JP2006298016A - Air conditioner for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用空調装置にかかり、特に、乗員が乗車する前に車室内を予め空調するプレ空調機能を備えた車両用空調装置に関する。 The present invention relates to a vehicle air conditioner, and more particularly, to a vehicle air conditioner provided with a pre-air conditioning function that air-conditions a passenger compartment in advance before a passenger gets on the vehicle.
近年、車両用空調装置は、乗員からのリモコン等を用いた指示やタイマ設定等により、予め設定された運転方法で乗員が乗車する前に車室内を予め空調する、所謂プレ空調を行う種々の技術が提案されている。 In recent years, vehicle air conditioners have various types of so-called pre-air-conditioning that pre-air-conditions a passenger compartment before a passenger gets in by a preset driving method by an instruction using a remote controller or a timer setting from a passenger. Technology has been proposed.
例えば、特許文献1に記載の技術では、リモコンエンジンスタータにより空調運転が開始された場合に、センタフェイス吹出し口から吹き出される空調風がステアリングやシート背もたれに当たるようにルーバを制御することが提案されている。これによって、リモコンにより車両用空調装置を始動して車内に乗り込んだ時に、車内側部材に身体が触れても両者の温度差が少なく不快感が生じなくなる。
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、ステアリングへの空調吹出し、シート背もたれへの空調吹出しの順に制御しているが、部品の熱容量や太陽の当たり方で部品の温度が違うので、必ずしもステアリング、シート背もたれの順に制御することが好ましいとは限らず、車室内を効率的に空調するためには改善の余地がある。 However, in the technique described in Patent Document 1, the air-conditioning blowout to the steering and the air-conditioning blowout to the seat back are controlled in this order, but the temperature of the parts differs depending on the heat capacity of the parts and how the sun hits. It is not always preferable to control the seat back in order, and there is room for improvement in order to efficiently air-condition the vehicle interior.
本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、車室内を効率的に空調することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described facts, and an object thereof is to efficiently air-condition a vehicle interior.
上記目的を達成するために請求項1に記載の発明は、車室内の優先的に温度制御する温度制御対象を変更可能な空調装置と、車室内の温度を検出する検出手段と、車室内物の表面温度を検出する表面温度検出手段と、前記検出手段及び表面温度検出手段の検出結果に基づいて優先的に温度制御する前記温度制御対象を決定する決定手段と、前記決定手段によって決定した前記温度制御対象を優先的に温度制御するように前記空調装置を制御する制御手段と、を備えることを特徴としている。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is directed to an air conditioner capable of changing a temperature control object to be preferentially temperature-controlled in a vehicle interior, a detection means for detecting the temperature in the vehicle interior, and a vehicle interior object. A surface temperature detecting means for detecting the surface temperature of the sensor, a determining means for determining the temperature control object to be preferentially controlled based on the detection results of the detecting means and the surface temperature detecting means, and the determination means determined by the determining means And a control means for controlling the air conditioner so as to preferentially control the temperature control target.
請求項1に記載の発明によれば、空調装置は、車室内の優先的に温度制御する温度制御対象が変更可能とされている。例えば、空調装置は、請求項2に記載の発明のように、空調風を吹き出す吹出し口の吹出し方向を変更する吹出し方向変更手段を用いて、優先的に温度制御する温度制御対象を変更するようにしてもよいし、請求項3に記載の発明のように、車両用シートを空調するシート空調装置を用いて、シート空調装置の動作有無によって優先的に温度制御する温度制御対象を変更するようにしてもよい。 According to the first aspect of the present invention, in the air conditioner, the temperature control target to be preferentially temperature controlled in the passenger compartment can be changed. For example, the air conditioner changes the temperature control target to be preferentially temperature controlled using the blowing direction changing means for changing the blowing direction of the blowing outlet for blowing the conditioned air as in the invention described in claim 2. Alternatively, as in the third aspect of the invention, the temperature control target to be preferentially temperature-controlled is changed by using the seat air conditioner according to the presence or absence of the operation of the seat air conditioner. It may be.
