(57)【要約】【課題】ＬＵＴ３０の参照値の数を減らした場合でも出力値の精度を劣化させず且つ計算コストを増加させない制御装置１等を提供する。【解決手段】時刻ｋで入力された引数ｘｋ（参照値ｘｉとｘｉ＋１との間に存在）に対して平均を０とする所定の確率分布に従うノイズｎｋを付加し新たな引数ｘｎｋとする。引数ｘｎｋに最も近い参照値（例えばｘｉ＋１）をＬＵＴ３０から検索する。参照値ｘｉ＋１に対応する出力値ｙｉ＋１を引数ｘｋに対応する出力値ｙｋとして制御対象４０側へ出力する。多次元ＬＵＴを用いた場合についても同様である。引数ｘｋが（ｘｉ＋ｘｉ＋１）／２より参照値ｘｉ＋１側へΔｉ＋１だけ離れている場合、出力値ｙｋがｙｉ＋１となる確率Ｐｒ（ｙｋ＝ｙｉ＋１）＝Ｐｒ（ｎｋ＜Δｉ＋１）となる。ノイズｎｋが平均を０とする正規分布又は一様分布等の場合、出力値ｙｋの平均Ｅ｛ｙｋ｝はガウス補間又は線形補間を行った場合と同様になる。【選択図】図１
2010257161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象に対する制御の一周期における入出力に際し、記録部に記録されたｍ（≧１）次元表を検索する制御装置であって、
制御対象側から入力されたデータに基づくｍ個の引数の各々に平均を０とする所定の確率分布に従う値を付加して、ｍ個の新たな引数を作成する付加手段と、
前記付加手段により作成されたｍ個の新たな引数につき、各引数に最も近い参照値を各々選択する選択手段と、
前記選択手段により選択されたｍ個の参照値に対応した出力値を前記ｍ次元表から検索する検索手段と、
前記検索手段により検索された出力値を制御対象に対して出力する出力手段とを備えたことを特徴とする制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の制御装置において、前記所定の確率分布は正規分布又は一様分布であることを特徴とする制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の制御装置において、前記付加手段、前記選択手段及び前記検索手段を所定の回数繰返す繰返し手段をさらに備え、前記出力手段は、前記検索手段により検索された複数の出力値の平均値を出力することを特徴とする制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の制御装置において、前記制御対象はエンジン制御コンピュータであり、前記ｍ次元表の引数としてエンジン回転数及び必要トルクを含み、出力値はスロットル開度であることを特徴とする制御装置。
【請求項５】
制御対象に対する制御の一周期における入出力に際し、記録部に記録されたｍ（≧１）次元表を検索する制御装置が実行する制御プログラムであって、制御装置のコンピュータに、
制御対象側から入力されたデータに基づくｍ個の引数の各々に平均を０とする所定の確率分布に従う値を付加して、ｍ個の新たな引数を作成する付加ステップ、
前記付加ステップで作成されたｍ個の新たな引数につき、各引数に最も近い参照値を各々選択する選択ステップ、
前記選択ステップで選択されたｍ個の参照値に対応した出力値を前記ｍ次元表から検索する検索ステップ、
前記検索ステップで検索された出力値を制御対象に対して出力する出力ステップを実行させるための制御プログラム。
【請求項６】
請求項５記載の制御プログラムにおいて、前記所定の確率分布は正規分布又は一様分布であることを特徴とする制御プログラム。
【請求項７】
請求項５又は６記載の制御プログラムにおいて、前記付加ステップ、前記選択ステップ及び前記検索ステップを所定の回数繰返す繰返しステップをさらに備え、前記出力ステップは、前記検索ステップで検索された複数の出力値の平均値を出力することを特徴とする制御プログラム。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれかに記載の制御プログラムにおいて、前記制御対象はエンジン制御コンピュータであり、前記ｍ次元表の引数としてエンジン回転数及び必要トルクを含み、出力値はスロットル開度であることを特徴とする制御プログラム。
【請求項９】
請求項５乃至８のいずれかに記載の制御プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御対象に対する制御の一周期における入出力に際し、ルックアップテーブルを用いる制御装置等に関し、特に自動車等のクルーズコントロールシステムにおける制御の一周期における入出力に際し、ルックアップテーブルを用いる制御装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、制御システムの開発において、制御システムが出力する値等が解析的に求まらない場合、あるいは制御システムにおける制御ロジックを実現するために制御対象に合わせた詳細なチューニングが必要な場合等には、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）というデータ構造を参照する方式が用いられることがある。
【０００３】
