JP4457436B2 - 車両用空調装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、車両の室内を冷暖房したり換気したりするために車両用空調装置が提供されている。該車両用空調装置は、エンジンの冷却水を循環させることによって空気を加熱するヒータ、コンプレッサによって圧縮され、冷却された冷媒を循環させることにより空気を冷却する熱交換器、空気を清浄にする空気清浄機、室内の空気、すなわち、内気の循環と、室外の空気、すなわち、外気の導入とを切り換えるインテークドア、前記ヒータ及び熱交換器を通過した空気を混合させるミックスドア等を備える。そして、運転者が操作パネル等を操作することによって室内の温度を設定すると、インテークドア、ミックスドア等が切り換えられ、室内を冷暖房したり換気したりすることができる。
【0003】
ところが、乗員数が多かったり、窓を閉め切った状態で長時間内気を循環させたりしていると、内気に含まれる二酸化炭素(CO2 )の濃度が高くなり、乗員に不快感を与えてしまう。また、外気を導入している間に外気が汚染されると、汚染された外気がそのまま導入されてしまう。
【0004】
そこで、外気に含まれる排気ガスの濃度を検出する排気ガスセンサ、及び内気に含まれる二酸化炭素の濃度を検出する二酸化炭素センサを備えた車両用空調装置が提供されている。該車両用空調装置においては、排気ガスセンサによって検出された排気ガスの濃度が高い場合に、外気を導入するのが停止させられ、内気が循環させられるようになっている。また、二酸化炭素センサによって検出された二酸化炭素の濃度が高い場合に、内気を循環させるのが停止させられ、外気が導入される(特開平5−124422号公報参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の車両用空調装置においては、外気に含まれる排気ガスの濃度が高い場合に外気が導入されるのが停止させられ、内気に含まれる二酸化炭素の濃度が高い場合に外気が導入されるようになっているだけであるので、必ずしも内気を清浄に維持することができない。
【0006】
例えば、外気に含まれる排気ガスの濃度が高い場合には、外気が導入されるのが停止させられるので、内気に含まれる二酸化炭素の濃度が高くなってしまう。また、一般に、空気清浄機は活性炭を主成分とするフィルタを備え、前記活性炭によって、空気中の炭化水素(HC)、窒素酸化物(NOX )等が吸着されて除去される。ところが、前記活性炭は二酸化炭素を除去することができない。したがって、外気の導入が長時間停止されると、内気に含まれる二酸化炭素の濃度が高くなってしまう。さらに、効率的に内気の循環と外気の導入とを切り換えることができないので、フィルタの寿命を短くしてしまう。
【0007】
本発明は、前記従来の車両用空調装置の問題点を解決して、内気を常時清浄に維持することができ、フィルタの寿命を長くすることができる車両用空調装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の車両用空調装置においては、外気に含まれる第1のガス成分の含有値を検出する外気センサと、内気に含まれる第2のガス成分の含有値を検出する内気センサと、前記第1、第2のガス成分の各含有値、及びインフルエンザが流行していることの検出に基づいて、外気導入モード及び内気循環モードのうちの一方を自動的に選択するモード選択手段とを有する。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【0019】
図1は本発明の第1の実施の形態における車両用空調装置の機能ブロック図である。
【0020】
図において、11は外気に含まれる第1のガス成分としての排気ガスの含有値、例えば、濃度を検出する外気センサ、13は内気に含まれる第2のガス成分としての二酸化炭素の含有値、例えば、濃度を検出する内気センサ、51は前記排気ガス及び二酸化炭素以外の他の要素の情報としての、内気の温度と外気の温度との温度差を検出する他要素検出手段、52は排気ガスの濃度、二酸化炭素の濃度及び前記温度差に基づいて、外気導入モード及び内気循環モードのうちの一方を自動的に選択するモード選択手段である。
【0021】
図2は本発明の第1の実施の形態における内気循環モードが選択されたときの車両の概念図、図3は本発明の第1の実施の形態における外気導入モードが選択されたときの車両の概念図である。
【0022】
