(57)【要約】【課題】吸熱または排熱を行う複数のユニットを備える車両において、複数のユニットの熱要求を効率的に調停することができる熱要求調停装置を提供する。【解決手段】熱要求調停装置は、熱回路毎に要求熱量を集約し、熱回路間の移動可能熱量に基づいて、各熱回路に割り当てる吸熱量または排熱量を算出した後、算出した吸熱量または排熱量に基づいて、各熱回路に含まれるユニットに吸熱量または排熱量を配分する。熱回路間における熱要求の調停と、各熱回路内における熱要求の調停とを分けて実行することにより、複数のユニットからの熱要求の調停を効率的に行うことができる。【選択図】図１
2020152277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温の冷却水を循環させることが可能な第１の熱回路と、低温の冷却水を循環させることが可能な第２の熱回路と、冷媒を状態変化させながら循環させ、前記第１の熱回路及び前記第２の熱回路のそれぞれと熱交換可能な第３の熱回路と、前記第１〜第３の熱回路を循環するいずれかの熱媒体を介して吸熱または放熱を行う複数のユニットとを備える車両に搭載され、前記複数のユニットの熱要求を調停する熱要求調停装置であって、
前記複数のユニットのそれぞれが要求する吸熱量または排熱量を取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記複数のユニットのそれぞれが要求する吸熱量または排熱量に基づいて、前記第１〜第３の熱回路のそれぞれが要求する吸熱量または排熱量を算出する算出部と、
前記算出部が算出した前記第１〜第３の熱回路のそれぞれが要求する吸熱量または排熱量と、前記第２の熱回路から前記第３の熱回路への移動可能熱量と、前記第３の熱回路から前記第１の熱回路への移動可能熱量とに基づいて、前記第１〜第３の熱回路のそれぞれに割り当てる吸熱量または排熱量を決定する調停部と、
前記調停部が決定した吸熱量または排熱量に基づいて、前記第１〜第３の熱回路に含まれるユニットのそれぞれに吸熱量または排熱量を配分する配分部とを備える、熱要求調停装置。
【請求項２】
前記吸熱量、前記排熱量及び前記移動可能熱量は、単位時間当たりに移動する熱エネルギーの量により表される、請求項１に記載の熱要求調停装置。
【請求項３】
前記第１の熱回路は、前記冷却水を冷却する第１のラジエータを備え、
前記調停部は、更に、前記第１のラジエータの放熱可能量に基づいて、前記第１〜第３の熱回路のそれぞれに割り当てる吸熱量または排熱量を決定する、請求項１または２に記載の熱要求調停装置。
【請求項４】
前記第２の熱回路は、前記冷却水を冷却する第２のラジエータを備え、
前記調停部は、更に、前記第２のラジエータの放熱可能量に基づいて、前記第１〜第３の熱回路のそれぞれに割り当てる吸熱量または排熱量を決定する、請求項１〜３のいずれかに記載の熱要求調停装置。
【請求項５】
前記第２の熱回路と前記第３の熱回路とは、第１の熱交換器を介して結合されており、
前記配分部は、前記第２の熱回路に割り当てられた排熱量を、前記第２の熱回路から前記第１の熱交換器を介して前記第３の熱回路に移動させる移動熱量として決定する、請求項１〜４のいずれかに記載の熱要求調停装置。
【請求項６】
前記第１の熱回路と前記第３の熱回路とは、第２の熱交換器を介して結合されており、
前記配分部は、前記第２及び第３の熱回路に割り当てられた排熱量の和を、前記第３の熱回路から前記第２の熱交換器を介して前記第１の熱回路に移動させる移動熱量として決定する、請求項１〜５のいずれかに記載の熱要求調停装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載された複数のユニットからの熱要求を調停する熱要求調停装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、冷凍回路、低水温回路及び高水温回路を備え、冷凍回路及び高水温回路がコンデンサを介して熱交換可能であり、冷凍回路及び低水温回路が冷媒−水熱交換器を介して熱交換可能である車両用空調装置が記載されている。特許文献１に記載の車両用空調装置では、冷凍回路と低水温回路との間で熱交換可能なサブクール（ＳＣ）コンデンサを設け、ＳＣコンデンサで冷凍回路の冷媒の冷却を促進することにより、冷凍回路の効率改善を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１８６９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されるような複数の熱回路間で熱移動が可能なシステムでは、各熱回路に含まれるユニットの吸熱／排熱要求の組み合わせが膨大であり、吸熱／排熱要求の調停が複雑となる。したがって、複数のユニットの熱要求を調停するための仕組みには改善の余地がある。
【０００５】
それ故に、本発明は、吸熱または排熱を行う複数のユニットを備える車両において、複数のユニットの熱要求を効率的に調停することができる熱要求調停装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、高温の冷却水を循環させることが可能な第１の熱回路と、低温の冷却水を循環させることが可能な第２の熱回路と、冷媒を状態変化させながら循環させ、第１の熱回路及び第２の熱回路のそれぞれと熱交換可能な第３の熱回路と、第１〜第３の熱回路を循環するいずれかの熱媒体を介して吸熱または放熱を行う複数のユニットとを備える車両に搭載され、複数のユニットの熱要求を調停する熱要求調停装置に関する。熱要求調停装置は、複数のユニットのそれぞれが要求する吸熱量または排熱量を取得する取得部と、取得部が取得した複数のユニットのそれぞれが要求する吸熱量または排熱量に基づいて、第１〜第３の熱回路のそれぞれが要求する吸熱量または排熱量を算出する算出部と、算出部が算出した第１〜第３の熱回路のそれぞれが要求する吸熱量または排熱量と、第２の熱回路から第３の熱回路への移動可能熱量と、第３の熱回路から第１の熱回路への移動可能熱量とに基づいて、第１〜第３の熱回路のそれぞれに割り当てる吸熱量または排熱量を決定する調停部と、調停部が決定した吸熱量または排熱量に基づいて、第１〜第３の熱回路に含まれるユニットのそれぞれに吸熱量または排熱量を配分する配分部とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、吸熱または排熱を行う複数のユニットを備える車両において、複数のユニットの熱要求を効率的に調停することができる熱要求調停装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る熱要求調停装置及び熱回路の概略構成を示す機能ブロック図
【図２】図１に示す熱回路の構成例を示すブロック図
【図３】熱要求収集フェーズにおける熱要求調停装置の機能の階層構造を示す図
【図４】回答フェーズにおける熱要求調停装置の機能の階層構造を示す図
【図５Ａ】熱要求調停装置が熱要求を調停するために実行する制御処理を示すフローチャート
【図５Ｂ】図５Ａに続く制御処理を示すフローチャート
【図６】熱要求調停装置が各回路内のユニットに熱量を配分するために実行する制御処理を示すフローチャート
