JP6439553B2 - 制御システム - Google Patents

Description

本発明は、複数の異なる制御目的の下で、複数の車載装置から構成される車載システムを制御する制御システムに関する。

例えば、特許文献１には、車両の運転モード状態を制御する車両制御装置について開示されている。この車両制御装置は、運転モード切替スイッチと、運転モード管理部と、アクチュエータを駆動制御する複数の制御部とを備えている。

より具体的には、車両の運転者は、運転モード切替スイッチにより、車両の運転モードを、スノーモード、スポーツモード、エコモードのいずれかに切り換え可能である。運転モード切替スイッチによって運転モードが切り替えられると、運転モード管理部は、運転モード切替スイッチにより切り替えられた運転モードを認識する。そして、運転モード管理部は、その認識した運転モードを含む制御指令信号をエンジンＥＣＵやサスペンションＥＣＵ等の制御部へ出力する。エンジンＥＣＵやサスペンションＥＣＵは、車両の運動特性が、指令された運転モードに従う運動特性となるように、エンジン、自動変速機、パワーステアリング、ブレーキなどを制御する。

特開２００８−１３２８７６号公報

上記のように、特許文献１には、エンジンＥＣＵやサスペンションＥＣＵなどの制御部が、運転モード管理部から指令された運転モードに応じて、エンジンやパワーステアリングなどの駆動対象に対する制御特性を変更することしか示されていない。

ここで、複数の車載装置からなる車載システムにおいて、それら複数の車載装置を連携、協調して制御を行う場合、それぞれの車載装置を制御するための制御部間にて情報の受け渡しを行う機会も増加することが考えられる。このような情報の受け渡しの機会が増加するほど、各制御部における制御処理に遅れが生じやすくなり、十分な制御性能が得られにくくなる虞がある。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、複数の車載装置からなる車載システムを制御する際に、複数の論理ブロックが連携して動作する場合に、論理ブロックでの制御処理の遅れに起因する制御性能の低下を効果的に抑制することが可能な制御システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による制御システム（１０）は、複数の異なる制御目的の下で、複数の車載装置（２１〜２５）から構成される車載システムを制御するものであって、
制御システムは、予め複数の論理ブロック（１１〜２０）に区分けされ、それら複数の論理ブロック間の連結関係を規定することによって構成されており、複数の論理ブロックが論理ブロック間の連結関係に従って連携して動作することにより、車載システムを制御するものであり、
制御目的に応じて、制御主体となる論理ブロックが予め定められており、制御主体となった論理ブロックは、制御主体となる以前は他の論理ブロックにおいて実行されていた制御処理の少なくとも一部を実行するように構成され、
制御目的の変更の有無を判定する変更判定手段（Ｓ１２０）と、
変更判定手段によって前記制御目的が変更されたと判定されたことに応じて、予め定められた制御目的と制御主体となる論理ブロックとの対応関係に基づき、制御主体となる論理ブロックを変更する制御主体変更手段（Ｓ１７０）と、を備える。

上述したように、本発明による制御システムでは、制御目的が変更された場合、変更後の制御目的に対応する論理ブロックが、制御主体論理ブロックとなる。そして、制御主体論理ブロックは、制御主体となる以前は他の論理ブロックにおいて実行されていた制御処理の少なくとも一部を実行するように構成される。これにより、例えば、制御目的に応じて、特に応答性や精度が求められる車載装置のための制御処理を担う論理ブロックに、他の論理ブロックとの情報の受け渡しを低減できるように、他の論理ブロックの制御処理の少なくとも一部を移すことが可能となる。その結果、変更された制御目的において、特に重要な車載装置に対する制御性能を確保することが可能となり、制御システム全体としても制御性能の低下を効果的に抑制することができる。

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。

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。

ハイブリッド車両における車載装置からなる車載システムを制御対象とした場合において、制御システムが有する各種機能の一例を機能ブロックにより示した図である。 電費や熱費をエンジンの動作点に反映させることを制御目的としたときの主要な論理ブロックの状態を示した図である。 車両が上り坂を走行したり、高速での高負荷走行を行ったりする場合に、ＩＳＧによるアシスト効率の向上を制御目的としたときの主要な論理ブロックの状態を示した図である。 運転者がブレーキペダルを操作して車両を減速する場合に、ＩＳＧにおける回生効率の向上を制御目的としたときの主要な論理ブロックの状態を示した図である。 外気温度が低く、かつエンジンが冷間始動される場合などにおいて、熱効率の向上を制御目的としたときの主要な論理ブロックの状態を示した図である。 制御主体となる論理ブロックの変更処理を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る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装置からなる車載システムに対して、本発明による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、本発明による制御システムは、ハイブリッド車両における車載システム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車載システムの制御に適用されても良い。

