(57)【要約】車両の周辺の状況を認知して制御空間を生成する認知系の制御プラットフォームと、車体運動に関する状況を認知して制御空間を生成する操作系制御プラットフォームと、認知・操作の各制御プラットフォームからの情報に基づき判断制御空間を生成する判断系の制御プラットフォームとを備え、センサおよび個別の制御装置を各々の制御プラットフォームのいずれか、あるいは双方に属するように構成した制御情報伝達構造を採用する。これにより、各個別制御装置を上位で管理する制御構造の制御プラットフォームを提供することができる。
2004000598.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の制御機能を有する車両の制御情報の伝達構造であって、
情報系および／もしくは周辺監視系の構成要素を携える認知系制御プラットフォームと、
車両運動系の構成要素を携える操作系制御プラットフォームと、
前記認知系制御プラットフォームおよび操作系制御プラットフォームからの情報を調整して当該認知系制御プラットフォームおよび操作系制御プラットフォームに要求を送る判断系制御プラットフォームと、
を備えることを特徴とする車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項２】
前記判断系制御プラットフォームはドライバの状態を監視する機能を有し、前記認知系制御プラットフォームおよび操作系制御プラットフォームからの情報に前記ドライバの状態を加味して当該認知系制御プラットフォームおよび操作系制御プラットフォームに要求を送ることを特徴とする請求項１に記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項３】
複数の制御機能を有する車両の制御情報の伝達構造であって、
車両外部の情報を検出して出力する第１のセンサと、
前記第１のセンサに基づく情報および／あるいは車両の周辺情報が入力される認知系制御プラットフォームと、
乗員により操作されるアクチュエータの作動状態を検知して出力する第２のセンサおよび車体の状態を検知して出力するセンサを備える第３のセンサと、
前記第２のセンサおよび／あるいは第３のセンサに基づく情報が入力される操作系制御プラットフォームと、
前記認知系制御プラットフォームおよび前記操作系制御プラットフォームからの情報に基づいて前記複数の制御機能の実行判断を行うとともに、前記認知系制御プラットフォームおよび操作系制御プラットフォームに前記実行判断に応じた要求を行う判断系制御プラットフォームと、
を備えることを特徴とする車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項４】
前記判断系制御プラットフォームはドライバの状態を監視する機能を有し、前記制御機能の実行判断を行う際にこのドライバの状態を加味することを特徴とする請求項３に記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項５】
複数の制御機能を有する車両用の制御情報の伝達構造であって、
車両外部の情報を検出して出力する第１のセンサと、
車両の周辺情報を備える情報系構成要素と、
前記第１のセンサからの情報および／あるいは情報系構成要素に備えられる情報に基づいて車体の移動の許容範囲である車体の許容安心空間を設定する許容安心空間設定手段を有する認知系制御プラットフォームと、
乗員により操作されるアクチュエータの作動状態を検知して出力する第２のセンサおよび車体の状態を検知して出力するセンサを備える第３のセンサと、
前記第２のセンサおよび／あるいは第３のセンサからの情報に基づいて車体が移動できる許容範囲を車体の許容運動空間として設定する許容運動空間設定手段を有する操作系制御プラットフォームと、
前記許容安心空間および前記許容運動空間の情報を前記認知系制御プラットフォームおよび前記操作系制御プラットフォームから受けて前記認知系制御プラットフォームおよび前記操作系制御プラットフォームに伝達する制御要求を設定する判断制御空間を備える判断系制御プラットフォームと、
を備えることを特徴とする車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項６】
複数の制御機能を有する車両用の制御情報の伝達構造であって、
車両の外部の情報を検出して出力する第１のセンサを備え、この検出された外部情報および／あるいは元々備えられた周辺情報に基づいて作動する認知系装置と、
前記第１のセンサおよび／あるいは前記認知系装置からの情報に基づいて設定される車体の移動の許容範囲である車体の許容安心空間を設定する許容安心空間設定手段を備え、前記許容安心空間の情報を判断系制御プラットフォームに提供する認知系制御プラットフォームと、
車両に備えられる個別のアクチュエータの作動状態あるいは作動結果を検出する第２のセンサあるいは／および前記車体の運動状態を検出する第３のセンサを備える操作系装置と、
前記第２および／あるいは第３のセンサおよび／あるいは前記操作系装置からの情報に基づく車体が移動できる許容範囲である車体の許容運動空間を設定する許容運動空間設定手段を備え、前記許容運動空間の情報を前記判断系制御プラットフォームに提供する操作系制御プラットフォームと、
前記許容安心空間と許容運動空間との相対関係に基づいて実行判断を行う判断制御空間を備え、前記認知系制御プラットフォームおよび操作系制御プラットフォームに制御要求を出力する前記判断系制御プラットフォームと、
を備えることを特徴とする車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項７】
前記許容安心空間設定手段は、前記第１のセンサからの情報に基づいて所定時間後に車体が移動していても良い許容位置範囲を所定時間間隔ごとに設定し、
前記許容運動空間設定手段は、前記第２のセンサあるいは／および第３のセンサからの情報に基づいて所定時間後に物理的に車体が移動できる許容位置範囲を所定時間間隔ごとに設定することを特徴とする請求項５または請求項６のいずれかに記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項８】
前記許容安心空間設定手段は、前記第１のセンサからの情報に基づいて所定時間後に車体が移動していても良い許容位置範囲を安全を鑑みた確率に対応して設定し、
前記許容運動空間設定手段は、前記第２のセンサおよび／あるいは第３のセンサからの情報に基づいて所定時間後に物理的に車体が移動できる確率に応じて許容位置範囲を設定することを特徴とする請求項７に記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項９】
前記第２のセンサ群は、ドライバのアクセル操作、ブレーキ操作、ステアリング操作のうちの少なくとも１つの操作状態を検知するとともに、
前記判断系制御プラットフォームは、前記第２のセンサ群からの検出結果を受けて、ドライバによる指令状態を示す指令空間を生成し、前記許容安心空間と前記許容運動空間と前記指令空間とに基づいて前記制御要求を生成することを特徴とする請求項５ないし請求項８のいずれかに記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項１０】
前記判断制御空間は、前記許容安心空間と前記許容運動空間と前記指令空間との重複部分を前記制御要求可能領域とするとともに、この制御要求可能領域に基づいて、前記操作系制御プラットフォームおよび／あるいは前記認知系制御プラットフォームに対する制御の要求を実行することを特徴とする請求項９に記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項１１】
前記判断系制御プラットフォームは、ドライバに対して報知する情報を前記許容安心空間および前記許容運動空間に基づいて設定することを特徴とする請求項５ないし請求項８のいずれかに記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項１２】
前記判断系制御プラットフォームは、前記ドライバに対して報知する機能を有する報知装置に対して、前記指令空間と前記許容安心空間および／あるいは前記許容運動空間との重複領域が存在しない場合、報知の要求を出力することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項１３】
前記第１のセンサは、自車位置、車間距離、衝突の少なくともいずれかを検出し、
前記第２のセンサはエンジン回転数、エンジンの吸入空気量、制動力、ステア角、アクセル操作量、ブレーキペダル操作量の少なくともいずれかを検出し、
前記第３のセンサは車体前後加速度、車体横加速度、車体ヨーレートの少なくともいずれかを検出することを特徴とする請求項３ないし請求項１２のいずれかに記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項１４】
前記複数の制御機能を階層に分けるとともに、前記認知系制御プラットフォーム、操作系制御プラットフォームおよび判断系プラットフォームの全てを各階層毎に設けることを特徴とする請求項１ないし請求項１３のいずれかに記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項１５】
複数の制御機能を有する車両の制御情報の伝達構造であって、
車両においてエンジンの出力が伝達される順に前記複数の制御機能を複数に階層化した制御プラットフォームを備え、
複数の階層の制御プラットフォームには、前記認知系制御プラットフォームと、操作系制御プラットフォームと判断系制御プラットフォームと、を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項１３のいずれかに記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項１６】
複数の制御機能を有する車両の制御情報の伝達構造であって、
少なくともエンジン出力を管理する第１の階層と、
前記エンジン出力がオートマティックトランスミッションを介して車軸に伝達される駆動力の状態を管理する第２の階層と、
少なくとも前記車軸の駆動力に基づいて、各車輪が発揮するタイヤ発生力を管理する第３の階層と、
を備え、
前記第１の階層は、ドライバの指令に基づいて生成される指令空間と、エンジン出力に影響を及ぼす要求値とに基づき調停を実施して少なくともエンジン制御を実行するための要求を生成するとともに、前記第２の階層において前記オートマティックトランスミッションを制御するための基本情報となるオートマティックトランスミッション制御基礎空間を生成し、
前記第２の階層は、
前記オートマティックトランスミッションの制御を許容する範囲を指定するため、車両外部あるいは／および車両内部の情報に基づいて、オートマティックトランスミッション制御許容空間を生成する第１の認知系制御プラットフォームと、前記第１の階層のオートマティック制御基礎空間と、第３の階層の車両安定制御基礎空間と、前記オートマティック制御許容空間と、ドライバ指令に基づく指令空間との内のいずれか／あるいは全てに基づいて、前記オートマティックトランスミッションに対する実行判断を要求として生成する第１の判断系制御プラットフォームと、
前記第１の判断系制御プラットフォームからの要求を受け、オートマティックトランスミッションに制御の要求を送信するとともに、オートマティックトランスミッションの作動状態を受けて第１の階層あるいは／および第３の階層に第１の許容運動空間を送信する第１の操作系制御プラットフォームと、
を備え、
前記第３の階層は、
各車輪の路面反力を管理するために外部の情報を用いて車輪安定許容空間を生成する第２の認知系制御プラットフォームと、
前記車輪安定許容空間と前記第２の階層からの許容運動空間と前記指令空間とのいすれか／あるいは全てに基づいて、車輪の運動を制御する操作系装置に対応する第２の操作系制御プラットフォームに対する要求を生成する第２の判断系制御プラットフォームと、
前記第２の判断系制御プラットフォームからの要求を受け、前記操作系装置に対する制御の要求を送信するとともに、前記操作系装置からの情報を受けて第２の階層に第２の許容運動空間を送信する第２の操作系制御プラットフォームと、
を備える事を特徴とする車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項１７】
複数の制御機能を有する車両の制御情報の伝達構造であって、
前記複数の制御機能の制御対象に対応して制御レベルを階層化し、
複数の階層において、それぞれ、車両の内外部の情報を認知する認知系制御プラットフォームと、車両自身の運動を調整するための操作系制御プラットフォームと、前記認知系制御プラットフォームおよび操作系制御プラットフォームからの情報とドライバによる操作の指令とに基づいて、前記認知系制御プラットフォームおよび／あるいは操作系制御プラットフォームに要求を送信する判断系制御プラットフォームと、
を備えることを特徴とする車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項１８】
複数の制御機能を有する車両の制御情報の伝達構造であって、車両に対する作用力の位置順関係から制御プラットフォームが複数に階層化されており、
複数の階層にはそれぞれ、制御領域としての許容安心空間を生成する認知系制御プラットフォームと、制御領域としての許容運動空間を生成する操作系制御プラットフォームと、前記複数の制御機能の実行判断に対応する要求を生成する判断制御空間を備える判断系制御プラットフォームを有し、
各々の階層にはそれぞれ、前記複数の制御機能を個別に発揮する個別の制御装置と、その個別の制御装置の作動状態および／あるいは車両の各部の運動状態を検知するセンサとが対応して位置付けられており、
