JP2002205538A - 車両用空調システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造を簡単にすることができるとともに小型
化が可能な車両用空調システムを提供する。 【解決手段】 モータ・ジェネレータＭＧと圧縮機ＣＰ
とを作動連結する。これらは動力伝達的に常時連結され
た状態とする。モータ・ジェネレータＭＧとエンジンＥ
ｇとを電磁クラッチ５７を介して断接可能な状態で作動
連結する。モータ・ジェネレータＭＧをエンジンＥｇの
始動のためのエンジンスタータとして使用するときに
は、圧縮機ＣＰの吐出容量が所定の吐出容量以下となっ
た状態で該圧縮機ＣＰを駆動する。これによれば、モー
タ・ジェネレータＭＧと圧縮機ＣＰとの間に両者を断接
可能に連結する機構を設けることなく、エンジンＥｇの
始動時においてモータ・ジェネレータＭＧに掛かる負荷
を小さくすることができる。したがって、車両用空調シ
ステムの構造を簡単にすることや、小型化することが可
能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の走行のため
の駆動力を発生可能なエンジンと、バッテリからの給電
によって駆動可能なモータを利用して駆動可能な圧縮機
とを備えた車両用空調システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のシステムとしては、例えば、特
開２０００−１４２０９１号公報に開示された構成のも
のがある。

【０００３】この構成では、エンジン始動用のスタータ
モータの出力軸には、ピニオンギヤが進退可能に配設さ
れている。このピニオンギヤは、前記エンジンのクラン
クシャフトに連動するリングギヤに、エンジン始動時に
ソレノイドによって噛合されるようになっている。これ
ら両ギヤが噛合した状態で前記スタータモータが駆動さ
れることで前記エンジンが始動され得るように構成され
ている。また、前記スタータモータの出力軸は、コント
ローラからの信号により断接制御される電磁クラッチを
介してコンプレッサに断接可能に連結されている。エン
ジン始動時には、前記電磁クラッチが切断状態とされ、
前記スタータモータがエンジン始動のみに用いられるよ
うになっている。これにより、エンジン始動時において
前記スタータモータに掛かる負荷を小さくすることがで
きるようになっている。また、前記コンプレッサは、前
記スタータモータと前記エンジンとの接続が解除された
状態において前記電磁クラッチが接続されて前記スター
タモータによって駆動され得るようになっている。これ
により、前記エンジンが停止中であっても空調を行うこ
とができるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記構
成では、エンジン停止中の空調や、エンジン始動時にお
いて前記スタータモータに掛かる負荷の低減を可能にす
る構成として、２つの連結機構が備えられている。すな
わち、前記スタータモータと前記エンジンとを断接可能
に連結するための機構と、該スタータモータと前記コン
プレッサとを断接可能に連結する前記電磁クラッチとの
２つの連結機構が備えられている。つまり、この構成に
おいては、システムの構造の大型化や複雑化が引き起こ
されるという虞がある。

【０００５】本発明の目的は、構造を簡単にすることが
できるとともに小型化が可能な車両用空調システムを提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、車両の走行のための駆
動力を発生可能なエンジンと、バッテリからの給電によ
って駆動可能なモータを利用して駆動可能な圧縮機とを
備えた車両用空調システムであって、前記モータが前記
エンジンを始動させるエンジンスタータとして機能する
ように構成されるとともに、前記モータの前記エンジン
スタータとしての使用時には、前記圧縮機が、所定の吐
出容量以下となった状態で駆動されるように構成された
ことを要旨とする。

【０００７】この発明においては、エンジンが停止状態
からモータによって始動される際には、圧縮機が、所定
の吐出容量以下となった状態で駆動されるように構成さ
れている。そのため、前記エンジンは、前記圧縮機の駆
動のために前記モータに掛かる負荷が所定値以下に低減
された状態において、前記モータによって始動される。
これによれば、例えば、前記モータと前記圧縮機とを断
接可能に連結する機構（例えば、電磁クラッチ）を設け
ることなく、エンジン始動時において前記モータに掛か
る負荷を小さくすることができる。さらにこの発明にお
いては、エンジン始動時において前記モータに掛かる負
荷を小さくすることができるため、該モータに掛かる最
大負荷値を小さくすることが容易になる。さらに、前記
モータに掛かる負荷が小さくなれば、バッテリの寿命の
延長が可能になるとともに、アイドリングストップなど
の前記エンジンの停止中に前記モータが電力不足により
停止するなどの事態が起きにくくなる。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記圧縮機の吐出容量が所定容量以下
に低下されるべく制御された後に、前記エンジンが前記
モータによって始動されるように構成されたことを要旨
とする。

【０００９】この発明によれば、圧縮機の吐出容量が所
定容量以下に低下されるべく制御されてから、エンジン
がモータによって始動されるようになる。つまり、エン
ジンを始動する際には、エンジン始動開始時の前記圧縮
機の吐出容量の多少に拘わらず、該圧縮機はその吐出容
量が所定容量以下に低下されるべく制御される。したが
って、エンジン始動開始時に、センサ類によって前記圧
縮機の吐出容量を検知し、検知結果が所定容量を超えて
いるときにのみ該吐出容量を所定容量以下に低下させる
構成に比較して、該圧縮機の吐出容量を把握する必要が
なくなるため、その把握のためのセンサ類を設ける必要
がなくなる。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の発明において、前記圧縮機には、該圧縮機の吐出容量
を変更するために外部からの制御に基づいて該圧縮機の
制御室の圧力を変更可能な容量制御弁が備えられ、該圧
縮機の吐出容量は、前記モータによって前記エンジンを
始動させるためのスタータ信号と同期して駆動された前
記容量制御弁によって所定容量以下に低下されることを
要旨とする。

