JP4156955B2 - 車両空調装置用ハイブリッド圧縮機の駆動方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輌空調装置の冷凍システムに設けられ、電磁クラッチを介して車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源により駆動可能であると共に内蔵する電動モータにより駆動可能な車両空調用ハイブリッド圧縮機の駆動方法に関し、とくに車両駆動トルクに対するハイブリッド圧縮機の駆動負荷の影響を低減することができる車両空調装置用ハイブリッド圧縮機の駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開２０００−０５４９５６
【特許文献２】
特開２０００−１３０３２３
車両空調装置の冷凍システムに設けられる圧縮機として、主として省動力化の観点から、車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源と内蔵された電動モータとにより駆動可能なハイブリッド圧縮機が注目を集めつつある。
【０００３】
特許文献１には、斜板式の可変容量型の圧縮機構と単一の駆動軸とを有し、当該駆動軸に電磁クラッチと内蔵電動モータとを装着し、車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源からの駆動力を電磁クラッチを介して、電動モータからの駆動力を直接、選択的に前記駆動軸に伝達できるようにしたハイブリッド圧縮機が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、ロータリー式の圧縮機構と単一の駆動軸とを有し、当該駆動軸に電磁クラッチと内蔵電動モータとを装着し、車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源からの駆動力を電磁クラッチを介して、電動モータからの駆動力を直接、選択的に前記駆動軸に伝達できるようにしたハイブリッド圧縮機が開示されている。
【０００５】
未だ出願未公開の段階にあるが、本願出願人は特願２００１−２８０６３０において、２つの部分に分割された駆動軸と、駆動軸の第１部分に接続された第１圧縮機構と、駆動軸の第２部分に接続された第２圧縮機構とを有し、駆動軸の第１部分が電磁クラッチを介して車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源により、駆動軸の第２部分が圧縮機に内蔵された電動モータにより、選択的にあるいは同時に駆動できるようにしたハイブリッド圧縮機を提案した。
【０００６】
通常、車両空調装置においては、蒸発器出口空気温度が凍結温度近傍の第１所定温度まで低下すると圧縮機の駆動軸と車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源とを接続する電磁クラッチを遮断して圧縮機を停止させ、蒸発器出口空気温度が第１所定温度よりも高い第２所定温度まで上昇すると電磁クラッチを接続し圧縮機を起動させて、蒸発器の凍結を防止する、蒸発器凍結防止制御が行われている。
第１所定温度と第２所定温度との間に所定の温度差が設けられているが、外気温度条件、車両走行状態等により、電磁クラッチの切り入りが頻繁に繰り返される場合が生じ得る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
圧縮機の起動時には、大きな駆動トルクが必要なので、圧縮機が車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源により駆動されている時に、電磁クラッチが頻繁に切り入りされて、圧縮機の起動、停止が頻繁に繰り返されると、車両駆動トルクが頻繁に変動し、車両の走行に支障を生ずる。
従来の車両空調用ハイブリッド圧縮機における駆動源の選択は、車両空調装置の蒸発器凍結防止制御とは無関係に行われていたので、蒸発器凍結防止制御に伴って、車両駆動トルクが頻繁に変動し、車両の走行に支障を生ずる可能性があった。