上述の制御システムの例として、車速およびエンジン回転数等を入力し、スロットル開度を制御する制御システムが挙げられる（特許文献１参照）。同様な制御システムであるクルーズコントロールシステムは、目標車速、現在車速およびエンジン回転数等を入力し、目標車速および現在車速から目標車速に到達するために要する必要トルクを計算し、予め作成してある必要トルクおよびエンジン回転数とスロットル開度との関係を示す２次元のＬＵＴを検索することにより、スロットル開度を出力している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
クルーズコントロールシステムのようなハードリアルタイムシステムでＬＵＴを用いる場合、テーブルの大きさが問題となることがあった。ＬＵＴを構成する参照点の数は、取り扱う引数の数（ＬＵＴの次元数）が増加すると、これに応じてべき乗で増加するため、消費メモリおよびＬＵＴの検索時間の増加に直結することになる。特に、検索時間の増加はハードリアルタイムシステムにおいてリアルタイム性を損なう原因になるという問題があった。ＬＵＴの参照点の間隔を粗くする、言いかえれば各次元における参照値の数を減らせばこの問題を解決することができる。しかし、これは逆に、出力する値の精度を劣化させることになるという問題を生じる。精度の劣化を補うために、各種の補間アルゴリズムを用いた場合、補間のための計算コストが増加するため、ＬＵＴを用いることによる計算コストの削減効果が薄くなってしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上記問題を解決するためになされたものであり、ＬＵＴの参照値の数を減らした場合でも出力する値の精度を劣化させず、且つ計算コストを増加させない制御装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の制御装置は、制御対象に対する制御の一周期における入出力に際し、記録部に記録されたｍ（≧１）次元表を検索する制御装置であって、制御対象側から入力されたデータに基づくｍ個の引数の各々に平均を０とする所定の確率分布に従う値を付加して、ｍ個の新たな引数を作成する付加手段と、前記付加手段により作成されたｍ個の新たな引数につき、各引数に最も近い参照値を各々選択する選択手段と、前記選択手段により選択されたｍ個の参照値に対応した出力値を前記ｍ次元表から検索する検索手段と、前記検索手段により検索された出力値を制御対象に対して出力する出力手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
ここで、この発明の制御装置において、前記所定の確率分布は正規分布又は一様分布とすることができる。
【０００８】
ここで、この発明の制御装置において、前記付加手段、前記選択手段及び前記検索手段を所定の回数繰返す繰返し手段をさらに備え、前記出力手段は、前記検索手段により検索された複数の出力値の平均値を出力することができる。
【０００９】
ここで、この発明の制御装置において、前記制御対象はエンジン制御コンピュータであり、前記ｍ次元表の引数としてエンジン回転数及び必要トルクを含み、出力値はスロットル開度とすることができる。
【００１０】
この発明の制御プログラムは、制御対象に対する制御の一周期における入出力に際し、記録部に記録されたｍ（≧１）次元表を検索する制御装置が実行する制御プログラムであって、制御装置のコンピュータに、制御対象側から入力されたデータに基づくｍ個の引数の各々に平均を０とする所定の確率分布に従う値を付加して、ｍ個の新たな引数を作成する付加ステップ、前記付加ステップで作成されたｍ個の新たな引数につき、各引数に最も近い参照値を各々選択する選択ステップ、前記選択ステップで選択されたｍ個の参照値に対応した出力値を前記ｍ次元表から検索する検索ステップ、前記検索ステップで検索された出力値を制御対象に対して出力する出力ステップを実行させるための制御プログラムである。
【００１１】
ここで、この発明の制御プログラムにおいて、前記所定の確率分布は正規分布又は一様分布とすることができる。
【００１２】
ここで、この発明の制御プログラムにおいて、前記付加ステップ、前記選択ステップ及び前記検索ステップを所定の回数繰返す繰返しステップをさらに備え、前記出力ステップは、前記検索ステップで検索された複数の出力値の平均値を出力することができる。
【００１３】
ここで、この発明の制御プログラムにおいて、前記制御対象はエンジン制御コンピュータであり、前記ｍ次元表の引数としてエンジン回転数及び必要トルクを含み、出力値はスロットル開度とすることができる。
【００１４】