図において、10は車両、11は外気に含まれる第1のガス成分としての排気ガス、例えば、炭化水素、窒素酸化物等の含有値、例えば、濃度を検出する外気検出手段としての外気センサ、12は外気の温度を検出する外気温度検出手段としての外気温度センサ、13は内気に含まれる第2のガス成分としての二酸化炭素の含有値、例えば、濃度を検出する内気検出手段としての内気センサ、14は内気の温度を検出する内気温度検出手段としての内気温度センサである。なお、外気センサ11及び外気温度センサ12は車両10の室外に、内気センサ13及び内気温度センサ14は車両10の室内に配設される。
【0023】
そして、15は矢印A方向に揺動自在に配設されたモード切換部材としてのインテークドアであり、該インテークドア15を、図2に示される状態に置くことによって内気循環モードを選択し、内気を矢印B方向に循環させたり、図3に示される状態に置くことによって外気導入モードを選択し、外気を矢印C方向に導入したりすることができる。なお、前記車両10は、ナビゲーション装置16、通信装置17等を備える。
【0024】
次に、前記車両用空調装置において使用される空調システム、及び車両用空調装置の制御回路について説明する。
【0025】
図4は本発明の第1の実施の形態における空調システムの概念図、図5は本発明の第1の実施の形態における車両用空調装置の制御回路図である。
【0026】
図において、15は矢印A方向に揺動自在に配設されたインテークドアであり、該インテークドア15を、図4に示される状態に置くことによって、外気を矢印C方向に導入したり、他の位置に置くことによって、内気を矢印B方向に循環させたりすることができる。また、21は空気清浄機であり、該空気清浄機21は活性炭を主成分とする図示されないフィルタを備え、前記活性炭によって、空気中の炭化水素、窒素酸化物等が吸着されて除去される。なお、前記活性炭は二酸化炭素を除去することができない。前記空気清浄機21は、インテークドア15と対向させて配設され、導入された外気又は循環させられた内気を清浄にする。
【0027】
また、22は駆動部としてのモータ34を駆動することによって回転させられるファン、23は冷却された図示されない冷媒を循環させることによって空気を冷却する熱交換器、25は図示されないラジエータと連結され、図示されないエンジンの冷却水を循環させることによって空気を加熱するヒータである。前記熱交換器23は蒸発器によって形成され、該蒸発器、図示されない圧縮機、図示されない凝縮器等によって冷凍サイクルが構成される。
【0028】
26は揺動自在に配設され、熱交換器23によって冷却された空気と、ヒータ25によって加熱された空気とを混合するミックスドアである。該ミックスドア26の位置を変更すると、低温の空気と高温の空気との混合割合が変更され、所期の温度の空気が発生させられる。また、27は空気を図示されないフロントパネルに選択的に吹きつけるためのデフロストドア、28は空気を選択的に室内に供給するためのベントドア(レジスタドア)、29は空気を選択的に運転者の足元に供給するためのフットドアである。なお、デフロストドア27、ベントドア28及びフットドア29はいずれも揺動自在に配設される。
【0029】
また、40はCPUであり、該CPU40は、外気センサ11によって検出された外気に含まれる排気ガスの濃度、外気温度センサ12によって検出された外気の温度、内気センサ13によって検出された内気に含まれる二酸化炭素の濃度、及び内気温度センサ14によって検出された内気の温度を受けるとともに、運転者が設定温度スイッチ31を操作することによって設定された温度、及び運転者がデフスイッチ32を操作することによって設定されたデフ指示を受ける。
【0030】
前記CPU40は、ファンコントロール回路33を介してモータ34を駆動するとともに、インテークドアアクチュエータ35を駆動してインテークドア15を回動させたり、ミックスドアアクチュエータ36を駆動してミックスドア26を回動させたり、デフロストドアアクチュエータ37を駆動してデフロストドア27を回動させたり、ベントドアアクチュエータ38を駆動してベントドア28を回動させたり、フットドアアクチュエータ39を駆動してフットドア29を回動させたりする。
【0031】
次に、前記構成の車両用空調装置の動作について説明する。
【0032】
図6は本発明の第1の実施の形態における車両用空調装置の動作を示すフローチャートである。
【0033】
