(57)【要約】【課題】電動モータの小型化及び安定運転と、エンジン又は電動モータからの動力の伝達構造の小型化とを達成することが可能なハイブリッドコンプレッサシステムを提供すること。【解決手段】吐出容量可変型のハイブリッドコンプレッサＣは、エンジンＥからの動力と電動モータ２１からの動力とが切り換えられて用いられる。エアコンＥＣＵ４０は、空調情報検知手段５０からの空調用情報に基づいて熱負荷を算出する。エアコンＥＣＵ４０は、熱負荷が所定よりも大きいことを条件として、ハイブリッドコンプレッサＣを最大吐出容量とするとともにその駆動源をエンジンＥとする。エアコンＥＣＵ４０は、熱負荷が所定以下であることを条件として、ハイブリッドコンプレッサＣを最小吐出容量とするとともにその駆動源を電動モータ２１とする。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両空調装置に用いられるハイブリッドコンプレッサシステムにおいて、
車両の走行駆動源たるエンジンからの動力と電動モータからの動力とが切り換えられて用いられ、さらには吐出容量を変更可能な構成を有する冷媒圧縮用のハイブリッドコンプレッサと、
空調用の情報を検知するための空調情報検知手段と、
前記空調情報検知手段からの空調用情報に基づいて熱負荷を算出する熱負荷算出手段と、
前記熱負荷算出手段が算出した熱負荷が所定よりも大きいことを条件として、ハイブリッドコンプレッサを大吐出容量とするとともにその駆動源をエンジンとし、熱負荷が所定以下であることを条件として、ハイブリッドコンプレッサを小吐出容量とするとともにその駆動源を電動モータとする制御手段と
を備えたことを特徴とするハイブリッドコンプレッサシステム。
【請求項２】
前記制御手段は、熱負荷算出手段が算出した熱負荷が所定以下であること及びエンジンが停止状態であることを条件として、ハイブリッドコンプレッサを小吐出容量とするとともにその駆動源を電動モータとし、
前記制御手段は、熱負荷算出手段が算出した熱負荷が所定以下であること及びエンジンが稼働状態であることを条件として、ハイブリッドコンプレッサの駆動源をエンジンとする請求項１に記載のハイブリッドコンプレッサシステム。
【請求項３】
前記電動モータの電源たるバッテリには該バッテリの残量を検出するための残量検出手段が備えられており、
前記制御手段は、熱負荷算出手段が算出した熱負荷が所定以下であること及びエンジンが稼働状態であること並びに残量検出手段が検出したバッテリの残量が所定量以上であることを条件として、ハイブリッドコンプレッサを小吐出容量とするとともにその駆動源を電動モータとし、
前記制御手段は、熱負荷算出手段が算出した熱負荷が所定以下であること及びエンジンが稼働状態であること並びに残量検出手段が検出したバッテリの残量が所定量未満であることを条件として、ハイブリッドコンプレッサの駆動源をエンジンとする請求項２に記載のハイブリッドコンプレッサシステム。
【請求項４】
前記ハイブリッドコンプレッサのハウジング内には、エンジンからの動力を増速する増速機構又は電動モータからの動力を減速する減速機構が収容配置されている請求項１〜３のいずれかに記載のハイブリッドコンプレッサシステム。
【請求項５】
前記電動モータはハイブリッドコンプレッサのハウジング内に収容されており、前記増速機構又は減速機構は、電動モータのステータの内側に配置されている請求項４に記載のハイブリッドコンプレッサシステム。
【請求項６】
前記ハイブリッドコンプレッサは、吐出容量を最大と最小の二段階に切り換える構成である請求項１〜５のいずれかに記載のハイブリッドコンプレッサシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両空調装置に用いられるハイブリッドコンプレッサシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両の省燃費対策等のために、信号待ち等の車両の走行停止状態において、アイドリング状態にあるエンジンを自動停止させる、所謂アイドリングストップ制御を行うことが一般化されつつある。そして、車両空調装置のコンプレッサとしては、エンジンの停止状態においても空調が可能なように、エンジンに加えて電動モータをも駆動源に利用するハイブリッドタイプのものが存在する。
【０００３】
しかし、電動モータにエンジンと同等のコンプレッサ駆動能力を求めると、電動モータが大型化する。従って、例えば、電動モータをコンプレッサのハウジング内に収容する場合においては、コンプレッサの大型化を招くこととなっていた。逆に、小型の電動モータでも駆動可能なようにコンプレッサの吐出容量を小さく設定すると、エンジンの回転速度が低い場合には、コンプレッサの単位当たりの冷媒吐出量を多く確保することができす、クールダウン（急速冷房）能力が低下する問題を生じてしまう。
【０００４】
このような問題を解決するために、電動モータから駆動力を得てコンプレッサの回転軸を回転させる第１駆動部及び、車両のエンジンから駆動力を得てコンプレッサの回転軸を回転させる第２駆動部の一方に、駆動力を変速して回転軸に伝達する変速機構を設けることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
