JP2002036845A - 車両用空調装置 - Google Patents

車両用空調装置

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JP2002036845A
JP2002036845A JP2000228634A JP2000228634A JP2002036845A JP 2002036845 A JP2002036845 A JP 2002036845A JP 2000228634 A JP2000228634 A JP 2000228634A JP 2000228634 A JP2000228634 A JP 2000228634A JP 2002036845 A JP2002036845 A JP 2002036845A
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智博 稲垣
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウォームアップ初期のウインドウ防曇制御中
にエンジンの冷却水温がまだ冷え切っていない場合で
も、湿気を含んだ空気がフロントウインドウへ吹き出さ
れることを抑えることにより、フロントウインドウの内
面に曇りが起きるのを確実に防止することのできるA/
Cユニットを提供する。 【解決手段】 冷却水温が60℃未満の時に、前回のエ
ンジン停止からエンジン再始動までの経過時間が長い
程、ウォームアップ初期のウインドウ防曇制御を実施す
る制御時間Txを長く設定し、エンジンを再始動してか
ら設定した制御時間Txが経過するまでの間、冷凍サイ
クルのコンプレッサを強制的にONすることで、エバポ
レータの温度を下げて、空調ダクト内の湿気をエバポレ
ータの表面に結露させるようにした。と同時に、ブロワ
の作動を停止することで、湿気を含んだ空気がDEF吹
出口からフロントウインドウへ吹き出さないようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用空調装置の
ウォームアップ制御に関するもので、特に車両用空調装
置のウォームアップ初期のウインドウ防曇制御に係わ
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、エンジン始動直後に車室内を
急速に暖房するウォームアップ初期、エバポレータに付
着した水分の蒸発による空調ダクト内の湿気が吹出口か
ら吹き出されて、フロントウインドウに曇りが起きるの
を防止する目的で、空調ダクト内を流れる空気を加熱す
るためのヒータコア内に流入するエンジンの冷却水温が
所定値以下の時は、送風機の作動を停止すると共に、F
OOTモードよりもフロントウインドウの内面へ吹き出
す空調風の吹出割合が非常に多いDEFモードに設定
し、エンジンを始動してから所定時間が経過するまで、
コンプレッサを作動させるようにしている。これによ
り、空調ダクト内の除湿を行いながら、ウォームアップ
のウインドウ曇り防止を行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のブロ
ワ吹出初期のウインドウ曇り防止方法では、エンジンを
始動した直後に、エンジンの冷却水温がまだ冷え切って
いない場合、エンジンを始動したと同時に、送風機が作
動して、湿気を含んだ空気がデフロスタ吹出口からフロ
ントウインドウへ吹き出されてしまう。これにより、ウ
ォームアップ初期にフロントウインドウが曇りを起こし
てしまうという問題点があった。
【0004】
【発明の目的】本発明の目的は、ウォームアップ初期の
ウインドウ防曇制御時に、車両駆動手段の冷却水温がま
だ冷え切っていない場合でも、湿気を含んだ空気がウイ
ンドウへ吹き出されることを抑えることにより、ウイン
ドウに曇りが起きるのを確実に防止することのできる車
両用空調装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1および請求項2
に記載の発明によれば、空調または送風開始時に、所定
時間が経過するまで、送風機の作動を停止させるか、あ
るいは非常に低風量にすると共に、所定条件を満足する
まで、例えば所定時間が経過するまで、冷却または除湿
手段を作動させるか、あるいは強く作動させることによ
り、空調または送風開始時から所定時間が経過するま
で、空調ダクト内を冷却または除湿手段によって除湿
し、送風機の作動を停止させるか、あるいは非常に低風
量にする。それによって、吹出口から湿気を含んだ風が
ウインドウに吹き出されることを抑えることができるの
で、ウォームアップ初期に冷却水温がまだ冷え切ってい
ない場合でも、ウインドウに曇りが起きるのを確実に防
止することができる。
【0006】請求項3および請求項4に記載の発明によ
れば、車両駆動手段の始動時に、所定時間が経過するま
で、送風機の作動を停止させるか、あるいは非常に低風
量にすると共に、所定条件を満足するまで、例えば所定
時間が経過するまで、冷却または除湿手段を作動させる
か、あるいは強く作動させることにより、空調または送
風開始時から所定時間が経過するまで、空調ダクト内を
冷却または除湿手段によって除湿し、送風機の作動を停
止させるか、あるいは非常に低風量にする。それによっ
て、吹出口から湿気を含んだ風がウインドウに吹き出さ
れることを抑えることができるので、ウォームアップ初
期に冷却水温がまだ冷え切っていない場合でも、ウイン
ドウに曇りが起きるのを確実に防止することができる。
【0007】請求項5に記載の発明によれば、請求項1
ないし請求項4のうちいずれかに記載のウォームアップ
初期のウインドウ防曇制御により演算した風量、あるい
は車室内の熱負荷により演算した風量のうち小さい方を
前述のウインドウ防曇制御に用いることにより、吹出口
から湿気を含んだ風がウインドウに吹き出されることを
抑えることができる。また、請求項6に記載の発明によ
れば、送風機の作動を停止させるか、あるいは非常に低
風量にする所定時間は、前回、車両駆動手段、あるいは
前記冷却または除湿手段、あるいは前記送風機の作動が
停止してからの時間が長い程、長くすることが望まし
