(57)【要約】【課題】複数の制御部間での異常検出精度を向上可能であるとともに、複数の制御部をより有効に利用することが可能な車両用制御システムを提供する。【解決手段】車両用制御システム１００は、第１の制御部１０と第２の制御部２０とを有し、第１の制御部１０と第２の制御部２０とは、車両の状況に応じて、いずれか一方がマスタ制御部となり、他方がサブ制御部となる。マスタ制御部は、各々の車載装備の制御目標値を算出して、それぞれの車載装備の装備制御部へ出力する。一方、サブ制御部も、各々の車載装備の制御目標値を算出するが、その算出した制御目標値を、各装備制御部には出力せず、メイン制御部が算出した制御目標値に異常が生じていないか監視するために用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された少なくとも１つの車載装備（３３〜３５）を制御するための車両用制御システムであって、
第１の制御ストラテジーに従い、前記車載装備を制御する際の制御目標値を算出する第１の制御部（１０）と、
前記第１の制御ストラテジーとは異なる第２の制御ストラテジーに従い、前記車載装備を制御するための制御目標値を算出する第２の制御部（２０）と、を備え、
前記車両の状況に応じて、前記第１の制御部と前記第２の制御部とのいずれか一方がメイン制御部、他方がサブ制御部となり、
前記車載装備は、前記メイン制御部が算出する制御目標値に従って制御され、
前記サブ制御部は、自身が算出した制御目標値と、前記メイン制御部が算出した制御目標値との対比結果に基づき、前記メイン制御部の異常を監視する車両用制御システム。
【請求項２】
前記サブ制御部が前記メイン制御部の異常を検出したとき、前記メイン制御部が算出する制御目標値と、前記サブ制御部が算出する制御目標値とを記憶する記憶部（１３、２３）を備える請求項１に記載の車両用制御システム。
【請求項３】
前記第１の制御部及び前記第２の制御部は、各自の制御ストラテジーに基づく制御が正常に行われているかを監視する自己監視機能を有し、
前記第１の制御部及び前記第２の制御部の少なくとも一方の自己監視機能により異常が検出されたとき、前記記憶部は、前記第１の制御部及び前記第２の制御部が算出する制御目標値を記憶する請求項２に記載の車両用制御システム。
【請求項４】
前記第１の制御部と前記第２の制御部とは、異なる入力情報に基づき、それぞれの制御ストラテジーに従って前記車載装備を制御するための制御目標値を算出するものであり、前記記憶部は、制御目標値を算出するために前記第１の制御部及び前記第２の制御部へ入力される入力情報も、それぞれの制御目標値とともに記憶する請求項２又は３に記載の車両用制御システム。
【請求項５】
前記第１の制御部と前記第２の制御部とは、それぞれ、第１電子制御装置と第２電子制御装置とに実装され、
前記記憶部（１３、２３）は、前記第１の制御部が算出した制御目標値を記憶する第１記憶部（１３）と、前記第２の制御部が算出した制御目標値を記憶する第２記憶部（２３）とを含み、
前記第１記憶部は前記第１電子制御装置に設けられ、前記第２記憶部は前記第２電子制御装置に設けられる請求項２乃至４のいずれかに記載の車両用制御システム。
【請求項６】
前記第１電子制御装置には、前記第１の制御ストラテジーと関連する第１固有処理を実行するも第１固有処理部（１５）も実装され、
前記第２電子制御装置には、前記第１固有処理とは異なる、前記第２の制御ストラテジーと関連する第２固有処理を実行するも第２固有処理部（２５）も実装される請求項５に記載の車両用制御システム。
【請求項７】
前記第１の制御部と前記第２の制御部とで、前記メイン制御部と前記サブ制御部との役割が切り替えられるとき、新たなメイン制御部は、算出した制御目標値が、切り替わり直前の制御目標値と乖離している場合、前記車載装備を制御するための制御目標値として、切り替わり直前の制御目標値から自身が算出した制御目標値へ徐々に変化する制御目標値を生成する請求項１乃至６のいずれかに記載の車両用制御システム。
【請求項８】
前記第１の制御部と前記第２の制御部とで、前記メイン制御部と前記サブ制御部との役割が切り替えられた後、所定時間は、前記車両の状況が役割の切り替えに該当する状況となっても、前記メイン制御部と前記サブ制御部の役割の切り替えが禁止される請求項１乃至７のいずれかに記載の車両用制御システム。
【請求項９】
前記第１の制御部と前記第２の制御部とは、前記車載装備を制御する上で利用可能な情報を相互に交換し、前記第１の制御部及び前記第２の制御部は、取得した情報を考慮して制御目標値を算出する請求項１乃至８のいずれかに記載の車両用制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載された少なくとも１つの車載装備を制御するための車両用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、２系統の情報処理部を設け、その２系統の情報処理部による処理結果を照合回路にて照合し、照合結果が正常である場合には、出力回路が、制御対象機器へ処理結果に基づく動作指示信号を出力し、照合結果が異常である場合には、安全側で停止させるための指示信号を出力するように構成された安全制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２６２４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した安全制御装置では、２系統の情報処理部は、同じ入力情報を用い、同じ処理を並列に実行するように構成されている。得られた処理結果は、それぞれの情報処理部に含まれるメモリに格納される。そして、照合回路が、それぞれのメモリに格納されている処理結果を照合する。