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、車両空調装置の蒸発器凍結防止制御に伴う圧縮機の起動、停止の頻繁な繰り返しを防止でき、車両駆動トルクの頻繁な変動を防止できる、車両空調用ハイブリッド圧縮機の駆動方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明においては、車輌空調装置の冷凍システムに設けられ、電磁クラッチを介して車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源により駆動可能であると共に内蔵する電動モータにより駆動可能な車両空調用ハイブリッド圧縮機の駆動方法であって、電磁クラッチを介して車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源が圧縮機を駆動している時に、蒸発器通過後の空気温度である蒸発器出口空気温度が凍結温度近傍の第１所定温度まで低下すると圧縮機の駆動軸と車両エンジン又は車両に搭載した駆動源とを接続する電磁クラッチを遮断して圧縮機を停止させ、蒸発器出口空気温度が第１所定温度よりも高い第２所定温度まで上昇すると電磁クラッチを接続して圧縮機を起動させて、蒸発器の凍結を防止する車両空調装置の蒸発器凍結防止制御に基づいて電磁クラッチが遮断されると、電磁クラッチの遮断と略同時に、内蔵電動モータを起動させて圧縮機を駆動させ、車両のエンジン又は車両に搭載した駆動源が駆動する際よりも圧縮機の吐出量を低下させて、圧縮機が停止した場合に比べて遅い速度で蒸発器出口空気温度を上昇させ、蒸発器出口空気温度が第１所定温度よりも高い第２所定温度まで上昇して電磁クラッチが接続されると内蔵電動モータを停止させることを特徴とする車両空調装置用ハイブリッド圧縮機の駆動方法を提供する。
本発明に係る駆動方法においては、車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源により圧縮機が駆動されている場合であって、車両空調装置の蒸発器の出口空気温度が第１所定温度まで低下し、蒸発器凍結防止制御に基づいて、車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源と車両空調装置用ハイブリッド圧縮機とを接続する電磁クラッチが遮断された時に、内蔵電動モータを起動させて圧縮機を駆動する。内蔵電動モータによる圧縮機の駆動は、車両駆動トルクに影響を与えない。電磁クラッチが遮断されるタイミングと内蔵電動モータが起動するタイミングとは互いに若干前後しても良い。
内蔵電動モータで圧縮機を駆動する際に、ハイブリッド圧縮機が単一の固定容積の圧縮機構を備える場合には内蔵電動モータの回転数を制御して車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源による駆動の際よりも圧縮機の吐出流量を低下させることにより、ハイブリッド圧縮機が単一の可変容積の圧縮機構を備える場合には圧縮機構の容積を制御して車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源による駆動の際よりも圧縮機の吐出流量を低下させることにより、ハイブリッド圧縮機が車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源により駆動される第１圧縮機構と内蔵電動モータにより駆動される第１圧縮機構よりも小容積の第２圧縮機構とを備える場合には第２圧縮機構を駆動して第１圧縮機構の駆動の際よりも圧縮機の吐出流量を低下させることにより、或いは他の任意の方法により車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源による駆動の際よりも圧縮機の吐出流量を低下させることにより、蒸発器出口空気温度を、圧縮機が停止した場合に比べて遅い速度で上昇させる。
蒸発器出口空気温度が第２所定温度に到達し、電磁クラッチが接続されると、内蔵電動モータを停止させる。
上記制御の結果、蒸発器出口空気温度が第２所定温度に到達するまでの時間が増加し、蒸発器凍結防止制御に基づいて電磁クラッチが接続されるまでの時間が増加し、蒸発器凍結防止制御に基づく電磁クラッチの切り入りの周期が増加して、車両空調装置の蒸発器凍結防止制御に伴う圧縮機の起動、停止の頻繁な繰り返しが防止され、車両駆動トルクの頻繁な変動が防止される。
【０００９】
本発明に係る車両空調装置用ハイブリッド圧縮機の駆動方法は、単一の駆動軸を有し、当該単一の駆動軸を、車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源と、圧縮機が内蔵する電動モータとが、駆動可能である車両空調装置用ハイブリッド圧縮機にも適用可能であり、或いは、２つの部分に分割された駆動軸と、駆動軸の第１部分に接続された第１圧縮機構と、駆動軸の第２部分に接続された第２圧縮機構とを有し、車両のエンジンまた車両に搭載された駆動源が第１駆動軸を、内蔵電動モータが第２駆動軸を、駆動可能である車両空調装置用ハイブリッド圧縮機にも適用可能であり、或いは並設された2つの圧縮機を有し、一方の圧縮機を車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源が、他方の圧縮機を該圧縮機に内蔵された電動モータが、駆動可能である車両空調装置用ハイブリッド圧縮機にも適用可能である。
