JPH0655927A - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷却手段にかかる消費力を低く抑え、かつ窓
ガラスの曇りを防止する。 【構成】 室内温度が設定温度よりも低くて、その差が
大きい時（暖房運転の開始初期）で、日射量が弱い時
は、制御回路２０が窓ガラス３５の曇る可能性が高いと
判断し、ファジィ制御によって冷媒圧縮機１１の冷媒圧
縮容量を大きくする。室内温度が設定温度よりも低く
て、その差が大きい時（暖房運転の開始初期）でも、日
射量が強い時は、制御回路２０が窓ガラス３５の曇る可
能性が低いと判断し、ファジィ制御によって冷媒圧縮機
１１の冷媒圧縮容量を小さくする。これによって、無駄
に冷媒圧縮機１１の冷媒圧縮容量が大きくなるのが防止
でき、冷媒圧縮機１１にかかる動力消費を抑えることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車室内の温度が設定温
度となるように自動制御する車両用空気調和装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術として、特開昭58-33516号公
報に開示される技術が知られている。この技術は、車室
外温度、日射量、車室内温度などの車両状態、および設
定温度から、冷却手段の冷却能力を決定、制御するもの
である。この技術により、冷却手段にかかる消費力を低
く抑えることができる。具体的には、冷却手段が冷凍サ
イクルの冷媒蒸発器であれば、冷媒圧縮機の稼働率や冷
媒吐出容量が低減し、冷媒圧縮機にかかる動力を低減さ
せるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記に
示した従来技術は、例えば室内温度が設定温度よりも低
い場合、冷却手段は作動しない、あるいは作動しても冷
却能力が小さい。このため、室内温度が設定温度よりも
低い場合は、冷却手段による室内の除湿効果は望めな
い。したがって、雨天、梅雨時期や、内気モードなどの
高湿度時に、空気調和装置を作動させても、窓ガラスに
曇りが発生する。

【０００４】

【発明の目的】本発明の目的は、冷却手段にかかる消費
力を低く抑え、かつ窓ガラスの曇りを防止することので
きる車両用空気調和装置の提供にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】第１発明の車両用空気調
和装置は、次の技術的手段を採用した（図１３参照）。
車両用空気調和装置は、車室内に向かって空気を送るた
めのダクトと、このダクトにおいて車室へ向かう空気流
を生じさせる送風機と、前記ダクトに配置され、車室内
へ吹き出される空気を冷却する冷却手段と、この冷却手
段の下流の前記ダクトに配置され、車室内へ吹き出され
る空気を加熱する加熱手段と、前記冷却手段による空気
の冷却能力、および前記加熱手段による空気の加熱能力
を制御し、車室内の温度が設定温度となるように制御す
る制御回路とを備える。そして、前記制御回路は、車室
外温度、車室内温度などの車両状態を検出し、車室内温
度を設定温度に維持するのに必要な前記冷却手段の冷却
能力を決定する冷却能力決定手段を備えるとともに、少
なくとも暖房運転の作動開始時初期で、かつ日射が弱い
場合に、前記冷却手段による空気の冷却能力を大きくす
る補助冷却手段を備える。なお、暖房運転とは、結果的
に車室内の温度を上昇させるもので、冷却手段の作動の
有無に関係ない。

【０００６】第２発明の車両用空気調和装置は、次の技
術的手段を採用した（図１４参照）。車両用空気調和装
置は、車室内空気（以下、内気）を導入可能に設けら
れ、車室内に向かって空気を送るためのダクトと、この
ダクトにおいて車室へ向かう空気流を生じさせる送風機
と、前記ダクトに配置され、車室内へ吹き出される空気
を冷却する冷却手段と、この冷却手段の下流の前記ダク
トに配置され、車室内へ吹き出される空気を加熱する加
熱手段と、前記冷却手段による空気の冷却能力、および
前記加熱手段による空気の加熱能力を制御し、車室内の
温度が設定温度となるように制御する制御回路とを備え
る。そして、前記制御回路は、外気温度、内気温度など
の車両状態を検出し、内気温度を設定温度に維持するの
に必要な前記冷却手段の冷却能力を決定する冷却能力決
定手段を備えるとともに、前記ダクトが内気を導入する
状態で、暖房運転の作動開始時初期、および車室外温度
が低い場合に、前記冷却手段による空気の冷却能力を大
きくする補助冷却手段を備える。

【０００７】

【発明の作用】

〔第１発明の作用〕 （日射の弱い時）制御回路は、暖房運転の開始初期で、
しかも日射が弱い場合、窓ガラスの曇る可能性が高いた
め、補助冷却手段によって暖房運転の作動開始後のしば
らくの間、冷却手段の冷却能力を大きくする。冷却手段
の冷却能力が大きくなると、車室内に吹き出される空気
の除湿能力が高くなり、車室内の湿度が低下する。この
ため、暖房運転の作動開始初期に、窓ガラスの内側の表
面温度が低くても、冷却手段による除湿によって室内の
湿度が下がるため、窓ガラスの曇りが防がれる。暖房運
転を開始してから、しばらくの時間が経過すると、窓ガ
ラスの内側の表面温度が、車室内の温度に近づく。つま
り、窓ガラスの内面が高くなるため、曇り難くなる。こ
のため、暖房運転を開始してから、しばらくの時間が経
過した後は、制御回路は冷却能力決定手段によって、冷
却手段による空気の冷却能力を決定し、冷却手段にかか
る消費力を低く抑える。 （日射の強い時）制御回路は、暖房運転時の開始初期で
も、日射が強い場合、窓ガラスの温度が日射で高くな
り、しかも車室外の湿度も低く、窓ガラスの曇る可能性
が低いため、補助冷却手段による冷却手段の冷却能力ア
ップを行わず、冷却能力決定手段によって、冷却手段に
よる空気の冷却能力を決定し、冷却手段にかかる消費力
を低く抑える。このため、無駄な冷却手段の消費力を抑
えることができる。

