JP2020018025A

JP2020018025A - 補機装置および車両用空調システム

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Publication number: JP2020018025A
Application number: JP2016228024A
Authority: JP
Inventors: 酒井　剛志; Tsuyoshi Sakai; 剛志酒井
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-11-24
Filing date: 2016-11-24
Publication date: 2020-01-30
Also published as: WO2018096784A1

Abstract

【課題】異なる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】通信接続された外部装置（６０、８０）から補機を２つ以上の異なる用途で動作させる複数の要求のいずれか１つ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の用途を判定する判定部（Ｓ１０２）と、判定部により判定された用途に従って補機を動作させる動作制御部（Ｓ１０４、Ｓ１０８）と、を備える。【選択図】図３

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、空調用途で電気ヒータを動作させる場合に、どのように電気ヒータを動作させ、回生用途で電気ヒータを動作させる場合に、どのように電気ヒータを制御するか等について記載されていない。このため、上記特許文献１に記載されたシステムでは、異なる用途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。

例えば、電気ヒータを空調における加熱器として機能させる空調用途では、電気ヒータに供給される冷却水の水温を、数秒〜数分程度の応答性で安定的に制御する必要がある。しかし、例えば、図９に示すように、電気ヒータに冷却水を供給するポンプを動作させた状態で、電気ヒータの消費電力を迅速に増加させると、電気ヒータに供給される冷却水の水温が目標温度よりも高くなり、冷却水の水温にオーバーシュートが発生してしまう。この場合、吹出口から車室内へ吹き出される空気の吹き出し温度も目標温度よりも高くなってしまい、乗員の快適性が低下してしまう。

また、電気ヒータを回生により発生した電力を消費する負荷として機能させる回生用途では、高応答で電力を消費することが求められる。しかし、例えば、図１０に示すように、電気ヒータの消費電力を緩やかに増加させると、図１０中のハッチングで示した領域ＡＲ１の有効な回生電力を消費できず電気ヒータを効率的に加熱できなくなってしまう。

本発明は上記問題に鑑みたもので、異なる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２つ以上の異なる用途で動作させる複数の要求のいずれか１つ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の用途を判定する判定部（Ｓ１０２）と、判定部により判定された用途に従って補機を動作させる動作制御部（Ｓ１０４、Ｓ１０８）と、を備えている。

このような構成によれば、判定部は要求取得部により取得された要求の用途を判定し、動作制御部は判定部により判定された用途に従って補機を動作させるので、異なる要求に対応させて補機を制御することができる。

上記目的を達成するため、請求項７に記載の発明は、上記補機装置と、補機装置と通信接続されるエアコン制御部（６０）と、エアコン制御部により制御され、ヒータにより加熱される流体を循環させるポンプ（７０）と、を備えた空調システムであって、補機装置は、補機で消費される電力と相関する状態量をエアコン制御部へ送信する送信部（Ｓ１０６）を備え、エアコン制御部は、送信部より送信された状態量に基づいてポンプを動作させる。

このような構成によれば、動作制御部は、判定部により、要求取得部により取得された要求が第１要求であると判定された場合には、第１の制御指標に基づいて補機を第１の用途で動作させ、要求取得部により取得された要求が第２要求であると判定された場合には、第２の制御指標に基づいて補機を第２の用途で動作させるので、異なる要求に対応させて補機を制御することができる。

また、補機装置は、補機で消費される電力と相関する状態量をエアコン制御部へ送信する送信部（Ｓ１０６）を備え、エアコン制御部は、送信部より送信された状態量に基づいてポンプを動作させる。これにより、エアコン制御部は、補機で消費される電力と相関する状態量に基づいてポンプを動作させることができる。

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実施形態のフローチャートにおけるＳ１０４の処理における水温、水温要求、消費電力およびウォータポンプ流量のタイムチャートを示した図である。第１実施形態のフローチャートにおけるＳ１０８の処理における水温、消費電力要求、消費電力およびウォータポンプ流量のタイムチャートを示した図である。第１実施形態のエアコンＥＣＵのフローチャートである。第２実施形態のフローチャートにおけるＳ１０８の処理における水温、消費電力要求、消費電力およびウォータポンプ流量のタイムチャートを示した図である。第３実施形態の車両用空調システムの補機ＥＣＵ、エアコンＥＣＵおよび車両ＥＣＵの接続を示した図である。高電圧ヒータの消費電力を迅速に増加させたときに生じる冷却水の水温のオーバーシュートを表した図である。高電圧ヒータの消費電力を緩やかに増加させたときに消費できない回生電力を表した図である。

