JPS61220908A - 自動車用空気調和装置 - Google Patents
自動車用空気調和装置Info
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- JPS61220908A JPS61220908A JP60064581A JP6458185A JPS61220908A JP S61220908 A JPS61220908 A JP S61220908A JP 60064581 A JP60064581 A JP 60064581A JP 6458185 A JP6458185 A JP 6458185A JP S61220908 A JPS61220908 A JP S61220908A
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- air
- temperature
- control
- control means
- blown
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
- B60H1/00735—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
g肌の旦灼
[産業上の利用分野]
本発明は自動車用空気調和装置に関し、詳しくは空気調
和装置を行なう系の動的なモデルに基づいて、車室内の
温度を設定された目標温度とするよう好適なフィードバ
ック制御を行なう自動車用空気調和装置に関する。
和装置を行なう系の動的なモデルに基づいて、車室内の
温度を設定された目標温度とするよう好適なフィードバ
ック制御を行なう自動車用空気調和装置に関する。
[従来の技術]
従来より乗員にとっての車室内の環境を快適なものとす
る為に、車室内の温度、湿度、清浄度等を制御する空気
調和装置が用いられているが、この内、主に車室内の温
度をコントロールするものが広く普及している。こうし
た自動車用空気調和装置では、吹出空気の温度を低温か
ら高温まで幅広く制御する為に、送風通路の上流に冷却
器(エバポレータ等)をおいて、一且、送風される空気
を冷却した上で、更に加熱器(ヒータコア等)によって
加熱し、吹出空気に要求される温度を得ているのである
。こうした送風・冷却・加熱を行なう一連の装置を吹出
空気制御手段し、その全体を空調ユニットと呼7Sで。
る為に、車室内の温度、湿度、清浄度等を制御する空気
調和装置が用いられているが、この内、主に車室内の温
度をコントロールするものが広く普及している。こうし
た自動車用空気調和装置では、吹出空気の温度を低温か
ら高温まで幅広く制御する為に、送風通路の上流に冷却
器(エバポレータ等)をおいて、一且、送風される空気
を冷却した上で、更に加熱器(ヒータコア等)によって
加熱し、吹出空気に要求される温度を得ているのである
。こうした送風・冷却・加熱を行なう一連の装置を吹出
空気制御手段し、その全体を空調ユニットと呼7Sで。
近年、広く用いられている自動車用空気調和装置の空調
ユニットとしては、加熱器に供給する熱量を可変するリ
ヒートタイプと加熱器を通過する空気の割合を可変する
エアミックスタイプとがある。
ユニットとしては、加熱器に供給する熱量を可変するリ
ヒートタイプと加熱器を通過する空気の割合を可変する
エアミックスタイプとがある。
いずれにせよ、これらの自動車用空気調和装置では車室
内の温度は吹出空気の持つ熱量、即ち吹出空気の風量と
温度とによって制御されている。
内の温度は吹出空気の持つ熱量、即ち吹出空気の風量と
温度とによって制御されている。
吹出空気の風量はブロアモータ等の送風の能力によって
定まり、一方その温度は冷却器(エバポレータ)の冷却
能力、更に換言すればコンプレッサ等を含めた冷却系の
能力と加熱器による加熱能力、即ちリヒートタイプにあ
っては温水の循環量、エアミックスタイプにあってはエ
アミックスダンパのダンパ開度とによって定まる。
定まり、一方その温度は冷却器(エバポレータ)の冷却
能力、更に換言すればコンプレッサ等を含めた冷却系の
能力と加熱器による加熱能力、即ちリヒートタイプにあ
っては温水の循環量、エアミックスタイプにあってはエ
アミックスダンパのダンパ開度とによって定まる。
空気調和を開始すると、空気調和装置は車室内の温度を
検出して、設定された目標温度との偏差に基づき、吹出
空気の温度や風量などをフィードバック制御する。従っ
て、吹出空気の熱量により、車室内の温度(以下、内気
温度と呼ぶ)は次第に設定された目標温度に近づいてゆ
く。
検出して、設定された目標温度との偏差に基づき、吹出
空気の温度や風量などをフィードバック制御する。従っ
て、吹出空気の熱量により、車室内の温度(以下、内気
温度と呼ぶ)は次第に設定された目標温度に近づいてゆ
く。
こうした制御については特開昭55−47914号公報
や特開昭55−77659号公報等に開示されている。
や特開昭55−77659号公報等に開示されている。
[発明が解決しようとする問題点]
上述した従来装置は、内気温度が設定温度に接近され維
持されるように、内気温度と目標温度との偏差に基づく
フィードバック制御を基本とし、更には外気温度や日射
量を考慮して予め設定した熱的平行条件を満足するよう
に制御量設定した予測制御を採用したものである。又、
送風量としては、上記の温度の偏差が大きい時には送風
量を大きくし、偏差が小ざくなる程送風量を小さくする
ような単純な制御が行なわれているにすぎなかった。
持されるように、内気温度と目標温度との偏差に基づく
フィードバック制御を基本とし、更には外気温度や日射
量を考慮して予め設定した熱的平行条件を満足するよう
に制御量設定した予測制御を採用したものである。又、
送風量としては、上記の温度の偏差が大きい時には送風
量を大きくし、偏差が小ざくなる程送風量を小さくする
ような単純な制御が行なわれているにすぎなかった。
従って、目標温度の設定値を変化させた時の過渡的応答
性が必ずしも充分になるとは限らず、設定された目標温
度やその時点での内気温度、あるいは空調ユニットの能
力等によっては過渡的応答性が不充分な場合があり、乗
員に対する快適な環境の維持が困難になる場合があると
いう問題があった。
性が必ずしも充分になるとは限らず、設定された目標温
度やその時点での内気温度、あるいは空調ユニットの能
力等によっては過渡的応答性が不充分な場合があり、乗
員に対する快適な環境の維持が困難になる場合があると
いう問題があった。
また、空調ユニットの能力は、送風量、冷却器の冷却能
力、加熱器による加熱能力等の組合わせで決まるが、こ
れらをどう組合わせることが内気温度の最適な制御とな
るかは判然としておらず、従来は、設計者の経験等に基
づいて、上述した送風量の制御の如く単純な組合わせに
より定められていたにすぎない。従って空調ユニットの
能力を十二分に引き出すことが必ずしもなされていなか
った。
力、加熱器による加熱能力等の組合わせで決まるが、こ
れらをどう組合わせることが内気温度の最適な制御とな
るかは判然としておらず、従来は、設計者の経験等に基
づいて、上述した送風量の制御の如く単純な組合わせに
より定められていたにすぎない。従って空調ユニットの
能力を十二分に引き出すことが必ずしもなされていなか
った。
そこで本発明はこれらの問題点を解決することを目的と
してなされ、空調ユニットの能力を最大限に引き出して
車室内の温度(内気温度)を好適に制御する自動車用空
気調和装置を提供することを目的とする。
してなされ、空調ユニットの能力を最大限に引き出して
車室内の温度(内気温度)を好適に制御する自動車用空
気調和装置を提供することを目的とする。
発明の構成
[問題点を解決するための手段]
かかる目的を達成すべく、本発明は問題を解決するため
の手段として次の構成をとった。即ち、第1図に示すよ
うに、 車室内M1への吹田空気のすくなくとも温度と風量とを
含む諸量を制御する吹出空気制御手段M2と、 前記車室内M1の温度を検出する内気温度検出手段M3
と、 該検出された内気温度が設定された目標温度となるよう
前記吹出空気制御手段M2をフィードバック制御する空
調制御手段M4と、 を備えた自動車用空気調和装置において、前記空調制御
手段M4が、空気調和を行なう系の動的なモデルに従っ
て予め定められた最適フィードバックゲインに基づいて
前記フィードバック制御を行なう付加積分型最適レギュ
レータとして構成されたことを特徴とする自動車用空気
調和装置の構成がそれである。
の手段として次の構成をとった。即ち、第1図に示すよ
うに、 車室内M1への吹田空気のすくなくとも温度と風量とを
含む諸量を制御する吹出空気制御手段M2と、 前記車室内M1の温度を検出する内気温度検出手段M3
と、 該検出された内気温度が設定された目標温度となるよう
前記吹出空気制御手段M2をフィードバック制御する空
調制御手段M4と、 を備えた自動車用空気調和装置において、前記空調制御
手段M4が、空気調和を行なう系の動的なモデルに従っ
て予め定められた最適フィードバックゲインに基づいて
前記フィードバック制御を行なう付加積分型最適レギュ
レータとして構成されたことを特徴とする自動車用空気
調和装置の構成がそれである。
ここで吹出空気制御手段M1とは[従来の技術]の項で
述べた空調ユニットにほぼ相当し、すくなくとも吹出空
気の温度と風量を制御する手段から構成されている。例
えば、吹出空気の諸量のひとつとして風量をとれば、そ
の回転数や絞りの開度等によって送風量を制御するブロ
アモータやシロッコファン等であり、吹出空気の温度を
考えれば、冷却器、例えばエバポレータの冷却能力を制
御するアクチュエータやエアミックスダンパの開度ある
いは加熱器(ヒータコア)に供給される熱量を制御する
アクチュエータ等がある。冷却器の能力を制御するアク
チュエータとしては、コンプレッサの容量を変化させて
その能力を可変するものや、冷媒の流量を制御するアク
チュエータ等がある。
述べた空調ユニットにほぼ相当し、すくなくとも吹出空
気の温度と風量を制御する手段から構成されている。例
えば、吹出空気の諸量のひとつとして風量をとれば、そ
の回転数や絞りの開度等によって送風量を制御するブロ
アモータやシロッコファン等であり、吹出空気の温度を
考えれば、冷却器、例えばエバポレータの冷却能力を制
