JPH04285360A - 変速機付圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車用の空調装置に用
いられる変速機付圧縮機に関し、詳細には変速比を自動
車エンジンの回転数に応じて変化させてエンジン回転数
の変化にかかわらず略一定の圧縮機回転数を保持する可
変変速機を備えた圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用空調装置に用いられる圧縮機は車
両エンジンから駆動されるものが大部分である。しかし
、空調装置においては圧縮機は空調負荷により決定され
る一定の回転数で運転することが好ましいのに対し、エ
ンジン回転数は車両走行状態によって大幅に変化する。

【０００３】このため自動車用空調装置においては、圧
縮機を可変変速機構付きの変速機を介してエンジンから
駆動するようにして、エンジンの回転数変化にかかわら
ず圧縮機を一定の設定回転数に保持するようにした構成
が知られている。この種の変速機付圧縮機の例としては
特開昭６２−１７０７８７号公報に開示されたものがあ
る。

【０００４】同公報の圧縮機はいわゆるリングコーン型
と呼ばれる摩擦式無段変速機を用いて圧縮機の回転数を
略一定に制御している。すなわち、エンジン回転数が低
い場合には変速機の変速比を変更して圧縮機回転数を増
速し、高速走行時等でエンジン回転数が高い場合には変
速比を低く設定して圧縮機回転数を略一定に保存する。

【０００５】上記リングコーン型圧縮機は、エンジンに
よって駆動される入力軸に入力ディスクを設けると共に
、圧縮機本体に回転力を与える出力軸に出力ディスクを
設け、この入出力ディスクの間に遊星コーンを介在させ
、遊星コーンを介して入力軸の回転を出力軸に伝えるよ
うにした構成となっており、入力軸と出力軸との間には
遊星コーンを介して大きな押圧力が加わるようになって
いる。また、遊星コーンには、その公転運動を制御する
変速リングが設けられており、この変速リングの位置を
変えることにより遊星コーンの公転速度を変えて変速比
が制御される。

【０００６】このような変速機付圧縮機では、圧縮機の
駆動力は、入出力軸と遊星コーンとの間の摩擦力により
伝達されるため、これら摩擦部分の冷却と軸受部の潤滑
を行うため、潤滑油が各部分に供給されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
圧縮機においてはアイドリング時や車両低速走行時には
エンジン回転数が低くなるため変速機の増速比が大きく
なり上述の摩擦部分での発熱が大きくなる傾向にある。 しかし、車両停止時や低速走行時にはエンジンルーム内
の通風による冷却効果が低下するため、気温条件や運転
状況によっては、上記発熱により変速機本体の温度が上
昇する場合がある。

【０００８】変速機温度が上昇すると、潤滑油の粘性が
低下するため摩擦部分でスリップが生じやすくなり、変
速機の効率低下が生じ更に発熱量が増大する。また油温
が過度に上昇すると軸受部や摩擦部分での潤滑不足によ
りこれらの部分に損傷を生じる可能性がある。これを防
止するために、空冷のオイルクーラとオイルポンプとを
設けてオイルをこれらの間を循環させて冷却するように
することもできるが、車両停止時や低速走行時にはオイ
ルクーラの冷却能力も低下するため、変速機の過熱の問
題を完全に解決することはできない。

【０００９】また、車両速度を検出して車速が所定値以
下になった場合に自動的に変速比を低下させて発熱量を
低減するようにして過熱を防止する手段をとることも可
能ではあるが、これでは変速機の過熱が生じないような
条件下でも低速走行時には常に圧縮機能力が低下するこ
とになってしまい空調の上から好ましくない。本発明は
上記低速走行時の変速機過熱を確実に防止可能であると
ともに、過度に空調能力の低下を生じることのない変速
機付圧縮機を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は車両速度が低く
、変速機が過熱傾向になっている場合には、変速機の変
速比を下げて発熱量を低下させることにより過熱を防止
するようにしたことを特徴としている。すなわち本発明
によれば、車両エンジンによって駆動されるとともに、
圧縮機回転数を設定値に保持するためにエンジン回転数
に応じて変速比を変更制御可能な変速機を備えた車室空
調用の圧縮機において、変速機温度を検出する手段と、
車両速度を検出する手段とを備え、変速機温度が所定値
以上であり、かつ車両速度が所定値以下の場合には変速
機の変速比を低下させるようにしたことを特徴とする変
速機付圧縮機が提供される。

