実施の形態1.
[システム構成の説明]
 図1は、本発明の実施の形態1のシステム構� �を説明するための図である。図1に示すよう� ��、本実施形態のシステムは、車両に駆動源� ��して搭載された内燃機関10を備えている。� �燃機関10の気筒数や気筒配置は、特に限定さ れるものではない。

 内燃機関10の気筒には、吸気通路12および 排気通路14が連通している。吸気通路12には� �吸入空気量GAを検出するエアフローメータ16� ��配置されている。エアフローメータ16の下� �には、スロットル弁18が配置されている。ス ロットル弁18は、アクセル開度等に基づいて� ��ロットルモータ20により駆動される電子制� �式のバルブである。スロットル弁18の近傍に は、その開度を検出するためのスロットルポ ジションセンサ22が配置されている。アクセ� ��開度は、アクセルペダルの近傍に設けられ� ��アクセルポジションセンサ24によって検出� �れる。

 内燃機関10の気筒には、吸気ポート11内に 燃料を噴射するための燃料インジェクタ26が� ��置されている。なお、内燃機関10は、図示� �ようなポート噴射式のものに限らず、燃料� �筒内に直接に噴射する筒内直接噴射式のも� �や、ポート噴射と筒内噴射とを併用するも� �であってもよい。内燃機関10の気筒には、更 に、吸気弁28、点火プラグ30、および排気弁32 が設けられている。

 内燃機関10のクランク軸36の近傍には、ク ランク軸36の回転角を検出するためのクラン� ��角センサ38が取り付けられている。クラン� �角センサ38の出力によれば、クランク軸36の� ��転位置や機関回転数NEなどを検知すること� �できる。

 内燃機関10の排気通路14の途中には、排気 ガスを浄化するための触媒40が設けられてい� ��。触媒40の種類は特に限定されず、例えば� �三元触媒、吸蔵還元型NOx触媒、選択還元型NO x触媒、酸化触媒など、いかなるものでもよ� �。また、触媒40の上流側や下流側に他の触媒 が配置されていてもよい。

 触媒40の下流側の排気通路14には、排気ガ スの空燃比を検出する空燃比センサ42が設置� ��れている。なお、空燃比センサ42は、触媒40 の上流側に設置されていてもよい。

 本実施形態のシステムは、ECU(Electronic Con trol Unit)50を更に備えている。ECU50には、上述 した各種のセンサおよびアクチュエータが接 続されている。ECU50は、それらのセンサ出力� ��基づいて、内燃機関10を制御する。

[実施の形態1の特徴]
 図2は、ECU50の機能ブロック図である。ECU50� �、各自の観点(目的)から要求を発する複数の 制御ロジックを有している。本実施形態では 、図2に示すように、ECU50は、エミッション低 減を目的として要求を発するエミッション制 御ロジック52と、ドライバビリティを良好と� ��ることを目的として要求を発するドライバ� ��リティ制御ロジック54と、燃費低減を目的� �して要求を発する燃費制御ロジック56とを有 している。

 本実施形態において、各制御ロジック52,5 4,56は、車両の3つの制御パラメータのそれぞ� ��に対して、要求を発する。この制御パラメ� ��タとは、特に限定されないが、例えば、内� ��機関10のトルク、空燃比A/F、効率ηなどであ る。なお、本明細書において、効率ηは、点� ��時期がMBT(Minimum advance for the Best Torque)で� ��るときのトルクを1としたときの発生トルク の割合として定義されるものとする。つまり 、点火時期がMBTに設定されている場合には、 効率η=1となる。そして、点火時期がMBTから� �角されるほど、効率ηは低下する。

 以下の説明では、上記3つの制御パラメー タを「A」「B」「C」として区別する。そして 、制御パラメータAに対する要求を「要求A」� ��呼び、制御パラメータBに対する要求を「要 求B」と呼び、制御パラメータCに対する要求� ��「要求C」と呼ぶ。

 なお、本発明では、上述の構成に限らず� ��各制御ロジックが別々のECUによって実現さ� ��るようになっていてもよい。

 図2に示すように、ECU50は、要求A調停部58� ��、要求B調停部60と、要求C調停部62と、目標� ��変換部64と、アクチュエータ制御部66とを更 に備えている。

