JP2021127038A - 移動体の制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】移動体に搭載された複数のハードユニットを制御する制御システムを、シンプルな構成で実現する。【解決手段】コントローラ１０は、演算装置１１ａによって、移動体の動作を決める演算を行い、演算結果に従って、各アクチュエータ２１の動作を規定するデジタル信号を生成する。生成されたデジタル信号は、信号バス制御ＩＣ１２によってデジタル信号伝送経路２に出力される。アクチュエータ２１に付されたＩＣ２３は、デジタル信号伝送経路２から当該アクチュエータ２１の動作を規定するデジタル信号を取得し、このデジタル信号が規定する動作に基づいて当該アクチュエータ２１に対する制御信号を生成する。【選択図】図１

Description

ここに開示された技術は、車両等の移動体に搭載された多数の機器を制御する制御システムに関する。

近年では、車両に備えられたアクチュエータは、ほぼ全てが電子制御されるようになっている。このため、各アクチュエータを制御するためのＥＣＵ（Electronic Control Unit）が多数、車両に搭載されている。

特許文献１では、車両に搭載された各種の車載機器を制御するための制御システムの構成が開示されている。この制御システムでは、各車載機器の役割（機能）に応じて、複数のドメイン（エネルギードメイン／ボデードメイン／運動ドメイン）に区分けされており、各ドメインにおいて、車載機器を制御するための機器制御部と、機器制御部を統括するドメイン制御部とに階層化されている。さらに、この制御システムは、各ドメイン制御部による制御を連携、協調させるための統合制御部を備えている。これら機器制御部、ドメイン制御部および統合制御部は、実際には、プログラムやデータベースとして、ＥＣＵに実装することにより具現化される。

特開２０１７−６１２７８号公報

車両のデバイス毎にＥＣＵをそれぞれ設ける構成では、専用のＥＣＵの数が膨大な数となり、車両一台あたりのＥＣＵの数は、多い車種では数百にも上っている。このため、各ＥＣＵ同士及び各ＥＣＵとセンサ類とを接続する配線やコネクタの数も増大する。この結果、車両の通信システムの構成が複雑になるとともに、コストが増大することになってしまう。

また、特許文献１のように、制御部を階層化させた構成では、統合制御部から各車載機器までの通信経路において、複数のＥＣＵが介在してしまう。これは、コストや消費電力の増大につながってしまう。理想的には、演算装置から各車載機器までの通信経路では、ＥＣＵが中継することなく、信号が伝達されることが好ましい。これによって、コストを大きく削減することができ、また消費電力も削減できる。

しかしながら、例えば車両の場合、内燃機関等におけるアクチュエータには、微細な制御が求められる。このため、ただ単に、各ＥＣＵの機能を１つの演算装置に集約しただけでは、アクチュエータと演算装置との間の通信制御が複雑になるとともに通信量が膨大になってしまうので、制御の応答性の悪化を招いてしまう。

ここに開示された技術は、移動体に搭載された複数のハードユニットを制御する制御システムを、シンプルな構成で実現することを目的とする。

前記課題を解決するために、ここに開示された技術では、ハードユニットが複数搭載された移動体において、各ハードユニットを制御する制御システムとして、中継ＥＣＵ（Electronic Control Unit）を含まず、デジタル信号の伝送を行うデジタル信号伝送経路と、前記移動体の動作を演算する演算装置と、前記デジタル信号伝送経路に対してデジタル信号の入出力を行う信号バス制御ＩＣ（Integrated Circuit）とを、少なくとも含むコントローラと、各ハードユニットを制御するアクチュエータにそれぞれ付されており、前記デジタル信号伝送経路にそれぞれ接続された、複数のＩＣとを備え、前記コントローラは、前記演算装置によって、移動体の動作を決める演算を行い、演算結果に従って、各アクチュエータの動作を規定するデジタル信号を生成し、生成したデジタル信号を前記信号バス制御ＩＣによって前記デジタル信号伝送経路に出力するものであり、前記複数のＩＣは、それぞれ、当該アクチュエータの動作を規定するデジタル信号を前記デジタル信号伝送経路から取得し、取得したデジタル信号が規定する動作に基づいて、当該アクチュエータに対する制御信号を生成する、という構成とした。

