JPH06206427A - 自動車用空気調和装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】「自動車用空気調和装置の制御装置」におい
て、外気センサの応答性を非線形に可変してフィーリン
グを向上させる。 【構成】外気温度補正回路２９を、外気センサ２６から
の検出外気温度Ｔ_AMBに基づいて単位時間当たりの外気
温度変化量ＤＴ_AMB を演算する外気温度変化量演算回路
３０と、検出外気温度Ｔ_AMB と外気温度変化量ＤＴ_AMB
とに基づいてあらかじめ設定されたファジィ制御則に従
って外気温度補正量αを推論するファジィ推論回路３１
と、１分ごとに外気温度補正量αと直前の認識温度Ｔ_A
とを加算して新たな認識温度Ｔ_A を算出する信号合成回
路３２とで構成する。

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
の制御装置に関し、特に外気センサの応答性を非線形で
可変しうるものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の自動車用空気調和装置では、安全
性の向上等を目的としたオートエアコンが普及してい
る。このオートエアコンは、乗員が所望の設定温度を指
示するだけで、車室内を常に快適に保つよう、自動的に
吹出風の温度、コンプレッサの作動・停止、吹出口モー
ドの設定、内外気の選択および風量の切り替えを行うよ
うになっている。かかる制御は、自動車や空気調和装置
等の所定の位置に設けられた各種センサからの入力信号
を制御手段に取り込むことにより、この制御手段であら
かじめ決められた判断基準に従って演算されるように構
成されている。

【０００３】その際、各種センサからの入力信号を制御
手段に取り込むにあたっては、目的に応じてさまざまな
処理を行うことが多い。ここでは、例えば外気センサの
検出値の処理について説明する。

【０００４】制御手段は外気センサで検出した温度を外
気温度として入力しているが、従来は、走行直後のアイ
ドリング時など、エンジンやラジエータからの吹き返し
の熱影響を受けて外気センサの温度が急激に上昇した場
合には、制御手段の認識温度がゆっくり上昇（例えば約
０．２℃／分）するよう補正を行っている。

【０００５】この外気温度補正処理を含む従来の外気セ
ンサ検出値の処理に関するフローは概略図９に示す通り
である。すなわち、イグニッションスイッチがオンされ
かつエンジン冷却水温（Ｔ_W ）が５０℃未満であれば
（Ｓ１、Ｓ２）、外気センサの検出温度（Ｔ_AMB ）をパ
ラメータＴ_A の値とする（Ｓ３）一方、イグニッション
スイッチがオフ状態にありまたはエンジン冷却水温（Ｔ
_W ）が５０℃以上であれば（Ｓ１、Ｓ２）、メモリ内の
外気温度データ（Ｔ_AM）をパラメータＴ_A の値とする
（Ｓ４）。それから、外気センサの検出温度（Ｔ_AMB ）
が−２０℃未満かどうかを判断し（Ｓ５）、そうであれ
ばその検出温度（Ｔ_AMB ）をパラメータＴ_Aの値とし
（Ｓ６）メモリ内の外気温度データ（Ｔ_AM）をこのパラ
メータ値に更新する（Ｓ７）。これに対し、外気センサ
の検出温度（Ｔ_AMB ）が−２０℃以上でれば（Ｓ５）、
さらに、パラメータＴ_A の値とこの検出温度（Ｔ_AMB ）
との差が０℃以上（つまりＴ_A −Ｔ_AMB ≧０）かどうか
を判断する（Ｓ８）。この判断の結果として前記差が０
℃以上であれば、外気センサの温度は一定または下降し
ているものと判断してステップ６に進むが、前記差が０
℃未満であれば、外気センサの温度が上昇しているもの
と判断して、上記した外気温度補正を実行する（Ｓ
９）。具体的には、図１０に示すように１分間に温度を
０．２℃ずつ上昇させる関数ｆ_T を設定し、パラメータ
Ｔ_A の値にこの関数ｆ_T の値を加算してパラメータＴ_A
を更新し（つまりＴ_A ＝Ｔ_A ＋ｆ_T ）、ステップ７に進
む。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の外気センサ検出値の処理方法、特に外気温度の補
正方法にあっては、温度上昇時に一律に一定の上昇遅延
処理（０．２℃／分）がなされるため、確かに停車時の
エンジン等からの熱影響を回避して外気センサの誤読み
込みを少なくすることはできるものの、例えば高地から
低地に急いで降りる時などには対応することができな
い。すなわち、高地から低地に急いで降りる時などに
は、実際に外気温度が例えば２時間で２０〜３０℃上昇
するような場合があり、このような場合には、外気セン
サの温度をそのまま認識温度としたほうがむしろフィー
リングに合った空調制御の観点からは好ましい。ところ
が、従来の補正方法では、外気温度上昇時には一律に一
定の遅延処理がなされるので、吹き返し対策としての遅
延処理が必要な場合と高地から下降する時など遅延処理
が必要ない場合とを区別して対応できなかった。

