JP2000247139A - 独立温度制御方法及び空調制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 限られたセンサ情報を基に、乗員の快適性を
考慮した空調状態を実現できるようにする。 【解決手段】 吹き出し空気の上下方向の風向を変える
上下用ルーバ１２と吹き出し空気の左右方向の風向を変
える左右用ルーバ１３とが設けられ、これらは、実測デ
ータを基に設定されたファジィルールを用いたＣＰＵ１
におけるファジィ演算により決定された偏向角度となる
ように、駆動制御されると共に、ブロアモータ１４も同
様なファジィルールを用いたファジィ演算により決定さ
れた回転速度となるように駆動制御されることにより、
乗員の頭部付近と脚部付近の温度が所定の温度差で所望
の温度となるように構成されたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空調制御装置によ
る温度制御に係り、特に、車両用空調制御装置による温
度制御にあって、乗員の快適性を確保できるように独立
温度制御の実現を図ったものに関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用の空調システムとしては、従来か
ら種々の観点による様々な構成のものが提案されている
（例えば特開平６−１９１２５７号公報等参照）。近
年、乗員の快適性がより重視される傾向にあり、そのた
め、これまでのように車室内を一律に冷暖房するような
空調から、むしろ個々の乗員の快適性を考慮した空調が
求められる傾向にある。このような現状を考えると、乗
員の快適感を十分満足する空調状態を得るには、場所毎
に独立した空調制御が必要となり、空調制御システムか
らの吹出し温度や風速等をそのような要請に合致するべ
く制御する必要が生ずる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コスト
や設置スペースの制限等を考慮すると、独立温度制御の
ために、車室内の至る所に温度センサ、風速センサ等を
取り付けることは現実的ではなく、限られたセンサ情報
を基に適切な空調制御を行うことが必要となる。本発明
は、上記実状に鑑みてなされたもので、限れたセンサ情
報を基に、乗員の快適性を考慮した空調状態を実現でき
る独立温度制御方法及び空調制御装置を提供するもので
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記発明の課題を解決す
るため、本発明に係る独立温度制御方法は、車室内の乗
員の頭部付近の温度と脚部付近の温度をそれぞれ独立に
温度制御する独立温度制御方法であって、冷暖房装置に
よる車室内への吹き出し空気の吹き出し口における上下
方向の風向と左右方向の風向を、車室内の乗員の頭部付
近又は脚部付近の温度及び気流速の実測値並びに所望の
温度に対して所定のデータに基づいて定まるそれぞれの
方向へ偏向すると共に、前記冷房装置の吹き出し温度と
吹き出し空気の流速とを、車室内の乗員の頭部付近又は
脚部付近の温度及び気流速の実測値並びに所望の温度に
対して前記所定のデータに基づいて定まるそれぞれの温
度及び流速として、前記乗員の頭部付近の温度と脚部付
近の温度とが所定の温度差で所望の温度となるように温
度制御するものである。

【０００５】かかる構成においては、特に、吹き出し口
の風向を上下及び左右で、それぞれ別個に変えると共
に、冷暖房装置の吹き出し温度を調整することで、乗員
の頭部付近と脚部付近の温度をそれぞれ所望の温度とす
ることができるもので、これにより乗員の快適性を十分
満足する空調状態が実現されることとなるものである。

【０００６】また、上記発明の課題を解決するため、本
発明に係る独立温度制御方法は、車室内の乗員の頭部付
近の温度と脚部付近の温度をそれぞれ独立に温度制御す
る独立温度制御方法であって、冷暖房装置による車室内
への吹き出し空気の吹き出し口における上下方向の風向
及び左右方向の風向並びに前記冷房装置の吹き出し空気
の流速を、車室内の乗員の頭部付近又は脚部付近の温度
及び気流速の実測値並びに所望の温度に対してファジィ
演算により定まる前記空気の吹き出し口における上下方
向及び左右方向のそれぞれの風向並びに吹き出し空気の
流速とするものであってもよい。

【０００７】かかる構成においては、特に、吹き出し口
の風向を上下及び左右で、それぞれ別個に変えると共
に、冷暖房装置の吹き出し温度をファジィ制御すること
で、乗員の頭部付近と脚部付近の温度をそれぞれ所望の
温度とすることができるもので、これにより乗員の快適
性を十分満足する空調状態が実現されることとなるもの
である。

