JP3966083B2

JP3966083B2 - Compressor drive device for vehicle

Info

Publication number: JP3966083B2
Application number: JP2002165994A
Authority: JP
Inventors: 勝彦宮本
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2002-06-06
Filing date: 2002-06-06
Publication date: 2007-08-29
Anticipated expiration: 2022-06-06
Also published as: JP2004009887A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド式の自動車に用いて好適の、車両用コンプレッサ駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、エンジンに回転電機（モータジェネレータ：Ｍ／Ｇ）を付設したハイブリッド式自動車が広く知られている。このようなハイブリッドシステムでは、エンジンの駆動力が不足する場合にはモータジェネレータをモータとして作動させてエンジンをアシストするとともに、エンジン出力に余裕がある場合やエンジンブレーキ時にモータジェネレータを発電機として作動させてバッテリに電力を蓄えるように構成されている。
【０００３】
図５は従来のハイブリッド式自動車の概略構成を示す模式図であって、１はエンジン、２はクラッチ、３はトランスミッション、４はモータジェネレータである。エンジン１の駆動軸１ａの一端はクラッチ２を介してトランスミッション３に接続されており、エンジン１の駆動力はトランスミッション３からデフ９を介して車輪１０に伝達される。また、モータジェネレータ４はインバータ５を介してバッテリ６に電気的に接続されており、モータジェネレータ４とエンジン１の駆動軸１ａの他端とがベルト７ａ等を介して機械的に接続されている。
【０００４】
また、エンジン１には空調装置（エアコンディショナ又はエアコンともいう）を作動させるためのコンプレッサ（エアコンコンプレッサ又はＡ／Ｃコンプレッサ）８が付設されている。図示するように、一般にコンプレッサ８もエンジン１にベルト７ｂを介して接続され、エンジン１により駆動されるようになっている。
【０００５】
ところで、一般にこのような構成のハイブリッド式自動車では、アイドルストップ機能も設けられており、交差点等において車両が停車した場合、所定の停止条件が成立するとエンジンを自動的に停止させたり（アイドルストップ）、その後、所定の再始動条件が成立するとエンジンを自動的に再始動させたりすることにより、燃料を節約したり排気エミッションを改善したりすることができる。
【０００６】
しかしながら、コンプレッサ８はエンジン１に接続されているので、車両停車時にエンジンを停止させるとエアコンも停止してしまい、車内の快適性が損なわれてしまう。
これに対して、特開平９−３２４６６８号公報には、エンジンと回転機（モータジェネレータ）とをクランククラッチを介して連結するとともに、回転機とコンプレッサとをコンプレッサクラッチを介して連結し、エンジン停止時にはクランククラッチを断、コンプレッサクラッチを接として回転機をモータ作動させることにより、エンジン停止中でも冷房性能を十分発揮させることができるようにした技術が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の技術では、エンジン運転中にはクランククラッチを接状態としてエンジンの駆動力でコンプレッサを駆動するように構成されているので、エンジン回転数が高い場合には必要以上にコンプレッサが駆動されるという課題があるほか、このような状況では燃費性能が悪化するという課題がある。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、エンジン運転状況に応じて最適な状態でコンプレッサを駆動するようにした、車両用コンプレッサ駆動装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の本発明の車両用コンプレッサ駆動装置は、エンジンの駆動軸に第１クラッチを介して連結される回転電機と、上記回転電機に第２クラッチを介して連結される空調装置用のコンプレッサと、上記エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、上記回転電機に電気的に接続され、上記回転電機に電力を供給したり上記回転電機から供給される電力を蓄えるバッテリと、上記バッテリの残存容量を検出する残存容量検出手段と、上記空調装置のオンオフを切り替える空調スイッチと、上記回転数検出手段，上記残存容量検出手段及び上記空調スイッチからの情報に基づいて上記第１クラッチ及び上記第２クラッチの作動を制御する制御手段とを備え、上記制御手段は、上記空調スイッチからの情報に基づき上記コンプレッサの作動要求があった場合には、定常走行時であって、上記エンジンの回転数が所定回転数以上であって、且つ上記バッテリの残存容量が所定値以上であると、上記第１クラッチを遮断するとともに上記第２クラッチを接続し、上記回転電機をモータ作動させることにより上記コンプレッサを回転駆動させ、上記残存容量が所定値未満となると、上記第１クラッチ及び上記第２クラッチをともに接続し、上記コンプレッサをエンジンにより駆動するとともに、該回転電機を発電機として作動させ、上記エンジンが加速状態にある場合には、上記第１クラッチを接続するとともに上記第２クラッチを遮断し、上記バッテリの残存容量が上記所定値以上であると上記回転電機をモータ作動させ、上記残存容量が上記所定値未満であると上記回転電機を空転させるか又は発電機として作動させることを特徴としている。
【００１０】
したがって、コンプレッサの作動要求があると、定常走行時でエンジンの回転数が所定回転数以上、且つ上記バッテリの残存容量が所定値以上である場合は、エンジンと回転電機との間の第１クラッチを断、回転電機とコンプレッサとの間の第２クラッチを接とし、回転電機をモータ作動させてコンプレッサを回転駆動させるので、機関により必要以上にコンプレッサが回転駆動されることを防止しながらエンジンの出力に頼ることなく回転電機によりコンプレッサを効率良く駆動することができ、エンジン出力の浪費が防止されて燃費が向上する。
