JPH0615288B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

車両用空調装置

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JPH0615288B2
JPH0615288B2 JP62294599A JP29459987A JPH0615288B2 JP H0615288 B2 JPH0615288 B2 JP H0615288B2 JP 62294599 A JP62294599 A JP 62294599A JP 29459987 A JP29459987 A JP 29459987A JP H0615288 B2 JPH0615288 B2 JP H0615288B2
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隆司 大沢
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    • 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
    • B60H1/00735Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models
    • B60H1/0075Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models the input being solar radiation
    • 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
    • G05D23/1927Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors
    • G05D23/193Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces
    • G05D23/1932Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces to control the temperature of a plurality of spaces
    • G05D23/1934Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces to control the temperature of a plurality of spaces each space being provided with one sensor acting on one or more control means

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、日射状況に応じた空調制御を行なう車両用空
調装置に関する。
(従来の技術) 従来、日射強度や日射方向等、車室の日射状況を検出
し、この日射状況に応じて空気調和したり、吹出口の配
風制御することにより、車室内の空調分布を快適にしよ
うとする空調装置がある。
このような空調装置では、車両の右側からの日射を検出
する受光素子と車両の左側からの日射を検出する受光素
子と遮光板とを有する日射検出器と、この検出器の検出
値に基づいて各種空調機器を制御する調節装置とを備え
ている(例えば特開昭55−63347号参照)。この日射検
出器の左右の受光素子からの検出値I,Iは第13
図の破線の如き特性として得られる。尚、図中に示す特
性I,Iは、入射方向を、太陽高度が一定の場合
(β=60゜)であって、車両正面から右側入射範囲(0
〜90゜)に、他方、車両正面から左側入射範囲(0〜-9
0゜)に採った場合の特性を示している。素子に対する
太陽の入射角度の変化により検出値が変化するので、調
節装置において、日射検出値の補正演算値に応じて、ミ
ックスドアや送風機等の各種空調機器の制御を行なうよ
うにしているのが一般的である。
この日射補正演算の処理方式としては、従来において、
第13図の実線で示すように、左右の検出値IとI
のうち、互いに大きい値を補正演算値Iとしたり、
第14図の実線で示すように左右の検出値IとI
を用いて(I+I)/Kなる演算値を補正演算値I
として、日射量の補正演算値として求めていた。
(発明が解決しようとする問題点) ところが、従来の日射検出機によれば、太陽の高度が所
定角度以上の日射状況を検出できるものの、左右双方の
受光素子が車体の前後方向では水平に配設される構造で
あるため、太陽の低い領域では、特に正面から日射され
ると、日射の検出値が小さくなってしまい、適切な補正
演算値を得ることが難しく、精度の高い空調制御が困難
となる不具合がある。
また、上記の補正演算方式では、補正演算値Iのう
ち、右側部分と左側部分との間で急激に相対感度が低下