すなわち、例えば、第１駆動部に減速機構を設けることで、電動モータの大型化を招くことなく、吐出容量を大きく設定するとともに回転速度を低くしてコンプレッサを稼働させることができる。従って、エンジンの回転速度が低い場合でも、コンプレッサの単位当たりの冷媒吐出量を多く確保することが可能となり、クールダウンを好適に行い得る。
【０００６】
また、例えば、第２駆動部に増速機構を設けることで、吐出容量を小さく設定するとともに回転速度を高くしてコンプレッサを稼働させることができる。よって、コンプレッサの駆動トルクを小さくすることができ、電動モータを小型化することができる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−９３８７６号公報（第３−５頁、第１図及び第４図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、第１駆動部に減速機構を設けた場合、小型の電動モータで吐出容量の大きなコンプレッサを駆動するためには、減速機構の減速比を大きく設定しなくてはならない。また、第２駆動部に増速機構を設けた場合、回転速度が低い状態のエンジンで吐出容量の小さなコンプレッサを駆動して、単位時間当たりの冷媒吐出量を多く確保するためには、増速機構の増速比を大きく設定しなくてはならない。
【０００９】
このように、変速比（減速比又は増速比）を大きく設定することは変速機構の大型化につながる。従って、例えば、変速機構をコンプレッサのハウジング内に収容する場合においては、コンプレッサが大型化されることとなっていた。つまり、従来技術においては、電動モータの小型化と変速機構の小型化との両立が困難であった。
【００１０】
また、ハイブリッドタイプのコンプレッサにおいては、クールダウンに対応すべく、電動モータの駆動によってコンプレッサの単位時間当たりの冷媒吐出量を多く確保しようとすると、要求される電動モータの回転速度が高くなることがある。従って、電動モータが小型であることも相俟って、脱調の発生等、電動モータの運転が不安定となり易い問題を生じていた。
【００１１】
本発明の目的は、電動モータの小型化及び安定運転と、エンジン又は電動モータからの動力の伝達構造を小型化することとを達成することが可能なハイブリッドコンプレッサシステムを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、冷媒圧縮用のハイブリッドコンプレッサと、空調情報検知手段と、熱負荷算出手段と、制御手段とを備えている。ハイブリッドコンプレッサは、車両の走行駆動源たるエンジンからの動力と電動モータからの動力とが切り換えられて用いられ、さらには吐出容量を変更可能な構成である。空調情報検知手段は、空調用の情報を検知するためのものであり、熱負荷算出手段は、空調情報検知手段からの空調用情報に基づいて熱負荷を算出するためのものである。
【００１３】
前記制御手段は、熱負荷算出手段が算出した熱負荷が所定よりも大きいことを条件として、ハイブリッドコンプレッサを大吐出容量とするとともにその駆動源をエンジンとする。ハイブリッドコンプレッサの吐出容量を大きくすることで、エンジンの回転速度が低くても、ハイブリッドコンプレッサの単位時間当たりの冷媒吐出量を多く確保して、例えばクールダウンを確実に実現することができる。よって、エンジンからの動力を増速する増速機構を必要としないか、或いは、例えば、後述する請求項４の発明のように、エンジンからの動力を増速する増速機構を備える場合であってもその増速比の設定は小さくてよい。よって、エンジンからの動力の伝達構造を小型化することができる。
【００１４】
前記制御手段は、熱負荷算出手段が算出した熱負荷が所定以下であることを条件として、ハイブリッドコンプレッサを小吐出容量（前述したエンジン駆動時よりも小さい吐出容量）とするとともにその駆動源を電動モータとする。吐出容量が小さくされたハイブリッドコンプレッサは、それを駆動するための駆動トルクが小さくて済む。従って、電動モータからの動力を減速する減速機構を必要としないか、或いは、例えば、後述する請求項４の発明のように、電動モータからの動力を減速する減速機構を備える場合であってもその減速比の設定は小さくてよい。よって、電動モータの小型化と、電動モータからの動力の伝達構造を小型化することとを両立することができる。また、熱負荷が所定以下の場合には、電動モータの回転速度がそれほど上昇されることはなく、該電動モータの安定運転を達成できる。
【００１５】
請求項２の発明は請求項１において、前記制御手段は、熱負荷算出手段が算出した熱負荷が所定以下であること及びエンジンが停止状態であることを条件として、ハイブリッドコンプレッサを小吐出容量とするとともにその駆動源を電動モータとする。また、制御手段は、熱負荷算出手段が算出した熱負荷が所定以下であること及びエンジンが稼働状態であることを条件として、ハイブリッドコンプレッサの駆動源をエンジンとする。
【００１６】
従って、例えば、電動モータの電源及び電動モータ以外の電装品の電源であるバッテリの残量が大きく減少されることを抑制することができ、電動モータ以外の電装品の稼働を確実とすることができる。
【００１７】
