(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された複数の車載装置（４１〜４５）を制御する制御システムであって、
前記複数の車載装置は、少なくとも、第１の物理的パスにより結合され、その第１の物理的パスを介して各々の動作が相互に影響を及ぼし合う第１の車載装置（４３）と第２の車載装置（４１、４２）とを含み、
前記制御システムは、
前記第１の車載装置と前記第２の車載装置との制御目標値をそれぞれ算出するとともに、前記制御目標値を達成するための制御信号を出力する制御目標値算出部（２１、２４〜２６）と、
前記制御目標値算出部とは別個に設けられ、前記第１の車載装置の動作と前記第２の車載装置の動作とが、それぞれの前記制御目標値に従って制御され、前記第１の車載装置と前記第２の車載装置との少なくとも一方の動作の変化に伴い、前記第１の物理的パスに過渡変動が生じた場合、その過渡変動を抑制するように、前記第１の車載装置への制御信号と前記第２の車載装置への制御信号との少なくとも一方を補正する第１の補助制御部（３１）と、を有し、
前記第１の補助制御部は、
前記第１の車載装置への制御信号を補正する第１の補正部（５４）と、
前記第２の車載装置への制御信号を補正する第２の補正部（５２、５３）と、
前記第１の物理的パスに過渡変動が生じた場合、前記第１の補正部と前記第２の補正部の内で、前記制御信号の補正に用いる補正部を決定するとともに、決定した前記補正部による前記制御目標値の補正量を算出する管理部（５１）と、を有し、
さらに、前記第１の物理的パスの過渡変動の大きさを検出する検出手段を備え、
前記管理部は、前記検出手段によって検出された前記第１の物理的パスの過渡変動の大きさを考慮して、前記制御信号の補正量を算出することを特徴とする制御システム。
【請求項２】
前記管理部は、その過渡変動が生じた要因を特定し、その特定した要因に応じて、前記制御信号の補正に用いる前記補正部を決定することを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
【請求項３】
前記管理部は、前記第１の補正部と前記第２の補正部との双方を、前記第１の物理的パスの過渡変動抑制のため、前記制御信号の補正に用いる前記補正部と決定した場合、前記第１の補正部による前記制御信号の補正と、前記第２の補正部による前記制御信号の補正とを同期させることを特徴とする請求項１又は２に記載の制御システム。
【請求項４】
車両に搭載された複数の車載装置（４１〜４５）を制御する制御システムであって、
前記複数の車載装置は、少なくとも、第１の物理的パスにより結合され、その第１の物理的パスを介して各々の動作が相互に影響を及ぼし合う第１の車載装置（４３）と第２の車載装置（４１、４２）とを含み、
前記制御システムは、
前記第１の車載装置と前記第２の車載装置との制御目標値をそれぞれ算出するとともに、前記制御目標値を達成するための制御信号を出力する制御目標値算出部（２１、２４〜２６）と、
前記制御目標値算出部とは別個に設けられ、前記第１の車載装置の動作と前記第２の車載装置の動作とが、それぞれの前記制御目標値に従って制御され、前記第１の車載装置と前記第２の車載装置との少なくとも一方の動作の変化に伴い、前記第１の物理的パスに過渡変動が生じた場合、その過渡変動を抑制するように、前記第１の車載装置への制御信号と前記第２の車載装置への制御信号との少なくとも一方を補正する第１の補助制御部（３１）と、を有し、
前記第１の車載装置は、前記第２の車載装置と前記第１の物理的パスにより結合されることに加え、第３の車載装置（４４）と第２の物理的パスにより結合されたものであり、
前記第２の物理的パスの過渡変動を抑制するために、前記第１の車載装置への制御信号と前記第３の車載装置への制御信号との少なくとも一方を補正する第２の補助制御部（３２）と、
前記第１の補助制御部による前記第１の車載装置への制御信号の補正と、前記第２の補助制御部による前記第１の車載装置への制御信号の補正とが競合する場合に調停処理を実行する調停部（５５）と、を有することを特徴とする制御システム。
【請求項５】
前記調停部は、前記調停処理として、前記第１の補助制御部による補正と、前記第２の補助制御部による補正との重要度を判定し、重要度の高い補正を優先することを特徴とする請求項４に記載の制御システム。
【請求項６】
前記調停部は、前記重要度の高い補正に影響を与えない範囲で、重要度の低い補正も、前記制御信号の補正に反映させることを特徴とする請求項５に記載の制御システム。
【請求項７】
前記制御システムは、機能に応じて予め複数のドメイン（１０、２０）に区分けされており、
前記複数の車載装置は、いずれかのドメインに割り振られ、割り振られたドメインに属するドメイン制御部が前記制御目標値算出部として、各車載機器の制御目標値を算出することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載された複数の車載装置を制御する制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、制御装置に対する連携制御の設定の調整機能を制御装置から独立させ、連携制御の設定調整に要するハードウェア量およびソフトウェア量を低減することを目的とした車両制御装置が記載されている。具体的には、この車両制御装置は、車両に搭載された制御対象（たとえばタイヤ）の挙動を制御する制御装置（たとえばステアリング用制御装置とブレーキ用制御装置）とは独立して設けられ、これら複数の制御装置の間の連携制御を実施する連携制御手段と、上記した複数の制御装置とは独立して設けられ、連携制御手段による連携制御の設定を調整する連携制御設定手段と、を備えている。
【０００３】
