JPH02225123A - 車両用空気調和装置 - Google Patents

車両用空気調和装置

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JPH02225123A
JPH02225123A JP4490989A JP4490989A JPH02225123A JP H02225123 A JPH02225123 A JP H02225123A JP 4490989 A JP4490989 A JP 4490989A JP 4490989 A JP4490989 A JP 4490989A JP H02225123 A JPH02225123 A JP H02225123A
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JP
Japan
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cooling
capacity
temperature
evaporator
cool
Prior art date
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Pending
Application number
JP4490989A
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English (en)
Inventor
Sadao Mochiki
貞夫 持木
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Bosch Corp
Original Assignee
Diesel Kiki Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH02225123A publication Critical patent/JPH02225123A/ja
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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】 (産業上の利用分野) この発明は車両用空気調和装置、特に急速冷房機能を備
えたものに関する。
(従来の技術) 従来、この種の空調装置においては、装置始動時に冷房
負荷がある程度以上大きい場合、設定温度に拘らず吹出
空気温度を強制的に最低温度にして所定時間冷房を行な
い、冷房性能の立ち上りを向上させるいわゆるクールダ
ウン(急速冷房)の制御゛が行なわれるようになってい
る。
本出願人も既に特願昭63−182884号において、
かかるクールダウン制御機能を有する自動車用空調装置
を開示している。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記従来例にあっては、イグニッション
投入直後の一回のみしかクールダウン制御を行なわない
ようになっている。これは、クールダウン制御中はエバ
ポレータが所定温度に達したらコンプレッサを停止させ
るといういわゆる凍結保護を行なわないようにしている
ために、クールダウン制御を続けて幾度となく行なうと
エバポレータが凍結してしまうためである。ところが、
実際の使用においては、空調装置の作動中において初回
のクールダウン制御以外にもクールダウン制御を必要と
する場合があるにも拘らず、上述のような構成のために
クールダウン制御は行なわれず、結局は空調フィーリン
グの低下を招くという問題点があった。
そこで、この発明は、上記従来例の問題点を解決し、エ
バポレータの凍結を防止しつつ必要に応じて何度でもク
ールダウン制御のできる車両用空気調和装置を提供する
ことを課題とするものである。
、(課題を解決するための手段) しかして、この発明に係る車両用空気調和装置は、第1
図に示すように、外部信号に応じて吐出容量を可変でき
る可変容量コンプレッサ18と、エバポレータの実質的
な冷却温度を検出する冷却温度検出手段100と、少な
くとも車室内温度と車室内の設定温度とに基づいて冷却
能力を最大にする必要があるか否かを判定する冷却負荷
