JP2505888B2 - 自動車用空調装置 - Google Patents

自動車用空調装置

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JP2505888B2 JP1184347A JP18434789A JP2505888B2 JP 2505888 B2 JP2505888 B2 JP 2505888B2 JP 1184347 A JP1184347 A JP 1184347A JP 18434789 A JP18434789 A JP 18434789A JP 2505888 B2 JP2505888 B2 JP 2505888B2
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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は自動的に車室内の熱環境状態を目標熱環境状
態に調節する自動車用空調装置に関する。
従来の技術 自動車用空調装置の中には、乗員の操作で設定された
設定室温,車室内に設けられた室温センサで検出された
室温(以下単に検出室温という),車体に設けられた日
射量センサで検出された日射量,車体に設けられた外気
温センサで検出された外気温等の車室内外の熱環境情報
に応じて、空調風を車室内に送出することにより、車室
内の熱環境状態が目標熱環境状態となるようにする、所
謂自動車空調装置(オートエアコン)が知られている。
この種の自動車用空調装置の中には、第6図に示すよ
うに、外気温が低い場合には設定室温を上昇させ、また
外気温が高い場合には設定室温を低下させるというよう
に、乗員の操作で既に設定されている設定室温を外気温
に逆比例させて例えば±2℃の範囲で補正するようにし
たものがある。
なぜならば通常、人間の体感は周囲が暑いときには室
温を低下させることで「涼しい」温冷感が得られ、逆に
周囲が寒いときには室温を上昇させることで「暖かい」
温冷感が得られる。このように設定室温を周囲の温度と
逆比例する補正を行うことで温冷感が刺激され、より快
適に感じられるからである。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、人間工学的に見て温冷感は個人差が激
しい項目の1つであるにも拘わらず、設定室温の補正量
は外気温にもとづいて一義的に設定されているため、必
ずしも個々の乗員にとって快適な空調を得られるとは言
い難かった。
課題を解決するための手段 熱環境情報入力手段から入力された設定室温,検出室
温,外気温,日射量等の車室内外の熱環境情報により、
空調装置本体を駆動して車室内を空調するようにした自
動車用空調装置において、乗員が感じた車室内の熱環境
感を申告する乗員熱環境感入力手段と、この熱環境感入
力手段から入力された乗員の熱環境感の度合いと前記熱
環境情報の度合いとから、吹き出し風温を補正する補正
手段とを補えている。
そして、前記補正手段は、熱環境情報入力手段から入
力された熱環境情報の度合いが、各熱環境情報の組み合
わせに基づいて予め多段階に区分した熱環境情報区分評
価値のうちのいずれに該当するか特定する一方、前記乗
員熱環境感入力手段から入力された乗員の熱環境感の度
合いが、その乗員熱環境感入力手段の操作状態に基づい
て予め多段階に区分した温冷感区分評価値のうちのいず
れに該当するか特定し、それらの熱環境情報区分評価値
の各区分と温冷感区分評価値の各区分とをパラメータと
して補正評価値を割り付けたデータテーブルについて、
乗員の申告操作の度にその時の熱環境情報区分評価値の
区分における該当する温冷感区分評価値の区分の補正評
価値をインクリメントするとともにそれを更新学習し、
さらにその時の熱環境情報区分評価値の区分に属する補
正評価値総和分の温冷感区分評価値の平均値を補正量と
して算出してこの平均値に応じて目標とする吹き出し風
温を補正するものである。
作用 乗員が乗員熱環境感入力手段を操作すると、補正手段
が熱環境感の度合いと熱環境情報の度合いとに応じて、
例えば乗員の操作で既に設定されている設定室温を補正
