車両の熱源制御装置
【課題】車両に搭載された複数の熱源において異常熱源が生じた場合であっても、熱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】空調御装置５４は、複数の熱源（効率可変及び冷却水、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を算出する。エネルギ制御装置５１は、各熱源について供給する熱量と熱費との関係を算出するとともに、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。エネルギ制御装置５１は、上記関係と異常熱源が供給する異常熱量とに基づいて、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。
【解決手段】空調御装置５４は、複数の熱源（効率可変及び冷却水、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を算出する。エネルギ制御装置５１は、各熱源について供給する熱量と熱費との関係を算出するとともに、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。エネルギ制御装置５１は、上記関係と異常熱源が供給する異常熱量とに基づいて、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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の熱源からの熱供給を制御する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両で消費される燃料量を減少させる観点から、様々な技術が開発されている。例えば、車載主機として、エンジンに加えて電動機を備えるハイブリッド車や、車両の停止時にエンジンを自動停止するアイドルストップシステムが開発されている。
【０００３】
一般に、車室内の暖房においては、エンジンから冷却水等に廃棄される熱を利用している。しかしながら、上記の例に挙げた省燃費車においては、アイドルストップや、エンジン自体の効率向上により、エンジンから廃棄される熱量が減少し、エンジンからの廃熱だけでは暖房に必要な熱量を確保できないおそれがある。
【０００４】
そこで、エンジンからの廃熱を利用した暖房装置の他に、電動機で駆動されるヒートポンプ式の暖房装置を備える構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３７０４７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載のものでは、車室内の暖房に使用される熱源が複数存在することとなり、エネルギの効率的利用の観点から、どちらの熱源をどれだけ使用するかという問題が生じる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載のものでは、複数の熱源から熱を供給する指針が確立されておらず、未だ改善の余地を残すものとなっている。さらに、複数の熱源において熱を正常に供給できない異常熱源が生じた場合に、その異常熱源を含めてどのように複数の熱源から熱を供給するかが問題となる。
【０００８】
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熱源において異常熱源が生じた場合であっても、熱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】
【０００９】
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。
【００１０】
請求項１に記載の発明は、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。
【００１１】
本願発明者らは、熱を供給するために熱源で消費される燃料量を少なくするために、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小さくすることを考案した。そして、熱を供給するために複数の熱源全体で消費される燃料量を少なくするためには、複数の熱源全体の熱費を小さくすればよいという結論に至った。
【００１２】
この点、上記構成によれば、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が算出される。一方、各熱源について、供給する熱量と上記熱費との関係が算出される。また、各熱源のうち熱を正常に供給できない異常熱源が検出され、異常熱源の供給する熱量である異常熱量が算出される。すなわち、正常な熱量と異なる熱量を異常熱源が供給する場合があるため、この異常熱源の供給する異常熱量を算出する。
【００１３】
そして、各熱源から供給する熱量と熱費との関係、及び上記異常熱量に基づいて、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が決定される。このため、異常熱源が生じた場合であっても、複数の熱源から熱交換部へ要求熱量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抑制することができる。
【００１４】
異常熱源では、熱費を小さくするように熱量を制御することができず、消費される燃料量を抑制することができない。このため、複数の熱源全体で消費される燃料量を抑制するためには、異常熱源を除く熱源全体で消費される燃料量を最も少なくする必要がある。
【００１５】
具体的には、請求項２に記載の発明のように、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といった構成を採用することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、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。
【００１７】
上記構成によれば、車両の車室内に供給される熱量に基づいて、複数の熱源から熱交換部へ実際に供給される熱量の合計である実熱量が算出される。すなわち、異常熱源が生じた場合に、複数の熱源から熱交換部へ実際に供給される熱量の合計（実熱量）が算出される。
【００１８】
ここで、異常熱源を除く熱源は配分された熱量を熱交換部へ供給するため、異常熱源を除く熱源から熱交換部へ供給される熱量の合計を算出することができる。したがって、上記実熱量から、異常熱源を除く熱源から熱交換部へ供給される熱量の合計を引くことにより、上記異常熱量を算出することができる。
【００１９】
上記熱費算出手段と上記熱量配分決定手段との通信に異常が生じると、熱源から供給する熱量と上記熱費との関係を取得できなくなることがある。その場合には、熱源から供給する熱量と熱費との関係に基づいて、その熱源から供給する熱量を算出することができない。
【００２０】
この点、請求項４に記載の発明では、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といった構成を採用している。したがって、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が生じた場合であっても、その熱源を異常熱源として処理して、複数の熱源全体で消費される燃料量を抑制することができる。
【００２１】
熱源から供給する熱量を算出する処理負荷は、熱源の種類によって異なるとともに、車両の状態等によっても変化する。このため、特定の熱源では、車両の状態等によって供給する熱量を算出する処理負荷が過大となり、供給する熱量を適切に算出できないおそれがある。
【００２２】
この点、請求項５に記載の発明では、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といった構成を採用している。このため、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異常熱源として処理して、複数の熱源全体で消費される燃料量を抑制することができる。
【００２３】
さらに、請求項５に記載の発明において、熱量配分決定手段は、前記異常熱源から供給する熱量を所定の一定値に決定し、前記異常熱量算出手段は、前記異常熱源が供給する異常熱量を前記一定値として算出するといった構成を採用することが有効である。上記構成によれば、異常熱源から供給する熱量が所定の一定値に決定されるため、異常熱源から供給する熱量を算出する処理負荷を軽減することができる。なお、上記一定値としては、例えば０又は、異常熱源が供給することのできる最大値もしくは要求熱量のうち小さい方を採用することができる。
【００２４】
電力を熱に変換してその熱を供給する電動熱源では、電源から電力が正常に供給されることが、熱を正常に供給するための条件となる。しかしながら、電力を供給するバッテリでは、残量が少なくなったり、温度が適正範囲から外れたりすることにより、電力を正常に供給できなくなるおそれがある。
【００２５】
この点、請求項６に記載の発明では、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といった構成を採用している。したがって、バッテリから電動熱源へ電力を正常に供給できない場合であっても、電動熱源を異常熱源として処理して、複数の熱源全体で消費される燃料量を抑制することができる。
【００２６】
さらに、請求項６に記載の発明において、熱量配分決定手段は、前記異常熱源から供給する熱量を０に決定し、前記異常熱量算出手段は、前記異常熱源が供給する異常熱量を０として算出するといった構成を採用することが有効である。上記構成によれば、異常熱源（電動熱源）から供給する熱量が０に決定されるため、バッテリの残量を増加させたり、温度を適正範囲に近付けたりすることができる。