【０００５】
しかしながら、２系統の情報処理部を設けても、それら２系統の情報処理部において同じ処理を行う場合、例えば、２系統の情報処理部において共通のソフトウエアが使用されることが考えられる。この場合、その共通のソフトウエアにバグ等の異常があると、せっかく２系統の情報処理部を設けたにも係わらず、両系統に同様の異常が発生するため、処理結果が異常となっても検出できない虞がある。また、ソフトウエアに異常はなくとも、例えば、想定外の状況に対して想定外の制御動作が発生した場合に、その想定外の制御動作も同時に発生するため、それを正しいものとして制御が継続されてしまう虞がある。
【０００６】
さらに、特許文献１の装置では、２系統の情報処理部は、処理結果の正確性を担保する目的のためだけに設けられており、２系統の情報処理部が有効に利用できているとは言えない。
【０００７】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、複数の制御部間での異常検出精度を向上可能であるとともに、複数の制御部をより有効に利用することが可能な車両用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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明による車両用制御システムは、車両に搭載された少なくとも１つの車載装備（３３〜３５）を制御するためのものであって、
第１の制御ストラテジーに従い、車載装備を制御する際の制御目標値を算出する第１の制御部（１０）と、
第１の制御ストラテジーとは異なる第２の制御ストラテジーに従い、車載装備を制御するための制御目標値を算出する第２の制御部（２０）と、を備え、
車両の状況に応じて、第１の制御部と第２の制御部とのいずれか一方がメイン制御部、他方がサブ制御部となり、
車載装備は、メイン制御部が算出する制御目標値に従って制御され、
サブ制御部は、自身が算出した制御目標値と、メイン制御部が算出した制御目標値との対比結果に基づき、メイン制御部の異常を監視するように構成される。
【０００９】
上述したように、第１の制御部（１０）は第１の制御ストラテジーに従い、車載装備（３３〜３５）を制御するための制御目標値を算出する。一方、第２の制御部（２０）は、第１の制御ストラテジーとは異なる第２の制御ストラテジーに従い、車載装備を制御するための制御目標値を算出する。このように、第１の制御部と第２の制御部とでは、制御ストラテジーが異なるため、当然の結果として、第１の制御部と第２の制御部とでは異なる制御ロジックが用いられることになる。この結果、メイン制御部となった第１の制御部又は第２の制御部が算出した制御目標値に異常が生じた場合、サブ制御部が算出した制御目標値とは大きく相違することになる。従って、サブ制御部によるメイン制御部の異常の検出精度を向上することが可能となる。
【００１０】
また、第１の制御部と第２の制御部とでは制御ストラテジーが異なるので、それぞれの制御ストラテジーが適する車両の状況も相違する。そのため、本発明による車両用制御システムでは、車両の状況に応じて、第１の制御部と第２の制御部とのいずれか一方がメイン制御部、他方がサブ制御部となるように構成されている。換言すれば、車両の状況が変化すると、第１の制御部と第２の制御部とで、メイン制御部とサブ制御部との役割が切り替えられる。このように、第１の制御部と第２の制御部とも、いずれもメイン制御部として車載装備の制御を行うように構成されているので、第１の制御部及び第２の制御部を有効に活用して、車載装備の制御内容を、車両の状況に応じてより適切なものに切り換えることが可能となる。
【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種の車載装備を制御するための車両用制御システムの構成の一例を示した機能ブロック図である。
【図２】第１の制御部の第１目標値算出部による制御目標値の算出方法の一例を示すフローチャートである。
【図３】第２の制御部の第２目標値算出部による制御目標値の算出方法の一例を示すフローチャートである。
