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    • 专利摘要:
    DieErfindung betrifft eine Fluidmaschine, insbesondere einen Hybridkompressorfür ein Motorfahrzeug,und ihre Aufgabe ist es, Vibrationen und Geräusche desselben herabzusetzen.Untereinem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Fluidmaschineeine Pumpeneinrichtung (einen Kompressor) zum Komprimieren einesFluids durch Aufnahme einer Antriebskraft von einer äußeren Antriebsquelle(einem Motor) und/oder einem Elektromotor, wobei dann, wenn diePumpeneinrichtung durch die äußere Antriebsquelle(den Motor) angetrieben wird, ein Moment in einer entgegengesetztenPhase zu einer Komponente der an der Pumpeneinrichtung erzeugtenMomentenveränderung durchden Elektromotor an die Pumpeneinrichtung zur Einwirkung gebrachtwird. Und hierdurch kann die Komponente der Momentenveränderungan der Pumpeneinrichtung durch das Moment in der entgegengesetztenPhase, das am Elektromotor erzeugt wird, ausgeglichen werden, um dieVibration und die Geräuschean der Pumpeneinrichtung und/oder den zusätzlichen Geräten, beispielsweiseeiner Wechselstromlichtmaschine, die am Motor angebracht sind, zureduzieren.
    公开号:DE102004027000A1
    申请号:DE200410027000
    申请日:2004-06-03
    公开日:2004-12-23
    发明作者:Shigeki Nishio Iwanami；Kazuhide Nishio Uchida
    申请人:Denso Corp；
    IPC主号:F04B39-00
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft eine Fluidmaschine mit einer Pumpeneinrichtung(einem Kompressor) zum Komprimieren eines Arbeitsfluids (Kühl- bzw.Kältemittels),die durch mindestens eine äußere Antriebsquelleoder einen Elektromotor angetrieben ist, insbesondere eine Fluidmaschine,die bei einem Hybridfahrzeug zu verwenden ist, das durch die Kombinationder Antriebskräfteeines Elektromotors und eines Verbrennungsmotors fährt.
    [0002] Beieiner herkömmlichenstationärenKlimaanlage, beispielsweise einer Klimaanlage zur häuslichenVerwendung, wird der Kompressor durch einen Elektromotor angetrieben.Der Elektromotor wird in mindestens zwei unterschiedlichen Regelungsmodi betrieben,deren einer der Betriebsregelungsmodus ist, wenn die Drehzahl desElektromotors niedrig ist, und deren anderer der Betriebsregelungsmodusist, wenn die Drehzahl des Elektromotors hoch ist, sodass die Vibrationdes Kompressors bei dessen Betrieb mit niedriger Drehzahl herabgesetztist.
    [0003] Dasbereits auf dem Markt befindliche Hybridfahrzeug weist einen Elektromotorund einen Verbrennungsmotor fürden Fahrbetrieb des Fahrzeugs auf, wobei das Fahrzeug durch dieAntriebskraft des Elektromotors allein, durch die Antriebskraftdes Motors allein oder durch eine Kombination dieser Antriebskräfte fährt. DerKompressor einer Klimaanlage fürdas Hybridfahrzeug wird entsprechend durch die Antriebskraft desMotors angetrieben oder durch einen Elektromotor angetrieben, derausschließlich zumAntrieb des Kompressors vorgesehen ist.
    [0004] Dader Kompressor das Arbeitsfluid (Kühlmittel) ansaugt und komprimiert,verändertsich das Gegenmoment am Kompressor so, dass das Gegenmoment beieinem Ansaughub kleiner ist als dasjenige bei einem Kompressionshub.
    [0005] Wennder Kompressor durch die Antriebskraft des Motors über einKraftübertragungsmittel, beispielsweiseKeilriemen, angetrieben wird, wird die Veränderung des am Kompressor erzeugtenGegenmoments überdie Keilriemen an den Motor übertragen.Als Folge könnenzusätzlicheGeräte,die am Motor angebracht sind, beispielsweise eine Wechselstromlichtmaschine,in Resonanz versetzt werden, sodass eine größere Vibration und ein Geräusch, d.h. Resonanzder zusätzlichenGeräte,erzeugt werden.
    [0006] Esist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in Hinblick aufdie oben angegebenen Probleme eine neue Fluidmaschine zu schaffen,die in der Lage ist, deren Vibration und Geräusche zu unterdrücken.