【０００８】さらに、上記発明の課題を解決するため、
本発明に係る空調制御装置は、車室内の乗員の頭部付近
の温度と脚部付近の温度をそれぞれ独立に温度制御する
ための空調制御装置であって、前記車室内へ開口する冷
暖房装置の吹き出し口に設けられ、吹き出し空気の上下
方向の風向を偏向する上下用ルーバと、前記上下用ルー
バの偏向角度を外部からの制御信号に応じて制御する上
下用ルーバ制御手段と、前記車室内へ開口する冷暖房装
置の吹き出し口に設けられ、吹き出し空気の左右方向の
風向を偏向する左右用ルーバと、前記左右用ルーバの偏
向角度を外部からの制御信号に応じて制御する左右用ル
ーバ制御手段と、前記冷暖房装置のブロアモータの回転
速度を外部からの制御信号に応じて制御する回転制御手
段と、前記冷暖房装置のエアミックスドア開度を外部か
らの制御信号に応じて制御するミックスドア制御手段
と、外部から入力された前記乗員の頭部付近又は脚部付
近の温度及び気流速と所望の温度とに基づいて、前記上
下用ルーバ及び左右用ルーバの偏向角度並びに前記ブロ
アモータの回転速度を、ファジィ演算により算出するフ
ァジィ演算手段と、前記ファジィ演算手段により算出さ
れた各々の値に応じて前記上下用ルーバ制御手段、前記
左右用ルーバ制御手段及び前記回転制御手段へそれぞれ
制御信号を出力する中央制御手段と、外部から入力され
た前記乗員の頭部付近又は脚部付近の温度及び気流速と
所望の温度とから、所定のデータに基づいて前記エアミ
ックスドア開度を決定し、当該決定されたエアミックス
ドア開度に応じて前記ミックスドア駆動手段に対して所
定の制御信号を出力するドア開度決定手段と、を具備し
てなるものである。

【０００９】かかる構成における空調制御装置は、特
に、上述した独立温度制御を実行するに適したものであ
る。そして、特に、ファジィ演算手段、中央制御手段及
びドア開度決定手段は、例えばマイクロコンピュータに
よるソフトウェアの実行により実現され得るものであ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図１乃至図１２を参照しつつ説明する。最初に、本発
明に係る独立温度制御方法が実行される空調制御装置の
構成例について図１を参照しつつ説明する。本発明に係
る独立温度制御方法は、車両用の空調制御装置によって
乗員の快適性を満足するように、乗員の部位に応じた独
立温度制御を可能としたもので（詳細は後述）、この発
明の実施の形態においては、前席運転者側の座席におい
て、その上部（頭部）と下部（脚部）とで独立に温度制
御が可能に構成されたものである。このため、次のよう
な構成を前提としたものである。まず、車室内には、４
つの座席があるものとし、図６に示されたように冷暖房
装置(Airconditioner)が、車両の前方に設置されたもの
となっている。この冷暖房装置は、後述するような上下
用ルーバ１２及び左右用ルーバ１３が設けられた点を除
けば、従来の公知・周知の構成を有してなるものであ
る。ここでは、この従来の冷暖房装置の詳細な構成の説
明は省略するが、概説すれば、その基本的な構成として
は、空調ダクトの上流側からブロアモータ、エアミック
スドア、エバポレータが設けられ、空調ダクトの下流端
に吹き出し口が車室内に開口するように形成されてなる
ものである。そして、この冷暖房装置は、車室内の熱負
荷に応じてエアミックスドアの開度が空調制御装置Ｓに
より制御されることで、吹き出し空気の温度が制御され
るような構成となっているものである。

【００１１】そして、この発明の実施の形態における空
調制御装置Ｓのいわゆるハードウェア構成としては、Ｃ
ＰＵ(CentralProcessingUnit)１を有し、このＣＰＵ１
には、温度センサ２と流速センサ３からのそれぞれのセ
ンサ信号が、マルチプレクサ（図１においては「ＭＰ
Ｘ」と表記）４及び第１のインターフェイス回路（図１
においては「Ｉ／Ｆ(1)」と表記）５を介して入力され
るようになっている。ここで、温度センサ２は、例えば
運転者側座席の頭部付近の適宜な位置に設けられ、その
部位の温度Ｔaを検出するようになっているものであ
る。また、流速センサ３は、例えば運転者側座席の頭部
の適宜な位置に設けられ、その部位の気流速Ｖairを検
出するようになっているものである。ここで、以下説明
するこの第１の独立温度制御の例は、前席運転者側の頭
部付近の温度と脚部付近の温度を独立の温度制御する例
であり、その温度制御においては、詳細は後述するよう
に頭部付近の温度と脚部付近の温度とを所定の温度差と
するものであるため、頭部又は脚部いずれか一方の温度
が温度センサ２によって検出されればよく、上述のよう
に必ずしも頭部付近の温度である必要はなく、脚部付近
の温度を検出するようにしてもよいものである。また、
同様に、流速センサ３も必ずしも頭部付近である必要は
なく、温度センサ２が脚部に設けられる場合には、同様
に脚部に設けるようにしてよいものである。

【００１２】ＣＰＵ１は、例えばＩＣ化されたいわゆる
マイクロコンピュータや高速演算処理に適したＤＳＰ(D
igitalSignalProcessor)からなるもので、後述するよう
に吹き出し空気の風量及び風向を制御して独立温度制御
を実行するものとなっている。このＣＰＵ１には、第１
及び第２のアクチュエータ駆動回路６，７と、ブロア駆
動回路８と、第３のアクチュエータ駆動回路９が接続さ
れている。そして、第１のアクチュエータ駆動回路６
は、ＣＰＵ１からの制御信号により上下用ルーバ１２を
駆動する第１のステッピングモータ１０を、第２のアク
チュエータ駆動回路７は、ＣＰＵ１からの制御信号によ
り左右用ルーバ１３を駆動する第２のステッピングモー
タ１１を、それぞれ駆動するようになっている。また、
ブロア駆動回路８は、ＣＰＵ１からの制御信号により冷
暖房装置のブロアモータ１４を、さらに、第３のアクチ
ュエータ駆動回路９は、ＣＰＵ１からの制御信号によ
り、冷暖房装置のエアミックスドア１６を駆動するミッ
クスドア用モータアクチュエータ１５を、それぞれ駆動
するようになっている。