【００２７】
また、請求項７に記載の発明のように、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といった構成を採用することもできる。すなわち、熱源から供給される熱量の大きさが、種々の原因により正常な範囲から外れた場合には、その熱源を異常熱源として検出する。こうした構成であっても、正常な熱量を供給できない熱源を異常熱源として処理して、複数の熱源全体で消費される燃料量を抑制することができる。
【００２８】
請求項８に記載の発明では、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。
【００２９】
上記構成によれば、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、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が算出される。この熱量増分燃料量は、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る。
【００３０】
複数の熱源により要求熱量を供給する場合に、各熱源から熱量を供給する配分（各熱源の供給負荷配分）を以下のように決定することにより、複数の熱源全体の熱費を最小とすることができる。その結果、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。
【００３１】
例えば、ある状態において、熱源１及び熱源２により熱交換部へ熱を供給する場合に、熱源１及び熱源２の熱量増分燃料量が、それぞれ２００［ｇ／ｋＷｈ］及び２１０［ｇ／ｋＷｈ］であるとする。そして、熱源１から供給する熱量を１［ｋＷ］増加させ、熱源２から供給する熱量を１［ｋＷ］減少させたとする。その結果、熱源１及び熱源２により供給される熱量の合計は変わらないが、熱源１及び熱源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。
【００３２】
すなわち、上記内容は、複数の熱源間で熱量増分燃料量に差がある場合には、供給する熱量の合計を変えずに、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、各熱源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異常熱源を除く各熱源の供給負荷配分を決定することにより、異常熱源を除く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。
【００３３】
この点、上記構成によれば、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、且つ異常熱源を除く各熱源の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抑制することができる。さらに、各熱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。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【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】異常熱源検出及び異常熱量算出の処理手順を示すフローチャート。
【図５】要求熱量を算出するための機能ブロック図。
【図６】エンジン動作点と燃料消費率との関係を示すマップ。
【図７】エンジン動作点と追加熱量との関係を示す図。
【図８】追加熱量発生による燃料増加量を示すグラフ。
【図９】供給熱量と熱費との関係を示す熱費特性図。
【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】供給熱量と熱量増分燃料量との関係を示すグラフ。
【図１３】総供給熱量と最適配分熱量との関係を示すグラフ。
【図１４】ベース熱量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】
【００３５】
以下、一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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部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。
【００４２】
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及びその他の電気負荷へ電力を供給する電源を切り替える。複数の電源としては、エンジンの発電機及びバッテリを備えている。電力管理部は、各電源から指令電力が供給されるように制御する。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
本システムは、電源として、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適宜充電される。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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、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。
【００５８】
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。また、空調風の風量がセンサにより検出、又は制御値から算出される。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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。なお、この熱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。
【００６５】
まず、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（Ｓ１０）。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。
【００６６】
続いて、エネルギ制御装置５１は、複数の熱源において熱を正常に供給できない異常熱源があるか否か判定する（Ｓ１１）。そして、複数の熱源において熱を正常に供給できない異常熱源があると判定した場合には（Ｓ１１：ＹＥＳ）、エネルギ制御装置５１は、異常熱源が供給する熱量である異常熱量を算出する（Ｓ１７）。その後、Ｓ１２以降の処理を実行する。一方、上記判定において、複数の熱源において熱を正常に供給できない異常熱源がないと判定した場合には（Ｓ１１：ＮＯ）、上記Ｓ１７の処理を実行することなく、Ｓ１２以降の処理を実行する。
【００６７】
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。この使用する電力を供給するために消費される熱量は、実験等により予め求めておくことができる。
【００６８】
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）。
【００６９】
ここで、エネルギ制御装置５１内の構成部品同士や他の装置との間で通信に異常が生じたり、エンジン１０の回転速度が高くなることにより供給する熱量を算出する処理負荷が過大となったり、バッテリ４３から電力を正常に供給できなくなったり、熱源から供給される熱量の大きさが正常な範囲から外れたりすることがある。このような場合には、熱源から供給する熱量を算出できなくなったり、熱源から正常な熱量を供給できなくなったりするため、この異常熱源では消費される燃料量を抑制することができない。
【００７０】
このため、本実施形態では、上記異常熱源を含めて複数の熱源から供給される熱量の合計が上記要求熱量に一致し、且つ異常熱源を除く熱源全体で消費される燃料量が最も少なくなるように上記最適化演算を行う。詳しくは、要求熱量から異常熱量を引いた熱量が、異常熱源を除く複数の熱源から熱交換部へ供給されるようにし、異常熱源を除く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。
【００７１】
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）。
【００７２】
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。
【００７３】
図４は、上記異常熱源検出（図３のＳ１１）及び異常熱量算出（図３のＳ１７）の処理手順を示すフローチャートである。この一連の処理は、エネルギ制御装置５１によって実行される。
【００７４】
まず、エネルギ制御装置５１や他の装置との間で通信に異常が発生しているか否か判定する（Ｓ１０１）。具体的には、エネルギ制御装置５１と発電機制御装置５３や空調制御装置５４との間で通信異常が発生しているか否か判定する。通信異常としては、通信が所定時間よりも長く途絶している状態や、通信信号の値が異常である場合等がある。なお、この判定処理が、異常熱源検出手段としての処理に相当する。
【００７５】
そして、上記判定において、エネルギ制御装置５１や他の装置との間で通信に異常が発生していると判定した場合には（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、複数の熱源からヒータコア２３及び室内熱交換器３７へ実際に供給される熱量の合計である実熱量Ｑｒｅａｌと、異常熱源を除く熱源からヒータコア２３及び室内熱交換器３７へ供給される熱量の合計とに基づいて、異常熱量を算出する（Ｓ１７）。なお、この処理が、異常熱量算出手段としての処理に相当する。
