JP6579490B2

JP6579490B2 - 電子制御装置

Info

Publication number: JP6579490B2
Application number: JP2015234861A
Authority: JP
Inventors: 雄大坂下
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-12-01
Filing date: 2015-12-01
Publication date: 2019-09-25
Anticipated expiration: 2035-12-01
Also published as: JP2017100546A

Description

本発明は、電子制御装置に関する。

車両に設けられたオートエアコン機能を有する車両用空調装置は、車室内外の温度や乗員が設定した設定温度等に基づいて、吹出温度、風量あるいは吹出口位置を自動的に制御する。車室内外の温度は、サーミスタ等を用いた内気センサおよび外気センサにより検出する。

内気センサの周囲に発熱する部品があると、その熱の影響により内気温度を正確に測定できないことがある。そこで、内気センサ、補正用温度センサ、および照明用ランプが収納されたコントロールパネルユニットにおいて、内気センサおよび補正用温度センサの検出温度の差と、照明用ランプの点灯時間とに基づき補正温度を求め、内気センサの検出温度から補正温度を減算して、内気温度を正確に検出する技術が開示されている（特許文献１参照）。

特開平０５−２９４１２７号公報

特許文献１では、内気センサに加え補正用温度センサを用いるので、コストが上昇する。また、空気の流通経路に内気センサを配置し、流通経路を外れた位置に補正用温度センサを配置する必要がある。これにより、コントロールパネルユニットの筐体の形状が、センサの配置による制約を受けることもある。逆に、筐体の形状（すなわち、空気の流通経路）に応じて、センサを配置する必要がある。さらに、空気の流通経路のない筐体には、特許文献１の構成を適用できない。

内気センサが面実装部品であるとき、流通する空気から伝わる熱よりも、基板上を伝わる熱の影響の方が大きい。特許文献１には、基板上を伝わる熱の影響への対処については開示・示唆ともない。

上記課題を背景として、本発明は、低コストで、より正確に内気温度を測定可能な電子制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための電子制御装置は、予め定められた空間の温度である内気温度を検出する内気温度検出部と、内気温度検出部から所定範囲内に配置された回路部品と、回路部品の出力電流を計測する電流計測部と、計測された出力電流に基づいて、内気温度検出部が検出した検出内気温度の値を補正するための補正値を算出する補正値算出部と、算出された補正値を用いて検出内気温度を補正することにより、空間の内気温度を算出する内気温度算出部と、を備える。

基板に実装されている内気温センサ（内気温度検出部）は、周辺のＩＣ（回路部品）の発熱の影響によって、実際の温度よりも高めに温度を検出してしまう。発熱量はＩＣの出力電流によって左右される。本発明では、この出力電流に基づいて、電流値から発熱量の推定を行い、内気温センサへの影響の度合いを推定する。この度合いから検出値に補正を行い、ＩＣの影響を取り除いた本来の内気温度を取得することができる。また、本発明では、補正用温度センサは不要である。さらに、空気の流通経路や、筐体の形状による制約を受けない。

車両用空調装置の構成を示す図。エアコンＥＣＵの構成を示す図。内気温度算出処理を示すフロー図。出力電流と温度との関係を示す図。

以下、電子制御装置を、車両の室内の空調を行う車両用空調装置に適用した例を説明する。また、電子制御装置は、室内、冷蔵庫内など、予め定められた閉空間の温度（すなわち、内気温度）を検出する内気温度にも適用可能である。図１のように、車両用空調装置１００は、電子制御装置ならびに本発明の空調制御部であるエアコンＥＣＵ１１０と、エアコンユニット１４０を含む。

図１の構成が、「電子制御装置は、車両の室内の空調を行う車両用空調装置において、車両の乗員による空調設定および車両の内外の状態に基づき、車両の室内に吹き出す空調風の状態を制御する空調制御部である」ものに相当する。本構成によって、車両用空調装置において、内気温度を精度よく算出でき、より快適な空調を行うことができる。

エアコンＥＣＵ１１０には、空調用センサとして、車外の温度を検出する外気温センサ１２２、エバポレータ（図示せず）を通過した直後の空気の温度を検出するエバポレータ後センサ１２３、日射量を検出する日射センサ１２４、車両の室内の湿度を検出する湿度センサ１２５、等が接続される。空調用センサは、車両の室内の環境状態および車両の外部の環境状態のうちの少なくとも一方を検出し、エアコンＥＣＵ１１０に出力する。

また、エアコンＥＣＵ１１０には、操作部１３０が接続される。操作部１３０は、例えば、運転者および助手席乗員により操作可能なインパネ（インストルメントパネル）正面中央に備えられたエアコンパネルに設けられ、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ、オート切替スイッチ、風量切替スイッチ、温度設定スイッチ、吹出口切替スイッチ（ＭＯＤＥスイッチ）、内外気切替スイッチ、デフロスタスイッチ、Ａ／Ｃスイッチ、といったスイッチ（例えば、周知の押圧操作部やダイアル操作部で構成）を含む。

