JP2000351313A - 車両用空調装置 - Google Patents

車両用空調装置

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JP2000351313A
JP2000351313A JP11163010A JP16301099A JP2000351313A JP 2000351313 A JP2000351313 A JP 2000351313A JP 11163010 A JP11163010 A JP 11163010A JP 16301099 A JP16301099 A JP 16301099A JP 2000351313 A JP2000351313 A JP 2000351313A
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Japan
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air
air volume
rear seat
seat
unit
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Mamoru Imoto
守 井本
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Denso Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 車室内の前席側空間を空調する前席エアコン
ユニットと、車室内の後席側空間を冷房する後席クーラ
ユニットと、後席側空間を暖房する後席ヒータユニット
とを備え、各ユニットに、それぞれ独立に送風機を配置
する車両用空調装置において、送風機制御の改善によ
り、送風機消費電力の増大を抑制する。 【解決手段】 バイレベルモードを選択する時期は通
常、春秋の中間シーズンであるため、後席クーラユニッ
トと後席ヒータユニットが両方とも最大冷暖房能力を必
要としない。この点に着目して、後席側バイレベルモー
ド時に、たとえ、乗員の手動設定により最高風量が設定
されても、後席クーラユニットと後席ヒータユニットの
送風機風量を、最高風量より小さい風量に強制的に引き
下げる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車室内の前席側空
間を空調する前席エアコンユニットと、後席側空間を冷
房する後席クーラユニットと、後席側空間を暖房する後
席ヒータユニットとに、それぞれ独立に送風機を有する
車両用空調装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ワンボックスカーのように車両前
後方向に長い車室空間を持つ車両においては、車室内の
前席側に前席エアコンユニットを配置する他に、車室内
後席側にも冷房用の後席クーラユニットと暖房用の後席
ヒータユニットとを配置して、後席側空間の空調フィー
リングを向上させるようにしたものが知られている。
【0003】ここで、前席エアコンユニットと、後席ク
ーラユニットと、後席ヒータユニットには、それぞれ独
立に送風機を設けている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の従来
装置において、後席側の冷房時には後席クーラユニット
のみを作動させ、後席側の暖房時には後席ヒータユニッ
トのみを作動させるが、春秋のような中間シーズンでは
乗員頭部側と乗員足元側の両方から同時に空調風を吹き
出して、頭寒足熱の快適な温度分布を得るバイレベルモ
ードが要望される。
【0005】このバイレベルモード時には、前席エアコ
ンユニットの送風機に加えて後席クーラユニットおよび
後席ヒータユニットの送風機をそれぞれ作動させること
になり、このような計3台の送風機が同時作動すること
により、送風機消費電力が増大して車載蓄電池の充放電
収支のバランスが崩れ、車載蓄電池の過放電が生ずる場
合がある。
【0006】これを防ぐために、車載発電機の能力アッ
プを図ることは大幅なコストアップを招くので、実用的
な対策といえない。
【0007】なお、特開平9−240257号公報に
は、後席クーラユニットと後席ヒータユニットの両方を
同時に作動させるバイレベルモードにおいて、後席クー
ラユニットと後席ヒータユニットの送風機電圧を後席フ
ェイスモード時や後席フットモード時に比して小さく
し、これにより、後席バイレベルモード時の吹出風量を
後席フェイスモード時や後席フットモード時に比して小
さくすることが記載されているが、この従来技術は後席
側吹出モードの変化により車室内への吹出風量の制御パ
ターンを変化させているものであって、送風機消費電力
の増大を確実に防止するための考え方は開示されていな
い。
【0008】本発明は上記点に鑑み、送風機制御の改善
により、送風機消費電力の増大を抑制できる車両用空調
装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】バイレベルモードを選択
する時期は通常、春秋の中間シーズンであるため、後席
クーラユニットと後席ヒータユニットが両方とも最大冷
暖房能力を必要としない。本発明では、この点に着目し
て、後席側バイレベルモード時に、たとえ、乗員の手動
設定により最高風量が設定されても、後席クーラユニッ
トと後席ヒータユニットの送風機風量を、最高風量より
低い風量に強制的に引き下げることにより、上記目的を
達成しようとするものである。
【0010】すなわち、請求項1に記載の発明では、後
席側空間への吹出モードが後席クーラユニット(7)と
後席ヒータユニット(8)を同時に作動させるバイレベ
ルモードであって、かつ、後席用空調パネル(27)に
備えられる風量設定部材(29)が最高風量位置に操作
されたときに、後席クーラユニット(7)の送風機(1
8)および前記後席ヒータユニット(8)の送風機(2
3)の風量を最高風量より低い風量に引き下げることを
特徴としている。
【0011】これにより、後席側バイレベルモード時に
後席クーラユニット(7)の送風機(18)および後席
ヒータユニット(8)の送風機(23)の消費電力を強
制的に引き下げて、車載蓄電池の過放電を未然に防止で
きる。
【0012】本発明の実施に当たっては、請求項2記載
のように、バイレベルモードであって、かつ、風量設定
部材(29)が最高風量位置に操作されたときに、後席
クーラユニット(7)の送風機(18)の駆動用モータ
(18a)および後席ヒータユニット(8)の送風機
(23)の駆動用モータ(23a)に車載蓄電池の電圧
により決定される定格電圧より低い所定電圧を印加すれ
ばよい。
【0013】より具体的には、請求項3記載のように、
前席エアコンユニット(4)の送風機(10)の最高風
量運転時の消費電力をAとし、後席クーラユニット
(7)の送風機(18)の最高風量運転時の消費電力を
Bとし、後席ヒータユニット(8)の送風機(23)の
最高風量運転時の消費電力をCとした時に、(A+B)
≧(A+B+C)の関係を満足するように上記所定電圧
を決めればよい。
【0014】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。
【0015】
【発明の実施の形態】(第1実施形態)図1〜図4は本
発明の第1実施形態を示すもので、図1は第1実施形態
を適用するワンボックスカーにおける車両用空調装置の
搭載形態を示している。
【0016】図1において、車室1内の最前部に計器盤
2が配置され、この計器盤2の内側部に、前席3側の空
間を空調(冷暖房)する前席エアコンユニット4が設け
られている。また、後席5、6側の空間を冷房する後席
クーラユニット7が車室1内の最後部付近に設けられて
いる。更に、車室1内のうち、前席3下方部に後席ヒー
タユニット8が設けられており、この後席ヒータユニッ
ト8は後席5、6側へ空気を吹き出して後席側空間を暖
房する。
【0017】前席エアコンユニット4は空調ケース9を
有し、このケース9の空気上流側部位に送風機10を配
置し、図示しない内外気切替箱から切替導入された内気
または外気を送風機10により空調ケース9内を車室内
へ向けて送風する。この送風機10はモータ10a(図
3参照)によって駆動され、送風機10の回転数(送風
量)は、モータ10aに印加される電圧によって制御さ
れる。なお、このモータ電圧はECU(電子制御装置)
30(図3参照)によって決定される。
【0018】送風機10の下流側には、冷却用熱交換器
としての前席蒸発器11が配設されている。この前席蒸
発器11は、自動車のエンジンによって駆動される周知
の冷凍サイクルに設けられている。前席蒸発器11より
も空気下流側部位には、加熱用熱交換器としての前席ヒ
ータコア12が配設されている。この前席ヒータコア1
2の内部には温水(エンジン冷却水)が流れ、この温水
を熱源として前席ヒータコア12は送風空気を加熱す
る。
【0019】また、空調ケース9内には、前席ヒータコ
ア12のバイパス通路13が形成され、前席ヒータコア
12を通る温風とバイパス通路13を通る冷風との風量
割合を調節するエアミックスドア(温度調節手段)14
が配設され、このエアミックスドア14の回動位置の調
節により車室内吹出温度を調節できる。
【0020】そして、ヒータコア12の空気下流側部位
には、前席乗員の上半身に空気を吹き出す前席フェイス
開口部15、前席乗員の足元に空気を吹き出す前席フッ
ト開口部16、およびフロントガラス内面に空気を吹き
出すデフロスタ開口部(図示せず)が形成されている。
【0021】一方、後席クーラユニット7は、後席側の
車室内壁と車両外板との間のスペースに設けられるクー
ラケース17を有し、このクーラケース17の空気上流
側部位に送風機18が設けられている。この送風機18
は後席乗員足元近辺に開口した内気吸込口(図示せず)
から内気を吸入してクーラケース17内を送風する。こ
の送風機18はモータ18a(図3参照)によって駆動
され、送風機18の回転数(風量)は、モータ18aに
印加される電圧によって制御される。なお、このモータ
電圧はECU30(図3参照)によって決定される。
【0022】送風機18の下流側には、冷却用熱交換器
としての後席蒸発器19が配設されている。この後席蒸
発器19は、上述した前席蒸発器11とともに同一の冷
凍サイクルを構成するものである。そして、後席蒸発器
19の空気下流側部位は、立ち上げダクト20を介して
天井ダクト21に接続され、この天井ダクト21の吹出
口から後席乗員の上半身に向けて風を吹き出す。
【0023】なお、後席蒸発器19の冷媒配管に電磁弁
19a(図3参照)を設け、この電磁弁19aにより後
席蒸発器19への冷媒流れを断続することができる。な
お、本実施形態では後席蒸発器19の冷却能力を風量の
変化により調節するようにしてある。
【0024】次に、後席ヒータユニット8は、前席3の
うち助手席シートの下方部に設けられるヒータケース2
2を有し、このヒータケース22の空気上流側部位には
送風機23が設けられている。この送風機23は、助手
席足元近辺に開口した内気吸込口(図示せず)から内気
を吸入してヒータケース22内を送風する。
【0025】また、送風機23はモータ23a(図3参
照)によって駆動され、送風機23の回転数(風量)
は、モータ23aに印加される電圧によって制御され
る。なお、このモータ電圧はECU30(図3参照)に
よって決定される。
【0026】送風機23の下流側には、加熱用熱交換器
としての後席ヒータコア24およびバイパス通路25が
配設されている。この後席ヒータコア24も温水(エン
ジン冷却水)を熱源として送風空気を加熱するものであ
る。後席ヒータコア24を通る温風とバイパス通路25
を通る冷風との風量割合をエアミックスドア(温度調節
手段)26により調節して吹出温度を調節する。また、
後席ヒータコア24の空気下流側部位には、空調風を後
席乗員足元に向けて吹き出すための後席フットダクト
(図示せず)が接続される。
【0027】次に、図2は本実施形態による後席用空調
パネル27の具体例を示しており、後席用空調パネル2
7は車室1内の後席側部位に配置され、温度設定部材2
8と風量設定部材29を有している。この両部材28、
29には、それぞれ、手動操作される回転式の操作ノブ
28a、29aが備えられている。温度設定部材28は
操作ノブ28aの操作により後席側空間の温度設定信号
を発生し、また、風量設定部材29は操作ノブ29aの
操作により後席側空間の風量設定信号を発生する。
【0028】ここで、風量設定部材29の回転操作位置
として、本例では、後席側送風機18、23を停止する
停止(OFF)位置、風量切替を自動制御するオート
(AUTO)位置、低風量(LO)位置,中風量(M
E)位置、最高風量(HI)位置を選択できるようにな
っている。
【0029】なお、本例では、温度設定部材28の温度
設定信号等に基づいて算出される後席側の目標吹出温度
TAOrの高低に応じて、後席側の吹出モードとして、
フェイスモード、バイレベルモード、およびフットモー
ドを自動設定するようになっている。そのため、後席用
空調パネル27には吹出モード設定部材を配置していな
い。
【0030】ここで、後席側フェイスモードは、後席ク
ーラユニット7を作動させて天井ダクト21の吹出口か
ら後席乗員の上半身に向けて風を吹き出す吹出モードで
あり、フットモードは、後席ヒータユニット8を作動さ
せて後席フットダクトから空調風を後席乗員足元に向け
て吹き出す吹出モードである。そして、バイレベルモー
ドは、後席クーラユニット7と後席ヒータユニット8を
同時に作動させて空調風を後席乗員の上半身および足元
の両方に向けて吹き出す吹出モードである。
【0031】次に、図3を用いて本実施形態の制御系の
構成を説明する。前述の各ユニット4、7、8における
各機器を制御するECU30は、CPU、ROM、RA
M等からなる周知のマイクロコンピュータ、その周辺回
路等により構成されている。ECU30には、送風機モ
ータ10a,18a、19aへ印加する電圧を制御する
駆動回路、後席蒸発器19の冷媒流れ断続用電磁弁19
aの駆動回路、エアミックスドア14、26の駆動機構
のモータ14a、26aの駆動回路等が備えられてい
る。
【0032】ECU30の入力端子には、前席側の車室
内温度を検出する前席内気温センサ31、後席側の車室
内温度を検出する後席内気温センサ32、外気温度を検
出する外気温センサ33、車室内に照射される日射量を
検出する日射センサ34、前席蒸発器11による空気冷
却温度(具体的は前席蒸発器11を通過した直後の空気
温度)を検出する前席蒸発器温度センサ35、後席蒸発
器19による空気冷却温度(具体的には後席蒸発器19
を通過した直後の空気温度)を検出する後席蒸発器温度
センサ36、エンジン冷却水温度を検出する水温センサ
37等のセンサ群から検出信号がそれぞれ入力される。
【0033】更に、前席用空調パネル38から周知のご
とく前席側空間の温度設定信号等の種々の操作信号が入
力される。そして、後席用空調パネル27から、前述の
温度設定部材28と風量設定部材29の操作による、後
席側空間の温度設定信号と風量設定信号が入力される。
【0034】次に、第1実施形態の作動を図4に基づい
て説明する。図4は上記ECU30のマイクロコンピュ
ータによる後席側のマニュアル制御時の制御処理、すな
わち、後席用空調パネル27の風量設定部材29をオー
ト(AUTO)位置以外の、低風量(LO)位置,中風
量(ME)位置または最高風量(HI)位置のいずれか
に操作した場合の制御処理を示すものである。
【0035】従って、図4の制御処理は風量設定部材2
9がオート(AUTO)位置以外の操作位置に操作され
ることによりスタートし、ステップS100にて各種セ
ンサ31〜37および前後の空調パネル27、38から
の操作信号を読み込む。
【0036】次のステップS110にて後席側目標吹出
温度TAOrを算出する。このTAOrは後席側空間を
温度設定部材28により設定された設定温度に維持する
ために必要な吹出温度であって、周知のごとく、温度設
定部材28により設定された設定温度、後席側内気温、
外気温、日射量等に基づいて算出される。
【0037】次のステップS120にて後席側の吹出温
度制御を行う。具体的には、後席ヒータユニット8から
車室内へ吹き出す空調風の吹出温度が上記TAOrとな
るように、後席側エアミックスドア26の開度(回動
量)を調節する。なお、後席クーラユニット7では吹出
温度制御を行わず、風量調節のみで冷却能力の調節を行
う。
【0038】次のステップS130にて上記TAOrに
基づいて後席側の吹出モードを決定する。具体的には、
TAOrの低温領域をフェイス(FACE)モードと
し、TAOrの中間温度領域をバイレベル(B/L)モ
ードとし、TAOrの高温領域をフット(FOOT)モ
ードとする。
【0039】次のステップS140にて、後席側の吹出
モードがフェイス(FACE)モード、バイレベル(B
/L)モード、およびフット(FOOT)モードのいず
れであるか判定する。フェイスモードであるときはステ
ップS150に進み、後席クーラユニット7の送風機1
8のモータ電圧を決定する。
【0040】この場合、送風機18のモータ電圧は、風
量設定部材29の操作位置(LO、ME、HI)に応じ
て決定され、HI時のモータ電圧は車載の蓄電池電圧に
より決まる定格電圧(通常は12V)である。
【0041】また、後席側の吹出モードがフットモード
であるときはステップS160に進み、後席ヒータユニ
ット8の送風機23のモータ電圧を決定する。この場合
も、送風機23のモータ電圧は、風量設定部材29の操
