(57)【要約】【課題】過渡時に圧縮機のトルクを正確かつ容易に予想することが可能な冷凍サイクル装置を提供する。【解決手段】冷凍サイクル装置１は、高圧側領域の高圧圧力Ｐｈを検出する高圧圧力センサ３１と、エバポレータ６のフィン温度Ｔｅｆｉｎを検出する温度センサ６１と、コンプレッサ２が過渡状態にあるか否かを判定するコンプレッサ過渡判定部８１と、コンプレッサ２が過渡状態にあるときのコンプレッサ２のトルク変動パターンのデータを高圧圧力Ｐｈおよびフィン温度Ｔｅｆｉｎに対応付けて記憶した時系列データ記憶部８２と、コンプレッサ２が過渡状態にある場合、高圧圧力センサ３１および温度センサ６１の検出出力に基づいて対応するコンプレッサ２のトルク変動パターンを採取するトルク変動パターン採取部８３とを備える。【選択図】図２
2010025386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、凝縮器と、気液分離器と、減圧機構と、蒸発器とを備えた冷凍サイクル装置において、
高圧側領域の冷媒圧に関連する第１の物理量を検出する第１の検出手段と、
低圧側領域の冷媒圧に関連する第２の物理量を検出する第２の検出手段と、
上記圧縮機が過渡状態にあるか否かを判定する判定手段と、
上記圧縮機が過渡状態にあるときの圧縮機の予想トルクの時系列データを上記第１，第２の物理量に対応付けて記憶した記憶手段と、
上記圧縮機が過渡状態にある場合、上記記憶手段の時系列データを参照して上記第１，第２の検出手段の検出出力に基づいて対応する時系列データを採取する採取手段とを備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
圧縮機と、凝縮器と、気液分離器と、減圧機構と、蒸発器とを備えた冷凍サイクル装置において、
高圧側領域の冷媒圧に関連する第１の物理量を検出する第１の検出手段と、
低圧側領域の冷媒圧に関連する第２の物理量を検出する第２の検出手段と、
上記圧縮機が過渡状態にあるか否かを判定する判定手段と、
上記圧縮機が過渡状態にあるときの圧縮機の予想トルク傾きの時系列データを上記第１，第２の物理量に対応付けて記憶した記憶手段と、
上記圧縮機が過渡状態にある場合、上記記憶手段の時系列データを参照して上記第１，第２の検出手段の検出出力に基づいて対応する時系列データを採取する採取手段とを備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の冷凍サイクル装置において、
上記第１の物理量が、上記凝縮器と気液分離器との間を流れる冷媒の圧力であることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の冷凍サイクル装置において、
上記第２の物理量が、上記蒸発器のフィン温度であることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置において、
上記圧縮機の駆動源の回転数を検出する第３の検出手段と、
上記駆動源の回転数に応じて上記時系列データを採取するタイミングを変更する変更手段とを備えていることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置において、
上記圧縮機が定常状態にあるときの圧縮機のトルクを推定する推定手段を備え、
上記圧縮機の停止時より前の定常時には、上記停止時の時系列データの起点となるトルクを上記推定手段により推定されるトルクに一致させる制御を行うことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクル装置に関し、詳細には、冷凍サイクル装置に設けられる圧縮機の過渡時のトルクを求める技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両空調用の冷凍サイクル装置は、冷媒を圧縮するコンプレッサ（圧縮機）と、コンデンサ（凝縮器）と、レシーバ（気液分離器）と、膨張弁（減圧機構）と、エバポレータ（蒸発器）とを備えている。コンプレッサ、コンデンサ、レシーバ、膨張弁、およびエバポレータは、冷媒配管により環状に接続されており、コンプレッサにより吐出された冷媒は、コンデンサ→レシーバ→膨張弁→エバポレータの順に流れ、コンプレッサに吸入される。
