JP6536448B2 - 車両用制御システム - Google Patents

Description

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。

例えば、特許文献１には、車両構成が変更される場合に、車両モードに応じた制御対象に対する挙動制御の変更が容易な車両制御装置（イントラボックス）について記載されている。

この特許文献１の車両制御装置は、車両モード毎に、機能ドメインＥＣＵ及びサブドメインＥＣＵが制御対象に対して実行する挙動制御を、車両構成に応じたモード情報として記憶している。そして、車両制御装置は、記憶しているモード情報に基づき、車両が置かれた車両環境に基づき車両モードを設定して、各機能ドメインＥＣＵ及び各サブドメインＥＣＵが制御対象に対して実行する挙動制御を管理する。

特開２０１０‐２４１２９８号公報

上述した特許文献１では、車両制御システムとして、制御対象の役割に応じていくつかの機能ドメインを規定するとともに、車両制御装置、機能ドメインＥＣＵ、及びサブドメインＥＣＵなどからなる階層化された構造を採用している。このような構成を採用することにより、各制御対象の連携制御を容易に行うことができるとともに、車両構成の変更へ対応するための負荷も軽減することができる。

しかし、上記の構成では、機能ドメインごとに設けられる機能ドメインＥＣＵが、いくつかのサブドメインＥＣＵを通じて、それぞれの制御対象である車載機器を制御することになる。各車載機器は、車両の各部に配置されるので、機能ドメインＥＣＵからサブドメインＥＣＵを介して各車載機器に至る通信配線の長さが長くなり、車両内における取り回しが煩雑になってしまうことが懸念される。

そのため、機能ドメインＥＣＵを、ドメイン全体の管理を行うマスタドメインＥＣＵと、そのマスタドメインＥＣＵから制御指令を受けるいくつかのローカルドメインＥＣＵとに分けるとともに、車両を複数のエリアに分割し、各エリアに、ローカルドメインＥＣＵと、制御対象である車載機器を個別に制御するサブドメインＥＣＵ（機器制御部）とを分散して配置することが考えられる。このような構成を採用することにより、少なくとも、配線数の多いローカルドメインＥＣＵ−サブドメインＥＣＵ−車載機器を接続する通信配線の長さを短縮することが可能となる。

また、機能ドメインＥＣＵが、サブドメインＥＣＵを通じて複数の車載機器を制御する際、その制御に必要となる電力量を最適化するため、車載電源の蓄電量に応じて、各機能ドメインにて使用可能な電力量を定めることが考えられる。これにより、例えば、車両の駆動力の調整や制動を行う機器、あるいは乗員の安全を図るための安全機器などの車載機器を制御するための電力を優先的に割り振ることにより、それらの車載機器の制御を確実に行うことが可能となる。

しかしながら、上述したように、機能ドメインによる区分けとエリア分割とを併用する場合、各エリアに車載機器が振り分けられ、ローカルドメインＥＣＵとサブドメインＥＣＵとが各エリアに分散配置されるので、各機能ドメインに割り振られた電力量は、さらに各エリアに分配される必要が生じる。この各エリアへの電力量の分配において、実際に各エリアで必要となる電力量よりも少ない電力量しか分配されない事態も発生しえる。この場合に、僅かでも分配電力量が必要電力量よりも小さいとの理由で、ローカルドメインＥＣＵが車載機器の制御を行い得ないとすると、各車載機器の制御を適切に行うことができなくなってしまう。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、各ドメインに割り振られた電力量を、ドメイン毎に、さらに各エリアに分配するようにしながら、分配電力量の不足による車載機器の制御への影響を極力抑制することが可能な車両用制御システムを提供することを目的とする。

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を制御するものであって、
車両用制御システムは、複数の車載機器のそれぞれの機能に応じて予め複数のドメインに区分けされ、それら複数のドメインにおいて、それぞれ、車載機器を制御するための機器制御部（１４，１５，１６，２４，２５，２６，３４，３５，３６，４４，４５，４６，５４，５５，５６，６４，６５，６６）と、機器制御部による制御を統括するドメイン制御部（１０，２０，３０，４０，５０，６０）とに階層化され、
車両は少なくとも２つのエリア（７０，８０，９０）に分割され、複数の車載機器は、分割されたエリアに振り分けられ、
車載機器の振り分けに応じて、対応する機器制御部が該当するエリアに分散して配置され、
ドメイン制御部（１０，２０，３０，４０，５０，６０）は、対応する機器制御部とともにエリアに分散して配置されるローカルドメイン制御部（１２，１３，２２，２３，３２，３３，４２，４３，５２，５３，６２，６３）と、ドメイン毎の制御目標を定めるとともに、その制御目標達成のために各エリアにて分担すべきエリア制御目標を定め、当該エリア制御目標をローカルドメイン制御部に与えるマスタドメイン制御部（１１，２１，３１，４１，５１，６１）とを有し、
さらに、
複数の車載機器を制御するための電力を提供する車載電源（２７，２８）と、
少なくとも車載電源の蓄電量に基づき、各ドメインにて使用可能な電力量を決定するとともに、各ドメインにて使用可能な電力量に基づき、ドメイン毎に、当該電力量を各エリアに分配する分配電力量を算出する分配電力量算出部（Ｓ１３０，Ｓ１４０）と、
各エリアのローカルドメイン制御部毎に、エリア制御目標に従ってローカルドメイン制御部が機器制御部を通じて車載機器を制御したときに必要となる見込電力量を算出する見込電力量算出部（Ｓ２１０）と、
見込電力量が分配電力量よりも大きくなり、電力量が不足する場合に、その不足電力量を、同じエリア内において調達するための調達処理を実行する調達部（Ｓ２２０，Ｓ２３０、Ｓ２４０，Ｓ２５０，Ｓ３１０，Ｓ３２０，Ｓ３６０，Ｓ３８０）と、を備えるように構成される。

本発明による車両用制御システムでは、上記のように、車両が少なくとも２つのエリアに分割される。複数の車載機器は、分割されたエリアに振り分けられる。その車載機器の振り分けに応じて、対応する機器制御部も該当するエリアに分散して配置される。そして、ドメイン制御部は、マスタドメイン制御部と、ローカルドメイン制御部とを備え、ローカルドメイン制御部は、対応する機器制御部とともにエリアに分散して配置される。従って、関連するローカルドメイン制御部、機器制御部、及び車載機器を同じエリアに配置することができ、それらを接続するための通信配線の長さの短縮化を図ることができる。その結果、車両における通信配線の取り回しの煩雑さを軽減することができる。そして、マスタドメイン制御部が、全体の制御目標に基づき、各ローカルドメイン制御部に対してエリア制御目標値を与える。これにより、各エリアにローカルドメイン制御部を分散配置した場合であっても、各エリアにおける制御の全体的な整合を図ることが可能になる。

さらに、本発明による車両用制御システムでは、分配電力算出部が、各ドメインにて使用可能な電力量に基づき、当該電力量を該当するドメインの各エリアに分配する分配電力量を算出する。一方、各エリアのローカルドメイン制御部毎に、エリア制御目標に従ってローカルドメイン制御部が機器制御部を通じて車載機器を制御したときに必要となる見込電力量を算出する。そして、見込電力量が分配電力量よりも大きくなり、電力量が不足する場合に、調達部が、その不足電力量を、同じエリア内において調達するための調達処理を実行する。このため、例えば、各ドメインに割り振られた電力量を、それぞれのドメインごとに、各エリアへ分配する際、実際に各エリアで必要となる電力量よりも少ない電力量しか分配されない場合であっても、調達処置による同じエリア内における電力量の貸し借りを通じて、必要な電力量を確保し、制御を実行できる可能性を高めることができる。従って、本発明による車両用制御システムによれば、分配電力量の不足による車載機器の制御への影響を抑制することが可能となる。