し、その補正設定室温に応じて目標とする吹き出し風温
も補正されることから、この補正された吹き出し風温に
もとづいて空調装置本体を駆動し、車室内が乗員各人に
適応した状態に空調される。
実施例 第1実施例(第1〜3図参照) この第1実施例では大まかには、第1図に示すよう
に、空調装置本体1と熱環境情報入力手段2と空調装置
のメインスイッチとしてのオートスイッチ3と制御装置
4と乗員熱環境感入力手段5と熱環境感表示手段6と補
正手段7とを備えている。
空調装置本体1はブロアユニット10とクーリングユニ
ット11とヒータユニット12とダクトユニット13とを備え
ている。ブロアユニット10には外気導入口15と内気導入
口16とインテークドア17とブロアファン18とが設けられ
ている。外気導入口15は走行風圧を受けて外気を導入す
る。内気導入口16は車室内の空気を導入する。シンテー
クドア17は制御装置4で駆動されるアクチュエータ19に
より外気導入口15と内気導入口16とを選択的に開閉す
る。ブロアファン18は制御装置4で駆動されるアクチュ
エータとしてのブロアファンモータ20により回転する。
クーリングユニット11にはエバポレータ21が設けられて
いる。エバポレータ21は図外のコンプレッサ,コンデン
サ,膨張弁等で構成した冷凍サイクルから供給される冷
媒で通過する空気を冷却する。ヒータユニット12にはヒ
ータコア22とエアミックスドア23とエアミックスチャン
バ24とが設けられている。ヒータコア22は図外のエンジ
ン,温水コック,膨張弁等で構成した加熱サイクルから
供給される温水で通過した空気を暖める。エアミックス
ドア23は制御装置4で駆動されるアクチュエータ25によ
り、エバポレータ21を通過して冷えている空気がヒータ
コア22を迂回して冷えたままの冷気とエバポレータ21を
通過して冷えている空気がヒータコア22を通過して暖め
られた暖気との割合を調整するように、開閉する。ダク
トユニット13にはデフロスタダクト27とベンチレータダ
クト28と足元ダクト29とデフロスタドア30とベンチレー
タドア31と足元ドア32とが設けられている。デフロスタ
ダクト27はインストルメントパネル33は設けられたデフ
ロスタ吹き出し口34に接続され、図外のフロントウイン
ドウに向けて空調風を吹き出す。デフロスタ吹き出し口
34には風向設定器としてのルーバ35が設けられている。
ベンチレータダクト28はインストルメントパネル33に設
けられたベンチレータ吹き出し口36に接続され、乗員の
上半身に向けて空調風を吹き出す。ベンチレータ吹き出
し口36には風向設定器としてのルーバ37,38が設けられ
ている。足元ダクト29の吹き出し口は乗員の足元に向け
て空調風を吹き出す。デフロスタドア30,ベンチレータ
ドア31,足元ドア32はそれぞれ制御装置4で駆動される
アクチュエータ40,41,42によりデフロスタダクト27,ベ
ンチレータダクト28,足元ダクト29を個別に開閉する。
熱環境情報入力手段2は車室内外の複数の熱環境情報
を入手するものであって、室温センサ45と外気温センサ
46と日射量センサ47と室温設定器48とで構成されてい
る。室温センサ45は現在の車室内の雰囲気温度を検出室
温Ticとして検出し、この検出室温Ticに応じた電気量
を制御装置4に出力する。外気温センサ46は現在の車室
外の雰囲気温度を外気温Taとして検出し、この外気温
aに応じた電気量を制御装置4に出力する。日射量セ
ンサ47は受光した日射量Sに応じた電気量を制御装置4
に出力する。室温設定器48は、一般的には車室内の乗員
の操作し易い部分に配置された図外の空調操作盤に図外
のブロアファンスイッチや図外の内外気モード設定器な
らびに図外の吹き出し口モード設定器と一緒に組み付け
られ、乗員の操作で乗員が希望する温度を設定室温T
setとして設定し、この設定室温Tsetに応じた電気量を
制御装置4に出力する。
オートスイッチ3は図外のマニュアルスイッチとで空
調装置のメインスイッチを構成するものであって、一般
的には前述の空調操作盤に組み付けられている。
制御装置4はマイクロコンピュータに構成されてお
り、前述のマニュアルスイッチのオン動作により、マイ