また、検出手段では、車室内の温度が検出され、表面温度検出手段では、車室内物(例えば、ステアリング、車両用シート、シフトノブ、サイドブレーキ等)の表面温度が検出される。表面温度検出手段は、例えば、請求項4に記載の発明のように、赤外線センサを適用することによって車室内物の表面温度を検出することができる。 The detecting means detects the temperature inside the vehicle interior, and the surface temperature detecting means detects the surface temperature of the vehicle interior (for example, steering, vehicle seat, shift knob, side brake, etc.). For example, the surface temperature detecting means can detect the surface temperature of the vehicle interior object by applying an infrared sensor as in the invention described in claim 4.
決定手段では、検出手段及び表面温度検出手段の検出結果に基づいて優先的に温度制御する温度制御対象が決定され、制御手段では、決定手段によって決定された温度制御対象を優先的に温度制御するように空調手段が制御される。 In the determining means, a temperature control object to be preferentially controlled based on the detection results of the detecting means and the surface temperature detecting means is determined, and the control means preferentially controls the temperature control object determined by the determining means. Thus, the air conditioning means is controlled.
例えば、空調装置が冷房を行う場合には、決定手段は、車室内の温度及び車室内物の表面温度のうち最も温度が高いものを優先的に温度制御する温度制御対象に決定する。そして、決定した温度制御対象を空調するように制御手段が空調装置を制御する。すなわち、冷房の場合には最も温度が高い温度制御対象を優先的に冷やすように空調装置を制御することによって効率的に車室内の空調を行うことができる。また、暖房の場合にも冷房とは逆に、最も温度が低いものを、優先的に温度制御する温度制御対象に決定して空調を行うことで、効率的に空調を行うことが可能となる。 For example, when the air conditioner performs cooling, the determining unit determines the temperature control target to preferentially control the temperature of the vehicle interior temperature and the surface temperature of the vehicle interior object that is highest. And a control means controls an air conditioner so that the determined temperature control object may be air-conditioned. That is, in the case of cooling, the vehicle interior can be efficiently air-conditioned by controlling the air conditioner so as to preferentially cool the temperature control target having the highest temperature. Also, in the case of heating, contrary to cooling, it is possible to efficiently perform air conditioning by deciding the one having the lowest temperature as a temperature control target to be preferentially temperature controlled and performing air conditioning. .
また、電気自動車やハイブリッド自動車に本発明の車両用空調装置を適用してプレ空調を行う場合には、バッテリ容量によってプレ空調を行う時間に限りがあるが、上述のように優先的に温度制御する温度制御対象を決定して空調を行うことにより、限られた時間内で効率的に空調を行うことができ、バッテリ負荷を低減することが可能となる。 In addition, when pre-air conditioning is performed by applying the vehicle air conditioner of the present invention to an electric vehicle or a hybrid vehicle, the time for performing pre-air conditioning is limited depending on the battery capacity, but the temperature control is preferentially performed as described above. By determining the temperature control target to be performed and performing air conditioning, it is possible to efficiently perform air conditioning within a limited time and to reduce the battery load.
以上説明したように本発明によれば、車室内温度及び車室内物温度を検出して、検出結果に基づいて優先的に温度制御する温度制御対象を決定し、優先的に温度制御するように制御することで、車室内を効率的に空調することができる、という効果がある。 As described above, according to the present invention, the vehicle interior temperature and the vehicle interior object temperature are detected, the temperature control target to be preferentially temperature-controlled is determined based on the detection result, and the temperature control is preferentially performed. By controlling, there is an effect that the vehicle interior can be efficiently air-conditioned.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図1は、本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置を搭載した車両の一例を示す図である。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an example of a vehicle equipped with a vehicle air conditioner according to an embodiment of the present invention.
本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置は、車室内に設けられた赤外線センサ26によって車室内物としてのステアリング56や車両用シート58の表面温度を検出し、検出結果に基づいて優先的に温度制御する温度制御対象を決定して空調を行うものである。
The vehicle air conditioner according to the embodiment of the present invention detects the surface temperature of the
本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置は、吹出し口44から吹き出される空調風の吹出し方向が変更可能とされており、例えば、ステアリング方向や運転席方向に吹出し方向が変更可能とされている。また、更に、車両用シート58は、温風または冷風を送風するシート空調装置12(図2参照)が設けられている。
In the vehicle air conditioner according to the embodiment of the present invention, the blowing direction of the conditioned air blown from the blowing
続いて、本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置の詳細な構成について説明する。図2は、本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置の詳細な構成を示す図である。 Next, a detailed configuration of the vehicle air conditioner according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration of the vehicle air conditioner according to the embodiment of the present invention.