連携制御設定手段は、連携制御手段が制御を実施する制御装置の組み合わせ情報を取得し、取得した組み合わせ情報に基づいて連携制御の設定を調整する。また、制御装置が後付けされた場合、連携制御設定手段は、後付けされる制御装置の製品情報を組み合わせ情報として取得する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２２８７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、モータジェネレータによる回生ブレーキと、各車輪に設けられた機械式ブレーキとを、複数の制御装置によって連携制御しようとした場合、回生ブレーキによる制動トルクと機械式ブレーキによる制動トルクとの合計が、目標制動トルクに一致するように、それぞれのブレーキによる制動トルクが制御されることになる。つまり、連携制御として、回生ブレーキによる制動トルクと機械式ブレーキによる制動トルクとにより目標制動トルクが得られるように、それぞれのブレーキによる制動トルクの分担割合が定められる。
【０００６】
ここで、例えば、高圧バッテリがほぼ満充電状態となり、回生ブレーキによる発電を停止させる必要が生じて、回生ブレーキの制動トルクを急激に弱めた場合、プロペラシャフトの回転が急上昇するなどの過渡変動が生じる場合がある。このような過渡変動により、車両にノイズやショックが発生するため、連携制御として、このような過渡変動を抑制することが望まれる。
【０００７】
しかしながら、過渡変動の発生する条件や、発生したときの大きさなどは、車種により異なることが多い。そのため、連携制御として、このような過渡変動の抑制まで考慮したものとすると、制御ソフトが煩雑になることに加え、車種毎に適合させるため、制御ソフトの作成に手間がかる、といった問題がある。さらに、過渡変動の抑制までも含むものとすることで、制御ソフトが車種ごとに専用化されるため、開発や適合の効率の低下を招いてしまう。
【０００８】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、複数の車載装置を制御するための制御ソフトが複雑化して開発効率が低下することを回避しつつ、車載装置の動作変化によって生じる過渡変動を抑制することが可能な制御システム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】
【０００９】
上記目的を達成するために、第１発明による制御システムは、車両に搭載された複数の車載装置（４１〜４５）を制御するものであって、
複数の車載装置は、少なくとも、第１の物理的パスにより結合され、その第１の物理的パスを介して各々の動作が相互に影響を及ぼし合う第１の車載装置（４３）と第２の車載装置（４１、４２）とを含み、
制御システムは、
第１の車載装置と第２の車載装置との制御目標値をそれぞれ算出するとともに、制御目標値を達成するための制御信号を出力する制御目標値算出部（２１、２４〜２６）と、
制御目標値算出部とは別個に設けられ、第１の車載装置の動作と第２の車載装置の動作とが、それぞれの制御目標値に従って制御され、第１の車載装置と第２の車載装置との少なくとも一方の動作の変化に伴い、第１の物理的パスに過渡変動が生じた場合、その過渡変動を抑制するように、第１の車載装置への制御信号と第２の車載装置への制御信号との少なくとも一方を補正する第１の補助制御部（３１）と、を有し、
第１の補助制御部は、
第１の車載装置への制御信号を補正する第１の補正部（５４）と、
第２の車載装置への制御信号を補正する第２の補正部（５２、５３）と、
第１の物理的パスに過渡変動が生じた場合、第１の補正部と第２の補正部の内で、制御信号の補正に用いる補正部を決定するとともに、決定した補正部による制御目標値の補正量を算出する管理部（５１）と、を有し、
さらに、第１の物理的パスの過渡変動の大きさを検出する検出手段を備え、
管理部は、検出手段によって検出された第１の物理的パスの過渡変動の大きさを考慮して、制御信号の補正量を算出することを特徴とする。
また、第２発明による制御システムは、車両に搭載された複数の車載装置（４１〜４５）を制御するものであって、
複数の車載装置は、少なくとも、第１の物理的パスにより結合され、その第１の物理的パスを介して各々の動作が相互に影響を及ぼし合う第１の車載装置（４３）と第２の車載装置（４１、４２）とを含み、
制御システムは、
第１の車載装置と第２の車載装置との制御目標値をそれぞれ算出するとともに、制御目標値を達成するための制御信号を出力する制御目標値算出部（２１、２４〜２６）と、
制御目標値算出部とは別個に設けられ、第１の車載装置の動作と第２の車載装置の動作とが、それぞれの制御目標値に従って制御され、第１の車載装置と第２の車載装置との少なくとも一方の動作の変化に伴い、第１の物理的パスに過渡変動が生じた場合、その過渡変動を抑制するように、第１の車載装置への制御信号と第２の車載装置への制御信号との少なくとも一方を補正する第１の補助制御部（３１）と、を有し、
第１の車載装置は、第２の車載装置と第１の物理的パスにより結合されることに加え、第３の車載装置（４４）と第２の物理的パスにより結合されたものであり、
第２の物理的パスの過渡変動を抑制するために、第１の車載装置への制御信号と第３の車載装置への制御信号との少なくとも一方を補正する第２の補助制御部（３２）と、
第１の補助制御部による第１の車載装置への制御信号の補正と、第２の補助制御部による第１の車載装置への制御信号の補正とが競合する場合に調停処理を実行する調停部（５５）と、を有することを特徴とする。
【００１０】
このように、本発明による制御システムによれば、第１の車載装置と第２の車載装置との制御目標値を算出するとともに、制御目標値を達成するための制御信号を出力する制御目標値算出部と、過渡変動を抑制するための第１の補助制御部とが分離して設けられる。従って、車種毎に適合が必要な処理は、主に、第１の補助制御部に集約され、制御目標値算出部は、車種毎の相違の影響を実質的に受けずに済むようになる。その結果、制御目標値算出部に関しては、異なる車種への適用に関する汎用性が向上し、全体として、多車種への展開に際しての開発や適合の効率を高めることが可能になる。
【００１１】
上記括弧内の参照番号は、本発明の理解を容易にすべく、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、なんら本発明の範囲を制限することを意図したものではない。