クロコンピュータのメモリにシステムベースとして予め
設定されたマニュアルプログラムにしたがって、検出室
温Ticが設定室温Tsetとなるように、空調装置本体1
を駆動制御する。このマニュアルプログラムによる駆動
制御において、空調風の風量は前述のブロアファンスイ
ッチの乗員によるオン操作量で選択され、内外気モード
は前述の内外気モード設定器の乗員による操作で内気循
環モード,外気導入モード,半内気循環・半外気導入モ
ードの1つが選択され、吹き出し口モードは前述の吹き
出し口モード設定器の乗員による操作で例えばベントモ
ード,フットモード,デフロストモードの1つが選択さ
れる。また制御装置4はオートスイッチ3のオン動作に
より、マイクロコンピュータのメモリにシステムベース
として予め設定されたオートプログラムにしたがって、
検出室温Tic,外気温Ta,日射量S,設定室温Tset等の
熱環境情報に応じて、車室内の熱環境情報が目標熱環境
状態となるように、空調装置本体1を駆動制御する機能
に加えて、補正手段7で行われるところの、個人差によ
る乗員の熱環境感Hfの度合いと熱環境情報の度合いと
に応じて設定室温Tsetを補正し、空調装置本体1を適
応制御する機能をもっている。さらに制御装置4のオー
トプログラムには、 第3図のステップ115に示す目標吹き出し風温度と吹き
出し口モードとの関係を規定する知識 …………と、 第3図のステップ116に示す温度差とブロアファンモー
タ印加電圧値との関係を規定する知識 …………と、 目標吹き出し風温度式 Tof=A・Ta+B・Tic+C・Tset※+D・S+E…
…と、 エアミックスドア開度式 X=F・Tof 2+G・Tof+H …………と、 等が組み込まれている。なお上記式,中の係数A,B,
C,D,E,F,G,Hは定数である。
乗員熱環境感入力手段5は、例えば前述の空調操作盤
に組み付けられ、乗員が感じた車室内の熱環境感Hf
して、例えば「暑い」という温冷感Hf-1と、「寒い」
という温冷感Hf-2とを申告するものであって、「暑
い」という温冷感Hf-1に対応する自己復帰型ボタンス
イッチ50と、「寒い」という温冷感Hf-2に対応する自
己復帰型ボタンスイッチ51とで構成されており、第2,3
図のステップ109〜111に示すように、オートスイッチ3
がオン動作している際に、乗員がボタンスイッチ50を押
すことにより「暑い」という温冷感Hf-1に相当する電
気量を制御装置4に出力し、乗員がボタンスイッチ51を
押すことにより「寒い」という温冷感Hf-2に相当する
電気量を制御装置4に出力する。
熱環境感表示手段6は車体の乗員の見易い部分である
インストルメントパネル33に設けられ、乗員熱環境感入
力手段5から制御装置4に入力された「暑い」,「寒
い」なる温冷感Hfの度合いに応じて下記表1に示すよ
うな表示用語を乗員が視認または聴覚できるように表示
するものであって、例えば液晶デバイスまたは音声発生
デバイスで構成される。
補正手段7は、制御装置4がマイクロコンピュータに
構成されていることから、マイクロコンピュータのメモ
リに別々のシステムベースとして設定されており、例え
ば 車室内外の熱環境情報評価式 W=I・Tic+J・S+K・Ta+L ……と、 熱環境情報評価値(熱環境情報の度合い)Wを0〜6の
整数なる7段階の熱環境情報区分評価値W1に区分する
知識 ……と、 下記表2に示すように乗員熱環境感入力手段5の操作具
合と温冷感評価値Yとの関係(熱環境感の度合い)を規
定する知識 ……と、 下記表3に示すように温冷感評価値Yを7つの温冷感区
分評価値Y1に区分する知識 ……と、 下記表4に示すように熱環境情報区分評価値W1と温冷
感区分評価値Y1とから補正評価値Zを規定する知識 …
…と、 等が組み込まれ、第2,3図のステップ103〜111に示すよ
うに、乗員熱環境感入力手段5から入力された「暑
い」,「寒い」なる温冷感Hfの度合いと、車室内外の
熱環境情報の度合いとから、乗員の室温設定器48操作に
より制御装置4に設定されている設定室温Tsetを補正
する。この補正設定室温はTset※として、設定室温T
