JPH09290617A - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、空調ユニットの制御値の演算も、推定
値の演算と同様に浮動小数点型の演算で行なっており、
演算手段としては、ＣＰＵの処理速度，処理能力が高
く、記憶手段の容量が大きい高価なマイクロコンピュー
タを用いなければならなかった。 【解決手段】 浮動小数点型の演算を行うオブザーバ部
６と整数型の演算を行う目標吹出し温度演算部１とを有
し、さらに、オブザーバ部６のデータ入力経路にデータ
を浮動小数点型に変換する型変換部１０，１２を、オブ
ザーバ部６から目標吹出し温度演算部１へのデータ出力
経路にデータを浮動小数点型から整数型に変換する型変
換部１４を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、物理量の検出値
及び推定値に基づいて空調ユニットを制御する車両用空
気調和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車両の空調は、エアコン吹出口
に吹出し温度センサを設置し、検知した吹出し温度と、
設定温度と、外気温度や日射量等と別途算出する推定温
度とに基づいて制御値を演算し、この制御値に基づい
て、エアミックスドアやブロアを制御して、車室内の空
調を快適に行うようにしている。従来、例えば、特開平
５−５０８３７号公報に示された技術においては、制御
対象モデルをもとにオブザーバ部を構成し、このオブザ
ーバ部により車室内の温度などの物理量を推定してい
る。そして、演算手段は、オブザーバ部で算出された推
定値や，センサなどで検出される物理量の検出値を入力
して、これらデータに基づいて制御値を算出する。この
制御値により空調ユニットが制御される。

【０００３】前記オブザーバ部を構成する場合、制御対
象モデルを離散化した方程式（微分方程式）を所定時間
毎に演算しなければならないので、計算には高い精度が
必要であり、浮動小数点型の演算を行う必要がある。浮
動小数点（ｆｌｏｏｔ）型はＩＥＥＥ−７５４規格によ
ると、データは４バイトで表される単精度の値であり、
指数１バイト、仮数３バイトで表現される。即ち、表現
範囲は、２の−１２８乗から２の＋１２７乗（２．９３
８７ｘ１０の−２９乗から１．７０１４ｘ１０の＋２８
乗）である。一方、整数（ＩＮＴＥＲＧＥＲ）型では、
データは１バイトまたは２バイトで表され、表現範囲は
０から２の８乗、０から２の１６乗である。データ処理
を行うマイクロコンピュータにとっては、整数型のデー
タで演算を行う方がＣＰＵの負担が軽く、またデータを
記憶するＲＡＭ，ＲＯＭなどの記憶手段の記憶容量も少
なくて済む。逆に、浮動小数点型のデータで演算を行う
場合は、ＣＰＵに負担がかかり、また整数型のデータで
演算する場合に比べて記憶容量の大きい記憶手段が必要
となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述したように従来の
車両用空気調和装置では、制御値演算部としての演算手
段での演算も浮動小数点型で行なっていた。従って、こ
の制御値演算手段と推定値演算部としてのオブザーバ部
とをマイクロコンピュータにて構成する場合、すべての
データ処理を浮動小数点型の演算で行なわなくてはいけ
ないので、マイクロコンピュータとしては、ＣＰＵの処
理速度，処理能力が高い高価なマイクロコンピュータを
用いなければならなかった。さらに、すべてのデータ演
算処理を浮動小数点型で行うので、マイクロコンピュー
タに備える記憶手段として、大容量のＲＡＭやＲＯＭが
必要となってしまうという課題があった。

