DE69805214T2

DE69805214T2 - Heizeinrichtung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE69805214T2
Application number: DE69805214T
Authority: DE
Inventors: Shinji Aoki; Norifumi Ban; Takashi Ban; Hajime Ito; Yasushi Kato; Toshio Morikawa; Goro Uchida
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-01-28
Filing date: 1998-01-22
Publication date: 2002-08-29
Anticipated expiration: 2018-01-23
Also published as: CA2226162A1; JPH10203143A; CA2226162C; US5897056A; DE69805214D1; EP0855300A2; EP0855300B1; EP0855300A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung in Übereinstimmung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine herkömmliche Heizvorrichtung für einen Fahrzeuginnenraum nutzt Kühlmittel für einen eine Fahrzeugkarosserie antreibenden Motor. Insbesondere umfasst die herkömmliche Heizvorrichtung einen Heizeinrichtungskern, der in einem Kanal angeordnet ist. Das Motorkühlmittel mit dem Heizeinrichtungskern wird als Heizfluid zugeführt. In dem Kanal strömende Luft wird durch den Heizeinrichtungskern erwärmt, bevor sie in den Fahrzeuginnehraum ausgetragen wird.
Bei einigen wirkungsgradstarken Motoren vom Diesel-Typ oder vom Magerverbrennungs-Typ neigt Motorkühlmittel dazu, lediglich auf eine unzureichende Temperatur geheizt zu werden, bei welcher das Motorkühlmittel einen Heizeinrichtungskern in unzureichender Weise heizt.
Das US-Patent 4 993 377, das den nächstkommenden Stand der Technik bildet, entsprechend der japanischen veröffentlichten ungeprüften Patentanmeldung 2-246823 offenbart eine Kraftfahrzeugheizvorrichtung. Die Kraftfahrzeugheizvorrichtung gemäß dem US-Patent 4 993 377 umfasst eine Wasserpumpe zum Umwälzen des Kühlwassers für einen Kraftfahrzeugantriebsmotor, einen Radiator zum Heizen der Luft, die in die Fahrgastzelle eingeleitet werden soll durch Nutzen des Kühlwassers, das durch die Wasserpumpe gefördert wird, als Heizquelle, und einen Heißwasserkreislauf zum Umwälzen des Kühlwassers in dem Kraftfahrzeugantriebsmotor, der Wasserpumpe und dem Radiator. Ein Wärmegenerator ist in dem Heißwasserkreislauf an einem stromaufwärtigen Abschnitt in Bezug auf den Radiator angeordnet. Der Wärmegenerator umfasst eine Wärmeerzeugungskammer mit einer labyrinthartig geführten Nut und darin aufgenommenem viskosen Fluid, ein Gehäuse, das einen Wärmeaufnahmepfad aufweist, der, einen Teil des Heißwasserkreislaufs bildet, eine Welle, die in dem Gehäuse drehbar gehalten ist, und das Drehmoment des Kraftfahrzeugantriebmotors über eine Kupplungseinrichtung aufnimmt, und einen Rotor, der an der Welle an einem Ende von dieser befestigt ist und eine labyrinthartige Nut aufweist, die in der Wärmeerzeugungskammer angeordnet ist.
In der Kraftfahrzeugheizvorrichtung gemäß dem US-Patent 4 993 377 umfasst der Wärmegenerator eine auf Scherung basierende Heizeinrichtung. Wenn die Kupplungseinrichtung die Welle mit der Abtriebswelle des Kraftfahrzeugantriebsmotors verbindet, wird die Welle durch die Motorabtriebswelle in Drehung versetzt, wodurch der Rotor ebenfalls in Drehung versetzt wird. Der Rotor übt auf das Viskosefluid in der Wärmeerzeugungskammer eine Scherkraft aus, während er sich dreht. Die ausgeübte Scherkraft veranlasst, das Viskosefluid dazu, erwärmt zu werden. Das Kühlwasser wird geheizt, wenn das Viskosefluid erwärmt wird. Infolge hiervon kann das Kühlwasser auf eine ausreichende Temperatur oder eine gewünschte Temperatur geheizt werden.
Eine Zeichnung in dem US-Patent 4 993 377 zeigt, dass der Abstand bzw. Freiraum zwischen dem Rotor und dem Gehäuse sehr klein ist. Es wird deshalb davon ausgegangen, dass der Rotor dazu neigt, an dem Gehäuse zu blockieren aufgrund einer Ursache, wie eine Verformung des Rotors, relativ zu dem Gehäuse oder einer Bewegung eines Fremdkörpers in den Freiraum.
Die japanische veröffentlichte ungeprüfte Patentanmeldung 6- 92134 offenbart eine Heizvorrichtung für ein Fahrzeug, wobei die Heizvorrichtung die Merkmale des Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist, und wobei sie eine Zusatzheizeinrichtung vom auf Scherung basierenden Typ aufweist. In der Heizvorrichtung gemäß der japanischen Anmeldung 6-92134 strömt ein Teil des Kühlmittels von dem Körper eines Fahrzeugantriebsmotors in bzw. zu einem Luftheizkern über die Zusatzheizeinrichtung. Die Zusatzheizeinrichtung enthält Viskosefluid. Die Zusatzheizeinrichtung weist eine Welle auf. Wenn die Welle gedreht wird, wird auf das Viskosefluid eine Scherkraft ausgeübt. Die ausgeübte Scherkraft veranlasst das Viskosefluid dazu, erwärmt zu werden. Das Kühlmittel in der Zusatzheizeinrichtung wird erwärmt, wenn das Viskosefluid geheizt wird. Die Welle der Zusatzheizeinrichtung ist mit der Abtriebswelle des Fahrzeugantriebsmotors über eine elektromagnetische Kupplung und einen Kraftübertragungsmechanismus unter Verwendung eines Riemens verbunden. Wenn die elektromagnetische Kupplung sich in ihrer eingerückten Stellung befindet, kann die Welle der Heizeinrichtung durch die Abtriebswelle des Fahrzeugantriebsmotors in Drehung versetzt werden. Wenn die elektromagnetische Kupplung sich im ihrer ausgerückten Stellung befindet, ist die Welle der Heizeinrichtung von der Abtriebswelle des Fahrzeugantriebsmotors getrennt.
In der Heizvorrichtung gemäß der japanischen Anmeldung 6- 92134 ermittelt ein Temperatursensor die Temperatur vom Kühlmittel, das Von dem Körper des Kraftfahrzeugantriebsmotors zu der Zusatzheizeinrichtung geleitet wird. Wenn die ermittelte Temperatur des Kühlmittels relativ niedrig ist, stellt eine auf einem Computer basierende Steuereinheit die elektromagnetische Kupplung in ihre ausgerückte Stellung ein, um den Betrieb der Zusatzheizeinrichtung aufzuheben.
Eine Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, eine verbesserte Heizvorrichtung für einen Fahrzeuginnenraum zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst. Gemäß einem Aspekt stellt diese Erfindung eine Heizvorrichtung für ein Fahrzeug bereit, aufweisend: (a) Einen Wärmetauscher zum Implementieren eines Wärmetausches zwischen Kühlmittel, das einen Motor gekühlt hat, und Luft, die in einen Fahrzeuginnenraum geleitet wird, um den Fahrzeuginnenraum zu heizen; (b)eine Viskoseheizeinrichtung, die einen Rotor und eine Heizkammer, die Viskosefluid enthält, aufweist, wobei der Rotor sich dreht, wenn er einer Drehkraft des Motors unterworfen ist, wobei das Viskosefluid einer Scherkraft ausgesetzt und erwärmt wird, wenn der Rotor der Drehkraft unterworfen ist, wobei die Viskoseheizeinrichtung das. Kühlmittel heizt, das dem Wärmetauscher zugeführt wird, wenn das Viskosefluid in der Heizkammer erwärmt wird; (c) eine Kupplung zum selektiven Freigeben und Unterbinden der Übertragung der Drehkraft von dem Motor auf den Rotor, und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Kupplung; (d) eine Riementransmissionsvorrichtung, die den Motor mit der Kupplung verbindet, gekennzeichnet durch (e) eine erste physikalische Größenermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer ersten physikalischen Größe betreffend eine Drehzahl des Motors (f) eine zweite physikalische Größenermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer zweiten physikalischen Größe betreffend eine Drehzahl des Rotors; und wobei die Steuereinrichtung die Übertragung der Drehkraft von dem Motor auf den Rotor unterbindet, wenn eine Differenz zwischen der ersten physikalischen Größe, ermittelt durch die erste physikalische Größenermittlungseinrichtung, und der zweiten physikalischen Größe, ermittelt durch die zweite physikalische Größenermittlungseinrichtung größer als ein vorbestimmter Wert ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt schematisch eine Klimaanlage für einen Fahrzeuginnenraum, die eine Heizvorrichtung enthält.
Fig. 2 zeigt schematisch einen Motor und einen Kraftübertragungsmechanismus in Fig. 1.
Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht einer Viskosekupplung und einer Viskoseheizeinrichtung in Fig. 1.
Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht der Viskoseheizeinrichtung in Fig. 1 und 3.
Fig. 5 zeigt schematisch einen elektrischen Teil der Klimaanlage in Fig. 1.
Fig. 6 zeigt ein Flussdiagramm eines eine Viskose-ECU (elektronische Steuereinheit) in Fig. 5 betreffendes Flussdiagramm.
Fig. 7 zeigt schematisch eine Beziehung zwischen der Temperatur eines Viskosefluids und des Zustands der Viskosekupplung in Fig. 1, 3 und 4.
Fig. 8 zeigt schematisch einen Anker der Viskosekupplung und einen Abtastsensor in Fig. 5.
Fig. 9 zeigt ein Flussdiagramm eines Segments eines Programms betreffend eine Motor-ECU (elektronische Steuereinheit) in Fig. 5.
Fig. 10 zeigt schematisch eine Beziehung zwischen der Temperatur des Motorkühlmittels und dem Zustand der Viskosekupplung in Fig. 1, 3 und 4.
Fig. 11 zeigt ein Flussdiagramm eines Segments eines Programms betreffend eine Motor-ECU (elektronische Steuereinheit).
Fig. 12 zeigt schematisch einen elektrischen Teil einer Klimaanlage für einen Fahrzeuginnenraum, die eine Heizvorrichtung enthält.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Wie in Fig. 1 gezeigt, umfasst eine Klimaanlage 1 für einen Fahrzeuginnenraum eine Kühlmittelleitung bzw. einen Kühlmittelkreislauf 2 zum Umwälzen von Motorkühlmittel (Motorkühlwasser), betreffend einen Fahrzeugantriebsmotor "E". Bei dem Fahrzeugantriebsmotor "E" handelt es sich beispielsweise um einen Dieselmotor. Bei dem Fahrzeugantriebsmotor "E" kann es sich um einen Verbrennungsmotor mit Zündkerzenzündung handeln. Die Klimaanlage 1 umfasst außerdem eine Klimatisierungseinrichtung 3, einen hinteren Heizer 4, einen Kraftübertragungsmechanismus 5 und eine auf Scherung basierende Heizeinrichtung 9. Die Klimatisierungseinrichtung 3 dient zum Klimatisieren von Luft in einem Fahrzeuginnenraum. Die hintere Heizeinrichtung 4 dient zum Heizen eines hinteren Teils des Fahrzeuginnenraums. Der Kraftübertragungsmechanismus 5 dient zum Übertragen der mechanischen Kraft von dem Motor "E" auf motorangetriebene Vorrichtungen. Die auf Scherung basierende Heizeinrichtung 9 stellt eine der motorangetriebenen Vorrichtungen dar. Die auf Scherung basierende Heizeinrichtung 9 ist mit einem Teil der Kühlmittelleitung 2 stromabwärts von dem Motor "E" verbunden. Die auf Scherung basierende Heizeinrichtung 9 dient zum Erwärmen des Motorkühlmittels (des Motorkühlwassers). Die auf Scherung basierende Heizeinrichtung 9 wird auch als Viskoseheizeinrichtung 9 bezeichnet.
