(57)【要約】【課題】経年により誤差が生じた温度データを適正な温度データに補正することによって、車両室内を適正な温度に調節することを可能とすることにある。【解決手段】温度センサ６は、空調機により空調されている車両室内の空気の温度を検出する。温度データ換算処理部２９は、温度センサ６によって検出された温度を、空調機を制御するための温度データに換算する。補正部２０は、温度データ換算処理部２９によって換算される温度データに生じる誤差を補正する。空調制御部３０は、補正部２０によって補正された温度データに基づいて、空調機を制御する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両室内の空気の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサにより検出された温度を、空調機を制御するための温度データに換算する温度データ換算手段と、
前記温度データ換算手段により換算される温度データに生じる誤差を補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された温度データに基づいて、前記空調機を制御する空調制御手段と
を具備することを特徴とする車両用空調制御装置。
【請求項２】
前記温度センサにより検出された温度を示すアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換手段と、
前記アナログ／デジタル変換手段の基準電圧を発生させる基準電圧発生手段とを有し、
前記補正手段は、
前記基準電圧の誤差に応じて前記デジタル信号に生じる誤差を補正し、
前記温度データ換算処理手段は、
前記補正手段によって補正されたデジタル信号を温度データに換算する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用空調制御装置。
【請求項３】
前記基準電圧回路は、
前記基準電圧を調整するための固定抵抗器を有することを特徴とする請求項２に記載の車両用空調制御装置。
【請求項４】
前記アナログ／デジタル変換手段は、
前記基準電圧に基づいて、前記温度センサにより検出された温度を示す前記アナログ信号を第１のアナログ信号として第１のデジタル信号に変換する第１のアナログ／デジタル変換手段と、
前記第１のデジタル信号を比較補正するための基準値である第１の固定抵抗器の値を第２のアナログ信号として入力し、前記基準電圧に基づいて、当該第２のアナログ信号を第２のデジタル信号に変換する第２のアナログ／デジタル変換手段と、
前記第１のデジタル信号を比較補正するための基準値である第２の固定抵抗器の値を第３のアナログ信号として入力し、前記基準電圧に基づいて、当該第３のアナログ信号を第３のデジタル信号に変換する第３のアナログ／デジタル変換手段と
を更に含み、
前記補正手段は、
前記第１の固定抵抗器に対応する基準データと当該第２のデジタル信号との差分を補正値として前記第１のデジタル信号及び前記第３のデジタル信号を補正するオフセット補正手段と、
前記オフセット補正手段により補正された第３のデジタル信号に基づいて、前記オフセット補正手段により補正された第１のデジタル信号を補正するゲイン補正手段と
を含み、
前記空調制御手段は、
前記ゲイン補正手段により補正されたデジタル信号に基づいて、前記車両室内の温度を制御する
ことを特徴とする請求項２に記載の車両用空調制御装置。
【請求項５】
前記オフセット補正手段は、
前記第２のデジタル信号から前記第１の固定抵抗器に対応する基準データを減算し、当該前記第２のデジタル信号と当該第１の固定抵抗器に対応する基準データとの差分を出力する第１の演算手段と、
前記第１のデジタル信号から前記第１の演算手段により出力された差分を減算する第２の演算手段と、
前記第３のデジタル信号から前記第１の演算手段により出力された差分を減算する第３の演算手段と
を含み、
前記ゲイン補正手段は、
前記第２の固定抵抗器に対応する基準データと前記第３の演算手段により出力された第３のデジタル信号との割合を出力するゲイン係数演算手段と、
