車両用エネルギー管理システム
【課題】車両全体でのエネルギー効率を向上できる車両用エネルギー管理システムを提供する。
【解決手段】エネルギー提供部２００は、提供可能エネルギー情報を作成してエネルギー管理部１００に通知し、エネルギー管理部１００は、提供可能エネルギー情報に基づいて利用可能エネルギー情報を作成し、エネルギー利用部３００は、利用可能エネルギー情報を参照し、当該利用可能エネルギー情報に基づいて利用エネルギー情報を作成してエネルギー管理部１００に通知し、エネルギー管理部１００は、利用エネルギー情報に基づいて必要エネルギー情報を作成し、エネルギー提供部２００は、必要エネルギー情報を参照し、自身が提供するエネルギーの形態及び量を当該必要エネルギー情報に基づいて決定する。
【解決手段】エネルギー提供部２００は、提供可能エネルギー情報を作成してエネルギー管理部１００に通知し、エネルギー管理部１００は、提供可能エネルギー情報に基づいて利用可能エネルギー情報を作成し、エネルギー利用部３００は、利用可能エネルギー情報を参照し、当該利用可能エネルギー情報に基づいて利用エネルギー情報を作成してエネルギー管理部１００に通知し、エネルギー管理部１００は、利用エネルギー情報に基づいて必要エネルギー情報を作成し、エネルギー提供部２００は、必要エネルギー情報を参照し、自身が提供するエネルギーの形態及び量を当該必要エネルギー情報に基づいて決定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両内のエネルギーの授受を管理する車両用エネルギー管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、従来の車両用回生制動装置が開示されている。この車両用回生制動装置は、車両制動時の慣性エネルギーにより駆動し、それぞれ電気エネルギー及び吸熱エネルギーとして回生するオルタネータ及びコンプレッサと、回生された吸熱エネルギーを蓄冷及び放冷可能な蓄冷器と、回生された電気エネルギーを蓄電及び放電可能なバッテリーとを有している。
【特許文献１】特開２００３−１５８８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の車両用回生制動装置では、車両で必要としているエネルギーの形態と、回生エネルギーの形態とは必ずしも一致しない。このため、回生エネルギーは車両で必要としているエネルギー形態に変換される必要がある。
【０００４】
しかしながら、エネルギーを変換する際には変換ロスが生じることに加え、車両で必要としているエネルギー形態によっては回生エネルギーからの変換ができない場合もある。したがって、上記の車両用回生制動装置では、車両全体としてのエネルギー効率をさほど向上できない場合があるという問題が生じていた。
【０００５】
本発明の目的は、車両全体でのエネルギー効率を向上できる車両用エネルギー管理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００７】
請求項１に記載の発明は、車両に搭載され、エネルギーを利用する複数のエネルギー利用部（３００）と、複数のエネルギー利用部（３００）にエネルギーを提供する複数のエネルギー提供部（２００）と、複数のエネルギー利用部（３００）及び複数のエネルギー提供部（２００）間でのエネルギーの需給情報を管理するエネルギー管理部（１００）とを有し、複数のエネルギー提供部（２００）は、自身が提供可能なエネルギーの形態及び量の情報を含む提供可能エネルギー情報をそれぞれ作成してエネルギー管理部（１００）に通知し、エネルギー管理部（１００）は、提供可能エネルギー情報に基づいて、複数のエネルギー利用部（３００）の全体で利用可能なエネルギーの形態及び量の情報を含む利用可能エネルギー情報を作成し、複数のエネルギー利用部（３００）は、利用可能エネルギー情報を参照し、当該利用可能エネルギー情報に基づいて、自身が利用するエネルギーの形態及び量の情報を含む利用エネルギー情報をそれぞれ作成してエネルギー管理部（１００）に通知し、エネルギー管理部（１００）は、利用エネルギー情報に基づいて、複数のエネルギー利用部（３００）の全体で必要なエネルギーの形態及び量の情報を含む必要エネルギー情報を作成し、複数のエネルギー提供部（２００）は、必要エネルギー情報を参照し、自身が提供するエネルギーの形態及び量を当該必要エネルギー情報に基づいてそれぞれ決定することを特徴とする車両用エネルギー管理システムである。
【０００８】
これにより、各エネルギー利用部（３００）は、エネルギー管理部（１００）で作成される利用可能エネルギー情報を参照することによって、エネルギー提供部（２００）全体で提供可能なエネルギーの形態及び量を容易に把握できる。このためエネルギー利用部（３００）は、自身が利用するエネルギーの形態及び量をエネルギーの供給状況に応じて適切に決定できる。
【０００９】
一方、各エネルギー提供部（２００）は、必要エネルギー情報を参照することによって、エネルギー利用部（３００）全体で利用されるエネルギーの形態及び量を容易に把握できる。このためエネルギー提供部（２００）は、自身が提供するエネルギーの形態及び量をエネルギーの需要状況に応じて適切に決定できる。
【００１０】
したがって、エネルギー利用部（３００）及びエネルギー提供部（２００）の間において、エネルギーの需給状況に応じた効率的なエネルギーの授受を行うことができるため、車両全体でのエネルギー効率を向上できる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、利用可能エネルギー情報は、エネルギー提供部（２００）でのエネルギーの生成に必要となるエネルギー生成コストの情報を含み、エネルギー利用部（３００）は、エネルギー生成コストの低い形態のエネルギーを優先的に利用するように利用エネルギー情報を作成することを特徴としている。
【００１２】
これにより、エネルギー提供部（２００）でのエネルギー生成コストの低いエネルギーがエネルギー利用部（３００）で優先的に利用されるため、車両全体でのエネルギー生成コストを低減できる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、エネルギー生成コストの情報は、エネルギー提供部（２００）及びエネルギー利用部（３００）間のエネルギーの需給関係に基づいて調整されることを特徴としている。
【００１４】
これにより、提供量の少ないエネルギーや利用量の多いエネルギーではエネルギー生成コストを高めに設定し、提供量の多いエネルギーや利用量の少ないエネルギーではエネルギー生成コストを低めに設定することができる。したがって、利用の集中する特定のエネルギーの供給不足や他のエネルギーの供給過剰が解消され、生成されたエネルギーを効率良く利用することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、エネルギー提供部（２００）は、必要エネルギー情報に基づいて、複数のエネルギー利用部（３００）の全体での必要量が多い形態のエネルギーを優先的に提供することを特徴としている。
【００１６】
これにより、エネルギー利用部（３００）での利用量の多いエネルギーの供給不足や、エネルギー利用部（３００）での利用量の少ないエネルギーの供給過多を生じ難くすることができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、エネルギー提供部（２００）は、所定形態のエネルギーの蓄積及び放出が可能なエネルギー蓄積部（７０）を含むことを特徴としている。
【００１８】
エネルギー蓄積部（７０）は、エネルギー提供部（２００）及びエネルギー利用部（３００）間のエネルギーの授受においてバッファとして機能するため、エネルギー提供部（２００）ではエネルギーの生成とエネルギーの提供とを時間的にずらすことができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、エネルギー提供部（２００）は、所定形態のエネルギーのエネルギー蓄積部（７０）への蓄積及びエネルギー蓄積部（７０）からの放出を必要エネルギー情報に基づいて行うことを特徴としている。
【００２０】
これにより、エネルギー利用部（３００）での利用量が少ないエネルギーをエネルギー蓄積部（７０）に一時的に蓄積し、エネルギー利用部（３００）での利用量が多くなったときに当該エネルギーをエネルギー蓄積部（７０）から放出できるため、エネルギー提供部（２００）で生成されるエネルギー量を時間的に平均化することができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、エネルギー利用部（３００）は、将来的なエネルギーの需要を予測した場合、自身が将来的に利用するエネルギーの形態、量及び利用開始時間の情報を含む予約情報を利用エネルギー情報としてエネルギー管理部（１００）に通知し、エネルギー提供部（２００）は、予約情報により予約された形態のエネルギーをエネルギー蓄積部（７０）に優先的に蓄積することを特徴としている。
【００２２】
これにより、エネルギー提供部（２００）では、エネルギー利用部（３００）がエネルギーの需要を予測できた時点から先行してエネルギーを蓄積できる。したがって、エネルギー提供部（２００）で生成されるエネルギー量をさらに時間的に平均化することができる。
【００２３】
請求項８に記載の発明のように、外部から提供されたエネルギーを利用して形態の異なるエネルギーを外部に提供するエネルギー利用提供装置（３０、５０）と、エネルギー利用提供装置（３０、５０）を制御する制御装置（３１、５１）とを有する場合、エネルギー利用提供装置（３０、５０）及び制御装置（３１、５１）は、エネルギー提供部（２００）及びエネルギー利用部（３００）の双方に含まれ得る。
【００２４】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係の一例を示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１乃至図９を用いて説明する。図１は、本実施形態における車両用エネルギー管理システムの概略の構成及びエネルギーの大まかな流れを模式的に示す図である。図１に示すように、車両用エネルギー管理システム１は、燃料を爆発燃焼させて生成した動力（運動エネルギー）を外部に提供するエンジン１０と、エンジン１０を制御するエンジン電子制御装置（ＥＣＵ）１１とを有している。エンジンＥＣＵ１１は、各種の制御や演算を行う中央処理装置（ＣＰＵ）と、各種の制御プログラムや制御定数等が格納された読出し専用の記憶装置（ＲＯＭ）と、任意の記憶領域においてデータの書込み及び読出しが可能な記憶装置（ＲＡＭ）とを有している。またエンジンＥＣＵ１１は、通信ネットワーク６０を介して接続された他のＥＣＵとの間で所定の通信プロトコルに基づきデータを送受信するための通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）を有している。
【００２６】
また車両用エネルギー管理システム１は、走行中の車両に対して制動力を加えるとともに、車両の慣性エネルギーを回生して回生動力を生成する機械的なブレーキ２０と、ブレーキ２０を制御するブレーキＥＣＵ２１とを有している。ブレーキＥＣＵ２１は、エンジンＥＣＵ１１と同様にＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを有し、通信Ｉ／Ｆを介して通信ネットワーク６０に接続されている。
【００２７】
さらに車両用エネルギー管理システム１は、車両用空調装置の冷凍サイクルを構成するエンジン駆動式のコンプレッサ３０と、車両用空調装置の空調ユニットを構成する電動式のブロワ４０と、コンプレッサ３０及びブロワ４０を含む車両用空調装置を制御する空調ＥＣＵ３１を有している。コンプレッサ３０は、空調ＥＣＵ３１の制御に基づき、エンジン１０から提供された動力（又はブレーキ２０から提供された回生動力）を利用して冷媒を圧縮するようになっている。ブロワ４０は、空調ＥＣＵ３１の制御に基づき、外部から提供された電力を利用して空調空気を車室内に送風するようになっている。空調ＥＣＵ３１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを有し、通信Ｉ／Ｆを介して通信ネットワーク６０に接続されている。
【００２８】
冷凍サイクルは、コンプレッサ３０の他に、コンプレッサ３０で圧縮された高温高圧の冷媒を空気との熱交換により冷却するガスクーラ（高圧側熱交換器）と、ガスクーラで冷却された冷媒を減圧膨張させる膨張弁（減圧手段）と、膨張弁で減圧膨張した低温低圧の冷媒とブロワ４０により送風される空調空気との熱交換を行い、空調空気を冷却するとともに冷媒を加熱してコンプレッサ３０に戻すエバポレータ（低圧側熱交換器）とを有している。コンプレッサ３０、ガスクーラ、膨張弁及びエバポレータは、冷媒配管を介してこの順に環状に接続されている。エバポレータでの空調空気からの吸熱量は、コンプレッサ３０の回転数や容量に依存して変化する。すなわち、コンプレッサ３０は動力を利用して吸熱のエネルギー（吸熱エネルギー）を生成し、生成した吸熱エネルギーを空調空気に提供するエネルギー利用提供装置と考えることができる。ここで、吸熱エネルギーは、運動エネルギー等を利用して生成されているため、本実施形態においては正（＋）のエネルギーとして取り扱う。
【００２９】
図示を省略しているが、車両用空調装置は、エンジン冷却水との熱交換により空調空気を加熱するヒータコアや、電力を用いて空調空気を加熱するＰＴＣヒータ等を有している。ヒータコアは、エンジン１０で生成された熱エネルギー（温熱）を利用して空調空気に熱エネルギーを提供するようになっている。ＰＴＣヒータは、外部から提供された電力を利用して空調空気に熱エネルギーを提供するようになっている。
【００３０】
また車両用エネルギー管理システム１は、外部から提供された動力を利用して発電し、電力（電気エネルギー）を外部に提供するオルタネータ（エネルギー利用提供装置）５０と、オルタネータ５０やパワートレイン等を制御するパワートレインＥＣＵ５１とを有している。パワートレインＥＣＵ５１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを有し、通信Ｉ／Ｆを介して通信ネットワーク６０に接続されている。
【００３１】
さらに車両用エネルギー管理システム１は、車両内のエネルギーの需給情報（エネルギー管理情報）を監視及び集計して記憶するエネルギー管理部１００を有している。エネルギー管理部１００は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを有し、通信Ｉ／Ｆを介して通信ネットワーク６０に接続されている。
【００３２】
ここで、エネルギー管理部１００は、物理的な構成に関わらず、エンジンＥＣＵ１１、ブレーキＥＣＵ２１、空調ＥＣＵ３１及びパワートレインＥＣＵ５１等との間でエネルギーの需給情報等を送受信又は共有できるようになっていればよい。すなわち、エネルギー管理部１００は、図１に示したように他のＥＣＵから物理的に独立して設けられた専用のＥＣＵであってもよいし、他のＥＣＵに物理的に統合された構成であってもよい。