【０００７】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、例えば高地から下降する時
などの温度上昇にも対応しうるよう、状況に応じて外気
センサの応答性を非線形で可変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。

【０００８】

【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、外気温度を検出する外気温度検出手段と、
当該外気温度検出手段により検出された検出外気温度に
基づいて単位時間当たりの外気温度変化量を演算する外
気温度変化量演算手段と、前記外気温度検出手段により
検出された検出外気温度と前記外気温度変化量演算手段
により演算された外気温度変化量とに基づいてあらかじ
め設定されたファジィ制御則に従って外気温度補正量を
推論する外気温度補正量推論手段と、当該外気温度補正
量推論手段により推論された外気温度補正量に基づいて
認識外気温度を演算する認識外気温度演算手段とを有す
ることを特徴とする。

【０００９】

【作用】このように構成した本発明にあっては、外気温
度検出手段が現在の外気温度を検出すると、この検出外
気温度に基づいて外気温度変化量演算手段は単位時間当
たりの外気温度変化量を演算する。外気温度補正量推論
手段は、外気温度検出手段により検出された検出外気温
度と外気温度変化量演算手段により演算された外気温度
変化量とに基づいて、あらかじめ設定されたファジィ制
御則に従って外気温度補正量を推論する。認識外気温度
演算手段は、この外気温度補正量に基づいて認識外気温
度を演算する。ファジィ推論によるこうした演算処理を
行うことによって、外気温度検出手段の応答性を非線形
に変化させることができる。

【００１０】

【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よる自動車用空気調
和装置の制御装置を示す概略構成図、図２は図１の制御
回路の要部を示すブロック図、図３は同実施例のファジ
ィ制御則のうち前件部変数に係るメンバーシップ関数を
示す図、図４は同じく同実施例のファジィ制御則のうち
前件部変数に係るメンバーシップ関数を示す図、図５は
同実施例のファジィ制御則のうち後件部変数に係るメン
バーシップ関数を示す図、図６は同実施例のファジィ制
御則のうちファジィルールを示す図、図７は同実施例の
ファジィ制御則による演算結果を三次元表現した図、図
８は同実施例による外気温度補正処理の手順を示すフロ
ーチャートである。

【００１１】図１に示す自動車用空気調和装置の本体
は、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。

【００１２】インテークユニット１には、内気または外
気を選択するためのインテークドア４が回動自在に設け
られており、このインテークドア４は電動アクチュエー
タなどのインテークドアアクチュエータ５によって回動
される。また、インテークユニット１はモータ６によっ
て所定の速度で回転するファン７を有し、このファン７
の回転速度を変えることによって車室内に吹き出される
風量が調節される。ファン７の回転速度は、ファンコン
トロール回路８によりモータ６への印加電圧を変えるこ
とによって可変される。

【００１３】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９が内設されている。同じく冷
房サイクルを構成するコンプレッサ１０をオンすること
によって、エバポレータ９に冷媒が供給され、この冷媒
との熱交換によって取り入れ空気が冷却される。