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。

第１実施形態に係る、ハイブリッド車両の各種車載機器のための車両用制御システムの全体構成の一例を示すブロック図である。 車両を、フロントエリア、ミドルエリア、及びリヤエリアの３つのエリアに分割した例を示す図である。 機器制御部及び各ドメイン制御部の各構成要素の各エリアへの配置例を説明するための説明図である。 マスタドメイン制御部の制御処理について説明するためのフローチャートである。 ローカルドメイン制御部の制御処理について説明するためのフローチャートである。 ローカルドメイン制御部の制御処理における、余剰電力処理の詳細を示すフローチャートである。 第２実施形態における、ローカルドメイン制御部の制御処理について説明するためのフローチャートである。

（第１実施形態）
本発明に係る車両用制御システムの第１実施形態を、図面を参照しつつ説明する。以下に説明する第１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（モータジェネレータ）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、ドメイン分けに関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。

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用制御システム１００の全体構成の一例をブロック図として表したものである。本実施形態に係る車両用制御システム１００は、制御対象とする複数の車載機器の機能（役割）に応じて、複数のドメインに区分けされ、それら複数のドメインにおいて、それぞれ、車載機器を制御するための機器制御部１４，１５，１６，２４，２５，２６，３４，３５，３６，４４，４５，４６，５４，５５，５６，６４，６５，６６と、それら機器制御部による制御を統括するドメイン制御部１０，２０，３０，４０，５０，６０とに階層化されている。そして、各ドメイン制御部１０，２０，３０，４０，５０，６０は相互に通信可能に接続されている。

具体的には、図１に示す例において、車両用制御システム１００は、パワートレイン（ＰＴ）、エレクトリカル（ＥＬ）、ボデー（ＢＤ）、シャシ（ＣＳ）、周囲環境（ＥＶＩ）、ＨＭＩの６個のドメインに区分けされている。このように定めたドメインにより、ハイブリッド車両に搭載された多数の車載機器は、機能面で類似、関連するもの同士がグループ化される。

例えば、エンジン及びモータジェネレータ（ＭＧ）は、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ため、パワートレインドメインに属する。さらに、トランスミッションは、エンジン及び／又はＭＧが発生したトルクを車両の走行状態に適するように変換して駆動軸に伝達する役割を担い、駆動力配分機構は、エンジン及び／又はＭＧが発生したトルク（駆動力）を４輪各輪に配分する役割を担うため、これらの車載機器もパワートレインドメインに属する。その他にも、ＭＧに駆動電力を供給したり、ＭＧが発電した電力を蓄電したりする役割を担う高電圧バッテリ、低電圧バッテリの充電のために高電圧バッテリが発生する高電圧を降圧して低電圧バッテリに供給するＤＣＤＣコンバータ、外部充電設備により高電圧バッテリを充電するための充電器インターフェース（ＩＦ）などの車載機器も、パワートレインドメインに属するものとされる。

パワートレインドメインには、上述した車載機器を制御するための機器制御部１４，１５、１６が設けられている。これらの機器制御部１４，１５，１６は、原則として、パワートレインドメインに属する車載機器に対応して個別に設けられる。例えば、パワートレインドメインには、機器制御部１４，１５，１６として、エンジン制御部、ＭＧ制御部、トランスミッション制御部、駆動力配分機構制御部、高圧バッテリ制御部、ＤＣＤＣコンバータ制御部、充電器ＩＦ制御部などが設けられる。

さらに、パワートレインドメインには、これらの機器制御部１４，１５，１６の制御を統括するドメイン制御部として、パワートレイン（ＰＴ）ドメイン制御部１０が設けられている。このＰＴドメイン制御部１０は、機器制御部１４，１５，１６に対して制御目標値を与える。機器制御部１４，１５，１６は、共通のＰＴドメイン制御部１０から与えられた制御目標値に従って、対応する車載機器を制御する。

ＰＴドメイン制御部１０は、マスタドメイン制御部としてのマスタパワートレイン（ＭＰＴ）制御部１１と、ローカルドメイン制御部としてのローカルパワートレイン（ＬＰＴ）制御部１２，１３とから構成されている。ＭＰＴ制御部１１及びＬＰＴ制御部１２，１３は、後述するように、車両を３つのエリアに区画した際、３つのエリアに分散して配置される。ＭＰＴ制御部１１は、マスタドメイン制御部としての機能と、ローカルドメイン制御部としての機能とを兼ね備えたものである。すなわち、ＭＰＴ制御部１１は、マスタドメイン制御部として、車両の状態や、運転者の操作状態に応じてパワートレインドメイン全体の制御目標を定め、さらに、ドメイン全体の制御目標に基づき、各エリアが実現（分担）すべきエリア制御目標値を定める。ＭＰＴ制御部１１によって定められたエリア制御目標値は、ＬＰＴ制御部１２，１３に与えられる。ＬＰＴ制御部１２，１３は、与えられたエリア制御目標値に基づき、機器制御部１５，１６を制御するための制御目標値を算出して、機器制御部１５，１６に出力する。この際、ＭＰＴ制御部１１も、ローカルドメイン制御部として、自身が属するエリアにおけるエリア制御目標値に基づき、機器制御部１４を制御するための制御目標値を算出し、機器制御部１４に出力する。

エレクトリカルドメインに属する車載機器としては、例えば、低圧バッテリや、この低圧バッテリから各種の車載機器への給電のオン、オフを切り換えるジャンクションボックス（ＪＢ）などが挙げられる。本実施形態では、低圧バッテリは、車両のエンジンルーム内に設置される主低電圧バッテリ２７、車両のラゲッジスペース（又はトランクルーム）の床下などに設置される副低電圧バッテリ２８など複数のバッテリを含む。また、ジャンクションボックスは、エンジンルール内及びその付近に搭載された車載機器への給電のオン、オフを切り換えるためのフロントジャンクションボックスと、主として車室内及びその付近に搭載された車載機器への給電のオン、オフを切り換えるセンタージャンクションボックスと、ラゲッジスペース内又はその付近に搭載された車載機器への給電のオン、オフを切り換えるリアジャンクションボックスとを含む。これらのジャンクションボックスは、いずれも、各車載機器へ給電するための電源として、主低電圧バッテリ２７と副低電圧バッテリ２８とのいずれかを選択することができるように構成されている。

エレクトリカルドメインには、上述した車載機器を制御するための機器制御部２４，２５、２６が設けられている。すなわち、エレクトリカルドメインには、機器制御部２４，２５、２６として、主低圧バッテリ制御部、副低圧バッテリ制御部、フロントＪＢ制御部、センターＪＢ制御部、リヤＪＢ制御部などが設けられている。さらに、エレクトリカルドメインには、これらの機器制御部２４，２５，２６の制御を統括するドメイン制御部として、エレクトリカル（ＥＬ）ドメイン制御部２０が設けられている。ＥＬドメイン制御部２０は、マスタドメイン制御部としてのマスタエレクトリカル（ＭＥＬ）制御部２１と、ローカルドメイン制御部としてのローカルエレクトリカル（ＬＥＬ）制御部２２，２３とから構成されている。ＭＥＬ制御部２１は、ＰＴドメイン制御部１０のＭＰＴ制御部１１の場合と同様に、マスタドメイン制御部としての機能と、ローカルドメイン制御部としての機能とを兼ね備えている。また、ＭＥＬ制御部２１及びＬＥＬ制御部２２，２３も、車両を３つのエリアに区画した際、３つのエリアに分散して配置される。

