JPH0648157A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 人間の体感にマッチした空気調和制御を行
なうことができる、車両用空調装置を提供すること。 【構成】 熱環境因子データに基づいて空調制御のため
の出力機器を制御するようにした車両用空調装置におい
て、吹出グリルからの送風速度に関する送風速度データ
を得、該送風速度データに基づいて計算された等価温度
及び熱環境因子データに基づいて出力機器の制御のため
の制御情報をファジィ推論する。

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、熱環境因子と
して、例えば車室内温度、外気温、日射量を考慮して総
合信号を演算し、この総合信号に従ってエアミックスド
アの位置、ブロアの風量等を制御するように構成されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の装
置では、人間の体感温度に影響を与える種々の要因のう
ち、空気温度及び輻射温度のみしか考慮していないの
で、必ずしも人間の体感温度が最適になるように各出力
機器が制御されるとは限らないという問題点を有してい
る。本発明の目的は、したがって、人間の体感にマッチ
した空気調和制御を行なうことができる、車両用空調装
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
の本発明の特徴は、１つ又は複数の熱環境因子データに
基づいて空調制御のための出力機器を制御するようにし
た車両用空調装置において、吹出グリルからの送風速度
に関する送風速度データを出力する出力手段と、少なく
とも送風速度データに基づいて等価温度を計算する計算
手段と、該等価温度及び前記熱環境因子データに応答し
前記出力機器の制御のための制御情報をファジィ推論す
るためのファジィ推論手段とを備えた点にある。

【０００５】

【作用】出力機器は、内外気温、日射量等の熱環境因子
のみならず吹出グリルからの送風速度を考慮した等価温
度に基づいて制御され、これにより体感温度の制御が実
現され、乗員にとって最適な空気調和制御が行なわれ
る。

【０００６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例につ
き詳細に説明する。図２は、本発明による車両用空調装
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、車内及び又は車外からの空気の取り入れ量
を調節するインテークドア２が設けられており、インテ
ークドア２はモータ３５によって操作される。４はブロ
アモータ３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９、１０、１１に連結
されているモータ３６によって吹出モードの設定のため
のドア操作が実行される。

【０００７】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。

【０００８】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を検出してその検出結果を
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。

【０００９】これらの信号ＳＡ乃至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。

【００１０】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
ィ推論に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ータ等がストアされ
ている。

【００１１】吹出空気の温度検出のため、本実施例の装
置では、温度センサとしてベントドア１０の近くに設け
られた第１センサ３０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（Ｔ
ｈ）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

【００１２】符号３７で示されるのは、エアミックスド
ア７の位置を検出するための位置センサであり、位置セ
ンサ３７から出力されるエアミックスドア７の位置を示
すドア位置信号ＳＧはアナログ−ディジタル変換器（Ａ
／Ｄ）３２によってディジタル形式に変換され、この結
果得られたドア位置データＤＧは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乃至ＤＧ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、エアミックスドア制御用の
第２制御信号Ｓ２、インテークドア制御用の第３制御信
号Ｓ３、及び吹出モードを決定するための各ドアを制御
するための第４制御信号Ｓ４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乃至Ｓ４は、
第１駆動回路３３、第２駆動回路３４、第３駆動回路３
８及び第４駆動回路３９にそれぞれ与えられる。

【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。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Ｋに従って行なわれ
る。第３駆動回路３８からは、第３制御信号に従うイン
テークドア２の開度を得るために必要なドア駆動信号Ｋ
３が出力され、モータ３５がこれに応答して作動する。
第４駆動回路３９からは、第４制御信号に従う吹出モー
ドを得るために必要なドア駆動信号Ｋが出力され、モー
タ３６がこれに応答して作動し、その時における所要の
吹出モードが得られるようにドア９、１０、１１が操作
される。

【００１５】図１には、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実行により達成さ
れる、マイクロコンピュータ２６による空気調和のため
の制御機能を示すブロック図が示されている。

【００１６】図１で、５１はベント温度データＤＥ及び
ヒート温度データＤＦに基づいて実吹出温度Ｔａｉｒを
示す実吹出温度データＤＨを出力する実吹出温度演算
部、５２は第１及び第４制御信号Ｓ１、Ｓ４に応答しそ
の時のブロア４の風量と吹出モードとから吹出口におけ
る風速Ｖａを計算しその結果を示す風速データＤＩを出
力する風速演算部である。

