JP2003220857A - 車両統合制御システム - Google Patents
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Abstract
各制御装置の制御動作を上位の制御装置にて統合制御す
るシステムにおいて、上位の制御装置からエンジンの制
御装置に対して、エンジンにて実現可能な動作指針を指
令する。 【解決手段】 マネージャECUからエンジンECU及
びATECUに制御指令を送信する統合制御するシステ
ムにおいて、マネージャECUは、エンジントルク上限
値、エンジントルク燃料噴射時下限値、全気筒燃料カッ
ト制御時のエンジントルク下限値とで表現されたエンジ
ントルク実現範囲特性を用いて、目標車軸トルクを実現
するために設定した目標エンジントルク候補値がエンジ
ントルク上限値とエンジントルク燃料噴射時下限値との
間の連続制御範囲内にあれば、その候補値を目標エンジ
ントルクとして設定し、目標エンジントルク候補値が連
続制御範囲内になく、2つの下限値の間の段階制御範囲
内にあれば、その候補値が近い方の下限値を目標エンジ
ントルクとして設定する。
Description
速機等、車両に搭載される複数の構成要素を統合制御す
る車両統合制御システムに関する。
統合制御するシステムの一つとして、システムの大規模
化に対する開発期間の増加を抑えることのできる統合制
御システムが提案されている。
開示されているように、車両のパワートレイン制御系を
機能別に分割することにより、制御システムを、パワー
トレイン制御演算装置、噴射制御装置、点火制御装置、
入出力処理装置、ミッション制御装置、スロットル制御
装置、等から構成し、これら各装置間を通信ラインで接
続することにより、パワートレイン制御演算装置以外の
装置は、通信ラインを介して、パワートレイン制御演算
装置からの指令で動作するようにし、しかも、センサや
アクチュエータ等、制御系の仕様変更に関わる部分は、
入出力処理装置に集中させるようにしたシステムが提案
されている。
報に開示された制御装置では、エンジン出力、駆動力、
制動力、といった制御課題を実行する制御要素と車両の
運転特性を制御する制御要素とを階層構造の形で配置
し、上位の階層から下位の階層へと要求される特性を順
に供給することにより、車両全体で最適な制御を実現で
きるようにしている。
両の制御系を複数に分離することにより、システムの仕
様変更等が生じた際に設計変更すべき制御系の制御要素
を少なくして、設計変更にかかる開発期間を低減した
り、或いは、各制御要素毎の独立性を保つことにより、
個々の制御要素の並行開発ができるようにして、開発期
間を短縮できるようにしたものである。
構成が整理され、システムの大規模化に対する開発期間
の増加を抑えることはできるが、制御系を構成する各制
御要素間で共有する情報を適切に設定しないと、システ
ム全体としての性能を充分得られないことがある。つま
り、上記提案の技術は、何れも、上位の制御要素が下位
の制御要素の動作を規定するものであるが、この場合、
上位の制御要素が下位の制御要素による制御特性を把握
していないと、車両を最適に制御することができない。
料の噴射、点火、燃焼など複雑な過程が絡み合った上で
動作するので、特性を記述するために多くの情報を必要
とするが、この情報が適切に設定されていないと、車両
の挙動を最適に制御することができなくなる。
18182号にて、例えば、エンジンの特性(具体的に
は、駆動力発生可能範囲、駆動力応答特性、駆動力精度
特性、燃料消費特性、エミツション特性等)をエンジン
の制御要素から上位の制御要素に送信することにより、
上位の制御要素からエンジンの制御要素に対して、エン
ジン制御によって実現可能な動作指針を指令できるよう
にすることを提案した。
エンジンの駆動力発生可能範囲として、エンジン回転数
毎にエンジンが発生できる最大トルクと最小トルクを示
すことで、上位の制御要素は、エンジンの動作指針とし
て、エンジンが発生可能な駆動力の範囲から外れること
のない駆動力(換言すればエンジンにて確実に実現でき
る駆動力)を、エンジンの制御要素に指示することがで
きる。
上位の制御要素からエンジンの制御要素にエンジンの動
作指針として駆動力を指令するに当たって、その駆動力
を、上位の制御要素側で、エンジンの駆動力発生可能範
囲を用いて設定するようにした場合、エンジンの駆動力
発生可能範囲としては、上記のように、エンジンが発生
可能な最大トルクと最小トルクとを用いて規定すること
ができるのであるが、実際には、エンジンは、この範囲
内のトルクをすべて実現できるわけではなく、最小トル
ク付近のトルクは段階的にしか実現できない。
エンジンへの燃料供給を一時的に遮断する燃料カット制
御や、車両の低負荷走行時に燃料供給を行う気筒を間引
く部分燃料カット制御等があり、最小トルク付近では、
こうした燃料カット制御に伴う燃料噴射・燃料カットの
切換わりがあることから、この前後ではエンジントルク
は段階的に変化してしまうのである。
切な車両挙動を実現するためのエンジントルクとして、
前記段階間のトルクとなるのが望ましい、と判断して
も、結果的に指示通りのエンジントルクを発生させるこ
とができず、車両は適切な挙動と異なる動作をする、と
いう問題が発生する。
のであり、エンジンを含む車両駆動系の構成要素毎に制
御装置を設け、これら各制御装置の制御動作を上位の制
御装置にて統合制御するシステムにおいて、上位の制御
