JPH0435364B2 - - Google Patents

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JPH0435364B2
JPH0435364B2 JP58169733A JP16973383A JPH0435364B2 JP H0435364 B2 JPH0435364 B2 JP H0435364B2 JP 58169733 A JP58169733 A JP 58169733A JP 16973383 A JP16973383 A JP 16973383A JP H0435364 B2 JPH0435364 B2 JP H0435364B2
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Japan
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outlet
heat load
air
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Shinma Kobayashi
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Nissan Shatai Co Ltd
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Nissan Shatai Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6061324A publication Critical patent/JPS6061324A/ja
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Publication of JPH0435364B2 publication Critical patent/JPH0435364B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00821Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being ventilating, air admitting or air distributing devices
    • B60H1/00835Damper doors, e.g. position control
    • B60H1/00842Damper doors, e.g. position control the system comprising a plurality of damper doors; Air distribution between several outlets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00821Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being ventilating, air admitting or air distributing devices
    • B60H1/00864Ventilators and damper doors
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1917Control of temperature characterised by the use of electric means using digital means
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/20Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は自動制御空調装置に係り、特に自動
車の自動制御空調装置に関する。
(従来技術) 自動車の自動制御空調装置のうち、車室内への
吹出口、吹出量及び吹出温度を自動的に制御して
理想的な車室環境を形成しようとするものは知ら
れている。
従来のこの種の装置では、ヒータコアに設けた
エアミクスドアの開度によつて吹出口の選択(吹
出モードの決定)を行つていた(特開昭57−
130809号公報参照)。
この場合例えば、前記エアミクスドアの開度が
0度〜25度であるときはベンチレータ側及びフロ
ア側から空気を吹出し、また25度〜30度であると
きはデフロスタ側及びフロア側から吹出す様にし
ていた。
しかし、この様な方法によれば車室内外の温度
に関連した物理的環境因子例えば外気温などを考
慮することなくエアミクスドアの開度のみに応じ
て吹出口を制御している。このため、例えば、夏
期は特にベンチレータ側吹出口から多くの冷風を
吹き出し、中間期はベンチレータ側吹出口から冷
