(57)【要約】【課題】簡単で開発工数の少ないアルゴリズムにより、任意、かつ、複数の入力値に対し、最適なコンプレッサ４０の補正回転数を求める。【解決手段】目標蒸発器後温度ＴＥＯと蒸発器後温度Ｔｅとの温度偏差Ｅｎと、その温度偏差Ｅｎの偏差変化率Ｅｄｏｔとで形成された二次元線図パターンに多数のモデル制御点ｐａ、ｐｂ、ｐｃを設定し、現入力値における実制御座標点ｐｘを特定する。この実制御座標点ｐｘでのモデル制御パターンＰｘは、予めメモリに格納された被モーフィング座標点ｐａ、ｐｂ、ｐｃのモデル制御パターンＰａ、Ｐｂ、Ｐｃから合成する。合成に際しては、被モーフィング座標点ｐａ、ｐｂ、ｐｃと実制御座標点ｐｘ間の距離を重み付けに用いて、モーフィング手法により合成する。合成されたモデル制御パターンＰｘから、目標回転数ＩＶＯｎを読み取る。【選択図】図７
2010030498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気流を発生させる送風手段（３７）と、
前記送風手段（３７）からの空気流を車室内に導く空気通路（３１）と、
車両に搭載された電源から電力の供給を受けて作動する電動モータ（４０ａ）により駆動されて、吸入した冷媒を圧縮して吐出する電動圧縮機（４０）、前記電動圧縮機（４０）が吐出した冷媒を冷却させる放熱器（４１）、前記放熱器（４１）からの冷媒を減圧する減圧手段（４３）、および前記減圧手段（４３）からの冷媒を蒸発させる蒸発器（３８）などの構成機器を備えた冷凍サイクル（３９）と、
前記送風手段（３７）および前記構成機器の作動を制御する制御装置（２６）とを備え、
前記空気通路（３１）内の空気流を、前記蒸発器（３８）の蒸発熱によって冷却するように構成された車両用空調装置において、
前記制御装置（２６）は、
車室内への吹出温度を設定するための温度設定手段（７１）の設定位置に応じて、車室内への目標吹出温度（ＴＡＯ）を決定する目標吹出温度決定手段と、
前記目標吹出温度（ＴＡＯ）とするための目標蒸発器後温度（ＴＥＯ）を決定する目標蒸発器後温度決定手段と、
蒸発器後温度検出手段（６４）によって検出される蒸発器後温度（Ｔｅ）が、前記目標蒸発器後温度決定手段によって決定される前記目標蒸発器後温度（ＴＥＯ）となるよう、前記電動圧縮機（４０）の回転数を制御する圧縮機回転数制御手段と、
車両用電源と前記電動圧縮機（４０）との間に設けられて、前記圧縮機回転数制御手段によって制御される回転数を補正する補正手段とを備え、
前記補正手段は、合成制御パターン計算手段（２７）と制御特性情報記憶手段（２８）とを備え、
前記合成制御パターン計算手段（２７）には、少なくともＮ個（Ｎ≧２）の必須入力変数群が入力され、
前記必須入力変数群の中には、種別の固定されたＭ個（１≦Ｍ＜Ｎ）の第一種入力変数と（Ｎ−Ｍ）個の第二種入力変数が含まれており、
前記制御特性情報記憶手段（２８）には、前記第一種入力変数が張る部分入力空間（ＭＰＳ）上の予め定められた所定数のモデル座標点（ｐ）毎に設定された前記第二種入力変数の値と出力変数との関係を定めるモデル制御パターン（Ｐ）が多数記憶されており、
前記必須入力変数群は、外気温度（Ｔａｍ）、前記目標吹出温度（ＴＡＯ）、吹出モード、前記目標蒸発器後温度（ＴＥＯ）、前記蒸発器後温度（Ｔｅ）、前記目標蒸発器後温度（ＴＥＯ）と前記蒸発器後温度（Ｔｅ）との温度偏差（Ｅｎ）、前記温度偏差（Ｅｎ）の偏差変化率（Ｅｄｏｔ）、前記電動圧縮機（４０）の現在回転数（ＩＶＯｎ-1）、車速、前記送風手段（３７）の風量、前記放熱器（４１）への送風風量、前記電動圧縮機（４０）の上限回転数もしくは下限回転数、車両からの許可電力、検出された使用電力、および前記許可電力と前記使用電力との偏差のうちの二つ以上の変数を含むものであり、これらの変数から、前記第一種入力変数と前記第二種入力変数とが決定されており、
前記合成制御パターン計算手段（２７）は、入力された前記第１種入力変数の前記部分入力空間（ＭＰＳ）上の位置を取り囲む座標点に設定された複数の前記モデル制御パターン（Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ）を抽出し、前記複数のモデル制御パターン（Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ）を合成して、合成された合成制御パターン（Ｐｘ）に基づいて、前記必須入力変数群に対応する前記出力変数として、前記電動圧縮機（４０）における目標回転数（ＩＶＯｎ）、仮の目標回転数、制限回転数範囲、上限回転数、下限回転数、および電力制限回転数のいずれかの変数を出力することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記温度偏差（Ｅｎ）、および前記偏差変化率（Ｅｄｏｔ）が前記第一種入力変数を構成し、前記現在回転数（ＩＶＯｎ-1）が前記第二種入力変数を構成することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記合成制御パターン計算手段（２７）は、モーフィング計算手段からなり、前記必須入力変数群のＮ次元入力値が与えられたとき、前記Ｎ次元入力値に含まれる前記第一種入力変数のＭ次元の前記部分入力空間（ＭＰＳ）上の座標点を実制御座標点（ｐｘ）として、前記Ｍ次元の部分入力空間（ＭＰＳ）にて前記実制御座標点（ｐｘ）を内部に含むモーフィング対象空間領域（ＤＴ）に存在する複数のモデル座標点（ｐ）を、被モーフィング座標点（ｐａ、ｐｂ、ｐｃ）として特定する第１手段と、
前記Ｍ次元の部分入力空間（ＭＰＳ）における前記被モーフィング座標点（ｐａ、ｐｂ、ｐｃ）の各々から前記実制御座標点（ｐｘ）までの距離に応じた重みを設定する第２手段と、
前記被モーフィング座標点（ｐａ、ｐｂ、ｐｃ）の各々に対応する前記モデル制御パターン（Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ）の形状を、前記重みにてモーフィングすることにより、前記実制御座標点（ｐｘ）に対応する合成制御パターン（Ｐｘ）を作成する第３手段と、
前記合成制御パターン（Ｐｘ）に基づいて、前記必須入力変数群に対応する前記出力変数としての前記目標回転数（ＩＶＯｎ）を読み出す第４手段とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記第二種入力変数の値と前記出力変数の値との関係を定めるモデル制御パターン（Ｐ）は、前記第二種入力変数となる前記現在回転数（ＩＶＯｎ-1）が大きくなるにつれて、前記出力変数となる前記目標回転数（ＩＶＯｎ）の絶対値が大きくなるようにされていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記Ｍ次元の部分入力空間（ＭＰＳ）は、前記温度偏差（Ｅｎ）と前記偏差変化率（Ｅｄｏｔ）とが張る二次元座標平面であり、
前記二次元座標平面上の複数のモデル座標点（ｐ）と対応付ける形で、前記モデル制御パターン（Ｐ）が、前記現在回転数（ＩＶＯｎ-1）と前記目標回転数（ＩＶＯｎ）との関係を示す二次元線図パターンとして前記制御特性情報記憶手段（２８）に格納されており、
前記合成制御パターン（Ｐｘ）は、前記モデル制御パターン（Ｐ）をなす複数の二次元線図パターンをモーフィングして合成される二次元線図パターンであることを特徴とする請求項４に記載の車両用空調装置。
【請求項６】
前記Ｍ次元の部分入力空間（ＭＰＳ）内にて隣接する前記モデル座標点（ｐ）を相互にフレーム連結することにより、各頂点を前記モデル座標点（ｐ）とする形で前記Ｍ次元の部分入力空間（ＭＰＳ）を隙間なく区画するよう複数のモーフィング対象空間領域（ＤＴ）が配列されており、
それら複数のモーフィング対象空間領域（ＤＴ）のうち、前記実制御座標点（ｐｘ）を内包する特定モーフィング対象空間領域（ＤＴ）を、被モーフィング対象空間領域（ＤＴ）とし、