【００１０】
【発明の実施形態】
本発明の実施例を説明する。図１は、本発明の実施例に係る方法で駆動されるハイブリッド圧縮機が組み込まれた車両用空調装置のシステム構成図である。冷凍システム１には、車両に搭載された駆動源としてのエンジン２及び図示しない電力供給源から電力を供給される電動モータ５のいずれかを、あるいは両方を同時に動力源とするハイブリッド圧縮機４が設けられており、エンジン２の駆動力は電磁クラッチ３を介して伝達される。
【００１１】
ハイブリッド圧縮機４として、前述した特開２０００−５４９５６や特開２０００−１３０３２３に開示されているように、単一の駆動軸を有し、当該駆動軸を車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源（たとえば、発電と駆動を兼ねたモータジェネレータ）と、圧縮機に内蔵された電動モータとが、駆動可能であるものを使用できる。
【００１２】
また、ハイブリッド圧縮機４として、未だ出願未公開の段階にあるが、本願出願人が特願２００１−２８０６３０で提案した、２つの部分に分割された駆動軸と、駆動軸の第１部分に接続された第１圧縮機構と、駆動軸の第２部分に接続された第２圧縮機構とを有し、電磁クラッチを介して駆動軸の第１部分を車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源が、駆動軸の第２部分を圧縮機に内蔵された電動モータが、駆動可能であるものも使用できる。
【００１３】
さらにハイブリッド圧縮機４として、並設された２つの圧縮機を有し、一方の圧縮機を車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源が、他方の圧縮機を該圧縮機に内蔵された電動モータが、駆動可能なものも使用できる。
【００１４】
上記のように２つの駆動源を持つハイブリッド圧縮機４により圧縮された高温高圧の冷媒が、凝縮器６により外気と熱交換して冷却され、凝縮し液化する。受液器７により気液が分離され、液冷媒が膨張弁８によって減圧される。減圧された低圧の冷媒は、蒸発器９に流入して、送風機１２により送風された空気と熱交換する。蒸発器９において蒸発し気化した冷媒は再びハイブリッド圧縮機４に吸入され圧縮される。
【００１５】
車室内空調を行なう空気が通過する通風ダクト１３には、送風機１２、蒸発器９、エアミックスダンパ１０、ヒータコア１１が備えられている。通風ダクト１３の下流側には、ＤＥＦ、ＶＥＮＴ、ＦＯＯＴ等の各吹き出し口４１、４２、４３が設けられており、図示を省略した各ダンパにより所定の吹き出し口が選択されるようになっている。
【００１６】
空調制御のための各種センサとして、蒸発器９通過後の空気温度Ｔｅを検知するための蒸発器出口空気温度センサ１４が備えられ、検知された信号は空調制御を行なう空調制御装置１５へ入力される。さらに空調制御装置１５には、外気温度Ｔａｍ、車室内空気温度Ｔｒ、ヒータ温水温度Ｔｗ、日射量Ｒｓｕｎ、電力供給手段としてのバッテリーの残量Ｂｔ（電力源検知手段によって検知される）、車速信号ＳＰ、エンジン回転数信号Ｎｅ、アクセル開度信号ＡＣＣ等の信号群１６がそれぞれ入力される。また出力信号として、電動モータ回転数制御信号１７、クラッチ制御信号１８がそれぞれ出力される。
【００１７】
上記空調制御装置１５は、圧縮機駆動源選択手段としても機能し、ハイブリッド圧縮機４を電動モータ５で駆動させる際は、クラッチ制御信号１８により、クラッチ３をオフしたうえで、電動モータ５の回転数制御信号１７をデューティ信号として与えることにより電動モータ５の回転数を制御する。逆にエンジン２により圧縮機４を駆動させる場合は、電動モータ５の回転数制御信号１７の出力を停止し、クラッチ３をオンする。また、エンジン２と電動モータ５の両駆動源による同時駆動も可能である。
【００１８】
空調制御は、たとえば、蒸発器９通過後の空気温度Ｔｅの制御を、電動モータ５による圧縮機駆動時は電動モータ５の回転数制御により行ない、エンジン２による圧縮機駆動時はクラッチのオン/オフ制御、または圧縮機容量制御により行なう。
【００１９】
上記のような車両用空調装置において、エンジン２により圧縮機４が駆動されている場合であって、蒸発器９通過後の空気温度Ｔｅが凍結温度近傍の第１所定温度まで低下し、蒸発器凍結防止制御に基づいて、クッラチ３がオフされた場合、電動モータ５の回転数信号１７をデューティ信号として与えて、電動モータ５を起動させる。クッラチ３がオフされるタイミングと、電動モータ５が起動するタイミングとは、互いに若干前後しても良い。
