(57)【要約】【課題】  システムの高い複雑性、暖房時もしくは冷房時に車両内に別々のシステム、大きい重量および構造容積、高い費用、騒音および排出ガスによる環境負荷、限定された耐用期間などの諸欠点を解決する。【解決手段】  エネルギー供給システム、特に空調システムおよび／または停車時空調システムを有する自動車用のエネルギー供給システムにおいて、少なくとも１つの車両構成要素、特に空調システムのエネルギー供給用の補助駆動装置と、この補助駆動装置が熱および／または力学エネルギーおよび／または電気エネルギーを発生することとを特徴とするエネルギー供給システム。【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー供給システム、特に空調システムおよび／または停車時空調システムを有する自動車用のエネルギー供給システムにおいて、少なくとも１つの車両構成要素、特に空調システムのエネルギー供給用の補助駆動装置と、この補助駆動装置が熱および／または力学エネルギーおよび／または電気エネルギーを発生することとを特徴とするエネルギー供給システム。
【請求項２】
補助駆動装置が、作動流体を加熱するためにバーナで熱を発生することを特徴とする、請求項１記載のエネルギー供給システム。
【請求項３】
暖められた作動流体が自動車エンジンの予熱および／または車室の暖房に利用されることを特徴とする、請求項１または２記載のエネルギー供給システム。
【請求項４】
車室を暖房するために作動流体が停車時空調システムのヒータコアに通されることを特徴とする、請求項３記載のエネルギー供給システム。
【請求項５】
ヒータコアが、自動車内に既に設けられている加熱回路の一部であることを特徴とする、請求項４記載のエネルギー供給システム。
【請求項６】
補助駆動装置が、発電機で電気エネルギーを発生することを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載のエネルギー供給システム。
【請求項７】
車室を冷房するために補助駆動装置が、蒸発器と圧縮機と凝縮器とを有する停車時空調システムの冷却回路にエネルギーを供給することを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載のエネルギー供給システム。
【請求項８】
補助駆動装置が冷却回路用のエネルギーを圧縮機用力学エネルギーおよび／または電気エネルギーの態様で提供することを特徴とする、請求項７記載のエネルギー供給システム。
【請求項９】
蒸発器が、自動車内に既に設けられている冷凍回路の一部であることを特徴とする、請求項７または８記載のエネルギー供給システム。
【請求項１０】
凝縮器が、自動車内に既に設けられている冷凍回路の一部であることを特徴とする、請求項７〜９のいずれか１項記載のエネルギー供給システム。
【請求項１１】
圧縮機が、自動車内に既に設けられている冷凍回路の一部であることを特徴とする、請求項７〜１０のいずれか１項記載のエネルギー供給システム。
【請求項１２】
圧縮機がカップリングを介して通常運転時に自動車エンジンによって駆動され、停車時空調運転時には補助駆動装置によって駆動されることを特徴とする、請求項１１記載のエネルギー供給システム。
【請求項１３】
圧縮機が通常運転時および停車時空調運転時に補助駆動装置によって駆動されることを特徴とする、請求項１０記載のエネルギー供給システム。
【請求項１４】
車室用温度を算出しおよび／または空気を混合しおよび／または空気を分配するための停車時空調システム用空調装置を特徴とする、請求項３〜１３のいずれか１項記載のエネルギー供給システム。
【請求項１５】
空調装置が制御ユニットおよび／または操作ユニットを含むことを特徴とする、請求項１４記載のエネルギー供給システム。
【請求項１６】
空調装置が、車両内に既に設けられている空調設備の一部であることを特徴とする、請求項１４または１５記載のエネルギー供給システム。
【請求項１７】
補助駆動装置が燃料電池として実施されていることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載のエネルギー供給システム。
【請求項１８】
補助駆動装置が蒸気発生手段を含み、この蒸気発生手段から力学エネルギーが得られることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載のエネルギー供給システム。
【請求項１９】
サーマルリアクタ内で燃料の燃焼によって蒸気が発生されることを特徴とする、請求項１８記載のエネルギー供給システム。
【請求項２０】
