DE19846949C2 - Fahrzeugklimaanlage - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugklimaanlage und insbesondere auf eine Fahrzeugklimaanlage zum Aufheizen eines Elektromotors für die Abgabe elektrischer Leistung als Heiz- oder Wärmequelle.

Herkömmlicherweise wurden Heizgeräte der Verbrennungsbauart extensiv zum Aufwärmen der Luft in einem Fahrzeuginnenraum oder als eine Heizquelle zum Heizen in Fahrzeugen verwendet. Obwohl in letzter Zeit als Gegenmaßnahmen zur Umweltverschmutzung Elektrofahrzeuge und Hybridfahrzeuge entwickelt wurden, wurden andererseits herkömmlicherweise Heizgeräte der Verbrennungsbauart als Wärmequelle zum Heizen in solchen Fahrzeugen mit geringer Umweltverschmutzung bzw. in solchen Niedrig- Emissionsfahrzeugen verwendet.

Jedoch hat das Heizgerät der Verbrennungsbauart den Nachteil, daß es die Umwelt durch Erzeugung eines Verbrennungsabgases verschmutzt. Somit läuft diese Heizquelle zum Heizen gegen den beabsichtigten Zweck eines Niedrig-Emissionsfahrzeuges. Folglich ist es notwendig, ein Heizgerät als Heizung zum Heizen zu entwickeln, das nicht von der Verbrennungsbauart ist, das den beabsichtigten Zweck von Elektro- und Hybridfahrzeugen, d. h. niedrige Umweltverunreinigung, erfüllt.

Aus der DE 195 45 449 A1 ist eine Einrichtung zur Beheizung eines Fahrzeuginnenraums eines elektrisch betriebenen Fahr­ zeuges bekannt. Zur Beheizung eines Fahrzeuginnenraums wird Wärme von Stromrichterventilen, von Antriebsmotoren und von Bremswiderständen über deren Kühleinrichtungen herangezo­ gen. Die Kühleinrichtungen kühlen die vorgenannten Geräte mittels einer Kühlflüssigkeit ab, die über einen Wärmetau­ scher die Frischluft für den Fahrzeuginnenraum erwärmt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeug­ klimaanlage zu schaffen, die für Niedrig-Emissionsfahrzeuge wie Elektro- und Hybridfahrzeuge geeignet ist, so dass eine hohe Heizleistung bei niedriger Umweltverunreinigung mög­ lich wird.

Diese Aufgabe wird mit einer Fahrzeugklimaanlage gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 und des Anspruchs 6 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Ge­ genstand der Unteransprüche.

Mit einer solchen Anordnung ist es möglich, Aufheizvorgänge mit einer Heizung durchzuführen, die nicht von der Verbrennungsbauart ist, da die durch die abgegebene Leistung in dem Elektromotor erzeugte Wärme als Heizquelle zum Heizen der Fahrzeuginnenraumluft verwendet wird. Dementsprechend ist es möglich, eine Fahrzeugklimaanlage zu schaffen, die kein Potential zur Verschmutzung der Luft besitzt und die die Aufgabe einer niedrigen Umweltverschmutzung erfüllt. Ferner ist es möglich, eine elektrische Heizung zum Heizen von Luft wie eine Heizung der Brennelementhülsenbauart, die einen Widerstandsdraht als Heizelement verwendet, als eine Heizquelle zu erwägen, die Strom verwendet. Jedoch ist die Temperatur des Widerstandsdrahtes hoch und es besteht die Gefahr, das Feuer ausbrechen oder der Draht brechen könnte. Dementsprechend ist diese Heizung insbesondere für den Einsatz in einem Fahrzeug, das häufigen Vibrationen unterliegt, nicht geeignet. Im Gegensatz dazu ist im Fälle, daß ein Elektromotor verwendet wird, um Wärme zu erzeugen, wie in der vorliegenden Erfindung, die Heizfläche des Heizdrahtes so groß ausgelegt, daß die Temperatur der erregten Wicklungen auf ein relativ niedriges Niveau unterdrückt werden kann. Somit kann ein solcher Nachteil vermieden werden.

Ferner kann die Beschränkungsvorrichtung gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung leicht geschaffen werden, indem zwei Motoren, die in umgekehrten Drehrichtungen zueinander elektromagnetisch erregt werden, verbunden werden, oder alternativ dazu gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung, indem ein Sperrmechanismus verwendet wird.

Ferner weist die Fahrzeugklimaanlage gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung einen Kühlkreislauf zum Kühlen des Fahrzeuginnenraums auf, wobei der Kühlkreislauf einen Kompressor, einen externen Wärmetauscher, einen Expansionsmechanismus und einen inneren Wärmetauscher aufweist, wobei der Kompressor durch den Elektromotor betrieben wird, während die Drehung des Elektromotors uneingeschränkt ist. Mit einer solchen Anordnung kann die Kühlfunktion ebenso wie die oben beschriebene Heizfunktion unter Verwendung des Elektromotors an sich zur Erzeugung von Wärme durch Leistungsabgabe und ferner zum Betreiben des Kompressors durchgeführt werden, so daß die Kosten dafür reduziert werden können.

Ferner weist die Fahrzeugklimaanlage entsprechend einem fünften Aspekt der Erfindung des weiteren einen Kühlkreislauf zum Kühlen des Fahrzeuginnenraums auf, wobei der Kühlkreislauf einen Kompressor, einen externen Wärmetauscher, einen Expansionsmechanismus und einen inneren Wärmetauscher enthält, wobei die zwei Teilmotoren einen drehreversiblen Teilmotor enthalten, der in der Lage ist, in einer reversiblen Drehrichtung zu drehen, und einen Teilmotor mit konstanter Drehrichtung, der ein Drehmoment hat, das größer ist, als das des drehreversiblen Motors, und wodurch die zwei Elektromotoren durch selektives Schalten der elektromagnetischen Erregungsrichtung des drehreversiblen Motors in derselben Richtung oder der umgekehrten Drehrichtung zueinander betrieben werden, mit dem Ergebnis, daß der Kompressor durch den Motor mit konstanter Drehrichtung, der elektromagnetisch erregt wird, angetrieben wird.

Mit einer solchen Anordnung werden die zwei Teil­ motoren erregt, um in derselben konstanten Richtung gedreht zu werden, so daß die Kühlfunktion durch den Kühlkreislauf ausgeführt werden kann. Ferner wird der drehreversible Motor, der das kleinere Drehmoment hat, erregt, um in der umgekehrten Richtung gedreht zu werden, so daß die zwei Elektromotoren in einander entgegengesetzten Drehrichtungen erregt werden und ihre Drehungen beschränkt werden, um Wärme zu erzeugen. Jedoch wird der Kompressor durch den Motor mit konstanter Drehrichtung, der das größere Drehmoment hat, gedreht. Dementsprechend wird die Heizfunktion durch den Heißwasserkreislauf unter Verwendung der durch die zwei Teil­ motoren als Heizquelle erzeugte Wärme und die Kühlfunktion zum Kühlen des Fahrzeuginnenraums durch den Kühlkreislauf gleichzeitig ausgeführt, um einen sogenannten Entfeuchtungsbetrieb auszuführen.

Ferner ist eine Fahrzeugklimaanlage gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung vorgesehen, die folgendes aufweist: einen Heißwasserkreislauf zum Erwärmen eines Fahrzeuginnenraums, der eine Heißwasserheizung, eine Heißwasserzirkulationspumpe und einen Heizkern zum Aufheizen der Luft des Fahrzeuginnenraumes unter Verwendung des von der Heißwasserzirkulationspumpe gelieferten heißen Wassers enthält, und einen Kühlkreislauf zum Kühlen des Fahrzeuginnenraumes, der einen mit einem ersten Elektromotor verbundenen Kompressor, einen externen Wärmetauscher, einen Expansionsmechanismus und einen internen Wärmetauscher aufweist, wobei die Heißwasserheizung zumindest einen zweiten Elektromotor und eine Heizung aufweist, die Fluidreibungswärme als Heizquelle verwendet, wobei der zweite Elektromotor Wärme erzeugt, indem er in einem Zustand elektromagnetisch erregt wird, in dem seine Drehung durch einen Sperrmechanismus beschränkt ist, wobei die Heizung, die Fluidreibungswärme verwendet, zwei Rotoren aufweist, die benachbart zueinander und einander gegenüberliegend angeordnet sind und viskoses Fluid zwischen den Rotoren enthält, wobei die zwei Rotoren jeweils an jeder der Antriebswellen der ersten und zweiten Elektromotoren befestigt sind, um zusammen mit diesen zu drehen, wodurch die Heizung, die Fluidreibungswärme verwendet, so konstruiert ist, daß sie Fluidreibungswärme in dem viskosen Fluid erzeugt, wenn der zweite Elektromotor beschränkt wird und der erste Elektromotor gedreht wird, wobei der erste Elektromotor mit dem zweiten Elektromotor durch die Heizung verbunden ist, die Fluidreibungswärme verwendet.