図１は、上述したハイブリッド車両における車載システムの制御システム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に示す例では、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。

具体的には、図１には、制御システム１０が、車載装置として、エンジン２１、ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）２２、高圧バッテリ２３、ヒートポンプ２４、及びエアコン装置２５を制御するための機能ブロックしか示していない。しかしながら、制御システム１０が制御する車載システムには、その他にも、変速機、ブレーキ装置、ステアリング装置、シートヒータなど各種の車載装置を含ませても良く、この場合、制御システム１０は、それらの車載装置を制御するための機能ブロックを備えることになる。

また、本実施形態では、加速時にエンジン２１の出力するトルクをアシストしたり、減速時に電力回生を行ったりするモータとして、ＩＳＧ２２を採用している。ＩＳＧ２２は、ベルトを介してエンジン２１のクランクプーリに接続される。そして、ＩＳＧ２２は、停止しているエンジン２１を始動するスタータ機能、車両の加速時にエンジン２１が発生する駆動トルクをアシストするモータ機能、さらに、減速時に発電するジェネレータ機能を発揮する。しかしながら、ＩＳＧ２２に代えて、例えば、プラネタリギヤからなる動力分割機構を介して、エンジン２１に対して２つのモータジェネレータを接続した構成を採用しても良い。この場合、一方のモータジェネレータは、エンジンの余剰トルクによる発電や、停止しているエンジンの始動を担い、他方のモータジェネレータは、単独で車両を駆動するための出力トルクを発生したり、エンジンの出力トルクをアシストしたり、減速時に電力を回生したりする機能を担う。

図１に示すように、制御システム１０は、予め複数の論理ブロック（機能ブロック）１１〜２０に区分けされ、それら複数の論理ブロック１１〜２０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、制御システム１０における各種の車載装置２１〜２５を制御するための論理構造が、論理ブロック１１〜２０と、論理ブロック１１〜２０間の連結関係によって規定されている。そして、制御システム１０は、複数の論理ブロック１１〜２０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、各種の車載装置２１〜２５を制御する。

なお、図１には示していないが、各論理ブロック１１〜２０は、少なくとも１つ、通常は多数の制御ブロックを有している。各論理ブロック１１〜２０は、それら多数の制御ブロックにおける演算処理を適宜組み合わせることにより、それぞれの機能（役割）を発揮する。

例えば、論理ブロックとしてのエンジン制御部１６は、エンジンの運転状態を検出すべく、各種のセンサからのセンサ信号を入力して、論理ブロック内で取り扱うことができる信号に変換する制御ブロックを有する。また、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とともに、上位の論理ブロック（ＰＴＣ１２）から指示された指令トルクと差異がある場合に、その差異をなくすための目標とするエンジン運転状態を算出する制御ブロックを有する。さらに、目標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する制御ブロックを有する。その他にも、例えば、エンジンの発熱温度に応じて、エンジンの温度調節を実行する制御ブロックなども有する。ただし、これらは単なる例示であって、エンジン制御部１６は、その機能を発揮するために必要な、その他の演算処理を行う制御ブロックを有する場合もあり得る。また、例示された制御ブロックを含め、エンジン制御部１６内の制御ブロックは、適宜、統合されたり、逆に、細分化されたりすることが可能なものである。

制御システム１０は、実際には、各論理ブロック１１〜２０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、論理ブロック間の連結関係が維持できる限り、各論理ブロック１１〜２０を実装する電子制御装置の数は任意である。例えば、すべての論理ブロック１１〜２０を１つの電子制御装置に実装しても良いし、各論理ブロック１１〜２０を、それぞれ別個の電子制御装置に実装しても良い。各論理ブロック１１〜２０を複数の電子制御装置に実装する場合には、それら複数の電子制御装置は、論理ブロックの連結関係を維持できるように、個別の通信線を介して接続されたり、各電子制御装置が共通のネットワークに接続され、連結関係に従う所望の電子制御装置同士が通信可能に構成されたりする。

次に、図１に論理ブロック１１〜２０として示した、制御システム１０が有する各種の機能及び各論理ブロック１１〜２０の連結関係について説明する。

図１に示すように、制御システム１０には、各種の情報が入力される。例えば、ヒューマン・マシン・インターフェース（ＨＭＩ）１は、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操作部を意味し、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が該当する。それら操作部における各々の操作量がセンサ等によって検出され、制御システム１０に入力される。

