(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機器（３１〜３７）を制御する車両用制御システム（１０）であって、
前記車両用制御システムは、複数の前記車載機器を制御するための機器制御部（２４〜３０）と、前記機器制御部の制御を統括するドメイン制御部（２１〜２３）とに階層化され、
少なくとも前記機器制御部は、構成情報として、自身が備える制御機能により提供可能なサービス情報と、当該サービス情報によって表される制御機能を利用するドメイン制御部を特定するための特定情報とを保有しており、
前記ドメイン制御部は、前記機器制御部から前記特定情報により特定される前記ドメイン制御部へ向けて送信される前記サービス情報を受信することにより、前記機器制御部の前記サービス情報を収集し、前記サービス情報の受信に応じて、前記サービス情報の送信元である前記機器制御部に受領通知を送信し、さらに、収集した前記サービス情報に基づき、利用可の制御機能と利用不可の制御機能とを選別し、利用可の制御機能に応じた制御指示を前記機器制御部へ与え、
前記機器制御部は、前記特定情報により特定される前記ドメイン制御部に向けて前記サービス情報を送信し、前記サービス情報を受信した前記ドメイン制御部から受領通知を受信すると、当該受領通知を送信した前記ドメイン制御部とのリンクを確立し、前記リンクを確立した後、前記リンクを確立した前記ドメイン制御部からの制御指示に従って前記車載機器を制御する車両用制御システム。
【請求項２】
前記機器制御部は、前記特定情報として、前記サービス情報に関連付けられるインターフェースの情報を有し、
前記ドメイン制御部は、収集すべき前記サービス情報に関連付けられる前記インターフェースを備え、
前記ドメイン制御部は、自身が備える前記インターフェースを示す前記特定情報に関連付けられた前記サービス情報を収集する請求項１に記載の車両用制御システム。
【請求項３】
前記機器制御部は、前記車載機器から、当該車載機器の備える機能に関する情報を取得し、その取得した前記車載機器の機能に基づいて、提供可能な前記サービス情報を決定する請求項１又は２に記載の車両用制御システム。
【請求項４】
前記ドメイン制御部は、複数設けられ、当該複数のドメイン制御部は、少なくとも１つの前記機器制御部の制御を統括すべく、制御指示を与えるものであり、
さらに、前記複数のドメイン制御部の上位に位置付けられ、各ドメイン制御部の制御を統括する統合制御部（２０）を備え、
前記ドメイン制御部は、前記機器制御部と同様に、構成情報として、自身が備える制御機能により提供可能なサービス情報と、当該サービス情報によって表される制御機能を利用する統合制御部を特定するための特定情報とを保有しており、
前記統合制御部は、前記特定情報を利用して、前記ドメイン制御部から前記サービス情報を収集し、当該サービス情報に基づき、利用可の制御機能と利用不可の制御機能とを選別し、利用可の制御機能に応じた制御指示を前記ドメイン制御部へ与える請求項１乃至３のいずれかに記載の車両用制御システム。
【請求項５】
前記ドメイン制御部は、前記特定情報として、前記サービス情報に関連付けられるインターフェースの情報を有し、
前記統合制御部は、収集すべき前記サービス情報に関連付けられる前記インターフェースを備え、
前記統合制御部は、自身が備える前記インターフェースを示す前記特定情報に関連付けられた前記サービス情報を収集する請求項４に記載の車両用制御システム。
【請求項６】
前記ドメイン制御部は、前記機器制御部から収集した前記サービス情報に基づいて、当該ドメイン制御部として提供可能な前記サービス情報を決定する請求項４又は５に記載の車両用制御システム。
【請求項７】
前記サービス情報は、当該サービスにより提供可能な具体的な物理量を含むものである請求項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】
前記サービス情報は、当該サービスにより提供可能な物理量が、外部要因によって変化する場合、その変化特性に関する情報を含むものである請求項７に記載の車両用制御システム。
【請求項９】
車両に搭載された複数の車載機器（３１〜３７）を制御する車両用制御システム（１０）に適用される機器制御部であって、
前記車両用制御システムは、複数の前記車載機器を制御するための機器制御部（２４〜３０）と、前記機器制御部の制御を統括するドメイン制御部（２１〜２３）とに階層化され、
前記機器制御部は、構成情報として、自身が備える制御機能により提供可能なサービス情報と、当該サービス情報によって表される制御機能を利用するドメイン制御部を特定するための特定情報とを保有しており、
前記機器制御部は、前記特定情報により特定される前記ドメイン制御部に向けて前記サービス情報を送信し、前記サービス情報を受信した前記ドメイン制御部から受領通知を受信すると、当該受領通知を発信した前記ドメイン制御部とのリンクを確立し、前記リンクを確立した後、前記リンクを確立した前記ドメイン制御部からの制御指示に従って前記車載機器を制御することを特徴とする車両用制御システムに適用される機器制御部。
【請求項１０】
車両に搭載された複数の車載機器（３１〜３７）を制御する車両用制御システム（１０）に適用されるドメイン制御部であって、
前記車両用制御システムは、複数の前記車載機器を制御するための機器制御部（２４〜３０）と、前記機器制御部の制御を統括するドメイン制御部（２１〜２３）とに階層化され、
前記機器制御部には、構成情報として、前記機器制御部が備える制御機能により提供可能なサービス情報と、当該サービス情報によって表される制御機能を利用するドメイン制御部を特定するための特定情報とが保有され、
前記ドメイン制御部は、前記機器制御部から前記特定情報により特定される前記ドメイン制御部へ向けて送信される前記サービス情報を受信することにより、前記機器制御部の前記サービス情報を収集し、
前記ドメイン制御部は、前記サービス情報の受信に応じて、前記サービス情報の送信元である前記機器制御部に受領通知を送信することで、前記機器制御部との間にリンクを確立させ、
さらに、前記ドメイン制御部は、収集した前記サービス情報に基づき、利用可の制御機能と利用不可の制御機能とを選別し、利用可の制御機能に応じた制御指示を、前記リンクが確立された前記機器制御部へ与えることを特徴とする車両用制御システムに適用されるドメイン制御部。
【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機器を制御する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、正規のバージョンの制御プログラムを格納した各ＥＣＵによって、単独機能及び車載ネットワークを通じての協調機能が正常に動作するように、各ＥＣＵやソフトウエアの真正性を証明するための構成情報を管理する構成管理サーバを備えた車載ネットワークシステムについて開示されている。
【０００３】
この車載ネットワークシステムでは、ネットワーク登録装置が、車載ネットワークに接続される。そして、構成管理サーバは、ネットワーク登録装置を認証し、正規端末であることが明らかになると、当該ネットワーク登録装置を経由して、車載ネットワークに参加させようとする目標ＥＣＵに構成証明用鍵を配布する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１７１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１の車載ネットワークシステムのように、車載ネットワークに参加させようとする目標ＥＣＵ毎に、ネットワーク登録装置を経由して、構成管理サーバから目標ＥＣＵに構成証明用鍵を配布する手順を踏む場合、車載ネットワークに参加させる目標ＥＣＵの数が増えるほど作業負荷が大きくなってしまう。
【０００６】
さらに、特許文献１の車載ネットワークシステムが搭載される車両の車種やグレードにより、車載機器の種類や搭載の有無が変化すると、その変化に応じて、ＥＣＵの構成やソフトウエアが変更されることになる。その場合、特許文献１のシステムでは、ＥＣＵの構成やソフトウエアが変更される毎に、それ専用のＥＣＵやソフトウエアが必要となり、ＥＣＵ等の汎用性に乏しい。
