DE102005000846A1 - Steuereinrichtung - Google Patents

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Abstract

Eine Steuereinrichtung enthält eine Steuereinheit eines Steuerobjektes, eine Erfassungseinheit für einen Ausgabewert eines Steuerobjektes, eine Einstelleinheit für einen Ausgabesollwert eines Steuerobjektes, eine Berechnungseinheit für einen Steuereingangswert, eine Berechnungseinheit für einen Ausgabezielreaktionswert eines Steuerobjektes, eine Berechnungseinheit für einen Ausgaberückkopplungssteuereingangswert eines Steuerobjektes und ein Schätzungsmittel für einen Ausgabevorwärtskopplungssteuereingangswert eines Steuerobjektes. Wenn der Ausgabezielwert durch die Einstelleinheit des Ausgabesollwertes geändert wird, wird ein Berechnungsverfahren zum Berechnen des Ausgabesollreaktionswertes geändert in den Fällen, in denen ein Ausgabesollwert nach Änderung größer eingestellt ist als vor der Änderung, und in denen er kleiner eingestellt ist, und eine Übergangsreaktion des Ausgabesollwertes wird unterschieden zwischen Fällen, in denen der Ausgabesollwert vergrößert ist und in denen er verkleinert ist. Während das Steuersystem einfach gebaut ist, werden entsprechende Reaktionseigenschaften unterschiedlich voneinander gemäß den Fällen zugeordnet, in denen der Ausgabesollwert des Steuerobjektes vergrößert wird, und in denen er verkleinert wird, wodurch eine optimale Reaktionseigenschaft ohne Überschießen und verzögerte Reaktion erzielt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung, und genauer bezieht sie sich auf eine Steuereinrichtung, die ein Steuerobjekt steuert, indem ein Steuereingangswert gemäß einem Sollwert berechnet wird und ausgegeben wird, und indem eine Rückkopplungssteuerung (PID-Berechnung, usw.) durchgeführt wird. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Steuereinrichtung, die für eine Kühlzyklus-Steuereinrichtung geeignet ist, bei der ein Kompressor variabler Verdrängung, dessen Verdrängung durch ein externes Steuersignal gesteuert wird, vorgesehen ist, und eine Temperatur eines Verdampfers, der in dem Kühlzyklus vorgesehen ist, durch Steuern der Verdrängung des Kompressors gesteuert wird.
  • In der JP 2003-191741 A ist eine Steuereinrichtung vorgeschlagen, die insbesondere auf eine automatische Klimaanlage für Fahrzeuge angewendet werden kann und bei der eine Berechnungseinheit für einen Ausgabesollreaktionswert eines Steuerobjektes zum Berechnen und Bezeichnen eines Ausgabesollreaktionswertes in einem Übergangszustand, bei dem ein Ausgabewert eines Steuerobjektes den Ausgabesollwert erreicht, eine Schätzungseinheit für einen Ausgabevorschubeingang eines Steuerob jektes zum Schätzen eines Vorschubsteuereingangswertes, der zum Realisieren des Ausgabesollreaktionswertes des Steuerobjektes benötigt wird, und eine Berechnungseinheit für einen Ausgaberückkopplungssteuereingangswert eines Steuerobjektes zum Berechnen eines Rückkopplungssteuereingangswertes, der auf eine Abweichung zwischen dem Ausgabesollreaktionswert und dem Ausgabewert des Steuerobjektes Bezug nimmt, vorgesehen sind, und das Steuerobjekt wird unter Benutzung der Summe des Vorschubsteuereingangswertes und des Rückkopplungssteuereingangswertes als ein Steuersignal gesteuert, das in das Steuerobjekt eingegeben wird.
  • Durch diesen Vorschlag können die strukturellen Teile und das Steuersystem stark vereinfacht werden, und ein Kühlkreislaufsteuersystem, das billig und für eine Klimaanlage für Fahrzeuge ausgeführt wird, kann realisiert werden.
  • Bei dieser Steuereinrichtung bleiben jedoch die folgenden Probleme. Wenn nämlich ein Ausgabewert eines Steuerobjektes zunimmt oder abnimmt und wenn es keine deutliche Änderung in einer Reaktionseigenschaft gibt, kann in einem Fall, in dem der Ausgabesollreaktionswert des Steuerobjektes nur einen Reaktionswert aufweist, ein Überschießen auftreten oder die Reaktion kann spät sein. Weiterhin kann in einem Fall, in dem der Reaktionswert des Steuerobjektes in entsprechenden Bedingungen, in denen der Ausgabesollwert vergrößert wird, und in denen der Ausgabesollwert verringert wird, unterschiedlich voneinander behandelt werden sollen, die oben beschriebene vorgeschlagene Steuereinheit nicht mit dieser Anforderung fertig werden.