い。
【0008】請求項7に記載の発明によれば、送風機の
作動を停止させるか、あるいは非常に低風量にする所定
時間は、冷却水温、車室内温度、日射量、ウインドウ温
度、ウインドウ透過度、ウインドウ透過面積、シート温
度、ステアリング温度、加熱用熱交換器温度、冷却用熱
交換器温度、冷却用熱交換器付近温度のうち1つ以上が
所定値以上の時、あるいは湿度、ウインドウ曇り面積の
うち1つ以上が所定値以下の時、少なくするか、あるい
は0にすることが望ましい。さらに、請求項8に記載の
発明によれば、送風機の作動を停止させるか、あるいは
非常に低風量にする所定時間は、冷却水温、車室内温
度、日射量、ウインドウ温度、ウインドウ透過度、ウイ
ンドウ透過面積、シート温度、ステアリング温度、加熱
用熱交換器温度、冷却用熱交換器温度、冷却用熱交換器
付近温度のうち1つ以上が高い程、あるいは湿度、ウイ
ンドウ曇り面積のうち1つ以上が低い程、少なくするこ
とが望ましい。
【0009】請求項9に記載の発明によれば、冷却また
は除湿手段を作動させるか、あるいは強く作動させる所
定時間は、冷却水温、車室内温度、日射量、ウインドウ
温度、ウインドウ透過度、ウインドウ透過面積、シート
温度、ステアリング温度、加熱用熱交換器温度、冷却用
熱交換器温度、冷却用熱交換器付近温度のうち1つ以上
が所定値以上の時、あるいは湿度、ウインドウ曇り面積
のうち1つ以上が所定値以下の時、少なくするか、ある
いは0にすることが望ましい。また、請求項10に記載
の発明によれば、冷却または除湿手段を作動させるか、
あるいは強く作動させる所定時間は、冷却水温、車室内
温度、日射量、ウインドウ温度、ウインドウ透過度、ウ
インドウ透過面積、シート温度、ステアリング温度、加
熱用熱交換器温度、冷却用熱交換器温度、冷却用熱交換
器付近温度のうち1つ以上が高い程、あるいは湿度、ウ
インドウ曇り面積のうち1つ以上が低い程、少なくする
ことが望ましい。
【0010】請求項11に記載の発明によれば、冷却ま
たは除湿手段の作動を停止または弱くする所定条件と
は、冷却水温、車室内温度、日射量、ウインドウ温度、
ウインドウ透過度、ウインドウ透過面積、シート温度、
ステアリング温度、加熱用熱交換器温度、冷却用熱交換
器温度、冷却用熱交換器付近温度のうち1つ以上が所定
値以上となるか、あるいは湿度、ウインドウ曇り面積の
うち1つ以上が所定値以下となることである。また、請
求項12に記載の発明によれば、冷却または除湿手段の
作動を停止または弱くする所定条件とは、冷却水温、車
室内温度、日射量、ウインドウ温度、ウインドウ透過
度、ウインドウ透過面積、シート温度、ステアリング温
度、加熱用熱交換器温度、冷却用熱交換器温度、冷却用
熱交換器付近温度のうち1つ以上が所定量以上上がる
か、あるいは湿度、ウインドウ曇り面積のうち1つ以上
が所定量以上下がることである。
【0011】請求項13に記載の発明によれば、送風機
の作動を停止させるか、あるいは非常に低風量にする
時、乗員にウォームアップ初期のウインドウ曇り防止制
御中である旨を表示または音または音声で伝えるように
しても良い。これにより、空調または送風開始時、ある
いは車両駆動手段の始動時にも拘らず、吹出口から風が
出ない状態を乗員が見て違和感を感ずることを防ぐこと
ができる。また、請求項14に記載の発明によれば、請
求項1ないし請求項13のうちいずれかに記載のウォー
ムアップ初期のウインドウ曇り防止制御を、キャンセル
可能な手段を設けても良い。これにより、ウォームアッ
プ初期のウインドウ曇り防止制御が乗員の空調感覚に合
わない場合等に、ウォームアップ初期のウインドウ曇り
防止制御を中止または中断することができる。
【0012】さらに、請求項15に記載の発明によれ
ば、請求項1ないし請求項14のうちいずれかに記載の
ウォームアップ初期のウインドウ曇り防止制御を、DE
Fモード時またはMAX・HOT時またはMAX・CO
OL時、キャンセルできるようにしても良い。これによ
り、DEFモード時またはMAX・HOT時またはMA
X・COOL時には、送風機の風量が非常に多く、多少
冷却水温が低くても、ウインドウの防曇効果が上がるの
で、ウォームアップ初期のウインドウ曇り防止制御を中
止または中断することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】〔実施形態の構成〕図1ないし図
7は本発明の実施形態を示したもので、図2はA/Cユ
ニットの全体構成を示した図で、図3は車両のダッシュ
パネルを示した図で、図4はエアコン操作パネルを示し
た図である。
【0014】本実施形態の車両用空調装置は、車両走行
用の水冷式エンジンを搭載する自動車等の車両の車室内
を空調する空調ユニット(以下A/Cユニットと言う)
1における各空調機器のアクチュエータを、空調制御装
置(制御回路基板:以下エアコンECUと言う)10に
よって制御するように構成されている。そのA/Cユニ
ット1は、車室内右側(以下運転席側と言う)空調ゾー
ンと車室内左側(以下助手席側と言う)空調ゾーンとの
温度調節および吹出口モードの変更を互いに独立して行
うことが可能なエアコンユニットである。
【0015】A/Cユニット1は、車両の車室内の前方
に配置された空調ダクト2を備えている。この空調ダク
ト2の上流側には、内外気切替ドア3およびブロワ4が
設けられている。内外気切替ドア3は、サーボモータ5
等のアクチュエータにより駆動されて内気吸込口6と外
気吸込口7との開度(所謂吸込口モード)を変更する。
ここで、本実施形態では、後記するエアコン操作パネル
51に設けられた内外気切替スイッチ53を操作するこ
とで、内気の吸込割合が100%で、外気の吸込割合が
0%の内気循環(REC)モード、外気の吸込割合が1
00%で、内気の吸込割合が0%の外気導入(FRS)
モード等の吸込口モードに切り替わる。
【0016】ブロワ4は、本発明の送風機に相当するも
ので、ブロワ駆動回路8により制御されるブロワモータ
9により回転駆動されて空調ダクト2内において車室内
に向かう空気流を発生させる遠心式送風機である。な
お、ブロワ駆動回路8よりブロワモータ9等のアクチュ
