JPS5833509A - 自動車用空調装置 - Google Patents

自動車用空調装置

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JPS5833509A
JPS5833509A JP13077681A JP13077681A JPS5833509A JP S5833509 A JPS5833509 A JP S5833509A JP 13077681 A JP13077681 A JP 13077681A JP 13077681 A JP13077681 A JP 13077681A JP S5833509 A JPS5833509 A JP S5833509A
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air
temperature
passage
air conditioning
zones
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JP13077681A
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Inventor
Akiro Yoshimi
吉見 彰郎
Masao Nishimura
正雄 西村
Kazuyoshi Suzuki
一義 鈴木
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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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

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 調制御する自動車用空調装置に関する。
自動車用空調装置は、その構成、使用条件などにより、
前後、左右の座席、あるいは各席の上部と下部とで異な
る温度分布調節を実施したいことがある。
このため通風ダクト内の温度調節部を複数に分割して異
なる温度の吹出空気を生じることが提案されている。し
かしながら、空調フィーリングを決定する要件は空気温
度のみでなく空気量(風量)も含まれるため、各空調ゾ
ーンにおいて要求されるべき空気量も変化させ得るよう
にすべきである。
本発明は上記に鑑み、かつ1つの送風装置を用いるのみ
で上記要求を満足させ得る自動車用空調装置を提供する
ことを第1の目的とする。
このため本発明は、通風ダクトの内部を少なくとも2つ
の通路に仕切るとともに、各通路において通風空気の温
度を調節する手段と各通路の通風抵抗を変える分配装置
とを設けることを特徴とす(3) る。
さらに本発明は、各空調ゾーンの空調状態に応じて各空
調ゾーンへの吹出空気の温度と量とを連動して自動制御
し、各空調ゾーンの快適な自動温度制御を実現すること
を第2の目的とする。
以下に述べる本発明の一実施例によると、通風ダクトの
内部を仕切って形成された2つの通路の各々にエアミッ
クス型の温度調節装置が配設される。さらに各通路の通
風抵抗を調節するために各通路の各々に風量調整ダンパ
が配設される。温度調節装置および風量調整ダンパは自
動制御装置によって動かされる。エアミックス型の温度
調節装置はそのエアミックスダンパの開度により、風量
調整ダンパとは別に各通路の通風抵抗を変えてしまう。
このため自動制御装置はエアミックスダンパの開度の差
に応じて風量調整ダンパの調節位置を補正する補正動作
を内在する。
以下本発明を図に示す実施例について説明する。
第1図はその一実施例を示す全体構成図で、この第1図
において、1は自動車用のエアコンの冷暖(4) 房用空気を導く通風ダクトで、外気取入口1aから外気
を導入し、また内気取入口1bから車室内気を循環させ
るものである。2は内外気切替ダンパで、外気導入と内
気循環を手動操作にて切替えるものであり、外気導入状
態を実線にて示し、内気循環状態を破線にて示している
。3はブロワモータで、導入空気を車室8に向かって送
風する。4はブロワモータ3による送風空気を冷却通過
させるエバポレータで、エアダクト1内に横断配設しで
ある。冷媒を圧縮して循環させるコンプレッサ(図示せ
ず)は、自動車の車載駆動源をなすエンジンにベルトに
て連結してその回転駆動力により作動し、冷媒を圧縮し
て凝縮器(図示せず)に送り高圧冷媒を液化し、エキス
パンジョンパルプ(図示せず)を通してその液化冷媒を
低圧,低温液体に変えて前記エバポレータ4に送り、送
風空気よりその熱を吸収して低圧低温気体になり循環さ
せる。
6はエアダクト1内に配設したヒータコアで、エンジン
冷却水を導入してその熱により送風空気を加熱通過させ
る。このヒータコア6はエアダクト1内のエバポレータ
4の下流側を2つの通路lA,IBに仕切る仕切部材I
Cに設けた穴部を貫装して配置されている。?a,bは
エアミックスダンパで、エバポレータ4を通過した除湿
,冷却空気に対し、ヒータコツ6側に導入して加熱する
空気量の割合を、各空気通路IA,1Bの各々において
独立して調整し、冷却空気の冷風と加熱空気の暖風の混
合にて温度調整して車室8の各空調ゾーン8A,8Bに
吹出する。
5a,5bは風量調整ダンパで各通路IA,IBにおい
て、各々通風抵抗を調節し、各通路の空気流量を加減す
る。なお一方の通路の通風抵抗を加減することは、ブロ
ワモータ3の回転速度が同一である場合において、他の
通路の通風量を増加または減少させることになる。
しかして、各通路IA,IBから車室8に吹出される空
気の温度および量がエアミックスダンパ’7a,7bと
風量調整ダンパ5a,5bによって調節される。2種の
調節空気は手動操作型の吹出口切替ダンパ21a、21
bによって、各空調ゾーン8A、8Bの上層(ベント吹
出口)または下層(ヒータ吹出口)に選択的に吹出され
る。
本発明の1つの実施形態においては、2つのエアミック
スダンパ7a、7bと2つの風量調整ダンパ5a、5b
は適当なリンク装置を介して各々手動操作可能としても
よい。それによって、各空調ゾーン8A、8Bで各々吹
出される空気温度および空気量が好みの値となるように
各ダンパの位置を操作することができる。この場合必要
に応じてさらにブロワモータ3の回転速度を調節するこ
ともできる。
図に示す本発明のもう1つの実施形態においては、2つ
の空調ゾーン8A、8Bの温度を独立して任意に設定し
た温度に自動調節するために、各空調ゾーンの空調状態
を検出し、エアミックスダンパ7a、’7bと風量調整
ダンパ5a、7bとを自動位置調節する。このため、信
号人力ブロック。
信号処理ブロック、ならびに出力信号ブロックからなる
電気制御装置が使用される。
9a、bは車室8の各空調ゾーン8A、8Bの温度を各
々検出して室温に対応したアナログ信号を発生する室温
センサ、IOA、Bは各エアミックスダンパ7a、7b
の開度を検出しまた10C1Dは風量調整用ダンパ5a
、bの開度を検出して開度に対応したアナログ信号を発
生する開度センサテ、ダンパの動きに連動するポテンシ
ョメータを用いている。11は外気の温度を検出して外
気温に対応したアナログ信号を発生する外気温センサ、
12は車室に入射する日射を検出して日射量に対応した
アナログ信号を発生する日射センサ、13はヒータファ
6の入口水温を検出して水温に対応したアナログ信号を
発生する水温センサ、14はエバポレータ4下流の出口
側空気温を検出してその温度に対応したアナログ信号を
発生するエバ出口温センサである。
16はアナログ信号をディジタル信号に変換するA /
 D変換器で、」二記各センサからのアナログ信号を選
択的にデジタル信号に変換する。
15A、15Bはデジタル数字表示器と[アップ」「ダ
ウン」の2つのスイッチとからなる温度設定器で、例え
ばインストルメントパネルの運転席前方と助手席前方と
に各々設置され、各々2つの空調ゾーンの制御温度を表
示しまたは加減するために用いられる。
17は予め定めた制御プログラムに従ってソフトウェア
のディジタル演算処理を実行するシングルチップのデジ
タルコンピュータ (マイクロコンピュータ)で、演算
処理手段を構成しており、数メガヘルツ(M Hz)の
水晶振動子18を接続するとともに、車載バッテリより
の電源供給に基いて安定化電圧を発生する安定化電源回
路(図示せず)よりの安定化電圧の供給を受けて作動状
態になるものである。そして、このマイクロコンピュー
タ17の演算処理によって風量調整ダンパの開度を調整
するための指令信号ブロワモータ3を制御するための指
令信号、およびエアミックスダンパの開度を調整するた
めの指令信号を発生する。
このマイクロコンピュータ17は、上記の指令信号を発
生するための演算手順を定めた空調制御プログラムを記
憶している続出専用メモリ (Readonly  M
emory  : ROM)と、このROMの空調制御
プログラムを順次読出してそれに対応する演算処理を実
行する中央処理部(CentralProcessin
g  Unit  : OP U)と、このCPUの演
算処理に関連する各種データを一時記憶するとともにそ
のデータのcpuによる読出しが可能なメモリ (Ra
ndam  Access  Memory:RAM)
と、水晶振動子18を伴って上記各種演算のための基準
クロックパルスを発生するクロック発生部と、各種信号
の入出力を調整する入出力(工10)回路部とを主要部
に構成した1チツプの大規模集積回路(LSI)製のも
のである。
19A、19B、19C,19Dはエアミックスダンパ
7の開度を調整する開度調整アクチェータで、マイクロ
コンピュータ17が演算処理に基いて出力する開度増減
信号を受けて、その開度を増加または減少させる作動を
行なう。詳述すると、これらアクチュエータは、符号1
9Dに例示するように、ダイアフラム作動k l 9 
aと、その出力変位を生じさせるためにダイアフラム室
内に自動車エンジンの吸気圧と大気圧とを選択的に供給
する電磁弁19b、19oとから構成される。電磁弁1
9b、19oはいずれか一方がイ・1勢されるとアクチ
ュエータの出力位置を増加または減少し、さらに両方が
消勢されるとH5力位置はホールドされる。前記開度セ
ンサIOA〜IODはこの出力変位に対応したアナログ
信号を生じるようになっている。
j20A、20B、200.20Dは上記各アクチュエ
ータ19A〜19Dの出力変位を増加または減少させる
ためにコンピュータ17によ−)で出力される指令信号
を個別に増幅する駆動回路である。21はプロワモータ
3の速度調節回路で、コンピュータ17から出力される
ディジタル値の指令信号をアナログ信号に変換する回路
およびそのアナログ信号に対応してプロワモータ(直流
モータ)の印加電圧を決定する出力増幅段全含む。
次に、上記構成においてその作動を第2図の演算流れ図
とともに説明する。
(11) この流れ図は制御プログラムによるマイクロコンピュー
タ17の演算処理を示している。そしてこの装置を備え
た自動屯においてそのjJ(転開始により安定化電源回
路より安定化電圧の(!!、絵を受けてマイクロコンピ
ュータ17が作動状f氾になり、数百msθCの周期に
て空調制御ブロゲラノ\の演算処理を実行する。
すなわち、第2図の区々−トステップ101より空調器
f’lilプログラムの演算処理を開始して信号入力ル
ーチン102に進む。この信号入力ルーチン102では
、内気温センサ9a、b、外気温センサ]−1、日Q・
jセン→t ]、 2 、水温センサ13、エバ出口温
センサ14、および開度センサ]、 Oa、、、、、、
10b、10c、 10dのアナログ検出信号をA/D
変換器16を介して順次ディジタル信号に変換し、入力
し、RAMに記悄する。
また、ン晶rすこ設定器15A、15Bからの「ア゛ン
ブ」 「ダウン」のスイッチ信号を人力し、各空調シー
〉・8A、8Bにおける個々の設定温度TsetA。
T8θt T’を田算する。スタートステップ1−0 
’L L(12) おいて設定温度TBθtA、TsetBは所定の値、た
とえば「25°C」に定められており、温度設定器15
Aの「アップ」スイッチの操作信号が入力されるとTs
atAの値を「0.5°C」だけ増加し、「ダウン」ス
イッチの操作信号が入力されるとTsetBの値を10
.5°C」だけ減少する。
「アップ」または「ダウン」の操作信号が入力されない
と設定温度TsetAの値は変更されない。
温度設定器15Bの操作についても同様に設定温度Ts
etBの値を増減する。
この信号入力ルーチン102を処理するごとに設定温度
TsetA、TsetBを示すデータ信号が各々温度設
定器15A、15Bに与えられ、設定器15A、15B
において設定温度TsstA、TsetBの値を数字表
示する。
次の計算ステップ103では、空調ゾーン8A。
8Bのおかれた環境条件を示すデータに基づいて各空調
ゾーンの温度を設定された目標温度ToθtA、Tae
tBに接近させ維持するのに必要な通風ダクト1からの
吹出空気流の温度T a o A。
(13) T a o I3 (”C)を泪算する。この計算は実
験的に測定した定数な用いて次式に従ってなされる。
TanA=:KnetA@’FsetA−KrA@Tr
A、−Kam@Tam−Ks@Ts+O・・−・−・・
・・・−・・・・・・・・・・・・・−・・・・(1)
TaoB=KsetBIITsetB−KrB*TrE
−Kam*Ta、m−Kg・丁日十C・・・・・・・・
・・・・・・・・−・−・・・・・・・・・・(2)た
だし、TrA、、TrBは内気温センサ9a。
9bによって検出された各ゾーンの現実の温度値、Ta
mは外気温センサ11によって検出された外気温の値、
T8は日射センサ12で検出された日射の値、またKs
etA、KsetB、KrA。
KrB、Kam、Ks、0は予め定めた定数である。
次の計算ステップ104では、上記必要吹出空気温度T
8θtA、TsθtBの値を、通風ダクト1の各通路I
A、IBにおいて実際に得るための温度調節債を計算す
る。図示のエアミックス型の温度調節装置において、エ
バポレータ4ならびにヒータコア6が各通路:LA、I
Bに及ぼす熱交換効果が等しく、かつ通路IA、1Bの
断面積が(14) 等しいとすると、各通路から各空調ゾーン8A。
8Bに吹出される空気の各温度は、各々エアミックスダ
ンパ7a、7bの開度によって決定される。
従って、エアミックスダンa<7a、7bの開度に対応
するアクチュエータ19A、19Bの出力位置のデータ
SWA、EWB (%)が次式で計算されろ。
SWA、=lOO×(TaoA−Te)/(TV−Te
−1,5)・・・・・・(3) SWB =100×(Ta o B−Te) / (T
V−Te −1,5)・・・・・・(4) ただし、Toはエバ出口温センサ14で検出されたエバ
ポレータ4の出口空気温度の値(°C)、Twは水温セ
ンサ]3で検出されたヒータコア6のエンジン冷却水導
入側配管における冷却水温度の値(°C)、15は予め
定めた定数で15(”C)を示す。
ステップ104において得られた各アクチュエータの出
力位置データSWA、SWBは、次の指令ルーチン]0
5において、開度センサ10 A 、In(]5) Bで検出された各アクチュエータの実際の出力位iAA
、ABと比較され、その結果出力位置を増加、減少させ
る指令信号が駆動回路2OA、20Bに各々与えられる
。実際の出力位11AA(AB)が計算された出力位1
sWA (SWB)とほぼ一致していると位置を増加、
減少する2つの指令信号はいずれも消勢される。
次に風量計算ステップ106では、必要吹出温度Tao
A、TaoBの計算値に対応して吹出空気の量、すなわ
ち風量を予め定められた関数式によって算出する。この
計算により必要吹出温度Taoの中間領域で最小、低温
及び高温領域にいくに従って徐々に増加する制御風量W
outA。
W O11t Bが得られる。なお、関数計算の代りに
ROMをデータテーブルとして用いることもできる。
ステップ106で得られた風量値W o u t A 
WoutBのうち大きい方の値は、次の出力ステップ1
08でブロワ駆動回路21に対し、指令信号として出力
される。
(16) 次に風量調整ダンパ開度計算ステップではステップ10
6で得られた風量値のうち少ない方の値を得るための風
量調整用ダンパの一方の開度を次式より求める。
θ]、=C! IXIWoutA−WoutBI・−−
−−−−−−−−−−・−(5)ただし、C]は予め定
められた定数で、両制御風量の値に応じて、制御に量値
の少ない方の風景調整ダンパの開度θ1が決定される。
しかし、その開度に一方の風■調整用ダンパを調節する
ともう一方の通路の風量が増加するため他方の風量調整
ダンパの開度も全開の状態から減少方向に開度調整する
必要がある。このため、その開度は次式より求める。
θ2=O1!XIWoutA−WoutBI”=−−−
(6)ただしC2は予め定められた定数で01>02の
関係にある。なお、(5) 、 (6)式の関数計算の
代りにROMをデータテーブルとして用いることもでき
る。
次の出力ステップ109では上記計算ステップ108で
算出した風量調整ダンパの制御目標位置θ1.θ2を変
える位置制御命令信号を、アクチュエータ駆動回路20
C,20Dに選択的に与える。ここで、制御風量値Wo
utA)V7autBのときは、目標位置の値θ1が風
量調整ダンパ5Bの駆動用として、また同θ2がダンパ
5aの駆動用として使用され、制御風量値がW o u
 t A (W o u t Bのときは、目標位置の
値θlがダンパ5aの駆動用として、また同θ2がダン
パ5bの駆動用として使用される。そして、開度センサ
100、IODによって検出される各風量調整ダンパの
開度値と上記目標位置の値θ1.θ2が比較され、その
結果により、各ダンパの開度を目標位置に調節するため
の指令信号を駆動回路20 C! 、 20Dに与える
以上の制御プログラムはステップ102ないし109に
おいて循還的にくり返される。それによって、各空調ゾ
ーン8A、8Bの各々において、現実の温度を設定温度
に接近し維持するに必要な吹出空気温度ならびに量が決
定され、各通路IA。
IBに配した温度調節用ダンパ7a、7bと風量調節用
ダンパ7a、7bと風量調整用ダンパ5 a +5bと
の各開度、さらにブロワモータ3の回転速度が調節され
る。
しかして、この実施例では風量調整ダンパ5a。
5bの開度は、両通路IA、IBの制御風量の値Wou
tA、、WoutEに依存して決められており、さらに
各制御風量の値は温度調節量(必要吹出温度の値Tao
A、、TaoB)に依存して決められるので、風量調整
ダンパによって調整される各通路の風量はエアミックス
ダンパ’7a、’7bの開度差のため生じる通風抵抗の
アンバランス分を補正して、所要の吹出空気1tを各々
の空調ゾーン8A、8Bに供給し得る。
本発明の風量調整ダンパは、以」二のように各通路の通
風抵抗を調節するので、吹出空気湿度に差がある場合に
おいて各通路の風量をほぼ一致さぜるために使用するこ
ともできる。この場合、温度調節量に依存して決められ
る各通路の制御風量WoutA、WoutBの平均値を
各11n路において得るように風量調整ダンパめ開度を
決定すれば(19) よい。
本発明の実施に際し、風量調整ダンパの開度は各通路内
に配設した風は検出器の検出信号が、制御風量と一致す
るように比較制御する帰還制御ループを構成してもよい
また風最調整ダンパ5a、5bは、1つのダンパ手段に
置換することもできる。たとえば、エバポレータ4の上
流側点Sまたは下流側点Rに各通路の風量配分を変える
ダンパを配設してもよい。
本発明は冷却装置を有しない暖房装置、つまりエバポレ
ータ4のない空調装置においてももちろん適用され得る
以−1;のように本発明においては、車室内の少なくと
も2つの空調ゾーンに対して、吹出空気温度と吹出空気
量を、独立して調節し、供給することができるので、各
乗員の空調フィーリングを満足させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す全体構成図、第2図は
第1図中のマイクロコンピュータの演算(20) 処理を示すフローチャートである。 l・・・通風ダク)、IC!・・・仕切板、LA、IB
・・・a路、3・・・ブロワモータ、4・・・エバポレ
ータ、5a、5b・・・風量調整用ダンパ(分配装置〆
t)、6・・・ヒータコア、7a、’7b・・・エアミ
ックスダンパ。 8A、8B・・・空調ゾーン、9・・・内気温センサ。 10A、IOB、100.l0D−・・開度センサ。 11・・・外気温センサ、12・・・日射センサ、13
・・・水温センサ、14・・・エバ出口温センサ、15
A。 15B・・・温度設定器、17・・・マイクロコンピュ
ータ、19A、19B、19(!、19D・・・アクチ