    •
  • Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuereinrichtung vorzusehen, die als ein Steuersystem einfach aufgebaut ist ähnlich zu der oben beschriebenen zuvor vorgeschlagenen Steuereinrichtung, und die ein Steuersystem aufstellen kann, bei dem in einer Berechnungseinheit eines Ausgabesollreaktionswertes eines Steuerobjektes eine Reaktionseigenschaft eines Steuerobjektes willkürlich gemäß einer Zunahme/Abnahme des Ausgabesollwertes geändert werden kann und eine optimalere Reaktionseigenschaft für die Ausgabe des Steuerobjektes erzielt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erzielt durch eine Steuereinrichtung nach Anspruch 1.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind der Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Steuereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist versehen mit einer Steuereinheit zum Steuern eines Steuerbetrages als eine Ausgabe eines Steuerobjektes durch Betreiben des Steuerobjektes auf der Grundlage einer Steuereingabe, einer Erfassungseinheit zum Erfassen eines Ausgabewertes des Steuerobjektes, einer Einstelleinheit zum Einstellen eines Ausgabesollwertes des Steuerobjektes, einer ersten Berechnungseinheit zum Berechnen eines Steuereingangswertes, der in das Steuerobjekt einzugeben ist, einer zweiten Berechnungseinheit zum Berechnen und Bezeichnen eines Ausgabesollreaktionswertes in einem Übergangszustand, in dem der Ausgabewert des Steuerobjektes den Ausgabesollwert erreicht, einer dritten Berechnungseinheit zum Berechnen eines Rückkopplungssteuereingangswertes, der sich auf die Abweichung zwischen dem Ausgabesollreaktionswert und dem Ausgabewert des Steuerobjektes bezieht, und einer Schätzeinheit zum Schätzen eines Optimalwertsteuerungswertes, der zum Realisieren einer Übergangseigenschaft in dem Ausgabesollreaktionswert benötigt wird, der von der zweiten Berechnungseinheit berechnet ist, worin, wenn der Ausgabesollwert durch die Einstelleinheit geändert wird, ein Berechnungsverfahren zum Berechnen des Ausgabesollreaktionswertes in der zweiten Berechnungseinheit geändert wird, in entsprechenden Fällen, in denen ein Ausgabesollwert nach einer Änderung größer gesetzt wird als ein Ausgabesollwert vor der Änderung und in denen er kleiner gesetzt wird, und eine Übergangsreaktion des Ausgabesollwertes unterschieden wird zwischen einem Fall, in dem der Ausgabesollwert vergrößert wird, und einem Fall, in dem der Ausgabesollwert verringert wird.
  • Bei dieser Steuereinrichtung kann, wenn der Ausgabesollwert durch die Einstelleinheit geändert worden ist, die Schätzungseinheit ein Berechnungsverfahren zum Schätzen eines Vorwärtssteuereingangswertes ändern, der zum Realisieren einer Übergangseigenschaft in einem Zustand eines geänderten Ausgangssollwertes benötigt wird, jeweils für Bedingungen, an denen der Ausgangssollwert vergrößert ist und an denen der Ausgangssollwert verringert ist.
  • Eine Kühlzyklussteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält einen Kühlzyklus mit einem Kompressor variabler Verdrängung, dessen Verdrängung durch ein externes Steuersignal gesteuert werden kann, und einen Verdampfer, der als Kühler zum Kühlen von Luft vorgesehen ist, die in ein Rauminneres geblasen wird, ein Gebläse, das Luft zu dem Verdampfer sendet, eine Einstelleinheit zum Einstellen einer Solltemperatur des Verdampfers, eine Erfassungseinheit zum Erfassen einer Verdampferausgangs-Lufttemperatur oder einer Verdampfertemperatur, eine Steuereinheit zum Steuern der Verdampfertemperatur, eine Berechnungseinheit zum Berechnen und Bezeichnen eines Sollreaktionswertes in einem Übergangszustand, an dem die Verdampferausgangs-Lufttemperatur oder die Verdampfertemperatur die Verdampfersolltemperatur erreicht, eine Berechnungseinheit zum Berechnen eines Rückkopplungssteuereingangswertes, der sich auf eine Abweichung zwischen dem Verdampfertemperatursollreaktionswert und der Verdampferausgangs-Lufttemperatur oder der Verdampfertemperatur bezieht, und ein Schätzungsmittel zum Schätzen eines Vorwärtskopplungssteuereingangswertes, der zum Realisieren einer Übergangseigenschaft in dem Ausgabesollreaktionswert realisiert ist, der durch das Berechnungsmittel berechnet ist, worin, wenn die Verdampfersolltemperatur durch die Einstelleinheit geändert ist, ein Bezeichnungsmittel vorgesehen wird, das ermöglicht, die Verdampfertemperatursollreaktionswerte zu berechnen, die Übergangsreaktionen realisieren, die sich voneinander unterscheiden, für entsprechende Fälle, bei denen eine Verdampfersolltemperatur nach Änderung größer gesetzt wird als eine Verdampfersolltemperatur vor Änderung, und bei denen sie durch die Berechnungseinheit kleiner gesetzt ist, und wobei durch die Bezeichnungseinheit eine Übergangsreaktion bis zum Erreichen einer geänderten Verdampfersolltemperatur unterschieden wird zwischen einem Fall, in dem die Verdampfersolltemperatur erhöht wird, und einem Fall, in dem die Verdampfertemperatur verringert wird.