Mit einer solchen Anordnung werden ohne Sperren des zweiten Elektromotors, der mit dem Sperrmechanismus versehen ist, sowohl der erste als auch der zweite Elektromotor in derselben Drehrichtung erregt, um den Kompressor anzutreiben, um dadurch die Kühlfunktion durch den Kühlkreislauf auszuführen. Ferner wird der zweite Elektromotor durch den Sperrmechanismus blockiert und die ersten und zweiten Elektromotoren werden in derselben Drehrichtung erregt, um den Kompressor anzutreiben, so daß die Heizfunktion durch den Heißwasserkreislauf, der Wärme verwendet, die von der Heizung, die die Fluidreibungswärme verwendet, erzeugt wird, und der Wärme, die durch die Erregungsleistung des zweiten Elektromotors als Heizquelle erzeugt wird, durchgeführt wird, und die oben beschriebene Kühlfunktion wird gleichzeitig durch den Kühlkreislauf ausgeführt. Als ein Ergebnis kann ein Entfeuchtungsbetrieb, der einen großen Heizanteil hat, d. h. eine Entfeuchtungsfunktion mit einem kleinen Anteil an Heizfunktion, durchgeführt werden. In diesem Zustand, wenn die Erregung des ersten Elektromotors abgeschaltet wird, wird ferner die Wärmeerzeugungswirkung der Heizung unter Verwendung der Fluidreibungswärme gestoppt. Dementsprechend wird die Heizleistung reduziert. Da jedoch die Kühlfunktion durch den Kühlkreislauf gestoppt wird, ist es möglich, die Heizfunktion auszuführen. Wenn ferner in dem Zustand der Entfeuchtungsfunktion mit einem kleinen Anteil an Heizfunktion die Erregung des zweiten Elektromotors abgeschaltet wird, wird die Heizerzeugungswirkung des zweiten Elektromotors gestoppt. Als ein Ergebnis wird die Heizleistung gering. Die Entfeuchtungsfunktion, die die geringe Heizleistung hat, d. h., eine Entfeuchtungsfunktion mit einem kleinen Anteil an Kühlfunktion, kann ausgeführt werden. Wie vorstehend beschrieben wurde, können gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung vier Funktionsmodi ausgeführt werden.

Gemäß den siebten bis neunten Aspekten der vorliegenden Erfindung ist ferner der Kühlkreislauf in den vierten bis sechsten Aspekten der vorliegenden Erfindung von der Bauart mit einem reversiblen Zyklus, der gesteuert werden kann, um wahlweise reversibel umgeschaltet zu werden.

Dementsprechend wird gemäß dem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Heizfunktion durch den Kühlkreislauf ausgeführt, der in den Heizzyklus umgeschaltet wird, wenn der Kühlkreislauf in den Heizzyklus umgeschaltet wird, um den Kompressor anzutreiben, und es kann eine Heizfunktion der Wärmepumpenart ausgeführt werden, um die Wärme von der Außenluft einzusaugen.

Ferner kann gemäß dem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Heizfunktion durch den Kühlkreislauf ausgeführt werden, der als Heizzyklus dient, so daß eine Heizfunktion der Wärmepumpenart ausgeführt werden kann, wenn der Kühlkreislauf in den Heizzyklus umgeschaltet wird und die zwei Elektromotoren in derselben Drehrichtung erregt werden, um den Kompressor anzutreiben. Ferner werden gemäß dem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Heizfunktion durch den Heißwasserkreislauf unter Verwendung der von dem Elektromotor als Heizquelle erzeugten Wärme und eine Heizfunktion durch den Kühlkreislauf, der als Heizzyklus dient, gleichzeitig ausgeführt, wenn der Kühlkreislauf in den Heizzyklus umgeschaltet wird und die zwei Elektromotoren in umgekehrten Drehrichtungen zueinander erregt werden, um den Kompressor anzutreiben, so daß eine Heizfunktion ausgeführt werden kann, die eine große Heizleistung hat. Dementsprechend können zusätzlich zu den zwei Funktionsmodi gemäß dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung auch die zwei zusätzlichen Heizfunktionsmodi geschaffen werden.

Ferner wird gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wenn der Kühlkreislauf in dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung in den Heizzyklus umgeschaltet wird, der zweite Elektromotor nicht blockiert wird und der erste Elektromotor erregt wird, um den Kompressor anzutreiben, eine Heizfunktion durch den Kühlkreislauf ausgeführt, der als Heizzyklus dient, und eine Heizfunktion der Wärmepumpenart kann ausgeführt werden. Ferner wird gemäß dem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wenn der Kühlkreislauf in den Heizzyklus umgeschaltet wird und der zweite Elektromotor mittels des Sperrmechanismus blockiert wird, um die zwei Elektromotoren zu erregen, der Kompressor angetrieben und der zweite Elektromotor dient dazu, durch die Leistungsabgabe Wärme zu erzeugen. Des weiteren dient die Heizung, die Fluidreibungswärme verwendet, dazu, Wärme zu erzeugen. Dementsprechend werden die Heizfunktion durch den Heißwasserkreislauf unter Verwendung der durch die Heizung erzeugten Wärme, die Fluidreibungswärme verwendet, und der Wärme, die durch die Leistungsabgabe des zweiten Elektromotors als Heizquelle erzeugt wird, und die Heizfunktion durch den Kühlkreislauf, der als Heizzyklus dient, gleichzeitig ausgeführt. Dementsprechend kann eine Heizfunktion, die eine große Heizleistung hat, die die drei Heizquellen verwendet, ausgeführt werden. Ferner, wenn die Erregung des zweiten Elektromotors unter dieser Bedingung beendet wird, erzeugt der zweite Elektromotor keine Wärme und es kann eine Heizfunktion ausgeführt werden, die eine entsprechend reduzierte Heizleistung hat. Somit ist es möglich, die oben beschriebenen drei Heizfunktionsmodi zu den vier Funktionsmodi gemäß dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung hinzuzufügen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In den beigefügten Zeichnungen wird folgendes gezeigt:

Fig. 1 ist eine Ansicht, die den grundlegenden Aufbau eines Kühlkreislaufes und eines Heißwasserkreislaufes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 2 ist eine Ansicht, die einen Gesamtaufbau einer Wärmequelleneinheit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 3 ist eine Ansicht, die einen grundlegenden Aufbau eines Kühlkreislaufes und eines Heißwasserkreislaufes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 4 ist eine Ansicht, die einen gesamten Aufbau einer Wärmequelleneinheit gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 5 ist eine Ansicht, die eine Funktionsroutine gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 6 ist eine Ansicht, die eine Unterroutine für eine Abkühlfunktion gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 7 ist eine Ansicht, die eine Unterroutine zur Entfeuchtungsfunktion mit einem kleinen Anteil an Kühlung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 8 ist eine Ansicht, die eine Unterroutine für eine Entfeuchtungsfunktion mit einem kleinen Anteil an Heizfunktion gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 9 ist eine Ansicht, die eine Unterroutine für eine Heizfunktion gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 wird nun ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Fig. 1 ist eine Ansicht, die einen grundlegenden Aufbau eines Kühlkreislaufes und eines Heißwasserkreislaufes einer elektrischen Fahrzeugklimaanlage gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. In Fig. 1 ist eine Wärmequelleneinheit 1 durch integrales Kombinieren eines Kühlkompressors und einer Heißwasserheizung hergestellt, um als Kompressor und als Heißwasserheizung zu funktionieren. Komponenten wie ein externer Wärmetauscher 4, ein Expansionsmechanismus 5 wie ein Expansionsventil oder dergleichen, ein interner Wärmetauscher 6 und dergleichen sind in dieser Reihenfolge verbunden, um dadurch einen Kühlkreislauf zwischen einer Kühlmittelauslaßöffnung 11a und einer Kühlmitteleinlaßöffnung 11b der Wärmequelleneinheit 1 als einen Kompressor zu bilden.

Andererseits werden eine Heißwasserzirkulationspumpe 7 und ein Heizkern 8, der in einer Klimaanlagenbox im Fahrzeuginnenraum installiert werden soll, in dieser Reihenfolge verbunden, um dadurch einen Heißwasserkreislauf zwischen einer Heißwasserauslaßöffnung 10a und einer Heißwassereinlaßöffnung 10b einer Wärmequelleneinheit 1 als Heißwasserheizung zu bilden.

Ferner sind der interne Wärmetauscher 6 des Kühlkreislaufes und der Heizkern 8 des Heißwasserkreislaufes in Serie miteinander verschaltet, so daß sich der Heizkern 8 an der stromabwärtigen Seite des Fahrzeuginnenraumluftstromes im Fahrzeuginnenraum befindet.

Die Wärmequelleneinheit 1 wird nun unter Bezugnahme 3 auf Fig. 2 beschrieben. In diesem Fall wird in der nachfolgenden Beschreibung zu Fig. 2 angenommen, daß die rechte Seite von Fig. 2 die hintere Seite der Einheit darstellt und die linke Seite die Vorderseite darstellt. Ferner bezeichnen die durchgehenden Pfeile in Fig. 2 die Strömungsrichtung des heißen Wassers und die gestrichelt linierten Pfeile bezeichnen die Strömungsrichtung des Kühlmittels.

Ein Gehäuse der Wärmequelleneinheit 1 ist in ein tassenförmiges Frontgehäuse 12, ein zylindrisches Motorgehäuse 13, ein scheibenförmiges Verbindungsgehäuse 14 und ein tassenförmiges Rückgehäuse 15 unterteilt. Statoren 2a und 3a der zwei Motoren (Elektromotoren) 2 und 3 sind in die Innenwand des Motorgehäuses 13 eingepaßt und daran befestigt. Ferner sind Rotoren 2b und 3b der Motoren 2 und 3 parallelgleich zueinander angeordnet und an einer Antriebswelle 17 befestigt, die entlang einer Achse des Motorgehäuses 13 angeordnet ist, und sie sind zusammen mit der Antriebswelle 17 drehbar.

Der Abschnitt der Antriebswelle 17 auf der Vorderseite wird von einem Lager 25 drehbar gelagert, das in der Mitte des Frontgehäuses 12 auf der Innenseite angeordnet ist. Ferner ist auf der Rückseite der Antriebswelle 17 ein Abschnitt mit großem Durchmesser 17a ausgebildet und ein Excenterzapfen 17b ist an einem Endabschnitt davon eingebaut. Ferner ist die Antriebswelle 17 durch ein Lager 26 drehbar am Abschnitt mit dem großen Durchmesser 17a drehbar gelagert, das in einem mittigen Abschnitt des Verbindungsgehäuses 14 angeordnet ist.

