JP3385867B2 - 自動車用空調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車用空調装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】特開平５−２７８４４４号公報に開示さ
れているように車室内への吹出風にゆらぎを与えること
により空調のフィーリングを改善する技術が知られてい
る。

【０００３】従来のこの種の自動車用空調装置の風量制
御部は図１８に示すような構成になっている。ゆらぎ発
生指令手段４２からゆらぎ発生指令が出力されると、ブ
ロア電圧演算手段４１ではゆらぎタイミング発生手段４
３からゆらぎタイミング信号が発生する度にブロア電圧
を演算する。ゆらぎタイミング発生手段４３は設定温度
や外気温度等から演算した目標温度と室内温度の偏差か
らゆらぎ時間ＴＳ（秒）を演算して、ＴＳ（秒）間隔で
ゆらぎタイミング信号を出力する。

【０００４】ゆらぎ幅演算手段４５はゆらぎ波形の波高
値すなわち最低電圧と最高電圧の差のゆらぎ幅ＶＨを演
算する。ゆらぎ最低電圧演算手段４４はゆらぎ波形の最
低電圧となるＶＬを演算して出力する。ゆらぎパターン
記憶手段４６にはゆらぎ波形の形を決定するゆらぎパタ
ーンデータＰＤが０から１の値で記憶されていて、出力
要求がある度に１ステップずつ出力する。たとえばサイ
ン波形を発生させる場合は図１９に示すような値をセッ
トする。

【０００５】ブロア電圧演算手段では下記数式１にてブ
ロア電圧ＶＢを演算する。 ＶＢ＝ＶＬ＋ＶＨ×ＰＤ （数式１） この制御がゆらぎ時間ＴＳ（秒）間隔で繰り返される。
こうして図２０のようなゆらぎ電圧波形が出力される。
ゆらぎ時間ＴＳ（秒）を変化させることによりゆらぎ波
形の周期を変更することができる。一般的に過渡期であ
る目標温度と室内温度の差が大きい時はゆらぎ時間ＴＳ
を短くしてゆらぎ波形の周期を短くして、安定期である
目標温度と室内温度の差が小さい時はゆらぎ時間ＴＳを
長くしてゆらぎ波形の周期を長くしている。

【０００６】ブロア駆動手段４７はブロア電圧演算手段
４１で演算されたブロア電圧ＶＢの電圧をブロアモータ
１４に印可する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、ゆらぎ時間ＴＳを調整することによりゆら
ぎ波形の周期を変化させるためゆらぎ間隔を長くした時
には結果として電圧を変化させる間隔が長くなって同じ
電圧が長く続くことになり、ゆらぎによる効果が薄れて
くるという課題があった。また電圧を変化させる間隔を
長くせずに周期を長くしようとすれば、ゆらぎパターン
データの数を増やさなければならず使用するメモリーの
量が多くなってしまうという課題があった。

【０００８】さらにゆらぎパターンをサイン波形にした
り単純な階段状の波形にしたり、実車にていろいろな波
形パターンを試行錯誤して決定していた。しかし階段状
の波形やサイン波形は変化のパターンが単調なためすぐ
に飽きられてしまってゆらぎの効果がなくなってくる。
また実車にて試行錯誤して決定する方法では自然で多彩
なパターンの作成に時間がかかる上に、快適と言われる
１／ｆの周波数分布の傾き持たせるにはかなりの時間と
労力を必要とする。さらに精度を上げるためにはゆらぎ
パターンを記憶するメモリー容量を多くしなければなら
なかったり、マイクロコンピュータでの処理速度が長く
なる等の課題があり、もっと簡易でメモリー容量を増大
させることなく、多彩で自然でありかつ１／ｆの傾きを
持つゆらぎを発生させることが要求されていた。

【０００９】さらにゆらぎタイミングを設定温度や外気
温度で求めた目標温度と内気温度の偏差で決定している
ため室内の安定状態が同じ場合等は同じ周期のゆらぎ波
形が続くことになるが、同じ安定状態であっても乗車し
た直後とある程度時間が経過したあととでは体の熱的な
状態が違っており、同じ室内の条件であってもだんだん
と寒く感じたり、ゆらぎがきつく感じるという課題があ
った。

【００１０】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、風量の変化パターンが多彩でありかつ自然
で快適な１／ｆゆらぎを持ち、さらに周期を自由に変え
られて、長い時間経過してもフィーリングが変化しない
風量ゆらぎを、簡易にさらにプログラムの容量を増大さ
せたり、処理時間を長くさせることなく発生させる自動
車用空調装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は外気温度，内気温度等の情報から前記ゆらぎ
パターンの１ステップの分解数を演算するステップ分解
数演算手段を設けたものである。上記ステップ分解数演
算手段によって、電圧が変化する間隔を変化させたり、
メモリーに記憶させるデータ数を増やすことなくゆらぎ
電圧変化パターンの周期を変更することができる。

