JP4085851B2 - 内燃機関の補機駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関に付随して設けられ、その内燃機関を含む複数の駆動源からの駆動力が切り替え可能に供給される補機を駆動する内燃機関の補機駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の内燃機関の補機駆動装置としては、内燃機関と圧縮機等の補機とを、内燃機関の出力軸に取着されたクランクプーリと、補機の駆動軸に取着された補機プーリとの間にベルトを掛け渡して作動連結させたものが知られている。ここで、補機が圧縮機である場合には、冷房要求の有無に応じて圧縮機の作動と停止とを切り替えるために、圧縮機の駆動軸に取着される補機プーリには、電磁クラッチが設けられている。そして、この電磁クラッチを必要に応じて接離させることにより、内燃機関のクランク軸から圧縮機の駆動軸への駆動力（回転力）の供給と供給停止とを切り替えられるようになっている。
【０００３】
この内燃機関及び補機駆動装置を搭載した車両において、運転者がアクセルペダルを踏み込む等して運転者から加速要求がなされると、内燃機関に対する負荷要求が増大することになる。このような内燃機関に対する負荷要求が増大された状態で前記圧縮機が作動していると、圧縮機の作動による負荷も内燃機関に加わることとなる。このような状態では、前記運転者によるアクセル操作に対する内燃機関の応答性が低下して、車両の加速性能、そしてドライバビリティが低下することとなる。
【０００４】
このような加速性能の低下を回避するために、例えば特許文献１に開示される発明には、運転者からの加速要求が存在する時には、圧縮機側の電磁クラッチを離間させ、内燃機関と圧縮機とを切り離なす、いわゆる加速カットを行う構成が知られている（第１従来構成）。
【０００５】
ところで、近年、環境保護の要求が大きく高まっている。このような環境保護要求に対応すべく、アイドリング状態が所定時間継続すると、エンジンを自動的に停止する、いわゆるアイドリング・ストップ機能を有する車両も開発されてきている。この車両では、運転者がアクセルを踏み込むなどして内燃機関に再び負荷要求がなされると、内燃機関が自動的に再始動されるようになっている。そして、アイドリング・ストップ中には、圧縮機等の補機は、モータにより駆動されるようになっている。
【０００６】
このようなアイドリング・ストップ機構を有する車両において、加速中における圧縮機の作動に基づく内燃機関への負荷を低減する構成としては、例えば特許文献２に開示される発明が知られている。この発明の制御装置を搭載する車両では、走行用エンジンと、走行用モータと、走行用モータ及びコンプレッサ用モータで駆動されるコンプレッサを備えている。そして、走行用エンジンの加速時には、走行用モータ及びコンプレッサ用モータを駆動して、コンプレッサの作動に伴う負荷を低下させるようにしたものである（第２従来構成）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−２６８５２０号公報
【特許文献２】
特開２００１−９５１０１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記第１従来構成では、車両の加速時において、内燃機関と圧縮機との作動連結を解除するために、電磁クラッチのオフにする必要があるため、圧縮機における駆動軸の回転が一旦停止されることになる。なお、アイドリング・ストップ時に圧縮機を駆動させるモータを別途備える構成であっても、加速カットを行う構成では、圧縮機が一旦停止されることになる。このため、圧縮機が、内燃機関またはモータからの駆動力により再始動されるまでの間は、冷房ができない状態となる。
【０００９】
また、内燃機関が運転されている状態で圧縮機を停止した状態から始動させる際には、内燃機関からの駆動力により回転されている圧縮機プーリに対して、停止状態の圧縮機の駆動軸に連結されるクラッチ板が継合され、圧縮機の駆動軸が急速に回転され始める。このため、圧縮機の始動に伴って内燃機関に伝達される負荷が急激に立ち上がることになり、内燃機関の回転速度が一瞬低下するような始動ショックが生じるおそれがあって、ドライバビリティの低下を招くことがあるという問題があった。
【００１０】
一方、前記第２従来構成では、車両の加速時に圧縮機の作動に伴って発生する負荷を、走行用エンジンだけでなく走行用モータをも駆動させて吸収するものとなっている。このため、走行用エンジンに伝達される圧縮機からの負荷が低減されるものの、走行用モータに電力を供給するバッテリの負担が大きくなる。この際、バッテリは、コンプレッサに対しても駆動用の電力を供給する必要があるため、負担が著しく増大することになる。このため、バッテリの蓄電量が何らかの原因で低下しているような状態では、走行用モータ及びコンプレッサ用モータの両者に十分な電力を供給することが困難になるおそれがある。この状態では、走行用エンジンの加速性能が犠牲になることになり、ドライバビリティの低下を回避できないという問題があった。また、この第２従来構成は、走行用モータの存在が必須であり、走行用モータを有しない車両には適用できないという問題がある。
【００１１】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両に搭載することで、補機を駆動させつつ、内燃機関の負荷要求に対する応答性を向上可能な内燃機関の補機駆動装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための手段及びその作用効果について以下に記載する。
請求項１に記載の発明は、内燃機関に付随して設けられ、内燃機関に付随して設けられ、前記内燃機関及びモータからの駆動力が切り替え可能に供給される吐出容量を変更可能な可変容量補機を駆動する内燃機関の補機駆動装置であって、前記補機の駆動軸に前記内燃機関が作動連結される第１駆動力伝達手段と、前記モータが連結される第２駆動力伝達手段とを備え、前記第１駆動力伝達手段と第２駆動力伝達手段との間には、前記第２駆動力伝達手段の回転速度が前記第１駆動力伝達手段の回転速度以下であるときには、前記内燃機関からの駆動力を前記駆動軸に伝達するとともに、前記第２駆動力伝達手段の回転速度が前記第１駆動力伝達手段の回転速度よりも大きいときには、前記第１駆動力伝達手段と第２駆動力伝達手段との間で空転を生じさせるワンウェイクラッチ機構を設け、運転者による加速要求に応じて、前記モータにより前記第２駆動力伝達手段をその回転速度が前記第１駆動力伝達手段の回転速度より大きくなるように回転させるように制御するとともに、同制御に際して前記可変容量補機の運転状態を、その吐出容量が最小となるように制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
前記構成によれば、第２駆動力伝達手段の回転速度を前記第１駆動力伝達手段の回転速度より大きくなるようにすることで、第２駆動力伝達手段が第１駆動力伝達手段に対して空転することになる。このため、両駆動力伝達手段の間での駆動力伝達及び負荷伝達が遮断されて、運転者による加速要求時において、補機に起因して生じる負荷が内燃機関に伝達されるのを抑制することができる。従って、補機の駆動状態においても、運転者による加速要求に対する応答性を向上させることができる。
【００１４】
また、運転者による加速要求時において、その加速要求に対応すべく補機の駆動が停止され、停止状態の補機が突然再始動されたりすることがなく、再始動時にショックを発生したりすることがない。従って、これら加速要求への応答性の向上と補機の再始動に伴うショック発生の抑制との効果により、車両に搭載した状態でドライバビリティを大きく向上させることができる。
【００１６】
また、車両に搭載した状態で、補機の駆動状態での車両の加速性能が向上され、ドライバビリティをさらに向上させることができる。
さらに、運転者による加速要求に応じて、第２駆動力伝達手段の回転速度が増大されたとしても、圧縮機の吐出容量を調整することで余分な圧縮仕事をなされるのを抑制することができる。
加えて、運転者による加速要求に応じて、圧縮機において発生する負荷を最小にすることができ、運転者による加速要求に対する応答性を大きく向上させることができ、車両に搭載した状態ではドライバビリティをさらに向上させることができる。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の補機駆動装置において、前記補機が空調装置に接続される圧縮機からなることを特徴とする。
