DE19746672A1 - Kraftfahrzeug-Klimaanlage - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Klima­ anlage bzw. -Heizvorrichtung, und insbesondere eine Kraft­ fahrzeug-Klimaanlage, die in der Lage ist, Motorkühlmittel bei hoher Temperatur in einem Heißwassertank zu speichern und welche das Motorkühlmittel zum Heizen der Fahrgastzelle des Fahrzeugs unmittelbar beim Start des Motors im Winter nutzt.

Herkömmlicherweise speichert eine Klimaanlage, wie sie bei­ spielsweise in der japanischen patentanmeldungs-Offenlegungs­ schrift Nr. HEI-6-328930 offenbart ist, Motorkühlmittel mit hoher Temperatur in einem Heißwassertank, und die Anlage ist in eine Sofortheizbetriebsart schaltbar, in welcher eine Fahrgastzelle eines Fahrzeugs unter Verwendung des Motorkühl­ mittels sofort heizbar ist. Die Menge von Blasluft von einem Gebläse in der Sofortheizbetriebsart bei der herkömmlichen Vorrichtung wird durch eine Zielblaslufttemperatur TAO ermit­ telt, die auf Grundlage einer Innentemperatur, einer Außen­ temperatur, einer Sonnenlichteinstrahlungsmenge und einer Solltemperatur in der Fahrgastzelle des Fahrzeugs berechnet wird. Die Zielblaslufttemperatur TAO ist ein Ziel- bzw. Soll­ wert einer Temperatur der klimatisierten Luft. Wenn die Luft­ temperatur TAO extrem hoch wird, kann eine Blaslufttemperatur nicht gemessen werden, bei welcher es sich um eine reale Lufttemperatur TAO handelt. Wenn deshalb die Temperatur TAO höher wird, nimmt die Menge an Blasluft deshalb zu, so daß die Fahrgastzelle des Fahrzeugs erwärmt wird.

In der Sofortheizbetriebsart wird eine kleine Menge (0,5 Li­ ter/min) des Hochtemperaturkühlmittels, welches in dem Heiß­ wassertank gespeichert ist, in einen Heizerkern ausgetragen. Wenn die Temperatur des Kühlmittels in dem Motorkühlmittel­ kreislauf ansteigt, wird deshalb die Menge des Kühlmittels, das in den Heizerkern ausgetragen wird, vergrößert.

Da jedoch bei der herkömmlichen Vorrichtung die Zielblasluft­ temperatur TAO in der Sofortheizbetriebsart signifikant an­ steigt, nimmt die Menge der Blasluft von dem Gebläse zu. Da die Menge des zu bzw. in den Heizerkern ausgetragenen Kühl­ mittels klein ist, fällt die Temperatur der klimatisierten Luft, welche in die Fahrgastzelle des Fahrzeugs geblasen wird. Infolge davon wird die klimatisierte Luft, durch welche ein Fahrgast Wärme empfindet, nicht in die Fahrgastzelle aus­ geblasen, so daß der Fahrgast sich nicht warm genug fühlt.

Angesichts der vorstehend genannten Probleme beim Stand der Technik besteht eine primäre Aufgabe der vorliegenden Erfin­ dung darin, eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage mit einem Heißwas­ sertank zu schaffen, bei welcher ein Fahrgast in einer Fahr­ gastzelle des Fahrzeugs durch Steuern von Blasluft anspre­ chend auf sein Wärmeempfinden sich warm fühlt bzw. erwärmt fühlt.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen angegeben.

Demnach schafft die vorliegende Erfindung eine Kraftfahrzeug-Heiz­ vorrichtung bzw. -Klimaanlage, aufweisend: Einen Motor­ kühlmittelkreislauf eines wassergekühlten Motors mit einem Heißwassertank, der eine wärmebeständige Struktur hat und Mo­ torkühlmittel umwälzt, und in welchem das Motorkühlmittel strömt, einen Wärmetauscher, der auf der stromabwärtigen Seite des Heißwassertanks zum Heizen von Luft und unter Ver­ wendung des Motorkühlmittels als Heizquelle angeordnet ist, eine Durchflußregeleinrichtung zum Kegeln des Durchflusses des Motorkühlmittels, das in dem bzw. den Wärmetauscher strömt, und eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage mit einer Sofort­ heiz/Klimatisierungsbetriebsart zum sofortigen Heizen einer Fahrgastzelle durch Leiten einer kleinen Menge des Motorkühl­ mittels, das in den Heißwassertank rückgeleitet wird, zu dem Wärmetauscher unter Verwenden der Durchflußregeleinrichtung, und mit einer normalen Heizbetriebsart zum Heizen der Fahr­ gastzelle durch Leiten des Motorkühlmittels in größerer Menge als genannte kleine Menge zu dem Wärmetauscher, wobei die Heizvorrichtung bzw. die Klimaanlage außerdem aufweist: Eine wärmetauscherseitige Temperaturermittlungseinrichtung zum Er­ mitteln einer Kühlmitteltemperatur, die in den bzw. dem Wär­ metauscher strömt, ein Gebläse zum Blasen von Luft in Rich­ tung auf den Wärmetauscher und zum Blasen von durch den Wär­ metauscher erwärmter Luft in die Fahrgastzellen, und eine Blasluftsteuereinrichtung zum Steuern der Plasluftmenge von dem Gebläse aufgrund der Kühlmitteltemperatur, die durch die wärmetauscherseitige Temperaturermittlungseinrichtung ermit­ telt wird, so daß die Blasluftsteuereinrichtung die Menge der Blasluft in der Sofortheizbetriebsart auf einen kleineren Wert regelt als die Blasluftmenge in der normalen Heizbe­ triebsart, und dies auch dann, wenn die Kühlmitteltemperatur, welche durch die wärmetauscherseitige Temperaturermittlungs­ einrichtung ermittelt wird, in beiden Betriebsarten dieselbe ist.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Heizvorrichtung auf: eine Pumpe zum Umwälzen des Kühlmit­ tels durch den Kühlmittelkreislauf, und eine motorseitige Temperaturermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer Kühlmit­ teltemperatur in dem Kühlmittelkreislauf, ohne daß das Kühl­ mittel in dem Heißwassertank vorliegt bzw. vorhanden ist, und bevor die Pumpe betätigt wird, wobei die Blasluftsteuerein­ richtung die Sofortheizbetriebsart wählt, um die Menge der Blasluft zu steuern bzw. regeln, wenn die Kühlmitteltempera­ tur, welche durch die motorseitige Temperaturermittlungsein­ richtung ermittelt wird, niedriger ist als ein erster vorbe­ stimmter Wert, und die die normale Heizbetriebsart wählt, um die Menge der Blasluft zu steuern, wenn die Kühlmitteltempe­ ratur, welche durch die motorseitige Temperaturermittlungs­ einrichtung ermittelt wird, höher ist als der erste vorbe­ stimmte Wert.

Außerdem ist es bevorzugt, daß die wärmetauscherseitige Tem­ peraturermittlungseinrichtung auf der stromabwärtigen Seite des Heißwassertanks und auf der stromaufwärtigen Seite des Wärmetauschers angeordnet ist, oder daß die wärmetauschersei­ tige Temperaturermittlungseinrichtung in dem Kühlmittelrohr auf der stromabwärtigen Seite des Heißwassertanks und der stromaufwärtigen Seite des Wärmetauschers angeordnet ist.

Außerdem kann die erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Heizvorrich­ tung vorteilhafterweise aufweisen: eine erste Blasluftmen­ geneinstelleinrichtung zum Einstellen der Menge der Plasluft, um diese zu vergrößern, wenn die Kühlmitteltemperatur, welche durch die wärmetauscherseitige Temperaturermittlungseinrich­ tung ermittelt wird, in der Sofortheizbetriebsart ansteigt, und zum Einstellen der Blasluftmenge auf einen konstanten Wert, wenn die Kühlmitteltemperatur höher als ein vorbestimm­ ter Wert ist, und eine zweite Blasluftmengeneinstelleinrich­ tung zum Einstellen der Menge der Blasluft auf Grundlage der Kühlmitteltemperatur, welche durch die wärmetauscherseitige Temperaturermittlungseinrichtung oder die motorseitige Tempe­ raturermittlungseinrichtung ermittelt wird.