【００１２】さらに上記課題を解決するために本発明
は、カオス性を有する時系列信号より作成したゆらぎパ
ターンを記憶したゆらぎパターン記憶手段を設けたもの
である。上記ゆらぎパターン記憶手段によって、自然で
かつ多彩なゆらぎ電圧波形が得られる。

【００１３】さらに上記課題を解決するために本発明
は、ゆらぎパターン記憶手段に記憶されるカオス性を有
する時系列信号を、 Ｘ_n ＜０．５ Ｘ_n+1 ＝Ｘ_n ＋ａ１＊Ｘ_n ^Z Ｘ_n ≧０．５ Ｘ_n+1 ＝ｂ１＊Ｘ_n ＋ｂ２ ｎ＝０、１、２・・・・ ａ１、ｂ１、ｂ２、Ｚ＝定数 により発生させたものである。これにより、容易に１／
ｆゆらぎを持つゆらぎ波形を作成することができる。

【００１４】さらに上記課題を解決するために本発明は
ステップ分解数演算手段を、空調が開始された直後は分
解数を小さくしてゆらぎを早く変化させて、時間の経過
とともに分解数を大きくしてゆらぎをゆっくり変化させ
るようにしたものである。これにより同じような安定条
件であっても、乗車直後の体が暑くなっている時でも、
時間がたって体が冷やされてきた時でも快適なゆらぎ感
覚を与えることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、車室内
に空気を送風するブロアモータと、前記ブロアモータに
印可する電圧にゆらぎを発生させる指令を出力するゆら
ぎ発生指令手段と、ファンＳＷや外気温度，室内温度等
の情報から基準ブロア電圧を演算する基準ブロア電圧演
算手段と、ゆらぎパターンを記憶したゆらぎパターン記
憶手段と、前記基準ブロア電圧よりゆらぎ幅を演算する
ゆらぎ幅演算手段と、前記基準ブロア電圧よりゆらぎの
最低電圧を演算するゆらぎ最低電圧演算手段と、外気温
度，内気温度等の情報から前記ゆらぎパターンの１ステ
ップの分解数を演算するステップ分解数演算手段と、電
圧を変化させるゆらぎタイミング信号を発生させるゆら
ぎタイミング発生手段と、前記ゆらぎタイミング信号が
出力された時に、前記ゆらぎパターン記憶手段よりゆら
ぎパターンを入力して、前記ゆらぎ発生指令手段や前記
ゆらぎ幅演算手段、前記ゆらぎ最低電圧演算手段、ステ
ップ分解数演算手段の出力よりブロア電圧を演算するブ
ロア電圧演算手段と、前記ブロア電圧演算手段の出力に
より前記ブロアモータに電圧を印可するブロア駆動手段
を設けたものである。そしてこの構成によれば電圧が変
化する間隔を変化させたり、メモリーに記憶させるデー
タ数を増やすことなくゆらぎ電圧変化パターン周期を変
更することができる。

【００１６】請求項２に記載の発明は、ゆらぎパターン
記憶手段に記憶されているゆらぎパターンをカオス性を
有する時系列信号より作成したもので、自然でかつ多彩
なゆらぎ電圧波形を発生することができる。

【００１７】請求項３に記載の発明は、ゆらぎパターン
記憶手段に記憶されるカオス性を有する時系列信号を、 Ｘ_n ＜０．５ Ｘ_n+1 ＝Ｘ_n ＋ａ１＊Ｘ_n ^Z Ｘ_n ≧０．５ Ｘ_n+1 ＝ｂ１＊Ｘ_n ＋ｂ２ ｎ＝０、１、２・・・・ ａ１、ｂ１、ｂ２、Ｚ＝定数 により発生させるものである。そしてこの構成によれば
容易に１／ｆゆらぎを持つゆらぎ波形を作成することが
できる。

【００１８】請求項４に記載の発明は、ステップ分解数
演算手段を、空調が開始された直後は分解数を小さくし
てゆらぎを早く変化させて、時間の経過とともに分解数
を大きくしてゆらぎをゆっくり変化させるようにしたも
ので、同じような安定条件であっても、乗車直後の体が
暑くなっている時や時間が経過して体が冷やされてきた
時でも快適なゆらぎ感覚を与えることができる。