【００１１】この発明によれば、前記吐出容量を低下さ
せるための容量制御弁の駆動が、前記スタータ信号に基
づき、これに同期して行われるため、エンジン始動時に
おいて、より確実に前記モータに掛かる負荷を小さくす
ることができるようになる。

【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれか一項に記載の発明において、前記モータ及び前
記圧縮機が動力伝達機構を介して前記エンジンに作動連
結され、前記圧縮機が、前記エンジンの稼動時には同エ
ンジンからの動力伝達によって駆動され、前記エンジン
の停止時には前記モータによって駆動されることを要旨
とする。

【００１３】この発明においては、圧縮機はエンジンの
停止時にのみモータによって駆動される。つまり、この
発明は、前記エンジンの稼働時には、前記圧縮機の駆動
のための負荷が前記モータに掛からない構成となってい
る。つまり、前記圧縮機を駆動するための前記バッテリ
の負荷が軽減される。したがって、前記バッテリの寿命
の延長が可能になるとともに、アイドリングストップな
どの前記エンジンの停止中に前記モータが電力不足によ
り停止するなどの事態が起きにくくなる。

【００１４】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
の第１の実施形態を図１に従って説明する。なお、図１
において図面左方を前方とし、図面右方を後方とする。

【００１５】図１は車両用空調システムを示す図であ
る。すなわち、車両の走行駆動源であるエンジン（内燃
機関）Ｅｇには、動力伝達機構ＰＴを介してモータとし
てのモータ・ジェネレータＭＧが作動連結されている。
同エンジンＥｇには、動力伝達機構ＰＴ及びモータ・ジ
ェネレータＭＧを介して、冷媒循環回路（冷凍サイク
ル）を構成する容量可変型圧縮機としての容量可変型斜
板式圧縮機（以下単に圧縮機とする）ＣＰが作動連結さ
れている。つまり、同圧縮機ＣＰは、モータ・ジェネレ
ータＭＧよりも動力伝達経路の下流側でエンジンＥｇに
作動連結されている。

【００１６】図１に示すように前記モータ・ジェネレー
タＭＧは、フロントハウジング４１と、その後端に接合
固定されたリヤハウジング４２とを備えている。これら
フロントハウジング４１及びリヤハウジング４２が、モ
ータ・ジェネレータＭＧのハウジングを構成している。

【００１７】前記フロントハウジング４１とリヤハウジ
ング４２とで囲まれた領域には収容室４３が区画されて
いる。同収容室４３内には回転軸４４が回転可能に支持
されている。同回転軸４４は前記動力伝達機構ＰＴを介
してエンジンＥｇに作動連結されている。

【００１８】前記収容室４３において回転軸４４上に
は、マグネット４５が一体回転可能に固定されている。
同収容室４３の内周面には、コイル４６が巻回されたス
テータコア４７が、マグネット４５を取り囲むようにし
て複数固定配置されている。

【００１９】モータ・ジェネレータ制御装置４９はイン
バータ４９ａを備えている。同インバータ４９ａは、モ
ータ・ジェネレータＭＧのコイル４６とバッテリ５０と
の間の給電経路上に配設されている。そして、制御装置
４９は、エンジンＥｇの稼動時にはモータ・ジェネレー
タＭＧを発電機として機能させることで、同モータ・ジ
ェネレータＭＧが生じた交流電力を、インバータ４９ａ
により直流に変換してバッテリ５０へ充電する。また、
制御装置４９は、エンジンＥｇの停止時において車室の
冷房が必要とされると、バッテリ５０から取り出した直
流電力を、インバータ４９ａにより交流に変換してモー
タ・ジェネレータＭＧを給電制御することで、同モータ
・ジェネレータＭＧを発動機として機能させて圧縮機Ｃ
Ｐを駆動する。従って、エンジンＥｇの停止状態におい
ても車室の冷房が可能となる。

【００２０】図１に示すように前記圧縮機ＣＰは、シリ
ンダブロック１と、その前端に接合固定されたフロント
ハウジング２と、シリンダブロック１の後端に弁形成体
３を介して接合固定されたリヤハウジング４とを備えて
いる。これらシリンダブロック１、フロントハウジング
２及びリヤハウジング４が、圧縮機ＣＰのハウジングを
構成している。圧縮機ＣＰは、フロントハウジング２の
前端を以ってモータ・ジェネレータＭＧのリヤハウジン
グ４２の後端に接合固定されている。

【００２１】なお、本実施形態においては、圧縮機ＣＰ
のフロントハウジング２と、モータ・ジェネレータＭＧ
のフロントハウジング４１及びリヤハウジング４２と
は、ボルト４８によって共締め固定されている。従っ
て、圧縮機ＣＰとモータ・ジェネレータＭＧとは、一体
的に構成されているとともに、圧縮機ＣＰのハウジング
は、モータ・ジェネレータＭＧのハウジングに対して容
易に着脱可能となっている。

【００２２】前記シリンダブロック１とフロントハウジ
ング２とで囲まれた領域には制御室としてのクランク室
５が区画されている。同クランク室５内には回転軸６が
回転可能に支持されている。回転軸６においてフロント
ハウジング２から突出する前端部は、モータ・ジェネレ
ータＭＧの回転軸４４の後端部に対し、凹凸嵌合やネジ
止め等の着脱容易な手段を介して、一体回転可能に直結
されている。

