JPS59156814A - 自動車用空調装置 - Google Patents

自動車用空調装置

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JPS59156814A
JPS59156814A JP58030426A JP3042683A JPS59156814A JP S59156814 A JPS59156814 A JP S59156814A JP 58030426 A JP58030426 A JP 58030426A JP 3042683 A JP3042683 A JP 3042683A JP S59156814 A JPS59156814 A JP S59156814A
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air
temperature
air conditioning
conditioning zone
blow
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Akio Takemi
竹味 明生
Akiro Yoshimi
吉見 彰郎
Takashi Aoki
隆 青木
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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

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】 本発明は自動車用空調装置に関し、特に車室内の複数の
空調ゾーンで別々の温度設定を可能とし、独立して温度
調節された空気を各空調ゾーンに供給するようにした自
動車用空調装置に関する。
従来、この種の自動車用空調装置としては、実開昭57
−86813号公報に示されるものが公知である。公知
技術によれば、車室内の各空調ゾーンの現実め温度をそ
れぞれ検出し、それに応じて各空調ゾーンへの吹出空気
の温度を調節するようになっている。この場合、各空調
ゾーンが互いに仕切られているならば、各空調ゾーンの
空気温度をそれぞれ所望の目標制御温度に維持すること
が可能となるけれども、実際には車室内において各空調
ゾーンの空気は混じり合うので、各空調ゾーンの目標制
御温度に大きな差がある場合には、それぞれの空調ゾー
ンにおける実際の空気温度は各々の目標制御温度に対し
てずれてくるという問題が生じる。
本発明は上記の問題点に鑑み、複数の空調ゾーン間にお
ける空気の混合を考慮した、複数の空調ゾーン毎に独立
した空気温度制御を可能ならしめる自動車用空調装置を
提供することを目的とするものである。換言すると、本
発明は複数の空調ゾーンで独立して目標制御温度を設定
した時に、各空調ゾーンの現実の空気温度を各々の目標
制御温度に対して充分接近させ維持し得る自動車用空調
装置を得ようとするものである。
本発明の原理Gごついて説明する。
従来のこの種の自動車用空調装置における各空調ゾーン
への吹出空気温度の計算は、例えば次の式に従ってなさ
れる。
TaoA=KsetA−TsetA −K r A−T r A −K a m °T a 
mKSA’TSA+G Taos=KsetB:TsetB −KrB−TrB−Kam−Tam −K S B・Ts B + C ただし、Ta□AsTaoaは各空調ゾーンへ供給する
吹出空気温度の計算値、T r A −、T r aは
各空調ゾーンの現実の空気温度、Tamは車室外空気の
温度、T ” A % T s Bは各空調ゾーンに入
射する日射の強度、またKsetA、Kset8、Kr
As KrB、Kam、KSA、KsB。
およびCは予め設定された定数である。    ゛上記
の式からも理解されるように、従来の制御方法では、あ
る空調ゾーンの吹出空気温度の計算値は、その空調ゾー
ンにおける熱負荷の値、つまりその空調ゾーンの現実の
空気温度、日射強度に基づいて決定し、他の空調ゾーン
の状態には依存していない。
しかしながら、現実にはある空調ゾーンへの吹出°空気
温度を変化させると、その空調ゾーンにおける空気温度
ばかりではなく、隣り合う他のシー  −ンの空気温度
も変化する。そして各空調ゾーンにおける現実の空気温
度の変化により各吹出空気温度の計算値も変化するが、
温度制御がプログラム方式であるために、オフセントず
れ、すなわち現実の空気温度が目標制御温度に対しては
ずれた点にて安定してしまう。
これに対して本発明による制御方式によれば吹出空気温
度の計算は、−例として第3図に示す流れ図に従ってな
される。すなわち、本発明者が実験で確認したところに
よれば、各空調ゾーンへの吹出空気温度の差と、各空調
ゾーンの現実の空気温度との差は所定の比例関係にあり
、一般にその比例係数は各空調ゾーンへの吹出空気の吹
出方向によって異なるというごとに基づいている。
なお、ある実験結果によれば、2つの空調ゾーンに対し
てそれぞれ温度調節された空気流を供給するようにした
自動車用空調装置では、一方の空調ゾーンへの空気吹出
方向を上向きとし他方を下向きとした場合では、各空調
ゾーンにおける現実の空気温度の差はほとんどないため
、次に説明する実施例ではこのような吹出モードは採用
せず、一方を上向きとし他力を上下併用、あるいは一方
を下向きとし他方を上下併用とする吹出モードを採用し
ている。これらの各場合の比例係数は、それぞれ上向き
の場合、下向きの場合の比例係数と等しいものとしても
よい。