少なくとも１つの車両構成要素が、走行エンジンの運転中および停止中に特に単独で自動車に供給するのに適していることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載のエネルギー供給システム。
【請求項２１】
少なくとも１つの車両構成要素が加熱および／または空調機溝、サーボポンプ、液圧ポンプ、水ポンプ、圧縮空気圧縮機、ファンおよび／または電気発生器であることを特徴とする、先行請求項のいずれか１項記載のエネルギー供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギー供給システム、特に空調システムおよび／または停車時空調システムを有する自動車用のエネルギー供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
公知の車両用エネルギー供給システムは、例えば停車時空調のために燃料で運転される自立的機器を利用しており、これらの機器は車両内に高い集積支出を必要とする。停車時冷却のために一部で使用される補助モータは分離された独自の冷凍回路中の圧縮機を駆動する。本来の車両エンジンは一部では停車時にも運転され、そのことが高い費用を引き起こし、環境を損なう。別の解決は停車時冷却のために蓄冷器を利用している。その際、限定された貯蔵能力と比較的高い構造容積が不利であると見做すことができる。
【０００３】
図７が例示的に概略示す自動車では、走行エンジン１２が、単軸または多軸車両駆動装置２１の他に、冷媒と二次組立体３１、例えばサーボポンプ、液圧ポンプ、水ポンプまたは圧縮空気圧縮機、機械的連結を介してキャビンヒータ１１にエネルギーを供給する。補助駆動装置は電気的にも運転可能であり、電力供給は、貯蔵装置として電池を備えて走行エンジンに機械的に連結された発電機４１によって行われる。さらに走行エンジン１２は好適なカップリングおよび／またはベルト伝動装置を介して空調設備圧縮機５１とラジエータ１４用ファン６１とを駆動する。
【０００４】
自動車用の他の例が図８に示してある。ここでは走行エンジン１２の停止時に付加的に補助組立体１１０がエネルギー供給に役立つ。補助組立体１１０によって例えば車両用暖房熱７１、空調８１および／または電力９１が用意される。発電機、空調用圧縮機、独自にファン１３を備えた空調用凝縮器、給電線またはその他の供給管路の付加的設置が欠点である。
【０００５】
先行技術から公知のシステムでは、事情によっては、システムの高い複雑性、暖房時もしくは冷房時に車両内に別々のシステム、大きい重量および構造容積、高い費用、騒音および排出ガスによる環境負荷、限定された耐用期間が他の欠点である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、上記諸欠点の１つまたは幾つかを取り除いた空調システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、本発明によれば、少なくとも１つの車両構成要素、特に空調装置のエネルギー供給用の補助駆動装置と、この補助駆動装置が熱および／または力学エネルギーおよび／または電気エネルギーを発生することとによって解決される。
【０００８】
従属請求項は本発明の有利な諸構成、諸展開に関する。
【発明の実施形態】
【０００９】
本発明の基本的考えは、エネルギー供給が補助駆動装置によって保証され、この補助駆動装置が例えば熱および／または力学エネルギーおよび／または電気エネルギーを発生することにある。
【００１０】
補助駆動装置の有利な１実施形態によれば、熱がバーナで発生され、作動流体、例えば冷媒が暖められる。暖められた作動流体は次に例えば自動車エンジンの予熱および／または車室の暖房に利用され、車室を暖房するために作動流体はヒータコアに通され、このヒータコアは例えば自動車内に既に設けられている空調設備の一部とすることができる。
【００１１】
本発明の有利な１展開では、補助駆動装置は補助駆動装置に連結された発電機で電気エネルギーを発生する。
【００１２】
本発明の特別有利な１実施形態では、補助駆動装置が付加的にまたは選択的に車室を冷房するのに利用され、車室内で補助駆動装置は、蒸発器と圧縮機と凝縮器とを有する冷凍回路にエネルギーを供給する。
【００１３】
冷媒回路にエネルギーを供給するために補助駆動装置は例えば圧縮機の駆動用に力学エネルギーおよび／または電気エネルギーを提供する。
【００１４】
