JPH082728B2

JPH082728B2 - 自動車用空調装置

Info

Publication number: JPH082728B2
Application number: JP18434889A
Authority: JP
Inventors: 潤一郎原
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1989-07-17
Filing date: 1989-07-17
Publication date: 1996-01-17
Anticipated expiration: 2011-01-17
Also published as: AU6032990A; JPH0350014A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は自動的に車室内の熱環境状態を目標熱環境状
態に調節する自動車用空調装置に関する。

従来の技術自動車用空調装置の中には、乗員の操作で設定された
設定室温と，車室内に設けられた室温センサで検出され
た室温（以下単に検出室温という），車体に設けられた
日射量センサで検出された日射量，車体に設けられた外
気温センサで検出された外気温等の車室内外の熱環境情
報に応じて、空調風を車室内に送出することにより、車
室内の熱環境状態が目標熱環境状態となるようにする、
所謂自動空調装置（オートエアコン）が知られている。

この種の自動車用空調装置の中には、第６図に示すよ
うに、外気温が低い場合には設定室温を上昇させ、また
外気温が高い場合には設定室温を低下させるというよう
に、乗員の操作で既に設定されている設定室温を外気温
に逆比例させて例えば±２℃の範囲で補正するようにし
たものがある。

なぜならば通常、人間の体感は周囲が暑いときには室
温を低下させることで「涼しい」温冷感が得られ、逆に
周囲が寒いときには室温を上昇させることで「暖かい」
温冷感が得られる。このように設定室温を周囲の温度と
逆比例する補正を行うことで温冷感が刺激され、より快
適に感じられるからである。

発明が解決しようとする課題しかしながら、人間工学的に見て温冷感は個人差が激
しい項目の１つであるにも拘わらず、設定室温の補正量
は外気温にもとづいて一義的に設定されているため、必
ずしも個々の乗員にとって快適な空調を得られるとは言
い難かった。

課題を解決するための手段熱環境情報入力手段から入力された検出室温，外気
温，日射量等の車室内外の熱環境情報および設定室温に
より目標空調条件を演算し、空調条件が前記目標空調条
件を維持するように、空調装置本体を駆動して車室内を
空調するようにした自動車用空調装置において、乗員が
感じた車室内の熱環境感を申告する乗員熱環境感入力手
段と、前記熱環境情報の度合いとこの度合いに対する重
みとを演算し、この重みと前記熱環境感入力手段から入
力された乗員の熱環境感の度合いとから、前記目標空調
条件を補正する補正手段と、を備えてある。本発明にお
ける空調条件とは、吹き出し風温度，吹き出し風量，吹
き出しモード，ベントグリルの風向あるいは風向範囲等
を意味する。

作用乗員が乗員熱環境感入力手段を操作すると、補正手段
が熱環境情報の度合いと重みとを演算し、この重みと乗
員の熱環境感とに応じて、例えば乗員の操作で既に設定
されている設定室温を補正することにより目標吹き出し
風温度、すなわち目標空調条件を補正し、この補正され
た目標空調条件にもとづいて空調装置本体を駆動し、車
室内が乗員各人に適応した状態に空調される。

実施例第１実施例（第１〜３図参照）この第１実施例では大まかには、第１図に示すよう
に、空調装置本体１と熱環境情報入力手段２と空調装置
のメインスイッチとしてのオートスイッチ３と制御装置
４と乗員熱環境感入力手段５と熱環境感表示手段６と室
温設定器48と補正手段７とを備えている。

