JP2019138180A - 車両熱エネルギー制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両全体での改善された熱管理を実現できる車両熱エネルギー制御システムを提供する。【解決手段】車両に搭載される熱エネルギー制御システムであって、熱源と、熱源の各々の供給可能熱量に基づいて、車両全体で発生する熱要求から算出される要求熱量を熱源に割り当てる熱量分配器とを備える、熱エネルギー制御システム。【選択図】図１

Description

本開示は、車両で発生する複数の熱要求に基づき、熱源に要求熱量を割り当てる車両熱エネルギー制御システムに関する。

特許文献１には、エンジンの冷却水及びヒートポンプを車室内の暖房用の熱源として使用する熱源制御装置が記載されている。特許文献１に記載の熱源制御装置では、エンジンの冷却水からヒーターコアを介して車室内の空気に供給する熱量と、ヒートポンプシステムの室内熱交換器から車室内の空気に供給する熱量の配分を、消費される熱費（燃料量）が最小となるように決定している。

特開２０１１−２０１４８８号公報

近年の車両は、熱を利用する様々な装置が搭載されているため、従来の車両と比べて熱管理が複雑化している。しかしながら、現状では、車両全体での熱管理が十分に最適化されているとは言えない。

それ故に、本開示は、車両全体での改善された熱管理を実現できる車両熱エネルギー制御システムを提供することを目的とする。

本開示に係る熱エネルギー制御システムは、熱源と、熱源の供給可能熱量に基づいて、車両全体で発生する熱要求から算出される要求熱量を熱源に割り当てる熱量分配器とを備える。

本開示によれば、車両全体での改善された熱管理を実現できる車両熱エネルギー制御システムを提供できる。

第１の実施形態に係る熱エネルギー制御システムの概略構成を示す機能ブロック図 図１に示した熱エネルギー制御システムが実行する制御処理を説明するシーケンス図 第２の実施形態に係る熱エネルギー制御システムの概略構成を示す機能ブロック図

（概要）
本開示に係る熱エネルギー制御システムでは、車両が備える熱発生器や熱交換器等の熱源の供給可能熱量を考慮して、各熱源に要求熱量を分配する。したがって、熱発生器の発熱量や熱交換器からの放熱量、熱交換器が有する熱媒体への蓄熱量等を考慮して、車両全体での改善された熱管理を実現できる。

（第１の実施形態）
＜構成＞
図１は、第１の実施形態に係る熱エネルギー制御システムの概略構成を示す機能ブロック図である。

熱エネルギー制御システム１０は、複数の熱源１と、熱量分配器２と、複数のアクチュエータ３とを備える。

熱源１としては、熱発生器や熱交換器等を例示できる。熱発生器は、動作することにより熱を発生する装置である。熱発生器としては、エンジン、ヒートポンプ、ハイブリッド自動車や電気自動車等の走行用モータ、走行用モータのパワーコントロールユニット、走行用モータの駆動バッテリー等を例示できる。熱交換器は、２つの異なる熱媒体の間で熱エネルギーを交換するための装置である。熱交換器としては、ラジエータ、インタークーラー、オイルクーラー、ヒーターコア、廃熱回収器、ヒートポンプの室外熱交換器等を例示できる。各熱源１は、自身の動作状態と、後述するアクチュエータ３の動作状態とに基づき、最大限供給できる熱量である供給可能熱量と、実際に供給している熱量である実供給熱量とを算出し、算出した供給可能熱量及び実供給熱量を後述する熱量分配器２に出力する。ここで、熱源１が熱発生器である場合、熱源１の供給熱量は発熱量に該当し、熱源が熱交換器である場合、熱源の供給熱量は放熱量に該当する。熱源１は、図示しないＥＣＵ等のコンピュータを備えており、このコンピュータにより後述する各処理が実行される。本実施形態では、複数の熱源１が設けられているが、熱エネルギー制御システム１０が備える熱源１の数は１つでも良い。