【０００８】〔第２発明の作用〕 （ダクトが内気を導入する時）内気は乗員の息や発汗な
どによって比較的湿度が高い。制御回路は、暖房運転の
開始初期は、窓ガラスの曇る可能性が高いため、補助冷
却手段によって暖房運転の作動開始後のしばらくの間、
冷却手段の冷却能力を大きくする。また、外気温度が低
い場合は、暖房運転を開始してから、しばらくの時間が
経過しても、窓ガラスの表面温度があまり上昇せずに、
窓ガラスが曇る可能性が高いため、冷却手段の冷却能力
を大きくする。冷却手段の冷却能力が大きくなると、内
気モードでダクトの導入する湿度が高くても、冷却手段
による除湿によって室内に吹き出される空気の湿度が下
がるため、窓ガラスの曇りが防がれる。暖房運転を開始
してから、しばらくの時間が経過し、この時の外気温度
が比較的高いと、暖房運転によって窓ガラスの内面が高
くなるため、車室内の湿度に関係なく曇らなくなる。そ
して、制御回路は、冷却能力決定手段によって、冷却手
段による空気の冷却能力を決定し、冷却手段にかかる消
費力を低く抑える。 （ダクトが外気を導入する時）外気は内気に比較して湿
度が低い。制御回路は、ダクトが外気を導入する場合、
窓ガラスの曇る可能性が低いため、補助冷却手段による
冷却手段の冷却能力アップを行わず、冷却能力決定手段
によって、冷却手段による空気の冷却能力を決定し、冷
却手段にかかる消費力を低く抑える。このため、無駄な
冷却手段の消費力を抑えることができる。

【０００９】

【発明の効果】

〔第１発明の効果〕第１発明の車両用空気調和装置は、
上記の作用で示したように、特別なセンサ（湿度センサ
等）を追加することなく、窓ガラスの曇る可能性が高い
時（日射が弱い場合の暖房初期時）に冷却手段の冷却能
力を大きくするため、窓ガラスの曇りを抑え、かつ冷却
手段にかかる消費力を低く抑えることができる。

【００１０】〔第２発明の効果〕第２発明の車両用空気
調和装置は、上記の作用で示したように、特別なセンサ
（湿度センサ等）を追加することなく、窓ガラスの曇る
可能性が高い時（外気温度が低い時と暖房初期時）に冷
却手段の冷却能力を大きくするため、窓ガラスの曇りを
抑え、かつ冷却手段にかかる消費力を低く抑えることが
できる。

【００１１】

【実施例】次に、第１発明の車両用空気調和装置を第１
実施例に基づき説明し、第２発明の車両用空気調和装置
を第２実施例に基づき説明する。 〔第１実施例の構成〕図１ないし図６は第１実施例を示
すもので、図１は第１発明を適用した車両用空気調和装
置の概略構成図を示す。車両用空気調和装置１は、車室
内に向かって空気を送るためのダクト２を備える。この
ダクト２の上流には、内気を導入させるための内気導入
口３と、車室内に外気を取り入れるための外気導入口４
とが形成されている。そして、内気導入口３および外気
導入口４の開度は、内外気切替ダンパ５によって調節さ
れる。この内外気切替ダンパ５は例えばサーボモータ４
０によって駆動され、外気のみをダクト２内に導入する
外気モード、外気と内気の両方をダクト２内に導入する
内外気モード、内気のみをダクト２内に導入する内気モ
ードを選択する。なお、このサーボモータ４０には、内
外気切替ダンパ５の設定状態を検出するためのポテンシ
ョンメータ４１が設けられている。

【００１２】ダクト２の内部には、上流から下流に向か
って、送風機６、冷却手段７、加熱手段８が順次配設さ
れ、ダクト２を通過した空気は、乗員の上半身へ向けて
空気を吹き出すフェイス吹出口９ａあるいは乗員の足元
へ空気を吹き出すフット吹出口９ｂより吹き出される。
このフェイス吹出口９ａとフット吹出口９ｂとの切替
は、吹出口切替ダンパ４２によって行われる。この吹出
口切替ダンパ４２は、例えばサーボモータ４３によって
駆動され、フェイス吹出口９ａのみより空気を吹き出す
フェイスモード、フェイス吹出口９ａとフット吹出口９
ｂの両方から空気を吹き出すバイレベルモード、フット
吹出口９ｂのみから空気を吹き出すフットモードが選択
される。