【００３３】
図２は、本実施形態における車両用エネルギー管理システム１の論理的な構成を示す図である。図２に示すように、車両用エネルギー管理システム１は、例えば、１つのエネルギー管理部１００と、複数のエネルギー提供部２００と、複数のエネルギー利用部３００とを有している。各エネルギー提供部２００は、エネルギー処理単位毎に独立した論理的なグループであり、動力提供部２０１、吸熱提供部２０２、電力提供部２０３及び回生動力提供部２０４等により構成されている。各エネルギー提供部２００は、それぞれエネルギー管理部１００に論理的に接続され、エネルギー管理部１００との間で情報の送受信又は共有が可能になっている。また、各エネルギー利用部３００は、エネルギー処理単位毎に独立した論理的なグループであり、動力利用部Ａ３０１、動力利用部Ｂ３０２及び電力利用部３０３等により構成されている。各エネルギー利用部３００は、それぞれエネルギー管理部１００に論理的に接続され、エネルギー管理部１００との間で情報の送受信又は共有が可能になっている。
【００３４】
動力提供部２０１は、エンジン１０及びエンジンＥＣＵ１１を含み、外部に動力を提供する論理的なグループである。吸熱提供部２０２は、コンプレッサ３０及び空調ＥＣＵ３１を含み、外部に吸熱エネルギーを提供する論理的なグループである。電力提供部２０３は、オルタネータ５０及びパワートレインＥＣＵ５１を含み、外部に電力を提供する論理的なグループである。回生動力提供部２０４は、ブレーキ２０及びブレーキＥＣＵ２１を含み、車両の慣性エネルギーを回生して回生動力を外部に提供する論理的なグループである。
【００３５】
動力利用部Ａ３０１は、コンプレッサ３０及び空調ＥＣＵ３１を含み、外部から提供された動力を利用する論理的なグループである。動力利用部Ｂ３０２は、オルタネータ５０及びパワートレインＥＣＵ５１を含み、動力利用部Ａ３０１と同様に外部から提供された動力を利用する論理的なグループである。電力利用部３０３は、ブロワ４０及び空調ＥＣＵ３１を含み、外部から提供された電力を利用する論理的なグループである。
【００３６】
このように、車両用エネルギー管理システム１の論理的な構成は、物理的な構成とは必ずしも一致しない。例えばコンプレッサ３０は、吸熱提供部２０２に含まれるとともに動力利用部Ａ３０１にも含まれる。また空調ＥＣＵ３１は、コンプレッサ３０と同様に吸熱提供部２０２及び動力利用部Ａ３０１の双方に含まれるとともに、さらに電力利用部３０３にも含まれる。
【００３７】
図３は、車両用エネルギー管理システム１におけるエネルギー管理部１００、エネルギー提供部２００及びエネルギー利用部３００の間の情報の流れを示す図である。図３に示すように、まず各エネルギー提供部２００（動力提供部２０１、吸熱提供部２０２、電力提供部２０３及び回生動力提供部２０４等）は、提供可能エネルギー情報をそれぞれ作成する（ステップＳ１）。
【００３８】
図４は、提供可能エネルギー情報の一例を示している。図４に示すように、各エネルギー提供部２００で作成される提供可能エネルギー情報には、提供側ＥＣＵの情報（例えばエンジンＥＣＵ）、エネルギー提供元の情報（例えばエンジン）、自身が提供可能なエネルギー形態の情報（例えば、高い生成効率で自身が生成可能なエネルギー形態。本例では動力）、自身が提供可能なエネルギー量ｘ１（ｋＷｈ）（又は提供可能なエネルギーの大きさ（ｋＷ））の情報、継続して提供可能な提供可能時間の情報（例えばｔｃ１（秒））及びエネルギーの生成コスト（例えば、単位エネルギー量当たりの燃料使用量ｚ１（ｍｌ／ｋＷｈ））の情報が含まれる。
【００３９】
次に、各エネルギー提供部２００は、作成した提供可能エネルギー情報をエネルギー管理部１００に通知する（図３のステップＳ２）。このステップＳ２は、エネルギー提供部２００とエネルギー管理部１００とが物理的に独立している場合には、エネルギー提供部２００が提供可能エネルギー情報を所定の通信プロトコルに基づき通信ネットワーク６０を介してエネルギー管理部１００に送信することによって行われる。一方、エネルギー提供部２００とエネルギー管理部１００とが１つのＥＣＵに物理的に統合されている場合には、ステップＳ２は、当該ＥＣＵで提供可能エネルギー情報が作成されてＲＡＭに書き込まれた段階で完了する。
【００４０】
次に、エネルギー管理部１００は、エネルギー提供部２００から通知された提供可能エネルギー情報に基づいて、利用可能エネルギー・テーブル（利用可能エネルギー情報）を作成する（ステップＳ３）。
【００４１】
図５は、利用可能エネルギー・テーブルの一例を示している。図５に示すように、利用可能エネルギー・テーブルには、エネルギー提供部２００の全体で提供可能なエネルギー、すなわちエネルギー利用部３００の全体で利用可能なエネルギーの情報が含まれている。具体的には、利用可能エネルギー・テーブルには、提供側ＥＣＵ、エネルギー提供元、エネルギー形態、利用可能エネルギー量、利用可能時間及び生成コストの各情報が含まれる。
【００４２】
ここで、エンジン１０での動力の生成コストがｚ１である場合、エンジン１０の動力を利用してコンプレッサ３０で生成される吸熱エネルギーの生成コストｚ３と、同様にエンジン１０の動力を利用してオルタネータ５０で生成される電力の生成コストｚ４とは、いずれもｚ１より高く設定される。ただし、ブレーキ２０で生成される回生動力の生成コストは例えば０に設定されるため、回生動力を利用してオルタネータ５０で生成される電力の生成コストはｚ１よりも低く設定され得る。
【００４３】
次に、各エネルギー利用部３００（動力利用部Ａ３０１、動力利用部Ｂ３０２及び電力利用部３０３等）は、エネルギー管理部１００で作成された利用可能エネルギー・テーブルを参照する（図３のステップＳ４）。このステップＳ４は、エネルギー利用部３００とエネルギー管理部１００とが物理的に独立している場合には、所定の通信プロトコルに基づき通信ネットワーク６０を介して行われる。一方、エネルギー利用部３００とエネルギー管理部１００とが１つのＥＣＵに物理的に統合されている場合には、ステップＳ４は、当該ＥＣＵ内のＲＡＭに格納された情報をＣＰＵが読み出すことにより行われる。
【００４４】
次に、各エネルギー利用部３００は、参照した利用可能エネルギー・テーブルに基づいて利用エネルギー情報を作成する（ステップＳ５）。例えばエネルギー利用部３００は、利用可能エネルギー・テーブルの生成コストの情報に基づき、生成コストの低いエネルギーを優先して利用するようにする。またエネルギー利用部３００は、必要とするエネルギー形態に変換可能なエネルギーであれば、異なるエネルギー形態であっても生成コストの低いエネルギーを優先して利用するようにする。
【００４５】
図６は、利用エネルギー情報の一例を示している。図６に示すように、利用可能エネルギー情報には、利用側ＥＣＵの情報（例えば空調ＥＣＵ）、エネルギー利用先の情報（例えばコンプレッサ）、利用するエネルギー形態の情報（例えば動力）、及び利用エネルギー量ｙ１（ｋＷｈ）の情報が含まれる。
【００４６】
次に、各エネルギー利用部３００は、作成した利用エネルギー情報をエネルギー管理部１００に通知する（図３のステップＳ６）。このステップＳ６は、エネルギー利用部３００とエネルギー管理部１００とが物理的に独立している場合には、エネルギー利用部３００が利用エネルギー情報を所定の通信プロトコルに基づき通信ネットワーク６０を介してエネルギー管理部１００に送信することによって行われる。一方、エネルギー利用部３００とエネルギー管理部１００とが１つのＥＣＵに物理的に統合されている場合には、ステップＳ６は、当該ＥＣＵで利用エネルギー情報が作成されてＲＡＭに書き込まれた段階で完了する。
【００４７】
次に、エネルギー管理部１００は、エネルギー利用部３００から通知された利用エネルギー情報に基づいて、必要エネルギー・テーブル（必要エネルギー情報）を作成する（ステップＳ７）。
【００４８】
図７は、必要エネルギー・テーブルの一例を示している。図７に示すように、必要エネルギー・テーブルには、エネルギー利用部３００の全体で利用されるエネルギー、すなわちエネルギー提供部２００の全体で必要なエネルギーの情報が含まれる。すなわち、必要エネルギー・テーブルには、利用側ＥＣＵ、エネルギー利用先、エネルギー形態、及び必要エネルギー量の各情報が含まれる。エネルギー管理部１００は、エネルギー形態毎に必要エネルギー量を集計し、必要エネルギー量の多いエネルギー形態、あるいは必要エネルギー量の増加率が高いエネルギー形態から順に優先ランクを付与するようにしてもよい。また、ある単位時間においてエネルギー提供部２００から提供されなかったエネルギー形態（例えば優先ランクの低いエネルギー形態）がある場合、次の単位時間以降、そのエネルギー形態に付与される優先ランクを徐々に上昇させるようにしてもよい。これにより、必要エネルギー量の少ない形態のエネルギーがエネルギー利用部３００側に全く提供されなくなってしまうという事態を回避できる。
【００４９】
次に、各エネルギー提供部２００は、エネルギー管理部１００で作成された必要エネルギー・テーブルを参照する（図３のステップＳ８）。このステップＳ８は、エネルギー提供部２００とエネルギー管理部１００とが物理的に独立している場合には、所定の通信プロトコルに基づき通信ネットワーク６０を介して行われる。一方、エネルギー提供部２００とエネルギー管理部１００とが１つのＥＣＵに物理的に統合されている場合には、ステップＳ８は、当該ＥＣＵ内のＲＡＭに格納された情報をＣＰＵが読み出すことにより行われる。
【００５０】
次に、各エネルギー提供部２００は、参照した必要エネルギー・テーブルに基づいて提供可能エネルギー情報を修正し、提供エネルギー情報を作成する（ステップＳ９）。例えばエネルギー提供部２００は、必要エネルギー・テーブルの必要エネルギー量の情報に基づき、必要エネルギー量の多いエネルギーを優先して提供するようにする。また、必要エネルギー・テーブルに上記の優先ランクの情報が含まれていれば、優先ランクの高いエネルギーを優先して提供するようにする。これにより、エネルギー利用部３００での利用量の多いエネルギーの供給不足や、エネルギー利用部３００での利用量の少ないエネルギーの供給過多を生じ難くすることができる。
【００５１】
図８は、提供エネルギー情報の一例を示している。図８に示すように、提供エネルギー情報には、エネルギー提供元の情報（例えばエンジン）、エネルギー形態の情報（例えば動力）及び提供エネルギー量ｘ１１（ｋＷｈ）の情報が含まれる。
【００５２】
次に、各エネルギー提供部２００は、作成した提供エネルギー情報に基づいて、所定の形態及び量のエネルギーを生成し（図３のステップＳ１０）、エネルギー利用部３００に提供する（ステップＳ１１）。エネルギー利用部３００は、エネルギー提供部２００から提供されたエネルギーを利用する（ステップＳ１２）。
【００５３】
以上のステップＳ１〜Ｓ１２は、所定の時間間隔で繰り返される。したがって、提供可能エネルギー情報、利用可能エネルギー・テーブル、利用エネルギー情報、必要エネルギー・テーブル及び提供エネルギー情報は、それぞれ動的に更新される。
【００５４】
図９は、本実施形態の車両用エネルギー管理システム１によって得られる効果の例を説明する図である。図９（ａ）は、エネルギー利用部３００で利用される吸熱エネルギー量の時間変化を示すグラフであり、図９（ｂ）は、エネルギー利用部３００で利用される電気エネルギー量の時間変化を示すグラフである。図９（ｃ）は、エネルギー利用部３００で利用される運動エネルギー量の時間変化を示すグラフであり、図９（ｄ）は、エネルギー提供部２００で生成される全体エネルギー量（本例では吸熱エネルギー、電気エネルギー及び運動エネルギーの各生成量の総和）の時間変化を示すグラフである。図９（ａ）〜（ｄ）の横軸は時間を表し、図９（ａ）〜（ｃ）の縦軸はエネルギーの過不足の程度を表し、図９（ｄ）の縦軸はエネルギー量を表している。ここで、図９（ａ）〜（ｃ）の縦軸における「不足」は、エネルギー利用部３００で利用されるエネルギー量がエネルギー提供部２００から提供されるエネルギー量よりも多い状態を表している。また「過多」は、エネルギー利用部３００で利用されるエネルギー量がエネルギー提供部２００から提供されるエネルギー量よりも少ない状態を表している。本例では、エネルギー利用部３００で利用されるエネルギー量を時間平均した平均レベルのエネルギー（図９（ａ）〜（ｄ）では破線で示している）は、エネルギー提供部２００において常時生成されているものとする。
【００５５】
図９に示すように、吸熱エネルギーは、時間ｔ０〜ｔ３間では平均レベルのエネルギー量で足りているが、時間ｔ３〜ｔ６間では不足している。電気エネルギーは、時間ｔ０〜ｔ１間、ｔ２〜ｔ３間及びｔ４〜ｔ５間では平均レベルのエネルギー量で足りているが、時間ｔ１〜ｔ２間、ｔ３〜ｔ４間及びｔ５〜ｔ６間では不足している。運動エネルギーは、時間ｔ１〜ｔ２間及びｔ３〜ｔ６間では平均レベルのエネルギー量で足りているが、時間ｔ０〜ｔ１間及びｔ２〜ｔ３間では不足している。
【００５６】
時間毎に見ると、時間ｔ１〜ｔ２間は、電気エネルギーが供給不足の状態にあるが、運動エネルギーは例えば制動力の回生等によって供給過多の状態にある。従来の構成では、電気エネルギーの生成効率が低かったとしても不足分の電気エネルギーを生成する必要がある一方、余剰の運動エネルギーは利用されず無駄になる場合があった。本実施形態では、エネルギー利用部３００側で利用される電気エネルギーの情報は、利用エネルギー情報としてエネルギー管理部１００に通知されているため、エネルギー管理部１００で作成される必要エネルギー・テーブルに反映されている。このため、各エネルギー提供部２００側では、必要エネルギー・テーブルを参照することによりエネルギー利用部３００で利用される電気エネルギー量を把握できる。したがって、エネルギー提供部２００を構成する例えばブレーキＥＣＵ２１は、必要な電気エネルギー量に基づき、オルタネータ（又は電動ブレーキ）の負荷トルクを増大させる制御を行う。これにより、矢印ａ１で示すように、余剰の運動エネルギーを電気エネルギーとして回生することができる。
【００５７】
また、時間ｔ３〜ｔ６間は、車室内の吸熱負荷の増大等によって吸熱エネルギーが供給不足の状態にあるが、運動エネルギーは供給過多の状態にある。従来の構成では、吸熱エネルギーの生成効率が低かったとしても不足分の吸熱エネルギーを生成する必要がある一方、余剰の運動エネルギーは利用されず無駄になる場合があった。本実施形態では、エネルギー利用部３００側で利用される吸熱エネルギー量は、利用エネルギー情報としてエネルギー管理部１００に通知されているため、エネルギー管理部１００で作成される必要エネルギー・テーブルに反映されている。このため、各エネルギー提供部２００側では、必要エネルギー・テーブルを参照することによりエネルギー利用部３００で利用される吸熱エネルギー量を把握できる。したがって、必要な吸熱エネルギー量に基づき、空調ＥＣＵ３１がコンプレッサ３０の回転数を増加させる制御を行うことによって、矢印ａ２で示すように余剰の運動エネルギーを１回の形態変換を経て吸熱エネルギーとして回生することができる。
【００５８】