【図７Ａ】熱要求調停処理の第１の具体例を説明するための図
【図７Ｂ】熱要求調停処理の第１の具体例を説明するための図
【図７Ｃ】熱要求調停処理の第１の具体例を説明するための図
【図７Ｄ】熱要求調停処理の第１の具体例を説明するための図
【図７Ｅ】熱要求調停処理の第１の具体例を説明するための図
【図８】各ユニットの要求熱量を算出する方法の一例を示す図
【図９Ａ】熱要求調停処理の第２の具体例を説明するための図
【図９Ｂ】熱要求調停処理の第２の具体例を説明するための図
【図９Ｃ】熱要求調停処理の第２の具体例を説明するための図
【図９Ｄ】熱要求調停処理の第２の具体例を説明するための図
【図９Ｅ】熱要求調停処理の第２の具体例を説明するための図
【図１０Ａ】熱要求調停処理の第３の具体例を説明するための図
【図１０Ｂ】熱要求調停処理の第３の具体例を説明するための図
【図１０Ｃ】熱要求調停処理の第３の具体例を説明するための図
【図１０Ｄ】熱要求調停処理の第３の具体例を説明するための図
【図１０Ｅ】熱要求調停処理の第３の具体例を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の一実施態様に係る熱要求調停装置は、熱回路毎に要求される吸熱量または排熱量を集約し、熱回路間の移動可能熱量に基づいて、各熱回路に割り当てる吸熱量または排熱量を算出した後、算出した吸熱量または排熱量に基づいて、各熱回路に含まれるユニットに吸熱量または排熱量を配分する。熱回路間における熱要求の調停と、各熱回路内における熱要求の調停とを分けて実行することにより、複数のユニットからの熱要求の調停を効率的に行うことができ、各熱回路のユニット構成の変更による影響も低減できる。
【００１０】
（実施形態）
＜構成＞
図１は、実施形態に係る熱要求調停装置及び熱回路の概略構成を示す機能ブロック図である。
【００１１】
熱要求調停装置１は、高温冷却回路ＨＴ、低温冷却回路ＬＴ及び冷媒回路ＲＥの３つの熱回路を備える車両に搭載され、各熱回路に含まれる複数のユニットの熱要求を調停する装置である。熱要求調停装置１は、車載ネットワークを介して、各熱回路に含まれるユニットの制御装置と通信可能である。高温冷却回路ＨＴ、低温冷却回路ＬＴ及び冷媒回路ＲＥは、それぞれ熱媒体を循環させる流路を有する。各熱回路に含まれるユニットは、熱媒体との間で熱交換を行うことができる。また、冷媒回路ＲＥは、高温冷却回路ＨＴ及び低温冷却回路ＬＴのそれぞれと熱交換可能に結合されている。ここで、ユニットからの熱要求は、ユニットが要求する吸熱量またはユニットが要求する排熱量の値を含む情報である。本実施形態では、吸熱量または排熱量は、単位時間当たりの熱エネルギーの移動量（仕事率、単位：Ｗ）で表されるものとして説明する。また、以下では、説明の便宜上、ユニットが要求する吸熱量またはユニットが要求する排熱量を、「ユニットの要求熱量」といい、熱回路が要求する吸熱量または熱回路が要求する排熱量を、「熱回路の要求熱量」という。
【００１２】
熱要求調停装置１は、取得部２と、算出部３と、調停部４と、配分部５とを備える。取得部２は、各熱回路に含まれる複数のユニットの制御装置から通信により要求熱量を取得する。算出部３は、取得部２が取得した複数のユニットの要求熱量を熱回路毎に集計し、各熱回路の要求熱量を算出する。調停部４は、算出部３が算出した各熱回路の要求熱量と、高温冷却回路ＨＴと冷媒回路ＲＥとの間での移動可能熱量と、低温冷却回路ＬＴと冷媒回路ＲＥとの間での移動可能熱量とに基づいて、各熱回路に許容する割り当て熱量を決定する。割り当て熱量は、各熱回路に割り当てられた吸熱量または排熱量である。本実施形態では、熱回路間の移動可能熱量及び割り当て熱量は、要求熱量と同様に単位時間当たりの熱エネルギーの移動量で表される。配分部５は、調停部４によって決定された各熱回路への割り当て熱量に基づいて、各熱回路に含まれるユニットに熱量を配分する。尚、熱要求調停装置１が実行する処理の詳細については後述する。
【００１３】
図２は、図１に示す熱回路の構成例を示すブロック図である。尚、図２においては、熱媒体が循環する流路を太線で示している。
【００１４】
高温冷却回路ＨＴは、冷却水を循環させる回路であり、ヒータコア１１と、電気ヒータ１２と、ラジエータ１３と、ウォーターポンプ１４とを備える。高温冷却回路ＨＴは、車室内の暖房のために冷却水に蓄熱する機能と、冷媒回路ＲＥから熱交換により受け取った熱を車外に放熱する機能とを有する。ヒータコア１１は、冷却水が流れるチューブとフィンとを有し、フィンを通過する空気と冷却水の間で熱交換を行うユニットである。電気ヒータ１２は、冷却水の温度が不足する際に冷却水を加熱するユニットである。ラジエータ１３は、冷却水を空冷するためのユニットであり、冷却水が流れるチューブとフィンを有し、フィンを通過する空気と冷却水との間で熱交換を行うラジエータコアと、ラジエータコアの前方に設けられ、ラジエータコアへの通風量を増減させるグリルシャッターと、ラジエータコアの後方に設けられ、ラジエータコアに強制通風を行うためのラジエータファンとを有する。ウォーターポンプ１４は、冷却水を循環させるユニットである。
【００１５】
高温冷却回路ＨＴにおいて、ヒータコア１１及びラジエータ１３は冷却水から吸熱を行うことができるユニットであり、電気ヒータ１２は冷却水への排熱を行うことができるユニットである。また、ウォーターポンプ１４自体は、吸熱及び排熱のいずれも行わないが、冷却水の流速に応じて、ラジエータ１３の放熱量及び後述する水冷コンデンサ４２を介した冷媒回路ＲＥへの移動熱量を変化させることができるユニットである。
【００１６】
低温冷却回路ＬＴは、冷却水を循環させる回路であり、バッテリ２１と、パワーコントロールユニット（以下、「ＰＣＵ」という）２２と、トランスアクスル（以下、「ＴＡ」という）２３と、ラジエータ２４と、ウォーターポンプ２５とを備える。バッテリ２１は、走行用モータに供給するための電力を蓄積するユニットである。ＰＣＵ２２は、走行用モータを駆動するインバータや電圧変換を行うＤＣＤＣコンバータ等を含み、走行用モータに供給する電力を制御するユニットである。ＴＡ２３は、走行用モータ、発電機、動力分割機構及びトランスミッションを一体化したユニットである。ラジエータ２４は、冷却水を空冷するためのユニットであり、冷却水が流れるチューブとフィンを有し、フィンを通過する空気と冷却水との間で熱交換を行うラジエータコアと、ラジエータコアの前方に設けられ、ラジエータコアへの通風量を増減させるグリルシャッターと、ラジエータコアの後方に設けられ、ラジエータコアに強制通風を行うためのラジエータファンとを有する。ウォーターポンプ２５は、冷却水を循環させるユニットである。
【００１７】
低温冷却回路ＬＴにおいて、ラジエータ２４は冷却水から吸熱を行うことができるユニットであり、バッテリ２１、ＰＣＵ２２及びＴＡ２３は、冷却水の流路の一部を構成するウォータージャケットを介して冷却水へ排熱を行うことができるユニットである。ウォーターポンプ２５自体は、吸熱及び排熱のいずれも行わないが、冷却水の流速に応じて、バッテリ２１、ＰＣＵ２２、ＴＡ２３から冷却水への排熱量、ラジエータ２４の放熱量、及び、後述するチラー４１を介した冷媒回路ＲＥへの移動熱量を制御することができるユニットである。低温冷却回路ＬＴは、バッテリ２１、ＰＣＵ２２及びＴＡ２３を冷却して信頼性を確保するために設けられるものであるので、低温冷却回路ＬＴを循環する冷却水の温度は、通常、高温冷却回路ＨＴを循環する冷却水の温度よりも低く維持される。