【００１３】送風機６は、ダクト２内で空気流を発生さ
せ、内気導入口３または外気導入口４より吸引した空気
を車室内に吹き出させるものである。冷却手段７は、本
実施例では、冷凍サイクル１０の冷媒蒸発器を示す。冷
凍サイクル１０は、冷媒蒸発器の他に、冷媒圧縮機１
１、冷媒凝縮器１２、減圧装置１３を備え、冷媒配管１
４によって連結された周知のものである。本実施例の冷
媒圧縮機１１は、冷媒の圧縮容量を可変する可変容量型
のものを用いている。つまり、冷却手段７による空気の
冷却能力は、冷媒圧縮機１１の冷媒圧縮容量を変化させ
ることにより変化させるものである。なお、可変容量型
の冷媒圧縮機１１の一例としては、例えば斜板の傾斜角
度を変化させるものが知られている。加熱手段８は、エ
ンジンの冷却水（温水）を熱源とするヒータコア１５、
このヒータコア１５をバイパスするバイパス通路１６、
ヒータコア１５を通過する空気とバイパス通路１６を通
過する空気との割合を調節するエアミックスダンパ１７
からなる。そして、エアミックスダンパ１７の開度を変
化させることにより、ヒータコア１５を通過する空気量
が変化し、結果的に空気の加熱能力が変化する。なお、
エアミックスダンパ１７は、例えばサーボモータ１８に
よって駆動される。また、ヒータコア１５への冷却水の
循環は、ウォータバルブ１９によって制御される。上記
に示した内外気切替ダンパ５の設定状態、送風機６の送
風能力、冷媒圧縮機１１の冷媒圧縮容量、エアミックス
ダンパ１７の開度、吹出口切替ダンパ４２の設定状態等
は、コンピュータを用いた制御回路２０によって制御さ
れる。

【００１４】（制御回路２０の説明）制御回路２０は、
車室内の温度（内気温度Ｔｒ）を検出する内気センサ２
１、車室外の温度（外気温度Ｔam）を検出する外気セン
サ２２、エンジンの冷却水の温度（水温Ｔｗ）を検出す
る水温センサ２３、車室内に進入する日射量Ｔｓを検出
する日射センサ２４、冷却手段７を通過した空気の温度
（エバ後温度Ｔｅ）を検出する出口温センサ２５、エア
ミックスダンパ１７を駆動するサーボモータ１８に内蔵
されて、エアミックスダンパ１７の開度を検出するポテ
ンションメータ２６、使用者によって車室内の目標の温
度を設定する温度設定器４４、等からの信号をＡ／Ｄ変
換器２７を介して読み込み、これら各種信号に基づいて
空調制御を行うものである。そして、この空調制御を行
う制御回路２０は、Ａ／Ｄ変換器２７からの信号を受け
て各部の操作量を算出するＣＰＵ２８、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ＲＯＭ２９、ＣＰＵ２８で算出
された制御信号を各部へ出力する出力部３０、数ＭＨｚ
の基準信号を発振して演算処理を実行させる水晶振動子
３１から構成されている。なお、制御回路２０は、イグ
ニッションスイッチ３２のON時にバッテリ３３から電力
の供給を受けて動作可能状態となり、操作スイッチ３４
が操作されることにより、空調制御を開始する。

【００１５】次に、冷媒圧縮機１１の可変容量の決定、
つまり車室内温度を設定温度に維持するのに必要な冷却
手段７の冷却能力を決定する冷却能力決定手段の制御を
図２のフローチャートに示す。操作スイッチ３４によっ
て車両用空気調和装置１の運転が開始されると、ステッ
プＳ1 にて、以降の処理の実行に使用するカウンタやフ
ラグの初期値設定を行う。ステップＳ2 では、温度設定
器４４にセットされた設定温度Ｔset を読み込む。ステ
ップＳ3 では、各種センサによって、内気温度Ｔｒ、外
気温度Ｔam、日射量Ｔｓなどの車両の環境状態を読み込
む。ステップＳ4 では、設定温度Ｔsetおよび内気温度
Ｔｒと、次式の数式１を用いて温度偏差Ｔdiを求め、こ
の温度偏差Ｔdiと外気温度Ｔam、日射量Ｔｓとに基づく
ファジィ推論によって、冷却手段７を通過した空気の目
標冷却温度ＴＥＯを算出する。つまり、冷却手段７の冷
却能力である冷媒圧縮機１１の冷媒圧縮容量の設定を行
う。

【数１】Ｔdi＝α・Ｔｒ−β・Ｔset ＋γ なお、α、βはα≦βの関係を満足する補正係数、γは
Ｔｒ＝Ｔset ＝基準温度（例えば２５℃）の時に温度偏
差Ｔdiを０にするための補正値である。そして、ステッ
プＳ5 では、出口温センサ２５の検出するエバ後温度Ｔ
ｅが、目標冷却温度ＴＥＯとなるように、冷媒圧縮機１
１の容量制御を行い、その後ステップＳ2 へリターンす
る。

【００１６】また、加熱手段８による吹き出し空気の加
熱量制御や、風量制御等は、上記の制御とは別に行わ
れ、図３のフローチャートにその制御の一例を示す。初
めに、ステップＳ6 で、各種センサから設定温度Ｔset
、内気温度Ｔｒ、外気温度Ｔam、日射量Ｔｓ、冷却手
段７のエバ後温度Ｔｅ、冷却水温度Ｔｗ等の信号を読み
込む。続いて、ステップＳ7 にて、読み込んだ信号か
ら、目標吹出温度ＴＡＯを、次式の数式２を用いて算出
する。