また、定常走行時にエンジンの回転数が所定回転数以上で、且つ上記残存容量が所定値未満となると、第１クラッチ及び第２クラッチをともに接続するので、モータジェネレータを発電機として作動させることで、バッテリへの充電とエンジンによるコンプレッサの駆動とが同時に行われる。なお、この場合にはコンプレッサがエンジンにより高回転で駆動されることになるが、これはバッテリの残存容量が回復するまでの比較的短い時間であるので、エネルギロスは極力抑制される。
【００１１】
また、エンジンが加速状態にある場合には、バッテリの残存容量に関わらず第１クラッチを接続するとともに第２クラッチを遮断する。そして、バッテリの残存容量に応じて回転電機の作動が制御され、バッテリの残存容量が所定値以上であると回転電機をモータ作動させる。これにより、加速時にはコンプレッサの負荷がなくなると同時にエンジンが回転電機によりモータアシストされるため、加速性能が格段に向上する。また、コンプレッサ駆動装置を有効活用するため比較的簡素な装置で加速性能の向上と燃費低減を両立できる。
また、バッテリの残存容量が所定値未満であれば回転電機を空転させるか又は発電機として作動させ、加速性能を低下させることなくバッテリの残存容量の低下を抑制する。
なお、エンジン回転数が所定回転数に満たない場合は、上記第１クラッチ及び上記第２クラッチを接続するのが好ましい。これにより、エンジンの低回転数領域ではエンジンによりコンプレッサが駆動されるので、コンプレッサを効率良く駆動することができる。
また、請求項２記載の本発明の車両用コンプレッサ駆動装置は、上記請求項１に加えて、上記制御手段は、上記エンジンが減速燃料カット状態にある場合に、上記第１クラッチ及び上記第２クラッチを接続するとともに上記回転電機を回生作動させることにより上記コンプレッサを回転駆動させることを特徴としている。
【００１２】
したがって、エンジンが減速燃料カット状態にある場合は、コンプレッサはエンジンからの回転を受けて駆動されることになるため、エンジンの減速時の慣性エネルギを回転電機とコンプレッサと両方で回収することができエネルギ回収効率が向上する。これにより、エンジン出力の浪費を防止しながらエネルギ回収効率を向上させることができ燃費をより一層低減できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の一実施形態にかかる車両用コンプレッサ駆動装置について説明すると、図１は本発明が適用されるハイブリッド式自動車の概略構成を示す模式図、図２は本発明の一実施形態にかかる車両用コンプレッサ駆動装置における要部の構成を示す模式図、図３はその回転電機（モータジェネレータ）の作動状態について説明する図、図４はその第１及び第２クラッチの作動状態について説明する図である。
【００１５】
図１に示すように、エンジン１の駆動軸１ａはクラッチ２を介してトランスミッション３に接続されている。また、トランスミッション３の出力軸はデフ９を介して車輪１０に接続されており、これにより、エンジン１の駆動力が車輪１０に伝達されるようになっている。
また、エンジン１の近傍には、ハイブリッド式モータジェネレータ１１が設けられている。また、このハイブリッド式モータジェネレータ１１はインバータ５及びバッテリ６に電気的に接続されるとともに、ベルト７等を介してエンジン１の駆動軸１ａの他端に機械的に接続されている。
【００１６】
ここで、図２に示すように、このハイブリッド式モータジェネレータ１１は、モータジェネレータ（回転電機）４と空調装置用のコンプレッサ８とを一体に構成したものであって、これらのモータジェネレータ４とコンプレッサ８とはクラッチ機構（第２クラッチ）１３を介して直列に配設されている。そして、このようにモータジェネレータ４とコンプレッサ８とを一体に構成することで省スペース化が図られている。また、モータジェネレータ４はやはりクラッチ機構（第１クラッチ）１２を介してエンジン１に接続されている。
【００１７】
また、図示はしないが、これらのクラッチ１２，１３の接続状態やモータジェネレータ４の作動状態を制御する制御手段（コントローラ：ＥＣＵ）が設けられており、このＥＣＵには、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ（回転数検出手段），バッテリの残存容量（ＳＯＣ）を検出するＳＯＣセンサ，空調装置（エアコン）のスイッチ，車室内の温度を検出する温度センサ，車速を検出する車速センサ，アクセルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ，ドライバのブレーキ操作を検出するブレーキセンサ等の種々のセンサ（いずれも図示省略）が接続されている。
【００１８】
また、ＥＣＵではこれらのセンサ類からの検出情報に基づいて、第１，第２クラッチ１２，１３の状態をそれぞれ接続状態（オン）又は遮断状態（オフ）に制御するとともに、モータジェネレータ４をモータとして作動させたり発電機として作動させたりするようになっている。そして、このように第１，第２クラッチ１２，１３やモータジェネレータ４の作動状態を適宜制御することにより、モータジェネレータ４によりエンジン出力をアシストしたり、バッテリ６への充電や回生制動を行なったりしながらエンジン運転状況に応じて最適な状態でコンプレッサ８を駆動することができるようになっている。
【００１９】
以下、モータジェネレータ４及び第１，第２クラッチ１２，１３の制御について図３及び図４を用いて簡単に説明する。なお、本制御では、エアコンスイッチや温度センサ等の情報に基づきコンプレッサ４の作動要求があった場合、（以下、エアコン要求ありの場合という）と、コンプレッサの作動要求がなかった場合（以下、エアコン要求なしの場合という）との２通りに分けて説明し、されにそれぞれの場合について、ＳＯＣセンサからの情報に基づきＳＯＣが所定値以上の場合（以下、ＳＯＣ大という）とＳＯＣが所定値未満の場合（以下、ＳＯＣ小という）とについて説明する。
▲１▼アイドルストップ時
この場合においてエアコン要求があると、図４に示すように、ＳＯＣ大であれば第１クラッチ１２を切る（オフ）とともに、第２クラッチ１３を接続（オン）し、図３に示すように、モータジェネレータ４をモータ作動させてコンプレッサ８を駆動する。そして、これによりアイドルストップ時であってもエアコンを作動させて、快適性を損なうことがないようになっている。また、ＳＯＣ小であればバッテリ上がりのおそれがあるので、第１クラッチ１２をオン、第２クラッチ１３をオフとし、モータジェネレータ４をモータ作動させてエンジン１を起動する。なお、このときは、第２クラッチ１３をオフとすることでコンプレッサ８の駆動が一時的に中断されるが、これはエンジン１が起動するまでの僅かな間であり、快適性を損なうことはない。
【００２０】