熱量分配器２は、車両全体で発生する複数の熱要求を取得し、取得した複数の熱要求から算出される要求熱量と、各熱源１から取得する供給可能熱量とに基づいて、各熱源１に要求熱量を分配する。車両全体で発生する熱要求とは、車両に搭載された各種装置において必要とされる熱量の要求であって、必要とされる熱量は正負両方の値を取り得る。車両において発生する熱要求としては、エンジンや走行用モータ、走行用バッテリー等を適温まで暖めるために必要な正の熱量または適温まで冷却するために必要な負の熱量の要求、車室内の気温をエアコンの設定温度まで上昇させるために必要な正の熱量または設定温度まで冷却するために必要な負の熱量の要求、各種冷却系が有する熱媒体に蓄熱するために必要な正の熱量または熱媒体を所定温度まで冷却するために必要な負の熱量の要求等を例示できる。

熱量分配器２は、取得した熱要求のそれぞれを充足できるように、各熱源１に熱エネルギーの供給を要求する。例えば、エアコンから車室内の気温を所定温度まで上昇させるための熱量が要求された場合、エアコンから要求される熱量をエンジンまたはヒートポンプに分配する。各熱源１に要求熱量を分配する際、熱量分配器２は、各熱源１の供給可能熱量を考慮する。例えば、エンジンの供給可能熱量がエアコンから要求される熱量を下回る場合には、エアコンから要求される熱量の全てをエンジン以外の熱源１に分配するか、あるいは、エアコンから要求される熱量の一部をエンジンに分配し、エアコンから要求される熱量の残りをエンジン以外の熱源１に分配する。各熱源１の供給可能熱量を加味せずに要求熱量を各熱源１に分配した場合、ある特定の熱源１では供給可能熱量が分配された熱量を下回って熱エネルギー供給が不足する一方、他の熱源１では熱エネルギーが余るという状況が発生し得る。余剰の熱エネルギーは廃棄されるため、エネルギーの無駄が生じてしまう。

これに対して、本実施形態に係る熱エネルギー制御システム１０では、熱量分配器２は、各熱源１から取得した供給可能熱量を参照することにより、各熱源１における供給可能熱量にどの程度余裕があるのかを把握できる。したがって、ある特定の熱源１の供給可能熱量に余裕がない場合であっても、他の熱源１の供給可能熱量に余裕がある場合には、当該他の熱源１の熱エネルギーを熱要求元に分配することで、発生している熱エネルギーを効率的に使用することができる。このように、熱量分配器２を設け、熱量分配器２で各熱源１の供給熱量を統合的に管理することにより、車両全体で改善された熱管理を行うことができる。仮に、熱量分配器２のような、各熱源１の供給熱量を統合的に管理できる構成がない場合、車両で発生した熱要求を満たすように各熱源１で個別に熱エネルギーを生成し供給することとなるため、いずれかの熱源１で余った熱エネルギーが有効活用されず、車両全体での熱エネルギーの分配が非効率化する可能性がある。

アクチュエータ３は、熱源１に設けられたＥＣＵ等の制御装置の指示によって動作する駆動装置であり、熱源１からの熱出力の制御、熱源１の冷却の制御、熱媒体間の熱交換の制御等を行う。アクチュエータ３としては、各種冷却水の流量を制御するためのポンプ、各種冷却水の流路を変更するためのバルブ、ラジエータや室外熱交換器を冷却するためのファン、コンプレッサー、膨張弁等を例示できる。また、エンジンやヒートポンプは、熱源１であるが、それら自体がアクチュエータ３としても機能することができる。

１つのアクチュエータ３に対して、複数の熱源１が駆動指示を出力する場合がある。そこで、各アクチュエータ３では、複数の熱源１から駆動指示を受信した場合、調停処理を行い、いずれか１つの熱源１から受信した駆動指示に従って動作する。具体的には、各熱源１は、アクチュエータ３に出力する駆動指示に自由度を設定する。アクチュエータ３は、受信した複数の駆動指示のうち、最も低い自由度が設定された駆動指示に従って動作し、他の駆動指示を棄却する。駆動指示に設定される自由度は、各熱源１が熱量分配器２から分配された熱量を実現するために使用できるアクチュエータ３の数が多いほど高くなるように設定される。つまり、熱量分配器２から分配された熱量を実現するための代替方法が多いほど、アクチュエータ３に対する駆動指示の自由度を高くする。