Der Motor "E" ist in einem Motorraum in einer Fahrzeugkarosserie angeordnet. Der Motor "E" dient als Heizquelle zum Heizen des Fahrzeuginnenraums. Der Motor "E" dient außerdem als mechanische Kraftquelle zum Aktivieren der Viskoseheizeinrichtung 9 und der übrigen motorangetriebenen Vorrichtungen.
Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, weist der Motor "E" eine Kurbelwelle oder eine Abtriebswelle 11 auf, an der eine Kurbelriemenscheibe 12 angebracht ist. Die Kurbelriemenscheibe 12 steht in Verbindung mit einem V-Riemen 6. Der Motor "E" weist einen Zylinderblock und einen Zylinderkopf auf, der mit einem Wassermantel 13 gebildet ist. Der Wassermantel 13 ist in der Kühlmittelleitung 2 angeordnet. Mit anderen Worten bildet der Wassermantel 13 einen Teil der Kühlmittelleitung. In der Kühlmittelleitung befindet sich die Position des Wassermantels 13 stromaufwärts von der Viskoseheizeinrichtung 9.
Die Kühlmittelleitung 2 ist mit einer Wasserpumpe 14 zum Antreiben des Motorkühlmittels und mit einem Kühler bzw. Radiator (nicht gezeigt) zum Kühlen des Motorkühlmittels durch Vorsehen eines Wärmetausches zwischen dem Motorkühlmittel und von außen zugeführter Luft versehen. Die Kühlmittelleitung 2 ist außerdem mit einem vorderen Heizeinrichtungskern 15, einem hinteren Heizeinrichtungskern 16 und einem Wasserventil 17 versehen. Das Motorkühlmittel fließt bzw. strömt durch den vorderen Heizeinrichtungskern 15. Der vordere Heizeinrichtungskern 15 dient dazu, Luft zu erwärmen, die in Richtung auf einen vorderen Teil des Fahrzeuginnenraums gerichtet wird, und zwar durch Vorsehen eines Wärmetausches zwischen dem Motorkühlmittel und der Luft. Das Motorkühlmittel kann durch den hinteren Heizeinrichtungskern 16 strömen. Der, hintere Heizeinrichtungskern 16 dient dazu, Luft zu heizen, die in Richtung auf einen hinteren Teil des Fahrzeuginnenraums gerichtet ist durch Vorsehen eines Wärmetausches zwischen dem Motorkühlmittel und der Luft. Das Wasserventil 17 erlaubt und unterbindet wahlweise die Zuführ des Motorkühlmittels zu dem hinteren Heizeinrichtungskern 16. Die Wasserpumpe 14 ist in der Kühlmittelleitung bzw. dem Kühlmittelkreislauf 2 in einer Position stromaufwärts von dem Wassermantel 13 im Körper des Motors "E" angeordnet. Die Wasserpumpe. 14 weist eine Antriebswelle auf, die mit der Kurbelwelle des Motors "E" verbunden ist. Die Antriebswelle der Wasserpumpe 14 wird durch die Kurbelwelle des Motors "E" in Drehung versetzt. Die Wasserpumpe 14 wird dadurch durch den Motor "E" angetrieben.
Die Klimaanlage 3 umfasst einen vorderen Kanal 21, ein vorderes Gebläse 22, einen Verdampfer 26 und den vorderen Heizeinrichtungskern 15. Der Verdampfer 26 ist in einem Kältekreislaufsystem enthalten. Ein stromaufwärtiges Ende des vorderen Kanals weist einen Außenlufteinlass 24a und einen Innenlufteinlass 24b auf. Der Außenlufteinlass 24a führt zu einer Außenseite der Fahrzeugkarosserie. Der Innenlufteinlass 24b führt zu dem Fahrzeuginnenraum. Ein Innenluft- /Außenluftumschaltschieber 24 ist drehbar im stromaufwärtigen Ende des vorderen Kanals 21 angebracht. Der Innenluft- /Außenluftumschaltschieber 24 kann zwischen ersten und zweiten Positionen sich drehen. Wenn der Innenluft- /Außenluftumschaltschieber 24 seine erste Stellung einnimmt, blockiert der Schieber 24 den Außenlufteinlass 24a und entsperrt den Innenluftauslass 24b. Wenn der Innenluft- /Außenluftumschaltschieber 24 seine zweite Position einnimmt, blockiert der Schieber 24 den Innenlufteinlass 24b und entsperrt den Außenlufteinlass 24a. Der Innenluft- /Außenluftumschaltschieber 24 dient deshalb dazu, entweder den Außenlufteinlass 24a oder den Innenlufteinlass 24b als aktiven Einlass zu wählen. Ein stromabwärtiges Ende des vorderen Kanals 21 weist einen Entfrosterauslass 25a, einen Gesichtsauslass 25b und einen Fußauslass 25c auf. Der Entfrosterauslass 25a ist in Richtung auf die Innenseite der Windschutzscheibe der Fahrzeugkarosserie gerichtet. Der Gesichtsauslass 25b ist in Richtung auf einen oberen Bereich des vorderen Teils des Fahrzeuginnenraums gerichtet. Der Fußauslass 25c ist in Richtung auf einen unteren Bereich des vorderen Teils des Fahrzeuginnenraums gerichtet. Umschaltschieber 25a und 25b sind drehbar im stromabwärtigen Ende des vorderen Kanals 21 angeordnet. Der Umschaltschieber 25a kann zwischen ersten und zweiten Stellungen sich drehen.
Wenn der Umschaltschieber 25a seine erste Stellung einnimmt, blockiert der Schieber 25a den Entfrosterauslass 25a und entsperrt den Gesichtsauslass 25b. Wenn der Umschaltschieber 25a seine zweite Stellung einnimmt, blockiert der Schieber. 25a den Gesichtsauslass 25b und entsperrt den Entfrosterauslass 25a. Der Umschaltschieber 25a dient deshalb dazu, entweder den Entfrosterauslass 25a oder den Gesichtsauslass 25b als aktiven Auslass zu wählen. Der Umschaltschieber 25b blockiert und entsperrt den Fußauslass 25c wahlweise. Das vordere Gebläse 22 erstreckt sich in einem Bereich des vorderen Kanals 21 stromabwärts von dem Innenluft- /Außenluftumschaltschieber 24. Das vordere Gebläse 22 wird durch einen Gebläsemotor 23 angetrieben. Das vordere Gebläse 22 saugt Luft über den Außenlufteinlass 24a oder den Innenlufteinlass 24b an und treibt die Luft in Richtung auf den Fahrzeuginnenraum entlang dem vorderen Kanal 21. Das vordere Gebläse 22 ist bevorzugt ein solches vom Zentrifugal- Typ.
Das Kältekreislaufsystem umfasst einen Verdichter, einen Verflüssiger, einen Sammelkasten, ein Expansionsventil und einen Verdampfer 26, die in einem geschlossenen Kreis oder einer geschlossenen Schleife durch Kältemittelrohre verbunden sind. Der Verdichter weist eine Antriebswelle auf, die mit der Kurbelwelle 11 des Motors "E" verbunden ist und vom dieser entkoppelt werden kann. Wenn die Antriebswelle des Verdichters mit der Kurbelwelle 11 des Motors "E" verbunden ist, wird der Verdichter durch den Motor "E" angetrieben. Bei dem Verdichter handelt es sich um eine der motorangetriebenen Vorrichtungen. Der Verdichter empfängt Kältemittel von dem Verdampfer 26 und verdichtet das empfangene Kältemittel und gibt das aus der Verdichtung resultierende Kältemittel an den Verflüssiger aus. Der Verdampfer 26 ist in einem Bereich des vorderen Kanals 21 stromabwärts von dem vorderen Gebläse 22 angeordnet. Der Verdampfer 26 dient zum Abkühlen der Luft, die in dem vorderen Gebläse 22 strömt.
Der vordere Heizeinrichtungskern T5 bildet einen Wärmetauscher für einen Luftheizprozess. Der vordere Wärmetauscher 15 ist in einem Bereich des vorderen Kanals 21 stromabwärts von dem Verdampfer 26 angeordnet. Der vordere Heizeinrichtungskern 15 ist mit einem Teil der Kühlmittelleitung 2 stromabwärts von der Viskoseheizeinrichtung 9, jedoch stromaufwärts von der Wasserpumpe 14 verbunden. Der vordere Kern 15 sieht einen Wärmetausch zwischen dem Motorkühlmittel und der Luft vor, die durch den Verdampfer 26 hindurchtritt. Der vordere Kern 15 heizt die Luft, die in dem vorderen Kanal 21 strömt.
Ein Luftmischschieber 28 ist drehbar in einem Bereich des vorderen Kanals 21 stromaufwärts von dem vorderen Heizeinrichtungskern 15, jedoch stromabwärts von dem Verdampfer 26 angeordnet. Der Luftmischschieber 28 steuert das Verhältnis zwischen der Rate eines Luftstroms, der durch den vorderen Heizeinrichtungskern 15 strömt, und der Rate eines Luftstroms, der den vorderen Heizeinrichtungskern 15 umgeht, wodurch die Temperatur von Luft eingestellt wird, die in den Fahrzeuginnenraum über den vorderen Kanal 21 ausgetragen wird. Der Luftmischschieber 28 ist über eine Gelenkplatte oder Gelenkplatten (nicht gezeigt) mit einem Stellorgan, wie etwa einem Servomotor, verbunden. Der Luftmischschieber 28 wird durch das Stellorgan angetrieben.
Ein Kühlmitteldurchlass in der Kühlmittelleitung bzw. dem Kühlmittelkreislauf 2 stromabwärts von der Viskoseheizeinrichtung 9 verzweigt in erste und zweite Zweige. Der vordere Heizeinrichtungskern 15 ist mit dem ersten Zweig verbunden. Das Wasserventil 17 und der hintere Heizeinrichtungskern 16 sind mit dem zweiten Zweig verbunden. Die ersten und zweiten Zweige treffen sich in einer Position stromaufwärts von der Wasserpumpe 14.
Die hintere Heizeinrichtung 4 enthält einen hinteren Kanal 31, ein hinteres Gebläse 32 und den hinteren Heizeinrichtungskern 16. Ein stromaufwärtiges Ende des hinteren Kanals 31 weist einen Einlass auf. Ein stromabwärtiges Ende des hinteren Kanals 31 weist einen Fußauslass auf, der in Richtung auf einen unteren Bereich des hinteren Teils des Fahrzeuginnenraums gerichtet ist. Das hintere Gebläse 32 erstreckt sich in dem stromaufwärtigen Ende des hinteren Kanals 31. Das hintere Gebläse 32 wird durch einen Gebläsemotor 33 angetrieben. Das hintere Gebläse 32 saugt Luft über den Einlass an und treibt die Luft in Richtung auf den Fahrzeuginnenraum entlang dem hinteren Kanal 31. Das hintere Gebläse 32 ist bevorzugt ein solches vom Zentrifugal-Typ.
