(57)【要約】  コンプレッサ(3)と、コンデンサ(5)と、エバポレータ(7)と、前記コンデンサ(5)と前記エバポレータ(7)との間に配置されるエキスパンションバルブとを含む冷凍サイクルを有している、車両、特に電気駆動装置を搭載した自動車用の冷暖房装置が提案される。前記冷暖房装置は、前記コンデンサ(5)が第一の液体クーラント回路(9)と協働すると共に、前記エバポレータ(7)が第二の液体クーラント回路(11)と協働することを特徴とし、但し室内用熱交換器(17)を前記第一又は第二の液体クーラント回路(9、11)に帰属させることが可能であり、外気用熱交換器(19)を前記第一又は第二の液体クーラント回路(9、11)に帰属させることが可能である。【選択図】図１
2013536119.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプレッサ(3)と、コンデンサ(5)と、エバポレータ(7)と、前記コンデンサ(5)と前記エバポレータ(7)との間に配置されるエキスパンションバルブとを含む冷凍サイクルを有している、車両用、特に電気駆動装置を搭載した自動車用の、冷暖房装置において、
−前記コンデンサ(5)が第一の液体クーラント回路(9)と協働すると共に、前記エバポレータ(7)が第二の液体クーラント回路(11)と協働すること、但し、
−室内用熱交換器(17)を前記第一又は第二の液体クーラント回路(9、11)に帰属させることが可能であること、及び、
−外気用熱交換器(19)を前記第一又は第二の液体クーラント回路(9、11)に帰属させることが可能であること
を特徴とする、冷暖房装置。
【請求項２】
−暖房運転中には前記第一の液体クーラント回路(9)が前記室内用熱交換器(17)と協働すると共に、前記第二の液体クーラント回路(11)が前記外気用熱交換器(19)と協働すること、
−デフロスト運転中には前記第一の液体クーラント回路(9)が前記室内用熱交換器(17)ともまた前記外気用熱交換器(19)とも協働すること、及び、
−冷房運転中には前記第一の液体クーラント回路(9)が前記外気用熱交換器(19)と協働すると共に、前記第二の液体クーラント回路(11)が前記室内用熱交換器(17)と協働すること
を特徴とする、請求項１に記載の冷暖房装置。
【請求項３】
−前記第一の液体クーラント回路(9)が、液体クーラントを運転モードに応じて前記室内用熱交換器(17)、前記外気用熱交換器(19)、又はその両方ともに供給できるようにする一つの弁機構と協働すること、及び、
−前記第二の液体クーラント回路(11)が、液体クーラントを運転モードに応じて前記外気用熱交換器(19)、前記室内用熱交換器(17)に供給できるようにしたり、又は前記各熱交換器(17、19)のいずれにも供給できないようにしたりする一つの弁機構と協働すること
を特徴とする、請求項2に記載の冷暖房装置。
【請求項４】
前記コンプレッサ(3)が、暖房運転中及び冷房運転中には、前記外気用熱交換器(19)と協働する液体クーラント回路に帰属していることを特徴とする、請求項2又は3のいずれか一項に記載の冷暖房装置。
【請求項５】
前記第一又は第二の液体クーラント回路(9、11)が、蓄電装置(39)の調温を行うために、第三の液体クーラント回路(37)と協働することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の冷暖房装置。
【請求項６】
車両の電動モータ(31)を前記第一又は第二の液体クーラント回路(9、11)に帰属させることが可能であることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の冷暖房装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の冷暖房装置の運転方法において、
−暖房運転中には前記外気用熱交換器(19)を熱源として前記第二の液体クーラント回路(11)に帰属させること、
−デフロスト運転中には前記外気用熱交換器(19)をヒートシンクとして前記第一の液体クーラント回路(9)に帰属させること、及び、
−冷房運転中には前記外気用熱交換器(19)をヒートシンクとして前記第一の液体クーラント回路(9)に帰属させること
を特徴とする方法。
【請求項８】
前記デフロスト運転中には前記電動モータ(31)を熱源として前記第二の液体クーラント回路(11)に帰属させることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記外気用熱交換器(19)に着氷があることが判定されると、前記冷暖房装置を前記デフロスト運転に切り換えることを特徴とする、請求項７又は８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記外気用熱交換器(19)に着氷があることを、その熱源としての容量の低下が判定されることにより検出することを特徴とする、請求項７から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記外気用熱交換器(19)に着氷があることを、
−前記外気用熱交換器(19)を熱源として前記第二の液体クーラント回路(11)と協働させる工程、
−第一の経時温度勾配を検出する工程、
−代替熱源、好ましくは前記電動モータ(31)を前記第二の液体クーラント回路(11)と協働させる工程、
−第二の経時温度勾配を検出する工程、
−前記温度勾配の検出結果を比較する工程、
−前記第一の温度勾配が前記第二の温度勾配よりも急傾斜で推移する場合に、前記外気用熱交換器(19)に着氷があると判定する工程
から成る方法により判定することを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第一の温度勾配及び前記第二の温度勾配を、順次、又は同時に、若しくは時間的に並行して検出することを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記外気用熱交換器(19)に着氷があることを、少なくとも一つのセンサ、好適には光センサにより判定する工程を特徴とする、請求項７から１２のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部に記載の冷暖房装置、並びに請求項７の前提部に記載の冷暖房装置の運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷暖房装置及びその運転方法は公知である。特に車両の内部では、車室の室温を適切なレベルに持っていくために、好ましくは予め定められた温度に調節するために、冷暖房装置を使用している。その際、典型的には必要に応じて相互に別々に起動又は不動化される、別体の暖房装置と別体の冷房装置とを備えている。冷房装置は、コンプレッサと、コンデンサと、エバポレータと、コンデンサとエバポレータとの間に配置されるエキスパンションバルブとを含む冷凍サイクルを有している。特にコンデンサの内部及びコンプレッサの内部では熱が放出されるが、この熱は公知である装置の場合は、車室の暖房に使用されることなく廃熱として放出される。