【０００３】
ところで、車両に搭載された内燃機関（エンジン）によってコンプレッサを駆動する場合、コンプレッサはエンジンの負荷となっており、エンジンはコンプレッサを駆動するための余分なエネルギーを必要とする。このため、車両の燃料消費低減の観点から、エンジンの出力は、その負荷であるコンプレッサの運転状態に応じて制御する必要がある。つまり、コンプレッサのトルク（負荷トルク）を考慮し、そのトルクを余分に発生するように、エンジンの燃料噴射量、吸入空気量等が制御され、エンジンの出力が制御される。例えば、アイドリング時に、コンプレッサのトルク分（アイドルアップ量）だけ上乗せするようなエンジンの出力制御が行われる。
【０００４】
したがって、エンジンによってコンプレッサを駆動する場合には、コンプレッサのトルクを正確に求めることが重要となる。コンプレッサのトルクは、例えば、冷媒流量、コンプレッサの吐出圧、および吸入圧に基づいて推定することが可能である。従来では、コンプレッサの起動時や停止時などの過渡時には、定常時に比べコンプレッサのトルクの変動を正確に予測することは困難であった。このため、過渡時には、コンプレッサを駆動するエンジンの出力に過不足が生じる可能性があり、エンジン回転数の意図しない落ち込みや、吹け上がりが発生することが懸念される。
【０００５】
冷凍サイクル装置におけるコンプレッサの起動時のトルク推定を開示した技術として、例えば、特許文献１に記載されたものがある。この文献には、コンプレッサの起動後の段階に応じてトルク推定を行うことが示されており、具体的には、コンプレッサが起動した直後のトルクを推定する起動段階トルク推定手段と、冷凍サイクルの熱負荷の状態に基づきトルクを推定する安定段階トルク推定手段とを含む複数のトルク推定手段の間で切り替えてトルク推定を行うことが記載されている。
【特許文献１】特開２００６−２７２９８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、冷凍サイクル装置において、起動時や停止時などの過渡時にコンプレッサのトルク推定を精度よく行うには、制御装置（演算処理装置）の処理能力を高くする必要がある。すなわち、計算等によりコンプレッサのトルクを求める場合、起動時や停止時のたびに複雑な計算等を行わなければならない。加えて、その計算等を短時間で行わなければならない。このため、高い処理能力を備えた制御装置を用いる必要があり、相当なコストを要するといった問題がある。上記特許文献１に記載の冷凍サイクル装置においても、コンプレッサの起動時のたびに複雑な計算等を行わなければならないため、そのような問題は同様に懸念される。
【０００７】
本発明は、そのような問題点を鑑みてなされたものであり、過渡時に圧縮機のトルクを正確かつ容易に予想することが可能であり、コスト低減を図ることが可能な冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、圧縮機と、凝縮器と、気液分離器と、減圧機構と、蒸発器とを備えた冷凍サイクル装置であって、高圧側領域の冷媒圧に関連する第１の物理量を検出する第１の検出手段と、低圧側領域の冷媒圧に関連する第２の物理量を検出する第２の検出手段と、上記圧縮機が過渡状態にあるか否かを判定する判定手段と、上記圧縮機が過渡状態にあるときの圧縮機の予想トルクの時系列データを上記第１，第２の物理量に対応付けて記憶した記憶手段と、上記圧縮機が過渡状態にある場合、上記記憶手段の時系列データを参照して上記第１，第２の検出手段の検出出力に基づいて対応する時系列データを採取する採取手段とを備えることを特徴としている。
【０００９】
