JP3321821B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

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
し、特に車両用空調装置の運転開始の初期に吹出口制御
を行なう車両用空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両用空調装置において温風を送
る場合の吹出口の制御は、必要吹出温度ＴＡＯに基づ
き、吹出口切換ダンパを駆動して各種の吹出モードに切
り換えて、吹出口から吹き出す温風の方向等を変更させ
ている。

【０００３】例えば、エアダクトの吹出口から車室内中
央に向けて空気を吹き出して運転者の上半身を冷やすベ
ンチレーションモード（ＶＥＮＴ），エアダクトの吹出
口から車室内下部に向けて空気を吹き出し運転者の足元
を暖めるヒートモード（ＨＥＡＴ），両吹出口から車室
内中央及び下方に向けて空気を吹き出すバイレベルモー
ド（Ｂ／Ｌ），デフロスト吹出口から空気を吹き出して
窓の曇りを除去するデフロスタモード（ＤＥＦ）等であ
る。

【０００４】そして、車両用空調装置の初期動作時（ウ
ォームアップ時）には、図１５に示す様に、吹出口及び
ブロアの吹出風量を切り換える自動制御が行われてい
る。つまり、ウォームアップ時には、内燃機関の冷却水
温に応じて、初期設定された（ブロア停止時の）ＤＥＦ
モードから、ＨＥＡＴモードに切り換えられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、冬期に
車両が十分に冷えている場合には、この様な制御を行な
うだけでは必ずしも十分でないことがあった。つまり、
上記制御によって、ウォームアップ時にＤＥＦモードか
らＨＥＡＴモードに切り換えられると、足元から温風が
吹き出して下半身は温まるが、上半身がなかなか温まら
ないという問題がある。そのため、従来は手動操作によ
って、ＶＥＮＴ用の吹出口から温風を吹き出させて、上
半身や手を暖め、こうして室温が上昇すると自動制御に
戻すという煩雑な動作を繰り返さなければならないとい
う問題があった。

【０００６】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
ので、ウォームアップ時に、簡単な操作で、運転者の上
半身を迅速に暖めることができる車両用空調装置を提供
することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち、この目的を達成す
るためになされた請求項１に記載の発明は、図１に例示
する如く、車室内の運転者の上半身方向を含む様々な方
向に温風を供給する送風口を備え、該送風口の制御を行
なう車両用空調装置において、上記送風口より温風を送
る加熱送風手段と、上記車室内の温度を検出する内気温
検出手段と、上記車室内の目標温度を設定する温度設定
手段と、上記車室内に侵入する日射量を検出する日射量
検出手段と、検出される上記車室内の温度と、設定され
る上記車室内の目標温度と、検出される上記日射量との
関係に基づいて、上記運転者の少なくとも上半身方向に
吹き出す第１状態にするか上記上半身方向以外の方向へ
吹き出す第２状態にするかを設定するとともに、上記車
両用空調装置の動作が初期作動期間内であると判定され
た場合には、上記運転者の少なくとも上半身方向に吹き
出す第１状態にする様に設定する状態設定手段と、該状
態設定手段による設定状態を参照して、上記車両用空調
装置の動作が初期作動期間内である場合には、上記送風
口からの温風の送風方向を決定して、上記加熱送風手段
により温風を送風する初期送風制御手段と、を備えたこ
とを特徴とする車両用空調装置を要旨とする。

【０００８】請求項２の発明は、図２に例示する様に、
上記内気温検出手段が検出した車室内の温度と上記温度
設定手段により設定された設定温度との温度偏差を検出
する温度偏差算出手段を有し、上記状態設定手段は、上
記温度偏差算出手段が算出した温度偏差と、上記日射量
とに基づいて、上記運転者の少なくとも上半身方向に吹
き出す第１状態にするか上記上半身方向以外の方向へ吹
き出す第２状態にするかを設定することを特徴とする上
記請求項１に記載の車両用空調装置を要旨とする。

【０００９】請求項３の発明は、図３に例示する様に、
上記状態設定手段は、上記車室内の温度と、上記車室内
の目標温度と、上記日射量との関係に基づいて、ファジ
イ推論により、上記運転者の少なくとも上半身方向に吹
き出す第１状態にするか上記上半身方向以外の方向へ吹
き出す第２状態にするかを設定するとともに、上記車両
用空調装置の動作が初期作動期間内である場合には、上
記運転者の少なくとも上半身方向に吹き出す第１状態に
する様に設定することを特徴とする上記請求項１又は請
求項２に記載の車両用空調装置を要旨とする。

【００１０】請求項４の発明は、上記車両用空調装置の
動作が初期作動期間内であるとの判定は、上記温度偏差
算出手段が算出した温度偏差が、上記設定温度の方が上
記車室内の温度より高く、上記設定温度と上記車室内の
温度との差が所定値より大きいことを示している場合
に、上記車両用空調装置の動作が初期作動期間内である
とすることを特徴とする上記請求項２又は請求項３に記
載の車両用空調装置を要旨とする。

【００１１】請求項５の発明は、上記状態設定手段は、
上記車室内の温度と、上記車室内の目標温度と、上記日
射量との関係に基づいて演算された必要吹出温度によ
り、上記運転者の少なくとも上半身方向に吹き出す第１
状態にするか上記上半身方向以外の方向へ吹き出す第２
状態にするかを設定するとともに、上記車両用空調装置
の動作が初期作動期間内である場合には、上記運転者の
少なくとも上半身方向に吹き出す第１状態にする様に設
定することを特徴とする上記請求項１に記載の車両用空
調装置を要旨とする。請求項６の発明は、上記車両用空
調装置の動作が初期作動期間内であるとの判定は、上記
車両用空調装置の動作開始から所定時間経過したか否か
によって判定することを特徴とする上記請求項１ないし
請求項５に記載の車両用空調装置を要旨とする。請求項
７の発明は、上記車両用空調装置の動作が初期作動期間
内であるとの判定は、上記内気温検出手段によって検出
した車室内の温度が、前記温度設定手段が設定した上記
車室内の目標温度に、所定量まで近づいたかどうかで決
定することを特徴とする上記請求項１ないし請求項５に
記載の車両用空調装置を要旨とする。

