JPH07223421A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 正確な皮膚温度の初期値を算出して乗員の皮
膚温度の時間的に推移させるべき目標値を求め、車室内
をその目標皮膚温度に空調する。 【構成】 車室内温度、日射量、外気温度などの環境条
件に応じて皮膚温度の初期値を設定し、乗員の皮膚温度
の時間的に推移させるべき目標値を発生するとともに、
皮膚温推定モデルで乗員の皮膚温度を推定し、皮膚温度
の目標値、皮膚温度の推定値および測定可能な熱負荷に
関する物理量に基づいて各調節手段の制御量を演算し、
これらの制御量に従って各調節手段を制御して車室内を
目標皮膚温度に空調する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外気温度や日射量など
の空調に必要な熱負荷に関する複数の物理量をシステム
制御理論（現代制御理論）により処理し、車室内を目標
温度に空調する車両用空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】乗員の快適感に合った吹き出し風量およ
び吹き出し温度の時間変化および環境変化による推移を
数式化し、車室内温度を変化させた時の乗員の皮膚温度
の時間的に推移させるべき目標値を算出するとともに、
車室内空調制御に必要な熱負荷に関する複数の物理量の
内の、測定不可能または測定困難な車体温度や吹き出し
風量などの物理量を推定し、それらの推定物理量に基づ
いて皮膚温推定モデルにより乗員の皮膚温度を推定し、
目標皮膚温度、推定皮膚温度および測定可能な熱負荷に
関する物理量に基づいて空調ユニット内の温度調節手
段、風量調節手段および吹き出し口調節手段の制御量を
演算し、車室内を快適な目標皮膚温度に空調する車両用
空調装置が知られている（例えば、特開平５−５０８３
４号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、目標皮膚温
度の算出に際して、乗員の皮膚温度が車室内温度に等し
いものとして皮膚温度の初期値に車室内温度を設定して
演算を行うと、乗員が車両に搭乗した直後は必ずしも車
室内温度が乗員の皮膚温度に等しいとは限らず、算出さ
れた目標皮膚温度は乗員が快適に感じる温度とずれてし
まうという問題がある。

【０００４】本発明の目的は、正確な皮膚温度の初期値
を算出して乗員の皮膚温度の時間的に推移させるべき目
標値を求め、車室内をその目標皮膚温度に空調する車両
用空調装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】一実施例を示す図１〜３
に対応づけて本発明を説明すると、請求項１の発明は、
空調風の温度を調節する手段１９、１９ｍと、空調風の
吹き出し風量を調節する手段１４、１４ｍ、１４ｄと、
空調風の吹き出し口を調節する手段２３、２３ｍ、２
４、２４ｍ、２５、２５ｍとを有する空調ユニット１０
と；乗員の皮膚温度の時間的に推移させるべき目標値を
発生する目標皮膚温発生手段４１と、皮膚温推定モデル
を有し、車室内空調制御に必要な熱負荷に関する複数の
物理量の内の測定不可能または測定困難な物理量を推定
するとともに、それらの推定物理量に基づいて皮膚温推
定モデルで乗員の皮膚温度を推定する皮膚温推定手段４
２と、制御定数の最適値を算出し、皮膚温度の目標値、
皮膚温度の推定値および複数の物理量の内の測定可能な
物理量に基づいて温度調節手段１９、１９ｍ、風量調節
手段１４、１４ｍ、１４ｄおよび吹き出し口調節手段２
３、２３ｍ、２４、２４ｍ、２５、２５ｍの制御量を演
算する演算手段４４と、この演算手段４４を線形動作さ
せる線形補償手段４３とを有する空調制御手段３０と；
を備えた車両用空調装置に適用される。そして、目標皮
膚温発生手段４１は環境条件に応じて皮膚温度の初期値
を設定することにより、上記目的を達成する。請求項２
の車両用空調装置は、目標皮膚温発生手段４１によっ
て、車室内温度、日射量および外気温度に基づいて皮膚
温度の初期値を決定するようにしたものである。

