DE19833251A1

DE19833251A1 - Klimaanlage für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE19833251A1
Application number: DE19833251A
Authority: DE
Inventors: Takahisa Suzuki; Katsuya Ishii; Keiichiro Banzai; Akihisa Kobubo
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-07-24
Filing date: 1998-07-23
Publication date: 1999-01-28
Also published as: JPH1134640A; US6047770A; JP3952545B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für ein Fahrzeug, die eine an dem Fahr zeug angebaute elektrische Einheit zufriedenstellend kühlt und die von der elektri schen Einheit erzeugte Wärme wirkungsvoll nutzt. Die Klimaanlage ist für ein Elektrofahrzeug und ein Hybridfahrzeug geeignet.

Herkömmlicherweise ist eine Klimaanlage zum Beheizen eines Fahrgastraums im Winter durch wirksame Nutzung der von elektrischen Elementen, die an dem Fahrzeug angebaut sind, erzeugten Wärme vorgeschlagen. Beispielsweise offen bart JP-A-8-258 548 eine Klimaanlage für ein Fahrzeug, die einen Fahrgastraum unter Verwendung von Wärme beheizt, die von elektrischen Elementen, die an dem Fahrzeug angebaut sind, wie von einer Wärmequelle einer Wärmepumpe er zeugt wird. Des weiteren offenbart USP 5 641 016 eine Klimaanlage für ein Fahr zeug, bei der durch die Erzeugung von Wärme von elektrischen Elementen be heiztes Kühlwasser in einer Wärmepumpe wieder erhitzt wird, um einen Fahr gastraum zu beheizen.

Jedoch werden bei der herkömmlichen Anlage die elektrischen Elemente im Sommer unter Verwendung von Kühlwasser gekühlt, und wird das Kühlwasser einem Wärmeaustausch mit Außenluft unterzogen, während es in einem Kühler umläuft. Wenn die Temperatur der Außenluft im Sommer höher als 40°C ist, kann die Temperatur des Kühlwassers auf 65°C ansteigen; daher werden die elektri schen Elemente im Sommer nicht ausreichend gekühlt.

In Hinblick auf die vorstehend angegebenen Probleme ist es eine Aufgabe der Er findung, eine Klimaanlage für ein Fahrzeug zu schaffen, die einen Fahrgastraum ausreichend beheizen kann, indem Wärme, die von einer Wärmeerzeugungsein heit, die an dem Fahrzeug angebaut ist, erzeugt wird, im Winter wirksam genutzt wird und die die Wärmeerzeugungseinheit im Sommer ausreichend kühlt.

Erfindungsgemäß besitzt eine Klimaanlage für ein Fahrzeug einen Kanal zur Aus bildung eines Luftdurchtritts zum Führen von Luft in Richtung zu einem Fahr gastraum, ein Gebläse, das in dem Luftdurchtritt angeordnet ist, zum Blasen von Luft innerhalb des Kanals in Richtung zu dem Fahrgastraum, einen Kühlmittelzy klus und einen Kühlwasserzyklus. Der Kühlmittelzyklus besitzt: einen Kompressor zum Komprimieren des Kühlmittels; einen Wasser/Kühlmittel-Wärmetauscher zur Durchführung eines Wärmeaustauschs zwischen dem von dem Kompressor ab gegebenen Kühlmittel und dem Kühlwasser zum Kühlen eines Motors, um das Kühlwasser zu erwärmen; einen Kondensator zum Kondensieren und Kühlen des Kühlmittels von dem Wasser/Kühlmittel-Wärmetauscher im Wege der Durchfüh rung eines Wärmeaustauschs zwischen dem Kühlmittel von dem Was ser/Kühlmittel-Wärmetauscher und Außenluft außerhalb des Fahrzeugs; eine er ste Druckreduzierungseinheit zur Reduzierung des Drucks des flüssigen Kühl mittels auf einen Zwischendruck, wobei das flüssige Kühlmittel in dem Was ser/Kühlmittel-Wärmetauscher und/oder in dem Kondensator kondensiert wird; eine Kühleinheit zum Kühlen einer am Fahrzeug angebauten Wärmeerzeugungs einheit, in der das Kühlmittel mit dem Zwischendruck von der ersten Druckredu zierungseinheit strömt; eine zweite Druckreduzierungseinheit zum Reduzieren des Drucks des Kühlmittels mit dem Zwischendruck von der Klimatisierungseinheit; und einen Verdampfer, der in dem Luftdurchtritt angeordnet ist, zum Verdampfen des Kühlmittels von der zweiten Druckreduzierungseinheit im Wege des Absorbie rens von Wärme aus Luft zum Kühlen der Luft. Andererseits weist der Kühlwas serzyklus auf: einen Heizkern, der in dem Luftdurchtritt an der luftstromabwärtigen Seite des Verdampfers angeordnet ist, zur Durchführung eines Wärmeaustauschs zwischen dem Kühlwasser und Luft zum Beheizen der Luft; einem Kühler zum Kühlen des Kühlwassers im Wege der Durchführung eines Wärmeaustauschs zwischen dem Kühlwasser und Außenluft; und eine Pumpe zur Umwälzführung des Kühlwassers in dem Kühlwasserzyklus. Bei der Klimaanlage sind der Was ser/Kühlmittel-Wärmeaustausch und der Motor in dem Kühlwasserzyklus ange ordnet. Somit kühlt die Kühleinheit die Wärmeerzeugungseinheit, die an dem Fahrzeug angebaut ist, in ausreichender Weise, indem das Kühlmittel mit dem Zwischendruck sogar dann verwendet wird, wenn im Sommer die Außenlufttem peratur hoch ist. Des weiteren wird während der Kühl-Betriebsart im Sommer die Wärme des Kühlmittels in dem Kühlmittelzyklus auf direktem Weg mittels des Kondensators und auf indirektem Weg mittels des Kühlers durch den Was ser/Kühlwasser-Wärmetauscher hindurch abgegeben. Daher kann das Wärmeab gabevermögen des Kühlmittelzyklus verbessert werden, und kann der Verbrauch des Kompressors an elektrischer Energie herabgesetzt werden. Weil andererseits während der Heiz-Betriebsart im Winter das Kühlwasser unter Verwendung von Wärme, die von der Wärmeerzeugungseinheit erzeugt wird, durch den Was ser/Kühlmittel-Wärmetauscher hindurch erwärmt wird, kann das Heizvermögen für den Fahrgastraum sogar dann verbessert werden, wenn die im Motor erzeugte Wärme gering ist oder im Motor keine Wärme erzeugt wird.

Vorzugsweise strömt das in dem Kühler gekühlte Kühlwasser in den Was ser/Kühlmittel-Wärmetauscher ein, wenn die Kühl-Betriebsart eingeschaltet ist. Daher kann während der Kühl-Betriebsart das von dem Kompressor abgegebene Kühlmittel in dem Wasser/Kühlmittel-Wärmetauscher wirksam gekühlt werden.

In noch weiter bevorzugter Weise strömt das in dem Wasser/Kühlmittel-Wärme tauscher erhitzte Kühlwasser in den Heizkern ein, wenn die Heiz-Betriebsart ein gestellt ist. Daher kann während der Heiz-Betriebsart das Heizvermögen für den Fahrgastraum verbessert sein.

Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung ergeben sich deutlicher aus der nachfolgenden Detailbeschreibung einer bevorzugten Ausführungsform bei ge meinsamer Betrachtung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht mit der Darstellung des Gesamtaufbaus einer Klimaan lage gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 das Mollier-Diagramm des Kühlmittelzyklusses der Ausführungsform;

Fig. 3 ein Fließdiagramm mit der Darstellung eines Steuerungsverfahrens der Klimaanlage; und

Fig. 4 ein Diagramm mit der Darstellung der Beziehung zwischen dem Strö mungsverhältnis des durch einen Kühler hindurchtretenden Kühlwas sers zu dem Gesamtkühlwasser und der Temperatur des Kühlwassers am Auslaß eines Motors.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezug nahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Bei der Ausführungsform findet die erfindungsgemäße Klimaanlage Anwendung bei einem Hybridfahrzeug (HV), das einen Motor (d. h. einen Verbrennungsmotor) 41 und einen Motor (nicht dargestellt) als Antriebsquelle des Fahrzeugs verwen det. Gemäß Darstellung in Fig. 1 besitzt die Klimaanlage eine Klimatisierungsein heit 1, die unter dem Armaturenbrett im Fahrgastraum angeordnet ist. Die Klimati sierungseinheit 1 weist einen Klimatisierungskanal 2 zur Ausbildung eines Luft durchtritts auf, der Luft in Richtung zu dem Fahrgastraum des Fahrzeugs führt. Ein Innenluft-Einlaßanschluß 4 zum Einführung von Innenluft (d. h. von Luft inner halb des Fahrgastraums) und ein Außenluft-Einlaßanschluß 5 zum Einführen von Außenluft (d. h. von Luft außerhalb des Fahrgastraums) sind an der einen End seite des Klimatisierungskanals 2 angeordnet, und der Innenluft-Einlaßanschluß 4 und der Außenluft-Einlaßanschluß 5 werden mittels einer Innenluft/Außenluft- Schaltklappe 6 selektiv geöffnet und geschlossen. Die Arbeitsweise der Innen luft/Außenluft-Schaltklappe 6 ist mittels eines Servomotors 54 gesteuert.

