JP3515582B2 - Automotive air conditioner control device - Google Patents
Automotive air conditioner control deviceInfo
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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、自動車用空気調和装置
の制御装置に係り、特にファジィ制御による吹出口制御
において吹出口モードの切換点にヒステリシス特性をも
たせてモード切換時の違和感を防止しうるものに関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年の自動車用空気調和装置では、外気
温度、日射量、車室内温度などの情報と、好みの温度に
設定した温度スイッチにより車室内を常に快適に保つよ
うに、吹出温度、吹出風量、吹出口の切り換え等を自動
的に制御するオートエアコンが普及している。そして、
最近では、いわゆるファジィ制御を用いて、ウォームア
ップやクールダウンを短時間で行うことができ、しかも
プログラム設定や変更等の作業を短時間でかつ容易に行
いうるようにしたものが考案されている。
【0003】以下では、例えば吹出口モードの制御にフ
ァジィ制御を適用したものについて説明する。まず、こ
の自動車用空気調和装置の本体は、図4に示すように、
一般の自動車用空気調和装置と同様、内気または外気を
選択的に取り入れるインテークユニット1と、取り入れ
空気を冷却するクーリングユニット2と、取り入れ空気
を調和して温調した後この調和空気を車室内に吹き出す
ヒータユニット3とで構成されている。インテークユニ
ット1はモータ4によって所定の速度で回転するファン
5を有し、クーリングユニット2には冷房サイクルを構
成するエバポレータ6が内設されている。
【0004】ヒータユニット3にはヒータコア7が内設
されており、このヒータコア7の近傍には取り入れ空気
がヒータコア7を迂回して混合室8に至る迂回路9が形
成されている。また、ヒータコア7の上流側には、ヒー
タコア7を通過する空気の量と迂回路9を通過する空気
の量との比率を調節するためのエアミックスドア10が
回動自在に設けられている。このエアミックスドア10
により、混合室8にはヒータコア7を通過して加熱され
た温風と、迂回路9を通過した非加熱の冷風とが流下す
ることになり、ここで両者が混合して適当な温度にミッ
クスされた後、混合室8に開設されたデフ吹出口11、
ベント吹出口12、フット吹出口13のいずれかの吹出
口から車室内に供給される。ここで、デフ吹出口11は
温風をフロントガラス内面に導いてガラスの曇りを除去
するための吹出口であり、ベント吹出口12は調和空気
を乗員の上半身に吹き出して室内の温調を司るための吹
出口である。また、フット吹出口13は主に温風を乗員
の足元に導いて乗員の暖房感を高めるための吹出口であ
る。これらの吹出口11〜13には、それぞれデフドア
14、ベントドア15、フットドア16が回動自在に設
けられており、これら三つの制御ドア14〜16は図示
しないリンク機構を介して電動アクチュエータ等のモー
ドドアアクチュエータ17によって開閉されるようにな
っている。また、これら三つ制御ドア14〜16の開閉
位置を組み合わせて構成される吹出口モードは、例え
ば、ベントドア15のみを開放するベントモード(VE
NTモード)、フットドア16とデフドア14をそれぞ
れ半開するフットモード(FOOTモード)、ベントド
ア15とフットドア16をそれぞれ半開するバイレベル
モード(B/Lモード)からなる。
【0005】また、この自動車用空気調和装置は、現在
のエアミックスドア10の開度を検知する例えばPBR
等からなるエアミックスドア位置検出器18を備えてい
る。このエアミックスドア位置検出器18は、エアミッ
クスドア10が現在COOL側、HOT側あるいは中間
のどの位置にあるかを検知してファジィコントローラ1
9に出力するようになっている。
【0006】一方、ファジィコントローラ19は、図示
しないが、エアミックスドア位置検出器18からの位置
アナログ信号を2〜8ビットのディジタル信号に変換す
るA/D変換器と、ファジィ推論用のメンバーシップ関
数を格納するROMと、ファジィ推論のロジックが格納
されているファジィ推論部と、動作位置(モードドアア
クチュエータ17への印加電圧)を算出して外部の信号
変換回路20へ出力する演算部とから構成されている。
【0007】このファジィコントローラ19は、図5に
示す制御則に従って、ファジィ推論によってモードドア
アクチュエータ17の動作位置を決定するが、この操作
量はROMに予め格納された各制御則から求められた確
からしさの値(CF値)により実行される。すなわち、
図5(a) は前件部変数に係るメンバーシップ関数であっ
て、エアミックスドア位置検出器18であるPBRから
の出力電圧(PBR電圧)を横軸に、これに応じたCF
値を縦軸に示している。このとき、ファジィラベルすな
わち曖昧さを含んだ概念でCF値を表わすと、PBR電
圧が2V以上の場合は「HOT側」、1.7〜2.5V
が「中間位置」、2V以下が「COOL側」としてい
る。一方、図5(c) は後件部変数に係るメンバーシップ
関数であって、演算結果たるモードドアアクチュエータ