【数２】 ＴＡＯ＝Ｋset ・Ｔset −Ｋｒ・Ｔｒ−Ｋam・Ｔam−Ｋｓ・Ｔｓ＋Ｃ なお、Ｋset 、Ｋｒ、Ｋam、Ｋｓは係数、Ｃは補正値で
ある。続く、ステップＳ8 では、算出された目標吹出温
度ＴＡＯから、内外気の切替制御、吹出口モードの制
御、風量制御、その他の制御を行う。次に、ステップＳ
9 で加熱手段８による空気の加熱能力の制御を行う。具
体的には、エアミックスダンパ１７の開度ＳＷを、次式
の数式３を用いて決定し、加熱手段８によって加熱され
る空気の量を制御する。

【数３】 ＳＷ＝｛（ＴＡＯ−Ｔｅ）／（Ｔｗ−Ｔｅ）｝×１００ そして、ステップＳ9 の実行後、リターンする。

【００１７】（ファジィ推論の説明）次に、冷媒圧縮機
１１の可変容量制御のための目標冷却温度ＴＥＯ算出の
ためのファジィ推論の手順、およびファジィ推論を実行
するためにＲＯＭ２９に記憶されているメンバーシップ
関数およびファジィルールについて説明する。まず、図
４の（ａ）から（ｄ）は、ファジィ推論で用いられるメ
ンバーシップ関数を表す。なお、図４の横軸はそれぞれ
の入出力値に対応し、縦軸は入出力値に応じた「確から
しさの度合」（以下、ＣＦ値）に対応している。図４の
（ａ）は、外気温度Ｔamに関するメンバーシップ関数を
表す特性図である。本実施例の外気温度Ｔamのファジィ
集合は、設定外気温度Ｔam１〜Ｔam４に応じて、冬（Ｗ
Ｉ）、春秋（ＡＵ）、春夏（ＡＳ）、夏（ＳＵ）という
４段階に区分される。そして、それぞれのメンバーシッ
プ関数により外気温度Ｔamに関するＣＦ値が設定され
る。図４の（ｂ）は、日射量Ｔｓに関するメンバーシッ
プ関数を表す特性図である。本実施例の日射量Ｔｓのフ
ァジィ集合は、設定日射量Ｔｓ１、Ｔｓ２に応じて、弱
い（ＷＫ）と強い（ＳＧ）という２段階に区分される。
そして、それぞれのメンバーシップ関数により日射量Ｔ
ｓに関するＣＦ値が設定される。図４の（ｃ）は、温度
偏差Ｔdiに関するメンバーシップ関数を表す特性図であ
る。本実施例の温度偏差Ｔdiのファジィ集合は、設定温
度偏差Ｅ１〜Ｅ５に応じて、負で大きい（ＮＢ）、負で
小さい（ＮＳ）、ほぼ零（ＺＯ）、正で小さい（Ｐ
Ｓ）、正で大きい（ＰＢ）という５段階に区分される。
そして、それぞれのメンバーシップ関数により温度偏差
Ｔdiに関するＣＦ値が設定される。図４の（ｄ）は、目
標冷却温度ＴＥＯに関するメンバーシップ関数を表す特
性図である。本実施例の目標冷却温度ＴＥＯのファジィ
集合は、目標冷却温度３℃、５℃、７℃、１０℃、１５
℃に応じて、約３℃（Ｂ３）、約５℃（Ｂ５）、約７℃
（Ｂ７）、約１０℃（Ｂ10）、約１５℃（Ｂ15）という
４段階に区分される。そして、それぞれのメンバーシッ
プ関数により目標冷却温度ＴＥＯに関するＣＦ値が設定
される。

【００１８】目標冷却温度ＴＥＯは、上述した外気温度
Ｔam、日射量Ｔｓおよび温度偏差Ｔdiと、次に示すファ
ジィルール表１〜４とに基づき設定される。

【表１】

【表２】

【表３】

【表４】 なお、表１〜４に示される（ａ１）〜（ａ４０）は、フ
ァジィルールの番号表している。ここで、例えば、表１
のファジィルール（ａ１）〜（ａ１０）を、一般な記述
にすると、以下のようになる。なお、表２〜４のファジ
ィルール（ａ１１）〜（ａ４０）についても、同様に記
述できる。 (a1)IF（Ｔam＝ＷＩ＆Ｔdi＝ＮＢ＆Ｔｓ＝ＷＫ）THEN（ＴＥＯ＝Ｂ３） (a2)IF（Ｔam＝ＷＩ＆Ｔdi＝ＮＳ＆Ｔｓ＝ＷＫ）THEN（ＴＥＯ＝Ｂ１０） (a3)IF（Ｔam＝ＷＩ＆Ｔdi＝ＺＯ＆Ｔｓ＝ＷＫ）THEN（ＴＥＯ＝Ｂ１５） (a4)IF（Ｔam＝ＷＩ＆Ｔdi＝ＰＳ＆Ｔｓ＝ＷＫ）THEN（ＴＥＯ＝Ｂ１５） (a5)IF（Ｔam＝ＷＩ＆Ｔdi＝ＰＢ＆Ｔｓ＝ＷＫ）THEN（ＴＥＯ＝Ｂ１５） (a6)IF（Ｔam＝ＷＩ＆Ｔdi＝ＮＢ＆Ｔｓ＝ＳＧ）THEN（ＴＥＯ＝Ｂ１０） (a7)IF（Ｔam＝ＷＩ＆Ｔdi＝ＮＳ＆Ｔｓ＝ＳＧ）THEN（ＴＥＯ＝Ｂ１０） (a8)IF（Ｔam＝ＷＩ＆Ｔdi＝ＺＯ＆Ｔｓ＝ＳＧ）THEN（ＴＥＯ＝Ｂ１０） (a9)IF（Ｔam＝ＷＩ＆Ｔdi＝ＰＳ＆Ｔｓ＝ＳＧ）THEN（ＴＥＯ＝Ｂ１０） (a10)IF（Ｔam＝ＷＩ＆Ｔdi＝ＰＢ＆Ｔｓ＝ＳＧ）THEN（ＴＥＯ＝Ｂ１０）