【００７６】
具体的には、車室内温度センサ６３の検出値、車室内へ送られる空調風の温度を検出する吹出口温度センサ６５の検出値、及び空調風を送るブロアファン２４の風量に基づいて、車室内に供給される熱量を算出する。そして、車室内に供給される熱量に基づいて、複数の熱源からヒータコア２３及び室内熱交換器３７へ実際に供給される熱量の合計である実熱量Ｑｒｅａｌを算出する。さらに、この実熱量Ｑｒｅａｌから、異常熱源を除く熱源からヒータコア２３及び室内熱交換器３７へ供給される熱量の合計を引いて、異常熱量を算出する。異常熱源を除く熱源からヒータコア２３及び室内熱交換器３７へ供給される熱量は、エネルギ制御装置５１が空調制御装置５４及びエンジン制御装置５２へ送信する各熱源に対する指令熱量により算出することができる。その後、この一連の処理を一旦終了して、図３のＳ１２の処理へ移行する。
【００７７】
一方、上記判定において、エネルギ制御装置５１内の構成部品同士や他の装置との間で通信に異常が発生していないと判定した場合には（Ｓ１０１：ＮＯ）、熱源から供給する熱量を算出する処理負荷が過大となる異常が発生しているか否か判定する（Ｓ１０２）。具体的には、回転速度センサ６７の検出値に基づいて、エンジン１０の回転速度が所定よりも高いことを検出した場合に、処理負荷が過大となる異常が発生していると判定する。すなわち、エンジン１０の回転速度が所定よりも高い場合（高回転速度の場合）には、上述した廃熱量調整手段（１），（２），（３）から供給する熱量を算出する処理負荷が過大となる。なお、この処理負荷が過大となる異常が発生しているか否か判定する処理が、異常熱源検出手段としての処理に相当する。
【００７８】
上記判定において、熱源から供給する熱量を算出する処理負荷が過大となる異常が発生していると判定した場合には（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、エンジン１０の水温が所定温度（例えば、暖機完了温度）よりも高ければエンジン１０の冷却水の熱量のみを熱源として用い、エンジン１０の水温が所定温度よりも高くなければヒートポンプシステム３０のみを熱源として用いる（Ｓ１７）。すなわち、ヒートポンプシステム３０（異常熱源）から供給する異常熱量、及び冷却水（異常熱源）から供給する異常熱量のいずれか一方を０とする。なお、この処理が、異常熱量算出手段としての処理に相当する。その後、この一連の処理を一旦終了して、図３のＳ１２の処理へ移行する。
【００７９】
一方、上記判定において、熱源から供給する熱量を算出する処理負荷が過大となる異常が発生していないと判定した場合には（Ｓ１０２：ＮＯ）、バッテリ４３から正常に電力を供給できない異常が発生しているか否か判定する（Ｓ１０３）。具体的には、バッテリ４３の残量が所定量よりも少ないか否か、バッテリ４３の温度が所定範囲外であるか否か判定する。すなわち、バッテリ４３の残量減少により、エンジン１０のアイドリング停止中において、バッテリ４３の充電のためにエンジン１０を始動する必要が生じる又はそのおそれがある場合には、バッテリ４３から正常に電力を供給できない異常が発生していると判定する。また、バッテリ４３の温度が、充放電の損失が大きくなる所定温度よりも低い場合、又はバッテリ４３の温度が、バッテリ４３を損傷するおそれのある所定温度よりも高い場合には、バッテリ４３から正常に電力を供給できない異常が発生していると判定する。なお、これらの処理が、異常熱源検出手段としての処理に相当する。
【００８０】
上記判定において、バッテリ４３から正常に電力を供給できない異常が発生していると判定した場合には（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、エンジン１０の水温が所定温度（例えば、暖機完了温度）よりも高いことを条件として、エンジン１０の冷却水のみを熱源として用いる（Ｓ１７）。すなわち、ヒートポンプシステム３０（異常熱源）から供給する異常熱量を０とする。この処理が、異常熱量算出手段としての処理に相当する。また、エンジン１０の水温が所定温度よりも高くない場合には、水温が所定温度よりも高くなるまでは冷却水を熱源として用いることを控える。その後、この一連の処理を一旦終了して、図３のＳ１２の処理へ移行する。
【００８１】
一方、上記判定において、バッテリ４３から正常に電力を供給できない異常が発生していないと判定した場合には（Ｓ１０３：ＮＯ）、熱源から供給される熱量の大きさが異常であるか否か判定する（Ｓ１０４）。具体的には、冷却水の温度に基づいて算出されるヒータコア２３から車室内へ供給される熱量と、空調風の情報から算出される車室内へ供給される熱量との相違が所定度合よりも大きいか否か、ヒートポンプシステム３０の駆動状態に基づいて算出される室内熱交換器３７から車室内へ供給される熱量と、空調風の情報から算出される車室内へ供給される熱量との相違が所定度合よりも大きいか否か判定する。すなわち、冷却水の温度に基づいて算出される車室内への供給熱量と、空調風の情報から算出される車室内への供給熱量との相違（差や比率）が所定度合よりも大きい場合には、冷却水（異常熱源）から供給される熱量の大きさが異常であると判定する。また、ヒートポンプシステム３０の駆動状態に基づいて算出される車室内への供給熱量と、空調風の情報から算出される車室内への供給熱量との相違（差や比率）が所定度合よりも大きい場合には、ヒートポンプシステム３０（異常熱源）から供給される熱量の大きさが異常であると判定する。なお、これらの処理が、異常熱源検出手段としての処理に相当する。
【００８２】
上記判定において、熱源から供給される熱量の大きさが異常であると判定した場合には（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、複数の熱源からヒータコア２３及び室内熱交換器３７へ実際に供給される熱量の合計である実熱量Ｑｒｅａｌと、異常熱源を除く熱源からヒータコア２３及び室内熱交換器３７へ供給される熱量の合計とに基づいて、異常熱量を算出する（Ｓ１７）。なお、この処理が、異常熱量算出手段としての処理に相当する。
【００８３】
具体的には、上述したように、車室内温度センサ６３の検出値、車室内へ送られる空調風の温度を検出する吹出口温度センサ６５の検出値、及び空調風を送るブロアファン２４の風量に基づいて、車室内に供給される熱量を算出する。そして、車室内に供給される熱量に基づいて、複数の熱源からヒータコア２３及び室内熱交換器３７へ実際に供給される熱量の合計である実熱量Ｑｒｅａｌを算出する。さらに、この実熱量Ｑｒｅａｌから、異常熱源を除く熱源からヒータコア２３及び室内熱交換器３７へ供給される熱量の合計を引いて、異常熱量を算出する。その後、この一連の処理を一旦終了して、図３のＳ１２の処理へ移行する。
【００８４】
次に、上述した熱供給制御におけるＳ１０，１２〜１６の各処理の詳細について説明する。
【００８５】
図５は、図３のＳ１0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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
図６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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
この場合、要求熱量Ｑｒｅｑを満足させるには、例えば図７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。
【００９３】
図8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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
このとき、熱量増加を開始する時のエンジン動作点が、図６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。
【００９８】
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。
【００９９】
熱費Ｃｔ［g/kWh］＝燃料増加量ΔＦ［g/h］／追加熱量ΔＱ［kW］
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
廃熱量調整手段等のエンジン熱源においては、図８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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
【数１】
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。
【０１１４】
【数２】
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。
【０１１５】
【数３】
【０１１６】
【数４】
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。
【０１１７】
【数５】
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。
【０１１８】
図１０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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
【数６】
【０１２４】
【数７】
【０１２５】
【数８】
ここで、上記の数式６〜８の条件は、模式的に図１１のように表すことができる。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