ここで、圧縮機が過渡状態にある場合としては、圧縮機の起動時や停止時の場合がある。圧縮機が過渡状態にあるか否かは、例えばエアコンスイッチのＯＮ／ＯＦＦや、駆動源（エンジンなど）から圧縮機への動力を断続するクラッチのＯＮ／ＯＦＦなどに基づいて判定することが可能である。
【００１０】
また、第１，第２の物理量と圧縮機が過渡状態にあるときの圧縮機のトルクとの間には基本的に次のような関係があり、圧縮機の予想トルクの時系列データは、この関係を満たすように作成される。高圧側領域の冷媒圧に関連する第１の物理量が大きくなると、過渡時の圧縮機のトルクの上限が大きくなる。逆に、第１の物理量が小さくなると、過渡時の圧縮機のトルクの上限が小さくなる。過渡時の圧縮機のトルクの上限は、定常時の圧縮機のトルク程度であり、具体的には、圧縮機の起動の際は、起動後の定常運転時のトルクとなり、圧縮機の停止の際は、停止前の定常運転時のトルクとなる。また、低圧側領域の冷媒圧に関連する第２の物理量が大きくなると、過渡時の圧縮機のトルクの変動が急激になる。つまり、過渡時の圧縮機のトルクの変化率（傾き）が大きくなる。逆に、第２の物理量が小さくなると、過渡時の圧縮機のトルクの変動が緩やかになる。つまり、過渡時の圧縮機のトルクの変化率（傾き）が小さくなる。
【００１１】
上記構成によれば、圧縮機の起動時や停止時などの過渡時には、第１，第２の検出手段により検出される第１，第２の物理量に対応した圧縮機の予想トルクの時系列データが得られる。そして、圧縮機の予想トルクの時系列データは、過渡時の圧縮機のトルクに関係する２つの物理量に対応付けられたものとなっているので、従来では正確な予測が困難であった過渡時の圧縮機のトルクを正確に求めることができる。これにより、圧縮機をエンジンにより駆動する場合、駆動源となるエンジンの出力に過不足が生じることを抑制でき、エンジン回転数の意図しない落ち込みや、吹け上がり等の発生を抑制することができる。
【００１２】
しかも、過渡時の圧縮機のトルクを複雑な計算等を行わなくても正確に予想することができる。したがって、複雑な計算等を行っていた従来の場合に比べて、過渡時の圧縮機のトルクを短時間で極めて容易に得ることができる。これにより、制御装置の処理能力を高くしなくてもよくなり、コスト低減を図ることができる。
【００１３】
上記構成では、記憶手段に記憶される時系列データが、圧縮機が過渡状態にあるときの圧縮機の予想トルクの時系列データであったが、記憶手段に記憶される時系列データを、圧縮機が過渡状態にあるときの圧縮機の予想トルク傾きの時系列データとしてもよい。この場合、圧縮機の予想トルク傾きの時系列データは、上記第１，第２の物理量に対応付けて記憶される。また、記憶手段に記憶される時系列データを、圧縮機が過渡状態にあるときの圧縮機の予想トルクおよび予想トルク傾きの両方の時系列データとしてもよい。
【００１４】
ここで、上記第１の物理量の好ましい例としては、上記凝縮器と気液分離器との間を流れる冷媒の圧力がある。また、上記第２の物理量の好ましい例としては、上記蒸発器のフィン温度がある。
【００１５】
本発明において、上記圧縮機の駆動源の回転数を検出する第３の検出手段と、上記駆動源の回転数に応じて上記時系列データを採取するタイミングを変更する変更手段とを備えていることが好ましい。圧縮機の過渡時、実際には、エアコンスイッチのＯＮ／ＯＦＦ操作等があった後、トルクの変動が直ちに始まるのではなく、若干の遅れが発生する。したがって、この構成によれば、そのような圧縮機のトルクの変動の遅れを補正することができる。これにより、圧縮機の予想トルク（あるいは予想トルク傾き）の時系列データに応じて制御される圧縮機のトルクを、実際の圧縮機のトルクの挙動により近付けることができ、駆動源となるエンジン回転数の意図しない落ち込みや、吹け上がり等の発生を効果的に抑制することができる。
【００１６】