空調装置本体１はブロアユニット10とクーリングユニ
ット11とヒータユニット12とダクトユニット13とを備え
ている。ブロアユニット10には外気導入口15と内気導入
口16とインテークドア17とブロアファン18とが設けられ
ている。外気導入口15は走行風圧を受けて外気を導入す
る。内気導入口16は車室内の空気を導入する。インテー
クドア17は制御装置４で駆動されるアクチュエータ19に
より外気導入口15と内気導入口16とを選択的に開閉す
る。ブロアファン18は制御装置４で駆動されるアクチュ
エータとしてのブロアファンモータ20により回転する。
クーリングユニット11にはエバポレータ21が設けられて
いる。エバポレータ21は図外のコンプレッサ，コンデン
サ，膨張弁等で構成した冷凍サイクルから供給される冷
媒で通過する空気を冷却する。ヒータユニット12にはヒ
ータコア22とエアミックスドア23とエアミックスチャン
バ24とが設けられている。ヒータコア22は図外のエンジ
ン，温水コック等で構成した加熱サイクルから供給され
る温水で通過した空気を暖める。エアミックスドア23は
制御装置４で駆動されるアクチュエータ25により、エバ
ポレータ21を通過して冷えている空気がヒータコア22を
迂回して冷えたままの冷気とエバポレータ21を通過して
冷えている空気がヒータコア22を通過して暖められた暖
気との割合を調整するように、開閉する。ダクトユニッ
ト13にはデフロスタダクト27とベンチレータダクト28と
足元ダクト29とデフロスタドア30とベンチレータドア31
と足元ドア32とが設けられている。デフロスタダクト27
はインストルメントパネル33に設けられたデフロスタ吹
き出し口34に接続され、図外のフロントウインドウに向
けて空調風を吹き出す。デフロスタ吹き出し口34には風
向設定器としてのルーバ35が設けられている。ベンチレ
ータダクト28はインストルメントパネル33に設けられた
ベンチレータ吹き出し口36に接続され、乗員の上半身に
向けて空調風を吹き出す。ベンチレータ吹き出し口36に
は風向設定器としてのルーバ37,38が設けられている。
足元ダクト29の吹き出し口は乗員の足元に向けて空調風
を吹き出す。デフロスタドア30,ベンチレータドア31,足
元ドア32はそれぞれ制御装置４で駆動されるアクチュエ
ータ40,41,42によりデフロスタダクト27,ベンチレータ
ダクト28,足元ダクト29を個別に開閉する。

熱環境情報入力手段２は車室内外の複数の熱環境情報
を入力するものであって、室温センサ45と外気温センサ
46と日射量センサ47とで構成されている。室温センサ45
は現在の車室内の雰囲気温度を検出室温T_icとして検出
し、この検出室温T_icに応じた電気量を制御装置４に出
力する。外気温センサ46は現在の車室外の雰囲気温度を
外気温T_aとして検出し、この外気温T_aに応じた電気量を
制御装置４に出力する。日射量センサ47は受光した日射
量Ｓに応じた電気量を制御装置４に出力する。室温設定
器48は、一般的には車室内の乗員の操作し易い部分に配
置された図外の空調操作盤に図外のブロアファンスイッ
チや図外の内外気モード設定器ならびに図外の吹き出し
口モード設定器と一緒に組み付けられ、乗員の操作で乗
員が希望する温度を設定室温T_setとして設定し、この設
定室温T_setに応じた電気量を制御装置４に出力する。

オートスイッチ３は図外のマニュアルスイッチとで空
調装置のメインスイッチを構成するものであって、一般
的には前述の空調操作盤に組み付けられている。

制御装置４はマイクロコンピュータに構成されてお
り、前述のマニュアルスイッチのオン動作により、マイ
クロコンピュータのメモリにシステムベースとして予め
設定されたマニュアルプログラムにしたがって、検出室
温T_icが設定室温T_setとなるように、空調装置本体１を
駆動制御する。このマニュアルプログラムによる駆動制
御において、空調風の風量は前述のブロアファンスイッ
チの乗員によるオン操作量で選択され、内外気モードは
前述の内外気モード設定器の乗員による操作で内気循環
モード，外気導入モード，半内気循環・半外気導入モー
ドの１つが選択され、吹き出し口モードは前述の吹き出
し口モード設定器の乗員による操作で例えばベントモー
ド，フットモード，デフロストモードの１つが選択され
る。また制御装置４はオートスイッチ３のオン動作によ
り、マイクロコンピュータのメモリにシステムベースと
して予め設定されたオートプログラムにしたがって、検
出室温T_ic，外気温T_a，日射量S,設定室温T_set等の熱環
境情報に応じて、車室内の熱環境状態が目標熱環境状態
となるように、空調装置本体１を駆動制御する機能に加
えて、補正手段７で行われるところの、個人差による乗
員の熱環境感H_fの度合いと熱環境情報の度合いとに応じ
て設定室温T_setを補正し、空調装置本体１を適応制御す
る機能をもっている。さらに制御装置４のオートプログ
ラムには、第３図のステップ121に示す目標吹き出し風温度と吹
き出し口モードとの関係を規定する知識 ……と、第３図のステップ122に示す温度差とブロアファンモ
ータ印加電圧値との関係を規定する知識 ……と、目標吹き出し風温度式 T_of＝Ａ・T_a＋Ｂ・T_ic＋Ｃ・T_set※＋Ｄ・Ｓ＋Ｅ……
と、エアミックスドア開度式Ｘ＝Ｆ・T_of ²＋Ｇ・T_of＋Ｈ ……と、等が組み込まれている。なお上記式，の係数A,B,C,
D,E,F,G,Hは定数である。