    [0007] Untereinem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Fluidmaschineeine Pumpeneinrichtung (einen Kompressor) zum Komprimieren einesArbeitsfluids durch Aufnahme der Antriebskraft von mindestens einer äußeren Antriebsquelle(einem Motor) oder einem Elektromotor, wobei dann, wenn die Pumpeneinrichtungdurch die äußere Antriebskraftquelle(den Motor) angetrieben wird, ein Moment in einer entgegengesetztenPhase zu einer Komponente der an der Pumpeneinrichtung erzeugtenMomentenveränderungdurch den Elektromotor an die Pumpeneinrichtung zur Einwirkung gebrachtwird. Und hierdurch kann die Komponente der Momentenveränderungan der Pumpeneinrichtung durch das Moment in der. entgegengesetztenPhase, das am Elektromotor erzeugt wird, ausgeglichen werden, um dieVibration und die Geräuschean der Pumpeneinrichtung und/oder den zusätzlichen Geräten, beispielsweiseeiner Wechselstromlichtmaschine, die am Motor angebracht sind, zureduzieren.
    [0008] Untereinem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind der Elektromotor,die Pumpeneinrichtung (der Kompressor) und eine Energieübertragungseinrichtungzur Übertragungder Antriebskraft von der äußeren Antriebsquelle(dem Motor) an die Pumpeneinrichtung als eine einzige Einheit einstückig zusammengebaut.
    [0009] Untereinem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird, wenn diePumpeneinrichtung (der Kompressor) durch die äußere Antriebsquelle (den Motor)angetrieben wird und wenn die Frequenz der Vibration der Pumpeneinrichtungeinen vorbestimmten Frequenzbereich (den Resonanzfrequenzbereich)erreicht, die Zuführungelektrischer Energie zu einer elektromagnetischen Kupplung (derKraftübertragungseinrichtung)abgeschaltet, und wird der Betrieb der Pumpeneinrichtung durch dieAntriebskraft des Elektromotors fortgesetzt.
    [0010] AlsFolge ist verhindert, dass die Vibration der Pumpeneinrichtung andie äußere Antriebsquelle übertragenwird, und kann hierdurch eine Resonanz der zusätzlichen Geräte verhindertwerden.
    [0011] Untereinem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird, wenn diePumpeneinrichtung (der Kompressor) durch die äußere Antriebsquelle (den Motor)angetrieben wird und wenn die Drehzahl der Pumpeneinrichtung einenvorbestimmten Drehzahlbereich (den Resonanzdrehzahlbereich) erreicht,die Zuführungder elektrischen Energie zu der elektromagnetischen Kupplung (derKraftübertragungseinrichtung)abgeschaltet, und wird der Betrieb der Pumpeneinrichtung durch dieAntriebskraft des Elektromotors fortgesetzt.
    [0012] AlsFolge kann die gleiche Wirkung erreicht werden, ist nämlich verhindert,dass die Vibration der Pumpeneinrichtung an die äußere Antriebsquelle übertragenwird, und kann hierdurch eine Resonanz der zusätzlichen Geräte verhindertwerden.
    [0013] Untereinem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind der Elektromotor,die Kraftübertragungseinrichtung(elektromagnetische Kupplung) und die Pumpeneinrichtung (der Kompressor) über eineeinzige Drehwelle arbeitstechnisch miteinander verbunden.
    [0014] Dieobigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegendenErfindung ergeben sich deutlicher aus der nachfolgenden Detailbeschreibung,die auf die beigefügtenZeichnungen Bezug nimmt. In den Zeichnungen zeigen:
    [0015] 1 eine schematische Übersichtmit der Darstellung eines Regelungssystems gemäß der vorliegenden Erfindungfür zusätzlicheGeräteeines Fahrzeugs;
    [0016] 2 einen Schnitt durch einenelektrisch angetriebenen Kompressor gemäß einer ersten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung;
    [0017] 3 ein Diagramm mit der Darstellungder Beziehung zwischen einem Moment und dem Drehwinkel einer Welle;
    [0018] 4 ein Diagramm mit der Darstellungder Beziehung zwischen den Vibrationen bei maximaler Verdrängung für eine Wechselstromlichtmaschine undder Drehzahl einer Welle;
    [0019] 5 einen Schnitt durch einenelektrisch angetriebenen Kompressor gemäß einer zweiten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung;
    [0020] 6 ein Diagramm mit der Darstellungdes Betriebs einer Kraftübertragungseinrichtungfür die zweiteAusführungsform;und
    [0021] 7 ein Diagramm mit der Darstellungder Beziehung zwischen einem Moment und dem Drehwinkel einer Welle.