図１２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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
この関係を図に表したものが図１３である。
【０１３２】
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。
【０１３３】
ここで、上述したように、要求熱量Ｑｒｅｑから異常熱量Ｑｐｅｃを引いた熱量が、異常熱源を除く複数の熱源から熱交換部へ供給されるようにし、異常熱源を除く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。このため、以下の処理では、要求熱量Ｑｒｅｑを、要求熱量Ｑｒｅｑから異常熱量Ｑｐｅｃを引いた熱量に修正し（Ｑｒｅｑ←Ｑｒｅｑ−Ｑｐｅｃ）、異常熱源を除く熱源に対して以下の各処理を実行する。なお、異常熱源が存在しない場合には、要求熱量Ｑｒｅｑはそのままで全ての熱源に対して以下の各処理を実行する。
【０１３４】
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。
【０１３５】
図１４に、ベース熱量配分の処理手順を示す。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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）。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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）。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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）。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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１３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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
以上詳述した本実施形態は以下の利点を有する。
【０１５２】
・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、供給する熱量と上記熱費Ｃｔとの関係が算出される。また、各熱源ｉのうち熱を正常に供給できない異常熱源が検出され、異常熱源の供給する熱量である異常熱量Ｑｐｅｃが算出される。すなわち、正常な熱量と異なる熱量を異常熱源が供給する場合があるため、この異常熱源の供給する異常熱量を算出する。
【０１５３】
そして、各熱源ｉから供給する熱量と熱費Ｃｔとの関係、及び上記異常熱量Ｑｐｅｃ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、異常熱源が生じた場合であっても、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抑制することができる。
【０１５４】
・車両の車室内に供給される熱量に基づいて、複数の熱源から熱交換部へ実際に供給される熱量の合計である実熱量Ｑｒｅａｌが算出される。すなわち、異常熱源が生じた場合に、複数の熱源から熱交換部へ実際に供給される熱量の合計（実熱量Ｑｒｅａｌ）が算出される。ここで、異常熱源を除く熱源は配分された熱量を熱交換部へ供給するため、異常熱源を除く熱源から熱交換部へ供給される熱量の合計を算出することができる。したがって、上記実熱量Ｑｒｅａｌから、異常熱源を除く熱源から熱交換部へ供給される熱量の合計を引くことにより、上記異常熱量Ｑｐｅｃを算出することができる。
【０１５５】
・熱源から供給する熱量と熱費Ｃｔとの関係を取得することのできない熱源を異常熱源として検出している。したがって、熱源から供給する熱量と熱費Ｃｔとの関係を取得することのできない熱源が生じた場合であっても、その熱源を異常熱源として処理して、複数の熱源全体で消費される燃料量を抑制することができる。
【０１５６】
・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異常熱源として検出している。このため、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異常熱源として処理して、複数の熱源全体で消費される燃料量を抑制することができる。さらに、異常熱源から供給する熱量を所定の一定値（例えば０）に決定し、異常熱源が供給する異常熱量Ｑｐｅｃを０として算出するといった構成を採用している。すなわち、異常熱源から供給する熱量が所定の一定値に決定されるため、異常熱源から供給する熱量を算出する処理負荷を軽減することができる。
【０１５７】
・車両にはバッテリ４３が搭載されており、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（ヒートポンプシステム３０）を含み、バッテリ４３からヒートポンプシステム３０へ電力を正常に供給できない場合に、ヒートポンプシステム３０を異常熱源として検出している。したがって、バッテリ４３から電動熱源へ電力を正常に供給できない場合であっても、電動熱源を異常熱源として処理して、複数の熱源全体で消費される燃料量を抑制することができる。さらに、ヒートポンプシステム３０から供給する熱量を０に決定し、異常熱源が供給する異常熱量Ｑｐｅｃを０として算出している。これにより、ヒートポンプシステム３０から供給する熱量が０にされるため、バッテリ４３の残量を増加させたり、温度を適正範囲に近付けたりすることができる。
【０１５８】
・熱源から供給される熱量の大きさが異常である熱源を異常熱源として検出している。すなわち、熱源から供給される熱量の大きさが、種々の原因により正常な範囲から外れた場合には、その熱源を異常熱源として検出する。この場合であっても、正常な熱量を供給できない熱源を異常熱源として処理して、複数の熱源全体で消費される燃料量を抑制することができる。
【０１５９】
・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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
・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。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。
【０１６２】
・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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
・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。
【０１６５】
・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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
・上記実施形態では、冷却水の温度に基づいて算出される車室内への供給熱量と、空調風の情報から算出される車室内への供給熱量との相違（差や比率）が所定度合よりも大きい場合には、冷却水から供給される熱量の大きさが異常であると判定した。また、ヒートポンプシステム３０の駆動状態に基づいて算出される車室内への供給熱量と、空調風の情報から算出される車室内への供給熱量との相違（差や比率）が所定度合よりも大きい場合には、ヒートポンプシステム３０から供給される熱量の大きさが異常であると判定した。
【０１６８】
しかしながら、各熱源が供給している熱量を通知する機能を有する場合には、その通知される熱量に基づいて熱量の大きさが異常であるか否か判定してもよい。具体的には、通知される熱量の大きさが所定範囲外である場合、通知される熱量が急変した場合、通知される熱量と消費燃料量又は消費電力との比率が所定範囲外である場合等に、熱量の大きさが異常であると判定することができる。
【０１６９】
・上記実施形態では、ヒートポンプシステム３０（異常熱源）から供給する異常熱量、及び冷却水（異常熱源）から供給する異常熱量のいずれか一方を０としたが、冷却水及びヒートポンプシステム３０のいずれか一方のみでは、要求熱量を供給できない場合には以下のようにするとよい。すなわち、バッテリ４３の残量が所定量よりも少なくないことを条件として、冷却水からは供給することのできる最大の熱量を供給し、ヒートポンプシステム３０から供給する熱量を、要求熱量から同最大の熱量を引いた熱量とする。この場合であっても、それらの熱源から供給する熱量を最適化する演算よりも処理負荷を軽減することができる。なお、要求熱量に対して、冷却水から供給することのできる最大の熱量が不足している場合には、上述した熱創出制御を実行するとよい。
【０１７０】
・異常熱源から供給する熱量を所定の一定値に決定し、異常熱源が供給する熱量である異常熱量を上記一定値として算出する際に、異常熱源が供給することのできる最大値や要求熱量を上記一定値として採用することもできる。その際、最大値及び要求熱量のうち小さい方の値を採用するとよい。
【０１７１】
・図４のＳ１０１〜Ｓ１０４の処理において、複数の処理に対して同時にＳ１７の処理を実行してもよい。
【０１７２】