ハイブリッド車両が、走行支援のための制御機能を備えている場合、それら制御機能を担う電子制御デバイスからの情報も制御システム１０に入力される。例えば、走行支援のための電子制御デバイスとしては、アダプティブクルーズコントロールシステム（ＡＣＣ）２、パーキングコントロールシステム（ＰＣＳ）３、レーンキープアシストシステム（ＬＫＡ）４などが該当する。その他にも、ハイブリッド車両が、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、トラクションコントロールシステム（ＴＲＣ）、ビークルスタビリティコントロールシステム（ＶＳＣ）を備えている場合には、それらのシステムのための電子制御デバイスからの情報も制御システム１０に入力される。それらの走行支援のための制御機能によって、車両の駆動トルクが決定される場合があるためである。

上述した各種の情報は、制御システム１０の前後挙動調整機能を担う論理ブロックであるＶＬＣ１１に与えられる。ただし、必要に応じて、入力された情報は、他の論理ブロックにも与えられ得る。ＶＬＣ１１は、原則として運転者の操作に対応するように車両の前後方向の挙動を制御すべく、前後方向の目標加速度（減速度）を算出するとともに、その目標加速度（減速度）を実現するための目標駆動トルク（車軸トルク目標値）を算出する。このようにして算出された車軸トルク目標値は、図２に示すように、駆動力調整機能を担う論理ブロックであるＰＴＣ１２に出力される。なお、図２は、後述する電費や熱費をエンジンの動作点に反映させることを制御目的としたときの主要な論理ブロックの状態を示している。

ＰＴＣ１２は、ＶＬＣ１１から出力された車軸トルク目標値を実現するために、それぞれ、エンジン２１及びＩＳＧ２２が分担する予定トルク（予定エンジントルク及び予定ＩＳＧトルク）を算出する予定トルク算出処理を実行する。この際、ＰＴＣ１２は、例えばエンジン２１の等燃費曲線を参照し、極力、エンジン２１の燃費が良好となるように、エンジン２１の予定エンジントルクを定める。より具体的には、等燃費曲線とは、等燃費等高線とも呼ばれ、エンジン回転数とトルクとを２軸とするグラフ上において、燃費が等しくなるエンジンの動作点の集まりを示した曲線である。ＰＴＣ１２は、エンジン２１の動作点が、極力、燃費が良好となる等燃費曲線付近の動作点となるように、エンジン２１が分担する予定エンジントルクを定める。そして、ＰＴＣ１２は、車軸トルク目標値に対して、予定エンジントルクでは不足する分を、予定ＩＳＧトルクとして定める。このようにして算出された予定エンジントルク及び予定ＩＳＧトルクは、図２に示すように、モータジェネレータ調整機能を担う論理ブロックであるＭＧＣ１３に出力される。

図１において、バッテリ制御機能を担う論理ブロックであるバッテリ制御部１８は、高圧バッテリ２３の電圧、電流、及び温度を検出し、その検出結果を、電気負荷調整機能を担う論理ブロックであるＥＬＣ１４に出力する。また、バッテリ制御部１８は、検出した電圧、電流、及び温度に基づき、高圧バッテリ２３に異常が発生しているか否かを判断する。さらに、バッテリ制御部１８は、検出した温度に基づいて、図示しない冷却ファンを駆動することにより、高圧バッテリ２３の温度上昇を抑制する。

ＥＬＣ１４は、バッテリ制御部１８から提供された高圧バッテリ２３の電圧、電流、及び温度に基づき、バッテリ容量に対する充電残量の比率である充電レベル（ＳＯＣ）を算出する。そして、ＥＬＣ１４は、算出したＳＯＣに基づいて、高圧バッテリ２３の最大許容放電量や要求充電量を算出して、ＭＧＣ１３に出力する。なお、高圧バッテリ２３のＳＯＣ算出処理等は、ＭＧＣ１３にて実行しても良い。

さらに、ＥＬＣ１４は、図示しない補機バッテリから供給される電力により作動する電気負荷による電力消費量を算出する。そして、ＥＬＣ１４は、図２に示すように、算出した電力消費量を、電気エネルギー調停要求としてＭＧＣ１３に出力する。

車両には、ＩＳＧ２２に対して駆動電圧を提供したり、ＩＳＧ２２によって発電された電圧を蓄電したりする高圧バッテリ２３の他に、車両に搭載された各種の電気負荷（ＥＣＵ、モータ、表示モニタ、オーディオ機器等）に作動電圧を提供する低圧バッテリ（図示せず）も設けられている。高圧バッテリ２３と低圧バッテリとは、降圧コンバータを介して接続されており、ＥＬＣ１４が、降圧コンバータを動作させることにより、高圧バッテリ２３により低圧バッテリを充電可能となっている。そのため、ＥＬＣ１４は、低圧バッテリの充電レベル及び上述した電気負荷の作動状態を検出し、充電が必要であるか否かを判定する。充電が必要と判定した場合、ＥＬＣ１４は、降圧コンバータを作動させる。

