JP2003335126A - 車両用空気調和機 - Google Patents

車両用空気調和機

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JP2003335126A
JP2003335126A JP2002142234A JP2002142234A JP2003335126A JP 2003335126 A JP2003335126 A JP 2003335126A JP 2002142234 A JP2002142234 A JP 2002142234A JP 2002142234 A JP2002142234 A JP 2002142234A JP 2003335126 A JP2003335126 A JP 2003335126A
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compressor
engine
electric motor
air conditioner
vehicle
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Masaru Kuribayashi
勝 栗林
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Mitsubishi Electric Corp
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/3222—Cooling devices using compression characterised by the compressor driving arrangements, e.g. clutches, transmissions or multiple drives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/3205—Control means therefor
    • B60H1/3208—Vehicle drive related control of the compressor drive means, e.g. for fuel saving purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H2001/3286—Constructional features
    • B60H2001/3294—Compressor drive is hybrid

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの停止中に空気調和機能を無理なく
遂行できる車両用空気調和機を得る。 【解決手段】 車両を駆動するエンジン１と連結されエ
ンジン１の運転中はエンジン１の駆動力によって運転さ
れる圧縮機１１を備えた車両用空気調和機において、エ
ンジン１の停止に応動してエンジン１と圧縮機１１の連
結を解除するとともに、エンジン１の停止に応動して圧
縮機１１を駆動する電動機１４を圧縮機１１に連結し、
エンジン１の停止中には、圧縮機１１は電動機１４によ
って運転されるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、車両用空気調和
機、特に、エンジンによって運転され、エンジンの停止
中は電動機によって運転される圧縮機を備えた車両用空
気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車の燃費向上要求からアイド
ルストップの機能を有する自動車が生産されているが、
アイドルストップ期間中はエンジンによって駆動される
補機類も停止することから、例えばエアコンの圧縮機も
停止し、夏季におけるアイドルストップには、快適性の
面からその商品価値に問題があった。エアコン運転中に
はアイドルストップしないなどの方策がとられる例もあ
るが、これでは燃費向上を達成するという本来の目的が
達成できない。
【０００３】その他、図６に示すように、クランクプー
リ１９とクランクシャフトを電磁クラッチ２０にて切り
離し、エンジン１の始動または発電を行うモータージェ
ネレータ３をアイドルストップ期間中インバータ２１に
よりモータとして運転し、ベルト２にかかる補機類を駆
動させて空調用圧縮機１１を駆動させる方策をとった例
もある。しかしながら、これでは車両用空調圧縮機１１
を駆動させるためだけに、他の補機類も駆動させる必要
があり、不要な損失が大きかった。また、連続で運転し
た後のモータージェネレータ３を車両停車中にも連続で
駆動させるため、モータージェネレータ３の熱に対する
設計容量を十分確保するために、サイズが大きくなると
いう問題があった。
【０００４】更に他の従来例では、車両用圧縮機をエン
ジンに連結させず、電動機のみによって駆動させる方策
が検討されているが、この従来例では車両用空調圧縮機
