JP2021088250A - 車両用エネルギーマネジメントシステム - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力を抑制しつつ、車両に搭載された車載機器の温調を実施することが可能な車両用エネルギーマネジメントシステムを提供する。【解決手段】ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５は、前方エリア２のエンジン３１およびインバータ３２の少なくとも一方の動作温度が適正温度範囲を超えているか否か判定する。少なくとも一方の動作温度が適正温度範囲外である場合、ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５は、前方エリア２の車載機器間で冷熱を移動させる。さらに、ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５は、車載機器間での冷熱の移動では、車載機器の動作温度を適切な温度範囲内まで変化させることができない場合、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４へ不足冷熱量を通知する。すると、中央エリア１の空調装置３０から不足冷熱量が提供され、ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５は、その不足冷熱量を受け入れる処理を実行する。【選択図】図２

Description

本開示は、車両用エネルギーマネジメントシステムに関する。

例えば、特許文献１には、電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車などに適用される車両用空調装置により、電池、モータ、インバータなどの自動車構成部品の加熱、冷却を行うことができるように構成することが記載されている。具体的には、冷媒回路において、空調用エバポレータと並列に自動車構成部品用エバポレータを設け、さらに、圧縮機からコンデンサを迂回してそれぞれのエバポレータに接続するバイパス回路を設ける。このような構成により、空調冷房＋電池温調冷却モード、空調暖房＋電池温調加熱モード、空調冷房＋電池温調加熱モード、空調暖房＋電池温調冷却モードの４つのモードにて、空調および電池温調を行うことを可能としている。

特開２０１３‐１８４５９６号公報

しかしながら、自動車構成部品の温調を全面的に車両用空調装置に依存した場合、車両用空調装置は、冷媒回路に、自動車構成部品の温調を行うための冷媒を流さなければならい機会が増えるため、その分、圧縮機や膨張弁を駆動するための消費電力が増大してしまうことが懸念される。

本開示は、上述した点に鑑みてなされたものであり、消費電力を抑制しつつ、車両に搭載された車載機器の温調を実施することが可能な車両用エネルギーマネジメント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、本開示による車両用エネルギーマネジメントシステムは、
車両を複数のエリア（１、２、３）に区画し、当該複数のエリアのうち少なくとも２つの第１エリア（１）および第２エリア（２）において、それぞれ、対応するエリアに関連する車載機器（３０、３１、３２）の熱エネルギーを管理する第１熱エネルギー管理部（１４）および第２熱エネルギー管理部（１５）を有し、
第１エリアは、車両の乗員が搭乗する、または車両挙動を管理する制御装置を搭載する車室エリアであり、当該車室エリアに関連する車載機器（３０）として、車室エリアの空調状態、または前記制御装置の温度管理状態を制御するヒートポンプ式冷熱交換装置が設けられ、
第１熱エネルギー管理部は、少なくとも設定温度、車室温度、および車外温度に基づいて、ヒートポンプ式冷熱交換装置の余剰冷熱量を算出可能に構成され、
第２エリアに関連する車載機器（３０、３１）として、複数の車載機器が設けられ、
第２エリアの複数の車載機器間において冷熱の移動が可能に構成され、かつ、第１エリアのヒートポンプ式冷熱交換装置と第２エリアの少なくとも１つの車載機器との間においても冷熱の移動が可能に構成され、
第２熱エネルギー管理部は、第２エリアに関連する複数の車載機器のうち、少なくとも１つの車載機器の動作温度が適切な温度範囲外である場合、複数の車載機器間で冷熱を移動させて、少なくとも１つの車載機器の動作温度が適切な温度範囲内となるように管理し、
さらに、第２熱エネルギー管理部は、第２エリアに関連する複数の車載機器間での冷熱の移動では、少なくとも１つの車載機器の動作温度を適切な温度範囲内まで変化させることができない場合、第１熱エネルギー管理部へ不足する冷熱量を通知し、
第１熱エネルギー管理部は、算出した余剰冷熱量の範囲で、通知された不足冷熱量を第１エリアのヒートポンプ式冷熱交換装置から第２エリアの少なくとも１つの車載機器へ提供する、ように構成される。

上述したように、第１エリアおよび第２エリアの各々に、対応するエリアに関連する車載機器の熱エネルギーを管理する第１熱エネルギー管理部および第２熱エネルギー管理部を設けたことにより、それぞれのエリアに関連する車載機器の熱エネルギーの状態を正確に把握して、消費電力を抑制しつつ適切に管理することが可能になる。

具体的には、第２熱エネルギー管理部は、車載機器の熱エネルギーの管理のため、第２エリアに関連する複数の車載機器の各々に関して、動作温度が適切な温度範囲に収まっているか、それとも温度範囲外となっているかを把握する。第２熱エネルギー管理部は、少なくとも１つの車載機器の動作温度が適切な温度範囲外である場合、他の車載機器との間で冷熱を移動させて、適切な温度範囲内となるように管理する。このように、本開示による車両用エネルギーマネジメントシステムによれば、第２熱エネルギー管理部は、少なくとも１つの車載機器の動作温度が適切な温度範囲外である場合、第２エリアの車載機器間における冷熱の移動にて、車載機器の動作温度が適切な温度範囲内となるように試みる。従って、車載機器の動作温度が適切な温度範囲外となったとき、ヒートポンプ式冷熱交換装置が車載機器の温調を行なわなくとも済む場合があり得るので、ヒートポンプ式冷熱交換装置における消費電力の増大を抑制することができる。

第２エリアに関連する複数の車載機器間での冷熱の移動では、車載機器の動作温度を適切な温度範囲内まで変化させることができない場合は、ヒートポンプ式冷熱交換装置を利用して、第１エリアと第２エリア間にて移動させる冷熱量を発生させる。ただし、この場合、第１熱エネルギー管理部は、余剰冷熱量の範囲で移動させる冷熱量を発生させる。このため、第２エリアの車載機器の温調のために、車室エリアの温度管理状態が影響を受けることを抑えることができる。

上記括弧内の参照番号は、本開示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および添付図面から明らかになる。

車両を複数のエリアに区画する一例を示す図である。 実施形態に係る車両用エネルギーマネジメントシステムの全体構成の概要を示す図である。 エンジンとインバータとの各冷却回路、およびそれらの冷却回路を制御するための構成の一例を示す図である。 空調装置の構成の一例、および、空調装置からエンジンの冷却回路に冷熱を移動させるための構成の一例を示す図である。 車載機器の温調を省電力にて実施するために、ＦＡ熱エネルギーマネジメント部が実行する処理を示すフローチャートである。 車載機器の温調を省電力にて実施するために、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部が実行する処理を示すフローチャートである。 第２実施形態のＦＡ熱エネルギーマネジメント部が実行する処理を示すフローチャートである。 第２実施形態のＣＡ熱エネルギーマネジメント部が実行する処理を示すフローチャートである。

（第１実施形態）
以下、本開示の第１実施形態に係る車両用エネルギーマネジメントシステムについて、図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、車両を複数のエリアに区画する一例を示している。図１に示す例では、車両は、中央エリア（Central Area:ＣＡ）１、前方エリア（Front Area:ＦＡ）２、および後方エリア（Rear Area:ＲＡ）３の３つのエリアに区画されている。中央エリア１は、車両の乗員が搭乗する車室エリアを含む。前方エリア２は、エンジンが配設されたエンジンルームを含む。なお、車両を複数のエリアに区間する例は、図１に示す例に限られない。例えば、中央エリア１を、さらに車室エリアとその下方のエリアとに分け、合計４つのエリアとしてもよい。また、中央エリア１と後方エリア３とをまとめて、合計２つのエリアとしてもよい。

