JP2018114943A

JP2018114943A - 補機装置および車両用空調システム

Info

Publication number: JP2018114943A
Application number: JP2017008753A
Authority: JP
Inventors: 酒井　剛志; Tsuyoshi Sakai; 剛志酒井; 泰司近藤; Taiji Kondo
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-01-20
Filing date: 2017-01-20
Publication date: 2018-07-26
Also published as: WO2018135168A1

Abstract

【課題】異なる複数の要求に対応させて補機を制御できるようにする。【解決手段】バッテリ１０を電力供給源として動作する補機４２と、通信接続された外部装置６０、８０から補機４２を異なる用途で動作させる少なくとも２つの要求を取得し、取得された要求に基づいて補機４２を動作させる補機制御指示値を特定し、該制御指示値を用いて補機４２を制御する補機制御部を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、補機装置および車両用空調システムに関するものである。

従来、特許文献１に記載された燃料電池システムがある。このシステムは、燃料電池の発電電力と回生電力発生手段の回生電力との合計電力のうち負荷手段の消費電力を超える第１余剰電力を２次電池に充電する。さらに、このシステムは、第１余剰電力のうち２次電池受け入れ可能電力を超える電力を第２余剰電力とし、電気ヒータに供給される冷却水流量が所定流量以上の場合に、第２余剰電力を電気ヒータで消費するようにしている。また、このシステムは、電気ヒータに供給される冷却水流量が所定流量未満の場合に、電気ヒータに供給する冷却水流量を増大させるようにしている。

特開２０１２−１９５２６３号公報

上記特許文献１に記載されたシステムは、電気ヒータを、空調装置における加熱器として機能させる空調用途と、回生により発生した回生電力を消費する負荷として機能させる回生用途として使用することが可能となっている。なお、電気ヒータを、回生用途として使用することで、回生により発生した回生電力を利用して電気ヒータを加熱することが可能となる。

しかし、上記特許文献１には、例えば、外部機器から、電気ヒータを空調用途で動作させる空調要求と電気ヒータを回生用途で動作させる回生要求を同時に取得した場合の電気ヒータの制御処理について記載されていない。したがって、上記特許文献１に記載されたシステムでは、異なる要求を取得した際に異なる要求に対応させて電気ヒータを適切に制御することができないといった問題がある。

本発明は上記問題に鑑みたもので、異なる複数の要求に対応させて補機を制御できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、補機装置であって、バッテリ（１０）を電力供給源として動作する補機（４２）と、通信接続された外部装置（６０、８０）から補機を異なる用途で動作させる少なくとも２つの要求を取得する要求取得部（Ｓ１００）と、要求取得部により取得された要求に基づいて補機を動作させる補機制御指示値を特定し、該制御指示値を用いて補機を制御する補機制御部（Ｓ１０６、Ｓ１１０、Ｓ１１２、Ｓ２１０、Ｓ２１４、Ｓ３０４、Ｓ３０７）と、を備えている。

このような構成によれば、要求取得部は、補機を異なる用途で動作させる少なくとも２つの要求を取得し、補機制御部は、要求取得部により取得された複数の要求に基づいて補機を動作させる補機制御指示値を特定し、該制御指示値を用いて補機を制御するので、異なる複数の要求に対応させて補機を制御することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態に係る車両用空調システムの全体構成を示した図である。第１実施形態の車両用空調システムの水回路の構成を示した図である。第１実施形態の補機ＥＣＵのフローチャートである。第１実施形態の補機ＥＣＵのフローチャートのヒータ出力制御処理Ａの制御指示値のタイムチャートである。第１実施形態の補機ＥＣＵのフローチャートのヒータ出力制御処理Ｂの制御指示値のタイムチャートである。第１実施形態の補機ＥＣＵのフローチャートのヒータ出力制御処理Ｃの制御指示値のタイムチャートである。第１実施形態の補機ＥＣＵのフローチャートのヒータ出力制御処理Ｃの制御指示値のタイムチャートである。第２実施形態の補機ＥＣＵのフローチャートである。第２実施形態の補機ＥＣＵのフローチャートのヒータ出力制御処理Ｄの制御指示値のタイムチャートである。第２実施形態の補機ＥＣＵのフローチャートのヒータ出力制御処理Ｅの制御指示値のタイムチャートである。第２実施形態の補機ＥＣＵのフローチャートのヒータ出力制御処理Ｅの制御指示値のタイムチャートである。第３実施形態の補機ＥＣＵのフローチャートである。第４実施形態の補機ＥＣＵのフローチャートである。補機ＥＣＵ、補機ＥＣＵおよびエアコンＥＣＵの他の接続形態を表した図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る補機装置４０を有する車両用空調システムの全体構成について図１〜図７を用いて説明する。車両用空調システムは、高圧バッテリ１０、リレーユニット２０、平滑コンデンサ３０、高電圧補機装置４０、車両走行装置５０、エアコンＥＣＵ６０、ウォータポンプ７０を備えている。高電圧補機装置４０は、ヒータ駆動回路４１、高電圧ヒータ４２、補機ＥＣＵ４３を有している。高電圧補機装置４０は、通信線を介して車両ＥＣＵ８０、エアコンＥＣＵ６０等と接続されている。なお、エアコンＥＣＵ６０は、エアコン制御部に相当し、車両ＥＣＵ８０は車両制御部に相当する。また、エアコンＥＣＵ６０および車両ＥＣＵ８０は外部装置に相当する。

高圧バッテリ１０は、ヒータ駆動回路４１、後述する高電圧ヒータ４２およびモータジェネレータ５２等の高電圧機器に電力を供給するための直流電源として構成されている。高圧バッテリ１０の出力電圧は、数百ボルト（Ｖ）程度となっており、出力電圧が１２Ｖ程度の車両バッテリよりも高電圧となっている。

リレーユニット２０は、高圧バッテリ１０と、車両走行装置５０および高電圧補機装置４０との間に配置されている。リレーユニット２０は、高圧バッテリ１０と、車両走行装置５０および高電圧補機装置４０との間を開放または接続する。

