JP7077880B2 - 車両制御システム - Google Patents

Description

本発明は、車両を制御するシステムに関する。

車両で発生する要求を調整してその要求に関わる車両動作を管理する管理部を、要求の種類ごとに複数備えた車両が知られている。例えば、特許文献１乃至３には、車両で発生する機械的資源、電気的資源、及び熱的資源などに関する要求をそれぞれ管理する複数の管理部を備えた車両制御装置が開示されている。

特開平１０－２５０４１６号公報 特開平１０－２５０４１７号公報 特開平１０－３１５８８３号公報

近年、車両搭載機能の進展によって車両で発生する要求が複雑化しており、この複雑化する要求に対応するために各管理部における管理能力も拡大している。しかしながら、各管理部における管理能力は個々に拡大はしているものの、車両全体での最適な制御については十分に検討されていなかった。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、車両全体で最適な制御が可能な車両制御システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、車両の異なる複数の機能をそれぞれ制御する複数のシステムを備えた車両制御システムであって、複数のシステムは、それぞれ、複数の入力部と、複数の入力部を介して入力される所定の車両機能を制御するための１以上の要求を調整する入力調整部と、車両機能に関わる複数の出力部と、入力調整部で調整された要求に基づいて、複数の出力部の動作を管理する管理部と、を含み、各管理部は、少なくとも調整された要求に基づいた管理に関する情報を相互に送受信可能である。

本開示の車両制御システムによれば、複数のシステムにおける複数の管理部を連携させて複数の要求に対する管理を実施できるので、車両全体で最適な制御を実現することができる。

本実施形態に係る車両制御システムの機能ブロックを示す図 第１システムの管理部が実行する処理の一例を示すシーケンス図 第１～第４システムの各管理部が実行する処理の一例を示すシーケンス図 第１～第４システムの各管理部が実行する処理の一例を示すシーケンス図

［概要］
本実施形態に係る車両制御システムは、予め定められた車両の異なる複数の機能をそれぞれ制御する複数のシステムを備えており、複数のシステムにおける複数の管理部が管理に関する情報を相互に送受信する。これにより、車両全体で最適な制御を実現することができる。

［構成］
図１は、本実施形態に係る車両制御システム１の構成例を示す機能ブロック図である。図１に例示した車両制御システム１は、複数の入力部１１、入力調整部２１、管理部３１、及び複数の出力部４１を含む第１システム１００と、複数の入力部１２、入力調整部２２、管理部３２、及び複数の出力部４２を含む第２システム２００と、複数の入力部１３、入力調整部２３、管理部３３、及び複数の出力部４３を含む第３システム３００と、複数の入力部１４、入力調整部２４、管理部３４、及び複数の出力部４４を含む第４システム４００と、を備える。この車両制御システム１は、車両に搭載される。なお、図１に示した車両制御システム１の構成はあくまで一例であって、システム、入力部、入力調整部、管理部、及び出力部は、図示した数に限られるものではない。また、入力部及び出力部は、一部が重複していても構わない。

１．第１システム１００
第１システム１００は、一例として、車両の「走る」「曲がる」「止まる」といった運動に関わる機能（以下「第１機能」という）を制御する運動系システムとすることができる。第１システム１００を運動系システムとした場合、複数の入力部１１は、車両の周囲の状況を表す情報や車両の状態を表す情報を取得するデバイス（カメラセンサ、ミリ波レーダー、超音波ソナーなど）や、ドライバーによる車両運転に関する操作（ドライバー操作）の入力を受け付けるデバイス（アクセル、ブレーキ、ステアリング、シフトなど）である。この複数の入力部１１は、それぞれ車両の運動に関わる情報を取得して、入力調整部２１に出力する。

複数の出力部４１は、第１機能を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）や、第１機能を実行するアクチュエーター（ＡＣＴ）を含む。第１システム１００を運動系システムとした場合、複数の出力部４１は、例えばパワートレインを構成するエンジン、トランスミッション、ハイブリッドモーター、燃料電池ユニット、電気モーターなどのアクチュエーター、及びそれら制御するＥＣＵなど、車両の制動に関わるブレーキ、パーキングブレーキ、及びそれら制御するＥＣＵなど、及びステアリングの操舵に関わる電動パワーステアリング、及びそれら制御するＥＣＵなど、とすることができる。