この場合、運転者が図示されないエンジンを始動すると、CPU40(図5)の図示されない内気判断手段は、内気センサ13によって検出された二酸化炭素の濃度を読み込み、前記二酸化炭素の濃度が第1の閾(しきい)値以下であるかどうか、すなわち、内気が清浄であるかどうかを判断する。そして、内気が清浄である場合、CPU40の図示されない外気判断手段は、外気センサ11によって検出された排気ガスの濃度を読み込み、前記排気ガスの濃度が第2の閾値以下であるかどうか、すなわち、外気が清浄であるかどうかを判断する。外気が清浄である場合、CPU40の他要素検出手段51(図1)は、外気温度センサ12によって検出された外気の温度TO 、及び内気温度センサ14によって検出された内気の温度TI を読み込み、内気の温度TI と外気の温度TO との温度差ΔT
ΔT=TI −TO
を検出する。
【0034】
そして、内気及び外気がいずれも清浄である場合、CPU40は、温度差ΔTが設定値、例えば、5〔℃〕以上であるかどうかを判断し、温度差ΔTが5〔℃〕以上である場合、CPU40は、モード選択手段52によって外気導入モードを選択し、インテークドアアクチュエータ35を駆動してインテークドア15を回動させ、外気を導入する。また、温度差ΔTが5〔℃〕より小さい場合、CPU40は、モード選択手段52によって内気循環モードを選択し、インテークドアアクチュエータ35を駆動してインテークドア15を回動させ、内気を循環させる。
【0035】
一方、内気が清浄でない場合、外気が清浄であるかどうか、及び温度差ΔTが5〔℃〕以上であるかどうかに関係なく、CPU40は、モード選択手段52によって外気導入モードを選択し、インテークドアアクチュエータ35を駆動してインテークドア15を回動させ、外気を導入する。また、内気が清浄であり、外気が清浄でない場合、温度差ΔTが5〔℃〕以上であるかどうかに関係なく、CPU40は、モード選択手段52によって内気循環モードを選択し、インテークドアアクチュエータ35を駆動してインテークドア15を回動させ、内気を循環させる。
【0036】
なお、内気及び外気がいずれも清浄である場合、さらに、車両用空調装置自体の効率、インフルエンザ等が流行していること、車外に花粉が飛んでいること等の他の要素の情報を検出し、検出結果に基づいて外気導入モード及び内気循環モードのうちの一方を選択することもできる。
【0037】
このように、内気センサ13の検出結果に基づいて内気が清浄であるかどうかを判断し、外気センサ11の検出結果に基づいて外気が清浄であるかどうかを判断し、外気温度センサ12及び内気温度センサ14の検出結果に基づいて室内外の温度差が大きいかどうかを判断するとともに、各判断結果に基づいて外気導入モードと内気循環モードとを自動的に切り換えるようにしているので、内気を常時清浄に維持することができる。
【0038】
例えば、内気に含まれる二酸化炭素の濃度が第1の閾値を超えると、外気に含まれる排気ガスの濃度に関係なく外気が導入されるので、内気に含まれる二酸化炭素の濃度が第1の閾値より高くなることはない。そして、空気清浄機21(図4)は活性炭を主成分とするフィルタを備えるので、前記活性炭によって、空気中の炭化水素、窒素酸化物等が吸着されて除去される。したがって、外気の導入に伴って内気が清浄でなくなることはない。さらに、外気導入モードと内気循環モードとを効率的に切り換えることができるので、フィルタの寿命を長くすることができる。
【0039】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップS1 エンジンを始動する。
ステップS2 内気が清浄であるかどうかを判断する。内気が清浄である場合はステップS4に、清浄でない場合はステップS3に進む。
ステップS3 外気導入モードを選択し、ステップS2に戻る。
ステップS4 外気が清浄であるかどうかを判断する。外気が清浄である場合はステップS6に、清浄でない場合はステップS5に進む。
ステップS5 内気循環モードを選択し、ステップS2に戻る。
ステップS6 温度差ΔTが5〔℃〕以上であるかどうかを判断する。温度差ΔTが5〔℃〕以上である場合はステップS7に、温度差ΔTが5〔℃〕より小さい場合はステップS8に進む。
ステップS7 外気導入モードを選択し、ステップS2に戻る。
ステップS8 内気循環モードを選択し、ステップS2に戻る。
【0040】
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。
【0041】
図7は本発明の第2の実施の形態における車両用空調装置の動作を示すフローチャートである。
【0042】