前記ゲイン係数演算手段により出力された割合を、前記第２の演算手段により出力された第１のデジタル信号に乗算するゲイン補正演算手段と
を含み、
前記空調制御手段は、
前記ゲイン補正演算手段により出力されたデジタル信号に基づいて、前記車両室内の温度を制御する
ことを特徴とする請求項４に記載の車両用空調制御装置。
【請求項６】
前記補正手段により補正されたデジタル信号に対応付けて温度データを保持するテーブルを更に具備し、
前記温度データ換算処理手段は、前記テーブルを参照して、前記補正手段により補正されたデジタル信号を、当該補正手段により補正されたデジタル信号に対応付けられた温度データに換算する
ことを特徴とする請求項２に記載の車両用空調制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、鉄道車両には、車両室内の温度を調節するための空調機が搭載されている。通常、空調機は、マイクロコンピュータを使用した空調制御装置によって制御されている。
【０００３】
空調機は、例えば車両の上部に設けられて、空気吹き出し部から温度調節された空気を車両室内に吹き出す。空気吹き出し部から吹き出された空気は、車両の室内を循環して、空気吸入部により空調機に戻される。
【０００４】
空調制御装置は、例えば車両室内の椅子の下や、壁内に設けられて、空調機を制御する。空調制御装置は、空調機の空気吸入部に設けられた温度センサにより、空気吸入部により戻された空気（以下、戻り空気と表記）の温度を検知し、この温度値に基づいたフィードバック制御を実行する（例えば、特許文献１を参照）。
【０００５】
具体的には、空調制御装置内のマイクロコンピュータは、戻り空気が予め定めた設定温度になるように、その温度偏差に基づいて空気吹き出し部からの吹き出し空気の風量及び温度の制御を行っている。
【０００６】
このような車両用空調制御装置により、ドアの開閉や乗客数の増減があっても車両室内の温度が適正に調節されている。
【特許文献１】特開平１１−３４８７８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前述したような空調制御装置は、Ａ／Ｄ変換回路により、温度センサから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換（以下、Ａ／Ｄ変換と表記）した後、当該デジタル信号を空調制御用の温度データに換算する処理を実行している。空調制御装置は、この温度データに基づいて空調機を制御している。
【０００８】
ここで、Ａ／Ｄ変換回路は、Ａ／Ｄ変換の際の比較基準となる基準電圧を生成する基準電圧回路を有する。この基準電圧は、経年により誤差が生ずることが確認されている。この誤差によって、結果的に空調制御用の温度データにも誤差が生じてしまう。したがって、空調制御装置は、誤差の生じている温度データに基づいて空調機を制御してしまうため、車両室内を適正な温度に調節することができないという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、車両室内を適正な温度に調節することができる車両用空調制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題は、車両室内の空気の温度を検出する温度センサと、前記温度センサにより検出された温度を、空調機を制御するための温度データに換算する温度データ換算手段と、前記温度データ換算手段により換算される温度データに生じる誤差を補正する補正手段と、前記補正手段により補正された温度データに基づいて、前記空調機を制御する空調制御手段とを具備することを特徴とする車両用空調制御装置によって達成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、温度データの誤差を補正することによって、常に車両室内を適正な温度に調節することができる車両用空調制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１の実施の形態）
以下、図面を参照して、本発明に基づく第１の実施形態の車両用空調制御装置について説明する。  
