JP3111733B2

JP3111733B2 - 自動車用空調装置

Info

Publication number: JP3111733B2
Application number: JP05057217A
Authority: JP
Inventors: 光明萩野; 潤一郎原
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1993-03-17
Filing date: 1993-03-17
Publication date: 2000-11-27
Anticipated expiration: 2015-11-27
Also published as: JPH06270649A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、空調装置の自動制御
特性を乗員の好みに合うように順次変更する自動車用空
調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、いわゆるオートエアコンと呼ばれ
る自動車用空調装置は、室温センサ、外気温センサなど
の熱環境量を検出するセンサから得られる信号に応じ
て、最適な吹出温度を演算し、この吹出温度の値を基
に、あらかじめ制御特性を定め、その制御特性通りに車
室内へ空調風を吹き出すものであった。

【０００３】この制御特性は一般的な人間の温冷感覚に
基づいて作成されているが、乗員の温冷感覚は個人差が
大きい感覚の一つであり、空調風の吹出特性を一義的に
決定するのは、非常に困難である。

【０００４】そこで、例えば特開平３−５４０１５号公
報などに開示されているように、制御特性を乗員の感覚
に合わせて順次補正していく装置が考案されている。す
なわち、この従来例によれば、例えば、最大ファン電圧
で急速冷房時、車室内温度の低下につれて目標吹出温度
Ｔ_ofは低い値から高い値へと変わっていくが、その低い
値から高い値へと変わっていく過程で乗員がファンのス
イッチを手動操作して、オートエアコンの制御特性に設
定されている目標吹出温度Ｔ_ofである設定値Ｆより低い
温度段階で、最大ファン電圧から低電圧に落とした場合
（つまりファン風量を小さくした場合）には、一定値α
を設定値Ｆから減じた値を新しい設定値Ｆとして、次回
の急速冷房制御時にはこの新しい設定値Ｆをファン電圧
（つまりファン風量）を下げる境界値として自動制御す
るものである。また、逆に乗員が、初めの設定値Ｆより
も高い温度でファン電圧を最大ファン電圧に手動操作し
て上げた場合には、設定値Ｆに一定値αを加えた値を新
しい設定値とするものである。

【０００５】ここで、目標吹出温度Ｔ_ofは、いわゆるオ
ートエアコンの制御指標として一般に用いられているも
ので、車室内温度、外気温、日射量、設定室温から決定
される熱負荷の総合指標である。

【０００６】

【発明が解決しょうとする課題】しかしながら、この特
開平３−５４０１５号公報に示されているような自動車
用空調装置では、乗員の環境変化に対する温冷感覚特性
や、操作特性に合うように制御特性が補正されない場合
が生じる。

【０００７】すなわち、従来の補正方法は、手動変更操
作がなされた瞬間の熱環境量を基に制御特性を補正して
いた。このため、乗員が日射量が増加したために設定温
度を下げたような場合、乗員が暑いと感じた日射量とは
異なった日射量のときに制御特性の変更が行われる恐れ
がある。例えば、日射量が増加した瞬間は運転操作に手
一杯でエアコンの操作をする余裕がなく、信号で停止し
てから操作したとすれば、信号のある場所の環境によっ
て制御特性が変更されることになる。ところが、一般に
信号のある場所は建物のために日陰となっている場合が
多いため、信号のある場所の日射量は、走行中に変更操
作の動機となった日射量増加点の日射量とは異なる可能
性が高い。したがって従来の方法によれば、実際の動機
となった熱環境変化時点とは異なった熱環境で制御特性
を補正してしまうという問題があった。

【０００８】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、車室内乗員の操作に応じて制御特
性を順次学習補正していく空調装置において、行われた
操作の動機となった環境変化を推測し、これを予測に適
用し、環境変化に対する乗員の操作特性に応じて制御特
性を精度良く補正することができる自動車用空調装置の
提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、熱環境量入力手段から入
力された検出室温、外気温、日射量などの熱環境量およ
び設定室温により目標空調条件を演算し、その目標空調
条件を維持するように、自動的に空調する空調風自動設
定手段を有した自動車用空調装置において、乗員の手動
操作によって前記空調装置の送風状態を設定変更可能な
手動設定手段と、現在の時刻から遡って予め定められた
時間内の熱環境量を記憶している熱環境量記憶手段と、
自動車の運行状態を検出する車両運行状態検出手段と、
前記運行状態を基に、乗員の運転操作負荷を演算する運
転操作負荷演算手段と、前記手動設定手段によって送風
状態に変更があった場合に、前記熱環境量記憶手段に記
憶されている熱環境量のうち、変更操作が行われた時刻
を起点として前記運転操作負荷に応じた時間範囲を走査
時間として、該走査時間内の熱環境量を基に熱負荷を演
算し、記憶し、該熱負荷条件下で設定変更された送風状
態あるいは送風状態変化量を記憶する設定情報記憶手段
と、前記設定情報記憶手段に記憶された前記送風状態あ
るいは送風状態変化量および熱負荷を基に、前記空調風
自動設定手段の制御特性を補正変更する制御特性補正手
段とを備えたことを特徴とする。

【００１０】請求項２に記載の発明では、請求項１記載
の自動車用空調装置において、前記車両運行状態検出手
段は、自動車の運行状態として、少なくとも、車速、転
舵角速度、アクセル開度、変速レバー操作量、ブレーキ
踏み込み量、空調装置以外のスイッチ操作量のうちいず
れかを検出することを特徴とする。

【００１１】請求項３に記載の発明では、請求項１記載
の自動車用空調装置において、前記設定情報記憶手段
は、熱負荷演算の際に、前記走査時間内の熱環境量を、
変更操作が行われた時刻を起点として遡り、累加平均
し、相隣る累加平均値の差が予め定められた値以内とな
ったときの熱環境量平均値を用いることを特徴とする。

【００１２】請求項４に記載の発明では、請求項１記載
の自動車用空調装置において、前記設定情報記憶手段
は、熱負荷演算の際に、前記走査時間内の熱環境量を、
変更操作が行われた時刻を起点として遡り、予め定めら
れた個数の熱環境量を移動平均し、前記個数分の熱環境
量の分散値が予め定められた値以内となったときの熱環
境量平均値を用いることを特徴とする。