本発明において、上記圧縮機が定常状態にあるときの圧縮機のトルクを推定する推定手段を備え、上記圧縮機の停止時より前の定常時には、上記圧縮機の停止時の時系列データの起点となるトルクを上記推定手段により推定されるトルクに一致させる制御を行うようにしてもよい。圧縮機が定常状態にあるときのトルクを推定する推定手段の一例としては、冷媒流量、圧縮機の吐出圧、および吸入圧に基づいてトルクを推定する構成が挙げられる。この構成では、定常時の推定トルクが変化すれば、その変化に追従して停止時の起点となるトルクも変化するので、圧縮機の停止時には、起点となるトルクが定常時の推定トルクに一致するため、圧縮機の急激なトルク変動を抑制することができ、駆動源となるエンジンの回転数の急激な落ち込みや吹け上がりを防止することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、起動時や停止時などの過渡時に圧縮機のトルクを複雑な計算等を行わなくても正確に予想することができる。したがって、複雑な計算等を行っていた従来の場合に比べて、過渡時の圧縮機のトルクを短時間で極めて容易に得ることができる。これにより、制御装置の処理能力を高くしなくてもよくなり、コスト低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照しながら説明する。以下では、本発明を車両用の空調装置に用いられる冷凍サイクル装置に適用した例について説明する。
【００１９】
図１は、実施形態に係る車両空調用の冷凍サイクル装置の概略構成を示す模式図である。
【００２０】
図１に示すように、車両空調用の冷凍サイクル装置１は、冷媒を圧縮するコンプレッサ（圧縮機）２と、コンデンサ（凝縮器）３と、レシーバ（気液分離器）４と、膨張弁（減圧機構）５と、エバポレータ（蒸発器）６とを備えている。冷凍サイクル装置１において、コンプレッサ２、コンデンサ３、レシーバ４、膨張弁５、および、エバポレータ６は、冷媒配管により環状に接続されており、コンプレッサ２により吐出された冷媒は、コンデンサ３→レシーバ４→膨張弁５→エバポレータ６の順に流れ、コンプレッサ２に吸入される。
【００２１】
コンプレッサ２は、車両に搭載されたエンジン１１によって駆動される。コンプレッサ２は、動力断続用の電磁クラッチ２１を有し、エンジン１１の動力がＶベルトおよび電磁クラッチ２１を介してコンプレッサ２に伝達される。電磁クラッチ２１への通電のＯＮ／ＯＦＦは電子制御装置（ＥＣＵ）８によって切り替えられ、電磁クラッチ２１の通電がＯＮされて電磁クラッチ２１が接続状態になると、コンプレッサ２が起動される。一方、電磁クラッチ２１の通電がＯＦＦされて電磁クラッチ２１が開離状態になると、コンプレッサ２が停止される。電磁クラッチ２１への通電のＯＮ／ＯＦＦは、例えばエアコンスイッチ７の乗員によるＯＮ／ＯＦＦ操作に連動して行われる。エアコンスイッチ７は、例えば車室内の前部に配置される操作パネルに設けられており、このエアコンスイッチ７がＥＣＵ８に接続されている。また、エンジン１１には、その回転数Ｎｅを検出する回転数センサ１２が設けられており、この回転数センサ１２がＥＣＵ８に接続されている。
【００２２】
また、コンプレッサ２は、容量可変機構２２を備えており、ＥＣＵ８からの指令によりその吐出容量が可変制御されるように構成されている。容量可変機構２２により、コンプレッサ２の吐出容量をほぼ０〜１００％の範囲で連続的に変化させることが可能となっている。容量可変機構２２は、例えば電磁弁機構によって構成され、電磁弁機構に供給される制御電流によりコンプレッサ２の吐出容量が制御される。例えば、電磁弁機構に供給される制御電流に比例して吐出容量を制御し、制御電流が小さくなるほど吐出容量が小さくなるように吐出容量を制御する。
【００２３】
コンプレッサ２から吐出された高温、高圧のガス冷媒は、コンデンサ３に導入される。コンデンサ３に導入されたガス冷媒は、冷却用ファン（図示略）により送風される外気と熱交換して放熱され、凝縮する。コンデンサ３により凝縮された高温、高圧の冷媒は、レシーバ４に導入される。コンデンサ３の出口直後には高圧圧力センサ３１が設けられており、この高圧圧力センサ３１により、コンデンサ３の出口から流出される冷媒の圧力（高圧圧力Ｐｈ）を検出するようにしている。高圧圧力センサ３１は、ＥＣＵ８に接続されており、この高圧圧力センサ３１によって検出された高圧圧力ＰｈがＥＣＵ８に入力される。なお、高圧圧力センサ３１をコンデンサ３の内部に設ける構成としてもよい。