【０００５】本願の目的は、推定値演算部と制御値演算
部とを、低コストなマイクロコンピュータを用いて構成
でき、その上、高精度な空調ユニットの制御が行える車
両用空気調和装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
車両用空気調和装置は、車両に設けられるセンサなどの
検出手段で検出される種々の物理量の検出値などのデー
タを入力して浮動小数点型の演算を行うことで推定値を
算出する推定値演算部（オブザーバ部６）と、前記物理
量の検出値および前記推定値演算部で算出された推定値
に基づいて空調ユニットを制御するための制御値を算出
する制御値演算部（目標吹出し温度演算部１）と、を備
えた車両用空気調和装置において、前記制御値演算部
を、整数型の演算を行うよう構成するとともに、前記推
定値演算部のデータ入力経路に、データを浮動小数点型
に変換する第１変換手段（型変換部１０，１２）を設
け、かつ、前記推定値演算部から前記制御値演算部への
データ出力経路に、データを浮動小数点型から整数型に
変換する第２変換手段（型変換部１４）を設けたことを
特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１を示す構
成図である。図１において、１は制御値演算部としての
目標吹出し温度演算部である。この目標吹出し温度演算
部１は、所望の室温を設定するための室温設定器２から
の設定データａ、車両に設けられる種々のセンサで検出
された種々の物理量検出値及び推定値に基づいて空調ユ
ニットを制御するための制御値を算出する。尚、日射セ
ンサ３で検出された日射量検出データｂ，外気温センサ
４で検出された外気温度検出データｃ，車室内の上部の
温度を検出する頭部室温センサ５からの室内温度検出デ
ータｄなどを前記検出値として入力する。この目標吹出
し温度演算部１は、データの表現に必要なバイト数が浮
動小数点型よりも少ない整数型で演算を行うよう構成さ
れている。

【０００８】６は推定値演算部としてのオブザーバ部で
ある。これは従来技術で説明したオブザーバ部と同様に
制御対象モデルをもとに構成されていて、物理量を推定
するものである。つまり、車室内の物理量の検出値など
のデータを入力して制御対象モデルをもとに浮動小数点
型の演算を行うことで推定値を算出する。オブザーバ部
６は、前記頭部室温センサ５で検出される室内温度検出
データｄ，ＶＥＮＴ（胸元）吹出し温度センサ７で検出
される検出データｆ，ＦＯＯＴ（足元）吹出し温度セン
サ８で検出される検出データｇ、ＤＥＦ（デフロスト）
吹出し温度センサ９で検出される検出データｈなどの検
出値を入力するわけであるが、オブザーバ部６では前述
したように浮動小数点型の演算を行うので、これら入力
データを浮動小数点型に変換しなくてはならない。従っ
て、オブザーバ部６における検出値の入力経路には、検
出値のデータ型を浮動小数点型に変換する型変換部１０
が設けられており、検出値は、当該型変換部１０により
浮動小数点型のデータに変換された後にオブザーバ部６
に入力される。つまり、各温度センサ７，８，９からの
検出データｆ，ｇ，ｈは、指数１バイト，仮数３バイト
で表現される４バイト表現の浮動小数点型のデータＦ，
Ｇ，Ｈに変換される。

【０００９】また、目標吹出し温度演算部１からの出力
データに基づいてブロア電圧演算部１１ではブロア電圧
値ｉが生成され、この生成されたブロア電圧値ｉも前記
オブザーバ部６に入力されるが、このブロア電圧値ｉは
目標吹出し温度演算部１での整数型の演算にて算出され
たデータなので整数型データである。従って、このブロ
ア電圧値ｉのオブザーバ部６への入力経路においても、
データの型を、整数型から浮動小数点型に変換する型変
換部１２が設けられており、ブロア電圧値ｉは、当該型
変換部１２により整数型から浮動小数点型のデータＩに
変換された後にオブザーバ部６に入力される。

【００１０】前記オブザーバ部６は、型変換部１０によ
り浮動小数点型のデータに変換された検出データＦ，
Ｇ，Ｈ及び型変換部１２により浮動小数点型のデータに
変換されたブロア電圧値データＩを入力し、制御対象モ
デルをもとに、高精度な浮動小数点型の演算を行って最
終的に目標吹出し温度演算部１に出力する推定値として
の足元温度推定値Ｅを算出する。尚、オブザーバ部６で
は、頭部温度推定値Ｊも算出されるが、この頭部温度推
定値Ｊと，頭部室温センサ５で検出されて型変換部１０
にて浮動小数点型に変換された室内温度検出データＤと
の差（ＪーＤ）が減算器１３により抽出されてオブザー
バ部６にフィードバックされ、最終的には前記足元温度
推定値Ｅを算出して、目標吹出し温度演算部１に出力す
る。