【００１７】等価温度演算部５３では、ディジタルデー
タＤＢ、ＤＣ、ＤＤ、実吹出温度データＤＨ、及び風速
データＤＩに応答し、平均輻射温度Ｔｒａｄ及びこれに
基づく等価温度Ｔｅｑの計算が行なわれる。これについ
て少し詳しく説明すると、先ず、車体壁部温度Ｔｂの計
算が下式（１）に基づいて計算される。 ここで、α、β、γ、Ｍは係数、Ｃは定数である。平均
輻射温度Ｔｒａｄは、（１）式にて求めた壁部温度Ｔｂ
を用いて、 Ｔｒａｄ＝Ａ１・Ｔｂ＋Ａ２・Ｑ ・・・（２） で計算される。ここで、Ａ１、Ａ２は係数である。

【００１８】しかる後、等価温度Ｔｅｑが下式（３）に
従って計算される。 等価温度Ｔｅｑを示す等価温度データＤＪは、データＤ
Ａが入力されている加算部５４に入力されており、デー
タＤＪとＤＡとは図示の極性にて加算される。この加算
結果得られた偏差値ΔＴｅｑを示す偏差データＪＫは、
そのままファジィ推論演算部５５に与えられると共に、
微分演算部（ｄ／ｄｔ）５６によって微 ファジィ推論演算部５５に入力される。

【００１９】ファジィ推論演算部５５には、このほか、
実吹出温度データＤＨ、及び等価温度演算部５３から出
力され平均輻射温度Ｔｒａｄを示す輻射温度データＤＭ
が入力されている。そして、図３乃至図６に示されるよ
うに規定されている、ΔＴｅ シッブ関数に従って、吹出口からの吹出空気の目標吹出
空気温度Ｔａｔ及び目標風速Ｖａｔに対する下記のルー
ル（１）乃至（９）、及び（１１）乃至（３０）の各グ
レードが計算される。

【００２０】

【００２１】

【００２２】ここで、ＮＬは負方向に大きい、ＮＳは負
方向に小さい、ＺＯは零、ＰＳは正方向に小さい、ＰＬ
は正方向に大きいを意味するファジィ推論である。

【００２３】 グレードが計算され、この結果を用い、図７、図８に示
すファジィ関数に従って目標吹出空気温度Ｔａｔ及び目
標風速Ｖａｔの推論が行なわれる。

【００２４】なお、このファジィ推論演算部５５で実行
されるファジィ推論の実行は、専用のフィジィ演算チッ
プを利用して実行させる構成でもよい。

【００２５】図１に戻ると、目標吹出空気温度Ｔａｔを
示す目標吹出空気温度データＤＮは加算部５７において
実吹出温度データＤＨと図示の極性にて加算され、この
結果得られた温度偏差データＤＯはＰＩ制御演算部５８
に入力されている。ＰＩ制御演算部５８ではデータＤＯ
をＰＩ演算処理し、その出力は目標エアミックスドア位
置データＤＰとして、実エアミックスドア位置を示すデ
ータＤＧが入力されている加算部５９に入力され、両者
は図示の極性で加算されることにより、第２制御信号Ｓ
２が出力される。

【００２６】ファジィ推論演算部５５からは、また、そ
の時の推論によって得られた目標風速Ｖａｔを示す目標
風速データＤＱが出力され、データＤＩが入力されてい
る加算部６０において、両データＤＱ、ＤＩは図示の極
性で加算される。この結果得られた風速偏差データＤＲ
は風量演算部６１に入力され、風量偏差データＤＲに従
って第１制御信号Ｓ１が出力される。

【００２７】インテーク開度演算部６２及びモード演算
部６３はそれぞれデータＤＮに応答し、第３制御信号Ｓ
３、第４制御信号Ｓ４を出力する。

【００２８】この構成によると、吹出空気温度を調節す
るためのエアミックスドアの制御を、車室温度、外気
温、日射量等の熱環境因子のほか、ダクトから吹出され
る空気の風速を考慮して行なうので、乗員の体感にマッ
チした空気調和制御が行なわれる。この結果、従来のこ
の種の制御に比べ、極めて快適な空気調和が実現され
る。

【００２９】なお、上記実施例では、ダクトからの吹出
空気の風速を第１及び第４制御信号に基づいて計算した
が、この風速を適宜の手段で直接測定することにより、
風速データＤＩを得るようにしてもよい。