Der hintere Heizeinrichtungskern 16 bildet einen Wärmetauscher für einen Luftheizprozess. Der hintere Heizeinrichtungskern 16 ist in einem Bereich des hinteren Kanals 31 stromabwärts von dem hinteren Gebläse 32 angeordnet. Der hintere Heizeinrichtungskern 16 ist mit einem Teil der Kühlmittelleitung bzw. des Kühlmittelkreislaufs 2 stromabwärts von der Viskoseheizereinrichtung 9, jedoch stromaufwärts von der Wasserpumpe 14 verbunden. In der Kühlmittelleitung 2 befindet sich die Position des hinteren Heizeinrichtungskerns 16 stromabwärts vom Wasserventil 17. Der hintere Kern 16 sieht einen Wärmetausch zwischen dem Motorkühlmittel und der Luft, die in dem hinteren Kanal 31 strömt, vor. Hierdurch heizt der hintere Kern 16 die Luft, die in dem hinteren Kanal 31 strömt.
Wie in Fig. 1, 2 und 3 gezeigt, enthält der Kraftübertragungsmechanismus 5 den V-Riemen 6, der sich in Eingriff mit der Kurbelriemenscheibe 12 befindet, die an der Kurbelwelle 11 des Motors "E" angebracht ist. Der V-Riemen 6 verbindet eine elektromagnetische Kupplung 27, eine Lichtmaschine 34, eine Hydraulikpumpe 35 und eine elektromagnetische Kupplung 7. Die elektromagnetische Kupplung 7 steht in Verbindung mit dem Verdichter in dem Kältekreislauf in der Klimaanlage 3. Die elektromagnetische Kupplung 27 wird auch als Klimatisierungskupplung 27 bezeichnet. Bei der Lichtmaschine 34 handelt es sich um eine der motorangetriebenen Vorrichtungen. Die Hydraulikpumpe 35 bildet ein Element einer Fahrzeug-Servolenkvorrichtung, Die Hydraulikpumpe 35 bildet eine der motorangetriebenen Vorrichtungen. Die elektromagnetische Kupplung 7 steht in Verbindung mit der Viskoseheizeinrichtung 9. Die elektromagnetische Kupplung 7 wird auch als Viskosekupplung 7 bezeichnet.
Die Klimatisierungskupplung 27 kann zwischen dem eingerückten Zustand (einem eingeschalteten Zustand) und einem ausgerückten Zustand (einem ausgeschalteten Zustand) umgeschaltet werden. Die Klimatisierungskupplung 27 umfasst eine Riemenscheibe 29, die sich in Eingriff mit dem V-Riemen 6 befindet. Die Klimatisierungskupplung 27 verbindet wahlweise und entkoppelt die Antriebswelle des Verdichters mit bzw. von der Riemenscheibe 29. Die Klimatisierungskupplung 27 verbindet wahlweise den Verdichter mit dem Motor "E" und trennt sie von diesem. Wenn die Klimatisierungskupplung 27 den Verdichter mit dem Motor "E" verbindet, wird der Verdichter durch den Motor "E" angetrieben. Wenn die Klimatisierungskupplung 27 den Verdichter von dem Motor "E" trennt, wird der Betrieb des Verdichters unterbrochen.
Die Lichtmaschine 34 umfasst eine Riemenscheibe 36, die sich im Eingriff mit dem V-Riemen 6 befindet. Die Lichtmaschine 34 weist eine Antriebswelle auf, an der die Riemenscheibe 26 angebracht ist. Die Lichtmaschine 34 wird durch den Motor "E" kontinuierlich angetrieben.
Die Hydraulikpumpe 35 in der Fahrzeug-Servolenkvorrichtung umfasst eine Riemenscheibe 37, die sich in Eingriff mit dem V-Riemen 6 befindet. Die Hydraulikpumpe 35 weist eine Antriebswelle auf, an der die Riemenscheibe 37 angebracht ist. Die Hydraulikpumpe 35 wird durch den Motor "E" kontinuierlich angetrieben.
Die Viskosekupplung 7 kann zwischen einem eingerückten Zustand (einem eingeschalteten Zustand) und einem ausgerückten Zustand (einem ausgeschalteten Zustand) umgeschaltet werden. Die Viskosekupplung 7 umfasst eine Riemenscheibe 47, die sich im Eingriff mit dem V-Riemen 6 befindet. Die Viskosekupplung 7 verbindet eine Antriebswelle der Viskoseheizeinrichtung 9 wahlweise mit der Riemenscheibe 47 und trennt diese von derselben. Die Viskosekupplung 7 verbindet die Viskoseheizeinrichtung 9 wahlweise mit dem Motor "E" und trennt sie von diesem. Wenn die Viskosekupplung 7 die Viskoseheizeinrichtung 9 mit dem Motor "E" verbindet, wird die Viskoseheizeinrichtung 9 durch den Motor "E" aktiviert. Wenn die Viskosekupplung 7 die Viskoseheizeinrichtung 9 von dem Motor "E" trennt, ist die Viskoseheizeinrichtung 9 deaktiviert.
Wenn die Kurbelriemenscheibe 12 durch den Motor "E" gedreht wird, bewegt sich der V-Riemen 6. Die Riemenscheiben 29, 36, 37 und 47 drehen sich in Übereinstimmung mit der Bewegung des V-Riemens 6. Wenn die Klimatisierungskupplung 27 die Antriebswelle des Verdichters an die Riemenscheibe 29 koppelt, dreht sich die Antriebswelle des Verdichters gemeinsam mit der Riemenscheibe 29, so dass der Verdichter normal arbeitet. Wenn die Klimatisierungskupplung 27 die Antriebswelle des Verdichters von der Riemenscheibe 29 entkoppelt bzw. trennt, stoppt die Antriebswelle des Verdichters und der Verdichter wird damit deaktiviert. Die Antriebswelle der Lichtmaschine 34 dreht sich gemeinsam mit der Riemenscheibe 36. Die Lichtmaschine 34 wird dadurch in Übereinstimmung mit der Drehung der Riemenscheibe 36 aktiviert. Die Antriebswelle der Hydraulikpumpe 35 dreht sich gemeinsam mit der Riemenscheibe 37. Die Hydraulikpumpe 35 wird dadurch in Übereinstimmung mit der Drehung der Riemenscheibe 37 aktiviert. Wenn die Viskosekupplung 7 die Antriebswelle der Viskoseheizeinrichtung 9 mit der Riemenscheibe 47 verbindet, dreht sich die Antriebswelle der Viskoseheizeinrichtung 9 gemeinsam mit der Riemenscheibe 47, so dass die Viskoseheizeinrichtung 9 aktiviert wird. Wenn die Viskosekupplung 7 die Antriebswelle der Viskoseheizeinrichtung 9 von der Riemenscheibe 47 abkoppelt bzw. trennt, stoppt die Antriebswelle der Viskoseheizeinrichtung 9 und die Viskoseheizeinrichtung 9 wird dadurch deaktiviert.
Wie in Fig. 3 gezeigt, umfasst die Viskosekupplung 7 eine Spule bzw. Wicklung 41, einen Rotor 42, einen Anker 43 und eine innere Nabe 45. Der Rotor 42 ist mit der Riemenscheibe 47 fest derart verbunden, dass der Rotor 42 durch den Motor "E" kontinuierlich gedreht wird. Die innere Nabe 45 ist an der Antriebswelle 8 der Viskoseheizeinrichtung 9 angebracht. Die innere Nabe 45 ist mit dem Anker 43 über eine Blattfeder 44 verbunden. Wenn die Wicklung 41 erregt wird, wird der Anker 43 durch die Spule 41 in Eingriff mit dem Rotor 42 bewegt. In diesem Fall drehen sich der Anker 43, die innere Nabe 45 und die Antriebswelle 8 der Viskoseheizeinrichtung 9 gemeinsam mit dem Rotor 42. Wenn die Spule 41 entregt wird, wird der Anker 43 außer Eingriff mit dem Rotor 42 durch die Blattfeder 44 bewegt. In diesem Fall stoppen der Anker 43, die innere Nabe 45 und die Antriebswelle 8 der Viskoseheizeinrichtung 9.
Die Spule 41 umfasst eine Windung bzw. Wicklung aus einem elektrisch leitenden Draht mit isolierender Beschichtung. Die Spüle 41 ist in einem Stator 46 vorgesehen, der aus Magnetmaterial, wie etwa Eisen, hergestellt ist. Die Spule 41 ist mit den Wänden des Stators 46 durch Epoxidharz verbunden bzw. verklebt. Der Stator 46 ist an einer Vorderseite des Gehäuses 10 der Viskoseheizeinrichtung 9 fest angebracht.
Die Riemenscheibe 47 ist an den Außenumfangsflächen des. Rotors 42 beispielsweise durch einen Schweißprozess fest angebracht. Wie vorstehend angeführt, wird der Rotor 42 durch den Motor "E" kontinuierlich gedreht. Det Rotor 42 bildet einen Eingangsteil der Viskosekupplung 7. Der Rotor 42 ist aus Magnetmaterial, wie etwa Eisen, hergestellt. Der Rotor 42 hat die Form eines Zylinders mit einer zentralen Öffnung. Die Wände des Rotors 42 weisen einen U-förmigen Querschnitt auf. Der Rotor 42 dient als erstes Reibungselement. Der Rotor 42 weist eine Reibungsend- bzw. -stirnseite auf. Der Rotor 42 erstreckt sich um einen zylindrischen Vorsprung des Gehäuses 10 der Viskoseheizeinrichtung 9. Ein Lager 48 trägt den Rotor 42 auf dem zylindrischen Vorsprung des Gehäuses 10 in drehbater Weise.
Der Anker 43 ist aus Magnetmaterial, wie etwa Eisen, hergestellt. Der Anker 43 weist Ringform auf. Der Anker 43 dient als zweites Reibungselement. Der Anker 43 weist eine Reibungsfläche auf, die zur Reibungsfläche des Rotors 42 In axialer Richtung weist. Normalerweise ist die Reibungsfläche des Ankers 43 von, der Reibungsfläche des Rotors 42 um einen vorbestimmten Spalt von beispielsweise 0,5 mm getrennt. Der Anker 43 ist axial in Richtung auf den Rotor 42 und von diesem weg beweglich. Wenn die Spule 41 erregt ist, wird der Anker 43 durch die Spule 41 in Richtung auf den Rotor 42 derart bewegt, dass die Reibungsfläche des Ankers 43 in Eingriff mit der Reibungsfläche des Rotors 42 fällt. In diesem Fall dreht sich der Anker 43 gemeinsam mit dem Rotor 42.
Die Blattfeder 44 weist einen äußeren Teil auf, der an dem Anker 43 durch geeignete Befestigungsmittel, wie etwa Nieten, angebracht ist. Die Blattfeder 44 weist einen inneren Teil auf, der an der inneren Nabe 45 durch geeignete Befestigungselemente, wie etwa Nieten, angebracht ist. Die Blattfeder 44 spannt den Anker 43 relativ zu der inneren Nabe 45 in axialer Richtung weg von dem Rotor 42 vor. Wenn die Spule 41 entregt ist bzw. wird, wird der Anker 43 durch die Blattfeder 44 weg von dem Rotor 42 derart bewegt, dass die Reibungsfläche des Ankers 43 sich außer Eingriff mit der Reibungsfläche des Rotors 42 bewegt. In diesem Fall stoppt der Anker 43. Die Blattfeder 44 dient als elastisches bzw. federndes Element zum Rückstellen des Ankers 43 in seine Anfangsstellung (seine normale Stellung) bei Entregung der Spule 41.
Die inneren Nabe 45 ist mit dem Anker 43 über die Blattfeder 44 verbunden. Wenn der Anker 43 sich dreht, dreht sich auch die innere Nabe 45. Die innere Nabe 45 ist an der Antriebswelle 8 der Viskoseheizeinrichtung 9 über eine Verkeilungsverbindung angebracht. Die Antriebswelle 8 dreht sich in Übereinstimmung mit der Drehung der inneren Nabe 45.
Die Viskoseheizeinrichtung 9 ist eine zusätzliche Heizquelle, während der Motor "E" eine hauptsächliche Heizquelle darstellt. Die Viskoseheizeinrichtung 9 umfasst die Antriebswelle 8, das Gehäuse 10, eine Trenneinrichtung 52 und einen Rotor 53. Die Antriebswelle 8 ist auf den Wänden des Gehäuses 10 drehbar getragen. Das Gehäuse 10 weist einen Innenraum auf, der durch die Trenneinrichtung 52 in eine Heizkammer 50 und eine Kühlmittelkammer 51 getrennt ist. Der Rotor 53 ist an der Antriebswelle 8 angebracht. Der Rotor 53 dreht sich in Übereinstimmung mit der Drehung der Antriebswelle 8. Der Rotor 53 erstreckt sich in der Heizkammer 50.