Der Kompressormechanismus 11, der in der Wärmequelleneinheit 1 aufgenommen ist, ist ein Kompressor der Spiralenbauart. Eine bewegliche Spirale 31 und eine stationäre Spirale 32, die die Komponenten des Kompressormechanismus 11 und dergleichen darstellen, werden in einem Raum aufgenommen, der von dem Rückgehäuse 15 und dem Verbindungsgehäuse 14 gebildet wird. Ferner ist eine Antriebshülse 34 zum drehbaren Lagern der beweglichen Spirale 31 um den oben beschriebenen Excenterzapfen 17b eingepaßt, um eine ausschließliche Orbitaldrehung durch ein Lager 27 in Zusammenarbeit mit einem Drehverhinderungsmechanismus 35 zuzulassen. Ferner ist ein Ausgleichsgewicht 33 zum Absorbieren eines dynamischen Ungleichgewichtes auf dem Excenterzapfen 17b befestigt. Darüber hinaus werden die Kompressionskammern P durch Basisplatten der zwei Spiralen 31 und 32 und die Spiralwände gebildet.

Der oben beschriebene Motor 2 ist ein Elektromotor für eine konstante Drehung. Der Motor 3 ist ein Elektromotor für eine reversible Drehung, der erregt werden kann, um umgekehrt zu drehen. Dann wird das Drehmoment, das erhalten wird, wenn der drehreversible Motor 3 in der umgekehrten Drehrichtung erregt wird, eingestellt, um mit dem Drehmoment des Motors mit konstanter Drehrichtung 2 im Gleichgewicht zu sein.

Dementsprechend wird im Falle, wo die zwei Motoren 2 und 3 so erregt werden, daß die Motoren in derselben Drehrichtung gedreht werden und der Kompressormechanismus 11 in einer vorbestimmten Drehrichtung angetrieben wird, das Kühlgas von der Kühlmitteleinlaßöffnung 11b aufgenommen und in den Kompressionskammern P komprimiert. Danach wird das Hochdruck-Kühlmittelgas aus der Kühlmittelauslaßöffnung 11a ausgestoßen. Ferner wird der Kompressormechanismus 11 in dem obigen Fall, in dem der drehreversible Motor 3 in der umgekehrten Drehrichtung erregt wird, nicht betrieben oder gedreht und die Motoren 2 und 3 erzeugen ausschließlich Wärme.

In dem Verbindungsgehäuse 14 ist eine Heißwassereinlaßöffnung 10b ausgebildet. Die Heißwassereinlaßöffnung 10b ist mit einem Heißwasserkanal 10c im Inneren des Motorgehäuses 13 verbunden. Der Heißwasserkanal 10c ist im Inneren des Wandelementes des Motorgehäuses 13 über fast seinen gesamten Umfang ausgebildet, um einen Ringkanal zu bilden, so daß das Wasser die Wärme absorbieren kann, die die Motoren 2 und 3 erzeugen. Ferner ist der Heißwasserkanal 10c mit einer Heißwasserauflaßöffnung 10a, die auf einer Seite des Frontgehäuses 12 ausgebildet ist, verbunden.

In der Gehäusekonstruktion der vorstehend beschriebenen Wärmequelleneinheit 1 sind das Rückgehäuse 15 und das Verbindungsgehäuse 14 durch einen O-Ring 41 miteinander verbunden. Ferner sind das Verbindungsgehäuse 14 und das Motorgehäuse 13, und das Motorgehäuse 13 und das Frontgehäuse 12 durch Dichtungen 42 und 43 jeweils miteinander verbunden.

In der so konstruierten Fahrzeugklimaanlage ist es möglich, den Kühlbetrieb durchzuführen, wenn die Motoren 2 und 3 in der vorbestimmten konstanten Richtung erregt werden, um den Kompressormechanismus 11 in der vorbestimmten Richtung zu drehen. Das Drehmoment wird nämlich durch die Antriebswelle 17 auf die bewegliche Spirale 31 übertragen und die bewegliche Spirale 31 bewegt sich aufgrund des Drehverhinderungsmechanismus 35 in einer Orbitalbewegung, um dadurch das Volumen einer jeden Kompressionskammer P zu verändern. Als ein Ergebnis wird Kühlmittelgas von der Kühlmitteleinlaßöffnung 11b in jede Kompressionskammer P eingeführt und das Hochdruck- Kühlmittelgas wird aus der Kühlmittelauslaßöffnung 11a ausgestoßen. Das Hochdruck-Kühlmittelgas wird im externen Wärmetauscher 4 abgekühlt und verflüssigt und nachfolgend wird der Druck des Kühlmittelgases in dem Expansionsmechanismus 5 reduziert. Das Kühlmittelgas wird durch den inneren Wärmetauscher 6 einem Wärmetausch mit der Fahrzeuginnenraumluft unterzogen. Als ein Ergebnis wird die Fahrzeuginnenraumluft abgekühlt. Das Kühlmittelgas selbst wird vergast und von der Kühlmitteleinlaßöffnung 11b zur Zirkulation zurückgeleitet. Wie vorstehend beschrieben wurde, wird der Kühlbetrieb mittels des Kühlmittelkreislaufes durchgeführt, um den Fahrzeuginnenraum abzukühlen, um es dadurch zu ermöglichen, den Kühlbetrieb für den Fahrzeuginnenraum zu bewerkstelligen.

Als nächstes, wenn der drehreversible Motor 3 in der umgekehrten Drehrichtung erregt wird, ist es möglich, den Heizbetrieb auszuführen. Wenn der Motor 3 nämlich in der umgekehrten Drehrichtung gedreht wird, werden die zwei Motoren 2 und 3 in umgekehrten Drehrichtungen zueinander erregt. Andererseits ist das Drehmoment der zwei Motoren 2 und 3 im Gleichgewicht. Dementsprechend wird keiner der Motoren 2 oder 3 gedreht und es wird durch die elektrische Leistungsabgabe Wärme erzeugt. Das heiße Wasser, das durch die Heißwasserzirkulationspumpe 7 von der Heißwassereinlaßöffnung 10b zugeführt wird, wird durch diese Heizwirkung erhitzt und von der Heißwasserauslaßöffnung 10a zu dem Heizkern 8 geleitet, um dadurch die Fahrzeuginnenraumluft zu erwärmen. Somit ist es möglich, den Heizbetrieb für den Fahrzeuginnenraum zu bewerkstelligen.

Wie vorstehend beschrieben wurde, ist es gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung möglich, den Kühlbetrieb durch den Kühlmittelkreislauf und den Heizbetrieb unter Verwendung der Wärme, die durch die elektrische Leistungsabgabe der Motoren 2 und 3 als Heizquelle erzeugt wird, durch Umschalten des drehreversiblen Motors 3 wahlweise umzuschalten, um in beide Richtungen zu drehen. Ferner ist es möglich, die Kosten für die Klimaanlage zu reduzieren, da die Motoren 2 und 3 nicht nur als Wärmequelleneinheit für den Heizbetrieb, sondern auch als Kompressorantriebsmotor für den Kühlbetrieb verwendet werden. Ferner ist es nicht notwendig, einen komplizierten Schaltmechanismus zu verwenden und der Aufbau kann vereinfacht werden, da der Umschaltvorgang durch Umschalten der Kreislaufverdrahtung bzw. -schaltung ausgeführt werden kann.

Ferner, wenn die Motoren 2 und 3 in den umgekehrten Drehrichtungen zueinander erregt werden, um den Heizbetrieb auszuführen, wird die von den Motoren 2 und 3 aufgrund der elektrischen Leistungsabgabe erzeugte Wärme als Heizquelle der Heißwasserheizung verwendet. Es ist dementsprechend möglich, Luftverschmutzung, die von einem Verbrennungsabgas hervorgerufen werden würde, zu vermeiden.

Ferner haben die Erregungswindungen zur Erzeugung der Wärme eine große Wärmeerzeugungsfläche. Die Wärme, die durch das Erregen der Windungen der Motoren 2 und 3 erzeugt wird, wird auch in dem heißen Wasser absorbiert, das durch den Heißwasserkanal 10c fließt, der im Inneren des Motorgehäuses 13 ausgebildet ist. Dementsprechend ist die Temperatur der Erregungswindungen als Heizdrähte im Vergleich zu einer Brennelementeheizung, die Wärme verwendet, die von Widerstandsdrähten erzeugt wird, um die Fahrzeuginnenraumluft direkt zu erwärmen, niedrig. Dementsprechend besteht in dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung keine Feuergefahr und das System ist in der Verwendung sicher. Es ist ferner möglich, eine Heizung mit einem hervorragenden Vibrationswiderstand zu erhalten.

Ferner kann das Drehmoment infolge der umgekehrten Drehung des drehreversiblen Motors 3 als Abwandlung des oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung kleiner sein als das Drehmoment des Motors mit konstanter Drehrichtung 2, indem das Drehmoment, das erhalten wird, wenn der drehreversible Motor 3 in umgekehrter Drehrichtung gedreht wird, und das Drehmoment des Motors mit konstanter Drehrichtung 2 unterschiedlich bemessen werden.

In diesem Fall werden die Motoren 2 und 3 in die vorwärtige Richtung gedreht und der Kompressor 1 wird angetrieben, während Wärme aufgrund der abgegebenen elektrischen Leistung erzeugt wird, da das Drehmoment des Motors mit konstanter Drehrichtung groß ist, wenn der drehreversible Motor 3 in der umgekehrten Drehrichtung angeregt wird. Somit wird die Luft durch den Heizkern 8 erwärmt, nachdem die Fahrzeuginnenraumluft im inneren Wärmetauscher 6 des oben beschriebenen Kühlmittelkreislaufes abgekühlt und entfeuchtet wurde. Dementsprechend ist es möglich, einen sogenannten Entfeuchtungsbetrieb auszuführen.