【００１２】

【作用】上記のように構成された請求項１に記載の車両
用空調装置においては、内気温検出手段により車室内の
温度を検出し、温度設定手段により車室内の目標温度を
設定し、日射量検出手段により車室内に侵入する日射量
を検出する。更に、状態設定手段により、車室内の温度
と車室内の目標温度と日射量との関係に基づいて、運転
者の少なくとも上半身方向に吹き出す第１状態にする
（例えばＢ／Ｌ）か上半身方向以外の方向へ吹き出す第
２状態（例えばＦＯＯＴ）にするかを設定するととも
に、車両用空調装置の動作が初期作動期間内であると判
定された場合には、運転者の少なくとも上半身方向に吹
き出す第１状態にする様に設定する。

【００１３】そして、状態設定手段による設定状態を参
照して、車両用空調装置の動作が初期作動期間内である
場合には、初期送風制御手段により、送風口からの温風
の送風方向を決定して、加熱送風手段により温風を送風
する。

【００１４】請求項２の発明は、内気温検出手段が検出
した車室内の温度と温度設定手段により設定された設定
温度との温度偏差を検出する温度偏差算出手段を有して
おり、本発明では、状態設定手段は、温度偏差算出手段
が算出した温度偏差と、日射量とに基づいて、運転者の
少なくとも上半身方向に吹き出す第１状態にするか上半
身方向以外の方向へ吹き出す第２状態にするかを設定す
る。

【００１５】請求項３の発明では、状態設定手段は、車
室内の温度と、車室内の目標温度と、日射量との関係に
基づいて、ファジイ推論により、運転者の少なくとも上
半身方向に吹き出す第１状態にするか上半身方向以外の
方向へ吹き出す第２状態にするかを設定するとともに、
車両用空調装置の動作が初期作動期間内である場合に
は、運転者の少なくとも上半身方向に吹き出す第１状態
にする様に設定する。請求項４の発明では、車両用空調
装置の動作が初期作動期間内であるとの判定は、温度偏
差算出手段が算出した温度偏差が、設定温度の方が車室
内の温度より高く、設定温度と車室内の温度との差が所
定値より大きいことを示している場合に、車両用空調装
置の動作が初期作動期間内であるとする。

【００１６】請求項５の発明では、状態設定手段は、車
室内の温度と、車室内の目標温度と、日射量との関係に
基づいて演算された必要吹出温度により、運転者の少な
くとも上半身方向に吹き出す第１状態にするか上記上半
身方向以外の方向へ吹き出す第２状態にするかを設定す
るとともに、車両用空調装置の動作が初期作動期間内で
ある場合には、運転者の少なくとも上半身方向に吹き出
す第１状態にする様に設定する。 請求項６の発明では、
車両用空調装置の動作が初期作動期間内であるとの判定
は、車両用空調装置の動作開始から所定時間経過したか
否かによって判定する。請求項７の発明では、車両用空
調装置の動作が初期作動期間内であるとの判定は、内気
温検出手段によって検出した車室内の温度が、温度設定
手段が設定した車室内の目標温度に、所定量まで近づい
たかどうかで決定する。

【００１７】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面と共に説明す
る。図４は本発明が適用された実施例の車両用空調装置
とその制御系を表す概略構成図である。

【００１８】図に示す如く本実施例（実施例１）の車両
用空調装置１は、車室３の前方部に配置されたエアダク
ト５内に所謂空調ユニットを設けたものであり、エアダ
クト５の上流側から順に配設された、内外気切換ダンパ
７，ブロワ９，エバポレータ１１，エアミックスダンパ
１３，ヒータコア１５，及び吹出口切換ダンパ１７を備
えている。

【００１９】ここで内外気切換ダンパ７は、サーボモー
タ１９による駆動のもとに第１切換位置（図に実線で示
す位置）に切り替えられて、エアダクト５内にその外気
導入口５ａから外気を流入させ、一方第２切換位置（図
に破線で示す位置）に切り替えられて、エアダクト５内
にその内気導入口５ｂから車室３内の空気（内気）を流
入させる。

【００２０】またブロワ９は、駆動回路２１により駆動
されるブロワモータ２３の回転速度に応じて、外気導入
口５ａからの外気又は内気導入口５ｂからの内気を空気
流としてエバポレータ１１に送風し、エバポレータ１１
は、そのブロワ９からの空気流を、空調装置の冷凍サイ
クルの作動によって循環する冷媒により冷却する。

【００２１】次にエアミックスダンパ１３は、サーボモ
ータ２５により駆動され、その開度に応じて、エバポレ
ータ１１からの冷却空気流をヒータコア１５に流入させ
ると共に残余の冷却空気流を吹出口切換ダンパ１７に向
けて流動させる。一方吹出口切換ダンパ１７は、サーボ
モータ２７による駆動のもとに、当該装置のベンティレ
ーションモード時に第１切換装置（図に一点鎖線で示す
位置）に切り換えられて、エアダクト５の吹出口５ｃか
ら車室３内中央に向けて空気を吹き出させ、当該装置の
ヒートモード時に第２切換装置（図に破線で示す位置）
に切り換えられて、エアダクト５の吹出口５ｄから車室
３内下部に向けて空気を吹き出させ、また当該装置のバ
イレベルモード時に第３切換位置（図に実線で示す位
置）に切り換えられて、両吹出口５ｃ，５ｄから車室３
内中央及び下方に向けて空気を吹き出させる。

