JP2022145710A - Heat energy control system - Google Patents
Heat energy control system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022145710A JP2022145710A JP2022115759A JP2022115759A JP2022145710A JP 2022145710 A JP2022145710 A JP 2022145710A JP 2022115759 A JP2022115759 A JP 2022115759A JP 2022115759 A JP2022115759 A JP 2022115759A JP 2022145710 A JP2022145710 A JP 2022145710A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- amount
- distributor
- drive
- control system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 31
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 23
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 10
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Landscapes
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
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。 The present disclosure relates to a vehicle thermal energy control system that allocates a requested amount of heat to a heat source based on multiple heat demands generated by the vehicle.
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。
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。 Vehicles in recent years are equipped with various devices that utilize heat, so heat management is more complicated than in conventional vehicles. However, at present, it cannot be said that the heat management in the entire vehicle is sufficiently optimized.
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。 It is therefore an object of the present disclosure to provide a vehicle thermal energy control system that can provide improved thermal management throughout the vehicle.
本開示に係る熱エネルギー制御システムは、複数の熱源と、車両全体で発生する熱要求から算出される要求熱量を複数の熱源に割り当てる熱量分配器と、を備え、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、熱量分配器は、複数の熱源の供給可能熱量および優先度に基づいて、要求熱量を複数の熱源に割り当てる。 A thermal energy control system according to the present disclosure includes a plurality of heat sources and a heat quantity distributor that allocates the required heat quantity calculated from the heat demand generated in the entire vehicle to the plurality of heat sources, and are set with priorities, and the heat distributor allocates the required heat amounts to the plurality of heat sources based on the suppliable heat amounts and the priorities of the plurality of heat sources.
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。 According to the present disclosure, a vehicle thermal energy control system can be provided that can provide improved thermal management throughout the vehicle.
(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。
(Overview)
The thermal energy control system according to the present disclosure distributes the required amount of heat to each heat source in consideration of the suppliable amount of heat from heat sources such as heat generators and heat exchangers provided in the vehicle. Therefore, it is possible to realize improved heat management for the entire vehicle by taking into consideration the amount of heat generated by the heat generator, the amount of heat released from the heat exchanger, the amount of heat stored in the heat medium of the heat exchanger, and the like.
(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。
(First embodiment)
<Configuration>
FIG. 1 is a functional block diagram showing a schematic configuration of a thermal energy control system according to the first embodiment.
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。
A thermal
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。
Examples of the
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。
The
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。
The
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。
On the other hand, in the thermal
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。
The
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。
A plurality of
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。
The
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。 As a specific example, in a vehicle, a fan, an engine radiator, and a heat pump outdoor heat exchanger are arranged in series in this order, and the same fan is used for both the engine radiator and the heat pump outdoor heat exchanger. In some cases, a configuration in which air is sent in is adopted. As an example, consider a case where a vehicle having such an arrangement of fans, radiators and outdoor heat exchangers is used in cold climates and the engine and the heating of the vehicle interior are started at the same time. In this case, since the engine needs to be warmed up, the engine outputs a drive instruction to the fan actuator to stop driving, while the heat pump of the air conditioner exchanges heat between the outside air and the cooler refrigerant. As it needs to be done, a drive command can be output from the heat pump to the fan actuator to increase the rpm. However, even when the fan is stopped, the heat pump of the air conditioner can generate the necessary heat for the air conditioner by adjusting the compressor and expansion valve.
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。
Therefore, a higher degree of freedom is set for the driving instruction to increase the rotational speed from the heat pump of the air conditioner to the fan than the driving instruction to stop the fan when the engine is warmed up. With this configuration, even if the fan actuator receives contradictory driving instructions from the engine and the heat pump, it performs arbitration processing to determine which driving instruction to adopt based on the set degrees of freedom, It can operate based on the drive instruction with the lowest degree of freedom. In this example, the fan actuator adopts the drive command output from the engine with the lowest degrees of freedom and rejects the drive command output from the heat pump. When the heat pump receives the rejection notification, it corrects the drive instruction and re-outputs the drive instruction to other actuators (for example, compressors and expansion valves), thereby realizing the amount of heat supplied as instructed by the
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。
When the
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。
Here, as an example, the heat demand for starting the engine and heating at the same time in a cold region and the heat demand for warming up the engine and the heat demand for warming the vehicle interior to the set temperature with the air conditioner are sent to the
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。
In this way, by setting priorities for each of the heat requests, it is possible to allocate the amount of heat that can be supplied by all the
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。
Also, the
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。
It is preferable that the
<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。
<Control processing>
FIG. 2 is a sequence diagram illustrating control processing executed by the thermal energy control system shown in FIG.