【００１３】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、乗員が熱環境
の変化に応じて手動操作をした場合、制御特性を補正す
る際に、手動操作が行われた時刻を起点として過去のあ
る期間内の熱環境変化量を記憶しており、手動操作の動
機となった熱環境変化量の演算には、そのときの運行状
態により乗員が受ける運転操作負荷に応じて決定される
時間内の前記熱環境変化量データを用いる。こうして、
手動操作とその動機となった熱環境変化との間に時間的
なずれがあっても、手動操作以前に遡って動機となった
環境変化を的確に推測でき、それを環境変化に対する乗
員の操作特性と予測して制御特性を精度良く補正変更で
きる。

【００１４】請求項２に記載の発明によれば、乗員の個
人差に応じて制御特性を補正する際に、乗員の受ける運
転操作負荷を演算し記憶するのに、車速、転舵角速度、
アクセル開度、変速レバー操作量、ブレーキ踏み込み
量、空調装置以外のスイッチ操作量などのデータを用い
る。こうして、運転操作負荷を正確に把握し、これをも
とに走査時間を決定する。従って、例えば運転操作負荷
が高く操作困難な状況にあるにも拘らず、空調の手動操
作が行われた場合は、熱環境変化に応じて直ちに手動操
作が行われたものと判断することができる。こうして走
査時間の設定を正確に行うことができ、制御特性を精度
良く補正できる。

【００１５】請求項３に記載の発明によれば、乗員の個
人差に応じて制御特性を補正する際に、運転操作負荷に
応じた走査時間内の熱環境量を累加平均した平均値を用
いる。こうして、走査時間内の熱環境量の変化を正確に
把握することができる。

【００１６】請求項４に記載の発明によれば、乗員の個
人差に応じて制御特性を補正する際に、運転操作負荷に
応じた走査時間内の熱環境量を、予め定められた個数分
移動平均し、その個数分の分散値を用いる。こうして、
熱環境量に変動がある場合、熱環境量の平均値として、
所定値以上に変動している区間のデータを排除して、安
定している区間の平均値を採用でき、熱環境量を精度良
く記憶できる。

【００１７】

【実施例】請求項１〜請求項３に記載の発明の第１実施
例を説明する。

【００１８】図１は第１実施例の自動車用空調装置本体
の構成図である。空調装置は空調装置本体１と、熱環境
量入力手段２と、空調装置のメインスイッチとしてのオ
ートスイッチ３と、制御装置４と、手動設定手段５と、
車両運行状態検出手段７などを備えている。

【００１９】空調装置本体１は、ブロアユニット１０
と、クーリングユニット１１と、ヒータユニット１２
と、ダクトユニット１３とを備えている。ブロアユニッ
ト１０には外気導入口１５と内気導入口１６とインテー
クドア１７とブロアファン１８とが設けられている。外
気導入口１５は走行風圧を受けて外気を導入する。内気
導入口１６は車室内の空気を導入する。インテークドア
１７は制御装置４で駆動されるアクチュエータ１９によ
り外気導入口１５と内気導入口１６とを選択的に開閉す
る。ブロアファン１８は制御装置４で駆動されるアクチ
ュエータとしてのブロアファンモータ２０により回転駆
動される。クーリングユニット１１にはエバポレータ２
１が設けられている。エバポレータ２１は図外のコンプ
レッサ、コンデンサ、膨脹弁などで構成した冷凍サイク
ルから供給される冷媒で通過する空気を冷却する。ヒー
タユニット１２にはヒータコア２２とエアミックスドア
２３とエアミックスチャンバ２４とが設けられている。
ヒータコア２２は図外のエンジン、温水コックなどで構
成した加熱サイクルから供給される温水で通過する空気
を暖める。エアミックスドア２３は制御装置４で駆動さ
れるアクチュエータ２５により、エバポレータ２１を通
過して冷えている空気がヒータコア２２を迂回して冷え
たままの冷気と、ヒータコア２２を通過して暖められた
暖気との割合を調整するように開閉する。ダクトユニッ
ト１３にはデフロスタダクト２７とベンチレータダクト
２８と足元ダクト２９とデフロスタドア３０とベンチレ
ータドア３１と足元ドア３２とが設けられている。デフ
ロスタダクト２７はインストルメントパネル３３に設け
られたデフロスタ吹出口３４に接続され、図外のフロン
トウィンドウに向けて空調風を吹き出す。デフロスタ吹
出口３４には風向設定器としてルーバ３５が設けられて
いる。ベンチレータダクト２８はインストルメントパネ
ル３３に設けられたベンチレータ吹出口３６に接続さ
れ、乗員の上半身に向けて空調風を吹き出す。ベンチレ
ータ吹出口３６には風向設定器としてのルーバ３７，３
８が設けられている。足元ダクト２９の吹出口は乗員の
足元に向けて空調風を吹き出す。デフロスタドア３０、
ベンチレータドア３１、足元ドア３２はそれぞれ制御装
置４で駆動されるアクチュエータ４０，４１，４２によ
りデフロスタダクト２７、ベンチレータダクト２８、足
元ダクト２９を個別に開閉する。

【００２０】熱環境量入力手段２は車室内外の複数の熱
環境量を入力するものであって、室温センサ４５と外気
温センサ４６と日射量センサ４７とで構成されている。
室温センサ４５は現在の車室内の雰囲気温度を検出室温
Ｔ_ICとして検出し、この検出室温Ｔ_ICに応じた電気量を
制御装置４に出力する。外気温センサ４６は現在の車室
外の雰囲気温度を検出外気温Ｔ_AMBとして検出し、この
検出外気温Ｔ_AMBに応じた電気量を制御装置４に出力す
る。日射量センサ４７は受光した日射量Ｑ_SUNに応じた
電気量を制御装置４に出力する。

【００２１】オートスイッチ３は起動スイッチを兼ねて
おり、手動設定手段５とで空調装置のメインスイッチを
構成するものであつて、一般的には空調操作盤に組み付
けられている。

【００２２】手動設定手段５は、室温設定器４８、ファ
ン風量スイッチ４９、吹出口モードスイッチ５０、内外
気モードスイッチ５１から構成され、それぞれ乗員の操
作で乗員が希望する室温、ファン風量、吹出口モード、
内外気モードを設定室温Ｔ_SE _T、設定ファン風量
Ｖ_SET、設定吹出口モード、設定内外気モードとして設
定し、各設定値に応じた電気量を制御装置４に出力す
る。