入力調整部２１は、複数の入力部１１が取得した車両の運動に関わる情報に基づいて第１機能の制御内容を決定し、決定した制御内容に応じた第１要求を出力する。第１要求は、複数の出力部４１を駆動させる要求であり、一例として加速度や減速度とすることができる。出力される第１要求は、１つの場合も複数の場合もあり得る。この入力調整部２１は、運動系システムの一例として、自動運転、自動駐車、アダプティブクルーズコントロール、レーンキープアシスト、及び衝突軽減ブレーキなどの車両の運転支援機能を実現する装置を含んでおり、入力部１１から取得する車両の周囲の状況を表す情報（車間距離、走行車線など）や車両の状態を表す情報（車速、燃料／電料の残りなど）に基づいて、第１要求を出力することができる。また、入力調整部２１は、運動系システムの一例として、ドライバーによる車両操作を調停する装置を含んでいてもよく、入力部１１から取得するドライバー操作の情報（アクセルペダルの踏み込み量、ブレーキペダルの踏み込み量、ステアリングの操舵角など）に基づいて、第１要求を出力することができる。

管理部３１は、入力調整部２１が出力した第１要求を受け付け、この第１要求を満足するように第１機能に対応した複数の出力部４１の動作を制御することができる、いわゆる運動マネージャーとすることができる。具体的には、管理部３１は、第１要求が複数ある場合には、所定の基準に基づいて複数の第１要求の中から１つの要求を選択したり、複数の第１要求に基づいて出力部４１の動作の許容範囲を設定したりして、第１要求の調停を実施する。そして、管理部３１は、選択した第１要求や設定した許容範囲に基づいて、複数の出力部４１に動作の指示を与える。

なお、管理部３１は、パワートレイン系を管理するマネージャー（パワトレマネージャー）、制動系を管理するマネージャー（制動マネージャー）、及び操舵系を管理するマネージャー（操舵マネージャー）を設けて、パワートレインを構成する出力部に対する動作の指示をパワトレマネージャーで取りまとめて処理し、車両の制動に関わる出力部に対する動作の指示を制動マネージャーで取りまとめて処理し、ステアリングの操舵に関わる出力部に対する動作の指示を操舵マネージャーで取りまとめて処理してもよい。また、管理部３１は、複数の出力部４１から現在実現可能な運動制御（アベイラビリティ）に関する情報の通知を受けてもよい。アベイラビリティの情報を受けることによって、複数の出力部４１の動作を適切に管理することができる。さらに、管理部３１は、他の管理部３２、３３、３４との間で、通信バスなどの車載ネットワーク５０を介して後述する所定の情報を相互に送受信できる通信機能を有する。

２．第２システム２００
第２システム２００は、一例として、車両における充放電や電圧変換といった電力の消費と供給を効率的に制御（電力配分管理）する電力マネジメントに関わる機能（以下「第２機能」という）を制御する電力系システムとすることができる。第２システム２００を電力系システムとした場合、複数の入力部１２は、車両の始動／停止に関わるスイッチ類（スタート＆ストップボタンなど）や、空調に関わるスイッチ（エアコン制御ボタン、シートヒーター制御ボタンなど）である。この複数の入力部１２は、それぞれ車両の電力マネジメントに関わる情報を取得して、入力調整部２２に出力する。

複数の出力部４２は、第２機能を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）や、第２機能を実行するアクチュエーター（ＡＣＴ）を含む。第２システム２００を電力系システムとした場合、複数の出力部４２は、例えば車両の電力マネジメントに関わる第２機能に対応したオルタネーター、モーター、ＤＣＤＣコンバーターなどのアクチュエーター、駆動用バッテリー（高圧）や補機バッテリー（低圧）などの電力蓄電要素、及びそれら制御するＥＣＵなど、とすることができる。

入力調整部２２は、複数の入力部１２が取得した車両の電力マネジメントに関わる情報に基づいて第２機能の制御内容を決定し、決定した制御内容に応じた第２要求を出力する。第２要求は、複数の出力部４２を駆動させる要求であり、一例として蓄電量（ＳＯＣ）や電力量とすることができる。出力される第２要求は、１つの場合も複数の場合もあり得る。この入力調整部２２は、電力系システムの一例として、車両の運転支援機能を実現する装置を含んでいてもよく、入力部１２から取得する車両の状態を表す情報（設定温度、通電の有無など）に基づいて、第２要求を出力することができる。

管理部３２は、入力調整部２２が出力した第２要求を受け付け、この第２要求を満足するように第２機能に対応した複数の出力部４２の動作を制御することができる、いわゆる電力マネージャーとすることができる。具体的には、管理部３２は、第２要求が複数ある場合には、所定の基準に基づいて複数の第２要求の中から１つの要求を選択したり、複数の第２要求に基づいて出力部４２の動作の許容範囲を設定したりして、第２要求の調停を実施する。そして、管理部３２は、選択した第２要求や設定した許容範囲に基づいて、複数の出力部４２に動作の指示を与える。