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実施形態に係る車両用空調システムの全体構成について図１〜図５を用いて説明する。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。

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、要求判定部４３０、空調制御部４３１、回生制御部４３２および通信部４３３を有している。

補機ＥＣＵ４３は、高電圧ヒータ４２の消費電力を制御する。補機ＥＣＵ４３は、通信線を介して車両ＥＣＵ８０、エアコンＥＣＵ６０等から各種要求を取得する。要求判定部４３０は、この取得した要求が空調のための空調要求であるか回生のための回生要求であるかを判定する。

空調制御部４３１は、要求判定部４３０により、車両ＥＣＵ８０、エアコンＥＣＵ６０等から取得された要求が空調要求であると判定された場合に、ヒータ駆動回路４１を空調のための用途で動作させる処理を行う。

回生制御部４３２は、要求判定部４３０により、車両ＥＣＵ８０、エアコンＥＣＵ６０等から取得された要求が回生要求であると判定された場合に、ヒータ駆動回路４１を回生のための用途で動作させる処理を行う。

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。

補機ＥＣＵ４３は、エアコンＥＣＵ６０または車両ＥＣＵ８０からの要求を取得すると、取得した要求が空調要求であるか回生要求であるかを判定し、要求に応じて高電圧ヒータ４２を動作させる処理を実施する。

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）。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の制御指標を含む第１要求と高電圧ヒータ４２を回生用途で動作させる第２の制御指標を含む第２要求のいずれかの要求を取得する。

また、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の消費電力の要求値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、Ｓ１００にて取得された要求が空調要求および回生要求のいずれかであるかを判定する（Ｓ１０２）。

ここで、Ｓ１０２により、Ｓ１００にて取得された要求が空調要求と判定された場合、Ｓ１０２の判定はＹＥＳとなり、空調用ヒータ制御を実施し、高電圧ヒータ４２を空調用途で動作させる（Ｓ１０４）。すなわち、補機ＥＣＵ４３は、エアコンＥＣＵ６０からの第１の制御指標に基づいて高電圧ヒータ４２の出口水温制御を実行する。

具体的には、補機ＥＣＵ４３は、エアコンＥＣＵ６０からの空調要求とともに取得した出口水温の要求値Ｒｔに基づいて高電圧ヒータ４２の出口水温が出口水温の要求値Ｒｔに近付くように高電圧ヒータ４２の消費電力を変更する。ここでは、図４に示すように、ウォータポンプ７０の流量を所定量に制御した後、高電圧ヒータ４２の消費電力の立ち上がりを緩やかに増加させるよう、例えば、数十秒〜数分程度かけて高電圧ヒータ４２の消費電力を変更する。

これにより、高電圧ヒータ４２の消費電力は、電力Ｗ１から徐々に増加する。さらに、高電圧ヒータ４２の出口水温は水温Ｔ１から徐々に上昇し、高電圧ヒータ４２の出口水温のオーバーシュートが防止される。

また、Ｓ１０２により、Ｓ１００にて取得された要求が回生要求と判定された場合には、Ｓ１０２の判定はＮＯとなり、回生用ヒータ制御を実施し、高電圧ヒータ４２を回生用途で動作させる（Ｓ１０８）。すなわち、補機ＥＣＵ４３は、車両ＥＣＵ８０からの第２の制御指標に基づいて高電圧ヒータ４２の消費電力制御を実行する。

具体的には、補機ＥＣＵ４３は、車両ＥＣＵ８０からの回生要求とともに取得した消費電力の要求値Ｒｐに基づいて高電圧ヒータ４２の消費電力が消費電力の要求値Ｒｐに迅速に近付くよう高電圧ヒータ４２の消費電力を変更する。ここで、補機ＥＣＵ４３は、高電圧ヒータ４２の出口水温のオーバーシュートの発生の有無と関係なく高電圧ヒータ４２の消費電力を速やかに変更する。