  • Bei dieser Kühlzyklussteuereinrichtung kann, wenn die Verdampfersolltemperatur durch das Einstellmittel geändert worden ist, das Schätzungsmittel ein Berechnungsverfahren zum Schätzen eines Vorwärtskopplungssteuereingangswertes ändern, das zum Realisieren einer Übergangseigenschaft zu einem Zustand einer geänderten Verdampfersolltemperatur benötigt wird, für jeden der Zustände, bei denen der Verdampfersolltemperatur erhöht ist, und wenn die Verdampfertemperatur verringert ist.
  • Weiter kann die Bezeichnungseinheit eine Einheit zum Ändern der Reaktionseigenschaftswerte aufweisen, die in einer Gruppe von vorbestimmten Reaktionseigenschaftswerten bezeichnend sind, die in der Berechnungseinheit benutzt werden, und die zu bezeichnenden Reaktionseigenschaftswerte können gemäß einer thermischen Last des Kühlkreislaufes geändert werden.
  • Die thermische Last des Kühlkreislaufes wird zum Beispiel bestimmt als alle oder mindestens einer eines physikalischen Wertes mit einer Korrelation einer Außenlufttemperatur, eines physikalischen Wertes mit einer Korrelation mit einem Betrag von Luft, die durch den Verdampfer geblasen wird, eine physikalischen Wertes mit einer Korrelation mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit und eines physikalischen Wertes mit einer Korrelation mit einer Fahrzeugmotordrehzahl.
  • Die Verdampfertemperatursteuereinheit kann so aufgebaut sein, daß sie die Verdampferausgangslufttemperatur oder die Verdampfertemperatur steuert durch Steuern der Verdrängung des Kompressors variabler Verdrängung durch das externe Steuersignal.
  • Bei der Steuereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung können, wenn der Ausgangssollwert des Steuerobjektes geändert wird und in beiden Fällen, wenn der Ausgangssollwert erhöht wird und verringert wird, willkürliche Reaktionseigenschaften vorgesehen werden, und die Steuerung eines Ausgabezielwertes kann bei einer wünschenswerten optimalen Reaktionseigenschaft realisiert werden. Daher kann, während das Steuersystem einfach und billig aufgebaut werden kann, eine gewünschte Steuerung ohne Überschießen und verspätete Reaktion realisiert werden.
    •
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen verstanden, in denen:
  • 1 ein schematisches Blockbild einer Klimaanlage für Fahrzeuge mit einer Kühlzyklussteuereinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 2 ein Blockschaltbild ist, das ein Beispiel der Steuerung der in 1 gezeigten Steuereinrichtung ist; und
  • 3 ein Flußdiagramm ist, das ein Beispiel der Steuerung der in 1 dargestellten Steuereinrichtung ist.
  • 1 zeigt einen schematischen Aufbau einer Klimaanlage für Fahrzeuge mit einer Kühlzyklussteuereinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In einer in 1 gezeigten Klimaanlage für Fahrzeuge 1 ist eine Schaltluftklappe 3 an einer stromaufwärtigen Seite einer Luftleitung 2 vorgesehen zum Steuern des Verhältnisses des Betrages von Luft, die aus der Innenlufteinführungsöffnung 5 angesaugt wird, zu dem Betrag von Luft, die von der Außenlufteinführungsöffnung 4 angesaugt wird. Die eingeführte Luft wird angesaugt und in die Luftleitung 2 durch ein Gebläse 6 gedrückt, das von einem Motor 29 angetrieben wird. Der Betrag der durch das Gebläse 6 gedrückten Luft wird durch Steuern des Motors 29 eingestellt.