なお、管理部３２は、複数の出力部４２から現在実現可能な電力制御（アベイラビリティ）に関する情報の通知を受けてもよい。アベイラビリティの情報を受けることによって、複数の出力部４２の動作を適切に管理することができる。また、管理部３２は、他の管理部３１、３３、３４との間で、車載ネットワーク５０を介して後述する所定の情報を相互に送受信できる通信機能を有する。

３．第３システム３００
第３システム３００は、一例として、車両の排熱や暖房といった熱の需要と供給を効率的に制御（熱配分管理）する熱マネジメントに関わる機能（以下「第３機能」という）を制御する熱系システムとすることができる。第３システム３００を熱系システムとした場合、複数の入力部１３は、車両の始動／停止に関わるスイッチ類（スタート＆ストップボタンなど）や、空調に関わるスイッチ（エアコン制御ボタン、シートヒーター制御ボタンなど）である。この複数の入力部１３は、それぞれ車両の熱マネジメントに関わる情報を取得して、入力調整部２３に出力する。

複数の出力部４３は、第３機能を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）や、第３機能を実行するアクチュエーター（ＡＣＴ）を含む。第３システム３００を熱系システムとした場合、複数の出力部４３は、例えば車両の熱マネジメントに関わる第３機能に対応したエンジン、エアコン、ヒートポンプ、シートヒーター、ラジエーター冷却用ファンなどのアクチュエーター、及びそれら制御するＥＣＵなど、とすることができる。

入力調整部２３は、複数の入力部１３が取得した車両の熱マネジメントに関わる情報に基づいて第３機能の制御内容を決定し、決定した制御内容に応じた第３要求を出力する。第３要求は、複数の出力部４３を駆動させる要求であり、一例として熱量とすることができる。出力される第３要求は、１つの場合も複数の場合もあり得る。この入力調整部２３は、熱系システムの一例として、車両の運転支援機能を実現する装置を含んでいてもよく、入力部１３から取得する車両の状態を表す情報（設定温度、通電の有無など）に基づいて、第３要求を出力することができる。

管理部３３は、入力調整部２３が出力した第３要求を受け付け、この第３要求を満足するように第３機能に対応した複数の出力部４３の動作を制御することができる、いわゆる熱マネージャーとすることができる。具体的には、管理部３３は、第３要求が複数ある場合には、所定の基準に基づいて複数の第３要求の中から１つの要求を選択したり、複数の第３要求に基づいて出力部４３の動作の許容範囲を設定したりして、第３要求の調停を実施する。そして、管理部３３は、選択した第３要求や設定した許容範囲に基づいて、複数の出力部４３に動作の指示を与える。熱系システムの一例として、管理部３３は、エアコンによって車内温度を所定の温度まで上昇させたい場合には、熱発生器（エンジンやヒートポンプなど）や熱交換器（ラジエーターやインタークーラーなど）に対してエアコンへ熱を分配する指示を与えることを行う。

なお、管理部３３は、複数の出力部４３から現在実現可能な熱制御（アベイラビリティ）に関する情報の通知を受けてもよい。アベイラビリティの情報を受けることによって、複数の出力部４３の動作を適切に管理することができる。また、管理部３３は、他の管理部３１、３２、３４との間で、車載ネットワーク５０を介して後述する所定の情報を相互に送受信できる通信機能を有する。

４．第４システム４００
第４システム４００は、一例として、車両のナビゲーション画面やメーターなどへの好適な表示や車両の操作を好適に提供する電装制御（ユーザビリティ）に関わる機能（以下「第４機能」という）を制御するＨＭＩ（Humen Machine Interface）系システムとすることができる。第４システム４００をＨＭＩ系システムとした場合、複数の入力部１４は、無線制御に関わるデバイス（電子キー、通信アンテナなど）や、車両操作に関わるスイッチ（指示器ボタン、灯火ボタンなど）や、インタフェースに関わる装備（アウトレット、シガーソケットなど）である。この複数の入力部１４は、それぞれ車両のＨＭＩ操作に関わる情報を取得して、入力調整部２４に出力する。

複数の出力部４４は、第４機能を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）や、第４機能を実行するアクチュエーター（ＡＣＴ）を含む。第４システム４００をＨＭＩ系システムとした場合、複数の出力部４４は、例えば車両のＨＭＩ操作に関わる第４機能に対応したライト、ワイパー、シートなどのアクチュエーター、ディスプレイなどの表示デバイス、及びそれら制御するＥＣＵなど、とすることができる。