図２は、本実施形態に係る車両用エネルギーマネジメントシステムの全体構成の概要を示す図である。なお、図示および説明の便宜上、図２には、車両用エネルギーマネジメントシステムの制御対象となる車載機器、およびそれらを制御するための制御装置の一部のみが示されている。

図２に示すように、中央エリア１に関連する車載機器として、車室の空調状態を調節する空調装置（Ａ／Ｃ）３０が設けられている。空調装置３０は、後に詳細に説明するが、車室の冷房および暖房が可能なヒートポンプ式エアコンである。空調装置３０自体は、その全部が車室内に設けられる訳ではないが、車室の空調状態を調節するものであるため、中央エリア１に関連する車載機器と定められる。なお、中央エリア１に関連する車載機器として、例えば、車室内のシートの下方やコンソール内に設けられ、車両挙動を管理する制御装置の温度管理状態を制御するためのヒートポンプ式冷熱交換装置を設けてもよい。このヒートポンプ式冷熱交換装置は、ヒートポンプ式エアコンと同様に構成することができる。

空調装置３０を制御するために空調装置制御ユニット（ＡＣＵ）２０が設けられている。ＡＣＵ２０は、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４から車室の設定温度を取得し、実際の車室温度が設定温度に一致するように空調装置３０を制御する。また、ＡＣＵ２０は、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４から、前方エリア２および／または後方エリア３への冷熱量の移動を指示されると、その指示に応じた冷熱量を空調装置３０から前方エリア２および／または後方エリア３へ提供するための処理を実行する。ただし、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４が、直接、冷熱量を前方エリア２および／または後方エリア３へ提供するための処理を実行してもよい。

ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４は、統括エネルギーマネジメント部１１を介して、目標設定部１０から目標とする車室の設定温度を受け取り、その設定温度をＡＣＵ２０に出力する。また、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４は、ＡＣＵ２０から車室温度および車外温度（外気温度）を取得し、設定温度、車室温度および車外温度に基づいて、空調装置３０の余剰冷熱量を算出する。例えば、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４は、空調装置３０が車室内冷房または車室内暖房に使用する冷媒流量と空調装置３０の最大冷媒流量との差に相当する冷媒流量によって得られる冷熱量を余剰冷熱量として算出することができる。算出された余剰冷熱量は、前方エリア２のＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５および後方エリア３のＲＡ熱エネルギーマネジメント部１６に通知される。

前方エリア２に関連する車載機器として、車両を走行させるための動力を発生するエンジン３１、および図示しない走行用モータを駆動するためのインバータ３２が設けられている。このように、本実施形態の車両用エネルギーマネジメントシステムが適用される車両は、エンジン３１と走行用モータとを備えるハイブリッド車両である。ただし、本実施形態に係る車両用エネルギーマネジメントシステムは、エンジンのみを有する車両、もしくは走行用モータのみを有する車両に適用されてもよい。

エンジン３１と、インバータ３２とは、くわしくは後述するが、それぞれ冷却回路を有している。それぞれの冷却回路は、相互に冷却水を連通させることが可能に構成されている。これにより、エンジン３１とインバータ３２との間で、各々の冷却回路の冷却水を介して冷熱を移動させることが可能となっている。なお、図示していないが、エンジン３１およびインバータ３２のそれぞれの冷却回路に、他の車載機器も介在させ、併せて冷却するように構成してもよい。例えば、車両がＥＧＲシステムを備えている場合、エンジン３１の冷却回路にＥＧＲクーラーを介在させてもよい。その他にも、エンジン３１の冷却回路に、スロットルボデー、パワステ用電動モータなどを介在させてもよい。また、インバータ３２の冷却回路には、昇圧コンバータ、走行用モータなどを介在させてもよい。さらに、上述した少なくとも１つの車載機器を冷却する冷却回路を独立して設け、エンジン３１および／またはインバータ３２の冷却回路と冷熱を移動可能に構成してもよい。

エンジン３１は、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）２１によって運転状態が制御される。インバータ３２は、ハイブリッド制御ユニット（ＨＣＵ）２２によって動作状態が制御される。ＥＣＵ２１およびＨＣＵ２２は、いずれも運動エネルギーマネジメント部１２からエンジン３１および走行用モータの制御目標が与えられる。具体的には、ＥＣＵ２１は、運動エネルギーマネジメント部１２によってエンジン３１が発生すべき目標エンジントルクが与えられる。ＨＣＵ２２は、運動エネルギーマネジメント部によって、走行用モータが発生すべき目標モータトルクが与えれれる。ＥＣＵ２１およびＨＣＵ２２は、それぞれ、与えられた制御目標に従ってエンジン３１およびインバータ３２を制御する。

また、ＥＣＵ２１は、エンジン３１の動作温度が適切な温度範囲となるように、エンジン３１の冷却回路の動作を制御する。ＨＣＵ２２も、インバータ３２の動作温度が適切な温度範囲となるように、インバータ３２の冷却回路の動作を制御する。例えば、ＥＣＵ２１は、冷却水の水温が７０〜９０度の範囲内となるように、エンジン３１の冷却回路を動作させる。また、ＨＣＵ２２は、冷却水の水温が８０度以下の範囲内となるように、インバータ３２の冷却回路を動作させる。ただし、車両の走行状態によっては、冷却回路が動作していても、エンジン３１とインバータ３２との少なくとも一方の動作温度が適切な温度範囲外となる可能性もある。例えば、車両が長い下り坂を走行する場合、走行用モータが発電機として交流電圧を発生し、インバータ３２は、その交流電圧を直流電圧に変換する。このような状態が長時間継続すると、インバータ３２の動作温度が、冷却回路による冷却にも拘らず、適正温度範囲を超えてしまう可能性がある。この際、エンジン３１には、燃料カットにより燃料が供給されないので、外気温によっては、エンジン３１の動作温度が、適正温度範囲よりも低下してしまう可能性がある。エンジン３１の動作温度が適正温度範囲よりも低下してしまうと、エンジン３１の運転を再開したときに、燃料の燃焼エネルギーの一部がエンジン３１の加熱に使われてしまうため、燃費の悪化を招いてしまう。また、車両が前方車両と一定の距離を保ったまま、エンジン出力を利用して高速走行を継続した場合、前方車両によって十分な冷却風が得られないため、冷却回路による冷却能力が不足して、エンジン３１の動作温度が適正温度範囲を超えてしまう可能性がある。

ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５は、ＥＣＵ２１およびＨＣＵ２２と通信して、エンジン３１およびインバータ３２の動作温度に関する情報を取得する。ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５は、取得したエンジン３１およびインバータ３２の動作温度に関する情報に基づいて、少なくとも一方の動作温度が適正温度範囲を超えているか否か判定する。この判定において、エンジン３１およびインバータ３２の少なくとも一方の動作温度が適正温度範囲外であると判定すると、ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５は、上述した冷却回路の冷却水を相互に連通させて冷熱を移動させることにより、それぞれの動作温度が適切な温度範囲内となるように管理する。

さらに、ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５は、前方エリア２の車載機器間での冷熱の移動では、適正温度範囲を超えた車載機器の動作温度を適切な温度範囲内まで変化させることができない場合、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４へ、事前に通知された余剰冷熱量の範囲内の不足冷熱量を通知する。この通知に応じて、中央エリア１の空調装置３０から不足冷熱量が提供されるとき、ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５は、その不足冷熱量を受け入れる処理を実行する。