【００１１】

【作用】変速機の温度を検出して変速比低減操作の必要
性を判定しているため、車速が低下して変速機温度が上
昇した場合には確実に変速比低減操作が行われ変速機過
熱を防止できる。また、車速が低下した場合でも実際に
変速機温度が上昇しなければ変速比低減操作は行われず
圧縮機能力は設定値に維持される。

【００１２】更に、車速を検出して変速比低減操作の必
要性を判定しているため、車両の加速中や高速走行時に
空調要求負荷が急増して変速比増大により一時的に発熱
と放熱のバランスが崩れて変速機温度が上昇したような
場合には車速が所定値以上であれば変速機温度は短時間
で許容範囲内に安定するため、変速比低減操作は行われ
ない。

【００１３】

【実施例】図１に本発明の実施例の構成を示す。図にお
いて１は圧縮機、２は圧縮機１に直結された変速機であ
り、本実施例では後述するようにリングコーン型の摩擦
式無段変速機が用いられている。変速機２の入力軸は図
示しないエンジンからベルトを介して駆動されるプーリ
１０に連結されている。

【００１４】また４は空調負荷に応じて必要とされる圧
縮機回転数を設定する圧縮機回転数設定回路である。圧
縮機回転数設定回路４は車室内に設けた操作スイッチ７
により設定された車室内温度、車室内温度を検出する車
室温度センサ６の出力との差に基いて車室内温度を設定
値に維持するのに必要な圧縮機回転数を設定し、変速比
設定回路３に出力している。変速比設定回路３はエンジ
ン回転数検出センサ５により検出されたエンジン回転数
（すなわち変速機入力軸回転数）と圧縮機回転数設定回
路４により設定された設定回転数（すなわち変速機出力
軸の設定回転数）を基に必要とされる変速比を算出して
図示しない駆動回路を介して変速機２の可変機構を制御
することにより変速機２の変速比を制御している。

【００１５】また、本発明の変速機過熱防止制御を行う
ため変速比設定回路３には車速検出センサ８から車両走
行速度が、変速機温度検出センサ９から変速機温度がそ
れぞれ入力されている。本実施例では変速機２にはオイ
ル循環ポンプ１２と空冷式熱交換器１１とを備えた潤滑
油冷却装置１３が設けられており、変速機２の潤滑油の
冷却を行なっている。

【００１６】なお、本実施例では変速機温度検出センサ
９は変速機２のケーシング温度を検出しているが、変速
機２から冷却装置１３に送られる変速機潤滑油出口温度
を検出するようにしても良い。また本実施例では、変速
比設定回路３と圧縮機回転数設定回路４は実際には独立
した制御回路ではなく、車両エンジンの制御を行うディ
ジタルコンピュータから成る制御装置１５の機能の一部
としてこれらの制御が行われている。

【００１７】次に図２を用いて本実施例に使用するリン
グコーン型摩擦変速機の構造について説明する。図２は
変速機２の断面図であり、圧縮機１は省略して図示して
ある。図において２１は圧縮機に連結された出力軸、２
２はエンジンからプーリ１０を介して駆動される入力軸
である。また２４は入力軸２２に一体に取付けられた入
力ディスク、２５は出力軸２１に一体に取付けられた出
力ディスクである。

【００１８】入力ディスク２４と出力ディスク２５の外
周部にはこれらと接触する位置に遊星コーン２６が設け
られている。遊星コーン２６は入力軸２２と出力軸２１
とに対し自由に回転可能なリテーナ２７に保持されてお
り、図では２つしか示していないがディスク２４，　２
５の外周部に沿って等間隔に複数個配置されている。遊
星コーン２６はコーン２６の軸心に平行な位置に形成さ
れた摩擦面２６ａで入力ディスク２４と外縁部と摩擦係
合し、軸心回りに自転しながらリテーナと共に公転を行
う。またコーン２６の円錐底面２６ｂは出力ディスク２
５の外縁部と摩擦係合しており、コーン２６の回転を出
力ディスク２５に伝達し、出力軸を駆動するようになっ
ている。