【００１９】

【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。

【００２０】（実施例１）図２は本実施例の自動車用空
調装置の全体の構成を示す概略図である。通風ダクト１
０の上流端には外気を吸入する外気吸入口１１と車室内
の空気を吸入する内気吸入口１２が設けられており、イ
ンテークダンパ１３により選択される。ブロアモータ１
４はコントロールユニット３０により電圧が制御されて
おり、インテークダンパ１３により選択された吸入口か
ら外気または車室内の空気を吸入する。吸入された空気
はエバポレータ１５を通過する。この時、コンプレッサ
１６が動作していれば空気は冷却される。エバポレータ
１５を通過した空気はミックスダンパ１７によりヒータ
コア１８を通過して暖められる空気とヒータコアをバイ
パスする空気に分けられる。このミックスダンパ１７の
開度を調節して両者の割合を変更して再び混合すること
により、車室内に吹き出される空気の温度を調節する。
温度を調節された空気はモードダンパ１９によって切換
えられるベント吹出口２０、ヒート吹出口２１、デフ吹
出口２２から車室内に吹き出される。インテークダンパ
１３、ミックスダンパ１７、モードダンパ１９にはそれ
ぞれ駆動するために、インテークダンパ用アクチュエー
タ２３、ミックスダンパ用アクチュエータ２４、モード
ダンパ用アクチュエータ２５が設けられている。コント
ロールユニット３０はマイクロコンピュータを中心にし
て構成されており、ファンＳＷ３１、温度設定手段３
２、外気センサ３３、室内センサ３４、日射センサ３
５、ゆらぎモードＳＷ３６から情報を入力して、ブロア
モータ１４、インテークダンパ用アクチュエータ２３、
ミックスダンパ用アクチュエータ２４、モードダンパ用
アクチュエータ２５を制御している。

【００２１】図３はコントロールユニット３０の制御の
フローチャートである。まずステップ５０でファンＳＷ
３１、ゆらぎモードＳＷ３６等のディジタル信号や温度
設定手段３２、外気センサ３３、室内センサ３４、日射
センサ３５等のアナログ信号を入力する。ステップ５１
では吹出温度を演算してミックスダンパ１７の開度を計
算してミックスダンパ用アクチュエータ２４を制御して
いる。ステップ５２では外気吸入口１１と内気吸入口１
２のどちらから吸い込むかを演算してインテークダンパ
用アクチュエータ２３を制御してインテークダンパ１３
をセットしている。ステップ５３では風をベント吹出口
２０から風を吹き出すベントモードまたは、ベント吹出
口２０とヒート吹出口２１の両方から風を吹き出すバイ
レベルモードか、ヒート吹出口２１から吹き出すヒート
モードかを判定してモードダンパ用アクチュエータ２５
を制御してモードダンパ１９をセットしている。ステッ
プ５４では風量すなわちブロアモータ１４に印可する電
圧を演算して、ブロアモータ１４に電圧を印可する。ス
テップ５５ではコンプレッサ１６をＯＮするかＯＦＦす
るかの制御を行う。そして再びステップ５０に戻り、こ
れを繰り返す。

【００２２】図１はコントロールユニット３０の風量制
御部の構成を示すブロック図である。従来例との相違点
はブロア電圧演算手段１００にゆらぎタイミング発生手
段１０２から一定時間のゆらぎ時間ＴＳ（秒）間隔で出
力されることと、ステップ分解数演算手段１０６からス
テップ分解数ＳＴが出力されていることである。実際の
制御はコントロールユニット３０の中のマイクロコンピ
ュータで処理されている。図４は風量制御部の制御のフ
ローチャートである。以下、図１と図４を参照しなが
ら、ゆらぎ電圧の発生方法について説明する。

【００２３】ステップ２０１からステップ２０３は基準
ブロア電圧演算手段１０７に該当する。まずステップ２
０１でファンＳＷ３１の情報により風量を自動制御する
オートモードか一定の電圧を出力するマニュアルモード
かを判定している。図５はファンＳＷ３１の外観図であ
る。オートモードであるとステップ２０２で温度設定手
段３２、外気センサ３３、室内センサ３４、日射センサ
３５等の情報から基準ブロア電圧ＶＫを演算する。マニ
ュアルモードであるとステップ２０３でファンＳＷ３１
で設定された電圧を基準ブロア電圧ＶＫにセットする。
たとえば「１」に設定されているとＶＫ＝３．２Ｖ、
「２」に設定されているとＶＫ＝６．２Ｖという具合で
ある。