本発明に係るエネルギー供給システムの特別有利な１展開では、自動車内に既に設けられている冷凍回路からの諸構成要素が停車時空調に利用される。例えば、自動車内に既に設けられている冷凍回路およびそれとともに既存の空調設備の一部である蒸発器および／または凝縮器および／または圧縮機は停車時空調用にも利用することができる。このような用途のために圧縮機がカップリングを装備しており、圧縮機は通常運転時に自動車エンジンによって駆動され、停車時空調運転時には補助駆動装置によって駆動される。しかし通常運転時にも圧縮機を補助駆動装置によって駆動することも基本的に可能であり、その場合カップリングは省くことができる。
【００１５】
空調設備が既に自動車内に設けられている場合、有利なことに相応する空調装置は停車時空調運転時に車室用に温度を算出しおよび／または空気を混合しおよび／または空気を分配するのに利用することもできる。これは制御ユニットおよび／または操作ユニットにもあてはまる。
【００１６】
本発明の他の１実施形態において補助駆動装置は燃料電池として実施しておくことができる。付加的にまたは選択的に補助駆動装置は蒸気発生手段を含むことができ、この蒸気発生手段から、密閉蒸気回路内で力学エネルギーを得ることができ、蒸気発生のために、多孔質セラミック構造体を含むサーマルリアクタ内で裸火なしに燃料が燃焼させられる。このようなサーマルリアクタ内での燃焼は有利には振動なしに、そして障害となる騒音も殆どなしに、微量の排出ガスのみで行われる。これに加えてガソリン、ディーゼル、ガス、バイオ燃料等のさまざまな燃料の使用が可能である。
【００１７】
１実施形態によれば、少なくとも１つの車両構成要素は走行エンジンの運転中および停止中に特に単独で自動車に供給するのに適している。これにより、事情によっては、構成要素、それらの供給管路等の多重組付けが避けられる。車両構成要素は特に加熱および／または空調機溝、サーボポンプ、液圧ポンプ、水ポンプ、圧縮空気圧縮機、ファン、および／または発電機等の電気発生器である。
【実施例】
【００１８】
本発明の実施例が図面に示してあり、以下で詳しく説明される。
【００１９】
以下、図１〜図４を基にさまざまな実施例が説明されるが、これらの実施例において同一または類似の構成要素には同じ符号が使用される。
【００２０】
図１が示す本発明に係る空調システム１０は、自動車エンジン１００用に例えば冷媒冷却器として実施される第１熱交換器ＫＭＫを備えた冷媒回路１０１、第１加熱回路１．１、第２加熱回路１．２、第１、第２冷却回路２．１、２．２を有する。第１加熱回路１．１は車室を暖房するために、例えばヒータコアとして実施される第２熱交換器ＨＫ１を含む。第２加熱回路１．２は補助駆動装置３と、車室を暖房するために例えばヒータコアとして実施される第３熱交換器ＨＫ２とを含む。付加的に図示実施例において補助駆動装置３を冷却するために第８熱交換器ＫＭＫ２が設けられており、これは例えば冷媒冷却器として実施され、第２加熱回路１．２と接続可能である。両方の加熱回路１．１、１．２は作動流体として主に冷媒回路１０１と同じ冷媒を使用する。冷媒回路１．１、１．２、１０１は付加的に図１に示す管路と回路を制御するための弁とを含む。第２加熱回路１．２は例えば相応する管路および弁を介してエンジン予熱のために第１加熱回路１．１に連結することもできる。
【００２１】
第１冷却回路２．１は、図示実施例において自動車エンジン１００によって駆動される第１圧縮機Ｋｏｍｐｒ１と、例えば蒸発器として実施される第４熱交換器ＶＤ１と、例えば凝縮器として実施される第５熱交換器Ｋｏｎｄ１とを含む。第２冷却回路２．２は、図示実施例において補助駆動装置３によって駆動される第２圧縮機Ｋｏｍｐｒ２と、例えば蒸発器として実施される第６熱交換器ＶＤ２と、例えば凝縮器として実施される第７熱交換器Ｋｏｎｄ２とを含む。両方の冷却回路２．１、２．２は、相応する冷媒を輸送するための図１に示す接続管路を含む。
【００２２】
図示実施例において車両の通常運転時に車室を空調するのに第１加熱回路１．１と第１冷却回路２．１が利用される。停車時空調運転時に車室を空調するのに利用されるのは停車時空調システム５０の構成要素である第２加熱回路１．２および第２冷却回路２．２であり、第２加熱回路１．２は車両エンジン１００を予熱するために第１加熱回路１．１とも接続可能である。
【００２３】
停車時空調システム５０の構成要素は当然に車両の通常運転中も第１加熱回路１．１および第１冷却回路２．１の構成要素を補足して利用することができる。図１からさらに明らかとなるように、図示実施例において第２熱交換器ＨＫ１、第３熱交換器ＨＫ２、第４熱交換器ＶＤ１および第６熱交換器ＶＤ２は車室空調のために共通の空調装置２０内に配置されている。有利なことに両方の運転モードにおいて空調装置２０の図示しない同じ空気混合・空気分配機溝を車室の空調に利用することができる。