リレーユニット２０は、リレー２１、２２、２３および抵抗２４を有している。リレー２１、２２は、リレースイッチであり、高圧バッテリ１０の正極端子に接続された正極電源ライン１００に配置されている。リレー２３は、リレースイッチであり、高圧バッテリ１０の負極端子に接続された負極電源ライン１０１に設けられている。リレー２１、２２、２３は、車両ＥＣＵ８０によって制御される。

なお、抵抗２４は、リレー２２と直列に接続されている。また、リレー２２と抵抗２４は、リレー２１に対して並列に接続されている。抵抗２４は、リレー２２がオンしたときに、高圧バッテリ１０からヒータ駆動回路４１、高電圧ヒータ４２および車両走行装置５０を含む高電圧機器に突入電流が流れることを防止するために用いられる。

リレーユニット２０は、正極電源ライン１００または負極電源ライン１０１に流れる電流を検出する不図示の電流検出部を有し、この電流検出部により正極電源ライン１００または負極電源ライン１０１に流れる電流が所定値以上になったことが検出されると、リレー２１、２２、２３をオフにする機能を有している。

平滑コンデンサ３０は、高圧バッテリ１０の正極端子に接続される正極電源ライン１００と高圧バッテリ１０の負極端子に接続される負極電源ライン１０１の間に設けられている。平滑コンデンサ３０は、正極電源ライン１００と負極電源ライン１０１の間の電圧を平滑化させる。なお、平滑コンデンサ３０の容量は、用途に応じて変更される。

車両走行装置５０は、インバータ回路５１およびモータジェネレータ５２を有している。インバータ回路５１は、例えば、パルス幅変調方式で駆動されるＰＷＭインバータであり、高圧バッテリ１０から出力される直流電圧を三相交流電圧に変換して、モータジェネレータ５２の回転トルクを制御する。

インバータ回路５１は、車両ＥＣＵ８０からの信号に応じて、モータジェネレータ５２の回転トルクを制御するとともに、車両ＥＣＵ８０からの信号に応じて、モータジェネレータ５２で回収した回生電力を交流電力から直流電力に変換して正極電源ライン１００と負極電源ライン１０１の間に出力する。なお、回生電力は、車両の減速時や下り坂を走行している時などに発生する。

モータジェネレータ５２は、例えば、三相交流モータであり、空調システムを搭載した車両の駆動輪を駆動してこの車両の動力源を構成するとともに、駆動輪の制動により回生電力を回収する交流発電機を構成する。

車両走行装置５０は、モータジェネレータ５２により回生電力が回収されると、回生電力が回収されていることを示す信号を車両ＥＣＵ８０へ通知する。

高電圧ヒータ４２は、抵抗体を有し、後述する放熱用熱交換器６１に流入する流体としての水を加熱する。高電圧ヒータ４２は、補機に相当する。高電圧ヒータ４２としては、ＮｉＣｒを用いた電気ヒータや、温度上昇に伴って電気抵抗が増大するＰＴＣ（ＰｏｓｉｔｉｖｅＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）ヒータ等を採用することができる。

高電圧ヒータ４２は、この高電圧ヒータ４２の出口から流出する水の出口水温を検出する不図示の温度センサを有している。高電圧ヒータ４２は、この温度センサにより検出された温度を示す信号を補機ＥＣＵ４３に出力する。

ヒータ駆動回路４１は、高電圧ヒータ４２をスイッチング動作させる不図示のトランジスタを有している。ヒータ駆動回路４１は、補機ＥＣＵ４３より入力される信号に応じて高電圧ヒータ４２をスイッチング動作させたり、高電圧ヒータ４２の動作を停止させたりする。

補機ＥＣＵ４３は、ＣＰＵ、メモリ、Ｉ／Ｏ用を備えたコンピュータとして構成されており、ＣＰＵはメモリに記憶されたプログラムに従って各種処理を実施する。エアコンＥＣＵ６０および車両ＥＣＵ８０は、補機ＥＣＵ４３の上位ＥＣＵに相当する。補機ＥＣＵ４３は、高電圧ヒータ４２を動作させるためのヒータ駆動信号をヒータ駆動回路４１に出力する。補機ＥＣＵ４３は、調停部４３０およびヒータ制御部４３１を有している。

調停部４３０は、上位ＥＣＵである車両ＥＣＵ８０、エアコンＥＣＵ６０等から異なる複数の要求を取得したときに、取得した要求の調停を行う。具体的には、調停部４３０は、エアコンＥＣＵ６０から高電圧ヒータ４２を空調用途で動作させる空調要求と、車両ＥＣＵ８０から高電圧ヒータ４２を回生用途で動作させる回生要求と、を取得したときに、取得した要求の調停を行う。

ヒータ制御部４３１は、調停部４３０による調停の結果に従って高電圧ヒータ４２を制御する。ヒータ制御部４３１は、エアコンＥＣＵ６０から空調要求が取得されると空調要求に含まれる高電圧ヒータ４２の出口から流出する水の出口水温の要求値Ｒｔに基づいて高電圧ヒータ４２の第１制御指示値を特定するとともに車両ＥＣＵ８０から回生要求が取得されると回生要求に含まれる高電圧ヒータ４２で回生電力を消費する消費電力の要求値Ｒｐに基づいて高電圧ヒータ４２の第２制御指示値を特定し、第１制御指示値および第２制御指示値に基づいて高電圧ヒータ４２を制御する。

補機ＥＣＵ４３には、通信線を介して車両ＥＣＵ８０およびエアコンＥＣＵ６０が接続されている。エアコンＥＣＵ６０には、後述する流路管６３内に水を循環させるウォータポンプ７０が接続されている。エアコンＥＣＵ６０には、流路管６３内の各部を流れる水の温度を検出する不図示の複数の温度センサから水の温度を示す信号が入力される。エアコンＥＣＵ６０は、これらの水の温度を示す信号に基づいてウォータポンプ７０の目標流量を特定し、この目標流量に近付くようウォータポンプ７０を制御する。