装置からエンジンの制御装置に対して、エンジンにて確
実に実現可能な動作指針を指令することで、車両挙動を
常時適切に制御できるようにすることを目的とする。
めになされた請求項1記載の車両統合制御システムにお
いては、車両駆動系の複数の構成要素を、各構成要素に
対応する複数の構成要素制御手段が夫々制御し、各構成
要素制御手段よりも上位の制御手段である駆動系制御手
段が、各構成要素制御手段に対して、各構成要素を制御
する際の動作指針を指令する。
制御手段の一つであるエンジン制御手段に指令するエン
ジンの動作指針を設定する際には、エンジンが発生する
駆動力を連続的に制御可能な連続制御範囲とその駆動力
を段階的にしか制御できない段階制御範囲とで表現され
たエンジンの駆動力発生可能範囲情報を用いる。
燃料カットの切換わりによってエンジンの駆動力を段階
的にしか制御できない段階制御範囲内で駆動力を設定す
る必要があるときは、その領域内でエンジンにより実現
可能な駆動力を選択して、エンジン制御手段に対する動
作指針を設定することが可能となり、エンジン制御手段
に対する動作指針として、エンジンにより実現できない
駆動力を設定してしまうのを防止できる。
よれば、車両の駆動系で駆動輪に伝達される駆動力を、
駆動源であるエンジンの燃料噴射・燃料カットの切換わ
りの影響を受けることなく、適切に制御できることにな
り、車両挙動を常時最適に制御できるようになる。
系制御手段がエンジンの動作指針としてエンジントルク
を設定する場合、駆動力発生可能範囲情報の連続制御範
囲は、エンジンの全気筒燃料噴射時の最大トルクと最小
トルクとで規定し、駆動力発生可能範囲情報の段階制御
範囲は、全気筒燃料噴射時の最小トルクと全気筒燃料カ
ット時のトルクとで規定するようにすればよい。
テムにおいて、エンジンがn個(n≧2)の気筒を有す
る多気筒エンジンで、エンジン制御手段が、予め設定さ
れた制御則に従い、m個(1≦m<n)の気筒に燃料を
噴射し、n−m個の気筒への燃料噴射をカットする燃料
カット制御を実行可能に構成されている場合には、請求
項3に記載のように、駆動力発生可能範囲情報の段階制
御範囲は、全気筒燃料噴射時の最小トルク及び全気筒燃
料カット時のトルクに加えて、m個の気筒への燃料噴射
時のトルクを用いて規定するようにすればよい。
可能範囲情報を用いて駆動系制御手段が実際にエンジン
の動作指針を設定する際には、請求項4に記載の手順で
行うようにするとよい。即ち、請求項4に記載の車両統
合制御システムには、エンジン制御手段以外の構成要素
制御手段として、変速段を段階的に切り替え可能な自動
変速機を制御する自動変速機制御手段が備えられてお
り、駆動系制御手段は、エンジンの動作指針を設定する
に当たって、まず、車両の駆動輪に伝達される駆動力を
車両挙動に対応した最適値に制御可能な全ての変速段
を、自動変速機の動作指針の候補値として設定し、自動
変速機の動作指針の候補値として設定した全ての変速段
に対応したエンジントルクを、エンジンの動作指針の候
補値として設定する。
補値の中に連続制御範囲内に属するエンジントルクがあ
れば、そのエンジントルクをエンジンの動作指針として
設定すると共に、自動変速機の変速段の候補値の中か
ら、エンジンの動作指針として設定したエンジントルク
に対応した変速段を選択して、その選択した変速段を自
動変速機の動作指針として設定する。
中に連続制御範囲内に属するエンジントルクがなけれ
ば、段階制御範囲内に属するエンジントルクの候補値の
中から、段階制御範囲内で実現可能なエンジントルクに
最も近いエンジントルクの候補値を選択し、その選択し
たエンジントルクの候補値に最も近く且つ実現可能なエ
ンジントルクをエンジンの動作指針として設定すると共
に、その選択したエンジントルクの候補値に対応した変
速段を自動変速機の変速段の候補値の中から選択して、
その選択した変速段を自動変速機の動作指針として設定
する。
システムにおいて、駆動系制御手段は、エンジンの動作
指針として、エンジンにて実現可能なエンジントルクを
設定できるだけでなく、そのエンジントルクに対応した
最適な変速段を自動変速機の動作指針として設定するこ
とになり、エンジンから自動変速機を介して駆動力が伝
達される駆動輪には、所望の車両挙動を実現するのに要
する最適な駆動力が伝達されることになる。
力制御手段に設定しておくようにしてもよいが、このた
めには、駆動力制御手段の設計時に、制御対象となるエ
ンジンを決定して、そのエンジンの特性を調べておく必
要があり、また、制御対象となるエンジンを変更するこ
とができなくなってしまう。
載のように、駆動力発生可能範囲情報は、エンジン制御
を行うエンジン制御手段側に記憶しておき、駆動力制御
手段は、エンジン制御手段から駆動力発生可能範囲情報
を取得して、エンジンの動作指針を設定するようにする
とよい。
手段よりも上位の駆動力制御手段に、制御対象となるエ
ンジンの駆動力発生可能範囲情報を予め設定しておく必
要がなく、駆動力制御手段を、エンジンやこれを制御す
るエンジン制御手段の特性を考慮することなく、独立し
て設計できることから、制御システム全体の設計に要す
る工数を低減できることになる。
説明する。図1は本発明が適用された実施例の車両統合
制御システム全体の構成を表すブロック図である。
駆動系の構成要素であるエンジン2と自動変速機(以下
単にATという)4とを統合制御するための所謂パワー
トレイン制御システムであり、本発明の構成要素制御手
