JP4572825B2 - 車両用冷温蔵装置 - Google Patents

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Description

本発明は、冷温蔵庫内に投入された対象物を保冷又は保温するための車両用冷温蔵装置に関する。
この種の車両用冷温蔵装置としては、例えば特許文献1に記載委されているものが知られている。この装置は、いわゆるマニュアル式のもので、保冷又は保温を選択するための設定スイッチを配した操作パネルを利用者が設定操作することにより、庫内の保温又は保冷を選択可能とされている。
実開平6−49117号公報
このようなマニュアル式の装置では、利用者が保冷・保温の設定操作を行わなければならないため、利用者に対して操作負担を強いることとなる。
また、対象物を保温(保冷)したいのに保冷(保温)の設定操作をする場合、あるいは庫内に対象物が存在しないにも拘わらず、保温又は保冷の設定操作をする場合等、利用者が誤った操作をする場合がある。このように利用者が誤った操作をした場合、装置が不要な動作をすることとなり、装置の有効的な利用の観点からすると好ましくない。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、保冷・保温の切換を自動で行うことができる車両用冷温蔵装置を提供することである。
上記目的を達成するために、請求項1の発明では、車内配置された冷温蔵庫に投入された対象物を保冷又は保温するための車両用冷温蔵装置であって、冷温蔵庫内を保冷する保冷手段と、冷温蔵庫内を保温する保温手段と、対象物が冷温蔵庫内に有るか否かを検出する対象物検出手段と、対象物の温度(対象物温度)を検出する温度検出手段と、対象物が冷温蔵庫内にあるときにその対象物温度に応じて、冷温蔵庫内を保冷する保冷モード又は冷温蔵庫を保温する保温モードのいずれかを選択し、保冷モードを選択したときには、保冷手段を制御する一方、保温モードを選択したときには保温手段を制御する制御手段とを備え、温度検出手段は、冷温蔵庫内の温度を検出する庫内温検出手段と、庫内温検出手段にて検出された対象物投入前後の庫内温度変動に基づいて対象物温度を推定する推定手段と、を備え、冷温蔵庫には開閉可能な蓋部材が設けられており、推定手段は、蓋部材の開蓋に伴う庫内温度変動を考慮して対象物温度を推定し、制御手段は、推定手段により推定された対象物温度に基づいて保温モード又は保冷モードを選択することを特徴としている。
請求項1の発明によれば、制御手段が対象物の温度に応じて保温モード又は保冷モードを選択し、庫内を保温又は保冷するようにしている。これにより、利用者は対象物を庫内に投入するだけで保温又は保冷が自動で選択されるため、利用者が保温又は保冷を設定する必要がなくなりその操作負担を無くすることができる。また、従来のマニュアル方式のように対象物を保冷(保温)したいのに保温(保冷)の設定操作をする場合、あるいは庫内に対象物が存在しないにも拘わらず、保温又は保冷の設定操作をする場合等、利用者の誤操作に起因する装置の不要な動作が防止され、有効的に装置を利用することができる。
また庫内に対象物を投入することによりその温度に応じて庫内温度が変動するから、本構成のように対象物投入前後の庫内温度変動に基づいて対象物の温度を推定すればよい。
また庫内に対象物を投入する際には蓋部材を開閉するため、このときに庫内の空気が庫外の空気と熱交換を行い、これに伴って庫内温度が変動することとなる。従って、本構成のように、庫外空気との熱交換に起因する温度変動を考慮して対象物温度を推定することで推定精度を高精度に維持することができる。
請求項2の発明では、保温判定値及び保冷判定値を記憶した記憶手段を備え、制御手段は、対象物温度が保温判定値よりも高い場合には保温モードを選択し、前記対象物温度が保冷判定値よりも低い場合には保冷モードを選択することを特徴としている。
請求項2の構成では、保温判定値及び保冷判定値により保温モード又は保冷モードを選択するようにしている。温かいものを引き続き保温したい場合や、冷たいものを引き続き保冷したい場合のように、対象物温度を維持したいという理由で対象物を庫内に投入する場合には、利用者の意向に沿ったモードを選択することができる。
また請求項2の発明では、冷温蔵庫の周囲環境を測定する周囲環境測定手段と、周囲環境測定手段の測定結果に基づいて、記憶手段に記憶された保温判定値及び保冷判定値を補正する補正手段とを備えることを特徴としている。
このようにすれば、周囲環境に応じた保温判定値又は保冷判定値を取得することができるため、保温、保冷の決定がより一層利用者の意向に沿ったものとなり易い。ここで、周囲環境として、例えば外気温、車室内気温、日射量等が挙げられる。外気温に基づいて上記の判定値を補正する場合、その外気温と判定値とが正比例関係となるようにこの判定値を補正する。これにより、外気温が高いときには、両判定値は高く補正され、逆に外気温が低いときには、両判定値は低く補正される。従って、外気温が高い場合(利用者が暑いと感じる場合)には、保冷モードが選択され易くなり、逆に外気温が低い場合(利用者が寒いと感じる場合)には、保温モードが選択され易くなる。つまり、利用者が寒いと感じる場合には、保温モードを選択し、暑いと感じる場合には、保冷モードを選択するため、利用者の意向に沿ったモードが選択されることとなる。
請求項3の発明では、保温上限値及び保冷下限値を記憶した第2の記憶手段を備え、制御手段は、対象物温度が保温上限値を超えた場合には、保温モードの実行を停止し、対象物温度が保冷下限値を下回った場合には、保冷モードの実行を停止することを特徴としている。
本構成では、保温モードにおいては対象物温度を保温上限値に維持し、保冷モードにおいては対象物温度を保冷下限値に維持するようにしているため、対象物を過剰に保温・保冷することがなく適切な温度にて保温・保冷するすることができる。
また請求項3の発明では、冷温蔵庫の周囲環境を測定する第2の周囲環境測定手段と、第2の周囲環境測定手段の測定結果に基づいて、保温上限値及び保冷下限値を補正する第2の補正手段とを備えることを特徴としている。