前記被モーフィング対象空間領域（ＤＴ）の頂点をなすモデル座標点（ｐ）を前記被モーフィング座標点（ｐａ、ｐｂ、ｐｃ）とすることを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の車両用空調装置。
【請求項７】
前記現在回転数（ＩＶＯｎ-1）と前記目標回転数（ＩＶＯｎ）との関係を示す前記二次元線図パターンは、パターン起点から終点に向けて配列する一定個数のハンドリング点（ｈｉ）により形状が規定されるものであり、
全ての前記モデル座標点（ｐ）に対応する二次元線図パターンの各ハンドリング点（ｈｉ）同士が配列順位に従い一義的に対応付けられてなり、
前記被モーフィング座標点（ｐａ、ｐｂ、ｐｃ）の各々における前記二次元線図パターンの前記各ハンドリング点（ｈｉ）の対応するもの同士をモーフィングすることにより合成した前記ハンドリング点（ｈｉ）を生成し、
それら合成したハンドリング点（ｈｉ）により前記合成制御パターン（Ｐｘ）をなす二次元線図パターンを規定するようにしたことを特徴とする請求項５に記載の車両用空調装置。
【請求項８】
前記二次元線図パターンは、前記ハンドリング点（ｈｉ）を順次直線連結して得られる折線状パターンであることを特徴とする請求項７に記載の車両用空調装置。
【請求項９】
前記必須入力変数群として、前記送風手段（３７）の風量を表す変数が用いられることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか８に記載の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車室内の空調を行う車両用空調装置に関するものであり、特に、電動圧縮機の回転数制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、下記の特許文献１に示される車両用空調装置などがある。これは、温度調節レバーの設定位置に応じて車室内の蒸発器を通過した直後の目標空気温度を決定し、その蒸発器を通過した直後の実際の空気温度が先の目標空気温度となるよう圧縮機の回転数を制御するものである。
【０００３】
しかしながら昨今、下記の特許文献２で述べられているように、騒音対策のため、局面に応じて圧縮機の上限回転数を規制することが知られている。また、冷凍サイクル内を循環する潤滑オイルの循環性向上のために、圧縮機の下限回転数を規制したり、あるいは、車両からの使用許可電力内で圧縮機を運転するために、回転数制限運転をしたりして、圧縮機の回転数を補正する制御が知られている。
【０００４】
なお、画像処理の分野では、複数の画像を合成する手法として、下記の非特許文献１に示されるモーフィング手法が知られている。
【特許文献１】特開平８−２２３６号公報
【特許文献２】特開２００４−２４３８１２号公報
【非特許文献１】ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ、  Ｊａｎｕａｒｙ／Ｆｅｂｒｕａｒｙ  １９９８、６０−７３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１０は、従来の制御におけるコンプレッサの目標回転数を出力するまでに使用する入力変数の変遷を示すツリーの一例である。上述したように、いろいろな局面に合せるための回転数補正算出手段を追加していくと、回転数算出アルゴリズムが複雑化し、アルゴリズムの構築に多くの開発工数が必要となるうえ、その検証に長い時間が掛かるという問題がある。また、各補正項間の相関が発生し、各補正項同士の優先順位や、機種毎の制御適合による制御定数決めが、難しくなるという問題も生じる。
【０００６】
本発明は、このような昨今の問題に着目して成されたものであり、その目的は、簡単で開発工数の少ないアルゴリズムにより、任意、かつ、複数の入力値に対し、最適な圧縮機の補正回転数を求めることのできる車両用空調装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、空気流を発生させる送風手段（３７）と、送風手段（３７）からの空気流を車室内に導く空気通路（３１）と、車両に搭載された電源から電力の供給を受けて作動する電動モータ（４０ａ）により駆動されて、吸入した冷媒を圧縮して吐出する電動圧縮機（４０）、電動圧縮機（４０）が吐出した冷媒を冷却させる放熱器（４１）、放熱器（４１）からの冷媒を減圧する減圧手段（４３）、および減圧手段（４３）からの冷媒を蒸発させる蒸発器（３８）などの構成機器を備えた冷凍サイクル（３９）と、送風手段（３７）および構成機器の作動を制御する制御装置（２６）とを備え、空気通路（３１）内の空気流を、蒸発器（３８）の蒸発熱によって冷却するように構成された車両用空調装置において、
制御装置（２６）は、車室内への吹出温度を設定するための温度設定手段（７１）の設定位置に応じて、車室内への目標吹出温度（ＴＡＯ）を決定する目標吹出温度決定手段と、目標吹出温度（ＴＡＯ）とするための目標蒸発器後温度（ＴＥＯ）を決定する目標蒸発器後温度決定手段と、蒸発器後温度検出手段（６４）によって検出される蒸発器後温度（Ｔｅ）が、目標蒸発器後温度決定手段によって決定される目標蒸発器後温度（ＴＥＯ）となるよう、電動圧縮機（４０）の回転数を制御する圧縮機回転数制御手段と、車両用電源と電動圧縮機（４０）との間に設けられて、圧縮機回転数制御手段によって制御される回転数を補正する補正手段とを備え、
補正手段は、合成制御パターン計算手段（２７）と制御特性情報記憶手段（２８）とを備え、合成制御パターン計算手段（２７）には、少なくともＮ個（Ｎ≧２）の必須入力変数群が入力され、必須入力変数群の中には、種別の固定されたＭ個（１≦Ｍ＜Ｎ）の第一種入力変数と（Ｎ−Ｍ）個の第二種入力変数が含まれており、制御特性情報記憶手段（２８）には、第一種入力変数が張る部分入力空間（ＭＰＳ）上の予め定められた所定数のモデル座標点（ｐ）毎に設定された第二種入力変数の値と出力変数との関係を定めるモデル制御パターン（Ｐ）が多数記憶されており、必須入力変数群は、外気温度（Ｔａｍ）、目標吹出温度（ＴＡＯ）、吹出モード、目標蒸発器後温度（ＴＥＯ）、蒸発器後温度（Ｔｅ）、目標蒸発器後温度（ＴＥＯ）と蒸発器後温度（Ｔｅ）との温度偏差（Ｅｎ）、温度偏差（Ｅｎ）の偏差変化率（Ｅｄｏｔ）、電動圧縮機（４０）の現在回転数（ＩＶＯｎ-1）、車速、送風手段（３７）の風量、放熱器（４１）への送風風量、電動圧縮機（４０）の上限回転数もしくは下限回転数、車両からの許可電力、検出された使用電力、および許可電力と使用電力との偏差のうちの二つ以上の変数を含むものであり、これらの変数から、第一種入力変数と第二種入力変数とが決定されており、合成制御パターン計算手段（２７）は、入力された第１種入力変数の部分入力空間（ＭＰＳ）上の位置を取り囲む座標点に設定された複数のモデル制御パターン（Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ）を抽出し、複数のモデル制御パターン（Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ）を合成して、合成された合成制御パターン（Ｐｘ）に基づいて、必須入力変数群に対応する出力変数として、電動圧縮機（４０）における目標回転数（ＩＶＯｎ）、仮の目標回転数、制限回転数範囲、上限回転数、下限回転数、および電力制限回転数のいずれかの変数を出力することを特徴としている。
【０００８】