風を吹き出しながらフロア側吹出口から温風を吹
き出し、冬季はデフロスタ側吹出口とフロア側吹
出口から温風を吹き出して、曇り取りと足元暖房
とを同時に行うのが好ましいというように、季節
(外気温度)等に応じて最適な吹出口が変化する
ものであるが、このような制御が成されず、例え
ば、ベンチレータから熱風が吹出し乗員に不快感
を与えるなどの不都合があつた。
(発明の目的) この発明は、以上の従来技術の欠点を除去しよ
うと成されたものであり、快適な吹出口制御が可
能な自動制御空調装置を提供することを目的とす
る。
(発明の構成) この目的を達成するため、この発明によれば、
温度に関連した物理的環境因子を検出し電気信号
として出力する検出手段と、温度に関連した車室
内の物理的環境因子を設定するため乗員の設定操
作に従つて電気信号を送出する手段であつて、少
なくとも車室の温度を設定する手段を有した車内
設定手段と、少なくともベンチレータ吹出口およ
びデフロスタ吹出口を開閉する切換ドアを開閉作
動させる駆動装置を含み、温度に関連した操作要
素を駆動する駆動装置と、前記検出手段並びに前
記車内設定手段の出力信号及び前記駆動装置の駆
動状態を示す信号を基に最適環境を車室内に形成
すべく演算を施しこの演算結果に基づいて前記駆
動装置に指令信号を送出する演算制御装置と、を
具えた自動制御空調装置において、前記検出手段
を、車室内熱負荷量を演算するのに必要な環境因
子および少なくとも吹出空気温度と日射量を検出
する手段とし、前記演算制御装置を、検出手段お
よび車内設定手段から得られた値と演算した熱負
荷量とに基づき、室内温度が設定温度よりも低い
かどうか、熱負荷量が所定量よりも大きいかどう
か、日射量が所定量以下であるかどうか、吹出温
度が所定温度以上であるかどうかを判断し、室内
温度が設定温度よりも低い場合に、熱負荷量が所
定量よりも大きいという条件を満たすか、もしく
は、熱負荷量が所定量以下、日射量が所定量以
下、吹出温度が所定温度未満の3条件を満たすか
すれば、少なくともベンチレータ吹出口を開いた
吹出モードを形成し、同じく室内温度が設定温度
よりも低い場合に、熱負荷量が所定量以下、日射
量が所定量よりも大きいという2条件を満たす
か、もしくは、熱負荷量が所定量以下、日射量が
所定量以下、吹出温度が所定温度以上の3条件を
満たすかすれば少なくともベンチレータ吹出口を
閉じると共にデフロスタ吹出口を開いた吹出モー
ドを形成する出力信号を各駆動装置に出力するよ
うにした。
(発明の効果) 以上の様にこの発明によれば、検出手段で得ら
れる物理的環境因子により演算制御装置で演算し
た熱負荷量と検出手段により得られる吹出口温度
とに基づき、吹出口を開閉するようにしたため、
たとえ吹出温度が同じでも、(エアミツクスドア
の開度が同じであつても)、熱負荷量に応じ吹出
口が異なる制御が成され、常に快適な車室内環境
の形成が可能となるという効果が得られる。
すなわち、暖房初期において車室内が冷えてい
る時には、熱負荷量が大きくなつているから、ベ
ンチレータ吹出口が開かれるもので、ベンチレー
タ吹出口から直接乗員の上半身に向けて温風を吹
き出させて、窓の曇り取りよりも乗員を温めるこ
とを優先させて、乗員が早く暖房感を得るように
することができる。
また、このようにして車室内が十分に暖まつて
熱負荷量が小さくなつた場合には、日射量が少な
く、吹出温度も高ければベンチレータ吹出口を閉
じると共にデフロスタ吹出口を開く。これによ
り、窓の曇り取りを優先して行うと共に、車室が
十分に暖まつたのちに熱い空気が直接乗員に向け
て吹き出すことによる息苦しさ等の不快感を感じ
ないようにできる。
さらに、このように熱負荷量が小さい時にあつ
ても、日射量が多ければ、乗員の上半身は十分に
暖まつているとして、窓の曇り取りを優先させる
と共に、上述のよう息苦しさ等の不快感を感じな
いようにできる。
このように、本発明では、乗員に温風が直接当
つた方が良い状態であるのか、当てない方が良い
状態であるのかを的確に把握して快適な空調環境
の形成が可能となるものである。
尚、上述のようにベンチレータ吹出口やデフロ
スタ吹出口を開く際に、同時にフロア吹出口等の
他の吹出口も開くようにしてよい。
また、本発明では、微妙な調整が必要なエアミ
クスドアの開度ではなしに、熱負荷量及び吹出温
度により吹出口を決定するようにしたために、車
種毎に異なる車内環境に応じた調整もセンサ感度
の調整お演算式の係数の設定等によつて容易にで
き、煩雑な機械的部分の調節を行うことなく所期
の制御が達成できるという効果も得られる。
(発明の実施例) 以下、添付図面に従つてこの発明の実施例を説
明する。
第1図はこの発明の実施例を示す系統図であ
る。
同図によれば、内外気のシステムチエンバ1
0、駆動装置20、検出手段並びに車室内設定手
段などを含む検出・設定部分30、及び演算制御
装置40に分けて図示されている。
システムチエンバ10は、外気導入ダクト1
