JP2003080937A - 車両用空調装置 - Google Patents

車両用空調装置

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JP2003080937A
JP2003080937A JP2001277183A JP2001277183A JP2003080937A JP 2003080937 A JP2003080937 A JP 2003080937A JP 2001277183 A JP2001277183 A JP 2001277183A JP 2001277183 A JP2001277183 A JP 2001277183A JP 2003080937 A JP2003080937 A JP 2003080937A
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JP
Japan
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engine
compressor
vehicle
air
flow rate
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JP2001277183A
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Inventor
Shigeki Iwanami
重樹 岩波
Keiichi Uno
慶一 宇野
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Denso Corp
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Denso Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アイドルストップ車両に搭載されるものにお
いて、エンジン停止時の冷房能力が低下するものであっ
ても冷房フィーリングの悪化を極力抑制できる車両用空
調装置を提供する。 【解決手段】 蒸発器114で冷却された空気を車室内
に吹出す送風機114aと、乗員が設定する設定温度お
よび車両の環境条件より決定される目標吹出し温度TA
Oに応じて、送風機114aの送風量Vaを可変してオ
ートモードで車両の空調状態を制御する制御装置130
とを有する車両用空調装置において、制御装置130は
オートモード時において、エンジン10が停止された時
に送風機114aの送風量Vaをエンジン10停止直前
での送風量Va1に固定し、且つ、エンジン10が再び
始動される時に固定された送風量Va1をオートモード
によって決定される送風量Vaに戻すようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、走行中に一時停車
した時にエンジンを停止させる、いわゆるアイドルスト
ップ車両における車両用空調装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、地球環境保護の観点より車両の低
燃費化が一層強く進められているが、その一つの対応と
してアイドルストップ車両の投入が行われている。この
車両に搭載される車両用空調装置においては、エンジン
停止時に圧縮機も停止されることになるので、例えば特
開平11−254955号公報に示されるように、エン
ジン停止時においても継続して圧縮機を作動させるため
に、エンジンとは独立した駆動源としてモータを用いた
ものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エンジ
ン作動時と同様に必要とされる冷房能力が確保できるよ
うに、モータ単独で圧縮機を作動させるには一般的に高
出力の大容量モータが必要となるが、モータの設定にあ
たっては現実的には、搭載性、消費電力、コスト等種々
の制約を受けることになる。そして、この制約を受けた
モータで圧縮機を作動させた場合の冷房能力は、エンジ
ンによって作動されている場合に比べて低下するので、
エンジン停止時の冷房フィーリングの悪化を招く。
【0004】具体的には、目標吹出し温度に応じて送風
量が制御されるオートモード設定のものにおいては、通
常冷却空気の温度上昇に伴ない送風量が増加されて行き
乗員に不快感を与える。また逆に、送風量が低下される
ようにすると、車室内全体に対する冷房能力が低下し、
特に後席乗員に対して冷房感の不足を与えることにな
