JPH1035244A - Water temperature estimating device for vehicle air conditioner - Google Patents
Water temperature estimating device for vehicle air conditionerInfo
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- JPH1035244A JPH1035244A JP21600696A JP21600696A JPH1035244A JP H1035244 A JPH1035244 A JP H1035244A JP 21600696 A JP21600696 A JP 21600696A JP 21600696 A JP21600696 A JP 21600696A JP H1035244 A JPH1035244 A JP H1035244A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、車両に搭載され
る空調ユニットを制御する空調装置に係り、特に、ヒー
タコアに供給される温水の温度を水温センサを用いずに
精度よく推定することができる車両用空調装置の水温推
定装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air conditioner for controlling an air conditioning unit mounted on a vehicle, and more particularly, to accurately estimate the temperature of hot water supplied to a heater core without using a water temperature sensor. The present invention relates to a water temperature estimation device for a vehicle air conditioner.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば、特開平１−２１５６１３号公報
に示される車両用空調装置は、風量制御をおこなう際に
エアミックスドア開度やヒータコアに供給される温水の
温度（水温）等の情報に基づいて吹出口から吹き出す送
風量を決定するようにしたもので、エンジンをスタート
させてから所定期間は水温が十分に高まっておらず、こ
の状態で送風量を増大すると冷風が車室内に供給されて
不快感を与えてしまうことから、エンジンをスタートさ
せてから所定期間はブロワを作動させず、所定時間経過
後に水温に応じて送風量を決定するようにしている。2. Description of the Related Art For example, an air conditioner for a vehicle disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-215613 discloses information such as an air mix door opening degree and a temperature (water temperature) of hot water supplied to a heater core when performing air volume control. The amount of air blown from the outlet is determined based on the water temperature is not sufficiently increased for a predetermined period after the engine is started, and when the amount of air is increased in this state, cool air is supplied to the vehicle interior. Therefore, the blower is not operated for a predetermined period after the engine is started, and the amount of air to be blown is determined according to the water temperature after a predetermined period of time.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】このように、上述の技
術にあっては、水温センサが風量制御に必要不可欠であ
り、これにより良好な温調制御を実現しようとするもの
であるが、良好な温調制御を実現するために水温センサ
の出力信号を利用するものは上述の例に限らず多数あ
る。しかしながら、このような車両用空調装置にあって
は、水温センサを必要とするが故にコストの低減が図り
にくいという不都合があった。As described above, in the above-described technology, the water temperature sensor is indispensable for air volume control, and it is intended to realize good temperature control by this. There are many devices that use the output signal of the water temperature sensor to realize the accurate temperature control, not limited to the above example. However, such a vehicle air conditioner has a disadvantage that it is difficult to reduce the cost because a water temperature sensor is required.
【０００４】そこで、この発明においては、ヒータコア
の水温を精度よく推定し、ヒータコアの水温情報が必要
となる制御にあっても水温センサを不要にすることがで
きる車両用空調装置の水温推定装置を提供することを課
題としている。Accordingly, the present invention provides a water temperature estimating device for a vehicle air conditioner which can accurately estimate the water temperature of a heater core and eliminate the need for a water temperature sensor even in a control requiring water temperature information of the heater core. The task is to provide.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】しかして、この発明にか
かる車両用空調装置は、図１に示されるように、車室を
温調するために空気通路１８にエバポレータ１３、ヒー
タコア１４、及び前記ヒータコア１４の通過空気量を調
節するエアミックスドア１５が少なくとも配されている
ものにおいて、車室内の温度を検出する室温センサ（Ｂ
Ｌ１）と、エバポレータを通過した空気の温度を検出す
るエバ後温度センサ（ＢＬ２）と、エアミックスドア１
５の開度（ＢＬ３）及びエバポレータ１３を通過した空
気温度に基づいて車室に吹き出す空気の吹出空気温度を
推定する吹出空気温度推定部（ＢＬ４）と、車室の空調
に関する系の動的モデルに基づき、前記吹出空気温度の
推定値を含む制御量と室温センサ（ＢＬ１）によって検
出された車室内温度とから車室内温度の推定値を演算す
ると共に、この車室内温度の推定値と前記室温センサに
よって検出された車室内温度との差に基づいて前記推定
された吹出空気温度を修正するオブザーバと（ＢＬ
５）、前記オブザーバによって修正された吹出空気温度
の推定値、前記エアミックスドアの開度、及びエバポレ
ータ１３を通過した空気温度を少なくとも加味して前記
ヒータコア１４に供給される温水の温度を推定する水温
推定部（ＢＬ６）とを具備することを特徴としている。As shown in FIG. 1, an air conditioner for a vehicle according to the present invention has an evaporator 13, a heater core 14, and an evaporator 13 in an air passage 18 for controlling the temperature of a passenger compartment. A room temperature sensor (B) for detecting the temperature in the vehicle compartment in at least the air mix door 15 for adjusting the amount of air passing through the heater core 14 is provided.
L1), a post-evaporation temperature sensor (BL2) for detecting the temperature of the air passing through the evaporator, and an air mixing door 1
And a dynamic model of a system relating to air conditioning of the passenger compartment, based on an opening degree (BL3) of No. 5 and an air temperature passing through the evaporator 13 for estimating an outlet air temperature of the air to be discharged into the passenger compartment. , An estimated value of the cabin temperature is calculated from the control amount including the estimated value of the blown air temperature and the cabin temperature detected by the room temperature sensor (BL1), and the estimated value of the cabin temperature and the room temperature are calculated. An observer for correcting the estimated outlet air temperature based on a difference from the vehicle interior temperature detected by the sensor;
5) Estimating the temperature of the hot water supplied to the heater core 14 by considering at least the estimated value of the blown air temperature corrected by the observer, the opening degree of the air mix door, and the temperature of the air passing through the evaporator 13. A water temperature estimator (BL6).