乗員熱環境感入力手段５は、例えば前述の空調操作盤
に組み付けられ、乗員が感じた車室内の熱環境感H_fとし
て、例えば「暑い」という温冷感T_f-1と、「寒い」とい
う温冷感H_f-2とを申告するものであって、「暑い」とい
う温冷感H_f-1に対応する自己復帰型ボタンスイッチ50
と、「寒い」という温冷感H_f-2に対応する自己復帰型ボ
タンスイッチ51とで構成されており、第２図のステップ
108〜110に示すように、オートスイッチ３がオン動作し
ている際に、乗員がボタンスイッチ50を押すことにより
「暑い」という温冷感H_f-1に相当する電気量を制御装置
４に出力し、乗員がボタンスイッチ51を押すことにより
「寒い」という温冷感H_f-2に相当する電気量を制御装置
４に出力する。

熱環境感表示手段６は車体の乗員の見易い部分である
インストルメントパネル33に設けられ、乗員熱環境感入
力手段５から制御装置４に入力された「暑い」，「寒
い」なる温冷感H_fの度合いに応じて下記表１に示すよう
な表示用語を乗員が視認または聴覚できるように表示す
るものであって、例えば液晶デバイスまたは音声発生デ
バイスで構成される。

補正手段７は、制御装置４がマイクロコンピュータに
構成されていることから、マイクロコンピュータのメモ
リに別々のシステムベースとして設定されており、例え
ば車室内外の熱環境情報評価式Ｗ＝Ｉ・T_ic＋Ｊ・Ｓ＋Ｋ・T_a＋Ｌ ……と、熱環境情報評価値（熱環境情報の度合い）Ｗを０〜６
の整数なる７段階の熱環境情報評価区分値W₁に区分する
知識 ……と、下記表２に示すように乗員熱環境感入力手段５の操作
具合と温冷感評価値Ｙとの関係（熱環境感の度合い）を
規定する知識 ……と、下記表３に示すように温冷感評価値Ｙを７つの温冷感
区分評価値Y₁に区分する知識 ……と、下記表４に示すように熱環境情報区分評価値W₁と温冷
感区分評価値Y₁たる最新の補正量Ｚと過去の平均補正量
Z₁との関係を規定する知識 ……と、重み式Ｋ＝１−（ta×Ｍ＋）^-1 ……と、平均補正量式平均補正量＝Z₁×（１−Ｋ）＋（Ｚ×Ｋ）……と、等が組み込まれ、第2,3図のステップ103〜118に示すよ
うに、車室内外の熱環境情報の度合いと、この度合いに
対する重みＫとを演算し、この重みＫと、乗員熱環境感
入力手段５から入力された「暑い」，「寒い」なる温冷
感H_fの度合いとから、乗員の室温設定器48操作により制
御装置４に設定されている設定室温T_setを補正する。こ
の補正設定室温はT_set※として、設定室温T_setと区別す
る。なお、前記重み式中に含まれるtaは、補正操作後
の設定室温（補正設定室温）T_set※の維持時間すなわち
補正設定室温T_set※が次に更新されるまで維持される時
間である。また、上記式中の係数I,J,K,L、および式
中の係数Ｍはいずれも定数である。