【００１４】ヒータユニット３にはエンジン冷却水が循
環されるヒータコア１１が内設されており、このヒータ
コア１１の近傍には取り入れ空気がヒータコア１１を迂
回して混合室１２に至る迂回路１３が形成されている。
また、ヒータコア１１の上流側には、ヒータコア１１を
通過する空気の量と迂回路１３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１４が回動自在
に設けられており、このエアミックスドア１４は電動ア
クチュエータなどのエアミックスドアアクチュエータ１
５によって回動される。このエアミックスドア１４の開
度を変えることによって、車室内に吹き出される空気の
温度が調節される。すなわち、ヒータコア１１の下流に
形成された混合室１２には、ヒータコア１１を通過して
エンジン冷却水との熱交換により加熱された温風と、迂
回路１３を通過した非加熱の冷風とがエアミックスドア
１４の開度に応じた比率で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に、混合
室１２に開設されたデフ吹出口１６、ベント吹出口１
７、フット吹出口１８のいずれかの吹出口から車室内に
供給される。これらの吹出口１６〜１８には、それぞれ
デフドア１９、ベントドア２０、フットドア２１が回動
自在に設けられており、例えばリンク機構を介して電動
アクチュエータなどのモードドアアクチュエータ２２に
よって回動される。

【００１５】前記したインテークドアアクチュエータ
５、ファンコントロール回路８、エアミックスドアアク
チュエータ１５、モードドアアクチュエータ２２はそれ
ぞれ制御回路２３に接続されている。この制御回路２３
には、さらに、車内の温度を設定する温度設定器２４
と、車室内の温度を検出する内気センサ２５と、車外の
気温を検出する外気センサ２６と、日射量を検出する日
射センサ２７と、エバポレータ９通過後の取り込み空気
温度を検出する吸込温度センサ２８がそれぞれ接続され
ている。また、インテークドアアクチュエータ５、エア
ミックスドアアクチュエータ１５、モードドアアクチュ
エータ２２にはそれぞれ現在のドア位置ないし開度を検
出するための図示しない位置検出器が設けられており、
これら位置検出器からの位置信号も制御回路２３に入力
される。さらに制御回路２３には図示しないマグネット
クラッチを介してコンプレッサ１０が接続されている。
制御回路２３は例えばマイコンにより構成されており、
各スイッチ２４やセンサ類２５〜２８からの入力信号を
演算処理して、インテークドアアクチュエータ５、ファ
ンコントロール回路８、エアミックスドアアクチュエー
タ１５、モードドアアクチュエータ２２およびコンプレ
ッサ１０を総合的に制御する。

【００１６】本実施例では、この制御回路２３内に、外
気センサ２６で検出された温度が上昇している時にこの
温度を補正する外気温度補正回路２９が設けられてい
る。この外気温度補正回路２９は、図２に示すように、
外気センサ２６の検出値（検出外気温度）Ｔ_AMB に基づ
いて単位時間当たりの外気温度変化量ＤＴ_AMB を演算す
る外気温度変化量演算回路３０と、この外気温度変化量
演算回路３０で演算された外気温度変化量ＤＴ_AMB と外
気センサ２６からの検出外気温度Ｔ_AMB とに基づいて、
あらかじめ設定されたファジィ制御則に従って外気温度
補正量αを推論するファジィ推論回路３１と、このファ
ジィ推論回路３１で推論された外気温度補正量αとパラ
メータＴ_A の現在値とを合成して新たなパラメータＴ_A
の値を演算する信号合成回路３２とから構成されてい
る。このパラメータＴ_A の値が制御部の認識温度に相当
する。

【００１７】外気温度変化量演算回路３０は例えば微分
回路で構成されており、外気センサ２６からの外気温デ
ータを微分処理して単位時間（例えば１分）当たりの外
気温度変化量ＤＴ_AMB （本実施例では温度上昇割合）を
算出する。

【００１８】また、ファジィ推論回路３１は、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（ファジィルール）が格納されてい
るファジィ推論部とから構成されている（ともに図示せ
ず）。このファジィ推論部では、二つの入力値、すなわ
ち、検出外気温度Ｔ_AMB と外気温度変化量ＤＴ_AMB を基
に、ファジィ推論によって例えば１分ごとの外気温度補
正量αを決定しこのデータを信号合成回路３２に出力す
るが、こうしたファジィ推論は、ファジィルールを基
に、ＲＯＭにあらかじめ格納された各メンバーシップ関
数から求められた度合により実行される。

