JPH0752631A

JPH0752631A - 車両用空調装置

Info

Publication number: JPH0752631A
Application number: JP22798493A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Sakurai; 義彦桜井; Mamoru Seiji; 護政氏; Akihiko Takano; 明彦高野; Kyoichi Fujimori; 恭一藤森; Yoko Sasaki; 陽子佐々木
Original assignee: Zexel Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1993-08-20
Filing date: 1993-08-20
Publication date: 1995-02-28

Abstract

(57)【要約】【目的】暖房起動時に、冷風の吹出を防止でき、かつ
快適な暖房環境に速やかに達する車両用空調装置を提供
する。【構成】設定温度と車内温度の温度偏差に基づいて目
標気流速を演算する（ステップ１０１〜１０２）。実吹
出温度Ｔｆａと、目標吹出温度Ｔｆｒと、エバポレータ
下流側温度Ｔｅと、を読み込む（１０３）。この目標吹
出温度Ｔｆｒと実吹出温度Ｔｆａとの温度偏差ΔＴｆを
演算する（ステップ１０４）。この温度偏差ΔＴｆと、
上記エバポレータ下流側温度Ｔｅと、上記実吹出温度Ｔ
ｆａに基づいて、減少気流速Ｖａ２をファジィ推論する
（ステップ１０５〜１０８）。上記目標気流速Ｖａ１か
ら上記減少気流速Ｖａ２を減算して補正目標気流速Ｖａ
を得る（ステップ１１２）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用空調装置に係
り、特に暖房起動時のブロワ制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用空調装置の暖房はブロワによって
送られてきた空気をヒータで加熱することにより行われ
る。このヒータはエンジン冷却水を熱源としている。エ
ンジン冷却水は冬季等の寒冷時にはエンジン起動後でも
しばらくは冷たく暖房用の熱源として不十分であり、こ
の状態でブロワを駆動すると不快な冷風が使用者に当た
る。そこで、特公昭６０ー２１０８２号公報のように、
エンジン冷却水温度をセンサで検出し、このエンジン冷
却水温度の上昇による暖房の能力の増大に応じてブロワ
を制御し徐々に吹出風量を増加させていた。上記公報の
技術ではエンジン冷却水温のみに基づいて吹出風量を制
御しているだけで正確な暖房能力を考慮していない。そ
のため上記問題を部分的にしか解決できなかった。詳述
すると、暖房能力はエンジン冷却水温とこのエンジン冷
却水温の流量によって決まる。従って、エンジン冷却水
温が高くても流量が小さければ暖房の能力が低いが、そ
れにも拘わらず高い冷却水温に応じて吹出風量を増やす
ので、吹出温度が低くなり、使用者に不快感を与えるこ
とになる。これとは逆に、エンジン冷却水温が高くなく
ても流量が大きければ暖房能力が比較的高いが、それに
も拘わらずエンジン冷却水温に応じて少ない吹出風量を
維持するので快適な暖房環境に達するまでに時間を要す
るという問題が生じる。

