JP3197322B2 - 車両用空調装置の吹出制御装置 - Google Patents

車両用空調装置の吹出制御装置

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JP3197322B2 JP08303192A JP8303192A JP3197322B2 JP 3197322 B2 JP3197322 B2 JP 3197322B2 JP 08303192 A JP08303192 A JP 08303192A JP 8303192 A JP8303192 A JP 8303192A JP 3197322 B2 JP3197322 B2 JP 3197322B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両用空調装置におい
て吹出モードを最適制御する吹出制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】吹出口の制御技術として、特公昭59−
19849号公報、実公昭54−31704号公報等に
記載のものが知られている。これらの技術は、基本的に
は熱負荷信号に応じて目標吹出温度を演算し、その演算
結果(ないしはその演算結果に応じて定められるエアミ
ックスドア開度)により吹出口を切り替えるというもの
である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報に
記載の技術においては、基本的には演算によって求めた
目標吹出温度により吹出モードドア(吹出口切換ドア)
を制御するだけであり、例えば真冬であっても室温が上
昇すればVENTモードになってしまうし、真夏でも室
温を冷やし過ぎればHEATモードになってしまう等、
乗員の季節感と適合しない吹出モードになることがあ
り、必ずしも最適な制御を行うことができないという問
題があった。
【0004】また、日射が強い場合は、弱い場合と比べ
て吹出モードの切換えを早めたいという要求があるが、
その点に関してもきめ細かい最適な制御ができないとい
う問題があった。
【0005】本発明は、そのような事情を考慮してなさ
れたもので、目標吹出温度以外のさらに多くの因子に基
づいて吹出モードドアを最適制御し、しかも簡単な制御
ロジックでそれを可能にする車両用空調装置の吹出制御
装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の車両用空調装置
の吹出制御装置は、上記課題を解決するため、図1に示
すように、車内温度Trを検出する車内温度センサ1
と、外気温度Taを検出する外気温度センサ2と、車内
設定温度Tset を設定する温度設定器3と、日射量Qsu
n を検出する日射センサ4と、それら各センサ1〜4か
らの信号に基づいて目標吹出温度Xmを演算する目標吹
出温度演算手段5と、該手段5の出力に基づいて車内へ
の吹出温度及び送風量を制御する吹出温度風量制御手段
6と、各吹出口の開度割合を調節する吹出モードドア7
と、を備えた車両用空調装置の吹出制御装置において、
上記外気温度センサ2の検出した外気温度Ta、目標吹
出温度演算手段5の演算した目標吹出温度Xm、日射セ
ンサ4の検出した日射量Qsun とに基づいて吹出モード
ドア7の開度割合を推論するファジィ推論手段8と、フ
ァジィ推論した開度割合となるように吹出モードドア7
を駆動制御する吹出モードドア制御手段9と、を有する
ことを特徴としている。
【0007】
【作用】本発明の装置においては、ファジィ推論手段8
が、外気温度Taと目標吹出温度Xmと日射量Qsun と
に基づいて吹出モードドア7の最適開度をファジィ推論
演算する。つまりこの場合、ファジィ推論の前件部変数
(入力)を外気温度Ta、目標吹出温度Xm、日射量Q
sun とし、後件部変数(出力)をモードドア開度θmと
するファジィ推論を行うのである。
【0008】ファジィ推論は、経験則などに基づいて定
められたファジィルールに従って推論結果を出力するも
ので、そのやり方の手順は例えば次の通りである。
【0009】まず、各ファジィルールに従って、予め与
えられたメンバーシップ関数より前件部の変数のグレー
ド(ファジィラベルに対する所属度、あるいはメンバー
シップ値とも言う)を求め、次いで、残りの変数のグレ
ードを順次求め、全グレードの最小値をとる。この処理
を前件部処理と言う。次に、後件部処理として、上記の
各グレード毎にモードドア制御位置を算出し、その重心
を求めて重心位置を推論結果つまり最終出力である「モ
ードドア開度θm」とする。
【0010】この推論手法自体は周知のものであるので
詳しい説明は略す。なお、推論手法は別に他の方法を採
用しても構わない。
【0011】本装置では、モードドアの開度θmが、目
標吹出温度Xmと日射量Qsun と外気温度Taの関係に
より決まるので、それらの変化を考慮した最適な吹出状
況を作り出すことが可能となる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図2〜図5を参照
しながら説明する。図2は、実施例の空調装置の概略構
成を示す。この空調装置においては、空調ダクト10の
最上流部に、内気入口10Aと外気入口10Bが2股に
分れる形で形成され、その分かれた部分にインテークド
ア11が設けられている。そして、このインテークドア
11を開閉制御することにより、空調ダクト10内に導
入すべき内気と外気の割合を調節することができるよう
