JP6642357B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用空調装置に関し、特に、吹き出し温度などの制御値を自動で設定する技術に関する。
特許文献1に記載された空調装置など、車両用空調装置において、吹き出し温度や風量などの制御値を自動で設定する車両用空調装置が広く知られている。また、特許文献1では、車両が現在いる地域または国により、自動車内部空間温度の目標値偏差ΔTに対する送風機の出力Pの制御値すなわち風量の制御値の関係を自動で変更している。特許文献1において、車両が現在いる地域または国により上記関係を変更している理由は、地域や国が異なると、空調に対する嗜好が異なるからである。
特開平11−222019号公報
しかし、ある地域、あるいはある国において、空調に対する嗜好が異なるとしても、当然、個人差がある。そのため、特許文献1のように、車両が現在いる地域あるいは国により自動で制御値を変更してしまうと、乗員の嗜好を反映した空調が行われない恐れがある。
また、吹き出し口から吹き出される空気の温度である吹き出し温度に関する嗜好が地域により異なることが想定される。しかし、特許文献1において、地域あるいは国により変更している制御値は、具体的には、送風機の出力Pの制御値のみである。
本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、の目的は、乗員の嗜好を反映した空調が行われやすくなる車両用空調装置を提供することにある
上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は、発明の更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
上記目的を達成するための発明は、車両の車室内の空調制御を行う車両用空調装置
(1)であって、
車両の現在位置を取得する位置取得部(61)と、
位置取得部が取得した現在位置が、予め区分された空調区分地域のうちのどの空調区分地域に位置しているかを決定する地域決定部(62)と、
空調区分地域別に予め設定されている空調制御式から、地域決定部が決定した空調区分地域に基づいて選択した空調制御式を用いて、空調制御の制御値を決定し、決定した制御値に基づいて空調制御を行う空調制御部(66)と、
地域決定部が決定した空調区分地域に基づいて選択した空調制御式を用いた空調制御である地域対応空調制御を行うことを許可するか否かを、車両の乗員に問い合わせる問い合わせ部(64)とを備え、
空調制御部は、問い合わせ部による問い合わせに対する回答が、地域対応空調制御を行うことを許可する回答であった場合に、地域対応空調制御を行う。
本発明では、車両の現在位置が位置する空調区分地域に基づいて、空調区分地域別に設定されている空調制御式から空調制御に用いる空調制御式を選択し、選択した空調制御式を用いて空調制御の制御値を決定する。これにより、地域ごとの嗜好を反映した空調制御を行うことができる。ただし、空調制御の嗜好は、地域による違いだけではなく、個人によっても違いがある。
そこで、本発明では、地域対応空調制御を行うことを許可するか否かを車両の乗員に問い合わせ、問い合わせに対する回答が、地域対応空調制御を行うことを許可する回答であった場合に、地域対応空調制御を行う。
よって、地域対応空調制御を好む乗員は地域対応空調制御を許可することを回答し、地域対応空調制御を好まない乗員は地域対応空調制御を許可しないことを回答すれば、乗員の嗜好を反映した空調が行われやすくなる。
本発明が適用された車両用空調装置1が使用される状態を示す図である。 車両用空調装置1の構成を示すブロック図である。 記憶部50に記憶されている空調区分地域別の空調設定を示す図である。 図3に示すTAOとブロワレベルとの関係を例示する図である。 エアコンECU60が実行する処理を示すフローチャートである。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1に示すように、本発明が適用された車両用空調装置1は車両2に搭載される。車両用空調装置1は、車両2の車室の空調を行う装置であり、また、車両2の現在位置を検出するために、広域通信網が備える基地局3と通信する機能およびGNSS(Global Navigation Satellite System)が備える航法衛星4が送信する航法信号を受信する機能を備えている。ただし、基地局3と通信する機能および航法信号を受信する機能のいずれか一方のみを備えていてもよい。車両2は、自動車とも呼ばれるものであり、普通自動車、軽自動車などである。