仮に、エネルギー利用部３００で必要なエネルギーをエネルギー提供部２００で把握していない場合、余剰の運動エネルギーが一度電気エネルギーに変換され、電気エネルギーから吸熱エネルギーに再度変換されることもあり得る。この場合、運動エネルギーから２回の形態変換を経て吸熱エネルギーが生成されるため、変換ロスが多くなってしまう。これに対し本実施形態では、各エネルギー提供部２００がエネルギー利用部３００で必要なエネルギーの形態を把握しているため、余剰のエネルギーと必要なエネルギーとが互いに異なる形態であったとしても、より少ない変換回数で余剰のエネルギーを必要なエネルギーに変換できる。
【００５９】
このように、本実施形態では、各エネルギー利用部３００から通知された利用エネルギー情報に基づいてエネルギー管理部１００が必要エネルギー・テーブルを動的に作成している。これにより、各エネルギー提供部２００は、エネルギー管理部１００で一元的に管理される必要エネルギー・テーブルを参照することによって、各エネルギー利用部３００に個別に問い合わせるまでもなく、エネルギー利用部３００全体で必要なエネルギーの形態及び量を容易に把握できる。このため、エネルギー提供部２００は、自身が提供するエネルギーの形態及び量をエネルギーの需要状況に応じて適切に決定でき、エネルギー利用部３００で必要な形態及び量のエネルギーを少ない変換回数で提供できるようになっている。したがって、本実施形態によれば、エネルギー授受の範囲を形態の異なるエネルギーにまで拡大できるとともに、エネルギー利用部３００での需要の多いエネルギーをエネルギー提供部２００が少ない変換ロスで提供できるため、車両全体でのエネルギー効率を向上できる。
【００６０】
また、本実施形態では、各エネルギー提供部２００から通知された提供可能エネルギー情報に基づいてエネルギー管理部１００が利用可能エネルギー・テーブルを動的に作成している。これにより、各エネルギー利用部３００は、エネルギー管理部１００で一元的に管理される利用可能エネルギー・テーブルを参照することによって、各エネルギー提供部２００に個別に問い合わせるまでもなく、エネルギー提供部２００全体で効率良く低コストで生成されるエネルギーの形態及び量を容易に把握できる。このため、エネルギー利用部３００は、自身の利用するエネルギーの形態及び量をエネルギーの供給状況に応じて適切に決定できるようになっている。したがって、本実施形態によれば、エネルギー提供部２００での生成効率が高く生成コストの低いエネルギーがエネルギー利用部３００で優先的に利用されるため、車両全体でのエネルギー効率及びエネルギー生成コストを向上できる。
【００６１】
さらに本実施形態では、エネルギー提供部２００全体で生成されるエネルギー量を時間的に平均化できるため、エネルギー量のピークＥｐ１が従来のエネルギー量のピークＥｐ２よりも小さくなる。したがって、各エネルギー提供部２００のエネルギー提供元（エンジン１０、ブレーキ２０、コンプレッサ３０、ブロワ４０及びオルタネータ５０等）のエネルギー容量を小さくできるため、各エネルギー提供元の体格を小型化できる可能性がある。
【００６２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図１０乃至図１３を用いて説明する。図１０は、本実施形態における車両用エネルギー管理システム２の概略の構成及びエネルギーの大まかな流れを模式的に示す図である。図１０に示すように、車両用エネルギー管理システム２は、第１実施形態の車両用エネルギー管理システム１と比較すると、コンプレッサ３０の駆動により生成された吸熱エネルギーの一時的な蓄積及び放出が可能な蓄冷器（エネルギー蓄積部）７０をさらに備えている点に特徴を有している。
【００６３】
蓄冷器７０の配置構成の一例を簡単に説明する。蓄冷器７０は、比熱の比較的大きい蓄冷材料を用いて構成されている。蓄冷器７０は、車両用空調装置の冷凍サイクルにおいて、エバポレータと並列に接続された冷媒流路に配置されている。この冷媒流路には、空調ＥＣＵ３１の制御により開閉される電磁弁が設けられている。また蓄冷器７０は、車両用空調装置の空調ユニットにおいて、エバポレータが配置された主空気通路と並列に設けられた副空気通路に配置されている。副空気通路には、空調ＥＣＵ３１の制御により開閉されるダンパが設けられている。
【００６４】
通常の空調運転時には、空調ＥＣＵ３１の制御により電磁弁及びダンパがいずれも閉状態にある。これにより、コンプレッサ３０で圧縮されて冷凍サイクルを循環する冷媒の全量がエバポレータに流入し、ブロワ４０により送風される空調空気の全量が主空気通路（エバポレータ）を通過する。空調空気には、エバポレータでの冷媒との熱交換により吸熱エネルギーが提供される。
【００６５】
蓄冷器７０に蓄冷する蓄冷運転時には、空調ＥＣＵ３１の制御によりダンパが閉状態となり、電磁弁が開状態となる。これにより、冷凍サイクルを循環する冷媒の一部が蓄冷器７０に流入する。蓄冷器７０内の蓄冷材料は、蓄冷器７０に流入した冷媒との熱交換により冷却される。すなわち、蓄冷運転時の蓄冷器７０は、吸熱エネルギーを蓄積できるようになっている。
【００６６】
蓄冷器７０から放冷する放冷運転時には、空調ＥＣＵ３１の制御により電磁弁が閉状態となり、ダンパが開状態となる。これにより、蓄冷器７０への冷媒の流入が停止するため、蓄冷器７０への蓄冷が停止する。一方、空調空気の一部は副空気通路を流通し、蓄冷器７０を通過する。蓄冷器７０を通過した空調空気は、蓄冷器７０内の冷却された蓄冷材料との熱交換により冷却される。すなわち、放冷運転時の蓄冷器７０は、蓄積された吸熱エネルギーを放出して空調空気に提供する吸熱提供部として機能する。
【００６７】
したがって図１０に示すように、コンプレッサ３０で生成された吸熱エネルギーの流れには、空調空気に直接提供される流れと、蓄冷器７０に一時的に蓄積された後に空調空気に提供される流れとが存在することになる。空調ＥＣＵ３１は、蓄冷器７０への吸熱エネルギーの蓄積、及び蓄冷器７０からの吸熱エネルギーの提供を制御できるようになっている。
【００６８】
図１１は本実施形態における提供可能エネルギー情報の一例を示し、図１２は本実施形態における利用可能エネルギー・テーブルの一例を示している。図１１及び図１２に示すように、蓄冷器７０は、蓄積された吸熱エネルギーを外部に提供できるため、エンジン１０、ブレーキ２０、コンプレッサ３０、ブロワ４０及びオルタネータ５０と同様に、提供可能エネルギー情報及び利用可能エネルギー・テーブルにおけるエネルギー提供元になり得る。ここで、蓄冷器７０の吸熱エネルギーの生成コストｚ６は、吸熱エネルギーが生成された時点での生成コストを平均化して算出される。例えば、コンプレッサ３０により生成コストｚａで生成された吸熱エネルギー量ｘａと生成コストｚｂで生成された吸熱エネルギー量ｘｂとが蓄冷器７０に蓄積されている場合、蓄冷器７０の吸熱エネルギーの生成コストは、（ｚａ×ｘａ＋ｚｂ×ｘｂ）／（ｘａ＋ｘｂ）となる。
【００６９】
また、図示していないが本例の車両用エネルギー管理システム２は、コンプレッサ３０又は蓄冷器７０から提供される吸熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電変換システムを備えている。
【００７０】
図１３は、本実施形態の車両用エネルギー管理システム２によって得られる効果の例を説明する図である。図１３（ａ）〜（ｄ）は、図９（ａ）〜（ｄ）と同様に、それぞれ吸熱エネルギー量、電気エネルギー量、運動エネルギー量及び全体エネルギー量の時間変化を示すグラフである。また図１３では、蓄冷器７０を模式的に表現している。
【００７１】
図１３に示すように、吸熱エネルギーは、時間ｔ１０〜ｔ１３間では平均レベルのエネルギー量で足りているが、時間ｔ１３〜ｔ１６間では不足している。電気エネルギーは、時間ｔ１１〜ｔ１２間、ｔ１３〜ｔ１４間及びｔ１５〜ｔ１６間では平均レベルのエネルギー量で足りているが、時間ｔ１０〜ｔ１１間、ｔ１２〜ｔ１３間及びｔ１４〜ｔ１５間では不足している。運動エネルギーは、時間ｔ１１〜ｔ１２間及びｔ１３〜ｔ１６間では平均レベルのエネルギー量で足りているが、時間ｔ１０〜ｔ１１間及びｔ１２〜ｔ１３間では不足している。
【００７２】
時間毎に見ると、時間ｔ１１〜ｔ１２間は、車室内の吸熱負荷の減少等によって吸熱エネルギーが供給過多の状態にある。このため、エネルギーの供給不足の状態にあるエネルギー利用部３００が存在すれば、エネルギー提供部２００は余剰の吸熱エネルギーを外部に提供できる状態にある。ところが、エネルギー提供部２００は、必要エネルギー・テーブルを参照することにより、エネルギー利用部３００側での吸熱エネルギーの必要量、電気エネルギーの必要量及び運動エネルギーの必要量がいずれも少ないこと（すなわち、いずれのエネルギーも供給過多の状態にあること）を把握できる。したがって、エネルギー提供部２００（空調ＥＣＵ３１）は車両用空調装置の蓄冷運転を行い、余剰の吸熱エネルギーを蓄冷器７０に蓄積する（図１３の矢印ａ３）。
【００７３】
時間ｔ１２〜ｔ１３間は、依然として吸熱エネルギーが供給過多の状態にあるため、車両用空調装置の蓄冷運転が継続される。ところが、この時間は電気エネルギーが供給不足の状態にあるため、熱電変換システムを含むエネルギー提供部２００は、蓄冷器７０に蓄積された吸熱エネルギーの一部を用いて電気エネルギーを生成し、エネルギー利用部３００に提供する（図１３の矢印ａ４）。
【００７４】
時間ｔ１３〜ｔ１６間は、吸熱エネルギーが供給不足の状態にあるため、エネルギー提供部２００は車両用空調装置の放冷運転を行う。これにより、蓄冷器７０に蓄積された吸熱エネルギーは、そのままのエネルギー形態でエネルギー利用部３００に提供される（図１３の矢印ａ５）。
【００７５】
また、時間ｔ１３〜ｔ１６間は運動エネルギーが供給過多の状態にあり、時間ｔ１４〜ｔ１５間は電気エネルギーが供給不足の状態にある。したがって、エネルギー提供部２００は、エネルギー利用部３００で必要な電気エネルギー量に基づき、オルタネータの負荷トルクを増大させる制御を行う。これにより、余剰の運動エネルギーは電気エネルギーとして回生される（図１３の矢印ａ６）。
【００７６】
ところで、時間ｔ１３〜ｔ１６間においては、吸熱エネルギーが供給不足の状態にあり、運動エネルギーが供給過多の状態にある。したがって、蓄冷器７０から吸熱エネルギーを提供するのではなく、余剰の運動エネルギーを吸熱エネルギーに変換することも考えられる。しかしながら、エネルギー形態を変換する際には変換ロスが生じるため、本例のように同形態のエネルギーが蓄積されている場合には同形態のエネルギーが優先して提供される。
【００７７】
以上のように本実施形態では、吸熱エネルギーを一時的に蓄積可能な蓄冷器７０が設けられている。蓄冷器７０は、エネルギー提供部２００及びエネルギー利用部３００間のエネルギーの授受においてバッファとして機能するため、エネルギーの生成とエネルギーの提供とを時間的にずらすことができる。すなわち、エネルギー利用部３００での吸熱エネルギーの利用量が少なく吸熱エネルギーが供給過多の状態にあるときには、エネルギー提供部２００で生成された余剰の吸熱エネルギーはそのままのエネルギー形態で蓄冷器７０に蓄積される。一方、エネルギー利用部３００での吸熱エネルギーの利用量が多くなり吸熱エネルギーが供給不足の状態になったときには、蓄冷器７０に蓄積された吸熱エネルギーはそのままのエネルギー形態でエネルギー利用部３００に提供される。したがって本実施形態によれば、図１３の矢印ａ７で示すように、エネルギーを時間差で融通することができるため、エネルギー提供部２００で生成されるエネルギー量を時間的に平均化することができる。このため、エネルギー提供部２００全体で生成されるエネルギー量のピークＥｐ３は、従来のエネルギー量のピークＥｐ２よりも小さくなるだけでなく、第１実施形態のエネルギー量のピークＥｐ１よりも小さくなる。したがって、各エネルギー提供部２００のエネルギー提供元（エンジン１０、ブレーキ２０、コンプレッサ３０、ブロワ４０及びオルタネータ５０等）のエネルギー容量をさらに小さくできるため、各エネルギー提供元の体格をさらに小型化できる可能性がある。
【００７８】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図１４乃至図１６を用いて説明する。本実施形態の車両用エネルギー管理システムの物理的な構成は、図１０に示した第２実施形態の車両用エネルギー管理システムとほぼ同様である。図１４は、本実施形態における車両用エネルギー管理システムを説明する図である。図１４（ａ）〜（ｄ）は、図９（ａ）〜（ｄ）と同様に、それぞれ吸熱エネルギー量、電気エネルギー量、運動エネルギー量及び全体エネルギー量の時間変化を示すグラフである。
【００７９】
図１４に示すように、吸熱エネルギーは、時間ｔ２０〜ｔ２４間では平均レベルのエネルギー量で足りているが、時間ｔ２４〜ｔ２７間では不足している。電気エネルギーは
時間ｔ２４〜ｔ２５間及びｔ２６〜ｔ２７間では平均レベルのエネルギー量で足りているが、時間ｔ２０〜ｔ２４間及びｔ２５〜ｔ２６間では不足している。運動エネルギーは、時間ｔ２０〜ｔ２１間、ｔ２３〜ｔ２４間及びｔ２５〜ｔ２６間では平均レベルのエネルギー量で足りているが、時間ｔ２１〜ｔ２３間、ｔ２４〜ｔ２５間及びｔ２６〜ｔ２７間では不足している。
【００８０】
時間ｔ２０〜ｔ２２間は、吸熱エネルギーが供給過多の状態にあり、電気エネルギーが供給不足の状態にある。各エネルギー提供部２００側では、必要エネルギー・テーブルを参照することにより、エネルギー利用部３００側で必要な電気エネルギー量を把握できる。したがって、エネルギー提供部２００は、必要な電気エネルギー量に基づいて熱電変換システムを作動させる。これにより、余剰の吸熱エネルギーを電気エネルギーに変換することができる。
【００８１】
時間ｔ２２〜ｔ２４間は、依然として吸熱エネルギーが供給過多の状態にあり、電気エネルギーが供給不足の状態にある。ところが、吸熱エネルギーの利用量は徐々に増加しており、電気エネルギーの利用量は徐々に減少している。エネルギー利用部３００を構成する空調ＥＣＵ３１は、所定時間毎に作成される利用エネルギー情報に基づき、吸熱エネルギーの利用量が徐々に増加していること、すなわち吸熱エネルギーの余剰量が徐々に減少していることを把握できる。このときエネルギー利用部３００は、吸熱エネルギーの余剰量の減少に基づいて将来的な吸熱エネルギーの供給不足を予測すると、現時点での吸熱エネルギーの需要だけでなく将来的な吸熱エネルギーの需要もエネルギー管理部１００に通知する。
【００８２】
図１５は本実施形態における利用エネルギー情報の一例を示し、図１６は本実施形態における必要エネルギー・テーブルの一例を示している。エネルギー利用部３００は、図１５に示すように、現時点での吸熱エネルギーの利用エネルギー情報（通常情報）と、将来的な吸熱エネルギーの利用エネルギー情報（予約情報）とを作成し、エネルギー管理部１００に通知する。エネルギー管理部１００は、利用エネルギー情報に基づいて、図１６に示すような必要エネルギー・テーブルを作成する。予約情報には、通常情報と同一形式の情報に加えて、利用開始時間の情報（例えばＴ１（秒）経過後）及び利用継続時間の情報（例えばＴ２（秒））等が含まれる。すなわち、利用開始時間及び利用継続時間の情報の有無により、通常情報であるか予約情報であるかが識別される。