【図４】第１の制御部における制御処理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、本発明に係る車両用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とを有するハイブリッド車両に対して、本発明による車両用制御システムを適用した例について説明する。なお、電動モータは、車両を走行させるための駆動トルクを発生するばかりでなく、車両の減速時には、車両の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回生電力を発生することで、車両に回生ブレーキトルクを作用させることが可能なものである。ただし、本発明による車両用制御システムは、ハイブリッド車両に限らず、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各種の車載装備を制御するための車両用制御システム１００の構成の一例をブロック図として表したものである。なお、図１では、制御対象となる車載装備として、エンジン３３、電動モータ３４、及びブレーキ装置３５を示している。しかしながら、さらに他の車載装備を制御対象として追加しても良いし、図示した車載装備に代えて、別の車載装備を制御対象としても良い。
【００１６】
車両用制御システム１００は、第１の制御部１０と、第２の制御部２０とを有している。本実施形態では、第１の制御部１０は第１電子制御装置に実装され、第２の制御部２０は第１電子制御装置とは別個の第２電子制御装置に実装される。ただし、第１の制御部１０と第２の制御部２０とは共通の電子制御装置に実装されても良い。
【００１７】
これら第１の制御部１０と第２の制御部２０とは、車両の状況に応じて、いずれか一方がマスタ制御部となり、他方がサブ制御部となる。マスタ制御部となった第１の制御部１０又は第２の制御部２０は、各々の車載装備の制御目標値を算出して、それぞれの車載装備の装備制御部へ出力する。すなわち、車載装備は、メイン制御部が算出する制御目標値に従って制御される。
【００１８】
一方、サブ制御部となった第１の制御部１０又は第２の制御部２０も、各々の車載装備の制御目標値を算出する。ただし、サブ制御部となった第１の制御部１０又は第２の制御部２０が算出した制御目標値は、各装備制御部には出力されない。サブ制御部となった第１の制御部１０又は第２の制御部２０は、メイン制御部となった第１の制御部１０又は第２の制御部２０が算出した制御目標値に異常が生じていないかどうかを監視する。すなわち、サブ制御部となった第１の制御部１０又は第２の制御部２０は、メイン制御部となった第１の制御部１０又は第２の制御部２０が算出した制御目標値を受領し、自身が算出した制御目標値と対比する。対比の結果、制御目標値同士の差分が基準値以上と判定した場合には、メイン制御部となった第１の制御部１０又は第２の制御部２０が算出した制御目標値に異常が生じている可能性があると判定する。この場合、サブ制御部となった第１の制御部１０又は第２の制御部２０は退避走行モードに移行し、車両の安全な走行を確保しつつ、適切な場所に停車できるようにする。
【００１９】
本実施形態の車両用制御システム１００は、装備制御部として、エンジン制御部３０、モータ制御部３１、及びブレーキ制御部３２を備えている。
【００２０】
エンジン制御部３０は、メイン制御部となった第１の制御部１０又は第２の制御部２０から目標エンジントルクが与えられる。エンジン制御部３０は、エンジン３３が目標エンジントルクを発生するように、エンジン３３の吸入空気量、点火時期、燃料噴射量、噴射タイミングなどを制御する。
【００２１】
モータ制御部３１は、メイン制御部となった第１の制御部１０又は第２の制御部２０から目標モータトルク（又は目標回生ブレーキトルク）が与えられる。目標モータトルクを受領した場合、モータ制御部３１は、電動モータ３４の回転を検知し、その検知した回転状態に基づいて電動モータ３４が目標モータトルクを発生するように、電動モータ３４の各コイルへの電流の通電を切り換えるインバータを制御する。また、目標回生ブレーキトルクを受領した場合、モータ制御部３１は、電動モータ３４が目標回生ブレーキトルクを発生するように、インバータを制御する。
【００２２】
ブレーキ制御部３２は、メイン制御部となった第１の制御部１０又は第２の制御部２０から目標ブレーキトルクが与えられる。ブレーキ制御部３２は、ブレーキ装置３５が目標ブレーキトルクを発生するように、ブレーキ装置３５の動作状態を制御する。
【００２３】
次に、第１の制御部１０及び第２の制御部２０が有する機能について、図１を参照しつつ、さらに詳しく説明する。図１は、第１の制御部１０及び第２の制御部２０が有する各機能を機能ブロックとして示している。これらの機能は、第１電子制御装置及び第２電子制御部において該当するプログラムが実行されることにより具現化される。ただし、第１記憶部１３及び第２記憶部２３は、第１電子制御装置及び第２電子制御装置に設けられた不揮発性のメモリを含み、それぞれのメモリに所定の情報を書き込む機能を発揮するものである。
【００２４】
図１に示すように、第１の制御部１０は、第１目標値算出部１１、第１監視部１２、第１記憶部１３、第１役割判定部１４、及び第１固有処理部１５を備えている。また、第２の制御部２０は、第２目標値算出部２１、第２監視部２２、第２記憶部２３、第２役割判定部２４、及び第２固有処理部２５を備えている。
【００２５】
第１目標値算出部１１は、第１の制御ストラテジーとして、車両において消費されるエネルギーが最適化されるように、各車載装備の制御目標値を算出する。第１目標値算出部１１による具体的な制御目標値の算出方法の一例を、図２のフローチャートに基づいて説明する。
【００２６】