車両用空調装置10は、コンプレッサ14、コンデンサ16、エキスパンションバルブ18、及びエバポレータ20を含む冷媒の循環路によって冷凍サイクルが構成されている。
In the
エバポレータ20は、圧縮されて液化している冷媒を気化することにより、このエバポレータ20を通過する空気(以下、エバポレータ後の空気という)を冷却する。この時、エバポレータ20では、通過する空気を冷却することにより、空気中の水分を結露させるようになっており、これにより、エバポレータ20後の空気が除湿される。
The
エバポレータ20の上流側に設けられているエキスパンションバルブ18は、液化している冷媒を急激に減圧することにより、霧状にしてエバポレータへ供給するようになっており、これによってエバポレータ20での冷媒の気化効率を向上させている。
The
本実施形態では、車両用空調装置10のコンプレッサ14は、電動式のコンプレッサを適用し、車両の動力(例えば、エンジンやモータ等)を動作しない場合でも冷媒の循環が可能なように構成されている。なお、車両の動力が作動している時には、車両の動力によってコンプレッサ14を駆動するようにしてもよい。また、車両の動力を使用する場合には電動式のコンプレッサではなく、機械式のコンプレッサを適用するようしてもよい。
In the present embodiment, the
車両用空調装置10のエバポレータ20は、空調ダクト38の内部に設けられている。この空調ダクト38は、両端が開口しており、一方の開口端には、空気取入口40、42が形成されている。また他方の開口端には、車室内へ向けて開口された複数の空気吹出口44(本実施の形態では一例として44A、44B、44Cを図示)が形成されている。
The
空気取入口42は、車両外部と連通し、空調ダクト38内に外気を導入可能となっている。また、空気取入口40は、車室内とも連通しており車室内の空気(内気)を空調ダクト38内に導入可能となっている。なお、空気吹出し口44は、一例としてウインドシールドガラスへ向けて空気を吹き出すデフロスタ吹出し口44A、サイド及びセンタレジスタ吹出し口44B、足下吹出し口44Cとなっており、各吹出し口44は、空調風の吹出し方向が変更可能とされており、吹出し口用モータ13によって吹出し方向の変更が行われる。
The
空調ダクト38内には、エバポレータ20と空気取入口40、42との間にブロアファン46が設けられている。また、空気取入口40、42の近傍には、モード切換ダンパ48が設けられている。モード切換ダンパ48は、モード切換ダンパ用モータ24等のアクチュエータの作動によって、空気取入口40、42の開閉を行う。
A
ブロアファン46は、ブロアモータ22の駆動によって回転して、空気取入口40乃至空気取入口42から空調ダクト38内に吸引し、さらにこの空気をエバポレータ20へ向けて送出する。この時、モード切換ダンパ48による空気取入口40、42の開閉状態に応じて、空調ダクト38内に外気又は内気が導入されるようになっている。すなわち、モード切換ダンパ48によって内気循環モードと外気導入モードが切換えられる。
The
エバポレータ20の下流には、エアミックスダンパ50及びヒータコア52が設けられている。エアミックスダンパ50は、エアミックスダンパ用モータ36の駆動によって回動してエバポレータ20後の空気の、ヒータコア52を通過する量とヒータコア52をバイパスする量を調整する。ヒータコア52は、エアミックスダンパ50によって案内された空気を加熱する。
An
エバポレータ20後の空気は、エアミックスダンパ50の開度に応じてヒータコア52へ案内されて加熱され、さらに、ヒータコア52によって加熱されていない空気と混合された後に、空気吹出し口44へ向けて送出される。車両用空調装置10では、エアミックスダンパ50をコントロールしてヒータコア52により加熱される空気の量を調節することで、空気吹出し口44から車室内へ向けて吹き出す空気の温度調整を行う。
The air after the
空気吹出し口44の近傍には、吹出し口切換ダンパ54が設けられている。車両用空調装置10では、これらの吹出し口切換ダンパ54によって空気吹出し口44A、44B、44Cを開閉することにより、温度調整した空気を所望の位置から車室内へ吹き出すことができる。なお、この吹出し口切換ダンパ54の作動は、車両用空調装置10が設定された運転モードに応じて吹出し口切換ダンパ用モータ34を駆動して行ってもよいし、乗員がマニュアル操作で機械的に空気吹出し口44の開閉操作を行うようにしてもよい。
In the vicinity of the
また、車両用空調装置10は、車両用空調装置10の各種制御を行うためのエアコンECU11を備えている。エアコンECU11には、上述のブロアモータ22、モード切換ダンパ用モータ24、エアミックスダンパ用モータ36、吹出し口用モータ13、吹出し口切換ダンパ用モータ34、コンプレッサ14、外気温センサ32、内気温センサ30、及び日射センサ28が接続されていると共に、車両用空調装置10の温度設定や吹出し口の選択等を行うための操作部15が接続されており、外気温センサ32、内気温センサ30、及び日射センサ28の検出値がエアコンECU11に入力され、各センサの検出値に基づいて操作部15の設定等に応じた各種制御を行うようになっている。