【０００７】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、システムに含まれる各制御部を簡便に連携して動作させることが可能であって、しかもシステムに含まれる制御部の汎用性を向上した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、
車両に搭載された複数の車載機器（３１〜３７）を制御するものであって、
この車両用制御システムは、複数の車載機器を制御するための機器制御部（２４〜３０）と、機器制御部の制御を統括するドメイン制御部（２１〜２３）とに階層化され、
少なくとも機器制御部は、構成情報として、自身が備える制御機能により提供可能なサービス情報と、当該サービス情報によって表される制御機能を利用するドメイン制御部を特定するための特定情報とを保有しており、
ドメイン制御部は、機器制御部から特定情報により特定されるドメイン制御部へ向けて送信されるサービス情報を受信することにより、機器制御部のサービス情報を収集し、サービス情報の受信に応じて、サービス情報の送信元である機器制御部に受領通知を送信し、さらに、収集したサービス情報に基づき、利用可の制御機能と利用不可の制御機能とを選別し、利用可の制御機能に応じた制御指示を機器制御部へ与え、
機器制御部は、特定情報により特定されるドメイン制御部に向けてサービス情報を送信し、サービス情報を受信したドメイン制御部から受領通知を受信すると、当該受領通知を発信したドメイン制御部とのリンクを確立し、リンクを確立した後、リンクを確立したドメイン制御部からの制御指示に従って車載機器を制御する。
【０００９】
本発明による車両用制御システムでは、機器制御部とドメイン制御部とに階層化されており、下層側に位置する機器制御部は、構成情報として、自身が備える制御機能により提供可能なサービス情報と、当該サービス情報によって表される制御機能を利用するドメイン制御部を特定するための特定情報とを保有している。
【００１０】
そして、ドメイン制御部は、機器制御部からサービス情報を収集し、当該サービス情報に基づき、利用可の制御機能と利用不可の制御機能とを選別し、利用可の制御機能に応じた制御指示を機器制御部へ与えるように構成されている。これにより、ドメイン制御部は、機器制御部が備える制御機能に合致した制御指示を与えることができる。すなわち、ドメイン制御部と機器制御部との連携に関しては、機器制御部が保有するサービス情報を利用して、その態様が決定されるので、非常に簡便に両者を連携して動作させることが可能になる。さらに、ドメイン制御部は、収集したサービス情報に基づいて、利用可の制御機能と利用不可の制御機能とを選別するので、機器制御部の機能が変化した場合でも、原則として、ドメイン制御部を変更することなく対応可能となり、ドメイン制御部の汎用性を高めることができる。
【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】車両用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】統合制御部、ドメイン制御部、機器制御部、及び機器制御部が実装されるＥＣＵにおける、階層化された内部論理構造を示した図である。
【図３】統合制御部の指針層、制約層、及びシステム動作層のそれぞれの状態設定の一例を示した図である。
【図４】エネルギードメイン制御部の指針層、制約層、システム動作層、及び機器挙動層のそれぞれの状態設定の一例を示した図である。
【図５】ＭＧ制御部の指針層、制約層、システム動作層、及び機器挙動層のそれぞれの状態設定の一例を示した図である。
【図６】ＭＧ制御部が実装されるＥＣＵの制約層、システム動作層、及び機器挙動層のそれぞれの状態設定の一例を示した図である。
【図７】あるタイミングにおいて、制御システムの統合制御部、エネルギードメイン制御部、ＭＧ制御部、及びＭＧ制御部が実装されるＥＣＵの各層にて設定され得る状態の一例を示した図である。
【図８】エネルギードメイン制御部２１と、その下層側に設けられる機器制御部である、ＥＭＳ制御部２４、ＭＧ制御部２５及びバッテリ制御部２６とを示したブロック図であって、本実施形態の技術的特徴を説明するための説明図である。
【図９】ドメイン制御部と機器制御部との間でのサービス情報の送受信処理における、機器制御部側の処理内容を示したフローチャートである。
【図１０】図９のフローチャートの機器制御部側の処理に対応して、ドメイン制御部側で行われる処理内容を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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搭載される各種の車載機器に対して、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。しかしながら、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おける車載機器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各種の車載機器の制御に適用されても良い。また、便宜上、ドメイン分けをして説明しているが、このドメイン分けは制御システムの制御構造に密接に関係するため、必ずしも以下に説明する例と同一のドメイン分けを行う必要なく、適宜、最適なドメイン分けを行えば良い。
【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機器のための車両制御システム１０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、車両用制御システム１０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、本実施形態に係る車両用制御システム１０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、車両用制御システム１０は、車載機器としてのエンジン３１、モータジェネレータ（ＭＧ）３２、高圧バッテリ３３、エアコン装置３４、シートヒータ３５、ブレーキ装置３６、ステアリング装置３７を制御するための機能を有する。なお、上述したように、車両用制御システム１０は、さらに、トランスミッション、サスペンション、車室内照明などの他の車載機器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、車両用制御システム１０は、各種の車載機器３１〜３７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）２０〜３０に区分けされ、それら複数の論理ブロック２０〜３０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、車両用制御システム１０における各種の車載機器３１〜３７を制御するための論理構造が、論理ブロック２０〜３０と、それら論理ブロック２０〜３０間の連結関係によって規定されている。そして、車両用制御システム１０は、複数の論理ブロック２０〜３０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、各種の車載機器３１〜３７を制御する。
【００１８】
本実施形態に係る車両用制御システム１０では、各車載機器３１〜３７の役割（機能）に応じて、複数のドメインに区分けされ、それら各ドメインにおいて、それぞれ、車載機器３１〜３７を制御するための機器制御部２４〜３０と、機器制御部２４〜３０を統括するドメイン制御部２１〜２３とに階層化されている。
【００１９】
具体的には、図１に示す例では、エンジン３１及びＭＧ３２が、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ための動力を車両に作用させる役割を担う。また、高圧バッテリ３３ａが、ＭＧ３２に駆動電力を供給したり、ＭＧ３２によって発電された電力を蓄電したりする役割を担う。このため、これらの車載機器３１〜３３は、車両の走行エネルギーに関するものとしてエネルギードメインに区分けされる。このエネルギードメインには、機器制御部として、エンジン３１を制御するエンジン制御部（ＥＭＳ制御部）２４、ＭＧ３２を制御するＭＧ制御部２５、高圧バッテリ３３ａを制御するバッテリ制御部２６が設けられている。さらに、ＥＭＳ制御部２４、ＭＧ制御部２５、バッテリ制御部２６の制御を統括するドメイン制御部として、エネルギードメイン制御部２１が設けられている。