エータに印加されるブロワ制御電圧(出力ブロワレベ
ル)が高い程、ブロワ4の風量(ブロワ風量)が大きく
なる。
【0017】空調ダクト2の中央部には、空調ダクト2
内を通過する空気を冷却するエバポレータ(冷却用熱交
換器)41が設けられている。また、そのエバポレータ
41の下流側には、第1、第2空気通路11、12を通
過する空気を加熱するヒータコア(加熱用熱交換器)4
2が設けられている。ここで、本実施形態のヒータコア
42は、水冷式エンジン(車両駆動手段)のエンジン冷
却水が循環する冷却水回路中にラジエータと並列して設
置されている。
【0018】なお、第1空気通路11および第2空気通
路12は仕切り板14により区画されている。そのヒー
タコア42の下流側には、車室内の運転席側空調ゾーン
と助手席側空調ゾーンとの温度調節を互いに独立して行
うための運転席側、助手席側エアミックス(A/M)ド
ア15、16が設けられている。そして、運転席側、助
手席側A/Mドア15、16は、サーボモータ17、1
8等のアクチュエータにより駆動されて、運転席側、助
手席側空調ゾーンに向けて吹き出す空気の吹出温度を調
節する。
【0019】ここで、本実施形態のエバポレータ41
は、冷凍サイクルの一構成部品を成すものである。冷凍
サイクルは、本発明の冷却または空調手段に相当するも
ので、車両のエンジンルーム内に搭載された車両走行用
のエンジンの出力軸にベルト駆動されて、冷媒を圧縮し
て吐出する冷媒圧縮機(コンプレッサ)と、このコンプ
レッサから吐出された冷媒を凝縮液化させる冷媒凝縮器
(コンデンサ)と、このコンデンサから流入した液冷媒
を気液分離する受液器(レシーバ)と、このレシーバか
ら流入した液冷媒を断熱膨張させる膨張弁と、この膨張
弁から流入した気液二相状態の冷媒を蒸発気化させる上
記のエバポレータ(冷媒蒸発器)41とから構成されて
いる。なお、コンデンサには、電動式のコンデンサファ
ンによって冷却風が送風される。
【0020】これらのうちコンプレッサは、エアコンE
CU10により制御される電磁クラッチによって、エン
ジンからの回転動力が断続される。そして、電磁クラッ
チがONされてコンプレッサが起動することによってエ
バポレータ41が空調ダクト2内を通過する空気を冷却
し除湿する。また、本実施形態では、エバ後温度センサ
74の検出値であるエバ後温度(TE)と目標エバ後温
度(TEO)との比較結果に応じて出力される制御信号
に基づき容量可変制御を行う電磁式容量制御弁を有する
容量可変型コンプレッサが用いられている。
【0021】そして、第1空気通路11の空気下流側に
連通する各吹出ダクトの空気下流端(ダッシュパネル5
0の前面)では、図2および図3に示したように、フロ
ントウインドウの内面に向けて空調風を吹き出すための
デフロスタ(DEF)吹出口20と、運転席側の乗員の
頭胸部やサイドウインドウの内面に向けて空調風を吹き
出すためのセンターフェイス(FACE)吹出口21お
よびサイドフェイス(FACE)吹出口22と、運転席
側の乗員の足元部に向けて空調風を吹き出すためのフッ
ト(FOOT)吹出口23とが開口している。なお、D
EF吹出口20からは、運転席側のフロントウインドウ
の内面だけでなく、助手席側のフロントウインドウの内
面に向けても空調風が吹き出される。
【0022】また、第2空気通路12の空気下流側に連
通する各吹出ダクトの空気下流端(ダッシュパネル50
の前面)では、助手席側の乗員の頭胸部やサイドウイン
ドウの内面に向けて空調風を吹き出すためのセンターフ
ェイス(FACE)吹出口31およびサイドフェイス
(FACE)吹出口32と、助手席側の乗員の足元部に
向けて空調風を吹き出すためのフット(FOOT)吹出
口33とが開口している。なお、FACE吹出口21、
22およびFACE吹出口31、32を形成するセンタ
ーグリルおよびサイドグリルには、各吹出口から吹き出
す空調風の吹出方向を変更することが可能な複数のスイ
ングルーバがそれぞれ取り付けられている。
【0023】そして、第1、第2空気通路11、12内
には、運転席側空調ゾーンと助手席側空調ゾーンとの吹
出口モードの設定を互いに独立して行うための運転席
側、助手席側吹出口切替ドア24〜26、35、36が
設けられている。そして、運転席側、助手席側吹出口切
替ドア24〜26、35、36は、サーボモータ28、
29、39等のアクチュエータにより駆動されて、吹出
口モードを、運転席側空調ゾーンと助手席側空調ゾーン
とでそれぞれ切り替えることが可能な吹出口モード切替
手段である。ここで、本実施形態の吹出口モードとして
は、FACEモード、B/Lモード、DEF洩れ無しF
OOTモード、F/Dモード、DEFモード等がある。
なお、FOOTモードを、F/DモードよりもDEF吹
出口20より吹き出す空調風の吹出割合が少ないDEF
洩れ有りFOOTモードとしても良い。
【0024】エアコンECU10は、本発明の空調制御
手段に相当するもので、エンジンの始動および停止を司
るイグニッションスイッチが投入(IG・OFF→O
N)された時に、車両に搭載された車載電源であるバッ
テリ(図示せず)から直流電源が供給されると演算処理
や制御処理を開始するように構成されている。エアコン
ECU10には、図2および図4に示したように、ダッ
シュパネル50の前面に一体的に設置されたエアコン操
作パネル51上の各種スイッチからの各スイッチ信号が
入力される。
【0025】そして、エアコン操作パネル51には、液
晶表示装置(ディスプレイ)52、内外気切替スイッチ
53、フロントデフロスタスイッチ(以下DEFスイッ
チと言う)54、リヤデフロスタ(デフォッガ)スイッ
チ55、DUALスイッチ56、吹出口モード(MOD
E)切替スイッチ57、ブロワ風量切替スイッチ58、
AUTOスイッチ60、OFFスイッチ61、A/Cス
イッチ59、運転席(DRIVER)側温度設定スイッ
チ62および助手席(PASSENGER)側温度設定
スイッチ63等が設置されている。
【0026】上記のうちのDUALスイッチ56は、運
転席側空調ゾーン内の温度調節と助手席側空調ゾーン内
の温度調節とを互いに独立して行う左右独立温度コント