Ein Gebläse 3 zum Blasen von in den Klimatisierungskanal 2 eingeführter Luft in Richtung zu dem Fahrgastraum ist an der luftstromabwärtigen Seite der Einlaßan schlüsse 4, 5 angeordnet. Das Gebläse 3 verfügt über einen Motor 3a und einen Zentrifugallüfter 3b, der mittels des Motors 3a angetrieben ist. Andererseits sind an der Endseite des Klimatisierungskanals Luftauslässe 7, 8, 9 ausgebildet, durch die hindurch in der Klimatisierungseinheit 1 klimatisierte Luft in Richtung zu dem Fahrgastraum geblasen wird. Die Luftauslässe 7, 8, 9 werden mittels Betriebsart- Schaltklappen 10, 11 bzw. 12 geöffnet und geschlossen, so daß eine Luftauslaß- Betriebsart, beispielsweise eine Kopfraum-Betriebsart, eine Bi-Level-Betriebsart, eine Fußraum-Betriebsart und eine Defroster-Betriebsart, eingestellt wird.

Ein Verdampfer 23 eines Kühlmittelzyklusses 20 ist in dem Klimatisierungskanal 2 an der luftstromabwärtigen Seite des Gebläses 3 angeordnet. Kühlmittel, das durch den Verdampfer 23 hindurch strömt, absorbiert Wärme aus der Luft, so daß die Luft, die durch den Verdampfer 23 hindurchtritt, gekühlt wird. Ein Heißwasser- Heizkern 43 ist an der luftstromabwärtigen Seite des Verdampfers 23 angeordnet, und erwärmt dort hindurchtretende Luft unter Verwendung von Kühlwasser (heißem Wasser) in einem Kühlwasser-Kreis 40 als Wärmequelle.

Der Heizkern 43 ist in dem Klimatisierungskanal 2 derart angeordnet, daß er einen Teil des Luftdurchtritts kreuzt. Daher ist ein Bypasskanal 43a, durch den hindurch Luft, die durch den Verdampfer 23 hindurchgeströmt ist, den Heizkern 43 im Bypass umgeht, an einer Seite des Heizkerns 43 ausgebildet. Des weiteren ist eine Luftmischklappe 13 an dem Lufteinlaßbereich des Heizkerns 43 schwenkbar angeordnet. Die Luftmischklappe 13 stellt das Volumen der Luft, die durch den Heizkern 43 hindurchtritt, und das Volumen der Luft, die durch den Bypasskanal 43a hindurchtritt, ein. Die Schwenkgröße (d. h. die Schwenk- bzw. Drehposition) der Luftmischklappe 13 wird mittels eines Servomotors 55 geregelt.

Als nächstes wird der Kühlmittelzyklus 20 unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 be schrieben. Ein Kompressor 21, der mittels eines Elektromotors angetrieben ist, ist in dem Kühlmittelzyklus 20 vorgesehen, und ein Wasser/Kühlmittel-Wärmetau scher 31 ist in dem Kühlmittelzyklus 20 an der Kühlmittel-Abgabeseite (d. h. an der kühlmittel-stromabwärtigen Seite) des Kompressors 21 vorgesehen. In dem Was ser/Kühlmittel-Wärmetauscher 31 sind ein Kühlmittel-Kanal 31a, durch den hin durch von dem Kompressor 21 abgegebenes Kühlmittel strömt, und ein Kühlwas ser-Kanal 31a, durch den hindurch Kühlwasser des Kühlwasser-Kreises 40 strömt, ausgebildet. Daher erfährt das gasförmige Kühlmittel, das von dem Kom pressor 21 abgegeben wird, einen Wärmeaustausch mit Kühlwasser, das durch den Kühlwasser-Kanal 31a hindurchströmt, in dem Wasser/Kühlwasser-Wärme tauscher 31.

In dem Kühlmittelzyklus 20 ist an der kühlmittel-stromabwärtigen Seite des Was ser/Kühlmittel-Wärmetauschers 31 ein Kondensator 22 vorgesehen. In dem Kon densator 22 erfährt das gasförmige Kühlmittel einen Wärmeaustausch mit der zu kühlenden und zu kondensierenden Außenluft. Ein Bypasskanal 32a ist parallel zu dem Kondensator 22 vorgesehen, und wird mittels eines elektromagnetischen Ventils 32 geöffnet und geschlossen. Ein erstes elektrisches Expansionsventil 24 ist an der kühlmittel-stromabwärtigen Seite des Kondensators 22 und des Bypasskanals 32a vorgesehen. Mittels des ersten elektrischen Expansionsventils 24 wird Hochdruck-Kühlmittel bis auf einen ersten Zwischendruck dekomprimiert. Der Öffnungsgrad des ersten elektrischen Expansionsventils 24 wird elektrisch so geregelt, daß der erste Zwischendruck des Kühlmittels einen ersten Solldruck er reicht.

Eine Kühleinheit 25 ist an der kühlmittel-stromabwärtigen Seite des ersten elektri schen Expansionsventils 24 angeordnet und kühlt eine Wärmeerzeugungseinheit 25a, die an dem Fahrzeug angebracht ist, unter Verwendung des Kühlmittels mit dem ersten Zwischendruck. Bei der Ausführungsform ist die Wärmeerzeugungs einheit 25a beispielsweise der Motor zum Antrieb des Fahrzeugs, ein Stromtransi stor eines Invertors zur Regelung der Drehzahl des Motors und eine Batterie.

Ein zusätzlicher Kondensator 29 ist an der kühlmittel-stromabwärtigen Seite der Kühleinheit 25 angeordnet. Das Kühlmittel mit dem ersten Zwischendruck erfährt einen Wärmeaustausch mit der Außenluft in dem zusätzlichen Kondensator 29 und wird kondensiert. Ein Bypasskanal 30a ist parallel zu dem zusätzlichen Kon densator 29 vorgesehen und wird mittels eines elektromagnetischen Ventils 30 geöffnet und geschlossen.

Ein zweites elektrisches Expansionsventil 26 ist an der kühlmittel-stromabwärtigen Seite des zusätzlichen Kondensators 29 und des elektromagnetischen Ventils 30 angeordnet. Mittels des zweiten elektrischen Expansionsventils 26 wird das Kühlmittel mit dem ersten Zwischendruck bis zu einem zweiten Zwischendruck dekomprimiert. Der Öffnungsgrad des zweiten elektrischen Expansionsventils 26 wird geregelt, bis der zweite Zwischendruck einen zweiten Solldruck erreicht.

Ein Gas/Flüssigkeits-Abscheider 27 ist an der kühlmittel-stromabwärtigen Seite des zweites elektrischen Expansionsventils 26 angeordnet. Das Kühlmittel mit dem zweiten Zwischendruck wird in gasförmiges Kühlmittel und in flüssiges Kühl mittel in dem Gas/Flüssigkeits-Abscheider 27 aufgeteilt, und das flüssige Kühl mittel wird dort gespeichert. Das aus dem gasförmigen Kühlmittel in den Gas/Flüssigkeits-Abscheider 27 abgeschiedene flüssige Kühlmittel wird mittels eines thermischen Expansionsventils 28 auf einen vorbestimmten Druck dekom primiert. Das thermische Expansionsventil 28 besitzt einen Temperatur-Sensor 28a zum Feststellen der Temperatur des Kühlmittels an dem Auslaß des Ver dampfers 23. Der Öffnungsgrad des thermischen Expansionsventils 28 wird so geregelt, daß der Grad der Überkühlung des Kühlmittels am Auslaß des Ver dampfers 23 auf einem vorbestimmten Grad aufrechterhalten wird.

Der Kompressor 21 ist ein Gaseinspritzungs-Kompressor mit einem niederdruck seitigem Kompressionsbereich 21a, der das von einem Einlaßanschluß 21c aus angesaugte Niederdruck-Kühlmittel komprimiert, und mit einem hochdruckseitigen Kompressionsbereich 21b. In dem hochdruckseitigen Kompressionsbereich 21b werden das auf einen Zwischendruck komprimierte gasförmige Kühlmittel und das von einem Gaseinspritzungsanschluß 21d aus zuströmende gasförmige Kühlmittel gemischt, und das gemischte gasförmige Kühlmittel wird auf einen vorbestimmten Druck komprimiert und von einem Auslaßanschluß 21e des Kompressors 21 aus abgegeben.

Wechselstrom (AC) wird dem Motor des Kompressors 21 mittels eines Invertors 52 zugeführt. Die Frequenz des Wechselstroms wird mittels des Invertors 52 so eingestellt, daß die Drehzahl des Motors des Kompressors 21 kontinuierlich ver ändert werden kann. Gleichstrom (DC) von einer an dem Fahrzeug angebrachten Batterie 53 wird dem Invertor 52 zugeführt.

Andererseits ist ein Kühlbereich 41a des Motors 41 in dem Kühlwasserkreis 40 vorgesehen. Der Motor 41 treibt das Fahrzeug direkt oder indirekt an. Das heißt, die Leistung des Motors 41 kann zum Antrieb des Fahrzeugs direkt verwendet werden und kann zum Antrieb eines Generators verwendet werden. Wenn der Motor 41 zum Antrieb des Generators verwendet wird, wird der von dem Genera tor erzeugte elektrische Strom dem Fahrzeugantriebsmotor und der Batterie 53 zugeführt.

In dem Kühlwasserkreis 40 sind eine elektrische Wasserpumpe 44, die mittels der Batterie 53 sogar dann angetrieben werden kann, wenn der Motor 41 angehalten ist, ein Kühler 42, der das Kühlwasser unter Verwendung von Außenluft kühlt, der Kühlwasser-Kanal 51b des Wasser/Kühlwasser-Wärmetauschers 31 und der Heizkern 43 vorgesehen. Die elektrische Wasserpumpe 44 pumpt Kühlwasser so, daß das Kühlwasser von dem Motor 41 in Richtung zu dem Kühler gemäß Dar stellung mittels eines Pfeils in Fig. 1 strömt. Des weiteren sind in dem Kühlwas serkreis 40 ein erster Bypasskanal 47 und ein zweiter Bypasskanal 48 ausgebil det. Daher strömt das Kühlwasser von der elektrischen Wasserpumpe 44 im Bypass zu dem Kühler 42 und zu dem Wasser/Kühlwasser-Wärmetauscher 31 durch den ersten Bypasskanal 47 hindurch, und strömt es im Bypass zu dem Kühler 42 und einem Strömungsregelventil 45 durch den zweiten Bypasskanal 48 hindurch. Das Strömungsregelventil 45 ist an der Verbindung zwischen dem Ein laßbereich des Kühlers 42 und dem Einlaßbereich des ersten Bypasskanals 47 angeordnet. Weil das Strömungsregelventil 45 ein Dreiwege-Ventil ist und sein Öffnungsgrad elektrisch geregelt werden kann, können die Menge des Kühlwas sers, das durch den Kühler 42 hindurchströmt, und die Menge des Kühlwassers, das den Kühler 42 im Bypass umgeht, kontinuierlich geregelt werden. Anderer seits ist ein elektromagnetisches Ventil 46 zum Öffnen und Schließen des zweiten Bypasskanals 48 in dem zweiten Bypasskanal 48 vorgesehen.

Bei der Ausführungsform weist die Klimaanlage eine elektronische Regeleinheit (nachfolgend als "ECU" bezeichnet) 51 auf. Die ECU 51 regelt elektrisch ein elek trisches Ventil, beispielsweise das Strömungsregelventil 45, und das elektroma gnetische Ventil 46. Des weiteren regelt die ECU 51 elektrisch den Invertor 52, die Servomotoren 54, 55, die elektrische Wasserpumpe 44, das Gebläse 3 und die Lüfter 22a, 29a, 42a und dergleichen zusätzlich zu den elektrischen Ventilen.

Signale von verschiedenen Sensoren, verschiedenen Hebeln und verschiedenen Schaltern werden an der ECU 51 eingegeben. Beispielsweise sind die verschie denen Sensoren ein Abgabetemperatur-Sensor 61 zur Feststellung der Tempe ratur des von dem Kompressor 21 abgegebenen gasförmigen Kühlmittels, ein Nachverdampfer-Sensor 62 zur Feststellung der Temperatur der Luft unmittelbar nach dem Hindurchtritt durch den Verdampfer 23, ein Temperatur-Sensor 63 zur Feststellung der Temperatur des Kühlwassers am Einlaß des Wasser/Kühlmittel- Wärmetauschers 31, ein Heizkern-Wassertemperatur-Sensor 64 zur Feststellung der Temperatur des Kühlwassers am Wassereinlaß des Heizkerns 43, ein Motor- Kühlwassertemperatur-Sensor 65 zur Feststellung der Temperatur des Kühlwas sers an dem Wasserauslaß des Motorkühlbereichs 41, ein Außenlufttemperatur- Sensor 66 zur Feststellung der Temperatur der Außenluft, ein Innenlufttempera tur-Sensor 67 zur Feststellung der Temperatur der Innenluft innerhalb des Fahr gastraums, ein Temperatursensor 68 zur Feststellung der Temperatur der Wär meerzeugungseinheit 25a, ein Temperatursensor 69 für das Zwischendruck- Kühlmittel zur Feststellung der Temperatur des Kühlmittels von der Kühleinheit 25. Die verschiedenen Hebel umfassen beispielsweise einen Temperatur-Regelungs hebel 56a einer Regelungstafel 56.

Als nächstes wird das Regelungsverfahren der Klimaanlage beschrieben.

Zunächst beginnt, wenn der Klimatisierungs-Betriebsschalter (nicht dargestellt) der Regelungstafel 56 eingestellt wird, die Regelungsroutine der ECU 51, die in Fig. 3 dargestellt ist. Dann wird in Schritt 100 bestimmt, ob die Arbeits-Betriebsart der Klimatisierungseinheit die Kühl-Betriebsart oder die Heiz-Betriebsart ist. Das heißt, es wird bestimmt, ob sich der Temperatur-Regelungshebel 56a der Rege lungstafel 56 auf der Seite niederer Temperatur oder auf der Seite hoher Tempe ratur befindet. Wenn in Schritt 100 die Kühl-Betriebsart festgestellt wird, werden in Schritt 101 das elektromagnetische Ventil 32 des Kühlmittelzyklusses 20 und das elektromagnetische Ventil 46 des Kühlwasserkreises 40 geschlossen. Wenn der Motor 41 während der Kühl-Betriebsart in einem allgemeinen Lastzustand arbei tet, mißt die Temperatur des in den Wasser/Kühlmittel-Wärmetauscher 31 ein strömenden Kühlmittels infolge der Wärmestrahlung des Kühlers 42 etwa 60°C, und mißt die Temperatur des von dem Kompressor 21 abgegebenen gasförmigen Kühlmittels etwa 80°C.

Weil während der Kühl-Betriebsart die Temperatur des durch den Kühlwasserka nal 31b hindurchströmenden Kühlwassers niedriger als diejenigen des durch den Kühlmittelkanal 31a hindurch in dem Wasser/Kühlmittel-Wärmetauscher 31 strö menden Kühlmittels ist, wird das von dem Kompressor 21 abgegebene Hochtem peratur-Hochdruck-Kühlmittel gekühlt, während es durch den Wasser/Kühlmittel- Wärmetauscher 31 hindurchströmt. Demzufolge wird ein Teil des von dem Kom pressor 21 abgegebenen gasförmigen Kühlmittels in dem Kühlmittelkanal 31a des Wasser/Kühlmittel-Wärmetauschers 31 kondensiert. Weil das elektromagnetische Ventil 32 des Kühlmittelzyklusses während der Kühl-Betriebsart in Schritt 101 ge schlossen ist, wird das Kühlmittel, das durch den Kühlmittelkanal 31a des Was ser/Kühlmittel-Wärmetauschers 31 hindurchgetretenen Kühlmittels in dem Kon densator 22 mit Hilfe von Außenluft gekühlt und kondensiert.

Das kondensierte flüssige Kühlmittel, das eine hohe Temperatur und einen hohen Druck besitzt, wird in dem ersten elektrischen Expansionsventil 24 bis auf den er sten Zwischendruck dekomprimiert (d. h. in seinem Druck herabgesetzt), um in einen gasförmigen/flüssigen Zweiphasen-Zustand zu kommen. Das gasför mige/flüssige Zweiphasen-Kühlmittel des ersten elektrischen Expansionsventils 24 strömt durch die Kühleinheit 25 hindurch, um die Wärmeerzeugungseinheit 25a, die an dem Fahrzeug angebaut ist, zu kühlen. Das heißt, in der Kühleinheit 25 ab sorbiert das flüssige Kühlmittel in dem gasförmigen/flüssigen Zweiphasen-Kühl mittel Wärme von der Wärmeerzeugungseinheit 25a, um die Wärmeerzeugungs einheit 25a zu kühlen. Daher wird die Temperatur des Kühlmittels mit dem ersten Zwischendruck mittels des ersten elektrischen Expansionsventils 24 entsprechend der Wärmeerzeugungsmenge der Wärmeerzeugungseinheit 25a so geregelt, daß die Temperatur der Wärmeerzeugungseinheit 25a, die mittels des Kühlwasser temperatur-Sensors 68 festgestellt wird, auf eine vorbestimmte Temperatur (beispielsweise 5°C) geregelt werden kann.

Das heißt, wenn die Wärmeerzeugungsmenge der Wärmeerzeugungseinheit 25a größer wird, wird der Öffnungsgrad des ersten elektrischen Expansionsventils 24 kleiner gemacht (d. h. die Größe der Einschränkung bzw. Einschnürung des Ex pansionsventils 24 wird größer gemacht), und wird die Temperatur des Kühlmittels mit dem ersten Zwischendruck niedriger gemacht. Wenn andererseits die Wär meerzeugungsmenge der Wärmeerzeugungseinheit 25a kleiner wird, wird der Öffnungsgrad des ersten elektrischen Expansionsventils 24 größer gemacht (d. h. die Größe der Einschränkung bzw. Einschnürung des Expansionsventils 24 klei ner gemacht), und wird die Temperatur des Kühlmittels mit dem ersten Zwischen druck höher gemacht. Somit kann sogar dann, wenn die Wärmeerzeugungs menge der Wärmeerzeugungseinheit 25a, die an dem Fahrzeug angebracht ist, und die Temperatur der Außenluft verändert werden, die Wärmeerzeugungsein heit 25a ausreichend gekühlt werden.

Wenn des weiteren in Schritt 102 die Kühlmitteltemperatur (Tr), die mittels eines Temperatur-Sensors 69 für Kühlmittel mit dem Zwischendruck festgestellt wird, höher als die Außenluft-Temperatur (Ta) ist, wird das elektromagnetische Ventil 30 in Schritt 103 geschlossen. Daher strömt das Kühlmittel mit dem ersten Zwi schendruck von der Kühleinheit 25 aus in den zusätzlichen Kondensator 29, und wird es einem Wärmeaustausch mit Außenluft unterzogen, um gekühlt und kon densiert zu werden. Wenn im Gegensatz hierzu die Kühlmitteltemperatur (Tr), die mittels des Temperatur-Sensors 69 für Kühlmittel mit dem Zwischendruck festge stellt wird, niedriger als die Außenluft-Temperatur (Ta) in Schritt 102 ist, wird das elektromagnetische Ventil 30 in Schritt 104 geöffnet. Daher strömt das Kühlmittel mit dem ersten Zwischendruck von der Kühleinheit 25 aus durch den Bypasskanal 30 hindurch, wobei es den zusätzlichen Kondensator im Bypass umgeht, und strömt es in das zweite elektrische Expansionsventil 26 ein. Weil das Kühlmittel mit dem ersten Zwischendruck durch den Bypasskanal 30 hindurchtritt, wobei es den zusätzlichen Kondensator 29 im Bypass umgeht, wenn die Temperatur (Tr) des Kühlmittels mit dem ersten Zwischendruck niedriger als die Außenluft-Tempe ratur (Ta) ist, ist das Kühlmittel mit dem ersten Zwischendruck am Absorbieren von Wärme von der Außenluft gehindert.

Das Kühlmittel mit dem-ersten Zwischendruck wird in dem zweiten elektrischen Expansionsventil 26 auf den zweiten Zwischendruck dekomprimiert und strömt danach in den Gas/Flüssigkeits-Abscheider 27 ein. Das gasförmige Kühlmittel wird von dem flüssigen Kühlmittel in dem Gas/Flüssigkeits-Abscheider 27 abge schieden und wird in den Kompressor 21 von einem Gaseinspritzungs-Anschluß 21d aus durch eine Gaseinspritzungs-Leitung 21f eingesaugt. Andererseits wird das flüssige Kühlmittel von dem Gas/Flüssigkeits-Abscheider 27 in dem thermi schen Expansionsventil 28 auf einen vorbestimmten Druck dekomprimiert, und strömt es in den Verdampfer 23 ein. Das thermische Expansionsventil 28 regelt die Strömungsrate des Kühlmittels in solcher Weise, daß das Kühlmittel an den Kühlmittelauslaß des Verdampfers 23 vollständig verdampft ist bzw. wird.

Innerhalb der Klimatisierungseinheit 1 erfährt die mittels des Gebläses 3 gebla sene Luft einen Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel in dem Verdampfer 23, um gekühlt zu werden, und wird die Kühlluft in Richtung zu dem Fahrgastraum wäh rend der Kühl-Betriebsart geblasen. Hierbei wird flüssiges Kühlmittel in dem Ver dampfer 23 verdampft, wird das verdampfte gasförmige Kühlmittel in den Kom pressor 21 von dem Einlaßanschluß 21c aus eingesaugt und in dem Kompressor 21 komprimiert. Fig. 2 zeigt jeden Kühlmittelzustand bei jeder Ausstattung des Kühlmittelzyklusses 20.

Als nächstes wird für die Kühl-Betriebsart die Arbeitsweise des Kühlwasserkreises 40 unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben. In Fig. 4 ist auf der Abszisse die Kühlwassertemperatur am Auslaß des Motorkühlbereichs 21a, die mittels des Motorkühlwasser-Temperatur-Sensors 65 festgestellt wird, aufgetragen, und ist auf der Ordinate das Strömungsverhältnis (nachfolgend als "Kühlerdurchtritts- Strömungsverhältnis" bezeichnet) des Kühlmittels aufgetragen, das durch den Kühler 42 hindurch strömt, und zwar in Bezug auf das gesamte Kühlmittel, das durch das Strömungsregelungsventil 45 hindurchströmt. Das in Fig. 4 dargestellte Regelungsprogramm wird zuvor eingestellt und in einem ROM eines Mikrocom puters der ECU 51 gespeichert. Weil während der Kühl-Betriebsart das elektro magnetische Ventil 46 des Bypasskanals 48 geschlossen ist, kann das Kühler durchtritts-Strömungsverhältnis des Kühlmittels mittels des Strömungsregelungs- Ventils 45 geregelt werden.

In Schritt 105 in Fig. 3 wird das Kühlerdurchtritts-Strömungsverhältnis, das der Kühlwasser-Temperatur am Auslaß des Motorkühlbereichs 41a entspricht, ent sprechend dem in Fig. 4 dargestellten Regelungsprogramm bestimmt, und wird das Strömungsregelungsventil 45 entsprechend dem Kühlerdurchtritts-Strö mungsverhältnis geregelt.