入力調整部２４は、複数の入力部１４が取得した車両のＨＭＩ操作に関わる情報に基づいて第４機能の制御内容を決定し、決定した制御内容に応じた第４要求を出力する。第４要求は、複数の出力部４４を駆動させる要求であり、一例として制御信号（電圧、電流）とすることができる。出力される第４要求は、１つの場合も複数の場合もあり得る。この入力調整部２４は、ＨＭＩ系システムの一例として、車両の運転支援機能を実現する装置を含んでいてもよく、入力部１４から取得する車両の周辺の状態を表す情報（天候、照度など）に基づいて、第４要求を出力することができる。

管理部３４は、入力調整部２４が出力した第４要求を受け付け、この第４要求を満足するように第４機能に対応した複数の出力部４４の動作を制御することができる、いわゆるＨＭＩマネージャーとすることができる。具体的には、管理部３４は、第４要求が複数ある場合には、所定の基準に基づいて複数の第４要求の中から１つの要求を選択したり、複数の第４要求に基づいて出力部４４の動作の許容範囲を設定したりして、第４要求の調停を実施する。そして、管理部３４は、選択した第４要求や設定した許容範囲に基づいて、複数の出力部４４に動作の指示を与える。

なお、管理部３４は、複数の出力部４４から現在実現可能な制御（アベイラビリティ）に関する情報の通知を受けてもよい。アベイラビリティの情報を受けることによって、複数の出力部４４の動作を適切に管理することができる。また、管理部３４は、他の管理部３１、３２、３３との間で、車載ネットワーク５０を介して後述する所定の情報を相互に送受信できる通信機能を有する。

５．システム間の連携
上述した管理部３１，３２，３３，３４は、各入力調整部から受け付けた要求に基づいた管理に関する所定の情報（以下「管理情報」という）を、車載ネットワーク５０を介して相互に送受信できる通信機能を有する。車載ネットワーク５０は、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）である。この管理情報は、入力調整部から受け付けた要求であってもよいし、要求に応じた物理量であってもよいし、管理部で要求を調停した後に得られる物理量であってもよい。一例として、入力調整部から受け付けた要求が車両運動である場合、要求に応じた物理量は車両運動に必要な加減速度やヨーレートなどとなり、管理部で要求を調停した後に得られる物理量は、ステアリングに指令する操舵角やブレーキに指令する制動力などとなる。

システム間の連携として、具体的には、管理部３１は、入力調整部２１から受信した第１要求に基づいた管理情報を管理部３２，３３，３４に送信し、また管理部３２，３３，３４からも第２要求、第３要求、第４要求に基づいた管理情報を受信することができる。管理部３２は、入力調整部２２から受信した第２要求に基づいた管理情報を管理部３１，３３，３４に送信し、また管理部３１，３３，３４からも第１要求、第３要求、第４要求に基づいた管理情報を受信することができる。管理部３３は、入力調整部２３から受信した第３要求に基づいた管理情報を管理部３１，３２，３４に送信し、また管理部３１，３２，３４からも第１要求、第２要求、第４要求に基づいた管理情報を受信することができる。管理部３４は、入力調整部２４から受信した第１要求に基づいた管理情報を管理部３１，３２，３３に送信し、また管理部３１，３２，３３からも第１要求、第２要求、第３要求に基づいた管理情報を受信することができる。この通信機能により、各管理部は、他の管理部が実施している出力部の管理状況をそれぞれ把握することができ、自身が実施する出力部の管理に役立てることができる。

各管理部は、自己宛の要求に基づいた管理情報を常時他の管理部に送信するようにしてもよい。これにより、各管理部は、他の管理部の状況を考慮しつつ、自らが管理する出力部の動作を最適に制御することができる。特に、管理情報が要求に応じた物理量である場合には、各管理部は、自らが管理する出力部の動作だけで要求に応じた物理量を満足できない場合に不足する物理量を他の管理部に送信することができる。このようにすれば、車載ネットワーク５０に流す情報の通信量が不必要に多くならないため、管理処理の遅延が生じることを抑制できる。各管理部において扱われる物理量及びさらにその単位は、駆動力や制動力［Ｎ］、電力量［Ｗ］、熱量［Ｊ］などのいずれかに統一されている（ルール化されている）ことが望ましい。各管理部において扱われる物理量を統一することで、物理量が異なる要求を扱うシステムも容易に追加や削除することができる。なお、物理量の単位が一致しないような場合には、各管理部が予め統一された単位の物理量で示した情報を他の管理部へ送信するか、各管理部が受信した情報に示された物理量の単位を自身が扱う物理量の単位に変換することが好ましい。

また、各管理部は、他の管理部から受信する管理情報に基づいて、自らが管理する出力部の動作を制御したり、管理情報を送信してきた他の管理部とは別の管理部に対して出力部の動作の制御を依頼したりすることができる。なお、各管理部が他の管理部から受信する管理情報に基づいて自らの管理を制御するか否かは、現在行っている処理の優先度や緊急度などに基づいて決定することができる。