【００２３】制御装置４（空調風自動設定手段）はマイ
クロコンピュータによって構成されており、前記手動設
定手段５のオン動作により、マイクロコンピュータのメ
モリにシステムベースとして予め設定されたマニュアル
プログラムにしたがって、検出室温Ｔ_ICが設定室温Ｔ
_SETとなるように、空調装置本体１を駆動制御する。こ
のマニュアルプログラムによる駆動制御において、空調
風の風量は前記ファン風量スイッチ４９の乗員によるオ
ン操作量で選択され、内外気モードは前記内外気モード
スイッチ５１の乗員による操作で内気循環モード、外気
導入モード、半内気循環・半外気導入モードの内から一
つが選択され、吹出口モードスイッチ５０の乗員による
操作で、例えばベントモード、フットモード、デフロス
タモードの一つが選択される。また、制御装置４はオー
トスイッチ３のオン動作により、マイクロコンピュータ
のメモリにシステムベースとして予め設定されたオート
プログラムにしたがって、検出室温Ｔ_IC、外気温
Ｔ_AMB、日射量Ｑ_SUNなどの熱環境量と設定室温Ｔ_SET
などの設定値に応じて、車室内の熱環境状態が目標熱環
境状態となるように、空調装置本体１を駆動制御する。

【００２４】車両運行状態検出手段７は、車速センサ、
転舵角センサやアクセル開度、ブレーキペダル踏み込み
量、変速レバー操作量などの各センサからなり、自動車
が走行するために乗員が操作する空調装置以外の装置の
操作状態を検出して制御装置４へ検出信号を送信する。

【００２５】こうして前記制御装置４は、空調風自動設
定手段を構成し、かつ熱環境量入力手段２からの熱環境
量と手動設定手段５からの設定情報と車両運行状態検出
手段７からの運行状態情報とを受け、熱環境量記憶手段
と、運転操作負荷演算手段と、設定情報記憶手段と、制
御特性補正手段とを構成している。

【００２６】以上の構成からなる自動車用空調装置の作
動を図２ないし図８を用いて説明する。

【００２７】まず、図２ないし図６のフローチャートに
従って制御のフローを説明する。

【００２８】空調装置の起動スイッチであるオートスイ
ッチ３がＯＮになり装置が起動されると、ステップ１０
１では、初期設定として、走査用タイマ（日射補正タイ
マ）と制御特性補正用フラグ（日射補正フラグ）のリセ
ットおよび定数の初期設定を行う。すなわち、日射補正
タイマをリセットし、日射補正フラグをＯＦＦとし、目
標吹出温度Ｔ_of、エアミックスドア開度Ｘ、ファン風量
（ファン電圧）、吹出口モードの計算式に用いる定数Ａ
〜Ｎをセットする。

【００２９】ステップ１０２では、各センサとスイッチ
から熱環境量として、検出室温Ｔ_IC、外気温Ｔ_AMB、日
射量Ｑ_SUN、設定室温Ｔ_SET、乗員によるファン風量ス
イッチ４９の設定値（ファン電圧設定値）Ｖ_FANを入力
し、日射量Ｑ_SUNの値を日射量履歴メモリに積み重ねす
る。ここで、日射量履歴メモリには、一定時間内の日射
量の履歴が記憶されており、アドレスの小さいほど新し
いデータである。また記憶されている日射量の個数には
制限があり、新しい日射量が読み込まれると、最も古い
日射量データを捨ててデータを更新するようになってい
る。

【００３０】ステップ１０３では、設定室温Ｔ_SETの補
正量ΔＴ_SETの算出を行う。すなわち、各外気温Ｔ_AMB
に対して、乗員の室温設定器４８の操作内容を重み付き
平均して記憶し、その記憶した内容に基づいて補正量Δ
Ｔ_SETを決定したマップによって、設定室温Ｔ_SETの補
正量ΔＴ_SETを決定し、補正量ΔＴ_SETを設定室温Ｔ
_SETに加算して、補正設定室温Ｔ_SET´を求める。

【００３１】ステップ１０４では、各センサ値と補正設
定室温Ｔ_SET´から、目標吹出温度Ｔ_ofの値を次式を用
いて演算する。

【００３２】Ｔ_of＝Ａ×Ｔ_IC＋Ｂ×Ｔ_AMB＋Ｃ×Ｑ_SUN
＋Ｄ×Ｔ_SET´＋Ｅステップ１０５、１０６、１０７では、ステップ１０４
で求めた目標吹出温度Ｔ_ofの値に基づいて、それぞれエ
アミックスドア開度Ｘ、ファン電圧Ｖ_FAN、吹出口モー
ドを決定する。

【００３３】こうして、目標空調条件が演算されて決定
される。つぎに、日射量Ｑ_SUNに変化が生じたかどうか
を判定し、変化が生じていれば、その日射量変化に対す
る乗員の操作特性を推測するモードを始動（日射補正フ
ラグをＯＮ）させるフローがステップ１０８から始ま
る。まず、ステップ１０８では、日射補正フラグがすで
にＯＮ状態になっているかどうかを判定する。すなわ
ち、日射量変化に対する乗員の操作特性を推測するモー
ドが始動済み（ＯＮ）になっているか、まだ始動してい
ない（ＯＦＦ）か、どちらなのかを判定する。ＯＮ状態
の場合はステップ１１２へ進んで走査タイマ値が所定時
間内かどうかを判断し、ＯＦＦ状態の場合はステップ１
０９へ進んで日射量変化の程度を判断する。

【００３４】ステップ１０９へ進むと、瞬間日射量Ｑ_p
と長時間（１０分程度）の日射量平均値Ｑ_mとの差の絶
対値が、所定値Ｄ_QSUNより大きいかどうかを判定し、大
きい場合にはステップ１１０へ、小さい場合には図５の
ステップ１２６へ進む。大きい場合、すなわち日射量変
化が所定値Ｄ_QSUNより大きい場合にはステップ１１０
で、その時点の平均日射量Ｑ_mの値を、後段階の処理で
必要となる初期日射量Ｑ_M0とし、記憶する。そしてステ
ップ１１１で、日射補正フラグをＯＮし、日射補正タイ
マｔｑの値をリセットしてカウントを開始する。