【００１２】
また、上述した特徴以外の、特許請求の範囲の各請求項に記載した技術的特徴に関して
は、後述する実施形態の説明及び添付図面から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ハイブリッド車両における各車載装置を制御するために、制御システムが有する各種機能の一例を示した機能ブロック図である。
【図２】補助制御部３１の内部構成の一例を示した図である。
【図３】図２の補助制御部３１における制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図４】補助制御部３１、３２の内部構成の一例を示した図である。
【図５】図４の補助制御部３１における制御処理の流れの一例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】
【００１４】
以下、本発明に係る制御システムの実施形態を、図面を参照しつつ説明する。以下に説明する実施形態では、車両の走行駆動源として、エンジンと電動モータ（モータジェネレータ）とを有するハイブリッド車両に搭載される各種の車載装置を制御するために、本発明による制御システムを適用した例について説明する。しかしながら、本発明による制御システムは、ハイブリッド車両における車載装置の制御に適用されるばかりでなく、エンジンのみを有する通常の車両や、電動モータのみを有する電動車両の車載装置の制御に適用されても良い。
【００１５】
図１は、上述したハイブリッド車両における複数の車載装置を制御するために、制御システム１が有する各種機能の一例を機能ブロック図として表したものである。ただし、図１には、制御システム１が有する機能の全てが示されている訳ではない。これは、説明の便宜のため、図１には、本実施形態に係る制御システム１の特徴を説明するために必要な構成の一例しか示していないためである。
【００１６】
図１において、制御システム１は、車載装置としてのエンジン４１，トランスミッション（ＴＭ）４２、モータジェネレータ（ＭＧ）４３、ブレーキ装置４４、及びステアリング装置４５などを制御するための機能を有する。しかしながら、上述したように、制御システム１は、さらに、例えば、サスペンション、高圧バッテリ、エアコン装置などのその他の車載装置を制御するための機能を有していても良い。
【００１７】
図１に示すように、制御システム１は、各種の車載装置４１〜４５を制御するための機能が予め複数の論理ブロック（機能ブロック）１２〜１６、２２〜２６に区分けされ、それら複数の論理ブロック１２〜１６、２２〜２６間の連結関係を規定することによって構成されている。すなわち、制御システム１における各種の車載装置４１〜４５を制御するための論理構造が、論理ブロック１２〜１６、２２〜２６と、それら論理ブロック１２〜１６、２２〜２６間の連結関係によって規定されている。そして、制御システム１は、複数の論理ブロック１２〜１６、２２〜２６が、規定された連結関係に従って連携して動作することにより、各種の車載装置４１〜４５を制御する。
【００１８】
なお、図１には示していないが、各論理ブロック１２〜１６、２２〜２６は、少なくとも１つ、通常は多数の制御ブロックを有している。各論理ブロック１２〜１６、２２〜２６は、それら多数の制御ブロックにおける演算処理を適宜組み合わせることにより、それぞれの機能（役割）を発揮する。
【００１９】
例えば、論理ブロックとしてのエンジン制御部２４は、エンジン４１の運転状態を検出すべく、各種のセンサからのセンサ信号を入力して、論理ブロック内で取り扱うことができる信号に変換する制御ブロックを有する。また、センサ信号から把握されるエンジン４１の運転状態から現状の発生トルクを算出するとともに、上位の論理ブロック（パワートレインコーディネータ（ＰＴＣ）２２）から指示された指令トルクと差異がある場合に、その差異をなくすための目標とするエンジン運転状態を算出する制御ブロックを有する。さらに、目標エンジン運転状態を達成するためのスロットルバルブ開度、燃料噴射量と燃料噴射時期、及び点火時期を算出する制御ブロックを有する。その他にも、例えば、エンジン４１の発熱温度に応じて、エンジン４１の温度調節を実行する制御ブロックなども有する。ただし、これらは単なる例示であって、エンジン制御部２４は、その機能を発揮するために必要な、その他の演算処理を行う制御ブロックを有する場合もあり得る。また、例示された制御ブロックを含め、エンジン制御部２４内の制御ブロックは、適宜、統合されたり、逆に、細分化されたりすることが可能なものである。
【００２０】
制御システム１は、実際には、各論理ブロック１２〜１６、２２〜２６を、プログラムやデータベースなどの制御ソフトとして、複数の電子制御装置に振り分けて実装することにより具現化される。この場合、複数の電子制御装置は、論理ブロック１２〜１６、２２〜２６の連結関係を維持できるように、個別の通信線を介して接続されたり、各電子制御装置が共通のネットワークに接続され、連結関係に従う所望の電子制御装置同士が通信可能に構成されたりする。なお、必ずしも各論理ブロック１２〜１６、２２〜２６をそれぞれ別個の電子制御装置に実装する必要はなく、幾つかの論理ブロックを共通の電子制御装置に実装しても良い。
【００２１】
本実施形態に係る制御システム１は、機能のまとまりに応じて、予め複数のドメイン１０、２０に区分けされている。複数の車載装置４１〜４５は、いずれかのドメイン１０、２０に割り振られ、割り振られたドメイン１０、２０に属するドメイン制御部１１、２１が、制御目標値算出部の一部として、各車載装置４１〜４５の制御目標値を算出する。なお、図１に示すように、各ドメイン制御部１１、２１は、少なくとも１つの論理ブロックから構成される。
【００２２】
具体的には、図１に示す例では、制御システム１は、運動ドメイン１０とエネルギードメイン２０とに区分けされている。そして、運動ドメイン１０には、前後方向及び横方向における車両の挙動を制御する機能を担う運動ドメイン制御部１１が設けられている。また、エネルギードメイン２０には、車両を加速させたり、減速させたり、あるいは速度を一定に保つように、車両の動力を制御する機能を担うエネルギードメイン制御部２１が設けられている。