電動モータ５による圧縮機４の駆動は、車両駆動トルクに影響を与えない。
電動モータ５で圧縮機４を駆動する際に、圧縮機４が単一の固定容積の圧縮機構を備える場合には電動モータ５の回転数を制御してエンジン２による駆動の際よりも圧縮機４の吐出流量を低下させ、圧縮機４が単一の可変容積の圧縮機構を備える場合には圧縮機構の容積を制御してエンジン２による駆動の際よりも圧縮機４の吐出流量を低下させ、圧縮機がエンジン２により駆動される第１圧縮機構と電動モータ５により駆動される第１圧縮機構よりも小容積の第２圧縮機構とを備える場合には第２圧縮機構を駆動して第１圧縮機構の駆動の際よりも圧縮機４の吐出流量を低下させ、或いは他の任意の方法によりエンジン２による駆動の際よりも圧縮機４の吐出流量を低下させる。
蒸発器９通過後の空気温度Ｔｅが、圧縮機４が停止した場合に比べて遅い速度で、第１所定温度から上昇する。
蒸発器９通過後の空気温度Ｔｅが第２所定温度に到達し、クラッチ３が接続されると、電動モータ５を停止させる。
蒸発器９通過後の空気温度Ｔｅが低速で上昇することにより、圧縮機４が停止した場合に比べて、空気温度Ｔｅが第２所定温度に到達するまでの時間が増加し、蒸発器凍結防止制御に基づいてクラッチ３がオンされるまでの時間が増加し、蒸発器凍結防止制御に基づくクラッチ３の切り入りの周期が増加して、両空調装置の蒸発器凍結防止制御に伴う圧縮機４の起動、停止の頻繁な繰り返しが防止され、車両駆動トルクの頻繁な変動が防止される。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る車両空調装置用ハイブリッド圧縮機の駆動方法においては、電磁クラッチを介して車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源が圧縮機を駆動している時に、蒸発器通過後の空気温度である蒸発器出口空気温度が凍結温度近傍の第１所定温度まで低下すると圧縮機の駆動軸と車両エンジン又は車両に搭載した駆動源とを接続する電磁クラッチを遮断して圧縮機を停止させ、蒸発器出口空気温度が第１所定温度よりも高い第２所定温度まで上昇すると電磁クラッチを接続して圧縮機を起動させて、蒸発器の凍結を防止する車両空調装置の蒸発器凍結防止制御に基づいて、車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源と車両空調装置用ハイブリッド圧縮機とを接続する電磁クラッチが遮断された時に、内蔵電動モータを起動させて圧縮機を駆動し、車両のエンジン又は車両に搭載した駆動源が駆動する際よりも圧縮機の吐出量を低下させて、圧縮機が停止した場合に比べて遅い速度で蒸発器出口空気温度を上昇させ、蒸発器凍結防止制御に基づいて電磁クラッチが接続されるまでの時間を増加させ、蒸発器凍結防止制御に基づく電磁クラッチの切り入りの周期を増加させるので、両空調装置の蒸発器凍結防止制御に伴う圧縮機の起動、停止の頻繁な繰り返しが防止され、車両駆動トルクの頻繁な変動が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る方法で駆動されるハイブリッド圧縮機が組み込まれた車両用空調装置のシステム構成図である。
【符号の説明】
１ 冷凍システム
２ 車両に搭載された駆動源としてのエンジン
３ 電磁クラッチ
４ ハイブリッド圧縮機
５ 電動モータ
９ 蒸発器
１４ 蒸発器出口空気温度センサ
１５ 空調制御装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輌空調装置の冷凍システムに設けられ、電磁クラッチを介して車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源により駆動可能であると共に内蔵する電動モータにより駆動可能な車両空調用ハイブリッド圧縮機の駆動方法に関し、とくに車両駆動トルクに対するハイブリッド圧縮機の駆動負荷の影響を低減することができる車両空調装置用ハイブリッド圧縮機の駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開２０００−０５４９５６
【特許文献２】
特開２０００−１３０３２３
車両空調装置の冷凍システムに設けられる圧縮機として、主として省動力化の観点から、車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源と内蔵された電動モータとにより駆動可能なハイブリッド圧縮機が注目を集めつつある。
【０００３】