【０００６】

【作用】車室内温度、日射量、外気温度などの環境条件
に応じて皮膚温度の初期値を設定し、乗員の皮膚温度の
時間的に推移させるべき目標値を発生するとともに、皮
膚温推定モデルで乗員の皮膚温度を推定し、皮膚温度の
目標値、皮膚温度の推定値および測定可能な熱負荷に関
する物理量に基づいて各調節手段の制御量を演算し、こ
れらの制御量に従って各調節手段を制御して車室内を目
標皮膚温度に空調する。これにより、実際の皮膚温度に
近い正確な皮膚温度の初期値が得られ、この初期値に基
づいて算出した皮膚温度の時間的に推移させるべき目標
値にしたがって車室内を乗員の快適感に合った皮膚温度
に空調することができる。

【０００７】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段および作用の項では、本発明を分り
やすくするために実施例の図を用いたが、これにより本
発明が実施例に限定されるものではない。

【０００８】

【実施例】図１は一実施例の構成を示す機能ブロック
図、図２は一実施例の空調ユニットの断面図である。ま
ず図２において、空調ユニット１０の上流には外気側吸
入口１１と内気側吸入口１２が設けられ、インテークド
ア１３によって吸入する空気の外気と内気の割合が調節
される。両吸入口１１、１２から吸入された空気はブロ
アファン１４により空調ユニット１０の下流へ送風さ
れ、まずエバポレーター１５で熱交換が行なわれて冷風
となる。なお、空調ユニット１０の吹き出し口から吹き
出される空調風の吹き出し風量Ｇａは、ほぼこのブロア
ファン１４の回転速度により決る。エバポレーター１５
の下流では空調風の流路が２つに分れる。一方はヒータ
ーコア１６を通過する流路１７であり、この流路１７を
通過する空気はヒーターコア１６により熱交換が行なわ
れて温風となる。他方はヒーターコア１６をバイパスす
る流路１８であり、この流路１８を通過する空気はエバ
ポレーター１５を通過したままの冷風である。これら２
つの流路１７、１８の分岐点にはエアーミックスドア１
９が設けられ、このエアーミックスドア１９の開度を制
御して両流路１７、１８を通過する空気の割合が調節さ
れ、空調風の温度、すなわち吹き出し温度Ｔｏが決定さ
れる。

【０００９】エアーミックスドア１９により温度が調節
された空調風は、ベンチレーター２０、デフロスター２
１およびフット吹き出し口２２からそれぞれ車室内に吹
き出される。これらの吹き出し口２０、２１、２２には
それぞれベントドア２３、デフドア２４、フットドア２
５が設けられ、空調風の吹き出し方向が選択される。ベ
ンチレーター２０はセンターベント２０ａ、リアベント
２０ｂ、サイドベント２０ｃ、ロアベント２０ｄなどの
吹き出し口に分岐される。デフロスター２１はフロント
デフロスター２１ａ、サイドデフロスター２１ｂなどの
吹き出し口に分岐される。フット吹き出し口２２はフロ
ントフット吹き出し口２２ａ、リアフット吹き出し口２
２ｂに分岐される。

【００１０】図１において、車両のインストルメントパ
ネルには空調装置の操作部３１が設けられる。この操作
部３１には、エアコンスイッチ、ファンスイッチ、吹き
出し口スイッチ、デフロストスイッチ、内外気切換スイ
ッチ、表示装置などが設けられる。室温設定器３２は車
室内設定温度Ｔｐｔｃを設定する設定器である。車両に
は各部の空気温度を検出するためのセンサーが設置さ
れ、外気温センサー３３は外気温度Ｔａｍｂを検出し、
内気温センサー３４は車室内温度Ｔｉｎｃを検出する。
また、日射センサー３５は日射量Ｑｓｕｎを検出し、吸
込温センサー３６はエバポレーター１５を通過した空気
温度Ｔｉｎｔを検出する。さらに、冷媒温センサー３７
はエバポレーター１５の入口冷媒温度Ｔｅｖａを検出
し、水温センサー３８はエンジン冷却水温度Ｔｗを検出
する。

【００１１】コントローラー３０はマイクロコンピュー
ターおよびその周辺部品から構成され、操作部３１から
の各種操作情報、室温設定器３２により設定された車室
内設定温度Ｔｐｔｃ、センサー３３〜３８により検出さ
れた外気温度Ｔａｍｂ、車室内温度Ｔｉｎｃ、日射量Ｑ
ｓｕｎ、空気温度Ｔｉｎｔ、冷媒温度Ｔｅｖａ、冷却水
温度Ｔｗなどに基づいて、コンプレッサー３９、インテ
ークドアアクチュエータ１３ｍ、エアーミックスドアア
クチュエータ１９ｍ、ベントドアアクチュエータ２３
ｍ、デフドアアクチュエータ２４ｍ、フットドアアクチ
ュエータ２５ｍ、ブロアファン駆動回路１４ｄおよびモ
ーター１４ｍを制御する。なお、エアーミックスドアア
クチュエータ１９ｍにはドア開度Ｘを抵抗値に変換して
出力する開度センサー１９ｓが内蔵されている。