［システム間連携による管理制御］
次に、図２乃至図４を参照し、車両制御システム１が行うシステム間連携によって実現される管理制御の例をいくつか具体的に説明する。図２乃至図４は、入力調整部から受け付けた要求を管理情報として送信する具体例を処理シーケンスで示した図である。

＜具体例１＞
具体例１は、ある任意のシステムにおいて生じた要求の情報を他のシステムに通知することによって、当該要求に基づく車両運動に関する出力部の動作を補助するために１以上の他のシステムが連携して制御する、というシステム間連携制御を説明する。図２に示した具体例１では、第１システム１００の管理部３１がレーンキープアシスト（ＬＫＡ）機能に基づいて出力部４１の１つであるステアリングの制御を管理している状態（ステップＳ２１１）において、第４システム４００の入力部１４の１つであるターンシグナルコントロールレバーを介して方向指示器を作動させる入力が行われた場合を説明する。

ステップＳ２１２：第４システム４００の管理部３４は、方向指示器を作動させるという第４要求を入力調整部２４から受け付ける。

ステップＳ２１３：第４システム４００の管理部３４は、受け付けた第４要求に基づいた管理情報、例えば「方向指示器ＯＮ」という情報を、第１システム１００の管理部３１、第２システム２００の管理部３２、及び第３システム３００の管理部３３にそれぞれ送信する。

ステップＳ２１４：第４システム４００の管理部３４は、受け付けた第４要求に基づいて、出力部４４の１つである方向指示灯（ターンシグナルランプ）を点滅させるように制御する。

ステップＳ２１５：第１システム１００の管理部３１は、第４システム４００から受信した管理情報に基づいてドライバーが走行車線を変更しようとしていると判断する。この判断に基づいて、管理部３１は、レーンキープアシスト機能に従ったステアリングの制御を一時的に変更する必要があると判断する。具体的には、管理部３１は、車両が走行レーンを逸脱しないように実施しているステアリングのトルク補助を、車線変更を行っている間はキャンセルする必要があると判断する。

ステップＳ２１６：第１システム１００の管理部３１は、ステアリングの操舵があっても操舵と反対方向のトルクを発生させないように制御を変更する（トルク補助の解除）。

管理部３４は、車線変更が完了すると、その旨を示す管理情報を第１システム１００に送信する。管理部３１は、車線変更が完了したことを示す管理情報を第４システム４００から受信することによって、スムーズな車線変更のために一時的に行っていた制御を元の状態に戻すことができる。

このような第４システム４００と第１システム１００との間の連携によって、ドライバーが車線変更をスムーズに行えるという目的を達成することができる。よって、車両の安全な走行を確保しつつ、ドライバーの意思を反映させた快適な車両制御を実現させることができる。

＜具体例２＞
具体例２は、ある任意のシステムにおいて生じた要求の情報を他のシステムに通知することによって、当該要求に基づく電力収支に関する出力部の動作が完了するまでの時間を短縮するために１以上の他のシステムが連携して制御する、というシステム間連携制御を説明する。図３に示した具体例２は、第１システム１００の管理部３１がＥＶ走行に基づいた出力部４１の１つである電動モーターの制御を管理している状態（ステップＳ３１１）、及び第２システム２００の管理部３２が車室内冷房のために出力部４２の１つであるエアコンの制御を管理している状態（ステップＳ３１２）において、第４システム４００の入力部１４の１つであるアクセサリーソケットにスマートフォンなどの外部機器が接続された場合を説明する。

ステップＳ３１３：第４システム４００の管理部３４は、外部機器が接続されて充電を開始するという第４要求を入力調整部２４から受け付ける。

ステップＳ３１４：第４システム４００の管理部３４は、受け付けた第４要求に基づいた管理情報、例えば「外部機器の充電開始」という情報を、第１システム１００の管理部３１、第２システム２００の管理部３２、及び第３システム３００の管理部３３にそれぞれ送信する。

ステップＳ３１５：第４システム４００の管理部３４は、受け付けた第４要求に基づいて、出力部４４の１つである表示装置（インフォメーションディスプレイなど）に外部機器を充電中であることを示すランプを点灯させるように制御する。

ステップＳ３１６：第１システム１００の管理部３１は、第４システム４００から受信した管理情報に基づいてバッテリーの蓄電量（ＳＯＣ）が低下するおそれがあると判断する。この判断に基づいて、管理部３１は、例えば外部機器の充電が完了するまでは、バッテリーを充電する必要があると判断する。具体的には、管理部３１は、電動モーターによる電力を消費する走行からエンジンによる電力を蓄える走行に切り替える必要があると判断する。