この発明の記録媒体は、本発明のいずれかかの制御プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のクルーズコントロールシステム等によれば、例えば１次元ＬＵＴを用いる場合の参照方法（制御プログラム）は以下のようになる。ある時刻ｋにおいて入力された引数ｘｋに対して平均を０とする所定の確率分布に従うノイズｎｋを付加し、これを新たな引数ｘｎｋ（＝ｘｋ＋ｎｋ）とする。平均を０とする所定の確率分布としては正規分布または一様分布が好適であるが、他の適切な分布であってもよい。次に、得られた新たな引数ｘｎｋに最も近い参照値（例えば、ｘｉ＋１）を１次元ＬＵＴから検索する。参照値ｘｉ＋１に対応する出力値ｙｉ＋１を得て、これを時刻ｋにおいて入力された引数ｘｋに対応する出力値ｙｋとして制御対象側へ出力する。多次元（ｍ＞１）ＬＵＴを用いた場合についても同様である。出力値ｙｋがｙｉ＋１となる確率Ｐｒ（ｙｋ＝ｙｉ＋１）＝Ｐｒ（ｎｋ＜Δｉ＋１）となる。ここで、入力された引数ｘｋは参照値ｘｉとｘｉ＋１との間に存在し、引数ｘｋが（ｘｉ＋ｘｉ＋１）／２より参照値ｘｉ＋１側へΔｉ＋１だけ離れているものとする。ノイズｎｋが平均を０とする正規分布または一様分布等の場合、出力値ｙｋの平均Ｅ｛ｙｋ｝はガウス補間（正規分布）または線形補間（一様分布）を行った場合と同様の結果を得ることができる。
【００１６】
本発明のクルーズコントロールシステム等におけるＬＵＴの参照方法（制御プログラム）によれば、従来の補間アルゴリズムを用いる場合と異なり、出力値ｙｋは依然としてＬＵＴ内のデータと同じ間隔（ｙｉ,ｙｉ＋１,．．．）で離散化された状態である。しかし、その平均Ｅ｛ｙｋ｝は各種補間アルゴリズムを用いた場合と同じになる。即ち、本発明のクルーズコントロールシステム等におけるＬＵＴの参照方法は計算コストの高い各種補間アルゴリズムの近似として用いることができる。ノイズｎｋの付加は単純な加算によって実現できるため、ノイズｎｋの付加により新たに発生する計算量（計算コスト）は僅かな量に抑えることができる。この結果、本発明のクルーズコントロールシステム等におけるＬＵＴの参照方法によれば、制御対象に対するリアルタイム且つ短い制御の一周期で繰返し入力データの処理を行う必要があるＬＵＴの参照アルゴリズムを実現する場合において、ＬＵＴの参照値の数を減らした場合でも出力値の精度を劣化させることなく、且つ単純な加算等の処理の組合せにより計算コストを増加させずに済むという効果がある。本発明のクルーズコントロールシステム等におけるＬＵＴの参照方法は引数ｘｋの性質に依存しないため、エンジン回転数ＥＳ等に限定されず、様々なセンサ値に対して応用することができる。ＬＵＴの次元数ｍが大きくなった場合、本発明のクルーズコントロールシステム等におけるＬＵＴの参照方法は従来の各種補間アルゴリズムよりさらに有利となるため、様々なセンサ値を組み合わせるような制御に対して有効に適用することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の制御装置および制御プログラムにおけるＬＵＴの参照方法を説明するための図である。
【図２】ノイズｎｋの確率分布Ｐｒ（ｎｋ＜Δｉ＋１）を示すグラフである。
【図３】引数ｘｋが（ｘｉ＋ｘｉ＋１）／２より参照値ｘｉ＋１側へ離れている程度を示すΔｉ＋１と確率Ｐｒ（ｙｋ＝ｙｉ＋１）との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の実施例１におけるクルーズコントロールシステム（制御装置）１または制御プログラムの機能ブロック図および制御対象４０等を示す図である。
【図５】２次元ＬＵＴ３０ａを用いた場合のクルーズコントロールシステム１または制御プログラムの機能ブロック図および制御対象４０等を示す図である。
【図６】２次元ＬＵＴ３０ａの実例を示す図である。
【図７】本発明の実施例２におけるクルーズコントロールシステム（制御装置）２または制御プログラムの機能ブロック図および制御対象４０等を示す図である。
【図８】本発明の実施例３における制御プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】本発明の制御プログラムを実行するクルーズコントロールシステム１等のコンピュータの内部回路５０を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、まず、本発明の制御装置および制御プログラムの機能の根拠を図面を参照して説明する。次に、各実施例について図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明の制御装置および制御プログラムにおけるＬＵＴの参照方法（参照アルゴリズム）を説明するための図である。簡略化のため、本発明の制御装置等が１次元ＬＵＴ（ｍ＝１の場合のｍ次元表）を用いる場合について説明する。図１において、横軸ｘは入力された引数と１次元ＬＵＴの参照値とを重ねて示し、縦軸ｙは参照値に対応した１次元ＬＵＴの出力値を示す。図１に示されるように、例えば参照値がｘｉの場合、出力値はｙｉであり、参照値がｘｉ＋１の場合、出力値はｙｉ＋１である。ここで、ある時刻ｋにおいて入力された引数をｘｋ（例えば制御対象がエンジン制御コンピュータの場合、エンジン回転数等のセンサ値）とし（ステップＳ１）、引数ｘｋが参照値ｘｉとｘｉ＋１との間に存在する場合（ｘｉ≦ｘｋ≦ｘｉ＋１）を考える。図１に示される例のように、入力された引数ｘｋは（ｘｉ＋ｘｉ＋１）／２より参照値ｘｉ＋１側へΔｉ＋１だけ離れている。引数ｘｋに対して平均を０とする所定の確率分布に従う値（以下、「ノイズ」と言う。）を付加し、これを新たな引数ｘｎｋ（＝ｘｋ＋ｎｋ）とする（ステップＳ２）。平均を０とする所定の確率分布としては正規分布または一様分布が好適であるが、他の適切な分布であってもよい。次に、得られた新たな引数ｘｎｋを用いて１次元ＬＵＴを検索する。即ち、新たな引数ｘｎｋに最も近い参照値を検索する（ステップＳ３）。図１に示される例では参照値ｘｉ＋１が新たな引数ｘｎｋに最も近い参照値となる。参照値ｘｉ＋１に対応する出力値ｙｉ＋１を得て（ステップＳ４）、これを時刻ｋにおいて入力された引数ｘｋに対応する出力値ｙｋとして制御対象側へ出力する（ステップＳ５）。
