JP3064079B2 - 車両用空調装置 - Google Patents
車両用空調装置Info
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Description
ッサを有し冷媒の圧縮と膨脹とを伴って熱交換する車両
用空調装置のコンプレッサ容量制御装置に関するもので
ある。
置を目標の出力性能に安定して制御するために、目標値
と検出値との偏差の比例値に対する動作分と該偏差の微
分値に対する動作分とに基づいてその駆動部をフィ−ド
バック制御するPD制御方式が採用され、或いはまた各
検出の前状態における偏差の集積値をも同様にして用い
たPID制御方式が採用されている。
調装置においては、蒸発器流入空気温度の微少変化や、
バッテリの負荷状態の変化によって生ずる熱交換器送風
機の回転速度が変化するというような通常頻繁に起こり
得る微細な熱負過変動と、蒸発器送風機の回転速度を切
り替えた場合や、室内空気循環と室外空気取り入れを切
り替えた場合等のような、大きな熱負荷変動とに大別で
きるが、この様な外乱に対し偏差の変化量の微分値に対
する動作分が一様な係数でフィドバックされると、微細
な熱負過変動に対して頻繁に過剰制御されて安定した制
御が得られない場合や、逆に大きな熱負荷変動に対して
素早い応答性を示さない場合がある。
変動に対しては余り敏感に追従しないようにし、熱負荷
の変動が急激なときはこれに素早く追従させて安定した
制御が得られるようにした車両用空調装置を提供するこ
とにある。
めに、請求項1の発明は、容量可変型のコンプレッサを
有し冷媒の圧縮と膨脹とを伴って熱交換する熱交換回路
と、該熱交換回路の室内熱交換器の温度または圧力を検
出する熱交換出力検出器と、少なくとも該温度または圧
力の目標値とその検出値との偏差の比例値に対する動作
分と該偏差の微分値に対する動作分とに基づいた調節量
によってコンプレッサ容量をフィ−ドバック制御する容
量制御装置とを備えた車両用空調装置において、前記容
量制御装置は、前記検出された温度または圧力の時間経
過に対する勾配を演算し所定の設定勾配と比較する勾配
比較手段と、該勾配比較手段による比較結果に基づいて
前記微分値に対する動作分を容量制御に対して作動と不
作動とに切り替え制御する切り替え制御手段とを備え
た。そして請求項2の発明は、容量制御装置は上記の容
量制御装置に代えて、上記の勾配比較手段と、該勾配比
較手段による比較結果に基づいて上記の微分値に対する
動作分のフィ−ドバック係数を制御する制御量調節手段
とを備えた。
または圧力の目標値とその検出値との偏差の比例値に対
する動作分と該偏差の微分値に対する動作分とに基づい
た調節量によってコンプレッサ容量がフィ−ドバック制
御され、該制御中において、検出された温度または圧力
の時間経過に対する勾配が演算され、該勾配と所定の設
定勾配と比較されてその比較結果に基づいて、微分値に
対する動作分がフィ−ドバック制御に対して作動すべく
或いは不作動に切り替え制御される。そして請求項2の
発明によれば、上記の比較結果に基づいて、微分値に対
する動作分のフィ−ドバック係数が選択制御される。
例を示すブロック図である。
換回路で、冷媒の圧縮と膨脹とを伴って熱交換して車両
室内の空調を行う。2は自動車のエンジン、3は吸入圧
力制御による容量可変型のコンプレッサで、該コンプレ
ッサ3は、電磁クラッチ4によりエンジン2に連結され
て駆動され、冷媒回路の冷媒を加圧して循環させる。こ
のコンプレッサ容量は、後記する容量制御装置11によ
って制御される。5はコンプレッサ3によって加圧され
た冷媒を受けて熱交換する室外熱交換器、6はその熱交
換用の送風機、7は室外熱交換器5を経た冷媒を膨脹さ
せる膨脹弁、8は膨脹弁7を経た冷媒を受けて熱交換す
る室内熱交換器、9はその熱交換用の送風機である。各
送風機6,9は、自動車の各電源をなしたバッテリ10
によって駆動される。尚、室内熱交換器8は、車両室と
外気とに通ずる図示しないダクト中に設置されていて、
ダンパを用いて室内空気の循環と室外空気の取り入れと
の比を適宜に切り替え可能にしている。
温度を参照してコンプレッサ3の容量を制御する。12
は熱交換出力検出器としての温度検出器で、室内熱交換
器8の下流側の空気温度を検出してその検出デ−タVD
を出力する。
度指定に基づいて、制御目標デ−タVS を出力する。1
4は制御目標デ−タVS から検出デ−タVD を減算する
減算器である。尚、制御目標デ−タVS と検出デ−タV
D とは互いに同一の単位量を用いて表されている。
と今回の検出デ−タVDnとの偏差、ΔVn =VS −VDn
に対する動作分、ΔVn を演算する。
に比例する動作分、{Σ(i=0〜n)ΔVi ΔT}/