【００２３】
また、本実施形態に係る制御システム１では、図１に示すように、各ドメイン制御部１１、２１の下に、対応するドメイン制御部１１、２１からの指令（制御目標値）に従い、各車載装置４１〜４５の動作状態を制御する車載装置制御部１５、１６、２４〜２６が設けられている。これら車載装置制御部１５、１６、２４〜２６は、各車載装置４１〜４５の動作状態をドメイン制御部１１、２１からの制御目標値に近づけるための制御信号を生成し、各車載装置４１〜４５に出力する。
【００２４】
例えば、図１に示す例では、運動ドメイン制御部１１の下に、ブレーキ装置４４を制御するブレーキ制御部１５及びステアリング装置４５を制御するステアリング制御部１６が設けられている。また、エネルギードメイン制御部２１の下に、エンジン４１を制御するエンジン制御部２４、トランスミッション４２を制御するトランスミッション（ＴＭ）制御部２５、及びモータジェネレータ４３を制御するＭＧ制御部２６が設けられている。
【００２５】
なお、モータジェネレータ４３は、車両の減速時などに回生エネルギーを発生する。ＭＧ制御部２６の上位の論理ブロックであるモータジェネレータコーディネータ（ＭＧＣ）２３は、その回生エネルギーの生成も管理する。このエネルギーは、インバータによってＤＣ変換され、図示しない高圧バッテリに蓄電される。
【００２６】
ここで、図１に論理ブロック１２〜１６、２２〜２６として例示した、制御システム１が有する各種の機能について詳しく説明する。
【００２７】
制御システム１には、各論理ブロック１２〜１６、２２〜２６が与えられた機能を発揮するために必要な各種の情報が入力される。例えば、図示しない各種のセンサによって、ハイブリッド車両の運転のため、運転者によって操作される各種の操作部（アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、ステアリングホイールなど）の操作が検出され、その操作検出信号が制御システム１に入力される。また、車両の走行状態（例えば、速度、加速度、ヨーレートなど）や、各種の車載装置４１〜４５の動作状態（例えば、エンジン回転数、トランスミッション変速比、モータ回転数、ブレーキ油圧、操舵角など）を検出するセンサからの動作検出信号も、制御システム１に入力される。
【００２８】
上述した各種の信号は、制御システム１の各ドメイン制御部１１、２１や車載装置制御部１５、１６、２４〜２６に与えられる。
【００２９】
例えば、運動ドメイン制御部１１には、運転者による各種の操作部の操作を示す操作検出信号、及び車両の走行状態を検出するセンサからの動作検出信号が入力される。そして、運動ドメイン制御部１１は、原則として、車両が運転者による操作部の操作に応じた挙動を示すように、ブレーキ装置４４及びステアリング装置４５の制御目標値を算出する。具体的には、車両挙動制御部１２が、車両の挙動を安定させつつ、運転者の操作に対応するように車両の挙動を制御すべく、前後挙動制御部１３に対して前後方向の目標加速度（減速度）を与えるとともに、左右挙動制御部１４に対して左右方向の目標加速度を与える。前後挙動制御部１３は、与えられた前後方向の目標加速度（減速度）を実現すべく、エネルギードメイン制御部２１のＰＴＣ２２に対して目標駆動トルク（加速トルク又は制動トルク）を出力するとともに、ブレーキ制御部１５に対して、ブレーキ装置４４の制御目標値である目標制動トルクを出力する。また、左右挙動制御部１４は、与えられた左右方向の目標加速度を実現すべく、ステアリング制御部１６に対して、ステアリング装置４５の制御目標値である目標アシストトルクを出力する。
【００３０】
なお、例えば、運動ドメイン制御部１１に、車両の走行車線を区画する白線の認識情報や、先行車両や障害物の情報など、車両の外部環境に関する情報を与えるようにしてもよい。これにより、運動ドメイン制御部１１において、例えば、画像から白線を認識し、その白線によって区画される走行車線を逸脱しないように、ステアリング装置４５のアシスト力を調整する（レーンキープコントロール）ように制御目標値を算出することが可能となる。さらに、運動ドメイン制御部１１にて、例えば、先行車両や障害物との衝突を避けるように、ブレーキ装置４４やステアリング装置４５の制御目標値を算出することが可能となる。
【００３１】
また、例えば、エネルギードメイン制御部２１には、図示しない高圧バッテリの電圧や電流を検出するセンサ信号や、車両の走行状態を示すセンサ信号などが入力される。エネルギードメイン制御部２１のＭＧＣ２３は、それらのセンサ信号に基づいて、高圧バッテリの蓄電量を算出する。さらに、ＭＧＣ２３は、主として、高圧バッテリの蓄電量に基づいて、モータジェネレータ４３が発生可能な最大ＭＧトルクを算出して、ＰＴＣ２２に与える。ＰＴＣ２２は、運動ドメイン制御部１１から与えられた目標駆動トルク（加速トルク）を最も効率良く実現するために、モータジェネレータ４３が発生可能な最大ＭＧトルクや、車両の走行状態を考慮しつつ、エンジン４１が発生すべき目標エンジントルク、トランスミッション４２が実現すべき目標変速比、及びモータジェネレータ４３が発生すべき目標ＭＧトルクを算出する。算出された目標エンジントルク、目標変速比、及び目標ＭＧトルクは、それぞれ、制御目標値として、エンジン制御部２４、ＴＭ制御部２５、及びＭＧＣ２３に与えられる。また、ＴＭ制御部２５に対しては、クラッチの動作に関する制御目標値（クラッチの接続開始時期や、クラッチの接続完了までの時間など）も与えられる。
【００３２】
さらに、エネルギードメイン制御部２１のＭＧＣ２３は、車両の減速時等において、主として、高圧バッテリの蓄電量に基づいてモータジェネレータ４３が発生可能な回生電力量を算出する。この回生電力量に対応する回生制動トルクに関する情報は、ＭＧＣ２３から運動ドメイン制御部１１の前後挙動制御部１３に与えられる。
【００３３】