【００１８】
尚、以下の説明では、高温冷却回路ＨＴの冷却水と低温冷却回路ＬＴの冷却水とを区別する目的で、前者を「高温冷却水」といい、後者を「低温冷却水」という場合がある。
【００１９】
冷媒回路ＲＥは、冷媒を状態変化させながら循環させる回路であり、コンプレッサ３１と、エバポレータ３２と、水冷コンデンサ４２とを備える。冷媒回路ＲＥにおいては、コンプレッサ３１が圧縮した冷媒を水冷コンデンサ４２で凝縮させ、凝縮させた冷媒をエバポレータ３２に設けられた膨張弁からエバポレータ３２内に噴射して膨張させることにより、エバポレータ３２の周囲の空気から吸熱を行うことができる。冷媒回路ＲＥにおいて、コンプレッサ３１及びエバポレータ３２は、冷媒に対して排熱を行うことができるユニットである。また、水冷コンデンサ４２は、冷媒から吸熱し、高温冷却回路ＨＴの冷却水へ排熱することができるユニットである。
【００２０】
冷媒回路ＲＥは、チラー４１を介して低温冷却回路ＬＴと熱交換可能に結合されており、低温冷却回路ＬＴで発生した熱を、チラー４１を介して冷媒回路ＲＥに移動させることが可能である。また、冷媒回路ＲＥは、水冷コンデンサ４２を介して高温冷却回路ＨＴと熱交換可能に結合されており、冷媒回路ＲＥで発生した熱及び／または低温冷却回路ＬＴから冷媒回路ＲＥに移動させた熱を、水冷コンデンサ４２を介して高温冷却回路ＨＴに移動させることができる。
【００２１】
尚、図２では、電気電動車に搭載される熱回路を例として説明したが、本実施形態に係る熱要求調停装置は、ハイブリッド車に適用することも可能である。ハイブリッド車の場合は、高温冷却回路ＨＴをエンジンの冷却に使用することができる。
【００２２】
以下、図３及び図４を参照しながら、熱要求調停装置の機能の階層構造を説明する。
【００２３】
図３は、熱要求収集フェーズにおける熱要求調停装置の機能の階層構造を示す図であり、図４は、回答フェーズにおける熱要求調停装置の機能の階層構造を示す図である。
【００２４】
本実施形態に係る熱回路の制御は、車両の各ユニットにおいて発生している熱要求を収集する熱要求収集フェーズと、収集した熱要求を調停し、調停結果に基づいて配分した吸熱量または排熱量を各ユニットに回答する回答フェーズとから構成される。また、熱要求収集フェーズ及び回答フェーズのそれぞれにおいて実行される制御は、３つの制御レイヤーに階層化されている。各制御レイヤーで行う処理は次の通りである。
【００２５】
レイヤー１（Ｌ１）：熱要求調停装置１は、３つの熱回路のそれぞれの要求熱量と熱回路間の移動可能熱量とに基づいて各熱回路の要求熱量を調停し、各熱回路に割り当てる吸熱量または排熱量と熱回路間の移動熱量とを決定する。レイヤー１において、各熱回路の要求熱量及び熱回路間の移動熱量を調整することにより、３つの熱回路で発生する熱量を有効に活用し、車両全体での熱利用効率やユニットの冷却効率の最適化等を図ることができる。例えば、ユニットの冷却で生じた排熱を車室内の暖房に利用したり、複数の熱回路を利用してユニットの冷却を促進させたりすることを効率的に行うことが可能となる。
【００２６】
レイヤー２（Ｌ２）：熱要求調停装置１は、各熱回路内における各ユニットの熱要求を調停し、各ユニットに熱量を配分する。レイヤー２における各熱回路内における熱要求の調停をレイヤー１における熱回路間の熱要求の調停と分けて行うことにより、熱要求の調停を効率的に行うことができる。また、車種やグレード等の違いにより各熱回路の構成ユニットが変わったとしても、構成ユニットの変更が熱回路間の熱要求の調停に影響しないため、調停機能の全体を変更する必要がなく、熱要求調停装置１の汎用性を向上させることができる。
【００２７】
レイヤー３（Ｌ３）：各ユニットを制御するＥＣＵ等の制御装置が、各ユニットによる熱媒体からの吸熱量または熱媒体への排熱量の制御を行う。ユニットによる熱媒体からの吸熱量の増減は、例えば、ヒータコア１１を流れる高温冷却水の流路や流速、ラジエータ１３または２４のファンの回転数やグリルシャッターの開度、ウォーターポンプ１４または２５により調整される冷却水の流速を制御することによって行うことができる。また、ユニットによる熱媒体への排熱量の増減は、例えば、電気ヒータ１２の出力、コンプレッサ３１の出力、エバポレータ３２の膨張弁の開度、ＰＣＵ２２及びＴＡ２３によるバッテリ２１からの電力消費を制御することによって行うことができる。また、吸熱量、排熱量また移動熱量を効率的に制御するため、各熱回路において、吸熱量を増減させる制御と排熱量を増減させる制御とを協調的に行うことが好ましい。
【００２８】
尚、図３及び図４の例では、レイヤー０（Ｌ０）として、熱媒体や車室内外の温度等の状況（シチュエーション）と、空調の設定等の車両状態とを判断し、判断結果に基づいて使用する熱回路の選定や、各熱回路内における流路の切り替え等を行う制御レイヤーが設けられている。
【００２９】
以下、熱要求収集フェーズ及び回答フェーズにおける制御レイヤーを調停処理の順序に従って具体的に説明する。
【００３０】
［熱要求収集フェーズ］
Ｌ３：図３に示した熱要求収集フェーズでは、まず、レイヤー３の制御として、各熱回路に含まれる、吸熱または排熱を行うユニットの制御装置が、要求する吸熱量または排熱量を算出する。ユニットの制御装置は、ユニットの吸熱量または排熱量を、制御目標値（温度）に達するために必要な単位時間当たりの吸熱量または排熱量として算出する。各熱回路の熱媒体が異なるため、温度のみで熱回路間の熱要求を集約及び調停することは困難であるが、熱要求の単位を統一することにより、レイヤー２における熱要求の集約とレイヤー１における各熱回路の熱要求の比較及び調整を容易に行うことができる。
【００３１】
Ｌ２：次に、レイヤー２の制御として、熱要求調停装置１が吸熱または排熱を要求するユニットのそれぞれから、レイヤー３の制御で算出された要求熱量を取得する。熱要求調停装置１は、取得した要求熱量を熱回路毎に集約し、高温冷却回路ＨＴ全体の要求熱量、低温冷却回路ＬＴ全体の要求熱量及び冷媒回路ＲＥ全体の要求熱量を算出する。
【００３２】
Ｌ１：次に、レイヤー１の制御として、熱要求調停装置１が、レイヤー２の制御で算出された各熱回路の要求熱量を収集し、各熱回路が要求する吸熱量または排熱量を把握する。
【００３３】
［回答フェーズ］
Ｌ１：図４に示した回答フェーズでは、まず、熱要求調停装置１は、レイヤー１の制御として、熱要求収集フェーズで収集した各熱回路の要求熱量の調停を行い、各熱回路に許容する吸熱量または排熱量を割り当てる。この際、熱要求調停装置１は、熱回路間の移動可能熱量を取得し、取得した移動可能熱量に基づいて、各熱回路に割り当てる熱量を決定する。低温冷却回路ＬＴからチラー４１を介した冷媒回路ＲＥへの移動可能熱量は、低温冷却回路ＬＴのウォーターポンプ２５により制御される低温冷却水の流速と、冷却水及び冷媒の温度差とに基づいて算出することができる。また、冷媒回路ＲＥから高温冷却回路ＨＴへの移動可能熱量は、冷媒回路に含まれるコンプレッサ３１の制御量と、冷媒及び高温冷却水との温度差に基づいて算出することができる。また、図２に示した高温冷却回路ＨＴ及び低温冷却回路ＬＴのようにラジエータ１３及び２４が設けられている場合は、熱要求調停装置１は、更に、ラジエータ１３及び２４の一方または両方から車外への放熱可能量を取得し、取得した放熱可能量を更に考慮して、各熱回路に割り当てる吸熱量または排熱量を決定することが好ましい。