【００２４】ステップ２０４からステップ２０５がゆら
ぎ発生指令手段１０１にあたり、ゆらぎ発生指令を判定
する。ステップ２０４では吹出口がベント吹出口２０か
ら風を吹き出すベントモードまたは、ベント吹出口２０
とヒート吹出口２１の両方から風を吹き出すバイレベル
モードかどうかをチェックして、ベントモードまたはバ
イレベルモードであればステップ２０５でゆらぎモード
ＳＷ３６の設定を調べる。ゆらぎモードに設定されてい
れば、ステップ２０６に進む。吹出口がベントモードま
たはバイレベルモード以外か、ゆらぎモードＳＷ３６が
ゆらぎモードでなければステップ２１７に進み、基準ブ
ロア電圧ＶＫをブロア電圧ＶＢとしてステップ２１６に
進む。

【００２５】ステップ２０６はゆらぎタイミング発生手
段１０２に該当する。ステップ２０６では前にゆらぎ電
圧を演算してからゆらぎ時間ＴＳ（秒）が経過したかど
うかを判定している。経過していなければ風量制御を終
了する。

【００２６】ステップ２０７はゆらぎ最低電圧演算手段
１０３に該当する。ステップ２０７では基準ブロア電圧
ＶＫを入力してゆらぎ最低電圧ＶＬを演算している。図
６はゆらぎ最低電圧演算手段１０３の入出力特性図であ
る。基準ブロア電圧ＶＫが低い時はゆらぎ最低電圧ＶＬ
は基準ブロア電圧ＶＫと同じ電圧で風量を増加方向のみ
にゆらがすが、基準ブロア電圧ＶＫが高くなってくると
ゆらぎ最低電圧ＶＬは基準ブロア電圧ＶＫよりも低くな
っていて減少方向にもゆらがしている。これは風量が増
えてくれば増加方向にだけゆらがしても皮膚の感覚がマ
ヒしてしまいドラフト感が得られないからである。

【００２７】ステップ２０８はゆらぎ幅演算手段１０４
に該当する。ステップ２０８では基準ブロア電圧ＶＫを
入力してゆらぎ幅ＶＨを演算している。図７はゆらぎ幅
演算手段１０４の入出力特性図である。基準ブロア電圧
ＶＫが高くなってくると、ゆらぎ幅ＶＨは小さくなる。
これは風量が多い時にゆらぎ幅を大きくすると風量変化
に伴って騒音レベルが変化して耳障りになるためであ
る。

【００２８】ステップ２０９からステップ２１５はブロ
ア電圧演算手段１００に該当する。ここからの制御をゆ
らぎ最低電圧ＶＬ＝４．２Ｖ、ゆらぎ幅ＶＨ＝３．０
Ｖ、ステップ分解数ＳＴ＝３として、ゆらぎ制御が開始
された直後からの動きを図８を参照しながら説明する。
まず図８のＡ点の電圧を求める。ゆらぎ制御が開始され
た直後はステップ数レジスタＳＴＲとゆらぎパターンア
ドレスＡＤは「０」にセットされている。まずステップ
２０９でステップ数レジスタＳＴＲが「０」かどうかチ
ェックする。ゆらぎ制御が開始された直後はステップ数
レジスタＳＴＲは「０」であるので、ステップ２１０に
進む。ステップ２１０はステップ分解数演算手段１０６
に相当する。ここでは設定温度や外気，日射量等から求
めた目標温度と室内温度の差よりステップ分解数ＳＴを
演算している。ステップ分解数ＳＴについては後で詳し
く説明するが、過渡期である目標温度と室内温度の差が
大きい時はステップ分解数を小さくしてゆらぎ波形の周
期を短くして、安定期である目標温度と室内温度の差が
小さい時はステップ分解数を大きくしてゆらぎ波形の周
期は長くなるようにしている。ステップ２１１でステッ
プ分解数ＳＴをステップ数レジスタＳＴＲに記憶する。
すなわちステップ数レジスタＳＴＲ＝３となる。そして
ステップ２１２でゆらぎパターンアドレスＡＤを＋１す
る。これによりゆらぎパターンアドレスＡＤ＝１とな
る。ステップ２１３でゆらぎパターン記憶手段１０５か
らゆらぎパターンデータを入力する。ゆらぎパターン記
憶手段１０５には図９に示すように０から１の間の値が
ＰＤ（１）からＰＤ（２５６）まで２５６データ記憶さ
れている。ステップ２１３でゆらぎパターンアドレスＡ
ＤとゆらぎパターンアドレスＡＤ＋１に対応するゆらぎ
パターンデータＰＤ（ＡＤ）とＰＤ（ＡＤ＋１）を求め
る。いまはゆらぎパターンアドレスＡＤ＝１なのでＰＤ
（１）＝０．３とＰＤ（２）＝０．６となる。ステップ
２１４でブロア電圧ＶＢを計算する。

