JPH05278433A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷風バイパス通路を有する車両用空調装置に
おいて、快適な頭寒足熱状態を確保する。 【構成】 車内温度センサの信号等に基づいて目標吹出
温度を演算し（ステップ１０２）、それに基づいてエア
ミックスドア目標開度を演算する（ステップ１０３）。
ついで、いくつかの要素、即ちエバポレータ吹出温度Ｔ
ｅ、冷風バイパスドア開度θｂ、エアミックスドア目標
開度θｍに基づいてエアミックスドア目標開度の補正量
Δθｍをファジィ演算する（ステップ１０４〜１０
６）。そして、この値によりエアミックスドア目標開度
を補正し（ステップ１０７）、補正した開度になるよう
エアミックスドアを駆動制御する（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、エアミックスドア通過
直後の冷風を直接ベント吹出口へ導く冷風バイパス通路
を有した車両用空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般の車両用空調装置（オートエアコ
ン）においては、車内の代表温度を検出する車内温度セ
ンサを車内の適当箇所に配置し、このセンサの検出した
車内温度Ｔｒと、外気温度センサにより検出した外気温
度Ｔａと、日射センサにより検出した日射量Ｑsun と、
温度設定器により設定された設定温度Ｔset と、を用い
て目標吹出温度Ｘｍを演算し、その演算結果に基づいて
エアミックスドアの開度を制御して車内への吹出温度を
調節している。

【０００３】ところで、最近、エバポレータ通過直後の
冷風を直接ベント吹出口に導く冷風バイパス通路を設け
た空調装置が出現している。例えば、実公昭５９ー３４
４９７号公報、実開昭６０ー１５１７１０号公報には、
日射の強いとき乗員の頭部の温度だけを通常より冷却す
るため、エバポレータ直後の冷風を、主ダクトとは別に
設けた冷風バイパス通路を通して、直接ベント吹出口に
導くようにした装置が提案されている。通常、この種の
冷風バイパス通路を持った空調装置では、エバポレータ
の直後にバイパス通路の一端を連通させ、他端をベント
吹出口に連通させ、バイパス通路入口にドアを設けて、
このドアの開度を調節することにより、ベント吹出口か
らの吹出空気温度を補助的に変化させるようにしてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
冷風バイパス通路を備えた空調装置では、実際に冷風バ
イパスドアを開いた場合、乗員の頭部付近への吹出温度
が低下し、その影響により車内温度センサの検出温度が
低下し、それによりエアミックスドアがヒート側に制御
されて足元温度が上がり、頭寒足熱状態が予想以上に強
調され過ぎて快適感を損なうという問題がある。

【０００５】本発明は、上記事情を考慮し、快適な頭寒
足熱状態を実現することのできる車両用空調装置を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、図１に示すように、下流端にフット吹出口
２３及びベント吹出口２２を有する通風ダクト１０と、
通風ダクト１０内に配されたエバポレータ１３と、エバ
ポレータ１３より下流側に配されたヒータコア１５と、
エバポレータ通過後の空気流を、ヒータコア１５を通る
流れと、ヒータコア１５をバイパスする流れとに分け、
それによりヒータコア１５を通過した暖風とヒータコア
１５をバイパスした冷風の混合割合を調節して車内への
吹出空気温度を調節するエアミックスドア１４と、前記
暖風と混合される前のエバポレータ通過直後の冷風を前
記ベント吹出口２２へ導く冷風バイパス通路４０と、該
冷風バイパス通路４０を開閉する冷風バイパスドア４１
と、該冷風バイパスドア４１の開度θｂを制御する冷風
バイパスドア駆動制御手段１と、車内の代表温度を検出
する車内温度センサ５１と、少なくとも前記車内温度セ
ンサ５１の検出値に関連して目標吹出温度を演算する目
標吹出温度演算手段２と、該目標吹出温度演算手段２の
出力に基づいてエアミックスドア１４の目標開度θｍを
演算するエアミックスドア目標開度演算手段３と、前記
エアミックスドア目標開度θｍに収束するようにエアミ
ックスドア１４の開度を調節するエアミックスドア駆動
制御手段４と、を有した車両用空調装置において、エバ
ポレータ１３を通過した直後の空気の温度Ｔｅを検出す
るエバポレータ吹出温度検出手段（ダクトセンサ）５６
と、該手段５６の検出したエバポレータ通過直後の空気
温度Ｔｅと、前記エアミックスドア目標開度演算手段３
の演算したエアミックスドア目標開度θｍと、前記冷風
バイパスドア４１の開度θｂと、に基づいてエアミック
スドア目標開度θｍの補正量Δθｍをファジィ演算する
エアミックスドア目標開度補正量演算手段５と、エアミ
ックスドア目標開度演算手段３の出力を前記エアミック
スドア目標開度補正量演算手段５の出力により補正し、
補正したエアミックスドア目標開度θｍを前記エアミッ
クスドア駆動制御手段４に入力させるエアミックスドア
目標開度補正手段６と、を設けたことを特徴としてい
る。