ボデードメインには、例えば、ヘッドライトやポジションランプなどの前方灯火、歩行者等を保護するためにボンネットに設けられた外部エアバッグ、ドアのロック、アンロックを切り換えるモータや窓を開閉するモータ、シートポジションを調節するモータ、車室内の空調を行うエアコン、車両の乗員を保護するための乗員エアバッグ、リヤゲートを自動開閉するためのモータ、ブレーキランプなどの後方灯火などの車載機器が属する。従って、このボデードメインには、機器制御部３４，３５，３６として、前方灯火制御部、外部エアバッグ制御部、ドア制御部、シート制御部、エアコン制御部、乗員エアバッグ制御部、リヤゲート制御部、後方灯火制御部などが設けられる。

さらに、ボデードメインには、これらの機器制御部３４，３５，３６の制御を統括するドメイン制御部として、ボデー（ＢＤ）ドメイン制御部３０が設けられている。ＢＤドメイン制御部３０は、マスタドメイン制御部としてのマスタボデー（ＭＢＤ）制御部３１と、ローカルドメイン制御部としてのローカルボデー（ＬＢＤ）制御部３２，３３とから構成されている。ＭＢＤ制御部３１は、マスタドメイン制御部としての機能と、ローカルドメイン制御部としての機能とを兼ね備えている。また、ＭＢＤ制御部３１及びＬＢＤ制御部３２，３３も、車両を３つのエリアに区画した際、３つのエリアに分散して配置される。

シャシドメインには、例えば、各車輪に設けられた油圧ブレーキを作動させるため、油圧ポンプや電磁バルブなどの油圧ブレーキ装置を駆動するブレーキアクチュエータ、各車輪に設けられた減衰力調整可能なダンパ、各車輪のタイヤに設けられ、空気圧の検知信号を無線通信する空気圧センサ、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）、運転者によるブレーキペダルの踏力を増幅してマスタシリンダに伝えるための負圧を発生する負圧ポンプ（ＶＰ）などの車載機器が属する。従って、このシャシドメインには、機器制御部４４，４５，４６として、ブレーキアクチュエータ制御部、ダンパ制御部、空気圧検知制御部、ＥＰＳ制御部、ＶＰ制御部などが設けられる。なお、油圧ブレーキ装置は、前輪側と後輪側とで、それぞれ独立して、油圧を調整できるように構成されており、ブレーキアクチュエータは、左右前輪のブレーキ油圧を個別に調節可能な前輪側ブレーキアクチュエータと、左右後輪のブレーキ油圧を個別に調節可能な後輪側ブレーキアクチュエータとに分けられている。

さらに、シャシドメインには、これらの機器制御部４４、４５，４６の制御を統括するドメイン制御部として、シャシ（ＣＳ）ドメイン制御部４０が設けられている。ＣＳドメイン制御部４０は、マスタドメイン制御部としてのマスタシャシ（ＭＣＳ）制御部４１と、ローカルドメイン制御部としてのローカルシャシ（ＬＣＳ）制御部４２，４３とから構成されている。ＭＣＳ制御部４１は、マスタドメイン制御部としての機能と、ローカルドメイン制御部としての機能とを兼ね備えている。また、ＭＣＳ制御部４１及びＬＣＳ制御部４２，４３も、車両を３つのエリアに区画した際、３つのエリアに分散して配置される。

周囲環境ドメインには、例えば、車両前方の障害物を検出するためにフロントグリルやフロントバンパに設置されるレーザレーダ及びミリ波レーダ、車両前方の映像を撮影するためにフロントガラスの室内側に設置されるフロントカメラ、車両後方の映像を撮影するためにリアガラスの室内側に設置されるリヤカメラ、車両後方の障害物を検出するためにリヤバンパなどに設置されるミリ波レーダなどの車載機器が属する。従って、周囲環境ドメインには、機器制御部５４，５５，５６として、レーザレーダ制御部、フロントミリ波レーダ制御部、フロントカメラ制御部、リヤカメラ制御部、リヤミリ波レーダ制御部などが設けられる。

さらに、周囲環境ドメインには、これらの機器制御部５４，５５，５６の制御を統括するドメイン制御部として、周囲環境（ＥＶＩ）ドメイン制御部５０が設けられている。ＥＶＩドメイン制御部５０は、マスタドメイン制御部としてのマスタ周囲環境（ＭＥＶＩ）制御部５１と、ローカルドメイン制御部としてのローカル周囲環境（ＬＥＶＩ）制御部５２，５３とから構成されている。ＭＥＶＩ制御部５１は、マスタドメイン制御部としての機能と、ローカルドメイン制御部としての機能とを兼ね備えている。また、ＭＥＶＩ制御部５１及びＬＥＶＩ制御部５２，５３も、車両を３つのエリアに区画した際、３つのエリアに分散して配置される。

ＨＭＩドメインには、例えば、ボンネットの状態を検知するための検知機構、車室内に設けられたディスプレイや各種スイッチ、リヤゲートの状態を検知するための検知機構などの車載機器が属する。従って、ＨＭＩドメインには、機器制御部６４，６５，６６として、ボンネット状態検知制御部、ディスプレイ制御部、スイッチ制御部、リヤゲート状態検知制御部などが設けられる。さらに、ＨＭＩドメインには、これらの機器制御部６４，６５，６６の制御を統括するドメイン制御部として、ＨＭＩドメイン制御部６０が設けられている。ＨＭＩドメイン制御部６０は、マスタドメイン制御部としてのマスタＨＭＩ（ＭＨＭＩ）制御部６１と、ローカルドメイン制御部としてのローカルＨＭＩ（ＬＨＭＩ）制御部４２，４３とから構成されている。ＭＨＭＩ制御部６１は、マスタドメイン制御部としての機能と、ローカルドメイン制御部としての機能とを兼ね備えている。また、ＭＨＭＩ制御部６１及びＬＨＭＩ制御部６２，６３も、車両を３つのエリアに区画した際、３つのエリアに分散して配置される。

次に、上述した車載機器、機器制御部１４〜１６，２４〜２６，３４〜３６，４４〜４６，５４〜５６，６４〜６６及びドメイン制御部１０，２０，３０，４０，５０，６０の車両への配置について説明する。

まず、上述した各種の複数の車載機器は、各車載機器に求められる役割や搭載上のスペースの関係から、車両の各部に配置される。このため、上述したドメイン制御部１０，２０，３０，４０，５０，６０を、車両の所定の場所に集中的に配置すると、全体として、各車載機器までの通信配線の長さが長くなってしまい、車両内における取り回しが煩雑になってしまうことが懸念される。

そこで、本実施形態による車両用制御システム１００では、図２に示すように、車両を少なくとも２つのエリアに分割する。図２には、車両を、フロントエリア７０、ミドルエリア８０、及びリヤエリア９０の３つのエリアに分割した例を示している。ただし、分割数は、図２の例のように３つに限定される訳ではない。例えば、車両を前方エリアと後方エリアのように２つのエリアに分割しても良い。また、前方右側エリア、前方左側エリア、後方右側エリア、後方左側エリアのように、４つのエリアに分割しても良い。４つのエリアに分割する場合、図２に示す分割例において、フロントエリアをさらに左右２つのエリアに分割しても良い。あるいは、車両のサイズに応じて、５つのエリアや６つのエリアに分割しても良い。