・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。
【０１７３】
・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】
【０１７４】
１０…エンジン、２３…ヒータコア、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。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の熱源からの熱供給を制御する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両で消費される燃料量を減少させる観点から、様々な技術が開発されている。例えば、車載主機として、エンジンに加えて電動機を備えるハイブリッド車や、車両の停止時にエンジンを自動停止するアイドルストップシステムが開発されている。
【０００３】
一般に、車室内の暖房においては、エンジンから冷却水等に廃棄される熱を利用している。しかしながら、上記の例に挙げた省燃費車においては、アイドルストップや、エンジン自体の効率向上により、エンジンから廃棄される熱量が減少し、エンジンからの廃熱だけでは暖房に必要な熱量を確保できないおそれがある。
【０００４】
そこで、エンジンからの廃熱を利用した暖房装置の他に、電動機で駆動されるヒートポンプ式の暖房装置を備える構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３７０４７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載のものでは、車室内の暖房に使用される熱源が複数存在することとなり、エネルギの効率的利用の観点から、どちらの熱源をどれだけ使用するかという問題が生じる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載のものでは、複数の熱源から熱を供給する指針が確立されておらず、未だ改善の余地を残すものとなっている。さらに、複数の熱源において熱を正常に供給できない異常熱源が生じた場合に、その異常熱源を含めてどのように複数の熱源から熱を供給するかが問題となる。
【０００８】
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熱源において異常熱源が生じた場合であっても、熱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】
【０００９】
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。
【００１０】
請求項１に記載の発明は、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。
【００１１】
本願発明者らは、熱を供給するために熱源で消費される燃料量を少なくするために、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小さくすることを考案した。そして、熱を供給するために複数の熱源全体で消費される燃料量を少なくするためには、複数の熱源全体の熱費を小さくすればよいという結論に至った。
【００１２】
この点、上記構成によれば、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が算出される。一方、各熱源について、供給する熱量と上記熱費との関係が算出される。また、各熱源のうち熱を正常に供給できない異常熱源が検出され、異常熱源の供給する熱量である異常熱量が算出される。すなわち、正常な熱量と異なる熱量を異常熱源が供給する場合があるため、この異常熱源の供給する異常熱量を算出する。
【００１３】
そして、各熱源から供給する熱量と熱費との関係、及び上記異常熱量に基づいて、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が決定される。このため、異常熱源が生じた場合であっても、複数の熱源から熱交換部へ要求熱量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抑制することができる。
【００１４】
異常熱源では、熱費を小さくするように熱量を制御することができず、消費される燃料量を抑制することができない。このため、複数の熱源全体で消費される燃料量を抑制するためには、異常熱源を除く熱源全体で消費される燃料量を最も少なくする必要がある。
【００１５】
具体的には、請求項２に記載の発明のように、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といった構成を採用することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、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。
【００１７】
上記構成によれば、車両の車室内に供給される熱量に基づいて、複数の熱源から熱交換部へ実際に供給される熱量の合計である実熱量が算出される。すなわち、異常熱源が生じた場合に、複数の熱源から熱交換部へ実際に供給される熱量の合計（実熱量）が算出される。
【００１８】
ここで、異常熱源を除く熱源は配分された熱量を熱交換部へ供給するため、異常熱源を除く熱源から熱交換部へ供給される熱量の合計を算出することができる。したがって、上記実熱量から、異常熱源を除く熱源から熱交換部へ供給される熱量の合計を引くことにより、上記異常熱量を算出することができる。
【００１９】
上記熱費算出手段と上記熱量配分決定手段との通信に異常が生じると、熱源から供給する熱量と上記熱費との関係を取得できなくなることがある。その場合には、熱源から供給する熱量と熱費との関係に基づいて、その熱源から供給する熱量を算出することができない。
【００２０】
この点、請求項４に記載の発明では、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といった構成を採用している。したがって、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が生じた場合であっても、その熱源を異常熱源として処理して、複数の熱源全体で消費される燃料量を抑制することができる。
【００２１】
熱源から供給する熱量を算出する処理負荷は、熱源の種類によって異なるとともに、車両の状態等によっても変化する。このため、特定の熱源では、車両の状態等によって供給する熱量を算出する処理負荷が過大となり、供給する熱量を適切に算出できないおそれがある。
【００２２】
この点、請求項５に記載の発明では、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といった構成を採用している。このため、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異常熱源として処理して、複数の熱源全体で消費される燃料量を抑制することができる。
【００２３】
さらに、請求項５に記載の発明において、熱量配分決定手段は、前記異常熱源から供給する熱量を所定の一定値に決定し、前記異常熱量算出手段は、前記異常熱源が供給する異常熱量を前記一定値として算出するといった構成を採用することが有効である。上記構成によれば、異常熱源から供給する熱量が所定の一定値に決定されるため、異常熱源から供給する熱量を算出する処理負荷を軽減することができる。なお、上記一定値としては、例えば０又は、異常熱源が供給することのできる最大値もしくは要求熱量のうち小さい方を採用することができる。
【００２４】
電力を熱に変換してその熱を供給する電動熱源では、電源から電力が正常に供給されることが、熱を正常に供給するための条件となる。しかしながら、電力を供給するバッテリでは、残量が少なくなったり、温度が適正範囲から外れたりすることにより、電力を正常に供給できなくなるおそれがある。
【００２５】
この点、請求項６に記載の発明では、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といった構成を採用している。したがって、バッテリから電動熱源へ電力を正常に供給できない場合であっても、電動熱源を異常熱源として処理して、複数の熱源全体で消費される燃料量を抑制することができる。
【００２６】
さらに、請求項６に記載の発明において、熱量配分決定手段は、前記異常熱源から供給する熱量を０に決定し、前記異常熱量算出手段は、前記異常熱源が供給する異常熱量を０として算出するといった構成を採用することが有効である。上記構成によれば、異常熱源（電動熱源）から供給する熱量が０に決定されるため、バッテリの残量を増加させたり、温度を適正範囲に近付けたりすることができる。
【００２７】
また、請求項７に記載の発明のように、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といった構成を採用することもできる。すなわち、熱源から供給される熱量の大きさが、種々の原因により正常な範囲から外れた場合には、その熱源を異常熱源として検出する。こうした構成であっても、正常な熱量を供給できない熱源を異常熱源として処理して、複数の熱源全体で消費される燃料量を抑制することができる。
【００２８】
請求項８に記載の発明では、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。
【００２９】
上記構成によれば、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、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が算出される。この熱量増分燃料量は、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る。