る。
【0005】本発明の目的は、上記問題に鑑み、アイド
ルストップ車両に搭載されるものにおいて、エンジン停
止時の冷房能力が低下するものであっても冷房フィーリ
ングの悪化を極力抑制できる車両用空調装置を提供する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、以下の技術的手段を採用する。
【0007】請求項1に記載の発明では、走行中に一時
停車した時に、エンジン(10)が停止される車両に適
用されるものであって、冷凍サイクル装置(110)に
含まれ、エンジン(10)を駆動源として作動、あるい
はエンジン(10)およびモータ(121)を駆動源と
して作動し、冷媒を圧縮する圧縮機(111、122)
と、空調ケース(150)内に設けられ、圧縮機(11
1、122)からの冷媒を蒸発させる蒸発器(114)
と、蒸発器(114)に空気を送風し、この蒸発器(1
14)で冷却された空気を車室内に吹出す送風機(11
4a)と、乗員が設定する所望の設定温度および車両の
環境条件より決定される目標吹出し温度(TAO)に応
じて、送風機(114a)の送風量(Va)を可変して
オートモードで車両の空調状態を制御する制御装置(1
30)とを有する車両用空調装置において、制御装置
(130)は、オートモード時において、エンジン(1
0)が停止された時に、送風機(114a)の送風量
(Va)をエンジン(10)停止直前での送風量(Va
1)に固定し、且つ、エンジン(10)が再び始動され
る時に、固定された送風量(Va1)をオートモードに
よって決定される送風量(Va)に戻すようにしたこと
を特徴としている。
【0008】エンジン(10)停止に伴ない、エンジン
(10)を駆動源とする圧縮機(111)は停止され、
蒸発器(114)で冷却される空気温度は上昇すること
になる。オートモードにおいては、乗員が設定した所望
の設定温度を得るために、この空気温度上昇に伴ない目
標吹出し温度(TAO)が低くなるように決定されるの
で、送風機(114)の送風量(Va)が可変される。
例えば、送風量(Va)が増加されるように制御される
と蒸発器(114)の冷却能力とのバランスから更に空
気温度は上昇していく。逆に送風量(Va)が低下され
るように制御されると、車室内全体に対する冷房能力が
低下する。
【0009】しかしながら請求項1に記載の発明によれ
ば、オートモードであってもエンジン(10)停止時に
は送風機(114a)の送風量(Va)をエンジン(1
0)停止直前での送風量(Va1)に固定するようにし
ているので、空気の温度上昇あるいは車室内全体に対す
る冷房能力低下を極力抑制することができ、冷房フィー
リングの悪化を極力抑制することができる。尚、エンジ
ン(10)が再始動した時には、圧縮機(111)が作
動し冷房能力が復帰し、通常のオートモードに基づく送
風量(Va)に戻されるので、本来の冷房フィーリング
を得ることができる。
【0010】請求項2に記載の発明では、制御装置(1
30)は、固定された送風量(Va1)からオートモー
ドによって決定される送風量(Va)に戻す際に、徐変
区間を設けて戻すようにしたことを特徴としている。
【0011】これにより、固定された送風量(Va1)
からオートモードによって決定される送風量(Va)に
急激に可変されることが防止できるので、冷房フィーリ
ングの悪化を抑制できる。
【0012】具体的には、請求項3に記載の発明のよう
に、徐変区間を予め定めた所定時間(t)として決定し
てやれば、できるだけ速やかに且つ、違和感なくオート
モード時の送風量(Va)に戻すことができる。
【0013】また、請求項4に記載の発明のように、徐
変区間を予め定めた所定の風量変化率(dVa/dt)
によって決定するようにすれば、複雑な制御演算を必要
とせずに、容易に対応できる。
【0014】請求項5に記載の発明では、圧縮機(11
1、122)は、エンジン(10)およびモータ(12
1)を駆動源として作動するものであって、制御装置
(130)は、エンジン(10)が停止した時に、モー
タ(121)を駆動源として圧縮機(122)を作動さ
せることを特徴としている。
【0015】これにより、エンジン(10)停止時にモ
ータ(121)で圧縮機(122)を作動させるもので
あって、モータ(121)によって作動される時の冷房
能力が、エンジン(10)作動時の冷房能力よりも低い
場合においても、エンジン(10)停止時の冷房フィー
リングの悪化を極力抑制することができる。