特許文献１には、斜板式の可変容量型の圧縮機構と単一の駆動軸とを有し、当該駆動軸に電磁クラッチと内蔵電動モータとを装着し、車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源からの駆動力を電磁クラッチを介して、電動モータからの駆動力を直接、選択的に前記駆動軸に伝達できるようにしたハイブリッド圧縮機が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、ロータリー式の圧縮機構と単一の駆動軸とを有し、当該駆動軸に電磁クラッチと内蔵電動モータとを装着し、車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源からの駆動力を電磁クラッチを介して、電動モータからの駆動力を直接、選択的に前記駆動軸に伝達できるようにしたハイブリッド圧縮機が開示されている。
【０００５】
未だ出願未公開の段階にあるが、本願出願人は特願２００１−２８０６３０において、２つの部分に分割された駆動軸と、駆動軸の第１部分に接続された第１圧縮機構と、駆動軸の第２部分に接続された第２圧縮機構とを有し、駆動軸の第１部分が電磁クラッチを介して車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源により、駆動軸の第２部分が圧縮機に内蔵された電動モータにより、選択的にあるいは同時に駆動できるようにしたハイブリッド圧縮機を提案した。
【０００６】
通常、車両空調装置においては、蒸発器出口空気温度が凍結温度近傍の第１所定温度まで低下すると圧縮機の駆動軸と車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源とを接続する電磁クラッチを遮断して圧縮機を停止させ、蒸発器出口空気温度が第１所定温度よりも高い第２所定温度まで上昇すると電磁クラッチを接続し圧縮機を起動させて、蒸発器の凍結を防止する、蒸発器凍結防止制御が行われている。
第１所定温度と第２所定温度との間に所定の温度差が設けられているが、外気温度条件、車両走行状態等により、電磁クラッチの切り入りが頻繁に繰り返される場合が生じ得る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
圧縮機の起動時には、大きな駆動トルクが必要なので、圧縮機が車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源により駆動されている時に、電磁クラッチが頻繁に切り入りされて、圧縮機の起動、停止が頻繁に繰り返されると、車両駆動トルクが頻繁に変動し、車両の走行に支障を生ずる。
従来の車両空調用ハイブリッド圧縮機における駆動源の選択は、車両空調装置の蒸発器凍結防止制御とは無関係に行われていたので、蒸発器凍結防止制御に伴って、車両駆動トルクが頻繁に変動し、車両の走行に支障を生ずる可能性があった。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、車両空調装置の蒸発器凍結防止制御に伴う圧縮機の起動、停止の頻繁な繰り返しを防止でき、車両駆動トルクの頻繁な変動を防止できる、車両空調用ハイブリッド圧縮機の駆動方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明においては、車輌空調装置の冷凍システムに設けられ、電磁クラッチを介して車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源により駆動可能であると共に内蔵する電動モータにより駆動可能な車両空調用ハイブリッド圧縮機の駆動方法であって、電磁クラッチを介して車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源が圧縮機を駆動している時に、蒸発器通過後の空気温度である蒸発器出口空気温度が凍結温度近傍の第１所定温度まで低下すると圧縮機の駆動軸と車両エンジン又は車両に搭載した駆動源とを接続する電磁クラッチを遮断して圧縮機を停止させ、蒸発器出口空気温度が第１所定温度よりも高い第２所定温度まで上昇すると電磁クラッチを接続して圧縮機を起動させて、蒸発器の凍結を防止する車両空調装置の蒸発器凍結防止制御に基づいて電磁クラッチが遮断されると、電磁クラッチの遮断と略同時に、内蔵電動モータを起動させて圧縮機を駆動させ、車両のエンジン又は車両に搭載した駆動源が駆動する際よりも圧縮機の吐出量を低下させて、圧縮機が停止した場合に比べて遅い速度で蒸発器出口空気温度を上昇させ、蒸発器出口空気温度が第１所定温度よりも高い第２所定温度まで上昇して電磁クラッチが接続されると内蔵電動モータを停止させることを特徴とする車両空調装置用ハイブリッド圧縮機の駆動方法を提供する。