図２は、本実施形態の車両用空調システムの水回路の構成を示している。本車両用空調システムは、ウォータポンプ７０、高電圧ヒータ４２、放熱用熱交換器６１、タンク６２および流路管６３を有している。ウォータポンプ７０、高電圧ヒータ４２、放熱用熱交換器６１およびタンク６２は、流路管６３を介して接続されている。

ウォータポンプ７０は、エアコンＥＣＵ６０より入力される信号に応じて流路管６３内を流れる水の流量を調整する。ウォータポンプ７０より流出した水は、高電圧ヒータ４２で加熱される。

放熱用熱交換器６１は、高電圧ヒータ４２により加熱された水を空調空気と熱交換させて放熱する。すなわち、放熱用熱交換器６１は、高電圧ヒータ４２により加熱された水を空調空気へ放熱して空調空気を加熱する。

タンク６２は、放熱用熱交換器６１で冷却された水を貯蓄するものである。タンク６２内の上部には、放熱用熱交換器６１で冷却された水に含まれる気泡が溜まるようになっている。タンク６２の上部に溜まった空気は、タンク６２の上部に設けられた不図示の弁体を開くことによってタンク６２の外部に排出することが可能となっている。

エアコンＥＣＵ６０より入力される信号に応じてウォータポンプ７０が作動を開始すると、流路管６３内の水は、ウォータポンプ７０、高電圧ヒータ４２、放熱用熱交換器６１、タンク６２を通ってウォータポンプ７０へと戻る。

そして、高電圧ヒータ４２が動作を開始すると、流路管６３内の水は高電圧ヒータ４２で加熱される。また、高電圧ヒータ４２で加熱された水は、放熱用熱交換器６１に流入し、放熱用熱交換器６１にて空調空気が加熱される。また、放熱用熱交換器６１より流出した水は、タンク６２に流入した後、ウォータポンプ７０に流入する。

本実施形態の車両用空調システムは、高電圧ヒータ４２を、異なる２つの用途で使用する。具体的には、車両用空調システムは、高電圧ヒータ４２を、流路管６３内を流れる水を加熱することで空調空気を加熱する空調用途と、回生により発生した回生電力を消費する回生用途で動作させる回生用途で使用する。

補機ＥＣＵ４３は、通信接続されたエアコンＥＣＵ６０から高電圧ヒータ４２を空調空気を加熱する空調用途で動作させる空調要求を取得するとともに、通信接続された車両ＥＣＵ８０から高電圧ヒータ４２を回生により発生した回生電力を消費する回生用途で動作させる回生要求を取得することが可能となっている。なお、本実施形態では、空調用途は第１用途に相当し、空調要求は第１要求に相当し、回生用途は第２用途に相当し、回生要求は第２要求に相当する。

本実施形態の補機ＥＣＵ４３は、エアコンＥＣＵ６０から空調要求に含まれる高電圧ヒータ４２の出口から流出する水の出口水温の要求値Ｒｔと、回生要求に含まれる高電圧ヒータ４２で回生電力を消費する消費電力の要求値Ｒｐを取得すると、取得した各要求値Ｒｔ、Ｒｐに基づいて高電圧ヒータ４２の制御指示値を特定する処理を実施する。

図３に、この処理のフローチャートを示す。補機ＥＣＵ４３は、車両のイグニッションスイッチがオンすると、周期的に図３に示す処理を実施する。なお、各図面のフローチャートにおける各制御ステップは、補機ＥＣＵ４３が有する各種の機能部を構成している。

まず、補機ＥＣＵ４３は、上位ＥＣＵであるエアコンＥＣＵ６０および車両ＥＣＵ８０からの要求を取得する（Ｓ１００）。補機ＥＣＵ４３は、エアコンＥＣＵ６０から空調要求を取得するとともに車両ＥＣＵ８０から回生要求を取得する。なお、空調要求には、高電圧ヒータ４２を空調用途で動作させる制御指標として高電圧ヒータ４２の出口から流出する水の出口水温の要求値Ｒｔが含まれる。また、回生要求には、高電圧ヒータ４２を回生用途で動作させる制御指標として高電圧ヒータ４２で回生電力を消費する消費電力の要求値Ｒｐが含まれる。

補機ＥＣＵ４３は、エアコンＥＣＵ６０から空調要求を取得する際には、エアコンＥＣＵ６０から高電圧ヒータ４２の出口から流出する水の出口水温の要求値Ｒｔも取得する。また、補機ＥＣＵ４３は、車両ＥＣＵ８０から回生要求を取得する際には、車両ＥＣＵ８０から高電圧ヒータ４２で回生電力を消費する消費電力の要求値Ｒｐも取得する。

なお、出口水温の要求値Ｒｔは、吹出口から吹き出される空調空気の温度と相関する状態量であり、第１の制御指標に相当する。また、消費電力の要求値Ｒｐは、回生により発生した回生電力と相関する状態量であり、第２の制御指標に相当する。

次に、補機ＥＣＵ４３は、回生要求に変更があったか否かを判定する（Ｓ１０２）。具体的には、補機ＥＣＵ４３は、前回取得した高電圧ヒータ４２の消費電力の要求値Ｒｐと、今回取得した高電圧ヒータ４２の消費電力の要求値Ｒｐと、を比較して、回生要求に含まれる消費電力の要求値Ｒｐに変化があったか否かを判定する。

ここで、回生要求に含まれる消費電力の要求値Ｒｐに変化があった場合、Ｓ１０２の判定はＹＥＳとなり、次に、空調要求に変更があったか否かを判定する（Ｓ１０４）。具体的には、前回取得した高電圧ヒータ４２の出口から流出する水の出口水温の要求値Ｒｔと、今回取得した出口水温の要求値Ｒｔと、を比較して、空調要求に含まれる出口水温の要求値Ｒｔに変化があったか否かを判定する。