【００２２】次に内外気切換ダンパ７，ブロワ９，エア
ミックスダンパ１３，及び吹出口切換ダンパ１７を夫々
駆動するサーボモータ１９，駆動回路２１，サーボモー
タ２５及び２７は、電子制御装置（ＥＣＵ）３０からの
制御信号を受けて上記各部を駆動する。

【００２３】ＥＣＵ３０は、車室３内の温度（内気温
度）Ｔｒを検出する内気温検出手段としての内気温セン
サ３４，外気温度Ｔamを検出する外気温検出手段として
の外気温センサ３６，エンジンの冷却水温Ｔｗを検出す
る水温センサ３８，車室３内に侵入する日射量Ｔｓを検
出する日射量検出手段としての日射センサ４０，エバポ
レータ１１からの冷気の温度（出口温度）Ｔｅを検出す
る出口温センサ４２，サーボモータ２５に内蔵されてエ
アミックスダンパ１３の実際の開度θを検出するエアミ
ックスダンパ開度センサ（以下、Ａ／Ｍ開度センサとい
う）４４，制御目標となる車室内の目標温度（設定温
度）Ｔest を外部から設定するための温度設定手段して
の温度設定器４６，等からの出力信号をＡ／Ｄ変換器４
８を介して読み込み、これら各種信号に基づき空調制御
を実行するためのもので、Ａ／Ｄ変換器４８からの信号
を受けて上記各部の操作量を算出する中央処理装置（以
下、ＣＰＵという）３０ａと、後述するファジィ推論で
用いられる複数のファジィルールおよびメンバーシップ
関数を記憶する記憶手段としてのＲＯＭ３０ｂと、ＣＰ
Ｕ３０ａで算出された操作量に応じた制御信号を上記各
部へ出力する出力部３０ｃと、数ＭＨZ の基準クロック
を発振してＣＰＵ３０ａにソフトウェアのデジタル演算
処理を実行させる水晶発振振動子３０ｄとにより構成さ
れている。尚、３０は、イグニッションスイッチＩＧの
ＯＮ時にバッテリＢから電源供給を受けて動作可能状態
となり、操作スイッチ５０が操作されることにより、空
調制御を開始する。

【００２４】以下このＥＣＵ３０が実行する空調制御に
ついて、図５に示すフローチャートに沿って説明する。
図に示す如く空調制御を開始すると、まずステップ１０
０にて、以降の処理の実行に使用するカウンタやフラグ
を初期設定する初期化の処理を実行した後、ステップ１
１０に移行して、温度設定器４６を介して入力された設
定温度Ｔest を読み込む。また続くステップ１２０で
は、内気温センサ３４，外気温センサ３６，日射センサ
４０等の各種センサにて検出された内気温度（室温）Ｔ
ｒ、外気温度Ｔam、日射量Ｔｓ等の車両環境状態を読み
込む。

【００２５】次にステップ１３０では、ステップ１１０
にて読み込んだ設定温度Ｔest とステップ１２０で読み
込んだ内気温度Ｔｒとに基づき、ＲＯＭ３０ｂ内に予め
記憶されている次式（１）を用いて温度偏差Ｔdiを求
め、この温度偏差Ｔdiと、ステップ１２０にて読み込ん
だ外気温度Ｔam及び日射量Ｔｓに基づくファジィ推論に
よって、サーボモータ２７を駆動する吹出口制御のため
の吹出口を設定する、吹出口設定手段としての処理を実
行する。

【００２６】 Ｔdi＝α・Ｔｒ−β・Ｔest ＋γ …（１） 但し、（１）式において、α，βはα≦βの関係を満足
する補正係数であり、γはＴｒ＝Ｔest ＝基準温度（例
えば２５℃）のときに温度偏差Ｔdiを０にするための補
正値である。

【００２７】また次にステップ１４０では、ステップ１
１０にて読み込んだ設定温度Ｔestと、ステップ１２０
にて読み込んだ内気温度Ｔｒ，外気温度Ｔam，及び日射
量Ｔｓとに基づき、ＲＯＭ３０ｂ内に予め記憶されてい
る次式（２）を用いて必要吹出温度ＴＡＯを算出する。

【００２８】 ＴＡＯ＝Ｋset・Ｔset−Ｋｒ・Ｔｒ−Ｋam・Ｔam−Ｋs・Ｔs＋Ｃ …（２） ｛但し、Ｔｒ：車室内の温度（内気温度），Ｔset：設
定温度，Ｔam：車室外の温度（外気温度），Ｔs：日射
量，Ｋset，Ｋｒ，Ｋam，Ｋs，Ｃ：定数｝また続くステ
ップ１５０では、ステップ１４０で求めた必要吹出温度
ＴＡＯとステップ１２０にて読み込んだ冷却水温Ｔｗ及
び出口温度Ｔｅとに基づき、ＲＯＭ３０ｂ内に予め記憶
されている次式（３）を用いて、エアミックスダンパ１
３の目標開度θｏを算出する。

【００２９】 θｏ＝｛（ＴＡＯ−Ｔｅ）／（Ｔｗ−Ｔｅ）｝×１００ ［％］ …（３） また次にステップ１６０では、必要吹出温度ＴＡＯに基
づき、内外気切換ダンパ７を内気導入にするか或いは外
気導入にするかを決定する。次にステップ１７０では、
必要吹出温度ＴＡＯに基づき、ブロワ電圧を決定する。