【００２０】
また、車室内の空調を行うエアコン装置３４やシートヒータ３５などは車室内の環境を調節する役割を担うため、これらの車載機器３４、３５はボデードメインに区分けされる。このボデードメインには、機器制御部として、エアコン装置３４を制御するエアコン制御部２７、シートヒータ３５を制御するシートヒータ制御部２８が設けられ、ドメイン制御部として、ボデードメイン制御部２２が設けられている。さらに、ブレーキ装置３６やステアリング装置３７などは、車両の挙動の安定化や車両の進行方向を決定する役割を担うため、これらの車載機器３６、３７は運動ドメインに区分けされる。この運動ドメインには、機器制御部として、ブレーキ装置３６を制御するブレーキ制御部２９、ステアリング装置３７を制御するステアリング制御部３０が設けられ、ドメイン制御部として、運動ドメイン制御部２３が設けられている。
【００２１】
さらに、車両用制御システム１０は、上記の各ドメイン制御部２１〜２３による制御を連携、協調させるための統合制御部２０を備えている。この統合制御部２０は、ドメイン間で連携する制御を担うものであり、必ずしも独立して存在せず、緊密性が高いドメイン制御部に一体化して存在しても良い。
【００２２】
なお、車両用制御システム１０は、実際には、各論理ブロック２０〜３０を、プログラムやデータベースとして、電子制御装置（ＥＣＵ）に実装することにより具現化される。この際、論理ブロック２０〜３０間の連結関係（上下関係）が維持できる限り、各論理ブロック２０〜３０を実装する電子制御装置の数は任意である。ただし、少なくとも各ドメインごとに、論理ブロック２０〜３０を実装する電子制御装置を異ならせることが好ましい。
【００２３】
次に、図１に論理ブロック２０〜３０として例示した、車両用制御システム１０が有する各種の機能について詳しく説明する。
【００２４】
車両用制御システム１０には、各論理ブロック２０〜３０が所与の機能を発揮するために必要な種々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車両用制御システム１０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、各種の車載機器の動作状態（例えば、エンジン回転数、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、車両用制御システム１０に入力される。
【００２５】
その他にも、スポーツモード、エコモード、ノーマルモードから車両の走行モードを選択するためのモードスイッチからの信号や、エアコン装置３４などの車載機器を操作するための操作スイッチからの信号も、車両用制御システム１０に入力される。
【００２６】
さらに、本実施形態による車両用制御システム１０は、例えばアダプティブクルーズコントロールや、レーンキープアシストコントロールなどの半自動運転や、車両の周囲の状況をカメラ等により認識して、交通規制の遵守及び障害物の回避などを行いつつ、地図データに基づき、車両を目的地に到達させる完全自動運転を行うことが可能なものである。そのため、自動運転と手動運転との選択スイッチが設けられており、その選択スイッチからの信号も車両用制御システム１０に入力される。
【００２７】
上述した各種の信号は、車両用制御システム１０の統合制御部２０や各ドメイン制御部２１〜２３に与えられる。例えば、エネルギードメイン制御部２１には、アクセルペダル及びシフトレバーの操作検出信号の他、エンジン３１やＭＧ３２の動作状態を検出する動作検出信号が与えられる。そして、エネルギードメイン制御部２１は、それら操作検出信号及び動作検出信号に基づいて、車両を加速させたり、車速を維持させたりするための、車両全体としての必要駆動トルクを算出する。そして、エネルギードメイン制御部２１は、車両全体の必要駆動トルクからエンジン３１及びＭＧ３２が分担すべき駆動トルクを算出して、ＥＭＳ制御部２４及びＭＧ制御部２５に出力する。また、エネルギードメイン制御部２１は、車両の減速時等において、ＭＧ３２が発生すべき回生電力量を定め、ＭＧ制御部２５に出力する。この際、エネルギードメイン制御部２１は、ＭＧ３２による回生ブレーキでは、必要な制動トルクが得られない場合、その不足する制動トルクの発生を運動ドメイン制御部２３に指示する。すると、運動ドメイン制御部２３は、ブレーキ制御部２９を介してブレーキ装置３６を作動させ、不足制動トルクを発生させる。なお、このような回生ブレーキと機械ブレーキとの連携制御は、統合制御部２０において指揮されても良い。
【００２８】
ＥＭＳ制御部２４は、エネルギードメイン制御部２１から出力された目標エンジントルクを達成するために必要な制御信号をエンジン３１に出力する。より詳細には、ＥＭＳ制御部２４は、エンジン３１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、ＥＭＳ制御部２４は、目標エンジントルクとの差分のトルクを増減するためのエンジン運転状態を算出する。ＥＭＳ制御部２４は、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、及び点火時期を算出し、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３１に出力する。
【００２９】
ＭＧ制御部２５も、エネルギードメイン制御部２１から出力された目標ＭＧトルクを実現するための制御信号をＭＧ３２に出力する。例えば、ＭＧ制御部２５は、ＭＧ３２が発生する駆動トルクによりエンジントルクをアシストする場合、ＭＧ３２が目標ＭＧトルクを発生するように、例えばベクトル制御によりＭＧ３２の各ステータコイルへの通電電流を制御する。また、ＭＧ制御部２５は、回生ブレーキ時には、エネルギードメイン制御部２１において定められた回生電力量が得られるように、ＭＧ３２のインバータを制御する。
【００３０】
バッテリ制御部２６は、複数のセルからなる高圧バッテリ３３ａに対し、各セルの充電量が均一となるように均等化処理を行ったり、高圧バッテリ３３ａの充電率（ＳＯＣ）を算出したり、図示しない冷却ファンなどを用いて高圧バッテリ３３ａの温度管理を行ったりする。
【００３１】
なお、高圧バッテリ３３ａは、外部充電設備によって充電可能なものであり、高圧バッテリ３３ａが外部充電設備によって充電されるとき、バッテリ制御部２６は、高圧バッテリ３３ａが過充電状態に陥らないように、高圧バッテリ３３の充電状態を監視し、必要に応じて、充電の停止処理なども実行する。
【００３２】
ボデードメイン制御部２２には、車両のメインスイッチ信号、エアコン装置３４の操作信号、シートヒータ３５の操作信号、乗員検出信号の他、車室内外の温度検出信号、日射量の検出信号、シートの温度検出信号などが与えられる。そして、車両に乗員が乗車しており、エアコン装置３４やシートヒータ３５などの操作信号が検出された場合には、その操作信号や各種の検出信号に基づいて、車室内環境を、車両の乗員によって指示された環境に一致させるべく、エアコン装置３４やシートヒータ３５などを制御する際の目標状態を示す目標信号を生成し、エアコン制御部２７及びシートヒータ制御部２８に出力する。
【００３３】
エアコン制御部２７は、ボデードメイン制御部２２からの目標信号に基づき、エアコン装置３４のファンの回転数や、エアミックスドアの開度を制御することにより、目標状態に近づくように車室内の温度や湿度を制御する。また、シートヒータ制御部２８は、ボデードメイン制御部２２からの目標信号に基づき、シートに内蔵されたヒータ３５への通電電流を制御することによりシート温度を制御する。
【００３４】
運動ドメイン制御部２３には、自動運転と手動運転との選択スイッチからの信号の他、車両の周囲の状況を検出するための検出信号などが与えられる。そして、運動ドメイン制御部２３は、自動運転が選択された場合、検出された車両周囲の状況に応じて、速度の調節や、進行方向の制御を行うべく、ブレーキ制御部２９及びステアリング制御部３０に制御信号を出力する。さらに、運動ドメイン制御部２３は、速度の調節を行う場合には、その速度調節に関する情報をエネルギードメイン制御部２１にも与えることにより、車両に発生する駆動力の調節を指示する。このようにして、運動ドメイン制御部２３は、必要に応じて、ブレーキ制御と、エンジン制御及びモータ制御を連携させる。また、運動ドメイン制御部２３は、手動運転が選択された場合、原則として、車両の運転操作に従って、操舵や制動が行われるように、ブレーキ制御部２９及びステアリング制御部３０に制御信号を出力する。