【００２４】
レシーバ４に導入された冷媒は、液相と気相とに分離され、液相の冷媒（液冷媒）がレシーバ４内に貯留される。このレシーバ４からの高圧の液冷媒は、膨張弁５により急激に膨張させられ、気液二相の状態となる。
【００２５】
膨張弁５により減圧された低圧の冷媒は、エバポレータ６に導入される。このエバポレータ６において、低圧の冷媒は、周囲の空気（空調ケース１３の空気通路を流れる送風空気）から吸熱して蒸発（気化）し、ガス冷媒となる。蒸発後のガス冷媒は、再びコンプレッサ２に吸入され、圧縮される。
【００２６】
エバポレータ６は、車両用空調装置の空調ケース１３内に設置されている。この空調ケース１３は、内部に車室内の乗員に向けて空気が送風される空気通路を有し、この空気通路の最上流部には、内気導入口および外気導入口を有する内外気切替箱（図示略）が設けられている。また、エバポレータ６のフィンにはフィン温度センサなどで構成される温度センサ６１が設けられており、この温度センサ６１により、エバポレータ６のフィン温度Ｔｅｆｉｎを検出するようにしている。温度センサ６１は、ＥＣＵ８に接続されており、この温度センサ６１によって検出されたエバポレータ６のフィン温度ＴｅｆｉｎがＥＣＵ８に入力される。
【００２７】
空調ケース１３の内外気切替箱内には、内外気切替ドア（図示略）が回転自在に配置されている。この内外気切替ドアは、例えばサーボモータにより駆動され、これにより、内気導入口より内気（車室内空気）を導入する内気モードと、外気導入口より外気（車室外空気）を導入する外気モードとを切り替えることが可能となっている。この内外気切替箱の下流側には、車室内に向かう空気流れを発生させるブロワ１４が配置されている。このブロワ１４の下流側には、上述したエバポレータ６が配置されており、エバポレータ６により空気通路内を流れる空気が冷却される。つまり、エバポレータ６は、ブロワ１４による送風空気を冷却する冷房用熱交換器となっている。
【００２８】
また、エバポレータ６の下流側には、このエバポレータ６によって冷却された空気を加熱するヒータコア１５が配置されている。このヒータコア１５は、エンジン１１の冷却水などを熱源としてエバポレータ６の通過後の空気を加熱する暖房用熱交換器であり、その側方にはヒータコア１５を迂回する空気が流れるバイパス通路が形成されている。
【００２９】
エバポレータ６とヒータコア１５との間には、エアミックスドア１６が回転自在に配置されている。このエアミックスドア１６は、例えばサーボモータにより駆動され、エアミックスドア１６の開度を調整することによって、ヒータコア１５を通る空気量（温風量）と、バイパス通路を通過してヒータコア１５を迂回する空気量（冷風量）とを調節することが可能となっている。これにより、車室内に吹き出す空気の吹出温度が調整されるようになっている。また、空調ケース１３の空気通路の最下流部には、車両の窓ガラスに向けて空調風を吹き出すデフロスタ吹出口や、乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すフェイス吹出口、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット吹出口（図示略）などが設けられている。
【００３０】
上述のように構成される冷凍サイクル装置１は、制御手段であるＥＣＵ８によって制御される。ＥＣＵ８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含むマイクロコンピュータとその周辺回路とによって構成され、そのＲＯＭに記憶されたプログラムやマップ、テーブル、演算式などにに基づいて各種演算、処理を行う電気制御部である。ＥＣＵ８には、冷凍サイクル装置１の各種の制御に必要な各種センサの検出信号（検出出力）が入力される。