ここで、空調要求に含まれる出口水温の要求値Ｒｔに変化があった場合、ヒータ出力変更処理Ａを実施する（Ｓ１０６）。このヒータ出力変更処理Ａでは、回生要求に含まれる消費電力の要求値Ｒｐの変化に応じて高電圧ヒータ４２の制御指示値Ｈｐの変化分Ｐｃｈを特定するとともに、空調要求に含まれる出口水温の要求値Ｒｔの変化に応じて高電圧ヒータ４２の制御指示値Ｈｔの変化分Ｔｃｈを特定し、各変化分Ｐｃｈ、Ｔｃｈを、変更前の高電圧ヒータ４２の補機制御指示値Ｈに加算する。なお、制御指示値Ｈｔは第１制御指示値に相当し、制御指示値Ｈｐは第２制御指示値に相当する。

ここで、高電圧ヒータ４２の制御指示値Ｈｐの変化分Ｐｃｈは、補機ＥＣＵ４３のメモリに記憶されたマップを用いて特定することができる。また、高電圧ヒータ４２の制御指示値Ｈｔの変化分Ｔｃｈについても、補機ＥＣＵ４３のメモリに記憶されたマップを用いて特定することができる。

例えば、図４に示すように、回生要求に含まれる消費電力の要求値Ｒｐの変化に応じて高電圧ヒータ４２の制御指示値Ｈｐが低下した場合、空調要求に含まれる出口水温の要求値Ｒｔの変化に応じて高電圧ヒータ４２の制御指示値Ｈｔの変化分Ｐｃｈを特定し、この変化分Ｐｃｈをマイナスとして変更前の高電圧ヒータ４２の補機制御指示値Ｈに加算する。さらに、空調要求に含まれる出口水温の要求値Ｒｔの変化に応じて高電圧ヒータ４２の制御指示値Ｈｔが増加した場合、空調要求に含まれる出口水温の要求値Ｒｔの変化に応じて高電圧ヒータ４２の制御指示値Ｈｔの変化分Ｔｃｈを特定し、この変化分Ｔｃｈを変更前の高電圧ヒータ４２の補機制御指示値Ｈに加算する。

図４に示した例では、高電圧ヒータ４２の制御指示値Ｈｐの低下分Ｔｃｈが、高電圧ヒータ４２の制御指示値Ｈｔの増加分Ｐｃｈよりも大きくなっているため、高電圧ヒータ４２の補機制御指示値Ｈは低下している。

次に、補機ＥＣＵ４３は、高電圧ヒータ４２から状態量を取得する（Ｓ１０８）。ここでは、補機ＥＣＵ４３は、高電圧ヒータ４２から高電圧ヒータ４２の出口から流出する水の出口水温を高電圧ヒータ４２の状態量として取得する。なお、図３中には示してないが、補機ＥＣＵ４３は、取得した出口水温をエアコンＥＣＵ６０へ送信し、メインルーチンへ戻る。

なお、エアコンＥＣＵ６０は、補機ＥＣＵ４３から送信された出口水温を用いてウォータポンプ７０の流量制御や、放熱用熱交換器６１を通過させる空気の流量と放熱用熱交換器６１を迂回する空気の流量の風量割合を調整することにより空調空気の温度調整を行う不図示のエアミックスドアの開度制御を適切に行うことができる。

また、空調要求に含まれる出口水温の要求値Ｒｔに変化がなかった場合、ヒータ出力変更処理Ｂを実施する（Ｓ１１０）。このヒータ出力変更処理Ｂでは、空調要求に含まれる出口水温の要求値Ｒｔの変化に応じて高電圧ヒータ４２の制御指示値Ｈｔの変化分Ｔｃｈを特定し、この変化分Ｔｃｈを、変更前の高電圧ヒータ４２の補機制御指示値Ｈに加算する。

例えば、図５に示すように、空調要求に含まれる出口水温の要求値Ｒｔの変化分に相当する高電圧ヒータ４２の補機制御指示値Ｈｔが一定で、回生要求に含まれる消費電力の要求値Ｒｐの変化に応じて高電圧ヒータ４２の制御指示値Ｈｐが増加した場合、空調要求に含まれる出口水温の要求値Ｒｔの変化に応じた高電圧ヒータ４２の制御指示値Ｈｔの変化分Ｔｃｈを特定し、この変化分Ｔｃｈを変更前の高電圧ヒータ４２の補機制御指示値Ｈに加算する。

また、図６に示すように、空調要求に含まれる出口水温の要求値Ｒｔの変化分に相当する高電圧ヒータ４２の制御指示値Ｈｔが一定で、回生要求に含まれる消費電力の要求値Ｒｐの変化分に相当する高電圧ヒータ４２の制御指示値Ｈｐが減少した場合、、変更前の高電圧ヒータ４２の制御指示値に、空調要求に含まれる出口水温の要求値Ｒｔの変化に応じて高電圧ヒータ４２の制御指示値Ｈｔの変化分Ｔｃｈを特定し、この変化分Ｔｃｈを変更前の高電圧ヒータ４２の補機制御指示値Ｈにマイナスとして加算する。

図６に示した例では、回生要求に含まれる消費電力の要求値Ｒｐの変化分に相当する高電圧ヒータ４２の制御指示値Ｈｐの減少に伴って高電圧ヒータ４２の補機制御指示値Ｈも低下している。

また、回生要求に含まれる消費電力の要求値Ｒｐに変化がなかった場合には、Ｓ１０２の判定はＮＯとなり、ヒータ出力変更処理Ｃを実施する（Ｓ１１４）。このヒータ出力変更処理Ｃでは、空調要求に含まれる出口水温の要求値Ｒｔの変化に応じて高電圧ヒータ４２の制御指示値Ｈｔの変化分Ｔｃｈを特定し、この変化分Ｔｃｈを、変更前の高電圧ヒータ４２の補機制御指示値Ｈに加算する。