且つ、前記複数の階層のいずれの判断系制御プラットフォームにも、ドライバによる指令が通信され、ドライバ指令に対応する指令空間を生成することを特徴とする車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項１９】
複数の制御機能を有する車両の制御情報の伝達構造であって、車両に対する作用力の位置順関係から制御プラットフォームが複数に階層化されており、
複数の階層にはそれぞれ、制御領域としての許容安心空間を生成する認知系制御プラットフォームと、制御領域としての許容運動空間を生成する操作系制御プラットフォームと、前記複数の制御機能の実行判断に対応する要求を生成する判断制御空間を備える判断系制御プラットフォームを有し、
前記操作系制御プラットフォームは、前記許容運動空間の情報を一つ上および／あるいは一つ下の階層の判断系制御プラットフォームに送信するとともに、
前記判断系制御プラットフォームは、前記判断制御空間において用いられる情報を、一つ上および／あるいは一つ下の階層の操作系制御プラットフォームから受けるとともに、同一階層の操作系制御プラットフォームに対して前記要求を送信することを特徴とする車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項２０】
前記複数の階層のうち、車両の最も基本性能の部分を担当する第１の階層の制御プラットフォームは、前記判断系制御プラットフォームと前記認知系制御プラットフォームとを備えておらず、エンジンの出力を複数の要求に対応して調停するパワーソースコーディネータを備えることを特徴とする請求項１７ないし請求項１９のいずれかに記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項２１】
前記複数の階層のうち、車両の最も基本性能の部分を担当する第１の階層の制御プラットフォームは、前記判断系制御プラットフォームと前記認知系制御プラットフォームとを包含した機能を備えるパワーソースコーディネータを備える事を特徴とする請求項１７ないし請求項１９のいずれかに記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項２２】
前記複数の階層のうち、車両の基本性能の部分を担当する第１の階層は、少なくとも車両のエンジン制御装置を当該第１の階層の操作系装置として位置付けていることを特徴とする請求項１７ないし請求項２１のいずれかに記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項２３】
前記第１の階層の制御プラットフォームは、前記操作系装置の作動状態としてエンジンの回転数、燃料噴射量、吸入空気量のいずれか／あるいは全てを検出するセンサから情報を受信していることを特徴とする請求項２２に記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項２４】
前記複数の階層のうち、前記第１の階層のすぐ上の階層としての第２の階層は、少なくともオートマティックトランスミッションを当該第２の階層の操作系装置として位置付けていることを特徴とする請求項２０ないし請求項２３のいずれかに記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項２５】
前記複数の階層のうち、前記第１の階層の操作系制御プラットフォームは前記第２の階層の操作系装置を第２の階層で制御するための基本情報としてのオートマティックトランスミッション制御基礎空間を生成し、
前記第２の階層の判断系制御プラットフォームは、前記第１の階層からのオートマティックトランスミッション制御基礎空間の情報と第２の階層の認知系制御プラットフォームからの許容安心空間の情報とを少なくとも用いて前記第２の階層の操作系装置に対する要求を生成することを特徴とする請求項２４に記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項２６】
前記第２の階層の判断系制御プラットフォームは、ドライバによるアクセル、ブレーキ、ステアリングの少なくとも一つの操作状態をドライバ指令として受け、このドライバ指令に基づいた操作系装置への制御の要求を規定する指令空間を生成し、当該指令空間と前記第１の階層からのオートマティックトランスミッション制御基礎空間の情報と第２の階層の認知系制御プラットフォームからの許容安心空間の情報との重複部分に基づいて、前記第２の階層の操作系装置に対する要求を生成することを特徴とする請求項２５に記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項２７】
前記第１の階層から前記第２の階層の判断系制御プラットフォームに送られるオートマティックトランスミッション制御基礎空間は、少なくとも現状のエンジンの駆動状態に基づき、オートマティックトランスミッションが実現可能な制御範囲を規定する許容運動空間に関することを特徴とする請求項２６に記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項２８】
前記複数の階層のうち、前記第２の階層の操作系制御プラットフォームは、前記第１の階層の制御プラットフォームに対して、前記第２の階層の操作系装置の作動状態に基づく車輪安定制御基礎空間の情報を送信することを特徴とする請求項２４ないし請求項２７のいずれかに記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項２９】
前記車輪安定制御基礎空間は、少なくともオートマティックトランスミッションの作動状態に基づいて、車両の車軸が必要とするトルクをエンジントルクに換算して生成されることを特徴とする請求項２８に記載の記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項３０】
前記複数の階層のうち、前記第２の階層のすぐ上の階層である第３の階層は、少なくともアンチスキッド制御装置を当該第３の階層の操作系装置として位置付けていることを特徴とする請求項２４ないし請求項２９のいずれかに記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項３１】
前記第２の階層の操作系制御プラットフォームは前記第３の階層の操作系装置を第３の階層で制御するための基本情報としての車輪安定制御基礎空間を生成し、
前記第３の階層の判断系制御プラットフォームは、前記第２の階層からの車輪安定制御基礎空間の情報と第３の階層の認知系制御プラットフォームからの許容安心空間の情報とを少なくとも用いて前記第３の階層の操作系装置に対する要求を生成することを特徴とする請求項３０に記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項３２】
前記第２の階層の操作系制御プラットフォームから前記第３の階層の判断系制御プラットフォームに送信される前記車輪安定制御基礎空間は、少なくとも車輪速度と車体速度と、エンジンからオートマティックトランスミッションへのエンジン出力の伝達効率とを考慮に入れた上で各輪に車軸から伝達されるトルクの情報に対応する許容運動空間として生成されることを特徴とする請求項３１に記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項３３】
前記複数の階層のうち、前記第３の階層の操作系制御プラットフォームは、前記第２の階層の判断制御プラットフォームに対して、前記第３の階層の操作系装置の作動状態に基づく車両安定制御基礎空間の情報を送信することを特徴とする請求項３０ないし請求項３２のいずれかに記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項３４】
前記第３の階層の操作系制御プラットフォームから前記第２の階層の判断系制御プラットフォームに送信される車両安定制御基礎空間は、少なくとも車輪速度と車体速度とに基づくタイヤ発生力の情報に対応する許容運動空間として生成されることを特徴とする請求項３３に記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項３５】
前記複数の階層のうち、前記第３の階層のすぐ上の階層である第４の階層は、少なくとも車両挙動制御装置を当該第４の階層の操作系装置として位置付けていることを特徴とする請求項３０ないし請求項３４のいずれかに記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項３６】
前記第３の階層の操作系制御プラットフォームは前記第４の階層の操作系装置を第４の階層で制御するための基本情報としての車両安定制御基礎空間を生成し、
前記第４の階層の判断系制御プラットフォームは、前記第３の階層からの車両安定制御基礎空間の情報と前記第４の階層の認知系制御プラットフォームからの許容安心空間の情報とを少なくとも用いて前記第４の階層の操作系装置に対する要求を生成することを特徴とする請求項３５に記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項３７】
前記第３の階層の操作系制御プラットフォームから前記第４の階層の判断系制御プラットフォームに送信される車両安定制御基礎空間は、車体が振動を起こさないように、現状の各車輪のタイヤ発生力の摩擦円に対する余裕度を規定する許容運動空間であることを特徴とする請求項３６に記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項３８】
前記複数の階層のうち、前記第４の階層の操作系制御プラットフォームは、前記第３の階層の判断制御プラットフォームに対して、前記第４の階層の操作系装置の作動状態に基づく車両安全制御基礎空間の情報を送信することを特徴とする請求項３５ないし請求項３７のいずれかに記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項３９】
前記第４の階層の操作系制御プラットフォームから前記第３の階層の判断系制御プラットフォームに送信される車両安全制御基礎空間は、車体の前後あるいは／および横方向の振動の抑制を鑑みて各車輪に付与されるトルク要求によって示される車輪安定指令空間であることを特徴とする請求項３８に記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項４０】
前記複数の階層のうち、前記第４の階層のすぐ上の階層である第５の階層は、少なくともナビゲーションシステムを当該第４の階層の認知系装置として位置付けていることを特徴とする請求項３５ないし請求項３９のいずれかに記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項４１】
前記第５の階層は、少なくとも車間距離制御装置を当該第５の階層の操作系装置として位置付けていることを特徴とする請求項４０に記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項４２】
前記第４の階層の操作系制御プラットフォームは前記第５の階層の操作系装置を第５の階層で制御するための基本情報としての車両安全制御基礎空間を生成し、
前記第５の階層の判断系制御プラットフォームは、前記第４の階層からの車両安全制御基礎空間の情報と認知系制御プラットフォームからの許容安心空間の情報とを少なくとも用いて前記第５の階層の操作系装置に対する要求を生成することを特徴とする請求項４０または請求項４１に記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項４３】
前記第４の階層の操作系制御プラットフォームから前記第５の判断系制御プラットフォームに送信される車両安全制御基礎空間は、車両を安定させるために必要な操作系装置への要求に基づく許容運動空間であることを特徴とする請求項４２に記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項４４】
前記複数の階層のうち、前記第５の階層の操作系制御プラットフォームは、前記第４の階層の判断制御プラットフォームに対して、前記第５の階層の操作系装置の作動状態に基づく車両安定指令空間の情報を送信することを特徴とする請求項４２または請求項４３に記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項４５】
前記第５の階層の操作系制御プラットフォームから第４の階層の判断系制御プラットフォームに対して送信される車両安定指令空間は、少なくともナビゲーションシステムからの情報を用いて生成されていることを特徴とする請求項４４に記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項４６】
複数の階層の判断系制御プラットフォームには、ドライバの指令を示す信号が伝達され、
このドライバの指令の信号は、下位の階層ほど瞬間的な指令値であるとともに、上位の階層ほど所定時間積分された加工値とされていることを特徴とする請求項１４ないし請求項４５のいずれかに記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【請求項４７】
前記複数の階層における制御プラットフォームは、それぞれの階層に対応する操作系装置との間の要求の伝達を各階層で共通化したパラメータを用いることを特徴とする請求項１４ないし請求項４６のいずれかに記載の車両制御情報伝達構造、この伝達構造を用いた車両用制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、複数の車両制御の構成要素を備える車両制御の制御プラットフォーム、すなわち制御系の構築構造に関するものである。