17への印加電圧を横軸に、吹出口モードを横軸に示し
ている。
【0008】さらに、図5(b) はファジィ推論部にあら
かじめ格納されたファジィルールであり、もしPBR電
圧がCOOL側ならば吹出口モードをベントモードに
し、もしPBR電圧が中間位置であれば吹出口モードを
バイレベルモードにし、さらに、もしPBR電圧がHO
T側ならば吹出口モードをフットモードにする。
【0009】そして、ファジィコントローラ19は、図
5(a) に示すメンバーシップ関数を入力条件としてエア
ミックスドア位置検出器18により得られた位置データ
を当該メンバーシップ関数を用いて曖昧量にて表現し、
これを図5(b) に示すファジィルールの前件部にあては
めて後件部の結果を出し、この曖昧量で表現された演算
結果を図5(c) に示すメンバーシップ関数を出力条件と
して当該メンバーシップ関数を用いてモードドアアクチ
ュエータの動作位置の出力値に変換する。このようなフ
ァジィ推論により、一般に人間の感覚に近い滑らかな吹
出口制御を行うことができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のファジィ制御では、入力条件におけるPBR
電圧が変動した場合、出力条件における吹出口モードの
切換点において吹出口がふらつき、乗員が違和感を感じ
るおそれがある。また、吹出口モードの切換点において
入力信号のノイズによって誤動作が生じるおそれもあ
る。
【0011】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、ファジィ制御による吹出口
制御において吹出口モードの切換点にヒステリシス特性
をもたせてモード切換時の違和感を防止しうる自動車用
空気調和装置の制御装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、温風と冷風の混合比を調節するエアミック
スドアの回動位置を検出するエアミックスドア位置検出
手段と、複数の吹出口のそれぞれに設けられた複数の制
御ドアの開閉位置を選択するモードドア駆動手段と、前
記エアミックスドア位置検出手段からの検出信号を用い
て、あらかじめ設定されたファジィ制御則に従って前記
モードドア駆動手段の動作位置を推論するファジィ推論
手段とを有する自動車用空気調和装置の制御装置におい
て、前記ファジィ推論手段からの出力信号を入力側にフ
ィードバックし、このフィードバック信号と、前記エア
ミックスドア位置検出手段からの検出信号と、あらかじ
め設定されたファジィ制御則とに基づいて吹出口モード
をファジィ制御するに際し、前記フィードバック信号を
前記ファジィ制御則におけるメンバーシップ関数を用い
て曖昧量にて表現し、これを、現在の吹出口モードを維
持させるように設けられた前記ファジィ制御則における
ファジィルールの前件部にあてはめて現在ある状態を維
持する方向に後件部の結果を出すようにして吹出口モー
ドをファジィ制御するようにしたことを特徴とする。
【0013】
【作用】このように構成した本発明にあっては、エアミ
ックスドア位置検出手段からの検出信号とファジィ推論
手段の出力側からのフィードバック信号とファジィ推論
手段にあらかじめ設定されたファジィ制御則とに基づい
てモードドア駆動手段の動作位置を推論する。ファジィ
制御則は、制御方法を定義したルールの集合体であるフ
ァジィルールと、曖昧量を表現するメンバーシップ関数
を有する。本発明では、メンバーシップ関数として、フ
ァジィルールの前件部変数に係るエアミックスドア位置
検出手段からの検出信号についての第1メンバーシップ
関数と、ファジィルールの後件部変数に係るファジィ推
論手段の演算結果についての第2メンバーシップ関数
と、ファジィルールの前件部変数に係るファジィ推論手
段の演算結果のフィードバック信号についての第3メン
バーシップ関数の三つが設定されている。
【0014】エアミックスドア位置検出手段により得ら
れた位置データを第1メンバーシップ関数を用いて曖昧
量にて表現し、これをファジィルールの前件部にあては
めて後件部の結果を出し、この曖昧量で表現された結果
を第2メンバーシップ関数を用いてモードドア駆動手段
の動作位置の出力値に変換する。その際、ファジィ推論
手段の出力値たる演算結果を入力側に戻して第3メンバ
ーシップ関数を用いて曖昧量にて表現し、これをファジ
ィルールの前件部にあてはめて現在ある吹出口モードの
状態を維持するように後件部の結果を出す。
【0015】このように、ファジィ推論手段の出力を入
力側にフィードバックすることにより、現在のモード状
態を維持する方向に制御がなされるため、結果として吹
出口モードの切換点にヒステリシス特性をもたせること
ができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1は本発明の一実施例に係る自動車用空気調
和装置の制御装置を示すブロック図、図2は同実施例の
ファジィコントローラに記憶されているファジィ制御則
を示す図であり、同図(a) および(b) は前件部変数に係
るメンバーシップ関数を示す図、同図(c) はファジィル
ールを示す図、同図(d) は後件部変数に係るメンバーシ
ップ関数を示す図、図3は同実施例による吹出口の制御
結果を示す図である。なお、図1において図4と共通の
部材には同一の符号を付している。
【0017】本実施例は吹出口モードの制御にファジィ
