(57)【要約】【課題】コストの上昇を抑えながら快適性を向上した車両用空調装置を提供する。【解決手段】エアコンＥＣＵは、ステップ１００でデータ処理用メモリを初期化し、このデータ処理用メモリに、ステップ１１０でエアコン操作パネルからスイッチ信号を読み込み、ステップ１２０で様々なセンサからセンサ信号を読み込む。ステップ１３０で、前席用空調ユニットにおける目標吹出温度、ブロワ電圧、吹出口モードを、予め学習させたニューラルネットワークを用いてスイッチ信号およびセンサ信号からそれぞれ決定し、ステップ１４０で後席用空調ユニットにおける目標吹出温度、ブロワ電圧、吹出口モードを、線形モデルを用いてスイッチ信号およびセンサ信号から決定する。ステップ１５０で、ステップ１３０および１４０における決定に従って制御信号を出力する。【選択図】　　　　図７
2004114937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内の前席を中心とする前席側空間（７、８）へ向けて空調空気を吹き出す前席空調手段（２）と、
車室内の後席を中心とする後席側空間（９）へ向けて空調空気を吹き出す後席空調手段（３）と、
車両において複数の空調負荷因子に対応する値を検出する空調負荷検出手段（９１、９２、９３ａ〜９３ｃ、９６、７８ｋ、７８ｌ、７９ｋ）と、
前記前席空調手段（２）から吹き出す空調空気の吹出状態を、前記空調負荷検出手段（９１、９２、９３ａ〜９３ｃ、９６、７８ｋ、７８ｌ、７９ｋ）により検出した前記複数の空調負荷因子に対応する値から決定する前席空調制御手段（１３０）と、
前記後席空調手段（３）から吹き出す空調空気の吹出状態を、前記空調負荷検出手段（９１、９２、９３ａ〜９３ｃ、９６、７８ｋ、７８ｌ、７９ｋ）により検出した前記複数の空調負荷因子に対応する値から決定する後席空調制御手段（１４０）とを備えた車両用空調装置であって、
前記前席空調制御手段（１３０）と前記後席空調制御手段（１４０）のうちの一方は、前記複数の空調負荷因子と目標とする吹出状態の間の関係を表す非線形モデルを用いて空調空気の吹出状態を決定し、他方は、前記複数の空調負荷因子と目標とする吹出状態の間の関係を表す線形モデルを用いて空調空気の吹出状態を決定することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記非線形モデルは、予め教師データを用いて前記複数の空調負荷因子と目標とする吹出状態の間の関係を学習したニューラルネットワークであることを特徴とする請求項１記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記前席空調制御手段（１３０）は前記前席空調手段（２）から吹き出す空調空気の吹出状態を前記非線形モデルを用いて決定し、前記後席空調制御手段（１４０）は前記後席空調手段（３）から吹き出す空調空気の吹出状態を前記線形モデルを用いて決定することを特徴とする請求項１または２記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記前席空調手段（２）は前記前席側空間のうちの運転席側空間（７）に吹き出す空調空気の吹出温度と助手席側空間（８）に吹き出す空調空気の吹出温度をそれぞれ独立に調節可能であり、前記前席空調制御手段（１３０）は、前記前席空調手段（２）から前記運転席側空間（７）へ吹き出す空調空気の吹出温度と前記助手席側空間（８）へ吹き出す空調空気の吹出温度をそれぞれ独立に制御することを特徴とする請求項３記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記車両は、前記後席として少なくとも２列に配置された複数の座席を有することを特徴とする請求項３または４記載の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前席と後席を有する車両に搭載される車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の前席を空調するための前席用空調ユニットと後席を空調するための後席用空調ユニットを備えたオートエアコンでは、従来より、乗員により設定された所望の車室内温度を表す設定温度、内気温センサにより検出した車室内温度、外気温センサにより検出した外気温度、日射センサにより検出した日射強度などの空調負荷因子を変数として含む線形モデルを用いて、前席用空調ユニットおよび後席用空調ユニットからの空調空気の目標吹出温度をそれぞれ決定し、さらにこの目標吹出温度に基づいて吹出口モードおよび吹出風量を決定している。
【０００３】
また、後席として１列シートのみを有する２列シートの車両に搭載されるオートエアコンの中には、より快適性を追求して、上記のような空調負荷因子を入力とし、目標吹出温度、吹出口モード、吹出風量をそれぞれ出力とし、予め教師データを用いて学習させたニューラルネットワークを用いて、前席用空調ユニットおよび後席用空調ユニットからの空調空気の目標吹出温度、吹出口モード、吹出風量をそれぞれ決定しているものもある。そこで、３列シートの車両などように後席の数が比較的多い車両に搭載されるオートエアコンにおいても、快適性を向上するために、ニューラルネットワークを用いた制御を採用することが検討されつつある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ニューラルネットワークを用いた制御は大きな容量の記憶装置（ＲＯＭ）を必要とするため、線形モデルを用いた制御に比較してコストが高くなる。特に、後席の数が比較的多い車両に搭載されるオートエアコンにおいて、ニューラルネットワークを用いて後席を制御する場合は、それに伴って後席用空調ユニットの構造が複雑になるか、あるいは後席用空調ユニットが複数必要になり、コストが大きく増加する。