この構成によると、コントローラは、演算装置によって、移動体の動作を決める演算を行い、演算結果に従って、各アクチュエータの動作を規定するデジタル信号を生成する。生成されたデジタル信号は、信号バス制御ＩＣによってデジタル信号伝送経路に出力される。アクチュエータに付されたＩＣは、デジタル信号伝送経路から当該アクチュエータの動作を規定するデジタル信号を取得し、このデジタル信号が規定する動作に基づいて当該アクチュエータに対する制御信号を生成する。すなわち、コントローラは、複数のハードユニットを制御するために、各アクチュエータの動作を規定するデジタル信号をデジタル信号伝送経路に出力するだけで済み、各アクチュエータに対してフルタイム通信して制御する必要がない。各アクチュエータのリアルタイム制御は、当該アクチュエータに付されたＩＣによって行われる。したがって、本制御システムによると、単一のコントローラによって、各アクチュエータを応答性良く制御することができる。

加えて、デジタル信号伝送経路は中継ＥＣＵを含まないので、コントローラからアクチュエータまでの通信経路では、ＥＣＵが中継することなく、信号が伝達される。このため、コストを大きく削減することができ、また消費電力も削減できる。

さらに、コントローラが出力するデジタル信号が表す情報について、規格化またはルール化することによって、アクチュエータに付すＩＣに汎用性を持たせることができる。すなわち、アクチュエータに付すＩＣは、取得するデジタル信号が規定するアクチュエータの動作を、当該アクチュエータに対して与える制御信号に変換する機能、いわば信号を翻訳する機能さえ備えていればよい。これにより、アクチュエータに付すＩＣのコストダウンが可能になり、制御システムのコストパフォーマンスを向上させることができる。

また、前記アクチュエータは、ソレノイドを有する第１アクチュエータを含み、前記コントローラは、前記第１アクチュエータのソレノイドに与える電気信号を特定する第１デジタル信号を、前記デジタル信号伝送経路に出力し、前記複数のＩＣの中の、前記第１アクチュエータに付された第１ＩＣは、前記デジタル信号伝送経路から前記第１デジタル信号を取得し、前記第１デジタル信号が特定する電気信号を生成し、前記第１アクチュエータのソレノイドに与える、としてもよい。

これにより、コントローラは、ソレノイドを有する第１アクチュエータの制御に対して、当該ソレノイドに与える電気信号を特定する第１デジタル信号を、デジタル信号伝送経路に出力するだけで済む。第１アクチュエータのリアルタイム制御は、当該第１アクチュエータに付された第１ＩＣによって行われる。したがって、本制御システムによると、ソレノイドを有するアクチュエータを応答性良く制御することができる。

また、前記アクチュエータは、モータを有する第２アクチュエータを含み、前記コントローラは、前記第２アクチュエータの目標状態を特定する第２デジタル信号を、前記デジタル信号伝送経路に出力し、前記複数のＩＣの中の、前記第２アクチュエータに付された第２ＩＣは、前記デジタル信号伝送経路から前記第２デジタル信号を取得し、前記第２デジタル信号が特定する目標状態に前記第２アクチュエータが向かうよう前記モータを駆動する電気信号を生成し、前記第２アクチュエータのモータに与える、としてもよい。

これにより、コントローラは、モータを有する第２アクチュエータの制御に対して、当該第２アクチュエータの目標状態を特定する第２デジタル信号を、デジタル信号伝送経路に出力するだけで済む。第２アクチュエータのリアルタイム制御は、当該第２アクチュエータに付された第２ＩＣによって行われる。したがって、本制御システムによると、モータを有するアクチュエータを応答性良く制御することができる。