なお、本実施形態の高電圧ヒータ４２は、高電圧ヒータ４２の出口水温が上昇して水温所定値Ｐ２に達すると高電圧ヒータ４２の動作を停止させる保護機能を有している。ここでは、保護機能により高電圧ヒータ４２の動作を停止するまで、高電圧ヒータ４２の消費電力を消費電力の要求値Ｒｐに維持する。

Ｓ１０６では、動作フラグを上位ＥＣＵへ送信する。Ｓ１０４の空調ヒータ用制御を実施した際には、空調ヒータ用制御の動作フラグとともに、高電圧ヒータ４２の消費電力、高電圧ヒータ４２の電流、高電圧ヒータ４２の出口水温等の状態量をエアコンＥＣＵ６０に送信する。

また、Ｓ１０８の回生用ヒータ制御を実施した際には、回生用ヒータ制御の動作フラグとともに、高電圧ヒータ４２で消費される電力と相関する状態量を車両ＥＣＵ８０へ送信する。なお、高電圧ヒータ４２で消費される電力と相関する状態量には、高電圧ヒータ４２の消費電力、高電圧ヒータ４２の電流、高電圧ヒータ４２の出口水温等の状態量が含まれる。

また、補機ＥＣＵ４３は、Ｓ１０８にて、車両ＥＣＵ８０からの高電圧ヒータ４２の消費電力の要求値Ｒｐが前回と変化した場合、新たな消費電力の要求値Ｒｐに基づいて高電圧ヒータ４２の消費電力が消費電力の要求値Ｒｐに迅速に近付くよう高電圧ヒータ４２の消費電力を変更する。

例えば、車両ＥＣＵ８０からの高電圧ヒータ４２の消費電力の要求値Ｒｐが図５（ｂ）中のＲｐ１に示すように増加した場合、高電圧ヒータ４２の消費電力を図５（ｃ）中のＰＷ１に示すように迅速に増加させる。この場合、図５（ａ）中のＴ１０に示すように高電圧ヒータ４２の出口水温は、急速に上昇する。

また、車両ＥＣＵ８０からの高電圧ヒータ４２の消費電力の要求値Ｒｐが図５（ｂ）中のＲｐ２に示すように減少した場合、高電圧ヒータ４２の消費電力を図５（ｃ）中のＰＷ２に示すように迅速に減少させる。この場合、図５（ａ）中のＴ２０に示すように高電圧ヒータ４２の出口水温の上昇は緩やかになる。

なお、エアコンＥＣＵ６０は、Ｓ１０６にて補機ＥＣＵ４３より送信された動作フラグを受信すると、この動作フラグに含まれる高電圧ヒータ４２の消費電力、高電圧ヒータ４２の出口水温等に基づいてウォータポンプ７０の流量を制御する。

図６は、本実施形態のエアコンＥＣＵ６０のフローチャートである。エアコンＥＣＵ６０は、周期的に図６に示す処理を実施する。

まず、車両ＥＣＵ８０は、補機ＥＣＵ４３から動作フラグを受信したか否かを判定する（Ｓ２００）。ここで、補機ＥＣＵ４３からの動作フラグが受信されない場合、本処理を終了する。

また、補機ＥＣＵ４３からの動作フラグが受信されると、Ｓ２００の判定はＹＥＳとなり、受信した動作フラグに従ってウォータポンプ７０の流量制御を行う（Ｓ２０２）。具体的には、動作フラグに含まれる高電圧ヒータ４２の消費電力、高電圧ヒータ４２の出口水温等に基づいてウォータポンプ７０の目標流量を特定し、ウォータポンプ７０の流量を目標流量に近づけるようウォータポンプ７０を制御し、本処理を終了する。

ところで、高電圧ヒータ４２を空調用途で動作させる際に、上位ＥＣＵであるエアコンＥＣＵ６０から、高電圧ヒータ４２の出口水温の要求値Ｒｔではなく、高電圧ヒータ４２の消費電力の要求値を取得する構成とすることが考えられる。

しかし、このような構成では、高電圧ヒータ４２の出口水温を目標水温に近づけるのが難しく高電圧ヒータ４２の出口水温が高くなりすぎたり、反対に低くなりすぎたりする。このため、吹出口から吹き出される空調空気の温度を目標温度とすることができず乗員の快適性が低下してしまう。