このようにすれば、周囲環境に応じた保温上限値又は保冷下限値を取得することができるため、保温、保冷の際に保持される温度がより一層利用者の意向に沿ったものとなり易い。ここで、周囲環境として、例えば外気温、車室内気温、日射量等が挙げられる。外気温に基づいて上記の判定値を補正する場合、その外気温と上限値・下限値とが反比例関係を保持するようにこれら上限値・下限値を補正する。従って、外気温が高い場合には、対象物の温度が低く設定され、逆に外気温が低い場合には、対象物の温度が高く設定される。つまり、外気温が低いために(利用者が寒いと感じるために)保温モードが選択された場合には、高めの温度で保温され、外気温が高いために(利用者が暑いと感じるために)保冷モードが選択された場合には、低めの温度で保冷される。このようにすれば、外気温が低い時には(寒いと感じるときには)より温かいものを、外気温が高い時には(暑いと感じるときには)より冷たいものを求めるという利用者の意向に沿った温度に調整することができる。また、車室内気温、日射量に基づいて判定値を補正する場合についても、外気温と同様に正比例関係を保持した補正を行なうようにすればよい。また、ここでいう周囲環境は、1種類又は複数種類のいずれであっても良い。
請求項4の発明では、前回に選択された制御モードを記憶する制御モード記憶手段を備え、制御手段は、対象物温度が保温判定値よりも低く、且つ、保冷判定値よりも高い場合には、制御モード記憶手段に記憶された制御モードを引き続き実行することを特徴としている。本構成では、前回の制御モードを引き続き今回実行するモードとして選択するようにしているため、利用者が前回と同様に対象物を保温(保冷)したいというときには好適である。
請求項の発明では、庫内温検出手段は、赤外線センサにより構成されていることを特徴としている。このように、赤外線センサにより庫内温度を検出するようにすれば、比較的容易に庫内温度を検出することができる。
請求項の発明では、庫内温検出手段は、庫内温度分布を検出可能な範囲型赤外線センサにより構成され、制御手段は、庫内温度分布により対象物温度を検出することを特徴としている。単眼の赤外線センサを用いた場合には、庫内温度を検出し、その検出温度から対象物の温度を推定しなければならないが、範囲型赤外線センサであれば対象物の温度を直接的に検出することができるため、その検出精度を高精度化することができるとともに、対象物温度を取得するまでの時間を短縮することができる。
請求項の発明では、対象物検出手段として対象物の重量を検出する重量センサが備えられており、制御手段は、重量センサの検出結果に基づいて対象物の有無を判定し、対象物が有ると判定した場合には保温モード又は保冷モードを実行する一方、対象物が無いと判定した場合には保温モード及び保冷モードの実行を停止することを特徴としている。これによれば、庫内に対象物が有るか否かを確実に検出することができるため、庫内に対象物が無いにも拘らず、庫内が保温・保冷されることがなく、無用な保冷・保温を防止することができる。
請求項の発明では、周囲環境測定手段または第2の周囲環境測定手段は、車室外の気温(外気温)を検出する外気温センサにより構成されていることを特徴としている
請求項の発明では、保温モード及び保冷モードの選択及びこれらの実行の停止を設定する設定手段を備え、制御手段は、設定手段における設定結果に基づいて保温モードあるいは保冷モードの切換、又は、これらのモードの実行を停止することを特徴としている。
ときとして制御手段が選択した保温・保冷モードあるいはこれらのモードの実行の停止が利用者の意向に合わないことがある。また、対象物温度等によって保温モード又は保冷モードの選択ができない場合がある。このような場合には、利用者の希望に応じて保冷・保温を選択し得るようにすることが必要となる。これに対して、本構成では、保冷モード・保温モード及びこれらのモードの実行の停止を設定する設定手段を設けているから、上記のような場合であっても利用者の希望に合わせて対象物を保冷・保温することができる。
請求項10の発明では、保冷手段は、車両用空調装置の冷房能力を用いて対象物を保冷するものであることを特徴としている。また、請求項11の発明では、保温手段は、車両用空調装置の暖房能力を用いて対象物を保温するものであることを特徴としている。
請求項10又は請求項11の発明のように、車両用空調装置の空調能力(冷房能力・暖房能力)を用いて庫内を保冷・保温する場合、車室内空調の機能を維持するためにその空調能力の損失を最小限に留めたい。この点については、利用者の誤操作に起因する装置の不要な動作が防止されており、車室内空調のために発揮されるはずの空調能力が不要な保温(保冷)により奪われることがないため、空調能力の損失を最小限に留めることができる。
<第1の実施形態>
本発明に係る車両用冷温蔵装置の一実施形態について図1ないし図2を参照して説明する。本実施形態は冷温蔵庫1内に投入された対象物Tの温度に応じて冷温蔵庫1内を保温する保温モードと、保冷する保冷モードとを選択的に実行するものであり、図1に示すように、冷温蔵庫1内には対流用送風モータ2、冷蔵用エバポレータ3(保冷手段)及び発熱体8(保温手段)が配置されている。
冷蔵用エバポレータ3は、自動車エンジンによって駆動され、車室内空調を行う空調装置の冷凍サイクル5から冷媒が供給されるようになっている。この冷蔵用エバポレータ3は、一端部において送風モータ2からの空気流を通過させ、このとき空気流を冷却する。この空気流は冷温蔵庫1内の対象物Tを収容する収容室1Aを通り、エバポレータ3の他端部を通過して送風モータ2に帰還される。
発熱体8は、送風モータ2による空気流が収容室1Aに至る通路、例えば送風モータ2とエバポレータ3との間に配置されており、例えば、PTCヒータにより構成されている。この発熱体8であるPTCヒータは、正の抵抗−温度係数を有しており、自身の温度が所定の値に達すると、自身の抵抗値を急激に増加させることにより、自己温度調節作用を発揮するものである。また、PTCヒータは後述する制御回路部15からの制御によりオン状態とオフ状態とに切換えられるものであり、オン状態のときには一定の温度で発熱する。従って、冷蔵用エバポレータ3における保冷動作を停止し、発熱体8をオン状態とした場合には、送風モータ2の空気流は発熱体8で加熱され、収容室1Aを温める。