することにより、車両が僅かに左右に進路変更した場合
には、補正演算値Iが大きく変化するため、これに基
づき制御されるブロア風量等が急激に変動し、車室内空
調の快適感が損なわれるという不具合がある。
更に、上記の場合には左右からの日射角度(略60゜,
-60゜以上)が大きい領域では、各受光素子の検出値
(相対感度)が低いため、日射量に対する適切な日射量
の補正が困難となり、日射状況に対応した空調制御が難
しいという問題がある。
そこで、本発明では、太陽高度に影響をうけにくく、且
つ、配風ドア位置をセンサの検出値に応じて連続的に制
御可能とするとともに、所定値以上の補正演算値を得る
ことを可能とした車両用空調装置を提供することを目的
としている。
(問題点の解決手段およびその作用) 本発明に係る車両用空調装置は、受光面が車両の右側と
左側に角度を有して夫々配設される各々1つ以上の素子
からなり且つ同一の指向性を有する右側受光素子と左側
受光素子とを有しこれら双方の受光面が車体前方に傾け
て取付けられる日射状態センサと、前記右側受光素子と
左側受光素子の双方の検出値を比較することにより日射
方向が車両の右側領域か左側領域かを判別するととも
に、各領域において前記右側受光素子と左側受光素子と
の双方の検出値の差値と、双方の検出値のうち大きい方
の値との比をもって演算し、左右双方の領域での日射方
向の大きさとして夫々出力する日射方向演算手段と、車
体前方から車体の左右両側に至る所定の日射方向の範囲
内では、前記右側又は左側受光素子の検出値を合成演算
処理した結果を日射強度補正演算値として出力する一
方、前記所定の日射方向の範囲外では、前記右側又は左
側受光素子の検出値を日射強度補正演算値として出力す
る日射強度演算手段と、前記日射方向演算手段からの出
力信号に基づき配風ドアのドア位置を駆動制御するとと
もに、前記日射強度演算手段からの日射強度補正演算値
に基づいて各種空調機器を駆動制御する制御手段とを備
えて構成されており、したがって日射状態センサの左右
の受光素子がともに車体前方へ傾いているので、太陽高
度が低い日射状態をも確実に検出できる。また、左右の
受光素子の検出値を用いた演算値を日射方向の大きさと
しているので、配風ドアのドア位置の制御や、その他の
機器の制御が、日射状態センサの検出値の大きさに対応
して行なわれることになる。とりわけこの演算は、前記
右側受光素子と左側受光素子との双方の検出値の差値
と、双方の検出値のうち大きい方の値との比をもって演
算しているので、単なる右、左だけでなく、日射方向が
何度というところまで検出結果に影響を与えることとな
り、木目の細かい制御が行なわれる。
そして、これに加え、所定の範囲内では前記右側又は左
側受光素子の検出値を合成演算処理した結果を日射強度
補正値とし、所定範囲外では前記センサの検出値を日射
強度補正値として用いることにより、従来の如く部分的
に補正値が低下することがなくなり、安定した空調制御
が可能となる。
(実施例) 以下に、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は自動車用空調装置10の概略構成を示してお
り、空調装置10はダクト12に設けられた各種機器と
コントロールユニット11とからなる。
ダクト12の最上流側には、内気入口13と外気入口1
4を切換えるインテークドア15を備え、このダクト1
2内には、上流側から順次、ブロア16、エバポレータ
17、ミツクスドア18、ヒータコア19が配設され、
ダクト12の最下流側には、車室に連通するベント吹出
口20、デフロスタ吹出口23、ヒート吹出口24が設
けられている。これらの吹出口20,23,24は、モ
ード切換え用の切換ドア25,25,25により切換え
られて開閉される。
上記ベント吹出口20は、左右のセンタ吹出口21R,
21Lと、左右のサイド吹出口22R,22Lを有し、
これら左右の吹出口21R,22R,21L,22Lの
上流には左右に風量を分配する配風ドア26が設けられ
ている。
上記エバポレータ17は、冷媒を圧縮し循環させるコン
プレッサ28、コンデンサ29、レシーバタンク、膨張
弁31とともに冷却機32を構成している。そしてこの
冷却機32は、エンジン35の動力が伝達されるプーリ
33によりマグネットクラッチ34を介して駆動され
る。上記ブロア16により導入された空気は、エバポレ
ータ17内を通過し冷却される。
上記ヒータコア19にはエンジン冷却水が通流され、こ
れによりエバポレータ17を通過した空気を加熱する。
このヒータコア19を通過する空気の比率は、ミックス
ドア18の開度により設定される。そしてモード切換用
の各切換ドア25,25,25により、ベント吹出口2
0、デフロスタ吹出口23、ヒート吹出口24が選択さ
れ、調和された空気が車室内に送出される。
また、上記コントロールユニット11には、ミックスド
ア18の開度θを検出するポテンションメータ41、