  • Ein Verdampfer 7 ist als ein Kühler zum Kühlen der Luft an einer Position stromabwärts von dem Gebläse 6 vorgesehen, und ein Heizkern. ist als Heizer 8 an einer Position stromaufwärts davon vorgesehen. Zum Beispiel wird Motorkühlwasser im Heizer 8 zirkuliert. Eine Luftmischklappe 10, deren Öffnungsgrad durch ein Luftmischklappeneinstellglied 9 eingestellt wird, ist an einer Position unmittelbar stromabwärts von dem Heizer 8 vorgesehen. Ein Verhältnis von einem Betrag von Luft, die durch den Heizer 8 geht, zu der, die den Heizer 8 umgeht, wird durch Einstellen des Öffnungsgrades der Luftmischklappe 10 gesteuert. Die Temperatur-geregelte Luft wird in das Innere eines Fahrzeuges durch entsprechende Luftausgabeöffnungen 14, 15 und 16 wie eine Luftausgabeöffnung für den DEF-Modus (Entfrosten), eine Luftausgabeöffnung für den VENT-Modus (Be/Entlüften) und eine Luftausgabeöffnung 21 für einen FOOT-Modus (Fußraum belüften) gedrückt. Entsprechende Luftklappen 11, 12 und 13 sind zum Steuern des Öffnens/Schließens der entsprechenden Ausgabeöffnungen 14, 15 und 16 vorgesehen.
  • Bei der oben beschriebenen Klimaanlage für Fahrzeuge 1 ist ein Kühlzyklus 17 mit dem Verdampfer 7 vorgesehen. Der Kühlzyklus 17 ist als ein Kühlmittelkreislauf gebildet, in dem die entsprechenden Vorrichtungen miteinander über Kühlmittelrohre verbunden sind. In dem Kühlzyklus 17 sind ein Kompressor 18 variabler Verdrängung, dessen Verdrängung durch ein externes Verdrängungssteuersignal gesteuert wird, ein Kondensator 19 zum Kondensieren von Kühlmittel hoher Temperatur und hohen Druckes, das von dem Kompressor 18 komprimiert ist, ein Sammelgefäßtrockner 20 zum Trennen des kondensierten Kühlmittels in Gas- und Flüssigkeitsphase, ein Expansionsventil 21 zum Verringern des Druckes und zum Expandieren des Kühlmittels, das von dem Sammelgefäßtrockner 20 gesendet ist, und der Verdampfer 7 zum Verdampfen des Kühlmittels von dem Expansionsventil 21 und Kühlen von Luft, die durch das Luftrohr 2 durch Wärmetausch in dieser Reihenfolge vorgesehen. Das Kühlmittel von dem Verdampfer 7 wird in den Kompressor 18 angesaugt und wieder komprimiert. Bei dieser Ausführungsform wird der Kompressor 18 über eine Kopplung durch einen Motor 22 zum Antrieb eines Fahrzeuges angetrieben. Die Ein/Aussteuerung dieser Kopplung wird über eine Kopplungssteuerung 30 gesteuert, und bei dieser Ausführungsform ist ein Druckschalter 31 in dem Kupplungssteuersignalkreis von einer Hauptsteuerung 23 vorgesehen.
  • Eine Kühlzyklussteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist in der Hauptsteuerung 23 enthalten, die zum Steuern der Klimaanlage benutzt wird. Das Verdrängungssteuerverfahren des oben beschriebenen Kompressors 18 unterscheidet sich von einem herkömmlichen Kompressoransaugdrucksteuerverfahren und ist eine Verdrängungssteuerung durch ein Steuerverfahren einer Druckdifferenz zwischen dem Ausgabedruck und dem Ansaugdruck des Kompressors 18. Das externe Verdrängungssteuersignal wird von der Hauptsteuerung 23 als ein Eingangssignal mit einer Korrelation zu der Druckdifferenz gegeben. Die Steuerung der Ausgangslufttemperatur des Verdampfers 8 als ein Kühler wird durch dieses Verdrängungssteuersignal durchgeführt. Weiter ist eine Kupplung zum Betätigen des Verbindens/Trennens einer Antriebskraft für den Kompressor in diesem System vorgesehen, mit der der Kompressor beaufschlagt wird, und das Kupplungssignal zum Steuern der Verbindung/Trennung der Kupplung wird von der Hauptsteuerung 23 gegeben. Obwohl das System die Kupplung bei dieser Ausführungsform aufweist, kann die Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden, selbst wenn das System keine solche Kupplung aufweist.