この請求項１に記載の発明によれば、電動圧縮機（４０）における目標回転数（ＩＶＯｎ）、仮の目標回転数、制限回転数範囲、上限回転数、下限回転数、および電力制限回転数のいずれかを演算するのに、線形式を用いることなく演算することができる。また、演算のために必要なモデル制御パターン（Ｐ）は合成制御パターン計算手段（２７）を用いて合成できる。よって予め用意しておくモデル制御パターン（Ｐ）を少なくすることができる。これにより、経済的で、開発工数が少なく、適合性に優れた車両用空調装置にすることができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の車両用空調装置において、温度偏差（Ｅｎ）、および偏差変化率（Ｅｄｏｔ）が第一種入力変数を構成し、現在回転数（ＩＶＯｎ-1）が第二種入力変数を構成することを特徴としている。この請求項２に記載の発明によれば、最終的に現在回転数（ＩＶＯｎ-1）に対する増減が考慮された目標回転数（ＩＶＯｎ）が出力される。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の車両用空調装置において、合成制御パターン計算手段（２７）は、モーフィング計算手段からなり、必須入力変数群のＮ次元入力値が与えられたとき、Ｎ次元入力値に含まれる第一種入力変数のＭ次元の部分入力空間（ＭＰＳ）上の座標点を実制御座標点（ｐｘ）として、Ｍ次元の部分入力空間（ＭＰＳ）にて実制御座標点（ｐｘ）を内部に含むモーフィング対象空間領域（ＤＴ）に存在する複数のモデル座標点（ｐ）を、被モーフィング座標点（ｐａ、ｐｂ、ｐｃ）として特定する第１手段と、
Ｍ次元の部分入力空間（ＭＰＳ）における被モーフィング座標点（ｐａ、ｐｂ、ｐｃ）の各々から実制御座標点（ｐｘ）までの距離に応じた重みを設定する第２手段と、被モーフィング座標点（ｐａ、ｐｂ、ｐｃ）の各々に対応するモデル制御パターン（Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ）の形状を、重みにてモーフィングすることにより、実制御座標点（ｐｘ）に対応する合成制御パターン（Ｐｘ）を作成する第３手段と、合成制御パターン（Ｐｘ）に基づいて、必須入力変数群に対応する出力変数としての目標回転数（ＩＶＯｎ）を読み出す第４手段とを備えることを特徴としている。
【００１１】
この請求項３に記載の発明によれば、実制御座標点（ｐｘ）を内部に含むモーフィング対象空間領域（ＤＴ）に存在する複数のモデル座標点（ｐ）を、被モーフィング座標点（ｐａ、ｐｂ、ｐｃ）として特定し、その被モーフィング座標点（ｐａ、ｐｂ、ｐｃ）の各々に対応するモデル制御パターン（Ｐ）の形状を、重みにてモーフィングすることにより、合成制御パターン（Ｐｘ）が作成される。
【００１２】
このことから、任意の位置に実制御座標点（ｐｘ）が設定され、その位置でのモデル制御パターン（Ｐ）が無くても、その周囲のモデル制御パターン（Ｐ）の形状から合成することができる。従い、より少ないモデル制御パターン（Ｐ）で目標回転数（ＩＶＯｎ）を導き出すことができる。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の車両用空調装置において、第二種入力変数の値と出力変数の値との関係を定めるモデル制御パターン（Ｐ）は、第二種入力変数となる現在回転数（ＩＶＯｎ-1）が大きくなるにつれて、出力変数となる目標回転数（ＩＶＯｎ）の絶対値が大きくなるようにされていることを特徴としている。
【００１４】
この請求項４に記載の発明によれば、現在回転数（ＩＶＯｎ-1）が大きくなるにつれて、目標回転数（ＩＶＯｎ）の絶対値が大きくなるようにされているから、空調装置の運転状態を極端に変えることなく、基本は比例した関係の中で細かい増減速の補正をすることができる。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の車両用空調装置において、Ｍ次元の部分入力空間（ＭＰＳ）は、温度偏差（Ｅｎ）と偏差変化率（Ｅｄｏｔ）とが張る二次元座標平面であり、二次元座標平面上の複数のモデル座標点（ｐ）と対応付ける形で、モデル制御パターン（Ｐ）が、現在回転数（ＩＶＯｎ-1）と目標回転数（ＩＶＯｎ）との関係を示す二次元線図パターンとして制御特性情報記憶手段（２８）に格納されており、合成制御パターン（Ｐｘ）は、モデル制御パターン（Ｐ）をなす複数の二次元線図パターンをモーフィングして合成される二次元線図パターンであることを特徴としている。
【００１６】
この請求項５記載の発明によれば、二次元線図パターンでモデル制御パターン（Ｐ）を形成できるので、作成が容易である。
【００１７】
また、請求項６に記載の発明では、請求項３ないし５のいずれかに記載の車両用空調装置において、Ｍ次元の部分入力空間（ＭＰＳ）内にて隣接するモデル座標点（ｐ）を相互にフレーム連結することにより、各頂点をモデル座標点（ｐ）とする形でＭ次元の部分入力空間（ＭＰＳ）を隙間なく区画するよう複数のモーフィング対象空間領域（ＤＴ）が配列されており、それら複数のモーフィング対象空間領域（ＤＴ）のうち、実制御座標点（ｐｘ）を内包する特定モーフィング対象空間領域（ＤＴ）を、被モーフィング対象空間領域（ＤＴ）とし、被モーフィング対象空間領域（ＤＴ）の頂点をなすモデル座標点（ｐ）を被モーフィング座標点（ｐａ、ｐｂ、ｐｃ）とすることを特徴としている。
【００１８】
この請求項６に記載の発明によれば、実制御座標点（ｐｘ）を内包する特定モーフィング対象空間領域（ＤＴ）の頂点から被モーフィング座標点（ｐａ、ｐｂ、ｐｃ）を導くことができる。
【００１９】
また、請求項７に記載の発明では、請求項５に記載の車両用空調装置において、現在回転数（ＩＶＯｎ-1）と目標回転数（ＩＶＯｎ）との関係を示す二次元線図パターンは、パターン起点から終点に向けて配列する一定個数のハンドリング点（ｈｉ）により形状が規定されるものであり、全てのモデル座標点（ｐ）に対応する二次元線図パターンの各ハンドリング点（ｈｉ）同士が配列順位に従い一義的に対応付けられてなり、被モーフィング座標点（ｐａ、ｐｂ、ｐｃ）の各々における二次元線図パターンの各ハンドリング点（ｈｉ）の対応するもの同士をモーフィングすることにより合成したハンドリング点（ｈｉ）を生成し、それら合成したハンドリング点（ｈｉ）により合成制御パターン（Ｐｘ）をなす二次元線図パターンを規定するようにしたことを特徴としている。
【００２０】
この請求項７に記載の発明によれば、ハンドリング点（ｈｉ）の対応するもの同士をモーフィングすることにより合成ハンドリング点（ｈｉ）を生成し、それら合成ハンドリング点（ｈｉ）により合成制御パターン（Ｐｘ）を生成できる。
【００２１】
また、請求項８に記載の発明では、請求項７に記載の車両用空調装置において、二次元線図パターンは、ハンドリング点（ｈｉ）を順次直線連結して得られる折線状パターンであることを特徴としている。この請求項８に記載の発明によれば、現在回転数（ＩＶＯｎ-1）と目標回転数（ＩＶＯｎ）との関係を示す二次元線図パターンは、折線状パターンとして容易に表すことが出来る。
【００２２】
また、請求項９に記載の発明では、請求項１ないし８のいずれか８に記載の車両用空調装置において、必須入力変数群として、送風手段（３７）の風量を表す変数が用いられることを特徴としている。この請求項９に記載の発明によれば、さらに送風手段（３７）の風量を考慮した制御が達成できる。なお、特許請求の範囲および上記各手段に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態について、添付した図１〜８を用いて詳細に説明する。まず、本実施形態における車両用空調装置の全体概要を説明する。
【００２４】
（車両用空調装置の説明）
図１は、車両用空調装置のシステム構成を示す模式図である。車室内に設置される空調ユニット３０は、車室内最前部のインストルメントパネル内の奥部に配設されている。この空調ユニット３０はケース３１を有し、このケース３１内には車室内へ向かって空気が送風される空気通路が構成されている。
【００２５】
このケース３１による空気通路の最上流部には、内外気切換箱３２が配置されており、内気導入口３３および外気導入口３４が、内外気切換ドア３５によって切換開閉される。この内外気切換ドア３５は、例えば、サーボモータ３６などのアクチュエータによって駆動される。
【００２６】