ステップＳ３１７：第１システム１００の管理部３１は、上記ステップＳ３１２の管理情報に基づく判断に従って、電動モーターによる走行からエンジンによる走行に切り替える制御を行う。

ステップＳ３１８：第２システム２００の管理部３２は、第４システム４００から受信した管理情報に基づいてバッテリーの蓄電量（ＳＯＣ）が低下するおそれがあると判断する。この判断に基づいて、管理部３２は、例えば外部機器の充電が完了するまでは、バッテリーの消費電力を少なくする必要があると判断する。具体的には、管理部３２は、エアコンの動作を抑える必要があると判断する。

ステップＳ３１９：第２システム２００の管理部３２は、エアコンの動作を抑制するための制御を行う。例えば、設定温度を１～２℃上昇させたり、風量を「強」から「弱」に切り替えたり、することが考えられる。

管理部３４は、外部機器の充電が完了すると、その旨を示す管理情報を第１システム１００及び第２システム２００に送信する。管理部３１及び管理部３２は、外部機器の充電が完了したことを示す管理情報を第４システム４００から受信することによって、電力確保のために一時的に行っていた制御を元の状態に戻すことができる。

このような第４システム４００と第１システム１００及び第２システム２００との間の連携によって、外部機器の充電を素早く効率的に完了させるという目的を達成することができる。よって、車両の快適性を維持しつつ、ドライバーの意図を尊重させた利便性の高い車両制御を実現させることができる。

なお、この具体例２は、カーナビなどから与えられる走行ルート情報にも利用することができる。例えば、カーナビの地図情報から走行ルートの１ｋｍ先にバッテリーの蓄電量（ＳＯＣ）を１０％充電できる下り坂があるという管理情報を、各システムが共有することができる。このとき、すでにバッテリーの蓄電量が９５％に達していたとすれば、下り坂で得られる電力の半分が余剰となり廃棄されてしまう。よって、このような場合、走行に影響のない範囲でバッテリーの蓄電量を９０％まで消費するための制御を、各システムで実行することができる。

＜具体例３＞
具体例３は、ある任意のシステムにおいて生じた要求の情報を他のシステムに通知することによって、当該要求に基づく熱収支に関する出力部の動作を効率的に完了させるために１以上の他のシステムが連携して制御する、というシステム間連携制御を説明する。図４に示した具体例３では、第１システム１００の管理部３１が出力部４１の１つであるエンジンによって走行している状態（ステップＳ４１１）、及び第３システム３００の管理部３３が冷却水の冷却のために出力部４３の１つであるラジエーターの制御を管理している状態（ステップＳ４１２）において、第２システム２００の入力部１４の１つである空調コントローラーを介して車室内温度を上昇させる入力が行われた場合を説明する。

ステップＳ４１３：第２システム２００の管理部３２は、車室内温度を上昇させるという第２要求を入力調整部２２から受け付ける。

ステップＳ４１４：第２システム２００の管理部３２は、受け付けた第２要求に基づいた管理情報、例えば「車室内温度を上昇」という情報を、第１システム１００の管理部３１、第３システム３００の管理部３３、及び第４システム４００の管理部３４にそれぞれ送信する。

ステップＳ４１５：第２システム２００の管理部３２は、受け付けた第２要求に基づいて、出力部４２の１つであるエアコンを暖房動作させるように制御する。

ステップＳ４１６：第３システム３００の管理部３３は、第２システム２００から受信した管理情報に基づいて車室内温度を上昇させる制御が行われると判断する。そして、管理部３３は、冷却水の熱を車室内温度の上昇に利用できると判断する。具体的には、管理部３３は、車内に取り込む空気と冷却水との熱交換によって集熱した熱を利用できると判断する。

ステップＳ４１７：第３システム３００の管理部３３は、受け付けた第２要求に基づいて、出力部４３の１つである熱交換器を用いて、冷却水から熱を集熱するための制御を行う。

ステップＳ４１８：第３システム３００の管理部３３は、上記ステップＳ４１７の制御だけでは車室内温度を短時間で効率的に素早く上昇させることができないと判断した場合には、例えば「熱量が不足」という管理情報を、さらに第１システム１００の管理部３１、第２システム２００の管理部３２、及び第４システム４００の管理部３４へ向けて送信する。

ステップＳ４１９：第１システム１００の管理部３１は、第３システム３００から受信した管理情報に基づいて、車室内温度を短時間で効率的に上昇させるために制御の必要があると判断する。具体的には、管理部３１は、エンジンで発生する熱をより多く獲得して、獲得した熱を空調のために供給する必要があると判断する。