エアコンユニット１４０は、いわゆるＨＶＡＣ（Heating, Ventilating and Air-Conditioning）ユニットである。ＨＶＡＣユニットは、周知の構成であるため、ここでは概略を述べるに留める。

空気の流通するダクトの上流側には、車外の空気を取込む外気吸込口、車両の室内の空気を循環させるための内気吸込口、内外気の混合比率を調整する内外気切替ダンパー、外気吸込口ないし内気吸込口からの空気をダクト内に吸い込むブロワが設けられる。

エアコンユニット１４０は、冷房出力用に周知の冷凍サイクル（圧縮式冷凍サイクル、蒸気圧縮式冷凍サイクルともいう）を備える。冷凍サイクルは、ダクト外に設けられた、例えばモータにより駆動されるコンプレッサ（圧縮器）１３１（図２参照）、コンデンサ（凝縮器）、レシーバ（受液器）、ダクト内に設けられた、エキスパンションバルブ（膨張弁）、エバポレータ（いずれも図示せず）を含む。

コンプレッサ１３１によって圧縮・液化された冷媒ガスがエバポレータ内へ流入して気化することによって周囲の熱が奪われる。こうして、エバポレータが、吸込口からの空気を冷却して冷気を生成する。

エバポレータと、その下流側（吹出口側）に設けられたヒータコアとの間には、エバポレータで冷却された空気と、エンジン冷却水あるいは電力を熱源とするヒータコアで暖められた空気とを混合比率を調整するためのエアミックスダンパーが設けられ、空調風を生成する。エアミックスダンパーの下流側に、吹出口として、フロントガラス曇り止め用のデフロスタ吹出口、インパネ下面右奥の運転席側および助手席側足元に設けられたフット吹出口、インパネの正面中央と左右隅に設けられたフェイス吹出口、が設けられる。これら吹出口の開閉状態は、吹出口切替ダンパーにより切り替える。

ブロワの風量は、ブロワを回転駆動するモータの駆動制御により調整する。内外気切替ダンパーおよび吹出口切替ダンパーは、各ダンパーに設けられたモータを駆動制御することで切り替える。

図２のように、エアコンＥＣＵ１１０に納められた回路基板１１０ａには、本発明の補正値算出部、内気温度算出部である周知のＣＰＵ１１１、およびＣＰＵ１１１に接続された、メモリ１１２、本発明の内気温度検出部である、車両の室内の温度を検出する内気温センサ１１３、本発明の回路部品であるドライバＩＣ（１１４、１１６）、本発明の電流計測部である電流センサ（１１５、１１７）、電源回路１１８を実装する。

本発明では、特に、内気温センサ１１３およびドライバＩＣ（１１４、１１６の総称、以下同じ）が、面実装型の形状であるときに、より効果を奏する。無論、内気温センサ１１３およびドライバＩＣが、異なる回路基板に実装される場合でも、両者の距離が所定範囲内（例えば、内気温センサ１１３がドライバＩＣの温度上昇の影響を受ける範囲内）にあればよい。

上述の構成が、「内気温度検出部および回路部品は、同一回路基板上に面実装される」ものに相当する。本構成によって、従来技術とは異なり、空気を介して伝わる熱に加えて、基板（特に、配線パターン）から伝わる熱の影響を取り除くことができる。

エアコンＥＣＵ１１０は、コネクタ１１９を介して、空調用センサ（１２２〜１２５）、操作部１３０と接続される。エアコンユニット１４０を接続してもよい。操作部１３０は、回路基板１１０ａに接するように接続され、回路基板１１０ａの反対側（つまり、車室側）の面１３０ａにスイッチが設けられる。また、操作部１３０には、開口部１３０ｂが形成され、車室内の空気が内気温センサ１１３にまで流入するようになっている。これにより、内気温センサ１１３は、本発明の予め定められた空間である車両の室内の空気の温度を検出できる。開口部１３０ｂのない構成でもよい。この場合は、エアコンＥＣＵ１１０の筐体内の温度を、車両の室内の空気の温度とする。

メモリ１１２は、例えばフラッシュメモリのような不揮発性記憶媒体を用い、空調制御プログラムの他に、車両用空調装置１００の動作に必要なデータを記憶する。

ドライバＩＣ（１１４、１１６）は、ＣＰＵ１１１からの駆動制御指令に基づいて、それぞれに接続されたアクチュエータの駆動制御を行う。例えば、ドライバＩＣ１１４は、コンプレッサ１３１に含まれるモータの駆動制御を行う。ドライバＩＣ１１６は、ブロワあるいは各切替ダンパーに含まれるモータ（モータ群１３２として一括表示）の駆動制御を行う。ドライバＩＣは、１個で１つのアクチュエータを駆動制御してもよいし、１個で複数のアクチュエータを駆動制御してもよい。

電流センサ（１１５、１１７）は、例えば、周知のシャント抵抗を用いて構成され、それぞれのドライバＩＣ（１１４、１１６）からアクチュエータに出力される出力電流を計測する。シャント抵抗に発生する電圧値がＣＰＵ１１１に入力される。ＣＰＵ１１１は、該電圧値をアナログ−デジタル変換して演算に用いる。