【０００６】したがって、吹出空気温度推定部（ＢＬ
４）では、エアミックスドア１５の開度とエバポレータ
通過空気温度とに基づいて吹出空気温度が推定され、オ
ブザーバ（ＢＬ５）では、この推定された吹出空気温度
と車室内温度とに基づいて車室内温度の推定値が演算さ
れると共に、この車室内温度の推定値と室温センサ（Ｂ
Ｌ１）によって検出された車室内温度との差に基づいて
吹出空気温度の修正量が算出される。そして、水温推定
部（ＢＬ６）において、オブザーバ（ＢＬ５）で演算さ
れた吹出空気温度の修正量、エアミックスドアドア開
度、及びエバポレータ通過空気温度を加味して水温が推
定される。このため、ヒータコアが温まるまでの過渡状
態であっても、実際の吹出温度とオブザーバによって推
定された吹出温度との偏差に基づいて修正量が算出さ
れ、その修正量を考慮して水温が推定されるので、的確
にヒータコア１４の水温を推定することができる。Therefore, the blow-out air temperature estimator (BL
In 4), the outlet air temperature is estimated based on the opening degree of the air mix door 15 and the evaporator passing air temperature, and the observer (BL5) uses the estimated outlet air temperature and the vehicle interior temperature to estimate the vehicle interior. The estimated value of the temperature is calculated, and the estimated value of the cabin temperature and the room temperature sensor (B
The correction amount of the outlet air temperature is calculated based on the difference from the vehicle interior temperature detected by L1). Then, the water temperature estimating unit (BL6) estimates the water temperature in consideration of the correction amount of the blown air temperature calculated by the observer (BL5), the air mix door door opening, and the evaporator passing air temperature. For this reason, even in a transient state until the heater core warms, the correction amount is calculated based on the deviation between the actual blowout temperature and the blowout temperature estimated by the observer, and the water temperature is estimated in consideration of the correction amount. Therefore, the water temperature of the heater core 14 can be accurately estimated.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面により説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【０００８】図１において、この発明に係る車両用空調
装置は、車室を温調するために空調ユニットの空気通路
１１に、送風機１２、エバポレータ１３、ヒータコア１
４、及びヒータコア１４の通過空気量を調節するエアミ
ックスドア１５が配置され、エアミックスドア１５の開
度を調節することで吹出空気温度を調節できるようにな
っている。また、車室内温度を検出する室温センサ１６
と、エバポレータ１３を通過した空気温度（エバ後温
度）を検出するエバ後温度センサ１７とを少なくとも有
し、これらセンサからの信号に基づいて吹出空気温度を
設定された目標吹出空気温度に収束するよう各空調制御
要素を制御するもので、下記する動的モデルに基づき、
現代制御理論に基づく空調制御を行う場合等に利用され
る。そこで、ここでは特に本発明の特徴である水温推定
部分について説明し、他の制御系の部分については必要
に応じて説明するに止める。In FIG. 1, a vehicle air conditioner according to the present invention includes a blower 12, an evaporator 13, and a heater core 1 in an air passage 11 of an air conditioning unit for controlling the temperature of a passenger compartment.
4 and an air mix door 15 for adjusting the amount of air passing through the heater core 14 are arranged. By adjusting the opening of the air mix door 15, the temperature of the blown air can be adjusted. In addition, a room temperature sensor 16 for detecting the temperature in the vehicle compartment.
And at least a post-evaporation temperature sensor 17 for detecting the temperature of the air that has passed through the evaporator 13 (post-evaporation temperature). Based on signals from these sensors, the output air temperature converges to the set target air output temperature. Control each air-conditioning control element based on the following dynamic model,
It is used when performing air conditioning control based on modern control theory. Therefore, here, the water temperature estimating portion, which is a feature of the present invention, will be particularly described, and other control system portions will be described as needed.
【０００９】各空調制御要素の制御は、これを統括する
マイクロコンピュータ及びその周辺部品で構成されるコ
ントロールユニットで行われ、１次的に推定された吹出
空気温度を修正するオブザーバを有し、その具体例が図
２乃至図７に示されている。The control of each air-conditioning control element is performed by a control unit including a microcomputer that supervises the air-conditioning control element and its peripheral parts, and has an observer that corrects a primary estimated blown air temperature. Specific examples are shown in FIGS.