図１は、第１の実施形態に係る車両用空調制御装置を備えている車両の概略を示す図である。車両１には、空調機２及び車両用空調制御装置５が設けられている。空調機２は、車両１の上部に設けられている。空調機２は、空気吹き出し部３及び空気吸入部４を有している。
【００１３】
空気吹き出し部３は、空調機２の車両１と接する箇所に設けられ、温度調節された空気を吹き出す。空気吸入部４は、空気吹き出し部３とは異なる箇所であって、空調機２の車両１と接する箇所に設けられ、空気吹き出し部３によって吹き出されて車両１の室内を循環した後の空気を吸入する。
【００１４】
ここで、空調機２の空気吸入部４には、温度センサ６が設けられている。温度センサ６は、空気吸入部４から吸入される空気の温度を検出する。
【００１５】
車両用空調制御装置５は、車両１内の椅子の下に設けられる。車両用空調制御装置５は、温度センサ６と接続され、この温度センサ６によって検出された温度に基づいて、空調機２を制御する。
【００１６】
車両用空調制御装置５は、マイクロコンピュータ７を有し、空調機２に戻された空気温度と予め定めた温度との温度偏差に基づいて、空調機２の空気吹き出し部３から吹き出される空気の風量や温度の強弱運転の制御を実行する。
【００１７】
なお、空調機２は、車両１の下部または壁面等に設置される構成としても構わない。また、車両用空調制御装置５は、車両１内の壁内に設けられる構成としても構わない。
【００１８】
次に、図２を参照して、本実施形態に係る車両用空調制御装置５の構成について説明する。
【００１９】
この車両用空調制御装置５は、アナログ信号入力変換回路８及びマイクロコンピュータ部（以下、マイコン部と表記）９を有する。
【００２０】
アナログ信号入力変換回路８は、基準電圧発生回路１０、第１のアナログ／デジタル変換回路（以下、Ａ／Ｄ変換回路と表記）１２、第２のＡ／Ｄ変換回路１３及び第３のＡ／Ｄ変換回路１５を有する。
【００２１】
基準電圧発生回路１０は、各種アナログ信号をデジタル信号に変換する際の比較基準となる基準電圧を発生する。基準電圧発生回路１０は、基準電圧を微調整するための可変抵抗器の代わりに固定抵抗器１１を備えており、この固定抵抗器１１より基準電圧が設定されている。
【００２２】
第１のＡ／Ｄ変換回路１２は、温度センサ６によって検出された温度を示すアナログ信号（第１のアナログ信号）をデジタル信号（第１のデジタル信号）に変換する。また、第１のＡ／Ｄ変換回路１２は、基準電圧発生回路１０による基準電圧に基づいて、アナログ／デジタル変換を行う。
【００２３】
第２のＡ／Ｄ変換回路１３は、例えば１ｋΩの固定抵抗器（第１の固定抵抗器）１４の値をアナログ信号（第２のアナログ信号）として入力する。第２のＡ／Ｄ変換回路１３は、入力された第２のアナログ信号をデジタル信号（第２のデジタル信号）に変換する処理を行う。
【００２４】
また、第２のＡ／Ｄ変換回路１３は、基準電圧発生回路１０による基準電圧に基づいて、アナログ／デジタル変換を行う。第１の固定抵抗器１４の値は、第１のＡ／Ｄ変換回路１２によって出力される第１のデジタル信号に生じる誤差を比較補正するための基準値である。
【００２５】
第３のＡ／Ｄ変換回路１５は、例えば３ｋΩの固定抵抗器（第２の固定抵抗器）１６の値をアナログ信号（第３のアナログ信号）として入力する。第３のＡ／Ｄ変換回路１５は、入力された第３のアナログ信号をデジタル信号（第３のデジタル信号）に変換する処理を行う。
【００２６】
また、第３のＡ／Ｄ変換回路１５は、基準電圧発生回路１０による基準電圧に基づいて、アナログ／デジタル変換を行う。第２の固定抵抗器１６の値は、第１の固定抵抗器１４の値と同様に、第１のＡ／Ｄ変換回路１２によって出力される第１のデジタル信号に生じる誤差を比較補正するための基準値である。
【００２７】
ここで、第１乃至第３のＡ／Ｄ変換回路は、同一のデジタル変換データ分解能を有し、例えばアナログ信号をデジタル信号値０から４０００に変換できるものとする。
【００２８】