基地局3は、たとえば、電話回線網などの広域通信網が備える基地局である。図1には1つの基地局3しか示されていないが、複数の基地局3が存在する。基地局3は、通信相手に基地局3の通信エリアを表す信号(以下、基地局エリア信号)を送信する。
車両用空調装置1が、この基地局エリア信号を受信すれば、車両2の現在位置は基地局エリア信号が表している通信エリア内であることが分かる。基地局3の通信エリアは、後述する空調区分地域よりも狭い。よって、基地局エリア信号を受信することで、現在位置がどの空調区分地域に含まれているかが分かる。なお、本実施形態における現在位置は、空調区分地域を特定できる程度の精度で位置が分かる情報であればよい。よって、基地局3の通信エリアも現在位置として利用できる。
航法衛星4は、前述のように航法信号を送信する。GNSSは、たとえば、GPS(Global Positioning System)であり、航法衛星4も図1には1機しか示されていないが、複数の航法衛星4が存在する。
[車両用空調装置1の構成]
車両用空調装置1は、図2に示すように、エアコンユニット10、センサ部20、HMI部30、無線部40、記憶部50、エアコンECU60を備えている。
エアコンユニット10は、公知のエアコンユニットと同じ構成であり、エアコンECU60に制御される機械的構成であるブロアモータ、熱交換器、ダンパなどを備えている。
センサ部20は、車室内の空調をするために必要な情報を検出する種々のセンサを備える。具体的には、センサ部20は、内気センサ21、外気センサ22、日射センサ23を備える。その他に、湿度センサ、水温センサなどを備えていてもよい。
内気センサ21は、インストルメントパネルなどに取り付けられて、車室内温度(以下、内気温度)を検出する。外気センサ22は、コンデンサの前面などに取り付けられて、外気温度を検出する。日射センサ23は、インストルメントパネル上部などに取り付けられており、日射量を検出する。これらのセンサが検出した検出値はエアコンECU60に出力される。
HMI部30は、車両2の乗員が車両用空調装置1に対して操作を入力し、かつ、車両用空調装置1が乗員に対して種々の情報を通知する部分である。HMI部30は、具体的には、スピーカ31、表示装置32、操作部33を備える。
スピーカ31は車室内に向けて音を出力する位置に設けられる。表示装置32は、車室内において自車両の運転者が視認可能な位置に設置されており、表示画面を備える。操作部33は、インストルメントパネルなどに設けられたスイッチであり、車両用空調装置1を操作するために乗員が操作する。このスイッチは、メカニカルスイッチでもタッチスイッチでもよい。
無線部40は、車両2の外部と無線通信を行う部分であり、GNSS受信部41と無線通信部42を備えている。GNSS受信部41は、航法衛星4が送信する航法信号を受信し、受信した航法信号に基づいて現在位置を逐次算出する。この現在位置は、緯度と経度で表される。GNSS受信部41は、算出した現在位置をエアコンECU60に出力する。無線通信部42は、基地局3と通信をして、前述した基地局エリア信号を受信する。
記憶部50は書き込み可能になっており、後述する地域決定部62が決定した空調区分地域を記憶する。また、記憶部50には、図3に示す空調区分地域別の空調設定が記憶されている。空調区分地域は、空調設定を異ならせるために予め区分された地域である。図3に示すように、本実施形態では、都道府県が1つの空調区分地域である。
空調設定には、TAO算出式とTAO−ブロワレベルが含まれる。その他に、TAOとダンパ開度の関係、TAOと吹き出し口位置との関係などが空調設定に含まれる。
TAO算出式は、式1に示す式である。TAOは、必要吹き出し温度(Temperature Air Output)であり、TAO算出式は吹き出し温度算出式である。また、TAOに基づいて空調制御を行うので、TAOは請求項の制御値に相当し、TAO算出式は空調制御式でもある。なお、制御値は、エアコンECU60がエアコンユニット10を制御するために演算する値である。