前後挙動制御部１３は、車両挙動制御部１２から目標減速度が与えられた場合、その目標減速度を実現するための目標制動トルクを算出する。そして、モータジェネレータ４３が回生制動トルクを発生可能である場合には、極力、その回生制動トルクを活用するように、ブレーキ装置４４による目標制動トルクと、回生ブレーキによる目標回生制動トルクとを定める。この目標回生制動トルクは、制御目標値として、エネルギードメイン制御部２１のＭＧＣ２３に与えられる。
【００３４】
ブレーキ制御部１５は、前後挙動制御部１３から与えられた、ブレーキ装置４４の制御目標値である目標制動トルクに従い、ブレーキ装置４４が、この目標制動トルクを発生するように制御信号を出力することにより、ブレーキ装置４４を制御する。また、ステアリング制御部１６も、ステアリング装置４５が左右挙動制御部１４から与えられた目標アシストトルクを発生するように制御信号を出力して、ステアリング装置４５によるアシストトルクを制御する。
【００３５】
エンジン制御部２４は、ＰＴＣ２２から与えられた目標エンジントルクを実現するための制御信号をエンジン４１に出力する。より詳細には、エンジン制御部２４は、エンジン４１の運転状態を検出する各種のセンサ（回転数、温度、空気流量等）からのセンサ信号を入力する。そして、センサ信号から把握されるエンジンの運転状態から現状の発生トルクを算出する。そして、エンジン制御部２４は、現状の発生トルクを目標エンジントルクに近づけるためのエンジン運転状態を算出し、その算出したエンジン運転状態を達成するための燃料噴射量と燃料噴射時期、及び点火時期を求め、これらに応じた噴射制御信号及び点火制御信号をエンジン４１に出力する。
【００３６】
ＴＭ制御部２５も、ＰＴＣ２２から目標変速比が与えられ、この与えられた目標変速比を実現するための制御信号をトランスミッション４２に出力する。また、ＴＭ制御部２５は、トランスミッション４２において変速比を変更する場合、クラッチの動作に関する制御目標値に従って、クラッチの動作を制御するための制御信号も出力する。
【００３７】
ＭＧ制御部２６は、ＭＧＣ２３から目標ＭＧトルクが与えられた場合には、その目標ＭＧトルクを発生させるように、モータジェネレータ４３のインバータへ制御信号を出力する。一方、ＭＧ制御部２６は、ＭＧＣ２３から目標回生制動トルクが与えられた場合には、その目標回生制動トルクに相当する制動力をモータジェネレータ４３が車軸に対して付与するように、モータジェネレータ４３のインバータへ制御信号を出力する。
【００３８】
次に、本実施形態による制御システム１の特徴部分について説明する。
【００３９】
例えば、モータジェネレータ４３は、エンジン４１の出力軸に、直接又はクラッチを介して接続される。そして、モータジェネレータ４３は、エンジン４１が出力するエンジントルクをアシストしたり、エンジン４１を停止した状態で、車両を走行させるためのＭＧトルクを発生したり、あるいは、車両の減速時に回生制動トルクを発生したりする。また、エンジン４１の出力軸には、別のクラッチを介してトランスミッション４２も接続されている。トランスミッション４２は、エンジン４１及び／又はモータジェネレータ４３による出力軸の回転を設定された変速比で変換して、出力軸であるプロペラシャフトを回転させる。
【００４０】
このように、エンジン４１、トランスミッション４２、及びモータジェネレータ４３は、エンジン４１の出力軸という物理的パスを介して連結されており、それぞれの動作は、物理的パスを介して、相互に影響を及ぼし合う。例えば、エンジン４１やモータジェネレータ４３の回転数が急変すると、その回転数の変動が物理的パスを介してトランスミッション４２に伝えられ、トランスミッション４２の出力回転の変動を招く。また、エンジン４１とモータジェネレータ４３とが同時に駆動されている状態で、モータジェネレータ４３が急停止すると、エンジン４１の回転が急変動したり、逆に、エンジンストールが生じると、モータジェネレータ４３の回転が急変動したりする。
【００４１】
また、回生ブレーキ機能を発揮するモータジェネレータ４３と、機械式ブレーキであるブレーキ装置４４も、ドライブシャフトやプロペラシャフトからなる車軸の回転に対して抵抗力を与えることにより、車両の走行速度を低下させるものである。従って、回生ブレーキ機能を発揮するモータジェネレータ４３と各車輪に設けられたブレーキ装置４４も、車軸という物理的パスを介して連結されているとみなすことができる。そのため、それぞれの動作の変化が生じると、物理的パスにおける過渡的な状態変化や、相手方の動作に影響を与える可能性が生じる。例えば、高圧バッテリがほぼ満充電状態となって、回生ブレーキによる発電を停止させる必要が生じ、モータジェネレータ４３による回生制動トルクを急激に弱めた場合、プロペラシャフトの回転が急上昇するなどの過渡変動が生じる可能性がある。もし、プロペラシャフトの回転が急上昇しそうになると、それをブレーキ装置４４によって抑制する必要が生じ、ブレーキ装置４４による制動トルクの変化も大きくなる。
【００４２】
さらに、例えば、車両の旋回性能を向上させるために、ステアリング装置４５においてアシストトルクを発生しているとき、ブレーキ装置４４が旋回内側の車輪のみに制動力を与えるように制御されることが考えられる。ステアリング装置４５と、ブレーキ装置４４とは、ステアリング機構及びタイヤからなる物理的なパスを介して連結されている。このため、例えば、運転者によるブレーキ操作に伴い、左右の車輪に均等に制動力が付与されたとすると、ブレーキ装置４４によって発生されていた車両を旋回させる力が消滅するので、物理的パスに過渡変動が生じて、ステアリング装置４５にショックが伝達される可能性がある。
【００４３】
このように、物理的パスを介して連結された車載装置の少なくとも１つの動作が変化し、その動作変化が、物理的パスにおける過渡的な状態変化を引き起こしたり、他の車載装置の動作状態を変動させたりする場合、ノイズやショックが発生する虞が生じる。
【００４４】