このようにして、車両を少なくとも２つのエリアに分割することにより、複数の車載機器は、その配置場所に応じて、分割されたいずれかのエリアに振り分けられる。その車載機器の振り分けに応じて、該当する車載機器を制御する機器制御部１４〜１６，２４〜２６，３４〜３６，４４〜４６，５４〜５６，６４〜６６も同じエリアに属するように分散して配置する。さらに、各ドメイン制御部１０，２０，３０，４０，５０，６０の構成要素である、ＭＰＴ制御部１１、ＬＰＴ制御部１２，１３、ＭＥＬ制御部２１、ＬＥＬ制御部２２，２３、ＭＢＤ制御部３１、ＬＢＤ制御部３２、３３、ＭＣＳ制御部４１、ＬＣＳ制御部４２，４３、ＭＥＶＩ制御部５１，ＬＥＶＩ制御部５２、５３、ＭＨＭＩ制御部６１、ＬＨＭＩ制御部６２，６３も、制御目標値を出力すべき対応する機器制御部１４〜１６，２４〜２６，３４〜３６，４４〜４６，５４〜５６，６４〜６６と同じエリアに属するように分散して配置する。

この結果、関連するドメイン制御部１０，２０，３０，４０，５０，６０の構成要素であるローカルドメイン制御部（ローカルドメイン制御部の機能を備えたマスタドメイン制御部含む）と、機器制御部１４〜１６，２４〜２６，３４〜３６，４４〜４６，５４〜５６，６４〜６６と、車載機器とを同じエリアに配置することができる。従って、配線数の多いローカルドメイン制御部−機器制御部−車載機器を接続する通信配線の長さを短縮することが可能となる。その結果、車両における通信配線の取り回しの煩雑さを軽減することができる。なお、同じエリア内に配置された、異なるドメインのローカルドメイン制御部は、相互に通信可能となるように通信配線によって接続される。

図３に、機器制御部１４〜１６，２４〜２６，３４〜３６，４４〜４６，５４〜５６，６４〜６６、及び各ドメイン制御部１０，２０，３０，４０，５０，６０の各構成要素の各エリア７０，８０，９０への配置例を示す。

図３に示す例では、パワートレインドメインにおいて、フロントエリア７０に、機器制御部１４として、エンジン制御部、ＭＧ制御部、トランスミッション制御部が配置されている。そして、フロントエリア７０には、これらエンジン制御部、ＭＧ制御部、トランスミッション制御部による制御を統括するローカルドメイン制御部として、ＭＰＴ制御部１１が配置されている。すなわち、パワートレインドメインにおいては、フロントエリアに配置されるローカルドメイン制御部が、マスタ制御部としての機能も兼ね備えたものとなっている。

パワートレインドメインのミドルエリア８０には、機器制御部１５として、駆動力配分機構制御部が配置され、ローカルドメイン制御部として、ＬＰＴ制御部１２が配置されている。また、パワートレインドメインのリヤエリア９０には、機器制御部１６として、高圧バッテリ制御部、ＤＣＤＣコンバータ制御部、充電器ＩＦ制御部が配置され、ローカルドメイン制御部として、ＬＰＴ制御部１３が配置されている。

エレクトリカルドメインでは、フロントエリア７０に、機器制御部２４として、主低圧バッテリ制御部、フロントＪＢ制御部が配置され、ローカルドメイン制御部として、ＭＥＬ制御部２１が配置されている。このように、エレクトリカルドメインの場合も、マスタドメイン制御部が、フロントエリア７０に配置されている。

エレクトリカルドメインのミドルエリア８０には、機器制御部２５として、センターＪＢ制御部が配置され、ローカルドメイン制御部として、ＬＥＬ制御部２２が配置されている。また、エレクトリカルドメインのリヤエリア９０には、機器制御部２６として、副低圧バッテリ制御部、リヤＪＢ制御部が配置され、ローカルドメイン制御部として、ＬＥＬ制御部２３が配置されている。

ボデードメインでは、フロントエリア７０に、機器制御部３５として、前方灯火制御部、外部エアバッグ制御部が配置され、ローカルドメイン制御部として、ＬＢＤ制御部３２が配置されている。ボデードメインのミドルエリア８０には、機器制御部３４として、ドア制御部、シート制御部、エアコン制御部、乗員エアバッグ制御部が配置され、ローカルドメイン制御部として、ＭＢＤ制御部３１が配置されている。このように、ボデードメインの場合、マスタドメイン制御部が、ミドルエリア８０に配置されている。また、ボデードメインのリヤエリア９０には、機器制御部３６として、リヤゲート制御部、後方灯火制御部が配置され、ローカルドメイン制御部として、ＬＢＤ制御部３３が配置されている。

シャシドメインでは、フロントエリア７０に、機器制御部４５として、前輪側ブレーキアクチュエータ制御部、左右前輪のダンパの減衰力を制御する前輪ダンパ制御部、左右前輪の空気圧の検知を制御する前輪空気圧検知制御部、ＥＰＳ制御部が配置されている。また、フロントエリアには、これらの機器制御部４５を統括して制御するためのローカルドメイン制御部として、ＬＣＳ制御部４２が配置されている。

シャシドメインのミドルエリア８０には、機器制御部４４として、ＶＰ制御部が配置され、ローカルドメイン制御部として、ＭＣＳ制御部４１が配置されている。このように、シャシドメインにおいても、マスタドメイン制御部が、ミドルエリア８０に配置されている。また、シャシドメインのリヤエリア９０には、機器制御部４６として、後輪側ブレーキアクチュエータ制御部、後輪ダンパ制御部、後輪空気圧検知制御部が配置され、ローカルドメイン制御部として、ＬＣＳ制御部４３が配置されている。

周囲環境ドメインでは、フロントエリア７０に、機器制御部５５として、レーザレーダ制御部、フロントミリ波レーダ制御部が配置され、ローカルドメイン制御部として、ＬＥＶＩ制御部５２が配置されている。周囲環境ドメインのミドルエリア８０には、機器制御部５４として、フロントカメラ制御部が配置され、ローカルドメイン制御部として、ＭＥＶＩ制御部５１が配置されている。このように、周囲環境ドメインの場合も、マスタドメイン制御部が、ミドルエリア８０に配置されている。周囲環境ドメインのリヤエリア９０には、機器制御部５６として、リヤカメラ制御部、リヤミリ波レーダ制御部が配置され、ローカルドメイン制御部として、ＬＥＶＩ制御部５３が配置されている。

ＨＭＩドメインでは、フロントエリア７０に、機器制御部６５として、ボンネット状態検知制御部が配置され、ローカルドメイン制御部として、ＬＨＭＩ制御部６２が配置されている。ＨＭＩドメインのミドルエリア８０には、機器制御部６４として、ディスプレイ制御部、スイッチ制御部が配置され、ローカルドメイン制御部として、ＭＨＭＩ制御部６１が配置されている。このように、ＨＭＩドメインの場合も、マスタドメイン制御部が、ミドルエリア８０に配置されている。ＨＭＩドメインのリヤエリア９０には、機器制御部６６として、リヤゲート状態検知制御部が配置され、ローカルドメイン制御部として、ＬＨＭＩ制御部６３が配置されている。

ここで、本実施形態による車両用制御システム１００では、各車載機器の制御に必要となる電力量を最適化するため、車載電源である主低電圧バッテリ２７や副低電圧バッテリ２８の蓄電量（ＳＯＣ）に応じて、各ドメインにて使用可能な電力量を算出し、さらに各ドメインにて使用可能な電力量に基づき、当該電力量を各エリアに分配する分配電力量を算出する。各ドメインにて使用可能な電力量を算出する際に、例えば、車両の駆動力の調整や制動を行う車載機器、あるいは乗員の安全を図るための安全機器などの車載機器を制御するための電力を優先的に割り振ることにより、それらの車載機器の制御を確実に行うことが可能となる。