【０００３】そこで、この問題を解決するため特開平４
ー２９７３１８号公報記載の車両用空調装置は、実吹出
温度に基づいて風量制御をしている。詳述すると、この
車両用空調装置は、目標吹出温度が所定温度より大きい
か否かを判定する判定手段と、実吹出温度を検出する検
出手段と、上記判定手段により肯定判断されると上記実
吹出温度に応じてブロワを制御する制御手段を有してい
る。上記判定手段は、目標吹出温度が所定温度より高い
時、すなわち、暖房起動時、肯定判断する。このように
肯定判断した時、上記制御手段はブロワを上記実吹出温
度に対応した時間停止させ、その後、ブロワを間欠駆動
に移行させ、間欠駆動における停止時間を実吹出温度の
上昇に伴って短くすることにより吹出風量を徐々に増大
させていた。つまり実吹出温度が高ければ吹出風量を増
加させ、逆に実吹出温度が低ければ吹出風量を減少させ
ていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報の車両用空調装置では実吹出温度のみに基づいて吹出
風量を制御しており、暖められるべき空気の温度が考慮
されていないので暖房起動時の実吹出温度が不安定であ
るという問題があった。その理由を以下に述べる。上記
公報の技術では実吹出温度が高ければ吹出風量は増大す
る。しかし、ヒータ上流側の空気が非常に冷たく、この
空気を暖めるための暖房能力がそれに見合った大きさで
ないという条件下では、この冷たい空気はヒータにより
十分暖められず実吹出温度は急速に低下し、冷風が使用
者に当たるという問題が生じる。この実吹出温度の低下
により今度は吹出風量が減少するので、実吹出温度が上
昇し、この吹出温度の上昇に伴い吹出風量が増大し、実
吹出温度の低下を再び招く。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、図１に
示すように、車室内に空気を送り込むブロワ８と、エン
ジン冷却水を熱源としブロワ８によって送られてきた空
気を加熱するヒータとを備えた車両用空調装置におい
て、設定温度と車内温度を含む情報に基づいて目標気流
速を演算する目標気流速演算手段１と、車室内への実吹
出温度を検出する吹出温度検出手段２と、上記ヒータの
上流側温度を検出するヒータ上流側温度検出手段３と、
上記実吹出温度と上記ヒータ上流側温度を含む情報に基
づいて、上記目標気流速より減らすべき気流速をファジ
ィ推論する減少気流速推論手段４と、上記目標気流速か
ら上記減少気流速を減算して補正目標気流速を得る補正
目標気流速演算手段５と、上記補正目標気流速に基づい
て目標吹出風量を演算する目標吹出風量演算手段６と、
上記目標吹出風量に基づいて上記ブロワ８を制御するブ
ロワ制御手段７と、を有することを特徴とする車両用空
調装置にある。

【０００６】

【作用】設定温度と車内温度を含む情報に基づいて目標
気流速を演算する。車室内への実吹出温度を検出し、ヒ
ータの上流側温度を検出する。上記実吹出温度と上記ヒ
ータ上流側温度を前件部として、上記目標気流速より減
らすべき気流速をファジィ推論し、上記目標気流速から
上記減少気流速を減算することにより補正目標気流速を
得る。この補正目標気流速に基づいて目標吹出風量を演
算し、この目標吹出風量に基づいてブロワ８を制御す
る。このように減少気流速を基本的に実吹出温度に基づ
いてファジィ推論するので冷風が継続して使用者に当た
ることはない。しかもファジィ推論の前件部としてヒー
タ上流側温度（暖められるべき空気の温度つまり暖房負
荷）を考慮しているので、冷風が周期的に吹き出して使
用者に当たることを防止できる。また、目標気流速をフ
ァジィ推論された減少気流速を減じて補正目標気流速を
得るので、暖房起動時から通常暖房制御への移行が円滑
になり、予期せぬ吹出温度の急変も防止できる。

【０００７】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図２は実施例の車両用空調装置の概略構成を示す。
この車両用空調装置において、空調ダクト１０の最上流
部は、内気入口１０ａと外気入口１０ｂが２股に分かれ
る形で形成され、その分かれた部分にインテークドア１
１が設けられている。そして、このインテークドア１１
を回動制御することにより、外気導入と内気循環のいず
れかを選択することができる。空調ダクト１０には下流
側に行くに従って順に、ブロア１２、エバポレータ１
３、エアミックスドア１４、ヒータコア（ヒータ）１５
が設けられている。エバポレータ１３は、コンプレッサ
（図示しない）、コンデンサ（図示しない）、レシーバ
タンク（図示しない）、及びエクスパンションバルブ
（図示しない）と共に配管結合されて、冷却サイクルを
構成している。上記コンプレッサは電磁クラッチ（図示
しない）を介してエンジンに連結、駆動される。ヒータ
コア１５はエンジンの冷却水を熱源として通過空気を加
熱する。エアミックスドア１４は、開度に応じてヒータ
コア１５を通過する空気とヒータコア１５をバイパスす
る空気との割合を調節する。そして、ヒータコア１５を
通過した空気とバイパスした空気は、ヒータコア１５の
下流側で混合され、吹出口から車内に吹き出される。空
調ダクト１０の複数の吹出口３０ａ、３０ｂ、３０ｃに
はそれぞれモードドア３１、３２、３３が設けられてい
る。そして、これらモードドア３１、３２、３３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。