以上の第１実施例の作用を、乗員がオートスイッチ３
をオン動作した場合について、第2,3図に示したフロー
チャートを参照しながら詳述する。

先ずステップ101ではオートスイッチ３がオン，オフ
のいずれかに設定されているかを判断し、オートスイッ
チ３がオンであればステップ102に進み、オートスイッ
チ３がオフであればステップ101に戻る。

次にステップ102では外気温センサ46,室温センサ45,
日射量センサ47それぞれから出力された車室内外の熱環
境情報としての外気温T_a，検出室温T_ic、日射量Ｓが、
室温設定器48から設定室温T_setが、また乗員熱環境感入
力手段５から出力された熱環境感としての温冷感H_fが、
さらにマイクロコンピュータのスキャニング時間t₀たる
0.03秒がマイクロコンピュータのサブメモリに一時記憶
される。

ステップ103では乗員から温冷感H_fの申告があったか
どうかを判別する。もし温冷感H_fの申告があればステッ
プ104に進み、もし温冷感H_fの申告がなければステップ1
05に進む。

ステップ104では現在の熱環境情報区分評価値W₂に対
する維持時間t_a（ｉ）をリセットする。ここでｉは後述
の熱環境情報区分評価値W₁の０から６に対応している。

ステップ105では現在の熱環境情報区分評価値W₁に対
応する補正操作後の維持時間t_aを加算する。すなわちt_a
（ｉ）にマイクロコンピュータの１スキャニング時間t₀
たる0.03秒を加算する。そしてステップ115に進む。

ステップ106では検出室温T_ic，日射量S,外気温T_aを熱
環境情報評価式に代入して熱環境情報評価値Ｗを演算
し、この演算結果をサブメモリに一時記憶する。

ステップ107ではステップ106で求めた熱環境情報評価
値Ｗを知識により例えば０から６の７段階のうちの１
つの整数に変換して区分化し、この熱環境情報区分評価
値W₁をサブメモリに一時記憶する。もし０未満であれば
０にする。また６を越えるならば６にする。

ステップ108では乗員による温冷感H_fの申告の評価を
行う。すなわち表２に示す知識から乗員の乗員熱環境
感入力手段５の操作具合に応じた温冷感評価値を演算
し、この演算結果をサブメモリに一時記憶する。

ステップ109ではステップ108で求めた温冷感評価値Ｙ
に応じた表示語を表１から選択し、この選択結果をサブ
メモリに一時記憶する。

ステップ110ではステップ108で求めた温冷感評価値を
表３に示す知識から例えば「＋３」，「＋２」，「＋
１」，「０」，「−１」，「−２」，「−３」の７段階
のうちの１つの整数に変換して区分化し、この温冷感区
分評価値Y₁を最新の補正量Ｚとしてサブメモリに一時記
憶する。すなわち乗員の乗員熱環境感入力手段５の操作
具合から温冷感評価値Ｙとして表２に示す知識から比
較的大きな値、例えば＋４が選ばれても少し緩和した温
冷感区分評価値Y₁をとることにより、後述のステップ11
1で求められる補正設定室温T_set※の値が極端に大きく
ならないようにするためである。

ステップ111では現在の熱環境情報区分評価値W₁に対
して、最新の温冷感H_fの申告の１つ前の時点での補正設
定室温T_set※に対する維持時間taを重み式に代入し
て、重みＫを算出する。この計算により維持時間t_aが長
い場合には、乗員が以前の補正設定室温T_set※で満足し
ていると判断できるので、重みＫを大きくでき、最大１
になる。また維持時間t_aが短い場合には、乗員が以前に
補正設定していたT_set※に対して満足していないので、
重みＫを小さくして０に近くする。

ステップ112では、先に述べた平均補正量式を用い
（平均補正量＝Z₁×（１−Ｋ）＋（Ｚ×Ｋ））、現在の
熱環境情報区分評価値W₁に対して、過去の平均補正量Z₁
と最新の補正量Ｚに対して前述の重みＫを用いた平均化
処理を行う。この計算により、前述の重みＫが大きいほ
ど最新の補正量Ｚを大きく評価することができる。こう
して、維持時間t_aが長くてその補正量に満足している場
合には、その補正量を大きく評価して記憶することがで
きる。人間に例えれば、よく使われたものは次回もまた
よく使うという「経験」に相当する。