【００１３】冷暖房装置においては、その吹出し口（図
示せず）に、吹き出し空気の方向を上下方向へ段階的に
偏向するための上下用ルーバ１２と、吹き出し空気の方
向を左右方向へ段階的に偏向するための左右用ルーバ１
３とが設けられたものとなっている。これら上下用ルー
バ１２と、左右用ルーバ１３とは、ＣＰＵ１による制御
により相互に独立して吹き出し空気の吹き出し方向を段
階的に変えられるようになっているものである。

【００１４】次に、かかる構成における独立温度制御に
ついて説明する。まず、この発明の実施の形態における
独立温度制御は、図２に示されたフローチャートを参照
しつつ以下に説明するように、独立温度制御のための実
測データとしては、温度センサ２及び流速センサ３の各
々の検出信号のみを用い、他の温度制御に必要なデータ
は、予め取得した実験データを基に設定されたものを用
いるようにしたものである。

【００１５】ここで、この設定データの取得について説
明する。まず、一般に車室内における乗員の快適感につ
いては、温度Ｔa、放射温度Ｔr、気流速Ｖair、湿度Ｒ
Ｈ、代謝量Ｍet及び着衣量Ｉclの六つの温熱環境因子が
影響することが知られている。この内、温度Ｔa、放射
温度Ｔr、気流速Ｖair、湿度ＲＨは、車室内の環境要素
であり、代謝量Ｍet及び着衣量Ｉclは、乗員の状態に依
存する要素である。この発明の実施の形態における独立
温度制御においては、乗員の快適感に影響度合いが比較
的大きな温度Ｔa及び気流速Ｖairの計測値を用いること
とし、他の温熱環境因子については、予め選択された所
定値を用いるものとしてある。なお、他の温熱環境因子
についての所定値は、例えばＣＰＵ１内の所定の記憶領
域に予め設定しておき、制御の際に用いられるようにす
ると好適である。

【００１６】まず、人間の各部位には、温熱感覚の違い
があり、これを考慮した制御が必要である。本願発明者
は、特に、頭部と脚部近傍での風速と快適温度との関係
を明らかにすべく、風速と温度を種々変化させた場合に
乗員が快適と感ずる温度と風速の関係についてのデータ
を取得した。なお、このデータ取得は、図６に示された
ように、前席の運転者側及び助手席側並びに後席の２つ
の座席のそれぞれにおいて、頭部の適宜な位置と足下の
適宜な位置に温度センサ及び流速センサを設けると共
に、さらに、車内天井、吹出し口、車両の床面のそれぞ
れにおいても温度センサと流速センサを設けて行ったも
のである（図６において網掛け丸印の箇所参照）。図７
には、冬季における取得データの一例が示されている。
これによれば、冬季においては、車室内の風速は快適性
にはあまり影響がなく、個体差による感覚の幅はあるも
のの、頭部より脚部で約２℃高いほうが快適であるとい
うことが言えるものとなっている。

【００１７】一方、上下用ルーバ１２及び左右用ルーバ
１３の偏向角度を種々変えた場合における温度変化を測
定した結果の一例が、図８（Ａ），（Ｂ）及び図９
（Ａ），（Ｂ）に示されている。すなわち、図８（Ａ）
及び同図（Ｂ）は、前席運転席側の座席における温度変
化の測定結果を表すもので、図８（Ａ）は、頭部付近の
温度変化を、図８（Ｂ）は、脚部付近の温度変化を、そ
れぞれ表すものとなっている。また、図９（Ａ）及び同
図（Ｂ）は、前席助手席側の座席における温度変化の測
定結果を表すもので、図９（Ａ）は、頭部付近の温度変
化を、図９（Ｂ）は、脚部付近の温度変化を、それぞれ
表すものとなっている。これらの図において、Louveran
gle」は、ルーバの偏向角度を意味し、「Upper」及び「Lowe
r」の表示がなされた軸は、上下用ルーバ１２の偏向角度
を、「Right」及び「Left」の表示がなされた軸は、左右用
ルーバ１３の偏向角度を、それぞれ表すものとなってい
る。そして、これらの図において、縦軸は、ルーバの偏
向角度に対する１分間当たりの温度変化を表すものとな
っている。

【００１８】この測定結果によれば、吹出し口の前面に
位置する座席（運転者側座席）では、他の場所に比して
大きな温度変化が生ずるのに対して、前席助手席側の位
置においては、温度変化は殆ど生じていないことが確認
できるものとなっている。そして、これらの測定結果を
基に、実測された温度Ｔa及び流速Ｖairを前件部変数と
してファジィ演算により、上下用ルーバ１２及び左右用
ルーバ１３の角度及び風速を制御する（詳細は後述）際
に必要とされるファジィルールが設定されたものとなっ
ている。