総じて公知である装置では、車両において使用に供されている様々な熱源及びヒートシンクが相互に回路接続されていないか、又は回路接続されていたとしても少なくとも最適な形態ではないために、シナジー効果は一切もたらされない。一部では補助熱源、例えば電気ヒータが備えられる。それにより、特に電気駆動装置を搭載した車両では、エネルギー所要量に増大を来す上に、それに伴い同時に航続距離にも低下を来している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って本発明の課題は、車両、特に電気自動車の可能な熱源及びヒートシンクを、その最適利用が可能となるように回路接続することによって、かなりのシナジー効果と合わせエネルギー節減を実現できるようにする、車両用の冷暖房装置を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述の装置に関する課題は、請求項１の各特徴を具備した冷暖房装置を得ることによって解決される。この冷暖房装置は、コンデンサが第一の液体クーラント回路と協働すると共に、エバポレータが第二の液体クーラント回路と協働することを特徴とし、但し、室内用熱交換器を第一又は第二の液体クーラント回路に帰属させることが可能であり、外気用熱交換器を第一又は第二の液体クーラント回路に帰属させることが可能である。両方の熱交換器をそれぞれ第一又は第二のクーラント回路に帰属させることが可能であることによって、車両の様々な熱源及びヒートシンクを相互に回路接続することが可能となり、またそれに伴いそれらの最適利用が可能となる。
【０００５】
好ましいのは、暖房運転中には第一の液体クーラント回路が室内用熱交換器と協働すると共に、第二の液体クーラント回路が外気用熱交換器と協働する冷暖房装置である。それにより外気用熱交換器を熱源として暖房運転に利用することができる。即ちこの外気用熱交換器から熱が取り出されることになる。その際には、水しぶき、高湿度、雨、又は雪により、外気用熱交換器の表面に着氷層の形成を来すことがある。この着氷層は断熱作用を示すために、外気用熱交換器の熱交換器としての容量は低下してしまう。従ってデフロスト運転においては、第一の液体クーラント回路を室内用熱交換器ともまた外気用熱交換器とも協働させることが好ましい。この場合は外気用熱交換器がヒートシンクとして回路に接続されており、その除氷を行うことができる。冷房運転中には、第一の液体クーラント回路を外気用熱交換器と協働させると共に、第二の液体クーラント回路を室内用熱交換器と協働させることが好ましい。その場合はエバポレータを、室内を冷房するためのヒートシンクとして利用することができる。
【０００６】
第一の液体クーラント回路は、運転モードに応じて液体クーラントを室内用熱交換器、外気用熱交換器、又はその両方ともに供給できるようにする弁機構と協働すると非常に好ましい。第二の液体クーラント回路は、運転モードに応じて液体クーラントを外気用熱交換器、室内用熱交換器に供給できるようにしたり、そのいずれにも供給できないようにしたりする弁機構と協働することが好ましい。
【０００７】
コンプレッサは、暖房運転中及び冷房運転中は、外気用熱交換器と協働している液体クーラント回路に帰属すると好ましい。それにより特に冷房運転中にはその運転熱を排出できるようになる。暖房運転中はコンプレッサの廃熱が、好ましくは室内用熱交換器に供給される熱出力の中に含まれる。
【０００８】
好ましいのは他にも、第一又は第二の液体クーラント回路が第三の液体クーラント回路と協働する冷暖房装置である。この第三の液体クーラント回路は、蓄電要素の調温に利用されるものである。この蓄電要素は、特に車両の電気駆動装置に電気出力を供給するためのアキュムレータ及び/又はバッテリであってもよい。蓄電要素は温度変化に非常に鋭敏に応答するため、その調温を行うこと、乃至その温度をある一定の最適温度域内で可能な限り定常に保持することが有意である。
【０００９】
最後には、車両の電動モータを、これが特に熱源として、又は場合によってはヒートシンクとして作用するように、第一又は第二の液体クーラント回路に帰属させることができるようになっている冷暖房装置が好ましい。即ちこの電動モータは、好ましくは熱を放出する要素として、又は場合によっては熱を吸収する要素としても、冷暖房装置の温度収支に組み込まれる。
【００１０】
本発明の課題は更に、車両内の既存の熱源及びヒートシンクを最適利用できるようにするために、これらが相互に回路接続されるようにする、請求項１から６のいずれか一項に記載の冷暖房装置の運転方法を得ることにもある。
【００１１】
上述の方法に関する課題は、請求項７の各特徴を具備した方法を得ることによって解決される。この方法は、暖房運転中には外気用熱交換器を熱源として第二の液体クーラント回路に帰属させることを特徴としている。この時には−既述のように−外気用熱交換器に着氷を生じることがある。従って外気用熱交換器は、デフロスト運転中にはヒートシンクとして第一の液体クーラント回路に帰属するようになっている。それにより外気用熱交換器の除氷を可能としている。外気用熱交換器は、冷房運転中にはヒートシンクとして第一の液体クーラント回路に帰属する。
【００１２】
それにより特にコンデンサの内部で放たれる熱を排出することができる。
【００１３】
好ましいのは、デフロスト運転中には電動モータを熱源として第二の液体クーラント回路に帰属させる方法である。この場合は電動モータの廃熱を利用することが可能となり、この廃熱は室内用熱交換器に供給される熱出力に含まれることになる。
【００１４】
外気用熱交換器に着氷があると判定された場合は、冷暖房装置がデフロスト運転に切り換えられると好ましい。
【００１５】
外気用熱交換器の熱源としての容量の低下が判定されることにより、着氷が検出されるようにすると好ましい。
【００１６】
非常に好ましいのは、外気用熱交換器の着氷を次のようにして判定する方法である。まず外気用熱交換器を熱源として第二の液体クーラント回路と協働させる。第一の経時温度勾配を検出する。代替熱源、好ましくは電動モータを、第二の液体クーラント回路と協働させる。第二の経時温度勾配を検出する。それぞれの温度勾配の検出結果を比較し、第一の温度勾配が第二の温度勾配よりも急傾斜で推移している場合に、外気用熱交換器に着氷があると判定する。第一勾配のこの急傾斜推移は、外気用熱交換器を熱源として回路に接続している時に、断熱作用を持つ着氷層のせいで周囲からの熱補給を十分急速に行うことが不可能であるために、測定される温度が急速に低下することに応答したものである。このため、相応する急傾斜の勾配が検出された場合には、デフロスト運転に切り換えられる。この温度勾配を検出するためには、いずれにしても冷暖房装置を制御するために利用されるセンサが使用されることが好ましい。これらのセンサは、液体クーラント回路又は冷凍サイクルに配置されていてもよい。調査の対象となる両方の熱源の比較的近くに、好ましくは熱源に直接備えられるセンサが使用されると特に好ましい。それにより熱源の挙動を特に正確に判定することが可能となる。特にセンサが熱源に直接取り付けられている場合は、熱源が両方とも第二の液体クーラント回路に帰属している間に、両方ともの勾配を−好ましくは同時若しくは相互に並行して、即ち例えば時間的に重複するように−検出することが可能となる。もっとも代替熱源の温度勾配が検出されるときには、少なくとも外気用熱交換器が第二の液体クーラント回路から取り外されることが好ましい。その場合には、それぞれの勾配の測定が順次行われることが好ましい。特に温度勾配が今正に測定されている熱源だけが、その都度第二の液体クーラント回路に帰属していると特に好ましい。即ち第一及び第二の温度勾配を、順次、又は同時に、若しくは並行して、例えば時間的に重複して、測定できるようになっている。
