JP6069104B2 - 制御装置および制御装置の異常検出方法 - Google Patents
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Description
[1.1.エンジン制御システム]
まず、図1を参照して、本発明の第1の実施形態に係るエンジン制御システムの概略構成について説明する。図1は、本実施形態に係るエンジン制御システムの概略構成を示すブロック図である。
ECU20は、エンジン30を統括的に制御する制御装置であり、演算処理結果によっては車両を制御不能にしてしまう可能性もあるため、自己の演算処理結果に異常がないかを診断する自己故障診断機能を備える。
本実施形態に係るECU20は、図3に示すように、例えば演算処理部110と、推定処理部120と、異常判定部130と、記憶部140とを備える。
図3に示した機能を有するECU20は、図4に示す処理フローに基づきインストラクションチェックを実行する。まず、入力信号処理部112aは、センサ10からの検出値の入力を受け(S100)、検出値の前処理を行う(S110)。エンジントルク要求値のインストラクションチェック処理では、アクセル開度センサ12からアクセル開度が入力信号処理部112に入力され、入力信号処理部112にてA/D変換処理や検出値のなまし処理、ノイズ除去処理等が実行される。入力信号処理部112は、前処理したアクセル開度を、演算処理部110の後段処理部114および推定処理部120へ出力する。
以上、本発明の第1の実施形態に係るエンジン制御システムの構成と、ECU20におけるインストラクションチェック処理について説明した。本発明の第1の実施形態によれば、アクセル開度に基づいてエンジントルク要求値を演算する演算制御部110を備えたECU20において、演算処理部110に異常が生じ、エンジントルク要求値が異常値を示した場合であっても、エンジントルク要求値と推定処理部120により推定されたエンジントルク上限値とを比較することによって演算処理部110における異常の発生を確実に検出することが可能となる。そして、異常判定部130は、異常が発生したと判定した場合は、エンジントルク要求値をエンジントルク上限値に制限することで、車両が制御不能となることを確実に抑止することが可能となる。
次に、図6〜図8に基づいて、本発明の第2の実施形態に係る制御システムの構成とこれによるインストラクションチェック処理について説明する。本実施形態に係る制御システムは、動力源としてエンジンおよびモータを備えるハイブリット車両に適用され、センサからの入力信号に基づいて車両のエンジンおよびモータの制御値をそれぞれ演算するハイブリッドコントローラを備える。以下、本実施形態に係る制御システムおよびハイブリッドコントローラの構成およびその機能について説明する。
まず、図6を参照して、本実施形態に係る制御システムの概略構成について説明する。図6は、本実施形態に係る制御システムの概略構成を示すブロック図である。なお、図6において、図1に示した第1の実施形態に係るエンジン制御システムと同一の機能部に対しては図1と同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
次に、図7に基づいて、本実施形態に係るハイブリッドコントローラ40によるインストラクションチェックについて説明する。以下では、制御対象をエンジン30およびモータ60として、ハイブリッドコントローラ40によってアクセル開度(検出値)からエンジントルク要求値およびモータトルク要求値(以上、制御値)を演算する際に行われるインストラクションチェックを例として説明する。なお、図7は、本実施形態に係るハイブリッドコントローラ40によるインストラクションチェックを実行する機能部を示す機能ブロック図である。
ハイブリッドコントローラ40は、図7に示すように、例えば演算処理部210と、エンジントルク上限値推定処理部220と、エンジントルク異常判定部230と、エンジントルク相関情報記憶部240とを備える。また、ハイブリッドコントローラ40は、例えば、モータトルク上限値推定処理部250と、モータトルク異常判定部260と、モータトルク相関情報記憶部270とをさらに備える。