【００１２】図３は一実施例の制御ブロック図である。
コントローラー３０は後述するソフトウエア形態で構成
される規範モデル４１、オブザーバー４２、線形補償器
４３および最適レギュレータ４４を有し、日射量Ｑｓｕ
ｎ、外気温度Ｔａｍｂ、車室内温度設定値Ｔｐｔｃ、車
室内温度Ｔｉｎｃなどに基づいて制御量、すなわちエア
ーミックスドア開度Ｘ、ブロア駆動電圧Ｖｆなどを算出
し、上述した空調ユニット１０を制御する。

【００１３】規範モデル４１では、人間の快適感に合っ
た吹き出し風量Ｇａおよび吹き出し温度Ｔｏの時間変化
および環境変化による推移を次式のように数式化し、車
室内温度設定値Ｔｐｔｃを変化させた時の目標皮膚温度
Ｔｆ^*および目標車室内温度Ｔｉｎｃ^*を算出する。これ
らの目標皮膚温度Ｔｆ^*および目標車室内温度Ｔｉｎｃ^*
は、定常時の快適な空調温度を決定するものであると同
時に、それらの目標温度に到達するまでの過渡時におい
ても、乗員の快適感に合った温度の変化具合を決定する
ものである。

【数１】

【数２】 ここで、Ａｉｎｃ、Ｂｉｎｃ、Ａｆ、Ｂｆは係数マトリ
クスである。Ｔｉｎｃ０は車室内温度Ｔｉｎｃの初期値
であり、目標皮膚温度Ｔｆ^*および目標車室内温度Ｔｉ
ｎｃ^*の演算時点、すなわち空調開始時点に内気温セン
サー３４により検出された車室内温度を用いる。また、
Ｔｆ０は皮膚温度Ｔｆの初期値Ｔｆ０であり、車室内温
度の初期値Ｔｉｎｃ０、空調開始時点に日射センサー３
５により検出された日射量Ｑｓｕｎ０、および空調開始
時点に外気センサー３３により検出された外気温度Ｔａ
ｍｂ０に基づいて次式により算出する。

【数３】Ｔｆ０＝ａ・Ｔｉｎｃ０＋ｂ・Ｑｓｕｎ０＋ｃ
・Ｔａｍｂ０ ここで、ａ、ｂ、ｃは空調開始時点における環境条件に
より設定される係数である。例えば、乗員が車両に搭乗
した直後であれば、乗員の皮膚温度の初期値Ｔｆ０は外
気温度Ｔａｍｂと日射量Ｑｓｕｎに大きく依存し、他
方、乗員が車両にしばらく搭乗していたのであれば、乗
員の皮膚温度の初期値Ｔｆ０は車室内温度Ｔｉｎｃと日
射量Ｑｓｕｎに大きく依存する。したがって、空調を開
始して目標皮膚温度Ｔｆ^*および目標車室内温度Ｔｉｎ
ｃ^*を演算する時に環境条件に応じて係数ａ、ｂ、ｃを
設定する。

【００１４】図４は、本発明に係わる車両用空調装置に
よる空調結果（実線）と従来装置による空調結果（破
線）とを示すタイムチャートであり、（ａ）は時刻ｔ１
で設定温度Ｔｐｔｃを下げた時を示し、（ｂ）は時刻ｔ
２で設定温度Ｔｐｔｃを上げた時を示す。従来の空調装
置では、設定温度Ｔｐｔｃを変化させた時の車室内温度
Ｔｉｎｃの過渡変化は、コントローラーの制御量により
決定し、過渡状態では必ずしも乗員の快適感を満足させ
るものではなかった。本発明の空調装置では、規範モデ
ル４１において、空調開始時点の環境条件により皮膚温
度の初期値を設定し、時間変化および環境変化に応じた
目標皮膚温度Ｔｆ^*および目標車室内温度Ｔｉｎｃ^*を決
定するようにしたので、定常時は勿論、過渡時にも乗員
の快適感に合った空調温度が設定される。

