JP5013208B2 - エアコン制御方法及びエアコン制御装置 - Google Patents
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Description
車室の内外湿度差ξ、内外空気汚染度差η及び車両熱負荷βを含む必須入力変数群を参照して、外気取り入れと内気循環とを切り替えるための内外気切替ダンパーの位置を示す出力変数αの値を演算し、その得られた出力変数値αに基づきエアコンの内外気切替ダンパーの位置切替制御を行なうエアコン制御方法であって、
必須入力変数群は、内外湿度差ξ及び内外空気汚染度差ηを第一種入力変数とし、車両熱負荷βを第二種入力変数として、第一種入力変数ξ,ηが張る部分入力平面上の予め定められたQ個(Q≧4)のモデル座標点毎に、二種入力変数βの値と出力変数αの値との関係を定めるモデル制御パターンを複数離散的に用意し、
必須入力変数群ξ,η,βの各入力値が与えられたとき、該入力値に含まれる第一種入力変数ξ,ηの部分入力平面上の座標点を実制御座標点として、該部分入力平面にて実制御座標点を内部に含む予め定められたモーフィング対象領域に存在するJ個(Q>J≧3)以上のモデル座標点を被モーフィング座標点として特定し、
第二種入力変数βと出力変数αとが張る制御パターン平面において、各被モーフィング座標点に対応するJ個のモデル制御パターンの形状を、部分入力平面における各被モーフィング座標点の実制御座標点までの距離に応じた重みにてモーフィングすることにより、実制御座標点に対応する合成制御パターンを作成し、
該合成制御パターンに基づいて、必須入力変数群ξ,η,βの入力値に対応する、内外気切替ダンパー位置を示す出力変数値αを計算することを特徴とする。
車室の内外湿度差ξ、内外空気汚染度差η及び車両熱負荷βを含む必須入力変数群を参照して、外気取り入れと内気循環とを切り替えるための内外気切替ダンパーの位置を示す出力変数αの値を演算し、その得られた出力変数値αに基づきエアコンの内外気切替ダンパーの位置切替制御を行なうエアコン制御装置であって、
必須入力変数群は、内外湿度差ξ及び内外空気汚染度差ηを第一種入力変数とし、車両熱負荷βを第二種入力変数として、第一種入力変数ξ,ηが張る部分入力平面上の予め定められたQ個(Q≧4)のモデル座標点毎に離散的に用意された、二種入力変数βの値と出力変数αの値との関係を定める複数モデル制御パターンを記憶する制御特性情報記憶手段と、
必須入力変数群ξ,η,βの各入力値が与えられたとき、該入力値に含まれる第一種入力変数ξ,ηの部分入力平面上の座標点を実制御座標点として、該部分入力平面にて実制御座標点を内部に含む予め定められたモーフィング対象領域に存在するJ個(Q>J≧3)以上のモデル座標点を被モーフィング座標点として特定する被モーフィング座標点特定手段と、
第二種入力変数βと出力変数αとが張る制御パターン平面において、各被モーフィング座標点に対応するJ個のモデル制御パターンの形状を、部分入力平面における各被モーフィング座標点の実制御座標点までの距離に応じた重みにてモーフィングすることにより、実制御座標点に対応する合成制御パターンをする制御パターンモーフィング手段と、
該合成制御パターンに基づいて、必須入力変数群ξ,η,βの入力値に対応する、内外気切替ダンパー位置を示す出力変数値αを計算する出力変数計算手段と、を有することを特徴とする。
図1は、本発明のエアコン制御装置の一例たるエアコン制御装置CAの全体構成を模式的に示すブロック図である。エアコン制御装置CAはダクト1を備え、該ダクト1には、車内空気を循環させるための内気吸い込み口13と、車外の空気を取込む外気吸い込み口14とが形成され、内外気切替ダンパー15によりいずれかが切替使用される。これら内気吸い込み口13ないし外気吸い込み口14からの空気は、ブロワモータ23により駆動されるブロワ16によってダクト1内に吸い込まれる。
・内外気切替スイッチ60の操作入力状態に対応して、内気側及び外気側のいずれかに内外気切替用ダンパー15が倒れるよう、対応するモータ21の駆動ICに制御指令を行なう。
・A/Cスイッチ59の操作状態に応じて、エバポレータ17の作動をオン・オフさせる。
・オートモードでは、温度設定スイッチ54D,54Pによる設定温度の入力情報と、内気センサ55、外気センサ56、水温センサ57、日射センサ58及び車両熱負荷センサ61の出力情報とを参照し、車内温度が設定温度に近づくよう、エアミックスダンパー3の開度調整による吹出し温度調整と、ブロワモータ23による風量調整と、吹出口切替ダンパー7,8,9の位置変更とがなされるよう、対応するモータ19,23,20の動作制御指令を行なう。
・マニュアルモードでは、風量設定スイッチ52と吹出口切替スイッチ53との操作入力状態に対応して、ブロワモータ23による風量調整を行なうとともに、吹出口切替ダンパー7,8,9が対応する開閉状態となるようにモータ20への駆動制御指令を行なう。
