JPH04278820A - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車室内の温度制御をよ
り安定に行なうことができる車両用空調制御装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両用空調装置は、例えば特公昭
６２−３０９３１号公報に開示されているように、冷気
と暖気との混合比を変えるエアミックスドアの如き温度
調節部材によって車室内に吹き出す空気の温度を調節す
る構成を有し、実際の車室内温度を検出するセンサから
の出力に応答し、車室内の温度が所望の値に維持される
よう温度調節部材の操作量がフィードバック制御され、
これにより、車室内の温度制御が行なわれる構成となっ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来のフィードバック制御方式によって車室内の温度を
安定に制御しようとすると、暖気用のヒータユニットの
制御特性を使用するユニットに合わせてチューニングす
る必要があり、多大の工数を必要とし、コストの増加を
生じるという問題点を有していた。これは、ヒータユニ
ットの温度制御特性は、吹出モード、吸い込みモードに
よって異なるばかりか、各ユニットによっても異なると
いう理由によるものである。したがって、仮にチューニ
ングを行なったとしても、車室内温度を円滑且つ安定に
制御するためには、複雑なユニット特性値をメモリに格
納しておき、これらのデータを参照しながら制御演算を
行なわなければならないという繁雑さを有している。本
発明の目的は、従来技術における上述の問題点を解決す
ることができる、車両用空気調和装置を提供することに
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
、本発明の装置は、図１に示されるように、車室内の温
度を制御するための車両用空気調和装置において、所望
の車室温度を設定するための設定手段と室温検出手段と
を含んでいる熱負荷検出手段と、熱負荷検出手段からの
出力に応答し車室内の温度を設定手段により設定された
温度に接近させ維持するにの必要な吹出空気の目標吹出
温度を演算する目標吹出温度演算手段と、吹出空気の実
際の温度を検出する吹出温度検出手段とを備えている。 目標吹出温度演算手段において演算された目標吹出温度
を示す出力と、吹出温度検出手段において検出された吹
出温度を示す出力とは、第１のファジィ推論手段に与え
られる。第１のファジィ推論手段は、目標吹出温度と実
際の吹出温度との差が最小となる温度調節手段の操作量
を推論するためのものであり、第１のファジィ推論手段
の出力は操作量決定手段に与えられ、ここで温度調節手
段の操作量が決定される。熱負荷検出手段からの出力及
び目標吹出温度演算手段からの出力は、設定温度と室温
との差分に見合った最適送風量を推論するための第２の
ファジィ推論手段に与えられる。送風量決定手段は、第
２のファジィ推論手段における推論結果に応答し、送風
手段においてこの最適送風量を得るための実際の送風量
を決定し、これにより送風手段が調節される。

【０００５】

【作用】吹出温度が種々の要因によって変動した場合、
第１のファジィ推論手段の推論にしたがって温度調節手
段が操作され、一方、室温と設定温度との差に応じて、
第２のファジィ推論手段の推論に従って送風量が調節さ
れるので、きめの細かい安定な制御が得られる。

【０００６】

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の一実施
例につき詳細に説明する。

【０００７】図２は、本発明による車両用空気調和装置
の一実施例を示し、ここで、１は通風ダクトで、その入
口端には、車内及び車内からの空気の取り入れ量を調節
するインテークドア２が設けられている。３はブロアモ
ータ４により回転せしめられるブロア、５はクーリング
ユニット、６はヒータコア、７は通風ダクト１からの吹
出空気の温度を調節するための温度調節部材として働く
エアミックスドアであり、エアミックスドア７の位置決
め操作はドアモータ８によって行なわれる。通風ダクト
１の出口端には、吹出空気の吹出方向を定めるため、デ
フドア９、ベントドア１０、及びフットドア１１が設け
られており、これらのドアを公知の手段で開閉操作する
ことにより、所望の吹出モードで空気を車室内に吹き出
すことができる。

