(57)【要約】【課題】車両に搭載された複数の電源からの電力供給を制御する電源制御装置において、演算負荷の増加を抑制しつつ、電力を供給するために消費される燃料量を減少させる。【解決手段】車両には複数の電源（発電機４１、廃熱発電機２５、バッテリ４３）が搭載されている。エネルギ装置５１は、各電源ｉにおいて電力Ｐｉを供給するために消費される燃料量Ｆｉ（Ｐｉ）を電力Ｐｉの関数として、電力Ｐｉの関数を電力Ｐｉで微分した微分値である電力増分燃料量ｄＦ／ｄＰを算出する。そして、複数の電源から供給される電力の合計が負荷要求電力Ｐｒｅｑに一致し、且つ各電源ｉの電力増分燃料量が互いに一致するように、各電源ｉから電力を供給する配分を決定する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された複数の電源から電気負荷への電力供給を制御する電源制御装置であって、
前記複数の電源から前記電気負荷へ供給されるように要求される要求電力を算出する要求電力算出手段と、
各電源において電力を供給するために消費される燃料量を電力の関数として、前記電力の関数を電力で微分した微分値である電力増分燃料量を算出する電力増分燃料量算出手段と、
前記複数の電源から供給される電力の合計が前記要求電力に一致し、且つ各電源の前記電力増分燃料量が互いに一致するように、各電源から電力を供給する配分を決定する電力配分決定手段と、
を備えることを特徴とする車両の電源制御装置。
【請求項２】
各電源において電力と前記電力増分燃料量との関係である電力関係を算出する電力関係算出手段を備え、
前記電力配分決定手段は、前記電力増分燃料量を各電源で互いに一致させて変更しつつ、各電源において前記電力関係に基づき前記電力増分燃料量に対応する電力を算出し、その各電源の電力の合計が前記要求電力に一致するように、各電源から電力を供給する配分を決定することを特徴とする請求項１に記載の車両の電源制御装置。
【請求項３】
前記電力関係算出手段は各電源において供給可能な電力の上限値を設定し、
前記電力配分決定手段は、前記電力増分燃料量を各電源で互いに一致させて増加させつつ、各電源において前記電力関係に基づき前記電力増分燃料量に対応する電力を算出し、その電力が前記上限値に達した電源においては供給する電力を前記上限値とし、その他の電源から供給する電力と前記上限値との合計が前記要求電力に一致するように、各電源から電力を供給する配分を決定することを特徴とする請求項２に記載の車両の電源制御装置。
【請求項４】
前記複数の電源はバッテリを含み、
前記電力関係算出手段は、前記バッテリにおいて電力に対する前記電力増分燃料量を一定値とし、
前記電力配分決定手段は、前記電力増分燃料量を各電源で互いに一致させて前記一定値としつつ、各電源において前記電力関係に基づき前記電力増分燃料量に対応する電力を算出し、前記バッテリから供給する電力とその他の電源から供給する電力との合計が前記要求電力に一致するように、前記バッテリから供給する電力を決定することを特徴とする請求項２又は３に記載の車両の電源制御装置。
【請求項５】
車両に搭載された複数の電源から電気負荷への電力供給を制御する電源制御装置であって、
前記複数の電源はバッテリを含み、
前記電気負荷へ供給されるように要求される負荷要求電力を算出する負荷要求電力算出手段と、
前記バッテリを除く電源から前記バッテリへ充電のために供給されるように要求される充電要求電力を算出する充電要求電力算出手段と、
前記バッテリを除く各電源において、電力を供給するために消費される燃料量を電力の関数として、前記電力の関数を電力で微分した微分値である電力増分燃料量を算出する電力増分燃料量算出手段と、
前記バッテリを除く電源から供給される電力の合計が、前記負荷要求電力及び前記充電要求電力の合計である総要求電力に一致し、且つ前記バッテリを除く各電源の前記電力増分燃料量が互いに一致するように、前記バッテリを除く各電源から電力を供給する配分を決定する電力配分決定手段と、
を備えることを特徴とする車両の電源制御装置。
【請求項６】
各電源において電力と前記電力増分燃料量との関係である電力関係を算出する電力関係算出手段を備え、
前記電力配分決定手段は、前記バッテリを除く各電源で前記電力増分燃料量を互いに一致させて変更しつつ、前記バッテリを除く各電源において前記電力関係に基づき前記電力増分燃料量に対応する電力を算出し、その各電源の電力の合計が前記総要求電力に一致するように、前記バッテリを除く各電源から電力を供給する配分を決定することを特徴とする請求項５に記載の車両の電源制御装置。
【請求項７】
前記電力関係算出手段は各電源において供給可能な電力の上限値を設定し、
前記電力配分決定手段は、前記バッテリを除く各電源で前記電力増分燃料量を互いに一致させて増加させつつ、前記バッテリを除く各電源において前記電力関係に基づき前記電力増分燃料量に対応する電力を算出し、その電力が前記上限値に達した電源においては供給する電力を前記上限値とし、その他の電源から供給する電力と前記上限値との合計が前記総要求電力に一致するように、前記バッテリを除く各電源から電力を供給する配分を決定することを特徴とする請求項６に記載の車両の電源制御装置。
【請求項８】
前記バッテリを除く各電源から前記配分により前記負荷要求電力を供給するとともにバッテリへの充電を行う際に、前記バッテリの充電量を単位充電量増加させるために消費される燃料量である充電電力費を算出する充電電力費算出手段を備え、
前記充電要求電力算出手段は、前記充電電力費が基準値よりも小さくなる範囲内で最大の電力を前記充電要求電力とすることを特徴とする請求項６又は７に記載の車両の電源制御装置。
【請求項９】
前記バッテリを除く各電源から前記配分により電力を供給する際に、前記バッテリを除く各電源で消費される燃料量の合計を、前記総要求電力で割った最適電力費を算出する最適電力費算出手段を備え、
前記電力増分燃料量算出手段は、電力と前記最適電力費とに基づいて、前記バッテリを除く電源を合計して１つの電源とみなした合計電源において、電力を供給するために消費される燃料量を電力の関数として、前記電力の関数を電力で微分した微分値である電力増分燃料量を算出し、
前記電力関係算出手段は、前記合計電源において電力と前記電力増分燃料量との関係である電力関係を算出するとともに、前記バッテリにおいて電力に対する前記電力増分燃料量を一定値とし、
前記電力配分決定手段は、前記充電要求電力が０である場合に、前記電力増分燃料量を前記一定値としつつ、前記合計電源において前記電力関係に基づき前記電力増分燃料量に対応する電力を算出し、前記バッテリから供給する電力と前記合計電源から供給する電力との合計が前記総要求電力に一致するように、前記バッテリから供給する電力を決定することを特徴とする請求項６又は７に記載の車両の電源制御装置。
【請求項１０】
前記電力関係算出手段は、前記車両に搭載されたエンジンの運転状態に応じて、各電源における前記電力関係を算出することを特徴とする請求項２〜４、６〜９のいずれか１項に記載の車両の電源制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の電源からの電力供給を制御する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の制御装置において、要求される電力を供給するために消費される燃料量を減少させて、燃費性能を向上させるものがある（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載のものでは、エンジンの発電機やバッテリ、排気の熱エネルギにより発電する廃熱発電機等の各電源において、単位電力を供給するために消費される燃料量を電力費として算出している。そして、車両の電気系全体の電力費が最小となるように、電力を供給する電源の組み合わせを決定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１６６６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載のものでは、供給電力に対してエンジンの発電機の電力費のみが変動し、供給電力に対してバッテリ及び廃熱発電機の電力費を一定としている。そして、発電機の電力費の変動を加味して、各電源から電力を供給する配分（各電源の供給負荷配分）を決定している。
【０００５】
しかしながら、供給電力等に対して電力費の変動する電源が複数存在する場合には、電気系全体の電力費が最小となるように、各電源の供給負荷配分を決定することは、必ずしも容易ではない。例えば、各電源の最適な供給負荷配分を決定するために、その組み合わせを総当りで演算する場合には、電源数の増加に伴って演算負荷が指数的に増加することとなる。したがって、車両の運転中に各電源からの電力供給を制御する装置として、その時々の運転状態に応じて各電源の最適な供給負荷配分を決定することが困難となる。
【０００６】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、車両に搭載された複数の電源からの電力供給を制御する電源制御装置において、演算負荷の増加を抑制しつつ、電力を供給するために消費される燃料量を減少させることを主たる目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。
【０００８】
請求項１に記載の発明は、車両に搭載された複数の電源から電気負荷への電力供給を制御する電源制御装置であって、前記複数の電源から前記電気負荷へ供給されるように要求される要求電力を算出する要求電力算出手段と、各電源において電力を供給するために消費される燃料量を電力の関数として、前記電力の関数を電力で微分した微分値である電力増分燃料量を算出する電力増分燃料量算出手段と、前記複数の電源から供給される電力の合計が前記要求電力に一致し、且つ各電源の前記電力増分燃料量が互いに一致するように、各電源から電力を供給する配分を決定する電力配分決定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、各電源において電力を供給するために消費される燃料量を電力の関数として、電力の関数を電力で微分した微分値である電力増分燃料量が算出される。この電力増分燃料量は、電源から供給される電力を微小量増加させた場合に、消費される燃料量がどれだけ増加するかを示すものである。
【００１０】
そして、複数の電源から電気負荷へ供給されるように要求される要求電力、すなわち複数の電源から電気負荷へ供給すべき電力が算出される。複数の電源により要求電力を供給する場合に、各電源から電力を供給する配分（各電源の供給負荷配分）を以下のように決定することにより、複数の電源全体で消費される燃料量を最も少なくすることができる。
【００１１】
例えば、電源１及び電源２により電気負荷へ電力を供給する場合に、電源１及び電源２の電力増分燃料量が、それぞれ２００［ｇ／ｋＷｈ］及び２１０［ｇ／ｋＷｈ］であるとする。そして、電源１から供給する電力を１［ｋＷ］増加させ、電源２から供給する電力を１［ｋＷ］減少させたとする。その結果、電源１及び電源２により供給される電力の合計は変わらないが、電源１及び電源２で消費される燃料量の合計は１０［ｇ／ｈ］減少することとなる。
【００１２】
すなわち、上記内容は、複数の電源間で電力増分燃料量に差がある場合には、供給する電力の合計を変えずに、消費される燃料量を減少させることができることを意味する。換言すれば、各電源の電力増分燃料量が互いに一致した状態は、消費される燃料量をそれ以上減少させることができない状態である。したがって、その状態を形成するように各電源の供給負荷配分を決定することにより、複数の電源全体で消費される燃料量を最も少なくすることができる。
【００１３】
この点、上記構成によれば、複数の電源から供給される電力の合計が要求電力に一致し、且つ各電源の電力増分燃料量が互いに一致するように、各電源から電力を供給する配分が決定される。このため、複数の電源から電気負荷へ要求電力を供給することができるとともに、複数の電源全体で消費される燃料量を最も少なくすることができる。さらに、各電源の最適な供給負荷配分を決定する上で、その組み合わせを総当りで演算する必要がないため、演算負荷の増加を抑制することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、各電源において電力と前記電力増分燃料量との関係である電力関係を算出する電力関係算出手段を備え、前記電力配分決定手段は、前記電力増分燃料量を各電源で互いに一致させて変更しつつ、各電源において前記電力関係に基づき前記電力増分燃料量に対応する電力を算出し、その各電源の電力の合計が前記要求電力に一致するように、各電源から電力を供給する配分を決定することを特徴とする。
【００１５】
上記構成によれば、各電源において電力と電力増分燃料量との関係である電力関係が算出される。このため、電力増分燃料量を各電源で互いに一致させて変更する場合に、各電源において電力関係に基づき電力増分燃料量に対応する電力を算出することができる。
【００１６】
そして、その各電源の電力の合計が要求電力に一致するように、各電源から電力を供給する配分が決定されるため、演算負荷の増加を更に抑制しつつ、複数の電源全体で消費される燃料量を最も少なくすることができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明では、前記電力関係算出手段は各電源において供給可能な電力の上限値を設定し、前記電力配分決定手段は、前記電力増分燃料量を各電源で互いに一致させて増加させつつ、各電源において前記電力関係に基づき前記電力増分燃料量に対応する電力を算出し、その電力が前記上限値に達した電源においては供給する電力を前記上限値とし、その他の電源から供給する電力と前記上限値との合計が前記要求電力に一致するように、各電源から電力を供給する配分を決定することを特徴とする。