ュエータ、20A、20B、200.20D・・・アク
チュエータ駆動回路、21・・・ブロワモータ駆動回路
。 代理人弁理士   岡 部   隆 (21) 第1図 1a2   3   4  7a   6 5a   
21a11 1ノ 、、  、 iA   綽・:二、4ξjS・〕   
゛ 1   ノー。   ′−−〜゛−−−・γ   
  − 担         6、8日   ノー  ”   
S  R’hb  ”;b  2)1゜ −1t)  
             1、l    l’   
        19DIL−一一−−−っ     
    コ         1旦     y込  
  ■呉    巧旦9C 雀A    %旧    乙庶    乙退a 内り店t−,,寸 、9b r711凱逼t′−、す 1 8 夕F’xs飴ゝサ    A/D          
 マイクロ     f12            
           ロコ1日与↑セ才      
                 コ〉l:0ニー5
3 710邑fL>丈 4 出01セΣ 15A      15B 第2図 ciA、1oe、1oc、1oo   1’643−

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  車室に向かう空調空気の流れを生じさせる1
    つの送風装置を備えた通風ダクト、 この送風装置の下流において前記通風ダクトを少なくと
    も2つの通路に仕切る仕切部材、この仕切られた第1の
    通路および第2の通路を通る空気の温度を各々独立して
    変化させる温度調節装置、および 上記第1の通路および第2の通路を通る空気の配分を調
    節する分配装置、 を具備してなり、前記の2つの通路から吹出された空調
    空気を2つの異なる空調ゾーンに供給する自動車用空調
    装置。
  2. (2)  車室に向かう空調空気の流れを生じさせる1
    つの送風装置を備えた通風ダクト、 この送風装置の下流において前記通風ダクトを少なくと
    も2つの通路に仕切る仕切部材、この仕切られた第1の
    通路および第2の通路を通る空気の温度を各々独立して
    変化させる温度調節装置、 −1−記載1の通路および第2の通路を通る空気の配分
    を調節する分配装置、 車室における少なくとも2つの空調ゾーンの空調状態を
    検出する検出装置、および この検出装置の検出信号に応答して前記温度調節装置と
    前記分配装置とを連動して制御する制御装置、 を具備してなり、前記の2つの通路から吹出された空調
    空気を2つの異なる空調ゾーンに供給する自動車用空調
    装置。
  3. (3)前記湿度調節装置が、第1の通路および第2の通
    路の各々に望む加熱器とその加熱空気量を調節する2つ
    のエアミックスダンパとからなり、前記制御装置は上記
    2つのエアミックスダンパの開度差に応じて前記分配装
    置の位置を補正するようになっている特許請求の範囲第
    ン項に記載の自動車用空調装置。
JP13077681A 1981-08-20 1981-08-20 自動車用空調装置 Pending JPS5833509A (ja)

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JP13077681A JPS5833509A (ja) 1981-08-20 1981-08-20 自動車用空調装置

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JP13077681A JPS5833509A (ja) 1981-08-20 1981-08-20 自動車用空調装置

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JPS5833509A true JPS5833509A (ja) 1983-02-26

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