【００１１】前記オブザーバ部６にて算出された足元温
度推定値Ｅを前記目標吹出し温度演算部１に出力するわ
けであるが、この足元温度推定値Ｅは浮動小数点型のデ
ータであるため、これを、整数型で演算を行う目標吹出
し温度演算部１に出力するためには整数型に変換してか
ら送らなければならない。よって、オブザーバ部６から
目標吹出し温度演算部１へのデータ出力経路には、デー
タの型を浮動小数点型から整数型に変換する型変換部１
４が設けられている。

【００１２】従って、目標吹出し温度演算部１は、整数
型の設定データ信号ａ，各種検出値データｂ，ｃ，ｄ
と、オブザーバ部６で生成されて型変換部１４でデータ
の型が変換された足元温度推定値ｅとを入力し、これら
入力データに基づいて、空調ユニットを制御するための
制御値としての頭部目標吹出し温度Ｘ，足元目標吹出し
温度Ｙを整数型の演算にて算出する。

【００１３】尚、前記目標吹出し温度演算部１とオブザ
ーバ部６は、ワンチップのマイクロコンピュータにより
構成されている。従って、マイクロコンピュータのＣＰ
Ｕは、すべてのデータ処理を浮動小数点型の演算で行う
わけではなく、目標吹出し温度演算部１での演算は整数
型で行うので、ＣＰＵの負担は軽くなる。また、すべて
のデータ処理を浮動小数点型の演算で行う場合に比べ
て、ＲＯＭやＲＡＭなどの記憶容量も少なくて済む。

【００１４】前記頭部目標吹出し温度Ｘは上部ミックス
ドア演算部１５に出力される。この上部ミックスドア演
算部１５は、前記頭部目標吹出し温度Ｘと、ＶＥＮＴ吹
出し温度センサ７，ＤＥＦ吹出し温度センサ９からの整
数型のデータｆ，ｈとを入力して制御信号Ａを生成し、
アクチュータなどの駆動部に出力する。この駆動部は制
御信号Ａを入力して、空調ユニットの上部ミックスドア
を制御する。また、足元目標吹出し温度Ｙは下部ミック
スドア演算部１６に出力される。この下部ミックスドア
演算部１６は、足元目標吹出し温度Ｙと、ＦＯＯＴ吹出
し温度センサ８からの整数型のデータｇとを入力して制
御信号Ｂを生成し、アクチュータなどの駆動部に出力す
る。駆動部は制御信号Ｂを入力して、空調ユニットの下
部ミックスドアを制御する。さらに、頭部目標吹出し温
度Ｘ，足元目標吹出し温度Ｙは、ブロア電圧を演算する
ためにブロア電圧演算部１１に出力される。このブロア
電圧演算部１１で演算されたブロア電圧データｉは駆動
部１７に出力され、駆動部１７はブロア電圧データｉに
基づいてブロアモータを駆動する。まとめると、最終的
に目標吹出し温度演算部１で生成された頭部目標吹出し
温度Ｘ，足元目標吹出し温度Ｙに基づいて、空調ユニッ
トのミックスドア及びブロアが制御されるわけである。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本願によれば、制
御値演算部と高精度な演算を行う推定値演算部とを、比
較的処理速度，処理能力が低くてかつ記憶手段の容量も
少なくて済む低コストなマイクロコンピュータを用いて
構成でき、その上、高精度な空調ユニットの制御が行え
る車両用空気調和装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の車両用空気調和装置の実施の形態
１を説明するためのブロック図である。

【符号の説明】

１ 目標吹出し温度演算部（制御値演算部）、６ オブ
ザーバ部（推定値演算部）、１０，１２ 型変換部（第
１変換部）、１４ 型変換部（第２変換部）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に設けられるセンサなどの検出手段
   で検出される種々の物理量の検出値などのデータを入力
   して浮動小数点型の演算を行うことで推定値を算出する
   推定値演算部と、前記物理量の検出値および前記推定値
   演算部で算出された推定値に基づいて空調ユニットを制
   御するための制御値を算出する制御値演算部と、を備え
   た車両用空気調和装置において、 前記制御値演算部を、整数型の演算を行うよう構成する
   とともに、 前記推定値演算部のデータ入力経路に、データを浮動小
   数点型に変換する第１変換手段を設け、かつ、前記推定
   値演算部から前記制御値演算部へのデータ出力経路に、
   データを浮動小数点型から整数型に変換する第２変換手
   段を設けたことを特徴とする車両用空気調和装置。