ロールを指令する左右独立制御指令手段である。また、
MODE切替スイッチ57は、乗員の操作に応じて、吹
出口モードをFACEモード、B/Lモード、FOOT
モードまたはF/Dモードに切り替える。
【0027】そして、ディスプレイ52には、運転席側
の設定温度、助手席側の設定温度、吹出口モードおよび
ブロワ風量等が表示される。そして、運転席側温度設定
スイッチ62は、運転席側空調ゾーン内の温度を希望温
度に設定する運転席側温度設定手段で、アップスイッチ
62aとダウンスイッチ62bよりなる。また、助手席
側温度設定スイッチ63は、助手席側空調ゾーン内の温
度を希望温度に設定する助手席側温度設定手段で、アッ
プスイッチ63aとダウンスイッチ63bよりなる。な
お、エアコン操作パネル51上の各種の操作スイッチ
は、ディスプレイ52上に設けられていても良い。
【0028】また、エアコンECU10の内部には、C
PU、メモリ(ROMまたはEEPROM、RAM)、
I/Oポート(入力/出力回路)およびタイマー回路等
の機能を含んで構成される周知のマイクロコンピュータ
が設けられ、各種センサからのセンサ信号が入力回路に
よってA/D変換された後に、マイクロコンピュータに
入力されるように構成されている。
【0029】すなわち、エアコンECU10の入力回路
には、車室内温度(内気温とも言う)を検出する内気温
検出手段としての内気温センサ71、車室外温度(以下
外気温と言う)を検出する外気温検出手段としての外気
温センサ72、および運転席側、助手席側空調ゾーン内
に照射される日射量(日射強度)を検出する日射検出手
段としての日射センサ73等が接続されている。
【0030】また、エアコンECU10の入力回路に
は、エバポレータ41を通過した直後の空気温度(以下
エバ後温度と言う)を検出するエバ後温度検出手段とし
てのエバ後温度センサ74、エンジン冷却水(車両駆動
手段の冷却手段)の温度を検出する冷却水温検出手段と
しての冷却水温センサ75等が接続されている。さら
に、エアコンECU10の入力回路には、運転席側、助
手席側空調ゾーンに吹き出す空調風の吹出温度をそれぞ
れ検出する運転席側、助手席側の吹出温度センサ(ダク
トセンサ)76、77が接続されている。
【0031】これらのうち内気温センサ71、外気温セ
ンサ72、エバ後温度センサ74および冷却水温センサ
75には、例えばサーミスタ等の温度センサが使用され
ている。ここで、本実施形態の内気温センサ71は、F
ACE吹出口21近傍のダッシュパネル50の前面に形
成された凹所内に収容されている。なお、その凹所は、
通気口が形成された蓋体50aによって塞がれている。
また、日射センサ73は、車室内の最前方の助手席側フ
ロントウインドウ近傍のダッシュパネル50の上側に設
置されている。
【0032】〔実施形態の制御方法〕次に、本実施形態
のエアコンECU10による空調制御方法を、図1ない
し図7に基づいて説明する。ここで、図5はエアコンE
CU10の制御プログラムの一例を示したフローチャー
トである。
【0033】先ず、イグニッションスイッチがONされ
てエアコンECU10に直流電源が供給されると、予め
ROMに記憶されている制御プログラム(図5のルーチ
ン)の実行が開始される。このとき、先ず、エアコンE
CU10内部のマイクロコンピュータに内蔵されたデー
タ処理用メモリ(RAM)の記憶内容等の初期化を行う
(ステップS1)。
【0034】次に、各種データをデータ処理用メモリ
(RAM)に読み込む。すなわち、各種操作スイッチか
らのスイッチ信号や各種センサからのセンサ信号を入力
する(ステップS2)。
【0035】特に、エバ後温度センサ74の検出値であ
るエバ後温度(TE)、冷却水温センサ75の検出値で
あるエンジン冷却水温(TW)等を入力してデータ処理
用メモリに記憶する。
【0036】次に、上記のような記憶データおよび下記
の数1の算出式および数2の算出式に基づいて、運転席
側の目標吹出温度TAO(Dr)、および助手席側の目
標吹出温度TAO(Pa)を演算する(目標吹出温度決
定手段:ステップS3)。ここで、運転席側、助手席側
の目標吹出温度TAO(Dr)、TAO(Pa)は、少
なくとも車室内温度と車室内の設定温度の温度偏差を含
んで算出される車室内温度の関数である。
【0037】
【数1】
【数2】
【0038】但し、TSET(Dr)、TSET(P
a)は、それぞれ運転席側空調ゾーンの設定温度、助手
席側空調ゾーンの設定温度を表し、TR、TAMは、そ
れぞれ車室内温度、外気温を表し、TS(Dr)、TS
(Pa)は、それぞれ運転席側、助手席側空調ゾーン内
の日射量を表す。KSET、KR、KAM、KS、Kd
(Dr)およびKd(Pa)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、
運転席側、助手席側空調ゾーンの温度差補正ゲインを表
す。
【0039】なお、Ka(Dr)、Ka(Pa)は、そ
れぞれ外気温TAMが運転席側空調ゾーンおよび助手席
側空調ゾーンの各空調温度に及ぼす影響度合を補正する
ゲインを表し、CD(Dr)、CD(Pa)は上記影響
度合に応じた定数、Cは補正定数を表す。ここで、Ka
(Dr)、Ka(Pa)、CD(Dr)、CD(Pa)
といった値は、車両の形や大きさ、A/Cユニット1の
各吹出口からの吹出方向等様々なパラメータで変化す
る。
【0040】次に、上記のステップS3で求めた運転席
側、助手席側の目標吹出温度TAO(Dr)、TAO
(Pa)に基づいて、オートブロワ風量を演算する(ス
テップS4)。具体的には、上記のオートブロワ風量
{ブロワ制御電圧VA}は、目標吹出温度TAO(D
r)、TAO(Pa)にそれぞれ適合したブロワ制御電
圧VA(Dr)、VA(Pa)を図6の特性図に基づい
て求めると共に、それらのブロワ制御電圧VA(D
r)、VA(Pa)を平均化処理することにより得てい
る。
【0041】次に、上記のステップS3で求めた運転席
側、助手席側の目標吹出温度TAO(Dr)、TAO
(Pa)と、図7の特性図に示した目標吹出温度に対す
る吹出口モード特性とに基づいて運転席側、助手席側空