【００３４】
Ｌ２：次に、レイヤー２の制御として、熱要求調停装置１は、レイヤー１の制御で各熱回路に割り当てた吸熱量または排熱量に基づいて、各熱回路内に含まれる複数のユニットのそれぞれに吸熱量または排熱量を配分する。レイヤー２の制御における吸熱量または排熱量の配分は、予め定められたユニットの優先順位や配分規則に基づいて行うことができる。熱要求調停装置１は、配分した吸熱量または排熱量を各ユニットの制御装置に出力する。
【００３５】
Ｌ３：次に、レイヤー３の制御として、各熱回路に含まれるユニットの制御装置は、熱要求調停装置１により配分された吸熱量または排熱量に基づいて各ユニットを制御する。
【００３６】
＜制御処理＞
図５Ａ及び図５Ｂは、熱要求調停装置が熱要求を調停するために実行する制御処理を示すフローチャートである。図５Ａ及び図５Ｂに示す制御処理は、車両の始動に伴って開始され、所定の時間間隔で繰り返し実行される。
【００３７】
ステップＳ１：取得部２は、高温冷却回路ＨＴ、低温冷却回路ＬＴ及び冷媒回路ＲＥに含まれる各ユニットから要求熱量を取得する。各ユニットの要求熱量は、各ユニットが要求する吸熱量または要求する排熱量であり、符号が逆の数値によって表すことができる。吸熱及び排熱のいずれも要求しない場合は、要求熱量はゼロとする。上述した通り、要求熱量の集約、比較及び調停を容易に行うために、熱量の単位を単位時間当たりの熱エネルギーの移動量に統一することが好ましい。その後、処理はステップＳ２に進む。
【００３８】
ステップＳ２：算出部３は、取得部２がステップＳ１で取得した各ユニットの要求熱量を熱回路毎に集約し、高温冷却回路ＨＴ全体の要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｈｔ、低温冷却回路ＬＴ全体の要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｌｔ及び冷媒回路ＲＥ全体の要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｒｅを算出する。ステップＳ１で取得する要求熱量を単位時間当たりの熱エネルギーの移動量とすることにより、ステップＳ２における算出処理を加減算により容易に行うことができる。その後、処理はステップＳ３に進む。
【００３９】
ステップＳ３：調停部４は、低温冷却回路ＬＴの要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｌｔを、チラー４１を介して冷媒回路ＲＥに移動可能であるか否かを判定する。この判定は、低温冷却水と冷媒の現在の温度差やウォーターポンプ２５の現在の流速等を用いて算出される、チラー４１の最大移動可能熱量に基づいて行うことができる。ステップＳ３の判定がＹＥＳの場合、処理はステップＳ４に進み、それ以外の場合、処理はステップＳ５に進む。
【００４０】
ステップＳ４：調停部４は、低温冷却回路ＬＴへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｌｔに、要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｌｔをセットする。その後、処理はステップＳ６に進む。
【００４１】
ステップＳ５：調停部４は、低温冷却回路ＬＴへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｌｔに、チラー４１の最大移動可能熱量をセットする。その後、処理はステップＳ６に進む。
【００４２】
ステップＳ６：調停部４は、低温冷却回路ＬＴの要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｌｔと冷媒回路ＲＥの要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｒｅとの和を、水冷コンデンサ４２を介して高温冷却回路ＨＴに移動可能であるか否かを判定する。ステップＳ６の判定がＹＥＳの場合、処理はステップＳ７に進み、それ以外の場合、処理はステップＳ８に進む。
【００４３】
ステップＳ７：調停部４は、冷媒回路ＲＥへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｒｅに要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｒｅをセットする。その後、処理はステップＳ１３に進む。
【００４４】
ステップＳ８：調停部４は、冷媒回路ＲＥの要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｒｅを、水冷コンデンサ４２を介して高温冷却回路ＨＴに移動可能であるか否かを判定する。この判定は、高温冷却水と冷媒の現在の温度差やウォーターポンプ１４の現在の流速等を用いて算出される、水冷コンデンサ４２の最大移動可能熱量に基づいて行うことができる。ステップＳ８の判定がＹＥＳの場合、処理はステップＳ９に進み、それ以外の場合、処理はステップＳ１１に進む。
【００４５】
ステップＳ９：調停部４は、冷媒回路ＲＥへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｒｅに要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｒｅをセットする。その後、処理はステップＳ１０に進む。
【００４６】
ステップＳ１０：調停部４は、低温冷却回路ＬＴへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｌｔに、水冷コンデンサ４２の最大移動可能熱量から冷媒回路ＲＥへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｒｅを差し引いた熱量に更新する。その後、処理はステップＳ１３に進む。
【００４７】
ステップＳ１１：調停部４は、冷媒回路ＲＥへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｒｅに水冷コンデンサ４２の最大移動可能熱量をセットする。その後、処理はステップＳ１２に進む。
【００４８】
ステップＳ１２：調停部４は、低温冷却回路ＬＴへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｌｔを０に更新する。その後、処理はステップＳ１３に進む。
【００４９】
ステップＳ１３：調停部４は、高温冷却回路ＨＴへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｈｔに、冷媒回路ＲＥへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｒｅと低温冷却回路ＬＴへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｌｔとの和をセットする。その後、処理はステップＳ１４に進む。