まず、ステップＳ１００において、車室内空調のために必要な熱エネルギーを算出する。具体的には、第１目標値算出部１１は、外気温度及び目標車室内温度などに基づいて、車室内の空調のために必要な熱エネルギーを算出する。例えば、図示しないエアコン制御部がエアコン装置により車室内を暖房する場合に、空気を加熱するために必要となる熱エネルギーを算出する。ステップＳ１１０では、車両に搭載された各電動装備の駆動に必要な電気エネルギーを算出する。そして、ステップＳ１２０において、運転者によるアクセルやブレーキなどの運転操作に基づき、その運転操作に対応するよう車両を走行させるために必要な運動エネルギーを算出する。
【００２７】
この運動エネルギーの算出において、後述する第２の制御部２０から車両の走行抵抗に関する情報の提供を受け、その走行抵抗を考慮することが好ましい。例えば、タイヤの空気圧や路面の状態などによって走行抵抗が変化すると、車両を走行させるために必要となる運動エネルギーも変化するためである。なお、走行抵抗に関する情報は、第２の制御部２０における第２の制御ストラテジーに従う制御目標値の算出処理と関連性が深いため、第２の制御部２０において算出される。
【００２８】
逆に、第１の制御部１０は、第２の制御部２０へ、電動モータ３４に駆動電力を提供するバッテリの周囲温度から、バッテリを充放電する際の許容電流量に関する情報を提供するようにしても良い。この情報を利用することにより、第２の制御部２０において、バッテリの過熱状態を招かない範囲で、目標モータトルクを算出することができるようになる。なお、第１の制御部１０は、車両において消費されるエネルギーが最適化されることを制御ストラテジーとしているため、外気温度等の情報を入手済みである。このため、この外気温度をバッテリの周囲温度として、バッテリを充放電する際の許容電流量を容易に算出することができる。
【００２９】
続くステップＳ１３０では、必要な運動エネルギーは正であるか、すなわち、車両の速度を維持、もしくは加速させることが必要かどうかを判定する。必要な運動エネルギーは正であり、車両の速度を維持もしくは、加速させることが必要と判定した場合、ステップＳ１４０の処理に進む。一方、車両の運動エネルギーは負であり、車両を減速させることが必要と判定した場合には、ステップＳ１８０の処理に進む。
【００３０】
なお、この説明は原則であって、車両が上り坂を走行している場合には、車両を減速する場合であっても、必要な運動エネルギーは正であると判定される場合がある。逆に、車両が下り坂を走行している場合には、車両を加速する場合であっても、必要な運動エネルギーは負であると判定される場合がある。
【００３１】
ステップＳ１４０では、エンジン３３が発生するエンジントルクと電動モータ３４が発生するモータトルクとの合計トルクが、ステップＳ１２０で算出された運転エネルギーに対応するように、目標エンジントルクと目標モータトルクとを算出する。この際、第１目標値算出部１１は、算出した電動モータ３４の目標モータトルクが、バッテリの最大許容放電電流やバッテリの充電量から算出される最大のモータトルクを超えている場合には、その最大のモータトルクよりも小さい目標モータトルクに補正する。そして、目標モータトルクを減少補正した場合には、その分だけ、目標エンジントルクを増加させる。
【００３２】
続くステップＳ１５０では、ステップＳ１００において算出された必要な熱エネルギーをエンジン３３の冷却水から確保可能であるかどうかを判定する。例えば、ハイブリッド車両において、電動モータ３４の駆動を優先すると、エンジン３３の廃熱が減るため、必要な暖房エネルギーが確保できない可能性が生じる。そのため、ステップＳ１５０において、必要な熱エネルギーを確保できないと判定すると、ステップＳ１７０に進み、エンジン３３の目標エンジントルクを増加し、その増加分だけ、電動モータ３４の目標モータトルクを減少させる補正を行う。この際、エンジン３３のエンジントルクの増加により得られる熱エネルギーと、エンジン３３のエンジントルクの増加により余分に消費することになる燃料量とから熱費を算出し、その熱費が極力小さくなるように、エンジントルクの増加量を決定するようにしても良い。
【００３３】
なお、エンジントルクの増加によっても必要な暖房エネルギーが確保できない、又は確保するために相当の時間を要すると推定される場合には、例えば、ヒートポンプユニットを装備している場合には、そのヒートポンプユニットを駆動して、熱源として用いるようにしても良い。
【００３４】
一方、ステップＳ１５０にて必要な熱エネルギーを確保できると判定した場合には、ステップＳ１６０の処理に進む。ステップＳ１６０では、ステップＳ１１０にて算出した各電動装備の駆動に必要な電気エネルギーが所定の基準値以上であるか否かを判定する。この判定処理において、必要な電気エネルギーが所定の基準値以上であると判定すると、ステップＳ１７０の処理に進み、各電動装備への電力供給に備えるべく、必要な電気エネルギーの大きさに応じて、電動モータ３４の目標モータトルクを減少させ、その減少分だけ、エンジン３３の目標エンジントルクを増加させる補正を行う。この際、電動モータ３４の目標エンジントルクの減少により節約できる電力量と、エンジン３３の目標エンジントルクの増加により余分に消費することになる燃料量とから電費を算出し、電動装備の駆動のための電気エネルギーを確保できる範囲で電費が極力小さくなるように、目標モータトルクの減少量と目標エンジントルクの増加量とを決定するようにしても良い。