しかしながら、それぞれのドメインにて使用可能な電力を、ドメイン毎に、各エリアへ分配する際、実際に各エリアで必要となる電力量よりも少ない電力量しか分配されない事態も発生しえる。この場合に、僅かでも分配電力量が、必要電力量よりも小さいとの理由で狙い通りの車載機器の制御を行い得ないとすると、各車載機器の制御を適切に行うことができなくなってしまう。

そこで、本実施形態による車両用制御システム１００では、各エリアのローカルドメイン制御部毎に、エリア制御目標に従ってローカルドメイン制御部が機器制御部を通じて車載機器を制御したときに必要となる見込電力量を算出する。そして、見込電力量が分配電力量よりも大きくなり、電力量が不足する場合に、その不足電力量を、同じエリア内において調達するための調達処理を実行することとした。これにより、例えば、各ドメインに割り振られた電力量を、それぞれのドメイン毎に、各エリアへ分配する際、実際に各エリアで必要となる電力量よりも少ない電力量しか分配されない場合であっても、調達処理による同じエリア内における電力量の貸し借りを通じて必要な電力量を確保し、エリア制御目標に従う制御を実行できる可能性を高めることができる。

電力量の各エリアの分配や、不足電力の調達処理に関して、図４〜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４のフローチャートは、各ドメインのマスタドメイン制御部によって実行される処理を示し、図５，６のフローチャートは、各ドメインのローカルドメイン制御部によって実行される処理を示す。まず、図４のフローチャートを参照しつつ、マスタドメイン制御部の制御処理について説明する。この図４のフローチャートに示す処理は、所定時間毎に繰り返し実行される。

図４のフローチャートのステップＳ１００において、マスタドメイン制御部は、各種のセンサや操作スイッチからの信号に基づき、車両の状態、乗員（運転者）による各種の操作機器の操作状態を検出する。続くステップＳ１１０において、ステップＳ１００での検出結果に基づいて、ドメイン全体の制御目標を算出する。なお、ドメイン全体の制御目標に関しては、各マスタドメイン制御部の上位に統合制御部を設け、この統合制御部において各ドメインの制御目標を算出し、各マスタドメイン制御部に提供するように構成しても良い。

ステップＳ１２０では、ステップＳ１１０で算出したドメイン全体の制御目標に基づき、各エリアで実行（分担）すべき制御を示すエリア制御目標値を算出する。これにより、各エリアにローカルドメイン制御部を分散配置した場合であっても、同じドメインの各エリアにおける制御の全体的な整合を図ることが可能になる。

この際、マスタドメイン制御部は、必要に応じて、他のマスタドメイン制御部へも、制御目標値を送信する。例えば、車両の運転者がブレーキペダルを操作した場合、パワートレインドメインのマスタドメイン制御部であるＭＰＴ制御部１１は、ブレーキペダル操作に応じた制動トルクを発生させるべく、高電圧バッテリの充電可能量を考慮しつつ、油圧ブレーキと回生ブレーキとのそれぞれの目標ブレーキトルクを算出する。そして、ＭＰＴ制御部１１は、算出した油圧ブレーキの目標ブレーキトルクをシャシドメインのＭＣＳ制御部４１へ送信する。すると、ＭＣＳ制御部４１は、受信した目標ブレーキトルクを発生させるための制御指示を含むエリア制御目標値を、ＬＣＳ制御部４２，４３に与える。

ステップＳ１３０では、車載電源である主低電圧バッテリ２７や副低電圧バッテリ２８の蓄電量（ＳＯＣ）に応じて、自身のドメインにて使用可能な電力量を算出する。具体的には、例えば、車載電源の蓄電量（ＳＯＣ）に、ドメイン毎に定められた所定の比率を乗じることにより、自身のドメインにて使用可能な電力量を算出する。その所定の比率は、車両の状況などに応じて変化させても良い。その際、車両の状況（シーン）は、例えば、停止、発進、加速、一定走行、減速、停車などに区分けすることができる。それぞれの状況において、各ドメインにおける制御内容が変化したり、制御の実行、停止が切り換わったりするためである。また、各ドメインにて使用可能な電力量を各マスタドメイン制御部にて算出するのではなく、上述した統合制御部にて算出し、その算出結果を各ドメインのマスタドメイン制御部に通知するようにしても良い。

ステップＳ１４０では、マスタドメイン制御部は、自身のドメインにて使用可能な電力量に基づいて、各エリアに分配する分配電力量を算出する。この分配電力量の算出は、例えば、自身のドメインにて使用可能な電力量に、エリア毎に定められた所定の比率を乗じることにより、各エリアの分配電力量を算出することができる。その所定の比率は、車両の状況や、各エリアにおける制御の実行の有無などに応じて変化させても良い。

ステップＳ１５０では、マスタドメイン制御部は、ステップＳ１２０において算出したエリア制御目標値、及びステップＳ１４０において算出した各エリアの分配電力量を、各エリアのローカルドメイン制御部へ送信する。

次に、図５のフローチャートを参照しつつ、ローカルドメイン制御部の制御処理について説明する。この図５のフローチャートに示す処理も、所定時間毎に繰り返し実行される。

最初に、ステップＳ２００において、マスタドメイン制御部からエリア制御目標値及び分配電力量を受信したか否かを判定する。この判定処理において、未受信と判定した場合には、このステップＳ２００の処理を繰り返すことにより、エリア制御目標値及び分配電力量を受信するまで待機する。エリア制御目標値及び分配電力量を受信したと判定した場合には、ステップＳ２１０の処理に進む。

ステップＳ２１０では、エリア制御目標値に従って、ローカルドメイン制御部が機器制御部を通じて車載機器を制御したときに必要となる見込電力量を算出する。具体的には、例えば、ローカルドメイン制御部が、受信したエリア制御目標値に基づいて、機器制御部に対する制御目標値を算出し出力するのに必要な電力量、機器制御部が制御目標値を受信し、その制御目標値に従って車載機器を制御するための制御信号を出力するのに必要な電力量、及び、その制御信号に応じて車載機器を駆動するのに必要な電力量の合計から、見込電力量を算出する。

続くステップＳ２２０では、ローカルドメイン制御部が、算出した見込電力量は、自身のエリアに分配された分配電力量以下であるか否かを判定する。見込電力量が分配電力量以下と判定した場合、電力不足の問題は生じないため、ステップＳ２６０に進み、受信したエリア制御目標値に基づいて算出される制御目標値を機器制御部に出力する。例えば、パワートレインドメインのフロントエリア７０に配置されたＭＰＴ制御部１１は、マスタドメイン制御部としての役割により、フロントエリアのエリア制御目標値として、車両として必要なトルクを算出する。そして、ＭＰＴ制御部１１は、ローカルドメイン制御部としての役割により、算出された必要トルクを最も効率良く実現できるように、エンジンとＭＧとの分担割合を定める。この定めた分担割合に応じた目標エンジントルク及び目標ＭＧトルクを、制御目標値として、エンジン制御部及びＭＧ制御部に出力する。また、ＭＰＴ制御部１１は、エンジン及びＭＧにより出力されるトルクを車両の走行状態に適するように変換するための目標変速比を定め、制御目標値として、トランスミッション制御部に出力する。

