JPH0648152A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低冷却水温時における低吹出温時の不快感
防止と冷却水温の効率的上昇を両立させること。 【構成】 内燃機関の冷却水を利用した加熱用熱交換器
と、取入空気を該加熱用熱交換器を通して車室内へ送り
込むための送風機とを備えて成る車両用空調装置におい
て、車室内に供給すべき吹出空気の目標温度からの実吹
出空気温度の偏差値に加えて、体感指標を加味し、ファ
ジイ推論によって送風機の風量を決定する。

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】車両用空調装置においては、通常、内燃
機関から出る熱をその加熱源として利用しているため、
例えば機関の起動直後における如く、内燃機関の温度が
低い状態では、空調装置に取り込んだ空気を充分に暖め
ることができず、その吹出口から冷風を車室内に送り込
む結果となる。この種の不具合を解決するため、例え
ば、内燃機関の冷却水が循環しているヒータコアの下流
に吹出温センサを配設し、ヒータコアからの吹出温度が
所定レベル以下の場合にはヒータコアへ空気を送り込む
ためのブロアモータの回転速度を低目に抑えるように
し、これにより充分に暖められていない空気が多量に車
室内に吐き出されるのを防止するようにした構成が公知
である（実開昭５８−８７６１０号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によれ
ば、内燃機関の温度が充分高くなる前の低吹出温時に乗
員等に不快感を与えるのを防止することができるが、吹
出温度のレベルが所定レベルを越えているか否かという
ことにのみに依存してブロアの回転速度を低下させる構
成であるため、内燃機関の冷却水温の効率的な上昇を図
ることが難し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、低冷却水温時における低吹出温時の
不快感防止と冷却水温の効率的上昇を両立させることが
できる、改善された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、内燃機関の冷却水を利用した加熱用
熱交換器と、取入空気を該加熱用熱交換器を通して車室
内へ送り込むための送風機とを備えて成る車両用空調装
置において、車室内に供給すべき吹出空気の目標温度を
計算する第１計算手段と、車室内に供給されている吹出
空気の実温度を示すデータを出力する出力手段と、該出
力手段と上記第１計算手段とに応答し実温度の目標温度
からの偏差値を計算する第２計算手段と、体感指標値を
計算する第３計算手段と、上記偏差値と体感指標値とに
基づいて上記送風機の風量をファジイ推論するためのフ
ァジイ推論手段とを備えた点にある。

【０００５】

【作用】実温度の目標温度からの偏差値に加えて、体感
指標を加味し、ファジイ推論によって送風機の風量が決
定される。これにより体感温度の制御が実現され、乗員
等に不快感を感じさせることなく、加熱用交換器温度の
効率的上昇が図られる。

【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。

【００１９】 体感指標Ｔｆの値を示す指標データＤＳが等価温度演算
部５３からファジイ推論演算部５５に与えられている。

【００２０】等価温度Ｔｅｑを示す等価温度データＤＪ
は、データＤＡ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。

【００２１】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７に示されるよ
うに規定されている、ΔＴｅ 、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（３１）の各グレードが計算
される。

【００２２】

【００２３】

【００２４】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。

【００２５】 ル毎にグレードが計算され、この結果を用い、図８、図
９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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】この構成によると、目標吹出空気温度Ｔａ
ｔと実吹出空気温度Ｔａｉｒとの差分及び体感指標Ｔｆ
の値に基づいて、ブロアによる吹出風量をファジイ推論
して決定するので、低吹出温の不快感防止と冷却水温及
び車室温の効率的上昇との調和を図りつつ、吹出風量の
制御を行なうことができる。このため、機関の始動時の
如く機関の冷却水が充分に暖まっていない状況におい
て、極めて効果的にブロアの風量を制御することができ
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。なお、同様にして、低水温及
び熱気払いを行なうことができる。

【００３１】図１０に示されているのは、図２のＲＯＭ
２８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１１
に示す特性図に示すマップ演算により実行される。

【００３２】図１１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。

【００３３】図１０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１２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Ｔ
ｂ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３
３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。

【００３４】図１０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が推論される。図１
０のファジィ推論演算を図１３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 、ステップ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７に示され
るメンバシップ関数が用いられる。ステップ７４５で
は、図８、図９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の値を推論す
る。

【００３５】図１０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。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、上述の如く、目標吹出
空気温度と実吹出空気温度との差分及び体感指標値に基
づいて、ブロアによる吹出風量をファジイ推論して決定
するので、例えば、機関の始動時の如く機関の冷却水が
充分に暖まっていない状況において、極めて効果的にブ
ロアの風量を制御することができ、低吹出温の不快感防
止と冷却水温及び車室温の効率的上昇との調和を図りつ
つ、吹出風量の制御を適切に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】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１０】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１１】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１２】図９の等価温度演算ルーチンの詳細フローチ
ャート。

【図１３】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 ５１ 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】 内燃機関の冷却水を利用した加熱用熱交
   換器と、取入空気を該加熱用熱交換器を通して車室内へ
   送り込むための送風機とを備えて成る車両用空調装置に
   おいて、車室内に供給すべき吹出空気の目標温度を計算
   する第１計算手段と、車室内に供給されている吹出空気
   の実温度を示すデータを出力する出力手段と、該出力手
   段と前記第１計算手段とに応答し実温度の目標温度から
   の偏差値を計算する第２計算手段と、体感指標値を計算
   する第３計算手段と、前記偏差値と体感指標値とに基づ
   いて前記送風機の風量をファジイ推論するためのファジ
   イ推論手段とを備えたことを特徴とする車両用空調装
   置。