アクチュエータ３は、採用した駆動指示を出力した熱源１に対しては、自身の駆動量を出力する（図１の破線の矢印参照）。尚、図１では、アクチュエータ３から熱源１へのフィードバック経路の一部を破線の矢印で示し、他のフィードバック経路の記載を省略している。アクチュエータ３からの駆動量としては、電圧値、電流値、冷却水の流速、流量、バルブの回転位置、ファンの回転数等を例示できる。このアクチュエータ３の駆動量は、熱源１において、実際の供給熱量を算出するために用いられる。一方、アクチュエータ３は、棄却した駆動指示を出力した熱源１に対しては、駆動指示を棄却したことを示す棄却通知を出力する。棄却通知は、熱源１が駆動指示を修正して他のアクチュエータ３に駆動指示を再出力する契機として用いられる。

具体例を挙げると、車両においては、ファン、エンジンのラジエータ及びヒートポンプの室外熱交換器をこの順に直列に配置し、同一のファンを用いて、エンジンのラジエータ及びヒートポンプの室外熱交換器の両方に対して空気を送り込む構成が採用される場合がある。一例として、このようなファン、ラジエータ及び室外熱交換器の配置を有する車両を寒冷地で使用し、エンジンと車室内の暖房とを同時に始動した場合を考える。この場合、エンジンは暖機を必要とするため、エンジンからファンのアクチュエータへと駆動を停止させる駆動指示が出力される一方、エアコンのヒートポンプでは外気とこれより低温の冷媒との間で熱交換を行う必要があるため、ヒートポンプからファンのアクチュエータへと回転数を上昇させる駆動指示が出力され得る。ただし、エアコンのヒートポンプは、ファンが停止している場合でも、コンプレッサーや膨張弁の調整によってエアコンに必要な熱を発生することが可能である。

そこで、エアコンのヒートポンプからファンへの回転数を上昇させる駆動指示には、エンジンの暖機時にファンを停止させる駆動指示よりも高い自由度を設定しておく。このように構成すれば、ファンのアクチュエータは、エンジンとヒートポンプから矛盾する駆動指示を受信した場合でも、設定された自由度に基づいて、どの駆動指示を採用するかを決定する調停処理を行い、最も自由度の低い駆動指示に基づいて動作することができる。この例では、ファンのアクチュエータは、最も低い自由度が設定されたエンジンから出力された駆動指示を採用し、ヒートポンプから出力された駆動指示を棄却する。ヒートポンプは、棄却通知を受信すると、駆動指示を修正し、他のアクチュエータ（例えば、コンプレッサーや膨張弁）に対して駆動指示を再出力することにより、熱量分配器２から指示された供給熱量の実現を試みることができる。

熱量分配器２が各熱源１に要求熱量を分配する際、車両全体の要求熱量（総量）に対して、全ての熱源１の供給可能熱量の総量が不足する場合が考えられる。そこで、車両において発生する熱要求に優先度を関連付けておき、熱量分配器２は、取得した熱要求の優先度に応じて、どの熱要求に対して優先的に熱量を供給するかを決定することが好ましい。熱要求に設定される優先度は、熱要求の属性（例えば、車両の走行に必要な熱要求であるのか、車室内の快適性向上のために必要な熱要求であるのか等）に基づいて予め設定することができる。熱要求に設定される優先度は、快適性向上のために必要な熱要求よりも、車両の走行に必要な熱要求を高くすることが好ましい。熱量分配器２は、車両全体の要求熱量よりも、全ての熱源１の供給可能熱量の総量が小さい場合には、相対的に低い優先度が設定された熱要求を破棄することができる。