本発明は、上記点に鑑みなされたものであり、コストの上昇を抑えながら快適性を向上した車両用空調装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の車両用空調装置は、車室内の前席を中心とする前席側空間へ向けて空調空気を吹き出す前席空調手段と、車室内の後席を中心とする後席側空調へ向けて空調空気を吹き出す後席空調手段と、車両において複数の空調負荷因子に対応する値を検出する空調負荷検出手段と、前席空調手段から吹き出す空調空気の吹出状態を、空調負荷検出手段により検出した複数の空調負荷因子に対応する値から決定する前席空調制御手段と、後席空調手段から吹き出す空調空気の吹出状態を、空調負荷検出手段により検出した複数の空調負荷因子に対応する値から決定する後席空調制御手段とを備えており、前席空調制御手段と後席空調制御手段のうちの一方は、複数の空調負荷因子と目標とする吹出状態の間の関係を表す非線形モデルを用いて空調空気の吹出状態を決定し、他方は、複数の空調負荷因子と目標とする吹出状態の間の関係を表す線形モデルを用いて空調空気の吹出状態を決定する。
【０００６】
このように、前席空調手段と後席空調手段のうち、一方からの空調空気の吹出状態は非線形モデルを用いて制御し、他方からの空調空気の吹出状態は線形モデルを用いて制御すると、両方の空調手段を線形モデルを用いて制御する場合に比較して、非線形モデルを用いた制御により空調される空間に着座している乗員の快適性を向上させることができる。また、線形モデルを用いて制御する場合は非線形モデルを用いて制御する場合に比較して、制御に用いる記憶装置（ＲＯＭ）の容量が小さくてよく、さらに空調手段として簡単な構造の空調ユニットを採用することができるため、請求項１記載のように、前席空調手段と後席空調手段のうちの一方は線形モデルを用いて制御するようにすると、両方の空調手段を非線形モデルを用いて制御する場合に比較して、コストを低減することができる。
【０００７】
前席空調制御手段が前席空調手段の制御に用いる非線形モデルとしては、請求項２記載のように、予め教師データを用いて複数の空調負荷因子と目標とする吹出状態の間の関係を学習したニューラルネットワークを採用するとよい。ニューラルネットワークを用いると、前席空調手段からの空調空気の吹出状態を、前席の乗員が快適に感じるようにきめ細かく制御することが可能である。
【０００８】
請求項１記載の車両用空調装置において、請求項３記載のように、非線形モデルを用いて制御する空調手段として前席空調手段を選択し、線形モデルを用いて制御する空調手段として後席空調手段を選択するとよい。このように前席空調手段を非線形モデルを用いて制御すると、乗員が着座している可能性の高い前席における快適性を向上させることができる。また、乗員が着座している可能性の低い後席へ空調空気を吹き出す後席空調手段は線形モデルを用いて制御するようにすると、非線形モデルを用いて制御する場合に比較して、後席空調手段の制御に用いる記憶装置（ＲＯＭ）の容量が小さくてよく、さらに後席用空調手段として簡単な構造の空調ユニットを採用すればよいため、コストを低減することができる。
【０００９】
請求項３記載の車両用空調装置において、前席空調手段としては、請求項４記載のように、前席側空間のうちの運転席側空間に吹き出す空調空気の吹出温度と助手席側空間に吹き出す空調空気の吹出温度をそれぞれ独立に制御可能なものを採用し、前席空調制御手段は、運転席側空間へ吹き出す空調空気の吹出温度と助手席側空間へ吹き出す空調空気の吹出温度をそれぞれ独立に制御するようにするとよい。このような構成によると、車両の走行中には必ず乗員が着座している運転席、および後席に比較して乗員が着座する可能性の高い助手席における乗員の快適性をより向上させることができる。
【００１０】
また、請求項３記載の車両用空調装置が搭載される車両は、請求項５記載のように、後席として少なくとも２列に配置された複数の座席を有する車両であるとよい。このような車両において、後席空調手段からの空調空気の吹出状態を非線形モデルを用いて制御すると、後席空調手段として複雑な構造の空調ユニットを採用したり、複数の空調ユニットを採用したりすることが必要になる。そこで、請求項３記載のように、後席空調手段からの空調空気の吹出状態は線形モデルを用いて制御するようにすると、後席空調手段として簡単な構造の空調ユニットを１つ採用すればよく、コストを低減することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態に係る車両用空調装置１の全体構成を示している。この車両用空調装置１は３列シートを有する車両に搭載されてその車室内の運転席側空調ゾーン、助手席側空調ゾーン、および後席空調ゾーンの温度調節をそれぞれ設定温度に保つように自動制御するオートエアコンであり、前席用空調ユニット２および後席用空調ユニット３、さらにこれらの空調ユニット２を構成する機器を制御するエアコンＥＣＵ４からなる。図２は前席用空調ユニット２の構成を示しており、図３は後席用空調ユニットの構成を示している。
【００１２】
前席用空調ユニット２は、車室内の前方側に配置されて車室内の運転席側空調ゾーンおよび助手席側空調ゾーンに空調空気を導く空気通路を形成する空調ダクト２０を備えており、この空調ダクト２０の空気の流れの上流側には空調ダクト２０内において空気を送る遠心式のブロワユニット３０が配設されている。空調ダクト２０の最上流側には内外気切替箱が設けられており、これは内気吸込口２１と外気吸込口２２を有している。これらの吸込口２１、２２の内側には内外気切替ドア２３が回動自在に取り付けられており、この内外気切替ドア２３をサーボモータ等のアクチュエータ６０により駆動することにより、内気吸込口２１と外気吸込口２２の開度を変化させて吸込モードを切り替えることができる。