請求項３の発明は請求項２において、前記電動モータの電源たるバッテリには、該バッテリの残量（蓄電量）を検出するための残量検出手段が備えられている。前記制御手段は、熱負荷算出手段が算出した熱負荷が所定以下であること及びエンジンが稼働状態であること並びに残量検出手段が検出したバッテリの残量が所定量以上であることを条件として、ハイブリッドコンプレッサを小吐出容量とするとともにその駆動源を電動モータとする。また、制御手段は、熱負荷算出手段が算出した熱負荷が所定以下であること及びエンジンが稼働状態であること並びに残量検出手段が検出したバッテリの残量が所定量未満であることを条件として、ハイブリッドコンプレッサの駆動源をエンジンとする。
【００１８】
従って、エンジンの稼働によるバッテリへの充電が、電動モータの稼働つまり電動モータによるバッテリの電力の消費によって妨げられることがなく、バッテリの残量を確実に増加させて、電動モータ以外の電装品の稼働をさらに確実とすることができる。
【００１９】
請求項４の発明は請求項１〜３のいずれかにおいて、前記ハイブリッドコンプレッサのハウジング内には、エンジンからの動力を増速する増速機構又は電動モータからの動力を減速する減速機構が収容配置されている。増速機構又は減速機構を備えることで、電動モータのさらなる小型化を達成することができる。
【００２０】
また、上述したように、増速機構又は減速機構は小型のものでよいため、本発明のようにハウジング内に収容してもハイブリッドコンプレッサの大型化を抑制することができる。増速機構又は減速機構をハウジング内に収容することで、車両空調装置の車両への組込時において、増速機構又は減速機構をハイブリッドコンプレッサと別個に取り扱う面倒がなくなる。
【００２１】
請求項５の発明は請求項４において、前記電動モータはハイブリッドコンプレッサのハウジング内に収容されている。前述したように、電動モータは小型のものでよいため、本発明のようにハウジング内に収容してもハイブリッドコンプレッサの大型化を抑制することができる。電動モータをハウジング内に収容することで、車両空調装置の車両への組込時において、電動モータをハイブリッドコンプレッサと別個に取り扱う面倒がなくなる。
【００２２】
また、前記増速機構又は減速機構は、電動モータのステータの内側に配置されている。従って、増速機構又は減速機構とステータとが重なる分だけ、ハイブリッドコンプレッサの軸方向への大型化を防止することができる。言い換えれば、前述したように、増速機構又は減速機構は小型のものでよいため、本発明のようにステータの内側に配置する態様の具体化も容易なのである。
【００２３】
請求項６の発明は請求項１〜５のいずれかにおいて、前記ハイブリッドコンプレッサは、吐出容量を最大と最小の二段階に切り換える構成である。従って、前記制御手段は、熱負荷算出手段が算出した熱負荷が所定よりも大きい場合には、ハイブリッドコンプレッサを最大吐出容量とする。また、制御手段は、熱負荷算出手段が算出した熱負荷が所定以下である場合には、ハイブリッドコンプレッサを最小吐出容量とする。このような吐出容量の二段階切換は、例えば電磁弁のオンオフ制御等の簡単な制御で済む。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した第１及び第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態においては第１実施形態との相違点についてのみ説明し、同一又は相当部材には同じ番号を付して説明を省略する。
【００２５】
○第１実施形態
図１に示すように、車両空調装置の冷凍サイクルを構成する冷媒圧縮用のハイブリッドコンプレッサ（以下単にコンプレッサとする）Ｃは、ハウジング１１内に電動モータ２１及び圧縮機構１２が収容されてなるとともに、ハウジング１１外に動力伝達機構２２が配設されてなる。圧縮機構１２はスクロール式であって、吐出容量を変更可能な構成を有している。動力伝達機構２２は、車両の走行駆動源たるエンジン（内燃機関）Ｅから動力の供給を受ける。
【００２６】
前記コンプレッサＣは、動力伝達機構２２を介したエンジンＥからの動力と、電動モータ２１からの動力とが切り換えられて用いられる。このように、電動モータ２１を備えることで、エンジンＥの停止状態でも空調（冷房）が可能となる。従って、本実施形態の車両空調装置は、アイドリングストップ車やハイブリッド車に特に好適な態様であると言える。
【００２７】
さて、前記ハウジング１１内には、図面左方側にプーリシャフト１３が、図面右方側にコンプレッサシャフト１９がそれぞれ回転可能に支持されている。プーリシャフト１３とコンプレッサシャフト１９は、同一軸線上に配置されているとともに、対向する端部を以てベアリング５６を介して相対回転可能に嵌合されている。
【００２８】
前記ハウジング１１内においてプーリシャフト１３とコンプレッサシャフト１９との間には、プーリシャフト１３の回転を増速してコンプレッサシャフト１９に伝達するための遊星歯車機構からなる増速機構２３が配設されている。この増速機構２３は、サンギヤ４５、インターナルギヤ４６、ホルダ４７及び複数のプラネタリギヤ４８からなる周知の構成を有している。サンギヤ４５は、コンプレッサシャフト１９に一体回転可能に設けられている。インターナルギヤ４６は、ハウジング１１に一体形成されている。ホルダ４７は、プーリシャフト１３に一体回転可能に設けられている。プラネタリギヤ４８は、ホルダ４７に回転可能に保持されるとともにサンギヤ４５とインターナルギヤ４６との間に介在されている。
【００２９】
