JPH07237429A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空調風の吹き出し温度と吹き出し風量の快適
な組合せを自動的に選択して車室内の空調を行う。 【構成】 車室内空調制御に必要な熱負荷に関する複数
の物理量の内の少なくとも１つの時間的に推移させるべ
き目標値を発生するとともに、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。そして、ブ
ロア騒音を最小にする評価関数を設定して制御定数の最
適値を算出し、目標物理量、推定物理量および測定され
た物理量に基づいて各調節手段の制御量を演算し、これ
らの制御量にしたがって各調節手段を制御して車室内を
目標値に空調する。

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】車室内温度設定値、実際の車室内温度、
外気温度および日射量に基づいて吹き出し温度および吹
き出し風量を制御し、車室内を目標温度に空調する車両
用空調装置が知られている（例えば、日産自動車株式会
社 新型車解説書（Ｙ３２−１） １９９１年６月 参
照）。この種の装置では、図１２に示すように、車室内
温度設定値Ｔｐｔｃ、車室内温度Ｔｉｎｃ、日射量Ｑｓ
ｕｎおよび外気温度Ｔａｍｂをコントローラー１へ入力
し、設定温度Ｔｐｔｃと実際の車室内温度Ｔｉｎｃとの
差、日射量Ｑｓｕｎ、外気温度Ｔａｍｂおよび設定温度
Ｔｐｔｃに、それぞれ実験的に得られた制御定数Ｋ１０
〜Ｋ１３を乗じて制御指令値を算出し、演算器１ａ、１
ｂによって空調ユニット２の制御量、すなわちエアーミ
ックスドア開度Ｘおよびブロア駆動電圧Ｖｆを決定し、
ヒータコア、エバポレータ、エアーミックスドア、ブロ
ア、ベンチレーター、デフロスター、フット吹き出し
口、各吹き出し口ドアなどから成る空調ユニット２を制
御して、目標吹き出し温度Ｔｏおよび目標吹き出し風量
Ｇａで車室３の空調を行なっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、車室内を設
定温度に空調するための空調風の吹き出し温度と吹き出
し風量との組合せは多数あり、従来の車両用空調装置で
は、チューニングにより試行錯誤的に快適な組合せを選
択している。そのために、従来の車両用空調装置では、
チューニング工数がかかるという問題がある。

【０００４】本発明の目的は、空調風の吹き出し温度と
吹き出し風量の快適な組合せを自動的に選択して車室内
の空調を行う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、本発明は、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、１４ｄ、１４ｍと、空調風の
吹き出し口を調節する手段２３〜２５、２３ｍ〜２５ｍ
とを有する空調ユニット１０と；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少なくとも１つの
時間的に推移させるべき目標値を発生する目標値発生手
段４１と、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推定手段４２と、目標値に追従す
るための制御定数の最適値を算出し、目標値、推定物理
量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、１４
ｄ、１４ｍおよび吹き出し口調節手段２３〜２５、２３
ｍ〜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、演算手段４４によって、ブロア騒音を
最小にする評価関数により制御定数の最適値を算出する
ことにより、上記目的を達成する。

【０００６】

【作用】車室内空調制御に必要な熱負荷に関する複数の
物理量の内の少なくとも１つの時間的に推移させるべき
目標値を発生するとともに、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。そして、ブロ
ア騒音を最小にする評価関数を設定して制御定数の最適
値を算出し、目標物理量、推定物理量および測定された
物理量に基づいて各調節手段２３〜２５の制御量を演算
し、これらの制御量にしたがって各調節手段２３〜２５
を制御して車室内を目標値に空調する。これにより、空
調風の吹き出し温度と吹き出し風量の快適な組合せが自
動的に選択され、チューニング工数が削減される。

【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】 ｄＴｉｎｃ^*／ｄｔ＝Ａｒ・Ｔｉｎｃ^*＋Ｂｒ・Ｔｐｔｃ

【数２】ｄＴｆ^*／ｄｔ＝Ａｆ・Ｔｆ^*＋Ｂｆ・Ｔｐｔｃ ここで、Ａｒ、Ｂｒ、Ａｆ、Ｂｆは係数マトリクスであ
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３】ｄＸｏ／ｄｔ＝Ａｏ・Ｘｏ＋Ｂｏ・Ｕ

【数４】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５】ｄＸｏ^S／ｄｔ＝Ａｏ・Ｘｏ^S＋Ｂｏ・Ｕ

【数６】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７】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８】ｕ＝ｆ（Ｘ，ｔ）＋ｇ（Ｘ，ｔ）・Ｕ ここで、Ｕ＝［ｕ１，ｕ２，ｕ３］^T、なお、ｕ１は皮
膚温度Ｔｆを決定する制御指令値、ｕ２は車室内温度Ｔ
ｉｎｃを決定する制御指令値、ｕ３は騒音Ｐａ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８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９】ｄＹ／ｄｔ＝Ａ１・Ｙ＋Ｂ１・Ｕ ここで、Ａ１，Ｂ１は係数マトリクスである。

【００１８】最適レギュレーター４４は、空調風の吹き
出し温度と吹き出し風量の多数の組合せの中から、ブロ
アファン１４の騒音Ｐａを最小にする組合せを選択す
る。ここで、ブロア騒音Ｐａとは、ブロアモーター１４
ｍから発生する騒音や、空調ダクトからの空調風の吹き
出し騒音などが含まれる。ブロアファン１４の騒音の推
定値Ｐａ^Sは、オブザーバー４２により推定された吹き
出し風量推定値Ｇａ^Sに基づいて次式により求められ
る。