1、内気導入ダクト12、内外気切換ドア13、
ブロアフアン14、エバポレータ15、ヒータコ
ア16、エアミクスドア17A,17B,17C
及びフロアドア18A、ベンチレータドア18C
並びにデフロスタドア18Bを具えている。同図
のシステムは各ドア17A〜17C,18A〜1
8Cの開閉及び開度を操作することによつて後述
のように足元吹出口A、ベンチレータ吹出口B、
デフロスタ吹出口Cからの吹出風量及び吹出温度
の調整を行う制御を実行する。
外気導入ダクト11は、車室外の空気を導入す
るためのダクトであり、内気導入ダクト12は車
室内の空気を再導入するためのダクトであり、内
外気切換ドア13によつてダクト11,12のい
ずれからあるいは両方から空気を取入れるかを選
択する。
ブロアフアン14は、ダクト11,12から導
入された空気を車室内に向けて送り出すものであ
る。このブロアフアン14の直後にはエバポレー
タ15が配備されており、冷気を形成する。
ヒータコア16は、エンジンの冷却水を基に暖
気を形成するもので、エアミクスドア17A〜1
7Cの開度によつて、エバポレータ15からの冷
気とヒータコア16を通過した暖気との混合割合
が調整される。この冷気と暖気との混合は、ヒー
タコア16の暖気吹出口16b下流(システムチ
エンバ10内を流れる空気の下流)の第1エアミ
クスチヤンバDと第2エアミクスチヤンバEの両
チヤンバでそれぞれ行われる。
尚、この冷気と暖気との混合はエアミクスドア
17A〜17C、フロアドア18A、デフロスタ
ドア18B、ベンチレータドア18Cの開閉及び
開度によつては第1エアミクスチヤンバD、第2
エアミクスチヤンバEのいずれか一方でのみ行わ
れることもある。
また、19は第1エアミクスチヤンバDと第2
エアミクスチヤンバEとを区画する隔壁であり、
16aはヒータコア16の空気吸入口であり、5
1は第1冷風通路、52は第2冷風通路、53は
第1暖気通路、54は第2暖気通路である。
そして、エアミクスドア17A〜17Cの開度
を適宜調整し、両エアミクスチヤンバD,Eに温
度差を設けて、例えば、ベンチレータドア18C
とフロアドア18Aを駆動してベンチレータ吹出
口Bと足元吹出口Aを開け、ベンチレータ吹出口
を足元吹出口Aよりも冷気を多くし、頭寒足熱の
制御ができ(尚、このような吹出口制御は主とし
て夏期あるいは春や秋の中間期に行う)、また、
ベンチレータ吹出口Bをベンチレータドア18C
で閉じてデフロスタ吹出口Cを開け、フロアドア
18Aを開けて足元吹出口Aを開としフロントカ
ラスが曇らないようにしつつ足元暖房する(尚、
このような吹出口制御は主として冬季に行う。)
等ができる。尚、どれか1つの吹出口のみ開ける
こともできる。例えば、フロントガラスの曇りを
とる初期はベンチレータ吹出口Bをベンチレータ
ドア18Cで閉(デフロスタ吹出口Cが開)、デ
フロスタドア18Bを開、フロアドア18Aを閉
とすれば全ての空気はデフロスタ吹出口Cより吹
き出される。以上のような吹出制御を二層流吹出
制御と言い、例えば、特開昭57−130809号公報等
により公知である。
尚、各要素13,14,17A〜17C,18
A〜18Cは、この明細書中で必要に応じて「操
作要素」としている。
駆動装置20は前述の温度に関連した操作要素
13,14,17A〜17C,18A〜18Cを
駆動するためのものであり、内外気の切換ドア用
の切換アクチユエータ21、モータ制御回路2
2、エアミクスドアの開度を変える開度調節アク
チユエータ23、及び吹出口切換に関係する各ド
ア18A〜18Cを開閉する切換アクチユエータ
24を具えている。
前記切換アクチユエータ21は指令信号CC1に
よつて内外気切換ドア13を所定の切換方向に駆
動する。
前記モータ制御回路22は指令信号CC2に基づ
いてブロアフアン14の回転速度を決定する。前
記開度調節アクチユエータ23は、エアミクスド
ア17A〜17Cの開度を指令信号CC3に基づい
て決定する。
前記切換アクチユエータ24は指令信号CC4に
よつてドア18A〜18Cの開閉を行い、前述の
様に吹出口を選択する。
検出・設定部分30は、温度に関連した物理的
環境因子を検出し電気信号として出力する検出手
段、温度に関連した車室内の環境を調節するため
に乗員の設定操作に従つて電気信号を送出する車
内設定手段、及びその他の手段を具えている。
検出手段としては、車室内のうち頭部付近の温
度を検出して室温信号SS1を出力する頭部室温セ
ンサ31、車室内のうち足元付近の温度を検出し
て室温信号SS2を出力する足元部室温センサ3
2、デフロスタ吹出口Cでの吹出温度を検出して
吹出温度信号SS3を出力するデフ側吹出センサ3
3、ベンチレータ吹出口Bでの吹出温度を検出し
て吹出温信号SS4を出力するベント側吹出センサ
34、日射量を検出して日射量信号SS5を出力す
る日射センサ35、及び外気の温度を検出して外
気温信号SS6を出力する外気温センサ36が設け
