JPH06156046A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な制御ロジックで、より体感フィーリン
グに適合した温調制御を実現する。 【構成】 日射量の変化速度ΔＱsun とブロア制御量Ｂ
ｖを求め（ステップ１０３、１０４）、この両変数に基
づいて、日射信号を補正する際の時定数と補正状態保持
時間とをファジィ推論する（ステップ１０５）。そし
て、ファジィ推論した時定数Ｔ１、Ｔ２と補正状態保持
時間Ｔ３とを用いて日射信号Ｑsun を補正し（ステップ
１０６）、その補正後の日射信号Ｑsun ’を用いて空調
熱負荷に相当する総合信号Ｔ’を演算し（ステップ１０
７）、その総合信号Ｔ’に基づいてブロアを始めとする
各種空調出力機器を制御する（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、日射量の変化に応じた
空調制御を行う車両用空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の空調装置として、例えば
特開昭５９−３４９１５号公報、特開昭６３−１７０１
１５号公報、特公昭５８−１９４８４号公報に記載のも
のが知られている。

【０００３】特開昭５９−３４９１５号公報に記載の空
調装置は、単位時間内における日射変化量を設定値と比
較する判定回路を有し、日射変化量が設定値を超えたこ
とを判定した場合には、日射センサの出力信号を漸次変
化するように補正し、日射量が大幅に変化しても、吹出
風量や吹出温度の急変が起こらないようにするというも
のである。

【０００４】特開昭６３−１７０１１５号公報に記載の
空調装置は、目標温度と車内温度の偏差に関連した総合
信号を演算し、その総合信号に基づいてブロアやエアミ
ックスドア等の空調出力機器を制御するものにおいて、
日射検出手段により日射量を検出し、検出した日射量に
基づいて日射量の変動量を演算し、演算した変動量に基
づき遅延時間を演算し、前記総合信号をこの遅延時間だ
け遅延させることにより、日射の急変による温調変化の
急変を緩和するというものである。

【０００５】特公昭５８−１９４８４号公報に記載の空
調装置は、日射検出信号の大きさに応じた時定数で日射
検出信号を遅延処理し、これにより日射量の急変に対す
る温調変化の急変を緩和するというものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記各公報
に示すように、従来では種々日射信号の補正を行う装置
はあるが、すべての環境条件、地域条件、走行条件の変
化に適合するものではなかった。また、それらのすべて
を考慮して制御ロジックを決めることも考えられるが、
そうすると非常に複雑なロジックになるという問題があ
った。

【０００７】本発明は、上記事情を考慮し、簡単な制御
ロジックで、より体感フィーリングに適合した温調制御
の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、上記目的を達
成するため図１に示すように、車内の目標温度Ｔsetを
設定する温度設定器１と、車内温度Ｔr を検出する車内
温度センサ２と、車両に対する日射量を検出して日射信
号Ｑsun を出力する日射センサ３と、前記日射信号Ｑsu
n の変化を所定の時定数Ｔ１（立ち上がり時）、Ｔ２
（立ち下がり時）で定まる緩やかな勾配を持った変化に
補正すると共に、日射信号の立ち下がり時に立ち下がり
開始時点の値を所定の保持時間Ｔ３だけ保持した後立ち
下がりを開始するよう補正する日射信号補正手段４と、
少なくとも前記目標温度Ｔset 、車内温度Ｔr 、及び補
正後の日射信号Ｑsun ’に基づいて車内熱負荷に相当す
る総合信号Ｔを演算する総合信号演算手段５と、前記総
合信号Ｔに基づき少なくともブロアを含む空調出力機器
６を制御する制御手段７と、を備えた車両用空調装置に
おいて、前記日射センサ３の出力する日射信号Ｑsun の
変化速度ΔＱsun を演算する手段８と、少なくとも前記
温度設定器１により設定された目標温度Ｔsetと、前記
車内温度センサ２により検出された車内温度Ｔr とに基
づきブロア制御量Ｂｖを演算する手段９と、前記日射信
号Ｑsun の変化速度ΔＱsun とブロア制御量Ｂｖと予め
定められた所定のルールとに基づいて前記時定数Ｔ１、
Ｔ２と保持時間Ｔ３をファジィ推論し、推論した時定数
Ｔ１、Ｔ２及び保持時間Ｔ３の値を前記日射信号補正手
段４に入力するファジィ推論手段１０と、を備えたこと
を特徴としている。