【００３５】
一方、ステップＳ１３０にて必要な運動エネルギーは負であると判定したときに実行されるステップＳ１８０では、電動モータ３４による回生ブレーキトルクとブレーキ装置３５によるブレーキトルクとの合計ブレーキトルクが、必要とされる負の運動エネルギーに対応するように、目標回生ブレーキトルクと目標ブレーキトルクとを算出する。この際、第１目標値算出部１１は、算出した電動モータ３４の目標回生ブレーキトルクが、バッテリの最大許容充電電流やバッテリの充電量から算出される最大回生ブレーキトルクを超えている場合には、その最大回生ブレーキトルクよりも小さい目標回生ブレーキトルクに補正する。そして、目標回生ブレーキトルクを減少補正した場合、その分だけ、目標ブレーキトルクを増加させる。
【００３６】
次に、第２目標値算出部２１について説明する。第２目標値算出部２１は、第１の制御ストラテジーとは異なる第２の制御ストラテジーとして、車両の挙動を俊敏に制御できることを主要な観点として、各車載装備の制御目標値を算出する。第２目標値算出部２１による具体的な制御目標値の算出方法の一例を、図３のフローチャートに基づいて説明する。
【００３７】
最初に、ステップＳ２００において、アクセルペダルやブレーキペダルの操作に基づき、車両において発生すべきトルク目標値を算出する。すなわち、運転者がアクセルペダルを操作している場合、その踏込量や踏込速度に応じた目標加速度を算出し、その目標加速度を実現するための車軸トルク目標値（正のトルク目標値）を算出する。逆に、運転者がブレーキペダルを操作している場合には、その踏込量や踏込速度に応じた目標減速度を算出し、その目標減速度を実現するためのブレーキトルク目標値（負のトルク目標値）を算出する。
【００３８】
続くステップＳ２１０において、トルク目標値は正であるか否かを判定する。トルク目標値が正であると判定した場合、ステップＳ２２０の処理に進み、バッテリの充電量や最大許容放電電流に基づいて、電動モータ３４が出力可能なトルクの範囲で、電動モータ３４が分担すべきトルクを目標モータトルクとして算出する。そして、ステップＳ２３０において、ステップＳ２００にて算出された車軸トルク目標値に対して、算出した目標モータトルクでは不足する分を目標エンジントルクとして算出する。このように、応答性の良好な電動モータ３４を優先的に使用するように、それぞれの目標トルクを算出することで、車両の挙動を機敏に制御することが可能になる。
【００３９】
一方、ステップＳ２１０において、トルク目標値は正ではないと判定した場合、ステップＳ２４０の処理に進む。ステップＳ２４０では、バッテリの充電量や最大許容充電電流に基づいて、電動モータ３４が発生可能な最大の回生ブレーキトルクを目標回生ブレーキトルクとして算出する。そして、ステップＳ２５０において、ステップＳ２００にて算出されたブレーキトルク目標値に対し、目標回生ブレーキトルクでは不足する分を目標ブレーキトルクとして定める。このように、車両を制動する場合にも、電動モータ３４による回生ブレーキを優先的に使用するようにすることで、車両の挙動を機敏に制御することが可能となる。
【００４０】
次に、第１監視部１２及び第２監視部２２について説明する。ただし、第１監視部１２及び第２監視部２２はほぼ同様の機能を有しているため、以下においては、主として第１監視部１２について説明し、第２監視部２２については相違点のみを説明する。
【００４１】
第１監視部１２は、２つの監視機能を有する。１つ目の監視機能は、第１の制御部１０がメイン制御部となったとき、第１の制御ストラテジーに基づく制御が正常に行われているかを監視する自己監視機能である。例えば、自己監視機能では、目標とするエネルギーの消費量と実際のエネルギーの消費量とが整合していない場合、目標とする運動エネルギーに見合うトルクを発生できない場合、回生ブレーキによってもバッテリの充電量が増加しない場合などを異常として検出する。第２監視部２２も、第１監視部１２と同様に、第２の制御部２０がメイン制御部となったとき、第２の制御ストラテジーに基づく制御が正常に行われているかを監視する自己監視機能を有する。第２監視部２２は、例えば、車両が狙い通りの加減速度で挙動を変化させているか、エンジン３３や電動モータ３４が制御目標値通りのトルクを発生させているかなどを観点として、第２の制御部２０による制御が正常に行われるかを監視する。
【００４２】
第１監視部１２の２つ目の監視機能は、第１の制御部１０がサブ制御部となったとき、第１の制御部１０が算出した制御目標値と第２の制御部２０が算出した制御目標値とを対比して、メイン制御部である第２の制御部２０の異常を監視する監視機能である。この場合、第１監視部１２は、第２監視部２２を通じて第２の制御部２０が算出した制御目標値を取得する。なお、第１の制御部１０がメイン制御部であるか、サブ制御部であるかについての情報は、第１役割判定部１４から与えられる。
【００４３】