ここで、一例として、寒冷地においてエンジンと暖房とを同時に始動し、エンジンを暖機するための熱要求と、エアコンで車室内を設定温度まで暖めるための熱要求とが、熱量分配器２に入力された場合を考える。熱量分配器２は、車両全体の要求熱量よりも、全ての熱源１の供給可能熱量の総量が小さく、かつ、エンジンの供給可能熱量がエンジンの暖機に必要な熱量より少ないと判定した場合、エアコンが要求した相対的に優先度の低い熱要求を破棄し、エアコンを駆動するためのヒートポンプの供給可能熱量をエンジンの暖機のために割り当てる。

このように、熱要求のそれぞれに優先度を設定しておくことにより、各時点で全ての熱源１が供給可能な熱量を、熱エネルギーの必要性が相対的に高い熱要求から順に割り当てることができ、熱分配の効率化を図ることができる。

また、熱量分配器２は、各熱源１が実際に供給している実供給熱量を取得する。この実供給熱量は、アクチュエータ３の駆動量に基づいて熱源１が算出したものである。熱量分配器２は、各熱源１に分配した熱量と各熱源１から取得した実供給熱量とに基づいて、各熱源１に分配した熱量を修正する。修正が必要なケースとしては、熱源１に対して熱量分配器２が分配した熱量を熱源１が供給できなかったケース、誤差要因により熱源１に対して熱量分配器２が分配した熱量と実供給熱量とに所定以上の乖離が生じたケース、いずれかの熱源１が使用できなくなったケース等が考えられる。熱量分配器２は、必要に応じて、各熱源１に要求熱量を再分配し、各熱源１に熱供給を再度指示する。本実施形態では、アクチュエータ３の駆動量を熱量分配器２ではなく、熱源１にフィードバックし、熱源１がアクチュエータ３の駆動量に基づいて算出した実供給熱量を熱量分配器２に出力する。実供給熱量を算出するには、アクチュエータ３の駆動量に加えて、熱源１の動作状態を特定する情報が必要となる。したがって、熱量分配器２において実供給熱量を算出する目的でアクチュエータ３の駆動量をフィードバックする構成とすると、熱源１の動作状態を特定する情報も熱量分配器２にフィードバックする必要が生じ、熱量分配器２の入出力インタフェース及び制御処理が煩雑となる。本実施形態では、熱源１において実供給熱量を算出して熱量分配器２に出力する構成としているため、熱量分配器２の入出力インタフェース及び制御処理を簡略化することができる。また、熱源１またはアクチュエータ３の一部が変更された場合でも、熱量分配器２の入出力インタフェース及び制御処理の変更が不要となるので、車両のシステム構成に依存することなく、車両全体の熱管理を統合的に行うことができる。

尚、熱量分配器２は、上述した熱要求により要求とされる熱量、供給可能熱量及び実供給熱量をいずれも熱量単位で管理することが好ましい。この場合、熱量分配器２における熱分配処理や修正処理（再分配処理）を容易に行うことができる。ただし、熱量分配器２が車両の各装置からの熱要求により要求される熱量を取得する代わりに、温度等の他のパラメータを取得して、当該他のパラメータに基づいて分配処理や修正処理を行っても良い。

＜制御処理＞
図２は、図１に示した熱エネルギー制御システムが実行する制御処理を説明するシーケンス図である。

ステップＳ１：熱量分配器２は、車両全体で発生した熱要求を取得する。その後、処理はステップＳ２に移る。

ステップＳ２：複数の熱源１のそれぞれは、供給可能熱量を熱量分配器２に出力する。熱源１の供給可能熱量は、例えば、熱源１の動作状態及びアクチュエータ３の動作状態に基づいて算出することができる。その後、処理はステップＳ３に移る。

ステップＳ３：熱量分配器２は、熱量の分配処理を実行する。具体的には、熱量分配器２は、ステップＳ１で取得した全ての熱要求から算出される要求熱量と、ステップＳ２で各熱源１から出力された供給可能熱量に基づき、各熱源１に分配する要求熱量を決定する。ステップＳ３の分配処理においては、上述した通り、車両全体での要求熱量（総量）と各熱源１の供給可能熱量の総量との大小関係や、各熱源１の供給可能熱量に基づく熱供給余力、熱要求に設定された優先度が用いられる。その後、処理はステップＳ４に移る。

