(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の情報制御装置におけるソフトウェアの適合装置であって、
前記ソフトウェアは機能単位，機械装置単位、あるいは処理タイミング単位などにモジュール化され、該モジュール単位にソフトウェアの入れ替えが可能な構造となっており、モジュール単位にソフトウェアの入れ替えを行うに当たり、旧ソフトウェアの動作時に新たに組みこまれた該当モジュールの新規ソフトウェアを並列に動作させ、旧ソフトウェアと新規ソフトウェアの入力情報は同一のデータとし、旧ソフトウェアの演算出力と新規ソフトウェアの演算出力の差分を、別途組みこまれているソフトウェア評価機能の入力として、該評価機能の出力により新規ソフトウェアの出力が旧ソフトウェアの出力よりも目的とする望ましい方向に機能改善されていることを評価し、望ましい方向に機能改善されていない場合は、新規ソフトウェアのパラメータを修正，改善し、望ましい方向に機能改善されている場合は、該新規ソフトウェアの出力を順次旧ソフトウェアの出力に入れ替えて、ソフトウェアの更新，変更，追加を行うことを特徴とするソフトウェアの適合装置。
【請求項２】
自動車の情報制御装置におけるソフトウェアの書き換え方法であって、
前記ソフトウェアは機能単位，機械装置単位、あるいは処理タイミング単位などにモジュール化され、該モジュール単位にソフトウェアの入れ替えが可能な構造となっており、モジュール単位にソフトウェアの入れ替えを行うに当たり、旧ソフトウェアの動作時に新たに組みこまれた該当モジュールの新規ソフトウェアを並列に動作させ、旧ソフトウェアと新規ソフトウェアの入力情報は同一のデータとし、旧ソフトウェアの演算出力と新規ソフトウェアの演算出力の差分を、別途組みこまれているソフトウェア評価機能の入力として、該評価機能の出力により新規ソフトウェアの出力が旧ソフトウェアの出力よりも目的とする望ましい方向に機能改善されていることを評価し、望ましい方向に機能改善されていない場合は、新規ソフトウェアのパラメータを修正，改善し、望ましい方向に機能改善されている場合は、該新規ソフトウェアの出力を順次旧ソフトウェアの出力に入れ替えて、ソフトウェアの更新，変更，追加を行うことを特徴とするソフトウェアの書き換え方法。
【請求項３】
自動車の情報制御装置におけるソフトウェアの作成方法であって、
前記ソフトウェアは機能単位，機械装置単位、あるいは処理タイミング単位などにモジュール化され、該モジュール単位にソフトウェアの入れ替えが可能な構造となっており、モジュール単位にソフトウェアの入れ替えを行うに当たり、旧ソフトウェアの動作時に新たに組みこまれた該当モジュールの新規ソフトウェアを並列に動作させ、旧ソフトウェアと新規ソフトウェアの入力情報は同一のデータとし、旧ソフトウェアの演算出力と新規ソフトウェアの演算出力の差分を、別途組みこまれているソフトウェア評価機能の入力として、該評価機能の出力により新規ソフトウェアの出力が旧ソフトウェアの出力よりも目的とする望ましい方向に機能改善されていることを評価し、望ましい方向に機能改善されていない場合は、新規ソフトウェアのパラメータを修正，改善し、望ましい方向に機能改善されている場合は、該新規ソフトウェアの出力を順次旧ソフトウェアの出力に入れ替えて、ソフトウェアの更新，変更，追加を行い、ソフトウェアを作成することを特徴とするソフトウェアの作成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数のソフトウェアからなる自動車の制御装置に係り、一台の自動車の部品交換，制御方法の変更，運転操作者の変更に応じて、自動車の特性をより良い方向へ改善するためのソフトウェアの更新，変更，追加を行う場合、安全，環境，操作性などへの影響を小さく、且つソフトウェアの適応性を円滑に行うことを目的としたものである。本発明は、運転者の変更，システムのモデルチェンジ，システムの新規機能の追加といった状況に対して、ソフトウェアの入れ替え，切替え，移行などを安全に、且つ円滑に行い、それぞれの自動車及び運転者にフィットした性能とすることに非常に効果的である。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に情報制御装置を動作させるにはソフトウェアが必要であるが、従来の自動車においては完成，発売された後に上記ソフトウェアを変更，修正，追加などを行うことは、不具合が発生した時、自動車の修理工場にて実施する場合を除いて行われていない。また、搭載された制御ソフトウェアに対して、パラメータをオンラインまたはオフラインで同定する適応制御の考え方がある。この例についてはたとえば「寺尾満・金井喜美雄：ロバスト適応制御入門：オーム社(1989)」に記載されている。