判定手段110と、前記冷却負荷判定手段110により
冷却能力を最大とする必要ありと判定された場合エバポ
レータの目標冷却温度を定め、この目標冷却温度と前記
冷却温度検出手段100との偏差が所定値以下となるよ
うに前記可変容量コンプレッサ18の容量を制御する容
量制御手段120とを具備する車両用空気調和装置にお
いて、前記冷却負荷判定手段110により冷却能力を最
大とする必要なしと判定された時から所定時間経過する
までは、前記冷却負荷判定手段110により再び冷却能
力を最大とする必要ありと判定されても前記容量制御手
段120の作動を禁止する作動禁止手段130を設けた
ものである。
(作用) したがって、エバポレータに凍結の虞れがある場合には
、作動禁止手段により急速冷房が必要な状態であっても
容量制御手段の作動が禁止されるが、それ以外の状態に
おいては、急速冷房が必要であれば容量制御手段が作動
禁止手段による作動禁止を受けることなく作動するので
急速冷房が行なわれることとなり、そのため、上記課題
を達成できるものである。
(実施例) 以下、この発明の実施例を図面により説明する。
第2図において、車両用空気調和装置は、空調ダクトl
の最上流側にインテークドア切換装置2が設けられ、こ
のインテークドア切換装置2は、内気人口3と外気人口
4とが分かれた部分に内外気切換ドア5が配置され、こ
の内外気切換ドア5をアクチュエータ6により操作して
空調ダクトl内に導入する空気を内気と外気とに選択で
きるようになっている。
送風機7は、空調ダクト1内に空気を吸い込んで下流側
に送風するもので、この送風機7の後方にはエバポレー
タ8とヒータコア9とが設けられている。
また、ヒータコア9の前方にはエアミックスドア10が
設けられており、このエアミックスドアlOの開度をア
クチュエータ11により調節することで、ヒータコア9
を通過する空気と、ヒータコア9をバイパスする空気と
の割合が調節されるようになっている。さらに、ヒータ
コア9の下流側はデフロスト吹出口12、ベント吹出口
13及びヒート吹出口14に分かれて車室に開口し、そ
の分かれた部分にモードドア15a、15bが設けられ
、このモードドア15a、15bをアクチュエータ16
.17で操作することで吹出モードが切換えられるよう
になっている。
前記エバポレータ8は、下記する可変容量コンプレッサ
18、コンデンサ19、リキッドタンク20及びエクス
パンションバルブ21と共に冷房サイクルを構成してい
る。可変容量コンプレッサ18は、例えばワブルプレー
ト式であり、第3図にも示すように、電磁クラッチ23
を介してエンジン22に連結された駆動軸24がコンプ
レッサ本体25に挿入され、この駆動軸24にワブルプ
レート26がヒンジボール27を介して結合されている
。このワブルプレート26は、コンプレッサ本体25内
に形成されたクランク室28にヒンジボール27を支点
として駆動軸24に対して揺動自在に支持されており、
該ワブルプレート26に連結されたピストン29を揺動
角に応じてシリンダボア30内で往復動させるようにし
である。
また、可変容量コンプレッサ18には、圧力制御弁31
がクランク室28に臨むように設けられ、この圧力制御
弁31は、クランク室2日と吸入側へ通じる吸入室32
との連通状態を調節する弁体33と、吸入室32内の圧
力に応じて前記弁体33を動かす圧力応動部材34と、
前記弁体33を電磁コイル35への通電量I、。、に応
じて動かすソレノイド36とを有し、電磁コイル35へ
の通電量I、。、を外部からコントロールすることによ
り、ピストン29とシリンダボア30との間からクラン
ク室28内に漏れるブローバイガスが吸入側へ戻る量を
調節するようにしている。しかして、圧力制御弁31等
から可変容量コンプレッサ18の容量を変える容量可変
装置37が構成され、電磁コイル35に流れる電流量1
 !OLが上昇してソレノイド36の磁力が上昇すると
、弁体33にクランク室2日と吸入室32との連通を絞
る方向の力が働き、クランク室28から吸入室32へ漏
れるブローバイガスの量が少なくなる。このため、クラ
ンク室28内の圧力が増大してピストン29の背面に作
用する力が大きくなるので、ワブルプレート26がヒン
ジボール27を支点として揺動角度が小さくなる方向に