以下、本発明を図に示す実施例に基づいて説明する。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、符号1は自動車用空調装置の冷/暖房された空気
を導く通風ダクトで、外気取入口1bから外気を導入し
、また内気取入口laから車室内空気を取り入れるよう
になっている。
2は内外気切替ダンパで、外気導入と内気循環とを手動
操作にて切替えるものであり、外気導入状態を実線で示
し、内気循環状態を破線にて示す。
3は送風装置で、導入空気を車室8に向かって送風させ
る。4は送風装置3による送風空気を冷却して通過させ
るエバポレークで、通風ダクト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、自動車の駆動源をなす内燃機関にベルト連結されて
その回転駆動力により作動し、冷媒を圧縮してコンデン
サ(図示せず)に送り、そこで高圧冷媒を液化し、膨張
弁(図示せず)を通してその液化冷媒を低圧、低温液体
にかえて前記エバポレータ4に送り、そこで送風空気よ
りその熱を吸収するとともに低圧、低温気体になり再び
コンプレッサに戻ずようになっ°Cいる。
6は空気ダクト1内に配設したヒータコアで、内燃機関
の冷却水を導入してその熱により送風空気を加熱して通
過させる。このヒータコア6は空気ダクト1内のエバポ
レータ4の下流側を、2つの通路IA、IBに仕切る仕
切部材ICに設けた穴部を貫通して配置されている。7
a、7bは温度調節のための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
コア6側に導入して加熱する空気量の割合を、各空気通
路IA、IBの各々において独立して調節し、冷却空気
と加熱空気との混合割合により温度調節し車室8の各空
調ゾーン8A、8Bに吐出するようになっている。ここ
で温度調節された2つの空気流は、各々吹出口切替ダン
パ5a、5bによって、各空調ゾーン8A、8Bの上N
(ベント吹出口)または下層(ヒータ吹出口)さらには
上/下層併用(バイレベル)とに吹出方向を選択して各
空調ゾーンに吹出される。
9a、9bは車室8の各空調シー78A、8Bの現実の
空気温度を各々検出して検出した温度に対応したアナロ
グ電気信号を発生ずる室温センサ、10A、IOBは各
エアミックスダンパ7a17bの開度を検出しまたIO
C,IODは吹出口切替ダンパ5a、5bの開度をそれ
ぞれ検出して検出した回路に対応したアナログ電気信号
を発生ずる開度センサである。11は車室外空気の温度
を検出して検出した温度に対応したアナログ電気信号を
発生する外気温センサ、12a、12bは各空調ゾーン
8A、8Bに入射する日射を検出して日射強度に採用し
たアナログ電気信号を発生する日射センサ、13はヒー
タコア6の入口側水温を検出してその温度に対応したア
ナログ電気信号を発生する水温センサ、14はエバポレ
ータ4の下流側における空気流の温度を検出してその温
度に対応したアナログ電気信号を発生ずるエバ出口温セ
ンサである。
16は上記の各アナログ電気信号をデジタル値信号に変
換するA/D変換器で、上記各センサ等からのアナログ
電気信号を選択的にデジタル値信号に変換する。
15A、15Bはデジタル数字表示器と「アンプ」 「
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、運転席を含む第1の空調ゾーン8A
と助手席を含む第2の空調ゾーン8Bの目標制御温度を
表示し、かつ加減操作可能としである。
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(MHz)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吹出口切替ダンパの開度を調整
するための指令信号、送風装置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
の指令信号を発生ずる。
このマイクロコンピュータ17は、上記の指令信号を発
生ず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 Me
mory : ROM )と、このROMの空調制御プ
ログラムを順次続出してそれに対応する演算処理を実行
する中央処理部(Central Processin
gcpu )と、このCPUのm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
る続出しが可能なメモリ (Randam Acces
sMemory : 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
ずるクロック発生部と、各種信号の入出力を調整する人
出力(Ilo)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、19G、19Dはそれぞれエアミック
スダンパ7a、7b吹出口切替ダンバ5a、5bの開度
を調整する開度調整アクチュエータで、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19Dに
励磁するように、ダイアフラム作動器19aと、その出
力変位を住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1
9b、19cとから構成される。
電磁弁19b、19cはいずれか一方が付勢されるとア
クチュエータの出力位置を増加または減少し、さらに側
方が消勢されると出力位置はホールドされる。前記開度