【００１５】図５はオブザーバー４２の構成を示す制御
ブロック図である。なお以下では、制御ブロック図内の
記号などはシステム制御（現代制御）の一般的な表記法
に従って表示し、それらの説明を省略する。図におい
て、４２ａは実際の制御対象のシステムであり、空調装
置の実験結果により固定係数マトリクスＡｏ、Ｂｏ、Ｃ
ｏを有する線形時不変システム（固定係数システム）と
仮定したものである。オブザーバー４２は予め同定した
制御対象の空調システム４２ａの推定モデルを有し、測
定可能な車室内温度Ｙｏ（＝Ｔｉｎｃ）と予め同定した
推定モデルから出力される車室内温度推定値Ｙｏ^S（＝
Ｔｉｎｃ^S）との偏差（Ｙｏ−Ｙｏ^S）をフィードバック
することによって、図６に示す測定不可能または測定困
難な車体温度Ｔｍ、吹き出し風量Ｇａなどを推定し、こ
れらの推定値と開度センサー１９ｓにより検出されたエ
アーミックスドア開度Ｘなどに基づいて現在の皮膚温度
Ｔｆおよび吹き出し温度Ｔｏを推定する。

【００１６】制御対象のシステム４２ａの状態方程式と
出力式は次のように表される。

【数４】ｄＸｏ／ｄｔ＝Ａｏ・Ｘｏ＋Ｂｏ・Ｕ

【数５】Ｙｏ＝Ｔｉｎｃ＝Ｃｏ・Ｘｏ ここで、Ｘｏは状態変数ベクトルであり、Ｘｏ＝［Ｔ
ｍ，Ｔｉｎｃ，Ｇａ，Ｘ］^T、また、Ｕは制御指令値ベ
クトルである。予め同定した推定モデルにより推定され
る車体温度Ｔｍ、吹き出し風量Ｇａおよびエアーミック
スドア開度Ｘの状態変数Ｘｏの推定値をＸｏ^Sとする
と、推定モデルは次式により表される。

【数６】ｄＸｏ^S／ｄｔ＝Ａｏ・Ｘｏ^S＋Ｂｏ・Ｕ

【数７】Ｙｏ＝Ｔｉｎｃ^S＝Ｃｏ・Ｘｏ^S ここで、Ｘｏ^S＝［Ｔｍ^S，Ｔｉｎｃ^S，Ｇａ^S，Ｘ^S］^T、
Ｔｍ^Sは車体温度Ｔｍの推定値、Ｔｉｎｃ^Sは車室内温度
Ｔｉｎｃの推定値、Ｇａ^Sは吹き出し風量Ｇａの推定
値、Ｘ^Sはエアーミックスドア開度Ｘの推定値である。
係数マトリクスＡｏ，Ｂｏの変動や、外乱により生ずる
各状態変数の推定誤差ｅｏ（＝Ｘｏ^S−Ｘｏ）を０に収
束させるため、図５に示すようにフィードバックを推定
モデルに加えることにより、オブザーバー４２は次のよ
うに表される。

【数８】ｄＸｏ^S／ｄｔ＝Ａｏ・Ｘｏ^S＋Ｂｏ・Ｕ＋Ｆ・
（Ｙｏ−Ｙｏ^S） ここで、Ｆはフィードバック係数マトリスクスである。

【００１７】ところで、空調装置における制御対象シス
テムは非線形であり、後述する最適レギュレータ４４を
非線形動作させることは困難なため、線形補償器４３に
より線形化補償を行なう。線形補償器４３は、図７
（ａ）に示すように、非線形状態フィードバックと非線
形状態フィードフォワードとにより構成される。すなわ
ち、

【数９】ｕ＝ｆ（Ｘ，ｔ）＋ｇ（Ｘ，ｔ）・Ｕ ここで、Ｕ＝［ｕ１，ｕ２］^T、 なお、ｕ１はブロア電圧を決定する制御指令値、ｕ２は
吹き出し温度を決定する制御指令値である。また、ｆ
（Ｘ，ｔ）は非線形フィードバック関数、ｇ（Ｘ，ｔ）
は非線形フィードフォワード関数である。数式９により
Ｕ〜Ｙは線形化されて次式のように変換される（図７
（ｂ））。