Entsprechend ist es durch Differenzieren des Drehmoments der zwei Motoren 2 und 3 und durch Umschalten der nach vorne gerichteten Richtung des drehreversiblen Motors in die umgekehrte Drehrichtung, möglich, wahlweise zwischen dem Kühlbetrieb und dem Entfeuchtungsbetrieb umzuschalten.

Im folgenden wird nun ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist das Drehmoment des drehreversiblen Motors 3 bei der umgekehrten Drehrichtung geringer als das Drehmoment des Motors mit konstanter Drehrichtung 2. Mit Ausnahme der Konstruktion des Kühlmittelkreislaufes sind die übrigen Merkmale des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung dieselben wie diejenigen des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Dementsprechend zeigt Fig. 3 einen grundlegenden Kühlmittelkreislauf und einen Heißwasserkreislauf gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Unterschied zwischen dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Die gewellten Pfeile in Fig. 3 zeigen des weiteren die Strömungsrichtung des heißen Wassers an. Ferner zeigen die durchgehenden Pfeile die Strömungsrichtung des Kühlmittels bei der Abkühlung und die gestrichelt linierten Pfeile zeigen die Strömungsrichtung des Kühlmittels bei der Aufheizung.

Im zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind ein äußerer Wärmetauscher 4, Expansionsmechanismen 5a und 5b und Rückschlagventile 5c und 5d und ein innerer Wärmetauscher 6 durch ein Vier-Wege- Umschaltventil 9 zwischen der Kühlmittelauslaßöffnung 11a und der Kühlmitteleinlaßöffnung 11b der Wärmequelleneinheit 1 als Kompressor miteinander verbunden. Die Strömungsrichtung des Kühlmittels kann durch das obengenannte Vier-Wege-Umschaltventil 9 umgeschaltet werden.

Wenn der Kompressormechanismus 11 der Wärmequelleneinheit 1 in einem Kühlzyklus betrieben wird, wo das Vier-Wege-Umschaltventil 9 eine Position einnimmt, die durch die durchgezogenen Linien dargestellt ist, strömt das Kühlmittel in die Richtungen, die von den durchgehenden Pfeilen in Fig. 3 gezeigt werden. Das Hochdruckkühlmittel, das durch den Kompressormechanismus 11 komprimiert wird, wird nämlich von der Kühlmittelauslaßöffnung 11a der Wärmequelleneinheit 1 ausgestoßen, um durch das Vier-Wege- Umschaltventil 9 in den äußeren Wärmetauscher 4 eingeführt zu werden, um kondensiert und verflüssigt zu werden, während es dem Wärmeaustausch mit der Atmosphäre unterzogen wird. Das kondensierte und verflüssigte Hochdruckkühlmittel wird durch den Expansionsmechanismus 5a der Druckreduktion unterzogen, nachdem es durch das Rückschlagventil 5d geströmt ist. Danach wird das Kühlmittel in den inneren Wärmetauscher 6 eingeführt, um die Fahrzeuginnenraumluft zu kühlen und zu entfeuchten und das Kühlmittel an sich wird erhitzt, vergast und zu dem Kompressormechanismus 11 im Inneren der Wärmequelleneinheit 1 von der Kühlmitteleinlaßöffnung 11b zurückgeleitet.

Als nächstes strömt das Kühlmittel in die Richtungen, die durch die gestrichelt linierten Pfeile in Fig. 3 angezeigt sind, wenn der Kompressormechanismus 11 der Wärmequelleneinheit 1 in einem Heizzyklus betrieben wird (Wärmepumpenzyklus), wo das Vier-Wege-Umschaltventil 9 eine Verbindungsposition einnimmt, die durch die gestrichelten Linien gezeigt ist. Das durch den Kompressormechanismus 11 komprimierte Hochdruckkühlmittel wird nämlich aus der Auslaßöffnung 11a der Wärmequelleneinheit 1 ausgestoßen und durch das Vier-Wege-Umschaltventil 9 in den inneren Wärmetauscher 6 eingeführt, um die Fahrzeuginnenraumluft zu erwärmen und um kondensiert und verflüssigt zu werden. Das kondensierte und verflüssigte Hochdruckkühlmittel wird durch den Expansionsmechanismus 5b der Druckreduktion unterzogen, nachdem es durch das Absperrventil 5c geströmt ist. Danach wird das Kühlmittel in den äußeren Wärmetauscher 4 eingeführt, um Wärme mit der Außenluft auszutauschen und erwärmt zu werden, und das Kühlmittel an sich wird vergast und von der Kühlmitteleinlaßöffnung 11b zum Kompressormechanismus 11 im Inneren der Wärmequelleneinheit 1 zurückgeleitet.

Dementsprechend ist es möglich, den Kühlbetrieb auf die gleiche Art und Weise wie den Kühlbetrieb des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung auszuführen, wenn die oben beschriebenen zwei Motoren 2 und 3 in derselben Drehrichtung angeregt werden und die Wärmequelleneinheit 1 als Kompressor betreiben, wenn das Vier-Wege-Umschaltventil 9 die Position des Kühlzyklusses einnimmt.

Ferner strömt das Kühlmittel in dem Kühlmittelkreislauf aus Fig. 3 in die durch die gestrichelt linierten Pfeile angezeigte Richtung, wenn das Vier-Wege-Ventil 9 die Heizzyklusposition einnimmt. Der Fahrzeuginnenraum wird im inneren Wärmetauscher 6 des Kühlmittelkreislaufes erwärmt, d. h. im Heizzyklus, und es ist möglich, den Heizbetrieb der Wärmepumpenart zum "Aufpumpen" der Wärme von der Außenluft auszuführen.

Als nächstes werden der Heizbetrieb zur Erwärmung der Fahrzeuginnenraumluft durch den Heißwasserkreislauf unter Verwendung der von den zwei Motoren 2 und 3 erzeugten Wärme als Heizquelle und der Kühlbetrieb zur Abkühlung der Fahrzeuginnenraumluft durch den Kühlmittelkreislauf für den Kühlzyklus gleichzeitig ausgeführt, wenn der oben beschriebene drehreversible Motor 3 in der umgekehrten Drehrichtung angeregt wird und die zwei Motoren 2 und 3 in den zueinander umgekehrten Drehrichtungen angeregt werden, um die Wärmequelleneinheit 1 als Kompressor zu betreiben, in dem Fall, in dem das Vier-Wege-Umschaltventil 9 die Position des Kühlzyklusses einnimmt. Die Fahrzeuginnenraumluft wird nämlich durch den inneren Wärmetauscher 6 abgekühlt und entfeuchtet und danach durch das heiße Wasser in dem Heizkern 8 erwärmt. Dementsprechend ist es möglich, die Fahrzeuginnenraumluft abzukühlen und zu erwärmen, um dadurch einen sogenannten Entfeuchtungsbetrieb auszuführen.

Ferner werden der Heizbetrieb zum Erwärmen der Fahrzeuginnenraumluft durch den Heißwasserkreislauf unter Verwendung der von den beiden Motoren 2 und 3 als Heizquelle erzeugten Wärme und der Heizbetrieb zur Erwärmung der Fahrzeuginnenraumluft durch den inneren Wärmetauscher 6 des oben beschriebenen Kühlmittelkreislaufes gleichzeitig durchgeführt, wenn das Vier-Wege-Umschaltventil 9 die Heizposition einnimmt.

Wie vorstehend beschrieben wurde, können gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der Kühlbetrieb durch den Kühlkreislauf als Kühlzyklus, der Heizbetrieb der Wärmepumpenart, der eine hohe Funktion durch den Kühlkreislauf als Heizzyklus hat, der Entfeuchtungsbetrieb durch den Aufheizbetrieb der Fahrzeuginnenraumluft durch den Heißwasserkreislauf unter Verwendung der von den Motoren 2 und 3 aufgrund der abgegebenen elektrischen Leistung als Wärmequelle erzeugten Wärme und durch den Kühlbetrieb für die Fahrzeuginnenraumluft durch den Kühlkreislauf und der Heizbetrieb, der eine hohe Funktionalität hat, bei dem die Fahrzeuginnenraumluft durch den Heißwasserkreislauf unter Verwendung der von den Motoren 2 und 3 aufgrund der abgegebenen elektrischen Leistung erzeugten Wärme, und der Heizbetrieb für die Fahrzeuginnenraumluft durch den Kühlmittelkreislauf als Heizzyklus, die gleichzeitig ausgeführt werden, wahlweise ausgeführt werden.

Ferner wird als eine Abwandlung des oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung die von den Motoren 2 und 3 erzeugte Wärme beim Heizbetrieb, der eine große Heizleistung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel hat, wenn die Erregung des drehreversiblen Motors 3 ein- und ausgeschaltet wird, die von den Motoren 2 und 3 erzeugte Wärme an- und abgeschaltet, so daß die Heizleistung für die Fahrzeuginnenraumluft durch den Heißwasserkreislauf und die Heizleistung beide variabel gemacht werden können.

Ferner, wenn, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt ist, das Drehmoment infolge der umgekehrten Drehung des drehreversiblen Motors 3 dasselbe ist wie das Drehmoment des Motors mit konstanter Drehrichtung 2 in der Wärmequelleneinheit 1 und der Kühlmittelkreislauf den umgekehrten Zyklus in der gleichen Art und Weise wie im oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einnimmt und ferner die zwei Motoren in der konstanten Drehrichtung angeregt werden und des weiteren der Kühlmittelkreislauf als Heizzyklus betrieben wird, ist es möglich, den Heizbetrieb der Wärmepumpenart auf die gleiche Art und Weise wie den Heizbetrieb der Wärmepumpenart im oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auszuführen.