そこで、高電圧ヒータ４２の出口水温をエアコンＥＣＵ６０へ送信し、このエアコンＥＣＵ６０が高電圧ヒータ４２の出口水温の過不足を判定して高電圧ヒータ４２の消費電力が消費電力の要求値を変更するようにフィードバック制御することが考えられる。しかし、この場合、高電圧ヒータ４２の出口水温を目標水温に近づけるまでに大きな遅延が発生するため、乗員の快適性を向上するのは難しく、また、無駄な電力の消費が発生してしまう。

上記したように、本高電圧補機装置４０は、バッテリ１０を電力供給源として動作する補機（４２）としての高電圧ヒータ４２を備えている。また、通信接続された外部装置６０、８０から補機を２つ以上の異なる用途で動作させる複数の要求のいずれか１つを取得する要求取得部（Ｓ１００）を備えている。また、要求取得部により取得された要求の用途を判定する判定部（Ｓ１０２）と、判定部により判定された用途に従って補機を動作させる動作制御部（Ｓ１０４、Ｓ１０８）と、を備えている。

また、要求取得部は、外部装置６０、８０から補機を第１の用途で動作させる第１の制御指標を含む第１要求と補機を第２の用途で動作させる第２の制御指標を含む第２要求のいずれかの要求を取得する。また、判定部は、要求取得部により取得された要求が第１要求であるか第２要求であるかを判定する。そして、動作制御部は、判定部により、要求取得部により取得された要求が第１要求であると判定された場合には、第１の制御指標に基づいて補機を第１の用途で動作させ、要求取得部により取得された要求が第２要求であると判定された場合には、第２の制御指標に基づいて補機を第２の用途で動作させる。

このように、異なる要求に対応させて補機を制御することができる。

また、第１の制御指標および第２の制御指標は、異なる種類の状態量となっている。これによれば、要求取得部は、異なる種類の状態量として第１の制御指標と第２の制御指標を取得し、動作制御部は、第１の制御指標に基づいて高電圧ヒータ４２を第１の用途で動作させるとともに、第２の制御指標に基づいて高電圧ヒータ４２を第２の用途で動作させることができる。

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の制御指標は、空調空気の温度と相関する状態量であり、第２の制御指標は、回生電力と相関する状態量である。また、動作制御部は、判定部により、要求取得部により取得された要求が第１要求と判定された場合、空調空気の温度と相関する状態量に基づいて補機を空調用途で動作させる第１制御部（Ｓ１０４）と、判定部により、要求取得部により取得された要求が第２要求と判定された場合、回生電力と相関する状態量に基づいて補機を回生用途で動作させる第２制御部（Ｓ１０８）と、を備えている。

これによれば、要求取得部により取得された要求が第１要求と判定された場合、空調空気の温度と相関する状態量に基づいて補機を空調用途で動作させ、要求取得部により取得された要求が第２要求と判定された場合、回生電力と相関する状態量に基づいて補機を回生用途で動作させることができる。

また、第１制御部は、第２制御部が補機の消費電力を増加させる場合よりも補機の消費電力を緩やかに増加させる。すなわち、補機を空調用途で動作させる第１制御部は、補機を回生用途で動作させる第２制御部が補機の消費電力を増加させる場合よりも補機の消費電力を緩やかに増加させる。

これによれば、第２制御部が補機の消費電力を緩やかに増加させる場合と比較して、補機により回生電力を効率的に消費することができる。

また、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６１を備え、補機は、放熱用熱交換器６１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６１を備え、補機は、放熱用熱交換器６１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、上記補機装置と、補機装置と通信接続されるエアコン制御部（６０）と、エアコン制御部により制御され、高電圧ヒータ４２により加熱される流体を循環させるウォータポンプ（７０）と、を備えた空調システムであって、補機装置は、補機で消費される電力と相関する状態量をエアコン制御部へ送信する送信部（Ｓ１０６）を備え、エアコン制御部は、送信部より送信された状態量に基づいてウォータポンプ７０を動作させる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る車両用空調システムについて図７を用いて説明する。本実施形態の車両用空調システムの構成は、上記第１実施形態の車両用空調システムと同じである。本実施形態の高電圧補機装置４０は、上記第１実施形態の高電圧補機装置４０と比較して図３に示したフローチャートのＳ１０８の処理が異なる。