Die Antriebswelle 8 der Viskoseheizeinrichtung 9 ist an der inneren Nabe 45 der Viskosekupplung 7 durch ein geeignetes Befestigungselement, wie etwa einen Bolzen bzw. eine Schraube, angebracht. Die Antriebswelle 8 ist gemeinsam mit dem Anker 43 drehbar. Die Antriebswelle 8 bildet eine Eingangswelle der Viskoseheizeinrichtung 9. Die Antriebswelle 8 ist drehbar in dem Gehäuse 10 durch ein Lager 55 und ein Dichtungselement 56 getragen. Das Dichtungselement 56 enthält eine Öldichtung, um die Leckage des Viskosefluids zu blockieren bzw. verhindern.
Das Gehäuse 10 ist aus Metall, wie etwa einer Aluminiumlegierung, hergestellt. Ein rückwärtiges Ende des Gehäuses 10 weist eine plattenförmige Abdeckung 57 auf, die an einem Hauptteil des Gehäuses 10 durch geeignete Befestigungselemente 58, wie etwa Bolzen bzw. Schrauben oder Muttern, angebracht ist. Ein Außenrand der Trenneinrichtung 52 ist zwischen der Wand der Abdeckung 57 und der Wand des Hauptteils des Gehäuses 10 sandwichartig angeordnet. Ein Dichtungselement 59 ist zwischen der Trenneinrichtung 52 und dem Hauptteil des Gehäuses 10 vorgesehen. Das Dichtungselement 59 umfasst einen O-Ring zum Blockieren bzw. Verhindern der Leckage von Viskosefluid.
Die Trenneinrichtung 52 besteht aus Metall, wie etwa Aluminiumlegierung, mit höher Wärmeleitfähigkeit. Die Trenneinrichtung 52 bildet eine Unterteilung, deren Rand sandwichartig zwischen einem zylindrischen Vorsprung der Abdeckung 57 und einem zylindrischen Vorsprung des Hauptteils des Gehäuses 10 angeordnet ist. Die Heizkammer 50 erstreckt sich zwischen der Trenneinrichtung 52 und dem Hauptteil des Gehäuses 10. Die Heizkammer 50 ist fluiddicht (dichtend) mit viskosem Fluid, wie etwa Siliconöl, mit höher Viskosität gefüllt. Das Viskosefluid wird erwärmt, wenn es einer Scherkraft unterworfen ist.
Wie in Fig. 3 und 4 gezeigt, erstreckt sich die Kühlmittelkammer 51 fluiddicht (abgedichtet) zwischen der Trenneinrichtung 52 und der Abdeckung 57. Das Motorkühlmittel strömt in die Kühlmittelkammer 51 zu und strömt in der Kühlmittelkammer 51 bevor es aus dieser austritt. Die Trenneinrichtung 52 weist Rippen 52a auf, die in die Kühlmittelkammer 51 vorstehen. Die Rippen 52 erstrecken sich entlang konzentrische Kreise bildenden Bögen. Sich über den Umfang erstreckende Durchlässe für das Motorkühlmittel sind zwischen den Rippen 52a festgelegt. Die Kühlmitteldurchlässe verlaufen konzentrisch zueinander. Die Rippen 52a stellen einen wirksamen Wärmetausch zwischen dem viskose n Fluid und dem Motorkühlmittel bereit.
Die Rippen 52a können durch eine Anordnung von Vorsprüngen und Nuten auf und in der Trenneinrichtung 52 ersetzt sein. Die Rippen 52a können durch ein Wärmeübertragungsförderungselement ersetzt sein, das auf der Abdeckung 57 vorgesehen ist. Ein Beispiel des Wärmeübertragungsförderungselements ist eine Anordnung von gewellten Rippen oder kleinen Stiftrippen. Die Heizkammer 50 kann durch eine Labyrinth-Dichtungsstruktur gebildet sein, die sich zwischen der Trenneinrichtung 52 und dem Rotor 53 erstreckt.
Die Trenneinrichtung 52 weist eine Trennwand. 52b auf, die in die Kühlmittelkammer 51 vorsteht. Die Trennwand 52b trennt die stromaufwärtigen Enden der Kühlmitteldurchlässe in der Kühlmittelkammer 51 von ihren stromaufwärtigen Enden. Die Abdeckung 57 ist mit einem Einlass 57a gebildet, der mit den stromaufwärtigen Enden der Kühlmitteldurchlässe in der Kühlmittelkammer 51 kommuniziert. Die Abdeckung 57 ist außerdem mit einem Auslass 57b gebildet, der mit den stromab wärtigen Enden der Kühlmitteldurchlässe in der Kühlmittelkammer 51 kommuniziert. Das Motorkühlmittel gelangt in die Kühlmittelkammer 51 über den Einlass 57a und strömt durch die Kühlmitteldurchlässe bevor es die Kühlmittelkammer 51 über den Auslass 57b verlässt.
Der Rotor 53 erstreckt sich drehbar in der Heizkammer 50. Der Rotor 53 ist am hinteren Ende der Antriebswelle 8 angebracht. Eine Außenumfangsfläche bzw. Seitenflächen des Rotors 53 weisen (nicht gezeigte) Nuten auf und Vorsprünge zwischen den Nuten. Wenn die Antriebswelle 8 sich dreht, dreht sich der Rotor 53 gemeinsam mit der Antriebswelle 8. Der Rotor 53 übt auf das Viskosefluid Scherkräfte aus, während er sich dreht. Das Viskosefluid wird erwärmt entsprechend den ausgeübten Scherkräften. Unter Bezug auf Fig. 5 umfasst eine Kimatisierungs-ECU (ECU steht für elektronische Steuereinheit) 100, einem Mikrocomputer oder eine ähnliche Vorrichtung mit einer Kombination aus einem Ein- /Ausgangsanschluss, einem Verarbeitungsabschnitt, einem ROM und einem RAM. Die Kimatlsierungs-ECU 100 wird in Übereinstimmung mit einem in dem ROM gespeicherten Programm betrieben. Die Kimatisierungs-ECU 100 empfängt Ausgangssignale von verschiedenen Sensoren (nicht gezeigt) und eine Motor-ECU (ECU steht für elektronische Steuereinheit) 300 und erzeugt Steuersignale ansprechend auf die empfangenen Signale in Übereinstimnmung mit dem Programm. Die Kimatisierungs-ECU 100 gibt die erzeugten Steuersignale an die Gebläsemotoren 23 und 33 auf, das Stellglied für den Luftmischschieber 28 und ein Klimaanlagekupplungsrelais 71 aus, um die Steuerung der klimatisierten Luft im Fahrzeuginnenraum bereitzustellen.
Das Klimaanlagenkupplungsrelais 71 weist eine Windung bzw. Wicklung 71a und einen Schalter 71b auf. Der Relaisschalter 71b ist geschlossen, wenn die Relaiswicklung 71a erregt ist. Der Relaisschalter 71b ist geöffnet, wenn die Relaiswicklung 71a entregt ist. Die Relaiswicklung 71a ist mit der Kimatisierungs-ECU 100 verbunden. Die Klimaanlagenkupplung 27 ist elektrisch über den Relaisschalter 71b mit einer (nicht gezeigten) elektrischen Stromquelle verbunden. Wenn die Kimatisierungs-ECU 100 die Relaiswicklung 71a erregt, wird der Relaisschalter 71b derart geschlossen, dass die Klimaanlagenkupplung 27 durch elektrischen Strom aktiviert ist. Herdurch fällt die Klimaanlagenkupplung 27 in ihren eingerückten Zustand (ihren eingeschalteten Zustand). In diesem Fall wird der Verdichter in dem Kältekreislaufsystem durch den Motor "E" aktiviert. Wenn die Kimatisierungs-ECU 100 die Relaiswicklung 71a erregt, wird der Relaisschalter 71b derart geöffnet, dass die Klimaanlagenkupplung 27 deaktiviert ist. Die Klimaanlagenkupplung 27 wird dadurch in ihren ausgerückten Zustand (ihren ausgeschalteten Zustand) umgeschaltet. In diesem Fall wird der Verdichter in dem Kältekreislaufsystem deaktiviert.
Eine Viskose-ECU (ECU steht für elektronische Steuereinheit) 200 umfasst einen Mikrocomputer oder eine ähnliche Vorrichung mit einer Kombination aus einem Ein-/Ausgangsanschluß, einem Verarbeitungsabschnitt, einem ROM und einem RAM. Die Viskose- ECU 200 wird in Übereinstimmung mit einem in dem ROM gespeicherten Programm betrieben.
Die Viskose-ECU 200 empfängt Ausgangssignale von einem Motorzündschalter (einem Motorschlüsselschalter) 72, einem. Viskoseschalter 73, einem Fluidtemperatursensor 74 und der Motor-ECU 300. Die Viskose-ECU 200 erzeugt ein Steuersignal ansprechend auf die empfangenen Signale in Übereinstimmung mit dem Programm. Die Viskose-ECU 200 gibt das erzeugte Steuersignal an die Spule 71 der Viskosekupplung 7 aus, um die Steuerung der Viskosekupplung 7 bereitzustellen.
Der Viskoseschalter 73 kann manuell zwischen einer eingeschalteten Position und einer ausgeschalteten Position umgeschaltet werden. Wenn der Viskoseschalter 73 sich in seiner eingeschalteten Position befindet, bedeutet das von dem Viskoseschalter 73 an die Viskose-ECU 200 ausgegebene Signal ein Heizprioritätssignal, das es notwendig macht, dass dem Heizen des Fahrzeuginnenraums Priorität gegeben wird. Wenn der Viskoseschalter 73 sich in seiner ausgeschalteten Position befindet, bedeutet das von dem Viskoseschalter 73 an die Viskose-ECU 200 ausgegebene Signal ein Krafttoffwirtschaftlichkeitsprioritätssignal, das erfordert, dass der Kraftstoffwirtschaftlichkeit Priorität gegeben wird.
Der Motorzündschalter (Motorschlüsselschalter) 72 weist einen beweglichen Kontakt sowie feststehende Kontakte "OFF", "ACC", "ST" und "IG" auf. Der bewegliche Kontakt des Motorzündschalter 72 kann mit einem der feststehenden Kontakte "OFF", "ACC", "ST" und "IG" verbunden werden. Die feststehenden Kontakte "ST" und "IG" führen zu der Viskose-ECU 200. Wenn der bewegliche Kontakt des Motorzündschalter 72 mit dem feststehenden Kontakt "ST" in Verbindung steht, bedeutet das von dem Motorzündschalter 72 an die Viskose-ECU 200 ausgegebene Signal ein Signal (Anlasseraktivierungssignal), das es erforderlich macht, dass ein Anlasser aktiviert wird.
Der Fluidtemperatursensor 74 umfasst beispielsweise einen Thermistor. Der Fluidtemperatursensor 74 ermittelt die Temperatur des Viskosefluids in der Heizkammer 50 in der Viskoseheizeinrichtung 9. Das von dem Fluidtemperatursensor 74 an die Viskose-ECU 200 ausgegebene Signal bezeichnet die ermittelte Temperatur des Viskosefluids.
Fig. 6 zeigt ein Flussdiagramm des Programms betreffend die Viskose-ECU 200. Wie in Fig. 6 gezeigt, tastet ein erster Schritt S1 die aktuellen Zustände des Ausgangssignals des Viskoseschalters 73 und des Fluidtemperatursensors 74 ab und liest sie.
Ein Schritt S2 folgend auf den Schritt S1 entscheidet, ob oder ob nicht der Viskoseschalter 73 sich in seiner eingeschalteten Position befindet, d. h., ob oder ob nicht das Heizprioritätssignal vorliegt durch Bezugnahme auf den aktuellen Zustand des Ausgangssignals des Viskoseschalters 73. Wenn entschieden wird, dass der Viskoseschalter 73 sich in seiner eingeschalteten Position befindet, d. h., wenn das Heizprioritätssignal vorliegt, rückt das Programm vom Schritt 52 zu einem Schritt S4 vor. Anderweitig rückt das Programm vom Schritt S2 zu einem Schritt S3 vor.