作位置(LO、ME、HI)に応じて決定され、HI時
のモータ電圧は車載の蓄電池電圧により決まる定格電圧
(通常は12V)である。
【0042】これに対し、後席側の吹出モードがバイレ
ベルモードであるときはステップS170に進み、後席
クーラユニット7の送風機18および後席ヒータユニッ
ト8の送風機23のモータ電圧を決定する。
【0043】この場合、風量設定部材29がLO、ME
の位置に操作されているときは、フェイス、フットモー
ド時と同一電圧が両送風機18、23に印加され、両送
風機18、23はフェイス、フットモード時と同一風量
で作動する。しかし、風量設定部材29がHIの位置に
操作されているときは、車載の蓄電池電圧により決まる
定格電圧より低い所定電圧を両送風機18、23のモー
タ18a、23aに印加する。
【0044】この所定電圧は具体的には次のように決め
る。すなわち、前席側送風機10の最高風量(HI)運
転時の消費電力をAとし、後席クーラユニット7の送風
機18の最高風量(HI)運転時の消費電力をBとし、
後席ヒータユニット8の送風機23の最高風量(HI)
運転時の消費電力をCとした時に、(A+B)≧(A+
B+C)の関係を満足するように上記所定電圧を決め
る。具体的な設計例としては、定格電圧=12Vである
ときに上記所定電圧=10Vである。
【0045】これにより、バイレベルモード時に風量設
定部材29がたとえHIの位置に操作されても、前後の
3つの送風機10、18、23の同時HI運転による消
費電力(A+B+C)を常に前後の2つの送風機10、
18の消費電力(A+B)と同等以下に抑えることがで
きる。
【0046】従って、前後の3つの送風機が同時作動す
ることにより、送風機消費電力が増大して車載蓄電池の
充放電収支のバランスが崩れ、車載蓄電池の過放電が生
じることを未然に防止できる。
【0047】バイレベルモードは春秋の中間季節に使用
され、通常、最大冷暖房能力を必要としないため、バイ
レベルモード時に後席側の送風機18、23の風量を最
高風量(HI)にしなくても、空調フィーリング上支障
はない。
【0048】なお、上記不等号の関係において、消費電
力(A+B+C)を消費電力(A+C)でなく、消費電
力(A+B)の同等以下にしている理由は、後席クーラ
ユニット7の送風機18の方が後席ヒータユニット8の
送風機23より負荷が大きくて送風機18の方が送風機
23より消費電力が大きいからである。
【0049】(第2実施形態)図5は第2実施形態によ
る後席用空調パネル27を示しており、第1実施形態の
後席用空調パネル27では、後席側の吹出モード設定部
材を設けていないが、第2実施形態の後席用空調パネル
27では、後席側の吹出モード設定部材を設けている。
【0050】図5において、後席側の温度設定部材28
は左右方向に手動操作されるレバー式の操作ノブ28a
により後席側空間の温度設定信号を発生する。また、後
席側の風量設定部材29は、手動操作される押しボタン
式の操作ノブ29a〜29dで構成され、停止(OF
F)用操作ノブ29aと、低風量(LO)用操作ノブ2
9bと、中風量(ME)用操作ノブ29cと、最高風量
(HI)用操作ノブ29dとを有している。
【0051】なお、風量設定部材29から分離して、空
調の自動制御状態を設定するオート(AUTO)設定部
材40が独立に設けてあるので、風量設定部材29には
オート(AUTO)用操作ノブを設けない。
【0052】後席側の吹出モード設定部材41は、手動
操作される押しボタン式の操作ノブ41a〜41cで構
成され、フェイス(FACE)モード用操作ノブ41a
と、バイレベル(B/L)モード用操作ノブ41bと、
フット(FOOT)モード用操作ノブ41cとを有して
いる。これら操作ノブ41a〜41cの操作により各吹
出モードの設定信号を発生する。
【0053】従って、第2実施形態によると、乗員が上
記操作ノブ41a〜41cを操作することにより、各吹
出モードをマニュアル設定することができる。
【0054】第2実施形態においても、後席側バイレベ
ルモード時に風量設定部材29の最高風量(HI)用操
作ノブ29dが操作されているときは、図4のステップ
S140と同様に、車載の蓄電池電圧により決まる定格
電圧より低い所定電圧(前述の不等号の関係を満足する
電圧)を両送風機18、23のモータ18a、23aに
印加する。
【0055】これにより、後席側バイレベルモード時に
