JP5131358B2 - 車両の熱源制御装置 - Google Patents
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Description
・点火時期を遅角させると廃熱量が増加すること
・吸気バルブの開弁時期を進角側に変更すると(吸気早開きにすると)廃熱量が増加すること
・排気バルブの開弁時期を遅角側に変更すると(排気遅開きにすると)廃熱量が増加すること
等のうち1つ又は複数を利用することによりエンジン廃熱量の増加を図っている。また、エンジン10の廃熱量調整手段として本実施形態では、例えば、
(1)排気バルブの遅開きを実施する手段
(2)吸気バルブの早開きを実施する手段
(3)点火遅角を実施する手段
を備えている。
図9は、エンジン動作点X(図6参照)における追加熱量ΔQ(供給熱量)に対する熱費Ctの関係を示す熱費特性図である。この熱費特性図は、予め実験等に基づいて算出してもよいし、モデル等に基づいてその都度算出してもよい。なお、この処理が、熱費算出手段としての処理に相当する。同図に示すように、熱費Ctは追加熱量ΔQに応じて異なり、例えばエンジン動作点Xの熱費特性では、追加熱量ΔQの設定範囲内において極小点を有している。
そして、熱量Q及び燃料消費量Fの複数のデータに基づいて、これを最小二乗法等により二次関数に近似する。すなわち、燃料消費量Fを、供給する熱量Qの二次関数で表す。各熱源において、熱量Qと燃料消費量Fとの関係はそれぞれ異なったものとなる。なお、一般に、燃料消費量Fは、供給する熱量Qの二次〜四次の関数で近似することができる。
制約条件:Qall=Q1+Q2+・・・+Qn
目的関数:f=F1(Q1)+F2(Q2)+・・・+Fn(Qn)
において、総消費燃料量fを最も小さくする各熱源の供給負荷配分を求める問題となる。この問題の最適解は、以下のように、ラグランジュの未定乗数法によって求めることができる。
制約条件:g1(x1,x2,・・・,xn)=0
g2(x1,x2,・・・,xn)=0
g3(x1,x2,・・・,xn)=0
・
・
・
gm(x1,x2,・・・,xn)=0
決定変数:x1,x2,・・・,xn
という原問題を、新たな変数λ1,λ2,・・・,λm(ラグランジュ乗数)を導入し、下式のような制約条件のない問題に変換する。
決定変数:x1,x2,・・・,xn,λ1,λ2,・・・,λm
ここで、Lはラグランジュ関数と呼ばれており、下式のように定義される。
一般に、x1,x2,・・・,xnが上記原問題の最適解であるための必要条件は、下式で表される。
Claims (8)
- 車両に搭載された複数の熱源から熱交換部への熱供給を制御する熱源制御装置であって、
前記複数の熱源から前記熱交換部へ供給されるように要求される要求熱量を算出する要求熱量算出手段と、
各熱源について、供給する熱量と、単位熱量を供給するために消費される燃料量である熱費との関係を算出する熱費算出手段と、
各熱源のうち熱を正常に供給できない異常熱源を検出する異常熱源検出手段と、
前記異常熱源が供給する熱量である異常熱量を算出する異常熱量算出手段と、
各熱源から供給する熱量と前記熱費との関係、及び前記異常熱量に基づいて、前記複数の熱源から供給される熱量の合計が前記要求熱量に一致し、且つその熱を供給する熱源全体の前記熱費が最小となるように、各熱源から熱を供給する配分を決定する熱量配分決定手段と、
を備えることを特徴とする車両の熱源制御装置。 - 前記熱量配分決定手段は、前記複数の熱源から供給される熱量の合計が前記要求熱量に一致し、且つ前記異常熱源を除く熱源全体の前記熱費が最小となるように、各熱源から熱を供給する配分を決定することを特徴とする請求項1に記載の車両の熱源制御装置。
- 前記車両の車室内に供給される熱量に基づいて、前記複数の熱源から前記熱交換部へ実際に供給される熱量の合計である実熱量を算出する実熱量算出手段を備え、
前記異常熱量算出手段は、前記実熱量から、前記異常熱源を除く熱源から前記熱交換部へ供給される熱量の合計を引いて、前記異常熱量を算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の車両の熱源制御装置。 - 前記異常熱源検出手段は、前記熱源から供給する熱量と前記熱費との関係を取得することのできない熱源を前記異常熱源として検出することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両の熱源制御装置。
- 前記異常熱源検出手段は、前記熱源から供給する熱量を算出する処理負荷が所定よりも大きい熱源を前記異常熱源として検出することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の車両の熱源制御装置。
- 前記車両にはバッテリが搭載されており、
前記複数の熱源は、電力を熱に変換してその熱を供給する電動熱源を含み、
前記異常熱源検出手段は、前記バッテリから前記電動熱源へ電力を正常に供給できない場合に、前記電動熱源を前記異常熱源として検出することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の車両の熱源制御装置。 - 前記異常熱源検出手段は、前記熱源から供給される熱量の大きさが異常である熱源を前記異常熱源として検出することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の車両の熱源制御装置。
- 各熱源において熱を供給するために消費される燃料量を熱量の関数として、前記熱量の関数を熱量で微分した微分値である熱量増分燃料量を算出する熱量増分燃料量算出手段を備え、
前記熱量配分決定手段は、前記複数の熱源から供給される熱量の合計が前記要求熱量に一致し、且つ前記異常熱源を除く各熱源の前記熱量増分燃料量が互いに一致するように、各熱源から熱を供給する配分を決定することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の車両の熱源制御装置。
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