内外気切換箱３２の下流側には、車室内に向かって空気を送風する電動式の送風機（本発明で言う送風手段）３７が配置されている。この送風機３７は、例えば多翼遠心式のシロッコファン３７ａを電動モータ３７ｂによって駆動するようになっている。送風機３７の下流側には、送風空気を冷却するエバポレータ（本発明で言う蒸発器）３８が配置されている。
【００２７】
このエバポレータ３８は、冷凍サイクル３９を構成する要素の一つであり、低温低圧の冷媒が送風空気から吸熱して蒸発することにより送風空気を冷却する。なお、冷媒には二酸化炭素（ＣＯ２）を用いている。冷凍サイクル３９は周知のものであり、コンプレッサ（本発明で言う電動圧縮機）４０の吐出側から、ガスクーラ（本発明で言う放熱器）４１、および膨張弁（本発明で言う減圧手段）４３を介してエバポレータ３８に冷媒が循環するように構成されている。
【００２８】
ガスクーラ４１には、電動式の冷却ファン４１ａによって車外から冷却空気が送風される。この冷却ファン４１ａは、電動モータ４１ｂによって駆動される。また、冷凍サイクル３９においてコンプレッサ４０は、吸入した冷媒を圧縮して吐出するものであり、駆動源としての電動モータ（可変速電動機）４０ａと、この電動モータ４０ａの回転速度を変更する回転速度可変手段としてのインバータ４０ｂとを備えている。
【００２９】
この電動モータ４０ａは、例えば三相誘導式の交流モータであり、車両の電源である図示しないバッテリから供給される電力が、インバータ４０ｂによって周波数および電圧を変換されることにより、コンプレッサ４０ａが所定の回転速度で回転駆動される。インバータ４０ｂは、例えば、サイリスタインバータに比べて高速動作の可能なトランジスタインバータによるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ・Ｗｉｄｔｈ・Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御を行うものである。
【００３０】
そして、後述する空調制御装置２６からの出力信号に基づき、コンプレッサ４０に印加する周波数および電圧を連続的もしくは段階的に可変制御することで、コンプレッサ４０の電動モータ４０ａの回転速度を変速する。従って、コンプレッサ４０は、電動モータ４０ａの回転速度の変化によってガスクーラ４１へ吐出する冷媒吐出容量を変化させ、冷凍サイクル３９内を循環する冷媒の循環量、つまりエバポレータ３８内に流入する冷媒の流量を増減することにより、エバポレータ３８の冷却能力を制御することができる。
【００３１】
一方、空調ユニット３０内においてエバポレータ３８の下流側には、ケース３１内を流れる空気を加熱するヒータコア４４が配置されている。このヒータコア４４は、車両走行用エンジンのエンジン冷却水（温水）を熱源として、エバポレータ３８通過後の空気（冷風）を加熱する暖房用熱交換器である。また、ヒータコア４４の側方（図１では上方）にはバイパス通路４５が形成され、ヒータコア４４をバイパスした空気がこのバイパス通路４５を流れる。
【００３２】
また、エバポレータ３８とヒータコア４４との間には、温度調整手段をなすエアミックスドア４６が回動自在に配置されている。このエアミックスドア４６は、例えばサーボモータ４７などのアクチュエータによって駆動され、その回動位置（開度）が連続的に調整可能となっている。このエアミックスドア４６の開度により、ヒータコア４４を通る空気量（温風量）と、バイパス通路４５を通ってヒータコア４４をバイパスする空気量（冷風量）との割合を調節し、これにより、車室内に吹き出す空気の温度が調整されるようになっている。
【００３３】
ケース３１の空気通路の最下流部には、車両の図示しない前面窓ガラスに向けて空調風を吹き出すためのデフロスタ吹出口４８、乗員の頭胸部に向けて空調風を吹き出すためのフェイス吹出口４９、および乗員の足元部に向けて空調風を吹き出すためのフット吹出口５０、の大別して３種類の吹出口が設けられている。
【００３４】
そして、これら吹出口４８〜５０の上流部には、デフロスタドア５１、フェイスドア５２およびフットドア５３が回動自在に配置されている。これらのドア５１〜５３は吹出モード切換手段であり、図示しないリンク機構を介して共通のサーボモータ５４などのアクチュエータによって開閉操作される。
【００３５】
空調制御装置（本発明で言う制御装置）２６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含む周知のマイクロコンピュータと、その周辺回路とから構成されている。この空調制御装置２６は、そのＲＯＭ内に空調制御のための制御プログラムを記憶しており、その制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行う。そして、空調制御装置２６には、周知の空調用センサ群６１〜６５からの検出信号、および空調操作パネル７０からの各種操作信号が入力される。
【００３６】
空調用センサ群として具体的には、外気温（車室外温度）Ｔａｍを検出する外気温度センサ６１、内気温（車室内温度）Ｔｒを検出する内気温度センサ６２、車室内に入射する日射量Ｔｓを検出する日射量センサ６３、エバポレータ３８の空気吹出部に配置されて蒸発器後温度Ｔｅを検出するエバポレータ温度センサ（本発明で言う蒸発器後温度検出手段）６４、ヒータコア４４に流入する温水（エンジン冷却水）温度Ｔｗを検出する水温センサ６５などが設けられている。
【００３７】
また、空調操作パネル７０には各種空調操作部材として、車室内温度を設定する温度設定手段をなす温度設定スイッチ７１、吹出モードドア５１〜５３によって切り換わる吹出モードをマニュアル設定する吹出モードスイッチ７２、内外気切換ドア３５による内外気吸込モードをマニュアル設定する内外気切換スイッチ７３、コンプレッサ４０の作動指令信号（電磁モータ４０ａのＯＮ信号）を出すエアコンスイッチ７４、送風機３７の風量をマニュアル設定する送風切換スイッチ７５、空調自動制御の指令信号を出すオートスイッチ７６などが設けられている。
【００３８】
空調制御装置２６の出力側には、コンプレッサ４０の電動モータ４０ａのインバータ４０ｂ、各機器の電気駆動手段をなすサーボモータ３６、４７、５４、送風機３７の電動モータ３７ｂ、ガスクーラ冷却ファン４１ａの電動モータ４１ｂなどが接続され、これらの機器の作動が空調制御装置２６の出力信号によって制御される。なお、本実施形態の特徴構成として、空調制御装置２６内にモーフィング計算部（本発明で言う合成制御パターン計算手段、モーフィング計算手段）２７と、制御データメモリ（本発明で言う制御特性情報記憶手段）２８とを備えている。なお、これらの作動については後で説明する。
【００３９】
次に、上記構成における本実施形態の車両用空調装置の作動概要を説明する。送風機３７を作動させることにより、内気導入口３３または外気導入口３４より導入された空気が、ケース３１内を車室内に向かって送風される。また、電動モータ４０ａに給電してコンプレッサ４０を駆動することにより、冷凍サイクル３９内を冷媒が循環する。
【００４０】
送風機３７の送風空気は、まずエバポレータ３８を通過して冷却、除湿され、この冷風は次にエアミックスドア４６の回動位置（開度）に応じてヒータコア４４を通過して加熱され温風になる流れと、バイパス通路４５を通過する冷風の流れとに分けられる。従って、エアミックスドア４６の開度によって、ヒータコア４４を通る空気量（温風量）と、バイパス通路４５を通過する空気量（冷風量）との割合を調整することにより、車室内に吹き出す空気の温度を調整できる。
【００４１】
そして、この温度調整された空調風が、ケース３１の空気通路の最下流部に位置するデフロスタ吹出口４８、フェイス吹出口４９およびフット吹出口５０のうち、いずれか１つまたは複数の吹出口から車室内へ吹き出して、車室内の空調および車両の前面窓ガラスの曇り止めを行うようになっている。
【００４２】
（コンプレッサの回転数制御に関する説明）