【００１９】そして、本実施例では、夏を除く、冬、春
秋、春夏では、暖房運転の開始初期で日射が弱い場合、
つまり温度偏差が負で大きく（ＮＢ）、日射が弱い（Ｗ
Ｋ）場合には、雨が降っている等、窓ガラス３５に曇り
が発生し易い条件である可能性があるため、冷却手段７
による空気の冷却能力を大きくするべく、目標冷却温度
ＴＥＯをＢ３という、小さな値にしてある（補助冷却手
段の機能）。そして、暖房が進み、温度偏差Ｔdiが小さ
くなって（ＮＳ）になると、窓ガラス３５の温度も上昇
し、曇る可能性が小さくなるため、目標冷却温度ＴＥＯ
をＢ７あるいはＢ１０にし、冷却手段７による空気の冷
却手段７を小さくする。なお、夏でも、暖房運転の開始
初期で日射が弱い場合、つまり温度偏差が負で大きく
（ＮＢ）、日射が弱い（ＷＫ）場合には、窓ガラス３５
に曇りが発生し易い条件のため、冷却手段７による空気
の冷却能力を大きくするべく、目標冷却温度ＴＥＯをＢ
５という、比較的小さな値にしてある。また、暖房運転
の開始初期でも、日射が強い場合、つまり温度偏差が負
で大きく（ＮＢ）、日射が強い（ＳＧ）場合には、日射
によって窓ガラス３５の温度が上昇しており、さらに外
気湿度も低くなっているため、冷却手段７による空気の
冷却能力を小さくするべく、目標冷却温度ＴＥＯをＢ１
０という、大きな値にしてある。なお、表４は夏用のフ
ァジィルールで、目標冷却温度ＴＥＯは全般的に最小値
のＢ３に設定される。そして、春秋、春夏の表２、３
は、冬、夏の表１、４の間であるため、表１、４の中間
的な傾向に設定されている。

【００２０】次に、ステップＳ4 で実行されるファジィ
推論の手順を、図５のフローチャートに示す。まず、ス
テップＳ10で、温度偏差Ｔdi、外気温度Ｔam、日射量Ｔ
ｓから、これら３つの入力変数の属するファジィルール
を選択する。ステップＳ11では、選択された各ファジィ
ルール毎において、３つの入力変数に応じたＣＦ値を算
出する。次に、ステップＳ12で、選択された各ファジィ
ルール毎において、温度偏差ＴdiのＣＦ値、外気温度Ｔ
amのＣＦ値、日射量ＴｓのＣＦ値を乗算して、ＣＦ値の
合成値を算出する。続く、ステップＳ13では、選択され
た各ファジィルール毎において、ファジィルールの後半
部（THEN以下) に従って、該当する目標冷却温度ＴＥＯ
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
付け処理を行う（具体的には、該当する目標冷却温度Ｔ
ＥＯに合成値を積算する）。ステップＳ14では、選択さ
れたファジィルール毎に、重み付け処理された目標冷却
温度ＴＥＯに関するメンバーシップ関数をすべて重ね合
わせ（図６の一例参照）、和集合による新たな目標冷却
温度ＴＥＯ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Ｓ15で、新たなメンバーシップ関数の重
心値を算出し、その重心値を目標冷却温度ＴＥＯとして
決定する。