【００１７】
圧縮機は、内燃機関に付随して設けられる補機のうちで、内燃機関に与える負荷が最も大きい。このため、前記構成によれば、前記請求項１に記載の発明の効果を、特に顕著に発揮させることができる。
【００２６】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関の補機駆動装置において、前記可変容量補機は、内燃機関及びモータの少なくとも一方が運転されている状態では、第１駆動力伝達手段または第２駆動力伝達手段を介して、前記内燃機関及びモータの少なくとも一方からの駆動力が常に駆動軸に伝達され、冷房要求の存在しない状態であっても最小吐出容量での運転が継続されるものであることを特徴とする。
【００２７】
一般に、冷房要求の存在しない状態で内燃機関と圧縮機との作動連結を遮断するために、電磁クラッチを装備することが多い。この電磁クラッチは、重量が大きく、内燃機関で圧縮機を駆動する際に内燃機関に与える負荷を大きくするものである。前記構成によれば、このような電磁クラッチを省略することができる。
【００２８】
そして、補機駆動装置の軽量化を図ることができ、搭載車両の軽量化を進めることができる。
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内燃機関の補機駆動装置において、前記モータは、前記内燃機関がアイドリング状態が所定時間以上継続され自動的に停止された時に前記補機に駆動力を供給するためのものであることを特徴とする。
【００２９】
前記構成によれば、アイドリング・ストップ機構を有する内燃機関において、前記請求項１〜３に記載の発明の優れた効果を発揮させることができる。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の内燃機関の補機駆動装置において、前記モータが自動的に停止された前記内燃機関を、運転者による再始動要求に応じて前記内燃機関に駆動力を供給し、その内燃機関を再始動させるための再始動用モータを兼ねることを特徴とする。
【００３０】
前記構成によれば、アイドリング・ストップ時に補機を駆動させる駆動源を、別途設ける必要がない。
【００３１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を、車両に搭載される内燃機関の補機駆動装置に具体化した第１実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。
【００３２】
図１は、内燃機関としてのガソリンエンジン（以下、単に「エンジン」という）１１と、その周辺構成及び制御装置のシステム構成図である。
エンジン１１の出力は、エンジン１１の出力軸をなすクランク軸１２からトルクコンバータ１３及びオートマティックトランスミッション（自動変速機：以下「Ａ／Ｔ」という）１４を介してドライブシャフト１５側に出力される。そして、エンジン１１の出力は、さらにディファレンシャル・ギア１６を介して最終的には車輪１７に伝達される。
【００３３】
また、エンジン１１の出力は、このような車輪１７への動力伝達系とは別に、クランク軸１２に接続されたクランクプーリ２０を介して、ベルト２１に伝達される。そして、そのベルト２１により連結された圧縮機プーリ２２が回転される。なお、クランクプーリ２０には、電磁クラッチからなるエンジンクラッチ２３が備えられており、必要に応じてオン（継合）またはオフ（解放）されるようになっている。そして、このエンジンクラッチ２３のオンまたはオフにより、クランクプーリ２０とクランク軸１２との間で出力の伝達・非伝達が切り替えられる。
【００３４】
前記圧縮機プーリ２２には、空調装置に接続される補機としての可変容量圧縮機（以下、単に「圧縮機」という）２４の駆動軸２５が、補助駆動源としてのモータ２６の連結軸２７を介して、ベルト２１から伝達される駆動力（回転力）により駆動可能に連結されている。この圧縮機２４は、エンジン１１の運転状態に応じて、ベルト２１及び圧縮機プーリ２２とを介して伝達されるエンジン１１からの回転力による駆動と、エンジン１１とは独立して駆動されるモータ２６からの回転力による駆動とに切り替え制御されるようになっている。
【００３５】
なお、図１で省略しているが、前記ベルト２１には、圧縮機２４以外にも、パワーステアリングポンプ、エンジン冷却用ウォータポンプ、オイルポンプ等の１つまたは複数の補機がプーリを介して連結されている。そして、これらの補機は、その回転軸がプーリを介してベルト２１と連動して回転され、作動されるようになっている。
【００３６】
前記モータ２６は、インバータ２８に電気的に接続されている。インバータ２８は、必要に応じて、電力源である高圧電源用バッテリ２９からモータ２６へ電力を供給することで、モータ２６を駆動する。このモータ２６の駆動により、エンジン１１の停止時において圧縮機２４の駆動軸２５を回転させる。なお、インバータ２８は、高圧電源用バッテリ２９からの電気エネルギーの供給を調整することで、モータ２６の回転速度を調整できる。また、インバータ２８は、スイッチングにより、高圧電源用バッテリ２９が、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０を介して、点火系、メータ類あるいは各種ＥＣＵその他に対する電源となるように切り替える。
【００３７】
なお、エンジン１１には、スタータ３１が設けられている。スタータ３１は、低圧電源用バッテリ３２から電力を供給されて、リングギアを回転させてエンジン１１を始動させる。このスタータ３１は、冷間始動時や運転者によるイグニッションキー操作に伴う始動時の他、アイドリング状態が所定時間以上継続され自動的に停止された後の再始動時などに、エンジン１１のクランキングを行う。
【００３８】
上述したエンジンクラッチ２３のオンオフ切り替え、モータ２６の運転、インバータ２８の制御、スタータ３１の制御、その他各バッテリ２９，３２に対する蓄電量制御は、制御手段をなすエコノミーランニングシステムＥＣＵ（以下、「ＥＲＳ−ＥＣＵ」という）３５によって実行される。ここで、エコノミーランニングシステム（ＥＲＳ）とは、車両の燃費改善などのために、車両が交差点等で走行停止したときにエンジン１１を自動的に停止し、運転者により発進操作がなされたときにエンジン１１を自動的に再始動して、車両を発進可能とさせる自動停止始動システムのことである。
【００３９】
なお、ＥＲＳ−ＥＣＵ３５は、モータ２６に内蔵されるモータ回転速度センサ３６からモータ２６の連結軸２７の回転速度、ＥＲＳスイッチ３７から運転者によるＥＲＳの始動操作の有無、その他のデータの検出をしている。
【００４０】
また、圧縮機２４を除く補機類の駆動オンオフ制御、Ａ／Ｔ１４の変速制御、燃料噴射弁（吸入ポート噴射型あるいは筒内噴射型）３８による燃料噴射制御、電動モータ３９によるスロットルバルブ４０の開度制御、その他のエンジン制御は、制御手段をなすエンジンＥＣＵ４１により実行される。
【００４１】
また、エンジンＥＣＵ４１には、アイドルスイッチ４２、アクセル開度センサ４３、車速センサ４４、スロットル開度センサ４５、ブレーキスイッチ４６、エンジン回転速度センサ４７、水温センサ、シフト位置センサ、その他のセンサが接続され、データをエンジン制御のために検出している。ここで、アイドルスイッチ４２はアクセルペダルの踏み込み有無状態に、アクセル開度センサ４３はアクセル開度ＡＣＣＰに、車速センサ４４は車速ＳＰＤに、スロットル開度センサ４５はスロットル開度ＴＡに、関する情報をそれぞれ出力している。また、ブレーキスイッチはブレーキペダル踏み込み有無状態に、エンジン回転速度センサ４７はエンジン回転速度ＮＥの情報を、水温センサはエンジン冷却水温に、シフト位置センサはシフト位置に、関する情報をそれぞれ出力している。
【００４２】
また、図２は、圧縮機２４を中心に空調装置４８の概略構成を示す断面図である。図１及び図２に示すように、圧縮機２４の吐出容量等の運転状態制御、その他の車室内を空気調和するための空調装置（エアコン）４８の制御は、制御手段をなす空調装置ＥＣＵ（以下、「Ａ／Ｃ−ＥＣＵ」という）４９により実行される。
【００４３】
ここで、空調装置４８の構成について、説明する。図２に示すように、空調装置４８の冷媒循環回路（冷凍サイクル）は、圧縮機２４、コンデンサ（凝縮器）５２、レシーバ５３、膨張弁（エキスパンジョンバルブ）５４、エバポレータ（蒸発器）５５等によって構成されている。