そして、第１監視部１２は、上述した監視機能により、第１の制御部１０による制御に異常が発生したことを検知したとき、又は、第２の制御部２０の異常を検知したとき、第２の制御部２０へ異常を検出した旨を通知する。同時に、第１監視部１２は、異常の検出に応じて、第１の制御部１０を退避走行モードに移行させる。第１の制御部１０が退避走行モードに移行すると、エンジン３３及び電動モータ３４の制御目標値が、退避走行が可能な程度に制限される。また、第１監視部１２から異常検出通知を受けた第２監視部も、第２の制御部２０を退避走行モードに移行させる。これにより、第２の制御部２０も、退避走行が可能な程度に制限された制御目標値を算出する。この結果、第１の制御部１０又は第２の制御部２０に異常が生じた場合であっても、車両は継続して安全に走行することができ、適切な場所に車両を停車させることが可能となる。
【００４４】
さらに、第１監視部１２は、異常検出に応じて、第１記憶部１３に異常発生時の制御目標値などの情報を保存するよう指示する。このとき、例えば、第１監視部１２から第２監視部２２に送信される異常検出通知に、保存指示を行うタイミング情報を含ませることが好ましい。これにより、第１監視部１２が第１記憶部１３に保存指示を出すタイミングと、第１監視部１２から異常検出通知を受けた第２監視部２２が第２記憶部２３に保存指示を出すタイミングを一致させることが可能になる。この結果、異常が発生したときの各種のデータを同じタイミングで保存することが可能となるため、後に、それらのデータに基づいて異常原因の解析を容易かつ正確に行うことができるようになる。
【００４５】
次に、第１記憶部１３及び第２記憶部２３について説明する。これら第１記憶部１３及び第２記憶部２３もほぼ同様の機能を有しているため、以下においては、主として第１記憶部１３について説明し、第２記憶部２３に関する説明は省略する。
【００４６】
第１記憶部１３は、上述したように不揮発性メモリを備える。第１記憶部１３は、その不揮発性メモリに、第１目標値算出部１１が算出する制御目標値と、その制御目標値の算出の基礎として利用した各種の検出信号を、常に最新の所定期間分だけ記憶している。つまり、第１記憶部１３は、第１目標値算出部１１が最新の制御目標値を算出するごとに、最も古い記憶データを最新のデータに書き換えるように記憶内容を更新することで、常に最新の所定期間分のデータを記憶した状態を維持する。
【００４７】
そして、第１記憶部１３は、第１監視部１２からの保存指示に基づいて、その時点で記憶している所定期間分のデータを保存する。第１記憶部１３は、例えば、保存指示に応じて、新たなデータの記憶領域を別領域に設定したり、記憶しているデータを保存領域に移動させたりすることにより、その時点で記憶している所定期間分のデータを保存することができる。
【００４８】
次に、第１役割判定部１４及び第２役割判定部２４について説明する。これら第１役割判定部１４及び第２役割判定部２４もほぼ同様の機能を有しているため、以下においては、主として第１役割判定部１４について説明する。
【００４９】
第１役割判定部１４は、各種のセンサからの検出信号に基づいて、車両の状況を把握し、その把握した状況が、第１の制御部１０がメイン制御部となる状況であるか、サブ制御部となる状況であるかを判定する。そして、第１役割判定部１４は、判定結果に基づき、第１の制御部１０がメイン制御部であるか、サブ制御部であるかについての情報を第１監視部１２に通知する。これにより、第１役割判定部１４は、第２役割判定部２４と、各制御部１０、２０の役割に関する情報交換を行う。そして、いずれか一方の制御部がメイン制御部、他方の制御部がサブ制御部となっていることを確認する。もし、いずれもメイン制御部ではないと判定した場合や、いずれもサブ制御部ではないと判定したには、それまでメイン制御部であった制御部１０、２０に継続してメイン制御部の役割を担わせ、それまでサブ制御部であった制御部１０、２０に継続してサブ制御部の役割を担わせる。これにより、メイン制御部が不在となったり、サブ制御部が不在となったりする状況を回避することができる。
【００５０】
なお、第１役割判定部１４と第２役割判定部２４とは、いずれか一方だけを設け、第１の制御部１０及び第２の制御部２０の役割を共通の役割判定部において判定して、決定するように構成しても良い。
【００５１】
ここで、第１役割判定部１４及び第２役割判定部２４がどのような車両の状況で、第１の制御部１０をメイン制御部としたり、第２の制御部２０をメイン制御部としたりするかに関するいくつかの例を説明する。
【００５２】
例えば、車両が高速道路を一定速度で走行していたり、先行車両に追従走行していたりする場合には、車両の挙動は安定しており、その挙動を俊敏に変化させる必要性も低いので、第１の制御部１０をメイン制御部として選定し、第２の制御部２０をサブ制御部として選定する。これにより、車両のエネルギー効率を高めることができる。一方、車両が市街地を走行している場合には、車両の挙動に機敏さが求められるため、第２の制御部２０をメイン制御部として選定し、第１の制御部１０をサブ制御部として選定する。その他の状況においても、第１の制御部１０と第２の制御部２０とのいずれか一方がメイン制御部となり、他方がサブ制御部となるように事前に設定しても良いし、あるいは、他の状況では、運転者の好みをスイッチ等で入力するようにして、どちらの制御部をメイン制御部とするかを定めても良い。