本発明に係る駆動方法においては、車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源により圧縮機が駆動されている場合であって、車両空調装置の蒸発器の出口空気温度が第１所定温度まで低下し、蒸発器凍結防止制御に基づいて、車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源と車両空調装置用ハイブリッド圧縮機とを接続する電磁クラッチが遮断された時に、内蔵電動モータを起動させて圧縮機を駆動する。内蔵電動モータによる圧縮機の駆動は、車両駆動トルクに影響を与えない。電磁クラッチが遮断されるタイミングと内蔵電動モータが起動するタイミングとは互いに若干前後しても良い。
内蔵電動モータで圧縮機を駆動する際に、ハイブリッド圧縮機が単一の固定容積の圧縮機構を備える場合には内蔵電動モータの回転数を制御して車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源による駆動の際よりも圧縮機の吐出流量を低下させることにより、ハイブリッド圧縮機が単一の可変容積の圧縮機構を備える場合には圧縮機構の容積を制御して車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源による駆動の際よりも圧縮機の吐出流量を低下させることにより、ハイブリッド圧縮機が車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源により駆動される第１圧縮機構と内蔵電動モータにより駆動される第１圧縮機構よりも小容積の第２圧縮機構とを備える場合には第２圧縮機構を駆動して第１圧縮機構の駆動の際よりも圧縮機の吐出流量を低下させることにより、或いは他の任意の方法により車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源による駆動の際よりも圧縮機の吐出流量を低下させることにより、蒸発器出口空気温度を、圧縮機が停止した場合に比べて遅い速度で上昇させる。
蒸発器出口空気温度が第２所定温度に到達し、電磁クラッチが接続されると、内蔵電動モータを停止させる。
上記制御の結果、蒸発器出口空気温度が第２所定温度に到達するまでの時間が増加し、蒸発器凍結防止制御に基づいて電磁クラッチが接続されるまでの時間が増加し、蒸発器凍結防止制御に基づく電磁クラッチの切り入りの周期が増加して、車両空調装置の蒸発器凍結防止制御に伴う圧縮機の起動、停止の頻繁な繰り返しが防止され、車両駆動トルクの頻繁な変動が防止される。
【０００９】
本発明に係る車両空調装置用ハイブリッド圧縮機の駆動方法は、単一の駆動軸を有し、当該単一の駆動軸を、車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源と、圧縮機が内蔵する電動モータとが、駆動可能である車両空調装置用ハイブリッド圧縮機にも適用可能であり、或いは、２つの部分に分割された駆動軸と、駆動軸の第１部分に接続された第１圧縮機構と、駆動軸の第２部分に接続された第２圧縮機構とを有し、車両のエンジンまた車両に搭載された駆動源が第１駆動軸を、内蔵電動モータが第２駆動軸を、駆動可能である車両空調装置用ハイブリッド圧縮機にも適用可能であり、或いは並設された2つの圧縮機を有し、一方の圧縮機を車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源が、他方の圧縮機を該圧縮機に内蔵された電動モータが、駆動可能である車両空調装置用ハイブリッド圧縮機にも適用可能である。
【００１０】
【発明の実施形態】
本発明の実施例を説明する。図１は、本発明の実施例に係る方法で駆動されるハイブリッド圧縮機が組み込まれた車両用空調装置のシステム構成図である。冷凍システム１には、車両に搭載された駆動源としてのエンジン２及び図示しない電力供給源から電力を供給される電動モータ５のいずれかを、あるいは両方を同時に動力源とするハイブリッド圧縮機４が設けられており、エンジン２の駆動力は電磁クラッチ３を介して伝達される。
【００１１】
ハイブリッド圧縮機４として、前述した特開２０００−５４９５６や特開２０００−１３０３２３に開示されているように、単一の駆動軸を有し、当該駆動軸を車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源（たとえば、発電と駆動を兼ねたモータジェネレータ）と、圧縮機に内蔵された電動モータとが、駆動可能であるものを使用できる。
【００１２】