ステップＳ４：熱量分配器２は、各熱源１に対して、ステップＳ３で分配した熱量の供給を指示する。その後、処理はステップＳ５に移る。

ステップＳ５：各熱源１は、熱量分配器２により分配された熱量を実現できるよう、アクチュエータ３に駆動指示を出力する。尚、エンジンやヒートポンプのように、アクチュエータ３としても機能する熱源１は、自ら出力を制御する。その後、処理はステップＳ６に移る。

ステップＳ６：アクチュエータ３は、複数の駆動指示を受信し、かつ、受信した複数の駆動指示が同時に成立し得ない場合は、調停処理を実行する。上述したように、アクチュエータ３は、受信した駆動指示のそれぞれに設定された自由度を参照し、最も低い自由度が設定された駆動指示を採用し、それ以外の駆動指示を棄却する。アクチュエータ３が１つの駆動指示を受信した場合は、アクチュエータ３は、調停処理を行わず、当該１つの駆動指示を採用する。また、受信した複数の駆動指示の間で矛盾が生じていない場合は、アクチュエータ３は、複数の駆動指示のいずれかを採用する。その後、処理はステップＳ７に移る。

ステップＳ７：アクチュエータ３は、ステップＳ６で採用した駆動指示に基づいて動作を制御する。具体的には、冷却水の流量や流路、ファンの回転数等を制御する。その後、処理はステップＳ８またはＳ９に移る。より詳細には、アクチュエータ３は、ステップＳ６で採用した駆動指示を出力した熱源１に対しては、ステップＳ８の処理を実行し、ステップＳ６で棄却した駆動指示を出力した熱源１に対しては、ステップＳ９の処理を実行する。

ステップＳ８：アクチュエータ３は、ステップＳ６で採用した駆動指示を出力した熱源１に対して、駆動指示に従って動作制御を行った後のアクチュエータ３の駆動量を出力する。その後、処理はステップＳ１２に移る。

ステップＳ９：アクチュエータ３は、ステップＳ６で棄却した駆動指示を出力した熱源１に対して、駆動指示を棄却したことを示す棄却通知を出力する。その後、処理はステップＳ１０に移る。

ステップＳ１０：熱源１は、アクチュエータ３から棄却通知を受信すると、駆動指示を修正する。より詳細には、熱源１は、熱量分配器２により分配された熱量を他のアクチュエータ３の駆動により実現できるか否かを判定し、分配された熱量を他のアクチュエータ３の駆動により実現できると判定した場合には、他のアクチュエータ３に対する駆動指示を生成する。その後、処理はステップＳ１１に移る。

ステップＳ１１：熱源１は、再作成した駆動指示を、ステップＳ５における出力先とは異なるアクチュエータ３に出力する。その後、処理はステップＳ６に移り、ステップＳ６〜Ｓ１１の処理を繰り返し実行する。

ステップＳ１２：熱源１は、アクチュエータ３から取得した駆動量に基づいて実供給熱量を算出する。実供給熱量は、アクチュエータ３の駆動量に加え、熱源１が検出した値または保持する値を用いて算出することができる。例えば、熱源１がエンジンであり、アクチュエータ３がウォーターポンプである場合、熱源１が検出した冷却水の温度変化と、アクチュエータ３から取得した冷却水の流量とに基づいて、実供給熱量を算出できる。その後、処理はステップＳ１３に移る。

ステップＳ１３：熱源１は、算出した実供給熱量を熱量分配器２に出力する。その後、処理はステップＳ１４に移る。

ステップＳ１４：熱量分配器２は、各熱源１に対してステップＳ４で指示した供給熱量と、各熱源１から取得した実供給熱量とに基づき、各熱源１に分配した熱量を修正（再分配）する。その後、処理はステップＳ１５に移る。