【００３５】
ブレーキ制御部２９は、運動ドメイン制御部２３から出力された制御信号に従い、ブレーキ装置３６の動作を制御する。また、ステアリング制御部３０も、運動ドメイン制御部２３から出力された制御信号に従い、ステアリング装置３７の動作を制御する。
【００３６】
ここで、統合制御部２０、ドメイン制御部２１〜２３、及び機器制御部２４〜３０の内部論理構造の一例について説明する。なお、以下においては、制御システム１０により車両の自動運転を行う例について説明する。
【００３７】
図２は、統合制御部２０、ドメイン制御部２１〜２３、機器制御部２４〜３０、及び機器制御部２４〜３０が実装される各ＥＣＵにおける、階層化された内部論理構造を示している。図２及び図３に示すように、統合制御部２０は、指針層２０ａ、制約層２０ｂ、及びシステム動作層２０ｃの３層に階層化される。なお、統合制御部２０に機器挙動層が設けられない理由は、統合制御部２０が直接的に制御の実行責任を担う車載機器が、統合制御部２０に割り当てられていないためである。もし、そのような車載機器が統合制御部２０に割り当てられた場合、統合制御部２０は機器挙動層２０ｄを持ち、その機器挙動層２０ｄにおいて、車載機器に出力する制御信号を生成する。
【００３８】
図３は、統合制御部２０の指針層２０ａ、制約層２０ｂ、及びシステム動作層２０ｃのそれぞれの状態設定の一例を示している。まず、指針層２０ａは、制御システム全体の制御指針として予め複数の制御指針が定められており、その複数の制御指針の中から１つの制御指針を選択して、制御システム全体の制御指針を設定する。
【００３９】
図３に示す例では、統合制御部２０の制御指針として「快適優先」、「燃費優先」、「走行優先」の３つが予め定められている。指針層２０ａは、例えば、車両の走行モード（スポーツモード、エコモード、ノーマルモード）を選択するためのスイッチからの信号に基づいて、いずれかの制御指針を選択する。なお、スポーツモードが選択された場合、制御指針は「走行優先」となり、エコモードが選択された場合、制御指針は「燃費優先」となり、ノーマルモードが選択された場合、制御指針は「快適優先」となる。ただし、制御指針は、これら例示の制御指針に限られるものではなく、別の制御指針を追加したり、別の制御指針で置き換えたりすることも可能である。この点は、後述するドメイン制御部２１〜２３、及び機器制御部２４〜３０も同様である。
【００４０】
次に、制約層２０ｂについて説明する。制約層２０ｂは、下位層となるシステム動作層２０ｃにおけるシステム制御モードの設定、及び／又は設定されたシステム制御モードによる制御内容に対して制約条件を設定する。
【００４１】
例えば、図３に示す例では、制御指針として「燃費優先」が選択された場合に、制約層２０ｂは、「加減速度制限」、「電力生成燃料最小化」、「熱生成燃料最小化」の３つの制約条件の中から１つの制約条件を選択して設定する。例えば、「加減速度制限」が選択されると、車両の最大加速度や最大減速度が、それぞれ所定値以下に制限される。また、「電力生成燃料最小化」が選択されると、エンジン３１における燃料消費を極力少なくするため、ＭＧ３２による駆動トルクの発生及び電力回生をより積極的に行うように制約を課す。例えば、回生ブレーキの作動条件を緩和し、回生ブレーキにより回生電力が得られやすくする。同時に、ＭＧ３２による作動領域を拡大して、ＭＧ３２の作動比率を高める。「熱生成燃料最小化」が選択されると、熱エネルギーを発生するためにエンジン３１にて消費される燃料が極力少なくなるよう制約を課す。具体的には、例えば、エアコン装置３４がエンジン３１によって駆動されるコンプレッサを使用する場合には、コンプレッサの駆動を禁止したり、制限したりする。あるいは、エアコン装置３４が電動コンプレッサを使用する場合には、その電動コンプレッサによる電力消費を禁止したり、制限したりする。
【００４２】
上記の例において、制約層２０ｂが、いずれの制約条件を課すかは、高圧バッテリ３３ａのＳＯＣや、エアコン装置３４の動作状態に基づいて決定することができる。例えば、制約層２０ｂは、高圧バッテリ３３ａのＳＯＣが下限値に近い場合には、ＭＧ３２によって発生可能な駆動トルクが制限されるので、燃料消費を抑制するための制約条件として、「加減速度制限」を選択する。一方、高圧バッテリ３３のＳＯＣａが十分に高い場合には、制約層２０ｂは、ＭＧ３２によるトルクアシストを積極的に活用して燃料消費の抑制を図るべく、「電力生成燃料最小化」を選択する。また、制約層２０ｂは、エアコン装置３４がオフされていたり、コンプレッサを低能力で駆動可能であったりする場合には、「熱生成燃料最小化」を選択する。
【００４３】
次に、システム動作層２０ｃについて説明する、システム動作層２０ｃには、制御指針及び制約条件毎に、選択可能なシステムの制御モードとして複数のシステム制御モードが予め定められている。システム動作層２０ｃは、指針層２０ａにて設定された制御指針及び制約層２０ｂにて設定された制約条件の下で選択可能な複数のシステム制御モードの中から、車両の走行環境や走行状態、車載機器の動作状態などに応じて、１つのシステム制御モードを選択して、システムの制御モードを設定する。
【００４４】
例えば、図３に示す例では、制御指針として「燃費優先」が選択され、かつ制約条件として「加減速度制限」が選択された場合に、システム動作層２０ｃは、「経路予測制御」、「目的地変更過渡制御」、「経路変更対応制御」の３つのシステム制御モードの中から１つのシステム制御モードを選択して設定する。
【００４５】
「経路予測制御」は、車両が目的地に達するまでの走行予想経路を算出し、その算出した走行予想経路において、車両にて消費される、もしくは生成されるエネルギーを予測しつつ、消費されるエネルギーと生成されるエネルギーとの差が極力小さくなるように、エンジン３１、ＭＧ３２などの制御状態を定める制御モードである。「目的地変更過渡制御」は、車両の乗員によって、途中で目的地が変更された場合に、新たな目的地への走行予想経路を算出し、その走行予想経路に基づいて、消費されるエネルギーと生成されるエネルギーとの差が極力小さくなるように、エンジン３１、ＭＧ３２などの制御状態を定める制御モードである。「経路変更対応制御」も、例えば走行予想経路が工事などで走行できない場合や渋滞で混雑している場合に、当初の走行予想経路から別の走行予想経路に変更するとともに、その変更後の走行予想経路に基づいて、消費されるエネルギーと生成されるエネルギーとの差が極力小さくなるように、エンジン３１、ＭＧ３２などの制御状態を定める制御モードである。
【００４６】
なお、図３では、「燃費優先」の制御指針の下で選択される制約条件、「加減速度制限」の制約条件の下で選択されるシステム制御モードの一例を示した。しかし、他の制御指針が選択された場合、選択対象となる制約条件は、異なることもあるし、同じであることもある。同様に、制約条件が異なる場合であっても、選択対象となるシステム制御モードが、異なることもあるし、同じであることもある。これは、以下に説明するドメイン制御部２１〜２３、機器制御部２４〜３０の場合も同様である。
【００４７】
次に、各ドメイン制御部２１〜２３の内部論理構造について説明する。なお、各ドメイン制御部２１〜２３は、同様の内部論理構造を有しているため、以下においては、エネルギードメイン制御部２１を代表例として説明する。
【００４８】
エネルギードメイン制御部２１は、図４に示すように、指針層２１ａ、制約層２１ｂ、システム動作層２１ｃ、及び機器挙動層２１ｄの４層に階層化されている。図４は、エネルギードメイン制御部２１の指針層２１ａ、制約層２１ｂ、システム動作層２１ｃ、及び機器挙動層２１ｄのそれぞれの状態設定の一例を示している。
【００４９】