    [0022] Nachfolgendwird eine erste Ausführungsformder vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben,wobei 1 eine schematische Übersichtmit der Darstellung eines Regelungssystems für zusätzliche Geräte eines Fahrzeugs zeigt und 2 einen Schnitt durch einen elektrischangetriebenen Kompressor gemäß einer erstenAusführungsformder vorliegenden Erfindung zeigt.
    [0023] In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einenVerbrennungsmotor (eine äußere Antriebsquelle),die eine Antriebskraft fürden Fahrbetrieb eines Fahrzeugs erzeugt, bezeichnet das Bezugszeichen 2 eineWechselstromlichtmaschine (ein zusätzliches Gerät für einenMotor), die durch die Antriebskraft des Motors zur Erzeugung vonelektrischem Strom, mit dem eine Batterie 8 geladen wird,angetrieben wird.
    [0024] Inder Wechselstromlichtmaschine 2 wird, wie hinlänglich bekanntist, ein Feldstrom, der einem Rotor zuzuführen ist, mittels eines Spannungsreglers 7 zurRegelung der Stärkeeines umlaufenden Magnetfelds und dadurch zur Regelung des zu erzeugendenelektrischen Stroms geregelt.
    [0025] DasBezugszeichen 11 bezeichnet einen Kompressor, der durchdie Antriebskraft des Motors 1 und/oder die Antriebskrafteiner umlaufenden elektrischen Maschine (eines Elektromotors) 12 angetriebenwird, wobei der Kompressor 11 ein Arbeitsfluid (Kühlfluideines Kühlzyklus)ansaugt und komprimiert. Bei der in 2 dargestelltenvorliegenden Ausführungsformbezeichnet das Bezugszeichen 10 einen Hybridkompressor(eine Fluidmaschine), der eine all-in-one-Einheit ist, die den Kompressor 11 und denElektromotor 12 umfasst, der einstückig und arbeitstechnisch mitdem Kompressor 11 verbunden ist.
    [0026] DasBezugszeichen 3 bezeichnet einen Kondensator, der ein Wärmetauscherzur Abstrahlung von Wärmeaus dem Hochdruck-Hochtemperatur-Kühlmittel ist, das vom Kompressor 11 ausherausgepumpt wird. Das Bezugszeichen 4 bezeichnet eineDruckreduzierungseinrichtung (im Allgemeinen als Expansionsventilbezeichnet) zur Reduzierung des Drucks des durch den Kondensator 3 herunter gekühlten Kühlmittels.Das Bezugszeichen 5 bezeichnet einen Ver dampfer zum Verdampfendes Kühlmittels,um einen Kühlvorgangdurchzuführen. Beidieser Ausführungsformkühlt derKondensator 3 das Kühlmittelim Wege des Wärmeaustauschsmit Umgebungsluft ab, währendder Verdampfer 5 das Kühlmittelim Wege des Wärmeaustauschsmit in den Fahrgastraum des Fahrzeugs einzublasender Luft erwärmt.
    [0027] DasBezugszeichen 6 bezeichnet eine Motorregelungseinheit zurRegelung des Betriebs des Elektromotors 12, und ein Signalder Motordrehzahl wird in die Motorregelungseinheit 6 voneinem Drehzahlsensor 6a aus eingegeben.
    [0028] Wennder Kompressor 11 durch den Elektromotor 12 angetriebenwird, wird dessen Drehzahl durch die Motorregelungseinheit 6 durchRegelung der Spannung geregelt, die am Elektromotor anzulegen ist.Und dann, wenn der Elektromotor 12 als elektrischer Stromerzeugerbetrieben wird, wird die Stromerzeugung durch den Spannungsregler 7 geregelt.