上述した物理的パスにおける過渡変動を抑制するために、複数の車載装置を連携して制御する際に、その連携制御自体に、過渡変動抑制制御を織り込むことが考えられる。しかしながら、過渡変動の発生する条件や、発生したときの大きさなどは、車種により異なることが多い。そのため、連携制御として、このような過渡変動の抑制まで考慮したものとすると、連携制御用の制御ソフトが煩雑になることに加え、車種毎に適合させるため、制御ソフトの作成に手間がかる、といった問題が生じる。さらに、過渡変動の抑制までも含むものとすることで、連携制御用の制御ソフトが車種ごとに専用化されるため、開発や適合の効率の低下を招いてしまう。
【００４５】
そこで、本実施形態の制御システム１では、図１に示すように、各車載装置の制御目標値を算出する各ドメイン制御部１１、２１とは別個に、過渡変動を抑制するための補助制御部３１、３２、３３を独立して設けることとした。これら補助制御部３１〜３３は、特に物理的パスにおける過渡変動を抑制するためのものであり、物理的パス毎に、それぞれ設けられる。この結果、車種毎に適合が必要な処理は、主に、補助制御部３１〜３３に集約され、制御目標値を算出するドメイン制御部１１、２１は、車種毎の相違の影響を実質的に受けずに済むようになる。従って、ドメイン制御部１１、２１に関しては、異なる車種への適用に関する汎用性が向上し、全体として、多車種への展開に際しての開発や適合の効率を高めることが可能になる。
【００４６】
さらに、例えば、各ドメイン制御部１１、２１の役割分担を、車種やグレードに応じて変更する場合であっても、各ドメイン制御部１１、２１が過渡変動抑制制御を含んでいなければ、そのような変更にも容易に対処することが可能になる。各ドメイン制御部１１、２１の役割分担の変更の一例として、例えば、ＴＭ制御部２５への制御目標値を与える機能を、ＰＴＣ２２から、前後挙動制御部１３へ移行することが挙げられる。このような各ドメイン制御部１１、２１の役割分担の変更は、車種やグレードによる車載装置の性能の違いなどによってしばしば起こりえるものである。
【００４７】
以下、補助制御部３１を例に取り、構成及び作用について、詳細に説明する。なお、最初に、補助制御部３１単独の構成及び作用について、図２及び図３を用いて説明する。その後で、同じ車載装置（例えば、モータジェネレータ４３）が、異なる物理的パスにより、別個の車載装置（例えば、エンジン４１及びトランスミッション４２と、ブレーキ装置４４）に連結されている場合の、補助制御部３１、３２の構成及び作用について説明する。
【００４８】
図２は、補助制御部３１の内部構成の一例を示している。図２に示すように、補助制御部３１は、機能として、管理部５１、エンジン補正部５２、ＴＭ補正部５３、及びＭＧ補正部５４を有する。
【００４９】
管理部５１は、エンジン４１、トランスミッション４２、及びモータジェネレータ４３を連結する物理的パス（エンジン４１の出力軸）に発生する過渡変動を検出する。例えば、管理部５１は、エンジン４１、トランスミッション４２、及びモータジェネレータ４３に対する各々の制御信号を取り込む。そして、管理部５１は、それぞれの制御信号の変化の大きさに基づいて、物理的パスに過渡変動が発生する可能性が高いことを判定することにより、過渡変動の発生を検出しても良い。なお、管理部５１が取り込む信号は、制御信号ではなく、制御目標値であっても良い。
【００５０】
また、制御信号の変化の大きさに基づく判定に加え、もしくは、その判定に代えて、管理部５１は、物理的パスの過渡変動を検出するためのセンサ（例えば、エンジン４１の出力軸の回転を検出する回転センサ、エンジン４１の振動を検出する振動センサなど）からの信号を入力し、そのセンサ信号に基づいて、実際に過渡変動が生じたことを検出しても良い。
【００５１】
管理部５１は、物理的パスにおいて過渡変動の発生を検出すると、その過渡変動の発生を抑制するための、制御信号に対する補正量を算出して、少なくとも１つの補正部５２〜５４に出力する。
【００５２】
例えば、管理部５１は、取り込んだエンジン４１、トランスミッション４２、及びモータジェネレータ４３に対する各々の制御信号に基づいて、物理的パスに過渡変動を生じさせた原因（主要因）を特定する。そして、管理部５１は、特定した主要因に対して予め定めた関係に従って、過渡変動を抑制するための要素を決定する。例えば、エンジン４１の急激な回転変動が過渡変動を生じさせた原因であれば、エンジン４１及び／又はトランスミッション４２を過渡変動抑制要素として決定しても良い。また、モータジェネレータ４３の回転変動が過渡変動を生じさせた原因であれば、モータジェネレータ４３及び／又はトランスミッション４２を過渡変動抑制要素として決定しても良い。
【００５３】
管理部５１は、決定した過渡変動抑制要素に対する制御信号を補正することによって、物理的パスに生じた過渡変動を抑制する。そのため、管理部５１は、過渡変動抑制要素への制御信号に対する補正量を決定し、該当する補正部５２〜５４に出力する。例えば、エンジンの急減な回転変動により過渡変動が生じ、その過渡変動抑制要素をエンジン４１及びトランスミッション４２とした場合、管理部５１は、エンジン４１の回転変動が抑えられるように、すなわち、エンジン４１の回転の変化が緩やかになるように、制御信号を補正するための補正量を算出する。また、管理部５１は、クラッチの接続開始時期を遅らせたり、クラッチの接続完了までの時間を長くしたりするように、制御信号を補正する補正量を算出する。この補正量は一定値であっても良いが、センサを用いて、過渡変動の大きさを検出している場合には、その過渡変動の大きさに応じた補正量とすることが好ましい。
【００５４】
なお、管理部５１が複数の車載装置を過渡変動抑制要素として決定した場合、管理部５１は、各過渡変動抑制要素への制御信号を補正する補正部５２〜５４における制御信号の補正を同期させることが好ましい。制御信号の補正がばらばらのタイミングで行われると、却って過渡変動を助長してしまうことにもなりかねないためである。
【００５５】
各補正部５２〜５４における制御信号の補正を同期させるために、例えば、管理部５１は、補正量の指示とは別に、各補正部５２〜５４に対して、同期信号を与えるようにしても良い。各補正部５２〜５４は、この同期信号の入力に同期して、補正後の制御信号の出力を開始するようにすれば、各補正部５２〜５４における制御信号の補正を確実に同期させることができる。