を制御するためにインバータユニットが別に必要であっ
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来技術
では、エンジンの停止中に車両用空気調和機を無理なく
動作させるための適切な方策は見当たらなかった。
【０００６】この発明は、エンジンの停止中に空気調和
機能を無理なく遂行できる車両用空気調和機を得ようと
するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第１の発明に係る車両用
空気調和機では、車両を駆動するエンジンと連結され前
記エンジンの運転中は前記エンジンの駆動力によって運
転される圧縮機を備えた車両用空気調和機において、前
記エンジンの停止に応動して前記エンジンと前記圧縮機
の連結を解除するとともに、前記エンジンの停止に応動
して前記圧縮機を駆動する電動機を前記圧縮機に連結
し、前記エンジンの停止中には、前記圧縮機は前記電動
機によって運転されるようにしたものである。
【０００８】第２の発明に係る車両用空気調和機では、
第１の発明において、直流電源からインバータを介して
電力供給を受け前記エンジンの始動を行うとともに、前
記エンジンの運転中は前記エンジンにより駆動されて発
電機能を行うモータジェネレータを備え、前記圧縮機を
駆動する前記電動機は、前記エンジンの停止に応動して
前記インバータに接続され、前記インバータを介して電
力供給を受けるようにしたものである。
【０００９】第３の発明に係る車両用空気調和機では、
第１または第２の発明において、前記電動機は、速度制
御手段により回転速度を制御され、前記エンジンの停止
中に前記速度制御手段により制御される所定の回転速度
で前記圧縮機を駆動するようにしたものである。
【００１０】第４の発明に係る車両用空気調和機では、
第１ないし第３の発明において、前記圧縮機とそれを駆
動する前記電動機とを連結する一方向クラッチを設け、
前記一方向クラッチは、前記電動機による前記圧縮機の
駆動時に前記圧縮機と電動機との連結を保持し、前記エ
ンジンによる前記圧縮機の駆動時に前記圧縮機と電動機
との連結を解放するようにしたものである。
【００１１】第５の発明に係る車両用空気調和機では、
第１ないし第３の発明において、前記圧縮機とそれを駆
動する前記電動機とを電磁クラッチと減速機構を介して
連結し、前記圧縮機は、前記エンジンの停止中に前記電
動機により前記電磁クラッチと減速機構を介して駆動さ
れるようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】実施の形態１．この発明による実
施の形態１を図について説明する。図１は実施の形態１
における車両用空気調和機の構成を示すブロック図であ
る。
【００１３】図において、１はエンジン、２はベルト、
１０はプーリ、１１は圧縮機本体、１２は第１の電磁ク
ラッチ、１３は第２の電磁クラッチ、１４は圧縮機駆動
用の電動機、１５は直流電源により付勢されるインバー
タユニットである。
【００１４】ここで、車両用空調圧縮機１１はベルト２
を介してエンジン１に連結され、エンジン運転期間中は
エンジン１の駆動力によって運転される。ベルト２がか
かるプーリ１０と圧縮機本体１１の間は第１の電磁クラ
ッチ１２により連結／切り離しが可能になっており、空
調機能が不要な状態では圧縮機１１はプーリ１０から切
り離すことができる。この車両用空調圧縮機１１の別端
には、第２の電磁クラッチ１３によって連結／切り離し
可能になっており、これには圧縮機１１を駆動するため
の電動機１４が連結される。前記電動機１４は、車両の
アイドルストップ期間中に、この車両用空調圧縮機１１
を駆動させるもので、電動機用インバータユニット１５
によって制御される。
【００１５】動作の説明としては、エンジン１が運転さ
れている期間中に空調機能を動作させる場合において
は、車両用空調圧縮機１１の第１の電磁クラッチ１２を
ＯＮして車両用空調圧縮機１１とそのプーリ１０を連結
し、エンジン１からの駆動力をベルト２を介して受ける
ことにより圧縮機１１によって空調冷媒を圧縮する。ア
イドルストップ期間中での空調機能の動作は、第１の電
磁クラッチ１２をＯＦＦし、第２の電磁クラッチ１３を
ＯＮすることによって、車両用空調圧縮機１１を電動機
１４とを連結し、電動機用インバータユニット１５を動
作させることにより、電動機１４を制御して、車両用空
調圧縮機１１を運転させる。
【００１６】この発明による実施の形態１によれば、車
両を駆動するエンジン１と連結され前記エンジン１の運
転中は前記エンジン１の駆動力によって運転される圧縮
機１１を備えた車両用空気調和機において、前記エンジ
ン１の停止に応動して前記エンジン１と前記圧縮機１１
の連結を解除するとともに、前記エンジン１の停止に応
動して前記圧縮機１１を駆動する電動機１４を前記圧縮
機１１に連結し、前記エンジン１の停止中には、前記圧