本実施の形態においては、第1、第2のガス成分の含有値のほかに、外気の温度、内気の温度及び大気汚染情報を他の要素の情報として検出する。そして、大気汚染情報は、第1の他要素検出手段としての通信装置17(図3)によって受信される。
【0043】
この場合、運転者が図示されないエンジンを始動すると、CPU40(図5)の図示されない内気判断手段は、内気センサ13によって検出された二酸化炭素の濃度を読み込み、内気が清浄であるかどうかを判断する。そして、内気が清浄である場合、CPU40の図示されない外気判断手段は、外気センサ11によって検出された排気ガスの濃度を読み込み、外気が清浄であるかどうかを判断する。また、外気が清浄である場合、CPU40は、通信装置17が大気汚染情報を受信したかどうかを判断する。さらに、通信装置17が大気汚染情報を受信していない場合、CPU40の図示されない第2の他要素検出手段は、外気温度センサ12によって検出された外気の温度TO 、及び内気温度センサ14によって検出された内気の温度TI を読み込み、内気の温度TI と外気の温度TO との温度差ΔT
ΔT=TI −TO
を検出する。
【0044】
そして、内気及び外気がいずれも清浄であり、通信装置17が大気汚染情報を受信していない場合、CPU40は、温度差ΔTが設定値、例えば、5〔℃〕以上であるかどうかを判断し、温度差ΔTが5〔℃〕以上である場合、CPU40は、モード選択手段52(図1)によって外気導入モードを選択し、インテークドアアクチュエータ35を駆動してインテークドア15を回動させ、外気を導入する。また、温度差ΔTが5〔℃〕より小さい場合、前記CPU40は処理をリターンする。
【0045】
一方、内気が清浄でない場合、外気が清浄であるかどうか、通信装置17が大気汚染情報を受信したかどうか、及び温度差ΔTが5〔℃〕以上であるかどうかに関係なく、CPU40は、モード選択手段52によって外気導入モードを選択し、インテークドアアクチュエータ35を駆動してインテークドア15を回動させ、外気を導入する。また、内気が清浄であり、外気が清浄でない場合、通信装置17が大気汚染情報を受信したかどうか、及び温度差ΔTが5〔℃〕以上であるかどうかに関係なく、CPU40は、前記モード選択手段52によって内気循環モードを選択し、インテークドアアクチュエータ35を駆動してインテークドア15を回動させ、内気を循環させる。
【0046】
そして、内気及び外気がいずれも清浄であり、通信装置17が大気汚染情報を受信した場合、温度差ΔTが5〔℃〕以上であるかどうかに関係なく、CPU40は、前記モード選択手段52によって内気循環モードを選択し、インテークドアアクチュエータ35を駆動してインテークドア15を回動させ、内気を循環させる。
【0047】
このように、内気センサ13の検出結果に基づいて内気が清浄であるかどうかを判断し、外気センサ11の検出結果に基づいて外気が清浄であるかどうかを判断し、通信装置17が大気汚染情報を受信したかどうかを判断し、外気温度センサ12及び内気温度センサ14の検出結果に基づいて室内外の温度差が大きいかどうかを判断するとともに、各判断結果に基づいて外気導入モードと内気循環モードとを自動的に切り換えるようにしているので、内気を常時清浄に維持することができる。
【0048】
また、外気導入モードと内気循環モードとを効率的に切り換えることができるので、フィルタの寿命を長くすることができる。
【0049】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップS11 エンジンを始動する。
ステップS12 内気が清浄であるかどうかを判断する。内気が清浄である場合はステップS14に、清浄でない場合はステップS13に進む。
ステップS13 外気導入モードを選択し、ステップS12に戻る。
ステップS14 外気が清浄であるかどうかを判断する。外気が清浄である場合はステップS16に、清浄でない場合はステップS15に進む。
ステップS15 内気循環モードを選択し、ステップS12に戻る。
ステップS16 通信装置17が大気汚染情報を受信したかどうかを判断する。大気汚染情報を受信した場合はステップS17に、受信していない場合はステップS18に進む。
ステップS17 内気循環モードを選択し、ステップS12に戻る。
ステップS18 温度差ΔTが5〔℃〕以上であるかどうかを判断する。温度差ΔTが5〔℃〕以上である場合はステップS19に進み、温度差ΔTが5〔℃〕より小さい場合はステップS12に戻る。