【００３０】そしてステップ１８０では、上記ステップ
１３０〜ステップ１６０による演算結果に応じて、駆動
回路２１，サーボモータ１９，２５，２７に、ブロワ電
圧制御信号、エアミックスダンパ開度制御信号，内外気
導入モード制御信号及び吹出口切替ダンパ制御信号を夫
々出力する。

【００３１】次にステップ１９０では、所定の制御周期
τ経過したか否かを判断することにより、制御周期τ経
過するのを待ち、制御周期τ経過すると、再度ステップ
１１０に移行する。このように本実施例では、前述の演
算式（２）を用いて求められる必要吹出温度ＴＡＯとは
関係なく、温度偏差Ｔdiと外気温度Ｔamと日射量Ｔｓと
に基づくファジィ推論によって吹出モードを設定するこ
とにより、吹出口制御が行われる。

【００３２】そこで、次に上記ステップ１３０にて実行
される吹出口制御のためのファジィ推論の手順、及びそ
のファジー推論を実行するに当たって使用される予めＲ
ＯＭ３０ｂ内に記憶されているメンバーシップ関数及び
ファジィールールについて詳しく説明する。

【００３３】まず図６（ａ）〜（ｄ）は、このファジィ
推論で用いられるメンバーシップ関数を表している。
尚、図６に示す各々のメンバーシップ関数の横軸は、各
々の入出力値に対応し、縦軸は、この入出力値に応じた
「確からしさの度合い」（以下、ＣＦ値という）に対応
している。

【００３４】ここで図６（ａ）は、外気温度Ｔamに関す
るメンバーシップ関数を示す特性図である。この外気温
度Ｔamのファジィ集合は、設定温度Ｔam１（例えば−５
℃），Ｔam２（例えば１０℃），Ｔam３（例えば１５
℃），Ｔam４（例えば３０℃）に対応して、冬（Ｗ
Ｉ），春秋（ＡＵ），春夏（ＡＳ），夏（ＳＵ）という
４段階のファジィ集合により区分され、各々のメンバー
シップ関数により外気温度Ｔamに関するメンバーシップ
関数を形成している。そして、各ファジィ集合に属して
いるファジィ変数は、各々のファジィ集合のメンバーシ
ップ関数によって、図６（ａ）に示されるようなファジ
ィ集合の範囲およびその範囲におけるＣＦ値により設定
されている。

【００３５】次に図６（ｂ）は、日射量Ｔｓに関するメ
ンバーシップ関数を示す特性図である。この日射量Ｔｓ
のファジィ集合は、設定日射量Ｔｓ１，Ｔｓ２，Ｔｓ３
（Ｔｓ１＜Ｔｓ２＜Ｔｓ３）に対応して、弱い（Ｗ
Ｋ），中間（ＭＤ），強い（ＳＧ）という３段階のファ
ジィ信号により区分され、各々のメンバーシップ関数に
より日射量Ｔｓに関するメンバーシップ関数を形成して
いる。そして、各ファジィ集合に属しているファジィ変
数は、各々のファジィ集合のメンバーシップ関数によっ
て、図６（ｂ）に示されるようなファジィ集合の範囲お
よびその範囲におけるＣＦ値により設定されている。

【００３６】また次に図６（ｃ）は、温度偏差Ｔdiに関
するメンバーシップ関数を示す特性図である。この温度
偏差Ｔdiのファジィ集合は、設定温度偏差Ｅ１，Ｅ２，
Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５（Ｅ１＜Ｅ２＜Ｅ３＜Ｅ４＜Ｅ５）に
対応して、負で大きい（ＮＢ；Ｎegative Ｂig），負で
小さい（ＮＳ；Ｎegative Ｓmall），ほぼ零（ＺＯ；Ｚ
ero ），正で小さい（ＰＳ；Ｐositive Ｓmall），正で
大きい（ＰＢ；Ｐositive Ｂig）という５段階のファジ
ィ集合により区分され、各々のメンバーシップ関数によ
り温度偏差Ｔdiに関するメンバーシップ関数を形成され
ている。そして、各ファジィ集合に属しているファジィ
変数は、各々のファジィ集合のメンバーシップ関数によ
って、図６（ｃ）に示されるようなファジィ集合の範囲
およびその範囲におけるＣＦ値により設定されている。

【００３７】また、図６（ｄ）は、吹出口モードに関す
る特性図で、シングルトンにしてある。次にファジール
ールは、上述したように設定された外気温度Ｔam，日射
量Ｔｓ，温度偏差Ｔdi，吹出口モードに関するメンバー
シップ関数に基づいて、下記［表１］〜［表４］に示す
ように設定されている。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【表２】

