JP2005042685A - Hybrid compressor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hybrid compressor device capable of improving reliability during high rotation of a compressor, in the device provided at its internal part with a gear change mechanism. <P>SOLUTION: In the hybrid compressor device where rotary shafts 111, 121, and 131 of a pulley 110, a motor 120, and a compressor 130 are connected to a gear change mechanism 150 capable of varying the number of revolutions for transmission, and by a control device 160, the number Nm of revolutions of the motor 120 is adjusted, and the number Np of revolutions of the compressor 130 is increased or decreased according to the Number Np of revolutions of the pulley 110, the control device 160 is provided with a number of revolutions control means to control such that the number Nc of revolutions of the compressor 130 does not exceed a predetermined given value Nmax. This constitution enables improvement of reliability during high rotation of the compressor. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、走行状態に応じてエンジンが停止させるいわゆるアイドルストップ車両やハイブリッド車両に搭載される冷凍サイクル装置に適用して好適なハイブリッドコンプレッサ装置に関するものである。   The present invention relates to a hybrid compressor device suitable for being applied to a so-called idle stop vehicle or a refrigeration cycle device mounted on a hybrid vehicle in which an engine is stopped according to a traveling state.

近年、省燃費の観点より走行状態に応じてエンジンが停止されるアイドルストップ車両やハイブリッド車両等が市場に投入される例が有る。これらの車両に対応するために、エンジンの駆動力に加えて、モータの駆動力でも作動可能となるハイブリッドコンプレッサが実用化されている。   In recent years, there has been an example where an idle stop vehicle, a hybrid vehicle, or the like whose engine is stopped according to a traveling state is put on the market from the viewpoint of fuel saving. In order to deal with these vehicles, a hybrid compressor that can be operated by a driving force of a motor in addition to a driving force of an engine has been put into practical use.

本発明者らは、先に特願2002−284142において、ハイブリッドコンプレッサにプーリ軸、モータ軸、圧縮機軸を互いに接続して一方の軸から他の2方の軸に回転数を可変して伝達する変速機構を設け、プーリの回転数に対して、モータの回転数を調整することで圧縮機の回転数を増減可能とするハイブリッドコンプレッサ装置を提案している。   In the Japanese Patent Application No. 2002-284142, the present inventors previously connected a pulley shaft, a motor shaft, and a compressor shaft to a hybrid compressor so that the rotational speed can be varied from one shaft to the other two shafts. There has been proposed a hybrid compressor apparatus that is provided with a speed change mechanism and that can adjust the rotational speed of the motor with respect to the rotational speed of the pulley to increase or decrease the rotational speed of the compressor.

これにより、回転数によって圧縮機の吐出量を可変できるようになり、圧縮機の吐出容量可変機能を不要として、小型で安価なハイブリッドコンプレッサ装置を実現している。   As a result, the discharge amount of the compressor can be varied depending on the number of rotations, and a small and inexpensive hybrid compressor apparatus is realized without requiring the function of varying the discharge capacity of the compressor.

しかしながら、上記考案においては、圧縮機の回転数を可変可能とするものの、許容上限側回転数に対する配慮をしていなかったので、プーリおよびモータの回転数の条件によっては、圧縮機が非常に高回転で作動する場合があり、例えば耐久性に関わる信頼性に欠ける部分を有していた。   However, in the above device, although the rotation speed of the compressor can be varied, consideration has not been given to the allowable upper limit rotation speed. Therefore, depending on the conditions of the rotation speed of the pulley and the motor, the compressor is very high. In some cases, it may be operated by rotation. For example, it has a portion lacking in reliability related to durability.

本発明の目的は、上記問題に鑑み、内部に変速機構を有するものにおいて、圧縮機の高回転時における信頼性を向上可能とするハイブリッドコンプレッサ装置を提供することにある。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a hybrid compressor device that has a transmission mechanism inside and that can improve the reliability at the time of high rotation of the compressor.

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。   In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.

請求項1に記載の発明では、エンジン(10)によって回転駆動されるプーリ(110)と、電源(20)の電力を受けて回転駆動すると共に、制御装置(160)によってその回転数が制御されるモータ(120)と、冷凍サイクル装置(200)内の冷媒を圧縮する圧縮機(130)と、プーリ(110)、モータ(120)、圧縮機(130)の各回転軸(111、121、131)に接続されて、各回転軸(111、121、131)から他の回転軸(111、121、131)に対して回転数を可変して伝達可能とする変速機構(150)とを有し、制御装置(160)によって、モータ(120)の回転数(Nm)が調整され、プーリ(110)の回転数(Np)に対して、圧縮機(130)の回転数(Nc)が増減されるハイブリッドコンプレッサ装置において、制御装置(160)は、圧縮機(130)の回転数(Nc)が予め定めた所定値(Nmax)を超えないように抑制する回転数抑制手段を有することを特徴としている。   In the first aspect of the present invention, the pulley (110) that is rotationally driven by the engine (10) and the power source (20) are driven to rotate, and the rotational speed is controlled by the control device (160). Motor (120), a compressor (130) that compresses refrigerant in the refrigeration cycle apparatus (200), and the respective rotation shafts (111, 121,) of the pulley (110), the motor (120), and the compressor (130). 131) and a speed change mechanism (150) that can transmit the rotation speed from each rotation shaft (111, 121, 131) to the other rotation shafts (111, 121, 131) by changing the number of rotations. The controller (160) adjusts the rotational speed (Nm) of the motor (120), and the rotational speed (Nc) of the compressor (130) increases or decreases with respect to the rotational speed (Np) of the pulley (110). High In the lid compressor apparatus, the control device (160) includes a rotation speed suppressing means for suppressing the rotation speed (Nc) of the compressor (130) so as not to exceed a predetermined value (Nmax). .

これにより、圧縮機(130)の高回転時における信頼性を向上することができる。   Thereby, the reliability at the time of high rotation of a compressor (130) can be improved.

請求項2に記載の発明では、回転数抑制手段は、圧縮機(130)の回転数(Nc)が所定値(Nmax)を超えた時に、モータ(120)の回転数(Nm)を調整することを特徴としている。   In the invention according to claim 2, the rotation speed suppression means adjusts the rotation speed (Nm) of the motor (120) when the rotation speed (Nc) of the compressor (130) exceeds a predetermined value (Nmax). It is characterized by that.

これにより、特別な構成を付加せずに(余分なコストをかけずに)、圧縮機(130)の信頼性を向上することができる。   As a result, the reliability of the compressor (130) can be improved without adding a special configuration (without adding extra cost).

請求項3に記載の発明では、回転数抑制手段は、モータ(120)の駆動によって、圧縮機(130)がプーリ(110)によって変速される回転数よりも増速側に作動しており、圧縮機(130)の回転数(Nc)が所定値(Nmax)を超えた時に、モータ(120)の回転数をゼロにすることを特徴としている。   In the invention according to claim 3, the rotation speed suppression means is operated on the speed increasing side with respect to the rotation speed at which the compressor (130) is shifted by the pulley (110) by the drive of the motor (120). When the rotational speed (Nc) of the compressor (130) exceeds a predetermined value (Nmax), the rotational speed of the motor (120) is set to zero.