このように、本実施形態の車両用エネルギーマネジメントシステムによれば、ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５は、前方エリア２の少なくとも１つの車載機器の動作温度が適切な温度範囲外である場合、前方エリア２の車載機器間における冷熱の移動にて、車載機器の動作温度が適切な温度範囲内となるように試みる。従って、車載機器の動作温度が適切な温度範囲外となったとき、中央エリア１の空調装置３０が当該車載機器の温調を行なわなくとも済む場合があり得るので、空調装置３０における消費電力の増大を抑制することができる。また、ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５が、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４と演算処理速度、演算タイミング、および演算情報の処理や構造の少なくとも１つを同一にして、冷熱量を演算する冷熱演算部と、運動エネルギーマネジメント部１２または電力エネルギーマネジメント部１３が参照可能な情報に冷熱量を変換する冷熱量変換部とを有するように構成すれば、熱エネルギーの緩い変化と運動エネルギーまたは電力エネルギーの早い変化の制御対象の特性や制御精度の違いを吸収することができる。

そして、前方エリア２に関連する複数の車載機器間での冷熱の移動では、車載機器の動作温度を適切な温度範囲内まで変化させることができない場合は、中央エリア１の空調装置３０を利用して、中央エリア１と前方エリア２との間にて移動させる冷熱量を発生させる。ただし、この場合、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４は、原則として、余剰冷熱量の範囲で移動させる冷熱量を発生させる。従って、前方エリア２の車載機器の温調のために、車室内の空調状態が影響を受けることを抑制することができる。

後方エリア３に関連する車載機器として、インバータ３２に高電圧を供給するとともに、インバータ３２によって直流に変換された回生電力を蓄電する高圧バッテリ３３、および高圧バッテリ３３が発生する高電圧を降圧して、図示しない低圧（例えば、１２Ｖ）バッテリに供給するＤＣＤＣコンバータ３４が設けられている。

高圧バッテリ３３と、ＤＣＤＣコンバータ３４とは、上述した前方エリア２のエンジン３１とインバータ３２と同様に、それぞれ冷却回路を有している。これらの冷却回路は、相互に冷却水を連通させることが可能に構成されている。これにより、高圧バッテリ３３とＤＣＤＣコンバータ３４との間で、各々の冷却回路の冷却水を介して冷熱を移動させることが可能となっている。なお、冷却回路は、主として高圧バッテリ３３を冷却しつつ、切換バルブ等によって、必要時にＤＣＤＣコンバータ３４の冷却経路にも冷却液を流通させるものであってもよい。

高圧バッテリ３３およびＤＣＤＣコンバータ３４は、電力制御ユニット（ＰＣＵ）２３によって制御される。ＰＣＵ２３は、高圧バッテリ３３の発生電圧や入出力電流に基づいて高圧バッテリ３３の充電量（ＳＯＣ）を算出し、電力エネルギーマネジメント部１３に出力する。また、ＰＣＵ２３は、高圧バッテリ３３を構成する各電池セルの充電電圧のばらつきを抑制するため、各電池セルの均等化処理を実行する。さらに、ＰＣＵ２３は、各車載機器の稼働状態、低電圧バッテリの充電状態等に基づいて、電力エネルギーマネジメント部１３からＤＣＤＣコンバータ３４による変換指示を受けると、ＤＣＤＣコンバータ３４を動作させて、低電圧バッテリを充電する。

また、ＰＣＵ２３は、高圧バッテリ３３の動作温度が適切な温度範囲（例えば、６０度以下）となるように、高圧バッテリ３３の冷却回路の動作を制御するとともに、ＤＣＤＣコンバータ３４の動作温度が適切な温度範囲となるように、ＤＣＤＣコンバータ３４の冷却回路の動作を制御する。

ＲＡ熱エネルギーマネジメント部１６は、ＰＣＵ２３と通信して、高圧バッテリ３３およびＤＣＤＣコンバータ３４の動作温度に関する情報を取得する。ＲＡ熱エネルギーマネジメント部１６は、取得した高圧バッテリ３３およびＤＣＤＣコンバータ３４の動作温度に関する情報に基づいて、少なくとも一方の動作温度が適正温度範囲を超えているか否か判定する。この判定において、高圧バッテリ３３およびＤＣＤＣコンバータ３４の少なくとも一方の動作温度が適正温度範囲外であると判定すると、ＲＡ熱エネルギーマネジメント部１６は、上述した冷却回路の冷却水を相互に連通させて冷熱を移動させることにより、それぞれの動作温度が適切な温度範囲内となるように管理する。

さらに、ＲＡ熱エネルギーマネジメント部１６は、上述したＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５と同様に、後方エリア３の車載機器間での冷熱の移動では、適正温度範囲を超えた車載機器の動作温度を適切な温度範囲内まで変化させることができない場合、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４へ、事前に通知された余剰冷熱量の範囲内の不足冷熱量を通知する。さらに、ＲＡ熱エネルギーマネジメント部１６は、中央エリア１の空調装置３０から提供される不足冷熱量を受け入れる処理を実行する。またＲＡ熱エネルギーマネジメント部１６も、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４と演算処理速度、演算タイミング、および演算情報の処理や構造の少なくとも１つを同一にして、冷熱量を演算する冷熱演算部と、運動エネルギーマネジメント部１２または電力エネルギーマネジメント部１３が参照可能な情報に冷熱量を変換する冷熱量変換部とを有するように構成することが好ましい。

図２において、目標設定部１０は、車両の乗員による運転操作、車両の周囲の状況（走行道路、周囲の障害物、外気温度など）、各種の車載機器に対する設定操作などに基づいて、車両の挙動に関する目標値（例えば、車両の走行ルート、目標速度、目標加減速度、目標操舵角など）、および目標とする車室の設定温度などを決定する。統括エネルギーマネジメント部１１は、目標設定部１０によって決定された各種の目標値を、運動エネルギーマネジメント部１２、電力エネルギーマネジメント部１３、および各熱エネルギーマネジメント部１４〜１６に振り分けて出力する。さらに、統括エネルギーマネジメント部１１は、運動エネルギーマネジメント部１２、電力エネルギーマネジメント部１３、および各熱エネルギーマネジメント部１４〜１６による各種の制御の調停を行う。

例えば、運動エネルギーマネジメント部１２は、車両の目標速度や目標加減速度に基づいて、それらを達成するために最もエネルギー効率のよい目標エンジントルクおよび目標モータトルク、あるいは走行モータによる目標回生トルクと機械ブレーキによる目標制動トルクを算出する。一方、電力エネルギーマネジメント部１３は、高圧バッテリ３３の充電量、車両の走行ルート、各種車載機器の稼働状態などに基づいて、高圧バッテリ３３から提供可能な電力量、および高圧バッテリ３３に充電可能な電力量を算出する。統括エネルギーマネジメント部１１は、運動エネルギーマネジメント部１２によって算出された目標モータトルクに対して高圧バッテリ３３の充電量が不足していたり、目標回生トルクに対して高圧バッテリの充電可能量が不足していたりすると、運動エネルギーマネジメント部１２に対して、高圧バッテリ３３の充放電可能な範囲でモータトルクや回生トルクを設定するように調停を行う。

次に、図３を参照して、エンジン３１とインバータ３２との各冷却回路、およびそれらの冷却回路を制御するための構成の一例について説明する。なお、高圧バッテリ３３およびＤＣＤＣコンバータ３４の冷却のための構成は、エンジン３１およびインバータ３２の冷却のための構成とほぼ同様に構成しえるため、説明を省略する。