【００３０】
複数の熱源により要求熱量を供給する場合に、各熱源から熱量を供給する配分（各熱源の供給負荷配分）を以下のように決定することにより、複数の熱源全体の熱費を最小とすることができる。その結果、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。
【００３１】
例えば、ある状態において、熱源１及び熱源２により熱交換部へ熱を供給する場合に、熱源１及び熱源２の熱量増分燃料量が、それぞれ２００［ｇ／ｋＷｈ］及び２１０［ｇ／ｋＷｈ］であるとする。そして、熱源１から供給する熱量を１［ｋＷ］増加させ、熱源２から供給する熱量を１［ｋＷ］減少させたとする。その結果、熱源１及び熱源２により供給される熱量の合計は変わらないが、熱源１及び熱源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。
【００３２】
すなわち、上記内容は、複数の熱源間で熱量増分燃料量に差がある場合には、供給する熱量の合計を変えずに、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、各熱源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異常熱源を除く各熱源の供給負荷配分を決定することにより、異常熱源を除く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。
【００３３】
この点、上記構成によれば、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、且つ異常熱源を除く各熱源の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抑制することができる。さらに、各熱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。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【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】異常熱源検出及び異常熱量算出の処理手順を示すフローチャート。
【図５】要求熱量を算出するための機能ブロック図。
【図６】エンジン動作点と燃料消費率との関係を示すマップ。
【図７】エンジン動作点と追加熱量との関係を示す図。
【図８】追加熱量発生による燃料増加量を示すグラフ。
【図９】供給熱量と熱費との関係を示す熱費特性図。
【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】供給熱量と熱量増分燃料量との関係を示すグラフ。
【図１３】総供給熱量と最適配分熱量との関係を示すグラフ。
【図１４】ベース熱量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】
【００３５】
以下、一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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部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。
【００４２】
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及びその他の電気負荷へ電力を供給する電源を切り替える。複数の電源としては、エンジンの発電機及びバッテリを備えている。電力管理部は、各電源から指令電力が供給されるように制御する。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
本システムは、電源として、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適宜充電される。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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、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。
【００５８】
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。また、空調風の風量がセンサにより検出、又は制御値から算出される。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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。なお、この熱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。
【００６５】
まず、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（Ｓ１０）。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。
【００６６】
続いて、エネルギ制御装置５１は、複数の熱源において熱を正常に供給できない異常熱源があるか否か判定する（Ｓ１１）。そして、複数の熱源において熱を正常に供給できない異常熱源があると判定した場合には（Ｓ１１：ＹＥＳ）、エネルギ制御装置５１は、異常熱源が供給する熱量である異常熱量を算出する（Ｓ１７）。その後、Ｓ１２以降の処理を実行する。一方、上記判定において、複数の熱源において熱を正常に供給できない異常熱源がないと判定した場合には（Ｓ１１：ＮＯ）、上記Ｓ１７の処理を実行することなく、Ｓ１２以降の処理を実行する。
【００６７】
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。この使用する電力を供給するために消費される熱量は、実験等により予め求めておくことができる。
【００６８】
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）。
【００６９】
ここで、エネルギ制御装置５１内の構成部品同士や他の装置との間で通信に異常が生じたり、エンジン１０の回転速度が高くなることにより供給する熱量を算出する処理負荷が過大となったり、バッテリ４３から電力を正常に供給できなくなったり、熱源から供給される熱量の大きさが正常な範囲から外れたりすることがある。このような場合には、熱源から供給する熱量を算出できなくなったり、熱源から正常な熱量を供給できなくなったりするため、この異常熱源では消費される燃料量を抑制することができない。
【００７０】
このため、本実施形態では、上記異常熱源を含めて複数の熱源から供給される熱量の合計が上記要求熱量に一致し、且つ異常熱源を除く熱源全体で消費される燃料量が最も少なくなるように上記最適化演算を行う。詳しくは、要求熱量から異常熱量を引いた熱量が、異常熱源を除く複数の熱源から熱交換部へ供給されるようにし、異常熱源を除く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。
【００７１】
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）。
【００７２】
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。
【００７３】
図４は、上記異常熱源検出（図３のＳ１１）及び異常熱量算出（図３のＳ１７）の処理手順を示すフローチャートである。この一連の処理は、エネルギ制御装置５１によって実行される。
【００７４】
まず、エネルギ制御装置５１や他の装置との間で通信に異常が発生しているか否か判定する（Ｓ１０１）。具体的には、エネルギ制御装置５１と発電機制御装置５３や空調制御装置５４との間で通信異常が発生しているか否か判定する。通信異常としては、通信が所定時間よりも長く途絶している状態や、通信信号の値が異常である場合等がある。なお、この判定処理が、異常熱源検出手段としての処理に相当する。
【００７５】
そして、上記判定において、エネルギ制御装置５１や他の装置との間で通信に異常が発生していると判定した場合には（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、複数の熱源からヒータコア２３及び室内熱交換器３７へ実際に供給される熱量の合計である実熱量Ｑｒｅａｌと、異常熱源を除く熱源からヒータコア２３及び室内熱交換器３７へ供給される熱量の合計とに基づいて、異常熱量を算出する（Ｓ１７）。なお、この処理が、異常熱量算出手段としての処理に相当する。
【００７６】
具体的には、車室内温度センサ６３の検出値、車室内へ送られる空調風の温度を検出する吹出口温度センサ６５の検出値、及び空調風を送るブロアファン２４の風量に基づいて、車室内に供給される熱量を算出する。そして、車室内に供給される熱量に基づいて、複数の熱源からヒータコア２３及び室内熱交換器３７へ実際に供給される熱量の合計である実熱量Ｑｒｅａｌを算出する。さらに、この実熱量Ｑｒｅａｌから、異常熱源を除く熱源からヒータコア２３及び室内熱交換器３７へ供給される熱量の合計を引いて、異常熱量を算出する。異常熱源を除く熱源からヒータコア２３及び室内熱交換器３７へ供給される熱量は、エネルギ制御装置５１が空調制御装置５４及びエンジン制御装置５２へ送信する各熱源に対する指令熱量により算出することができる。その後、この一連の処理を一旦終了して、図３のＳ１２の処理へ移行する。
【００７７】
