(57)【要約】【課題】迅速に物理量を得ること。【解決手段】実施形態に係る制御装置は、予測部と、転送部とを備える。予測部は、車両に搭載されたセンサから入力されるセンサ値に基づいて次回のセンサ値を予測する。転送部は、予測部によって予測された次回のセンサ値に基づく所定範囲のマップ関数を第１記憶領域よりもアクセス速度の速い第２記憶領域へ転送する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたセンサから入力されるセンサ値に基づいて次回の前記センサ値を予測する予測部と、
前記予測部によって予測された前記次回のセンサ値に基づく所定範囲のマップ関数を第１記憶領域から前記第１記憶領域よりもアクセス速度の速い第２記憶領域へ転送する転送部と
を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記第２記憶領域に記憶された前記マップ関数に基づいて前記センサ値に対応する物理量を算出する算出部
をさらに備え、
前記算出部は、
前記所定範囲内にある複数の前記物理量を処理負荷に応じて予め算出すること
を特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記算出部は、
前記複数の物理量を一時的に保持し、当該所定範囲内のセンサ値が入力された場合、前記複数の物理量から対応する前記物理量を選択して出力すること
を特徴とする請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
同一の前記センサ値に対応し、一時的に保持する前記物理量と、新たに算出した前記物理量とが異なる場合に、異常と判定する第１判定部
を備えることを特徴とする請求項２または３に記載の制御装置。
【請求項５】
新たに入力される前記センサ値が前記所定範囲から逸脱した場合に、異常と判定する第２判定部
を備えること
を特徴とする請求項２、３または４に記載の制御装置。
【請求項６】
車両に搭載されたセンサから入力されるセンサ値に基づいて次回の前記センサ値を予測する予測工程と、
前記予測工程によって予測された前記次回のセンサ値に基づく所定範囲のマップ関数を第１記憶領域から第１記憶領域よりもアクセス速度の速い第２記憶領域へ転送する転送工程と
を含むことを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種センサから入力される入力値をマップ関数に基づく制御演算を行うことで、物理量へ変換する制御装置がある（例えば、特許文献１参照）。この種の制御装置において、マップ関数を用いて演算処理を行うことで、迅速に物理量を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３８２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、近年では、より精度の高い物理量が求められるため、煩雑なマップ関数が用いられつつある。また、煩雑なマップ関数であるほど、物理量の演算負荷が高くなり、迅速に物理量を得るためには、演算負荷に耐えうるスペックのマイコンが必要となる。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、迅速に物理量を得ることができる制御装置および制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、実施形態に係る制御装置は、予測部と、転送部とを備える。前記予測部は、車両に搭載されたセンサから入力されるセンサ値に基づいて次回の前記センサ値を予測する。前記転送部は、前記予測部によって予測された前記次回のセンサ値に基づく所定範囲のマップ関数を第１記憶領域から前記第１記憶領域よりもアクセス速度の速い第２記憶領域へ転送する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、迅速に物理量を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、制御方法の概要を示す図である。
【図２】図２は、制御装置のブロック図である。
【図３】図３は、算出部の処理の具体例を示す図である。
【図４】図４は、制御装置が実行する処理手順を示すフローチャートである。
【図５】図５は、図４に示す先読み処理の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本願の開示する制御装置および制御方法の実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。
【００１０】
まず、図１を用いて、実施形態に係る制御方法の概要について説明する。図１は、制御方法の概要を示す図である。なお、かかる制御方法は、図１に示す制御装置１の制御部２によって実行される。また、以下では、車両に搭載されたセンサがスロットル開度センサである場合を例に挙げて説明する。
【００１１】
