JPH0596933A

JPH0596933A - 車両用空調装置のインテークドア制御装置

Info

Publication number: JPH0596933A
Application number: JP29090391A
Authority: JP
Inventors: Sadao Mochiki; 貞夫持木
Original assignee: Zexel Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1991-10-09
Filing date: 1991-10-09
Publication date: 1993-04-20

Abstract

(57)【要約】【目的】複雑な制御ロジックを用いずに、最適なイン
テークドア制御を行う。【構成】車内熱負荷に対応する総合信号Ｔと車室内外
の空気汚染度差Ｇと同湿度差Ｈを求め（ステップ１０
２、１０３、１０４）、それらの値を前件部変数とし
て、インテークドアの開度θｉをファジイ推論する。推
論の仕方は、まず第１ファジイ演算として、各ファジイ
ルール毎に前件部変数Ｔ、Ｇに応じたインテークドア開
度θｉを求め、その論理和を求める（ステップ１０
５）。次に、第２ファジイ演算として、各ファジイルー
ル毎に前件部変数Ｔ、Ｇに応じたインテークドア開度θ
ｉを求め、その論理和を求める。そして、２つのファジ
イ演算結果を論理和してその重心を求め、重心位置を最
終的なファジイ推論結果とし（ステップ１０７）、その
推論結果であるインテークドア開度となるように、イン
テークドアを開度制御する（ステップ１０８）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用空調装置のイン
テークドア制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インテークドアの制御技術として、特公
昭６２−５３３６６号公報に記載のもの、あるいは特公
昭５９−３４５２５号公報に記載のものが知られてい
る。前者は、必要吹出温度に応じてインテークドアを内
気導入位置、外気導入位置、内外気を併せて導入する位
置に選択的に切換えるというものである。また、後者
は、車室内外の空気の汚染度に応じてインテークドアを
同様に選択的に切換え制御す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、必要吹出温度や空気汚染度に応
じて個別にインテークドアを制御するだけであり、必ず
しも最適な制御を行うことができなかった。

【０００４】本発明は、そのような事情を考慮し、さら
に多くの因子に基づいてインテークドアを最適制御し、
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
調装置のインテークドア制御装置を提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の車両用空調装置
のインテークドア制御装置は、上記の課題を解決するた
め、図１に示すように、内外気取入口から空調ダクト内
に取り入れる内外気の割合を調節するインテークドア１
と、車内温度、外気温度、設定温度、日射量に基づいて
車内熱負荷に対応した総合信号Ｔを演算する手段２と、
総合信号Ｔ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３と、車室内及び車室外の
空気汚染度の差Ｇを検出する手段４と、車室内及び車室
外の湿度差Ｈを検出する手段５と、上記総合信号Ｔと車
室内外空気汚染度差Ｇと車室内外湿度差Ｈとに基づいて
インテークドアの開度θｉを推論するファジイ推論手段
６と、ファジイ推論した開度θｉとなるようにインテー
クドア１の開度を制御するインテークドア制御手段７
と、を有することを特徴としている。

【０００６】

【作用】本発明の装置では、ファジイ推論手段６が、総
合信号Ｔと車室内外湿度差Ｈと車室内外空気汚染度差Ｇ
とに基づいてインテークドアの最適開度θｉをファジイ
推論演算する。つまりこの場合、ファジイ推論の前件部
変数（入力）を総合信号Ｔ、車室内外空気汚染度差Ｇ、
車室内外湿度差Ｈとし、後件部変数（出力）をインテー
クドア開度としている。

【０００７】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。但し
ここでは、前件部変数が３つあるので、それぞれ前件部
変数をＴとＧとした第１ファジイ演算と、前件部変数を
ＴとＨとした第２ファジイ演算の２つを並行または順に
行い、両者の結果に基づいて最終推論結果を出力する。

【０００８】第１ファジイ演算では、まず、各ファジ
イルールに従って、予め与えられたメンバーシップ関数
により、前件部の変数Ｔのグレード（ファジイラベルに
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、もう一つの変数Ｇのグレードを求め、両
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、頭切り処理し
て得た台形出力を論理和する。第２ファジイ演算でも同様に、まず、各ファジイルー
ルに従って、予め与えられたメンバーシップ関数によ
り、前件部の変数Ｔのグレードを求め、次いで、もう一
つの変数Ｈのグレードを求め、両グレードの最小値をと
る。次に、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、頭切り処理して得た台形出力を論
理和する。次いで、上記両ファジイ演算出力をさらに論理和し、
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「インテークドア開度θ
ｉ」とする。

【０００９】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。

【００１０】本装置では、インテークドアの開度θｉ
が、車内熱負荷を表す総合信号Ｔと車室内外空気汚染度
差Ｇと車室内外湿度差Ｈの関係により決まるので、最適
な内外気の導入が可能となる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図２〜図７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。ここでは、インテークドア１１の開度
を、０％（ＲＥＣ＝内気導入位置）〜１００％（ＦＲＥ
ＳＨ＝外気導入位置）の間でほぼ連続的に変化させるこ
とができるようになっている。