【背景技術】  車両制御の複数の構成要素を階層に分けて構築した制御系の組立構造が知られている。たとえば特開平５−８５２２８号公報に記載されているように、ドライバの希望が最上位の優先順位を有する階層レベルに構成され、下位の階層レベルには駆動列やブレーキ系の階層が例として計６階層レベル開示されている。この従来技術では指令流れは上位の階層レベルから下位の階層レベルにのみ行われるものである。また特開平１０−２５０４１７号公報では、前述の従来技術では車両の前進駆動に関するドライバの希望よりも走行安定性に対する希望が優先して車両が制御されることがあり、ドライバの希望が最上位の階層レベルにおいても全ての操作要素を操作することができないという課題のもとに、上位の階層レベルにただ１つの指令伝送部を設け、各装置に対する調整要素を最上位に配置した制御方法が開示されている。すなわち第１の階層レベルに全体車両調整部を設け、第２の階層レベルに機械的出力発生源装置と車両運動装置とを配置する。そしてこれら第２の階層レベル内部で、さらに階層を構成している。たとえば機械的出力発生源装置内部では、第１の階層レベルに発生調整部を設け、第２の階層レベルに機関やクラッチ、変速機等の機械出力に関する個別要素を配置する。また車両運動装置の内部には第１の階層レベルに車両運動調整部を配置し、第２の階層レベルに舵取りや駆動列およびブレーキ、シャシを等の車両運動に関わる個別要素を配置する。
たとえば特開平５−８５２２８号公報においては、個別要素たとえばステアリング、車輪駆動、パワートレイン、ブレーキ、エンジン等の個別制御装置を各階層に振り分けて、個々の階層レベル間のインターフェースを決定する物理量で上位の階層レベルから下位の階層レベルへの方向のみに命令が成される。このように、この従来技術の階層構造では、上位の階層から下位階層へのみ指令を伝達するものであった。
このように上位から下位の方向へのみの命令／指令系統を有する制御系では、たとえば下位の階層レベルの構成要素あるいはこの下位の階層レベルにて信号処理されるセンサがフェールした場合、このフェールした構成要素の上位の階層レベルでは各構成要素が、下位の階層レベルでフェールした構成要素が存在することを認知して、且つ下位の階層レベルでフェールした構成要素の機能・性能あるいは影響を演算して除外するという動作を行わなければならない。
また、車両の制御系は車種毎あるいは車両グレード毎に製品バリエーションが多く、高付加価値車両ではセンサ数が多く、低価格車両ではセンサ数が少ない状況である。この場合、下位の階層レベルにおける構成要素が持つセンサあるいは構成要素自身が存在する場合と存在しない場合とで、上位の階層レベルの構成要素自体あるいは上位の階層レベルにおける制御を変更しなければならなくなる。
またこの従来技術では、個別要素すなわちステアリング、パワートレイン、エンジン等の個別の制御装置を如何に階層化するかという観点でしか考察されておらず、たとえば、各階層内部毎に共通の制御系を構築する際の基礎となる考え方（制御構造）をどのようにするかという示唆は存在しない。あるいは、各個別要素を一括して上位で管理する制御系の基礎となる考え方（制御構造）をどのようにするかという示唆は存在しない。
なお、特開平１０−２５０４１７号公報では、装置Ａ、Ｂ間において、状態や競合情報のフィードバック連絡を行う旨の記載がある。しかしながら、この特開平１０−２５０４１７号公報においては、全体から見た第１の階層レベルで第２の階層レベルからの装置からの要求を調整して第２の階層レベルに対して指令を発信するという構成しか示されていない。言い換えれば、階層の上下関係において、上位は調整のみを実行する階層とし、下位に具体的な個別要素を備えるようにしている。これは下位の第２の階層レベル内における階層化にも当てはめられており、たとえば全体から見れば第２の階層レベルである機械的出力発生源装置の内部でも上位に調整のみを実行する発生調整部を備え、下位にクラッチ等の個別要素を備える構成を採用している。
このようにこの特開平１０−２５０４１７号公報では、第１の階層レベルと第２の階層レベルにどのような機能を持たせどのような制御系の配置をするかという階層化の考え方、あるいは各階層内において上位に調整のみをする部分を持たせ、下位に個別要素を持たせるという考え方しかない。
またこの特開平１０−２５０４１７号公報では、全体から見た第２の階層レベルを機械的出力に関連した個別要素を備える機械的出力発生源装置と車両運動に関連した個別要素群を備える車両運動装置とに分けている。そして、車両運動装置の内部にエンジン出力に関わる個別要素として駆動列およびブレーキを１つの構成要素の単位とし、この構成要素の単位の内部にトルク分配器を従えている。また、この駆動列およびブレーキの構成要素とは別個に、機械的出力発生源装置の内部に燃料噴射等を制御する機関調整部を設けている。またナビゲーション等の操作要素は車両の全体構成に含めないか、もしくはできるだけ下位に配置する旨の記載がある。このようにこの従来技術では、個別要素の最も大きな枠組みを、調整部分（第１の階層レベル）、機械系部分（第２の階層レベル）、運動制御部分（第２の階層レベル）と分けているため、同じエンジンに関する制御が第２の階層レベルの機械的出力発生源装置と車両運動装置とに分かれて存在することになる。このように１つの機能の制御が複数の系統に分かれて存在する場合、１つの部品単位たとえばエンジンに関して１つの装置単位たとえば車両運動装置内部のみで完結することができない。よって１つの部品を車種によって代える場合、他の装置も含めて制御の再構築、プログラミングおよび適合を実施する必要がある。たとえばこの従来技術の場合には、車種あるいはグレードによってエンジンが変わる場合、車両運動装置側と機械的出力発生源装置側の双方を調整する必要がある。
またナビゲーションを単に乗員により操作される操作要素としか見ていないが、ナビゲーション装置には地図情報あるいは自車位置検知装置（ＧＰＳ）などが存在し、車両制御に積極的に活用できるものであるという技術思想が存在しない。
よって、本発明では、以上の課題のいずれか／あるいは組み合わせ／あるいは全てを克服するための車両における制御プラットフォームとしての車両制御情報伝達構造、およびこの伝達構造を用いた車両制御装置、およびこの伝達構造を用いた車両制御シミュレータを提供することを目的とする。
【発明の開示】
上記課題を解決するために、本願請求項１に記載の発明では、情報系および／もしくは周辺監視系の構成要素を携える認知系制御プラットフォームと、車両運動系の構成要素を携える操作系制御プラットフォームと、前記認知系制御プラットフォームおよび操作系制御プラットフォームからの情報を調整して当該認知系制御プラットフォームおよび操作系制御プラットフォームに要求を送る判断系制御プラットフォームと、を備えることを特徴とする。
このように車両の制御装置を、認知系、操作系、判断系と３分割して制御プラットフォームを構築することによって、ナビゲーション装置等の車両周辺情報あるいは車間制御装置等に備えられる車間センサ等の情報を車両の全体制御に積極的に活用することが可能となる。
また、車両の制御装置を、認知系、操作系、判断系と分けているので、１つの機能に関する制御は１つの制御系統たとえば操作系制御プラットフォームにのみ配置あるいは接続されることになり、車種毎あるいはグレード毎のバリエーションへの対応が容易となる。
請求項２および請求項４に記載の発明では、判断系制御プラットフォームはドライバの状態を監視する機能を有し、前記認知系制御プラットフォームおよび操作系制御プラットフォームからの情報に前記ドライバの状態を加味して当該認知系制御プラットフォームおよび操作系制御プラットフォームに要求を送ることを特徴とする。このように３種のプラットフォームの判断系制御プラットフォームにドライバ状態監視に関する情報を集めることによって、認知系および操作系の各プラットフォームから入力される情報の実現判断をドライバの状態に合わせて可変することが可能となる。
請求項３に記載の発明では、複数の制御機能を有する車両の制御情報の伝達構造であって、車両外部の情報を検出して出力する第１のセンサと、前記第１のセンサに基づく情報および／あるいは車両の周辺情報が入力される認知系制御プラットフォームと、乗員により操作されるアクチュエータの作動状態を検知して出力する第２のセンサおよび車体の状態を検知して出力するセンサを備える第３のセンサと、前記第２のセンサおよび／あるいは第３のセンサに基づく情報が入力される操作系制御プラットフォームと、前記認知系制御プラットフォームおよび前記操作系制御プラットフォームからの情報に基づいて前記複数の制御機能の実行判断を行うとともに、前記認知系制御プラットフォームおよび操作系制御プラットフォームに前記実行判断に応じた要求を行う判断系制御プラットフォームと、を備えることを特徴とする。
このように各認知系、操作系のプラットフォームの役割をセンサの入力情報、言い換えればセンサ種別によって分離し、各々のプラットフォームにて各センサからの情報に基づいた分析あるいは／および判断を行った後、この分析／判断の結果を判断系制御プラットフォームに送る。このようにすれば、各プラットフォームにおける役割がセンサ種別という観点で明確となり、車種バリエーション、センサ故障に応じて各プラットフォームで情報を形成することができるので、汎用性が向上する。
請求項５に記載の発明では、複数の制御機能を有する車両用の制御情報の伝達構造であって、車両外部の情報を検出して出力する第１のセンサと、車両の周辺情報を備える情報系構成要素と、前記第１のセンサからの情報および／あるいは情報系構成要素に備えられる情報に基づいて車体の移動の許容範囲である車体の許容安心空間を設定する許容安心空間設定手段を有する認知系制御プラットフォームと、乗員により操作されるアクチュエータの作動状態を検知して出力する第２のセンサおよび車体の状態を検知して出力するセンサを備える第３のセンサと、前記第２のセンサおよび／あるいは第３のセンサからの情報に基づいて車体が移動できる許容範囲を車体の許容運動空間として設定する許容運動空間設定手段を有する操作系制御プラットフォームと、前記許容安心空間および前記許容運動空間の情報を前記認知系制御プラットフォームおよび前記操作系制御プラットフォームから受けて前記認知系制御プラットフォームおよび前記操作系制御プラットフォームに伝達する制御要求を設定する判断制御空間を備える判断系制御プラットフォームと、を備えることを特徴とする。
このように認知系制御プラットフォームでは認知系としての第１のセンサあるいは／および周辺監視系の構成要素が有する情報に基づき制御空間を設定する。この際の制御空間すなわち許容安心空間は車体が移動してもよい範囲という観点で制御可能領域を規定する。なお、第１のセンサとしては車間距離センサや自車位置センサ等を挙げることができ、周辺監視系の構成要素が有する情報としてはナビゲーション装置の地図情報等を挙げることができる。また請求項８に記載のごとくこの際の許容安心空間は、時間とベクトルで規定されるようにしてもよく、たとえば単位時間後に車両が移動しても安心・安全な位置範囲を座標で規定する。またごとく許容安心空間の設定に際し安全性を鑑みた確率設定を導入しても良い。
操作系制御プラットフォームでは操作系としての第２のセンサあるいは／および車体運動系としての第３のセンサからの情報に基づき制御空間を設定する。この制御空間すなわち許容運動空間は車両の運動基本性能あるいは／および車両に備えられた車体挙動制御装置等の能力をフルに発揮した場合に車体が物理的に移動できる領域を規定する。ない、第２のセンサとしてはブレーキペダル操作量を検出するセンサやアクセルペダル操作量、ステアリング角を検出するセンサ等を挙げることができる。また第３のセンサとしては、車体前後加速度センサ、車体横加速度センサ、ヨーレートセンサ、タイヤ空気圧センサ等を挙げることができる。またこの際の許容移動空間も時間とベクトルで規定されるようにしてもよく、たとえば単位時間後に物理的に車両が移動できる位置範囲を座標で規定する。また、許容運動空間の設定に、物理的に移動できる確率、たとえばエンジンやブレーキに負荷をどのくらいかければその位置に到達できるか、あるいは車体挙動制御等の制御装置の性能をどの程度使用すればその位置に到達できるかを鑑みた確率設定を導入しても良い。
このように車両の情報系と周辺監視系とを認知系の制御プラットフォームに集約し、機械的出力系も含めた車両運動系を操作系制御プラットフォームに集約している。このように規定される許容安心空間と許容移動空間の情報は判断系プラットフォームに集約され、許容安心空間と許容移動空間とを加味した制御要求を認知系制御プラットフォームおよび操作系制御プラットフォームに伝達する。この際の制御要求は、たとえば、単位時間後に車両が物理的に移動できて且つ安全な位置範囲を満足するように操作系制御プラットフォームに属する個別の構成要素を駆動する指令を出力する。また、たとえば単位時間後に車両が物理的に移動できて且つ安全な位置範囲を満足できるような運転となるように、ドライバを支援する情報をドライバに報知するようにしてもよい。この際の情報が前記許容安心空間および前記許容運動空間に基づいて判断されるようにすれば、車両、乗員、および外部歩行者等の安全と車両性能とを加味した支援を実現できる。なお、請求項６に記載の構成を採用しても同等の作用効果をそうすることができる。
また、請求項９に記載のごとく、前記第２のセンサ群を、ドライバのアクセル操作、ブレーキ操作、ステアリング操作のうちの少なくとも１つの操作状態を検知するとともに、前記判断系制御プラットフォームは、前記第２のセンサ群からの検出結果を受けて、ドライバによる指令状態を示す指令空間を生成し、前記許容安心空間と前記許容運動空間と前記指令空間とに基づいて前記制御要求を生成するようにしてもよい。このようにすれば判断系制御プラットフォームが判断制御空間を形成する際に、車両、乗員、および外部歩行者等の安全と車両性能に加えてドライバ技量あるいはドライバの操作癖等までも直接加味した制御空間・制御指令を形成することができる。