    [0029] DerHybridkompressor 10 wird unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
    [0030] DerHybridkompressor 10 umfasst einen Spiralkompressor 11 zumAnsaugen und Komprimieren des Kühlmittels,die elektrische umlaufende Maschine 12 (bei dieser Ausführungsformeinen bürstenlosenGleichstrommotor) zum Antrieb des Kompressors 11 und eineKraftübertragungseinrichtung 13, beispielsweiseeine elektromagnetische Kupplung, zur selektiven Übertragungder Antriebskraft vom Motor 1 an den Kompressor 11,wobei der Kompressor 11, der Elektromotor 12 unddie elektromagnetische Kupplung 13 einstückig undarbeitstechnisch miteinander verbunden sind.
    [0031] Wieoben erläutertist, ist die elektrische umlaufende Maschine (der Elektromotor) 12 derbürstenloseGleichstrommotor bei dieser Ausführungsform,wobei ein Statorkern 12a aus einem magnetischen Material,beispielsweise Silizium-Stahlplatten hergestelltund an einem Motorgehäuse 12b im Wegedes Schrumpfsitzes oder Presssitzes befestigt ist. Eine Wicklung 12c istum den Statorkern 12a herum gewickelt. Der Statorkern 12a unddie Wicklung 12c bilden einen Stator.
    [0032] DasBezugszeichen 12d bezeichnet einen Rotor mit mehreren Permanentmagnetenund einer Welle 14, die mit Hilfe von Lagern 12e und 12f drehbargelagert ist.
    [0033] DasLager 12f ist an einem mittleren Gehäuse 11a befestigt,das am Motorgehäuse 12b mitHilfe von Befestigungsmitteln, beispielsweise Schrauben, befestigtist, währenddas Lager 12e am Motorgehäuse 12b befestigtist.
    [0034] Nachfolgendwird der Spiralkompressor 11 erläutert. Eine Kappe 11b istein Element, das am mittleren Gehäuse 11a zur dortigenBildung eines Raums befestigt und mit einer Spiralwandung 11c ausgebildetist, die sich in Richtung zum mittleren Gehäuse 11a hin erstreckt.Die Kappe 11b arbeitet als feststehende Spirale.
    [0035] Einebewegbare Spirale 11f ist arbeitstechnisch in dem Raumzwischen dem mittleren Gehäuse 11a undder Kappe (feststehenden Spirale) 11b angeordnet und umfassteine Basisplatte 11e und eine Spiralwandung 11d,die von der Basisplatte 11e aus in Richtung zu der feststehendeSpirale 11b hin vorsteht, wobei die Wandbereiche der Spiralwandungen 11c und 11d miteinanderzur Bildung von Arbeitskammern V in Berührung stehen. Wenn die bewegbareSpirale 11b umläuft,wird der Raum der Arbeitskammer V vergrößert oder verkleinert, um dadurch dasArbeitsfluid (Kühlmittel)einzusaugen und das Kühlmittelzu komprimieren.
    [0036] Einzylindrischer Ansatzbereich 11g ist fast im Zentrum derBasisplatte 11e ausgebildet, und eine Buchse 14b istdurch den zylindrischen Ansatzbereich 11g über einNadellager 14c drehbar abgestützt. Die Buchse 14b istmit einem Kurbelbereich 14a verbunden, der an einem Ende(dem rechten Ende in der Zeichnung) der Welle 14 ausgebildetist.
    [0037] DerKurbelbereich 14a ist exzentrisch an der Welle 14 mitBezug auf das Drehzentrum der Welle 14 ausgebildet. Unddaher läuft,wenn die Welle 14 umläuft,die bewegbare Spirale 11b in einer orbitalen Bewegung umdie Welle 14 herum.
    [0038] DieBuchse 14b ist mit dem Kurbelbereich 14a derartverbunden, dass die Buchse 14b um eine bestimmte kleineStrecke in einer Ebene rechtwinklig zur Achse der Welle 14 verschobenwird, sodass die bewegbare Spirale 11f in einer Richtungverschoben wird, dass der Berührungsdruckzwischen den Spiralwandungen 11c und 11d durchdie Reaktionskraft für dieKompression vergrößert wird.
    [0039] DasBezugszeichen 11h bezeichnet eine Autorotationsverhinderungseinrichtung(umfassend ein Paar Stifte und einen Ring) zur Verhinderung der Autorotationder bewegbaren Spirale 11f um den Kurbelbereich 14a herum.