【００４０】

【表３】

【００４１】

【表４】

【００４２】ここで［表１］〜［表４］は、外気温度Ｔ
amと温度偏差Ｔdiと日射量Ｔｓとを条件式とした吹出口
モードに関するファジィルール表であり、上記各季節Ｗ
Ｉ，ＡＵ，ＡＳ，ＳＵ毎に分けたものである。また［表
１］〜［表４］に示す（ａ１）〜（ａ６０）はファジー
ルールの番号を表しており、例えば［表１］における各
ルール（ａ１）〜（ａ１５）を一般的な記述にすると以
下のようになる。尚、［表２］〜［表４］における各ル
ール（ａ１６）〜（ａ６０）についても以下のものと同
様に記述できる。 （ａ１）ＩＦ（Ｔam＝ＷＩ＆Ｔdi＝ＮＢ＆Ｔｓ＝ＷＫ）
ＴＨＥＮ（Mo＝B/L ） （ａ２）ＩＦ（Ｔam＝ＷＩ＆Ｔdi＝ＮＳ＆Ｔｓ＝ＷＫ）
ＴＨＥＮ（Mo＝B/L ） （ａ３）ＩＦ（Ｔam＝ＷＩ＆Ｔdi＝ＺＯ＆Ｔｓ＝ＷＫ）
ＴＨＥＮ（Mo＝FOOT） （ａ４）ＩＦ（Ｔam＝ＷＩ＆Ｔdi＝ＰＳ＆Ｔｓ＝ＷＫ）
ＴＨＥＮ（Mo＝FOOT） （ａ５）ＩＦ（Ｔam＝ＷＩ＆Ｔdi＝ＰＢ＆Ｔｓ＝ＷＫ）
ＴＨＥＮ（Mo＝FOOT） （ａ６）ＩＦ（Ｔam＝ＷＩ＆Ｔdi＝ＮＢ＆Ｔｓ＝ＭＤ）
ＴＨＥＮ（Mo＝B/L ） （ａ７）ＩＦ（Ｔam＝ＷＩ＆Ｔdi＝ＮＳ＆Ｔｓ＝ＭＤ）
ＴＨＥＮ（Mo＝B/L ） （ａ８）ＩＦ（Ｔam＝ＷＩ＆Ｔdi＝ＺＯ＆Ｔｓ＝ＭＤ）
ＴＨＥＮ（Mo＝B/L ） （ａ９）ＩＦ（Ｔam＝ＷＩ＆Ｔdi＝ＰＳ＆Ｔｓ＝ＭＤ）
ＴＨＥＮ（Mo＝FOOT） （ａ10）ＩＦ（Ｔam＝ＷＩ＆Ｔdi＝ＰＢ＆Ｔｓ＝ＭＤ）
ＴＨＥＮ（Mo＝FOOT） （ａ11）ＩＦ（Ｔam＝ＷＩ＆Ｔdi＝ＮＢ＆Ｔｓ＝ＳＧ）
ＴＨＥＮ（Mo＝B/L ） （ａ12）ＩＦ（Ｔam＝ＷＩ＆Ｔdi＝ＮＳ＆Ｔｓ＝ＳＧ）
ＴＨＥＮ（Mo＝B/L ） （ａ13）ＩＦ（Ｔam＝ＷＩ＆Ｔdi＝ＺＯ＆Ｔｓ＝ＳＧ）
ＴＨＥＮ（Mo＝B/L ） （ａ14）ＩＦ（Ｔam＝ＷＩ＆Ｔdi＝ＰＳ＆Ｔｓ＝ＳＧ）
ＴＨＥＮ（Mo＝B/L ） （ａ15）ＩＦ（Ｔam＝ＷＩ＆Ｔdi＝ＰＢ＆Ｔｓ＝ＳＧ）
ＴＨＥＮ（Mo＝FOOT） ここで、［表１］のファジィルールは、外気温が低い場
合の冬のルールであり、ウォームアップ初期、つまり、
温度偏差Ｔdiが負で大きい場合は、ＦＡＣＥ口より温風
を吹出すようにB/L モードとなる様に、また、定常状態
に近くなるとＦＯＯＴモードになる様に、更に、日射が
強くなると定常時でもB/L モードとなるように設定して
ある。

【００４３】一方［表４］は外気温が高い場合の夏のル
ールのため、従来と同様にＦＡＣＥモードになるように
設定してある。また、［表２］及び［表３］のファジー
ルールは、外気温度が［表１］の冬と［表４］の夏との
間となる中間期のファジールールであるため、［表１］
と［表４］との中間の傾向に設定されている。

【００４４】次に、［表１］〜［表４］に示したファジ
ールール及び図４に示したメンバーシップ関数により、
ステップ１３０で実行されるファジィ推論の手順を図７
のフローチャートに沿って説明する。図７に示す如く、
まずステップ２００において、前述の（１）式を用いて
温度偏差Ｔdiを求め、その温度偏差Ｔdiとステップ１２
０で読み込んだ外気温度Ｔam及び日射量Ｔｓとに基づ
き、これら３つの入力変数が属するファジィ集合を選定
する。そして続くステップ２１０では、その選定したフ
ァジィ集合毎に入力変数に対するＣＦ値を求める。

【００４５】また次にステップ２２０では、上記３つの
入力変数が属するファジィ集合が、上記各ファジィルー
ルのいずれに適合するかを選定し、適合したファジィル
ール毎に、温度偏差ＴdiのＣＦ値と外気温度ＴamのＣＦ
値と日射量ＴｓのＣＦ値とを乗算して、ＣＦ値の合成値
を計算する。そして続くステップ２３０では、ステップ
２２０で選定されたファジィルールの後半部（THEN以
下) に従って、該当する吹出口モードＭｏに関するメン
バーシップ関数に対して合成値による重み付け処理（具
体的には、該当する吹出口モードＭｏのシングルトン集
合に対して合成値を積算する）を行う。

【００４６】次にステップ２４０では、各ファジィルー
ル毎に重み付け処理された吹出口モードＭｏに関するメ
ンバーシップ関数をすべて重ね合わせて、和集合による
新たな吹出口モードＭｏに関するメンバーシップ関数を
作成する。そしてステップ２５０にて、ステップ２４０
で作成された新たなメンバーシップ関数の重心値Ｇを算
出する。尚このステップ２５０では、演算の高速化およ
び簡便化を図るため、重ね付け平均値を求めるという、
以下の計算式（４）により重心値Ｇを算出している。

【００４７】 Ｇ＝Σ（吹出口モードＭｏ×ＣＦ値）／Σ（ＣＦ値） …（４） そして最後にステップ２６０にて重心値Ｇより吹出口モ
ードＭｏをＦＡＣＥ，B/L ，ＦＯＯＴのいずれにするか
決定する。次に、上述した図７のフローチャートに沿っ
たファジィ推論の具体例を図８〜図１０に基づいて説明
する。