【００５３】
次に、第１固有処理部１５及び第２固有処理部２５について説明する。
【００５４】
上述したように、第１の制御部１０は、車両におけるエネルギーの使用の最適化を図ることを主眼とした制御を行うため、エネルギーに関連する制御と親和性が高い。そのため、例えば、第１固有処理部１５は、車両用制御システムの起動、停止時に、各制御部への電源の供給、停止を管理する電源管理を実施したり、各制御部が制御を行う際に必要な電力を配電する配電管理を実施したりする。
【００５５】
一方、第２の制御部２０は、車両の挙動を俊敏に制御することを主眼とした制御を行うものであり、特に、エンジン３３や電動モータ３４の動作に関連する制御と親和性が高い。そのため、第２固有処理部２５は、エンジン３３と電動モータ３４との運転状態の変化に伴う過渡変動を抑制するための制御を実施する。
【００５６】
エンジン３３と電動モータ３４とは、エンジン３３の出力軸を介して連結されており、それぞれの動作は、相互に影響を及ぼし合う。例えば、エンジン３３と電動モータ３４とが同時に駆動されている状態で、電動モータ３４が急停止したりすると、エンジン３３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、電動モータ３４の回転が急変動したりする。このような過渡変動を抑制するために、第２固有処理部２５は、例えば、エンジン３３と電動モータ３４との一方が出力を変化させる場合、その変化とは逆に他方の出力が変化するように、補正制御を行う。
【００５７】
次に、第１の制御部１０を例として、上述した機能を発揮するために第１の制御部１０において実行される制御処理の一例を、図４のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、第２の制御部２０でも同様の処理が行われる。
【００５８】
最初に、ステップＳ３００において、車載装備であるエンジン３３、電動モータ３４、及びブレーキ装置３５を制御するために必要な各種のセンサ信号を入力する。このセンサ信号には、例えば、アクセルペダルセンサ、ブレーキペダルセンサの他、エンジン３３の運転状態を検出する各種のセンサ（クランクセンサ、カムセンサ、エアフローセンサ、ストッロル開度センサ、水温センサなど）、電動モータ３４の運転状態を検出する各種のセンサ（回転センサ、電流センサ、温度センサなど）、ブレーキ装置３５の運転状態を検出各種のセンサ（車輪速センサ、ブレーキフルード圧センサなど）、及び車両の状況を検出する各種のセンサ（ＧＰＳ、車速センサなど）からの信号が含まれる。
【００５９】
続くステップＳ３１０では、第２の制御部２０での制御目標値の算出に利用可能な情報を算出し、第２の制御部２０と交換する。この交換される情報としては、上述したように、第１の制御部１０が算出するバッテリを充放電する際の許容電流量や、第２の制御部２０が算出する車両の走行抵抗などが該当する。なお、車両の走行抵抗は、例えば、エンジン３３及び／又は電動モータ３４があるトルクを発生したときの車両の加速度の大きさから求めることができる。
【００６０】
そして、第１の制御部１０は、ステップＳ３２０において、各車載装備の制御目標値を算出する。この制御目標値の算出方法の一例は、図２のフローチャートを参照して説明した通りである。
【００６１】
続くステップＳ３３０において、第１の制御部１０は、各種のセンサからの検出信号に基づいて、車両の状況を把握し、その把握した状況が、第１の制御部１０がメイン制御部となる状況であるかどうかを判定する。この判定処理において、メイン制御部となる状況であると判定した場合、ステップＳ３６０の処理に進む。一方、サブ制御部となる状況であると判定した場合には、ステップＳ３４０の処理に進む。なお、メイン制御部となる状況であるか、サブ制御部となる状況であるかは、上述したように、第２の制御部２０と情報交換される。
【００６２】
ステップＳ３４０では、メイン制御部である第２の制御部２０から制御目標値を取得する。そして、ステップＳ３５０において、第１の制御部１０の制御目標値と第２の制御部２０の制御目標値との差分が所定の基準値以上であるかどうかを判定する。これらステップＳ３４０及びＳ３５０の処理が、第２の制御部２０に対する監視機能に該当する。
【００６３】
ステップＳ３５０の判定処理において、制御目標値同士の差分が基準値以上と判定した場合、第２の制御部２０に異常が生じている可能性があるため、ステップＳ３７０に進んで、異常発生を第２の制御部２０へ通知する。この通知を受けた第２の制御部２０は、所定期間の制御目標値などの推移をメモリに保存するとともに、退避走行モードに移行する。第１の制御部１０も、ステップＳ３８０において、異常発生前の所定期間の制御目標値などの推移を保存し、ステップＳ３９０において、退避走行モードに移行する。
【００６４】
ステップＳ３６０では、第１の制御部１０がメイン制御部となったときに、制御が正常に行われているか否かを判定する。すなわち、このステップＳ３６０の処理が自己診断機能に該当する。この判定処理において、制御が正常に行われていないと判定すると、上述したステップＳ３７０〜Ｓ３９０の処理が実行される。一方、制御が正常に行われていると判定すると、ステップＳ４００の処理に進む。