【０００７】

【作用】本発明の空調装置では、エアミックスドア目標
開度補正量演算手段５が、エバポレータ通過直後の空気
温度Ｔｅと、エアミックスドア目標開度θｍと、冷風バ
イパスドア４１の開度θｂと、に基づいてエアミックス
ドア目標開度θｍの補正量Δθｍをファジィ演算する。
つまりこの場合、ファジィ演算の前件部パラメータ（入
力）をＴｅ、θｍ、θｂとし、後件部パラメータ（出
力）をΔθｍとしている。

【０００８】ファジィ推論は、経験則などに基づいて定
められたファジィ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、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、前件部の変数Ｔｅ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、次いでもう一つの変
数θｍのグレードを求め、さらにもう一つの変数θｂの
グレードを求め、全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エアミックスドア目標開度補
正量Δθｍとする。この推論手法は、例えば特開平２−
９２７６３号公報等において公知の手法である。推論手
法は別に他の方法を採用しても構わない。

【０００９】そして、上記のように推論した補正量Δθ
ｍだけエアミックスドアの目標開度θｍを補正して、補
正した目標開度となるようにエアミックスドア１４を制
御する。

【００１０】

【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、実施例の空調装置の具体的構成を
示す図である。この空調装置においては、主ダクト（通
風ダクト）１０の最上流部に内気入口１０Ａと外気入口
１０Ｂとが形成され、インテークドア１１を開閉制御す
ることにより、主ダクト１０内に導入すべき内気と外気
の割合を調節することができるようになっている。

【００１１】主ダクト１０には、下流側に行くに従って
順に、送風ファン１２、エバポレータ１３、エアミック
スドア１４、ヒータコア１５が設けられている。エバポ
レータ１３は、コンプレッサ１６、コンデンサ１７、レ
シーバタンク１８及びエキスパンションバルブ１９と共
に配管結合されて、冷凍サイクルを構成している。コン
プレッサ１６は、エンジンから伝達される力で駆動さ
れ、電磁クラッチを断続することにより駆動制御され
る。

【００１２】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を通過
しない空気との割合を調節する。そして、ヒータコア１
５を通過した空気と通過しない空気は、ヒータ１５の下
流側で混合されて温度調節され、吹出口から車内に吹き
出される。

【００１３】主ダクト１０の後端部は、フロントガラス
の内面に向かって空気を吹き出すデフロスト吹出口２１
と、乗員の頭部付近に向かって空気を吹き出すベント
（ＶＥＮＴ）吹出口２２と、乗員の足元に向かって空気
を吹き出すフット（ＦＯＯＴ）吹出口２３と、に分かれ
て車室内に開口しており、各吹出口２１、２２、２３に
はそれぞれモードドア２４、２５、２６が設けられてい
る。そして、これらモードドア２４、２５、２６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。