Nun wird unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 9 ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird bei der Fahrzeugheizung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine unterschiedliche Wärmequelleneinheit 1 verwendet, jedoch werden derselbe Kühlmittelkreislauf und Heißwasserkreislauf verwendet. Dementsprechend wird die Erläuterung des Kühlmittelkreislaufes und des Heißwasserkreislaufes an sich weggelassen, um dadurch die Erläuterung des dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zu vereinfachen. Im übrigen werden in den Fig. 4 bis 9 und bei der Erläuterung des dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung dieselben Bezugszeichen wie diejenigen, die im ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wurden, verwendet, um die Komponenten oder Bauteile zu bezeichnen, die dieselbe Funktion oder denselben Aufbau wie diejenigen des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung haben.

Fig. 4 zeigt die Wärmequelleneinheit 50 des vorliegenden Ausführungsbeispiels. Die Wärmequelleneinheit 50 ist aus einem Kompressorabschnitt zur Aufnahme eines Kompressormechanismus 11, einem ersten Motorabschnitt 60 zur Aufnahme eines ersten Motors (Elektromotor) 61 zum Antreiben des Kompressormechanismus 11, einem zweiten Motorabschnitt 80 zur Aufnahme eines zweiten Motors (Elektromotor) 81 mit einem Sperrmechanismus und einem Heizabschnitt, der Fluidreibungswärme 70 verwendet und zwischen den zwei Motorabschnitten 60 und 80 angeordnet ist, zusammengesetzt. Ferner bezeichnet die rechte Seite von Fig. 4 in der folgenden Beschreibung in Verbindung mit Fig. 4 die Rückseite und die linke Seite von Fig. 4 bezeichnet die Vorderseite der Einheit. Ferner bezeichnen die durchgehenden Pfeile in Fig. 4 die Strömungsrichtung des heißen Wassers.

Ferner sind in Fig. 4 der Kompressorabschnitt und das Verbindungsgehäuse 14 dieselben wie diejenigen des vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Daher wird deren detaillierte Erläuterung weggelassen. Jedoch wird der Kompressormechanismus 11 in der gleichen Art wie im ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem Raum aufgenommen, der durch das Rückgehäuse 15 und das Verbindungsgehäuse 14 gebildet wird. Der Kompressormechanismus 11 wird von einer Antriebswelle 62 eines ersten Motorabschnitts 60 angetrieben, was später beschrieben wird. Ferner ist eine Heißwassereinlaßöffnung 10b im Verbindungsgehäuse 14 ausgebildet.

Der erste Motorabschnitt 60 ist aus einem zylindrischen Gehäuse 63 und einer Trennwand 64, die auf der Vorderseite des zylindrischen Gehäuses 63 angeordnet ist, zusammengesetzt. Ein Stator 61a des ersten Motors 61 ist innen am zylindrischen Gehäuse 63 befestigt. Eine Antriebswelle 62 mit einem daran befestigten Rotor 61b ist in einer mittigen Position angeordnet. Die Antriebswelle 62 ist durch Lager 26 und 78, die in mittigen axialen Abschnitten des Verbindungsgehäuses 14 und eines tassenförmigen rückseitigen Gehäuses 71 zur Ausbildung des Gehäuses des Heizabschnitts unter Verwendung der Fluidreibungswärme 70 jeweils drehbar gelagert. Anschließend sind das zylindrische Gehäuse 63 und das Verbindungsgehäuse 14, und das zylindrische Gehäuse 63 und die Trennwand 64 durch Dichtungen 42 und 65 jeweils miteinander verbunden.

Ein ringförmiger Heißwasserkanal 60c ist in der Umfangswand des zylindrischen Gehäuses 63 zum Absorbieren der erzeugten Wärme des ersten Motors 61 ausgebildet. Der Heißwasserkanal 60c steht mit einer Heißwassereinlaßöffnung 10b, die im Verbindungsgehäuse 14 an der Rückseite ausgebildet ist, in Verbindung und mit einem Heißwasserkanal 71c des Heizabschnittes unter Verwendung der Fluidreibungswärme 70 an der Vorderseite in Verbindung.

In dem Heizungsabschnitt, der Fluidreibungswärme 70 verwendet, sind das vorderseitige tassenförmige Gehäuse 72 und das rückseitige tassenförmige Gehäuse 71 an deren offenen Endabschnitten durch eine Dichtung 73 miteinander gekoppelt, um dadurch ein Gehäuse zu bilden. Der Innenraum des Gehäuses nimmt einen ersten Rotor 74 auf, der drehbar an einem vorderen Ende einer Antriebswelle 62 eines ersten Motors 61 befestigt ist, und einen zweiten Rotor 75, der drehbar an einem hinteren Ende einer Antriebswelle 85 eines zweiten Motors 81 befestigt. Anschließend ist ein Labyrinthnutenabschnitt 76, der aus einer Vielzahl an konvexen und konkaven Umfangsnuten zusammengesetzt ist, zwischen den zwei Rotoren 74 und 75 ausgebildet und zur gleichen Zeit ist ein viskoses Fluid wie Silikonfluid in dem Raum 77 des Gehäuseinneren abgedichtet enthalten. Dann wird im Falle, in dem der Rotor 74 gedreht wird und der andere Rotor 75 fixiert bleibt, eine Scherkraft auf das viskose Fluid aufgebracht, das in dem Labyrinthnutabschnitt 76 angeordnet ist, so daß Wärme durch Fluidreibungshitze erzeugt wird. Mit einer solchen Anordnung werden ferner in dem Fall, in dem der erste Motor 61 und der zweite Motor 81 gleichzeitig angeregt werden, um die zwei Rotoren 74 und 75 zu drehen, das Drehmoment des zweiten Motors zum ersten Motor durch das oben beschriebene viskose Fluid übertragen.

Lagerabschnitte sind an mittigen Abschnitten der zwei tassenförmigen Gehäuse 71 und 72 ausgebildet. Erste Endabschnitte der Antriebswellen 62 und 85 des ersten Motors 61 und des zweiten Motors 81 sind jeweils durch die Lager 78, die im Inneren der Lagerabschnitte angeordnet sind, drehbar gelagert. Um die Dichtheit dieser Lagerabschnitte aufrechtzuerhalten, sind Wellendichtungen 79 an einer Innenseite der jeweiligen Lager 78 angeordnet.

L-förmige Heißwasserkanäle 71c und 72c sind im Inneren der Wandbauteile der zwei tassenförmigen Gehäuse 71 und 72 zur Absorption der in dem oben beschriebenen Labyrinthnutabschnitt erzeugten Wärme ausgebildet. Die Heißwasserkanäle 71c und 72c stehen durch die oben beschriebene Dichtung 73 am Verbindungsabschnitt der zwei tassenförmigen Gehäuse 71 und 72 miteinander in Verbindung. Ferner steht der Heißwasserkanal 71c mit dem Heißwasserkanal 60c des ersten Motorabschnittes 60 auf der Rückseite, wie vorstehend beschrieben wurde, in Verbindung und des weiteren steht der Heißwasserkanal 72c mit dem Heißwasserkanal 80c des zweiten Motorabschnitts 80, der später beschrieben wird, auf der Vorderseite in Verbindung.

Der zweite Motorabschnitt 80 ist aus einem zylindrischen Gehäuse 82, einer Trennwand 83, die auf der hinteren Seite des zylindrischen Gehäuses 82 angeordnet ist und einer Seitenwand 84, die auf der vorderen Seite des zylindrischen Gehäuses 82 angeordnet ist, zusammengesetzt. Ferner ist ein Stator 81a des zweiten Motors 81 an einer Innenwandoberfläche des zylindrischen Gehäuses 82 befestigt und des weiteren ist eine Antriebswelle 85, an der ein Rotor 81a des zweiten Motors 81 befestigt ist, in einer mittigen Position des Gehäuses 82 angeordnet. Dann ist die Antriebswelle 85 durch Lager 86 und 78, die in mittigen Abschnitten der Seitenwand 84 und der Vorderseite des tassenförmigen Gehäuses 72 des Heizabschnittes, der Fluidreibungswärme 70 verwendet, angeordnet sind, jeweils drehbar gelagert. Ein elektromagnetischer Sperrmechanismus 87 ist an der Innenseite der Seitenwand 84 befestigt. Wenn die im Inneren des elektromagnetischen Sperrmechanismus 87 angeordnete elektromagnetische Spule angeregt wird, steht eine Sperrwelle 87a vor und steht mit einer Bremsplatte 88, die an der Seitenwand der Antriebswelle 85 befestigt ist, in Eingriff, um dadurch die Drehung des Rotors 81b zu verhindern.

Ferner ist ein ringförmiger Heißwasserkanal 80c in der Umfangswand des zylindrischen Gehäuses 82 zum Absorbieren der erzeugten Wärme des zweiten Motors 81 ausgebildet. Der Heißwasserkanal 80c steht auf der Rückseite mit einem Heißwasserkanal 72c des Heizabschnittes in Verbindung, der Fluidreibungswärme 70 erzeugt, und ist mit einer Heißwasserauslaßöffnung 10a, die in dem zylindrischen Gehäuse 82 auf der vorderen Seite ausgebildet ist, in Verbindung.

Die Funktion des dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung wird nun anhand eines Ablaufdiagrammes beschrieben, das eine Funktionsroutine der Wärmequelleneinheit 50 als Heißwasserheizung zeigt, das in den Fig. 5 bis 9 gezeigt ist.

Wenn diese Betriebsroutine begonnen wird, wird zuerst im Schritt S1 festgestellt, ob der Kühlschalter eingeschaltet ist oder nicht. Wenn der Kühlbetrieb nicht benötigt wird und der Kühlschalter abgeschaltet ist, wird eine "NEIN"-Feststellung gemacht und der Ablauf geht zu Schritt S6, wo festgestellt wird, ob der Heizungsschalter eingeschaltet ist oder nicht. Umgekehrt, wenn die Temperatur im Fahrzeuginnenraum hoch ist und der Kühlbetrieb benötigt wird, oder die Feuchtigkeit des Fahrzeuginnenraums hoch ist und der Entfeuchtungsbetrieb benötigt wird, so daß der Kühlschalter eingeschaltet ist, erfolgt eine "JA"-Feststellung und der Ablauf geht zu Schritt S2, wo festgestellt wird, ob der Heizschalter eingeschaltet ist oder nicht.