【００８３】
図１４に戻り、時間ｔ２３〜ｔ２４間は、運動エネルギーが例えば制動力の回生によって供給過多の状態にある。本実施形態では、エネルギー提供部２００は、必要エネルギー・テーブルを参照して吸熱エネルギーの予約情報を把握すると、現時点で供給不足の状態にある電気エネルギーを生成することよりも、将来的に需要の高まる吸熱エネルギーを先行して蓄積することを優先する。すなわち、エネルギー提供部２００を構成する例えば空調ＥＣＵ３１は車両用空調装置の蓄冷運転を行い、余剰の運動エネルギーを吸熱エネルギーに変換して蓄冷器７０に蓄積する（図１４の矢印ａ８）。
【００８４】
時間ｔ２４〜ｔ２７間は、吸熱エネルギーが供給不足の状態にあるため、空調ＥＣＵ３１は車両用空調装置の放冷運転を行う。これにより、蓄冷器７０に蓄積された吸熱エネルギーは、そのままのエネルギー形態でエネルギー利用部３００に提供される（図１４の矢印ａ９）。
【００８５】
このうち時間ｔ２５〜ｔ２６は、運動エネルギーが供給過多の状態にあるため、エネルギー提供部２００は、余剰の運動エネルギーを吸熱エネルギーに変換し、吸熱エネルギーを直接又は蓄冷器７０を介してエネルギー利用部３００に提供する（図１４の矢印ａ１０）。
【００８６】
本実施形態では、エネルギー利用部３００がエネルギー管理部１００に予約情報を通知することにより、現時点でのエネルギーの需要に関わらず、将来的に利用するエネルギーを予約できるようになっている。このため、第２実施形態ではエネルギーの需要が発生してからエネルギーを蓄積するのに対し、本実施形態ではエネルギーの需要を予測できた時点から先行してエネルギーを蓄積できる。したがって、本実施形態によればエネルギー提供部２００で生成されるエネルギー量をより平均化できるため、エネルギー提供部２００全体で生成されるエネルギー量のピークＥｐ４を、従来のエネルギー量のピークＥｐ２よりも小さくできるだけでなく、第２実施形態のエネルギー量のピークＥｐ３よりも小さくできる。したがって、各エネルギー提供部のエネルギー提供元のエネルギー容量をさらに小さくできるため、各エネルギー提供元の体格をさらに小型化できる可能性がある。
【００８７】
例えばコンプレッサ強制カットモード時のように、車両走行性能を優先するために、負荷となるエネルギーの利用が一時的に制限される場合、エネルギー利用部３００側では当該エネルギーが制限解除後に不足することを前もって予測できる。したがって、このようなエネルギー利用制限モードが存在する車両に対しては、本実施形態を容易に適用できる。
【００８８】
また本実施形態では、現時点で需要のあるエネルギー形態よりも予約されたエネルギー形態の方が生成効率が高い場合、予約されたエネルギーを優先的に生成して蓄積しておくことができる。これにより、エネルギー提供部２００でのエネルギーの生成コストを低減できるため、車両全体のエネルギー生成効率を向上できる。
【００８９】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図１７を用いて説明する。図１７は、本実施形態における車両用エネルギー管理システム４の概略の構成及びエネルギーの大まかな流れを示す図である。図１７に示すように、車両用エネルギー管理システム４は、第１実施形態の車両用エネルギー管理システム１と比較すると、エネルギーの流れにおいて機械的なブレーキ２０と並列に設けられた電動ブレーキ２２と、エネルギーの流れにおいてエンジン駆動式のコンプレッサ３０と並列に設けられた電動コンプレッサ３２とをさらに備えている点に特徴を有している。
【００９０】
電動ブレーキ２２は、ブレーキＥＣＵ２１の制御により車両に対して制動力を加えるとともに、車両の慣性エネルギーを回生して回生電力を生成するようになっている。電動ブレーキ２２及びブレーキＥＣＵ２１は、外部に回生電力を提供する回生電力提供部として機能する。ブレーキ２０と電動ブレーキ２２とは、ブレーキＥＣＵ２１の制御により切り替えられて選択的に使用されるか又は同時に使用されるようになっている。
【００９１】
電動コンプレッサ３２は、例えば電動ブレーキ２２から提供された回生電力を利用して、空調ＥＣＵ３１の制御により冷凍サイクル内の冷媒を圧縮するようになっている。電動コンプレッサ３２は、電力を利用して吸熱エネルギーを生成し、生成した吸熱エネルギーを空調空気に提供していると考えることができる。すなわち電動コンプレッサ３２及び空調ＥＣＵ３１は、外部から提供された電力を利用する電力利用部として機能するとともに、外部に吸熱エネルギーを提供する吸熱提供部として機能する。コンプレッサ３０と電動コンプレッサ３２とは、空調ＥＣＵ３１の制御により切り替えられて選択的に使用されるか又は同時に使用されるようになっている。
【００９２】
車両に対して制動力を加える際、エネルギー提供部２００としてのブレーキＥＣＵ２１は、エネルギー管理部１００で作成された必要エネルギー・テーブルを参照する。そしてブレーキＥＣＵ２１は、エネルギー利用部３００側での動力の利用量が多い、あるいは動力の優先ランクが高いと判断した場合、機械的なブレーキ２０を主に作動させる。これにより、ブレーキ２０によって回生動力が多く生成されるため、エネルギー利用部３００（例えばオルタネータ５０）側に生成コストの低い動力を提供できる。またブレーキＥＣＵ２１は、逆に、電力の利用量が多い、あるいは電力の優先ランクが高いと判断した場合、電動ブレーキ２２を主に作動させる。これにより、電動ブレーキ２２によって回生電力が多く生成されるため、エネルギー利用部３００（例えば電動コンプレッサ３２）に生成コストの低い電力を提供できる。
【００９３】
一方、エネルギー利用部３００としての空調ＥＣＵ３１は、エネルギー管理部１００で作成された利用可能エネルギー・テーブルを参照する。そして空調ＥＣＵ３１は、エネルギー提供部２００側での動力の生成コストが低いと判断した場合には、エンジン駆動式のコンプレッサ３０を主に作動させ、電力の生成コストが低いと判断した場合には、電動コンプレッサ３２を主に作動させる。例えば、車両制動時に電動ブレーキ２２が主に作動した場合、多くの回生電力が生成されるため、電力の生成コストが低くなる。したがって空調ＥＣＵ３１は、電動コンプレッサ３２を主に作動させる。これにより、生成コストの低いエネルギーをそのままのエネルギー形態で利用して吸熱エネルギーを生成できるため、吸熱エネルギーの生成コストを低減できるとともに、車両全体のエネルギー効率を向上できる。
【００９４】
このように本実施形態では、車両に対して制動力を加える点において共通であり、回生するエネルギーの形態において異なる機械的なブレーキ２０及び電動ブレーキ２２が設けられている。したがって、エネルギー利用部３００側のエネルギーの利用状況に基づいて、ブレーキ２０と電動ブレーキ２２とを切り替えて又は同時に作動させることにより、需要の多いエネルギーを低い生成コストで提供できる。
【００９５】
また本実施形態では、利用するエネルギーの形態において異なり、生成するエネルギーの形態において共通なエンジン駆動式のコンプレッサ３０及び電動コンプレッサ３２が設けられている。したがって、エネルギー提供部２００側からのエネルギーの提供状況に基づいて、コンプレッサ３０と電動コンプレッサ３２とを切り替えて又は同時に作動させることにより、生成コストの低いエネルギーをそのままのエネルギー形態で効率良く利用できる。
【００９６】
（その他の実施形態）
上記実施形態において、エネルギー管理部１００は、エネルギーの生成コストの値をエネルギー提供部２００及びエネルギー利用部３００間のエネルギーの需給関係に基づいて調整するようにしてもよい。例えば、生成コストの値は、提供量の少ないエネルギーや利用量の多いエネルギーでは高めに設定され、提供量の多いエネルギーや利用量の少ないエネルギーでは低めに設定される。これにより、利用の集中する特定のエネルギーの供給不足や他のエネルギーの供給過剰等が解消され、生成されたエネルギーを効率良く利用することができる。
【００９７】
また上記実施形態では、走行用の駆動源としてエンジン１０を備えた車両を例に挙げたが、本発明は、走行用の駆動源として電動モータを備えた車両や、エンジン及び電動モータの双方を備えた車両等にも適用可能である。
【００９８】
さらに上記実施形態では、主に吸熱エネルギー、電気エネルギー及び運動エネルギーをエネルギー形態の例に挙げたが、熱エネルギー（温熱）や光エネルギー、音エネルギー等の他のエネルギー形態を含んでいてもよい。
【００９９】
また上記第１乃至第３実施形態では、エンジン１０からの動力を用いて駆動するエンジン駆動式のコンプレッサ３０を例に挙げたが、電力を用いて駆動する電動式のコンプレッサを用いることもできる。
【０１００】
さらに上記第２及び第３実施形態では、吸熱エネルギーを一時的に蓄積する蓄冷器７０をエネルギー蓄積部の例に挙げたが、熱エネルギーを一時的に蓄積する蓄熱器や、電気エネルギーを一時的に蓄積するバッテリー等をエネルギー蓄積部として用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】第１実施形態における車両用エネルギー管理システムの概略の構成及びエネルギーの大まかな流れを模式的に示す図である。
【図２】第１実施形態における車両用エネルギー管理システムの論理的な構成を示す図である。
【図３】第１実施形態における車両用エネルギー管理システムのエネルギー管理部、エネルギー提供部及びエネルギー利用部の間の情報の流れを示す図である。
【図４】第１実施形態における提供可能エネルギー情報の一例を示す図である。
【図５】第１実施形態における利用可能エネルギー・テーブルの一例を示す図である。
【図６】第１実施形態における利用エネルギー情報の一例を示す図である。
【図７】第１実施形態における必要エネルギー・テーブルの一例を示す図である。
【図８】第１実施形態における提供エネルギー情報の一例を示す図である。
【図９】第１実施形態における車両用エネルギー管理システムの効果を説明する図である。
【図１０】第２実施形態における車両用エネルギー管理システムの概略の構成及びエネルギーの大まかな流れを模式的に示す図である。
【図１１】第２実施形態における提供可能エネルギー情報の一例を示す図である。
【図１２】第２実施形態における利用可能エネルギー・テーブルの一例を示す図である。
【図１３】第２実施形態における車両用エネルギー管理システムの効果を説明する図である。
【図１４】第３実施形態における車両用エネルギー管理システムを説明する図である。
【図１５】第３実施形態における利用エネルギー情報の一例を示す図である。
【図１６】第３実施形態における必要エネルギー・テーブルの一例を示す図である。
【図１７】第４実施形態における車両用エネルギー管理システムの概略の構成及びエネルギーの大まかな流れを模式的に示す図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１、２、４ 車両用エネルギー管理システム
１０ エンジン
１１ エンジンＥＣＵ
２０ ブレーキ
２１ ブレーキＥＣＵ
２２ 電動ブレーキ
３０ コンプレッサ
３１ 空調ＥＣＵ
３２ 電動コンプレッサ
４０ ブロワ
５０ オルタネータ
５１ パワートレインＥＣＵ
６０ 通信ネットワーク
１００ エネルギー管理部
２００ エネルギー提供部
３００ エネルギー利用部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両内のエネルギーの授受を管理する車両用エネルギー管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、従来の車両用回生制動装置が開示されている。この車両用回生制動装置は、車両制動時の慣性エネルギーにより駆動し、それぞれ電気エネルギー及び吸熱エネルギーとして回生するオルタネータ及びコンプレッサと、回生された吸熱エネルギーを蓄冷及び放冷可能な蓄冷器と、回生された電気エネルギーを蓄電及び放電可能なバッテリーとを有している。
【特許文献１】特開２００３−１５８８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の車両用回生制動装置では、車両で必要としているエネルギーの形態と、回生エネルギーの形態とは必ずしも一致しない。このため、回生エネルギーは車両で必要としているエネルギー形態に変換される必要がある。
【０００４】
しかしながら、エネルギーを変換する際には変換ロスが生じることに加え、車両で必要としているエネルギー形態によっては回生エネルギーからの変換ができない場合もある。したがって、上記の車両用回生制動装置では、車両全体としてのエネルギー効率をさほど向上できない場合があるという問題が生じていた。
【０００５】
本発明の目的は、車両全体でのエネルギー効率を向上できる車両用エネルギー管理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００７】
請求項１に記載の発明は、車両に搭載され、エネルギーを利用する複数のエネルギー利用部（３００）と、複数のエネルギー利用部（３００）にエネルギーを提供する複数のエネルギー提供部（２００）と、複数のエネルギー利用部（３００）及び複数のエネルギー提供部（２００）間でのエネルギーの需給情報を管理するエネルギー管理部（１００）とを有し、複数のエネルギー提供部（２００）は、自身が提供可能なエネルギーの形態及び量の情報を含む提供可能エネルギー情報をそれぞれ作成してエネルギー管理部（１００）に通知し、エネルギー管理部（１００）は、提供可能エネルギー情報に基づいて、複数のエネルギー利用部（３００）の全体で利用可能なエネルギーの形態及び量の情報を含む利用可能エネルギー情報を作成し、複数のエネルギー利用部（３００）は、利用可能エネルギー情報を参照し、当該利用可能エネルギー情報に基づいて、自身が利用するエネルギーの形態及び量の情報を含む利用エネルギー情報をそれぞれ作成してエネルギー管理部（１００）に通知し、エネルギー管理部（１００）は、利用エネルギー情報に基づいて、複数のエネルギー利用部（３００）の全体で必要なエネルギーの形態及び量の情報を含む必要エネルギー情報を作成し、複数のエネルギー提供部（２００）は、必要エネルギー情報を参照し、自身が提供するエネルギーの形態及び量を当該必要エネルギー情報に基づいてそれぞれ決定することを特徴とする車両用エネルギー管理システムである。
【０００８】
これにより、各エネルギー利用部（３００）は、エネルギー管理部（１００）で作成される利用可能エネルギー情報を参照することによって、エネルギー提供部（２００）全体で提供可能なエネルギーの形態及び量を容易に把握できる。このためエネルギー利用部（３００）は、自身が利用するエネルギーの形態及び量をエネルギーの供給状況に応じて適切に決定できる。
【０００９】
一方、各エネルギー提供部（２００）は、必要エネルギー情報を参照することによって、エネルギー利用部（３００）全体で利用されるエネルギーの形態及び量を容易に把握できる。このためエネルギー提供部（２００）は、自身が提供するエネルギーの形態及び量をエネルギーの需要状況に応じて適切に決定できる。
【００１０】