【００１８】
一般に、各電源には供給可能な電力の上限値が存在する。このため、電力増分燃料量を各電源で互いに一致させて変更する際に、一部の電源において電力増分燃料量に対応する電力が上限値に達する場合がある。
【００１９】
この場合、供給する電力が上限値に達していない複数の電源では、各電源の電力増分燃料量が互いに一致する場合に、それらの電源で消費される燃料量が最も少なくなる。一方、供給する電力が上限値に達している電源では、その他の電源との間で電力増分燃料量が必ずしも一致しないこととなるが、その場合であっても複数の電源全体で消費される燃料量が最も少なくなる。
【００２０】
例えば、電源１及び電源２により要求電力が供給されている状態において、供給する電力が上限値に達している電源１の電力増分燃料量が２００［ｇ／ｋＷｈ］であり、供給する電力が上限値に達していない電源２の電力増分燃料量が２１０［ｇ／ｋＷｈ］であるとする。この場合、上述したように、電源１から供給する電力を１［ｋＷ］増加させ、電源２から供給する電力を１［ｋＷ］減少させれば、電源１及び電源２により要求電力を供給しつつ、電源１及び電源２で消費される燃料量の合計を１０［ｇ／ｈ］減少させることができる。しかしながら、電源１では供給する電力が上限値に達しているため、供給する電力をそれ以上増加させることができない。したがって、電源１及び電源２で消費される燃料量をそれ以上減少させることができず、その状態において消費される燃料量が最も少なくなる。
【００２１】
この点、上記構成によれば、各電源において供給可能な電力の上限値が設定され、電力増分燃料量が各電源で互いに一致させられて増加されつつ、各電源において電力関係に基づき電力増分燃料量に対応する電力が算出される。そして、その電力が上限値に達した電源においては供給する電力が上限値とされ、その他の電源で消費される燃料量が最も少なくなるように、各電源から電力を供給する配分が決定される。
【００２２】
すなわち、供給する電力が上限値に達していない電源においては、各電源の電力増分燃料量が互いに一致させられて増加される。そして、それらの電源から供給される電力と、供給する電力が上限値に達した電源の電力との合計が要求電力に一致するように、各電源から電力を供給する配分が決定される。したがって、供給する電力が上限値に達していない電源で消費される燃料量を最も少なくすることができ、ひいては複数の電源全体で消費される燃料量を最も少なくすることができる。
【００２３】
請求項４に記載の発明では、前記複数の電源はバッテリを含み、前記電力関係算出手段は、前記バッテリにおいて電力に対する前記電力増分燃料量を一定値とし、前記電力配分決定手段は、前記電力増分燃料量を各電源で互いに一致させて前記一定値としつつ、各電源において前記電力関係に基づき前記電力増分燃料量に対応する電力を算出し、前記バッテリから供給する電力とその他の電源から供給する電力との合計が前記要求電力に一致するように、前記バッテリから供給する電力を決定することを特徴とする。
【００２４】
バッテリでは、充電するために消費される燃料量が、電力を供給するために消費される燃料量であると考えることができる。したがって、バッテリでは、供給する電力に対しては電力増分燃料量が変化しない。換言すれば、バッテリでは、電力増分燃料量を変化させずに、供給する電力を変更することができる。
【００２５】
この点、上記構成によれば、複数の電源はバッテリを含み、バッテリにおいて電力に対する電力増分燃料量が一定値とされる。そして、電力増分燃料量が各電源で互いに一致させられて上記一定値とされ、各電源において電力関係に基づき電力増分燃料量に対応する電力が算出される。このとき、一般にバッテリを除く電源では、電力増分燃料量が一定値とされた場合には、その電力増分燃料量に対応する電力は特定の値に固定されることとなる。
【００２６】
そして、バッテリから供給する電力とその他の電源から供給する電力との合計が要求電力に一致するように、バッテリから供給される電力が決定される。このため、バッテリ及びその他の電源により電力を供給する場合において、要求電力を供給することができるとともに、消費される燃料量を最も少なくすることができる。
【００２７】
請求項５に記載の発明は、車両に搭載された複数の電源から電気負荷への電力供給を制御する電源制御装置であって、前記複数の電源はバッテリを含み、前記電気負荷へ供給されるように要求される負荷要求電力を算出する負荷要求電力算出手段と、前記バッテリを除く電源から前記バッテリへ充電のために供給されるように要求される充電要求電力を算出する充電要求電力算出手段と、前記バッテリを除く各電源において、電力を供給するために消費される燃料量を電力の関数として、前記電力の関数を電力で微分した微分値である電力増分燃料量を算出する電力増分燃料量算出手段と、前記バッテリを除く電源から供給される電力の合計が、前記負荷要求電力及び前記充電要求電力の合計である総要求電力に一致し、且つ前記バッテリを除く各電源の前記電力増分燃料量が互いに一致するように、前記バッテリを除く各電源から電力を供給する配分を決定する電力配分決定手段と、を備えることを特徴とする。
【００２８】
バッテリに充電する場合には、この充電に使用される電力も含めて、複数の電源から供給すべき電力を算出する必要がある。なお、バッテリに充電する場合、すなわち充電要求電力が０でない場合には、バッテリからは電力が供給されない。一方、バッテリから放電する場合には、バッテリに充電されず、充電要求電力が０となる。
【００２９】
この点、上記構成によれば、車両に搭載された複数の電源はバッテリを含み、電気負荷へ供給されるように要求される負荷要求電力が算出される。また、バッテリを除く電源からバッテリへ充電のために供給されるように要求される充電要求電力が算出される。
【００３０】
そして、バッテリを除く電源から供給される電力の合計が、負荷要求電力及び充電要求電力の合計である総要求電力に一致するように、各電源から電力を供給する配分が決定される。このため、バッテリの充電に使用される電力も含めた総要求電力を、バッテリを除く電源から供給することができる。
【００３１】
また、バッテリを除く各電源の電力増分燃料量が互いに一致するように、バッテリを除く各電源から電力を供給する配分が決定される。このため、バッテリを除く複数の電源全体で消費される燃料量を最も少なくすることができる。さらに、各電源の最適な供給負荷配分を決定する上で、その組み合わせを総当りで演算する必要がないため、演算負荷の増加を抑制することができる。
【００３２】
請求項６に記載の発明では、各電源において電力と前記電力増分燃料量との関係である電力関係を算出する電力関係算出手段を備え、前記電力配分決定手段は、前記バッテリを除く各電源で前記電力増分燃料量を互いに一致させて変更しつつ、前記バッテリを除く各電源において前記電力関係に基づき前記電力増分燃料量に対応する電力を算出し、その各電源の電力の合計が前記総要求電力に一致するように、前記バッテリを除く各電源から電力を供給する配分を決定することを特徴とする。
【００３３】
上記構成によれば、各電源において電力と電力増分燃料量との関係である電力関係が算出される。このため、バッテリを除く各電源で電力増分燃料量を互いに一致させて変更する場合に、バッテリを除く各電源において電力関係に基づき電力増分燃料量に対応する電力を算出することができる。
【００３４】
そして、その各電源の電力の合計が総要求電力に一致するように、バッテリを除く各電源から電力を供給する配分が決定されるため、演算負荷の増加を更に抑制しつつ、バッテリを除く複数の電源全体で消費される燃料量を最も少なくすることができる。
【００３５】
請求項７に記載の発明では、前記電力関係算出手段は各電源において供給可能な電力の上限値を設定し、前記電力配分決定手段は、前記バッテリを除く各電源で前記電力増分燃料量を互いに一致させて増加させつつ、前記バッテリを除く各電源において前記電力関係に基づき前記電力増分燃料量に対応する電力を算出し、その電力が前記上限値に達した電源においては供給する電力を前記上限値とし、その他の電源から供給する電力と前記上限値との合計が前記総要求電力に一致するように、前記バッテリを除く各電源から電力を供給する配分を決定することを特徴とする。
【００３６】
上記構成によれば、各電源において供給可能な電力の上限値が設定され、バッテリを除く各電源で電力増分燃料量が互いに一致させられて増加されつつ、バッテリを除く各電源において電力関係に基づき電力増分燃料量に対応する電力が算出される。そして、その電力が上限値に達した電源においては供給する電力が上限値とされ、その他の電源で消費される燃料量が最も少なくなるように、バッテリを除く各電源から電力を供給する配分が決定される。
【００３７】
すなわち、供給する電力が上限値に達していない電源においては、各電源の電力増分燃料量が互いに一致させられて増加される。そして、それらの電源から供給される電力と、供給する電力が上限値に達した電源の電力との合計が総要求電力に一致するように、バッテリを除く各電源から電力を供給する配分が決定される。したがって、供給する電力が上限値に達していない電源で消費される燃料量を最も少なくすることができ、ひいてはバッテリを除く複数の電源全体で消費される燃料量を最も少なくすることができる。
【００３８】
請求項８に記載の発明では、前記バッテリを除く各電源から前記配分により前記負荷要求電力を供給するとともに前記バッテリへの充電を行う際に、前記バッテリの充電量を単位充電量増加させるために消費される燃料量である充電電力費を算出する充電電力費算出手段を備え、前記充電要求電力算出手段は、前記充電電力費が基準値よりも小さくなる範囲内で最大の電力を前記充電要求電力とすることを特徴とする。
【００３９】
上述したように、バッテリでは、充電するために消費される燃料量が、電力を供給するために消費される燃料量であると考えることができる。このため、バッテリに充電するために消費される燃料量が少ない状態でバッテリに充電することにより、バッテリから電力を供給する場合に消費される燃料量を減少させることができる。
【００４０】
ここで、単位電力を供給するために消費される燃料量である電力費を考えると、この電力費を小さくすることにより、消費される燃料量を少なくすることができる。そして、複数の電源から電力を供給する場合には、複数の電源全体の電力費を小さくすることにより、複数の電源全体で消費される燃料量を少なくすることができる。
【００４１】
この点、上記構成によれば、バッテリを除く各電源から上記配分（各電源の最適な供給負荷配分）により負荷要求電力を供給するとともにバッテリへの充電を行う際に、バッテリの充電量を単位充電量増加させるために消費される燃料量である充電電力費が算出される。
【００４２】
そして、充電電力費が基準値よりも小さくなる範囲内で要求電力が算出されるため、バッテリを除く各電源の供給負荷配分を最適化した上で、これらの電源全体で充電電力費が基準よりも少ない状態でバッテリに充電することができる。さらに、充電電力費が基準値よりも小さくなる範囲内で最大の電力が充電要求電力とされるため、消費される燃料量が基準よりも少ない状態において、バッテリに効率的に充電することができる。その結果、バッテリの充電及び放電を通じて、複数の電源全体で消費される燃料量を減少させることかできる。
【００４３】
請求項９に記載の発明では、前記バッテリを除く各電源から前記配分により電力を供給する際に、前記バッテリを除く各電源で消費される燃料量の合計を、前記総要求電力で割った最適電力費を算出する最適電力費算出手段を備え、前記電力増分燃料量算出手段は、電力と前記最適電力費とに基づいて、前記バッテリを除く電源を合計して１つの電源とみなした合計電源において、電力を供給するために消費される燃料量を電力の関数として、前記電力の関数を電力で微分した微分値である電力増分燃料量を算出し、前記電力関係算出手段は、前記合計電源において電力と前記電力増分燃料量との関係である電力関係を算出するとともに、前記バッテリにおいて電力に対する前記電力増分燃料量を一定値とし、前記電力配分決定手段は、前記充電要求電力が０である場合に、前記電力増分燃料量を前記一定値としつつ、前記合計電源において前記電力関係に基づき前記電力増分燃料量に対応する電力を算出し、前記バッテリから供給する電力と前記合計電源から供給する電力との合計が前記総要求電力に一致するように、前記バッテリから供給する電力を決定することを特徴とする。
【００４４】
上記構成によれば、バッテリを除く各電源から上記配分（各電源の最適な供給負荷配分）により電力を供給する際に、バッテリを除く各電源で消費される燃料量の合計を、総要求電力で割った最適電力費が算出される。そして、電力と最適電力費とに基づいて、バッテリを除く電源を合計して１つの電源とみなした合計電源において、電力を供給するために消費される燃料量を電力の関数として、電力の関数を電力で微分した微分値である電力増分燃料量が算出される。すなわち、バッテリを除く複数の電源全体で消費される燃料量を最も少なくした場合において、バッテリを除く複数の電源が１つの合計電源とみなされ、この合計電源について電力増分燃料量が算出される。
【００４５】