制御を適用した場合であって、図1に示す自動車用空気
調和装置の構成は図4に示す従来例と同様であるため、
ここでは簡単に説明するにとどめる。
【0018】この自動車用空気調和装置の本体は、イン
テークユニット1とクーリングユニット2とヒータユニ
ット3とから構成されている。インテークユニット1に
はモータ4で回転するファン5が内設され、クーリング
ユニット2にはエバポレータ6が内設されている。ただ
し、本発明においてこのクーリングユニット2は必須の
ものではなく、インテークユニット1とヒータユニット
3を直接接続してもよい。
【0019】ヒータユニット3にはヒータコア7が内設
されている。このヒータコア7の近傍には取り入れ空気
の迂回路9が形成され、ヒータコア7の上流側にはエア
ミックスドア10が回動自在に設けられている。またヒ
ータコア7の下流側には混合室8が形成されている。こ
の混合室8にはデフ吹出口11、ベント吹出口12、フ
ット吹出口13が開設されており、これらの吹出口11
〜13にはそれぞれデフドア14、ベントドア15、フ
ットドア16が回動自在に設けられている。これら三つ
の制御ドア14〜16は図示しないリンク機構を介して
電動アクチュエータ等のモードドアアクチュエータ17
によって開閉されるように構成されている。吹出口モー
ドは、例えば、ベントドア15のみを開放するベントモ
ード(VENTモード)、フットドア16とデフドア1
4をそれぞれ半開するフットモード(FOOTモー
ド)、ベントドア15とフットドア16をそれぞれ半開
するバイレベルモード(B/Lモード)からなる。な
お、このような吹出口モードは本実施例にのみ限定され
ることなく種々に設定することができる。
【0020】また、本実施例では、現在のエアミックス
ドア10の開度を検知する例えばPBR等からなるエア
ミックスドア位置検出器18を備えている。このエアミ
ックスドア位置検出器18は、エアミックスドア10が
現在COOL側、HOT側あるいは中間のどの位置にあ
るかを検知してファジィコントローラ21に出力するよ
うになっている。
【0021】一方、ファジィコントローラ21は、図示
しないが、エアミックスドア位置検出器18からの位置
アナログ信号を2〜8ビットのディジタル信号に変換す
るA/D変換器と、ファジィ推論用のメンバーシップ関
数を格納するROMと、ファジィ推論のロジックが格納
されているファジィ推論部と、動作位置(モードドアア
クチュエータ17への印加電圧)を算出して外部の信号
変換回路20へ出力する演算部とから構成されている。
本実施例では、ファジィコントローラ21の出力側の信
号が入力側にフィードバックされるように構成されてい
る。
【0022】このファジィコントローラ21は、図2に
示す制御則に従って、ファジィ推論によってモードドア
アクチュエータの動作位置を決定するが、この操作量は
ROMにあらかじめ格納された各制御則から求められた
確からしさの値(CF値)により実行される。すなわ
ち、図2(a) は前件部変数に係るメンバーシップ関数で
あり、エアミックスドア位置検出器18であるPBRか
らの出力電圧(PBR電圧)を横軸に、これに応じたC
F値を縦軸に示している。このとき、ファジィラベルす
なわち曖昧さを含んだ概念でCF値を表わすと、PBR
電圧が2V以上の場合は「HOT側」、1.7〜2.5
Vが「中間位置」、2V以下が「COOL側」としてい
る。また、図2(b) は同じく前件部変数に係るメンバー
シップ関数であり、ファジィコントローラ21の出力側
からフィードバックされた演算結果(これを入力された
モードの意味でInput MODE、略してIMODEという)
たるモードドアアクチュエータ17への印加電圧を横軸
に、これに応じた吹出口モードのCF値を横軸に示して
いる。一方、図2(d) は後件部変数に係るメンバーシッ
プ関数であって、ファジィコントローラ21から出力さ
れる演算結果(これを出力されたモードの意味でOutput
MODE 、略してOMODEという)たるモードドアアク
チュエータ17への印加電圧を横軸に、これに応じた吹
出口モードのCF値を横軸に示している。なお、出力側
の演算結果(OMODE)と入力側の演算結果(IMO
DE)は同一であるとする。
【0023】さらに、図2(c) はファジィ推論部にあら
かじめ格納されたファジィルールであり、これらの制御
則は言語により定性的に説明されている。すなわち、も
し演算結果(IMODE)がベントモードならば、吹出
口モード(OMODE)をベントモードにする。以下同
様に、もし演算結果(IMODE)がバイレベルモード
ならば、吹出口モード(OMODE)をバイレベルモー
ドにする。もし演算結果(IMODE)がフットモード
ならば、吹出口モード(OMODE)をフットモードに
する。もしPBR電圧がCOOL側ならば、吹出口モー
ド(OMODE)をベントモードにする。もしPBR電
圧が中間位置ならば、吹出口モード(OMODE)をベ
ントモードおよびフットモードにする。もしPBR電圧
がHOT側ならば、吹出口モード(OMODE)をフッ
トモードにする。
【0024】そして、ファジィコントローラ21は、図
2(a) および(b) に示す各メンバーシップ関数と図2
(c) に示すファジィルールとによってファジィ推論を行
う。これにはまず、入力値すなわちPBR電圧と演算結
果を用いて各ルールに対して前件部のメンバーシップ関