冷温蔵庫1には収容室1A内の対象物Tを出し入れするためのものであって、手動操作にて開閉可能な蓋部材4が備えられている。また、冷温蔵庫1内には、赤外線センサ11(庫内温検出手段)、重量センサ12(対象物検出手段)、開閉検知スイッチ13及び、操作パネル14(設定手段)が配置されている。赤外線センサ11は、庫内温度Tbを検出するためのもので、検出範囲が収容室1A全域を含むように設定されており、これによって、収容室1Aの平均温度が検出可能とされている。重量センサ12は、庫底部に配置されており、対象物Tの重量を検出するものである(図2参照)。開閉検知スイッチ13は、蓋部材4の開蓋及び閉蓋を検出するためのもので、開閉状態に応じた検出信号を出力する。
操作パネル14は、例えば冷温蔵庫1の外面に配置されており、図3に示すように、動作状態を示す表示ランプ141〜143とこの車両用冷温蔵装置の動作を決定する設定スイッチ144〜146とを備える。表示ランプ141〜143は、当該車両用冷温蔵装置による保温・保冷モードの切換及びこれらのモードの実行・停止を自動的に行うオートモードが実行されていることを示すオートランプ141と、保温モードが実行されていることを示す保温ランプ142と、保冷モードが実行されていることを示す保冷ランプ143とからなる。これらのランプは、後述する制御回路部15からの制御信号に基づいて点灯・消灯する。
設定スイッチ144〜146は、利用者により当該車両用冷温蔵装置の保温・保冷又は動作停止を設定するためのものであり、装置の動作を停止する際に操作するOFFスイッチ144と、保温・保冷・動作停止を自動的に行わせる際に操作するAUTOスイッチ145と、保冷・保温を選択する際に操作するMODEスイッチ146とを備えている。
ところで、エバポレータ3と冷凍サイクル5中のエバポレータ9との選択的使用を可能にするために、電気的に付勢されたときに開く2つの電磁弁18,19が各エバポレータ3,9の入口側に設けられており、各電磁弁18,19を開弁させたときには、対応するエバポレータ3および/またはエバポレータ9に冷媒を流入させることにより、各々保冷作用・冷房作用を発揮させ得る。
空調用制御回路部16(以下、回路部16という)は、電磁弁19の開閉制御することで冷凍サイクル5を制御するためのものである。この回路部16には、空調装置の作動を設定するための設定スイッチ群20、空調装置の作動状態を表示する表示装置21、外気温Tamを検出する外気温センサ22、車室内気温Trを検出する内気温センサ23、及び、車室内に入射する日射量Tsを検出する日射センサ24が接続されている(これらが、周囲環境測定手段及び第2の周囲環境測定手段に相当)。また、回路部16は、スイッチ群20及びセンサ22〜24から出力される検出信号に基づいて冷凍サイクル5を制御するとともに、表示装置21に冷凍サイクルの動作状態を表示する。さらに、各センサ22〜24の検出信号を後述する回路部15に出力する。
制御回路部15(制御手段、推定手段、補正手段、及び第2の補正手段に相当)は冷温蔵庫1の動作を制御するものであり、具体的には、操作パネル14からの設定信号に基づいて冷温蔵庫1を制御するマニュアルモードと、赤外線センサ11、重量センサ12、及び開閉検知スイッチ13からの検出信号に基づいて冷温蔵庫1の動作を制御するオートモードを実行する。またオートモード時には、送風ファン2及び発熱体8を駆動して収容室1Aを保温する保温モードと、送風ファン2及び電磁弁18,19を駆動して収容室1Aを保温する保温モードとのうちいずれかを選択的に実行する。
また、制御回路部15内には、各種情報を記憶するメモリ部15A(記憶手段、第2の記憶手段、及び制御モード記憶手段に相当)が備えられており、後述する保温判定値Hj、保冷判定値Cj、高温判定値Th、低温判定値Tc、保温上限値Hu及び保冷下限値Clの情報が予め記憶されており、さらに、検出した庫内温度Tbmを書き込むための領域が確保されている。
以下、本実施形態の動作について制御回路部15の動作を中心に説明する。図4に示すように、利用者による設定スイッチ141〜143の操作に応じてマニュアルモード又はオートモードを選択的に実行する。まず、OFFスイッチ141又はMODEスイッチ146が操作されたか否かを判断する(ステップS110)。
OFFスイッチ144又はMODEスイッチ146が操作された場合には(ステップS110でYes)、マニュアルモードを実行する(ステップS120)。このマニュアルモードでは、利用者による設定スイッチ144,146の操作に応じて、保冷モード、保温モード及び動作停止を選択する。利用者によりOFFスイッチ141が操作された場合には、保冷モード及び保温モードのいずれの実行も禁止して、収容室1Aの保冷・保温を停止する。また、MODEスイッチ146が操作された場合には、保冷モード又は保温モードを実行する。尚、本実施形態では、MODEスイッチ146が操作されるたびに保冷モードと保温モードとを交互に切換えるとともに、切換えたモードに対応する表示ランプ142,143を点灯させるようになっている。従って、利用者は操作スイッチ146を1回又は2回操作することにより、所望のモードを選択することができる。尚、保温・保冷モードの具体的内容については、後述する。
一方、AUTOスイッチ145が操作された場合には(ステップS110でNo、ステップS130でYes)、オートモードを実行する(ステップS140)。このオートモードが実行されると、収容室1Aに対象物Tがあるか否かを判断し、対象物Tがある場合には、その対象物の温度(対象物温度Tf)に応じて保温/保冷を自動的に行う。
「オートモード」
以下、オートモード時の処理について説明する。図5に示すように、はじめに、保温/保冷モードの実行/停止を判定する実行/停止判定処理を実行し、その結果、保温/保冷モード実行の判定を下した場合には(ステップS200で「実行」)、保温モードあるいは保冷モードのいずれを実行すべきかを選択する実行モード選択処理を実行し(ステップS300)、逆に、停止の判定を下した場合には(ステップS200で「停止」)、保冷/保温モードの実行を停止する(ステップS400)。