【００１２】空調ダクト１０には、下流側に行くに従っ
て順に、送風ファン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。

【００１３】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。

【００１４】空調ダクト１０の後端部は、デフロスタ吹
出口２１と、ベント吹出口２２と、フット吹出口２３と
に分かれて車室内に開口しており、各吹出口２１、２
２、２３にはそれぞれモードドア２４、２５、２６が設
けられている。そして、これらモードドア２４、２５、
２６を選択的に開閉することで、吹出モードを変えるこ
とができるようになっている。

【００１５】上述したインテークドア１１、エアミック
スドア１４は、インンテークドアアクチュエータ２７、
エアミックスドアアクチュエータ２８により開閉駆動さ
れ、これらアクチュエータ２７、２８は、送風ファン１
２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。

【００１６】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。

【００１７】このコントロールユニット５０内のＡ／Ｄ
変換器には、車室内の代表温度を検出する車内温度セン
サ５１と、車外の外気温度を検出する外気温度センサ５
２と、車内の温度を設定する温度設定器５３と、日射量
を検出する日射センサ５４とが接続されると共に、車外
の空気の汚染度を検出する車外汚染度センサ５６と、車
内の空気の汚染度を検出する車内汚染度センサ５７と、
車外の湿度を検出する車外湿度センサ５８と、車内の湿
度を検出する車内湿度センサ５９とが接続されている。
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。

【００１８】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。今、図２にはそれら
の機能を機能実現手段としてブロック化して示してあ
る。これについて説明すると、コントロールユニット５
０には、車内温度センサ５１の検出した車内温度Ｔｒ、
外気温度センサ５２の検出した外気温度Ｔａ、温度設定
器５３による設定温度Ｔset 、日射センサ５４の検出し
た日射量Ｑｓに基づいて車内熱負荷に対応した総合信号
Ｔを、次式Ｔ＝Ｄ・Ｔset −Ａ・Ｔｒ−Ｂ・Ｔａ−Ｃ・Ｑｓ＋Ｅ（但し、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは係数）により演算する総
合信号演算手段６１と、総合信号Ｔに基づいてブロワー
１２の制御量を演算し制御信号をブロワー駆動回路３１
に出力するブロワー制御量演算手段６２と、総合信号Ｔ
に基づいてエアミックスドア１４の制御量を演算し制御
信号をエアミックスドア駆動回路３０に出力する手段６
３と、が備わっている。

【００１９】また、車外汚染度センサ５６の検出した車
外汚染度Ｇｏと車内汚染度センサ５７の検出した車内汚
染度Ｇｉとから車室内外の汚染度差Ｇ（Ｇ＝Ｇｏ−Ｇ
ｉ）を演算する手段６５と、車外湿度センサ５８の検出
した車外湿度Ｈｏと車内湿度センサ５９の検出した車内
汚染度Ｈｉとから車室内外湿度差Ｈ（Ｈ＝Ｈｏ−Ｈｉ）
を演算する手段６６と、総合信号Ｔと車室内外汚染度差
Ｇとに基づいてインテークドア開度θｉをファジイ演算
する第１ファジイ演算手段６７と、総合信号Ｔと車室内
外湿度差Ｈとに基づいてインテークドア開度θｉをファ
ジイ演算する第２ファジイ演算手段６８と、両ファジイ
演算手段６７、６８の演算結果の重心位置を演算し重心
位置を最終的なインテークドア開度推論結果θｉとして
出力する重心演算手段６９と、が備わっている。

【００２０】次に、上記空調装置のコントロールユニッ
ト５０により行われる制御の内容を説明する。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で総合信号Ｔを演算し、ステップ１０３で車
室内外空気汚染度差Ｇを演算し、ステップ１０４で車室
内外湿度差Ｈを演算する。

【００２１】次に、ステップ１０５に進んで、第１ファ
ジイ演算を行う。この第１ファジイ演算は、前件部変数
をＴ及びＧ、後件部変数を「インテークドア開度θｉ」
としたものである。このファジイ演算では、経験則ある
いは実験などで得られた実績により、図４にマトリック
スで示すような９個のファジイルールが設定されてい
る。ここで、各符号（ファジイラベル）は、次の意味で
用いられている。ＰＬ … 正方向に大きいＰＭ … 正方向に中位ＰＳ … 正方向に小さいＺＲ … ほとんど「０」ＮＳ … 負方向に小さい例えば一つのルールは、冷房熱負荷がやや大（総合信号
Ｔが負方向にやや大＝ＮＳ）で、車室内外空気汚染度差
Ｇが負方向にやや大（車室内汚染度が車外より大きい＝
ＮＳ）のときには、車室内空気の汚染度を低下させるた
めに、インテークドア開度θｉをやや大（＝ＰＭ）にす
る。つまり外気導入側（ＦＲＥＳＨ側）にする、という
ものである。

【００２２】そして、各変数毎に上記のラベルを表現す
るメンバーシップ関数として、図５の（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）に示すものが用いられている。（ａ）の関数は入
力変数Ｔのメンバーシップ関数、（ｂ）の関数は入力変
数Ｇのメンバーシップ関数、（ｃ）の関数は出力変数θ
ｉのメンバーシップ関数である。