調ゾーンの各吹出口モードを決定する(ステップS
5)。具体的には、吹出口モードの決定においては、上
記の目標吹出温度TAO(Dr)、TAO(Pa)が低
い温度から高い温度にかけて、FACEモード、B/L
モードおよびFOOTモードとなるように決定されてい
る。
【0042】また、エアコン操作パネル51に設けられ
たMODE切替スイッチ57を操作することにより、F
ACEモード、B/Lモード、FOOTモードおよびF
/Dモードのうちいずれかの吹出口モードに固定され
る。また、エアコン操作パネル51に設けられたDEF
スイッチ54を押すとDEFモードに固定される。
【0043】なお、上記のFACEモードとは、空調風
を乗員の上半身(頭胸部)に向けて吹き出す吹出口モー
ドである。また、B/Lモードとは、空調風を乗員の上
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。そして、FOOTモードとは、空調風を乗
員の足元部に向けて吹き出す吹出口モードである。さら
に、F/Dモードとは、空調風を乗員の足元部および車
両のフロントウインドウの内面に向けて吹き出す吹出口
モードである。また、DEFモードとは、空調風を車両
のフロントウインドウの内面に向けて吹き出す吹出口モ
ードである。
【0044】次に、運転席側A/Mドア15の目標A/
M開度SW(Dr)(%)および助手席側A/Mドア1
6の目標A/M開度SW(Pa)(%)を演算する(ス
テップS6)。なお、このような目標A/M開度SW
(Dr)および目標A/M開度SW(Pa)の演算は、
下記の数3の算出式および数4の算出式とに基づいて行
われる。
【0045】
【数3】
【数4】 但し、TAO(Dr)、TAO(Pa)は、それぞれ運
転席側、助手席側の目標吹出温度を表し、TEは、エバ
後温度センサ74の検出値であるエバ後温度を表し、T
Wは、冷却水温センサ75の検出値であるエンジン冷却
水温を表す。
【0046】次に、図1のルーチンが起動して、ウォー
ムアップ初期のウインドウ防曇制御を行う(ステップS
7)。次に、ステップS5またはステップS7で決定さ
れたブロワ制御電圧(=出力ブロワレベル)となるよう
にブロワ駆動回路8に出力信号を送る(ステップS
8)。
【0047】次に、ステップS6で決定された目標A/
M開度SW(Dr)、SW(Pa)となるようにサーボ
モータ17、18を通電制御する(ステップS9)。次
に、ステップS5で決定された吹出口モードとなるよう
にサーボモータ28、29、39を通電制御する(ステ
ップS10)。その後に、ステップS2の処理に戻る。
【0048】次に、本実施形態のエアコンECU10に
よるウォームアップ初期のウインドウ防曇制御を図1に
基づいて説明する。ここで、図1はエアコンECU10
によるウォームアップ初期のウインドウ防曇制御を示す
フローチャートである。
【0049】先ず、図1のルーチンが起動すると、冷却
水温センサ75の検出値であるエンジン冷却水温(T
W)が所定値(例えば60℃)未満であるか否かを判定
する(ステップS21)。この判定結果がYESの場
合、すなわち、エンジン冷却水温(TW)が60℃未満
であれば、ウォームアップ初期のウインドウ防曇制御を
実施する必要があるため、ステップS22の制御処理に
進む。
【0050】また、ステップS21の判定結果がNOの
場合には、図1のルーチンを抜ける。すなわち、エンジ
ン冷却水温(TW)が60℃以上であれば、瞬時にフロ
ントウインドウの内面の曇りを晴らすことができると判
断して、ウォームアップ初期のウインドウ防曇制御を実
施しない。
【0051】一方、ステップS21の判定結果がYES
の場合には、先ず、ウインドウ防曇制御を実施する制御
時間Tx(sec)を決定する(ステップS22)。こ
こで、空調ダクト2内の湿度は、エバポレータ41に付
着した水分が、近くに設置されたヒータコア42に流入
するエンジン冷却水によって暖められて水分が蒸発する
時間が長い程、高くなる。
【0052】このため、前回のイグニッションスイッチ
IG・ON→OFFからの経過時間、つまりエンジンを
停止してからエンジンを再始動するまでの経過時間T
(min)が長い程、ウォームアップ初期のウインドウ
防曇制御を実施する制御時間Tx(sec)を長く設定
することが望ましい。
【0053】ウインドウ防曇制御を実施する制御時間T
x(sec)が決定したら、エンジンを再始動してから
制御時間Tx(sec)が経過するまで、ブロワ4をO
FFすると共に、強制的に冷凍サイクルのコンプレッサ
とコンデンサファンをONする。そして、制御時間Tx
(sec)が経過してから制御時間Tx+6(sec)
までの間、乗員への違和感をなくすため、ブロワ風量f
xを徐々にリニアに増加し、通常の風量制御に戻すよう
にする(ステップS23)。
【0054】次に、図5のフローチャートのステップS
4で決定したオートブロワ風量と、ステップS23で決
定したウインドウ防曇制御中のブロワ風量fxとを比較
して、小さい方を出力ブロワレベル(ブロワ制御電圧)
とし、ステップS8の出力制御に利用する(ステップS
24)。その後に、図1のルーチンを抜ける。
【0055】〔実施形態の効果〕以上のように、本実施
形態のA/Cユニット1においては、空調または送風開
始時、あるいはエンジンの再始動時に、エンジン冷却水
温(TW)がまだ冷え切っていない場合、エンジンを再
始動してから制御時間Tx(sec)が経過するまで、
コンプレッサとコンデンサファンを強制的にONし、且
つブロワ4をOFFする。これにより、エバポレータ4
1の温度を下げて、空調ダクト2内の湿気をエバポレー
タ41の表面に結露させることによって、車室内への送
風を開始する前に空調ダクト2内を除湿することができ
る。
【0056】それによって、湿気を含んだ空気がDEF
吹出口20からフロントウインドウの内面へ吹き出すこ
とはなく、ブロワ4の作動を開始した後は、湿気の少な
い空気がヒータコア42を通過する際に再加熱され、高
温の空調風が吹出口から車室内へ吹き出す。例えば吹出
口モードがF/DモードまたはDEFモードに設定され