制御装置１は、例えば、センサＳｃから入力されるセンサ値に基づいて電子スロットルのスロットルバブルの開度を制御するＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）である。制御装置１は、センサＳｃからセンサ値としてスロットルバルブの開度に応じた電圧値を取得し、マップ関数に基づいて実際のスロットルバルブの開度を算出することができる。
【００１２】
ここで、マップ関数とは、センサ値と物理量（スロットバルブの開度に相当）との関係を近似したマップである。制御装置１は、かかるマップ関数を用いることで、複雑な物理式を用いる場合に比べて、高速に物理量を算出することが可能となる。
【００１３】
しかしながら、近年では、より精度の高い物理量が求められるため、煩雑なマップ関数が用いられる場合がある。この場合、マップ関数を用いたとしても、物理量の演算負荷が高く、物理量を迅速に得ることができない。一方、上記の演算負荷に耐えうる高スペックのマイコンを用いると、製品価格の上昇に繋がるため好ましくない。
【００１４】
そこで、実施形態に係る制御装置１では、センサＳｃから入力されるセンサ値に基づいて小さいマップ関数を生成することとした。つまり、実施形態に係る制御装置１は、次回のセンサ値を予測し、予測した次回のセンサ値に基づく所定範囲のマップ関数を切り取って、アクセス速度の速い記憶領域へ転送する。
【００１５】
具体的には、図１に示すように、制御装置１は、まず、センサＳｃから入力されるセンサ値に基づいて次回のセンサ値を予測する（ステップＳ１）。ここで、制御装置１は、センサ値が連続的に変化するため、今回のセンサ値から変動幅ｗ内に次回のセンサ値が収まると予測することができる。
【００１６】
続いて、制御装置１は、ステップＳ１にて予測した次回のセンサ値に対応する変動幅ｗに基づいて所定範囲Ｒのマップ関数Ｆを第１記憶領域３から第２記憶領域４へ転送する（ステップＳ２）。ここで、第２記憶領域４は、第１記憶領域３よりも制御部２によるアクセス速度の速い記憶領域である。
【００１７】
例えば、第１記憶領域３は、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）に対応し、第２記憶領域４は、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）に対応する。しかしながら、これに限定されるものではなく、第２記憶領域４が、第１記憶領域３よりもアクセス速度が速い記憶領域であれば、その他の記憶媒体であってもよい。
【００１８】
このように、実施形態に係る制御装置１では、第１記憶領域３に格納されたマップ関数Ｆから所定範囲Ｒのマップ関数ｆを切り取って、第２記憶領域４へ転送する。これにより、制御装置１では、第２記憶領域４に格納されたマップ関数ｆを用いて物理量を算出することで、迅速に物理量を算出することが可能となる。
【００１９】
また、制御装置１では、第１記憶領域３に格納されたマップ関数Ｆに比べて、容量の小さいマップ関数ｆが第２記憶領域４へ格納されることとなる。これにより、制御装置１は、第２記憶領域４に記憶された小さいマップ関数ｆを用いることで、演算負荷を抑えつつ、物理量を算出することができる。
【００２０】
つまり、実施形態に係る制御装置１は、今回のセンサ値に基づいて次回の物理量を求めるための先読み処理を行う。したがって、実施形態に係る制御装置１によれば、迅速に物理量を得ることが可能となる。
【００２１】
次に、図２を用いて実施形態に係る制御装置１の構成例について説明する。図１は、制御装置のブロック図である。なお、図２には、電子スロットル５０を併せて示す。電子スロットル５０は、図示しないエンジンの吸気通路に設けられたスロットルバルブを制御する制御装置である。
【００２２】
図２に示すように、電子スロットル５０は、スロットルバルブのバルブ開度を検出する開度センサ５１と、スロットルバルブの動力となるモータ５２とを備える。開度センサ５１は、スロットルバルブのバルブ開度を制御装置１へ逐次入力するとともに、モータ５２は、制御装置１の制御に基づいて動作する。
【００２３】
制御装置１は、制御部２と、第１記憶領域３と、第２記憶領域４とを備える。制御部２は、予測部２１と、転送部２２と、算出部２３と、第１判定部２４と、第２判定部２５と、モータ制御部２６とを備える。
【００２４】
制御部２は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）、入出力ポートなどを有するコンピュータや各種の回路を含む。
【００２５】
コンピュータのＣＰＵは、例えば、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、制御部２の予測部２１、転送部２２、算出部２３、第１判定部２４、第２判定部２５およびモータ制御部２６として機能する。
【００２６】