そして、合計電源において電力と電力増分燃料量との関係である電力関係が算出されるとともに、バッテリにおいて電力に対する電力増分燃料量が一定値とされる。ここで、合計電源では、電力増分燃料量が一定値とされた場合には、その電力増分燃料量に対応する電力は特定の値に固定されることとなる。これに対して、バッテリでは、電力増分燃料量が一定値とされた状態において、供給する電力を変更することができる。
【００４６】
また、充電要求電力が０である場合には、バッテリから電力を供給することができる。そして、バッテリから供給する電力と合計電源から供給する電力との合計が総要求電力に一致するように、バッテリから供給される電力が決定される。このため、バッテリ及びその他の電源から電力を供給する場合において、総要求電力を供給することができるとともに、消費される燃料量を最も少なくすることができる。
【００４７】
請求項１０に記載の発明では、前記電力関係算出手段は、前記車両に搭載されたエンジンの運転状態に応じて、各電源における前記電力関係を算出することを特徴とする。
【００４８】
各電源における電力増分燃料量は、エンジンの運転状態に応じて変化する。例えば、エンジンを動力源とする発電機や、エンジンの排気が有する運動エネルギ又は熱エネルギを利用する発電機、エンジンの冷却水が有する熱エネルギを利用する発電機等では、この電力増分燃料量がエンジンの運転状態に応じて変化する。このため、各電源における電力と電力増分燃料量との関係（電力関係）も、エンジンの運転状態に応じて変化することとなる。
【００４９】
この点、上記構成によれば、車両に搭載されたエンジンの運転状態に応じて、各電源における上記電力関係が算出される。このため、その時々のエンジンの運転状態に応じて、各電源から電力を供給する配分を適切に決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本システムにおける熱供給及び電力供給の制御概要を示すブロック図。
【図２】本システムの全体構成を示す模式図。
【図３】熱供給制御の処理手順を示すフローチャート。
【図４】要求熱量を算出するための機能ブロック図。
【図５】エンジン動作点と燃料消費率との関係を示すマップ。
【図６】エンジン動作点と追加熱量との関係を示す図。
【図７】追加熱量発生による燃料増加量を示すグラフ。
【図８】供給熱量と熱費との関係を示す熱費特性図。
【図９】供給熱量と熱量増分燃料量との関係を示すグラフ。
【図１０】供給熱量と熱量増分燃料量との関係を示すグラフ。
【図１１】供給熱量と熱量増分燃料量との関係を示すグラフ。
【図１２】総供給熱量と最適配分熱量との関係を示すグラフ。
【図１３】ベース熱量配分の処理手順を示すフローチャート。
【図１４】電力供給制御の処理手順を示すフローチャート。
【図１５】冷却水温度と燃料消費量との関係を示すグラフ。
【図１６】廃熱発電電力と燃料増加量との関係を示す図。
【図１７】供給電力と電力増分燃料量との関係を示すグラフ。
【図１８】総供給電力と最適配分電力との関係を示すグラフ。
【図１９】充電要求電力算出の処理手順を示すフローチャート。
【図２０】バッテリ残容量と負荷要求電力と基準電力費との関係を示すマップ。
【図２１】充電電力と充電電力費と基準電力費との関係を示すグラフ。
【図２２】充電電力と充電電力費と基準電力費との関係を示すグラフ。
【図２３】ベース電力配分の処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
以下、一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００５２】
本実施形態は、車室内の暖房に際して、車両に搭載された複数の熱源から熱交換部への熱供給、及び複数の電源から複数の電気負荷への電力供給を制御するシステムとして具体化している。
【００５３】
図１に、本システムにおける熱供給及び電力供給の制御概要を示す。同図に示すように、本システムでは、複数の暖房熱源から各熱交換部へ熱を供給するために消費される燃料を最も少なくすべく、各熱源から熱を供給する配分（各熱源の供給負荷配分）を決定する。
【００５４】
複数の熱源としては、エンジンの冷却水の熱量及びヒートポンプを備えている。エンジンの冷却水には、エンジンから熱を供給し、その際にはエンジンの廃熱量調整手段（１），（２），（３）（エンジン熱源）を使用する。したがって、複数の熱源には、エンジンの廃熱量調整手段（１），（２），（３）が含まれる。
【００５５】
このとき、廃熱量調整手段（１），（２），（３）を用いて熱を創出するために消費される燃料量が最も少なくなるように、廃熱量調整手段（１），（２），（３）を用いて熱を供給する組み合わせを決定する。具体的には、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を考慮して、廃熱量調整手段（１），（２），（３）全体の熱費が最も小さくなるように熱管理を行う（熱創出制御）。そして、冷却水の熱管理において、廃熱量調整手段（１），（２），（３）を用いて指令熱量が供給されるようにエンジンを制御する。
【００５６】
さらに、冷却水からヒータコア（熱交換部）を介して車室内の空気へ供給する熱量と、ヒートポンプシステム（電動熱源）の室内熱交換器（熱交換部）から車室内の空気へ供給する熱量とを考慮する。そして、冷却水及びヒートポンプシステムから車室内の空気へ熱を供給するために消費される燃料量が最も少なくなるように、冷却水及びヒートポンプシステムから熱を供給する配分を決定する。
【００５７】
この際にも、冷却水及びヒートポンプシステム全体の熱費が最も小さくなるように熱管理を行う（最適配分アルゴリズム）。そして、車室内空気の熱管理において、冷却水へ供給されるように要求する要求熱量を冷却水の熱管理へ送信するとともに、ヒートポンプシステムから指令熱量が供給されるように制御する。なお、ヒータコアから指令熱量が供給されるように制御する。
【００５８】
また、車両は複数の電源を備えており、ヒートポンプシステムを駆動する際に、ヒートポンプシステムを含む電気負荷へ電力を供給するために消費される熱量が最も少なくなるように、各電源から電力を供給する配分（各電源の供給負荷配分）を決定する。
【００５９】
複数の電源としては、エンジンの発電機、バッテリ、及びエンジンからの廃熱を利用した廃熱発電機を備えている。ここで、単位電力を供給するために消費される燃料量である電力費を考慮して、これらの電源全体の熱費が最も小さくなるように電力管理を行う（最適配分アルゴリズム）。そして、車室内空気の熱管理において、ヒートポンプシステムを含む電気負荷へ供給されるように要求する要求電力を電力管理へ送信するとともに、電力管理において各電源から指令電力が供給されるように制御する。
【００６０】
ヒートポンプシステムの熱費を算出する際には、上記のように各電源の最適な供給負荷配分により電力を供給する場合において、ヒートポンプシステムに電力を供給するために消費される燃料量を考慮する。そして、この電力を供給するために消費される燃料量が、ヒートポンプシステムから熱を供給するために消費される燃料量であると考える。
【００６１】
以上のように、車室内の暖房に際して、本システム全体で消費される燃料量が最も少なくなるように、各部における熱供給及び電力供給を制御する。
【００６２】
図２に、本システムの全体構成を示す。同図に示すように、本システムは、エンジン１０を備えている。エンジン１０は、火花点火式の多気筒ガソリンエンジンであり、スロットルバルブ、吸気バルブ、排気バルブ、燃料噴射弁、点火装置、及び吸排気の各バルブの開閉タイミングをそれぞれ調整する吸気側バルブ駆動機構及び排気側バルブ駆動機構等を備えている。
【００６３】
エンジン１０の駆動力は、駆動軸１１を介して変速機１２に伝達され、さらにデファレンシャル１３を介して車軸１４及び車輪１５に伝達される。一方、車両の減速時には、車輪１５の回転力が、車軸１４及びデファレンシャル１３を介して変速機１２に伝達され、さらに駆動軸１１を介してエンジン１０に伝達される。
【００６４】
エンジン１０のシリンダブロックやシリンダヘッドの内部にはウォータジャケットが形成されており、このウォータジャケットに冷却水が循環供給されることで、エンジン１０の冷却が行われる。ウォータジャケットには冷却水配管等からなる冷却水循環経路２１が接続されており、その循環経路２１には、冷却水を循環させるための電動ポンプ２２が設けられている。そして、電動ポンプ２２の吐出量が変更されることにより、循環経路２１を循環する冷却水の流量が調整される。
【００６５】
循環経路２１は、エンジン１０の出口側においてヒータコア２３（熱交換部）に向けて延び、ヒータコア２３を経由して再びエンジン１０に戻るようにして設けられている。ヒータコア２３には、ブロアファン２４から空調風が送り込まれるようになっており、空調風がヒータコア２３又はその付近を通過することで、ヒータコア２３からの受熱により空調風が加熱され、温風が車室内に供給される。
【００６６】
このような構成において、電動ポンプ２２の吐出量及びブロアファン２４の駆動状態が制御されることにより、冷却水からヒータコア２３を介して車室内へ供給される熱量が制御される。
【００６７】
また、循環経路２１の途中には、廃熱発電機２５（電源）が設けられている。廃熱発電機２５は、廃熱回生器を備えており、廃熱回生器は冷却水の熱を動力に変換する。廃熱発電機２５は、廃熱回生器によって変換された動力により発電し、その電力を電源回路４０に供給する。廃熱発電機２５の駆動状態が制御されることにより、その発電量が調整される。
【００６８】
また、本システムは、ヒートポンプシステム３０（電動熱源）を備えている。このヒートポンプシステム３０は、電動コンプレッサ３１と、コンプレッサ用インバータ３２と、室内熱交換器３７（熱交換部）と、室外熱交換器３４と、ファン３５と、膨張弁３６と、アキュムレータ３３と、これらを接続する冷媒配管等からなる冷媒循環経路３９と、ヒートポンプ制御装置３８とを備えている。
【００６９】
電動コンプレッサ３１は冷媒を圧縮して加熱し、この加熱された冷媒が室内熱交換器３７へ送出される。そして、上記ブロアファン２４から空調風が送り込まれ、空調風が室内熱交換器３７の付近を通過することで、室内熱交換器３７からの受熱により空調風が加熱され、温風が車室内に供給される。このとき、冷媒は放熱により冷却される。
【００７０】
室内熱交換器３７を流通した冷媒は膨張弁３６により減圧され、室外熱交換器３４へ送出される。そして、ファン３５により室外熱交換器３４へ外気が送り込まれ、この外気からの受熱により冷媒が加熱される。この加熱された冷媒は、アキュムレータ３３を経由して電動コンプレッサ３１に送出される。
【００７１】
電動コンプレッサ３１はコンプレッサ用インバータ３２から供給される電力により駆動され、インバータ３２はヒートポンプ制御装置３８によって制御される。そして、ヒートポンプ制御装置３８及びインバータ３２を通じて、電動コンプレッサ３１の駆動状態が制御されることにより、ヒートポンプシステム３０から室内熱交換器３７を介して車室内へ供給される熱量が制御される。
【００７２】
本システムは、電源として、上記廃熱発電機２５の他に、エンジン１０の駆動力により駆動される発電機４１（エンジン発電機）、及び充放電を行うバッテリ４３を備えている。発電機４１は、オルタネータやモータジェネレータである。上記の各電源は、電源回路４０に接続されており、この電源回路４０へ電力を供給する。また、バッテリ４３は、電源回路４０から供給される電力により充電される。
【００７３】
発電機４１の駆動状態が制御されることにより、その発電量が調整される。なお、発電機４１は、車両の減速時において、車輪１５から変速機１２等を介してエンジン１０に伝達される回転力に基づいて回生発電を行う。
【００７４】
また、この電源回路４０には、電気負荷として、上記電動ポンプ２２、上記コンプレッサ用インバータ３２、負荷４２、及び補機等を含む電気負荷が接続されている。そして、これらの電気負荷には、電源回路４０を通じて電力が供給される。
【００７５】
本システムは、エネルギ制御装置５１、エンジン制御装置５２、発電機制御装置５３、及び空調制御装置５４を備えている。これらの制御装置５１〜５４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで各種制御を実施する。
【００７６】
エネルギ制御装置５１は、空調制御装置５４を通じて、上記電動ポンプ２２、ブロアファン２４、及びヒートポンプ制御装置３８を制御する。また、エネルギ制御装置５１は、発電機制御装置５３を通じて、廃熱発電機２５及び発電機４１の駆動状態を制御する。さらに、エネルギ制御装置５１は、エンジン制御装置５２を通じて、エンジン１０の運転状態を制御する。
【００７７】
本システムでは、エアコンのオン／オフが切り替え操作されるＡ／Ｃスイッチ６１、運転者が車室内温度の目標値（目標温度）を設定するための温度設定スイッチ６２、車室内温度を検出する車室内温度センサ６３、外気温を検出する外気温センサ６４、ヒータコア２３又は室内熱交換器３７からエアコン吹き出し口を介して車室内へ送られる空調風の温度（吹出口温度）を検出する吹出口温度センサ６５等を備えている。これらの各センサ等の信号は、空調制御装置５４に適宜入力される。
【００７８】
エンジン制御装置５２は、エンジン１０の運転状態に応じてエンジン１０の各種制御を実施する。本システムでは、エンジン１０の回転速度を検出する回転速度センサ６７、吸入空気量や吸気管負圧といったエンジン１０の負荷を検出するエンジン負荷センサ６８、ウォータジャケット内の冷却水の温度を検出する水温センサ６９、車両の速度を検出する車速センサ６６等を備えている。これら各センサの検出信号は、エンジン制御装置５２に適宜入力される。
【００７９】