エンジン３１の冷却回路には、第１電動ウオーターポンプ４０、第１温度センサ４１、第１三方弁４２、および、エンジンラジエータ４３が設けられている。第１温度センサ４１は、エンジン３１の冷却回路を循環する冷却水の温度を検出して、ＥＣＵ２１に出力する。ＥＣＵ２１は、第１温度センサ４１によって検出された冷却水温度に基づいて、第１電動ウオーターポンプ４０を駆動し、エンジン３１のウオータージャケットを含む冷却回路を循環する冷却水の水量を制御する。なお、従来のように、第１電動ウオーターポンプ４０をエンジン３１によって駆動されるウオーターポンプとし、さらに、サーモスタットによってエンジンラジエータ４３を迂回する経路に冷却水を流通させるように構成してもよい。第１三方弁４２は、ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５によって駆動され、エンジン３１の冷却回路とインバータ３２の冷却回路との間で移動される冷熱量に応じた流量の冷却水をエンジン３１の冷却回路からインバータ３２の冷却回路に流動させる。エンジンラジエータ４３は、エンジンルーム内の車両の前方先端側に設けられ、エンジンラジエータ４３を通過する走行風と冷却水とを熱交換して、冷却水を冷却する。エンジンラジエータ４３の近傍には第１ラジエータファン４４が設けられている。第１ラジエータファン４４は、車両が停止したときなどにＥＣＵ２１によって駆動され、強制的にエンジンラジエータ４３に冷却風を送り込む。

インバータ３２の冷却回路も、エンジン３１の冷却回路とほぼ同様に構成される。インバータ３２の冷却回路には、第２電動ウオーターポンプ４５、第２温度センサ４６、第２三方弁４７、および、インバータラジエータ４８が設けられている。第２温度センサ４６は、インバータ３２の冷却回路を循環する冷却水の温度を検出して、ＨＣＵ２２に出力する。ＨＣＵ２２は、第２温度センサ４６によって検出された冷却水温度に基づいて、第２電動ウオーターポンプ４５を駆動し、インバータ３２の冷却回路を循環する冷却水の水量を制御する。第２三方弁４７は、ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５によって駆動され、エンジン３１の冷却回路とインバータ３２の冷却回路との間で移動される冷熱量に応じた流量の冷却水をインバータ３２の冷却回路からエンジン３１の冷却回路に流動させる。インバータラジエータ４８は、エンジンラジエータ４３に隣接してエンジンルーム内の車両の前方先端側に設けられ、インバータラジエータ４８を通過する走行風と冷却水とを熱交換して、冷却水を冷却する。インバータラジエータ４８の近傍には第２ラジエータファン４９が設けられている。第２ラジエータファン４９は、車両が停止したときなどにＨＣＵ２２によって駆動され、強制的にインバータラジエータ４８に冷却風を送り込む。

次に、図４を参照して、空調装置３０の構成の一例、および、空調装置３０からエンジン３１の冷却回路に冷熱を移動させるための構成の一例について説明する。なお、後方エリア３の高圧バッテリ３３の冷却回路も、空調装置３０から冷熱を移動可能に構成されるが、図４の構成と同様であるため、説明を省略する。

空調装置３０は、車室内の空調のための主冷媒回路を有する。主冷媒回路は、電動コンプレッサ５０、室内空調用コンデンサ５１、第１減圧装置５２、第１開閉弁５３、室外熱交換器５４、第２減圧装置５５、第２開閉弁５６、室内空調用エバポレータ５７、および、アキュムレータ５８を有する。さらに、空調装置３０は、上述した主冷媒回路に加えて、エンジン３１の冷却回路に冷熱を移動させるための冷熱移動用冷媒回路を有する。冷熱移動用冷媒回路は、第１三方弁５９，第２三方弁６０、第３減圧装置６１、チラー６２、第４減圧装置６３、および第３開閉弁６４を有する。空調装置３０は、さらに、ブロワ６５、エアミックスドア６６などを有する。

ＡＣＵ２０は、空調装置３０による暖房、冷房、除湿暖房などの運転モードを切り替えるとともに、エンジン３１の冷却回路へ移動させる冷熱量を制御する。例えば、ＡＣＵ２０は、室内暖房時、第１開閉弁５３を閉状態、第２開閉弁５６を開状態に切り換える。ＡＣＵ２０によって電動コンプレッサ５０が駆動されると、アキュムレータ５８の低温、低圧の冷媒ガスが電動コンプレッサ５０によって圧縮され、高温、高圧となる。この高温、高圧の冷媒ガスが室内空調用コンデンサ５１に入り、ブロワ６５によって送風された空気と熱交換することで凝縮熱を室内に放出する。これにより、車室内が暖房される。凝縮された冷媒は、第１減圧装置５２で減圧され、低温、低圧となる。この低温、低圧の冷媒が、室外熱交換器５４を通ることで、大気から熱を吸収して蒸発し、冷媒ガスとなる。この冷媒ガスは、第２開閉弁５６が開状態であるため、第２開閉弁５６を介してアキュムレータ５８に戻る。

室内冷房時、ＡＣＵ２０は、エアミックスドア６６を、空気が室内空調用コンデンサ５１を通らない位置に設定するとともに、第１開閉弁５３を開状態、第２開閉弁５６を閉状態に切り換える。この場合、電動コンプレッサ５０によって圧縮され、高温、高圧となった冷媒ガスは、室内空調用コンデンサ５１に入るが、ブロワ６５によって送風された空気と熱交換されず、室内空調用コンデンサ５１では凝縮されない。さらに、第１開閉弁５３が開いているので、冷媒ガスは、第１減圧装置５２を通らずに室外熱交換器５４に入って、室外熱交換器５４において凝縮される。その後、第２開閉弁５６が閉じているので、凝縮された冷媒は、第２減圧装置５５によって減圧され、低温、低圧となる。この低温、低圧の冷媒が室内空調用エバポレータ５７で蒸発することにより、ブロワ６５によって送風される空気を冷却する。その後、冷媒ガスは、アキュムレータ５８に戻る。

除湿暖房時、ＡＣＵ２０は、第１開閉弁５３を閉状態、第２開閉弁５６も閉状態に切り換える。この場合、電動コンプレッサ５０によって圧縮され、高温、高圧となった冷媒ガスは、室内空調用コンデンサ５１において、ブロワ６５によって送風された空気と熱交換することで、車室内を暖房する。室内空調用コンデンサ５１を通過した冷媒は、第１減圧装置５２で減圧された後、室外熱交換器５４に入る。室外熱交換器５４は、冷媒の温度が外気温度よりも高ければ凝縮器として働き、外気温度よりも低ければ蒸発器として働く。冷媒は、さらに、第２減圧装置５５によって減圧された後、室内空調用エバポレータ５７に入る。室内空調用エバポレータ５７において、冷媒は、露点温度以下まで空気を冷却することにより、送風される空気を除湿する。

上述した各運転モードにおいて、ＡＣＵ２０は、必要な冷房能力、暖房能力、あるいは除湿暖房能力が得られるように、電動コンプレッサ５０の駆動回転数を可変する。換言すれば、車室内の空調状態を目標とする状態に維持するために僅かな冷房能力、暖房能力、あるいは除湿暖房能力しか必要とされない場合、ＡＣＵ２０は電動コンプレッサ５０の駆動回転数を低下させて、吐出する冷媒量を減少させる。このように電動コンプレッサ５０の駆動回転数を可変することにより、消費電力の低減を図ることができる。