【００１３】
空調ダクト２０は、その下流側において仕切り板１４により第１空気通路１１と第２空気通路１２に分けられており、それぞれの空気通路１１、１２の最下流側には吹出口切替箱が設けられている。第１空気通路１１の吹出口切替箱には、デフロスタ（ＤＥＦ）開口部、センタフェイス（ＦＡＣＥ）開口部、サイドＦＡＣＥ開口部、フット（ＦＯＯＴ）開口部、およびリアＦＯＯＴ開口部が形成されており、これらの開口部にはそれぞれダクトが接続されている。各開口部に接続されたダクトの最下流端には、車両のフロントガラスの内面に向かって空調空気を吹き出すデフロスタ（ＤＥＦ）吹出口１５、運転席の乗員の上半身に向かって空調空気を吹き出す運転席側センタＦＡＣＥ吹出口１６ａおよび運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口１６ｂ、運転席の乗員の足元に向かって空調空気を吹き出す運転席側ＦＯＯＴ吹出口１６ｃ、運転席側後席の乗員の足元に向かって空調空気を吹き出す運転席側リアＦＯＯＴ吹出口１６ｄがそれぞれ開口している。
【００１４】
第２空気通路１２の吹出口切替箱には、センタＦＡＣＥ開口部、サイドＦＡＣＥ開口部、ＦＯＯＴ開口部、およびリアＦＯＯＴ開口部が形成されており、これらの開口部にはそれぞれダクトが接続されている。各開口部に接続されたダクトの最下流端には、助手席の乗員の上半身に向かって空調空気を吹き出す助手席側センタＦＡＣＥ吹出口１７ａおよび助手席側サイドＦＡＣＥ吹出口１７ｂ、助手席の乗員の足元に向かって空調空気を吹き出す運転席側ＦＯＯＴ吹出口１７ｃ、助手席側後席の乗員の足元に向かって空調空気を吹き出す助手席側リアＦＯＯＴ吹出口１７ｄがそれぞれ開口している。
【００１５】
これらの吹出口１５、１６ａ〜１６ｄ、１７ａ〜１７ｄの内側には吹出口切替ドア２４〜２８が回動自在に取り付けられており、これらをサーボモータ等のアクチュエータ６１〜６３によりそれぞれ駆動することにより、吹出口モードをＦＡＣＥモード、バイレベル（Ｂ／Ｌ）モード、ＦＯＯＴモード、フットデフ（Ｆ／Ｄ）モード、およびＤＥＦモードのいずれかに切り替える。なお、ＦＡＣＥモードとは、空調空気を乗員の上半身（頭胸部）に向けて吹き出す吹出口モードであり、Ｂ／Ｌモードとは、空調空気を乗員の上半身（頭胸部）および足元部に向けて吹き出す吹出口モードである。また、ＦＯＯＴモードとは、空調空気を乗員の足元部に向けて吹き出す吹出口モードであり、Ｆ／Ｄモードとは、空調空気を乗員の足元部および車両のフロントウィンドウの内面に向けて吹き出す吹出口モードである。そして、ＤＥＦモードとは空調空気を車両のフロントウィンドウの内面に向けて吹き出す吹出口モードである。
【００１６】
ブロワユニット３０は、空調ダクト２０に一体的に構成されたスクロールケースに回転自在に収納された遠心式ファン３１と、この遠心式ファン３１を回転駆動するブロワモータ３２を有している。ブロワ駆動回路３３を介してブロワモータ３２に印加される電圧を制御することにより、送風量（遠心式ファン３１の回転速度）を制御することができる。
【００１７】
空調ダクト２０内にはさらに冷凍サイクルのエバポレータ４５と冷却水回路のヒータコア５１が配設されている。エバポレータ４５は、空調ダクト２０の空気通路が第１空気通路１１と第２空気通路１２に分岐している箇所よりも上流側に空気通路を全面塞ぐようにしてに配設され、通過する空気を冷却・除湿する。ヒータコア５１は、第１空気通路１１および第２空気通路１２を部分的に塞ぐようにして空気ダクト２０内においてエバポレータ４５よりも下流側に配設され、空気通路１１、１２を通過する空気を加熱する。ヒータコア５１の近傍には第１空気通路１１と第２空気通路１２にそれぞれエアミックス（Ａ／Ｍ）ドア５２、５３が回動自在に取り付けられており、これはサーボモータ等のアクチュエータ６４、６５により駆動されて、その停止位置によりヒータコア５１を通過する空気量とヒータコア５１を迂回する空気量との割合を調節して、車室内の運転席側空調ゾーンおよび助手席側空調ゾーンへ吹き出す空気の温度をそれぞれ独立に調節する。
【００１８】
一方、後席用空調ユニット３は、後席空調ゾーンに空調空気を導く空気通路１３を形成する空調ダクト７０を備えており、この空調ダクト７０の空気の流れの上流側には空調ダクト７０内において空気を送る遠心式のブロワユニット８０が配設されている。空調ダクト７０の最上流側には内気吸込口７１が形成されている。
【００１９】
空調ダクト７０の空気通路１３の最下流側には吹出口切替箱が設けられており、この吹出口切替箱には４つのＦＡＣＥ開口部、および１つのＦＯＯＴ開口部が形成されている。これらの開口部にはそれぞれダクトが接続されている。各開口部に接続されたダクトの最下流端には、運転席側２列目後席の乗員の上半身に向かって空調空気を吹き出す第１後席ＦＡＣＥ吹出口１８ａ、助手席側２列目後席の乗員の上半身に向かって空調空気を吹き出す第２後席ＦＡＣＥ吹出口１８ｂ、運転席側３列目後席の乗員の上半身に向かって空調空気を吹き出す第３後席ＦＡＣＥ吹出口１８ｃ、助手席側３列目後席の乗員の上半身に向かって空調空気を吹き出す第４ＦＡＣＥ吹出口１８ｄ、後席の乗員の足元に向かって空調空気を吹き出す後席ＦＯＯＴ吹出口１９がそれぞれ開口している。
【００２０】
これらの吹出口１８ａ〜１８ｄ、１９の内側には吹出口切替ドア７３、７４が回動自在に取り付けられており、これらをサーボモータ等のアクチュエータ６７により駆動することにより、吹出口モードをＦＡＣＥモード、Ｂ／Ｌモード、ＦＯＯＴモードのいずれかに切り替える。