また、請求項１０に記載のごとく、判断制御空間は、前記許容安心空間と前記許容運動空間と前記指令空間との重複部分を前記制御要求可能領域とするとともに、この制御要求可能領域に基づいて、前記操作系制御プラットフォームおよび／あるいは前記認知系制御プラットフォームに対する制御の要求を実行するようにしてもよい。このようにすれば、ドライバの指令を満たしつつ、車両、乗員および外部歩行者等が安全な範囲で車体を動かす、言い換えれば車両、乗員および外部歩行者等が安全な範囲にしか車体が動かないという制御を実現でき、将来の自走車両にも応用することが可能な制御プラットフォームとなる。
また、請求項１４あるいは請求項１５に記載のごとく、複数の制御機能を階層に分けるとともに、前記認知系制御プラットフォーム、操作系制御プラットフォームおよび判断系プラットフォームの全てを各階層毎に設けるようにしてもよい。このようにすれば、各々の階層における各々の認知系、操作系の制御プラットフォームは、各々の階層における各々の認知系、操作系の制御プラットフォームに対応するセンサや構成要素あるいは情報に応じて各制御空間が設定される。そして、各々の階層における判断系プラットフォームでは、各層においてあるだけの情報を用いて設定された許容安心空間および許容運動空間に基づく判断を実行する。すなわち、この認知系、操作系、判断系の３つを備える制御構造では、あるだけの情報を用いた制御を実行するという思想であり、たとえ個別の構成要素・個別の制御装置等を階層化したとしても、車種バリエーションや故障に左右されることが少ない制御構造を構築することができる。なお、階層あるいは階層構造とは、車両制御を構築する際に車種や車両グレードによらないで且つ制御性能を限定しない範囲で予め定めた統一的な車両制御のルール（規則）という解釈もできる。また操作系、判断系、認知系の各制御プラットフォームを有する制御プラットフォームは、各階層によらない統一的な制御の構築のルールと言うことができる。
請求項１６ないし請求項１９に記載の如く、前述までの制御プラットフォームを有する階層化された制御構造を構築するようにしてもよい。この場合、たとえば請求項１６に記載の如く、少なくともエンジン出力を管理する第１の階層と、エンジン出力がオートマティックトランスミッションを介して車軸に伝達される駆動力の状態を管理する第２の階層と、少なくとも前記車軸の駆動力に基づいて、各車輪が発揮するタイヤ発生力を管理する第３の階層というように階層化すれば、車両に作用する力として最も大きな力であるエンジンの出力を原点に、このエンジン出力がどう伝達されていくかの力学モデルに照らし合わせた階層となり、各階層の位置付けを明確にすることができ、汎用性を高める事が可能である。
また請求項１７に記載の如く、制御機能の制御対象に対応して制御レベルを階層化した場合にも、車両制御のルールとして明確であり、汎用性を高めることができる。なお、この汎用性とは、車種や車両グレードによらずに適用できることを意図しているが、それだけでなく車両全体の制御構造の構築において、たとえばエンジン制御、ブレーキ制御、ステアリング制御というように部分毎に設計担当が分かれていても、どのような機能に対して満足するように設計すれば良いかの基本部分を明確にすることができるという意味も包含する。
また、請求項１９以後に記載の如く、判断系制御プラットフォームが、判断制御空間において用いられる情報を、一つ上および／あるいは一つ下の階層の操作系制御プラットフォームから受けるようにすれば、各階層間において情報の伝達がなされ、各階層において生成された情報を有効活用する事が可能である。
【図面の簡単な説明】  図１は、第１の実施形態を示すブロック構成図である。図２は、第２の実施形態を示すブロック構成図である。図３は、第３の実施形態を示すブロック構成図である。図４は、第４の実施形態を示すブロック構成図である。図５は、第４の実施形態の変形例を示すブロック構成図である。図６は、第５の実施形態を示すブロック図である。図７は、第６の実施形態を示すブロック図である。図８は、階層構築の考え方の一例を示すモデル図である。図９は、第２の階層の操作系制御プラットフォームの詳細を示す図である。図１０は、第３の階層の操作系制御プラットフォームの詳細を示す図である。図１１は、第４の階層の操作系制御プラットフォームの詳細を示す図である。図１２は、第５の階層の操作系制御プラットフォームの詳細を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】  近年、車両に装着される制御装置は車両性能の高機能化に伴い増加している。車両の基本性能に関わるエンジン制御装置やオートマティックトランスミッション装置、電動パワーステアリング装置等の他にも車体制動にかかわるアンチスキッド制御装置、トラクション制御装置、車体挙動制御装置や、ドライバを運転支援する車間距離制御装置等が存在する。また、車両走行上の付加情報として現在位置およびルート等の情報を乗員に報知するナビゲーションシステムあるいは渋滞情報報知システム等も存在する。
これら、近年の多岐にわたる個別の制御装置自身が有する情報、たとえばナビゲーションシステムが有する地図情報や、個別の制御装置が装着されることによって必須となるセンサからの情報を車両全体として有意義に用いること、および／あるいは車種やグレードによって付加される個別制御装置が変わったとしても、車両全体として制御系の再構築を必要とする部分を極力減らす制御構造を構築する必要がある。
図１は本発明の第１の実施形態を示すシステム構成図である。
この第１の実施の形態では、個別の制御装置を情報系構成要素２１１と周辺監視系構成要素２１２と車両運動系の構成要素３１とに分類する。そして、情報系構成要素２１１と周辺監視系構成要素２１２とを一括りに分類して、車両周辺を認知する構成要素２１と考え、車両運動系構成要素３１と共に、車両に備えられる制御装置である各々の構成要素を大きく２つに分類する。
情報系構成要素２１１には、ナビゲーションシステムや渋滞情報報知システム等が分類される。周辺監視系構成要素２１２には、車間距離制御装置やエアバッグ装置、レーンキープ装置等が分類される。
情報系構成要素２１１および周辺監視系構成要素２１２は、車両がどのような地理的状況あるいは周囲状況で走行している状態かを認知することが可能なセンサあるいは／および情報を備えている。たとえば、ナビゲーションシステムは地図情報を備えており、且つ自車位置を検知するＧＰＳ装置も備えている。また、渋滞情報報知システムには道路上の発信機から発信される渋滞情報等の路線情報を検知するセンサが備えられている。車間距離制御装置あるいは／およびレーンキープ装置にはミリ波レーダやレーザレーダ等の車間距離検知センサが備えられ、エアバッグ装置には車両衝突を検知するセンサたとえば機械式の前後加速度センサ、横加速度センサが備えられている。
これら情報系構成要素２１１あるいは／および周辺監視系構成要素２１２に分類される前述のナビゲーションシステムや車間距離制御装置等の個別の制御装置は認知系制御プラットフォーム２と情報の送受信を行うように体系化される。すなわち、認知系制御プラットフォーム２は情報系構成要素２１１および周辺監視系構成要素２１２に属する個別の制御装置に対応している。
なお、ナビゲーションシステムおよび渋滞情報報知システムのいずれも備えられていない車両の場合には情報系構成要素２１１は存在しなくなり、認知系制御プラットフォーム２は情報系構成要素２１１に属する情報すなわち地図情報や自車位置等の情報は受けられなくなる。また、情報系構成要素２１１が１つもなく、且つ車間距離制御装置やエアバッグ装置等の周辺監視系構成要素２１２が一つも備えられない車両においては車両周辺を認知する構成要素２１から認知系制御プラットフォーム２への情報が無くなるので、本実施例では情報系構成要素２１１あるいは周辺監視系構成要素２１２のいずれかに属する制御装置が少なくとも１つは必要となる。
車両運動系の構成要素３１には個別の制御装置として、エンジン制御装置、電動パワーステアリング装置、アンチスキッド制御装置、トラクション制御装置、車体挙動制御装置、タイヤ空気圧モニタ等が分類される。
車両運動系の構成要素３１は、車両が現在どのような運動状況になっているかを示すセンサを備えている。たとえば、車体挙動制御装置を備えている場合には車体の前後加速度、横加速度、ヨーレート等を検知するセンサを備える。またブレーキ制御上用いられる制動油圧を検知するセンサを備えている。しかしながら、車体運動系の構成要素３１においてこれら前後加速度、横加速度、ヨーレート、制動油圧等を用いる制御を実行しない制御装置および個別のアクチュエータしか備えていない場合には必然的にこれらのセンサも備えないこととなる。なお、個別のアクチュエータとは、乗員により操作されるブレーキペダルやアクセルペダル等を指し、電動パワーステアリング装置もこの個別アクチュエータに分類されても良い。
このような車両運動系の構成要素３１は、操作系制御プラットフォーム３と情報の送受信を行うように体系化される。すなわち操作系制御プラットフォーム３は車両運動系構成要素３１に属する個別の制御装置に対応している。
認知系制御プラットフォーム２に対して情報系構成要素２１１および／あるいは周辺監視系構成要素２１２から入力された情報は判断系制御プラットフォーム１に送信され、また車両運動系の構成要素３１から操作系制御ブラットフォーム３に入力された情報も判断系制御プラットフォーム１に送信される。そして、判断系制御プラットフォーム１では双方の制御プラットフォーム２，３からの入力情報を調整して認知系制御プラットフォーム２および操作系制御プラットフォーム３に属する各構成要素の実行判断を行い、認知系制御プラットフォーム２および操作系制御プラットフォーム３に制御の要求あるいは／およびセンシング等の要求を送信する。なお以後の実施形態において要求の送受信を示す矢印線は実線で示し、情報の送受信を示す矢印線は点線で示す。
この要求を受けた認知系制御プラットフォーム２および操作系制御プラットフォーム３は、要求に従い、各構成要素に実行許可および／あるいは実行の要求を出力する。
以上の制御構造では、車両の運動に関わる制御装置等を車両運動系の構成要素３１として分類し、その他の個別の装置は認知系として情報系構成要素２１１あるいは周辺監視系構成要素２１２に分類している。よって、たとえばエンジン制御に関わる制御装置あるいは制御が別の判断系あるいは認知系の制御プラットフォームに跨って配置されることがなく、車種毎あるいはグレード毎に各個別の制御装置が可変されたとしても、単に操作系制御プラットフォーム３に属する部位のみが可変されることとなり、認知系制御プラットフォームおよび判断系制御プラットフォームを再設計再構築する必要がないというメリットがある。言い換えれば，グレード毎等により車両運動系の構成要素３１および車両周辺を認知する構成要素２１に含まれる構成要素が異なったとしても、判断系制御プラットフォーム１自体は何ら変更する必要がない。
また、認知系制御プラットフォーム２および操作系制御プラットフォーム３に属する各個別の制御装置のセンサが故障した場合や配備されない場合に、故障情報や配備されていないという情報あるいは状態は、各々が属するべき認知系制御プラットフォーム２や操作系制御プラットフォーム３において調整できる。すなわちこの調整された情報、言い換えれば今あるだけの情報で実行可能な制御について、認知系制御プラットフォーム２や操作系制御プラットフォーム３から判断系制御プラットフォーム１に伝達されるため、判断系制御プラットフォーム１は個別の制御装置やセンサの故障等に関わらず可能な制御の実行判断をすることができる。
また以上の制御構造では各個別の構成要素（制御装置）を一括して上位で管理することも可能となる。すなわち、各構成要素を認知系制御プラットフォーム２あるいは操作系制御プラットフォーム３に帰属させることによって、これらの各構成要素より上位の制御系である認知系制御プラットフォーム２、操作系制御プラットフォーム３および判断系制御プラットフォーム１で一括管理することも可能である。
また、認知系制御プラットフォーム２に、従来車両の運動に関わりが薄かったナビゲーション装置等を帰属させることによって、車両全体の制御に対してナビゲーション装置等が備えている情報を有効に活用することができる。
次に図２に基づき第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同等の内容については説明を省略する。
第２の実施形態においては、判断系制御プラットフォーム１にドライバの状態を監視する機能を備える。このドライバの状態とは、ドライバの生理状態や運転の癖等を監視する。たとえば、居眠り運転を車体速度の変動度合いやステアリングを握る力から判定したり、ステアリングの切り方、アクセル、ブレーキのかけ方の癖をステアリング角度センサやアクセルストロークセンサ、ブレーキストロークセンサから判定する。このように判定したドライバの状態についての情報は、判断系制御プラットフォーム１において認知系制御制御プラットフォーム２および操作系制御プラットフォーム３からの情報を調整する際に加味される。このようにドライバを監視して得た情報は認知系、操作系の各制御プラットフォーム２、３に属する個別の制御装置の実行判断に加味され、且つこれらの個別の制御装置を用いたりあるいは別の報知装置により、ドライバに報知するようにしてもよい。
次に図３に基づいて第３の実施形態について説明する。なお、上述までの実施形態と重複する説明は省略する。