また、ＡＣＵ２０は、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４からの冷熱量の移動の指示に従って、エンジン３１の冷却回路に、指示された冷熱量を提供するための処理を実行する。例えば、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４から冷熱量として加熱量が指示された場合、ＡＣＵ２０は、その加熱量に対応する冷媒量が得られるように、電動コンプレッサ５０の駆動回転数を上昇させる。ＡＣＵ２０は、電動コンプレッサ５０の駆動回転数の上昇により増加した冷媒量が、チラー６２に流れるように、第１三方弁５９の開度を調整する。チラー６２は、冷熱移動用冷媒回路を流れる冷媒と、エンジン３１の冷却回路の冷却水とを熱交換するためのものである。ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５が、不足冷熱量受入処理として、エンジン３１の冷却回路における開閉弁６７を開くことにより、チラー６２に、エンジン３１の冷却水が流れる。従って、チラー６２において、冷熱移動用冷媒回路を流れる高温、高圧の冷媒により、エンジン３１の冷却水を加熱することができる。指示された加熱量に見合う時間が経過すると、ＡＣＵ２０は、第１三方弁５９の冷熱移動用冷媒回路への流路を閉じるとともに、電動コンプレッサ５０の駆動回転数を元の回転数まで低下させる。チラー６２から流出した冷媒は、第４減圧装置６３によって減圧された後に、アキュムレータ５８に戻される。

ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４から冷熱量として冷却量が指示された場合、ＡＣＵ２０は、その冷却量に対応する冷媒量が得られるように、電動コンプレッサ５０の駆動回転数を上昇させる。ＡＣＵ２０は、室外熱交換器５４の下流側において、電動コンプレッサ５０の駆動回転数の上昇により増加した冷媒量が、冷熱移動用冷媒回路に分流されるように、第２三方弁６０の開度を調整する。冷熱移動用冷媒回路に分流された冷媒は、第３減圧装置６１によって減圧された後、チラー６２に流入する。従って、チラー６２において、冷熱移動用冷媒回路を流れる低温、低圧の冷媒により、エンジン３１の冷却水を冷却することができる。指示された冷却量に見合う時間が経過すると、ＡＣＵ２０は、第２三方弁６０の冷熱移動用冷媒回路への流路を閉じるとともに、電動コンプレッサ５０の駆動回転数を元の回転数まで低下させる。チラー６２から流出した冷媒は、第４減圧装置６３と並列に設けられた第３開閉弁６４を介してアキュムレータ５８に流れる。

なお、例えば、インバータ３２の動作温度が適正温度範囲を超え、インバータ３２の冷却回路において冷却量が不足する場合、ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５は、不足冷熱量受入処理として、一旦、エンジン３１の冷却回路に移動された冷却量を、さらに、インバータ３２の冷却回路へ移動させるため、第１および第２三方弁４２、４７を開弁する処理を実行する。また、インバータ３２の冷却回路も、エンジンの冷却回路と同様に、空調装置３０の冷媒と熱交換可能に構成して、エンジン３１の冷却回路を介することなく、直接的に空調装置３０から冷熱を移動可能としてもよい。

上述した構成の空調装置３０は、室内空調用コンデンサ５１を設けることにより、車室内の冷房、暖房、および除湿暖房も可能に構成された。しかしながら、例えば、特許文献１のように、空調装置３０のダクト内に、エンジン３１の冷却水と熱交換するヒータコアを設けて、室内空調用コンデンサを廃止した構成を採用してもよい。さらに、エンジン３１の冷却水と熱交換するヒータコアと、室内空調用コンデンサ５１の両方を設けてもよい。

次に、車載機器の温調を省電力にて実施するための処理に関して、図５及び図６のフローチャートを参照しつつ説明する。図５は、ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５が実行する処理を示すフローチャートであり、図６は、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４が実行する処理を示すフローチャートである。

図５のステップＳ１００において、ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５は、ＥＣＵ２１およびＨＣＵ２２から、エンジン３１およびインバータ３２の動作温度を取得する。ステップＳ１０５では、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４から、車両の周囲温度（外気温度）を取得する。さらに、ステップＳ１１０において、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４から、空調装置３０の余剰冷熱量を受信する。

ステップＳ１１５では、ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５は、エンジン３１とインバータ３２との少なくとも一方が適正温度範囲外か否かを判定する。なお、上述したように、ＥＣＵ２１およびＨＣＵ２２は、エンジン３１およびインバータ３２の動作温度が適切な温度範囲となるように、それぞれの冷却回路を動作させる。しかし、車両の走行状態によっては、エンジン３１とインバータ３２との少なくとも一方の動作温度が適切な温度範囲外となる可能性もある。ステップＳ１１５において、エンジン３１とインバータ３２の双方とも適正温度範囲内と判定した場合には、ステップＳ１００の処理に戻る。一方、エンジン３１とインバータ３２との少なくとも一方が適正温度範囲外と判定した場合には、ステップＳ１２０の処理に進む。

ステップＳ１２０では、適正温度範囲外と判定した車載機器の動作温度を適正温度範囲内とするために必要な冷熱量を算出する。この必要冷熱量は、実際の動作温度と適正温度範囲との温度差と、適正温度範囲外と判定した車載機器の熱容量とから算出することができる。なお、この必要冷熱量に応じた冷熱を実際に移動させるときの周囲への放出分を周囲温度に基づいて算出し、これを損失分として必要冷熱量を補正してもよい。

ステップＳ１２５では、適正温度範囲外と判定された車載機器の動作温度を適正温度範囲に近づけるために、エンジン３１とインバータ３２との間で冷熱の移動が有効であるか否かを判定する。例えば、エンジン３１とインバータ３２の両方の動作温度が適正温度範囲の上限を超えていた場合、エンジン３１とインバータ３２との間で冷熱を移動させても、エンジン３１とインバータ３２の両方を適正温度範囲に近づけることはできない。このような場合、エンジン３１とインバータ３２との間での冷熱の移動は有効ではないと判定される。一方、エンジン３１とインバータ３２の両方が適正温度範囲外であっても、例えば、エンジン３１の動作温度が適正温度範囲の下限以下であり、インバータ３２の動作温度が適正温度範囲の上限以上である場合には、エンジン３１とインバータ３２との間で冷熱を移動させることにより、両方を適正温度範囲に近づけることができる。また、一方の動作温度が適正温度範囲内で、まだ上限温度まで余裕があり、他方の動作温度が適正温度範囲の上限を超えている場合にも、エンジン３１とインバータ３２との間で冷熱を移動させることにより、両方を適正温度範囲に近づけることができる。従って、このような場合は、エンジン３１とインバータ３２との間での冷熱の移動は有効と判定される。

ステップＳ１２５において、エンジン３１とインバータ３２との間での冷熱の移動が有効と判定した場合ステップＳ１３０の処理に進み、一方、エンジン３１とインバータ３２との間での冷熱の移動が有効ではないと判定した場合ステップＳ１４５の処理に進む。

ステップＳ１３０では、ステップＳ１２０にて算出した必要冷熱量に応じた冷媒流量が流れるように、ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５は、第１三方弁４２および第２三方弁４７の開度を調節する。これにより、エンジン３１の冷却回路とインバータ３２の冷却回路間で冷却水が相互に連通する。従って、冷却水温度の低い冷却回路から冷却水温度の高い冷却回路へ冷却量を移動させることができる。換言すれば、冷却水温度の高い冷却回路から冷却水温度の低い冷却回路へ加熱量を移動させることができる。

続くステップＳ１３５では、エンジン３１とインバータ３２との間の冷熱の移動により、適正温度範囲外となっていた少なくとも一方の動作温度が、適正温度範囲に達したか否かを判定する。この判定において、適正温度範囲に達したと判定すると、ステップＳ１００の処理に戻る。一方、適正温度範囲に達していないと判定すると、ステップＳ１４０の処理に進む。

ステップＳ１４０では、エンジン３１とインバータ３２との間の冷熱移動後のそれぞれの動作温度とそれぞれの適正温度範囲との温度差などに基づいて、不足する冷熱量を算出する。そして、ステップＳ１４５の処理に進む。なお、ステップＳ１２５において、エンジン３１とインバータ３２との間での冷熱移動が有効ではないと判定されて、ステップＳ１４５の処理に進んだ場合、ステップＳ１２０にて算出した必要冷熱量が、不足冷熱量とみなされる。