【００５０】
ステップＳ１４：調停部４は、チラー４１の移動熱量に低温冷却回路ＬＴへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｌｔをセットする。その後、処理はステップＳ１５に進む。
【００５１】
ステップＳ１５：調停部４は、水冷コンデンサ４２の移動熱量に、冷媒回路ＲＥへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｒｅと低温冷却回路ＬＴへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｌｔとの和をセットする。その後、処理を終了する。
【００５２】
以上のステップＳ１〜Ｓ１５の制御処理により、熱回路間の要求熱量の調停を行い、各熱回路に吸熱量または排熱量を割り当てることができる。
【００５３】
尚、上記の制御処理では、ステップＳ８でＮＯ、すなわち、冷媒回路ＲＥの要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｒｅを、水冷コンデンサ４２を介して高温冷却回路ＨＴに移動できないと判定された場合、冷媒回路ＲＥへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｒｅを可能な限り多くし、低温冷却回路ＬＴへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｌｔを０としている（ステップＳ１１及びＳ１２）。このように決定する代わりに、予め定められた配分規則に基づいて、水冷コンデンサ４２の最大移動可能熱量を冷媒回路ＲＥと低温冷却回路ＬＴとに按分しても良い。
【００５４】
また、図２の構成のように低温冷却回路ＬＴにラジエータ２４が設けられている場合は、ラジエータ２４の放熱可能量を考慮することが好ましい。具体的には、ステップＳ３の前に、低温冷却回路ＬＴが要求する排熱量をラジエータ２４から車外に放熱可能か否かを調停部４が判定するステップを設ける。この場合、低温冷却回路ＬＴの要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｌｔは、冷媒回路ＲＥへの移動を要求する熱量（ラジエータ２４から放熱できない熱量）とする。低温冷却回路ＬＴの要求排熱量をラジエータ２４から車外に放熱可能である場合は、要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｌｔを０とし、それ以外の場合は、要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｌｔに、低温冷却回路ＬＴの要求排熱量からラジエータ２４の放熱可能量を差し引いた熱量をセットすれば良い。
【００５５】
更に、図２の構成のように高温冷却回路ＨＴにラジエータ１３が設けられている場合は、ラジエータ１３の放熱可能量を考慮することが好ましい。具体的には、ステップＳ６の判定で用いる水冷コンデンサ４２の移動可能熱量を取得する際に、コンプレッサ３１の動作により冷媒回路ＲＥから高温冷却回路ＨＴへと移動可能な熱量に加えて、高温冷却回路ＨＴにおける要求吸熱量とラジエータ１３の放熱可能量とに基づき、調停部４が、高温冷却回路ＨＴにおける要求吸熱量とラジエータ１３の放熱可能量との和を超えないように移動可能熱量を決定すれば良い。
【００５６】
後述する第３の具体例のように、空調の非使用時には高温冷却回路ＨＴ及び冷媒回路ＲＥが動作していない（熱媒体を循環させていない）ことが考えられる。また、暖房使用時に冷媒回路ＲＥが動作していないことが考えられる。冷媒回路ＲＥ及び／または高温冷却回路ＨＴの非動作時に、低温冷却回路ＬＴの要求排熱量をラジエータ２４だけで排熱できない場合や、バッテリ２１等の冷却のために低温冷却水の温度を速やかに低下させたい場合には、低温冷却回路ＬＴからの排熱のために、冷媒回路ＲＥ及び／または高温冷却回路ＨＴを動作させることを想定して各熱回路に熱量を割り当てても良い。具体的には、図５ＡのステップＳ２の次に、低温冷却回路ＬＴからの要求排熱量がラジエータ２４の放熱可能量を超えているか否かを判定し、低温冷却回路ＬＴからの要求排熱量がラジエータ２４の放熱可能量を超えている場合に、冷媒回路ＲＥ及び／または高温冷却回路ＨＴが非動作であれば、動作させた場合の吸熱量または排熱量を、冷媒回路ＲＥの要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｌｔ及び／または高温冷却回路ＨＴの要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｈｔにセットすれば良い。
【００５７】
図６は、熱要求調停装置が各回路内のユニットに熱量を配分するために実行する制御処理を示すフローチャートである。図６に示す制御処理は、図５Ａ及び図５Ｂに示した制御処理に続いて実行される。
【００５８】
ステップＳ２１：配分部５は、低温冷却回路ＬＴへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｒｅが要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｌｔと等しいか否かを判定する。ステップＳ２１の判定がＹＥＳの場合、処理はステップＳ２２に進み、それ以外の場合、処理はステップＳ２３に進む。
【００５９】
ステップＳ２２：配分部５は、低温冷却回路ＬＴに含まれる各ユニットから要求された吸熱量または排熱量をそのまま各ユニットに配分する。その後、処理はステップＳ２４に進む。
【００６０】
ステップＳ２３：配分部５は、低温冷却回路ＬＴへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｌｔを、予め定められた低温冷却回路ＬＴ内の配分規則に基づいて各ユニットに配分する。配分規則は、低温冷却回路ＬＴのユニット毎に設定された冷却または加熱の優先度等に基づいて定義することができる。その後、処理はステップＳ２４に進む。
【００６１】
ステップＳ２４：配分部５は、冷媒回路ＲＥへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｒｅが要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｒｅと等しいか否かを判定する。ステップＳ２４の判定がＹＥＳの場合、処理はステップＳ２５に進み、それ以外の場合、処理はステップＳ２６に進む。
【００６２】
ステップＳ２５：配分部５は、冷媒回路ＲＥに含まれる各ユニットから要求された排熱量をそのまま各ユニットに配分する。その後、処理はステップＳ２７に進む。
【００６３】
ステップＳ２６：配分部５は、冷媒回路ＲＥへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｌｔを、予め定められた冷媒回路ＲＥ内の配分規則に基づいて各ユニットに配分する。配分規則は、車室内の快適性等に基づいて定義することができる。その後、処理はステップ２７に進む。