 要求A調停部58は、制御ロジック52,54,56の� �々から出された要求Aを集約して調停するこ� ��により、制御パラメータAの最終的な目標値 (以下「目標値A」という)を決定する。同様に 、要求B調停部60は、制御ロジック52,54,56の各� ��から出された要求Bを集約して調停すること により、制御パラメータBの最終的な目標値(� ��下「目標値B」という)を決定する。要求C調� ��部62は、制御ロジック52,54,56の各々から出さ れた要求Cを集約して調停することにより、� �御パラメータCの最終的な目標値(以下「目標 値C」という)を決定する。これらの要求調停� ��法については後述する。

 目標値変換部64は、要求A調停部58、要求B� ��停部60および要求C調停部62によりそれぞれ� �出された目標値A、目標値Bおよび目標値Cを� �それらを実現するために必要なアクチュエ� �タへの指示値に変換する。このアクチュエ� �タ指示値とは、例えば、燃料インジェクタ26 からの燃料噴射量、スロットル弁18の開度、� ��火時期などである。

 アクチュエータ制御部66は、目標値変換� �64により算出されたアクチュエータ指示値が 実現されるように、燃料インジェクタ26、ス� ��ットル弁18、点火プラグ30等の各アクチュエ ータの作動を制御する。

 図3は、本実施形態の要求調停方法を説明 するための図である。本実施形態では、各制 御ロジック52,54,56は、それぞれ、要求A、要求 Bおよび要求Cとともに、それら要求間の優先� ��位(実現して欲しい順位)を発するものとす� �。すなわち、図3に示す例では、エミッショ� ��制御ロジック52は、要求Aを優先順位1位とし 、要求Cを優先順位2位とし、要求Bを優先順位 3位としている。一方、ドライバビリティ制� �ロジック54は、要求Cを優先順位1位とし、要� ��Aを優先順位2位とし、要求Bを優先順位3位と している。また、燃費制御ロジック56は、要� ��Aを優先順位1位とし、要求Cを優先順位2位と し、要求Bを優先順位3位としている。

 本実施形態では、要求A,B,C毎に上記優先� �位を集計し、その集計結果に基づいて、要� �A,B,C間の調停順序を決定する。すなわち、図 3に示す例では、要求Aに関して、エミッショ� ��制御ロジック52では優先順位1位、ドライバ� ��リティ制御ロジック54では優先順位2位、燃� ��制御ロジック56では優先順位1位であるので� ��集計結果は1+2+1=4となる。同様に、要求Bに� �して、エミッション制御ロジック52では優先 順位3位、ドライバビリティ制御ロジック54で は優先順位3位、燃費制御ロジック56では優先 順位3位であるので、集計結果は3+3+3=9となる� ��また、要求Cに関して、エミッション制御ロ ジック52では優先順位2位、ドライバビリティ 制御ロジック54では優先順位1位、燃費制御ロ ジック56では優先順位2位であるので、集計結 果は2+1+2=5となる。従って、この場合の調停� �序は、集計結果の小さい順に、要求A、要求C 、要求Bの順となる。

 また、本実施形態では、各制御ロジック5 2,54,56の間に、優先度が設定されている。図3� ��示す例では、エミッション制御ロジック52� �ドライバビリティ制御ロジック54、燃費制御 ロジック56の順に優先度が高いものとされて� ��る。

 上述した各制御ロジック52,54,56の間の優� �度や、各制御ロジック52,54,56が発する要求A� �要求Bおよび要求C間の優先順位は、内燃機関 10の運転状態、あるいは運転フェーズ(例えば 、触媒暖機フェーズ、燃費優先フェーズ、ト ルク優先フェーズ等)に応じて設定(変更)され る。

 本実施形態では、各要求A,B,Cは、各制御� �ラメータA,B,Cの値に対する要求範囲(要求値� �囲)として出される。図3においては、横軸が 各要求A,B,Cを表しており、横向きの各矢印が� ��記要求範囲を表している。