【００１７】
最後には、外気用熱交換器に着氷があることを、少なくとも一つのセンサ、好ましくは光センサにより判定する方法が好ましい。この光センサは、外気用熱交換器の表面の着氷層を直接検出可能であるように配置されていると好ましい。
【００１８】
対案として、又は追加的に、このセンサは上述の温度勾配を評価するように構成されたものであってもかまわない。
【００１９】
以下では本発明を図面に基づき詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】冷暖房装置の一実施例の液体クーラント回路を第一の運転状態で示す概略図である。
【図２】図１に示される実施例を第二の運転状態で示す図である。
【図３】図１に示される実施例を第三の運転状態で示す図である。
【図４】図１に示される実施例を第四の運転状態で示す図である。
【図５】図１に示される実施例を第五の運転状態で示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下では実質的に冷暖房装置について説明するが、その運転方法も、冷暖房装置の様々な運転状態及びその作動方式に関する説明から難なく明らかとなる。
【００２２】
図１には、冷暖房装置の一実施例の液体クーラント回路の概略図が、自動車の室内が暖房されると同時に、好ましくは蓄電要素が冷却される運転状態で示されている。この冷暖房装置に含まれている冷房装置の冷凍サイクルは、ここには図示されていない。この冷凍サイクルは、コンプレッサ3と、コンデンサ5と、エバポレータ7とを含むが、そこではコンデンサとエバポレータとの間にエキスパンションバルブが配置されている。冷媒としては、二酸化炭素又はその他の慣用の冷媒が使用されることが好ましい。
【００２３】
図１に示される液体クーラント回路は、液体クーラントとして、水及びグリコール、特に水−グリコール混合液を含む。液体クーラントとしてはそれ以外のものも考えられる。
【００２４】
コンデンサ5は、ここには粗い破線で示されている第一の液体クーラント回路9と協働し、エバポレータ7は、ここには一点鎖線で示されている第二の液体クーラント回路11と協働する。ポンプ13、15が備えられており、液体クーラントはこれらのポンプ13、15により液体クーラント回路9、11に沿って送り出される。非活動状態にある液体クーラント経路は実線で描かれると共に、バツ印がそれに付されている。
【００２５】
この冷暖房装置は、第一又は第二の液体クーラント回路9、11に帰属させることができる、好ましくは内部を空気が貫流する室内用熱交換器17を含む。冷暖房装置は他にも、同様に第一又は第二の液体クーラント回路9、11に帰属させることができる、好ましくは内部を空気が貫流する外気用熱交換器19を含む。
【００２６】
液体クーラントを運転モードに応じて室内用熱交換器17、外気用熱交換器19、又はその両方ともに供給可能であるように第一の液体クーラント回路9と協働する弁機構が備えられている。同様に液体クーラントを運転モードに応じて外気用熱交換器19、室内用熱交換器17に供給可能であるように、又はそのいずれにも供給不能であるように第二の液体クーラント回11と協働する弁機構も備えられている。その機能は、同一の弁機構により実現されるようにしてもよいが、二つの別体の弁機構を備えることも可能である。この一つ又は二つの弁機構は、好ましくは少なくとも一つの弁を、特に好ましくは複数の弁を含む。図示の実施例においては、上述の機能をもたらす、全体として一つの弁機構を形成する複数の開閉弁及び切換え弁が備えられている。別の好ましい実施例においては、これらの弁の数、種類、並びに配置方式は異なってもかまわない。肝要であるのは、この実施例との関係で説明される機能が保証されている点である。
【００２７】
本発明を理解するために、図面には示されていない冷凍サイクルについてわきまえておくことは重要である。冷媒はコンプレッサ3の内部で圧縮され、その際に著しく加熱される。加熱後の冷媒はコンデンサ5に到達するが、そこで冷媒は、コンプレッサ3の内部で吸収した熱の大半を液体クーラントに対して放出する。
【００２８】
−流れの向きで見て−コンデンサの下流側に、中間熱交換器を配置することが好ましく、そこでは冷媒が、コンプレッサ3に向かって還流する冷媒に対して熱を放出する。圧縮されて予冷却された冷媒は、そこからエキスパンションバルブに到達し、そこで膨張される。その際に冷媒は著しく冷却される。冷媒は更にエバポレータ7に向かって流れ、そこで液体クーラントから熱を吸収する。冷媒はそこから、好ましくは中間熱交換器を通り流れて、そこでコンデンサ5から来る冷媒の更なる熱を吸収して、コンプレッサ3に向かって還流する。−流れの向きで見て−エバポレータの下流側には、冷媒用の流量調整槽又はタンクが備えられていると好ましい。
【００２９】
以下では図１に基づき、車室を暖房するための、冷暖房装置の暖房運転について詳細に解説する。
【００３０】
ポンプ13に向かって流れる流体は、コンデンサ5の内部で、高温の、圧縮後の冷媒から熱を吸収した。従ってこの冷暖房装置の最も高温となる地点は、言わば−流れの向きで見て−このコンデンサ5の下流側であって、ポンプ13の上流側に位置することになる。この液体クーラントは、このポンプ13により切換え弁21に向かって送られるが、この切換え弁21は−以下で言及する全ての切換え弁についても同様であるが−符号が付されていない一つの接続ポートに加え、二つの接続ポートを有しており、その内の一方には符号Aが、他方には符号Bが付されている。暖房運転中は、符号が付されていない接続ポートと、符号Aが付された接続ポート間の導通部が開放されるのに対して、接続ポートBは遮断されている。
【００３１】
それぞれの切換え弁においては、二通りの切換え状態を実現可能であることが好ましく、その場合は切換え状態においてそれぞれ、符号が付されている接続ポートの内の一方が、符号が付されていない接続ポートに導通されるのに対して、第三の接続ポートは遮断されていることになる。
【００３２】
液体クーラントは、この切換え弁21から室内用熱交換器17に到達し、そこでその熱を少なくとも一部車室に、好ましくは車室に向かって流れる気流に放出する。この液体クーラントは更に別の切換え弁23に向かって流れるが、その切換え弁の符号が付されていない接続ポートが接続ポートAと導通されている。符号Bが付された接続ポートは遮断されている。従って液体クーラントはこの弁23からコンデンサ5に還流されて、そこで再び圧縮後の高温の冷媒から熱を吸収する。