【００１９】次に、図２を参照しつつ上述した空調制御
装置による独立温度制御について説明する。ＣＰＵ１に
よる制御が開始されると、まず、各種センサによりデー
タの入力が行われる。具体的には、温度センサ２及び流
速センサ３による検出信号がマルチプレクサ４及び第１
のインターフェイス回路５を介してＣＰＵ１に読み込ま
れることとなる（図２のステップ１００参照）。さら
に、このデータ入力においては、所望する頭部又は脚部
の温度が入力されるようにすると好適である。すなわ
ち、この例の場合には、後述するように予め設定され頭
部の温度及び脚部の温度となるような独立温度制御を行
うものであるが、必ずしも予め例えばＣＰＵ１の所定の
記憶領域に記憶された所定の温度である必要はなく、独
立温度制御の開始に当り、所望する頭部又は脚部の温度
を外部からＣＰＵ１へ入力し、その温度となるように以
下述べる制御手順により独立温度制御を行うようにして
もよいものである。

【００２０】上述のようにしてデータ入力がなされた後
は、上下用ルーバ１２及び左右用ルーバ１３の偏向角度
並びにブロアモータ１４の回転速度がファジィ演算によ
り求められることとなる（図２のステップ２００参
照）。すなわち、このファジィ演算においては、まず、
先にデータ入力された温度センサ２の検出信号に基づく
前席運転者側の座席における頭部付近の温度（又は脚部
付近の温度）Ｔa、同じくデータ入力された流速センサ
３の検出信号に基づく前席運転者側の座席における頭部
付近の気流速（又は脚部付近における気流速）Ｖair、
さらには、所望の頭部付近の温度（又は脚部付近の温
度）がいわゆる前件部変数とされ、上下用ルーバ１２及
び左右用ルーバ１３の偏向角度並びにブロアモータ１４
の回転速度が後件部変数として算出されるようになって
いる。

【００２１】このファジィ演算においては、先に説明し
たように実験データに基づいて、温度Ｔa、気流速Ｖair
及び所望の温度と、上下用ルーバ１２及び左右用ルーバ
１３の偏向角度並びにブロアモータ１４の回転速度との
関係についてファジィルールが設定されており、このフ
ァジィルールに基づき、例えば公知・周知の重心法を用
いて上下用ルーバ１２及び左右用ルーバ１３の偏向角度
並びにブロアモータ１４の回転速度の各々の推論値が算
出されるようになっている。

【００２２】次に、予め設定されたデータに基づくエア
ミックスドア１６の開度制御が行われる（図２のステッ
プ３００参照）。すなわち、この発明の実施の形態にお
いては、先に説明したように予め実験により、前席運転
者側の座席位置において頭部付近の温度、脚部付近の温
度が所望の温度とされるために必要なエアミックスドア
開度を、温度Ｔaや気流速Ｖair、さらにはその他の環境
条件（外気温、日射量等）の種々の値について実測し、
この実測データに基づいて作成された、例えば変換テー
ブルがＣＰＵ１の記憶領域に予め記憶されたものとなっ
ている。変換テーブルは、先のステップ１００において
入力された温度Ｔa、気流速Ｖair、所望の頭部付近の温
度及び脚部付近の温度に基づいて、所望の頭部付近の温
度及び脚部付近の温度を得るに必要となるエアミックス
開度が決定されるようにしたものである。なお、この変
換テーブルによってエアミックスドア開度が定まらない
場合、すなわち、変換テーブルにない数値に対しては、
例えば公知・周知の補間法等によりエアミックス開度を
決定するようにすればよい。

【００２３】上述のようにしてエアミックスドア開度が
決定され、そのエアミックスドア開度となるように、Ｃ
ＰＵ１から制御信号が出力され、第３のアクチュエータ
駆動回路９によりミックスドア用モータアクチュエータ
１５が駆動されて、エアミックスドア開度が所望の開度
とされることとなる。次に、先のファジィ演算により算
出された上下用ルーバ１２及び左右用ルーバ１３の偏向
角度となるように、ＣＰＵ１から制御信号が出力され、
第１のアクチュエータ駆動回路６を介して第１のステッ
ピングモータ１０が、第２のアクチュエータ駆動回路７
を介して第２のステッピングモータ１１が、それぞれ駆
動されることとなる（図２のステップ４００参照）。次
いで、同様に先のファジィ演算により算出されたブロア
モータ１４の回転速度となるように、ＣＰＵ１から制御
信号が出力され、ブロア駆動回路８を介してブロアモー
タ１４が駆動されることとなり、その後、先のステップ
１００へ戻り上述した処理が繰り返されることとなる
（図２のステップ５００参照）。

【００２４】図４には、上述のような独立温度制御の試
験結果の一例が示されており、以下、この試験結果につ
いて説明する。まず、この試験例は、冬季における快適
暖房を想定したもので、初期車室内温度を約２０℃と
し、前席運転手側の座席において、頭部付近の所望温度
を２５℃、脚部付近の所望温度を２７℃として、上述の
ような独立温度制御を行ったもので、図４に示された特
性曲線は、その際の、頭部付近の温度と脚部付近の温度
の時間変化を示したものである。この試験結果によれ
ば、上下用ルーバ１２及び左右用ルーバ１３の偏向角度
と、ブロアモータ１４の回転速度を制御することで、頭
部付近の温度と脚部付近の温度をそれぞれほぼ所望する
温度に独立に制御できることが確認できるものとなって
いる。