【００２３】前記クランク室５において回転軸６上に
は、ラグプレート１１が一体回転可能に固定されてい
る。クランク室５内には斜板１２が収容されている。斜
板１２は、回転軸６にスライド移動可能でかつ傾動可能
に支持されている。ヒンジ機構１３は、ラグプレート１
１と斜板１２との間に介在されている。従って、斜板１
２は、ヒンジ機構１３を介したラグプレート１１との間
でのヒンジ連結、及び回転軸６の支持により、ラグプレ
ート１１及び回転軸６と同期回転可能であるとともに、
回転軸６の軸線Ｌ方向へのスライド移動を伴いながら回
転軸６に対し傾動可能となっている。

【００２４】複数（図面には一つのみ示す）のシリンダ
ボア１ａは、前記シリンダブロック１において回転軸６
を取り囲むようにして貫設形成されている。片頭型のピ
ストン２０は、各シリンダボア１ａに往復動可能に収容
されている。シリンダボア１ａの前後開口は、弁形成体
３及びピストン２０によって閉塞されており、このシリ
ンダボア１ａ内にはピストン２０の往復動に応じて体積
変化する圧縮室が区画されている。各ピストン２０は、
シュー１９を介して斜板１２の外周部に係留されてい
る。従って、回転軸６の回転にともなう斜板１２の回転
運動が、シュー１９を介してピストン２０の往復直線運
動に変換される。

【００２５】前記弁形成体３とリヤハウジング４との間
には、吸入室２１及び吐出室２２がそれぞれ区画形成さ
れている。そして、吸入室２１の冷媒ガスは、各ピスト
ン２０の上死点位置から下死点側への往動により、弁形
成体３に設けられた吸入ポート２３及び吸入弁２４を介
してシリンダボア１ａ（圧縮室）に吸入される。シリン
ダボア１ａに吸入された冷媒ガスは、ピストン２０の下
死点位置から上死点側への復動により所定の圧力にまで
圧縮され、弁形成体３に形成された吐出ポート２５及び
吐出弁２６を介して吐出室２２に吐出される。

【００２６】図１に示すように、冷媒循環回路（冷凍サ
イクル）は、上述した圧縮機ＣＰと、同圧縮機ＣＰの吐
出室２２と吸入室２１とを外部で接続する外部冷媒回路
３０とからなっている。外部冷媒回路３０は例えば、凝
縮器３１、減圧装置としての膨張弁３２及び蒸発器３３
を備えている。

【００２７】図１に示すように前記圧縮機ＣＰにおいて
は、容量制御弁２９を用いてクランク室５の内圧を調節
（変更）することにより、斜板１２の傾斜角度を、最大
傾斜角（図１に示す状態）とゼロではないゼロ近傍の最
小傾斜角との間の任意の角度に設定可能としている。

【００２８】すなわち、前記クランク室５と吸入室２１
とは抽気通路２７を介して接続されているとともに、吐
出室２２とクランク室５とは給気通路２８を介して接続
され、同給気通路２８上には容量制御弁２９が配設され
ている。そして、容量制御弁２９が弁体２９ａの位置つ
まり弁開度を、ソレノイド部２９ｂに対する外部からの
給電量に応じて変更することで、給気通路２８を介した
吐出室２２からクランク室５への高圧な吐出ガスの導入
量が調節され、抽気通路２７を介したクランク室５から
吸入室２１へのガス導出量とのバランスから同クランク
室５の内圧が決定される。このクランク室５の内圧の変
更に応じて、ピストン２０を介してのクランク室５の内
圧とシリンダボア１ａの内圧との差が変更され、斜板１
２の傾斜角度が変更される結果、ピストン２０のストロ
ークすなわち吐出容量が調節される。

【００２９】例えば、容量制御弁２９の開度が小さくさ
れると、クランク室５の内圧が低下され、同クランク室
５の内圧とシリンダボア１ａの内圧とのピストン２０を
介した差も小さくなって斜板１２が傾斜角度増大方向に
傾動し、圧縮機ＣＰの吐出容量は増大される。逆に、容
量制御弁２９の開度が大きくされると、クランク室５の
内圧が上昇され、同クランク室５の内圧とシリンダボア
１ａの内圧とのピストン２０を介した差も大きくなって
斜板１２が傾斜角度減少方向に傾動し、圧縮機ＣＰの吐
出容量は減少される。

【００３０】容量制御弁２９の開度は、外部情報検知手
段３５からの外部情報（エアコンスイッチのオン・オフ
情報、車室温度情報及び設定温度情報等）に基づいて、
容量制御装置３６により給電制御される。なお、この容
量制御弁２９（ソレノイド部２９ｂ）の給電制御や、そ
の他図示しない車両の各種電装品の給電にも上述したバ
ッテリ５０からの電力が用いられる。

【００３１】図１に示すように、ロータ５１は、モータ
・ジェネレータＭＧのフロントハウジング４１の前部に
突設されたボス部４１ａに、アンギュラベアリング５２
を介して回転可能に支持されている。ロータ５１は、そ
の外周に掛けられたベルト５３を介してエンジンＥｇに
作動連結されている。ハブ５４は、回転軸４４において
フロントハウジング４１外への突出部分に固定されてい
る。アーマチャ５５は、ハブ５４において板バネ部５４
ａに支持されている。電磁コイル５６は、フロントハウ
ジング４１の前部に固定支持されるとともに、ロータ５
１内に配置されている。