【００３０】図９に示されているのは、図２のＲＯＭ２
８にストアされている制御プログラムを示すフローチャ
ートである。この制御プログラムについて説明すると、
装置の電源がＯＮとなることに応答して制御プログラム
の実行が開始されると、先ず、ステップ７１で、アナロ
グ−ディジタル変換器２５、３２からの変換データが取
り込まれ、ステップ７２でその時の吹出空気の風速Ｖａ
が演算される。この演算は図１の風速演算部５２での風
速演算に相応するものであり、本実施例では図１０に示
す特性図に示すマップ演算により実行される。

【００３１】図１０から判るように、ベントモード（Ｖ
ＥＮＴ）、フットモード（ＦＯＯＴ）、バイレベルモー
ド（ＢＩ−Ｌ）の夫々について、その時のブロアモータ
３への印加電圧（Ｖ）と風速Ｖａ（ｍ／ｓｅｃ）との間
の関係を予め実験等により求めておき、この結果得られ
た両者間の各関係を示すテーブルマップデータとして予
めＲＯＭ２８内にストアしておき、その時の吹出モード
とブロアモータ３への印加電圧とから吹出風速をマップ
演算により求めている。なお、すでに述べたように、こ
の風速は適宜の手段により直接測定する構成でもよい。

【００３２】図９に戻ると、次のステップ７３では等価
温度Ｔｅｑが計算される。等価温度Ｔｅｑの計算は、図
１１に示す等価温度計算ルーチンで実行される。すなわ
ち、ステップ３１で第（１）式に従う車体壁部温度Ｔｂ
が計算され、次のステップ３２で第（２）式に従う平均
輻射温度Ｔｒａｄが計算される。そして、ステップ３３
で、第（３）式に従い等価温度Ｔｅｑが計算され、デー
タＤＪが得られる。

【００３３】図９に再び戻ると、ステップ７４では、フ
ァジィ推論演算部５５について説明した通りのファジィ
推論のための演算が実行され、これにより、目標吹出空
気温度Ｔａｔ及び目標風速Ｖａｔが計算される。図９の
ファジィ推論演算を図１２に示すファジィ推論ルーチン
の詳細フローチャートに基づいて説明すると、ステップ
７４１でデータＤＡ、ＤＪからΔＴｒｑが計算され、ス
テップ７４２でこれを テップ７４４で各ルール毎にグレードの計算が行なわれ
る。このグレードの計算は、図３乃至図６に示されるメ
ンバシッブ関数が用いられる。ステップ７４５では、図
７、図８に示す出力メンバシップ関数に従って出力量が
計算され、ステップ７４６にて各出力毎に重心の計算を
行ない、これによりＴａｔ、Ｖａｔの値を決定する。

【００３４】図９に戻ると、しかる後、エアミックスド
ア７の開度を制御するためのミックスドア制御ステップ
７５、吹出風量を制御するためのブロアモータ８の制御
であるブロア制御ステップ７６、吹出モードを制御する
ためのモータ３６の制御であるモード制御ステップ７
７、及びインテークドア２の開度を制御するためのモー
タ３５の制御であるインテーク制御ステップ７８が実行
され、ステップ７１に戻る。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、上述の如く、空調制御
用出力機器のための制御情報を、熱環境因子のほか、吹
出の風送情報を考慮して得るようにしたので、乗員、乗
客の体感にマッチした良好な温度制御が行なわれ、この
結果、違和感のない、快適な空気調和制御を行なうこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２のマイクロコンピュータにて実行される制
御のための動作を説明するための機能ブロック図。

【図２】本発明の一実施例を示すブロック図。

【図３】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出力メ
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出力メ
ンバシップ関数を示す線図

【図９】図２のマイクロコンピュータにおいて実行され
る制御プログラムを示すフローチャート。

【図１０】図２のマイクロコンピュータにおいて風速を
演算するために用いられるマップデータを説明するため
のグラフ。

【図１１】図９の等価温度演算ルーチンの詳細フローチ
ャート。

【図１２】図９のファジィ推論ルーチンの詳細フローチ
ャート

【符号の説明】

７ エアミックスドア ８ ドアモータ ２０ 制御部 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 ５Ｉ 実吹出温度演算部 ５２ 風速演算部 ５３ 等価温度演算部 ５５ ファジィ推論演算部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１つの熱環境因子データに基
   づいて空調制御のための出力機器を制御するようにした
   車両用空調装置において、吹出グリルからの送風速度に
   関する送風速度データを出力する出力手段と、少なくと
   も送風速度データに基づいて等価温度を計算する計算手
   段と、該等価温度及び前記熱環境因子データに応答し前
   記出力機器の制御のための制御情報をファジィ推論する
   ための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。