  • Weiter ist bei dieser Ausführungsform ein Verdampferausgangslufttemperatursensor 24 an der Ausgangsseite (der stromabwärtigen Seite) des Verdampfers 7 vorgesehen, und das Signal der erfaßten Verdampferausgangslufttemperatur Teva wird zu der Hauptsteuerung 23 gesendet. Weiter wird ein Signal der Fahrzeuginnentemperatur Tin von einem Fahrzeuginnentemperatursen sor 25 gesendet, ein Signal der Außenlufttemperatur Tamb wird von einem Außenlufttemperatursensor 26 gesendet, falls notwendig, ein Signal des Sonnenscheinbetrages wird von einem Sonnenscheinsensor 27 gesendet, und ein Signal der Motordrehzahl 28 (oder ein Signal der Kompressordrehzahl) und ein Signal der Spannung (Gebläsespannung) des Motors 29, der das Gebläse 6 antreibt, werden entsprechend zu der Hauptsteuerung 23 gesendet. Von der Hauptsteuerung 23 wird ein Öffnungsgradsteuersignal für die Luftmischklappe 10 zu dem Luftmischklappenbetätigungsglied 9 gesendet, und ein Kupplungssteuersignal wird zu der Kupplungssteuerung 30 gesendet.
  • In der Hauptsteuerung 23 wird die in 2 und 3 gezeigte Steuerung durchgeführt. Bei dieser Ausführungsform wird die Verdampferausgangslufttemperatur als ein Steuerobjektausgabewert gesteuert, wie in 2 und 3 gezeigt ist.
  • (1) Bezeichnungseinheit für eine Sollreaktionseigenschaft einer Verdampferausgangslufttemperatur:
  • Es wird Bezug genommen auf eine Außenlufttemperatur (Tamb), eine Motordrehzahl (Ne), eine Fahrzeugfahrgeschwindigkeit (VS) und eine Gebläsespannung (BLV), dann werden Variable A und B zum Bezeichnen einer Sollreaktionseigenschaft einer Verdampferausgangslufttemperatur durch die folgenden Gleichungen bestimmt. Dabei dient die Variable A für einen Zustand, bei dem der Sollwert der Verdampferausgangslufttemperatur vergrößert wird (Toff > Toffn), und die Variable B dient für einen Zustand, in dem der Sollwert der Verdampferausgangslufttemperatur verringert wird (Toff < Toffn). Toffn ist der Sollwert der Verdampferausgangslufttemperatur zur letzten Zeit, und Toff ist der Sollwert zur gegenwärtigen Zeit.
    • – Wenn der Sollwert der Verdampferausgangslufttemperatur vergrößert wird (Toff > Toffn) A = f (Tamb, Ne, VS, BLV).
    • – Wenn der Sollwert der Verdampferausgangslufttemperatur verringert wird (Toff < Toffn:) B = f (Tamb, Ne, VS, BLV).
  • (2) Schätzungseinheit für einen Eingangswert einer Vorwärtskopplungssteuerung der Verdampferausgangslufttemperatur:
  • Es wird Bezug genommen auf einen Sollwert einer Vorwärtskopplung der Verdampferausgangslufttemperatur (Toffc), eine Außenlufttemperatur (Tamb), eine Motordrehzahl (Ne), eine Fahrzeugfahrgeschwindigkeit (VS) und eine Gebläsespannung (BLV); ein Eingabewert für eine Vorwärtskopplungssteuerung der Verdampferausgangslufttemperatur (Icff) wird durch die folgende Gleichung abgeschätzt: Icff = f (Toffc, Ne, VS, BLC).
  • Wobei der Sollwert für die Vorwärtskopplung der Verdampferausgangslufttemperatur (Toffc) durch die folgende Gleichung berechnet wird, wobei sich auf den Sollwert der Verdampferausgangslufttemperatur (Toff) und die bezeichneten Variablen des Reaktionswertes (A, B) bezogen wird: Toffc = (TL1 × Toff + Tc × Tof (Wert der letzten Zeit)) = (Tff + TL1).
  • Worin TL1 eine Steuerperiode ist. Ein Vorwärtskopplungsbezeichnungswert der Verdampferausgangslufttemperatur (Tff) wird bei der folgenden Bedingung unterschieden in Abhängigkeit des Sollwertes der Verdampferausgangslufttemperatur (Toff).
    • – Wenn der Sollwert der Verdampferausgangslufttemperatur zunimmt (Toff > Toffn) Tff = AxC.
    • – Wenn der Sollwert der Verdampferausgangslufttemperatur abnimmt (Toff < Toffn); Tff = BxC.
  • Worin C eine vorbestimmte Konstante ist.