【００３２】そして、前記電磁コイル５６が通電により
励磁されると、その電磁力に基づく吸引力がアーマチャ
５５に作用される。従って、アーマチャ５５が板バネ部
５４ａに抗して移動してロータ５１の前面に圧接し、ロ
ータ５１とアーマチャ５５とが接続されて（図１の状
態）、エンジンＥｇと圧縮機ＣＰとの間の動力伝達が可
能となる。

【００３３】この状態から、電磁コイル５６への通電が
断たれることにより該電磁コイル５６が消磁されると、
アーマチャ５５に作用されていた吸引力が消失する。従
って、アーマチャ５５が板バネ部５４ａの付勢力によっ
て移動してロータ５１から離間し、ロータ５１とアーマ
チャ５５との接続が解除されて、エンジンＥｇと圧縮機
ＣＰとの間の動力伝達は不可能となる。

【００３４】なお、ロータ５１、ハブ５４、アーマチャ
５５及び電磁コイル５６は、電磁クラッチ５７を構成
し、該電磁クラッチ及びベルト５３は、動力伝達機構Ｐ
Ｔを構成する。

【００３５】本実施形態の車両用空調システムでは、エ
ンジンＥｇの稼動時には、電磁クラッチ５７が接続状態
とされて、同エンジンＥｇからの動力伝達によりモータ
・ジェネレータＭＧが駆動されて電力を発生（発電）す
るとともに、圧縮機ＣＰが駆動されて冷媒ガスの圧縮が
行われるようになっている。

【００３６】一方、エンジンＥｇの停止時（アイドリン
グストップ時）には、電磁クラッチ５７の接続状態が解
除され、エンジンＥｇからモータ・ジェネレータＭＧ及
び圧縮機ＣＰへの動力伝達が遮断されるとともに、モー
タ・ジェネレータＭＧがバッテリ５０からの給電によっ
て回転して圧縮機ＣＰが駆動されるようになっている。

【００３７】容量制御装置３６は、エアコンスイッチが
オフ状態にある等の冷房不要又は車両の急加速時等の冷
房不許可（いわゆる加速カット要求）を検知すると、容
量制御弁２９を全開させて圧縮機ＣＰの吐出容量を最小
化する。なお、これはエンジンＥｇが稼動状態の場合で
あり、同エンジンＥｇが停止した状態では、モータ・ジ
ェネレータＭＧの停止により冷房不要要求に対応され
る。

【００３８】上述したように、斜板１２の最小傾斜角度
はゼロではないため、圧縮機ＣＰの吐出容量が最小化さ
れても、吸入室２１からシリンダボア１ａへの冷媒ガス
の吸入、及び吸入冷媒ガスの圧縮、並びにシリンダボア
１ａから吐出室２２への冷媒ガスの吐出は行われる。し
たがって、前記圧縮機ＣＰの内部には、シリンダボア１
ａ→吐出室２２→給気通路２８→クランク室５→抽気通
路２７→吸入室２１→（シリンダボア１ａ）よりなる循
環回路が形成され、同内部循環回路を冷媒とともに潤滑
油が循環される。

【００３９】また、モータ・ジェネレータＭＧは、エン
ジンＥｇを停止状態から始動させるエンジンスタータと
して機能するように構成されている。モータ・ジェネレ
ータ制御装置４９は、例えば、キー操作などによるエン
ジン始動指令（スタータ信号）を検知すると、電磁クラ
ッチ５７が接続された状態でモータ・ジェネレータＭＧ
を回転させ、停止状態にあったエンジンＥｇを始動させ
るようになっている。

【００４０】本実施形態の車両用空調システムでは、モ
ータ・ジェネレータＭＧの前記エンジンスタータとして
の使用時には、圧縮機ＣＰの吐出容量が所定の容量以下
に低下されるべく制御された後に前記所定の吐出容量以
下となった状態で、該圧縮機ＣＰが駆動されるように構
成されている。前記制御は、例えば、圧縮機ＣＰの回転
軸６がモータ・ジェネレータＭＧによって回転駆動され
ているときに、容量制御装置３６が前記スタータ信号に
同期して容量制御弁２９を全開させて圧縮機ＣＰの吐出
容量を最小化するといったものである。

【００４１】モータ・ジェネレータ制御装置４９は、例
えば、エンジンＥｇ及びモータ・ジェネレータＭＧが停
止している状態で前記スタータ信号を検知すると、電磁
クラッチ５７の接続状態が解除された状態で、モータ・
ジェネレータＭＧを所定の回転速度で所定時間だけ回転
させる。この回転により、圧縮機ＣＰが駆動されて該圧
縮機ＣＰの吐出室２２の圧力が上昇する。容量制御装置
３６は、前記スタータ信号に同期して容量制御弁２９の
開度が全開になるように該容量制御弁２９を駆動する。
これによる吐出室２２の高圧ガスのクランク室５への流
入により、該クランク室５の圧力が上昇する。この圧力
上昇により斜板１２の傾斜角度が減少し、吐出容量が最
小状態に至らしめられる。この圧縮機ＣＰの吐出容量を
最小化するためのモータ・ジェネレータＭＧの回転速度
及び回転時間は、実験によって求められ、製品間のバラ
ツキなどを考慮した上で必要充分なものに予め設定され
る。