数を求める。この結果から、後件部のメンバーシップ関
数の形を修正する。制御に用いる出力値は各ルールごと
に求めたメンバーシップ関数の形を総合して求める。こ
の出力値を求める操作をデファジィファイア処理という
が、最もよく用いられている方法は、得られた後件部の
メンバーシップ関数の形をすべて重ね合わせた図形を作
り、重心位置の横軸座標を求め、これをファジィ推論の
出力値とする、いわゆる重心法である。
【0025】このファジィ推論において、本実施例では
ファジィコントローラ21の出力側の演算結果(OMO
DE)を入力側にフィードバックして図2(b) に示すメ
ンバーシップ関数を用いて曖昧量にて表現し、これを図
2(c) に示すような現在の吹出口モードを維持させるべ
く設けられたルールの前件部にあてはめて現在ある状態
を維持する方向に後件部の結果を出すようにしている。
その結果、図3の制御結果に示すように、吹出口モード
の切換点においてヒステリシスが形成されることにな
る。
【0026】したがって、PBR18の位置が吹出口モ
ードの切換点において変動しても吹出口は変わらないた
め、ファジィ制御による吹出口制御において吹出口のふ
らつきによる乗員の違和感が解消される。また、PBR
電圧のノイズによる誤動作も防止される。
【0027】なお、ファジィコントローラ21の出力側
の信号を入力側にフィードバックして切換点にヒステリ
シス特性を持たせるという本発明の考え方は、本実施例
のような吹出口モードの制御の場合だけでなく、すべて
のファジィ制御に適用することができる。これにより、
制御の違和感の解消や入力信号のノイズによる誤動作の
防止を図ることができるようになる。また、従来の方法
では、多少誤動作してもあまり気にならない部分につい
てのみファジィ制御を適用していたが、本発明の考え方
によれば、本来切り替えたい部分のすべてにファジィ制
御を適用できるようになり制御性が向上するほか、プロ
グラムの開発時間が短縮され、さらに、ほとんどすべて
の制御に適用できるためプログラムに自由度が得られる
という効果がある。
【0028】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、フ
ァジィ制御による吹出口モードの制御において、ファジ
ィ推論手段の出力を入力側にフィードバックして現在の
モード状態を維持する方向に制御がなされるようにした
ため、吹出口モードの切換点にヒステリシス特性をもた
せることが可能になり、モード切換点での乗員の違和感
を解消することができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for an air conditioner for an automobile, and more particularly to a control device for an air conditioner, which has a hysteresis characteristic at a switching point of an outlet mode in fuzzy control. The present invention relates to a device capable of preventing a sense of discomfort when switching modes. 2. Description of the Related Art In recent years, air conditioners for automobiles have been designed to keep the interior of a vehicle always comfortable by means of information such as the outside air temperature, the amount of solar radiation, the temperature of the vehicle interior, and a temperature switch set to a desired temperature. 2. Description of the Related Art Auto air conditioners that automatically control blow temperature, blow air volume, switching of blow outlets, and the like have become widespread. And
Recently, a device has been devised that can perform warm-up and cool-down in a short time by using so-called fuzzy control, and can also easily perform a program setting and a change operation in a short time. . [0003] In the following, for example, an example in which fuzzy control is applied to control in an outlet mode will be described. First, as shown in FIG.