段として、エンジン2及びAT4を各々制御するための
エンジンECU6及びATECU8を備え、本発明の駆
動系制御手段として、エンジンECU6及びATECU
8に対してエンジン2及びAT4の動作指針を指令する
マネージャECU10を備える。尚、エンジンECU6
は、特許請求の範囲に記載のエンジン制御手段に相当
し、ATECU8は、特許請求の範囲に記載の自動変速
機制御手段に相当する。
ンピュータからなる演算処理部6a、8a、10aを中
心に各々独立して構成された電子制御ユニットである。
そして、これら各ECU6、8、10には、データ通信
用の通信線Lを介して互いに接続された通信部6b、8
b、10bが内蔵されており、これら各通信部6b、8
b、10b及び通信線Lを介して、パワートレイン制御
のためのデータを互いに送受信できるようにされてい
る。
は、エンジン2及びAT4を夫々制御するためのもので
あるため、これら各ECU6,8には、エンジン2及び
AT4の状態を検出する各種センサからの検出信号を取
り込むと共に、エンジン2及びAT4に設けられた各種
アクチュエータに駆動信号を出力するための信号入出力
部6c、8cも内蔵されている。
6cには、運転者によるアクセルペダルの踏込量を検出
するアクセルペダル開度センサ、吸入空気の流量(吸気
量)を検出するエアフローメータ、吸入空気の温度を検
出する吸気温センサ、スロットルバルブの開度を検出す
るスロットル開度センサ、排気中の酸素濃度を検出する
酸素濃度センサ、ノッキングを検出するノックセンサ、
冷却水温を検出する水温センサ、クランク軸の回転角度
やその回転速度を検出するためのクランク角センサ、イ
グニッションスイッチ、といったセンサ・スイッチ類が
接続されると共に、エンジン2の気筒毎に設けられたイ
ンジェクタ、点火用高電圧を発生するイグナイタ、燃料
タンクから燃料を汲み上げインジェクタに供給する燃料
ポンプ、エンジン2の吸気管に設けられたスロットルバ
ルブを開閉するためのスロットル駆動モータ、といった
エンジン制御のための各種アクチュエータが接続されて
いる。
は、AT4を構成するトルクコンバータから変速機への
入力軸の回転数を検出する回転数センサ、AT4の出力
軸に連結された車両駆動軸の回転から車速を検出する車
速センサ、AT4内の作動油の温度を検出する油温セン
サ、運転者が操作するシフトレバーの操作位置(シフト
位置)を検出するシフトポジションスイッチ、運転者の
ブレーキ操作によって点燈するストップランプの状態
(換言すれば運転者のブレーキ操作)を検出するストッ
プランプスイッチ、といったセンサ・スイッチ類が接続
されると共に、変速段を切り替えるためのシフトソレノ
イド、変速クラッチの係合力を操作するためのライン圧
ソレノイド、トルクコンバータの入・出力軸を締結する
ロックアップクラッチの締結力を操作するためのロック
アップ圧ソレノイド、といったAT制御のための各種ア
クチュエータ(ソレノイド)が接続されている。
させるか或いは先行車両との間の車間距離を制御しつつ
先行車両に追従させる走行制御(クルーズコントロー
ル:以下、単にCCという)を行う図示しないCCEC
Uが接続されている。そして、このCCECUは、マネ
ージャECU10に対して、通信ラインを介して、CC
のON/OFF(換言すれば、走行制御の実行/停止)
を表すCCフラグと、その制御を実現するのに必要な車
両の目標加減速度(CC目標加減速度)を送信する。
て、演算処理部6a、8a、10aは、夫々、予めメモ
リに格納された制御プログラムに従い、エンジン2、A
T4、及びシステム全体を制御するための制御処理(エ
ンジン制御処理、AT制御処理、パワートレイン制御処
理)を実行する。以下、これら各ECU6、8、10に
おいて実行される制御処理について説明する。
て実行される制御処理を機能ブロックで表すブロック図
である。図2に示すように、マネージャECU10にお
いて実行されるパワートレイン制御処理では、まず、目
標車軸トルク設定部12にて、運転者による車両の加・
減速要求を表すアクセルペダル開度や、車両の実際の走
行状態を表す車速等に基づき、パワートレインの挙動を
規定する目標車軸トルクを設定し、エンジントルク変速
段振分部14にて、車速、エンジン回転数等に基づき、
目標車軸トルクを実現するのに最適な目標エンジントル
クと目標変速段を算出する。
ンジントルク変速段振分部14にて上記各目標値を設定
するのに使用されるアクセルペダル開度、車速、エンジ
ン回転数、シフトポジション等の各パラメータは、通信
線Lを介してエンジンECU6又はATECU8から送
信されてきたものである。
は、シフトポジションから推定される運転者の意志や、
オーバーレブ防止、エンジン2の燃費、エミッション、
燃焼安定性等を考慮して設定された制御則に従い、目標
車軸トルクを実現する上で望ましいエンジン動作点を設
定し、それに応じて、目標変速段、目標エンジントルク
を設定する。
標値を設定するための制御則は、予めメモリ内に格納さ
れたマップ若しくは演算式により規定されており、上記
各目標値を実際に設定する際には、これらのマップ若し
くは演算式が使用される。また、エンジントルク変速段
振分部14には、目標車軸トルクから目標エンジントル
ク、目標変速段を設定するために、予めマップと演算式
が規定されている。これらマップの数字は、予めエンジ
ンECU6及びATECUに記憶されており、エンジン
トルク変速段振分部14は、その情報をエンジンECU