【００３３】
第二の液体クーラント回路11の内部の液体クーラントは、エバポレータ7からポンプ15を通り切換え弁25に向かって流れる。この液体クーラントは、エバポレータ7の内部で、膨張後の低温の冷媒に対して熱を放出した。従ってこの冷暖房装置の最も低温となる地点は、言わば−流れの向きで見て−このエバポレータ7の下流側であって、ポンプ15の上流側に位置することになる。
【００３４】
図示の運転状態においては、符号が付されていない接続ポートが接続ポートAに導通されているのに対して、接続ポートBは遮断されている。従って液体クーラントは更に別の切換え弁27に向かって流れるが、その接続ポートAは符号が付されていない接続ポートに導通されているのに対して、接続ポートBは遮断されている。
【００３５】
液体クーラントは、そこから外気用熱交換器19を通り別の切換え弁29に向かって流れる。液体クーラントは、そこでは外気温よりも低温となっているために、外気用熱交換器19の内部で周囲環境から熱を吸収する。従って外気用熱交換器19は熱源として作用することになる。図示の運転状態においては、この切換え弁29の符号が付されていない接続ポートが接続ポートAに導通されている。液体クーラントは更に結節点aに向かって流れ、そこで好ましくは、電動モータ31及び/又はこの電動モータ31の動作制御に利用される制御装置33の液冷ジャケットへと分割される。別の好ましい一実施例においては、液体クーラントが電動モータ31だけに流れるようにしたり、又は制御装置33だけに流れるようにしたりしてもよい。制御装置33は、パルス変換器(パルスインバータ)として構成されていることが好ましい。液体クーラントは、この電動モータ31及び/又は制御装置33の廃熱を吸収することが好ましく、従ってこれらの要素は図示の運転状態においては熱源として作用することになる。
【００３６】
さらにもう一つの好ましい実施例においては、電動モータ31及び制御装置33を液体クーラント流に関して−図１に示されるように−並列ではなく、むしろ直列に、即ち前後に配置されていることが可能である。この場合は、制御装置33が電動モータ31の上流側に備えられていると好ましい。即ち液体クーラントは、最初に制御装置33の液冷ジャケットを通り流れた後に、電動モータ31の液冷ジャケットを通り流れることが好ましい。
【００３７】
液体クーラントの分割流は、結節点bにおいて再び一緒にされると好ましい。液体クーラントは、そこからコンプレッサ3の液冷ジャケットに向かって流れるが、このコンプレッサ3も同様に熱源として作用するので、液体クーラントがその廃熱を吸収する。その後液体クーラントは切換え弁35に到達するが、その接続ポートAは符号が付されていない接続ポートに導通されているのに対して、接続ポートBは遮断されている。クーラントはそこからエバポレート7に向かって還流される。
【００３８】
以上からも次のことが明らかである。エバポレータ7から来る低温の液体クーラントは、暖房運転中には、外気用熱交換器19の内部で雰囲気熱を吸収する。このクーラントは再びエバポレータ7に供給され、そこで熱を、図示されない冷凍サイクルの冷媒に対して放出する。この冷媒は相応に予熱されてコンプレッサ3に到達する。即ちこの冷媒には、外気用熱交換器19により周囲環境から取り込まれた熱が吸収された。冷媒は、コンプレッサ3の内部で更に加熱されてからコンデンサ5に供給され、そこでその熱の少なくとも一部を第一の液体クーラント回路9の内部の液体クーラントに対して放出する。
【００３９】
即ち外気用熱交換器19により周囲環境から取り込まれた熱は、最後には室内用熱交換器17の補助として室内暖房のために使用に供されるようになっている。それによりこの冷暖房装置は、コンプレッサ3の内部で機械的な仕事を供給しながら、比較的低温である外気用熱交換器19から比較的高温である室内用熱交換器17に向かって熱を送り出す一種のヒートポンプを実現させる。
【００４０】
外気用熱交換器19からは熱が取り出されるために、特に寒冷季には湿度、雨水、水しぶき、雪、又はその他の水蒸気源により、その表面には着氷層を生じることがある。これが次第に断熱層として作用することによって、外気用熱交換器19が熱源として最早効率的に機能できなくなることがある。従ってこの着氷層を外気用熱交換器19から取り除くために、デフロスト運転が行われると好ましい。これについては図2との関連で解説する。
【００４１】
図１には細かい破線により第三の液体クーラント回路37が示されているが、これは蓄電装置39の調温を行うために、第一又は第二の液体クーラント回路9、11のいずれか一方と協働する。図示の運転モードにおいては、蓄電装置39が冷却される。
【００４２】
切換え弁41が備えられているが、その接続ポートAは符号が付されていない接続ポートに導通されているのに対して、接続ポートBは遮断されている。従って、液体クーラント回路11からの低温の液体クーラントは、結節点cで分岐して第三の液体クーラント回路37に供給される。液体クーラントはそこから、コントローラ45により動作制御される制御弁43に到達する。このコントローラ45には他にも、蓄電手段39の周囲を巡る内部液体クーラント回路内の温度を検出する温度センサ47が接続されている。この回路はバイパス49により構成され、その中には、蓄電要素39から流出する液体クーラントを好ましくは蓄電要素39の液冷ジャケットのクーラント入口に送り返すポンプ51が備えられている。蓄電要素39の下流側、加えてバイパス49分岐点の下流側のところには、切換え弁53が備えられており、その符号が付されていない接続ポートが、図示の運転状態においては接続ポートAに導通されているのに対して、接続ポートBは遮断されている。液体クーラントはそこから結節点dに到達し、そこで再び第二の液体クーラント回路11に供給されて、エバポレータ7に向かって還流される。上述の内部回路内の温度を実質的に予め定められた値に維持するために適切な量の液体クーラントが、ポンプ51によりバイパス49を通り循環される液体クーラントに供給されるように、制御弁43はコントローラ45により制御される。このポンプ51は好ましくは連続運転されて、内部回路を循環状態に維持する。液体クーラントは実質的に非圧縮性を示すため、好ましくは、弁43を通り供給された量と等しい量が切換え弁53から外に出る。
【００４３】
好ましい一実施例においては、切換え弁53もこのコントローラ45により制御されることによって、内部回路から流れ出る液体クーラントの量も制御できるようになっている。この場合は、特に効率的に、内部回路内の温度を定常に保つことが可能となる。
【００４４】
別の好ましい一実施例においては、切換え弁53が冷暖房装置の運転モードに依存して切り換えられており、その制御は行われていない。
【００４５】
既述のように外気用熱交換器19には、これが熱源として冷暖房装置の暖房運転に組み込まれている場合には、一定の条件下で着氷を生じてしまう。この場合は冷暖房装置がデフロスト運転に切り換えられることが好ましい。