【００２５】なお、上述の構成においては、第１のアク
チュエータ駆動回路６及び第１のステッピングモータ１
０により、上下用ルーバ制御手段が、第２のアクチュエ
ータ駆動回路７及び第２のステッピングモータ１１によ
り、左右用ルーバ制御手段が、ブロア駆動回路８によ
り、回転制御手段が、第３のアクチュエータ駆動回路９
及びミックスドア用モータアクチュエータ１５により、
ミックスドア制御手段が、それぞれ実現されたものとな
っている。さらに、ＣＰＵ１によるステップ２００（図
２参照）の実行により、ファジィ演算手段が、ＣＰＵ１
によるステップ４００及び５００（図２参照）の実行に
より、中央制御手段が、ＣＰＵ１によるステップ３００
（図２参照）の実行により、ドア開度決定手段が、それ
ぞれ実現されたものとなっている。

【００２６】次に、第２の独立温度制御の例について、
図１、図３及び図５を参照しつつ説明する。この第２の
独立温度制御における空調制御装置Ｓのいわゆるハード
ウェア構成は、先に図１に示されたものと同一であるの
で、以下の説明においては、適宜図１を参照することと
する。この第２の独立温度制御においては、ＣＰＵ１に
おいて実行されるソフトウェアによる独立温度制御の手
順が次に説明するように先の第１の独立温度制御と異な
るものである。なお、図３において、先の図２示された
処理内容と同一のものについては、同一のステップ番号
を付して、その詳細な説明は省略することとする。

【００２７】ＣＰＵ１による制御が開始されると、ま
ず、各種センサによりデータの入力が行われる。具体的
には、温度センサ２及び流速センサ３による検出信号が
マルチプレクサ４及び第１のインターフェイス回路５を
介してＣＰＵ１に読み込まれることとなる（図３のステ
ップ１００参照）。さらに、このデータ入力において
は、所望する頭部又は脚部の温度が入力されるようにす
ると好適である。すなわち、この例の場合には、後述す
るように予め設定され頭部の温度及び脚部の温度となる
ような独立温度制御を行うものであるが、必ずしも予め
例えばＣＰＵ１の所定の記憶領域に記憶された所定の温
度である必要はなく、独立温度制御の開始に当り、所望
する頭部又は脚部の温度を外部からＣＰＵ１へ入力し、
その温度となるように以下述べる制御手順により独立温
度制御を行うようにしてもよいものである。

【００２８】次に、予め設定されたデータに基づくエア
ミックスドア１６の開度制御が行われる（図３のステッ
プ３００参照）。すなわち、この発明の実施の形態にお
いては、先に説明したように予め実験により、前席運転
者側の座席位置において頭部付近の温度、脚部付近の温
度が所望の温度とされるために必要なエアミックスドア
開度を、温度Ｔaや気流速Ｖair、さらにはその他の環境
条件（外気温、日射量等）の種々の値について実測し、
この実測データに基づいて作成された、例えば変換テー
ブルがＣＰＵ１の記憶領域に予め記憶されたものとなっ
ている。変換テーブルは、先のステップ１００において
入力された温度Ｔa、気流速Ｖair、所望の頭部付近の温
度（又は脚部付近の温度）に基づいて、所望の頭部付近
の温度及び脚部付近の温度を得るに必要となるエアミッ
クス開度が決定されるようにしたものである。なお、こ
の変換テーブルによってエアミックスドア開度が定まら
ない場合、すなわち、変換テーブルにない数値に対して
は、例えば公知・周知の補間法等によりエアミックス開
度を決定するようにすればよい。

【００２９】次に、上下用ルーバ１２及び左右用ルーバ
１３のいわゆるオン・オフ制御が行われる（図３のステ
ップ６００参照）。すなわち、まず、先のデータ入力に
より入力された所望の温度、実測データである温度Ｔa
及び気流速Ｖairに基づいて、所望の温度を実現するた
めに必要となる上下用ルーバ１２及び左右用ルーバ１３
のそれぞれの偏向角度がＣＰＵ１の所定の記憶領域から
読み出される。そして、ＣＰＵ１からは、その読み出さ
れたそれぞれの偏向角度に対応する所定の制御信号が第
１のアクチュエータ駆動回路６、第２のアクチュエータ
駆動回路７へそれぞれ出力され、第１のステッピングモ
ータ１０及び第２のステッピングモータ１１がそれぞれ
駆動されることにより上限用ルーバ 及び左右用ルーバ
１３のそれぞれの偏向角度が制御されることとなる。