図４に示す例では、エネルギードメイン制御部２１の制御指針として「所定時間内追従」、「所定距離範囲内追従」、「エネルギー変動抑制優先」の３つが予め定められている。「所定時間内追従」とは、先行車両が加速や減速などを行った場合に、その先行車両の速度変化に対して、所定時間内で追従するように制御する制御指針である。「所定距離範囲内追従」とは、先行車両が加速や減速などを行った場合に、基準とする車間距離の変化が所定距離範囲内に収まるように制御する制御指針である。「エネルギー変動抑制優先」とは、高圧バッテリ３３ａのＳＯＣの変動の抑制を主眼とした制御指針である。
【００５０】
指針層２１ａは、例えば、先行車両への追従が早い、普通、遅いを選択する選択スイッチからの信号に基づいて、いずれかの制御指針を選択する。なお、「先行車両への追従：早い」が選択された場合、制御指針は「所定時間内追従」となり、「先行車両への追従：普通」が選択された場合、制御指針は「所定距離範囲内追従」となり、「先行車両への追従：遅い」が選択された場合、制御指針は「エネルギー変動抑制優先」となる。
【００５１】
また、図４に示す例では、制御指針として「所定距離範囲内追従」が選択された場合に、制約層２１ｂは、「目標ＳＯＣ上下限制約」、「目標ＳＯＣ上限制約」、「目標ＳＯＣ下限制約」の３つの制約条件の中から１つの制約条件を選択して設定する。この制約条件の選択は、高圧バッテリ３３ａの状態に加え、図２に示すように、統合制御部２０の制約層２０ｂの設定内容の影響を受ける。
【００５２】
「目標ＳＯＣ上下限制約」が選択されると、高圧バッテリ３３ａのＳＯＣが通常の上限、及び下限よりも厳しく制限される。また、「目標ＳＯＣ上限制約」が選択されると、高圧バッテリ３３のＳＯＣの上限のみが厳しく制限される。さらに、「目標ＳＯＣ下限制約」が選択されると、高圧バッテリ３３のＳＯＣの下限のみが厳しく制限される。
【００５３】
さらに、図４に示す例では、制約条件として「目標ＳＯＣ上下限制約」が選択された場合に、システム動作層２１ｃは、「ＥＮＧ再起動制御」、「停止制御」、「駆動／回生制御」の３つのシステム制御モードの中から１つのシステム制御モードを選択して設定する。このシステム制御モードの選択は、車両の走行状態に加え、制約層２０ｂの場合と同様に、統合制御部２０のシステム動作層２０ｃの設定内容の影響を受ける。
【００５４】
「ＥＮＧ再起動制御」とは、車両が停止して、エンジン３１がアイドリングストップにより停止されている場合に、運転者の走行開始意図を予測して、ＭＧ３２によりエンジン３１の再起動を行う制御モードである。「停止制御」とは、車両が惰性走行（Coasting）可能な場合に、エンジン３１及びＭＧ３２の駆動を停止させる制御モードである。「駆動／回生制御」とは、ＭＧ３２の駆動トルクにより車両を発進させたり、エンジン３１の発生駆動トルクをアシストしたり、ＭＧ３２により回生電力を発生させたりする制御モードである。
【００５５】
本実施形態の制御システム１０においては、エネルギードメイン制御部２１は、機器制御部を介することなく、直接的に制御の実行責任を担う車載機器が割り当てられている。その車載機器は、図示しないが、エンジン３１とＭＧ３２のインバータとの冷却系を統合した統合冷却装置である。統合冷却装置は、同じ冷却液がエンジン３１とＭＧ３２のインバータとに循環するようにして、エンジン３１の冷却系と、ＭＧ３２のインバータの冷却系とを共通化したものである。統合冷却装置は、それぞれの温度調節（冷却等）の必要性に応じて、ポンプ及び流路切換弁などを用いて、冷却液がエンジン３１だけを循環する状態、冷却液がインバータだけを循環する状態、及び冷却液がエンジン３１及びインバータを循環する状態のいずれかに切り換え可能に構成される。
【００５６】
そして、エンジン３１の温度調節だけが必要である場合には、エネルギードメイン制御部２１の機器挙動層２１ｄが、「ＷＰオン、ＥＮＧ冷却」の車載機器制御モードとなり、ポンプ及び流路切換弁を制御して、冷却液がエンジン３１だけを循環するようにする。これにより、エンジン３１の発熱温度が適切となるように、温度調節制御を行うことができる。一方、インバータの温度調節だけが必要である場合には、機器挙動層２１ｄが、「ＷＰオン、ＭＧ冷却」の車載機器制御モードとなり、ポンプ及び流路切換弁を制御して、冷却液がインバータだけを循環するようにする。これにより、ＭＧ３２の駆動電流を調節するために動作するインバータの温度調節を適切に行うことが可能となる。さらに、エンジン３１及びインバータの双方の温度調節が必要である場合には、機器挙動層２１ｄが、「ＷＰオン、ＥＮＧ／ＭＧ冷却」の車載機器制御モードとなり、エンジン３１及びインバータの双方を冷却液が循環するようにする。
【００５７】
このように、機器挙動層２１ｄは、システム動作層２１ｃにより設定されたシステム制御モードの下で選択可能な、当該システムを構成する車載機器の複数の制御モードの中から１つの車載機器制御モードを選択して設定する。さらに、機器挙動層２１ｄは、設定した車載機器制御モードに従って車載機器を作動させるために、車載機器に対して実行する制御内容を定め、その制御内容に応じた制御信号を出力する。
【００５８】
なお、ドメイン制御部２１〜２３に対して、直接的に制御の実行責任を担う車載機器が割り当てられていない場合には、ドメイン制御部２１の機器挙動層２１ｄは省略可能である。また、統合制御部２０が、機器挙動層を有していない場合には、ドメイン制御部２１の機器挙動層２１ｄは、統合制御部２０の機器挙動層からの影響を受けることはない。
【００５９】
次に、機器制御部としてＭＧ制御部２５を例にとり、その内部論理構造を説明する。ＭＧ制御部２５は、図５に示すように、指針層２５ａ、制約層２５ｂ、システム動作層２５ｃ、及び機器挙動層２５ｄの４層に階層化されている。図５は、ＭＧ制御部２５の指針層２５ａ、制約層２５ｂ、システム動作層２５ｃ、及び機器挙動層２５ｄのそれぞれの状態設定の一例を示している。
【００６０】
図５に示す例では、ＭＧ制御部２５の制御指針として「エンジン停止禁止」、「エンジン停止許可」、「エンジン起動禁止」の３つが予め定められている。指針層２５ａは、例えば、エンジン３１の温度に基づいて、いずれかの制御指針を選択する。例えば、エンジン３１の温度が所定の下限温度よりも低い場合には、エンジン３１を暖気するために、「エンジン停止禁止」の制御指針を選択する。そして、エンジン３１の温度が所定の下限温度以上に上昇すると、「エンジン停止許可」の制御指針を選択する。ただし、エンジン３１の温度が所定の上限温度以上に上昇すると、オーバーヒートを防止するため、「エンジン起動禁止」の制御指針を選択する。
【００６１】
また、図５に示す例では、制御指針として「エンジン停止許可」が選択された場合に、制約層２５ｂは、「エンジン暖気不要」、「エンジン暖気必要」、「エンジン加熱防止」の３つの制約条件の中から１つの制約条件を選択して設定する。この制約条件の選択は、エンジン３１の温度に加え、上位層であるエネルギードメイン制御部２１の制約層２１ｂの設定内容の影響を受ける。
【００６２】
制約条件として「エンジン暖気不要」が選択されると、エンジン３１の始動、停止をなんらの制限もなく行うことができる。「エンジン暖気必要」が選択されると、エンジン３１の停止や、エンジン回転数が制約を受ける。「エンジン加熱防止」が選択されると、停止しているエンジン３１の起動の他、エンジン３１が起動中である場合には、エンジン回転数が所定回転数以下に制限される。
【００６３】
さらに、図５に示す例では、制約条件として「ＥＮＧ暖気不要」が選択された場合に、システム動作層２５ｃは、「所定車速以下でアイドリングストップ（ＩＳ）制御」、「車両停止でアイドリングストップ制御」、「ＥＮＧ起動・連携制御」の３つのシステム制御モードの中から１つのシステム制御モードを選択して設定する。「所定車速以下でＩＳ制御」とは、車両の走行速度が所定車速以下に低下した場合、車両が停止していなくとも、エンジン３１を停止させる制御モードである。「車両停止でＩＳ制御」とは、車両が停止してから、エンジン３１も停止させる制御モードである。「ＥＮＧ起動・連携制御」とは、ＩＳ制御で停止したエンジン３１の起動を行うとともに、起動したエンジン３１とＭＧ３２とを連携して制御する制御モードである。
【００６４】
例えば、エンジン３１の暖気が十分になされている場合には、エンジン３１の停止期間を延ばすために「所定車速以下でＩＳ制御」が選択される。一方、エンジン３１の暖気の程度が不十分である場合には、「車両停止でＩＳ制御」が選択される。また、アイドリングストップによりエンジン３１が停止しているときから、車両が減速して停止するまでは、「ＥＮＧ起動・連携制御」が選択される。