【００６５】
ステップＳ４００では、第１の制御部１０がサブ制御部からメイン制御部に切り替わった直後であるかどうかを判定する。この判定処理において、サブ制御部からメイン制御部に切り替わった直後であると判定した場合、ステップＳ４１０の処理に進む。一方、サブ制御部からメイン制御部に切り替わった直後ではないと判定した場合、ステップＳ４３０の処理に進む。
【００６６】
ステップＳ４１０では、切り替わり前後で、複数の車載装備に対して第２の制御部２０が算出した制御目標値と、第１の制御部１０が算出した制御目標値の少なくとも１つについて、所定値以上、乖離しているか否かを判定する。なお、切り替わり前の第２の制御部２０が算出した制御目標値は、前回の処理周期でステップＳ３４０にて取得した制御目標値を用いることができる。
【００６７】
制御目標値の少なくとも１つが所定値以上乖離している状態で、メイン制御部となった第１の制御部１０の制御目標値に従って車載装備の制御を開始すると、車載装備の状態変化が大きくなり、ショックやノイズが発生する虞がある。そのため、ステップＳ４１０において、切り替わり前後の制御目標値の少なくとも１つが所定値以上乖離していると判定すると、ステップＳ４２０の処理に進む。ステップＳ４２０では、切り替わり前の、第２の制御部２０が算出した制御目標値から、ステップＳ３２０において算出された制御目標値へと徐々に変化する制御目標値を出力する。これにより、車載装備の状態変化を穏やかにすることができる。
【００６８】
一方、切り替わり直後でない場合や、切り替わり前後で制御目標値が乖離していない場合には、ステップＳ４３０の処理が実行される。ステップＳ４３０では、ステップＳ３２０で算出した制御目標値をそのまま出力する。
【００６９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００７０】
例えば、上述した実施形態において、第１の制御部１０と第２の制御部２０との間での、メイン制御部及びサブ制御部の役割の切り替えに関して、頻繁に役割が切り替えられると車両の制御が安定しない等の理由から、一旦、役割を切り替えた後は、所定時間の間、たとえ車両の状況が役割の再度の切り替えに該当する状況となっても、メイン制御部とサブ制御部の役割の切り替えを禁止するようにしても良い。
【００７１】
また、上述した実施形態では、エンジン３３、電動モータ３４、及びブレーキ装置３５を制御対象としつつ、第１の制御部１０は、車両において消費されるエネルギーが最適化されることを制御ストラテジーとして、これらの制御対象を制御し、第２の制御部２０は、車両の機敏な挙動を実現することを第２の制御ストラテジーとして、これらの制御対象を制御する例について説明した。
【００７２】
しかしながら、制御対象は、上述した車載装備に限られず、他の車載装備を制御対象とすることもできる。そして、制御対象が変われば、第１の制御部及び第２の制御部の制御ストラテジーもそれぞれ変化する。例えば、エアコン装置を制御対象とした場合、車室内の環境を快適に保つための制御ストラテジーとして、第１の制御ストラテジーは車室内の温度を目標温度に制御することとし、第２の制御ストラテジーは車室内の湿度を目標湿度に制御することとすることができる。そして、これらの制御ストラテジーのいずれによってエアコン装置を制御するかは、車室内の温度、湿度、車室外の温度、湿度などの検出結果に応じて決定すれば良い。
【００７３】
また、例えば、制御対象として、上述した車載装備に加えてステアリング装置も対象とし、これらの車載装備を制御する制御ストラテジーとして、第１の制御ストラテジーは車両を自動運転することとし、第２の制御ストラテジーは運転者による運転操作を主体とし、前車への追従走行、レーンキープアシスト、追突防止等の高度運転支援を行うこととすることができる。そして、これらの制御ストラテジーのいずれによって車両を制御するかは、例えば、天候などにより、周囲の環境の検出精度が低下するときには第２の制御ストラテジーを選択し、それ以外は第１の制御ストラテジーを選択するようにしても良い。
【００７４】
さらに、上述した実施形態では、第１の制御部１０と第２の制御部２０との少なくとも一方に、車両の状況に応じてそれぞれの役割を決定する役割判定部を設けたが、第１の制御部１０と第２の制御部２０の外部に、役割判定部を設けて、第１の制御部１０と第２の制御部２０へそれぞれの役割を指示するように構成しても良い。
【符号の説明】
【００７５】
１０：第１の制御部、１１：第１目標値算出部、１２：第１監視部、１３：第１記憶部、１４：第１役割判定部、１５：第１固有処理部、２０：第２の制御部、２１：第２目標値算出部、２２：第２監視部、２３：第２記憶部、２４：第２役割判定部、２５：第２固有処理部、３０：エンジン制御部、３１：モータ制御部、３２：ブレーキ制御部、３３：エンジン、３４：電動モータ、３５：ブレーキ装置、１００：車両用制御システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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