TI を演算する。尚、TI は積分時間と呼ばれる該動作
にかかる係数、ΔTは制御演算を行う間隔である。
前回の偏差ΔVn -1の変化速度に比例する動作分、TD
(Vn −Vn-1 )/ΔTを演算する。尚、TD は微分時
間と呼ばれる該動作にかかる係数である。
に、積分演算器16の演算結果と微分演算器17の演算
結果とをそれぞれ加算する加算器である。
−タを増幅してコンプレッサ3に与える。この増幅デ−
タMn は、次式のように表すことができる。
制御される。
間経過に対する勾配αn を式、 αn =|(VDn−VDn-2)/(2Δt)|…(2) によって演算する。尚、(2)式において演算区間とし
て2Δtを用いたのは、高周波の外乱を相殺するためで
ある。22は勾配比較器で、所定の勾配デ−タを記憶し
ている勾配記憶部23から、設定勾配デ−タαs を読み
出して、勾配αnが勾配αs より大のときタイマ24を
作動させて、その計時による所定の時間に亘って、偏差
微分演算器17に関わるスイッチ要素25をオンにし、
小のとき、これをオフにする。該設定勾配デ−タαs
は、通常起こり得る熱負荷の変動による勾配よりも若干
大に設定されている。上記の勾配演算器21と勾配比較
器22と勾配記憶部23とは勾配比較手段をなし、タイ
マ24とスイッチ要素25とは切り替え制御手段をな
す。
る。図2はその制御動作を示すフロ−チャ−ト、図3は
各部の動作波形図である。
され、そしてコンプレッサ3がエンジン2に連結されて
運転される(S1,S2)。冷媒はコンプレッサ3か
ら、室外熱交換器5、膨脹弁7、室内熱交換器8と循環
され、冷房が開始される。勾配演算器21においては、
温度検出器12のデータが取り込まれ(S3)、後記の
タイマ24が作動していないならば(S4)、(2)式
を用いて勾配αn が演算される(S5)。そして勾配比
較器22において、勾配αn が設定勾配αs と比較さ
れ、勾配αn が設定勾配αs より小のときは(S6)、
スイッチ要素25がオフになり、微分演算器17を除く
各要素13〜20によるPI制御が行われる(S7)。
該PI制御は、フロ−チャ−トにはその詳細を示してい
ないが、(1)式のTD に関わる項を除いた式により実
行される。該制御によりコンプレッサ3は、制御出力デ
−タMn によってその吐き出し容量或いは吸入圧力が制
御される。図3には、送風機6,9の回転速度ωと温度
検出器12の検出デ−タVD と制御出力デ−タMn とが
表されており、区間a,bは、装置が起動後、送風機
6,9の回転速度ωがほぼ安定した運転状態にあって、
その間、S3,S7が繰り返されて、上記のPI制御が
行われる。
が急変し、或いは冷房条件が切り変えられたことなどに
より、(S6)により勾配αn が設定勾配αs より大に
なると、タイマ24が作動し(S8)、スイッチ要素2
5がオンになって微分演算器17を含む各要素13〜2
0によるPID制御が行われる(S9)。該PID制御
は、(1)式により実行される。このPID制御はタイ
マ24の作動中の区間cに亘って継続され(S10)、
タイムオーバになると(S10)、タイマ24が作動停
止されて(S11)、S5に戻る。
が行われたと仮定した場合の波形図を破線で併記してお
り、PID制御によると、この様な微細な熱負荷変動に
対しても過敏に反応してしまい、出力特性の変動が大き
くなるが、本実施例においては、この様な区間をPI制
御させたことにより、円滑な出力特性が得られると共
に、大きな熱負荷変動が与えられた区間cでは素早い反
応性が得られる。
施例を示すブロック図である。同図において、図1と同
等の部分には同一の符号を付して示し、以下に異なる部
分を説明する。
る微分時間TD より十分に小さい値TD'用いて微分演算
器17におけると同様な微分演算、TD'(Vn −Vn-1
)/ΔTを行う。27はスイッチ要素で、勾配αn が
設定勾配αs より大のとき勾配比較器22によりタイマ
24が作動されて、その計時による所定の時間に亘っ
て、微分演算器17を加算器19に接続させ、小のと
き、微分演算器26を同様に接続させるべく切り替え
る。上記のスイッチ要素27は、微分演算器17,26
と共に、微分値に対する動作分のフィ−ドバック係数を
制御する制御量選択手段をなす。
装置の制御動作と同様にして、図5に示すフロ−チャ−
トにしたがって制御される。即ち、勾配αn が設定勾配
αsより小のときは(S6)、図2のS7に代えて、微
分演算器26が有効に切り替えられ、微分演算器17を
除く各要素13〜20,27によるPID制御が行われ
る(S12)。大のときは(S6)、S9に代えて、微
分演算器17が有効に切り替えられ、微分演算器26を
除く各要素13〜20によるPID制御が行われる(S