【０００３】
また、各部品毎に制御装置を備え、全体として制御を行う例としては、「TaizoMiyazaki et al.：Development of a Drive Control System for a ParallelHybrid Electric Vehicle:16th International Electric Vehicle Symposium(1999)」に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
高齢者と若年者、あるいは女性と男性の運転とでは加速特性，操舵特性，ブレーキ特性などを変更しないと、運転性の違いによる事故の危険性が増大し、部品交換すればそのソフトウェアは異なり、さらに昨今の環境規制の強化に対しては燃費向上，排ガス抑制のための性能向上を行いたいと言う要求がある。
【０００５】
この様な要求に対して、自動車の購入後ソフトウェアの更新，変更，追加などを行うことが必要となるが、現状の制御方法やシステムでは困難である。
【０００６】
制御パラメータの適応修正の手法はシステムの性能向上に対して有効であるものの、システム構造が全く不明な対象に対してはロバスト性の確保が困難である。また、「Taizo Miyazaki et al.：Development of a Drive Control System for a Parallel Hybrid Electric Vehicle:16th International Electric Vehicle Symposium（1999)」の手法は、たとえばひとつの部品の変更が他の制御装置に影響を与える場合には、影響を受ける全ての制御装置の変更が必要であり、システム変更作業の省力化が困難である。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、複雑なシステムの更新や追加，修正の作業の省力化を図ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は自動車の情報制御装置におけるソフトウェアの適合装置であって、前記ソフトウェアは機能単位，機械装置単位、あるいは処理タイミング単位などにモジュール化され、該モジュール単位にソフトウェアの入れ替えが可能な構造となっており、モジュール単位にソフトウェアの入れ替えを行うに当たり、旧ソフトウェアの動作時に新たに組みこまれた該当モジュールの新規ソフトウェアを並列に動作させ、旧ソフトウェアと新規ソフトウェアの入力情報は同一のデータとし、旧ソフトウェアの演算出力と新規ソフトウェアの演算出力の差分を、別途組みこまれているソフトウェア評価機能の入力として、該評価機能の出力により新規ソフトウェアの出力が旧ソフトウェアの出力よりも目的とする望ましい方向に機能改善されていることを評価し、望ましい方向に機能改善されていない場合は、新規ソフトウェアのパラメータを修正，改善し、望ましい方向に機能改善されている場合は、該新規ソフトウェアの出力を順次旧ソフトウェアの出力に入れ替えて、ソフトウェアの更新，変更，追加を行うことを特徴とするソフトウェアの適合装置を提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を説明する。
【００１０】
図１は本発明による制御アルゴリズムの確立過程の一実施例である。１は新規に立案された制御ロジックやアルゴリズムで、これを２の自動車シミュレータに組み込む。３は対象となる自動車に搭載されている制御ロジックやアルゴリズムで、このソフトも４の自動車シミュレータに組み込む。２と４のシミュレータは上記組みこまれた新旧の制御ソフトを除いて同じ処理を行う。２，４のシミュレータに評価用の入力データを与え、シミュレーションを実行し、その結果を５の評価機能に出力する。２，４のシミュレータは、新規ソフトウェアの性能評価を目的としており、自動車全体の走行性，経済性，総合性能などを評価する総合シミュレータであっても、部分的、例えばエンジン関連の新規ソフトの場合にはエンジンシミュレータ，電気自動車の駆動モータの場合はモータのシミュレータ、であっても良い。この選択は、新規ソフトウェアのテスト目的に応じて行われる。