センサIOA〜10D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。
20A、20B、20C,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によっテ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送風装置(直流モータ)の
印加電圧を決定する出力増幅段を含む。
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。 − 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の演算処理に対応している。そしてこの装置を備
えた自動車においてその運転開始により安定化電源回路
より安定化電圧の供給を受ケテマイクロコンビューク1
7が作動状態となり、数百m s e cの周期にて空
調制御プログラムの演算処理を実行する。
すなわち、第2図のスタートステップ101より空調制
御プログラムの演算処理を開始して信号入力ルーチン1
02に進む。この信号入力ルーチン102では、内気温
センサ9a、9b外気温センサ11、日射センサ12a
、12b、水温セン−913、エバ出口温センサ14、
および開度センサIOA、IOB、IOC,IODのア
ナログ検出信号をA/D変換器16を介して順次デジタ
ル信号に変換し、入力し、RAMに記憶する。
また、温度設定器15A、15Bからの「アップ」 「
ダウン」のスイッチ信号を入力し、各空調ゾーン8A、
8Bにおける個々の設定温度TsetA。
TsetBを計算する。スタートステップ101におい
て設定温度TsetAXTset、aは所定の値、例え
ば「25℃」に定められており、温度設定器15Aの「
アップ」スイッチの操作信号が入力されるとTsetA
の値を「0.5℃」だけ増加し、「ダウン」スイッチの
操作信号が入力されるとTsetsの値を「0.5℃」
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
TsetB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、設置器15A、15
Bにおいて設定温度TsetA、 TsetBの値を数
字表示する。
次の計算ステップ103では、空調シー′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TsetAsTse
tBに接近させ維持するのに必要な通風ダクトlからの
吹出空気流の温度TaoA、TaoB(”C)を計算す
る。この計算は第3図に示す流れ図に従ってなされる。
第3図の計算ステップ201では、車室8の平均温度が
目標温度のTsetA% Tsetaの相加平均値Ts
etに接近させ維持するのに必要な吹出空気流の温度’
I’aoを計算する。ただし、Trは内気センサ9a、
9bによって検出された車室8の平均温度値、Tamは
外気センサ11によって検出された外気温の値、またK
set、 K r、 Kam、 Cは予め定めた定数で
ある。
次の判定ステップ202ではステップ201で計算した
Taoの値に応じて■の処理と■の処理に分岐する。す
なわちTaoがTIよりも小さければIの場合、T a
 oがT2よりも大きければ■の場合、T a ’oが
TIとT2の間にあれば前回の場合と同じとする。なお
、■、■の場合とは、各空調ゾーン8A、8Bを総括し
てみたときに、吹出空気の吐出方向を、上向きとするか
下向きとするかによって場合わけされるものである。な
お、第1回目の’T’ a oの計算結果が1゛1とT
2の間にある場合は■の場合とする。
ステップ202の判定が■の場合には計算ステップ20
3へ進み、TaoAXTaoBを計算する。ただし、T
 S A、1゛s8は日射センサ12a112bで検出
された日射の値、またはKl、Ksは吹出モード毎に異
なる値となるように予め定めた定数である。次にステッ
プ204へ進みNフラグを「0」リセットする。
ステップ202の判定がHの場合には計算ステップ20
5へ進み、Ta OA% Ta o sを計算する。た
だしKnは予め定めた定数である。次にステップ206
へ進み、Nフラグを「1」にセントする。
必要吹出温度の計算が終わると第2図の計算ステップ1
04では、上記必要吹出空気温度TsetA%Tset
Bの値を、通風ダクト1の各通路IA、IBにおいて実
際に得るための温度調節量を計算する。
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、IBに及
ぼす熱交換効果が等しく、かつ通路IA、IBの断面塵
が等しいとすると、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、各々エアミンクスダンバ
フa、7bの開度によって決定される。従って、エアミ
ックスダンパ’la、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、5WB
(%)が次式で計算される。
SWA  =−100× (TaoA −Te)  /
  (TW−Te−15)・・・(3) SWB = 100 x (Taos −Te) / 
(TW−Te −15)・・・(4) ただし、1゛e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(℃)、T w ハ水
温センサ13て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1