ハイブリッド車両において、効率の良い領域でエンジン２１を運転すると廃熱が減るため、必要な暖房エネルギーが確保できない可能性が生じる。一方、暖房エネルギーを確保するためにエンジンの廃熱を増やすようにすると、燃費が悪化する。このような暖房による燃費の悪化を防止するため、車両は、暖房熱源として、ヒートポンプ２４を備えている。また、車室内の温度を調節するためのエアコン装置２５を備えている。

熱調整機能を担う論理ブロックであるＴＨＣ１５は、外気温度及び目標車室内温度などに基づいて、車室内の空調のために必要な熱エネルギーを算出する。例えば、エアコン制御部２０がエアコン装置２５により車室内を冷房する場合には、エアコン装置２５のコンプレッサ等の駆動に必要なエネルギーを熱に換算して熱エネルギーを算出する。また、エアコン制御部２０が車室内を暖房する場合には、エンジンの冷却水から得られる暖房エネルギーが必要な暖房エネルギーに対して不足する場合、その不足暖房エネルギーも考慮して、熱エネルギーを算出する。ＴＨＣ１５は、図２に示すように、このように算出された熱エネルギーを、熱エネルギー調停要求としてＭＧＣ１３に出力する。

なお、ＴＨＣ１５は、暖房エネルギーが不足する場合、その不足暖房エネルギーを発生するよう、ヒートポンプ（ＨＰ）制御部１９に指示する。すると、ＨＰ制御部１９は、ヒートポンプ２４が不足暖房エネルギーを発生するように、ヒートポンプ２４の運転状態を制御する。

ＭＧＣ１３は、図２に示すように、ＰＴＣ１２から出力された予定エンジントルク及び予定ＩＳＧトルクを補正するトルク補正処理を実行する。そして、ＭＧＣ１３は、補正した補正エンジントルクをＰＴＣ１２に返送し、補正した補正ＩＳＧトルクを目標ＩＳＧトルクとしてＩＳＧ制御部１７に出力する。

以下、ＭＧＣ１３における予定エンジントルク及び予定ＩＳＧトルクの補正処理について説明する。ＭＧＣ１３は、ＥＬＣ１４から出力された高圧バッテリ２３の最大許容放電量や要求充電量、電気エネルギー調停要求、あるいはＴＨＣ１５から出力された熱エネルギー調停要求に基づいて、予定エンジントルク及び予定ＩＳＧトルクを補正する。

例えば、ＭＧＣ１３は、ＥＬＣ１４から出力された最大許容放電量に基づいて、ＩＳＧ２２が発生可能な最大トルクを算出する。そして、予定ＩＳＧトルクが発生可能な最大トルクを超えている場合、ＭＧＣ１３は、予定ＩＳＧトルクを最大トルク以下のトルクに補正する。さらに、予定ＩＳＧトルクの減少分だけ増加するように予定エンジントルクを補正する。

また、例えば、ＭＧＣ１３は、電気負荷による電力消費量が所定レベルよりも大きい場合には、電気負荷に対する電力供給に備えて、エンジン２１の予定エンジントルクを増加し、ＩＳＧ２２の予定ＩＳＧトルクを減少させる補正を行う。この際、ＩＳＧ２２の予定ＩＳＧトルクの減少により節約できる電力量と、エンジン２１の予定エンジントルクの増加により余分に消費することになる燃料量とから電費を算出する。そして、ＭＧＣ１３は、電費が極力小さくなるように、予定エンジントルクの増加量と、予定ＩＳＧトルクの減少量とを決定する。

さらに、例えば、ＭＧＣ１３は、ＴＨＣ１５から出力された熱エネルギーの調停要求に基づいて、エンジン２１の予定エンジントルクを増加し、ＩＳＧ２２の予定ＩＳＧトルクを減少させる補正を行う。この熱エネルギーに関しても、エンジン２１の予定エンジントルクの増加により得られる熱エネルギーと、エンジン２１の予定エンジントルクの増加により余分に消費することになる燃料量とから熱費を算出する。そして、ＭＧＣ１３は、熱費が極力小さくなるように、予定エンジントルクの増加量と、予定ＩＳＧトルクの減少量とを決定する。

ＰＴＣ１２は、ＭＧＣ１３から補正された補正エンジントルクを受領すると、目標エンジントルクとしてエンジン制御部１６に出力する。エンジン制御部１６は、与えられた目標エンジントルクを発生させるべく、エンジン２１の吸入空気量、点火時期、燃料噴射量及びその噴射タイミングなどを制御する。また、ＩＳＧ制御部１７は、ＩＳＧ２２の各相のコイルに接続されたインバータを有する。ＩＳＧ制御部１７は、目標ＩＳＧトルクとして、補正された補正ＩＳＧトルクをＭＧＣ１３から受領すると、その目標ＩＳＧトルクを発生させるべく、ＩＳＧ２２の回転を検知し、その検知した回転状態に基づき、インバータを制御する。