Wenn des weiteren der Motor 41 während der Kühl-Betriebsart angehalten wird, verschließt das Strömungsregelungsventil 45 den Bypasskanal 47 vollständig, und öffnet es den Einlaßdurchtritt des Kühlers 42 vollständig, so daß das Kühler durchtritts-Strömungsverhältnis gleich 1 ist. Daher strömt das gesamte Kühlwas ser von der elektrischen Wasserpumpe 44 aus durch das Strömungsregelungs ventil 45 und in den Kühler 42 ein. Auf diese Weise erfährt das Kühlwasser einen Wärmeaustausch mit der Außenluft in dem Kühler 42, um gekühlt zu werden. Das gekühlte Kühlwasser strömt in den Kühlwasserkanal 31b des Wasser/Kühlwasser- Wärmetauschers 31 ein und erfährt einen Wärmeaustausch mit gasförmigem Kühlmittel, das von dem Kompressor 21 des Kühlmittelzyklusses 20 abgegeben wird, um das gasförmige Kühlmittel des Kompressors 21 zu kühlen. Das in dem Wasser/Kühlwasser/Wärmetauscher 31 erhitzte bzw. erwärmte Kühlwasser strömt zu der elektrischen Wasserpumpe 44 zurück, nachdem es durch den Heizkern 43 und den Motorkühlwasserbereich 41a hindurchgetreten ist. Weil während der Kühl-Betriebsart die Luftmischklappe 13 den Lufteinlaß des Heizkerns 43 ver schließt erfährt das Kühlwasser, das durch den Heizkern 43 hindurchströmt, einen Wärmeaustausch mit Luft.

Weil während der Kühl-Betriebsart das elektromagnetische Ventil 46 sogar dann geschlossen ist, wenn der Motor 41 arbeitet, strömt das Kühlwasser von der elek trischen Wasserpumpe 44 in das Strömungsregelungsventil 45 ein. Danach regelt das Strömungsregelungsventil 45 das Kühlerdurchtritts-Strömungsverhältnis des Kühlwassers entsprechend dem in Fig. 4 dargestellten Regelungsprogramm, so daß die Strömungsrate des Kühlwassers, das durch den Kühler 42 hindurchtritt, und die Strömungsrate des Kühlwassers, das den Kühler 42 im Bypass umgeht, geregelt werden. Das Kühlwasser wird in dem Kühler 42 gekühlt, während es durch den Kühler 42 hindurchtritt, und strömt in den Wasser/Kühlwasser-Wärme tauscher 31 ein. Das Kühlwasser erfährt in dem Wasser/Kühlmittel-Wärmetau scher 31 einen Wärmeaustausch mit gasförmigem Kühlmittel, das von dem Kom pressor 21 abgegeben wird. Andererseits wird das Kühlwasser, das durch den Bypasskanal 47 hindurchtritt, während es den Kühler 42 im Bypass umgeht, mit dem Kühlwasser, das durch den Kühler 42 und den Wasser/Kühlmittel-Wärme tauscher 31 hindurchgetreten ist, an dem Kühlwasserauslaß des Was ser/Kühlmittel-Wärmetäuschers 31 zusammengeführt. Das zusammengeführte Kühlwasser strömt zu der elektrischen Wasserpumpe 44 über den Heizkern 43 und den Motorkühlbereich 41a zurück. Weil zu dieser Zeit die Luftmischklappe 13 den Lufteinlaß des Heizkerns 43 verschließt, erfährt das Kühlwasser während der Kühl-Betriebsart keinen Wärmeaustausch mit Luft.

Durch die obenbeschriebene Arbeitsweise wird die mittels des Gebläses 3 gebla sene Luft mittels des Verdampfers 23 gekühlt und in Richtung zu dem Fahr gastraum geblasen, ohne durch den Heizkern 43 hindurchzutreten, um den Fahr gastraum zu kühlen. Hierbei wird die an dem Fahrzeug angebrachte Wärmeer zeugungseinheit 25a auf eine vorbestimmte Temperatur mittels des Kühlmittels mit dem ersten Zwischendruck ohne Berücksichtigung einer Veränderung der Au ßenlufttemperatur und der Wärmeerzeugungsmenge der Wärmeerzeugungsein heit 25a gekühlt. Daher kann die Wärmeerzeugungseinheit 25a sogar dann aus reichend gekühlt werden, wenn die Außenluft-Temperatur im Sommer hoch ist.

Des weiteren wird Wärme von dem Hochdruck-Hochtemperatur-Kühlmittel des Kühlmittelzyklusses 20 an das Kühlwasser in dem Wasser/Kühlmittel-Wärmetau scher 31 übertragen, und erfährt das Kühlwasser einen Wärmeaustausch in dem Kühler 42 mit Außenluft. Daher wird das Kühlmittel in dem Wasser/Kühlmittel- Wärmetauscher 31 und dem Kondensator 22 gekühlt. Somit kann sogar dann, wenn die Kühlmittel-Heizlast infolge der Erzeugung von Wärme der Wärmeerzeu gungseinheit 25a in dem Kühlmittelzyklus 20 erhöht bzw. vergrößert wird, der Druck des von dem Kompressor abgegebenen Kühlmittels verringert werden, um zu verhindern, daß der Verbrauch an elektrischer Energie durch den Kompressor 21 erhöht wird.

Wenn ein Entfeuchtungs-Vorgang durchgeführt wird, wird die Luftmischklappe 13 zu einer vorbestimmten Stellung verdreht bzw. verschwenkt, so daß ein Teil der durch den Verdampfer 23 hindurchgetretenen Luft in dem Heizkern 43 erhitzt wird, während sie durch den Heizkern 43 hindurchtritt. Daher wird kühle Luft mit einer vorbestimmten Temperatur in Richtung zu dem Fahrgastraum geblasen.

Als nächstes werden, wenn die Heiz-Betriebsart in Schritt 100 in Fig. 3 bestimmt wird (d. h. die Bestimmung in Schritt 100 "NEIN" lautet), die beiden elektromagne tischen Ventile 30, 32 geöffnet. Wenn der Motor 41 während einer langen Zeit stillsteht oder die in dem Motor 41 erzeugte Wärme sogar dann gering ist, wenn der Motor 41 arbeitet, ist die Temperatur des Kühlwassers niedrig. Weil in diesem Fall die in dem Motor 41 erzeugte Wärme zu gering ist, um das Kühlwasser zu er hitzen bzw. aufzuwärmen, ist das Heizvermögen für den Fahrgastraum unter Ver wendung ausschließlich des Kühlwassers vom Motor 41 ungenügend. Somit ar beitet bei dieser Ausführungsform der Kühlmittelzyklus 20 zum Erhitzen bzw. Er wärmen des Kühlwassers. Das heißt, der Kompressor 21 arbeitet und das von dem Kompressor 21 abgegebene gasförmige Kühlmittel erfährt einen Wärme austausch mit Kühlwasser in dem Wasser/Kühlmittel-Wärmetauscher 31. Dem zufolge wird das von dem Kompressor 21 abgegebene gasförmige Kühlmittel ge kühlt, und wird das Kühlwasser in dem Wasser/Kühlmittel-Wärmetauscher 31 er hitzt.

Weil während der Heiz-Betriebsart das elektromagnetische Ventil 32 in Schritt 106 in Fig. 3 geöffnet ist, tritt das Kühlmittel von dem Wasser/Kühlmittel-Wärmetau scher 31 durch den Bypasskanal 32a hindurch, wobei es den Kondensator 22 im Bypass umgeht. Daher wird das von dem Kompressor 21 abgegebene gasförmige Kühlmittel nur in dem Wasser/Kühlmittel-Wärmetauscher 31 gekühlt und konden siert, um das Kühlwasser zu erwärmen bzw. zu erhitzen, und in dem ersten elek trischen Expansionsventil 24 auf einen ersten Zwischendruck dekomprimiert. So mit kühlt das auf den ersten Zwischendruck dekomprimierte Kühlmittel die Wär meerzeugungseinheit 25a, die an dem Fahrzeug angebracht ist.

Weil das elektromagnetische Ventil 30 während der Heiz-Betriebsart ebenfalls ge öffnet ist, tritt das Kühlmittel von der Kühleinheit 25 durch den Bypasskanal 30a hindurch, und wird es auf einen zweiten Zwischendruck in dem zweiten elektri schen Expansionsventil 26 dekomprimiert. Das Kühlmittel mit dem zweiten Zwi schendruck strömt in den Gas/Flüssigkeits-Abscheider 27, um in gasförmiges Kühlmittel und flüssiges Kühlmittel aufgeteilt zu werden. Das flüssige Kühlmittel von dem Gas/Flüssigkeits-Abscheider 27 erfährt durch das thermische Expansi onsventil 28 eine Druckreduzierung, und das in seinem Druck reduzierte Kühlmit tel tritt durch den Verdampfer 23 hindurch, wobei es Wärme von der Luft innerhalb des Klimatisierungskanals 2 absorbiert. Das in den Verdampfer 23 verdampfte gasförmige Kühlmittel wird in den Kompressor 21 von dem Einlaßanschluß 21c aus eingesaugt. Gleichzeitig wird das gasförmige Kühlmittel von dem Gas/Flüssigkeits-Abscheider 27 in den Kompressor 21 von dem Einspritzungsan schluß 21d durch den Einspritzungskanal 21f eingesaugt.

Andererseits zirkuliert das von der elektrischen Wasserpumpe 44 gepumpte Kühlwasser in dem Kühlwasserkreis 40. In diesem Fall wird bestimmt, ob die Kühlwassertemperatur (Tw), die mittels des Motorkühlwasser-Temperatur-Sensors 65 festgestellt wird, höher als eine vorbestimmte Temperatur (beispielsweise 60°C) in Schritt 107 in Fig. 3 ist. Wenn die Kühlwassertemperatur (Tw) niedriger als die vorbestimmte Temperatur (beispielsweise 60°C) ist, wird das elektroma gnetische Ventil 46 in Schritt 108 geöffnet. Somit strömt das Kühlwasser von der elektrischen Wasserpumpe 44 in den Wasser/Kühlmittel-Wärmetauscher 31 durch den Bypasskanal 48 hindurch ein, während es den Kühler 42 im Bypass umgeht. Das Kühlwasser erfährt einen Wärmeaustausch mit dem von dem Kom pressor 21 abgegebenen gasförmigen Kühlmittel in dem Wasser/Kühlmittel-Wär metauscher 31; und daher wird das gasförmige Kühlmittel gekühlt und konden siert, während das Kühlwasser erhitzt bzw. erwärmt wird.

Das in dem Wasser/Kühlmittel-Wärmetauscher 31 erhitzte Kühlwasser strömt di rekt in den Heizkern 43 ein. Weil die Luftmischklappe 13 den Bypasskanal 43a verschließt und den Lufteinlaß des Heizkerns 43 während der Heiz-Betriebsart öffnet bzw. offen hält, erfährt die gesamte mittels des Gebläses 3 geblasene Luft einen Wärmeaustausch mit dem Kühlwasser, um zu warmer Luft zu werden, und wird die warme Luft in Richtung zu dem Fahrgastraum geblasen. Das Kühlwasser von dem Heizkern 43 tritt durch den Motorkühlbereich 41a hindurch und kehrt zu der elektrischen Wasserpumpe 44 zurück.

Selbst dann, wenn der Motor 41 während der Heiz-Betriebsart vorübergehend an gehalten wird, wird, wenn die Kühlwasser-Temperatur (Tw) höher als die vorbe stimmte Temperatur (beispielsweise 60°C) ist, das elektromagnetische Ventil 46 in Schritt 109 geschlossen. Daher regelt in Schritt 110 das Strömungsregelungsventil 45 das Kühlerdurchtritts-Strömungsverhältnis entsprechend dem in Fig. 4 darge stellten Regelungsprogramm.

Gemäß Darstellung in Fig. 4, wird, wenn der Motor 41 während der Heiz-Betriebs art angehalten ist, das Kühlerdurchtritts-Strömungsverhältnis zu Null. Daher öffnet das Strömungsregelungsventil 45 den Bypasskanal 47 vollständig, und verschließt es den Einlaßdurchtritt des Kühlers 42 vollständig. Auf diese Weise strömt das gesamte Kühlwasser von der elektrischen Wasserpumpe 44 durch das Strö mungsregelungsventil 45 hindurch, und strömt es direkt in einen Kühlwasserkanal an der Auslaßseite des Wasser/Kühlmittel-Wärmetauschers 31 durch den Bypasskanal 47 hindurch, während es im Bypass durch den Wasser/Kühlmittel- Wärmetauscher 31 hindurch geführt wird. Das heißt, in diesem Fall strömt das Kühlwasser von der elektrischen Wasserpumpe 44 direkt in den Heizkern 43 ein, ohne durch den Kühler 42 und den Wasser/Kühlmittel-Wärmetauscher 31 hin durchzutreten, und kehrt es zu der elektrischen Wasserpumpe 44 durch den Mo torkühlbereich 41a hindurch zurück. Daher wird die Luft, die durch den Heizkern 43 hindurchtritt, erwärmt bzw. erhitzt und wird die erhitzte Luft in Richtung zu dem Fahrgastraum geblasen.

Während der Heiz-Betriebsart absorbiert das durch den Verdampfer 23 des Kühlmittelzyklusses 20 hindurchströmende Kühlmittel Wärme von der Luft, die durch den Verdampfer 23 hindurchtritt, um die Luft zu kühlen, und absorbiert es Wärme von der Wärmeerzeugungseinheit 25a, um die Wärmeerzeugungseinheit 25a zu kühlen. Das Kühlmittel, das Wärme absorbiert hat, wird mittels des Kom pressors 21 komprimiert, und das von dem Kompressor 21 abgegebene Kühlmit tel erfährt einen Wärmeaustausch mit Kühlwasser in dem Wasser/Kühlmittel- Wärmetauscher 31. Das Kühlwasser wird in dem Wasser/Kühlmittel-Wärmetau scher 31 erwärmt und mittels der von dem Motor 41 erzeugten Wärme weiter er wärmt bzw. erhitzt. Demzufolge wird sogar dann, wenn der Motor 41 während einer langen Zeit angehalten ist oder die durch den Betrieb des Motors 41 er zeugte Wärme klein ist, die von der Wärmeerzeugungseinheit 25a erzeugte Wärme wirksam verwendet, um das Heizvermögen für den Fahrgastraum zu ver bessern.

Wenn des weiteren die in dem Motor 41 erzeugte Wärme groß ist, so daß die Kühlwasser-Temperatur (Tw) höher als eine vorbestimmte Temperatur während des Betriebs des Motors 41 ist, wird die Heiz-Betriebsart mit Hilfe von Wärme, die in dem Motor 41 erzeugt wird, in gleicher Weise wie bei einem Fahrzeug mit Ben zinmotor durchgeführt. Daher wird in diesem Fall in dem Motorkühlbereich 41a erwärmtes Kühlwasser mittels der elektrischen Wasserpumpe 44 gepumpt und in Kühlwasser, das durch den Kühler 42 hindurchtritt, und in Kühlwasser, das durch den Bypasskanal 47 hindurchströmt, mittels des Strömungsregelungsventils 45 entsprechend der Kühlwasser-Temperatur (Tw) aufgeteilt. Das Kühlwasser wird gekühlt, während es durch den Kühler 42 hindurchtritt, und strömt in den Was ser/Kühlmittel-Wärmetauscher 31 ein. In dem Wasser/Kühlmittel-Wärmetauscher 31 erfährt das Kühlwasser einen Wärmeaustausch mit von dem Kompressor 21 abgegebenen Kühlmittel, um erwärmt zu werden. Andererseits strömt das Kühl wasser, das durch den Bypasskanal 47 hindurchtritt, direkt in den Wasserkanal an der Auslaßseite des Wasser/Kühlmittel-Wärmetauschers 31 ein, ohne durch den Kühler 42 und den Wasser/Kühlmittel-Wärmetauscher 31 hindurchzutreten. Daher werden Kühlwasser, das durch den Kühler 42 und den Wasser/Kühlmittel-Wär metauscher 31 hindurchgetreten ist, und Kühlwasser, das den Kühler 42 und den Wasser/Kühlmittel-Wärmetauscher 31 im Bypass umgeht, in dem Wasserkanal an der Auslaßseite des Wasser/Kühlmittel-Wärmetauschers 31 zusammengeführt, und strömt das zusammengeführte Wasser in den Heizkern 43 ein. Weil die Luft mischklappe 13 den Lufteinlaß des Heizkerns 43 öffnet und den Bypasskanal 43a während der Heiz-Betriebsart verschließt, wird mittels des Gebläses 3 geblasene Luft erwärmt, während sie durch den Heizkern 43 hindurchtritt, und wird die er wärmte Luft in Richtung zu dem Fahrgastraum hin geblasen. Das Kühlwasser, das einen Wärmeaustausch in dem Heizkern 43 mit Luft erfahren hat, kehrt zu dem Motorkühlbereich 41a zurück.