御するアクチュエータやエアミックスダンパの開度ある
いは加熱器(ヒータコア)に供給される熱量を制御する
アクチュエータ等がある。冷却器の能力を制御するアク
チュエータとしては、コンプレッサの容量を変化させて
その能力を可変するものや、冷媒の流量を制御するアク
チュエータ等がある。
空調制御手段M3は通常マイクロプロセッサを用いRO
M、RAM等の周辺素子や入出力回路と共に構成された
論理演算回路として実現され、予め記憶された処理手順
に従って、設定された目標温度と内気温度検出手段M3
によって検出された内気温度とから、吹出空気制御手段
M2を、予め空気調和を行なう系の動的なモデルに従っ
て定められた最適フィードバックゲインから定まるフィ
ードバック最により制御するよう構成されている。
M、RAM等の周辺素子や入出力回路と共に構成された
論理演算回路として実現され、予め記憶された処理手順
に従って、設定された目標温度と内気温度検出手段M3
によって検出された内気温度とから、吹出空気制御手段
M2を、予め空気調和を行なう系の動的なモデルに従っ
て定められた最適フィードバックゲインから定まるフィ
ードバック最により制御するよう構成されている。
即ち、空調制御手段M4は、目標温度に内気温度を近づ
けるように、吹出空気制御手段M2によって制御される
吹出空気の諸量の最適なフィードバック量を定める付加
積分型最適レギュレータとして構成されている。
けるように、吹出空気制御手段M2によって制御される
吹出空気の諸量の最適なフィードバック量を定める付加
積分型最適レギュレータとして構成されている。
こうした付加積分最適レギュレータの構成の手法は、例
えば古田勝久著「線形システム制御理論」(昭和51年
)昭晃堂等に詳しいが、ここで実際の構成の手法につい
て一通の見通しを与えることにする。尚、以下の説明に
おいてF、X、A、IB。
えば古田勝久著「線形システム制御理論」(昭和51年
)昭晃堂等に詳しいが、ここで実際の構成の手法につい
て一通の見通しを与えることにする。尚、以下の説明に
おいてF、X、A、IB。
C,I)、 J、L u、L、G、 Q、fR,Pはベ
クトルm(行列)を示し、ATの如き添字Tは行列の転
置を、A″目の如き添字−1は逆行列を、更にXの如き
添字6はそれが推定値であることを、Cの如き記号〜は
制御対象の系から変換等により生成された別の系、ここ
では状態観測器(以下、オブザーバと呼ぶ)で扱われて
いる量であることを、y*の如き記号1は目標値である
ことを、各々示している。
クトルm(行列)を示し、ATの如き添字Tは行列の転
置を、A″目の如き添字−1は逆行列を、更にXの如き
添字6はそれが推定値であることを、Cの如き記号〜は
制御対象の系から変換等により生成された別の系、ここ
では状態観測器(以下、オブザーバと呼ぶ)で扱われて
いる量であることを、y*の如き記号1は目標値である
ことを、各々示している。
制御対象、ここでは内気温度に関する系の制御において
、この制御対象の動的な振舞は、離散系において、 X (k )=A−X (k−1)+13−u (k−
i )・・・(1) V (k−1> =C−X (k−1) ・・
・(2)として記述されることが現代制御理論より知ら
れている。ここで式(1)は状態方程式1式(2)は出
力方程式と呼ばれ、X(k)はこの系の内部状態を表わ
す状態変数量であり、u (k )は吹出空気制御手段
M2によって制御される吹出空気の諸量からなるベクト
ル、v (k )はこの系の出力を示す諸量からなるベ
クトルである。尚、本発明の扱う空気調和を行なう系で
は、この出ツノベクトルv(k )は内気温度のみなの
で、以下、スカシiy (k )として扱うことにする
。又、式(1)。
、この制御対象の動的な振舞は、離散系において、 X (k )=A−X (k−1)+13−u (k−
i )・・・(1) V (k−1> =C−X (k−1) ・・
・(2)として記述されることが現代制御理論より知ら
れている。ここで式(1)は状態方程式1式(2)は出
力方程式と呼ばれ、X(k)はこの系の内部状態を表わ
す状態変数量であり、u (k )は吹出空気制御手段
M2によって制御される吹出空気の諸量からなるベクト
ル、v (k )はこの系の出力を示す諸量からなるベ
クトルである。尚、本発明の扱う空気調和を行なう系で
は、この出ツノベクトルv(k )は内気温度のみなの
で、以下、スカシiy (k )として扱うことにする
。又、式(1)。
(2)は離散系で記述されており、添字には現時点での
値であることを、k−1は1回前のサンプリング時点で
の値であることを、各々示している。
値であることを、k−1は1回前のサンプリング時点で
の値であることを、各々示している。
空気調和、ここでは内気温度の制御を行なう系の内部状
態を示す状態変数IX(k)は、その制御系における未
来への影響を予測するために必要十分な系の履歴に関す
る情報を示している。従って、吹出空気制御手段M2に
よって空気調和の行なわれる車室内の温度(内気温度)
が吹出し空気の諸量によりどう撮舞うかという系の動的
なモデルが明らかになり、式(1)、(2>のベクトル
A、B、Cを定めることができれば、状態変数量X(k
)を用いて内気温度を最適に制御できることになる。尚
、サーボ系においては系を拡大する必要が生じるが、こ
れについては後述する。
態を示す状態変数IX(k)は、その制御系における未
来への影響を予測するために必要十分な系の履歴に関す
る情報を示している。従って、吹出空気制御手段M2に
よって空気調和の行なわれる車室内の温度(内気温度)
が吹出し空気の諸量によりどう撮舞うかという系の動的
なモデルが明らかになり、式(1)、(2>のベクトル
A、B、Cを定めることができれば、状態変数量X(k
)を用いて内気温度を最適に制御できることになる。尚
、サーボ系においては系を拡大する必要が生じるが、こ
れについては後述する。
ところが、空気調和のように複雑な対象についてはその
動的なモデルを理論的に正確に求めることは困難であり
、何らかの形で実験的に定めることが必要となる。これ
が所謂システム同定と呼ばれるモデル構築の手法であっ
て、自動車用空気調和装置が所定の状態で運転されてい
る場合、その状態の近傍では線形の近似が成立つとして
、式(1)、(2>の状態方程式に則ってモデルを構築
するのである。従って、この例のようにその運転に関す
る動的なモデルが非線形のような場合にも、定常的な複
数の運転状態に分離することによって線形な近似を行な
うことができ、個々の動的なモデルを定めることができ
るのである。
動的なモデルを理論的に正確に求めることは困難であり
、何らかの形で実験的に定めることが必要となる。これ
が所謂システム同定と呼ばれるモデル構築の手法であっ
て、自動車用空気調和装置が所定の状態で運転されてい
る場合、その状態の近傍では線形の近似が成立つとして
、式(1)、(2>の状態方程式に則ってモデルを構築
するのである。従って、この例のようにその運転に関す
る動的なモデルが非線形のような場合にも、定常的な複
数の運転状態に分離することによって線形な近似を行な
うことができ、個々の動的なモデルを定めることができ
るのである。
ここで、制御対象が比較的容易に物理的なモデルを構築
できるのものであれば周波数応答法やスペク1ヘル解析
法といった手法によりシステム同定を行なって、動的な
系のモデル(ここではベクトルA、B、C)を定めるこ
とができるが、ここで取り上げた空気調和を行なう系の
ような多元系の制御対象では、ある程度近似のよい物理
モデルをつくることも困難であり、この場合には最小2
乗法や補助変数法あるいはオンライン同定法などにより
動的なモデルの構築を行なう。
できるのものであれば周波数応答法やスペク1ヘル解析
法といった手法によりシステム同定を行なって、動的な
系のモデル(ここではベクトルA、B、C)を定めるこ
とができるが、ここで取り上げた空気調和を行なう系の
ような多元系の制御対象では、ある程度近似のよい物理
モデルをつくることも困難であり、この場合には最小2
乗法や補助変数法あるいはオンライン同定法などにより
動的なモデルの構築を行なう。
動的なモデルが定まれば、状態変数IX(k>と内気温
度y(k)及びその目標温度y” (k )からフィー
ドバック量が定まり吹出空気の諸1u(k ’)の制御
量が理論的に最適に定められる。
度y(k)及びその目標温度y” (k )からフィー
ドバック量が定まり吹出空気の諸1u(k ’)の制御
量が理論的に最適に定められる。
通常、自動車用空気調和装置においては、内気温度の制
御に直接関与する諸量として、例えばブロアモータによ
る送風量が内気温度に影響する量、即ち送f@量の内気
温度に寄与する量を温度換算したものとか、エアミック
スダンパ開度が内気温度に影響する量などを用い、これ
を状態変数量X(k )として扱えばよいのであるが、
これらの諸口の大部分は直接観測することができない。
御に直接関与する諸量として、例えばブロアモータによ
る送風量が内気温度に影響する量、即ち送f@量の内気
温度に寄与する量を温度換算したものとか、エアミック
スダンパ開度が内気温度に影響する量などを用い、これ
を状態変数量X(k )として扱えばよいのであるが、
これらの諸口の大部分は直接観測することができない。
そこで、こうした場合には、空気調和制御手段M4内に
状態観測器(オブザーバ)と呼ばれる手段を構成し、内
気温度と吹出空気の諸量とを用いて、この空気調和を行
なう系の状態変数fiX(k)を推定することができる
。これが所謂、現代制御理論におけるオブザーバであり
、種々のオブザーバとその設計法が知られている。これ
らは、例えば古田勝久他著「メカニカルシステム制御」
(昭和59年)オーム社等に詳解されており、適応す
る制御対象、ここでは自動車用空気調和装置の態様に合
わせて最小次元オブザーバや有限整定オブザーバとして
設計すればよい。
状態観測器(オブザーバ)と呼ばれる手段を構成し、内
気温度と吹出空気の諸量とを用いて、この空気調和を行
なう系の状態変数fiX(k)を推定することができる
。これが所謂、現代制御理論におけるオブザーバであり
、種々のオブザーバとその設計法が知られている。これ
らは、例えば古田勝久他著「メカニカルシステム制御」
(昭和59年)オーム社等に詳解されており、適応す