実行モード判定処理にて保温モードの判定が下された場合には(ステップS300で「保温」)、保温モードを実行し(ステップS500)、保冷モードの判定が下された場合には(ステップS300で「保冷」)、保冷モードを実行する(ステップS600)。尚、各処理については以下に詳述する。
「実行/停止判定処理」
図6に示すように、重量センサ12の検出信号から対象物Tの重量Mを検出し(ステップS201)、その重量Mが0よりも大きいか否かを判定する(ステップS202)。重量Mが0よりも大きい場合には(ステップS202でYes)、収容室1Aに対象物Tが有ると判断して保温/保冷モードを実行する(ステップS203)。逆に、重量Mが0である場合には(ステップS202でNo)、収容室1Aに対象物Tが無いと判断して保温/保冷モードの実行を停止する(ステップS204)。
「実行モード選択処理」
当該処理は、図7に示すようである。この処理では、初めに初期化処理を行う(ステップS301)。初期化処理では、蓋部材4が開状態であるときに複数回検出される庫内温度Tbを識別するための識別番号mをリセットするとともに、蓋部材4が開状態であることを示すための開状態判定フラグFをリセットする。
次に、蓋部材4が開蓋されているか否かを判定する(ステップS302)。蓋部材4が開蓋されている場合には(ステップS302でYes)、赤外線センサ11の検出信号に基づいて庫内温度Tbを検出するとともに、内気温センサ23の検出信号に基づいて車室内気温Trを検出し、これらを現在の識別番号mに対応する庫内温度Tbm、車室内気温Trmとしてメモリ部15Aに記憶する(ステップS303)。その後に、識別番号mの更新をするとともに、開状態判定フラグFに「1」を代入する(ステップS304)。
一方、蓋部材4が閉状態である場合には、開状態判定フラグFに「1」が代入されているか否かを判定し(ステップS305)、「1」が代入されている場合には(ステップS306)、庫内温度Tb及び内気温Trを検出するとともに、これらを現在の識別番号mに対応する庫内温度Tbm、車室内気温Trmとしてメモリ部15Aに記憶する(ステップS306)。従って、ここでは、蓋部材4を閉蓋した直後の庫内温度が記憶されることとなる。
また、蓋部材4が閉蓋されており、且つ、開状態判定フラグFが「0」である場合には(ステップS302及びステップS305でNo)、この実行モード判定処理を終了する。
従って、上記のステップS301〜S306の処理により、蓋部材4が開蓋された直後から閉蓋された直後までの間、所定周期で庫内温度Tbmが検出され、これらがメモリ15Aに順次記憶される。
ステップS306の処理が終了すると、蓋部材4が開蓋状態とされていたときの冷温蔵庫からの放出熱量Tqを算出する(ステップS307)。この放出熱量Tqは下記数式1にて算出する。
(数1)
Tq={Σ(|Trm−Tbm|)}×Kr×m×t (m=1,2,3・・・n)
ここで、tは庫内温度Trm及び車室内温度Trの検出周期を示しており、Krは放熱係数のことで単位温度差に対応する放出熱量を示した係数を示している。従って、上記数式1は、各検出時における放出熱量を合算したものであり、蓋部材4が開状態であるときの総放出熱量を示している。
次に、庫内温度変化幅Tsqを算出する(ステップ308)。この庫内温度変化幅Tsqは、蓋部材4が開蓋されてから閉蓋されるまでの間における庫内温度の変化を示したものであり、下記数式2にて求められる。
(数2)
Tsq=|Tbn−Tb0|
ここで、Tb0は、蓋部材4が開蓋された直後の庫内温度を示しており、Tbnは、蓋部材4が閉蓋された直後の庫内温度を示している。
そして、対象物温度Tfの推定処理を行う(ステップS309)。この処理では、上述した、放出熱量Tq及び庫内温度変化幅Tsqから下記数式3に基づいて対象物温度Tfを算出する。
(数3)
Tf=(Tsq−Tq×Kf)+Tb0
ここで、Kfは温度−表面温度相関係数のことであり、単位放出熱量に対応する庫内温度変化幅を示したものである。庫内温度変化幅Tsqは、放出熱量Tqによる庫内温度変化幅と対象物温度Tfによる温度変化幅との合計値であるため、庫内温度変化幅Tsqから放出熱量による庫内温度変化幅(Tq×Kf)を差し引くことにより、対象物Tによる庫内温度変動幅が求められ、これに蓋部材4を開蓋した直後の庫内温度Tb0を加算することにより、対象物温度Tfを求めることができる。
続いて、周囲環境に応じた保温判定値Hj及び保冷判定値Cjを求めるための補正値Kを算出する(ステップS310)。この処理では、周囲環境として、外気温Tam、車室内気温Tr、及び日射量Tsに基づいて補正値Kを算出する。まず、図8に示すように、外気温Tam、車室内気温Tr、及び日射量Tsのそれぞれについて個別に仮補正値x,y,zを求める。
外気温Tamに対応する仮補正値xについては、冬季であると推定される温度領域においては最小値を設定し、夏季と推定される温度領域については最大値を設定する。そして、春秋季と推定される温度領域についてはその温度に応じた補正値xを設定する。
車室内気温Trに対応する仮補正値yについては、この温度Trと正比例の関係を維持するようにして仮補正値yを設定する。また、日射量Tsに対応する仮補正値zについても、車室内温度Trに対応する仮補正値yの設定方法と同様に、日射量Tsと正比例関係を維持するように仮判定値zを設定する。
そして、各補正値x、y、zを加算した値を補正値Kとする。このとき、各周囲環境における影響度はTam>>Tr>Tsとなるため、この影響度合が反映されるようにして各補正値x、y、zが設定されるようになっている。
この後、予め定めた保温基準値に補正値Kを加算して保温判定値Hjを算出するとともに、同じく予め定めた保冷基準値に補正値Kを加算して保冷判定値Cjを算出する(ステップS311)。
上記処理で推定された対象物温度Tfが保温判定値Hjよりも高いか否かを判定し(ステップS312)、この対象物温度Tfが保温判定値Hj以上である場合には(ステップS312でYes)、実行するモードを保温モードに決定し、この情報をメモリに記憶する(ステップS317)。