 各要求調停部58,60,62は、各制御ロジック52 ,54,56からの要求に重複部分が存在する場合に はその重複部分から調停結果(目標値)を決定� ��、重複部分が存在しない場合には、優先度� ��高い制御ロジックからの要求の範囲から調� ��結果(目標値)を決定する。以下、図3に示す� ��の場合について具体的に説明する。

 まず、調停順序1番目の要求A調停部58での 調停処理が次のように実行される。図3に示� �例では、エミッション制御ロジック52からの 要求Aと、ドライバビリティ制御ロジック54か らの要求Aおよび燃費制御ロジック56からの要 求Aとの間に重複部分が存在しない。そこで� �優先度の高いエミッション制御ロジック52か らの要求Aの範囲から調停結果(目標値A)が決� �される(図3中の点線位置)。

 このようにして要求Aについての調停が実 行された後、上記調停順序に従い、要求C、� �求Bの順に、調停が順次実行される。この際� ��本実施形態では、既に実行された調停にお� ��て要求が目標値に反映された制御ロジック� ��ある場合には、以降の調停において、当該� ��御ロジックからの要求を取り下げさせて、� ��停を実行することとした。

 すなわち、図3に示す例の場合には、要求 Aについての調停においてエミッション制御� �ジック52からの要求Aが調停結果(目標値A)に� �映されたので、この後に行われる要求Cおよ� ��要求Bの調停においては、エミッション制御 ロジック52からの要求CおよびBは取り下げら� �たものとみなされる。

 よって、調停順序2番目の要求C調停部62で の調停処理は、以下のようになる。この調停 処理においては、上述したように、エミッシ ョン制御ロジック52からの要求Cは取り下げら れたものとみなされ、考慮されない。そして 、図3に示す例では、ドライバビリティ制御� �ジック54からの要求Cと燃費制御ロジック56か らの要求Cとの間に重複部分が存在しない。� �こで、優先度の高い方のドライバビリティ� �御ロジック54からの要求Cの範囲から調停結� �(目標値C)が決定される(図3中の点線位置)。

 このようにして、要求Cについての調停に おいてドライバビリティ制御ロジック54から� ��要求Cが調停結果(目標値C)に反映されたので 、この後に行われる要求Bの調停においては� �ドライバビリティ制御ロジック54からの要求 Bは取り下げられたものとみなされる。

 よって、要求B調停部60での調停処理は、� ��下のようになる。上述したように、エミッ� ��ョン制御ロジック52からの要求B、およびド� ��イバビリティ制御ロジック54からの要求Bは� ��り下げられたものとみなされ、考慮されな� ��ので、燃費制御ロジック56からの要求Bのみ� ��考慮される。このため、燃費制御ロジック5 6からの要求Bの範囲から調停結果(目標値B)が� ��定される(図3中の点線位置)。

[実施の形態1における具体的処理]
 図5は、上記の機能を実現するために本実施 形態においてECU50が実行するルーチンのフロ� ��チャートである。図5に示すルーチンによれ ば、まず、各制御ロジック52,54,56から各要求� ��停部58,60,62へ要求A,B,Cがそれらの間の優先順 位に関する情報と共にそれぞれ入力される(� �テップ100)。

 次いで、各要求調停部58,60,62毎に上記優� �順位が集計され(ステップ102)、その集計結果 に基づいて、要求調停部58,60,62間の調停順序� ��決定される(ステップ104)。

 続いて、上記ステップ104の調停順序に従� ��、調停未実施の要求調停部のうちで調停順� ��が最先の要求調停部での調停が実施される( ステップ106)。次いで、上記ステップ106で実� �された調停において要求が目標値に反映さ� �た制御ロジックがある場合には、以降の調� �においてその制御ロジックからの要求を取� �下げる処理が実行される(ステップ108)。

 上記ステップ108の処理に続いて、調停未� ��施の要求調停部があるか否かが判別され(ス テップ110)、調停未実施の要求調停部がある� �合には、上記ステップ106以下の処理が再度� �行される。一方、上記ステップ110において� �すべての要求調停部の調停が終了している� �判別された場合には、本ルーチンの処理が� �了される。