【００６５】
さらに、図５に示す例では、システム制御モードとして「ＥＮＧ起動・連携制御」が選択された場合に、機器挙動層２５ｄは、「ＭＧでＥＮＧ再始動」、「ＭＧ休止」、「ＭＧによる回生」、「ＭＧ駆動」の４つの車載機器制御モードの中から１つの車載機器制御モードを選択して設定する。この車載機器制御モードの選択は、主として、車両の走行状態に基づいて選択されるが、エネルギードメイン制御部２１の機器挙動層２１ｄの影響を受ける場合がある。そして、機器挙動層２５ｄは、設定した車載機器制御モードに従いつつ、目標とする動作状態に応じた制御信号をＭＧ３２に出力する。
【００６６】
次に、ＭＧ制御部２５が実装されるＥＣＵ４０の状態管理について説明する。ＥＣＵ４０は、図６に示すように、制約層４０ｂ、システム動作層４０ｃ、及び機器挙動層４０ｄの３層に階層化されている。図６は、ＥＣＵ４０の制約層４０ｂ、システム動作層４０ｃ、及び機器挙動層４０ｄのそれぞれの状態設定の一例を示している。なお、この状態管理は、例えばＡＵＴＯＳＡＲなどの車載ソフトウエアプラットフォームにおけるベーシックソフトウエアにより実行される。
【００６７】
図６に示す例では、ＥＣＵ４０の制約層４０ｂにおいて、「省電力縮退許可」、「省電力縮退禁止」、「起動停止」の３つの制約条件が定められている。制約層４０ｂは、ＥＣＵ４０に実装されるＭＧ制御部２５の制約層２５ｂの設定内容の影響を受けて、いずれかの制約条件を設定する。なお、「省電力縮退許可」とは、ＥＣＵ４０の機能の一部を休止して、ＥＣＵにおける電力消費を低減することを許可することを意味する。この場合、ＥＣＵ４０は動作可能であるが、処理速度や処理能力などの性能が低下する。「省電力縮退禁止」とは、ＥＣＵ４０の処理能力を確保するため、ＥＣＵ４０の機能の一部休止を禁止することを意味する。「起動停止」とは、いわゆるスリープなど、ＥＣＵ４０の主要な機能を停止することを意味する。
【００６８】
また、図６に示す例では、制約条件として「省電力縮退許可」が選択された場合に、システム動作層４０ｃは、「ＥＭＳ単独」、「ＥＭＳ‐ＭＧ連携」、「ＥＭＳ−ＭＧ−ＢＡＴ連携」の３つのシステム制御モードの中から１つのシステム制御モードを選択して設定する。このシステム制御モードの選択は、ＭＧ制御部２５のシステム動作層２５ｃの設定内容に基づき行われる。
【００６９】
「ＥＭＳ単独」とは、ＥＭＳ制御部２４だけがエンジン３１の駆動制御を実行し、ＭＧ制御部２５によるＭＧ３２の駆動は休止される制御モードである。「ＥＭＳ‐ＭＧ連携」とは、ＥＭＳ制御部２４とＭＧ制御部２５とが連携して、エンジン３１及びＭＧ３２を駆動する制御モードである。「ＥＭＳ‐ＭＧ‐ＢＡＴ連携」とは、ＭＧ３２以外に高圧バッテリ３３ａの電力を消費する場合に、ＭＧ３２にて使用可能な高圧バッテリ３３ａのＳＯＣを予測しつつ、ＥＭＳ制御部２４とＭＧ制御部２５とが連携して、エンジン３１及びＭＧ３２を駆動する制御モードである。
【００７０】
さらに、図６に示す例では、システム制御モードとして「ＥＮＧ−ＭＧ連携」が選択された場合に、機器挙動層４０ｄは、「全制御用ＭＰＵコア作動」、「一部制御用ＭＰＵコア作動」、「他ＥＣＵの制御値流用」の３つの車載機器制御モードの中から１つの車載機器制御モードを選択して設定する。この車載機器制御モードの選択は、ＭＧ制御部２５の機器挙動層２５ｄの影響を受けて行われる。
【００７１】
「全制御用ＭＰＵコア作動」は、エンジン３１とＭＧ３２とを連携して制御する際に、例えば目標とする制御状態を予測するための制御用ＭＰＵコアの全てを作動させる制御モードである。「一部制御用ＭＰＵコア作動」は、上記の制御用ＭＰＵコアの一部を作動させる制御モードである。「他ＥＣＵの制御値流用」は、ＥＣＵ４０にて、制御状態の予測を行わず、他のＥＣＵからの制御値を流用する制御モードである。これらの制御モードは、ＭＧ制御部２５の機器挙動層２５ｄにおけるＭＧ制御のための処理内容や処理負荷に応じて選択される。
【００７２】
以上、図２から図６を用いて、制御システム１０の統合制御部２０、エネルギードメイン制御部２１、ＭＧ制御部２５、及びＥＣＵ４０の各層にて設定される制御指針や、制御モードの状態について説明した。さらに、図７に、あるタイミングにおいて、制御システム１０の統合制御部２０、エネルギードメイン制御部２１、ＭＧ制御部２５、及びＥＣＵ４０の各層にて設定され得る状態の一例を示す。
【００７３】
このような各層における状態は、図２に示すように、統合制御部２０、ドメイン制御部２１〜２３、機器制御部２４〜２９、及びＥＣＵ４０において、それぞれ、指針層、制約層、システム動作層、機器挙動層の順番で、上位層の設定内容に応じて、設定されていく。さらに、図２に示すように、ドメイン制御部の制約層及びシステム動作層、機器制御部の制約層、システム動作層、及び機器挙動層、ＥＣＵのシステム動作層及び機器挙動層は、上位の制御部の隣接層での設定内容の影響を受ける。
【００７４】
以下に、統合制御部２０、ドメイン制御部２１〜２３、機器制御部２４〜２９、及びＥＣＵ４０における、各層の設定の流れの一例を説明する。なお、ドメイン制御部２１〜２３に関してはエネルギードメイン制御部２１、機器制御部２４〜３０に関してはＭＧ制御部２５を代表例として説明する。
【００７５】
最初に、図２に示すように、統合制御部２０の指針層２０ａ、エネルギードメイン制御部２１の指針層２１ａ、及びＭＧ制御部２５の指針層２５ａにおいて、それぞれの制御指針が設定される。このように、統合制御部２０の指針層２０ａ、エネルギードメイン制御部の指針層２１ａ、及びＭＧ制御部２５の指針層２５ａは、相互に独立して、制御指針を設定する。
【００７６】
次に、統合制御部２０の制約層２０ｂ、エネルギードメイン制御部２１の制約層２１ｂ、ＭＧ制御部２５の制約層２５ｂ、及びＥＣＵ４０の制約層４０ｂの状態設定が行われる。ただし、これら制約層２０ｂ、２１ｂ、２５ｂ、４０ｂの状態設定に関しては、統合制御部２０の制約層２０ｂの設定、エネルギードメイン制御部２１の制約層２１ｂの設定、ＭＧ制御部２５の制約層２５ｂの設定、ＥＣＵ４０の制約層４０ｂの設定の順序で実施される。エネルギードメイン制御部２１の制約層２１ｂの設定は、上位の制御部の隣接層として、統合制御部２０の制約層２０ｂの設定内容の影響を受けるためである。同様に、ＭＧ制御部２５の制約層２５ｂの設定は、エネルギードメイン制御部２１の制約層２１ｂの設定内容の影響を受け、ＥＣＵ４０の制約層４０ｂの設定は、ＭＧ制御部２５の制約層２５ｂの設定内容の影響を受けるためである。
【００７７】
例えば、図７に示すように、統合制御部２０の制約層２０ｂにおいて、「加減速度制限」が設定された場合、エネルギードメイン制御部２１の制約層２１ｂでは、指針層２１ａにて設定された制御指針の下で選択可能な制約条件の中から、その「加減速度制限」に整合する選択肢を選定する。具体的には、加速度及び減速度の双方を制限する必要があるため、例えば、エネルギードメイン制御部２１の制約層２１ｂでは、「ＳＯＣ上下限制約」を選定する。
【００７８】
その後、統合制御部２０のシステム動作層２０ｃ、エネルギードメイン制御部２１のシステム動作層２１ｃ、ＭＧ制御部２５のシステム動作層２５ｃ、及びＥＣＵ４０のシステム動作層４０ｃの状態設定に移行する。このシステム動作層２０ｃ、２１ｃ、２５ｃ、４０ｃの状態設定においても、制約層２０ｂ、２１ｂ、２５ｂ、４０ｂの場合と同様に、統合制御部２０のシステム動作層２０ｃ、エネルギードメイン制御部２１のシステム動作層２１ｃ、ＭＧ制御部２５のシステム動作層２５ｃ、ＥＣＵ４０のシステム動作層４０ｃの順序で状態設定が行われる。
【００７９】
最後に、エネルギードメイン制御部２１の機器挙動層２１ｄ、ＭＧ制御部２５の機器挙動層２５ｄ、及びＥＣＵ４０の機器挙動層４０ｄの状態設定に移行する。この機器挙動層２１ｄ、２５ｄ、４０ｄの状態設定においても、エネルギードメイン制御部２１の機器挙動層２１ｄ、ＭＧ制御部２５の機器挙動層２５ｄ、ＥＣＵ４０の機器挙動層４０ｄの順序で状態設定が行われる。
【００８０】
ところで、一例として説明した上述の車両用制御システム１０において、搭載される車両の車種やグレードにより、車載機器の種類や搭載の有無が変化した場合などに、機器制御部の制御機能が変化し、それに伴い、ドメイン制御部や統合制御部などシステム全体に渡って制御機能の修正が必要になると、その設計や改変に対処するための手間やコストが過大となる。