【数１０】ｄＹ／ｄｔ＝Ａ１・Ｙ＋Ｂ１・Ｕ ここで、Ａ１，Ｂ１は係数マトリクスである。

【００１８】最適レギュレータ４４は、規範モデル４１
の目標値に追従するため、評価関数Ｊを用いて応答性と
安定性を両立させる制御定数の最適値を算出し、制御量
を決定する。評価関数Ｊは、次式で表される。

【数１１】Ｊ＝∫｛Ｗ１・（ΔＴｉｎｃ）²＋Ｗ２・
（ΔＴｆ）²＋Ｗ３・（ｄｕ１／ｄｔ）²＋Ｗ４・（ｄｕ
２／ｄｔ）²｝ｄｔ ここで、ΔＴｉｎｃは車室内温度Ｔｉｎｃとその目標値
Ｔｉｎｃ^*との偏差、ΔＴｆは乗員の皮膚温度Ｔｆとそ
の目標値Ｔｆ^*との偏差、ｄｕ１／ｄｔはブロア駆動電
圧Ｖｆを決定する制御指令値の変化の急激さを示す時間
微分値、ｄｕ２／ｄｔは吹き出し温度Ｔｏを決定する制
御指令値の変化の急激さを示す時間微分値、Ｗ１、Ｗ
２、Ｗ３、Ｗ４は重み係数である。また∫は０から∞ま
での積分演算を示す。上式の中で、ΔＴｆは日射や吹き
出し風が当る部位の局所温冷感を表し、またｄｕ１／ｄ
ｔおよびｄｕ２／ｄｔはブロアの騒音、吹き出し風量、
吹き出し温度の変化感を表す。これらΔＴｉｎｃ、ΔＴ
ｆ、ｄｕ１／ｄｔおよびｄｕ２／ｄｔは乗員の快適性に
影響を与える主要なパラメータであり、総合的に快適感
を評価するため、まず各パラメータの重み係数Ｗ１、Ｗ
２、Ｗ３、Ｗ４を決定する。

【００１９】上述した数式１、数式２および数式１０か
ら次式に示すような拡大系が構成される。

【数１２】ｄＥ／ｄｔ＝Ａｅ・Ｅ＋Ｂｅ・ｄＵ／ｄｔ ここで、Ｅ＝［ｄＹ／ｄｔ，ｅ，ｄＸｒ／ｄｔ］^T、ま
た、Ａｅ，Ｂｅは係数マトリクス、ｅは偏差ベクトル
（ｅ＝Ｙｒ−Ｙ）である。数式１２において、評価関数
Ｊを最小にする制御則は次式で表される。

【数１３】ｄＵ／ｄｔ＝Ｋ１・ｄＹ／ｄｔ＋Ｋ２・ｅ＋
Ｋ３・ｄＸｒ／ｄｔ ここで、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３は制御定数マトリクスであ
る。数式１３の制御指令値ベクトルの時間微分値ｄＵ／
ｄｔを極力小さくして目標値に追従させるため、次式に
より制御定数Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３を決定する。

【数１４】（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）＝−Ｒ^-1Ｂｅ^TＰ ここで、Ｒは重み係数マトリクス、Ｐは次のリカッチ方
程式のマトリクス解である。

【数１５】Ａｅ^T・Ｐ＋Ｐ・Ａｅ＋Ｑ−Ｐ・Ｂｅ・Ｒ^-1
・Ｂｅ^T・Ｐ＝０ ここで、Ｑは重み係数マトリクスである。このように、
重み係数マトリクスＱ，Ｒを設定することにより、所定
のアルゴリズムに従って制御定数Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３が決
定される。上式により決定された制御定数Ｋ１、Ｋ２、
Ｋ３を数式１２に代入して積分することにより、最適制
御指令値ベクトルＵ、すなわち空調ユニット１０の制御
量が決定される。

【数１６】Ｕ＝Ｋ１・Ｙ＋Ｋ２・∫ｅｄｔ＋Ｋ３・Ｘｒ
＋｛Ｕ（０）−Ｋ１・Ｙ（０）−Ｋ３・Ｘｒ（０）｝ ここで、Ｕ（０），Ｙ（０），Ｘｒ（０）は、それぞれ
制御指令値、出力、状態変数の初期値である。