一方、エアコン要求なしの場合は、コンプレッサ８を駆動する必要性がないので、ＳＯＣに関係なく第２クラッチ１３をオフにする。そして、ＳＯＣが大であれば第１クラッチ１２もオフにして、モータジェネレータ４を作動させずにアイドルストップ状態を維持する。また、ＳＯＣ小であればバッテリ上がりのおそれがあるので、上記のエアコン要求ありの場合と同様に、第１クラッチ１２をオンとし、モータジェネレータ４をモータ作動させることでエンジン１を起動する。
▲２▼加速時
次に、加速時について説明する。なお、ここで加速時とは、アクセル開度センサからの情報に基づきドライバが比較的大きな加速を要求している場合（例えばアクセル開度７０％以上）をいう。
【００２１】
この場合、エアコン要求の有無に関係なく、第１クラッチ１２をオン，第２クラッチ１３をオフとする。そして、ＳＯＣが大であればモータジェネレータ４をモータ作動させる。これにより、エンジン１の出力にモータ４の出力が加わり加速性能が向上する。なお、このときには加速性能を優先して、第２クラッチ１３をオフとしてコンプレッサ８の駆動を一時中断するが、これはエンジン１の加速が終了するまでの僅かな間であり、快適性を損なうことはない。
【００２２】
また、ＳＯＣ小であれば、ＳＯＣの値に応じてモータジェネレータ４を空転させたり発電機として作動させたりする。これにより、加速性能を極力低下させることなくバッテリ６のＳＯＣの低下を抑制することができる。
なお、上記のアクセル開度（７０％）以下の加速時には、第１及び第２クラッチ１２，１３をともにオンにして、コンプレッサ８を駆動しながらモータ４によりエンジン１をアシスト駆動するように構成しても良い。
▲３▼減速燃料カット時
ところで、このエンジン１では、燃費を向上させる目的でエンジン１の減速走行時において燃料供給を停止する、いわゆる減速燃料カット制御（又は単に燃料カットという）が実施可能に構成されている。
【００２３】
すなわち、ＥＣＵ内には、エンジン１の運転状態を判定する運転状態判定手段（図示省略）が設けられており、この運転状態判定手段によりエンジン１の減速状態（例えば、ドライバがアクセルペダルの踏み込みを中止し、且つエンジン回転数が所定回転速度以上の場合）が判定されると、燃料噴射が禁止されて減速燃料カット制御が実行されるようになっている。
【００２４】
そして、このような減速燃料カット時にエアコン要求があれば、ＳＯＣに関係なく、第１，第２クラッチ１２，１３をともにオンにして、モータジェネレータ４を発電機として回生作動させ、コンプレッサ８を車両の慣性エネルギにより駆動するとともに車両に制動力を付与する。つまり、このような減速燃料カット時には、ドライバはアクセルオフしているかブレーキペダル踏込み時であるので、モータジェネレータ４を回生作動させることで、車両に制動力を付与しながらバッテリ６を充電するようになっている。
【００２５】
また、エアコン要求がなければ、ＳＯＣに関係なく第１クラッチ１２をオン、第２クラッチ１３をオフにしてモータジェネレータ４を発電機として回生作動させる。つまり、この場合には、コンプレッサ８を非駆動とする以外は、上述のエアコン要求ありの場合と同様に、モータジェネレータ４を発電機として作動させることにより、回生制動力を作用させながらバッテリ６を充電するようになっている。
▲４▼定常走行時
次に、定常走行時について説明すると、この定常走行時には、エンジン回転数センサからの検出情報に基づきエンジン回転数が所定回転数未満の低速運転時であるか所定回転数以上の高速運転時であるかが判定されるとともに、低速運転時と高速運転時とで異なる制御が実行されるようになっている。
【００２６】
まず、低速運転時について説明すると、この場合にエアコン要求があると、両クラッチ１２，１３ともにオンにするとともに、ＳＯＣ大であればモータジェネレータ４を空転させてエンジン１によりコンプレッサ８を駆動する。また、ＳＯＣ小であればバッテリ６を充電するべくモータジェネレータ４を発電機として作動させるとともにエンジン１によりコンプレッサ８を駆動する。そして、このようにエンジン１の低回転域ではエンジン１によりコンプレッサ８を駆動することで、コンプレッサ８が効率良く駆動される。
【００２７】
また、低速運転時にエアコン要求がない場合には、第２クラッチ１３をオフにしてコンプレッサ８の駆動を停止する以外は、上述のエアコン要求ありと同じ制御を行なう。つまり、この場合には、第１クラッチ１２をオン、第２クラッチ１３をオフとし、ＳＯＣ大であればモータジェネレータ４を空転させ、ＳＯＣ小であればモータジェネレータ４を発電機として作動させてバッテリ６を充電する。
【００２８】
一方、高速運転時でエアコン要求ありの場合には、ＳＯＣ大であれば第１クラッチ１２をオフにするとともに第２クラッチ１３をオンにしてモータジェネレータ４をモータ作動させる。これにより、コンプレッサ８とエンジン１との間の動力伝達が遮断されるとともにコンプレッサ８はモータ４により駆動されので、高速運転時に必要以上にコンプレッサ８の回転数が高まるような事態が回避される。また、これによりエンジン１のエネルギロスが抑制されて燃費性能が向上する。
【００２９】
また、ＳＯＣ小であれば、第１クラッチ１２及び第２クラッチ１３をともにオンにするとともに、モータジェネレータ４を発電機として作動させる。これによりバッテリ６への充電とコンプレッサ８の駆動とが同時に行われる。なお、この場合にはコンプレッサ８がエンジン１により高回転で駆動されることになるが、これはＳＯＣが回復するまでの比較的短い時間であり、エネルギロスは極力抑制される。
【００３０】
また、高速運転時にエアコン要求がない場合には、低速運転時と同様に、第１クラッチ１２をオン、第２クラッチ１３をオフにしてコンプレッサ８の駆動を停止する。そして、ＳＯＣ大であればモータジェネレータ４を空転させ、ＳＯＣ小であればモータジェネレータ４を発電機として作動させてバッテリ６を充電する。
【００３１】
本発明の一実施形態に係る車両用コンプレッサは上述のように構成されているので、エンジン１の運転状態に応じてコンプレッサ８の駆動状態を最適な状態とすることができ、エネルギ効率を高めることができる。
特に、エンジン１の高速運転時において、エアコン要求があり且つバッテリ６の残存容量（ＳＯＣ）が大であると、第１クラッチ１２を遮断（オフ）するとともに且つ第２クラッチ１３を接続（オン）して、コンプレッサ８をモータ４により駆動するので、従来の技術のように、高速運転時にコンプレッサ８が必要以上に駆動されることもなく、燃費性能が向上する。
【００３２】
また、エンジン回転数が所定回転数に満たない低速運転時は、ＳＯＣに関係なく第１クラッチ１２及び第２クラッチ１３を接続してエンジン１によりコンプレッサ８を駆動するので、コンプレッサ８を効率良く駆動することができる。