【０００８】上述したインテークドア１１、ブロワ１
２、エアミックスドア１４、モードドア３１、３２、３
３はそれぞれアクチュエータ３５、３６、３７、３８に
より制御される。これら各アクチュエータ３５、３６、
３７、３８、電磁クラッチはそれぞれコントロールユニ
ット４０により駆動制御される。コントロールユニット
４０は、アクチュエータ３５、３６、３７、３８と、電
磁クラッチを駆動する駆動回路と、各駆動回路に制御信
号を供給するマイクロコンピュータ（図示しない）と、
マイクロコンピュータに接続されたＡ／Ｄ変換器（図示
しない）と、マルチプレクサ（図示しない）とを含むも
のである。そして、このコントロールユニット４０に
は、車室内に入る日射量Ｑｓを検出する日射センサ５０
と、外気温度Ｔａを検出する外気温度センサ５１と、車
室内の温度Ｔｒを検出する車室内温度センサ５２と、エ
バポレータ下流側温度Ｔｅ（ヒータ上流側温度）を検出
するエバポレータ下流側温度センサ（ヒータ上流側温度
検出手段）５３と、吹出口付近の実際の吹出温度Ｔｆａ
を検出する吹出温度センサ（吹出温度検出手段）５４か
らの検出情報が入力される。吹出温度センサ５４は図に
おいて１つのブロックで示されているが、実際には複数
の吹出口付近に設置された複数のセンサにより構成され
る。その内で実際に吹き出される吹出口付近の吹出温度
センサからの温度が実吹出温度Ｔｆａとして採用され
る。また、冷却サイクルの稼働スイッチ（図示しない）
と、インテークドア１１、エアミックスドア１４等の開
度を検出するセンサと車室内の目標温度設定をおこなう
温度設定器５５（温度設定手段）からの信号も上記コン
トロールユニット４０に入力される。なお、自動制御モ
ードの時には設定温度（目標車室内温度）はマイクロコ
ンピュータの演算によって決定される。

【０００９】暖房起動時にコントロールユニット４０の
マイクロコンピュータで一定周期毎に実行されるブロワ
制御のルーチンを図３のフローチャートに基づいて説明
する。このルーチンが開始されると、まず、ステップ１
０１で輻射温度、設定温度Ｔｓ、車内温度Ｔｒを読み込
む。ここで、輻射温度は日射量Ｑｓ、外気温度Ｔａ及び
車室内温度Ｔｒに基づいて他のルーチンで演算される温
度である。次に、ステップ１０２でファジィ推論により
通常制御のための目標気流速Ｖａ１を演算する。ファジ
ィ推論では経験則あるいは実験などにより得られたデー
タに基づいて後述する多数のファジィルールが設定され
ている。このファジィルールは前件部と後件部よりな
る。このファジィルールの前件部変数は、上記輻射温度
と、設定温度Ｔｓから車内温度Ｔｒを引いた温度偏差
と、設定温度Ｔｓである。後件部として各ルール毎の後
件部実数Ｗiが設定される。また、上記輻射温度と、上
記温度偏差と、上記設定温度Ｔｓとを前件部変数とし
て、各前件部変数毎のメンバーシップ関数が与えられて
いる。これらファジィルールとメンバーシップ関数に基
づいてファジィ推論が行われる。

【００１０】ファジィルールの概要（傾向）を以下に述
べる。（１）温度偏差について：温度偏差が正負両方向に大に
なるに従って（ラベルでいうとＺＯ→ＰＬ、ＮＬ）、後
件部実数Ｗｉを大きくし、上記温度偏差が小か０の時、
後件部実数Ｗｉを小さくする。（２）輻射温度について：ａ）上記温度偏差が正方向に
大きい時、言い換えると暖房モードの時、輻射温度が正
方向に大から負方向に大になるほど（ラベルでいうとＰ
Ｌ→ＮＬ）、後件部実数Ｗｉを大きくする。ｂ）上記温
度偏差が負方向に大きい時、言い換えると冷房モードの
時、輻射温度が負方向に大から正方向に大になるほど
（ラベルでいうとＮＬ→ＰＬ）、後件部実数Ｗｉを大き
くする。（３）設定温度について：ａ）設定温度Ｔｓが小さいか
基準温度の時（ラベルでいうとＺＯの時）、後件部実数
Ｗｉを小さくする。ｂ）設定温度Ｔｓが正負方向に大の
時（ラベルでいうとＰＬ、ＮＬ）、後件部実数Ｗｉを大
きくする。上記傾向に沿って設定されたルール毎に、それぞれのメ
ンバーシップ関数から実際の入力値のグレードを求め、
その中のグレードから最小値を選んで各ルール毎の前件
部適合度μiとする。そして、出力Ｙ１を次式により求
める。Ｙ１＝Σμi・Ｗｉ／Σμi これにより全てのルールを考慮した目標気流速が演算さ
れる。このようにファジィ推論された出力Ｙ１に定数を
乗じて目標気流速Ｖａ１を得る。