エンジン制御装置５２は、上述した各種センサから検出信号を入力し、それらの検出信号に基づいて燃料噴射弁による燃料噴射制御、点火装置による点火時期制御、吸気側及び排気側のバルブ駆動機構によるバルブタイミング制御、スロットルバルブによる吸気量制御を実施する。
【００８０】
上記の各種制御において基本的には、エンジン１０の運転状態に応じてエンジン軸効率（燃料消費率）が異なる。この点に鑑み、その時々の運転状態において、エンジン軸効率が最高となるように、適合データ等に基づいて各種制御を実施する。
【００８１】
ここで、本システムでは、エンジン１０の熱エネルギである廃熱の発生量（発生熱量）を増加させる場合、その廃熱増加に伴う燃料増加量が最も少なくなるように、発生熱量を増加させるための制御（熱創出制御）を実施する。熱創出制御について具体的には、本制御システムは、発生熱量を増加させるためのエンジン１０の廃熱量調整手段を複数備えている。そして、暖房要求等の熱利用要求が生じた場合、その複数の廃熱量調整手段全体の上記熱費が最も小さくなるように、廃熱量調整手段の組み合わせを決定する。
【００８２】
熱創出制御について更に詳しく説明する。本システムでは、例えば、
・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。
【００８３】
図３に、本システムによる熱供給制御の処理手順を示す。この処理は、所定の周期をもって繰返し実行される。また、この処理と並行して、電力供給制御の処理が、所定の周期をもって繰返し実行される。なお、これらの熱供給制御及び電力供給制御の各ステップにおける処理の詳細については後述する。
【００８４】
空調制御装置５４は、運転者の暖房要求に応じて、複数の熱源から熱交換部へ供給されるように要求される要求熱量、すなわち複数の熱源から熱交換部へ供給すべき熱量を算出する（Ｓ１１）。そして、空調制御装置５４は、この要求熱量をエネルギ制御装置５１へ送信する。
【００８５】
続いて、エネルギ制御装置５１は、各熱源の熱費を算出する（Ｓ１２）。このとき、ヒートポンプシステム３０の熱費は、供給する熱量と、使用する電力を供給するために消費される燃料量とから算出する。その際に、その電力を供給するために消費される燃料量が、最も少なくなるように複数の電源からの電力供給を制御する。この電力供給制御については後述する。
【００８６】
続いて、エネルギ制御装置５１は、各熱源において熱費０の状態（熱を供給するために消費される燃料量が０の状態）で供給することのできる熱量であるベース熱量を算出する（Ｓ１３）。エネルギ制御装置５１は、各熱源の熱費に基づいて、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求める。そして、この関数に基づいて、供給する熱量と、この関数を熱量で微分した微分値である熱量増分燃料量との関係である熱量関係を算出する。さらに、この熱量関係に基づいて、熱を供給するために熱源全体で消費される燃料量が最も少なくなるように最適化演算を行う（Ｓ１４）。
【００８７】
続いて、この最適化演算の結果に基づいて、要求熱量に対して各熱源のベース熱量を配分し、要求熱量の残りである残要求熱量を追加要求熱量として各熱源に配分する（Ｓ１５）。その後、各熱源について、配分されたベース熱量と配分された残要求熱量との和として、各熱源に対する指令熱量を算出する（Ｓ１６）。
【００８８】
そして、エネルギ制御装置５１は、空調制御装置５４及びエンジン制御装置へ各熱源に対する指令熱量を送信し、空調制御装置５４及びエンジン制御装置は、この指令熱量が供給されるように各熱源を制御する。
【００８９】
図１４に、本システムによる電力供給制御の処理手順を示す。この処理は、上記熱供給制御の処理と並行して、所定の周期をもって繰返し実行される。
【００９０】
エネルギ制御装置５１は、各電源において単位電力を供給するために消費される燃料量である電力費を算出するとともに（Ｓ４１）、各電源において電力費０の状態（電力を供給するために消費される燃料量が０の状態）で供給することのできる電力であるベース電力を算出する（Ｓ４２）。エネルギ制御装置５１は、上記熱量の場合と同様にして、各電源において電力を供給するために消費される燃料量を電力の関数として、供給する電力と、この関数を電力で微分した微分値である電力増分燃料量との関係である電力関係を算出する。そして、この電力関係に基づいて、電力を供給するために電源全体で消費される燃料量が最も少なくなるように最適化演算を行う（Ｓ４３）。そして、このように最適化された電力の供給負荷配分に基づいて、ヒートポンプシステム３０（電動熱源）の熱費を算出する（Ｓ４４）。上述した熱供給制御のＳ１２においては、ヒートポンプシステム３０についてこのように算出された熱費が使用される。
【００９１】
エネルギ制御装置５１は、ヒートポンプシステム３０が熱を供給するために要求する電力を空調制御装置５４から受信するとともに、その他の電気負荷が要求する電力を受信し、それらに基づいてバッテリ４３を除く電源から供給すべき負荷要求電力を算出する（Ｓ４５）。加えて、エネルギ制御装置５１は、バッテリ４３を除く電源からバッテリ４３へ充電のために供給されるように要求される充電要求電力を算出する（Ｓ４６）。このとき、バッテリ４３に充電する電力の電力費が基準よりも少ない状態で、最大の電力となるように充電要求電力を算出する。また、負荷要求電力と充電要求電力との合計である総要求電力を算出する。
【００９２】
そして、エネルギ制御装置５１は、上記最適化演算の結果に基づいて、総要求電力に対して各電源のベース電力を配分し、総要求電力の残りである残要求電力を追加要求電力として各電源に配分する（Ｓ４７）。各電源について、配分されたベース電力と配分された追加要求電力との和として、各電源に対する指令電力を算出する（Ｓ４８）。なお、充電要求電力が０である場合には、バッテリ４３を除く各電源の供給負荷配分を最適化した上で、これらの電源を１つの電源とみなした合計電源とバッテリ４３とにおいて、最適な供給負荷配分を決定する。
【００９３】
その後、エネルギ制御装置５１は、この充電要求電力とその際に消費される燃料量とに基づいて、バッテリ４３の電力費を更新する（Ｓ４９）。
【００９４】
次に、上述した熱供給制御における各ステップの処理の詳細について説明する。
【００９５】
図４は、図３のＳ１１において、要求熱量Ｑｒｅｑを算出するための機能ブロック図である。空調制御装置５４は、吹出口温度・風量算出部Ｍ１、及び要求熱量算出部Ｍ２を備えている。
【００９６】
吹出口温度・風量算出部Ｍ１では、マップ等を用いることにより、車速センサ６６で検出される車速Ｖｃと、温度設定スイッチ６２で設定されるエアコン設定温度Ｔｓｅｔと、車室内温度センサ６３で検出される車室内温度Ｔｉｎと、外気温センサ６４で検出される外気温Ｔｏｕｔとをパラメータとして、エアコン吹き出し口温度の要求値（要求吹出口温度Ｔｒｅｑ）及びエアコン吹き出し口風量の要求値（要求吹出風量Ｖｒｅｑ）を算出する。
【００９７】
要求熱量算出部Ｍ２では、マップ等を用いることにより、吹出口温度・風量算出部Ｍ１で算出した要求吹出口温度Ｔｒｅｑ及び要求吹出風量Ｖｒｅｑと、外気温Ｔｏｕｔとをパラメータとして要求熱量Ｑｒｅｑを算出する。
【００９８】
次に、図３のＳ１２において、各熱源の熱費を算出する処理の詳細について説明する。
【００９９】
図５に、エンジン１０の運転状態と燃料消費率との関係を表すマップの一例を示す。同図では、エンジン１０の運転状態として、エンジン回転速度及びエンジントルクについて示している。
【０１００】
本システムでは、エンジン１０において燃料の燃焼により生じるエネルギのうち、熱エネルギを、エンジン１０の冷却水を媒体として回収し再利用することでシステム全体としての燃費改善を図るようにしている。
【０１０１】
エンジン１０の熱創出制御は、例えばエンジン軸効率最良点でのエンジン運転中に熱利用要求があり、その熱利用要求に伴い要求熱量Ｑｒｅｑが増加した場合において、エンジン軸効率最良点での発生熱量では要求熱量Ｑｒｅｑを満足できないときに、その熱量不足分を補うべく実施される。
【０１０２】
この場合、要求熱量Ｑｒｅｑを満足させるには、例えば図６に示すように、エンジン１０の動作点をエンジン軸効率最良点Ａから、前記廃熱量調整手段を用いて、これとは異なる点Ａ’に移行させることにより、エンジン廃熱量をエンジン軸効率最良点Ａでの発生熱量（追加熱量＝０）よりも熱量ΔＱだけ増加させる必要がある。このＡ→Ａ’のエンジン動作点の移行により、エンジン軸効率最良点よりも燃料増加側（燃費悪化側）にエンジン１０の動作点が移行され、エンジン軸効率最良点Ａでの発生熱量（ベース熱量）に対して増加分の熱量（追加熱量ΔＱ）が生成されることとなる。
【０１０３】
図７は、熱利用要求に伴い追加熱量を発生させる場合の燃料消費量について説明するための図である。図中、（ａ）はエンジン軸効率最良点Ａで運転している場合の燃料消費量［g/h］を示し、（ｂ）はエンジン軸効率最良点Ａから点Ａ’に移行させた場合の燃料消費量［g/h］を示している。
【０１０４】
エンジン軸効率最良点Ａでは、例えばエンジン１０の燃料燃焼エネルギのうち約２５％が運動エネルギとしてのエンジン１０の軸出力に変換され、約２５％が冷却損失となり、その残りが補機損失や排気損失などのその他の損失となる。冷却損失分の熱エネルギはエンジン冷却水を媒体として回収され、その回収熱が車室内の暖房やエンジン暖機等に利用される。
【０１０５】
そして、熱利用要求に伴い要求熱量Ｑｒｅｑが増加したときにエンジン軸効率最良点Ａでの冷却損失のみでは要求熱量Ｑｒｅｑを満足できない場合には、エンジン熱創出制御によりその不足分の熱量を追加熱量として発生させる。このとき、追加熱量の発生に伴い燃料消費量が増加することとなるが、燃費悪化抑制の観点からすると、追加熱量発生に伴う燃料増加量は極力小さいことが望ましい。そこで、熱創出制御は、同量の追加熱量発生に際して、燃料増加量が最小になるような、前記廃熱量調整手段（１），（２），（３），の組み合わせを決定し、追加熱量の発生を制御する。
【０１０６】
さらに、本願発明者らの知見によれば、所望量のエンジン廃熱を発生させる場合、その熱発生のための燃料増加量が、熱量増加を開始する時のエンジン動作点（エンジン１０の運転状態）に応じて変化する。例えば、エンジン１０を軸効率最良点で制御しているときに要求熱量Ｑｒｅｑを満足できなくなった場合、要求熱量Ｑｒｅｑの不足分を補うべくエンジン１０の発生熱量を増加させる必要がある。
【０１０７】
このとき、熱量増加を開始する時のエンジン動作点が、図５における動作点Ｘの場合と、動作点Ｘとは異なる動作点Ｙの場合とでは、同量のエンジン廃熱を増加させるのに必要な燃料増加量が相違する。すなわち、熱量増加開始時におけるエンジン動作点に応じて、エンジン発生熱量に対する燃料増加量（燃料増加率）が異なる。また、燃料増加率は、エンジン動作点の他に、外気温等によっても相違する。
【０１０８】
燃料増加率について更に説明する。燃料増加率は、熱源としてのエンジン１０から冷却水に供給される熱量（廃熱量）を増加させる場合の燃料消費に関するパラメータである。具体的には、エンジン熱創出制御により創出される増加分の熱量（追加熱量ΔＱ）と、その追加熱量ΔＱを発生させた場合に、燃料増加量が最小となるように廃熱量調整手段を組み合わせて使用した時の燃料噴射量の増加分（燃料増加量ΔＦ）との比率である。例えば、燃料増加率の１つとして、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を採用することができる。
【０１０９】
熱費Ｃｔ［g/kWh］＝燃料増加量ΔＦ［g/h］／追加熱量ΔＱ［kW］
図８は、エンジン動作点Ｘ（図５参照）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。
【０１１０】
追加熱量ΔＱに対する熱費Ｃｔの関係はエンジン動作点ごとに相違しており、例えば所定量の追加熱量Ｑ１を発生させる場合には、動作点Ｘよりも動作点Ｙの方が熱費Ｃｔが小さくなる。このため、エンジン１０の発生熱量を追加熱量Ｑ１だけ増加させる場合、その熱量増加開始時のエンジン動作点がＹの場合には、動作点Ｘの場合に比べて燃料増加量が少なくて済む。すなわち、エンジン１０の発生熱量を増加させる場合、エンジン１０の熱エネルギを燃費の観点において効率よく発生できる場合とそうでない場合とがある。したがって、本システムでは、エンジン動作点（エンジン１０の運転状態）に応じて、上記熱費特性図を算出している。
【０１１１】
また、本システムでは、熱源として、上記廃熱量調整手段（エンジン熱源）の他に、ヒートポンプシステム３０（電動熱源）を備えている。このため、ヒートポンプシステム３０についても、熱費特性図を算出している。
【０１１２】
具体的には、ヒートポンプシステム３０では供給される電力により熱を創出することから、この電力を発電機４１等の電源から供給するために消費される燃料量を考慮する。ここで、電力を供給するために消費される燃料消費量は、後述する図１４のＳ４３において、電力を供給するために電源全体で消費される燃料量が最も少なくなるように最適化した、最適負荷配分で電力を供給した場合の、供給電力に対する単位電力当たりの燃料消費量（電力費）を算出して用いる。
【０１１３】
次に、図３のＳ１３において、各熱源のベース熱量を算出する処理の詳細について説明する。
【０１１４】
廃熱量調整手段等のエンジン熱源においては、図７に示すように、エンジン軸効率最良点でエンジン１０を運転している場合に、冷却損失分となっている熱エネルギをベース熱量とする。エネルギ制御装置５１は、エンジン制御装置５２からエンジン運転状態等の情報を受信し、エンジン運転状態等に基づいてこのベース熱量を算出する。