になっている。
【0013】空調ダクト10には、下流側に行くに従っ
て順に、ブロア12、エバポレータ13、エアミックス
ドア14、ヒータ15が設けられている。エバポレータ
13は、図示しないコンプレッサ、コンデンサ、レシー
バタンク、エキスパンションバルブと共に配管結合され
て、冷凍サイクルを構成している。
【0014】エアミックスドア14は、開度に応じてヒ
ータ15を通過する空気とヒータ15を通過しない空気
との割合を調節する。そして、ヒータ15を通過した空
気と通過しない空気は、ヒータ15の下流側で混合され
て温度調節され、吹出口から車内に吹き出される。
【0015】空調ダクト10の後端部は、上側吹出口2
1と下側吹出口22とに分岐しており、上側吹出口21
はそのままベント吹出口(VENT)21aとして車内
に開口している。また、下側吹出口22はさらに2系統
に分岐しており、デフロスタ吹出口(DEF)22aと
フット吹出口(FOOT)22bとして車内に開口して
いる。
【0016】前者の分岐部には第1モードドア23が設
けられており、この第1モードドア23の開度θmによ
り、上側吹出口21からの吹出風量と下側吹出口22か
らの吹出風量との割合が調節される。ここでは,開度θ
mは、点線で示す位置が「0%」、実線で示す位置が
「100%」と決められている。したがって、「0%」
=VENTであり、「100%」=DEF/FOOTで
ある。なお、以下においてはDEF/FOOT側をHE
AT側と言う。また、後者の分岐部には第2モードドア
24が設けられており、この第2モードドア24の開度
により、デフロスタ吹出口22aからの吹出風量とフッ
ト吹出口22bからの吹出風量との割合が調節される。
【0017】これら第1、第2モードドア23、24は
モードドアアクチュエータ27により互いに関連を持っ
て開度制御される。なお、両ドア23、24を独立して
制御したい場合には、別々のアクチュエータで制御して
もよい。また、エアミックスドア14は、エアミックス
ドアアクチュエータ28により開度制御される。これら
アクチュエータ27、28は、ブロア12とともに、コ
ントロールユニット50からそれぞれの駆動回路29、
30、31に制御信号を供給することにより駆動制御さ
れる。
【0018】コントロールユニット50は、上記各駆動
回路29、30、31に制御信号を供給するマイクロコ
ンピュータと、マイクロコンピュータに接続されたA/
D変換器と、マルチプレクサとを含むものである。
【0019】このコントロールユニット50内のA/D
変換器には、車内温度Trを検出する車内温度センサ
1、車外の外気温度Taを検出する外気温度センサ2、
車内の温度Tset を設定する温度設定器3、日射量Qsu
n を検出する日射センサ4が接続されている。これら各
センサ類からのデータはマイクロコンピュータに入力さ
れる。
【0020】マイクロコンピュータは、これら入力デー
タに基づいて所定の機能を果たす。以下、それらの機能
つまりコントロールユニットにより行われる制御の内容
を図3のフローチャートを参照しながら説明する。
【0021】図3に示す制御ルーチンがスタートする
と、まずステップ101において各種センサ類の検出信
号を入力する。次にステップ102で、車内温度センサ
1の検出した車内温度Trと、外気温度センサ2の検出
した外気温度Taと、温度設定器3による設定温度Tse
t と、日射センサ4の検出した日射量Qsun とに基づい
て目標吹出温度Xmを、次式 Xm=ATset −BTr−CTa−DQsun +E により演算する。但し、A,B,C,D,Eは係数であ
る。
【0022】次に、ステップ103に進んで、演算した
目標吹出温度Xmに基づいてエアミックスドア14の制
御量を算出し、ステップ104でその算出値に基づいて
エアミックスドア14を駆動制御する。次いで、ステッ
プ105で、目標吹出温度Xmに基づいてブロア12の
制御量を演算し、ステップ106で制御信号を出力して
ブロア12を駆動制御する。
【0023】その後、吹出モードのファジィ推論のステ
ップに移る。このファジィ推論に当たっては、予め図4
に示す12個のファジィルール(これらは経験則あるい
は実験などで得られた実績により決められている。)
と、図5に示す各パラメータ毎のメンバーシップ関数と
が与えられている。
【0024】ここで、図5の(a)の関数は入力変数で
ある外気温度Taのメンバーシップ関数、(b)の関数
は入力変数である目標吹出温度Xmのメンバーシップ関
数、(c)の関数は入力変数である日射量Qsun のメン
バーシップ関数、(d)の関数は出力変数であるモード
ドア開度θmのメンバーシップ関数である。そして、こ
れらのファジィルール及びメンバーシップ関数に基づい
てファジィ推論が行われる。
【0025】ファジィ推論の最初のステップ107で
は、前件部変数を外気温度Ta、目標吹出温度Xm、日
射量Qsun とし、予め設定された上記ファジィルール毎
に各パラメータTa、Xm、Qsun のグレードWi1
求める。次に、ステップ108にて出力側メンバーシッ
プ関数より各ルールのグレード毎にモード制御位置を算
出し、ステップ109にて重心を演算し、重心位置を推
論結果である吹出モードドア開度θmとする。
【0026】ここで一つの具体例について推論してみ
る。ここでは、外気温度が20℃、目標吹出温度が20
℃、日射量が700Kcal/m2h の時のVENT配風率
(VENT開度)を推論してみる。