【００２９】ＰＤＤ＝ＰＤ（ＡＤ＋１）−（ＰＤ（ＡＤ
＋１）−ＰＤ（ＡＤ））／ＳＴ＊ＳＴＲ ＶＢ＝ＶＬ＋ＶＨ＊ＰＤＤ したがって図８のＡ点の電圧は、 ＰＤＤ＝０．６−（０．６−０．３）／３＊３＝０．３ ＶＢ＝４．２＋３．０＊０．３＝５．１ （Ｖ） となる。

【００３０】ステップ２１５ではステップ数レジスタＳ
ＴＲを−１とする。すなわちステップ数レジスタＳＴＲ
＝２となる。

【００３１】ステップ２１６はブロア駆動手段１０８に
該当する。ブロア駆動手段１０８は通常はディジタル−
アナログ変換器とパワートランジスタ等から構成されて
おり、ブロア電圧ＶＢをブロアモータ１４に印可する。

【００３２】ゆらぎ電圧を演算してからゆらぎ時間ＴＳ
（秒）が経過すると再びステップ２０７から図８のＢ点
に相当するブロア電圧ＶＢを演算する。ステップ２０７
でゆらぎ最低電圧ＶＬ、ステップ２０８でゆらぎ幅ＶＨ
を演算してから、ステップ２０９で今度はステップ数レ
ジスタＳＴＲ＝２であるのでステップ２１３、ステップ
２１４に進む。ゆらぎ最低電圧ＶＬ、ゆらぎ幅ＶＨが同
じであったとすれば、ゆらぎパターンアドレスＡＤ＝１
なのでＰＤ（ＡＤ）＝ＰＤ（１）＝０．３とＰＤ（ＡＤ
＋１）＝ＰＤ（２）＝０．６、ステップ分解数ＳＴ＝
３、ステップ数レジスタＳＴＲ＝２として演算すれば、
Ｂ点での電圧は、 ＰＤＤ＝０．６−（０．６−０．３）／３＊２＝０．４ ＶＢ＝４．２＋３．０＊０．４＝５．４ （Ｖ） となる。そしてステップ２１４でステップ数レジスタＳ
ＴＲを−１されて、ステップ数レジスタＳＴＲ＝１とな
る。

【００３３】それからさらにゆらぎ時間ＴＳ（秒）が経
過すると再びステップ２０７から図８のＣ点に相当する
ブロア電圧ＶＢを演算する。これもゆらぎ最低電圧Ｖ
Ｌ、ゆらぎ幅ＶＨが同じであったとすれば、ゆらぎパタ
ーンアドレスＡＤ＝１なのでＰＤ（ＡＤ）＝ＰＤ（１）
＝０．３とＰＤ（ＡＤ＋１）＝ＰＤ（２）＝０．６、ス
テップ分解数ＳＴ＝３、ステップ数レジスタＳＴＲ＝１
として演算すればＣ点での電圧は、 ＰＤＤ＝０．６−（０．６−０．３）／３＊１＝０．５ ＶＢ＝４．２＋３．０＊０．５＝５．７ （Ｖ） となる。そしてステップ２１４でステップ数レジスタＳ
ＴＲが−１されて、ステップ数レジスタＳＴＲ＝０とな
る。

【００３４】それからさらにゆらぎ時間ＴＳ（秒）が経
過すると再びステップ２０７から図８のＤ点に相当する
ブロア電圧ＶＢを演算する。今度はステップ２０９でス
テップ数レジスタＳＴＲ＝０なのでステップ２１０に進
み新しいステップ分解数ＳＴが演算される。この時にた
とえばステップ分解数ＳＴが５になったとする。ゆらぎ
パターンアドレスＡＤはステップ２１２で＋１されるの
でゆらぎパターンアドレスＡＤ＝２となりＰＤ（ＡＤ）
＝ＰＤ（２）＝０．６とＰＤ（ＡＤ＋１）＝ＰＤ（３）
＝０．４となる。ステップ分解数ＳＴ＝５、ステップ数
レジスタＳＴＲ＝５で演算すれば、Ｄ点での電圧は、 ＰＤＤ＝０．４−（０．６−０．４）／５＊５＝０．６ ＶＢ＝４．２＋３．０＊０．６＝６．０ （Ｖ） となる。同様にパターンアドレスＰＤが更新されるまで
演算すればＥ点＝５．８８、Ｆ点＝５．７６、Ｇ点＝
５．６４、Ｈ点＝５．５２、Ｉ点＝５．４となる。