一方、上記判定において、エネルギ制御装置５１内の構成部品同士や他の装置との間で通信に異常が発生していないと判定した場合には（Ｓ１０１：ＮＯ）、熱源から供給する熱量を算出する処理負荷が過大となる異常が発生しているか否か判定する（Ｓ１０２）。具体的には、回転速度センサ６７の検出値に基づいて、エンジン１０の回転速度が所定よりも高いことを検出した場合に、処理負荷が過大となる異常が発生していると判定する。すなわち、エンジン１０の回転速度が所定よりも高い場合（高回転速度の場合）には、上述した廃熱量調整手段（１），（２），（３）から供給する熱量を算出する処理負荷が過大となる。なお、この処理負荷が過大となる異常が発生しているか否か判定する処理が、異常熱源検出手段としての処理に相当する。
【００７８】
上記判定において、熱源から供給する熱量を算出する処理負荷が過大となる異常が発生していると判定した場合には（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、エンジン１０の水温が所定温度（例えば、暖機完了温度）よりも高ければエンジン１０の冷却水の熱量のみを熱源として用い、エンジン１０の水温が所定温度よりも高くなければヒートポンプシステム３０のみを熱源として用いる（Ｓ１７）。すなわち、ヒートポンプシステム３０（異常熱源）から供給する異常熱量、及び冷却水（異常熱源）から供給する異常熱量のいずれか一方を０とする。なお、この処理が、異常熱量算出手段としての処理に相当する。その後、この一連の処理を一旦終了して、図３のＳ１２の処理へ移行する。
【００７９】
一方、上記判定において、熱源から供給する熱量を算出する処理負荷が過大となる異常が発生していないと判定した場合には（Ｓ１０２：ＮＯ）、バッテリ４３から正常に電力を供給できない異常が発生しているか否か判定する（Ｓ１０３）。具体的には、バッテリ４３の残量が所定量よりも少ないか否か、バッテリ４３の温度が所定範囲外であるか否か判定する。すなわち、バッテリ４３の残量減少により、エンジン１０のアイドリング停止中において、バッテリ４３の充電のためにエンジン１０を始動する必要が生じる又はそのおそれがある場合には、バッテリ４３から正常に電力を供給できない異常が発生していると判定する。また、バッテリ４３の温度が、充放電の損失が大きくなる所定温度よりも低い場合、又はバッテリ４３の温度が、バッテリ４３を損傷するおそれのある所定温度よりも高い場合には、バッテリ４３から正常に電力を供給できない異常が発生していると判定する。なお、これらの処理が、異常熱源検出手段としての処理に相当する。
【００８０】
上記判定において、バッテリ４３から正常に電力を供給できない異常が発生していると判定した場合には（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、エンジン１０の水温が所定温度（例えば、暖機完了温度）よりも高いことを条件として、エンジン１０の冷却水のみを熱源として用いる（Ｓ１７）。すなわち、ヒートポンプシステム３０（異常熱源）から供給する異常熱量を０とする。この処理が、異常熱量算出手段としての処理に相当する。また、エンジン１０の水温が所定温度よりも高くない場合には、水温が所定温度よりも高くなるまでは冷却水を熱源として用いることを控える。その後、この一連の処理を一旦終了して、図３のＳ１２の処理へ移行する。
【００８１】
一方、上記判定において、バッテリ４３から正常に電力を供給できない異常が発生していないと判定した場合には（Ｓ１０３：ＮＯ）、熱源から供給される熱量の大きさが異常であるか否か判定する（Ｓ１０４）。具体的には、冷却水の温度に基づいて算出されるヒータコア２３から車室内へ供給される熱量と、空調風の情報から算出される車室内へ供給される熱量との相違が所定度合よりも大きいか否か、ヒートポンプシステム３０の駆動状態に基づいて算出される室内熱交換器３７から車室内へ供給される熱量と、空調風の情報から算出される車室内へ供給される熱量との相違が所定度合よりも大きいか否か判定する。すなわち、冷却水の温度に基づいて算出される車室内への供給熱量と、空調風の情報から算出される車室内への供給熱量との相違（差や比率）が所定度合よりも大きい場合には、冷却水（異常熱源）から供給される熱量の大きさが異常であると判定する。また、ヒートポンプシステム３０の駆動状態に基づいて算出される車室内への供給熱量と、空調風の情報から算出される車室内への供給熱量との相違（差や比率）が所定度合よりも大きい場合には、ヒートポンプシステム３０（異常熱源）から供給される熱量の大きさが異常であると判定する。なお、これらの処理が、異常熱源検出手段としての処理に相当する。
【００８２】
上記判定において、熱源から供給される熱量の大きさが異常であると判定した場合には（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、複数の熱源からヒータコア２３及び室内熱交換器３７へ実際に供給される熱量の合計である実熱量Ｑｒｅａｌと、異常熱源を除く熱源からヒータコア２３及び室内熱交換器３７へ供給される熱量の合計とに基づいて、異常熱量を算出する（Ｓ１７）。なお、この処理が、異常熱量算出手段としての処理に相当する。
【００８３】
具体的には、上述したように、車室内温度センサ６３の検出値、車室内へ送られる空調風の温度を検出する吹出口温度センサ６５の検出値、及び空調風を送るブロアファン２４の風量に基づいて、車室内に供給される熱量を算出する。そして、車室内に供給される熱量に基づいて、複数の熱源からヒータコア２３及び室内熱交換器３７へ実際に供給される熱量の合計である実熱量Ｑｒｅａｌを算出する。さらに、この実熱量Ｑｒｅａｌから、異常熱源を除く熱源からヒータコア２３及び室内熱交換器３７へ供給される熱量の合計を引いて、異常熱量を算出する。その後、この一連の処理を一旦終了して、図３のＳ１２の処理へ移行する。
【００８４】
次に、上述した熱供給制御におけるＳ１０，１２〜１６の各処理の詳細について説明する。
【００８５】
図５は、図３のＳ１0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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
図６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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
この場合、要求熱量Ｑｒｅｑを満足させるには、例えば図７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。
【００９３】
図8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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
このとき、熱量増加を開始する時のエンジン動作点が、図６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。
【００９８】
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。
【００９９】
熱費Ｃｔ［g/kWh］＝燃料増加量ΔＦ［g/h］／追加熱量ΔＱ［kW］
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
廃熱量調整手段等のエンジン熱源においては、図８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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
【数１】
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。
【０１１４】
【数２】
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。
【０１１５】
【数３】
【０１１６】
【数４】
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。
【０１１７】
【数５】
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。
【０１１８】
図１０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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
【数６】
【０１２４】
【数７】
【０１２５】
【数８】
ここで、上記の数式６〜８の条件は、模式的に図１１のように表すことができる。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
図１２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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
この関係を図に表したものが図１３である。
【０１３２】
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。
【０１３３】
ここで、上述したように、要求熱量Ｑｒｅｑから異常熱量Ｑｐｅｃを引いた熱量が、異常熱源を除く複数の熱源から熱交換部へ供給されるようにし、異常熱源を除く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。このため、以下の処理では、要求熱量Ｑｒｅｑを、要求熱量Ｑｒｅｑから異常熱量Ｑｐｅｃを引いた熱量に修正し（Ｑｒｅｑ←Ｑｒｅｑ−Ｑｐｅｃ）、異常熱源を除く熱源に対して以下の各処理を実行する。なお、異常熱源が存在しない場合には、要求熱量Ｑｒｅｑはそのままで全ての熱源に対して以下の各処理を実行する。