る制御対象、ここでは自動車用空気調和装置の態様に合
わせて最小次元オブザーバや有限整定オブザーバとして
設計すればよい。
空気調和制御手段M4は、観測された状態変数量または
上記のオブザーバによって推定された状態変数IX(k
)の他に、設定された目標温度と実際の内気温度との偏
差を累積した累積値を用いて拡大された系において、両
者と、予め定められた最適フィードバックゲインとから
最適なフィードバック量を定め吹出空気制御手段M2を
制御する。累積値は設定される目標温度が運転者の操作
やオートエアコン等での要求により変化することから必
要となる量である。一般にサーボ系の制御においては目
標値と実際の制御値との定常偏差を消去するような制御
が必要となり、これは伝達関数において1/S′l(Ω
次の積分)を含む必要があるとされる。また、既述した
ようなシステム同定により系の伝達関数を定め、これか
ら状態方程式をたてているような場合には、対ノイズ安
定性の上からもこうした積分量を含むことが望ましい。
上記のオブザーバによって推定された状態変数IX(k
)の他に、設定された目標温度と実際の内気温度との偏
差を累積した累積値を用いて拡大された系において、両
者と、予め定められた最適フィードバックゲインとから
最適なフィードバック量を定め吹出空気制御手段M2を
制御する。累積値は設定される目標温度が運転者の操作
やオートエアコン等での要求により変化することから必
要となる量である。一般にサーボ系の制御においては目
標値と実際の制御値との定常偏差を消去するような制御
が必要となり、これは伝達関数において1/S′l(Ω
次の積分)を含む必要があるとされる。また、既述した
ようなシステム同定により系の伝達関数を定め、これか
ら状態方程式をたてているような場合には、対ノイズ安
定性の上からもこうした積分量を含むことが望ましい。
本発明においてはΩ=1、即ち一次型の積分を考慮すれ
ばよい。従って、上述の状態変数量X(k)にこの累積
値を加えて系を拡大し、両者と予め定められた最適なフ
ィードバックゲイン[とにより帰還量を定めれば、付加
積分型最適レギュレータとして、制御対象への制御量、
即ち吹出空気制御手段M2によって制御される吹出空気
の諸量が定まる。
ばよい。従って、上述の状態変数量X(k)にこの累積
値を加えて系を拡大し、両者と予め定められた最適なフ
ィードバックゲイン[とにより帰還量を定めれば、付加
積分型最適レギュレータとして、制御対象への制御量、
即ち吹出空気制御手段M2によって制御される吹出空気
の諸量が定まる。
次に、最適フィードバックゲインについて説明する。上
記の如く積分量を付加した最適レギュレータでは、評価
関数Jを最小とするような制御入力(ここでは空気調和
を行なう系の吹出空気の諸量)の求め方が明らかにされ
ており、最適フィードバックゲインもリカツチ方程式の
解と状態方程式(1)、出力方程式(2)のA、B、C
マトリックス及び評価関数に用いられる重みパラメータ
行列とから求められることがわかっている(前掲占地)
。ここで重みパラメータは当初任意に与えられるもので
あって、評価関数Jが空気調和を行なう系の吹出空気諸
量の挙動を制約する重みを変更するものでおる。重みパ
ラメータを任意を与えて大型コンピュータによるシミュ
レーションを行ない、得られた吹出空気諸量の挙動から
重みパラメータを所定量変更してシミュレーションを繰
返し、最適な値を決定しておくことができる。その結果
最適フィードバックゲインEも定められる。
記の如く積分量を付加した最適レギュレータでは、評価
関数Jを最小とするような制御入力(ここでは空気調和
を行なう系の吹出空気の諸量)の求め方が明らかにされ
ており、最適フィードバックゲインもリカツチ方程式の
解と状態方程式(1)、出力方程式(2)のA、B、C
マトリックス及び評価関数に用いられる重みパラメータ
行列とから求められることがわかっている(前掲占地)
。ここで重みパラメータは当初任意に与えられるもので
あって、評価関数Jが空気調和を行なう系の吹出空気諸
量の挙動を制約する重みを変更するものでおる。重みパ
ラメータを任意を与えて大型コンピュータによるシミュ
レーションを行ない、得られた吹出空気諸量の挙動から
重みパラメータを所定量変更してシミュレーションを繰
返し、最適な値を決定しておくことができる。その結果
最適フィードバックゲインEも定められる。
従って、本発明の自動車用空気調和装置の空気調和制御
手段M4は、予めシステム同定等により決定された空気
調和を行なう系の動的モデルを用いて付加積分型最適レ
ギュレータとして構成され、その内部におけるオブザー
バのパラメータや最適フィードバックゲインEなどは、
全て、予めシミュレーションにより決定されているので
ある。
手段M4は、予めシステム同定等により決定された空気
調和を行なう系の動的モデルを用いて付加積分型最適レ
ギュレータとして構成され、その内部におけるオブザー
バのパラメータや最適フィードバックゲインEなどは、
全て、予めシミュレーションにより決定されているので
ある。
尚、以上の説明において状態変数量X(k)は空気調和
を行なう系の内部状態を表わす量として説明したが、こ
れは実際の物理量に対応した変数量、例えばブロアモー
タの回転数や開度等であってもよいし、既述したような
内気温度に直接関与する量として検線された諸量よりな
るベクi・ル最として設計することもできる。
を行なう系の内部状態を表わす量として説明したが、こ
れは実際の物理量に対応した変数量、例えばブロアモー
タの回転数や開度等であってもよいし、既述したような
内気温度に直接関与する量として検線された諸量よりな
るベクi・ル最として設計することもできる。
[作用]
上記構成を有する本発明の自動車用空気調和装置は、設
定された車室内の目標温度と内気温度検出手段M3によ
って検出された内気温度とに基づいて、付加積分型最適
レギュレータとして構成された空調制御手段M4により
、内気温度が目標温度となるよう最適フィードバック量
を求めて、吹出空気制御手段M2によって吹出空気の諸
量をフィードバック制御するよう働く。従って、内気温
度は、目標温度との偏差による単純なフィードバック制
御や予測制御によってコントロールされるのではなく、
吹出空気の状態を最適に制御することによって、目標温
度に近づけるような制御を行なうのである。
定された車室内の目標温度と内気温度検出手段M3によ
って検出された内気温度とに基づいて、付加積分型最適
レギュレータとして構成された空調制御手段M4により
、内気温度が目標温度となるよう最適フィードバック量
を求めて、吹出空気制御手段M2によって吹出空気の諸
量をフィードバック制御するよう働く。従って、内気温
度は、目標温度との偏差による単純なフィードバック制
御や予測制御によってコントロールされるのではなく、
吹出空気の状態を最適に制御することによって、目標温
度に近づけるような制御を行なうのである。
[実施例]
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。第2図は本発明実施例における自動車用空気調和装置
を表わす概略構成図、第3図は空気調和を行なう系の制
御モデルを示す制御系統図、第4図はシステム同定の説
明に用いるブロック線図、第5図は同じくそのシグナル
フロー線図、第6図はオブザーバの構成を示すブロック
線図、第7図は電子制御回路において実行される制御の
一例を示すフローチャート、であって、以下この順に説
明する。
。第2図は本発明実施例における自動車用空気調和装置
を表わす概略構成図、第3図は空気調和を行なう系の制
御モデルを示す制御系統図、第4図はシステム同定の説
明に用いるブロック線図、第5図は同じくそのシグナル
フロー線図、第6図はオブザーバの構成を示すブロック
線図、第7図は電子制御回路において実行される制御の
一例を示すフローチャート、であって、以下この順に説
明する。
第2図において、1はブロアモータ3.エバポレータ5
.ヒータコア7、エアミックスダンパ9等を中心にエア
ミックスタイプとして構成された空調ユニット、10は
内気温度TRを検出する内気温度センサ12.温度設定
器14等を備えた乗員室、20は空調ユニット1を制御
する電子制御回路、を各々示している。
.ヒータコア7、エアミックスダンパ9等を中心にエア
ミックスタイプとして構成された空調ユニット、10は
内気温度TRを検出する内気温度センサ12.温度設定
器14等を備えた乗員室、20は空調ユニット1を制御
する電子制御回路、を各々示している。
空調ユニット1では、ブロアモータ3によって内外気切
換ダンパ21を介して吸入された空気は、エバポレータ
5を通過することによって、一且冷却された後、その一
部はヒータコア7を通って再び加熱され、ヒータコア7
を通過しない空気と混合されて乗員室10内へ吹き出さ
れる。ヒータコア7を通過する空気と通過しない空気と
の比はエアミックスダンパ9の開度によって制御される
。
換ダンパ21を介して吸入された空気は、エバポレータ
5を通過することによって、一且冷却された後、その一
部はヒータコア7を通って再び加熱され、ヒータコア7
を通過しない空気と混合されて乗員室10内へ吹き出さ
れる。ヒータコア7を通過する空気と通過しない空気と
の比はエアミックスダンパ9の開度によって制御される
。
エバポレータ3は、コンプレッサ22と冷媒を循環する
管路を備え、電子制御回路20によってコンプレッサ2
2の能力を制御することにより、その冷却能力のコント
ロールが行なわれる構成となっている。図示しない車載
のエンジンを動力源とするコンプレッサ22の能力の制
御は、コンプレッサ22に内蔵され、コンプレッサ22
の高圧室と低圧室とを連通ずる通路の開口面積を制御す
るアクチュエータ(図示せず)によって行なわれる。
管路を備え、電子制御回路20によってコンプレッサ2
2の能力を制御することにより、その冷却能力のコント
ロールが行なわれる構成となっている。図示しない車載
のエンジンを動力源とするコンプレッサ22の能力の制
御は、コンプレッサ22に内蔵され、コンプレッサ22
の高圧室と低圧室とを連通ずる通路の開口面積を制御す
るアクチュエータ(図示せず)によって行なわれる。
電子制御回路20はこのアクチュエータの駆動電圧を制
御して冷却能力を制御するのであるが、以下、内蔵アク