【０００９】

【作用】本発明の空調装置においては、ファジィ推論手
段１０が、日射信号Ｑsun の変化速度ΔＱsun とブロア
制御量Ｂｖとに基づいて、日射信号の補正の際の時定数
Ｔ１、Ｔ２と保持時間Ｔ３を推論する。つまりこの場
合、ファジィ推論の前件部パラメータ（入力）を「日射
信号変化速度」と「ブロア制御量」とし、後件部パラメ
ータ（出力）を時定数Ｔ１、Ｔ２と保持時間Ｔ３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。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である
「日射信号変化速度」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、同様にもう一つのパラメータであ
る「ブロア制御量」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（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「時定
数」及び「保持時間」とする。

【００１１】そして、推論した時定数Ｔ１、Ｔ２と保持
時間Ｔ３で、日射センサの出力する日射信号Ｑsun を補
正し、その補正した日射信号値Ｑsun ’と目標温度Ｔse
t 、車内温度Ｔr とに基づいて、空調熱負荷に相当する
総合信号Ｔを演算し、ブロアを始めとする空調出力機器
６を制御する。

【００１２】

【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は本発明の一実施例の概略構成図であ
る。この空調装置において、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ＦＯＯＴ吹出口２７が設けられている。

【００１３】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であ
る。ここでは、これらの車内温調を行う要素であるブロ
ア、各種制御ドア及びアクチュエータ、コンプレッサ等
が空調出力機器を構成している。また、これらを制御す
るコントロールユニット４０が制御手段を構成してい
る。

【００１４】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、少なくとも車内温度センサ４１、外気温度センサ４
２、温度設定器４３、日射センサ４４からの入力情報に
基づいて空調熱負荷に相当する総合信号Ｔ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の制御量（制御電圧）
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、エバポレータ２９、ヒータ３１も制御す
る。

【００１５】また、予め複数のファジィルールとメンバ
ーシップ関数とを記憶しており、入力変数に応じて所定
のファジィ推論を実行し、その推論結果に応じて日射信
号を補正して、補正後の日射信号に基づいて総合信号を
演算し、演算した総合信号に基づいて空調制御を実行す
る機能を有している。

【００１６】次に、コントロールユニット４０によって
行われる制御の流れを、図３のフローチャートに基づい
て説明する。

【００１７】この実施例の装置で行われる空調制御で
は、図３のルーチンを所定時間ごとに繰り返し実行す
る。このルーチンにおいては、まず、最初のステップ１
０１で車内温度センサ４１、外気温度センサ４２、温度
設定器４３、日射センサ４４等の信号を入力する。つい
で、ステップ１０１で、各種センサ等の信号に基づいて
車内熱負荷に相当する総合信号Ｔを演算し、ステップ１
０３で、その演算した総合信号Ｔに基づいてブロア制御
量Ｂｖを演算する。

【００１８】次に、ステップ１０４にて日射センサの出
力する日射信号Ｑsun を時間で微分して日射量の変化速
度ΔＱsun を演算する。あるいは単位時間当たりの日射
変化量を変化速度ΔＱsun としても勿論よい。次いで、
ステップ１０５にてブロア制御量Ｂｖ及び日射変化速度
ΔＱsun を前件部変数とし、時定数Ｔ１、Ｔ２及び保持
時間Ｔ３を後件部変数としてファジィ推論を実行する。

【００１９】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及び図５に示すよう
なルールが設定されている。図４のルールは、ブロア制
御量Ｂｖ及び日射量変化速度ΔＱsun と、日射信号変化
を補正する際の時定数Ｔ１、Ｔ２を関連付けたものであ
る。また、図５のルールは、ブロア制御量Ｂｖ及び日射
量変化速度ΔＱsun と、日射信号の立ち下がり時の補正
状態保持時間Ｔ３を関連付けたものである。また、各パ
ラメータ毎に図６（ａ）〜（ｄ）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。

【００２０】 ＰＬ … 正方向に大きい ＰＭ … 正方向に中位 ＰＳ … 正方向に小さい ＺＲ … ゼロ ＮＳ … 負方向に小さい ＮＭ … 負方向に中位 ＮＬ … 負方向に大きい

