JP3199875B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の前席側と後席側
とにそれぞれ吹出風を供給することのできる車両用空調
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特公昭６２−５１１６５号公報には、主
に前部座席へ向けて空気を吹出す空気吹出口を備えたフ
ロント空調装置と、主に後部座席へ向けて空気を吹出す
空気吹出口を備えたリヤ空調装置とを備え、前部車室と
後部車室の温度差が所定値以上のときにリヤ空調装置を
作動させる技術が開示されている。

【０００３】また、特公平１−２７８８６号公報には、
車室内の２つの空調ゾーンのそれぞれに室温設定器と室
温検出器を備え、各ゾーンの空調装置をこれら設定器お
よっび検出器の出力に基づいて独立に制御する技術が開
示されている。

【０００４】また、実開昭５８−５号公報には、ヒータ
を通過した空気を前席側と後席側に配分する風量調節弁
を設けると共に、前席側と後席側の室温を別々に検出
し、後席側の室温が前席側より低いとき後席側の風量を
増加させるように風量調節弁を駆動する技術が開示され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記特公昭
６２−５１１６５号公報並びに特公平１−２７８８６号
公報に記載の技術では、前席側と後席側にそれぞれ空調
装置を備えているので、装備コストがかかる上、相互に
関連させて制御する必要があり、複雑な制御を必要とし
ていた。

【０００６】また、実開昭５８−５号公報に記載の空調
装置では、前席側と後席側の検出温度の差だけで前後席
の風量配分を決定するので、粗い制御しかできなかっ
た。

【０００７】本発明は、このような事情を考慮し、簡単
な構成及び簡単な制御で、きめ細かい温度調節が可能な
車両用空調装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、図１に要旨を
示すように、車内への吹出風を発生させる送風手段１と
該吹出風の温度を調節する温度調節手段２とからなる空
調ユニット３を車両の前席側に有すると共に、前記吹出
風を車両の前席側と後席側に配分する配風ドア４を備え
た車両用空調装置において、車内の代表温度Ｔfrを検出
する車内温度検出手段５と、車両の前席側の目標温度
（前席側設定温度）Ｔfsetを設定する前席側温度設定手
段６と、車両の後席側の目標温度（後席側設定温度）Ｔ
rsetを設定する後席側温度設定手段７と、前席側の目標
温度Ｔfsetと後席側の目標温度Ｔrsetの差（Ｔfset−Ｔ
rset）＝Ｅを演算する手段８と、前席側の目標温度Ｔfs
etと車内の代表温度Ｔfrの差（Ｔfset−Ｔfr）＝Ｆを演
算する手段９と、これら両演算手段７、８の出力と、予
め定められた所定のルールとに基づいて前記配風ドア４
の開度θをファジィ推論する配風ドア開度ファジィ推論
手段１０と、ファジィ推論した開度となるように前記配
風ドア４を駆動制御する配風ドア駆動制御手段１１と、
を備えたことを特徴としている。

【０００９】

【作用】本発明では、ファジィ推論手段１０が、前席側
の目標温度Ｔfsetと後席側の目標温度Ｔrsetの差（Ｔfs
et−Ｔrset）＝Ｅと、前席側の目標温度Ｔfsetと車内の
代表温度Ｔfrの差（Ｔfset−Ｔfr）＝Ｆとに基づいて配
風ドア４の開度θをファジィ推論する。つまりこの場
合、ファジイ推論の前件部パラメータ（入力）をＥ及び
Ｆとし、後件部パラメータ（出力）を配風ドア開度θと
している。

【００１０】ファジイ推論は、経験則などに基づいて定
められたファジイ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。

【００１１】まず、ＩＦ（前件部）〜ＴＨＥＮ（後件
部）形式で表現される各ファジィルールに従って、予め
与えられた入力側メンバーシップ関数より、前件部のパ
ラメータＥのグレード（ファジィラベルに対する所属
度、適合度、あるいはメンバーシップ値とも言う）を求
める。次に、同様に他のパラメータＦのグレードを求
め、全部の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、出力側メンバー
シップ関数を上記のグレードの所で頭切り処理し（つま
り制限を加えることである）、頭切り処理して得た台形
出力を論理和する。次いで、論理和して重ね合わせた台
形部の重心を求めて、その重心位置を推論結果、つまり
最終出力である配風ドア開度θとする。

【００１２】この推論手法は、例えば特開平２−９２７
６３号公報等において公知の手法を応用したものであ
る。推論手法は別に他の方法を採用しても構わない。

【００１３】本装置では、配風ドアの開度θが、前席側
と後席側の温度差でなく、前席側と後席側の設定温度の
差と、前席側設定温度と室温の差とに基づいて決まるの
で、これら条件に適合した最適な開度に設定され、前席
側と後席側で最適な風量配分が行われる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。図２は本発明の実施例の空調装置の概略図
である。２０で示すものは通風ダクトであり、この通風
ダクト２０の上流端には、インテークドア２１によって
切換えられる内気取入口２２と外気取入口２３とが設け
られ、下流端には、吹出口ドア２４によって切換えられ
るＶＥＮＴ吹出口２５、ＤＥＦ吹出口２６、及びＦＯＯ
Ｔ吹出口２７が設けられている。