次に、本実施形態の特徴部であるコンプレッサ４０の回転数制御について説明する。図２は、コンプレッサ４０の目標回転数を出力するまでに使用する入力変数の変遷を示すツリーである。
【００４３】
入力変数として、外気温度Ｔａｍ、目標吹出温度ＴＡＯ、吹出モード、目標蒸発器後温度ＴＥＯ、蒸発器後温度Ｔｅ、目標蒸発器後温度ＴＥＯと蒸発器後温度Ｔｅとの温度偏差Ｅｎ、温度偏差Ｅｎの偏差変化率Ｅｄｏｔ、コンプレッサ４０の現在回転数ＩＶＯｎ-1、車速、送風機３７の風量（ブロワ風量）、ガスクーラ４１への送風風量（ラジエータファン風量）、図２に図示しないコンプレッサ４０の上限回転数もしくは下限回転数、車両からの許可電力、検出された使用電力、および許可電力と使用電力との偏差などがある。
【００４４】
また、これらの入力変数から導き出す出力変数として、コンプレッサ４０における目標回転数ＩＶＯｎ、仮の目標回転数、制限回転数範囲、上限回転数、下限回転数、および電力制限回転数などがある。図１０で示した従来の制御では、例えば仮の目標回転数を算出するのにファジー演算なども用いているが、入力変数を増やすのが難しいという問題点がある。そこで発明者は、画像処理として非特許文献１で知られているモーフィング手法を、この種の制御に応用することにより、一つのロジックで複数の入力変数から一つの出力変数を導き出すことを考えたものである。
【００４５】
以下、本実施形態で出力変数として目標回転数ＩＶＯｎを算出する手順について説明する。空調制御装置２６には、設定温度に応じて車室内への目標吹出温度ＴＡＯを決定する目標吹出温度決定手段と、その目標吹出温度ＴＡＯとするための目標蒸発器後温度ＴＥＯを決定する目標蒸発器後温度決定手段と、エバポレータ温度センサ６４によって検出される蒸発器後温度Ｔｅがその目標蒸発器後温度ＴＥＯとなるようコンプレッサ４０の回転数を制御する圧縮機回転数制御手段およびモーフィング手法を用いた後述の補正手段とを備えている。
【００４６】
まず、車室内に吹き出す空気の目標吹出温度ＴＡＯは、空調制御のメインルーチンの中で、予めＲＯＭに記憶された下記の数１の式に基づいて算出される（目標吹出温度決定手段）。
（数１）ＴＡＯ＝ＫＳＥＴ×ＴＳＥＴ−ＫＲ×ＴＲ−ＫＡＭ×ＴＡＭ−ＫＳ×ＴＳ＋Ｃ
【００４７】
ここで、ＴＳＥＴは温度設定スイッチ７１にて設定した設定温度、ＴＲは内気温度センサ６２にて検出した内気温度、ＴＡＭは外気温度センサ６１にて検出した外気温度、ＴＳは日射量センサ６３にて検出した日射量である。また、ＫＳＥＴ、ＫＲ、ＫＡＭおよびＫＳはゲインで、Ｃは補正用の定数である。
【００４８】
次に、上記で算出した目標吹出温度ＴＡＯとするための目標蒸発器後温度ＴＥＯは、コンプレッサ制御のサブルーチンの中で、予めＲＯＭに記憶された図示しない特性マップから、上記で算出した目標吹出温度ＴＡＯに対応する目標エバ後温度ＴＥＯを設定する（目標蒸発器後温度決定手段）。
【００４９】
ここで、目標吹出温度ＴＡＯよりも目標蒸発器後温度ＴＥＯが低い値に設定される。例えば、ＴＡＯが２０℃以上の時にはＴＥＯを１２℃に設定し、ＴＡＯが８℃以下の時にはＴＥＯを３℃に設定する。また、８℃＜ＴＡＯ＜２０℃の間は、３℃から１２℃まで連続的に可変するようにＴＥＯを設定する。
【００５０】
次に、上記で設定された目標蒸発器後温度ＴＥＯとエバポレータ温度センサ６４にて検出した実際の蒸発器後温度Ｔｅとの温度偏差Ｅｎを、下記の数２の式に基づいて算出する（温度偏差演算手段）。
（数２）Ｅｎ＝ＴＥＯ−Ｔｅ
【００５１】
次に、下記の数３の式に基づいて偏差変化率Ｅｄｏｔを算出する（偏差変化率演算手段）。
（数３）Ｅｄｏｔ＝Ｅｎ−Ｅｎ-1
【００５２】
ここで、Ｅｎは４秒毎に更新されるため、Ｅｎ-1はＥｎに対して４秒前の値となる。
【００５３】
図３は、本実施形態における制御系統の要部を抽出して示すブロック図である。本実施形態では、図３に示した合成制御パターン計算手段となるモーフィング計算部２７への必須入力変数群として、上記した温度偏差Ｅｎ、偏差変化率Ｅｄｏｔ、およびコンプレッサ４０の現在回転数ＩＶＯｎ-1を入力している。
【００５４】
そして、図１の空調制御装置２６内のモーフィング計算部２７は、Ｎ個（Ｎ≧２）の必須入力変数群を参照して、その必須入力変数群に対し一義的に定められた１つの出力変数となる目標回転数ＩＶＯｎの値を演算し、その得られた目標回転数ＩＶＯｎに基づき図１のインバータ４０ｂを介してコンプレッサ４０の電動モータ４０ａに制御出力を出している。
【００５５】
ここで、上記必須入力変数群は、種別の固定されたＭ個（１≦Ｍ＜Ｎ）の第一種入力変数と、必須入力変数群の残余をなす形で第一種入力変数とは排他的に種別が定められた（Ｎ−Ｍ）個の第二種入力変数とからなる。具体的には、図３に示すように、第一種入力変数は温度偏差Ｅｎおよび偏差変化率Ｅｄｏｔの２つであり（Ｍ＝２）、第二種入力変数は現在回転数ＩＶＯｎ-1の１つであり（Ｎ−Ｍ＝１）、出力変数は目標回転数ＩＶＯｎである。
【００５６】
次に、第一種入力変数（温度偏差Ｅｎおよび偏差変化率Ｅｄｏｔ）が張るＭ次元の部分入力空間ＭＰＳについて図４を用いて説明する。図４は、Ｍ次元の部分入力空間ＭＰＳの単位セル（本発明で言う被モーフィング対象空間領域）ＤＴへの分割方法の一例を示す図である。
【００５７】
図４は、温度偏差ＥｎをＸ軸、偏差変化率ＥｄｏｔをＹ軸とする二次元平面上に、黒丸で示す多数のモデル座標点ｐ（図４ではｐａ〜ｐｈ）を図示したものである。本実施形態ではモデル座標点ｐは３０個存在するが一部だけ図示している。そして図５は、上記３０個のモデル座標点ｐ（ｐ１〜ｐ３０）を表にした制御データメモリ２８の内容を示す概念図と、第二種入力変数と出力変数とが張る制御パターン空間ＣＰＳにおけるモデル制御パターンＰの一例を示すグラフである。
【００５８】
なお、図４のｐａ〜ｐｈは、このｐ１からｐ３０の中のいずれかである。そして、個々のモデル座標点ｐ（ｐ１〜ｐ３０）には、それぞれのモデル座標点に対応して、言い換えれば、それぞれの点における温度偏差Ｅｎおよび偏差変化率Ｅｄｏｔに対応した現在回転数ＩＶＯｎ-1と目標回転数ＩＶＯｎとの関係を示すＰ１のようなモデル制御パターンＰｉが用意されている。
【００５９】
なお、本実施形態においてモデル制御パターンは３０種類あり、図５中のＰ１のグラフは特定の一種類の特性を図示したものである。そして、このグラフのようなモデル制御パターンの各々を、図５の表ではＰ１からＰ３０として表記している。モデル制御パターンＰ１からＰ３０は、いずれも図５中のグラフのように、現在回転数ＩＶＯｎ-1をX軸とし、出力変数である目標回転数ＩＶＯｎをＹ軸とする平面上に、それぞれのモデル座標点に対応して、異なる特性の形状が描かれたものである。
【００６０】
なお、温度偏差Ｅｎと偏差変化率Ｅｄｏｔとの二次元平面において、目標蒸発器後温度ＴＥＯと実際の蒸発器後温度Ｔｅとの温度偏差Ｅｎが、プラス（ＴＥＯ＞Ｔｅ）に大きくなるほど現在回転数ＩＶＯｎ-1に対して目標回転数ＩＶＯｎを減速し、温度偏差Ｅｎがマイナス（ＴＥＯ＜Ｔｅ）に大きくなるほど現在回転数ＩＶＯｎ-1に対して目標回転数ＩＶＯｎを増速する特性となる。
【００６１】
また、温度偏差Ｅｎと偏差変化率Ｅｄｏｔとの二次元平面において、偏差変化率Ｅｄｏｔがプラス（Ｅｎ＞Ｅｎ-1）に大きくなるほど現在回転数ＩＶＯｎ-1の増加率に対して目標回転数ＩＶＯｎの増加率が小さくなる特性とし、偏差変化率Ｅｄｏｔがマイナス（Ｅｎ＜Ｅｎ-1）に大きくなるほど現在回転数ＩＶＯｎ-1の増加率に対して目標回転数ＩＶＯｎの増加率が大きくなる特性としている。
【００６２】
そして、上記ｐ１からｐ３０まで３０個存在するモデル座標点に対応する図５中のグラフのようなモデル制御パターンは、図１の制御データメモリ２８に格納されている。また、現在回転数ＩＶＯｎ-1と目標回転数ＩＶＯｎとの関係を示す図５中のグラフのようなモデル制御パターンは、現在回転数ＩＶＯｎ-1が大きくなるにつれて、目標回転数ＩＶＯｎの絶対値が大きくなるようにされている。この理由は、空調装置の運転状態を極端に変えることなく、基本は一対一に比例した関係の中で細かい増減速の補正をするためである。