ステップＳ１５：熱量分配器２は、ステップＳ１４で修正した熱量の供給を各熱源１に指示する。

以降、ステップＳ１〜Ｓ１５の処理を所定の時間間隔で繰り返し実行することにより、車両における熱エネルギーの分配処理を継続する。

尚、上述した熱量分配器は、図２に示した熱量分配器の制御処理を実行する専用の回路によって実現しても良い。また、上述した熱量分配器２は、例えば、プロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクを有するＥＣＵ等のコンピュータに、図２に示したステップＳ１、Ｓ３、Ｓ４及びＳ１３〜Ｓ１５の処理を実行させることにより実現しても良い。また、図２に示した熱源１の制御処理は、熱源１を制御するためのＥＣＵ等のコンピュータに、図２に示したステップＳ５及びＳ８〜Ｓ１２の処理を実行させることにより実現することができる。同様に、図２に示したアクチュエータ３の制御処理は、アクチュエータ３を制御するためのＥＣＵまたは制御基板のコンピュータに、図２に示したステップＳ６及びＳ７の処理を実行させることにより実現することができる。図２の制御処理をコンピュータに実行させる場合、図２に示した制御処理のプログラムを予めＲＯＭやハーディスク等の記憶装置に格納しておき、コンピュータが備えるプロセッサに記憶装置からプログラムを読み出させて実行させることにより、熱量分配器２、熱源１及びアクチュエータ３のそれぞれの制御処理を実行できる。

＜効果等＞
本実施形態に係る熱エネルギー制御システム１０では、熱量分配器２が、熱源１の供給可能熱量に基づいて、車両全体で発生する熱要求から算出される要求熱量を熱源１に割り当てる。熱量分配器２で要求熱量と熱源１の供給熱量を統合的に管理することにより、車両全体で改善された熱管理を行うことができる。

また、車両全体で発生する熱要求は、エンジン、走行用モータ、走行用モータのパワーコントロールユニット、車室内の冷暖房装置、走行用モータの駆動バッテリーの動作に伴って発生する熱要求などを含む。したがって、熱量分配器２は、様々な熱要求を統合的に管理することができる。

また、車両全体で発生する熱要求に優先度を設定し、要求熱量に対して、各熱源１の供給可能熱量の総量が小さい場合には、熱量分配器２は、相対的に低い優先度が設定された熱要求を破棄することができる。熱要求に対して優先度を設定することにより、供給可能熱量の総量と熱エネルギーの必要性の高さとに応じて、熱エネルギーを分配することができる。

また、各熱源１が出力するアクチュエータ３への駆動指示には自由度が設定されており、アクチュエータ３は、２以上の熱源から駆動指示を受信し、かつ、受信した駆動指示のそれぞれが同時に成立し得ない場合、最も低い自由度が設定された駆動指示に基づいて動作し、他の駆動指示を棄却することができる。熱源１からアクチュエータ３への駆動指示に自由度を設定することにより、複数の駆動指示間で矛盾が生じる場合でも、合理的にアクチュエータ３を駆動することができる。

また、アクチュエータ３は、棄却した駆動指示を出力した熱源１に対して、駆動指示を棄却したこと示す棄却通知を出力し、熱源１は、棄却通知を受信すると、棄却通知を出力したアクチュエータ３とは異なるアクチュエータ３に対して駆動指示を出力することができる。アクチュエータ３から熱源１へと駆動指示の棄却を通知することにより、熱源１では、熱量分配器２から分配された熱量を実現する代替方法を実行することができる。

また、アクチュエータ３は、駆動指示を出力した熱源１に対して駆動量を出力し、熱源１は、アクチュエータ３から取得した駆動量に基づいて算出した実供給熱量を熱量分配器２に出力することができる。アクチュエータ３から熱量分配器２に実際の供給熱量をフィードバックすることにより、熱量分配器２は、各熱源１に対して当初分配した熱量が実現されているか否かを管理することができる。