また、上述した固定抵抗器１４及び固定抵抗器１６は、経年変化の少ない高精度固定抵抗器である。固定抵抗器１４及び固定抵抗器１６の値は、温度センサ６の特性に基づいて設定されている。本実施形態では、温度センサ６の検出特性として０℃＝１ｋΩ、４０℃＝３ｋΩとした場合、固定抵抗器１４の値は、検出温度０℃相当の固定抵抗値である。また、固定抵抗器１６の値は、検出温度４０℃相当の固定抵抗値である。
【００２９】
マイコン部９は、補正部２０、温度データ格納部２８、温度データ換算処理部２９及び空調制御部３０を備える。
【００３０】
補正部２０は、第１の演算部２１、第２の演算部２３、第３の演算部２４、ゲイン係数演算部２５及びゲイン補正演算部２７を含む。
【００３１】
演算部２１は、第２のＡ／Ｄ変換回路１３によって出力された第２のデジタル信号（オフセット用データ）から、固定抵抗器１４に対応する基準データ（オフセット用基準データ）２２を減算する。つまり、演算部２１は、オフセット用データとオフセット用基準データ２２との差分を求める。演算部２１は、求めた差分を補正値として演算部２３及び演算部２４に出力する機能を有する。
【００３２】
オフセット用基準データ２２は、可変抵抗器によって微調整された基準電圧に基づいて、固定抵抗器１４の値がＡ／Ｄ変換回路１３によってアナログ／デジタル変換されたときのデジタル信号値である。
【００３３】
ここでは、例えば固定抵抗器１４が１ｋΩの場合、オフセット用基準データ２２は１０００とする。また、オフセット用基準データ２２は、固定抵抗器１４の値に対応して予め格納されている。
【００３４】
演算部２３は、第１のデジタル信号（温度センサデータ）から、演算部２１によって出力された補正値を減算することによって、温度センサデータに対してオフセット補正を行う。演算部２３は、オフセット補正後の温度センサデータをゲイン補正演算部２７に出力する機能を有する。
【００３５】
演算部２４は、第３のデジタル信号（ゲイン用データ）から、演算部２１によって出力された補正値を減算することによって、ゲイン用データに対してオフセット補正を行う。演算部２４は、オフセット補正後のゲイン用データをゲイン係数演算部２５に出力する機能を有する。
【００３６】
ゲイン係数演算部２５は、演算部２３によって出力されたオフセット補正後のゲイン用データと、固定抵抗器１６に対応する基準データ（ゲイン用基準データ）２６とを比較し、その割合をゲイン補正演算部２４に出力する機能を有する。
【００３７】
ゲイン用基準データ２６は、可変抵抗器によって微調整された基準電圧に基づいて、固定抵抗器１６の値がＡ／Ｄ変換回路１５によってアナログ／デジタル変換されたときのデジタル信号値である。ここでは、例えば固定抵抗器１６が３ｋΩの場合、ゲイン用基準データ２６は３０００とする。また、ゲイン用基準データ２６は、固定抵抗器１６の値に対応して予め格納されている。
【００３８】
ゲイン補正演算部２７は、ゲイン係数演算部２５によって出力されたゲイン係数を、演算部２３によって出力されたオフセット補正後の温度センサデータに乗算することによって、温度センサデータに対してゲイン補正を行う。ゲイン補正演算部２７は、ゲイン補正後の温度センサデータを温度データ換算処理部２９に出力する機能を有する。
【００３９】
温度データ格納部２８には、ゲイン補正演算部２７によって出力されたゲイン補正後の温度センサデータに対応付けて、車両１の室内温度を調節するための温度データが格納されている。温度データ格納部２８には、例えばデジタル信号値１０００に対応付けて０℃及びデジタル信号値２０００に対応付けて２０℃を示す温度データ等が格納されている。
【００４０】
温度データ換算処理部２９は、温度データ格納部２８を参照し、ゲイン補正後の温度センサデータを、当該ゲイン補正後の温度センサデータに対応付けて格納されている温度データに換算する処理を行う。温度データ換算処理部２９は、換算した温度データを空調制御部３０に出力する機能を有する。
【００４１】
空調制御部３０は、温度データ換算処理部２９によって出力された温度データに基づいて、車両１の室内温度を調節するための制御を行う。空調制御部３０は、空調機２の吹き出し空気の風量または温度等の強弱運転の制御を行う。