【００１４】また、ベント吹出口２２はさらに左右のベ
ント吹出口２２Ｒ、２２Ｌに分かれている。そして、配
風ドア２７を開閉することにより、左右のベント吹出口
２２Ｒ、２２Ｌからの配風バランスを調節することがで
きるようになっている。

【００１５】また、この空調装置においては、主ダクト
１０の他に、主ダクト１０の一部をバイパスする冷風バ
イパスダクト（冷風バイパス通路）４０が設けられてい
る。この冷風バイパスダクト４０は、一端が主ダクト１
０の、エバポレータ１３よりも下流側でかつエアミック
スドア１４よりも上流側の位置に連通され、他端がベン
ト吹出口２２の配風ドア２７の手前位置に連通されてい
る。そして、エバポレータ１３を通過した冷たい空気の
一部を、直接ベント吹出口２２に導くことができるよう
になっている。この冷風バイパスダクト４０の先端開口
部には冷風バイパスドア４１が設けられており、このド
ア４１の開度を調節することにより、ベント吹出口２２
にバイパスする冷風量を調節できるようになっている。

【００１６】上述したインテークドア１１、エアミック
スドア１４、モードドア２４〜２６、配風ドア２７、冷
風バイパスドア４１は、それぞれアクチュエータ３０、
３１、３２、３３、３４により開閉制御される。これら
各アクチュエータ３０、３１、３２、３３、３４及び送
風ファン１２並びにコンプレッサ１６は、それぞれコン
トロールユニット５０により制御される。

【００１７】コントロールユニット５０は、上記アクチ
ュエータや送風ファン等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と、マ
イクロコンピュータに接続されたＡ／Ｄ変換器と、マル
チプレクサとを含むものである。

【００１８】そして、コントロールユニット５０内のＡ
／Ｄ変換器には、車室内の代表温度を検出する車内温度
センサ５１と、外気温度を検出する外気温度センサ５２
と、車室内に入る日射量を検出する日射センサ５３と、
車室内の代表温度（平均温度）を設定する温度設定器５
４と、エアミックスドア１４の開度を検出するポテンシ
ョメータ５５と、エバポレータ１３の出口の吹出空気温
度を検出するダクトセンサ５６と、乗員の頭部周辺の温
度を設定する頭部温度設定器５７と、が接続されてい
る。

【００１９】なお、この実施例においては、エアミック
スドア１４の開度θｍが「０％」のとき（図２中実線で
示す位置）がフルクールであり、「１００％」のとき
（図２中二点鎖線で示す位置）がフルホットである。ま
た、冷風バイパスドア４１の開度θｂは、「０％」が全
閉、「１００％」が全開である。

【００２０】次に、コントロールユニット５０によって
行われる空調制御の内容を、図３のフローチャートを参
照しながら説明する。なお、この実施例では、コントロ
ールユニットのマイクロコンピュ−タが、所定のプログ
ラムに従って演算処理を行うことにより、各アクチュエ
ータ及び駆動回路等と協働して、図１に示した各機能実
現手段、つまり冷風バイパスドア駆動制御手段１、目標
吹出温度演算手段２、エアミックスドア目標開度演算手
段３、エアミックスドア目標開度補正量演算手段５、エ
アミックスドア目標開度補正手段６、エアミックスドア
駆動制御手段４等を達成する。このうちの主要な機能に
ついては、以下の説明により明らかになる。

【００２１】図３に示す制御ルーチンがスタートする
と、まずステップ１０１において各種センサ類の検出信
号を入力する。次にステップ１０２で、車内温度センサ
１の検出した車内温度Ｔｒと、外気温度センサ２の検出
した外気温度Ｔａと、温度設定器３による設定温度Ｔse
t と、日射センサ４の検出した日射量Ｑsun とに基づい
て目標吹出温度Ｘｍを、次式 Ｘｍ＝Ａ・Ｔset −Ｂ・Ｔｒ−Ｃ・Ｔａ−Ｄ・Ｑsun ＋Ｅ により演算する。但し、Ａ〜Ｄは定数、Ｅは補正項であ
る。