【００６３】
図６は、被モーフィング座標点ｐａ、ｐｂ、ｐｃに対応するモデル制御パターンＰａ、Ｐｂ、Ｐｃの形状をモーフィングして、実制御座標点ｐｘに対応するモデル制御パターンＰｘを作成する状態を模式的に示すグラフである。なお、Ｐ１からＰ３０として表記したモデル制御パターンの作成は、実際の車両でのテストやシミュレーションに基づいて行う。このモデル制御パターンの数は多いほうが正確な制御が可能であるが、多いと設計コストの増加につながる。
【００６４】
本実施形態では、図３のモーフィング計算手段２７を用いて目標回転数ＩＶＯｎを求める段階において、図３のモーフィング計算手段２７に、温度偏差Ｅｎと偏差変化率Ｅｄｏｔとが入力値（必須入力変数群のＮ次元入力値）として与えられたとき、この入力値に対応する図４内の座標点を実制御座標点ｐｘとして設定する。
【００６５】
図５の表に示すｐ１〜ｐ３０まで３０個存在するモデル座標点ｐ（ｐ１〜ｐ３０）の一部である図６のｐａ、ｐｂ、ｐｃには、それぞれに対応する図６中に示すようなモデル制御パターンＰａ、Ｐｂ、Ｐｃが存在し、図１の制御データメモリ２８に格納されている。ところが、図６の実制御座標点ｐｘには、対応するモデル制御パターンが用意されていない。
【００６６】
そこで、モデル座標点ｐ（ｐ１〜ｐ３０）の中から実制御座標点ｐｘに隣接する３つの特定のモデル座標点ｐａ、ｐｂ、ｐｃを特定する。そして、これらモデル座標点ｐａ、ｐｂ、ｐｃの各モデル制御パターンＰａ、Ｐｂ、Ｐｃから実制御座標点ｐｘのモデル制御パターンＰｘを公知のモーフィング手法を用いて合成する。
【００６７】
この場合、実制御座標点ｐｘの座標を求め、実制御座標点ｐｘに隣接する３つのモデル座標点（被モーフィング座標点）ｐａ、ｐｂ、ｐｃの座標から、実制御座標点ｐｘと各被モーフィング座標点ｐａ、ｐｂ、ｐｃまでの距離を求め、この距離を考慮してモーフィングを行う。つまり、実制御座標点ｐｘを含む予め定められた被モーフィング対象空間領域ＤＴに存在するＪ個（２≦Ｊ≦Ｑ：ここでは、Ｊ＝３であり、被モーフィング対象空間領域ＤＴはドローネ三角形である）のモデル座標点を、被モーフィング座標点ｐａ、ｐｂ、ｐｃとして特定する。
【００６８】
そして、図３に示した第二種入力変数である現在回転数ＩＶＯｎ-1と出力変数である目標回転数ＩＶＯｎとが張る制御パターン空間ＣＰＳにおいて、各被モーフィング座標点ｐａ、ｐｂ、ｐｃに対応するＪ個のモデル制御パターンの形状を、Ｍ次元の部分入力空間ＭＰＳにおける各被モーフィング座標点ｐａ、ｐｂ、ｐｃの実制御座標点ｐｘまでの距離に応じた重みにてモーフィングする。
【００６９】
なお、図５の表に示した各モデル制御パターンＰｉ（Ｐ１〜Ｐ３０の各々）は、いずれも、図５中のグラフに示すように、その起点から終点に向けて配列する一定個数（図では１１個）のハンドリング点ｈｉ（ｉ＝１〜１１）を有する。そして各モデル制御パターンＰｉ（Ｐ１〜Ｐ３０の各々）は、それらハンドリング点ｈｉを、順次直線連結して得られる、折線状パターンとして定義されている。
【００７０】
従って、各モデル制御パターンＰｉ（Ｐ１〜Ｐ３０の各々）は、それらハンドリング点ｈｉ（ｉ＝１〜１１）の平面上での座標値の集合として一義的に規定することができる。ここで、各モデル制御パターンＰｉの、各ハンドリング点ｈｉ同士は、配列順位に従い一義的な対応関係を形成するように作成されている。
【００７１】
次に、第一種入力変数である温度偏差Ｅｎと偏差変化率Ｅｄｏｔとが張るＭ次元の部分入力空間ＭＰＳは、図４に示されるように、各モデル座標点を頂点とする形でドローネ三角形をなす被モーフィング対象空間領域ＤＴにより隙間なく区画されている。
【００７２】
次に、ドローネ三角形を用いて目標回転数ＩＶＯｎを読み取るまでの具体的な制御の処理流れを、図７のフローチャートに示す。以下、図６と図７とを合わせ用いて説明する。まず、ステップＳ１では、図３のモーフィング計算部２７に入力された温度偏差Ｅｎと偏差変化率Ｅｄｏｔとの組を座標成分とする実制御座標点ｐｘが属している被モーフィング対象空間領域ＤＴ（図６）が特定される。
【００７３】
次のステップＳ２では、特定された被モーフィング対象空間領域ＤＴの、各頂点をなす３つのモデル座標点が被モーフィング座標点ｐａ、ｐｂ、ｐｃとして選択される。次のステップＳ３では、図６に示すように、被モーフィング座標点ｐａ、ｐｂ、ｐｃに対応する３個のモデル制御パターンＰａ、Ｐｂ、Ｐｃが制御データメモリ２８から読み出される。
【００７４】
次のステップＳ４では、被モーフィング座標点ｐａ、ｐｂ、ｐｃの実制御座標点ｐｘまでの距離に応じた重みにてモーフィングされる。この距離に応じた重みにて、モーフィングされることにより、図６に示すように、実制御座標点ｐｘに対応する合成されたモデル制御パターンＰｘが作成される。
【００７５】
ここで、モデル制御パターンＰｘを、公知のモーフィング手法を利用して作成する方法の一例について以下に述べる。図８は、被モーフィング座標点の実制御座標点までの距離に応じた重みにてモーフィングする公知の手法から導かれる具体的手法の一例を模式的に示すものである。図８のＭ次元の部分入力空間ＭＰＳ上にて、被モーフィング座標点を、それぞれ点Ａ、Ｂ、Ｃとし、三角形ＡＢＣ内の任意の１点である実制御座標点を点Ｘとして示している。
【００７６】
三角形ＡＢＣの各頂点Ａ、Ｂ、Ｃから、実制御座標点Ｘを通って、各辺と交差する直線を考え、各辺との交点をＤ、Ｅ、Ｆとする。これにより、三角形ＡＢＣ内の任意の１点である実制御座標点Ｘの重心座標Ｇ＊の各成分は、図８中のｇａ、ｇｂ、ｇｃとして式（I）により表される。なお、図８中の各点の座標値および各線分の長さは、周知の解析幾何学の手法により計算できる。
【００７７】
こうすることにより、３つの頂点間のモデル制御パターンは、ＰＤ、ＰＥ、ＰＦとして式（II）により計算できる。ここで、被モーフィング座標点Ａ、Ｂ、Ｃに対応する各モデル制御パターンＰＡ、ＰＢ、ＰＣの実体は、前述の如く、各々同じ数のハンドリング点を繋いで得られる折線状パターンである。
【００７８】
そして、部分入力空間ＭＰＳの平面上でのハンドリング点の座標値の集合と等価である。従って、図８の式（II）のＰＡ、ＰＢ、ＰＣに、それぞれ対応するハンドリング点の座標値を代入すれば、中間のモデル制御パターンＰＤ、ＰＥ、ＰＦのハンドリング点の集合を得ることができる。その結果、実制御座標点Ｘはｇａ、ｇｂ、ｇｃを重みとするＰＤ、ＰＥ、ＰＦの線形結合として計算できる。
【００７９】
さらに、中間のモデル制御パターンＰＤ、ＰＥ、ＰＦを式（III）に代入することにより、合成されたモデル制御パターンＰＸのハンドリング点の集合を得ることができる。この点の集合を相互に繋ぐと最終的な合成されたモデル制御パターンＰＸが得られる。そして、この合成されたモデル制御パターンＰＸが、前述の図６の実制御座標点ｐｘに対応する合成されたモデル制御パターンＰｘに相当する。
【００８０】
そして、このようにして得られた図６の実制御座標点ｐｘに対応する合成されたモデル制御パターンＰｘにて、現在検出されている現在回転数ＩＶＯｎ-1の値に対応する目標回転数ＩＶＯｎの値が、図７のステップＳ５において読み取られる。
【００８１】
以上、総括すれば、まず必須入力変数群として第一種入力変数（温度偏差Ｅｎと偏差変化率Ｅｄｏｔ）と、第二種入力変数（現在回転数ＩＶＯｎ-1）とが選ばれる。
【００８２】
次に、その必須入力変数群の値に応じて出力変数（目標回転数ＩＶＯｎ）の値を決定する制御特性情報として、第一種入力変数が張る部分入力空間ＭＰＳ上の予め定められた所定数のモデル座標点毎に、第二種入力変数の値と出力変数の値との関係を定めるモデル制御パターンを複数用意する。
【００８３】