【００６４】
ステップＳ２７：配分部５は、高温冷却回路ＨＴへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｈｔが要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｈｔと等しいか否かを判定する。ステップ２７の判定がＹＥＳの場合、処理はステップＳ２８に進み、それ以外の場合、処理はステップＳ２９に進む。
【００６５】
ステップＳ２８：配分部５は、高温冷却回路ＨＴに含まれる各ユニットから要求された吸熱量をそのまま各ユニットに配分する。その後、処理を終了する。
【００６６】
ステップＳ２９：配分部５は、高温冷却回路ＨＴへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｈｔを充足するように、予め定められた高温冷却回路ＨＴ内の配分規則に基づいて各ユニットに熱量を配分する。具体的には、高温冷却回路ＨＴが要求した吸熱量よりも割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｈｔが少ない場合、吸熱量の不足分を電気ヒータ１２に配分する。また、低温冷却回路ＬＴ及び冷媒回路ＲＥからの排熱要求が多く、高温冷却回路ＨＴが要求する吸熱量よりも割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｈｔが多い場合、電気ヒータ１２に配分する吸熱量を減少させたり、ラジエータ１３からの排熱量を増加させたりする。その後、処理を終了する。
【００６７】
図６の処理が終了した後、各熱回路に含まれる各ユニットの制御装置は、各ユニットの吸熱量または排熱量が配分部５によって配分された量となるように、制御対象のユニットを制御する。具体的には、図４のレイヤー３に示したように、高温冷却回路ＨＴでは、各ユニットの吸熱量または排熱量が配分された量となるように、ヒータコア１１の温度、電気ヒータ１２の出力、ラジエータ１３が備えるラジエータファンの回転数及び／またはグリルシャッターの開度、ウォーターポンプ１４の流速等を制御する。低温冷却回路ＬＴでは、各ユニットの吸熱量または排熱量が配分された量となるように、バッテリ２１の電力消費、ＰＣＵ２２の出力、ＴＡ２３の出力、ラジエータ２４が備えるラジエータファンの回転数及び／またはグリルシャッターの開度、ウォーターポンプ２５により調整される冷却水の流速等を制御する。冷媒回路ＲＥでは、各ユニットの排熱量または吸熱量が配分された量となるように、コンプレッサ３１の出力、エバポレータ３２に冷媒を噴射させる膨張弁の開度等を制御する。
【００６８】
＜第１の具体例＞
図７Ａ〜図７Ｅは、熱要求調停処理の第１の具体例を説明するための図であり、図８は、各ユニットの要求熱量を算出する方法の一例を示す図である。第１の具体例は、高温冷却回路ＨＴで吸熱要求が発生し、低温冷却回路ＬＴ及び冷媒回路ＲＥで排熱要求が発生したケースを想定したものである。尚、図７Ａ〜図７Ｅにおいて、縦軸の正方向は、熱媒体からのユニットの吸熱量を表し、縦軸の負方向は、熱媒体への排熱量を表す。また、低温冷却回路ＬＴから冷媒回路ＲＥへの移動量をチラー４１の排熱量とし、冷媒回路ＲＥから高温冷却回路ＨＴへの移動量を水冷コンデンサ４２の排熱量とする。図における吸熱量及び排熱量の表し方は、後述する図９Ａ〜図１０Ｅにおいても同様である。
【００６９】
まず、図７Ａに示すように、取得部２が各熱回路に含まれるユニットのそれぞれから要求熱量を取得する（要求収集フェーズのＬ３）。各ユニットの制御装置は、図８に示すような、制御対象の温度（気温、水温等）を現在値から制御目標値まで変化させるために必要な吸熱量または排熱量の時間変化がマッピングされたマップデータを予め保持しており、このマップデータに基づいて必要な吸熱量または排熱量を求める。ヒータコア１１、エバポレータ３２、コンプレッサ３１、バッテリ２１、ＰＣＵ２２及びＴＡ２３の要求熱量をそれぞれ、Ｑｒｅｑ＿ｈｔｒ、Ｑｒｅｑ＿ｅｖａ、Ｑｒｅｑ＿ｃｐ、Ｑｒｅｑ＿ｂａｔ、Ｑｒｅｑ＿ｐｃｕ及びＱｒｅｑ＿ｔａとする。
【００７０】
次に、図７Ｂに示すように、算出部３が熱回路毎に要求熱量を集約し、高温冷却回路ＨＴの要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｈｔ、冷媒回路ＲＥの要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｒｅ及び低温冷却回路ＬＴの要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｌｔを以下の演算により算出する（要求収集フェーズのＬ２）。算出部３による集約処理により、調停部４は、各熱回路の要求熱量を参照することができる（要求収集フェーズのＬ１）。
Ｑｒｅｑ＿ｈｔ＝Ｑｒｅｑ＿ｈｔｒ
Ｑｒｅｑ＿ｒｅ＝Ｑｒｅｑ＿ｅｖａ＋Ｑｒｅｑ＿ｃｐ
Ｑｒｅｑ＿ｌｔ＝Ｑｒｅｑ＿ｂａｔ＋Ｑｒｅｑ＿ｐｃｕ＋Ｑｒｅｑ＿ｔａ
【００７１】
次に、図７Ｃに示すように、算出部３が算出した高温冷却回路ＨＴ、冷媒回路ＲＥ及び低温冷却回路ＬＴの要求熱量と、チラー４１の最大移動可能熱量と、水冷コンデンサ４２の最大移動可能熱量とに基づいて調停部４が要求熱量の調停を行う（回答フェーズのＬ１）。図７Ｃの例で、低温冷却回路ＬＴの要求熱量は、チラー４１の最大移動可能熱量以下であり、冷媒回路ＲＥ及び低温冷却回路ＬＴの要求熱量の和は、水冷コンデンサ４２の最大移動可能熱量以下、かつ、高温冷却回路ＨＴの要求熱量未満である。
【００７２】
次に、図７Ｄに示すように、調停部４は、各熱回路に対して吸熱量または排熱量を割り当てる（回答フェーズのＬ２）。図７Ｃに示したように、冷媒回路ＲＥ及び低温冷却回路ＬＴから排出される熱は全て高温冷却回路ＨＴに移動可能であるので、調停部４は、冷媒回路ＲＥへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｒｅ及び低温冷却回路ＬＴへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｌｔを、それぞれ要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｒｅ及びＱｒｅｑ＿ｌｔとする。また、調停部４は、高温冷却回路ＨＴへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｈｔを、要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｒｅ及びＱｒｅｑ＿ｌｔの和とする。
【００７３】