以上説明したように、ここに開示された技術によると、移動体に搭載された複数のハードユニットを制御する制御システムを、シンプルな構成で実現することができる。

実施形態に係る移動体の制御システムの構成例 実施形態に係る制御システムを車両に適用した場合の構成例 インジェクタ噴射制御の例 アイドルスピード制御の例 スロットル制御の例 パワーウィンドウ制御の例 従来のハードユニットの制御装置の構成イメージ図

以下、例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は実施形態に係る移動体の制御システムの構成例を示すイメージ図である。移動体には複数のハードユニット１が搭載されており、本制御システムは各ハードユニット１を制御する。移動体の一例である自動車の場合、ハードユニット１は例えば、エンジン、トランスミッション、ブレーキ等である。

図１の制御システムでは、デジタル信号の伝送を行う信号バス２が設けられている。信号バス２のプロトコルは例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）、イーサネット（登録商標）等である。コントローラ１０は、移動体の動作を演算する演算装置１１と、信号バス２との間でデジタル信号の入出力を行う信号バス制御ＩＣ１２と、電源バス５の制御を行う電源バス制御ＩＣ１３とを含む。演算装置１１は、例えば複数の演算コア１１ａを有しており、超高速演算を実行可能に構成されている。

各ハードユニット１には、当該ハードユニット１を制御するアクチュエータ２１と、当該ハードユニット１の状態を検知するセンサ２２とが設けられている。アクチュエータ２１は例えば、エンジンに設けられたインジェクタや点火プラグ、各ホイールに設けられたブレーキ装置、ステアリング操作をアシストするパワーステアリング装置、各ドアに設けられたパワーウィンドウ装置等である。センサ２２は例えば、クランクシャフトの回転位置を検出するクランクポジションセンサ、スロットルバルブの開き度合いを検出するスロットルポジションセンサ等である。

アクチュエータ２１とセンサ２２には、汎用ＩＣ２３が付されている。汎用ＩＣ２３は、信号バス２と接続されている。すなわち、コントローラ１０と各汎用ＩＣ２３との間の通信経路では、中継ＥＣＵ（Electronic Control Unit）を介さずに、デジタル信号が伝送される。

コントローラ１０は、演算装置１１によって、移動体の動作を決める演算を行い、演算結果に従って、各アクチュエータ２１の動作を規定するデジタル信号を生成する。このデジタル信号は、例えば、アクチュエータ２１の動作を規定する物理量データを表す。具体的には例えば、アクチュエータ２１が行うべき仕事を表すエネルギー、アクチュエータ２１が調整すべき目標となる温度や圧力、あるいは、エンジンの回転数、バルブの開度等である。また、このデジタル信号は、例えば、アクチュエータが有するデバイスに与える電気信号を特定する。具体的には例えば、電気信号の信号波形、電気信号の発生タイミングを示す時間、電気信号の周波数や電圧等である。

アクチュエータ２１に付された汎用ＩＣ２３は、当該ハードユニット１の動作を規定するデジタル信号を、信号バス２から取得する。そして、取得したデジタル信号が規定する動作に基づいて、当該アクチュエータ２１に対する制御信号を生成する。汎用ＩＣ２３は、新たなデジタル信号を取得するまでの間、生成した制御信号を当該アクチュエータ２１に対して与え続ける。

センサ２２に付された汎用ＩＣ２３は、当該センサ２２から取得したデータ信号を基にして、当該ハードユニット１の状態を表すデジタル信号を生成し、信号バス２に出力する。このデジタル信号は、例えば、ハードユニット１の状態を表す物理量データを表す。具体的には、温度、圧力、回転数等である。