例えば、図７に示すように、空調要求に含まれる出口水温の要求値Ｒｔの変化に応じて高電圧ヒータ４２の制御指示値Ｈｔが減少した場合、変更前の高電圧ヒータ４２の制御指示値に、空調要求に含まれる出口水温の要求値Ｒｐの変化分に相当する高電圧ヒータ４２の制御指示値Ｈｐの変化分Ｐｃｈをマイナスとして加算する。

図７に示した例では、空調要求に含まれる出口水温の要求値Ｒｔの変化分に相当する高電圧ヒータ４２の制御指示値Ｈｔの減少に伴って高電圧ヒータ４２の補機制御指示値Ｈも低下している。

上記したように、補機ＥＣＵ４３は、空調要求に含まれる制御指標に基づいて高電圧ヒータ４２の第１制御指示値を特定するとともに回生要求に含まれる制御指標に基づいて高電圧ヒータ４２の第２制御指示値を特定する。そして、第１制御指示値および第２制御指示値に基づいて高電圧ヒータ４２を制御する制御指示値を特定し、この制御指示値を用いて高電圧ヒータ４２を制御する。

上記した構成によれば、バッテリ１０を電力供給源として動作する補機４２と、通信接続された外部装置６０、８０から補機を異なる用途で動作させる少なくとも２つの要求を取得する要求取得部と、要求取得部により取得された要求に基づいて補機を動作させる補機制御指示値を特定し、該制御指示値を用いて補機を制御する補機制御部と、を備えている。

このような構成によれば、要求取得部は、補機を異なる用途で動作させる少なくとも２つの要求を取得し、補機制御部は、要求取得部により取得された要求に基づいて補機を動作させる補機制御指示値を特定し、該制御指示値を用いて補機を制御するので、異なる複数の要求に対応させて補機を制御することができる。

また、要求取得部は、外部装置から補機を第１の用途で動作させる制御指標を含む第１要求と補機を第２の用途で動作させる制御指標を含む第２要求を取得し、補機制御部は、要求取得部により取得された第１要求に含まれる制御指標に基づいて補機の第１制御指示値を特定するとともに要求取得部により取得された第２要求に含まれる制御指標に基づいて補機の第２制御指示値を特定し、第１制御指示値および第２制御指示値に基づいて補機を制御する補機制御指示値を特定する。

このように、第１要求に含まれる制御指標に基づいて補機の第１制御指示値を特定するとともに要求取得部により取得された第２要求に含まれる制御指標に基づいて補機の第２制御指示値を特定し、第１制御指示値および第２制御指示値に基づいて補機を制御する補機制御指示値を特定することができる。

また、第１の用途は、吹出口から吹き出される空調空気を加熱する空調用途とし、第２の用途は、車両の走行用電動機（５２）が回生により発生した回生電力を消費する回生用途とし、第１要求は、空調要求とし、第２要求は、回生要求とすることができる。

補機は、電気ヒータとし、第１制御指示値、第２制御指示値および補機制御指示値は、電気ヒータの消費電力と相関する状態量とすることができる。

また、補機制御部は、第１制御指示値と第２制御指示値とを加算することにより補機制御指示値を特定することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る補機装置４０について図８〜図１１を用いて説明する。本実施形態の補機装置４０の構成は、上記第１実施形態の補機装置４０と同じである。本実施形態の補機装置４０は、上記第１実施形態の補機装置４０と比較して補機ＥＣＵ４３の処理が異なる。

まず、補機ＥＣＵ４３は、上位ＥＣＵである車両ＥＣＵ８０から回生要求を取得する（Ｓ２０２）。回生要求には、高電圧ヒータ４２を回生用途で動作させる制御指標として高電圧ヒータ４２で回生電力を消費する消費電力の要求値Ｒｐが含まれる。なお、補機ＥＣＵ４３は、高電圧ヒータ４２で回生電力を消費する消費電力の要求値Ｒｐを、回生要求に応じて高電圧ヒータ４２で消費する消費電力の第１制御指示値Ｈｐとして特定する。

次に、補機ＥＣＵ４３は、上位ＥＣＵであるエアコンＥＣＵ６０から空調要求を取得する（Ｓ２０４）。空調要求には、高電圧ヒータ４２を空調用途で動作させる制御指標として高電圧ヒータ４２の出口から流出する水の出口水温の要求値Ｒｔが含まれる。

次に、高電圧ヒータ４２の出口から流出する水の出口水温の要求値Ｒｔに基づいて空調指示を算出する（Ｓ２０６）。ここで、空調指示は、空調要求に応じて高電圧ヒータ４２で消費する消費電力の第２制御指示値Ｈｔである。補機ＥＣＵ４３は、補機ＥＣＵ４３のメモリに記憶されたマップを用いて高電圧ヒータ４２で消費する消費電力の第２制御指示値を特定する。

次に、補機ＥＣＵ４３は、回生要求に含まれる制御指標に基づいて特定した第１制御指示値が空調要求に含まれる制御指標に基づいて特定した第２制御指示値よりも大きいか否かを判定する（Ｓ２０８）。

ここで、第１制御指示値が第２制御指示値よりも大きい場合、Ｓ２０８の判定はＹＥＳとなり、ヒータ出力変更処理Ｄを実施する（Ｓ２１０）。このヒータ出力変更処理Ｄでは、第１制御指示値と第２制御指示値のうち大きい方の制御指示値を高電圧ヒータ４２を制御する補機制御指示値Ｈとして特定する。具体的には、回生要求に含まれる消費電力の要求値Ｒｐに基づいて特定した第１指示値Ｈｐを高電圧ヒータ４２の補機制御指示値Ｈとして特定し、Ｓ１０８へ進む。

例えば、図９に示すように、第１制御指示値Ｈｐが第２制御指示値Ｈｔよりも大きくなっており、さらに、第１制御指示値Ｈｐが増加すると、高電圧ヒータ４２の補機制御指示値Ｈも増加する。