【００４４】
この冷媒循環回路では、冷媒が次のようにその状態が変化しながら流れる。すなわち、ガス状の冷媒は、圧縮機２４で圧縮されて高温・高圧となる。圧縮機２４から吐出されたガス状の冷媒はコンデンサ５２で冷却されて液化した後、レシーバ５３で一旦貯留される。レシーバ５３を出た高圧の液状の冷媒は、膨張弁５４で急激に膨張され、低温・低圧の霧状の冷媒になる。この霧状の冷媒はエバポレータ５５を通過する際、そのエバポレータ５５の周囲の空気から熱を奪って蒸発（気化）し、その後、圧縮機２４に吸込まれる。
【００４５】
このように、冷媒循環回路では、エバポレータ５５において冷媒が気化する際に熱が奪う。このエバポレータ５５の周りに車室内の空気を循環させることによって、車室内が冷却される。この際、空気が冷却されることにより空気中の水蒸気が水滴になり除湿される。また、エバポレータ５５において冷媒が奪った熱は、コンデンサ５２において冷媒が液化するときに車室外へ放出される。
【００４６】
前記Ａ／Ｃ−ＥＣＵ４９には、空調スイッチ５７、圧縮機回転速度センサ５８、内気センサ５９、外気センサ６０、日射センサ、エバポレータ後温度センサ６１等が接続されている。ここで、空調スイッチ５７は運転者による空調装置４８のオンオフ操作の有無に、圧縮機回転速度センサ５８は圧縮機回転速度ＮＡに、内気センサ５９は車室内の温度に、外気センサ６０は車室外の温度に、関する情報をそれぞれ出力している。また、日射センサは日射量に、エバポレータ後温度センサ６１はエバポレータ５５を通過した直後の冷気の温度（エバポレータ温度Ｔ）に関する情報を出力している。この他、Ａ／Ｃ−ＥＣＵ４９は、空調装置吹出口における風量及び温度、コンデンサ５２の温度、膨張弁５４の開度、その他のデータを、圧縮機２４を含む空調装置制御のために検出している。
【００４７】
なお、前記各ＥＣＵ３５，４１，４９は、マイクロコンピュータを中心として構成されており、内部のＲＯＭに書き込まれているプログラムに応じてＣＰＵが必要な演算処理を実行し、その演算結果に基づいて各種制御を実行している。これらの演算処理結果及び前述のごとく検出されたデータは、ＥＣＵ３５，４１，４９間で相互にデータ通信が可能になっており、必要に応じてデータを交換して相互に連動して制御を実行することが可能となっている。
【００４８】
次に、圧縮機２４の構造について説明する。図２に示すように、圧縮機２４は、斜板式の可変容量圧縮機となっている。圧縮機２４のケーシング６４内にはクランク室６５が形成されるとともに、駆動軸２５が回転可能に支持されている。
【００４９】
ケーシング６４から露出する駆動軸２５の一方（図２の左方）の端部は、前記モータ２６の連結軸２７に連結されている。また、圧縮機２４の駆動軸２５とモータ２６の連結軸２７との間には、圧縮機２４の作動を断続するための電磁クラッチが設けられておらず、この圧縮機２４は、いわゆるクラッチレス圧縮機となっている。
【００５０】
駆動軸２５上には、ラグプレート６６が一体回転可能に取付けられている。また、駆動軸２５には、斜板６７が軸方向へのスライド可能かつ傾動可能に支持されている。斜板６７は、ヒンジ機構６８を介してラグプレート６６に連結されている。この連結により斜板６７は、ラグプレート６６及び駆動軸２５と一体回転可能であり、また駆動軸２５に対して傾動可能である。
【００５１】
ケーシング６４内には複数のシリンダ６９が形成され、各シリンダ６９内にピストン７０が往復動可能に収容されている。各ピストン７０は、シュー７１を介して斜板６７に係留されている。このため、各ピストン７０は、駆動軸２５に対して傾斜した斜板６７の回転によってシリンダ６９内を往復動する。このとき、斜板６７の傾斜角度（斜板角度θ）に応じてピストン７０のストロークが変化する。ここで、斜板角度θは、駆動軸２５に直交する面に対し斜板６７が交わる角度である。
【００５２】
ケーシング６４内において、シリンダ６９の斜板６７とは反対側には、吸入ポート、吸入弁、吐出ポート及び吐出弁（いずれも図示略）を有する弁・ポート形成体７２が配置されている。さらに、弁・ポート形成体７２のシリンダ６９とは反対側には、吸入室７３及び吐出室７４がそれぞれ設けられている。吐出室７４は、吐出絞り７５を有する壁７６によって第１吐出室７７と第２吐出室７８とに仕切られている。第１吐出室７７は壁７６よりもシリンダ６９側に形成され、第２吐出室７８は第１吐出室７７及び壁７６を挟んでシリンダ６９とは反対側に形成されている。そして、吸入室７３内の冷媒ガスは、各ピストン７０が上死点から下死点（図２の右から左）へ向けて移動する際、弁・ポート形成体７２の吸入ポート及び吸入弁を介してシリンダ６９内へ吸入される。また、シリンダ６９内の冷媒ガスは、ピストン７０が下死点から上死点（図２の左から右）へ向けて移動する際に所定の圧力まで圧縮され、弁・ポート形成体７２の吐出ポート及び吐出弁を介して吐出室７４に吐出される。
【００５３】
ケーシング６４内には、クランク室６５と吸入室７３とを連通させる抽気通路７９が設けられている。また、ケーシング６４内には、吐出室７４とクランク室６５とを連通させる給気通路８０が設けられ、その給気通路８０の途中に流量制御弁８３が配置されている。そして、流量制御弁８３の開度を調整することにより、給気通路８０を通じてクランク室６５に導入される高圧の吐出ガスの流量と、抽気通路７９を介してクランク室６５から導出されるガスの流量とのバランスが制御される。このバランスの制御により、クランク室６５の内圧Ｐｃが、所定の範囲内において任意の圧力に変更される。この内圧Ｐｃの変更に応じて、ピストン７０両側の圧力差、すなわち内圧Ｐｃとシリンダ６９の内圧との差圧が変化し、斜板角度θが所定の範囲内で任意の角度に変化する。
【００５４】
その結果、ピストン７０のストローク、ひいては圧縮機２４の吐出容量が、所定の範囲内で任意の容量に調節される。例えば、クランク室６５の内圧Ｐｃが低下すると、斜板角度θが大きくなってピストン７０のストロークが大きくなり、吐出容量が増加する。そして、図２に示すように、斜板６７の前端がラグプレート６６に当接した状態では、斜板角度θが最大となり、吐出容量も最大となる。
【００５５】
これとは逆に内圧Ｐｃが上昇すると、斜板角度θが小さくなり、ピストン７０のストロークが小さくなり、吐出容量が減少する。そして、図３に示すように、斜板角度が０°に近づいた状態、すなわち斜板６７と駆動軸２５とがほぼ直交した状態では、吐出容量が最小となる。
【００５６】
次に、流量制御弁８３の構造について説明する。
図４に示すように、流量制御弁８３のハウジング８４内には、その一方（図４の上方）の端部から他方（図４の下方）の端部に向けて、感圧室８５、連通路８６及び弁室８７が順に設けられている。連通路８６及び弁室８７は給気通路８０の一部を構成している。連通路８６は、給気通路８０の上流部を介して第１吐出室７７に連通され、弁室８７は給気通路８０の下流部を介してクランク室６５に連通されている。従って、第１吐出室７７から給気通路８０へ吐出された冷媒ガスは、流量制御弁８３を通過する過程で連通路８６及び弁室８７を順に流れる。
【００５７】
そして、弁室８７から流量制御弁８３外へ出た冷媒ガスは、再び給気通路８０を通ってクランク室６５に導かれる。
ハウジング８４内には、弁体として、作動ロッド８８が軸方向（図４の上下方向）へ往復動可能に配置されている。この作動ロッド８８の一方（図４の上方）の端部によって、連通路８６と感圧室８５とが遮断されている。弁室８７と連通路８６との境界部分は弁座をなしている。一方、作動ロッド８８には弁体部８９が形成されており、作動ロッド８８の往復動にともない弁体部８９が弁座に接近及び離間することによって、給気通路８０の開度が調整される。弁体部８９が弁座に着座したとき給気通路８０が閉鎖される。
【００５８】
感圧室８５内には、ベローズ等からなる感圧部材９０が収容されている。感圧部材９０は、ロッド受け９１を介して作動ロッド８８に連結されている。ロッド受け９１と感圧室８５の底部との間には感圧部材付勢ばね９２が配置されており、ロッド受け９１は、感圧部材９０が伸長しようとする力と、感圧部材付勢ばね９２の付勢力とが釣合う位置で静止している。感圧室８５内は、感圧部材９０により、その感圧部材９０の内側の空間と外側の空間とに仕切られている。内側の空間には、第１吐出室７７内の圧力ＰｄＨが導かれ、外側の空間には第２吐出室７８内の圧力ＰｄＬが導かれている。圧力ＰｄＨは冷媒が吐出絞り７５を通過する前の圧力である。また、圧力ＰｄＬは冷媒が吐出絞り７５を通過した後の圧力であり、前記圧力ＰｄＨよりも低い。そして、感圧室８５、感圧部材９０、ロッド受け９１、感圧部材付勢ばね９２等によって感圧機構９３が構成されている。