【００２０】
多次元（ｍ＞１）ＬＵＴを用いた場合についても上述した１次元ＬＵＴを用いた場合と同様に、ｍ個の引数ｘｍ，ｋの各々に対して平均を０とする所定の確率分布に従うノイズを付加して新たな引数ｘｎｍ,ｋ（＝ｘｍ，ｋ＋ｎｋ）とする。平均を０とする所定の確率分布としては１次元ＬＵＴを用いた場合と同様に、正規分布または一様分布が好適であるが、他の適切な分布であってもよい。次に、得られた新たな引数ｘｎｍ，ｋを用い、ｍ次元ＬＵＴにおいて新たな引数ｘｎｍ，ｋに最も近い参照値を各々検索する（例えば参照値ｘｍ，ｉ＋１とする。）。ｍ次元ＬＵＴにおけるｍ個の各参照値ｘｍ，ｉ＋１に対応する出力値ｙｉ＋１を得て、これを時刻ｋにおいて入力されたｍ個の引数ｘｍ，ｋに対応する出力値ｙｋとして制御対象側へ出力する。上述の説明ではｍ個の引数ｘｍ，ｋの各々に対して同一のノイズｎｋを付加したが、これは一例であって、ｍ個の引数ｘｍ，ｋ毎に平均を０とする異なる所定の確率分布に従う異なるノイズｎｍ，ｋを付加してもよい。あるいはｍ個の引数ｘｍ，ｋについて平均を０とする同一または異なる所定の確率分布を適宜選択し、これらの確率分布に従うノイズを付加してもよい。
【００２１】
次に、１次元ＬＵＴを用いた場合における出力値ｙｋの性質を説明する。出力値ｙｋがｙｉ＋１となる確率Ｐｒ（ｙｋ＝ｙｉ＋１）は、以下の式１で与えられる。
【００２２】
【数１】
2010257161.tif 000003
【００２３】
図２はノイズｎｋの確率分布Ｐｒ（ｎｋ＜Δｉ＋１）を示すグラフである。図２において、横軸はΔｉ＋１、縦軸は確率分布Ｐｒ（ｎｋ＜Δｉ＋１）である。式１について、ノイズｎｋの確率分布Ｐｒ（ｎｋ＜Δｉ＋１）が例えば図２に示されるような（０，１／２）を中心とした点対称であると仮定する。図２より、以下の式２が得られる。
【００２４】
【数２】
2010257161.tif 000004
【００２５】
ここで、式２を変形すると、式３となる。
【００２６】
【数３】
2010257161.tif 000005
【００２７】
さらに、確率の一般的な性質から、式３の右辺はさらに変形できて、式４のようになる。
【００２８】
【数４】
2010257161.tif 000006
【００２９】
以上より、式１は式５のようになる。
【００３０】
【数５】
2010257161.tif 000007
【００３１】
一般的には、上述した「点対称である」という仮定が成立するように引数ｘｋに対して付加するノイズｎｋを選ぶため、当該仮定は特別なものではない。これは、「点対称である」という仮定をとらない場合、出力値ｙｉが偏ることになることからも明らかである。
【００３２】
式５より出力値ｙｋの平均Ｅ｛ｙｋ｝は、以下の式６で与えられる。
【００３３】
【数６】
2010257161.tif 000008
【００３４】
図３は、確率Ｐｒ（ｙｋ＝ｙｉ＋１）と引数ｘｋが（ｘｉ＋ｘｉ＋１）／２より参照値ｘｉ＋１側へ離れている程度を示すΔｉ＋１との関係を示すグラフである。図３において、横軸はΔｉ＋１、縦軸は式５で示される確率Ｐｒ（ｎｋ＜Δｉ＋１）である。直線Ｕはノイズｎｋが一様分布に従う場合の確率Ｐｒ（ｎｋ＜Δｉ＋１）を示し、曲線Ｎはノイズｎｋが正規分布に従う場合の確率Ｐｒ（ｎｋ＜Δｉ＋１）を示す。図３に示されるように、ノイズｎｋが上記いずれの確率分布に従う場合でも、Δｉ＋１＝（ｘｉ＋ｘｉ＋１）／２の場合、確率Ｐｒ（ｎｋ＜Δｉ＋１）＝１となり、Δｉ＋１＝０の場合、確率Ｐｒ（ｎｋ＜Δｉ＋１）＝０．５となり、Δｉ＋１＝−（ｘｉ＋ｘｉ＋１）／２の場合、確率Ｐｒ（ｎｋ＜Δｉ＋１）＝０となる。図３に示される直線Ｕまたは曲線Ｎのようにｙｋ＝ｙｉ＋１となる重みである確率Ｐｒ（ｙｋ＝ｙｉ＋１）を選ぶことにより、平均Ｅ｛ｙｋ｝としては線形補間（直線Ｕ）またはガウス補間（曲線Ｎ）を行った場合と同様の結果を得ることができる。上述した本発明の制御装置等におけるＬＵＴの参照方法によれば、従来の補間アルゴリズムを用いる場合と異なり、出力値ｙｋは依然としてＬＵＴ内のデータと同じ間隔（ｙｉ,ｙｉ＋１,．．．）で離散化された状態である。しかし、その平均Ｅ｛ｙｋ｝は各種補間アルゴリズムを用いた場合と同じになる。
【００３５】