Selbst dann, wenn der Motor stillsteht, kann, weil der Kühlmittelzyklus 20 arbeitet, die Wärmeerzeugungseinheit 25a, die an dem Fahrzeug angebracht ist, ausrei chend gekühlt werden. Andererseits wird, wenn die Wärmeerzeugung des Motors 41 ausreichend ist, die Heiz-Betriebsart mit Hilfe von Wärme, die in dem Motor 41 erzeugt wird, durchgeführt, während die Wärmeerzeugungseinheit 25a, die an dem Fahrzeug angebracht ist, durch den Betrieb des Kühlmittelzyklusses 20 aus reichend gekühlt wird.

Weil wie oben beschrieben während der Kühl-Betriebsart der Vorgang der Küh lung der Wärmeerzeugungseinheit 25a, die an dem Fahrzeug angebracht ist, mittels des Kühlmittels mit dem Zwischendruck durchgeführt wird, kann die Wär meerzeugungseinheit 25 sogar dann ausreichend gekühlt werden, wenn die Au ßenlufttemperatur im Sommer höher als 40°C ist.

Weil des weiteren das Kühlmittel einen Wärmeaustausch mit Kühlwasser auf dem Weg durch den Wasser/Kühlmittel-Wärmetauscher 31 hindurch erfährt, kann das Kühlmittel in dem Kühlmittelzyklus 20 mittels des Kühlers 42 durch den Was ser/Kühlmittel-Wärmetauscher 31 hindurch während der Kühl-Betriebsart indirekt gekühlt werden. Daher kann das Strahlungsvermögen des Kühlmittelzyklusses verbessert werden und kann der Verbrauch elektrischer Energie durch den Kom pressor 21 herabgesetzt werden. Des weiteren kann in einem Abkühlzustand wäh rend der Kühl-Betriebsart das Kühlvermögen für den Fahrgastraum verbessert werden. Weil andererseits das Kühlwasser mit Hilfe von in der Wärmeerzeu gungseinheit 25a erzeugter Wärme während der Heiz-Betriebsart erwärmt bzw. erhitzt wird, kann die Heiz-Betriebsart sogar dann durchgeführt werden, wenn der Motor 41 nicht arbeitet.

Obwohl die Erfindung in Verbindung mit ihrer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vollständig beschrieben worden ist, ist zu beachten, daß zahlreiche Veränderungen und Modifikationen für den Fachmann ersichtlich sein werden. Solche Veränderungen und Modifikationen sind als unter den Umfang der Erfindung gemäß Definition durch die beigefügten Ansprüche fallend zu verstehen.

Claims

1. Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einem Fahrgastraum und einem Motor (41) zum Antrieb des Fahrzeugs, wobei die Klimaanlage umfaßt:
einen Kanal (2) zur Ausbildung eines Luftdurchtritts (2) zum Führen von Luft in Richtung zu dem Fahrgastraum;
ein Gebläse (3), das in dem Luftdurchtritt angeordnet ist, zum Blasen von Luft in nerhalb des Kanals in Richtung zu dem Fahrgastraum; einen Kühlmittelzyklus (20), der aufweist:
einen Kompressor (21) zum Komprimieren des Kühlmittels,
einen Wasser/Kühlmittel-Wärmetauscher (31) für einen Wärmeaustausch zwi schen dem von dem Kompressor abgegebenen gasförmigen Kühlmittel und Kühl wasser zum Kühlen des Motors, um das Kühlwasser zu erwärmen,
einen Kondensator (22) zum Kondensieren und Kühlen des Kühlmittels von dem Wasser/Kühlmittel-Wärmetauscher im Wege der Durchführung eines Wärmeaus tauschs zwischen dem Kühlmittel von dem Wasser/Kühlmittel-Wärmetauscher und Außenluft außerhalb des Fahrzeugs;
eine erste Druckreduzierungseinheit (24) zum Herabsetzen des Drucks des flüssi gen Kühlmittels auf einen Zwischendruck, wobei das flüssige Kühlmittel entweder in dem Wasser/Kühlmittel-Wärmetauscher und/oder dem Kondensator konden siert wird;
eine Kühleinheit (25) zum Kühlen einer Wärmeerzeugungseinheit (25a), die an dem Fahrzeug angebracht ist, unter Verwendung des Kühlmittels mit dem Zwi schendruck von der ersten Druckreduzierungseinheit;
eine zweite Druckreduzierungseinheit (28) zum Herabsetzen des Drucks des Kühlmittels mit dem Zwischendruck von der Kühleinheit; und
einen Verdampfer (23), der in dem Luftdurchtritt angeordnet ist, zum Verdampfen des Kühlmittels, das von der zweiten Druckreduzierungseinheit aus strömt, mit Hilfe von Wärme aus der Luft, um die Luft zu kühlen; und
einen Kühlwasserzyklus (40), in dem das Kühlwasser zirkuliert, wobei der Kühl wasserzyklus aufweist:
einen Heizkern (43), der in dem Luftdurchtritt an der luftstromabwärtigen Seite des Verdampfers angeordnet ist, zur Durchführung eines Wärmeaustauschs zwischen dem Kühlwasser und Luft, um die Luft zu erwärmen;
einen Kühler (42) zum Kühlen des Kühlwassers im Wege der Durchführung eines Wärmeaustauschs zwischen dem Kühlwasser und Außenluft; und
eine Pumpe (44) zur Umwälzführung des Kühlwassers in dem Kühlwasserzyklus, wobei der Wasser/Kühlmittel-Wärmetauscher und der Motor in dem Kühlwasser zyklus angeordnet sind.

2. Klimaanlage nach Anspruch 1, wobei der Kühlwasserzyklus des weiteren aufweist:
einen zusätzlichen Kondensator (29), der an der kühlmittel-stromabwärtigen Seite der Kühleinheit angeordnet ist, zur Durchführung eines Wärmeaustauschs zwi schen dem Kühlmittel mit dem Zwischendruck und Außenluft;
einen ersten Bypasskanal (30a), durch den hindurch das Kühlmittel von der Kli matisierungseinheit den zusätzlichen Kondensator im Bypass umgeht; und
ein erstes Öffnungs/Gieß-Ventil (30) zum Öffnen und Schließen des ersten Bypasskanals.

3. Klimaanlage nach Anspruch 2, weiter umfassend:
ein Kühlmitteltemperatur-Feststellungsmittel (69) zum Feststellen der Temperatur des Kühlmittels mit dem Zwischendruck von der Kühleinheit;
ein Außenlufttemperatur-Feststellungsmittel (66) zum Feststellen der Temperatur der Außenluft außerhalb des Fahrzeugs;
wobei das erste Öffnungs/Schließ-Ventil den ersten Bypasskanal derart öffnet, daß das Kühlmittel mit dem Zwischendruck von der Kühleinheit den zusätzlichen Kondensator im Bypass umgeht, wenn die Temperatur des Kühlmittels mit dem Zwischendruck, die mittels des Kühlmitteltemperatur-Feststellungsmittels festge stellt wird, niedriger als die Temperatur der Außenluft ist.

4. Klimaanlage nach Anspruch 2, wobei das erste Öffnungs/Schließ-Ventil den ersten Bypasskanal derart öffnet, daß das Kühlmittel mit dem Zwischendruck von der Kühleinheit den zusätzlichen Kondensator im Bypass umgeht, wenn die Heiz- Betriebsart zum Beheizen des Fahrgastraums eingestellt ist.

5. Klimaanlage nach irgendeinem der Ansprüche 1-4, wobei das in dem Kühler gekühlte Kühlwasser in den Wasser/Kühlmittel-Wärmetauscher einströmt, wenn die Kühl-Betriebsart zum Kühlen des Fahrgastraums eingestellt ist.

6. Klimaanlage nach irgendeinem der Ansprüche 1-5, wobei das in dem Was ser/Kühlmittel-Wärmetauscher erwärmte Kühlwasser in den Heizkern einströmt, wenn die Heiz-Betriebsart zum Beheizen des Fahrgastraums eingestellt ist.