また、熱量分配器２は、熱源１の各々から受信した実供給熱量に基づいて、熱源１の各々に分配した熱量を修正することができる。熱源１の実際の供給熱量に基づいて、各熱源１に分配した熱量を修正することにより、各熱源１が熱量分配器２から要求された熱量を何らかの要因で供給できなかった場合でも、各熱源１に要求熱量を再分配することが可能となる。

（第２の実施形態）
＜構成＞
図３は、第２の実施形態に係る熱エネルギー制御システムの概略構成を示す機能ブロック図である。以下、本実施形態と第１の実施形態との相異点を中心に説明する。

本実施形態に係る熱エネルギー制御システム２０は、第１の実施形態に係る熱エネルギー制御システム１０に更に状態管理部４を追加したものである。

状態管理部４は、車両の状態または外部環境の状態（以下、これらを併せて「システム状態」という）を取得して管理し、取得したシステム状態に基づいて、車両におけるより好ましい熱経路を選択することができる。例えば、状態管理部４がエンジン暖機中というシステム状態を取得した場合、エンジンの暖機を促進するために、エンジンの冷却水の経路として非暖機中より短絡した経路を選択する。状態管理部４は、選択したより好ましい熱経路をシステム状態情報として熱量分配器２に出力する。

ここで、車両の状態とは、車両がどのように動作しているかを表す状態をいい、外部環境の状態とは、車両がどのような外部環境に置かれているかを表す状態をいう。システム状態に含まれる車両の状態には、エンジンの暖機中である状態、車両が走行している状態、車両が停止している状態、ハイブリッド車両がエンジン走行している状態、ハイブリッド車両が走行用モータでＥＶ走行している状態、省エネモードで走行している状態等が含まれる。また、外部環境の状態には、車両が特定の季節に使用されている状態、車両が寒冷地で使用されている状態等が含まれる。

熱量分配器２は、状態管理部４から出力されたシステム状態情報に基づき、各熱源１に供給熱量を分配し、また、分配した熱量を修正する。例えば、エンジンが暖機中であって、エンジンの暖機を促進する冷却水の経路が選択されているときに、エアコンから車室内を暖めるための熱要求があった場合を想定する。この場合、熱量分配器２は、システム状態情報に基づいてエンジンの暖機を促進している状態にあると判定し、エアコンからの要求された熱量を他の熱源１に分配することができる。

尚、本実施形態に係る制御処理は、図２に示した制御シーケンスに、更に、状態管理部４がシステム状態を取得するステップと、状態管理部４が熱量分配器２にシステム状態情報を出力するステップとを追加することによって実現できる。熱量分配器２は、図２のステップＳ３の分配処理及びステップＳ１４の修正処理において、状態管理部４から取得したシステム状態情報を反映させる。

＜効果等＞
以上説明したように、本実施形態に係る熱エネルギー制御システム２０は、システム状態（車両の状態または外部環境の状態）を取得して管理する状態管理部４を備え、熱量分配器２は、状態管理部４が取得したシステム状態に基づいて、熱源１の各々に分配した熱量を修正することができる。この構成によれば、システム状態を加味して、車両全体でより効率的な熱管理を行うことができる。

（変形例）
尚、上記の第１の実施形態において、熱経路の選択は、熱量分配器２が行っても良い。この場合、車両が備える熱源１の間で熱エネルギーを伝達可能な１以上の熱経路を表す情報を、車両が備える熱源１及びアクチュエータ３の構成に応じて予め用意しておき、熱量分配器２が、この熱経路の情報を参照することによってより好ましい熱経路（熱エネルギーの伝達経路）を選択することができる。熱量分配器２が熱経路を選択可能な場合、熱要求と各熱源１の実現可能熱量と実発熱量に加えて、選択または切り替えられた熱経路の情報に基づいて、熱源への要求熱量の割り当てを行うことができる。例えば、エンジンの暖機のために要求される熱要求をエンジンの駆動だけでまかなうことができず、かつ、ヒートポンプ等の他の熱源１において供給熱量に余裕がある場合には、熱量分配器２は、熱経路情報に基づいて、ヒートポンプ等の他の熱源１からエンジンへと熱エネルギーを伝達する熱経路を選択し、エンジンの暖機に不足している熱量を当該他の熱源１に割り当てることができる。この場合、更に、熱量分配器２は、熱経路の切り替えを実行しても良い。この場合、上述した熱経路情報に含まれる熱経路を実現するための各アクチュエータ３の動作状態を表す情報を、車両が備える熱源１及びアクチュエータ３の構成に応じて予め用意し、このアクチュエータ３の動作状態情報を参照することによって、アクチュエータ３を直接または間接に切り替えることより、現在の熱経路から好ましい熱経路（熱エネルギーの伝達経路）へと切り替えることができる。上記の第２の実施形態においては、この熱経路の切り替え処理を状態管理部４が実行しても良い。