【０１３４】
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。
【０１３５】
図１４に、ベース熱量配分の処理手順を示す。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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）。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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）。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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）。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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１３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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
以上詳述した本実施形態は以下の利点を有する。
【０１５２】
・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、供給する熱量と上記熱費Ｃｔとの関係が算出される。また、各熱源ｉのうち熱を正常に供給できない異常熱源が検出され、異常熱源の供給する熱量である異常熱量Ｑｐｅｃが算出される。すなわち、正常な熱量と異なる熱量を異常熱源が供給する場合があるため、この異常熱源の供給する異常熱量を算出する。
【０１５３】
そして、各熱源ｉから供給する熱量と熱費Ｃｔとの関係、及び上記異常熱量Ｑｐｅｃ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、異常熱源が生じた場合であっても、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抑制することができる。
【０１５４】
・車両の車室内に供給される熱量に基づいて、複数の熱源から熱交換部へ実際に供給される熱量の合計である実熱量Ｑｒｅａｌが算出される。すなわち、異常熱源が生じた場合に、複数の熱源から熱交換部へ実際に供給される熱量の合計（実熱量Ｑｒｅａｌ）が算出される。ここで、異常熱源を除く熱源は配分された熱量を熱交換部へ供給するため、異常熱源を除く熱源から熱交換部へ供給される熱量の合計を算出することができる。したがって、上記実熱量Ｑｒｅａｌから、異常熱源を除く熱源から熱交換部へ供給される熱量の合計を引くことにより、上記異常熱量Ｑｐｅｃを算出することができる。
【０１５５】
・熱源から供給する熱量と熱費Ｃｔとの関係を取得することのできない熱源を異常熱源として検出している。したがって、熱源から供給する熱量と熱費Ｃｔとの関係を取得することのできない熱源が生じた場合であっても、その熱源を異常熱源として処理して、複数の熱源全体で消費される燃料量を抑制することができる。
【０１５６】
・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異常熱源として検出している。このため、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異常熱源として処理して、複数の熱源全体で消費される燃料量を抑制することができる。さらに、異常熱源から供給する熱量を所定の一定値（例えば０）に決定し、異常熱源が供給する異常熱量Ｑｐｅｃを０として算出するといった構成を採用している。すなわち、異常熱源から供給する熱量が所定の一定値に決定されるため、異常熱源から供給する熱量を算出する処理負荷を軽減することができる。
【０１５７】
・車両にはバッテリ４３が搭載されており、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（ヒートポンプシステム３０）を含み、バッテリ４３からヒートポンプシステム３０へ電力を正常に供給できない場合に、ヒートポンプシステム３０を異常熱源として検出している。したがって、バッテリ４３から電動熱源へ電力を正常に供給できない場合であっても、電動熱源を異常熱源として処理して、複数の熱源全体で消費される燃料量を抑制することができる。さらに、ヒートポンプシステム３０から供給する熱量を０に決定し、異常熱源が供給する異常熱量Ｑｐｅｃを０として算出している。これにより、ヒートポンプシステム３０から供給する熱量が０にされるため、バッテリ４３の残量を増加させたり、温度を適正範囲に近付けたりすることができる。
【０１５８】
・熱源から供給される熱量の大きさが異常である熱源を異常熱源として検出している。すなわち、熱源から供給される熱量の大きさが、種々の原因により正常な範囲から外れた場合には、その熱源を異常熱源として検出する。この場合であっても、正常な熱量を供給できない熱源を異常熱源として処理して、複数の熱源全体で消費される燃料量を抑制することができる。
【０１５９】
・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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
・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。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。
【０１６２】
・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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
・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。
【０１６５】
・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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
・上記実施形態では、冷却水の温度に基づいて算出される車室内への供給熱量と、空調風の情報から算出される車室内への供給熱量との相違（差や比率）が所定度合よりも大きい場合には、冷却水から供給される熱量の大きさが異常であると判定した。また、ヒートポンプシステム３０の駆動状態に基づいて算出される車室内への供給熱量と、空調風の情報から算出される車室内への供給熱量との相違（差や比率）が所定度合よりも大きい場合には、ヒートポンプシステム３０から供給される熱量の大きさが異常であると判定した。
【０１６８】
しかしながら、各熱源が供給している熱量を通知する機能を有する場合には、その通知される熱量に基づいて熱量の大きさが異常であるか否か判定してもよい。具体的には、通知される熱量の大きさが所定範囲外である場合、通知される熱量が急変した場合、通知される熱量と消費燃料量又は消費電力との比率が所定範囲外である場合等に、熱量の大きさが異常であると判定することができる。
【０１６９】
・上記実施形態では、ヒートポンプシステム３０（異常熱源）から供給する異常熱量、及び冷却水（異常熱源）から供給する異常熱量のいずれか一方を０としたが、冷却水及びヒートポンプシステム３０のいずれか一方のみでは、要求熱量を供給できない場合には以下のようにするとよい。すなわち、バッテリ４３の残量が所定量よりも少なくないことを条件として、冷却水からは供給することのできる最大の熱量を供給し、ヒートポンプシステム３０から供給する熱量を、要求熱量から同最大の熱量を引いた熱量とする。この場合であっても、それらの熱源から供給する熱量を最適化する演算よりも処理負荷を軽減することができる。なお、要求熱量に対して、冷却水から供給することのできる最大の熱量が不足している場合には、上述した熱創出制御を実行するとよい。
【０１７０】
・異常熱源から供給する熱量を所定の一定値に決定し、異常熱源が供給する熱量である異常熱量を上記一定値として算出する際に、異常熱源が供給することのできる最大値や要求熱量を上記一定値として採用することもできる。その際、最大値及び要求熱量のうち小さい方の値を採用するとよい。
【０１７１】
・図４のＳ１０１〜Ｓ１０４の処理において、複数の処理に対して同時にＳ１７の処理を実行してもよい。
【０１７２】
・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。
【０１７３】
・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】
【０１７４】
１０…エンジン、２３…ヒータコア、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。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−１４０１１１（Ｐ２０１２−１４０１１１Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９４４（Ｐ２０１１−９４４）
【出願日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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