また、ハイブリッド圧縮機４として、未だ出願未公開の段階にあるが、本願出願人が特願２００１−２８０６３０で提案した、２つの部分に分割された駆動軸と、駆動軸の第１部分に接続された第１圧縮機構と、駆動軸の第２部分に接続された第２圧縮機構とを有し、電磁クラッチを介して駆動軸の第１部分を車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源が、駆動軸の第２部分を圧縮機に内蔵された電動モータが、駆動可能であるものも使用できる。
【００１３】
さらにハイブリッド圧縮機４として、並設された２つの圧縮機を有し、一方の圧縮機を車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源が、他方の圧縮機を該圧縮機に内蔵された電動モータが、駆動可能なものも使用できる。
【００１４】
上記のように２つの駆動源を持つハイブリッド圧縮機４により圧縮された高温高圧の冷媒が、凝縮器６により外気と熱交換して冷却され、凝縮し液化する。受液器７により気液が分離され、液冷媒が膨張弁８によって減圧される。減圧された低圧の冷媒は、蒸発器９に流入して、送風機１２により送風された空気と熱交換する。蒸発器９において蒸発し気化した冷媒は再びハイブリッド圧縮機４に吸入され圧縮される。
【００１５】
車室内空調を行なう空気が通過する通風ダクト１３には、送風機１２、蒸発器９、エアミックスダンパ１０、ヒータコア１１が備えられている。通風ダクト１３の下流側には、ＤＥＦ、ＶＥＮＴ、ＦＯＯＴ等の各吹き出し口４１、４２、４３が設けられており、図示を省略した各ダンパにより所定の吹き出し口が選択されるようになっている。
【００１６】
空調制御のための各種センサとして、蒸発器９通過後の空気温度Ｔｅを検知するための蒸発器出口空気温度センサ１４が備えられ、検知された信号は空調制御を行なう空調制御装置１５へ入力される。さらに空調制御装置１５には、外気温度Ｔａｍ、車室内空気温度Ｔｒ、ヒータ温水温度Ｔｗ、日射量Ｒｓｕｎ、電力供給手段としてのバッテリーの残量Ｂｔ（電力源検知手段によって検知される）、車速信号ＳＰ、エンジン回転数信号Ｎｅ、アクセル開度信号ＡＣＣ等の信号群１６がそれぞれ入力される。また出力信号として、電動モータ回転数制御信号１７、クラッチ制御信号１８がそれぞれ出力される。
【００１７】
上記空調制御装置１５は、圧縮機駆動源選択手段としても機能し、ハイブリッド圧縮機４を電動モータ５で駆動させる際は、クラッチ制御信号１８により、クラッチ３をオフしたうえで、電動モータ５の回転数制御信号１７をデューティ信号として与えることにより電動モータ５の回転数を制御する。逆にエンジン２により圧縮機４を駆動させる場合は、電動モータ５の回転数制御信号１７の出力を停止し、クラッチ３をオンする。また、エンジン２と電動モータ５の両駆動源による同時駆動も可能である。
【００１８】
空調制御は、たとえば、蒸発器９通過後の空気温度Ｔｅの制御を、電動モータ５による圧縮機駆動時は電動モータ５の回転数制御により行ない、エンジン２による圧縮機駆動時はクラッチのオン/オフ制御、または圧縮機容量制御により行なう。
【００１９】
上記のような車両用空調装置において、エンジン２により圧縮機４が駆動されている場合であって、蒸発器９通過後の空気温度Ｔｅが凍結温度近傍の第１所定温度まで低下し、蒸発器凍結防止制御に基づいて、クッラチ３がオフされた場合、電動モータ５の回転数信号１７をデューティ信号として与えて、電動モータ５を起動させる。クッラチ３がオフされるタイミングと、電動モータ５が起動するタイミングとは、互いに若干前後しても良い。
電動モータ５による圧縮機４の駆動は、車両駆動トルクに影響を与えない。
電動モータ５で圧縮機４を駆動する際に、圧縮機４が単一の固定容積の圧縮機構を備える場合には電動モータ５の回転数を制御してエンジン２による駆動の際よりも圧縮機４の吐出流量を低下させ、圧縮機４が単一の可変容積の圧縮機構を備える場合には圧縮機構の容積を制御してエンジン２による駆動の際よりも圧縮機４の吐出流量を低下させ、圧縮機がエンジン２により駆動される第１圧縮機構と電動モータ５により駆動される第１圧縮機構よりも小容積の第２圧縮機構とを備える場合には第２圧縮機構を駆動して第１圧縮機構の駆動の際よりも圧縮機４の吐出流量を低下させ、或いは他の任意の方法によりエンジン２による駆動の際よりも圧縮機４の吐出流量を低下させる。
蒸発器９通過後の空気温度Ｔｅが、圧縮機４が停止した場合に比べて遅い速度で、第１所定温度から上昇する。
蒸発器９通過後の空気温度Ｔｅが第２所定温度に到達し、クラッチ３が接続されると、電動モータ５を停止させる。