【００１０】図２において、コントロールユニットの機
能のうち、各種熱負荷要素に基づいて系の動的な内部変
数（状態変数）である室温Ｔｒ及び車体温Ｔｂを推定す
ると共に、車室内へ吹出す空気の吹出空気温度Ｔｏと外
気温の初期値Ｔａとを推定し、さらにはヒータコアの水
温を推定する制御系統図が示されている。コントロール
ユニットは、吹出空気温度Ｔｏを推定する吹出温度推定
部１、外気温初期値Ｔａを決定する外気温初期値決定部
２、日射量成分を算出する日射量直達・伝達成分演算部
３、車室に吹き出す吹出風量αを演算する演算部４、制
御上必要な制御パラメータを演算するパラメータ演算部
５、室温推定値Ｔｒs 、車体温推定値Ｔｂs 、吹出温度
Ｔｏの修正量Ｔｏ’、外気温初期値Ｔａの修正量Ｔａ’
を演算するオブザーバ６、及びヒータコア１４の水温推
定値Ｔｗ’を演算する水温推定部１１を有している。In FIG. 2, among the functions of the control unit, a room temperature Tr and a vehicle body temperature Tb, which are dynamic internal variables (state variables) of the system, are estimated based on various heat load factors, and are blown into the vehicle interior. A control system diagram for estimating the air outlet air temperature To and the initial value Ta of the outside air temperature, and further estimating the water temperature of the heater core is shown. The control unit includes an outlet temperature estimating unit 1 for estimating the outlet air temperature To, an external temperature initial value determining unit 2 for determining an external temperature initial value Ta, a solar radiation direct / transfer component calculating unit 3 for calculating a solar radiation component, and a vehicle. A computing unit 4 for computing the amount of air blown out into the room, a parameter computing unit 5 for computing control parameters required for control, a room temperature estimated value Tr s , a vehicle body temperature estimated value Tb s , a correction amount To ′ of the blow-out temperature To, and the like. Correction amount Ta 'of temperature initial value Ta
And a water temperature estimating unit 11 for calculating an estimated water temperature Tw ′ of the heater core 14.
【００１１】吹出温度推定部１は、図３に示されるよう
に、開度検出器によって直接検出され、あるいは、熱負
荷に関する諸量に基づいて間接的に算出されたエアミッ
クスドア開度、エバポレータ後方のエバ後温度センサ１
７により検出されたエバポレータ直後の通過空気温度
（エバ後温度）、及びヒータコア１４の水温固定値（例
えば、８０°Ｃとする）を入力し、これら信号に基づい
て熱量を演算し、この熱量に基づいて吹出温度Ｔｏを推
定するようになっている。As shown in FIG. 3, the blow-out temperature estimating unit 1 detects the air-mix door opening, evaporator, which is directly detected by the opening detector or indirectly calculated based on various quantities relating to the heat load. Rear evaporator temperature sensor 1
7, a passing air temperature immediately after the evaporator (post-evaporation temperature) and a fixed value of the water temperature of the heater core 14 (for example, 80 ° C.) are input, and a calorific value is calculated based on these signals. The blowout temperature To is estimated based on this.
【００１２】外気温初期値決定部２は、図４に示される
ように、イグニッションスイッチ（ＩＧ．ＳＷ）を投入
した時点でマイクロコンピュータにより外気温の推定処
理が行われるもので、イグニッションスイッチを投入す
る前、または一端投入した後においては、ここでの外気
温の演算処理は行われないようになっている（ステップ
５０）。ＩＧ．ＳＷ投入時の外気温推定処理は、先ず、
日射センサによって検出された日射量（Ｑｓｕｎ）と、
室温センサによって検出された室温（Ｔｒ）を取り込み
（ステップ５２、５４）、次のステップ５６において、
同ステップに示される予めＲＯＭに記憶されたマップデ
ータから外気温（Ｔａ）を算出する。この算出された外
気温Ｔａが３５°Ｃより大きい場合には、３５°Ｃを外
気温のＭＡＸとしてＴａを３５°Ｃに固定し、外気温Ｔ
ａが３５°Ｃ以下である場合には、マップより算出され
た値がそのままＴａに設定されるようになっている（ス
テップ５８、６０）。As shown in FIG. 4, the external temperature initial value determining unit 2 performs a process of estimating the external temperature by a microcomputer when the ignition switch (IG.SW) is turned on, and turns on the ignition switch. Before the operation, or after the power is once turned on, the calculation process of the outside air temperature is not performed here (step 50). IG. First, the outside air temperature estimation process when the SW is turned on is as follows.
The amount of solar radiation (Qsun) detected by the solar radiation sensor;
The room temperature (Tr) detected by the room temperature sensor is taken in (steps 52 and 54), and in the next step 56,
The outside air temperature (Ta) is calculated from the map data stored in the ROM in advance shown in the same step. If the calculated outside air temperature Ta is higher than 35 ° C., 35 ° C. is set as the maximum of the outside air temperature, and Ta is fixed at 35 ° C.
If a is equal to or less than 35 ° C., the value calculated from the map is set as Ta as it is (steps 58 and 60).
【００１３】日射量直達・伝達成分演算部３は、図５に
示されるように、図示しない日射センサより検出された
日射量（Ｑｓｕｎ）と、日射センサからの信号をもとに
算出された日射高度Ｐとを入力し、車室内に直接侵入す
る日射熱量（Ｑｓ１）と車体が吸収する日射熱量（Ｑｓ
２）とを数式１のように算出する。尚、数式中、ｈ１，
ｈ２は演算係数である。As shown in FIG. 5, the solar radiation amount direct / transfer component calculation unit 3 calculates the solar radiation amount (Qsun) detected by a solar radiation sensor (not shown) and the solar radiation calculated based on the signal from the solar radiation sensor. The altitude P is input, and the amount of solar heat (Qs1) directly entering the vehicle interior and the amount of solar heat absorbed by the vehicle body (Qs1)
2) is calculated as in Equation 1. In the formula, h1,
h2 is an operation coefficient.