Im Schritt S2 wird festgestellt, ob der Heizschalter eingeschaltet ist oder nicht. In dem Fall, in dem der Heizschalter ausgeschaltet ist, wird eine "NEIN"- Feststellung gemacht, es wird angenommen, daß der Kühlbetrieb benötigt wird und der Ablauf geht zu der Unterroutine R1 des Kühlbetriebes, die später beschrieben wird. Umgekehrt, in dem Fall, in dem der Heizschalter eingeschaltet ist, wird eine "JA"-Feststellung gemacht und der Ablauf geht zum Eingabeschritt S3 zum Einlesen der Fahrzeuginnenraumtemperatur T_A, einer eingestellten Temperatur T_AL und einer eingestellten Hochseitentemperatur T_AH. Die Temperatur der zum Heizkern 8 zirkulierten Luft wird erfaßt, so daß die Fahrzeuginnenraumtemperatur T_A eingelesen wird. Die eingestellte Temperatur T_AL, die durch einen Temperatureinstellknopf eingestellt wird, wird eingelesen. Dann wird die eingestellte Temperatur T_AL als eine eingestellte Niedrigseitentemperatur registriert und zur selben Zeit wird eine eingestellte Hochseitentemperatur T_AH, die durch Addieren einer vorbestimmten Temperatur α (z. B. 3°C) zur eingestellten Niederseitentemperatur T_AL erhalten wird, neu eingestellt und registriert. Dann geht der Ablauf zu Schritt S4, um festzustellen, ob "T_A ≧ T_AH".

In Schritt S4 wird festgestellt, ob die Fahrzeuginnenraumtemperatur T_A höher als die eingestellte Hochseitentemperatur T_AH ist (z. B. 28°C, eingestellte Niederseitentemperatur + α). Wenn dem so ist und eine "JA"- Feststellung erfolgt, wird festgestellt, daß die Fahrzeuginnenraumtemperatur viel höher als die eingestellte Temperatur ist und daß der Kühlbetrieb tatsächlich benötigt wird, sogar obwohl der Heizungsschalter versehentlich eingeschaltet ist und der Ablauf geht zu der Unterroutine R1 des Kühlbetriebs. Ferner, wenn im Gegensatz dazu eine "NEIN"-Feststellung erfolgt, geht der Ablauf zu Schritt S5 für "T_A ≧ T_AL". Im Beurteilungsschritt S5 wird festgestellt, ob die Fahrzeuginnenraumtemperatur T_A höher als die eingestellte Niederseitentemperatur T_AL ist (z. B. 25°C, die durch den Knopf eingestellte Temperatur). Wenn die Fahrzeuginnenraumtemperatur T_A höher als die eingestellte Niederseitentemperatur T_AL ist und eine "JA"-Feststellung erfolgt, wird festgestellt, daß die Fahrzeuginnenraumtemperatur etwas höher als die eingestellte Temperatur ist und daß der Entfeuchtungsbetrieb zusammen mit einer kleinen Kühlleistung benötigt wird. Der Ablauf geht zur Unterroutine R2 des kühlartigen Entfeuchungsbetriebs. Ferner wird im umgekehrten Fall, wenn eine "NEIN"- Feststellung gemacht wird, festgestellt, daß der Entfeuchtungsbetrieb mit einer kleinen Heizleistung benötigt wird. Der Ablauf geht zur Unterroutine R3 des heizungsartigen Entfeuchtungsbetriebes, der später beschrieben wird.

Der Inhalt des oben beschriebenen Schrittes S6 ist derselbe wie derjenige des oben beschriebenen Schrittes S2. In dem Fall, in dem der Heizungsschalter ausgeschaltet ist und eine "NEIN"-Feststellung erfolgt, wird festgestellt, daß weder eine Kühlung noch eine Heizung benötigt wird und der Ablauf kehrt zurück. Im Gegensatz dazu geht in dem Fall, in dem der Heizungsschalter eingeschaltet ist und eine "JA"-Feststellung erfolgt, der Ablauf zu einem Eingabeschritt S7 zum Einlesen der Fahrzeuginnenraumtemperatur T_A, der eingestellten Temperatur T_AL und einer eingestellten Hochseitentemperatur T_AH und zu einem Schritt S8 "T_A ≧ T_AL", der denselben Inhalt wie die oben beschriebenen Schritte S3 und S4 hat.

In dem Fall, in dem eine "JA"-Feststellung im Schritt S8 erfolgt, wird festgestellt, daß der Entfeuchtungsbetrieb zusammen mit einer kleinen Kühlleistung benötigt wird und der Ablauf geht zur Unterroutine R2 des kühlartigen Entfeuchtungsbetriebes, die später beschrieben wird. Ferner geht der Ablauf in dem Fall, in dem eine "NEIN"- Feststellung erfolgt, zu Schritt S9 "T_A ≧ T_AL", der denselben Inhalt wie der Schritt S5 hat.

Anschließend wird im Schritt S9, wenn festgestellt wird, daß die Fahrzeuginnenraumtemperatur T_A höher als die eingestellte Niederseitentemperatur T_AL ist und die "JA"- Feststellung erfolgte, festgestellt, daß der Entfeuchtungsbetrieb mit einer kleinen Heizleistung benötigt wird und der Ablauf geht zu der Unterroutine R3 des heizartigen Entfeuchtungsbetriebs. Ferner wird im umgekehrten Fall im Schritt S9, wenn festgestellt wird, daß die Fahrzeuginnenraumtemperatur T_A niedriger als die eingestellte Niederseitentemperatur T_AL ist und die "NEIN"- Feststellung gemacht wurde, festgestellt, daß der Heizbetrieb notwendig ist und der Ablauf geht zur Unterroutine R4 des Heizbetriebes, die später beschrieben wird.

Die Unterroutine R1 des vorstehend beschriebenen Kühlbetriebs ist in Fig. 6 gezeigt. In dem Fall, wo der Ablauf zur Unterroutine R1 in der Routine des Ablaufdiagrammes, das in Fig. 5 gezeigt ist, geht, geht der Ablauf zum Ausgabeschritt S11 "Schalte ersten Motor ein" und geht anschließend zum Ausgabeschritt S12 "Schalte zweiten Motor ein". In diesen Ausgabeschritten S11 und S12 werden jeweils Signale zum Anschalten des ersten Motors 61 und des zweiten Motors 81 zum Antreiben des ersten und des zweiten Motors 61 und 81 abgegeben. Dementsprechend wird in dem Heizabschnitt, der die Fluidreibungswärme 70 verwendet, keine Scherkraft auf das viskose Fluid in dem Labyrinthnutabschnitt 76 ausgeübt, da die zwei Rotoren 74 und 75 in der gleichen Richtung gedreht werden und umgekehrt wird das Drehmoment des zweiten Motors 81 durch das viskose Fluid in diesem Abschnitt auf den ersten Motor 61 übertragen. Als ein Ergebnis wird der Kompressormechanismus 11 für den Kühlbetrieb durch die Drehausgangsleistung der zwei Motoren 61 und 81 angetrieben.

Die Unterroutine R2 des oben beschriebenen kühlartigen Entfeuchtungsbetriebes ist in Fig. 7 gezeigt. Der Ablauf geht in dem Fall, in dem der Ablauf zur Unterroutine R2 in dem Routineablaufdiagramm, das in Fig. 5 gezeigt ist, geht, zu einem Ausgabeschritt S21 "Schalte Solenoid ein". Bei diesem Ausgabeschritt S21 wird ein Signal zum Einschalten der elektromagnetischen Spule des elektromagnetischen Sperrmechanismus 87 erzeugt, um die elektromagnetische Spule anzuregen, so daß die Sperrwelle 87a vorsteht, um mit der Bremsplatte 88 in Eingriff zu gelangen, um den zweiten Motor 81 zu blockieren. Im nachfolgenden geht der Ablauf zu einem Ausgabeschritt S22 "Schalte ersten Motor ein". Dann wird im ersten Ausgabeschritt S22 ein Signal zum Einschalten des ersten Motors 61 erzeugt, um den ersten Motor 61 anzutreiben.

Da der erste Motor 61 somit angetrieben wird, während der zweite Motor 81 blockiert ist, wird der Rotor 75, der an der Antriebswelle 85 des zweiten Motors 81 befestigt ist, nicht gedreht und der Rotor 74, der am erstem Motor 61 befestigt ist, wird gedreht. Als ein Ergebnis wird eine Scherkraft auf das viskose Fluid in dem Labyrinthnutabschnitt 76 aufgebracht, um eine Fluidreibungswärme in dem viskosen Fluid zu erzeugen. Andererseits wird keine Wärmewirkung durch den zweiten Motor 81 per se hervorgerufen, da der zweite Motor 81 nicht angeregt ist.

Dementsprechend wird das heiße Wasser, das durch den Heißwasserkreislauf strömt, in dem Heißwasserkanal 60c durch die Wärme, die durch das Antreiben des ersten Motors 61 erzeugt wird, erhitzt und in den Heißwasserkanälen 71c und 72c durch die vorstehend beschriebene Fluidreibungswärme erhitzt. Die Fahrzeuginnenraumluft wird durch das somit erwärmte Wasser in dem Heizkern 8 erwärmt. Zu dieser Zeit wird die Fahrzeuginnenraumluft im inneren Wärmetauscher 6 abgekühlt, da der Kompressormechanismus 11 durch den ersten Motor 61 betrieben wird.