【数１０】Ｐａ^S＝ａ・Ｇａ^S＋ｂ ここで、ａ、ｂは制御定数である。この騒音推定値Ｐａ
^Sを用いて、上述した騒音Ｐａを決定する制御指令値ｕ
３は次式により表わされる。

【数１１】ｕ３＝Ｋ３１（Ｐａ−Ｐａ^S）＋Ｋ３２・ｄ
ｔ・（Ｐａ−Ｐａ^S）＋Ｋ３３・Ｐａ ここで、Ｋ３１、Ｋ３２、Ｋ３３は制御定数である。ま
た、皮膚温度Ｔｆを決定する制御指令値ｕ１、車室内温
度Ｔｉｎｃを決定する制御指令値ｕ２はそれぞれ次式に
より表わされる。

【数１２】ｕ１＝Ｋ１１（Ｔｆ−Ｔｆ^S）＋Ｋ１２・ｄ
ｔ・（Ｔｆ−Ｔｆ^S）＋Ｋ１３・Ｔｆ ここで、Ｋ１１、Ｋ１２、Ｋ１３は制御定数である。

【数１３】 ｕ２＝Ｋ２１（Ｔｉｎｃ−Ｔｉｎｃ^S）＋Ｋ２２・ｄｔ
・（Ｔｉｎｃ−Ｔｉｎｃ^S）＋Ｋ２３・Ｔｉｎｃ ここで、Ｋ２１、Ｋ２２、Ｋ２３は制御定数である。こ
れらの制御指令値ｕ１、ｕ２、ｕ３により制御指令値ベ
クトルＵは、

【数１４】Ｕ＝√（ｕ１²＋ｕ２²＋ｕ３²） となる。

【００１９】また、最適レギュレータ４４は、ブロアフ
ァン１４の騒音Ｐａを最小に抑制しながら規範モデル４
１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１５】 Ｊ＝∫｛Ｗ１・（ΔＴｉｎｃ）²＋Ｗ２・（ΔＴｆ）² ＋Ｗ３・（ΔＰａ）²＋Ｗ４・（ｄＸ／ｄｔ）² ＋ｗ５・（ｄＶｆ／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は乗員の皮膚温度推定値Ｔ
ｆ^Sとその目標値Ｔｆ^*との偏差、ΔＰａはブロアファン
１４の騒音の推定値Ｐａ^Sとその目標値Ｐａ^*との偏差、
ｄＸ／ｄｔはエアーミックスドア開度Ｘの変化の急激さ
を示す時間微分値、ｄＶｆ／ｄｔはブロアファン電圧Ｖ
ｆの変化の急激さを示す時間微分値、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ
３、Ｗ４、Ｗ５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ｄＸ／ｄｔ
およびｄＶｆ／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、ΔＰａ、ｄＸ／ｄｔおよびｄＶｆ／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Ｗ
１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、Ｗ５を決定する。

【００２０】上述した数式１、数式２および数式９から
次式に示すような拡大系が構成される。

【数１６】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１６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１７】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１７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１８】（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１９】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１７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２０】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。

【００２１】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、ブロアファン
１４の騒音Ｐａを最小にする評価関数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。

【００２２】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、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Ｔｉｎ
ｃ^*を算出し、それらを最適レギュレーター４４へ出力
する。続くステップＳ２で、オブザーバー４２により測
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、それらの推定値に基づいて現在の皮
膚温度Ｔｆを推定して最適レギュレーター４４へ出力す
る。

【００２３】ステップＳ３で、最適レギュレーター４４
で数式１０によりブロア騒音の推定値Ｐａ^Sを算出し、
続くステップＳ４で、数式１１〜１３によりブロア騒音
Ｐａ、皮膚温度Ｔｆおよび車室内温度Ｔｉｎｃを決定す
るための制御指令値ｕ３、ｕ１、ｕ２を算出する。さら
にステップＳ５で、規範モデル４１により設定された皮
膚温度目標値Ｔｆ^*と車室内温度目標値Ｔｉｎｃ^*、オブ
ザーバー４２により推定された皮膚温度推定値Ｔｆ^S、
および内気センサー３４により検出された車室内温度Ｔ
ｉｎｃ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、ブロア騒音Ｐａを最小にするため
の評価関数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、制御量を決定して線形補償器４３へ出
力する。ステップＳ６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Ｓ
７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４
５の空調を行なう。

【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が目標値発生手
段を、オブザーバー４２が推定手段を、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
室内空調制御に必要な熱負荷に関する複数の物理量の内
の少なくとも１つの時間的に推移させるべき目標値を発
生するとともに、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。そして、ブロア騒音を最
小にする評価関数を設定して制御定数の最適値を算出
し、目標物理量、推定物理量および測定された物理量に
基づいて各調節手段の制御量を演算し、これらの制御量
にしたがって各調節手段を制御して車室内を目標値に空
調するようにしたので、空調風の吹き出し温度と吹き出
し風量の快適な組合せが自動的に選択され、チューニン
グ工数が削減される。

【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。

【図１２】従来の車両用空調装置の構成を示す機能ブロ
ック図。

【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 １９ｓ 開度センサー 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 (1)

【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；車室内空調制御に必要な熱負荷に関する複数の
   物理量の内の少なくとも１つの時間的に推移させるべき
   目標値を発生する目標値発生手段と、 前記複数の物理量の内の測定不可能または測定困難な物
   理量を推定する推定手段と、 前記目標値に追従するための制御定数の最適値を算出
   し、前記目標値、前記推定物理量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、 前記演算手段は、ブロア騒音を最小にする評価関数によ
   り制御定数の最適値を算出することを特徴とする車両用
   空調装置。