られている。
設定手段としては、希望する車室温度を設定す
るための設定温スイツチ37が設けられている。
この設定温スイツチ37は、乗員が設定した温度
に対応した設定温信号CSを出力する。
その他の手段は、ADコンバータ38及び温度
表示装置39である。ADコンバータ38は、各
検出手段及び車内設定手段のアナログ信号を後処
理のためにデジタル信号とする。温度表示装置3
9は、設定温スイツチ37による設定温度を表示
するものであり、蛍光管、LED、液晶などによ
るセグメント表示の他各種の方法が可能である。
尚、この明細書で、温度に関係した物理的環境
因子とは、温度のみでなく、湿度、日射量などを
含めても良い。また車室内の温度に影響を与える
因子、例えば車速度などをも必要に応じて含めて
も良いものである。
演算制御装置40は、各検出手段及び設定手段
などからの信号SS1〜SS6,CSに基づいて制御指
令信号CC1〜CC4を送出し、車室内に最適環境を
形成する様にする。
この演算制御装置40の構成は第2図に示す様
である。同図によれば、熱負荷量演算回路41、
室内目標温度演算回路42、吹出目標温度演算回
路43、室内温度演算回路44、風量演算回路4
5、ドア目標開度演算回路46、駆動回路47、
及び3つの比較回路48A,48B,48Cが示
されている。周辺のブロツクのうち、第1図と同
様の符号は同一の対象を示すものである。また、
第1図に図示しなかつたフロアドア18A及びベ
ンチレータドア18Cの開度センサ18A−1及
び18C−1を示した。更に切換アクチユエータ
24は各ドア18A〜18Cに対応してそれぞれ
別個の符号24a〜24cで示した。
熱負荷量演算回路41は、日射センサ35の日
射量信号SS5、外気温センサ36の外気温信号
SS6及び設定温スイツチ37の設定温信号CSを
基に熱負荷量Qを演算する。熱負荷量Qは、空調
制御によつて車室内を所定の温度にするに必要な
熱量であり、外気温及び日射量の相乗積と設定と
の差として与えられてる。例えば、夏の晴天日は
外気温も高く日射量も多い。このとき、車室内の
温度を大幅に下げようとすれば熱負荷量Qは大き
くなるが、1〜2℃だけ下げようとすれば熱負荷
量の値はそれほででない。逆に、冬の厳寒時には
外気温は低く日射量も少ない。このとき、車室内
の温度を大幅に上げようとすれば熱負荷量Qはや
はり大きくなり、わずかに上げようとすればそれ
程でない。
車内目標温度演算回路42は、日射センサ35
の日射量信号SS5、外気温センサ36の外気温信
号SS6、及び設定温スイツチ37の設定温信号
CSを基に、車内目標温度Rを何度にすれば体感
温度が設定温度に近くなるかを演算する。
吹出目標温度演算回路43は、頭部室温センサ
31の室温信号SS1、足元部室温センサ32の室
温信号SS2、及び室内目標温度信号Rを基に、吹
出温度を何度にすれば希望の設定温度が得られる
かを、それぞれの部分すなわち頭部及び足元部に
ついて演算する。
室内温度差演算回路44は、頭部室温センサ3
1の室温信号SS1、足元部室温センサ32の室温
信号SS2、及び室内目標温度信号Rを基に、室内
温度差△Tが現にどれほどであるかを演算する。
熱負荷量演算回路41の出力信号Qは、日射セ
ンサ35の日射量信号SS5、デフ側吹出センサ3
3の吹出温信号SS3及びベント側吹出センサ34
の吹出温度信号SS4と共に比較回路48Cに入力
される。比較回路48Cは、これらの信号Q,
SS5,SS3,SS4によつてデフロスタドア18B
を開くか閉じるかを決定してアクチユエータ24
bを作動させる。デフロスタドア18Bが開いて
いる時は、デフロスタ吹出口Cが選択されベンチ
レータ吹出口Bは完全に閉じており、また、デフ
ロスタドア18bが閉じている時は逆にベンチレ
ータ吹出口Bが選択されることとなる。
このため、比較回路48Cは熱負荷量Qがある
設定値a以下か否かを判断し、日射量信号SS5で
得られる日射量Zがある設定値b以下か否か判断
し、吹出温信号SS3で得られるデフロスタ吹出口
Cの吹出温度Tdがある設定値c以上か否か判断
し、または、吹出温信号SS4で得られるベンチレ
ータ吹出口Bの吹出温度がある設定値以上か否か
を判断したりして、アクチユエータ24Cをベン
チレータ側又はデフロスタ側に作動させB/Lモ
ード又はヒータモードを形成する。
この様子を示すのが第3図であり、まず、熱負
荷量演算回路1において熱負荷量Qを演算する。
そして、室温TRが設定温度TSよりも低いかどう
かを判断する。即ち、冷房が必要か暖房が必要か
を判断し、冷房が必要な時には、夏期もしくは中
間期であると判断してB/Lモードとする。尚、
この判断ステツプを省略して以下のフローだけで
構成してもよい。
次に、暖房が必要な状態において、熱負荷量Q
が所定値a以下であるかどうかを判断し、所定値
aよりも大きな場合には、冬季であるが急速暖房
を希望している状態であると判断してB/Lモー