【００３５】一方、前記ステップ１０８で日射補正フラ
グがＯＮ状態の場合はステップ１１２へ進んで、このス
テップ１１２では日射補正タイマｔｑの値が所定値ｔ_D
を越えたかどうかを判定し、越えている場合にはステッ
プ１１３で日射補正フラグをＯＦＦして図５のステップ
１２６へ進む。越えていない場合にはそのままステップ
１１４へ進む。

【００３６】つぎのステップ１１４からステップ１２５
では、乗員が空調装置の手動設定変更をしたかどうかを
判定し、設定変更をした場合は設定変更内容を記憶す
る。すなわち、乗員の設定室温の操作、ファン電圧（フ
ァン風量スイッチ）の操作などがあった場合は、その内
容を環境条件に対応させて記憶する。すなわち、まず、
ステップ１１４では、乗員が設定変更したかどうかを判
定し、設定変更した場合はステップ１１５へ進む。ステ
ップ１１５以降は乗員が設定変更した場合のフローであ
る。一方、設定変更しなかった場合は図５のステップ１
２６へ進む。

【００３７】ステップ１１５では、日射補正フラグがＯ
Ｎかどうかを判定し、ＯＮの場合にはステップ１１６な
いしステップ１１８の日射量変化に対する操作特性に関
する処理を行うためにステップ１１６へ、ＯＦＦの場合
にはその処理を行わずに図４のステップ１２０へ進む。

【００３８】つぎにステップ１１６では、車速センサか
ら現在の車速Ｖ_car（ｋｍ／ｈ）を読み込む。

【００３９】続いてステップ１１７では、得られた車速
Ｖ_carに応じて環境判定用記憶データのスキャン時間ｔ
_scan（走査時間）を決定（後述）する。

【００４０】ステップ１１８では、手動設定変更操作の
操作因子として記憶すべき日射量Ｑ_SUN（熱負荷）の値
を演算（後述）する。

【００４１】日射量Ｑ_SUNが決定されると、ステップ１
１９に進んで、ステップ１１８で得られた初期日射量Ｑ
_M0をもとに、日射によるファン風量補正マップ（後述）
を変更記憶する。すなわち、日射量Ｑ_SUNの変化と乗員
によるファン風量設定変更操作との間の関係データを変
更記憶する。そして、ファン風量マップが変更される
と、日射量Ｑ_SUNと日射変化量ΔＱ_SUNを変数としてフ
ァン電圧補正量ΔＶ_SUNを求める重回帰式 ΔＶ_SUN＝ａ・Ｑ_SUN＋ｂ・ΔＱ_SUN＋ｃ（１）を演算する。

【００４２】つぎに、ステップは図４のステップ１２０
に進むが、ステップ１２０以降では、日射量Ｑ_SUN以外
の熱環境量（外気温、設定室温、検出室温）に応じた乗
員の操作特性を記憶する。まず、ステップ１２０では、
設定室温の補正値Ｔ_SET´と検出室温Ｔ_ICとの差の絶対
値｜Ｔ_SET´−Ｔ_IC｜が２℃以内かどうかを判定する。
すなわち、室温状態が安定状態に達したかどうかを判定
しており、安定状態（２℃以内）に達していればステッ
プ１２１へ進み、達していなければ図５のステップ１２
４へ進む。

【００４３】安定状態に達していればステップ１２１
で、乗員の操作内容が設定室温なのかファン風量スイッ
チなのかを判定し、設定室温の場合にはステップ１２２
へ進んで外気温に対する設定室温の補正量ΔＴ_SETを演
算して記憶し、ファン風量スイッチの場合にはステップ
１２３へ進んで外気温Ｔ_AMBに対するファン電圧補正量
ΔＶ_FANを演算して記憶する。また、前記の室温状態が
安定状態に達していない場合には、図５のステップ１２
４で、補正設定室温Ｔ_SET´と検出室温Ｔ_ICとの差に対
するファン電圧の補正量ΔＶ_FANを演算して記憶する。

【００４４】こうして、日射量Ｑ_SUN以外の熱環境量に
応じた乗員の操作特性が演算され、記憶される。

【００４５】つぎにステップ１２５へ進むと、ファン風
量スイッチ４９が手動設定変更されているかどうかを判
定し、手動設定変更されている場合には図６のステップ
１３３へ進み、その手動設定変更通りにブロアファンモ
ータへ出力する。一方、ファン風量スイッチ４９が手動
設定されていない場合にはステップ１２６へ進む。ステ
ップ１２６以降では乗員の手動設定変更に基づき補正さ
れた制御が行われる。ここで補正される制御特性はファ
ン電圧Ｖ_FANである。

【００４６】ステップ１２６では、補正設定室温Ｔ_SET
´と検出室温Ｔ_ICとの差の絶対値｜Ｔ_SET´−Ｔ_IC｜が
２℃以内かどうかを判定する。すなわち、室温状態が安
定状態かどうかを判定しており、安定状態（２℃以内）
であればステップ１２７へ、そうでなければステップ１
２８へ進む。

【００４７】安定状態であれば、ステップ１２７で、現
在の外気温Ｔ_AMBに対してファン電圧補正量ΔＶ_FANを
ステップ１２３で示した操作特性マップによって求め
る。

【００４８】また、ステップ１２８では、補正設定室温
Ｔ_SET´と検出室温Ｔ_ICとの差に対して、ファン電圧補
正量ΔＶ_FANをステップ１２４で示した操作特性マップ
によって求める。

【００４９】ステップ１２９では、日射補正フラグがＯ
Ｎしているかどうかを判定し、ＯＮの場合にはステップ
１３０へ進んで、現在の日射量Ｑ_SUNと日射変化量ΔＱ
_SUNに相当するファン電圧補正量ΔＶ_SUNをステップ１
１９で決定される（１）式 ΔＶ_SUN＝ａ・Ｑ_SUN＋ｂ・ΔＱ_SUN＋ｃから決定した後、図６のステップ１３２へ進む。

【００５０】一方、ステップ１２９で日射補正フラグが
ＯＦＦの場合には、ステップ１３１でファン電圧補正量
ΔＶ_SUNの値を０にしてステップ１３２へ進む。

【００５１】ステップ１３２では、図２のステップ１０
６で求めたファン電圧Ｖ_FANを、ステップ１３０または
ステップ１３１で決定したファン電圧補正量ΔＶ
_SUNと、ステップ１２７またはステップ１２８で求めた
ファン電圧補正量ΔＶ_FANを用いて、Ｖ_FAN´＝Ｖ_FAN＋Ｋ₁×ΔＶ_FAN＋Ｋ₂×ΔＶ_SUN によって補正する。