式1において、TSETは設定温度であり、乗員が設定する。TRは内気温度、TAMは外気温度、TSは日射量であり、それぞれ内気センサ21、外気センサ22、日射センサ23が検出する。ΔT、Cは温度補正定数であり、E、F、G、Hは係数である。
(式1) TAO=E×(TSET+ΔT)−F×TR−G×TAM−H×TS+C
図3におけるTAO算出式の列における式A、式B、式Cなどは、温度補正定数、係数の少なくとも一つが、空調区分地域別に調整されたTAO算出式である。なお、各空調区分地域に対応するTAO算出式が、全て相互に異なっている必要はなく、TAO算出式が相互に同じになる空調区分地域があってもよい。それぞれの空調区分地域に対応するTAO算出式は、全体として少なくとも2種類以上あればよい。
TAO−ブロワレベルは、TAOとブロワレベル(すなわち風量)との関係を意味している。図4には、この関係の一例を示している。図4に示す関係は、TAOが、ある範囲においてブロワレベルが最低量であるLOになる。この範囲を、以下、最低風量TAO範囲とする。図4に示す関係は、TAOが最低風量TAO範囲から外れるほど、ブロワレベルが高くなる。
各空調区分地域に対応したTAO−ブロワレベルは、上記最低風量TAO範囲、最低風量TAO範囲を外れた範囲の傾き、最大ブロワレベルが、空調区分地域別に調整された関係である。なお、最低風量TAO範囲の調整は、具体的には、その範囲の最低温度、最高温度、最低温度と最高温度との温度差のいずれかが調整されていることを意味する。また、TAO算出式と同様、各空調区分地域に対応するTAO−ブロワレベルの関係は、全て相互に異なっている必要はなく、TAO−ブロワレベルの関係が相互に同じになる空調区分地域があってもよい。それぞれの空調区分地域に対応するTAO−ブロワレベルの関係は、全体として少なくとも2種類以上あればよい。
図3の一番下の行に示すように、記憶部50には、空調区分地域がない空調設定、すなわち、地域によらずに定まる空調設定も記憶されている。この空調設定は通常空調制御において用いる設定である。
さらに、図3の一番右の列に示すように、各空調区分地域に対応する空調設定には、通常空調制御との違いも記憶されている。この違いは、図3に示す例では、冷房感についての通常空調制御との違い、暖房感についての通常空調制御との違い、風量についての通常空調制御との違いの3つの違いで表されている。
説明を図2に戻す。エアコンECU60は、CPU、ROM、RAM等を備えたコンピュータであり、CPUが、RAMの一時記憶機能を利用しつつ、ROMなどの非遷移的実体的記録媒体(non-transitory tangible storage medium)に記憶されているプログラムを実行する。これにより、エアコンECU60は、位置取得部61、地域決定部62、地域変化判断部63、問い合わせ部64、式選択部65、空調制御部66として機能する。これらの機能を実行すると、プログラムに対応する方法が実行される。なお、エアコンECU60が実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のIC等によりハードウェア的に構成してもよい。
エアコンECU60が備える各部の説明は図5に示すフローチャートを用いて行う。図5に示すフローチャートはエアコンECU60が実行する処理を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、たとえば、操作部33が操作されて、地域別空調制御がオンになった場合に開始する。なお、地域別空調制御のオンは空調開始指示を兼ねている。
ステップ(以下、ステップを省略する)S1では現在位置を取得する。このS1は位置取得部61が実行する処理であり、GNSS受信部41から現在位置を取得し、あるいは、無線通信部42から、現在位置として利用できる基地局3の通信エリアが含まれている基地局エリア信号を取得する。
S2は地域決定部62が実行する処理であり、S1で取得した現在位置と記憶部50に記憶されている空調区分地域とを対比して、車両2の現在位置が、記憶部50に記憶されている空調区分地域のうちのどの空調区分地域に位置しているかを決定する。そして、決定した空調区分地域を、決定時刻とともに記憶部50に記憶する。
