(57)【要約】【課題】簡単な操作で短時間のうちに所定の圧縮機の起動を行わせることができる、車両空調装置用ハイブリッド圧縮機の駆動方法を提供する。【解決手段】車両空調装置の冷凍システムに設けられ、車両に搭載されたエンジンまたは他の駆動源および圧縮機に内蔵された電動モータの両駆動源により駆動可能なハイブリッド圧縮機の駆動方法であって、電動モータによるハイブリッド圧縮機の起動が不可能または困難な場合、車両に搭載されたエンジンまたは他の駆動源により圧縮機を起動し、しかる後に、電動モータによる駆動に切り替える、あるいは、電動モータによる駆動を付加する、車両空調装置用ハイブリッド圧縮機の駆動方法。【選択図】　図１
2004026076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両空調装置の冷凍システムに設けられ、車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源および圧縮機に内蔵された電動モータの両駆動源により駆動可能なハイブリッド圧縮機の駆動方法であって、前記電動モータによるハイブリッド圧縮機の起動が不可能または困難な場合、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を起動し、しかる後に、前記電動モータによる駆動に切り替える、あるいは、電動モータによる駆動を付加す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。
【請求項２】
前記ハイブリッド圧縮機が、圧縮機の駆動軸が同一で、その同一の駆動軸が車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源および圧縮機に内蔵された電動モータの両駆動源により、選択的にあるいは同時に駆動されるものからなる、請求項１の車両空調装置用ハイブリッド圧縮機の駆動方法。
【請求項３】
前記ハイブリッド圧縮機が、圧縮機の駆動軸が２つに分割され、一方の駆動軸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、他方の駆動軸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されるものからなる、請求項１の車両空調装置用ハイブリッド圧縮機の駆動方法。
【請求項４】
前記ハイブリッド圧縮機が、並設された２つの圧縮機からなり、一方の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、他方の圧縮機が該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されるものからなる、請求項１の車両空調装置用ハイブリッド圧縮機の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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の両駆動源により駆動可能なハイブリッド式の圧縮機を備えた車両用空調装置におけるハイブリッド圧縮機の駆動方法に関し、とくにそのハイブリッド圧縮機の起動性を高め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】
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の両駆動源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】
たとえば、特開２０００−５４９５６には、圧縮部が斜板式に構成された可変容量型圧縮機からなり、圧縮機の同一駆動軸に電磁クラッチと内蔵の電動モータとを装着し、電磁クラッチ側からは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】
また、特開２０００−１３０３２３には、圧縮部がロータリー式の圧縮機に構成され、圧縮機の同一駆動軸に電磁クラッチと内蔵の電動モータとを装着し、電磁クラッチ側からは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、電動モータからは電動モータによる駆動力を、選択的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】
さらに、未だ出願未公開の段階にあるが、先に本出願人の一人により、圧縮機の駆動軸が２つに分割されるとともに圧縮部を２つ有し、一方の駆動軸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、他方の駆動軸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が提案されている（特願２００１−２８０６３０）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような車両空調装置用ハイブリッド圧縮機においては、電磁クラッチ側はベルト等を介して車両に搭載されたエンジンまたは他の駆動源（たとえば、発電と駆動を兼ねたモータ・ジェネレータ）によって駆動され、他側は電動モータにより駆動されるが、一般に、電磁クラッチ側駆動源の駆動力の方が、圧縮機に装着されたもう一方の駆動源である電動モータの駆動力よりも大きい。このような構造において、圧縮機の負荷が電動モータの駆動力を超える場合、電動モータによる圧縮機の起動ができなくなるか、所望の立ち上がり特性を得ることが極めて困難になる。
【０００７】
そのような場合、圧縮機の負荷を軽減する方法、たとえば圧縮機の負荷に対応する吸入圧力、吐出圧力を、冷凍システムを構成している他の機器を調整して下げる、などの方法が考えられるが、圧力を下げるのに時間がかかる、いくつかの機器を調整する必要があるため操作が複雑になる、等の問題を招くことになる。
【０００８】
そこで本発明の課題は、上記のような問題点に着目し、簡単な操作で短時間のうちに所定の圧縮機の起動を行わせることができる、車両空調装置用ハイブリッド圧縮機の駆動方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る車両空調装置用ハイブリッド圧縮機の駆動方法は、車両空調装置の冷凍システムに設けられ、車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源および圧縮機に内蔵された電動モータの両駆動源により駆動可能なハイブリッド圧縮機の駆動方法であって、前記電動モータによるハイブリッド圧縮機の起動が不可能または困難な場合、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を起動し、しかる後に、前記電動モータによる駆動に切り替える、あるいは、電動モータによる駆動を付加することを特徴とする方法からなる。
【００１０】
この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、上記ハイブリッド圧縮機として、圧縮機の駆動軸が同一で、その同一の駆動軸が車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源および圧縮機に内蔵された電動モータの両駆動源により、選択的にあるいは同時に駆動されるものを使用できる。