これにより、モータ(120)の回転数(Nm)が圧縮機(130)に付加されなくなるので、圧縮機(130)の回転数(Nc)を抑制して信頼性を向上できる。   Thereby, since the rotation speed (Nm) of the motor (120) is not added to the compressor (130), the rotation speed (Nc) of the compressor (130) can be suppressed and the reliability can be improved.

請求項4に記載の発明では、プーリ(110)の回転軸(111)に伝達されるエンジン(10)からの駆動力を断続する電磁クラッチ(170)と、プーリ(110)の回転軸(111)に設けられ、電磁クラッチ(170)が切断された際にこの回転軸(111)の変速機構(150)側をロックするロック機構(180)とを有し、回転数抑制手段は、圧縮機(130)の回転数(Nc)が所定値(Nmax)を超えた時に、電磁クラッチ(170)を切断してモータ(120)のみの駆動力で圧縮機(130)を作動させることを特徴としている。   In the invention according to claim 4, the electromagnetic clutch (170) for intermittently driving the driving force from the engine (10) transmitted to the rotating shaft (111) of the pulley (110), and the rotating shaft (111) of the pulley (110). ) And a lock mechanism (180) that locks the transmission mechanism (150) side of the rotating shaft (111) when the electromagnetic clutch (170) is disengaged. When the rotational speed (Nc) of (130) exceeds a predetermined value (Nmax), the electromagnetic clutch (170) is disconnected and the compressor (130) is operated by the driving force of only the motor (120). Yes.

これにより、プーリ(110)の回転数(Np)が圧縮機(130)に付加されなくなるので、圧縮機(130)の回転数(Nc)を抑制して信頼性を向上できる。   Thereby, since the rotation speed (Np) of the pulley (110) is not added to the compressor (130), the rotation speed (Nc) of the compressor (130) can be suppressed and the reliability can be improved.

請求項5に記載の発明では、制御装置(160)は、冷凍サイクル装置(200)の冷房負荷が小さくなる程、所定値(Nmax)を大きく設定することを特徴としている。   The invention according to claim 5 is characterized in that the control device (160) sets the predetermined value (Nmax) larger as the cooling load of the refrigeration cycle device (200) becomes smaller.

これにより、一律の所定値(Nmax)を設定した場合に比べて、冷房負荷に応じて圧縮機(130)の作動回転数領域を拡大できるので、本来の圧縮機(130)の可変速機能を有効に活用することができる。   As a result, the operating speed range of the compressor (130) can be expanded in accordance with the cooling load as compared with the case where a uniform predetermined value (Nmax) is set, so that the variable speed function of the original compressor (130) can be increased. It can be used effectively.

請求項6に記載の発明では、圧縮機(130)は、1回転当たりの吐出容量を可変可能とする可変容量型圧縮機(130)であり、制御装置(160)は、圧縮機(130)の1回転当たりの吐出容量に圧縮機(130)の回転数(Nc)を乗じた吐出量が小さくなる程、所定値(Nmax)を大きく設定し、回転数抑制手段は、圧縮機(130)の回転数(Nc)が所定値(Nmax)を超えた時に、吐出容量を小さい側に可変することを特徴としている。   In the invention described in claim 6, the compressor (130) is a variable capacity compressor (130) that can change the discharge capacity per one rotation, and the control device (160) is the compressor (130). The predetermined value (Nmax) is set larger as the discharge amount obtained by multiplying the discharge capacity per rotation of the compressor (130) by the rotation speed (Nc) of the compressor (130) decreases. When the number of rotations (Nc) exceeds a predetermined value (Nmax), the discharge capacity is varied to the smaller side.

これにより、圧縮機(130)の負荷(吐出容量)を小さくすることで実質的な所定値(Nmax)を大きくすることができるので、圧縮機(130)の信頼性を向上することができる。   Thereby, since the substantial predetermined value (Nmax) can be increased by reducing the load (discharge capacity) of the compressor (130), the reliability of the compressor (130) can be improved.

尚、所定値(Nmax)は、請求項7に記載の発明のように、圧縮機(130)の耐久性限界から決定したり、請求項8に記載の発明のように、圧縮機(130)の騒音限界からから決定すれば良い。   The predetermined value (Nmax) is determined from the durability limit of the compressor (130) as in the invention described in claim 7, or the compressor (130) as in the invention described in claim 8. It can be determined from the noise limit.

また、請求項9に記載の発明のように、変速機構(150)は、遊星歯車(150)とし、各回転軸(111、121、131)は、遊星歯車(150)を構成するサンギヤ(151)、プラネタリーキャリヤ(152)、リングギヤ(153)のいずれかに対応して接続されるようにすれば、容易にその対応が可能となる。   Further, as in the ninth aspect of the invention, the speed change mechanism (150) is a planetary gear (150), and each rotating shaft (111, 121, 131) is a sun gear (151) constituting the planetary gear (150). ), It is possible to easily cope with the planetary carrier (152) and the ring gear (153).

尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows a corresponding relationship with the specific means of embodiment description mentioned later.

(第1実施形態)
本発明の第1実施形態を図1〜図5に示し、まず、具体的な構成について図1〜図3を用いて説明する。図1に示すように、ハイブリッドコンプレッサ装置100は、走行運転中一時停車した時にエンジン10が停止されるいわゆるアイドルストップ車両に搭載される冷凍サイクル装置200に適用されるものとしており、ハイブリッドコンプレッサ101と制御装置160とから成る。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention is shown in FIG. 1 to FIG. 5, and a specific configuration will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the hybrid compressor apparatus 100 is applied to a refrigeration cycle apparatus 200 mounted on a so-called idle stop vehicle in which the engine 10 is stopped when the vehicle is temporarily stopped during traveling operation. And a control device 160.

ここで、冷凍サイクル装置200は、周知の冷凍サイクルを形成するものであり、後述するハイブリッドコンプレッサ101を構成する圧縮機130が配設されている。圧縮機130は、この冷凍サイクル内の冷媒を高温高圧に圧縮するものであり、以下、圧縮された冷媒を凝縮液化する凝縮器210、液化された冷媒を断熱膨張させる膨張弁220、膨張した冷媒を蒸発させ、その蒸発潜熱により自身を通過する空気を冷却する蒸発器(冷房用熱交換器)230が冷媒配管240によって順次接続され閉回路を形成している。尚、蒸発器230の空気流れ下流側には、冷却された実際の空気温度(蒸発器後方空気温度Te)を検出するための蒸発器温度センサ231が設けられている。   Here, the refrigeration cycle apparatus 200 forms a known refrigeration cycle, and is provided with a compressor 130 that constitutes the hybrid compressor 101 described later. The compressor 130 compresses the refrigerant in the refrigeration cycle to a high temperature and a high pressure, and hereinafter, a condenser 210 that condenses and liquefies the compressed refrigerant, an expansion valve 220 that adiabatically expands the liquefied refrigerant, and an expanded refrigerant. The evaporator (cooling heat exchanger) 230 that cools the air passing through itself by the latent heat of vaporization is sequentially connected by the refrigerant pipe 240 to form a closed circuit. An evaporator temperature sensor 231 for detecting the actual cooled air temperature (evaporator rear air temperature Te) is provided on the downstream side of the air flow of the evaporator 230.