【００２１】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、時定数と補正状態保持
時間を演算する。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、前件部パラメータＢ
ｖ、ΔＱsun のグレードを求め、その最小値をとる。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、後件部出力をを求める。そして、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
心位置を最終的な時定数、保持時間とする。

【００２２】推論したら、次にステップ１０６に進み、
ここで推論した時定数と保持時間の値により、日射信号
Ｑsun を補正（加工）する。

【００２３】即ち、このステップ１０６では、前記日射
信号Ｑsun の変化をファジィ推論した時定数で定まる緩
やかな勾配を持った変化に補正すると共に、日射信号Ｑ
sunの立ち下がり時に立ち下がり開始時点の値を所定の
保持時間（これを補正状態保持時間を言う）だけ保持し
た後立ち下がりを開始するよう補正する。

【００２４】日射信号を補正したら、補正した日射信号
Ｑsun ’を用いて、ステップ１０７で正式に空調制御に
用いる総合信号Ｔ’を演算し、ステップ１０８で今演算
した総合信号Ｔ’に基づいて、ブロア、エアミックスド
ア等の各種空調機器を制御する。

【００２５】以上のように、上記の空調制御において
は、日射信号を補正する際の時定数と補正状態保持時間
とを、日射信号の変化速度ΔＱsun と、環境条件、地域
条件、走行条件等の変化を反映するブロア制御量Ｂｖと
に基づいて設定するので、日射の変化の仕方や各種条件
に適合した日射補正が行われるようになり、体感フィー
リングの良好な空調制御が実現されるようになる。

【００２６】なお、ファジィ推論のルールやメンバーシ
ップ関数等は適宜変更してもよく、それによってより一
層最適な空調制御の実現に寄与し得る。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
簡単なファジィルールを作成するだけで、何通りもの日
射補正の仕方を容易に選択することができ、より人間の
体感フィーリングに合った温調制御が可能となる。

【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のフローチャートである。

【図４】同制御の中の時定数のファジィ推論に用いるル
ールを示す図である。

【図５】同制御の中の補正状態保持時間のファジィ推論
に用いるルールを示す図である。

【図６】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である日射変化速度
ΔＱsun のメンバーシップ関数、（ｂ）は前件部パラメ
ータであるブロア制御量温度偏差Ｅのメンバーシップ関
数、（ｃ）は後件部パラメータである時定数のメンバー
シップ関数、（ｄ）は後件部パラメータである補正状態
保持時間のメンバーシップ関数である。

【符号の説明】

１，４３ 温度設定器 ２，４１ 車内温度センサ ３，４４ 日射センサ ４ 日射信号補正手段 ５ 総合信号演算手段 ６ 空調出力機器 ７ 制御手段 ８ 日射信号変化速度演算手段 ９ ブロア制御量演算手段 １０ ファジィ推論手段 ２８ ブロア ３０ エアミックスドア ４０ コントロールユニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車内の目標温度を設定する温度設定器と、 車内温度を検出する車内温度センサと、 車両に対する日射量を検出して日射信号を出力する日射
   センサと、 前記日射信号の変化を所定の時定数で定まる緩やかな勾
   配を持った変化に補正すると共に、日射信号の立ち下が
   り時に立ち下がり開始時点の値を所定の保持時間だけ保
   持した後立ち下がりを開始するよう補正する日射信号補
   正手段と、 少なくとも前記目標温度、車内温度、及び補正後の日射
   信号に基づいて車内熱負荷に相当する総合信号を演算す
   る総合信号演算手段と、 前記総合信号に基づき少なくともブロアを含む空調出力
   機器を制御する制御手段と、 を備えた車両用空調装置において、 前記日射センサの出力する日射信号の変化速度を演算す
   る手段と、 少なくとも前記温度設定器により設定された目標温度
   と、前記車内温度センサにより検出された車内温度とに
   基づきブロア制御量を演算する手段と、 前記日射信号の変化速度とブロア制御量と予め定められ
   た所定のルールとに基づいて前記時定数と保持時間をフ
   ァジィ推論し、推論した時定数及び保持時間の値を前記
   日射信号補正手段に入力するファジィ推論手段と、 を備えたことを特徴とする車両用空調装置。