チュエータの駆動電圧を、単にコンプレッサ22の駆動
信号(駆動電圧)と呼ぶことにする。
御して冷却能力を制御するのであるが、以下、内蔵アク
チュエータの駆動電圧を、単にコンプレッサ22の駆動
信号(駆動電圧)と呼ぶことにする。
ヒータコア7は図示しないエンジンの冷却水(温水)が
循環するように構成されており、エンジンの暖機が終了
した時点では一定の熱量がヒータコア7に供給されるこ
とになる。更に、エアミックスダンパ9はダンパアクチ
ュエータ24によってそのダンパ開度が制御される構成
となっている。
循環するように構成されており、エンジンの暖機が終了
した時点では一定の熱量がヒータコア7に供給されるこ
とになる。更に、エアミックスダンパ9はダンパアクチ
ュエータ24によってそのダンパ開度が制御される構成
となっている。
電子制御回路20は周知のCPU30.ROM32、R
AM34等を中心に、入力ポート36゜出力ボート38
等をコモンバス40で相互に接続し、論理演算回路とし
て構成されている。入力ポート36は、内気温度センサ
12から内気湿度TRを、温度設定器14から目標温度
TR*を、名聞に対応した電気信号として入力する。出
力ポート38は、ブロアモータ3を駆動する駆動信号V
B、コンプレッサ22の駆動信号VC、ダンパアクチュ
エータ24の駆動信号VD、等を各々出力する。
AM34等を中心に、入力ポート36゜出力ボート38
等をコモンバス40で相互に接続し、論理演算回路とし
て構成されている。入力ポート36は、内気温度センサ
12から内気湿度TRを、温度設定器14から目標温度
TR*を、名聞に対応した電気信号として入力する。出
力ポート38は、ブロアモータ3を駆動する駆動信号V
B、コンプレッサ22の駆動信号VC、ダンパアクチュ
エータ24の駆動信号VD、等を各々出力する。
電子制御回路20は、ROM32に予め記憶されたプロ
グラムに従って温度設定器14や内気温度センサ12等
から入力された信@(TR”、TR等)に基づき、ブロ
アモータ3.コンプレッサ22、ダンパアクチュエータ
24等を駆動信号(VB、VC,VD等)によりフィー
ドバック制御するが、この時、フィードバック制御に用
いられる制御モデルについて、次に説明する。特にシス
テム同定による状態方程式(1)、出力方程式(2)等
におけるベクトルA、B、Cの求め方やこれに基くオブ
ザーバの設計、フィードバックゲインFの求め方、等に
ついて実際に即して説明する。尚、第3図は制御系を示
す図であって、ハード的な構成を示すものではない。第
3図に示す制御系は、実際には第7図のフローチャート
に示した一連のプログラムの実行により実現されており
、離散系として実現されている。
グラムに従って温度設定器14や内気温度センサ12等
から入力された信@(TR”、TR等)に基づき、ブロ
アモータ3.コンプレッサ22、ダンパアクチュエータ
24等を駆動信号(VB、VC,VD等)によりフィー
ドバック制御するが、この時、フィードバック制御に用
いられる制御モデルについて、次に説明する。特にシス
テム同定による状態方程式(1)、出力方程式(2)等
におけるベクトルA、B、Cの求め方やこれに基くオブ
ザーバの設計、フィードバックゲインFの求め方、等に
ついて実際に即して説明する。尚、第3図は制御系を示
す図であって、ハード的な構成を示すものではない。第
3図に示す制御系は、実際には第7図のフローチャート
に示した一連のプログラムの実行により実現されており
、離散系として実現されている。
第3図に示すように、まず目標温度TRIは目標温度設
定部P1によって設定される。本実施例では温度設定器
14が目標温度設定部P1に相当する。積分器P2は目
標温度TR*と実際の内気温度TRとの偏差を累積して
、累積値ZTR(k )を求めるものである。
定部P1によって設定される。本実施例では温度設定器
14が目標温度設定部P1に相当する。積分器P2は目
標温度TR*と実際の内気温度TRとの偏差を累積して
、累積値ZTR(k )を求めるものである。
P3は、内気温度TRについて、定常的な空気調和が行
なわれている状態での内気温度TRaかからの摂動分を
抽出する摂動分抽山部を示している。これは、既述した
ように、非線形なモデルに対して線形の近似を行なう為
に、空気調和装置による空気調和の状態を、複数の定常
的な空調状態の近傍で線形な近似の成立する範囲の連続
とみなしてこの系に関する動的なモデルを構築したこと
によっている。従って、内気温度TRを、一且、予め定
めた最も近い定常状態からの摂動分δTR(=TR−T
Ra)として扱うのである。前記の積分器P2とオブザ
ーバP4とフィードバック量決定部P5とによって求め
られる空調ユニット1の運転条件、即ち吹出空気の諮問
を定めるブロアモータ3の駆動電圧VB、コンプレッサ
22の駆動電圧VC,エアミックスダンパ9の開度を決
定するダンパアクチュエータ24の駆動電圧VDも摂動
分δVB、δ■C2δVDとして扱われている。
なわれている状態での内気温度TRaかからの摂動分を
抽出する摂動分抽山部を示している。これは、既述した
ように、非線形なモデルに対して線形の近似を行なう為
に、空気調和装置による空気調和の状態を、複数の定常
的な空調状態の近傍で線形な近似の成立する範囲の連続
とみなしてこの系に関する動的なモデルを構築したこと
によっている。従って、内気温度TRを、一且、予め定
めた最も近い定常状態からの摂動分δTR(=TR−T
Ra)として扱うのである。前記の積分器P2とオブザ
ーバP4とフィードバック量決定部P5とによって求め
られる空調ユニット1の運転条件、即ち吹出空気の諮問
を定めるブロアモータ3の駆動電圧VB、コンプレッサ
22の駆動電圧VC,エアミックスダンパ9の開度を決
定するダンパアクチュエータ24の駆動電圧VDも摂動
分δVB、δ■C2δVDとして扱われている。
オブザーバP4は、内気温度の摂動分δTRと上記運転
条件の摂動分δVB、δ■C1δVDとから空気調和装
置の内部状態を表現する状態変数量X(k)を推定して
状態推定ff1X(k)を求めるものであり、この状態
推定量X(k)と上述の累積値ZTR(k )とに、フ
ィードバック量決定部P5において、最適フィードバッ
クゲイン「を積算シ、制wJ1(6V8.6VC,6v
D)を求めるのである。この制御用の組(δVB、δ■
C1δVD)は摂動分抽山部P3によって選ばれた定常
的な運転状態に対応した運転条件からの摂動分なので、
これに基準設定値加算部P6によりこの定常的な運転条
件に対応した基準設定値VBa。
条件の摂動分δVB、δ■C1δVDとから空気調和装
置の内部状態を表現する状態変数量X(k)を推定して
状態推定ff1X(k)を求めるものであり、この状態
推定量X(k)と上述の累積値ZTR(k )とに、フ
ィードバック量決定部P5において、最適フィードバッ
クゲイン「を積算シ、制wJ1(6V8.6VC,6v
D)を求めるのである。この制御用の組(δVB、δ■
C1δVD)は摂動分抽山部P3によって選ばれた定常
的な運転状態に対応した運転条件からの摂動分なので、
これに基準設定値加算部P6によりこの定常的な運転条
件に対応した基準設定値VBa。
VCa、VDaを加えて、空気調和装置に対する運転条
件の諸量、VB、VC,VDを定めるのである。
件の諸量、VB、VC,VDを定めるのである。
以上、簡単にこの制御系の構成について説明したが、空
気調和装置の運転条件として、ブロアモータの駆動電圧
VB、コンプレッサの駆動電圧VC,ダンパアクチュエ
ータの駆動電圧VDを実施例として取上げたのは、これ
らの諸量がエアミックスタイプの空調ユニット1を有す
る自動車用空気調和装置では、内気温度TRの制御に関
する基本的な最であることによっている。従って本実施
例では、空気調和装置を3人力1出力の多元系として捕
えた。自動車用空気調和装置がリヒートタイプであれば
、ヒータコアに循環する温水の流量を可変するウォータ
バルブの制御を入力のひとつに代置するなど、必要に応
じて他の多元系の制御モデルをたてればよい。
気調和装置の運転条件として、ブロアモータの駆動電圧
VB、コンプレッサの駆動電圧VC,ダンパアクチュエ
ータの駆動電圧VDを実施例として取上げたのは、これ
らの諸量がエアミックスタイプの空調ユニット1を有す
る自動車用空気調和装置では、内気温度TRの制御に関
する基本的な最であることによっている。従って本実施
例では、空気調和装置を3人力1出力の多元系として捕
えた。自動車用空気調和装置がリヒートタイプであれば
、ヒータコアに循環する温水の流量を可変するウォータ
バルブの制御を入力のひとつに代置するなど、必要に応
じて他の多元系の制御モデルをたてればよい。
以上、自動車用空気調和装置のハード的な構成とこの出
力の制御を行なうものとして3人力1出力の系を取り上
げた場合の制御系の構成について説明した。そこで、次
に実際のシステム同定による動的モデルの構築、オブザ
ーバP4の設計、最適フィードバックゲイン「の与え方
について説明する。
力の制御を行なうものとして3人力1出力の系を取り上
げた場合の制御系の構成について説明した。そこで、次
に実際のシステム同定による動的モデルの構築、オブザ
ーバP4の設計、最適フィードバックゲイン「の与え方
について説明する。
まず自動車用空気調和装置の動的なモデルを構築する。
第4図は3人力1出力の系として定常運転されている空
気調和装置の系を伝達関数G1(2)〜G3(z)によ
り書き表わした図である。
気調和装置の系を伝達関数G1(2)〜G3(z)によ
り書き表わした図である。
尚、lは入出力信号のサンプル値の2変換を示し、Gl
(z)〜G3(z)は適当な次数をもつものとする。従
って、全体の伝達関数行列G(z)は、G (z )
= [G1(z) G2(z) G3(z)]で表
わされる。
(z)〜G3(z)は適当な次数をもつものとする。従
って、全体の伝達関数行列G(z)は、G (z )
= [G1(z) G2(z) G3(z)]で表
わされる。
本実施例の空気調和装置のように、その制御系が3人力
1出力の系であり、入出力の諸量に干渉が存在するよう
な場合には、物理的なモデルを定めることが極めて困難
となる。このような場合には、システム同定と呼ばれる
一種のシミュレーションにより伝達関数を求めることが
できる。
1出力の系であり、入出力の諸量に干渉が存在するよう
