DE10344795A1

DE10344795A1 - Fahrzeugklimaanlage

Info

Publication number: DE10344795A1
Application number: DE10344795A
Authority: DE
Inventors: Mamoru Kariya Imoto
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2003-09-26
Publication date: 2004-04-01
Also published as: US20040060311A1; US6912861B2; GB0322619D0; GB2395574A; JP2004114937A; GB2395574B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugklimaanlage (1) mit einer vorderen Klimatisierungseinheit (2) für Vordersitze eines Fahrzeugs und einer hinteren Klimatisierungseinheit (3) für Rücksitze des Fahrzeugs. Die vorderen und hinteren Klimartisierungseinheiten (2, 3) werden durch eine Klimatisierungs-ECU (4) gesteuert. Die ECU (4) verwendet ein nicht-lineares Modell, wie etwa ein neutrales Netzwerk, zur Ermittlung einer Zielausblastemperatur, einer Gebläsetemperatur und von Ausblasöffnungsbetriebsarten der vorderen Klimatisierungseinheit (2). Die ECU (4) verwendet ein lineares Modell zur Ermittlung einer Zielausblastemperatur, einer Gebläsespannung und von Ausblasöffnungsbetriebsarten der hinteren Klimatisierungseinheit (3).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugklimaanlage, die in einem Fahrzeug mit Vordersitzen und Rücksitzen vorgesehen ist.
Eine Art einer herkömmlichen Fahrzeugklimaanlage umfasst eine vordere Klimatisierungseinheit für Vordersitze eines Fahrzeugs und eine hintere Klimatisierungseinheit für Rücksitze des Fahrzeugs. Die Fahrzeugklimaanlage nutzt ein lineares Modell zum ermitteln von Ziel-Ausblastemperaturen der klimatisierten Luft von der vorderen Klimatisierungseinheit und der klimatisierten Luft von der hinteren Klimatisierungseinheit.
Das lineare Modell enthält Klimatisierungs-Lastfaktoren als Variablen, die eine Soll-Temperatur, eine Innenlufttemperatur, eine Außenlufttemperatur und Sonnenstrahlungsintensität umfassen. Die Solltemperatur bzw. Einstelltemperatur wird als gewünschte Temperatur in einer Fahrgastzelle des Fahrzeugs durch den Fahrer oder einen Beifahrer gewählt. Die Innenlufttemperatur in der Fahrgastzelle wird durch einen Innenluft-Temperatursensor ermittelt. Die Außenlufttemperatur wird durch einen Außenluft-Temperatursensor ermittelt. Die Sonnenstrahlungsintensität wird durch einen Sonnenstrahlungssensor ermittelt. Die Fahrzeugklimaanlage ermittelt ihre Ausblasöffnungsbetriebsarten und Ausblasluftmengen auf Grundlage der Ziel-Ausblastemperatur.
Ein Fahrzeug mit einer vorderen Sitzreihe und lediglich einer hinteren Sitzreihe ist mit einer anderen Art einer herkömmlichen Fahrzeugklimaanlage ausgestattet, die eine vordere Klimatisierungseinheit für die Vordersitze und eine hintere Kli matisierungseinheit für die Rücksitze aufweist. Um mehr Komfort zu erzielen, nutzt die Fahrzeugklimaanlage neurale Netzwerke zum Ermitteln der Ziel-Ausblastemperaturen, der Ausblasöffnungsbetriebsarten und der Ausblasluftmengen der klimatisierten Luft von der vorderen Klimatisierungseinheit und der klimatisierten Luft von der hinteren Klimatisierungseinheit. Die neuralen Netzwerke werden durch Trainieren von Daten im vornherein gelernt bzw. durch Lernen erstellt. Klimatisierungs-Lastfaktoren, wie diejenigen, die vorstehend genannt sind, werden in die neuralen Netzwerke eingegeben, welche die Ziel-Ausblastemperaturen, die Ausblasöffnungsbetriebsarten und die Ausblasluftmengen ausgeben. Es wird deshalb in Betracht gezogen, dass die Klimaanlage, die in einem Fahrzeug mit drei Sitzreihen oder relativ zahlreichen rückwärtigen Sitzreihen versehen ist, mittels neuralen Netzwerken gesteuert werden sollte, um mehr Komfort zu erzielen.
Eine Steuerung mittels neuraler Netzwerke erfordert jedoch eine Massenspeichervorrichtung (ROM) und sie ist teurer als eine Steuerung mittels linearer Modelle. Insbesondere dann, wenn die Klimaanlage, die in einem anderen Fahrzeug mit relativ zahlreichen rückwärtigen Sitzen vorgesehen ist, diese mittels neuraler Netzwerke steuert, besitzt die hintere Klimatisierungseinheit für die Rücksitze dadurch komplexen Aufbau, oder es sind zwei oder mehrere hintere Klimatisierungseinheiten für die Rücksitze erforderlich, wodurch die Kosten stark erhöht sind.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Fahrzeugklimaanlage zu schaffen, die größeren Komfort ohne Kostenerhöhung gewährleistet.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst demnach die Fahrzeugklimaanlage eine vordere Klimatisierungseinheit und eine hintere Klimatisierungseinheit. Außerdem umfasst die Fahrzeugklimaanlage eine vordere Klimatisierungssteuereinrichtung zum Ermitteln einer Ausblasbedingung von klimatisierter Luft von der vorderen Klimatisierungseinheit. Die Fahrzeugklimaanlage umfasst außerdem eine hintere Klimatisierungssteuereinrichtung zum Ermitteln einer Ausblasbedingung von klimatisierter Luft von der hinteren Klimatisierungseinrichtung. Entweder die vordere Klimatisierungssteuereinrichtung oder die hintere Klimatisierungssteuereinrichtung ermittelt die Ausblasbedingung mittels eines nicht-linearen Modells. Die andere Einrichtung ermittelt die Ausblasbedingung mittels eines linearen Modells.
Die Ausblasbedingung der klimatisierten Luft von entweder der vorderen Klimatisierungseinrichtung oder der hinteren Klimatisierungseinrichtung wird dadurch mittels eines nichtlinearen Modells gesteuert, während die Ausblasbedingung der klimatisierten Luft von der anderen Einrichtung mittels eines linearen Modells gesteuert wird. Dies verbessert den Komfort eines Fahrers und Fahrgasts, die in dem Raum sitzen, der durch das nicht-lineare Modell klimatisiert wird, im Vergleich zu dem Fall, dass beide Klimatisierungseinheiten mittels linearer Modelle gesteuert werden.
Die Steuerung mittels eines linearen Modells erlaubt es, dass ein Speicher (ROM) für die Speicherung bezüglich seiner Kapazität kleiner gemacht wird, und sie gestattet außerdem die Verwendung einer Klimatisierungseinheit einfacheren Aufbaus als Klimatisierungseinheit als bei Steuerung mittels eines nicht-linearen Modells. Durch Steuern von entweder der vorderen Klimatisierungseinheit oder der hinteren Klimatisierungs einheit mittels eines linearen Modells können die Kosten verringert werden im Vergleich zu einer Steuerung durch beide Klimatisierungseinheiten mittels nicht-linearer Modelle.
Bevorzugt kann es sich bei dem nicht-linearen Modell um ein neurales Netzwerk handeln, und die Verwendung des neuralen Netzwerks gestattet eine feine Steuerung der Ausblasbedingung der klimatisierten Luft, so dass der Fahrer und der Fahrgast, sich komfortabel fühlen können.
Bevorzugt vermag die vordere Klimatisierungssteuereinrichtung die Ausblasbedingung der klimatisierten Luft von der vorderen Klimatisierungseinheit mittels des nicht-linearen Modells zu ermitteln. Die hintere Klimatisierungssteuereinrichtung vermag die Ausblasbedingung der klimatisierten Luft von der hinteren Klimatisierungseinheit mittels des linearen Modells zu ermitteln. Dies verbessert den Komfort der vorderen Sitze, auf denen der Fahrer und der Beifahrer sitzen, im Vergleich zum hinteren Sitz. Außerdem kann die Kapazität des Speichers verringert werden, der verwendet wird, um die hinteren Klimatisierungseinheit zu steuern, im Vergleich zur Steuerung mittels eines nicht-linearen Modells. Ferner können die Kosten verringert werden, weil die hintere Klimatisierungseinheit eine Klimatisierungseinheit einfachen Aufbaus sein kann.
Bevorzugt vermag die vordere Klimatisierungseinheit die Ausblastemperaturen der klimatisierten Luft zu steuern, die in einen fahrerseitigen Raum des vorderen Fahrgastraums geblasen wird und in einen beifahrerseitigen Raum. Dies gestattet es, den Komfort des Fahrers und des Beifahrers zu verbessern.