【0016】上記請求項5に記載の発明には、請求項6
に記載の発明のように、圧縮機(111)は、第1圧縮
機(111)と第2圧縮機(122)とから成り、第1
圧縮機(111)は、エンジン(10)を駆動源として
作動し、第2圧縮機(122)は、モータ(121)を
駆動源として作動し、第1圧縮機(111)および第2
圧縮機(121)は、冷凍サイクル装置(110)内に
並列に接続されるようにして用いるのが好適である。
【0017】更に、請求項7に記載の発明のように、圧
縮機(111)は、エンジン(10)およびモータ(1
21)を選択的に駆動源として作動するハイブリッドコ
ンプレッサ(111a)としても良い。
【0018】尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述す
る実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもので
ある。
【0019】
【発明の実施の形態】(第1実施形態)本発明の第1実
施形態を図1〜図4に示し、まず、具体的な構成につい
て図1、図2を用いて説明する。
【0020】車両用空調装置100は、信号待ち等で走
行中一時停車した時にエンジン10が停止される、いわ
ゆるアイドルストップ車両に適用されるものとしてお
り、冷凍サイクル装置110および制御装置130から
成る。
【0021】冷凍サイクル装置110は、周知の冷凍サ
イクルを形成するものであり、ここでは2つの圧縮機1
11、122を配設するものとしている。まず、冷凍サ
イクル内の冷媒を高温高圧に圧縮する第1圧縮機(以
下、圧縮機)111、圧縮された冷媒を凝縮液化する凝
縮器112、液化された冷媒を断熱膨張させる膨張弁1
13、膨張した冷媒を蒸発させ、その蒸発潜熱により自
身に送風される空気を冷却する蒸発器114が冷媒配管
115によって順次接続されている。尚、圧縮機111
は、車両走行用のエンジン10を駆動源としてプーリー
およびプーリーベルトを介して作動するようにしてい
る。
【0022】蒸発器114は、空調ケース150内に配
設されており、この蒸発器114には、後述する制御装
置130によってその作動が制御され、内気あるいは外
気を選択して吸入し、蒸発器114に送風し、この蒸発
器114で冷却された空気を車室内に吹出す送風機11
4aが設けられている。また、蒸発器114の空気流れ
下流側には冷却された空気の温度(蒸発器温度)を検出
する蒸発器温度センサ114bが設けられている。
【0023】空調ケース150の空気流れ下流側には、
デフロスタダクト151、フェイスダクト152、フッ
トダクト153が設けられ、それぞれ図示しない車室内
に開口するデフロスタ吹出し口、フェイス吹出し口、フ
ット吹出し口に接続されており、冷却された空気は送風
機114aによって所望の吹出し口から吹出される。
【0024】そして、第2圧縮機122が、冷凍サイク
ル装置110内において上記圧縮機111に対して並列
になるように、具体的には、凝縮器112の流入側と蒸
発器114の流出側の間に配設されており、冷媒配管1
23によって接続されている。この第2圧縮機122
は、バッテリ140を電源として作動されるモータ12
1を駆動源として作動するものとしており、このモータ
121と共に電動圧縮機120を構成している。この第
2圧縮機122は、エンジン10が停止され上記圧縮機
111が停止された時に駆動されるものである。尚、モ
ータ121は、第2圧縮機122を作動させるものとし
て高出力の大容量モータとして設定される必要がある
が、車両への搭載性、作動時の消費電力、コスト等の面
より、エンジン10作動時の圧縮機111により得られ
る冷房能力よりも低い冷房能力を許容して作動するモー
タ容量としている。
【0025】次に、本発明の要部となる制御装置130
の構成について説明する。
【0026】制御装置130は、上記圧縮機111およ
び電動圧縮機120の選択作動、更に送風機114aの
作動を制御するものである。制御装置130には上記の
蒸発器温度センサ114bからの蒸発器温度信号が入力
され、また、図示しない各種センサからの信号、即ち、
車速、エンジン回転数、アイドルストップ判定、乗員が
設定した所望の設定温度、内気温度(車室内温度)、外
気温度、日射、A/C要求、オートモード信号等の各種
検出情報が入力されるようにしている。そして、これら
の信号のうち車速、エンジン回転数信号よりエンジン1
0停止と判定した時には、モータ121を駆動させ、第
2圧縮機122を作動させるようにしている。