【００５２】ステップ１３３では、ステップ１３２で補
正されたファン電圧Ｖ_FAN´か、または乗員により手動
設定されたファン電圧Ｖ_FANをブロアファンモータ２０
へ出力する。

【００５３】ステップ１３４では、エアミックスドア、
吹出口モード、吸込口の各ドアアクチュエータへ制御信
号を出力した後、図２のステップ１０２へ戻って空調装
置のオートスイッチ３がオフにされるまで同様のループ
を繰り返す。

【００５４】つぎに、以上の各ステップの説明におい
て、詳細説明を省略した箇所について説明を補足する。

【００５５】前記ステップ１１７で決定するスキャン時
間は、車速に基づいて決定する。図７は車速Ｖ_carとス
キャン時間ｔ_scanとの関係を示す。図７に示すように、
車速Ｖ_carが遅い程スキャン時間ｔ_scanが長くなるよう
な略反比例の関係に設定している。図中のｔ₀、ｔ₁は
予め定められたｔ_scanの最小値、最大値である。

【００５６】つぎに、前記ステップ１１８での、手動設
定変更操作の操作因子として記憶すべき日射量Ｑ_SUNの
演算方法を図８のフローチャートを用いて説明する。

【００５７】まず、ステップ２０１で走査時間用のカウ
ンタｉの値をリセットして０とする。つぎにステップ２
０２では、ｉ×Δｔ_Sの値がｔ_scanを越えていないかど
うかを判定する。越えていない場合には、ステップ２０
３へ進み、越えている場合にはステップ２０９へ進んで
操作因子として記憶する日射量Ｑ_SUNをその時点での平
均日射量Ｑ_mi（後述）に設定してルーチンを終了する。

【００５８】前記の走査時間ｔ_scanを越えていない場合
のステップ２０３では、日射量履歴メモリに記憶された
日射量のｉ番目のデータＱ_piを読み込む。そしてステッ
プ２０４で平均日射量Ｑ_miを数１から求める。

【００５９】

【数１】つぎに、ステップ２０５でＱ_miと前回の平均日射量Ｑ
_m(i-1)との差の絶対値が、所定値Ｑ_D以内かどうかを判
定する。所定値Ｑ_D以内であればステップ２０６で収束
カウンタＣ_convをＣ_conv＋１に増進し、所定値Ｑ_Dを越
えていればステップ２０７で収束カウンタＣ_convをリセ
ットして０とする。

【００６０】ステップ２０８では収束カウンタＣ_convの
値が所定値Ｎ_dを越えているかどうかを判定し、越えて
いる場合にはステップ２０９へ進んで操作因子として記
憶する日射量Ｑ_SUNの値にＱ_miを設定してルーチンを終
了する。ステップ２０８で収束カウンタＣ_convの値が所
定値Ｎ_dを越えていない場合にはステップ２１０へ進ん
でカウンタｉをｉ＋１に増進した後、ステップ２０２へ
戻って処理を繰り返す。

【００６１】こうして、手動設定変更操作の操作因子と
して記憶すべき日射量Ｑ_SUNの値が演算されるが、この
フローチャート（図８）で示した平均日射量Ｑ_miの演算
結果を図９、図１０を用いて説明する。

【００６２】日射量Ｑ_SUNが図９に示したような変化を
したとき、停車中で（図中のＣ₀点）で操作が行われた
とすると、図８のフローに従ってＣ₀，Ｃ₁，Ｃ₂，Ｃ
₃，……という順でスキャンを進めていくと、Ｑ_P0，Ｑ
_P1，Ｑ_P2，Ｑ_P3，……の順に日射量が読み込まれてい
き、各時点での平均日射量は図１０のＱ_m0，Ｑ_m1，
Ｑ_m2，Ｑ_m3，……の順に演算（累加平均）される。ここ
で、ｔ_scan秒まで｜Ｑ_mi−Ｑ_m(i-1)｜の値が安定しなか
った場合には、ｎ＝ｔ_scan／Δｔ_S回スキャンすること
になるが、｜Ｑ_mi−Ｑ_m(i-1)｜の値が安定し、所定値Ｑ
_D以内が所定値Ｎ_d回連続した場合には、ｎ回に至る以
前に演算を終了する。これにより、ｎ回までスキャンす
るよりは演算時間を短縮することができる。

【００６３】つぎに、前記ステップ１１９で変更記憶す
る、日射による風量補正マップを図１１を用いて説明す
る。

【００６４】日射による風量補正マップは、ファン電圧
に換算した設定変更操作量を、日射量Ｑ_SUNと日射変化
量ΔＱ_SUN（日射量Ｑ_SUNと初期日射量Ｑ_M0との差）と
を条件として、過去数回分記憶するものである。記憶す
る回数枠は予め定められており、例えば、２０回程度で
ある。ここで記憶する設定変更操作量の電圧への換算
は、設定変更操作後の（つまり現在の）ファン電圧Ｖ
_FANと設定変更操作前のファン電圧Ｖ_PREとの差から求
める。ただし、日射量変化方向とファン設定変更操作方
向ΔＶ＝Ｖ_FAN−Ｖ_PREの符号が一致しない場合には、
矛盾した操作として記憶しない。なぜなら、日射が増加
した場合には、風量を増加させる方向の操作がなされる
べきだからである。

【００６５】つぎに、前記ステップ１２２ないしステッ
プ１２４での各補正量の算出方法を説明する。

【００６６】すなわち、ステップ１２２では、まず、現
在の外気温Ｔ_AMBに対して、設定室温の変更幅に重みＷ
を乗じた値を、その外気温での累積の変更幅Ｓ_SET（Ｔ
_AMB）に加える。そして、その外気温での操作回数Ｎ
_SET（Ｔ_AMB）で除して加重平均Ｍ_SET（Ｔ_AMB）を計
算する。そして、このＭ_SET（Ｔ_AMB）に重み係数Ｗ_D,
_SETを乗じることによって、その外気温での設定室温の
補正量ΔＴ_SET（Ｔ_AMB）が決定される。