【００３０】ここで、第１及び第２のアクチュエータ駆
動回路６，７を介してのＣＰＵ１による第１及び第２の
ステッピングモータ１０，１１の駆動は、いわゆるオン
・オフ制御となっている。すなわち、第１及び第２のス
テッピングモータ１０，１１がＣＰＵ１からの制御信号
に対応するそれぞれの駆動位置となるまで、換言すれば
上下用ルーバ１２及び左右用ルーバ１３がＣＰＵ１から
の制御信号に対応するそれぞれの偏向位置となるまで第
１及び第２のアクチュエータ駆動回路６，７による駆動
が行われ、目標の偏向角度となると駆動が停止されるい
わゆるオン・オフ制御が行われるようになっている。ま
た、入力された所望の温度、実測データである温度Ｔa
及び気流速Ｖairに基づいてＣＰＵ１の所定の記憶領域
から読み出される上下用ルーバ１２及び左右用ルーバ１
３のそれぞれの偏向角度は、先に第１の独立温度制御の
説明において述べたように、実験データにより定められ
たものである。

【００３１】次に、ブロアモータ１４のオン・オフ制御
が行われ、その後、先のステップ１００へ戻り上述した
処理が繰り返されることとなる（図３のステップ７００
参照）。すなわち、先のルーバオン・オフ制御（図３の
ステップ６００参照）と同様に、データ入力により入力
された所望の温度、実測データである温度Ｔa及び気流
速Ｖairに基づいて、その所望の温度を実現するために
必要となるブロアモータ１４の回転速度がＣＰＵ１の所
定の記憶領域から読み出される。そして、ＣＰＵ１から
は、その読み出されたブロアモータ１４の回転速度に対
応した制御信号がブロア駆動回路８へ出力され、ブロア
モータ１４は、ブロア駆動回路８により先にＣＰＵ１内
で読み出された回転速度となるようにいわゆるオン・オ
フ制御されることとなる。すなわち、ブロアモータ１４
は、ＣＰＵ１からの制御信号により定まる回転速度でブ
ロア駆動回路８により駆動される一方、所望の温度が実
現されたとＣＰｕ１により判定されるとその駆動が停止
されるようになっている。ここで、所望の温度が実現さ
れたか否かのＣＰＵ１による判定は、データ入力におい
て入力された所望の温度（又はＣＰＵ１に予め設定され
ている所定の温度）と、第１の温度センサ２により検出
された温度Ｔaとを比較することで行われるものであ
る。

【００３２】図５には、上述した独立温度制御の試験結
果の一例が示されており、以下、この試験結果について
説明する。まず、この試験例は、冬季における快適暖房
を想定したもので、初期車室内温度を約２０℃とし、前
席運転手側の座席において、頭部付近の所望温度を２５
℃、脚部付近の所望温度を２７℃として、上述のような
独立温度制御を行ったもので、図５に示された特性曲線
は、その際の、頭部付近の温度と脚部付近の温度の時間
変化を示したものである。この試験結果によれば、上述
のようにオン・オフ制御を用いた独立温度制御であるた
めに、頭部付近の温度及び脚部付近の温度共に、所望の
温度の前後で若干の変動はあるものの、上下用ルーバ１
２及び左右用ルーバ１３の偏向角度と、ブロアモータ１
４の回転速度を制御することで、頭部付近の温度と脚部
付近の温度をそれぞれほぼ所望する温度に独立に制御で
きることが確認できるものとなっている。

【００３３】なお、上述の発明の実施の形態において
は、前席運転者側の座席位置において、乗員の頭部付近
の温度と脚部付近の温度とを、独立に温度制御する場合
を説明したが、必ずしも前席運転者側の座席位置に限定
される必要はなく、同様な制御を前席助手席側座席や後
席運転者側座席などにも適用してもよいことは勿論であ
る。

【００３４】また、上述した構成における上下用ルーバ
１２及び左右用ルーバ１３の具体的な構成は種々可能で
あるが、その構成例の一つが図１０乃至図１２に示され
ており、以下、この構成例について同図を参照しつつ説
明する。この構成例においては、左右用ルーバ１３と上
下用ルーバ１２は、吹出し空気の流れる方向に沿って前
後して配設された構成となっている。すなわち、左右用
ルーバ１３は、前面側すなわち吹出し口となる位置に配
設される一方、上下用ルーバ１２は、左右用ルーバ１３
の後部側に近接して配設されたものとなっている（図１
０及び図１１参照）。

【００３５】上下用ルーバ１２及び左右用ルーバ１３
は、共にその基本的な構成は同一であり、上下用ルーバ
１２は、複数の上下用フィン２０を、左右用ルーバ１３
は、複数の左右用フィン２１を、それぞれ有している。
複数の上下用フィン２０の取り付け構造と複数の左右用
フィン２１の取り付け構造は、基本的に同一であるの
で、上下用フィン２０の取り付け構造を例に採り説明す
れば、複数の上下用フィン２０は、接続板２２に適宜な
間隔を隔てて回動可能に取着されており（図１２参
照）、いずれか一つの上下用フィン２０のフィン回転軸
２０ａが上下用モータ２３により回動されることで、複
数の上下用フィン２０が同時に回動するように構成され
たものとなっている。なお、左右用フィン２１は、同様
にして左右用モータ２３により駆動されるようになって
いる。

