JP2004066956A - 自動車用補機駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エンジン1に連結されるエンジン連結軸421、発電電動機440及びエアコン用コンプレッサ450に連結される発電電動機連結軸422、及び、ロック機構460に連結される拘束軸423をもつ遊星ギヤ機構420を設け、エンジン連結軸421と拘束軸423との間にクラッチ430を介設する。これにより、ロック機構460を拘束し、クラッチ430を解放して発電電動機440によりエンジン1を始動し、ロック機構460及びクラッチ430を解放して発電電動機440により電動エアコン450を駆動することができ、ロック機構460を解放し、クラッチ430を結合してエンジン1により発電電動機440及びエアコン用コンプレッサ450を駆動することができる。
【選択図】図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用補機駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
自動車の燃費改善技術として、アイドル時のエンジン停止による燃費向上を狙ったアイドル停止機能をもったアイドルストップ車が提案されている。
【0003】
けれども、このアイドルストップ車では、エアコン作動要求時にエンジン駆動のエアコン用コンプレッサを運転するためにアイドルストップ機能をキャンセルするので、アイドルストップ効果による燃費改善効果が発揮できないという問題があった。
【0004】
この問題を解決するものとして、コンプレッサにモータを一体化し、エンジンの運転中はエンジンでコンプレッサを駆動し、エンジンが停止しているときは、エンジンとコンプレッサとの結合を離し、モータでコンプレッサを駆動するいわゆるハイブリッドコンプレッサが提案されている(特開2000ー229516号公報)。しかしながら、この公報技術では、オルタネータを含めて3台の回転電機及び場合によっては2台のインバータが必要となり、装置構成があまりに複雑であった。
【0005】
この問題を解消するものとして、USP5896750は、発電電動機とコンプレッサとをワンウエイクラッチを介してエンジンにベルト連結する構成を提案している。しかし、この公報技術では、エンジンのクランクプーリにワンウエイクラッチを装備するために、エンジン長が増大してしまい、FF車への搭載が難しいという問題があった。
【0006】
この認識に基づいて、本発明者らは、エンジンから第1軸(キャリヤ)に入力されるトルクを、第2軸(リングギヤ)に連結される発電電動機と第3軸(サンギヤ)に連結されるコンプレッサに分配する遊星ギヤ機構を採用し、第2軸と第1軸又は第3軸のいずれかとの間にクラッチを設け、ロック機構により第3軸を拘束可能とする装置を先に出願した(特願2001−111054)。
【0007】
しかし、この遊星ギヤ機構型自動車用補機駆動装置では、遊星ギヤ機構の歯数比の制約により、エンジン始動時における発電電動機からエンジンへの大減速比を大きくすることが困難であり、その結果、大排気量エンジンの始動が容易でないという問題が生じるうえ、エンジン、発電電動機及びエアコン用コンプレッサを遊星ギヤ機構の三軸に個別に連結せねばならないために機器の配置、位置取りが複雑となり、系全体の必要スペースが大きくなり、エンジンルーム内で他の機器との収まりが容易ではないという問題があることがわかった。
【0008】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、車両搭載性、装置構成の簡素化、経済性に優れる自動車用補機駆動装置を提供することをその目的としている。
【0009】
【発明が解決するための手段】
請求項1記載の自動車用補機駆動装置は、アイドルストップを行うエンジンと、発電動作及び電動動作を行う発電電動機と、前記アイドルストップ時にも駆動されるエアコン用コンプレッサを含む補機との間を連結するとともに、前記エンジン作動時に前記エンジンにより、前記アイドルストップ時に前記発電電動機により、前記補機を駆動する自動車用補機駆動装置において、