Der Schritt S4 gewinnt die aktuelle Temperatur des Viskosefluids aus dem aktuellen Zustand des Ausgangssignals des Fluidtemperatursensors 74. Der Schritt S4 vergleicht die aktuelle Temperatur des Viskosefluids mit einer vorbestimmten hohen Referenztemperatur "A", um zu entscheiden, ob oder ob nicht die aktuelle Temperatur des Viskosefluids in einem hohen Bereich vorliegt. Diese Entscheidung wird beispielsweise implementiert durch Bezugnahme auf eine Tabelle (ein Verzeichnis), die eine vorbestimmte Beziehung zwischen der Temperatur des Viskosefluids und dem gewünschten Zustand der Viskosekupplung 7 bereitstellt. Ein Beispiel dieser Tabelle ist in Fig. 7 gezeigt. Information dieser Tabelle wird in dem ROM innerhalb der Viskose-ECU 200 gespeichert.
Die Tabelle in Fig. 7 weist eine vorbestimmte untere Referenztemperatur "B" zusätzlich zu der hohen Referenztemperatur "A" auf. Die hohe Referenztemperatur "A" beträgt beispielsweise 200ºC. Die niedrige Referenztemperatur "B" beträgt beispielsweise 180ºC. Die hohe Referenztemperatur "A" entspricht der Grenze zwischen dem hohen Bereich und einem Zwischenbereich. Die niedrige Referenztemperatur "B" entspricht der Grenze zwischen dem Zwischenbereich und einem unteren Bereich. Wenn entschieden wird, dass die aktuelle Temperatur des Viskosefluids gleich oder höher als die hohe Referenztemperatur "A" ist, d. h., wenn entschieden wird, dass die aktuelle Temperatur des Viskosefluids in dem hohen Bereich liegt, rückt das Programm vom Schritt S4 zum Schritt S3 weiter. Wenn entschieden wird, dass die aktuelle Temperatur des Viskosefluids niedriger als die hohe Referenztemperatur "A" ist, d. h., wenn entschieden wird, dass die aktuelle Temperatur des Viskosefluids in dem Zwischenbereich oder dem unteren Bereich vorliegt, schreitet das. Programm vom Schritt S4 zum Schritt S5 weiter.
Wie in Fig. 7 gezeigt, besitzt die vorbestimmte Beziehung zwischen der Temperatur des Viskosefluids und dem gewünschten Zustand der Viskosekupplung 7, die beispielsweise durch die Tabelle bereitgestellt ist, eine Hysterese auf. Es wird bemerkt, dass die Hysterese aus der vorbestimmten Beziehung zwischen der Temperatur des Viskosefluids und dem gewünschten Zustand der Viskosekupplung 7 weggelassen sein kann.
Der Schritt S5 implementiert die Kommunikation mit der Motor- ECU 300. Insbesondere informiert der Schritt S5 die Motor-ECU 300, ob oder ob nicht die Viskosekupplung 7 sich in ihrem eingerückten Zustand (in ihrem eingeschalteten Zustand) befindet. Der Schritt S5 empfängt ein Freigabe- /Unterbindungssignal von der Motor-ECU 300. Der Schritt S5 kann außerdem ein Anomalitätsermittlungssignal von der Motor- ECU 300 empfangen. Nach dem Schritt S5 rückt das Programm zu einem Schritt S6A vor.
Der Schritt S6A entscheidet, ob das Freigabe-/Unterbindungssignal, das durch den Schritt S5 empfangen wird, "0" oder "1" lautet. Wenn entschieden wird, dass das Freigabe- /Unterbindungssignal "0" läutet, rückt das Programm vom Schritt S6A zu einem Schritt S6B weiter. Wenn entschieden wird, dass das Freigabe-/Unterbindungssignal "1" lautet, schreitet das Programm vom Schritt S6 zum Schritt S3 weiter.
Der Schritt S6B entscheidet, ob oder ob nicht ein Anomalitätsermittlungssignal von der Motor-ECU 300 empfangen wurde. Wenn ein Anomalitätsermittlungssignal empfangen wurde, schreitet das Programm vom Schritt S6B zum Schritt S3 weiter. Anderweitig schreitet das Programm vom Schritt SGB zu einem Schritt S6C weiter.
Der Schritt S6C vergleicht die aktuelle Temperatur des Viskosefluids mit der niedrigeren Referenztemperatur "B", um zu entscheiden, ob die aktuelle Temperatur des Viskosefluids in dem unteren Bereich oder dem Zwischenbereich vorliegt. Diese Entscheidung wird beispielsweise implementiert unter Bezugnahme auf die Tabelle in Fig. 7. Wenn entschieden wird, dass die aktuelle Temperatur des. Viskosefluids gleich oder niedriger als die niedrige Referenztemperatur "B" ist, d. h., wenn entschieden wird, dass die aktuelle Temperatur des Viskosefluids in dem unteren Bereich vorliegt, schreitet das Programm vom Schritt S6C zu einem Schritt S7 weiter. Wenn entschieden wird, dass die aktuelle Temperatur des Viskosefluids höher als die niedrigere Referenztemperatur "B" ist, d. h., wenn entschieden wird, dass die aktuelle Temperatur des Viskosefluids in dem Zwischenbereich vorliegt, kehrt das Programm vom Schritt S6C zu dem Schritt S1 zurück. Die Rückkehr des Programms vom Schritt S6C zum Schritt S1 stellt die in Fig. 7 bezeichnete Hysterese bereit.
Der Schritt S7 erregt die Spule 41 der Viskosekupplung 7. Die Viskosekupplung 7 wird, deshalb in ihre eingerückte Position (in ihre eingeschaltete Position) umgeschaltet oder in dieser gehalten. In diesem Fall wird die Viskoseheizeinrichtung 9 aktiviert. Nach dem Schritt S7 kehrt das Programm zum Schritt 51 zurück.
Der Schritt S3 entregt die Spule 41 in der Viskosekupplung 7. Die Viskosekupplung 7 wird in ihre ausgerückte Position (in ihre ausgeschaltete Position) umgeschaltet oder in dieser gehalten. In diesem Fall wird die Viskoseheizeinrichtung 9 deaktiviert. Nach dem Schritt S3 kehrt das Programm zum Schritt S1 zurück.
Unter erneutem Bezug auf Fig. 5 umfasst die Motor-ECU 300 einen Mikrocomputer oder eine ähnliche Vorrichtung mit einer Kombination aus einem Ein-/Ausgangsanschluss, einem Verarbeitungsabschnitt, einem ROM und einem RAM. Die Motor-ECU 300 wird in Übereinstimmung mit einem in dem ROM gespeicherten Programm betrieben.
Die Motor-ECU 300 empfängt Ausgangssignale eines Motordrehzahlsensors 81, eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 82, eines Drossel(klappen)positionssensors (oder eines Gaspedalpositionssensors) 83, eines Motorkühlmitteltemperatursensors 84, eines Abstastsensors 85, einer Kimatisierungs-ECU 100 und der Viskose-ECU 200. Die Motor-ECU 300 erzeugt Steuersignale ansprechend auf die empfangenen Signale in Übereinstimmung mit den Programmen. Die Motor-ECU 300 gibt die erzeugten Steuersignale an jeweilige Motorsteuervorrichtungen aus, um die Motorleerlaufdrehzahlsteuerung (beispielsweise die Motordrehzahlerhöhungssteuerung), die Kraftstoffeinspritzratensteuerung, die Kraftstoffeinspritztaktgabesteuerung, die Luftdrossel(klappen)steuerung und die Glühkerzensteuerung zu implementieren. Außerdem vermäg die Motor-ECU 300 ein Freigabe/Unterbindungssignal und ein Anomalitätsermittlungssignal ansprechend auf die empfangenen Signale in Übereinstimmung mit dem Programm zu erzeugen. Die Motor-ECU 300 gibt das Freigabe-/Unterbindungssignal und das Anomalitätsermittlungssignal an die Viskose-ECU 200 aus. Das Freigäbe-/Unterbindungssignal kann zwischen "0" und "1" umgeschaltet werden. Das Freigabe-/Unterbindungssignal "0" veranlasst die Viskose-ECU 200 dazu, die Spule 41 in der Viskosekupplung 7 zu erregen. Das Freigabe-/Unterbindungssignal "1" veranlasst die Viskose-ECU 200 dazu, die Spule 41 in der Viskosekupplung 7 zu entregen. Das Anomalitätsermittlungssignal veranlasst die Viskose-ECU 200 dazu, die Spule 41 in der Viskosekupplung 7 ungeachtet des Zustands des Freigabe-/Unterbindungssignals zu erregen. Die Motor-ECU 300 vermag ein Freigabesignal ansprechend auf die empfangenen Signale in Übereinstimmung mit dem Programm zu erzeugen. Die Motor-ECU 300 gibt das Freigabesignal an die Klimaanlage-ECU 100 aus. Das Freigabesignal erlaubt es der Klimaanlage-ECU 100, die Wicklung 71a des Klimatisierungskupplungsrelais 71 zu erregen.
Der Motordrehzahlsensor 81 ist eine erste Vorrichtung zur Ermittlung einer physikalischen Größe. Der Motordrehzahlsensor 81 ermittelt die Drehzahl der Kurbelwelle 11 des Motors "E". Der Motordrehzahlsensor 81 gib ein Signal an die Motor-ECU 300 aus, das die ermittelte Drehzahl der Kurbelwelle 11 des Motors "E" darstellt.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 82 ist vom Reed-Schalter- Typ, vom photoelektrischen Typ oder vom magnetoresistiven Typ. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 82 ermittelt die Geschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 82 gibt ein Signal an die Motor-ECU 300 aus, dass die ermittelte Geschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie darstellt.
Der Drossel(klappen)positionssensor 83 ist einem Drossel(klappen)ventil zugeordnet, das in dem Lufteinleitdurchlass des Motors "E" zu liegen kommt. Der Drossel(klappen)positionssensor 83 ermittelt die Position des Drosselventils, d. h., den Grad der Öffnung des Drosselventils bzw. der Drosselklappe. Der Drosselpositionssensor 83 gibt ein Signal an die Motor-ECU 300 aus, das die ermittelte Position des Drosselventils oder den ermittelten Öffnungsgrad des Drosselventils darstellt. Es wird bemerkt, dass der Drosselpositionssensor 83 durch einen Gaspedalpositionssensor ersetzt sein kann.
Der Motorkühlmitteltemperatursensor 84 umfasst beispielsweise einen Thermistor. Der Motorkühlmitteltemperatursensor 84 ermittelt die Temperatur des Motorkühlmittels in der Kühlmittelleitung 2. Der Motorkühlmitteltemperatursensor 84 ist beispielsweise am Auslass des Wassermantels 13 in dem Motor "E" oder dem Auslass 57b der Viskoseheizeinrichtung 9 angeordnet. Der Motorkühlmitteltemperatursensor 84 gibt ein Signal an die Motor-ECU 300 aus, das die ermittelte Temperatur des Motorkühlmittels darstellt.
Der Abtastsensor 85 ist eine zweite Vorrichtung zum Ermitteln einer physikalischen Größe. Wie in Fig. 8 gezeigt, ist der Abtastsensor 85 in einer Position radial außerhalb vom Anker 43 der Viskosekupplung 7 angeordnet. Die Außenumfangsfläche des Ankers 43 weist einen oder mehrere Vorsprünge 49 auf. Der Abtastsensor 85 wirkt mit dem Vorsprung 49 zusammen. Während der Drehung des Ankers 43 gibt der Abtastsensor 85 einen elektrischen Impuls immer dann aus, wenn der Vorsprung 49 eine Position in Gegenüberlage zum Abtastsensor 85 durchläuft. Der Abtastsensor 85 ermittelt die Drehzahl des Ankers 43. Es wird bemerkt, dass die Drehzahl des Ankers 43 in der Viskosekupplung 7 gleich der Drehzahl der Antriebswelle 8 oder des Rotors 53 in der Viskoseheizeinrichtung 9 ist. Der Abtastsensor 85 gibt ein Signal an die Motor-ECU 300 aus, das die ermittelte Drehzahl des Ankers 43 (oder des Rotors 53) darstellt.
Es wird bemerkt, dass der Abtastsensor 85 durch einen Drehzahlsensor ersetzt sein kann, der mit der Antriebswelle 8 verbunden ist oder dem Rotor 53 in der Viskoseheizeinrichtung 9 verbunden ist, um die Drehzahl der Antriebswelle 8 oder des Rotors 53 zu ermitteln.
Fig. 9 zeigt ein Flussdiagramm eines Segments des Programms betreffend die Motor-ECU 300. Das Programmsegment in Fig. 9 ist dazu ausgelegt, ein Freigabe-/Unterbindungssignal und ein Anomalitätsermittlungssignal zu erzeugen und auszugeben. Wie in Fig. 9 gezeigt, tastet ein erster Schritt S11 des Programmsegments, die aktuellen Zustände der Ausgangssignale der verschiedenen Sensoren und Schalter ab, und liest sie, einschließlich die Signale des Motordrehzahlsensors 81, des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 82, des Drosselpositionssensors oder des Gaspedalpositionssensors) 83, des Motorkühlmitteltemperatursensors 84 und des Abtastsensors 85. Außerdem empfängt der Schritt S11 Information von der Viskose-ECU 200, die darstellt, ob oder ob nicht die Viskosekupplung 7 sich in ihrem eingerückten (ihrem eingeschalteten Zustand) befindet oder nicht.
Ein auf den Schritt S11 folgender Schritt S12 gewinnt die aktuelle Temperatur des Motorkühlmittels aus dem aktuellen Zustand des Ausgangssignals des Motorkühlmitteltemperatursensors 84. Der Schritt S12 vergleicht die aktuelle Temperatur des Motorkühlmittels mit einer vorbestimmten hohen Referenztemperatur "A1", um zu entscheiden, ob oder ob nicht die aktuelle Temperatur des Motorkühlmittels in einem hohen Bereich vorliegt. Diese Entscheidung wird beispielsweise implementiert durch Bezugnahme auf eine Tabelle (ein Routineverzeichnis), die eine vorbestimmte Beziehung zwischen der Temperatur des Motorkühlmittels und dem gewünschten Zustand der Viskosekupplung 7 bereitstellt. Ein Beispiel dieser Tabelle ist in Fig. 10 gezeigt. Information dieser Tabelle ist in dem ROM in der Motor-ECU 300 gespeichert. Die Tabelle in Fig. 10 weist eine vorbestimmte niedrige Referenztemperatur "B1" zusätzlich zu der hohen Referenztemperatur "A1" auf. Die hohe Referenztemperatur. "A1" ist beispielsweise gleich 80ºC. Die niedrige Referenztemperatur "B1" ist beispielsweise gleich 70ºC. Die hohe Referenztemperatur "A1" entspricht der Grenze zwischen dem hohen Bereich und einem Zwischenbereich. Die niedrige Referenztemperatur "B1" entspricht der Grenze zwischen dem Zwischenbereich und einem unteren Bereich. Wenn entschieden wird, dass die aktuelle Temperatur des Motorkühlmittels gleich oder höher als die hohe Referenztemperatur "A1" ist, d. h., wenn entschieden wird, dass die aktuelle Temperatur des Motorkühlmittels in dem hohen Bereich vorliegt, schreitet das Programm vom Schritt S12 zu einem Schritt S13 weiter. Wenn entschieden wird, dass die aktuelle Temperatur des Motorkühlmittels niedriger als die hohe Referenztemperatur "A1" ist, d. h., wenn entschieden wird, dass die aktuelle Temperatur des Motorkühlmittels in dem unteren Bereich oder dem Zwischenbereich vorliegt, schreitet das Programm vom Schritt S12 zu einem Schritt S14 weiter.
Wie in Fig. 10 gezeigt, weist die vorbestimmte Beziehung zwischen der Temperatur des Motorkühlmittels und dem gewünschten Zustand der Viskosekupplung 7, der durch das Beispiel der Tabelle bereitgestellt ist, eine Hysterese auf. Es wird bemerkt, dass die Hysterese aus der vorbestimmten Beziehung zwischen der Temperatur des Motorkühlmittels und dem gewünschten Zustand der Viskosekupplung 7 weggelassen werden kann.
Der Schritt S14 entscheidet, ob oder ob nicht der Motor "E"' leerläuft, durch Bezugnahme auf die aktuellen Zustände der Ausgangssignale des Drossel(klappen)positionssensors (oder des Gaspedalpositionssensors) 83 und des Motordrehzahlsensors 81. Wenn entschieden, wird, dass der Motor "E" leerläuft, schreitet das Programm vom Schritt S14 zu einem Schritt SB fort. Anderweitig springt das Programm vom Schritt S14 zu einem Schritt S16.
Der Schritt S15 implementiert die Motorleerlauferhöhungssteuerung. Nach dem Schritt S15 schreitet das Programm zum Schritt S16 weiter.
Der Schritt S16 entscheidet, ob oder ob nicht die viskose Kupplung 7 sich in ihrem eingerückten Zustand (ihrem eingeschalteten Zustand) befindet, durch Bezugnahme auf die Information, die von der Viskose-ECU 200 zugeführt wird. Wenn entschieden wird, dass die Viskosekupplung 7 sich in ihrem eingerückten Zustand (in ihrem eingeschalteten. Zustand) befindet, schreitet das Programm vom Schritt S16 zu einem Schritt S17 weiter. Das Programm springt anderweitig von dem Schritt S16 zu einem Schritt S20A.
Der Schritt S17 gewinnt die aktuelle Drehzahl des Motors "E" aus dem Ausgangssignal des Motordrehzahlsensors 81. Der Schritt S14 gewinnt außerdem die aktuelle Drehzahl des Ankers 43 (oder des Rotors 53) aus dem Ausgangssignal des Abtastsensors 85.
Ein Schritt S18 folgend auf den Schritt S17 entscheidet, ob oder ob nicht die Viskoseheizeinrichtung 9 normal arbeitet, d. h., ob oder ob nicht eine Fehlfunktion der Viskoseheizeinrichtung 9 auftritt. Ein Beispiel der Fehlfunktion ist das Blockieren der Antriebswelle 8 oder des Rotors 53 in der Viskoseheizeinrichtung 9. Insbesondere berechnet der Schritt S18 ein Verhältnis zwischen der aktuellen Drehzahl des Motors "E" und der aktuellen Drehzahl des Ankers 43 (oder des Rotors 53), bei der es sich um eine erste physikalische Größe bzw. eine zweite physikalische Größe handelt. Der Schritt S18 entscheidet, ob oder ob nicht das berechnete Verhältnis sich in einem vorbestimmten normalen Bereich befindet. Wenn entschieden wird, dass das berechnete Verhältnis sich in einem vorbestimmten normalen Bereich befindet, d. h., wenn entschieden wird, dass die Viskoseheizeinrichtung 9 normal arbeitet, schreitet das Programm vom Schritt S18 zum Schritt S20A weiter. Wenn entschieden wird, dass das berechnete Verhältnis außerhalb des vorbestimmten normalen Bereichs liegt, d. h., wenn entschieden wird, dass eine Fehlfunktion der Viskoseheizeinrichtung 9 auftritt, schreitet das Programm vom Schritt S18 zu einem Schritt S19 weiter.
Der Schritt S18 entscheidet beispielsweise, ob oder ob nicht die aktuelle Drehzahl des Ankers 43 (oder des Rotors 53) höher als eine Hälfte der aktuellen Drehzahl des Motors "E" ist. Wenn entschieden wird, dass die aktuelle Drehzahl des Ankers 43 (oder des Rotors 53) höher als eine Hälfte der aktuellen Drehzahl des Motors "E" ist, d. h., wenn entschieden wird, dass die Viskoseheizeinrichtung 9 normal arbeitet, schreitet das Programm vom Schritt S18 zum Schritt 520A weiter. Wenn entschieden wird, dass die aktuelle Drehzahl des Ankers 43 (oder des Rotors 53) gleich oder niedriger als eine Hälfte der aktuellen Drehzahl des Motors "E" ist, d. h., wenn entschieden wird, dass eine Fehlfunktion der Viskoseheizeinrichtung 9 auftritt, schreitet das Programm vom Schritt S18 zum Schritt S19 weiter.
Der Schritt S20A vergleicht die aktuelle Temperatur des Motorkühlmittels mit der niedrigen Referenztemperatur "B1", um zu entscheiden, ob die aktuelle Temperatur des Motorkühlmittels in dem unteren Bereich oder dem Zwischenbereich vorliegt. Beispielsweise wird diese Entscheidung implementiert durch Bezugnahme auf die Tabelle in Fig. 10.
Wenn entschieden wird, dass die aktuelle Temperatur des Motorkühlmittels gleich oder niedriger als die niedrige Referenztemperatur "B1" ist, d. h., wenn entschieden wird, dass die aktuelle Temperatur des Motorkühlmittels in dem unteren Bereich vorliegt, schreitet das Programm vom Schritt S20A zu einem Schritt S20 weiter. Wenn entschieden wird, dass die aktuelle Temperatur des Motorkühlmittels höher als die untere Referenztemperatur "B1" ist, d. h., wenn entschieden wird, dass die aktuelle Temperatur des Motorkühlmittels in dem Zwischenbereich vorliegt, kehrt das Programm vom Schritt S20A zum Schritt S11 zurück. Das Rückführen des Programms vom. Schritt S20A zum Schritt S11 erbringt die in Fig. 10 gezeigte Hysterese.
Der Schritt S13 wählt ein Freigabe-/Unterbindungssignal mit "1". Der Schritt S13 gibt das Freigabe-/Unterbindungssignal "1" an die Viskose-ECU 200 aus. Das Freigabe-/Unterbindungssignal "1" veranlasst die Viskose-ECU 200 dazu, die Viskosekupplung 7 in ihren ausgerückten Zustand (ihren ausgeschalteten Zustand) umzuschalten, oder die Viskosekupplung 7 in ihrem ausgerückten Zustand (ihrem ausgeschalteten Zustand) zu halten. Die Viskoseheizeinrichtung 9 wird dadurch deaktiviert. Nach dem Schritt S13 kehrt das Programm zu dem Schritt S11 zurück.
Der Schritt S19 erzeugt ein Anomalitätsermittlungssignal. Der Schritt S19 gibt das Anomalitätsermittlungssignal an die Viskose-ECU 200 aus. Das Anomalitätsermittlungssignal veranlasst die Viskose-ECU 200 dazu, die Viskosekupplung 7 in ihren ausgerückten Zustand (ihren ausgeschalteten Zustand) selbst dann umzuschalten, wenn das Freigabe-/Unterbindungssignal "0" lautet. Die Viskoseheizeinrichtung 9 wird hierdurch deaktiviert. Nach dem Schritt S19 kehrt das Programm zum Schritt S11 zurück.
Der Schritt S20 wählt das Freigabe-/Unterbindungssignal mit "0". Der Schritt S20 gibt das Freigabe-/Unterbindungssignal "0" an die Viskose-ECU 200 aus. Normalerweise veranlasst das Freigabe-/Unterbindungssignal "0" die Viskose-ECU 200, die Viskosekupplung 7 in ihren eingerückten Zustand (ihren eingeschalteten Zustand) umzuschalten, oder die Viskosekupplung 7 in ihrem eingerückten Zustand (ihrem eingeschalteten Zustand) zu halten. Die Viskoseheizeinrichtung 9 wird demnach bei nicht Vorliegen einer Fehlfunktion der Viskoseheizeinrichtung 9 aktiviert. Nach dem Schritt S20 kehrt das Programm zum Schritt S11 zurück.