【００６７】つぎに、ステップ１２３では、上記と同様
に、まず、現在の外気温Ｔ_AMBに対して、ファン電圧の
変更幅に重みＷを乗じた値を、その外気温での累積の変
更幅Ｓ_FAN（Ｔ_AMB）に加える。そして、その外気温で
の操作回数Ｎ_FAN（Ｔ_AMB）で除して加重平均Ｍ
_FAN（Ｔ_AMB）を計算する。そして、このＭ_FAN（Ｔ
_AMB）に重み係数Ｗ_D,FANを乗じることによって、その
外気温でのファン電圧の補正量ΔＶ_FAN（Ｔ_AMB）が決
定される。

【００６８】また、ステップ１２４では、上記の外気温
Ｔ_AMBを、補正設定室温と検出室温との差Ｔ_SET´−Ｔ
_ICに置き換えた方法によってΔＶ_FAN（Ｔ_SET´−
Ｔ_IC）を決定する。

【００６９】以上、図２から図６までのフローチャート
で示した作動を、図１２を用いて説明する。

【００７０】図１２において、ある車速（図中のａ）で
走行していた車両を想定する。それまで曇っていた天気
が晴れに変わり、日射量が急に上昇（図中のｂ点）した
ため、空調装置は日射補正フラグがＯＮとなって、日射
量変化に対する乗員の操作特性を推測する学習モードと
なった（図中のｃ点）。乗員は設定室温を下げたいと感
じたが、車両は走行状態であり前方に信号があるため停
止操作に入らねばならず、空調装置の操作は行わなかっ
た。間もなく信号で停止（図中のｄ点）してから日射量
上昇分を見込んで、設定室温を２５℃から２３℃へと下
げた（図中のｅ点）。信号の周囲は建物の陰のため、日
射量はほぼ０（図中のｆ点）であるが、本第１実施例に
よれば、操作がなされた時刻から遡って、車両が建物の
陰に入る前の日射量が急に上昇して高かったときの日射
量（図中のｇ点）が、この操作の要因として記憶される
ことになる。

【００７１】このようにして、本第１実施例によれば、
乗員が熱環境の変化に応じて手動操作をした場合、制御
特性を補正する際に、手動操作が行われた時刻を起点と
して過去のある期間内の熱環境変化量を記憶しており、
手動操作の動機となった熱環境変化量の演算には、その
ときの運行状態により乗員が受ける運転操作負荷に応じ
て決定される時間内の前記熱環境変化量データを用い
る。こうして、手動操作とその動機となった熱環境変化
との間に時間的なずれがあっても、手動操作以前に遡っ
て動機となった環境変化を的確に推測でき、その後は、
それを環境変化に対する乗員の操作特性と予測して制御
特性を精度良く補正変更できる。

【００７２】つぎに請求項１〜請求項３に記載の発明の
第２実施例を説明する。

【００７３】本第２実施例では、構成、作動は前記第１
実施例と大部分が同じなので、異なる部分のみを説明す
る。

【００７４】本第２実施例では、車両運行状態検出手段
７は車速だけではなく転舵角速度、アクセル開度、変速
レバー操作量、ブレーキ踏み込み量、空調装置以外のス
イッチ操作量などの、全操作量を検出する。従って、こ
の全操作量をもとに演算される乗員の運転操作負荷Ｍ_Dr
を用いて、図４のステップ１１７のスキャン時間ｔ_sc _an
が決定される。

【００７５】図１３にスキャン時間ｔ_scanと運転操作負
荷Ｍ_Drとの関係を示す。運転操作負荷Ｍ_Drが高いときは
スキャン時間ｔ_scanが短くなるように決定される。

【００７６】運転操作負荷Ｍ_Drの値はつぎのようにして
求める。すなわち、演算対象となる各操作系の負荷を、
例えばドライバーの代謝量に換算して求める。そして、
得られた各操作仕事量、車速負荷Ｍ₁、転舵負荷Ｍ₂、
変速レバー負荷Ｍ₃、ブレーキ負荷Ｍ₄、スイッチ類負
荷Ｍ₅、……、Ｍ_Nの値を数２にて加重平均して運転操
作負荷Ｍ_Drを求める。

【００７７】

【数２】このようにして、例えば図１４に示したような運行状態
にあった場合に、手動操作時点が停車中かどうかという
判定だけではなく、走行中でも運転操作負荷が高く空調
装置の操作をできる状況かどうかを判定できる。すなわ
ち、運転操作負荷が高く、操作困難な状況（図中のａ）
にあるにも拘らず、空調の手動操作が行われた場合は、
日射量変化に即反応した操作と見做すことができる。こ
のため、図１３に示したように、運転操作負荷が高い場
合のスキャン時間ｔ_scanは短くほぼ０に設定している。

【００７８】このようにして、本第２実施例によれば、
走査時間の決定は、第１実施例の車速だけを基にするの
と異なり、熱環境変化と手動操作時点とのずれの要因と
なる運転操作負荷を演算し、それをもとに決定される。
従って、走査時間の設定を正確に行うことができ、制御
特性を精度良く補正できる。

【００７９】つぎに、請求項１〜請求項３に記載の発明
の第３実施例を，図１５〜図１９を用いて説明する。

【００８０】これまでの第１，第２実施例では、補正さ
れる制御特性をファン電圧Ｖ_FANにしているが、本第３
実施例は本発明の目的を達成する他の例として、補正さ
れる制御特性を設定室温Ｔ_SETとしている。

【００８１】本第３実施例は大部分が第１，第２実施例
と共通なので、異なる部分のみを説明する。すなわち、
図１５のフローチャートにおいて、ステップ４０１、ス
テップ４０２は第１実施例の説明に用いた図２のフロー
チャートにおけるステップ１０１、ステップ１０２と同
じである。

【００８２】ステップ４０３では設定室温Ｔ_SETの補正
量のうち、外気温Ｔ_AMBをパラメータとする補正量ΔＴ
_SETAMBを、図１７のステップ４２６（後述）で決定され
る補正量マップから読み込む。