Bevorzugt weist das Fahrzeug, welches mit der Fahrzeugklimaanlage versehen ist, zumindest zwei hintere Sitzreihen auf.
Wenn in einem derartigen Fahrzeug die Ausblasbedingung der klimatisierten Luft von der hinteren Klimatisierungseinheit mittels eines nicht-linearen Modells gesteuert wird, muss es sich bei der Klimatisierungseinheit um eine Klimatisierungseinheit komplexen Aufbaus oder um mehrere Klimatisierungseinheiten handeln. Durch Steuern der Ausblasbedingungen der klimatisierten Luft von der hinteren Klimatisierungseinheit mittels eines linearen Modells kann es sich bei der hinteren Klimatisierungseinheit um eine einzige Klimatisierungseinheit einfachen Aufbaus handeln, so dass die Kosten verringert werden können.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert; in dieser zeigen:
1 ein Blockdiagramm des gesamten Aufbaus der Fahrzeugklimaanlage in Übereinstimmung mit einer Ausfüh-rungsform der vorliegenden Erfindung,
2 eine schematische Ansicht einer vorderen Klimatisierungseinheit in Übereinstimmung mit der Ausführungsform,
3 eine schematische Ansicht einer hinteren Klimatisierungseinheit in Übereinstimmung mit der Ausführungsform,
4 eine Ansicht der Anordnung der vorderen Klimatisierungseinheit und der hinteren Klimatisierungseinheit in dem Fahrzeug und der drei Klimatisierungszonen in dem Fahrzeug, die durch die Einheiten in Übereinstimmung mit der Ausführungsform klimatisiert werden,
5 eine vordere Ansicht der Anordnung der FACE(Gesichts)-Ausblasöffnung und der FOOT(Fuß)-Ausblasöffnung der vorderen Klimatisierungseinheit in einer Fahrgastzelle des Fahrzeugs in Übereinstimmung mit der Ausführungsform,
6A eine Vorderansicht eines vorderen Klimaanlagenbetätigungspults, und 6B eine Vorderansicht eines hinteren Klimatisierungsbetätigungspaneels in Übereinstimmung mit der Ausführungsform,
7 ein Flussdiagramm einer Klimatisierungssteuerprozedur, die durch die Klimatisierungs-ECU in Übereinstimmung mit der Ausführungform ausgeführt wird,
8 ein Flussdiagramm der Klimatisierungssteuerprozedur für einen vorderen Sitz in Übereinstimmung mit der Ausführungsform,
9A eine schematische Ansicht eines neuralen Netzwerks, Glas verwendet wird, eine Ziel-Ausblastemperatur in Übereinstimmung mit der Ausführungsform zu berechnen, und 9B einen Kurvenverlauf von Trainingsdaten, die verwendet werden, um das neurale Netzwerk durch Lernen zu erstellen,
10A eine schematische Ansicht eines Neurons des neuralen Netzwerks, und 10B eine Kurvendarstellung einer sigmoiden Funktion, die als Transformationsfunktion in den Neuronen des neuralen Netzwerks verwendet wird,
11A schematisch ein neurales Netzwerk, das verwendet wird, eine Gebläsespannung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform zu berechnen, und 11B einen Kurvenverlauf von Trainingsdaten, die zum Erstellen des neuralen Netzwerks durch Lernen verwendet werden,
12 eine Steuerkennlinie, die verwendet wird, um eine Ansaugbetriebsart in Übereinstimmung mit der Ausführungsform zu ermitteln,
13A schematisch ein neurales Netzwerk, das verwendet wird, eine Ausblasöffnungsbetriebsart zu ermitteln, und 13B einen Kurvenverlauf von Trainingsdaten, die verwendet werden, um das neurale Netzwerk durch Lernen zu erstellen,
14 ein Flussdiagramm einer Klimatisierungssteuerprozedur für einen Rücksitz in Übereinstimmung mit der Ausführungsform,
15 eine Steuerkennlinie, die verwendet wird, eine Gebläsespannung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform zu verwenden, und
16 eine Steuerkennlinie, die verwendet wird, eine Ausblasöffnungsbetriebsart in Übereinstimmung mit der Ausführungsform zu ermitteln.
1 zeigt den gesamten Aufbau einer Fahrzeugklimaanlage 1 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Klimaanlage 1 ist in einem Fahrzeug mit drei Sitzreihen vorgesehen. Eine Fahrgastzelle des Fahrzeugs um fasst eine fahrerseitige vordere Klimatisierungszone und eine fahrgastseitige bzw. beifahrerseitige vordere Klimatisierungszone, die vordere Sitze betreffen bzw. abdecken, und eine hintere Klimatisierungszone, die hintere Sitze abdeckt bzw. betrifft. Die Klimaanlage 1 steuert automatisch die Temperaturen der drei Klimatisierungszonen, um sie auf Soll-Temperaturen bzw. Einstelltemperaturen zu halten. Die Klimaanlage 1 umfasst eine vordere Klimatisierungseinheit 2 für die vorderen Sitze, eine hintere Klimatisierungseinheit für die Rücksitze und eine Klimatisierungs-ECU 4, die Einrichtungen der Klimatisierungseinheiten 2, 3 steuert. 2 zeigt den Aufbau einer vorderen Klimatisierungseinheit 2. 3 zeigt den Aufbau der hinteren Klimatisierungseinheit 3.
Wie in 4 gezeigt, ist die vordere Klimatisierungseinheit 2 auf der Vorderseite der Fahrgastzelle angeordnet. Wie in 2 gezeigt, umfasst die vordere Klimatisierungseinheit 2 einen Klimatisierungskanal 20, der einen Luftkanal bildet, der klimatisierte Luft der fahrerseitigen vorderen Klimatisierungszone und der beifahrerseitigen vorderen Klimatisierungszone der Fahrgastzelle zuführt. Eine Zentrifugalgebläseeinheit 30 zum Zuführen von Luft durch den Kanal 20 ist in einem stromaufwärtigen Abschnitt des Klimatisierungskanals 20 angeordnet. Ein Innen-/Außenluftumschaltkasten ist in einem stromaufwärtigen Endabschnitt des Klimatisierungskanals 20 angeordnet. Der Innen-/Außenluftumschaltkasten weist eine Innenluftansaugöffnung 21 und eine Außenluftansaugöffnung 22 auf. Eine Innen-/Außenluftumschaltklappe 23 ist in den Ansaugöffnungen 21, 22 drehbar vorgesehen. Die Innen-/Außenluftumschaltklappe 23 wird durch ein Stellorgan 60, wie etwa einen Servomotor, angetrieben, um die Öffnung bzw. den Öffnungsgrad der Ansaugöffnungen 21 und 2 zu ändern, wodurch Ansaugbetriebsarten umgeschaltet werden.
Ein stromabwärtiger Abschnitt des Klimatisierungskanals 20 ist in einen ersten Luftdurchlass 11 und einen zweiten Luftdurchlass 12 durch eine Trennplatte 14 unterteilt. Ausblasöffnungsumschaltkästen sind am stromabwärtigen Ende von jedem der Luftdurchlässe 11, 12 angeordnet. Einer der Ausblasöffnungsumschaltkästen des ersten Luftdurchlasses 11 weist einen Entfroster-(DEF)-Öffnungsabschnitt, einen zentralen Gesichts(FACE)-Öffnungsabschnitt, einen seitlichen Gesichtsöffnungsabschnitt, einen Fuß (FOOT)-Öffnungsabschnitt und einen hinteren Fußöffnungsabschnitt auf, von denen jeder mit dem Kanal verbunden ist.
Jedes der stromabwärtigen Enden der Kanäle in Verbindung mit den Öffnungsabschnitten weist eine Entfroster(DEF)-Ausblasöffnung 15, eine zentrale Gesichts(FACE)-Ausblasöffnung 16a auf der Fahrerseite, eine seitliche Gesichts(FACE)-Ausblasöffnung 16b auf der Fahrerseite und eine Fuß(FOOT)-Ausblasöffnung 16c auf der Vorderseite und eine hintere Fuß(FOOT)-Ausblasöffnung 16d auf der Fahrerseite auf. Die DEF-Ausblasöffnung 15 bläst die klimatisierte Luft in Richtung auf die Innenseite einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs. Die FACE-Ausblasöffnungen 16a, 16b blasen die klimatisierte Luft in Richtung auf den Oberkörper des Fahrers. Die FOOT-Ausblasöffnung 16c beläst die klimatisierte Luft in Richtung auf die Füße des Fahrers. Die hintere FOOT-Ausblasöffnung 16d bläst die klimatisierte Luft in Richtung auf die Füße der hinteren Fahrgäste auf der Fahrerseite.