また、熱経路の選択または切り替え（アクチュエータ３の制御）は、上記の各実施形態に係る熱エネルギー制御システム１０及び２０以外の構成で実行しても良い。

本開示は、車両が備える複数の熱源から発せられる熱エネルギーの分配を車両全体で最適化するシステムに利用できる。

１ 熱源
２ 熱量分配器
３ アクチュエータ
４ 状態管理部
１０、２０ 熱エネルギー制御システム

Claims (8)

1. 車両に搭載される熱エネルギー制御システムであって、
   熱源と、
   前記熱源の供給可能熱量に基づいて、前記車両全体で発生する熱要求から算出される要求熱量を前記熱源に割り当てる熱量分配器とを備える、熱エネルギー制御システム。
2. 前記車両全体で発生する熱要求は、エンジン、走行用モータ、走行用モータのパワーコントロールユニット、車室内の冷暖房装置、走行用モータの駆動バッテリーの動作に伴って発生する熱要求を含む、請求項１に記載の熱エネルギー制御システム。
3. 前記車両全体で発生する熱要求には、優先度が設定されており、
   前記熱量分配器は、前記要求熱量に対して前記熱源の供給可能熱量の総量が小さい場合、相対的に優先度が低く設定された熱要求を破棄する、請求項１または２に記載の車両熱エネルギー制御システム。
4. 少なくとも１つの前記熱源から出力された駆動指示に基づいて駆動され、当該駆動指示を出力した、前記少なくとも１つの熱源が供給する熱量を制御可能な複数の駆動装置を含んでおり、
   前記熱源が出力する前記駆動装置への駆動指示には自由度が設定されており、
   前記駆動装置は、２以上の前記熱源から駆動指示を受信し、かつ、受信した駆動指示のそれぞれが同時に成立し得ない場合、最も低い自由度が設定された駆動指示に基づいて動作し、他の駆動指示を棄却する、請求項１〜３のいずれかに記載の車両熱エネルギー制御システム。
5. 前記駆動装置は、棄却した前記駆動指示を出力した熱源に対して、前記駆動指示を棄却したこと示す棄却通知を出力し、
   前記熱源は、前記棄却通知を受信すると、棄却通知を出力した駆動装置とは異なる駆動装置に対して駆動指示を出力する、請求項４に記載の車両熱エネルギー制御システム。
6. 前記駆動装置は、前記駆動指示を出力した熱源に対して駆動量を出力し、
   前記熱源は、前記駆動装置から取得した駆動量に基づいて算出した実供給熱量を前記熱量分配器に出力する、請求項４または５に記載の車両熱エネルギー制御システム。
7. 前記熱量分配器は、複数の前記熱源の各々から受信した実供給熱量に基づいて、前記熱源の各々に割り当てた熱量を修正する、請求項６に記載の車両熱エネルギー制御システム。
8. 車両の状態または外部環境の状態を取得して管理する状態管理部を更に備え、
   前記熱量分配器は、前記状態管理部が取得した車両の状態または外部環境の状態に基づいて、複数の前記熱源の各々に割り当てた熱量を修正する、請求項１〜７のいずれかに記載の車両熱エネルギー制御システム。

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