアクチュエータであることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の車両統合制御装置。
  13. 　前記第２のアクチュエータは、その動作に対する前記第２の位置の下流の圧力の変化速度が前記第１のアクチュエータの動作に対する前記第１の位置の下流の圧力の変化速度よりも遅いアクチュエータであることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載の車両統合制御装置。
  14. 　前記第１のアクチュエータは、スロットルであり、
    　前記第２のアクチュエータは、コンプレッサの回転数を制御する制御デバイス付きの過給機であることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の車両統合制御装置。
  15. 　前記第２のアクチュエータは、ウエストゲートバルブ付きのターボ過給機であることを特徴とする請求項１４に記載の車両統合制御装置。
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