図7に示した機能を有するハイブリッドコントローラ40は、図8に示す処理フローに基づきインストラクションチェックを実行する。まず、入力信号処理部212aは、センサ10からの検出値の入力を受け(S200)、検出値の前処理を行う(S202)。ステップS200およびS202の処理は、第1の実施形態におけるステップ100およびS110の処理と同様である。入力信号処理部212aは、前処理したアクセル開度を、演算処理部210のエンジントルク用後段処理部214A、モータトルク用後段処理部214B、エンジントルク上限値推定処理部220およびモータトルク上限値推定処理部250へ出力する。
次に、第2の実施形態に係るインストラクションチェックを実施した場合における、車両の制御不能状態からの回避の可否を検討するために実施したシミュレーションについて説明する。本シミュレーションでは、トルク要求値に対して追加トルクを加算して車両の制御不能状態を模擬し、インストラクションチェックを行わない場合と本発明の第2の実施形態に係るインストラクションチェックを行った場合とについて、車両の制御不能状態からの回避の可否を確認した。
以上、本発明の第2の実施形態に係るエンジン制御システムの構成と、ハイブリッドコントローラ40におけるインストラクションチェック処理について説明した。本実施形態によれば、アクセル開度に基づいてエンジントルク要求値およびモータトルク要求値を演算する演算制御部210を備えたハイブリッドコントローラ40において、演算処理部210に異常が生じてエンジントルク要求値またはモータトルク要求値が異常値を示した場合であっても、エンジントルク要求値とエンジントルク上限値とを比較し、また、モータトルク要求値とモータトルク上限値とを比較することによって演算処理部210における異常の発生を確実に検出することが可能となる。そして、異常が発生した場合は、エンジントルク要求値またはモータトルク要求値を各上限値に制限することで、車両が制御できなくなることを確実に抑止することが可能となる。
12 アクセル開度センサ
20 エンジン制御ユニット(ECU)
30 エンジン
40 ハイブリッドコントローラ
50 モータ制御ユニット(MCU)
60 モータ
70 トランスミッション制御ユニット(TCU)
110、210 演算処理部
112、212 前段処理部
112a、212a 入力信号処理部
114 後段処理部
120 推定処理部
130 異常判定部
140 記憶部
214A エンジントルク用後段処理部
214B モータトルク用後段処理部
220 エンジントルク上限値推定処理部
230 エンジントルク異常判定部
240 エンジントルク相関情報記憶部
250 モータトルク上限値推定処理部
260 モータトルク異常判定部
270 モータトルク相関情報記憶部
Claims (10)
- センサから入力された検出値に基づいて、制御対象を制御するための制御値を逐次演算して出力する制御装置であって、
前記検出値から前記制御値を演算するための一連の制御演算処理を実行する演算処理部と、
前記一連の制御演算処理のうち少なくとも一部を実行することなく、前記検出値と過去に出力された前記制御値とに基づいて、前記制御値の限界値を推定する推定処理部と、
前記演算処理部により演算された前記制御値と、前記推定処理部により推定された前記限界値とを比較することにより、前記演算処理部の異常の有無を判定する異常判定部と、
を備えることを特徴とする、制御装置。 - 前記演算処理部は、
前記一連の制御演算処理のうち前段の処理を実行する前段処理部と、
前記前段処理部の処理結果に基づいて、前記一連の制御演算処理のうち後段の処理を実行することにより、前記制御値を演算する後段処理部と、
を有し、
前記推定処理部は、前記前段処理部により処理された前記検出値と、前記過去に出力された制御値とに基づいて、前記制御値の限界値を推定し、
前記異常判定部は、前記後段処理部により演算された前記制御値と、前記推定処理部により推定された前記限界値とを比較することにより、前記演算処理部の異常の有無を判定し、
前記異常判定部は、前記演算処理部に異常が無いと判定した場合、前記後段処理部により演算された前記制御値を、前記制御対象を制御するための制御値として逐次出力し、前記演算処理部に異常が有ると判定した場合、前記後段処理部により演算された前記制御値に代えて前記推定処理部により推定された前記限界値を、前記制御対象を制御するための制御値として出力することを特徴とする、請求項1に記載の制御装置。 - 予め設定された前記検出値と前記制御値との相関情報を保持する記憶部をさらに備え、
前記推定処理部は、前記記憶部に記憶された前記相関情報に基づいて、前記検出値及び前記過去に出力された制御値から前記限界値を推定することを特徴とする、請求項1又は2に記載の制御装置。 - 前記検出値はアクセル開度であり、前記制御値はトルク要求値であり、