【００３５】Ａ点〜Ｄ点とＤ点〜Ｉ点はいずれもゆらぎ
パターンデータの１ステップ分であるが、Ａ点からＤ点
は（３×ＴＳ）秒、Ｄ点からＩ点までは（５×ＴＳ）秒
経過している。このことはゆらぎパターンデータにて再
現されるゆらぎ波形の周期が変更されたことになる。使
用したパターンデータは１ステップであるが、電圧はＡ
点〜Ｄ点で３段階、Ｄ点〜Ｉ点では５段階変化してお
り、点線で示したＴＳの長さを変えて波形の周期を変更
させる従来例と比較してみると、本実施例の方が多段階
に電圧が変化して忠実に波形を再現していることがわか
る。以上説明したように、ステップ分解数ＳＴを変える
ことにより、ゆらぎパターン記憶手段に記憶されている
ゆらぎ波形の周期を変更することができる。

【００３６】（実施例２）実施例２は実施例１の構成に
おいて、ゆらぎパターン記憶手段１０５に記憶されてい
るゆらぎパターンデータＰＤをカオス生成式を使用して
発生させたものである。カオスとはランダム（不規則）
とパターン（規則的）の中間の状態で、比較的簡単な規
則に支配された不規則振動である。カオス性を有する波
形は繰り返しがない複雑な動きをする。しかしまったく
の無秩序な動きをするかといえばそうではなくある一定
の規則に沿って動いている。天候や風といった気象現象
もカオス性を有している。したがってこれを風量のゆら
ぎに応用すれば多彩でかつ自然なゆらぎを実現すること
ができる。

【００３７】カオスを発生させるカオス生成式はいろい
ろとあるが、本実施例はカオスを発生させるカオス生成
式として、 Ｘ_n ＜０．５ Ｘ_n+1 ＝Ｘ_n ＋ａ１＊Ｘ_n ^Z Ｘ_n ≧０．５ Ｘ_n+1 ＝ｂ１＊Ｘ_n ＋ｂ２ ｎ＝０、１、２・・・・ ａ１、ｂ１、ｂ２、Ｚ＝定数 の形式のものを使用した。この式の特徴はａ１、ｂ１、
ｂ２を適当に決めてもこの式より求めた時系列データを
周波数分析すれば１／ｆ^Zf定数Ｚに比例した傾きを持つ
ことである。したがってこの時系列データから求めた電
圧波形は１／ｆ ^X の傾きを持ち、電圧と風量にも比例関
係があるので風量も１／ｆ^Y の傾きを持つことになる。
このＹの値を１になるようにＺの値を調整するととも
に、ａ１、ｂ１、ｂ２と初期値のＸ₀ を変えることによ
りカオス性を持ったさまざまなパターンの１／ｆゆらぎ
を発生させることができる。

【００３８】本実施例では具体的には、 Ｘ_n ＜０．５ Ｘ_n+1 ＝Ｘ_n ＋１．１５＊Ｘ_n ^1.2 （数式２） Ｘ_n ≧０．５ Ｘ_n+1 ＝２＊Ｘ_n −１ （数式３） の式を使用した。ではこの式を使用して実際にカオス性
をもつ時系列データを求めてみる。まず、初期値すなわ
ちｎ＝０の時のＸ₀ ＝０．３として計算を開始すれば、
Ｘ０は０．５より小さいので数式２に代入すると、Ｘ１
＝０．５７１１となる。これがゆらぎパターンデータの
一番目のＰＤ（１）となる。同じくｎ＝１ではＸ１は
０．５より大きいので数式３に代入して、Ｘ２＝０．１
４２３になる。このようにしてＸ１からＸ２５６までの
時系列データを作成すると、図１０のようになる。これ
をゆらぎパターンデータＰＤ（１）〜ＰＤ（２５６）と
して２５６個メモリに記憶してゆらぎパターン記憶手段
１０５を構成している。

【００３９】このゆらぎパターンを使用して実施例１で
説明した手法でブロアで電圧を求めたものが図１１であ
る。条件はゆらぎ最低電圧ＶＬ＝４．２、ゆらぎ幅ＶＨ
＝３、ステップ分解数ＳＴ＝２、ゆらぎ時間ＴＳ＝２
（秒）である。データは２５６個メモリーに記憶してあ
るため、１サイクルで約１７分のゆらぎ電圧を発生する
ことができる。約１７分経過すると、また最初から同じ
波形を出力する。ステップ分解数ＳＴを変えることによ
り、ゆらぎ波形の形は同じままでゆらぎの周期だけを変
えることができる。たとえばステップ分解数ＳＴ＝３と
すれば、１サイクルに要する時間は約２５分と長くな
る。

【００４０】実際にこのゆらぎ電圧で風量ゆらぎを発生
させて、運転席の顔周辺の風量変化を測定して周波数分
析した結果が図１２である。特に突出した周波数成分が
ないということは、同じような繰り返しのパターンがな
いということである。さらに、傾きが１／ｆになってい
ることがわかる。