縮機１１は前記電動機１４によって運転されるようにし
たので、エンジンの停止中に圧縮機と連結され圧縮機を
駆動する電動機を用いた適切な構成により、エンジンの
停止中に空気調和機能を無理なく遂行できる車両用空気
調和機を得ることができる。
【００１７】実施の形態２．この発明による実施の形態
２を図２について説明する。図２は実施の形態２におけ
る車両用空気調和機の構成を示すブロック図である。
【００１８】図において、１はエンジン、２はベルト、
３はモータジェネレータ、４は直流電源により付勢され
るインバータユニット、５は開閉切替器、１０はプー
リ、１１は圧縮機本体、１２は第１の電磁クラッチ、１
３は第２の電磁クラッチ、１４は圧縮機駆動用の電動機
である。
【００１９】ここで示す構成は、アイドルストップ機能
を有する車両において、エンジン１を始動し、また、エ
ンジン運転期間中においては発電機能を有するモーター
ジェネレータ３を装備する車両において、車両用空調圧
縮機１１が、モータージェネレータ３を制御するモータ
ージェネレータ用インバータユニット４によって制御さ
れることを特徴とするものである。
【００２０】図２において、モータージェネレータ３と
エンジン１とは、ベルト２を介して連結されており、エ
ンジン始動時にはモータとして駆動し、エンジン運転時
には発電する機能を有する。これを制御するモータージ
ェネレータ用インバータユニット４と連結されている。
車両用空調圧縮機１１と実施例１と同様な連結と機能を
有する電動機１４は、前記モータージェネレータ用イン
バータユニット４に開閉切替器５を介して連結される。
【００２１】動作の説明としては、エンジン１の始動
時、発電運転時には、モータージェネレータ用インバー
タユニット４はモータージェネレータ３を制御するため
に運転されるが、アイドルストップ期間中で且つ空調機
能運転状態においては、開閉切替器５が動作し、モータ
ージェネレータ用インバータユニット４が電動機１４を
制御する。
【００２２】上記のごとくアイドルストップ期間中休止
しているモータージェネレータ用インバータユニット４
を車両用空調圧縮機１１を駆動する電動機１４を制御す
るインバータとして利用することにより、専用のインバ
ータユニットが不要となり、大幅なコスト低減を実現で
きた。
【００２３】この実施の形態２でのモータージェネレー
タはベルト駆動式のものを引用したが、クランクシャフ
トに直結されるタイプのモータージェネレータであって
も同様の効果を得ることができる。
【００２４】この発明による実施の形態２によれば、車
両を駆動するエンジン１と連結され前記エンジン１の運
転中は前記エンジン１の駆動力によって運転される圧縮
機１１を備えた車両用空気調和機において、前記エンジ
ン１の停止に応動して前記エンジン１と前記圧縮機１１
の連結を解除するとともに、前記エンジン１の停止に応
動して前記圧縮機１１を駆動する電動機１４を前記圧縮
機１１に連結し、前記エンジン１の停止中には、前記圧
縮機１１は前記電動機１４によって運転されるようにし
たものであって、直流電源からインバータ４を介して電
力供給を受け前記エンジン１の始動を行うとともに、前
記エンジンの運転中は前記エンジン１により駆動されて
発電機能を行うモータジェネレータ３を備え、前記圧縮
機１１を駆動する前記電動機１４は、前記エンジン１の
停止に応動して前記インバータ４に接続され、前記イン
バータ４を介して電力供給を受けるようにしたので、モ
ータジェネレータ用のインバータを用いた適切な構成に
より、エンジンの停止中に空気調和機能を無理なく遂行
できる車両用空気調和機を得ることができる。
【００２５】実施の形態３．この発明による実施の形態
３を図３について説明する。図３は実施の形態３におけ
る車両用空気調和機の構成を示すブロック図である。
【００２６】図において、１はエンジン、２はベルト、
１０はプーリ、１１は圧縮機本体、１２は第１の電磁ク
ラッチ、１３は第２の電磁クラッチ、１４は圧縮機駆動
用の電動機、１５は直流電源により付勢されるインバー
タユニット、１６は速度制御手段である。
【００２７】ここで、車両用空調圧縮機１１を駆動する
電動機１４には、その回転子（図示せず）の磁極位置を
検出する位置センサーが内蔵されており、その信号を制
御に利用している。この位置センサーからの信号を用い
て電動機１４の回転子速度を演算し、速度制御手段１６
により、それをフィードバック制御することによって、
圧縮機１１を駆動する電動機１４を望ましい最適な回転
速度にて制御することができる。
【００２８】この発明による実施の形態３によれば、車
両を駆動するエンジン１と連結され前記エンジン１の運
転中は前記エンジン１の駆動力によって運転される圧縮
機１１を備えた車両用空気調和機において、前記エンジ
ン１の停止に応動して前記エンジン１と前記圧縮機１１
の連結を解除するとともに、前記エンジン１の停止に応
動して前記圧縮機１１を駆動する電動機１４を前記圧縮