【０００８】この構成において、車室内の温度を希望す
る温度に到達させ且つその温度に維持させるようにブロ
ア４及びエアミックスドア７を制御する目的で、総体的
に符号２０で示される制御部が設けられている。

【０００９】制御部２０において、２１はセットされた
希望の車室内温度である設定温度（Ｔｓｅｔ）を示す設
定信号ＳＡを出力する設定器、２２は車室内の室温Ｔｒ
を検出しその検出結果を示す室温信号ＳＢを出力する室
温センサ、２３は外気温Ｔａを検出しその検出結果を示
す外気温信号ＳＣを出力する外気温センサ、２４は日射
量Ｑを検出しその検出結果を示す日射信号ＳＤを出力す
る日射センサである。

【００１０】これらの信号ＳＡ〜ＳＤは、アナログディ
ジタル変換器（Ａ／Ｄ）２５において、夫々対応するデ
ィジタルデータＤＡ，ＤＢ，ＤＣ，ＤＤに変換され、マ
イクロコンピュータ２６に入力されている。

【００１１】マイクロコンピュータ２６は、中央処理ユ
ニット（ＣＰＵ）２７、読出専用メモリ（ＲＯＭ）２８
及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２９を備えて成
る公知の構成のものであり、ＲＯＭ２８内には、ファジ
ィ推論よる温度制御のための制御プログラム、及び後述
するメンバシップ関数に関するデ−タがストアされてい
る。

【００１２】吹出空気の温度検出のため、本実施例の装
置は、ベントドア１０の近くに設けられた第１センサ３
０とフットドア１１の近くに設けられた第２センサ３１
とを有している。第１センサ３０からはベント吹出温度
（Ｔｖ）を示すベント温度信号ＳＥが出力され、第２セ
ンサ３１からはヒート吹出温度（Ｔｈ）を示すヒート温
度信号ＳＦが出力される。これらの温度信号ＳＥ，ＳＦ
は、アナログ−ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）３２によっ
て夫々ディジタル形式に変換され、ディジタル化された
ベント温度データＤＥ及びヒート温度データＤＦがマイ
クロコンピュータ２６に入力される。

【００１３】入力されたデータＤＡ〜ＤＦに基づき、後
述する制御プログラムの実行によって得られたブロア制
御用の第１制御信号Ｓ１とエアミックスドア制御用の第
２制御信号Ｓ２とが、マイクロコンピュータ２６から出
力され、これらの制御信号Ｓ１、Ｓ２は第１及び第２駆
動回路３３、３４に与えられる。

【００１４】この結果、第１駆動回路３３からは、第１
制御信号Ｓ１に従う風量を得るために必要なブロア駆動
信号Ｋ１が出力され、ブロアモータ３はこのブロア駆動
信号Ｋ１に従って駆動される。一方、第２駆動回路３４
からは、第２制御信号Ｓ２に従うエアミックスドア７の
操作量、すなわち開度を得るために必要なドア駆動信号
Ｋ２が出力され、ドアモータ８によるエアミックスドア
７の位置決め操作がこのドア駆動信号Ｋ２に従って行な
われる。

【００１５】次に、図３に示す、ＲＯＭ２８内にストア
されている温度制御のための制御プログラムのフローチ
ャートを参照しながら、本装置の作動について説明する
。

【００１６】制御プログラムの実行がスタ−トすると、
先ず、ステップ４１で各入力データの読込みが行なわれ
、しかる後、ステップ４２において、車室内の温度を設
定温度Ｔｓｅｔに近づけてそこに維持させるのに必要な
目標吹出温度値Ｘｍが、下記の公知の計算式に基づいて
計算される。 Ｘｍ＝ＡＴｓｅｔ−ＢＴｒ−ＣＴａ−ＤＱ＋Ｅ（Ａ、Ｂ
、Ｃ、Ｄ：定数、Ｅ：補正項）