コントローラ１０は、信号バス２から、各ハードユニット１の状態を表すデジタル信号を取得する。演算装置１１は、取得したデジタル信号が表す各ハードユニット１の状態に基づいて、移動体の次の動作を決める演算を行う。そしてこの演算結果に従って、各アクチュエータ２１の動作を規定するデジタル信号を生成する。コントローラ１０がデジタル信号を生成する周期は、汎用ＩＣ２３がアクチュエータ２１に対して制御信号を与える周期と比べて、格段に長い。

図２は本実施形態に係る制御システムが車両に適用された場合の構成例である。図２において、車両ＡＭに、複数のアクチュエータＡが設けられている。各アクチュエータＡはそれぞれ、ＩＣ１１０と接続されている。各ＩＣ１１０は、通信線ＣＬを介してコントローラ１０と接続されている。通信線ＣＬは、図１の信号バス２を実現する手段の一例であり、例えば、１Ｇｂｐｓ以上の通信速度を有する。

図２に示す車両ＡＭは、運転者の操作により走行するマニュアル運転の他に、運転者の操作をアシストして走行するアシスト運転、及び運転者の操作なしに走行する自動運転が可能な自動車である。この車両ＡＭは、駆動制御、制動制御、及び操舵制御において、電気的に制御を行うバイワイヤ方式が採用されている。すなわち、車両ＡＭでは、アクセルペダルの操作、ブレーキペダルの操作、及びステアリングホイールの操作がセンサにより検知される。そして、センサの出力に基づいてコントローラ１０で生成された制御信号により、各制御を担うアクチュエータＡが制御される。

なお、図２では、コントローラ１０は車両ＡＭの後部に配置されているが、コントローラ１０の配置はこれに限定されない。

図７は従来のハードユニットの制御装置の構成を示すイメージ図である。図７の構成では、１個のハードユニット５００に対して１個のＥＣＵ５１０が設けられており、ＥＣＵ５１０とハードユニット５００の各アクチュエータおよび各センサとは、多数の信号線によって接続されている。図７に示すような構成が移動体に多数搭載されていると、多くの重複部品が存在することになり、システム構成が複雑になる。具体的には、ＥＣＵ５１０を構成する筐体、電子基板、放熱装置が多数存在するし、ＥＣＵ５１０が備える入出力回路や電源回路が多数存在するし、ハードユニット５００とＥＣＵ５１０とを接続するコネクタや信号線が多数存在する。

制御システムの構成をシンプルにするためには、移動体に搭載された複数のハードユニットを、単一のコントローラによって制御する構成を採用すればよいと考えられる。これによって、コントローラを構成する筐体、電子基板、放熱装置、入出力回路、電源回路等の重複を解消することができる。しかしながら、ただ単に各ＥＣＵの機能を単一のコントローラに集約しただけでは、コントローラと各アクチュエータおよび各センサとの間の通信制御が極めて複雑なものになり、かつ、通信量が膨大になってしまう。また、例えば車両における内燃機関等の、高速制御が必要となるハードユニットに関しては、アクチュエータに対して極めて微細な制御が求められる。この場合、コントローラからアクチュエータの制御信号を送信するものとすると、応答性の悪化を招くことになる。

そこで、本開示では、コントローラは、移動体の動作を決める演算を行い、この演算結果に従って、各アクチュエータの動作を規定するデジタル信号を生成する。このデジタル信号は、例えば制御のための物理量データを表しており、アクチュエータに実際に与える制御信号よりも抽象度が高い信号である。そして、高速なデジタル信号伝送経路を利用して、移動体内でデジタル信号を伝送する。そして、アクチュエータに付されたＩＣは、デジタル信号伝送経路を介して、コントローラによって生成されたデジタル信号を取得し、このデジタル信号が規定する動作に基づいて、当該アクチュエータに対する制御信号を生成する。

これにより、コントローラとアクチュエータに付されたＩＣとの間の通信制御が簡易なものになり、通信量を格段に削減することができる。したがって、単一のコントローラによって、各アクチュエータを応答性よく制御することができる。また、デジタル信号伝送経路は、中継ＥＣＵを含まないので、コントローラからアクチュエータまでの通信経路では、ＥＣＵが中継することなく、信号が伝達される。このため、コストを大きく削減することができ、消費電力も削減できる。