上述までの実施形態では認知系制御プラットフォーム２および操作系制御プラットフォーム３には情報系の構成要素２１１や周辺監視系構成要素２１２および車両運動系の構成要素３１である各個別の制御装置が帰属していたが、この第３の実施形態では個別の制御装置から個別の制御装置に用いられるセンサを独立して考え、各センサを認知系制御プラットフォーム２および操作系制御プラットフォーム３に属させる。そして、各個別の制御装置８，９は各々の装置が利用するセンサの属する認知系あるいは操作系制御プラットフォームと同じあるいは異なる認知系あるいは操作系制御プラットフォームに属している。たとえば個別制御装置としての車間距離制御装置は操作系制御プラットフォーム３に属し、しかしながら車間距離制御装置が用いる車間距離センサは認知系制御プラットフォーム２に属するようにしてもよい。
なお、第１のセンサ群４として車間距離センサ、衝突センサを位置付け、認知系制御プラットフォーム２に情報を送るように体系化する。また車両周辺情報５としてナビゲーション装置に備えられている地図情報を位置付け、認知系制御プラットフォーム２に情報を送るあるいは認知系プラットフォーム２が情報を引き出すように体系化する。ドライバにより操作されるステアリング、アクセル、ブレーキ等のアクチュエータの操作量を検出する第２のセンサ群６として、ブレーキペダルストロークセンサ、アクセルペダルストロークセンサ、ステア角センサを位置付け、操作系制御プラットフォーム３に情報を送るようにし、第３のセンサ群７として横加速度センサ、前後加速度センサ、ヨーレートセンサを位置付け、同様に操作系制御プラットフォーム３に情報を送るように体系化する。第２のセンサ群６と第３のセンサ群７とは一括したセンサ群としてもよい。
なお、個別の制御装置が属する認知系あるいは操作系制御プラットフォームと、その個別の制御装置が必要とするセンサが属する認知系あるいは操作系制御プラットフォームとが異なる場合、たとえば車間距離等のセンサ情報は、まず認知系制御プラットフォーム２に送られ、認知系制御プラットフォーム２から判断系制御プラットフォーム１に送られる。そしてこの判断系制御プラットフォーム１から操作系制御プラットフォーム３に送られ、この操作系制御プラットフォーム３から車間距離制御装置等の個別の制御装置に送信される。
もしくは、個別の制御装置が本来必要とするセンサ情報、たとえば車間距離制御装置における車間距離情報は、センサから直に個別の制御装置（ここでは車間距離制御装置）に送られるようにしてもよい。且つこの場合、この車間距離情報がブレーキ制御装置等本来このセンサを有していない個別の制御装置に対して用いられる場合には、センサから認知系制御プラットフォーム２、判断系制御プラットフォーム１、操作系制御プラットフォーム３の順に経由して個別の制御装置に送信されるようにしてもよい。
このように構成しても第１の実施形態と同様の作用効果をそうすることが可能である。
また第３の実施形態では各個別の制御装置と、センサとを分けて位置付けることにより各個別の制御装置自体のパリエーションやセンサの有無についてのバリエーションおよび個別の制御装置の故障やセンサ故障に対して汎用性を一層高められる。
次に図４および図５に基づいて第４の実施形態およびその変形例について説明する。なお、第１ないし第３の実施形態と同様の内容である場合には図中に同様の構成名あるいは符号を付し説明を省略する。なお、図４，５において第１のセンサ情報群４０は、前述までの実施例における第１のセンサ群４と車両周辺情報５とが併合されたものである。
この第４の実施形態では、認知系制御プラットフォーム２、操作系制御プラットフォーム３および判断系制御プラットフォーム１の各々に制御空間が定義されている。
認知系制御プラットフォーム２ではこの制御空間として、自車両が移動しても安心・安全である空間範囲を規定する許容安心空間２００を定義する。この許容安心空間２００として、たとえば１秒後に自車両が移動していても良い領域Ａ（図中ハッチングで示す）をベクトルで規定する。この際、危険度に応じて自車両が移動していても良い確率を評価してもよい。具体的には、たとえば自車両の前方に電信柱や車両が存在する場合には、その電信柱や車両までの距離と現時点の車体速度に応じて車両が移動してもよい領域を設定する。また、車両の左側前方に歩行者がいる場合にも同様に歩行者までの距離と現時点の車体速度に応じて車両が移動してもよい領域を規定する。ただし対人間の安全性に関わる場合の確率の設定は、電信柱等の固体物がある場合に比較して、確率が高い（すなわち移動しても良い可能性が高い）領域を狭めるように設定するようにしてもよい。
操作系制御プラットフォームでは制御空間として自車両が有する操作系装置９の各々の個別の制御装置によって物理的に移動可能な空間範囲を規定する許容運動空間３００を定義する。この許容運動空間３００とは、たとえば１秒後に車両が移動できる領域Ｂ（図中ハッチングで示す）がベクトルで規定されるものである。すなわち、車両に備えられているエンジン、ブレーキ、アンチスキッド制御装置や車体挙動制御装置等車体の動きを調整する制御装置の機能をフルに発揮させた場合に物理的に移動できる領域Ｂを規定する。なお、物理的に移動できる領域Ｂに余裕度に応じて確率を設定してもよい。また、車両の諸言や車両に元来備えられているブレーキ、エンジン、ステアリングにより乗員の操作のみによって移動できる領域Ｃを分けて設定するようにしてもよい。この場合には領域Ｃ（図中格子状に示す）は領域Ｂに包含されるものであり、確率の設定は領域Ｃに比べて領域Ｃ外の領域Ｂ内は確率が低く設定される。
このように設定される許容安心空間２００と許容運動空間３００の情報は、各々、認知系制御プラットフォーム２および操作系制御プラットフォーム３から判断系制御プラットフォーム１に送られる。そして判断系制御プラットフォーム１では、許容安心空間２００と許容運動空間３００および第２のセンサ群等６から判断されるドライバ指令に基づいた指令空間に沿った実行判断を下す。この実行判断を下す制御空間として判断制御空間１００が規定されている。この実行判断は１秒後にドライバが欲している車体の移動位置を移動可能且つ安全な領域を加味してベクトルで規定する。たとえば、ドライバの指令が許容安心空間２００を越えている場合には判断制御空間１００で確実に許容安心空間２００に包含されるような制御要求に加工し、操作系制御プラットフォーム３に制御要求を送信する。あるいはドライバの指令が許容運動空間３００を越えている場合には判断制御空間１００で確実に許容運動空間３００に包含されるような制御要求に加工し、操作系制御プラットフォーム３に制御要求を送信する。またドライバの指令が、許容安心空間２００で規定された領域Ａと許容運動空間３００で規定された領域Ｂ（またはＣ）とで重複した領域から出ている場合に確実に重複した領域Ｄ（図中ハッチングで示す）に制御要求が入るようにして操作系制御プラットフォーム３に制御要求を送信するようにしてもよい。
また、許容安心空間２００で判断された領域Ａと、許容運動空間３００で判断された領域ＢまたはＣと、ドライバの指令に基づく指令領域（指令空間と同等）と、が重複する領域に基づき操作系制御プラットフォーム３に要求を送信するようにしてもよい。
なお、ドライバの指令が許容安心空間２００で判断された領域Ａあるいは／および許容運動空間３００で判断された領域ＢまたはＣから逸脱している場合には、ドライバへ報知するようにしてもよい。この場合には判断系制御プラットフォーム１がドライバに報知を行うように直接インパネ周り（たとえばメータ表示器等）に報知要求しても良いし、判断系制御プラットフォーム１から認知系制御プラットフォーム２に報知要求を実施して認知系制御プラットフォーム２に帰属する構成要素である認知系装置のいずれかを用いて報知を行うようにしてもよい。あるいは判断系制御プラットフォーム１から操作系制御プラットフォーム３に報知要求を実施して操作系制御プラットフォーム３に属する構成要素である操作系装置９のいずれかを用いて報知を行うようにしても良い。
図５は第４の実施形態の変形例である。この第４の実施形態の変形例は、図４に示す構成に比べて、図４の第１のセンサ群４１が、上述の実施形態における情報系構成要素および周辺監視系構成要素としての認知系装置８０に包含されて分類されており、また図４の第３のセンサ群７が、上述の実施例における車両運動系の構成要素としての操作系装置９０に包含されて分類されている点で異なる。
このような図４、図５に示す第４の実施形態および変形例においても上述までの実施例と同等の作用効果を奏することができる。
以上説明した実施形態は車両に複数存在する制御装置に対してどのような制御構造とするかを１つの階層にてモデル化したものであるが、次に図６に基づき説明する第５の実施形態の如く複数の制御階層を備える制御構造にも適用できる。
図６では、車両制御および車両に備えられる個別の制御装置およびセンサを第１の階層１０から第５の階層１４に分けて配置している。そして、基本的に第１ないし第５の各階層には、前述までの実施形態で説明した認知系制御プラットフォーム、操作系制御プラットフォームおよび判断系制御プラットフォームを備えている。ただし、後に詳述する第１の階層１０は車両の最も基本的な機能に関わる階層であり、認知系制御プラットフォーム、操作系制御プラットフォームおよび判断系制御プラットフォームの全てを備える形態に構成されていない。
まず各階層が車両制御におけるどのような位置付けにあるかを説明する。
第１の階層１０は車両の走る・曲がる・止まるという最も基礎的な機能を制御する必要最低限の階層である。すなわちこの第１の階層１０は、車両にかかる作用力を管理するパワーソースモデルとして構築されている。この作用力として代表的なものはエンジン出力であり、加えて、ステアリングの回動によって旋回させるように働く作用力および制動力を挙げることができる。必要最低限の階層とした前提としては、現在の車両はエンジン、電動パワーステアリング、ブレーキとも電子制御されていることを挙げなければならない。すなわち、エンジンは燃料噴射量、吸入空気量を電子制御しているし、電動パワーステアリングによってドライバによるステアリングの回動力を電気的にアシストしている。またブレーキにおいても周知のブレーキバイワイヤ等により、アンチスキッド制御等の限られた時期だけでない通常の制動時においても電気的に制動力を制御する装置が標準装備されつつある。しかしながら、たとえば、通常の制動は単に油圧によるブレーキであって、電子制御の余地がない装置しか備えられない場合には、この第１の階層１０から外す必要がある。パワーステアリングも同様に電動ではなく単なる油圧式であって電気的な制御でない場合には第１の階層１０から外す必要がある。
第２の階層１１は車両のパワーすなわちエンジン出力および／あるいはブレーキ力および／あるいはステアリングによる旋回力に応じて、エンジンから車軸に伝達されるパワーを多段階に変換するオートマチックトランスミッション（以下ＡＴと言う）を管理するＡＴ制御モデルとして構築されている。たとえば、第１の階層１０で制御されるエンジン出力を車軸にかかるトルクに変換するモデルである。
第３の階層１２は車両の各車輪におけるタイヤ発生力を管理する車輪安定制御モデルとして構築されている。すなわち第２の階層１１において変換された結果である車軸のトルクが各車輪に伝達され、各車輪が路面からの反力を得てタイヤと路面との間に作用力を発生し車両に力を及ぼす。なお、タイヤ発生力とは、このタイヤと路面との間に発生する作用力と同義である。第３の階層１２では、車軸という１軸系モデルから各車輪の接地点における路面から車体への作用力を鑑みた多輪モデルと言える。言い換えれば駆動輪２輪あるいは４輪の接地点における路面反力を管理して車体に及ぼされる作用力を管理するモデルである。
第４の階層１３は各輪が受ける路面反力を入力として車体がどのような運動をするかを管理する車両安定制御モデルとして構築されている。たとえば、車体がローリングあるいは前後に揺れたりした場合、乗員の乗り心地が悪くなるだけでなく、エンジン駆動力のパワーをローリング振動等の余分な運動に用いられていると考えることができ、車体を安定させれば燃費の向上も可能であるという観点からモデルを構築してもよい。
第５の階層１４は車両がどのような運動をしても乗員および／あるいは外に対して安全を確保するという安全管理の観点から車両安全制御モデルが構築されている。この第５の階層１４の内容は、図４、図５で前述した実施形態の内容を採用することができる。
このように構築される制御構造の階層は、第１の階層１０から第５の階層１４に向けて順に高機能化している。それとともに、エンジンを基準としてどのようにエンジンのパワーが車体に伝達されるかに基づいて下層から上位層へ階層が構築されている。すなわち、エンジン→ＡＴ→（車軸および車体を介して）各車輪→車体の順に構築されており、最上位は車体の運動を安定化させた上でさらに安全性を高める階層として構築される。
次に各階層において構成されている各制御プラットフォーム、認知系装置、操作系装置およびセンサ等で構成されるセンシング部について説明する。
第１の階層１０における制御プラットフォームは、パワーソースコーディネータ５００と操作系制御プラットフォーム５０１により構成されている。なお、この第１の階層１０は車両の最も基本性能に関わる部分であり、認知系制御プラットフォームに対応する構成は存在しない。
第１の階層１０における認知系装置８１としてエアコン等が属している。また第１の階層１０における認知系装置８１に属するセンシング部４１はエアコンの作動状態等に基づき補機トルク要求値や熱マネジメント要求値をパワーソースコーディネータ５００に情報として送信する。なお、エアコン等の認知系装置はパワーソースコーディネータ５００からの要求に基づいて、センシング部４１にどのような情報をパワーソースコーディネータ５００へ送るかを要求することもできる。