【００１７】ここで、Ａ
〜Ｅは定数であり、適宜に定めることができる。次のス
テップ４３では、設定温度値と室温値との差分に関連す
る指標値ΔＴの計算がそこに示す式に従って、実行され
る。

【００１８】ステップ４４では、図４及び図５に規定さ
れる目標吹出温度値Ｘｍと指標値ΔＴの各メンバシップ
関数に従って、下記のルール（ａ）〜（ｅ）毎にそれぞ
れのルールのグレードが計算される。 　　（ａ）　　ＩＦ　　Ｘｍ＝Ｌ　　　　＆　　ΔＴ＝
Ｓ，　　ＴＨＥＮ　　Ｗ＝Ｓ　　（ｂ）　　ＩＦ　　Ｘ
ｍ＝ＬＬ　　＆　　ΔＴ＝Ｌ，　　ＴＨＥＮ　　Ｗ＝Ｍ
　　（ｃ）　　ＩＦ　　Ｘｍ＝Ｍ　　　　＆　　ΔＴ＝
Ｌ，　　ＴＨＥＮ　　Ｗ＝Ｍ　　（ｄ）　　ＩＦ　　Ｘ
ｍ＝ＬＳ　　＆　　ΔＴ＝Ｌ，　　ＴＨＥＮ　　Ｗ＝Ｌ
　　（ｅ）　　ＩＦ　　Ｘｍ＝Ｓ　　　　＆　　ΔＴ＝
Ｓ，　　ＴＨＥＮ　　Ｗ＝Ｌ

【００１９】図４及び図５
における、各ファジィ関数の定義は、下記の通りである
。 Ｌ　　　　・・・　　大きい ＬＬ　　・・・　　すこし大きい Ｍ　　　　・・・　　中位 ＬＳ　　・・・　　すこし小さい Ｓ　　　　・・・　　小さい ＥＳ　　・・・　　極めて小さい

【００２０】図４及び図５から判るように、ＸｍとΔＴ
との間で１２の組合わせが可能である。しかし、ここで
は、上述のように、そのうちの６つの組合わせに対する
ルール（ａ）〜（ｆ）のみが定められており、ステップ
４４では、これらの各ルール毎に、Ｘｍ及びΔＴについ
て、グレードの算出が行なわれる。

【００２１】このグレードの算出方法について、Ｘｍ＝
１２（°Ｃ）でΔＴ＝６°Ｃの場合を例にとって説明す
る。先ずルール（ａ）については、Ｘｍについてのグレ
ードが零で、ΔＴについてのグレードが０．４であるか
らルール（ａ）についての前件部のグレードはその最小
値をとって零となる。

【００２３】同様にして、残りの各ルールにおいて採用
されているファジィ関数について同様の計算をすると以
下の通りとなる。 ルール（ｂ）　　　　　　　　　　０ ルール（ｃ）　　　　　　　　　　０．０７ルール（ｄ
）　　　　　　　　　　０．６ルール（ｅ）　　　　　
　　　　　０ ルール（ｆ）　　　　　　　　　　０

【００２４】このようにして、各ルール毎にグレードが
計算されたならば、ステップ４５に入り、ここで、各ス
−ルが実行される。すなわち、ステップ４４で得られた
各ルールのグレード毎に、図６に示す、変数Ｓ，Ｍ，，
Ｌによって定義されるファジィ関数に従って、風量を決
めるための推論が行なわれる。前述の例に従って計算例
を示すと、ルール（ｃ）のグレードが０．０７でルール
（ｄ）のグレードが０．６であるから、ブロア電圧の適
正制御量の推論結果は図６に斜線を付した部分の形状と
なる。