次に、図７Ｅに示すように、配分部５は、各熱回路に割り当てられた吸熱量または排熱量を熱回路内のユニットに配分する（回答フェーズのＬ３）。この例では、配分部５は、エバポレータ３２、コンプレッサ３１、バッテリ２１、ＰＣＵ２２、ＴＡ２３に対して、それぞれ、Ｑｒｅｑ＿ｅｖａ、Ｑｒｅｑ＿ｃｐ、Ｑｒｅｑ＿ｂａｔ、Ｑｒｅｑ＿ｐｃｕ及びＱｒｅｑ＿ｔａを配分する。冷媒回路ＲＥ及び低温冷却回路ＬＴへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｌｔは要求熱量と等しいので、各ユニットに配分される吸熱量または排熱量は、各ユニットが要求した吸熱量または排熱量と等しい。また、チラー４１に対しては、熱移動量として、低温冷却回路ＬＴの要求排熱量と等しいＱｃｍｄ＿ｃｈｉｌが配分される。水冷コンデンサ４２に対しては、熱移動量として、冷媒回路ＲＥ及び低温冷却回路ＬＴの要求排熱量の和に等しいＱｃｍｄ＿ｗｃｏｎが配分される。また、図７Ｃで示したように、高温冷却回路ＨＴの要求吸熱量に対して、冷媒回路ＲＥ及び低温冷却回路ＬＴの要求排熱量の和が不足するので、チラー４１及び水冷コンデンサ４２を介して低温冷却回路ＬＴ及び冷媒回路ＲＥの排熱を全て高温冷却回路ＨＴに移動させた上で、高温冷却回路ＨＴの要求熱量を確保するため不足分の吸熱量を電気ヒータ１２に配分して補う。
【００７４】
＜第２の具体例＞
図９Ａ〜図９Ｅは、熱要求調停処理の第２の具体例を説明するための図である。第２の具体例は、冷房使用時に、冷媒回路ＲＥを利用して低温冷却回路ＬＴのユニットを冷却するケースを想定したものである。この例では、低温冷却回路ＬＴのラジエータ２４だけでバッテリ２１の冷却が十分に行えず、低温冷却回路ＬＴの排熱を冷媒回路ＲＥを介して車外に排出する必要があるものとする。
【００７５】
まず、図９Ａに示すように、取得部２が各熱回路に含まれるユニットのそれぞれから要求熱量を取得する。ラジエータ１３、エバポレータ３２、コンプレッサ３１、バッテリ２１、ＴＡ２３及びＰＣＵ２３の要求熱量をそれぞれ、Ｑｒｅｑ＿ｈｔｒａｄ、Ｑｒｅｑ＿ｅｖａ、Ｑｒｅｑ＿ｃｐ、Ｑｒｅｑ＿ｂａｔ、Ｑｒｅｑ＿ｔａ及びＱｒｅｑ＿ｐｃｕとする。
【００７６】
次に、図９Ｂに示すように、算出部３が熱回路毎に要求熱量を集約し、高温冷却回路ＨＴの要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｈｔ、冷媒回路ＲＥの要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｒｅ及び低温冷却回路ＬＴの要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｌｔを以下の演算により算出する。
Ｑｒｅｑ＿ｈｔ＝Ｑｒｅｑ＿ｈｔｒａｄ
Ｑｒｅｑ＿ｒｅ＝Ｑｒｅｑ＿ｅｖａ＋Ｑｒｅｑ＿ｃｐ
Ｑｒｅｑ＿ｌｔ＝Ｑｒｅｑ＿ｂａｔ＋Ｑｒｅｑ＿ｔａ＋Ｑｒｅｑ＿ｐｃｕ
【００７７】
次に、図９Ｃに示すように、算出部３が算出した高温冷却回路ＨＴ、冷媒回路ＲＥ及び低温冷却回路ＬＴの要求熱量と、チラー４１の最大移動可能熱量と、水冷コンデンサ４２の最大移動可能熱量とに基づいて、調停部４が要求熱量の調停を行う。図９Ｃの例で、低温冷却回路ＬＴの要求熱量は、チラー４１の最大移動可能熱量以下であるが、冷媒回路ＲＥ及び低温冷却回路ＬＴの要求熱量の和は、水冷コンデンサ４２の最大移動可能熱量を超えている。
【００７８】
そこで、図９Ｄに示すように、調停部４は、冷媒回路ＲＥへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｒｅを要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｒｅと等しい熱量とする一方、低温冷却回路ＬＴへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｌｔを、水冷コンデンサ４２の最大移動可能熱量から冷媒回路ＲＥへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｒｅを差し引いた値とする。この例では、調停部４は、冷媒回路ＲＥに優先的に排熱量を割り当て、低温冷却回路ＬＴに対しては、要求排熱量より少ない排熱量を割り当てる。また、調停部４は、高温冷却回路ＨＴへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｈｔを、高温冷却回路ＨＴの要求熱量と、冷媒回路ＲＥ及び低温冷却回路ＬＴへの割り当て熱量との和とする。
【００７９】
次に、図９Ｅに示すように、配分部５は、各熱回路のユニットに吸熱量または排熱量を配分する。この例では、冷媒回路ＲＥへの割り当て熱量は要求熱量と等しいため、配分部５は、エバポレータ３２及びコンプレッサ３１に対して、それぞれの要求排熱量と等しいＱｃｍｄ＿ｅｖａ及びＱｃｍｄ＿ｃｐを配分する。また、低温冷却回路ＬＴへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｌｔは、要求排熱量よりも低減されているので、配分部５は、予め定められたユニットの優先順位に従い割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｌｔを配分する。図９Ｅの例では、バッテリ２１の劣化抑制を優先し、バッテリ２１へ配分するＱｃｍｄ＿ｂａｔを要求排熱量より少なくする。この場合、例えば、バッテリ２１からＰＣＵ２２への電力供給を制限することによりバッテリ２１の発熱（排熱量）を抑制する。また、チラー４１に対しては、熱移動量として、低温冷却回路ＬＴへの割り当て熱量と等しいＱｃｍｄ＿ｃｈｉｌが配分される。水冷コンデンサ４２に対しては、熱移動量として、冷媒回路ＲＥ及び低温冷却回路ＬＴへの割り当て熱量の和に等しいＱｃｍｄ＿ｗｃｏｎが配分される。また、高温冷却回路ＨＴのラジエータ１３に対しては、放熱量として、図９Ｂで取得した要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｈｒａｄと、冷媒回路ＲＥ及び低温冷却回路ＬＴへの割り当て熱量の和が配分される。
【００８０】
＜第３の具体例＞
図１０Ａ〜図１０Ｅは、熱要求調停処理の第３の具体例を説明するための図である。第３の具体例は、空調の非使用時に、低温冷却回路ＬＴのバッテリ２１を冷却するケースを想定したものである。この例では、低温冷却回路ＬＴのラジエータ２４だけでバッテリ２１の冷却が十分に行えず、低温冷却回路ＬＴの排熱を冷媒回路ＲＥを介して車外に排出する必要があるものとする。
【００８１】
まず、図１０Ａに示すように、取得部２が各熱回路に含まれるユニットのそれぞれから要求熱量を取得する。この例では、空調が使用されていないので、高温冷却回路ＨＴ及び冷媒回路ＲＥに含まれるユニットの要求熱量はゼロであり、バッテリ２１の冷却だけが要求されている。バッテリ２１の要求熱量をＱｒｅｑ＿ｂａｔとする。
【００８２】
次に、図１０Ｂに示すように、算出部３が熱回路毎に要求熱量を集約する。バッテリ２１からの排熱のみが要求されているので、高温冷却回路ＨＴの要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｈｔ、冷媒回路ＲＥの要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｒｅ及び低温冷却回路ＬＴの要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｌｔは次の通りである。
Ｑｒｅｑ＿ｈｔ＝Ｑｒｅｑ＿ｒｅ＝０
Ｑｒｅｑ＿ｌｔ＝Ｑｒｅｑ＿ｂａｔ
【００８３】