また、コントローラが出力するデジタル信号が表す情報について、規格化またはルール化しておくことによって、アクチュエータに付すＩＣに汎用性を持たせることができる。すなわち、アクチュエータに付すＩＣは、取得するデジタル信号が規定するアクチュエータの動作を、当該アクチュエータに対して与える制御信号に変換する機能、いわば信号を翻訳する機能さえ備えていればよい。これにより、アクチュエータに付すＩＣのコストダウンが可能になり、制御システムのコストパフォーマンスを向上させることができる。

以下、本実施形態におけるアクチュエータの制御形態の具体例について、説明する。

（例１）インジェクタ噴射制御
図３はインジェクタ噴射制御の例を示す。インジェクタ２１Ａは、エンジン１Ａに燃料を供給する燃料装置に設けられている。インジェクタ２１Ａは、ポンプで圧送された燃料をバルブから噴射するものであり、バルブの開閉度合いがソレノイド２１１によって制御されるように構成されている。

エンジン燃焼室には、クランク角センサ２２Ａが設けられている。クランク角センサ２２Ａは、シリンダのピストンが上死点に達した時に、トリガ信号Ｔｒを出力する。

インジェクタ２１Ａに、汎用ＩＣ２３Ａが付されている。汎用ＩＣ２３Ａは、インジェクタ２１Ａ内のソレノイド２１１に電圧を与えるソレノイド電圧制御部として機能する。汎用ＩＣ２３Ａは、クランク角センサ２２Ａからトリガ信号Ｔｒを受信した後に、図３の破線枠内に示すような信号波形の制御信号をソレノイド２１１に与える。なお、図３の信号波形は、ソレノイド２１１の初期応答性を上げるためにインパルスで信号を立ち上げて、その後一定電圧にしてソレノイド２１１の状態を保持するものになっている。

コントローラ１０は、インジェクタ噴射制御のためのデジタル信号を生成する。このデジタル信号は、インジェクタ２１Ａの動作を規定するものであり、本例では、ソレノイド２１１に与える制御信号の信号波形を特定する信号である。ここでは具体的には、インジェクタ噴射制御のためのデジタル信号は、プロファイル（目標波形）と、タイミングｔ１，ｔ２，…，ｔｎとを含む。コントローラ１０は、生成したデジタル信号を信号バス２に出力する。

汎用ＩＣ２３Ａは、信号バス２を介して、コントローラ１０から出力されたインジェクタ噴射制御のためのデジタル信号を受ける。そして、このデジタル信号が示すプロファイルおよびタイミングｔ１，ｔ２，…，ｔｎに従って、制御信号を生成し、生成した制御信号を、クランク角センサ２２Ａからトリガ信号Ｔｒを受ける度にソレノイド２１１に与える。

上述したインジェクタ噴射制御は、指示された目標波形（プロファイル）に従って、ソレノイドのような電気的デバイスに与える電圧または電流を制御することによって、アクチュエータに所望の動作を実行させる制御（本明細書では、プロファイル制御と呼ぶ）の一例である。本例は、インジェクタ噴射制御以外のプロファイル制御にも利用することができる。

例えば、エンジンの点火制御にも利用できる。すなわち、イグニッションシステムにおいて、汎用ＩＣが、イグニションコイルに点火信号を与える。コントローラ１０は、エンジンの点火制御のためのデジタル信号を信号バス２に出力する。このデジタル信号は、点火信号を特定するプロファイルおよびタイミングを含む。汎用ＩＣは、エンジンの点火制御のためのデジタル信号を受けて、点火信号を生成し、イグニションコイルに与える。

（例２）アイドルスピード制御
図４はアイドルスピード制御の例を示す。アイドルスピードコントロールバルブ２１Ｂは、スロットルバルブのバイパス通路を流れる空気量を調整して、アイドル回転数を制御する。アイドルスピードコントロールバルブ２１Ｂは、バルブの開閉がソレノイド２１２によって制御される。