ハイブリッドコンプレッサ101は、主にプーリ110、電磁クラッチ170、モータ120、圧縮機130および遊星歯車150から成り、以下、その詳細について図2を用いて説明する。   The hybrid compressor 101 mainly includes a pulley 110, an electromagnetic clutch 170, a motor 120, a compressor 130, and a planetary gear 150, and details thereof will be described below with reference to FIG.

プーリ110は、フロントハウジング141に固定されたプーリ軸受け112によって回転可能に支持され、エンジン10の駆動力がベルト11(図1)を介して伝達され回転駆動するようにしている。プーリ回転軸111は、プーリ110の中心部に設けられ、フロントハウジング141に固定された軸受け113によって回転可能に支持されている。   The pulley 110 is rotatably supported by a pulley bearing 112 fixed to the front housing 141, and the driving force of the engine 10 is transmitted via the belt 11 (FIG. 1) to be rotationally driven. The pulley rotation shaft 111 is provided at the center of the pulley 110 and is rotatably supported by a bearing 113 fixed to the front housing 141.

電磁クラッチ170は、プーリ110から後述する遊星歯車150を介して圧縮機130に伝達される駆動力を断続するものであり、フロントハウジング141に固定されたコイル171とプーリ回転軸111の一端側に固定されたハブ172とから成る。周知のように電磁クラッチ170は、コイル171に通電されるとハブ172がプーリ110に吸着されプーリ110の駆動力をプーリ回転軸111に伝達する(クラッチON)。逆にコイル171への通電を遮断するとハブ172はプーリ110から離れ、プーリ110の駆動力は切断される(クラッチOFF)。   The electromagnetic clutch 170 interrupts the driving force transmitted from the pulley 110 to the compressor 130 via a planetary gear 150 described later, and is connected to one end of the coil 171 fixed to the front housing 141 and the pulley rotating shaft 111. And a fixed hub 172. As is well known, when the coil 171 is energized, the electromagnetic clutch 170 attracts the hub 172 to the pulley 110 and transmits the driving force of the pulley 110 to the pulley rotating shaft 111 (clutch ON). On the contrary, when the power supply to the coil 171 is cut off, the hub 172 is separated from the pulley 110, and the driving force of the pulley 110 is disconnected (clutch OFF).

モータ120は、主にロータ部120aおよびステ−タ部123から成り、中間ハウジング142内に収容されている。このモータ120は、ロータ部120aの外周部にマグネット122が設けられるいわゆるSPモ−タ(Surface Permanent−magnet Motor)としており、ロータ部120aの内周側のスペースを活用して後述する遊星歯車150を収容している。尚、モータ回転軸121は、サンギヤ151の中心部に一点鎖線で示される架空上のものとなっている。   The motor 120 mainly includes a rotor portion 120 a and a stator portion 123 and is accommodated in the intermediate housing 142. This motor 120 is a so-called SP motor (Surface Permanent-Magnet Motor) in which a magnet 122 is provided on the outer peripheral portion of the rotor portion 120a, and a planetary gear 150, which will be described later, using the space on the inner peripheral side of the rotor portion 120a. Is housed. The motor rotating shaft 121 is an aerial one indicated by a one-dot chain line at the center of the sun gear 151.

ステータ部123にはコイル123aが設けられており、このステータ部123は中間ハウジング142の内周面に圧入により固定されている。そして、電源としてのバッテリ20からの電力がコイル123aに供給されることによりロータ部120aは回転駆動される。   The stator portion 123 is provided with a coil 123a, and the stator portion 123 is fixed to the inner peripheral surface of the intermediate housing 142 by press fitting. And the rotor part 120a is rotationally driven by the electric power from the battery 20 as a power supply being supplied to the coil 123a.

圧縮機130は、ここでは1回転当りの吐出容量が所定値として設定されている固定容量型圧縮機、更に具体的には周知のスクロール式圧縮機としており、モータ120の反プーリ側となるエンドハウジング143内に固定される固定スクロール134と、圧縮機回転軸131の偏心シャフト133によって公転する可動スクロール135とを有している。   Here, the compressor 130 is a fixed capacity compressor in which the discharge capacity per rotation is set as a predetermined value, more specifically, a known scroll compressor, and is an end on the side opposite to the pulley of the motor 120. A fixed scroll 134 fixed in the housing 143 and a movable scroll 135 revolving by an eccentric shaft 133 of the compressor rotating shaft 131 are provided.

この固定スクロール134と可動スクロール135との噛み合わせによって、外周部に吸入室136が形成され、また中心側に圧縮室137が形成される。そして、エンドハウジング143の側壁に設けられた吸入口136aから吸入室136に吸入された冷媒は、圧縮室137で圧縮された後に、吐出室138を経てエンドハウジング143の底壁に設けられた吐出口138aから吐出されるようにしている。   By meshing the fixed scroll 134 and the movable scroll 135, a suction chamber 136 is formed on the outer peripheral portion, and a compression chamber 137 is formed on the center side. Then, the refrigerant sucked into the suction chamber 136 from the suction port 136 a provided in the side wall of the end housing 143 is compressed in the compression chamber 137, then passes through the discharge chamber 138, and is discharged from the bottom wall of the end housing 143. It is made to discharge from the exit 138a.

圧縮機回転軸131は、中間ハウジング142の反プーリ側で内側に突出する突出壁142aに固定された軸受け132によって回転可能に支持されている。尚、圧縮機回転軸131にはプーリ回転軸111の他端側が嵌入され、圧縮機回転軸131およびプーリ回転軸111は、軸受け115によって互いに独立して回転可能としている。   The compressor rotating shaft 131 is rotatably supported by a bearing 132 fixed to a protruding wall 142a that protrudes inward on the side opposite to the pulley of the intermediate housing 142. The compressor rotation shaft 131 is fitted with the other end of the pulley rotation shaft 111 so that the compressor rotation shaft 131 and the pulley rotation shaft 111 can be rotated independently of each other by a bearing 115.

そして、上記プーリ110、モータ120、圧縮機130の各回転軸111、121、131は、上述したようにロータ部120a内に設けられた変速機構としての遊星歯車150に接続される構成としている。   The rotation shafts 111, 121, 131 of the pulley 110, the motor 120, and the compressor 130 are connected to the planetary gear 150 as a speed change mechanism provided in the rotor portion 120a as described above.

遊星歯車150は、周知のように、中心部に設けられたサンギヤ151と、サンギヤ151の外周で自転しつつ公転するピニオンギヤ152aに連結されるプラネタリーキャリヤ152と、ピニオンギヤ152aのさらに外周に設けられたリング状のリングギヤ153とから成る。   As is well known, the planetary gear 150 is provided at the outer periphery of the sun gear 151 provided at the center, the planetary carrier 152 connected to the pinion gear 152a that revolves while rotating on the outer periphery of the sun gear 151, and the pinion gear 152a. Ring-shaped ring gear 153.

ここでは、プーリ回転軸111はプラネタリーキャリヤ152に接続され、モータ回転軸121(実体としてはロータ部120a)はサンギヤ151に接続され、圧縮機回転軸131はリングギヤ153に接続されるようにしている。尚、サンギヤ151は、軸受け114によってプーリ回転軸111に対して独立して回転可能に支持されている。   Here, the pulley rotation shaft 111 is connected to the planetary carrier 152, the motor rotation shaft 121 (in reality, the rotor portion 120 a) is connected to the sun gear 151, and the compressor rotation shaft 131 is connected to the ring gear 153. Yes. The sun gear 151 is supported by a bearing 114 so as to be rotatable independently of the pulley rotation shaft 111.

そして、プーリ回転軸111のハブ172と遊星歯車150(プラネタリーキャリヤ152)との間には、外周側がフロントハウジング141に固定された一方向クラッチ180が設けられている。一方向クラッチ180は、プーリ回転軸111のプーリ回転方向の回転駆動を許容し、その逆回転方向に対しては噛み合いにより回転駆動を阻止する。尚、一方向クラッチ180は、本発明のロック機構に対応するものである。   A one-way clutch 180 whose outer peripheral side is fixed to the front housing 141 is provided between the hub 172 of the pulley rotation shaft 111 and the planetary gear 150 (planetary carrier 152). The one-way clutch 180 allows the pulley rotation shaft 111 to rotate in the pulley rotation direction, and prevents the rotation drive by meshing with the reverse rotation direction. The one-way clutch 180 corresponds to the lock mechanism of the present invention.

一方、図1に戻って、制御装置160は、A/C要求信号、エンジン回転数信号、環境情報信号(乗員の設定する設定温度信号、内気温度信号、外気温度信号)および蒸発器温度センサ231からの蒸発器後方空気温度(Te)信号等が入力されて、これらの信号に基づいて上記モータ120の作動および電磁クラッチ170の断続を制御するものとしている。   On the other hand, referring back to FIG. 1, the control device 160 includes an A / C request signal, an engine speed signal, an environment information signal (a set temperature signal set by the occupant, an inside air temperature signal, an outside air temperature signal), and an evaporator temperature sensor 231. The evaporator rear air temperature (Te) signal and the like are input, and the operation of the motor 120 and the on / off of the electromagnetic clutch 170 are controlled based on these signals.

具体的には、バッテリ20からの電力を可変して、モータ120の作動回転数を可変させる。また、電磁クラッチ170のコイル171への通電をON−OFFすることで、プーリ110とプーリ回転軸111間の断続を行う。   Specifically, the electric power from the battery 20 is varied to vary the operating rotational speed of the motor 120. In addition, by turning on and off the current to the coil 171 of the electromagnetic clutch 170, the pulley 110 and the pulley rotating shaft 111 are intermittently connected.

また、制御装置160は、図3に示す制御特性を予め記憶しており、冷凍サイクル装置200に必要とされる冷房能力を満たす圧縮機130の冷媒吐出量を決定し(図3(a))、この冷媒吐出量を確保するための圧縮機130の回転数(以下、圧縮機回転数Nc)を決定する(図3(b))。   Further, the control device 160 stores the control characteristics shown in FIG. 3 in advance, and determines the refrigerant discharge amount of the compressor 130 that satisfies the cooling capacity required for the refrigeration cycle apparatus 200 (FIG. 3A). Then, the rotational speed of the compressor 130 (hereinafter referred to as the compressor rotational speed Nc) for securing the refrigerant discharge amount is determined (FIG. 3B).

尚、ここでは冷凍サイクル装置200の必要冷房能力は、環境情報信号(設定温度信号、内気温度信号、外気温度信号)から予め定めた演算式によって算出される目標蒸発器温度(目標空気温度)Teoと蒸発器後方空気温度(実際の空気温度)Teとの差として得られるものとしている(必要冷房能力=Te−Teo)。必要冷房能力が増加するに従って、冷媒吐出量は増加する。   Here, the necessary cooling capacity of the refrigeration cycle apparatus 200 is the target evaporator temperature (target air temperature) Teo calculated from the environment information signal (set temperature signal, inside air temperature signal, outside air temperature signal) by a predetermined arithmetic expression. And the evaporator rear air temperature (actual air temperature) Te (necessary cooling capacity = Te−Teo). As the required cooling capacity increases, the refrigerant discharge amount increases.

また、冷媒吐出量は圧縮機130の1回転当りの吐出容量に圧縮機回転数Ncを乗じて得られる時間当たりの吐出量であり、圧縮機回転数Ncが増加するに従って冷媒吐出量も増加する。   The refrigerant discharge amount is a discharge amount per time obtained by multiplying the discharge capacity per rotation of the compressor 130 by the compressor rotation speed Nc, and the refrigerant discharge volume increases as the compressor rotation speed Nc increases. .

更には、図5に示す遊星歯車150における共線図に基づいて、プーリ110の回転数(以下、プーリ回転数Np)と圧縮機回転数Ncとからモータ120の回転数(以下、モータ回転数Nm)を決定する。   Furthermore, based on the collinear diagram in the planetary gear 150 shown in FIG. 5, the rotational speed of the motor 120 (hereinafter referred to as the motor rotational speed) from the rotational speed of the pulley 110 (hereinafter referred to as the pulley rotational speed Np) and the compressor rotational speed Nc. Nm).

具体的には、圧縮機回転数Ncは、以下に示す数式1のように、プーリ回転数Np(エンジン回転数Neにプーリ比ipを乗じた値)に対してプラネタリーキャリヤ152(プーリ回転軸111)とリングギヤ153(圧縮機回転軸131)間のギヤ比λ1によって変速される回転数と、モータ回転数Nmに対してサンギヤ151(モータ回転軸121)とリングギヤ153(圧縮機回転軸131)間のギヤ比λ2によって変速される回転数とを足し合わせたものとして表すことができ、そこからモータ回転数Nmが算出されるようにしている。尚、本実施形態ではモータ120を逆回転方向に作動させることから、数式1ではモータ回転数Nmをマイナス表示している。(共線図に基づく詳細作動については後述する)。   Specifically, the compressor rotational speed Nc is expressed by the planetary carrier 152 (pulley rotational shaft) with respect to the pulley rotational speed Np (the value obtained by multiplying the engine rotational speed Ne by the pulley ratio ip) as shown in the following formula 1. 111) and the ring gear 153 (compressor rotating shaft 131) and the rotation speed changed by the gear ratio λ1 and the motor rotating speed Nm, the sun gear 151 (motor rotating shaft 121) and the ring gear 153 (compressor rotating shaft 131). The motor speed Nm can be calculated from the sum of the rotational speed changed by the gear ratio λ2 between them. In the present embodiment, since the motor 120 is operated in the reverse rotation direction, the numerical value of the motor rotation speed Nm is negatively expressed in Equation 1. (Detailed operation based on the nomograph will be described later).

(数1)
Nc=Ne×ip×λ1−Nm×λ2
次に、上記構成に基づく作動について、図4に示すフローチャートおよび図5に示す共線図を用いて説明する。本発明においては、圧縮機回転数Ncが耐久性限界から決定される上限回転数Nmax(予め定めた所定値)を超えないように抑制する回転数抑制手段を設けたところに特徴を持たせている。
(Equation 1)
Nc = Ne × ip × λ1-Nm × λ2
Next, the operation based on the above configuration will be described using the flowchart shown in FIG. 4 and the alignment chart shown in FIG. The present invention is characterized in that there is provided a rotational speed suppressing means for suppressing the compressor rotational speed Nc so as not to exceed the upper limit rotational speed Nmax (predetermined predetermined value) determined from the durability limit. Yes.