【００１１】
このシミュレータは自動車の走行過程で発生する種々の状態を再現すると共に、想定される異常状態についても評価可能な機能を持つものである。
【００１２】
５の評価機能は、２及び４のシミュレーション結果を入力し、シミュレーション結果より新規ソフトウェアが所望の動作を行うか否かを評価する。例えばエンジンシミュレーションの場合は、エンジンの回転数，出力トルク，エンジン温度，燃料消費量，排出ガス量、などであり、モータのシミュレーションの場合は、回転数，電流，電圧、などのトレンドデータである。総合シミュレーションの場合は、上記結果の他に、車体の傾き，走行中心のずれ、総合燃費などのシミュレーション値が加わる。評価機能５は、上記のシミュレーション結果を入力し、各入力値の時間変化における変動分布，パラメータ相関、などの統計量を算出する。この統計量により、旧ソフトウェアによる結果(シミュレータ４からの入力値)と新規ソフトウェアによる結果（シミュレータ２からの入力値）との比較評価を行い、新規ソフトウェアの動作が所望の動きを行い、且つ最良の状態で動作する時、本ソフトウェアの評価を終了する。所望の動作や最良の動作でない場合は、６のパラメータ修正機能により、新規ソフトウェアの処理方法，アルゴリズムなどの修正を行い、再度シミュレーション，評価を繰り返す。
【００１３】
以上の評価はソフトウェア開発者、あるいはソフトウェア供給者が行い、評価の完了した新規ソフトウェアを自動車のユーザからの要求により配信するものとする。図２はその関係を示すものである。
【００１４】
図３は配信された新規ソフトウェアを自動車の情報制御装置に組み込み、走行中のデータにより、さらに新規ソフトウェアの動作を評価，適応化する方法を示す。
【００１５】
図３は制御システムのソフトウェアを入れ替える前に、新規ソフトウェアの自動車への適合性および運転者の運転特性との適合性を評価し、より良く適合するようにパラメータのチューニングを行う場合を示す。７は旧ソフトウェアが搭載されているコントローラ、８は７のコントローラ出力で動作するアクチュエータ及び車両の機器で、自動車の所定の特性、例えば燃費，操舵角、等の制御パラメータを出力する。９は新規ソフトウェアが搭載されるコントローラで、７との兼用も可である。１０はコントローラ９の出力あるいはコントローラ９とコントローラ７の出力の差を入力し（図３では差入力の場合を示す）、自動車の所定の特性変化を出力するシミュレータである。コントローラ９からのみの入力の場合は、１０は絶対値計算方式でのシミュレーションを実施し、コントローラ９および７の差分入力の場合は偏差計算方式，線形計算方式，ニューラルネットワークあるいはファジィ演算処理などの方法によるシミュレーション演算を実施する。但し、シミュレーション演算に必要となるコントローラ９および７の出力である操作量以外の図示していない変数については、必要に応じて入力するものとする。１１は自動車の所定の特性及びシミュレータ１０の出力データを収集し、統計的処理により評価データを算出する評価値演算機能、１２は評価値演算機能１１の出力により、前記図１の評価装置５で行った評価に対して、テストデータと自動車及び運転者の実際の特性に適応させるために、評価値演算機能の出力により新規ソフトウェアのパラメータや動作タイミングなどを修正するための判断機能、１３はその修正機能である。図３において、７，９，１０，１１，１２，１３は同一あるいは複数の演算器により処理されるソフトウェアで、アクチュエータ８は自動車に装備されている情報制御装置以外の機器である。
【００１６】