Als ein Ergebnis wird ein sogenannter Entfeuchtungsbetrieb durchgeführt, bei dem die Fahrzeuginnenraumluft in dem Heizkern 8 wieder erwärmt wird, nachdem die Fahrzeuginnenraumluft einer Kühlung und Entfeuchtung im inneren Wärmetauscher 6 unterworfen war. Auch die Kühlfähigkeit des inneren Wärmetauschers 6 wird größer eingestellt als die Heizleistung des Heizkerns 8, so daß dieser Entfeuchtungsbetrieb ein Entfeuchtungsbetrieb mit einem kleinen Anteil Kühlleistung für den Fahrzeuginnenraum wird.

Die Unterroutine R3 des oben beschriebenen heizartigen Entfeuchtungsbetriebs ist in Fig. 8 gezeigt. In dem Fall, in dem der Ablauf zur Unterroutine R3 in dem Routineablaufdiagramm, das in Fig. 5 gezeigt ist, geht, schreitet der Ablauf zu dem Ausgabesschritt S31 "Schalte Solenoid ein". Auf die gleiche Art und Weise wie im oben beschriebenen Ausgabeschritt S21 wird elektrische Leistung an die elektromagnetische Spule des elektromagnetischen Sperrmechanismus 87 geliefert, um dadurch den zweiten Motor 81 zu blockieren. Nachfolgend geht der Ablauf zum Ausgabeschritt S32 "Schalte ersten Motor ein". Ein Signal zum Einschalten des ersten Motors 61 wird erzeugt, um den ersten Motor 61 anzutreiben und um den Kompressormechanismus 11 anzutreiben. Nachfolgend geht der Ablauf zu dem Ausgabeschritt S33 "Schalte zweiten Motor ein". In dem Ausgabeschritt S33 wird ein Signal zum Einschalten des zweiten Motors 81 erzeugt, um den zweiten Motor 81, der gesperrt worden war, magnetisch anzuregen und es wird Wärme erzeugt.

Somit wird der Rotor 75, der an der Antriebswelle 85 des zweiten Motors 81 befestigt ist, nicht gedreht, sondern der Rotor 74, der an dem ersten Motor 61 befestigt ist, wird gedreht, da der erste Motor 61 in der selben Art wie in der Unterroutine R2 betrieben wird, während der zweite Motor 81 blockiert wird. Als ein Ergebnis wird eine Scherkraft auf das viskose Fluid in dem Labyrinthnutabschnitt 76 aufgebracht, um Fluidreibungswärme in dem viskosen Fluid zu erzeugen.

Dementsprechend wird das heiße Wasser, das durch den Heißwasserkreislauf strömt, in dem Heißwasserkanal 60c durch die Wärme, die durch das Antreiben des ersten Motors 61 erzeugt wurde, erwärmt und es wird in den Heißwasserkanälen 71c und 72c durch die oben beschriebene Fluidreibungswärme erwärmt. Des weiteren wird das heiße Wasser durch die Wärme erhitzt, die aufgrund der elektrischen Leistungsabgabe in dem zweiten Motor 81 erzeugt wird. Als ein Ergebnis wird die Wärmemenge für das heiße Wasser größer als in der vorstehend beschriebenen Unterroutine R2.

Als ein Ergebnis wird die Fahrzeuginnenraumluft durch das Niederdruckkühlmittel im inneren Wärmetauscher 6 in der gleichen Art und Weise wie in der oben beschriebenen Unterroutine R2 abgekühlt und danach durch das heiße Wasser in dem Heizkern 8 erwärmt. Der Entfeuchtungsbetrieb, der eine größere Wärmekapazität als die oben beschriebene Unterroutine R2 hat, wird für den Fahrzeuginnenraum ausgeführt. Ferner wird die Heizkapazität in dem Heizkern 8 so eingestellt, daß sie größer als die Kühlkapazität des inneren Wärmetauschers 6 ist, so daß dieser Entfeuchtungsbetrieb ein Entfeuchtungsbetrieb mit einem Anteil an Heizfunktion wird.

Die Unterroutine R4 des oben beschriebenen Heizbetriebs ist in Fig. 9 gezeigt. In dem Fall, in dem der Ablauf zur Unterroutine R4 in der Routine des Ablaufdiagrammes, das in Fig. 5 gezeigt ist, geht, schreitet der Ablauf zum Ausgabeschritt S41 "Schalte Solenoid ein". Auf dieselbe Art und Weise wie in den oben beschriebenen Ausgabeschritten S21 und S31 wird elektrischer Strom an die elektromagnetische Spule des elektromagnetischen Sperrmechanismus 87 geliefert, um dadurch den zweiten Motor 81 zu blockieren. Nachfolgend schreitet der Ablauf zum Ausgabeschritt S42 "Schalte den zweiten Motor ein". Der zweite Motor 81, der blockiert war, wird angeregt. Als ein Ergebnis erzeugt der zweite Motor 81 die Wärme durch Leistungsabgabe.

Somit wird in dieser Unterroutine keine Scherkraft auf das viskose Fluid in dem oben beschriebenen Layrinthnutenabschnitt 76 aufgebracht und es wird keine Fluidreibungswärme aufgrund des viskosen Fluids erzeugt, da weder der erste Motor 61 noch der zweite Motor 81 gedreht wird. Ferner wird der Kompressormechanismus 11 nicht angetrieben und es wird kein Kühlbetrieb durch das Kühlmittel bewirkt, da der erste Motor 61 nicht angetrieben wird.

Dementsprechend wird das heiße Wasser, das durch den Heißwasserkreislauf strömt, in den Heißwasserkanälen 60c, 71c oder 72c nicht erwärmt. Ferner wird das heiße Wasser in dem Heißwasserkanal 80 durch die Wärme, die durch die Leistungsabgabe im zweiten Motor 81 erzeugt wird, erwärmt. Ferner wird die Fahrzeuginnenraumluft nur durch das heiße Wasser erwärmt, das in dem Heizkern 8 erwärmt wird und es wird nicht in dem inneren Wärmetauscher 6 abgekühlt.

Als ein Ergebnis wird in der Unterroutine R4 der Heizbetrieb zum ausschließlichen Erwärmen der Fahrzeuginnenraumluft ausgeführt.

Wie vorstehend beschrieben wurde, kann der Kühlbetrieb durch den Kühlmittelkreislauf gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in dem Fall ausgeführt werden, in dem die Fahrzeuginnenraumtemperatur hoch ist, wenn der zweite Motor 81, der mit dem elektromagnetischen Sperrmechanismus 87 ausgestattet ist, nicht blockiert ist und die ersten und zweiten Motoren 61 und 81 elektromagnetisch angeregt werden.

Ferner kann der Entfeuchtungsbetrieb in dem Fall mit einem Anteil an Kühlbetrieb ausgeführt werden, in dem die Fahrzeuginnenraumlufttemperatur ziemlich hoch ist und die Feuchtigkeit ziemlich hoch ist, wenn der zweite Motor 81 blockiert ist und der erste Motor 61 elektromagnetisch angeregt ist, durch gleichzeitiges Ausführen des Heizbetriebes unter Verwendung der Wärme, die in dem Heizabschnitt, der Fluidreibungswärme 70 als Heizquelle verwendet, erzeugt wird, und des Kühlbetriebs durch den Kühlmittelkreislauf.

Ferner kann in dem Fall der Entfeuchtungsbetrieb mit einem Anteil an Heizbetrieb ausgeführt werden, in dem die Fahrzeuginnenraumlufttemperatur ziemlich niedrig, aber die Feuchtigkeit ziemlich hoch ist, wenn der zweite Motor 81 blockiert wird und sowohl der erste als auch der zweite Motor 61 und 81 angeregt werden, durch gleichzeitiges Ausführen des Heizbetriebes unter Verwendung der Wärme, die in dem zweiten Motor mit der elektromagnetischen Leistung erzeugt wird, und der Wärme, die in dem Heizabschnitt unter Verwendung der Fluidreibungswärme 70 als Heizquelle erzeugt wird, und dem Kühlbetrieb durch den Kühlkreislauf.

Ferner kann in dem Fall, in dem die Fahrzeuginnenraumlufttemperatur niedrig ist, wenn der zweite Motor 81 blockiert ist und der zweite Motor 81 angeregt wird, ohne daß der erste Motor 61 angeregt ist, der Heizbetrieb durch den Heißwasserkreislauf unter Verwendung der Wärme, die im zweiten Motor 81 mit der Leistungsabgabe als Wärmequelle erzeugt wird, durchgeführt werden.

Somit werden das Blockieren des zweiten Motors und das Anregen des ersten und des zweiten Motors im dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung jeweils in einer Ein/Aus Art und Weise gesteuert, wodurch die oben beschriebenen vier Operationsmodi geschaltet werden können.

Als eine Abwandlung des oben beschriebenen dritten Ausführungsbeispieles ist es möglich, den Kühlkreislauf als einen reversiblen Zyklus zum reversiblen Umschalten der Zirkulation des Kühlmittels wie im zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zu konstruieren.

In diesem Fall kann ein Heizbetrieb durchgeführt werden, der eine große Heizleistung hat, wenn sich der Kühlkreislauf im Heizzyklus befindet, der zweite Motor 81 blockiert ist und der erste Motor 61 angeregt ist, um den Kompressormechanismus 11 anzutreiben, durch gleichzeitiges Ausführen des Heizbetriebes durch den Heißwasserkreislauf unter Verwendung der Wärme, die in dem Heizabschnitt unter Verwendung der Fluidreibungswärme 70 durch die Fluidreibungswärme als Heizquelle erzeugt wird, und des Heizbetriebes des Wärmepumpenzyklusses durch den Kühlkreislauf, der sich im Heizzyklus befindet, unter Verwendung der Außenluft als Wärmequelle.

Ferner ist es in diesem Fall, wenn der zweite Motor angeregt wird, möglich, die Wärme, die im zweiten Motor 81 durch Leistungsabgabe als Wärmequelle erzeugt wird, für den Heizbetrieb durch den Heißwasserkreislauf hinzuzufügen und einen Heizbetrieb auszuführen, der eine große Heizkapazität hat.