【００１１】ステップ１０３で実吹出温度Ｔｆａ、目標
吹出温度Ｔｆｒ、エバポレータ下流側温度Ｔｅを読み込
む。ここで、目標吹出温度Ｔｆｒは、設定温度Ｔｓと車
内温度Ｔｒの偏差と、設定温度Ｔｓと、輻射温度とに基
づいて既に他のルーチンで演算された温度である。ステ
ップ１０４で目標吹出温度Ｔｆｒから実吹出温度Ｔｆａ
を引き、その温度偏差ΔＴfを演算する。この温度偏差
ΔＴｆが大きいほど暖房起動時の状態に近いことを示し
ている。換言すればこの温度偏差ΔＴｆが大きい時ほど
ブロワを駆動により不快な冷風が使用者に当たる可能性
が大きいことを示している。次に、ステップ１０５以降
で減少気流速Ｖａ２をファジィ推論により得るステップ
に入る。このファジィ推論では図４に示すファジィルー
ルが設定されている。この前件部変数は実吹出温度Ｔｆ
ａ、温度偏差ΔＴｆ、エバポレータ下流側温度Ｔｅであ
る。後件部として各ルール毎に決められた後件部実数Ｗ
ｉが設定される。また、実吹出温度Ｔｆａ、エバポレー
タ下流側温度Ｔｅ、温度偏差ΔＴｆの各前件部変数毎
に、図５の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すメンバーシッ
プ関数が与えられている。上記ファジィルールとメンバ
ーシップ関数に基づいて減少気流速Ｖａ２を求めるため
のファジィ推論が行われる。

【００１２】上記ファジルールの概要（傾向）を以下に
述べる。 (１）実吹出温度Ｔｆａについて：ａ）実吹出温度Ｔｆ
ａが低い時（ラベルでいうとＺＯ〜ＮＬ）、前件部のエ
バポレータ下流側温度Ｔｅに関係なく、後件部実数Ｗｉ
は大とする。これにより減少気流速が大となって後述す
る補正目標気流速が小さくなる傾向が生じ、冷風の吹出
が抑制される。ｂ）実吹出温度Ｔｆａが高い時エバポレ
ータ下流側温度Ｔｅに関係なく、後件部実数Ｗｉはを小
とする。これにより、減少気流速が小さくなって後述す
る補正目標気流速が大きくなる傾向が生じ、快適な暖房
環境達するのに要する時間が短縮される。（２）エバポレータ下流側温度Ｔｅについて：エバポレ
ータ下流側温度Ｔｅが低いほど、後件部実数Ｗｉは大と
する。これにより、エバポレータ下流側温度Ｔｅが低い
程、減少気流速は大となって減少気流速が大となって補
正目標気流速が小さくなる傾向が生じ冷風の吹出が抑制
される。（３）温度偏差ΔＴｆについて：温度偏差ΔＴｆが所定
値以下になると減少気流速がゼロとなり通常の暖房制御
に移行する。

【００１３】ファジィ推論の最初のステップ１０５で各
ファジィルール毎に実吹出温度Ｔｆａ、温度偏差ΔＴ
ｆ、エバポレータ下流側温度Ｔｅのグレードを上記メン
バーシップ関数より求める。これらのグレードの中から
最小値を選び前件部適合度μｉとする。ステップ１０６
で各ファジィルール毎に対応する後件部実数Ｗｉを読み
込む。ステップ１０７で出力Ｙ２を次式に従って演算す
る。Ｙ２＝Σμｉ・Ｗｉ／Σμｉこれにより上記１５個のルールを全て考慮した出力Ｙ２
が推論される。次にステップ１０８でＹ２に定数を乗じ
て減少気流速Ｖａ２を得る。