Ferner ist es vorteilhaft, daß die Kraftfahrzeug-Heizeinrich­ tung durch einen Klimaanlagenschalter betätigt wird, der in der Fahrgastzelle angeordnet ist, wobei dann, wenn der Klima­ anlagenschalter eingeschaltet ist, eine Heizlast für die Fahrgastzelle auf Grundlage von Klimatisierungsumgebungsfak­ toren berechnet wird, die eine Klimatisierungsumgebung in der Fahrgastzelle beeinflussen, wobei dann, wenn die berech­ nete Heizlast größer als ein vorbestimmter Wert ist, die Menge der Blasluft durch die erste Blasluftmengeneinstellein­ richtung eingestellt wird, und wobei dann, wenn die Heizlast kleiner als der vorbestimmte Wert ist, die Menge der Blasluft durch die zweite Blasluftmengeneinstelleinrichtung einge­ stellt wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen bei­ spielhaft näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Klimaanlage, Fig. 2 eine Querschnittsansicht eines Hauptabschnitts eines Dreiwege-Ventils gemäß der Ausführungsform,

Fig. 3 ein Steuerflußdiagramm der Kraftfahrzeug-Klimaanlage gemäß der Ausführungsform,

Fig. 4 eine Kurvendarstellung der Beziehung zwischen einer Zielblaslufttemperatur TAO und einer Luftblasbetriebsart ge­ mäß der Ausführungsform,

Fig. 5 eine Kurvendarstellung der Beziehung zwischen einer Kühlmitteltemperatur TW2 und einer Luftblasmenge bei normaler Steuerung gemäß der Ausführungsform,

Fig. 6 eine Kurvendarstellung eines Ermittlungszustands auf­ grund einer Temperatur TAO gemäß der Ausführungsform,

Fig. 7 eine Kurvendarstellung eines Ermittlungszustands auf Grundlage einer Kühlmitteltemperatur TW1 gemäß der Ausfüh­ rungsform,

Fig. 8 eine Kurvendarstellung eines Ermittlungszustands auf Grundlage der Kühlmitteltemperatur TW2 gemäß der Ausführungs­ form, und

Fig. 9 eine Kurvendarstellung der Beziehung zwischen der Kühlmitteltemperatur TW2 und der Luftblasmenge in der Sofort­ heizbetriebsart gemäß der Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt einen Kühlkreislauf 1 (einen Kreislauf, der durch eine einfach-strichpunktierte Linie umgeben ist) und einen Heißwasserkreislauf 2 (einen Kreislauf, der durch eine doppelt-strichpunktierte Linie umgeben ist) einer Kraftfahr­ zeug-Klimaanlage 100 eines wassergekühlten Motors. Außerdem ist der wassergekühlte Motor (auf den nachfolgend als Motor bezug genommen wird) 3 und eine Wasserpumpe 4 zum Umwälzen von Heißwasser (Kühlmittel) durch den Motor 3 dargestellt. Ein Teil des Wärme vom Motor 3 absorbierenden heißen Wassers fließt in den Kühlkreislauf 1 des Motors 3, und der Rest des heißen Wassers fließt in dem Heißwasserkreislauf 2 der Klima­ anlage 100.

In dem Kühlkreislauf 1 des Motors 3 dient ein Radiator 5 als Kühlvorrichtung für das heiße Wasser (Motorkühlmittel) des Motors 3. In dem Kühlkreislauf 1 ist außerdem eine Umgehungs­ leitung 7 zum Umgehen einer Heißwasserleitung 6 vorgesehen, die durch den Radiator 5 verläuft. Ein Thermostat 8 steuert das Schalten der Heißwasserleitungen 6 und 7. Der Fluß des heißen Wassers wird zu dem Radiator 5 umgeschaltet, wenn die Temperatur des heißen Wassers 80°C oder höher beträgt. Wenn die Temperatur des heißen Wassers 80°C oder weniger beträgt, wird der Fluß des heißen Wassers zu der Umgehungsleitung 7 umgeschaltet.

In dem Heißwasserkreislauf 2 der Kraftfahrzeug-Klimaanlage 100 sind ein Heißwassertank 9 zum Aufrechterhalten der Tempe­ ratur des heißen Wassers und eine Umgehungsleitung 10 zum Um­ gehen des Heißwassertanks 9 auf der stromabwärtigen Seite des Heißwasserkreislaufs 2 des Motors 3 vorgesehen. Der Heißwas­ sertank 9 weist eine doppelwandige wärmebeständige Konstruk­ tion auf und speichert das Hochtemperaturmotorkühlmittel, welches die Wärme von dem Motor 3 absorbiert. Das Fassungs­ vermögen des Heißwassertanks 9 beträgt 3 Liter bei der darge­ stellten Ausführungsform.

Ein Dreiwege-Ventil 11 zum Umschalten des Kühlmittels, damit es in eine Zuflußleitung 10a fließt, welche an den Heißwas­ sertank 9 oder die Umgehungsleitung 10 angeschlossen ist, ist an einem Verzweigungspunkt der Heißwasserleitungen 10 und 10a vorgesehen. Das Dreiwege-Ventil 11 schaltet die Heißwasser­ kreisläufe und weist einen Durchflußmengenreguliermechanismus auf. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind der Heißwas­ sertank 9 und das Dreiwege-Ventil 11 integral aufgebaut bzw. zusammengebaut, und ihr Aufbau wird als Heißwassertank 40 be­ zeichnet. Eine Ausströmleitung 10b trägt heißes Wasser von dem Heißwassertank 9 aus.

Wenn die Kraftfahrzeug-Klimaanlage 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform in einem Fahrzeug eingebaut ist, ist der Heißwassertank 40 in einem Motorraum vorgesehen und liegt nahe zu der Fahrgastzelle.

Ein Heizerkern 12 als Heizvorrichtung für die Fahrgastzelle des Fahrzeugs und eine Wärmetauschervorrichtung sind auf der stromabwärtigen Seite des heißen Wassers im Heißwassertank 40 vorgesehen. Die heiße Luft, die in dem Heizerkern 12 erhitzt wird, wird in die Fahrgastzelle des Fahrzeugs durch ein Ge­ bläse 13 (nachfolgend erläutert) durch einen Luftkanal 60 der Klimaanlage 100 geblasen. Die stromabwärtige Seite des Hei­ zerkerns 12 ist mit der Wasserpumpe 4 verbunden und bildet den Heißwasserkreislauf 2 der Kraftfahrzeug-Klimaanlage 100.

Der Aufbau der Kraftfahrzeug-Klimaanlage 100 wird nunmehr er­ läutert.

Die Kraftfahrzeug-Klimaanlage 100 weist ein Gebläse 13 zum Blasen von Luft in Richtung auf die Fahrgastzelle des Fahr­ zeugs auf, und zwar einer stromaufwärtigen Seite der Luftlei­ tung 60. Das Gebläse 13 ist dazu ausgelegt, Innenluft oder Außenluft einer herkömmlichen Innen/Außenluft-Umschaltein­ richtung (nicht gezeigt) zu absorbieren. Das Gebläse 13 wird durch einen Elektromotor 13a als Antriebsvorrichtung ange­ trieben.

In dem Luftkanal 60 ist ein Verdampfer 101 auf der stromab­ wärtigen Seite des Gebläses 13 und der stromaufwärtigen Seite des Heizerkerns 12 vorgesehen. Der Verdampfer 101 ist für eine (nicht gezeigte) Kühlzyklusvorrichtung vorgesehen, die auf dem Fahrzeug angebracht ist. Die Kühlzyklusvorrichtung ist eine herkömmliche Vorrichtung und weist einen Kompressor zum komprimieren von Kühlmittel auf hoher Temperatur und ho­ hem Druck auf, einen Kondensator zum Kondensieren und Ver­ flüssigen des Kühlmittels bei hoher Temperatur und hohem Druck, ein Expansionsventil zum Expandieren des kondensierten und verflüssigten Kühlmittels durch Verringern seines Drucks, den Verdampfer 101 und dergleichen. Der Kompressor wird dis­ kontinuierlich durch eine Antriebskraft des Motors 3 über eine (nicht gezeigte) elektromagnetische Kupplung angetrie­ ben.

Da der Heizerkern 12 in einem Abschnitt eines Strömungsdurch­ lasses in der Luftleitung 60 angeordnet ist, ist eine Umge­ hungsleitung 102 zum Umleiten von kalter Luft vorgesehen, welche durch den Verdampfer 101 und durch den Heizerkern 12 hindurchtritt. In der Kraftfahrzeug-Klimaanlage gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Temperatur der klimati­ sierten Luft durch Regeln eines Verhältnisses der Menge der Luft, welche durch die Umgehungsleitung 102 strömt, zur Menge der Luft, welche durch den Heizerkern 12 strömt, an bzw. mit einer Luftmischklappe 103 geregelt.

Auf der stromabwärtigen Seite des Luftkanals 60 sind ein Ent­ frosterluftdurchlaß 104 zum Blasen von klimatisierter Luft in Richtung auf die Innenseite der Windschutzscheibe des Fahr­ zeugs vorgesehen, ein Gesichtsluftdurchlaß 105 zum Blasen von klimatisierter Luft in Richtung auf den Oberkörper eines Fahrgasts in der Fahrgastzelle, und ein Fußluftdurchlaß 106 zum Blasen von klimatisierter Luft in Richtung auf den unte­ ren Körperteil des Fahrgastes in der Fahrgastzelle.

Jeder der Luftdurchlässe 104 bis 106 wird durch eine Entfro­ sterklappe 107 bzw. einer Gesichtsklappe 108 bzw. eine Fuß­ klappe 109 geöffnet und geschlossen. Servomotoren 110 bis 112 als Antriebseinrichtungen treiben die Klappen 107 bis 109 an. Luftblasbetriebsarten sind deshalb zwischen einer Gesichtsbe­ triebsart (GESICHT), Zwei-Niveau-Betriebsarten 1 bis 3 (B/L1 bis L3), eine Fußbetriebsart (FUSS) und eine Entfrosterbe­ triebsart in der Kraftfahrzeug-Klimaanlage 100 umschaltbar.

Die vorstehend erläuterten Luftblasbetriebsarten werden nun­ mehr erläutert. Die Gesichtsbetriebsart dient zum Blasen der gesamten klimatisierten Luft im Luftkanal 60 in den Gesichts­ luftdurchlaß 105. Die Zwei-Niveau-Betriebsart besteht aus drei Betriebsarten, nämlich die Zwei-Niveau-Betriebsarten 1 bis 3. In der Zwei-Niveau-Betriebsart 1 werden nahezu 60% der klimatisierten Luft im Luftkanal 60 in den Gesichtsluftdurch­ laß 105 geblasen, und der Rest der klimatisierten Luft wird in den Fußluftdurchlaß 106 geblasen. In der Zwei-Niveau-Be­ triebsart 2 wird jeweils eine Hälfte der klimatisierten Luft im Luftkanal 60 in Richtung auf den Gesichtsluftdurchlaß 105 bzw. den Fußluftdurchlaß 106 geblasen. In der Zwei-Niveau-Be­ triebsart 3 werden nahezu 40% der klimatisierten Luft in dem Luftkanal 60 in den Gesichtsluftdurchlaß 105 geblasen und der Rest wird in den Fußluftdurchlaß 106 geblasen.

Die Fußbetriebsart dient zum Blasen der gesamten klimatisier­ ten Luft in dem Luftkanal 60 in den Fußluftdurchlaß 106. Die Entfrosterbetriebsart dient zum Blasen der gesamten klimati­ sierten Luft in dem Luftkanal 60 in den Entfrosterluftdurch­ laß 104. Obwohl in der Fußbetriebsart der normalen bzw. her­ kömmlichen Kraftfahrzeug-Klimaanlage eine geringe Menge der klimatisierten Luft, die in den Entfrosterluftdurchlaß 104 geblasen wird, um die Entfrosterleistung für die Windschutz­ scheibe zu verbessern, sieht die vorliegende Ausführungsform gemäß der Erfindung dies nicht vor. Obwohl die herkömmliche Kraftfahrzeug-Klimaanlage nicht nur die vorstehend erläuterte Luftblasbetriebsart, sondern auch eine Fuß-Entfrosterbe­ triebsart zum Blasen der Hälfte der klimatisierten Luft je­ weils in den Entfrosterluftdurchlaß 104 und den Fußluftdurch­ laß 106 aufweist, weist die Ausführungsform gemäß der vorlie­ genden Erfindung die Fuß-Entfrosterbetriebsart nicht auf.

Eine Steuerung 113 steuert die Kraftfahrzeug-Klimaanlage 100. Die Steuerung 113 ist eine herkömmliche Einrichtung und weist eine Zentralprozessoreinheit, einen ROM, einen RAM und der­ gleichen auf (nicht gezeigt). Die Steuerung 113 speichert je­ des Signal von jedem Sensor in dem RAM vorübergehend und führt ein Klimatisierungsprogramm aus, das in dem ROM auf Grundlage der Daten gespeichert ist. Der Steuerung 113 wird Energie bzw. Strom zugeführt, wenn ein (nicht gezeigtes) Kraftfahrzeugzündschloß eingeschaltet wird.

Die Eingangsanschlüsse der Steuerung 113 stellen Signale in bezug auf Klimatisierungsumgebungsfaktoren von Sensoren be­ reit, die einen Außenlufttemperatursensor 114 umfassen, um die Lufttemperatur außerhalb der Fahrgastzelle zu messen (auf die nachfolgend als Außenlufttemperatur bezug genommen wird), einen Innenlufttemperatursensor 115 zum Ermitteln der Luft­ temperatur innerhalb der Fahrgastzelle (auf die nachfolgend als Innenlufttemperatur bezug genommen wird), eine Tempera­ tureinstelleinrichtung 116 zum Einstellen der Lufttemperatur innerhalb der Fahrgastzelle, einen Wassertemperatursensor 117 zum Ermitteln der Temperatur des Motorkühlmittels, welches den Heizerkern 12 durchsetzt, einen Verdampfersensor 118 zum Ermitteln der Lufttemperatur unmittelbar nach Hindurchtreten durch den Verdampfer 101 oder der Temperatur auf der Luft­ blasoberfläche in der stromabwärtigen Seite des Verdampfers 101, einen Klimaanlagenschalter 119 zum automatischen Steuern der Menge (Drehzahl) der von dem Gebläse 13 geblasenen Luft, der Luftblasbetriebsarten, der Luftmischklappe 103 und der­ gleichen auf Grundlage der Ermittlungswerte der Sensoren 114 und 115, der Solltemperatur der Temperatureinstelleinrichtung 116 und dergleichen beim Starten der Kraftfahrzeug-Klimaan­ lage 100, einen Sofortheizschalter 112 zum Ermitteln, ob oder ob nicht die Sofortheizbetriebsart automatisch betätigt wird, einen Motorkühlmitteltemperatursensor 121 zum Ermitteln der Kühlmitteltemperatur in dem Motor und dergleichen, und diese Elemente sind mit der Steuerung 113 verbunden.

Bei der vorliegenden Ausführungsform sind der Wassertempera­ tursensor 117 und der Motorkühlmitteltemperatursensor 121 durch Thermistoren implementiert, deren Widerstand sich än­ dert, wenn sich die Temperatur ändert. Der Wassertemperatur­ sensor 117 ist auf der stromabwärtigen Seite des Heißwasser­ tanks 40 sowie innerhalb des Kühlmittelrohrs auf der strom­ aufwärtigen Seite des Heizerkerns 12 angeordnet, wie in Fig. 1 gezeigt.

Ein Elektromotor 13a zum Antreiben des Gebläses 13 und Servo­ motoren 110 bis 112 zum Antreiben jeder der Klappen 107 bis 109 sind mit der Steuereinrichtung 113 als ihre Ausgangsan­ schlüsse verbunden. Die Steuerung der Steuereinrichtung 113 der Kraftfahrzeug-Klimaanlage 100 ist nachfolgend erläutert.

Als nächstes wird das Dreiwege-Ventil 11 des Heißwassertanks 40 in bezug auf Fig. 2 erläutert.

Ein Heißwassereinlaß 42 führt dem Heißwassertank 40 heißes Wasser zu. Ein Heißwasserauslaß 43 trägt das in dem Heißwas­ sertank 40 gehaltene heiße Wasser aus. Eine Gehäuseabdeckung 44, welche eine Einströmleitung 110a bildet, ist auf einem Ventilgehäuse 41 mit einem Bolzen (nicht gezeigt) durch einen O-Ring 41a an einem Endabschnitt des Ventilgehäuses 41 ent­ fernt von dem Heißwassereinlaß 42 und dem Heißwasserauslaß 43 angebracht. Außerdem ist ein Gehäusedeckel 45, der die Umge­ hungsleitung 10 bildet, auf dem Ventilgehäuse 41 mit einem Bolzen (nicht gezeigt) durch den O-Ring 41a an einem Endab­ schnitt in Gegenüberlage zu dem Gehäusedeckel 44 des Ventil­ gehäuses 41 angebracht.

Eine zylindrische Kommunikations- bzw. Verbindungskammer 46 mit einem zylindrischen Loch in der Mitte und einen Heißwas­ serverzweigungsabschnitt zwischen der Zuströmleitung 10a und der Umgehungsleitung 10 bildend, ist nahezu am Mittelab­ schnitt des Ventilgehäuses 41 gebildet. Ein Ventilsitz 47, der über einen Innenumfang der Verbindungskammer 46 angeord­ net ist, ist in einer Seite der Zuströmleitung 10a im mittle­ ren Abschnitt der Verbindungskammer 46 gebildet. Ein Kunst­ harzöffnungsventil 48 (Ventilkörper) zum Regeln der Durch­ flußmenge des heißen Wassers, welches in der Zuströmleitung 10a strömt, ist auf der Seite der Zuströmleitung 10a einer Ventilöffnung 47a angeordnet, die durch den Ventilsitz 47 ge­ bildet ist. Ein ringförmiges Dichtmaterial (wie etwa Nitril­ gummi) 48a haftet an dem Öffnungsventil 48 auf einer Kontakt­ fläche zwischen dem Öffnungsventil 48 und dem Ventilsitz 47.

Eine Öffnung 48b, die in Verbindung mit der Zuströmleitung 10a steht, indem sie das Öffnungsventil 48 durchsetzt, ist im mittleren Abschnitt des Öffnungsventils 48 angeordnet. Der Durchmesser (bei der vorliegenden Ausführungsform etwa 4 mm) eines Lochs der Öffnung 48b auf der Seite der Zuströmleitung 10a ist größer als der Durchmesser (bei der vorliegenden Aus­ führungsform etwa 2 mm) eines Lochs der Öffnung auf der Seite des Ventilsitzes 47.

Ein Führungsträger 49 zum Führen der Gleitaktion des Öff­ nungsventils 48 ist auf einem Schnittpunkt einer Linie, die sich von einer axialen Linie der Öffnung 48b und dem Gehäuse­ deckel 44 aus erstreckt und dem Gehäusedeckel 44 vorgesehen. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist eine Nut 49c auf dem Führungsträ­ ger 49 gebildet. Die Tiefe der Nut 49c ist derart, daß die Zuströmmenge des heißen Wassers, das in der Öffnung 48a fließt, eine vorbestimmte Durchflußmenge ist, während der Führungsträger 49 in der Öffnung 48b gehalten ist.

Eine Nut 48c ist in einem Außenumfangsabschnitt auf der Seite der Zuströmleitung 10a des Öffnungsventils 48 so gebildet, daß eine Feder 50 zum Rückstellen des Öffnungsventils 48 in seine Ursprungsposition in gutem Zustand bzw. unter guter Be­ dingung gehalten wird. Aus demselben Grund ist ein Abschnitt 44a, in welchem ein Endabschnitt der Feder 50 des Gehäuses 44 positioniert ist, in konkaver Form gebildet.

Ein Thermostat 51 (Temperaturerfassungsventilkörper), der einen Temperaturerfassungsventilkörper der Umgehungsleitung bildet, ist in der Verbindungskammer 46 auf der Seite der Um­ gehungsleitung 10 angeordnet. Ein Metallgehäuse 42 des Ther­ mostats 51 bildet Öffnungsabschnitte auf der Seitenfläche und zu beiden Enden. Ein konvexer Kunstharzabschnitt 52b ist an einem mittleren Abschnitt des Öffnungsabschnitts 52a unter bzw. zwischen den Öffnungsabschnitten auf der Seite der Umge­ hungsleitung 10 gebildet, und der konvexe Abschnitt 52b ist hohl und seine konkave Spitze ist geschlossen. Die Umgehungs­ leitung 10 mit der Verbindungskammer 46 ist durch den Öff­ nungsabschnitt 52a und den Öffnungsabschnitt auf der Seiten­ fläche des Gehäuses 52 gebildet, und das Öffnen und Schließen der Umgehungsleitung 10 werden durch Öffnen und Schließen des Öffnungsabschnitts 52a gesteuert.

Ein Wachskasten 53 als Temperaturerfassungsbetätigungselement ist gleitend in axialer Richtung der Verbindungskammer 46 auf der Mittenachse des Gehäuses 52 angeordnet. Ein Flanschab­ schnitt 53a ist auf der Seite der Umgehungsleitung 10 des Wachsgehäuses 53 angeordnet. Der Flanschabschnitt 53a ist an den Öffnungsabschnitt 52a durch eine Feder 54 für eine Rück­ stell- und Gleitbewegung des Wachsgehäuses 53 gepreßt und steuert das Öffnen und Schließen des Öffnungsabschnitts 52a.

Wachs mit einem vorbestimmten Gefrierpunkt bzw. Flüssig-Fest-Über­ gangspunkt (bei der vorbestimmten Ausführungsform etwa 40°C) füllt den Wachskasten 53, und eine Welle 55 zum Bewegen ansprechend auf Änderungen des Volumens des Wachses ist in dem Wachskasten 53 gleitend gehalten. Ein Ende der Welle 55 ist innerhalb des konvexen Abschnitts 52b gehalten, und der Wachskasten 53 bewegt sich in Richtung auf die Seite der Zu­ strömleitung 10a aufgrund der Volumenausdehnung des Wachses.

Ein gefalteter Abschnitt 52c, der sich in Richtung auf die Innenseite faltet, ist auf der Seite der Zuströmleitung 10a des Gehäuses 52 gebildet. Die Feder 54 ist zwischen dem Flanschabschnitt 53a und dem gefalteten Abschnitt 52c ange­ ordnet. Die Zuströmleitung 10a steht in Verbindung mit dem Öffnungsabschnitt 25, wie in Fig. 2 gezeigt, und das Aus­ tragrohr (nicht gezeigt) zum Austragen des heißen Wassers, das in dem Heißwassertank 40 bevorratet ist, ist integral mit dem Ventilgehäuse 41 gebildet. Das Austragrohr ist so gebil­ det, daß es sich vom Öffnungsabschnitt 25 in einer Richtung parallel zum Heißwassereinlaß 42 und dem Heißwasserauslaß 43 erstreckt.

Als nächstes wird die Arbeitsweise des Thermostats 51 des Dreiwege-Ventilabschnitts 11 zusammen mit dem Betrieb zwi­ schen dem Heißwasserkreislauf 2 und dem Heißwassertank 40 der in Fig. 1 gezeigten Kraftfahrzeug-Klimaanlage erläutert. Wenn die Heißwassertemperatur in der Verbindungskammer 46 ansteigt (bei der vorliegenden Ausführungsform auf 40°C oder höher), dehnt sich das Wachs in dem Wachskasten 53 aus und anspre­ chend darauf startet der Wachskasten 53 seine Bewegung in Richtung auf das Öffnungsventil 48. Der Öffnungsabschnitt 52a öffnet infolge davon und die Umgehungsleitung 10 startet die Verbindung mit dem Öffnungsabschnitt 52a. Wenn sich der Wachskasten 53 weiter bewegt, startet der Wachskasten 53 das Kontaktieren der Öffnung 48b derart, daß die Öffnung 48b ver­ schlossen wird. Die Öffnungsleitung 10b ist eine Heißwasser­ leitung, die sich durch den Heißwassertank 40 erstreckt, in­ dem sie durch die Öffnung 48b hindurchtritt. Wenn der Wachs­ kasten 53 sich weiter bewegt, startet das Öffnungsventil 48 seine Bewegung. Eine Ventilöffnung 47a startet deshalb das Öffnen und die Zuströmleitung 10a startet die Verbindung mit der Ventilöffnung 47a. Wie in der Figur deutlich gezeigt, steht die Öffnung 10b in Verbindung mit den Öffnungen 48b durch die Nut 49c, bis der Wachskasten 53 die Öffnung 48b verschließt.

Als nächstes wird die Arbeitsweise der Kraftfahrzeugheißwas­ sereinrichtung vom Heißwasser-Typ in bezug auf Fig. 1 erläu­ tert. Nachfolgend wird die Durchflußmenge des Kühlmittels, welches in den Heizerkern 12 strömt, beispielhaft erläutert, indem angenommen wird, daß die Drehzahl der Wasserpumpe 4 konstant ist (d. h., der Motor 3 befindet sich im Leerlauf).

1. Sofort-Heizbetriebsart

Wenn die Heißwassertemperatur unmittelbar nach dem Start des Motors niedrig ist (bei der vorliegenden Ausführungsform niedriger als 40°C), wird der Thermostat 51 wie vorstehend erläutert nicht betätigt, weil das Wasser bei niedriger Tem­ peratur in ihm strömt. Die Umgehungsleitung 10 wird deshalb in geschlossenem Zustand gehalten. Das Wasser niedriger Tem­ peratur strömt deshalb in den Heißwassertank 40 bei durch die Öffnungsleitung 10b verringerter Durchflußmenge. Das in dem Heißwassertank 40 umgewälzte heiße Wasser, das dieselbe Ge­ schwindigkeit (bei der vorliegenden Ausführungsform etwa 1 Liter/min), wie das Niedrigtemperaturwasser hat, das in dem Heißwassertank 40 strömt, strömt in dem Heizerkern 12 derart, daß das sofortige Beheizen der Fahrgastzelle des Fahrzeugs unmittelbar ausgeführt wird. Der Grund, weshalb das heiße Wasser in dem Heißwassertank 40 mit durch die Öffnungsleitung 10b verringerter Durchflußmenge in dem Heizerkern 12 strömt, ist im folgenden erläutert.

Wenn beispielsweise der Motor des Fahrzeugs vollständig ein­ gefroren ist, weil das Fahrzeug für eine lange Zeitdauer im Winter in einer Parkbucht geparkt hat, strömt sämtliches heißes Wasser in dem Heißwassertank 40 in den Heizerkern 12 innerhalb von 1 Minute, und Luft mit hoher Temperatur kann von dem Heizerkern 12 während der ersten Minute geblasen wer­ den. Das Wasser mit verringerter Temperatur, welches durch den Heizerkern 12 hindurchtritt, strömt in den Motor 3. Der Motor 3, der eine niedrige Temperatur aufweist, absorbiert die Wärme von dem heißen Wasser. Die Temperatur des heißen Wassers, das durch den Motor 3 hindurchtritt, ist deshalb aufgrund der großen Wärmekapazität des Motors 3 verringert. Obwohl das Wasser in dem Heizerkern 12 erneut strömt, fühlt sich der Fahrgast für eine größere Zeitperiode nicht warm.

Indem das heiße Wasser in dem Heißwassertank 40 allmählich zu dem Heizerkern 12 strömengelassen wird, indem die Durchfluß­ menge der Öffnungsleitung 10b verringert wird, kann der Fahr­ gast in der Fahrgastzelle sich für längere Zeit warm fühlen.

2. Heißwasserumgehungsbetriebsart

Wenn die Temperatur des heißen Wassers ansteigt (bei der vor­ liegenden Ausführungsform zwischen 40°C und 65°C), startet der Thermostat 51 seinen Betrieb derart, daß die Umgehungs­ leitung 10 das Öffnen startet. Die Öffnungsleitung 10b wird geschlossen und die Zufuhr von heißem Wasser zu dem Heizer­ kern 12 von dem Heißwassertank 40 wird unterbrochen. Das heiße Wasser, das von dem Motor 3 ausgehend strömt und eine erhöhte Temperatur aufweist, strömt direkt in den Heizerkern 12 unter Umgehung der Umgehungsleitung 10. Zu diesem Zeit­ punkt wird die Durchflußmenge des heißen Wassers, das in dem Heizerkern 12 strömt, nachdem es durch die Umgehungsleitung 10 hindurchgetreten ist, als größer festgelegt als die Durch­ flußmenge des heißen Wassers, das in dem Heizerkern 12 in der Sofortheizbetriebsart strömt.

3. Wärmespeicherbetriebsart

Wenn die Temperatur des heißen Wassers ansteigt und 65°C übertrifft, bewegt sich das Öffnungsventil 48 und die Zu­ strömleitung 10a öffnet. Das heiße Wasser strömt deshalb so­ wohl in die Umgehungsleitung 10 wie in die Zuströmleitung 10a und wird sowohl dem Heißwassertank 40 wie dem Heizerkern 12 zugeführt. Die Durchflußmenge des zugeführten heißen Wassers zu diesem Zeitpunkt beträgt ungefähr 6 Liter/min.

Als nächstes wird die Steuerung der Klimaanlage 100 durch die Steuereinrichtung 113, bei der es sich um einen Hauptab­ schnitt der vorliegenden Erfindung handelt, erläutert. Die folgende Erläuterung basiert auf der Annahme, daß das Fahr­ zeug für längere Zeit im Winter geparkt ist und der Motor 3 vollständig eingefroren ist.

Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm der Steuerung der Steuerein­ richtung 113. Wenn ein (nicht gezeigten) Zündschalter einge­ schaltet wird, wird die Steuerung des Flußdiagramms ausge­ führt. Wenn der Zündschalter eingeschaltet ist, wird der Mo­ tor 3 so getätigt, daß die Wasserpumpe 4 in dem Motor 3 ange­ trieben wird, und das Motorkühlmittel in der Zuströmleitung 10a des Heißwassertanks 9 strömt bzw. fließt. Ansprechend auf die Temperatur des Kühlmittels, welches in der Zuströmleitung 10a strömt, kann entweder die Sofortheizbetriebsart, die Heißwasserumgehungsbetriebsart oder die Heizspeicherbetriebs­ art gewählt werden.

Der Schritt 200 ermittelt, ob ein Klimaanlagenschalter 119 eingeschaltet ist. Wenn die Ermittlung im Schritt 200 ein po­ sitives Ergebnis erbringt, schreitet die Steuerung zum Schritt 210 weiter. Wenn die Ermittlung im Schritt 200 ein negatives Ergebnis ergibt, hält die Steuerung an. Wenn der Klimaanlagenschalter 119 eingeschaltet und der Zündschalter ausgeschaltet ist, und der Zündschalter erneut eingeschaltet wird, behält der Klimaanlagenschalter 119 den EIN-Zustand derart bei, daß die Steuerung des Flußdiagramms ausgeführt wird.

Zum Einlesen jeglicher Art von Information liest der Schritt 210 Ermittlungswerte des Außenlufttemperatursensors 114, des Innenlufttemperatursensors 115, des Wassertemperatursensors 117 und des Motorkühlmitteltemperatursensors 121 ein, und bei der Solltemperatur der Temperatureinstelleinrichtung 116 und den Ermittlungswerten der Solltemperatur handelt es sich um Klimatisierungsumgebungsfaktoren, welche die Fahrgastzelle des Fahrzeugs beeinflussen.

Wenn der Zündschalter eingeschaltet wird, wird die Wasser­ pumpe 4 angetrieben und eine der vorstehend erläuterten drei Betriebsarten wird gewählt, und das Kühlmittel strömt im Hei­ zerkern 12 derart, daß der Wassertemperatursensor 117 eine Temperatur TW2 des Kühlmittels ermittelt, das in dem Heizer­ kern 12 strömt. Da zu diesem Zeitpunkt der Wassertemperatur­ sensor 117 innerhalb des Kühlmittelrohrs angeordnet ist, kann der Wassertemperatursensor 117 die Temperatur des Kühlmit­ tels, das in dem Heizerkern 12 strömt, exakt mit gutem An­ sprechleistungsvermögen ermitteln. Abhängig von der Sollposi­ tion des Wassertemperatursensors 117 dauert es eine bestimmte Zeit, für welche die Wasserpumpe 4 angetrieben ist und das heiße Wasser in dem Heißwassertank 40 die Sollposition des Wassertemperatursensors 117 erreicht. Nachdem die Wasserpumpe 4 ansprechend auf die Sollposition des Wassertemperatursen­ sors 117 angetrieben wurde und eine vorbestimmte Zeitperiode abgelaufen ist, kann der Wassertemperatursensor 117 die Tem­ peratur des Kühlmittels ermitteln, das in dem Heizerkern 12 strömt. In diesem Fall handelt es sich bei der Ermitt­ lungstemperatur TW1 des Motorkühlmitteltemperatursensors 121 um die Kühlmitteltemperatur des Kühlmittelkreislaufs 1 ohne das heiße Wasser in dem Heißwassertank 40, bevor der Zünd­ schalter eingeschaltet wird.

Im Schritt 215 wird als nächstes eine Zielblaslufttemperatur TAO in der Fahrgastzelle (nachfolgend TAO genannt) in der nachfolgenden Gleichung auf Grundlage der Information berech­ net, die im Schritt 210 eingelesen wurde.

TAO = Kest × Test - Kr × Tr - Lam × Tam - Ks × Ts + C (1)

Bei Test handelt es sich um eine Solltemperatur, die durch die Temperatureinstelleinrichtung 116 gegeben ist, bei Tr handelt es sich um einen Ermittlungswert des Innenlufttempe­ ratursensors 115, bei Ts handelt es sich um einen Ermitt­ lungswert des (nicht gezeigten) Sonnenlichtsensors und bei Kest, Kr, Kam und Ks handelt es sich um Verstärkungsfaktoren und bei C handelt es sich um eine Konstante.

TAO wird größer, wenn die Heizlast in der Fahrgastzelle groß wird, so daß TAO als Äquivalent zu der Heizlast in der Fahr­ gastzelle ermittelt wird.

Der Schritt 220 ermittelt, ob der Sofortheizschalter 120 ein­ geschaltet ist. Wenn die Ermittlung im Schritt 220 ein posi­ tives Ergebnis erbringt, schreitet die Steuerung zum Schritt 230 weiter. Wenn die Ermittlung im Schritt 220 ein negatives Ergebnis bringt, schreitet die Steuerung zum Schritt 240 wei­ ter, um eine normale Heiz/Klimatisierungsbetriebsart zu erge­ ben.

Der Inhalt der normalen Heiz/Klimatisierungsbetriebsart wird nunmehr erläutert. Um diese Betriebsart in einfacher Weise erläutern zu können, wird angenommen, daß der Heizwasser­ kreislauf 2 bei der vorliegenden Ausführungsform den Heißwas­ sertank 40 nicht umfaßt. Die normale Heiz/Klimatisierungsbetriebsart, bei welcher die Temperatur des Motorkühlmittels extrem niedrig ist, obwohl die Fahrgast­ zelle des Fahrzeugs einer Heizung bedarf, befindet sich in einem Haltezustand, wenn die Motorkühlmitteltemperatur an­ steigt.

Der Schritt 240 ermittelt die Luftblasbetriebsart aus der in Fig. 4 gezeigten TAO-Blaskurve auf Grundlage von TAO, die im Schritt 215 berechnet wurde. Das Spannungsanlegen (Blasmenge des Gebläses 13, auch Blasniveau genannt) des Motors 13a des Gebläses 13 wird so gesteuert, daß sie zunimmt, wenn die Er­ mittlungstemperatur TW2 des Wassertemperatursensors 117 an­ steigt. An der bzw. für die Luftmischklappe 103 wird ein Ver­ hältnis der Menge der kühlen Luft zur Menge der Heißluft auf Grundlage des Ermittlungswerts TW2 des Heißwassertemperatur­ sensors 117 und von TAO gesteuert. Die klimatisierte Luft, die durch den Verdampfer 101 hindurchtritt, befindet sich in einem maximalen Heizzustand (max. heiß), in welchen Zustand sämtliche klimatisierte Luft durch den Heizerkern 12 hin­ durchtritt. Hierbei handelt es sich um die normale Steuerung.

Der Schritt 230 führt die folgende Ermittlung durch die Ziel­ blaslufttemperatur TAO auf, die im Schritt 215 berechnet wurde. Wenn im Schritt 230 TAO kleiner als ein vorbestimmter Wert (bei der vorliegenden Ausführungsform 32) ist, wie in Fig. 6 gezeigt, d. h., wenn die Heizlast in der Fahrgastzelle des Fahrzeugs nicht groß ist, wird das heiße Wasser in dem Heißwassertank 40 nicht verwendet. Die Steuerung schreitet zum Schritt 240 weiter, um die normale Heiz/Klimatisierungsbetriebsart zu wählen.

Wenn der Schritt 230 ermittelt, daß TAO größer als der vorbe­ stimmte Wert ist, ist die Heizlast in der Fahrgastzelle groß und das heiße Wasser in dem Heißwassertank 40 wird verwendet, und der Schritt 230 ermittelt, daß die Temperatur in der Fahrgastzelle rasch erhöht werden muß, wobei die Steuerung zum Schritt 250 weiterschreitet. Unmittelbar nachdem der Zündschalter eingeschaltet wurde, und wenn die Zielblasluft­ temperatur TAO zum ersten Mal berechnet wird, wird der Er­ mittlungsinhalt, der in Fig. 6 gezeigt ist, auf die Kurve im unteren Abschnitt der Figur angewendet. Wenn TAO beispiels­ weise 31 ist, ist das Ermittlungsergebnis im Schritt 230 ne­ gativ. Die Ermittlung im Schritt 230 hat die in Fig. 6 ge­ zeigte Hysterese. Dies verhindert ein Hin- und Herschwingen zwischen der normalen Heiz/Klimatisierungsbetriebsart und der Sofortheiz/Klimatisierungsbetriebsart, wie nachfolgend erläu­ tert, und zwar aufgrund einer kleinen Änderung von TAO.

Unmittelbar, nachdem im Schritt 250 der Zündschalter einge­ schaltet wurde, und wenn die Ermittlungstemperatur TW1, die durch den Motorkühlmitteltemperatursensor 121 ermittelt wird, höher ist als der vorbestimmte Wert (bei der vorliegenden Ausführungsform 35°C), wie in der Kurve im unteren Abschnitt von Fig. 7 gezeigt, schreitet die Steuerung zum Schritt 240 weiter, um die normale Heiz/Klimatisierungsbetriebsart zu wählen. In diesem Fall befindet sich der Heißwassertank 40 in der Heißwasserumleitbetriebsart oder der Wärmespeicherbe­ triebsart und der Durchfluß des heißen Wassers in dem Heizer­ kern 12 beträgt mehr als 1 Liter/min.

Wenn die Ermittlungstemperatur TW1 niedriger ist als der vor­ bestimmte Wert (bei der vorliegenden Ausführungsform 35°C), befindet sich der Wassertank 40 in der Sofortheizbetriebsart und das heiße Wasser in dem Heißwassertank 40 strömt in den bzw. in dem Heizerkern 12 mit 1 Liter/min und die Steuerung schreitet zum Schritt 260 weiter. Die Ermittlung im Schritt 250 enthält die in Fig. 7 gezeigte Hysterese. Dies verhindert ein Schwingen zwischen der normalen Heiz/Klimatisierungsbetriebsart und der Sofortheizbetriebs­ art, wie nachfolgend erläutert, aufgrund von Änderungen der Ermittlungstemperatur TW1.

Unmittelbar nachdem im Schritt 260 der Zündschalter einge­ schaltet wurde, und wenn die Ermittlungstemperatur TW2, die durch den Wassertemperatursensor 117 ermittelt wird, niedri­ ger ist als der vorbestimmte Wert (bei der vorliegenden Aus­ führungsform 45°C), wie in der Kurve von Fig. 8 gezeigt, schreitet die Steuerung zum Schritt 240 weiter, um die nor­ male Heiz/Klimatisierungsbetriebsart zu wählen. Wenn die Er­ mittlungstemperatur TW2 höher ist als der vorbestimmte Wert (bei der vorliegenden Ausführungsform 45°C) schreitet die Steuerung zum Schritt 280 weiter, um die Sofort­ heiz/Klimatisierungsbetriebsart durch das Kühlmittel aus zu­ führen, das in dem Heißwassertank 40 bevorratet ist.

Das heißt, die Sofortheiz/Klimatisierungsbetriebsart wird automatisch eingeschaltet, wenn ein Sofortheizschalter 20 EIN-geschaltet und die Zielblaslufttemperatur TAO größer ist als der vorbestimmte Wert (32), und die Ermittlungstemperatur TW1 des Motorkühlwassertemperatursensors 121 niedriger ist als der vorbestimmte Wert (35°C), und die Ermittlungstempera­ tur TW2 des Wassertemperatursensors 117 höher ist als der vorbestimmte Wert (45°C).

Der Schritt 280 wählt die Sofort­ heiz/Klimatisierungsbetriebsart und die Menge der Blasluft in der Luftblasbetriebsart und des Gebläses 13 in der Sofort­ heiz/Klimatisierungsbetriebsart wird in den Kurven von Fig. 4 und 9 ermittelt. Das heißt, die Luftblasbetriebsart in der Sofortheiz/Klimatisierungsbetriebsart wird ansprechend auf TAO ermittelt, die im Schritt 215 berechnet wurde. Wenn ande­ rerseits der Schritt 230 ermittelt, daß TAO größer ist als der Wert von 32, wird die Luftblasbetriebsart in der Abfolge B/L, FUSS, GESICHT bis FUSS ermittelt, wenn der Wert von TAO zunimmt, wie in Fig. 4 gezeigt.

Der Grund dafür besteht darin, daß die Luftblasbetriebsart der herkömmlichen Kraftfahrzeug-Klimaanlage ermittelt bzw. festgelegt wird, in der Abfolge GESICHT, B/L 1 bis 3 bis FUSS, wenn der Wert von TAO zunimmt. Wenn TAO größer als der vorbe­ stimmte Wert ist (beispielsweise bei der vorliegenden Ausfüh­ rungsform) beträgt TAO in Fig. 4 150), wird die Luftblasbe­ triebsart in die Fußbetriebsart geregelt bzw. gesteuert. Wenn bei der vorliegenden Ausführungsform jedoch TAO größer als 40 und kleiner als 148 ist, wird die Gesichtsbetriebsart ge­ wählt. Wenn TAO größer als 150 ist, wird die Fußbetriebsart gewählt. Das heißt, bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Sofortheiz/Klimatisierungsbetriebsart mit dem Heißwasser­ tank 40 ausgeführt. Da der Fahrgast sich üblicherweise im Be­ reich des Oberkörpers wärmer fühlt als im Bereich des unteren Körperteils, nimmt der Fahrgast problemlos Wärme wahr, die von dem Heißwassertank 40 herkommt, indem die klimatisierte Luft in Richtung auf seinen Oberkörper geblasen wird. Wenn TAO größer als 150 ist, wird davon ausgegangen, daß die Außenlufttemperatur extrem niedrig ist. Der Fahrgast fühlt deshalb kalte Luft, es sei denn, die Temperatur der klimati­ sierten Luft ist extrem hoch, so daß die klimatisierte Luft auf den unteren Teil des Fahrgastes geblasen werden muß.

Die Menge (Gebläsepegel) der Blasluft vom Gebläse 13 in der Sofortheiz/Klimatisierungsbetriebsart wird durch die Ermitt­ lungstemperatur TW2 des Wassertemperatursensors 117 ermit­ telt, wie in Fig. 9 gezeigt, und die Menge der Blasluft wird erhöht, wenn die Ermittlungstemperatur TW2 zunimmt. Wenn die Ermittlungstemperatur TW2 höher ist als der vorbestimmte Wert (bei der vorliegenden Ausführungsform 60°C), wird die Menge als ein konstanter Wert eingestellt. Die Menge der Blasluft durch die Ermittlungstemperatur TW2 wird so eingestellt, daß die Blaslufttemperatur der klimatisierten Luft in die Fahr­ gastzelle eine minimale Temperatur erbringt, die erforderlich ist, daß einem Fahrgast Wärme vermittelt wird. Die minimale Temperatur bei der vorliegenden Ausführungsform beträgt 40°C.

Ein bemerkenswerter Punkt ist dabei, daß die Menge der Blas­ luft vom Gebläse 13 in der Sofort­ heiz/Klimatisierungsbetriebsart einen Sollwert hat, der sich von dem Sollwert in bezug auf dieselbe Ermittlungstemperatur TW2 in der normalen Heiz/Klimatisierungsbetriebsart, die in Fig. 5 gezeigt ist, unterscheidet. Das heißt, die Menge der Blasluft in der Sofortheiz/Klimatisierungsbetriebsart ist ge­ ringer als die Menge der Blasluft bei der normalen Steuerung aufgrund derselben Ermittlungstemperatur TW2. Mit anderen Worten ist die Menge der Blasluft in der normalen Heiz/Klimatisierungsbetriebsart - größer als die Menge der Blasluft in der Sofortheiz/Klimatisierungsbetriebsart auf Grundlage derselben Ermittlungstemperatur TW2.

Der Grund dafür besteht darin, daß bei der vorstehend erläu­ terten Sofortheiz/Klimatisierungsbetriebsart die Menge des heißen Wassers, das in dem Heizerkern 12 ausgehend von dem Heißwassertank 40 fließt bzw. strömt, geringer (bei der vor­ liegenden Ausführungsform etwa 1 Liter/min) ist als in der normalen Klimatisierungsbetriebsart. Wenn deshalb die Menge der Blasluft dieselbe ist wie die Menge in der normalen Heiz/Klimatisierungsbetriebsart, wird die Temperatur der kli­ matisierten Luft, die durch den Heizerkern 12 hindurchtritt, verringert. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Menge der Blasluft von dem Gebläse 13 auf Grundlage der Tem­ peratur TW2 des Kühlmittels ermittelt, das in dem Heizerkern 12 strömt, und die in Fig. 5 und 9 gezeigten unterschiedli­ chen Kurven, bei welchen die Sofort­ heiz/Klimatisierungsbetriebsart eine unterschiedliche Kühl­ mittelmenge umfaßt, die in dem Heizerkern 12 strömt, werden bereitgestellt. Die Menge der Blasluft des Gebläses 13 kann deshalb ansprechend auf das Temperaturempfinden des Fahrgasts eingestellt werden.

Der Schritt 290 ermittelt, ob die Änderung der Ermitt­ lungstemperatur TW2 groß ist, die durch den Wassertemperatur­ sensor 117 ermittelt wurde, nachdem der Zündschalter einge­ schaltet wurde. Das heißt, wenn beispielsweise der Zündschal­ ter eingeschaltet ist und die Sofort­ heiz/Klimatisierungsbetriebsart unter einer Bedingung gewählt ist, in welcher das heiße Wasser in dem Heißwassertank 40 80°C beträgt und die Kühlmitteltemperatur im Motor 30°C be­ trägt, daß das Kühlwasser in dem Heißwassertank 40 in den bzw. dem Heizerkern 12 mit etwa 1 Liter/min strömt und das heiße Wasser mit niedrigerer Temperatur in den bzw. dem Heiß­ wassertank 40 ausgehend vom Motor 3 strömt.

Das Fassungsvermögen des Heißwassertanks 40 bei der vorlie­ genden Ausführungsform beträgt 3 Liter. Nachdem der Zünd­ schalter eingeschaltet wurde, wird das heiße Wasser in dem Heißwassertank 40 in ungefähr 3 Minuten vollständig ausgetra­ gen. Obwohl die Ermittlungstemperatur TW2 etwa 80°C zu Beginn der Sofortheiz/Klimatisierungsbetriebsart beträgt, wird des­ halb die Ermittlungstemperatur TW2 niedriger als 80°C, nach­ dem das heiße Wasser bei 80°C in dem Heißwassertank 40 ausge­ tragen ist. Deshalb wird die verringerte Temperatur (bei der vorliegenden Ausführungsform 7°C) ermittelt, und wenn die Temperatur 7°C oder höher ist, ist die Sofort­ heiz/Klimatisierungsbetriebsart beendet und die Steuerung schreitet zum Schritt 240 weiter.

Wie in den Kurven von Fig. 4 und 9 gezeigt, nimmt die Menge der Blasluft des Gebläses 13 zu, wenn die Ermittlungstempera­ tur TW2 ansprechend auf die Durchflußmenge des Kühlmittels ansteigt, das in dem Heizerkern 12 strömt, so daß der Fahr­ gast ansprechend auf das Wärmeempfinden sich wärmer fühlen kann. Infolge davon kann der Fahrgast Wärme komfortabler emp­ finden. Wenn die Temperatur in der Fahrgastzelle in der So­ fortheiz/Klimatisierungsbetriebsart unter Verwendung des Hochtemperaturkühlmittels in dem Heißwassertank 40 anspre­ chend auf die Heizlast (TAO) ansteigt, wird die Zielblasluft­ temperatur TAO verringert. Die Ermittlung im Schritt 230 wird deshalb negativ und die Heiz/Klimatisierungsbetriebsart wird automatisch in die normale Heiz/Klimatisierungsbetriebsart so umgeschaltet, daß das Heizen der Fahrgastzelle nicht fortge­ setzt werden kann.

Da in der Sofortheiz/Klimatisierungsbetriebsart der Wasser­ temperatursensor 117 innerhalb des Kühlmittelrohrs vorgesehen ist, kann die TW2 präzise ermittelt werden und die Temperatur der klimatisierten Luft kann ansprechend auf das Empfinden des Fahrgasts für Wärme sicher eingestellt werden.

Obwohl der Sofortheizschalter 120 kein notwendiger Faktor für die vorliegende Erfindung ist, wird, wenn der Sofortheiz­ schalter 120 nicht vorgesehen ist, der Klimatisierungsschal­ ter 119, der in der Fahrgastzelle angeordnet ist, eingeschal­ tet, und die Zielblaslufttemperatur TAO wird automatisch be­ rechnet. Wie in den Schritten 230, 250 und 260, wird die So­ fortheiz/Klimatisierungsbetriebsart ansprechend auf die Wert von TAO, TW1 und TW2 gewählt. Wie bei der vorstehend erläu­ terten Ausführungsform, wird infolge davon durch Einschalten des Sofortheizschalters 120 und des Klimatisierungsschalters 119 und durch Einschalten von lediglich dem Klimatisierungs­ schalter 116 die Sofortheizbetriebsart gewählt, und aufgrund von Handbetätigungen treten keine Probleme auf bzw. werden keine Mühen verursacht.

Obwohl die Durchflußmenge des heißen Wassers, das in dem Hei­ zerkern 12 durch das Dreiwege-Ventil 11 zum automatischen Um­ schalten der Strömungsdurchlässe durch Ermitteln der Tempera­ tur des Kühlmittels geändert wird, ist die vorliegende Erfin­ dung nicht auf die offenbarte Ausführungsform beschränkt, sondern kann in unterschiedlichster Weise modifiziert werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise durch Verwenden eines elektrisch ansprechend auf die Tempera­ tur des Wassertemperatursensors 117 und des Kühlmitteltempe­ ratursensors 121 angetriebenen Ventils kann die Durchfluß­ menge des heißen Wassers, das in dem Heizerkern 12 fließt bzw. strömt, geändert werden.

Obwohl eine Luftmischeinrichtung zum Regeln der Temperatur der klimatisierten Luft durch Mischen kalter und heißer Luft als Kraftfahrzeug-Klimaanlage, wie vorstehend erläutert, an­ gewendet wird, kann eine Wiederheizeinrichtung zum Regeln der Temperatur der klimatisierten Luft durch Regeln des Durch­ flusses des heißen Wassers verwendet werden, das in dem Hei­ zerkern 12 strömt.

In der Sofortheiz/Klimatisierungsbetriebsart gemäß der erläu­ terten Ausführungsform kann die Menge an Blasluft von dem Ge­ bläse 13 ansprechend auf die Menge an Sonnenlicht gesteuert werden, welches in die Fahrgastzelle eintritt.

Die Menge der Blasluft von dem Gebläse 13 wird durch die Er­ mittlungstemperatur TW2 des Wassertemperatursensors 117 in der normalen Heiz/Klimatisierungsbetriebsart ermittelt, und die Menge der Blasluft von dem Gebläse 13 kann durch die Er­ mittlungstemperatur TW1 des Sofortkühlmitteltemperatursensors 121 ermittelt werden.

Die bei den vorstehenden Ausführungsformen erläuterten Werte sind nicht auf diese beschränkt; beispielsweise können die in den Schritten 230, 250, 260 und 290 ermittelten Werte vari­ iert werden.

Die vorstehend erläuterten Änderungen und Modifikationen wer­ den durch die vorliegende Erfindung abgedeckt, die in den an­ liegenden Ansprüchen festgelegt ist.

Claims (6)

1. Kraftfahrzeug-Heizvorrichtung bzw. Klimaanlage, aufwei­ send:
Einen Motorkühlmittelkreislauf (1, 2) eines wasserge­ kühlten Motors (3) mit einem Heißwassertank (40), der eine wärmebeständige Struktur hat und Motorkühlmittel umwälzt, und in welchem das Motorkühlmittel strömt, einen Wärmetauscher (12), der auf der stromabwärtigen Seite des Heißwassertanks (40) zum Heizen von Luft und durch Verwendung des Motorkühlmittels als Heizquelle an­ geordnet ist,
eine Durchflußregeleinrichtung (11) zum Regeln des Durchflusses des Motorkühlmittels, das in dem bzw. den Wärmetauscher (12) strömt, und
eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage bzw. -Heizeinrichtung (100) mit einer Sofortheiz/Klimatisierungsbetriebsart zum sofortigen Heizen einer Fahrgastzelle durch Leiten einer kleinen Menge des Motorkühlmittels, das in dem Heißwassertank (40) umgewälzt wird, zu dem Wärmetauscher (12) unter Verwenden der Durchflußregeleinrichtung (11), und mit einer normalen Heizbetriebsart zum Heizen der Fahrgastzelle durch Leiten des Motorkühlmittels in größerer Menge als genannte kleine Menge zu dem Wärmetau­ scher (12),
wobei die Heizvorrichtung außerdem aufweist:
Eine wärmetauscherseitige Temperaturermittlungseinrich­ tung (117) zum Ermitteln einer Kühlmitteltemperatur (TW2), die in den bzw. dem Wärmetauscher 12 strömt, ein Gebläse (13) zum Blasen von Luft in Richtung auf den Wärmetauscher (12) und zum Blasen von durch den Wärme­ tauscher (12) erwärmter Luft in die Fahrgastzellen, und eine Blasluftsteuereinrichtung (113) zum Steuern der Blasluftmenge von dem Gebläse aufgrund der Kühlmittel­ temperatur (TW2), die durch die wärmetauscherseitige Temperaturermittlungseinrichtung (117) ermittelt wird, so daß die Blasluftsteuereinrichtung (113) die Menge der Blasluft in der Sofortheizbetriebsart auf einen kleine­ ren Wert regelt als die Blasluftmenge in der normalen Heizbetriebsart, und dies auch dann, wenn die Kühlmit­ teltemperatur (TW2), welche durch die wärmetauschersei­ tige Temperaturermittlungseinrichtung (117) ermittelt wird, in beiden Betriebsarten dieselbe ist.

2. Kraftfahrzeug-Heizvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Heizvorrichtung außerdem aufweist:
eine Pumpe (4) zum Umwälzen des Kühlmittels durch den Kühlmittelkreislauf (1, 2), und
eine motorseitige Temperaturermittlungseinrichtung (121) zum Ermitteln einer Kühlmitteltemperatur (TW1) in dem Kühlmittelkreislauf (1, 2), ohne daß das Kühlmittel in dem Heißwassertank (40) vorliegt bzw. vorhanden ist, und bevor die Pumpe (4) betätigt wird,
wobei die Blasluftsteuereinrichtung (113) die Sofort­ heizbetriebsart wählt, um die Menge der Blasluft zu steuern bzw. regeln, wenn die Kühlmitteltemperatur (TW1), welche durch die motorseitige Temperaturermitt­ lungseinrichtung (121) ermittelt wird, niedriger ist als ein erster vorbestimmter Wert, und die die normale Heiz­ betriebsart wählt, um die Menge der Blasluft zu steuern, wenn die Kühlmitteltemperatur (TW1), welche durch die motorseitige Temperaturermittlungseinrichtung (121) er­ mittelt wird, höher ist als der erste vorbestimmte Wert.

3. Kraftfahrzeug-Heizvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die wärmetauscherseitige Temperaturermittlungsein­ richtung (117) auf der stromabwärtigen Seite des Heiß­ wassertanks (40) und auf der stromaufwärtigen Seite des Wärmetauschers (12) angeordnet ist.

4. Kraftfahrzeug-Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die wärmetauscherseitige Temperaturermitt­ lungseinrichtung (117) in dem Kühlmittelrohr auf der stromabwärtigen Seite des Heißwassertanks (40) und der stromaufwärtigen Seite des Wärmetauschers (12) angeord­ net ist.

5. Kraftfahrzeug-Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei außerdem vorgesehen sind:
eine erste Blasluftmengeneinstelleinrichtung (280) zum Einstellen der Menge der Blasluft, um diese zu ver­ größern, wenn die Kühlmitteltemperatur (TW2), welche durch die wärmetauscherseitige Temperaturermittlungsein­ richtung (117) ermittelt wird, in der Sofortheizbe­ triebsart ansteigt, und zum Einstellen der Blasluftmenge auf einen konstanten Wert, wenn die Kühlmitteltemperatur (TW2) höher als ein vorbestimmter Wert ist, und
eine zweite Blasluftmengeneinstelleinrichtung (240) zum Einstellen der Menge der Blasluft auf Grundlage der Kühlmitteltemperatur (TW1, TW2), welche durch die wärme­ tauscherseitige Temperaturermittlungseinrichtung (117) oder die motorseitige Temperaturermittlungseinrichtung (121) ermittelt wird.

6. Kraftfahrzeug-Heizvorrichtung nach Anspruch 5, wobei
die Kraftfahrzeug-Klimaanlage bzw. -Heizvorrichtung (100) durch einen Klimaanlagenschalter (116) angetrieben bzw. aktiviert wird, der in der Fahrgastzelle angeordnet ist, und
wobei dann, wenn der Klimaanlagenschalter (116) einge­ schaltet ist, eine Heizlast (TAO) für die Fahrgastzelle auf Grundlage von Klimatisierungsumgebungsfaktoren be­ rechnet wird, die eine Klimatisierungsumgebung in der Fahrgastzelle beeinflußten, wobei dann, wenn die berech­ nete Heizlast (TAO) größer als ein vorbestimmter Wert ist, die Menge der Blasluft durch die erste Blasluftmen­ geneinstelleinrichtung (280) eingestellt wird, und
wobei dann, wenn die Heizlast (TAO) kleiner als der vor­ bestimmte Wert ist, die Menge der Blasluft durch die zweite Blasluftmengeneinstelleinrichtung (240) einge­ stellt wird.