【００５９】
感圧機構９３は、冷媒循環回路における２箇所（第１吐出室７７、第２吐出室７８）での差圧ΔＰｄ（ＰｄＨ−ＰｄＬ）の変動に基づいて感圧部材９０が伸縮することで、その差圧ΔＰｄの変動を打消す側に圧縮機２４の吐出容量が変更されるように弁体部８９を変位させる。
【００６０】
一方、流量制御弁８３には電磁アクチュエータ９４が組込まれている。電磁アクチュエータ９４は磁性材からなる固定子９５を備え、前述した作動ロッド８８がこの固定子９５に往復動可能に挿通されている。固定子９５から露出する作動ロッド８８の他方（図４の下方）の端部には、磁性材からなる可動子９６が固定されている。可動子９６は、可動子付勢ばね９７により常に弁室８７から遠ざかる方向（図４の下方）、すなわち開弁方向へ付勢されている。固定子９５及び可動子９６の周りにはコイル９８が巻回配置されている。電磁アクチュエータ９４では、コイル９８への通電により、その通電量に応じた大きさの電磁力が、開弁方向の力に対向する力（閉弁方向の力）として、可動子９６と固定子９５との間に発生する。開弁方向の力としては、（ａ）感圧室８５においてロッド受け９１を介して作動ロッド８８に作用するもの、（ｂ）連通路８６において弁体部８９に作用するもの、（ｃ）可動子付勢ばね９７の付勢力によるもの等が挙げられる。
【００６１】
流量制御弁８３では、Ａ／Ｃ−ＥＣＵ４９によりコイル９８への通電時間がデューティ制御される。この制御に応じて、閉弁方向の力としての電磁力が変化する。弁体部８９の位置が変更され、給気通路８０の開度が調整される。
【００６２】
例えば、コイル９８に通電されない場合、すなわち、デューティ比が０％の場合には、可動子９６に閉弁方向への電磁力が発生しない。前述した可動子付勢ばね９７の付勢力等による開弁方向の力が支配的となり、弁体部８９が弁座から離れて給気通路８０が全開状態となる。このため、クランク室６５の内圧Ｐｃは、そのときおかれた状況下において取り得る最大値となり、同内圧Ｐｃとシリンダ６９の内圧との差圧が大きい。従って、斜板角度θが最少となり、圧縮機２４の吐出容量が最小となる。
【００６３】
また、コイル９８への通電（デューティ比が０％よりも大）にともない発生する閉弁方向の電磁力が、感圧部材付勢ばね９２、感圧部材９０等による開弁方向の付勢力に打勝つと、作動ロッド８８が閉弁方向への移動を開始する。この状態では、電磁力が、感圧部材９０、可動子付勢ばね９７等の付勢力によって加勢された前記差圧ΔＰｄに基づく開弁方向への押圧力に対抗する。そして、これら開弁方向及び閉弁方向に作用する力が均衡する位置に、作動ロッド８８の弁体部８９が弁座に対して位置決めされる。
【００６４】
例えば、エンジン回転速度ＮＥが低下して冷媒循環回路の冷媒流量が減少すると、差圧ΔＰｄに基づく開弁方向の力が減少し、その時点での電磁力では、作動ロッド８８に対し、開弁方向及び閉弁方向の両方向から作用する力の均衡が図れなくなる。従って、作動ロッド８８が閉弁方向へ移動して給気通路８０の開度が減少し、クランク室６５の内圧Ｐｃが低下する。斜板角度θが大きくなって、ピストン７０のストロークが大きくなり、圧縮機２４の吐出容量が増大する。これにともない冷媒循環回路における冷媒流量が増加し、差圧ΔＰｄが増加する。
【００６５】
前記とは逆に、エンジン回転速度ＮＥが上昇して冷媒循環回路の冷媒流量が増大すると、差圧ΔＰｄに基づく開弁方向の力が増大して、その時点での電磁力では作動ロッド８８に作用する付勢力の均衡が図れなくなる。従って、作動ロッド８８（弁体部８９）が開弁方向へ移動して給気通路８０の開度が増加し、クランク室６５の内圧Ｐｃが上昇する。斜板角度θが小さくなって、ピストンのストロークが小さくなり、圧縮機２４の吐出容量が減少する。これにともない冷媒循環回路における冷媒流量が減少し、差圧ΔＰｄが減少する。
【００６６】
また、コイル９８に対する通電のデューティ比を大きくして電磁力を大きくすると、その時点での差圧ΔＰｄに基づく力では、開弁方向及び閉弁方向の両方向から作用する力の均衡が図れなくなる。このため、作動ロッド８８（弁体部８９）が閉弁方向へ移動して給気通路８０の開度が減少し、圧縮機２４の吐出容量が増大される。その結果、冷媒循環回路における冷媒流量が増大し、差圧ΔＰｄも増大する。
【００６７】
逆に、コイル９８に対する通電のデューティ比を小さくして電磁力を小さくすると、その時点での差圧ΔＰｄに基づく力では、開弁方向及び閉弁方向の両方向から作用する力の均衡が図れなくなる。このため、作動ロッド８８（弁体部８９）が開弁方向へ移動して給気通路８０の開度が増加し、圧縮機２４の吐出容量が減少する。その結果、冷媒循環回路における冷媒流量が減少し、差圧ΔＰｄも減少する。
【００６８】
このように、流量制御弁８３では、コイル９８に対する通電のデューティ比によって決定された差圧ΔＰｄの制御目標（設定差圧）を維持するように、この差圧ΔＰｄの変動に応じて自律的に作動ロッド８８（弁体部８９）が位置決めされる。また、この設定差圧は、コイル９８に対する通電のデューティ比を調節することで変更可能である。このため、エバポレータ５５での熱負荷の状況にほとんど影響されることなく、応答性及び制御性の高い吐出容量の制御を行うことができる。
【００６９】
次に、モータ２６の構造について、説明する。図５は、モータ２６の概略構成を示す断面図である。
モータ２６のケーシング１０１内には、連結軸２７が一対のニードルベアリングからなるラジアルベアリング１０２を介して回転可能に支持されており、モータ２６のステータ１０３及びロータ１０４が収容されている。ステータ１０３は、ケーシング１０１の内周面上に環状をなすように形成され、通電することにより磁界を発生するステータコイルとなっている。ロータ１０４は、連結軸２７の中央に固着されており、永久磁石を有しステータ１０３内で回転するマグネットロータとなっている。ロータ１０４とケーシング１０１の前後方向の両内壁面との間には、ニードルベアリングからなる一対のスラストベアリング１０５が介装されている。
【００７０】
連結軸２７の一端は、ケーシング１０１から外部に突出されており、前記圧縮機２４の駆動軸２５に連結されている。連結軸２７の他端は、ケーシング１０１から外部に突出されており、ワンウェイクラッチ機構１０６を内蔵する圧縮機プーリ２２が取着されている。
【００７１】
この圧縮機プーリ２２は、第２駆動力伝達手段としてのリテーナ１０８と、一対のアンギュラベアリング１０９と、複数の係合部材１１０と、第１駆動力伝達手段としての回転ヨーク１１１とからなっている。前記リテーナ１０８は、有底円筒状をなし、連結軸２７の前端にボルト１０７により固着されている。前記一対のアンギュラベアリング１０９は、そのリテーナ１０８の外周面上に装着されている。前記係合部材１１０は、それらアンギュラベアリング１０９の間に配設されている。前記回転ヨーク１１１は、アンギュラベアリング１０９及び係合部材１１０の外周面上に装着されている。そして、この回転ヨーク１１１の外周側部分１１２と、クランクプーリ２０との間に、ベルト２１が掛け渡されている。
【００７２】
ワンウェイクラッチ機構１０６としては、例えばスプラグ式、ローラ式、エンゲージ式等の一般的なものを用いることができる。いずれのタイプでも、ワンウェイクラッチ機構１０６は、インナレースとアウタレースと係合部材１１０とを備えている。ここで、インナレースは連結軸２７に回り止めされた状態で固着されるリテーナ１０８によって構成され、アウタレースは回転ヨーク１１１の内周側部分１１３によって構成されている。
【００７３】
係合部材１１０は、アウタレースとインナレースとの間において、前記一対のアンギュラベアリング１０９間に、潤滑用のグリースに封入された状態で配置されている。エンジン１１の運転に伴ってクランク軸１２が回転されるとともに、モータ２６が運転されていない状態では、係合部材１１０がインナレースとアウタレースとに噛み合ってロック状態となる。この状態では、クランク軸１２の回転は、クランクプーリ２０、ベルト２１及び圧縮機プーリ２２を介してモータ２６の連結軸２７に伝達され、さらに圧縮機２４の駆動軸２５に伝達される。これにより、圧縮機２４がエンジン１１からの駆動力（回転力）によって駆動される。