な場合には、物理的なモデルを定めることが極めて困難
となる。このような場合には、システム同定と呼ばれる
一種のシミュレーションにより伝達関数を求めることが
できる。
システム同定の手法は、例えば相良節夫他著、「システ
ム同定」 (昭和56年)社団法人計測自動制御学会等
に詳解されているが、ここでは最小2乗法により同定す
る。
ム同定」 (昭和56年)社団法人計測自動制御学会等
に詳解されているが、ここでは最小2乗法により同定す
る。
空気調和装置を所定の状態で定常運転し、コンプレッサ
22とダンパアクチュエータ24の駆動電圧の変化分δ
vC1δVDを共にOとして、ブロアモータ3の駆動電
圧の変化分δVBを適当な試験信号により制御する。こ
の時の入力δVBと、出力としての内気温度の変化分δ
TRのデータをN回に亘ってサンプリングする。これを
入力のデータ系列(u(i))−1δVBi)、出力の
データ系列(y(i>)=(δTRi )(但し、i=
1.2,3.・・・N)と表わす。この時、系は1人力
1出力とみなすことができ、系の伝達関数01(z)は
、 Gl (z ) −B (z ’ )/A (z−’
) ・(3)即ち、 Gl(z) = (bo +bl−z−1+−+bnz−n>/(1
+a1 −z −1+a2−z−2+・+an −z−
” )・・・(4) で求められる。尚、ここで、2″lは単位推移演算子で
あって、z−1−x (k )=x (k−1)を意味
している。
22とダンパアクチュエータ24の駆動電圧の変化分δ
vC1δVDを共にOとして、ブロアモータ3の駆動電
圧の変化分δVBを適当な試験信号により制御する。こ
の時の入力δVBと、出力としての内気温度の変化分δ
TRのデータをN回に亘ってサンプリングする。これを
入力のデータ系列(u(i))−1δVBi)、出力の
データ系列(y(i>)=(δTRi )(但し、i=
1.2,3.・・・N)と表わす。この時、系は1人力
1出力とみなすことができ、系の伝達関数01(z)は
、 Gl (z ) −B (z ’ )/A (z−’
) ・(3)即ち、 Gl(z) = (bo +bl−z−1+−+bnz−n>/(1
+a1 −z −1+a2−z−2+・+an −z−
” )・・・(4) で求められる。尚、ここで、2″lは単位推移演算子で
あって、z−1−x (k )=x (k−1)を意味
している。
入出力のデータ系列(LJ (i >)、 (V(i
))から式(4)のパラメータat 〜an 、 b
O−bnを定めれば系の伝達関数Gl(z)が求められ
る。最小2乗法によるシステム同定では、このパ+an
−”y (k−n ) ) −(bO−u (k )
+b1 ・u (k−1)+・・・ +bn −u (k−n ) ) ]2・・・(5) が最小となるよう定める。本実施例ではn=1として、
各パラメータを求めた。この場合、系のシグナルフロー
線図は第5図のようになり、状態変数量とbT[xl
(k) x2 (k)]”をとって、その状態・
出力方程式は、 xl (k−1) =z−xi(k) =−al −xl (k )+bl −u (k
)・・・(6) y(k )=X1 (k ) ・・・
(7)と表わせられる。従って、1人力1出力の系とみ
なした場合のシステムパラメータA、B、Cを各々A1
−、 IBl ′、 CI −とすれば、となる。
))から式(4)のパラメータat 〜an 、 b
O−bnを定めれば系の伝達関数Gl(z)が求められ
る。最小2乗法によるシステム同定では、このパ+an
−”y (k−n ) ) −(bO−u (k )
+b1 ・u (k−1)+・・・ +bn −u (k−n ) ) ]2・・・(5) が最小となるよう定める。本実施例ではn=1として、
各パラメータを求めた。この場合、系のシグナルフロー
線図は第5図のようになり、状態変数量とbT[xl
(k) x2 (k)]”をとって、その状態・
出力方程式は、 xl (k−1) =z−xi(k) =−al −xl (k )+bl −u (k
)・・・(6) y(k )=X1 (k ) ・・・
(7)と表わせられる。従って、1人力1出力の系とみ
なした場合のシステムパラメータA、B、Cを各々A1
−、 IBl ′、 CI −とすれば、となる。
同様の手法により、伝達関数G2(z>、G3(2)及
び各々についてのシステムパラメータA2 =、A3−
、 B2 ”、 B3 ”、 C2=、 C3”が求め
られる。そこでこれらのシステムパラメータから元の3
人力1出力の多元系のシステムパラメータ、即ち状態方
程式(1)、出力方程式(2)のベクトルA、B、Cを
定めることができる。
び各々についてのシステムパラメータA2 =、A3−
、 B2 ”、 B3 ”、 C2=、 C3”が求め
られる。そこでこれらのシステムパラメータから元の3
人力1出力の多元系のシステムパラメータ、即ち状態方
程式(1)、出力方程式(2)のベクトルA、B、Cを
定めることができる。
こうして本実施例の動的なモデルがシステム同定により
求められたが、この、動的なモデルは、空気調和装置が
所定の状態で運転されている時、この状態の近傍では線
形の近似が成立つという形で定められる。従って、定常
的な複数の空気調和の状態に関して、上記の手法で伝達
関数Gl(Z)ないしG3(Z)が各々求められ、各々
の状態方程式(1)、出力方程式(2)、即ちベクトル
A。
求められたが、この、動的なモデルは、空気調和装置が
所定の状態で運転されている時、この状態の近傍では線
形の近似が成立つという形で定められる。従って、定常
的な複数の空気調和の状態に関して、上記の手法で伝達
関数Gl(Z)ないしG3(Z)が各々求められ、各々
の状態方程式(1)、出力方程式(2)、即ちベクトル
A。
[3,Icが求められ、その入出力の関係は摂動分δの
間に成立することになる。
間に成立することになる。
次にオブザーバP4の設計方法について説明する。オブ
ザーバの設計にはゴピナスの設計法などがあって、古田
勝久・佐野昭共著「基礎システム理論」 (昭和53年
)コロナ社等々に詳しいが、本実施例では最小次限オブ
ザーバとして設計する。
ザーバの設計にはゴピナスの設計法などがあって、古田
勝久・佐野昭共著「基礎システム理論」 (昭和53年
)コロナ社等々に詳しいが、本実施例では最小次限オブ
ザーバとして設計する。
オブザーバP4は空気調和の行なわれた内気温度の摂動
分(δTR>と運転条件の諸量の摂動分(δVB、δV
C9δVD)とから空気調和装置の内部の状態変数fi
X(k)を推定するものであるが、オブザーバP4によ
って求められた状態推定ff1X (k )を、この系
の制御において、実際の状態変数量X(k)として扱う
ことができるという根拠は次の点におる。今、オブザー
バP4の出力X(k)を状態方程式(1)、出力方程式
(2)に基いて次式(9)のように構成したとする。
分(δTR>と運転条件の諸量の摂動分(δVB、δV
C9δVD)とから空気調和装置の内部の状態変数fi
X(k)を推定するものであるが、オブザーバP4によ
って求められた状態推定ff1X (k )を、この系
の制御において、実際の状態変数量X(k)として扱う
ことができるという根拠は次の点におる。今、オブザー
バP4の出力X(k)を状態方程式(1)、出力方程式
(2)に基いて次式(9)のように構成したとする。
X (k > = (A−L−C)−X (k−1)十
IB−14(k−1>+L−V (k−1>・・・(9
) 式(9)において「は任意に与えられる行列である。式
<I)、(2)、(9)より変形すると、[X (k
)−X (k ) 1 = (A−L−C)[X (k−1>−X (k−1)
]・・・(A1) を得る。従って(A−「・C)なる行列の固有値が単位
円内にある様に行列「を選択すればl(−+o。
IB−14(k−1>+L−V (k−1>・・・(9
) 式(9)において「は任意に与えられる行列である。式
<I)、(2)、(9)より変形すると、[X (k
)−X (k ) 1 = (A−L−C)[X (k−1>−X (k−1)
]・・・(A1) を得る。従って(A−「・C)なる行列の固有値が単位
円内にある様に行列「を選択すればl(−+o。
でX(k)→X(k)となり、制御対象の内部の状態変
数量X(k)を入力制御ベクトルu (k )(即ちブ
ロアモータ3等の駆動電圧[VB (k )VC(k
) V[) (k ) ] ) ト出力ヘクトルV(
k) (即ちここではスカラ量y (k )としての内
気温度TR(k ) )との過去からの系列U(*)、
l*)を用いて正しく推定することができる。
数量X(k)を入力制御ベクトルu (k )(即ちブ
ロアモータ3等の駆動電圧[VB (k )VC(k
) V[) (k ) ] ) ト出力ヘクトルV(
k) (即ちここではスカラ量y (k )としての内
気温度TR(k ) )との過去からの系列U(*)、
l*)を用いて正しく推定することができる。
第6図は最小次元オブザーバの構成を示すブロック線図
である。オブザーバをこのように構成し、オブザーバ内
部の状態変数量をW(k)と措定すれば、 W(k )=P−W(k−1)−+−M−y (k−1
>十J−u (k−1) ・・・(11)X(
k−1)−C−W(k−1)+[)−y(k−1>・・
・(12) として状態推定量X(k−1)が求められることが諒解
されよう。ベクトルJは、特定の条件のもとでは任意に
選択でき、X(k)→X(k)に収束させる速さを変更
できる。ここでは、ベクトルJ。
である。オブザーバをこのように構成し、オブザーバ内
部の状態変数量をW(k)と措定すれば、 W(k )=P−W(k−1)−+−M−y (k−1
>十J−u (k−1) ・・・(11)X(
k−1)−C−W(k−1)+[)−y(k−1>・・
・(12) として状態推定量X(k−1)が求められることが諒解
されよう。ベクトルJは、特定の条件のもとでは任意に
選択でき、X(k)→X(k)に収束させる速さを変更
できる。ここでは、ベクトルJ。
Mを統合するベクトルをあらためてベクトルMとして、
式(11)を、 W (k ) =P−W (k−1) 十M−[y (k−1) u (k−1> ] T・
・・(13) としておく。
式(11)を、 W (k ) =P−W (k−1) 十M−[y (k−1) u (k−1> ] T・