【０１１５】
ヒートポンプシステム３０等の電動熱源においては、車両減速中に発電機４１の回生発電により供給される電力、及び廃熱発電機２５のベース電力により供給される電力によって、創出することのできる最大熱量をベース熱量とする。その際に、エネルギ制御装置５１は、エンジン制御装置５２からエンジン運転状態等の情報を受信し、エンジン運転状態等に基づいてベース熱量を算出する。なお、廃熱発電機２５のベース電力については後述する。
【０１１６】
そして、エネルギ制御装置５１は、各熱源のベース熱量を合計して、熱源全体の総ベース熱量Ｑｂａｓ＿ａｌｌを算出する。
【０１１７】
次に、図３のＳ１４において、熱を供給するために熱源全体で消費される燃料量が最も少なくなるように最適化演算する処理の詳細について説明する。
【０１１８】
エネルギ制御装置５１は、上記各熱源の熱費特性図に基づいて、各熱源において供給する熱量Ｑの複数点について、それぞれ対応する燃料消費量Ｆを算出する。具体的には、下記の式により、それぞれの燃料消費量Ｆを算出する。
【０１１９】
燃料消費量Ｆ＝熱費Ｃｔ×熱量Ｑ
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。
【０１２０】
ここで、複数の熱源により要求熱量Ｑｒｅｑを供給するとともに、複数の熱源全体で消費される燃料量を最も少なくする各熱源の供給負荷配分は、以下の最適化問題を解くことにより求めることができる。すなわち、総要求熱量Ｑａｌｌ、各熱源の供給熱量Ｑ１，Ｑ２，・・・，Ｑｎ、そのときに消費される燃料量Ｆ１，Ｆ２，・・・，Ｆｎとして、
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。
【０１２１】
目的関数：ｆ（ｘ１，ｘ２，・・・，ｘｎ）
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。
【０１２２】
目的関数：Ｌ（ｘ１，ｘ２，・・・，ｘｎ，λ１，λ２，・・・，λｍ）
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。
【０１２３】
Ｌ（ｘ１，ｘ２，・・・，ｘｎ，λ１，λ２，・・・，λｍ）＝ｆ（ｘ１，ｘ２，・・・，ｘｎ）＋λ１ｇ1（ｘ１，ｘ２，・・・，ｘｎ）＋・・・＋λｍｇ（ｘ１，ｘ２，・・・，ｘｎ）
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。
【０１２４】
【数１】
2011201489.tif 000003
【０１２５】
この方式を、上述した各熱源の供給負荷配分の問題に適用すると、ラグランジュ関数は下式のように定義される。
【０１２６】
【数２】
2011201489.tif 000004
【０１２７】
最適解となるための必要条件は、各熱源の熱量Ｑｉとラグランジュ乗数λとに対する上記数式２の１階微分が、それぞれ０になることである。すなわち、下記の数式３，４を満足するＱ１，Ｑ２，・・・Ｑｎが、問題の最適解となる。
【０１２８】
【数３】
2011201489.tif 000005
【０１２９】
【数４】
2011201489.tif 000006
【０１３０】
上記数式４は、制約条件そのものであることから、最適解は下式を満足する解として求めることができる。
【０１３１】
【数５】
2011201489.tif 000007
【０１３２】
ここで、ｄＦ／ｄＱは、熱源から供給される熱量を微小量増加させた場合に、消費される燃料量がどれだけ増加するかを示すものであり、熱量増分燃料量と呼ぶこととする。上式は、この熱量増分燃料量が全ての熱源で等しいとき、すなわち各熱源の熱量増分燃料量が互いに一致するときに、複数の熱源全体で消費される燃料量が最も少なくなること意味している。この原理は、一般に等λ則と呼ばれている。
【０１３３】
図９は、供給熱量Ｑと熱量増分燃料量ｄＦ／ｄＱとの関係を示すグラフである。ここでは、熱源１，２，３の熱量増分燃料量ｄＦ／ｄＱが、それぞれλ１，λ２，λ３の特性を有するものとする。このとき、燃料消費量Ｆは熱量Ｑの二次関数（ａＱ２＋ｂＱ＋ｃ）で近似されているため、この関数を熱量Ｑで１階微分すると一次関数（２ａＱ＋ｂ）となる。なお、このような、供給熱量Ｑと熱量増分燃料量ｄＦ／ｄＱとの関係を熱量関係と呼ぶこととする。そして、この熱量関係を算出する処理が、熱量関係算出手段としての処理に相当する。
【０１３４】
同図において、特定のλｓを仮定して横軸に平行な直線を引くと、この直線と各熱源の熱量増分燃料量との交点が求められる。このとき、それぞれの交点では、熱量増分燃料量の値が等しくなっており、上記数式５が満たされている。したがって、各交点における供給熱量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３の合計が総要求熱量Ｑａｌｌに等しくなっていれば、上記数式４も同時に満たされることとなる。換言すれば、λｓの値を変更して直線を上下させ、各交点における供給熱量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３の合計が、総要求熱量Ｑａｌｌに等しくなる位置を求めればよい。
【０１３５】
また、一般に、各熱源には供給可能な熱量の上限値Ｑｍａｘ及び下限値Ｑｍｉｎが存在する。このため、熱量増分燃料量ｄＦ／ｄＱを各熱源で互いに一致させて変更する際に、一部の熱源において熱量増分燃料量に対応する熱量が上限値Ｑｍａｘ又は下限値Ｑｍｉｎに達する場合がある。
【０１３６】
この場合、供給する熱量が上限値Ｑｍａｘ及び下限値Ｑｍｉｎに達していない複数の熱源では、各熱源の熱量増分燃料量が互いに一致する場合に、それらの熱源で消費される燃料量が最も少なくなる。一方、供給する熱量が上限値Ｑｍａｘ又は下限値Ｑｍｉｎに達している熱源では、その他の熱源との間で熱量増分燃料量が必ずしも一致しないこととなるが、その場合であっても複数の熱源全体で消費される燃料量が最も少なくなる。
【０１３７】
したがって、このように供給可能な熱量の上限値Ｑｍａｘ及び下限値Ｑｍｉｎによる制約を考慮した場合の最適解の条件は、下記の数式６〜８で表される。
【０１３８】
【数６】
2011201489.tif 000008
【０１３９】
【数７】
2011201489.tif 000009
【０１４０】
【数８】
2011201489.tif 000010
【０１４１】
ここで、上記の数式６〜８の条件は、模式的に図１０のように表すことができる。
【０１４２】
すなわち、供給熱量が上限値Ｑｍａｘ又は下限値Ｑｍｉｎに達した場合には、供給熱量はそれらの値によって制限される。したがって、各熱源の供給熱量が、各熱源の熱量増分燃料量と特定のλｓとの交点における供給熱量となるようにするためには、各熱源の供給熱量の上限値Ｑｍａｘ及び下限値Ｑｍｉｎにおいて、熱量増分燃料量を縦軸に並行にそれぞれ上下へ変化させればよい。このような図によれば、各熱源の熱量増分燃料量と特定のλｓとの交点における供給熱量として、各熱源の供給熱量を求めることができる。
【０１４３】
例えば、同図において、各熱源１〜３の各供給熱量Ｑ１〜Ｑ３は、λｓの直線との交点における供給熱量として求めることができる。すなわち、熱源１の供給熱量Ｑ１は下限値Ｑ１ｍｉｎ（=０）と上限値Ｑ１ｍａｘとの間の供給熱量Ｑ１となり、熱源２の供給熱量Ｑ２は下限値Ｑ２ｍｉｎ（＝０）と上限値Ｑ２ｍａｘとの間の供給熱量Ｑ２となり、熱源３の供給熱量Ｑ３は上限値Ｑ３ｍａｘとなる。
【０１４４】
続いて、このようにして求めた熱量関係に基づいて、要求熱量Ｑｒｅｑ（総供給熱量）と各熱源の供給負荷配分（最適配分熱量）との関係を算出する。ここでは、説明の簡便化のために、熱源が２つの場合について説明する。
【０１４５】
図１１に示すように、供給熱量に対する熱源１，２の熱量増分燃料量が、それぞれλ１，λ２で表されるとする。このとき、各熱源１，２の供給熱量を最適に配分しつつ、その時々の供給熱量Ｑ１，Ｑ２の合計を求める。
【０１４６】
詳しくは、各熱源１，２の供給熱量が下限値となる場合の熱量増分燃料量のうち最小の熱量増分燃料量（λｍｉｎ）から、特定のλｓの値を増加させて直線を上へ移動させる。そして、その時々について、特定のλｓの直線との交点における各熱源１，２の供給熱量Ｑ１，Ｑ２と、それらの合計Ｑ１＋Ｑ２とを算出する。この処理を、各熱源１，２の供給熱量が上限値となる場合の熱量増分燃料量のうち、最大の熱量増分燃料量（λｍａｘ）まで行う。そして、各熱源１，２の供給熱量Ｑ１，Ｑ２の合計Ｑ１＋Ｑ２（総供給熱量）と、各熱源の供給熱量Ｑ１，Ｑ２（最適配分熱量）との関係を算出する。
【０１４７】
この関係を図に表したものが図１２である。
【０１４８】
同図に示すように、例えば、要求熱量ＱｒｅｑがＱ１＋Ｑ２である場合には、横軸の総供給熱量がＱ１＋Ｑ２となる点を探し、それ対応する各熱源１，２の最適配分熱量Ｑ１，Ｑ２を縦軸で読取ればよい。したがって、要求熱量Ｑｒｅｑが算出された場合に、各熱源１，２の最適な供給負荷配分（供給熱量Ｑ１，Ｑ２）を算出することができる。
【０１４９】
次に、図３のＳ１５において、要求熱量Ｑｒｅｑに対して各熱源ｉ（ここで、ｉ=１の熱源をエンジンの冷却水熱量、ｉ=２の熱源をヒートポンプとする。）のベース熱量Ｑｂａｓ（ｉ）を配分し、要求熱量Ｑｒｅｑの残りである残要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｌｅｆを各熱源ｉに配分する処理の詳細について説明する。
【０１５０】
図１３に、ベース熱量配分の処理手順を示す。
【０１５１】
各熱源ｉのベース熱量Ｑｂａｓ（ｉ）の合計である総ベース熱量Ｑｂａｓ＿ａｌｌが、要求熱量Ｑｒｅｑ以上であるか否か判定する（Ｓ２１）。すなわち、要求熱量Ｑｒｅｑを総ベース熱量Ｑｂａｓ＿ａｌｌに全て配分することができるか否か、換言すれば、総ベース熱量Ｑｂａｓ＿ａｌｌによって要求熱量Ｑｒｅｑを供給することができるか否か判定する。
【０１５２】
総ベース熱量Ｑｂａｓ＿ａｌｌが要求熱量Ｑｒｅｑ以上であると判定された場合には（Ｓ２１：ＹＥＳ）、カウンタｉをリセットする（Ｓ２２）。そして、要求熱量Ｑｒｅｑを各熱源ｉのベース熱量Ｑｂａｓ（ｉ）に配分した残りである残要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｌｅｆを、まずは要求熱量Ｑｒｅｑとし、全てのベース熱量Ｑｂａｓ（ｉ）を一旦０とする（Ｓ２３）。
【０１５３】
続いて、ｉ番目の熱源のベース熱量Ｑｂａｓ（ｉ）が、残要求熱量Ｑｒｅｑ_ｌｅｆ以上であるか否か判定する（Ｓ２４）。すなわち、ｉ番目の熱源のベース熱量Ｑｂａｓ（ｉ）によって、残要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｌｅｆを供給することができるか否か判定する。
【０１５４】
上記判定において、ｉ番目の熱源のベース熱量Ｑｂａｓ（ｉ）が、残要求熱量Ｑｒｅｑ_ｌｅｆ以上でないと判定された場合には（Ｓ２４：ＮＯ）、ｉ番目の熱源のベース熱量に対して供給を要求する要求ベース熱量Ｑａｂａｓ（ｉ）を、ベース熱量Ｑｂａｓ（ｉ）とする（Ｓ２５）。すなわち、ｉ番目の熱源に対して、ベース熱量Ｑｂａｓ（ｉ）を全て供給するように要求する。
【０１５５】
続いて、残要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｌｅｆを、残要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｌｅｆからｉ番目の熱源のベース熱量Ｑｂａｓ（ｉ）を引いた値に更新し（Ｓ２６）、カウンタｉを１つ進める（Ｓ２７）。
【０１５６】
このようにＳ２４〜Ｓ２７の処理を繰返し、残要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｌｅｆを各熱源ｉのベース熱量Ｑｂａｓ（ｉ）に順次配分する。そして、ｉ番目の熱源のベース熱量Ｑｂａｓ（ｉ）が、残要求熱量Ｑｒｅｑ_ｌｅｆ以上であると判定された場合には（Ｓ２４：ＹＥＳ）、ｉ番目の熱源の要求ベース熱量Ｑａｂａｓ（ｉ）を残要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｌｅｆとする（Ｓ２８）。すなわち、最後に残った残要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｌｅｆを、ｉ番目の熱源のベース熱量に配分する。
【０１５７】
続いて、残要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｌｅｆを０にした後（Ｓ２９）、この一連の処理を一旦終了する（ＥＮＤ）。すなわち、最後に残った残要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｌｅｆが、ｉ番目の熱源のベース熱量に配分されたため、残要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｌｅｆを０とする。
【０１５８】
一方、総ベース熱量Ｑｂａｓ＿ａｌｌが要求熱量Ｑｒｅｑ以上でないと判定された場合には（Ｓ２１：ＮＯ）、全て熱源ｉの要求ベース熱量Ｑａｂａｓ（ｉ）をベース熱量Ｑｂａｓ（ｉ）とする（Ｓ３１）。すなわち、総ベース熱量Ｑｂａｓ＿ａｌｌによって要求熱量Ｑｒｅｑを供給することができないため、全ての熱源ｉに対してベース熱量Ｑｂａｓ（ｉ）を全て供給するように要求する。
【０１５９】