【0027】まず、第1段階としては各ルール毎のグレ
ードを求め、全グレードの最小値を算出する。以下、表
にして示す。 VENT配風率 ルール(1)A=0.5 →0.5 大(100) ルール(2)A=0.5 →0.5 中( 50) ルール(4) B=0.3 →0.5 大(100) ルール(5) B=0.7 →0.7 中( 50) ルール(7)A=0.5、B=0.3、C=0.5 →0.3 大(100) ルール(8)A=0.5、B=0.3、C=0.5 →0.3 中( 50) ルール(9)A=0.5、B=0.7、C=0.5 →0.5 中( 50) ルール(10)A=0.5、B=0.7、C=0.5 →0.5 小( 0) ルール(11)A=0.5、B=0 、C=0.5 →0 ルール(12)A=0.5、B=0 、C=0.5 →0
【0028】そして、その最小のグレード毎にモードド
ア制御位置を求め、その重心位置を演算すると、 θm=(100×0.5+50×0.5+100×0.3 +50×0.7+100×0.3+50×0.3 +50×0.5+0×0.5)÷(0.5+0.5+0.3+0.7 +0.3+0.3+0.5+0.5) =(50+25+30+35+30+15+25)÷3.6 =210÷3.6 =58.3(%) となる。
【0029】この値は、VENT配風率(VENT側開
度)である。つまり、この具体例の場合、BI−Lモー
ドでVENT配風率58.3%の位置に吹出モードドア
を位置決めすべきであると推論する。
【0030】そして、ファジィ推論後のステップ110
では、推論した開度(配風率)θmとなるように第1モ
ードドア23を制御(第2モードドア24は第1モード
ドア23の開度と関連して制御される)する。この場
合、推論した開度となるようにリニアにモードドアを制
御してもよいし、予め配風率により吹出モードを段階的
に割り振っておき、推論結果に応じて該当する吹出モー
ドを選択するようにしてもよい。その後は、ステップ1
11にてインテークドア制御等の他の制御を実行し、最
初のステップに戻る。
【0031】このように、第1モードドア23の開度θ
mを、外気温度Ta、目標吹出温度Xm、日射量Qsun
などの多数の因子に基づいて決定するので、従来よりも
適切なモードドア制御を行うことができる。また、この
演算をファジィルールに基づいて行うので、複雑な制御
ロジックを必要とすることなく実現することができ、快
適な空調環境を乗員に提供することができる。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の車両用空
調装置の吹出制御装置によれば、目標吹出温度と外気温
度と日射量とに基づいて吹出モードドアを制御するの
で、吹出モードドアを最適制御することができる。した
がって、季節感を持った吹出モード制御が可能となると
共に、日射の状況に即したモードドア制御が可能とな
り、乗員の違和感を極力軽減することができる。さら
に、モードドア開度はファジィ推論により求めるので、
複雑な制御ロジックを必要とせずに簡単に実現すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施例の概略構成を示すブロック図
である。
【図3】同実施例の制御動作を示すフローチャートであ
る。
【図4】同実施例におけるファジィ演算のルールを示す
表である。
【図5】上記ファジィ演算に用いられるメンバーシップ
関数を示し、(a)は前件部変数である外気温度Taの
メンバーシップ関数、(b)は前件部変数である目標吹
出温度Xmのメンバーシップ関数、(c)は前件部変数
である日射量Qsun のメンバーシップ関数,(d)は後
件部変数である吹出モードドア開度θmのメンバーシッ
プ関数である。
【符号の説明】
1 車内温度センサ 2 外気温度センサ 3 温度設定器 4 日射センサ 5 目標吹出温度演算手段 6 吹出温度・風量制御手段 7 吹出モードドア 8 ファジィ推論手段 9 吹出モードドア制御手段 12 ブロア 13 エバポレータ 14 エアミックスドア 15 ヒータ 23 第1モードドア(吹出モードドア) 24 第2モードドア 50 コントロールユニット Xm 目標吹出温度 Ta 外気温度 Tr 車内温度 Tset 設定温度 Qsun 日射量 θm 吹出モードドア開度(VENT配風率)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車内温度を検出する車内温度センサ、外気
    温度を検出する外気温度センサ、車内温度を設定する温
    度設定器、日射量を検出する日射センサからの各信号に
    基づいて目標吹出温度を演算する目標吹出温度演算手段
    と、 該手段の出力に基づいて車内への吹出温度及び送風量を
    制御する吹出温度風量制御手段と、 各吹出口の開度割合を調節する吹出モードドアと、 を備えた車両用空調装置の吹出制御装置において、 上記外気温度センサの検出した外気温度、目標吹出温度
    演算手段の演算した目標吹出温度、日射センサの検出し
    た日射量に基づいて上記吹出モードドアの開度割合を推
    論するファジィ推論手段と、 ファジィ推論した開度割合となるように上記吹出モード
    ドアを駆動制御する吹出モードドア制御手段と、 を有することを特徴とする車両用空調装置の吹出制御装
    置。
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