次に、算出部３が算出した高温冷却回路ＨＴ、冷媒回路ＲＥ及び低温冷却回路ＬＴの要求熱量と、チラー４１の最大移動可能熱量と、水冷コンデンサ４２の最大移動可能熱量とに基づいて、調停部４が要求熱量の調停を行う。この段階では空調が使用されていないので、低温冷却回路ＬＴの排熱を行うために、冷媒回路ＲＥのコンプレッサ３１を動作させることが必要となる。そこで、調停部４は、図１０Ｃに示すように、冷媒回路ＲＥのコンプレッサ３１の動作により要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｒｅが発生したとみなして調停処理を進める。以下、説明の便宜上、ここで設定した冷媒回路ＲＥの要求熱量を「みなしの要求熱量」という。図１０Ｃの例で、低温冷却回路ＬＴの要求熱量は、チラー４１の最大移動可能熱量以下であり、かつ、冷媒回路ＲＥの要求熱量及び低温冷却回路ＬＴのみなしの要求熱量Ｑｒｅａ＿ｒｅの和は、水冷コンデンサ４２の最大移動可能熱量以下である。
【００８４】
そこで、図１０Ｄに示すように、調停部４は、冷媒回路ＲＥへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｒｅをみなしの要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｒｅと等しい熱量とし、低温冷却回路ＬＴへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｌｔを要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｌｔと等しい熱量とする。また、調停部４は、高温冷却回路ＨＴへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｈｔを、冷媒回路ＲＥ及び低温冷却回路ＬＴへの割り当て熱量との和とする。
【００８５】
次に、図１０Ｅに示すように、配分部５は、各熱回路のユニットに割り当て熱量を配分する。この例では、配分部５は、冷媒を循環させるためのコンプレッサ３１に対して、冷媒回路ＲＥへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｒｅと等しいＱｃｍｄ＿ｃｐを配分する。また、配分部５は、バッテリ２１に対して、低温冷却回路ＬＴへの割り当て熱量Ｑｃｍｄ＿ｌｔと等しいＱｃｍｄ＿ｂａｔを配分する。また、配分部５は、チラー４１に対しては、熱移動量として、低温冷却回路ＬＴへの割り当て熱量と等しいＱｃｍｄ＿ｃｈｉｌを配分する。水冷コンデンサ４２に対しては、熱移動量として、冷媒回路ＲＥ及び低温冷却回路ＬＴへの割り当て熱量の和に等しいＱｃｍｄ＿ｗｃｏｎを配分される。また、高温冷却回路ＨＴのラジエータ１３に対しては、放熱量として、冷媒回路ＲＥ及び低温冷却回路ＬＴへの割り当て熱量の和が配分される。
【００８６】
尚、上述した熱要求調停装置１は、プロセッサ、ＲＯＭ及び／またはＲＡＭを有するＥＣＵ等のコンピュータに、図５Ａ〜図６に示した制御処理を実行させることにより実現することができる。
【００８７】
＜効果等＞
以上説明したように、本実施形態に係る熱要求調停装置１では、複数のユニットの熱要求に対する制御を階層化し、熱回路内における熱量の配分と、熱回路間における要求熱量の調停（各熱回路の要求熱量の調整）とを別の制御階層で行う。したがって、熱回路間における要求熱量の調停の際には、各ユニットの熱要求を個別に考慮する必要がなく、熱回路内における熱量の配分の際には、熱回路間の要求熱量を考慮する必要がない。したがって、車両に搭載される複数のユニットからの熱要求の調停と各ユニットに対する熱量の配分とを効率的に行うことが可能となる。また、各ユニットの個別の熱要求は熱回路間の要求熱量の調停時に直接参照されないため、車種やグレード、パワートレインの構成等により、熱回路のそれぞれを構成するユニットが異なる場合でも本実施形態に係る熱要求調停装置１を適用することができ、汎用性に優れる。
【００８８】
また、熱要求調停装置１が制御処理に用いる吸熱量、排熱量、移動可能熱量、熱移動量及び放熱可能量を、単位時間当たりの熱エネルギーの移動量に統一することにより、熱要求の集約や調停、配分を容易に行うことができる。
【００８９】
また、高温冷却回路ＨＴがラジエータ１３を備えている場合、熱回路間の要求熱量の調停時にラジエータ１３の放熱可能量を更に考慮することによって、他の熱回路からの排熱を促進したり、他の熱回路からの放熱可能量を精度良く算出したりすることができる。
【００９０】
また、低温冷却回路ＬＴがラジエータ２３を備えている場合、熱回路間の要求熱量の調停時にラジエータ２４の放熱可能量を更に考慮することによって、低温冷却回路ＬＴに含まれるユニットの冷却を優先的に行うことが可能となる。
【００９１】
＜その他の変形例等＞
尚、上記の実施形態では、ユニット及び熱回路の吸熱量または排熱量を単位時間当たりの熱エネルギーの移動量（Ｗ単位）で表す例を説明したが、ユニット及び熱回路の吸熱量または排熱量を所定の制御時間に渡って要する熱エネルギーの量（Ｊ単位）としても良い。この場合、熱回路間の移動可能熱量も要求熱量と同様に単位時間当たりの熱エネルギーの移動量で表される。各ユニットが要求する吸熱量または排熱量を熱エネルギーの量で表した場合でも、図５Ａ〜図６で説明した制御処理によって、要求熱量の集約、調停及び配分を容易に行うことができ、熱回路を構成するユニット変更による影響も低減できる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明は、車両で発生する複数の熱要求を調停する熱要求調停装置として利用できる。
【符号の説明】
【００９３】
１  熱要求調停装置
２  取得部
３  算出部
４  調停部
５  配分部
１３  ラジエータ
２４  ラジエータ
４１  チラー
４２  水冷コンデンサ
ＨＴ  高温冷却回路
ＬＴ  低温冷却回路
ＲＥ  冷媒回路
【図１】
2020152277.tif 000003
【図２】
2020152277.tif 000004
【図３】
2020152277.tif 000005
【図４】
2020152277.tif 000006
【図５Ａ】
2020152277.tif 000007
【図５Ｂ】
2020152277.tif 000008
【図６】
2020152277.tif 000009
【図７Ａ】
2020152277.tif 000010
【図７Ｂ】
2020152277.tif 000011
【図７Ｃ】
2020152277.tif 000012
【図７Ｄ】
2020152277.tif 000013
【図７Ｅ】
2020152277.tif 000014
【図８】
2020152277.tif 000015
【図９Ａ】
2020152277.tif 000016
【図９Ｂ】
2020152277.tif 000017
【図９Ｃ】
2020152277.tif 000018
【図９Ｄ】
2020152277.tif 000019
【図９Ｅ】
2020152277.tif 000020
【図１０Ａ】
2020152277.tif 000021
【図１０Ｂ】
2020152277.tif 000022
【図１０Ｃ】
2020152277.tif 000023
【図１０Ｄ】
2020152277.tif 000024
【図１０Ｅ】
2020152277.tif 000025