第１の階層１０の操作系装置９１としては車両の基本性能発揮のためのエンジン制御装置、電動パワーステアリング装置、モータジェネレータ、ブレーキ制御装置が存在する。なお、電動パワーステアリング装置ではなく油圧パワーステアリングであって制御できない場合にはこの操作系装置９１から外れる。ブレーキ制御装置も同様に、基本ブレーキが乗員のペダル踏み込みによる制動意思を電気信号に変換してモータあるいはモータポンプで制動力を確保するブレーキバイワイヤ装置ではなく、単に乗員のペダル踏み込み力を油圧に変換して制動する通常ブレーキ時に制御不可能な場合には操作系装置９１から外れる。なお、操作系装置９１に属する各個別の制御装置は、パワーソースコーディネータ５００からの要求に基づいて各々駆動される。
第１の階層１０の操作系装置９１に属するセンシング部７１には、エンジン回転数センサや舵角センサが属する。これらのセンサにおける検出結果は、パワーソースコーディネータ５００および操作系制御プラットフォーム５０１に随時送られる。なお、検出結果はパワーソースコーディネータ５００から操作系装置９１に情報送信の要求が出された際に、操作系装置９１がこの要求に応じてセンシング部７１に要求を出し、センシング部はこの要求に応じてパワーソースコーディネータ５００および／あるいは操作系制御プラットフォーム５０１に情報を送信するようにしてもよい。
パワーソースコーディネータ５００は、センシング部４１、７１およびドライバ指令４００からのドライバ指令に基づいて操作系装置９１に属する個別の制御装置をどのように駆動するかの要求信号を生成する。この際、ドライバ指令を元に、複数の個別の制御装置の駆動状態および補機トルク要求、熱マネジメント要求、さらに第２の階層１１における操作系制御プラットフォーム３０１で考慮された車輪安定制御基礎空間を加味した調停を行い要求信号を生成する。また、パワーソースコーディネータ５００は、前述の調停の結果やセンシング部４１，７１の検出結果に基づき、個別の制御装置の故障状態等を報知する報知装置４０１へ報知要求を送信する。
ドライバ指令４００は、アクセルペダルの踏み込み量、ステアリングの舵角、ブレーキ踏み込み量の各々に相当する値を検出するセンサの検出信号に基づいてドライバの加速意思、旋回意思、制動意思を指令信号として生成し、パワーソースコーディネータ５００に送信する。なお、ドライバ指令４００は第１の階層１０と第５の階層１４にのみ図示しているが、これに関わらず全階層において各判断系制御プラットフォーム５００、１０１〜１０４に指令信号を送信するようにしてもよい。
第１の階層の操作系制御プラットフォーム５０１は、パワーソースコーディネータ５００における調停結果およびセンシング部９１からのエンジン回転数等の検出結果に基づいて、ＡＴ制御基礎空間を生成する。このＡＴ制御基礎空間とは、現状のエンジンの駆動状態（出力）および補機トルク要求等を鑑みて、たとえばどのギヤ段範囲が許容できるかという許容運動空間を生成するものである。
次に第２の階層１１における各プラットフォーム等の構成について説明する。
第２の階層１１における認知系装置８２は、本実施形態では存在しない。しかしながら、この第２の階層１１の認知系装置８２に対応するセンシング部４２に属するセンサとして外気温センサが存在する。この外気温センサの検出結果が随時第２の階層１１の認知系制御プラットフォーム２０１に送信されるだけではなく、認知系制御プラットフォーム２０１からの要求に基づいて検出結果を送信する場合には、認知系装置８２として何らかの装置を要する。この場合、第２の階層１１の認知系装置８２に、センシング要求を送受信したりあるいは／および加工したりするための要求指示装置を個別の制御装置とは独立して設けるようにしてもよい。
第２の階層１１における操作系装置９２としてＡＴが存在する。この操作系装置９２は第２の階層１１の操作系制御プラットフォーム３０１から駆動要求に従い駆動される。また、操作系制御プラットフォーム３０１からセンシングの要求が来た場合には、ＡＴセンシング部７２にその要求を送る。
この操作系装置９２に対応するセンシング部としてのＡＴ状態センシング部７２にはギヤ段を検出するセンサや、ギヤおよびトルクコンバータの伝達効率の状態を検出するセンサあるいは演算装置が設けられている。このＡＴ状態センシング部７２に属するセンサ等は随時、第２の階層１１の操作系制御プラットフォームに検出結果を送信したり、あるいは／および操作系装置９２からの要求に従い検出結果を送信する。
第２の階層１１の認知系制御プラットフォーム２０１は、センシング部４２からの情報を受けてＡＴ制御許容空間を生成する。このＡＴ制御許容空間は上述までの実施形態における許容安心空間に相当する。
第２の階層１１における判断系制御プラットフォーム１０１は、第２の階層１１の認知系制御プラットフォーム２０１からのＡＴ制御許容安心空間の情報と、第１の階層１０の操作系制御プラットフォーム５０１からのＡＴ制御基礎空間の情報と、第３の階層１２の操作系制御プラットフォーム３０２において生成される車両安定制御基礎空間の情報と、ドライバ指令４００からの指令信号に基づく指令空間の情報とを加味してＡＴ制御空間を生成する。ここで言う「加味」とは、各々の空間（言い換えれば領域）が重複する部分を制御要求可能領域として設定することである。また判断系制御プラットフォーム１０１は、実行判断のための情報の送信の要求を認知系制御プラットフォーム２０１に出す。なお、第３の階層１２の操作系制御プラットフォーム３０２から第２の階層１１の判断系制御プラットフォーム１０１に送信される車両安定制御基礎空間の情報とは、たとえば各輪におけるスリップ角、各輪に対する駆動・制動トルクの如く４輪の路面との接地点における車両への作用力（言い返れば路面反力であってタイヤ発生力と等価である）を指す。なお、ＡＴ制御空間は２つの制御可能領域の要素に分けて考えられる。すなわち、１つ目は第３の階層１２の操作系制御プラットフォーム３０２から送信される情報と、指令空間およびＡＴ制御許容空間とに基づく、後述する車輪安定制御基本空間の設定の基礎となる実行判断に対応する制御可能領域である。２つ目は、第１の階層１０の操作系制御プラットフォーム５０１からの情報と、指令空間およびＡＴ制御許容空間とに基づく、後述する“車軸が必要とする駆動トルクをエンジントルクに換算した許容運動空間”の設定の基礎となる実行判断に対応する制御可能領域である。
第２の階層１１の操作系制御プラットフォーム３０１は、判断系制御プラットフォーム１０１からＡＴ制御空間の制御要求可能領域に基づく制御の要求を受けて操作系装置９２に属する個別の制御装置（ここではＡＴ）に駆動要求を送信する。また、図９に示すように、この操作系制御プラットフォーム３０１はＡＴセンシング部７２にて検出および／あるいは演算される結果と、ＡＴ制御空間の情報と、に基づき車軸が必要とする駆動トルクをエンジントルクに換算した許容運動空間の情報をパワーソースコーディネータ５００に送信する。またこの判断系制御プラットフォーム３０１から第３の階層１２における判断系制御プラットフォーム１０２へは、第３の階層１２の判断系制御プラットフォーム１０２において生成される車輪安定制御空間の基礎情報としての車輪安定制御基本空間を送信する。この車輪安定制御基礎空間は、たとえばＡＴ制御基礎空間に基づいてＡＴが駆動された場合のエンジンからＡＴへのトルクの伝達効率等を考慮に入れた上で各輪に車軸から伝達されるトルクの情報に対応する許容運動空間である。
次に第３の階層１２の各プラットフォーム等の構成について説明する。第３の階層１２における認知系装置８３には、タイヤの空気圧を検知するタイヤモニタが属する。また、第３の階層１２の認知系装置８３に対応するセンシング部４３としてタイヤ圧センサが存在する。このタイヤ圧センサは、随時第３の階層１２の認知系制御プラットフォーム２０２に検出結果の信号を送信する。また認知系装置８３は認知系制御プラットフォーム２０２からの検出要求を受けてセンシング部４３に要求を送信し、この要求送信に対応してセンシング部４３が認知系制御プラットフォーム２０２に検出結果を送信するようにしてもよい。
第３の階層１２における操作系装置９３として、既知のアンチスキッド制御装置（ＡＢＳ装置）およびトラクション制御装置（ＴＲＣ装置）がある。この操作系装置９３は車輪の運動（たとえばスリップ）を制御する装置を包含している。そして、第３の階層１２の操作系装置９３に対応するセンシング部として車輪センシング部７３がある。この車輪センシング部７３は、各車輪の車輪速度（Ｖｗ）、車体速度（Ｖｂ）、各輪スリップ率、ステアリングの舵角から求められる操舵輪の角度、等をセンシングあるいは演算する。なお、スリップ率は、各車輪が車軸（駆動軸）から受けた駆動力が路面との間の推進力としてどれだけ利用されたかという駆動力伝達効率の指標として演算される。なお、これらのセンシング結果あるいは演算結果は随時第３の階層１２の操作系制御プラットフォーム３０２に送信される。また、操作系制御プラットフォーム３０２から操作系装置９３への要求に基づいて操作系装置９３が車輪センシング部７３に要求をだし、この要求に応じた送信を車輪センシング部７３から操作系制御プラットフォーム３０２に行うようにしてもよい。
第３の階層１２の認知系制御プラットフォーム２０２は、許容安心空間として、センシング部４３からの情報に基づいて車輪安定許容空間を生成する。この車輪安定許容空間は、各車輪単位で、たとえば現状のタイヤ圧でタイヤのゴム部ひいてはカーカス部の変形を考慮して、路面反力を受けることができる摩擦円の限界を設定するようにしてもよい。
第３の階層１２の判断系制御プラットフォーム１０２は、ドライバ指令４００からの指令信号に基づく指令空間と、認知系制御プラットフォーム２０２において生成された車輪安定許容空間と、第２の階層１１の操作系制御プラットフォーム３０１で生成された車輪安定制御基礎空間（の内の車輪安定制御基本空間）と、第４の階層１３の操作系制御プラットフォーム３０３で生成される車両安全制御制御基礎空間と、に基づいて、車輪安定制御空間を生成する。また、認知系制御プラットフォーム２０２へ、車輪安定制御空間の生成に用いる情報の送信の要求を出す。なお、第４の階層１３の操作系制御プラットフォーム３０３から第３の階層１２の判断系制御プラットフォーム１０２へ送信される車両安全制御基礎空間とは、車両を安定させる、言い換えれば前後・横方向の振動をなるべく発生させないために各車輪に付与されるトルク要求等によって示される車輪安定指令空間である。よって、この第３の階層１２における判断系制御プラットフォーム１０２では、指令空間と、車輪安定制御空間と、車輪安定制御基礎空間と、車輪安定指令空間との重複部分を第３の階層１２における操作系制御プラットフォーム３０２に対する実行判断に相当する制御要求可能領域として生成する。
なお、車輪安定制御空間は２つの制御可能領域の要素に分けて考えられる。すなわち、１つ目は第４の階層１３の操作系制御プラットフォーム３０３から送信される情報と、指令空間および車輪安定許容空間とに基づく、後述する車両安定制御基本空間の設定の基礎となる実行判断に対応する制御可能領域である。２つ目は、第２の階層１１の操作系制御プラットフォーム３０１からの情報と、指令空間および車輪安定許容空間とに基づく、後述する“各輪駆動トルクあるいは／および路面反力に基づく許容運動空間”の設定の基礎となる、実行判断に対応する制御可能領域である。
第３の階層１２の操作系制御プラットフォーム３０２は判断系制御プラットフォーム１０２から制御要求可能領域に基づく制御の要求に基づいて、第３の階層１２の操作系装置９３に制御の実行の要求および情報を送信する。また、この操作系制御プラットフォーム３０２では、車輪センシング部７３からの情報に基づいて、車両安定制御基礎空間を生成する。この車両安定制御基礎空間は、図１０に示すように、第２の階層１１の判断系制御プラットフォーム１０１へ送信される各輪の駆動トルクあるいは／および路面反力の現状に基づく許容運動空間の情報と、第４の階層１３の判断系制御プラットフォーム１０３に送信される車両安定制御基本空間の情報とを含んでいる。なお、この車両安定制御基本空間とは、各輪のタイヤの路面反力である前後力および横力を鑑みた摩擦円に基づき演算される車両運動制御空間であり、車輪がスリップしたり車体へ振動を与えないための各輪にかかる駆動力・制動力・旋回の運動余裕度をタイヤの路面への接地点を基準に考えたものである。
次に第４の階層１３の各制御プラットフォーム等の構成について説明する。第４の階層１３の認知系装置８４は本実施形態では存在しない。しかしながら、車種毎あるいは車両グレード毎に対する汎用性を向上させるために、第２の階層１１の認知系装置８２にて説明した要求指示装置と同様の機能を有する要求指示装置を配置するようにしてもよい。そして、第４の階層１３の認知系制御プラットフォーム２０３に対応するセンシング部４４の構成も本実施形態では存在しないが、ロジック内に制御領域を確保しておくようにしてもよい。
第４の階層１３の操作系装置９４は、既知の車両挙動制御装置や横転防止装置が含まれる。車両挙動制御装置は車両がオーバステアあるいはアンダーステア状態等の横滑りを起こした際に、エンジン出力および／あるいはブレーキによる制動力により、車両進行方向を補正する装置である。また横転防止装置とは、車両の急旋回時等にエンジン出力あるいは／およびブレーキによる制動力を用いて車体が横転することを阻止する装置である。
このような第４の階層１３の操作系装置９４に属するセンシング部である車両センシング部７４では、車体前後加速度（Ｇｘ）、車体横加速度（Ｇｙ）、車体重心周りのヨーレート（γ）および車体重心周りの回動角（Σγ）等をセンシングあるいは演算する。これらのセンシング結果および演算結果は随時第４の階層１３の操作系制御プラットフォーム３０３に送信される。また、操作系制御プラットフォーム３０３から操作系装置９４への要求に基づき操作系装置９４が車両センシング部７４に要求をだし、この要求に従い車両センシング部７４が操作系制御プラットフォーム３０３にセンシング結果あるいは演算結果を送信するようにしてもよい。