ステップＳ４２０：第１システム１００の管理部３１は、エンジンの回転数を上昇させる制御を行う。

ステップＳ４２１：第４システム４００の管理部３４は、第２システム２００から受信した管理情報に基づいて、車室内の温度を上昇させていると判断する。

ステップＳ４２２：第４システム４００の管理部３４は、出力部４４の１つである表示装置（インフォメーションディスプレイなど）に車室内を暖房していることを示す情報を表示させるように制御する。

管理部３２は、車室内温度が所定の温度まで上昇すると、その旨を示す管理情報を第１システム１００及び第３システム３００に送信する。管理部３１及び管理部３３は、車室内温度の上昇が完了したことを示す管理情報を第２システム２００から受信することによって、集熱のために一時的に行っていた制御を元の状態に戻すことができる。

このような第２システム２００と第１システム１００及び第３システム３００との間の連携によって、エアコンだけを稼働させたときと比べて車室内の温度を素早く効率的に上昇させるという目的を達成することができる。よって、車両の機能変更をドライバーに意識させることなく、ドライバーの快適性を優先させた利便性の高い車両制御を実現させることができる。

＜具体例４＞
具体例４は、ある任意のシステムにおいて生じた要求をそのシステム内で満足できない場合に、当該要求に基づく電力収支に関する出力部の動作不足分を１以上の他のシステムが余力で補う、というシステム間連携制御を説明する。

例えば、第２システム２００において、入力調整部２２からの第２要求が電力１００Ｗの生成であるのに対して、第２システム２００の出力部４２によるアベイラビリティが電力９０Ｗしかなかった場合、管理部３２は、不足する電力１０Ｗを自らのシステムで賄えない。そこで、管理部３２は、不足する電力１０Ｗを管理情報として第１システム１００、第３システム３００、及び第４システム４００に送信する。

第１システム１００の管理部３１は、第２システム２００から管理情報を受信すると、第１システム１００で受け付けている第１要求を満足しつつも不足電力１０Ｗを生成できる余力があるか否かを判断する。余力がある場合には、管理部３１は、該当する出力部４１に対して所定の制御を指示する。制御の一例として、トランスミッションのギア段を一時的に下げて回生電力を生じさせたり、エンジンを回して一時的に発電したりしすることが可能である。不足電力５Ｗを賄える場合には、管理部３１は、その旨を第２システム２００、第３システム３００、及び第４システム４００に送信してもよい。なお、不足する要求を賄えるシステムが複数ある場合には、例えば、余力の程度や出力部の精度や能力などに基づいて調整することができる。

管理部３２は、不足する電力がなくなると、その旨を示す管理情報を第１システム１００に送信する。管理部３１は、不足する電力がなくなったことを示す管理情報を第２システム２００から受信することによって、電力確保のために一時的に行っていた制御を元の状態に戻すことができる。

＜具体例５＞
具体例５は、ある任意のシステムにおいて生じた要求が他のシステムにおける他の要求よりも優先される場合に、当該要求に基づく車両運動に関する出力部の動作を優先させるべく他のシステムで生じた要求に基づく制御を制限する、というシステム間連携制御を説明する。

例えば、第２システム２００でエアコンを動作させている状態において、急カーブなど第１システム１００で急なステアリング操舵の要求が生じた場合、管理部３１は、この要求を自らのシステムで賄えるが、ステアリング操舵状態を管理情報として第２システム２００、第３システム３００、及び第４システム４００に送信する。

第２システム２００の管理部３２は、第１システム１００から管理情報を受信すると、安全性の観点から優先されるべきステアリング操舵によって大電流が消費されると判断できる。よって、管理部３２は、大電流が消費によってバッテリーが消耗しないように、エアコンの効き方を一時的に弱めて（又は停止して）バッテリーの電力消費を抑えることができる。

管理部３１は、ステアリング操舵が完了すると、その旨を示す管理情報を第２システム２００に送信する。管理部３２は、ステアリング操舵が完了したことを示す管理情報を第１システム１００から受信することによって、電力消費を抑えるために一時的に行っていた制御を元の状態に戻すことができる。

［作用・効果］
以上のように、本発明の一実施形態に係る車両制御システムによれば、複数のシステムにおいて、それぞれの入力部からの調停された要求を受け付け、制御内容を決定した出力部を制御する機能部である管理部が相互に接続されそれぞれの管理情報を送受信できるように構成される。これによって、複数の管理部は、互いの管理部と各種の好適な協調動作を行うことができる。従って、異なるシステム間で各入力部及び各出力部を、例えば一対一で接続し、それぞれが互いに通信して動作の要求、調停、制御を個別に行うといった複雑なシステム構成を行わなくても、シンプルなシステム構成によってシステムを跨いだ出力部間の連携による、各種機能の実現や効率化を図ることができる。