【００２５】次に、ステップ４６に入り、ここで、図６
で斜線を付した部分の重心位置の計算が行なわれ、この
重心位置に対応するブロア電圧Ｂｖの値Ｂｖｏが適正な
ブロア電圧値を示す推論結果として得られる。ステップ
４７では、第１駆動回路３３によってこのブロア電圧値
Ｂｖｏをブロアモータ３に与えるための第１制御信号Ｓ
１が出力される。これにより、ブロア４の風量がファジ
ィ推論に従って適正に制御される。

【００２６】プログラムは、次に、エアミックスドア７
の制御のための処理に入る。すなわち、ステップ４８に
進み、目標吹出温度値Ｘｍと、車室内の実際の吹出温度
値Ｘｒとの差分Ｆ、及び差分Ｆの単位時間当りの変化量
ΔＦが計算される。ここで、吹出温度値Ｘｒは、ベント
及びヒート温度データＤＥ，ＤＦから計算される。

【００２７】ステップ４９では、図７，図８に規定され
るＦ，ΔＦのメンバシップ関数を用い、下記のルール（
１）〜（５）に従って、それぞれのルールのグレードが
計算される。

【００２８】 　　（１）　　ＩＦ　　Ｆ＝ＺＯ　　＆　　ΔＦ＝ＰＢ
，　　ＴＨＥＮ　　Δθ＝ＰＢ　　（２）　　ＩＦ　　
Ｆ＝ＺＯ　　＆　　ΔＦ＝ＺＯ，　　ＴＨＥＮ　　Δθ
＝ＺＯ　　（３）　　ＩＦ　　Ｆ＝ＺＯ　　＆　　ΔＦ
＝ＮＢ，　　ＴＨＥＮ　　Δθ＝ＮＢ　　（４）　　Ｉ
Ｆ　　Ｆ＝ＮＢ　　＆　　ΔＦ＝ＺＯ，　　ＴＨＥＮ　
　Δθ＝ＮＢ　　（５）　　ＩＦ　　Ｆ＝ＰＢ　　＆　
　ΔＦ＝ＺＯ，　　ＴＨＥＮ　　Δθ＝ＰＢ

【００２９
】すなわち、図７及び図８に規定されるメンバシップ関
数は、経験則、実験データ、その他有用な情報を考慮し
て決定されたものであり、ＲＯＭ２８内に予めディジタ
ルデータとして入力されている。図示の実施例では、そ
れぞれについて、負方向に大きい（ＮＢ），適正（ＺＯ
），正方向に大きい（ＰＢ）の３つのファジィ変数が定
義されている。従って９つの組合わせが考えられるが、
ここではその内の５つの組合わせについてのみルール（
１）〜（５）が定められている。

【００３０】これらのルールの適用される状態が図１０
に模式的に示されている。図１０で横軸は時間、縦軸は
差分Ｆの値であり、曲線は差分Ｆの時間的変化を示して
いる。

【００３１】したがって、例えば、ルール（１）につい
て、Ｆ＝５でΔＦ＝０．５であったとすれば、Ｆについ
てのグレードは０．４４となり、ΔＦについてのグレー
ドは０．４６となる。従って、ルール（１）についての
グレードは小さい方の値をとって０．４４となる。

【００３２】このようにして、残りのルール（２）〜（
５）についても、同様にしてグレードの決定が行なわれ
る。

【００３３】ステップ５０では、図９に示した、エアミ
ックスドア７の操作量Δθを決定するための出力メンバ
シップ関数に基づき、ステップ４９で求めたグレードに
従って各ル−ルが実行され、エアミックスドアの操作量
Δθが決定される。

【００３４】上述の例で説明すると、ルール（２）〜（
５）に対するグレードは、それぞれ、０、０、０、０　
　となるため、図９に斜線で示す部分がこれらのルール
（１）〜（５）の実行に従う結論を示すことになる。こ
れに基づき、その重心位置の計算が行なわれ、これが、
推論結果に従うエアミックスドアの操作量（変位量）Δ
θａを与える。