風量設定部材29がたとえHI位置に操作されても、車
載蓄電池の過放電を未然に防止できる。
【0056】なお、以上は風量をマニュアル設定する場
合について説明したが、図5のオート(AUTO)設定
部材40を操作するか、あるいは図2の操作ノブ29a
をAUTO位置に操作して、空調の自動制御状態を設定
した時にも、後席側バイレベルモード時における後席側
両送風機18、23へのモータ印加電圧の最大値を、車
載の蓄電池電圧により決まる定格電圧より低い所定電圧
に抑えることにより、車載蓄電池の過放電を未然に防止
できる。
【0057】また、送風機10、18、23へのモータ
印加電圧の具体的制御手段としては、周知のパルス幅変
調(PWM)方式等の種々な手段を採用できる。従っ
て、本発明におけるモータ印加電圧とは、完全な直流電
圧に限定されることなく、パルス状電圧の平均値をも意
味している。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態における各ユニットの搭載状態を
示す概略配置図である。
【図2】第1実施形態における後席用空調パネルの正面
図である。
【図3】第1実施形態における電気制御のブロック図で
ある。
【図4】第1実施形態におけるフローチャートである。
【図5】第2実施形態における後席用空調パネルの正面
図である。
【符号の説明】
1…車室、4…前席エアコンユニット、7…後席クーラ
ユニット、8…後席ヒータユニット、10、18、23
…送風機、27…後席用空調パネル、29…風量設定部
材。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車室(1)内の前席側空間を空調する前
    席エアコンユニット(4)と、車室(1)内の後席側空
    間を冷房する後席クーラユニット(7)と、前記後席側
    空間を暖房する後席ヒータユニット(8)とを備え、 前記各ユニット(4、7、8)に、それぞれ独立に送風
    機(10、18、23)を配置し、 前記後席側空間の風量設定信号を発生する風量設定部材
    (29)を少なくとも後席用空調パネル(27)に備え
    る車両用空調装置において、 前記後席側空間への吹出モードが前記後席クーラユニッ
    ト(7)と前記後席ヒータユニット(8)を同時に作動
    させるバイレベルモードであって、かつ、前記風量設定
    部材(29)が最高風量位置に操作されたときに、 前記後席クーラユニット(7)の送風機(18)および
    前記後席ヒータユニット(8)の送風機(23)の風量
    を最高風量より低い風量に引き下げることを特徴とする
    車両用空調装置。
  2. 【請求項2】 前記バイレベルモードであって、かつ、
    前記風量設定部材(29)が最高風量位置に操作された
    ときに、 前記後席クーラユニット(7)の送風機(18)の駆動
    用モータ(18a)および前記後席ヒータユニット
    (8)の送風機(23)の駆動用モータ(23a)に車
    載蓄電池の電圧により決定される定格電圧より低い所定
    電圧を印加する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】 前記前席エアコンユニット(4)の送風
    機(10)の最高風量運転時の消費電力をAとし、前記
    後席クーラユニット(7)の送風機(18)の最高風量
    運転時の消費電力をBとし、前記後席ヒータユニット
    (8)の送風機(23)の最高風量運転時の消費電力を
    Cとした時に、 (A+B)≧(A+B+C)の関係を満足するように前
    記所定電圧を決めることを特徴とする請求項2に記載の
    車両用空調装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6722148B2 (en) * 2002-02-12 2004-04-20 Denso Corporation Vehicle seat air conditioning system having electric heater and blower unit
JP2010143468A (ja) * 2008-12-19 2010-07-01 Toyota Motor Corp 車両の暖房装置

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