ステップS19 外気導入モードを選択し、ステップS12に戻る。
【0050】
第2の実施の形態においては、他の要素の情報として外気の温度、内気の温度及び大気汚染情報を検出するようにしているが、ナビゲーション装置16によって得られた道路状況を検出したり、該道路状況に基づいて汚染エリアに進入することの予測情報を検出したり、渋滞情報を検出したりすることもできる。
【0051】
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。
【0052】
図8は本発明の第3の実施の形態における空調システムの概念図である。
【0053】
この場合、空気清浄機41は、ファン22と対向させて配設され、インテークドア15を介して導入され、ファン22によって送られた外気、又は循環させられ、ファン22によって送られた内気を清浄にする。
【0054】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、車両用空調装置においては、外気に含まれる第1のガス成分の含有値を検出する外気センサと、内気に含まれる第2のガス成分の含有値を検出する内気センサと、前記第1、第2のガス成分の各含有値、及びインフルエンザが流行していることの検出に基づいて、外気導入モード及び内気循環モードのうちの一方を自動的に選択するモード選択手段とを有する。
【0055】
この場合、外気に含まれる第1のガス成分の含有値が外気センサによって検出され、内気に含まれる第2のガス成分の含有値が内気センサによって検出される。そして、前記第1、第2のガス成分の各含有値、及びインフルエンザが流行していることの検出に基づいて、外気導入モード及び内気循環モードのうちの一方が自動的に選択される。したがって、内気を常時清浄に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態における車両用空調装置の機能ブロック図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態における内気循環モードが選択されたときの車両の概念図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態における外気導入モードが選択されたときの車両の概念図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態における空調システムの概念図である。
【図5】本発明の第1の実施の形態における車両用空調装置の制御回路図である。
【図6】本発明の第1の実施の形態における車両用空調装置の動作を示すフローチャートである。
【図7】本発明の第2の実施の形態における車両用空調装置の動作を示すフローチャートである。
【図8】本発明の第3の実施の形態における空調システムの概念図である。
【符号の説明】
10 車両
11 外気センサ
13 内気センサ
17 通信装置
21、41 空気清浄機
40 CPU
51 他要素検出手段
52 モード選択手段
Claims (6)
- 外気に含まれる第1のガス成分の含有値を検出する外気センサと、内気に含まれる第2のガス成分の含有値を検出する内気センサと、前記第1、第2のガス成分の各含有値、及びインフルエンザが流行していることの検出に基づいて、外気導入モード及び内気循環モードのうちの一方を自動的に選択するモード選択手段とを有することを特徴とする車両用空調装置。
- 空気を清浄にする空気清浄機を有するとともに、該空気清浄機は、外気に含まれる第1のガス成分を除去し、内気に含まれる第2のガス成分を除去しない請求項1に記載の車両用空調装置。
- 前記空気清浄機は主として活性炭を主成分とするフィルタを備える請求項2に記載の車両用空調装置。
- 前記空気清浄機は導入された外気及び循環させられた内気を清浄にする請求項2に記載の車両用空調装置。
- 前記第1のガス成分は炭化水素及び窒素酸化物である請求項1に記載の車両用空調装置。
- 前記第1のガス成分の含有値に基づいて外気が清浄であるかどうかを判断する外気判断手段と、前記第2のガス成分の含有値に基づいて内気が清浄であるかどうかを判断する内気判断手段とを有するとともに、前記モード選択手段は、外気及び内気のうちの少なくとも内気が清浄でない場合に外気導入モードを選択し、外気が清浄でなく、内気が清浄である場合に内気循環モードを選択する請求項1に記載の車両用空調装置。
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