【００２１】
ブロワユニット８０は、空調ダクト７０に一体的に構成されたスクロールケースに回転自在に収納された遠心式ファン８１と、この遠心式ファン８１を回転駆動するブロワモータ８２を有している。ブロワ駆動回路８３を介してブロワモータ８２に印加される電圧を制御することにより、送風量（遠心式ファン８１の回転速度）を制御することができる。
【００２２】
空調ダクト７０内にはさらに冷凍サイクルのエバポレータ４７と冷却水回路のヒータコア５５が配設されている。エバポレータ４７は、空調ダクト７０の空気通路１３を全面塞ぐようにしてに配設され、通過する空気を冷却・除湿する。ヒータコア５５は、空気通路１３を部分的に塞ぐようにして空気ダクト７０内においてエバポレータ４７よりも下流側に配設され、空気通路１３を通過する空気を加熱する。ヒータコア５５の近傍の空気通路１３内にはエアミックス（Ａ／Ｍ）ドア５６が回動自在に取り付けられており、これはサーボモータ等のアクチュエータ６８により駆動されて、その停止位置によりヒータコア５５を通過する空気量とヒータコア５５を迂回する空気量との割合を調節して、車室内の後席空調ゾーンへ吹き出す空気の温度を調節する。
【００２３】
前席用空調ユニット２および後席用空調ユニット３は、図４に示すように車両内に配置され、各吹出口１５、１６ａ〜１６ｄ、１７ａ〜１７ｄ、１８ａ〜１８ｄ、１９は図４および５に示すように車室内に配置される。運転席側センタＦＡＣＥ吹出口１６ａ、運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口１６ｂ、助手席側センタＦＡＣＥ吹出口１７ａ、および助手席側サイドＦＡＣＥ吹出口１７ｂはインストルメントパネル５に配置され、運転席側ＦＯＯＴ吹出口１６ｃおよび助手席側ＦＯＯＴ吹出口１７ｃは運転席および助手席の乗員の足元付近にそれぞれ配置される。また、ＤＥＦ吹出口１５は車両のフロントウィンドウ近くに配置され、前席用空調ユニット２の運転席側および助手席側リアＦＯＯＴ吹出口１６ｄ、１７ｄは、運転席および助手席の下にそれぞれ配置される。後席用空調ユニット３のＦＡＣＥ吹出口１８ａ〜１８ｄは各後席の脇の天井部分に配置され、ＦＯＯＴ吹出口１９は運転席側２列目後席の下あたりから全ての後席の乗員の足元へ向けて空調空気を吹き出すことができるように配置される。
【００２４】
前席用空調ユニット２の運転席側センタＦＡＣＥ吹出口１６ａ、運転席側サイドＦＡＣＥ吹出口１６ｂおよび運転席側ＦＯＯＴ吹出口１６ｃは主に運転席側空調ゾーン７に空調空気を吹き出し、助手席側センタＦＡＣＥ吹出口１７ａ、助手席側サイドＦＡＣＥ吹出口１７ｂおよび助手席側ＦＯＯＴ吹出口１７ｃは主に助手席側空調ゾーン８に空調空気を吹き出す。前席用空調ユニット２の運転席側および助手席側リアＦＯＯＴ吹出口１６ｄ、１７ｄ、後席用空調ユニット３のＦＡＣＥ吹出口１８ｄ〜１８ｄおよびＦＯＯＴ吹出口１９は、主に後席空調ゾーン９に空調空気を吹き出す。
【００２５】
エアコンＥＣＵ４は、その内部に、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータを有している。エアコンＥＣＵ４には、前席側エアコン操作パネル７８および後席側エアコン操作パネル７９のスイッチ類から様々なスイッチ信号が入力される。
【００２６】
前席側エアコン操作パネル７８は、図５に示すように、インストルメントパネル５の前面中央部分に配設されており、これは、図６（Ａ）に示すように、エアコン（Ａ／Ｃ）スイッチ７８ａ、吸込モード切替スイッチ７８ｂ、フロントデフロスタ・スイッチ７８ｃ、リヤデフロスタ・スイッチ７８ｄ、ＤＵＡＬスイッチ７８ｅ、吹出口モード切替スイッチ７８ｆ、ブロワ風量切替スイッチ７８ｇ、オートスイッチ７８ｈ、オフスイッチ７８ｉ、液晶ディスプレイ７８ｊ、運転席側温度設定スイッチ７８ｋ、助手席側温度設定スイッチ７８ｌ等を有している。これらのスイッチのうちＤＵＡＬスイッチ７８ｅは、運転席側空調ゾーンの温度調節と助手席側空調ゾーンの温度調節とを独立して行うことを指示するためのスイッチで、これを操作することにより乗員が独立温度調節を指示した場合、乗員は運転席側空調ゾーンの所望の温度を運転席側温度設定スイッチ７８ｋで設定し、助手席側空調ゾーンの所望の温度を助手席側温度設定スイッチ７８ｌで設定する。
【００２７】
後席側エアコン操作パネル７９は、車室内後席側に配設されており、図６（Ｂ）に示すように、吹出口モード切替スイッチ７９ｆ、ブロワ風量切替スイッチ７９ｇ、オートスイッチ７９ｈ、オフスイッチ７９ｉ、設定温度ディスプレイ７９ｊ、温度設定スイッチ７９ｋ等を有している。
【００２８】
エアコンＥＣＵ４には、さらに各種センサからのセンサ信号が入力される。ここで、各種センサとは、車室内の温度を検出する内気温センサ９１、車室外の温度（外気温）を検出する外気温センサ９２、運転席側空調ゾーン、助手席側空調ゾーンおよび後席空調ゾーンに照射される日射量をそれぞれ検出する運転席側、助手席側、後席側日射センサ９３ａ、９３ｂ、９３ｃ、前席用空調ユニット２および後席用空調ユニット３においてエバポレータ４５、４７を通過した直後の空気温度を検出するエバ後温度センサ９５ａ、９５ｂ、ヒータコア５１、５５に流入する冷却水の温度を検出する水温センサ９６、および車両の走行速度を検出する車速センサ等である。運転席側日射センサ９３ａおよび助手席側日射センサ９３ｂは、これら２つの素子を同一素子で構成した２Ｄセンサである。これら各種センサ９１、９２、９３ａ〜９３ｃ、９５ａ、９５ｂ、９６からのセンサ信号は、エアコンＥＣＵ４内の図示しない入力回路によってＡ／Ｄ変換された後にマイクロコンピュータに入力される。