The
詳細には、エアコンECU11は、乗車前に予め空調するプレ空調機能を備えており、車両に搭載されたバッテリの電力を利用して、あるいはプレ空調時にエンジンやモータ等の車両走行するための動力を始動して、コンプレッサ14や各種モータを駆動することが可能とされている。そして、空調を行う際には、各センサの検出結果及び操作部15の設定内容に基づいて、内気循環モードや外気導入モードのモード切換制御や、コンプレッサ14のオンオフ制御等を行うことによって空調を行う。
Specifically, the
また、エアコンECU11には、上述の赤外線センサ26及びシート空調装置12が接続されており、内気温センサ30及び赤外線センサ26の検出結果に基づいて、優先的に温度制御する温度制御対象を決定し、シート空調装置12や吹出し口用モータ13等を制御して、決定した温度制御対象を優先的に温度制御するようになっている。
The
赤外線センサ26は、例えば、マトリクス状の赤外線センサからなり、車室内物の表面温度として、本実施の形態では、ステアリング56と車両用シート58の表面温度を検出する。本実施の形態の赤外線センサ26は、例えば、マトリクス状の赤外線センサを適用して、マトリクスの各格子点等をステアリング56や車両用シート58等に対応して予め割り当てることで、1つの赤外線センサで複数の車室内物の表面温度を検出することができる。なお、本実施の形態では、車室内物としてステアリング56と車両用シート58の表面温度を検出するようにしたが、これに限るものではなく、例えば、シフトノブやサイドブレーキ等の表面温度を更に検出するようにしてもよい。また、本実施の形態では、1つ赤外線センサ26で複数の車室内物の表面温度を検出するが、これに限るものではなく、例えば、表面温度を検出する車室内物に対応して複数の赤外線センサを設け、各赤外線センサによってステアリング56や車両用シート58等の複数の車室内物の表面温度を検出するようにしてもよい。さらに、本実施の形態では、車室内物の表面温度を検出するために赤外線センサ26を用いたが、これに限るものではなく、その他の温度検出センサを適用するようにしてもよい。
シート空調装置12は、例えば、車両用シートに送風ダクト、ブロアユニット、熱交換器等を設け、シート表皮から温風や冷風を送風するようになっている。シート空調装置12の熱交換器としては、例えば、ペルチェ熱交換器等を適用することができる。ペルチェ交換器は、金属板と半導体からなる熱交換器で、電流の向きによって、吸熱・発熱の切換えを、電圧により、熱交換量をそれぞれ調整でき、これによって、車両用シートの空調が可能となる。なお、シート空調装置の構成は上記に限るものではなく、その他の構成を適用するようにしてもよい。
The
続いて、上述のように構成された本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置10の動作について説明する。図3は、本発明の実施の形態に係わる車両用空調装置において、プレ空調が指示された時にエアコンECU11で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、プレ空調の指示は、例えば、乗員が携帯するリモコン等によって指示するものとする。また、図3では、プレ空調として冷房を行う際に行われる処理として説明する。
Next, the operation of the
すなわち、リモコン等によってプレ空調が指示されると、ステップ100では、ステアリング表面温度Tst及びシート表面温度Tseatの検出が行われてステップ102へ移行する。すなわち、赤外線センサ26によってステアリング56及び車両用シート58の表面温度が検出されてエアコンECU11に取り込まれる。
That is, when pre-air conditioning is instructed by a remote controller or the like, in
ステップ102では、内気温センサ30によって車室内温度Trが検出されてエアコンECU11に取り込まれてステップ104へ移行する。
In
ステップ104では、エアコンECU11に取り込まれた車室内温度Tr、ステアリング表面温度Tst、及びシート表面温度Tseatが比較されてステップ106へ移行する。
In
ステップ106では、ステップ104の比較結果、ステアリング表面温度Tstが最も高温か否か判定され、該判定が肯定された場合にはステップ108へ移行し、否定された場合には、ステップ110へ移行する。
In
ステップ108では、シート空調装置12がオフ、吹出し口向きがステアリング56となるように、シート空調装置12及び吹出し口用モータ13が制御されてステップ116へ移行する。すなわち、優先的に温度制御する温度制御対象をステアリング56に決定する。これによって空調が開始されると、吹出し口44Bから吹き出される空調風によってステアリング56が優先的に温度制御される。
In
また、ステップ110では、ステップ104の比較結果、シート表面温度Tseatが最も高温か否か判定され、該判定が肯定された場合にいはステップ112へ移行し、否定された場合には、車室内温度Trが最も高温と判断してステップ114へ移行する。
In