続いて、残要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｌｅｆを、残要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｌｅｆから総ベース熱量Ｑｂａｓ＿ａｌｌを引いた値に更新し（Ｓ３２）、この一連の処理を一旦終了する（ＥＮＤ）。
【０１６０】
次に、各熱源ｉについて、ベース熱量Ｑｂａｓ（ｉ）以外に供給を要求する追加要求熱量Ｑａｐｌ（ｉ）の配分を決定する。
【０１６１】
ここで、残要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｌｅｆが０である場合には、各熱源ｉの追加要求熱量Ｑａｐｌ（ｉ）を全て０とする。すなわち、この場合には、各熱源ｉに対して、ベース熱量Ｑｂａｓ（ｉ）以外に熱量の供給を要求する必要がない。
【０１６２】
一方、残要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｌｅｆが０でない場合には、上述した熱量関係に基づいて、残要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｌｅｆを供給する場合において、各熱源ｉの追加要求熱量Ｑａｐｌ（ｉ）の配分を決定する。すなわち、図１２の例では、総供給熱量（Ｑ１＋Ｑ２）を残要求熱量Ｑｒｅｑ＿ｌｅｆとして、これに対応する各熱源ｉの最適配分熱量（Ｑ１，Ｑ２）を決定し、これを追加要求熱量Ｑａｐｌ（ｉ）とする。これにより、熱費が０でない状態で供給する熱量（ベース熱量以外の熱量）を、各熱源ｉに最適に配分することができる。なお、この一連の処理が、熱量配分決定手段としての処理に相当する。
【０１６３】
その後、図３のＳ１６において、各熱源ｉについて、配分されたベース熱量（要求ベース熱量Ｑａｂａｓ（ｉ））と配分された追加要求熱量Ｑａｐｌ（ｉ）との和として、各熱源ｉに対する指令熱量Ｑａ（ｉ）を算出する。
【０１６４】
エネルギ制御装置５１は、空調制御装置５４及びエンジン制御装置へ各熱源ｉに対する指令熱量Ｑａ（ｉ）を送信し、空調制御装置５４及びエンジン制御装置は、この指令熱量Ｑａ（ｉ）が供給されるように各熱源ｉを制御する。このとき、空調制御装置５４は、ヒータコア２３から車室内へ供給される熱量が指令熱量Ｑａ（1）となるように、上記電動ポンプ２２及びブロアファン２４の駆動状態を制御する。また、熱創出制御は、指令熱量Ｑａ（1）を発生すべく、各エンジン廃熱量調整手段を利用してエンジンの発生熱量を制御する。
【０１６５】
また、空調制御装置５４は、ヒートポンプ制御装置３８に指令をだして、ヒートポンプシステムから車室内へ供給される熱量が指令熱量Ｑａ（２）になるように制御する。同時に、空調制御装置５４はヒートポンプシステムが指令熱量Ｑａ（２）を発生するために必要な電力を算出する。
【０１６６】
同様にして、上記の熱供給制御と並行して実行される電力供給制御における各ステップの処理の詳細について説明する。
【０１６７】
まず、図１４のＳ４１において、各電源において単位電力を供給するために消費される燃料量である電力費を算出する手順、及び図１４のＳ４２において、各電源のベース電力を算出する処理の詳細について説明する。
【０１６８】
発電機４１の電力費は、発電機４１の発電電力Ｐを発生させるために発電電力がゼロの場合のエンジントルクに対する、エンジンに必要な増加トルクΔＴｅを算出し、この増加トルクΔＴｅを発生させるために必要な燃料増加量ΔＦに基づいて、燃料増加量ΔＦを発電電力Ｐで割ることで算出することができる。
【０１６９】
この増加トルクΔＴｅは、発電電力、発電機４１の発電効率、及びエンジン回転速度に基づいて算出することができる。そして、増加トルクΔＴｅを発生するために必要な燃料増加量ΔＦは、エンジン動作点がエンジントルクの増加側へ変化したことにより、燃料消費率が変化し（例えば、図５のＹからＹ‘への変化）、それにより生じた燃料消費量の変化として算出することができる。また、発電機４１は、車両の減速時において、車輪１５から変速機１２等を介してエンジン１０に伝達される回転力に基づいて回生発電を行う。このため、車両の減速時において発電機４１により回生発電が行われている場合には、発電機４１の電力費を０となるため、ベース電力を回生可能な最大発電電力とする。また、回生発電を行っていない時のベース電力はゼロとなる。
【０１７０】
廃熱発電機２５では、エンジン１０の冷却水の熱を利用して発電を行うため、この発電に伴って冷却水温度が低下した場合のエンジン摩擦損失等の増加によって生じる増加燃料量が、電力を供給するために消費される燃料量であると考える。
【０１７１】
ここで、エンジン１０の冷却水温度と燃料消費量との関係は、図１５のように表される。なお、この関係は、予め実験等に基づいて算出することができる。
【０１７２】
同図に示すように、冷却水温度がベース温度Ｔｗｂよりも高い場合には、冷却水温度がベース温度Ｔｗｂに至るまでは廃熱発電の発電電力を増加（冷却温度を低下）させても燃料消費量は増加しない。
【０１７３】
一方、冷却水温度がベース温度Ｔｗｂよりも低くなるほど、エンジン１０の摩擦抵抗等が大きくなるため、燃料消費量が増加する。このため、同図に示すように、例えば現在の冷却水温度が温度Ｔｗ２、廃熱発電を行った場合に冷却水温度がΔＴｗだけ低下し、温度がＴｗ１になると予測される場合には、燃料消費量がΔＦだけ増加し、廃熱発電によりΔＦだけ燃料が消費されると考えることができる。
【０１７４】
したがって、廃熱発電機２５による発電に伴う冷却水の低下温度ΔＴｗと、この低下温度ΔＴｗに対応する燃料増加量ΔＦとの関係から、廃熱発電機２５の電力費を算出することができる。この低下温度ΔＴｗは、廃熱発電機２５の発電量、発電効率、及び冷却水系の熱容量に基づいて算出することができる。
【０１７５】
そして、廃熱発電機２５の供給電力（廃熱発電電力）と、電力を供給するために消費される燃料量（燃料増加量ΔＦ）との関係は、図１６のように表される。
【０１７６】
同図に示すように、廃熱発電電力がベース電力Ｐｂａｓよりも小さい場合には、燃料増加量ΔＦが０となる。このベース電力Ｐｂａｓは、図１５のベース温度Ｔｗｂに対応しており、廃熱発電電力がベース電力Ｐｂａｓよりも小さい場合には、冷却水温度がベース温度Ｔｗｂよりも低下しないことを意味している。そして、廃熱発電電力がベース電力Ｐｂａｓよりも大きくなると、冷却水温度がベース温度Ｔｗｂよりも低下し、その低下に伴って燃料増加量ΔＦが大きくなる。
【０１７７】
そして、廃熱発電機２５の供給電力と、電力を供給するために消費される燃料量とに基づいて、発熱発電電力がベース電力Ｐｂａｓよりも大きい部分について、廃熱発電機２５の電力費を算出する。具体的には、燃料増加量ΔＦを廃熱発電電力Ｐとベース電力Ｐｂａｓの差分で割ることにより、電力費を算出する。これにより、廃熱発電機２５について、供給電力に対する電力費の関係を示す電力費特性図を作成する。
【０１７８】
そして、各電源のベース電力を合計して、電源全体の総ベース電力Ｐｂａｓ＿ａｌｌを算出する。なお、バッテリ４３の電力費については後述する。また、バッテリ４３のベース電力は０である。
【０１７９】
次に、図１４のＳ４３において、電力を供給するために電源全体で消費される燃料量が最も少なくなるように最適化演算する処理の詳細について説明する。この処理の手順は、上述した熱量の場合と同様である。すなわち、熱量Ｑ、熱量増分燃料量ｄＦ／ｄＱ、及び熱量関係を、それぞれ電力Ｐ、電力増分燃料量ｄＦ／ｄＰ、電力関係に代えて、ラグランジュの未定乗数法により最適解を求めればよい。なお、この処理が、電力増分燃料量算出手段としての処理に相当する。
【０１８０】
ここでは、熱量の場合と比較して、以下の点が異なっている。
【０１８１】
まず、バッテリ４３を除く複数の電源（廃熱発電機２５、発電機４１）について、各電源の最適な供給負荷配分を決定する。なお、この処理が、電力配分決定手段としての処理に相当する。この処理の手順は、上述した熱量の場合と同様である。その際には、エネルギ制御装置５１（電力関係算出手段）は、エンジン１０の運転状態に応じて、各電源における上記電力関係を算出する。
【０１８２】
次に、バッテリ４３を除く各電源から上記の最適な供給負荷配分により電力を供給する際に、バッテリ４３を除く各電源で消費される燃料量の合計を、要求電力で割った最適電力費を算出する。そして、電力と最適電力費とに基づいて、バッテリ４３を除く電源を合計して１つの電源とみなした合計電源において、電力を供給するために消費される燃料量を電力の関数として、電力の関数を電力で微分した微分値である電力増分燃料量を算出する。
【０１８３】
すなわち、バッテリ４３を除く複数の電源全体で消費される燃料量を最も少なくした場合において、バッテリ４３を除く複数の電源を１つの合計電源とみなし、この合計電源について電力増分燃料量を算出する。そして、合計電源において電力と電力増分燃料量との関係である電力関係を算出する。
【０１８４】
バッテリ４３では、充電するために消費される燃料量が、電力を供給するために消費される燃料量であると考えることができる。したがって、バッテリ４３では、供給する電力に対しては電力増分燃料量が変化しない。換言すれば、バッテリ４３では、電力増分燃料量を変化させずに、供給する電力を変更することができる。
【０１８５】
ここで、バッテリ４３に充電するために消費される燃料量は、バッテリ４３を除く電源である発電機４１及び廃熱発電機２５の供給負荷配分を最適化した上で、発電機４１及び廃熱発電機２５がそれぞれ供給する電力とそれぞれの電力費とに基づいて算出する。そして、バッテリ４３では、供給する電力に対して電力増分燃料量が変化しないため、電力増分燃料量と電力費とが等しくなる。
【０１８６】
図１７に、電源１（バッテリ４３）及び電源２（合計電源）について、供給電力Ｐと電力増分燃料量ｄＦ／ｄＰとの関係である電力関係を示す。この電力関係に基づいて、各電源の供給電力の合計（総供給電力）と、各電源の供給電力（最適配分電力）との関係を算出する。
【０１８７】
同図に示すように、供給電力に対する電源１，２の電力増分燃料量が、それぞれλ１，λ２で表されるとする。このとき、各電源１，２の供給電力を最適に配分しつつ、その時々の供給電力Ｐ１，Ｐ２の合計を求める。
【０１８８】
詳しくは、バッテリ４３の電力増分燃料量（λ１）は一定値（λ１ｓ）であるため、電源１の電力増分燃料量と電源２の電力増分燃料量とが一致するのは特定のλｓが一定値λ１ｓに一致する場合のみとなる。このため、特定のλｓが一定値λ１ｓよりも小さい場合には、電源２の電力増分燃料量（λ２）と特定のλｓの直線との交点によって、電源２から供給する電力Ｐ２が求まり、電源１から供給する電力Ｐ１は０となる。特定のλｓが一定値λ１ｓに一致する場合には、電源２から供給する電力Ｐ２は一定となり、電源１の供給電力Ｐ１が増加する。電源１の供給電力Ｐ１が上限値Ｐ１ｍａｘに達した後は、電源２から供給する電力Ｐ１ｍａｘで一定となり、電源２の電力増分燃料量（λ２）と特定のλｓの直線との交点によって、電源２から供給する電力Ｐ２が求まる。
【０１８９】
そして、その時々について、特定のλｓの直線との交点における各電源１，２の供給電力Ｐ１，Ｐ２と、それらの合計Ｐ１＋Ｐ２とを算出する。この関係を図に表したものが図１８である。この図に基づいて、横軸の総供給電力が要求電力Ｐｒｅｑとなる点を探し、それ対応する各電源１，２の最適配分電力Ｐ１，Ｐ２を縦軸で読取ればよい。したがって、要求電力Ｐｒｅｑａが算出された場合に、各電源１（バッテリ），２（合計電源）の最適な供給負荷配分（供給電力Ｐ１，Ｐ２）を算出することができる。ひいては、電源２（合計電源）への供給負荷配分（供給電力Ｐ２）に対する、合計電源を構成する廃熱発電機２５及び発電機４１への最適な供給負荷配分は、前述のように算出されているため、バッテリ４３を含む各電源の最適な供給負荷配分を算出することができる。なお、この処理が、電力配分決定手段としての処理に相当する。
【０１９０】
次に、図１４のＳ４４において、このように最適化された電力の供給負荷配分に基づいて、ヒートポンプシステム３０の熱費を算出し、上述した熱供給制御において、ヒートポンプシステム３０について、このように算出された熱費を使用する。このヒートポンプシステム３０の熱費算出処理は、図３のＳ１２の熱費算出処理と一体の処理である。
【０１９１】
次に、図１４のＳ４５において、ヒートポンプシステム３０が熱を供給するために要求する電力を空調制御装置５４から受信するとともに、その他の電気負荷（負荷４２、電動ポンプ２２、コンプレッサ用インバータ３２等）が要求する電力を受信し、それらに基づいて負荷要求電力Ｐｒｅｑを算出する。
【０１９２】
次に、図１４のＳ４６において、バッテリ４３を除く電源から、バッテリ４３へ充電のために供給されるように要求される充電要求電力Ｐｒｅｑｃを算出する処理の詳細について説明する。
【０１９３】
図１９に、充電要求電力Ｐｒｅｑｃを算出する処理手の順を示す。この処理は、エネルギ制御装置５１によって実行される。
【０１９４】
同図に示すように、バッテリ４３に充電する際の電力の上限値Ｐｃｍａｘを算出する（Ｓ７１）。この上限値Ｐｃｍａｘは、現在のバッテリ４３の状態（バッテリ温度等）において、充電時にバッテリ４３の電圧が所定値を超えない最大の電力値として設定されている。なお、バッテリ４３の容量が判定値以上であり、充電することができない場合には、上限値Ｐｃｍａｘを０にする。
【０１９５】