【００２４】
図２は本発明に係る空調システム１０の第１実施例の変更態様である第２実施例を示す。図２から明らかとなるように、第１、第２加熱回路１．１、１．２は車室を暖房するのに第３熱交換器ＨＫ２を利用する。図示実施例では第２熱交換器ＨＫ１が省かれた。図２からさらに明らかとなるように、第１、第２冷却回路２．１、２．２は第６熱交換器ＶＤ２を利用する。図示実施例では第４熱交換器ＶＤ１が省かれた。機能は図１で述べたものと同様であるが、但し、図２による実施例では第３、第６熱交換器ＨＫ２、ＶＤ２が通常運転時にも停車時空調運転時にも利用される。
【００２５】
図３に示す実施例において構成要素の数がさらに減少しているのがわかり、いまや両方の冷却回路２．１、２．２内で１つの凝縮器Ｋｏｎｄ２が使用されるにすぎない。冷媒回路１．１、１．２、１０１は図２に示す実施形態と比べて変わりがない。
【００２６】
図４に示す実施例において両方の冷却回路２．１、２．２が１つの冷却回路にまとめられており、これは１つの圧縮機Ｋｏｍｐｒを利用するだけである。残存する圧縮機Ｋｏｍｐｒはいまや相応するカップリングを介して通常運転時には車両エンジン１００によって駆動され、停車時空調運転時には補助駆動装置３によって駆動される。冷媒回路１．１、１．２、１０１は図２に示す実施形態に比べて変わりがない。
【００２７】
図５に示す実施例では、車室を冷房するためのエネルギーが通常運転時にも停車時空調運転時にも補助駆動装置３から提供される。車室暖房用の熱エネルギーのみは両方の加熱回路１．１、１．２を介して車両エンジン１００および／または補助駆動装置３から提供される。
【００２８】
補助駆動装置は燃料電池としておよび／または密閉蒸気回路としておよび／または内燃エンジンとして実施しておくことができ、この内燃エンジンは騒音および排出ガスによる環境負荷に関して従来の前記内燃エンジンに比べて改善されている。
【００２９】
図６が概略示す自動車のエネルギー供給システムは、補助組立体２１０が走行エンジン２２０の運転中も運転可能であるように設計されている。これにより例えば車両用暖房熱２７１、空調２８１および／または電力２９１が用意され、このため自動車用エネルギー供給システムはまさに単に１つの加熱回路、冷却／空調回路もしくは電力発生器を有する必要があるだけである。エネルギーを消費する幾つかのまたはすべての組立体は補助組立体２１０によって機械的にまたは発電機２９１によって電気的に駆動することができる。補助組立体等の補助駆動装置の電気出力が十分である場合、ファン２１２の電化も可能であり、こうしてファンは需要に即して制御可能および調節可能である。
【００３０】
走行エンジン２２０から給電されるキャビンヒータ２１１は、走行エンジンの排熱がいずれにしても利用可能であるので、事情によってはエネルギー節約的である。その場合補助組立体によるキャビンヒータは引き続き停車時機能として有利であり、または走行運転時に支援的でもあり、このような支援は特に高効率走行エンジンにおいて事情によっては望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る自動車用空調システムの第１実施例のブロック図である。
【図２】本発明に係る自動車用空調システムの第２実施例のブロック図である。
【図３】本発明に係る自動車用空調システムの第３実施例のブロック図である。
【図４】本発明に係る自動車用空調システムの第４実施例のブロック図である。
【図５】本発明に係る自動車用空調システムの第５実施例のブロック図である。
【図６】本発明に係るエネルギー供給システムを備えた自動車を示す。
【図７】先行技術による自動車を示す。
【図８】先行技術による自動車を示す。
【符号の説明】
【００３２】
１０    空調システム
１１    キャビンヒータ
１２    走行エンジン
１３    ファン
１４    ラジエータ
２１    単軸または多軸車両駆動装置
３１    ニ次組立体
４１    発電機
５１    空調設備圧縮機
６１    ファン
７１    車両用暖房熱
８１    空調
１００  自動車用エンジン
１０１  冷却回路
１１０  補助組立体
２１０  補助組立体
２１１  キャビンヒータ
２１２  ファン
２２０  走行エンジン
２７１  車両用暖房熱
２８１  空調
２９１  電力、発電機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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