この場合、高電圧ヒータ４２の消費電力は、空調要求で必要とされる電力以上になる。このため、補機ＥＣＵ４３は、補機ＥＣＵ４３は、取得した出口水温等の高電圧ヒータ４２から状態量をエアコンＥＣＵ６０へ送信する。

なお、エアコンＥＣＵ６０は、補機ＥＣＵ４３から送信された出口水温を用いてウォータポンプ７０の流量制御や、放熱用熱交換器６１を通過させる空気の流量と放熱用熱交換器６１を迂回する空気の流量の風量割合を調整することにより空調空気の温度調整を行う。これにより乗員の快適性が確保される。

また、第１制御指示値Ｈｐが第２制御指示値Ｈｔ以下の場合、Ｓ２０８の判定はＮＯとなり、ヒータ出力変更処理Ｅを実施する（Ｓ２１４）。このヒータ出力変更処理Ｅでは、第１制御指示値Ｈｐと第２制御指示値Ｈｔのうち小さい方の制御指示値を高電圧ヒータ４２を制御する補機制御指示値Ｈとして特定する。具体的には、高電圧ヒータ４２を空調用途で動作させる制御指標として高電圧ヒータ４２の出口から流出する水の出口水温の要求値Ｒｔに基づいて特定した第２指示値Ｈｔを高電圧ヒータ４２の補機制御指示値Ｈとして特定し、Ｓ１０８へ進む。

例えば、図１０に示すように、第１制御指示値Ｈｐが第２制御指示値Ｈｔよりも大きくなっている状態から、第１制御指示値Ｈｐが第２制御指示値Ｈｔよりも低くなった場合、第１制御指示値Ｈｐが第２制御指示値Ｈｔよりも低くなるまでは、第１制御指示値Ｈｐを高電圧ヒータ４２の補機制御指示値Ｈとして特定する。そして、その後、第２制御指示値Ｈｔを高電圧ヒータ４２の補機制御指示値Ｈとして特定する。

この場合、第１制御指示値Ｈｐが第２制御指示値Ｈｔよりも低くなった後、高電圧ヒータ４２の消費電力は、回生要求で必要とされる電力以上になるが、回生要求で必要とされる電力を高電圧ヒータ４２で消費することができる。

また、例えば、図１１に示すように、第１制御指示値Ｈｐが第２制御指示値Ｈｔよりも大きくなっている状態で、第１制御指示値Ｈｐが減少するとともに第２制御指示値Ｈｔが増加して第１制御指示値Ｈｐが第２制御指示値Ｈｔよりも低くなった場合、第１制御指示値Ｈｐが第２制御指示値Ｈｔよりも低くなるまでは、第１制御指示値Ｈｐを高電圧ヒータ４２の補機制御指示値Ｈとして特定する。そして、その後、第２制御指示値Ｈｔを高電圧ヒータ４２の補機制御指示値Ｈとして特定する。

この場合も、第１制御指示値Ｈｐが第２制御指示値Ｈｔよりも低くなった後、高電圧ヒータ４２の消費電力は、回生要求で必要とされる電力以上になるが、回生要求で必要とされる電力を高電圧ヒータ４２で消費することができる。

本実施形態では、上記第１実施形態と共通の構成から奏される同様の効果を上記第１実施形態と同様に得ることができる。

補機制御部は、第１制御指示値と第２制御指示値のうち大きい方の制御指示値を補機制御指示値として特定することができる。これによれば、補機の出力が過大になることを抑制することができる。

（第３実施形態）
本発明の第２実施形態に係る補機装置４０について図１２を用いて説明する。本実施形態の補機装置４０の構成は、上記第１実施形態の補機装置４０と同じである。本実施形態の補機装置４０は、上記第１実施形態の補機装置４０と比較して補機ＥＣＵ４３の処理が異なる。本実施形態の補機ＥＣＵ４３は、第１要求と第２要求のうち予め定められた優先度の高い要求が取得された場合、該優先度の高い要求に含まれる制御指標に基づいて補機制御指示値を特定する。

本実施形態の補機ＥＣＵ４３は、上位ＥＣＵであるエアコンＥＣＵ６０および車両ＥＣＵ８０からの要求を取得すると、空調要求と回生要求が取得された場合、回生要求を優先するか否かを判定する（Ｓ３０２）。ここでは、空調要求と回生要求のうち回生要求の方が優先度が高くなっているものとする。この場合、Ｓ３０２の判定はＹＥＳとなり、回生要求に含まれる制御指標に基づいて高電圧ヒータ４２の補機制御指示値を変更する（Ｓ３０４）。具体的には、回生要求に含まれる制御指標に基づいて高電圧ヒータ４２の補機制御指示値を特定し、Ｓ３０６へ進む。

また、Ｓ３０２にて回生要求を優先しないと判定された場合、通常フローを実施し（Ｓ３０７）、Ｓ３０６へ進む。ここで、Ｓ３０７の通常フローは、図３に示した処理である。

上記したように、第１要求と第２要求のうち予め定められた優先度の高い要求が取得された場合、該優先度の高い要求に含まれる制御指標に基づいて補機制御指示値を特定することもできる。

また、補機制御部は、要求取得部により第１要求と第２要求のうち予め定められた優先度の高い要求が取得された場合、該優先度の高い要求に含まれる制御指標に基づいて補機制御指示値を特定する。これによれば、優先度の高い要求に含まれる制御指標に基づいて補機制御指示値を特定することができる。

なお、本実施形態では、Ｓ３０２にて回生要求を優先しないと判定された場合、Ｓ３０７の通常フローを実施したが、図８に示した処理を実施してもよい。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態に係る補機装置４０について図１３を用いて説明する。本実施形態の補機装置４０の構成は、上記第１実施形態の補機装置４０と同じである。本実施形態の補機装置４０は、上記第１実施形態の補機装置４０と比較して補機ＥＣＵ４３の処理が異なる。本実施形態の補機ＥＣＵ４３は、所定条件を満足したか否かを判定し（Ｓ４０２）、所定条件を満足していない場合は、図８に示した処理をフロー１（Ｓ４００）として実施し、所定条件を満足したと判定された場合、図３に示した処理をフロー２（Ｓ４０４）として実施する。