【００２９】
エアコンＥＣＵ４は、車両のイグニションスイッチがＯＮされるとバッテリから直流電源が供給されて作動し、空調制御処理の実行を開始する。空調制御処理の実行は、イグニションスイッチがＯＦＦされるまで継続される。図７は、エアコンＥＣＵ４によって実行される空調制御処理のメインルーチンを示している。まずステップ１００でデータ処理用メモリ（ＲＡＭ）の記憶内容などの初期化を行う。続いて、ステップ１１０で各スイッチ７８ａ〜７８ｌ、７９ｆ〜７９ｋからスイッチ信号を読み込み、ステップ１２０で各センサ９１、９２、９３ａ〜９３ｃ、９５ａ、９５ｂ、９６からセンサ信号を読み込み、これらのデータをデータ処理用メモリに記憶する。
【００３０】
ステップ１３０では前席空調制御処理を実行し、これにより前席空調ユニット２における空調空気の目標吹出温度、ブロワモータＴ３２に印加するブロワ電圧、吸込モード、および吹出口モードを決定する。図８は前席空調制御処理の手順を示している。まず、ステップ２００において、運転席側空調ゾーンおよび助手席側空調ゾーンへ吹き出す空調空気の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｄｒ）、ＴＡＯ（Ｐａ）を、図９（Ａ）に示すニューラルネットワークを用いて決定する。ニューラルネットワークは、入力層、第１、第２中間層、および出力層を有する階層構造をしており、入力層のニューロンは、乗員が温度設定スイッチ７８ｋ、７８ｌにより設定した運転席側設定温度ＴＳＥＴ（Ｄｒ）または助手席側設定温度ＴＳＥＴ（Ｐａ）、運転席側設定温度ＴＳＥＴ（Ｄｒ）と助手席側設定温度ＴＳＥＴ（Ｐａ）の差ＴＳＥＴＤ、外気温センサ９２により検出した外気温ＴＡＭ、内気温センサ９１により検出した内気温ＴＲをそれぞれ０〜１に正規化した値を入力信号として受け取る。例えば内気温センサ９１により検出される内気温の実際の検出範囲は、通常、０℃から５０℃であり、この検出値を０〜１に割り当てたものが入力信号として入力層に入力される。その結果、出力層から、目標吹出温度が０〜１の範囲の値で出力される。この出力を逆変換することにより、目標吹出温度ＴＡＯ（Ｄｒ）、ＴＡＯ（Ｐａ）の実際の値を得る。
【００３１】
ニューラルネットワークにおいて、各層に属するニューロンは、同じ層に属するニューロンとの間には結合がなく、前後の層の各ニューロンと結合されており、各結合には重み（シナプス荷重）が割り当てられている。各ニューロンは、図１０（Ａ）に示すように、結合重みＷ１〜Ｗｎで結合している前側の層の各ニューロンからの出力信号Ｏ１〜Ｏｎを入力として受け取り、これらの入力和（Ｗ１Ｏ１＋Ｗ２Ｏ２＋…＋ＷｎＯｎ）を、図１０（Ｂ）に示すようなシグモノイド関数ｆにより変換して、後側の層のニューロンに出力する。
【００３２】
ニューラルネットワークは、エアコンＥＣＵ４が車両に搭載される前に、つぎのように予め学習させられる。まず、各結合の重みが適当な初期値に設定された後、実験等により求めた入力値とそれに対する理想の出力値である教師データを用いて各結合重みが修正される。図９（Ｂ）は教師データの一例であり、これは、運転席側設定温度ＴＳＥＴ（Ｄｒ）または助手席側設定温度ＴＳＥＴ（Ｐａ）＝ｓ１、運転席側設定温度ＴＳＥＴ（Ｄｒ）と助手席側設定温度ＴＳＥＴ（Ｐａ）の差ＴＳＥＴＤ＝ｄ、外気温ＴＡＭ＝ａ１である場合の内気温ＴＲの値に応じた理想の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｄｒ）、ＴＡＯ（Ｐａ）を示している。このようなパターンをいくつか用意し、これらのパターンから得られる入力値とそれに対する理想の出力値からなる組を教師データとして用いる。教師データの入力値はニューラルネットワークに入力され、その結果得られる出力が理想の出力値に近づくように、バックプロパゲーション・アルゴリズムにより結合重みが修正される。このような学習を多量の教師データを用いて行うと、ニューラルネットワークは入力値に対して理想の出力値を出力するようになる。ステップ２００では、学習後のニューラルネットワークを用いて、運転席側、助手席側それぞれの目標吹出温度ＴＡＯ（Ｄｒ）、ＴＡＯ（Ｐａ）を決定する。
【００３３】
つぎにステップ２１０で、図１１（Ａ）に示すニューラルネットワークを用いて運転席側、助手席側の必要ブロワ電圧ＶＭ（Ｄｒ）、ＶＭ（Ｐａ）をそれぞれ決定する。このニューラルネットワークは、内気温センサ９１により検出した内気温ＴＲと乗員が温度設定スイッチ７８ｋ、７８ｌにより設定した設定温度ＴＳＥＴ（Ｄｒ）、ＴＳＥＴ（Ｐａ）の間の差に基づく値ＴＤ（Ｄｒ）、ＴＤ（Ｐａ）、日射センサ９３ａ、９３ｂにより検出した日射量ＴＳ（Ｄｒ）、ＴＳ（Ｐａ）、外気温センサ９２により検出した外気温ＴＡＭを正規化したものを入力信号として受け取り、必要ブロワ電圧を０〜１の範囲の値で出力する。この出力を逆変換して、必要ブロワ電圧ＶＭ（Ｄｒ）、ＶＭ（Ｐａ）の実際の値を得る。ニューラルネットワークは多量の教師データを用いて予め学習させられる。図１１（Ｂ）は学習に用いられる教師データの一例を示している。ステップ２１０では、さらに、ニューラルネットワークを用いて決定した運転席側、助手席側の必要ブロワ電圧ＶＭ（Ｄｒ）、ＶＭ（Ｐａ）から、これらの平均を算出して、これをブロワモータ３２に印加するブロワ電圧ＢＬＷＦに決定する。但し、前席側エアコン操作パネル７８のブロワ風量切替スイッチ７８ｇにより、乗員が特定の風量を指定した場合は、指定された風量に対応するブロワ電圧が、ブロワモータ３２に印加するブロワ電圧ＢＬＷＦとして決定される。
【００３４】