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。
Step S1: The
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。
Step S<b>2 : Each of the
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。
Step S3: The
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。
Step S4: The
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。
Step S5: Each
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。
Step S6: When the
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。
Step S7:
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。
Step S8: The
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。
Step S9: The
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。
Step S10: When the
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。
Step S11: The
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。
Step S<b>12 : The
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。
Step S<b>13 : The
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。
Step S14: The
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。
Step S15: The
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。 Thereafter, the processes of steps S1 to S15 are repeatedly executed at predetermined time intervals to continue the process of distributing thermal energy in the vehicle.
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。
Incidentally, the heat distributor described above may be realized by a dedicated circuit for executing the control processing of the heat distributor shown in FIG. Further, the
<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。
<Effects, etc.>
In the thermal
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。
Further, the heat demand generated in the entire vehicle includes the heat demand generated by the operation of the engine, the driving motor, the power control unit of the driving motor, the cooling and heating device in the vehicle interior, and the drive battery of the driving motor. Therefore, the
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。
Further, priority is set for the heat demand generated in the entire vehicle, and when the total amount of heat that can be supplied from each
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。
In addition, the degree of freedom is set for the drive instruction to the
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。
Further, the
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。
Further, the
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。
Also, the
(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。
(Second embodiment)
<Configuration>
FIG. 3 is a functional block diagram showing a schematic configuration of a thermal energy control system according to the second embodiment. The following description focuses on differences between the present embodiment and the first embodiment.
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。
A thermal
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。
The
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。 Here, the state of the vehicle indicates how the vehicle operates, and the state of the external environment indicates the external environment in which the vehicle is placed. The vehicle statuses included in the system status include the engine warming-up status, vehicle running status, vehicle stopped status, hybrid vehicle engine running status, and hybrid vehicle running status. This includes the state of EV running with the original motor, the state of running in energy-saving mode, and so on. In addition, the state of the external environment includes a state in which the vehicle is used in a specific season, a state in which the vehicle is used in a cold region, and the like.
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。
The
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。
The control process according to the present embodiment includes the control sequence shown in FIG. It can be realized by adding a step to The
<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。
<Effects, etc.>
As described above, the thermal
(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。
(Modification)
In the above-described first embodiment, the
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。
Selection or switching of the heat path (control of the actuator 3) may be performed by a configuration other than the thermal
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。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present disclosure can be used for a system that optimizes the distribution of thermal energy generated by multiple heat sources provided in the vehicle throughout the vehicle.
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
REFERENCE SIGNS
Claims (8)
複数の熱源と、
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複数の熱源に割り当てる熱量分配器と、を備え、
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、前記複数の熱源の供給可能熱量および前記優先度に基づいて、前記要求熱量を前記複数の熱源に割り当てる、熱エネルギー制御システム。 A thermal energy control system mounted on a vehicle, comprising:
a plurality of heat sources;
a heat quantity distributor allocating a required heat quantity calculated from a heat request generated in the entire vehicle to the plurality of heat sources;
Priorities are set for the heat demands generated by the entire vehicle,
The heat energy distributor allocates the required heat amount to the plurality of heat sources based on the suppliable heat amount of the plurality of heat sources and the priority.
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熱エネルギー制御システム。 a plurality of drive devices driven based on a drive instruction output from at least one of the heat sources and capable of controlling an amount of heat supplied by the at least one heat source that outputs the drive instruction;
A degree of freedom is set for the driving instruction to the driving device output by the heat source,
When the driving device receives driving instructions from two or more of the heat sources and the received driving instructions cannot be simultaneously established, the driving device operates based on the driving instruction with the lowest degree of freedom. 4. The thermal energy control system according to any one of claims 1 to 3, which rejects the drive instruction of the .
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に記載の熱エネルギー制御システム。 The drive device outputs a rejection notification indicating that the drive instruction has been rejected to the heat source that output the rejected drive instruction,
5. The thermal energy control system according to claim 4, wherein said heat source, upon receiving said rejection notice, outputs a drive instruction to a drive device different from the drive device that output said rejection notice.
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に記載の熱エネルギー制御システム。 The driving device outputs a driving amount to the heat source that outputs the driving instruction,
6. The thermal energy control system according to claim 4, wherein said heat source outputs to said heat quantity distributor an actual supply heat quantity calculated based on the drive quantity obtained from said drive device.