続いて、総ベース電力Ｐｂａｓ＿ａｌｌに対する充電要求電力Ｐｒｅｑｃ１を算出する（Ｓ７２）。ここで、上記負荷要求電力Ｐｒｅｑが総ベース電力Ｐｂａｓ＿ａｌｌよりも大きい場合には、充電要求電力Ｐｒｅｑｃ１を０とし、総ベース電力で賄いきれない電力である負荷残要求電力Ｐｒｅｑ＿ｌｅｆを、負荷要求電力Ｐｒｅｑから総ベース電力Ｐｂａｓ＿ａｌｌを引いた値とする。すなわち、総ベース電力Ｐｂａｓ＿ａｌｌは、全て負荷要求電力Ｐｒｅｑに配分されるため、総ベース電力Ｐｂａｓ＿ａｌｌに対する充電要求電力Ｐｒｅｑｃ１を０とする。一方、上記負荷要求電力Ｐｒｅｑが総ベース電力Ｐｂａｓ＿ａｌｌよりも小さい場合には、総ベース電力Ｐｂａｓ＿ａｌｌから負荷要求電力Ｐｒｅｑを引いた残りを充電要求電力Ｐｒｅｑｃ１とし、負荷残要求電力Ｐｒｅｑ＿ｌｅｆを０とする。
【０１９６】
続いて、バッテリ４３に単位電力充電するために消費される燃料量である充電電力費Ｃｃを算出する（Ｓ７３）。バッテリ４３に充電するために消費される燃料量は、バッテリを含む各電源の最適な供給負荷配分（Ｓ４３で算出）で負荷残要求電力Ｐｒｅｑ＿ｌｅｆを供給した場合の各電源の燃料消費量の合計値から、負荷残要求電力Ｐｒｅｑ＿ｌｅｆと総ベース電力以外に対する充電電力Ｐｃとの合計電力を、バッテリを除く複数の電源（合計電源）から最適な供給配分（Ｓ４３で算出）で供給した場合に増加した、合計電源の総燃料消費量の増加量ΔＦｃで表され、充電電力Ｐｃに対する関数として表される。
【０１９７】
増加量ΔＦｃは、充電電力Ｐｃで充電した場合の充電を行わない場合に対する燃料消費量の増分となり、充電電力費Ｃｃは増加量ΔＦｃを充電電力Ｐｃで割ることで求められる。ここで、充電電力Ｐｃの最大値は、合計電源がベース電力以外に供給可能な最大電力をＰｒｅｑ＿ｌｅｆ＋Ｐｃが超えず、かつ、充電電力Ｐｃと充電要求電力Ｐｒｅｑｃ１との和が、充電する際の電力の上限値Ｐｃｍａｘを超えない範囲で求める。
【０１９８】
続いて、バッテリ４３に充電するか否かの基準となる基準電力費Ｃｐｒｆを算出する（Ｓ７４）。図２０に示すように、この基準電力費Ｃｐｒｆは、バッテリ残容量が少ないほど大きくなり、また負荷要求電力Ｐｒｅｑが大きいほど大きくなる。
【０１９９】
続いて、総ベース電力Ｐｂａｓ＿ａｌｌ以外に対する充電要求電力Ｐｒｅｑｃ２を算出する（Ｓ７５）。ここでは、図２１に示すように、充電電力費Ｃｃと基準電力費Ｃｐｒｆとを比較して、充電電力費Ｃｃが基準電力費Ｃｐｒｆよりも小さくなる充電電力Ｐｃが存在しない場合には、バッテリ４３に充電する際の電力費が高くなるため、バッテリ４３に充電しない。
【０２００】
一方、図２２に示すように、充電電力費Ｃｃが基準電力費Ｃｐｒｆよりも小さくなる充電電力Ｐｃが存在する場合には、充電電力費Ｃｃが基準電力費Ｃｐｒｆよりも小さくなる範囲内で最大の充電電力Ｐｃを、総ベース電力Ｐｂａｓ＿ａｌｌ以外に対する充電要求電力Ｐｒｅｑｃ２とする。
【０２０１】
その後、総ベース電力Ｐｂａｓ＿ａｌｌに対する充電要求電力Ｐｒｅｑｃ１と、総ベース電力Ｐｂａｓ＿ａｌｌ以外に対する充電要求電力Ｐｒｅｑｃ２との合計である充電要求電力Ｐｒｅｑｃを算出する（Ｓ７６）。このとき、充電要求電力Ｐｒｅｑｃが、バッテリ４３に充電する際の電力の上限値Ｐｃｍａｘを超える場合には、充電要求電力Ｐｒｅｑｃを上限値Ｐｃｍａｘとする。そして、この一連の処理を一旦終了する。なお、この一連の処理が、充電要求電力算出手段としての処理に相当する。
【０２０２】
次に、図１４のＳ４７において、負荷要求電力Ｐｒｅｑ及び充電要求電力Ｐｒｅｃの合計である総要求電力Ｐｒｅｑａに対して各電源ｉのベース電力Ｐｂａｓ（ｉ）を配分し、総要求電力Ｐｒｅｑａの残りである残要求電力Ｐｒｅｑａ＿ｌｅｆを各電源ｉに配分する処理の詳細について説明する。
【０２０３】
図２３に、ベース電力配分の処理手順を示す。なお、この手順は、基本的には図１３に示したベース熱量を配分する手順と同様であるため、説明を簡略化する。
【０２０４】
各電源ｉのベース電力Ｐｂａｓ（ｉ）の合計である総ベース電力Ｐｂａｓ＿ａｌｌが、総要求電力Ｐｒｅｑａ以上であるか否か判定する（Ｓ５１）。
【０２０５】
総ベース電力Ｐｂａｓ＿ａｌｌが総要求電力Ｐｒｅｑａ以上であると判定され場合には（Ｓ５１：ＹＥＳ）、カウンタｉをリセットする（Ｓ５２）。そして、総要求電力Ｐｒｅｑａを各電源ｉ（ｉ＝１の電源を廃熱発電機２５、ｉ＝２の電源を発電機４１とする。）のベース電力Ｐｂａｓ（ｉ）に配分した残りである残要求電力Ｐｒｅｑａ＿ｌｅｆを、まずは総要求電力Ｐｒｅｑａとし、全てのベース電力Ｐｂａｓ（ｉ）を一旦０とする（Ｓ５３）。
【０２０６】
続いて、ｉ番目の電源のベース電力Ｐｂａｓ（ｉ）が、残要求電力Ｐｒｅｑａ_ｌｅｆ以上であるか否か判定する（Ｓ５４）。
【０２０７】
上記判定において、ｉ番目の電源のベース電力Ｐｂａｓ（ｉ）が、残要求電力Ｐｒｅｑａ_ｌｅｆ以上でないと判定された場合には（Ｓ５４：ＮＯ）、ｉ番目の電源のベース電力に対して供給を要求する要求ベース電力Ｐａｂａｓ（ｉ）を、ベース電力Ｐｂａｓ（ｉ）とする（Ｓ５５）。
【０２０８】
続いて、残要求電力Ｐｒｅｑａ＿ｌｅｆを、残要求電力Ｐｒｅｑａ＿ｌｅｆからｉ番目の電源のベース電力Ｐｂａｓ（ｉ）を引いた値に更新し（Ｓ５６）、カウンタｉを１つ進める（Ｓ５７）。
【０２０９】
このようにＳ５４〜Ｓ５７の処理を繰返し、残要求電力Ｐｒｅｑａ＿ｌｅｆを各電源ｉのベース電力Ｐｂａｓ（ｉ）に順次配分する。そして、ｉ番目の電源のベース電力Ｐｂａｓ（ｉ）が、残要求電力Ｐｒｅｑａ_ｌｅｆ以上であると判定された場合には（Ｓ５４：ＹＥＳ）、ｉ番目の電源の要求ベース電力Ｐａｂａｓ（ｉ）を残要求電力Ｐｒｅｑａ＿ｌｅｆとする（Ｓ５８）。
【０２１０】
続いて、残要求電力Ｐｒｅｑａ＿ｌｅｆを０にした後（Ｓ５９）、この一連の処理を一旦終了する（ＥＮＤ）。
【０２１１】
一方、総ベース電力Ｐｂａｓ＿ａｌｌが総要求電力Ｐｒｅｑａ以上でないと判定された場合には（Ｓ５１：ＮＯ）、全て電源ｉの要求ベース電力Ｐａｂａｓ（ｉ）をベース電力Ｐｂａｓ（ｉ）とする（Ｓ６１）。
【０２１２】
続いて、残要求電力Ｐｒｅｑａ＿ｌｅｆを、残要求電力Ｐｒｅｑａ＿ｌｅｆから総ベース電力Ｐｂａｓ＿ａｌｌを引いた値に更新し（Ｓ６２）、この一連の処理を一旦終了する（ＥＮＤ）。
【０２１３】
次に、各電源ｉについて、ベース電力Ｐｂａｓ（ｉ）以外に供給を要求する追加要求電力Ｐａｐｌ（ｉ）の配分を決定する。
【０２１４】
ここで、残要求電力Ｐｒｅｑａ＿ｌｅｆが０である場合には、各電源ｉの追加要求電力Ｐａｐｌ（ｉ）を全て０とする。
【０２１５】
一方、残要求電力Ｐｒｅｑａ＿ｌｅｆが０でない場合には、上述した電力関係に基づいて、残要求電力Ｐｒｅｑａ＿ｌｅｆを供給する場合において、各電源ｉの追加要求電力Ｐａｐｌ（ｉ）の配分を決定する。
【０２１６】
このとき、バッテリ４３の充電要求電力Ｐｒｅｑｃが０である場合には、バッテリ４３からも電力を供給する。具体的には、Ｓ４３で算出したバッテリ４３を含む各電源の最適な供給負荷配分から、総供給電力を残要求電力Ｐｒｅｑａ＿ｌｅｆとした場合の、バッテリ４３と合計電源への配分電力を決定し、さらに、同じくＳ４３で算出した、前記合計電源を構成する廃熱発電機２５及び発電機４１への最適な供給負荷配分から、合計電源の総供給電力を合計電源への配分電力とした場合の廃熱発電機２５及び発電機４１への供給負荷配分を決定し、それぞれ追加要求電力Ｐａｐｌ（１）、Ｐａｐｌ（２）とする。
【０２１７】
バッテリ４３の充電要求電力Ｐｒｅｑｃが０でない場合には、バッテリ４３に充電する。この際は、バッテリ４３からの給電が行えないため、Ｓ４３で算出した、前記合計電源を構成する廃熱発電機２５及び発電機４１への最適な供給負荷配分から、合計電源の総供給電力を残要求電力Ｐｒｅｑａ＿ｌｅｆとした場合の廃熱発電機２５及び発電機４１への供給負荷配分を決定し、それぞれ追加要求電力Ｐａｐｌ（１）、Ｐａｐｌ（２）とする。
【０２１８】
これにより、電力費が０でない状態で供給する電力（ベース電力以外の電力）を、各電源ｉに最適に配分することができる。
【０２１９】
次に、図１４のＳ４８において、各電源ｉについて、配分されたベース電力（要求ベース電力Ｐａｂａｓ（ｉ））と配分された残要求電力（追加要求電力Ｐａｐｌ（ｉ））との和として、各電源ｉに対する指令電力Ｐａ（ｉ）を算出する。
【０２２０】
エネルギ制御装置５１は、発電機制御装置５３へ各電源ｉに対する指令電力Ｐａ（ｉ）を送信し、発電機制御装置５３、この指令電力Ｐａ（ｉ）が供給されるように各電源ｉを制御する。
【０２２１】
次に、図１４のＳ４９において、エネルギ制御装置５１は、上記充電要求電力Ｐｒｅｑｃとその充電により消費される燃料量とに基づいて、バッテリ４３の電力費を更新する。すなわち、それまでにバッテリ４３に充電するために消費された燃料量に、今回消費される燃料量を足した合計燃料量を求める。ここで、今回バッテリ４３に充電するために充電された燃料量は、前記充電電力Ｐｃと充電電力費Ｃｃの関係により求める。また、それまでにバッテリ４３に充電するために供給された電力量に、今回供給される電力を足した合計電力量を求める。そして、合計燃料量を合計電力量で割って、バッテリ４３の新たな電力費を算出する。
【０２２２】
以上詳述した本実施形態は以下の利点を有する。
【０２２３】
・複数の熱源（冷却水熱量、ヒートポンプシステム３０）から熱交換部（ヒータコア２３、室内熱交換器３７）へ供給されるように要求される要求熱量Ｑｒｅｑ、すなわち複数の熱源から熱交換部へ供給すべき熱量が算出される。一方、各熱源ｉについて、供給する熱量と熱費Ｃｔとの関係が算出される。
【０２２４】
そして、各熱源ｉから供給する熱量と熱費Ｃｔとの関係に基づいて、複数の熱源から供給される熱量の合計が要求熱量Ｑｒｅｑに一致し、且つその熱を供給する熱源全体の熱費Ｃｔが最小となるように、各熱源ｉから熱を供給する配分が決定される。このため、複数の熱源から熱交換部へ要求熱量Ｑｒｅｑを供給することができるとともに、複数の熱源全体で消費される燃料量を最も少なくすることができる。
【０２２５】
・各熱源ｉにおいて熱を供給するために消費される燃料量Ｆｉ（Ｑｉ）を熱量Ｑｉの関数として、熱量Ｑｉの関数を熱量Ｑｉで微分した微分値である熱量増分燃料量ｄＦ／ｄＱが算出される。各熱源ｉの熱量増分燃料量が互いに一致した状態は、消費される燃料量をそれ以上減少させることができない状態である。したがって、その状態を形成するように各熱源ｉの供給負荷配分を決定することにより、複数の熱源全体で消費される総消費燃料量ｆを最も少なくすることができる。
【０２２６】
そして、複数の熱源から供給される熱量の合計が要求熱量Ｑｒｅｑに一致し、且つ各熱源ｉの熱量増分燃料量が互いに一致するように、各熱源ｉから熱を供給する配分が決定される。このため、複数の熱源から熱交換部へ要求熱量Ｑｒｅｑを供給することができるとともに、複数の熱源全体で消費される総消費燃料量ｆを最も少なくすることができる。さらに、各熱源ｉの最適な供給負荷配分を決定する上で、その組み合わせを総当りで演算する必要がないため、演算負荷の増加を抑制することができる。
【０２２７】
・各熱源ｉにおいて熱量Ｑｉと熱量増分燃料量との関係である熱量関係が算出される。このため、熱量増分燃料量を各熱源ｉで互いに一致させて変更する場合に、各熱源ｉにおいて熱量関係に基づき熱量増分燃料量に対応する熱量Ｑｉを算出することができる。
【０２２８】
そして、その各熱源ｉの熱量Ｑｉの合計が要求熱量Ｑｒｅｑに一致するように、各熱源ｉから熱量を供給する配分が決定されるため、演算負荷の増加を更に抑制しつつ、複数の熱源全体で消費される総消費燃料量ｆを最も少なくすることができる。
【０２２９】
・各熱源ｉにおいて供給可能な熱量Ｑｉの上限値Ｑｉｍａｘが設定され、熱量増分燃料量が各熱源ｉで互いに一致させられて増加されつつ、各熱源ｉにおいて熱量関係に基づき熱量増分燃料量に対応する熱量Ｑｉが算出される。そして、その熱量Ｑｉが上限値Ｑｉｍａｘに達した熱源ｉにおいては供給する熱量Ｑｉが上限値Ｑｉｍａｘとされ、その他の熱源ｊで消費される燃料量Ｆｊ（Ｑｊ）が最も少なくなるように、各熱源ｊから熱量を供給する配分が決定される。
【０２３０】
すなわち、供給する熱量Ｑｊが上限値に達していない熱源ｊにおいては、各熱源ｊの熱量増分燃料量が互いに一致させられて増加される。そして、それらの熱源ｊから供給される熱量Ｑｊと、供給する熱量Ｑｉが上限値Ｑｉｍａｘに達した熱源ｉの熱量Ｑｉとの合計が要求熱量Ｑｒｅｑに一致するように、各熱源ｉ，ｊから熱量Ｑｉ，Ｑｊを供給する配分が決定される。したがって、供給する熱量Ｑｊが上限値に達していない熱源ｊで消費される燃料量Ｆｊ（Ｑｊ）を最も少なくすることができ、ひいては複数の熱源全体で消費される総消費燃料量ｆを最も少なくすることができる。
【０２３１】
・車両に搭載されたエンジン１０の運転状態に応じて、各熱源ｉにおける上記熱量関係が算出される。このため、その時々のエンジン１０の運転状態に応じて、各熱源ｉから熱量Ｑｉを供給する配分を適切に決定することができる。
【０２３２】
・複数の熱源は、車両に搭載されたエンジン１０の冷却水を介してヒータコア２３へ熱を供給するエンジン１０の熱創出制御を含み、エンジン１０には、冷却水を吐出する電動ポンプ２２が搭載されている。そして、熱創出制御から供給される熱量に基づいて、電動ポンプ２２による冷却水の吐出量が制御されるため、ヒータコア２３へ供給される熱量を適切に制御することができる。
【０２３３】
・複数の熱源は、電力を熱に変換してその熱を供給するヒートポンプシステム３０を含み、ヒートポンプシステム３０について、単位電力を供給するために消費される燃料量である電力費Ｃｐに基づいて熱費Ｃｔが算出される。このため、ヒートポンプシステム３０の電力費Ｃｐを熱費Ｃｔに換算することができ、この熱費Ｃｔに基づいて各熱源ｉから熱を供給する配分を決定することができる。