As in a general automobile air conditioner, an intake unit 1 for selectively taking in inside air or outside air, a cooling unit 2 for cooling intake air, and a conditioned air after adjusting the temperature of the intake air in the vehicle compartment. And a heater unit 3 that blows out. The intake unit 1 has a fan 5 rotated at a predetermined speed by a motor 4, and the cooling unit 2 has therein an evaporator 6 constituting a cooling cycle. [0004] A heater core 7 is provided in the heater unit 3, and a detour 9 is formed near the heater core 7 so that intake air bypasses the heater core 7 to reach the mixing chamber 8. An air mix door 10 for adjusting the ratio of the amount of air passing through the heater core 7 to the amount of air passing through the bypass 9 is provided rotatably on the upstream side of the heater core 7. This air mix door 10
As a result, the warm air heated through the heater core 7 and the unheated cool air passed through the bypass 9 flow down into the mixing chamber 8, where they are mixed and mixed to an appropriate temperature. After that, the differential air outlet 11 opened in the mixing chamber 8,
The air is supplied from one of the vent outlet 12 and the foot outlet 13 into the vehicle interior. Here, the differential outlet 11 is an outlet for guiding warm air to the inner surface of the windshield to remove fogging of the glass, and the vent outlet 12 blows out conditioned air to the upper body of the occupant to control the temperature in the room. Outlet for The foot outlet 13 is an outlet for mainly guiding warm air to the feet of the occupant to enhance the occupant's feeling of heating. A differential door 14, a vent door 15, and a foot door 16 are rotatably provided at these outlets 11 to 13, respectively. These three control doors 14 to 16 are connected to a mode such as an electric actuator via a link mechanism (not shown). The door is opened and closed by a door actuator 17. The outlet mode configured by combining the open / close positions of the three control doors 14 to 16 is, for example, a vent mode (VE) in which only the vent door 15 is opened.
NT mode), a foot mode (FOOT mode) in which the foot door 16 and the differential door 14 are each half-opened, and a bi-level mode (B / L mode) in which the vent door 15 and the foot door 16 are each half-opened. [0005] This air conditioner for automobiles detects a current opening degree of the air mix door 10 by, for example, PBR.
An air mix door position detector 18 is provided. The air mix door position detector 18 detects whether the air mix door 10 is currently located on the COOL side, the HOT side, or an intermediate position, and determines whether the air mix door 10 is at the middle position.
9 is output. On the other hand, although not shown, a fuzzy controller 19 includes an A / D converter for converting a position analog signal from the air mix door position detector 18 into a digital signal of 2 to 8 bits, and a membership for fuzzy inference. A ROM that stores functions, a fuzzy inference unit that stores fuzzy inference logic, and an arithmetic unit that calculates an operation position (voltage applied to the mode door actuator 17) and outputs the calculated position to the external signal conversion circuit 20 It is configured. The fuzzy controller 19 determines the operating position of the mode door actuator 17 by fuzzy inference in accordance with the control rules shown in FIG. 5, and the operation amount is determined by the control rules obtained from the control rules stored in the ROM in advance. This is executed according to the likelihood value (CF value). That is,
FIG. 5A shows a membership function relating to the antecedent variable, in which the horizontal axis represents the output voltage (PBR voltage) from the PBR, which is the air mix door position detector 18, and the CF corresponding thereto.
The values are shown on the vertical axis. At this time, when the CF value is represented by a fuzzy label, that is, a concept including ambiguity, when the PBR voltage is 2 V or more, “HOT side”, 1.7 to 2.5 V
Is "intermediate position", and 2V or less is "COOL side". On the other hand, FIG. 5C shows a membership function related to the consequent variable, in which the voltage applied to the mode door actuator 17 as the calculation result is shown on the horizontal axis, and the outlet mode is shown on the horizontal axis. FIG. 5B shows a fuzzy rule stored in advance in the fuzzy inference unit. If the PBR voltage is on the COOL side, the outlet mode is set to the vent mode, and if the PBR voltage is at the intermediate position, the blowing is performed. The exit mode is set to the bi-level mode, and if the PBR voltage is HO
If it is the T side, the outlet mode is set to the foot mode. The fuzzy controller 19 expresses the position data obtained by the air mix door position detector 18 with the membership function shown in FIG. 5A as an input condition in an ambiguous amount using the membership function. And
This is applied to the antecedent part of the fuzzy rule shown in FIG. 5 (b) to obtain the result of the consequent part, and the operation result expressed by the ambiguity is output using the membership function shown in FIG. 5 (c) as an output condition. Using the membership function, the mode door actuator is converted into an output value of the operating position. By such fuzzy inference, it is possible to perform smooth air outlet control generally similar to human feeling. However, in such a conventional fuzzy control, the PBR under the input condition is
When the voltage fluctuates, the air outlet fluctuates at the switching point of the air outlet mode under the output condition, and the occupant may feel uncomfortable. Further, at the switching point of the outlet mode, a malfunction may occur due to noise of the input signal. The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and has a hysteresis characteristic at a switching point of an outlet mode in an outlet control by fuzzy control to prevent a sense of incongruity at the time of mode switching. It is an object of the present invention to provide a control device for an air conditioner for a vehicle which can be controlled. According to the present invention, there is provided an air mix door position detecting means for detecting a turning position of an air mix door for adjusting a mixing ratio of hot air and cold air. A mode door driving means for selecting an open / close position of a plurality of control doors provided at each of a plurality of outlets, and a detection signal from the air mix door position detection means, in accordance with a preset fuzzy control law. A control device for an air conditioner for a vehicle having fuzzy inference means for inferring an operation position of the mode door driving means, wherein an output signal from the fuzzy inference means is fed back to an input side, and the feedback signal and the air mix The outlet mode is set based on a detection signal from the door position detecting means and a preset fuzzy control law. When performing fuzzy control , the feedback signal
Using the membership function in the fuzzy control law
And express it as an ambiguous amount, and maintain the current outlet mode.