機１１に連結し、前記エンジン１の停止中には、前記圧
縮機１１は前記電動機１４によって運転されるようにし
たものであって、前記電動機１４は、速度制御手段１６
により回転速度を制御され、前記エンジン１の停止中に
前記速度制御手段１６により制御される所定の回転速度
で前記圧縮機１１を駆動するようにしたので、所定の回
転速度で圧縮機を駆動する電動機を備えた適切な構成に
より、エンジンの停止中に空気調和機能を無理なく遂行
できる車両用空気調和機を得ることができる。
【００２９】実施の形態４．この発明による実施の形態
４を図４について説明する。図４は実施の形態４におけ
る車両用空気調和機の構成を示すブロック図である。
【００３０】図において、１はエンジン、２はベルト、
１０はプーリ、１１は圧縮機本体、１２は電磁クラッ
チ、１４は圧縮機駆動用の電動機、１５は直流電源によ
り付勢されるインバータユニット、１７は一方向クラッ
チである。
【００３１】前記車両用空調圧縮機１１とそれを駆動す
る電動機１４との連結は、一方向クラッチ１７により連
結されており、車両用空調圧縮機１１がエンジン１から
駆動される場合においては、一方向クラッチ１７は切り
離し状態となるよう設計されている。電動機１４によっ
て車両用空調圧縮機１１を駆動する場合においては、一
方向クラッチ１７が繋がり、アイドルストップ期間中で
の空調運転が可能となる。
【００３２】これにより、アイドルストップ期間中には
電磁クラッチを用いないので、電力消費量が低減でき、
コストも低減できた。
【００３３】この発明による実施の形態４によれば、車
両を駆動するエンジン１と連結され前記エンジン１の運
転中は前記エンジン１の駆動力によって運転される圧縮
機１１を備えた車両用空気調和機において、前記エンジ
ン１の停止に応動して前記エンジン１と前記圧縮機１１
の連結を解除するとともに、前記エンジン１の停止に応
動して前記圧縮機１１を駆動する電動機１４を前記圧縮
機１１に連結し、前記エンジンの停止中には、前記圧縮
機１１は前記電動機１４によって運転されるようにした
ものであって、前記圧縮機１１とそれを駆動する前記電
動機１４とを連結する一方向クラッチ１７を設け、前記
一方向クラッチ１７は、前記電動機１４による前記圧縮
機１１の駆動時に前記圧縮機１１と電動機１４との連結
を保持し、前記エンジン１による前記圧縮機１１の駆動
時に前記圧縮機１１と電動機１４との連結を解放するよ
うにしたので、一方向クラッチを用いた電力消費量およ
びコストを低減できる適切な構成により、エンジンの停
止中に空気調和機能を無理なく遂行できる車両用空気調
和機を得ることができる。
【００３４】実施の形態５．この発明による実施の形態
５を図５について説明する。図５は実施の形態５におけ
る車両用空気調和機の構成を示すブロック図である。
【００３５】図において、１はエンジン、２はベルト、
１０はプーリ、１１は圧縮機本体、１２は第１の電磁ク
ラッチ、１３は第２の電磁クラッチ、１４は圧縮機駆動
用の電動機、１８は減速機構である。
【００３６】前記車両用空調圧縮機１１とそれを駆動す
る電動機１４との連結は、第２の電磁クラッチ１３と減
速機構１７とを介して連結されており、車両用空調圧縮
機１１がエンジン（図示せず）から駆動される場合にお
いては、第２の電磁クラッチ１３が切り離される。この
減速機構１７は電動機１４からの入力回転速度が減速さ
れるよう設計されている。電動機１４によって車両用空
調圧縮機１１を駆動する場合においては、第２の電磁ク
ラッチ１３が繋がり且つ電動機１４の駆動力は減速機構
１７を介して伝達されることから、電動機１４は小型化
でき、搭載性向上とコスト低減が実現できた。
【００３７】この発明による実施の形態５によれば、車
両を駆動するエンジン１と連結され前記エンジン１の運
転中は前記エンジン１の駆動力によって運転される圧縮
機１１を備えた車両用空気調和機において、前記エンジ
ン１の停止に応動して前記エンジン１と前記圧縮機１１
の連結を解除するとともに、前記エンジン１の停止に応
動して前記圧縮機１１を駆動する電動機１４を前記圧縮
機１１に連結し、前記エンジン１の停止中には、前記圧
縮機１１は前記電動機１４によって運転されるようにし
たものであって、前記圧縮機１１とそれを駆動する前記
電動機１４とを電磁クラッチ１３と減速機構１８を介し
て連結し、前記圧縮機１１は、前記エンジン１の停止中
に前記電動機１４により前記電磁クラッチ１３と減速機
構１８を介して駆動されるようにしたので、電磁クラッ
チと減速機構を用いることによって圧縮機を駆動する電
動機を小型化できる適切な構成により、エンジンの停止
中に空気調和機能を無理なく遂行できる車両用空気調和
機を得ることができる。
【００３８】
【発明の効果】第１の発明によれば、エンジンの停止中
に圧縮機と連結され圧縮機を駆動する電動機を用いた適
切な構成により、エンジンの停止中に空気調和機能を無
理なく遂行できる車両用空気調和機を得ることができ
る。