対象物温度Tfが保温判定値Hjよりも低いと判定された場合には(ステップS312でNo)、この対象物温度Tfが保冷判定値Cj以下であるか否かを判定する(ステップS313)。ここで、対象物温度Tfが保冷判定値以下である場合には(ステップS313でYes)、実行するモードを保冷モードに決定し、この情報をメモリに記憶する(ステップS318)。
対象物温度Tfが保冷判定値Cjよりも高い場合には(ステップS313でNo)、前回の制御モードに基づいて今回実行するモードを決定する。まず、前回のモードが保冷モード、保温モード、あるいは停止されていたかのいずれであるかを判断する(ステップS314)。ここで、前回制御モードが保温モードであった場合には、保温モードに決定し(ステップS317)、保冷モードであった場合には、保冷モードに決定する(ステップS318)。また、停止されていた場合には、外気温Tamに基づいて実行するモードを決定する(ステップS315、S316)。
外気温Tamが高温判定値Th以上であるか否かを判定し、この外気温Tamが高温判定値Th以上である場合には(ステップS315でYes)、実行するモードを保冷モードに決定し(ステップS318)、逆に外気温Tamが高温判定値Thより低い場合には(ステップS315でNo)、この外気温Tamが低温判定値Tc以下であるか否かを判断する(ステップS316)。
外気温Tamが低温判定値Tc以下である場合には(ステップS316でYes)、実行するモードを保温モードに決定する(ステップS317)。外気温Tamが低温判定値Tcよりも高い場合には(ステップS316でNo)、利用者に対して実行するモードを設定するように促すユーザ入力要求処理を実行する(ステップS319)。
このユーザ入力要求処理では、表示ランプ141を点滅させることにより、利用者に対して操作スイッチ144〜146の操作を要求し、利用者の設定操作に応じて保温モード、保冷モードの実行あるいは動作停止を決定する。即ち、この処理は、表示ランプ141の点滅動作以外はマニュアルモードと同様の動作をする。
「保温モード」
実行モード判定処理における保温モードの選択又は利用者の設定操作による保温モードの選択がなされた場合には、図9に示す保温モード制御処理を実行する。まずは、蓋部材4が閉蓋されているか否かを判断し、閉蓋であると判断した場合には(ステップS501でYes)、庫内温度Tbを検出し(ステップS502)、この庫内温度Tbが保温上限値Hu以上であるか否かを判断する(ステップS503)。庫内温度Tbが保温上限値Hu以上である場合には(ステップS503でYes)、発熱体8をオフする(ステップS504)。逆に、庫内温度Tbが保温上限値Huよりも低い場合には(ステップS503でNo)、発熱体をオンする(ステップS505)。また、蓋部材が開蓋されているときには(ステップS501でNo)、上記の処理を行わない。
尚、上記の保温上限値Huはメモリ部15Aに記憶された値をそのまま用いてもよいし、あるいは、上述した補正値Kを減算することにより、周囲環境に応じた値に補正することもできる。即ち、外気温Tam等が高い場合には、上限値Huは低く補正され、外気温Tam等が低い時には、上限値Huは高く補正される。
また、上記の処理では、単一の保温上限値Huに基づいて発熱体8をオンするかオフするかを選択するようにしていたが、例えば発熱体8をオフからオンに切換えるための基準値と発熱体8をオンからオフに切換えるための基準値をそれぞれ別に設けるようにしても良い。即ち発熱体8のオン・オフ切換特性にヒステリシス特性を持たせるようにしても良い。
「保冷モード」
実行モード判定処理による保冷モードの選択又は利用者の設定操作による保冷モードの選択がなされた場合には、図10に示す保冷モード制御処理を実行する。まずは、蓋部材4が閉蓋されているか否かを判断し、閉蓋であると判断した場合には(ステップS601でYes)、庫内温度Tbを検出し(ステップS602)、この庫内温度Tbが保冷下限値Cl以下であるか否かを判断する(ステップS603)。庫内温度Tbが保冷下限値Cl以下である場合には(ステップS603でYes)、電磁弁18を閉じる(ステップS604)。逆に、庫内温度Tbが保冷下限値Clよりも高い場合には(ステップS603でNo)、電磁弁19を開く(ステップS605)。また、蓋部材が開蓋されているときには(ステップS601でNo)、上記の処理を行わない。
尚、上記の保冷下限値Clはメモリに記憶された値をそのまま用いてもよいし、あるいは、上述した補正値Kを減算することにより、周囲環境に応じた値に補正することもできる。即ち、外気温Tam等が高い場合には、下限値Clは低く補正され、外気温Tam等が低い時には、下限値Clは高く補正される。
また、上記の処理では、単一の保冷下限値Clに基づいて電磁弁18を開くか閉じるかを選択するようにしていたが、例えば電磁弁18を閉から開に切換えるための基準値と電磁弁18を開から閉に切換えるための基準値をそれぞれ別に設けるようにしても良い。即ち電磁弁18の開閉切換特性にヒステリシス特性を持たせるようにしても良い。
従って、利用者がOFFスイッチ144又はMODEスイッチ146を操作した場合には、制御回路部15は、その操作内容に応じて、保温モード、保冷モード、あるいは動作停止を切換えるマニュアルモードで動作する。一方、AUTOスイッチ145を操作した場合には、収容室1Aにおける対象物Tの有無、そして収容室1Aに対象物Tがある場合には、その温度Tfに基づいて保冷モード又は保温モードを選択的に実行するオートモードで動作する。
マニュアルモードでの動作中において、利用者により保温が選択された場合には、保温モード制御処理を実行する。このとき、庫内温度Tbが保温上限値Hu以上であるときには発熱体8がオフされ、保温上限値Hu以下であるときには発熱体8がオンされるため、庫内温度Tbは保温上限値Huに保持されることとなり、これによって、対象物Tは保温上限値Huに対応する温度で保温される。