蒸発器９通過後の空気温度Ｔｅが低速で上昇することにより、圧縮機４が停止した場合に比べて、空気温度Ｔｅが第２所定温度に到達するまでの時間が増加し、蒸発器凍結防止制御に基づいてクラッチ３がオンされるまでの時間が増加し、蒸発器凍結防止制御に基づくクラッチ３の切り入りの周期が増加して、両空調装置の蒸発器凍結防止制御に伴う圧縮機４の起動、停止の頻繁な繰り返しが防止され、車両駆動トルクの頻繁な変動が防止される。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る車両空調装置用ハイブリッド圧縮機の駆動方法においては、電磁クラッチを介して車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源が圧縮機を駆動している時に、蒸発器通過後の空気温度である蒸発器出口空気温度が凍結温度近傍の第１所定温度まで低下すると圧縮機の駆動軸と車両エンジン又は車両に搭載した駆動源とを接続する電磁クラッチを遮断して圧縮機を停止させ、蒸発器出口空気温度が第１所定温度よりも高い第２所定温度まで上昇すると電磁クラッチを接続して圧縮機を起動させて、蒸発器の凍結を防止する車両空調装置の蒸発器凍結防止制御に基づいて、車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源と車両空調装置用ハイブリッド圧縮機とを接続する電磁クラッチが遮断された時に、内蔵電動モータを起動させて圧縮機を駆動し、車両のエンジン又は車両に搭載した駆動源が駆動する際よりも圧縮機の吐出量を低下させて、圧縮機が停止した場合に比べて遅い速度で蒸発器出口空気温度を上昇させ、蒸発器凍結防止制御に基づいて電磁クラッチが接続されるまでの時間を増加させ、蒸発器凍結防止制御に基づく電磁クラッチの切り入りの周期を増加させるので、両空調装置の蒸発器凍結防止制御に伴う圧縮機の起動、停止の頻繁な繰り返しが防止され、車両駆動トルクの頻繁な変動が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る方法で駆動されるハイブリッド圧縮機が組み込まれた車両用空調装置のシステム構成図である。
【符号の説明】
１ 冷凍システム
２ 車両に搭載された駆動源としてのエンジン
３ 電磁クラッチ
４ ハイブリッド圧縮機
５ 電動モータ
９ 蒸発器
１４ 蒸発器出口空気温度センサ
１５ 空調制御装置
Claims (4)
- 車輌空調装置の冷凍システムに設けられ、電磁クラッチを介して車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源により駆動可能であると共に内蔵する電動モータにより駆動可能な車両空調用ハイブリッド圧縮機の駆動方法であって、電磁クラッチを介して車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源が圧縮機を駆動している時に、蒸発器通過後の空気温度である蒸発器出口空気温度が凍結温度近傍の第１所定温度まで低下すると圧縮機の駆動軸と車両エンジン又は車両に搭載した駆動源とを接続する電磁クラッチを遮断して圧縮機を停止させ、蒸発器出口空気温度が第１所定温度よりも高い第２所定温度まで上昇すると電磁クラッチを接続して圧縮機を起動させて、蒸発器の凍結を防止する車両空調装置の蒸発器凍結防止制御に基づいて電磁クラッチが遮断されると、電磁クラッチの遮断と略同時に、内蔵電動モータを起動させて圧縮機を駆動し、車両のエンジン又は車両に搭載した駆動源が駆動する際よりも圧縮機の吐出量を低下させて、圧縮機が停止した場合に比べて遅い速度で蒸発器出口空気温度を上昇させ、蒸発器出口空気温度が第１所定温度よりも高い第２所定温度まで上昇して電磁クラッチが接続されると内蔵電動モータを停止させることを特徴とする車両空調装置用ハイブリッド圧縮機の駆動方法。
- 前記ハイブリッド圧縮機は単一の駆動軸を有し、当該単一の駆動軸を、車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源と、圧縮機が内蔵する電動モータとが、駆動可能であることを特徴とする請求項1に記載の車両空調装置用ハイブリッド圧縮機の駆動方法。
- 前記ハイブリッド圧縮機は２つの部分に分割された駆動軸と、駆動軸の第１部分に接続された第１圧縮機構と、駆動軸の第２部分に接続された第２圧縮機構とを有し、車両のエンジンまた車両に搭載された駆動源が第１駆動軸を、内蔵電動モータが第２駆動軸を、駆動可能であることを特徴とする請求項1に記載の車両空調装置用ハイブリッド圧縮機の駆動方法。
- 前記ハイブリッド圧縮機は並設された2つの圧縮機を有し、一方の圧縮機を車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源が、他方の圧縮機を該圧縮機に内蔵された電動モータが、駆動可能であることを特徴とする請求項1に記載の車両空調装置用ハイブリッド圧縮機の駆動方法。
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