S3は地域変化判断部63が実行する処理であり、S2で決定した空調区分地域と、これまでに記憶部50に記憶されている空調区分地域とを用いて、通常時に車両2が使用される空調区分地域が変化したか否かを判断する。
通常時としている理由は、旅行などにより一時的に空調区分地域が変化した場合を除くためである。旅行などにより一時的に空調区分地域が変化したのか、通常時の空調区分地域が変化したのかを区別したい理由は次の理由である。すなわち、地域対応空調制御を行う目的が、地域により気候が異なり、その気候に慣れることが原因で、地域により異なると考えられる乗員の空調に対する嗜好に合わせる目的だからである。
旅行などで一時的に現在位置が異なる空調区分地域になったとしても、乗員の空調に対する嗜好は通常生活している地域の気候に応じた嗜好のままであると考えられる。そこで、このS3において、旅行などにより一時的に空調区分地域が変化したのか、通常時の空調区分地域が変化したのかを区別するのである。
通常時としているので、S2において決定される空調区分地域が、継続して、これまでに決定されていた空調区分地域と異なった場合に、通常時の空調区分地域が変化したと判断する。継続の程度は、数日、1週間など、適宜設定される。なお、初回の実行時であるために、記憶部50に空調区分地域が記憶されていない場合にはS3の判断はYESとする。
S3の判断がNOであれば後述するS9に進み、YESであればS4に進む。S4およびS5は、問い合わせ部64が実行する処理である。S4では、S2で決定した空調区分地域に対応する空調設定を用いた空調制御(以下、地域対応空調制御)の通常空調制御との違いを、表示装置32に表示する。通常空調制御との違いは、図3に示すように、空調区分地域別に予め記憶されている。したがって、S4では、記憶部50に記憶されている図3に示す関係から、S2で決定した空調区分地域に対応する通常空調制御との違いを抽出して、表示装置32に表示する。
続くS5では、地域対応空調制御を許可するか否かを乗員に問い合わせる。問い合わせは、スピーカ31および表示装置32の一方または両方を用いて行う。
問い合わせを受けた乗員は、操作部33を操作して、地域対応空調制御を許可するか否かを回答する。S6、S7、S8は式選択部65が実行する処理である。
S6では、地域対応空調制御が許可されたか否かを判断する。S5を実行した後、一定時間内に、地域対応空調制御を許可する操作が行われた場合にはS6の判断がYESになる。その一定時間内に地域対応空調制御を許可しないことを意味する操作が行われた場合にはS6の判断がNOになる。また、一定時間内に乗員がいずれの操作も行わなかった場合には、許可および不許可のうち予め設定した側であると判断する。S6の判断がYESであればS7に進み、NOであればS8に進む。
S7では、S2で決定した空調区分地域に対応する空調設定を、空調制御に用いる空調設定として選択する。なお、空調設定は、図3に示すように、TAO算出式をおよびTAO−ブロワレベルの関係を含んでいる。一方、S8では、通常空調制御に対応する空調設定を、空調制御に用いる空調設定として選択する。
S7またはS8を実行した場合にはS9に進む。また、S3において通常時の地域が変化していないと判断した場合にもS9に進む。S9〜S12は空調制御部66が実行する処理である。
S9では、TAO算出式に入力する値を取得する。具体的には、設定温度(TSET)と、内気温度(TR)と、外気温度(TAM)と、日射量(TS)を取得する。続くS10では、S9で取得した値を、選択中のTAO算出式に代入してTAOを算出する。
なお、S3の判断がNOになってS9、S10へと進んだ場合には、今回の図5の処理ではTAO算出式を選択していない。しかし、S3の判断がNOになる前には一度はS3の判断がYESになり、TAO算出式が選択されている。よって、S3の判断がNOになってS9に進んだ場合にも選択中のTAO算出式は存在する。S3の判断がNOになってS9に進んだ場合には選択中のTAO算出式を維持する。
S11では、S10で算出したTAO、および、選択中の空調設定に基づいて空調制御を実行する。本実施形態における空調制御は、吹き出し温度制御、吹き出し口切り替え制御、風量制御、吸込口切り替え制御を含んだ制御である。