  • (3) Steuereinheit für einen Sollreaktionswert der Verdampferausgangslufttemperatur
  • Ein Sollreaktionswert der Verdampferausgangslufttemperatur (Tef) wird durch die folgende Gleichung berechnet, wobei auf den Sollwert der Verdampferausgangslufttemperatur Bezug genommen wird: Tef = (TL2 × Toff + Tc × Tef (Wert der letzten Zeit)/(Tc + TL2),TL2: Steuerperiode
    Tc: Bezeichnungswert für die Reaktionseigenschaft der Verdampferausgangslufttemperatur.
  • Hierbei wird der Bezeichnungswert für die Reaktionseigenschaft der Verdampferausgangslufttemperatur (Tc) bei der folgenden Bedingung unterschieden in Abhängigkeit des Zielwertes der Verdampferausgangslufttemperatur (Toff).
    • – Wenn der Zielwert der Verdampferausgangslufttemperatur zunimmt (Toff > Toffn): Tc = A.
    • – Wenn der Zielwert der Verdampferausgangslufttemperatur abnimmt (Toff < Toffn): Tc = B.
  • (4) Berechnungseinheit für einen Rückkopplungssteuereingangswert der Verdampferausgangslufttemperatur
  • Ein Rückkopplungssteuereingangswert der Verdampferausgangslufttemperatur (Icfb) wird durch die folgende proportionale und integrale Berechnung berechnet, wobei Bezug genommen wird auf den Sollreaktionswert der Verdampferausgangslufttemperatur (Tef) und die Verdampferausgangslufttemperatur (Teva): Icfb = P(berechneter Proportionalwert) + I(berechneter In-Tegralwert), P = Kp × (Tef – Teva) I = In–1 × Kp/Ki × (Tef – Teva)Kp: Proportionalgewinn
    Ki: Integralzeit
    In_1: der Wert von I zur letzten Zeit.
  • (5) Steuereinheit für die Verdampferausgangslufttemperatur:
  • Ein Kompressorverdrängungssteuersignal (SIGte) wird aus der Summe des Eingangswertes der Vorwärtskopplung der Verdampferausgangslufttemperatur (Icff) und dem Eingangswert der Rückkopplungssteuerung der Verdampferausgangslufttemperatur durch die folgende Gleichung berechnet: SIGte = Icff + Icfb.
  • Worin in einem Fall, in dem eine Kupplung vorgesehen ist, die Kupplung unter Bezugnahme auf SIGte gesteuert wird.
  • Durch die oben beschriebene Steuereinrichtung wird die Verdrängung des Steuers in dem Kühlzyklus gesteuert und die Verdampferausgangslufttemperatur wird wie folgt gesteuert. Auf der Grundlage der oben beschriebenen berechneten werte zur Steuerung wird nämlich die Verdrängung des Kompressors gesteuert, wie in 3 gezeigt ist.
  • In dem ersten Schritt werden entsprechende notwendige Daten gelesen, und die Variablen A und B werden durch die Bezeichnungseinheit der Sollreaktionseigenschaft der Verdampferausgangslufttemperatur gemäß einem Fall, in dem der Sollwert der Verdampferausgangslufttemperatur erhöht wird und dem, in dem der Sollwert der Verdampferausgangslufttemperatur verringert wird, berechnet.
  • Als zweiter Schritt wird der Eingangswert der Vorwärtskopplungssteuerung der Verdampferausgangslufttemperatur (Icff) durch die Schätzungseinheit des Vorwärtskopplungssteuereingangs der Verdampferausgangslufttemperatur geschätzt.
  • Als dritter Schritt wird der Sollreaktionswert der Verdampferausgangslufttemperatur (Tef) durch die Steuereinheit des Sollreaktionswertes der Verdampferausgangslufttemperatur berechnet.
  • Als vierter Schritt wird der Eingangswert der Rückkopplungssteuerung der Verdampferausgangslufttemperatur (Icfb) durch die Berechnungseinheit des Rückkopplungssteuereingangswertes der Verdampferausgangslufttemperatur berechnet.
  • Als fünfter Schritt wird durch die Steuereinrichtung der Verdampferausgangslufttemperatur das Kompressorsverdrängersteuersignal (SIGte) als die Summe des Eingangswertes der Vorwärtskopplungssteuerung der Verdampferausgangslufttemperatur (Icff) und des Eingangswertes der Rückkopplungssteuerung der Verdampferausgangslufttemperatur (Icfb) berechnet, und es wird als der Eingangswert einer Verdrängungssteuerung bestimmt.