Die Klimaanlage 1 arbeitet wie folgt. Wenn der Motor "E" startet, dreht sich die Kurbelwelle 11 des Motors "E". Der V- Riemen 6 bewegt sich in Übereinstimmung mit der Drehung der Kurbelwelle 11. Der Rotor 42 in der Viskosekupplung 7 dreht sich, wenn der V-Riemen 6 sich bewegt. Es wird angenommen, dass der Viskoseschalter 73 in seine eingeschaltete Position umgeschaltet wird. In dem Fall, dass die Temperatur des Motorkühlmittels relativ niedrig ist und die Motor-ECU 300 die Viskose-ECU 200 mit einem Freigabe-/Unterbindungssignal "0" versorgt, erregt die Viskose-ECU 200 die Spule bzw. Wicklung 41 der Viskosekupplung 7. In der Viskosekupplung 7 wird die Reibungsfläche des Ankers 43 durch die Spule 41 in Eingriff mit der Reibungsfläche des Rotors 42 bewegt. Die Viskosekupplung 7 wird hierdurch in ihren eingerückte Zustand (ihren eingeschalteten Zustand) umgeschaltet. Die Antriebswelle 8 der Viskoseheizeinrichtung 9 wird demnach mit der Kurbelwelle 11 des Motors "E" Verbunden. In diesem Fall dreht sich die Antriebswelle 8 in Übereinstimmung mit der Drehung der Kurbelwelle 11.
In der Viskoseheizeinrichtung 9 dreht sich der Rotor 53 gemeinsam mit der Antriebswelle 8. Der Rotor 53 legt Scherkräfte an das Viskosefluid in der Heizkammer 50 an, während er sich dreht. Das Viskosefluid wird durch die angelegten Scherkräfte erwärmt bzw. erhitzt. Das Motorkühlmittel wird geheizt, wenn es durch die Kühlkammer 41 in, der Viskoseheizeinrichtung 9 strömt. Das erwärmte Motorkühlmittel wird von der Viskoseheizeinrichtung 9 dem vorderen Heizeinrichtungskern 15 zugeführt. Das erwärmte Motorkühlmittel kann auch von der Viskoseheizeinrichtung 9 dem hinteren Heizeinrichtungskern 16 zugeführt werden. Der Fahrzeuginnenraum wird damit durch eine erhöhte Heizleistung geheizt.
Während die Viskosekupplung 7 in ihrem eingerückten Zustand (ihrem eingeschalteten Zustand) verbleibt, prüft die Motor- ECU 300 periodisch, ob oder ob nicht eine Fehlfunktion der Viskoseheizeinrichtung 9 auftritt. Ein Beispiel der Fehlfunktion ist das Blockieren des Rotors 53 in der Viskoseheizeinrichtung 9. Wenn der Rotor 53 blockiert, neigt die Drehzahl des Ankers 43 in der Viskosekupplung 7 dazu, relativ zu der Drehzahl der Kurbelwelle 11 des Motors "E" beträchtlich zu fallen. In diesem Fall gleitet der Rotor 42 der Viskosekupplung 7 relativ zu dem Anker 43, während er von dieser Reibungskraft aufnimmt. Die Motor-ECU 300 ermittelt das Auftreten einer Fehlfunktion der Viskoseheizeinrichtung 9, ansprechend auf den beträchtlichen Abfall der Drehzahl des Ankers 43. Wenn die Motor-ECU 300 das Auftreten einer Fehlfunktion der Viskoseheizeinrichtung 9 ermittelt, gibt die Motor-ECU 300 ein Anomalitätsermittlungssignal an die Viskose-ECU 200 aus. Die Viskose-ECU 200 entregt die Spule 41 der Viskosekupplung 7 ansprechend auf das Anomalitätsermittlungssignal ungeachtet des Zustands des Freigabe- /Unterbindungssignals. In der Viskosekupplung 7 wird die Reibungsfläche des Ankers 43 außer Eingriff mit der Reibungsfläche des Rotors 42 bewegt. Die Viskosekupplung 7 wird dadurch in ihren ausgerückten Zustand (ihren ausgeschalteten Zustand) umgeschaltet. Die Antriebswelle 8 der Viskoseheizeinrichtung 9 wird dadurch von der Kurbelwelle 11 des Motors "E" entkoppelt. Im Fall einer Fehlfunktion der Viskoseheizeinrichtung 9 ist es dadurch möglich, zu verhindern, dass der Rotor 42 und der Anker 43 in der Viskosekupplung 7 blockieren bzw. fressen oder beschädigt werden. Es ist auch möglich zu verhindern, dass der V-Riemen 6 beschädigt wird.
Fig. 11 zeigt ein Flussdiagramm einer Sequenz eines Programms betreffend die Motor-ECU 300 (siehe Fig. 5). Das Programmsegment in Fig. 11 ist ähnlich zu dem Programmsegment in Fig. 9 mit der Ausnahme, dass die Schritte S17A und S18A die Schritte 517 und 518 ersetzen.
Unter Bezug auf Fig. 11 gewinnt der Schritt S17A die aktuelle Drehzahl des Ankers 43 (siehe. Fig. 3) aus dem Ausgangssignal des Abtastsensors 85 (siehe Fig. 5).
Der Schritt S18A, der auf den Schritt S17A folgt, entscheidet, ob oder ob nicht die viskose Heizeinrichtung 9 normal arbeitet, d. h., ob oder ob nicht eine Fehlfunktion der Viskoseheizeinrichtung 9 auftritt. Insbesondere vergleicht der Schritt S18A die aktuelle Drehzahl des Ankers 43 (siehe Fig. 3) mit einer vorbestimmten Referenzdrehzahl, um die vorstehend genannte Entscheidung zu implementieren. Die vorbestimmte Referenzdrehzahl ist beispielsweise gleich 650 UpM. Wenn die aktuelle Drehzahl des Ankers 43 (siehe Fig. 3) höher als die vorbestimmte Referenzdrehzahl ist, d. h., wenn entschieden wird, dass die Viskoseheizeinrichtung 9 normal arbeitet, schreitet das Programm vom Schritt S18A zum Schritt S20A weiter. Wenn die aktuelle Drehzahl des Ankers 43 (siehe Fig. 3) gleich oder niedriger als die vorbestimmte Referenzdrehzahl ist, d. h., wenn entschieden wird, dass eine Fehlfunktion der Viskoseheizeinrichtung 9 auftritt, schreitet das Programm vom Schritt S18A zum Schritt S19 weiter.
Fig. 12 zeigt einen elektrischen Teil einer Klimaanlage 1A für ein Fahrzeug. Die Klimaanlage 1A in Fig. 12 ist ähnlich zu der Klimaanlage 1 in Fig. 5, mit Ausnahme von nachfolgend erläuterten konstruktiven Änderungen.
Die Klimaanlage 1A umfasst eine analoge Klimatisierungsschaltung 101 anstelle der Klimatisierungs-ECU 100 (siehe Fig. 5). Die analoge Klimatisierungsschaltung 101 dient dazu, die Klimaanlage 3 zu steuern (siehe Fig. 1). Die Klimaanlage 1A umfasst eine analoge Viskoseschaltung 201 anstelle der Viskose-ECU 200 (siehe Fig. 5). Die analoge Viskoseschaltung 201 dient zum Steuern der Viskosekupplung 7.
Die analoge Klimatisierungsschaltung 101 weist einen Eingangsabschnitt auf, der mit der Motor-ECU 300 und verschiedenen Sensoren verbunden ist. Die analoge Klimatisierungsschaltung 101 weist einen Ausgangs- bzw. Ausgabeabschnitt auf, der mit der Motor-ECU 300 und Kühl- /Heizeinstellvorrichtungen, wie etwa den Gebläsemotoren 23 und 33 (siehe Fig. 1) und der Wicklung 71a des Klimatisierungskupplungsrelais 71 verbunden ist.
Die analoge Viskoseschaltung 201 weist einen Eingangsabschnitt auf, der mit den feststehenden Kontakten "ST" und "IG" des Motorzündschalters (des Motorschlüsselschalters) 72, dem Viskoseschalter 73, dem Fluidtemperatursensor 74, einem Verriegelungsschalter 75 und der Motor-ECU 300 verbunden ist. Die analoge Viskoseschaltung 201 weist einen Ausgangsabschnitt auf, der mit der Motor-ECU 300 und der Spule 41 der Viskosekupplung 7 verbunden ist.
Der Verriegelungsschalter 75 ist eine Vorrichtung zum Ermitteln einer physikalischen Größe. Der Verriegelungsschalter 75 steht offen, wenn die Drehzahl des Ankers 43 (siehe Fig. 3) in der Viskosekupplung 7 oder die Drehzahl des Rotors 53 in der Viskoseheizeinrichtung 9 (siehe Fig. 3) höher als eine vorbestimmte Referenzdrehzahl ist. Der Verriegelungsschalter 75 ist geschlossen, wenn die Drehzahl des Ankers 43 (siehe Fig. 3) in der Viskosekupplung 7 oder die Drehzahl des Drehzahl des Rotors 53 in der Viskoseheizeinrichtung 9 (siehe Fig. 3) gleich oder niedriger als die vorbestimmte Referenzdrehzahl ist. Die vorbestimmte Referenzdrehzahl beträgt beispielsweise 650 UpM. Der Verriegelungsschalter 75 wird demnach geschlossen, wenn eine Fehlfunktion der Viskoseheizeinrichtung 9 (siehe Fig. 3) auftritt. Anderweitig steht der Verriegelungsschalter 75 offen.
Die Motor-ECU 300 erzeugt ein Freigabe-/Unterbindungssignal ansprechend auf die Ausgangssignale des Motordrehzahlsensors 81, des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 82, des Drossel(klappen)positionssensors (oder des Gaspedalpositionssensors) 83, des Kühlmitteltemperatursensors 84 und des Abtastsensors 85 durch Implementieren von Berechnungsschritten, Verarbeitungsschritten und Entscheidungsschritten, die ähnlich zu denjenigen der erläuterten Erfindung sind. Die Motor-ECU 300 gibt das erzeugte Freigabe-/Unterbindungssignal an die analoge Viskoseschaltung 201 aus.
Die Motor-ECU 300 kann entscheiden, ob oder ob nicht eine Fehlfunktion der Viskoseheizeinrichtung 9 auftritt. In diesem Fall gibt die Motor-ECU 300 ein Anomalitätsermittlungssignal an die analoge Viskoseschaltung 201 aus, wenn eine Fehlfunktion der Viskoseheizeinrichtung 9 auftritt.
Selbst in dem Fall, dass der Viskoseschalter 73 sich in seiner eingeschalteten Position befindet, entregt die analoge Viskoseschaltung 201 die Spule bzw. Wicklung 41 in der Viskosekupplung 7 ansprechend auf das Ausgangssignal des Verriegelungsschalters 75, um die Viskoseheizeinrichtung 9 (siehe Fig. 3) von dem Motor "E" (siehe Fig. 1) zu entkoppeln bzw. zu trennen, wenn der Verriegelungsschalter 75 geschlossen ist. Im Fall einer Fehlfunktion der Viskoseheizeinrichtung 9 (siehe Fig. 3) ist es dadurch möglich, zu verhindern, dass der V-Riemen 6 (siehe Fig. 1 und 2) und die Viskosekupplung 7 beschädigt werden.
Die Ausführungsform dieser Erfindung kann in eine Struktur modifiziert werden, die eine zusätzliche Kraftübertragungsvorrichtung aufweist, die zwischen der Kurbelwelle 11 des Motors "E" und der Viskosekupplung 7 oder, zwischen der Viskosekupplung 7 und der Antriebswelle 8 der Viskoseheizeinrichtung 9 vorgesehen ist. Ein Beispiel der zusätzlichen Kraftübertragungsvorrichtung ist ein Gangschaltgetriebe oder eine auf einem Riemen basierende kontinuierliche variable Transmission.
Die Viskosekupplung (die elektromagnetische Kupplung) 7 kann durch eine Mehrscheibenhydraulikkupplung ersetzt sein.
Der V-Riemen 6 kann durch eine Kette oder einen anderen Riemen ersetzt sein.
Diese Erfindung kann in eine Struktur modifiziert sein, in der die Viskosekupplung 7 nicht vorgesehen ist, und die Antriebswelle 8 der Viskoseheizeinrichtung 9 mit der Kurbelwelle 11 des Motors "E" über eine auf einem Riemen basierende kontinuierlich variable Transmission verbunden ist. In diesem Fall wird das Verhältnis zwischen den effektiven Durchmessern einer Eingangsriemenscheibe und einer Ausgangsriemenscheibe der auf einem Riemen basierenden kontinuierlich variablen Transmission so gewählt, dass eine Belastung des Motors "E" minimiert ist, wenn die Viskoseheizeinrichtung 9 aktiviert ist.