また、制御部２の予測部２１、転送部２２、算出部２３、第１判定部２４、第２判定部２５およびモータ制御部２６の少なくともいずれか一部または全部をＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）やＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）等のハードウェアで構成することもできる。
【００２７】
また、第１記憶領域３および第２記憶領域４は、例えば、ＲＯＭおよびＲＡＭをはじめとし、データフラッシュや不揮発性メモリ、レジスタといった記憶デバイスである。なお、上述のように、第２記憶領域４は、第１記憶領域３に比べて、アクセス速度の速い記憶領域であれば、その他の記憶媒体を用いることにしてもよい。
【００２８】
図２に示すように、第１記憶領域３は、第１マップ領域３１を有し、第２記憶領域４は、第２マップ領域４１および物理量領域４２を有する。
【００２９】
第１マップ領域３１は、センサ値と、物理量との関係を近似したマップ関数Ｆを記憶する領域である。本実施形態において、第１マップ領域３１に記憶されるマップ関数Ｆは、センサ値と、物理量としてのアクセル開度との関係が近似されたマップである。
【００３０】
また、第２マップ領域４１は、第１マップ領域３１に記憶されたマップ関数Ｆの一部を切り取ったマップ関数ｆが記憶される領域である。物理量領域４２は、第２マップ領域４１に記憶されたマップ関数ｆに基づいて算出された複数の物理量を記憶する領域である。本実施形態において、物理量領域４２には、変動幅ｗ（図１参照）内の複数のセンサ値にそれぞれ対応する複数の物理量が格納される。
【００３１】
続いて、制御部２の各構成について説明する。制御部２の予測部２１は、開度センサ５１から入力されるセンサ値に基づいて次回のセンサ値を予測する。ここで、開度センサ５１から入力されるセンサ値は、連続的に変化する。このため、予測部２１は、次のセンサ値が今回のセンサ値の近傍になると予測することができる。
【００３２】
このため、予測部２１は、今回のセンサ値から変動幅ｗ内に次回のセンサ値が収まると予測する。なお、変動幅ｗについて、今回のセンサ値から常に一定の幅とすることにしてもよいし、予測した次回のセンサ値の確度に応じて変更することにしてもよい。
【００３３】
すなわち、予測部２１は、次回のセンサ値の確度が高いほど、次回のセンサ値を基準として、変動幅ｗを絞り込むようにし、上記の確度が低いほど、次回のセンサ値を基準として、変動幅ｗを広範囲に設定することにしてもよい。
【００３４】
転送部２２は、予測部２１によって予測された変動幅に基づく所定範囲のマップ関数ｆを第１記憶領域３から第１記憶領域３よりもアクセス速度の速い第２記憶領域４へ転送する。
【００３５】
すなわち、転送部２２は、図１に示したように、第１記憶領域３に記憶されたマップ関数Ｆから変動幅ｗに応じた所定範囲Ｒのマップ関数ｆを切り取って、第２記憶領域４へ転送する。
【００３６】
算出部２３は、第２記憶領域４に記憶されたマップ関数ｆに基づいてセンサ値に対応する物理量を算出する。具体的には、算出部２３は、第２記憶領域４にアクセスし、マップ関数ｆを参照し、センサ値に対応する物理量を算出する。
【００３７】
すなわち、算出部２３は、第１記憶領域３よりもアクセス速度の速い第２記憶領域４へアクセスし、マップ関数ｆを得ることでより迅速に物理量を算出することが可能となる。また、上記のように、第２記憶領域４に記憶されたマップ関数ｆは、第１記憶領域３に記憶されたマップ関数Ｆよりも小さいマップ関数である。
【００３８】
したがって、算出部２３は、第２記憶領域４に記憶されたマップ関数ｆを用いて物理量を算出することで、第１記憶領域３に記憶されたマップ関数Ｆを用いる場合に比べて、より簡便に物理量を算出することが可能となる。
【００３９】
また、算出部２３は、制御部２の処理負荷に応じて、マップ関数ｆに基づき、複数の物理量を予め算出する。すなわち、算出部２３は、次回のセンサ値の候補に対応する複数の物理量を処理負荷に応じて予め算出する。
【００４０】
算出部２３は、今回のセンサ値の前後、すなわち所定範囲Ｒ内の複数の物理量を算出し、算出した複数の物理量を第２記憶領域４の物理量領域４２に記憶する。そして、算出部２３は、次回のセンサ値が入力された場合、物理量領域４２を探索し、かかるセンサ値に対応する物理量が記憶されているか否かを判定する。
【００４１】
このとき、算出部２３は、物理量領域４２にセンサ値に対応する物理量が記憶されていた場合、かかる物理量を選択する。すなわち、この場合に、算出部２３は、予め算出した物理量を用いることができ、今回のセンサ値に対応する物理量の算出処理を省略することができる。これにより、物理量の算出処理を省略する分だけ、迅速に物理量を得ることが可能となる。
【００４２】
ここで、図３を用いて算出部２３による一連の処理について説明する。図３は、算出部２３による処理の具体例を示す図である。図３に示すように、算出部２３は、まず、センサ値を取得すると（ステップＳ１１）、物理量領域４２を探索する（ステップＳ１２）。
【００４３】