前記エンジンに連結されるエンジン連結軸、前記発電電動機及び前記エアコン用コンプレッサに連結される発電電動機連結軸、及び、拘束軸を有し、前記エンジン連結軸から入力される前記エンジンのトルクを前記発電電動機連結軸に伝達し、前記発電電動機連結軸から入力されるトルクを前記エンジン連結軸に伝達する遊星ギヤ機構からなる三軸式トルク伝達機構と、前記拘束軸を拘束するロック機構と、前記三軸式トルク伝達機構の前記拘束軸、エンジン連結軸及び発電電動機連結軸のうちのいずれか二つの軸間を離合可能に結合するクラッチとを備えることを特徴としている。
【0010】
本構成によれば、発電電動機によるアイドルストップ時のコンプレッサ駆動、発電電動機によるエンジン始動、エンジンによる発電電動機及びエアコン用コンプレッサ駆動の三つの動作を行うことができ、回転電機及びその駆動回路(インバータ)を単一構成とすることができ、構成を簡素化することができる。
【0011】
また、コンプレッサ及び発電電動機を三軸式トルク伝達機構の同じ軸に連結することができるので、拘束軸は、これらコンプレッサ及び発電電動機よりも格段に小さいロック機構のみを装備すればよいので、三軸式トルク伝達機構、クラッチ、ロック機構、発電電動機及びエアコン用コンプレッサからなる自動車用補機駆動装置の全体体格を小型化することができ、エンジンルーム内部における配置自由度を改善することができ、特に小型車における車両搭載性を向上することができる。
【0012】
なお、本発明において、エアコン用コンプレッサは、発電電動機に駆動可能に連結されるともに、発電電動機連結軸にトルク授受可能に連結され、かつ、発電電動機連結軸は発電電動機にトルク授受可能に連結される。好適には、発電電動機連結軸は、発電電動機の軸及びエアコン用コンプレッサの軸に直結されるが、発電電動機連結軸と発電電動機の軸(又はエアコン用コンプレッサの軸)との間、又は及びエアコン用コンプレッサの軸と発電電動機の軸との間にギヤ乃至タイミングベルトのごとき変速機構を介設することも可能である。
【0013】
更に、三軸式トルク伝達機構は遊星ギヤ機構により構成されているので、三軸式トルク伝達機構を簡素化、小型軽量化することができる。なお、この態様において、発電電動機連結軸、補機連結軸、拘束軸のセットと、サンギヤ、キャリア、リングギヤとのセットとの組み合わせは自由に設定することができる。
【0014】
請求項2記載の構成は請求項1記載の自動車用補機駆動装置において更に、前記エンジン連結軸は前記遊星ギヤ機構のキャリアに、前記発電電動機連結軸はサンギヤに、前記拘束軸はリングギヤに連結されるので、エンジン始動に際して発電電動機からエンジンへの減速比を大きくすることができ、大きなエンジン始動トルクを得ることができる。更に、サンギヤに発電電動機を容易に隣接配置することができるので、両者を結合する回転軸も短縮することができ、たとえば三軸式トルク伝達機構を発電電動機の軸方向一端に固定することができ、装置のコンパクト化が容易となる。
【0015】
請求項3記載の構成は請求項2記載の自動車用補機駆動装置において更に、前記クラッチは、前記エンジン連結軸と前記拘束軸との間に配置されることを特徴としている。このようにすれば、クラッチをリングギヤとキャリヤとの間に介在すればよいので、軸長を延長しない限りクラッチとの接触が困難なサンギヤにクラッチを接触させる必要がなく、クラッチを遊星ギヤ機構である三軸式トルク伝達機構に隣接配置することが容易となる。
【0016】
請求項4記載の構成は請求項1乃至3のいずれか記載の自動車用補機駆動装置において更に、クラッチをエンジン始動時及び電動エアコン時に解放し、エンジン運転時に接続し、ロック機構を前記エンジンの始動時にロックし、電動エアコン時及びエンジン運転時に解放するので、発電電動機によるエンジン始動動作と、アイドルストップ時の発電電動機によるエアコン用コンプレッサ駆動動作(電動エアコン動作)と、エンジンによる発電電動機及びエアコン用コンプレッサの駆動という3種類の動作を、一個のモータにより確実に実現することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な態様を図面を参照して以下に説明する。
【0018】
【実施例1】
この実施例の自動車用補機駆動装置のブロック図を図1に示す。
(構造)
1はアイドル時に停止制御される内燃機関(エンジン)、2はクランクプーリ、3は内燃機関1の動力をクランクプーリ2から外部へ伝達するベルトである。4は、発電電動機・補機系であり、詳細は後述する。5は三相のインバータで、直交双方向変換機能を有して、蓄電手段6と発電電動機・補機系4の発電電動機440との間の電力授受を仲介する。7は制御装置(制御手段)で、図示しない内燃機関制御装置やエアコン制御装置などからの情報に基づき、スタータモ−ドやオルタネータモ−ドあるいは電動コンプレッサモ−ドなどを決定し、インバータ5、発電電動機・補機系4のクラッチ430、ロック機構460を制御する。8は蓄電手段6により給電される電気負荷で詳細は省略する。