あるいは、例えば、ＭＧＣ１３は、ＥＬＣ１４から出力された要求充電量に応じて、回生ブレーキ時にＩＳＧ２２が発生すべき回生電力量を定める。そして、回生ブレーキが行われる時に、ＩＳＧ制御部１７に対して回生電力量を指示する。この場合、ＩＳＧ制御部１７は、指示された回生電力量となるように、インバータを制御する。

次に、本実施形態に係る制御システム１０の特徴について説明する。本実施形態のように、複数の車載装置２１〜２５によって構成される車載システムにおいて、それら複数の車載装置２１〜２５を連携、協調して制御を行う場合、それぞれの車載装置２１〜２５を制御するための論理ブロック１１〜２０間にて情報の受け渡しを行う機会も増加する。そして、このような情報の受け渡しの機会が増加するほど、各論理ブロック１１〜２０における制御処理に遅れが生じやすくなり、十分な制御性能が得られにくくなる虞がある。

そのため、本実施形態による制御システム１０では、車載システムを制御する上での制御目的の変更に応じて、制御主体となる論理ブロックを変更する。制御主体となる論理ブロックは、制御主体となる以前は他の論理ブロックにおいて実行されていた制御処理の少なくとも一部を実行する。このため、例えば、制御目的に応じて、特に応答性や精度が求められる車載装置のための制御処理を担う論理ブロックに、他の論理ブロックとの情報の受け渡しの機会を低減できるように、他の論理ブロックの制御処理の少なくとも一部を移すことが可能となる。その結果、変更された制御目的において、特に重要な車載装置に対する制御性能を確保することが可能となり、制御システム全体としても制御性能の低下を効果的に抑制することができる。

以下、いくつかのケースを例示として示しつつ、具体的に説明する。まず、第１のケースについて、図３に基づいて説明する。図３は、例えば、車両が上り坂を走行したり、高速での高負荷走行を行ったりする場合に、ＩＳＧ２２によるアシスト効率の向上を制御目的としたときの主要な論理ブロックの状態を示している。

アシスト効率の向上を制御目的とした場合、ＶＬＣ１１から出力された車軸トルクを、エンジン２１が発生すべきエンジントルクとＩＳＧ２２が発生すべきＩＳＧトルクとに、応答性良く、かつ正確に振り分けることが重要となる。そのため、アシスト効率の向上が制御目的になると、図３に示すように、通常は、ＭＧＣ１３にて実行されているトルク補正処理が、制御主体となるＰＴＣ１２に移行される。その結果、ＰＴＣ１２からＭＧＣ１３に予定エンジントルク及び予定ＩＳＧトルクを渡して、ＭＧＣ１３において、それらの予定トルクを補正するトルク補正処理を行った後に、補正エンジントルクをＭＧＣ１３からＰＴＣ１２に返送する処理が不要となる。換言すれば、ＰＴＣ１２において、予定トルク算出処理及びトルク補正処理を連続して実施し、補正した補正ＩＳＧトルクをＭＧＣ１３に出力するだけで済むようになる。

このため、予定トルク算出処理及びトルク補正処理を通じての目標エンジントルク及び目標ＩＳＧトルクの算出に要する処理時間を短縮することができる。従って、目標エンジントルク及び目標ＩＳＧトルクを、車両の時々の状況に応じて精度良く設定することができ、ＩＳＧ２２によるアシスト効率の向上を図ることができる。

なお、上述したように、トルク補正処理をＭＧＣ１３からＰＴＣ１２移行させることができるように、ＰＴＣ１２は、予めトルク補正処理を行うためのプログラムモジュールを備えている。そして、制御目的の変更に応じて、そのプログラムモジュールが呼び出されることで、トルク補正処理を実施することが可能となる。また、制御目的の変更に関する情報は、ＭＧＣ１３においても共有される。そして、ＭＧＣ１３は、トルク補正処理がＰＴＣ１２に移行された場合、ＭＧＣ１３はトルク補正処理を実施せず、さらに、トルク補正処理に必要な情報を予めＰＴＣ１２に出力しておくように制御処理内容を変更する。このトルク補正処理に必要な情報には、ＥＬＣ１４から出力された高圧バッテリ２３の最大許容放電量や要求充電量、電気エネルギー調停要求、あるいはＴＨＣ１５から出力された熱エネルギー調停要求の他、学習値なども含まれる。

次に、第２のケースについて、図４に基づいて説明する。図４は、例えば、運転者がブレーキペダルを操作して車両を減速する場合に、ＩＳＧ２２における回生効率の向上を制御目的としたときの主要な論理ブロックの状態を示している。