【００３５】ステップ５１では、このΔθａの値に従っ
てエアミックスドア７を制御するための第２制御信号Ｓ
２が出力され、次のステップ５２に入る。ステップ５２
では、その他の所要の制御が実行され、しかる後、本プ
ログラムの実行が終了する。

【００３６】上述の構成によれば、必要吹出温度値Ｘｍ
と実際の吹出温度値Ｘｒとの差分Ｆ、及びこの差分の単
位時間当りの変化量ΔＦを用い、経験則その他のデータ
に従うルールに従って、ファジィ推論を行ない、エアミ
ックスドアの変位量Δθａを決定すると共に、必要吹出
温度Ｘｍ及びＸｍと室温Ｔｒとの差分に関する指標値Δ
Ｔを用いて、やはりファジィ推論によってブロアの制御
量を決定するので、極めて適切な車室温制御が実現でき
る。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、上述の如く、必要吹出
温度が与えられた場合に、実際の吹出温度及び室温を考
慮してファジィ推論を行ない、温度調節手段及び送風手
段の制御量をそれぞれ所要のファジィ推論に基づいて制
御するようにしたので、従来の制御に比べて、よりきめ
の細かい温度制御を行なうことができ、使用感を著しく
改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を説明するための説明図。

【図２】本発明の一実施例を示す構成図。

【図３】図２のマイクロコンピュータにおいて実行され
る制御プログラムのフローチャート。

【図４】制御に用いられるファジィ推論のためのメンバ
シップ関数を示す線図。

【図５】制御に用いられるファジィ推論のためのメンバ
シップ関数を示す線図。

【図６】制御に用いられるファジィ推論のためのメンバ
シップ関数を示す線図。

【図７】制御に用いられるファジィ推論のためのメンバ
シップ関数を示す線図。

【図８】制御に用いられるファジィ推論のためのメンバ
シップ関数を示す線図。

【図９】制御に用いられるファジィ推論のためのメンバ
シップ関数を示す線図。

【図１０】ファジィ推論のための制御ルールの適用を説
明するための説明図。

【符号の説明】

４　　ブロア ７　　エアミックスドア ２０　　空調制御装置 ２１　　設定器 ２２　　内気温センサ ２３　　外気温センサ ２４　　日射センサ ２６　　マイクロコンピュータ ３０　　第１センサ ３１　　第２センサ Ｓ１　　第１制御信号 Ｓ２　　第２制御信号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　車室内に空気を送る通風ダクト内に、
   送風手段と、冷却用熱交換器と、加熱用熱交換器と、こ
   れらの熱交換器による熱交換作用の効果を調節する温度
   調節手段とが設けられ、前記送風手段による送風量と前
   記温度調節手段の操作量とにより車室内の空気調和を行
   なうようにした車両用空気調和装置において、少なくと
   も温度設定手段と室温検出手段とを含んでいる熱負荷検
   出手段と、該熱負荷検出手段からの出力に応答し車室内
   の温度を前記温度設定手段により設定された設定の温度
   に接近させ維持するのに必要な吹出空気の目標吹出温度
   を演算する目標吹出温度演算手段と、吹出空気の実際の
   温度を検出する吹出温度検出手段と、前記目標吹出温度
   演算手段と前記吹出温度検出手段とに応答し目標吹出温
   度と実際の吹出温度との差が最小となる温度調節手段の
   操作量を推論するための第１のファジィ推論手段と、該
   第１のファジィ推論手段に応答し前記温度調節手段の操
   作量を決定する操作量決定手段と、前記目標吹出温度演
   算手段と前記熱負荷検出手段とに応答し設定温度と室内
   温度との差分に見合った前記送風手段による最適送風量
   を推論する第２のファジィ推論手段とを有し、前記第１
   及び第２ファジィ推論手段において得られた推論結果に
   従って前記送風手段及び前記温度調節手段を調節するよ
   うにしたことを特徴とする車両用空気調和装置。