【００４２】この所定回転速度での所定時間のモータ・
ジェネレータＭＧの回転が終了すると（このときモータ
・ジェネレータＭＧは停止状態にある）、外部からの制
御により電磁クラッチ５７が接続状態とされる。モータ
・ジェネレータ制御装置４９は、この電磁クラッチ５７
が接続された状態で、モータ・ジェネレータＭＧを回転
させ、エンジンＥｇを始動させる。このモータ・ジェネ
レータＭＧを、回転状態から一旦停止状態とし、電磁ク
ラッチ５７が接続された後に再度回転させるようにした
のは、電磁クラッチ５７が接続されることで、モータ・
ジェネレータＭＧに掛かる負荷が該モータ・ジェネレー
タＭＧの回転中に急激に増加することを防止することを
目的としている。このモータ・ジェネレータＭＧの回転
中の負荷の急激な増加は、該モータ・ジェネレータＭＧ
の脱調などの原因となるためである。

【００４３】また、容量制御装置３６は、例えば、アイ
ドリングストップ時においてエアコンスイッチがオン状
態にあって圧縮機ＣＰが駆動されている場合に、前記ス
タータ信号を検知すると、回転軸４４の回転を持続させ
たまま、容量制御弁２９の開度が全開になるように該容
量制御弁２９を駆動する。モータ・ジェネレータ制御装
置４９は、容量制御装置３６によるこの駆動の開始時点
からの所定時間後、モータ・ジェネレータＭＧを一旦停
止させる。この所定の時間の長さは、容量制御装置３６
による容量制御弁２９の前記駆動によって圧縮機ＣＰの
吐出容量が最小化されるために必要充分なものとして、
少なくとも回転軸４４の回転速度を考慮した上で実験に
よって求められ予め設定されたものである。つまり、モ
ータ・ジェネレータＭＧの前記一旦停止時においては、
圧縮機ＣＰの吐出容量が最小化されている。電磁クラッ
チ５７は、このモータ・ジェネレータＭＧが一旦停止さ
れた状態において、外部からの制御により接続状態とさ
れる。モータ・ジェネレータ制御装置４９は、この電磁
クラッチ５７が接続された状態で、モータ・ジェネレー
タＭＧを回転させ、エンジンＥｇを始動させる。

【００４４】一方、モータ・ジェネレータ制御装置４９
及び容量制御装置３６は、アイドリングストップ時にお
いてエアコンスイッチがオフ状態にあってモータ・ジェ
ネレータＭＧの回転軸４４が停止されている場合には、
前述のエンジンＥｇ及びモータ・ジェネレータＭＧが停
止している状態と同様の動作を行う。つまり、モータ・
ジェネレータＭＧの回転により圧縮機ＣＰが駆動され吐
出容量が最小化された後、モータ・ジェネレータＭＧが
一旦停止されて電磁クラッチ５７が接続状態とされ、エ
ンジンＥｇがモータ・ジェネレータＭＧによって始動さ
れる。

【００４５】本実施形態では、以下のような効果を得る
ことができる。 （１） モータ・ジェネレータＭＧがエンジンスタータ
として機能するように構成されるとともに、モータ・ジ
ェネレータＭＧの前記エンジンスタータとしての使用時
には、圧縮機ＣＰが、所定の吐出容量以下となった状態
で駆動されるように構成されている。このため、エンジ
ンＥｇは、圧縮機ＣＰの駆動のためにモータ・ジェネレ
ータＭＧに掛かる負荷が所定値以下に低減された状態に
おいて、該モータ・ジェネレータＭＧによって始動され
る。これによれば、例えば、モータ・ジェネレータＭＧ
と圧縮機ＣＰとを断接可能に連結する機構（例えば、電
磁クラッチ）を設けることなく、エンジン始動時におい
てモータ・ジェネレータＭＧに掛かる負荷を小さくする
ことができる。したがって、車両空調システムの構造を
簡単にすることができるとともに、該システムの小型化
が可能になる。さらに、この構成においては、エンジン
始動時においてモータ・ジェネレータＭＧに掛かる負荷
を小さくすることができるため、該モータ・ジェネレー
タＭＧに掛かる最大負荷値を小さくすることが容易にな
る。したがって、モータ・ジェネレータＭＧの前記エン
ジンスタータとしての使用時に、圧縮機ＣＰが、所定の
吐出容量よりも大きい状態で駆動される構成に比較し
て、モータ・ジェネレータＭＧの容量を低減することが
容易になる。さらに、モータ・ジェネレータＭＧに掛か
る負荷が小さくなれば、バッテリ５０の寿命の延長が可
能になるとともに、アイドリングストップなどのエンジ
ンＥｇの停止中にモータ・ジェネレータＭＧが電力不足
により停止するなどの事態が起きにくくなる。

【００４６】（２） 容量制御装置３６によって圧縮機
ＣＰの吐出容量が所定容量以下に低下されるべく制御さ
れた後に、エンジンＥｇがモータ・ジェネレータＭＧに
よって始動されるように構成されている。つまり、エン
ジンを始動する際には、エンジン始動開始時の圧縮機Ｃ
Ｐの吐出容量の多少に拘わらず、該圧縮機ＣＰはその吐
出容量が所定容量以下に低下されるべく制御される。し
たがって、エンジン始動開始時に、センサ類によって圧
縮機ＣＰの吐出容量を検知し、検知結果が所定容量を超
えているときにのみ該吐出容量を所定容量以下に低下さ
せる構成に比較して、圧縮機ＣＰの吐出容量を把握する
必要がなくなるため、その把握のためのセンサ類を設け
る必要がなくなる。

【００４７】（３） 圧縮機ＣＰの吐出容量が、モータ
・ジェネレータＭＧによってエンジンＥｇを始動させる
ためのスタータ信号と同期して駆動された容量制御弁２
９によって所定容量以下に低下されるように構成されて
いる。これによれば、前記吐出容量を低下させるための
容量制御弁２９の駆動が、前記スタータ信号に基づき、
これに同期して行われるため、エンジン始動時におい
て、より確実にモータ・ジェネレータＭＧに掛かる負荷
を小さくすることができるようになる。

【００４８】（４） 圧縮機ＣＰを、エンジンＥｇの稼
動時には同エンジンＥｇからの動力伝達によって駆動
し、エンジンＥｇの停止時にはモータ・ジェネレータＭ
Ｇによって駆動する構成とした。つまり、モータ・ジェ
ネレータＭＧが、エンジンＥｇの停止時にのみ圧縮機Ｃ
Ｐを駆動するようにした。したがって、エンジンＥｇの
稼働時には、圧縮機ＣＰの駆動のための負荷がモータ・
ジェネレータＭＧに掛からないため、該モータ・ジェネ
レータＭＧに対する電力供給に関してのバッテリ５０の
負荷がさらに低減されるようになる。

【００４９】（５） 圧縮機ＣＰとモータ・ジェネレー
タＭＧとは直列に配置されて一体的に構成されており、
両機器ＣＰ，ＭＧの回転軸６，４４は同一軸線Ｌ上に直
結されて配置されている。したがって、両回転軸６，４
４間の動力伝達のために、例えばベルトやプーリ等を必
要とせず、その構成を簡素化することができる。また、
電磁クラッチ５７は、エンジンＥｇ側にではなく、圧縮
機ＣＰ及びモータ・ジェネレータＭＧ側に設けられてい
る。そのため、電磁クラッチ５７、圧縮機ＣＰ及びモー
タ・ジェネレータＭＧへの電力または電気信号の供給な
どのためのハーネスの共用が容易になる。

【００５０】（第２の実施形態）以下、本発明の第２の
実施形態を図２に従って説明する。この第２の実施形態
の車両用空調システムは、前記第１の実施形態において
モータ・ジェネレータＭＧと圧縮機ＣＰとを別体に構成
したものであり、その他の点では第１の実施形態の車両
用空調システムとほぼ同一の構成になっている。したが
って、第１の実施形態と共通する構成部分については図
面上に同一符号を付して重複した説明を省略する。

【００５１】図２に示すように、本実施形態の車両用空
調システムのモータ・ジェネレータＭＧと圧縮機ＣＰと
は別ユニットで構成され、それぞれの回転軸４４，６に
は、プーリ６１，６２が一体回転可能に固定されてい
る。各プーリ６１，６２は、それぞれプーリ６３に対し
て、ベルト６４を介して作動連結されている。つまり、
モータ・ジェネレータＭＧと圧縮機ＣＰとは、動力伝達
的に常時連結された状態になっている。

【００５２】プーリ６３が固定された回転軸６６と、エ
ンジンＥｇのクランクシャフト６７との間には、該回転
軸６６と該クランクシャフト６７との動力伝達を断接可
能な電磁クラッチ６８が設けられている。この電磁クラ
ッチ６８は、前記第１の実施形態の電磁クラッチ５７の
ようにソレノイドなどを利用して外部からの給電制御な
どにより動力の伝達及び遮断を切り換え可能に構成され
たものである。

【００５３】本実施形態の車両用空調システムでは、エ
ンジンＥｇの稼動時には、電磁クラッチ６８が接続状態
とされて、同エンジンＥｇからの動力伝達によりモータ
・ジェネレータＭＧが駆動されて電力を発生（発電）す
るとともに、圧縮機ＣＰが駆動されて冷媒ガスの圧縮が
行われるようになっている。

【００５４】一方、エンジンＥｇの停止時（アイドリン
グストップ時）には、電磁クラッチ６８の接続状態が解
除され、モータ・ジェネレータＭＧ及び圧縮機ＣＰが動
力伝達的にエンジンＥｇから遮断されるとともに、モー
タ・ジェネレータＭＧがバッテリ５０からの給電によっ
て回転して圧縮機ＣＰが駆動されるようになっている。

【００５５】また、エンジンＥｇの始動時には、容量制
御装置３６によって圧縮機ＣＰの吐出容量が所定値以下
となるように制御され、モータ・ジェネレータＭＧが一
旦停止された後、電磁クラッチ６８が接続状態とされ
て、エンジンＥｇがモータ・ジェネレータＭＧによって
始動される。

【００５６】なお、本実施形態では、プーリ６１，６
２，６３、ベルト６４、回転軸６６及び電磁クラッチ６
８によって動力伝達機構が構成されている。本実施形態
では、第１の実施形態の（１）〜（４）の効果の他に、
以下のような効果を得ることができる。

【００５７】（６） モータ・ジェネレータＭＧと圧縮
機ＣＰとを別ユニットで構成した。これによれば、モー
タ・ジェネレータＭＧと圧縮機ＣＰとを一体的なユニッ
トとして構成した場合に比較して、各ユニット（ＭＧ，
ＣＰ）の大きさを小さくすることができ、狭いスペース
に分配することが可能になるなど、配置の自由度が増
す。