エンジン燃焼室には、クランク角センサ２２Ａが設けられている。クランク角センサ２２Ａは、クランク角が所定の角度になったとき、トリガ信号Ｔｒを出力する。なお、アイドルスピードコントロールシステムが空気流量を変えるタイミングは、クランク角に同期させるのが好ましい。これは、空気と燃料のベストマッチを最適化しやすく、失火などが起こりにくいからである。

アイドルスピードコントロールバルブ２１Ｂに、汎用ＩＣ２３Ｂが付されている。汎用ＩＣ２３Ｂは、アイドルスピードコントロールバルブ２１Ｂ内のソレノイド２１２に電圧を与えるソレノイド電圧制御部として機能する。汎用ＩＣ２３Ｂは、クランク角２２Ａからトリガ信号Ｔｒを受信した後に、図４の破線枠内に示すような信号波形の制御信号をソレノイド２１２に与える。なお、図４の信号波形は、デューティ波形（一定周期のパルス信号）にディザー波形が重畳されたものになっている。ディザーとは、ソレノイド２１２の応答性を上げる目的で、制御信号よりも速い周波数の微振動を与えるものである。

コントローラ１０は、アイドルスピード制御のためのデジタル信号を生成する。このデジタル信号は、アイドルスピードコントロールバルブ２１Ｂの動作を規定するものであり、本例では、ソレノイド２１２に与える制御信号の信号波形を特定する信号である。ここでは具体的には、アイドルスピード制御のためのデジタル信号は、デューティ波形を指示するための基本周波数ｆ１、基本電圧ｖ１およびデューティ比Ｄ１、並びに、ディザー波形を指示するための周波数ｆ２および電圧ｖ２を示す。コントローラ１０は、生成したデジタル信号を信号バス２に出力する。

汎用ＩＣ２３Ｂは、信号バス２を介して、アイドルスピード制御のためのデジタル信号を受ける。そして、このデジタル信号が示す、デューティ波形の基本周波数ｆ１、基本電圧ｖ１およびデューティ比Ｄ１、並びに、ディザー波形の周波数ｆ２および電圧ｖ２に従って、制御信号を生成し、ソレノイド２１２に与える。汎用ＩＣ２３Ｂは、クランク角センサ２２Ａからトリガ信号Ｔｒを受ける度に、アイドルスピード制御のためのデジタル信号に従って、制御信号のデューティ波形を更新する。

上述したアイドルスピード制御は、指示されたデューティ波形に従って、ソレノイドのような電気的デバイスに与える電圧または電流を制御することによって、アクチュエータに所望の動作を実行させる制御（本明細書では、デューティ制御と呼ぶ）の一例である。このデューティ制御は、アイドルスピード制御以外にも利用することができる。例えば、空気圧や油圧によるバルブ制御に、利用することができる。

（例３）スロットル制御
図５はスロットル制御の例を示す。スロットルシステムは、エンジン１Ａへの吸気の量を調整する機構である。スロットルバルブ２１Ｃは、モータ２１３によって、スロットルバルブ開度が調整される。

エンジン燃焼室には、クランク角センサ２２Ａが設けられている。クランク角センサ２２Ａは、クランク角が所定角度になったとき、トリガ信号Ｔｒを出力する。スロットルバルブ２１３には、スロットルの現状位置を検知するスロットルポジションセンサ２２Ｂが設けられている。

スロットルバルブ２１Ｃに、汎用ＩＣ２３Ｃが付されている。汎用ＩＣ２３Ｃは、スロットルバルブ２１Ｃ内のモータ２１３を駆動し、モータ位置を制御する制御部として機能する。汎用ＩＣ２３Ｃは、指示された目標開度に従って、スロットルバルブ２１Ｃのモータ２１３を駆動する。