上記第１実施形態では、高電圧ヒータ４２を回生用途で動作させる際に、高電圧ヒータ４２の保護機能により高電圧ヒータ４２の動作を停止するまで、高電圧ヒータ４２の消費電力を消費電力の要求値Ｒｐに維持するようにした。これに対し、本実施形態では、図７に示すように、高電圧ヒータ４２の出口水温が上昇して水温所定値Ｐ２に達して保護機能により高電圧ヒータ４２の動作を停止する前に、高電圧ヒータ４２の消費電力を一定値に維持するよう変更して高電圧ヒータ４２による電力消費を継続する。このように、高電圧ヒータ４２を停止することなく、高電圧ヒータ４２による電力消費を継続する。

上記第１実施形態のように、高電圧ヒータ４２の保護機能により高電圧ヒータ４２の動作を停止するまで、高電圧ヒータ４２の消費電力を消費電力の要求値Ｒｐに維持した場合、高電圧ヒータ４２が保護機能により動作を停止する。そして、その後、高電圧ヒータ４２の出口水温が低下して水温所定値Ｐ２未満になると、再度、高電圧ヒータ４２による回生電力の消費が行われる。このように、上記第１実施形態のような処理では、高電圧ヒータ４２が、動作と停止を繰り返すことになり、高電圧ヒータ４２による適切な回生電力の消費が行われなくなる。

これに対し、本実施形態では、高電圧ヒータ４２の出口水温が上昇して水温所定値Ｐ２に達して保護機能により高電圧ヒータ４２の動作を停止する前に、高電圧ヒータ４２の消費電力を一定値に維持するよう変更して高電圧ヒータ４２による電力消費を継続する。このため、高電圧ヒータ４２を停止させることなく高電圧ヒータ４２による適切な回生電力の消費を行うことが可能である。

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。

上記したように、高電圧ヒータ４２は、該高電圧ヒータ４２の温度が所定の保護温度以上になるとヒータ動作を停止する保護機能を有し、第２制御部は、高電圧ヒータ４２の温度が所定の保護温度未満となる範囲で、高電圧ヒータ４２を継続して動作させる。

したがって、高電圧ヒータ４２を停止させることなく高電圧ヒータ４２による適切な回生電力の消費を行うことが可能である。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係る車両用空調システムについて図８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８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。

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（４２）を備えている、また、通信接続された外部装置から補機を２つ以上の異なる用途で動作させる複数の要求のいずれか１つを取得する要求取得部を備えている。また、要求取得部により取得された要求の用途を判定する判定部と、判定部により判定された用途に従って補機を動作させる動作制御部と、を備えている。

また、第２の観点によれば、要求取得部は、外部装置（６０、８０）から補機を第１の用途で動作させる第１の制御指標を含む第１要求と補機を第２の用途で動作させる第２の制御指標を含む第２要求のいずれかの要求を取得する。また、判定部は、要求取得部により取得された要求が第１要求であるか第２要求であるかを判定する。また、動作制御部は、判定部により、要求取得部により取得された要求が第１要求であると判定された場合には、第１の制御指標に基づいて補機を第１の用途で動作させ、要求取得部により取得された要求が第２要求であると判定された場合には、第２の制御指標に基づいて補機を第２の用途で動作させる。このように、異なる要求に対応させて補機を制御することができる。

また、第３の観点によれば、第１の制御指標および第２の制御指標は、異なる種類の状態量となっている。これによれば、要求取得部は、異なる種類の状態量として第１の制御指標と第２の制御指標を取得し、動作制御部は、第１の制御指標に基づいて高電圧ヒータ４２を第１の用途で動作させるとともに、第２の制御指標に基づいて高電圧ヒータ４２を第２の用途で動作させることができる。

また、第４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の制御指標は、空調空気の温度と相関する状態量であり、第２の制御指標は、回生電力と相関する状態量である。また、動作制御部は、判定部により、要求取得部により取得された要求が第１要求と判定された場合、空調空気の温度と相関する状態量に基づいて補機を空調用途で動作させる第１制御部（Ｓ１０４）と、判定部により、要求取得部により取得された要求が第２要求と判定された場合、回生電力と相関する状態量に基づいて補機を回生用途で動作させる第２制御部（Ｓ１０８）と、を備えている。

また、第５の観点によれば、第１制御部は、第２制御部が補機の消費電力を増加させる場合よりも補機の消費電力を緩やかに増加させる。すなわち、補機を空調用途で動作させる第１制御部は、補機を回生用途で動作させる第２制御部が補機の消費電力を増加させる場合よりも補機の消費電力を緩やかに増加させる。