【００５８】実施の形態は前記に限定されるものではな
く、例えば、以下の様態としてもよい。 ○ 上記各実施形態では、圧縮機ＣＰがエンジンＥｇ及
びモータ・ジェネレータＭＧによって駆動され得る構成
としたが、モータのみによって駆動される構成としても
よい。この場合、例えば、図３に示すような構成とす
る。この構成では、圧縮機ＣＰとモータ７１とは動力伝
達的に常時連結されている。さらに、モータ７１とエン
ジンＥｇとは、電磁クラッチ７３によって動力伝達的に
断接可能に連結されている。また、エンジンＥｇには、
該エンジンＥｇからの回転動力を受けることによって、
バッテリ５０に充電するための電力を発生可能なオルタ
ネータ７４が動力伝達的に常時連結されている。オルタ
ネータ７４によってバッテリ５０に充電された電力は、
モータ制御装置７５（インバータ７５ａ）を介してモー
タ７１に供給されるようになっている。モータ７１は、
この給電により得られた回転力によって、圧縮機ＣＰを
駆動したりエンジンＥｇを始動したりすることができる
ようになっている。なお、モータ７１によって圧縮機Ｃ
Ｐを駆動する際には、外部からの給電制御により電磁ク
ラッチ７３が切断状態とされ、モータ７１とエンジンＥ
ｇとの間の動力伝達は許容されないようになっている。
一方、エンジンＥｇの始動時には、圧縮機ＣＰの吐出容
量が所定値以下となった状態で、電磁クラッチ７３が接
続状態とされて、エンジンＥｇがモータ７１によって始
動されるようになっている。なお、モータ制御装置７５
は、エンジンＥｇの稼働状態に拘わらず、車室の冷房が
必要とされると、バッテリ５０から取り出した直流電力
を、インバータ７５ａにより交流に変換してモータ７１
に供給することで、同モータ７１を回転させて圧縮機Ｃ
Ｐを駆動する。この構成においても、モータ７１と圧縮
機ＣＰとを断接可能に連結する機構（例えば、電磁クラ
ッチ）の省略による車両空調システムの構造の簡略化及
び小型化が可能である。また、エンジン始動時における
モータ７１への負荷の低減により、モータ７１のエンジ
ンスタータとしての使用時に、圧縮機ＣＰが、所定の吐
出容量よりも大きい状態で駆動される構成に比較して、
モータ７１の容量を低減することが容易になる。さら
に、モータ７１に掛かる負荷が小さくなれば、バッテリ
５０の寿命の延長が可能になるとともに、アイドリング
ストップなどのエンジンＥｇの停止中にモータ７１が電
力不足により停止するなどの事態が起きにくくなる。

【００５９】○ 前記両実施形態では、圧縮機ＣＰの吐
出容量が所定容量以下に低下されるべく制御された後に
エンジンＥｇがモータ・ジェネレータＭＧによって始動
されるようになっている。しかし、前記吐出容量制御
は、エンジンＥｇの始動時以外のときに行われるもので
あってもよい。例えば、エンジンＥｇの停止直前に、該
エンジンＥｇまたはモータ・ジェネレータＭＧによって
圧縮機ＣＰを駆動した状態で吐出容量を低下させるよう
にしてもよい。また、エンジンＥｇの停止後に、モータ
・ジェネレータＭＧによって圧縮機ＣＰを駆動した状態
で吐出容量を低下させるようにしてもよい。これによれ
ば、このエンジンＥｇの停止後（且つ前記吐出容量の所
定容量以下への低下後）の該エンジンＥｇの始動時に
は、圧縮機ＣＰの容量が所定容量以下に低下された状態
で該圧縮機ＣＰがモータ・ジェネレータＭＧによって駆
動されるようになる。

【００６０】○ 圧縮機ＣＰの吐出容量は、スタータ信
号（モータ・ジェネレータＭＧによってエンジンＥｇを
始動させるための信号）と同期して制御されなくてもよ
い。例えば、エンジンＥｇを停止する際にエンジンスト
ップ信号が発せられるように構成し、このエンジンスト
ップ信号に同期して前記吐出容量を制御するようにして
もよい。例えば、エンジンＥｇの停止直前に、該エンジ
ンＥｇまたはモータ・ジェネレータＭＧによって圧縮機
ＣＰを駆動した状態で吐出容量を低下させるようにして
もよい。また、エンジンＥｇの停止後に、モータ・ジェ
ネレータＭＧによって圧縮機ＣＰを駆動した状態で吐出
容量を低下させるようにしてもよい。

【００６１】○ 圧縮機ＣＰが停止した状態でモータ・
ジェネレータＭＧによってエンジンＥｇを始動する際に
は、該圧縮機ＣＰの吐出容量制御のための、容量制御弁
２９の駆動と、回転軸６の駆動とは、どちらが先に開始
されてもよい。同時に開始されてもよい。

【００６２】○ モータ・ジェネレータＭＧによってエ
ンジンＥｇを始動する際には、圧縮機ＣＰの吐出容量が
最小容量になるように制御される必要はない。モータ・
ジェネレータＭＧの容量や、バッテリ５０の容量や寿命
などから許容される範囲内でのモータ・ジェネレータＭ
Ｇへの負荷に対応した前記吐出容量であれば、最小容量
よりも大きな容量であってもよい。