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、前記複数の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熱エネルギー制御システム。 further comprising a state management unit that acquires and manages the state of the vehicle or the state of the external environment;
8. The heat quantity distributor according to any one of claims 1 to 7, wherein said heat quantity distributor corrects the quantity of heat allocated to each of said plurality of heat sources based on the state of the vehicle or the state of the external environment acquired by said state management unit. Thermal energy control system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022115759A JP7331999B2 (en) | 2018-02-07 | 2022-07-20 | Thermal energy control system |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018020271A JP7114920B2 (en) | 2018-02-07 | 2018-02-07 | HEAT ENERGY CONTROL SYSTEM, HEAT DISTRIBUTOR, HEAT ENERGY CONTROL METHOD OF VEHICLE |
JP2022115759A JP7331999B2 (en) | 2018-02-07 | 2022-07-20 | Thermal energy control system |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018020271A Division JP7114920B2 (en) | 2018-02-07 | 2018-02-07 | HEAT ENERGY CONTROL SYSTEM, HEAT DISTRIBUTOR, HEAT ENERGY CONTROL METHOD OF VEHICLE |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022145710A true JP2022145710A (en) | 2022-10-04 |
JP7331999B2 JP7331999B2 (en) | 2023-08-23 |
Family
ID=87576945
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022115759A Active JP7331999B2 (en) | 2018-02-07 | 2022-07-20 | Thermal energy control system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7331999B2 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010090729A (en) * | 2008-10-03 | 2010-04-22 | Denso Corp | Cooling system for vehicle |
JP2010525981A (en) * | 2007-04-30 | 2010-07-29 | キャタピラー インコーポレイテッド | System for controlling a composite energy system |
JP2010280335A (en) * | 2009-06-05 | 2010-12-16 | Denso Corp | Energy management device |
JP2011201488A (en) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Denso Corp | Heat source control device of vehicle |
JP2012140111A (en) * | 2011-01-06 | 2012-07-26 | Denso Corp | Vehicle heat source control device |
JP2015131597A (en) * | 2014-01-15 | 2015-07-23 | 株式会社デンソー | Vehicle thermal management system |
JP2017071283A (en) * | 2015-10-06 | 2017-04-13 | 株式会社デンソー | Heat management system for vehicle |
-
2022
- 2022-07-20 JP JP2022115759A patent/JP7331999B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010525981A (en) * | 2007-04-30 | 2010-07-29 | キャタピラー インコーポレイテッド | System for controlling a composite energy system |
JP2010090729A (en) * | 2008-10-03 | 2010-04-22 | Denso Corp | Cooling system for vehicle |
JP2010280335A (en) * | 2009-06-05 | 2010-12-16 | Denso Corp | Energy management device |
JP2011201488A (en) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Denso Corp | Heat source control device of vehicle |
JP2012140111A (en) * | 2011-01-06 | 2012-07-26 | Denso Corp | Vehicle heat source control device |
JP2015131597A (en) * | 2014-01-15 | 2015-07-23 | 株式会社デンソー | Vehicle thermal management system |
JP2017071283A (en) * | 2015-10-06 | 2017-04-13 | 株式会社デンソー | Heat management system for vehicle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7331999B2 (en) | 2023-08-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11214117B2 (en) | Temperature control system for electric vehicle and method of controlling temperature of electric vehicle | |
CN205273101U (en) | Electronic vehicle multi -mode thermal management system | |
JP5337793B2 (en) | System for controlling a composite energy system | |
JP7151575B2 (en) | Heat demand arbitrator | |
JP2001018635A (en) | Independent type air conditioner for automobile | |
US10189369B2 (en) | Method and system for controlling motors | |
JP7114920B2 (en) | HEAT ENERGY CONTROL SYSTEM, HEAT DISTRIBUTOR, HEAT ENERGY CONTROL METHOD OF VEHICLE | |
JP7152340B2 (en) | Calorie control device and calorie control method | |
JP7331999B2 (en) | Thermal energy control system | |
US11707966B2 (en) | Heat request arbitration device, heat request arbitration method, non-transitory storage medium, and vehicle | |
JP7367573B2 (en) | Heat demand mediation device, method, program, and vehicle | |
JP2017114179A (en) | Vehicle air-conditioning device | |
JP7176987B2 (en) | Heat demand arbitrator | |
JP2024524455A (en) | Vehicle heating control method, device, equipment, medium and program product | |
US11207940B2 (en) | Integrated thermal management system for vehicle | |
JP6964041B2 (en) | Control method of turbo chiller and heat recovery heat source system using it | |
CN117774605A (en) | Vehicle thermal management system, vehicle, and control method for vehicle thermal management system | |
BR102019002164B1 (en) | VEHICLE THERMAL POWER CONTROL SYSTEM | |
CN118560226A (en) | Thermal management system and method suitable for electric engineering machinery and engineering machinery |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220720 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230425 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230509 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230616 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230711 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230724 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7331999 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |