JPH1016545A - 車両用エアコンシステムのコンプレッサ制御装置 - Google Patents

車両用エアコンシステムのコンプレッサ制御装置

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JPH1016545A
JPH1016545A JP17603096A JP17603096A JPH1016545A JP H1016545 A JPH1016545 A JP H1016545A JP 17603096 A JP17603096 A JP 17603096A JP 17603096 A JP17603096 A JP 17603096A JP H1016545 A JPH1016545 A JP H1016545A
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JP
Japan
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evaporator
compressor
signal
circuit
fail
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JP17603096A
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Yuji Daimon
裕司 大門
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Marelli Corp
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Calsonic Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 検出される吸込温度が設定温度以下となると
エバポレータの凍結を防止するためにコンプレッサを停
止する車両用エアコンシステムのコンプレッサ制御装置
において、吸込温度検出手段やエバポレータ凍結保護回
路が異常である時にもエバポレータ作動による空調制御
を確保しながらエバポレータの凍結防止を達成するこ
と。 【解決手段】 エバポレータ凍結保護回路eに、エバポ
レータ凍結保護回路eから出力される信号のオン時間を
測定し、測定されたオン時間が予め設定された異常判断
時間より長い場合、吸込温度検出手段cまたはエバポレ
ータ凍結保護回路eが異常と判断し、正常時のエバポレ
ータ凍結保護回路eからの出力に代えてコンプレッサ停
止信号を含むフェールセーフ用信号に基づく制御指令を
出力するフェールセーフ回路gを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、検出される吸込温
度が設定温度以下となるとエバポレータの凍結を防止す
るためにコンプレッサを停止する車両用エアコンシステ
ムのコンプレッサ制御装置の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】従来、検出される吸込温度が設定温度以
下となるとエバポレータの凍結を防止するためにコンプ
レッサを停止する車両用エアコンシステムのコンプレッ
サ制御は、吸込温度センサにより検出される吸込温度
(エバポレータ出口温度)が設定温度(例えば、約3
℃)以下となるとエバポレータの凍結を防止するために
コンプレッサを停止し、この設定温度にヒステリシス温
度を加えた温度(例えば、約4℃)になると再びコンプ
レッサを運転させることで行なわれる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の車両用エアコンシステムのコンプレッサ制御装置に
あっては、温度によって抵抗値が変化するサーミスタを
用いた吸込温度センサにより検出される温度が正しい値
となっていない場合やエバポレータ凍結保護回路である
サーモアンプが異常である場合には、エバポレータ凍結
防止機能が発揮されず、コンプレッサが運転状態のまま
となり、エバポレータが凍結してしまったり、最悪の場
合には、コンプレッサが破損する可能性もある。
【0004】本発明が解決しようとする課題は、検出さ
れる吸込温度が設定温度以下となるとエバポレータの凍
結を防止するためにコンプレッサを停止する車両用エア
コンシステムのコンプレッサ制御装置において、吸込温
度検出手段やエバポレータ凍結保護回路が異常である時
にもエバポレータ作動による空調制御を確保しながらエ
バポレータの凍結防止を達成することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
(解決手段1)上記課題の解決手段1(請求項1)は、
図1のクレーム対応図に示すように、空調システムのブ
ロアaの下流位置に設けられているエバポレータbの出
口側温度を検出する吸込温度検出手段cと、前記吸込温
度検出手段cにより検出される吸込温度が設定温度以下
となるとエバポレータbの凍結を防止するためにコンプ
レッサdを停止する信号を出力し、設定温度にヒステリ
シス温度を加えた温度になると再びコンプレッサdを運
転させる信号を出力するエバポレータ凍結保護回路e
と、前記エバポレータ凍結保護回路eからのオンオフ信
号によりコンプレッサdを停止または運転させるコンプ
レッサアクチュエータfと、を備えた車両用エアコンシ
ステムのコンプレッサ制御装置において、前記エバポレ
ータ凍結保護回路eに、エバポレータ凍結保護回路eか
ら出力される信号のオン時間を測定し、測定されたオン
時間が予め設定された異常判断時間より長い場合、吸込
温度検出手段cまたはエバポレータ凍結保護回路eが異
常と判断し、正常時のエバポレータ凍結保護回路eから
の出力に代えてコンプレッサ停止信号を含むフェールセ
ーフ用信号に基づく制御指令を出力するフェールセーフ
回路gを設けたことを特徴とする。
【0006】作用を説明すると、吸込温度検出手段c及
びエバポレータ凍結保護回路eが正常である時には、フ
ェールセーフ回路gにおいて、エバポレータ凍結保護回
路eから出力される信号のオン時間を測定し、測定され
たオン時間が予め設定された異常判断時間より短いこと
で、吸込温度検出手段cまたはエバポレータ凍結保護回
路eが正常であると判断され、エバポレータ凍結保護回
路eからの吸込温度検出に基づく出力にしたがってコン
プレッサdの停止または運転が制御される。
【0007】一方、吸込温度検出手段cまたはエバポレ
ータ凍結保護回路eが異常である時には、フェールセー
フ回路gにおいて、エバポレータ凍結保護回路eから出
力される信号のオン時間を測定し、測定されたオン時間
が予め設定された異常判断時間より長いことで、吸込温
度検出手段cまたはエバポレータ凍結保護回路eが異常
であると判断され、正常時のエバポレータ凍結保護回路
eからの出力に代えてコンプレッサ停止信号を含むフェ
ールセーフ用信号が出力され、吸込温度検出とは無関係
にフェールセーフ用信号にしたがってコンプレッサdの
停止または運転が制御される。
【0008】(解決手段2)上記課題の解決手段2(請
求項2)は、請求項1記載の車両用エアコンシステムの
コンプレッサ制御装置において、前記フェールセーフ回
路gを、オン時間測定回路から異常判断信号が出力され
るとエバポレータ凍結保護回路eからの出力の種類にか
かわらずフェールセーフ用波形成形回路から出力される
フェールセーフ用信号にのみに基づいて制御指令を作り
出すCMOS回路構成としたことを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)実施の形態1は、解決手段1及び解決
手段2に対応する車両用エアコンシステムのコンプレッ
サ制御装置である。
【0010】まず、構成を説明する。
【0011】図2は実施の形態1のコンプレッサ制御装
置が適用された車両用エアコンシステム図である。
【0012】エアコンシステムのメカ系として、図2の
上部に示すように、インテークユニットケース1、外気
側吸入口2、室内側吸入口3、ブロアファン4、ブロア
ファンモータ5、インテークドア6、クーリングユニッ
トケース7、エバポレータ8、ヒータユニットケース
9、ベント吹出口10、デフ吹出口11、フット吹出口
12、ヒータコア13、バイパスドア14、ミックスド
ア15、ベントドア16、デフドア17、フットドア1
8を備えている。
【0013】前記バイパスドア14は、エバポレータ7
からミックスドア15を介して配置されるヒータコア1
3が設けられた送風通路19aを迂回し、エバポレータ
7からの冷風をベント吹出口10に導くバイパス通路1
9bに設けられている。
【0014】エアコンシステムの制御系として、図2の
中部から下部に示すように、ECCS C/U又はエン
ジンC/U36、エアコンリレー37(コンプレッサア
クチュエータ)、ファンコントロール回路20、インテ
ークドアアクチュエータ21、バイパスドア(バイレベ
ルドア)アクチュエータ22、ミックスドアアクチュエ
ータ23、モードドアアクチュエータ24、エアコンア
ンプユニット25、水温センサ26、冷媒温度センサ2
7、内気センサ28、外気センサ29、日射センサ3
0、吸込温度センサ31(吸込温度検出手段)、表示操
作部32を備えている。
【0015】前記ECCS C/U(ECCSはエンジ
ン集中電子制御システムの略称)又はエンジンC/U3
6は、エアコンアンプユニット25に設けられた後述の
コンプレッサ制御回路38からの指令によりエアコンリ
レー37をオフとしコンプレッサ39を停止し、また、
エアコンリレー37をオンとしコンプレッサ39を運転
させる制御を行なう。
【0016】前記ファンコントロール回路20は、エア
コンアンプユニット25からの指令によりブロアファン
モータ5への印加電圧を無段階に制御する。
【0017】前記インテークドアアクチュエータ21
は、エアコンアンプユニット25にてインテークドア6
のドア開度(内気,半外気,外気)が決定されると、イ
ンテークドア6を決定したドア開度に動かす。
【0018】前記バイパスドアアクチュエータ22は、
ベントモードでミックスドア15の開度がフルコールド
の場合、または、温度調節を頭寒足熱とするバイレベル
モードの場合、エアコンアンプユニット25からの全開
データによりバイパスドア14を開き、その他の場合、
エアコンアンプユニット25からの全閉データによりバ
イパスドア14を閉じる。
【0019】前記ミックスドアアクチュエータ23は、
エアコンアンプユニット25にて決定された目標ドア開
度のデータを受信して目標ドア開度に一致するドア開度
が得られるようにミックスドア15を動作させる。
【0020】前記モードドアアクチュエータ24は、エ
アコンアンプユニット25にて目標モードドア位置が決
定されると、モードドア(ベントドア16,デフドア1
7及びフットドア18の総称)を開閉させる。
【0021】前記エアコンアンプユニット25は、内蔵
しているマイコンによって各スイッチやセンサ類からの
入力信号をプログラムソフトにしたがって演算処理し、
ブロアファンモータ5や各ドアアクチュエータ21,2
2,23,24やコンプレッサ39を総合的に制御す
る。
【0022】前記水温センサ26は、エンジン冷却水温
を抵抗値に変換してエアコンアンプユニット25に入力
する。
【0023】前記冷媒温度センサ27は、エバポレータ
8の入口側に取り付けられており、冷媒の温度を抵抗値
に変換してエアコンアンプユニット25に入力する。
【0024】前記内気センサ28は、車室内空気温度、
つまり、内気温度TINC を感知し、抵抗値に変換してエ
アコンアンプユニット25に入力する。
【0025】前記外気センサ29は、外気温度Tamを感
知し、抵抗値に変換してエアコンアンプユニット25に
入力する。
【0026】前記日射センサ30は、フロントガラスか
ら入る日射量QSUN をフォトダイオードにより検出し、
電流値としてエアコンアンプユニット25に入力する。
【0027】前記吸込温度センサ31(サーミスタ)
は、クーリングユニットに取り付けられており、エバポ
レータ8を通過した後の吸込温度TINT を検出し、抵抗
値に変換してエアコンアンプユニット25に入力する。
【0028】前記表示操作部32は、自動車のコントロ
ールパネルに装着され、モードやファン速度や温度等を
表示する表示部とスイッチ類が設けられている操作部と
によって構成されている。この操作部には、モードを切
り換えるモードスイッチや設定温度TPTC を18℃〜3
2℃の範囲で自由に選択する温度調節ダイヤル32aが
設けられている。この表示操作部32には通信インター
フェース32bが設けられ、エアコンアンプユニット2
5とはスイッチデータ線33と表示通信データ線34,
35により接続されている。
【0029】図3は実施の形態1のコンプレッサ制御装
置を示す制御システム図である。
【0030】図3において、31は吸込温度センサ、3
6はECCS C/U又はエンジンC/U、37はエア
コンリレー、38はコンプレッサ制御回路、39はコン
プレッサ、40はデュアルプレッシャスイッチである。
【0031】前記コンプレッサ制御回路38は、サーモ
アンプ38a(エバポレータ凍結保護回路)と、オン時
間測定回路38bと、基本クロック発振器38cと、フ
ェールセーフ用波形成形回路38dと、第1NOR回路
38eと、第2NOR回路38fと、NOT回路38g
と、OR回路38hと、出力トランジスタ38iとを有
して構成されている。尚、回路38b〜38iは、請求
項のフェールセーフ回路に相当する。
【0032】前記サーモアンプ38aは、吸込温度セン
サ31からの吸込温度に相当する抵抗値が設定温度(約
3℃)以下を示す抵抗値となるとエバポレータ8の凍結
を防止するためにコンプレッサ39を停止するオフ信号
を出力し、設定温度にヒステリシス温度を加えた温度
(約4℃)を示す抵抗値になると再びコンプレッサ8を
運転させるオン信号を出力する(図4(イ) )。
【0033】前記オン時間測定回路38bは、前記サー
モアンプ38aからのオンオフによる出力信号Q2の出
力オン時間TS を、基本クロック発振器38cによる設
定時間内でのON→OFFの立ち上がりトリガ数をカウ
ントすることで測定し、測定された出力オン時間TS
予め設定された異常判断時間TB より長い場合、つま
り、カウント数でいえば測定カウント数が設定カウント
数より多い場合、吸込温度センサ31またはサーモアン
プ38aが異常と判断し、Hiの異常信号Q1をフェー
ルセーフ用波形成形回路38dと第1NOR回路38e
と第2NOR回路38fに出力する。
【0034】前記フェールセーフ用波形成形回路38d
は、正常時のサーモアンプ38aからの出力信号Q2に
代えてコンプレッサ8を停止するOFF信号とコンプレ
ッサ8を運転するON信号が所定の比率で交互に設定さ
れたフェールセーフ用信号Q3を第2NOR回路38f
に出力する。
【0035】前記出力トランジスタ38iは、第1NO
R回路38eと第2NOR回路38fからの出力信号を
入力するOR回路38hからの出力信号をベースに印加
し、ECCS C/U又はエンジンC/U36に対し制
御指令OUTを出力する(図4(ロ) )。
【0036】次に、作用を説明する。
【0037】[エバポレータ凍結防止コンプレッサ制御
作動]図5はコンプレッサ制御回路38で行なわれるエ
バポレータ凍結防止のコンプレッサ制御作動の流れを示
すフローチャートで、以下、各ステップについて説明す
る。
【0038】ステップ51では、オン時間測定回路38
bにおいて、オンオフによる出力信号Q2の出力オン時
間TS が、基本クロック発振器38cによる設定時間内
でのON→OFFの立ち上がりトリガ数、または、OF
F→ONの立ち下がりトリガ数をカウントすることで測
定される。
【0039】ステップ52では、測定された出力オン時
間TS が予め設定された異常判断時間TB より長いかど
うかが判断される。
【0040】ステップ53では、ステップ52でTS
B であり正常と判断された場合、サーモアンプ38a
からの波形が出力される。
【0041】ステップ54では、ステップ52でTS
B であり異常と判断された場合、オン時間測定回路3
8bから出力される信号Q1が異常を示すHi(1)の
信号とされる。
【0042】ステップ55では、オン時間測定回路38
bからのHiの信号Q1に基づいてフェールセーフ用波
形成形回路38dからフェールセーフ用波形が出力され
る。
【0043】[正常時のエバポレータ凍結保護作用]吸
込温度センサ31及びサーモアンプ38aが正常である
時には、図5に示すフローチャートにおいて、ステップ
51→ステップ52→ステップ53へと進む流れとな
り、サーモアンプ38aからの吸込温度検出に基づく出
力Q2にしたがってコンプレッサ39の停止または運転
が制御される。
【0044】すなわち、正常時には、図4(イ) に示すよ
うに、エバポレータ8の出口温度である吸込温度がコン
プレッサ39の運転により約3℃以下となるとエバポレ
ータ8の凍結保護のためにコンプレッサ39を停止する
と、その後、ブロアファン4から送り込まれる導入空気
により吸込温度が約4℃以上となり、コンプレッサ39
の運転が再開される。このようにコンプレッサ39の停
止と運転が繰り返される作動を示す。
【0045】よって、サーモアンプ38aからの出力Q
2は短い周期にてオンオフを繰り返す信号となり、サー
モアンプ38aからの出力オン時間TS を測定した場
合、測定された出力オン時間TS が予め設定された異常
判断時間TB より短くなり、TS ≦TB を判断すること
で、吸込温度センサ31及びサーモアンプ38aが正常
であることを推定することができる。
【0046】この正常時は、従来と同様に、図4(ロ) の
正常時信号パターンに示すように、吸込温度検出に基づ
く出力Q2にしたがってコンプレッサ39の停止または
運転を制御することで、エバポレータ8の凍結を防止す
ることができる。
【0047】[異常時のフェールセーフ作用]吸込温度