したがって、エネルギー利用部（３００）及びエネルギー提供部（２００）の間において、エネルギーの需給状況に応じた効率的なエネルギーの授受を行うことができるため、車両全体でのエネルギー効率を向上できる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、利用可能エネルギー情報は、エネルギー提供部（２００）でのエネルギーの生成に必要となるエネルギー生成コストの情報を含み、エネルギー利用部（３００）は、エネルギー生成コストの低い形態のエネルギーを優先的に利用するように利用エネルギー情報を作成することを特徴としている。
【００１２】
これにより、エネルギー提供部（２００）でのエネルギー生成コストの低いエネルギーがエネルギー利用部（３００）で優先的に利用されるため、車両全体でのエネルギー生成コストを低減できる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、エネルギー生成コストの情報は、エネルギー提供部（２００）及びエネルギー利用部（３００）間のエネルギーの需給関係に基づいて調整されることを特徴としている。
【００１４】
これにより、提供量の少ないエネルギーや利用量の多いエネルギーではエネルギー生成コストを高めに設定し、提供量の多いエネルギーや利用量の少ないエネルギーではエネルギー生成コストを低めに設定することができる。したがって、利用の集中する特定のエネルギーの供給不足や他のエネルギーの供給過剰が解消され、生成されたエネルギーを効率良く利用することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、エネルギー提供部（２００）は、必要エネルギー情報に基づいて、複数のエネルギー利用部（３００）の全体での必要量が多い形態のエネルギーを優先的に提供することを特徴としている。
【００１６】
これにより、エネルギー利用部（３００）での利用量の多いエネルギーの供給不足や、エネルギー利用部（３００）での利用量の少ないエネルギーの供給過多を生じ難くすることができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、エネルギー提供部（２００）は、所定形態のエネルギーの蓄積及び放出が可能なエネルギー蓄積部（７０）を含むことを特徴としている。
【００１８】
エネルギー蓄積部（７０）は、エネルギー提供部（２００）及びエネルギー利用部（３００）間のエネルギーの授受においてバッファとして機能するため、エネルギー提供部（２００）ではエネルギーの生成とエネルギーの提供とを時間的にずらすことができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、エネルギー提供部（２００）は、所定形態のエネルギーのエネルギー蓄積部（７０）への蓄積及びエネルギー蓄積部（７０）からの放出を必要エネルギー情報に基づいて行うことを特徴としている。
【００２０】
これにより、エネルギー利用部（３００）での利用量が少ないエネルギーをエネルギー蓄積部（７０）に一時的に蓄積し、エネルギー利用部（３００）での利用量が多くなったときに当該エネルギーをエネルギー蓄積部（７０）から放出できるため、エネルギー提供部（２００）で生成されるエネルギー量を時間的に平均化することができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、エネルギー利用部（３００）は、将来的なエネルギーの需要を予測した場合、自身が将来的に利用するエネルギーの形態、量及び利用開始時間の情報を含む予約情報を利用エネルギー情報としてエネルギー管理部（１００）に通知し、エネルギー提供部（２００）は、予約情報により予約された形態のエネルギーをエネルギー蓄積部（７０）に優先的に蓄積することを特徴としている。
【００２２】
これにより、エネルギー提供部（２００）では、エネルギー利用部（３００）がエネルギーの需要を予測できた時点から先行してエネルギーを蓄積できる。したがって、エネルギー提供部（２００）で生成されるエネルギー量をさらに時間的に平均化することができる。
【００２３】
請求項８に記載の発明のように、外部から提供されたエネルギーを利用して形態の異なるエネルギーを外部に提供するエネルギー利用提供装置（３０、５０）と、エネルギー利用提供装置（３０、５０）を制御する制御装置（３１、５１）とを有する場合、エネルギー利用提供装置（３０、５０）及び制御装置（３１、５１）は、エネルギー提供部（２００）及びエネルギー利用部（３００）の双方に含まれ得る。
【００２４】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係の一例を示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１乃至図９を用いて説明する。図１は、本実施形態における車両用エネルギー管理システムの概略の構成及びエネルギーの大まかな流れを模式的に示す図である。図１に示すように、車両用エネルギー管理システム１は、燃料を爆発燃焼させて生成した動力（運動エネルギー）を外部に提供するエンジン１０と、エンジン１０を制御するエンジン電子制御装置（ＥＣＵ）１１とを有している。エンジンＥＣＵ１１は、各種の制御や演算を行う中央処理装置（ＣＰＵ）と、各種の制御プログラムや制御定数等が格納された読出し専用の記憶装置（ＲＯＭ）と、任意の記憶領域においてデータの書込み及び読出しが可能な記憶装置（ＲＡＭ）とを有している。またエンジンＥＣＵ１１は、通信ネットワーク６０を介して接続された他のＥＣＵとの間で所定の通信プロトコルに基づきデータを送受信するための通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）を有している。
【００２６】
また車両用エネルギー管理システム１は、走行中の車両に対して制動力を加えるとともに、車両の慣性エネルギーを回生して回生動力を生成する機械的なブレーキ２０と、ブレーキ２０を制御するブレーキＥＣＵ２１とを有している。ブレーキＥＣＵ２１は、エンジンＥＣＵ１１と同様にＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを有し、通信Ｉ／Ｆを介して通信ネットワーク６０に接続されている。
【００２７】
さらに車両用エネルギー管理システム１は、車両用空調装置の冷凍サイクルを構成するエンジン駆動式のコンプレッサ３０と、車両用空調装置の空調ユニットを構成する電動式のブロワ４０と、コンプレッサ３０及びブロワ４０を含む車両用空調装置を制御する空調ＥＣＵ３１を有している。コンプレッサ３０は、空調ＥＣＵ３１の制御に基づき、エンジン１０から提供された動力（又はブレーキ２０から提供された回生動力）を利用して冷媒を圧縮するようになっている。ブロワ４０は、空調ＥＣＵ３１の制御に基づき、外部から提供された電力を利用して空調空気を車室内に送風するようになっている。空調ＥＣＵ３１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを有し、通信Ｉ／Ｆを介して通信ネットワーク６０に接続されている。
【００２８】
冷凍サイクルは、コンプレッサ３０の他に、コンプレッサ３０で圧縮された高温高圧の冷媒を空気との熱交換により冷却するガスクーラ（高圧側熱交換器）と、ガスクーラで冷却された冷媒を減圧膨張させる膨張弁（減圧手段）と、膨張弁で減圧膨張した低温低圧の冷媒とブロワ４０により送風される空調空気との熱交換を行い、空調空気を冷却するとともに冷媒を加熱してコンプレッサ３０に戻すエバポレータ（低圧側熱交換器）とを有している。コンプレッサ３０、ガスクーラ、膨張弁及びエバポレータは、冷媒配管を介してこの順に環状に接続されている。エバポレータでの空調空気からの吸熱量は、コンプレッサ３０の回転数や容量に依存して変化する。すなわち、コンプレッサ３０は動力を利用して吸熱のエネルギー（吸熱エネルギー）を生成し、生成した吸熱エネルギーを空調空気に提供するエネルギー利用提供装置と考えることができる。ここで、吸熱エネルギーは、運動エネルギー等を利用して生成されているため、本実施形態においては正（＋）のエネルギーとして取り扱う。
【００２９】
図示を省略しているが、車両用空調装置は、エンジン冷却水との熱交換により空調空気を加熱するヒータコアや、電力を用いて空調空気を加熱するＰＴＣヒータ等を有している。ヒータコアは、エンジン１０で生成された熱エネルギー（温熱）を利用して空調空気に熱エネルギーを提供するようになっている。ＰＴＣヒータは、外部から提供された電力を利用して空調空気に熱エネルギーを提供するようになっている。
【００３０】
また車両用エネルギー管理システム１は、外部から提供された動力を利用して発電し、電力（電気エネルギー）を外部に提供するオルタネータ（エネルギー利用提供装置）５０と、オルタネータ５０やパワートレイン等を制御するパワートレインＥＣＵ５１とを有している。パワートレインＥＣＵ５１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを有し、通信Ｉ／Ｆを介して通信ネットワーク６０に接続されている。
【００３１】
さらに車両用エネルギー管理システム１は、車両内のエネルギーの需給情報（エネルギー管理情報）を監視及び集計して記憶するエネルギー管理部１００を有している。エネルギー管理部１００は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを有し、通信Ｉ／Ｆを介して通信ネットワーク６０に接続されている。
【００３２】
ここで、エネルギー管理部１００は、物理的な構成に関わらず、エンジンＥＣＵ１１、ブレーキＥＣＵ２１、空調ＥＣＵ３１及びパワートレインＥＣＵ５１等との間でエネルギーの需給情報等を送受信又は共有できるようになっていればよい。すなわち、エネルギー管理部１００は、図１に示したように他のＥＣＵから物理的に独立して設けられた専用のＥＣＵであってもよいし、他のＥＣＵに物理的に統合された構成であってもよい。
【００３３】
図２は、本実施形態における車両用エネルギー管理システム１の論理的な構成を示す図である。図２に示すように、車両用エネルギー管理システム１は、例えば、１つのエネルギー管理部１００と、複数のエネルギー提供部２００と、複数のエネルギー利用部３００とを有している。各エネルギー提供部２００は、エネルギー処理単位毎に独立した論理的なグループであり、動力提供部２０１、吸熱提供部２０２、電力提供部２０３及び回生動力提供部２０４等により構成されている。各エネルギー提供部２００は、それぞれエネルギー管理部１００に論理的に接続され、エネルギー管理部１００との間で情報の送受信又は共有が可能になっている。また、各エネルギー利用部３００は、エネルギー処理単位毎に独立した論理的なグループであり、動力利用部Ａ３０１、動力利用部Ｂ３０２及び電力利用部３０３等により構成されている。各エネルギー利用部３００は、それぞれエネルギー管理部１００に論理的に接続され、エネルギー管理部１００との間で情報の送受信又は共有が可能になっている。
【００３４】
動力提供部２０１は、エンジン１０及びエンジンＥＣＵ１１を含み、外部に動力を提供する論理的なグループである。吸熱提供部２０２は、コンプレッサ３０及び空調ＥＣＵ３１を含み、外部に吸熱エネルギーを提供する論理的なグループである。電力提供部２０３は、オルタネータ５０及びパワートレインＥＣＵ５１を含み、外部に電力を提供する論理的なグループである。回生動力提供部２０４は、ブレーキ２０及びブレーキＥＣＵ２１を含み、車両の慣性エネルギーを回生して回生動力を外部に提供する論理的なグループである。
【００３５】
動力利用部Ａ３０１は、コンプレッサ３０及び空調ＥＣＵ３１を含み、外部から提供された動力を利用する論理的なグループである。動力利用部Ｂ３０２は、オルタネータ５０及びパワートレインＥＣＵ５１を含み、動力利用部Ａ３０１と同様に外部から提供された動力を利用する論理的なグループである。電力利用部３０３は、ブロワ４０及び空調ＥＣＵ３１を含み、外部から提供された電力を利用する論理的なグループである。
【００３６】
このように、車両用エネルギー管理システム１の論理的な構成は、物理的な構成とは必ずしも一致しない。例えばコンプレッサ３０は、吸熱提供部２０２に含まれるとともに動力利用部Ａ３０１にも含まれる。また空調ＥＣＵ３１は、コンプレッサ３０と同様に吸熱提供部２０２及び動力利用部Ａ３０１の双方に含まれるとともに、さらに電力利用部３０３にも含まれる。
【００３７】
図３は、車両用エネルギー管理システム１におけるエネルギー管理部１００、エネルギー提供部２００及びエネルギー利用部３００の間の情報の流れを示す図である。図３に示すように、まず各エネルギー提供部２００（動力提供部２０１、吸熱提供部２０２、電力提供部２０３及び回生動力提供部２０４等）は、提供可能エネルギー情報をそれぞれ作成する（ステップＳ１）。
【００３８】
図４は、提供可能エネルギー情報の一例を示している。図４に示すように、各エネルギー提供部２００で作成される提供可能エネルギー情報には、提供側ＥＣＵの情報（例えばエンジンＥＣＵ）、エネルギー提供元の情報（例えばエンジン）、自身が提供可能なエネルギー形態の情報（例えば、高い生成効率で自身が生成可能なエネルギー形態。本例では動力）、自身が提供可能なエネルギー量ｘ１（ｋＷｈ）（又は提供可能なエネルギーの大きさ（ｋＷ））の情報、継続して提供可能な提供可能時間の情報（例えばｔｃ１（秒））及びエネルギーの生成コスト（例えば、単位エネルギー量当たりの燃料使用量ｚ１（ｍｌ／ｋＷｈ））の情報が含まれる。
【００３９】
次に、各エネルギー提供部２００は、作成した提供可能エネルギー情報をエネルギー管理部１００に通知する（図３のステップＳ２）。このステップＳ２は、エネルギー提供部２００とエネルギー管理部１００とが物理的に独立している場合には、エネルギー提供部２００が提供可能エネルギー情報を所定の通信プロトコルに基づき通信ネットワーク６０を介してエネルギー管理部１００に送信することによって行われる。一方、エネルギー提供部２００とエネルギー管理部１００とが１つのＥＣＵに物理的に統合されている場合には、ステップＳ２は、当該ＥＣＵで提供可能エネルギー情報が作成されてＲＡＭに書き込まれた段階で完了する。
【００４０】
次に、エネルギー管理部１００は、エネルギー提供部２００から通知された提供可能エネルギー情報に基づいて、利用可能エネルギー・テーブル（利用可能エネルギー情報）を作成する（ステップＳ３）。
【００４１】
図５は、利用可能エネルギー・テーブルの一例を示している。図５に示すように、利用可能エネルギー・テーブルには、エネルギー提供部２００の全体で提供可能なエネルギー、すなわちエネルギー利用部３００の全体で利用可能なエネルギーの情報が含まれている。具体的には、利用可能エネルギー・テーブルには、提供側ＥＣＵ、エネルギー提供元、エネルギー形態、利用可能エネルギー量、利用可能時間及び生成コストの各情報が含まれる。
【００４２】
ここで、エンジン１０での動力の生成コストがｚ１である場合、エンジン１０の動力を利用してコンプレッサ３０で生成される吸熱エネルギーの生成コストｚ３と、同様にエンジン１０の動力を利用してオルタネータ５０で生成される電力の生成コストｚ４とは、いずれもｚ１より高く設定される。ただし、ブレーキ２０で生成される回生動力の生成コストは例えば０に設定されるため、回生動力を利用してオルタネータ５０で生成される電力の生成コストはｚ１よりも低く設定され得る。