一方、利用者により保冷が選択された場合には、保冷モード制御処理を実行する。このとき、庫内温度Tbが保冷下限値Cl以下であるときには電磁弁18が閉じられ、保冷下限値Clより高いときには電磁弁18が開かれるため、庫内温度Tbは保冷下限値Clに保持されることとなり、これによって、対象物Tは保冷下限値Clに対応する温度で保冷される。
オートモードでの動作中においては、対象物Tの有無に応じて保温/保冷モードの実行/停止が判定されることとなる。即ち、対象物Tが収容室1Aに有る場合には、保温/保冷モードを実行し、対象物Tが収容室1Aにない場合には、保温/保冷モードの実行を停止する。
収容室1Aに比較的暖かい対象物Tが投入された場合には、その対象物温度Tfが保温判定値Hj以上となるため、保温モードが選択されて表示ランプ142が点灯する。また、比較的冷たい対象物Tが投入された場合には、その対象物温度Tfが保冷判定値Cj以下となるため、保冷モードが選択されて表示ランプ143が点灯される。また、保温判定値Hj及び保冷下限値Cjは、外気温Tam、車室内気温Tr及び日射量Tsにより補正されるため、利用者が寒く感じる場合には、判定値Hj,Cjは低く補正され、暑く感じる場合には、両判定値Hj,Cjは高く補正される。つまり、寒く感じる場合には、保温モードが選択され易くなり、暑く感じる場合には、保冷モードが選択され易くなる。
保温判定値Hj及び保冷判定値Cjにより、保温/保冷モードの選択ができないときには、メモリ部15Aに記憶されている前回の制御モードを引き続き実行する。即ち、前回に保温モードが選択されていたときには、保温モードを引き続き実行し、前回に保冷モードが選択されていたときには引き続き保冷モードを実行するのである。
また、前回は動作が停止されていた場合には、外気温Tamに基づいて保温モード又は保冷モードを選択する。外気温Tamが高温判定値Thよりも高い場合には、保冷モードを選択し、外気温Tamが低温判定値Tcよりも低い場合には、保温モードを選択する。従って、利用者が厚いと感じる場合には、保冷モードが選択され、寒いと感じる場合には、保温モードが選択されることとなる。
外気温Tamについても、保温モード又は保冷モードの選択ができないときには、表示ランプを点滅させることにより、利用者に対して設定操作を促し、このときの設定操作に応じて保温モード又は保冷モードを選択する。
本実施形態によれば、制御回路部15は対象物温度Tfに応じて保冷モード又は保温モードを選択するようにしているから、利用者は対象物Tを収容室1Aに投入するだけでよい。従って、対象物Tを投入するたびに保温又は保冷を選択するための操作スイッチの設定操作が不要となり、利用者の操作負担を低減することができる。また、従来のマニュアル方式のように対象物を保冷(保温)したいのに保温(保冷)の設定操作を行うといった利用者の誤操作に起因する不要な装置の動作を防止することができる。
また、本実施形態では、蓋部材4の開蓋に伴う庫内温度変動に基づいて対象物の温度を推定するようにしている。収容室1Aに対象物Tを投入する際には蓋部材4を開閉するため、このときに収容室1A内の空気が周囲の空気と熱交換を行い、これに伴って庫内温度が変動することとなる。従って、本実施形態のように、周囲空気との熱交換に起因する温度変動を考慮して対象物温度Tfを推定することで推定精度を高精度に維持することができる。また、赤外線センサ11により庫内温度Tbを検出するようにしているため、比較的容易にこれを検出することができる。
また、重量センサ12により、収容室1A内の対象物Tの有無を判断し、対象物Tが無いときには保温モード及び保冷モードの実行を停止しているから、収容室1A内に対象物Tが存在しないにも拘らず、収容室1Aが保冷・保温されることがないため、無用な保冷・保温を防止することができる。
また、本実施形態では、保温判定値Hj及び保冷判定値Cjにより保温モード又は保冷モードを選択するようにしている。温かいものを引き続き保温したい場合や、冷たいものを引き続き保冷したい場合のように、対象物温度を維持したいという理由でこの対象物を庫内に投入する場合には、利用者の意向に沿ったモードを選択することができる。さらに、保温判定値Hj及び保冷判定値Cjを、外気温Tam、車室内気温Tr及び日射量Tsの周囲環境により補正するようにしているため、外気温Tam等が高いときには、両判定値Hj,Cjは高く補正され、逆に外気温Tam等が低いときには、両判定値Hj,Cjは低く補正される。従って、外気温Tam等が高い場合(利用者が暑いと感じる場合)には、保冷モードが選択され易くなり、逆に外気温Tam等が低い場合(利用者が寒いと感じる場合)には、保温モードが選択され易くなる。これにより、利用者の意向に沿ったモードが選択され易くなる。
また、本実施形態では、保温モードにおいては庫内温度を保温上限値Huに維持し、保冷モードにおいては庫内温度を保冷下限値Clに維持するようにしているため、対象物を過剰に保温・保冷することがなく適切な温度にて保温・保冷するすることができる。さらに、保温上限値Hu及び保冷下限値Clを、外気温Tam、車室内気温Tr及び日射量Tsの周囲環境により補正するようにしているため、外気温Tam等が高い場合には、対象物Tの温度が低く設定され、逆に外気温Tam等が低い場合には、対象物Tの温度が高く設定される。つまり、外気温Tam等が低いときに(利用者が寒いと感じるときに)保温モードが選択された場合には、高めの温度で保温され、外気温Tam等が高いときに(利用者が暑いと感じるときに)保冷モードが選択された場合には、低めの温度で保冷される。このようにすれば、外気温Tam等が低い時には(寒いと感じるときには)より温かいものを、外気温Tam等が高い時には(暑いと感じるときには)より冷たいものを求めるという利用者の意向に沿った温度に調整することができる。
また、本実施形態では、メモリ部15Aに記憶されている前回の制御モードを引き続き実行するようにしているため、利用者が前回と同様に対象物を保温(保冷)したいというときには好適である。
また、外気温Tamに基づいて、保温モード又は保冷モードを選択するようにしているから、外気温が比較的低い場合には、対象物Tの保温を希望し、逆に外気温が比較的高い場合には保冷を希望するという利用者の意向に基づいてモードを選択することができる。