図４は、本発明の実施例１におけるクルーズコントロールシステム（制御装置）１または制御プログラムの機能ブロック図および制御対象４０等を示す。図４に示されるように、クルーズコントロールシステム１はエンジン４５を制御するエンジン制御コンピュータ（制御対象）４０に対する制御の一周期における入出力に際し、ディスク等の記録部２０に記録されたｍ（≧１）次元ＬＵＴ３０（ｍ（≧１）次元表）を検索する制御プログラムを実行する。図４に示されるように、クルーズコントロールシステム１または制御プログラムは、付加部（付加手段）１１、選択部（選択手段）１２、検索部（検索手段）１３および出力部（出力手段）１４を備えている。以下、上述した１次元または多次元ＬＵＴを用いた場合の符号を適宜用いて説明する。
【００３６】
付加部１１は、ある時刻ｋにおいてエンジン制御コンピュータ４０側から入力されたデータ（ＤＡＴＡ）に基づくｍ個の引数ｘｍ，ｋの各々に、平均を０とする所定の確率分布に従うノイズｎｋ（またはノイズｎｍ，ｋ）を付加してｍ個の新たな引数ｘｎｍ，ｋを作成する。
【００３７】
選択部１２は、付加部１１により作成されたｍ個の新たな引数ｘｎｍ，ｋにつき、各引数に最も近い参照値（例えば、参照値ｘｍ，ｉ＋１）を各々選択する。
【００３８】
検索部１３は、選択部１２により選択されたｍ個の参照値ｘｍ，ｉ＋１に対応した出力値ｙｉ＋１をｍ次元ＬＵＴ３０から検索する。
【００３９】
出力部１４は、検索部１３により検索された出力値ｙｉ＋１（ＲＶＡＬ）をエンジン制御コンピュータ４０に対して出力する。エンジン制御コンピュータ４０はエンジン４５から現在車速等の情報（ＩＮＦ）を受け取っており、上記出力値ｙｉ＋１（ＲＶＡＬ）としてスロットル開度（ＰＯＳ）等の指示を与える。より具体的な例は以下で説明する。
【００４０】
図５は、２次元ＬＵＴ３０ａを用いた場合のクルーズコントロールシステム１または制御プログラムの機能ブロック図および制御対象４０等を示す。図５で図４と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため、説明は省略する。図５に示されるように、クルーズコントロールシステム１の制御対象は図４の場合と同様にエンジン制御コンピュータ４０である。エンジン４５からはエンジン回転数（Engine Speed[rpm] : ＥＳ）およびエンジン４５が現在発生させているエンジントルク（Engine Torque[N] : ＥＴ）が適切なセンサ（不図示）によって測定され、エンジン回転数ＥＳはエンジン制御コンピュータ４０を介してクルーズコントロールシステム１へ伝えられる。エンジン４５からの動力をタイヤ（不図示）まで伝えるパワートレーン４７からは現在車速（Vehicle Speed[km/h] : ＶＳ）が適切なセンサ（不図示）によって測定され、現在車速ＶＳはエンジン制御コンピュータ４０を介してクルーズコントロールシステム１へ伝えられる。クルーズコントロールシステム１のＲＥＴ計算部１５は、エンジン制御コンピュータ４０から伝えられた現在車速ＶＳと任意の入力部（例えば後述する入力操作部５９）から入力された目標車速（Target Speed[km/h] : ＴＳ）とに基づき、現在車速ＶＳから目標車速ＴＳへ到達するために必要なエンジントルク（Required Engine Torque[Nm] : ＲＥＴ。必要トルク）を求める。例えば単純に比例制御する場合、必要トルクＲＥＴ＝比例ゲインｇ×（目標車速ＴＳ−現在車速ＶＳ）により求めることができる。
【００４１】
図５に示されるように、２次元ＬＵＴ３０ａは、その引数としてエンジン回転数ＥＳ（参照値：ＥＳ１，ＥＳ２，．．．）と必要トルクＲＥＴ（参照値：ＲＥＴ１，ＲＥＴ２，．．．）とを有し、出力値はスロットル開度（Throttle Position[%] : ＴＰ。ＴＰ１１，ＴＰ１２，．．．）である。クルーズコントロールシステム１の付加部１１は、ある時刻ｋにおいてエンジン制御コンピュータ４０側から入力されたデータに基づく２個の引数ｘ１，ｋおよびｘ２，ｋ（データがエンジン回転数ＥＳの場合はそのままＥＳが引数ｘ１，ｋとなる。データが現在車速ＶＳの場合はＲＥＴ計算部１５により求められた必要トルクＲＥＴが引数ｘ２，ｋとなる。）の各々に、平均を０とする所定の確率分布に従うノイズｎｋ（またはノイズｎ１，ｋ、ノイズｎ２，ｋもしくは３つのノイズから適宜選択したノイズ）を付加して２個の新たな引数ｘｎ１，ｋおよびｘｎ２，ｋを作成する。選択部１２は、付加部１１により作成された２個の新たな引数ｘｎ１，ｋおよびｘｎ２，ｋにつき、各引数に最も近い参照値ｘ１，ｉ＋１（例えばエンジン回転数ＥＳ１）、ｘ２，ｉ＋１（例えば必要トルクＲＥＴ１）を各々選択する。検索部１３は、選択部１２により選択された２個の参照値（例えばエンジン回転数ＥＳ１、必要トルクＲＥＴ１）に対応した出力値ｙｉ＋１（スロットル開度ＴＰ１１）を２次元ＬＵＴ３０ａから検索する。出力部１４は、検索部１３により検索された出力値（スロットル開度ＴＰ１１。図４ではＲＶＡＬに対応）をエンジン制御コンピュータ４０に対して出力する。エンジン制御コンピュータ４０はエンジン４５へスロットル開度ＴＰ１１（図４ではＰＯＳに対応）の指示を与える。
【００４２】