また、第６の観点によれば、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。

また、第７の観点によれば、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、補機は、空調空気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８の観点によれば、高電圧ヒータ４２は、該高電圧ヒータ４２の温度が所定の保護温度以上になるとヒータ動作を停止する保護機能を有し、第２制御部は、電気ヒータの温度が所定の保護温度未満となる範囲で、高電圧ヒータ４２を継続して動作させる。したがって、高電圧ヒータを停止させることなく高電圧ヒータによる適切な回生電力の消費を行うことが可能である。

また、第９の観点によれば、補機装置と、補機装置と通信接続されるエアコン制御部と、エアコン制御部により制御され、ヒータにより加熱される流体を循環させるポンプと、を備えた空調システムであって、補機装置は、補機で消費される電力と相関する状態量をエアコン制御部へ送信する送信部（Ｓ１０６）を備え、エアコン制御部は、送信部より送信された状態量に基づいてポンプを動作させる。

１０高圧バッテリ
４０高電圧補機装置
４１ヒータ駆動回路
４２高電圧ヒータ
４３補機ＥＣＵ
５０車両走行装置
５１モータジェネレータ
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２つ以上の異なる用途で動作させる複数の要求のいずれか１つを取得する要求取得部（Ｓ１００）と、
前記要求取得部により取得された前記要求の前記用途を判定する判定部（Ｓ１０２）と、
前記判定部により判定された前記用途に従って前記補機を動作させる動作制御部（Ｓ１０４、Ｓ１０８）と、を備えた補機装置。
前記要求取得部は、前記外部装置（６０、８０）から前記補機を第１の用途で動作させる第１の制御指標を含む第１要求と前記補機を第２の用途で動作させる第２の制御指標を含む第２要求のいずれかの要求を取得し、
前記判定部は、前記要求取得部により取得された前記要求が前記第１要求であるか前記第２要求であるかを判定し、
前記動作制御部は、前記判定部により、前記要求取得部により取得された前記要求が前記第１要求であると判定された場合には、前記第１の制御指標に基づいて前記補機を前記第１の用途で動作させ、前記要求取得部により取得された前記要求が前記第２要求であると判定された場合には、前記第２の制御指標に基づいて前記補機を前記第２の用途で動作させる請求項１に記載の補機装置。
前記第１の制御指標および前記第２の制御指標は、異なる種類の状態量となっている請求項２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の制御指標は、前記空調空気の温度と相関する状態量であり、
前記第２の制御指標は、前記回生電力と相関する状態量であり、
前記動作制御部は、前記判定部により、前記要求取得部により取得された前記要求が前記第１要求と判定された場合、前記空調空気の温度と相関する状態量に基づいて前記補機を前記空調用途で動作させる第１制御部（Ｓ１０４）と、前記判定部により、前記要求取得部により取得された前記要求が前記第２要求と判定された場合、前記回生電力と相関する状態量に基づいて前記補機を前記回生用途で動作させる第２制御部（Ｓ１０８）と、を備えた請求項２または３に記載の補機装置。
前記第１制御部は、前記第２制御部が前記補機の消費電力を増加させる場合よりも前記補機の消費電力を緩やかに増加させる請求項４に記載の補機装置。
前記空調空気と流体との熱交換により前記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電気ヒータである請求項４または５に記載の補機装置。
前記補機は、前記空調空気を加熱する電気ヒータである請求項４または５に記載の補機装置。
前記電気ヒータは、該電気ヒータの温度が所定の保護温度以上になるとヒータ動作を停止する保護機能を有し、
前記第２制御部は、前記電気ヒータの温度が所定の保護温度未満となる範囲で、前記電気ヒータを継続して動作させる請求項６または７に記載の補機装置。
請求項１ないし８のいずれか１つに記載の補機装置と、前記補機装置と通信接続されるエアコン制御部（６０）と、前記エアコン制御部により制御され、前記ヒータにより加熱される流体を循環させるポンプ（７０）と、を備えた空調システムであって、
前記補機装置は、前記補機で消費される電力と相関する状態量を前記エアコン制御部へ送信する送信部（Ｓ１０６）を備え、
前記エアコン制御部は、前記送信部より送信された前記状態量に基づいて前記ポンプを動作させる車両用空調システム。