【００１４】[0014]
【数１】Ｑｓ１＝Ｑｓｕｎ・ｈ１・ｓｉｎＰ Ｑｓ２＝Ｑｓｕｎ・ｈ２## EQU1 ## Qs1 = Qsun.h1.sinP Qs2 = Qsun.h2
【００１５】吹出風量演算部４は、図６に示されるよう
に、空調ユニットの送風機に印加する電圧（ファン電
圧）Ｖと、吹出モードを変更するモードドアの開度（モ
ード開度）θ１と、インテークドアの開度（インテーク
開度）θ２と、エアミックスドア１５の開度θ３とを入
力し、ファン電圧Ｖから予めＲＯＭに記憶された電圧−
送風量変換マップ（Ａ）に基づいて送風量ｆ１を算出す
る。また、モード開度θ１から予め記憶されたモード開
度−配風比変換マップ（Ｂ）に基づいて配風比ｆ２を算
出し、インテーク開度θ２から予め記憶されたインテー
ク開度−修正値変換マップ（Ｃ）に基づいて吸入モード
の変更による吹出風量の修正値ｆ３を算出し、エアミッ
クスドア開度θ３から予め記憶されたエアミックスドア
開度−修正値変換マップ（Ｄ）に基づき、エアミックス
ドア開度の変更に伴う吹出風量の修正値ｆ４を算出す
る。そして、これらマップから算出された諸量を乗じて
吹出風量α（＝ｆ１・ｆ２・ｆ３・ｆ４）を算出するよ
うになっている。As shown in FIG. 6, the blow-out air volume calculation unit 4 includes a voltage (fan voltage) V applied to the blower of the air conditioning unit, an opening degree (mode opening degree) θ1 of the mode door for changing the blowing mode. , The opening degree of the intake door (intake opening degree) θ2 and the opening degree θ3 of the air mix door 15 are inputted, and the voltage −
The air flow f1 is calculated based on the air flow conversion map (A). The air distribution ratio f2 is calculated based on the mode opening-air distribution ratio conversion map (B) stored in advance from the mode opening θ1, and the intake opening-correction value conversion stored in advance from the intake opening θ2. Based on the map (C), a correction value f3 of the blown air amount due to the change of the suction mode is calculated, and based on the air mixing door opening-correction value conversion map (D) stored in advance from the air mixing door opening θ3, the air is corrected. A correction value f4 of the blown air amount according to the change of the mix door opening is calculated. Then, the blowout air amount α (= f1, f2, f3, f4) is calculated by multiplying various amounts calculated from these maps.
【００１６】ところで、オブザーバ６は、図７の制御ブ
ロックに示される構成となっており、予め同定したフィ
ードバック制御システム（制御対象７）に対する推定モ
デルを有し、検出可能な系の出力値Ｙ（＝Ｔｒ）と制御
指令値Ｕとを入力し、動的モデルの内部状態を表す状態
変数を推定すると共に、吹出温度Ｔｏと外気温度初期値
Ｔａの修正量を推定するようになっている。The observer 6 has the configuration shown in the control block of FIG. 7, has an estimation model for the feedback control system (control target 7) identified in advance, and has a detectable output value Y ( = Tr) and the control command value U, to estimate a state variable representing the internal state of the dynamic model, and to estimate the correction amount of the blow-out temperature To and the outside air temperature initial value Ta.
【００１７】今、車室及び車体の熱収支モデルを数式２
のように考える。ここで、Ｔａは外気温を表し、Ｔｏは
車室へ吹き出す空気の吹出温度、Ｔｒは車室内温度（室
温）、Ｔｂは車体温度、Ｍｒは車室内の熱容量、Ｍｂは
車体の熱容量、αは前述した車室内へ吹き出す吹出風
量、βは車室内から車体への熱伝達率、δは車体から大
気への熱伝達率、Ｑｓ１は前述した直接車内に侵入する
日射熱量（日射量の直接成分）、Ｑｓ２は車体が吸収す
る日射熱量（日射量の伝熱成分）を表す。Now, the heat balance model of the vehicle compartment and the vehicle body is expressed by the following equation (2).
Think like. Here, Ta represents the outside air temperature, To is the temperature of the air blown out to the vehicle compartment, Tr is the vehicle interior temperature (room temperature), Tb is the vehicle body temperature, Mr is the vehicle interior heat capacity, Mb is the vehicle body heat capacity, α is The above-mentioned amount of air blown out into the vehicle interior, β is the heat transfer coefficient from the vehicle interior to the vehicle body, δ is the heat transfer coefficient from the vehicle body to the atmosphere, and Qs1 is the above-mentioned amount of solar heat directly entering the vehicle (direct component of the amount of solar radiation) , Qs2 represent the amount of solar radiation absorbed by the vehicle body (a heat transfer component of the amount of solar radiation).
【００１８】[0018]
【数２】Ｍｒ・ｄＴｒ／ｄｔ＝α（Ｔｏ−Ｔｒ）−β
（Ｔｒ−Ｔｂ）＋Ｑｓ１ Ｍｂ・ｄＴｂ／ｄｔ＝β（Ｔｒ−Ｔｂ）−δ（Ｔｂ−Ｔ
ａ）＋Ｑｓ２## EQU2 ## Mr · dTr / dt = α (To−Tr) −β
(Tr−Tb) + Qs1 Mb · dTb / dt = β (Tr−Tb) −δ (Tb−T
a) + Qs2
【００１９】上記微分方程式を行列表現すると、数式３
のようになり、これを書き直すと、図７の制御対象７を
示す数式４で表される状態方程式となる。ここで、Ｘ
（＝［Ｔｒ，Ｔｂ］T ）は状態変数ベクトルであり、Ｕ
（＝［Ｔｏ，Ｔａ，Ｑｓ１，Ｑｓ２］T ）は制御指令値
ベクトルである。また、Ａ，Ｂ，Ｃは、数式３の対応す
る係数行列である。When the above differential equation is expressed in a matrix, the following equation (3) is obtained.