【００７４】
また、エンジン１１とモータ２６が同時に駆動されている場合には、モータ２６側のリテーナ１０８の回転速度がエンジン１１側の回転ヨーク１１１の回転速度よりも小さい範囲では、係合部材１１０がインナレースとアウタレースとに噛み合ったロック状態が維持される。なお、このとき、エンジン１１からの駆動力によって回転される回転ヨーク１１１の回転方向と、モータ２６によって回転されるリテーナ１０８の回転方向とが、同じになるように設定されている。このため、前記と同様に、エンジン１１からの駆動力（回転力）がモータ２６の連結軸２７を介して圧縮機２４の駆動軸２５に伝達される。この場合、圧縮機２４は、エンジン１１からの駆動力とモータ２６からの駆動力とによって駆動される。
【００７５】
一方、モータ２６側のリテーナ１０８の回転速度がエンジン１１側の回転ヨーク１１１の回転速度よりも大きくなると、係合部材１１０がインナレースとアウタレースとに噛み合わなくなり、フリー状態となる。このため、ワンウェイクラッチ機構１０６が切り離された状態となり、エンジン１１からの駆動力（回転力）がモータ２６の連結軸２７に伝達されなくなる。そして、圧縮機２４は、専らモータ２６からの駆動力によって駆動されるとともに、圧縮機２４側の負荷がエンジン１１側に伝達されなくなる。
【００７６】
さらに、エンジン１１の運転が自動停止されるなどして、エンジン１１からの駆動力の伝達が停止されている状態で、車室内に冷房要求が存在するときには、モータ２６を駆動させる。この状態では、エンジン１１側の回転ヨーク１１１の回転速度はゼロとなる。これに対して、モータ２６側のリテーナ１０８は、モータ２６の回転速度に対応する回転速度で回転されていることになり、見かけ上、モータ２６側のリテーナ１０８の回転速度がエンジン１１側の回転ヨーク１１１の回転速度よりも大きくなっていることになる。このため、係合部材１１０は、インナレースとアウタレースとに噛み合わずフリー状態となる。
【００７７】
次に、Ａ／Ｃ−ＥＣＵ４９にて実行される前記モータ２６及び圧縮機２４の動作の制御について説明する。
エンジンＥＣＵ４１では、アクセル開度センサ４３からのアクセル開度ＡＣＣＰ、車速センサ４４からの車速ＳＰＤ、エンジン回転速度センサ４７からのエンジン回転速度ＮＥ等に関する情報に基づいて、車両の走行状態及びエンジン１１に対する負荷状態を検出している。そして、エンジンＥＣＵ４１は、検出された車両の走行状態と負荷状態とに応じてエンジン１１の運転状態を制御している。
【００７８】
Ａ／Ｃ−ＥＣＵ４９では、空調スイッチ５７からの空調装置４８のオン・オフ操作、圧縮機回転速度センサ５８からの圧縮機回転速度ＮＡ、内気センサ５９からの車室内温度、外気センサ６０からの外気温、エバポレータ後温度センサ６１からの冷気温度等に関する情報に基づいて冷房要求を検出している。そして、Ａ／Ｃ−ＥＣＵ４９は、検出された冷房要求に基づいて圧縮機２４の吐出容量を変更すべく流量制御弁８３の開度を調整している。これにより、前述のように、圧縮機２４の給気通路８０の開度が変更され、クランク室６５の内圧Ｐｃとシリンダ６９の内圧との差圧が調整され、斜板角度θが変化して吐出容量が制御される。
【００７９】
ここで、運転者が加速の必要があると判断しアクセルを踏み込むと、エンジンＥＣＵ４１は、アクセル開度センサ４３からもたらされるアクセル開度ＡＣＣＰの増大を検出し、加速要求、つまりエンジン１１に対する負荷要求がなされたと判断する。この加速要求に基づいて、エンジンＥＣＵ４１は、ＥＲＳ−ＥＣＵ３５に対し、モータ２６を駆動させるように指令する。このとき、エンジンＥＣＵ４１は、ＥＲＳ−ＥＣＵ３５に対し、エンジン回転速度センサ４７からのエンジン回転速度ＮＥに関する情報も併せて出力する。
【００８０】
このエンジンＥＣＵ４１からの指令に基づいて、ＥＲＳ−ＥＣＵ３５は、インバータ２８に対しワンウェイクラッチ機構１０６がフリー状態となる回転速度に到達するようにモータ２６への電力供給を指令する。このフリー状態は、モータ２６により回転される圧縮機プーリ２２のリテーナ１０８の回転速度が、エンジン１１により回転される圧縮機プーリ２２の回転ヨーク１１１の回転速度より大きくなったときに実現される。このフリー状態を実現するための条件式は、次の（１）式となる。
ＮＭ ＞ ＮＥ×Ｄａｐ／Ｄｃｐ …（１）
なお、ＮＭ ： モータ２６の回転速度
ＮＥ ： エンジン回転速度
Ｄａｐ ： 圧縮機プーリ２２の径
Ｄｃｐ ： クランクプーリ２０の径
言い換えると、モータ２６の連結軸２７を、エンジン１１からの駆動力を得て回転させる状態より、モータ２６自身の駆動により高速に回転させることで、係合部材１１０と回転ヨーク１１１及びリテーナ１０８との噛み合いが解除され、回転ヨーク１１１がリテーナ１０８に対して空転することになる。この状態では、エンジン１１からモータ２６の連結軸２７、ひいては圧縮機２４の駆動軸２５への駆動力伝達は遮断されることはもとより、圧縮機２４からエンジン１１への負荷伝達も遮断された状態となる。
【００８１】
また、エンジンＥＣＵ４１は、このＥＲＳ−ＥＣＵ３５によるモータ２６の駆動制御の指令に同期して、Ａ／Ｃ−ＥＣＵ４９に対し圧縮機２４の吐出容量を最小とするように指令する。Ａ／Ｃ−ＥＣＵ４９は、圧縮機２４の給気通路８０が全開状態となるように、流量制御弁８３のコイル９８への通電を停止させる。これにより、クランク室６５の内圧が、そのときおかれた状況下で取り得る最大となり、斜板角度θが最小となり、圧縮機２４の吐出容量が最小となる。
【００８２】
そして、例えば運転者によるアクセルの踏み込みが弱められ、エンジンＥＣＵ４１がアクセル開度センサ４３からもたらされるアクセル開度ＡＣＣＰの減少を検出すると、エンジンＥＣＵ４１は加速要求がなくなったと判断する。そして、エンジンＥＣＵ４１は、ＥＲＳ−ＥＣＵ３５に対し、モータ２６の駆動を停止するように指令する。
【００８３】
このエンジンＥＣＵ４１からの指令に基づいて、ＥＲＳ−ＥＣＵ３５は、インバータ２８に対し、モータ２６への通電を停止するように指令する。このモータ２６への通電停止によりモータ２６が駆動されなくなり、連結軸２７及びリテーナ１０８の回転速度が徐々に低下していく。そして、リテーナ１０８の回転速度が、エンジン１１により回転される回転ヨーク１１１の回転速度より小さくなると、ワンウェイクラッチ機構１０６の係合部材１１０がインナレースとアウタレースとの間に噛み合ってロック状態となる。これにより、エンジン１１からの駆動力がリテーナ１０８へと伝達され、モータ２６の連結軸２７、ひいては圧縮機２４の駆動軸２５がエンジン１１からの駆動力によって駆動されるようになる。
【００８４】
また、エンジンＥＣＵ４１は、このＥＲＳ−ＥＣＵ３５によるモータ２６の駆動停止の指令に同期して、Ａ／Ｃ−ＥＣＵ４９に対し、そのときの冷房要求に応じて圧縮機２４の吐出容量を制御するように指令する。すなわち、Ａ／Ｃ−ＥＣＵ４９は、空調スイッチ５７での設定、内気センサ５９及び外気センサ６０からの内外気温、エバポレータ後温度センサ６１からの冷気の温度、圧縮機回転速度センサ５８からの圧縮機回転速度ＮＡ等の情報に従って、車室内の冷房要求を検出する。Ａ／Ｃ−ＥＣＵ４９は、検出した冷房要求の強弱に応じて、圧縮機２４の給気通路８０の開度を調整すべく、流量制御弁８３のコイル９８への通電のデューティ比を調整する。これにより、給気通路８０の開度が調整され、クランク室６５の内圧Ｐｃとシリンダ６９の内圧との差圧が変更され、斜板角度θが調整され、圧縮機２４の吐出容量が調整される。
【００８５】
次に、ＥＲＳ−ＥＣＵ３５により実行されるエンジン１１の自動停止に応じた圧縮機２４の駆動制御について説明する。
上述のようにＥＲＳ−ＥＣＵ３５は、車両の走行停止に応じてエンジン１１を自動的に停止させている。そしてこのときに車室内の冷房要求が存在していれば、モータ２６を駆動させ、圧縮機２４の作動を維持している。
【００８６】
ただしバッテリ２９の充電量が十分に確保されていない状態で、モータ２６を駆動させれば、その駆動に伴う電力消費のため、エンジン１１の再始動に必要な電力が不足する虞がある。
【００８７】
そこでＥＲＳ−ＥＣＵ３５は、エンジン１１が自動停止されているときに、バッテリ２９の充電量を監視し、その不足が確認されたときには、モータ２６駆動を禁止する。それと共に、エンジン１１を再始動させて、その動力で圧縮機２４の作動を維持させる。
【００８８】