・制御特性情報記憶手段:必須入力変数群(内外湿度差ξ、内外空気汚染度差η及び車両熱負荷β)の値に応じて出力変数(内外気切替ダンパー15の位置α)の値を決定する制御特性情報として、第一種入力変数((内外湿度差ξ、内外空気汚染度差η)が張る部分入力平面MPS(ここでは、ξ−η平面)上の予め定められたQ個(Q≧4:図3Aに示すごとく、この実施形態ではQ=30の場合を例示している)のモデル座標点p毎に複数離散的に用意された、第二種入力変数(車両熱負荷β)の値と出力変数(内外気切替ダンパー15の位置α=の値との関係を定めるモデル制御パターンP(図3A)を記憶する。図1の制御データメモリ171がこれに相当する。
・制御パターンモーフィング手段:第二種入力変数(車両熱負荷β)と出力変数(内外気切替ダンパー15の位置α)とが張る制御パターン平面CPS(ここでは、β−α平面)において、各被モーフィング座標点pa,pb,pcに対応するJ個のモデル制御パターンPa,Pb,Pcの形状を、部分入力平面MPS(ξ−η平面)における各被モーフィング座標点pa,pb,pcの実制御座標点pxまでの距離に応じた重みにてモーフィングすることにより、実制御座標点pxに対応する合成制御パターンPxを作成する。
・出力変数計算手段:合成制御パターンPxに基づいて第二種入力変数(車両熱負荷βに対応する出力変数(内外気切替ダンパー15の位置α)の値を計算する。
β(J)=A(J)+B(W)×t(sec) ‥(i)
ここで、パラメータAは、車室内と外部との間の熱移動をゼロと仮定したときの(すなわち、仮想断熱条件下での)車室内温度を設定温度に到達させるのに必要な熱量を意味する。他方、実際には、内外温度差や日射等により車室内と外部との熱移動が存在するのであり、パラメータBは、設定温度到達後に、その熱移動をキャンセルするのにエアコンが費やす仕事量、換言すれば、設定温度到達後に、その設定温を維持するのに必要となるエアコン作動負荷(仕事量)を意味する。
A(J)=S×{K1・(Tr−Tset)+K2・Tam+K3・Ts
+K4・Tir+C1}+C2 ・・・ (ii)
B(W)=S×(K5・Tset+K6・Tam+K7・Ts+C3)
+C4 ・・・ (iii)
なお、K1〜K4及び、C1〜C4は定数である。
Px=(1/S0)×(Sa・Pa+Sb・Pb+Sc・Pc+Sd・Pd)
‥(13)
にて合成することができる。
β,ξ,η 必須入力変数群
ξ,η 第一種入力変数
β 第二種入力変数
α 出力変数
MPS 部分入力平面
CPS 制御パターン平面
p モデル座標点
px 実制御座標点
pa,pb,pc 被モーフィング座標点
P モデル制御パターン
Px 合成制御パターン
hi ハンドリング点
DT 単位セル(モーフィング対象領域、ドローネ三角形)
HCB 長方形セル(冗長頂点単位セル)
170 エアコンECU
171 モーフィング計算部(制御パターンモーフィング手段)
172 制御データメモリ(制御特性情報記憶手段)
Claims (12)
- 車室の内外湿度差ξ、内外空気汚染度差η及び車両熱負荷βを含む必須入力変数群を参照して、外気取り入れと内気循環とを切り替えるための内外気切替ダンパーの位置を示す出力変数αの値を演算し、その得られた出力変数値αに基づきエアコンの内外気切替ダンパーの位置切替制御を行なうエアコン制御方法であって、
前記必須入力変数群は、前記内外湿度差ξ及び内外空気汚染度差ηを第一種入力変数とし、前記車両熱負荷βを第二種入力変数として、前記第一種入力変数ξ,ηが張る部分入力平面上の予め定められたQ個(Q≧4)のモデル座標点毎に、前記二種入力変数βの値と前記出力変数αの値との関係を定めるモデル制御パターンを複数離散的に用意し、
前記必須入力変数群ξ,η,βの各入力値が与えられたとき、該入力値に含まれる前記第一種入力変数ξ,ηの前記部分入力平面上の座標点を実制御座標点として、該部分入力平面にて前記実制御座標点を内部に含む予め定められたモーフィング対象領域に存在するJ個(Q>J≧3)以上のモデル座標点を被モーフィング座標点として特定し、
前記第二種入力変数βと前記出力変数αとが張る制御パターン平面において、各被モーフィング座標点に対応するJ個の前記モデル制御パターンの形状を、前記部分入力平面における各前記被モーフィング座標点の前記実制御座標点までの距離に応じた重みにてモーフィングすることにより、前記実制御座標点に対応する合成制御パターンを作成し、
該合成制御パターンに基づいて、前記必須入力変数群ξ,η,βの入力値に対応する、内外気切替ダンパー位置を示す前記出力変数値αを計算することを特徴とするエアコン制御方法。 - 前記モデル制御パターン及び前記合成制御パターンは、前記第二種入力変数をなす前記車両熱負荷βと前記出力変数をなす前記内外気切替ダンパーの位置αとが張る前記制御パターン平面上に描画可能な二次元線図パターンとされてなり、前記車両熱負荷βが予め定められた遷移領域よりも低い側に外れるとき外気側となり、前記遷移領域よりも高い側に外れるとき内気側となるように、前記内外気切替ダンパーの位置αを規定するものである請求項1記載のエアコン制御方法。