【００４３】
次に、各エネルギー利用部３００（動力利用部Ａ３０１、動力利用部Ｂ３０２及び電力利用部３０３等）は、エネルギー管理部１００で作成された利用可能エネルギー・テーブルを参照する（図３のステップＳ４）。このステップＳ４は、エネルギー利用部３００とエネルギー管理部１００とが物理的に独立している場合には、所定の通信プロトコルに基づき通信ネットワーク６０を介して行われる。一方、エネルギー利用部３００とエネルギー管理部１００とが１つのＥＣＵに物理的に統合されている場合には、ステップＳ４は、当該ＥＣＵ内のＲＡＭに格納された情報をＣＰＵが読み出すことにより行われる。
【００４４】
次に、各エネルギー利用部３００は、参照した利用可能エネルギー・テーブルに基づいて利用エネルギー情報を作成する（ステップＳ５）。例えばエネルギー利用部３００は、利用可能エネルギー・テーブルの生成コストの情報に基づき、生成コストの低いエネルギーを優先して利用するようにする。またエネルギー利用部３００は、必要とするエネルギー形態に変換可能なエネルギーであれば、異なるエネルギー形態であっても生成コストの低いエネルギーを優先して利用するようにする。
【００４５】
図６は、利用エネルギー情報の一例を示している。図６に示すように、利用可能エネルギー情報には、利用側ＥＣＵの情報（例えば空調ＥＣＵ）、エネルギー利用先の情報（例えばコンプレッサ）、利用するエネルギー形態の情報（例えば動力）、及び利用エネルギー量ｙ１（ｋＷｈ）の情報が含まれる。
【００４６】
次に、各エネルギー利用部３００は、作成した利用エネルギー情報をエネルギー管理部１００に通知する（図３のステップＳ６）。このステップＳ６は、エネルギー利用部３００とエネルギー管理部１００とが物理的に独立している場合には、エネルギー利用部３００が利用エネルギー情報を所定の通信プロトコルに基づき通信ネットワーク６０を介してエネルギー管理部１００に送信することによって行われる。一方、エネルギー利用部３００とエネルギー管理部１００とが１つのＥＣＵに物理的に統合されている場合には、ステップＳ６は、当該ＥＣＵで利用エネルギー情報が作成されてＲＡＭに書き込まれた段階で完了する。
【００４７】
次に、エネルギー管理部１００は、エネルギー利用部３００から通知された利用エネルギー情報に基づいて、必要エネルギー・テーブル（必要エネルギー情報）を作成する（ステップＳ７）。
【００４８】
図７は、必要エネルギー・テーブルの一例を示している。図７に示すように、必要エネルギー・テーブルには、エネルギー利用部３００の全体で利用されるエネルギー、すなわちエネルギー提供部２００の全体で必要なエネルギーの情報が含まれる。すなわち、必要エネルギー・テーブルには、利用側ＥＣＵ、エネルギー利用先、エネルギー形態、及び必要エネルギー量の各情報が含まれる。エネルギー管理部１００は、エネルギー形態毎に必要エネルギー量を集計し、必要エネルギー量の多いエネルギー形態、あるいは必要エネルギー量の増加率が高いエネルギー形態から順に優先ランクを付与するようにしてもよい。また、ある単位時間においてエネルギー提供部２００から提供されなかったエネルギー形態（例えば優先ランクの低いエネルギー形態）がある場合、次の単位時間以降、そのエネルギー形態に付与される優先ランクを徐々に上昇させるようにしてもよい。これにより、必要エネルギー量の少ない形態のエネルギーがエネルギー利用部３００側に全く提供されなくなってしまうという事態を回避できる。
【００４９】
次に、各エネルギー提供部２００は、エネルギー管理部１００で作成された必要エネルギー・テーブルを参照する（図３のステップＳ８）。このステップＳ８は、エネルギー提供部２００とエネルギー管理部１００とが物理的に独立している場合には、所定の通信プロトコルに基づき通信ネットワーク６０を介して行われる。一方、エネルギー提供部２００とエネルギー管理部１００とが１つのＥＣＵに物理的に統合されている場合には、ステップＳ８は、当該ＥＣＵ内のＲＡＭに格納された情報をＣＰＵが読み出すことにより行われる。
【００５０】
次に、各エネルギー提供部２００は、参照した必要エネルギー・テーブルに基づいて提供可能エネルギー情報を修正し、提供エネルギー情報を作成する（ステップＳ９）。例えばエネルギー提供部２００は、必要エネルギー・テーブルの必要エネルギー量の情報に基づき、必要エネルギー量の多いエネルギーを優先して提供するようにする。また、必要エネルギー・テーブルに上記の優先ランクの情報が含まれていれば、優先ランクの高いエネルギーを優先して提供するようにする。これにより、エネルギー利用部３００での利用量の多いエネルギーの供給不足や、エネルギー利用部３００での利用量の少ないエネルギーの供給過多を生じ難くすることができる。
【００５１】
図８は、提供エネルギー情報の一例を示している。図８に示すように、提供エネルギー情報には、エネルギー提供元の情報（例えばエンジン）、エネルギー形態の情報（例えば動力）及び提供エネルギー量ｘ１１（ｋＷｈ）の情報が含まれる。
【００５２】
次に、各エネルギー提供部２００は、作成した提供エネルギー情報に基づいて、所定の形態及び量のエネルギーを生成し（図３のステップＳ１０）、エネルギー利用部３００に提供する（ステップＳ１１）。エネルギー利用部３００は、エネルギー提供部２００から提供されたエネルギーを利用する（ステップＳ１２）。
【００５３】
以上のステップＳ１〜Ｓ１２は、所定の時間間隔で繰り返される。したがって、提供可能エネルギー情報、利用可能エネルギー・テーブル、利用エネルギー情報、必要エネルギー・テーブル及び提供エネルギー情報は、それぞれ動的に更新される。
【００５４】
図９は、本実施形態の車両用エネルギー管理システム１によって得られる効果の例を説明する図である。図９（ａ）は、エネルギー利用部３００で利用される吸熱エネルギー量の時間変化を示すグラフであり、図９（ｂ）は、エネルギー利用部３００で利用される電気エネルギー量の時間変化を示すグラフである。図９（ｃ）は、エネルギー利用部３００で利用される運動エネルギー量の時間変化を示すグラフであり、図９（ｄ）は、エネルギー提供部２００で生成される全体エネルギー量（本例では吸熱エネルギー、電気エネルギー及び運動エネルギーの各生成量の総和）の時間変化を示すグラフである。図９（ａ）〜（ｄ）の横軸は時間を表し、図９（ａ）〜（ｃ）の縦軸はエネルギーの過不足の程度を表し、図９（ｄ）の縦軸はエネルギー量を表している。ここで、図９（ａ）〜（ｃ）の縦軸における「不足」は、エネルギー利用部３００で利用されるエネルギー量がエネルギー提供部２００から提供されるエネルギー量よりも多い状態を表している。また「過多」は、エネルギー利用部３００で利用されるエネルギー量がエネルギー提供部２００から提供されるエネルギー量よりも少ない状態を表している。本例では、エネルギー利用部３００で利用されるエネルギー量を時間平均した平均レベルのエネルギー（図９（ａ）〜（ｄ）では破線で示している）は、エネルギー提供部２００において常時生成されているものとする。
【００５５】
図９に示すように、吸熱エネルギーは、時間ｔ０〜ｔ３間では平均レベルのエネルギー量で足りているが、時間ｔ３〜ｔ６間では不足している。電気エネルギーは、時間ｔ０〜ｔ１間、ｔ２〜ｔ３間及びｔ４〜ｔ５間では平均レベルのエネルギー量で足りているが、時間ｔ１〜ｔ２間、ｔ３〜ｔ４間及びｔ５〜ｔ６間では不足している。運動エネルギーは、時間ｔ１〜ｔ２間及びｔ３〜ｔ６間では平均レベルのエネルギー量で足りているが、時間ｔ０〜ｔ１間及びｔ２〜ｔ３間では不足している。
【００５６】
時間毎に見ると、時間ｔ１〜ｔ２間は、電気エネルギーが供給不足の状態にあるが、運動エネルギーは例えば制動力の回生等によって供給過多の状態にある。従来の構成では、電気エネルギーの生成効率が低かったとしても不足分の電気エネルギーを生成する必要がある一方、余剰の運動エネルギーは利用されず無駄になる場合があった。本実施形態では、エネルギー利用部３００側で利用される電気エネルギーの情報は、利用エネルギー情報としてエネルギー管理部１００に通知されているため、エネルギー管理部１００で作成される必要エネルギー・テーブルに反映されている。このため、各エネルギー提供部２００側では、必要エネルギー・テーブルを参照することによりエネルギー利用部３００で利用される電気エネルギー量を把握できる。したがって、エネルギー提供部２００を構成する例えばブレーキＥＣＵ２１は、必要な電気エネルギー量に基づき、オルタネータ（又は電動ブレーキ）の負荷トルクを増大させる制御を行う。これにより、矢印ａ１で示すように、余剰の運動エネルギーを電気エネルギーとして回生することができる。
【００５７】
また、時間ｔ３〜ｔ６間は、車室内の吸熱負荷の増大等によって吸熱エネルギーが供給不足の状態にあるが、運動エネルギーは供給過多の状態にある。従来の構成では、吸熱エネルギーの生成効率が低かったとしても不足分の吸熱エネルギーを生成する必要がある一方、余剰の運動エネルギーは利用されず無駄になる場合があった。本実施形態では、エネルギー利用部３００側で利用される吸熱エネルギー量は、利用エネルギー情報としてエネルギー管理部１００に通知されているため、エネルギー管理部１００で作成される必要エネルギー・テーブルに反映されている。このため、各エネルギー提供部２００側では、必要エネルギー・テーブルを参照することによりエネルギー利用部３００で利用される吸熱エネルギー量を把握できる。したがって、必要な吸熱エネルギー量に基づき、空調ＥＣＵ３１がコンプレッサ３０の回転数を増加させる制御を行うことによって、矢印ａ２で示すように余剰の運動エネルギーを１回の形態変換を経て吸熱エネルギーとして回生することができる。
【００５８】
仮に、エネルギー利用部３００で必要なエネルギーをエネルギー提供部２００で把握していない場合、余剰の運動エネルギーが一度電気エネルギーに変換され、電気エネルギーから吸熱エネルギーに再度変換されることもあり得る。この場合、運動エネルギーから２回の形態変換を経て吸熱エネルギーが生成されるため、変換ロスが多くなってしまう。これに対し本実施形態では、各エネルギー提供部２００がエネルギー利用部３００で必要なエネルギーの形態を把握しているため、余剰のエネルギーと必要なエネルギーとが互いに異なる形態であったとしても、より少ない変換回数で余剰のエネルギーを必要なエネルギーに変換できる。
【００５９】
このように、本実施形態では、各エネルギー利用部３００から通知された利用エネルギー情報に基づいてエネルギー管理部１００が必要エネルギー・テーブルを動的に作成している。これにより、各エネルギー提供部２００は、エネルギー管理部１００で一元的に管理される必要エネルギー・テーブルを参照することによって、各エネルギー利用部３００に個別に問い合わせるまでもなく、エネルギー利用部３００全体で必要なエネルギーの形態及び量を容易に把握できる。このため、エネルギー提供部２００は、自身が提供するエネルギーの形態及び量をエネルギーの需要状況に応じて適切に決定でき、エネルギー利用部３００で必要な形態及び量のエネルギーを少ない変換回数で提供できるようになっている。したがって、本実施形態によれば、エネルギー授受の範囲を形態の異なるエネルギーにまで拡大できるとともに、エネルギー利用部３００での需要の多いエネルギーをエネルギー提供部２００が少ない変換ロスで提供できるため、車両全体でのエネルギー効率を向上できる。
【００６０】
また、本実施形態では、各エネルギー提供部２００から通知された提供可能エネルギー情報に基づいてエネルギー管理部１００が利用可能エネルギー・テーブルを動的に作成している。これにより、各エネルギー利用部３００は、エネルギー管理部１００で一元的に管理される利用可能エネルギー・テーブルを参照することによって、各エネルギー提供部２００に個別に問い合わせるまでもなく、エネルギー提供部２００全体で効率良く低コストで生成されるエネルギーの形態及び量を容易に把握できる。このため、エネルギー利用部３００は、自身の利用するエネルギーの形態及び量をエネルギーの供給状況に応じて適切に決定できるようになっている。したがって、本実施形態によれば、エネルギー提供部２００での生成効率が高く生成コストの低いエネルギーがエネルギー利用部３００で優先的に利用されるため、車両全体でのエネルギー効率及びエネルギー生成コストを向上できる。
【００６１】
さらに本実施形態では、エネルギー提供部２００全体で生成されるエネルギー量を時間的に平均化できるため、エネルギー量のピークＥｐ１が従来のエネルギー量のピークＥｐ２よりも小さくなる。したがって、各エネルギー提供部２００のエネルギー提供元（エンジン１０、ブレーキ２０、コンプレッサ３０、ブロワ４０及びオルタネータ５０等）のエネルギー容量を小さくできるため、各エネルギー提供元の体格を小型化できる可能性がある。
【００６２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図１０乃至図１３を用いて説明する。図１０は、本実施形態における車両用エネルギー管理システム２の概略の構成及びエネルギーの大まかな流れを模式的に示す図である。図１０に示すように、車両用エネルギー管理システム２は、第１実施形態の車両用エネルギー管理システム１と比較すると、コンプレッサ３０の駆動により生成された吸熱エネルギーの一時的な蓄積及び放出が可能な蓄冷器（エネルギー蓄積部）７０をさらに備えている点に特徴を有している。
【００６３】
蓄冷器７０の配置構成の一例を簡単に説明する。蓄冷器７０は、比熱の比較的大きい蓄冷材料を用いて構成されている。蓄冷器７０は、車両用空調装置の冷凍サイクルにおいて、エバポレータと並列に接続された冷媒流路に配置されている。この冷媒流路には、空調ＥＣＵ３１の制御により開閉される電磁弁が設けられている。また蓄冷器７０は、車両用空調装置の空調ユニットにおいて、エバポレータが配置された主空気通路と並列に設けられた副空気通路に配置されている。副空気通路には、空調ＥＣＵ３１の制御により開閉されるダンパが設けられている。
【００６４】
通常の空調運転時には、空調ＥＣＵ３１の制御により電磁弁及びダンパがいずれも閉状態にある。これにより、コンプレッサ３０で圧縮されて冷凍サイクルを循環する冷媒の全量がエバポレータに流入し、ブロワ４０により送風される空調空気の全量が主空気通路（エバポレータ）を通過する。空調空気には、エバポレータでの冷媒との熱交換により吸熱エネルギーが提供される。
【００６５】
蓄冷器７０に蓄冷する蓄冷運転時には、空調ＥＣＵ３１の制御によりダンパが閉状態となり、電磁弁が開状態となる。これにより、冷凍サイクルを循環する冷媒の一部が蓄冷器７０に流入する。蓄冷器７０内の蓄冷材料は、蓄冷器７０に流入した冷媒との熱交換により冷却される。すなわち、蓄冷運転時の蓄冷器７０は、吸熱エネルギーを蓄積できるようになっている。
【００６６】
蓄冷器７０から放冷する放冷運転時には、空調ＥＣＵ３１の制御により電磁弁が閉状態となり、ダンパが開状態となる。これにより、蓄冷器７０への冷媒の流入が停止するため、蓄冷器７０への蓄冷が停止する。一方、空調空気の一部は副空気通路を流通し、蓄冷器７０を通過する。蓄冷器７０を通過した空調空気は、蓄冷器７０内の冷却された蓄冷材料との熱交換により冷却される。すなわち、放冷運転時の蓄冷器７０は、蓄積された吸熱エネルギーを放出して空調空気に提供する吸熱提供部として機能する。