7. Klimaanlage nach irgendeinem der Ansprüche 1-6, weiter umfassend:
ein Kühlwassertemperatur-Feststellungsmittel (65) zum Feststellen der Tempera tur des Kühlwassers, das in dem Kühlwasserzyklus zirkuliert, wobei:

der Kühlwasserzyklus weiter aufweist,
einen zweiten Bypasskanal (48), durch den hindurch das Kühlwasser den Kühler im Bypass umgeht, und
ein zweites Öffnungs/Schließ-Ventil (46) zum Öffnen und Schließen des zweiten Bypasskanals; und
wobei das zweite Öffnungs/Schließ-Ventil den zweiten Bypasskanal derart öffnet, daß das Kühlwasser den Kühler im Bypass umgeht, wenn die Temperatur des Kühlwassers niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist, wenn die Heiz-Be triebsart zum Beheizen des Fahrgastraums eingestellt ist.

8. Klimaanlage nach irgendeinem der Ansprüche 1-6, weiter umfassend:
ein Kühlwassertemperatur-Feststellungsmittel (65) zum Feststellen der Tempera tur des Kühlwassers, das in dem Kühlwasserzyklus zirkuliert,
wobei der Kühlwasserzyklus weiter ein Strömungsregelungsventil zur Regelung des Verhältnisses zwischen dem Volumen des Kühlwassers, das durch den Küh ler hindurchtritt, und dem Volumen des Kühlwassers, das den Kühler im Bypass umgeht, entsprechend der Temperatur des Kühlwassers aufweist.

9. Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einem Fahrgastraum und einem Motor (41) zum Antrieb des Fahrzeugs, wobei die Klimaanlage umfaßt:
einen Kanal (2) zur Ausbildung eines Luftdurchtritts (2) zum Führen von Luft in Richtung zu dem Fahrgastraum;
ein Gebläse (3), das in den Luftdurchtritt angeordnet ist, zum Blasen von Luft in nerhalb des Kanals in Richtung zu dem Fahrgastraum;
einen Kühlmittelzyklus (20), der aufweist:
einen Kompressor (21) zum Komprimieren von Kühlmittel, wobei der Kompressor einen ersten Kompressionsbereich (21a) zum Komprimieren gasförmigen Kühl mittels, das von einem Einlaßanschluß (21c) desselben aus angesaugt wird, von einem niedrigen Druck auf einen Zwischendruck, und einen zweiten Kompressi onsbereich (21b) zum Komprimieren von Kühlmittel von dem ersten Kompressi onsbereich (21a) und von einem Einspritzungsanschluß (21d) desselben aus und zum Abgeben des komprimierten Kühlmittels von einem Auslaßanschluß (21e) desselben aus aufweist;
einen Wasser/Kühlmittel-Wärmetauscher (31) zur Durchführung eines Wärme austauschs zwischen gasförmigem Kühlmittel, das von dem Kompressor abgege ben wird, und Kühlwasser zum Kühlen des Motors, um das Kühlwasser zu erwär men,
einen Kondensator (22) zum Kondensieren und Kühlen von Kühlmittel von dem Wasser/Kühlmittel-Wärmetauscher im Wege der Durchführung eines Wärme austauschs zwischen dem Kühlmittel von dem Wasser/Kühlmittel-Wärmetauscher und Außenluft außerhalb des Fahrzeugs;
eine erste Druckreduzierungseinheit (24) zum Herabsetzen des Drucks flüssigen Kühlmittels auf einen Zwischendruck, wobei das flüssige Kühlmittel in dem Was ser/Kühlmittel-Wärmetauscher und/oder in dem Kondensator kondensiert wird;
eine Kühleinheit (25) zum Kühlen einer Wärmeerzeugungseinheit (25a), die an dem Fahrzeug angebracht ist, unter Verwendung des Kühlmittels mit dem Zwi schendruck von der ersten Druckreduzierungseinheit;
einen Gas/Flüssigkeits-Abscheider (27), der an der kühlmittel-stromabwärtigen Seite der Kühleinheit abgeordnet ist, zum Abscheiden bzw. gegenseitigen Tren nen von flüssigem Kühlmittel und gasförmigem Kühlmittel;
eine zweite Druckreduzierungseinheit (28) zum Herabsetzen des Drucks des flüs sigen Kühlmittels von dem Gas/Flüssigkeits-Abscheider;
einen Verdampfer (23), der in dem Luftdurchtritt angeordnet ist, zum Verdampfen von Kühlmittel, das von der zweiten Druckreduzierungseinheit aus strömt, mit Hilfe von Wärme aus Luft, um die Luft zu kühlen; und
einen Kanal (21f) für gasförmiges Kühlmittel, durch den hindurch gasförmiges Kühlmittel von dem Gas/Flüssigkeits-Abscheider aus in den Einspritzungsan schluß des zweiten Kompressionsbereichs einströmt; und
einen Kühlwasserzyklus (40), in dem das Kühlwasser zirkuliert, wobei der Kühl wasserzyklus aufweist:
einen Heizkern (43), der in dem Luftdurchtritt an der luftstromabwärtigen Seite des Verdampfers angeordnet ist, zum Durchführen eines Wärmeaustauschs zwischen dem Kühlwasser und Luft, um die Luft zu erwärmen;
einen Kühler (42) zum Kühlen des Kühlwasser im Wege eines Wärmeaustauschs zwischen dem Kühlwasser und Außenluft und
eine Pumpe (44) zur Umlaufführung des Kühlwassers in dem Kühlwasserzyklus, wobei der Wasser/Kühlmittel-Wärmetauscher und der Motor in dem Kühlwasser zyklus angeordnet sind.

10. Klimaanlage für ein Fahrzeug mit einem Fahrgastraum und einem Motor (41) zum Antrieb des Fahrzeugs, wobei die Klimaanlage umfaßt:
einen Kanal (2) zur Ausbildung eines Luftdurchtritts (2) zum Führen von Luft in Richtung zu dem Fahrgastraum;
einen Kompressor (21) zum Komprimieren von Kühlmittel;
einen Wasser/Kühlmittel-Wärmetauscher (31) zur Durchführung eines Wärme austauschs zwischen dem von dem Kompressor abgegebenen Kühlmittel und Kühlwasser zum Kühlen des Motors, um das Kühlwasser zu erwärmen;
einen Kondensator (22) zum Kondensieren und Kühlen des Kühlmittels von dem Wasser/Kühlmittel-Wärmetauscher im Wege der Durchführung eines Wärme austauschs zwischen dem Kühlmittel von dem Wasser/Kühlmittel-Wärmetauscher und Außenluft außerhalb des Fahrzeugs;
eine erste Druckreduzierungseinheit (24) zum Herabsetzen des Drucks des flüssi gen Kühlmittels auf einen Zwischendruck, wobei das flüssige Kühlmittel in dem Wasser/Kühlmittel-Wärmetauscher und/oder in dem Kondensator kondensiert wird;
eine Kühleinheit (25) Zum Kühlen einer Wärmeerzeugungseinheit (25a), die an dem Fahrzeug angebracht ist, unter Verwendung des Kühlmittels mit dem Zwi schendruck von der ersten Druckreduzierungseinheit;
eine zweite Druckreduzierungseinheit (28) zum Herabsetzen des Drucks des Kühlmittels mit dem Zwischendruck von der Kühleinheit;
einen Verdampfer (23), der in dem Luftdurchtritt angeordnet ist, zum Verdampfen von Kühlmittel, das von der zweiten Druckreduzierungseinheit aus strömt, mit Hilfe von Wärme aus Luft, um die zu dem Fahrgastraum hin zu blasende Luft zu küh len;
einen Heizkern (43), der in dem Luftdurchtritt an der luftstromabwärtigen Seite des Verdampfers angeordnet ist, zur Durchführung eines Wärmeaustauschs zwischen dem Kühlwasser und Luft, um die in Richtung zu dem Fahrgastraum hin zu bla sende Luft zu erwärmen; und
einen Kühler (42) zum Kühlen des Kühlwassers im Wege der Durchführung eines Wärmeaustauschs zwischen dem Kühlwasser und Außenluft, wobei:
das Kühlwasser von dem Kühler in den Heizkern hinein durch den Was ser/Kühlmittel-Wärmetauscher hindurch strömt, während das Kühlwasser die Wärmeerzeugungseinheit unter Verwendung des Kühlmittels mit dem Zwischen druck kühlt, wenn die Kühl-Betriebsart zum Kühlen des Fahrgastraums eingestellt ist; und
das in dem Wasser/Kühlmittel-Wärmetauscher erwärmte Kühlmittel direkt in den Heizkern einströmt, wenn die Heiz-Betriebsart zum Beheizen des Fahrgastraums eingestellt ist.