前記ハウジング１１内の図面左方側領域においてコンプレッサシャフト１９上には、電動モータ２１を構成するロータ１４が一体回転可能に固定されている。ロータ１４は、図示しないが、回転子鉄心とこれに固定された回転子導体とで構成されている。ハウジング１１の図面左方側領域における内周面には、コイル１５が巻回されたステータコア１６が、ロータ１４を取り囲むようにして複数固定配置されている。つまり、電動モータ２１は、永久磁石を有さないタイプのリラクタンスモータからなっている。なお、コイル１５は、その図面左方側が増速機構２３を取り囲むようにして配置されており、該増速機構２３は電動モータ２１のステータ１５，１６の内側に配置されているとも言える。
【００３０】
前記動力伝達機構２２は、プーリ１７と電磁クラッチ１８とを備えている。プーリ１７は、ハウジング１１に回転可能に支持され、エンジンＥからの動力をプーリシャフト１３に伝達する。電磁クラッチ１８は、そのオン（通電）によりプーリ１７とプーリシャフト１３との間の動力伝達を許容し、オフ（非通電）によりこの動力伝達を遮断する。
【００３１】
前記圧縮機構１２は、ハウジング１１内に配設された固定スクロール２０と、コンプレッサシャフト１９に設けられた偏心軸１９ａに支持された可動スクロール２４とからなっている。コンプレッサシャフト１９の回転に基づく可動スクロール２４の固定スクロール２０に対する旋回により、両スクロール２０，２４間に区画形成された圧縮室２６は、容積を減少しつつ中心側へ移動される。従って、ハウジング１１内に区画された吸入室３０を介して外周側の圧縮室２６に吸入された冷媒ガスは、所定の圧力にまで昇圧された後、中心側に移動した圧縮室２６からハウジング１１内に区画された吐出室２８へと吐出される。
【００３２】
前記固定スクロール２０には可動弁体収容室３１が形成されている。固定スクロール２０において可動弁体収容室３１と圧縮室２６との間には、両室３１，２６を連通する連通ポート３２，３６が設けられている。連通ポート３２は、圧縮室２６の容積がその最大容積に対して例えば約５０％となる位置に設けられている。連通ポート３６は、圧縮室２６の容積がその最大容積に対して例えば約２０％となる位置に設けられている。固定スクロール２０には、中継室３３ａ及び図示しない連通経路を介して吸入室３０と可動弁体収容室３１とを連通する連通孔３３が形成されている。
【００３３】
前記可動弁体収容室３１には、可動弁体３４が移動可能に収容されている。可動弁体３４は、その延在方向（図の上下方向）の両端側に、可動弁体収容室３１の内周面の内径とほぼ等しい外径を有する大径部３４ａ，３４ｂ，３４ｃを有している。そして、大径部３４ａ，３４ｂ間及び大径部３４ｂ，３４ｃ間には、各大径部を連結する小径部３４ｄが設けられている。可動弁体３４の上端に設けられた大径部３４ａと可動弁体収容室３１の上端との間には、可動弁体３４を下方に向けて押圧する押圧バネ３５が設けられている。
【００３４】
前記可動弁体収容室３１において、可動弁体３４よりも下方（大径部３４ｃよりも下方）の領域（以下、この領域を圧力制御室３１ａという）は、給気通路３７を介して吐出室２８と連通している。圧力制御室３１ａには、給気通路３７を介して吐出室２８から吐出圧にほぼ等しい高圧冷媒が供給される。
【００３５】
前記圧力制御室３１ａは、抽気通路３８を介して吸入室３０と連通可能となっている。この抽気通路３８の途中には、該通路３８を介した圧力制御室３１ａと吸入室３０との連通及び遮断を切換え可能な電磁弁からなる制御弁３９が設けられている。この制御弁３９はそのオン（通電）により圧力制御室３１ａと吸入室３０との間を遮断し、オフ（非通電）により両室３１ａ，３０間を連通する。
【００３６】
前記制御弁３９のオン状態では、圧力制御室３１ａに供給された高圧冷媒が抽気通路３８を介して吸入室３０に流出しないため、圧力制御室３１ａは高圧状態となり、押圧バネ３５の押圧力に抗して可動弁体３４が押し上げられる（図１に示す状態）。この状態では、各連通ポート３２，３６の可動弁体収容室３１側の開口に対応した位置に大径部３４ａ，３４ｂ，３４ｃが配置され、連通ポート３２，３６、可動弁体収容室３１、連通孔３３及び中継室３３ａ等を介した圧縮室２６と吸入室３０との連通が遮断される。このとき、圧縮室２６内で昇圧された冷媒ガスは前記経路（３２，３６，３１，３３，３３ａ等）を介して吸入室３０側に流出しないため、コンプレッサシャフト１９の一回転あたりの圧縮機構１２の冷媒吐出量（冷媒吐出容量）は最大となる。
【００３７】
前記制御弁３９のオフ状態では、抽気通路３８を介して圧力制御室３１ａと吸入室３０とが連通されるため、圧力制御室３１ａは低圧状態となり、押圧バネ３５の押圧力によって図１に示す状態よりも下方に可動弁体３４が押し下げられた状態となる。この状態では、最下位置の連通ポート３２を除いて各連通ポート３２，３６の前記開口が開放され、前記経路（３２，３６，３１，３３，３３ａ等）を介して圧縮室２６と吸入室３０とが連通される。このとき、前記開口が開放された連通ポート３２，３６に対応する圧縮室２６内の冷媒ガスが前記経路（３２，３６，３１，３３，３３ａ等）を介して吸入室３０側に流出するため、前記冷媒吐出容量は最小となる。
【００３８】
前記車両空調装置にはその制御体系として、コンピュータ類似の電子制御ユニットたるエアコンＥＣＵ４０（制御装置）、及び空調情報検知手段５０が備えられている。エアコンＥＣＵ４０は、熱負荷算出手段及び制御手段を構成する。エアコンＥＣＵ４０は、エンジンＥの制御を司るコンピュータ類似の電子制御ユニットたるエンジンＥＣＵ６０と通信可能に接続されている。
【００３９】
前記空調情報検知手段５０は、空調装置のオンオフスイッチであるエアコンスイッチ５１、車室内の温度を設定する温度設定器５２、及び車室内の温度を検出する車室温度センサ５３等を備えている。空調情報検知手段５０は、空調用情報たる、エアコンスイッチ５１のオンオフ状況、車室温度情報Ｔｒ、及び設定温度情報ＴｓをエアコンＥＣＵ４０に提供する。
【００４０】
前記電動モータ２１やその他の電装品の電源たるバッテリＢには、該バッテリＢの残量（蓄電量）Ｂｒを検出するとともに、この検出情報ＢｒをエンジンＥＣＵ６０ひいてはエアコンＥＣＵ４０に提供するために、残量検出手段としての残量検出センサ５８が備えられている。エンジンＥＣＵ６０は、省燃費等のために、信号待ち等の車両停止状態においてエンジンＥを停止させるアイドリングストップ制御を行う。バッテリＢの残量Ｂｒは、アイドリングストップ制御を行うか否かをエンジンＥＣＵ６０が判断する際のパラメータの一つとなっている。従って、エンジンＥＣＵ６０は、エンジンＥのアイドリングストップ状態において、その他の情報がアイドリングストップを継続する条件を満たしているとしても、バッテリＢの残量Ｂｒが所定量Ｂｓを大きく下回れば、バッテリＢの充電のためにエンジンＥを再起動して残量Ｂｒを所定量Ｂｓ以上まで復活させる。
【００４１】
前記エアコンＥＣＵ４０は、空調情報検知手段５０から提供される各種情報やエンジンＥＣＵ６０からの各種情報に基づいて、電磁クラッチ１８、電動モータ２１及び制御弁３９を制御する。
【００４２】
そして、前記エアコンＥＣＵ４０は、予め記憶されたプログラムに従って、図２のフローチャートに示す空調制御を行う。
先ず、ステップ（以下「Ｓ」とする）１０１においては、エアコンスイッチ５１がオンされるまで、このスイッチ５１のオン／オフ状況が監視される。エアコンスイッチ５１がオンされると、Ｓ１０２において空調装置の熱負荷の算出、及びこの算出した熱負荷の大小判定が行われる。この空調装置の熱負荷の算出は、車室温度センサ５３により提供される検出温度情報Ｔｒから、温度設定器５２により提供される設定温度情報Ｔｓを差し引くことでなされる。Ｓ１０２における熱負荷の大小判定は、検出温度情報Ｔｒから設定温度情報Ｔｓを差し引いた値が、所定値α（＞０）よりも大であるか否かによって行われる。
【００４３】
そして、本実施形態においては、前記Ｓ１０２判定がＹＥＳであるならつまり熱負荷が所定αよりも大きい場合には、必ずコンプレッサＣの駆動源にエンジンＥを選択して空調を行うようにしている。また、前記Ｓ１０２判定がＮＯであるならつまり熱負荷が所定値α以下である場合には、エンジンＥが停止状態にあること、或いはエンジンＥが稼働状態でかつバッテリＢの残量Ｂｒが所定量Ｂｓ以上であることを条件として、電動モータ２１をコンプレッサＣの駆動源に選択して空調を行うようにしている。つまり、本実施形態においては、電動モータ２１によるコンプレッサＣの駆動を、熱負荷が所定値α以下の場合に限定している。
【００４４】
すなわち、前記Ｓ１０２判定がＹＥＳであるなら、Ｓ１０３においてエンジンＥが起動状態にあるか否かを、エンジンＥＣＵ６０から提供されるエンジン起動情報（例えば回転速度情報や車両速度情報）に基づいて判断する。ここで、例えば、車両がアイドリングストップ状態にある場合、Ｓ１０３判定がＮＯとなるため、このままではＳ１０２で決定した「エンジンＥによるコンプレッサＣの駆動」を実現することができない。従って、Ｓ１０３判定がＮＯであるなら、Ｓ１０４においてエンジンＥを起動させる旨の要求がエンジンＥＣＵ６０に対して送信される。従って、エンジンＥＣＵ６０はエアコンＥＣＵ４０からの要求に応じてエンジンＥを起動し、車両はアイドリングストップ状態から離脱されることとなる。
【００４５】
前記Ｓ１０３判定のＹＥＳ又はＳ１０４からは処理がＳ１０５に移行され、制御弁３９がオンされてコンプレッサＣが最大吐出容量とされるとともに、Ｓ１０６において電磁クラッチ１８がオンされて、エンジンＥの動力がコンプレッサＣに入力されることとなる。コンプレッサＣの吐出容量が最大とされたならば、増速機構２３を備えていることも相俟って、例えば、アイドリング状態にあるエンジンＥによっても十分な単位時間当たりの冷媒吐出量を確保することができ、検出温度情報Ｔｒは設定温度情報Ｔｓに向かって速やかに低下されるはずである。このクールダウン制御によって検出温度情報Ｔｒが設定温度情報Ｔｓに或る程度まで近づけば、次回のＳ１０２判定はＮＯとなる。
【００４６】
前記Ｓ１０２判定がＮＯであるなら、Ｓ１０７においてエンジンＥが稼働状態にあるか否かを判断する。Ｓ１０７判定がＹＥＳつまりエンジンＥが稼働状態にあるなら、Ｓ１０８において、エンジンＥＣＵ６０から提供されるバッテリＢの残量情報Ｂｒが所定量Ｂｓ以上であるか否かを判断する。
【００４７】
前記Ｓ１０８判定がＮＯつまりバッテリＢの残量Ｂｒが所定量Ｂｓ未満であるなら、現在のエンジンＥの稼働状態は、バッテリＢを充電すべくアイドリングストップ状態から離脱された、バッテリＢの充電のみを目的としたものである可能性が高い。従って、コンプレッサＣの駆動源としてエンジンＥが選択される。