一方、ステップＳ２２０において、見込電力量が分配電力量より大きいと判定した場合、エリア制御目標値に従う制御をそのまま実行すると電力不足の問題が生じる虞がある。そのため、ステップＳ２３０において、ローカルドメイン制御部は、過去に余剰電力が生じ、その余剰電力をリザーブしたリザーブ電力を有しているか否かを判定する。本実施形態に係る車両用制御システム１００では、見込電力量が分配電力量よりも小さく、余剰電力量が発生する場合に、その余剰電力量をローカルドメイン制御部別にリザーブ電力量として蓄積しておけるように構成されている。リザーブ電力量は、各ローカルドメイン制御部における分配電力量と見込電力量とによる電力量の収支の変動を、それぞれのローカルドメイン制御部自身が吸収できるようにするために導入した仮想的な電力量である。リザーブ電力量という概念を導入することにより、あるローカルドメイン制御部がリザーブ電力量を保有している場合には、そのリザーブ電力量の範囲で不足電力量分だけ余分に電力を使用しても、電力の収支は合うので、ローカルドメイン制御部自身にて、ある程度の電力量の収支の変動を吸収することが可能になる。なお、リザーブ電力量によって不足電力量を賄う場合、不足電力量分だけリザーブ電力量から電力量を借りていると捉えることもできる。ただし、リザーブ電力量は、不足電力量分を借りるローカルドメイン制御部自身にて蓄えたものであるため、当然のことながら、その借りた分の電力量を返還する必要はない。

ステップＳ２３０においてリザーブ電力量が有ると判定した場合には、ステップＳ２４０の処理に進む。一方、リザーブ電力量を有していないと判定した場合には、ステップＳ３１０の処理に進む。

ステップＳ２４０では、見込電力量が分配電力量を上回った分の不足電力量が、リザーブ電力量よりも大きいか否かを判定する。この判定処理において、不足電力量がリザーブ電力量よりも大きくない、すなわち、不足電力量はリザーブ電力量以下と判定した場合、ステップＳ２５０の処理に進む。不足電力量がリザーブ電力量以下である場合、不足電力量はリザーブ電力量によって賄えるので、リザーブ電力量から不足電力量を補填する。そのため、ステップＳ２５０では、不足電力量をリザーブ電力量から差し引くことにより、リザーブ電力量を更新する。その後、上述したステップＳ２６０の処理に進み、エリア制御目標値に従う車載機器の制御を実行する。

このように、本実施形態による車両用制御システム１００では、見込電力量が分配電力量より大きく、電力が不足する場合、最初に、その不足電力量をリザーブ電力量により賄えるか否か、すなわち、個々のローカルドメイン制御部自身で、分配電力量と見込電力量とによる電力量の収支の変動を吸収できるか否かを判定する。このため、電力不足と判定した場合に、他のドメインのローカルドメイン制御部へ及ぼす影響を低減しつつ、エリア制御目標値に従う制御を実行することができる。

一方、ステップＳ２３０においてリザーブ電力量がないと判定した場合、及びステップＳ２４０において不足電力量はリザーブ電力量よりも大きいと判定した場合に実行されるステップＳ３１０では、ローカルドメイン制御部自身で分配電力量と見込電力量とによる電力量の収支の変動を吸収できないので、同じエリアの他のドメインのローカルドメイン制御部へ電力の融通依頼を行う。この融通依頼は、電力を貸し出しているローカルドメイン制御部があれば、そのローカルドメイン制御部へ優先的に依頼を行うようにしても良い。また、複数のローカルドメイン制御部へ順番に融通依頼を行っても良い。

電力の融通依頼には、不足電力量を含む。そして、リザーブ電力量は有るが、不足電力量よりも小さいために融通依頼を行う場合には、融通依頼に含む不足電力量は、リザーブ電力量を超えた分だけとする。この融通依頼に対するローカルドメイン制御部の処理については、後に説明する。

続くステップＳ３２０では、融通依頼に対して、他のドメインのローカルドメイン制御部から融通を許可する回答が得られた否かを判定する。なお、この判定処理では、複数のローカルドメイン制御部へ順番に融通依頼を行った結果、複数のローカルドメイン制御部から、それぞれ、一部の電力の融通を許可する旨の回答があり、それらの電力の合計が、不足電力量を上回った場合、融通を許可するとの回答が得られたと判定する。融通を許可するとの回答が得られたと判定した場合、ステップＳ３６０の処理に進み、融通を許可するとの回答が得られなかったと判定した場合、ステップＳ３３０の処理に進む。

ステップＳ３３０では、エリア制御目標値に従う制御を実行するには電力が不足する虞があるため、そのエリア制御目標値に従う制御に関して、制御対象となる車載機器の制御を優先度で層別する。この優先度は、例えば、安全に係る制御、車両の走行状態に係る制御に関係する場合に、相対的に高い優先度を持つ車載機器の制御と層別し、乗員の快適性に係る制御等の他の制御に関係する場合に、相対的に低い優先度を持つ車載機器の制御と層別するように、予め定められ記憶されている。そして、高い優先度を持つ車載機器の制御の実行を指示する一方で、低い優先度を持つ車載機器の制御の実行指示を行うことなく、低い優先度の車載機器の制御を待機させる。例えば、シャシドメインのＬＣＳ制御部４２、４３において、エリア制御目標値により、ブレーキアクチュエータの制御と、空気圧検知の指示を受けた場合であって、電力の不足が判定された場合に、ブレーキアクチュエータの制御を高い優先度を持つ車載機器の制御と層別し、前輪空気圧検知を、低い優先度を持つ車載機器の制御と層別する。この結果、ブレーキアクチュエータの制御は実行されるが、空気圧検知のための処理は待機されることになる。また、例えば、ボデードメインのＭＢＤ制御部３１において、エリア制御目標値により、エアコンによる車室内の暖房制御と、シートヒータ制御の指示を受けた場合であって、電力の不足が判定された場合は、エアコンによる暖房制御を高い優先度を持つ車載機器の制御と層別し、シートヒータ制御を低い優先度を持つ車載機器の制御と層別する。この場合、エアコンによる暖房制御は実行されるが、シートヒータ制御は待機される。

ステップＳ３４０では、低優先度の車載機器の制御の待機時間が所定時間以上となったか否かを判定する。所定時間以上となったと判定した場合には、ステップＳ３５０において、自身のマスタドメイン制御部を通じて、車両における電力の生成を管理するパワートレインドメインのマスタドメイン制御部であるＭＰＴ制御部１１に発電要求を送信する。すると、ＭＰＴ制御部１１は、モータジェネレータによる発電量を増加させるとともに、ＬＰＴ制御部１３に、ＤＣＤＣコンバータを作動させ、高電圧バッテリの蓄電量により低電圧バッテリ２７、２８を充電するように指示する。これにより、各ドメイン、ひいては、各エリアに分配される電力量が増加し、待機している車載機器の制御を開始することが可能になる。また、車両が、低電圧バッテリ２７、２８を充電するための電力を発電する発電機（オルタネータ）を有する場合には、このオルタネータによる発電量を増やしても良い。

一方、ステップＳ３６０では、他のドメインのローカルドメイン制御部から融通してもらった電力量を借入電力として記録する。この際、複数のローカルドメインから融通を受けた場合には、ローカルドメイン毎に、それぞれ借り入れた電力を区別して記録する。また、不足電力を賄うために、リザーブ電力量を充当した場合には、リザーブ電力量を更新する。その後、ステップＳ３７０に進み、エリア制御目標値に従う車載機器の制御を実行する。

上述したステップＳ２６０の処理後に実行されるステップＳ２７０では、制御の実行を待機している車載機器があるかどうかを判定する。この判定処理において、待機している車載機器があると判定した場合には、ステップＳ２８０に進む。

ここで、ステップＳ２６０の処理が実行されるのは、見込電力量が分配電力量よりも小さく、余剰となる電力量があるか、もしくは、不足電力量以上のリザーブ電力量がある場合である。この場合、電力量としては余裕がある状態であるため、ステップＳ２８０において、その余裕がある電力量、具体的には、余剰電力とリザーブ電力とを用いて、待機している車載機器の制御を実行可能か否か判定する。この判定処理において、待機している車載機器の制御を実行可能と判定した場合、ステップＳ２９０において、待機している車載機器の制御の実行を、該当する機器制御部へ指示する。そして、ステップＳ３００において、待機していた車載機器の制御に使用した電力分だけ減じるように、余剰電力及び／又はリザーブ電力を更新する。