Ｓ４０２では、図１３の処理を開始してからの経過時間が所定時間以上であるか否かを判定する。ここで、図１３の処理を開始してからの経過時間が所定時間未満の場合、図８に示したフロー１を実施し、図１３の処理を開始してからの経過時間が所定時間以上になると、図３に示したフロー２を実施する。

図３に示したフロー２では、回生要求に含まれる消費電力の要求値Ｒｐの変化に応じて高電圧ヒータ４２の制御指示値Ｈｐの変化分Ｐｃｈを特定するとともに、空調要求に含まれる出口水温の要求値Ｒｔの変化に応じて高電圧ヒータ４２の制御指示値Ｈｔの変化分Ｔｃｈを特定し、各変化分Ｐｃｈ、Ｔｃｈを、変更前の高電圧ヒータ４２の補機制御指示値Ｈに加算する。したがって、高電圧ヒータ４２の出力が過大になることが考えられる。

しかし、本実施形態では、Ｓ４０２にて、所定条件を満足したと判定されるまで、図８に示した処理をフロー１（Ｓ４００）として実施し、Ｓ４０２にて、所定条件を満足したと判定されると、図３に示した処理をフロー２（Ｓ４０４）として実施するので、Ｓ４０２にて、所定条件を満足したと判定されるまで、高電圧ヒータ４２の出力が過大になることを抑制することができる。すなわち、図１３の処理を開始した際に、高電圧ヒータ４２の出力を徐々に高温にすることができ、空調空気が高温になりすぎるといったことを防止することができる。

（第５実施形態）
本発明の第４実施形態に係る補機装置４０について図１４を用いて説明する。上記第１実施形態では、補機ＥＣＵ４３に車両ＥＣＵ８０を介してエアコンＥＣＵ６０が接続されているが、本実施形態では、図１４に示すように、補機ＥＣＵ４３にエアコンＥＣＵ６０を介して車両ＥＣＵ８０が接続されている。補機ＥＣＵ４３と車両ＥＣＵ８０の間にエアコンＥＣＵ６０が配置されるよう構成することもできる。

（他の実施形態）
（１）上記各実施形態では高圧バッテリ１０を電力源として動作する高電圧補機４２を備えた高電圧補機装置について説明したが、高圧バッテリ１０および高電圧補機４２等は必ずしも高電圧である必要はない。例えば、バッテリ１０を電力源として動作する補機４２を備えた補機装置として構成することもできる。

（２）上記各実施形態では、電気ヒータの一種である高電圧ヒータを補機として採用したが、補機は高電圧ヒータに限定されるものではなく、例えば、高電圧モータを補機として採用してもよい。

（３）上記各実施形態では、高電圧ヒータ４２を放熱用熱交換器６１に流入する流体を加熱するものとして説明したが、空調空気を直接加熱するヒータとして高電圧ヒータ４２を構成することもできる。

（４）上記各実施形態の補機ＥＣＵ４３は、エアコンＥＣＵ６０から高電圧ヒータ４２を空調用途で動作させる第１の制御指標として高電圧ヒータ４２の出口から流出する水の出口水温の要求値Ｒｔを取得し、この第１の制御指標に基づいて高電圧ヒータ４２を空調用途で動作させるようにした。

これに対し、高電圧ヒータ４２の出口から流出する水の出口水温の要求値Ｒｔと相関する状態量として、流路管６３内の各部を流れる水の温度、吹出口から吹き出される空調空気の温度等を取得するようにしてもよい。

（５）上記各実施形態の補機ＥＣＵ４３は、車両ＥＣＵ８０から高電圧ヒータ４２を回生用途で動作させる第２の制御指標として高電圧ヒータ４２の消費電力の要求値Ｒｐを取得し、この第２の制御指標に基づいて高電圧ヒータ４２を回生用途で動作させるようにした。

これに対し、高電圧ヒータ４２の消費電力の要求値Ｒｐと相関する状態量として、高電圧ヒータ４２に流れる電流および電圧等を取得するようにしてもよい。

（６）上記各実施形態では、インバータ回路５１が、モータジェネレータ５２で回収した回生電力を交流電力から直流電力に変換してヒータ駆動回路４１に出力するよう構成した。

これに対し、インバータ回路５１が、モータジェネレータ５２で回収した回生電力を交流電力から直流電力に変換して高圧バッテリ１０に出力し、高圧バッテリ１０の受け入れ可能電力を超える余剰電力がヒータ駆動回路４１に供給されるよう構成してもよい。

（７）上記各実施形態では、第１用途を空調用途とし、空調要求を第１要求とし、回生用途を第２用途とし、回生要求を第２要求としたが、各用途および各要求は、これらに限定されるものではない。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。

（まとめ）
上記各実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、補機装置であって、バッテリを電力供給源として動作する補機と、通信接続された外部装置から補機を異なる用途で動作させる少なくとも２つの要求を取得する要求取得部と、
要求取得部により取得された複数の要求に基づいて補機を動作させる補機制御指示値を特定し、該制御指示値を用いて補機を制御する補機制御部（Ｓ１０６、Ｓ１１０、Ｓ１１２、Ｓ２１０、Ｓ２１４、Ｓ３０４、Ｓ３０７）と、を備えたことである。

また、第２の観点によれば、要求取得部は、外部装置から補機を第１の用途で動作させる制御指標を含む第１要求と補機を第２の用途で動作させる制御指標を含む第２要求を取得する。また、補機制御部は、要求取得部により取得された第１要求に含まれる制御指標に基づいて補機の第１制御指示値を特定するとともに要求取得部により取得された第２要求に含まれる制御指標に基づいて補機の第２制御指示値を特定し、第１制御指示値および第２制御指示値に基づいて補機を制御する補機制御指示値を特定する。