ステップ113では表４に示す知識を作成する。すな
わち、熱環境情報区分評価値W₁ごとにそれぞれの最新の
補正量Ｚと過去の平均補正量Z₁とを記憶する。

ステップ114ではステップ113で求めた現在の熱環境情
報区分評価値W₁に対応する最新の補正量Ｚを補正量とし
て採用する。

ステップ115ではステップ103で乗員による温冷感H_fの
申告がなかった場合であるので、エンジンあるいは空調
装置本体１の再起動後に乗員による温冷感H_fの申告があ
ったかどうかを判別する。もしあればステップ116に進
み、なければステップ117に進む。

ステップ116ではステップ114と同様に最新の補正量Ｚ
を補正量として採用する。

ステップ117では平均補正量Z₁を補正量として採用す
る。

ステップ118ではステップ114,115,117のいずれかから
算出した補正量を用いて設定室温T_setの補正を行う。す
なわちステップ102で読み込んだ設定室温T_setにステッ
プ114,116,117で求めた最新の補正量Ｚまたは平均補正
量Z₁を加算して補正設定室温T_set※を算出する。そして
ステップ119に進む。

ステップ119では外気温T_a，検出室温T_ic，補正設定室
温T_set※を、目標吹き出し風温度式に代入して目標吹
き出し風温度T_ofを演算し、この演算結果をサブメモリ
に一時記憶する。

ステップ120ではステップ119で求めた目標吹き出し風温
度T_ofをエアミックスドア開度式に代入してエアミッ
クスドア開度Ｘを演算し、この演算結果をサブメモリに
一時記憶する。

ステップ121ではステップ119で求めた目標吹き出し風
温度T_ofにもとづいて、目標吹き出し風温度と吹き出し
口モードとの関係を規定する知識から下記表５に示す
フットモード，バイレベルモード，ベントモードの吹き
出し口モードを決定し、サブメモリに一時記憶する。

ステップ122では検出室温T_icと補正設定室温T_set※と
の温度差±ΔＴ＝T_ic−T_set※を演算し、この温度差±
ΔＴに応じてブロアファンモータ印加電圧値V_fanを、温
度差とブロアファンモータ印加電圧値との関係を規定す
る知識から算出してサブメモリに一時記憶する。

ステップ123ではブロアファンモータ印加電圧値V_fan
に応じた電力をブロアファンモータ20に供給し、ブロア
ファンモータ203を回転駆動する。

ステップ124ではステップ120,121に応じた電力を各ア
クチュエータ25,40,41,42に供給し、エアミックスドア2
3,デフロスタドア30、ベンチレータドア31,足元ドア32
をステップ120,121で設定された所定の状態に開閉駆動
する。

ステップ125では乗員熱環境感表示手段６にステップ1
09で選択した表示語を表示する。

以上のステップ102〜125の処理はオートスイッチ３が
オン動作している間は繰り返す。

つまり、乗員からの「暑い」，「寒い」の申告つまり
入力があると、車室内外の熱環境情報の度合いとこれに
対する重みＫとを演算し、この重みＫと「暑い」，「寒
い」とに応じて設定室温T_setを補正することで、乗員の
意思を容易に反映した空調制御を行うことができる。

第２実施例（第4,5図参照）この第２実施例は、現在の熱環境情報区分評価値W₁に
対する重みＫを過去の平均補正量Z₁と最新の補正量Ｚと
の差の絶対値で算出するようにした点に特徴がある。