【００５６】
あるいは、管理部５１は、物理的パスに過渡変動を検出した場合、取り込んだエンジン４１、トランスミッション４２、及びモータジェネレータ４３に対する各々の制御信号に基づき、制御信号が与えられている中から、少なくとも１つの任意の要素を過渡変動抑制要素として決定しても良い。物理的パスに過渡変動が生じた場合、エンジン４１、トランスミッション４２、モータジェネレータ４３には、その物理的パスを介して、同じ過渡変動が入力されている。そのため、いずれの要素によっても、その過渡変動を抑制することは可能であるためである。この場合も、管理部５１は、決定した過渡変動抑制要素への制御信号に対する補正量を決定し、該当する補正部５２〜５４に出力する。
【００５７】
エンジン補正部５２は、管理部５１から補正量が与えられた場合、その補正量を用いて、エンジン制御信号を補正した上で、エンジン４１に出力する。管理部５１から補正量が与えられていない場合には、エンジン補正部５２は、そのまま、エンジン制御信号をエンジン４１に出力する。
【００５８】
ＴＭ補正部５３及びＭＧ補正部５４も、エンジン補正部５２と同様に、管理部５１から補正量が与えられた場合、その補正量を用いて、ＴＭ制御信号、ＭＧ制御信号を補正した上で、トランスミッション４２、モータジェネレータ４３に出力する。管理部５１から補正量が与えられていない場合には、ＴＭ補正部５３及びＭＧ補正部５４は、そのまま、ＴＭ制御信号、ＭＧ制御信号を、トランスミッション４２、モータジェネレータ４３にそれぞれ出力する。
【００５９】
上述した補助制御部３１における制御処理の流れの一例を、図３のフローチャートに基づいて説明する。
【００６０】
ステップＳ１００では、エンジン４１、トランスミッション４２、及びモータジェネレータ４３を連結する物理的パスの過渡変動を検出する。続くステップＳ１１０では、例えば、ステップＳ１００で検出した過渡変動を所定の基準値と比較することにより、物理的パスに過渡変動が発生したか否かを判定する。この判定処理において、過渡変動が発生していないと判定されると、ステップＳ１００の処理に戻る。一方、過渡変動が発生したと判定されると、ステップＳ１２０の処理に進む。
【００６１】
ステップＳ１２０では、エンジン制御信号、ＴＭ制御信号、及びＭＧ制御信号に基づき、物理的パスに過渡変動を生じさせた主要因を特定する。そして、ステップＳ１３０において、特定した主要因に対して予め定めた関係に従って、過渡変動を抑制するための要素を決定する。続くステップＳ１４０では、決定した過渡変動抑制要素への制御信号に対する補正量を決定する。そして、ステップＳ１５０において、決定された補正量を用いて、過渡変動抑制要素への制御信号を補正し、補正後の制御信号を過渡変動抑制要素に出力する。
【００６２】
このような処理により、物理的パスに過渡変動が生じた場合に、補助制御部３１によって、その過渡変動を適切に抑制することが可能になる。
【００６３】
次に、同じ車載装置（例えば、モータジェネレータ４３）が、異なる物理的パスにより、別個の車載装置（例えば、エンジン４１及びトランスミッション４２と、ブレーキ装置４４）に連結されている場合の、補助制御部３１、３２の構成及び作用について説明する。
【００６４】
図４は、補助制御部３１、３２の内部構成の一例を示している。図４に示すように、補助制御部３１は、図２の例と同様に、管理部５１、エンジン補正部５２、ＴＭ補正部５３、及びＭＧ補正部５４を有する。これら管理部５１、エンジン補正部５２、ＴＭ補正部５３、及びＭＧ補正部５４の機能は、上述した例と同様である。
【００６５】
補助制御部３１は、さらに、他の物理的パスを介して、他の車載装置（ブレーキ装置４４）とも結合しているモータジェネレータ４３への制御信号の補正を調停するための調停部５５を備えている。この調停部５５の機能は、後に詳細に説明される。なお、調停部５５は、補助制御部３２に設けても良い。
【００６６】
一方、補助制御部３２は、基本的に補助制御部３１と同様に構成されており、管理部６１、ＭＧ補正部５４、及びブレーキ補正部６２を備えている。つまり、ＭＧ補正部５４は、補助制御部３１と補助制御部３２とで共有されている。なお、補助制御部３２における管理部６１は、補助制御部３１における管理部５１と同様の機能を有し、また、補助制御部３２におけるブレーキ補正部６２も、補助制御部３１におけるエンジン補正部５２、ＴＭ補正部５３、及びＭＧ補正部５４と同様の機能を有する。
【００６７】
ここで、補助制御部３１〜３３は、上述したように、物理的パス毎にそれぞれ設けられる。そのため、図４に示すように、ある車載装置（モータジェネレータ４３）に対して設けられた補正部（ＭＧ補正部５４）は、複数の物理的パスの過渡変動抑制のための補正制御を同時に実行する必要が生じる可能性がある。例えば、運転者によってブレーキ操作が行われたとき、エンジン出力軸に過渡変動が生じ、かつ車軸にも過渡変動が生じた場合には、それらの過渡変動を抑制するための過渡変動抑制要素として、モータジェネレータが選択される可能性がある。
【００６８】
しかしながら、このような場合に、ＭＧ補正部５４は、それぞれの物理的パスにおける過渡変動を同時に抑制するような制御信号の補正を行うことは困難である。このように、異なる物理的パスにおける過渡変動を抑制するための補正が競合する可能性がある場合に、その調停を図るべく調停部５５が設けられている。
【００６９】
調停部５５は、補助制御部３１の管理部５１、及び補助制御部３２の管理部６１と通信し、両方の補助制御部３１、３２に共有されているＭＧ補正部５４が、それぞれの過渡変動抑制要素として同時に選択される状況が発生したかを監視する。そのような状況が発生した場合、調停部５５は、補助制御部３１による補正と、補助制御部３２による補正との重要度を判定し、重要度の高い補正を優先するよう、各管理部５１、６１に指示する。
【００７０】