電源回路１１８は、ＣＰＵ１１１、ドライバＩＣをはじめとする、エアコンＥＣＵ１１０の各部に電源を供給する。

図３に、空調制御プログラムに含まれ、ＣＰＵ１１１が所定のタイミングで実行する内気温度算出処理を示す。まず、内気温センサ１１３の検出値（本発明の検出内気温度）ＴｅｍｐＳｅｎｓＲを読み込む（Ｓ１１）。

次に、電流センサ（１１５、１１７）が計測した、ドライバＩＣ（１１４、１１６）の出力電流の値Ｉ＿Ｆｂを読み込む（Ｓ１２）。Ｉ＿Ｆｂは、内気温度の算出に用いるもののみを読み込めばよい。

次に、Ｉ＿Ｆｂに基づいて、補正値ｆ（Ｉ＿Ｆｂ）を算出する（Ｓ１３）。Ｉ＿Ｆｂとｆ（Ｉ＿Ｆｂ）の関係は、図４のように表すことができる（曲線の形状は、ドライバＩＣにより異なる）。この関係をデータテーブルとして予めメモリ１１２に記憶する。

Ｆｂとｆ（Ｉ＿Ｆｂ）の関係に、ドライバＩＣと内気温センサ１１３のとの距離を反映させてもよい。本構成が、「補正値に、内気温度検出部と回路部品との距離を反映させる」ものに相当する。本構成によって、回路部品の出力電流に加え、内気温度検出部と回路部品との距離に応じた補正値を算出でき、より正確に内気温度を取得することができる。

回路基板１１０ａにドライバＩＣが複数実装されているとき、以下のうちのいずれかを用いて、補正の対象を定める。
・出力電流が最も大きいドライバＩＣを補正の対象とする。本構成が、「回路部品が複数あるとき、補正値算出部は、複数の回路部品のうち、出力電流の大きさに基づいて、補正値を算出するための回路部品を選択する」ものに相当する。本構成によって、複数の回路部品ごとに補正値を算出する必要がなくなるので、補正値を算出する処理の負荷を低減できる。

・内気温センサ１１３の最も近くに位置するドライバＩＣを補正の対象とする。本構成が、「回路部品が複数あるとき、補正値算出部は、複数の回路部品のうち、内気温検出部に最も近くに位置する回路部品を選択する」ものに相当する。本構成によって、複数の回路部品ごとに補正値を算出する必要がなくなるので、補正値を算出する処理の負荷を低減できる。

・全てのドライバＩＣを補正の対象とする。例えば、各ドライバＩＣの補正値の平均値を最終的な補正値とする。このとき、ドライバＩＣと内気温センサ１１３のとの距離を用いた加重平均を求めてもよい。例えば、内気温センサ１１３に近いほど、重み付けを大きくする。本構成が、「回路部品が複数あるとき、補正値算出部は、複数の回路部品のそれぞれについて算出した補正値の平均値を最終的な補正値とする」ものに相当する。本構成によって、より正確に補正値を算出できる。

最後に、ＴｅｍｐＳｅｎｓＲからｆ（Ｉ＿Ｆｂ）を減じたものを車両の室内の内気温度ＴｅｍｐＲとする（Ｓ１４）。

電源回路１１８がドライバＩＣと同等あるいはそれ以上の熱を発する場合、補正値演算の対象としてもよい。

以上、実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、上記形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない限り、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。

１１０エアコンＥＣＵ（電子制御装置、空調制御部）
１１０ａ回路基板
１１１ＣＰＵ（補正値算出部、内気温度算出部）
１１３内気温センサ（内気温度検出部）
１１４、１１６ドライバＩＣ（回路部品）
１１５、１１７電流センサ（電流計測部）

Claims

予め定められた空間の温度である内気温度を検出する内気温度検出部と、
前記内気温度検出部から所定範囲内に配置された回路部品と、
前記回路部品の出力電流を計測する電流計測部と、
計測された前記出力電流に基づいて、前記内気温度検出部が検出した検出内気温度の値を補正するための補正値を算出する補正値算出部と、
算出された前記補正値を用いて前記検出内気温度を補正することにより、前記空間の内気温度を算出する内気温度算出部と、
を備える電子制御装置。
前記補正値に、前記内気温度検出部と前記回路部品との距離を反映させる請求項１に記載の電子制御装置。
前記回路部品が複数あるとき、
前記補正値算出部は、前記複数の回路部品のうち、前記出力電流の大きさに基づいて、前記補正値を算出するための回路部品を選択する請求項１または請求項２に記載の電子制御装置。
前記内気温度検出部および前記回路部品は、同一回路基板上に面実装される請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電子制御装置。
前記電子制御装置は、車両の室内の空調を行う車両用空調装置において、前記車両の乗員による空調設定および前記車両の内外の状態に基づき、車両の室内に吹き出す空調風の状態を制御する空調制御部である請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電子制御装置。