日射量I,I等を検出する日射状態センサ42、外
気温度tを検出する外気温度センサ43、車室内温度
を検出する車室内温度センサ44、及び車室を所定
温度に設定する温度設定器45とを備え、これら出力信
号が入力され、制御回路11には空調装置のマニュアル
操作切換用のマニュアルスイッチ46が接続されてい
る。
上記日射状態センサ42は、第2図(a) ,(b) および第
4図に示すように、車室のフロントガラス47内のイン
スツルパネル48上に設置されている。この日射状態セ
ンサ42は、第3図(a) の背面図、第3図(b) の側面
図、第3図(c) の斜視図で示すように、基板51上に設
置され中央から左右へ任意の角度で傾斜する斜面52
a,52bを有する基台52と、この基台52の斜面5
2a上に設置された右側フォトダイオード(受光素子)
53R、および斜面52b上に設置された左側フォトダ
イオード(受光素子)53Lと、基台52およびフォト
ダイオード53R,53Lの上方を覆う減光フィルタ5
4とを備えている。したがって、上記右側又は左側のフ
ォトダイオード53R,53Lの受光面が角度を有して
車両の右方向又は左方向へ向けて配設される。また、上
記基板51は斜台55上に設置されている。この斜台5
5は車両の後方に向うに従い上方へ(所定角度ψ)傾斜
する斜面55aを有し、この斜面55a上に基板51が
設置されている。したがって、左右双方のフォトダイオ
ード53R,53Lは、その受光面が右又は左に傾き且
つ前方に角度ψ傾けられて設置される。そして、この日
射状態センサ42は上記コントロールユニット11に接
続され、その等価回路は第3図(d) の如く示すことがで
きる。この結果、太陽高度βが低く、車両正面から日射
される場合でも日射状態センサ42では確実に検出でき
ることになり、太陽の高度の影響を受けることがない。
さらに、上記コントロールユニット11は、I/Oポー
ト、CPU、メモリなどを有するマイクロコンピュータ
と、各入力信号をデジタル信号に変換するA/D変換器と
各種空調機器を駆動制御する駆動回路とを備えて構成さ
れている。そして、空調装置をオートで駆動する場合に
は、日射状態センサ42からの検出値I,Iにより
日射量補正値Iを演算し、この補正値Iと他の各セ
ンサ43,44,45からの入力データt,t,t
により総合信号(制御信号)Tを演算し、この総合信
号Tに基づく各制御信号により、モータアクチュエータ
56によりインテークドア15を切換えたり、マグネッ
トクラッチ34を介し冷却機32を稼動したり、モータ
アクチュエータ57によりミックスドア18の開度を制
御したり、モータアクチュエータ58によりモードドア
25,25,25を切換えて吹出しモードを設定した
り、モータアクチュエータ59により配風ドア26の調
節が自動的に行なわれる。また、マニュアルスイッチ4
6の投入により内外気の切換えや、吹出しモードをマニ
ュアル操作により行なうことができる構成となってい
る。
尚、上記マイクロコンピュータにより、日射方向演算手
段、日射強度補正演算手段および制御手段が構成されて
いる。
次に空調装置の空調制御について第5図、第6図および
第8図に示すフローチャートに基づき説明する。なお、
第5図は空調制御のメインルーチンを、また第6図は日
射方向処理のサブルーチンを、第8図は日射強度補正処
理のサブルーチンをそれぞれ示している。
まず、空調装置が起動されると、メインルーチンに従っ
て空調制御が開始し、ステップPにおいて、マイクロ
コンピュータの各レジスタやRAM内のデータの初期設定
が行なわれ、ステップPでは、各センサ42,43,
44及び温度設定器45からの各検出信号I,I
,t,tが読込まれ、ステップPにおいて、
日射状態センサ42からの検出データI,Iを用い
て日射方向の演算処理が行なわれ、配風ドア位置D
設定される。次にステップPにおいては、日射状態セ
ンサ42からの検出データI,Iに基づいて日射量
の補正値Iの演算が行なわれる。さらに、この日射量
補正演算値Iと、他の各センサ等43,44,45か
らの検出データt,t,tを用い、下式により空
調装置全体を制御する総合信号Tの演算が行なわれる。
尚、下式中、K,K,Kはそれぞれ係数を示す。
T=K+K+t+I−K そしてステップPにおいては、上記総合信号Tに基づ
いて各駆動回路により内外気を切換えるインテークドア
15、ブロア16、コンプレッサ28、ミックスドア1
8、モードドア25,25,25、および配風ドア26
等の各制御が行なわれる。
上記日射方向演算処理は、第6図に示すように、ステッ
プP301においてI−I≧0なる判別が行なわれ、
−I≧0なる場合には、日射領域が車両の右側領
域として、ステップP302でK×{(I−I)/I
}を日射方向αとする演算処理を行ない、ステップP
303で、右側吹出口21R,22Rからの風量が増大す
るよう、配風ドア26のドア位置Dを、演算で得られ
た日射方向αに応じた値に設定する。他方、ステップP
301でI−I≧0でない場合には、日射方向が車両