【００８１】
そこで、本実施形態では、車両用制御システム１０を、車載機器の種類や搭載の有無が変化した場合などに、機器制御部の制御機能が変化しても、原則として、ドメイン制御部を変更することなく対応可能とした。これにより、機器制御部の制御機能が異なる場合でも、同様のドメイン制御部を用いることが可能となり、ドメイン制御部の汎用性を高めることができる。
【００８２】
以下、機器制御部の制御機能が変化しても、ドメイン制御部を変更することなく対応可能とするための工夫点について、図８のブロック図及び図９、１０のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００８３】
図８は、上記工夫点を説明するためのものであり、特に、エネルギードメイン制御部２１と、その下層側に設けられる機器制御部である、ＥＭＳ制御部２４、ＭＧ制御部２５及びバッテリ制御部２６とを例示している。なお、他のドメイン制御部（ボデードメイン制御部２２、運動ドメイン制御部２３）と対応する機器制御部（エアコン制御部２７、シートヒータ制御部２８、ブレーキ制御部２９、ステアリング制御部３０）とに関しても、以下に説明する構成と同様の構成を備えている。
【００８４】
図８に示すように、各機器制御部、すなわち、ＥＭＳ制御部２４、ＭＧ制御部２５及びバッテリ制御部２６は、構成情報として、自身が備える制御機能により提供可能なサービス情報と、当該サービス情報によって表される制御機能を利用するドメイン制御部を特定するための特定情報とを保有している。
【００８５】
サービス情報に関しては、図８に示すように、例えば、ＥＭＳ制御部２４は「エンジントルク提供」、ＭＧ制御部２５は「ＭＧトルク提供」及び「電気生成」、バッテリ制御部２６は「電源提供（高圧、低圧）」などのように、各機器制御部は、自身の機能を概念的に表す情報をサービス情報として保有している。
【００８６】
なお、バッテリ制御部２６は、高圧バッテリ３３ａに対する各種の制御を行うばかりでなく、低圧バッテリ３３ｂの充電状態の管理も行う。そのため、バッテリ制御部２６は、サービス情報として、「電源提供（高圧、低圧）」との情報を保有している。高圧バッテリ３３ａは、ＭＧ３２及びエアコン装置３４の電動コンプレッサに電源を提供し、低圧バッテリ３３ｂは、それ以外の車載電気負荷に電源を提供する。
【００８７】
バッテリ制御部２６が低圧バッテリ３３ｂの充電状態を管理するために、例えば、低圧バッテリ３３ｂは、降圧コンバータを介して、高圧バッテリ３３ａと接続されており、低圧バッテリ３３ｂの充電量が低下した場合、高圧バッテリ３３ａから電源の供給を受けることが可能となっている。バッテリ制御部２６は、低圧バッテリ３３ｂの充電量や車載電気負荷による電力消費量に基づいて、必要に応じて降圧コンバータを動作させ、低圧バッテリ３３ｂを充電する。
【００８８】
ただし、サービス情報に関しては、各機器制御部の制御機能を概念的に表す情報ばかりでなく、各機器制御部は、上述した指針層、システム動作層、機器挙動層の少なくとも１層にて設定される動作状態をサービス情報として保有しても良い。これら指針層、システム動作層、機器挙動層にて設定される動作状態から、該当する機器制御部の制御機能を類推できるためである。
【００８９】
また、サービス情報は、そのサービスにより提供可能な具体的な物理量を含むものであっても良い。例えば、サービスがエンジントルク提供に関するものである場合、サービス情報は、エンジン３１が出力可能なエンジントルクを含んでいても良い。サービスがＭＧトルク提供に関するものである場合、サービス情報は、ＭＧ３２が出力可能なモータトルクを含んでいても良い。サービスがＭＧ３２による電気生成に関するものである場合、サービス情報は、ＭＧ３２が生成可能な電気量を含んでいても良い。そして、サービスが電源提供に関するものである場合、サービス情報は、高圧バッテリ３３ａ及び低圧バッテリ３３ｂのそれぞれの電池容量を含んでいても良い。
【００９０】
さらに、サービス情報には、提供可能な物理量が、環境温度などの外部要因によって変化する場合には、その変化特性に関する情報を含んでいても良い。例えば、モータの駆動上限温度、バッテリの電池容量の温度特性などを、サービス情報として含んでいても良い。サービス情報がこのような情報を含むことにより、ドメイン制御部において、サービス提供の可否判断を適切に行うことができるようになる。
【００９１】
サービス情報によって表される制御機能を利用するドメイン制御部を特定する特定情報に関しては、各機器制御部は、例えば、図８に示すように、該当するドメイン制御部によって保有されるインターフェースの名称情報を保有している。
【００９２】
各ドメイン制御部は、サービス情報を収集するため、それぞれ固有のインターフェースを有している。例えば、図８に示す例では、エネルギードメイン制御部２１は、運動ＩＦと電気ＩＦとを保有し、起動停止制御部４０は電源ＩＦを保有している。なお、ここで言うインターフェースとは、通信インターフェースのような物理的な構成ではなく、機器制御部から送信されるサービス情報の受け手となることを示す情報にすぎない。
【００９３】
なお、図８において、起動停止制御部４０は、車両用制御システム１０の起動、停止を制御するためのもので、各制御部２０〜３０への電源の提供、その停止を司るものである。この起動停止制御部４０は、例えば、統合制御部２０や各ドメイン制御部２１〜２３とは独立して設けられても良いし、あるいは、統合制御部２０又はいずれかのドメイン制御部２１〜２３によって兼任されても良い。
【００９４】
このように、ドメイン制御部に、関連するサービス情報を収集するため、それぞれ固有のインターフェースを設けているので、機器制御部は、特定情報として、サービス情報を送信すべきドメイン制御部が有するインターフェースの名称情報を保有することで、該当するドメイン制御部へ自身のサービス情報を送信することができる。このようなインターフェース情報によって、サービス情報の送受信を行うことで、各機器制御部が、特定情報として、該当するドメイン制御部そのものを示すＩＤ情報などを有する必要がなく、該当するドメイン制御部との間でサービス情報の送受信を簡単に行うことができるようになる。ただし、各機器制御部は、特定情報として、該当するドメイン制御部そのものを示すＩＤ情報を用いても良い。
【００９５】
そして、ドメイン制御部は、機器制御部からサービス情報を収集すると、それら収集したサービス情報に基づき、利用可の制御機能と利用不可の制御機能とを選別し、利用可の制御機能に応じた制御指示を機器制御部へ与えるように構成されている。これにより、ドメイン制御部は、機器制御部が備える制御機能に合致した制御指示を与えることができるようになる。このように、ドメイン制御部と機器制御部との連携に関しては、機器制御部が保有するサービス情報を利用して、その態様が決定されるので、非常に簡便に両者を連携して動作させることが可能になる。さらに、ドメイン制御部は、収集したサービス情報に基づいて、利用可の制御機能と利用不可の制御機能とを選別するので、機器制御部の機能が変化した場合でも、原則として、ドメイン制御部を変更することなく対応可能となり、ドメイン制御部の汎用性を高めることができる。
【００９６】
例えば、図８に示す例では、エネルギードメイン制御部２１は、ＥＳＭ制御部２４及びＭＧ制御部２５からのサービス情報により、車両の駆動力制御のためにエンジントルク及びＭＧトルクを利用できることを把握する。また、エネルギードメイン制御部２５は、ＭＧ制御部２５からのサービス情報により、負のＭＧトルクが発生される回生制動時に、電気が生成されることも把握する。さらに、エネルギードメイン制御部２１は、バッテリ制御部２６からのサービス情報により、高圧バッテリ３３ａによりＭＧ３２に駆動電力を提供可能であることを把握する。
【００９７】
このため、エネルギードメイン制御部２１は、これらのサービス情報に基づき、例えば、ＭＧ３２による車両の発進、加速時や高負荷走行時におけるＭＧ３２によるエンジン３１のアシスト、減速時におけるＭＧ３２による回生制動などを利用可の制御機能として、上述した制御階層構造に従って、車両の走行状態や運転者の操作に応じた制御指示をＥＭＳ制御部２４及びＭＧ制御部２５に与えることが可能となる。
【００９８】