【００１４】次にステップ１０９で吹出モードがＶＥＮ
Ｔであるか否かを判断する。なお暖房起動時には吹出モ
ードはＶＥＮＴとなることはない。ステップ１１０で肯
定判断すると減少気流速Ｖａ２を０にしてステップ１１
１に進む。これは上記ブロワ１２が通常制御に移行して
いるため暖房起動時の特別な風量制御をしないことを意
味している。ステップ１１１で否定判断すると演算され
た減少気流速Ｖａ２をそのまま維持してステップ１１２
に進む。次のステップ１１２で上記目標流速Ｖａ１から
減少気流速Ｖａ２を引いて補正目標気流速Ｖａを求め
る。ステップ１１３で補正目標気流速Ｖａを吹出モード
毎に用意されたマップに従って吹出風量に換算しこの吹
出風量信号をブロワ１２に出力しこのルーチンを終了す
る。

【００１５】なお、上記実施例ではエバポレータ下流側
温度Ｔｅを検出したが、コンプレッサがＯＦＦでインテ
ークドア１１がリサイクル位置であれば、上記エバポレ
ータ下流側温度Ｔｅを車内温度Ｔｒに推定し、インテー
クドア１１が外気取り入れ側であれば上記エバポレータ
下流側温度Ｔｅを外気温度Ｔａと推定してもよい。

【００１６】

【発明の効果】上述したように、実吹出温度のみなら
ず、ヒータ上流側温度や温度偏差の情報に基づいて暖房
起動時の目標気流速を決めるので安定した吹出温度を確
保でき使用者に不快な冷風が当たるのを防止でき、しか
も速やかに快適な暖房環境に達する事ができる。また、
暖房起動時から通常制御へ円滑に移行できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施例の車両用空調装置の概略図で
ある。

【図３】補正目標気流速を演算するルーチンを示すフロ
ーチャートである。

【図４】減少気流速をファジィ推論するためのファジィ
ルールを示す図表である。

【図５】（ａ）実吹出温度に対するメンバーシップ関数
を示す図である。（ｂ）エバポレータ下流側温度に対す
るメンバーシップ関数を示す図である。（ｃ）目標吹出
温度から実吹出温度引いた温度偏差に対するメンバーシ
ップ関数を示す図である。

【符号の説明】

１目標気流速演算手段２吹出温度検出手段３ヒータ上流側温度検出手段４減少気流速推論手段５補正目標気流速演算手段６目標吹出風量演算手段７ブロワ制御手段８ブロワ１２ブロワ３６アクチュエータ４０コントロールユニット５０日射センサ５１外気温度センサ５２車室内温度センサ５３エバポレータ下流側温度センサ（ヒータ上流側温
度検出手段）５４吹出温度センサ（吹出温度検出手段）５５温度設定器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤森恭一埼玉県東松山市箭弓町３丁目13番26号株式会社ゼクセル東松山工場内 (72)発明者佐々木陽子埼玉県東松山市箭弓町３丁目13番26号株式会社ゼクセル東松山工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車室内に空気を送り込むブロワと、エンジ
ン冷却水を熱源としブロワによって送られてきた空気を
加熱するヒータとを備えた車両用空調装置において、
（イ）設定温度と車内温度を含む情報に基づいて目標気
流速を演算する目標気流速演算手段と、（ロ）車室内へ
の実吹出温度を検出する吹出温度検出手段と、（ハ）上
記ヒータの上流側温度を検出するヒータ上流側温度検出
手段と、（ニ）上記実吹出温度と上記ヒータ上流側温度
を含む情報に基づいて、上記目標気流速より減らすべき
気流速をファジィ推論する減少気流速推論手段と、
（ホ）上記目標気流速から上記減少気流速を減算して補
正目標気流速を得る補正目標気流速演算手段と、（ヘ）
上記補正目標気流速に基づいて目標吹出風量を演算する
目標吹出風量演算手段と、（ト）上記目標吹出風量に基
づいて上記ブロワを制御するブロワ制御手段と、を有す
ることを特徴とする車両用空調装置。