運転者がブレーキペダルを操作して車両を減速する場合、機械的なブレーキ装置による制動トルクと、ＩＳＧ２２による回生ブレーキによる制動トルク（厳密には、さらにエンジン２１によるエンジンブレーキトルク）とが運転者による要求制動トルクに見合うように、ブレーキ装置とＩＳＧ２２（厳密には、さらにエンジン２１）とを協調して精密に制御する必要が生じる。その際、高圧バッテリ２３の要求充電量の範囲で、最大の回生電力を発生させるようにインバータを作動させることが回生効率の向上につながる。

そこで、本実施形態による制御システム１０では、回生効率の向上が制御目的となった場合、図４に示すように、通常は、ＰＴＣ１２にて実行されている予定トルク算出処理を、制御主体となるＭＧＣ１３に移行する。これにより、ＭＧＣ１３は、予定トルク算出処理後、即座にトルク補正処理を実行することができ、運転者による要求制動トルクや、ＩＳＧ１７の状態に対応する目標ＩＳＧトルク（マイナスのトルク）を速やかに設定することが可能となる。同時に、ＭＧＣ１３は、補正エンジントルク（ゼロ又はマイナスのトルク）を定め、ＰＴＣ１２に出力する。その結果、制御処理の遅れなどによって、電力回生のためのインバータの制御状態が最適な状態からずれることを抑制することができ、回生効率の向上を図ることが可能になる。

なお、予定トルク算出処理をＭＧＣ１３に移行させることを可能とするため、ＭＧＣ１３は、予定トルク算出処理のためのプログラムモジュールを備えていることは言うまでもなく、さらに、上述した等燃費曲線を示すマップなどの情報も保有している。これにより、ＭＧＣ１３においても予定トルク算出処理を支障なく実行することができる。なお、マップなどの情報は、ＰＴＣ１２及びＭＧＣ１３がともにアクセス可能な共有メモリに保存しておき、必要に応じて、ＰＴＣ１２もしくはＭＧＣ１３が、その共有メモリを参照するようにしても良い。

また、図４に示した例では、ＭＧＣ１３への予定トルク算出処理の移行に伴い、ＰＴＣ１２は、ＭＧＣ１３に対して、ＶＬＣ１１から与えられた車軸トルクをエネルギー（単位：ジュール）に換算し、要求パワーとしてＭＧＣ１３へ出力するようにしている。このように、制御主体となるＭＧＣ１３への予定トルク算出処理の移行に伴い、その情報はＰＴＣ１２にも共有され、ＰＴＣ１２における予定トルク算出処理の不実施に加え、ＰＴＣ１２からＭＧＣ１３に出力される信号の種類が変更される場合もある。

ただし、ＰＴＣ１２は、ＶＬＣ１１から出力された車軸トルク目標値に対してなんら処理を行わず、そのままＭＧＣ１３に出力するようにしても良い。さらに、ＶＬＣ１１が、ＰＴＣ１２とＭＧＣ１３のいずれにも信号を出力できるように構成し、制御目的が回生効率の向上に変更されたときには、ＶＬＣ１１がＭＧＣ１３へ直接、車軸トルク目標値を出力するようにしても良い。このようにすれば、より一層、目標ＩＳＧトルクを算出するための処理時間の短縮を図ることができる。

また、予定トルク算出処理を実行する上で、センサからの検出信号が必要である場合、そのセンサからの検出信号の受信処理（増幅、波形成形、ＡＤ変換など）も、ＰＴＣ１２からＭＧＣ１３に移行される。そのため、センサは、そのセンサの検出信号の受信処理を実行する可能性がある論理ブロックと、個別の通信線や通信ネットワークを介して接続されている。

次に、第３のケースについて、図５に基づいて説明する。図５は、例えば、外気温度が低く、かつエンジン２１が冷間始動される場合などにおいて、熱効率の向上を制御目的としたときの主要な論理ブロックの状態を示している。

エンジン２１が冷間始動される場合、高い摩擦抵抗への対応、燃料を気化するための気化エネルギーの確保、触媒温度の早期上昇等のため、例えば所定時間の間、エンジン回転数を高めたりすることが一般的に行われている。しかしながら、ＴＨＣ１５から熱エネルギー調停要求が出されている場合、単にエンジン回転数を高めるだけでは、要求される熱エネルギーを早期に確保することは困難な場合もある。

そこで、本実施形態による制御システム１０では、エンジン２１の状況やＴＨＣ１５からの要求に基づいて熱効率の向上が制御目的となった場合、図５に示すように、通常は、ＰＴＣ１２にて実行されている予定トルク算出処理を、制御主体となるＭＧＣ１３に移行する。そして、ＭＧＣ１３では、エンジン２１が熱源となるまでの時間短縮のため、エンジン２１の動作点を、敢えて燃費の悪い動作点に設定する。これにより、燃料が爆発する際のエネルギーがエンジン２１を加熱するために効果的に使用され、エンジン２１の温度を素早く上昇させることが可能となる。