【００４２】
次に、図３のフローチャートを参照して、本実施形態に係る車両用空調制御装置５のマイコン部９の処理手順について説明する。
【００４３】
まず、演算部２１は、オフセット用データからオフセット用基準データ２２を減算し、オフセット用データとオフセット用基準データ２２との差分を補正値として取得する（ステップＳ１）。
【００４４】
基準電圧発生回路１０には可変抵抗器ではなく固定抵抗器が備えられているため、比較基準となる基準電圧の微調整はなされていない。このため、オフセット用データの値は、前述したオフセット用基準データ２２の値である１０００±０でなく、１０００＋Ｘまたは１０００−Ｘとなる。つまり、オフセット用データの値には、＋Ｘまたは−Ｘの誤差が生じる。
【００４５】
演算部２１は、オフセット用データとオフセット用基準データ２２との間に生じる差分、つまり＋Ｘまたは−Ｘを取得する。この差分は、オフセット補正する際の補正値（オフセット補正（Ｘ））である。オフセット補正（Ｘ）は、オフセット用データ−オフセット用基準データ２２で求められる。
【００４６】
演算部２１は、取得したオフセット補正（Ｘ）を、演算部２３及び２４に出力する。以下、オフセット用データは１０００＋Ｘである場合を想定して説明する。この場合、オフセット補正（Ｘ）は、Ｘとなる。
【００４７】
次に、温度センサデータから、演算部２１によって出力されたオフセット補正（Ｘ）を減算する（ステップＳ２）。温度センサデータには、上記したオフセット用データと同様に誤差が生じる。そのため、この処理では、オフセット補正（Ｘ）を温度センサデータから減算することによって、温度センサデータに対してオフセット補正を行っている。
【００４８】
このオフセット補正によって、温度センサデータに対するオフセット補正（Ｘ）によって示される温度センサ６が０℃のときの誤差が吸収される。
【００４９】
演算部２４は、ゲイン用データから、演算部２１によって出力されたオフセット補正（Ｘ）を減算する（ステップＳ３）。
【００５０】
ゲイン用データには、上記したオフセット用データ及び温度センサデータと同様に誤差が生じる。ゲイン用データは、前述したゲイン用基準データ２６の値である３０００±０でなく、３０００＋Ｙまたは３０００−Ｙとなる。つまり、ゲイン用データの誤差は、＋Ｙまたは−Ｙとなる。この処理では、オフセット補正（Ｘ）をゲイン用データから減算することによって、ゲイン用データに対してオフセット補正を行っている。
【００５１】
このオフセット補正によって、ステップＳ２の処理と同様に、ゲイン用データに対するオフセット補正（Ｘ）によって示される温度センサ６が０℃のときの誤差が吸収される。
【００５２】
上述したように、オフセット補正（Ｘ）はＸであるから、演算部２４によって出力されるオフセット補正後のゲイン用データは、３０００＋Ｙ−Ｘまたは３０００−Ｙ−Ｘとなる。以下、ゲイン用データは、３０００＋Ｙの場合を想定して説明する。この場合、オフセット補正後のゲイン用データは、３０００＋Ｙ−Ｘとなる。
【００５３】
ゲイン係数演算部２５は、オフセット補正後のゲイン用データとゲイン用基準データ２６とを比較し、ゲイン補正係数を取得する（ステップＳ４）。
【００５４】
ここで、図４を参照して、ゲイン補正係数について説明する。図４に示す直線３０は、可変抵抗器によって微調整された基準電圧に基づいて、アナログ／デジタル変換が行われた場合の、温度センサ６によって検出された温度とデジタル信号値との対応を示す理想直線である。
【００５５】
図４の理想直線３０上の点３２に示されるように、例えば温度センサ６が４０℃を検出した場合、前述したように、誤差は生じないのでアナログ／デジタル変換後のデジタル信号値は、ゲイン用基準データ２６と同様の３０００を示す。
【００５６】
しかしながら、オフセット補正後のゲイン用データについて考えると、温度センサ６における４０℃相当の固定抵抗値が入力されているにも拘らず、誤差が生じているため、オフセット補正後のゲイン用データのデジタル信号値は３０００＋Ｙ−Ｘである。
【００５７】