When this is rewritten, a state equation represented by Expression 4 showing the control target 7 in FIG. 7 is obtained. Where X
(= [Tr, Tb] T ) is a state variable vector, and U
(= [To, Ta, Qs1, Qs2] T ) is a control command value vector. Further, A, B, and C are the corresponding coefficient matrices of Expression 3.
【００２０】[0020]
【数３】(Equation 3)
【００２１】[0021]
【数４】ｄＸ／ｄｔ＝Ａ・Ｘ＋Ｂ・Ｕ Ｙ＝Ｔｒ＝Ｃ・Ｘ## EQU4 ## dX / dt = A.X + B.U Y = Tr = C.X
【００２２】以上の制御対象７に対して設けられたオブ
ザーバ６は、推定モデルにおいて推定される状態変数Ｘ
（室温Ｔｒ及び車体温度Ｔｂ）の推定値をＸS （＝［Ｔ
ｒS，ＴｂS ］T ）とすると、推定モデルを数式５のよ
うに表わすことができ、これを書き換えれば、数式６の
ように表わすことができる。ここで、ＴｒS は室温の推
定値、ＴｂS は車体温度の推定値である。The observer 6 provided for the above-mentioned controlled object 7 has a state variable X estimated in the estimation model.
The estimated value of (the room temperature Tr and the vehicle body temperature Tb) is expressed as X S (= [T
r s , Tb s ] T ), the estimation model can be expressed as in Equation 5, and by rewriting this, it can be expressed as in Equation 6. Here, Tr S is an estimated value of the room temperature, and Tb S is an estimated value of the vehicle body temperature.
【００２３】[0023]
【数５】(Equation 5)
【００２４】[0024]
【数６】ｄＸS ／ｄｔ＝Ａ・ＸS ＋Ｂ・Ｕ ＹS ＝ＴｒS ＝Ｃ・ＸS [6] dX S / dt = A · X S + B · U Y S = Tr S = C · X S
【００２５】さらに、図７で示すオブザーバ６は、状態
変数の推定誤差（ＸS −Ｘ）を零に収束させるために、
推定モデルにＹとＹS との偏差ｅ（＝Ｙ−ＹS ）に応じ
たフィードバック量を加えた構成となっている。Further, the observer 6 shown in FIG. 7 is used to converge the estimation error (X S -X) of the state variable to zero.
The configuration is such that a feedback amount corresponding to a deviation e (= Y−Y S ) between Y and Y S is added to the estimation model.
【００２６】推定モデルは、大別すれば、Ｔｒの推定値
（ＴｒS ）を推定するＴｒ推定部とＴｂの推定値（Ｔｂ
S ）を推定するＴｂ推定部とを有し、ＹとＹS との偏差
ｅ（＝Ｙ−ＹS ）は、ＳＷ１を介してＫ１・（Ｙ−
ＹS ）としてＴｒ推定部に付加されると共に、ＳＷ２を
介してＫ２・（Ｙ−ＹS ）としてＴｂ推定部に付加され
るようになっている。ここで、Ｋ１，Ｋ２はフィードバ
ック係数行列を表す。The estimation model is roughly divided into a Tr estimating section for estimating an estimated value of Tr (Tr S ) and an estimated value of Tb (Tb).
S ), and a Tb estimator for estimating the difference e (= Y−Y S ) between Y and Y S is obtained by K1 · (Y−
Y S) while being added to the Tr estimator as, and is added to Tb estimator as K2 · (Y-Y S) through SW2. Here, K1 and K2 represent feedback coefficient matrices.
【００２７】ＹとＹS との偏差ｅ（＝Ｙ−ＹS ）は、そ
の変化率の大きさが速度判定部８によって判定されるよ
うになっており、偏差の変化速度が所定速度より大きい
場合にはＳＷ１が閉成（ＯＮ）されると共にＳＷ２が開
成（ＯＦＦ）され、偏差の変化速度が所定速度より小さ
い場合には、ＳＷ１が開成（ＯＦＦ）されると共にＳＷ
２が閉成（ＯＮ）されるようになっている。ここで、Ｓ
Ｗ１，ＳＷ２は、速度判定部８による判定結果によって
信号の流れが変更することを便宜的に示す概念記号であ
り、実際にスイッチング素子として物理的に存在するも
のではない。The magnitude of the rate of change e (= Y−Y S ) between Y and Y S is determined by the speed determining unit 8, and the rate of change of the deviation is greater than a predetermined rate. In this case, SW1 is closed (ON) and SW2 is opened (OFF). When the speed of change of the deviation is smaller than a predetermined speed, SW1 is opened (OFF) and SW1 is opened.
2 is closed (ON). Where S
W <b> 1 and SW <b> 2 are conceptual symbols indicating for convenience that the signal flow changes according to the determination result by the speed determination unit 8, and do not actually exist physically as switching elements.