ている場合には、DEF吹出口20からフロントウイン
ドウの内面へ高温の空調風が吹き出すことにより、フロ
ントウインドウの内面の防曇または曇りを晴らすことが
できる。
【0057】また、エンジン冷却水温(TW)が60℃
以上の場合には、空調ダクト2内の湿度の上昇はまだ小
さく、また、多少フロントウインドウの内面が曇ったと
しても、例えばDEF吹出口20から吹き出される吹出
風の吹出温度が高温のため、瞬時にフロントウインドウ
の内面の防曇または曇りを晴らすことができる。
【0058】〔他の実施形態〕本実施形態では、図1の
ルーチンのステップS21において、エンジン冷却水温
(TW)が所定値(例えば60℃)未満であるか否かを
判定するようにしているが、その他加熱用熱交換器(ヒ
ータコア42)の温度など、DEF吹出口20からフロ
ントウインドウの内面へ吹き出される吹出風の吹出温度
が推定または検出できるものであれば、何でも良い。す
なわち、フロントウインドウの内面に曇りが起きた時
に、瞬時にフロントウインドウの内面の曇りを除去する
ことが可能であるか否かを判定する。
【0059】また、図1のルーチンのステップS21に
おいて、吹出口モードがフロントウインドウへの風洩れ
有りのFOOTモードまたはフロントウインドウへの風
洩れ無しのFOOTモードまたはF/Dモードに設定さ
れているか否かを判定するようにして、空調または送風
開始、あるいはエンジン始動時に、DEF吹出口20か
らフロントウインドウの内面へ吹出風が吹き出し易い状
態であるか否かを判定しても良い。また、図1のルーチ
ンのステップS21はなくても良い。また、本実施形態
では、車両駆動手段として、車両走行用の水冷式エンジ
ンを用いたが、車両駆動手段として、車両走行用の水冷
式モータを用いても良い。
【0060】また、ウォームアップ初期のウインドウ防
曇制御の制御時間は、前回のIG・ON→IG・OFF
からの経過時間、つまりエンジンを停止してからエンジ
ンを再始動するまでの経過時間により演算したが、前回
の空調または送風が停止した時からの経過時間など、空
調ダクト2内の湿度の上昇度合が推定できるものであれ
ば、何でも良い。なお、空調ダクト2内に直接湿度セン
サを設けても良い。
【0061】また、ウォームアップ初期のウインドウ防
曇制御中、強制的に冷凍サイクルのコンプレッサをON
したが、非常に外気温が低く、コンプレッサのロックの
恐れがある時や、冷媒圧力異常の時、あるいは乗員がコ
ンプレッサの作動を手動操作によりOFFしている時な
どは、本実施形態のウインドウ防曇制御をキャンセルす
るようにしても良い。この場合、コンプレッサが作動し
ないと、空調ダクト2内の除湿効果が得られないので、
代わりに、FACEモードやB/Lモード等のフロント
ウインドウへの空調風の吹き出しが非常に少ない吹出口
モードに切り替えて、車室内に送風することで、空調ダ
クト2内を除湿しても良い。
【0062】また、ウインドウ防曇制御の制御時間中は
ブロワ4をOFFとしたが、F/Dモード等のフロント
ウインドウへの空調風の吹き出しが比較的に少ない吹出
口モード(例えばFACEモードまたはB/Lモードま
たはFOOTモードまたはF/Dモード)に切り替え
て、ブロワ4を低回転で作動させることにより、ウイン
ドウ防曇制御の制御時間を短くするようにしても良い。
【0063】本実施形態では、圧縮機として電磁式容量
可変弁を有する可変容量型コンプレッサを用いた例を説
明したが、圧縮機として電磁クラッチでON/OFFさ
れるコンプレッサ、あるいはモータにより駆動される電
動式のコンプレッサを用いても良い。外部容量可変型コ
ンプレッサにおいては、本実施形態のウインドウ防曇制
御を最大能力で行うことにより、ウインドウ防曇制御の
制御時間を短くすることができる。
【0064】本実施形態では、冷却または除湿手段とし
て、空調ダクト2内を流れる空気を冷却または除湿する
エバポレータ(冷却用熱交換器)41、およびこのエバ
ポレータ41より吸入した冷媒を圧縮するコンプレッサ
を有する冷凍サイクルを適用した例を説明したが、冷却
または除湿手段として、冷凍サイクルのエバポレータ4
1以外にも、ペルチェ素子またはその他の化学反応を利
用する冷却用熱交換器を有する冷却または除湿手段を用
いても良い。さらに、ヒータコア42の代わりに、冷凍
サイクルのコンデンサ(加熱用熱交換器)を設置しても
良い。
【0065】また、送風機の作動を停止させるか、ある
いは非常に低風量にする所定時間は、冷却水温、車室内
温度、日射量、ウインドウ温度、ウインドウ透過度、ウ
インドウ透過面積、シート温度、ステアリング温度、加
熱用熱交換器(ヒータコア42)温度、冷却用熱交換器
(エバポレータ41)温度、冷却用熱交換器(エバポレ
ータ41)付近温度(=エバ後温度)、湿度、ウインド
ウ曇り面積のうちの1つ以上のパラメータによって演算
しても良い。これらによっても、空調ダクト2内の湿度
の上昇度合およびフロントウインドウの曇り易さを推定
することができる。
【0066】また、冷凍サイクルのコンプレッサを作動
させるか、あるいは強く作動させる所定時間は、冷却水
温、車室内温度、日射量、ウインドウ温度、ウインドウ
透過度、ウインドウ透過面積、シート温度、ステアリン
グ温度、加熱用熱交換器温度(ヒータコア42)温度、
冷却用熱交換器(エバポレータ41)温度、冷却用熱交
換器(エバポレータ41)付近温度(=エバ後温度)、
湿度、ウインドウ曇り面積のうち1つ以上のパラメータ
によって演算しても良い。
【0067】また、冷凍サイクルのコンプレッサの作動
を停止または弱くする所定条件は、冷却水温、車室内温
度、日射量、ウインドウ温度、ウインドウ透過度、ウイ
ンドウ透過面積、シート温度、ステアリング温度、加熱
用熱交換器温度(ヒータコア42)温度、冷却用熱交換
器(エバポレータ41)温度、冷却用熱交換器(エバポ
レータ41)付近温度(=エバ後温度)、湿度、ウイン
ドウ曇り面積のうち1つ以上のパラメータにより決定し
ても良い。これらによって、コンプレッサの作動時間を
短くし、省エネルギーおよびコンプレッサのロックの可
能性を減少させることができると共に、フロントウイン