【００１９】従って出力ディスク２５の外縁部での回転
速度は、遊星コーン２６の出力ディスク２５との接触部
における、コーン２６の自転による回転速度とコーン２
６の公転による回転速度との差として与えられることに
なり、遊星コーン２６の公転速度を変えることにより入
力軸２２と出力軸２１との速度比を変更することができ
るようになっている。

【００２０】遊星コーン２６はその円錐面２６ｃの母線
の一方が入出力軸２２，　２１の軸線と平行になるよう
にリテーナ２７に保持されており、この軸線と平行な母
線部分で変速リング２８と接触するようにされている。 変速リング２８は入出力軸２２，　２１と同心に保持さ
れ、軸線方向には平行移動可能であるが軸線回りには回
転しないように変速機ケーシングに保持されている。

【００２１】遊星コーン２６の公転速度の制御はこの変
速リング２８を軸方向に移動させ、遊星コーン２６と変
速リング２８との接触位置を変更することによって行う
。この変速リング２８の移動のための機構は変速リング
２８を保持するリングホルダ５０と、リングホルダ５０
を入力軸２２の軸線と平行な方向に移動可能に案内する
ガイドピン５１と、リングホルダ５０と係合され、入力
軸２２の軸線と直交する方向（紙面に垂直な方向）に移
動することによりリングホルダ５０を軸線方向と平行な
方向に駆動するカム部材５２と、入力軸と直交する方向
のカム部材５２の移動を行わしめるステップモータ（図
示せず）と、この回転モータの回転軸にネジによって連
結され、回転しないように回り止めされたスリーブ部材
５３とからなる。

【００２２】上記ステップモータは前述の制御装置１５
により駆動され、カム部材５２を軸線と直交する方向に
移動させる。これによりカム部材５２とカム係合するリ
ングホルダ５０は軸線と平行な方向に移動し、所定の変
速比が得られる。入力ディスク２４が回転され、遊星コ
ーン２６が回転されると、その円錐面２６ｃが変速リン
グ２８の内周面を転動し、転動に伴ってリテーナ２７が
回転され、遊星コーン２６がそれ自身回転しながら円周
に沿って回転移動される。この場合、変速リング２８の
接触位置が円錐面２６ｃの頂点に近い位置では、リテー
ナ２７の公転速度は遅く、変速リング２８の接触位置が
円錐面２６ｃの外周に近づくにしたがって、リテーナ２
７の公転速度が早くなる。このため、この遊星コーン２
６から出力ディスク２５に伝えられる回転速度は、入力
ディスク２４の回転速度が一定であっても、変速リング
２８の位置に対応して変化する。

【００２３】制御装置１５は前述のようにエンジン回転
数の変化に応じて変速リング２８の位置を変更し、エン
ジン回転数が変化しても出力軸２１の回転を略一定に保
つ制御を行っている。出力ディスク２５は出力軸２１と
共に回転するカムディスク３０からスプリング３３を介
して遊星コーン２６を入力軸２２方向に押圧しており、
この押圧力により遊星コーン２６と入力ディスク２４、
変速リング２８及び出力ディスク２５それぞれとの間で
適切な摩擦力が生じるようになっている。

【００２４】本実施例では入出力軸２２，　２１の軸受
け４５，　４６と遊星コーン２６の２６ａ，　２６ｂ，
２６ｃの各摩擦面には図示しない潤滑油通路から潤滑油
が供給されており、これらの部分を潤滑した潤滑油は変
速機ケーシング下部の潤滑油出口４８から冷却装置１３
のオイルポンプ１２によって熱交換器１１を通過して冷
却された後に上記給油部分に循環供給されている。

【００２５】前述のように車両速度が低下した場合には
、通風による熱交換器１１での冷却効果が低下するとと
もにエンジン回転数低下による変速比増大のため摩擦面
での発熱量が増大するため、油温が上昇し、変速機の効
率低下や摺動部での油膜切れが生じやすくなる。本発明
では車速検出センサ８により検出した車速と、変速機温
度検出センサ９により検出した変速機（潤滑油）温度と
を用いて変速機に過熱を生じる条件を検知して変速比を
低下させる操作を行い上記過熱の問題を防止している。

【００２６】図３に本実施例の制御装置１５による変速
比制御動作のフローチャートを示す。本制御ルーチンは
、一定時間間隔（例えば数秒程度の間隔）で制御装置１
５により実行される。ルーチンがスタートするとステッ
プ１１０　では操作スイッチ７により設定された車室内
設定温度ｔ０　、車室温度センサ６により検出した車室
内温度ｔ、エンジン回転数センサ５により検出したエン
ジン回転数Ｎｅ　、変速機温度検出センサ９により検出
した変速機温度Ｔ及び車速検出センサ８により検出した
車速Ｖの読込みが行われる。

【００２７】次いでステップ１２０　で車速Ｖが所定値
Ｖ０　より低いか否かが判定されＶ＜Ｖ０　であればス
テップ１３０　に進む。ここでＶ０　は通風低下による
変速機２や潤滑油冷却器１３の冷却効果の低下が生じる
車両走行速度である。次いでステップ１３０　では変速
機温度Ｔが所定値Ｔ１　より高いか否かを判定し、Ｔ＞
Ｔ１　であればステップ１４０　に進む。ここでＴ１　
は変速機の通常運転温度より高い第一の設定温度である
。

【００２８】ステップ１２０　とステップ１３０　の条
件が成立した場合には変速機２の過熱の危険があると判
断されるため、ステップ１４０　では変速比Ｋを所定値
Ｋ０　に設定する。ここでＫ０　は変速機の発熱量が充
分に低下する低い変速比である。次いでステップ１５０
　では設定された変速比Ｋを変速機２の変速機構駆動回
路に出力し、ルーチンを終了する。

【００２９】これにより変速機２は充分低い変速比Ｋ０
　になるように制御されるため発熱量が低下し、過熱が
防止される。ステップ１２０　又はステップ１３０　で
否定判定された場合はステップ１６０　に進み、変速機
温度Ｔが所定値Ｔ２　より低いか否かが判定されＴ＜Ｔ
２であった場合はステップ１７０　に進み、Ｔ≧Ｔ２　
であった場合は上述のステップ１４０　に進む。ここで
Ｔ２　は変速機の使用限界温度付近に設定される第２の
設定温度である。

【００３０】ステップ１６０　でＴとＴ２　の比較を行
っているのは、変速機２に何らかの異常が生じたような
場合、車速が充分に高い状態であっても過熱が生じるよ
うな場合があるため、このようなときには変速比を強制
的に下げるようにするためである。次にステップ１７０
　では車室温度ｔとその設定値ｔ０　とから、必要とさ
れる圧縮機能力を計算し、所要圧縮機回転数Ｎｃ　を算
出する。次にステップ１８０　では上述のＮｃ　とエン
ジン回転数Ｎｅ　とから圧縮機の設定回転数Ｎｃ　を得
るために必要とされる変速機２の変速比Ｋを算出し、ス
テップ１５０　に進み変速機の変速機構駆動回路にＫを
出力してルーチンを終わる。

【００３１】上述のように本発明によれば変速機の過熱
を確実に防止することが可能となる。なお、上述の実施
例ではリングコーン型摩擦式無段変速機を用いているが
本発明はこの形式の変速機に適用が限定されるわけでは
なく他の形式の可変変速機構付の変速機にも同様に適用
可能である。

【００３２】

【発明の効果】本発明は上述のように車速と変速機温度
とを検出して変速機の過熱傾向を判定するようにしたこ
とにより、変速機の過熱を確実に防止することができる
とともに、過熱が生じていない場合の不必要な圧縮機能
力低下を防ぎ、安定した車室空調を実現することができ
る効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成を示すブロック図である
。

【図２】同上実施例の変速機の構造を示す断面図である
。

【図３】変速機の変速比制御動作を示すフローチャート
である。

【符号の説明】

１…圧縮機 ２…変速機 ３…変速比設定回路 ４…圧縮機回転数設定回路 ８…車速検出センサ ９…変速機温度検出センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　車両エンジンによって駆動されるとと
   もに、圧縮機回転数を設定値に保持するためにエンジン
   回転数に応じて変速比を変更制御可能な変速機を備えた
   車室空調用の圧縮機において、変速機温度を検出する手
   段と、車両速度を検出する手段とを備え、変速機温度が
   所定値以上であり、かつ車両速度が所定値以下の場合に
   は変速機の変速比を低下させるようにしたことを特徴と
   する変速機付圧縮機。