【００１５】また、ＦＯＯＴ吹出口２７は、さらに前席
の足元に開口する前席側吹出口２７Ａと、後席の足元の
開口する後席側吹出口２７Ｂとに分岐されている。そし
て、その分岐部に設けられた配風ドア３９の開度を制御
することにより、前席側吹出口２７Ａと後席側吹出口２
７Ｂへの風量配分を任意に調節できるようになってい
る。ここでは、風量配分は前席側が基準となっており、
配風ドア３９の開度θが「０％」のときは前席側の風量
が「０％」で後席側の風量が「１００％」、配風ドア３
９の開度が「１００％」のときは前席側の風量が「１０
０％」で後席側の風量が「０％」となる。

【００１６】また、この通風ダクト２０の途中には、上
流側から下流側に向かって順次、ブロア２８、エバポレ
ータ２９、エアミックスドア３０、ヒータ３１が設けら
れている。そして、エアミックスドア３０の開度を制御
することにより、冷風と暖風の混合割合を調節して車内
に吹出す空気温度を調節するようになっている。なお、
３２はインテークドア用アクチュエータ、３３はエバポ
レータとともに冷却系を構成するコンプレッサ、３４は
エアミックスドア用アクチュエータ、３５はヒータ用ウ
ォータバルブ、３６はモードドア用アクチュエータ、３
７は配風ドア用アクチュエータである。

【００１７】上記アクチュエータ類は、コントロールユ
ニット４０により制御される。コントロールユニット４
０はマイクロコンピュータを中心にして構成されてお
り、マイクロコンピュータには、少なくとも車内の代表
温度（この場合車内の前席側の温度）Ｔfrを検出する車
内温度センサ４１、外気温度Ｔa を検出する外気温度セ
ンサ４２、車内の前席側の目標温度（設定温度）Ｔfset
を設定する前席側温度設定器４３Ａ、車内の後席側の目
標温度（設定温度）Ｔrsetを設定する後席側温度設定器
４３Ｂ、車両への日射量を検出する日射センサ４４から
のデータが入力される。

【００１８】コントロールユニット４０のマイクロコン
ピュータは、前記入力情報のうち、車内温度Ｔfr、外気
温度Ｔa 、前席側設定温度Ｔfset、日射量Ｑsun に基づ
いて空調熱負荷に相当する総合信号を演算する。そし
て、その演算した総合信号に基づいて、エアミックスド
ア３０の制御量及びブロア２８の基準（目標）風量を算
出し、その算出値に基づいてエアミックスドア３０及び
ブロア２８を制御する。また、同様にしてインテークド
ア２１、モードドア２４、エバポレータ２９、ヒータ３
１も制御する。さらに、後述する所定の演算を行うこと
により、配風ドア３９も制御する。

【００１９】次にコントロールユニット４０のマイクロ
コンピュータによる空調制御の内容を図３のフローチャ
ートに基づいて説明する。

【００２０】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
４１の検出した車内温度Ｔfrと、外気温度センサ４２の
検出した外気温度Ｔａと、前席側温度設定器４３Ａによ
る設定温度Ｔfsetと、日射センサ４４の検出した日射量
Ｑsun とに基づいて車内熱負荷に相当する総合信号Ｔ
を、次式 Ｔ＝Ａ・Ｔfr＋Ｂ・Ｔａ＋Ｃ・Ｑsun −Ｄ・Ｔfset＋Ｅ により演算する。但し、Ａ〜Ｄは定数、Ｅは補正項であ
る。

【００２１】次に、ステップ１０３に進んで、演算した
総合信号Ｔに基づいて、ブロア１２の制御量（電圧値）
Ｂｖを算出し、その制御量Ｂｖにてブロア２８を駆動制
御する。

【００２２】次に、ステップ１０４にて配風ドア３９の
開度をファジィ推論する。ファジィ推論に当たっては、
まず前席側設定温度Ｔfsetから後席側設定温度Ｔrsetを
引き算してファジィ推論の前件部パラメータＥを求め、
また前席側設定温度Ｔfsetから車内温度Ｔfrを引き算し
てもう一つの前件部パラメータＦを求める。

【００２３】このファジィ推論では、経験則あるいは実
験などで得られた実績により、図４に示すような規則が
設定されている。この規則は、前記Ｅ、Ｆの度合いと開
度を関連付けたものであり、この原理に基づいて図４に
示すような９個のファジィルールが設定されている。ま
た、各パラメータＥ、Ｆ、θ毎に、図５の（ａ）〜
（ｃ）に示すメンバーシップ関数が与えられている。こ
こで、各符号（ファジィラベル）は、次の意味で用いら
れている。