【００２３】ファジイ演算ステップ１０５では、上記の
ファジイルールに従い、特開平２−９２７６３号公報な
どで公知のＭＩＮ−ＭＡＸルールを用いて、インテーク
ドア開度θｉを演算する。その流れは、まず最初にルー
ル毎の入力側メンバーシップ関数により、前件部変数
Ｔ、Ｇのグレードを求め、その最小値を出力する。次い
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θｉを得る。そして、各ルール
毎に得た後件部出力を論理和する。ここまでを行う。

【００２４】次に、ステップ１０６に進み第２ファジイ
演算を行う。この第２ファジイ演算は、前件部変数をＴ
及びＨ、後件部変数を「インテークドア開度θｉ」とし
たものである。このファジイ演算では、上記と同様、経
験則あるいは実験などで得られた実績により、図６にマ
トリックスで示すような９個のファジイルールが設定さ
れている。例えば、ルールの一つは、冷房熱負荷が小さ
く（総合信号Ｔが正方向にやや大＝ＰＳ）、車室内外湿
度差Ｈが正方向にやや大（外気の湿度が内気より大＝Ｐ
Ｓ）のときには、潜熱負荷を小さくするためにインテー
クドア開度θｉを少し内気循環側（＝ＺＲ）にする、と
いうものである。

【００２５】そして、各変数毎に上記のラベルを表現す
るメンバーシップ関数として、図７の（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）に示すものが用いられている。（ａ）の関数は入
力変数Ｔのメンバーシップ関数、（ｂ）の関数は入力変
数Ｈのメンバーシップ関数、（ｃ）の関数は出力変数θ
ｉのメンバーシップ関数である。

【００２６】この第２ファジイ演算のステップ１０６で
は、上記のファジイルールに従い、第１ファジイ演算の
ステップと同様に、ＭＩＮ−ＭＡＸルールを用いて、各
ルール毎にインテークドア開度θｉを演算し、それを論
理和する。

【００２７】次いで、ステップ１０７に進み、先にステ
ップ１０５、１０６で演算した２つの演算結果をさらに
論理和して、その重心を求め、その重心位置を最終的な
推論結果とする。そして、ステップ１０８では、その推
論した開度θｉとなるようにインテークドアを制御し、
ステップ１０９にて、エアミックスドアやブロワー等の
他の制御を実行し、最初のステップに戻る。

【００２８】このように、インテークドアの開度を、総
合信号Ｔ、車室内外空気汚染度差Ｇ、車室内外湿度差Ｈ
などの多数の因子に基づいて決定するので、従来より適
切なインテークドア制御を行うことができる。また、こ
の演算をファジイ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。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
車内熱負荷に対応した総合信号と車室内外の空気汚染度
差と同湿度差とに基づいてインテークドアを制御するの
で、インテークドアを最適制御することができる。しか
も、インテークドア開度はファジイ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】同実施例における第１ファジイ演算のルールを
示す表である。

【図５】上記第１ファジイ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Ｔのメンバーシッ
プ関数、（ｂ）は前件部変数Ｇのメンバーシップ関数、
（ｃ）は後件部変数θｉのメンバーシップ関数である。

【図６】同実施例における第２ファジイ演算のルールを
示す表である。

【図７】上記第２ファジイ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Ｔのメンバーシッ
プ関数、（ｂ）は前件部変数Ｈのメンバーシップ関数、
（ｃ）は後件部変数θｉのメンバーシップ関数である。

【符号の説明】

１インテークドア２総合信号演算手段３吹出温度風量制御手段４車室内外空気汚染度差検出手段５車室内外湿度差検出手段６ファジイ推論手段７インテークドア制御手段１０空調ダクト１０Ａ内気取入口１０Ｂ外気取入口１１インテークドア１２ブロワー１３エバポレータ１４エアミックスドア１５ヒータ５０コントロールユニット５１車内温度センサ５２外気温度センサ５３温度設定器５４日射センサ５６車外汚染度センサ５７車内汚染度センサ５８車外湿度センサ５９車内湿度センサ６１総合信号演算手段６２ブロワー制御量演算手段６３エアミックスドア制御量演算手段６５車室内外空気汚染度差演算手段６６車室内外湿度差演算手段６７第１ファジイ演算手段６８第２ファジイ演算手段６９重心演算手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内外気取入口から空調ダクト内に取り入
れる内外気の割合を調節するインテークドアと、車内温度、外気温度、設定温度、日射量に基づいて車内
熱負荷に対応した総合信号を演算する手段と、総合信号に基づいて車内への吹出温度及び送風量を制御
する手段と、を有する車両用空調装置において、車室内及び車室外の空気汚染度の差を検出する手段と、車室内及び車室外の湿度差を検出する手段と、上記総合信号と車室内外空気汚染度差と車室内外湿度差
とに基づいてインテークドアの開度を推論するファジイ
推論手段と、ファジイ推論した開度となるようにインテークドアの開
度を制御するインテークドア制御手段と、を設けたことを特徴とする車両用空調装置のインテーク
ドア制御装置。