ドウの曇りの可能性が少ない、または曇っても瞬時に除
去できる。
【0068】また、本実施形態のウインドウ防曇制御を
実施中であることを、乗員に知らせる視覚表示手段や聴
覚表示手段を設けることにより、空調開始しているにも
拘らず、吹出口から風が出ないことで乗員が違和感を感
じることを防ぐことができる。また、DEFモード時は
とにかく高風量を出すことで、多少エンジン冷却水温が
低くても、フロントウインドウの防曇効果が上がるの
で、本実施形態のウインドウ防曇制御を中止または中断
するようにしても良い。
【0069】本実施形態では、運転席側、助手席側の設
定温度TSET(Dr)、TSET(Pa)、内気温セ
ンサ値TR、外気温センサ値TAMおよび日射センサ値
TS(Dr)、TS(Pa)によって演算した目標吹出
温度TAO(Dr)、TAO(Pa)に基づいて、快適
な空調または風量制御を行うようにしているが、少なく
とも車室内の設定温度と内気温センサ値TRとの温度偏
差によって演算した車室内の熱負荷に基づいて、快適な
空調または風量制御を行うようにしても良い。
【0070】本実施形態では、エアコン操作パネル51
に設けられたMODE切替スイッチ57を操作すること
で、FOOTモードよりもフロントウインドウの内面へ
空調風を吹き出す吹出割合が多いF/Dモードに設定す
る例を説明したが、吹出口モードのオート制御において
目標吹出温度TAOが所定値以上に高く、吹出口モード
としてFOOTモードが選択された際に、外気温が所定
値(例えば5℃)未満で、且つ日射量が所定値(例えば
200W/m2 )未満の時に、吹出口モードをF/Dモ
ードに自動的に設定するようにしても良い。
【0071】本実施形態では、エアコン操作パネル51
に設けられたDEFスイッチ54を押すことで、FOO
Tモードよりもフロントウインドウの内面へ空調風を吹
き出す吹出割合が非常に多いDEFモードに設定する例
を説明したが、吹出口モードのオート制御において目標
吹出温度TAOが所定値以上に高く、吹出口モードとし
てFOOTモードが選択された際に、外気温が所定値
(例えば−5℃)未満で、且つ日射量が所定値(例えば
50W/m2 )未満の時に、吹出口モードをDEFモー
ドまたはF/Dモードに自動的に設定するようにしても
良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】エアコンECUによるウォームアップ初期のウ
インドウ防曇制御を示したフローチャートである(実施
形態)。
【図2】A/Cユニットの全体構成を示した模式図であ
る(実施形態)。
【図3】車両のダッシュパネルを示した正面図である
(実施形態)。
【図4】エアコン操作パネルを示した正面図である(実
施形態)。
【図5】エアコンECUの制御プログラムの一例を示し
たフローチャートである(実施形態)。
【図6】目標吹出温度に対するブロワ制御電圧特性を示
した特性図である(実施形態)。
【図7】目標吹出温度に対する吹出口モード制御特性を
示した特性図である(実施形態)。
【符号の説明】
1 A/Cユニット 2 空調ダクト 4 ブロワ(送風機) 8 ブロワ駆動回路 9 ブロワモータ(アクチュエータ) 10 エアコンECU(空調制御手段) 20 DEF吹出口 21 FACE吹出口 22 FACE吹出口 23 FOOT吹出口 24 運転席側吹出口切替ドア(吹出口モード切替手
段) 25 運転席側吹出口切替ドア(吹出口モード切替手
段) 26 運転席側吹出口切替ドア(吹出口モード切替手
段) 28 サーボモータ(アクチュエータ) 29 サーボモータ(アクチュエータ) 31 FACE吹出口 32 FACE吹出口 33 FOOT吹出口 35 助手席側吹出口切替ドア(吹出口モード切替手
段) 36 助手席側吹出口切替ドア(吹出口モード切替手
段) 39 サーボモータ(アクチュエータ) 41 エバポレータ(冷却用熱交換器) 42 ヒータコア(加熱用熱交換器)
フロントページの続き (72)発明者 稲垣 智博 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 加古 知之 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 3L011 AC02 AU02

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両駆動手段を搭載した車両の車室内の空
    調を行う車両用空調装置において、 (a)少なくともウインドウへ空調風を吹き出す吹出口
    を有する空調ダクトと、 (b)この空調ダクト内において車室内に向かう空気流
    を発生させる送風機と、 (c)前記空調ダクト内を流れる空気を冷却または除湿
    する冷却用熱交換器を有する冷却または除湿手段と、 (d)前記冷却用熱交換器よりも下流側に設置されて、
    前記空調ダクト内を流れる空気を前記車両駆動手段を冷
    却する冷却水と熱交換して加熱する加熱用熱交換器と、 (e)空調または送風開始時に、所定時間が経過するま
    で、前記送風機の作動を停止させるか、あるいは非常に
    低風量にすると共に、 所定条件を満たすまで、前記冷却または除湿手段を作動
    させるか、あるいは強く作動させる空調制御手段とを備
    えたことを特徴とする車両用空調装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の車両用空調装置におい
    て、 前記所定条件を満たすまでとは、所定時間が経過するま
    でであることを特徴とする車両用空調装置。
  3. 【請求項3】車両駆動手段を搭載した車両の車室内の空
    調を行う車両用空調装置において、 (a)少なくともウインドウへ空調風を吹き出す吹出口
    を有する空調ダクトと、 (b)この空調ダクト内において車室内に向かう空気流
    を発生させる送風機と、 (c)前記空調ダクト内を流れる空気を冷却または除湿
    する冷却用熱交換器を有する冷却または除湿手段と、 (d)前記冷却用熱交換器よりも下流側に設置されて、
    前記空調ダクト内を流れる空気を前記車両駆動手段を冷