Der Ausblasöffnungsumschaltkasten des zweiten Luftdurchlasses 12 weist einen zentralen Gesichts(FACE)-Öffungsabschnitt, einen seitlichen Gesichts(FACE)-Öffnungsabschnitt, einen Fuß(FOOT)-Öffnungsabschnitt und eine hintere Fuß(FOOT)-Öffnung auf, die jeweils mit dem jeweiligen Kanal verbunden sind. Jedes der stromabwärtigen Enden der Kanäle in Verbindung mit den Öffnungsabschnitten weist eine zentrale Gesichts(FACE)-Ausblasöffnung 17a auf der Beifahrerseite, eine seitliche Gesichts(FACE)-Ausblasöffnung 17b auf der Beifahrerseite, eine Fuß(FOOT)-Ausblasöffnung 17c auf der Beifahrerseite und eine hintere Fuß(FOOT)-Ausblasöffnung 17d auf der Beifahrerseite auf. Die FACE-Ausblasöffnungen 17a, 17b blasen die klimatisierte Luft in Richtung auf die obere Hälfte des Körpers des Beifahrers. Die FOOT-Ausblasöffnung 17c bläst die klimatisierte Luft in Richtung auf die Füße des Beifahrers. Die hintere FOOT-Ausblasöffnung 17d bläst die klimatisierte Luft in Richtung auf die Füße der hinteren Fahrgäste auf der Beifahrerseite.
Ausblasöffnungsumschaltklappen 24 bis 28 sind drehbar in den Ausblasöffnungen 15, 16a bis 16d und 17a bis 17d vorgesehen. Die Umschaltklappen 24 bis 28 werden durch andere Stellorgane 61 bis 63, wie etwa Servomotoren, angetrieben, um eine Ausblasöffnungsbetriebsart umzuschalten, aufweisend eine Gesichts(FACE)-Betriebsart, eine Zwei-Niveau(B/L)-Betriebsart, eine Fuß(FOOT)-Betriebsart, eine Fuß/Entfroster(F/D)-Betriebsart und eine Entfroster- bzw. DEF-Betriebsart. Bei der FACE-Betriebsart handelt es sich um eine Ausblasbetriebsart, in welcher die klimatisierte Luft in Richtung auf die Oberkörper (einschließlich Köpfe) des Fahrers und des Beifahrers bzw. der Fahrgäste geblasen wird.
Bei der B/L-Betriebsart handelt es sich um eine Ausblasbetriebsart, in welcher die klimatisierte Luft in Richtung auf die Oberkörper und die Füße des Fahrers und des Beifahrers bzw. der Fahrgäste geblasen wird. Bei der FOOT-Betriebsart handelt es sich um eine Ausblasbetriebsart, in welcher die klimatisierte Luft in Richtung auf die Füße des Fahrgasts und des Beifahrers bzw. der Fahrgäste geblasen wird. Bei der F/D-Betriebsart handelt es sich um eine Ausblasbetriebsart, in welcher die klimatisierte Luft in Richtung auf die Füße des Fahrers und des Beifahrers bzw. der Fahrgäste und die Innenseite der Windschutzscheibe geblasen wird. Bei der DEF-Betriebsart handelt es sich um eine Ausblasbetriebsart, in der die klimatisierte Luft in Richtung auf die Innenseite der Windschutzscheibe des Fahrzeugs geblasen wird.
Die Blaseinheit 30 umfasst einen Zentrifugallüfter bzw. ein Zentrifugalgebläse 31 und einen Gebläsemotor 32. Der Zentrifugallüfter 31 ist in einem Spiralgehäuse drehbar untergebracht, das mit der Klimatisierungseinheit 20 integral gebildet ist. Der Gebläsemotor 32 treibt den Zentrifugallüfter 31 an. Die Luftmenge (die Drehzahl des Zentrifugallüfters 31) kann durch Steuern der Spannung gesteuert werden, die an den Gebläsemotor 32 über eine Gebläsetreiberschaltung 33 angelegt wird.
Der Klimatisierungskanal 20 enthält einen Verdampfer 45 eines Kältekreislaufs und einem Heizerkern 51 eines Kühlwasserkreislauf. Der Verdampfer 45 ist stromaufwärts von einem Verzweigungspunkt angeordnet, wo der Luftdurchlass der Klimatisierungskanals 20 in den ersten Luftdurchlass 11 und den zweiten Luftdurchlass 12 verzweigt, so dass der Verdampfer 45 die gesamte Querschnittsfläche des Luftdurchlasses quert. Der Verdampfer 45 kühlt und entfeuchtet die Luft, die durch den Luftdurchlass strömt. Der Heizerkern 51 ist stromabwärts vom Verdampfer 45 in dem Klimatisierungskanal 20 angeordnet, so dass der Heizerkern 51 die Querschnitte des ersten Luftdurchlasses 11 und des zweiten Luftdurchlasses 12 teilweise ab deckt. Der Heizerkern 51 heizt die Luft, die durch die Klimatisierungsdurchlässe 11, 12 strömt.
Luftmisch(A/M)klappen 52, 53 sind im ersten Luftdurchlass 11 bzw. dem zweiten Luftdurchlass 12 in der Nähe des Heizerkerns 51 vorgesehen. Die Luftmischklappen 52, 53 werden durch weitere Stellorgane 64, 65, wie etwa Servomotoren, angetrieben. Jede der Luftmischklappen 52, 53 stellt die Verhältnisse zwischen den Luftmengen, die durch den Heizerkern 51 fließen und den Luftmengen, die den Heizerkern 51 in ihren Stopppositionen umgehen, ein. Hierdurch werden die Temperaturen der Luft, die in die fahrerseitige vordere Klimatisierungszone und die beifahrerseitige vordere Klimatisierungszone der Fahrgastzelle geblasen wird, gesteuert.
Wie in 3 gezeigt, umfasst die hintere Klimatisierungseinheit 3 einen Klimatisierungskanal 70, der einen Luftdurchlass 13 bildet, der klimatisierte Luft in die hintere Klimatisierungszone bläst. Ein Zentrifugalgebläseeinheit 80 zum Zuführen von Luft durch den Kanal 70 ist in einem stromaufwärtigen Abschnitt des Klimatisierungskanals 70 angeordnet. Eine Innenluftansaugöffnung 71 ist am stromaufwärtigen Ende des Klimatisierungskanals 70 gebildet.
Ein Ausblasöffnungsumschaltkasten ist am stromabwärtigen Ende des Luftdurchlasses 13 vorgesehen. Der Ausblasöffnungsumschaltkasten weist vier Gesichts(FACE)-Öffnungsabschnitte und einen Fuß(FOOT)-Öffnungabschnitt auf. Jeder der FACE- und FOOT-Öffnungsabschnitte ist mit dem jeweiligen Kanal verbunden. Jedes der stromabwärtigen Enden der Kanäle in Verbindung mit den Öffnungsabschnitten weist eine erste Rücksitz-Gesichts(FACE)-Ausblasöffnung 18a, eine zweite Rücksitz-Gesichts(FACE)-Ausblasöffnung 18b, eine dritte Rücksitz-Ge sichts(FACE)-Ausblasöffnung 18c, eine vierte Gesichts(FACE)-Ausblasöffnung 18d und eine Rücksitz-Fuß(FOOT)-Ausblasöffnung 19 auf.
Die erste Rücksitz-FACE-Ausblasöffnung 18a bläst die klimatisierte Luft in Richtung auf die obere Hälfte des Körpers des Fahrgasts auf der Fahrerseite der zweiten Sitzreihe. Die zweite Rücksitz-FACE-Ausblasöffnung 18b bläst die klimatisierte Luft in Richtung auf die obere Hälfte des Körpers des Fahrgasts auf der Beifahrerseite der zweiten Reihe der Sitze. Die dritte Rücksitz-FACE-Ausblasöffnung 18c bläst die klimatisierte Luft in Richtung auf den Oberkörper des Fahrgasts auf der Fahrerseite in der dritten Sitzreihe. Die vierte FACE-Ausblasöffnung 18d bläst die klimatisierte Luft in Richtung auf den Oberkörper des Fahrgasts auf der Beifahrerseite in der dritten Sitzreihe. Die hintere Sitz-FOOT-Ausblasöffnung 19 bläst die klimatisierte Luft in Richtung auf die Füße der hinteren Fahrgäste.
Ausblasöffnungsumschaltklappen 73, 74 sind drehbar in den Ausblasöffnungen 18a bis 18d und 19 vorgesehen. Die Umschaltklappen 73, 74 werden durch ein weiteres Stellorgan 67, wie etwa einen Servomotor, angetrieben, um eine Ausblasöffnungsbetriebsart umzuschalten, umfassend eine Gesichts(FACE)-Betriebsart, eine Zwei-Niveau- bzw. B/L-Betriebsart und eine Fuß(FOOT)-Betriebsart.