【００２１】〔第１実施例の作動〕次に、上記第１実施
例の作動を簡単に説明する。操作スイッチ３４が操作さ
れ、内気温度Ｔｒが、設定温度Ｔset よりも低いと暖房
運転が開始される。そして、内気温度Ｔｒと設定温度Ｔ
set との差が大きい時、つまり温度偏差Ｔdiが大きいと
きは、暖房運転の開始初期で、この時に日射が弱いと、
制御回路２０の補助冷却手段によって、目標冷却温度Ｔ
ＥＯが小さく設定される。つまり、冷媒圧縮機１１の圧
縮容量が大きくなり、冷却手段７の冷却能力が大きくな
る。冷媒圧縮機１１の圧縮容量が大きくなって、目標冷
却温度ＴＥＯが小さくなると、冷却手段７を通過する空
気の除湿能力が大きくなり、加熱手段８によって加熱さ
れて室内に吹き出される温風の温度が低下する。このた
め、暖房運転の作動開始初期は、内気温度Ｔｒが空気調
和装置１の暖房によって上昇し、窓ガラス３５の車室内
側の表面温度が低くても、冷却手段７による除湿効果に
よって、窓ガラス３５の曇りの発生が防がれる。暖房運
転の作動を開始してしばらく経過すると、暖房運転によ
って内気温度Ｔｒが上昇して、温度偏差Ｔdiが小さくな
るとともに、窓ガラス３５の温度が上昇する。温度偏差
Ｔdiが小さくなると、冷媒圧縮機１１の圧縮容量が小さ
くなるが、窓ガラス３５の温度上昇によって窓が曇らな
くなる。つまり、冷媒圧縮機１１にかかる無駄な動力を
抑えることができる。一方、内気温度Ｔｒと設定温度Ｔ
set との差が大きくても、日射が強い時は、日射による
窓ガラス３５の温度上昇および湿度低下などにより窓ガ
ラス３５が曇る可能性が低いため、目標冷却温度ＴＥＯ
が比較的大きく設定される。この結果、暖房開始初期で
あっても、冷媒圧縮機１１の圧縮容量が小さくなり、冷
媒圧縮機１１にかかる無駄な動力を抑えることができ
る。

【００２２】〔第１実施例の効果〕本実施例では、上記
に説明したように、暖房運転の開始初期で、日射が弱く
て窓ガラス３５が曇る可能性が高いときのみに、除湿を
行って窓ガラス３５の曇りを抑え、日射が強くて窓ガラ
ス３５が曇る可能性が低い時は、冷媒圧縮機１１の圧縮
容量を小さくして、冷媒圧縮機１１にかかる消費動力を
低く抑えることができる。

【００２３】〔第２実施例の構成〕図７ないし図１２は
第２実施例を示す。なお、本実施例における空気調和装
置のハードは第１実施例と共通（ただし、冷媒圧縮機は
固定容量型を採用している）なもので、第１実施例の図
１を共用する。制御回路２０は、内外気切替ダンパ５の
設定状態、送風機６の送風能力、冷媒圧縮機１１の冷媒
圧縮容量、エアミックスダンパ１７の開度、吹出口切替
ダンパ４２の設定状態等、空気調和装置１の電気部品の
通電制御を行うもので、その作動を図７のフローチャー
トに示す。操作スイッチ３４によって車両用空気調和装
置１の運転が開始されると、ステップＳ21にて、以降の
処理の実行に使用するカウンタやフラグの初期値設定を
行う。ステップＳ22では、温度設定器４４にセットされ
た設定温度Ｔset を読み込む。ステップＳ23では、各種
センサによって、内気温度Ｔｒ、外気温度Ｔam、日射量
Ｔｓなどの車両の環境状態を読み込む。ステップＳ24で
は、設定温度Ｔset、内気温度Ｔｒ、外気温度Ｔam、日
射量Ｔｓに基づき目標吹出温度ＴＡＯを算出する（第１
実施例の数式２参照）。続くステップＳ25では、目標吹
出温度ＴＡＯ、冷却水温Ｔｗ、エバ後温度Ｔｅに基づ
き、エアミックスダンパ１７の目標開度ＳＷを算出する
（第１実施例の数式３参照）。次のステップＳ26では、
図８に従い、目標吹出温度ＴＡＯから送風機６の印加電
圧を算出する。ステップＳ27では、図９に従い、目標吹
出温度ＴＡＯから吹出口モードを決定する。ステップＳ
28では、図１０に従い、目標吹出温度ＴＡＯから内外気
の導入モードを決定する。ステップＳ29では、後述する
フローに従い、冷媒圧縮機１１（図示しない電磁クラッ
チ）のON-OFF作動を決定する。次に、ステップＳ30で、
上記ステップＳ25〜Ｓ29の演算結果に従い、送風機６、
冷媒圧縮機１１（電磁クラッチ）、サーボモータ１８、
４０、４３へ制御信号を出力し、内外気切替ダンパ５、
送風機６、冷媒圧縮機１１、エアミックスダンパ１７、
および吹出口切替ダンパ４２を作動制御する。その後、
ステップＳ31で制御周期τが経過したか否かの判断を行
い、この判断結果がNOの場合はステップＳ31を繰り返
し、YES の場合はステップＳ22へ戻る。