【００２０】図８は、このようにして設計された最適レ
ギュレータ４４の構成を示す制御ブロック図である。ま
た図９は、最適レギュレータ４４の制御指令値の算出過
程を示すタイムチャートである。最適レギュレータ４４
は、図９の時刻ｔ３に示すように、規範モデル４１で算
出された目標車室内温度Ｔｉｎｃ^*および目標皮膚温度
Ｔｆ^*と、実際の車室内温度Ｔｉｎｃおよび皮膚温度の
推測値Ｔｆ^Sとの差の面積が最小となるように空調ユニ
ット１０の制御量を決定する。すなわち、乗員の快適性
を評価する評価関数Ｊに基づいてあらゆる条件下で応答
性と安定性を確保しつつ、乗員の快適性に合った規範モ
デル４１の温度目標値になるように空調ユニット１０を
制御する。なお、上述したように最適レギュレータ４４
で算出された制御量は線形補償器４３によって線形化さ
れる。

【００２１】図１０〜１１は空調制御のメインプログラ
ムを示すフローチャートである。このフローチャートに
より、コントローラー３０の動作を説明する。コントロ
ーラー３０のマイクロコンピュータは、操作部３１のメ
インスイッチが投入されるとこの制御プログラムの実行
を開始する。ステップＳ１において、室温設定器３２に
より設定された車室内温度設定値Ｔｐｔｃを入力し、続
くステップＳ２で、内気温センサー３４により検出され
た車室内温度Ｔｉｎｃと日射センサー３５により検出さ
れた日射量Ｑｓｕｎを入力し、それぞれ初期値Ｔｉｎｃ
０、Ｑｓｕｎ０として設定する。ステップＳ３で、数式
３により皮膚温度Ｔｆの初期値Ｔｆ０を算出し、続くス
テップＳ４で、車室内温度設定値Ｔｐｔｃと皮膚温度初
期値Ｔｆ０に基づいて数式１および２により、規範モデ
ル４１で乗員の快適感に合った時間的に推移させるべき
目標皮膚温度Ｔｆ^*および目標車室内温度Ｔｉｎｃ^*を算
出し、それらを最適レギュレータ４４へ出力する。

【００２２】ステップＳ５で、オブザーバー４２によっ
て測定不可能または測定困難な車体温度Ｔｍ、吹き出し
風量Ｇａなどを推定し、これらの推定値に基づいて現在
の皮膚温度Ｔｆを推定して推定値Ｔｆ^Sを最適レギュレ
ーター４４へ出力する。ステップＳ６で、最適レギュレ
ータ４４により、規範モデル４１で算出された目標車室
内温度Ｔｉｎｃ^*および目標皮膚温度Ｔｆ^*、オブザーバ
ー４２で推定された皮膚温度推定値Ｔｆ^S、測定された
車室内温度Ｔｉｎｃなどに基づいて、目標値との偏差お
よび制御量の変化量を算出するとともに、評価関数Ｊに
よって目標値に追従するための最適な制御定数を算出
し、エアーミックスドア開度Ｘ、ブロア駆動電圧Ｖｆな
どの制御量を決定して線形補償器４３へ出力する。ステ
ップＳ７では、線形補償器４３により最適レギュレータ
４４からの制御量を線形化し、ステップＳ８で、線形化
された制御量を空調ユニット１０へ出力する。空調ユニ
ット１０は、この制御量に従ってエアーミックスドアア
クチュエータ１９ｍおよび各吹き出し口ドアのアクチュ
エータ２３ｍ、２４ｍ、２５ｍを駆動制御するととも
に、ブロアファン１４を駆動制御して車室４５の空調を
行なう。

【００２３】なお、皮膚温度の初期値Ｔｆ０の算出方法
は上述した実施例に限定されず、空調開始時点における
乗員の皮膚温度を正確に算出する方法であればどのよう
な方法でもよい。