また、第３の観点によれば、第１の用途は、吹出口から吹き出される空調空気を加熱する空調用途であり、第２の用途は、車両の走行用電動機（５２）が回生により発生した回生電力を消費する回生用途である。また、第１要求は、空調要求であり、第２要求は、回生要求である。このように、第１の用途は空調用途とし、第２の用途は回生用途であり、第１要求は空調要求とし、第２要求は回生要求とすることができる。

また、第４の観点によれば、補機は、電気ヒータであり、第１制御指示値、第２制御指示値および補機制御指示値は、電気ヒータの消費電力と相関する状態量である。このように、第１制御指示値、第２制御指示値および補機制御指示値は、電気ヒータの消費電力と相関する状態量とすることができる。

また、第５の観点によれば、補機制御部は、第１制御指示値と第２制御指示値とを加算することにより補機制御指示値を特定することである。このように、第１制御指示値と第２制御指示値とを加算することにより補機制御指示値を特定することができる。

また、第６の観点によれば、補機制御部は、第１制御指示値と第２制御指示値のうち大きい方の制御指示値を補機制御指示値として特定することである。このように、第１制御指示値と第２制御指示値のうち大きい方の制御指示値を補機制御指示値として特定することができる。

また、第７の観点によれば、補機制御部は、要求取得部により第１要求と第２要求のうち予め定められた優先度の高い要求が取得された場合、該優先度の高い要求に含まれる制御指標に基づいて補機制御指示値を特定する。

このように、第１要求と第２要求のうち予め定められた優先度の高い要求が取得された場合、該優先度の高い要求に含まれる制御指標に基づいて補機制御指示値を特定することができる。

また、第８の観点によれば、補機装置と、空調空気と流体との熱交換により流体を放熱させて空調空気を加熱する放熱用熱交換器を備えた車両用空調システムであって、補機は、放熱用熱交換器に流入する流体を加熱する電気ヒータである。

このように、空調空気と流体との熱交換により流体を放熱させて空調空気を加熱する放熱用熱交換器を備え、補機を、放熱用熱交換器に流入する流体を加熱する電気ヒータとして構成することができる。

また、第９の観点によれば、補機装置を備えた車両用空調システムであって、補機は、空調空気を加熱する電気ヒータである。このように、補機装置を備え、補機を、空調空気を加熱する電気ヒータとして構成することもできる。

また、第１０の観点によれば、流体の流量を調整するポンプ（７０）と、ポンプを制御する空調制御部（６０）と、を備え、補機制御部は、補機制御指示値を空調制御部に送信することである。

このように、補機制御部は、補機制御指示値を空調制御部に送信するので、空調制御部は、補機制御部より送信される補機制御指示値に従ってポンプを制御することが可能である。

１０高圧バッテリ
２０リレーユニット
４０補機装置
４２高電圧ヒータ
５０車両走行装置
６０エアコンＥＣＵ
８０車両ＥＣＵ

Claims

補機装置であって、
バッテリ（１０）を電力供給源として動作する補機（４２）と、
通信接続された外部装置（６０、８０）から前記補機を異なる用途で動作させる少なくとも２つの要求を取得する要求取得部（Ｓ１００、Ｓ２０２、Ｓ２０４）と、
前記要求取得部により取得された前記要求に基づいて前記補機を動作させる補機制御指示値を特定し、該制御指示値を用いて前記補機を制御する補機制御部（Ｓ１０６、Ｓ１１０、Ｓ１１２、Ｓ２１０、Ｓ２１４、Ｓ３０４、Ｓ３０７）と、を備えた補機装置。
前記要求取得部は、前記外部装置から前記補機を第１の用途で動作させる制御指標を含む第１要求と前記補機を第２の用途で動作させる制御指標を含む第２要求を取得し、
前記補機制御部は、前記要求取得部により取得された前記第１要求に含まれる制御指標に基づいて前記補機の第１制御指示値を特定するとともに前記要求取得部により取得された前記第２要求に含まれる制御指標に基づいて前記補機の第２制御指示値を特定し、前記第１制御指示値および第２制御指示値に基づいて前記補機を制御する補機制御指示値を特定する請求項１に記載の補機装置。
前記第１の用途は、吹出口から吹き出される空調空気を加熱する空調用途であり、
前記第２の用途は、車両の走行用電動機（５２）が回生により発生した回生電力を消費する回生用途であり、
前記第１要求は、空調要求であり、
前記第２要求は、回生要求である請求項２に記載の補機装置。
前記補機は、電気ヒータであり、
前記第１制御指示値、前記第２制御指示値および前記補機制御指示値は、前記電気ヒータの消費電力と相関する状態量である請求項１ないし３のいずれか１つに記載の補機装置。
前記補機制御部は、前記第１制御指示値と前記第２制御指示値とを加算することにより前記補機制御指示値を特定する請求項２ないし４のいずれか１つに記載の補機装置。
前記補機制御部は、前記第１制御指示値と前記第２制御指示値のうち大きい方の制御指示値を前記補機制御指示値として特定する請求項２ないし４のいずれか１つに記載の補機装置。
前記補機制御部は、前記要求取得部により前記第１要求と前記第２要求のうち予め定められた優先度の高い要求が取得された場合、該優先度の高い要求に含まれる制御指標に基づいて前記補機制御指示値を特定する請求項２ないし４のいずれか１つに記載の補機装置。
請求項３ないし７のいずれか１つに記載の補機装置と、
前記空調空気と流体との熱交換により流体を放熱させて前記空調空気を加熱する放熱用熱交換器（６１）を備え、
前記補機は、前記放熱用熱交換器に流入する前記流体を加熱する前記電気ヒータである車両用空調システム。
請求項３ないし７のいずれか１つに記載の補機装置を備え、
前記補機は、前記空調空気を加熱する電気ヒータである車両用空調システム。
前記流体の流量を調整するポンプ（７０）と、
前記ポンプを制御する空調制御部（６０）と、を備え、
前記補機制御部は、前記補機制御指示値を前記空調制御部に送信する請求項８に記載の車両用空調システム。