【００２４】ＰＬ … 正方向に大きい ＺＲ … ゼロ ＮＬ … 負方向に大きい

【００２５】ファジィ推論過程では、上記のファジィル
ールに従い、特開平２−９２７６３号公報などで公知の
ＭＩＮ−ＭＡＸルールを用いて、配風ドア３９の開度θ
を演算する。その流れは、まず最初にステップ１０４Ａ
でルール毎の入力側メンバーシップ関数により、前件部
パラメータＥ、ＦのグレードＷｉを求め、その最小値を
とる。次いで、ステップ１０４Ｂで出力側メンバーシッ
プ関数により、各ルール毎のグレードから、後件部出力
であるθｉを求める。そして、ステップ１０４Ｃで各ル
ール毎に得た後件部出力を論理和して重心を求め、その
重心位置を最終的な配風ドア開度θとする。

【００２６】推論したら、次にステップ１０５に進み、
ここで推論した開度θとなるように配布ドア３９を駆動
制御する。次いで、ステップ１０６に進み、その他の制
御を実行し、１回の処理を終了する。

【００２７】以上のように、本空調装置では、配風ドア
の開度θを、前席側設定温度と後席側設定温度の差Ｅ、
前席側設定温度と車内温度の差Ｆの２つの要素に基づい
て決定しているので、最適な風量配分比で、前席側、後
席側に送風を行うことができる。従って、きめ細かい連
続的な温調制御を行うことができる。また、ファジィ推
論の前件部の構成が、前席側基準となっているので、前
席側の空調から次第に後席側の空調へとなめらかに移行
する制御を実施することができる。また、前席側と後席
側の空調状態を配風ドア３９の開度θで決めることがで
きるので、簡単な構成でありながら、前席側と後席側で
ほぼ独立した温調制御を行うことができる。

【００２８】なお、ファジィ推論のルールやメンバーシ
ップ関数等は、条件の違い等により適宜変更してもよ
い。

【００２９】また、上記実施例では、ＦＯＯＴ吹出口２
７を分岐し、主に暖風について前席側と後席側に風を分
配して送る場合を説明したが、ＶＥＮＴ吹出口２５を前
席側吹出口と後席側吹出口とに分岐し、主に冷風につい
て前席側と後席側に風を分配して送るように構成しても
よい。また、ＦＯＯＴ吹出口２７とＶＥＮＴ吹出口２５
の両方について、前席側と後席側に分配送風するように
してもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
前席側と後席側の吹出風量の配分を決定する配風ドアの
開度を、前席側設定温度と後席側設定温度の差と、前席
側設定温度と車内温度の差の２つの要素に基づいてファ
ジィ推論しているので、簡単なファジィルールを作成す
るだけで、最適な風量配分比で前席側、後席側に送風を
行うことができ、より人間の体感フィーリングに合っ
た、きめ細かい連続的な温調制御を行うことができる。

【００３１】また、ファジィ推論の前件部の構成を、前
席側基準としているので、前席側の空調から次第に後席
側の空調へとなめらかに移行する制御を実現することが
できる。また、前席側に空調ユニットと配置し、ここか
ら後席側へ配風ドアの開度に応じた風量で送風を行うよ
うにしているので、簡単な構成でありながら、前席側と
後席側でほぼ独立した温調制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の要旨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】同制御の中のファジィ推論に用いるルールを示
す図である。

【図５】上記ファジィ推論に用いるメンバーシップ関数
を示し、（ａ）は前件部パラメータＥのメンバーシップ
関数、（ｂ）は前件部パラメータＦのメンバーシップ関
数、（ｃ）は後件部パラメータである配風ドア開度θの
メンバーシップ関数である。

【符号の説明】

１ 送風手段 ２ 温度調節手段 ３ 空調ユニット ４ 配風ドア ５ 車内温度検出手段 ６ 前席側温度設定手段 ７ 後席側温度設定手段 ８ 演算手段 ９ 演算手段 １０ 配風ドア開度ファジィ推論手段 １１ 配風ドア駆動制御手段 ２７Ａ 前席側吹出口 ２７Ｂ 後席側吹出口 ３７ 配風ドアアクチュエータ ３９ 配風ドア ４０ コントロールユニット ４１ 車内温度センサ ４２ 外気温度センサ ４３Ａ 前席側温度設定器 ４３Ｂ 後席側温度設定器

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車内への吹出風を発生させる送風手段
   と、該吹出風の温度を調節する温度調節手段とからなる
   空調ユニットを車両の前席側に有すると共に、前記吹出
   風を車両の前席側と後席側に配分する配風ドアを備えた
   車両用空調装置において、 車内の代表温度を検出する車内温度検出手段と、 車両の前席側の目標温度を設定する前席側温度設定手段
   と、 車両の後席側の目標温度を設定する後席側温度設定手段
   と、 前記前席側の目標温度と後席側の目標温度の差を演算す
   る手段と、 前記前席側の目標温度と前記車内の代表温度の差を演算
   する手段と、 これら両演算手段の出力と、予め定められた所定のルー
   ルとに基づいて前記配風ドアの開度をファジィ推論する
   配風ドア開度ファジィ推論手段と、 ファジィ推論した開度となるように前記配風ドアを駆動
   制御する配風ドア駆動制御手段と、 を備えたことを特徴とする車両用空調装置。