【００３１】
そして、この実施形態では、コンプレッサ２の起動時や停止時などの過渡時に、コンプレッサ２のトルクを予想（予測）する制御を行うことを特徴としている。具体的には、コンプレッサ２の過渡時に、冷凍サイクル装置１の高圧側領域の冷媒圧に関連する第１の物理量と、冷凍サイクル装置１の低圧側領域の冷媒圧に関連する第２の物理量とに基づいて、予め記憶されたコンプレッサ２の予想トルクの時系列データを参照してトルクの時系列データを求める制御行うことを特徴としている。以下、過渡時のコンプレッサ２のトルクを予想する制御の一例について、図２を参照して説明する。
【００３２】
図２に示すように、ＥＣＵ８は、コンプレッサ２が過渡状態（過渡時）にあるか否かの判定を行うコンプレッサ過渡判定部８１と、コンプレッサ２が過渡状態にあるときのコンプレッサ２のトルク変動パターンの複数のデータ（予想トルクの時系列データ）を上記第１，第２の物理量に対応付けて記憶する時系列データ記憶部８２と、コンプレッサ２が過渡状態にある場合、時系列データ記憶部８２のデータを参照して上記第１，第２の物理量に対応するコンプレッサ２のトルク変動パターンを採取（取得）するトルク変動パターン採取部８３と、採取したトルク変動パターンに応じてコンプレッサ２の駆動源となるエンジン１１を制御する駆動源制御部８４とを備えている。
【００３３】
コンプレッサ過渡判定部８１は、エアコンスイッチ７のＯＮ／ＯＦＦに基づいてコンプレッサ２が過渡状態にあるか否かを判定する。つまり、エアコンスイッチ７のＯＮ／ＯＦＦ操作に連動してコンプレッサ２の起動／停止が行われるため、エアコンスイッチ７のＯＮ／ＯＦＦ操作が検出された場合には、コンプレッサ２が過渡状態にあると判定される。
【００３４】
時系列データ記憶部８２には、上記トルク変動パターンの複数のデータ（予想トルクの時系列データ）が記憶されている。コンプレッサ２のトルク変動パターンは、コンプレッサ２の予想トルクの経時変化を表す時系列データであり、コンプレッサ２が過渡状態にあるときのトルクＴｒの変動を予想（予測）したデータである。コンプレッサ２のトルク変動パターンは、予め実験やシミュレーション等を行うことによって作成される。この場合、コンプレッサ２のトルク変動パターンのデータは、上記第１，第２の物理量に対応付けて格納されている。
【００３５】
この実施形態では、高圧側領域の冷媒圧に関連する第１の物理量として、コンデンサ３とレシーバ４との間を流れる冷媒の圧力（高圧圧力Ｐｈ）が用いられる。高圧圧力Ｐｈは、高圧圧力センサ３１により検出される。低圧側領域の冷媒圧に関連する第２の物理量として、低圧側領域の冷媒圧と相関のあるエバポレータ６のフィン温度Ｔｅｆｉｎが用いられる。フィン温度Ｔｅｆｉｎは、温度センサ６１により検出される。
【００３６】
したがって、時系列データ記憶部８２には、２つのパラメータ（高圧圧力Ｐｈおよびフィン温度Ｔｅｆｉｎ）に対応付けられたトルク変動パターンのデータが記憶されている。高圧圧力Ｐｈおよびフィン温度Ｔｅｆｉｎに対応付けられたトルク変動パターンのデータ（予想トルクの時系列データ）の一例を、図３、図４に示している。図３は、起動時のコンプレッサ２のトルク変動パターンのデータとなっており、図４は、停止時のコンプレッサ２のトルク変動パターンのデータとなっている。
【００３７】
図３、図４では、コンプレッサ２のトルク変動パターンのデータがコンプレッサ２の予想トルクの経時変化をマップ化したものとなっている。そして、予想トルクの経時変化を表すマップが高圧圧力Ｐｈに対し設定された領域（図３では３つの領域Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，図４では３つの領域Ｘ４，Ｘ５，Ｘ６）ごとにそれぞれ対応付けられており、予想トルクの経時変化を表すマップがフィン温度Ｔｅｆｉｎに対し設定された領域（図３では３つの領域Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，図４では３つの領域Ｙ４，Ｙ５，Ｙ６）ごとにそれぞれ対応付けられている。図３、図４では、高圧圧力Ｐｈおよびフィン温度Ｔｅｆｉｎはそれぞれ３つの領域に区分されており、高圧圧力Ｐｈおよびフィン温度Ｔｅｆｉｎに応じて９つの領域が設定されている。そして、９つの領域のそれぞれに対し予想トルクの経時変化を表すマップ（図３ではＭ１〜Ｍ９，図４ではＭ１１〜Ｍ１９）がそれぞれ対応付けられている。