上述の説明では２次元ＬＵＴ３０ａを用いたが、パワートレーン４７の特性を考慮して、エンジン４５が現在発生させているエンジントルクＥＴを加えた３次元ＬＵＴとすることも可能である。エンジントルクＥＴはエンジン４５から測定されエンジン制御コンピュータ４０へ伝えられているため、エンジン制御コンピュータ４０からクルーズコントロールシステム１へ伝えればよい。その後は上述した２次元ＬＵＴ３０ａを用いた場合の処理と同様に、３次元ＬＵＴを用いて付加部１１、選択部１２および検索部１３による処理を経た後、出力部１４がスロットル開度ＴＰを出力する。
【００４３】
図６は、２次元ＬＵＴ３０ａの実例を示す。但し、図５に示されるＬＵＴ３０ａと異なり、引数のエンジン回転数ＥＳと必要トルクＲＥＴとが入れ替わっている。出力値は同様にスロットル開度ＴＰである。エンジン回転数ＥＳの参照値はＥＳ１＝１５[rpm]、ＥＳ２＝３５[rpm]、．．．となっており、必要トルクＲＥＴの参照値はＲＥＴ１＝４５０[Nm]、ＲＥＴ２＝８５０[Nm]、．．．となっている。２個の参照値、例えばエンジン回転数ＥＳ１および必要トルクＲＥＴ１に対応した出力値は、スロットル開度ＴＰ１１＝１．３３[%]となる。
【００４４】
以上を纏めると、本発明のクルーズコントロールシステム１が１次元ＬＵＴ３０を用いる場合、その参照方法は次のようになる。ある時刻ｋにおいて入力された引数をｘｋ（例えば制御対象がエンジン制御コンピュータの場合、エンジン回転数ＥＳ等のセンサ値）とし、引数ｘｋが参照値ｘｉとｘｉ＋１との間に存在する場合（ｘｉ≦ｘｋ≦ｘｉ＋１）を考える。例えば、入力された引数ｘｋは（ｘｉ＋ｘｉ＋１）／２より参照値ｘｉ＋１側へΔｉ＋１だけ離れているものとする。引数ｘｋに対して平均を０とする所定の確率分布に従うノイズｎｋを付加し、これを新たな引数ｘｎｋ（＝ｘｋ＋ｎｋ）とする。平均を０とする所定の確率分布としては正規分布または一様分布が好適であるが、他の適切な分布であってもよい。次に、得られた新たな引数ｘｎｋを用いて１次元ＬＵＴを検索する。即ち、新たな引数ｘｎｋに最も近い参照値を検索する。例えば、参照値ｘｉ＋１が新たな引数ｘｎｋに最も近い参照値とする。そこで参照値ｘｉ＋１に対応する出力値ｙｉ＋１を得て、これを時刻ｋにおいて入力された引数ｘｋに対応する出力値ｙｋとして制御対象側へ出力する。多次元（ｍ＞１）ＬＵＴを用いた場合についても上述した１次元ＬＵＴを用いた場合と同様である。
【００４５】
上述したように、出力値ｙｋがｙｉ＋１となる確率Ｐｒ（ｙｋ＝ｙｉ＋１）＝Ｐｒ（ｎｋ＜Δｉ＋１）となり（式５）、出力値ｙｋの平均はＥ｛ｙｋ｝となる（式６）。確率Ｐｒ（ｙｋ＝ｙｉ＋１）と引数ｘｋが（ｘｉ＋ｘｉ＋１）／２より参照値ｘｉ＋１側へ離れている程度を示すΔｉ＋１との関係を示すグラフ（図３）によれば、ノイズｎｋが一様分布に従う場合の確率Ｐｒ（ｎｋ＜Δｉ＋１）（直線Ｕ）とノイズｎｋが正規分布に従う場合の確率Ｐｒ（ｎｋ＜Δｉ＋１）（曲線Ｎ）とは、いずれも、Δｉ＋１＝（ｘｉ＋ｘｉ＋１）／２の場合、確率Ｐｒ（ｎｋ＜Δｉ＋１）＝１となり、Δｉ＋１＝０の場合、確率Ｐｒ（ｎｋ＜Δｉ＋１）＝０．５となり、Δｉ＋１＝−（ｘｉ＋ｘｉ＋１）／２の場合、確率Ｐｒ（ｎｋ＜Δｉ＋１）＝０となる。従って、図３に示される直線Ｕまたは曲線Ｎのようにｙｋ＝ｙｉ＋１となる重みである確率Ｐｒ（ｙｋ＝ｙｉ＋１）を選ぶことにより、平均Ｅ｛ｙｋ｝は線形補間（直線Ｕ）またはガウス補間（曲線Ｎ）を行った場合と同様の結果を得ることができる。
【００４６】
上述した本発明のクルーズコントロールシステム１におけるＬＵＴ３０の参照方法（制御プログラム）によれば、従来の補間アルゴリズムを用いる場合と異なり、出力値ｙｋは依然としてＬＵＴ３０内のデータと同じ間隔（ｙｉ,ｙｉ＋１,．．．）で離散化された状態である。しかし、その平均Ｅ｛ｙｋ｝は各種補間アルゴリズムを用いた場合と同じになる。即ち、本発明のクルーズコントロールシステム１におけるＬＵＴ３０の参照方法は計算コストの高い各種補間アルゴリズムの近似として用いることができる。ノイズｎｋの付加は単純な加算によって実現できるため、ノイズｎｋの付加により新たに発生する計算量（計算コスト）は僅かな量に抑えることができる。この結果、本発明のクルーズコントロールシステム１におけるＬＵＴ３０の参照方法（制御プログラム）によれば、制御対象に対するリアルタイム且つ短い制御の一周期で繰返し入力データの処理を行う必要があるＬＵＴ３０の参照アルゴリズムを実現する場合において、ＬＵＴ３０の参照値の数を減らした場合でも出力値の精度を劣化させることなく、且つ単純な加算等の処理の組合せにより計算コストを増加させずに済むという効果を得ることができる。本発明のクルーズコントロールシステム１におけるＬＵＴ３０の参照方法（制御プログラム）は引数ｘｋの性質に依存しないため、上述したエンジン回転数ＥＳ等に限定されず、様々なセンサ値に応用することができる。ＬＵＴ３０の次元数ｍが大きくなった場合、本発明のクルーズコントロールシステム１におけるＬＵＴ３０の参照方法（制御プログラム）は従来の各種補間アルゴリズムよりさらに有利となるため、様々なセンサ値を組み合わせるような制御に対して有効である。
【実施例２】
【００４７】