6及びATECU8から取得することにより、例えば、
図3に示すような現状の変速段や変速進行状況等に応じ
て設定される変速禁止/許可特性、図4に示すようなエ
ンジン回転数と変速機入力回転数と変速機入力トルクと
で表されるトルクコンバータの伝達特性(トルコン伝達
特性)、図5に示すような変速機入力回転数とエンジン
回転数との比とトルク増幅率とで表されるトルクコンバ
ータのトルク増幅率特性、図6に示すようなエンジン回
転数とエンジン2にて発生可能なエンジントルクとの関
係を表すエンジントルク実現範囲特性、等のマップを完
成させ、これらマップを利用して上記各目標値(目標変
速段及び目標エントルク)を算出する。
本発明の駆動力発生可能範囲情報に相当するものであ
り、本実施例では、エンジン2にて実際に発生可能なエ
ンジントルクの上限値を表す曲線(エンジントルク上限
値)と、全気筒燃料噴射時のエンジントルクの下限値を
表す曲線(エンジントルク燃料噴射時下限値)と、全気
筒燃料カット制御時のエンジントルクの下限値を表す曲
線(エンジントルク下限値)と、からなる3本の曲線に
て表されている。
にて設定された目標エンジントルクは、エンジンECU
6及びATECU8に夫々送信され、目標変速段は、A
TECU8に送信される。一方、エンジンECU6側で
実行されるエンジン制御処理は、アクチュエータ指令設
定部22にて、マネージャECU10から送信されてき
たエンジン2の動作指針を表す情報(つまり、目標エン
ジントルク)と、上述したセンサ・スイッチ類からの検
出信号とに基づき、目標エンジントルクを予め設定され
た目標空燃比で実現するのに要するスロットル開度、燃
料噴射量、点火時期を設定し、それに基づいてインジェ
クタ、イグナイタ、燃料噴射ポンプ、スロットル駆動モ
ータを駆動するための指令値(駆動信号)を生成して、
これら各アクチュエータに出力することにより実行され
る。
御処理は、ソレノイド指令設定部24にて、マネージャ
ECU10から送信されてきたAT4の動作指針を表す
情報(つまり、目標変速段)と、同じくマネージャEC
U10から送信されてきた目標エンジントルクと、上述
したセンサ・スイッチ類からの検出信号とに基づき、目
標変速段が現在の変速段と異なる場合に、目標変速段を
実現するように変速段切換ソレノイドを駆動するための
指令値(駆動信号)を生成して、変速段切換ソレノイド
に出力し、同時に、変速に関わるクラッチの係合力とし
て、目標エンジントルクに応じてライン圧指令値を算出
して、ライン圧ソレノイドを駆動するための指令値(駆
動信号)を生成し、これをライン圧ソレノイドに出力す
ることにより実行される。
め、燃費、変速フィーリングを考慮して設定されている
ロックアップ状態(ロックアップクラッチ開放、スリッ
プロックアップ、ロックアップクラッチ締結)になるよ
うロックアップクラッチ圧指令値を算出し、この指令値
をロックアップ圧ソレノイドに出力する、といった手順
でロックアップ制御も実行される。
ECU10が、パワートレイン制御処理により、システ
ム全体を制御するためのエンジン2及びAT4の動作指
針として、目標エンジントルク及び目標変速段を設定し
て、これら各動作指針をエンジンECU6及びATEC
U8に指令し、エンジンECU6及びATECU8側で
は、その指令に対応してエンジン制御処理及びAT制御
処理を実行することにより、エンジン2及びAT4の動
作を夫々制御する。
具体的な動作について、図7のフローチャートを用いて
詳細に説明する。図7に示す如く、マネージャECU1
0では、まずS110(Sはステップを表す)にて、C
CECUから送信されてくるCCフラグがONか否か
(換言すれば現在クルーズコントロール(CC)が実行
されているか否か)を判定する。
であると判定されると、S120に移行して、CCEC
Uから送信されてくるCC目標加減速度から、目標車軸
トルクを算出する。具体的には、平坦路・無風、標準的
な車両重量で直進走行時の走行抵抗に対して目標加減速
度を実現するための目標車軸トルクを表す目標車軸トル
クフィードフォワード項と、目標加減速度と実加減速度
の偏差をゼロにするための目標車軸トルクフィードバッ
ク項とを夫々求め、これらの和を求めることで、目標車
軸トルクを算出する。
ド項は、実装時には車速と目標加減速度のマップとして
表現する。目標車軸トルクフィードバック項は、目標加
減速度と実加減速度の偏差に対して例えば所謂PID制
御などを実施する。次に、S110にて、CCフラグが
OFFであると判定された場合には、アクセル開度と変
速機出力回転数から目標車軸トルクを算出する。この処
理は、運転者の加速要求に従い目標車軸トルクを設定す
るための処理であり、この目標車軸トルクの算出には、
車両の性格(ファミリーユース、スポーティ等)に合わ
せて予め設定されたマップ若しくは演算式が用いられ
る。
軸トルクが算出されると、S140に移行し、図8に例
示するようなマップを用いて、推奨変速段を設定する。
つまり、S140では、現在のアクセル開度と車速とに
応じて、現在の車両の走行状態で最も最適な一つの変速
段を、推奨変速段として設定するのである。
止/許可特性に従い、現在の動作条件で推奨変速段以外
に実現可能な変速段を、すべて、設定可能変速段として
設定する。尚、以下の説明において、S140にて設定
された推奨変速段とS150にて設定された設定変速段
とを合わせて、目標変速段候補値という。
目標変速段候補値として設定された変速段すべてに対し