    [0040] Wenndie Welle 14 umläuft,läuft diebewegbare Spirale 11f in einer orbitalen Bewegung um ihre orbitaleAchse (die gleich dem Drehzentrum der Welle 14 ist) ineiner Ebene rechtwinklig zur die Achse der Welle 14 um,währenddie Autorotation der bewegbaren Spirale 11f um den Kurbelbereich 14a herumverhindert ist.
    [0041] Einhinteres Gehäuse 11j istan der Kappe 11b mit Hilfe von Schrauben oder dergleichenzur Bildung einer Abgabekammer 11k zum Ausgleichen desDrucks des Kühlmittelsdurch Glättendes Pulsierens des herausgepumpten Kühlmittels befestigt.
    [0042] DasBezugszeichen 11m bezeichnet eine Abgabeöffnung,die fast am Zentrum der Kappe (feststehenden Spirale) 11b ausgebildetist, um die Arbeitskammer V mit der Abgabekammer 11k zuverbinden.
    [0043] EinAbgabeventil und ein Ventilanschlag sind an der feststehenden Spirale 11b mittelseiner Schraube an der Abgabeöffnungbefestigt, wobei das Ventil ein Rückschlagventil des Typs einesReedventils ist, um zu verhindern, dass das herausgepumpte Kühlmittelzu der Arbeitskammer V von der Abgabekammer 11k aus zurückströmt, undder Anschlag ist eine Platte zur Begrenzung der Bewegung des Reedventils.
    [0044] Wennder Elektromotor 12 betrieben wird, wird das Kühlmittelin den Kompressor 11 durch eine Ansaugöffnung 11n hindurcheingesaugt. Dann strömtdas Kühlmittelweiter in eine Motorkammer 12h mit dem Rotor 12d unddem Stator durch eine Einlassöffnung 12g hindurch,die am Motorgehäuse 12b ausgebildetist, ein, um den Elektromotor 12 zu kühlen. Das durch den Kompressor 11 komprimierte Kühlmittelwird durch die Kammer 11k und eine Auslassöffnung 11p hindurchan den Kondensator 3 abgegeben.
    [0045] Dieelektromagnetische Kupplung 13 umfasst eine Riemenscheibe 13a,die durch das Motorgehäuse 12b drehbargelagert ist und eine Antriebskraft vom Motor über Keilriemen aufnimmt, eineAnkerplatte 13c, die an der Welle 14 befestigtist, und eine elektromagnetische Wicklung 13d, sodass dann,wenn die Wicklung 13d erregt ist, die Ankerplatte 13c zumRotorbereich 13b der Riemenscheibe 13a hin angezogenwird, um die Welle 14 umlaufen zu lassen.
    [0046] Wieoben angegebenen sind der Elektromotor 12, die elektromagnetischeKupplung 13 und der Kompressor 11 über dieWelle 14, die die Antriebskraft überträgt, arbeitstechnisch miteinanderverbunden.
    [0047] Nachfolgendwird die die Arbeitsweise des Hybridkompressors 10 erläutert.
    [0048] Beidieser Arbeitsweise ist die Zuführungvon elektrischem Strom zu der elektromagnetischen Kupplung 13 abgeschaltet,um den Kompressor 11 vom Motor 1 zu trennen, undwird stattdessen der elektrische Strom der Wicklung 12c (demStator) zugeführt.Das am Elektromotor 12 zu erzeugende Moment wird durchdie Spannung geregelt, die am Elektromotor anliegt, und dessen Drehzahlwird durch die Frequenz des elektrischen Stroms geregelt, der der Wicklung 12c zugeführt wird.
    [0049] Beidieser Arbeitsweise wird der elektrische Strom der elektromagnetischenKupplung 13 zugeführt,um den Kompressor 10 arbeitstechnisch mit der Motor 1 zuverbinden, sodass die Drehantriebskraft vom Motor 1 anden Kompressor 11 übertragen wird.
    [0050] Beidieser Arbeitsweise verändertsich, wie mittels einer ausgezogenen Linie in 3 dargestellt ist, das für den Antriebdes Kompressors notwendige Moment (Gegenmoment) in Verbindung mitdem Ansaugen und Komprimieren des Kühlmittels durch den Kompressor 11.Die Spannung an den Keilriemen verändert sich gleichfalls in Reaktionauf die Momentenveränderung,und dann wird die Momentenveränderungan den Motor 1 überdie Keilriemen übertragen.Als Folge könnendie am Motor 1 angebrachten zusätzlichen Geräte, beispielsweiseeine Wechselstromlichtmaschine, in Resonanz versetzt werden, sodass eine größere Vibrationund ein größeres Geräusch, d.h.eine Resonanz der zusätzlichenGeräte, erzeugtwerden.