の左側であると判別してステップP304において、−K
×{(I−I)/I}を日射方向とする演算処理
を行ない、ステップP305で、左側吹出口21L,22
Lからの風量が増大するよう、配風ドア26のドア位置
を、日射方向αに応じた値に設定する。尚、Kは係
数を示す。
この日射方向演算処理においては、日射方向の演算特性
としては、第7図に示すように、左右の日射方向に応じ
て略直線的に増大する特性として得られる。尚、第7図
は日射方向αと日射方向出力SDとの関係を示し、日射
方向出力SDは、SD=(I−I)/Iなる計算
値により得られるものである。また、第7図中の破線は
太陽高度βが15゜,60゜の場合のセンサ出力値を示して
おり、これらの実測値に上記演算値αが近似した特性と
して得られる。また、第6図に示す日射方向に対する出
力特性としては、太陽高度βによって実測値が広がる
が、日射状態センサを車体前方へ傾けているので、広が
りを狭めることができる。尚、このサブフローは日射高
度が高いと好適である。
上記日射強度処理は、第8図に示すように、ステップP
401において、日射方向αの大きさ(入射角度)が判別
される。すなわち、上記ステップP302およびP303で得
られた日射方向αの絶対値が所定の日射方向−αおよ
びαの絶対値以下であるかの判別が行なわれる。上記
所定の日射方向−αおよびαは、第10図に示すよ
うに、検出データIとIの各々の最大感度となる日
射角度−αからαの範囲内で、任意に設定される値
である。
そして、|α|≦|α|である場合には、ステップP
402404の処理を行ない、|α|≦|α|でない場合
には、ステップP405407の処理を行なう。ステップP
402では、検出データIとIとを用い、I−L
≧0なる判別が行なわれる。I−I≧0の場合に
は、第10図に示す−α〜αの範囲内での日射が右側領
域であるとして、ステップP403でI×{1+x
(1−α/α)}なる演算値を補正値Iとする。
一方、I−I≧0でない場合には、−α〜αの範囲
内での日射が左側領域であるとして、ステップP404
×{1+x(1−α/α)}なる演算値を補正
値Iとする。上記xは0<x<1なる値に設定さ
れ、x(1−α/α)の項は、第9図に示す特性を
有する。
他方、|α|≦|α|でない場合には、ステップP
405−I≧0なる判別が行なわれる。すなわち、
上記第10図に示す−α〜αの範囲を除いた領域−90゜
〜−αおよびα〜90゜での日射領域の判別が各々行
なわれる。そして、ステップP405でI−I≧0の
場合にはα〜90゜の範囲の右側領域であるとしてステ
ップP406で右側検出データIを補正値Iとする。
また、I−I≧0でない場合には−90゜〜−α
範囲の左領域であるとしてステップP407で左側検出デ
ータIを補正値Iとする処理が行なわれる。これら
の補正演算値は、各太陽高度に応じて、図中の実線で示
す特性(β=0゜,30゜,45゜,70゜,80゜)となり、
所定値以上で平坦な特性として得られる。
そして、上記配風ドア26が、ステップPにおいてモ
ータアクチュエータ59により、上記ドア位置設定値D
に設定される。このドア位置の設定は日射方向(α又
は−α)の大きさに応じて連続的に制御されるので、き
めこまかな配風制御が可能となり、車室内の快適感を高
めることができる。また、上記補正演算値Iに基づき
ステップPにおいて総合信号Tが演算され、この総合
信号Tに基づきステップPでブロア16の送風量やミ
ックスドア18の開度θが制御されることになり、こ
れらの制御が日射強度補正演算値Iの大きさに対応し
た空調制御が行なわれることになる。
次に上記日射方向演算手段の他の実施例について説明す
る。
第11図に示すフローチャートにおいて、ステップP
331でI−I≧0なる判別が行なわれ、日射方向で
右側領域である場合には、(I−I)/I≦SD
なる判別が行なわれる。この場合の出力特性は、第1
2図の右側破線で示す如きものとなり、各高度βにおけ
る右側領域の日射方向出力SDが日射方向の増加に伴い
次第にリニアに増大し、日射方向が略α,−αの付
近では日射方向出力SDが一定となるため、この一定と
なる値を基準値SDとしている。ステップP332
(I−I)/I≦SDの場合には、日射方向出
力SDのリニアの範囲として、ステップP335でK×(
−I)/Iなる演算値を日射方向αとする一方、
(I−I)/I≧SDでない場合には、日射方
向出力SDが一定なる範囲として、ステップP333でK
×SDを日射方向αであるとする。そして、日射方向
出力SDがリニアの範囲内では、ステップP334で右側
吹出口21R,22Rからの風量が増大するよう、配風
ドア26のドア位置Dを日射方向αの大きさに対応し
て右側に設定し、他方、日射方向出力SDが一定となる
範囲では右側風量が最大となるよう、右Fullに設定す
る。
また、ステップP331で日射方向が左側領域である場合
には、ステップP337で(I−I)/I≦SDな