ステップＳ１４５では、エンジン３１とインバータ３２との少なくとも一方の動作温度が、適正温度範囲の上限温度よりも高い所定の限界温度以上であるか否かを判定する。所定の限界温度以上と判定した場合には、エンジン３１やインバータ３２が損傷したり、その動作が大幅に制限されたりする可能性がある。このため、空調装置３０の余剰冷熱量の多少に拘らず、空調装置３０から不足冷熱量を受け入れるべく、ステップＳ１６０の処理に進む。一方、所定の限界温度以上ではないと判定した場合には、ステップＳ１５０の処理に進む。

ステップＳ１５０では、適正温度範囲とするために不足する冷熱量が、空調装置３０の余剰冷熱量以下であるか否かを判定する。この判定において、不足冷熱量が余剰冷熱量以下であると判定した場合、ステップＳ１５５の処理に進む。一方、不足冷熱量が余剰冷熱量よりも大きいと判定した場合、空調装置３０から冷熱量を受け入れる処理を行わず、ステップＳ１００の処理に戻る。ステップＳ１５５では、ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５は、不足冷熱量をＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４へ通知する。このように、ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５は、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４によって算出された余剰冷熱量に基づいて、不足する冷熱量が中央エリア１の空調装置３０から確保可能と判断した場合に、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４へ不足する冷熱量を通知する。

ステップＳ１６０では、ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５は、中央エリア１の空調装置３０から提供される不足冷熱量を受け入れる処理を実行する。具体的には、図４を参照して説明したように、エンジン３１の冷却回路における開閉弁６７を開く。これにより、チラー６２に、エンジン３１の冷却水が流れる。この結果、チラー６２において、空調装置３０の冷熱移動用冷媒回路を流れる冷媒から、エンジン３１の冷却水へ冷熱を移動させることができる。なお、前方エリア２において、インバータ３２の冷却回路において冷熱量が不足している場合には、ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５は、さらに、不足冷熱量受入処理として、第１および第２三方弁４２、４７を開弁して、エンジン３１の冷却回路に移動された冷熱量をインバータ３２の冷却回路へ移動させる。

図６のステップＳ２００において、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４は、統括エネルギーマネジメント部１１を介して、目標設定部１０から目標とする車室の設定温度を取得する。また、ステップＳ２１０において、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４は、ＡＣＵ２０から車室温度および車外温度（外気温度）を取得する。そして、ステップＳ２２０において、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４は、車室設定温度、車室温度、および車外温度に基づいて、空調装置３０の余剰冷熱量を算出する。ステップＳ２３０では、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４は、算出した余剰冷熱量をＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５およびＲＡ熱エネルギーマネジメント部１６に通知する。

ステップＳ２４０では、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４は、ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５および／またはＲＡ熱エネルギーマネジメント部１６から不足冷熱量を受信したか否かを判定する。ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４は、不足冷熱量を受信したと判定した場合、ステップＳ２５０の処理に進み、不足冷熱量を受信していないと判定した場合、ステップＳ２００の処理に戻る。ステップＳ２５０では、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４は、上述した不足冷熱量を提供する処理を実行する。

上述したように、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４において余剰冷熱量が算出され、その余剰冷熱量が、事前にＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５およびＲＡ熱エネルギーマネジメント部１６に通知される。ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５およびＲＡ熱エネルギーマネジメント部１６は、原則として、不足冷熱量が余剰冷熱量以下である場合に、不足冷熱量をＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４へ通知する。従って、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４は、原則として、余剰冷熱量の範囲で移動させる冷熱量を発生させることができる。このため、前方エリア２の車載機器の温調のために、車室内の空調状態が影響を受けることを抑制することができる。

ただし、前方エリア２および後方エリア３に関連する車載機器の動作温度が所定の限界温度を超えた場合には、その車載機器が損傷したり、その動作が大幅に制限されたりする可能性がある。従って、この場合は、不足冷熱量が空調装置３０の余剰冷熱量より大きくても、その不足冷熱量をＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４に通知する。この通知に応じて、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４は、室温調整よりも不足冷熱量の提供を優先するように、空調装置３０を制御するＡＣＵ２０に指示する。これにより、空調装置３０から余剰冷熱量を超える不足冷熱量を提供することが可能となる。また、運動エネルギーマネジメント部１２や電力エネルギーマネジメント部１３は、熱エネルギーマネジメントの対象となる主要な装備が搭載されるエリアに集約して（例えば、熱エネルギー管理部と同じ制御装置内に）実装すれば、各エネルギーマネジメント部の開発が当該エリアに閉じて可能になり、エネルギー毎に開発されたシステムと車上のエリア毎に開発されたシステムが同一化、車両の製造要因から好ましいエリア毎の個別の開発を実現することができる。一方、冷熱量変換部を各熱エネルギーマネジメント部１４〜１６に設けるのではなく、運動エネルギーマネジメント部１２や電力エネルギーマネジメント部１３と各冷熱量変換部を一体化し各エネルギーの制御装置を別に（例えば、各エネルギーマネジメントの対象となる主要な装備が配置されるエリアに）設ければ、エネルギーマネジメント部の開発と車両エリア毎の製造を分離し、同時並行開発を容易にすることができる。

（第２実施形態）
次に、本開示の第２実施形態に係る車両用エネルギーマネジメントシステムについて説明する。本実施形態に係る車両用エネルギーマネジメントシステムは、第１実施形態に係る車両用エネルギーマネジメントシステムと同様に構成される。従って、本実施形態に係る車両用エネルギーマネジメントシステムの構成についての説明は省略する。

上述した第１実施形態に係る車両用エネルギーマネジメントシステムは、エンジン３１およびインバータ３２などの車載機器の実際の動作温度が適正温度範囲を超えた場合に、エンジン３１の冷却回路とインバータ３２の冷却回路との間で冷熱を移動したり、空調装置３０から不足冷熱量を移動させたりするものであった。

それに対して、本実施形態に係る車両用エネルギーマネジメントシステムは、車両が走行予定ルートを走行したときのエンジン３１およびインバータ３２などの車載機器の動作温度変化を推定し、その推定した動作温度変化に基づき、空調装置３０から調達する必要がある不足冷熱量の計画を作成する。そして、作成した計画に従って、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４が不足冷熱量の提供処理を実行するとともに、ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５および／またはＲＡ熱エネルギーマネジメント部１６が、不足冷熱量の受入処理を実行する。これにより、エンジン３１やインバータ３２などの車載機器の動作温度が変化を事前に推定して、不足冷熱量の移動を行うことができるので、車載機器の動作温度の過度の変化を抑制することが可能となる。

なお、第１実施形態に係る車両用エネルギーマネジメントシステムと第２実施形態に係る車両用エネルギーマネジメントシステムとは、相反するものではなく補完するものであるため、組み合わせて実施しても良い。

図７は、本実施形態のＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５が実行する処理を示すフローチャートであり、図８は、本実施形態のＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４が実行する処理を示すフローチャートである。なお、ＲＡ熱エネルギーマネジメント部１６も、図７のフローチャートと同様の処理を実行することができる。

図７のＳステップ３００において、ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５は、例えば、図示しないナビゲーション装置から車両の走行予定ルートに関する情報を取得し、取得した走行予定ルートを車両が走行したときのエンジン３１およびインバータ３２の動作温度変化を推定する。ステップＳ３０５では、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４から、空調装置３０の余剰冷熱量の将来予測を受信する。