・・(13) としておく。
既に述べたように、こうした最小次元オブザーバの具体
的な設計法はゴピナスの設計法などが知られており、本
実施例ではこれを用いて、空気調和装置のある定常的な
運転状態について、を得た。
的な設計法はゴピナスの設計法などが知られており、本
実施例ではこれを用いて、空気調和装置のある定常的な
運転状態について、を得た。
ここでは、オブザーバによって求められる状態推定ff
1X(k)、即ち空気調和装置の内部状態を表わす変数
として、δTB(k)、δT’C(k)。
1X(k)、即ち空気調和装置の内部状態を表わす変数
として、δTB(k)、δT’C(k)。
δTD (k )考えている。δTB (k )は、ブ
ロアモータ3の吹出風量を制御する駆動電圧VBによっ
て影響を受ける車室内実温度の摂動弁を、δTC(k
)は、同様にコンプレッサ22の駆動電圧VCによって
影響をうける車室内実温度の摂動弁を、δTD (k
)は、同じくダンパアクチュエータ24によって影響を
うける車室内実温度の摂動弁を、各々意味している。即
ち、状態推定量X(k )は、 X(k)= [δTB (k ’) δTC(k ) δTD
(k ) ]・・・(18) として表わされる。
ロアモータ3の吹出風量を制御する駆動電圧VBによっ
て影響を受ける車室内実温度の摂動弁を、δTC(k
)は、同様にコンプレッサ22の駆動電圧VCによって
影響をうける車室内実温度の摂動弁を、δTD (k
)は、同じくダンパアクチュエータ24によって影響を
うける車室内実温度の摂動弁を、各々意味している。即
ち、状態推定量X(k )は、 X(k)= [δTB (k ’) δTC(k ) δTD
(k ) ]・・・(18) として表わされる。
次に最適フィードバックゲイン「の求め方について説明
するが、最適フィードバックゲインEを求める手法は、
例えば[線形システム制御理論」(前掲書)等に詳しい
ので、ここでは詳解は略して結果のみを示しておく。
するが、最適フィードバックゲインEを求める手法は、
例えば[線形システム制御理論」(前掲書)等に詳しい
ので、ここでは詳解は略して結果のみを示しておく。
空調ユニット1の制御人力u(k)=[VB(k)
VC(k> VD(k)]”とそ17)出力y (k
)=TR(k )とについて、ある定常点のまわりで
、 δu (k )=u (k ) −u (k−1>δV
(k >=y(k )−V (k−1>とし、次の評
価関数Jを最小にする最適制御入力、即ち運転条件u”
(k )を求めることが空気調和装置の制御系に関す
る付加積分型最適レギュレータとしての制御問題を解く
ことになる。
VC(k> VD(k)]”とそ17)出力y (k
)=TR(k )とについて、ある定常点のまわりで
、 δu (k )=u (k ) −u (k−1>δV
(k >=y(k )−V (k−1>とし、次の評
価関数Jを最小にする最適制御入力、即ち運転条件u”
(k )を求めることが空気調和装置の制御系に関す
る付加積分型最適レギュレータとしての制御問題を解く
ことになる。
J=Σ[δ%!” (k ) ”O’δv (k )
十δIJ”(k)−1R−δu(k)]・・・(19) 尚、ここでC)、 IRは重みパラメータ行列を、kは
制御開始時点をOとするサンプル回数を、各々示してお
り、式(19)右辺はC)、 IRを対角行列とする所
謂2次形式表現である。
十δIJ”(k)−1R−δu(k)]・・・(19) 尚、ここでC)、 IRは重みパラメータ行列を、kは
制御開始時点をOとするサンプル回数を、各々示してお
り、式(19)右辺はC)、 IRを対角行列とする所
謂2次形式表現である。
この時、最適なフィードバックゲイン「はF=−(lR
+[BT −P−IB>−1・IB”−P・ム・・・
(20) として求められる。尚、式(20)におけるム。
+[BT −P−IB>−1・IB”−P・ム・・・
(20) として求められる。尚、式(20)におけるム。
Bは各々、
であり、Pはリカツチ方程式
%式%(1
の解である。尚、ここで式(19)の評価関数Jの意味
は空気調和装置に対する制御入力としての運転条件の諸
1u (k )= [VB (k ) VC(k)
VD(k)]の動きを制約しつつ、制御出力y(k)
、ここでは内気温度TR(k )の目標値TR(k)*
からの偏差を最小にしようと意図したものである。運転
条件の諸量u (k )に対する制約の重み付けは、重
みパラメータ行列Q。
は空気調和装置に対する制御入力としての運転条件の諸
1u (k )= [VB (k ) VC(k)
VD(k)]の動きを制約しつつ、制御出力y(k)
、ここでは内気温度TR(k )の目標値TR(k)*
からの偏差を最小にしようと意図したものである。運転
条件の諸量u (k )に対する制約の重み付けは、重
みパラメータ行列Q。
Rの値によって変更することができる。従って、すでに
求めておいた空気調和装置の動的なモデル、即ち行列A
、 IB、 C(ここではA、B、で)を用い、任意の
重みパラメータ行列G、IRを選択して式(23)を解
いてPを求め、式(20)により最適フィードバックゲ
イン「を求めれば、状態変数量X(k)は状態推定量X
(k)として式(12)、(13)より求められるので
、 IJ(k)=F・[X (k ) ZTR(k )
]7丁・・(24) により空気調和装置にとっての制御人力u (k )を
求めることができる。重みパラメータ行列Q。
求めておいた空気調和装置の動的なモデル、即ち行列A
、 IB、 C(ここではA、B、で)を用い、任意の
重みパラメータ行列G、IRを選択して式(23)を解
いてPを求め、式(20)により最適フィードバックゲ
イン「を求めれば、状態変数量X(k)は状態推定量X
(k)として式(12)、(13)より求められるので
、 IJ(k)=F・[X (k ) ZTR(k )
]7丁・・(24) により空気調和装置にとっての制御人力u (k )を
求めることができる。重みパラメータ行列Q。
Rを変えて最適な制御特性が得られるまで以上のシミュ
レーションを繰返すことによって、最適フィードバック
ゲイン「が、 のように求められた。
レーションを繰返すことによって、最適フィードバック
ゲイン「が、 のように求められた。
以上、最小2乗法によるシステム同定により空気調和装
置の制御系の動的モデルの構築、最小次元のオブザーバ
の設計、最適フィードバックゲイン「の算出について説
明したが、これら、オブザーバ内の各パラメータP、M
、C,I)や最適フィードバックゲインE等は予め求め
ておき、電子制御回路20の内部ではその結果のみを用
いて実際の制御を行なうのである。
置の制御系の動的モデルの構築、最小次元のオブザーバ
の設計、最適フィードバックゲイン「の算出について説
明したが、これら、オブザーバ内の各パラメータP、M
、C,I)や最適フィードバックゲインE等は予め求め
ておき、電子制御回路20の内部ではその結果のみを用
いて実際の制御を行なうのである。
そこで、次に、第7図のフローチャートに随って電子制
御回路20が実際に行なう制御について説明する。尚、
以下の説明では現実の処理において扱われている量を添
字(k )付で、前回に扱われた量を添字(k−1)付
で表わすことにする。
御回路20が実際に行なう制御について説明する。尚、
以下の説明では現実の処理において扱われている量を添
字(k )付で、前回に扱われた量を添字(k−1)付
で表わすことにする。
CPU30は空気調和装置が起動された俊、CPU30
の内部レジスタのクリアや制御初0期値の設定などの初
期化の処理をステップ100にて行なった後、予めRO
M32内に格納された手順に従い、後述するステップ1
10ないしステップ230の処理を繰返し実行する。こ
の車室内温度制御ルーチンでは予めROM32内に格納
された上述のP、M、C,[)、Fの値が用いられる。
の内部レジスタのクリアや制御初0期値の設定などの初
期化の処理をステップ100にて行なった後、予めRO
M32内に格納された手順に従い、後述するステップ1
10ないしステップ230の処理を繰返し実行する。こ
の車室内温度制御ルーチンでは予めROM32内に格納
された上述のP、M、C,[)、Fの値が用いられる。
まず、ステップ110では、内気温度センサ12の出力
信号を入力ポート36を介して入力し、車室内の温度、
即ち内気温度TR(k )の読み込みを行なう。ステッ
プ120では、同様に温度設定器14の出力信号を入力
して、目標温度TRI(k )を読み込む処理を行なう
。
信号を入力ポート36を介して入力し、車室内の温度、
即ち内気温度TR(k )の読み込みを行なう。ステッ
プ120では、同様に温度設定器14の出力信号を入力
して、目標温度TRI(k )を読み込む処理を行なう
。
続くステップ130では、ステップ110で読み込んだ
内気温度TR(k )とステップ120で読み込んだ目
標温度TR” (k )との偏差をe(k)=TR本
(k ) −TR(k )として求め、次のステップ1
40では、この偏差e (k )の過去からの累積値Z
TR(k )を求める処理が行なわれる。即ち、第7図
の処理の繰返し時間を王として、 ZTR(k )=Z (k−1>+T−e (k )・
・・(26) により累積値ZTR(k )を求めるのである。以上の
ステップ130,140が第3図の積分器P2に相当す
る。
内気温度TR(k )とステップ120で読み込んだ目
標温度TR” (k )との偏差をe(k)=TR本
(k ) −TR(k )として求め、次のステップ1
40では、この偏差e (k )の過去からの累積値Z
TR(k )を求める処理が行なわれる。即ち、第7図
の処理の繰返し時間を王として、 ZTR(k )=Z (k−1>+T−e (k )・
・・(26) により累積値ZTR(k )を求めるのである。以上の
ステップ130,140が第3図の積分器P2に相当す
る。
続くステップ150では、ステップ110で読み込んだ
内気温度TR(k )から、空気調和装置の動的なモデ
ルを構築した際、線形近似が成立つ範囲として取上げた
定常的な空気調和装置の運転状態のうちで最も近い状態
(以下、これを定常点TRa、VBa、VCa、VDa
と呼ぶ)を求める処理を行なう。ステップ160では、
ステップ110で読み込んだ内気温度TR(k )につ
いて、ステップ150で定めた定常点からの摂動弁δT