In the fuzzy control law provided to have
Apply the antecedent part of the fuzzy rule to maintain the current state
In the direction of the
Is controlled by fuzzy control . According to the present invention, the detection signal from the air mix door position detecting means, the feedback signal from the output side of the fuzzy inference means, and the fuzzy control preset in the fuzzy inference means are provided. The operating position of the mode door driving means is inferred based on the law. The fuzzy control rule has a fuzzy rule which is a set of rules defining a control method, and a membership function expressing an ambiguity. In the present invention, as the membership function, the first membership function for the detection signal from the air mix door position detecting means relating to the antecedent variable of the fuzzy rule and the fuzzy inference means relating to the consequent variable of the fuzzy rule are used. Three are set: a second membership function for the operation result and a third membership function for the feedback signal of the operation result of the fuzzy inference means relating to the antecedent variable of the fuzzy rule. The position data obtained by the air-mix door position detecting means is expressed in an ambiguous amount using the first membership function, and this is applied to the antecedent of the fuzzy rule to obtain the result of the consequent. The result expressed by the amount of ambiguity is converted into an output value of the operating position of the mode door driving means using the second membership function. At this time, the operation result, which is the output value of the fuzzy inference means, is returned to the input side and expressed in an ambiguous amount using the third membership function, and this is applied to the antecedent part of the fuzzy rule to apply the current outlet mode. Give the result of the consequent part to maintain the state. As described above, by feeding back the output of the fuzzy inference means to the input side, control is performed in a direction to maintain the current mode state. As a result, the switching point of the outlet mode has a hysteresis characteristic. Can be. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a control device of an air conditioner for a vehicle according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing fuzzy control rules stored in a fuzzy controller of the embodiment. (a) and (b) show the membership function for the antecedent variable, (c) shows the fuzzy rule, and (d) shows the membership function for the consequent variable. FIG. 3 is a diagram showing a result of controlling the outlet according to the embodiment. In FIG. 1, the same members as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals. This embodiment is a case where fuzzy control is applied to the control of the outlet mode. Since the configuration of the air conditioner for a vehicle shown in FIG. 1 is the same as that of the conventional example shown in FIG.
Here, only a brief description will be given. The main body of the vehicle air conditioner is composed of an intake unit 1, a cooling unit 2, and a heater unit 3. A fan 5 rotated by a motor 4 is provided in the intake unit 1, and an evaporator 6 is provided in the cooling unit 2. However, in the present invention, the cooling unit 2 is not essential, and the intake unit 1 and the heater unit 3 may be directly connected. The heater unit 3 has a heater core 7 therein. A detour 9 for intake air is formed near the heater core 7, and an air mixing door 10 is provided rotatably upstream of the heater core 7. A mixing chamber 8 is formed downstream of the heater core 7. The mixing chamber 8 is provided with a differential air outlet 11, a vent air outlet 12, and a foot air outlet 13.
13 to 13, a differential door 14, a vent door 15, and a foot door 16 are provided rotatably. These three control doors 14 to 16 are connected to a mode door actuator 17 such as an electric actuator via a link mechanism (not shown).
It is configured to be opened and closed by The outlet mode includes, for example, a vent mode (VENT mode) in which only the vent door 15 is opened, a foot door 16 and a differential door 1.
4 includes a foot mode (FOOT mode) in which the vent door 15 and the foot door 16 are each half-opened. It should be noted that such an outlet mode can be variously set without being limited to the present embodiment. Further, in this embodiment, there is provided an air mix door position detector 18 made of, for example, PBR or the like, which detects the current opening degree of the air mix door 10. The air mix door position detector 18 detects the current position of the air mix door 10 on the COOL side, the HOT side, or an intermediate position, and outputs it to the fuzzy controller 21. On the other hand, although not shown, the fuzzy controller 21 includes an A / D converter for converting a position analog signal from the air mix door position detector 18 into a digital signal of 2 to 8 bits, and a membership for fuzzy inference. A ROM that stores functions, a fuzzy inference unit that stores fuzzy inference logic, and an arithmetic unit that calculates an operation position (voltage applied to the mode door actuator 17) and outputs the calculated position to the external signal conversion circuit 20 It is configured.