ステップＳ３１０では、ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５は、推定したエンジン３１およびインバータ３２の動作温度変化に基づいて、エンジン３１とインバータ３２との少なくとも一方の動作温度が適正温度範囲を超える可能性がある走行予定ルートの箇所を、走行予定ルートのスタート地点からゴール地点に向けて、順番に特定する。ステップＳ３１５では、走行ルートの、特定された１箇所を対象として、適正温度範囲を超える可能性がある車載機器の動作温度を適正温度範囲内に維持するために必要な推定冷熱量を算出する。この推定冷熱量は、例えば、推定した動作温度変化の最大値（または最小値）と適正温度範囲の上限（または下限）との温度差と、車載機器の熱容量とから算出することができる。なお、走行予定ルートに適正温度範囲を超える可能性がある箇所がなければ、当該走行予定ルートの不足冷熱量の計画はすべてゼロとすればよい。

ステップＳ３２０では、ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５は、ステップＳ３１５にて推定された冷熱量が同じエリア内で確保可能であるか否かを判定する。例えば、エンジン３１の動作温度は適正温度範囲を超える可能性があるが、インバータ３２の動作温度が十分に低ければ、ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５は、推定された冷熱量を同じエリア内で確保可能であると判定することができる。推定冷熱量を同じエリア内で確保可能と判定した場合、ステップＳ３４５の処理に進む。一方、推定冷熱量を同じエリア内で確保できないと判定した場合、ステップＳ３２５の処理に進む。

ステップＳ３２５では、エンジン３１とインバータ３２との間の冷熱移動後のそれぞれの動作温度とそれぞれの適正温度範囲との温度差、あるいは、エンジン３１とインバータ３２との間で冷熱移動ができない場合には、冷熱移動なしでのエンジン３１とインバータ３２のそれぞれの動作温度とそれぞれの適正温度範囲との温度差に基づいて、不足する冷熱量を算出する。

続くステップＳ３３０では、エンジン３１とインバータ３２との少なくとも一方の動作温度変化の最大値が、適正温度範囲の上限温度よりも高い所定の限界温度以上であるか否かを判定する。所定の限界温度以上と判定した場合には、エンジン３１やインバータ３２が損傷したり、その動作が大幅に制限されたりする可能性がある。このため、空調装置３０の余剰冷熱量の多少に拘らず、空調装置３０から不足冷熱量を受け入れるべく、ステップＳ３４０の処理に進む。一方、所定の限界温度以上ではないと判定した場合には、ステップＳ３３５の処理に進む。

ステップＳ３３５では、ステップＳ３０５において受信した余剰冷熱量の将来予測に基づいて、適正温度範囲とするために不足する冷熱量が、空調装置３０の余剰冷熱量以下であるか否かを判定する。この判定において、不足冷熱量が余剰冷熱量以下であると判定した場合、ステップＳ３４０の処理に進む。一方、不足冷熱量が余剰冷熱量よりも大きいと判定した場合、空調装置３０から冷熱量が提供されないようにするため、ステップＳ３４０の処理をスキップして、ステップＳ３４５の処理に進む。ステップＳ３４０では、算出した不足冷熱量を、走行予定ルートに対する不足冷熱量計画に組み入れる。その後、ステップＳ３４５の処理に進む。

ステップＳ３４５では、ステップＳ３１０において、走行予定ルートのスタート地点からゴール地点に向けて順番に特定された、エンジン３１とインバータ３２との少なくとも一方の動作温度が適正温度範囲を超える可能性があるすべての箇所の判定が完了したか否かを判定する。すべての箇所の判定が完了していないと判定すると、ステップＳ３１０の処理に戻り、残っている箇所の判定を実行する。一方、すべての箇所の判定が完了したと判定すると、ステップＳ３５０の処理に進む。

ステップＳ３５０において、ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５は、走行予定ルートに対する不足冷熱量計画を確定する。ステップＳ３５５において、ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５は、不足冷熱量の計画をＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４へ通知する。これにより、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４は、原則として余剰冷熱量の範囲で、不足冷熱量の計画に従って、前方エリア２のエンジン３１の冷却回路に移動させる冷熱量を発生させることができるようになる。ステップＳ３６０では、ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５は、不足冷熱量の計画に従って、空調装置３０から提供される不足冷熱量を受け入れる処理を実行する。

図８のステップＳ４００において、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４は、統括エネルギーマネジメント部１１を介して、目標設定部１０から目標とする車室の設定温度を取得する。ステップＳ４１０において、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４は、例えば、図示しない外部サーバから、走行予定ルートの各所の外気温度に関する情報を取得する。そして、ステップＳ４２０において、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４は、車室設定温度、車室温度、および走行予定ルートの外気温度に基づいて、車両が走行予定ルートを走行したときの空調装置３０の余剰冷熱量の将来予測を算出する。ステップＳ４３０では、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４は、算出した余剰冷熱量の将来予測をＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５およびＲＡ熱エネルギーマネジメント部１６に通知する。

ステップＳ４４０では、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４は、ＦＡ熱エネルギーマネジメント部１５およびＲＡ熱エネルギーマネジメント部１６から不足冷熱量の計画を受信する。そして、ステップＳ４５０において、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４は、受信した不足冷熱量の計画に従って、不足冷熱量を提供する処理を実行する。

なお、上述した第２実施形態では、主として、中央エリア１の空調装置３０から、車載機器としてエンジン３１およびインバータ３２を有する前方エリア２へ、不足冷熱量の計画に従って、冷熱を移動させる例について説明した。

高圧バッテリ３３を有する後方エリア３について簡単に説明すると、高圧バッテリ３３は、車両が走行するとき、走行用モータへの電力の供給および走行用モータによって発電された回生電力の充電により、充放電される二次電池である。ＲＡ熱エネルギーマネジメント部１６は、車両の走行予定ルートに基づき、車両が走行予定ルートを走行する際に発生する充放電量から、高圧バッテリ３３の将来の動作温度変化を推定する。そして、ＲＡ熱エネルギーマネジメント部１６は、推定した動作温度変化に基づき、高圧バッテリ３３の動作温度を適正な温度範囲内とするために必要な推定冷熱量を算出する。ＲＡ熱エネルギーマネジメント部１６は、必要な推定冷熱量が後方エリア３内で確保できないと判断した場合、余剰冷熱量の将来予測の範囲内で、不足推定冷熱量の計画を策定して、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４へ通知する。このため、ＣＡ熱エネルギーマネジメント部１４は、通知された計画に従い、不足冷熱量を中央エリア１の空調装置３０から後方エリア３の少なくとも１つの車載機器へ提供することができる。

以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示は上述した実施形態になんら制限されることなく、本開示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できる。

例えば、本明細書に記載の各制御部およびその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供される専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本明細書に記載の各制御部およびその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供される専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本明細書に記載の各制御部及びその手法は、コンピュータプログラムを実行する一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

１：中央エリア、２：前方エリア、３：後方エリア、１０：目標設定部、１１：統括エネルギーマネジメント部、１２：運動エネルギーマネジメント部、１３：電力エネルギーマネジメント部、１４：ＣＡ熱エネルギーマネジメント部、１５：ＦＡ熱エネルギーマネジメント部、１６：ＲＡ熱エネルギーマネジメント部、２０：空調装置制御ユニット、２１：エンジン制御ユニット、２２：ハイブリッド制御ユニット、２３：電力制御ユニット、３０：空調装置、３１：エンジン、３２：インバータ、３３：高圧バッテリ、３４：ＤＣＤＣコンバータ、４０：第１電動ウオーターポンプ、４１：第１温度センサ、４２：第１三方弁、４３：エンジンラジエータ、４４：第１ラジエータファン、４５：第２電動ウオーターポンプ、４６：第２温度センサ、４７：第２三方弁、４８：インバータラジエータ、４９：第２ラジエータファン、５０：電動コンプレッサ、５１：室内空調用コンデンサ、５２：第１減圧装置、５３：第１開閉弁、５４：室外熱交換器、５５：第２減圧装置、５６：第２開閉弁、５７：室内空調用エバポレータ、５８：アキュムレータ、５９：第１三方弁、６０：第２三方弁、６１：第３減圧装置、６２：チラー、６３：第４減圧装置、６４：第３開閉弁、６５：ブロワ、６６：エアミックスドア、６７：開閉弁