【００４６】
図2には、デフロスト運転時の、図１に示される冷暖房装置の実施例の液体クーラント回路の概略図が示されている。同じ要素及び機能が同等である要素には同じ符号が付されているので、これらについては上述の説明を参照されたい。以下では便宜上、図１に示される運転状態とは異なる特徴についてのみ論じるものとする。
【００４７】
切換え弁23では、接続ポートAが遮断されているのに対して、符号が付されていない接続ポートは接続ポートBに導通されている。従って、第一の液体クーラント回路9の内部をコンデンサ5から室内用熱交換器17を通り流れて来る高温の液体クーラントは、この切換え弁23により、コンデンサ5に戻されるのではなく、切換え弁27に向かって導かれることになる。液体クーラントはそこから外気用熱交換器19を通り切換え弁29に向かって流れる。その接続ポートAは遮断されており、接続ポートBは、符号が付されていない接続ポートに導通されている。それにより液体クーラントはこの切換え弁29からコンデンサ5に向かって還流できる。
【００４８】
切換え弁25では、接続ポートAが遮断されており、接続ポートBが、符号が付されていない接続ポートに導通されている。従って、第二の液体クーラント回路11の低温の液体クーラントは、エバポレータ7から外気用熱交換器19には一切到達し得ないようになっている。その代わりに液体クーラントは、切換え弁25から直接結節点aに向かって流れる。
【００４９】
以上から次のことが明らかである。外気用熱交換器19は、デフロスト運転中にはヒートシンクとして第一の液体クーラント回路9に帰属している。外気用熱交換器19は、高温の液体クーラントにより除氷される。
【００５０】
これに対応して第二の液体クーラント回路11には、代替熱源を帰属させる必要がある、又は代替熱源がこれに帰属していることが必要である。この代替熱源は、ここでは電動モータ31であると好ましい。図示の実施例においては、制御装置33もまた熱源として第二の液体クーラント回路11に組み込まれていると好ましい。コンプレッサ3もまた、熱源となっている。
【００５１】
車両の運転条件に関しては、次のことが明らかである。車両が停止中であるか又は極低速で走行中である場合は、少なくとも、わずかな水しぶきしか外気用熱交換器19の表面に達し得ないために、外気用熱交換器19に着氷を生じる怖れは比較的僅かである。従ってこの場合は、外気用熱交換器19を暖房運転中に問題なく熱源として第二の液体クーラント回路11に組み込むことができる。逆に車両が高速で走行中である場合は、着氷の怖れが高まるために、場合によってはデフロスト運転に切り換えることが必要となる。それと同時に電動モータ31には高出力が要求されるために、そこには廃熱という形で相応に大きな損失が生じることになる。従ってこの電動モータ31を熱源として問題なく第二の液体クーラント回路11に組み込むことができる。
【００５２】
仮にいずれかの運転状態にある時に、電動モータ31の内部に有意な廃熱が生じないことによって、このデフロスト運転への切換えが必要となったとしても、そのこと自体は何の害も与えない。この場合は電動モータ31から熱が取り出され、冷却されることになる。この時の電動モータ31の温度低下は、その熱容量が非常に大きいために、ほんの極僅かだけに限られている。特に電動モータ31は、大容量の液冷ジャケットを含むことが好ましい。電動モータ31は、効率的に仕事を行えるようにするために、高温である必要はない。電動モータ31は、低温時にも高い効率を有している。即ちおしなべて、運転状態を問わず、電動モータ31を熱源として第二の液体クーラント回路11に組み込むことに懸念はない。
【００５３】
図１及び２をもとにすると明らかであるように、図示の好ましい実施例においては、電動モータ31が暖房運転中もまたデフロスト運転中も熱源として第二の液体クーラント回路11に帰属している。デフロスト運転中には、単に外気用熱交換器19だけを、それが補助電源として作用している液体クーラント回路11から取り外して、ヒートシンクとして第一の液体クーラント回路9に帰属させる。この手順は、電動モータ31及び/又は代替熱源を第二の液体クーラント回路11に帰属させる、という文言に問題なく包摂されるものである。即ちこの代替熱源については、必ずしも第二の液体クーラント回路11に新たに帰属させる必要はなく、この文言には、この代替熱源が回路に帰属した状態のままである一実施例も含まれている。
【００５４】
外気用熱交換器19に着氷があることを直接検出することができるセンサを備えることが可能である。光センサが使用されると好ましい。しかしながら対案として、又は追加的に、外気用熱交換器19への着氷が、その熱源としての容量の低下により判定されることが好ましい。
【００５５】
そのためには次のステップが踏まれることが好ましい。外気用熱交換器19を、熱源として第二の液体クーラント回路11と協働させる。その際に第一の経時温度勾配を検出する。好ましい一実施形態においては、好ましくは予め定められたある一定の測定時間の経過後に、外気用熱交換器19を第二の液体クーラント回路11から取り外して、第二の経時温度勾配を検出し、この時には代替熱源、好ましくは電動モータ31が、第二の液体クーラント回路11と協働する。そのためにはこの代替熱源を、第二の液体クーラント回路11に帰属させるか、又はこれが第二の液体クーラント回路11に帰属している状態が維持される。ここでも再び、好ましくは予め定められたある一定の測定時間の経過後に、そのようにして検出されたそれぞれの温度勾配を相互に比較する。それぞれ、温度勾配が検出されることになる熱源だけを第二の液体クーラント回路と協働させることが特に好ましい。この場合はそれぞれの熱源を、好ましくは当該温度勾配の測定前に回路に帰属させて、測定後に場合によっては回路から取り外すことが好ましい。その場合は、それぞれの温度勾配が順次測定されることになる。別の実施形態においては、少なくとも代替熱源、例えば電動モータ31を、両方ともの温度勾配を検出する間、液体クーラント回路11と協働させるようにしてもよい。
【００５６】
上述の温度勾配を検出するために、いずれにせよ冷暖房装置に含まれているセンサが使用されると好ましい。これは例えば車室領域に配置される温度センサであってもよい。他にも温度センサを外気用熱交換器19及び代替熱源、好ましくは電動モータ31に直接配置することも可能である。特にこの場合は、本方法の一実施形態において、両方ともの熱源が第二の液体クーラント回路11と協働している間に、両方ともの熱源の温度勾配を同時に又は時間的に重複して決定することが可能である。
【００５７】
本方法の別の一実施形態においては、第二の温度勾配の検出の間に既にデフロスト運転への切換えを行うことができる。即ち、代替熱源の温度勾配が検出される間に既に、外気用熱交換器19を第一の液体クーラント回路9に帰属させる。それぞれの温度勾配を比較した後には、デフロスト運転が継続されるか又は中止されてもよい。
【００５８】
電動モータ31は、その高い熱容量のために、典型的にはそれほど急傾斜ではない温度勾配を有している。換言すればその温度は、熱源として利用される間、時間の経過に伴い極緩慢にしか低下しない。外気用熱交換器19の温度勾配推移は、その着氷率により左右される。形成される断熱着氷層が厚くなる程、外部から外気用熱交換器19に供給可能な単位時間当たりの熱量は低下する。従って、熱源として利用される間のその温度は、着氷が著しく進捗する程、急速に低下する。このため、その温度勾配が、代替熱源若しくは電動モータ31の温度勾配よりも急傾斜で推移する場合は、外気用熱交換器19に着氷が生じたと判定することができる。この場合はデフロスト運転に切り換えられることになる。
【００５９】
外気用熱交換器19の除氷が十分に行われたことを判定するために、これと同じ方法を適用することができるが、但しこの時には、外気用熱交換器19の温度勾配が、代替熱源若しくは電動モータ31の温度勾配よりも穏やかな傾斜で推移する場合に、デフロスト運転から再び元の暖房運転への切換えを行うことができる。
【００６０】
上述の方法を適用することにより、外気用熱交換器19に着氷を生じているかどうかを定期的な間隔で検査することが可能である。同様にデフロスト運転の間にも、除氷が既に完了したかどうかを定期的な間隔で検査することができる。
【００６１】
以上を総合して明らかであるように、デフロスト運転中には、室内用熱交換器17もまた外気用熱交換器19も、ヒートシンクとして第一の液体クーラント回路9に帰属している。即ち車室の暖房と外気用熱交換器19の除氷を同時に行えるようになっている。デフロスト運転中には、代替熱源、好ましくは電動モータ31が第二の液体クーラント回路11の使用に供されるために、車室の暖房目的で使用に供される出力が低下することはない。即ち、車両の乗員に不都合に気づかれることなく、除氷を行うことができる。
【００６２】
図３には、冷房運転時の冷暖房装置の実施例の液体クーラント回路の概略図が示されている。同じ要素及び機能が同等である要素には同じ符号が付されているので、これらについては上述の説明を参照されたい。このケースにおいても、図１に示される運転モードと比較して明らかな相違点についてのみ説明するものとする。
【００６３】
切換え弁21では、冷房運転中には、符号が付されていない接続ポートが接続ポートBに導通されているのに対して、接続ポートAは遮断されている。即ち液体クーラントは、ポンプ13によりコンデンサ5から切換え弁35に向かって送り出されることになるが、その接続ポートBは符号が付されていない接続ポートに導通されている。接続ポートAは遮断されている。従って、コンデンサ5から来る、第一の液体クーラント回路9の高温の液体クーラントは、コンデンサ3の液冷ジャケットに入り込み、そこから更に結節点bを通り電動モータ31の液冷ジャケットに向かって流れ、好ましくは他にも制御装置33の液冷ジャケットに向かっても流れるようになっている。これらの流れは好ましくは結節点aにおいて再び合流して、液体クーラントは、接続ポートBが遮断されている一方で、接続ポートAは、符号が付されていない接続ポートに導通されている弁29を通り、外気用熱交換器19に向かって流れる。液体クーラントはそこから切換え弁27に到達するが、その接続ポートBは符号が付されていない接続ポートに導通されているのに対して、接続ポートAは遮断されている。従って液体クーラントはコンデンサ5に還流される。
【００６４】
外気用熱交換器19は、ここではヒートシンクとして第一の液体クーラント回路9に組み込まれている。コンデンサ5から来る高温の液体クーラントは、コンプレッサ3の廃熱も吸収する。電動モータ31及び/又は制御装置33は、それぞれの運転状態に応じて熱源又はヒートシンクとして作用する。いずれにせよ外気用熱交換器19の内部の液体クーラントは、コンデンサ5に還流される前に、吸収した熱の少なくとも一部を周囲環境に放出する。
【００６５】
コンプレッサ3が、暖房運転中もまた冷房運転中も、外気用熱交換器19と協働している液体クーラント回路9、11にそれぞれ帰属していることが明らかである。このためコンプレッサ3の運転熱は、それが車室のための暖房出力の中に含まれない限り、運転状態を問わず外気用熱交換器19を介して最終的には排出できるようになっている。
【００６６】
第二の液体クーラント回路11については、冷房運転中に次のことが明らかである。
【００６７】
エバポレータ7から来る液体クーラントは、ポンプ15により切換え弁25に向かって送り出されるが、その接続ポートAは符号が付されていない接続ポートに導通されている。液体クーラントはそこから、切換え弁27の接続ポートAが遮断されているために、切換え弁23に向かって流れる。この切換え弁23では、接続ポートBが、符号が付されていない接続ポートに導通されているために、液体クーラントは室内用熱交換器17を通り流れることになる。ここで低温の液体クーラントは、室内、即ち車室から熱を吸収し、それにより室内を冷房する。
【００６８】
切換え弁21の接続ポートAが遮断されているために、液体クーラントは切換え弁55に到達し、これは、暖房運転及びデフロスト運転中には閉弁されているが、冷房運転中には開弁されている。液体クーラントはそこから結節点eを通りエバポレート7に向かって還流する。この結節点eでは、一方では切換え弁55から来るクーラント流が、他方では蓄電要素39が冷却される場合に結節点dから来るクーラント流が合流する。後述するように蓄電装置39が加熱される場合は、結節点dから結節点eに到達するクーラントは皆無となる。即ちこのケースでは切換え弁53の接続ポートAが遮断されている。
【００６９】
冷房運転中には、室内用熱交換器17が第二の液体クーラント回路に帰属していることによって、エバポレータ7から来る低温の液体クーラントにより車室を冷房できることが明らかである。
【００７０】
図４には、暖房運転時の冷暖房装置の一実施例の液体クーラント回路の概略図が示されているが、そこでは同時に蓄電装置も加熱されるようになっている。同じ要素及び機能が同等である要素には同じ符号が付されているので、これらについては上述の説明を参照されたい。図4に関しても、図１に示される運転状態と比較して明らかな相違点についてのみ説明するものとする。
【００７１】
図４に示される暖房運転は、実質的に図１に示される切換え状態と等しくなっている。室内用熱交換器17は熱源として第一の液体クーラント回路9に帰属している。外気用熱交換器19は熱源として第二の液体クーラント回路11に帰属している。第一及び第二の液体クーラント回路9、11は、図１との関連で説明したように進行する。
【００７２】
もっとも図１に対する相違点として、図4に示される運転状態においては蓄電要素39が冷却されるではなく、加熱される。そのために切換え弁41では、接続ポートBが、符号が付されていない接続ポートに導通されているのに対して、接続ポートAは遮断されている。コンデンサ5から来る、室内用熱交換器17の内部で既に車室に熱を放出した高温の液体クーラントは、結節点fを通り切換え弁41に向かって流れて、そこから制御弁43に向かって流れる。この制御弁43は、既に図１との関連で説明したようにコントローラ45により動作制御されるが、このコントローラ45によって、ポンプ51とバイパス49とにより形成される、蓄電要素39の周囲を巡る内部回路には、この内部回路内の温度を定常に保持することで、蓄電要素30の温度も定常に保持するために適切な量の高温の液体クーラントが供給されるようになっている。特に蓄電要素39の温度は、予め定められた値に調整されることが好ましい。
【００７３】
切換え弁53では、図示の運転状態においては、接続ポートBが、符号が付されていない接続ポートに導通されているのに対して、接続ポートAは遮断されている。従って液体クーラントは、接続ポートBを通り結節点gに向かって流れ、そこで室内用熱交換器17からの液体クーラント流と一つにまとめられて、コンデンサ5に向かって還流する。
【００７４】
以上から次のことが明らかである。図4に示される、蓄電要素39の加熱運転中には、第三の液体クーラント回路37が第一の液体クーラント回路9と協働する。この第三の液体クーラント回路37は、第一の液体クーラント回路9に対して、言わばバイパスのように並列に接続されている。高温の液体クーラントが、第一の液体クーラント回路9から、蓄電要素39の調温のために結節点fのところで取り出されて、最終的には結節点gで再び供給されるようになっている。蓄電要素39はヒートシンクとして作用する。
【００７５】
図１に示される、蓄電要素の冷却運転中には、この第三の液体クーラント回路37が第二の液体クーラント回路11と協働する。この第三の液体クーラント回路37は、第二の液体クーラント回路11に対して、言わばバイパスのように並列に接続されている。低温の液体クーラントが、第二の液体クーラント回路11から、結節点cのところで取り出されて、結節点dのところでこれに再び供給されるようになっている。蓄電要素39は熱源として作用する。
【００７６】
蓄電要素39の加熱運転中には、結節点fが−流れの向きで見て−室内用熱交換器17の下流側に配置されていることが好ましい。この場合は液体クーラントが車室に既に熱を放出してしまっていることになる。即ち蓄電装置39は、コンデンサ5から来る高温の液体クーラントの作用を直接受けるのではなく、それと比べると一段と低い温度に曝される。これは、蓄電要素39が温度に敏感であり、特に、高過ぎる温度で運転されるべきではないことからも、有意である。
【００７７】
それにもかかわらず別の一実施例において、特に制御弁43を介しての蓄電要素39への液体クーラントの供給がコントローラ45により制御される場合は、結節点fが−流れの向きで見て−室内用熱交換器17の上流側に配置されていてもかまわない。即ちそのような制御方式によっても、蓄電要素39が余りにも高温の液体クーラントの作用を受けることを完全に回避することができる。
【００７８】
図５には、受動運転時の冷暖房装置の実施例の液体クーラント回路の概略図が示されている。同じ要素及び機能が同等である要素には同じ符号が付されているので、これらについては上述の説明を参照されたい。
【００７９】
この受動運転においては、冷暖房装置の冷凍サイクルが不動化されている、即ち特にコンプレッサ3のスイッチがオフにされている。同時に、それに伴い、図示されない冷凍サイクルが、好ましくはその機能を停止している。
【００８０】
受動運転中には他にも、第二の液体クーラント回路11、特にポンプ15が不動化されている。その場合、このポンプ15が、特に場合によってはその吐出し方向とは逆向きに流れる液体クーラントにとって、十分に大きな流れ抵抗となっていると好ましい。これに対応して、第二の液体クーラント回路11の内部の流れも、その機能を停止することになる。
【００８１】
第一の液体クーラント回路9及び特にポンプ13は活動状態にある。従って液体クーラントは、コンデンサ5からポンプ13を通り切換え弁21に向かって流れる。もっともコンプレッサ3が不動化されているために、液体クーラントはコンデンサ5の内部で熱を吸収することはない。この限りにおいて、コンデンサ5は好ましくは受動要素として作用し、即ち第一液体クーラント回路9のための熱源にも、またヒートシンクにもなっていない。
【００８２】
切換え弁21では、接続ポートAが、符号が付されていない接続ポートに導通されているのに対して、接続ポートBは遮断されている。従って液体クーラントは更に結節点hに向かって流れるが、この結節点hは、切換え弁55が開弁されているために、この運転状態の時に形成されるものである。液体クーラントは、この切換え弁55を通り切換え弁35に向かって流れるが、その接続ポートAは符号が付されていない接続ポートに導通されているのに対して、接続ポートBは遮断されている。液体クーラントは更に、不動化されており、その限りでは受動状態にあるコンプレッサ3の液冷ジャケットに向かって流れて、そこから好ましくは結節点bを通り電動モータ31の液冷ジャケット及び/又は制御装置33の液冷ジャケットに到達する。分岐されたクーラント流は、これらの要素の下流側の結節点aのところで再び一つにまとめられると好ましい。クーラントはそこから切換え弁29に向かって流れるが、その接続ポートAは符号が付されていない接続ポートに導通されているのに対して、接続ポートBは遮断されている。
【００８３】
液体クーラントはそこから外気用熱交換器19を通り切換え弁27に向かって流れるが、その符号が付されていない接続ポートが接続ポートBに導通されているのに対して、接続ポートAは遮断されている。液体クーラントはそこからコンデンサ5に還流される。
【００８４】
即ち受動運転中には、外気用熱交換器19が第一の液体クーラント回路9に帰属する。電動モータ31及び/又は制御装置33の廃熱は、外気用熱交換19を介して周囲環境に放出される。
【００８５】
この受動運転は、一方では外気用熱交換器19が熱源として作用する程には、又は冷暖房装置を冷房運転に切り換える必要がある程には、外気温が高くなく、しかし他方では冷暖房装置を暖房運転に切り換える必要がある程には、外気温が低くない、秋及び春に利用できることが好ましい。
【００８６】
室内用熱交換器17もまた、第一の液体クーラント回路9に帰属している。もっとも室内用熱交換器は−流れの向きで見て−結節点hの下流側に配置されている。液体クーラントはそこから切換え弁41に向かって流れる。この液体クーラントは、切換え弁41の接続ポートBが、符号が付されていない接続ポートに導通されているのに対して、接続ポートAが遮断されているために、第三の液体クーラント回路37に供給されることになる。即ちこの第三の液体クーラント回路37は、ここでは第一の液体クーラント回路9と協働する。その他の点では、この第三の液体クーラント回路37の作動方式並びに蓄電要素39の調温方式は、上記で既に説明した作動方式と同一である。切換え弁53では、符号が付されていない接続ポートが接続ポートAに導通されているために、液体クーラントは結節点dを通り第一の液体クーラント回路9に再び供給されて、そこから切換え弁35に到達する。
【００８７】
車両の車室と周囲環境との間の熱交換は、室内用熱交換器17及び外気用熱交換器19を利用して実現される。特に秋又は春にこの受動運転が起動される場合は、車室がそれにより傾向的に冷却されることになる。
【００８８】