図３の構成において、自動車の走行中、旧ソフトウェアによるコントローラ７およびアクチュエータ８により自動車は制御されている。この状態において、コントローラ９はコントローラ７と同じ入力データ（他に必要なデータがある場合はそのデータも入力）を用いて、新規ソフトウェアの演算処理を行い、シミュレータ１０に出力する。シミュレータ１０はコントローラ９およびコントローラ７の出力を入力して、新規ソフトウェアの処理目的（燃費，排気，トルク，速度，操舵量など）とする評価値を演算する。評価値演算機能１１は一定期間シミュレータ１０の出力および自動車のセンシングデータを収集し、一定期間ごとの収集データから評価値の演算値と実際値を比較して、新規ソフトウェアの性能適合性，旧ソフトウェアに対する良好性を調べる。適合性や良好性などの評価が適切でない場合はコントローラ９のパラメータを修正する。この修正方法としては、新規ソフトウェアのパラメータ（あらかじめソフトウェア開発者が選定したパラメータでよい）と評価値との関係、例えば数式，ニューラルネットワーク，ファジィ処理演算など、から修正する方法でよい。
【００１７】
上記の方法により新規ソフトウェアを自動車や運転者の特性に適合させることができる。適合が完了すればコントローラ７の旧ソフトウェアを新規ソフトウェアに入れ替える。しかし、制御ソフトウェアの場合、安全性，環境適合性，機器の物理的応答性などの面から瞬時に切り替えることは好ましくない場合が多い。
【００１８】
図４は旧ソフトウェアから新規ソフトウェアに徐々に切り替える方法を示したものである。コントローラ７およびコントローラ９は図３と同じである。コントローラ７およびコントローラ９の出力は融合器１４に出力し、融合器１４はコントローラ９の出力（New）とコントローラ７の出力（Old）を用いて、
【００１９】
【数１】
Output＝(New)＋（Ｎ０−Ｎ）〔(Old)−(New)〕／Ｎ０
但し、Ｎ＝本式の演算回数    Ｎ０＝Ｎの最大演算回数設定値
を演算し、Outputをアクチュエータ８に出力する。Ｎはソフトウェアの切り替え開始後の切り替え演算回数で、制御サンプリング毎の回数でも良く、何回かの制御サンプリング毎に１回のカウント値でも良い。本方法によりＮ０回の切り替え演算回数の後、旧ソフトウェアから新規ソフトウェアに切り替わる。新規ソフトウェアに切り替わった後は、コントローラ９をコントローラ７と入れ替えて、以後情報制御を行う。
【００２０】
自動車の多くの機械部品や電気部品あるいは油や燃料の特性は時間と共に変化することは良く知られている。このような状況に対して新規ソフトウェアの性能を維持，向上するために、図４に示した適応制御機能を付加する。１５はデータ収集および一定期間ごとので収集データを統計的に処理するデータ処理装置、
１６は評価装置、１７はパラメータ修正装置で、前述の図３に示した１１，１２，１３と同じ装置であっても良く、動作も同じである。
【００２１】
以上、本発明の基本的実施形態について説明したが、以下具体的実施例について説明を加える。
【００２２】
図５はアクセルの踏み込み量とスロットル開度の関係の制御アルゴリズム例である。このモデルにおいてはアクセルの踏み込み始めにスルットル開度を一定の開度まで急速に開け、その後アクセルの踏み込み量に比例してスロットル開度を開ける様に制御されている。しかし、アクセルの踏み込み始めにスロットル開度を急速に開けるとエンジンの出力が急激に増大し、運転者にショックを感じさせることは良く知られていることである。これに対して、図６はアクセルの踏み込み始めはゆっくりとスロットル開度をあけ、θ１の踏み込み後、アクセルの踏み込み量に比例してαの傾きでスロットル開度を制御し、θ２（θ１とα，βで決まる）の踏み込み量でβの傾きでスロットル開度を制御する制御アルゴリズムである。θ１とαを調整することにより、自動車および運転者に適合した加速性能を与えることが可能となる。
【００２３】
図５を旧ソフトウェア、図６を新規ソフトウェアとして、エンジン制御装置ＥＣＵのスロットル開度制御を変更する例を図７に示す。図７は前述した図４の段階での動作説明図であり、図１，図３の段階は省略する。
【００２４】
図７ではアクセルの踏み込み量θを入力し、旧アルゴリズム，新規アルゴリズムからスロットル開度の操作量φｃ，φｎを出力する。この２つの出力値から前述の数式１により制御出力φを演算する。このときのδが移行係数である。出力φをエンジン制御装置ＥＣＵに出力してスロットル開度を制御する。順次この動作を繰り返し、新規アルゴリズムに切り替える。この制御により自動車の加速性が変わり、加速タイミング，加速度の加速性を評価する。加速タイミングが悪い場合はθ１を、加速性が悪い場合はαを調整して、運転に適合した加速性能に調整する。