【００２８】ところで、吹出空気温度Ｔｏが室温Ｔｒに
与える影響をみると、図８（ａ）で示されるように、Ｔ
ｏのステップ信号に対してＴｒのステップ応答は比較的
応答速度が速く、これに対して外気温度Ｔａが室温Ｔｒ
に与える影響をみると、図８（ｂ）に示されるように、
Ｔａのステップ信号に対してＴｒのステップ応答は、応
答速度が遅い。このような傾向は、吹出温度が車室内の
温調に直接影響を与えるのに対し、外気温度が車体を介
して車室内の温調に間接的に影響することから理解でき
る。The effect of the blown air temperature To on the room temperature Tr is as shown in FIG.
The step response of Tr is relatively fast in response to the step signal of o, whereas the outside air temperature Ta is lower than the room temperature Tr.
As shown in FIG. 8 (b),
The response speed of the step response of Tr to the step signal of Ta is slow. This tendency can be understood from the fact that the blowout temperature directly affects the temperature control in the vehicle compartment, whereas the outside air temperature indirectly affects the temperature control in the vehicle compartment via the vehicle body.
【００２９】このような事実から、偏差ｅ（＝Ｙ−
ＹS ）が、吹出温度推定部１によって推定された吹出温
度Ｔｏの推定誤差によって生じているのであれば、偏差
ｅの変化速度も速くなることから、ｅの変化速度が速い
場合にはＴｏを入力値とするＴｒ推定部へフィードバッ
ク量（＝Ｋ１・ｅ）を付加して動的モデルの修正を図
り、偏差ｅが外気温初期値決定部２によって決定された
外気温Ｔａの算出誤差によって生じているのであれば、
偏差ｅの変化速度は遅くなることから、この場合にはＴ
ａを入力値とするＴｂ推定部へフィードバック量（＝Ｋ
２・ｅ）を付加して動的モデルの修正を図るようにして
いる。From the above fact, the deviation e (= Y−
If Y S ) is caused by an error in estimating the blow-out temperature To estimated by the blow-out temperature estimating section 1, the change speed of the deviation e is also fast. The dynamic model is corrected by adding the feedback amount (= K1 · e) to the Tr estimating unit as an input value, and the deviation e is caused by a calculation error of the outside air temperature Ta determined by the outside air temperature initial value determining unit 2. If so,
Since the rate of change of the deviation e becomes slow, in this case, T
A feedback amount (= K
2 · e) is added to modify the dynamic model.
【００３０】尚、ＳＷ１又はＳＷ２が開成された場合に
は、開成された時点での偏差ｅの値が記憶され（図７に
おいては、この偏差ｅが便宜上の概念素子として表記さ
れたＨＯＬＤ９，１０によって記憶される）、スイッチ
が開成された側の推定部にあってもこの記憶された値に
基づくフィードバック量が付加されるようになってい
る。When SW1 or SW2 is opened, the value of the deviation e at the time of opening is stored (in FIG. 7, this deviation e is shown as HOLD9, 10 which is represented as a conceptual element for convenience). The feedback amount based on the stored value is added even in the estimator on the side where the switch is opened.
【００３１】また、吹出温度推定部１で推定された吹出
温度Ｔｏの推定誤差によって偏差ｅ（＝Ｙ−ＹS ）の変
化が生じている場合には、その偏差ｅに基づいてＴｏを
修正すれば推定誤差を零に近づけることができることか
ら、例えば、Ｇ１・Ｋ１・（Ｙ−ＹS ）にＴｏを加えて
Ｔｏの修正量（Ｔｏ’）を算出する。このオブザーバ６
で算出されたＴｏ修正量（Ｔｏ’）が最終的な吹出温度
の推定値となる。これに対し、外気温初期値決定部２で
決定された外気温Ｔａの誤差によって偏差ｅの変化が生
じている場合には、この偏差ｅに基づいてＴａを修正す
れば外気温の決定誤差を零に近づけることができること
から、例えば、Ｇ２・Ｋ２・（Ｙ−ＹS）にＴａを加え
てＴａの修正量（Ｔａ’）を算出する。If the error e (= Y−Y S ) changes due to an error in the estimation of the outlet temperature To estimated by the outlet temperature estimating section 1, To is corrected based on the difference e. For example, since the estimation error can be made close to zero, for example, To is added to G1 · K1 · (Y−Y S ) to calculate a correction amount (To ′) of To. This observer 6
The To correction amount (To ') calculated in (1) becomes the final estimated value of the blowout temperature. On the other hand, when the deviation e changes due to the error of the outside temperature Ta determined by the outside temperature initial value determination unit 2, if the Ta is corrected based on the deviation e, the determination error of the outside temperature is reduced. Since it can be made to approach zero, for example, Ta is added to G2 · K2 · (Y−Y S ) to calculate a correction amount (Ta ′) of Ta.
【００３２】そして、水温推定部１１により、図９にも
示されるように、オブザーバ６で算出されたＴｏ修正量
（Ｔｏ’）、エアミックスドア開度（θ１）、及びエバ
後温度（ＴEVA ）を入力し、これら信号に基づいて水温
の推定値Ｔｗ’を以下の手法により算出する。Then, as shown in FIG. 9, the water temperature estimating unit 11 calculates the To correction amount (To '), the air mix door opening (θ1), and the temperature after evaporation (TEVA) calculated by the observer 6. And an estimated value Tw ′ of the water temperature is calculated based on these signals by the following method.