【００６３】○ 前記両実施形態では、エンジンＥｇの
始動時においてモータ・ジェネレータＭＧの停止時に電
磁クラッチ５７（または６８）を接続状態にするように
したが、モータ・ジェネレータＭＧを一旦停止させず、
回転中に接続状態にするようにしてもよい。この場合、
モータ・ジェネレータＭＧの脱調などが発生しないよう
に、電磁クラッチ５７（または６８）が接続される際
に、モータ・ジェネレータＭＧへの負荷が急激に増加し
ないようにすればよい。

【００６４】○ ピストン２０の往復動によって冷媒の
圧縮を行う容量可変型斜板式圧縮機ＣＰに代えて、特開
平１１−３２４９３０号公報に開示されているような容
量可変スクロール型圧縮機等の回転型圧縮機を採用して
もよい。

【００６５】○ 斜板１２（カムプレート）が回転軸６
と一体回転する容量可変型斜板式圧縮機ＣＰに代えて、
カムプレートが回転軸に対して相対回転可能に支持され
て揺動するタイプ、例えば、揺動（ワッブル）式圧縮機
を採用してもよい。

【００６６】○ 上記第１の実施形態においては、圧縮
機ＣＰがモータ・ジェネレータＭＧよりも動力伝達経路
の下流側でエンジンＥｇに作動連結されていた。しか
し、これに限定されるものではなく、圧縮機ＣＰが、モ
ータ・ジェネレータＭＧよりも動力伝達経路の上流側で
エンジンＥｇに作動連結される構成であってもよい。つ
まり、例えば、上記第１実施形態において圧縮機ＣＰと
モータ・ジェネレータＭＧの直列前後関係を反転させて
もよい。

【００６７】○ モータ・ジェネレータＭＧには、圧縮
機ＣＰに加え、これ以外の回転機械が作動連結されてい
てもよい。例えば、ブレーキアシスト装置用の油圧ポン
プや、パワーステアリング装置用の油圧ポンプや、エア
サスペンション装置用のエアポンプや、冷却液の循環に
よりエンジンＥｇやモータ・ジェネレータＭＧやバッテ
リ５０などの冷却を行うための冷却装置の冷却液循環用
のポンプ等、外部からの回転入力により作動する機械で
あれば何が作動連結されていてもよい。モータ・ジェネ
レータＭＧに、圧縮機ＣＰに加え、これ以外の回転機械
が作動連結されている場合に、圧縮機ＣＰの駆動が不要
とされるとともにこれ以外の回転機械の駆動が必要とさ
れるときには、圧縮機ＣＰの容量が所定容量以下に低下
された状態で該圧縮機ＣＰ以外の回転機械が駆動される
ようにすればなおよい。

【００６８】次に、前記実施形態から把握できる請求項
に記載した発明以外の技術的思想について以下に記載す
る。 （１） 前記圧縮機が前記モータのみによって駆動され
る構成とされた請求項１〜４のいずれか一項に記載の車
両用空調システム。

【００６９】（２） 前記圧縮機と前記モータとが一体
的に構成されている請求項１〜４及び技術的思想（１）
のいずれか一項に記載の車両用空調システム。 （３） 前記圧縮機と前記モータとが別体に構成されて
いる請求項１〜４及び技術的思想（１）のいずれか一項
に記載の車両用空調システム。

【００７０】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜４に記
載の発明によれば、車両用空調システムにおいて、構造
を簡単にすることができるとともに小型化が可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態の車両用空調システムの概要を
示す断面図。

【図２】第２の実施形態の車両用空調システムの概要を
示す構成図。

【図３】別例の車両用空調システムの概要を示す構成
図。

【符号の説明】

５…制御室としてのクランク室、２９…容量制御弁、５
０…バッテリ、ＣＰ…圧縮機としての容量可変型斜板式
圧縮機、Ｅｇ…エンジン、ＭＧ…モータ（エンジンスタ
ータ）としてのモータ・ジェネレータ、ＰＴ…動力伝達
機構。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の走行のための駆動力を発生可能な
   エンジンと、バッテリからの給電によって駆動可能なモ
   ータを利用して駆動可能な圧縮機とを備えた車両用空調
   システムであって、 前記モータが前記エンジンを始動させるエンジンスター
   タとして機能するように構成されるとともに、前記モー
   タの前記エンジンスタータとしての使用時には、前記圧
   縮機が、所定の吐出容量以下となった状態で駆動される
   ように構成された車両用空調システム。
2. 【請求項２】 前記圧縮機の吐出容量が所定容量以下に
   低下されるべく制御された後に、前記エンジンが前記モ
   ータによって始動されるように構成された請求項１に記
   載の車両用空調システム。
3. 【請求項３】 前記圧縮機には、該圧縮機の吐出容量を
   変更するために外部からの制御に基づいて該圧縮機の制
   御室の圧力を変更可能な容量制御弁が備えられ、該圧縮
   機の吐出容量は、前記モータによって前記エンジンを始
   動させるためのスタータ信号と同期して駆動された前記
   容量制御弁によって所定容量以下に低下される請求項２
   に記載の車両用空調システム。
4. 【請求項４】 前記モータ及び前記圧縮機が動力伝達機
   構を介して前記エンジンに作動連結され、前記圧縮機
   が、前記エンジンの稼動時には同エンジンからの動力伝
   達によって駆動され、前記エンジンの停止時には前記モ
   ータによって駆動される請求項１〜３のいずれか一項に
   記載の車両用空調システム。