JP4482503B2 - 制御装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一実施態様に係る制御装置としての車両用空調装置の機器系統図、とくに冷凍サイクル制御装置を含む車両用空調装置の機器系統図を示している。図1において、1は、車両用空調装置の機械的な構成部分全体を示しており、通風ダクト2の入口側には、内気導入口3側からの空気吸入量と外気導入口4側からの空気吸入量との割合を制御する内外気切替ダンパ5が設けられている。吸入された空気は、モータ6により駆動される送風機7によってダクト2内を吸引、圧送される。
蒸発器出口空気温度目標応答値(Tef)は、蒸発器出口空気温度目標値(Toff)を参照して、下記演算式により、算出されるものとする。
Tef=(TL1×Toff+Tc1×Tef(前回値))/(Tc1+TL1)
ここで、
TL1:制御周期
Tc1:蒸発器出口空気温度応答性指定値
である。
蒸発器出口空気温度フィードフォワード目標値(Toffc)と、外気温度(Tamb)と、車速(VS)と、送風機電圧(BLV)と、エンジン回転数(Ne)とを参照して、下記演算式により、蒸発器出口空気温度フィードフォワード制御入力(Icffte)を予測する。
Icffte=f(Toffc,Tamb,Ne,VS,BLV)
但し、蒸発器出口空気温度フィードフォワード目標値(Toffc)は、蒸発器出口空気温度目標値(Toff)を参照して下記演算式にて算出されるものとする。
Toffc=(TL2×Toff+Tcte×Toffc(前回値))/(Tff+TL2)
ここで、
TL2:制御周期
Tcte:蒸発器出口空気温度フィードフォワード指定値
である。
蒸発器出口空気温度フィードバック制御入力値(Icfbte)は、蒸発器出口空気温度目標応答値(Tef)と、蒸発器出口空気温度(Teva)を参照して、下記のような比例、積分演算を行うものとする。
Icfbte=Pte(比例演算値)+Ite(積分演算値)
Pte=Kpte×(Teva−Tef)
Ite=Iten-1+Kpte/Kite×(Teva−Tef)
ここで、
Kpte:比例ゲイン
Kite:積分時間
Iten-1:Iteの前回演算値
である。
トルク目標値(Trqr)は、蒸発器出口空気温度フィードフォワード制御入力値(Icffte)と、蒸発器出口空気温度フィードバック制御入力値(Icfbte)との和(Icte)と、外気温度(Tamb)と、エンジン回転数(Ne)、車速(VS)、送風機電圧(BLV)を参照して、演算するものとする。
Trqr=f(Icte、Tamb、Ne、VS、BLV)
Icte=Icffte+Icfbte
または、車両側からの指令値をトルク目標値としてもよい。
トルク目標応答値(Trqf)は、トルク目標値(Trqr)を参照して、下記演算式により、算出されるものとする。
Trqf=(TL3×Trqr+Tc2×Trqf( 前回値))/(Tc2+TL3)
ここで、
TL3:制御周期
Tc2:トルク応答性指定値
である。
トルクフィードフォワード目標値(Trqffc)と、外気温度(Tamb)と、エンジン回転数(Ne)と、車速(VS)と、送風機電圧(BLV)を参照して、下記演算式により、トルクフィードフォワード制御入力(Icfftrq)を予測する。
Icfftrq =f(Trqffc,Tamb,Ne,VS,BLV)
但し、トルクフィードフォワード目標値(Trqffc)は、トルク目標値(Trqr)を参照して下記演算式にて算出されるものとする。
Trqffc=(TL4×Trqr+Tctrq×Trqffc(前回値))/(Tctrq+TL4)
ここで、
TL4 :制御周期
Tctrq:トルクフィードフォワード指定値
である。
高圧圧力(Pd)と、外気温度(Tamb)と、エンジン回転数(Ne)と、車速(VS)と、送風機電圧(BLV)とを参照して、現在の圧縮機トルク推定値(Trqc)を演算する。