【００２２】次に、ステップ１０３に進んで、演算した
目標吹出温度Ｘｍに基づいてエアミックスドア１４の目
標開度θｍを算出し、ステップ１０４でその算出値に基
づいてエアミックスドア１４を駆動制御する。次いで、
エアミックスドアの目標開度の補正量Δθｍ（クール側
を正とする）をファジィ演算するステップ１０４〜１０
６に進む。

【００２３】このファジィ演算に当たっては、予め以下
に示す６個のファジィルール（これらは経験則あるいは
実験などで得られた実績により決められている。）と、
図４に示す各パラメータ毎のメンバーシップ関数とが与
えられている。 （１）Ｔｅが低く、θｂが大で、θｍが大のとき、Δθ
ｍを小にする。 （２）Ｔｅが低く、θｂが大で、θｍが小のとき、Δθ
ｍを大にする。 （３）Ｔｅが低く、θｂが小で、θｍが大のとき、Δθ
ｍを小にする。 （４）Ｔｅが低く、θｂが小で、θｍが小のとき、Δθ
ｍを中にする。 （５）Ｔｅが高く、θｂが大で、θｍが大のとき、Δθ
ｍを小にする。 （６）Ｔｅが高く、θｂが大で、θｍが小のとき、Δθ
ｍを中にする。

【００２４】ここで、図４の（ａ）の関数は入力変数で
あるエバポレータ吹出温度Ｔｅのメンバーシップ関数、
（ｂ）の関数は入力変数である冷風バイパスドア開度θ
ｂのメンバーシップ関数、（ｃ）の関数は入力変数であ
るエアミックスドア目標開度θｍメンバーシップ関数、
（ｄ）の関数は出力変数であるエアミックスドア目標開
度補正量Δθｍのメンバーシップ関数である。そして、
これらのファジィルール及びメンバーシップ関数に基づ
いてファジィ推論演算が行われる。

【００２５】ファジィ演算の最初のステップ１０４で
は、前件部変数をエバポレータ吹出温度Ｔｅ、冷風バイ
パスドア開度θｂ、エバポレータ目標開度θｍとし、予
め設定された上記ファジィルール毎に各パラメータＴ
ｅ、θｂ、θｍのグレードＷｉを求める。次に、ステッ
プ１０５にて出力側メンバーシップ関数より各ルールの
グレード毎にエアミックスドア目標開度の補正量Δθｍ
ｉを算出し、ステップ１０６にて重心を演算し、重心位
置を推論結果であるエアミックスドア目標開度補正量Δ
θｍとする。

【００２６】ここで一つの具体例について演算してみ
る。ここでは、エバポレータ吹出温度Ｔｅが３℃、冷風
バイパスドア開度θｂが１００％、エアミックスドア目
標開度θｍが４５％の時のエアミックスドア目標開度補
正量Δθｍを演算してみる。

【００２７】このときに適合するルールは（１）と
（２）である。まず、各ルールについての適合度を求
め、最小値を算出する。 （１） … Ａ＝１、Ｂ＝１、Ｃ＝０．５ → ０．５ （２） … Ａ＝１、Ｂ＝１、Ｃ＝０．５ → ０．５

【００２８】次に、その重心位置を演算すると、 Δθｍ＝（５×０．５＋１５×０．５）／（０．５＋０．５）＝１０％ となる。

【００２９】この値は、エバポレータ目標開度をクール
側へ補正する量である。つまり、この具体例の場合、先
に求めたエバポレータ目標開度をクール側に１０％補正
すべきであると推論する。

【００３０】そして、ファジィ演算後のステップ１０７
では、演算した補正量Δθｍを目標開度θｍから引き算
することにより、新たな補正後のエアミックスドア目標
開度θｍを得る。ついで、この補正後の目標開度θｍと
なるようにエアミックスドアの開度を制御し（ステップ
１０８）、その後は他の制御を行って（ステップ１０
９）、最初のステップに戻る。