最後に、ローカルドメイン制御部は、ステップＳ３８０において、余剰電力処理を実行する。この余剰電力処理について、図６のフローチャートを参照して説明する。

余剰電力処理では、まず、ステップＳ４００において、他のドメインのローカルドメイン制御部から、貸し出していた貸出電力の返還の連絡があったか否かを判定する。返還の連絡があったと判定した場合、ステップＳ４１０に進み、返還された電力分だけ貸出電力を減じるとともに、余剰電力を増やすように、貸出電力及び余剰電力を更新する。

ステップＳ４２０では、他のドメインのローカルドメイン制御部から電力の融通依頼があったか否かを判定する。融通依頼があったと判定すると、ステップＳ４３０に進み、依頼された不足電力量以上の余剰電力量を有しているか否かを判定する。なお、リザーブ電力を有している場合には、ステップＳ４３０の判定において、余剰電力量にリザーブ電力量を含めても良い。依頼された不足電力量以上の余剰電力量を有していると判定した場合には、ステップＳ４４０の処理に進み、依頼された不足電力量未満の余剰電力量しか有していないと判定した場合には、ステップＳ４６０の処理に進む。

ステップＳ４４０では、不足電力の融通を許可するとの回答を出す。そして、ステップＳ４５０において、貸出電力の記録を行うとともに、貸し出した電力分だけ余剰電力量を減じるように余剰電力量を更新する。なお、リザーブ電力量からも貸し出した場合には、リザーブ電力量の更新も行う。

ステップＳ４６０では、不足電力の一部の融通を許可するとの回答を出す。そして、ステップＳ４７０において、貸出電力の記録を行うとともに、貸し出した電力分だけ余剰電力量を減じるように余剰電力量を更新する。また、リザーブ電力量からも貸し出した場合には、リザーブ電力量の更新も行う。

上述したステップＳ４２０において、他のドメインのローカルドメイン制御部から電力の融通依頼はないと判定した場合、及びステップＳ４５０の処理の終了後、ローカルドメイン制御部は、余剰電力及び／又はリザーブ電力を有している場合があるので、ステップＳ４８０の処理を実行する。

ステップＳ４８０では、他のドメインのローカルドメイン制御部から電力を借り入れた際の借入電力がまだ未返還であるか否かを判定する。他のドメインから電力の借り入れがなかったり、借入電力をすべて返還済みであったりする場合には、この判定処理において「ＮＯ」と判定され、ステップＳ５２０の処理に進む。一方、まだ未返還の借入電力がある場合には、「ＹＥＳ」と判定され、ステップＳ４９０の処理に進む。

ステップＳ４９０では、未返還の借入電力以上の余剰電力量を有しているか否かを判定する。なお、リザーブ電力を有している場合には、ステップＳ４９０の判定において、余剰電力量にリザーブ電力量を含めても良い。未返還の借入電力以上の余剰電力量を有していると判定した場合には、ステップＳ５００の処理に進み、未返還の借入電力未満の余剰電力量しか有していないと判定した場合には、ステップＳ５３０の処理に進む。

ステップＳ５００では、未返還の借入電力の返還を、借入先のローカルドメイン制御部に通知する。そして、ステップＳ５１０において、借入電力がゼロとなるように借入電力を更新するとともに、返還した電力分だけ余剰電力量を減じるように余剰電力量を更新する。なお、リザーブ電力量からも返還した場合には、リザーブ電力量の更新も行う。

ステップＳ５３０では、未返還の借入電力の一部の電力の返還を、借入先のローカルドメイン制御部に通知する。そして、ステップＳ５４０において、返還した電力分だけ借入電力及び余剰電力量を減じるように、借入電力及び余剰電力量を更新する。なお、リザーブ電力量からも返還した場合には、リザーブ電力量の更新も行う。

上述したステップＳ４８０において「ＮＯ」と判定した場合、及びステップＳ５１０の処理の終了後、ローカルドメイン制御部は、余剰電力を有している場合があるので、ステップＳ５２０の処理を実行する。ステップＳ５２０では、余剰電力量をリザーブ電力量に加算することによって、リザーブ電力量を更新する。その際、余剰電力量は、ゼロにリセットされる。

以上の余剰電力処理により、ローカルドメイン制御部は、余剰電力をリザーブ電力として蓄えておくことが可能となる。また、その余剰電力（及びリザーブ電力）を利用して、他のローカルドメイン制御部へ電力を融通したり、他のローカルドメイン制御部から借り入れていた電力を返還したりすることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の車両用制御システムの第２実施形態について説明する。なお、以下においては、第１実施形態と異なる点のみを説明し、共通する点に関する説明は省略する。

上述した第１実施形態では、各エリアのローカルドメインが個別に見込電力量と分配電力量との大小関係から余剰電力量や不足電力量を求め、不足電力量が生じた場合には、自身のリザーブ電力量から補填したり、他のローカルドメイン制御部から借り入れたりするものであった。

それに対して、本実施形態による車両用制御システムでは、各エリアにおいて、予め定めた特定のローカルドメイン制御部が、同一エリア内の全てのローカルドメイン制御部から見込電力量と分配電力量を収集する。そして、収集した見込電力量の合計値と分配電力量の合計値とを対比することにより、エリア全体として、電力量の不足が生じているか否かを判定する。このようにすれば、ローカルドメイン制御部間で電力の融通を行なわずとも済むようになる。つまり、少なくとも１つのローカルドメイン制御部において電力不足が生じていても、エリア全体として見れば、見込電力量の合計値が分配電力量の合計値を下回っていれば、各ローカルドメイン制御部が、エリア制御目標値に従う制御を実行しても、電力不足が生じることはない。

図７のフローチャートは、上述した特定のローカルドメイン制御部の制御処理を示している。ステップＳ６００では、特定のローカルドメイン制御部が、エリア内の各ローカルドメイン制御部からそれぞれの見込電力量と分配電力量を取得する。続くステップＳ６１０では、収集した見込電力量と分配電力量とに基づき、見込電力量の合計値と分配電力量の合計値を算出する。そして、見込電力量の合計値と分配電力量の合計値とを比較して、見込電力量の合計値が分配電力量の合計値以下であるか否かを判定する。この判定処理において、見込電力量の合計値が分配電力量の合計値以下と判定した場合、エリア全体として電力不足の問題は生じないため、ステップＳ６５０に進む。ステップＳ６５０では、特定のローカルドメイン制御部は、各ローカルドメイン制御部に、それぞれ、エリア制御目標値に従う制御の実行を許可する旨の通知を行う。

一方、ステップＳ６１０において、見込電力量の合計値が分配電力量の合計値より大きいと判定した場合、各ローカルドメイン制御部において、エリア制御目標値に従う制御をそのまま実行すると電力不足の問題が生じる虞がある。そのため、ステップＳ６２０において、特定のローカルドメイン制御部は、過去に余剰電力が生じ、その余剰電力をリザーブしたリザーブ電力を有しているか否かを判定する。このリザーブ電力は、エリア全体に対して設定されたものである。ステップＳ６２０においてリザーブ電力量が有ると判定した場合には、ステップＳ６３０の処理に進む。一方、リザーブ電力量を有していないと判定した場合には、ステップＳ６９０の処理に進む。