【００３３】即ち、吹出空気温度は、Ｔｏ修正量（Ｔ
ｏ’）とエアミックスドア開度（θ１）とから、ＴEVA
との関係で割り出されるもので、図１０で示される特性
から、修正された吹出空気温度Ｔｏ’とエアミックスド
ア開度θ１、水温推定値Ｔｗ’、エバ後温度ＴEVA との
関係は、およそ数式７によって近似される。ここで、
Ｆ，Ｇは、ヒータユニットの通過空気温度特性によって
定まる定数である。この関係式から、Ｔｏ’、θ１、Ｔ
EVA が判れば、Ｔｗ’は、数式８によって推定できる。That is, the temperature of the blown air is determined by the To correction amount (T
o ') and air mix door opening (θ1), TEVA
From the characteristics shown in FIG. 10, the relationship among the corrected blow-out air temperature To ′, the air mix door opening θ1, the estimated water temperature Tw ′, and the post-evaporation temperature TEVA is approximately It is approximated by Equation 7. here,
F and G are constants determined by the passing air temperature characteristics of the heater unit. From this relational expression, To ′, θ1, T
If EVA is known, Tw 'can be estimated by Expression 8.
【００３４】[0034]
【数７】Ｔｏ’＝（Ｆ・θ１＋Ｇ）（Ｔｗ’−ＴEVA ）
＋ＴEVA## EQU7 ## To '= (F.theta.1 + G) (Tw'-TEVA)
+ TEVA
【００３５】[0035]
【数８】Ｔｗ’＝（Ｔｏ’−ＴEVA ）／（Ｆ・θ１＋
Ｇ）＋ＴEVA## EQU8 ## Tw '= (To'-TEVA) / (F.theta.1 +
G) + TEVA
【００３６】したがって、オブザーバ６によって推定モ
デルの状態変数を演算することができると共に、車室内
の吹出温度Ｔｏや外気温初期値Ｔａの修正量を精度よく
推定することができる。また、水温推定部１１によって
この推定された吹出温度の推定量Ｔｏ’とエバポレータ
の開度やエバ後空気温度に基づいて水温を推定するよう
にしたので、水温の推定にあっても結局は修正された推
定吹出温度等が考慮されることとなり、精度よく水温を
推定することができる。Therefore, the observer 6 can calculate the state variables of the estimation model, and can accurately estimate the correction amount of the air temperature To in the vehicle interior and the initial value Ta of the outside air temperature. Further, since the water temperature is estimated based on the estimated amount To 'of the blow-out temperature estimated by the water temperature estimating unit 11, the opening degree of the evaporator, and the air temperature after the evaporation, the estimation of the water temperature is eventually corrected. The estimated blow-out temperature and the like are taken into account, and the water temperature can be accurately estimated.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、エ
アミックスドア開度とエバポレータ通過空気温度とに基
づいて吹出空気温度を推定し、この推定された吹出空気
温度を含む制御量と室温センサで検出された車室内温度
とに基づき、車室の空調に関する系の動的モデルから車
室内温度の推定値を演算すると共にこの車室内温度の推
定値と実際の車室内温度との偏差によって吹出空気温度
の修正量を算出し、この修正量とエバポレータ開度やエ
バ後空気温度に基づいてヒータコアの水温を推定するよ
うにしたので、ヒータコアの水温を精度よく推定でき
る。As described above, according to the present invention, the outlet air temperature is estimated based on the air mixing door opening and the evaporator passing air temperature, and the control amount including the estimated outlet air temperature and the room temperature are estimated. Based on the vehicle interior temperature detected by the sensor, an estimated value of the vehicle interior temperature is calculated from a dynamic model of a system related to air conditioning of the vehicle interior, and a difference between the estimated value of the vehicle interior temperature and the actual vehicle interior temperature is calculated. Since the correction amount of the outlet air temperature is calculated, and the water temperature of the heater core is estimated based on the correction amount, the evaporator opening, and the air temperature after evaporation, the water temperature of the heater core can be accurately estimated.
【００３８】このため、良好な温調制御を実現するため
に水温センサの出力信号を利用する制御であっても、水
温センサが不要となり、コストの低減が図りやすくなる
と共に、従来以上の制御精度を確保することができる。For this reason, even in the control using the output signal of the water temperature sensor in order to realize good temperature control, the water temperature sensor becomes unnecessary, the cost can be easily reduced, and the control accuracy is higher than before. Can be secured.
【図１】図１は、本発明に係る車両用空調装置を示す機
能ブロック図である。FIG. 1 is a functional block diagram showing a vehicle air conditioner according to the present invention.
【図２】図２は、本発明に係る車両用空調装置で用いら
れるコントロールユニットにおいて温度推定値、車体温
度推定値、吹出温度推定値ＴｓS を算出する制御系統図
を示す。Figure 2 shows the temperature estimated value in the control unit for use in a vehicle air conditioner according to the present invention, the body temperature estimation value, the control system diagram for calculating an outlet temperature estimate Ts S shown.
【図３】図３は、図２の制御系統図のうち吹出温度推定
部の構成を示すブロック線図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a blowout temperature estimating unit in the control system diagram of FIG. 2;
【図４】図４は、図２の制御系統図のうち外気温初期値
決定部での処理を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart illustrating a process in an outside air temperature initial value determination unit in the control system diagram of FIG. 2;
【図５】図５は、図２の制御系統図のうち日射量直達・
伝熱成分演算部の構成を示すブロック線図である。FIG. 5 is a schematic diagram of the control system diagram of FIG.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a heat transfer component calculation unit.