つぎにステップ２２０で、図１２に示す特性図（線形モデル）を用いて、ステップ２００において求めた運転席側、助手席側の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｄｒ）、ＴＡＯ（Ｐａ）の平均値ＴＡＯに基づいて吸込モードを外気導入モード、内外気導入モード、内気循環モードのいずれかに決定する。但し、前席側エアコン操作パネル７８の吸込モード切替スイッチ７８ｂを乗員が操作することにより外気導入モード、内気循環モードのいずれかが選択された場合は、吸込モードを選択されたモードに決定する。
【００３５】
ステップ２３０では、図１３（Ａ）に示すニューラルネットワークを用いて吹出口モードを決定する。このニューラルネットワークは、ステップ２００において求めた運転席側または助手席側の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｄｒ）、ＴＡＯ（Ｐａ）、水温センサ９６により検出した冷却水温ＴＷ、外気温センサ９２により検出した外気温ＴＡＭ、日射センサ９３ａ、９３ｂにより検出した日射量ＴＳ（Ｄｒ）、ＴＳ（Ｐａ）を正規化したものを入力信号として受け取り、吹出口モードを示す０〜１の範囲の値ＴＭＯＤＥを出力する。この値ＴＭＯＤＥに基づいて吹出口モードを決定する。但し、前席側エアコン操作パネル７８の吹出口モード切替スイッチ７８ｆを乗員が操作することにより、ＦＡＣＥモード、Ｂ／Ｌモード、ＦＯＯＴモード、およびＦ／Ｄモードのいずれかが選択された場合、およびフロントデフロスタ・スイッチ７８ｃによりＤＥＦモードが選択された場合は、選択された吹出口モードに決定する。ニューラルネットワークは多量の教師データを用いて予め学習させられる。図１３（Ｂ）は学習に用いられる教師データの一例を示している。
【００３６】
つぎに、ステップ２４０において、運転席側Ａ／Ｍドア５２の目標開度ＳＷ（Ｄｒ）（％）および助手席側Ａ／Ｍドア５３の目標開度ＳＷ（Ｐａ）（％）を計算する。なお、このような目標Ａ／Ｍ開度ＳＷ（Ｄｒ）、ＳＷ（Ｐａ）の計算は、ステップ２００で求めた目標吹出温度ＴＡＯ（Ｄｒ）、ＴＡＯ（Ｐａ）と、エバ後温度センサ９５ａにより検出したエバ後温度ＴＥ（Ｆｒ）と、水温センサ９６により検出した冷却水温ＴＷを用いて、下記の数式に基づいて行われる。
【００３７】
【数１】
ＳＷ（Ｄｒ）＝｛ＴＡＯ（Ｄｒ）−ＴＥ（Ｆｒ）｝×１００／（ＴＷ−ＴＥ（Ｆｒ））
【００３８】
【数２】
ＳＷ（Ｐａ）＝｛ＴＡＯ（Ｐａ）−ＴＥ（Ｆｒ）｝×１００／（ＴＷ−ＴＥ（Ｆｒ））
ステップ２４０の実行が終了したら、メインルーチンに戻る。
【００３９】
ステップ１４０においては、後席空調制御処理を実行することにより、後席用空調ユニット３における空調空気の目標吹出温度、ブロワモータ８２に印加するブロワ電圧、および吹出口モードを決定する。図１４は後席空調制御処理の手順を示している。まず、ステップ３００で、つぎの数式（線形モデル）に基づいて、後席用空調ユニット３から吹き出す空調空気の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｒｒ）を計算する。
【００４０】
【数３】
ＴＡＯ（Ｒｒ）＝ＫＳＥＴ・ＴＳＥＴ（Ｒｒ）−ＫＲ・ＴＲ−ＫＡＭ・ＴＡＭ−ＫＳ・ＴＳ（Ｒｒ）＋Ｃ
但し、ＴＳＥＴ（Ｒｒ）は乗員により温度設定スイッチ７９ｋで設定された設定温度、ＴＳ（Ｒｒ）は後席側日射センサ９３ｃにより検出した後席側日射量ＴＳ（Ｒｒ）を表し、ＴＲは内気温センサ９１により検出した車室内温度を表し、ＴＡＭは外気温センサ９２により検出した外気温を表す。ＫＳＥＴ、ＫＲ、ＫＡＭ、およびＫＳは、それぞれ温度設定ゲイン、車室内温度ゲイン、外気温ゲイン、日射量ゲインを表し、Ｃは補正定数である。
【００４１】
つぎに、ステップ３１０で、ブロワモータ８２に印加する電圧（ブロワ電圧）ＢＬＷＲを決定する。具体的には、図１５に示す特性図（線形モデル）を用いて、ステップ３００で求めた目標吹出温度ＴＡＯ（Ｒｒ）に基づいてブロワ電圧ＢＬＷＲを決定する。但し、後席側エアコン操作パネル７９に設けられたブロワ風量切替スイッチ７９ｇを乗員が操作することにより、特定の風量が指定された場合は、指定された風量に対応するブロワ電圧をブロワモータ８２に印加するブロワ電圧ＢＬＷＲとして決定する。
【００４２】
さらに、ステップ３２０において、図１６に示す特性図（線形モデル）を用いて、ステップ３００で求めた目標吹出温度ＴＡＯ（Ｒｒ）に基づいて吹出口モードを決定する。具体的には、目標吹出温度ＴＡＯ（Ｒｒ）が低い温度から高い温度になるにつれて、ＦＡＣＥモード、Ｂ／Ｌモード、ＦＯＯＴモードと移行するようになっている。但し、後席側エアコン操作パネル７９に設けられた吹出口モード切替スイッチ７９ｆを乗員が操作することにより、ＦＡＣＥモード、Ｂ／Ｌモード、およびＦＯＯＴモードのうちのいずれかが選択された場合は、吹出口モードを選択されたモードに決定する。
【００４３】
ステップ３３０では、Ａ／Ｍドア５６の目標開度ＳＷ（Ｒｒ）（％）を計算する。なお、このような目標Ａ／Ｍ開度ＳＷ（Ｄｒ）、ＳＷ（Ｐａ）の計算は、ステップ３００で求めた目標吹出温度ＴＡＯ（Ｒｒ）と、エバ後温度センサ９５ｂにより検出したエバ後温度ＴＥ（Ｒｒ）と、水温センサ９６により検出した冷却水温ＴＷを用いて、下記の数式に基づいて行われる。
【００４４】
【数４】
ＳＷ（Ｒｒ）＝｛ＴＡＯ（Ｒｒ）−ＴＥ（Ｒｒ）｝×１００／（ＴＷ−ＴＥ（Ｒｒ））