第４の階層１３の認知系制御プラットフォーム２０３は、センシング部４４からの情報に基づいて車両安定許容空間を生成する。しかし本実施形態ではセンシング部４４に属するセンサあるいは演算装置が存在しないため、車両安定許容空間を生成しないことも可能である。あるいはセンシング部４４に属するセンサあるいは演算装置が存在しない際に、仮想の車両安定許容空間として一つ下の第３の階層１２の認知系制御プラットフォーム２０２にて生成された車輪安定許容空間と同等の内容を用いるようにしてもよい。この際には認知系制御プラットフォーム２０３から第４の階層１３の判断系制御プラットフォーム１０３に車両安定許容空間の情報を許容安心空間として送信する。
第４の階層１３の判断系制御プラットフォーム１０３では、ドライバ指令４００にからの指令信号に基づく指令空間と、認知系制御プラットフォーム２０３からの車両安定許容空間と、第３の階層１２の操作系制御プラットフォーム３０２から送信される車両安定制御基礎空間（の内の車両安定制御基本空間）と、第５の階層１４の操作系制御プラットフォーム３０４にて生成される車両安定指令空間と、の重複部分に基づいて、制御要求可能領域としての車両安定制御空間を生成する。また、認知系制御プラットフォーム２０３へ車両安定制御空間の生成のために情報を要求することも可能である。
なお、車両安定制御空間は２つの制御可能領域の要素に分けて考えられる。すなわち、１つ目は第５の階層１４の操作系制御プラットフォーム３０４から送信される情報と、指令空間および車両安定許容空間とに基づく、後述する車両安全制御基本空間の設定の基礎となる実行判断に対応する制御可能領域である。２つ目は、第３の階層１２の操作系制御プラットフォーム３０２からの情報と、指令空間および車両安定許容空間とに基づく、後述する“車輪安定指令空間”の設定の基礎となる、実行判断に対応する制御可能領域である。
第４の階層１３の操作系制御プラットフォーム３０３では、判断系制御プラットフォーム１０３から車両安定制御空間の情報と、車両センシング部７４からの情報に基づいて車両安全制御基礎空間を生成する。この車両安全制御基礎空間は、図１１に示すように、車輪安定指令空間の情報と、車両安全制御基本空間とを含んでいる。車両安全制御基本空間とは、第５の階層１４の判断系制御プラットフォーム１０４において車両安全制御空間を生成するための元となる情報であって上位の階層に対する要求の範囲を規定しているものである。逆に車輪安定指令空間とは上位の階層から下位の階層へ制御目標を指示するための情報である。なお、車両安全制御基本空間とは、第４の階層１３の判断系制御プラットフォーム１０３からの車両安定制御空間の情報と車両センシング部７４からの情報に基づき、たとえば車両に横滑り／加減速スリップ／横転等の危険を起こさせないような各操作系装置７４〜７１の駆動の範囲を規定するものである。
次に第５の階層１４の各制御プラットフォーム等の構成について説明する。第５の階層１４の認知系装置８５としては、ナビゲーションシステムや車間距離制御装置等を挙げることが出来る。なお、ナビゲーションシステムには自車位置認識装置も含まれている。なお、この認知系装置８５には前述の要求指示装置を独立して含むようにしてもよい。
第５の階層１４のセンシング部４５には車間距離センサや地図情報が含まれる。そしてこのセンシング部４５からの情報は随時第５の階層１４の認知系制御プラットフォーム２０４に送信される。あるいは認知系装置８５からの要求に従い認知系制御プラットフォーム２０４に送信するようにしてもよい。
第５の階層１４の操作系装置９５には、車間距離制御装置等が含まれる。この車間距離装置は第５の階層１５の車両センシング部７５に対して検出あるいは／演算結果の送信の要求を出力する。なお、この車間距離制御装置は本実施形態では認知系装置８５と操作系装置９５との双方に含まれるよう設定されている。ただし、このように双方の装置８５，９５に含まれる設定としても車間距離制御装置自体を２つ持つ必要はなく、単に通信上の位置付けとすればよい。
第５の階層１４に対応するセンシング部として車両センシング部７５が存在する。車両センシング部７５は随時検出結果あるいは／および演算結果を第５の階層１５の操作系制御プラットフォーム３０４に送信する。あるいは操作系制御プラットフォーム３０４から操作系装置９５への要求に従い操作系装置９５から送信される要求に応じて検出結果／あるいは演算結果を送信するようにしてもよい。この車両センシング部７５は第４の階層１３における車両センシング部７４と同様とすることが可能である。この場合もセンサを各々の階層１４，１５に対応して各々２つづつ持つ必要はなく、通信上第４、第５の階層１４，１５の双方に検出結果あるいは／および演算結果を送信するようにすればよい。
第５の階層１４の認知系制御プラットフォーム２０４は、第５の階層１４のセンシング部４５からの情報を受けて環境安全許容空間を許容安心空間として生成する。この環境安全許容空間は、図４，図５を用いて説明した第４の実施形態の認知系制御プラットフォーム２にて生成される許容安心空間の内容を採用することができる。また、この認知系制御プラットフォーム２０４は認知系装置８５に対して情報の要求を行う。たとえば、ナビゲーションシステムに対して、現演算時の走行地点から３０ｍ先あるいは３秒後の地図データを要求したり、自車右前の空間における車両有無あるいは／および車間距離の情報を要求することができる。
第５の階層１４の判断系制御プラットフォーム１０４では、ドライバ指令４００からの指令信号に基づく指令空間と、認知系制御プラットフォーム２０４からの環境安全許容空間と、第４の階層１３の操作系制御プラットフォーム３０３からの車両安全制御基礎空間（車両安全制御基本空間）と、に基づいて車両安全制御空間を生成する。この車両安全制御空間は各空間の重複部分により生成されるようにしてもよい。判断系制御プラットフォーム１０４からは報知装置４０１へ報知の要求を送信する。この報知の要求は、たとえばドライバによる指令空間と環境安全許容空間あるいは／および車両安全制御基本空間との間に重複領域が存在しない場合に送信される。このような状態は、ドライバが危険な運転をしている際あるいは危険になりそうな場合に存在し、たとえば２秒後の道路が急カーブで車速が早い場合等に起こりえる。また判断系制御プラットフォーム１０４は、認知系制御プラットフォーム２０４に車両安全制御空間を生成するための情報の送信要求も出す。
判断系制御プラットフォーム１０４における車両安全制御空間は２つの制御可能領域の要素に分けて考えられる。すなわち、１つ目は第４の階層１３の操作系制御プラットフォーム３０３から送信される情報と、指令空間および車両安定許容空間とに基づく、後述する車両安定指令空間の設定の基礎となる実行判断に対応する制御可能領域である。２つ目は、第５の階層１４の操作系制御プラットフォーム３０４から送信される後述する車両安定指令空間と、指令空間および車両安定許容空間とに基づく、後述する“ヒューマン・マシン・インターフェースの駆動要求”の設定の基礎となる、実行判断に対応する制御可能領域である。
第５の階層１４の操作系制御プラットフォーム３０４では、図１２に示すように、第５の階層１４の判断系制御プラットフォーム１０４からの車両安全制御空間の情報と、車両センシング部７５からの情報に基づいて車両安定指令空間を生成する。この車両安定指令空間は、第４の階層１４の判断系制御プラットフォーム１０３へ送信される情報であり、許容運動空間に相当する。またこの操作系制御プラットフォーム３０４では、判断系制御プラットフォーム１０４からの車両安全制御空間に基づいて、ＨＭＩ（ヒューマン・マシン・インターフェース）の駆動要求を生成する。このＨＭＩとは、操作系装置９５〜９１を用いて乗員に何らかの異常あるいは危険を報知する機能を指す。よって、前述の如く第５の階層１４の判断系制御プラットフォーム１０４から報知装置４０１への送信と並行して、あるいは代替手段としてＨＭＩの駆動要求が生成される。なお、ＨＭＩの駆動要求の具体例としては、エンジンを遅角制御して異常振動をエンジンマウントに発生させて振動騒音により乗員に報知したり、ＡＢＳ装置等によりブレーキ油圧を振動させてブレーキペダルから振動により報知することを挙げることができる。
以上のように構成される制御構造の階層化は第１の階層１０から第５の階層１４へ上位にいくにしたがって高機能化する。前述の如くその高機能化は、図８に矢印にて示すように車体を移動させる力の原動力であるエンジンの出力が伝達される順に設定されている。
すなわち、第１の階層１０から第２の階層１１へは、矢印７０１の如く、エンジン６０１の出力という１つの作用力点の制御モデルからＡＴ６０２における車軸６０３への作用力の制御モデルへ制御範囲を広げている。
また第２の階層１１から第３の階層１２へは、矢印７０２の如く、車軸６００という作用力点の制御モデルから各車輪にかかる駆動力あるいは路面反力Ｆという少なくとも４つの作用力点の制御モデルへ制御範囲を広げている。なお両前輪への車軸６０３の作用力の伝達は車体６０４を介して成されていると考えることもできる。
また第３の階層１２から第４の階層１３へは、矢印７０３に示す如く、各車輪という４つの作用力点の制御モデルから車体６０４の運動という全体像の制御モデルへ制御範囲を広げている。
さらに第４の階層１３から第５の階層１４へは周囲環境を鑑みた安全という観点の制御モデルへ制御範囲を広げている。
そして、それぞれの階層に対応する形式で認知系装置、操作系装置およびセンサ等を配置している。また、各階層で前述の如く制御範囲が異なり且つ属する操作系装置が異なり制御の機能が異なる場合でも、各々階層において共通して認知系・判断系・操作系の各プラットフォームを備えている。
よって、たとえ各階層のいずれかに属する操作系装置あるいは／および認知系装置が故障したり、あるいは車種やグレード毎に備えられていない場合であっても、それぞれの階層において、あるだけの情報でもって各空間を生成することができ、できるだけの制御を実現することができる。同様に、たとえある階層が車種あるいはグレードによって存在しない場合があっても、その階層を飛ばして上下の階層は各々あるだけの情報で各空間を生成することが可能であり、できるだけの制御を実現することができる。たとえば、第５の階層１４の認知系装置８５、操作系装置９５およびセンシング部４５、車両センシング部７５を一つも持たず実質第５の階層１４が存在しない車種でも、最上級の車種で構築された第１の階層１０から第５の階層１４までを含む制御構造をそのまま流用することができ、第１ないし第４の階層までにて制御を行うことができる。同様に第５の階層１４と第４の階層１３との双方の認知系装置８５，８４、操作系装置９５，９４、センシング部４５，４４、および車両センシング部７５，７４を一つも有しない下級グレードの車両でも、上級車種で構築した第１の階層１０から第５の階層１４までを含む制御構造をそのまま流用することができ、下級グレードの車両は第１ないし第３の階層までで制御される。
しかしながら、これらの場合、ＥＣＵ（電子制御装置）において使用されない容量（たとえばビット数）が増大してしまう。よってこのような場合には、その階層に属する認知系装置、操作系装置、およびセンサ等が一つもない階層は、全てなくすることも可能である。この場合には元々各階層毎にＩＣの基盤への配置を固めておいたり、あるいは各階層毎にＩＣを分けておくことが有利である。
また、車両の開発が下級グレードから始まった場合、例えば第１の階層１０と第２の階層１１のみを有する制御構造で制御を構築しておき、車種が上級に展開していく毎に、第３の階層１２ないし第５の階層１４を随時追加していく事も可能である。
次に図７に基づいて第６の実施形態を説明する。なお、図６で説明した第５の実施形態と同様の機能を有する構成については説明を省略する。第５の実施形態では各センシング部４１〜４５は各階層１０〜１４の各認知系装置８１〜８５に対応して設けられ、各々のセンシング部７１〜７５は各階層１０〜１４の各操作系装置９１〜９５に対応して設けられていたが、本第６実施形態ではセンシング部を各階層において１つにまとめる。
すなわち、第６実施形態における第１の階層１０におけるパワーソースコーディネータ５００に対応するセンシング部４１１は認知系装置８１に対応するセンサおよび演算機能と操作系装置９１に対応するセンサおよび演算機能とを双方備えるようにしている。よって、センシング部４１１は補機トルク要求値、熱マネジメント要求値の演算に加えて、エンジン回転数、舵角等も検出する。そしてこれらの検出あるいは／および演算結果の情報は、パワーソースコーディネータ５００に伝達され、且つこのパワーソースコーディネータ５００から操作系制御プラットフォーム５０１へ送信される。
第２の階層１１の認知系プラットフォーム２０１に対応するセンシング部４２１は、認知系装置８２に対応するセンサおよび演算機能と操作系装置９２に対応するセンサおよび演算機能とを双方備えるようにしている。よって、センシング部４２１は、温度センサ等に加えて、ギヤ段やＡＴの伝達効率を検出あるいは演算する機能を有する。そしてこのセンシング部４２１で検出あるいは／および演算された情報は、認知系制御プラットフォーム２０１へ送られるとともに、この認知系制御プラットフォーム２０１から判断系制御プラットフォーム１０１を介して操作系制御プラットフォーム３０１へ送信される。
第３の階層１２の認知系制御プラットフォーム２０２に対応するセンシング部４３１は、認知系装置８３に対応するセンサおよび演算機能と操作系装置９３に対応するセンサおよび演算機能とを双方備えるようにしている。よって、センシング部４３１は、タイヤ空気圧に加えて車輪速度、車体速度、舵角、スリップ率等を検出あるいは／および演算する。このセンシング部４３１から認知系制御プラットフォーム２０２に送信された情報は、判断系制御プラットフォーム１０２を介して操作系制御プラットフォーム３０２へ送信される。