そして、演算するための情報として、必須入力変数群のＮ次元入力値が与えられたとき、Ｎ次元入力値に含まれる第一種入力変数のＭ次元部分入力空間ＭＰＳ上の座標点を実制御座標点ｐｘとし、Ｍ次元部分入力空間ＭＰＳにて実制御座標点ｐｘを内部に含む予め定められた被モーフィング対象空間領域ＤＴに存在するモデル座標点ｐ（ｐａ、ｐｂ、ｐｃ）を被モーフィング座標点として特定する。
【００８４】
そして、第二種入力変数と出力変数とが張る制御パターン空間ＣＰＳにおいて、各被モーフィング座標点ｐ（ｐａ、ｐｂ、ｐｃ）に対応するモデル制御パターンＰ（Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ）の形状を、Ｍ次元部分入力空間ＭＰＳにおける被モーフィング座標点ｐ（ｐａ、ｐｂ、ｐｃ）と実制御座標点ｐｘとの間の距離に応じた重みにてモーフィングすることにより、実制御座標点ｐｘに対応する合成されたモデル制御パターンＰｘを作成する。
【００８５】
さらに、合成されたモデル制御パターンＰｘに基づいてＮ次元入力値に対応する出力変数値を計算するものである。なお、各入力値の個数は以下のとおりとなる。必須入力変数群は、少なくともＮ個（Ｎ≧２）有り、第一種入力変数は、必須入力変数群の一部をなす種別の固定されたＭ個（１≦Ｍ＜Ｎ）からなる。そして、第二種入力変数は、必須入力変数群の残余をなす形で第一種入力変数とは排他的に種別が定められた（Ｎ−Ｍ）個からなる。
【００８６】
また、モデル制御パターンＰは、必須入力変数群の値に応じて出力変数の値を決定する制御特性情報からなり、かつ、第一種入力変数が張るＭ次元部分入力空間ＭＰＳ上の予め定められたＱ個（Ｑ≧２）のモデル座標点ｐ毎に複数離散的に用意された、（Ｎ−Ｍ）個の第二種入力変数の値と出力変数の値との関係を定めるものからなる。そして、被モーフィング座標点は、Ｍ次元部分入力空間ＭＰＳにて実制御座標点ｐｘを含む予め定められた被モーフィング対象空間領域ＤＴに存在するＪ個（２≦Ｊ≦Ｑ）のモデル座標点からなる。
【００８７】
次に、本実施形態の特徴と、その効果について述べる。まず、空調制御装置２６には、乗員が車室内への吹出温度を設定するための温度設定スイッチ７１と、温度設定スイッチ７１の設定位置に応じて車室内への目標吹出温度ＴＡＯを決定する目標吹出温度決定手段と、目標吹出温度ＴＡＯとするための目標蒸発器後温度ＴＥＯを決定する目標蒸発器後温度決定手段と、蒸発器後温度Ｔｅを検出するエバポレータ温度センサ６４と、エバポレータ温度センサ６４によって検出される蒸発器後温度Ｔｅが目標蒸発器後温度決定手段によって決定される目標蒸発器後温度ＴＥＯとなるようコンプレッサ４０の回転数を制御する圧縮機回転数制御手段と、電源とコンプレッサ４０との間に設けられて圧縮機回転数制御手段によって制御される回転数を補正する補正手段とを備えている。
【００８８】
そして、補正手段は、合成制御パターン計算部２７と制御データメモリ２８とを備え、合成制御パターン計算部２７には、少なくともＮ個（Ｎ≧２）の必須入力変数群が入力され、必須入力変数群の中には、種別の固定されたＭ個（１≦Ｍ＜Ｎ）の第一種入力変数と（Ｎ−Ｍ）個の第二種入力変数があり、制御データメモリ２８には、第一種入力変数が張る部分入力空間ＭＰＳ上の予め定められた所定数のモデル座標点ｐ毎に設定された第二種入力変数の値と出力変数との関係を定めるモデル制御パターンＰが多数記憶されている。
【００８９】
必須入力変数群は、外気温度Ｔａｍ、目標吹出温度ＴＡＯ、吹出モード、目標蒸発器後温度ＴＥＯ、蒸発器後温度Ｔｅ、目標蒸発器後温度ＴＥＯと蒸発器後温度Ｔｅとの温度偏差Ｅｎ、温度偏差Ｅｎの偏差変化率Ｅｄｏｔ、コンプレッサ４０の現在回転数ＩＶＯｎ-1、車速、送風機３７の風量、ガスクーラ４１への送風風量、コンプレッサ４０の上限回転数もしくは下限回転数、車両からの許可電力、検出された使用電力、および許可電力と使用電力との偏差のうちの二つ以上を含むものである。
【００９０】
これらの変数から、第一種入力変数と第二種入力変数とが決定されており、合成制御パターン計算部２７は、入力された第１種入力変数の部分入力空間ＭＰＳ上の位置を取り囲む座標点に設定された複数のモデル制御パターンＰａ、Ｐｂ、Ｐｃを抽出し、複数のモデル制御パターンＰａ、Ｐｂ、Ｐｃを合成して、合成された合成制御パターンＰｘに基づいて、必須入力変数群に対応する出力変数として、コンプレッサ４０における目標回転数ＩＶＯｎ、仮の目標回転数、制限回転数範囲、上限回転数、下限回転数、および電力制限回転数のいずれかを出力している。
【００９１】
これによれば、コンプレッサ４０における目標回転数ＩＶＯｎ、仮の目標回転数、制限回転数範囲、上限回転数、下限回転数、および電力制限回転数のいずれかを演算するのに、線形式を用いることなく演算することができる。また、演算のために必要なモデル制御パターンＰは合成制御パターン計算部２７を用いて合成できる。よって予め用意しておくモデル制御パターンＰを少なくすることができる。これにより、経済的で、開発工数が少なく、適合性に優れた車両用空調装置にすることができる。
【００９２】
また、温度偏差Ｅｎおよび偏差変化率Ｅｄｏｔが第一種入力変数を構成し、現在回転数ＩＶＯｎ-1が第二種入力変数を構成している。これによれば、最終的に現在回転数ＩＶＯｎ-1に対する増減が考慮された目標回転数ＩＶＯｎが出力される。
【００９３】
また、合成制御パターン計算部２７は、モーフィング計算手段からなり、必須入力変数群のＮ次元入力値が与えられたとき、Ｎ次元入力値に含まれる第一種入力変数のＭ次元の部分入力空間ＭＰＳ上の座標点を実制御座標点ｐｘとして、Ｍ次元の部分入力空間ＭＰＳにて実制御座標点ｐｘを内部に含む被モーフィング対象空間領域ＤＴに存在する複数のモデル座標点ｐを、被モーフィング座標点ｐａ、ｐｂ、ｐｃとして特定する第１手段と、
Ｍ次元の部分入力空間ＭＰＳにおける被モーフィング座標点ｐａ、ｐｂ、ｐｃの各々から実制御座標点（ｐｘ）までの距離に応じた重みを設定する第２手段と、被モーフィング座標点ｐａ、ｐｂ、ｐｃの各々に対応するモデル制御パターンＰａ、Ｐｂ、Ｐｃの形状を、重みにてモーフィングすることにより、実制御座標点ｐｘに対応する合成制御パターンＰｘを作成する第３手段と、合成制御パターンＰｘに基づいて、必須入力変数群に対応する出力変数としての目標回転数ＩＶＯｎを読み出す第４手段とを備えている。
【００９４】
これによれば、実制御座標点ｐｘを内部に含む被モーフィング対象空間領域ＤＴに存在する複数のモデル座標点ｐを、被モーフィング座標点ｐａ、ｐｂ、ｐｃとして特定し、その被モーフィング座標点ｐａ、ｐｂ、ｐｃの各々に対応するモデル制御パターンＰの形状を、重みにてモーフィングすることにより、合成制御パターンＰｘが作成される。このことから、任意の位置に実制御座標点ｐｘが設定され、その位置でのモデル制御パターンＰが無くても、その周囲のモデル制御パターンＰの形状から合成することができる。従い、より少ないモデル制御パターンＰで目標回転数ＩＶＯｎを導き出すことができる。
【００９５】
また、第二種入力変数の値と出力変数の値との関係を定めるモデル制御パターンＰは、第二種入力変数となる現在回転数ＩＶＯｎ-1が大きくなるにつれて、出力変数となる目標回転数ＩＶＯｎの絶対値が大きくなるようにされている。これによれば、現在回転数ＩＶＯｎ-1が大きくなるにつれて、目標回転数ＩＶＯｎの絶対値が大きくなるようにされているから、空調装置の運転状態を極端に変えることなく、基本は比例した関係の中で細かい増減速の補正をすることができる。
【００９６】
また、Ｍ次元の部分入力空間ＭＰＳは、温度偏差Ｅｎと偏差変化率Ｅｄｏｔとが張る二次元座標平面であり、二次元座標平面上の複数のモデル座標点ｐと対応付ける形で、モデル制御パターンＰが、現在回転数ＩＶＯｎ-1と目標回転数ＩＶＯｎとの関係を示す二次元線図パターンとして制御データメモリ２８に格納されており、合成制御パターンＰｘは、モデル制御パターンＰをなす複数の二次元線図パターンをモーフィングして合成される二次元線図パターンである。これによれば、二次元線図パターンでモデル制御パターンＰを形成できるので、作成が容易である。