【００３６】

【発明の効果】以上、述べたように、本発明によれば、
乗員の部位に応じた空調状態が実現できるような構成と
することにより、とりわけ、乗員の快適性に影響する乗
員の頭部付近と脚部付近とをそれぞれ別個の温度状態と
することができるので、乗員の快適性を満足することの
できる空調状態を得ることができる。また、ルーバの偏
向角度及び吹き出し空気の速度を、頭部付近又は脚部付
近の温度及び流速の実測値と所望する頭部付近又は脚部
付近の温度とから、所定のデータに基づいて決定するよ
うにしたので、限られたセンサ情報を基にして乗員の快
適性を満足することのできる温度制御を行うことができ
るという効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における空調制御装置の構
成例を示す構成図である。

【図２】図１に示された空調制御装置による第１の独立
温度制御における制御手順を説明するためのフローチャ
ートである。

【図３】図１に示された空調制御装置による第２の独立
温度制御における制御手順を説明するためのフローチャ
ートである。

【図４】第１の独立温度制御の一試験例における頭部付
近の温度及び脚部付近の温度の時間変化を示す特性線図
である。

【図５】第２の独立温度制御の一試験例における頭部付
近の温度及び脚部付近の温度の時間変化を示す特性線図
である。

【図６】頭部付近と脚部付近の快適な温度差を示す一試
験例を示す気流速に対する頭部付近及び脚部付近のそれ
ぞれの温度変化を示す特性線図である。

【図７】第１及び第２の独立温度制御において用いられ
るＣＰＵに予め記憶される所定値を設定するためのデー
タ取得の実験における冷暖房装置及びセンサの配置を概
略的に示す模式図である。

【図８】上下用ルーバ及び左右用ルーバの偏向角度を種
々変えた場合の前席運転席側の座席における温度変化の
測定結果を表すもので、図８（Ａ）は、頭部付近の温度
変化を表す特性線図、図８（Ｂ）は、脚部付近の温度変
化を表す特性線図である。

【図９】上下用ルーバ及び左右用ルーバの偏向角度を種
々変えた場合の前席助手席側の座席における温度変化の
測定結果を表すもので、図９（Ａ）は、頭部付近の温度
変化を表す特性線図、図９（Ｂ）は、脚部付近の温度変
化を表す特性線図である。

【図１０】上下用ルーバ及び左右用ルーバの具体的な構
成例を示す正面図である。

【図１１】図１０に示された構成における上下用ルーバ
及び左右用ルーバの平面図である。

【図１２】図１０に示された構成における上下用ルーバ
及び左右用ルーバに用いられるフィンの取り付け構造を
示す全体斜視図である。

【符号の説明】

１…ＣＰＵ ６…第１のアクチュエータ駆動回路 ７…第２のアクチュエータ駆動回路 １０…第１のステッピングモータ １１…第２のステッピングモータ １２…上下用ルーバ １３…左右用ルーバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大滝 英征 埼玉県吉川市保514−12 (72)発明者 小島 一恭 埼玉県東松山市箭弓町３−13−26 株式会 社ゼクセル東松山工場内 (72)発明者 伊藤 榮信 埼玉県東松山市箭弓町３−13−26 株式会 社ゼクセル東松山工場内 (72)発明者 鈴木 祐子 埼玉県大宮市深作127 Ｆターム(参考） 5H004 GA26 GB12 HA01 HA07 HB01 HB02 JA01 KC02 KD17