前記推定処理部は、前記相関情報に基づいて、前記アクセル開度と過去に出力された過去のトルク要求値とから、前記トルク要求値の限界値を設定することを特徴とする、請求項3に記載の制御装置。 - 前記記憶部は、前記アクセル開度または前記過去に出力された過去のトルク要求値のいずれか一方若しくは双方が大きいほど、前記トルク要求値の限界値が大きくなるように、前記アクセル開度および前記過去のトルク要求値と前記トルク要求値の限界値との相関が設定された前記相関情報を保持していることを特徴とする、請求項4に記載の制御装置。
- 前記制御対象は、第1の制御対象および第2の制御対象を含み、
前記演算処理部は、
前記第1の制御対象を制御するための第1の制御値を算出する第1の演算処理部と、
前記第2の制御対象を制御するための第2の制御値を算出する第2の演算処理部と、
を有し、
前記推定処理部は、
前記第1の制御値の限界値を推定する第1の推定処理部と、
前記第2の制御値の限界値を推定する第2の推定処理部と、
を有し、
前記異常判定部は、
前記第1の演算処理部により演算された前記第1の制御値と、前記第1の推定処理部により推定された前記限界値とを比較することにより、前記第1の演算処理部の異常の有無を判定する第1の異常判定部と、
前記第2の演算処理部により演算された前記第2の制御値と、前記第2の推定処理部により推定された前記限界値とを比較することにより、前記第2の演算処理部の異常の有無を判定する第2の異常判定部と、
を有することを特徴とする、請求項1に記載の制御装置。 - 前記制御対象は、車両に設けられた相異なる動力源であるエンジンおよびモータを含み、前記検出値はアクセル開度であり、前記制御値はトルク要求値であり、
前記演算処理部は、
前記エンジンを制御するためのエンジントルク要求値を算出する第1の演算処理部と、
前記モータを制御するためのモータトルク要求値を算出する第2の演算処理部と、
を有し、
前記推定処理部は、
前記エンジントルク要求値の限界値を推定する第1の推定処理部と、
前記モータトルク要求値の限界値を推定する第2の推定処理部と、
を有し、
前記異常判定部は、
前記第1の演算処理部により演算された前記エンジントルク要求値と、前記第1の推定処理部により推定された前記エンジントルク要求値の限界値とを比較することにより、前記第1の演算処理部の異常の有無を判定する第1の異常判定部と、
前記第2の演算処理部により演算された前記モータトルク要求値と、前記第2の推定処理部により推定された前記モータトルク要求値の限界値とを比較することにより、前記第2の演算処理部の異常の有無を判定する第2の異常判定部と、
を有することを特徴とする、請求項1に記載の制御装置。 - 前記第1の演算処理部および前記第2の演算処理部は、
入力された入力信号であるアクセル開度の前処理を行う入力信号処理部と、
前記アクセル開度に基づいて前記2つの動力源に出力させる総トルク目標値を演算する総トルク演算処理部と、
前記総トルク目標値を、前記エンジンに出力させるエンジントルク目標値と前記モータに出力させるモータトルク目標値とに分配するトルク分配制御部と、
を共有し、
前記第1の演算処理部は、前記トルク分配制御部により演算された前記エンジントルク目標値に基づいて前記エンジントルク要求値を演算するエンジントルク要求値演算処理部をさらに有し、
前記第2の演算処理部は、前記トルク分配制御部により演算された前記モータトルク目標値に基づいて前記モータトルク要求値を演算するモータトルク要求値演算処理部をさらに有することを特徴とする、請求項7に記載の制御装置。 - 前記異常判定部は、前記演算処理部に異常があると判定したとき、当該演算処理部をリセットすることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の制御装置。
- センサから入力された検出値に基づいて、制御対象を制御するための制御値を逐次演算して出力する制御装置の異常を検出する異常検出方法であって、
前記制御装置の演算処理部により、前記検出値から前記制御値を演算するための一連の制御演算処理を実行することにより、前記制御値を逐次演算し、
前記一連の制御演算処理のうち少なくとも一部を実行することなく、前記検出値と過去に出力された前記制御値とに基づいて、前記制御値の限界値を推定し、
前記制御値と前記限界値とを比較することにより、前記演算処理部の異常の有無を判定することを特徴とする、制御装置の異常検出方法。
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