JP2014076682A - 車両用防曇装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】乗員の負担を増大することなく、サイドガラスの曇りを速やかに除去することが可能な車両用防曇装置を提供する。
【解決手段】車室内の空調を行うための空調ユニットと、空調ユニットの動作を制御する空調制御部と、を備え、空調ユニットは、車室内前方の左右両端部から乗員頭胸部もしくは車両のサイドガラスの内面に向けて空調用の空気を吹き出すサイドフェイス吹出口を含み、少なくとも助手席側のサイドフェイス吹出口には、風向を変えるためのブレードと、空調制御部により、ブレードを揺動させて風向を変化させる駆動機構と、を含むスイングレジスタが配置される。
【選択図】図1

Description

本発明は、車両に設けられて窓ガラスの曇り除去、曇り防止を図る車両用防曇装置に関する。
従来、デフロスタモードが選択されたときに車両の窓ガラスの防曇性能を向上して窓ガラスの曇りを急速に除去するために、デフロスタモード時に強制的に外気導入モードを設定して内気よりも低湿度の外気を空調装置の空気通路に導入するとともに冷凍サイクルを運転して、この導入空気を冷凍サイクルの蒸発器により除湿し、この除湿した空調風をデフロスタ吹出口から車両窓ガラスの内面に向けて吹き出している。
また、低外気温時における前席側蒸発器の除湿能力を確保するために、車室内前席側を空調する前席側空調ユニットおよび車室内後席側を空調する後席側空調ユニットを備えるデュアルエアコンタイプの車両用空調装置において、前席側空調ユニットの吹出モードとしてデフロスタモードまたはフットデフロスタモードが設定されたときは、後席側空調ユニットの蒸発器への冷媒循環を停止して、前席側空調ユニットの蒸発器への冷媒循環流量を増加させる技術が考案されている(特許文献1参照)。
また、外気温が所定温度以下のときには、冷媒圧力が冷媒循環回路内において略同一となるように冷媒を循環し、冷媒を凝縮器内で低温外気への放熱により凝縮させ、蒸発器内で通風ダクト内の空気からの吸熱により蒸発させることで、圧縮機が冷媒を圧縮して吐出しなくても、蒸発器を冷却して通風ダクト内を通風する空気から除湿することを可能とし、車室内を除湿するときに圧縮機の更なる省動力化を図ることができる車両用空調装置が考案されている(特許文献2参照)。
特開2003−220815号公報 特開2005−199772号公報
特許文献1および特許文献2の構成のように、従来技術でも、車室内を除湿する方法(防曇対策)は考案されている。しかし、防曇対策は主としてフロントガラスに対するもののみで、サイドミラー近傍の窓ガラス(例えば、運転席あるいは助手席ドアの窓ガラス:以降、「サイドガラス」と称することもある)自体には防曇対策が施されてない。一方、サイドミラーでは、ミラーの中に電熱線を配し、電熱線の発熱によりミラーを暖めて防曇を行うものもある。このため、運転席からサイドガラス越しにサイドミラーを確認する場合、サイドガラスが曇っていると、車室内全体が除湿されるのを待つか、サイドガラスを開ける、もしくはサイドガラスを拭く動作が必要となる。よって、車両に乗り込んでから実際に走り出すまでの時間が長くなることもある。
上記問題点を背景として、本発明の課題は、乗員の負担を増大することなく、サイドガラスの曇りを速やかに除去することが可能な車両用防曇装置を提供することにある。
課題を解決するための手段および発明の効果
上記課題を解決するための車両用防曇装置は、車室内の空調を行うための空調ユニットと、空調ユニットの動作を制御する空調制御部と、を備え、空調ユニットは、車室内前方の左右両端部から乗員頭胸部もしくは車両のサイドガラスの内面に向けて空調用の空気を吹き出すサイドフェイス吹出口を含み、少なくとも助手席側のサイドフェイス吹出口には、風向を変えるためのブレードと、空調制御部により、ブレードを揺動させて風向を変化させる駆動機構と、を含むスイングレジスタが配置される。
本発明は、従来の空調ユニットの、少なくとも助手席サイドフェイス吹出口にスイングレジスタを取り付け、空調風をサイドガラスに向けることで、防曇性能を向上させるとともに、特に車両始動時の安全性(例えば、視界の速やかな確保)を向上させるものである。上記構成によって、運転者が、特別な操作を行うことなく、とりわけ助手席のサイドガラスの窓曇りを解消できる。また、車室内全体の除湿時間を短縮でき、さらに、車両始動時間の短縮および安全性を向上できる。
本発明の車両用防曇装置の構成を示す図。 車両前席の吹出口配置を示す図。 エアコン操作パネルの正面図。 スイングレジスタの構成例を示す図。 防曇制御処理を説明するフロー図。
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図1に、本発明の車両用防曇装置100の全体構成を示す。図2に、車両前席の吹出口配置(インストルメントパネル50の正面図)を示す。図3に、エアコン操作パネル51の正面図を示す。車両用防曇装置100は、車室内を空調する空調ユニット1における各空調部(アクチュエータ)を、エアコンECU10によって制御する、いわゆるオートエアコンシステムである。
空調ユニット1は、車室内の運転席側(運転席後方の後部座席を含む)空調空間と、助手席側(助手席後方の後部座席を含む)空調空間との温度調節、および吹出モードの変更などを、互いに独立して行うことが可能である。
空調ユニット1は、車両の車室内前方に配置されたダクト2を備えている。このダクト2の上流側には、内外気切替ドア3、およびブロワ4が設けられている。内外気切替ドア3は、サーボモータ5などのアクチュエータによって駆動され、内気吸込口6と外気吸込口7との開度を変更する。
ブロワ4は、ブロワ駆動回路8によって制御されるブロワモータ9により回転駆動されて、ダクト2内において車室内に向かう空気流を発生させる遠心式送風機である。なお、ブロワ4は、後述する運転席側、助手席側の各吹出口から車室内の運転席側、助手席側空調空間に向けてそれぞれ吹き出される空調風の風量を変更する。
ダクト2の中央部には、ダクト2を通過する空気を冷却するエバポレータ(冷却用熱交換器)41が設けられている。また、エバポレータ41の下流側には、第1、第2空気通路11、12を通過する空気を、エンジンの冷却水(温水)と熱交換して加熱するヒータコア(加熱用熱交換器)42が設けられている。
なお、第1、第2空気通路11、12は、仕切板14により区画されている。また、例えば電力を用いて走行する車両に用いられた車両用防曇装置では、エバポレータやヒータコアをペルチェ素子に変更してもよい。ヒータコア42の上流側には、車室内の運転席側空調空間と助手席側空調空間との温度調節を、互いに独立して行うための運転席側、助手席側エアミックスドア15、16が設けられている。
そして、運転席側、助手席側エアミックスドア15、16は、サーボモータ17、18などのアクチュエータにより駆動されており、後述する運転席側、助手席側の各吹出口から車室内の運転席側、助手席側空調空間に向けて、それぞれ吹き出される空調風の吹出温度を変更する。
ここで、エバポレータ41は、冷凍サイクルの一構成部品である。冷凍サイクルは図示しないが、車両のエンジンあるいはモータを駆動源として冷媒を圧縮して吐出するコンプレッサ(冷媒圧縮機)と、このコンプレッサより吐出された冷媒を凝縮液化させるコンデンサ(冷媒凝縮器)と、このコンデンサより流入した液冷媒を気液分離するレシーバ(受液器)と、このレシーバより流入した液冷媒を断熱膨張させる膨張弁と、この膨張弁より流入した気液二相状態の冷媒を蒸発気化させる上記のエバポレータ(冷媒蒸発器)とから構成されている。
そして、第1空気通路11の下流側には、運転席側デフロスタ吹出口20、運転席側センタフェイス吹出口21、運転席側サイドフェイス吹出口22、および運転席側フット吹出口23が、各吹出ダクトを介して連通している。また、第2空気通路12の下流側には、助手席側デフロスタ吹出口30、助手席側センタフェイス吹出口31、助手席側サイドフェイス吹出口32、および助手席側フット吹出口33が、各吹出ダクトを介して連通している。
なお、運転席側および助手席側デフロスタ吹出口20、30は、フロントガラスFGへ空調風を吹き出す。運転席側および助手席側フェイス吹出口21、31(センタ)、22、32(サイド)は、運転者および助手席乗員の頭胸部へ空調風を吹き出す。運転席側および助手席側フット吹出口23、33は、運転者および助手席乗員の足元へ空調風を吹き出す。
そして、第1および第2空気通路11、12内には、車室内の運転席側と助手席側との吹出モードの設定を互いに独立して行うための、運転席側および助手席側デフロスタドア24、34、運転席側および助手席側フェイスドア25、35、運転席側および助手席側フットドア26、36が設けられている。そして、これらの運転席側および助手席側吹出口切替ドア24〜26、34〜36は、サーボモータ28、29、38、39などのアクチュエータにより駆動される。
また、運転席側および助手席側センタフェイス吹出口21、31には、運転席側および助手席側センタフェイスドア21a、31aが設けられ、サーボモータ37などのアクチュエータにより駆動される。なお、センタフェイスドアは、少なくとも助手席側センタフェイス吹出口31に設けられていればよい。
エアコンECU10は、エンジンあるいはモータの始動および停止を司る始動スイッチが入れられた時に、車両に搭載されたバッテリー(図示せず)から電源が供給され、演算処理や制御処理を開始するように構成されている。エアコンECU10には、インストルメントパネル50に一体的に設置されたエアコン操作パネル51上の各種操作スイッチから、各スイッチ信号が入力されるように構成されている。なお、エアコンECU10が、本発明の空調制御部,推定部に相当する。
エアコンECU10の内部には、演算処理や制御処理を行うCPU(中央演算装置)、ROMやRAMなどのメモリ、およびI/Oポート(入力/出力回路)などの機能を含んで構成される周知のマイクロコンピュータ(マイコン、図示せず)が設けられている。そして、各種センサからのセンサ信号がI/Oポート、もしくはA/D変換回路によってA/D変換された後に、マイコンに入力されるように構成されている。
また、エアコンECU10には、車室内温度を検知する内気温センサ71、車室外温度を検知する外気温センサ72、および日射量を検出する日射センサ73、エバポレータ41を通過した直後の空気温度を検知するエバ後温度センサ74、車両のエンジン冷却水温を検知する冷却水温センサ75、車室内の相対湿度を検出する湿度センサ76などが接続されている。
これらのうち内気温センサ71、湿度センサ76は、運転席近傍のインストルメントパネル50の前面に形成された凹所内に収容されている。また、湿度センサ76を、助手席側サイドフェイス吹出口32の近傍に取り付けてもよい。なお、内気温センサ71、外気温センサ72、湿度センサ76が、本発明の車両状態取得部に相当し、サイドガラスSGの防曇のための、サイドフェイス吹き出しの要否の判定に利用される。
図3に示すように、エアコン操作パネル51には、液晶ディスプレイ52、内外気切替スイッチ53、フロントデフロスタスイッチ54、デュアルスイッチ56、吹出モード切替スイッチ57、ブロワ風量切替スイッチ58、エアコンスイッチ59、オートスイッチ60、オフスイッチ61、運転席側、助手席側温度設定器62、63、燃費向上スイッチ64、例えば、助手席側ドアの窓ガラスあるいは運転席側ドアの窓ガラスであるサイドガラスSGの防曇を行うためのサイドデフロスタスイッチ65などが設置されている。
液晶ディスプレイ52には、運転席側、助手席側空調空間の設定温度を視覚表示する設定温度表示部(数字の部分)、吹出モードを視覚表示する吹出モード表示部(ピクトグラムの部分)、およびブロワ風量を視覚表示する風量表示部(ピクトグラムの部分)などが設けられている。なお、液晶ディスプレイ52に外気温表示部、吸込モード表示部、時刻表示部などが設けられていてもよい。また、エアコン操作パネル51上の各種の操作スイッチは、液晶ディスプレイ52にタッチパネルとして設けられていてもよい。
上記のスイッチのうち、フロントデフロスタスイッチ54は、フロントガラスFGの防曇能力を上げるために、吹出モードをデフロスタモードに設定するためのものである。デュアルスイッチ56は、運転席側空調空間内の温度調節と助手席側空調空間内の温度調節とを、互いに独立して行う左右独立温度コントロールを指令するためのものである。
吹出モード切替スイッチ57は、乗員の操作に応じて、吹出モードを、フェイスモード、バイレベル(B/L)モード、フットモード、フット/デフロスタモードのいずれかに設定ためのものである。エアコンスイッチ59は、冷凍サイクルのコンプレッサの稼働、または停止を指令ためのものである。オートスイッチ60は、設定温度および各種センサの状態に基づいて、吹出モードを上述のいずれかのモードに自動設定する。
運転席側および助手席側温度設定器62、63は、運転席側空調空間内と助手席側空調空間内のそれぞれ温度を、所望の温度に設定するためのもので、アップスイッチ62a、63aとダウンスイッチ62b、63bよりなる。
燃費向上スイッチ64は、冷凍サイクルのコンプレッサの稼働率を下げて、低燃費および省動力を考慮した経済的な空調制御を行うか否かを指令するエコノミースイッチである。
図1に戻り、運転席側および助手席側サイドフェイス吹出口22、32には、空気吹出口に複数の横ブレードおよび縦ブレードを設け、これら横ブレードおよび縦ブレードを駆動モータによりそれぞれスイングさせて、空調風の風向を周期的に変えることができる運転席側および助手席側スイングレジスタ22a、32aが取り付けられている。
図4に、助手席側スイングレジスタ32aの、図2のA方向に沿った断面図を示す。運転席側スイングレジスタ22aも同様の構成である。なお、スイングレジスタは、少なくとも助手席側サイドフェイス吹出口32に設けられていればよい。
なお、インストルメントパネル50上部に、車両の左右方向に略平行に配置されたブレードを横ブレードと称し、車両の上下方向に対して略平行に配置されたブレードを縦ブレードと称している。
助手席側スイングレジスタ32aは、助手席側サイドフェイス吹出口32に複数の横ブレード203と、複数の縦ブレード204が回動自在に支持されており、横ブレード同士および縦ブレード同士は、それぞれ連動して揺動できるようになっている。中央の横ブレード203aには、左右に摺動可能なスライドノブ205が設けられており、該スライドノブ205の一端は縦ブレード204の一端に係合している。そして、該スライドノブ205を手動操作により横ブレード203の水平な軸回りに回動させることにより直接該横ブレード203を回動できるとともに、左右に摺動させ縦ブレード204を右または左に回動させて風向を調節することができる。
また、助手席側サイドフェイス吹出口32の下部には軸206に2枚の平歯車207,208および該2枚の平歯車を押圧するクラッチばね209よりなるクラッチ210が設けられている。そして該クラッチ210の一方の平歯車207は縦ブレード204の軸に設けられた扇形歯車211と噛み合い、他方の平歯車208は駆動モータ212の出力軸213(216は軸受け)に固定された扇形歯車214に噛み合って縦ブレード204をオートスイングおよび手動操作を可能としている。なお駆動モータ212はモータカバー215とともに助手席側サイドフェイス吹出口32の下部に取り付けられている。また、クラッチ210、扇形歯車211、扇形歯車214、駆動モータ212、モータカバー215を駆動機構220と総称する。
また、横ブレード203にも、縦ブレード204と同様に、上述のオートスイング可能な駆動機構230を有している。そして、横ブレード203を、前または後に回動させて風向を調節することができる。
なお、スイングレジスタの構成については、例えば、特開2001−030750号公報に、その詳細が記載されている。
図5を用いて、ECU10のマイクロコンピュータ(図示せず)が実行する防曇制御処理について説明する。なお、本処理は、ROM(図示せず)に記憶された空調制御プログラムに含まれ、該プログラムの他の処理とともに、所定のタイミングで繰り返し実行される。
まず、車両状態を取得する(S11)。車両状態は、以下のうちの少なくとも一つを用いる。
・内気温センサ71が検知する内気温。
・外気温センサ72が検知する車室外温度。
・湿度センサ76が検知する車室内の相対湿度。
・オートスイッチ60の状態。
・サイドデフロスタスイッチ65の状態。
次に、サイドガラスSGの防曇運転を行う条件(防曇運転開始条件)が成立したか否かを判定する。防曇運転開始条件は、以下のうちの少なくとも一つを用いる。
・オートスイッチ60がオン状態で、上述のセンサの検知結果から、サイドガラスSGに曇りが発生していると推定したとき、防曇運転開始条件が成立したと判定。例えば、内気温と車室外温度との差と車室内の相対湿度とから、曇りの発生を推定してもよいし、相対湿度のみから、曇りの発生を推定してもよい(例えば、特開2004−268790号公報参照)。
・サイドデフロスタスイッチ65がオン状態のとき、防曇運転開始条件が成立したと判定。また、サイドデフロスタスイッチ65がオン状態、かつサイドガラスSGに曇りが発生していると推定したときのみ、防曇運転開始条件が成立したと判定してもよい。
・吹出モード切替スイッチ57により、吹出モードがデフロスタモードに設定されているとき、防曇運転開始条件が成立したと判定。
なお、上述の構成が、空調制御部は、予め定められた防曇運転条件が成立したときに、サイドガラスにおける予め定められた領域に向けて空調風を吹き出す防曇運転を行うものに相当する。本構成によって、サイドガラスに曇りが発生していないときには防曇運転を実施しないので、単に車室内の空気を対流させたいときに、「フェイス吹出口から風が来ない(特に助手席側)」、といった不快感は生じない。
また、上述の吹出モード切替スイッチ57あるいはサイドデフロスタスイッチ65による防曇運転開始条件の判定方法が、ユーザによる防曇運転を行うための操作入力を検出したときに、防曇運転条件が成立したとするものに相当する。本構成によって、ユーザの操作を優先することができる。
また、上述のサイドガラスSGでの曇りの発生を推定する構成が、車両の状態を取得する車両状態取得部と、車両の状態に基づいて、サイドガラスに曇りが発生しているか否かを推定する推定部と、を備え、推定部が、サイドガラスに曇りが発生したと推定したときに、防曇運転条件が成立したとするものに相当する。本構成によって、ユーザが特別な操作を行うことなく防曇運転を行うことができる。
また、相対湿度から曇りの発生を推定する構成が、相対湿度車両状態取得部は、車室内の相対湿度を検知する相対湿度検知部を含み、推定部は、検知した相対湿度に基づいて、サイドガラスに曇りが発生しているか否かを推定するものに相当する。本構成により、複雑な曇り推定処理を行う必要がない。
防曇運転開始条件が成立しないと判定したとき(S12:No)、本処理を終了する。一方、防曇運転開始条件が成立したと判定したとき(S12:Yes)、運転席側および助手席側デフロスタ吹出口20、30からの空調風を助手席側サイドフェイス吹出口32へ導入させるために、切替ドアの開閉状態を切り替える(S13)。すなわち、助手席側フェイスドア35を開状態とし、助手席側センタフェイスドア31aを閉状態とする。また、運転席側スイングレジスタ22aが設けられているときは、運転席側フェイスドア25を開状態とし、運転席側センタフェイスドア21aを閉状態とする。
上述の構成が、空調ユニットは、車室内前方に、車両のフロントガラスに沿って配置され、フロントガラスの内面に向けて空調風を吹き出すデフロスタ吹出口を含み、空調制御部は、防曇運転の際に、デフロスタ吹出口に吹き出させる空調風の少なくとも一部を、サイドフェイス吹出口へ導入するものに相当する。本構成によって、フロントガラスとサイドガラスの防曇を同時に行うことができる。この場合、サイドフェイス吹出口は、デフロスタ吹出口の一部として扱われ、他のフェイス吹出口からは空調風が吹き出されないため、防曇のために空調風を効率よく利用できる。
次に、空調風の風向がサイドガラスSGに向くように、助手席側スイングレジスタ32aの縦ブレード(図示せず)を駆動する(S14)。運転席側スイングレジスタ22aが取り付けられているときは、該スイングレジスタも同様に、運転席側のサイドガラスに向くように駆動させる。
次に、吹出モードをデフロスタモードとする(S15)。このとき、運転席側および助手席側デフロスタドア24、34は開状態となる。また、運転席側フェイスドア25および運転席側および助手席側フットドア26、36は閉状態となる。そして、助手席側サイドフェイス吹出口32および運転席側および助手席側デフロスタ吹出口20、30から、空調風を吹き出させる。
このとき、助手席側スイングレジスタ32aを、サイドガラスSGの上下方向(図2のA方向およびB方向)に回動させてもよい。この構成が、空調制御部は、サイドガラスの内面の空調風を吹き出す対象となる領域において、風向を該領域の上下方向に連続的に変化させるものに相当する。本構成によって、サイドガラスの所定領域Rの全体に空調風が吹き出されるので、曇り取りに要する時間を短縮することができる。
次に、上述の車両情報を取得する(S16)。そして、防曇運転を停止してもよい条件(防曇運転停止条件)が成立したか否かを判定する。すなわち、上述のように曇りの発生を推定し、曇りが発生していないと推定したとき、防曇運転停止条件が成立したと判定する。例えば、車外の気温が15℃を上回り、かつ相対湿度が100%を下回ったとき、曇りが発生していないと推定する。
防曇運転停止条件が成立したと判定したとき(S17:Yes)、本処理を終了する。すなわち、車両用防曇装置100の運転を停止する。あるいは、オートモードのときには、他のモードに移行する。
一方、防曇運転停止条件が成立しないと判定したとき(S17:No)、ステップS16に戻り、防曇運転停止条件が成立するまで待つ。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。
1 空調ユニット
10 エアコンECU(空調制御部,推定部)
20 運転席側デフロスタ吹出口(デフロスタ吹出口)
22 運転席側サイドフェイス吹出口(サイドフェイス吹出口)
22a 運転席側スイングレジスタ(スイングレジスタ)
30 助手席側デフロスタ吹出口(デフロスタ吹出口)
32 助手席側サイドフェイス吹出口(サイドフェイス吹出口)
32a 助手席側スイングレジスタ(スイングレジスタ)
65 サイドデフロスタスイッチ(車両状態取得部)
71 内気温センサ(車両状態取得部)
72 外気温センサ(車両状態取得部)
76 湿度センサ(車両状態取得部)
100 車両用防曇装置
203 横ブレード(ブレード)
204 縦ブレード(ブレード)
220,230 駆動機構
SG サイドガラス

Claims (5)

  1. 車室内の空調を行うための空調ユニットと、
    前記空調ユニットの動作を制御する空調制御部と、
    を備え、
    前記空調ユニットは、車室内前方の左右両端部から乗員頭胸部もしくは車両のサイドガラスの内面に向けて空調用の空気を吹き出すサイドフェイス吹出口を含み、
    少なくとも助手席側のサイドフェイス吹出口には、風向を変えるためのブレードと、前記空調制御部により、前記ブレードを揺動させて風向を変化させる駆動機構と、を含むスイングレジスタが配置されたことを特徴とする車両用防曇装置。
  2. 前記空調制御部は、
    予め定められた防曇運転条件が成立したときに、前記サイドフェイス吹出口から、前記サイドガラスの内面に向けて空調用の空気を吹き出す防曇運転を行う請求項1に記載の車両用防曇装置。
  3. ユーザによる前記防曇運転を行うための操作入力を検出したときに、前記防曇運転条件が成立したとする請求項2に記載の車両用防曇装置。
  4. 車両の状態を取得する車両状態取得部と、
    前記車両の状態に基づいて、前記サイドガラスに曇りが発生しているか否かを推定する推定部と、を備え、
    前記推定部が、前記サイドガラスに曇りが発生していると推定したときに、前記防曇運転条件が成立したとする請求項2または請求項3に記載の車両用防曇装置。
  5. 前記空調ユニットは、前記車室内前方に、車両のフロントガラスに沿って配置され、前記フロントガラスの内面に向けて空調風を吹き出すデフロスタ吹出口を含み、
    前記空調制御部は、前記防曇運転の際に、前記デフロスタ吹出口に吹き出させる空調風の少なくとも一部を、前記サイドフェイス吹出口へ導入する請求項2ないし請求項4のいずれか1項に記載の車両用防曇装置。
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