Trqc=f(Pd、Tamb、Ne、VS、BLV)
但し、この他のトルク推定方法に関しても、採用することは可能である。
トルクフィードバック制御入力値(Icfbtrq)は、トルク目標応答値(Trqf)と、トルク推定値(Trqc)を参照して、下記のような比例、積分演算を行うものとする。
Icfbtrq=Ptr(比例演算値)+Itr(積分演算値)
但し、Ptr、Itrは下記演算を行う。
Ptr=Kptr×(Trqf−Trqc)
Itr=Itrn-1+Kptr/Kitr×(Trqf−Trqc)
ここで、
Kptr:比例ゲイン
Kitr:積分時間
Itrn-1:Itrの前回演算値
である。
圧縮機容量制御信号(ECV sig)は、下記演算式により、トルクフィードフォワード制御入力値(Icfftrq)と、トルクフィードバック制御入力値(Icfbtrq)とを合算したものとする。
ECV sig =Icfftrq+Icfbtrq
但し、クラッチを含む場合については、圧縮機容量制御信号(ECV sig)を参照して、クラッチをコントロールする。
2 通風ダクト
3 内気導入口
4 外気導入口
5 内外気切替ダンパ
6 モータ
7 送風機
8 冷凍サイクル
9 可変容量圧縮機
10 凝縮器
11 受液器
12 膨張弁
13 蒸発器
14 圧力センサ
15 エンジン
16 クラッチコントローラ
17 加熱器
18 エアミックスダンパ
19 エアミックスダンパアクチュエータ
20、21、22 吹出口
23、24、25 ダンパ
26 メインコントローラ
27 蒸発器出口空気温度センサ
28 車室内温度センサ
29 外気温度センサ
30 日射センサ
31 エンジン回転数信号
32 車速信号
Claims (10)
- 外部制御信号により容量が可変される冷媒の可変容量圧縮機、高温高圧の冷媒を凝縮する凝縮器、冷却器として室内に吹き出す空気を冷却する冷媒の蒸発器を備えた冷凍サイクルと、蒸発器に空気を送風する送風機と、蒸発器の目標温度を設定する蒸発器目標温度設定手段と、蒸発器温度または蒸発器出口空気温度を検知する蒸発器温度検知手段と、蒸発器温度を制御する蒸発器温度制御手段と、蒸発器温度または蒸発器出口空気温度が蒸発器目標温度に到達するための前記蒸発器の過渡特性を実現するに必要な目標応答としての蒸発器温度目標応答値を算出し指定する蒸発器温度目標応答算出手段と、蒸発器温度目標応答値と蒸発器温度または蒸発器出口空気温度との偏差を用いて蒸発器温度フィードバック制御入力を演算する蒸発器温度フィードバック制御入力演算手段と、前記蒸発器の過渡特性を実現するに必要な制御入力として予測される蒸発器温度フィードフォワード制御入力を演算する蒸発器温度フィードフォワード制御入力予測手段と、車両からのトルク指令値が入力されない時の圧縮機のトルク目標値を前記蒸発器温度フィードバック制御入力および前記蒸発器温度フィードフォワード制御入力の和を用いた関数として演算し設定するトルク目標値設定手段と、圧縮機のトルク認識値を演算するトルク認識手段と、圧縮機のトルク認識値と圧縮機のトルク目標値との偏差を用いて圧縮機トルクフィードバック制御入力を演算するトルクフィードバック制御入力演算手段と、前記トルク目標値を実現するに必要な制御入力として予測される圧縮機トルクフィードフォワード制御入力を演算するトルクフィードフォワード制御入力予測手段と、圧縮機の容量を制御する容量制御手段と、該容量制御手段への容量制御信号を前記トルクフィードバック制御入力および前記トルクフィードフォワード制御入力の和として演算する容量制御信号演算手段とを有することを特徴とする冷凍サイクル制御装置。