【００１９】本実施例では、ＲＯＭに、図３〜図５に示
すメンバーシップ関数が格納されている。すなわち、図
３は後述するファジィルールの前件部変数に係るメンバ
ーシップ関数であり、外気センサ２６から出力された検
出外気温度Ｔ_AMB を横軸に、これに応じた度合を縦軸に
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度合を表現すると、外気温度Ｔ_AMB
が−２０℃以下の場合は「オープン（ＯＰ）」、−２５
〜２０℃が「寒い（Ｃ）」、０〜３０℃が「ふつう（Ｎ
Ｔ）」、２５℃以上が「暑い（Ｈ）」となる。ここで、
「オープン（ＯＰ）」とは外気センサ２６のコネクタが
外れるなど接触不良と判断される場合であり、この場合
には後述するように上昇遅延処理は施さないことにす
る。また、図４は同じくファジィルールの前件部変数に
係るメンバーシップ関数であり、外気温度変化量演算回
路３０から出力された外気温度変化量ＤＴ_AMB を横軸
に、これに応じた度合を縦軸に示している。このとき、
外気温度変化量ＤＴ_AMB が２℃／分以下の場合は「遅い
（Ｓ）」、１〜５℃／分が「速い（Ｆ）」、３℃／分以
上が「非常に速い（ＶＦ）」としている。さらに図５は
ファジィルールの後件部変数に係る出力条件であり、出
力たる外気温度補正量αを横軸に、これに応じた度合を
縦軸に示している。ここでは外気温度補正量αが０．４
℃／分以下の場合は「非常にゆっくり（ＶＳ）」、０．
３〜０．８℃／分が「ゆっくり（Ｓ）」、０．６℃／分
以上が「速く（Ｆ）」としている。また、本実施例で
は、ファジィ推論部に、図６に示すようなファジィルー
ルが格納されている。このファジィルールでは、外気温
度Ｔ_AMB が高い時には高温の熱風の存在による吹き返し
の可能性が高く、また、温度上昇の割合つまり外気温度
変化量ＤＴ_AMB が大きい時にも吹き返しの可能性が高い
ため、外気温度Ｔ_AMB と外気温度変化量ＤＴ_AMB が共に
高いときには外気温度補正量αを小さく設定している。
また、検出温度Ｔ_AMB が低くて「オープン（ＯＰ）」の
範囲にあるときには、接触不良があるものと判断して、
遅延処理を行わないようにしてある。各メンバーシップ
関数およびファジィルールは、吹き返し対策としての遅
延処理が必要な場合の温度上昇と高地から下降する時な
ど遅延処理が必要ない場合の温度上昇との差を想定し、
両者を区別して補正し、それぞれの場合に最適な認識温
度が得られるよう、あらかじめ実験に基づいて設定され
ている。

【００２０】ファジィ推論回路３１は、図３〜図５に示
すメンバーシップ関数と図６に示すファジィルールとに
よりファジィ推論を行って出力値（本実施例では外気温
度補正量α）を求める。ファジィ推論で出力を導く手法
としては、一般に、面積法、高さ法、重心法等がある
が、収束性やチューニング性、プログラム性等を考慮し
て適当な手法を選択すればよい。ここでは、例えば重心
法を用いた計算結果を三次元表現したものを図７に示し
てある。図７から明らかなように、吹き返しの熱影響の
可能性が大きい時、すなわち、外気温度Ｔ_AMB や外気温
度変化量ＤＴ_AMBが高い場合には、外気温度補正量αを
小さくして、認識温度がゆっくり上昇するような補正を
行っており、これ以外の場合、例えば高地から低地に降
りる時には外気温度補正量αを大きくして、応答性を良
くしていることがわかる。

【００２１】また、信号合成回路３２は例えば加算回路
で構成されており、１分ごとに、ファジィ推論手段３１
で推論された外気温度補正量αと直前のパラメータＴ_A
の値とを加算して新たなパラメータＴ_A の値を算出す
る。すなわち、Ｔ_A ＝Ｔ_A ＋αという演算式に従ってパ
ラメータＴ_A の値を算出し、制御回路２３内の制御部に
出力する。前述したように、このパラメータＴ_A の値が
認識温度に相当する。

【００２２】なお、外気温度検出手段は外気センサ２
６、外気温度変化量演算手段は外気温度変化量演算回路
３０、外気温度補正量推論手段はファジィ推論回路３
１、認識外気温度演算手段は信号合成回路３２によりそ
れぞれ構成されている。

【００２３】次に、このように構成された外気温度補正
回路２９の動作を図８のフローチャートに従って説明す
る。ここでは、温度上昇時の外気温度補正のみであっ
て、これ以外の温度一定時または温度下降時の入力デー
タ処理等については従来の処理（図９参照）と同じであ
る。