Die Gebläseeinheit 80 umfasst einen Zentrifugallüfter 81 und einen Gebläsemotor 82. Der Zentrifugallüfter 81 ist drehbar in einem Spiralgehäuse aufgenommen, das mit dem Klimatisierungskanal 70 integral gebildet ist. Der Gebläsemotor 82 treibt den Zentrifugallüfter 81 an. Die Luftmenge (Drehzahl des Zentrifugallüfters 81) kann durch Steuern der Spannung gesteuert werden, die an den Gebläsemotor 82 über eine Gebläsetreiberschaltung 83 angelegt ist.
Der Klimatisierungskanal 70 nimmt einen Verdampfer 47 des Kältekreislaufs und einen Heizerkern 55 eines Kühlwasserkreislaufs auf. Der Verdampfer 47 ist so angeordnet, dass der Verdampfen 47 den gesamten Querschnitt des Luftdurchlasses 13 in dem Klimatisierungskanal 70 quert. Der Verdampfer 47 kühlt und entfeuchtet die Luft, die durch den Luftdurchlass 13 strömt. Der Heizerkern 55 ist stromabwärts vom Verdampfer 47 in dem Klimatisierungskanal 70 derart angeordnet, dass der Heizerkern 55 den Querschnitt des Luftdurchlasses 13 teilweise abdeckt. Der Heizerkern 55 heizt die Luft, die durch den Luftdurchlass 13 strömt.
Eine Luftmisch(A/M)-Klappe 56 ist drehbar in dem Luftdurchlass 13 in der Nähe des Heizerkerns 55 vorgesehen. Die Luftmischklappe 56 wird durch ein weiteres Stellorgan 68, wie etwa einen Servomotor, angetrieben. Die Luftmischklappe 56 stellt das Verhältnis zwischen der Luftmenge ein, die durch den Heizerkern 55 strömt, und der Luftmenge, die den Heizerkern 55 in seiner Stopppostion umgeht. Hierdurch wird die Temperatur der Luft gesteuert, die in die hintere Klimatisierungszone der Fahrgastzelle geblasen wird.
Die vordere Klimatisierungseinheit 2 und die hintere Klimatisierungseinheit 3 sind in dem Fahrzeug angeordnet, wie in 4 gezeigt. Die Ausblasöffnungen 15, 16a bis 16d, 17a bis 17d, 18a bis 18d und 19 sind in der Fahrgastzelle angeordnet, wie in 4 und 5 gezeigt. Die zentrale FACE-Ausblasöffnung 16a und die seitliche FACE-Ausblasöffnung 16b auf der Vorderseite und die zentrale FACE-Ausblasöffnung 17a und die seitliche FACE-Ausblasöffnung 17b auf der Beifahrerseite sind in einem Instrumentenbrett 5 des Fahrzeugs angeordnet. Die FOOT-Ausblasöffnungen 16c, 17c auf den Fahrer- und Beifahrerseiten sind in der Nähe von Fußbereichen des Fahrers und des Beifahrers angeordnet.
Die DEF-Ausblasöffnung 15 ist in der Nähe der Windschutzscheibe des Fahrzeugs angeordnet. Die hinteren FOOT-Ausblasöffnungen 16d, 17d auf dem Fahrer- und Beifahrerseiten der vorderen Klimatisierungseinheit 2 sind unter den Sitzen des Fahrers und des Beifahrers angeordnet. Die FACE-Ausblasöffnungen 18a bis 18d der hinteren Klimatisierungseinheit 3 sind in der Decke der Fahrgastzelle auf den Außenseiten der jeweiligen Rücksitze angeordnet. Die FOOT-Ausblasöffnung 19 der hinteren Klimatisierungseinheit 3 ist so angeordnet, dass die klimatisierte Luft nahezu aus einer bestimmten Position unter den Rücksitz der Fahrerseite in der zweiten Reihe in Richtung auf sämtliche Fußbereiche der hinteren Fahrgastzelle geblasen wird.
Die zentrale FACE-Ausblasöffnung 16a, die seitliche FACE-Ausblasöffnung 16b und die FOOT-Ausblasöffnung 16c, die sich auf der Vorderseite der Klimatisierungseinheit 2 befinden, blasen die klimatisierte Luft hauptsächlich in die vordere Klimatisierungszone 7 auf der Fahrerseite. Die zentrale FACE-Ausblasöffnung 17a, die seitliche FACE-Ausblasöffnung 17b und die FOOT-Ausblasöffnung 17c, die sich auf der Beifahrerseite der vorderen Klimatisierungseinheit 2 befinden, blasen die klimatisierte Luft hauptsächlich in die vordere Klimatisierungseinheit 8 auf der Beifahrerseite. Die hinteren FOOT-Ausblasöffnungen 16d, 17d auf der Fahrerseite und der Beifahrerseite der vorderen Klimatisierungseinheit 7 und die FACE-Ausblasöffnungen 18d bis 18d der FOOT-Ausblasöffnung 19 der hinteren Klimatisierungseinheit 3 blasen die klimatisierte Luft hauptsächlich in die hintere Klimatisierungszone 9.
Die Klimatisierungs-ECU 4 enthält einen an sich bekannten Mikrocomputer (nicht gezeigt) mit einer CPU, einem ROM, einem RAM und dergleichen. Ein vorderes Klimaanlagenbetätigungspult 78 für die vorderen Sitze und ein hinteres Klimaanlagenbetätigungspult 79 für die Rücksitze weisen Schalter auf. Verschiedene Schaltsignale von den Schaltern werden in die Klimatisierungs-ECU 4 eingegeben.
Wie in 5 gezeigt, ist das vordere Klimaanlagenbetätigungspult 78 im Zentrum der Vorderseite des Instrumentenbretts 5 vorgesehen. Wie in 6A gezeigt, weist es einen Klimaanlagen(A/C)-Schalter 78a, einen Ansaugbetriebsartschalter 78b, einen vorderen Entfrosterschalter 78c, einen hinteren Entfrosterschalter 78d, einen DUAL- bzw. Doppelschalter 78e, einen Ausblasöffnungsbetriebsartschalter 78f, einen Gebläseluftmengenschalter 78g, einen Automatikschalter 78h, einen AUS-Schalter 78i, eine Flüssigkristallanzeige 78j, ein Temperaturwahlschalter 78k auf der Fahrerseite und einen Temperaturwahlschalter 78l auf der Beifahrerseite und dergleichen auf.
Der DUAL-Schalter 78e wird für Instruktionen verwendet, um die Temperatur von jeweils der fahrerseitigen vorderen Klimatisierungszone und der beifahrerseitigen Klimatisierungszone unabhängig zu steuern. Wenn der DUAL-Schalter 78e für die unabhängige Temperatursteuerung gedrückt wird, wird eine gewünschte Temperatur für die vordere Klimatisierungszone auf der Fahrerseite mittels des Temperaturwahlschalters 78a durch den Fahrer gewählt und eine gewünschte Temperatur für die vordere Klimatisierungszone auf der Beifahrerseite wird mit tels des Temperaturwahlschalters 78l durch den Fahrer bzw. den Beifahrer gewählt.
Das hintere Klimaanlagenbetätigungspult 79 ist an den Rücksitzen der Fahrgastzelle vorgesehen. Wie in 6B gezeigt, weist das Betätigungspult 79 einen Ausblasöffnungsbetriebsartschalter 79f, einen Gebläseluftmengenschalter 79g, einen Automatikschalter 79h, einen AUS-Schalter 79i, eine Anzeige 79j für eine Solltemperatur bzw. Einstelltemperatur, und einen Temperaturwahlschalter 79k und dergleichen auf.
Sensorsignale werden von verschiedenen Sensoren in die Klimatisierungs-ECU 4 eingegeben. Bei den Sensoren handelt es sich um einen Innenlufttemperatursensor 91, einen Außenlufttemperatursensor 92, einen fahrerseitigen Sonnenstrahlungssensor 93a, einen beifahrerseitigen Sonnenstrahlungssensor 93b, einen hinteren Sonnenstrahlungssensor 93c, Temperaturensensoren 95a und 95b für gekühlte und entfeuchtete Luft, einen Wassertemperatursensor 96, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor und dergleichen.
Der Innenlufttemperatursensor 91 ermittelt die Temperatur in der Fahrgastzelle. Der Außenlufttemperatursensor 92 ermittelt die Temperatur (Außenlufttemperatur) außerhalb der Fahrgastzelle. Der fahrerseitige Sonnenstrahlungssensor 93a ermittelt die Sonnenstrahlungsmengen, die in die fahrerseitige vordere Klimatisierungszone einfallen. Der beifahrerseitige Sonnenstrahlungssensor 93b ermittelt die Sonnenstrahlungsmengen, die in die beifahrerseitige Klimatisierungszone einfallen. Der hintere Sonnenstrahlungssensor 93c ermittelt die Sonnenstrahlungsmenge, die in die hintere Klimatisierungszone einfallen.