05において、開度センサIOA、10Bで検出された
各アクチュエータの実際の出力位置AA、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20A、20Bに各々与えられる。実際の出力位
置AA(AB)が計算された出力位置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、Ta01B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
WoutA、WoutB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、
’IALo u t Bのうち大きい方の値が、次の出
力ステ・ノブ108でブロワ駆動回路21に対し、指令
信号として出力される。
次に吹出口モード判定ステップlO8では必要吹出温度
TaoAsTaoeの計算値とステップ103でセント
したNフラグの値により吹出口モードを判定する。詳細
を第4図に示す。
まず判定ステップ301で必要吹出温度Ta 。
Aにより、第3図のステップ202のような場合分けを
する。ここで’F1、T2と同一とする。ステップ30
1の判定がrの場合、ステップ302に進み、必要吹出
温度’paoBにより場合分けをする。ステップ302
の判定が■の場合にはステ・、ブ303へ進みゾーン8
A、8Bの吹出口をともに上吹出と判定する。ステップ
302と判定が■の場合には判定ステップ304へ進み
、Nフラグが0かどうか判定する。判定がYESならば
ステップ305へ進み、ゾーン8A側の吹出口を上吹出
、ゾーン8B側の吹出口を上下併用吹出と判定する。判
定がNOならばステップ306へ進み、ゾーン8A側の
吹出口を上下併用吹出、ゾーン8B側の吹出口を下吹出
口と判定する。
ステップ301の判定が■の場合ステップ307に進み
、必要吹出温度TaoBにより場合分けをする。ステッ
プ307の判定が■の場合にはステップ308へ進みゾ
ーン8A、8Bの吹出口をともに下吹出と判定する。ス
テップ307の判定がIの場合には判定ステップ309
へ進み、Nフラグが0かどうか判定する。判定がYES
ならばステップ310へ進み、ゾーン8A側の吹出口を
上下イ)1用吹出、ゾーン8B側の吹出口を上吹出と判
定する。判定がNOならばステップ311へ進み、ゾー
ン8A側の吹出口を下吹出、ゾーン8B側の吹出口を上
下併用吹出と判定する。
吹出口モードの判定が終わると、第2図の出力ステップ
109へ進み、ステップ108で判定した吹出口になる
ように、位置制御命令信号を、アクチュエータ駆動回路
20C,20Dに与える。
ここで上下吹出は吹出口切替ダンパの位置を5bの実線
のように、上吹出と下吹出の中間位置とする。
そして開度センサIOC,IODによって検出される各
吹出口切替ダンパの開度値と目標位置の値が比較され、
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2QC,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
おいて循環的にくり返される。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吹出口
が決定され、各通路LA、IBに配した温度調節用ダン
パ7a、7bと吹出口切替ダンパ5a、5.bとの開度
、さらに送風装置3の回転速度が調節される。
注目すべきことに、吹出口モード(吹出方向)の変化に
対応して、各エアミックスダンパの開度が調節されるよ
うになっており(ステップ203.205)、その際に
制御定数Kl KIIを各吹出モードに対応して設定さ
せであるため、各吹出モード毎に各吹出空気温度を決定
することができ、したがって、吹出モードが変わること
により、各空調ゾーンの空気温度が目標制御温度に対し
てずれることがない。
なお、本発明の実施に際して、吹出口切替ダンパを手動
で操作する場合にも、吹出モードに関連して各温度調節
量(エアミックスダンパの開度)を調節することにより
、吹出モード変化により、上記した設定ずれが変動する
ことがなくなる。
また、上記の実施例において、センサ、設定器、アクチ
ュエータの構成およびプログラム手順を変更することは
、もちろん任意になし得るものである。
さらに、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
される。
以上述べたように本発明は、複数の空調ゾーンの空気温
度を独立制御するものにおいて、それらの現実の調節温
度が吹出モードによって変化してしまうことが防止され
、快適な独立温度制御を実現される。
【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図に示す装置におけるマイクロコンピュータ17の
演算手順を示すフローチャート、第3図および第4図は
各々第2図の要部の詳細を示すフローチャートである。 1・・・通風ダクト、IC・・・仕切板、IA、IB・
・・空気通路、3・・・送風装置、5a、5b・・・吹
出口切替ダンパ(空気調節装置)、6・・・ヒータコア
、7a、7b・・・エアミックスダンパ(温度調節装置
)。 8A、8B・・・空調ゾーン、9a、9b・・・内気温
センサ(検出手段)、12a、12b・・・日射センサ
。 15A、15B・・・温度設定器、17・・・マイクロ
コンピュータ(電気制御装置)、19A、19B・・・
アクチュエータ、20A、20B・・・アクチュエータ
駆動回路。 代理人弁理士 岡 部   隆