【００９７】
また、Ｍ次元の部分入力空間ＭＰＳ内にて隣接するモデル座標点ｐを相互にフレーム連結することにより、各頂点をモデル座標点ｐとする形でＭ次元の部分入力空間ＭＰＳを隙間なく区画するよう複数の被モーフィング対象空間領域ＤＴが配列されており、それら複数の被モーフィング対象空間領域ＤＴのうち、実制御座標点ｐｘを内包する被モーフィング対象空間領域ＤＴを、被モーフィング対象空間領域ＤＴとし、被モーフィング対象空間領域ＤＴの頂点をなすモデル座標点ｐを被モーフィング座標点ｐａ、ｐｂ、ｐｃとすることを特徴としている。これによれば、実制御座標点ｐｘを内包する被モーフィング対象空間領域ＤＴの頂点から被モーフィング座標点ｐａ、ｐｂ、ｐｃを導くことができる。
【００９８】
また、現在回転数ＩＶＯｎ-1と目標回転数ＩＶＯｎとの関係を示す二次元線図パターンは、パターン起点から終点に向けて配列する一定個数のハンドリング点ｈｉにより形状が規定されるものであり、全てのモデル座標点ｐに対応する二次元線図パターンの各ハンドリング点ｈｉ同士が配列順位に従い一義的に対応付けられてなり、被モーフィング座標点ｐａ、ｐｂ、ｐｃの各々における二次元線図パターンの各ハンドリング点ｈｉの対応するもの同士をモーフィングすることにより合成したハンドリング点ｈｉを生成し、それら合成したハンドリング点ｈｉにより合成制御パターンＰｘをなす二次元線図パターンを規定するようにしている。
【００９９】
これによれば、ハンドリング点ｈｉの対応するもの同士をモーフィングすることにより合成ハンドリング点ｈｉを生成し、それら合成ハンドリング点ｈｉにより合成制御パターンＰｘを生成できる。また、二次元線図パターンは、ハンドリング点ｈｉを順次直線連結して得られる折線状パターンである。これによれば、現在回転数ＩＶＯｎ-1と目標回転数ＩＶＯｎとの関係を示す二次元線図パターンは、折線状パターンとして容易に表すことが出来る。
【０１００】
（他の実施形態）
本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。例えば、上述の実施形態では、第一種入力変数を温度偏差Ｅｎと偏差変化率Ｅｄｏｔとから構成し、第二種入力変数を現在回転数ＩＶＯｎ-1から構成したが、これらの変数のどれを第一種入力変数とし、どれを第二種入力変数とするかの組み合わせは、変更可能である。
【０１０１】
また、必須入力変数群の他の例としては、外気温度Ｔａｍ、目標吹出温度ＴＡＯ、吹出モード、目標蒸発器後温度ＴＥＯ、蒸発器後温度Ｔｅ、コンプレッサ４０の現在回転数ＩＶＯｎ-1、車速、送風機３７の風量、ガスクーラ４１への送風風量、コンプレッサ４０の上限回転数もしくは下限回転数、車両からの許可電力、検出された使用電力、および許可電力と使用電力との偏差などがある。これらの変数を、前述の実施形態にて説明した必須入力変数群に追加しても良い。
【０１０２】
また、上述の実施形態では、出力変数として目標回転数ＩＶＯｎを求めたが、目標蒸発器後温度ＴＥＯ、仮の目標回転数、制限回転数範囲、上限回転数、下限回転数、および電力制限回転数の個別算出部に適用しても良いし、ＴＥＯ算出、偏差、偏差変化率など全体を含めた目標回転数算出部に適用しても良い。
【０１０３】
また、上述の実施形態では、目標吹出温度ＴＡＯを数式で演算したが、ニューラルネットワークを用いて演算しても良い。さらには、この目標吹出温度ＴＡＯ自体もモーフィング手法を用いて演算することが望ましい。また、目標吹出温度ＴＡＯを演算したが、これは、目標吹出熱量として演算しても良いことは勿論である。
【０１０４】
また、上述の実施形態では、モデル制御パターンＰは２次元平面の、いわゆる、２次元モデル制御パターンとして説明したが、３次元モデル制御パターンを使用することもできる。そして、第一種入力変数の数Ｍは３以上に設定することも可能である。この場合、モデル制御パターンＰは、３次元以上の部分入力空間ＭＰＳ上にマッピングした形で用意され、４つ以上のモデル制御パターンＰをポリモーフィングすることにより、合成されたモデル制御パターンＰｘが得られる。
【０１０５】
図９は、図４の二次元部分入力空間ＭＰＳを三次元部分入力空間ＭＰＳにて構成した状態を示し、横軸であるＸ軸上に温度偏差Ｅｎを取り、縦軸であるＹ軸上に偏差変化率Ｅｄｏｔを取り、Ｘ軸とＹ軸とに直行するＺ軸上に送風機３７の風量を表す変数を取った例を示している。
【０１０６】
このように、必須入力変数群として、送風機３７の風量を表す変数が用いることにより、さらに送風機３７の風量を考慮した制御が達成できる。また、第二種入力変数の数（Ｎ−Ｍ）を、２以上に設定することも可能であり、この場合、制御パターン空間ＣＰＳは３次元以上の空間として与えられ、制御パターン図形も空間内の曲面として用意されることとなる。
【０１０７】
また、上述の実施形態では、二酸化炭素（ＣＯ２）冷媒を用いた超臨界の冷凍サイクルであり、放熱器をガスクーラとしているが、超臨界サイクルに限るものではなく、亜臨界サイクルで放熱器を凝縮器とし、気液分離器を構成しても良い。また、減圧手段としてエジェクタを用いたエジェクタ式冷凍サイクルであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の一実施形態における車両用空調装置のシステム構成を示す模式図である。
【図２】コンプレッサ４０の目標回転数を出力するまでに使用する入力変数の変遷を示すツリーである。
【図３】本実施形態における制御系統の要部を抽出して示すブロック図である。
【図４】Ｍ次元の部分入力空間ＭＰＳの単位セルＤＴへの分割方法の一例を示す図である。
【図５】制御データメモリ２８の内容を示す概念図と、第二種入力変数と出力変数とが張る制御パターン空間ＣＰＳにおけるモデル制御パターンＰの一例を示すグラフである。
【図６】被モーフィング座標点ｐａ、ｐｂ、ｐｃに対応するモデル制御パターンＰａ、Ｐｂ、Ｐｃの形状をモーフィングして、実制御座標点ｐｘに対応するモデル制御パターンＰｘを作成する状態を模式的に示すグラフである。
【図７】目標回転数ＩＶＯｎを読み取るまでの処理流れを示すフローチャートである。
【図８】距離に応じた重みを設定して合成されたモデル制御パターンＰを作成する公知のモーフィング手法から導かれた具体的手法の一例を示すグラフである。
【図９】Ｍ次元部分入力空間ＭＰＳの他の実施形態を示すグラフである。
【図１０】従来の制御におけるコンプレッサの目標回転数を出力するまでに使用する入力変数の変遷を示すツリーの一例である。
【符号の説明】
【０１０９】
２６…空調制御装置（制御装置）
２７…モーフィング計算部（合成制御パターン計算手段、モーフィング計算手段）
２８…制御データメモリ（制御特性情報記憶手段）
３１…ケース（空気通路）
３７…送風機（送風手段）
３８…エバポレータ（蒸発器）
３９…冷凍サイクル
４０…コンプレッサ（電動圧縮機）
４０ａ…電動モータ
４１…ガスクーラ（放熱器）
４３…膨張弁（減圧手段）
６４…エバポレータ温度センサ（蒸発器後温度検出手段）
７１…温度設定スイッチ（温度設定手段）
ＤＴ…単位セル（被モーフィング対象空間領域）
Ｅｄｏｔ…偏差変化率
Ｅｎ…温度偏差
ｈｉ…ハンドリング点
ＩＶＯｎ…目標回転数（出力変数）
ＩＶＯｎ-1…現在回転数（必須入力変数）
ＭＰＳ…部分入力空間
Ｐ…モデル制御パターン
ｐ…モデル座標点
Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ…被モーフィング座標点のモデル制御パターン
ｐａ、ｐｂ、ｐｃ…被モーフィング座標点
Ｐｘ…合成制御パターン
ｐｘ…実制御座標点
Ｔａｍ…外気温度
ＴＡＯ…目標吹出温度
Ｔｅ…蒸発器後温度
ＴＥＯ…目標蒸発器後温度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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