また、対象物温度Tf等によって保温モード又は保冷モードの選択ができない場合には、利用者に対して操作要求を行ない、その設定操作に応じて保温モード又は保冷モードの切換を行なうようにしているから、確実に対象物を保温・保冷することができる。
また、本実施形態では、空調装置の冷凍サイクル5の冷房能力を用いて収容室1A内を保冷するようにしているが、専用の保冷手段を用いて収容室1A内を保冷するようにしても良い。また、発熱体8を冷温蔵庫1内に配置し、これによって収容室1A内を保温するようにしていたが、空調装置の暖房能力を用いて収容室1A内を保温するように構成しても良い。本実施形態のように、利用者の誤操作に起因する装置の不要な動作が防止されていれば、車室内空調のために発揮されるはずの空調能力が不要な保冷(保温)により奪われることがないため、空調能力(冷房能力・暖房能力)の損失が最小限に留められることとなり、車室内空調の機能を維持することができる。
<第2の実施形態>
本発明に係る第2の実施形態について図11又は図12を参照して説明する。尚、上記実施形態と同一の部分についてはその説明を省略し、相違点のみを説明する。本実施形態では、冷温蔵庫1内に配置する赤外線センサとして庫内温度Tbの分布を検出することができる範囲型赤外線センサ101を適用している(図11(A)参照)。この範囲型赤外線センサ101は、検出範囲内の温度分布を検出することができるものである。また、上記実施形態で用いられた単眼の赤外線センサ11と同様に検出範囲が庫内全域を含むように設定されているため、庫内温度の分布を検出することができるようになっている。そして、庫内温度分布Tdに応じた検出信号を制御回路部に出力する(図11(B)参照)。
一方、制御回路部15では、重量センサ12からの検出信号に基づいて対象物Tの有無を判定し、対象物Tが有ると判定したときには、上記範囲型赤外線センサ101により取得された庫内温度分布Tdに基づいて庫内に投入された対象物の温度Tfを検出する。従って、本実施形態では、実行モード判定処理における投入物温度Tfの検出手順が上記実施形態と相違している。
以下、実行モード判定処理について説明する。この処理では、単眼の赤外線センサ11を用いた場合に実行される図7に示すフローチャートにおいて、破線枠内に囲まれた処理を図12に示した処理に置き換えており、その他の処理は図7に示す処理と同様である。
まず、庫内温度分布Td1を検出し(ステップS701)、続いて、蓋部材4が開蓋状態から閉蓋されたか否かを判断する(ステップS702)。このとき、閉蓋状態、開蓋状態、あるいは閉蓋状態から開蓋とされた場合には(ステップS702でNo)、保温又は保冷すべき対象物Tが収容室1Aに投入されていないため、当該処理を終了する。逆に、開蓋状態から閉蓋された場合には(ステップSS702でYes)、対象物Tが収容室1Aに投入されて利用者が閉蓋したと判断できるため、庫内温度分布Td2を検出し、この庫内温度分布Td2から対象物温度Tfを検出する(ステップS703)。この対象物温度Tfは、閉蓋後に取得した(ステップS703にて取得した)庫内温度分布Td2を閉蓋前に取得した(ステップS701で取得した)庫内温度分布Td1と比較し、温度が変化した領域の閉蓋後の温度を対象物温度Tfとして検出する。
本実施形態によれば、範囲型赤外線センサ101により庫内温度分布Tdを取得し、閉蓋後の温度分布を閉蓋後の温度分布と比較し、温度変化のあった領域の閉蓋後の温度を対象物温度Tfとして検出するようにした。単眼の赤外線センサ11を用いた場合には、庫内温度Tbを検出し、その温度Tbから対象物温度Tfを推定しなければならないが、範囲型赤外線センサ101であれば対象物温度Tfを直接的に検出することができるため、その検出精度を高精度化することができるとともに、対象物温度Tfを検出するまでの時間を短縮することができる。
第1の本実施形態に係る車両用冷温蔵装置の全体構成を示した概念図である。 冷温蔵庫部における赤外線センサ及び重量センサの配置位置を示した模式図である。 操作パネルの構成を示した模式図である。 マニュアルモードとオートモードの切換処理を示したフローチャートである。 オートモード時の動作を示したフローチャートである。 実行/停止判定処理の内容を示したフローチャートである。 実行モード選択処理の内容を示したフローチャートである。 補正値の算出手順を示した概念図である。 保温モード実行処理の内容を示したフローチャートである。 保冷モード実行処理の内容を示したフローチャートである。 第2実施形態において、(A)は、冷温蔵庫における範囲型赤外線センサの配置位置を示した模式図である。(B)は、範囲型赤外線センサにより検出される庫内温度分布Tdを示した概念図である。 実行モード選択処理の内容を示したフローチャートである。
符号の説明
1…冷温蔵庫
1A…冷温蔵庫部
2…送風ファン
3…冷蔵用エバポレータ
4…蓋部材
8…発熱体
11…赤外線センサ
12…重量センサ
13…開閉検知センサ
14…操作パネル
15…制御回路部
15A…メモリ部
22…外気温センサ
23…内気温センサ
24…日射センサ

Claims (11)

  1. 車内配置された冷温蔵庫に投入された対象物を保冷又は保温するための車両用冷温蔵装置であって、
    前記冷温蔵庫内を保冷する保冷手段と、
    前記冷温蔵庫内を保温する保温手段と、
    前記対象物が前記冷温蔵庫内に有るか否かを検出する対象物検出手段と、
    前記対象物の温度(対象物温度)を検出する温度検出手段と、
    前記対象物が前記冷温蔵庫内にあるときにその対象物温度に応じて、前記冷温蔵庫内を保冷する保冷モード又は前記冷温蔵庫を保温する保温モードのいずれかを選択し、保冷モードを選択したときには、前記保冷手段を制御する一方、保温モードを選択したときには前記保温手段を制御する制御手段とを備え
    前記温度検出手段は、
    前記冷温蔵庫内の温度を検出する庫内温検出手段と、
    前記庫内温検出手段にて検出された対象物投入前後の庫内温度変動に基づいて前記対象物温度を推定する推定手段と、を備え、
    前記冷温蔵庫には開閉可能な蓋部材が設けられており、