ステップ112では、シート空調装置12がオン、吹出し口向きが車両用シート(運転席中央)58となるように、シート空調装置12及び吹出し口用モータ13が制御されてステップ116へ移行する。すなわち、優先的に温度制御する温度制御対象を車両シート58に決定する。これによって空調が開始されると、シート空調装置12及び吹出し口44Bから吹き出される空調風によって車両用シート58が優先的に温度制御される。
In
また、ステップ114では、シート空調装置12がオフ、吹出し口向きが車両用シート(運転席中央)58となるように、シート空調装置12及び吹出し口用モータ13が制御されてステップ116へ移行する。すなわち、優先的に温度制御する温度制御対象を車室内に決定する。これによって空調が開始されると、吹出し口44Bから吹き出される空調風によって車室内が優先的に温度制御される。なお、本実施の形態では、車室内を優先的に温度制御する際に、吹出し口の向きを運転席中央にしたが、これに限るものではなく、車室内を優先的に温度調整できる吹出し口の向きであればよい。
Further, in
そして、ステップ106〜114のように、優先的に温度制御する温度制御対象が決定されて温度制御するように制御されると、ステップ116では、外気温センサ32、内気温センサ30、及び日射センサ28等の各センサの検出結果に基づいてプレ空調が開始されて一連の処理を終了する。すなわち、操作部15で除湿が指示されている場合(エアコンスイッチオンの場合)には、コンプレッサ14が駆動されると共に操作部15に予め設定された温度となるようにエアミックスダンパ50が駆動されると共にブロアモータ22が駆動されることによって車室内の空調が開始され、除湿が指示されていない場合には、操作部15に予め設定された温度となるようにエアミックスダンパ50が駆動されると共にブロアモータ22が駆動されることによって車室内の空調が開始される。
And if the temperature control object to preferentially control the temperature is determined and controlled so as to control the temperature as in
このように本実施の形態では、ステアリング表面温度Tstが最も高い場合には、吹出し口44Bから吹き出される空調風によってステアリング56周辺を中心に周囲温度低下を効率的に行うことができ、シート表面温度Tseatが最も高い場合には、シート空調12及び吹出し口44Bから吹き出される空調風によって車両用シート58周辺を中心に周囲温度低下を効率的に行うことができ、車室内温度Trが最も高い場合には、運転席周辺を中心に車室内温度低下を効率的に行うことができる。従って、車室内物の表面温度を検出して最も温度制御が必要な車室内物を特定し、特定した車室内物が優先的に温度制御されるように制御するので、効率的に車室内を空調することができる。特に、ステアリングやシートが熱くなっている場合にプレ空調を行った時には、プレ空調の効果を十分に発揮することができる。
As described above, in this embodiment, when the steering surface temperature Tst is the highest, the ambient temperature can be efficiently lowered around the periphery of the steering 56 by the conditioned air blown from the outlet 44B. When the temperature Tseat is the highest, the ambient temperature can be efficiently lowered around the
また、電気自動車やハイブリッド自動車等に本実施の形態に係わる車両用空調装置10を適用した場合には、バッテリ容量によってプレ空調を行う時間に限りがあるが、上述のように優先的に温度制御する温度制御対象を決定して空調を行うことにより、限られた時間内で効率的に空調を行うことができ、バッテリ負荷を低減することが可能となる。
In addition, when the
なお、上記の実施の形態では、空調として冷房を行う場合を例に挙げて説明したが、冷房に限定されるものではなく、暖房時にも優先的に温度制御する温度制御対象を決定して、プレ空調を行うことが可能である。すなわち、最も低温の車室内物を特定して、優先的に暖房するようにすればよい。 In the above embodiment, the case of performing cooling as air conditioning has been described as an example.However, the present invention is not limited to cooling, and a temperature control target to be preferentially temperature controlled during heating is determined, Pre-air conditioning can be performed. That is, it is only necessary to specify the coolest vehicle interior and preferentially heat it.
