JP7331999B2 - 熱エネルギー制御システム - Google Patents
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Description
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。
<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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
<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。
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。
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。
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
Claims (7)
- 車両に搭載される熱エネルギー制御システムであって、
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、前記要求熱量に対して前記複数の熱源の供給可能熱量の総量が小さい場合、相対的に優先度が低く設定された熱要求を破棄する、熱エネルギー制御システム。 - 前記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を含む、請求項1に記載の熱エネルギー制御システム。
- 車両に搭載される熱エネルギー制御システムであって、
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、
少なくとも1つの前記熱源から出力された駆動指示に基づいて駆動され、当該駆動指示を出力した、前記少なくとも1つの熱源が供給する熱量を制御可能な複数の駆動装置を含んでおり、
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、熱エネルギー制御システム。 - 前記駆動装置は、棄却した前記駆動指示を出力した熱源に対して、前記駆動指示を棄却したこと示す棄却通知を出力し、
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3に記載の熱エネルギー制御システム。 - 前記駆動装置は、前記駆動指示を出力した熱源に対して駆動量を出力し、
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3または4に記載の熱エネルギー制御システム。 - 前記熱量分配器は、前記複数の熱源の各々から受信した実供給熱量に基づいて、前記熱源の各々に割り当てた熱量を修正する、請求項5に記載の熱エネルギー制御システム。
- 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を更に備え、
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1~6のいずれかに記載の熱エネルギー制御システム。
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