尚、図5に示す共線図は、遊星歯車150にそれぞれ連結されたプーリ110、モータ120、圧縮機130の回転数の関係を示すものである。周知のように横軸に各ギヤ、キャリヤ(左からサンギヤ151、プラネタリーキャリヤ152、リングギヤ153)の座標位置が示され、各座標位置には、上記したようにそれぞれのギヤ、キャリヤ151、152、153に連結されるモータ120、プーリ110、圧縮機130が対応している。   The collinear chart shown in FIG. 5 shows the relationship among the rotational speeds of the pulley 110, the motor 120, and the compressor 130 respectively connected to the planetary gear 150. As is well known, the horizontal axis indicates the coordinate position of each gear and carrier (sun gear 151, planetary carrier 152, ring gear 153) from the left, and each coordinate position includes the respective gear and carrier 151, 152 as described above. , 153 coupled to the motor 120, the pulley 110, and the compressor 130.

また、横軸座標の間隔は、上記数式1において説明したプラネタリーキャリヤ152とリングギヤ153間のギヤ比λ1、サンギヤ151とリングギヤ153間のギヤ比λ2によって決定される。そして、縦軸には、各ギヤ、キャリヤ151、152、153の回転数が示され、各回転数は3者が直線で結ばれる関係となる。   Further, the interval of the horizontal axis coordinate is determined by the gear ratio λ1 between the planetary carrier 152 and the ring gear 153 and the gear ratio λ2 between the sun gear 151 and the ring gear 153 described in Expression 1. On the vertical axis, the rotation speeds of the gears and the carriers 151, 152, and 153 are shown, and the rotation speeds have a relationship in which the three members are connected by a straight line.

以下、図4に示す制御フローに基づく作動制御について説明する。まず、ステップS100で各種情報(A/C要求信号、エンジン回転数Ne信号、環境情報信号および蒸発器後方空気温度Te信号等)を読み込む。   Hereinafter, the operation control based on the control flow shown in FIG. 4 will be described. First, in step S100, various information (A / C request signal, engine speed Ne signal, environmental information signal, evaporator rear air temperature Te signal, etc.) is read.

ステップS110で上記のA/C要求信号から、A/CスイッチがONか否かを判定する。否と判定すると、冷凍サイクル装置200の作動が不要であり、圧縮機130を作動させる必要が無いことから、ステップS120で電磁クラッチ170をOFF(モータ120もOFF)にする。   In step S110, it is determined from the A / C request signal whether the A / C switch is ON. If the determination is NO, the operation of the refrigeration cycle apparatus 200 is unnecessary and the compressor 130 does not need to be operated, so the electromagnetic clutch 170 is turned off (the motor 120 is also turned off) in step S120.

しかし、ステップS130でA/CスイッチがONと判定すると、以下のように車両の走行状態や必要冷房能力に応じて圧縮機130の作動制御を行っていく。   However, if it is determined in step S130 that the A / C switch is ON, the operation control of the compressor 130 is performed according to the traveling state of the vehicle and the required cooling capacity as follows.

ステップS130でエンジン回転数Ne信号よりエンジン10が稼動中か否かを判定する。エンジン10が稼動中であると判定すると、ステップS140で電磁クラッチ170をONにする。   In step S130, it is determined from the engine speed Ne signal whether the engine 10 is operating. If it is determined that the engine 10 is in operation, the electromagnetic clutch 170 is turned on in step S140.

次に、ステップS150で環境情報信号および蒸発器後方空気温度Te信号を基に算出した必要冷房能力からモータ120によるアシストが必要か否かを判定する。ここでアシストが必要である場合というのは、例えば真夏のクールダウン時のように必要冷房能力が所定値より高く、プーリ110の駆動力にモータ120の駆動力も加えて、冷媒吐出量を高めて圧縮機130を作動させる必要があることを意味する。   Next, it is determined whether or not assistance by the motor 120 is necessary from the required cooling capacity calculated based on the environmental information signal and the evaporator rear air temperature Te signal in step S150. Here, the case where the assistance is necessary means that, for example, the required cooling capacity is higher than a predetermined value as in cooldown in midsummer, and the driving force of the motor 120 is added to the driving force of the pulley 110 to increase the refrigerant discharge amount. It means that the compressor 130 needs to be operated.

ステップS150でモータ120のアシストが必要であると判定すると、ステップS160でモータ回転数Nmを設定する。このステップでは、まず数式1に基づいてモータ回転数Nmを設定する。更に後述するように、モータ回転数Nmの微調整を行うステップとしている。   If it is determined in step S150 that the motor 120 needs to be assisted, a motor rotation speed Nm is set in step S160. In this step, first, the motor rotation speed Nm is set based on Equation 1. Further, as will be described later, this is a step for finely adjusting the motor rotation speed Nm.

そして、ステップS170で圧縮機回転数Ncと上限回転数Nmaxとを比較し、圧縮機回転数Ncが上限回転数Nmaxより低いと判定すると、ステップS180でプーリ110(ベルト11)とモータ120の両駆動力によって圧縮機130を作動させる。   In step S170, the compressor rotational speed Nc is compared with the upper limit rotational speed Nmax. If it is determined that the compressor rotational speed Nc is lower than the upper limit rotational speed Nmax, both the pulley 110 (belt 11) and the motor 120 are determined in step S180. The compressor 130 is operated by the driving force.

これは、図5に示す共線図中の(ア)に対応する作動となり、モータ120を逆回転方向に作動させることで、圧縮機130をプーリ110よりも高回転側で作動させ、冷媒吐出量を増大させてクールダウンに対応する。   This is an operation corresponding to (a) in the collinear chart shown in FIG. 5, and by operating the motor 120 in the reverse rotation direction, the compressor 130 is operated on the higher rotation side than the pulley 110, and the refrigerant discharge Increase the amount to respond to the cooldown.

しかし、例えば、車両の走行条件(高速走行での加速時、登坂走行時、シフトダウン時等)によっては、エンジン回転数Ne(これに伴うプーリ回転数Np)が図5中の黒矢印のように上昇するような場合があり、これによって圧縮機回転数Ncが図5中の(イ)のように上昇して上限回転数Nmaxを超える場合がある。   However, for example, depending on the driving conditions of the vehicle (acceleration at high speed, climbing, downshift, etc.), the engine speed Ne (the pulley speed Np associated therewith) is as indicated by the black arrow in FIG. As a result, the compressor rotational speed Nc may increase as shown in FIG. 5A and exceed the upper limit rotational speed Nmax.

このような場合は、ステップS170での判定が否ということになり、ステップS160に戻ってモータ回転数Nmを再び設定する。ここではモータ回転数Nmを所定回転数分下げることで対応し(図5中のモータにおける白矢印)、圧縮機回転数Ncが上限回転数Nmaxよりも低くなるまでステップS160〜ステップS170を繰り返し(図5中の圧縮機における白矢印)、図5中の(ウ)の作動状態とする。   In such a case, the determination in step S170 is negative, and the process returns to step S160 to set the motor rotation speed Nm again. Here, the motor rotation speed Nm is reduced by a predetermined rotation speed (white arrow in the motor in FIG. 5), and steps S160 to S170 are repeated until the compressor rotation speed Nc becomes lower than the upper limit rotation speed Nmax ( The white arrow in the compressor in FIG. 5) and the operation state in (c) in FIG.