13)。この場合の制御出力Mn は図3による特性に準
ずる。
れば、熱交換出力を示す温度などの検出データの時間経
過に対する勾配が演算され、該勾配と所定の設定勾配と
比較されてその比較結果に基づいて、微分値に対する動
作分がフィ−ドバック制御に対して作動と不作動とに切
り替え制御されるようにしたので、該設定勾配を、通常
起こり得る熱負荷の変動による勾配よりも若干大に設定
しておき、演算された勾配が該設定勾配より大のときは
上記作動に、小のときは不作動にさせることにより、円
滑なフィ−ドバック制御が可能になる。そして請求項2
の発明によれば、上記の比較結果に基づいて、微分値に
対する動作分のフィ−ドバック係数が選択制御されるよ
うにしたので、該各選択制御によるフィ−ドバック係数
を適性に設定しておくことにより、同様にして、円滑な
フィ−ドバック制御が可能になる。
ブロック図
チャ−ト
ブロック図
チャ−ト
…室外熱交換器、6,9…送風機、7…膨脹弁、8…室
内熱交換器、10…バッテリ、11…容量制御装置、1
2…温度検出器、13…目標温度設定回路、14…減算
器、15…比例演算器、16…積分演算器、17,26
…微分演算器、18,19…加算器、21…勾配演算
器、22…勾配比較器、23…勾配記憶部、24…タイ
マ、25,27…スイッチ要素。
Claims (2)
- 【請求項1】 容量可変型のコンプレッサを有し冷媒の
圧縮と膨脹とを伴って熱交換する熱交換回路と、該熱交
換回路の室内熱交換器の温度または圧力を検出する熱交
換出力検出器と、少なくとも該温度または圧力の目標値
とその検出値との偏差の比例値に対する動作分と該偏差
の微分値に対する動作分とに基づいた調節量によってコ
ンプレッサ容量をフィ−ドバック制御する容量制御装置
とを備えた車両用空調装置において、 前記容量制御装置は、前記検出された温度または圧力の
時間経過に対する勾配を演算し所定の設定勾配と比較す
る勾配比較手段と、該勾配比較手段による比較結果に基
づいて前記微分値に対する動作分をフィ−ドバック制御
に対して作動と不作動とに切り替え制御する切り替え制
御手段とを備えた、 ことを特徴とする車両用空調装置。 - 【請求項2】 容量可変型のコンプレッサを有し冷媒の
圧縮と膨脹とを伴って熱交換する熱交換回路と、該熱交
換回路の室内熱交換器の温度または圧力を検出する熱交
換出力検出器と、少なくとも該温度または圧力の目標値
とその検出値との偏差の比例値に対する動作分と該偏差
の微分値に対する動作分とに基づいた調節量によってコ
ンプレッサ容量をフィ−ドバック制御する容量制御装置
とを備えた車両用空調装置において、 前記容量制御装置は、前記検出された温度または圧力の
時間経過に対する勾配を演算し所定の設定勾配と比較す
る勾配比較手段と、該勾配比較手段による比較結果に基
づいて前記微分値に対する動作分のフィ−ドバック係数
を制御する制御量調節手段とを備えた、 ことを特徴とする車両用空調装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4001068A JP3064079B2 (ja) | 1992-01-07 | 1992-01-07 | 車両用空調装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4001068A JP3064079B2 (ja) | 1992-01-07 | 1992-01-07 | 車両用空調装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05178075A JPH05178075A (ja) | 1993-07-20 |
JP3064079B2 true JP3064079B2 (ja) | 2000-07-12 |
Family
ID=11491215
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4001068A Expired - Lifetime JP3064079B2 (ja) | 1992-01-07 | 1992-01-07 | 車両用空調装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3064079B2 (ja) |
-
1992
- 1992-01-07 JP JP4001068A patent/JP3064079B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05178075A (ja) | 1993-07-20 |
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