図７は、本発明の実施例２におけるクルーズコントロールシステム（制御装置）２または制御プログラムの機能ブロック図および制御対象４０等を示す。図７で図４と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため、説明は省略する。クルーズコントロールシステム２はクルーズコントロールシステム１の有する機能に加え、付加部１１、選択部１２および検索部１３を所定の回数繰返す繰返し部（繰返し手段）１６をさらに備えている。
【００４８】
繰返し部１６を備えることにより、クルーズコントロールシステム２はエンジン制御コンピュータ４０に対する制御の一周期における入出力に際し、ある時刻ｋにおいてエンジン制御コンピュータ４０側から入力されたデータ（ＤＡＴＡ）に基づくｍ個の引数ｘｍ，ｋの各々に、平均を０とする所定の確率分布に従うノイズｎｋ（またはノイズｎｍ，ｋ）を付加してｍ個の新たな引数ｘｎｍ，ｋを作成する付加部１１の処理と、付加部１１により作成されたｍ個の新たな引数ｘｎｍ，ｋにつき、各引数に最も近い参照値ｘｍ，ｉ＋１を各々選択する選択部１２の処理と、選択部１２により選択されたｍ個の参照値ｘｍ，ｉ＋１に対応した出力値ｙｉ＋１をｍ次元ＬＵＴ３０から検索する検索部１３の処理とを所定の回数繰返すことができる。出力部１４は、検索部１３により検索された複数の出力値ｙｉ＋１の平均値を出力する。
【００４９】
以上より、本発明の実施例２によれば、クルーズコントロールシステム２は繰返し部１６を備えることにより、エンジン制御コンピュータ４０に対する制御の一周期における入出力に際し、ｍ次元ＬＵＴ３０を複数回検索し、検索部１３により検索された複数の出力値ｙｉ＋１の平均値を出力することができる。実施例２におけるＬＵＴ３０の参照方法は、実施例１におけるＬＵＴ３０の参照方法と同様に計算コストの高い従来の各種補間アルゴリズムの近似として用いることができる。
【実施例３】
【００５０】
図８は、本発明の実施例３における制御プログラムの処理の流れをフローチャートで示す。以下、実施例１および２で用いた図４、図５および図７の符号を適宜参照して説明する。
【００５１】
図８に示されるように、クルーズコントロールシステム１または２（以下、「クルーズコントロールシステム１等」と略す。）のコンピュータ（後述する図９のＣＰＵ５１）は、エンジン制御コンピュータ４０から現在車速ＶＳおよびエンジン回転数ＥＳを読み取り、任意の入力部（例えば後述する入力操作部５９）から目標車速ＴＳを読み取る（ステップＳ１０）。
【００５２】
次に、クルーズコントロールシステム１等のＲＥＴ計算部１５は、現在車速ＶＳと目標車速ＴＳとに基づき、現在車速ＶＳから目標車速ＴＳへ到達するための必要トルクＲＥＴを求める（ステップＳ１２）。
【００５３】
続いて、クルーズコントロールシステム１等はエンジン制御コンピュータ４０に対する制御の一周期における入出力に際し、記録部２０に記録されたｍ（≧１）次元ＬＵＴ３０を検索する。実施例１で説明した２次元ＬＵＴ３０ａを用いる場合、ｍ＝２となり、エンジン制御コンピュータ４０側から入力されたデータに基づく２個の引数ｘ１，ｋおよび引数ｘ２，ｋは、各々エンジン回転数ＥＳ、必要トルクＲＥＴとすればよい。クルーズコントロールシステム１等の付加部１１は、エンジン制御コンピュータ４０側から入力されたデータに基づくｍ＝２個の引数（引数ｘ１，ｋ＝エンジン回転数ＥＳ、引数ｘ２，ｋ＝必要トルクＲＥＴ）の各々に平均を０とする所定の確率分布に従うノイズｎｋ（またはノイズｎ１，ｋ、ノイズｎ２，ｋもしくは３つのノイズから適宜選択したノイズ）を付加して、ｍ＝２個の新たな引数（引数ｘｎ１，ｋおよびｘｎ２，ｋ）を作成する（付加ステップ。ステップＳ１４）。
【００５４】
クルーズコントロールシステム１等の選択部１２は、付加ステップ（ステップＳ１４）で作成されたｍ＝２個の新たな引数（引数ｘｎ１，ｋおよびｘｎ２，ｋ）につき、各引数に最も近い参照値（参照値ｘ１，ｉ＋１（例えばエンジン回転数ＥＳ１）、ｘ２，ｉ＋１（例えば必要トルクＲＥＴ１））を各々選択する（選択ステップ。ステップＳ１６）。
【００５５】
クルーズコントロールシステム１等の検索部１３は、選択ステップ（ステップＳ１６）で選択されたｍ＝２個の参照値（エンジン回転数ＥＳ１、必要トルクＲＥＴ１）に対応した出力値ｙｉ＋１（スロットル開度ＴＰ１１）をｍ＝２次元ＬＵＴ３０ａから検索する（検索ステップ。ステップＳ１８）。
【００５６】
クルーズコントロールシステム１等の繰返し部１６は、所定の回数繰返したかどうか判定し（繰返しステップ。ステップＳ２０）、まだ終了していない場合は付加ステップ（ステップＳ１４）、選択ステップ（ステップＳ１６）および検索ステップ（ステップＳ１８）を繰返す。所定の回数繰返したと判定した場合、次のステップＳ２２へ進む（繰返しステップ。ステップＳ２０）。
【００５７】
クルーズコントロールシステム１等の出力部１４は、検索ステップ（ステップＳ１８）で検索された出力値ｙｉ＋１等をエンジン制御コンピュータ４０に対して出力する（出力ステップ。ステップＳ２２）。ここで、上記所定の回数（繰返し回数）が１回の場合は検索された出力値ｙｉ＋１（スロットル開度ＴＰ１１）を出力し、繰返し回数が複数回の場合は検索された複数の出力値ｙｉ＋１等（スロットル開度ＴＰ１１等）の平均値を出力する。