ステップ３３０の実行が終了したら、メインルーチンに戻り、ステップ１５０において、ステップ２１０および３１０で決定したブロワ電圧ＢＬＷＦ、ＢＬＷＲがブロワモータ３２、８２に印加されるようにブロワ駆動回路３３、８３に制御信号を送る。さらに、ステップ２２０で決定した吸込モードに従ってアクチュエータ６０に制御信号を送り、ステップ２３０および３２０で決定した吹出口モードに従ってアクチュエータ６１〜６３、６７に制御信号を送り、ステップ２４０およびステップ３３０で決定したＡ／Ｍ開度ＳＷ（Ｄｒ）、ＳＷ（Ｐａ）、ＳＷ（Ｒｒ）に従って、アクチュエータ６４、６５、６８に制御信号を送る。その後ステップ１１０に戻って、ステップ１１０からステップ１５０の処理を繰り返す。
【００４５】
本実施形態では、このように、前席用空調ユニット２として左右独立温度コントロール式の空調ユニットを採用し、これをニューラルネットワークを用いて制御する。これにより、前席用空調ユニットとして左右の空調ゾーンに吹き出す空調空気を同じ温度に制御する空調ユニットを採用したり、また空調ユニットを線形モデルを用いて制御する場合に比較して、車両の走行中には必ず乗員が着座している運転席、および後席に比較して乗員が着座する可能性の高い助手席それぞれにおける快適性を向上することができる。また、本実施形態では、後席用空調ユニット３から吹き出す空調空気の吹出状態は線形モデルを用いて制御する。このため、後席用空調ユニット３として簡単な構造のものを採用すればよく、また制御に用いる記憶装置（ＲＯＭ）の容量が小さくてよいため、コストの上昇を抑えることができる。
【００４６】
本実施形態における前席用空調ユニット２は本発明の前席空調手段に対応しており、後席用空調ユニット３は本発明の後席空調手段に対応しており、内気温センサ９１、外気温センサ９２、日射センサ９３ａ〜９３ｃ、水温センサ９６およびエアコン操作パネル７８、７９上の温度設定スイッチ７８ｋ、７８ｌ、７９ｋは、本発明の空調負荷検出手段に対応している。また、エアコンＥＣＵ４により実行される空調制御処理におけるステップ１３０は本発明の前席空調制御手段に対応しており、ステップ１４０は本発明の後席空調制御手段に対応している。
【００４７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、次のように種々の変形が可能である。
【００４８】
上記実施形態では、運転席側および助手席側の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｄｒ）、ＴＡＯ（Ｐａ）は設定温度ＴＳＥＴ（Ｄｒ）、ＴＳＥＴ（Ｐａ）、車室内温度ＴＲ、および外気温ＴＡＭに基づいて決定し、後席側の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｒｒ）は設定温度ＴＳＥＴ（Ｒｒ）、日射量ＴＳ（Ｒｒ）、車室内温度ＴＲ、外気温ＴＡＭに基づいて決定したが、さらに車速や乗員数などに基づいて運転席側、助手席側、後席側の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｄｒ）、ＴＡＯ（Ｐａ）、ＴＡＯ（Ｒｒ）をそれぞれ決定するようにしてもよい。このように、目標吹出温度を決定するために用いるセンサ信号の数を多くすると、特に前席用空調ユニット２のようにニューラルネットワークを用いた制御の場合には、必要な記憶装置（ＲＯＭ）の容量は増加するが、よりきめ細かい制御が可能になり、乗員の快適性が向上する。
【００４９】
また、運転席側空調ゾーン、助手席側空調ゾーンに対応する２つの内気温センサを配置して、これにより検出した運転席側空調ゾーンの温度ＴＲ（Ｄｒ）、助手席側空調ゾーンの温度ＴＲ（Ｐａ）を用いて、運転席側、助手席側の目標吹出温度ＴＡＯ（Ｄｒ）、ＴＡＯ（Ｐａ）、必要ブロワ電圧ＶＡ（Ｄｒ）、ＶＡ（Ｐａ）をそれぞれ求めるようにしてもよい。この場合、後席用空調ユニット３の目標吹出温度の決定に用いる内気温ＴＲ（Ｒｒ）は、運転席側の内気温ＴＲ（Ｄｒ）と助手席側の内気温ＴＲ（Ｐａ）から導出してもよいし、あるいは、後席側にも内気温センサを配置して、これにより検出してもよい。このように、内気温センサを各空調ゾーンに設けて、これらにより検出した値をそれぞれの空調ゾーンの制御に用いると、各空調ゾーンにおける乗員の快適性がより向上する。
【００５０】
上記実施形態では、前席用空調ユニット２の制御と後席用空調ユニット３の制御を独立に行ったが、前席用空調ユニット２の制御のためにニューラルネットワークを用いて求めた目標吹出温度などの情報を、後席用空調ユニット３の制御のために線形モデルを用いて求めた目標吹出温度の補正に用いるなどしてもよい。このような構成によると、後席用空調ユニット３の制御のためのコストを増加させることなく、後席における快適性を向上させることが可能である。
【００５１】
上記実施形態では、１つのブロワユニット３０により前席側の各ＦＡＣＥ吹出口１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂからの空調空気の吹き出しを行ったが、運転席側ＦＡＣＥ吹出口１６ａ、１６ｂから吹き出す空調空気の風量と助手席側ＦＡＣＥ吹出口１７ａ、１７ｂから吹き出す空調空気の風量を独立に設定できるように、運転席側ＦＡＣＥ吹出口１６ａ、１６ｂと助手席側ＦＡＣＥ吹出口１７ａ、１７ｂに対応する２つのブロワユニットを備えていてもよい。このように、運転席側、助手席側の各空調ゾーンに対応したブロワユニットを備えていると、ステップ２１０においてニューラルネットワークを用いて決定した運転席側、助手席側の必要ブロワ電圧ＶＡ（Ｄｒ）、ＶＡ（Ｐａ）を平均化することなくそのまま運転席側、助手席側のブロワモータに印加するブロワ電圧としてそれぞれ用いることができるため、運転席側、助手席側の各空調ゾーンへ吹き出す空調空気の風量をより適切に制御することができる。
【００５２】