システムを跨いだ出力部間の連携は、一例として、あるシステムが他のシステムで実施している出力部の動作を補助するために行われてもよいし、あるシステムが他のシステムで実施している出力部の動作が完了するまでの時間を短縮するために行われてもよいし、あるシステムが他のシステムで実施している出力部の動作を効率的に完了させるために行われてもよいし、あるシステムが他のシステムで実施している出力部の動作を補完するするために行われてもよいし、あるシステムが他のシステムで実施している出力部の動作を優先させるために行われてもよい。

また、これにより、車両制御システムへの機能追加を管理部への機能追加により、簡単に実行することができる。よって、車種、仕向け地、ユニットの違いごとに設計や評価を行う工数が低減され、開発工数や品質確保工数を削減することができる。

なお、本発明は、車両制御システムとして捉えるだけでなく、車両制御システムが備える各システムのコンピューターが実行する方法、プログラム、プログラムを格納したコンピューター読み取り可能な非一時的な記憶媒体、あるいは、車両制御システムを搭載した車両として捉えることも可能である。

本発明は、車両などにおける制御システムに有用である。

１ 車両制御システム
１１～１４ 入力部
２１～２４ 入力調整部
３１～３４ 管理部
４１～４４ 出力部
５０ 車載ネットワーク
１００、２００、３００、４００ システム

Claims (8)

1. 車両の異なる複数の機能をそれぞれ制御する複数のシステムを備えた車両制御システムであって、
   前記複数のシステムは、それぞれ、
   複数の入力部と、
   前記複数の入力部を介して入力される所定の車両機能を制御するための１以上の要求を調整する入力調整部と、
   前記車両機能に関わる複数の出力部と、
   前記複数の出力部から現在実現可能な運動制御に関する情報を受信し、前記入力調整部で調整された要求と前記運動制御に関する情報とに基づいて、前記複数の出力部の動作を管理する管理部と、を含み、
   各前記管理部は、少なくとも前記調整された要求に基づいた管理に関する情報を相互に送受信可能である、
   車両制御システム。
2. 前記管理部の少なくとも１つは、他の管理部から受信した前記要求に基づいた管理に関する情報にさらに基づいて、前記出力部の動作を管理する、
   請求項１に記載の車両制御システム。
3. 各前記管理部は、前記要求に基づいた管理に関する情報を予め定められた物理量を用いて相互に送受信する、
   請求項１又は２に記載の車両制御システム。
4. 前記複数の機能は、車両運動に関わる機能、電力配分に関わる機能、熱配分に関わる機能、及び電装制御に関する機能を含む、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両制御システム。
5. 各前記管理部は、自らが管理する前記複数の出力部の動作だけで前記要求に応じた物理量を満足できない場合に、不足する前記物理量を他の前記管理部に送信する、
   請求項１に記載の車両制御システム。
6. 各前記管理部は、他の前記管理部から受信した前記要求に基づいた管理に関する情報に基づいて、自らの管理を制御するか否かを、現在行っている処理の優先度及び緊急度の少なくともいずれかに基づいて決定する、
   請求項１に記載の車両制御システム。
7. 車両制御システムに搭載され、複数の入力部と所定の車両機能に関わる複数の出力部とを備える前記車両機能を制御するシステムのコンピューターが実行する方法であって、
   前記複数の入力部を介して入力される前記車両機能を制御するための１以上の要求を調整するステップと、
   前記複数の出力部から現在実現可能な運動制御に関する情報を受信し、前記入力調整部で調整された要求と前記運動制御に関する情報とに基づいて、前記複数の出力部の動作を管理するステップと、
   少なくとも前記調整された要求に基づいた管理に関する情報を、前記車両の異なる機能を制御する他のシステムと相互に送受信するステップと、を含む、
   方法。
8. 車両制御システムに搭載され、複数の入力部と所定の車両機能に関わる複数の出力部とを備える前記車両機能を制御するシステムのコンピューターに実行させるプログラムであって、
   前記複数の入力部を介して入力される前記車両機能を制御するための１以上の要求を調整するステップと、
   前記複数の出力部から現在実現可能な運動制御に関する情報を受信し、前記入力調整部で調整された要求と前記運動制御に関する情報とに基づいて、前記複数の出力部の動作を管理するステップと、
   少なくとも前記調整された要求に基づいた管理に関する情報を、前記車両の異なる機能を制御する他のシステムと相互に送受信するステップと、を含む、
   プログラム。

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