【００６７】
したがって図１０に示すように、コンプレッサ３０で生成された吸熱エネルギーの流れには、空調空気に直接提供される流れと、蓄冷器７０に一時的に蓄積された後に空調空気に提供される流れとが存在することになる。空調ＥＣＵ３１は、蓄冷器７０への吸熱エネルギーの蓄積、及び蓄冷器７０からの吸熱エネルギーの提供を制御できるようになっている。
【００６８】
図１１は本実施形態における提供可能エネルギー情報の一例を示し、図１２は本実施形態における利用可能エネルギー・テーブルの一例を示している。図１１及び図１２に示すように、蓄冷器７０は、蓄積された吸熱エネルギーを外部に提供できるため、エンジン１０、ブレーキ２０、コンプレッサ３０、ブロワ４０及びオルタネータ５０と同様に、提供可能エネルギー情報及び利用可能エネルギー・テーブルにおけるエネルギー提供元になり得る。ここで、蓄冷器７０の吸熱エネルギーの生成コストｚ６は、吸熱エネルギーが生成された時点での生成コストを平均化して算出される。例えば、コンプレッサ３０により生成コストｚａで生成された吸熱エネルギー量ｘａと生成コストｚｂで生成された吸熱エネルギー量ｘｂとが蓄冷器７０に蓄積されている場合、蓄冷器７０の吸熱エネルギーの生成コストは、（ｚａ×ｘａ＋ｚｂ×ｘｂ）／（ｘａ＋ｘｂ）となる。
【００６９】
また、図示していないが本例の車両用エネルギー管理システム２は、コンプレッサ３０又は蓄冷器７０から提供される吸熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電変換システムを備えている。
【００７０】
図１３は、本実施形態の車両用エネルギー管理システム２によって得られる効果の例を説明する図である。図１３（ａ）〜（ｄ）は、図９（ａ）〜（ｄ）と同様に、それぞれ吸熱エネルギー量、電気エネルギー量、運動エネルギー量及び全体エネルギー量の時間変化を示すグラフである。また図１３では、蓄冷器７０を模式的に表現している。
【００７１】
図１３に示すように、吸熱エネルギーは、時間ｔ１０〜ｔ１３間では平均レベルのエネルギー量で足りているが、時間ｔ１３〜ｔ１６間では不足している。電気エネルギーは、時間ｔ１１〜ｔ１２間、ｔ１３〜ｔ１４間及びｔ１５〜ｔ１６間では平均レベルのエネルギー量で足りているが、時間ｔ１０〜ｔ１１間、ｔ１２〜ｔ１３間及びｔ１４〜ｔ１５間では不足している。運動エネルギーは、時間ｔ１１〜ｔ１２間及びｔ１３〜ｔ１６間では平均レベルのエネルギー量で足りているが、時間ｔ１０〜ｔ１１間及びｔ１２〜ｔ１３間では不足している。
【００７２】
時間毎に見ると、時間ｔ１１〜ｔ１２間は、車室内の吸熱負荷の減少等によって吸熱エネルギーが供給過多の状態にある。このため、エネルギーの供給不足の状態にあるエネルギー利用部３００が存在すれば、エネルギー提供部２００は余剰の吸熱エネルギーを外部に提供できる状態にある。ところが、エネルギー提供部２００は、必要エネルギー・テーブルを参照することにより、エネルギー利用部３００側での吸熱エネルギーの必要量、電気エネルギーの必要量及び運動エネルギーの必要量がいずれも少ないこと（すなわち、いずれのエネルギーも供給過多の状態にあること）を把握できる。したがって、エネルギー提供部２００（空調ＥＣＵ３１）は車両用空調装置の蓄冷運転を行い、余剰の吸熱エネルギーを蓄冷器７０に蓄積する（図１３の矢印ａ３）。
【００７３】
時間ｔ１２〜ｔ１３間は、依然として吸熱エネルギーが供給過多の状態にあるため、車両用空調装置の蓄冷運転が継続される。ところが、この時間は電気エネルギーが供給不足の状態にあるため、熱電変換システムを含むエネルギー提供部２００は、蓄冷器７０に蓄積された吸熱エネルギーの一部を用いて電気エネルギーを生成し、エネルギー利用部３００に提供する（図１３の矢印ａ４）。
【００７４】
時間ｔ１３〜ｔ１６間は、吸熱エネルギーが供給不足の状態にあるため、エネルギー提供部２００は車両用空調装置の放冷運転を行う。これにより、蓄冷器７０に蓄積された吸熱エネルギーは、そのままのエネルギー形態でエネルギー利用部３００に提供される（図１３の矢印ａ５）。
【００７５】
また、時間ｔ１３〜ｔ１６間は運動エネルギーが供給過多の状態にあり、時間ｔ１４〜ｔ１５間は電気エネルギーが供給不足の状態にある。したがって、エネルギー提供部２００は、エネルギー利用部３００で必要な電気エネルギー量に基づき、オルタネータの負荷トルクを増大させる制御を行う。これにより、余剰の運動エネルギーは電気エネルギーとして回生される（図１３の矢印ａ６）。
【００７６】
ところで、時間ｔ１３〜ｔ１６間においては、吸熱エネルギーが供給不足の状態にあり、運動エネルギーが供給過多の状態にある。したがって、蓄冷器７０から吸熱エネルギーを提供するのではなく、余剰の運動エネルギーを吸熱エネルギーに変換することも考えられる。しかしながら、エネルギー形態を変換する際には変換ロスが生じるため、本例のように同形態のエネルギーが蓄積されている場合には同形態のエネルギーが優先して提供される。
【００７７】
以上のように本実施形態では、吸熱エネルギーを一時的に蓄積可能な蓄冷器７０が設けられている。蓄冷器７０は、エネルギー提供部２００及びエネルギー利用部３００間のエネルギーの授受においてバッファとして機能するため、エネルギーの生成とエネルギーの提供とを時間的にずらすことができる。すなわち、エネルギー利用部３００での吸熱エネルギーの利用量が少なく吸熱エネルギーが供給過多の状態にあるときには、エネルギー提供部２００で生成された余剰の吸熱エネルギーはそのままのエネルギー形態で蓄冷器７０に蓄積される。一方、エネルギー利用部３００での吸熱エネルギーの利用量が多くなり吸熱エネルギーが供給不足の状態になったときには、蓄冷器７０に蓄積された吸熱エネルギーはそのままのエネルギー形態でエネルギー利用部３００に提供される。したがって本実施形態によれば、図１３の矢印ａ７で示すように、エネルギーを時間差で融通することができるため、エネルギー提供部２００で生成されるエネルギー量を時間的に平均化することができる。このため、エネルギー提供部２００全体で生成されるエネルギー量のピークＥｐ３は、従来のエネルギー量のピークＥｐ２よりも小さくなるだけでなく、第１実施形態のエネルギー量のピークＥｐ１よりも小さくなる。したがって、各エネルギー提供部２００のエネルギー提供元（エンジン１０、ブレーキ２０、コンプレッサ３０、ブロワ４０及びオルタネータ５０等）のエネルギー容量をさらに小さくできるため、各エネルギー提供元の体格をさらに小型化できる可能性がある。
【００７８】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図１４乃至図１６を用いて説明する。本実施形態の車両用エネルギー管理システムの物理的な構成は、図１０に示した第２実施形態の車両用エネルギー管理システムとほぼ同様である。図１４は、本実施形態における車両用エネルギー管理システムを説明する図である。図１４（ａ）〜（ｄ）は、図９（ａ）〜（ｄ）と同様に、それぞれ吸熱エネルギー量、電気エネルギー量、運動エネルギー量及び全体エネルギー量の時間変化を示すグラフである。
【００７９】
図１４に示すように、吸熱エネルギーは、時間ｔ２０〜ｔ２４間では平均レベルのエネルギー量で足りているが、時間ｔ２４〜ｔ２７間では不足している。電気エネルギーは
時間ｔ２４〜ｔ２５間及びｔ２６〜ｔ２７間では平均レベルのエネルギー量で足りているが、時間ｔ２０〜ｔ２４間及びｔ２５〜ｔ２６間では不足している。運動エネルギーは、時間ｔ２０〜ｔ２１間、ｔ２３〜ｔ２４間及びｔ２５〜ｔ２６間では平均レベルのエネルギー量で足りているが、時間ｔ２１〜ｔ２３間、ｔ２４〜ｔ２５間及びｔ２６〜ｔ２７間では不足している。
【００８０】
時間ｔ２０〜ｔ２２間は、吸熱エネルギーが供給過多の状態にあり、電気エネルギーが供給不足の状態にある。各エネルギー提供部２００側では、必要エネルギー・テーブルを参照することにより、エネルギー利用部３００側で必要な電気エネルギー量を把握できる。したがって、エネルギー提供部２００は、必要な電気エネルギー量に基づいて熱電変換システムを作動させる。これにより、余剰の吸熱エネルギーを電気エネルギーに変換することができる。
【００８１】
時間ｔ２２〜ｔ２４間は、依然として吸熱エネルギーが供給過多の状態にあり、電気エネルギーが供給不足の状態にある。ところが、吸熱エネルギーの利用量は徐々に増加しており、電気エネルギーの利用量は徐々に減少している。エネルギー利用部３００を構成する空調ＥＣＵ３１は、所定時間毎に作成される利用エネルギー情報に基づき、吸熱エネルギーの利用量が徐々に増加していること、すなわち吸熱エネルギーの余剰量が徐々に減少していることを把握できる。このときエネルギー利用部３００は、吸熱エネルギーの余剰量の減少に基づいて将来的な吸熱エネルギーの供給不足を予測すると、現時点での吸熱エネルギーの需要だけでなく将来的な吸熱エネルギーの需要もエネルギー管理部１００に通知する。
【００８２】
図１５は本実施形態における利用エネルギー情報の一例を示し、図１６は本実施形態における必要エネルギー・テーブルの一例を示している。エネルギー利用部３００は、図１５に示すように、現時点での吸熱エネルギーの利用エネルギー情報（通常情報）と、将来的な吸熱エネルギーの利用エネルギー情報（予約情報）とを作成し、エネルギー管理部１００に通知する。エネルギー管理部１００は、利用エネルギー情報に基づいて、図１６に示すような必要エネルギー・テーブルを作成する。予約情報には、通常情報と同一形式の情報に加えて、利用開始時間の情報（例えばＴ１（秒）経過後）及び利用継続時間の情報（例えばＴ２（秒））等が含まれる。すなわち、利用開始時間及び利用継続時間の情報の有無により、通常情報であるか予約情報であるかが識別される。
【００８３】
図１４に戻り、時間ｔ２３〜ｔ２４間は、運動エネルギーが例えば制動力の回生によって供給過多の状態にある。本実施形態では、エネルギー提供部２００は、必要エネルギー・テーブルを参照して吸熱エネルギーの予約情報を把握すると、現時点で供給不足の状態にある電気エネルギーを生成することよりも、将来的に需要の高まる吸熱エネルギーを先行して蓄積することを優先する。すなわち、エネルギー提供部２００を構成する例えば空調ＥＣＵ３１は車両用空調装置の蓄冷運転を行い、余剰の運動エネルギーを吸熱エネルギーに変換して蓄冷器７０に蓄積する（図１４の矢印ａ８）。
【００８４】
時間ｔ２４〜ｔ２７間は、吸熱エネルギーが供給不足の状態にあるため、空調ＥＣＵ３１は車両用空調装置の放冷運転を行う。これにより、蓄冷器７０に蓄積された吸熱エネルギーは、そのままのエネルギー形態でエネルギー利用部３００に提供される（図１４の矢印ａ９）。
【００８５】
このうち時間ｔ２５〜ｔ２６は、運動エネルギーが供給過多の状態にあるため、エネルギー提供部２００は、余剰の運動エネルギーを吸熱エネルギーに変換し、吸熱エネルギーを直接又は蓄冷器７０を介してエネルギー利用部３００に提供する（図１４の矢印ａ１０）。
【００８６】
本実施形態では、エネルギー利用部３００がエネルギー管理部１００に予約情報を通知することにより、現時点でのエネルギーの需要に関わらず、将来的に利用するエネルギーを予約できるようになっている。このため、第２実施形態ではエネルギーの需要が発生してからエネルギーを蓄積するのに対し、本実施形態ではエネルギーの需要を予測できた時点から先行してエネルギーを蓄積できる。したがって、本実施形態によればエネルギー提供部２００で生成されるエネルギー量をより平均化できるため、エネルギー提供部２００全体で生成されるエネルギー量のピークＥｐ４を、従来のエネルギー量のピークＥｐ２よりも小さくできるだけでなく、第２実施形態のエネルギー量のピークＥｐ３よりも小さくできる。したがって、各エネルギー提供部のエネルギー提供元のエネルギー容量をさらに小さくできるため、各エネルギー提供元の体格をさらに小型化できる可能性がある。
【００８７】
例えばコンプレッサ強制カットモード時のように、車両走行性能を優先するために、負荷となるエネルギーの利用が一時的に制限される場合、エネルギー利用部３００側では当該エネルギーが制限解除後に不足することを前もって予測できる。したがって、このようなエネルギー利用制限モードが存在する車両に対しては、本実施形態を容易に適用できる。
【００８８】
また本実施形態では、現時点で需要のあるエネルギー形態よりも予約されたエネルギー形態の方が生成効率が高い場合、予約されたエネルギーを優先的に生成して蓄積しておくことができる。これにより、エネルギー提供部２００でのエネルギーの生成コストを低減できるため、車両全体のエネルギー生成効率を向上できる。
【００８９】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図１７を用いて説明する。図１７は、本実施形態における車両用エネルギー管理システム４の概略の構成及びエネルギーの大まかな流れを示す図である。図１７に示すように、車両用エネルギー管理システム４は、第１実施形態の車両用エネルギー管理システム１と比較すると、エネルギーの流れにおいて機械的なブレーキ２０と並列に設けられた電動ブレーキ２２と、エネルギーの流れにおいてエンジン駆動式のコンプレッサ３０と並列に設けられた電動コンプレッサ３２とをさらに備えている点に特徴を有している。
【００９０】
電動ブレーキ２２は、ブレーキＥＣＵ２１の制御により車両に対して制動力を加えるとともに、車両の慣性エネルギーを回生して回生電力を生成するようになっている。電動ブレーキ２２及びブレーキＥＣＵ２１は、外部に回生電力を提供する回生電力提供部として機能する。ブレーキ２０と電動ブレーキ２２とは、ブレーキＥＣＵ２１の制御により切り替えられて選択的に使用されるか又は同時に使用されるようになっている。
【００９１】
電動コンプレッサ３２は、例えば電動ブレーキ２２から提供された回生電力を利用して、空調ＥＣＵ３１の制御により冷凍サイクル内の冷媒を圧縮するようになっている。電動コンプレッサ３２は、電力を利用して吸熱エネルギーを生成し、生成した吸熱エネルギーを空調空気に提供していると考えることができる。すなわち電動コンプレッサ３２及び空調ＥＣＵ３１は、外部から提供された電力を利用する電力利用部として機能するとともに、外部に吸熱エネルギーを提供する吸熱提供部として機能する。コンプレッサ３０と電動コンプレッサ３２とは、空調ＥＣＵ３１の制御により切り替えられて選択的に使用されるか又は同時に使用されるようになっている。
【００９２】
車両に対して制動力を加える際、エネルギー提供部２００としてのブレーキＥＣＵ２１は、エネルギー管理部１００で作成された必要エネルギー・テーブルを参照する。そしてブレーキＥＣＵ２１は、エネルギー利用部３００側での動力の利用量が多い、あるいは動力の優先ランクが高いと判断した場合、機械的なブレーキ２０を主に作動させる。これにより、ブレーキ２０によって回生動力が多く生成されるため、エネルギー利用部３００（例えばオルタネータ５０）側に生成コストの低い動力を提供できる。またブレーキＥＣＵ２１は、逆に、電力の利用量が多い、あるいは電力の優先ランクが高いと判断した場合、電動ブレーキ２２を主に作動させる。これにより、電動ブレーキ２２によって回生電力が多く生成されるため、エネルギー利用部３００（例えば電動コンプレッサ３２）に生成コストの低い電力を提供できる。