- 前記内外湿度差ξを車外湿度から車内湿度を減じた差分値として定義したとき、前記モデル制御パターンは、前記内外湿度差ξが高くなるほど、前記車両熱負荷βの前記遷移領域が低熱負荷側に位置するものとなるように定められてなる請求項2記載のエアコン制御方法。
- 前記内外空気汚染度差ξを車内空気汚染度から車外空気汚染度を減じた差分値として定義したとき、前記モデル制御パターンは、前記内外空気汚染度差ξが高くなるほど、前記車両熱負荷βの前記遷移領域が高熱負荷側に位置するものとなるように定められてなる請求項2記載のエアコン制御方法。
- 前記二次元線図パターンは、パターン起点からパターン終点に向けて配列する一定個数のハンドリング点により形状規定されるものであり、全ての前記モデル座標点に対応する二次元線図パターンの各ハンドリング点同士が配列順位に従い一義的に対応付けられてなり、
各前記被モーフィング座標点に係る前記二次元線図パターンの各ハンドリング点の対応するもの同士をモーフィングすることにより合成ハンドリング点を生成し、それら合成ハンドリング点により前記合成制御パターンをなす二次元線図パターンを規定するようにした請求項2ないし請求項4のいずれか1項に記載のエアコン制御方法。 - 前記二次元線図パターンは、前記ハンドリング点を順次直線連結して得られる折線状パターンである請求項5記載のエアコン制御方法。
- 前記部分入力平面内にて隣接する前記モデル座標点を相互にフレーム連結することにより、各頂点を前記モデル座標点とする形で前記部分入力平面を隙間なく区画するよう複数の単位セルが配列形成されてなり、
それら複数の単位セルのうち、前記実制御座標点を内包するものを前記モーフィング対象領域とし、該単位セルの頂点をなすモデル座標点を前記被モーフィング座標点として使用する請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のエアコン制御方法。 - 前記単位セルは、各前記モデル座標点を頂点とするドローネ三角形である請求項7記載のエアコン制御方法。
- 前記単位セルは、前記部分入力平面を張る各座標軸と各辺が平行に定められた長方形セルとされてなる請求項8記載のエアコン制御方法。
- 複数の前記長方形セルが互いに合同となるように定められてなる請求項9記載のエアコン制御方法。
- 前記長方形セルを、前記実制御座標点を通って各辺と平行な平面で切断することにより、それぞれ前記実制御座標点を共有し、かつ前記長方形セルの頂点をなす前記モデル座標点を排他的に1個ずつ取り合う部分長方形に区切り、各部分長方形の前記長方形セルに対する相対面積を、当該部分長方形に含まれるモデル座標点の前記長方形セルの対角線方向反対側に位置するモデル座標点への重みとする形で前記モーフィングを行なう請求項9又は請求項10に記載のエアコン制御方法。
- 車室の内外湿度差ξ、内外空気汚染度差η及び車両熱負荷βを含む必須入力変数群を参照して、外気取り入れと内気循環とを切り替えるための内外気切替ダンパーの位置を示す出力変数αの値を演算し、その得られた出力変数値αに基づきエアコンの内外気切替ダンパーの位置切替制御を行なうエアコン制御装置であって、
前記必須入力変数群は、前記内外湿度差ξ及び内外空気汚染度差ηを第一種入力変数とし、前記車両熱負荷βを第二種入力変数として、前記第一種入力変数ξ,ηが張る部分入力平面上の予め定められたQ個(Q≧4)のモデル座標点毎に離散的に用意された、前記二種入力変数βの値と前記出力変数αの値との関係を定める複数モデル制御パターンを記憶する制御特性情報記憶手段と、
前記必須入力変数群ξ,η,βの各入力値が与えられたとき、該入力値に含まれる前記第一種入力変数ξ,ηの前記部分入力平面上の座標点を実制御座標点として、該部分入力平面にて前記実制御座標点を内部に含む予め定められたモーフィング対象領域に存在するJ個(Q>J≧3)以上のモデル座標点を被モーフィング座標点として特定する被モーフィング座標点特定手段と、
前記第二種入力変数βと前記出力変数αとが張る制御パターン平面において、各被モーフィング座標点に対応するJ個の前記モデル制御パターンの形状を、前記部分入力平面における各前記被モーフィング座標点の前記実制御座標点までの距離に応じた重みにてモーフィングすることにより、前記実制御座標点に対応する合成制御パターンをする制御パターンモーフィング手段と、
該合成制御パターンに基づいて、前記必須入力変数群ξ,η,βの入力値に対応する、内外気切替ダンパー位置を示す前記出力変数値αを計算する出力変数計算手段と、
を有することを特徴とするエアコン制御装置。
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