コントローラ１０は、スロットル制御のためのデジタル信号を生成する。このデジタル信号は、スロットルバルブ２１Ｃの動作を規定するものであり、ここではスロットルバルブ２１Ｃの目標開度を示す信号である。コントローラ１０は、生成したデジタル信号を信号バス２に出力する。

汎用ＩＣ２３Ｃは、信号バス２を介して、スロットル制御のためのデジタル信号を受ける。そして、スロットルバルブ２１Ｃの開度が、このデジタル信号が示す目標開度になるように、スロットルポジションセンサ２２Ｂから送信された信号を参照して、モータ２１３を駆動する。汎用ＩＣ２３Ｃは、クランク角センサ２２Ａからトリガ信号Ｔｒを受けると、新たなデジタル信号を受けて、スロットルバル２１Ｃの目標開度を更新する。

上述したスロットル制御は、指示された位置目標に従って、モータに与える駆動信号を制御することによって、アクチュエータに所望の動作を実行させるモータ位置制御の一例である。このモータ位置制御は、スロットル制御以外にも利用することができる。

（例４）パワーウィンドウ制御
図６はパワーウィンドウ制御の例を示す。ドア１Ｂに設けられるパワーウィンドウ２１Ｄは、モータ２１４によって、窓の開閉動作を行う。

パワーウィンドウ２１Ｄには、ロック検知センサ２２Ｃが設けられている。ロック検知センサ２２Ｃは、モータ２１４からエネルギー変化のフィードバックを受け、これを基にして、パワーウィンドウ２１Ｄに手などが挟まったことを検知し、検知したとき、モータロック信号を出力する。

パワーウィンドウ２１Ｄに、汎用ＩＣ２３Ｄが付されている。汎用ＩＣ２３Ｄは、パワーウィンドウ２１Ｄの動作を指示されたとき、指示された目標トルクに従って、パワーウィンドウ２１Ｄのモータ２１４を駆動する。汎用ＩＣ２３Ｄは、パワーウィンドウ２１Ｄの動作中にモータロック信号を受けたとき、指示された目標トルクにかかわらず、モータ２１４のトルクを下げる。

コントローラ１０は、パワーウィンドウ制御のためのデジタル信号を生成する。このデジタル信号は、パワーウィンドウ２１Ｄの動作を規定するものであり、ここでは窓開閉動作指示、および、パワーウィンドウ動作時の目標トルクを示す信号である。コントローラ１０は、生成したデジタル信号を信号バス２に出力する。

汎用ＩＣ２３Ｄは、信号バス２を介して、パワーウィンドウ制御のためのデジタル信号を受ける。そして、窓開閉動作指示があるとき、指示された目標トルクに従って、パワーウィンドウ２１Ｄのモータ２１４を駆動する。ただし、モータ２１４の駆動中にロック検知センサ２２Ｃからモータロック信号を受けたとき、汎用ＩＣ２３Ｄは、モータ２１４のトルクを下げる。

上述したパワーウィンドウ制御は、指示されたトルク目標に従って、モータに与える駆動信号を制御することによって、アクチュエータに所望の動作を実行させるモータトルク制御の一例である。このモータトルク制御は、パワーウィンドウ制御以外にも、例えば、パワーシートベルトの制御等にも利用できる。

（その他の例）
上述した例以外でも、例えば、ファン制御、ヒーター制御、過給器制御等も、同様に実現可能である。例えば、過給機制御では、コントローラ１０は、過給機のオン／オフと、過給機オンにおけるエアバイバスバルブの開度を示すデジタル信号を出力すればよい。