setと区別する。なお上記式中の係数I,J,K,Lは定数で
ある。また、上記の知識中の補正評価値Zは後述する
ように実質的に乗員による温冷感の申告回数をあらわす
ものである。
以上の第1実施例の作用を、乗員がオートスイッチ3
をオン動作した場合について、第2,3図に示したフロー
チャートを参照しながら詳述する。
先ずステップ101ではオートスイッチ3がオン,オフ
のいずれかに設定されているかを判断し、オートスイッ
チ3がオンであればステップ102に進み、オートスイッ
チ3がオフであればステップ101に戻る。
次にステップ102では外気温センサ46,室温センサ45,
室温設定器48,日射量センサ47それぞれから出力された
車室内外の熱環境情報としての外気温Ta,検出室温T
ic,設定室温Tset,日射量Sが、また乗員熱環境感入
力手段5から出力された熱環境感としての温冷感Hf
マイクロコンピュータのサブメモリに一時記憶される。
ステップ103では乗員から温冷感Hfの申告があったか
どうかを判別する。もし温冷感Hfの申告があればステ
ップ104に進み、もし温冷感Hfの申告がなければステッ
プ112に進む。
ステップ104では検出室温Tic,日射量S,外気温Ta
熱環境情報評価式に代入して熱環境情報評価値Wを演
算し、この演算結果をサブメモリに一時記憶する。
ステップ105ではステップ104で求めた熱環境情報評価
値Wを知識により例えば0から6の7段階のうちの1
つの整数に変換して区分化し、この熱環境情報区分評価
値W1をサブメモリに一時記憶する。もし0未満であれ
ば0にする。また6を越えるならば6にする。
ステップ106では乗員による温冷感Hfの申告の評価を
行う。すなわち表2に示す知識から乗員の乗員熱環境
感入力手段5の操作具合に応じた温冷感評価値Yを演算
し、この演算結果をサブメモリに一時記憶する。
ステップ107ではステップ106で求めた温冷感評価値Y
に応じた表示語を表1から選択し、この選択結果をサブ
メモリに一時記憶する。
ステップ108ではステップ106で求めた温冷感評価値Y
を表3に示す知識から例えば「+3」,「+2」,
「+1」,「0」,「−1」,「−2」,「−3」の7
段階のうちの1つの整数に変換して区分化し、この温冷
感区分評価値Y1をサブメモリに一時記憶する。すなわ
ち乗員の乗員熱環境感入力手段5の操作具合から温冷感
評価値Yとして表2に示す知識から比較的大きな値、
例えば+4が選ばれても少し緩和した温冷感区分評価値
1をとることにより、後述のステップ111で求められる
補正設定室温Tset※の値が極端に大きくならないよう
にするためである。
ステップ109では表4に示す知識を作成する。すな
わち、先ず乗員によって入力された時点での車室内のス
テップ105で求めた熱環境情報区分評価値W1とステップ
108で求めた温冷感区分評価値Y1とに該当する知識中
のセル(表4の1区画)の補正評価値Zに1を加算す
る。すなわち、乗員による温冷感申告の操作があるとそ
の都度表4のうちのいずれか一つのセルの補正評価値Z
に1が加算(インクリメント)されて更新され、それぞ
れの補正評価値Zの値は、実質的に該当する熱環境情報
区分評価値W1のもとでの該当する温冷感区分評価値Y1
の申告回数をあらわしている。ここで、そのセルにおけ
る補正評価値Zが7を越えた場合には、同じ熱環境情報
区分評価値Y1のセル(表4で示すところの横の1行)
に関しては、全て1づつ減じる。ここでセルの内容がす
でに0である場合には1を減じないで0のままにしてお
く。
ステップ111ではステップ105で求めた熱環境情報区分
評価値W1に属する全部の補正評価値Zの総和分の温冷
感区分評価値Y1の平均値Y11を算出し、この演算結果
をサブメモリに一時記憶する。
例えば、先ずステップ105で熱環境情報区分評価値W1
として「4」が求められたとすると、表4に示す知識
の熱環境情報区分評価値欄の「4」行に有る補正評価値
Zの総和M1を求める。
総和M1=4+7+3+3+1=18 次に知識の熱環境情報区分評価値欄「4」の行に有
る補正評価値Z個々に温冷感区分評価値Y1を掛けたも
のの総和M2を求める。
総和M2=(−1)×4+(0)×7+(+1)×3+