て、目標変速機入力回転数候補値を求める。具体的に
は、現在の変速機出力回転数と上記各目標変速段候補値
の変速比との積を算出することにより、各目標変速段候
補値に対応する目標変速機入力回転数候補値を求める。
め、後述する目標変速機入力トルク候補値、目標エンジ
ン回転数候補値、及び、目標エンジントルク候補値の算
出、並びに、目標エンジントルク実現可能の判定は、目
標変速段候補値として設定された変速段すべてに対して
行われる。
値を上記各目標変速段候補値の変速比で割ることによ
り、各目標変速段候補値に対応する目標変速機入力トル
ク候補値を求め、続くS180では、図4に示したトル
コン伝達特性を用いて、S160にて求めた目標変速機
入力回転数候補値とS170にて求めた目標変速機入力
トルク候補値とから、各目標変速段候補値に対応する目
標エンジン回転数候補値を求める。
したトルクコンバータのトルク増幅率特性を用いて、S
160にて求めた目標変速機入力回転数候補値とS18
0にて求めた目標エンジン回転数候補値とからトルクコ
ンバータのトルク増幅率を求め、このトルク増幅率とS
170にて求めた目標変速機入力トルク候補値とから、
目標エンジントルクを算出する、といった手順で、各目
標変速段候補値に対応する目標エンジントルク候補値を
求める。
エンジントルク実現範囲特性とS180にて求めた目標
エンジン回転数候補値とS190にて求めた目標エンジ
ントルク候補値とを用いて、エンジン回転数が目標エン
ジン回転数候補値である場合に各目標変速段候補値に対
応する目標エンジントルク候補値が、トルク上限超、連
続制御範囲、段階制御範囲、トルク下限未満、の何れに
属するかを判定する。
実現範囲特性において、目標エンジントルク候補値がエ
ンジントルク上限値より大きい領域にある場合にはトル
ク上限超、目標エンジントルク候補値がエンジントルク
上限値からエンジントルク燃料噴射時下限値までの範囲
内にある場合には連続制御範囲、目標エンジントルク候
補値がエンジントルク燃料噴射時下限値からエンジント
ルク下限値までの範囲内にある場合には段階制御範囲、
目標エンジントルク候補値がエンジントルク下限値より
小さい領域にある場合には、トルク下限未満、と判定す
る。
00の処理による目標エンジントルク実現可能判定結果
を基に、目標変速段と目標エンジントルクを設定する。
まず、S210では、連続制御範囲内に目標エンジント
ルク候補値が一つだけ存在するか否かを判断する。そし
て、S210にて、連続制御範囲内に目標エンジントル
ク候補値が一つだけ存在すると判断された場合には、S
215にて、その目標エンジントルク候補値と、それに
対応する目標変速段候補値を、それぞれ目標エンジント
ルク、目標変速段に設定する、制御指令算出処理(1)
を実行し、当該処理を一旦終了する。
つまり、連続制御範囲内に目標エンジントルク候補値が
複数存在するか、連続制御範囲内に目標エンジントルク
候補値が存在しない場合には、S220に移行して、連
続制御範囲内に、S140にて設定した推奨変速段に対
応する目標エンジントルク候補値があるか否かを判断す
る。
推奨変速段に対応する目標エンジントルク候補値が存在
すると判断された場合には、S225に移行して、目標
変速段として推奨変速段を設定し、目標エンジントルク
として推奨変速段に対応する目標エンジントルク候補値
を設定する、制御指令算出処理(2)を実行し、当該処
理を一旦終了する。
合、つまり、連続制御範囲内に推奨変速段に対応する目
標エンジントルク候補値が存在しない場合には、S23
0に移行して、連続制御範囲内に現在制御されている変
速段と同じ目標変速段候補値に対応した目標エンジント
ルク候補値が存在するか否かを判断する。
現在制御されている変速段に対応した目標エンジントル
ク候補値が存在すると判断された場合には、S235に
移行して、目標変速段として現在制御されている変速段
をそのまま設定し、目標エンジントルクとしてこの変速
段に対応する目標エンジントルク候補値を設定する、制
御指令算出処理(3)を実行し、当該処理を一旦終了す
る。
つまり、連続制御範囲内に現在制御されている変速段に
対応した目標エンジントルク候補値が存在しない場合に
は、S240に移行して、連続制御範囲内に現在の変速
段、推奨変速段以外に対応する目標エンジントルク候補
値が存在するか否かを判断し、S240にて、連続制御
範囲内に現在の変速段、推奨変速段以外に対応する目標
エンジントルク候補値が存在すると判断されると、続く
S245に移行する。
ジントルク候補値が複数存在し、その中に推奨変速段及
び現在の変速段に対応する目標エンジントルク候補値が
ないことから、連続制御範囲内の複数の目標エンジント
ルク候補値の中から、現在の変速段に近い変速段で、高
速段側の目標変速段候補値に対応する目標エンジントル
ク候補値を選択し、その選択した目標エンジントルク候
補値を目標エンジントルクとして設定すると共に、その
選択した目標エンジントルク候補値に対応する目標変速
段候補値(この場合S150にて設定された設定変速段
の内の一つとなる)を目標変速段として設定する、制御
指令算出処理(4)を実行し、当該処理を一旦終了す
る。
は、例えば、推奨変速段及び現在の変速段が3速で、連
続制御範囲内の目標エンジントルク候補値に対応する目
標変速段候補値(詳しくは設定変速段)が1速、2速、
4速である場合、現在の変速段である3速と隣合った変
速段である2速と4速の内、高速段である4速が目標変