【００２４】まず、外気温度補正回路２９は、外気セン
サ２６からの外気温度データ（検出外気温度Ｔ_AMB ）を
入力し（Ｓ１０）、外気温度変化量演算回路３０にて、
この検出外気温度Ｔ_AMB に基づき単位時間（１分）当た
りの外気温度変化量ＤＴ_AMBを算出する（Ｓ１１）。そ
れから、ファジィ推論回路３１にて、検出外気温度Ｔ
_AMB と外気温度変化量ＤＴ_AMB に基づいて、図３〜図５
に示すメンバーシップ関数と図６に示すファジィルール
とによってファジィ推論を行って出力値たる外気温度補
正量αを推論する（Ｓ１２）。それから、信号合成回路
３２にて、１分ごとに、外気温度補正量αとメモリに記
憶されているパラメータＴ_A の値とを加算して新たなパ
ラメータＴ_A の値を算出してこれを認識温度とし、メモ
リ内のパラメータＴ_A の値を更新する（Ｓ１３）。

【００２５】このように、本実施例では、三つのメンバ
ーシップ関数（入力条件として検出外気温度Ｔ_AMB と外
気温度変化量ＤＴ_AMB 、出力条件として外気温度補正量
α）とファジィルールを設定し、検出外気温度Ｔ_AMB と
外気温度変化量ＤＴ_AMB からファジィ推論によって外気
温度補正量αを求め（図７の計算結果参照）、これを基
に認識温度たるパラメータＴ_A の値を算出するようにし
たので、状況に応じた外気温度補正量αを選ぶことがで
きるようになり、外気センサ２６の応答性をフィーリン
グに合うように非線形に可変することができる。例え
ば、同じ温度上昇時であっても、吹き返しの熱影響の可
能性が大きい時には、この影響を回避すべく、外気温度
補正量αを小さくして認識温度がゆっくり上昇するよう
な補正が行われる一方で、高地から低地に降りる時など
には、外気温度補正量αを大きくして、応答性を良くし
ている。

【００２６】したがって、本実施例によれば、吹き返し
の影響による温度上昇と高地から下降する時などの温度
上昇とを区別して、状況に応じて外気センサ２６の応答
性を可変することができるようになり、フィーリングの
向上を図ることができる。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、外気
温度検出手段の応答性を状況に応じて非線形に可変する
ことができるようになり、フィーリングの向上が図られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による自動車用空気調和装置
の制御装置を示す概略構成図である。

【図２】図１の制御回路の要部を示すブロック図であ
る。

【図３】同実施例のファジィ制御則のうち前件部変数に
係るメンバーシップ関数を示す図である。

【図４】同じく同実施例のファジィ制御則のうち前件部
変数に係るメンバーシップ関数を示す図である。

【図５】同実施例のファジィ制御則のうち後件部変数に
係るメンバーシップ関数を示す図である。

【図６】同実施例のファジィ制御則のうちファジィルー
ルを示す図である。

【図７】同実施例のファジィ制御則による演算結果を三
次元で示した図である。

【図８】同実施例による外気温度補正処理の手順を示す
フローチャートである。

【図９】従来における外気センサからの入力データの処
理手順を示すフローチャートである。

【図１０】従来の遅延処理の特性図である。

【符号の説明】

２６…外気センサ（外気温度検出手段） ３０…外気温度変化量演算回路（外気温度変化量演算手
段） ３１…ファジィ推論回路（外気温度補正量推論手段） ３２…信号合成回路（認識外気温度演算手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外気温度を検出する外気温度検出手段(26)
   と、 当該外気温度検出手段(26)により検出された検出外気温
   度に基づいて単位時間当たりの外気温度変化量を演算す
   る外気温度変化量演算手段(30)と、 前記外気温度検出手段(26)により検出された検出外気温
   度と前記外気温度変化量演算手段(30)により演算された
   外気温度変化量とに基づいて、あらかじめ設定されたフ
   ァジィ制御則に従って外気温度補正量を推論する外気温
   度補正量推論手段(31)と、 当該外気温度補正量推論手段(31)により推論された外気
   温度補正量に基づいて認識外気温度を演算する認識外気
   温度演算手段(32)と、 を有することを特徴とする自動車用空気調和装置の制御
   装置。