例えば、運転者によってブレーキ操作が行われて、モータジェネレータ４３が回生制動トルクを発生し、ブレーキ装置４４が機械式ブレーキによる制動トルクを発生している場合には、調停部５５は、運転者のブレーキ操作による過渡変動に対する補正の方が重要度が高く、優先すべきと決定する。この場合、調停部５５は、管理部５１に対して、ＭＧ補正部５４を用いた補正の禁止を指示するとともに、管理部６１に対して、ＭＧ補正部５４を用いた補正の許可を指示する。この結果、補助制御部３２による補正が優先され、ＭＧ補正部５４は、補助制御部３２の管理部６１から与えられた補正量を用いて、ＭＧ制御信号を補正することになる。
【００７１】
一方、例えば、運転者がアクセル操作を行って車両を発進させる際に、車両に加速スリップが発生し、その加速スリップを抑制するためにブレーキ装置４４を作動させる場合などは、運転者はブレーキ操作を行っているわけではないので、調停部５５は、エンジン４１の出力軸に生じた過渡変動の補正の方が重要度が高く、優先すべきと決定する。この場合、上述した例とは逆に、調停部５５は、管理部５１に対して、ＭＧ補正部５４を用いた補正の許可を指示する一方で、管理部６１に対して、ＭＧ補正部５４を用いた補正の禁止を指示する。
【００７２】
ただし、重要度の低い補正を完全に禁止するのではなく、重要度の高い補正に影響を与えない範囲で、重要度の低い補正も、制御信号の補正に反映させるようにしても良い。例えば、調停部５５が、重要度が低いと判定された補正を行う管理部５１又は６１に対して、所定の割引率で割り引いた補正量とするよう指示しても良い。この場合、ＭＧ補正部５４には、２つの管理部５１、６１から補正量が与えられるが、ＭＧ補正部５４は、それら補正量の合計を求めて、ＭＧ制御信号を補正すれば良い。
【００７３】
上述した調停部５５による調停処理を含む補助制御部３１における制御処理の流れの一例を、図５のフローチャートに基づいて説明する。なお、図５のフローチャートのステップＳ１００〜Ｓ１３０までの処理は、図３のフローチャートにおけるステップＳ１００〜Ｓ１３０までの処理と同様である。
【００７４】
ステップＳ１３２では、複数の物理的パスで過渡変動が発生したか否かを判定する。この判定処理において、複数の物理的パスで過渡変動が発生していない、つまり、過渡変動が発生している物理的パスは１つのみであると判定されると、ステップＳ１４０の処理に進む。一方、複数の物理的パスで過渡変動が発生していると判定されると、ステップＳ１３４の処理に進む。
【００７５】
ステップＳ１３４では、複数の物理的パスで発生した過渡変動の抑制要素は、共通の要素であるか否かを判定する。共通の要素ではないと判定された場合には、調停の必要はないので、ステップＳ１４０の処理に進む。一方、複数の物理的パスの過渡変動を抑制するための要素が共通と判定された場合には、ステップＳ１３６の処理に進む。
【００７６】
ステップＳ１３６では、重要度に応じて、いずれの過渡変動の補正を優先するかを決定することにより、共通の過渡変動抑制要素により実行される制御信号の補正を調停する。そして、ステップＳ１３８では、調停結果に基づいて、優先すると決定された補正の補正量を算出し、その後、ステップＳ１５０の処理に進む。
【００７７】
なお、ステップＳ１４０、Ｓ１５０の処理は、図３のフローチャートのステップＳ１４０、Ｓ１５０の処理と同じである。
【００７８】
このように、補助制御部３１に調停部５５を設けることにより、異なる物理的パスにおける過渡変動を抑制するための補正を共通の過渡変動抑制要素にて行われることとなり、その補正が競合しても、過渡変動抑制要素により適切な制御信号の補正を行うことが可能となる。
【００７９】
上述した実施形態は、本発明の制御システムの好ましい実施形態ではあるが、本発明の制御システムは、上記実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形することが可能である。
【００８０】
例えば、上述した実施形態では、ハイブリッド車両が、エンジン４１と、１つのモータジェネレータ４３を有する例について説明したが、ハイブリッドの形式はこのような例に限られない。例えば、モータジェネレータ４３として、より補助制御部での過渡変動の吸収が必要になる、エンジン４１のスターター機能を備えたＩＳＧ（インテグレーテッド・スタータ・ジェネレータ）を用いても良い。また、エンジン４１の余剰の回転により発電するジェネレータと、モータジェネレータとを動力分割機能を介してエンジン４１に接続した形式のハイブリッドを採用しても良い。
【００８１】
上述した例では、ハイブリッド車両において、同じ動力を得る目的の車載装置であるエンジン４１とモータジェネレータ４３を一つの補助制御部で取り扱った。しかしながら、補助制御部は、エアコン用のコンプレッサーやステアリング操作の油圧ポンプがエンジン４１にベルト等で結合された場合の様に、同じ物理的パスに接続された異なる目的の車載装置も含めて、過渡変動抑制制御を実行するようにしても良い。この場合は、過渡変動が発生するタイミングが目的別に異なるため、変動の発生タイミングを考慮した補助制御部の補正制御や同期制御が行われる。
【００８２】
また、上述した実施形態では、過渡変動として機械的なショックを対象とした例について説明したが、例えば温度変化など他の物理的な変化を過渡変動として、補助制御部による制御対象としても良い。
【符号の説明】
【００８３】
１  制御システム、１１  運動ドメイン制御部、１２  車両挙動制御部、１３  前後挙動制御部、１４  左右挙動制御部、１５  ブレーキ制御部、１６  ステアリング制御部、２１  エネルギードメイン制御部、２２  パワートレインコーディネータ、２３  モータジェネレータコーディネータ、２４  エンジン制御部、２５  ＴＭ制御部、２６  ＭＧ制御部、３１〜３３  補助制御部、４１  エンジン、４２  トランスミッション、４３  モータジェネレータ、４４  ブレーキ装置、４５  ステアリング装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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