また、エンジン１が減速燃料カット状態にある場合には、エアコン要求があると第１クラッチ１２及び第２クラッチ１３を接続してモータジェネレータ４を回生作動させるので、エネルギ回収効率が向上する。つまり、この場合には、コンプレッサ８がエンジン１からの回転を受けて駆動されることになるため、エンジン１の減速時の慣性エネルギをモータジェネレータ４とコンプレッサ８との両方で回収することができ、これによりエネルギ回収効率が向上する。また、エンジン出力の浪費を防止しながらエネルギ回収効率を向上させることができ燃費がより一層向上する。
【００３３】
さらに、エンジン１が加速状態にある場合に、エアコン要求があると、第１クラッチ１２を接続するとともに第２クラッチ１３を遮断してモータジェネレータ４をモータ作動させるので、加速時にはコンプレッサ負荷がなくなると同時にエンジン１がモータジェネレータ（この場合はモータ）４によりアシストされるため、加速性能が格段に向上するとともに、比較的簡素な装置で加速性能の向上と燃費低減を両立できる。
【００３４】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上述の実施形態では、モータジェネレータ（回転電機）４とコンプレッサ８とが一体となったハイブリッド式モータジェネレータを用いて説明したが、このようなハイブリッド式モータジェネレータ以外のものも適用可能である。つまり、少なくともモータジェネレータが第１クラッチを介してエンジンに連結され、且つモータジェネレータとコンプレッサとが第２クラッチを介して連結されるように構成されていればよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の本発明の車両用コンプレッサ駆動装置によれば、エンジンの運転状態に応じてコンプレッサの駆動状態を最適な状態とすることができ、エネルギ効率を高めることができる。すなわち、コンプレッサの作動要求がある場合、エンジン回転数が高く、且つバッテリの残存容量が所定値以上であると、エンジンと回転電機との間の第１クラッチを断、回転電機とコンプレッサとの間の第２クラッチを接とし、回転電機をモータ作動させてコンプレッサを回転駆動させるので、モータによりコンプレッサが駆動されてエンジンにより必要以上にコンプレッサが回転駆動されることを防止しながらエンジンの出力に頼ることなく回転電機によりコンプレッサを効率良く駆動することができ、エンジン出力の浪費を防止して燃費性能が向上する。
また、上記残存容量が所定値未満となると、第１クラッチ及び第２クラッチをともに接続するので、エンジンによりコンプレッサが駆動される。このとき、モータジェネレータを発電機として作動させることにより、バッテリへの充電とエンジンによるコンプレッサの駆動とを同時に行うことができる。
なお、この場合にはコンプレッサがエンジンにより高回転で駆動されることになるが、これはバッテリの残存容量が回復するまでの比較的短い時間であるので、エネルギロスは極力抑制される。
また、エンジンが加速状態にある場合には、バッテリの残存容量に関わらず第１クラッチを接続するとともに上記第２クラッチを遮断し、且つバッテリの残存容量が所定値以上であると回転電機をモータ作動させるので、この場合にはコンプレッサ負荷がなくなると同時にエンジンが回転電機によりモータアシストされ、加速性能が格段に向上するほか、比較的簡素な装置で加速性能の向上と燃費低減を両立できる。
また、バッテリの残存容量が所定値未満であれば回転電機を空転させるか又は発電機として作動させるので、加速性能を低下させることなくバッテリの残存容量の低下を抑制することができる。
【００３６】
また、請求項２記載の本発明の車両用コンプレッサ駆動装置によれば、エンジンが減速燃料カット状態にある場合は、上記第１クラッチ及び上記第２クラッチを接続するとともに上記回転電機を回生作動させることにより上記コンプレッサを回転駆動させるので、エネルギ回収効率が向上する。つまり、この場合には、コンプレッサは機関からの回転を受けて駆動されることになり、エンジン減速時の慣性エネルギを回転電機とコンプレッサと両方で回収することができ、エンジン出力の浪費を防止しながらエネルギ回収効率が向上するとともに、燃費性能のより一層の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる車両用コンプレッサ駆動装置が適用されるハイブリッド式自動車の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる車両用コンプレッサ駆動装置のにおける要部の構成を示す模式図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる車両用コンプレッサ駆動装置の回転電機（モータジェネレータ）の作動状態について説明する図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる車両用コンプレッサ駆動装置の第１及び第２クラッチの作動状態について説明する図である。
【図５】一般的なハイブリッド式自動車の概略構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１エンジン
１ａ駆動軸
４回転電機
８コンプレッサ
１２第１クラッチ
１３第２クラッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicular compressor drive apparatus suitable for use in a hybrid automobile.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a hybrid vehicle in which a rotating electric machine (motor generator: M / G) is attached to an engine is widely known. In such a hybrid system, when the driving force of the engine is insufficient, the motor generator is operated as a motor to assist the engine, and when the engine output has a margin or when the engine is braked, the motor generator is operated as a generator. The battery is configured to store electric power.