センサ31又は/及びサーモアンプ38aが異常である
時には、図5に示すフローチャートにおいて、ステップ
51→ステップ52→ステップ54→ステップ55へと
進む流れとなり、サーモアンプ38aからの吸込温度検
出とは無関係にフェールセーフ用信号Q3にしたがって
コンプレッサ39の停止または運転が制御される。
【0048】すなわち、上記のように、正常時には短い
周期にてコンプレッサ39の停止と運転が繰り返される
作動を示すことで、サーモアンプ38aからの出力オン
時間TS を測定した場合、測定された出力オン時間TS
が予め設定された異常判断時間TB より長くなり、TS
>TB を判断することで、吸込温度センサ31又は/及
びサーモアンプ38aが異常であると推定することがで
きる。
【0049】この異常時には、一般的なフェールセーフ
作動にしたがえばコンプレッサ39を停止してしまう処
理が行なわれることになるが、本願のコンプレッサ制御
はエバポレータ8を凍結から保護することを目的とする
ものであり、エバポレータ凍結保護機能が失われたから
といってエアコンシステムによる空調制御機能を全面的
に停止させるのは影響が大きすぎる。
【0050】そこで、異常時であってもエアコンシステ
ムの作動を確保するべく、正常時のサーモアンプ38a
からの出力Q2に代え、図4(ロ) の異常時信号パターン
に示すように、フェールセーフ用信号Q3にしたがって
コンプレッサ39の停止または運転を制御するようにし
ている。尚、フェールセーフ用信号Q3は、実験データ
等に基づき、エバポレータ8が凍結することのないコン
プレッサ39の運転時間と停止時間が確保される信号に
設定される。
【0051】次に、効果を説明する。
【0052】(1)サーモアンプ38aから出力される
信号Q2の出力オン時間TS を測定し、測定された出力
オン時間TS が予め設定された異常判断時間TB より長
い場合、吸込温度センサ31とサーモアンプ38aの少
なくとも一方が異常と判断し、正常時のサーモアンプ3
8aからの出力Q2に代えてコンプレッサ39を停止さ
せるオフ信号を含むフェールセーフ用信号Q3に基づい
て制御指令OUTを出力するフェールセーフ回路を設け
たため、吸込温度センサ31やサーモアンプ38aが異
常である時にもエバポレータ作動による空調制御を確保
しながらエバポレータ8の凍結防止を達成することがで
きる。
【0053】(2)フェールセーフ回路は、オン時間測
定回路38bから異常を示すHiの信号Q1が出力され
るとサーモアンプ38aからの出力の種類(1又は0)
にかかわらずフェールセーフ用波形成形回路38dから
出力される信号Q3にのみに基づいて制御指令OUTを
作り出すCMOS回路構成としたため、少ないコストで
高い信頼性を得ることができる。
【0054】(その他の実施の形態)実施の形態1で
は、エバポレータ凍結保護回路及びフェールセーフ回路
として、サーモアンプ38aとCMOS回路構成を持つ
回路を用いた例を示したが、これらの回路をエアコンア
ンプユニットのマイコンに制御ソフトとして組み入れる
ようにしても良い。この場合、エアコンアンプユニット
の他の故障モードもコンプレッサ制御の故障となり、故
障頻度が高くなることから本発明のフェールセーフ技術
が特に有用となる。
【0055】実施の形態1では、フェールセーフ用波形
成形回路から出力されるフェールセーフ用信号として、
1つの設定されたフェールセーフ用信号の例を示した
が、例えば、外気温度や内気温度等により複数のフェー
ルセーフ用信号から最適な信号を選択したり、最適なオ
ンオフ比率に変更するような例としても良い。
【0056】実施の形態1では、異常判断時間として1
つの設定された異常判断時間TB を用いる例を示した
が、例えば、外気温度や内気温度等により異常判断時間
B を変更するような例としても良い。
【0057】
【発明の効果】請求項1記載の発明にあっては、検出さ
れる吸込温度が設定温度以下となるとエバポレータの凍
結を防止するためにコンプレッサを停止する車両用エア
コンシステムのコンプレッサ制御装置において、エバポ
レータ凍結保護回路に、エバポレータ凍結保護回路から
出力される信号のオン時間を測定し、測定されたオン時
間が予め設定された異常判断時間より長い場合、吸込温
度検出手段またはエバポレータ凍結保護回路が異常と判
断し、正常時のエバポレータ凍結保護回路からの出力に
代えてコンプレッサ停止信号を含むフェールセーフ用信
号に基づく制御指令を出力するフェールセーフ回路を設
けたため、吸込温度検出手段やエバポレータ凍結保護回