  • Somit werden, obwohl das Steuersystem einfach ausgelegt ist, entsprechende Reaktionseigenschaften unterschiedlich zueinander gemäß der Fälle gegeben, in denen der Ausgabesollwert des Steuerobjektes (bei dieser Ausführungsform die Verdampferausgangslufttemperatur) erhöht wird, und in denen sie erniedrigt wird, wodurch eine Steuerung zu eine Sollwert mit einer gewünschten Reaktionseigenschaft ohne Überschießen und verspätete Reaktion ermöglicht wird.
  • Die Steuereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann auf irgendein Steuersystem angewendet werden, das eine Berechnungseinheit für einen Ausgabesollreaktionswert eines Steuerobjektes, eine Berechnungseinheit für einen Ausgaberückkopplungssteuereingangswert eines Steuerobjektes und eine Schätzungseinheit für einen Ausgabevorwärtskopplungssteuereingang eines Steuerobjektes aufweist, und insbesondere ist sie geeignet, auf ein Steuersystem für einen Kühlzyklus mit einem Kompressor variabler Verdrängung angewendet zu werden, der durch ein externes Steuersignal gesteuert wird, in einer Klimaanlage für Fahrzeuge.
  • Fig. 2 – Legende
    Figure 00160001
  • Figure 00170001
  • Fig. 3 – Legende
    Figure 00180001
  • Figure 00190001

Claims (7)

  1. Steuereinrichtung mit: einer Steuereinheit eines Steuerobjektes zum Steuern eines Steuerbetrages als eine Ausgabe eines Steuerobjektes durch Betreiben des Steuerobjektes auf der Grundlage eines Steuereingangs; einer Erfassungseinheit für einen Ausgabewert eines Steuerobjektes zum Erfassen eines Ausgabewertes des Steuerobjektes; einer Einstelleinheit für einen Ausgabesollwert eines Steuerobjektes zum Einstellen eines Ausgabesollwertes des Steuerobjektes; einer Berechnungseinheit für einen Steuereingangswert zum Berechnen eines Steuereingangswertes, der in das Steuerobjekt einzugeben ist; einer Berechnungseinheit für einen Ausgabesollreaktionswert eines Steuerobjektes zum Berechnen und Bezeichnen eines Ausgabesollreaktionswertes in einem Übergangszustand, in dem der Ausgabewert des Steuerobjektes den Ausgabesollwert erreicht; einer Berechnungseinheit für einen Ausgaberückkopplungssteuereingangswert eines Steuerobjektes zum Berechnen eines Rückkopplungssteuereingangswertes, der sich auf die Abweichung zwischen dem Ausgabesollreaktionswert und dem Ausgabewert des Steuerobjektes bezieht; und einer Schätzungseinheit für einen Ausgabevorwärtskopplungssteuereingangswert eines Steuerobjektes zum Schätzen eines Vorwärtskopplungssteuereingangswertes, der zum Realisieren einer Übergangseigenschaft in dem Ausgabesollreaktionswert benötigt wird, der von der Berechnungseinheit für den Ausgabesollreaktionswert des Steuerobjektes berechnet ist; worin, wenn der Ausgabesollwert durch die Einstelleinheit für den Ausgabesollwert des Steuerobjektes gespeichert wird, ein Berechnungsverfahren zum Berechnen des Ausgabesollreaktionswertes in der Berechnungseinheit für den Ausgabesollreaktionswert des Steuerobjektes geändert wird, in entsprechenden Fällen, in denen ein Ausgabesollwert nach einer Änderung größer gesetzt wird als ein Ausgabesollwert vor der Änderung und in denen er kleiner gesetzt wird, und eine Übergangsreaktion des Ausgabesollwertes unterschieden wird zwischen einem Fall, in dem der Ausgabesollwert vergrößert wird, und einem Fall, in dem der Ausgabesollwert verringert wird.
  2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, bei der, wenn der Ausgabesollwert durch die Einstelleinrichtung des Ausgabesollwertes des Steuerobjektes geändert worden ist, die Schätzungseinheit des Ausgabevorwärtskopplungssteuereingangswertes des Steuerobjektes ein Berechnungsverfahren zum Schätzen eines Vorwärtskopplungssteuereingangswertes ändert, der zum Realisieren einer Übergangseigenschaft an einem Zustand eines geänderten Ausgabezielwertes benötigt wird, für jede der Zustände, bei denen der Ausgabesollwert vergrößert ist, und bei denen der Ausgabesollwert verringert ist.