Claims

1. Heizvorrichtung für ein Fahrzeug, aufweisend:

(a) Einen Wärmetauscher (15, 16) zum Implementieren eines Wärmetausches zwischen Kühlmittel, das einen Motor gekühlt hat, und Luft, die in einen Fahrzeuginnenraum geleitet wird, um den Fahrzeuginnenraum zu heizen;

(b) eine Viskoseheizeinrichtung (9), die einen Rotor (42) und eine Heizkammer (50), die Viskosefluid enthält, aufweist, wobei der Rotor sich dreht, wenn er einer Drehkraft des Motors unterworfen ist, wobei das Viskosefluid einer Scherkraft ausgesetzt und erwärmt wird, wenn der Rotor der Drehkraft unterworfen ist, wobei die Viskoseheizeinrichtung das Kühlmittel heizt, das dem Wärmetauscher zugeführt wird, wenn das Viskosefluid in der Heizkammer erwärmt wird;

(c) eine Kupplung (7) zum selektiven Freigeben und Unterbinden der Übertragung der Drehkraft von dem Motor auf den Rotor (42), und eine Steuereinrichtung (200, 300) zum Steuern der Kupplung (7),

(d) eine Riementransmissionsvorrichtung (5), die den Motor mit der Kupplung (7) verbindet, gekennzeichnet durch

(e) eine erste physikalische Größenermittlungseinrichtung (81) zum Ermitteln einer ersten physikalischen Größe betreffend eine Drehzahl des Motors;

(f) eine zweite physikalische Größenermittlungseinrichtung (85) zum Ermitteln einer zweiten physikalischen Größe betreffend eine Drehzahl des Rotors (42);

und wobei die Steuereinrichtung (200, 300) die Übertragung der Drehkraft von dem Motor auf den Rotor (42) unterbindet, wenn eine Differenz zwischen der ersten physikalischen Größe, ermittelt durch die erste physikalische Größenermittlungseinrichtung (81), und der zweiten physikalischen Größe, ermittelt durch die zweite physikalische Größenermittlungseinrichtung (85) größer als ein vorbestimmter Wert ist.

2. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Riemenübertragungsvorrichtung (5) einen Riemen (6) zum Übertragen der Drehkraft auf den Rotor (42) der Viskoseheizeinrichtung (9) und motorangetriebene Vorrichtungen umfasst, aufweisend eine Lichtmaschine (34), eine Pumpe (35), ein Gebläse und einen Verdichter.

3. Heizvorrichtung für ein Fahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, außerdem aufweisend:

Einen Motor mit einem Körper;

eine erste Einrichtung (14) zum Umwälzen von Kühlmittel durch einen geschlossenen Pfad (2) mit einem Teil (13), der sich über den Körper des Motors erstreckt; wobei die Viskoseheizeinrichtung (9) mit einem Bereich des geschlossenen Pfads (2) stromabwärts von dem Motor zum Heizen des Kühlmittels verbunden ist, das aus dem Körper des Motors austritt;

eine zweite Einrichtung (3, 4), die mit einem Bereich des geschlossenen Pfads (2) stromabwärts von der Viskoseheizeinrichtung (9) zum Heizen eines Fahrzeuginnenraums ansprechend auf das Kühlmittel verbunden ist, das durch die Viskoseheizeinrichtung (9) erwärmt wird;

eine dritte Einrichtung mit der Transmissionsvorrichtung (5) zum Verbinden der Viskoseheizeinrichtung (9) mit dem Motor zum Antreiben der Viskoseheizeinrichtung durch den Motor;

eine vierte Einrichtung (S6B) zum Ermitteln, ob oder ob nicht die Viskoseheizeinrichtung (9) normal arbeitet; und eine fünfte Einrichtung (53) zum Entkoppeln der Viskoseheizeinrichtung (9) von dem Motor zum Deaktivieren der Viskoseheizeinrichtung, wenn die vierte Einrichtung ermittelt, dass die Viskoseheizeinrichtung (9) anomal arbeitet.

4. Heizvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Motor eine drehbare Abtriebswelle (11) aufweist, und wobei die Viskoseheizeinrichtung (9) eine drehbare Antriebswelle (8) aufweist, und wobei die vierte Einrichtung die erste physikalische Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer Drehzahl der Abtriebswelle (11) und die zweite physikalische Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer Drehzahl der Antriebswelle umfasst.

5. Heizvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Viskoseheizeinrichtung (9) eine drehbare Antriebswelle (8) umfasst, und wobei die vierte Einrichtung eine Einrichtung (85)zum Ermitteln einer Drehzahl der Antriebswelle und eine Einrichtung (75) zum Vergleichen der ermittelten Drehzahl der Antriebswelle (8) mit einer vorbestimmten Referenzdrehzahl umfasst.