【００３９】第２の発明によれば、モータジェネレータ
用のインバータを用いた適切な構成により、エンジンの
停止中に空気調和機能を無理なく遂行できる車両用空気
調和機を得ることができる。
【００４０】第３の発明によれば、所定の回転速度で圧
縮機を駆動する電動機を備えた適切な構成により、エン
ジンの停止中に空気調和機能を無理なく遂行できる車両
用空気調和機を得ることができる。
【００４１】第４の発明によれば、一方向クラッチを用
いることによって電力消費量およびコストを低減できる
適切な構成により、エンジンの停止中に空気調和機能を
無理なく遂行できる車両用空気調和機を得ることができ
る。
【００４２】第５の発明によれば、電磁クラッチと減速
機構とを用いることによって圧縮機を駆動する電動機を
小型化できる適切な構成により、エンジンの停止中に空
気調和機能を無理なく遂行できる車両用空気調和機を得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明による実施の形態１における車両用
空気調和機の構成を示すブロック図である。
【図２】 この発明による実施の形態２における車両用
空気調和機の構成を示すブロック図である。
【図３】 この発明による実施の形態３における車両用
空気調和機の構成を示すブロック図である。
【図４】 この発明による実施の形態４における車両用
空気調和機の構成を示すブロック図である。
【図５】 この発明による実施の形態５における車両用
空気調和機の構成を示すブロック図である。
【図６】 従来技術による車両用空気調和機の構成例を
示すブロック図である。
【符号の説明】
１ エンジン、２ ベルト、３ モータジェネレータ、
４ インバータユニット、５ 開閉切替器、１０ プー
リ、１１ 圧縮機本体、１２ 第１の電磁クラッチ、１
３ 第２の電磁クラッチ、１４ 圧縮機駆動用の電動
機、１５ インバータユニット、１６ 速度制御手段、
１７ 一方向クラッチ、１８ 減速機構、１９ クラン
クプーリ、２０ クラッチ、２１ インバータユニッ
ト。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両を駆動するエンジンと連結され前記
    エンジンの運転中は前記エンジンの駆動力によって運転
    される圧縮機を備えた車両用空気調和機において、前記
    エンジンの停止に応動して前記エンジンと前記圧縮機の
    連結を解除するとともに、前記エンジンの停止に応動し
    て前記圧縮機を駆動する電動機を前記圧縮機に連結し、
    前記エンジンの停止中には、前記圧縮機は前記電動機に
    よって運転されることを特徴とする車両用空気調和機。
  2. 【請求項２】 直流電源からインバータを介して電力供
    給を受け前記エンジンの始動を行うとともに、前記エン
    ジンの運転中は前記エンジンにより駆動されて発電機能
    を行うモータジェネレータを備え、前記圧縮機を駆動す
    る前記電動機は、前記エンジンの停止に応動して前記イ
    ンバータに接続され、前記インバータを介して電力供給
    を受けることを特徴とする請求項１に記載の車両用空気
    調和機。
  3. 【請求項３】 前記電動機は、速度制御手段により回転
    速度を制御され、前記エンジンの停止中に前記速度制御
    手段により制御される所定の回転速度で前記圧縮機を駆
    動することを特徴とする請求項１または請求項２に記載
    の車両用空気調和機。
  4. 【請求項４】 前記圧縮機とそれを駆動する前記電動機
    とを連結する一方向クラッチを設け、前記一方向クラッ
    チは、前記電動機による前記圧縮機の駆動時に前記圧縮
    機と電動機との連結を保持し、前記エンジンによる前記
    圧縮機の駆動時に前記圧縮機と電動機との連結を解放す
    るようにしたことを特徴とする請求項１ないし請求項３
    のいずれかに記載の車両用空気調和機。
  5. 【請求項５】 前記圧縮機とそれを駆動する前記電動機
    とを電磁クラッチと減速機構を介して連結し、前記圧縮
    機は、前記エンジンの停止中に前記電動機により前記電
    磁クラッチと減速機構を介して駆動されることを特徴と
    する請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の車両用
    空気調和機。
JP2002142234A 2002-05-17 2002-05-17 車両用空気調和機 Pending JP2003335126A (ja)

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JP2002142234A JP2003335126A (ja) 2002-05-17 2002-05-17 車両用空気調和機
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