(+2)×3+(+3)×1=8 そして総和M1/総和M2を演算して温冷感区分評価値
1の平均値Y11を補正量として求める。
平均値Y11=8/18=0.444…… ステップ111では設定室温Tsetの補正を行う。すなわ
ちステップ102で読み込んだ設定室温Tsetにステップ11
0で求めた平均値Y11を加算して補正設定室温Tset※を
算出する。そしてステップ113に進む。
ステップ112ではステップ103で乗員による温冷感Hf
の申告がなかった場合であるのでステップ102で読み込
んだ設定室温Tsetをそのまま補正設定室温Tset※とし
て変換する。そしてステップ113に進む。
ステップ113では外気温Ta,検出室温Tic,補正設定
室温Tset※を、目標吹き出し風温度式に代入して目
標吹き出し風温度Tofを演算し、この演算結果をサブメ
モリに一時記憶する。
ステップ114ではステップ113で求めた目標吹き出し風
温度Tofをエアミックスドア開度式に代入してエアミ
ックスドア開度Xを演算し、この演算結果をサブメモリ
に一時記憶する。
ステップ115ではステップ113で求めた目標吹き出し風
温度Tofにもとづいて、目標吹き出し風温度と吹き出し
口モードとの関係を規定する知識から下記表5に示す
フットモード,バイレベルモード,ベントモードの吹き
出し口モードを決定し、サブメモリに一時記憶する。
ステップ116では検出室温Ticと補正設定室温Tset
との温度差±ΔT=Tic−Tset※を演算し、この温度
差±ΔTに応じてブロアファンモータ印加電圧値Vfan
を、温度差とブロアファンモータ印加電圧値との関係を
規定する知識から算出してサブメモリに一時記憶す
る。
ステップ117でブロアファンモータ印加電圧値Vfan
応じた電力をブロアファンモータ20に供給し、ブロアフ
ァンモータ20を回転駆動する。
ステップ118ではステップ114,115に応じた電力を各ア
クチュエータ25,40,41,42に供給し、エアミックスドア2
3,デフロスタドア30,ベンチレータドア31,足元ドア32を
ステップ114,115で設定された所定の状態に開閉駆動す
る。
ステップ119では乗員熱環境感表示手段6にステップ1
07で選択した表示語を表示する。
以上のステップ102〜119の処理はオートスイッチ3が
オン動作している間は繰り返す。
つまり、乗員からの「暑い」,「寒い」の申告の度合
いと、車室内外の熱環境情報の度合いとに応じて設定室
温Tsetを補正することで吹き出し風温度Torを補正
し、乗員の意思を容易に反映した空調制御を行うことが
できる。
第2実施例(第4,5図参照) この第2実施例は、温冷感Hfの申告による設定室温
setの補正が過去の平均的な値と大きく矛盾するよう
な場合に、過去の履歴によって本来の補正値をある程度
推定するようにした点に特徴がある。
この第2実施例の作用を第4,5図に示すフローチャー
トにもとづいて説明する。
先ずステップ201〜203は第1実施例のステップ101〜1
03と同じである。
ステップ204ては温冷感Hfの申告後の空調装置の使用
回数を0にリセットする。
ステップ205では温冷感Hfの申告後の空調装置の使用
回数を1回加算している。
ステップ206から212はステップ104からステップ110と
同じである。但し、前述の第1実施例における補正量は
開口の温冷感区分評価値Y1の平均値Y11となっている
ので、ここで新たに平均補正量Y11と名付けて後述の最
新補正量Y2と区別することにする。ここにいう最新補
正量Y2の値とは、最新の温冷感申告によって選択され
た温冷感区分評価値Y1の値である。
ステップ213は温冷感Hfの申告後の空調使用回数にも
とづいて、例えば使用回数が10回を越えると最新補正量
2を忘却するととも新たな最新補正量Y2として、その
2の値に忘却率をかけたものを設定する。
ステップ214では平均補正量Y11と最新補正量Y2との
大きさを比較する。そしてステップ215,216でその大き
い方を補正量として選択するようにしている。この比較
操作によって今回の空調装置使用の前に温冷感Hfの申
告で大きな値が入力された場合には、その補正量をある