尚、本実施形態においては、ステップS160、ステップS170が回転数抑制手段に対応する。   In the present embodiment, step S160 and step S170 correspond to the rotational speed suppressing means.

一方、ステップS150で否と判定すると、即ち、クールダウン後のように通常の必要冷房能力で事足りる状況であり(必要冷房能力が所定値より低い)、モータアシストが不要と判定すると、ステップS190でモータ120を非作動状態(モータ回転数Nmをゼロ)として、プーリ110のみの駆動力で圧縮機130を作動させる。   On the other hand, if it is determined as NO in step S150, that is, it is a situation where the normal required cooling capacity is sufficient as after the cool-down (the required cooling capacity is lower than a predetermined value), and if it is determined that motor assist is unnecessary, in step S190 The compressor 120 is operated by the driving force of only the pulley 110 with the motor 120 in a non-operating state (the motor rotation speed Nm is zero).

この時の作動状態は、図5中の(エ)に対応し、圧縮機回転数Ncは、(ア)〜(ウ)の場合よりも低回転側となり、冷媒吐出量を低下させる。   The operating state at this time corresponds to (D) in FIG. 5, and the compressor rotation speed Nc is lower than that in the cases (A) to (C), and the refrigerant discharge amount is reduced.

また、ステップS130で否、即ち、アイドルストップ時のようにエンジン10が停止したと判定すると、ステップS200で電磁クラッチ170をOFFにして、ステップS210でモータ120の駆動力のみで圧縮機130を作動させる。   If NO in step S130, that is, if it is determined that the engine 10 has stopped as in idling stop, the electromagnetic clutch 170 is turned OFF in step S200, and the compressor 130 is operated only by the driving force of the motor 120 in step S210. Let

この時、モータ120を逆回転方向に駆動させることにより、プーリ回転軸111が同様に逆回転方向に作動しようとし、一方向クラッチ180によってロックされ、ギヤ比λ2分の変速を受けて圧縮機130は作動することになる(図5中の(オ))。   At this time, by driving the motor 120 in the reverse rotation direction, the pulley rotation shaft 111 similarly tries to operate in the reverse rotation direction, is locked by the one-way clutch 180, receives a speed change corresponding to the gear ratio λ2, and receives the compressor 130. Will operate ((e) in FIG. 5).

以上のように、本発明では圧縮機130に対して耐久性限界から決定された上限回転数Nmaxを設けて、例えば車両の走行条件によって圧縮機回転数Ncが上限回転数Nmaxを越えるような時には、モータ回転数Nmを調整することにより、圧縮機回転数Ncを上限回転数Nmaxに対して抑制するようにしているので、特別な構成を付加する事無く、圧縮機130の高回転時における耐久性(信頼性)を向上することができる。
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態を図6、図7に示す。第2実施形態は、上記第1実施形態に対して、回転数抑制手段を図6に示す制御フロー中のステップS170とステップS190とによって構成するようにしたものである。
As described above, in the present invention, the compressor 130 is provided with the upper limit rotational speed Nmax determined from the durability limit. For example, when the compressor rotational speed Nc exceeds the upper limit rotational speed Nmax depending on the running condition of the vehicle. Since the compressor rotational speed Nc is suppressed with respect to the upper limit rotational speed Nmax by adjusting the motor rotational speed Nm, the durability of the compressor 130 at the time of high rotational speed is not added. (Reliability) can be improved.
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention is shown in FIGS. In the second embodiment, the rotational speed suppressing means is configured by steps S170 and S190 in the control flow shown in FIG. 6 with respect to the first embodiment.

即ち、上記第1実施形態で説明したように、モータ120のアシストによって圧縮機130がプーリ110によって変速される回転数よりも増速側に作動しており(ステップS160)、ステップS170で否(図7中の(イ)に示すように圧縮機回転数Ncが上限回転数Nmaxを超えた)と判定すると、ステップS190に進み、モータ120を非作動状態(モータ回転数Nmをゼロ)として、プーリ110のみの駆動力で圧縮機130を作動させる(図5中の(カ))。   That is, as described in the first embodiment, the compressor 130 is operated on the speed increasing side with respect to the rotation speed changed by the pulley 110 by the assistance of the motor 120 (step S160), and the result is NO in step S170. If it is determined that the compressor rotational speed Nc has exceeded the upper limit rotational speed Nmax (as shown in (a) in FIG. 7), the process proceeds to step S190, and the motor 120 is set in a non-operating state (the motor rotational speed Nm is zero). The compressor 130 is operated by the driving force of only the pulley 110 ((f) in FIG. 5).

これにより、圧縮機回転数Ncを上限回転数Nmaxより低回転側にして、圧縮機130の耐久性(信頼性)を向上させることができる。
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態を図8に示す。第3実施形態は、上記第1実施形態に対して、回転数抑制手段を図8に示す制御フロー中のステップS170、ステップS200、ステップS210によって構成するようにしたものである。
Thereby, the compressor rotation speed Nc can be set to a lower rotation side than the upper limit rotation speed Nmax, and the durability (reliability) of the compressor 130 can be improved.
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention is shown in FIG. In the third embodiment, the rotational speed suppressing means is configured by steps S170, S200, and S210 in the control flow shown in FIG. 8 with respect to the first embodiment.

即ち、上記第1実施形態で説明したように、ステップS170で否(図5中の(イ)に示すように圧縮機回転数Ncが上限回転数Nmaxを超えた)と判定すると、ステップS200に進み、電磁クラッチ170をOFFにして、ステップS210でモータ120の駆動力のみで圧縮機130を作動させる(図5中の(オ))。   That is, as described in the first embodiment, if it is determined in step S170 that the compressor rotation speed Nc has exceeded the upper limit rotation speed Nmax as shown in FIG. In step S210, the electromagnetic clutch 170 is turned OFF, and the compressor 130 is operated only by the driving force of the motor 120 ((e) in FIG. 5).

これにより、圧縮機回転数Ncを上限回転数Nmaxより低回転側にして、圧縮機130の耐久性(信頼性)を向上させることができる。
(第4実施形態)
本発明の第4実施形態を図9、図10に示す。第4実施形態は、上記第1実施形態に対して、上限回転数Nmaxを一律に定めるのではなく、冷凍サイクル装置200の冷房負荷に応じて可変するようにしたものである。尚、冷房負荷は、外気温度、圧縮機130の作動トルク、高圧側冷媒圧力等から得られるようにしている。
Thereby, the compressor rotation speed Nc can be made lower than the upper limit rotation speed Nmax, and the durability (reliability) of the compressor 130 can be improved.
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the present invention is shown in FIGS. In the fourth embodiment, the upper limit number of rotations Nmax is not set uniformly with respect to the first embodiment, but is varied according to the cooling load of the refrigeration cycle apparatus 200. The cooling load is obtained from the outside air temperature, the operating torque of the compressor 130, the high-pressure side refrigerant pressure, and the like.

ここでは、図9の制御特性に示すように、冷房負荷が小さくなる程、上限回転数Nmaxが大きく設定されるようにしている。これは、冷房負荷が小さくなる程、圧縮機130の作動トルクは小さくなるので、圧縮機130の耐久性を確保する上で、上限回転数Nmaxを高い側にしても許容できることを意味する。   Here, as shown in the control characteristics of FIG. 9, the upper limit rotational speed Nmax is set to be larger as the cooling load is smaller. This means that the operating torque of the compressor 130 becomes smaller as the cooling load becomes smaller, so that the durability of the compressor 130 can be ensured even if the upper limit rotational speed Nmax is increased.

図10に示す制御フローにおいては、ステップS150とステップS160との間にステップS155を設けて、その時の冷房負荷に応じた上限回転数Nmaxを設定するようにしている。   In the control flow shown in FIG. 10, step S155 is provided between step S150 and step S160, and an upper limit rotational speed Nmax corresponding to the cooling load at that time is set.

これにより、一律の上限回転数Nmaxを設定した場合に比べて、冷房負荷に応じて圧縮機130の作動回転数領域を拡大できるので、本来の圧縮機130の可変速機能を有効に活用しつつ、圧縮機130の耐久性(信頼性)を向上させることができる。
(第5実施形態)
本発明の第5実施形態を図11に示す。第5実施形態は、上記第4実施形態に対して、圧縮機130を1回転当たりの吐出容量が可変可能となる可変容量型圧縮機とし、回転数抑制手段を図11に示す制御フロー中のステップS170とステップS171とによって構成するようにしたものである。
As a result, the operating speed range of the compressor 130 can be expanded in accordance with the cooling load as compared with the case where the uniform upper limit speed Nmax is set, so that the variable speed function of the original compressor 130 can be effectively utilized. The durability (reliability) of the compressor 130 can be improved.
(Fifth embodiment)
FIG. 11 shows a fifth embodiment of the present invention. In the fifth embodiment, the compressor 130 is a variable displacement compressor that can change the discharge capacity per rotation, and the rotation speed suppressing means is in the control flow shown in FIG. It is configured by step S170 and step S171.

圧縮機130は、例えば周知の斜板式圧縮機のように、ピストンに接続される斜板を有し、制御装置160によって斜板の傾斜角度およびピストンのストロークが調節され、吐出容量が可変されるものとしている(図示せず)。   The compressor 130 has a swash plate connected to a piston, for example, as in a known swash plate compressor, and the control device 160 adjusts the inclination angle of the swash plate and the stroke of the piston, thereby varying the discharge capacity. It is assumed (not shown).

そして、圧縮機130の作動制御としては、図11中のステップS170で否、即ち、圧縮機回転数Ncが上限回転数Nmaxを超える時に、ステップS171で圧縮機130の吐出容量を所定量低下させる。そして、ステップS172で吐出容量が可変できうる最小値になったか否を判定し、最小値であればステップS160に進み、まだ最小値でなければステップS155に進むようにしている。   Then, as the operation control of the compressor 130, in step S170 in FIG. 11, that is, when the compressor rotational speed Nc exceeds the upper limit rotational speed Nmax, the discharge capacity of the compressor 130 is decreased by a predetermined amount in step S171. . In step S172, it is determined whether or not the discharge capacity has reached a minimum value that can be varied. If the value is the minimum value, the process proceeds to step S160, and if not, the process proceeds to step S155.

吐出容量を小さい側に可変することによって、この吐出容量に圧縮機回転数Ncを乗じた冷媒吐出量が小さくなり、冷房負荷に対する必要冷房能力も低下し、図9で説明した制御特性に基づいて上限回転数Nmaxを設定し直していくことで(ステップS155)、実質的な上限回転数Nmaxを大きくすることができるので、圧縮機130の耐久性(信頼性)を向上させることができる。
(その他の実施形態)
上記第1〜第5実施形態では、圧縮機130の上限回転数Nmaxは、耐久性に関わる信頼性限界から設定するようにしたが、これに限らず圧縮機130の回転作動時に伴う騒音限界から設定するようにしても良い。
By varying the discharge capacity to the smaller side, the refrigerant discharge amount obtained by multiplying the discharge capacity by the compressor rotation speed Nc is reduced, and the required cooling capacity with respect to the cooling load is also reduced. Based on the control characteristics described in FIG. By resetting the upper limit rotation speed Nmax (step S155), the substantial upper limit rotation speed Nmax can be increased, so that the durability (reliability) of the compressor 130 can be improved.
(Other embodiments)
In the first to fifth embodiments, the upper limit number of rotations Nmax of the compressor 130 is set from the reliability limit related to the durability. You may make it set.

また、遊星歯車150に対する各回転軸111、121、131の接続は、他の組み合わせに成るようにしても良い。この場合は、モータ120の回転数Nmの調整(ステップS160)は、共腺図上で圧縮機130の回転数Ncが低下する側に決定すれば良い。変速機構としては、遊星歯車150に代えて遊星ローラやディファレンシャルギヤ等としても良い。   Further, the connection of the rotary shafts 111, 121, and 131 to the planetary gear 150 may be in other combinations. In this case, the adjustment of the rotational speed Nm of the motor 120 (step S160) may be determined on the side where the rotational speed Nc of the compressor 130 decreases on the common gland diagram. As the speed change mechanism, a planetary roller or a differential gear may be used instead of the planetary gear 150.

更に、対象とする車両はアイドルストップ車両に限らず、走行用モータを有し、走行中においても所定の走行条件に応じてエンジン10が停止されるいわゆるハイブリッド車両としても良い。   Furthermore, the target vehicle is not limited to an idle stop vehicle, and may be a so-called hybrid vehicle that includes a traveling motor and that stops the engine 10 according to a predetermined traveling condition even during traveling.

本発明の実施形態における全体構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the whole structure in embodiment of this invention. ハイブリッドコンプレッサを示す断面図である。It is sectional drawing which shows a hybrid compressor. (a)は必要冷房能力に対する圧縮機吐出量を示す制御特性図、(b)は圧縮機回転数に対する圧縮機吐出量を示す制御特性図である。(A) is a control characteristic figure which shows the compressor discharge amount with respect to required cooling capacity, (b) is a control characteristic figure which shows the compressor discharge amount with respect to compressor rotation speed. 第1実施形態における制御フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control flow in 1st Embodiment. 第1実施形態におけるプーリ、モータ、圧縮機の回転数を示す共線図である。It is a collinear diagram which shows the rotation speed of the pulley in 1st Embodiment, a motor, and a compressor. 第2実施形態における制御フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control flow in 2nd Embodiment. 第2実施形態におけるプーリ、モータ、圧縮機の回転数を示す共線図である。It is a collinear diagram which shows the rotation speed of the pulley, motor, and compressor in 2nd Embodiment. 第3実施形態における制御フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control flow in 3rd Embodiment. 冷房負荷に対する上限回転数を示す制御特性図である。It is a control characteristic figure which shows the upper limit number of rotations with respect to cooling load. 第4実施形態における制御フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control flow in 4th Embodiment. 第5実施形態における制御フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control flow in 5th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10 エンジン
20 バッテリ(電源)
100 ハイブリッドコンプレッサ装置
101 ハイブリッドコンプレッサ
110 プーリ
111 プーリ回転軸
120 モータ
121 モータ回転軸
130 圧縮機
131 圧縮機回転軸
150 遊星歯車(変速機構)
151 サンギヤ
152 プラネタリーキャリヤ
153 リングギヤ
160 制御装置
170 電磁クラッチ
180 一方向クラッチ(ロック機構)
200 冷凍サイクル装置
10 Engine 20 Battery (Power)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Hybrid compressor apparatus 101 Hybrid compressor 110 Pulley 111 Pulley rotating shaft 120 Motor 121 Motor rotating shaft 130 Compressor 131 Compressor rotating shaft 150 Planetary gear (transmission mechanism)
151 Sun gear 152 Planetary carrier 153 Ring gear 160 Control device 170 Electromagnetic clutch 180 One-way clutch (lock mechanism)
200 Refrigeration cycle equipment