【００５８】
以上より、本発明の実施例３によれば、クルーズコントロールシステム１等のコンピュータＣＰＵ５１は、エンジン制御コンピュータ４０から現在車速ＶＳおよびエンジン回転数ＥＳを読み取り、任意の入力部（例えば後述する入力操作部５９）から目標車速ＴＳを読み取り、現在車速ＶＳと目標車速ＴＳとに基づき、現在車速ＶＳから目標車速ＴＳへ到達するための必要トルクＲＥＴを求める。続いて、コンピュータＣＰＵ５１は本発明の制御プログラムにおける付加ステップ（ステップＳ１４）、選択ステップ（ステップＳ１６）、検索ステップ（ステップＳ１８）、繰返しステップ（ステップＳ２０）、出力ステップ（ステップＳ２２）を実行する。以上のようにして、クルーズコントロールシステム１等のコンピュータＣＰＵ５１は、本発明の制御プログラムを計算コストの高い従来の各種補間アルゴリズムの近似として実行することができる。
【実施例４】
【００５９】
図９は、本発明の制御プログラムを実行するクルーズコントロールシステム１等のコンピュータの内部回路５０を示すブロック図である。図９に示されるように、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、画像制御部５６、コントローラ５７、入力制御部６０および外部Ｉ／Ｆ部６１はバス６２に接続されている。図９において、上述の本発明の制御プログラムは、ＲＯＭ５２、ディスク等の記録部２０またはＤＶＤ若しくはＣＤ−ＲＯＭ５８等の記録媒体（脱着可能な記録媒体を含む）に記録されている。記録部２０には、ＬＵＴ３０、３０ａ等を記録しておくことができる。制御プログラムは、ＲＯＭ５２からバス６２を介し、あるいは記録部２０またはＤＶＤ若しくはＣＤ−ＲＯＭ５８等の記録媒体からコントローラ５７を経由してバス６２を介しＲＡＭ５３へロードされる。画像制御部５６は、出力部１４等により出力が行われる際のデータをＶＲＡＭ５５へ送出する。ディスプレイ等の表示装置５４はＶＲＡＭ５５から送出された上記データ等を表示する。ＶＲＡＭ５５は表示装置５４の一画面分のデータ容量に相当する容量を有している画像メモリである。入力操作部５９は、例えば目標車速ＴＳをクルーズコントロールシステム１等に入力するためのマウス、テンキー等の入力装置であり、入力制御部６０は入力操作部５９と接続され入力制御等を行う。外部Ｉ／Ｆ部６１はコンピュータの外部と接続する際のインタフェース機能を有している。
【００６０】
上述のようにコンピュータＣＰＵ５１が本発明の制御プログラムを実行することにより、本発明の目的を達成することができる。制御プログラムは上述のようにＤＶＤ若しくはＣＤ−ＲＯＭ５８等の記録媒体の形態でコンピュータＣＰＵ５１に供給することができ、制御プログラムを記録したＤＶＤ若しくはＣＤ−ＲＯＭ５８等の記録媒体も同様に本発明を構成することになる。制御プログラムを記録した記録媒体としては上述された記録媒体の他に、例えばメモリ・カード、メモリ・スティック、光ディスク、ＦＤ等を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の活用例として、短い制御周期で繰返しエンジン回転数ＥＳ等の様々なセンサ値を入力し、ＬＵＴ３０を参照する処理を行うクルーズコントロールシステム１等のような制御システムに適用することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１、２  クルーズコントロールシステム、  １１  付加部、  １２  選択部、  １３  検索部、  １４  出力部、  １５  ＲＥＴ計算部、  １６  繰返し部、  ２０  記録部、  ３０、３０ａ  ＬＵＴ、  ４０  エンジン制御コンピュータ、  ４５  エンジン、  ４７  パワートレーン、  ５０  内部回路、  ５１  ＣＰＵ、  ５２  ＲＯＭ、  ５３  ＲＡＭ、  ５４  表示装置、  ５５  ＶＲＡＭ、  ５６  画像制御部、  ５７  コントローラ、  ５８  ＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、  ５９  入力操作部、  ６０  入力制御部、    ６１  外部Ｉ／Ｆ部、  ６２  バス。    
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６３】
【特許文献１】特開平８−２００１１１号公報
【図１】
2010257161.tif 000009
【図２】
2010257161.tif 000010
【図３】
2010257161.tif 000011
【図４】
2010257161.tif 000012
【図５】
2010257161.tif 000013
【図６】
2010257161.tif 000014
【図７】
2010257161.tif 000015
【図８】
2010257161.tif 000016
【図９】
2010257161.tif 000017