  3. Kühlzyklussteuereinrichtung mit einem Kühlzyklus mit einem Kompressor variabler Verdrängung, dessen Verdrängung durch ein externes Steuersignal gesteuert werden kann, einem Verdampfer, der als Kühler vorgesehen ist, zum Kühlen von Luft, die in ein Rauminneres geblasen wird, einem Gebläse, das Luft zu dem Verdampfer sendet, einer Einstelleinheit für eine Verdampfersolltemperatur zum Einstellen einer Solltemperatur des Verdampfers, einer Erfassungseinheit einer Verdampfertemperatur zum Erfassen einer Verdampferausgangslufttemperatur oder einer Verdampfertemperatur, einer Verdampfertemperatursteuereinheit zum Steuern der Verdampfertemperatur, einer Berechnungseinheit für einen Verdampfertemperatursollreaktionswert zum Berechnen und Bezeichnen eines Sollreaktionswertes in einem Übergangszustand, an dem die Verdampferausgangslufttemperatur oder die Verdampfertemperatur die Verdampfersolltemperatur erreicht, einer Berechnungseinheit für einen Verdampfertemperaturrückkopplungssteuereingangswert zum Berechnen eines Rückkopplungssteuereingangswertes unter Bezugnahme auf eine Abweichung zwischen dem Verdampfertemperatursollreaktionswert und der Verdampferausgangslufttemperatur oder der Verdampfertemperatur, und einer Schätzungseinheit eines Verdampfertemperaturvorwärtskopplungssteuereingangswertes zum Schätzen eines Vorwärtskopplungssteuereingangswertes, der zum Realisieren einer Übergangseigenschaft in dem Ausgangssollreaktionswert benötigt wird, der durch die Berechnungseinheit des Verdampfertemperatursollreaktionswertes berechnet ist, worin, wenn die Verdampfersolltemperatur durch die Einstelleinheit der Verdampfersolltemperatur geändert wird, eine Bezeichnungseinheit für eine Sollreaktionseigenschaft zum Berechnen von Verdampfertemperatursollreaktionswerten vorgesehen ist, die Übergangsreaktionen unterschiedlich zueinander realisieren, für entsprechende Fälle, in denen eine Verdampfersolltemperatur nach Änderung größer als eine temperatur nach Änderung größer als eine Verdampfersolltemperatur vor Änderung gesetzt ist und worin sie kleiner gesetzt ist, durch das Berechnungsmittel des Verdampfertemperatursollreaktionswertes, und durch die Bezeichnungseinheit der Sollreaktionseigenschaft wird eine Übergangsreaktion, bis eine geänderte Verdampfersolltemperatur erreicht wird, zwischen einem Fall, in dem die Verdampfersolltemperatur vergrößert ist, und einem Fall, in dem die Verdampfersolltemperatur verringert ist, unterschieden.
  4. Kühlzyklussteuereinrichtung nach Anspruch 3, bei der, wenn die Verdampfersolltemperatur durch die Einstelleinheit der Verdampfersolltemperatur geändert worden ist, die Schätzungseinheit des Verdampfertemperaturvorwärtskopplungssteuereingangswertes ein Berechnungsverfahren zum Schätzen eines Vorwärtskopplungssteuereingangswertes zum Realisieren einer Übergangseigenschaft in einen Zustand einer geänderten Verdampfersolltemperatur ändert für jede von Eigenschaften, bei denen die Verdampfersolltemperatur vergrößert ist, und bei denen die Verdampfersolltemperatur verringert ist.
  5. Kühlzyklussteuereinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, bei der die Bezeichnungseinheit der Sollreaktionseigenschaft eine Einheit zum Ändern von Reaktionseigenschaftswerten aufweist, die in einer Gruppe von vorbestimmten Reaktionseigenschaftswerten bezeichnet sind, die in der Berechnungseinheit des Verdampfertemperatursollreaktionswertes benutzt werden, und die Reaktionseigenschaftswerte, die zu bezeichnen sind, werden gemäß einer thermischen Last des Kühlzyklus geändert.
  6. Kühlzyklussteuereinrichtung nach Anspruch 5, bei der die thermische Last des Kühlzyklus als alle oder mindestens eines eines physikalischen Wertes bestimmt ist, der eine Korrelation mit einer Außenlufttemperatur aufweist, eines physikalischen Wertes, der eine Korrelation mit einem Betrag von Luft aufweist, die von dem Verdampfer geblasen wird, eines physikalischen Wertes, der eine Korrelation mit einer Fahrzeugfahrgeschwindigkeit aufweist, und eines physikalischen Wertes, der eine Korrelation mit einer Fahrzeugmotordrehzahl aufweist.
  7. Kühlzyklussteuereinrichtung nach Anspruch 3, bei der die Verdampfertemperatursteuereinheit die Verdampferausgangstemperatur oder die Verdampfertemperatur steuert durch Steuern der Verdrängung des Kompressors variabler Verdrängung durch das externe Steuersignal.
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