吹き出し温度制御は、吹き出し口から吹き出す空気の温度をTAOにする制御である。吹き出し口切り替え制御は、TAOに応じて吹き出し口をFACEにするか、FOOTにするか、その両方にするかを切り替える制御である。風量制御は、吹き出し口から吹き出す風量を調整する制御であり、選択中のTAO−ブロワレベルと、S10で算出したTAOから、風量を決定する。吸い込み口切り替え制御は、TAOに応じて外気導入とするか内気循環とするかを切り替える制御である。
なお、吹き出し口切り替え制御においては、吹き出し口に備えられたダンパを駆動させるモータに対して出力する信号が制御値に相当し、風量制御においては、ブロワコントローラに出力する、風量を指示する信号が制御値に相当する。吸い込み口切り替え制御においては、吸い込み口に備えられたダンパを駆動させるモータに対して出力する信号が制御値に相当する。
S12では空調制御を終了するか否かを判断する。この判断は具体的には、空調スイッチがオフになったか否かを判断するものである。この判断がNOであればS9に戻る。S9に戻った場合、TAOを再算出して、そのTAOに基づいて空調制御を実行することになる。一方、S12の判断がYESであれば図5の処理を終了する。
[実施形態のまとめ]
以上、説明した本実施形態では、空調区分地域別に設定されているTAO算出式から、車両2の現在位置が位置する空調区分地域に基づいて空調制御に用いるTAO算出式を選択する(S7)。そして、選択したTAO算出式を用いて空調制御に用いるTAOを算出する(S10)。これにより、地域ごとの嗜好を反映した空調制御を行うことができる。ただし、空調制御の嗜好は、地域による違いだけではなく、個人によっても違いがある。
そこで、本実施形態では、地域対応空調制御を行うことを許可するか否かを車両2の乗員に問い合わせ、問い合わせに対する回答が、地域対応空調制御を行うことを許可する回答であった場合に、地域対応空調設定を選択して空調制御を行う。
地域対応空調制御を好む乗員は、問い合わせに対して地域対応空調制御を許可することを回答することで、地域対応空調制御が行われる。一方、地域対応空調制御を好まない乗員は、問い合わせに対して地域対応空調制御を許可しないことを回答すれば、通常空調制御が行われる。よって、本実施形態によれば、乗員の嗜好を反映した空調が行われやすくなる。
また、本実施形態では、地域対応空調制御を許可するか否かの問い合わせ時に、地域対応空調制御と通常空調制御の違いを乗員に提示する(S4)。これにより、乗員は、地域対応空調制御を許可するか否かを判断しやすくなる。
地域対応空調制御を行う目的は、地域により異なると考えられる乗員の空調に対する嗜好に対応するためである。乗員の空調に対する嗜好が地域により異なる理由は、地域により気候が異なり、その気候に慣れるからであると考えられる。この考えによれば、通常時の地域が変化していなければ、車両2に乗車する乗員が居住する地域に変化がないと考えられるから、地域対応空調制御を行うかどうかに対する回答に変化がないと考えられる。
そこで、本実施形態では、地域別空調制御がオンになっても、毎回は、地域対応空調制御を許可するか否かを問い合わせず、S3の判断を行い、通常時の地域が変化したと判断した場合に限り、地域対応空調制御を許可するか否かを乗員に問い合わせる。よって、不必要に、地域対応空調制御を許可するか否かを乗員に問い合わせてしまうことを抑制できる。
また、通常時の地域が変化したと判断した場合に行われる問い合わせに対する回答が、地域対応空調制御を許可すること意味する回答であった場合に、S2で決定した空調区分地域に対応するように、空調設定を再設定する。よって、本実施形態では、通常時の地域が変化したと判断した場合に限り、TAO算出式を再選択していることになる。
これにより、旅行などにより一時的に空調区分地域が変化した場合にTAO算出式を変更してしまうことが抑制されるので、旅行などにより一時的に空調区分地域が変化した場合にも、乗員の嗜好を反映した空調が行われやすくなる。
また、本実施形態では、空調区分地域別に設定されているTAO算出式から、車両の現在位置が位置する空調区分地域に基づいて、TAO算出に用いるTAO算出式を決定する。よって、地域ごとの嗜好を反映したTAOとなりやすい。