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車室内の乗員の頭部付近の温度と脚部付
   近の温度をそれぞれ独立に温度制御する独立温度制御方
   法であって、 冷暖房装置による車室内への吹き出し空気の吹き出し口
   における上下方向の風向と左右方向の風向を、車室内の
   乗員の頭部付近又は脚部付近の温度及び気流速の実測値
   並びに所望の温度に対して所定のデータに基づいて定ま
   るそれぞれの方向へ偏向すると共に、 前記冷房装置の吹き出し温度と吹き出し空気の流速と
   を、車室内の乗員の頭部付近又は脚部付近の温度及び気
   流速の実測値並びに所望の温度に対して前記所定のデー
   タに基づいて定まるそれぞれの温度及び流速として、 前記乗員の頭部付近の温度と脚部付近の温度とが所定の
   温度差で所望の温度となるように温度制御することを特
   徴とする独立温度制御方法。
2. 【請求項２】 所定のデータは、冷暖房装置による車室
   内への吹き出し空気の吹き出し口における上下方向の風
   向と左右方向の風向をそれぞれ種々変化させると共に、
   前記冷房装置の吹き出し温度と吹き出し空気の流速とを
   それぞれ種々変化させた際の乗員の頭部付近及び脚部付
   近のそれぞれの温度及び気流速の実測値を基に作成され
   た変換用データであって、当該変換用データは、車室内
   の乗員の頭部付近又は脚部付近の温度及び気流速の実測
   値と所望の温度に対して、乗員の頭部付近と脚部付近の
   温度差が所定の温度差となる場合における冷暖房装置に
   よる車室内への吹き出し空気の吹き出し口における上下
   方向の風向及び左右方向の風向並びに前記冷房装置の吹
   き出し温度及び吹き出し空気の流速を定めるものである
   ことを特徴とする請求項１記載の独立温度制御方法。
3. 【請求項３】 車室内の乗員の頭部付近の温度と脚部付
   近の温度をそれぞれ独立に温度制御する独立温度制御方
   法であって、 冷暖房装置による車室内への吹き出し空気の吹き出し口
   における上下方向の風向及び左右方向の風向並びに前記
   冷房装置の吹き出し空気の流速を、 車室内の乗員の頭部付近又は脚部付近の温度及び気流速
   の実測値並びに所望の温度に対してファジィ演算により
   定まる前記空気の吹き出し口における上下方向及び左右
   方向のそれぞれの風向並びに吹き出し空気の流速とする
   ことを特徴とする独立温度制御方法。
4. 【請求項４】 ファジィ演算においては、冷暖房装置に
   よる車室内への吹き出し空気の吹き出し口における上下
   方向の風向と左右方向の風向をそれぞれ種々変化させる
   と共に、前記冷房装置の吹き出し温度と吹き出し空気の
   流速とをそれぞれ種々変化させた際の乗員の頭部付近及
   び脚部付近のそれぞれの温度及び気流速の実測値を基に
   作成されたファジィルールであって、 乗員の頭部付近又は脚部付近の温度及び気流速の実測値
   並びに所望の温度に対する前記空気の吹き出し口におけ
   る上下方向の風向及び左右方向の風向並びに前記冷房装
   置の吹き出し温度及び吹き出し空気の流速の関係を定め
   たものを用いることを特徴とする請求項３記載の独立温
   度制御方法。
5. 【請求項５】 車室内の乗員の頭部付近の温度と脚部付
   近の温度をそれぞれ独立に温度制御するための空調制御
   装置であって、 前記車室内へ開口する冷暖房装置の吹き出し口に設けら
   れ、吹き出し空気の上下方向の風向を偏向する上下用ル
   ーバと、 前記上下用ルーバの偏向角度を外部からの制御信号に応
   じて制御する上下用ルーバ制御手段と、 前記車室内へ開口する冷暖房装置の吹き出し口に設けら
   れ、吹き出し空気の左右方向の風向を偏向する左右用ル
   ーバと、 前記左右用ルーバの偏向角度を外部からの制御信号に応
   じて制御する左右用ルーバ制御手段と、 前記冷暖房装置のブロアモータの回転速度を外部からの
   制御信号に応じて制御する回転制御手段と、 前記冷暖房装置のエアミックスドア開度を外部からの制
   御信号に応じて制御するミックスドア制御手段と、 外部から入力された前記乗員の頭部付近又は脚部付近の
   温度及び気流速と所望の温度とに基づいて、前記上下用
   ルーバ及び左右用ルーバの偏向角度並びに前記ブロアモ
   ータの回転速度を、ファジィ演算により算出するファジ
   ィ演算手段と、前記ファジィ演算手段により算出された
   各々の値に応じて前記上下用ルーバ制御手段、前記左右
   用ルーバ制御手段及び前記回転制御手段へそれぞれ制御
   信号を出力する中央制御手段と、 外部から入力された前記乗員の頭部付近又は脚部付近の
   温度及び気流速と所望の温度とから、所定のデータに基
   づいて前記エアミックスドア開度を決定し、当該決定さ
   れたエアミックスドア開度に応じて前記ミックスドア駆
   動手段に対して所定の制御信号を出力するドア開度決定
   手段と、 を具備してなることを特徴とする空調制御装置。
6. 【請求項６】 ファジィ演算手段におけるファジィ演算
   においては、冷暖房装置による車室内への吹き出し空気
   の吹き出し口における上下方向の風向と左右方向の風向
   をそれぞれ種々変化させると共に、前記冷房装置の吹き
   出し温度と吹き出し空気の流速とをそれぞれ種々変化さ
   せた際の乗員の頭部付近及び脚部付近のそれぞれの温度
   及び気流速の実測値を基に作成されたファジィルールで
   あって、 乗員の頭部付近又は脚部付近の温度及び気流速の実測値
   並びに所望の温度に対する前記空気の吹き出し口におけ
   る上下方向の風向及び左右方向の風向並びに前記冷房装
   置の吹き出し温度及び吹き出し空気の流速の関係を定め
   たものが用いられることを特徴とする請求項５記載の空
   調制御装置。
7. 【請求項７】 ミックスドア開度決定手段における所定
   のデータは、冷暖房装置による車室内への吹き出し空気
   の吹き出し口における上下方向の風向と左右方向の風向
   をそれぞれ種々変化させると共に、前記冷房装置の吹き
   出し温度と吹き出し空気の流速とをそれぞれ種々変化さ
   せた際の乗員の頭部付近及び脚部付近のそれぞれの温度
   及び気流速の実測値を基に作成された変換用データであ
   って、当該変換用データは、車室内の乗員の頭部付近又
   は脚部付近の温度及び気流速の実測値と所望の温度に対
   して、乗員の頭部付近と脚部付近の温度差が所定の温度
   差となる場合における前記冷房装置のエアミックスドア
   の開度を定めるものであることを特徴とする請求項５ま
   たは請求項６記載の空調制御装置。