[0003]
FIG. 5 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a conventional hybrid vehicle, where 1 is an engine, 2 is a clutch, 3 is a transmission, and 4 is a motor generator. One end of the drive shaft 1 a of the engine 1 is connected to the transmission 3 via the clutch 2, and the driving force of the engine 1 is transmitted from the transmission 3 to the wheels 10 via the differential 9. The motor generator 4 is electrically connected to the battery 6 via the inverter 5, and the motor generator 4 and the other end of the drive shaft 1a of the engine 1 are mechanically connected via a belt 7a or the like. .
[0004]
Further, the engine 1 is provided with a compressor (air conditioner compressor or A / C compressor) 8 for operating an air conditioner (also referred to as an air conditioner or an air conditioner). As shown in the figure, the compressor 8 is also generally connected to the engine 1 via a belt 7 b and driven by the engine 1.
[0005]
By the way, in general, a hybrid vehicle having such a configuration is also provided with an idle stop function. When a vehicle stops at an intersection or the like, the engine is automatically stopped when a predetermined stop condition is satisfied (idle stop). Thereafter, when a predetermined restart condition is satisfied, the engine is automatically restarted, so that fuel can be saved or exhaust emission can be improved.
[0006]
However, since the compressor 8 is connected to the engine 1, if the engine is stopped when the vehicle is stopped, the air conditioner is also stopped, and the comfort in the vehicle is impaired.
On the other hand, in JP-A-9-324668, an engine and a rotating machine (motor generator) are connected via a crank clutch, and a rotating machine and a compressor are connected via a compressor clutch to stop the engine. A technique has been disclosed in which the crank clutch is sometimes disengaged and the rotating machine is operated with the compressor clutch in contact so that the cooling performance can be sufficiently exhibited even when the engine is stopped.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional technique, the compressor is driven by the driving force of the engine with the crank clutch engaged while the engine is operating, so that the compressor is more than necessary when the engine speed is high. In this situation, there is a problem that fuel efficiency deteriorates.
[0008]
The present invention has been devised in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a vehicular compressor drive device that drives a compressor in an optimum state in accordance with an engine operating state.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the vehicular compressor drive device according to the first aspect of the present invention includes a rotating electrical machine coupled to the engine drive shaft via the first clutch, and an air conditioner coupled to the rotating electrical machine via the second clutch. A compressor for the apparatus, a rotation speed detecting means for detecting the rotation speed of the engine, and a battery that is electrically connected to the rotating electrical machine and supplies power to the rotating electrical machine or stores power supplied from the rotating electrical machine Based on information from the remaining capacity detecting means for detecting the remaining capacity of the battery, an air conditioner switch for switching on and off the air conditioner, the rotation speed detecting means, the remaining capacity detecting means and the air conditioner switch. Control means for controlling the operation of one clutch and the second clutch, and the control means is configured to control the compressor based on information from the air conditioning switch. Tsu when there is a service request for actuating is a steady running, the rotational speed of the engine is equal to or greater than the predetermined rotational speed, when and remaining capacity of the battery is equal to or higher than the predetermined value, the first When the clutch is disconnected and the second clutch is connected, and the rotary electric machine is operated by a motor to rotate the compressor , when the remaining capacity becomes less than a predetermined value, both the first clutch and the second clutch are connected. Connecting, driving the compressor by the engine, operating the rotating electrical machine as a generator, and connecting the first clutch and disconnecting the second clutch when the engine is in an accelerated state, When the remaining capacity of the battery is equal to or greater than the predetermined value, the rotating electrical machine is operated by the motor, and when the remaining capacity is less than the predetermined value, the rotation is performed. It is characterized by activating or as a generator to run idle Electric.
[0010]
Therefore, when there is a request for operation of the compressor , the first clutch between the engine and the rotating electrical machine when the engine speed is equal to or higher than a predetermined speed and the remaining capacity of the battery is equal to or higher than a predetermined value during steady running. The second clutch between the rotating electrical machine and the compressor is connected, and the rotating electrical machine is operated to drive the compressor to rotate the compressor, so that the engine is prevented from being rotated more than necessary by the engine. The compressor can be driven efficiently by the rotating electrical machine without depending on the output, and waste of the engine output is prevented to improve fuel efficiency.
Further, when the engine speed is equal to or higher than a predetermined speed during steady running and the remaining capacity is less than a predetermined value, the first clutch and the second clutch are connected together, so that the motor generator is operated as a generator. The battery is charged and the compressor is driven by the engine at the same time. In this case, the compressor is driven at a high speed by the engine, but since this is a relatively short time until the remaining capacity of the battery is restored, energy loss is suppressed as much as possible.
[0011]
When the engine is in an acceleration state, the first clutch is connected and the second clutch is disconnected regardless of the remaining capacity of the battery. Then, the operation of the rotating electrical machine is controlled according to the remaining capacity of the battery, and when the remaining capacity of the battery is equal to or greater than a predetermined value, the rotating electrical machine is operated by the motor. As a result, during acceleration, the compressor load is eliminated, and at the same time, the engine is motor-assisted by the rotating electrical machine, so the acceleration performance is greatly improved. In addition, since the compressor driving device is effectively used, acceleration performance can be improved and fuel consumption can be reduced with a relatively simple device.
Moreover, if the remaining capacity of the battery is less than a predetermined value, the rotating electrical machine is idled or operated as a generator, and the decrease in the remaining capacity of the battery is suppressed without deteriorating the acceleration performance.
When the engine speed is less than the predetermined speed, it is preferable to connect the first clutch and the second clutch. Thereby, since the compressor is driven by the engine in the low engine speed region, the compressor can be driven efficiently.