【００４１】ではこれがカオスであるという証明はどう
してするかといえば、カオス性のない乱数の時系列デー
タと比較してみればよくわかる。図１３は乱数で発生さ
せた時系列データであるが、これはカオスではない。な
ぜかというと乱数で発生させたものには規則性がないか
らである。このことを証明するには１次元写像を書いて
みればわかる。１次元写像とは横軸をｎ番目のデータ、
縦軸をｎ＋１番目のデータとしてプロットしたものであ
る。時系列データに何らかの規則性があればこの１次元
写像は一定の軌跡を描く。図１４は図１０に示す本実施
例の時系列データの１次元写像であり、図１５は図１３
に示す乱数の時系列データの１次元写像である。これを
見れば本実施例の場合は一定の軌跡を描きｎ番目のデー
タとｎ＋１番目のデータに関連性があることがわかる
が、乱数はｎ番目のデータとｎ＋１番目のデータに関連
性がない。このことから、乱数で発生させた図１３の波
形はカオスではないといえる。

【００４２】このようにカオス性を有する時系列データ
とくに数式２，数式３を使用して発生させた時系列デー
タをゆらぎパターンとして記憶させて発生させた風量ゆ
らぎは、同じパターンを繰り返すことなく多彩でかつ自
然であり、周波数分析をした時に１／ｆの傾きをもつゆ
らぎを持つことになる。

【００４３】（実施例３）実施例３は実施例１の構成に
おいて、ステップ分解数演算手段１０６で設定温度や外
気，日射量等から求めた目標温度と室内温度の差より演
算されるステップ分解数ＳＴをたとえ室内の安定条件が
変化しなくても、空調開始からの経過時間に応じてだん
だんと多くしていきゆらぎ波形の周期を長くするように
したものである。

【００４４】図１６は本実施例のステップ分解数演算手
段１０６での制御のフローチャートである。まずステッ
プ３０１で基本ステップ分解数ＳＴＫを演算する。この
基本ステップ分解数ＳＴＫは設定温度や外気，日射量等
から求めた目標温度と室内温度の差より演算されるステ
ップ分解数である。つぎにステップ３０２で空調を開始
してからの時間を測定して、補正定数ＴＨを求める。図
１７は経過時間と補正定数ＴＨの相関図である。ステッ
プ３０３では基本ステップ分解数ＳＴＫと補正定数ＴＨ
を乗算した値をステップ分解数ＳＴとする。

【００４５】たとえば空調を開始した時から目標温度も
室内温度も変化なく基本ステップ分解数がＳＴＫ＝２の
ままであっても、１時間経過したら補正定数ＴＨ＝２と
なってゆらぎ波形の周期は２倍になってゆっくりと変化
している。一方、体の方もこの間に冷やされて周期の早
いゆらぎは必要になっていないためちょうどよいゆらぎ
のフィーリングを維持することができる。

【００４６】

【発明の効果】上記実施例から明らかなように、請求項
１に記載の発明は、外気温度，内気温度等の情報から前
記ゆらぎパターンの１ステップの分解数を演算するステ
ップ分解数演算手段を設けたもので、この構成によれば
ステップ分解数ＳＴを変えるだけでゆらぎパターン記憶
手段に記憶されている波形の周期を変えることができ
る。したがって、電圧が変化する時間を長くしたり、メ
モリーに記憶したデータ数を増やすことなくゆらぎ波形
の周期を変更することができるという効果を奏する。

【００４７】請求項２に記載の発明は、カオス性を有す
る時系列信号より作成したゆらぎパターンを記憶したゆ
らぎパターン記憶手段を設けたもので、この構成によれ
ばカオス性を有する風量ゆらぎパターンを簡単に発生で
きるため、自然でかつ多彩な風量ゆらぎが実現できる。

【００４８】請求項３に記載の発明は、ゆらぎパターン
記憶手段に記憶されるカオス性を有する時系列信号を、 Ｘ_n ＜０．５ Ｘ_n+1 ＝Ｘ_n ＋ａ１＊Ｘ_n ^Z Ｘ_n ≧０．５ Ｘ_n+1 ＝ｂ１＊Ｘ_n ＋ｂ２ ｎ＝０、１、２・・・・ ａ１、ｂ１、ｂ２、Ｚ＝定数 により発生させるもので、この構成によれば１／ｆゆら
ぎを簡単に作るという効果を奏する。

【００４９】請求項４に記載の発明は、ステップ分解数
演算手段を空調が開始された直後は分解数を小さくして
ゆらぎを早く変化させて、時間の経過とともに分解数を
大きくしてゆらぎをゆっくり変化させるようにしたもの
で、たとえ車室内が同じような安定条件であっても乗車
直後の体が暑くなっている時や時間がたって体が冷やさ
れてきた時でも快適なゆらぎ感覚を与えるという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のコントロールユニットの風量
制御部のブロック図