なお、ここではバッテリ２９の充電量の過不足を、同バッテリ２９の出力電圧に基づいて判断するようにしている。具体的には、バッテリ２９の出力電圧が所定の判定値Ａ未満であるときに、充電量が不足していると判断して、上記のようなモータ２６の駆動禁止が実施されている。
【００８９】
図６に、そうした圧縮機２４の駆動制御に係る「補機駆動制御ルーチン」のフローチャートを示す。本ルーチンの処理は、エンジン１１の運転中、ＥＲＳ−ＥＣＵ３５により周期的に実行されている。
【００９０】
本ルーチンの処理が開始されると、まずステップ６００において、エンジン１１が停止中であるか否かが判断される。ここでエンジン１１が停止中であれば（ＹＥＳ）、処理をステップ６０１に移行する。またエンジン１１が停止中でなければ（ＮＯ）、本ルーチンの処理を一旦終了する。
【００９１】
ステップ６０１では、空調スイッチ５７がオンとされているか否かが判断される。ここで空調スイッチ５７がオンであれば（ＹＥＳ）、処理をステップ６０２に移行する。また空調スイッチ５７がオフであれば（ＮＯ）、ステップ６０４においてモータ２６が停止され、本ルーチンが一旦終了される。
【００９２】
ステップ６０２では、バッテリ２９の出力電圧（バッテリ電圧）が上記判定値Ａ未満であるか否かが判断される。ここでバッテリ２９の出力電圧が判定値Ａ以上であれば（ＮＯ）、ステップ６０５においてモータ２６が駆動される。このときの圧縮機２４は、モータ２６により駆動される。
【００９３】
一方、バッテリ２９の出力電圧が判定値Ａ未満である場合には（ＹＥＳ）、すなわちバッテリ２９の充電量が十分に確保されていなければ、ステップ６０３においてエンジン１１が再始動され、ステップ６０４においてモータ２６の駆動が停止される。このときの圧縮機２４は、エンジン１１により駆動される。
【００９４】
以上詳述したように、この実施形態にかかる補機駆動装置によれば、以下に示すような優れた効果が得られるようになる。
（１）この補機駆動装置では、圧縮機２４の駆動軸２５には、圧縮機プーリ２２が取着されている。その圧縮機プーリ２２には、エンジン１１のクランクプーリ２０にベルト２１を介して連結される回転ヨーク１１１と、モータ２６の連結軸２７に固着されたリテーナ１０８とを有している。これら回転ヨーク１１１とリテーナ１０８との間には、ワンウェイクラッチ機構１０６が設けられている。
【００９５】
このワンウェイクラッチ機構１０６は、リテーナ１０８の回転速度が回転ヨーク１１１の回転速度以下ではエンジン１１からの駆動力を圧縮機２４の駆動軸２５に伝達し、リテーナ１０８の回転速度が回転ヨーク１１１の回転速度よりも大きいとリテーナ１０８に対して回転ヨーク１１１を空転させる。そして、加速要求等でエンジン１１に対する負荷要求が所定以上に増大したときには、モータ２６によりリテーナ１０８をその回転速度が回転ヨーク１１１の回転速度より大きくなるように回転させるように制御するようになっている。
【００９６】
前記構成によれば、エンジン１１に対する負荷要求が所定以上に増大したときには、圧縮機プーリ２２において、リテーナ１０８に対して回転ヨーク１１１を空転させることができる。このため、これら回転ヨーク１１１とリテーナ１０８の間での駆動力伝達及び負荷伝達が遮断されて、エンジン１１の負荷要求増大時において、圧縮機２４に起因して生じる負荷がエンジン１１に伝達されるのを抑制することができる。従って、圧縮機２４の駆動状態においても、エンジン１１の負荷要求に対する応答性を向上させることができる。
【００９７】
また、エンジン１１の負荷要求増大時において、その負荷要求増大に対応すべく駆動が停止された圧縮機２４が突然再始動されたりすることがなく、再始動時にショックを発生したりすることがない。従って、これら負荷要求への応答性の向上と圧縮機２４の再始動に伴うショック発生の抑制との効果により、車両に搭載した状態でドライバビリティを大きく向上させることができる。
【００９８】
（２）この補機駆動装置では、エンジンＥＣＵ４１が、運転者による加速要求に応じて、モータ２６により圧縮機プーリ２２のリテーナ１０８をその回転速度が回転ヨーク１１１の回転速度より大きくなるように回転させるべく制御する。
【００９９】
このため、車両に搭載した状態で、圧縮機２４の駆動状態での車両の加速性能が向上され、ドライバビリティをさらに向上させることができる。
（３）この補機駆動装置では、駆動する補機が空調装置４８に接続される圧縮機２４となっている。圧縮機２４は、エンジン１１に付随して設けられる補機のうちで、エンジン１１に与える負荷が最も大きい。このため、前記構成によれば、前記（１）または（２）に記載の効果を、特に顕著に発揮させることができる。
【０１００】
（４）エンジン１１に対する加速要求に対応すべくワンウェイクラッチ機構１０６をフリー状態にするため、モータ２６の回転速度が増大されると、圧縮機２４の駆動軸２５の回転速度も増大することになる。これにより、圧縮機２４のなす仕事も増大することとなる。
【０１０１】
これに対して、この補機駆動装置では、圧縮機２４が、吐出容量を変更可能な可変容量圧縮機からなっている。このため、圧縮機２４の吐出容量を調整することで余分な圧縮仕事をなされるのを抑制することができる。
【０１０２】
（５）この補機駆動装置では、加速時などエンジン１１に対する負荷要求が増大したときに、モータ２６によりワンウェイクラッチ機構１０６のリテーナ１０８をその回転速度が回転ヨーク１１１の回転速度より大きくなるように回転させる。この負荷要求増大時におけるリテーナ１０８の回転速度の制御を行うと、圧縮機２４の駆動軸２５の回転速度が、エンジン１１からの駆動力により駆動される加速開始前に比べて増大することになる。ここで、この補機駆動装置では、前記リテーナ１０８の回転速度の制御と同時に、圧縮機２４の吐出容量が加速開始前より小さくなるように制御するようになっている。このため、圧縮機２４において余分な圧縮仕事がなされることなく、加速性能等のエンジン１１に対する負荷要求に対する応答性を高く維持することができる。
【０１０３】
（６）この補機駆動装置では、モータ２６により圧縮機プーリ２２のリテーナ１０８をその回転速度が回転ヨーク１１１の回転速度より大きくなるように回転させるべく制御する際に、圧縮機２４の運転状態を、その吐出容量が最小となるように制御するようになっている。このため、加速要求等でエンジン１１に対する負荷要求が増大されたときに、圧縮機２４において発生する負荷を最小にすることができる。そして、圧縮機２４をモータ２６で駆動する際にも、圧縮機２４の圧縮仕事に伴って発生する負荷が最小となるため、消費される電力を最小にすることができる。
【０１０４】
（７）この補機駆動装置では、圧縮機２４が、その駆動軸に２５に、エンジン１１またはモータ２６からの駆動力が常時伝達され、車室内に冷房要求の存在しない状態であっても最小吐出容量での運転が継続されるようになっている。
【０１０５】
一般に、冷房要求の存在しない状態でエンジン１１と圧縮機２４との作動連結を遮断するために、電磁クラッチを装備することが多い。この電磁クラッチは、重量が大きく、エンジン１１で圧縮機２４を駆動する際にエンジン１１に与える負荷を大きくするものである。これに対して、前記構成によれば、このような電磁クラッチを省略することができる。そして、補機駆動装置の軽量化を図ることができ、搭載車両の軽量化を進めることができる。
【０１０６】
また、圧縮機２４の始動及び停止の回数を低減することができ、多くの回転部分及び摺動部分を抱える圧縮機２４において、それら回転部分及び摺動部分の潤滑切れを起こしにくくすることができる。
【０１０７】
さらに、エンジン１１の運転状態において、圧縮機２４が停止状態から始動しつつエンジン１１に作動連結されることがない。このため、圧縮機２４とエンジン１１との作動連結再開時において、圧縮機２４がエンジン１１に与える負荷をより小さくすることができる。従って、さらなるドラバビリティの向上を図ることができる。
【０１０８】
（８）この補機駆動装置では、モータ２６が、加速時等、エンジン１１に対する負荷要求の増大時に、ワンウェイクラッチ機構１０６をフリー状態にするべく圧縮機プーリ２２のリテーナ１０８を回転させる。そして、このモータ２６は、エンジン１１がアイドリング状態が所定時間以上継続され自動的に停止された時に圧縮機２４に駆動力を供給するためのモータ２６の役割も担っている。このため、アイドリング・ストップ機構を有するエンジン１１において、前記（１）〜（７）に記載の発明の優れた効果を発揮させることができる。
【０１０９】