算出部２３は、ステップＳ１２の探索処理において物理量領域４２に今回のセンサ値に対応する物理量がない場合、センサ値に対応する物理量を算出する（ステップＳ１３）。一方、算出部２３は、ステップＳ１２の探索処理において物理量領域４２に今回のセンサ値に対応する物理量があった場合、物理量領域４２から今回のセンサ値に対応する物理量を選択する（ステップＳ１４）。
【００４４】
続いて、算出部２３は、ステップＳ１３にて算出した物理量またはステップＳ１４にて選択した物理量を出力する（ステップＳ１５）。その後、算出部２３は、処理負荷に応じて、今回のセンサ値近傍の物理量（例えば、所定範囲Ｒ内の物理量に対応）を算出し（ステップＳ１６）、ステップＳ１１へ移行する。
【００４５】
ここで、ステップＳ１６の処理における「処理負荷に応じて」とは、例えば、制御部２の処理負荷が任意の閾値を超える場合を指す。すなわち、算出部２３は、制御部２の処理負荷が高い場合、ステップＳ１６の処理を行わず、処理負荷が低い場合に、ステップＳ１６の処理を行うこととなる。
【００４６】
つまり、算出部２３は、制御部２の処理負荷が低い場合に、次回の物理量を予め算出しておくことで、制御部２の処理負荷を平準化することができる。これにより、制御部２に用いるマイコンのスペックを抑えることができる。なお、算出部２３は、ステップＳ１６に示す算出処理について、処理負荷が閾値を下回る場合であれば、ステップＳ１１〜ステップＳ１５の間に行うことにしてもよい。
【００４７】
図２の説明に戻り、第１判定部２４について説明する。第１判定部２４は、時間的に連続する同一のセンサ値に対応し、物理量領域４２に記憶した物理量と、新たに算出した物理量とが異なる場合に、異常と判定する。すなわち、同一のセンサ値であれば、物理量の値もまた同一となるはずである。
【００４８】
この場合、例えば、第２マップ領域４１に記憶されるマップ関数ｆや物理量領域４２に記憶される物理量のデータ破損等が原因の一例として挙げられる。このため、第１判定部２４は、異常を判定した場合の異常対応処理として、第２マップ領域４１や物理量領域４２のリフレッシュを行う。
【００４９】
これにより、信頼性の低い物理量が出力されることを抑制することができるので、出力する物理量の信頼性を向上させることが可能となる。
【００５０】
第２判定部２５は、新たに入力されるセンサ値が所定範囲Ｒから所定回連続して数逸脱した場合に、異常と判定する。すなわち、新たに入力されるセンサ値が所定範囲Ｒから逸脱した場合、センサ値が通常の挙動ではなく、異常な挙動を示したことがその原因として挙げられる。
【００５１】
第２判定部２５は、センサ値の異常な挙動を検出することで、電子スロットル５０や、開度センサ５１の異常と判定することができる。第２判定部２５は、例えば、異常と判定した場合、異常対応処理として、新たに入力されるセンサ値に対して前回のセンサ値に対応する物理量を出力結果として出力するように、算出部２３に対して指示する。
【００５２】
このように、本実施形態では、第２マップ領域４１に一部のマップ関数ｆを記憶しておくことで、上記のように、物理量を迅速に得ることに加え、センサ値の推移の妥当性を評価することが可能となる。第２判定部２５は、規則性のある変化を伴うセンサ値に対して、特に有効となる。
【００５３】
モータ制御部２６は、算出部２３から出力される物理量に基づいて電子スロットルを駆動するモータ５２を制御する。例えば、モータ制御部２６は、図示しない上位ＥＣＵから入力される目標スロットル開度へ電子スロットルの開度を近づけるフィードバック制御を用い、モータ５２を駆動させる制御信号のＤｕｔｙ比を決定する。
【００５４】
次に、図４および図５を用いて、実施形態に係る制御装置１が実行する処理手順について説明する。図４は、制御装置１が実行する処理手順を示すフローチャートである。なお、かかる処理手順は、制御部２によって繰り返し実行される。
【００５５】
図４に示すように、制御装置１は、センサ値を取得すると（ステップＳ１０１）、物理量領域４２を探索する（ステップＳ１０２）。続いて、制御装置１は、物理量領域４２に今回のセンサ値に対応する物理量があるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
【００５６】
制御装置１は、物理量が物理量領域４２に無かった場合（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、センサ値自体が異常であるか否かを判定する第２判定条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１０４）。すなわち、第２判定条件とは、センサ値が所定範囲Ｒから所定回連続して数逸脱することを示す。
【００５７】
続いて、制御装置１は、第２判定条件が成立していなかった場合（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、物理量を算出し（ステップＳ１０５）、物理量を出力する（ステップＳ１０６）。続いて、制御装置１は、処理負荷が閾値を超えているか否かを判定する（ステップＳ１０７）。