Claims (9)

エンジン(10)によって回転駆動されるプーリ(110)と、
電源(20)の電力を受けて回転駆動すると共に、制御装置(160)によってその回転数が制御されるモータ(120)と、
冷凍サイクル装置(200)内の冷媒を圧縮する圧縮機(130)と、
前記プーリ(110)、前記モータ(120)、前記圧縮機(130)の各回転軸(111、121、131)に接続されて、前記各回転軸(111、121、131)から他の前記回転軸(111、121、131)に対して回転数を可変して伝達可能とする変速機構(150)とを有し、
前記制御装置(160)によって、前記モータ(120)の回転数(Nm)が調整され、前記プーリ(110)の回転数(Np)に対して、前記圧縮機(130)の回転数(Nc)が増減されるハイブリッドコンプレッサ装置において、
前記制御装置(160)は、前記圧縮機(130)の回転数(Nc)が予め定めた所定値(Nmax)を超えないように抑制する回転数抑制手段を有することを特徴とするハイブリッドコンプレッサ装置。
A pulley (110) rotationally driven by the engine (10);
A motor (120) that is driven to rotate by receiving power from the power source (20), and whose rotational speed is controlled by the controller (160);
A compressor (130) for compressing the refrigerant in the refrigeration cycle apparatus (200);
Connected to the respective rotation shafts (111, 121, 131) of the pulley (110), the motor (120), and the compressor (130), the other rotations from the respective rotation shafts (111, 121, 131). A transmission mechanism (150) that can transmit the shaft (111, 121, 131) with a variable number of rotations;
The controller (160) adjusts the rotational speed (Nm) of the motor (120), and the rotational speed (Nc) of the compressor (130) with respect to the rotational speed (Np) of the pulley (110). In the hybrid compressor device in which is increased or decreased,
The control device (160) has a rotation speed suppressing means for suppressing the rotation speed (Nc) of the compressor (130) so as not to exceed a predetermined value (Nmax). .
前記回転数抑制手段は、前記圧縮機(130)の回転数(Nc)が前記所定値(Nmax)を超えた時に、前記モータ(120)の回転数(Nm)を調整することを特徴とする請求項1に記載のハイブリッドコンプレッサ装置。   The rotation speed suppression means adjusts the rotation speed (Nm) of the motor (120) when the rotation speed (Nc) of the compressor (130) exceeds the predetermined value (Nmax). The hybrid compressor apparatus according to claim 1. 前記回転数抑制手段は、前記モータ(120)の駆動によって、前記圧縮機(130)が前記プーリ(110)によって変速される回転数よりも増速側に作動しており、前記圧縮機(130)の回転数(Nc)が前記所定値(Nmax)を超えた時に、前記モータ(120)の回転数をゼロにすることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッドコンプレッサ装置。   The rotation speed suppression means operates by driving the motor (120) so that the compressor (130) operates at a higher speed than the rotation speed changed by the pulley (110), and the compressor (130) 2. The hybrid compressor apparatus according to claim 1, wherein the rotational speed of the motor (120) is set to zero when the rotational speed (Nc) of the motor (120) exceeds the predetermined value (Nmax). 前記プーリ(110)の回転軸(111)に伝達される前記エンジン(10)からの駆動力を断続する電磁クラッチ(170)と、
前記プーリ(110)の回転軸(111)に設けられ、前記電磁クラッチ(170)が切断された際にこの回転軸(111)の前記変速機構(150)側をロックするロック機構(180)とを有し、
前記回転数抑制手段は、前記圧縮機(130)の回転数(Nc)が前記所定値(Nmax)を超えた時に、前記電磁クラッチ(170)を切断して前記モータ(120)のみの駆動力で前記圧縮機(130)を作動させることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッドコンプレッサ装置。
An electromagnetic clutch (170) for intermittently driving the driving force from the engine (10) transmitted to the rotating shaft (111) of the pulley (110);
A locking mechanism (180) that is provided on the rotating shaft (111) of the pulley (110) and locks the transmission mechanism (150) side of the rotating shaft (111) when the electromagnetic clutch (170) is disengaged; Have
The rotational speed suppression means disconnects the electromagnetic clutch (170) and drives only the motor (120) when the rotational speed (Nc) of the compressor (130) exceeds the predetermined value (Nmax). 2. The hybrid compressor apparatus according to claim 1, wherein the compressor (130) is operated.
前記制御装置(160)は、前記冷凍サイクル装置(200)の冷房負荷が小さくなる程、前記所定値(Nmax)を大きく設定することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載のハイブリッドコンプレッサ装置。   The said control apparatus (160) sets the said predetermined value (Nmax) large, so that the cooling load of the said refrigerating-cycle apparatus (200) becomes small. Hybrid compressor device. 前記圧縮機(130)は、1回転当たりの吐出容量を可変可能とする可変容量型圧縮機(130)であり、
前記制御装置(160)は、前記圧縮機(130)の1回転当たりの吐出容量に前記圧縮機(130)の回転数(Nc)を乗じた吐出量が小さくなる程、前記所定値(Nmax)を大きく設定し、
前記回転数抑制手段は、前記圧縮機(130)の回転数(Nc)が前記所定値(Nmax)を超えた時に、前記吐出容量を小さい側に可変することを特徴とする請求項1に記載のハイブリッドコンプレッサ装置。
The compressor (130) is a variable capacity compressor (130) that can vary the discharge capacity per rotation,
The controller (160) reduces the predetermined value (Nmax) as the discharge amount obtained by multiplying the discharge capacity per rotation of the compressor (130) by the rotation speed (Nc) of the compressor (130) decreases. Set a larger value,
The said rotational speed suppression means changes the said discharge capacity to the small side when the rotational speed (Nc) of the said compressor (130) exceeds the said predetermined value (Nmax). Hybrid compressor device.
前記所定値(Nmax)は、前記圧縮機(130)の耐久性限界から決定されたことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載のハイブリッドコンプレッサ装置。   The hybrid compressor apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the predetermined value (Nmax) is determined from a durability limit of the compressor (130). 前記所定値(Nmax)は、前記圧縮機(130)の騒音限界から決定されたことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載のハイブリッドコンプレッサ装置。   The hybrid compressor apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the predetermined value (Nmax) is determined from a noise limit of the compressor (130). 前記変速機構(150)は、遊星歯車(150)であり、
前記各回転軸(111、121、131)は、前記遊星歯車(150)を構成するサンギヤ(151)、プラネタリーキャリヤ(152)、リングギヤ(153)のいずれかに対応して接続されるようにしたことを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれかに記載のハイブリッドコンプレッサ装置。
The speed change mechanism (150) is a planetary gear (150),
Each of the rotating shafts (111, 121, 131) is connected to correspond to one of a sun gear (151), a planetary carrier (152), and a ring gear (153) constituting the planetary gear (150). The hybrid compressor apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the hybrid compressor apparatus is provided.
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