According to a second aspect of the present invention, in addition to the first aspect, the control means includes the first clutch and the second clutch when the engine is in a deceleration fuel cut state. The compressor is rotationally driven by connecting the clutch and regenerating the rotating electrical machine.
[0012]
Therefore, when the engine is in the deceleration fuel cut state, the compressor is driven by the rotation from the engine, so that the inertia energy during engine deceleration can be recovered by both the rotating electrical machine and the compressor. Energy recovery efficiency is improved. Thereby, energy recovery efficiency can be improved while preventing waste of engine output, and fuel consumption can be further reduced.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a vehicle compressor driving apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a hybrid vehicle to which the present invention is applied, and FIG. 2 is an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram illustrating the operating state of the rotating electrical machine (motor generator), and FIG. 4 is the operating state of the first and second clutches. It is a figure explaining.
[0015]
As shown in FIG. 1, the drive shaft 1 a of the engine 1 is connected to a transmission 3 via a clutch 2. Further, the output shaft of the transmission 3 is connected to the wheel 10 via the differential 9 so that the driving force of the engine 1 is transmitted to the wheel 10.
A hybrid motor generator 11 is provided in the vicinity of the engine 1. The hybrid motor generator 11 is electrically connected to the inverter 5 and the battery 6 and mechanically connected to the other end of the drive shaft 1a of the engine 1 via a belt 7 or the like.
[0016]
Here, as shown in FIG. 2, the hybrid motor generator 11 includes a motor generator (rotary electric machine) 4 and a compressor 8 for an air conditioner, which are integrated with each other. 8 is arranged in series via a clutch mechanism (second clutch) 13. In this way, the motor generator 4 and the compressor 8 are integrally configured to save space. The motor generator 4 is also connected to the engine 1 via a clutch mechanism (first clutch) 12.
[0017]
Although not shown, control means (controller: ECU) for controlling the connection state of the clutches 12 and 13 and the operation state of the motor generator 4 is provided, and this ECU detects the engine speed. Engine speed sensor (rotation speed detection means), SOC sensor for detecting remaining battery capacity (SOC), switch for air conditioner (air conditioner), temperature sensor for detecting temperature in vehicle compartment, vehicle speed sensor for detecting vehicle speed, accelerator Various sensors (not shown) such as an accelerator opening sensor for detecting the depression amount of the vehicle and a brake sensor for detecting the brake operation of the driver are connected.
[0018]
Further, the ECU controls the state of the first and second clutches 12 and 13 to the connected state (ON) or the disconnected state (OFF) based on the detection information from these sensors, and the motor generator 4 is controlled by the motor. Or act as a generator. Then, by appropriately controlling the operating states of the first and second clutches 12 and 13 and the motor generator 4 in this manner, the motor generator 4 assists the engine output, and the battery 6 is charged and regenerative braking is performed. However, the compressor 8 can be driven in an optimum state according to the engine operating condition.
[0019]
Hereinafter, control of the motor generator 4 and the first and second clutches 12 and 13 will be briefly described with reference to FIGS. In this control, there is a request for operating the compressor 4 based on information such as an air conditioner switch and a temperature sensor (hereinafter referred to as an air conditioner request), and a request for no compressor operation (hereinafter referred to as an air conditioner). In each case, the SOC is greater than or equal to a predetermined value based on information from the SOC sensor (hereinafter referred to as SOC large) and the SOC is less than the predetermined value. (Hereinafter referred to as SOC small).
(1) During idle stop If there is an air conditioner request in this case, as shown in FIG. 4, if the SOC is large, the first clutch 12 is disengaged (off) and the second clutch 13 is engaged (on). As shown in FIG. 3, the motor generator 4 is operated to drive the compressor 8. And even if it is at the time of an idle stop, an air-conditioner is operated and it does not impair comfort. If the SOC is small, the battery may run out. Therefore, the first clutch 12 is turned on, the second clutch 13 is turned off, the motor generator 4 is operated by the motor, and the engine 1 is started. At this time, the driving of the compressor 8 is temporarily interrupted by turning off the second clutch 13, but this is a short time until the engine 1 is started, which impairs comfort. Absent.
[0020]
On the other hand, when there is no air conditioner request, there is no need to drive the compressor 8, so the second clutch 13 is turned off regardless of the SOC. If the SOC is large, the first clutch 12 is also turned off, and the idle stop state is maintained without operating the motor generator 4. If the SOC is small, the battery may run out. Therefore, as in the case where the air conditioner request is made, the first clutch 12 is turned on and the motor generator 4 is operated to start the engine 1.
(2) Acceleration Next, acceleration will be described. Here, the term “acceleration” refers to a case where the driver requests a relatively large acceleration based on information from the accelerator opening sensor (for example, the accelerator opening is 70% or more).
[0021]
In this case, the first clutch 12 is turned on and the second clutch 13 is turned off regardless of whether there is an air conditioner request. If the SOC is large, the motor generator 4 is operated. As a result, the output of the motor 4 is added to the output of the engine 1 and the acceleration performance is improved. At this time, priority is given to the acceleration performance, the second clutch 13 is turned off and the drive of the compressor 8 is temporarily interrupted, but this is a short time until the acceleration of the engine 1 is finished, which impairs comfort. There is no.
[0022]
If the SOC is small, the motor generator 4 is idled or operated as a generator depending on the SOC value. Thereby, the fall of SOC of the battery 6 can be suppressed, without reducing acceleration performance as much as possible.
When accelerating below the accelerator opening (70%), the first and second clutches 12 and 13 are both turned on, and the engine 1 is assisted by the motor 4 while driving the compressor 8. May be.
(3) When decelerating fuel cut The engine 1 is configured so that so-called decelerating fuel cut control (or simply referred to as fuel cut) can be performed to stop fuel supply when the engine 1 is decelerating to improve fuel efficiency. Has been.