【００３８】
ここで、２つのパラメータ（高圧圧力Ｐｈおよびフィン温度Ｔｅｆｉｎ）とコンプレッサ２のトルクＴｒとの間には基本的に次のような関係があり、図３、図４に示すようなコンプレッサ２のトルク変動パターンのデータは、この関係を満たすように作成される。
【００３９】
高圧圧力Ｐｈが高くなると、過渡時のコンプレッサ２のトルクＴｒの上限が大きくなる。逆に、高圧圧力Ｐｈが低くなると、過渡時のコンプレッサ２のトルクＴｒの上限が小さくなる。過渡時のコンプレッサ２のトルクＴｒの上限は、定常時のコンプレッサ２のトルクＴｒ程度であり、具体的には、コンプレッサ２の起動の際は、起動後の定常運転時のトルクとなり、コンプレッサ２の停止の際は、停止前の定常運転時のトルクである。
【００４０】
また、フィン温度Ｔｅｆｉｎが高くなると、低圧側領域の冷媒圧が高くなり、過渡時のコンプレッサ２のトルクＴｒの変動が急激になる。つまり、過渡時のコンプレッサ２のトルクＴｒの変化率（傾き）が大きくなる。逆に、フィン温度Ｔｅｆｉｎが低くなると、低圧側領域の冷媒圧が低くなり、過渡時のコンプレッサ２のトルクＴｒの変化が緩やかになる。つまり、過渡時のコンプレッサ２のトルクＴｒの変化率（傾き）が小さくなる。
【００４１】
そして、コンプレッサ過渡判定部８１によりコンプレッサ２が過渡状態にあると判定された場合には、トルク変動パターン採取部８３は、高圧圧力センサ３１により検出される高圧圧力Ｐｈおよび温度センサ６１により検出されるフィン温度Ｔｅｆｉｎに基づいて対応するコンプレッサ２のトルク変動パターンを採取する。このとき、時系列データ記憶部８２に記憶されたコンプレッサ２のトルク変動パターンのデータが参照される。例えば、コンプレッサ２の起動時には、図３のデータが参照され、コンプレッサ２の停止時には、図４のデータが参照される。そして、コンプレッサ２の起動時、例えば、高圧圧力センサ３１により検出される高圧圧力Ｐｈが図３のＸ１の領域にあり、温度センサ６１により検出されるフィン温度Ｔｅｆｉｎが図３のＹ１の領域にある場合、Ｘ１およびＹ１の領域に対応するマップＭ１が採取される。また、コンプレッサ２の停止時、例えば、高圧圧力センサ３１により検出される高圧圧力Ｐｈが図４のＸ６の領域にあり、温度センサ６１により検出されるフィン温度Ｔｅｆｉｎが図４のＹ６の領域にある場合、Ｘ６およびＹ６の領域に対応するマップＭ１９が採取される。
【００４２】
駆動源制御部８４は、トルク変動パターン採取部８３により採取されたコンプレッサ２のトルク変動パターンに応じてエンジン１１の制御を行う。具体的には、コンプレッサ２の過渡時にコンプレッサ２のトルクＴｒが採取されたトルク変動パターンにしたがって変化するように、燃料噴射量、吸入空気量等を制御し、エンジン１１の出力を制御する。つまり、コンプレッサ２のトルクＴｒの経時変化が採取したトルク変動パターンと一致するように、エンジン１１の出力を制御する。より詳細には、この場合、採取されたコンプレッサ２のトルク変動パターンに加え、そのトルク変動パターンを時間ｔで微分したコンプレッサ２のトルクＴｒの変化率（傾き）に応じて燃料噴射量、吸入空気量等が制御される。
【００４３】
この実施形態によれば、コンプレッサ２の起動時や停止時などの過渡時には、高圧圧力センサ３１および温度センサ６１により検出される高圧圧力Ｐｈおよびフィン温度Ｔｅｆｉｎに対応したコンプレッサ２のトルク変動パターンが得られる。そして、トルク変動パターンは、過渡時のコンプレッサ２のトルクＴｒに関係する２つのパラメータ（高圧圧力Ｐｈおよびフィン温度Ｔｅｆｉｎ）に対応付けられたものとなっているので、従来では正確な予測が困難であった過渡時のコンプレッサ２のトルクＴｒを正確に求めることができる。これにより、コンプレッサ２を駆動するエンジン１１の出力に過不足が生じることを抑制でき、エンジン回転数の意図しない落ち込みや、吹け上がり等の発生を抑制することができる。