【００４８】尚、図８〜図１０は、本発明の特徴である
冬場のウォームアップ初期である外気温ＴamがＴam1.4
，温度偏差ＴdiがＥ1.2 ，日射量ＴｓがＴｓ1.5 であ
る時の吹出口モードＭｏの推論例を示している。外気温
度ＴamがＴam1.4 である場合、外気温度のファジィ集合
は、ＷＩ及びＡＵの２つの集合に当てはまる。一方温度
偏差ＴdiがＥ1.2 である場合、温度偏差のファジィ集合
は、ＮＢ及びＮＳの２つの集合に当てはまる。また日射
量ＴｓがＴｓ1.5 である場合、日射量のファジィ集合
は、ＷＫ及びＭＤの２つの集合に当てはまる。

【００４９】従って上記ステップ２００では、これらの
集合を共に含むファジィルールとして、［表１］におけ
るファジールール（ａ１），（ａ６），（ａ２），（ａ
７）及び［表２］におけるファジールール（ａ１６），
（ａ２１），（ａ１７），（ａ２２）が選択される。

【００５０】こうしてファジールールが選択されると、
その選択された各ファジールール毎ステップ２１０〜ス
テップ２３０の処理が実行される。そこで次にステップ
２１０〜ステップ２３０の処理の具体例について、ファ
ジールール（ａ１）を例にとり説明する。

【００５１】尚、上記選択された他のファジールールに
ついては、以下の説明と同様に実行されるため、図８に
ファジールール（ａ１），（ａ６），（ａ２），（ａ
７）に対して実行される処理手順を、また図９にファジ
ールール（ａ１６），（ａ２１），（ａ１７），（ａ２
２）に対して実行される処理手順を記載するだけに留
め、詳しい説明は省略する。

【００５２】図８に示す如く、ファジールール（ａ１）
において、外気温度ＴamがＴam1.2である場合のファジ
ィ集合ＷＩのＣＦ値は0.6 となり、温度偏差ＴdiがＥ1.
2 である場合のファジィ集合ＮＢのＣＦ値は0.8 とな
り、日射量ＴｓがＴｓ1.5 である場合のファジィ集合Ｗ
ＫのＣＦ値は0.5 となるため、上記ステップ２１０で
は、ファジールール（ａ１）の各ファジー集合ＷＩ，Ｎ
Ｂ，ＷＫのＣＦ値として、0.6 ，0.8 ，0.5 が算出され
る。

【００５３】次にステップ２２０では、こうして求めた
各ファジィ集合ＷＩ，ＮＢ，ＷＫのＣＦ値0.6 ，0.8 ，
0.5 をかけ算（0.6 ×0.8 ×0.5 ＝0.24）することによ
り、ＣＦ値の合成値を求める。そしてステップ２３０に
て、そのＣＦ値の合成値0.24を、吹出口モードＭｏのメ
ンバーシップ関数B/L に掛け合わせることにより重み付
け処理を行う。

【００５４】このようにして各ファジールール（ａ
１），（ａ６），（ａ２），（ａ７），（ａ１６），
（ａ２１），（ａ１７），（ａ２２）毎に、重み付け処
理された吹出口モードＭｏに関するメンバーシップ関数
が求められると、図１０に示す如く、これら各メンバー
シップ関数をすべて加算し、新たな吹出口モードＭｏに
関するメンバーシップ関数を作成する（ステップ２４
０）。

【００５５】そして最後に、この新たに作成された吹出
口モードＭｏのメンバーシップ関数に対して、上述した
計算式（４）により重心値Ｇを算出されて、吹出口モー
ドＭｏの目標値の推論結果が得られる（ステップ２５
０）。そこから出力を決定する（ステップ２６０）以上
説明したように、本実施例では、温度偏差Ｔdi，外気温
度Ｔam，日射量Ｔｓを入力とし、ファジィ推論すること
により、吹出口モードＭｏを決定し、しかもこのファジ
ー推論を行なうに当たっては、外気温度に設定された冬
（ＷＩ），春秋（ＡＵ），春夏（ＡＳ），夏（ＳＵ）の
４種類のファジールールを使用するようにされている。

【００５６】このため本実施例の車両用空調装置によれ
ば、例えば図１１に示す様に、冬場、初期、つまり、ウ
ォームアップ初期にはB/L モードとなり、ＦＡＣＥ吹出
口より温風を吹出させることにより、上半身の暖房促
進，また手の暖房を行なうことができる。更に、室温Ｔ
ｒが上昇し、温度偏差が小さくなると従来の吹出モード
であるＦＯＯＴモードとなるため、頭部への過度の加温
によるもやつき等を発生させることはなく、吹出口を自
動制御することができる。

【００５７】尚、上記実施例では、メンバーシップ関数
に三角形或は台形の形のメンバーシップ関数を使用した
が、こうしたメンバーシップ関数の形としては、制御仕
様に合った形にすればよく、釣り鐘型等、ファジィ演算
において矛盾が発生しなければどんな形でもよい。

【００５８】また、上記実施例では、ファジー推論に、
代数積−加算−重心法を用いたが、一般的なｍｉｎ−ｍ
ａｘ−重心法を用いても良い。また、上記実施例では、
フィジィ推論により吹出モードを決定したが、従来のＴ
ＡＯ制御により決定される吹出口に対し、ウォームアッ
プ初期は吹出口を補正し、ＦＡＣＥ吹出口より吹出して
も良い。以下その実施例（実施例２）について説明す
る。

【００５９】本実施例では、構成は上記実施例の図４と
変わらないので説明を省略する。図１２にフローチャー
トを示し、それに従い説明する。ステップ３００からス
テップ３３０は図５のステップ１００からステップ１３
０と同じなので説明を省略する。