また、本実施形態では、空調区分地域別にTAO−ブロワレベルも選択するので、空調区分地域に応じて、TAOとブロワレベルとの関係も変化させていることになる。よって、本実施形態では、空調区分地域別にTAO算出式を選択することに加えて、TAOとブロワレベルとの関係も変化させている。これにより、乗員の嗜好を反映した空調が、一層、行われやすくなる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。なお、以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。
<変形例1>
DSRCなどの近距離あるいは狭域無線通信により路側機と通信する路車間通信部を備え、路側機から現在位置を取得してもよい。
<変形例2>
空調区分地域を、都道府県よりも狭い地域としてもよいし、反対に、都道府県よりも広い地域としてもよい。また、空調区分地域は、行政区画とは異なる地域に設定されていてもよい。
<変形例3>
前述の実施形態では、空調を実施する際に、地域対応空調制御を許可するか否かを問い合わせていたが、この問い合わせのタイミングは、IGオンなど、空調を実施するタイミングとは関係ないタイミングでもよい。
<変形例4>
TAO算出式が、車室内の湿度も加味してTAOを算出する式であってもよい。
<変形例5>
図4に示したTAO−ブロワレベルは、最低風量TAO範囲を外れた範囲では、TAOの変化に対して連続的にブロワレベルが変化していた。TAO−ブロワレベルは図4に示した関係に限られず、最低風量TAO範囲を外れた範囲で、TAOの変化に対して段階的にブロワレベルが変化するようになっていてもよい。
1:車両用空調装置 2:車両 3:基地局 4:航法衛星 10:エアコンユニット 20:センサ部 21:内気センサ 22:外気センサ 23:日射センサ 30:HMI部 31:スピーカ 32:表示装置 33:操作部 40:無線部 41:GNSS受信部 42:無線通信部 50:記憶部 60:エアコンECU 61:位置取得部 62:地域決定部 63:地域変化判断部 64:合わせ部 65:式選択部 66:空調制御部

Claims (3)

  1. 車両の車室内の空調制御を行う車両用空調装置(1)であって、
    前記車両の現在位置を取得する位置取得部(61)と、
    前記位置取得部が取得した現在位置が、予め区分された空調区分地域のうちのどの前記空調区分地域に位置しているかを決定する地域決定部(62)と、
    前記空調区分地域別に予め設定されている空調制御式から、前記地域決定部が決定した前記空調区分地域に基づいて選択した前記空調制御式を用いて、前記空調制御の制御値を決定し、決定した制御値に基づいて前記空調制御を行う空調制御部(66)と、
    前記地域決定部が決定した空調区分地域に基づいて選択した前記空調制御式を用いた前記空調制御である地域対応空調制御を行うことを許可するか否かを、前記車両の乗員に問い合わせる問い合わせ部(64)とを備え、
    前記空調制御部は、前記問い合わせ部による問い合わせに対する回答が、前記地域対応空調制御を行うことを許可する回答であった場合に、前記地域対応空調制御を行う車両用空調装置。
  2. 請求項1において、
    前記空調制御部は、前記問い合わせ部による問い合わせに対する回答が、前記地域対応空調制御を行うことを許可しない回答であった場合に、地域によらずに定まる前記空調制御式を用いた前記空調制御である通常空調制御を行い、
    前記問い合わせ部は、前記問い合わせ時に、前記地域対応空調制御と前記通常空調制御の違いを前記乗員に提示する車両用空調装置。
  3. 請求項1または2において、
    前記地域決定部が決定した前記空調区分地域に基づいて、通常時に前記車両が使用される前記空調区分地域が変化したか否かを判断する地域変化判断部(63)を備え、
    前記問い合わせ部は、前記地域変化判断部が、通常時に前記車両が使用される前記空調区分地域が変化したと判断した場合に、前記地域対応空調制御を行うことを許可するか否かを前記車両の乗員に問い合わせ、
    前記空調制御部は、前記問い合わせ部による問い合わせに対する回答が、前記地域対応空調制御を行うことを許可する回答であった場合に、前記空調制御式を再選択する一方、前記地域変化判断部が、通常時に前記車両が使用される前記空調区分地域が変化していないと判断した場合には、それまでに選択していた前記空調制御式を維持する車両用空調装置。
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