【００３１】このように、エアミックスドア開度をエバ
ポレータ吹出温度Ｔｅ、冷風バイパスドア開度θｂ、エ
アミックスドア目標開度θｍに関連して補正するから、
従来よりも適切なエアミックスドア制御が可能となる。
また、この演算をファジィルールに基づいて行うので、
複雑な制御ロジックを必要とすることなく実現すること
ができ、快適な頭寒足熱環境を乗員に提供することがで
きる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の車両用空
調装置によれば、エバポレータ吹出温度、冷風バイパス
ドア開度、エアミックスドア目標開度に基づいてエアミ
ックスドア目標開度を補正するから、従来よりも適切な
エアミックスドア制御が可能となり、快適な頭寒足熱の
フィーリングを確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成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を示すフローチャートであ
る。

【図４】上記制御の中のファジィ演算に用いられるメン
バーシップ関数を示し、（ａ）は前件部変数であるエバ
ポレータ吹出温度Ｔｅのメンバーシップ関数、（ｂ）は
前件部変数である冷風バイパスドア開度θｂのメンバー
シップ関数、（ｃ）は前件部変数であるエアミックスド
ア目標開度θｍのメンバーシップ関数，（ｄ）は後件部
変数であるエアミックスドア目標開度補正量Δθｍのメ
ンバーシップ関数である。

【符号の説明】

１ 冷風バイパスドア駆動制御手段 ２ 目標吹出温度演算手段 ３ エアミックスドア目標開度演算手段 ４ エアミックスドア駆動制御手段 ５ エアミックスドア目標開度補正量演算手段 ６ エアミックスドア目標開度補正手段 １０ 通風ダクト １３ エバポレータ １４ エアミックスドア １５ ヒータコア ２２ ベント吹出口 ２３ フット吹出口 ４０ 冷風バイパス通路（ダクト） ４１ 冷風バイパスドア ５０ コントロールユニット ５６ エバポレータ吹出温度検出手段（ダクトセンサ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下流端にフット吹出口及びベント吹出口を
   有する通風ダクトと、 通風ダクト内に配されたエバポレータと、 エバポレータより下流側に配されたヒータコアと、 エバポレータ通過後の空気流を、ヒータコアを通る流れ
   と、ヒータコアをバイパスする流れとに分け、それによ
   りヒータコアを通過した暖風とヒータコアをバイパスし
   た冷風の混合割合を調節して車内への吹出空気温度を調
   節するエアミックスドアと、 前記暖風と混合される前のエバポレータ通過直後の冷風
   を前記ベント吹出口へ導く冷風バイパス通路と、 該冷風バイパス通路を開閉する冷風バイパスドアと、 該冷風バイパスドアの開度を制御する冷風バイパスドア
   駆動制御手段と、 車内の代表温度を検出する車内温度センサと、 少なくとも前記車内温度センサの検出値に関連して目標
   吹出温度を演算する目標吹出温度演算手段と、 該目標吹出温度演算手段の出力に基づいてエアミックス
   ドアの目標開度を演算するエアミックスドア目標開度演
   算手段と、 前記エアミックスドア目標開度に収束するようにエアミ
   ックスドアの開度を調節するエアミックスドア駆動制御
   手段と、 を有した車両用空調装置において、 エバポレータを通過した直後の空気の温度を検出するエ
   バポレータ吹出温度検出手段と、 該手段の検出したエバポレータ通過直後の空気温度と、
   前記エアミックスドア目標開度演算手段の演算したエア
   ミックスドア目標開度と、前記冷風バイパスドアの開度
   と、に基づいてエアミックスドア目標開度の補正量をフ
   ァジィ演算するエアミックスドア目標開度補正量演算手
   段と、 エアミックスドア目標開度演算手段の出力を前記エアミ
   ックスドア目標開度補正量演算手段の出力により補正
   し、補正したエアミックスドア目標開度に応じた信号を
   前記エアミックスドア駆動制御手段に入力させるエアミ
   ックスドア目標開度補正手段と、 を設けたことを特徴とする車両用空調装置。