【００４８】
すなわち、Ｓ１０９においては、制御弁３９のオフによりコンプレッサＣが最小吐出量状態とされる。Ｓ１１０においては、車室温度センサ５３からの検出温度情報Ｔｒが温度設定器５２からの設定温度情報Ｔｓよりも大であるか否かが判定される。Ｓ１１１においては、検出温度情報Ｔｒが設定温度情報Ｔｓよりも小であるか否かが判定される。Ｓ１１０判定及びＳ１１１判定がともにＮＯであるなら、検出温度情報Ｔｒは設定温度情報Ｔｓと一致した状態にある。従って、車室温度の変更につながる、コンプレッサＣの現状（稼働又は停止）からの変更つまり電磁クラッチ１８の現状（オン又はオフ）からの変更はなされない。
【００４９】
一方、前記Ｓ１１０判定がＹＥＳであるなら、Ｓ１１２においてコンプレッサＣを起動させるべく電磁クラッチ１８のオンが指令される。コンプレッサＣの起動によって、車室内温度Ｔｒは低下傾向に向かうはずである。
【００５０】
また、前記Ｓ１１１判定がＹＥＳであるなら、Ｓ１１３においてコンプレッサＣを停止させるべく電磁クラッチ１８のオフが指令される。コンプレッサＣの停止によって、車室内温度Ｔｒは上昇傾向に向かうはずである。
【００５１】
このように、Ｓ１１２及び／又はＳ１１３においては、電磁クラッチ１８のオンオフ制御が行われる。これによれば、検出温度情報Ｔｒが設定温度情報Ｔｓからずれていても、やがては検出温度情報Ｔｒが設定温度情報Ｔｓ付近に収束することとなる。
【００５２】
前記Ｓ１０７判定がＮＯつまりエンジンＥが停止状態にあるか、Ｓ１０８判定がＹＥＳつまりエンジンＥが稼働状態でかつバッテリＢの残量Ｂｒが所定量Ｂｓ以上であるなら、コンプレッサＣの駆動源として電動モータ２１が選択される。
【００５３】
すなわち、Ｓ１１４において制御弁３９のオフによりコンプレッサＣが最小吐出量状態とされる。Ｓ１１５においては電磁クラッチ１８がオフされるとともに、Ｓ１１６においては電動モータ２１に起動が指令され、コンプレッサＣが電動モータ２１によって駆動されることとなる。コンプレッサＣの吐出容量が最小とされたならば、それを駆動するための駆動トルクも最小となる。
【００５４】
Ｓ１１７においては、車室温度センサ５３からの検出温度情報Ｔｒが温度設定器５２からの設定温度情報Ｔｓよりも大であるか否かが判定される。Ｓ１１８においては、検出温度情報Ｔｒが設定温度情報Ｔｓよりも小であるか否かが判定される。Ｓ１１７判定及びＳ１１８判定がともにＮＯであるなら、検出温度情報Ｔｒは設定温度情報Ｔｓと一致した状態にあり、つまりコンプレッサＣの単位時間当たりの冷媒吐出量は好適な値となっている。従って、コンプレッサＣの冷媒吐出量の変更を伴う電動モータ２１の回転速度の変更はなされない。
【００５５】
一方、前記Ｓ１１７判定がＹＥＳであるなら、空調装置の冷房能力言い換えればコンプレッサＣからの単位時間当たりの冷媒吐出量が不足気味であると判断される。従って、Ｓ１１９において、回転速度を単位量だけ増大させるよう電動モータ２１に指令する。従って、コンプレッサＣの回転速度が若干増大し、コンプレッサＣからの単位時間当たりの冷媒吐出量が若干増大される。コンプレッサＣの冷媒吐出量が増大すれば、車室内温度は低下傾向に向かうはずである。
【００５６】
また、前記Ｓ１１８判定がＹＥＳであるなら、空調装置の冷房能力言い換えればコンプレッサＣからの単位時間当たりの冷媒吐出量が過剰気味であると判断される。従って、Ｓ１２０において、回転速度を単位量だけ減少させるよう電動モータ２１に指令する。このため、コンプレッサＣの回転速度が若干減少し、コンプレッサＣからの単位時間当たりの冷媒吐出量が若干減少される。コンプレッサＣの冷媒吐出量が減少すれば、車室内温度は上昇傾向に向かうはずである。
【００５７】
このように、Ｓ１１９及び／又はＳ１２０においては、電動モータ２１の回転速度の修正処理が行われる。つまり、本実施形態では、電動モータ２１によるコンプレッサＣの駆動時において、熱負荷に応じた電動モータ２１の回転速度の制御がなされる。これによれば、検出温度情報Ｔｒが設定温度情報Ｔｓからずれていても、電動モータ２１の回転速度つまりコンプレッサＣの単位時間当たりの冷媒吐出量が次第に最適化され、やがては検出温度情報Ｔｒが設定温度情報Ｔｓ付近に収束することとなる。
【００５８】
なお、上述のように本実施形態では、前記Ｓ１０３判定がＮＯのとき、Ｓ１０４においてエンジンＥを起動させる旨の要求がエンジンＥＣＵ６０に対して送信され、車両がアイドリングストップ状態から離脱されることとなる。この場合、その後のＳ１０２判定がＮＯとなれば、エンジンＥＣＵ６０に対するエンジンＥの起動要求は取り下げられる。従って、エンジンＥＣＵ６０は、その他のアイドリングストップ条件が満たされていれば、エンジンＥを停止させることとなる。
【００５９】
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
（１）エアコンＥＣＵ４０は、熱負荷が所定よりも大きい場合には、コンプレッサＣを最大吐出容量とするとともにその駆動源をエンジンＥとする。従って、エンジンＥの回転速度が低くても、コンプレッサＣの単位時間当たりの冷媒吐出量を多く確保することができ、クールダウンを確実に実現することができる。よって、本実施形態のように、エンジンＥからの動力を増速する増速機構２３を備える場合であってもその増速比の設定は小さくてよく、該増速機構２３の小型化ひいてはエンジンＥからの動力の伝達構造の小型化を図り得る。