速段に設定され、それに対応する目標エンジントルク候
補値を目標エンジントルクに設定される。
現在の変速段に近い変速段で、高速段側の目標変速段候
補値を目標変速段として設定するのは、変速機の変速段
を低速段側に切り替えるよりも高速段側に切り替えた方
が、変速段の切り替えに伴い車両に生じる変速ショック
を低減できるためである。
合、つまり、連続制御範囲内に目標エンジントルク候補
値が存在しない場合には、S250に移行して、エンジ
ントルク燃料噴射時下限値とエンジントルク下限値とで
規定される段階制御範囲内に推奨変速段に対応する目標
エンジントルク候補値が存在するか否かを判断する。
推奨変速段に対応する目標エンジントルク候補値が存在
すると判断された場合には、S255に移行して、目標
変速段として推奨変速段を設定し、目標エンジントルク
として、推奨変速段に対応するエンジン回転数(目標エ
ンジン回転数候補値)でのエンジントルク燃料噴射時下
限値とエンジントルク下限値の内、推奨変速段に対応す
る目標エンジントルク候補値と近い方を目標エンジント
ルクに設定する、制御指令算出処理(5)を実行し、当
該処理を終了する。
する目標エンジントルクがエンジントルク燃料噴射時下
限値とエンジントルク下限値のちょうど中間にある場合
には、エンジントルク下限値を目標エンジントルクに設
定する。これは、エンジントルク燃料噴射時下限値を設
定するよりもエンジントルク下限値を設定した方が燃費
を向上できるからである。
は、S260に移行して、段階制御範囲内に現在制御さ
れている変速段に対応する目標エンジントルク候補値が
存在するか否かを判断する。そして、S260にて、段
階制御範囲内に現在制御されている変速段に対応する目
標エンジントルク候補値が存在すると判断された場合に
は、S265に移行して、目標変速段として現在制御さ
れている変速段を設定し、目標エンジントルクとして、
その目標変速段に対応するエンジン回転数(つまり目標
変速段として設定された設定変速段に対応する目標エン
ジン回転数候補値)でのエンジントルク燃料噴射時下限
値とエンジントルク下限値の内、目標変速段に対応する
目標エンジントルク候補値と近い方を目標エンジントル
クに設定する、制御指令算出処理(6)を実行し、当該
処理を終了する。
の理由で、目標変速段に対応する目標エンジントルクが
エンジントルク燃料噴射時下限値とエンジントルク下限
値のちょうど中間にある場合には、エンジントルク下限
値を目標エンジントルクに設定する。
つまり、連続制御範囲内に属する目標エンジントルク候
補値が存在せず、しかも、段階制御範囲内に推奨変速段
若しくは現在の変速段に対応する目標エンジントルク候
補値が存在しない場合には、S270に移行し、S14
0にて設定された推奨変速段をそのまま目標変速段とし
て設定すると共に、図6に示したエンジントルク実現範
囲特性を用いて、推奨変速段に対応する目標エンジント
ルク候補値に最も近く実現可能なエンジントルクを目標
エンジントルクとして設定する、制御指令算出処理
(7)を実行し、当該処理を終了する。
において、推奨変速段に対応した目標エンジントルク候
補値がエンジントルク上限超の場合には、目標エンジン
トルクとしてエンジントルク上限値を設定し、推奨変速
段に対応する目標エンジントルク候補値がエンジントル
ク下限未満の場合には、目標エンジントルグとしてエン
ジントルク下限値を設定する。
制御システムにおいては、車両駆動系の構成要素である
エンジン2及びAT4をエンジンECU6及びATEC
U8が夫々制御し、マネージャECU10が、これら各
ECU6,8に対して、エンジン2及びAT4を制御す
る際の動作指針である目標エンジントルク及び目標変速
段を指令する。また、マネージャECU10が、エンジ
ンECU6及びATECU8に対する目標エンジントル
ク及び目標変速段を設定する際には、エンジンECU6
及びATECU8からエンジン2及びAT4の特性を表
すマップの数値を取得し、その取得した数値により得ら
れるマップを用いて、目標エンジントルク及び目標変速
段を設定する。このため、マネージャECU10側で
は、制御対象となるエンジン2及びAT4の特性に応じ
て最適な目標エンジントルク及び目標変速段を設定する
ことができるようになる。
ECU10は、目標エンジントルク設定用のマップとし
て、エンジントルクの上限値を表す曲線(エンジントル
ク上限値)と、全気筒燃料噴射時のエンジントルクの下
限値を表す曲線(エンジントルク燃料噴射時下限値)
と、全気筒燃料カット制御時のエンジントルクの下限値
を表す曲線(エンジントルク下限値)と、からなる3本
の曲線にて表されたエンジントルク実現範囲特性を備
え、このエンジントルク実現範囲特性に従い目標エンジ
ントルクを設定する。
ECU10が、エンジンECU6に対する目標エンジン
トルクとして、エンジンECU6側で実行される燃料噴
射・燃料カットの切換わりによって実際には制御できな
いエンジントルクを設定してしまうのを防止し、エンジ
ントルク、延いては、車軸トルクを、所望の車両挙動が
得られるように常時最適に制御できる。
ントルク及び目標変速段を設定する際には、まず、現在
の車両状態から目標車軸トルクを実現するのに最適な推
奨変速段と設定可能な設定変速段とを目標変速段候補値
として設定すると共に、各目標変速段候補値に対応する
目標エンジントルク候補値を設定し、その設定した目標
エンジントルク候補値の中で、エンジントルク実現範囲
特性において連続制御範囲内に属する目標エンジントル
ク候補値が存在すれば、その目標エンジントルク候補値
の中から目標エンジントルクを設定し、エンジントルク
実現範囲特性において連続制御範囲内に属する目標エン
ジントルク候補値がなければ、段階制御範囲内に属する
目標エンジントルク候補値の中から目標エンジントルク
を設定する、というように、連続制御範囲内に属する目
標エンジントルク候補値を優先的に目標エンジントルク
として設定し、目標変速段については、その目標エンジ
ントルクに対応した目標変速段候補値を設定するように
している。このため、エンジンECU6にてエンジント
ルクが大きく変化する燃料カット制御が実行される確率
を少なくして、エンジン2を安定して運転させることが
できる。
トルク実現範囲特性における連続制御範囲内に属する目
標エンジントルク候補値が複数存在する際には、その候
補値の中から、推奨変速段に対応する候補値、現在の変
速段に対応する候補値、の順で優先的に目標エンジント
ルクを設定し、また、連続制御範囲内に属する目標エン
ジントルク候補値が存在しない場合には、段階制御範囲
内に属する目標エンジントルク候補値の中から、推奨変
速段に対応する候補値、現在の変速段に対応する候補
値、の順で優先的に目標エンジントルクを設定する。こ
のため、目標エンジントルク及び目標変速段には、ま
ず、車軸トルクを実現するのにより最適な推奨値が優先
的に設定され、推奨値を設定できない場合には、変速シ
ョックが起きない目標値が優先的に設定されることにな
り、この結果、車両の安定走行を実現できることにな
る。
トルク実現範囲特性等のマップの数値を、エンジンEC
U6或いはATECU8側から取得するようにされてい
るため、マネージャECU10の設計時に、制御対象と
なるエンジン2やAT4の特性を考慮する必要がなく、
その設計に要する工数を低減できる。
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種
々の態様を採ることができる。例えば、上記実施例で
は、本発明の車両統合制御システムを簡単に説明するた
めに、マネージャECU10は、エンジンECU6とA
TECU8とに各種指令を送信するものとして説明した
が、エンジンECU6及びATECU8に加えて、車両
各車輪に設けられた制動装置を制御する電子制御ユニッ
トをマネージャECU10に接続することにより、マネ
ージャECU10側で車両駆動系だけでなく制動系をも
含めた車両全体の挙動を制御するようにしてもよく、更
に、ナビゲーションシステム等の各種情報システムをマ
ネージャECU10に接続することにより、マネージャ
ECU10がこれらの情報システムから、現在車両が走
行している道路の勾配、高度等の情報を取得し、その情
報に従い駆動輪の駆動トルクや制動時に各車輪に加える
制動トルクが最適となるよう、車両駆動系及び制動系を
統合制御するようにしてもよい。
10は、目標エンジントルク及び目標変速段を設定する
際には、エンジントルク上限値、エンジントルク燃料噴
射時下限値、エンジントルク下限値の3本の曲線で表現
されたエンジントルク実現範囲特性(図6)を用いるも
のとして説明したが、例えば、エンジンECU6が、全
気筒燃料カット制御に加えて、全気筒の半数を燃料カッ
トする燃料カット制御を実行可能に構成されている場合
には、図9に示すように、エンジントルク上限値と、エ
ンジントルク全気筒燃料噴射時下限値と、エンジントル
ク半数気筒燃料噴射時下限値と、全気筒燃料カット時の
エンジントルク下限値との4本の曲線で表現されるエン
ジントルク実現範囲特性を用いるようにすればよい。
ット時の気筒数を1気筒単位で増減可能であれば、エン
ジントクル上限値、エンジントルク全気筒燃料噴射時下
限値、及び、全気筒燃料カット時のエンジントルク下限
値の3本の曲線に加えて、1気筒燃料カット時から1気
筒燃料噴射時までの各燃料カット気筒数に対応した複数
のエンジントルク下限値の曲線にて表現されるエンジン
トルク実現範囲特性を用いるようにすればよい。
特性を用いる場合、マネージャECU10にて実行され
る目標エンジントルク実現可能判定(S200)では、
上記実施例と同様、目標エンジントルク候補値がエンジ
ントルク上限値より大きい領域にある場合にはトルク上
限超、目標エンジントルク候補値がエンジントルク上限
値からエンジントルク全気筒燃料噴射時下限値までの範
囲内にある場合には連続制御範囲、目標エンジントルク
候補値が全気筒燃料噴射時下限値からエンジントルク下
限値にある場合には段階制御範囲、エンジントルク下限
値より小さい領域にある場合にはトルク下限未満、と判
定するようにすればよい。
連続制御範囲内である目標エンジントルク候補値が存在
せず、段階制御範囲内の目標エンジントルク候補値が存
在し、しかも、推奨変速段に対応する目標エンジントル
ク候補値が段階制御範囲内であるときに実行されるS2
55では、目標変速段として推奨変速段を設定すると共
に、推奨変速段に対応するエンジン回転数(目標エンジ
ン回転数候補値)でのエンジントルク全気筒燃料噴射時
下限値とエンジントルク半数気筒燃料噴射時下限値とエ
ンジントルク下限値の内、推奨変速段に対応する目標エ
ンジントルク候補値と最も近いものを目標エンジントル
クとして設定し、しかも、推奨変速段に対応する目標エ
ンジントルク候補値がこれら3つのエンジントルク下限
値の内の何れか2つのちょうど中間にある場合には、値