ドに制御する。尚、この場合、さらに、熱負荷量
Qを所定値aよりも大きな所定値と比較し、熱負
荷量Qがこの所定値よりも大きな場合にはベント
モードとするようにしてもよい。
次に、熱負荷量Qが所定値a以下の場合には、
さらに日射量Zが所定値b以下かどうかを判断
し、日射量Zが所定値bよりも高い場合には車室
上部の暖房は十分に得られているとして足元暖房
とフロントガラスの曇り取りを行うヒータモード
を選択する。
一方、日射量Zが所定値b以下の場合には、さ
らに吹出温度Tdが所定値c以上かどうかを判断
し、吹出温度Tdが所定値c以上であればヒータ
モードを選択し、所定値c未満であればB/Lモ
ードを選択する。尚、TRは室温TSは設定温であ
る。
室内目標温度演算回路42の出力信号Rは、2
つの演算回路43,44に与えられる。
吹出目標温度演算回路43の出力信号は、ドア
の目標回路を決定するドア目標開度演算回路46
を介して駆動回路47を作動させる。駆動回路4
7は、フロアドア開度センサ18A−1及びベン
チレータドア開度センサ18C−1からの開度信
号SSA,SSBを基に必要量だけフロアドア・ア
クチユエータ24a及びベンチレータ・アクチユ
エータ24Cを駆動すべく指令信号CC4を送出す
る。
室内温度差演算回路44の出力信号は風量演算
回路45に送出されて指令信号CC2を形成し、ブ
ロアフアン14が所定の回転速度となる様にモー
タ制御回路22を駆動する。室内温度と目標温度
との差が大きいほどブロアフアン14の回転が高
い様に風量演算回路45が演算を行う。
一方、室内温度演算回路44の出力信号は比較
回路48A,48Bに入力され最終的に指令信号
CC1を形成し切換アクチユエータ21を駆動す
る。
この発明は、以上の実施例に限定することな
く、この発明の目的の範囲内において各種の変形
例を含むものであり、例えば物理的環境因子に湿
度などを加えてもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例の系統図、第2図は
第1図の実施例の要部を示す系統図、第3図はこ
の発明の実施例の動作を示すフローチヤートであ
る。 10……システムチエンバ、13,14,17
A〜17C,18A〜18C……操作要素、20
……駆動装置、31〜36……検出手段、37…
…車内設定手段、40……演算制御装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 温度に関連した物理的環境因子を検出し電気
    信号として出力する検出手段と、 温度に関連した車室内の物理的環境因子を設定
    するため乗員の設定操作に従つて電気信号を送出
    する手段であつて、少なくとも車室の温度を設定
    する手段を有した車内設定手段と、 少なくともベンチレータ吹出口およびデフロス
    タ吹出口を開閉する切換ドアを開閉作動させる駆
    動装置を含み、温度に関連した操作要素を駆動す
    る駆動装置と、 前記検出手段並びに前記車内設定手段の出力信
    号及び前記駆動装置の駆動状態を示す信号を基に
    最適環境を車室内に形成すべく演算を施しこの演
    算結果に基づいて前記駆動装置に指令信号を送出
    する演算制御装置と、を具えた自動制御空調装置
    において、 前記検出手段を、車室内熱負荷量を演算するの
    に必要な環境因子および少なくとも吹出空気温度
    と日射量を検出する手段とし、 前記演算制御装置を、検出手段および車内設定
    手段から得られた値と演算した熱負荷量とに基づ
    き、室内温度が設定温度よりも低いかどうか、熱
    負荷量が所定量よりも大きいかどうか、日射量が
    所定量以下であるかどうか、吹出温度が所定温度
    以上であるかどうかを判断し、室内温度が設定温
    度よりも低い場合に、熱負荷量が所定量よりも大
    きいという条件を満たすか、もしくは、熱負荷量
    が所定量以下、日射量が所定量以下、吹出温度が
    所定温度未満の3条件を満たすかすれば、少なく
    ともベンチレータ吹出口を開いた吹出モードを形
    成し、同じく室内温度が設定温度よりも低い場合
    に、熱負荷量が所定量以下、日射量が所定量より
    も大きいという2条件を満たすか、もしくは、熱
    負荷量が所定量以下、日射量が所定量以下、吹出
    温度が所定温度以上の3条件を満たすかすれば少
    なくともベンチレータ吹出口を閉じると共にデフ
    ロスタ吹出口を開いた吹出モードを形成する出力
    信号を各駆動装置に出力するようにしたことを特
    徴とする自動制御空調装置。
JP58169733A 1983-09-14 1983-09-14 自動制御空調装置 Granted JPS6061324A (ja)

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