【００５８】
制御装置１は、処理負荷が閾値以下である場合（ステップＳ１０７，Ｎｏ）、先読み処理へ移行し（ステップＳ１０８）、処理を終了する。なお、ステップＳ１０８の先読み処理の処理手順については、図６を用いて後述する。また、ステップＳ１０７の判定処理は、ステップＳ１０１〜ステップＳ１１０の処理に並列して行うことにしてもよい。
【００５９】
また、図５に示すように、制御装置１は、ステップＳ１０３の処理において、物理量領域４２に今回のセンサ値に対応する物理量があった場合（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、かかる物理量を選択して（ステップＳ１０９）、ステップＳ１０６の処理へ移行する。
【００６０】
また、制御装置１は、ステップＳ１０４の処理において、第２判定条件が成立した場合（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、異常対応処理を行って（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０７へ移行する。
【００６１】
また、制御装置１は、ステップＳ１０７の処理において、処理負荷が閾値を上回る場合（ステップＳ１０７，Ｙｅｓ）、ステップＳ１０８の処理を行わずに、処理を終了する。
【００６２】
次に、図５を用いて図４に示したステップＳ１０９の先読み処理の処理手順について説明する。図５は、図４に示したステップＳ１０９の先読み処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００６３】
図５に示すように、制御装置１は、次回のセンサ値の変動幅を予測し（ステップＳ２０１）、変動幅に応じたマップ関数ｆを第１記憶領域３から第２記憶領域４へ転送する（ステップＳ２０２）。
【００６４】
続いて、制御装置１は、第２記憶領域４へ転送したマップ関数ｆに基づいて複数の物理量を算出し（ステップＳ２０３）、算出した物理量を物理量領域４２へ記憶する（ステップＳ２０４）。
【００６５】
続いて、制御装置１は、第１判定条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ２０５）。ここで、第１判定条件とは、同一のセンサ値に対応する物理量が過去の算出結果と異なる条件を指す。
【００６６】
制御装置１は、第１判定条件を満たすと判定した場合（ステップＳ２０５，Ｙｅｓ）、異常対応処理を行い（ステップＳ２０６）、処理を終了する。なお、ステップS２０６に示す異常対応処理の一例として、第２記憶領域４のリセットが挙げられる。
【００６７】
また、制御装置１は、第１判定条件を満たしていないと判定した場合（ステップＳ２０５，Ｎｏ）、ステップＳ２０６の処理を省略して、処理を終了する。
【００６８】
上述のように、実施形態に係る制御装置１は、予測部２１と、転送部２２とを備える。制御装置１は、車両に搭載されたセンサＳｃから入力されるセンサ値に基づいて次回のセンサ値を予測する。転送部２２は、予測部２１によって予測された次回のセンサ値に基づく所定範囲のマップ関数を第１記憶領域３から第１記憶領域３よりもアクセス速度の速い第２記憶領域４へ転送する。したがって、実施形態に係る制御装置１によれば、迅速に物理量を得ることができる。
【００６９】
ところで、上述した実施形態では、車両に搭載されたセンサが、アクセル開度を検出する開度センサである場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、上記のセンサは、連続的に変化するものを検出するセンサであれば、その他のセンサであってもよい。
【００７０】
また、センサそのものについても、車両に搭載されている必要はなく、車両以外に搭載されるセンサであってもよい。
【００７１】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な様態は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲および、その均等物によって定義される統括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変化が可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１    制御装置
３    第１記憶領域
４    第２記憶領域
２１    予測部
２２    転送部
２３    算出部
２４    第１判定部
２５    第２判定部
５１    開度センサ（車両に搭載されたセンサの一例）
Ｆ、ｆ    マップ関数
【図１】
2020113136.tif 000003
【図２】
2020113136.tif 000004
【図３】
2020113136.tif 000005
【図４】
2020113136.tif 000006
【図５】
2020113136.tif 000007