【図６】図６は、図２の制御系統図のうち吹出風量演算
部の構成を示すブロック線図である。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a blow-out air volume calculation unit in the control system diagram of FIG. 2;
【図７】図７は、図２の制御系統図のうちオブザーバの
構成を示すブロック線図である。FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of an observer in the control system diagram of FIG. 2;
【図８】図８（ａ）は、吹出温度Ｔｏの変化に対する室
温Ｔｒの変化を示す線図であり、図８（ｂ）は、外気温
Ｔａの変化に対する室温Ｔｒの変化を示す線図である。8A is a diagram illustrating a change in the room temperature Tr with respect to a change in the blowout temperature To, and FIG. 8B is a diagram illustrating a change in the room temperature Tr with respect to a change in the outside air temperature Ta. is there.
【図９】図９は、図２の制御系統図のうち水温推定部の
構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a water temperature estimating unit in the control system diagram of FIG. 2;
【図１０】図１０は、水温の推定手法を説明するために
示した特性線図である。FIG. 10 is a characteristic diagram shown for explaining a technique for estimating a water temperature.
ＢＬ１ 室温センサ ＢＬ２ エバ後温度センサ ＢＬ３ エアミックスドア開度 ＢＬ４ 吹出空気温度推定部 ＢＬ５ オブザーバ ＢＬ６ 水温推定部 １ 吹出温度推定部 ６ オブザーバ １１ 水温推定部 １３ エバポレータ １４ ヒータコア １５ エアミックスドア １６ 室温センサ １７ エバ後温度センサ BL1 room temperature sensor BL2 post-evaporation temperature sensor BL3 air mix door opening BL4 blowout air temperature estimator BL5 observer BL6 water temperature estimator 1 blowout temperature estimator 6 observer 11 water temperature estimator 13 evaporator 14 heater core 15 air mix door 16 room temperature sensor 17 evaporator Rear temperature sensor
Claims (1)
レータ、ヒータコア、及び前記ヒータコアの通過空気量
を調節するエアミックスドアが少なくとも配されている
車両用空調装置において、 車室内の温度を検出する室温センサと、 エバポレータを通過した空気の温度を検出するエバ後温
度センサと、 前記エアミックスドアの開度及びエバポレータを通過し
た空気温度に基づいて車室に吹き出す空気の吹出空気温
度を推定する吹出空気温度推定部と、 車室の空調に関する系の動的モデルに基づき、前記吹出
空気温度の推定値を含む制御量と室温センサによって検
出された車室内温度とから前記車室内温度の推定値を演
算すると共に、この車室内温度の推定値と前記室温セン
サによって検出された車室内温度との差に基づいて前記
推定された吹出空気温度を修正するオブザーバと、 前記オブザーバによって修正された吹出空気温度の推定
値と、前記エアミックスドアの開度、及びエバポレータ
を通過した空気温度を少なくとも加味して前記ヒータコ
アに供給される温水の温度を推定する水温推定部とを具
備することを特徴とする車両用空調装置の水温推定装
置。1. An air conditioner for a vehicle, wherein at least an evaporator, a heater core, and an air mixing door for adjusting an amount of air passing through the heater core are provided in an air passage for controlling the temperature of the vehicle compartment. A room temperature sensor for detecting, a post-evaporation temperature sensor for detecting the temperature of the air that has passed through the evaporator, and an estimation of the temperature of the air to be blown out to the passenger compartment based on the opening of the air mix door and the temperature of the air that has passed through the evaporator. An air temperature estimating unit that performs the estimation of the vehicle interior temperature from a control amount including an estimated value of the air temperature and a vehicle interior temperature detected by a room temperature sensor based on a dynamic model of a system related to air conditioning of the vehicle interior. Values and calculate the estimated value based on the difference between the estimated value of the cabin temperature and the cabin temperature detected by the room temperature sensor. An observer for correcting the blow-off air temperature; an estimated value of the blow-off air temperature corrected by the observer, an opening degree of the air mix door, and hot water supplied to the heater core, at least in consideration of an air temperature passing through an evaporator. A water temperature estimating unit for estimating the temperature of the vehicle.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21600696A JPH1035244A (en) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | Water temperature estimating device for vehicle air conditioner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21600696A JPH1035244A (en) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | Water temperature estimating device for vehicle air conditioner |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1035244A true JPH1035244A (en) | 1998-02-10 |
Family
ID=16681838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21600696A Pending JPH1035244A (en) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | Water temperature estimating device for vehicle air conditioner |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1035244A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7650927B2 (en) | 2007-03-16 | 2010-01-26 | Honda Motor Co., Ltd. | Outlet temperature calculation correction from ambient/water temperature |
| JP2012192914A (en) * | 2011-03-01 | 2012-10-11 | Honda Motor Co Ltd | Air conditioner for vehicle |
| JP2019171927A (en) * | 2018-03-27 | 2019-10-10 | ダイハツ工業株式会社 | Air-conditioning controller |
-
1996
- 1996-07-29 JP JP21600696A patent/JPH1035244A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7650927B2 (en) | 2007-03-16 | 2010-01-26 | Honda Motor Co., Ltd. | Outlet temperature calculation correction from ambient/water temperature |
| JP2012192914A (en) * | 2011-03-01 | 2012-10-11 | Honda Motor Co Ltd | Air conditioner for vehicle |
| JP2019171927A (en) * | 2018-03-27 | 2019-10-10 | ダイハツ工業株式会社 | Air-conditioning controller |
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