路が異常である時にもエバポレータ作動による空調制御
を確保しながらエバポレータの凍結防止を達成すること
ができるという効果が得られる。
【0058】請求項2記載の発明にあっては、請求項1
記載の車両用エアコンシステムのコンプレッサ制御装置
において、フェールセーフ回路を、オン時間測定回路か
ら異常判断信号が出力されるとエバポレータ凍結保護回
路からの出力の種類にかかわらずフェールセーフ用波形
成形回路から出力されるフェールセーフ用信号にのみに
基づいて制御指令を作り出すCMOS回路構成としたた
め、上記効果に加え、少ないコストで高い信頼性を得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の車両用エアコンシステムのコンプレッ
サ制御装置を示すクレーム対応図である。
【図2】実施の形態1のコンプレッサ制御装置が適用さ
れた車両用エアコンシステム図である。
【図3】実施の形態1のコンプレッサ制御装置を示すシ
ステム回路図である。
【図4】図4(イ) は実施の形態1のコンプレッサ制御回
路のサーモアンプの作動を示す図であり、図4(ロ) は実
施の形態1のコンプレッサ制御回路の各信号パターンを
示す図である。
【図5】実施の形態1のコンプレッサ制御回路で行なわ
れるエバポレータ凍結防止のコンプレッサ制御作動の流
れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
a ブロア b エバポレータ c 吸込温度検出手段 d コンプレッサ e エバポレータ凍結保護回路 f コンプレッサアクチュエータ g フェールセーフ回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空調システムのブロアの下流位置に設け
    られているエバポレータの出口側温度を検出する吸込温
    度検出手段と、 前記吸込温度検出手段により検出される吸込温度が設定
    温度以下となるとエバポレータの凍結を防止するために
    コンプレッサを停止する信号を出力し、設定温度にヒス
    テリシス温度を加えた温度になると再びコンプレッサを
    運転させる信号を出力するエバポレータ凍結保護回路
    と、 前記エバポレータ凍結保護回路からのオンオフ信号によ
    りコンプレッサを停止または運転させるコンプレッサア
    クチュエータと、 を備えた車両用エアコンシステムのコンプレッサ制御装
    置において、 前記エバポレータ凍結保護回路に、エバポレータ凍結保
    護回路から出力される信号のオン時間を測定し、測定さ
    れたオン時間が予め設定された異常判断時間より長い場
    合、吸込温度検出手段またはエバポレータ凍結保護回路
    が異常と判断し、正常時のエバポレータ凍結保護回路か
    らの出力に代えてコンプレッサ停止信号を含むフェール
    セーフ用信号に基づく制御指令を出力するフェールセー
    フ回路を設けたことを特徴とする車両用エアコンシステ
    ムのコンプレッサ制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の車両用エアコンシステム
    のコンプレッサ制御装置において、 前記フェールセーフ回路を、オン時間測定回路から異常
    判断信号が出力されるとエバポレータ凍結保護回路から
    の出力の種類にかかわらずフェールセーフ用波形成形回
    路から出力されるフェールセーフ用信号にのみに基づい
    て制御指令を作り出すCMOS回路構成としたことを特
    徴とする車両用エアコンシステムのコンプレッサ制御装
    置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015211088A (ja) * 2014-04-24 2015-11-24 富士通株式会社 装置およびシステム
CN108844191A (zh) * 2018-08-02 2018-11-20 合肥天鹅制冷科技有限公司 一种宽温空调控制系统
CN113771590A (zh) * 2021-10-19 2021-12-10 柳州市燚盛科技有限公司 一种汽车车身空调蒸发器保护系统
JP2022021180A (ja) * 2020-07-21 2022-02-02 株式会社デンソー モータ制御装置

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