【００６０】
（２）エアコンＥＣＵ４０は、熱負荷が所定以下であることを条件として、コンプレッサＣを最小吐出容量とするとともにその駆動源を電動モータ２１とする。吐出容量が最小とされたコンプレッサＣは、それを駆動するための駆動トルクが小さくて済む。従って、電動モータ２１からの動力を減速する減速機構を用いなくとも、電動モータ２１の小型化を図ることができる。また、熱負荷が所定以下の場合には、電動モータ２１の回転速度がそれほど上昇されることはなく、該電動モータ２１の安定運転を達成できる。
【００６１】
（３）エアコンＥＣＵ４０は、熱負荷が所定以下であってもエンジンＥが稼働状態にあれば、コンプレッサＣの駆動源をエンジンＥとする。従って、例えば、電動モータ２１以外の電装品（例えばヘッドライト等）の電源でもあるバッテリＢの残量Ｂｒが大きく減少されることを極力抑制することができ、電動モータ２１以外の電装品の稼働を確実とすることができる。
【００６２】
（４）エアコンＥＣＵ４０は、熱負荷が所定以下であってもエンジンＥが稼働状態にあれば、コンプレッサＣの駆動源をエンジンＥとするとともに該コンプレッサＣを最小吐出容量とする。コンプレッサＣの吐出容量を最小とすることで、電磁クラッチ１８のオンオフが頻繁に行われることを回避できる。これは、電磁クラッチ１８のオンオフショックに起因した、車両のドライバビリティの悪化の抑制につながる。
【００６３】
（５）エアコンＥＣＵ４０は、熱負荷が所定以下でかつエンジンＥが稼働状態であっても、バッテリＢの残量Ｂｒが所定量Ｂｓ未満の場合には、コンプレッサＣの駆動源をエンジンＥとする。従って、エンジンＥの稼働によるバッテリＢへの充電が、電動モータ２１の稼働つまり電動モータ２１によるバッテリＢの電力の消費によって妨げられることがなく、バッテリＢの残量Ｂｒを確実に増加させることができる。よって、電動モータ２１以外の電装品の稼働をさらに確実とすることができる。
【００６４】
（６）コンプレッサＣは、動力伝達機構ＰＴからの動力を増速して圧縮機構１２に伝達する増速機構２３を備えている。従って、電動モータ２１のさらなる小型化を達成することができる。また、増速機構２３はコンプレッサＣのハウジング１１内に収容配置されている。上述したように、増速機構２３は小型のものでよいため、該増速機構２３をハウジング１１内に収容してもコンプレッサＣの大型化を抑制することができる。増速機構２３をハウジング１１内に収容することで、車両空調装置の車両への組込時において、増速機構２３をコンプレッサＣと別個に取り扱う面倒がなくなる。
【００６５】
（７）電動モータ２１はコンプレッサＣのハウジング１１内に収容されている。前述したように、電動モータ２１は小型のものでよいため、該電動モータ２１をハウジング１１内に収容してもコンプレッサＣの大型化を抑制することができる。電動モータ２１をハウジング１１内に収容することで、車両空調装置の車両への組込時において、電動モータ２１をコンプレッサＣと別個に取り扱う面倒がなくなる。
【００６６】
また、増速機構２３は、電動モータ２１のステータ１５，１６の内側に配置されている。従って、増速機構２３とステータ１５，１６とが軸方向に重なる分だけ、コンプレッサＣの軸方向への大型化を防止することができる。言い換えれば、前述したように、増速機構２３は小型のものでよいため、本実施形態のようにステータ１５，１６の内側に配置する態様の具体化も容易なのである。
【００６７】
（８）コンプレッサＣはスクロールタイプであって、吐出容量が最大と最小の二段階で切り換えられて用いられる。スクロールタイプは、例えばピストンタイプと比較してエネルギ効率が良好となる。また、吐出容量の二段階切換は、制御弁３９のオンオフ制御等の簡単な制御で済む。
【００６８】
さらに、前記電動モータ２１は永久磁石を有さないタイプである。従って、例えば、エンジンＥによるコンプレッサＣの駆動時には、電動モータ２１のロータ１４が従動回転されても、該電動モータ２１に起電力を発生させないようにすることができる。よって、この起電力の発生に起因したエンジンＥの動力損失を防止することができる。
【００６９】
○第２実施形態
図３に示すように、本実施形態においては、上記第１実施形態から増速機構２３が削除されている。プーリシャフト１３とコンプレッサシャフト１９とは、一体回転可能に一軸化されている（以下シャフト１３とする）。電動モータ２１のロータ１４は、シャフト１３にベアリング５７を介して相対回転可能に支持されている。電動モータ２１のロータ１４とシャフト１３との間には、該電動モータ２１の動力を減速してシャフト１３に伝達するための減速機構６５が備えられている。
【００７０】
前記減速機構６５は、サンギヤ６６、インターナルギヤ６７、ホルダ６８及び複数のプラネタリギヤ６９からなる周知の構成を有している。サンギヤ６６は、ロータ１４と一体回転可能であるとともにシャフト１３と相対回転可能である。インターナルギヤ６７は、ハウジング１１に一体形成されている。ホルダ６８は、シャフト１３に一体回転可能に設けられている。プラネタリギヤ６９は、ホルダ６８に回転可能に保持されるとともにサンギヤ６６とインターナルギヤ６７との間に介在されている。
【００７１】