【００８３】つぎに、ステップ４０４では，日射補正フ
ラグがＯＮされて乗員の操作特性を推測するモードにな
っているかどうかを判定し、ＯＮされている場合には、
ステップ４０５で日射量Ｑ_SUNをパラメータとする設定
室温補正量ΔＴ_SETSUNを、図１７のステップ４２３（後
述）で記憶される補正量マップから決定される重回帰式 ΔＴ_SETSUN＝ａ・Ｑ_SUN＋ｂ・ΔＱ_SUN＋ｃから決定する。一方ステップ４０４で日射補正フラグが
ＯＦＦと判定されるとステップ４０６へ進んで設定室温
補正量ΔＴ_SETSUNを０にセットする。

【００８４】そしてステップ４０７で、ステップ４０
３，４０５，４０６で決定された各補正量を用いて設定
室温の補正を次式によって行う。

【００８５】Ｔ_SET´＝Ｔ_SET＋Ｋ₁×ΔＴ_SETAMB＋Ｋ
₂×ΔＴ_SETSUN （ここにＫ₁、Ｋ₂は定数である）続くステップ４０８から図１７のステップ４２２まで
は、第１実施例の説明に用いた図２のステップ１０４か
ら図４のステップ１１８までと同じである。

【００８６】ステップ４２３では、日射量をパラメータ
とする設定室温補正量ΔＴ_SETSUNを決定するためのマッ
プを変更記憶する。このマップは図１９に示したように
前記図１１と同様の形式となっており、日射量Ｑ_SUNと
日射変化量ΔＱ_SUNを条件としてその時点でのファン風
量設定変更操作量を設定室温変更量ΔＴ_SETに換算して
過去数回分記憶するものである。ここで、手動操作によ
るファン風量設定変更操作量の設定室温変更操作量への
換算は前記図１１のマップと同様に、ステップ４１０の
ファン電圧の制御特性マップを用いて行う。そして、こ
こで決定されたマップ（図１９）を基に、日射による設
定室温補正量ΔＴ_SETSUNを決定する重回帰式 ΔＴ_SETSUN＝ａ・Ｑ_SUN＋ｂ・ΔＱ_SUN＋ｃを決定する。

【００８７】こうして、日射量をパラメータとする設定
室温補正マップが変更記憶されると、ステップ４２４以
降では前記第１実施例と同様に、日射量Ｑ_SUN以外の熱
環境量に応じた乗員の操作特性を記憶する。

【００８８】ステップ４２４から図１８のステップ４３
２までは前記図４のステップ１２０から図５のステップ
１２８までと同じである。

【００８９】ステップ４３３では、ステップ４３１また
はステップ４３２で決定されたファン電圧補正量ΔＶ
_FANを基に、ファン電圧Ｖ_FAN´をＶ_FAN´＝Ｖ_FAN＋Ｋ₃×ΔＶ_FAN （ここにＫ₃は
定数である）によって決定する。

【００９０】ファン風量設定変更操作が行われている場
合のステップ４３４、ステップ４３５はそれぞれ前記図
６のステップ１３３、ステップ１３４と同じで、設定変
更通りにブロアファンモータへ出力する。

【００９１】このようにして、このフローチャートに従
う本第３実施例によれば、前記第１，第２実施例と同様
の効果が得られると共に、固有の効果として、日射量の
変化による制御特性の補正が設定室温によってなされる
ため、ファン風量のみならず目標吹出温度にもとづくエ
アミックスドア開度による吹出温度、吹出口モード、内
外気モードの全制御へ、乗員の操作特性を反映すること
が可能となる。

【００９２】つぎに、請求項４に記載の発明の一実施例
を説明する。

【００９３】本実施例では、構成、作動は前記第１実施
例と大部分が同じなので、異なる部分のみを説明する。
本実施例では、前記図４のステップ１１８の操作因子と
して記憶する日射量の演算方法のみが第１実施例と異な
る。

【００９４】すなわち、本実施例では、スキャン時間ｔ
_scan内の日射量を、ファン風量設定変更操作が行われた
時刻を起点として、予め定められたＮ_D個分の日射量を
移動平均し、Ｎ_D個の分散値Ｖ_sunが所定値Ｖ_d以内と
なったときの平均値を記憶するものである。

【００９５】これを図２０のフローチャートを用いて説
明する。

【００９６】まずステップ３０１では、走査用カウンタ
ｉの値をリセットして０とする。

【００９７】つぎにステップ３０２では、ｉ×Δｔ_sの
値がスキャン時間ｔ_scanを越えていないかどうかを判定
する。越えていない場合には、ステップ３０３へ進み、
越えている場合にはステップ３０７へ進んで操作因子と
して記憶する日射量Ｑ_SUNをその時刻での平均日射量Ｑ
_mi（後述）に設定してルーチンを終了する。

【００９８】越えていない場合のステップ３０３では、
日射量履歴メモリに記憶された日射量のｉ番目から（ｉ
＋Ｎ_s−１）番目までの日射量データＱ_pkを読み込む。
そして、ステップ３０４で平均日射量Ｑ_miを数３から求
める。

【００９９】

【数３】ここで、Ｎ_sは平均を求めるための個数として予め定め
た定数であり、例えば２０程度である。

【０１００】つぎに、ステップ３０５では、ｉ番目から
（ｉ＋Ｎ_s−１）番目までのＮ_s個の日射量データの分
散を数４から求める。

【０１０１】

【数４】ステップ３０６では、分散Ｖ_Qmiの値が、所定値Ｖ_d以
内かどうかを判定する。所定値Ｖ_d以内であれば、ステ
ップ３０７へ進んで記憶する日射量Ｑ_SUNの値にＱ_miを
設定してルーチンを終了する。ステップ３０６で所定値
Ｖ_dを越えている場合にはステップ３０８でｉをｉ＋１
に増進した後、ステップ３０２へ戻って処理を繰り返
す。

【０１０２】こうして、本実施例によれば、前記分散Ｖ
_Qmiの値が所定値Ｖ_d以内になったときの平均日射量Ｑ
_miを用いるので、熱環境量に変動がある場合、分散Ｖ
_Qmiの値が所定値以上に変動している区間のデータを排
除して、安定している区間の平均値を採用でき、熱環境
量を精度良く記憶できる。