（９）この補機駆動装置では、エンジン１１の自動停止中に、バッテリ２９の充電量が十分に確保されていないときには、モータ２６による圧縮機２４の駆動を禁止させている。このため、エンジン１１の再始動に必要な電力が不足することを好適に回避することができる。
【０１１０】
更にこの補機駆動装置では、そうしたモータ２６の駆動禁止と共に、エンジン１１を再始動させている。このため、バッテリ２９の充電量が十分に確保されていないときにも、圧縮機２４の駆動を継続することができる。
【０１１１】
（第２実施形態）
次に、本発明を、前記第１実施形態と同様に、車両に搭載されるエンジン１１の補機、特に圧縮機２４の駆動装置に具体化した第２実施形態について、前記第１実施形態と異なる点を中心に、図７を参照して説明する。
【０１１２】
この第２実施形態の補機駆動装置では、圧縮機２４の駆動軸２５と、補助駆動源及び再始動用駆動源をなすモータジェネレータ（以下、「Ｍ／Ｇ」という）１２１とが互いに独立して設けられている。このＭ／Ｇ１２１は、ＥＲＳ−ＥＣＵ３５の制御のもとで、アイドリング状態で所定時間以上継続され自動停止されたエンジン１１を、運転者からの再始動要求に基づいて再始動させる役割を担っている。また、このＭ／Ｇ１２１は、エンジン１１により駆動されるときには、発電機の役割を果たしている。さらに、エンジン１１の自動停止中に、圧縮機２４をはじめとする補機を駆動させる役割を担っている。
【０１１３】
このＭ／Ｇ１２１の回転軸１２２の一端には、第１Ｍ／Ｇプーリ１２３と第２Ｍ／Ｇプーリ１２４とが一体回転可能に取着されている。第１Ｍ／Ｇプーリ１２３と第２Ｍ／Ｇプーリ１２４とは、ともに同一の径に形成されている。第１Ｍ／Ｇプーリ１２３には、電磁式のＭ／Ｇクラッチ１２５が取着されている。
【０１１４】
圧縮機２４の駆動軸２５の一端には、第１圧縮機プーリ１２６と第２圧縮機プーリ１２７とが一体回転可能に取着されている。第１圧縮機プーリ１２６と第２圧縮機プーリ１２７とは、ともに前記第１及び第２Ｍ／Ｇプーリ１２３，１２４と同一の径に形成されている。第１圧縮機プーリ１２６には、ワンウェイクラッチ機構１０６が取着されている。
【０１１５】
そして、エンジン１１のクランクプーリ２０と第１Ｍ／Ｇプーリ１２３と第１圧縮機プーリ１２６とにわたって主駆動ベルト１２８が掛け渡されている。また、第２Ｍ／Ｇプーリ１２４と第２圧縮機プーリ１２７とにわたって補助駆動ベルト１２９が掛け渡されている。
【０１１６】
この補機駆動装置では、エンジン１１が運転状態にあるときには、エンジンクラッチ２３がオン状態にされ、クランク軸１２のクランクプーリ２０及び主駆動ベルト１２８を介して、第１圧縮機プーリ１２６及び第１Ｍ／Ｇプーリ１２３に伝達される。このエンジン１１が通常の運転状態にあるときでは、エンジンＥＣＵ４１は、ＥＲＳ−ＥＣＵ３５を介して、Ｍ／Ｇクラッチ１２５がオン状態となるように制御する。このため、第１Ｍ／Ｇプーリ１２３の回転は、Ｍ／Ｇ１２１の回転軸１２２に伝達され、Ｍ／Ｇ１２１が発電機として作動される。そして、発電された電力は、インバータ２８を介して主に高圧電源用バッテリ２９の充電に供される。
【０１１７】
このエンジン１１が通常に運転されている状態では、第２圧縮機プーリ１２７には、第１Ｍ／Ｇプーリ１２３と同期して回転される第２Ｍ／Ｇプーリ１２４の回転が補助駆動ベルト１２９を介して伝達される。ここで、第１及び第２Ｍ／Ｇプーリ１２３，１２４及び第１及び第２圧縮機プーリ１２６，１２７は、いずれも同じ径に形成されている。このため、第１圧縮機プーリ１２６のワンウェイクラッチ機構１０６におけるエンジン１１側に連結される回転ヨーク１１１の回転速度と、Ｍ／Ｇ１２１側に連結されるリテーナ１０８の回転速度は、ほぼ同一となる。これにより、係合部材１１０が回転ヨーク１１１とリテーナ１０８との間に噛み合って、ワンウェイクラッチ機構１０６がロック状態となり、エンジン１１からの駆動力（回転力）が圧縮機２４の駆動軸２５に伝達される。そして、圧縮機２４は、このエンジン１１からの駆動力によって、Ａ／Ｃ−ＥＣＵ４９の制御の下で、そのときの車室内における冷房要求に応じて吐出容量が調整されつつ運転される。
【０１１８】
また、運転者によりアクセルが踏み込まれ、エンジンＥＣＵ４１が、加速要求がなされたと判断すると、エンジンＥＣＵ４１はＥＲＳ−ＥＣＵ３５を介してＭ／Ｇクラッチ１２５がオフ状態となるように制御する。これにより、Ｍ／Ｇ１２１の回転軸１２２へのクランクプーリ２０の回転の伝達が遮断される。そして、ＥＲＳ−ＥＣＵ３５は、この制御と同期してＭ／Ｇ１２１の駆動を指令する。このとき、ＥＲＳ−ＥＣＵ３５は、Ｍ／Ｇ１２１の回転速度を、前記式（１）を満足するように設定する。（ただし、前記式（１）なお書きにおいて、モータ２６をＭ／Ｇ１２１に、圧縮機プーリ２２を第１圧縮機プーリ１２６にそれぞれ読み替えるものとする。）
この状態では、第１圧縮機プーリ１２６のワンウェイクラッチ機構１０６において、Ｍ／Ｇ１２１により駆動されるリテーナ１０８の回転速度が、エンジン１１により駆動される回転ヨーク１１１の回転速度より大きくなる。これにより、係合部材１１０は、回転ヨーク１１１とリテーナ１０８との噛み合いが解除され、回転ヨーク１１１がリテーナ１０８に対して空転することになる。これにより、圧縮機２４は、Ｍ／Ｇ１２１からの駆動力により駆動され、圧縮機２４からエンジン１１への負荷伝達が遮断される。
【０１１９】
一方、エンジン１１がアイドリング状態で所定時間以上掛架すると、ＥＲＳ−ＥＣＵ３５は、エンジン１１を自動停止すべく、スロットルバルブ４０を全閉にするとともに、エンジンクラッチ２３及びＭ／Ｇクラッチ１２５をオフにするように制御する。そして、車室内に冷房要求が存在するときには、Ｍ／Ｇ１２１を駆動させ、Ｍ／Ｇ１２１からの駆動力を第２Ｍ／Ｇプーリ１２４、補助駆動ベルト１２９及び第２圧縮機プーリ１２７を介して圧縮機２４の駆動軸２５に伝達させ、圧縮機２４を作動させる。
【０１２０】
また、エンジン１１が自動停止されている状態から、運転者によりアクセルが踏み込まれると、エンジンＥＣＵ４１は、アクセル開度センサ４３からの情報により再始動要求がなされたものと判断する。そして、エンジンＥＣＵ４１は、ＥＲＳ−ＥＣＵ３５を介して、エンジンクラッチ２３及びＭ／Ｇクラッチ１２５をオフ状態からオン状態への切り替えを指令する。また、ＥＲＳ−ＥＣＵ３５は、Ｍ／Ｇ１２１を所定の回転数で回転させ、Ｍ／Ｇ１２１からの駆動力を、第１Ｍ／Ｇプーリ１２３、主駆動ベルト１２８及びクランクプーリ２０に伝達させる。
【０１２１】
これにより、停止状態にあるエンジン１１のクランク軸１２がクランキングされ、エンジン１１が再始動される。
ところで、本実施形態の補機駆動装置では、Ａ／Ｃ−ＥＣＵ４９は、前記加速時でのＭ／Ｇ１２１の駆動制御に同期して、次のような圧縮機２４の吐出容量制御を行う。
【０１２２】
すなわち、エンジン１１からの駆動力からＭ／Ｇ１２１からの駆動力での駆動に切り替えられると、ワンウェイクラッチ機構１０６をフリー状態とするために、圧縮機２４の駆動軸２５の回転速度は高められることになる。このため、そのまま圧縮機２４の運転を継続すると、圧縮機２４が過大な圧縮仕事をすることになり、車室内の冷房要求を超える冷房がなされるおそれがある。
【０１２３】
このような過剰な冷房を抑制するために、Ａ／Ｃ−ＥＣＵ４９は、駆動源の切り替えに伴う圧縮機２４の駆動軸２５の回転速度の増分に見合う吐出容量の増分を打ち消すように、圧縮機２４の吐出容量を低下させるように制御する。これにより、ワンウェイクラッチ機構１０６のフリー状態を実現するために、圧縮機２４の駆動軸２５の回転速度を高めたとしても、車室内が過剰に冷却されることが抑制される。
【０１２４】
以上詳述したように、この第２実施形態にかかる補機駆動装置によれば、前記第１実施形態に記載の（１）〜（５）、（７）及び（８）とほぼ同様の効果に加えて、以下に示すような優れた効果が得られるようになる。
【０１２５】
（９）この補機駆動装置では、加速時等のエンジン１１に対する負荷要求の増大時に、Ｍ／Ｇ１２１によりワンウェイクラッチ機構１０６のリテーナ１０８を、その回転速度が回転ヨーク１１１の回転速度より大きくなるように回転させる。そして、前記圧縮機２４を、エンジン１１からの駆動力により駆動軸２５が回転されている状態と、Ｍ／Ｇ１２１からの駆動力により駆動軸２５が回転される状態との間における駆動軸２５の回転速度の増分に応じて、圧縮機２４の吐出容量を低減させるようになっている。
【０１２６】