    前記推定手段は、前記蓋部材の開蓋に伴う庫内温度変動を考慮して前記対象物温度を推定し、
    前記制御手段は、前記推定手段により推定された前記対象物温度に基づいて前記保温モード又は前記保冷モードを選択することを特徴とする車両用冷温蔵装置。
  2. 車内配置された冷温蔵庫に投入された対象物を保冷又は保温するための車両用冷温蔵装置であって、
    前記冷温蔵庫内を保冷する保冷手段と、
    前記冷温蔵庫内を保温する保温手段と、
    前記対象物が前記冷温蔵庫内に有るか否かを検出する対象物検出手段と、
    前記対象物の温度(対象物温度)を検出する温度検出手段と、
    前記対象物が前記冷温蔵庫内にあるときにその対象物温度に応じて、前記冷温蔵庫内を保冷する保冷モード又は前記冷温蔵庫を保温する保温モードのいずれかを選択し、保冷モードを選択したときには、前記保冷手段を制御する一方、保温モードを選択したときには前記保温手段を制御する制御手段と、
    保温判定値及び保冷判定値を記憶した記憶手段と、
    前記冷温蔵庫の周囲環境を測定する周囲環境測定手段と、
    前記周囲環境測定手段の測定結果に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記保温判定値及び前記保冷判定値を補正する補正手段と、を備え、
    前記制御手段は、前記対象物温度が保温判定値よりも高い場合には保温モードを選択し、前記対象物温度が保冷判定値よりも低い場合には保冷モードを選択することを特徴とする車両用冷温蔵装置。
  3. 車内配置された冷温蔵庫に投入された対象物を保冷又は保温するための車両用冷温蔵装置であって、
    前記冷温蔵庫内を保冷する保冷手段と、
    前記冷温蔵庫内を保温する保温手段と、
    前記対象物が前記冷温蔵庫内に有るか否かを検出する対象物検出手段と、
    前記対象物の温度(対象物温度)を検出する温度検出手段と、
    前記対象物が前記冷温蔵庫内にあるときにその対象物温度に応じて、前記冷温蔵庫内を保冷する保冷モード又は前記冷温蔵庫を保温する保温モードのいずれかを選択し、保冷モードを選択したときには、前記保冷手段を制御する一方、保温モードを選択したときには前記保温手段を制御する制御手段と、
    保温上限値及び保冷下限値を記憶した第2の記憶手段と、
    前記冷温蔵庫の周囲環境を測定する第2の周囲環境測定手段と、
    前記第2の周囲環境測定手段の測定結果に基づいて、前記保温上限値及び前記保冷下限値を補正する第2の補正手段と、を備え、
    前記制御手段は、前記対象物温度が前記保温上限値を超えた場合には、前記保温モードの実行を停止し、
    前記対象物温度が前記保冷下限値を下回った場合には、前記保冷モードの実行を停止することを特徴とする車両用冷温蔵装置。
  4. 車内配置された冷温蔵庫に投入された対象物を保冷又は保温するための車両用冷温蔵装置であって、
    前記冷温蔵庫内を保冷する保冷手段と、
    前記冷温蔵庫内を保温する保温手段と、
    前記対象物が前記冷温蔵庫内に有るか否かを検出する対象物検出手段と、
    前記対象物の温度(対象物温度)を検出する温度検出手段と、
    前記対象物が前記冷温蔵庫内にあるときにその対象物温度に応じて、前記冷温蔵庫内を保冷する保冷モード又は前記冷温蔵庫を保温する保温モードのいずれかを選択し、保冷モードを選択したときには、前記保冷手段を制御する一方、保温モードを選択したときには前記保温手段を制御する制御手段と、
    前回に選択された制御モードを記憶する制御モード記憶手段と、を備え、
    前記制御手段は、前記対象物温度が前記保温判定値よりも低く、且つ、前記保冷判定値よりも高い場合には、前記制御モード記憶手段に記憶された制御モードを引き続き実行することを特徴とする車両用冷温蔵装置。
  5. 前記庫内温検出手段は、赤外線センサにより構成されていることを特徴とする請求項1に記載の車両用冷温蔵装置。
  6. 前記庫内温検出手段は、前記庫内温度分布を検出可能な範囲型赤外線センサにより構成され、
    前記制御手段は、前記庫内温度分布により前記対象物温度を検出することを特徴とする請求項1に記載の車両用冷温蔵装置。
  7. 前記対象物検出手段として前記対象物の重量を検出する重量センサが備えられており、
    前記制御手段は、前記重量センサの検出結果に基づいて前記対象物の有無を判定し、前記対象物が有ると判定した場合には前記保温モード又は保冷モードを実行する一方、
    前記対象物が無いと判定した場合には前記保温モード及び前記保冷モード実行を停止することを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の車両用冷温蔵装置。
  8. 前記周囲環境測定手段または前記第2の周囲環境測定手段は、車室外の気温(外気温)を検出する外気温センサにより構成されていることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の車両用冷温蔵装置。
  9. 保冷モード及び保温モードの選択及びこれらの実行の停止を設定する設定手段を備え、
    前記制御手段は、前記設定手段における設定結果に基づいて前記保温モードあるいは前記保冷モードの切換、又は、これらのモードの実行を停止することを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の車両用冷温蔵装置。
  10. 前記保冷手段は、
    車両用空調装置の冷房能力を用いて前記対象物を保冷するものであることを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれかに記載の車両用冷温蔵庫装置。
  11. 前記保温手段は、
    車両用空調装置の暖房能力を用いて前記対象物を保温するものであることを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれかに記載の車両用冷温蔵庫装置。
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