【0019】
発電電動機・補機系4の構成を以下に詳細説明する。
【0020】
410は入力プーリで、ベルト3によりエンジン1のクランクプーリ2に連結されている。420は本発明で言う三軸式トルク伝達機構を構成する遊星ギヤ機構であり、第1軸(エンジン連結軸)421と第2軸(発電電動機連結軸)422と第3軸(拘束軸)423とリングギヤ424とキャリア425とサンギヤ426とを有している。
【0021】
キャリア425は第1軸421に固定され、第1軸421は入力プーリ410に直結されている。サンギヤ426は第2軸422に固定され、第2軸422は発電電動機440の回転軸及びエアコン用コンプレッサ450の回転軸に直結されている。リングギヤ424は第3軸423に固定され、第3軸423は、第3軸423の回転を拘束するロック機構460に連結され、更にクラッチ430を通じて第1軸421に連結されている。
【0022】
周知のように、遊星ギヤ機構420において、サンギヤ426及びリングギヤ424はそれぞれ遊星ギヤに噛合し、遊星ギヤは自転自在にキャリア425に支承され、キャリア425は遊星ギヤがサンギヤ426の周囲を公転することにより回転する。遊星ギヤ機構420の構成自体は周知であるので詳細説明を省略する。
【0023】
なお、クラッチ430とロック機構460とを一体化したり、クラッチ430と遊星ギヤ機構420とを一体化したり、ロック機構460と遊星ギヤ機構420とを一体化したり、上記三者を一体化してもよい。更に、コンプレッサ450と発電電動機440と遊星ギヤ機構420とを一体化したりしてもよい。なお、従来より遊星ギヤ機構が一体化された回転電機は公知である。この遊星ギヤ機構一体型回転電機により遊星ギヤ機構420及び発電電動機440を構成し、更にそれにクラッチ430、ロック機構460及びコンプレッサ450を連結乃至一体化してもよい。
【0024】
この遊星ギヤ機構420、クラッチ430、ロック機構460からなるトルク伝達装置において、クラッチ430の離合(接離)により、遊星ギヤ機構420の第1軸421と第3軸423とを同一回転させるか、あるいは、互いに分離するかが選択される。クラッチ430としては公知の電磁式あるいは油圧式のものを採用することができる。
【0025】
発電電動機440としてこの実施例では同期機を採用するが、発電動作及び電動動作の選択が可能であれば他形式の回転電機を採用してもよい。コンプレッサ450は、公知の自動車エアコン用のコンプレッサでかまわず詳細は省略する。ロック機構460は、例えば公知のブレーキ機構などのたとえば円盤式又はドラム式のものなどが公知である。
(動作)
次に、この実施例の装置の作動を図2の動作モード図を参照して説明する。
【0026】
(エンジン始動モード(スタータモード))
車両が信号待ちにより停止し、アイドルストップにより内燃機関1が停止した場合などから内燃機関1を始動する場合、クラッチ430を切り離し、ロック機構460を拘束する。
【0027】
これにより、遊星ギヤ機構420の第3軸423及びリングギヤ424の回転が禁止され、発電電動機440の回転軸はサンギヤ426、遊星ギヤ、キャリア425、エンジン連結軸421を順次介して入力プーリ410と機械的に連結され、制御装置7がインバータ5を制御して発電電動機440を電動動作させることにより、始動トルクがエンジン(内燃機関)1に与えられる。キャリア425の回転数はサンギヤ426のそれよりも小さいので、発電電動機440の電動トルクは増倍されるため、エンジン1に大きな始動トルクを与えることができる。
【0028】
(アイドルストップ時のコンプレッサ駆動モード(電動エアコンモード))
内燃機関1の停止時にエアコンを作動するため発電電動機440によりコンプレッサ450を運転する場合には、クラッチ430を切り離し、ロック機構460を解放し、発電電動機440を電動動作させる。発電電動機440は直結されたエアコン用コンプレッサ450を駆動するが、この時、リングギヤ424が自由回転可能となっているため、発電電動機440のトルクはエンジン1に伝達されることはない。制御装置7は、コンプレッサ450の回転に必要なトルクを発生するようインバータ6を駆動して交流電力を発電電動機440に供給する。