【０１０３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の発明によれば、乗員が熱環境の変化に応じて
手動操作をした場合、制御特性を補正する際に、手動操
作が行われた時刻を起点として過去のある期間内の熱環
境変化量を記憶しており、手動操作の動機となった熱環
境変化量の演算には、そのときの運行状態により乗員が
受ける運転操作負荷に応じて決定される時間内の前記熱
環境変化量データを用いる。こうして、手動操作とその
動機となった熱環境変化との間に時間的なずれがあって
も、手動操作以前に遡って動機となった環境変化を的確
に推測でき、その後は、それを環境変化に対する乗員の
操作特性と予測して制御特性を精度良く補正変更でき
る。

【０１０４】請求項２に記載の発明によれば、乗員の個
人差に応じて制御特性を補正する際に、乗員の受ける運
転操作負荷を演算し記憶するのに、車速、転舵角速度、
アクセル開度、変速レバー操作量、ブレーキ踏み込み
量、空調装置以外のスイッチ操作量などのデータを用い
る。こうして、運転操作負荷を正確に把握し、これをも
とに走査時間を決定する。従って、例えば運転操作負荷
が高く操作困難な状況にあるにも拘らず、空調の手動操
作が行われた場合は、熱環境変化に応じて直ちに手動操
作が行われたものと判断することができる。従って走査
時間の設定を正確に行うことができ、制御特性を精度良
く補正できる。

【０１０５】請求項３に記載の発明によれば、乗員の個
人差に応じて制御特性を補正する際に、運転操作負荷に
応じた走査時間内の熱環境量を順次累加平均した平均値
を用いることができる。こうして、走査時間内の熱環境
量の変化を正確に把握することができる。

【０１０６】請求項４に記載の発明によれば、乗員の個
人差に応じて制御特性を補正する際に、運転操作負荷に
応じた走査時間内の熱環境量を、予め定められた個数分
移動平均し、その個数分の分散値を用いる。こうして、
熱環境量に変動がある場合、熱環境量の平均値として、
所定値以上に変動している区間のデータを排除して、安
定している区間の平均値を採用でき、熱環境量を精度良
く記憶できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１〜４に記載の発明の実施例における空
調装置本体の構成図である。

【図２】請求項１〜３に記載の発明の第１，第２実施例
におけるフローチャートである。

【図３】請求項１〜３に記載の発明の第１，第２実施例
におけるフローチャートである。

【図４】請求項１〜３に記載の発明の第１，第２実施例
におけるフローチャートである。

【図５】請求項１〜３に記載の発明の第１，第２実施例
におけるフローチャートである。

【図６】請求項１〜３に記載の発明の第１，第２実施例
におけるフローチャートである。

【図７】請求項１〜３に記載の発明の第１実施例におけ
る説明図である。

【図８】請求項１〜３に記載の発明の第１実施例におけ
るフローチャートである。

【図９】請求項１〜３に記載の発明の第１実施例におけ
る説明図である。

【図１０】請求項１〜３に記載の発明の第１実施例にお
ける説明図である。

【図１１】請求項１〜３に記載の発明の第１実施例にお
ける説明図である。

【図１２】請求項１〜３に記載の発明の第１実施例にお
ける説明図である。

【図１３】請求項１〜３に記載の発明の第２実施例の作
動説明のための説明図である。

【図１４】請求項１〜３に記載の発明の第２実施例の作
動説明のための説明図である。

【図１５】請求項１〜３に記載の発明の第３実施例にお
けるフローチャートである。

【図１６】請求項１〜３に記載の発明の第３実施例にお
けるフローチャートである。

【図１７】請求項１〜３に記載の発明の第３実施例にお
けるフローチャートである。

【図１８】請求項１〜３に記載の発明の第３実施例にお
けるフローチャートである。

【図１９】請求項１〜３に記載の発明の第３実施例にお
ける説明図である。

【図２０】請求項４に記載の発明の一実施例におけるフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１空調装置本体２熱環境量入力手段４制御装置（空調風自動設定手段、熱環境量記憶手
段、運転操作負荷演算手段、設定情報記憶手段、制御特
性補正手段）５手動設定手段７運行状態検出手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】熱環境量入力手段から入力された検出室
温、外気温、日射量などの熱環境量および設定室温によ
り目標空調条件を演算し、その目標空調条件を維持する
ように、自動的に空調する空調風自動設定手段を有した
自動車用空調装置において、乗員の手動操作によって前記空調装置の送風状態を設定
変更可能な手動設定手段と、現在の時刻から遡って予め定められた時間内の熱環境量
を記憶している熱環境量記憶手段と、自動車の運行状態を検出する車両運行状態検出手段と、前記運行状態を基に、乗員の運転操作負荷を演算する運
転操作負荷演算手段と、前記手動設定手段によって送風状態に変更があった場合
に、前記熱環境量記憶手段に記憶されている熱環境量の
うち、変更操作が行われた時刻を起点として前記運転操
作負荷に応じた時間範囲を走査時間として、該走査時間
内の熱環境量を基に熱負荷を演算し、記憶し、該熱負荷
条件下で設定変更された送風状態あるいは送風状態変化
量を記憶する設定情報記憶手段と、前記設定情報記憶手段に記憶された前記送風状態あるい
は送風状態変化量および熱負荷を基に、前記空調風自動
設定手段の制御特性を補正変更する制御特性補正手段と
を備えたことを特徴とする自動車用空調装置。
【請求項２】請求項１記載の自動車用空調装置であっ
て、前記車両運行状態検出手段は、自動車の運行状態とし
て、少なくとも、車速、転舵角速度、アクセル開度、変
速レバー操作量、ブレーキ踏み込み量、空調装置以外の
スイッチ操作量のうちいずれかを検出することを特徴と
する自動車用空調装置。
【請求項３】請求項１記載の自動車用空調装置であっ
て、前記設定情報記憶手段は、熱負荷演算の際に、前記走査
時間内の熱環境量を、変更操作が行われた時刻を起点と
して遡り、累加平均し、相隣る累加平均値の差が予め定
められた値以内となったときの熱環境量平均値を用いる
ことを特徴とする自動車用空調装置。
【請求項４】請求項１記載の自動車用空調装置であっ
て、前記設定情報記憶手段は、熱負荷演算の際に、前記走査
時間内の熱環境量を、変更操作が行われた時刻を起点と
して遡り、予め定められた個数の熱環境量を移動平均
し、前記個数分の熱環境量の分散値が予め定められた値
以内となったときの熱環境量平均値を用いることを特徴
とする自動車用空調装置。