前記減速機構６５を備えることで、コンプレッサＣの最小吐出容量を上記第１実施形態より大きく設定しても、電動モータ２１の大型化は伴わない。コンプレッサＣの最小吐出容量と最大吐出容量との比率の拡大には限界があるので、最小吐出容量を大きく設定できることは最大出容量を大きく設定できることにつながる。従って、エンジンＥの回転速度が低くても、増速機構２３無しに、コンプレッサＣの単位時間当たりの冷媒吐出量を上記第１実施形態と同等に多く確保することができる。
【００７２】
上記構成の本実施形態においては次のような効果を奏する。
（１）エアコンＥＣＵ４０は、熱負荷が所定よりも大きい場合には、コンプレッサＣを最大吐出容量とするとともにその駆動源をエンジンＥとする。従って、エンジンＥの回転速度が低くても、コンプレッサＣの単位時間当たりの冷媒吐出量を多く確保することができ、該エンジンＥからの動力を増速する増速機構を必要としない。
【００７３】
（２）エアコンＥＣＵ４０は、熱負荷が所定以下であることを条件として、コンプレッサＣを最小吐出容量とするとともにその駆動源を電動モータ２１とする。吐出容量が最小とされたコンプレッサＣは、それを駆動するための駆動トルクが小さくて済む。従って、本実施形態のように、電動モータ２１からの動力を減速する減速機構６５を備える場合であってもその減速比の設定は小さくてよく、該減速機構６５の小型化ひいては電動モータ２１からの動力の伝達構造の小型化と、電動モータ２１の小型化との両立を図り得る。また、熱負荷が所定以下の場合には、電動モータ２１の回転速度がそれほど上昇されることはなく、該電動モータ２１の安定運転を達成できる。
【００７４】
その他にも、上記第１実施形態の（３）〜（８）と同様な効果も奏する。
なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で例えば以下の様態でも実施できる。
○上記第１実施形態から増速機構２３を削除すること。又は、上記第２実施形態から減速機構を削除すること。
【００７５】
○上記各実施形態において圧縮機構１２は、最大と最小の二段階で吐出容量が変更される構成であった。これを変更し、吐出容量を三、四、五、六或いは七段階等の三段階以上に変更可能な圧縮機構を用いること。この場合、最大吐出容量のみを「大吐出容量」として把握し、残りの段階を「小吐出容量」として把握するようにしてもよいし、最小吐出容量のみを「小吐出容量」として把握し、残りの段階を「大吐出容量」として把握するようにしてもよい。或いは、或る中間段階を境として該段階以上の吐出容量の段階を「大吐出容量」として把握し、この境の段階未満の吐出容量の段階を「小吐出容量」として把握してもよい。
【００７６】
○上記各実施形態では、検出温度情報Ｔｒと設定温度情報Ｔｓの比較結果により空調装置の熱負荷の大小を判断したが、冷凍サイクルを構成する蒸発器の出口側（吸入室３０側）の冷媒圧力（吸入圧）を参照して空調装置の熱負荷の大小を判断してもよい。
【００７７】
○電動モータ２１はＳＲモータ（スイッチトリラクタンスモータ）であってもよく、ＶＲモータ（バリアブルリラクタンスモータ）であってもよい。また、永久磁石を有さない誘導モータでもよい。なお、リラクタンスモータは誘導モータに比較して起動トルクが大きいため、起動トルク確保の上ではリラクタンスモータが有利である。
【００７８】
○電動モータ２１は、永久磁石の磁力を利用してロータ１４を回転させるタイプのものであってもよい。
○スクロールタイプの圧縮機構１２に代えて、ピストンタイプの容量可変型の圧縮機構を採用してもよい。
【００７９】
上記実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
（１）前記制御手段は、熱負荷算出手段が算出した熱負荷が所定以下であること及びエンジンが稼働状態であることを条件として、ハイブリッドコンプレッサを小吐出容量とするとともにその駆動源をエンジンとする請求項２に記載のハイブリッドコンプレッサシステム。
【００８０】
（２）前記ハイブリッドコンプレッサはスクロールタイプである請求項１〜６のいずれか又は前記技術的思想（１）に記載のハイブリッドコンプレッサシステム。
【００８１】
（３）前記電動モータは永久磁石を有さないタイプである請求項１〜６のいずれか又は前記技術的思想（１）或いは（２）に記載のハイブリッドコンプレッサシステム。
【００８２】
【発明の効果】
上記構成の本発明によれば、電動モータの小型化及び安定運転と、エンジン又は電動モータからの動力の伝達構造の小型化とを達成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハイブリッドコンプレッサの縦断面図。
【図２】エアコンＥＣＵによる空調制御を説明するフローチャート。
【図３】第２実施形態のハイブリッドコンプレッサの縦断面図。
【符号の説明】
１１…ハイブリッドコンプレッサのハウジング、１５…電動モータのステータを構成するコイル、１６…同じくステータコア、２１…電動モータ、２３…増速機構、４０…エアコンＥＣＵ（制御手段、熱負荷算出手段）、５０…空調情報検知手段、５８…残量検出手段としての残量検出センサ、６５…減速機構、Ｂ…バッテリ、Ｃ…ハイブリッドコンプレッサ、Ｅ…エンジン。
【図１】
2004068805.tif 000003
【図２】
2004068805.tif 000004
【図３】
2004068805.tif 000005