この際、第２のケースの場合と同様に、ＭＧＣ１３が制御主体となって、予定トルク算出処理及びトルク補正処理を実行することにより、短時間の内にＴＨＣ１５からの熱エネルギー調停要求に応じたエンジン２１の加熱状態となるように、エンジン２１の燃焼状態を精度良く制御することが可能になる。また、ＭＧＣ１３は、図５に示すように、ＰＴＣ１２を介することなく、直接、目標エンジントルクをエンジン制御部１６に指示する。これにより、エンジン２１の燃焼状態に関する制御の遅れをより減少させることができ、制御精度の一層の向上を図ることができる。その他は、第２のケースと同様であるため、これ以上の説明を省略する。

次に、制御主体となる論理ブロックの変更処理について、図６のフローチャートを参照しつつ詳細に説明する。なお、図６のフローチャートに示す処理は、いずれかの論理ブロックを、制御主体となる論理ブロックの変更処理を実行する論理ブロックとして定めて、その定めた論理ブロックにおいて実行されるものである。

まず、図６のフローチャートのステップＳ１００では、制御目的を定める基礎要因となる車両の状態（エンジン２１やＩＳＧ２２などの各車載装置の状態を含む）や、外部環境（外気温度や走行路の状態など）を検出する。そして、続くステップＳ１１０において、検出した車両状態や外部環境に基づいて、車載システムを制御する際の制御目的を設定する。

次に、ステップＳ１２０において、ステップＳ１１０にて設定された制御目的が、それ以前に設定されていた制御目的から変更されたか否かを判定する。制御目的が変更されていないと判定した場合には、そのまま、図６のフローチャートに示す処理を終了する。一方、制御目的が変更されたと判定した場合には、ステップＳ１３０の処理に進む。ステップＳ１３０では、予め定められ記憶されている制御目的と制御主体となる論理ブロックとの関係に基づいて、設定された制御目的に対応して、制御主体とする論理ブロックを特定する。なお、制御目的と制御主体となる論理ブロックとの関係を示すテーブルには、制御目的ごとに、各論理ブロックにて実行される制御処理の種類も含まれている。

続くステップＳ１４０では、以前に設定されていた制御目的下で、各論理ブロックが実行する制御処理に対して、新たに設定された制御目的下で各論理ブロックが実行する制御処理との相違に基づき、制御主体となる論理ブロックへ移行させる処理、及びその処理の移行元となる論理ブロックを特定する。ステップＳ１５０では、その移行元の論理ブロックにおいて、移行予定の処理が処理途中であるか否かを判定する。基本的に、各論理ブロックでの処理は、所定の周期毎に実行されるように構成されている。このため、ステップＳ１５０では、移行予定の制御処理を実行している論理ブロックにて、現在の周期での処理が処理途中であるか否かを判定することになる。

ステップＳ１５０において、処理途中であると判定されると、ステップＳ１６０に進んで、現在の周期での処理の終了を待機する。一方、現在の周期での処理は終了し、次の周期での処理の開始を待機している場合には、ステップＳ１５０にて、処理途中ではないと判定され、ステップＳ１７０の処理に進む。

ステップＳ１７０では、関係する論理ブロック、すなわち、制御処理の移行元の論理ブロック及び移行先の制御主体となる論理ブロックに加え、それらの論理ブロックと情報の遣り取りを行う論理ブロックに対して、制御処理の移行と制御主体の変更を通知する。これにより、制御主体となる論理ブロックでは、移行される制御処理の実行が開始される。その際、移行された制御処理の実行のために、センサ等からの信号の受信が必要な場合には、制御主体となる論理ブロックは、その受信処理も実行する。

また、その制御処理の移行元では、移行された制御処理が実行されず、また、必要に応じて、制御主体となる論理ブロックとの間で遣り取りする情報が変更される。さらに、それらの論理ブロックとの間で情報を遣り取りする論理ブロックでは、必要に応じて、情報を与える論理ブロックを変更したり、受け取る情報の出し手となる論理ブロックが変更されることを認識したりすることができる。

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可能である。

例えば、上述した実施形態では、制御主体となる論理ブロックに移行する制御処理が処理途中か、終了しているかを判定し、終了していると判定された場合に、制御主体となる論理ブロックの変更処理を実行した。