また、上記の実施の形態では、シート空調装置12及び吹出し口向きを制御するようにしたが、これに限るものではなく、例えば、風量等を更に制御するようにしてもよい。
In the above embodiment, the
また、上記の実施の形態では、プレ空調を行う際に、優先的に温度制御する温度制御対象を決定して空調を行うようにしたが、これに限るものではなく、通常の空調を行う際(例えば、乗員が操作部15を操作することによって空調開始指示を行う際等)にも、上記の実施の形態と同様に、優先的に温度制御する温度制御対象を決定して空調を行うようにしてもよい。
In the above embodiment, when pre-air conditioning is performed, the temperature control target to be preferentially temperature-controlled is determined and air conditioning is performed. However, the present invention is not limited to this, and normal air conditioning is performed. (For example, when an occupant gives an air-conditioning start instruction by operating the
さらに、上記の実施の形態では、車両に通常搭載される空調装置とシート空調装置を制御対象としたが、これに限るものではなく、制御対象としては、例えば、シートヒータやステアリングヒータ等の他の空調装置を制御対象としてもよいし、上記の実施の形態に更に含むようにしてもよい。 Furthermore, in the above embodiment, the air conditioner and the seat air conditioner that are normally mounted on the vehicle are controlled objects. However, the present invention is not limited to this, and examples of the controlled object include a seat heater and a steering heater. These air conditioners may be controlled, or may be further included in the above embodiment.
10 車両用空調装置
11 エアコンECU
12 シート空調装置
13 各吹出し口用モータ
26 赤外線センサ
30 内気温センサ
44 吹出し口
56 ステアリング
58 車両用シート
10
DESCRIPTION OF
Claims (4)
車室内の温度を検出する検出手段と、
車室内物の表面温度を検出する表面温度検出手段と、
前記検出手段及び表面温度検出手段の検出結果に基づいて優先的に温度制御する前記温度制御対象を決定する決定手段と、
前記決定手段によって決定した前記温度制御対象を優先的に温度制御するように前記空調装置を制御する制御手段と、
を備えた車両用空調装置。 An air conditioner capable of changing a temperature control target for preferential temperature control in the passenger compartment;
Detection means for detecting the temperature in the passenger compartment;
Surface temperature detecting means for detecting the surface temperature of the vehicle interior object;
Determining means for determining the temperature control object to be preferentially temperature controlled based on the detection results of the detecting means and the surface temperature detecting means;
Control means for controlling the air conditioner so as to preferentially control the temperature of the temperature control object determined by the determining means;
A vehicle air conditioner comprising
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