上記実施形態では、エアコンＥＣＵ４は前席用空調ユニット２の制御にニューラルネットワークを用いたが、空調空気の吹出状態をきめ細かく制御することが可能な非線形モデルであれば、上記のようなニューラルネットワーク以外のモデルを用いてもよい。例えば、ニューラルネットワークにファジィシステムを組み合わせた非線形モデルを用いて、前席用空調ユニット２を制御してもよい。
【００５３】
上記実施形態では、前席用空調ユニット２は、第１空気通路１１からの空調空気のみがＤＥＦ吹出口１５から吹き出される構成であったが、ＤＥＦ吹出口１５の運転席側半分からは第１空気通路１１からの空調空気が吹き出され、助手席側半分からは第２空気通路１２からの空調空気が吹き出される構成であってもよい。
【００５４】
上記実施形態では、前席用空調ユニット２は運転席側空調ゾーンと助手席側空調ゾーンへ吹き出す空調空気の吹出温度を独立に設定することが可能な左右独立温度コントロール方式の空調ユニットであったが、運転席側空調ゾーンと助手席側空調ゾーンへ同じ吹出温度で空調空気を吹き出す構成であってもよい。
【００５５】
上記実施形態では本発明を３列シートの車両に適用したが、２列シートの車両に本発明を適用することもできる。
【００５６】
上記実施形態では、前席用空調ユニット２を非線形モデルを用いて制御し、後席用空調ユニット３を線形モデルを用いて制御したが、後席を快適に制御することが強く要求されるような車両に搭載される車両用空調装置においては、前席用空調ユニットを線形モデルを用いて制御し、後席用空調ユニットを非線形モデルを用いて制御するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用空調装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す前席用空調ユニットの構成を示す模式図である。
【図３】図１に示す後席用空調ユニットの構成を示す模式図である。
【図４】車両における前席用空調ユニットと後席用空調ユニットの配置およびこれらの空調ユニットにより空調される３つの空調ゾーンを示す図である。
【図５】車室内における前席用空調ユニットのＦＡＣＥ吹出口およびＦＯＯＴ吹出口の配置を示す図である。
【図６】（Ａ）は前席側エアコン操作パネルを示す図であり、（Ｂ）は後席側エアコン操作パネルを示す図である。
【図７】図１に示すエアコンＥＣＵにより実行される空調制御処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】図７に示すステップ１３０において実行される前席空調制御処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】（Ａ）は図８に示すステップ２００において目標吹出温度の算出に用いるニューラルネットワークを示す図であり、（Ｂ）はこのニューラルネットワークの学習に用いる教師データの一例を示す図である。
【図１０】（Ａ）は図９（Ａ）に示すニューラルネットワークの各ニューロンにおける入力と出力を示す図であり、（Ｂ）は各ニューロンにおいて変換関数として用いられるシグモノイド関数の説明図である。
【図１１】（Ａ）は図８に示すステップ２１０においてブロワ電圧の算出に用いるニューラルネットワークを示す図であり、（Ｂ）はこのニューラルネットワークの学習に用いる教師データの一例を示す図である。
【図１２】図８に示すステップ２２０において吸込モードの決定に用いる制御特性図である。
【図１３】（Ａ）は図８示すステップ２３０において吹出口モードの決定に用いるニューラルネットワークを示す図であり、（Ｂ）はこのニューラルネットワークの学習に用いる教師データの一例を示す図である。
【図１４】図７に示すステップ１４０において実行される後席空調制御処理の手順を示すフローチャートである。
【図１５】図１３に示すステップ３１０においてブロワ電圧の決定に用いる制御特性図である。
【図１６】図１３に示すステップ３２０において吹出口モードの決定に用いる制御特性図である。
【符号の説明】
１　車両用空調装置
２　前席用空調ユニット　（前席空調手段）
３　後席用空調ユニット　（後席空調手段）
４　エアコンＥＣＵ
７　運転席側空調ゾーン
８　助手席側空調ゾーン
９　後席空調ゾーン
７８ｋ　運転席側温度設定スイッチ　（空調負荷検出手段）
７８ｌ　助手席側温度設定スイッチ　（空調負荷検出手段）
７９ｋ　後席側温度設定スイッチ　（空調負荷検出手段）
９１　内気温センサ　（空調負荷検出手段）
９２　外気温センサ　（空調負荷検出手段）
９３ａ　運転席側日射センサ　（空調負荷検出手段）
９３ｂ　助手席側日射センサ　（空調負荷検出手段）
９３ｃ　後席側日射センサ　（空調負荷検出手段）
９５ａ　前席用空調ユニットのエバ後温度センサ
９５ｂ　後席用空調ユニットのエバ後温度センサ
９６　水温センサ　（空調負荷検出手段）
【図１】
2004114937.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004114937.tif 000006
【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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【図１１】
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【図１２】
2004114937.tif 000014
【図１３】
2004114937.tif 000015
【図１４】
2004114937.tif 000016
【図１５】
2004114937.tif 000017
【図１６】
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