【００２４】以上の実施例の構成において、エアーミッ
クスドア１９およびアクチュエータ１９ｍが温度調節手
段を、ブロアファン１４、ブロアファン駆動回路１４ｄ
およびモーター１４ｍが風量調節手段を、ベントドア２
３とそのアクチュエータ２３ｍ、デフドア２４とそのア
クチュエータ２４ｍおよびフットドア２５とそのアクチ
ュエータ２５ｍが吹き出し口調節手段を、空調ユニット
１０が空調ユニットを、規範モデル４１が目標皮膚温発
生手段を、オブザーバー４２が皮膚温推定手段を、最適
レギュレーター４４が演算手段を、線形補償器４３が線
形補償手段を、コントローラー３０が空調制御手段をそ
れぞれ構成する。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、車
室内温度、日射量、外気温度などの環境条件に応じて皮
膚温度の初期値を設定し、乗員の皮膚温度の時間的に推
移させるべき目標値を発生するとともに、皮膚温推定モ
デルで乗員の皮膚温度を推定し、皮膚温度の目標値、皮
膚温度の推定値および測定可能な熱負荷に関する物理量
に基づいて各調節手段の制御量を演算し、これらの制御
量に従って各調節手段を制御して車室内を目標皮膚温度
に空調するようにしたので、実際の皮膚温度に近い正確
な皮膚温度の初期値が得られ、この初期値に基づいて算
出した皮膚温度の時間的に推移させるべき目標値にした
がって車室内を乗員の快適感に合った皮膚温度に空調す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の構成を示す機能ブロック図。

【図２】一実施例の空調ユニットの断面図。

【図３】一実施例の制御ブロック図。

【図４】車室内温度の設定値を変化させた時の車室内温
度の変化を示すタイムチャート。

【図５】オブザーバーの構成を示す制御ブロック図。

【図６】空調制御に必要な熱負荷に関する物理量を示す
図。

【図７】線形補償器の構成を示す制御ブロック図。

【図８】最適レギュレーターの構成を示す制御ブロック
図。

【図９】最適レギュレーターにおける制御量の算出方法
を説明する図。

【図１０】コントローラーのマイクロコンピューターで
実行される制御プログラム例を示すフローチャート。

【図１１】図１０に続く、コントローラーのマイクロコ
ンピューターで実行される制御プログラム例を示すフロ
ーチャート。

【符号の説明】

１０ 空調ユニット １１ 外気側吸入口 １２ 外気側吸入口 １３ インテークドア １３ｍ インテークドアアクチュエータ １４ ブロアファン １４ｄ 駆動回路 １４ｍ モーター １５ エバポレーター １６ ヒーターコア １７、１８ 流路 １９ エアーミックスドア １９ｍ エアーミックスドアアクチュエータ ２０ ベンチレーター ２０ａ センターベント ２０ｂ リアベント ２０ｃ サイドベント ２０ｄ ロアベント ２１ デフロスター ２１ａ フロントデフロスター ２１ｂ サイドデフロスター ２２ フット吹出し口 ２２ａ フロントフット吹出し口 ２２ｂ リアフット吹出し口 ２３ ベントドア ２３ｍ ベントドアアクチュエータ ２４ デフドア ２４ｍ デフドアアクチュエータ ２５ フットドア ２５ｍ フットドアアクチュエータ ３０ コントローラー ３１ 操作部 ３２ 室温設定器 ３３ 外気温センサー ３４ 内気温センサー ３５ 日射センサー ３６ 吸込温センサー ３７ 冷媒温センサー ３８ 水温センサー ３９ コンプレッサー ４１ 規範モデル ４２ オブザーバー ４２ａ 制御対象の空調システム ４３ 線形補償器 ４４ 最適レギュレーター ４５ 車室

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空調風の温度を調節する手段と、 空調風の吹き出し風量を調節する手段と、 空調風の吹き出し口を調節する手段とを有する空調ユニ
   ットと；乗員の皮膚温度の時間的に推移させるべき目標
   値を発生する目標皮膚温発生手段と、 皮膚温推定モデルを有し、車室内空調制御に必要な熱負
   荷に関する複数の物理量の内の測定不可能または測定困
   難な物理量を推定するとともに、それらの推定物理量に
   基づいて前記皮膚温推定モデルで乗員の皮膚温度を推定
   する皮膚温推定手段と、 制御定数の最適値を算出し、前記皮膚温度の目標値、前
   記皮膚温度の推定値および前記複数の物理量の内の測定
   可能な物理量に基づいて前記温度調節手段、前記風量調
   節手段および前記吹き出し口調節手段の制御量を演算す
   る演算手段と、 この演算手段を線形動作させる線形補償手段とを有する
   空調制御手段と；を備えた車両用空調装置において、 前記目標皮膚温発生手段は環境条件に応じて皮膚温度の
   初期値を設定することを特徴とする車両用空調装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の車両用空調装置におい
   て、 前記目標皮膚温発生手段は車室内温度、日射量および外
   気温度に基づいて皮膚温度の初期値を決定することを特
   徴とする車両用空調装置。