アナログ／デジタル変換において誤差が生じない場合を示す理想直線３０に基づいて、オフセット補正後のゲイン用データに対応する温度を求めた場合、理想直線３０上の点３３に示されるように４０＋Ｚ℃となる。つまり、＋Ｚ℃の誤差が生じてしまう。
【００５８】
そこで、当該オフセット補正後のゲイン用データの値（３０００＋Ｙ−Ｘ）に対応する温度を４０℃とみなした場合を示すのが誤差修正直線３１である。誤差修正直線３１は、オフセット補正後のゲイン用データと温度４０℃とが対応する点３４を通る直線である。これによって、誤差修正直線３１は、アナログ／デジタル変換の際の基準電圧が微調整されてないことにおける誤差をないものとする。
【００５９】
ゲイン補正係数は、この誤差直線３１の傾きを示す。ゲイン補正係数は、ゲイン用基準データ２６の値である３０００とオフセット補正後のゲイン用データとの割合によって示される。したがって、ゲイン補正係数は、ゲイン用基準データ２６／オフセット補正後のゲイン用データによって求められる。
【００６０】
ゲイン係数演算部２５は、図３のステップＳ４においてゲイン補正係数を取得すると、取得したゲイン補正係数をゲイン補正演算部２７に出力する。
【００６１】
次に、ゲイン補正演算部２７は、オフセット補正後の温度センサデータとゲイン補正係数とを乗算する（ステップＳ５）。ゲイン補正演算部２７は、オフセット補正後の温度センサデータとゲイン補正係数を乗算することによって、オフセット補正後の温度センサデータに対応する、上述した誤差修正直線３１上に示されるデジタル信号値を取得する。このデジタル信号値は、ゲイン補正後の温度センサデータである。ゲイン補正演算部２７は、取得したデジタル信号値を温度データ換算処理部２９に出力する。
【００６２】
温度データ換算処理部２９は、ゲイン補正演算部２７によって出力されたゲイン補正後の温度センサデータの値に基づいて、温度データ格納部２８を参照して、温度データに換算する（ステップＳ６）。温度データ換算処理部２９は、ゲイン補正後の温度センサデータに対応付けて温度データ格納部２８に格納されている温度データに換算する。温度データ換算処理部２９は、換算した温度データを空調制御部３０に出力する。
【００６３】
空調制御部３０は、温度データ換算処理部２９によって出力された温度データに基づいて、車両室内の温度を調節するための空調制御処理を行う（ステップＳ７）。
【００６４】
上述したように本実施形態においては、基準電圧発生回路１０において、経年により値が変化してしまう可変抵抗器ではなく固定抵抗器を用いることよって生じる温度センサ６からの温度センサデータをアナログ／デジタル変換した場合における誤差を補正することが可能となる。したがって、基準電圧発生回路１０における製造または試験毎の微調整と可変抵抗器の経年とによる基準電圧の誤差の発生をなくすことが可能となる。
【００６５】
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一実施形態にかかる車両用空調制御装置５が備えられる車両の断面を示す図。
【図２】図１の車両用空調制御装置５の構成を示すブロック図。
【図３】図２のマイコン部９の処理手順を示すフローチャート。
【図４】ゲイン補正係数を説明するための図。
【符号の説明】
【００６７】
１…車両、２…空調機、３…空気吹き出し部、４…空気吸入部、５…車両用空調制御装置、６…温度センサ、７…マイクロコンピュータ、８…アナログ信号入力変換回路、９…ソフトウェア部、１０…基準電圧発生回路、１１…固定抵抗器、１２…第１のＡ／Ｄ変換回路、１３…第２のＡ／Ｄ変換回路、１４…固定抵抗器、１５…第３のＡ／Ｄ変換回路、１６…固定抵抗器、２０…補正部、２１…第１の演算部、２２…オフセット用基準データ、２３…第２の演算部、２４…第３の演算部、２５…ゲイン係数演算部、２６…ゲイン用基準データ、２７…ゲイン補正演算部、２８…温度データ格納部、２９…温度データ換算処理部、３０…空調制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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