R(k )を求める処理を行なう。尚、この摂動弁に関
しては、δTR(k−1>を初めとして、前回本制御ル
ーチンが実行された際の値が保存させているものとする
。このステップ150.160の処理が第3図の摂動分
抽山部P3に相当する。
内気温度TR(k )から、空気調和装置の動的なモデ
ルを構築した際、線形近似が成立つ範囲として取上げた
定常的な空気調和装置の運転状態のうちで最も近い状態
(以下、これを定常点TRa、VBa、VCa、VDa
と呼ぶ)を求める処理を行なう。ステップ160では、
ステップ110で読み込んだ内気温度TR(k )につ
いて、ステップ150で定めた定常点からの摂動弁δT
R(k )を求める処理を行なう。尚、この摂動弁に関
しては、δTR(k−1>を初めとして、前回本制御ル
ーチンが実行された際の値が保存させているものとする
。このステップ150.160の処理が第3図の摂動分
抽山部P3に相当する。
続くステップ170では、現在の空気調和装置の運転状
態に対応したオブザーバ内のパラメータP、M、C,I
)や最適フィードバックゲインF等を選択する処理を行
なう。
態に対応したオブザーバ内のパラメータP、M、C,I
)や最適フィードバックゲインF等を選択する処理を行
なう。
続くステップ180.ステップ190は状態推定量X(
k)を算出する処理であって、式(12)%式%() δTD(k)]”が求められる。即ち、オブザーバ内の
変数W(k)=[Wl (k) W2 (k)]
7を用いて、ステップ180では、Wl(k)。
k)を算出する処理であって、式(12)%式%() δTD(k)]”が求められる。即ち、オブザーバ内の
変数W(k)=[Wl (k) W2 (k)]
7を用いて、ステップ180では、Wl(k)。
W2(k)を、
Wl(k)=
Pll・Wl (k−1>+P12・W2 (k−1
”)十M11・δVB (k−1> 十M12・δVC
(k−1>十M 13−δVD (k−1> 十M14
−δTR(k−1”)W2(k)= P21・Wl (k−1)+P22・W2 (k−
1>+M21−δVB (k−1> +M22.6VC
(k−1>十M23・δVD (k−1) +”M24
・δTR(k−1)として求め、続くステップ190で
はステップ180の結果を用いて、状態推定量を δTB (k ) =W1 (k ) +D1 ・δTR(k )δT
C(k ) =W2 (k ) +D2・δTR(k )δTD
(k ) =δTR(k )−δTB (k )−δTC(k )
として求める処理が行なわれる。ここでステップ180
で用いられたδVB (k−1> 、δVC(k−1)
、δVD (k−1) 、δTR(k−1)等は、上述
したように、前回、本制御ルーチンが実行された時の値
である。また、状態推定IX(k)のひとつであるδT
D (k ) 、即ちエアミックスダンパ9の開度を制
御するダンパアクチュエータ24駆動電圧の摂動弁δV
D (k )によって内気温度の摂動弁δTR(k )
に影響を与える温度の摂動弁δTD (k )を、δT
R(k )−δTB (k )−δTC(k )として
求めているのは、内気温度の摂動弁δTR(k ”)が
測定されている(ステップ160)ことから、処理速度
の向上を考慮して計算の容易化を図ったものである。
”)十M11・δVB (k−1> 十M12・δVC
(k−1>十M 13−δVD (k−1> 十M14
−δTR(k−1”)W2(k)= P21・Wl (k−1)+P22・W2 (k−
1>+M21−δVB (k−1> +M22.6VC
(k−1>十M23・δVD (k−1) +”M24
・δTR(k−1)として求め、続くステップ190で
はステップ180の結果を用いて、状態推定量を δTB (k ) =W1 (k ) +D1 ・δTR(k )δT
C(k ) =W2 (k ) +D2・δTR(k )δTD
(k ) =δTR(k )−δTB (k )−δTC(k )
として求める処理が行なわれる。ここでステップ180
で用いられたδVB (k−1> 、δVC(k−1)
、δVD (k−1) 、δTR(k−1)等は、上述
したように、前回、本制御ルーチンが実行された時の値
である。また、状態推定IX(k)のひとつであるδT
D (k ) 、即ちエアミックスダンパ9の開度を制
御するダンパアクチュエータ24駆動電圧の摂動弁δV
D (k )によって内気温度の摂動弁δTR(k )
に影響を与える温度の摂動弁δTD (k )を、δT
R(k )−δTB (k )−δTC(k )として
求めているのは、内気温度の摂動弁δTR(k ”)が
測定されている(ステップ160)ことから、処理速度
の向上を考慮して計算の容易化を図ったものである。
続くステップ200では、ステップ180.ステップ1
90の処理によって求めた状態推定量X(k)=[δT
B (k ) δTC(k ’) δTD(k)]
”と、ステップ140で求めておいた累積値ZTR(k
)とから、最適フィードバックゲイン「を用いて、ブ
ロアモータ3の駆動電圧の摂動弁δVB(k)、コンプ
レッサ22の駆動電圧の摂動弁δVC(k)、ダンパア
クチュエータ24の駆動電圧の摂動弁δVD (k )
を求める処理が行なわれる。第7図ステップ200に示
した数式をベクトル表現とすれば、 [δVB(k) δVC(k) δVD(k)]”
=「・[δTB (k ) δ丁C(k)δTD (
k ) δTR(k)]”である。これが、第3図の
フィードバック量決定部P5に相当する処理である。
90の処理によって求めた状態推定量X(k)=[δT
B (k ) δTC(k ’) δTD(k)]
”と、ステップ140で求めておいた累積値ZTR(k
)とから、最適フィードバックゲイン「を用いて、ブ
ロアモータ3の駆動電圧の摂動弁δVB(k)、コンプ
レッサ22の駆動電圧の摂動弁δVC(k)、ダンパア
クチュエータ24の駆動電圧の摂動弁δVD (k )
を求める処理が行なわれる。第7図ステップ200に示
した数式をベクトル表現とすれば、 [δVB(k) δVC(k) δVD(k)]”
=「・[δTB (k ) δ丁C(k)δTD (
k ) δTR(k)]”である。これが、第3図の
フィードバック量決定部P5に相当する処理である。
続くステップ210では、ステップ200で求めた各駆
動電圧の摂動弁δVB(k)、δvC(k)、δVD
(k )に定常点での値VBa、VCa、VDaを加え
て、実際の駆動電圧VB (k )、 VC(k )
、 VD (k ) ヲ求?l)ル処理’)l”rすり
れる。これが第3図の基準値加算部P6に相当する処理
である。
動電圧の摂動弁δVB(k)、δvC(k)、δVD
(k )に定常点での値VBa、VCa、VDaを加え
て、実際の駆動電圧VB (k )、 VC(k )
、 VD (k ) ヲ求?l)ル処理’)l”rすり
れる。これが第3図の基準値加算部P6に相当する処理
である。
続くステップ220ではステップ210で求めた各駆動
電圧VB (k >、 vc (k >、 vo (k
)を、出力ポート38を介して、ブロアモータ3゜コ
ンプレッサ22.ダンパアクチュエータ24の各々に出
力する制御を行なう。ステップ230ではサンプリング
・演算・制御の回数を示している添字にの値を1だけイ
ンクリメント(更新)し、ステップ110へ戻って、上
述のステップ110ないし230の処理を再び繰返す。
電圧VB (k >、 vc (k >、 vo (k
)を、出力ポート38を介して、ブロアモータ3゜コ
ンプレッサ22.ダンパアクチュエータ24の各々に出
力する制御を行なう。ステップ230ではサンプリング
・演算・制御の回数を示している添字にの値を1だけイ
ンクリメント(更新)し、ステップ110へ戻って、上
述のステップ110ないし230の処理を再び繰返す。
以上のように構成された本制御ルーチンに依って行なっ
た制御例について、第8図に従来の単純なフィードバッ
ク制御例と比較して示した。制御例として、空気調和を
行なって内気温度が15℃にて熱平衡にある状態から、
車室内温度の目標温度が20’C1即ち+5°Cだけ変
更されて、設定された場合を取上げた。この目標温度の
変更を第8図では一点鎖線Pで示したが、これに対する
内気温度の変化を内気温度センサ12の出力信号に基い
てプロットしたのが実線G、破線Fである。実線Gは本
実施例による内気温度の制御例を、破線Fは従来の制御
による制御例を、各々示している。
た制御例について、第8図に従来の単純なフィードバッ
ク制御例と比較して示した。制御例として、空気調和を
行なって内気温度が15℃にて熱平衡にある状態から、
車室内温度の目標温度が20’C1即ち+5°Cだけ変
更されて、設定された場合を取上げた。この目標温度の
変更を第8図では一点鎖線Pで示したが、これに対する
内気温度の変化を内気温度センサ12の出力信号に基い
てプロットしたのが実線G、破線Fである。実線Gは本
実施例による内気温度の制御例を、破線Fは従来の制御
による制御例を、各々示している。
第8図から明白なように、本実施例によれば、従来の制
御より速い応答性(立ち上がり)を実現した上で、オー
バーシュート、アンダーシュートもほとんどなく、内気
温度を目標温度にすることができている。空気調和を行
なっている系が安定する時間で比較すれば、本実施例で
は、立ち上がりが速いにもかかわらず1桁以上の改善を
実現していることがわかる。これにより、車室内の温度
を応答性良く目標温度に制御できるばかりか、ブロアモ
ータ3.コンプレッサ22.ダンパアクチュエータ24
を最適に制御するので、無駄なエネルギを消費すること
がなく、省燃費でしかもコンプレッサ22をオン−オフ
制御しないことから内燃機関の出力トルクの変動も低減
することができる。
御より速い応答性(立ち上がり)を実現した上で、オー
バーシュート、アンダーシュートもほとんどなく、内気
温度を目標温度にすることができている。空気調和を行
なっている系が安定する時間で比較すれば、本実施例で
は、立ち上がりが速いにもかかわらず1桁以上の改善を
実現していることがわかる。これにより、車室内の温度
を応答性良く目標温度に制御できるばかりか、ブロアモ
ータ3.コンプレッサ22.ダンパアクチュエータ24
を最適に制御するので、無駄なエネルギを消費すること
がなく、省燃費でしかもコンプレッサ22をオン−オフ