    [0051] Gemäß der Ausführungsformder vorliegenden Erfindung wird ein Moment in entgegengesetzter Phase(wie mittels einer gestrichelten Linie in 3 angegeben) zu dem Moment für den Antriebdes Kompressors 11 durch den Elektromotor 12 erzeugt undam Kompressor 11 zur Einwirkung gebracht, um die am Kompressorerzeugte Momentenveränderung auszugleichen,und als Folge kann die Resonanz der zusätzlichen Geräte überwundenbzw. unterdrückt werden.
    [0052] Dieam Spiralkompressor 11 erzeugte Momentenveränderungist durch dessen geometrische Konfiguration bestimmt, und die Frequenzder Momentenveränderungist proportional zur Drehzahl der Welle 14. Entsprechendwird die Frequenz des Moments in der entgegengesetzter Phase durchBerechnen der Frequenz der am Spiralkompressor 11 erzeugtenMomentenveränderungauf der Grundlage der berechneten Drehzahl der Welle 14,nämlichdes Kompressors 11, aus dem Signal des Drehzahlsensors 6a bestimmt.
    [0053] Wenndie Steifigkeit der Anbringung der zusätzlichen Geräte, beispielsweiseder Wechselstromlichtmaschine 2, am Motor 1 geringist und die am Kompressor 11 erzeugte Momentenveränderungder Resonanzfrequenz der zusätzlichenGeräte 2 entspricht,wird die Resonanz der zusätzlichenGeräte größer, wiein 4 dargestellt ist.
    [0054] Beider zweiten Ausführungsformwird, wenn der Kompressor 11 durch den Motor 1 angetrieben wird,das Moment in der entgegengesetzter Phase gleichfalls durch denElektromotor 12 erzeugt und am Kompressor 11 zurEinwirkung gebracht, dies in der gleichen Weise wie bei der erstenAusführungsform. Weiterwird, wenn sich die Frequenz der am Kompressor 11 erzeugtenMomentenveränderungder Resonanzfrequenz der zusätzlichenGeräteannähert,die Zuführungvon elektrischem Strom zur elektromagnetischen Kupplung 13 abgeschaltet,um den Kompressor 11 vom Motor 1 zu trennen, undwird der Kompressor durch den Elektromotor 12 angetrieben. AlsFolge dieser Betriebsweise kann die Resonanz der zusätzlichenGerätesicher verhindert bzw. unterdrücktwerden.
    [0055] Wieoben erläutertist, wird, da sich die Frequenz der am Kompressor 11 erzeugtenMomentenveränderungproportional zur Drehzahl des Kompressors 11 ändert, bestimmt,dass die Frequenz der Momentenveränderung am Kompressor 11 einenBereich der Resonanzfrequenz erreicht, wenn die Drehzahl des Kompressors 11 einenvorbestimmten Drehzahlbereich erreicht, was in Tests und dergleichen vorabfestgelegt wird.
    [0056] Wenndie Frequenz der am Kompressor 11 erzeugten Momentenveränderungden Bereich der Resonanzfrequenz verlässt, wird der elektrische Stromwieder der elektromagnetischen Kupplung 13 zugeführt, umdie Antriebskraft vom Motor 1 an den Kompressor 11 zu übertragen,währenddas Moment in der entgegengesetzten Phase am Elektromotor 12 erzeugtund dem Kompressor 11 zugeführt wird.
    [0057] Beidieser Ausführungsformwird ein Getriebe 15 mit veränderbarer Drehzahl für den Hybridkompressor 10 gemäß Darstellungin 5 verwendet. DasGetriebe 15 mit veränderbarerDrehzahl umfasst ein Innenzahnrad (Ringzahnrad) 15a inRingform, mehrere (beispielsweise drei) Planetenräder 15b,die mit dem Innenzahnrad 15a im Eingriff stehen, und ein Sonnenrad 15c,das mit den Planetenrädern 15b im Eingriffsteht.