Die Temperatursensoren 95a, 95b für gekühlte und entfeuchtete Luft ermitteln die Temperaturen der Luft, die soeben den Verdampfer 45 in der vorderen Klimatisierungseinheit 2 durchsetzt hat, und der Luft, die soeben den Verdampfer 47 in der hinteren Klimatisierungseinheit 3 durchsetzt hat. Der Wassertemperatursensor 96 ermittelt die Temperatur des Kühlwassers, das in den Heizerkern 51, 55 strömt. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor ermittelt die Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Die vorderen Sonnenstrahlungssensoren 93a, 93b sind 2D-Sensoren, die aus ein und demselben Element gebildet sind. Erfassungssignale von den Sensoren 91, 92, 93a bis 93c, 95a, 95b und 96 werden mittels Analog-/Digitalwandlung in digitale Signale durch (nicht gezeigte) Eingangsschaltungen in der Klimatisierungs-ECU 4 gewandelt. Daraufhin werden die digitalen Signale in den Mikrocomputer eingegeben.
Wenn der Zündschalter des Fahrzeugs eingeschaltet wird, wird die Klimatisierungs-ECU 4 mit Gleichstrom aktiviert, der von der Batterie des Fahrzeugs zugeführt wird. Die aktivierte ECU 4 startet, um einen Klimatisierungssteuerprozess auszuführen und setzt die Ausführung fort, bis der Zündschalter ausgeschaltet wird.
7 zeigt eine Hauptroutine des Klimatisierungssteuerprozesses, ausgeführt durch die Klimatisierungs-ECU 4. Im Speicher (RAM) für die Datenverarbeitung gespeicherte Inhalte werden in einem ersten Schritt 100 initialisiert. Daraufhin werden die Schaltsignale bzw. Umschaltsignale von den Schaltern 78a bis 78l und 79f bis 79k im Schritt 110 gelesen. Die Erfassungssignale werden von den Sensoren 91, 92, 93a bis 93c, 95a, 95b und 96 in Schritt 120 gelesen. Die gelesenen Daten werden in dem Speicher zur Datenverarbeitung gespeichert.
In Schritt 130 wird ein Klimatisierungssteuerprozess für die vorderen Sitze ausgeführt, um die Ziel-Ausblastemperatur der klimatisierten Luft, die Gebläsespannung zum Anlegen an den Gebläsemotor 32, die Ansaugbetriebsart und die Ausblasöffnungsbetriebsart in der vorderen Klimatisierungseinheit 2 zu ermitteln.
8 zeigt die detaillierten Prozesse für den Klimatisierungssteuerprozess für die vorderen Sitze. Zunächst werden im Schritt 200 die Ziel-Ausblastemperaturen TAO(Dr) und TAO(Pa) mittels des neuralen Netzwerks ermittelt, wie in 9A gezeigt. Bei TAO(Dr) handelt es sich um die Ziel-Ausblastemperatur der klimatisierten Luft, die in die vordere Klimatisierungszone auf der Fahrerseite geblasen wird. Bei TAO(Pa) handelt es sich um die Ziel-Ausblastemperatur der klimatisierten Luft, die in die vordere Klimatisierungszone auf der Beifahrerseite geblasen wird. Das neurale Netzwerk umfasst eine hierarchische Struktur mit einer Eingangsschicht bzw. Eingabeschicht, einer ersten verborgenen Schicht, einer zweiten verborgenen Schicht und einer Ausgangsschicht bzw. Ausgabeschicht.
Eine Soll- bzw. Einstelltemperatur TSET(Dr) auf der Fahrerseite und eine Einstell- bzw. Solltemperatur TSET(Pa) auf der Beifahrerseite werden durch den Fahrer und den Beifahrer mittels der Temperaturwahlschalter 78k, 78l gewählt bzw. eingestellt. Der Außenlufttemperatursensor 92 ermittelt die Außenlufttemperatur TAM. Der Innenlufttemperatursensor 91 ermittelt die Innenlufttemperatur TR. Jede der Solltemperaturen TSET(Dr), TSET(Pa), eine Differenz TSETD zwischen der Solltemperaturen TSET(Dr), TSET(Pa), der Außenlufttemperatur TAM und der Innenlufttemperatur TR wird normiert in Werten zwischen 0 und 1.
Neuronen der Eingabeschicht empfangen die normierten Werte als Eingangssignale. Beispielsweise befindet sich die tatsächliche Innenlufttemperatur TR, ermittelt durch den Innenlufttemperatursensor 91, normalerweise im Bereich zwischen 0 und 50°C. Die Ermittlungswerte werden in die normierten Werte zwischen 0 und 1 normiert, und der normierte Wert wird als Eingangssignal in die Eingabeschicht eingegeben. Daraufhin gibt die Ausgabeschicht eine Ziel-Ausblastemperatur als Wert zwischen 0 und 1 aus. Eine Inversion des Ausgangswerts gibt einen tatsächlichen Wert der Ziel-Ausblastemperatur TAO(Dr) oder TAO(Pa) an.
In dem neuralen Netzwerk sind die Neuronen von jeder Schicht miteinander verbunden. Jedes Neuron von jeder Schicht ist mit den Neuronen der benachbarten Schicht bzw. Schichten verbunden. Jeder der Verbindungen ist ein Gewicht (eine synaptische Last) zugeordnet. Wie in 10A gezeigt, sind die Neuronen von jeder Schicht mit denjenigen der vorausgehenden Schicht mit Verbindungsgewichten W1 bis Wn verbunden und empfangen Ausgangssignale O1 bis On von den Neuronen der vorausgehenden Schicht. Die Summe (W1O1 + W2O2 + . . . + WnOn) der Ausgangssignale, die in die Neuronen jeder Schicht eingegeben werden, werden durch eine sigmoide Funktion f gewandelt, wie in 10B gezeigt. Die gewandelte Summe bzw. Wandlungssumme wird in die Neuronen der nachfolgenden Schicht ausgegeben.
Bevor die Klimatisierungs-ECU 4 in dem Fahrzeug installiert wird, wird das neurale Netzwerk im vornherein, wie im folgenden angegeben, durch Lernen erstellt. Nachdem jedes Verbindungsgewicht mit einem geeigneten anfänglichen Wert zunächst gewählt wurde, wird das Gewicht mit einem Eingangswert modifiziert, der per Experiment oder durch ein anderes Mittel ermittelt wird, und mit Trainingsdaten, bei denen es sich um einen idealen Ausgangswert handelt, der mit dem Eingangswert verbunden ist.
9B zeigt ein Beispiel der Trainingsdaten, bei denen es sich um eine ideale Ziel-Ausblastemperatur TAO(Dr) bzw. TAO(Pa) in Bezug auf die Innenlufttemperatur TR unter einer vorbestimmten Bedingung handelt. Die vorbestimmte Bedingung enthält die Solltemperatur TSET(Dr) auf der Fahrerseite bzw. die Solltemperatur TSET(Pa) auf der Beifahrerseite = s₁, die Differenz TSETD zwischen den Solltemperaturen TSET(Dr) und TSET(Pa) = d und die Außenlufttemperatur TAM = a₁. Einige dieser Muster bzw. Strukturen werden vorbereitet.
Ein Satz aus einem Eingangswert und einem idealen Ausgangswert, der mit dem Eingangswert verbunden ist, wird als Trainingsdaten verwendet. Der Eingangswert der Trainingsdaten wird in das neurale Netzwerk eingegeben, das daraufhin einen Wert ausgibt. Das Verbindungsgewicht wird mit einem Rückwärts-Ausbreitungs-Algorithmus derart modifiziert, dass der Ausgangswert an einem idealen Ausgangswert approximiert bzw. angenäherte wird. Wenn ein derartiger Lernvorgang mittels einer großen Menge von Trainingsdaten durchgeführt wird, vermag das neurale Netzwerk den idealen Wert in Reaktion auf die Eingangswerte auszugeben.
In Schritt 200 werden die Ziel-Ausblastemperatur TAO(Dr) auf der Fahrerseite und die Ziel-Ausblastemperatur TAO(Pa) auf der Beifahrerseite mittels des neuralen Netzwerkes ermittelt, das durch Lernen erstellt wurde.
Daraufhin werden im Schritt 210 die benötigte Gebläsespannung VM(Dr) auf der Fahrerseite und die benötigte Gebläsespannung VM(Pa) auf der Beifahrerseite mittels eines weiteren neuralen Netzwerks ermittelt, das in 11A gezeigt ist.