【0029】
(通常モード)
エンジン1の始動が完了すれば、制御装置7がインバータ5を三相全波整流装置として駆動させて発電電動機440を発電動作させることにより、発電電動機440の発電電力がインバータ5で整流されて蓄電手段6に給電され、電気負荷8にも給電される。
【0030】
この時、クラッチ430は接続され、ロック機構460は解放されており、リングギヤ424はキャリア425の公転回転数により回転する。この時、発電電動機440とともにエアコン用コンプレッサ450も回転するが、エアコン用コンプレッサ450を可変容量コンプレッサとすることによりその負荷トルクを低減することができる。また、発電電動機440とエアコン用コンプレッサ450との間に介設した電磁クラッチを必要に応じて解放してもよい。
【0031】
これにより、エンジン1からキャリア425に入力される入力トルクは、キャリア425からサンギヤ426から発電電動機440及びエアコン用コンプレッサ450に伝達され、結局、発電とコンプレッサ駆動とが行われる。
【0032】
(変形態様)
上記実施例では、三軸式トルク伝達機構として遊星ギヤ機構420を用いたが、デファレンシャルギヤ機構としてもよい。また、遊星ギヤ機構420をラビオリン型の遊星ギヤ機構としてもよい。また、遊星ギヤ機構の代わりに遊星ローラ機構を採用することもできる。
【0033】
更に、上記実施例では、クラッチ430により遊星ギヤ機構420の第1軸と第3軸423とを離合させる構成としたが、第1軸421と第2軸422とを離合させる構成としてもよく、第2軸422と第3軸423とを離合させる構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の自動車用補機駆動装置のブロック図である。
【図2】図1の自動車用補機駆動装置の動作モードを示す動作モード図である。
【符号の説明】
1 内燃機関(エンジン)
2 クランクプーリ
3 ベルト
4 発電電動機・補機系
5 二次電池(バッテリ)
6 インバータ
7 制御手段
8 電気負荷
410 入力プーリ
420 遊星ギヤ機構(三軸式トルク伝達機構)
421 第1軸
422 第2軸
423 第3軸
424 リングギヤ
425 キャリア
426 サンギヤ
430 クラッチ
440 発電電動機
450 コンプレッサ
460 ロック機構
Claims (4)
- アイドルストップを行うエンジンと、発電動作及び電動動作を行う発電電動機と、前記アイドルストップ時にも駆動されるエアコン用コンプレッサを含む補機との間を連結するとともに、前記エンジン作動時に前記エンジンにより、前記アイドルストップ時に前記発電電動機により、前記補機を駆動する自動車用補機駆動装置において、
前記エンジンに連結されるエンジン連結軸、前記発電電動機及び前記エアコン用コンプレッサに連結される発電電動機連結軸、及び、拘束軸を有し、前記エンジン連結軸から入力される前記エンジンのトルクを前記発電電動機連結軸に伝達し、前記発電電動機連結軸から入力されるトルクを前記エンジン連結軸に伝達する遊星ギヤ機構からなる三軸式トルク伝達機構と、
前記拘束軸を拘束するロック機構と、
前記三軸式トルク伝達機構の前記拘束軸、エンジン連結軸及び発電電動機連結軸のうちのいずれか二つの軸間を離合可能に結合するクラッチと、
を備えることを特徴とする自動車用補機駆動装置。 - 請求項1記載の自動車用補機駆動装置において、
前記エンジン連結軸は、前記遊星ギヤ機構のキャリアに、前記発電電動機連結軸はサンギヤに、前記拘束軸はリングギヤに連結されることを特徴とする自動車用補機駆動装置。 - 請求項2記載の自動車用補機駆動装置において、
前記クラッチは、前記エンジン連結軸と前記拘束軸との間に配置されることを特徴とする自動車用補機駆動装置。 - 請求項1乃至3のいずれか記載の自動車用補機駆動装置において、
前記クラッチは、エンジン始動時及び電動エアコン時に解放され、かつ、エンジン運転時に接続され、
前記ロック機構は、前記エンジンの始動時にロックされ、かつ、電動エアコン時及びエンジン運転時に解放されることを特徴とする自動車用補機駆動装置。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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