回動し、ピストン29のストローク、即ち可変容量コン
プレッサの容量が小さくなるものである。
尚、容量可変装置37は、上述した吸入側へブローバイ
ガスの量を圧力制御弁により調節するものばかりでなく
、可変容量コンプレッサの使用する気筒数を変えるもの
、可変容量コンプレッサとエンジン22とを連結するベ
ルト伝達装置のプーリ比を変えるもの、あるいは、ベー
ン型コンプレッサにあって有効ベーンの枚数を変えるも
の等、実質的に容量を変えるものであればよい。
そして、前記アクチュエータ6.11.17、送風機7
のモータ7a、可変容量コンプレッサ18の電磁クラッ
チ23及び容量可変装置37は、それぞれ駆動回路40
a〜40fを介してマイクロコンピュータ41からの出
力信号に基づいて制御される。このマイクロコンピュー
タ41は、図示しない中央処理装置(CPU)、読出し
専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RA
M)、入出力ポート(Ilo)等を持つそれ自体周知の
もので、該マイクロコンピュータ41には、車室内の温
度を検出する車室内温度センサ42からの車室内温度T
II、外気の温度を検出する外気温度センサ43からの
外気温度TA、日射量を検出する日射センサ44からの
日射量Q8、前記エバポレータ8又はエバポレータ8の
下流側に設けられてエバポレータ8の冷却度をエバポレ
ータ8の温度又はエバポレータ8を通過した空気の温度
として検出するモードセンサ45からの冷却度TINT
がマルチプレクサ46を介して選択され、A/D変換器
47を介してデジタル信号に変換されて入力される。
また、マイクロコンピュータ41には操作パネル4日か
らの出力信号が入力される。この操作パネル48は、送
風機等の空調機器の全てをオート状態に設定するAUT
Oスイッチ49、オート制御を解除するOFFスイッチ
50、コンプレッサ18を手動で稼動させるA/Cスイ
ッチ51、可変容量コンプレッサ18の吐出容量を小さ
くして空調装置の省電力化を図る経済運転状態を選択す
るエコノミースイッチ59、吸入空気を内気又は外気に
切り換える内外気切換スイッチ52、吹出モードをデフ
ロストモードに設定するDEFスイッチ53、車室内の
設定温度を設定する温度設定器54、送風機の回転速度
を設定する速度設定器55、及びデフロストモード以外
の吹出モードを設定するモード設定器56を備えている
。温度設定器54は、アップダウンスイッチ54a、5
4bと設定温度Toをデジタル表示する温度表示部54
cとから成り、アップダウンスイッチ54a、54bの
操作で温度表示部54cに示される設定温度を所定の範
囲で変えることができるようになっている。また、速度
設定器55は、送風機7の回転レベルを切換えるFAN
スイッチ55aと、現行の回転レベルを表示するレベル
表示部55bとから成り、FANスイッチ55aの操作
で送風機7の回転レベルが停止(レベル0)、LOW 
(レベル1)、MED (L/へJL/2)、HI (
レベル3)、MAX Hl(レベル4)の順で順次切り
換えられると共に、レベル表示部55bの上部に“MA
NUAL”′の文字が点灯するようになっている。更に
モード設定器56は、吹出モードをベント、パイレベル
、ヒートの順で順次切り換えるMODEスイッチ56a
と、現行の吹出モードを絵表示で示す絵表示部56bと
から成り、MODEスイッチ56aの操作で絵表示部5
6bの空気流の矢印57a。
57bが選択された吹出モードを示すように点灯表示さ
れると共に、絵表示部56bの上部にMANtlAL’
の文字が点灯するようになっている。これら点灯表示や
各表示部54c、55b、56bの表示は表示回路58
を介してマイクロコンピュータ41で制御されるもので
ある。
次に、このマイクロコンピュータ41による空調制御の
中で、特に容量可変コンプレッサのクールダウン制御に
ついて第4図のフローチャートを参照しつつ説明する。
同図において、マイクロコンピュータ41は、ステップ
200からプログラムの実行を開始してステップ202
へ進み、イグニッションスイッチ(図示せず。)が投入
されたか否かを判定する。
そして、イグニッションスイッチが投入されたと判定さ
れた場合(YES)は次のステップ204へ進み、FL
AGIに零を設定してステップ206へ進んでタイマの
作動時間を零、即ちタイマの作動を停止してリセット状
態にする。なお、ここでFLAGIは装置起動直後にお
ける初めてのクールダウン(急速冷房)状態を経た後に
1が設定されるもので、それまでは零が設定されている
状態変数である。また、変数TIMERはタイマ作動中
にはタイマ始動時からの経過時間が設定されるものであ
る。
一方、ステップ202でNOと判定された場合には上述
のステップ204,206を飛び越してステップ208
へ進む。
ステップ208においては、送風機7が作動状態か否か
を判定し、作動中であれば(YES)ステップ210へ
進み、停止状態であればステップ252へ進んで可変容
量コンプレッサ18の駆動を停止し、ステップ254を
介して図示されないメインルーチンへ戻る。ここで、送
風機7の作動を確認するのは通常送風機7の作動、停止
が冷房状態の有無と同期しているため、送風機7が作動
状態である場合にのみステップ210以下の処理を行な
えば良いためである。
ステップ210においては、エバポレータ8の直後の検
出温度’reNtが0°C以上か又は−α℃以下かを判
定し、0℃以上の場合(A)はエバポレータ8は未だ凍
結状態には至らないとして次のステップ212へ進む。
また、T、、Tが−α°C以下の場合には凍結状態にあ
ると擬制して前述したステップ252へ進んで可変容量
コンプレッサ18の駆動を停止する。尚、−α°Cの具
体的値としては例えば−15°Cが用いられる。
次のステップ212においては、目標吹出温度パイが−
X、以下か否かを判定する。このXl、Iは例えば次式
によって図示されないメインルーチンにおいて演算され
るものである。
X、=A−T、十B・T I 十C’ T A十D ’
 Q s + E但し、Toは設定温度、T、は車室内
温度、TAは外気温度、Q、は日射量、A、B、C,D
、Eは演算定数である。
そして、XI4が負の大きな数値の場合は車室内の冷房
負荷が大きい状態であることを意味するものである。−
xlの値として具体的には、例えば−20が用いられる
判定の結果XM≦−XIである場合(YES)は冷房負
荷大であるとしてステップ216へ、XMが−X1より
大きい場合はステップ214へそれぞれ進む。
ステップ216では、FLAGlに1が設定されている
か否かを判定し、1である場合(YES)即ち、装置起
動直後のクールダウン制御(以下、「初回のクールダウ
ン制御」と称する。)を経て再び冷房負荷が大となって
いる場合にはステップ218へ進み、後述するようにス
テップ246でタイマが始動されてからの経過時間TI
MERが10分以上か否かを判定する。
そして、TIMERが10分以上の場合(YES)には
ステップ220へ、それ以外(No)はステップ214
へそれぞれ進む。
ステップ220では、FLAGIに零を設定すると共に
、TIMERに零を設定してタイマの作動をリセットし
、ステップ222へ進む。
一方、前述のステップ216でNOの場合には上述のス
テップ218,220を飛び越して、直接ステップ22
2へ進む。
ステップ222ではFLAG3に1を設定し、ステップ
224へ進む。ここでFLAG3は、クールダウン制御
状態であるか否かを識別するためのもので、FLAG3
=1は、クールダウン制御状態であることを意味してい
る。
ステップ224では、クールダウン制御を行なう際のエ
バポレータ直後の目標温度TINT!1として−β°C
を設定する。−3°Cは具体的には、例えば−10°C
程度である。
また、このステップ224は、前述したステップ212
でNOと判定された後に、ステップ214へ進みFLA
G3=1と判定された場合(YES)にも実行される。
尚、ステップ214でNOと判定された場合は、後述す
るステップ232へ進む。
ステップ224の後はステップ226へ進んで前述した
目標吹出温度X14がX2以上か否かを判定する。X2
の具体的値としては例えば8が設定される。判定の結果
XMがX2以上の場合(YES)、即ち冷房負荷が小さ
い状態の場合はステップ230へ、X!より小さい場合
(NO)は未だ冷房負荷大としてステップ228へそれ
ぞれ進む。
ステップ228では、エバポレータ8が凍結しているか
否かの判定を以下のようにして行なう。
即ち、エバポレータ直後温度TIN?が例えば3°C以
下でかつこの温度状態が10分以上続いている場合(Y
ES)は凍結状態にあるとしてステップ220へ進み、
それ以外の場合(NO)は未だ凍結状態には至っていな
いとしてステップ250へ進み、TINアとTlN73
の差の絶対値が1より小さくなるよう可変容量コンプレ
ッサ18の容量制御を続ける。この容量制御は、l T
 Ill  T lN73の値が大であるときは可変容
量コンプレッサ18の容量も大きく変化し、TiNy 
 TeNtsが正の値で大の場合は容量は増加し、逆に
TINT  Tl)l!が負の値で大の場合は容量は減
少する。
そして、ITINT  TI8□1の値が小さくなるに
従い容量が変化し、やがてI TeHt  TeNts
 l <1となった時点で容量は安定する。以上の°作
動は、駆動回路40fを介して容量可変装置37を駆動
し、圧力制御弁31の電磁コイル35への通電量I S
OLを変えることにより達成されるものである。
一方、ステップ230では、ステップ228におけるエ
バポレータ8が凍結状態であるとの判定結果に基づいて
FLAG2に1を、FLAG3に零をそれぞれ設定する
。ここでFLAG2は、後述するクールダウン移行制御
状態にあるか否かを識別するためのもので、クールダウ
ン制御を終えて通常の冷房制御状態へ戻すためのクール
ダウン移行制御状態にある場合には1が設定される。ま
た、FLAG3が零ということはクールダウン制御を行
なわない状態であることを意味する。このステップ23
0の後はステップ232へ進む。
ステップ232では、AUTOスイッチ49が投入(O
N)されているか否かを判定し、AUTOスイッチ49
が投入されている場合(YES)にはステップ234へ
進んでエバポレータ直後の目標温度T”+Mtsとして
γを設定する。rの値としては、例えば前述のステップ
228の凍結判定の際に用いたものと同じ3°Cが用い
られる。
また、ステップ232においてNoと判定された場合に
は、エコノミースイッチ59が投入されている、即ち経
済運転状態であるとしてステップ236においてXMに
基づいたT、N7.の演算を行なう。この演算の具体的
内容については、例えば本出願による特願昭63−18
2882号に詳細が開示されているが、概略を説明すれ
ば、X、のある範囲においてXMの増大に伴いTINT
Sも所定の増加幅をもって増加するよう演算式を定めて
おき、この演算式に基づいてTIHTSを算出するもの
である。または、予めx、4に対するT、、T、の値を
求めておき、これをROM化したものを用いるようにす
る等して実行されるものである。
上述のステップ234又は236の後はステップ238
へ進んでFLAG2が1か否かを判定し、■の場合(Y
ES)はステップ240へ進み、lでない場合(No)
は以下に説明するステップ240〜246を実行するこ
となく直接ステップ248へ進む。
ステップ240においては、エバポレータ直後温度T”
+srがγ°C以上か否かを判定し、γ“C以上の場合
(YES)はステップ242へ、r ”cより小さい場
合は前述したステップ250へそれぞれ進む。ここで、
このステップ240を含むステップ246までの処理は
クールダウン移行制御と称されるもので、クールダウン
制御が終了した後すぐに後述するステップ248による
処理(通常時の凍結防止処理)を行なうと、クールダウ
ン制御によりエバポレータ8が充分低温となっているた
めに、ステップ252へ進んで、容量可変コンプレッサ
18が駆動停止されることを回避するために行なわれる
ものである。即ち、クールダウン制御を行った後にエバ
ポレータ8の温度が一旦γ°C以上に上昇するまではス
テップ248を迂回するようにしているものである。
ステップ240では、FLAGIに1を、FLAG2に
零をそれぞれ設定し、ステップ244へ進む。
ステップ244ではTIMEHに零を設定することでタ
イマの作動をリセットし、ステップ246へ進んで新た
にタイマを始動させてステップ248へ進む。
ステップ248では、TINTがγ°C以上か又は0℃
以下かを判定し、1以上の場合(A)は凍結の虞れがな
いので、前述したステップ250へ進み可変容量コンプ
レッサ18の容量制御を行なう。
また、0°C以下の場合(B)には凍結の虞れがあるの
で、ステップ252へ進んで可変容量コンプレッサ18
の駆動を停止させる。
以上の構成において、本装置の作用、特にコンプレッサ
制御における作用について以下に総括的に説明する。
まず、例えば夏季等外気温が高い場合にイグニッション
スイッチを投入すると、車室内の要求する冷房負荷が大
であるので、TINT3が一β℃に設定され、l T 
+Ny  T 1uTs l < 1となるように可変
容量コンプレッサ18が容量制御され、初回のクールダ
ウン制御が実行されることとなる(ステップ202〜2
16、ステップ222〜228及びステップ250参照
)。
上述のようにして、車室内の温度が徐々に設定温度に近
づいてゆくと冷房負荷が小さくなり、XMが所定以上と
なったところで(ステップ226参照1、クールダウン
移行制御に移る(ステップ240参照)。また、この移
行制御状態以後TeNTsは、AUTOモードが選択さ
れている場合と、エコノミーモードが選択されている場
合とではそれぞれ値が異なってくる(ステップ234,
236参照)。
そして、この移行制御を終了した後(クールダウン制御
終了後エバポレータ直後温度T+Nyが一度所定温度以
上となった後)は、ステップ248による凍結保護の下
、上述したT07.をもって通常の容量制御が行なわれ
ることとなる。
さらに、上述のクールダウン移行制御終了から10分以
上の後に車室内の冷房負荷が大となりクールダウン制御
が必要な状態になると(ステップ218参照)初回のク
ールダウン制御の場合と同様にしてクールダウン制御が
行なわれる。
尚、本実施例においては、エバポレータ直後温度T、、
、を用いたが、これはエバポレータ8自体の検出温度で
あっても良い。また、ステップ218の時間は10分に
限定されるものではないことは勿論である。
(発明の効果) 以上述べたように、この発明によれば、クールダウン制
御終了後所定時間経過後であれば、クールダウン制御の
必要がある時には再度クールダウン制御が行なわれるよ
うにしたので、装置起動直後のクールダウン制御以外に
もクールダウン制御が可能となり、乗員の空調フィーリ
ングを向上することができるという効果を奏するもので
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係る車両用空気調和装置の機能ブロ
ック図、第2図は同上の車両用空気調和装置の実施例を
示す構成図、第3図は同上の車両用空気調和装置に用い
られる可変容量コンプレッサの断面図、第4図(a)及
び(1))は本装置に用いられるマイクロコンピュータ
におけるコンプレッサ制御の制御作動を示すフローチャ
ートである。 18・・・可変容量コンプレッサ、37・・・容量可変
装置、45・・・モードセンサ、100・・・冷却温度
検出手段、110・・・冷却負荷判定手段、120・・
・容量制御手段、130・・・作動禁止手段。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  外部信号に応じて吐出容量を可変できる可変容量コン
    プレッサと、 エバポレータの実質的な冷却温度を検出する冷却温度検
    出手段と、 少なくとも車室内温度と車室内の設定温度とに基づいて
    冷却能力を最大にする必要があるか否かを判定する冷却
    負荷判定手段と、 前記冷却負荷判定手段により冷却能力を最大とする必要
    ありと判定された場合エバポレータの目標冷却温度を定
    め、この目標冷却温度と前記冷却温度検出手段との偏差
    が所定値以下となるように前記可変容量コンプレッサの
    容量を制御する容量制御手段とを具備する車両用空気調
    和装置において、 前記冷却負荷判定手段により冷却能力を最大とする必要
    なしと判定された時から所定時間経過するまでは、前記
    冷却負荷判定手段により再び冷却能力を最大とする必要
    ありと判定されても前記容量制御手段の作動を禁止する
    作動禁止手段を設けたことを特徴とする車両用空気調和
    装置。
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