Ein Differenzwert TD(Dr) wird auf Grundlage der Differenz zwischen der Innenlufttemperatur TR, welche durch den Innenlufttemperatursensor 91 ermittelt wird, und der Solltemperatur TSET(Dr), die durch den Fahrer mittels des Temperaturwahlschalters 78k gewählt wird, ermittelt. Ein Differenzwert TD(Pa) wird auf Grundlage der Differenz zwischen der Innenlufttemperatur TR und der Solltemperatur TSET(Pa) ermittelt, die durch den Fahrer bzw. den Beifahrer mittels des Temperaturwahlschalters 78l gewählt wird. Die Sonnenstrahlungsmengen TS(Dr), TS(Pa) werden durch die Sonnenstrahlungssensoren 93a, 93b ermittelt. Die Außenlufttemperatur TAM wird durch den Außenlufttemperatursensor 92 ermittelt. Die Differenzwerte TD(Dr), TD(Pa), die Sonnenstrahlungsmenge TS(Dr), TS(Pa) und die Außenlufttemperatur TAM werden als normierte Werte normiert.
Das neurale Netzwerk empfängt die normierten Werte als Eingangssignale und gibt eine erforderliche Gebläsespannung als Wert zwischen 0 und 1 aus. Eine Inversion des Ausgangswerts ergibt einen tatsächlichen Wert der erforderlichen Gebläsespannung VM(Dr) und VM(Pa). Das neurale Netzwerk wird im vornherein durch Lernen mittels einer großen Menge von Trainingsdaten erstellt. 11B zeigt ein Beispiel der Trainingsdaten. In den Trainingsdaten beträgt die Menge an Sonnenstrahlung TS(Dr) und TS(Pa) = b₁, und die Außenlufttemperatur TAM = a₂.
Der Schritt 210 umfasst außerdem die Berechnung des Mittelwerts der erforderlichen Gebläsespannungen (VM(Dr), VM(Pa) auf der Fahrerseite und der Beifahrerseite, die durch das neurale Netzwerk ermittelt werden, und die Ermittlung des Mittelwerts als Gebläsespannung BLWF zur Anlage an den Gebläsemotor 32. Wenn der Fahrer bzw. der Beifahrer jedoch eine Luftmenge mittels des Gebläseluftmengenschalters 78g auf dem vorderen Klimaanlagenbetätigungspult 78 wählt, wird die Gebläsespannung für die spezifizierte Luftmenge als Gebläsespannung BLWF zur Anlage an den Gebläsemotor 32 ermittelt.
In Schritt 220 wird die Ansaugbetriebsart, bei der es sich um eine Außenluftansaugbetriebsart, eine Innen- und Außenluftansaugbetriebsart oder eine Innenluftumwälzbetriebsart handelt, auf Grundlage einer mittleren TAO mittels der Kennlinie (lineares Modell) ermittelt, die in 12 gezeigt ist. Bei der mittleren TAO handelt es sich um einen Mittelwert der Ziel-Ausblastemperaturen TAO(Dr) und TAO(Pa), die im Schritt 200 ermittelt werden. Der Fahrer bzw. Beifahrer können jedoch entweder die Außenluftansaugbetriebsart oder die Innenluftumwälzbetriebsart mittels des Ansaugbetriebsartschalters 78b des vorderen Klimaanlagenbetätigungspults 78 wählen. In diesem Fall wird die gewählte Betriebsart als Ansaugbetriebsart gewählt.
Im Schritt 230 wird die Ausblasöffnungsbetriebsart mittels des neuralen Netzwerks ermittelt, das in 13A gezeigt ist. Die Ziel-Ausblastemperaturen TAO(Dr) und TAO(Pa) auf der Fahrerseite und der Beifahrerseite werden im Schritt 200 ermittelt. Die Kühlwassertemperatur TW wird durch den Wassertemperatursensor 96 ermittelt. Die Außenlufttemperatur TAM wird durch den Außenlufttemperatursensor 92 ermittelt. Die Sonnenstrahlungsmengen TS(Dr), TS(Pa) werden durch die Son nenstrahlungssensoren 93a, 93b ermittelt. Die Ziel-Ausblastemperaturen TAO(Dr), TAO(Pa), die Kühlwassertemperatur TW, die Außenlufttemperatur TAM und die Sonnenstrahlungsmenge TS (Dr) , TS(Pa) werden normiert .
Das neurale Netzwerk empfängt die normierten Werte als Eingangssignale und gibt einen Wert TMODE zwischen 0 und 1 aus, der die Ansaugbetriebsart repräsentiert. Die Ausblasöffnungsbetriebsart wird auf Grundlage des Werts TMODE ermittelt. Der Fahrer bzw. der Beifahrer kann jedoch entweder die FACE-Betriebsart, die B/L-Betriebsart, die FOOT-Betriebsart oder die F/D-Betriebsart mittels des Ausblasöffnungsbetriebsartschalters 78f auf dem vorderen Klimaanlagenbetätigungspult 78 oder die DEF-Betriebsart mittels des vorderen Entfrosterschalters 78c des Pults 78 wählen. In diesem Fall wird die gewählte Betriebsart als die Ausblasöffnungsbetriebsart ermittelt. Das neurale Netzwerk ist im vornherein durch Lernen mittels einer großen Menge von Trainingsdaten erstellt worden. 13B zeigt ein Beispiel der Trainingsdaten. In den Trainingsdaten betragen die Kühlwassertemperatur TW = c, die Außenlufttemperatur TAM = a₃ und die Sonnenstrahlungsmenge TS(Dr) bzw. TS (Pa) = b₂.
Im Schritt 240 werden die Zielöffnungen bzw. Zielöffnungsgrade SW(Dr) (%) der A/M-Klappe 52 auf der Fahrerseite und die Zielöffnungen bzw. -öffnungsgrade SW(Pa) (%) der A/M-Klappe 53 auf der Beifahrerseite berechnet. Die Ziel-Ausblastemperaturen TAO(Dr) und TAO(Pa) werden im Schritt 200 ermittelt. Die Temperatur TE(Fr) der Luft, die durch den Verdampfer 43 gekühlt und entfeuchtet wird, wird durch den Lufttemperatursensor 95a ermittelt. Die Kühlwassertemperatur TW wird durch den Wassertemperatursensor 96 ermittelt. Die Ziel-A/M-Öffnungsgrade SW(Dr), SW(Pa) werden durch Verwendung der Ziel-Ausblastemperaturen TAO(Dr), TAO(Pa) im Schritt 200 berechnet, unter Verwendung der Temperatur TE(Fr) der gekühlten und entfeuchteten Luft, ermittelt durch den Lufttemperatursensor 95a, und die Kühlwassertemperatur TW, ermittelt durch den Wassertemperatursensor 96, auf Grundlage der folgenden numerischen Ausdrücke. SW(Dr) = {TAO(Dr)-TE(Fr)} × 100/(TW-TE(Fr)) (1) SW(Pa) = {TAO(Pa)-TE(Fr)} × 100/(TW-TE(Fr)) (2)
Nachdem die Ausführung des Schritts 240 beendet ist, kehrt die Prozedur zur Hauptroutine zurück.
Im Schritt 140 wird ein Klimatisierungsprozess für die Rücksitze so ausgeführt, dass die Ziel-Ausblastemperatur der klimatisierten Luft, die Gebläsespannung zur Anlage am Gebläsemotor 82 und die Ausblasöffnungsbetriebsart in der hinteren Klimatisierungseinheit 3 ermittelt werden. 14 zeigt die detaillierten Prozesse für den Klimatisierungsprozess für die Rücksitze. Im Schritt 300 wird zunächst die Ziel-Ausblastemperatur TAO(Rr) der klimatisierten Luft, geblasen von der hinteren Klimatisierungseinheit 3, auf Grundlage des folgenden numerischen Ausdrucks (lineares Modell) berechnet. TAO(Rr) = KSET·TSET(Rr)–KR·TR–KAM·TAM–KSTS (Rr) + C (3)
In diesen Ausdruck handelt es sich bei TSET(Rr) um die Temperatur, die durch einen Fahrgast mittels des Temperaturwahlschalters 79k gewählt wird; bei TS(Rr) handelt es sich um die Sonnenstrahlungsmenge, die in die hintere Klimatisierungszone 9 eingetragen wird, ermittelt durch den hinteren Sonnenstrahlungssensor 79c, bei TR handelt es sich um die Temperatur in der Fahrgastzelle, ermittelt durch den Innenlufttemperatursensor 91, bei TAM handelt es sich um die Außenlufttemperatur, ermittelt durch den Außenlufttemperatursensor 92; bei KSET, KR, KAM, KS handelt es sich um eine Temperatureinstellverstärkung, eine Innenlufttemperaturverstärkung, eine Außenlufttemperaturverstärkung bzw. eine Sonnenstrahlungsmengenverstärkung; und bei C handelt es sich um eine Korrekturkonstante C.