【００６０】ステップ３４０にてウォームアップ初期か
どうか判定する。ここでの判定方法のサブルーチンを、
図１３のステップ４００〜ステップ４２０及びステップ
５００〜ステップ５２０に示す。（ａ）はタイマによる
判定、（ｂ）は温度偏差による判定である。

【００６１】つまり、図１３（ａ）に示す様に、タイマ
による判定を行なう場合には、まず、ステップ４００に
て、ブロワをオンした後に５分経過しかた否かを判定す
る。ここで、肯定判断されるとステップ４１０に進み、
ウォームアップ初期が終了したと判定し、一方、否定判
断されるとステップ４２０に進み、ウォームアップ初期
の期間中であると判定する。

【００６２】また、図１３（ｂ）に示す様に、温度偏差
による判定を行なう場合には、まず、ステップ５００に
て、測定温度Ｔｒが目標温度Ｔset より１０℃以下か否
かを判定する。ここで、肯定判断されるとステップ５１
０に進み、ウォームアップ初期が終了したと判定し、一
方、否定判断されるとステップ５２０に進み、ウォーム
アップ初期の期間中であると判定する。

【００６３】そして、ステップ３４０で、上記図１３の
判定によって、ウォームアップ初期であると判定された
場合は、ステップ３４２に進み、吹出口モードをB/L に
する。次いでステップ３５０へ進み、以降ステップ３５
０〜ステップ３９０の処理は、図５のステップ１５０〜
ステップ１９０と同様である。

【００６４】一方、ステップ３４０で、ウォームアップ
初期ではないと否定判断された場合は、ステップ３４４
に進み、図１４に示す様なＴＡＯにより吹出口モードを
決定する。つまり、ＴＡＯの温度に応じて、吹出口モー
ドをＦＡＣＥ，B/L，ＦＯＯＴの各モードに切り換え、
ステップ３５０へ進む。以降の説明は、上記実施例と同
様であるので説明は省略する。

【００６５】この様に構成された本実施例では、上記実
施例と同様な効果を奏するとともに、ファジィを利用し
ないので従来の構成を用いることができ、よってその構
成を簡易化できるという利点がある。尚、本発明は、上
記実施例に何等限定されることなく、本発明の範囲内に
おいて、各種の態様で実施できることは勿論である。

【００６６】例えば上記実施例では、水温によるモード
変更の説明を省略してあるが、水温によりブロワ電圧オ
フ中は、ＤＥＦ吹出とし、水温が所定値以上を示しブロ
ワが回り始めたらこの実施例を適用する。また、暖房熱
源は温火によらず、電気ヒータ，ヒートポンプ等全てに
適されるものとする。

【００６７】更に、上記実施例では、吹出口が段階的に
（ステップ状）に変化するシステムについて述べたがリ
ニアに変わるシステムでも良い。

【００６８】

【発明の効果】上述した様に、請求項１の車両用空調装
置においては、車室内の温度と車室内の目標温度と日射
量との関係に基づいて、運転者の少なくとも上半身方向
に吹き出す第１状態にするか上半身方向以外の方向へ吹
き出す第２状態にするかを設定するとともに、車両用空
調装置の動作が初期作動期間内であると判定された場合
には、運転者の少なくとも上半身方向に吹き出す第１状
態にする様に設定する。そして、この設定状態を参照し
て、車両用空調装置の動作が初期作動期間内である場合
には、送風口からの温風の送風方向を決定して、加熱送
風手段により温風を送風する。これにより、送風口を介
して運転者の上半身に温風を送風することができるの
で、例えば冬期の様な温度が低い時には、迅速に手や顔
を暖めることができる。

【００６９】また、請求項２の発明では、温度偏差算出
手段が算出した温度偏差と、日射量とに基づいて、運転
者の少なくとも上半身方向に吹き出す第１状態にするか
上半身方向以外の方向へ吹き出す第２状態にするかを設
定することができる。更に、請求項３の発明では、車室
内の温度と、車室内の目標温度と、日射量との関係に基
づいて、ファジイ推論により、運転者の少なくとも上半
身方向に吹き出す第１状態にするか上半身方向以外の方
向へ吹き出す第２状態にするかを設定するとともに、車
両用空調装置の動作が初期作動期間内である場合には、
運転者の少なくとも上半身方向に吹き出す第１状態にす
る様に設定することができる。

【００７０】請求項４の発明では、温度偏差算出手段が
算出した温度偏差が、設定温度の方が車室内の温度より
高く、設定温度と車室内の温度との差が所定値より大き
いことを示している場合に、車両用空調装置の動作が初
期作動期間内であるとすることができる。請求項５の発
明では、車室内の温度と、車室内の目標温度と、日射量
との関係に基づいて演算された必要吹出温度により、運
転者の少なくとも上半身方向に吹き出す第１状態にする
か上記上半身方向以外の方向へ吹き出す第２状態にする
かを設定するとともに、車両用空調装置の動作が初期作
動期間内である場合には、運転者の少なくとも上半身方
向に吹き出す第１状態にする様に設定することができ
る。 請求項６の発明では、車両用空調装置の動作が初期
作動期間内であるとの判定は、車両用空調装置の動作開
始から所定時間経過したか否かによって行うので、簡易
な方法で、初期動作の判定を容易に行うことができる。
請求項７の発明では、車両用空調装置の動作が初期作動
期間内であるとの判定は、内気温検出手段によって検出
した車室内の温度が、温度設定手段が設定した車室内の
目標温度に、所定量まで近づいたかどうかで決定するの
で、初期動作の判定を確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１の構成を例示するブロック図
である。