[0023]
That is, the ECU is provided with operating state determining means (not shown) for determining the operating state of the engine 1, and the operating state determining means causes the engine 1 to decelerate (for example, the driver depresses the accelerator pedal). When the engine speed is stopped and the engine speed is equal to or higher than the predetermined rotation speed), fuel injection is prohibited and deceleration fuel cut control is executed.
[0024]
If there is an air conditioner request during such deceleration fuel cut, the first and second clutches 12 and 13 are both turned on regardless of the SOC, the motor generator 4 is regeneratively operated as a generator, and the compressor 8 is The vehicle is driven by the inertial energy and braking force is applied to the vehicle. That is, since the driver is in the accelerator-off state or the brake pedal is depressed when the deceleration fuel is cut, the motor generator 4 is regenerated to charge the battery 6 while applying braking force to the vehicle. It has become.
[0025]
If there is no air conditioner request, the first clutch 12 is turned on and the second clutch 13 is turned off regardless of the SOC, and the motor generator 4 is operated as a generator. That is, in this case, except that the compressor 8 is not driven, the motor generator 4 is operated as a generator, as in the case where the air conditioner is requested, so that the battery 6 is operated while the regenerative braking force is applied. It comes to charge.
(4) During steady running Next, the steady running will be described. During this steady running, based on the detection information from the engine speed sensor, the engine speed is less than a predetermined speed or a predetermined speed or more. It is determined whether or not the vehicle is in high speed operation, and different control is executed between low speed operation and high speed operation.
[0026]
First, the low speed operation will be described. If there is an air conditioner request in this case, both the clutches 12 and 13 are turned on, and if the SOC is large, the motor generator 4 is idled and the engine 1 drives the compressor 8. If the SOC is small, the motor generator 4 is operated as a generator to charge the battery 6 and the compressor 1 is driven by the engine 1. In this way, the compressor 8 is driven efficiently by driving the compressor 8 by the engine 1 in the low rotation range of the engine 1.
[0027]
Further, when there is no air conditioner request during low speed operation, the same control as that described above is performed except that the second clutch 13 is turned off and the drive of the compressor 8 is stopped. That is, in this case, the first clutch 12 is turned on and the second clutch 13 is turned off. If the SOC is large, the motor generator 4 is idled, and if the SOC is small, the motor generator 4 is operated as a generator to operate the battery. 6 is charged.
[0028]
On the other hand, when there is an air conditioner request at high speed operation, if the SOC is large, the first clutch 12 is turned off and the second clutch 13 is turned on to operate the motor generator 4. As a result, power transmission between the compressor 8 and the engine 1 is interrupted and the compressor 8 is driven by the motor 4, so that a situation in which the rotational speed of the compressor 8 increases more than necessary during high-speed operation is avoided. This also suppresses energy loss of the engine 1 and improves fuel efficiency.
[0029]
If the SOC is small, both the first clutch 12 and the second clutch 13 are turned on, and the motor generator 4 is operated as a generator. Thus, charging of the battery 6 and driving of the compressor 8 are performed simultaneously. In this case, the compressor 8 is driven at a high speed by the engine 1, but this is a relatively short time until the SOC is recovered, and the energy loss is suppressed as much as possible.
[0030]
Further, when there is no air conditioner request during high speed operation, the first clutch 12 is turned on and the second clutch 13 is turned off as in the low speed operation, and the drive of the compressor 8 is stopped. If the SOC is large, the motor generator 4 is idled. If the SOC is small, the motor generator 4 is operated as a generator to charge the battery 6.
[0031]
Since the vehicular compressor according to the embodiment of the present invention is configured as described above, the driving state of the compressor 8 can be optimized in accordance with the operating state of the engine 1, and energy efficiency can be improved. Can do.
In particular, when there is an air conditioner request and the remaining capacity (SOC) of the battery 6 is large during high-speed operation of the engine 1, the first clutch 12 is disconnected (off) and the second clutch 13 is connected (on). Then, since the compressor 8 is driven by the motor 4, the compressor 8 is not driven more than necessary during high speed operation as in the prior art, and the fuel efficiency is improved.
[0032]
Further, during low-speed operation where the engine speed is less than the predetermined speed, the first clutch 12 and the second clutch 13 are connected and the compressor 8 is driven by the engine 1 regardless of the SOC, so that the compressor 8 is driven efficiently. can do.
Further, when the engine 1 is in the deceleration fuel cut state, if there is an air conditioner request, the first clutch 12 and the second clutch 13 are connected and the motor generator 4 is regeneratively operated, so that energy recovery efficiency is improved. That is, in this case, since the compressor 8 is driven by the rotation from the engine 1, the inertia energy when the engine 1 is decelerated can be recovered by both the motor generator 4 and the compressor 8. This improves the energy recovery efficiency. Further, energy recovery efficiency can be improved while preventing waste of engine output, and fuel efficiency is further improved.
[0033]
Further, when the engine 1 is in an accelerated state, if there is an air conditioner request, the first clutch 12 is connected and the second clutch 13 is disconnected to operate the motor generator 4 so that the compressor load is eliminated during acceleration. At the same time, since the engine 1 is assisted by the motor generator (motor in this case) 4, the acceleration performance is remarkably improved, and the acceleration performance can be improved and the fuel consumption can be reduced with a relatively simple device.
[0034]
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention. For example, in the above-described embodiment, a hybrid motor generator in which the motor generator (rotary electric machine) 4 and the compressor 8 are integrated has been described. However, a hybrid motor generator other than such a hybrid motor generator is also applicable. That is, it is sufficient that at least the motor generator is connected to the engine via the first clutch, and the motor generator and the compressor are connected via the second clutch.