 以上説明した本実施形態によれば、各制� ��ロジック52,54,56が制御パラメータA,B,Cのそれ ぞれに対して要求を出し、制御パラメータA,B ,C毎に、各制御ロジック52,54,56からの要求が� �停されて、目標値A,B,Cが決定される。このた め、各制御ロジック52,54,56の要求が制御パラ� ��ータA,B,Cの目標値に反映される機会を増や� �ことができる。つまり、各制御ロジック52,54 ,56からの要求A,B,Cのうち少なくとも一つは最� ��的な目標値に反映される確率が高くなる。� ��求A,B,Cのうちの一つでも目標値に反映され� �ば、その制御ロジックの目的はある程度達� �することができる。よって、本実施形態に� �れば、各制御ロジック52,54,56が有する目的を バランス良く達成する(満足させる)ことがで� ��、車両全体として適切な制御を行うことが� ��きる。

 また、各制御ロジック52,54,56が各々の目� �を達成する上では、本来要求したい種類の� �御パラメータと、バックアップとして(予備� ��に)要求したい種類の制御パラメータとが存 在するのが普通である。本実施形態によれば 、各制御ロジック52,54,56は、その制御パラメ� ��タが本来要求したい種類のものであるかバ� ��クアップとして要求したい種類のものであ� ��かに応じて、要求A,B,Cの間に優先順位を付� �ることができる。このため、各制御ロジッ� �52,54,56が本来要求したい種類の制御パラメー タを優先して満足させることができるので、 車両全体としてより適切な制御を行うことが できる。

 また、本実施形態では、要求A,B,C毎に各� �御ロジック52,54,56からの優先順位を集計する ことにより、全体として何れの種類の制御パ ラメータが、本来要求したい種類のものとし て重要度が高いかを精度良く判別することが できる。そして、その集計結果に基づいて制 御パラメータA,B,Cの調停順序を決定すること� ��より、本来要求したい種類の制御パラメー� ��に対する要求が優先して満足されるように� ��ることができる。このため、全体として各� ��御パラメータA,B,Cの目標値をより適切に設� �することができる。

 更に、本実施形態によれば、制御パラメ� ��タA,B,C毎に調停を順次実行するに際して、� �に実行された調停において要求が目標値に� �映された制御ロジックがある場合には、以� �の調停において、その制御ロジックからの� �求を取り下げさせることができる。このた� �、以降の調停においては、実施済みの調停� �おいて要求が目標値に反映されなかった制� �ロジックの要求が目標値に反映される確率� �高くすることができる。よって、各制御ロ� �ック52,54,56の要求をより良いバランスで満足 させることができ、車両全体としてより適切 な制御を行うことができる。また、一つの制 御ロジックから出された各制御パラメータA,B ,Cに対する要求がすべて目標値に反映される� ��、その制御ロジックの目的が過剰に達成さ� ��、かえって弊害が生ずることがある。本実� ��形態によれば、そのような事態、つまり一� ��の制御ロジックの目的のみが過剰に達成さ� ��ることに起因する弊害を確実に防止するこ� ��ができる。

 なお、上述した実施の形態1では、本発明 を、車両の内燃機関10の制御に適用した場合� ��ついて説明したが、本発明は、車両の駆動� ��のトルクなど、車両において制御すべき各� ��の制御量を対象として適用することが可能� ��ある。

 また、上述した実施の形態1においては、 既に実行された調停において要求が目標値に 反映された制御ロジックがある場合には、以 降の調停において、その制御ロジックからの 要求を取り下げさせるようにしているが、こ の場合に、本発明では、要求を完全に取り下 げることに代えて、要求を緩和させる(例え� �、要求範囲を広くする)ようにしてもよい。

 また、上述した実施の形態1においては、 エミッション制御ロジック52、ドライバビリ� ��ィ制御ロジック54および燃費制御ロジック56 が前記第4の発明における「要求出力手段」� �相当している。また、ECU50が、上記ステップ 102~110の処理を実行することにより前記第4の� ��明における「目標値決定手段」が、上記ス� ��ップ102および104の処理を実行することによ� ��前記第5の発明における「調停順序決定手段 」が、それぞれ実現されている。