る判別を行なう。この場合の出力特性は、第12図の左
側破線で示す如きものとなり、右側領域と同様にリニア
の範囲と一定となる範囲とを有する。そして、ステップ
337で(I−I)/I≦SDの場合には、ス
テップP338で−K×(I−I)/Iなる演算値
を日射方向αとし、ステップP339でこの日射方向αに
対応して左側吹出口21L,22Lからの風量が増大す
るように配風ドア位置Dが設定される。他方、(I
−I)/I≦SDでない場合には、日射方向出力
SDが一定となる範囲であるとして、ステップP340
−K×SDを日射方向αとし、ステップP341で左側
風量が最大となるようドア位置Dが左Fullに設定され
る。尚、本実施例では、太陽高度が高い場合のみなら
ず、広範囲に亘って好適である。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、日射状態センサ
が車体前方へ傾けて設置されるので、太陽高度の影響を
受けることなく確実に日射方向や日射強度等の日射状態
を検出することができる。また、日射状態センサの左右
の受光素子の検出値を用いた演算により日射方向の大き
さを求めているので、配風ドアの位置制御が日射状態セ
ンサの検出値の大きさに対応した連続的な配風制御が可
能となる。とりわけ配風制御のもととなる演算は、前記
右側受光素子と左側受光素子との双方の検出値の差値
と、双方の検出値のうち大きい方の値との比をもって演
算しているので、単なる右、左だけでなく、日射方向が
何度というところまで検出結果に影響を与えることとな
り、木目の細かい制御が行なわれる。
そして、これに加え、所定の範囲内では前記右側又は左
側受光素子の検出値を合成演算処理した結果を日射強度
補正値とし、所定範囲外では前記センサの検出値を日射
強度補正値として用いることにより、従来の如く部分的
に補正値が低下することがなくなり、安定した空調制御
が可能となる。その結果、ブロア風量等の急激な温調変
動を防止でき、広領域に亘って適正な日射補正が可能と
なり、空調制御を快適なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第10図は本発明の第1実施例に係り、第
1図は空調装置の概略構成図、第2図(a),(b)は日射状
態センサの設置個所を示す平面図および側面図、第3図
(a),(b),(c),(d)は夫々日射状態センサを示す背面
図、左側面図、斜視図およびその等価回路、第4図は日
射状態センサの取付け状態を示す左側面図、第5図は空
調制御のメインフローを示すフローチャート、第6図は
日射方向演算処理を示すフローチャート、第7図は日射
方向とその演算値との関係を示す特性図、第8図は日射
強度補正演算処理を示すフローチャート、第9図はx
(1−α/α)の特性図、第10図は日射強度の補正
演算値を示す特性図、第11図および第12図は日射方
向演算手段の第2実施例に係り、第11図はその処理を
示すフローチャート、第12図はその特性図、第13図
および第14図は従来に係る補正演算値を夫々示す特性
図である。 10……空調装置 11……コントロールユニット(日射方向演算手段、日
射量補正演算手段、制御手段) 42……日射状態センサ 53R……右側受光素子 53L……左側受光素子 I……右側検出値、I……左側検出値 I……日射強度補正演算値 α……日射方向演算値

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】受光面が車両の右側と左側に角度を有して
    夫々配設される各々1つ以上の素子からなり且つ同一の
    指向性を有する右側受光素子と左側受光素子とを有しこ
    れら双方の受光面が車体前方に傾けて取付けられる日射
    状態センサと、 前記右側受光素子と左側受光素子の双方の検出値を比較
    することにより日射方向が車両の右側領域か左側領域か
    を判別するとともに、各領域において前記右側受光素子
    と左側受光素子との双方の検出値の差値と、双方の検出
    値のうち大きい方の値との比をもって演算し、左右双方
    の領域での日射方向の大きさとして夫々出力する日射方
    向演算手段と、 車体前方から車体の左右両側に至る所定の日射方向の範
    囲内では、前記右側又は左側受光素子の検出値を合成演
    算処理した結果を日射強度補正演算値として出力する一
    方、前記所定の日射方向の範囲外では、前記右側又は左
    側受光素子の検出値を日射強度補正演算値として出力す
    る日射強度演算手段と、 前記日射方向演算手段からの出力信号に基づき配風ドア
    のドア位置を駆動制御するとともに、前記日射強度演算
    手段からの日射強度補正演算値に基づいて各種空調機器
    を駆動制御する制御手段とを備えたことを特徴とする車
    両用空調装置。
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