ステップＳ６３０では、見込電力量の合計値が分配電力量の合計値を上回った分の不足電力量が、リザーブ電力量よりも大きいか否かを判定する。この判定処理において、不足電力量はリザーブ電力量以下と判定した場合、ステップＳ６４０の処理に進む。ステップＳ６４０では、不足電力量をリザーブ電力量から差し引くことにより、リザーブ電力量を更新する。その後、上述したステップＳ６５０の処理に進み、各ローカルエリア制御部にエリア制御目標値に従う制御の実行の許可通知を出す。

一方、ステップＳ６２０においてリザーブ電力量がないと判定した場合、及びステップＳ６３０において不足電力量はリザーブ電力量よりも大きいと判定した場合に実行されるステップＳ６９０では、図５のフローチャートのステップＳ３３０と同様に、各ローカルドメイン制御のエリア制御目標値に従う制御に関して、制御対象となる車載機器の制御を優先度で層別する。そして、高い優先度を持つ車載機器の制御の実行は許可し、低い優先度を持つ車載機器の制御の実行は許可せずに、低い優先度の車載機器の制御を待機させる。本実施形態では、上述したように、ローカルドメイン制御部間における電力の融通処理は不要であるため、リザーブ電力量で不足電力量を賄えない場合には、優先度による層別の下に、高優先度の車載機器の制御だけを許可するのである。

その他のステップの処理は、図５のフローチャートと同様であるため、説明を省略する。

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、いずれかのローカルドメイン制御部が、マスタドメイン制御部としての機能を兼ね備える例について説明した。しかしながら、マスタドメイン制御部は、各エリアに設けられるローカルドメイン制御部とは別個に設けても良い。また、マスタドメイン制御部は、例えば、複数設けて、メインのマスタドメイン制御部が故障した場合には、別のマスタドメイン制御部がドメイン全体の制御を引き継ぐようにしても良い。

１０ パワートレインドメイン制御部
２０ エレクトリカルドメイン制御部
３０ ボデードメイン制御部
４０ シャシドメイン制御部
５０ 周囲環境ドメイン制御部
６０ ＨＭＩドメイン制御部
１００ 車両用制御システム

Claims (11)

1. 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のそれぞれの機能に応じて予め複数のドメインに区分けされ、それら複数のドメインにおいて、それぞれ、前記車載機器を制御するための機器制御部（１４，１５，１６，２４，２５，２６，３４，３５，３６，４４，４５，４６，５４，５５，５６，６４，６５，６６）と、前記機器制御部による制御を統括するドメイン制御部（１０，２０，３０，４０，５０，６０）とに階層化され、
   前記車両は少なくとも２つのエリア（７０，８０，９０）に分割され、複数の前記車載機器は、分割された前記エリアに振り分けられ、
   前記車載機器の振り分けに応じて、対応する前記機器制御部が該当する前記エリアに分散して配置され、
   前記ドメイン制御部（１０，２０，３０，４０，５０，６０）は、対応する前記機器制御部とともに前記エリアに分散して配置されるローカルドメイン制御部（１２，１３，２２，２３，３２，３３，４２，４３，５２，５３，６２，６３）と、ドメイン毎の制御目標を定めるとともに、その制御目標達成のために各エリアにて分担すべきエリア制御目標を定め、当該エリア制御目標を前記ローカルドメイン制御部に与えるマスタドメイン制御部（１１，２１，３１，４１，５１，６１）とを有し、
   さらに、
   複数の前記車載機器を制御するための電力を提供する車載電源（２７，２８）と、
   少なくとも前記車載電源の蓄電量に基づき、各ドメインにて使用可能な電力量を決定するとともに、各ドメインにて使用可能な電力量に基づき、前記ドメイン毎に、当該電力量を各エリアに分配する分配電力量を算出する分配電力量算出部（Ｓ１３０，Ｓ１４０）と、
   各エリアの前記ローカルドメイン制御部毎に、前記エリア制御目標に従って前記ローカルドメイン制御部が前記機器制御部を通じて前記車載機器を制御したときに必要となる見込電力量を算出する見込電力量算出部（Ｓ２１０）と、
   前記見込電力量が前記分配電力量よりも大きくなり、電力量が不足する場合に、その不足電力量を、同じ前記エリア内において調達するための調達処理を実行する調達部（Ｓ２２０，Ｓ２３０、Ｓ２４０，Ｓ２５０，Ｓ３１０，Ｓ３２０，Ｓ３６０，Ｓ３８０）と、を備える車両用制御システム。
2. 前記調達部は、前記ローカルドメイン制御部毎に設けられ、該当する前記ローカルドメイン制御部における前記見込電力量と前記分配電力量とを比較するものであり、前記見込電力量が前記分配電力量よりも小さくなり、電力量が余剰となる場合に、その余剰電力量を前記ローカルドメイン制御部別にリザーブしておき、該当する前記ローカルドメイン制御部において前記不足電力量が発生する場合に、リザーブしておいた電力量から調達する請求項１に記載の車両用制御システム。
3. 前記調達部は、前記ローカルドメイン制御部毎に設けられ、該当する前記ローカルドメイン制御部における前記見込電力量と前記分配電力量とを比較するものであり、前記不足電力量が発生すると、前記同じエリア内の、他のドメインに属する前記ローカルドメイン制御部へ電力量の融通を依頼して、前記不足電力量を調達する請求項１又は２に記載の車両用制御システム。
4. 前記調達部は、前記見込電力量が前記分配電力量よりも小さく、余剰電力量が生じたときに、電力量の融通の依頼を受けると、その余剰電力量から依頼元の前記調達部へ電力量を貸し出す請求項３に記載の車両用制御システム。
5. 前記調達部は、前記見込電力量が前記分配電力量よりも小さく、電力量が余剰となる場合に、その余剰電力量をリザーブしておくものであって、リザーブした電力量を保有しているときに、電力量の融通の依頼を受けると、そのリザーブした電力量から依頼元の前記調達部へ電力量を貸し出す請求項３又は４に記載の車両用制御システム。
6. 電力量の借り入れを行った前記調達部は、前記見込電力量が前記分配電力量よりも小さく、余剰電力量が生じた場合に、その余剰電力量から、借り入れた電力量を貸出元の前記調達部へ返還する請求項４又は５に記載の車両用制御システム。
7. 前記調達部は、前記エリア毎に設けられ、該当する前記エリアに属する前記ローカルドメイン制御部の前記見込電力量の合計と、前記分配電力量との合計とを比較するものであり、前記見込電力量の合計が前記分配電力量の合計よりも小さくなり、電力量が余剰となる場合に、その余剰電力量を前記エリア別にリザーブしておき、該当する前記エリアにおいて、前記見込電力量の合計が前記分配電力量の合計よりも大きくなり、前記不足電力量が発生する場合に、リザーブしておいた電力量から調達する請求項１に記載の車両用制御システム。
8. 前記調達部が、前記調達処理を実行しても、前記不足電力量を調達できない場合、前記ローカルドメイン制御部は、前記エリア制御目標により制御対象となる前記車載機器を予め定められた優先度で層別し、相対的に低優先度の前記車載機器の制御を待機させる請求項１乃至７のいずれかに記載の車両用制御システム。
9. 待機している前記車載機器がある場合に、前記見込電力量が前記分配電力量よりも小さくなり、余剰電力量が生じたとき、前記ローカルドメイン制御部は、その余剰電力量を用いて、待機している前記車載機器の制御を行う請求項８に記載の車両用制御システム。
10. 前記車載機器の制御の待機状態が所定時間継続した場合に、前記調達部は、前記車載電源を充電するための電力を発電する発電部に対して、発電要求を行う請求項８又は９に記載の車両用制御システム。
11. いずれかの前記エリアに配置される前記ローカルドメイン制御部が、前記マスタドメイン制御部としての機能を兼ね備えるように構成される請求項１乃至１０のいずれかに記載の車両用制御システム。

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