第４の階層１３の認知系制御プラットフォーム２０３に対応するセンシング部４４１は、認知系装置８４に対応するセンサおよび演算機能と操作系装置９４に対応するセンサおよび演算機能とを双方備えるようにしている。よって、センシング部４４１は、前後加速度、横加速度、ヨー、回動角を検出あるいは／および演算する。このセンシング部４４１から認知系制御プラットフォーム２０３に送信された情報は、判断系制御プラットフォーム１０３を介して操作系制御プラットフォーム３０３へ送信される。
第５の階層１４の認知系制御プラットフォーム２０３に対応するセンシング部４５１は、認知系装置８５に対応するセンサおよび演算機能と操作系装置９５に対応するセンサおよび演算機能とを双方備えるようにしている。よって、センシング部４５１は、車間距離、地図情報に加えて、前後加速度、横加速度、ヨー、回動角を検出あるいは／および演算する。このセンシング部４５１から認知系制御プラットフォーム２０４に送信された情報は、判断系制御プラットフォーム１０４を介して操作系制御プラットフォーム３０４へ送信される。
第５実施形態では、認知系装置とそれに対応するセンシング部と操作系装置とそれに対応するセンシング部と各制御プラットフォーム構造という５つに大きく構成が大別されていたが、以上の第６の実施形態では、認知系装置と操作系装置とセンシング部と各制御プラットフォーム構造という４つに分けている。このように構成した場合でも第５実施形態とほぼ同等の作用効果を得る事が可能である。さらに各センサのうち、同一階層で認知系装置８１〜８５と操作系装置９１〜９５とにおいて双方共に配置されている場合、第５実施形態ではそのセンサから操作系装置に対応するセンシング部と、認知系装置に対応するセンシングの双方に情報通信を行わなければならないが、本第６実施形態ではその必要がなく、配線量、あるいは／および通信量を低減できる。
本願発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。たとえば以上のように構成される制御の階層構造では、基本性能のための第１の階層１０を除く各階層１１〜１４に認知系制御プラットフォーム、判断系制御プラットフォームおよび操作系制御プラットフォームを含んでいる。ただし、判断系制御プラットフォームからの“要求”を基準として階層を考えると、認知系制御プラットフォームおよび判断系制御プラットフォームとも同一の階層に対して要求を出しているが、判断系制御プラットフォームへの“情報”を基準として階層を考えると、認知系制御プラットフォームは判断系制御プラットフォームと同階層に位置しているが、操作系制御プラットフォームからの情報は一つ下および一つ上の階層から得ている。よって、各階層は図６に基づく分け方ではなく、以下のように分割することも可能であり、上述までの実施例と同等の作用効果を発揮する事が可能である。
すなわち、第５、第６実施形態の変形例としての第１の階層１０に包含される構成は、パワースースコーディネータ５００、認知系装置８１、センシング部４１、操作系装置９１、センシング部７１とする。すなわち、第１の階層１０は車両の基本性能部分であるエンジン、ステア、ブレーキを調停して動かす機能のみとし、ＡＴ制御基礎空間の如く制御空間を生成する機能を持たないようにする。
第５、第６実施形態の変形例としての第２の階層に包含される構成は、認知系制御プラットフォーム２０１、判断系制御プラットフォーム１０１、認知系装置８２、センシング部４２、操作系装置９２、ＡＴ状態センシング部７２および操作系制御プラットフォーム５０１と操作系制御プラットフォーム３０２の“各輪の駆動トルクあるいは／および路面反力の現状に基づく許容運動空間の情報”を生成する機能とする。
第５、第６実施形態の変形例としての第３の階層に包含される構成は、認知系制御プラットフォーム２０２、判断系制御プラットフォーム１０２、認知系装置８３、センシング部４３、操作系装置９３、車輪センシング部７３、操作系制御プラットフォーム３０１の“車輪安定制御基本空間”の生成機能および操作系制御プラットフォーム３０１の“車軸が必要とする駆動トルクをエンジントルクに換算した許容運動空間の情報”と操作系制御プラットフォーム３０３の“車輪安定指令空間”を生成する機能とする。
第５、第６実施形態の変形例としての第４の階層に包含される構成は、認知系制御プラットフォーム２０３、判断系制御プラットフォーム１０３、認知系装置８４、センシング部４４、操作系装置９４、車両センシング部７４、操作系制御プラットフォーム３０２の“車両安定制御基本空間”の生成機能および操作系制御プラットフォーム３０４の“車両安定指令空間”を生成する機能とする。
第５、第６実施形態の変形例としての第５の階層に包含される構成は、認知系制御プラットフォーム２０４、判断系制御プラットフォーム１０４、認知系装置８５、センシング部４５、操作系装置９５、車両センシング部７５、操作系制御プラットフォーム３０３の“車両安全制御基本空間”の生成機能とすることができる。なお、操作系制御プラットフォーム３０４の“ＨＭＩの駆動要求”を生成する機能は第５、第６実施形態の変形例としての第５の階層に包含しても、新たに第６の階層として形成してもよい。
また、第５、第６実施形態ではドライバ指令４００からのドライバ指令は、各階層に対して同様の内容であったが、階層の上下で内容を変えても良い。たとえば、第１の階層１０のパワーソースコーディネータ５００および／あるいは第２の階層１１の判断系制御プラットフォーム１０１へのドライバ指令は、乗員のアクセル操作、ステアリングの操作、ブレーキペダルの操作を直に信号変換した瞬間指令を送信し、第３の階層１２ないし第５の階層１４のいずれかあるいは全てへのドライバ指令は、ドライバ指令４００において、乗員のアクセル操作、ステアリングの操作、ブレーキペダルの操作に対応する信号を加工して送信する。この際の加工として、たとえば信号を所定時間積分したりあるいは／および微分することができる。たとえば下位の階層は車両の基本的な機能を制御するためのものであるので、なるべくドライバの意思をタイムリーに反映したほうが良く、また上位の階層は高機能に対応しているので、ドライバの意思を一定期間（たとえば５００ｍｓ）通算して反映してもよい。
また第５実施形態では、各認知系装置８１〜８５と各センシング部４１〜４５、各操作系装置９１〜９５と各センシング部７１〜７５を分けていたが、これに関わらず各センシング部４１〜４５を各認知系装置８１〜８５へ、各センシング部７１〜７５を各操作系装置９１〜９５へ包含させることも可能である。また第６実施形態では、各認知系装置８１〜８５と各センシング部４１１，４２１，４３１，４４１，４５１とを分けていたが、これに関わらず各センシング部４１１，４２１，４３１，４４１，４５１を各認知系装置８１〜８５へ包含させることも可能である。
また、第５、第６実施形態では、階層を５つに分けていたが、さらに多くの階層を構築することも可能である。たとえば、４輪駆動車両（４ＷＤ）では第２の階層１１のＡＴ制御モデルと第３の階層１２の車輪安定制御モデルとの間に、４ＷＤ制御用モデルの階層を挿入することができる。この４ＷＤ制御用のモデルでは、第２の階層１１において、ＡＴ制御空間に基づいて操作系制御プラットフォーム３０１では車輪安定制御基礎空間の代わりにデファレンシャル制御基礎空間を生成するようにしてもよい。このデファレンシャル制御基礎空間は４ＷＤ制御におけるＬＳＤ（リミテッド・スプレッド・デファレンシャル）による前後輪駆動力配分に対する許容運動空間とする。また、新たに増設する階層ではデファレンシャル制御に基づき車輪安定制御基礎空間を生成することができる。
また、第５、第６の実施形態では、各階層１１〜１４の各判断系制御プラットフォーム１０１〜１０４は同一階層の操作系制御プラットフォーム３０１〜３０４から情報を受信していなかったが、これに関わらず、たとえば同一の階層の操作系制御プラットフォーム３０１〜３０４に同一の階層に属する操作系装置９２〜９５から作動状態あるいは／および故障状態等の情報を送信し、この情報を同一階層の操作系制御プラットフォーム３０１〜３０４が同一階層の判断系制御プラットフォーム１０１〜１０４へ送信するようにしてもよい。具体的に一例を挙げると、第３の階層１２では操作系装置９３からＡＢＳ装置等の故障状態等を送信し、操作系制御プラットフォーム３０２で同一階層の操作系装置９３の機能／作動状態を踏まえて許容運動空間を生成する際の情報とする。そしてこの許容運動空間の情報を操作系制御プラットフォーム３０２から判断系制御プラットフォーム１０２へ送信し、車輪安定制御空間を生成する際の情報として用いるようにしてもよい。
また第５、第６の実施形態では、報知装置４０１を第１の階層１０と第５の階層１４の最下位・最上位の階層のみに設けていたが、全ての階層に設けるようにしてもよい。
また第５、第６の実施形態では、第１の階層１０における制御プラットフォームにおいて、パワーソースコーディネータ５００を操作系装置９１による駆動力の調停をするものと規定し、認知系制御プラットフォームおよび判断系制御プラットフォームに相当するものを構成していなかった。しかしながら、上述の実施形態におけるパワーソースコーディネータ５００は、他の階層における認知系制御プラットフォームと判断系制御プラットフォームとを双方包含したものと解釈することも可能である。すなわち、第１の階層１０は車両の基本性能を鑑みた階層であるので、認知系制御プラットフォームにおける許容安心空間の要素と判断制御プラットフォームにおける制御可能領域とは双方とも条件がそれほど多くなく，あるいは／および通信時間を短縮する必要があるので、一つのプラットフォームにまとめられた方が良いとも解釈できる。このような考え方とは別に、第１の階層１０も第２の階層以上と同様に認知系制御プラットフォームと判断系制御プラットフォームを備えるようにしても良い。この際、たとえば認知系制御プラットフォームとしては補機トルク要求値や熱マネジメント要求値に応じて許容安心空間を生成し、判断系制御プラットフォームではエンジン回転数や、燃料噴射量等基づく実現可能な制御領域と、許容安心空間と、ドライバ指令４００に基づく指令空間との重複空間に基づき実行判断を生成するようにしてもよい。
また第５、第６の実施形態における操作系装置９１〜９５は、各々に対応するセンシング部７１〜７５に対して、各操作系制御プラットフォーム５０１、３０１〜３０４へ情報を送信するように要求を出すのみであったが、これに加えて、各操作系装置９１〜９５自体の作動状態あるいは／および故障状態等を直接、同一階層の操作系制御プラットフォーム５０１、３０１〜３０４に送信するようにしてもよい。
同様に各認知系装置８１〜８５も同一階層のパワーソースコーディネータ５００および各認知系制御プラットフォーム２０１〜２０４に対して、作動状態あるいは／および故障状態を送信するようにしてもよい。
また、第５、第６実施形態の如く、多様な機能を複数の階層に分けて制御プラットフォームを構築する場合、各ＥＣＵ間は分散制御にて通信されるのが好ましい。すなわち、たとえ同階層に包含される装置が別のＥＣＵとされていても分散制御であれば、車載ＬＡＮ（ロウカルエリアネットワーク）上等価な作動を行うことが出来るからである。
また、上述の実施形態の如く車両制御を構築する場合には、各階層の制御プラットフォーム毎に共通の制御パラメータを用いるのが好ましい。特に、操作系装置側あるいは認知系装置側は従来の制御を従来のパラメータで行っていても良いが、各階層の制御プラットフォーム内と操作系装置との間および各階層の制御プラットフォーム内と認知系装置との間における要求は、全ての階層で統一されるのが好ましい。具体的に言えば、第１の階層１０において、操作系装置９１のエンジン制御は、吸入空気量や燃料噴射量という制御パラメータで制御されており、またドライバ指令はアクセル開度（あるいはアクセルペダル操作量）でパワーソースコーディネータ５００に指示される。また第３の階層１２等の操作系装置９３では、たとえば車輪の制動力はスリップ率あるいは車輪速度というパラメータで制御される。さらに第５の階層１４の認知系装置８５の車間距離制御装置では距離ないし車体減速度が制御パラメータとされる。しかしながら、第１の階層１０ないし第５の階層１４までの全体において、操作系装置および認知系装置と、各階層の制御プラットフォームとの間の要求を“トルク”に統一して行う。すなわち、各階層の制御プラットフォームにおいて、制御プラットフォームから外部に送信する要求値をトルクに換算して指示し、各操作装置および認知系装置ではこの要求を自身の装置の中で制御可能なように加工して使用する。なお、各階層全部で統一したパラメータを使用せず、少なくとも各階層毎に全ての車種あるいはグレードあるいはディーゼルとガソリンのごときエンジンの形式に関わらないパラメータを設定するようにしてもよい。また、少なくとも“トルク”を共通のパラメータとして使用し、その他このトルクに換算できないパラメータは各階層の制御プラットフォームと操作系装置間で使用するようにしてもよい。
また上述までの実施形態では、各個別の制御装置を用いて車両制御を行うための制御構造あるいは制御装置として説明したが、たとえば車両の制御構造を構築する上でのシミュレータに適用してもよい。具体的には、たとえば図６，７にて説明した階層構造をコンピューター上で構築し、車両の走行条件や車両毎に変化するパラメータを適宜設定してシミュレーションを行うようにしてもよい。
【図１】
2004000598.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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2004000598.tif 000016
2004000598.tif 000017
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