このため、加速時等のエンジン１１に対する負荷要求の増大時に、圧縮機２４において発生する負荷を低減して、エンジン１１の負荷要求に対する応答性を向上させることができ、車両に搭載した状態ではドライバビリティを大きく向上させることができる。これと同時に、前記リテーナ１０８の回転速度を制御する際に、圧縮機２４を車室内の冷房要求に沿った運転状態とすることができ、車室内を過不足なく冷房することができる。
【０１２７】
（１０）この補機駆動装置では、Ｍ／Ｇ１２１は、加速時等のエンジン１１に対する負荷要求の増大時に、ワンウェイクラッチ機構１０６のリテーナ１０８を、その回転速度が回転ヨーク１１１の回転速度より大きくなるように回転させる。また、このＭ／Ｇ１２１は、アイドリング・ストップ機能により、自動的に停止されたエンジン１１を、運転者による再始動要求に応じてエンジン１１に駆動力を供給し、そのエンジン１１を再始動させる。このため、アイドリング・ストップ時に圧縮機２４を駆動させる駆動源を、再始動用のＭ／Ｇ１２１とは別途に設ける必要がない。
【０１２８】
（変形例）
なお、前記各実施形態は、例えば以下のように適宜変形することもできる。
・前記第１実施形態では、補助駆動源をなすモータ２６が、圧縮機プーリ２２と圧縮機２４との間に圧縮機プーリ２２及び圧縮機２４とは独立して設けられている。これに対して、モータ２６を、圧縮機プーリ２２内または圧縮機２４のケーシング６４内に収容した状態で設けてもよい。
【０１２９】
・前記各実施形態では、圧縮機２４として、いわゆるクラッチレスタイプの可変容量圧縮機を採用した。これに対し、圧縮機として、電磁クラッチを有する可変容量圧縮機を採用し、加速時等のエンジン１１に対する負荷要求の増大時にも、圧縮機を停止させることなく、モータ２６、Ｍ／Ｇ１２１等で駆動させるようにしてもよい。
【０１３０】
この場合、前記負荷要求の増大時に、単に電磁クラッチをオフ状態にして、圧縮機を停止させ、圧縮機からエンジン１１に伝達される負荷をカットする方法（例えば、加速カット）では得られない、次のような効果が得られる。すなわち、前記負荷要求の増大時であって、車室内に冷房要求が存在する時に、空調装置４８を作動を確保することができる。また、前記負荷要求が低下した際にも、圧縮機が一気に駆動されることがなく、圧縮機の再始動に伴って圧縮機からエンジン１１に伝達される負荷が急増し、その負荷の急増に伴うショックの発生を抑制することができる。さらに、圧縮機が停止及び再始動の回数が削減され、圧縮機内の回転部分及び摺動部分の潤滑性を高く維持することができる。
【０１３１】
・前記各実施形態では、圧縮機２４として、斜板式の可変容量圧縮機を採用したが、例えばスクロール式、ベーン式、ワブル式、波板式等の可変容量圧縮機を採用してもよい。
【０１３２】
・前記各実施形態では、圧縮機２４として、片頭ピストン式の可変容量圧縮機を採用したが、例えば両頭ピストン式の可変容量圧縮機を採用してもよい。
・前記各実施形態では、圧縮機２４の給気通路８０の途中に流量制御弁８３を設け、その流量制御弁８３の開度を調整するようになっている。要は、この流量制御弁８３の開度調整により、給気通路８０を通じてクランク室６５に導入される高圧の吐出ガスの流量と、抽気通路７９を介してクランク室６５から導出されるガスの流量とのバランスを制御することができればよい。例えば、圧縮機２４の抽気通路７９の途中に流量制御弁８３を設け、その流量制御弁８３の開度を調整するようにしてもよい。または、圧縮機２４の給気通路８０と抽気通路７９の両方の途中に流量制御弁８３を設け、両流量制御弁８３の開度を調整するようにしてもよい。
【０１３３】
・前記各実施形態では、運転者による加速要求時に、モータ２６またはＭ／Ｇ１２１を駆動させて、ワンウェイクラッチ機構１０６をフリー状態にとするように制御するものとした。これに対して、例えば車両が登坂路あるいは悪路にさしかかるなどして、運転者によるアクセル踏み込み量がほぼ一定であるにもかかわらず、車速センサ４４で検出される車速ＳＰＤが低下してきているような場合に、前記各実施形態と同様のワンウェイクラッチ機構１０６にかかる制御を行うようにしてもよい。
【０１３４】
・前記各実施形態では、本発明をガソリンエンジン１１の補機駆動装置に具体化したが、ディーゼルエンジンの補機駆動装置に具体化してもよい。
・前記各実施形態では、本発明を圧縮機２４の駆動装置に具体化したが、その他の補機、例えばパワーステアリングポンプ、ウォータポンプ、オイルポンプ等の駆動装置に具体化してもよい。
【０１３５】
・前記各実施形態では、本発明をＡ／Ｔ１４を搭載した車両において具体化したが、その他の変速機、例えば全自動式のマニュアルトランスミッション、従来のマニュアルトランスミッション、あるいは無段変速機（ＣＶＴ）などを搭載する車両において具体化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の補機駆動装置を示す概略構成図。
【図２】図１の空調装置の概略構成を含めて、斜板角度が最大となった状態の圧縮機を示す断面図。
【図３】図１の斜板角度が最小となった状態の圧縮機を示す断面図。
【図４】図２の容量制御弁を示す断面図。
【図５】図１のモータの概略構成を示す断面図。
【図６】第１実施形態のモータ駆動制御のフローチャート。
【図７】第２実施形態の補機駆動装置を示す概略構成図。
【符号の説明】
１１…内燃機関としての（ガソリン）エンジン、２４…補機としての（可変容量）圧縮機、２５…駆動軸、２６…補助駆動源をなすモータ、３５…制御手段をなすエコノミーランニングシステムＥＣＵ（ＥＲＳ−ＥＣＵ）、４１…制御手段をなすエンジンＥＣＵ、４８…空調装置、４９…制御手段をなす空調装置ＥＣＵ（Ａ／Ｃ−ＥＣＵ）、１０６…ワンウェイクラッチ機構、１０８…第２駆動力伝達手段をなすリテーナ、１１１…第１駆動力伝達手段をなす回転ヨーク、１２１…補助駆動源及び再始動装置をなすモータジェネレータ（Ｍ／Ｇ）。

Claims (5)

1. 内燃機関に付随して設けられ、前記内燃機関及びモータからの駆動力が切り替え可能に供給される吐出容量を変更可能な可変容量補機を駆動する内燃機関の補機駆動装置であって、
   前記補機の駆動軸に前記内燃機関が作動連結される第１駆動力伝達手段と、前記モータが連結される第２駆動力伝達手段とを備え、前記第１駆動力伝達手段と第２駆動力伝達手段との間には、前記第２駆動力伝達手段の回転速度が前記第１駆動力伝達手段の回転速度以下であるときには、前記内燃機関からの駆動力を前記駆動軸に伝達するとともに、前記第２駆動力伝達手段の回転速度が前記第１駆動力伝達手段の回転速度よりも大きいときには、前記第１駆動力伝達手段と第２駆動力伝達手段との間で空転を生じさせるワンウェイクラッチ機構を設け、運転者による加速要求に応じて、前記モータにより前記第２駆動力伝達手段をその回転速度が前記第１駆動力伝達手段の回転速度より大きくなるように回転させるように制御するとともに、同制御に際して前記可変容量補機の運転状態を、その吐出容量が最小となるように制御する制御手段を備えたことを特徴とする内燃機関の補機駆動装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の補機駆動装置において、
   前記補機が空調装置に接続される圧縮機からなることを特徴とする内燃機関の補機駆動装置。
3. 請求項２に記載の内燃機関の補機駆動装置において、前記可変容量補機は、内燃機関及びモータの少なくとも一方が運転されている状態では、第１駆動力伝達手段または第２駆動力伝達手段を介して、前記内燃機関及びモータの少なくとも一方からの駆動力が常に駆動軸に伝達され、冷房要求の存在しない状態であっても最小吐出容量での運転が継続されるものであることを特徴とする内燃機関の補機駆動装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の補機駆動装置において、
   前記モータは、前記内燃機関がアイドリング状態が所定時間以上継続され自動的に停止された時に前記補機に駆動力を供給するものであることを特徴とする内燃機関の補機駆動装置。
5. 請求項４に記載の内燃機関の補機駆動装置において、
   前記モータが自動的に停止された前記内燃機関を、運転者による再始動要求に応じて前記内燃機関に駆動力を供給し、その内燃機関を再始動させるための再始動用モータを兼ねることを特徴とする内燃機関の補機駆動装置。

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