また、起動停止制御部４０は、バッテリ制御部２６からのサービス情報により、車両用制御システム１０の各制御部への電源の供給、停止の制御を行うことが可能であることを把握し、車両のメインスイッチの操作等に基づき、電源の供給、停止の制御を実行することが可能になる。
【００９９】
そして、本実施形態による車両用制御システム１０では、機器制御部は、構成情報として、サービス情報と、特定情報とを保有している。このように、構成情報を、各制御部に分散して配置しているので、従来とは異なり、構成情報を集中的に管理するための構成を不要にできる。
【０１００】
以下、ドメイン制御部と機器制御部との間でのサービス情報の送受信から、ドメイン制御部における、収集したサービス情報を利用した制御内容の変更に至るまでの具体的な処理の一例を図９及び図１０のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、図９のフローチャートに示す処理は、機器制御部においてなされ、図１０のフローチャートに示す処理はドメイ制御部においてなされる。
【０１０１】
図９のフローチャートのステップＳ１００では、機器制御部は、自身が保有する特定情報に合致するインターフェースに向けて、保有するサービス情報を送信する。この際、ドメイン制御部は、図１０のフローチャートのステップＳ２００において、自身が保有するインターフェースに向けて送信されたサービス情報を受信する。
【０１０２】
ドメイン制御部は、サービス情報を受信すると、図１０のフローチャートのステップＳ２１０において、サービス情報の送信元に対して、サービス情報の受領通知を送信する。機器制御部は、図９のフローチャートのステップＳ１１０において、サービス情報の送信に対して、受領通知を受信したか否かを判定する。そして、受領通知を受信したと判定するとステップＳ１２０の処理に進み、受信していないと判定するとステップＳ１００の処理に戻り、再度、サービス情報の送信を行う。なお、図９のフローチャートには示していないが、受領通知を受信せずに、サービス情報の送信回数が所定回数に達すると、それ以上のサービス情報の送信を停止するとともに、ドメイン制御部とのリンクが確立できない旨の異常を記憶する。
【０１０３】
図９のフローチャートのステップＳ１２０において、機器制御部は、受領通知を発信したドメイン制御部とのリンクを確立する。これ以降、機器制御部は、リンクを確立したドメイン制御部からの制御指示に従って、対応する車載機器を制御する。そして、ステップＳ１３０では、機器制御部が複数のサービス情報を保有している場合に、機器制御部が保有しているすべてのサービス情報の送信が行われ、すべてのサービス情報に対するドメイン制御部からの受領通知の受信が完了したか否かを判定する。この判定処理において、まだ、すべてのサービス情報に対するドメイン制御部からの受領通知の受信が完了していないと判定された場合、ステップＳ１００の処理に戻る。一方、すべてのサービス情報に対するドメイン制御部からの受領通知の受信が完了したと判定された場合、図９のフローチャートに示す処理を終了する。
【０１０４】
また、ドメイン制御部は、図１０のフローチャートのステップＳ２００及びＳ２１０の処理を通じて、機器制御部から収集したサービス情報に基づき、ステップＳ２２０において、利用可の制御機能と利用不可の制御機能とを選別する。そして、ステップＳ２３０において、利用可の制御機能のみを利用して、制御処理が行われるように、上述した指針層、制約層、システム動作層、機器挙動層の設定可能な動作状態を選択する。これにより、ドメイン制御部から、利用可の制御機能に合致した制御指示が機器制御部に与えられるようになる。
【０１０５】
例えば、ＭＧ制御部２５の制御対象となる車載機器が、単独でエンジンを駆動可能なモータジェネレータではなく、エンジン３１のアシストのみを行うモータジェネレータに変更されたとする。エネルギードメイン制御部２４は、ＭＧ制御部２５からのサービス情報により、その旨を認識すると、例えば、システム状態として、ＭＧ単独での駆動状態が選択されないようにする。
【０１０６】
このように、ドメイン制御部において、予め、高機能の車載機器を利用する場合の種々の動作状態を定めておき、実際に利用される車載機器が低機能である場合には、予め定めた動作状態の中で、採り得る動作状態のみを利用して制御を行うことで。車載機器の種類や搭載の有無の変化にも対応することが可能になる。
【０１０７】
また、上述したように、サービス情報が、そのサービスにより提供可能な具体的な物理量を含んでいる場合には、その物理量を考慮して、車載機器の動作状態の切り換え条件を定めても良い。
【０１０８】
例えば、サービス情報が、ＭＧ３２が出力可能なモータトルクを含んでいる場合、ＭＧ３２及びエンジン３１の単独駆動／協調駆動などの切り換え条件を、ＭＧ３２が出力可能なモータトルクに応じて定めても良い。より具体的には、車両を駆動するために必要なトルクが、ＭＧ３２単独で提供可能なトルクであるか、ＭＧ３２がエンジン３１をアシストすることによって提供可能なトルクであるかを判定するための判定値を、ＭＧ３２が出力可能なモータトルクによって定めても良い。これにより、エンジン３１とＭＧ３２との制御の最適化を図ることができる。
【０１０９】
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、変形して実施することができる。
【０１１０】
例えば、上述した実施形態では、機器制御部が、構成情報として、サービス情報と、特定情報とを備え、その特定情報を利用して、ドメイン制御部が、関連するサービス情報を収集する例について説明した。
【０１１１】
これと同様の手法を、ドメイン制御部と統合制御部とに対して適用しても良い。すなわち、ドメイン制御部は、機器制御部と同様に、構成情報として、自身が備える制御機能により提供可能なサービス情報と、当該サービス情報によって表される制御機能を利用する統合制御部を特定するための特定情報とを保有する。統合制御部は、特定情報を利用して、ドメイン制御部からサービス情報を収集し、収集したサービス情報に基づき、利用可の制御機能と利用不可の制御機能とを選別し、利用可の制御機能に応じた制御指示をドメイン制御部へ与える。このようにすれば、ドメイン制御部が変更された場合であっても、共通の統合制御部を用いることができ、統合制御部の汎用性を高めることができる。
【０１１２】
なお、統合制御部がドメイン制御部からサービス情報を収集する際には、上述した実施形態と同様に、インターフェースを用いても良いし、なんらインターフェースなどを用いることなく、例えば、各ドメイン制御部から順番に、各ドメイン制御部のサービス情報を受信するように構成しても良い。
【０１１３】
また、ドメイン制御部は、自身が備える制御機能により提供可能なサービス情報を予め記憶しておいても良いし、例えば、上述した手法で機器制御部から収集したサービス情報に基づいて、提供可能なサービス情報を決定しても良い。
【０１１４】
さらに、機器制御部と車載機器の間において、例えば、機器制御部が、車載機器から、当該車載機器の備える機能に関する情報を取得し、その取得した車載機器の機能に基づいて、提供可能なサービス情報を決定するように構成しても良い。この場合、車載機器の種類の変更に係わらず、同様の機器制御部を用いることが可能となり、機器制御部の汎用性も高めることが可能になる。
【符号の説明】
【０１１５】
１０  制御システム、２０  統合制御部、２１  エネルギードメイン制御部、２２  ボデードメイン制御部、２３  運動ドメイン制御部、２４  ＥＭＳ制御部、２５  ＭＧ制御部、２６  バッテリ制御部、２７  エアコン制御部、２８  シートヒータ制御部、２９  ブレーキ制御部、３０  ステアリング制御部、３１  エンジン、３２  ＭＧ、３３  高圧バッテリ、３４  エアコン装置、３５  シートヒータ、３６  ブレーキ装置、３７  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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【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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