【００２５】
第２の例として、電動パワーステアリングにおけるトルクアシスト制御について示す。図８はジグザグコースにおけるハンドル操作の結果、コースからのズレの状況を示した例である。（ａ）は操舵の遅れでずれが大きく、トルクアシスト量が少ない場合、（ｂ）はトルクアシスト量が最適な場合の例である。コースからのズレはトルクアシスト量の過不足のほか、速度によっても異なり、図９に示す様に、コースからのズレ量はトルクアシスト量と車両速度の関数で表される。もちろん、高齢者と若年者，男性と女性、など運転者の身体的能力による差がある。
【００２６】
個人個人の特性をモデル化（テーブル形式でも良い）しておき、運転中の右左折時のコースからのズレ（ハンドルの戻し量やジャイロなどでの検出で判断）とそのときの車両速度から、図９より現状のトルク量と、最小許容偏差に対するトルク量との差Ｔｓをアシスト量とする。
【００２７】
図１０はその制御方法を示した例である。ステアリングの操舵角，トルク，車両速度，ジャイロなどからの車両のズレをセンシングし、そのデータ群から平均的ズレ量を算出する。該算出量から運転者に適合した図９のテーブルを参照し、トルクアシスト量の補正量Ｔｓを決定し、電動パワーステアリングのモータトルク指令値に加える。
【００２８】
運転者ごとに図９のテーブルを持ち、運転者の認識、例えば個人ごとのカードキーで認識して、運転者に適合したテーブルに切り替える。運転中はコースのズレやトルク量，車両速度から図９の適応修正を行うが、ここでは説明を省略する。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、部品の変更や機能の向上，運転者ごとの運転適合性向上などに対し、ソフトウェアの変更，更新，追加、さらには適応制御技術によるソフトウェアのフィッティングを安全に、且つ容易に行うことができ、複雑なシステムの更新や修正の作業の省力化が図れる。本発明は特に、システムのモデルチェンジが頻繁・システムが複雑・システムコストの削減が要求される、といった特徴を持つ車両に対して非常に効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による新規ソフトウェアのオフライン評価の一実施例である。
【図２】本発明における新規ソフトウェアのユーザへの供給方法の一実施例である。
【図３】本発明の新規ソフトウェアを自動車に適合させるための一実施例である
【図４】本発明における新規ソフトウェアと旧ソフトウェアの切り替え方法の一実施例である。
【図５】アクセルの踏み込み量とスロットル開度の制御関係の一例である。
【図６】アクセルの踏み込み量とスロットル開度の新規な制御関係の一例である。
【図７】アクセルの踏み込み量とスロットル開度の関係を図５の関係から図６の関係に変更するためのソフトウェアの移行方法を示す一実施例である。
【図８】右左折時の操舵におけるパワーアシスト量とコースのズレの関係を示す一例である。
【図９】右左折時のコースからのズレとトルク量，車両速度の関係を示す一例である。
【図１０】電動パワステにおける本発明の適用例である。
【符号の説明】
１…新規ソフトウェア、２…車両シミュレータ、３…旧ソフトウェア、４…車両シミュレータ、５…データ収集および統計量算出，評価装置、６…ソフトウェアのパラメータ適応修正装置、７…旧ソフトウェアによるコントローラ、８…アクチュエータ、９…新規ソフトウェアによるコントローラ、１０…車両搭載シミュレータ、１１，１５…データ収集，統計処理装置、１２，１６…評価装置、１３，１７…ソフトウェア適応修正装置、１４…出力移行装置。
【図１】
0004677691.tif 000002
【図２】
0004677691.tif 000003
【図３】
0004677691.tif 000004
【図４】
0004677691.tif 000005
【図５】
0004677691.tif 000006
【図６】
0004677691.tif 000007
【図７】
0004677691.tif 000008
【図８】
0004677691.tif 000009
【図９】
0004677691.tif 000010
【図１０】
0004677691.tif 000011