In this embodiment, the signal on the output side of the fuzzy controller 21 is configured to be fed back to the input side. The fuzzy controller 21 determines the operating position of the mode door actuator by fuzzy inference according to the control rules shown in FIG. 2, and the operation amount is a certainty determined from each control rule stored in advance in the ROM. (CF value). That is, FIG. 2A shows a membership function related to the antecedent variable, and the horizontal axis represents the output voltage (PBR voltage) from the PBR, which is the air-mix door position detector 18, and the corresponding C
The F value is shown on the vertical axis. At this time, if the CF value is represented by a fuzzy label, that is, a concept including ambiguity, PBR
When the voltage is 2 V or more, “HOT side”, 1.7 to 2.5
V is the “intermediate position”, and 2 V or less is the “COOL side”. FIG. 2 (b) shows a membership function related to the antecedent variable, which is an operation result fed back from the output side of the fuzzy controller 21 (this is referred to as an input mode in the sense of an input mode, abbreviated as IMODE). )
The horizontal axis shows the voltage applied to the barrel mode door actuator 17, and the horizontal axis shows the CF value in the outlet mode corresponding to this. On the other hand, FIG. 2D shows a membership function relating to the consequent part variable, which is a calculation result output from the fuzzy controller 21 (the output result in the sense of the output mode).
The horizontal axis indicates the voltage applied to the mode door actuator 17 (MODE, abbreviated as OMODE), and the horizontal axis indicates the CF value of the outlet mode corresponding to this. Note that the output-side operation result (OMODE) and the input-side operation result (IMO)
DE) are the same. FIG. 2C shows fuzzy rules stored in the fuzzy inference unit in advance, and these control rules are qualitatively described in a language. That is, if the operation result (IMODE) is the vent mode, the outlet mode (OMODE) is set to the vent mode. Similarly, if the operation result (IMODE) is the bilevel mode, the outlet mode (OMODE) is set to the bilevel mode. If the operation result (IMODE) is the foot mode, the outlet mode (OMODE) is set to the foot mode. If the PBR voltage is on the COOL side, the outlet mode (OMODE) is set to the vent mode. If the PBR voltage is at the intermediate position, the outlet mode (OMODE) is set to the vent mode and the foot mode. If the PBR voltage is on the HOT side, the outlet mode (OMODE) is set to the foot mode. Then, the fuzzy controller 21 compares the membership functions shown in FIGS.
Fuzzy inference is performed with the fuzzy rules shown in (c). First, a membership function of the antecedent part is determined for each rule using the input value, that is, the PBR voltage and the calculation result. From this result, the form of the membership function in the consequent is modified. The output value used for the control is obtained by integrating the forms of the membership function obtained for each rule. The operation of obtaining this output value is called defuzzifier processing.The most commonly used method is to create a figure in which all the obtained membership function shapes of the consequent part are superimposed, and to set the horizontal axis coordinate of the position of the center of gravity. , And this is used as the output value of fuzzy inference. In this fuzzy inference, in the present embodiment, the calculation result (OMO) on the output side of the fuzzy controller 21 is used.
DE) is fed back to the input side and expressed in an ambiguous amount using the membership function shown in FIG. 2 (b), which is provided to maintain the current outlet mode as shown in FIG. 2 (c). By applying the rule to the antecedent part of the rule, the result of the consequent part is output in a direction to maintain the current state.
As a result, as shown in the control result of FIG. 3, hysteresis is formed at the switching point of the outlet mode. Therefore, even if the position of the PBR 18 fluctuates at the switching point of the outlet mode, the outlet does not change. Therefore, in the outlet control by the fuzzy control, the uncomfortable feeling of the occupant due to the fluctuation of the outlet is eliminated. Also, PBR
Malfunction due to voltage noise is also prevented. It should be noted that the concept of the present invention that the signal on the output side of the fuzzy controller 21 is fed back to the input side to provide a hysteresis characteristic at the switching point is only in the case of the control in the outlet mode as in this embodiment. And can be applied to all fuzzy controls. This allows
It is possible to eliminate a feeling of strangeness in control and prevent a malfunction due to noise of the input signal. Further, in the conventional method, the fuzzy control is applied only to a portion that is not so noticeable even if a malfunction occurs slightly. However, according to the concept of the present invention, the fuzzy control can be applied to all the portions that are originally desired to be switched. In addition to improved controllability, the program development time is shortened, and the program can be applied to almost all types of control, so that there is an effect that a degree of freedom can be obtained in the program. As described above, according to the present invention, in the control of the outlet mode by fuzzy control, the output of the fuzzy inference means is fed back to the input side to maintain the current mode state. Therefore, the switching point of the outlet mode can be provided with a hysteresis characteristic, and the occupant's discomfort at the mode switching point can be eliminated.