この第２実施例の作用を第4,5図に示すフローチャー
トにもとづいて説明する。

先ずステップ201,202は第１実施例のステップ101,102
と同じである。

ステップ203では乗員から温冷感H_fの申告があったか
どうかを判別し、温冷感H_fの申告があればステップ204
に進み、なければステップ213に進む。

ステップ204から208は第１実施例のステップ106から
ステップ110と同じである。

ステップ209では現在の熱環境情報区分評価値W₁に対
する重みＫを算出する。すなわち過去の平均補正量Z₁と
最新の補正量Ｚとの差を絶対値で評価する。この補正量
の偏差が大きければ重みＫを小さく評価し、これとは逆
に偏差が小さければ重みＫを大きく評価する。この演算
により最新の補正量Ｚが過去の補正量Z₁と大差ない補正
量であれば、過去の経験の積み重ねであるから確からし
いと判断して、重みＫを大きく評価し、経験の蓄積とす
る。一方、最新の補正量Ｚが過去の平均補正量Z₁と大き
な差がある補正量であれば、一過性の補正ということが
考えられるから、重みＫを小さく評価し、経験の修正を
小さくする。

ステップ210から223までは第１実施例のステップ112
から125と同じである。

なお本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
図示は省略するが、下記〜に示すようにすることも
できる。

前記各実施例では乗員の温冷感に基づいて学習する
制御を構築したが、温冷感に限らず風速感や空調装置本
体の操作系の中にある風量調節、吹き出し口モードの調
節、省力空調装置スイッチ、吸い込み口切換、さらにベ
ントグリルの風向あるいは風向範囲切換などの操作系を
学習する。

補正した後の乗員の満足度を評価する指標であれ
ば、維持時間taに限らず、より積極的に乗員の満足度を
入力する操作系にしてもかまわない。

乗員の真実の好みを判断する指標として、過去の補
正量Z₁と最新の補正量Ｚとの偏差以外の、別の空調快適
性に関する評価量をとってもいいし、前述のような新し
い操作系を設けてもよい。

最新の操作量だけにもとづくのではなく、最新と最
新から１個以前の値とか、最新から数えて数個以前から
最新までの値を利用する。

前記第１の実施例においては、設定室温T_setに最新
の補正量Ｚまたは平均補正量Z₁を加算することにより補
正設定室温T_set※を求めて、ステップ119により目標吹
き出し風温度T_ofを補正しているが、前記ＺまたはZ₁値
から直接目標吹き出し風温度T_ofを補正しても良い。す
なわち、目標吹き出し風温度式を下記の式とする。

T_of＝Ａ・T_a＋Ｂ・T_ic＋Ｃ・T_set＋Ｄ・Ｓ＋Ｉ・Ｚ＋Ｅ
……′ ′式中Ｉは定数である。

第３図のフローチャートにおいて、ステップ118を削
除し、ステップ119で式の代わりに′式を用い、Ｚ
にステップ114,116又は117で求めた最新の補正量Ｚまた
は平均補正量Z₁を代入すればよい。

尚、′式でＩ＝Ｃとすれば式と同じになる。

発明の効果以上のように本発明によれば、車室内外の熱環境情報
の度合いに対する重みと乗員の熱環境感の度合いとか
ら、設定室温を補正することができるので、個人差の激
しい乗員の熱環境感に適応した空調快適性を容易かつ最
大に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す概略構成図、第2,3
図は同第１実施例のフローチャート、第4,5図は本発明
の第２実施例のフローチャート、第６図は従来の自動車
用空調装置の作用説明図である。１……空調装置本体、２……熱環境情報入力手段、５…
…乗員熱環境感入力手段、７……補正手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱環境情報入力手段から入力された検出室
温，外気温，日射量等の車室内外の熱環境情報および設
定室温により目標空調条件を演算し、空調条件が前記目
標空調条件を維持するように、空調装置本体を駆動して
車室内を空調するようにした自動車用空調装置におい
て、乗員が感じた車室内の熱環境感を申告する乗員熱環境感
入力手段と、前記熱環境情報の度合いとこの度合いに対する重みとを
演算し、この重みと前記熱環境感入力手段から入力され
た乗員の熱環境感の度合いとから、前記目標空調条件を
補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする自動車用空調装置。
【請求項２】前記重みを乗員の熱環境感に対する維持時
間に応じて設定したことを特徴とする請求項１に記載し
た自動車用空調装置。
【請求項３】前記重みを最新の補正量と過去の平均補正
量との偏差に応じて設定したことを特徴とする請求項１
に記載した自動車用空調装置。