【0027】また、この制御装置130は、当然のこと
ながら、冷凍サイクル装置110の通常の運転のため
に、上記各信号に基づいて圧縮機111のON−OFF
制御、送風機114aのON−OFFおよび送風量Va
の可変制御を行なうようにしている。
【0028】送風機114aに対する送風量Vaの可変
制御は、乗員のオートモード選択時(オートモード信号
入力時)になされる。図2に示すように、制御装置13
0には乗員が設定した所望の設定温度を得るために、目
標吹出し温度TAO(以下、TAO)に対応する送風量
Vaを関係付けた制御特性が予め設けられており、TA
Oに対応する送風量Vaが決定されるようにしている。
ここでTAOとは、乗員が設定する所望の設定温度およ
び車両の環境条件としての内気温度、外気温度、日射量
から決定される演算値としており、以下の数式1によっ
て決定されるものとしている。
【0029】(数式1)TAO=KSET×TSET−
KR×TR−KAM×TAM−KS×TS+CただしK
SET、KR、KAM、KSは係数、Cは定数であり、
TSETは設定温度、TRは内気温度、TAMは外気温
度、TSは日射量である。
【0030】そしてこの制御特性は、TAOが低くなる
につれて対応する送風量Vaが増加するものとしてい
る。因みに、TAOが高い領域においては図示しない暖
房装置作動時のための制御特性としており、破線に示す
ようにTAOが高くなるにつれて送風量Vaが増加する
ようにしている。
【0031】更に、オートモード選択時にエンジン10
が停止し、モータ121によって第2圧縮機122を作
動させる際には、送風機114aの送風量Vaをエンジ
ン10停止直前に設定されている送風量Va1に固定す
るようにしている。具体的には、エンジン10停止直前
のTAOがTAO1とすると、エンジン10停止中はT
AOの変動の有無にかかわらず送風量をVa1として固
定する訳である。尚、エンジン10停止の間において時
々刻々と変動するTAOに対する送風量Vaの演算は継
続して行われる。
【0032】また、エンジン10が再び始動される時に
は、本来のオートモードに復帰し、エンジン10始動時
におけるTAO、具体的にはエンジン10始動直前に求
めたTAOに対応する送風量Vaに戻すようにしてい
る。この時、徐変区間として予め定めた所定時間tの間
に送風量をVa1からVaに(両者の差となるΔVa分
を)徐変するようにしている。
【0033】以上の構成に基づく本実施形態の作動につ
いて説明する。
【0034】車両走行時、即ち、エンジン10が作動し
ている場合は、冷凍サイクル装置110は通常の作動が
行なわれる。即ち、エンジン10の駆動力を受けて圧縮
機111が作動し冷媒を圧縮し、圧縮された冷媒は、以
下凝縮器112、膨張弁113、蒸発器114で順次凝
縮液化、断熱膨張、蒸発され、蒸発器114に送風され
る空気を冷却する。そして、送風機114aによって冷
却された空気が車室内に吹出される。
【0035】しかしながら、適用車両がアイドルストッ
プ車両のため、車両が一時停車した時にはエンジン10
が停止し、エンジン10を駆動源とする圧縮機111が
作動しなくなるため、基本的には、この時に電動圧縮機
120、即ち、モータ121を作動させることで冷凍サ
イクル装置110の作動を継続させ、且つモータ121
による冷房能力低下に伴う空調フィーリングの悪化を極
力抑制するために、送風機114aの送風量固定および
復帰の制御を行なうようにしている。
【0036】以下、制御装置130による送風機114
aの制御の詳細について、図3に示すフローチャートお
よび図4(a)〜(f)に示すタイムチャートを用いて
説明する。尚、図4(d)〜(f)中、イが本発明の場
合を示しており、比較としてアのオートモードの場合、
ウの送風量Vaを減少させた場合を示している。
【0037】まず、ステップS10において送風機11
4aの送風量Vaに対してオートモードが選択、作動さ
れており、ステップS20でアイドルストップ状態か否
かが車速、エンジン回転数信号より判定され、否と判定
されればステップS10が継続され、アイドルストップ
状態にあると判定されると、ステップS30で送風機1
14aの送風量Vaが固定される。例えば上記(図2)
したようにエンジン10停止直前でのTAO1に対応す
る送風量Va1に固定される。この時、ステップS40
で時々刻々と変動するTAOに対応する送風量Va(目
標風量)の演算は継続される。
【0038】そして、ステップS50でアイドルストッ
プ状態が終了したか否かが上記ステップS20と同様に
車速、エンジン回転数信号より判定され、否と判定され
ればステップS40が繰り返され、アイドルストップ状
態が終了したと判定されると、ステップS60で徐変区
間の演算を行なう。ここでは、予め定めた所定時間tを
用いる(図4(e))。尚、この時、エンジン10始動
直前のTAOに対する送風量Vaと固定されていた送風
量Va1との差ΔVaを所定時間tで除して風量変化率
(ΔVa/t)として演算する。
【0039】そして、ステップS70に進み、上記ステ
ップS30で固定されていた送風量Va1がステップS
40で演算された本来のオートモードによる送風量Va
(エンジン10始動直前の送風量Va)に徐変しながら
戻される。この時の徐変は、上記風量変化率(ΔVa/
t)に基づき直線的に変化される(図4(e))。
【0040】以上の構成および作動説明より、本実施形
態の作用効果について説明する。
【0041】エンジン10停止に伴ない、圧縮機111
は停止され、冷房能力の低下を許容したモータ121で
第2圧縮機122が作動されるため(図4(a)〜
(c))、蒸発器114で冷却される空気温度(蒸発器
温度であり、内気温度に相関する)は上昇することにな
る(図4(d)のア)。オートモードにおいては、乗員
が設定した所望の設定温度を得るために、この空気温度
上昇に伴ないTAOは低くなるように決定されるので、
送風機114の送風量Vaは増加される方向に制御され
ていく(図4(e)のア)。送風量Vaが増加されてい
くと蒸発器114の冷却能力とのバランスから更に空気
温度は上昇していく(図4(d)のア)。
【0042】しかしながら本発明によれば、オートモー
ドであってもエンジン10停止時には送風機114aの
送風量Vaをエンジン10停止直前での送風量Va1に
固定するようにしているので(図4(e)のイ)、空気
の温度上昇を極力抑制することができる(図4(d)の
イ)。その結果、温度上昇および風量増加した空気が車
室内に吹出すことがないので、冷房フィーリングの悪化
を極力抑制することができる。尚、エンジン10が再始
動した時には、通常のオートモードに戻されるので、本
来の冷房フィーリングを得ることができる。
【0043】因みに、オートモードによって送風量Va
が増加されるのを嫌って、乗員が手動操作によって送風
量Vaを低下させた場合(図4(e)のウ)は、空気温
度上昇は抑制されるものの(図4(d)のウ)、車室内
全体での冷房能力の低下が大きくなり(図4(f)の
ウ)、本発明(図4(f)のイ)の冷房能力の方が良好
なものとなる。尚、この場合は制御特性をTAOが低く
なるにつれて送風量Vaも低下するように設定したもの
に対応する。
【0044】また、固定された送風量Va1からオート
モードによって決定される送風量Vaに戻す際に、徐変
区間を設けて戻すようにしているので、送風量Va1か
ら送風量Vaに急激に可変されることが防止でき、冷房
フィーリングの悪化を抑制できる。この時、徐変区間と
してはここでは所定時間tとしており、できるだけ速や
かに且つ、違和感なくオートモード時の送風量Vaに戻
すことができる。
【0045】尚、徐変区間の決定にあたっては、予め所
定の風量変化率dVa/dtを定めておき、これに基づ
いて送風量を戻すようにしても良い。この時、上記図4
(e)のように直線的に可変させたり、図5(b)に示
すように、段階的に可変するようにしても良い。これに
より、複雑な制御演算を必要とせずに、容易に対応でき
る。
【0046】(第2実施形態)上記第1実施形態では、
圧縮機は第1圧縮機111と第2圧縮機122とから成
るように構成し、それぞれがエンジン10およびモータ
121によって駆動されるものとして説明したが、これ
に限らず、図6に示すように、圧縮機111がモータ1
21と一体で形成され、エンジン10およびモータ12
1を選択的に駆動源として作動する、いわゆるハイブリ
ッドコンプレッサ111aとしても良い。
【0047】更に、上記第1実施形態に対して、モータ
121を有さない(即ち第2圧縮機122も有さな
い)、通常の冷凍サイクル装置を構成するものに本発明
を適用しても良く、上記送風量Vaの制御を行なうこと
で、エンジン10停止中の空調フィーリングの悪化を極
力抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態における全体構成を示す
模式図である。
【図2】目標吹出し温度TAOに対する送風量を示す制
御特性図である。
【図3】図1における送風機の作動制御を示すフローチ
ャートである。
【図4】図1における制御時の(a)は車速、(b)は
エンジン駆動圧縮機のON−OFF状態、(c)はモー
タ駆動圧縮機のON−OFF状態、(d)は蒸発器温
度、(e)は送風機の送風量、(f)は冷房能力を示す
タイムチャートである。
【図5】送風量を復帰させる際の他の制御パターンにお
ける(a)は車速、(b)は送風機の送風量を示すタイ
ムチャートである。
【図6】第2実施形態における全体構成を示す模式図で
ある。
【符号の説明】
10 エンジン 100 車両用空調装置 110 冷凍サイクル装置 111 圧縮機(第1圧縮機) 111a ハイブリッドコンプレッサ 114 蒸発器 114a 送風機 121 モータ 122 圧縮機(第2圧縮機) 130 制御装置 150 空調ケース

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 走行中に一時停車した時に、エンジン
    (10)が停止される車両に適用されるものであって、 冷凍サイクル装置(110)に含まれ、前記エンジン
    (10)を駆動源として作動、あるいは前記エンジン
    (10)およびモータ(121)を駆動源として作動
    し、冷媒を圧縮する圧縮機(111、122)と、 空調ケース(150)内に設けられ、前記圧縮機(11
    1、122)からの冷媒を蒸発させる蒸発器(114)
    と、 前記蒸発器(114)に空気を送風し、この蒸発器(1
    14)で冷却された空気を車室内に吹出す送風機(11
    4a)と、 乗員が設定する所望の設定温度および車両の環境条件よ
    り決定される目標吹出し温度(TAO)に応じて、前記
    送風機(114a)の送風量(Va)を可変してオート
    モードで車両の空調状態を制御する制御装置(130)
    とを有する車両用空調装置において、 前記制御装置(130)は、前記オートモード時におい
    て、前記エンジン(10)が停止された時に、前記送風
    機(114a)の送風量(Va)を前記エンジン(1
    0)停止直前での送風量(Va1)に固定し、 且つ、前記エンジン(10)が再び始動される時に、前
    記固定された送風量(Va1)を前記オートモードによ
    って決定される送風量(Va)に戻すようにしたことを
    特徴とする車両用空調装置。
  2. 【請求項2】 前記制御装置(130)は、前記固定さ
    れた送風量(Va1)から前記オートモードによって決
    定される送風量(Va)に戻す際に、徐変区間を設けて
    戻すようにしたことを特徴とする請求項1に記載の車両
    用空調装置。
  3. 【請求項3】 前記徐変区間は、予め定めた所定時間
    (t)として決定されることを特徴とする請求項2に記
    載の車両用空調装置。
  4. 【請求項4】 前記徐変区間は、予め定めた所定の風量
    変化率(dVa/dt)によって決定されることを特徴
    とする請求項2に記載の車両用空調装置。
  5. 【請求項5】 前記圧縮機(111、122)は、前記
    エンジン(10)および前記モータ(121)を駆動源
    として作動するものであって、 前記制御装置(130)は、前記エンジン(10)が停
    止した時に、前記モータ(121)を駆動源として前記
    圧縮機(122)を作動させることを特徴とする請求項
    1〜請求項4のいずれかに記載の車両用空調装置。
  6. 【請求項6】 前記圧縮機(111、122)は、第1
    圧縮機(111)と第2圧縮機(122)とから成り、 前記第1圧縮機(111)は、前記エンジン(10)を
    駆動源として作動し、 前記第2圧縮機(122)は、前記モータ(121)を
    駆動源として作動し、 前記第1圧縮機(111)および前記第2圧縮機(12
    1)は、前記冷凍サイクル装置(110)内に並列に接
    続されるようにしたことを特徴とする請求項5に記載の
    車両用空調装置。
  7. 【請求項7】 前記圧縮機(111)は、前記モータ
    (121)と一体的に形成され、前記エンジン(10)
    および前記モータ(121)を選択的に駆動源として作
    動するハイブリッドコンプレッサ(111a)としたこ
    とを特徴とする請求項5に記載の車両用空調装置。
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