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る自動車用空気調和装置
の制御装置を示すブロック図である。
【図2】同実施例のファジィコントローラに記憶されて
いるファジィ制御則を示す図であり、同図(a) および
(b) は前件部変数に係るメンバーシップ関数を示す図、
同図(c) はファジィルールを示す図、同図(d) は後件部
変数に係るメンバーシップ関数を示す図である。
【図3】同実施例による吹出口制御特性を示す図であ
る。
【図4】従来の自動車用空気調和装置の制御装置を示す
ブロック図である。
【図5】図4のファジィコントローラに記憶されている
ファジィ制御則を示す図であり、同図(a) は前件部変数
に係るメンバーシップ関数を示す図、同図(b) はファジ
ィルールを示す図、同図(c) は後件部変数に係るメンバ
ーシップ関数を示す図である。
【符号の説明】
10…エアミックスドア
11…デフ吹出口
12…ベント吹出口
13…フット吹出口
14…デフドア
15…ベントドア
16…フットドア
17…モードドアアクチュエータ(モードドア駆動手
段)
18…PBR(エアミックスドア位置検出手段)
21…ファジィコントローラ(ファジィ推論手段)BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a control device of an air conditioner for a vehicle according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a fuzzy control law stored in a fuzzy controller of the embodiment, wherein FIG.
(b) is a diagram showing the membership function related to the antecedent variable,
FIG. 13C shows a fuzzy rule, and FIG. 14D shows a membership function related to the consequent variable. FIG. 3 is a view showing an outlet control characteristic according to the embodiment. FIG. 4 is a block diagram showing a control device of a conventional air conditioner for a vehicle. 5A and 5B are diagrams showing fuzzy control rules stored in the fuzzy controller of FIG. 4, wherein FIG. 5A shows a membership function relating to antecedent variables, and FIG. 5B shows a fuzzy rule. And (c) is a diagram showing a membership function related to the consequent variable. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Air mix door 11 ... Differential outlet 12 ... Vent outlet 13 ... Foot outlet 14 ... Differential door 15 ... Vent door 16 ... Foot door 17 ... Mode door actuator (mode door driving means) 18 ... PBR (Air Mixed door position detecting means) 21 ... Fuzzy controller (Fuzzy inference means)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60H 1/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B60H 1/00
Claims (1)
スドア(10)の回動位置を検出するエアミックスドア
位置検出手段(18)と、 複数の吹出口(11,12,13)のそれぞれに設けら
れた複数の制御ドア(14,15,16)の開閉位置を
選択するモードドア駆動手段(17)と、 前記エアミックスドア位置検出手段(18)からの検出
信号を用いて、あらかじめ設定されたファジィ制御則に
従って前記モードドア駆動手段(17)の動作位置を推
論するファジィ推論手段(21)とを有する自動車用空
気調和装置の制御装置において、 前記ファジィ推論手段(21)からの出力信号を入力側
にフィードバックし、このフィードバック信号と、前記
エアミックスドア位置検出手段(18)からの検出信号
と、あらかじめ設定されたファジィ制御則とに基づいて
吹出口モードをファジィ制御するに際し、前記フィード
バック信号を前記ファジィ制御則におけるメンバーシッ
プ関数を用いて曖昧量にて表現し、これを、現在の吹出
口モードを維持させるように設けられた前記ファジィ制
御則におけるファジィルールの前件部にあてはめて現在
ある状態を維持する方向に後件部の結果を出すようにし
て吹出口モードをファジィ制御するようにしたことを特
徴とする自動車用空気調和装置の制御装置。(57) Claims: 1. An air mix door position detecting means (18) for detecting a turning position of an air mix door (10) for adjusting a mixing ratio of hot air and cold air; A mode door driving means (17) for selecting an open / close position of a plurality of control doors (14, 15, 16) provided in each of the air outlets (11, 12, 13); and an air mix door position detecting means (18). A) a fuzzy inference means (21) for inferring the operating position of the mode door drive means (17) according to a preset fuzzy control law using the detection signal from It is fed back to the input side of the output signal from said fuzzy inference means (21), the detection signal from the feedback signal, the air mixing door position detection means (18) , Upon which the fuzzy control outlet mode on the basis of the preset fuzzy control rule, the feed
The back signal is used for the membership in the fuzzy control law.
Is expressed as an ambiguous quantity using the
The fuzzy system provided to maintain the mouth mode
Applied to the antecedent part of fuzzy rules in rules
Try to keep a certain condition,
A control device for an air conditioner for a vehicle, characterized in that the outlet mode is fuzzy controlled .
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JP10422692A JP3515582B2 (en) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | Automotive air conditioner control device |
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JP10422692A JP3515582B2 (en) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | Automotive air conditioner control device |
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JPH05294134A JPH05294134A (en) | 1993-11-09 |
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