    却する冷却水と熱交換して加熱する加熱用熱交換器と、 (e)前記車両駆動手段の始動時に、所定時間が経過す
    るまで、前記送風機の作動を停止させるか、あるいは非
    常に低風量にすると共に、 所定条件を満たすまで、前記冷却または除湿手段を作動
    させるか、あるいは強く作動させる空調制御手段とを備
    えたことを特徴とする車両用空調装置。
  4. 【請求項4】請求項3に記載の車両用空調装置におい
    て、 前記所定条件を満たすまでとは、所定時間が経過するま
    でであることを特徴とする車両用空調装置。
  5. 【請求項5】請求項1ないし請求項4のうちいずれかに
    記載の車両用空調装置において、 前記空調制御手段は、前記制御により演算した風量、あ
    るいは車室内の熱負荷により演算した風量のうち小さい
    方を制御に用いることを特徴とする車両用空調装置。
  6. 【請求項6】請求項1ないし請求項5のうちいずれかに
    記載の車両用空調装置において、 前記送風機の作動を停止させるか、あるいは非常に低風
    量にする所定時間は、前回、車両駆動手段、あるいは前
    記冷却または除湿手段、あるいは前記送風機の作動が停
    止してからの時間が長い程、長くすることを特徴とする
    車両用空調装置。
  7. 【請求項7】請求項1ないし請求項6のうちいずれかに
    記載の車両用空調装置において、 前記送風機の作動を停止させるか、あるいは非常に低風
    量にする所定時間は、 冷却水温、車室内温度、日射量、ウインドウ温度、ウイ
    ンドウ透過度、ウインドウ透過面積、シート温度、ステ
    アリング温度、加熱用熱交換器温度、冷却用熱交換器温
    度、冷却用熱交換器付近温度のうち1つ以上が所定値以
    上の時、あるいは湿度、ウインドウ曇り面積のうち1つ
    以上が所定値以下の時、少なくするか、あるいは0にす
    ることを特徴とする車両用空調装置。
  8. 【請求項8】請求項1ないし請求項7のうちいずれかに
    記載の車両用空調装置において、 前記送風機の作動を停止させるか、あるいは非常に低風
    量にする所定時間は、冷却水温、車室内温度、日射量、
    ウインドウ温度、ウインドウ透過度、ウインドウ透過面
    積、シート温度、ステアリング温度、加熱用熱交換器温
    度、冷却用熱交換器温度、冷却用熱交換器付近温度のう
    ち1つ以上が高い程、あるいは湿度、ウインドウ曇り面
    積のうち1つ以上が低い程、少なくすることを特徴とす
    る車両用空調装置。
  9. 【請求項9】請求項1ないし請求項8のうちいずれかに
    記載の車両用空調装置において、 前記冷却または除湿手段を作動させるか、あるいは強く
    作動させる所定時間は、 冷却水温、車室内温度、日射量、ウインドウ温度、ウイ
    ンドウ透過度、ウインドウ透過面積、シート温度、ステ
    アリング温度、加熱用熱交換器温度、冷却用熱交換器温
    度、冷却用熱交換器付近温度のうち1つ以上が所定値以
    上の時、あるいは湿度、ウインドウ曇り面積のうち1つ
    以上が所定値以下の時、少なくするか、あるいは0にす
    ることを特徴とする車両用空調装置。
  10. 【請求項10】請求項1ないし請求項9のうちいずれか
    に記載の車両用空調装置において、 前記冷却または除湿手段を作動させるか、あるいは強く
    作動させる所定時間は、 冷却水温、車室内温度、日射量、ウインドウ温度、ウイ
    ンドウ透過度、ウインドウ透過面積、シート温度、ステ
    アリング温度、加熱用熱交換器温度、冷却用熱交換器温
    度、冷却用熱交換器付近温度のうち1つ以上が高い程、
    あるいは湿度、ウインドウ曇り面積のうち1つ以上が低
    い程、少なくすることを特徴とする車両用空調装置。
  11. 【請求項11】請求項1ないし請求項10のうちいずれ
    かに記載の車両用空調装置において、 前記冷却または除湿手段の作動を停止または弱くする所
    定条件とは、 冷却水温、車室内温度、日射量、ウインドウ温度、ウイ
    ンドウ透過度、ウインドウ透過面積、シート温度、ステ
    アリング温度、加熱用熱交換器温度、冷却用熱交換器温
    度、冷却用熱交換器付近温度のうち1つ以上が所定値以
    上となるか、あるいは湿度、ウインドウ曇り面積のうち
    1つ以上が所定値以下となることであることを特徴とす
    る車両用空調装置。
  12. 【請求項12】請求項1ないし請求項11のうちいずれ
    かに記載の車両用空調装置において、 前記冷却または除湿手段の作動を停止または弱くする所
    定条件とは、 冷却水温、車室内温度、日射量、ウインドウ温度、ウイ
    ンドウ透過度、ウインドウ透過面積、シート温度、ステ
    アリング温度、加熱用熱交換器温度、冷却用熱交換器温
    度、冷却用熱交換器付近温度のうち1つ以上が所定量以
    上上がるか、あるいは湿度、ウインドウ曇り面積のうち
    1つ以上が所定量以上下がることであることを特徴とす
    る車両用空調装置。
  13. 【請求項13】請求項1ないし請求項12のうちいずれ
    かに記載の車両用空調装置において、 前記送風機の作動を停止させるか、あるいは非常に低風
    量にする時、乗員にウインドウ曇り防止制御中である旨
    を表示または音または音声で伝えることを特徴とする車
    両用空調装置。
  14. 【請求項14】請求項1ないし請求項13のうちいずれ
    かに記載の車両用空調装置において、 前記制御を、キャンセル可能な手段を設けたことを特徴
    とする車両用空調装置。
  15. 【請求項15】請求項1ないし請求項14のうちいずれ
    かに記載の車両用空調装置において、 前記制御を、DEFモード時またはMAX・HOT時ま
    たはMAX・COOL時、キャンセルすることを特徴と
    する車両用空調装置。
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