が小さいものを目標エンジントルクとして設定するよう
にすればよい。
続制御範囲内である目標エンジントルク候補値が存在せ
ず、段階制御範囲内の目標エンジントルク候補値が存在
し、しかも、現在の変速段に対応する目標エンジントル
ク候補値が段階制御範囲内にある場合に実行されるS2
65では、現在の変速段を目標変速段として設定すると
共に、目標変速段に対応するエンジン回転数(目標エン
ジン回転数候補値)でのエンジントルク全気筒燃料噴射
時下限値とエンジントルク半数気筒燃料噴射時下限値と
エンジントルク下限値の内、目標変速段に対応する目標
エンジントルク候補値と最も近いものを目標エンジント
ルクとして設定し、しかも、目標変速段に対応する目標
エンジントルク候補値がこれら3つのエンジントルク下
限値の内の何れか2つのちょうど中間にある場合には、
値が小さいものを目標エンジントルクとして設定するよ
うにすればよい。
表すブロック図である。
て車両制御のために実行される制御処理を機能ブロック
で表す説明図である。
図である。
ある。
説明図である。
能範囲情報)を表す説明図である。
るためにマネージャECUにて実行される制御処理を表
すフローチャートである。
するのに用いられるマップを表す説明図である。
能範囲情報)の他の例を表す説明図である。
TECU、10…マネージャECU、L…通信線、12
…目標車軸トルク設定部、14…エンジントルク変速段
振分部、22…アクチュエータ指令設定部、24…ソレ
ノイド指令設定部。
Claims (5)
- 【請求項1】 車両の駆動源であるエンジンを含む車両
駆動系の複数の構成要素を、外部から指令された動作指
針と予め設定された制御側とに基づき夫々制御する複数
の構成要素制御手段と、 車両の駆動輪に伝達される駆動力を車両挙動に対応した
最適値に制御するのに必要な前記各構成要素の動作指針
を夫々設定し、該動作指針を前記各構成要素制御手段に
指令する駆動系制御手段と、 を備えた車両統合制御システムであって、 前記駆動系制御手段は、前記複数の構成要素制御手段の
一つであるエンジン制御手段に指令するエンジンの動作
指針として、前記エンジンが発生する駆動力を連続的に
制御可能な連続制御範囲と該駆動力を段階的にしか制御
できない段階制御範囲とで表現された前記エンジンの駆
動力発生可能範囲情報を用いて、前記エンジンにより実
現可能な動作指針を設定することを特徴とする車両統合
制御システム。 - 【請求項2】 前記駆動系制御手段が設定する前記エン
ジンの動作指針はエンジントルクであり、 前記駆動力発生可能範囲情報の連続制御範囲は、前記エ
ンジンの全気筒燃料噴射時の最大トルクと最小トルクと
で規定され、 前記駆動力発生可能範囲情報の段階制御範囲は、全気筒
燃料噴射時の最小トルクと全気筒燃料カット時のトルク
とで規定されることを特徴とする請求項1記載の車両統
合制御システム。 - 【請求項3】 前記エンジンはn個(n≧2)の気筒を
有する多気筒エンジンであり、 前記エンジン制御手段は、予め設定された制御則に従
い、m個(1≦m<n)の気筒に燃料を噴射し、n−m
個の気筒への燃料噴射を遮断する燃料カット制御を実行
可能に構成され、 前記駆動力発生可能範囲情報の段階制御範囲は、全気筒
燃料噴射時の最小トルク及び全気筒燃料カット時のトル
クに加えて、m個の気筒への燃料噴射時のトルクを用い
て規定されることを特徴とする請求項2記載の車両統合
制御システム。 - 【請求項4】 前記エンジン制御手段以外の構成要素制
御手段として、変速段を段階的に切り替え可能な自動変
速機を制御する自動変速機制御手段を備え、 前記駆動系制御手段は、 車両の駆動輪に伝達される駆動力を車両挙動に対応した
最適値に制御可能な全ての変速段を、前記自動変速機の
動作指針の候補値として設定すると共に、該自動変速機
の動作指針の候補値として設定した全ての変速段に対応
したエンジントルクを、前記エンジンの動作指針の候補
値として設定し、 該設定したエンジントルクの候補値の中に前記連続制御
範囲内に属するエンジントルクがあれば、該エンジント
ルクを前記エンジンの動作指針として設定すると共に、
前記自動変速機の変速段の候補値の中から、前記エンジ
ンの動作指針として設定したエンジントルクに対応した
変速段を選択して、該選択した変速段を前記自動変速機
の動作指針として設定し、 前記設定したエンジントルクの候補値の中に前記連続制
御範囲内に属するエンジントルクがなければ、前記段階
制御範囲内に属するエンジントルクの候補値の中から、
前記段階制御範囲内で実現可能なエンジントルクに最も
近いエンジントルクの候補値を選択して、該選択したエ
ンジントルクの候補値に最も近く且つ実現可能なエンジ
ントルクを前記エンジンの動作指針として設定すると共
に、前記選択したエンジントルクの候補値に対応した変
速段を前記自動変速機の変速段の候補値の中から選択し
て、該選択した変速段を前記自動変速機の動作指針とし
て設定することを特徴とする請求項2又は請求項3記載
の車両統合制御システム。 - 【請求項5】 前記駆動力発生可能範囲情報は、前記エ
ンジン制御手段に予め設定されており、 前記駆動力制御手段は、前記エンジン制御手段から前記
駆動力発生可能範囲情報を取得し、前記エンジンの動作
指針を設定することを特徴とする請求項1〜請求項4い
ずれか記載の車両統合制御システム。
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