蓄電要素39も冷却されると好ましい。その廃熱は、外気用熱交換器19を介して放出される。
【００８９】
以上を総合して明らかであるように、本冷暖房装置及び本冷暖房装置の運転方法により、効率的な回路接続が可能となり、またそれに伴い車両内、特に電気駆動装置を搭載した車両内に既存の熱源及びヒートシンクの最適な利用が可能となる。特に室内を暖房するためにコンプレッサ3の廃熱を利用すると同時に、外気用熱交換器19を熱源として車室の暖房運転に組み込むことによって、極めて効率的な運転方式が可能となる。それにより冷暖房装置のエネルギー消費量は、電気抵抗加熱システムを備えた場合と比べ、大幅に低減されることになる。それにより特に電気駆動装置を搭載した車両では、従来型の冷暖房装置を使用した場合と比べ、好ましくは最大で30%の航続距離の延長が達成される。外気用熱交換器19の除氷は、暖房運転と同時に行うことができる。それ以外にも蓄電要素339を加熱したり冷却したりすることができる。
【図１】
2013536119.tif 000003
【図２】
2013536119.tif 000004
【図３】
2013536119.tif 000005
【図４】
2013536119.tif 000006
【図５】
2013536119.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成24年6月19日(2012.6.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプレッサ(3)と、コンデンサ(5)と、エバポレータ(7)と、前記コンデンサ(5)と前記エバポレータ(7)との間に配置されるエキスパンションバルブとを含む冷凍サイクルを有している、車両用、特に電気駆動装置を搭載した自動車用の冷暖房装置であって、
−前記コンデンサ(5)が第一の液体クーラント回路(9)と協働すると共に、前記エバポレータ(7)が第二の液体クーラント回路(11)と協働し、
−室内用熱交換器(17)を前記第一又は第二の液体クーラント回路(9、11)に帰属させることが可能であり、及び、
−外気用熱交換器(19)を前記第一又は第二の液体クーラント回路(8、11)に帰属させることが可能であり、
−暖房運転中には、前記第一の液体クーラント回路(9)が前記室内用熱交換器(17)と協働すると共に、前記第二の液体クーラント回路(11)が前記外気用熱交換器(19)と協働し、
−冷房運転中には、前記第一の液体クーラント回路(9)が前記外気用熱交換器(19)と協働すると共に、前記第二の液体クーラント回路(11)が前記室内用熱交換器(17)と協働する、冷暖房装置において、
−デフロスト運転中には前記第一の液体クーラント回路(9)が前記室内用熱交換器(17)ともまた前記外気用熱交換器(19)とも協働することを特徴とする、冷暖房装置。
【請求項２】
−前記第一の液体クーラント回路(9)が、液体クーラントを運転モードに応じて前記室内用熱交換器(17)、前記外気用熱交換器(19)、又はその両方ともに供給できるようにする一つの弁機構と協働すること、及び、
−前記第二の液体クーラント回路(11)が、液体クーラントを運転モードに応じて前記外気用熱交換器(19)、前記室内用熱交換器(17)に供給できるようにしたり、又は前記各熱交換器(17、19)のいずれにも供給できないようにしたりする一つの弁機構と協働すること
を特徴とする、請求項１に記載の冷暖房装置。
【請求項３】
液体冷却ジャケットを有する前記コンプレッサ(3)が、暖房運転中及び冷房運転中には、前記外気用熱交換器(19)と協働する液体クーラント回路に帰属していることを特徴とする、請求項１又は２のいずれか一項に記載の冷暖房装置。
【請求項４】
前記第一又は第二の液体クーラント回路(9、11)が、蓄電装置(39)の調温を行うために、第三の液体クーラント回路(37)と協働することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の冷暖房装置。
【請求項５】
車両の、液体冷却ジャケットを有する電動モータ(31)を前記第一又は第二の液体クーラント回路(9、11)に帰属させることが可能であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の冷暖房装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の冷暖房装置の運転方法であって、
−暖房運転中には前記外気用熱交換器(19)を熱源として前記第二の液体クーラント回路(11)に帰属させ、
−冷房運転中には、前記外気用熱交換器(19)をヒートシンクとして前記第一の液体クーラント回路(9)に帰属させる、運転方法において
−デフロスト運転中には、前記外気用熱交換器(19)をヒートシンクとして前記第一の液体クーラント回路(9)に帰属させること、
を特徴とする方法。
【請求項７】
前記デフロスト運転中には、前記電動モータ(31)の液体冷却ジャケットを熱源として前記第二の液体クーラント回路(11)に帰属させることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記外気用熱交換器(19)に着氷があることが判定されると、前記冷暖房装置を前記デフロスト運転に切り換えることを特徴とする、請求項６又は７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記外気用熱交換器(19)に着氷があることを、その熱源としての容量の低下が判定されることにより検出することを特徴とする、請求項６から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記外気用熱交換器(19)に着氷があることを、
−前記外気用熱交換器(19)を熱源として前記第二の液体クーラント回路(11)と協働させる工程、
−第一の経時温度勾配を検出する工程、
−代替熱源、好ましくは前記電動モータ(31)の前記液体冷却ジャケットを前記第二の液体クーラント回路(11)と協働させる工程、
−第二の経時温度勾配を検出する工程、
−前記温度勾配の検出結果を比較する工程、
−前記第一の温度勾配が前記第二の温度勾配よりも急傾斜で推移する場合に、前記外気用熱交換器(19)に着氷があると判定する工程
から成る方法により、判定することを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第一の温度勾配及び前記第二の温度勾配を、順次、又は同時に、若しくは時間的に並行して検出することを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記外気用熱交換器(19)に着氷があることを、少なくとも一つのセンサ、好適には光センサにより判定する工程を特徴とする、請求項６から１１のいずれか一項に記載の方法。
【国際調査報告】
2013536119.tif 000008
2013536119.tif 000009
2013536119.tif 000010
2013536119.tif 000011