その他にも、例えば、制御主体となる論理ブロックが正常に動作しており、制御処理の少なくとも一部の処理を実行可能であるか否かを判定し、実行可能であるとの判定がなされた場合に、制御主体となる論理ブロックの変更処理を実行するようにしても良い。これは、制御処理の移行元となる論理ブロックと、移行先となる論理ブロックとが、異なる電子制御装置に実装されていたり、複数のＭＰＵコアがある場合に、異なるＭＰＵコアに実装されていたりする場合に、特に重要となる。制御処理の移行元となる論理ブロックが正常に作動していても、移行先の論理ブロックが正常に作動可能であるとは限らないためである。

また、上述した実施形態では、いずれかの論理ブロックを、制御主体となる論理ブロックの変更処理を実行する論理ブロックとして定めた例について説明した。すなわち、各論理ブロックと通信可能に構成された特定の論理ブロックだけが、制御主体論理ブロック変更処理を実行するものであった。しかしながら、制御主体論理ブロック変更処理を実行するのは、特定の論理ブロックに限られるわけではなく、例えば、制御主体となった論理ブロックが、制御主体論理ブロック変更処理を実行することも可能である。この場合、制御主体となった論理ブロックが、制御目的の変更を監視し、制御目的が変更されたことを検出したときに、新たに制御主体となる論理ブロック、制御処理の移行元となる論理ブロック、及び関係する論理ブロックへの通知を行うことになる。

１０ 制御システム
１１〜２０ 論理ブロック
２１ エンジン
２２ ＩＳＧ
２３ 高圧バッテリ
２４ ヒートポンプ
２５ エアコン装置

Claims (9)

1. 複数の異なる制御目的の下で、複数の車載装置（２１〜２５）から構成される車載システムを制御する制御システム（１０）であって、
   前記制御システムは、予め複数の論理ブロック（１１〜２０）に区分けされ、それら複数の論理ブロック間の連結関係を規定することによって構成されており、前記複数の論理ブロックが前記論理ブロック間の連結関係に従って連携して動作することにより、前記車載システムを制御するものであり、
   前記制御目的に応じて、制御主体となる論理ブロックが予め定められており、制御主体となった論理ブロックは、制御主体となる以前は他の論理ブロックにおいて実行されていた制御処理の少なくとも一部を実行するように構成され、
   前記制御目的の変更の有無を判定する変更判定手段（Ｓ１２０）と、
   前記変更判定手段によって前記制御目的が変更されたと判定されたことに応じて、予め定められた前記制御目的と制御主体となる前記論理ブロックとの対応関係に基づき、前記制御主体となる論理ブロックを変更する制御主体変更手段（Ｓ１７０）と、を備える制御システム。
2. 前記制御主体変更手段は、
   前記制御主体となる論理ブロックへ、前記制御処理の少なくとも一部の処理を移すことが可能であるか否かを判定する判定手段（Ｓ１５０）を備え
   前記判定手段によって前記制御処理の少なくとも一部の処理を移すことが可能との判定がなされたときに、前記制御主体となる論理ブロックを変更する請求項１に記載の制御システム。
3. 前記判定手段は、前記制御主体となる論理ブロックに移す予定の、前記他の論理ブロックにおいて実行されている制御処理が終了したか否かに基づき、前記制御処理の少なくとも一部の処理を移すことが可能であるか否かを判定する請求項２に記載の制御システム。
4. 前記判定手段は、前記制御主体となる論理ブロックが正常に動作しており、前記制御処理の少なくとも一部の処理を実行可能であるか否かに基づき、前記制御処理の少なくとも一部の処理を移すことが可能であるか否かを判定する請求項２に記載の制御システム。
5. 前記制御主体となる論理ブロックと、前記制御主体となる論理ブロックに前記制御処理の少なくとも一部を移す前記他の論理ブロックとは、前記制御処理の少なくとも一部の移行に伴い、それらの論理ブロック間で遣り取りされる情報が変更される請求項１乃至４のいずれかに記載の制御システム。
6. 前記制御主体となる論理ブロックは、前記制御処理の少なくとも一部を実行するために必要な情報を、前記制御処理の少なくとも一部を以前に実行していた前記他の論理ブロックを介することなく、直接、前記情報の提供元となる論理ブロック及び／又はセンサから受領する請求項１乃至５のいずれかに記載の制御システム。
7. 前記制御主体となる論理ブロックは、前記他の論理ブロックから所定の出力先へ出力されていた信号を、前記制御処理の少なくとも一部の移行に伴い、前記他の論理ブロックに代わって前記出力先へ出力する請求項１乃至６のいずれかに記載の制御システム。
8. 前記変更判定手段及び前記制御主体変更手段として、前記制御主体となる論理ブロックの変更処理を実行するための論理ブロックが予め定められている請求項１乃至７のいずれかに記載の制御システム。
9. 前記制御主体となった論理ブロックが、前記変更判定手段及び前記制御主体変更手段として、前記制御主体となる論理ブロックの変更処理を実行する請求項１乃至７のいずれかに記載の制御システム。

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