Im Schritt 310 wird die Gebläsespannung BLWR zur Anlegung an den Gebläsemotor 82 ermittelt. Insbesondere wird die Gebläsespannung BLWR mittels der Kennlinie (lineares Modell) ermittelt, das in 15 gezeigt ist, auf Grundlage der Ziel-Ausblastemperatur TAO(Rr), die im Schritt 300 ermittelt wurde. Ein Fahrgast kann eine Luftmenge mittels des Gebläseluftmengenschalters 79g des hinteren Klimaanlagenbetätigungspults 79 spezifizierten. In diesem Fall wird die Gebläsespannung für die spezifizierte Luftmenge als Gebläsespannung BLWR zur Anlagerung an den Gebläsemotor 82 ermittelt.
Im Schritt 320 wird die Ausblasöffnungsbetriebsart mittels der Kennlinie (lineares Modell) ermittelt, die in 16 gezeigt ist, auf Grundlage der Ziel-Ausblastemperatur TAO(Rr), die in Schritt 300 ermittelt worden ist. Wenn die Ziel-Ausblastemperatur TAO(Rr) ausgehend von einem niederen Wert steigt, ändert sich insgesamt dabei die Ausblasöffnungsbetriebsart von der Gesichts(FACE)-Betriebsart in die B/L-Betriebsart und die Fuß (FACE)-Betriebsart in dieser Abfolge. Ein Fahrgast kann jedoch eine der Betriebsarten, die FACE-Betriebsart, die B/L-Betriebsart bzw. die FOOT-Betriebsart mittels des Ausblasöffnungsbetriebsartschalters 79f des hinteren Klimaanlagenbetätigungspults 79 wählen. In diesem Fall wird die gewählte Betriebsart als Ausblasöffnungsbetriebsart ermittelt, In Schritt 330 wird die Zielöffnung bzw. der Zielöffnungsgrad SW(Rr) (%) der A/M-Klappe 56 berechnet. Die Ziel-Ausblastemperatur TAO(Rr) wird im Schritt 300 ermittelt. Die Temperatur TE(Rr) der Luft, gekühlt und entfeuchtet durch den Verdampfer 47, wird durch den Temperatursensor 95b für die gekühlte und entfeuchtete Luft ermittelt. Die Kühlwassertemperatur TW wird durch den Wassertemperatursensor 96 ermittelt. Die Ziel-A/M-Öffnungen bzw. -Öffnungsgrade SW(Dr), SW(Pa) werden unter Verwendung der Ziel-Ausblastemperatur TAO(Rr), der Temperatur TE(Rr) der gekühlten und entfeuchteten Luft und der Kühlwassertemperatur TW auf Grundlage der folgenden numerischen Ausdrücke berechnet. SW(Rr) = {TAO(Rr)-TE(Rr)} × 100/(TW-TE(Rr)) (4)
Nachdem die Ausführung des Schritts 330 beendet ist, kehrt die Prozedur zur Hauptroutine zurück.
In Schritt 150 der in 7 gezeigten Hauptroutine werden Steuersignale zu den Gebläsetreiberschaltungen 33, 83 derart übertragen, dass die Gebläsespannungen BLWF, BLWR, die in den Schritten 210, 310 ermittelt werden, an die Gebläsemotoren 32, 82 angelegt werden. Der Schritt 150 berechnet außerdem die Übertragung eines Steuersignals zu dem Stellorgan 60 in Übereinstimmung mit der im Schritt 220 ermittelten Ansaugbetriebsart. Der Schritt 150 umfasst außerdem die Übertragung von Steuersignalen zu den Stellorganen 61 bis 63 und 67 in Übereinstimmung mit den Ausblasöffnungsbetriebsarten, die in den Schritten 230 und 320 ermittelt werden. Der Schritt 150 umfasst außerdem das Übertragen von Steuersignalen zu den Stellorganen 64, 65 und 68 in Übereinstimmung mit den A/M-Öffnungsgraden SW(Dr), SW(Pa) und SW(Rr), die in den Schritten 240 und 330 ermittelt werden. Daraufhin kehrt die Hauptroutine zum Schritt 110 zurück und wiederholt die Schritte 110 bis 150.
In dieser Ausführungsform handelt es sich bei der vorderen Klimatisierungseinheit 2 um eine zweiseitige bzw. bilaterale (rechte und linke) unabhängige Temperatursteuerungsart, die mittels neuraler Netzwerke gesteuert wird. Dies setzt die Klimatisierungseinheit 2 in die Lage, den Komfort des Fahrersitzes bzw. auf dem Fahrersitz bzw. des Sitzes, auf dem der Fahrer sitzt, und auf Seiten des Beifahrersitzes zu verbessern, auf dem ein Beifahrer sitzt, und zwar im Vergleich zu den Rücksitzen und im Vergleich zu einer weiteren Einheit. Bei der weiteren Einheit handelt es sich um eine Klimatisierungseinheit zur Steuerung klimatisierter Luft, die in die linken und rechten Zonen geblasen wird, so dass die in jede Zone geblasene Luft dieselbe Temperatur aufweist, oder mittels linearer Modelle gesteuert wird. Die Ausblasbedingung der klimatisierten Luft von bzw. aus der hinteren Klimatisierungseinheit 3 wird mittels linearer Modelle gesteuert. Hierdurch kann die Klimatisierungseinheit 3 einfach aufgebaut werden. Dies erlaubt es außerdem, den Speicher (ROM) in dem Steuervorgang klein auszulegen, wodurch ein Kostenanstieg verhindert wird.
Die vordere Klimatisierungseinheit 2 entspricht der vorderen Klimatisierungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die hintere Klimatisierungseinheit 3 entspricht der Klimatisierungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Innenlufttemperatursensor 91, der Außenlufttemperatursensor 92, die Sonnenstrahlungssensoren 93a bis 93c, der Wassertempera tursensor 96 und die Temperaturwahlschalter 78k, 78l und 79k der Klimaanlagenbetätigungspulte 78, 79 entsprechen der Klimatisierungslasterfassungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Schritt 130 der Klimatisierungssteuerverarbeitung, ausgeführt durch die Klimatisierungs-ECU 4, entspricht der vorderen Klimatisierungssteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, und der Schritt 140 entspricht der hinteren Klimatisierungssteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend erläuterten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann vielmehr in unterschiedlicher Weise ausgeführt werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
Beispielsweise werden in der vorstehend genannten Ausführungsform die Ziel-Ausblastemperaturen TAO(Dr), TAO(Pa) auf der Fahrerseite und der Beifahrerseite auf Grundlage der Solltemperatur TSET(Dr), TSET(Pa), der Innenlufttemperatur TR und der Außenlufttemperatur TAM ermittelt. In ähnlicher Weise wird die Ziel-Ausblastemperatur TAO(Rr) auf der Rücksitzfahrgastseite auf Grundlage der Solltemperatur TSET(Rr), der Sonnenstrahlungsmenge TS(Rr), der Innenlufttemperatur TR und der Außenlufttemperatur TAM ermittelt. Die Ziel-Ausblastemperaturen TAO(Dr), TAO(Pa) und TAO(Rr) auf der Fahrerseite, der Beifahrerseite und der Rücksitzfahrgastseite können jedoch auch auf Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Anzahl von Fahrgästen usw. zusätzlich zu dem vorstehend genannten Faktor ermittelt werden. Wenn mehr Sensorsignale verwendet werden, um die Ziel-Ausblastemperaturen zu ermitteln, ist eine umso feinere Steuerung nötig, so dass der Fahrer und der Beifahrer bzw. die Fahrgäste sich komfortabler fühlen, obwohl der Speicher (ROM) eine größere Kapazität benötigen würde, insbesondere zur Steuerung mittels neuraler Netzwerke, wie im Fall der vorderen Klimatisierungseinheit 2.
Zwei Innenlufttemperatursensoren entsprechend der fahrerseitigen vorderen Klimatisierungszone und der fahrgastseitigen vorderen Klimatisierungszone können vorgesehen sein, um die Temperaturen TR(Dr), TR(Pa) von beiden Zonen zu ermitteln. Die Temperaturen TR(Dr) und TR(Pa) können als Grundlage zur Berechnung der Ziel-Ausblastemperaturen TAO(Dr), TAO(Pa) und der erforderlichen Gebläsespannungen VA(Dr), VA(Pa) verwendet werden.