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 車室に向かう空気流を生じさせる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ダクトを少なくとも2
    つの空気通路に仕切る手段、 この仕切られた第1の空気通路および第2の空気通路を
    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
    、 前記第1の空気通路および第2の空気通路から車室の第
    1の空調ゾーンおよび第2の空調ゾーンに吐出する空気
    の方向をそれぞれ変化させる空気調節装置、 前記第1の空調ゾーンおよび第2の空調ゾーンの現実の
    温度を検出する検出手段、およびこの検出装置の検出信
    号および前記空気調節装置の調節状態に対応して前記温
    度刺部装置を制御する電気制御装置、 を備えてなる自動車用空調装置。
JP58030426A 1983-02-24 1983-02-24 自動車用空調装置 Granted JPS59156814A (ja)

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JP58030426A JPS59156814A (ja) 1983-02-24 1983-02-24 自動車用空調装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP58030426A JPS59156814A (ja) 1983-02-24 1983-02-24 自動車用空調装置

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JPS59156814A true JPS59156814A (ja) 1984-09-06
JPH0541446B2 JPH0541446B2 (ja) 1993-06-23

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ID=12303622

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JP (1) JPS59156814A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0272789A2 (en) * 1986-12-22 1988-06-29 Ford Motor Company Limited Airconditioning control system for an automative vehicle
US5337802A (en) * 1991-08-09 1994-08-16 Nippondenso Co., Ltd. Vehicle air conditioner having driver and passenger units which operate independently of one another

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JPH0541446B2 (ja) 1993-06-23

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