【図２】同実施例の自動車用空調装置の全体の構成を示
す概略図

【図３】同実施例のコントロールユニットの制御のフロ
ーチャート

【図４】同実施例のコントロールユニットの風量制御部
のフローチャート

【図５】同実施例のファンＳＷの外観図

【図６】同実施例のゆらぎ最低電圧演算手段の入出力特
性図

【図７】同実施例のゆらぎ幅演算手段の入出力特性図

【図８】同実施例のゆらぎ電圧発生の構成図

【図９】同実施例のゆらぎパターン記憶手段のデータテ
ーブルの説明図

【図１０】本発明の他の実施例の時系列データグラフ

【図１１】同実施例のゆらぎ電圧グラフ

【図１２】同実施例の周波数特性図

【図１３】同実施例の乱数の時系列データグラフ

【図１４】同実施例の１次元写像図

【図１５】同実施例の乱数の１次元写像図

【図１６】本発明の他の実施例のステップ分解数演算手
段のフローチャート

【図１７】同実施例の経過時間と補正定数の相関図

【図１８】従来例の自動車用空調装置の風量制御部のブ
ロック図

【図１９】同従来例のゆらぎパターン記憶手段のデータ
テーブルの説明図

【図２０】同従来例のゆらぎ電圧発生の構成図

【符号の説明】

１４ ブロアモータ ３１ ファンＳＷ ４１，１００ ブロア電圧演算手段 ４２，１０１ ゆらぎ発生指令手段 ４３，１０２ ゆらぎタイミング発生手段 ４４，１０３ ゆらぎ最低電圧演算手段 ４５，１０４ ゆらぎ幅演算手段 ４６，１０５ ゆらぎパターン記憶手段 ４７，１０８ ブロア駆動手段 １０６ ステップ分解数演算手段 １０７ 基準ブロア電圧演算手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−32136（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−94291（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−260240（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−278445（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−164149（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−101807（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−168546（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−187679（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−327894（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60H 1/00 101 F24F 11/04

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車室内に空気を送風するブロアモータと、
   前記ブロアモータに印可する電圧にゆらぎを発生させる
   指令を出力するゆらぎ発生指令手段と、ファンＳＷや外
   気温度，室内温度等の情報から基準ブロア電圧を演算す
   る基準ブロア電圧演算手段と、ゆらぎパターンを記憶し
   たゆらぎパターン記憶手段と、前記基準ブロア電圧より
   ゆらぎ幅を演算するゆらぎ幅演算手段と、前記基準ブロ
   ア電圧よりゆらぎの最低電圧を演算するゆらぎ最低電圧
   演算手段と、外気温度，内気温度等の情報から前記ゆら
   ぎパターンの１ステップの分解数を演算するステップ分
   解数演算手段と、電圧を変化させるゆらぎタイミング信
   号を発生させるゆらぎタイミング発生手段と、前記ゆら
   ぎタイミング信号が出力された時に、前記ゆらぎパター
   ン記憶手段よりゆらぎパターンを入力して、前記ゆらぎ
   発生指令手段と前記ゆらぎ幅演算手段と、前記ゆらぎ最
   低電圧演算手段と、ステップ分解数演算手段との出力よ
   りブロア電圧を演算するブロア電圧演算手段と、前記ブ
   ロア電圧演算手段の出力により前記ブロアモータに電圧
   を印可するブロア駆動手段を設けた自動車用空調装置。
2. 【請求項２】ゆらぎパターン記憶手段に記憶されている
   ゆらぎパターンをカオス性を有する時系列信号より作成
   した請求項１記載の自動車用空調装置。
3. 【請求項３】ゆらぎパターン記憶手段に記憶されるカオ
   ス性を有する時系列信号を、 Ｘ_n ＜０．５ Ｘ_n+1 ＝Ｘ_n ＋ａ１＊Ｘ_n ^Z Ｘ_n ≧０．５ Ｘ_n+1 ＝ｂ１＊Ｘ_n ＋ｂ２ ｎ＝０、１、２・・・・ ａ１、ｂ１、ｂ２、Ｚ＝定数 により発生させる請求項２記載の自動車用空調装置。
4. 【請求項４】ステップ分解数演算手段を、空調が開始さ
   れた直後は分解数を小さくしてゆらぎを早く変化させ
   て、時間の経過とともに分解数を大きくしてゆらぎをゆ
   っくり変化させるようにした請求項１記載の自動車用空
   調装置。