In diesem Fall kann die Innenlufttemperatur TR(Rr) zum Ermitteln der Ziel-Ausblastemperatur der hinteren Klimatisierungseinheit 3 aus der Innentemperatur TR(Dr), TR(Pa) auf der Fahrerseite und der Beifahrerseite abgeleitet werden. Alternativ kann ein weiterer Innenlufttemperatursensor vorgesehen sein, um die Temperatur der hinteren Klimatisierungszone zu erfassen. Die Innenlufttemperatursensoren können demnach in der Klimatisierungszone vorgesehen sein. Die durch die Sensoren ermittelten Werte können verwendet werden, um die jeweilige Klimatisierungszone derart zu steuern, dass der Komfort für den Fahrer und die Fahrgäste in jeder Zone zusätzlich verbessert werden kann.
In der vorstehend genannten Ausführungsform werden die vordere Klimatisierungseinheit 2 und die hintere Klimatisierungseinheit 3 unabhängig gesteuert. Alternativ kann Information, wie etwa bezüglich der Ziel-Ausblastemperaturen, ermittelt durch das neurale Netzwerk zur Steuerung der vorderen Klimatisierungseinheit 2 verwendet werden, um die Ziel-Ausblastemperatur zu korrigieren, die mittels des linearen Modells berechnet wird, um die hintere Klimatisierungseinheit 3 zu steuern. Dies führt zu einer Verbesserung des Komforts für die hinteren Fahrgäste bzw. der Fahrgäste auf den Rücksitzen, ohne die Kosten zur Steuerung der hinteren Klimatisierungseinheit 3 zu erhöhen.
In der vorstehend genannten Ausführungsform bläst die einzige Gebläseeinheit 30 klimatisierte Luft für die Gesichts(FACE)-Ausblasöffnungen 16a, 16b, 17a und 17b für die vorderen Sitze. Alternativ können zwei Gebläseeinheiten für die FACE-Ausblasöffnungen vorgesehen sein. Eine der Gebläseeinheiten vermag die Menge der klimatisierten Luft unabhängig zu steuern, die aus dem FACE-Ausblasöffnungen 16a, 16b auf der Fahrerseite geblasen wird. Die andere Gebläseeinheit kann unabhängig die Menge der klimatisierten Luft steuern, die aus den FACE-Ausblasöffnungen 17a, 17b auf der Beifahrerseite geblasen wird.
Das Vorsehen der beiden Gebläseeinheiten für jede vordere Klimatisierungszone ermöglicht es, die erforderlichen Gebläsespannungen VA(Dr), VA(Pa) auf der Vorderseite der Beifahrerseite als Gebläsespannungen zur Anlegung an die Gebläsemotoren auf jeder Seite direkt anzulegen, ohne aus ihnen einen Mittelwert zu bilden. Die erforderlichen Gebläsespannungen VA(Dr), VA(Pa) werden mittels der neuralen Netzwerke in Schritt 210 ermittelt. Dies ermöglicht eine bessere Steuerung der Menge klimatisierter Luft, die in jede der vorderen Klimatisierungszonen geblasen wird.
In der vorstehend angeführten Ausführungsform verwendet die Klimatisierungs-ECU 4 die neuralen Netzwerke zum Steuern der vorderen Klimatisierungseinheit 2. Alternativ kann die Klimatisierungs-ECU 4 andere unterschiedliche Modell verwenden als die neuralen Netzwerke, sofern die unterschiedlichen Modelle nicht-lineare Modell sind, die geeignet sind, die Ausblasbedingung der klimatisierten Luft fein zu steuern. Beispielsweise kann die Klimatisierungseinheit 2 mittels nichtlinearer Modelle gesteuert werden, bei denen es sich um Kombination aus neuralen Netzwerken und einem Fuzzy-System handelt.
In der vorstehend angeführten Ausführungsform wird die klimatisierte Duft ausschließlich von dem ersten Luftdurchlass 11 aus der Entfroster- bzw. DEF-Ausblasöffnung 15 in der vorderen Klimatisierungseinheit 2 geblasen. Alternativ kann die klimatisierte Luft von dem ersten Luftdurchlass 11 aus der Hälfte dieser Öffnung auf der Fahrerseite geblasen werden, während die klimatisierte Luft von dem zweiten Luftdurchlass 12 aus der Hälfte dieser Öffnung 15 auf der Beifahrerseite geblasen werden kann.
In der vorstehend angeführten Ausführungsform ist die vordere Klimatisierungseinheit 2 von dem bilateralen unabhängigen Temperatursteuerungs-Typ, der gestattet, die Ausblastemperatur der klimatisierten Luft unabhängig zu wählen, die in jede der vorderen Klimatisierungszone geblasen wird. Alternativ kann die Klimatisierungseinheit 2 die klimatisierte Luft mit derselben Temperatur in beide Klimatisierungszonen blasen.
In der vorstehend angeführten Ausführungsform ist die Erfindung auf ein Fahrzeug mit drei Sitzreihen angewendet. Alternativ kann die Erfindung auf ein Fahrzeug mit zwei Sitzreihen angewendet. sein.
In der vorstehend angeführten Ausführungsform wird die vordere Klimatisierungseinheit 2 mittels nicht-linearer Modelle gesteuert, während die hintere Klimatisierungseinheit 3 mit tels linearer Modelle gesteuert wird. Es kann jedoch auch der Fall auftreten, dass es erforderlich ist, die Rücksitze komfortabler zu steuern als die vorderen Sitze. In diesem Fall kann die vordere Klimatisierungseinheit 2 mittels linearer Modelle gesteuert werden, während die hinteren Klimatisierungseinheit 3 mittels nicht-linearer Modelle gesteuert werden kann.

Claims

Fahrzeugklimaanlage, aufweisend: eine vordere Klimatisierungseinrichtung (2) zum Blasen klimatisierter Luft in Richtung auf einen vorderen Raum (7, 8), der einen Vordersitz in einer Fahrgastzelle eines Fahrzeugs enthält, eine hintere Klimatisierungseinrichtung (3) zum Blasen klimatisierter Luft in Richtung auf einen hinteren Raum (9), der einen Rücksitz in der Fahrgastzelle enthält, eine Klimatisierungslasterfassungseinrichtung (91, 92, 93a, 93b, 93c, 96, 78k, 78l, 79k) zum Ermitteln von Lastwerten entsprechend mehrere Klimatisierungslastfaktoren in den Fahrzeug, eine vordere Klimatisierungssteuereinrichtung (130) zum Ermitteln einer Ausblasbedingung der klimatisierten Luft von der vorderen Klimatisierungseinrichtung (2) auf Grundlage der Lastwerte, und eine hintere Klimatisierungssteuereinrichtung (140) zum Ermitteln einer Ausblasbedingung der klimatisierten Luft von der hinteren Klimatisierungseinrichtung (3) auf Grundlage der Lastwerte, wobei entweder die vordere Klimatisierungssteuereinrichtung (130) oder die hintere Klimatisierungssteuereinrichtung (140) die entsprechende Ausblasbedingung mittels eines nicht-linearen Modells ermittelt, das eine Beziehung zwischen den Klimatisierungslastfaktoren und einer Zielausblasbedingung repräsentiert, und die andere Klimatisierungssteuereinrichtung die entsprechende Ausblasbedingung mittels eines linearen Modells ermittelt, welches eine Beziehung zwischen den Klimatisierungslastfaktoren und einer Zielausblasbedingung repräsentiert.
Fahrzeugklimaanlage gemäß Anspruch 1, wobei es sich bei dem nicht-linearen Modell um ein neurales Netzwerk handelt, welches die Beziehung zwischen den Klimatisierungslastfaktoren und der Zielausblasbedingung durch Trainingsdaten erlernt.
Fahrzeugklimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, wobei die vordere Klimatisierungssteuereinrichtung (130) die Ausblasbedingung der klimatisierten Luft von der vorderen Klimatisierungseinrichtung (2) mittels des nicht-linearen Modells ermittelt, während die hintere Klimatisierungssteuereinrichtung (140) die Ausblasbedingung der klimatisierten Luft von der hinteren Klimatisierungseinrichtung (3) mittels des linearen Modells ermittelt.
Fahrzeugklimaanlage nach Anspruch 3, wobei die vordere Klimatisierungseinrichtung (2) eine Ausblastemperatur klimatisierter Luft, die in einen fahrerseitigen Raum (7) des vorderen Raums (7, 8) geblasen wird, und eine Ausblastemperatur klimatisierter Luft, die in einen beifahrerseitigen Raum (8) des vorderen Raums (7, 8) geblasen wird, unabhängig einstellt, und die vordere Klimatisierungssteuereinrichtung (130) die Ausblastemperaturen der klimatisierten Luft, die von der vorderen Klimatisierungseinrichtung (2) in den fahrerseitigen Raum (7) geblasen wird, und der klimatisierten Luft, die von der vorderen Klimatisierungseinrichtung (2) in den beifahrerseitigen Raum (8) geblasen wird, unabhängig steuert.
Fahrzeugklimaanlage nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Rücksitz zumindest zwei Sitzreihen aufweist.