【００２４】次に、冷媒圧縮機１１の作動制御（冷却手
段７の冷却度合を制御する冷却能力決定手段および補助
冷却手段の機能）を図１１に示すフローチャートに基づ
き説明する。まず、ステップＳ32で、内外気の導入モー
ドが、外気のみの導入モードであるか否か、内気のみあ
るいは内気と外気の両方を導入する併用モードであるか
否かの判断を、内外気切替ダンパ５を駆動するサーボモ
ータ４０のポテンションメータ４１の電圧値から判断す
る（図１２参照）。この判定結果により、内外気の導入
モードが、外気のみの導入モードであると判断した場合
は、ステップＳ33で、冷却能力決定手段の機能に基づき
冷媒圧縮機１１の作動制御を行う。本実施例における冷
却能力決定手段の機能を説明する。このステップＳ33で
は、まず外気温度Ｔamが目標吹出温度ＴＡＯより５°以
上低いか否かの判断を行う。そして、外気温度Ｔamが目
標吹出温度ＴＡＯより５°以上低い場合は、冷媒圧縮機
１１の作動を常に停止する（電磁クラッチを常にOFFす
る）。また、外気温度Ｔamが目標吹出温度ＴＡＯ−５°
より高い場合は、ステップＳ33内のグラフに従い、目標
吹出温度ＴＡＯに対して設定された冷媒圧縮機１１の作
動停止温度Ａを設定する。つまり、エバ後温度Ｔｅにて
設定される冷媒圧縮機１１の作動停止温度Ｄを、目標吹
出温度ＴＡＯに対して設定された作動停止温度Ａにて設
定する。また、ステップＳ32の判定結果が、内気のみの
導入モードあるいは内気と外気の併用モードであると判
断した場合は、ステップＳ34で、補助冷却手段の機能に
基づき冷媒圧縮機１１の作動制御を行う。本実施例にお
ける補助冷却手段の機能を説明する。このステップＳ34
では、まずステップＳ34内の上段のグラフに従い、目標
吹出温度ＴＡＯに対して設定された冷媒圧縮機１１の作
動停止温度Ａを設定する。次に、ステップＳ34内の中段
のグラフに従い、外気温度Ｔamに対して設定された冷媒
圧縮機１１の作動停止温度Ｂを設定する（この設定は、
外気温度Ｔamが低い時に冷却能力を上げるための手段で
ある）。続いて、ステップＳ34内の下段のグラフに従
い、内気温度Ｔｒに対して設定された冷媒圧縮機１１の
作動停止温度Ｃを設定する（この設定は、暖房開始初期
時に冷却能力を上げるための手段である）。そして、エ
バ後温度Ｔｅにて設定される冷媒圧縮機１１の作動停止
温度Ｄを、目標吹出温度ＴＡＯにて設定された作動停止
温度Ａ、外気温度Ｔamにて設定され作動停止温度Ｂ、内
気温度Ｔｒにて設定された作動停止温度Ｃのうち最小の
温度に設定する。続く、ステップＳ35では、検出された
エバ後温度Ｔｅと、作動停止温度Ｂとを比較し、冷媒圧
縮機１１の作動状態（電磁クラッチのON-OFF）を決定す
る。

【００２５】〔第２実施例の作動〕次に、上記第２実施
例の作動を簡単に説明する。 （内気モード、内気と外気の併用モード）空気調和装置
１が作動を開始した状態で、内外気モードが内気モー
ド、あるいは内気と外気の併用モードの時、車室内の湿
度の比較的高い空気をダクト２内に吸い込む。このた
め、暖房の開始初期や、外気温度が低い場合に窓ガラス
が３５が曇る可能性が高い。しかるに、暖房の開始初期
（車室内の温度が低いとき）や、外気温度の低い場合
に、制御回路２０の補助冷却手段によって、冷媒圧縮機
１１の作動温度が低く設定されるため、結果的に冷却手
段７の冷却能力が大きくなり、冷却手段７を通過する空
気の除湿能力が大きくなる。このため、暖房運転の作動
開始初期や、外気温度が低くても、窓ガラス３５の曇り
の発生が防がれる。また、暖房運転の作動を開始してし
ばらく経過し、かつ外気温度が高い場合は、補助冷却手
段による冷却手段７の冷却能力を大きくする制御を停止
する。これは、暖房運転の作動を開始してしばらく経過
し、かつ外気温度が高い場合、窓ガラス３５の温度が上
昇して室内温度との温度偏差が小さくなり、窓ガラス３
５が曇らなくなるためで、これにより、冷媒圧縮機１１
にかかる無駄な動力を抑えることができる。 （外気モード）空気調和装置１が作動を開始した状態
で、外気モードの時は、制御回路２０の冷却能力決定手
段によって、冷媒圧縮機１１の作動が抑えられて制御さ
れる。外気モードの時は、例え外気温度が低くても、ダ
クト２内に導入される空気の絶対湿度が低いため、車室
内の湿度上昇が抑えられ、結果的に窓ガラス３５は曇り
難い。このため、外気モード時に冷媒圧縮機１１の作動
が抑えられて制御されることにより、冷媒圧縮機１１に
かかる無駄な動力を抑えることができる。

【００２６】〔第２実施例の効果〕本実施例では、上記
に説明したように、内外気モードが内気モード、あるい
は内気と外気の併用モードの時で、暖房運転の開始初期
や、外気温度が低い場合、つまり、窓ガラス３５が曇る
可能性が高いときのみに、除湿能力を高くして窓ガラス
３５の曇りを抑える。そして、窓ガラス３５が曇る可能
性が低い時、つまり、外気導入モード時や、内気を導入
するモードであっても、暖房開始後しばらく経過した後
や、外気温度が比較的高い場合は、冷媒圧縮機１１の作
動が抑えられて、冷媒圧縮機１１にかかる消費動力を低
く抑えることができる。また、内気モードで一旦冷媒圧
縮機１１の作動で除湿されると冷媒圧縮機１１を非作動
としないため、冷却手段７である冷媒蒸発器に付着した
露が再蒸発せず、窓ガラス３５の曇りを防止することも
できる。