    [0058] DasSonnenrad 15c ist mit dem Rotor 12d des Elektromotors 12 einstückig ausgebildet,die Planetenräder 15b sindmit der Welle 13d, die mit der Ankerplatte 13c derelektromagnetischen Kupplung 13 als eine Einheit umläuft, zusammengefasstausgebildet, und das Ringzahnrad 15a ist mit der Welle 14 einstückig ausgebildet.
    [0059] EinLager 13e stütztdie Welle 13d drehbar ab, ein Lager 13f stützt dasSonnenrad 15c, nämlich denRotor 12d, gegenüberder Welle 14 drehbar ab, und ein Lager 13g stützt dasRingzahnrad 15a gegenüberder Welle 14 drehbar ab.
    [0060] Nachfolgendwird die Arbeitsweise des Hybridkompressors 10 der drittenAusführungsformerläutert.
    [0061] Derelektrische Strom wird der elektromagnetischen Kupplung 13 zugeführt, umdie Welle 13d mit der Riemenscheibe 13a zu verbinden,und der elektrische Strom wird auch der Statorwicklung 12c zugeführt.
    [0062] Indiesem Fall wird ist ein Planetenträger, der das Planetenrad 15b trägt, mitder Riemenscheibe 13a überdie Welle 13d verbunden. Da der Motor 1 in diesemFall nicht läuft,und hierdurch der Planetenträgersowie die Welle 13d nicht umlaufen, wird die Drehkraftdes Elektromotors 12 an den Spiralkompressor 11 über dasGetriebe 15 mit variabler Drehzahl übertragen, wobei die Drehzahlherabgesetzt wird.
    [0063] Derelektrische Strom wird der elektromagnetischen Kupplung 13 undauch dem Elektromotor 12 zugeführt, um ein solches Momentam Rotor 12d zu erzeugen, dass das Sonnenrad, nämlich derRotor 12d, nicht umlaufen kann. Als Folge wird die Drehantriebskraftdes Motors 1, die an die elektromagnetische Kupplung 13 übertragenwird, schließlichan den Spiralkompressor 11 über das Getriebe 15 mit veränderbarerGeschwindigkeit übertragen,wobei die Drehzahl erhöhtwird .
    [0064] Wenndas Sonnenrad 15c umläuftund die Drehzahl geregelt wird, kann das Übersetzungsverhältnis, wiein 6 dargestellt ist,geregelt werden. In 7 zeigteine gestrichelte Linie das Moment des Elektromotors, wenn das Übersetzungsverhältnis geregeltwird.
    [0065] Beiden obigen Ausführungsformenbesteht, obwohl der Spiralkompressor als Pumpmaschine zum Komprimierendes Kühlmittelsverwendet wird, keine Beschränkungauf diesen Typ, sondern können andereTypen von Kompressoren, beispielsweise Rotationskompressoren, Kolbenkompressoren, Schaufelkompressorenund dergleichen, verwendet werden.
    [0066] Obwohldie obigen Ausführungsformenals Fluidmaschine erläutertworden sind, die die bei dem Hybridkompressor für ein Motorfahrzeug zu verwendenist, kann die vorliegende Erfindung jedoch auch für andereFluidmaschinen verwendet werden.
    [0067] DerbürstenloseGleichstrommotor ist als Elektromotor 12 bei den obigenAusführungsformen angegebenworden. Jedoch ist es ist verständlich auchmöglich,irgendwelche anderen Typen von Elektromotoren zu verwenden, diefür denZweck der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
    [0068] Beiden obigen Ausführungsformensind der Elektromotor 12, die elektromagnetische Kupplung 13 undder Spiralkompressor 11 über die Welle 14, diedie Antriebskraft an den Kompressor 11 überträgt, arbeitstechnisch miteinanderverbunden. Jedoch ist es nicht notwendig, die vorliegende Erfindungauf diese Bauweise zu beschränken.
    权利要求:
    Claims (6)
    [1] Fluidmaschine (10), umfassend: einePumpeneinrichtung (11), die mit einer äußeren Antriebsquelle (1)arbeitstechnisch verbunden ist, zum Komprimieren eines Arbeitsfluids;und einen Elektromotor (12), der mit der Pumpeneinrichtung(11) arbeitstechnisch verbunden ist; wobei die Pumpeneinrichtung(11) durch mindestens eine der Antriebskräfte der äußeren Antriebsquelle (1)und des Elektromotors (12) angetrieben ist, und wobeidann, wenn die Pumpeneinrichtung (11) durch die äußere Antriebsquelle(1) angetrieben wird, ein Moment in einer entgegengesetztenPhase zu einer Komponente der an der Pumpeneinrichtung (11)erzeugten Momentenveränderungdurch den Elektromotor (12) an der Pumpeneinrichtung (11)zur Einwirkung gebracht wird.