・車両には複数の電源（発電機４１、廃熱発電機２５、バッテリ４３）が搭載されており、複数の電源からヒートポンプシステム３０を含む電気負荷（電動ポンプ２２、コンプレッサ用インバータ３２、負荷４２等）へ供給されるように要求される負荷要求電力Ｐｒｅｑ、すなわち複数の電源からヒートポンプシステム３０を含む電気負荷へ供給すべき電力が算出される。一方、各電源ｉについて、供給する電力Ｐｉと上記電力費Ｃｐとの関係が算出される。
【０２３４】
そして、各電源ｉから供給する電力Ｐｉと電力費Ｃｐとの関係に基づいて、複数の電源から供給される電力の合計が負荷要求電力Ｐｒｅｑに一致し、且つその負荷要求電力Ｐｒｅｑを供給する電源全体の電力費が最小となるように、各電源ｉから電力Ｐｉを供給する配分が決定される。このため、複数の電源からヒートポンプシステム３０を含む電気負荷へ負荷要求電力Ｐｒｅｑを供給することができるとともに、複数の電源全体で消費される総消費燃料量ｆを最も少なくすることができる。
【０２３５】
その上で、ヒートポンプシステム３０について、最小の電力費に基づいて熱費Ｃｔが算出される。このため、各電源ｉから電力Ｐｉを供給する配分（各電源ｉの供給負荷配分）を最適化した状態において、ヒートポンプシステム３０の熱費Ｃｔを算出することができる。そして、この熱費Ｃｔに基づいて各熱源ｉから熱を供給する配分が決定されるため、複数の熱源がヒートポンプシステム３０を含む場合であっても、複数の熱源全体で消費される総消費燃料量ｆを最も少なくすることができる。
【０２３６】
・各電源ｉにおいて電力Ｐｉを供給するために消費される燃料量Ｆｉ（Ｐｉ）を電力Ｐｉの関数として、電力Ｐｉの関数を電力Ｐｉで微分した微分値である電力増分燃料量ｄＦ／ｄＰが算出される。そして、複数の電源から供給される電力の合計が負荷要求電力Ｐｒｅｑに一致し、且つ各電源ｉの電力増分燃料量が互いに一致するように、各電源ｉから電力を供給する配分が決定される。このため、複数の電源からヒートポンプシステム３０を含む電気負荷へ負荷要求電力Ｐｒｅｑを供給することができるとともに、複数の電源全体で消費される総消費燃料量ｆを最も少なくすることができる。さらに、各電源ｉの最適な供給負荷配分を決定する上で、その組み合わせを総当りで演算する必要がないため、演算負荷の増加を抑制することができる。
【０２３７】
・各電源ｉにおいて電力Ｐｉと電力増分燃料量との関係である電力関係が算出される。このため、電力増分燃料量を各電源ｉで互いに一致させて変更する場合に、各電源ｉにおいて電力関係に基づき電力増分燃料量に対応する電力Ｐｉを算出することができる。
【０２３８】
そして、その各電源ｉの電力Ｐｉの合計が負荷要求電力Ｐｒｅｑに一致するように、各電源ｉから電力Ｐｉを供給する配分が決定されるため、演算負荷の増加を更に抑制しつつ、複数の電源全体で消費される総消費燃料量ｆを最も少なくすることができる。
【０２３９】
・各電源ｉにおいて供給可能な電力Ｐｉの上限値Ｐｉｍａｘが設定され、電力増分燃料量が各電源ｉで互いに一致させられて増加されつつ、各電源ｉにおいて電力関係に基づき電力増分燃料量に対応する電力Ｐｉが算出される。そして、その電力Ｐｉが上限値Ｐｉｍａｘに達した電源ｉにおいては供給する電力Ｐｉが上限値Ｐｉｍａｘとされ、その他の電源ｊで消費される燃料量Ｆｊ（Ｐｊ）が最も少なくなるように、各電源ｊから電力Ｐｊを供給する配分が決定される。
【０２４０】
すなわち、供給する電力Ｐｊが上限値Ｐｊｍａｘに達していない電源ｊにおいては、各電源ｊの電力増分燃料量が互いに一致させられて増加される。そして、それらの電源ｊから供給される電力Ｐｊと、供給する電力Ｐｉが上限値Ｐｉｍａｘに達した電源ｉの電力Ｐｉとの合計が負荷要求電力Ｐｒｅｑに一致するように、各電源ｉ，ｊから電力Ｐｉ，Ｐｊを供給する配分が決定される。したがって、供給する電力Ｐｊが上限値Ｐｊｍａｘに達していない電源ｊで消費される燃料量Ｆｊ（Ｐｊ）を最も少なくすることができ、ひいては複数の電源全体で消費される総消費燃料量ｆを最も少なくすることができる。
【０２４１】
・複数の電源はバッテリ４３を含み、バッテリ４３において電力に対する電力増分燃料量が一定値λ１ｓとされる。そして、電力増分燃料量が各電源ｉで互いに一致させられて上記一定値λ１ｓとされ、各電源ｉにおいて電力関係に基づき電力増分燃料量に対応する電力Ｐｉが算出される。このとき、バッテリ４３を除く電源ｋ（廃熱発電機２５、発電機４１）では、電力増分燃料量が一定値λ１ｓとされた場合には、その電力増分燃料量に対応する電力は特定の値に固定されることとなる。
【０２４２】
そして、バッテリ４３から供給する電力Ｐ１とその他の電源ｋから供給する電力Ｐ２との合計が負荷要求電力Ｐｒｅｑに一致するように、バッテリ４３から供給される電力Ｐ１が決定される。このため、バッテリ４３及びその他の電源ｋにより電力を供給する場合において、負荷要求電力Ｐｒｅｑを供給することができるとともに、消費される総消費燃料量ｆを最も少なくすることができる。
【０２４３】
・車両にはバッテリ４３を含む複数の電源が搭載されており、ヒートポンプシステム３０を含む電気負荷へ供給されるように要求される負荷要求電力Ｐｒｅｑが算出される。また、バッテリ４３を除く電源ｋからバッテリ４３へ充電のために供給されるように要求される充電要求電力Ｐｒｅｑｃが算出される。一方、各電源ｉについて、供給する電力Ｐｉと上記電力費Ｃｐとの関係が算出される。
【０２４４】
そして、各電源ｉから供給する電力Ｐｉと電力費Ｃｐとの関係に基づいて、バッテリ４３を除く複数の電源ｋから供給される電力の合計が、負荷要求電力Ｐｒｅｑ及び充電要求電力Ｐｒｅｑｃの合計である総要求電力Ｐｒｅｑａに一致し、且つその電力を供給する電源全体の電力費Ｃｐが最小となるように、バッテリ４３を除く各電源ｋから電力を供給する配分が決定される。このため、バッテリ４３の充電に使用される電力も含めた総要求電力Ｐｒｅｑａを供給することができるとともに、バッテリ４３を除く複数の電源全体で消費される総消費燃料量ｆを最も少なくすることができる。
【０２４５】
・バッテリ４３を除く各電源ｋにおいて、電力Ｐｋを供給するために消費される燃料量Ｆｋ（Ｐｋ）を電力Ｐｋの関数として、電力Ｐｋの関数を電力Ｐｋで微分した微分値である電力増分燃料量ｄＦ／ｄＰが算出される。そして、バッテリ４３を除く各電源ｋの電力増分燃料量が互いに一致するように、バッテリ４３を除く各電源ｋから電力Ｐｋを供給する配分が決定される。このため、バッテリ４３を除く複数の電源全体で消費される燃料量を最も少なくすることができる。さらに、各電源ｋの最適な供給負荷配分を決定する上で、その組み合わせを総当りで演算する必要がないため、演算負荷の増加を抑制することができる。
【０２４６】
・各電源ｉにおいて電力Ｐｉと電力増分燃料量との関係である電力関係が算出される。このため、バッテリ４３を除く各電源ｋで電力増分燃料量を互いに一致させて変更する場合に、バッテリを除く各電源ｋにおいて電力関係に基づき電力増分燃料量に対応する電力Ｐｋを算出することができる。
【０２４７】
そして、その各電源ｋの電力Ｐｋの合計が総要求電力Ｐｒｅｑａに一致するように、バッテリ４３を除く各電源ｋから電力Ｐｋを供給する配分が決定されるため、演算負荷の増加を更に抑制しつつ、バッテリ４３を除く複数の電源全体で消費される燃料量を最も少なくすることができる。
【０２４８】
・各電源ｉにおいて供給可能な電力Ｐｉの上限値Ｐｉｍａｘが設定され、バッテリ４３を除く各電源ｋで電力増分燃料量が互いに一致させられて増加されつつ、バッテリ４３を除く各電源ｋにおいて電力関係に基づき電力増分燃料量に対応する電力Ｐｋが算出される。そして、その電力Ｐｋが上限値Ｐｋｍａｘに達した電源ｋにおいては供給する電力Ｐｋが上限値Ｐｋｍａｘとされ、その他の電源ｌで消費される燃料量Ｆｌ（Ｐｌ）が最も少なくなるように、バッテリ４３を除く各電源ｋから電力を供給する配分が決定される。
【０２４９】
すなわち、供給する電力Ｐｌが上限値Ｐｌｍａｘに達していない電源ｌにおいては、各電源ｌの電力増分燃料量が互いに一致させられて増加される。そして、それらの電源ｌから供給される電力Ｐｌと、供給する電力Ｐｋが上限値Ｐｋｍａｘに達した電源ｋの電力Ｐｋとの合計が総要求電力Ｐｒｅｑａに一致するように、バッテリ４３を除く各電源ｋから電力を供給する配分が決定される。したがって、供給する電力Ｐｌが上限値Ｐｌｍａｘに達していない電源ｌで消費される燃料量Ｆｌ（Ｐｌ）を最も少なくすることができ、ひいてはバッテリ４３を除く複数の電源全体で消費される総消費燃料量ｆを最も少なくすることができる。
【０２５０】
・バッテリ４３を除く各電源ｋから上記配分（各電源ｋの最適な供給負荷配分）により電力Ｐｋを供給するとともにバッテリ４３への充電を行う際に、バッテリ４３の充電量を単位充電量増加させるために消費される燃料量である充電電力費Ｃｃが算出される。
【０２５１】
そして、充電電力費Ｃｃが基準電力費Ｃｐｒｆよりも小さくなる範囲内で充電要求電力Ｐｒｅｑｃが算出されるため、バッテリ４３を除く各電源ｋの供給負荷配分を最適化した上で、これらの電源全体で消費される総消費燃料量ｆが基準よりも少ない状態でバッテリ４３に充電することができる。さらに、充電電力費Ｃｃが基準電力費Ｃｐｒｆよりも小さくなる範囲内で最大の電力が充電要求電力Ｐｒｅｑｃとされるため、バッテリ４３に効率的に充電することができる。その結果、バッテリ４３の充電及び放電を通じて、複数の電源全体で消費される燃料量を減少させることかできる。
【０２５２】
・バッテリ４３を除く各電源ｋから上記配分により電力を供給する際に、バッテリ４３を除く各電源ｋで消費される燃料量の合計を、総要求電力Ｐｒｅｑａで割った最適電力費が算出される。そして、電力と最適電力費とに基づいて、バッテリ４３を除く電源を合計して１つの電源とみなした合計電源において、電力Ｐ２を供給するために消費される燃料量Ｆ２（Ｐ２）を電力Ｐ２の関数として、電力Ｐ２の関数を電力Ｐ２で微分した微分値である電力増分燃料量が算出される。すなわち、バッテリ４３を除く複数の電源全体で消費される燃料量Ｆ２（Ｐ２）を最も少なくした場合において、バッテリ４３を除く複数の電源が１つの合計電源とみなされ、この合計電源について電力増分燃料量が算出される。
【０２５３】
そして、合計電源において電力Ｐ２と電力増分燃料量との関係である電力関係が算出されるとともに、バッテリ４３において電力Ｐ１に対する電力増分燃料量が一定値とされる。ここで、合計電源では、電力増分燃料量が一定値とされた場合には、その電力増分燃料量に対応する電力Ｐ２は特定の値に固定されることとなる。これに対して、バッテリ４３では、電力増分燃料量が一定値λ１ｓとされた状態において、供給する電力Ｐ１を変更することができる。
【０２５４】
また、充電要求電力Ｐｒｅｑｃが０である場合には、バッテリ４３から電力Ｐ１を供給することができる。そして、バッテリ４３から供給する電力Ｐ１と合計電源から供給する電力Ｐ２との合計が総要求電力Ｐｒｅｑａに一致するように、バッテリ４３から供給される電力Ｐ１が決定される。このため、バッテリ４３及びその他の電源ｋから電力を供給する場合において、総要求電力Ｐｒｅｑａを供給することができるとともに、総消費燃料量ｆを最も少なくすることができる。
【０２５５】
・車両に搭載されたエンジン１０の運転状態に応じて、各電源ｉにおける上記電力関係が算出される。このため、その時々のエンジン１０の運転状態に応じて、各電源ｉから電力Ｐｉを供給する配分を適切に決定することができる。
【０２５６】
上記実施形態に限定されず、例えば次のように実施することもできる。
【０２５７】
・バッテリ４３を除く複数の電源（廃熱発電機２５、発電機４１）について、各電源の最適な供給負荷配分を決定し、これらの電源から最適な供給負荷配分により電力を供給する際に、これらの電源を１つの合計電源とみなした。そして、この合計電源とバッテリ４３とで、最適な供給負荷配分を決定するようにしたが、廃熱発電機２５、発電機４１、及びバッテリ４３で最適な供給負荷配分を決定してもよい。
【０２５８】
・複数の電源の数は、任意に設定することができる。
【０２５９】
・ヒートポンプシステム３０に代えて、ＰＴＣヒータを採用してもよい。この場合には、ＰＴＣヒータに供給する電力と、ＰＴＣヒータから供給される熱量とが等しいと考えることができるため、ＰＴＣヒータについて熱費等を求める演算が容易となる。また、複数の熱源の数は、任意に設定することができる。
【０２６０】
・電力により駆動される電動熱源が複数の熱源に含まれていない場合には、熱供給制御と電力供給制御とを独立して実行してもよい。また、熱供給制御及び電力供給制御の一方のみを実行してもよい。
【０２６１】
・各熱源から供給する熱量と熱費との関係に基づいて、複数の熱源から供給される熱量の合計が要求熱量に一致し、且つその熱を供給する熱源全体の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際に、総当り演算により決定することもできる。
【０２６２】
・点火時期の制御に代えて燃料噴射時期を制御することにより、ディーゼルエンジンに具体化することもできる。
【符号の説明】
【０２６３】
１０…エンジン、２３…ヒータコア、２５…廃熱発電機、３０…ヒートポンプシステム、３７…室内熱交換器、４１…発電機、４３…バッテリ、５１…エネルギ制御装置、５２…エンジン制御装置、５３…発電制御装置、５４…空調制御装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2011201489.tif 000022
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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