以上のように本実施形態によると、移動体に搭載された複数のハードユニット１が、単一のコントローラ１０によって制御される。そしてコントローラ１０は、複数のハードユニット１を制御するために、各アクチュエータ２１の動作を規定するデジタル信号を信号バス２に出力するだけで済み、各アクチュエータ２１のリアルタイム制御は、当該アクチュエータ２１に付されたＩＣ２３によって行われる。したがって、本制御システムによると、単一のコントローラ１０によって、各アクチュエータ２１を応答性良く制御することができる。加えて、信号バス２は中継ＥＣＵを含まないので、コントローラ１０からアクチュエータ２３までの通信経路では、ＥＣＵが中継することなく、信号が伝達される。このため、コストを大きく削減することができ、また消費電力も削減できる。

なお、本開示において、デジタル信号伝送経路は、信号バス２や通信線ＣＬ以外でもよく、例えば、光ファイバーケーブルや、無線通信等によって実現してもよい。

なお、本開示における移動体は、車両に限られるものではなく、例えば、船舶、飛行機、あるいは、ロボット等であっても、本開示に係る制御システムは適用可能である。

前述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本開示の範囲を限定的に解釈してはならない。本開示の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本開示の範囲内のものである。

ここに開示された技術は、移動体に搭載された複数のハードユニットを制御する制御システムを、シンプルな構成で実現するのに有用である。

１ ハードユニット
２ 信号バス（デジタル信号伝送経路）
１０ コントローラ
１１ 演算装置
１２ 信号バス制御ＩＣ
２１ アクチュエータ
２３，２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ ＩＣ
１１０ ＩＣ
２１１，２１２ ソレノイド
２１３，２１４ モータ
Ａ アクチュエータ
ＣＬ 通信線

Claims (3)

1. ハードユニットが複数搭載された移動体において、各ハードユニットを制御する制御システムであって、
   中継ＥＣＵ（Electronic Control Unit）を含まず、デジタル信号の伝送を行うデジタル信号伝送経路と、
   前記移動体の動作を演算する演算装置と、前記デジタル信号伝送経路に対してデジタル信号の入出力を行う信号バス制御ＩＣ（Integrated Circuit）とを、少なくとも含むコントローラと、
   各ハードユニットを制御するアクチュエータにそれぞれ付されており、前記デジタル信号伝送経路にそれぞれ接続された、複数のＩＣとを備え、
   前記コントローラは、
   前記演算装置によって、移動体の動作を決める演算を行い、演算結果に従って、各アクチュエータの動作を規定するデジタル信号を生成し、生成したデジタル信号を前記信号バス制御ＩＣによって前記デジタル信号伝送経路に出力するものであり、
   前記複数のＩＣは、それぞれ、当該アクチュエータの動作を規定するデジタル信号を前記デジタル信号伝送経路から取得し、取得したデジタル信号が規定する動作に基づいて、当該アクチュエータに対する制御信号を生成する
   移動体の制御システム。
2. 請求項１記載の移動体の制御システムにおいて、
   前記アクチュエータは、ソレノイドを有する第１アクチュエータを含み、
   前記コントローラは、前記第１アクチュエータのソレノイドに与える電気信号を特定する第１デジタル信号を、前記デジタル信号伝送経路に出力し、
   前記複数のＩＣの中の、前記第１アクチュエータに付された第１ＩＣは、前記デジタル信号伝送経路から前記第１デジタル信号を取得し、前記第１デジタル信号が特定する電気信号を生成し、前記第１アクチュエータのソレノイドに与える
   ことを特徴とする移動体の制御システム。
3. 請求項１記載の移動体の制御システムにおいて、
   前記アクチュエータは、モータを有する第２アクチュエータを含み、
   前記コントローラは、前記第２アクチュエータの目標状態を特定する第２デジタル信号を、前記デジタル信号伝送経路に出力し、
   前記複数のＩＣの中の、前記第２アクチュエータに付された第２ＩＣは、前記デジタル信号伝送経路から前記第２デジタル信号を取得し、前記第２デジタル信号が特定する目標状態に前記第２アクチュエータが向かうよう前記モータを駆動する電気信号を生成し、前記第２アクチュエータのモータに与える
   ことを特徴とする移動体の制御システム。

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