【図２】本発明の請求項２の構成を例示するブロック図
である。

【図３】 本発明の請求項３の構成を例示するブロック
図である。

【図４】実施例の車両用空調装置全体の構成を表す概略
構成図である。

【図５】ＥＣＵにて実行される空調制御処理を表すフロ
ーチャートである。

【図６】ＲＯＭ３０ｂに記憶されているメンバーシップ
関数を表すグラフである。

【図７】図５のステップ１３０にてブロワ電圧Ｖｂのフ
ァジー推論を行なう際の処理手順を表すフローチャート
である。

【図８】 図７のステップ２１０〜ステップ２３０で実
行されるファジールール(a1)，(a6)，(a2)，(a7)に対す
る処理の具体例を説明する説明図である。

【図９】 図７のステップ２１０〜ステップ２３０で実
行されるファジールール(a16)，(a21)，(a17)，(a22)に
対する処理の具体例を説明する説明図である。

【図１０】 重心計算を示す説明図である。

【図１１】 本実施例の制御の状態を示すグラフであ
る。

【図１２】 他の実施例のＴＡＯに基づく吹出口制御を
示すフローチャートである。

【図１３】 タイマを利用したウォームアップ初期の判
定方法を示すフローチャートである。

【図１４】 温度偏差を利用したウォームアップ初期の
判定方法を示すフローチャートである。

【図１５】 従来の吹出口制御を示す説明図である。

【符号の説明】

１…車両用空調装置 ３…車室 ５
…エアダクト ９…ブロワ ２１…駆動回路 ２
３…ブロワモータ ３０…電子制御装置（ＥＣＵ） ３０ａ…ＣＰＵ ３
０ｄ…ＲＯＭ ３４…内気温センサ ３６…外気温センサ ４
０…日射センサ ４６…温度設定器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 裕司 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 寒川 克彦 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 実開 平２−127508（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−115912（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60H 1/00 - 1/34

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車室内の運転者の上半身方向を含む様々
   な方向に温風を供給する送風口を備え、該送風口の制御
   を行なう車両用空調装置において、 上記送風口より温風を送る加熱送風手段と、 上記車室内の温度を検出する内気温検出手段と、 上記車室内の目標温度を設定する温度設定手段と、 上記車室内に侵入する日射量を検出する日射量検出手段
   と、検出される上記車室内の温度と、設定される上記車室内
   の目標温度と、検出される上記日射量との関係に基づい
   て、 上記運転者の少なくとも上半身方向に吹き出す第１
   状態にするか上記上半身方向以外の方向へ吹き出す第２
   状態にするかを設定するとともに、上記車両用空調装置
   の動作が初期作動期間内であると判定された場合には、
   上記運転者の少なくとも上半身方向に吹き出す第１状態
   にする様に設定する状態設定手段と、該 状態設定手段による設定状態を参照して、上記車両用
   空調装置の動作が初期作動期間内である場合には、上記
   送風口からの温風の送風方向を決定して、上記加熱送風
   手段により温風を送風する初期送風制御手段と、 を備えたことを特徴とする車両用空調装置。
2. 【請求項２】 上記内気温検出手段が検出した車室内の
   温度と上記温度設定手段により設定された設定温度との
   温度偏差を検出する温度偏差算出手段を有し、 上記状態設定手段は、上記温度偏差算出手段が算出した
   温度偏差と、上記日射量とに基づいて、上記運転者の少
   なくとも上半身方向に吹き出す第１状態にするか上記上
   半身方向以外の方向へ吹き出す第２状態にするかを設定
   することを特徴とする上記請求項１に 記載の車両用空調
   装置。
3. 【請求項３】 上記状態設定手段は、上記車室内の温度
   と、上記車室内の目標温度と、上記日射量との関係に基
   づいて、ファジイ推論により、上記運転者の少なくとも
   上半身方向に吹き出す第１状態にするか上記上半身方向
   以外の方向へ吹き出す第２状態にするかを設定するとと
   もに、上記車両用空調装置の動作が初期作動期間内であ
   る場合には、上記運転者の少なくとも上半身方向に吹き
   出す第１状態にする様に設定することを特徴とする上記
   請求項１又は請求項２に 記載の車両用空調装置。
4. 【請求項４】 上記車両用空調装置の動作が初期作動期
   間内であるとの判定は、上記温度偏差算出手段が算出し
   た温度偏差が、上記設定温度の方が上記車室内の温度よ
   り高く、上記設定温度と上記車室内の温度との差が所定
   値より大きいことを示している場合に、上記車両用空調
   装置の動作が初期作動期間内であるとすることを特徴と
   する上記請求項２又は請求項３に 記載の車両用空調装
   置。
5. 【請求項５】 上記状態設定手段は、上記車室内の温度
   と、上記車室内の目標温度と、上記日射量との関係に基
   づいて演算された必要吹出温度により、上記運転者の少
   なくとも上半身方向に吹き出す第１状態にするか上記上
   半身方向以外の方向へ吹き出す第２状態にするかを設定
   するとともに、上記車両用空調装置の動作が初期作動期
   間内である場合には、上記運転者の少なくとも上半身方
   向に吹き出す第１状態にする様に設定することを特徴と
   する上記請求項１に 記載の車両用空調装置。
6. 【請求項６】 上記車両用空調装置の動作が初期作動期
   間内であるとの判定は、上記車両用空調装置の動作開始
   から所定時間経過したか否かによって判定することを特
   徴とする上記請求項１ないし請求項５に記載の車両用空
   調装置。
7. 【請求項７】 上記車両用空調装置の動作が初期作動期
   間内であるとの判定は、上記内気温検出手段によって検
   出した車室内の温度が、前記温度設定手段が設定した上
   記車室内の目標温度に、所定量まで近づいたかどうかで
   決定することを特徴とする上記請求項１ないし請求項５
   に記載の車両用空調装置。