【００２７】〔変形例〕第１実施例では、メンバーシッ
プ関数に三角形あるいは台形の形を使用した例を示した
が、制御仕様にあった形であれば良く、釣鐘形などファ
ジィ演算において矛盾が発生しなければどんな形でも良
い。第１実施例では、ファジィ推論に、代数積−加算−
重心法を採用したが、一般的な最小値−最大値−重心法
を用いても良い。第１実施例では、ファジィ推論によっ
て空調制御を行ったが、比例制御やマップ制御によって
空調制御を行っても良い。第１実施例では、冷媒圧縮機
の圧縮容量を可変して冷却能力を制御したが、電磁クラ
ッチの通電時間を制御して冷却能力を制御しても良い。
第１発明と第２発明とを併用して、更に冷却手段にかか
る動力の消費を抑えても良い。暖房の初期時を内気温度
を用いて判断したが、タイマを用いて暖房の初期時を判
定しても良い。冷却手段として冷媒蒸発器を用いたが、
空気の圧縮、膨張による冷凍サイクルの冷却手段や、ペ
ルチェ素子を用いた冷却手段など、他の冷却手段を用い
ても良い。加熱手段として冷却水を放熱するヒータコア
を用いたが、ＰＴＣヒータや燃焼式ヒータ、冷凍サイク
ルの冷媒凝縮器など、他の加熱手段を用いても良い。内
外気の切替を段階的（内気、内外気併用、外気）に切り
換える例を示したが、内外気の導入量を連続的に切り換
えるように設けても良い。この時は、図１２に示すよう
に、ポテンショ電圧がある値以下を内気、中間電圧値の
場合内外気併用、ある値以上を外気とみなして制御して
も良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】車両用空気調和装置の概略構成図である（第１
実施例）。

【図２】冷却能力決定手段の作動フローチャートである
（第１実施例）。

【図３】エアミックスダンパの開度制御等の作動フロー
チャートである（第１実施例）。

【図４】メンバーシップ関数を表すグラフである（第１
実施例）。

【図５】ファジィ推論の手順を示すフローチャートであ
る（第１実施例）。

【図６】メンバーシップ関数を重ね合わせたグラフであ
る（第１実施例）。

【図７】制御装置による空気調和装置の作動を示すフロ
ーチャートである（第２実施例）。

【図８】目標吹出温度ＴＡＯと送風機の印加電圧との関
係を示すグラフである（第２実施例）。

【図９】目標吹出温度ＴＡＯと吹出口モードとの関係を
示すグラフである（第２実施例）。

【図１０】目標吹出温度ＴＡＯと内外気導入モードとの
関係を示すグラフである（第２実施例）。

【図１１】冷媒圧縮機の作動状態を決定するフローチャ
ートである（第２実施例）。

【図１２】内外気導入モードとポテンションメータの読
込値との関係を示すグラフである（第２実施例）。

【図１３】第１発明の概略構成図である。

【図１４】第２発明の概略構成図である。

【符号の説明】

１ 車両用空気調和装置 ２ ダクト ６ 送風機 ７ 冷却手段 ８ 加熱手段 ２０ 制御回路

───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者 杉 光 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車室内に向かって空気を送るためのダク
   トと、 このダクトにおいて車室へ向かう空気流を生じさせる送
   風機と、 前記ダクトに配置され、車室内へ吹き出される空気を冷
   却する冷却手段と、 この冷却手段の下流の前記ダクトに配置され、車室内へ
   吹き出される空気を加熱する加熱手段と、 前記冷却手段による空気の冷却能力、および前記加熱手
   段による空気の加熱能力を制御し、車室内の温度が設定
   温度となるように制御する制御回路とを備える車両用空
   気調和装置において、 前記制御回路は、車室外温度、車室内温度などの車両状
   態を検出し、車室内温度を設定温度に維持するのに必要
   な前記冷却手段の冷却能力を決定する冷却能力決定手段
   を備えるとともに、 少なくとも暖房運転の作動開始時初期で、かつ日射が弱
   い場合に、前記冷却手段による空気の冷却能力を大きく
   する補助冷却手段を備えることを特徴とする車両用空気
   調和装置。
2. 【請求項２】 車室内空気を導入可能に設けられ、車室
   内に向かって空気を送るためのダクトと、 このダクトにおいて車室へ向かう空気流を生じさせる送
   風機と、 前記ダクトに配置され、車室内へ吹き出される空気を冷
   却する冷却手段と、 この冷却手段の下流の前記ダクトに配置され、車室内へ
   吹き出される空気を加熱する加熱手段と、 前記冷却手段による空気の冷却能力、および前記加熱手
   段による空気の加熱能力を制御し、車室内の温度が設定
   温度となるように制御する制御回路とを備える車両用空
   気調和装置において、 前記制御回路は、車室外温度、車室内温度などの車両状
   態を検出し、車室内温度を設定温度に維持するのに必要
   な前記冷却手段の冷却能力を決定する冷却能力決定手段
   を備えるとともに、 前記ダクトが車室内空気を導入する状態で、暖房運転の
   作動開始時初期、および車室外温度が低い場合に、前記
   冷却手段による空気の冷却能力を大きくする補助冷却手
   段を備えることを特徴とする車両用空気調和装置。