    [2] Fluidmaschine nach Anspruch 1, weiter umfassend: eineKraftübertragungseinrichtung(13), die die Antriebskraft der äußeren Antriebsquelle (1)an die Pumpeneinrichtung (11) selektiv überträgt, wobei der Elektromotor(12), die Kraftübertragungseinrichtung (13)und die Pumpeneinrichtung (11) als eine einzige Einheiteinstückigmiteinander verbunden sind.
    [3] Fluidmaschine (10), umfassend: einePumpeneinrichtung (11), die mit einer äußeren Antriebsquelle (1)arbeitstechnisch verbunden ist, zum Komprimieren eines Arbeitsfluids; einenElektromotor (12), der mit der Pumpeneinrichtung (11)arbeitstechnisch verbunden ist; und eine Kraftübertragungseinrichtung(13), die die Antriebskraft der äußeren Antriebsquelle (1)an die Pumpeneinrichtung (11) selektiv überträgt, wobei die Pumpeneinrichtung(11) durch mindestens eine der Antriebskräfte der äußeren Antriebsquelle (1)und des Elektromotors (12) angetrieben wird, und wobeidann, wenn die Pumpeneinrichtung (11) durch die äußere Antriebsquelle(1) angetrieben wird und wenn die Frequenz der Pumpeneinrichtung(11) einen vorbestimmten Frequenzbereich erreicht, die Übertragungder Antriebskraft von der äußeren Antriebsquelle(1) aus abgeschaltet wird und die Pumpeneinrich tung (11)durch den Elektromotor (12) betrieben wird.
    [4] Fluidmaschine (10), umfassend: einePumpeneinrichtung (11), die mit einer äußeren Antriebsquelle (1)arbeitstechnisch verbunden ist, zum Komprimieren eines Arbeitsfluids; einenElektromotor (12), der mit der Pumpeneinrichtung (11)arbeitstechnisch verbunden ist; und eine Kraftübertragungseinrichtung(13), die die Antriebskraft der äußeren Artriebsquelle (1)an die Pumpeneinrichtung (11) selektiv überträgt, wobei die Pumpeneinrichtung(11) durch mindestens eine der Antriebskräfte der äußeren Antriebsquelle (1)und des Elektromotors (12) angetrieben wird, und wobeidann, wenn die Pumpeneinrichtung (11) durch die äußere Antriebsquelle(1) angetrieben wird und wenn die Drehzahl der Pumpeneinrichtung(11) einen vorbestimmten Drehzahlbereich erreicht, die Übertragungder Antriebskraft von der äußeren Antriebsquelle(1) aus abgeschaltet wird und die Pumpeneinrichtung (11)durch den Elektromotor (12) betrieben wird.
    [5] Fluidmaschine nach einem der Ansprüche 3 und4, wobei dann, wenn die Pumpeneinrichtung (11) durch die äußere Antriebsquelle(1) angetrieben wird, ein Moment in einer entgegengesetztenPhase zu einer Komponente der an der Pumpeneinrichtung (11) erzeugtenMomentenveränderungdurch den Elektromotor (12) an der Pumpeneinrichtung (11)zur Einwirkung gebracht wird.
    [6] Fluidmaschine nach einem der Ansprüche 3 und4, wobei der Elektromotor (12), die Kraftübertragungseinrichtung(13) und die Pumpeneinrichtung (11) mittels einereinzigen Drehwelle (14) arbeitstechnisch miteinander verbundensind.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JP2004360598A|2004-12-24|
    US20040247458A1|2004-12-09|
    JP4042634B2|2008-02-06|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-03-31| 8181| Inventor (new situation)|Inventor name: IWANAMI, SHIGEKI, KARIYA, AICHI, JP Inventor name: UCHIDA, KAZUHIDE, NISHIO, AICHI, JP |
    2011-04-21| 8139| Disposal/non-payment of the annual fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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