- 外部制御信号により容量が可変される冷媒の可変容量圧縮機、高温高圧の冷媒を凝縮する凝縮器、冷却器として室内に吹き出す空気を冷却する冷媒の蒸発器を備えた冷凍サイクルと、蒸発器に空気を送風する送風機と、蒸発器の目標温度を設定する蒸発器目標温度設定手段と、蒸発器温度または蒸発器出口空気温度を検知する蒸発器温度検知手段と、蒸発器温度を制御する蒸発器温度制御手段と、蒸発器温度または蒸発器出口空気温度が蒸発器目標温度に到達するための前記蒸発器の過渡特性を実現するに必要な目標応答としての蒸発器温度目標応答値を算出し指定する蒸発器温度目標応答算出手段と、蒸発器温度目標応答値と蒸発器温度または蒸発器出口空気温度との偏差を用いて蒸発器温度フィードバック制御入力を演算する蒸発器温度フィードバック制御入力演算手段と、前記蒸発器の過渡特性を実現するに必要な制御入力として予測される蒸発器温度フィードフォワード制御入力を演算する蒸発器温度フィードフォワード制御入力予測手段と、車両からのトルク指令値が入力されない時の圧縮機のトルク目標値を前記蒸発器温度フィードバック制御入力および前記蒸発器温度フィードフォワード制御入力の和を用いた関数として演算し設定するトルク目標値設定手段と、圧縮機のトルクがトルク目標値に到達するための過渡特性を実現するに必要な目標応答としてのトルク目標応答値を算出し指定するトルク目標応答算出手段と、圧縮機のトルク認識値を演算するトルク認識手段と、圧縮機のトルク認識値と圧縮機のトルク目標応答値との偏差を用いて圧縮機トルクフィードバック制御入力を演算するトルクフィードバック制御入力演算手段と、前記圧縮機のトルクの過渡特性を実現するに必要な制御入力として予測される圧縮機トルクフィードフォワード制御入力を演算するトルクフィードフォワード制御入力予測手段と、圧縮機の容量を制御する容量制御手段と、該容量制御手段への容量制御信号を前記トルクフィードバック制御入力および前記トルクフィードフォワード制御入力の和として演算する容量制御信号演算手段とを有することを特徴とする冷凍サイクル制御装置。
- 前記トルク認識手段は、圧縮機のトルクに相関のある物理量から、圧縮機のトルク認識値を演算することを特徴とする、請求項1または2の冷凍サイクル制御装置。
- 前記トルク認識手段は、さらに、冷凍サイクル熱負荷と、圧縮機のトルクに相関のある物理量から、圧縮機のトルク認識値を演算することを特徴とする、請求項3の冷凍サイクル制御装置。
- 前記圧縮機のトルクに相関のある物理量が、圧縮機吐出圧力、凝縮器入口圧力、凝縮器出口圧力、蒸発器温度、および蒸発器出口空気温度の少なくともいずれかからなる、請求項3または4の冷凍サイクル制御装置。
- 前記トルク目標値設定手段は、前記蒸発器温度フィードフォワード制御入力および前記蒸発器温度フィードバック制御入力の和、ならびに冷凍サイクル熱負荷を用いた関数として、車両からのトルク指令値が入力されない時の目標トルクを演算し設定することを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の冷凍サイクル制御装置。
- 前記冷凍サイクル熱負荷は、外気温度に相関のある物理量、蒸発器への送風量に相関のある物理量、車両の速度に相関のある物理量、車両原動機の回転数に相関のある物理量、凝縮器への送風量に相関のある物理量のすべて、または少なくとも一つを検知することにより求められる、請求項4または6に記載の冷凍サイクル制御装置。
- 前記トルク目標値設定手段は、車両からのトルク指令値に応じて、圧縮機のトルク目標値を演算し設定することを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の冷凍サイクル制御装置。
- 車両からのトルク指令値が前記トルク目標値設定手段に入力された時には、前記トルク指令値を圧縮機のトルク目標値として設定することを特徴とする、請求項8の冷凍サイクル制御装置。
- 前記可変容量圧縮機が、容量制御信号による容量可変圧縮機、または、回転数制御による容量可変圧縮機からなる、請求項1〜9のいずれかに記載の冷凍サイクル制御装置。
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