【００９３】
一方、エネルギー利用部３００としての空調ＥＣＵ３１は、エネルギー管理部１００で作成された利用可能エネルギー・テーブルを参照する。そして空調ＥＣＵ３１は、エネルギー提供部２００側での動力の生成コストが低いと判断した場合には、エンジン駆動式のコンプレッサ３０を主に作動させ、電力の生成コストが低いと判断した場合には、電動コンプレッサ３２を主に作動させる。例えば、車両制動時に電動ブレーキ２２が主に作動した場合、多くの回生電力が生成されるため、電力の生成コストが低くなる。したがって空調ＥＣＵ３１は、電動コンプレッサ３２を主に作動させる。これにより、生成コストの低いエネルギーをそのままのエネルギー形態で利用して吸熱エネルギーを生成できるため、吸熱エネルギーの生成コストを低減できるとともに、車両全体のエネルギー効率を向上できる。
【００９４】
このように本実施形態では、車両に対して制動力を加える点において共通であり、回生するエネルギーの形態において異なる機械的なブレーキ２０及び電動ブレーキ２２が設けられている。したがって、エネルギー利用部３００側のエネルギーの利用状況に基づいて、ブレーキ２０と電動ブレーキ２２とを切り替えて又は同時に作動させることにより、需要の多いエネルギーを低い生成コストで提供できる。
【００９５】
また本実施形態では、利用するエネルギーの形態において異なり、生成するエネルギーの形態において共通なエンジン駆動式のコンプレッサ３０及び電動コンプレッサ３２が設けられている。したがって、エネルギー提供部２００側からのエネルギーの提供状況に基づいて、コンプレッサ３０と電動コンプレッサ３２とを切り替えて又は同時に作動させることにより、生成コストの低いエネルギーをそのままのエネルギー形態で効率良く利用できる。
【００９６】
（その他の実施形態）
上記実施形態において、エネルギー管理部１００は、エネルギーの生成コストの値をエネルギー提供部２００及びエネルギー利用部３００間のエネルギーの需給関係に基づいて調整するようにしてもよい。例えば、生成コストの値は、提供量の少ないエネルギーや利用量の多いエネルギーでは高めに設定され、提供量の多いエネルギーや利用量の少ないエネルギーでは低めに設定される。これにより、利用の集中する特定のエネルギーの供給不足や他のエネルギーの供給過剰等が解消され、生成されたエネルギーを効率良く利用することができる。
【００９７】
また上記実施形態では、走行用の駆動源としてエンジン１０を備えた車両を例に挙げたが、本発明は、走行用の駆動源として電動モータを備えた車両や、エンジン及び電動モータの双方を備えた車両等にも適用可能である。
【００９８】
さらに上記実施形態では、主に吸熱エネルギー、電気エネルギー及び運動エネルギーをエネルギー形態の例に挙げたが、熱エネルギー（温熱）や光エネルギー、音エネルギー等の他のエネルギー形態を含んでいてもよい。
【００９９】
また上記第１乃至第３実施形態では、エンジン１０からの動力を用いて駆動するエンジン駆動式のコンプレッサ３０を例に挙げたが、電力を用いて駆動する電動式のコンプレッサを用いることもできる。
【０１００】
さらに上記第２及び第３実施形態では、吸熱エネルギーを一時的に蓄積する蓄冷器７０をエネルギー蓄積部の例に挙げたが、熱エネルギーを一時的に蓄積する蓄熱器や、電気エネルギーを一時的に蓄積するバッテリー等をエネルギー蓄積部として用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】第１実施形態における車両用エネルギー管理システムの概略の構成及びエネルギーの大まかな流れを模式的に示す図である。
【図２】第１実施形態における車両用エネルギー管理システムの論理的な構成を示す図である。
【図３】第１実施形態における車両用エネルギー管理システムのエネルギー管理部、エネルギー提供部及びエネルギー利用部の間の情報の流れを示す図である。
【図４】第１実施形態における提供可能エネルギー情報の一例を示す図である。
【図５】第１実施形態における利用可能エネルギー・テーブルの一例を示す図である。
【図６】第１実施形態における利用エネルギー情報の一例を示す図である。
【図７】第１実施形態における必要エネルギー・テーブルの一例を示す図である。
【図８】第１実施形態における提供エネルギー情報の一例を示す図である。
【図９】第１実施形態における車両用エネルギー管理システムの効果を説明する図である。
【図１０】第２実施形態における車両用エネルギー管理システムの概略の構成及びエネルギーの大まかな流れを模式的に示す図である。
【図１１】第２実施形態における提供可能エネルギー情報の一例を示す図である。
【図１２】第２実施形態における利用可能エネルギー・テーブルの一例を示す図である。
【図１３】第２実施形態における車両用エネルギー管理システムの効果を説明する図である。
【図１４】第３実施形態における車両用エネルギー管理システムを説明する図である。
【図１５】第３実施形態における利用エネルギー情報の一例を示す図である。
【図１６】第３実施形態における必要エネルギー・テーブルの一例を示す図である。
【図１７】第４実施形態における車両用エネルギー管理システムの概略の構成及びエネルギーの大まかな流れを模式的に示す図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１、２、４ 車両用エネルギー管理システム
１０ エンジン
１１ エンジンＥＣＵ
２０ ブレーキ
２１ ブレーキＥＣＵ
２２ 電動ブレーキ
３０ コンプレッサ
３１ 空調ＥＣＵ
３２ 電動コンプレッサ
４０ ブロワ
５０ オルタネータ
５１ パワートレインＥＣＵ
６０ 通信ネットワーク
１００ エネルギー管理部
２００ エネルギー提供部
３００ エネルギー利用部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、エネルギーを利用する複数のエネルギー利用部（３００）と、前記複数のエネルギー利用部（３００）にエネルギーを提供する複数のエネルギー提供部（２００）と、前記複数のエネルギー利用部（３００）及び前記複数のエネルギー提供部（２００）間でのエネルギーの需給情報を管理するエネルギー管理部（１００）とを有し、
前記複数のエネルギー提供部（２００）は、自身が提供可能なエネルギーの形態及び量の情報を含む提供可能エネルギー情報をそれぞれ作成して前記エネルギー管理部（１００）に通知し、
前記エネルギー管理部（１００）は、前記提供可能エネルギー情報に基づいて、前記複数のエネルギー利用部（３００）の全体で利用可能なエネルギーの形態及び量の情報を含む利用可能エネルギー情報を作成し、
前記複数のエネルギー利用部（３００）は、前記利用可能エネルギー情報を参照し、当該利用可能エネルギー情報に基づいて、自身が利用するエネルギーの形態及び量の情報を含む利用エネルギー情報をそれぞれ作成して前記エネルギー管理部（１００）に通知し、
前記エネルギー管理部（１００）は、前記利用エネルギー情報に基づいて、前記複数のエネルギー利用部（３００）の全体で必要なエネルギーの形態及び量の情報を含む必要エネルギー情報を作成し、
前記複数のエネルギー提供部（２００）は、前記必要エネルギー情報を参照し、自身が提供するエネルギーの形態及び量を当該必要エネルギー情報に基づいてそれぞれ決定することを特徴とする車両用エネルギー管理システム。
【請求項２】
前記利用可能エネルギー情報は、前記エネルギー提供部（２００）でのエネルギーの生成に必要となるエネルギー生成コストの情報を含み、
前記エネルギー利用部（３００）は、前記エネルギー生成コストの低い形態のエネルギーを優先的に利用するように前記利用エネルギー情報を作成することを特徴とする請求項１に記載の車両用エネルギー管理システム。
【請求項３】
前記エネルギー生成コストの情報は、前記エネルギー提供部（２００）及び前記エネルギー利用部（３００）間のエネルギーの需給関係に基づいて調整されることを特徴とする請求項２に記載の車両用エネルギー管理システム。
【請求項４】
前記エネルギー提供部（２００）は、前記必要エネルギー情報に基づいて、前記複数のエネルギー利用部（３００）の全体での必要量が多い形態のエネルギーを優先的に提供することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用エネルギー管理システム。
【請求項５】
前記エネルギー提供部（２００）は、所定形態のエネルギーの蓄積及び放出が可能なエネルギー蓄積部（７０）を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両用エネルギー管理システム。
【請求項６】
前記エネルギー提供部（２００）は、前記所定形態のエネルギーの前記エネルギー蓄積部（７０）への蓄積及び前記エネルギー蓄積部（７０）からの放出を前記必要エネルギー情報に基づいて行うことを特徴とする請求項５に記載の車両用エネルギー管理システム。
【請求項７】
前記エネルギー利用部（３００）は、将来的なエネルギーの需要を予測した場合、自身が将来的に利用するエネルギーの形態、量及び利用開始時間の情報を含む予約情報を前記利用エネルギー情報として前記エネルギー管理部（１００）に通知し、
前記エネルギー提供部（２００）は、前記予約情報により予約された形態のエネルギーを前記エネルギー蓄積部（７０）に優先的に蓄積することを特徴とする請求項５又は６に記載の車両用エネルギー管理システム。
【請求項８】
外部から提供されたエネルギーを利用して形態の異なるエネルギーを外部に提供するエネルギー利用提供装置（３０、５０）と、前記エネルギー利用提供装置（３０、５０）を制御する制御装置（３１、５１）とを有し、
前記エネルギー利用提供装置（３０、５０）及び前記制御装置（３１、５１）は、前記エネルギー提供部（２００）及び前記エネルギー利用部（３００）の双方に含まれることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の車両用エネルギー管理システム。
【請求項１】
車両に搭載され、エネルギーを利用する複数のエネルギー利用部（３００）と、前記複数のエネルギー利用部（３００）にエネルギーを提供する複数のエネルギー提供部（２００）と、前記複数のエネルギー利用部（３００）及び前記複数のエネルギー提供部（２００）間でのエネルギーの需給情報を管理するエネルギー管理部（１００）とを有し、
前記複数のエネルギー提供部（２００）は、自身が提供可能なエネルギーの形態及び量の情報を含む提供可能エネルギー情報をそれぞれ作成して前記エネルギー管理部（１００）に通知し、
前記エネルギー管理部（１００）は、前記提供可能エネルギー情報に基づいて、前記複数のエネルギー利用部（３００）の全体で利用可能なエネルギーの形態及び量の情報を含む利用可能エネルギー情報を作成し、
前記複数のエネルギー利用部（３００）は、前記利用可能エネルギー情報を参照し、当該利用可能エネルギー情報に基づいて、自身が利用するエネルギーの形態及び量の情報を含む利用エネルギー情報をそれぞれ作成して前記エネルギー管理部（１００）に通知し、
前記エネルギー管理部（１００）は、前記利用エネルギー情報に基づいて、前記複数のエネルギー利用部（３００）の全体で必要なエネルギーの形態及び量の情報を含む必要エネルギー情報を作成し、
前記複数のエネルギー提供部（２００）は、前記必要エネルギー情報を参照し、自身が提供するエネルギーの形態及び量を当該必要エネルギー情報に基づいてそれぞれ決定することを特徴とする車両用エネルギー管理システム。
【請求項２】
前記利用可能エネルギー情報は、前記エネルギー提供部（２００）でのエネルギーの生成に必要となるエネルギー生成コストの情報を含み、
前記エネルギー利用部（３００）は、前記エネルギー生成コストの低い形態のエネルギーを優先的に利用するように前記利用エネルギー情報を作成することを特徴とする請求項１に記載の車両用エネルギー管理システム。
【請求項３】
前記エネルギー生成コストの情報は、前記エネルギー提供部（２００）及び前記エネルギー利用部（３００）間のエネルギーの需給関係に基づいて調整されることを特徴とする請求項２に記載の車両用エネルギー管理システム。
【請求項４】
前記エネルギー提供部（２００）は、前記必要エネルギー情報に基づいて、前記複数のエネルギー利用部（３００）の全体での必要量が多い形態のエネルギーを優先的に提供することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用エネルギー管理システム。
【請求項５】
前記エネルギー提供部（２００）は、所定形態のエネルギーの蓄積及び放出が可能なエネルギー蓄積部（７０）を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両用エネルギー管理システム。
【請求項６】
前記エネルギー提供部（２００）は、前記所定形態のエネルギーの前記エネルギー蓄積部（７０）への蓄積及び前記エネルギー蓄積部（７０）からの放出を前記必要エネルギー情報に基づいて行うことを特徴とする請求項５に記載の車両用エネルギー管理システム。
【請求項７】
前記エネルギー利用部（３００）は、将来的なエネルギーの需要を予測した場合、自身が将来的に利用するエネルギーの形態、量及び利用開始時間の情報を含む予約情報を前記利用エネルギー情報として前記エネルギー管理部（１００）に通知し、
前記エネルギー提供部（２００）は、前記予約情報により予約された形態のエネルギーを前記エネルギー蓄積部（７０）に優先的に蓄積することを特徴とする請求項５又は６に記載の車両用エネルギー管理システム。
【請求項８】
外部から提供されたエネルギーを利用して形態の異なるエネルギーを外部に提供するエネルギー利用提供装置（３０、５０）と、前記エネルギー利用提供装置（３０、５０）を制御する制御装置（３１、５１）とを有し、
前記エネルギー利用提供装置（３０、５０）及び前記制御装置（３１、５１）は、前記エネルギー提供部（２００）及び前記エネルギー利用部（３００）の双方に含まれることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の車両用エネルギー管理システム。
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００９−２７４５８６（Ｐ２００９−２７４５８６Ａ）
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２７６６１（Ｐ２００８−１２７６６１）
【出願日】平成２０年５月１４日（２００８．５．１４）
【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２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月１４日（２００８．５．１４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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