Somit ist es mit dem modifizierten dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Vergleich zum dritten Ausführungsbeispiel möglich, die Heizbetriebe mit zwei unterschiedlichen Modi und großen Heizleistungen zu addieren.

Gemäß den Erfindungen der Ansprüche 1 bis 9 ist es möglich, den Heizbetrieb oder den Aufwärmbetrieb mit einer Heizung auszuführen, die nicht von der Verbrennungsbauart ist, da die Wärme, die im Elektromotor mit der Leistungsabgabe erzeugt wird, als Wärmequelle der Heißwasserheizung verwendet wird. Dementsprechend ist es möglich, eine Fahrzeugklimaanlage zu schaffen, die die Aufgabe eines Niedrigemissionsautos ohne einer Gefahr der Umweltverschmutzung erfüllt. Ferner kann die Temperatur der Heizdrähte auf ein niedriges Niveau gedrückt werden und die Vibrationsfestigkeit kann verbessert werden, da die Elektromotoren Wärme erzeugen und als Heizungen verwendet werden.

Ferner ist es gemäß den Erfindungen der Ansprüche 2 und 3 zusätzlich zu dem oben beschriebenen Effekt möglich, die Drehung des Elektromotors einfach zu beschränken.

Ferner ist es gemäß der Erfindung des Anspruchs 4 zusätzlich zu den oben beschriebenen Auswirkungen möglich, die Kosten zu reduzieren, da der Elektromotor auch zum Antrieb des Kompressors verwendet wird.

Ferner kann gemäß der Erfindung des Anspruchs 5 zusätzlich zu den Auswirkungen der Erfindungen des Anspruchs 2 durch Ein- und Ausschalten der Anregung der Elektromotoren der Kühlbetrieb durch den Kühlmittelkreislauf und der Entfeuchtungsbetrieb unter Verwendung der in den Elektromotoren mit der Leistungsabgabe als Wärmequelle erzeugten Wärme zum Aufwärmen der Fahrzeuginnenraumluft ausgeführt werden.

Ferner ist es gemäß der Erfindung des Anspruchs 6 zusätzlich zu den oben beschriebenen Auswirkungen durch Steuern des Blockierens des zweiten Elektromotors und durch Anregen des ersten und des zweiten Elektromotors in der Ein/Aus Art und Weise, möglich, zwischen einer Vielfalt an Operationsmodi wie Kühlen, Heizen, kühlartigem Entfeuchten, heizartigem Entfeuchten und dergleichen umzuschalten, um dadurch den Betrieb auszuführen.

Ferner wird gemäß den Erfindungen der Ansprüche 7, 8 und 9 zusätzlich zu den Auswirkungen der Erfindungen der Ansprüche 4, 5 oder 6 der Kühlkreislauf in einer reversiblen Art und Weise umgeschaltet, so daß eine Vielfalt an Heizmodi wie der Heizbetrieb der Wärmepumpart zum Hereinpumpen von Wärme von der Außenluft oder ein Heizbetrieb mit einer großen Heizkapazität durchgeführt werden.

Um ein qualitativ hochwertiges Heizen oder Aufwärmen mit niedriger Umweltverschmutzung für ein Niedrigemissionsfahrzeug, wie einem Elektrofahrzeug oder einem Hybridfahrzeug, zu ermöglichen, hat eine Fahrzeugklimaanlage einen Heißwasserkreislauf, der eine Heißwasserheizung (Wärmequelleneinheit), eine Heißwasserzirkulationspumpe 7 und einen Heizkern 8 enthält, um dadurch einen Heizbetrieb zum Aufheizen der Fahrzeuginnenraumluft auszuführen, wobei ein Elektromotor 1, 61 unter der Bedingung angeregt wird, daß seine Drehung fixiert ist, um dadurch Wärme in dem Elektromotor zu erzeugen. Die erzeugte Wärme wird als Wärmequelle für die Heißwasserheizung verwendet. Ein Beschränkungsmechanismus kann zwei Elektromotoren 2, 3; 61, 81 enthalten, die in entgegengesetzten Richtungen zueinander gedreht werden, oder einen Sperrmechanismus 87. Ferner kann ein Kühlbetrieb zum Kühlen der Fahrzeuginnenraumluft durchgeführt werden, indem ein Kompressor 11 (Wärmequelleneinheit) mit den Elektromotoren 2, 3; 61, 81 betrieben wird, ein Entfeuchtungsbetrieb kann durchgeführt werden, indem gleichzeitig die Heiz- und Kühlfunktionen ausgeführt werden, oder ein Heizbetrieb der Wärmepumpenart kann durchgeführt werden, indem der Kühlmittelkreislauf umkehrbar wirkend tätig ist.

Claims (7)

1. Fahrzeugklimaanlage, die die folgenden Bauteile aufweist:
einen Heißwasserkreislauf zum Aufheizen eines Fahrzeuginnenraumes, wobei der Heißwasserkreislauf eine Heißwasserheizung, eine Heißwasserzirkulationspumpe (7) und einen Heizkern (8) zum Aufwärmen der Luft des Fahrzeuginnenraumes unter Verwendung des heißen Wassers, das durch die Heißwasserzirkulationspumpe (7) gefördert wird, enthält, wobei
die Heißwasserheizung mindestens einen Elektromotor (2, 3; 61, 81) als Heizquelle aufweist, wobei
der Elektromotor (2, 3; 61, 81) in einem erregten Zustand durch ein Gegenmoment gebremst wird.

2. Fahrzeugklimaanlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (2, 3; 61, 81) zwei miteinander gekoppelte Teilmotoren (2, 3; 61, 81) aufweist, die elektromagnetisch in umgekehrten Drehrichtungen zueinander erregt werden, um ihre Drehungen zu bremsen.

3. Fahrzeugklimaanlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung des Elektromotors (2, 3; 61, 81) mittels eines Sperrmechanismus (87) beschränkt wird.

4. Fahrzeugklimaanlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie des weiteren einen Kühlkreislauf zum Kühlen des Fahrzeuginnenraums aufweist, wobei der Kühlkreislauf einen Kompressor (11), einen äußeren Wärmetauscher (4), einen Expansionsmechanismus (5) und einen inneren Wärmetauscher (6) aufweist, wobei der Kompressor (11) durch den Elektromotor (2, 3; 61, 81) angetrieben wird, während die Drehung des Elektromotors (2, 3; 61, 81) nicht beschränkt ist.

5. Fahrzeugklimaanlage gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie des weiteren einen Kühlkreislauf zum Kühlen des Fahrzeuginnenraums aufweist, wobei der Kühlmittelkreislauf einen Kompressor (11), einen äußeren Wärmetauscher (4), einen Expansionsmechanismus (5) und einen inneren Wärmetauscher (6) aufweist, wobei
die zwei Teilmotoren (2, 3; 61, 81) einen drehreversiblen Motor (3, 81) aufweisen, der in der Lage ist, in einer reversiblen Drehrichtung zu drehen, und einen Motor mit konstanter Drehrichtung (2, 61), der ein Drehmoment hat, das größer als das des drehreversiblen Motors ist,
wobei die zwei Teilmotoren (2, 3; 61, 81) in der gleichen Drehrichtung oder wechselseitig in der umgekehrten Drehrichtung angeregt werden, indem die elektromagnetische Erregungsrichtung des drehreversiblen Motors (3, 81) wahlweise geschaltet wird, wobei der Kompressor (11) mit dem Motor mit der konstanten Drehrichtung (2, 61) verbunden ist.

6. Fahrzeugklimaanlage mit den folgenden Bauteilen: einem Heißwasserkreislauf zum Aufheizen eines Fahrzeuginnenraumes, der eine Heißwasserheizung, eine Heißwasserzirkulationspumpe (7) und einen Heizkern (8) zum Aufheizen der Luft des Fahrzeuginnenraums unter Verwendung des heißen Wassers, das durch die Heißwasserzirkulationspumpe (7) gefördert wird, enthält, und
einem Kühlkreislauf zum Kühlen des Fahrzeuginnenraumes, der einen Kompressor (11) enthält, der mit einem ersten Elektromotor (2, 61) verbunden ist, einen äußeren Wärmetauscher (4), einen Expansionsmechanismus (5) und einen inneren Wärmetauscher (6), wobei
die Heißwasserheizung mindestens einen zweiten Elektromotor (3; 81) und eine Heizung (70) aufweist, die Fluidreibungswärme als Heizquelle verwendet,
wobei der zweite Elektromotor (3; 81) Wärme erzeugt, indem er elektromagnetisch erregt wird, wobei seine Drehung mittels eines Sperrmechanismus (87) beschränkt ist,
wobei die Heizung (70), die Fluidreibungswärme verwendet, zwei Rotoren (74, 75) aufweist, die angrenzend zu und sich einander gegenüberliegend angeordnet sind,
wobei viskoses Fluid zwischen den zwei Rotoren (74, 75) angeordnet ist,
wobei die zwei Rotoren (74, 75) jeweils an einer Antriebswelle (62, 85) eines jeden der ersten und zweiten Elektromotoren (2, 3; 61, 81) befestigt sind, um mit ihnen zusammen zu drehen,
wobei die Heizung (70), die Fluidreibungswärme verwendet, so konstruiert ist, daß sie Fluidreibungswärme in dem viskosen Fluid erzeugt, wenn die Drehung des zweiten Elektromotors (2, 3; 61, 81) beschränkt ist und der erste Elektromotor (2, 3; 61, 81) gedreht wird,
wobei der erste Elektromotor (2, 3; 61, 81) mit dem zweiten Elektromotor (2, 3; 61, 81) durch die Heizung (70), die Fluidreibungswärme verwendet, verbunden ist.

7. Fahrzeugklimaanlage gemäß Anspruch 4, 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkreislauf zyklisch reversibel betreibbar ist und angesteuert werden kann, um wahlweise umgeschaltet zu werden.