制御しないことから内燃機関の出力トルクの変動も低減
することができる。
これは、本実施例の制御では、熱平衡を予測した単純な
フィードバック制御に替えて、電子制御回路20による
制御装置を付加積分型最適レギュレータとして構成し、
即ら制御対象である空気調和を行なう系のモデルをシス
テム同定によって実験的に解析して、制御対象の状態、
即ち未来への影響を予測するために必要十分な系の過去
の回層に関する情報を推定し、これを用いて制御を行な
うよう構成したことによっている。
フィードバック制御に替えて、電子制御回路20による
制御装置を付加積分型最適レギュレータとして構成し、
即ら制御対象である空気調和を行なう系のモデルをシス
テム同定によって実験的に解析して、制御対象の状態、
即ち未来への影響を予測するために必要十分な系の過去
の回層に関する情報を推定し、これを用いて制御を行な
うよう構成したことによっている。
又、本実施例の自動車用空気調和装置は内気温度を制御
する電子制御回路20におけるフィードバックゲインの
設計が極めて論理的になされ、これを最適に定めている
。従って、従来の制御装置のように設計者の経験等に基
づいて設訂し、必要に応じて実際に調整を行ない、適切
と思われるフィードバックゲインを設定してゆくといっ
た手間を必要とせず、設計・開発工数やコストを低減す
ることができる。
する電子制御回路20におけるフィードバックゲインの
設計が極めて論理的になされ、これを最適に定めている
。従って、従来の制御装置のように設計者の経験等に基
づいて設訂し、必要に応じて実際に調整を行ない、適切
と思われるフィードバックゲインを設定してゆくといっ
た手間を必要とせず、設計・開発工数やコストを低減す
ることができる。
以上本発明の一実施例について説明したが、本発明はこ
の実施例に何等限定されるものではなく、リヒー1−タ
イプの空気調和装置に適用したり、状態変数X(k)と
して他の変数を用いるなど、本発明の要旨を逸脱しない
範囲において、種々の態様で実施しえることは勿論であ
る。
の実施例に何等限定されるものではなく、リヒー1−タ
イプの空気調和装置に適用したり、状態変数X(k)と
して他の変数を用いるなど、本発明の要旨を逸脱しない
範囲において、種々の態様で実施しえることは勿論であ
る。
及ユL四ヌ
以上詳述したように、本発明の自動車用空気調和装置に
よれば、車室内の温度(内気温度)を極めて高い応答性
・追従性のもとに制御することができるという優れた効
果を奏する。内気温度の制御において過制御(オーバー
シュートやアンダーシュート)をほとんど生じることも
なく、車室内に吹き出す空気のすくなくともT@半と温
度とを含む諸旦を最適に制御することができる。従って
、自動車用空気調和装置の動力源に対する負担を最小に
することができ、内燃機関を動力源とする場合には空気
調和装置を作動させた時の燃費を向上させるといった効
果が得られる。また、空気調和装置の設計・開発工数を
低減することができるという副次的な効果も得られてい
る。
よれば、車室内の温度(内気温度)を極めて高い応答性
・追従性のもとに制御することができるという優れた効
果を奏する。内気温度の制御において過制御(オーバー
シュートやアンダーシュート)をほとんど生じることも
なく、車室内に吹き出す空気のすくなくともT@半と温
度とを含む諸旦を最適に制御することができる。従って
、自動車用空気調和装置の動力源に対する負担を最小に
することができ、内燃機関を動力源とする場合には空気
調和装置を作動させた時の燃費を向上させるといった効
果が得られる。また、空気調和装置の設計・開発工数を
低減することができるという副次的な効果も得られてい
る。
第1図は本発明の基本的構成図、第2図は本発明一実施
例としての自動車用空気調和装置の概略構成図、第3図
は実施例における空気調和を行なう系の制御系統図、第
4図は実施例の系のモデルを同定するのに用いたブロッ
ク線図、第5図は伝達関数を求める為のシグナル70−
線図、第6図は最小次元オブザーバの構成を示すブロッ
ク線図、第7図は実施例における付加積分型最適レギュ
レータとしての制御を示すフローチャート、第8図は実
施例の制御特性と従来の制御の一例とを比較するグラフ
、である。 1・・・空調ユニット 3・・・ブロアモータ5・・
・エバポレータ 7・・・ヒータコア10・・・乗員
室 12・・・内気温度センサ14・・・温度設
定器 20・・・電子制御回路22・・・コンプレッ
サ 24・・・ダンパアクチュエータ 30・・・CPU 32・・・ROM
例としての自動車用空気調和装置の概略構成図、第3図
は実施例における空気調和を行なう系の制御系統図、第
4図は実施例の系のモデルを同定するのに用いたブロッ
ク線図、第5図は伝達関数を求める為のシグナル70−
線図、第6図は最小次元オブザーバの構成を示すブロッ
ク線図、第7図は実施例における付加積分型最適レギュ
レータとしての制御を示すフローチャート、第8図は実
施例の制御特性と従来の制御の一例とを比較するグラフ
、である。 1・・・空調ユニット 3・・・ブロアモータ5・・
・エバポレータ 7・・・ヒータコア10・・・乗員
室 12・・・内気温度センサ14・・・温度設
定器 20・・・電子制御回路22・・・コンプレッ
サ 24・・・ダンパアクチュエータ 30・・・CPU 32・・・ROM
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 車室内への吹出空気のすくなくとも温度と風量とを
含む諸量を制御する吹出空気制御手段と、前記車室内の
温度を検出する内気温度検出手段と、 該検出された内気温度が設定された目標温度となるよう
前記吹出空気制御手段をフィードバック制御する空調制
御手段と、 を備えた自動車用空気調和装置において、 前記空調制御手段が、空気調和を行なう系の動的なモデ
ルに従つて予め定められた最適フィードバックゲインに
基づいて前記フィードバック制御を行なう付加積分型最
適レギュレータとして構成されたことを特徴とする自動
車用空気調和装置。 2、吹出空気制御手段によって制御される吹出空気の諸
量が、すくなくとも、吹出空気の送風を行なうブロアモ
ータの送風量と、該ブロアモータによって、送風される
空気を一且冷却する冷却能力と、該送風される空気を再
度加熱して吹出空気の温度を所定の温度とするアクチュ
エータの制御量と、を含んでなる特許請求の範囲第1項
記載の自動車用空気調和装置。 3 前記制御手段が、前記自動車用空気調和装置の空気
調和に関する系の動的なモデルに基づいて予め設定され
たパラメータを用いて、前記吹出空気の諸量と前記車室
内の温度とから、前記系の動的な内部状態を表わす適当
な次数の状態変数量を推定する状態観測部と、 前記設定された目標温度と前記検出された車室内の温度
との偏差を累積する累積部と、 前記系の動的なモデルに基づいて予め設定されたフィー
ドバックゲインと前記推定された状態変数量と前記累積
値とから、前記吹出空気制御手段によって制御される諸
量の各制御量を決定するフィードバック量決定部と、 から付加積分型最適レギュレータとして構成された特許
請求の範囲第1項または第2項記載の自動車用空気調和
装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60064581A JPS61220908A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | 自動車用空気調和装置 |
US06/789,013 US4696167A (en) | 1984-10-19 | 1985-10-18 | Air conditioner for automobiles |
EP85307532A EP0179625B1 (en) | 1984-10-19 | 1985-10-18 | Air conditioner for automobiles |
DE8585307532T DE3576314D1 (de) | 1984-10-19 | 1985-10-18 | Kraftfahrzeugklimaanlage. |
AU48895/85A AU565008B2 (en) | 1984-02-10 | 1985-10-21 | Vehicle air conditioner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60064581A JPS61220908A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | 自動車用空気調和装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61220908A true JPS61220908A (ja) | 1986-10-01 |
JPH0580365B2 JPH0580365B2 (ja) | 1993-11-08 |
Family
ID=13262350
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60064581A Granted JPS61220908A (ja) | 1984-02-10 | 1985-03-27 | 自動車用空気調和装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61220908A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0834222A (ja) * | 1994-07-25 | 1996-02-06 | Zexel Corp | 車両用空調制御方法 |
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-
1985
- 1985-03-27 JP JP60064581A patent/JPS61220908A/ja active Granted
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0580365B2 (ja) | 1993-11-08 |
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