程度引き継ぐことができる。そして使用回数の増加とと
もに過去の温冷感Hfの申告の平均的な値に戻すことが
できるので、一過的な温冷感Hfの申告による修正操作
や過去の平均的な操作と大きく矛盾するような修正に対
しては過去の履歴によって本来の修正値をある程度推定
することができる。
ステップ217から224はステップ111から119と同じであ
る。
なお本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
図示は省略するが、下記〜に示すようにすることも
できる。
前記各実施例では乗員の温冷感に基づいて学習する
制御を構築したが、温冷感に限らず風速感や空調装置本
体の操作系の中にある風量調節、吹き出し口モードの調
節、省力空調装置スイッチ、吸い込み口切換、さらにベ
ントグリルの風向あるいは風向範囲切換などの操作系を
学習する。
最新の操作量だけにもとづくのではなく、最新と最
新から1個以前の値とか、最新から数えて数個以前から
最新までの値を利用する。
忘却率を空調装置の使用回数で判断する形式にした
が、使用時間などの時間にかかわる要素を利用する。
設定室温を変えることにより吹き出し風温を変える
代わりに補正係数を変え、吹き出し風温を変える。
発明の効果 以上のように本発明によれば、乗員の熱環境感の度合
いと車室内外の熱環境情報の度合いとから、吹き出し風
温を補正することができるので、個人差の激しい乗員の
熱環境感に適応した空調快適性を容易かつ最大に得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例を示す概略構成図、第2,3
図は同第1実施例のフローチャート、第4,5図は本発明
の第2実施例のフローチャート、第6図は従来の自動車
用空調装置の作用説明図である。 1……空調装置本体、2……熱環境情報入力手段、5…
…乗員熱環境感入力手段、7……補正手段。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】熱環境情報入力手段から入力された設定室
    温,検出室温,外気温,日射量等の車室内外の熱環境情
    報により、空調装置本体を駆動して車室内を空調するよ
    うにした自動車用空調装置において、 乗員が感じた車室内の熱環境感を申告する乗員熱環境感
    入力手段と、 この熱環境感入力手段から入力された乗員の熱環境感の
    度合いと前記熱環境情報の度合いとから、吹き出し風温
    を補正する補正手段と、 を備えてなり、 前記補正手段は、 熱環境情報入力手段から入力された熱環境情報の度合い
    が、各熱環境情報の組み合わせに基づいて予め多段階に
    区分した熱環境情報区分評価値(W1)のうちのいずれ
    に該当するか特定する一方、 前記乗員熱環境感入力手段から入力された乗員の熱環境
    感の度合いが、その乗員熱環境感入力手段の操作状態に
    基づいて予め多段階に区分した温冷感区分評価値
    (Y1)のうちのいずれかに該当するか特定し、 それらの熱環境情報区分評価値(W1)の各区分と温冷
    感区分評価値(Y1)の各区分とをパラメータとして補
    正評価値(Z)を割り付けたデータテーブルについて、
    乗員の申告操作の度にその時の熱環境情報区分評価値
    (W1)の区分における該当する温冷感区分評価値
    (Y1)の区分の補正評価値(Z)をインクリメントす
    るとともにそれを更新学習し、さらにその時の熱環境情
    報区分評価値(W1)の区分に属する補正評価値(Z)
    総和分の温冷感区分評価値(Y1)の平均値(Y11)を
    補正量として算出してこの平均値(Y11)に応じて目標
    とする吹き出し風温を補正するものであることを特徴と
    する自動車用空調装置。
JP1184347A 1989-07-17 1989-07-17 自動車用空調装置 Expired - Lifetime JP2505888B2 (ja)

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