[0035]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the compressor drive device for a vehicle of the present invention described in claim 1, the drive state of the compressor can be brought into an optimum state according to the operation state of the engine, and the energy efficiency is improved. Can do. That is, if there is a request for actuating the compressor, the engine speed is rather high, and the remaining capacity of the battery is equal to or higher than the predetermined value, the first clutch between the engine and the rotating electric machine disconnection, the rotary electric machine and the compressor Since the compressor is driven to rotate by operating the motor of the rotating electrical machine with the second clutch in between, the output of the engine is prevented while the compressor is driven by the motor and the engine is not rotated more than necessary by the engine. The compressor can be driven efficiently by the rotating electric machine without relying on it, and waste of engine output is prevented, improving fuel efficiency.
When the remaining capacity is less than a predetermined value, the first clutch and the second clutch are both connected, and the compressor is driven by the engine. At this time, by operating the motor generator as a generator, it is possible to simultaneously charge the battery and drive the compressor by the engine.
In this case, the compressor is driven at a high speed by the engine, but since this is a relatively short time until the remaining capacity of the battery is restored, energy loss is suppressed as much as possible.
Further, when the engine is in an acceleration state, the first clutch is connected and the second clutch is disconnected regardless of the remaining capacity of the battery, and the rotating electric machine is driven by the motor when the remaining capacity of the battery is equal to or greater than a predetermined value. In this case, the compressor load is eliminated, and at the same time, the engine is motor-assisted by the rotating electric machine, and the acceleration performance is greatly improved. In addition, the acceleration performance can be improved and the fuel consumption can be reduced with a relatively simple device.
Further, if the remaining capacity of the battery is less than a predetermined value, the rotating electric machine is idled or operated as a generator, so that it is possible to suppress a decrease in the remaining capacity of the battery without deteriorating the acceleration performance.
[0036]
According to the vehicular compressor drive device of the second aspect of the present invention, when the engine is in a deceleration fuel cut state, the first clutch and the second clutch are connected and the rotating electrical machine is regenerated. As a result, the compressor is driven to rotate, so that energy recovery efficiency is improved. In other words, in this case, the compressor is driven by the rotation from the engine, and the inertial energy at the time of engine deceleration can be recovered by both the rotating electrical machine and the compressor, preventing waste of the engine output. However, energy recovery efficiency can be improved, and fuel efficiency can be further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a hybrid vehicle to which a vehicle compressor drive device according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a main part of a vehicle compressor driving device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an operating state of a rotating electrical machine (motor generator) of a vehicle compressor driving device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining an operating state of first and second clutches of the vehicle compressor driving device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a general hybrid type automobile.
[Explanation of symbols]
1 Engine 1a Drive shaft 4 Rotating electrical machine 8 Compressor 12 First clutch 13 Second clutch

Claims

エンジンの駆動軸に第１クラッチを介して連結される回転電機と、
上記回転電機に第２クラッチを介して連結される空調装置用のコンプレッサと、
上記エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、
上記回転電機に電気的に接続され、上記回転電機に電力を供給したり上記回転電機から供給される電力を蓄えるバッテリと、
上記バッテリの残存容量を検出する残存容量検出手段と、
上記空調装置のオンオフを切り替える空調スイッチと、
上記回転数検出手段，上記残存容量検出手段及び上記空調スイッチからの情報に基づいて上記第１クラッチ及び上記第２クラッチの作動を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、
上記空調スイッチからの情報に基づき上記コンプレッサの作動要求があった場合には、定常走行時であって、上記エンジンの回転数が所定回転数以上であって、且つ上記バッテリの残存容量が所定値以上であると、上記第１クラッチを遮断するとともに上記第２クラッチを接続し、上記回転電機をモータ作動させることにより上記コンプレッサを回転駆動させ、
上記残存容量が所定値未満となると、上記第１クラッチ及び上記第２クラッチをともに接続し、上記コンプレッサをエンジンにより駆動するとともに、該回転電機を発電機として作動させ、
上記エンジンが加速状態にある場合には、上記第１クラッチを接続するとともに上記第２クラッチを遮断し、上記バッテリの残存容量が上記所定値以上であると上記回転電機をモータ作動させ、上記残存容量が上記所定値未満であると上記回転電機を空転させるか又は発電機として作動させる
ことを特徴とする、車両用コンプレッサ駆動装置。A rotating electrical machine coupled to the drive shaft of the engine via a first clutch;
A compressor for an air conditioner coupled to the rotating electrical machine via a second clutch;
A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the engine;
A battery that is electrically connected to the rotating electrical machine and supplies power to the rotating electrical machine or stores power supplied from the rotating electrical machine;
A remaining capacity detecting means for detecting the remaining capacity of the battery;
An air conditioner switch for switching on and off the air conditioner;
Control means for controlling the operation of the first clutch and the second clutch based on information from the rotation speed detection means, the remaining capacity detection means and the air conditioning switch;
The control means includes
When there is a request for operation of the compressor based on information from the air conditioning switch, the engine speed is equal to or higher than a predetermined speed during steady running , and the remaining capacity of the battery is a predetermined value. When it is above, the first clutch is disconnected and the second clutch is connected, and the compressor is rotated by operating the motor of the rotating electrical machine ,
When the remaining capacity is less than a predetermined value, both the first clutch and the second clutch are connected, the compressor is driven by an engine, and the rotating electrical machine is operated as a generator,
When the engine is in an accelerating state, the first clutch is connected and the second clutch is disconnected, and when the remaining capacity of the battery is equal to or greater than the predetermined value, the rotating electric machine is operated by a motor, and the remaining The vehicular compressor driving device characterized in that when the capacity is less than the predetermined value, the rotating electrical machine is idled or operated as a generator .

上記制御手段は、上記エンジンが減速燃料カット状態にある場合に、上記第１クラッチ及び上記第２クラッチを接続するとともに上記回転電機を回生作動させることにより上記コンプレッサを回転駆動させる
ことを特徴とする、請求項１記載の車両用コンプレッサ駆動装置。 The control means is characterized in that when the engine is in a deceleration fuel cut state, the compressor is rotated by connecting the first clutch and the second clutch and regenerating the rotating electrical machine. the vehicle compressor driving equipment according to claim 1, wherein.