【００１１】
また、上記ハイブリッド圧縮機として、圧縮機の駆動軸が２つに分割され、一方の駆動軸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、他方の駆動軸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されるものを使用できる。
【００１２】
さらに、上記ハイブリッド圧縮機として、並設された２つの圧縮機からなり、一方の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、他方の圧縮機が該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されるものも使用できる。
【００１３】
このような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、一般的に、電磁クラッチ側駆動源の駆動力の方が、つまり、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力の方が、圧縮機の装着されたもう一方の駆動源である電動モータの駆動力よりも大きく、前述のような問題が発生しても、電磁クラッチ側駆動源の駆動力は、電動モータによる駆動力を上回るように設定されている。そのため、電動モータ側で圧縮機を起動したい場合において、圧縮部の負荷が電動モータによる駆動力（起動力）を超え、起動不能か所定の立ち上がり特性をもって起動できないとき、先ず、電磁クラッチ側で、つまり、車両のエンジンまたは車両に搭載された駆動源によって起動させることにより、冷凍システムにおいて冷媒が循環され始め、冷凍システムにおけるハイブリッド圧縮機の駆動負荷が大幅に低減される。したがって、起動後、電動モータで駆動できる負荷になったら、電動モータ側の駆動に切り替えるか、あるいは、同時駆動の場合には電動モータ側の駆動を付加する。これによってスムーズな起動が可能になる。
【００１４】
この方法では、冷凍システムを構成する他の機器をコントロールするなどの複雑な制御は必要なく、また、そのような制御による時間的な遅延もなく、単に駆動源の選択を所定の順序にしたがって行うという簡単な方法にて、所望の圧縮機の起動を行うことができるようになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施態様に係る方法を適用可能な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および電力供給により駆動する電動モータ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。
【００１６】
ハイブリッド圧縮機４としては、前述した特開２０００−５４９５６や特開２０００−１３０３２３に開示されているように、圧縮機の駆動軸が同一で、その同一の駆動軸が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）および圧縮機に内蔵された電動モータ５の両駆動源により、選択的にあるいは同時に駆動されるものを使用できる。
【００１７】
また、ハイブリッド圧縮機４として、先に本出願人の一人により提案されているように（特願２００１−２８０６３０）、圧縮機の駆動軸が２つに分割され、一方の駆動軸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、他方の駆動軸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されるものも使用できる。
【００１８】
さらに、ハイブリッド圧縮機４として、並設された２つの圧縮機からなり、一方の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、他方の圧縮機が該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されるものも使用できる。
【００１９】
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。
【００２０】
車室内空調を行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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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う。
【００２４】
上記のような車両用空調装置において、電動モータ５によりハイブリッド圧縮機４を起動させることが要求されるが、電動モータ５側でハイブリッド圧縮機４を起動したくても圧縮機４の起動負荷が電動モータ５による所定の起動力（駆動力）を超え、起動不能か所定の立ち上がり特性をもって起動できない場合、先ず電磁クラッチ３がオンとされ、エンジン２からの駆動力が伝達されてハイブリッド圧縮機４が起動される。エンジン２による駆動力は電動モータ５による駆動力よりもはるかに大きいので、ハイブリッド圧縮機４は、問題なく迅速にかつスムーズに起動される。
【００２５】
ハイブリッド圧縮機４の起動により、冷凍システム１には冷媒が圧縮、循環され始めるから、圧縮機４の駆動に要する負荷は急激に低減される。ハイブリッド圧縮機４が起動され、電動モータ５で駆動できる負荷になったら、電動モータ５側の駆動に切り替えられる。あるいは、同時駆動が要求される場合には、エンジン２による駆動力に、電動モータ５による駆動力が付加される。
【００２６】
このハイブリッド圧縮機４の起動には、冷凍システム１を構成する他の機器のコントロールなどの複雑な制御は不要であり、また、そのような制御による時間的な遅延も発生せず、単に、駆動源を所定の順序で選択するだけの簡単な制御で、ハイブリッド圧縮機４が問題なくスムーズに、ごく短時間のうちに起動されることになる。したがって、ハイブリッド圧縮機４を用いた冷凍システム１の制御、ひいては空調制御全体が、所望の状態に円滑に制御できるようになる。また、ハイブリッド圧縮機４を用いたことによる、省動力化などの効果も問題なく得られるようになる。
【００２７】
【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よれば、簡単な操作でありながらごく短時間のうちにハイブリッド圧縮機を所定の状態に起動でき、ハイブリッド圧縮機を使用したことによる省動力化、ひいては車両の燃費向上などの効果を問題なく得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の一実施態様に係る方法を適用可能な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　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
６　凝縮器
７　受液器
８　膨張弁
９　蒸発器
１０　エアミックスダンパ
１１　ヒータコア
１２　送風機
１３　通風ダクト
１４　蒸発器出口空気温度センサ
１５　空調制御装置
１６　信号群
１７　電動モータ回転数制御信号
１８　クラッチ制御信号
４１、４２、４３　吹き出し口
【図１】
2004026076.tif 000003