Claims (11)

1. 車両を複数のエリア（１、２、３）に区画し、当該複数のエリアのうち少なくとも２つの第１エリア（１）および第２エリア（２）において、それぞれ、対応するエリアに関連する車載機器（３０、３１、３２）の熱エネルギーを管理する第１熱エネルギー管理部（１４）および第２熱エネルギー管理部（１５）を有し、
   前記第１エリアは、車両の乗員が搭乗する、または車両挙動を管理する制御装置を搭載する車室エリアであり、当該車室エリアに関連する車載機器（３０）として、車室エリアの空調状態、または前記制御装置の温度管理状態を制御するヒートポンプ式冷熱交換装置が設けられ、
   前記第１熱エネルギー管理部は、少なくとも設定温度、車室温度、および車外温度に基づいて、ヒートポンプ式冷熱交換装置の余剰冷熱量を算出可能に構成され、
   前記第２エリアに関連する車載機器（３０、３１）として、複数の車載機器が設けられ、
   前記第２エリアの前記複数の車載機器間において冷熱の移動が可能に構成され、かつ、前記第１エリアのヒートポンプ式冷熱交換装置と前記第２エリアの少なくとも１つの車載機器との間においても冷熱の移動が可能に構成され、
   前記第２熱エネルギー管理部は、前記第２エリアに関連する複数の車載機器のうち、少なくとも１つの車載機器の動作温度が適切な温度範囲外である場合、前記複数の車載機器間で冷熱を移動させて、前記少なくとも１つの車載機器の動作温度が適切な温度範囲内となるように管理し、
   さらに、前記第２熱エネルギー管理部は、前記第２エリアに関連する複数の車載機器間での冷熱の移動では、前記少なくとも１つの車載機器の動作温度を適切な温度範囲内まで変化させることができない場合、前記第１熱エネルギー管理部へ不足する冷熱量を通知し、
   前記第１熱エネルギー管理部は、算出した余剰冷熱量の範囲で、通知された不足冷熱量を前記第１エリアのヒートポンプ式冷熱交換装置から前記第２エリアの少なくとも１つの車載機器へ提供する、車両用エネルギーマネジメントシステム。
2. 前記第２熱エネルギー管理部は、前記第１熱エネルギー管理部により算出された前記余剰冷熱量に基づいて、不足する冷熱量が前記第１エリアから提供可能と判断した場合に、前記第１熱エネルギー管理部へ不足する冷熱量を通知する、請求項１に記載の車両用エネルギーマネジメントシステム。
3. 前記第２熱エネルギー管理部は、前記第２エリアに関連する車載機器に所定の限界値を超える過剰な温度上昇が生じる場合、その過剰な温度上昇を抑制するための冷熱量が、前記第１熱エネルギー管理部により算出された余剰冷熱量を超えていても、過剰な温度上昇を抑制するための冷熱量を前記第１熱エネルギー管理部に通知し、
   前記第１熱エネルギー管理部は、前記第２熱エネルギー管理部から通知された、余剰冷熱量を超える冷熱量を前記第１エリアのヒートポンプ式冷熱交換装置から前記第２エリアの少なくとも１つの車載機器へ提供する、請求項１または２に記載の車両用エネルギーマネジメントシステム。
4. 前記第１熱エネルギー管理部は、車両の走行予定ルート、およびその走行予定ルートにおける外気温度に関する情報に基づいて、前記余剰冷熱量の将来予測を算出する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用エネルギーマネジメントシステム。
5. 前記第１熱エネルギー管理部において算出された前記余剰冷熱量の将来予測は、前記第２熱エネルギー管理部へ事前に通知される、請求項４に記載の車両用エネルギーマネジメントシステム。
6. 前記第２エリアの複数の車載機器の少なくとも１つは、車両を走行させるための動力を発生する車載機器であり、
   前記第２熱エネルギー管理部は、車両の走行予定ルートを走行するために必要な運動エネルギーから、動力を発生する車載機器の将来の動作温度変化を推定するとともに、その推定動作温度を適正な温度範囲内とするために必要な推定冷熱量を算出し、その必要な推定冷熱量が前記第２エリア内で確保できないと判断した場合に、前記余剰冷熱量の将来予測の範囲内で、前記第１エリアから移動させる不足推定冷熱量の計画を策定して、前記第１熱エネルギー管理部に通知し、
   前記第１熱エネルギー管理部は、通知された計画に従い、不足冷熱量を前記第１エリアのヒートポンプ式冷熱交換装置から前記第２エリアの少なくとも１つの車載機器へ提供する、請求項４または５に記載の車両用エネルギーマネジメントシステム。
7. 前記第２エリアの複数の車載機器の少なくとも１つは、車両の走行に伴い充放電される二次電池であり、
   前記第２熱エネルギー管理部は、車両の走行予定ルートに基づいて、その走行予定ルートを走行する際に発生する充放電量から、前記二次電池の将来の動作温度変化を推定するとともに、その推定動作温度を適正な温度範囲内とするために必要な推定冷熱量を算出し、その必要な推定冷熱量が第２エリア内で確保できないと判断した場合に、前記余剰冷熱量の将来予測の範囲内で、前記第１エリアから移動させる不足推定冷熱量の計画を策定して、前記第１熱エネルギー管理部に通知し、
   前記第１熱エネルギー管理部は、通知された計画に従い、不足冷熱量を前記第１エリアのヒートポンプ式冷熱交換装置から第２エリア少なくとも１つの車載機器へ提供する、請求項４または５に記載の車両用エネルギーマネジメントシステム。
8. 前記第２熱エネルギー管理部は、前記車載機器に所定の限界値を超える過剰な温度上昇変化が生じることが予測される場合、その過剰な温度上昇変化を抑制するための冷熱量が、前記第１熱エネルギー管理部により算出された前記余剰冷熱量の将来予測を超えていても、過剰な温度上昇を抑制するための不足冷熱量を、前記不足推定冷熱量の計画に組み入れる、請求項６または７に記載の車両用エネルギーマネジメントシステム。
9. 車両の運動エネルギーを管理する運動エネルギー管理部と、車両における電気エネルギーを管理する電気エネルギー管理部との少なくとも一方を有し、
   前記第２熱エネルギー管理部は、前記第１熱エネルギー管理部と演算処理速度、演算タイミング、および演算情報の処理や構造の少なくとも１つを同一にして、冷熱量を演算する冷熱演算部と、前記冷熱演算部が算出した冷熱量を他のエネルギー管理部が参照可能な情報に変換する冷熱量変換部と、を有する、請求項６に記載の車両用エネルギーマネジメントシステム。
10. 前記第２熱エネルギー管理部と、前記他のエネルギー管理部とは、同じ制御装置内に構築される、請求項９に記載の車両用エネルギーマネジメントシステム。
11. 前記他のエネルギー管理部は、当該他のエネルギー管理部が管理の対象とする主要装備が配置されるエリアに設けられる、請求項９に記載の車両用エネルギーマネジメントシステム。

Images