【００４４】
しかも、過渡時のコンプレッサ２のトルクＴｒを複雑な計算等を行わなくても正確に予想することができるので、複雑な計算等を行っていた従来の場合に比べて、過渡時のコンプレッサ２のトルクＴｒを短時間で極めて容易に得ることができる。これにより、ＥＣＵ８の処理能力を高くしなくてもよくなり、コスト低減を図ることができる。
【００４５】
−他の実施形態−
以上、本発明の実施形態について説明したが、ここに示した実施形態は一例であり、さまざまに変形することが可能である。
【００４６】
上記実施形態の構成に、トルク変動パターンを採取するタイミングを変更する構成を追加してもよい。この場合、トルク変動パターンを採取するタイミングは、エンジン１１の回転数Ｎｅに応じて変更することが好ましい。
【００４７】
具体的には、図５に示すように、ＥＣＵ８Ａは、上記実施形態と同様のコンプレッサ過渡判定部８１と時系列データ記憶部８２とトルク変動パターン採取部８３と駆動源制御部８４に加え（図２参照）、トルク変動パターン採取部８３がトルク変動パターンを採取するタイミングをエンジン１１の回転数Ｎｅに応じて変更する採取タイミング変更部８５を備えた構成となっている。
【００４８】
採取タイミング変更部８５は、コンプレッサ過渡判定部８１によってコンプレッサ２が過渡状態にあると判定されると、トルク変動パターン採取部８３によってトルク変動パターンの採取が行われるタイミングを指示する。この場合、採取タイミング変更部８５は、タイミング指示を、コンプレッサ２が過渡状態にあると判定された後、直ちに行うのではなく、エンジン１１の回転数Ｎｅに応じて設定される期間の経過後に行う。
【００４９】
採取タイミング変更部８５により上記期間を設定する処理は、マップ、テーブル、あるいは近似式（演算式）を用いて行うことが可能であり、例えば、エンジン１１の回転数Ｎｅをパラメータとしたマップに基づいて求めることが可能である。なお、エンジン１１の回転数Ｎｅの代わりにコンプレッサ２の回転数を用いて、上記期間を設定してもよい。
【００５０】
この構成によれば、採取タイミング変更部８５によりエンジン１１の回転数Ｎｅに応じて設定される期間だけ、上記実施形態に比べてトルク変動パターンを採取するタイミングが遅延されることになる。そして、駆動源制御部８４によるエンジン１１の制御も上記期間だけ遅延して行われることになる。ここで、コンプレッサ２の過渡時、実際には、エアコンスイッチ７のＯＮ／ＯＦＦ操作等があった後、トルクＴｒの変動が直ちに始まるのではなく、若干の遅れが発生する。したがって、この構成によれば、そのようなコンプレッサ２のトルクＴｒの変動の遅れを補正することができる。これにより、トルク変動パターン採取部８３により採取されたトルク変動パターンに応じて制御されるコンプレッサ２のトルクＴｒを、実際のコンプレッサ２のトルクＴｒの挙動により近付けることができ、エンジン回転数の意図しない落ち込みや、吹け上がり等の発生を効果的に抑制することができる。
【００５１】
ここで、コンプレッサ２の停止時の起点となるトルクを定常時に推定されるトルクに予め一致させる制御を行うようにしてもよい。このような制御は、コンプレッサ２の停止時のトルク変動パターンとして、所定のトルク（起点となるトルク）から所定のトルク傾きで変動させるパターンしかない場合に有効となる。すなわち、上述のような場合、コンプレッサ２の停止時のトルク変動パターンの起点となるトルクが定常時に推定されるトルクと一致していなければ、コンプレッサ２の停止時、まず、コンプレッサ２のトルクを上記起点となるトルクに一致させ、その後、所定のトルク傾きで変動させるような制御が行われる。しかし、コンプレッサ２の停止時に、コンプレッサ２のトルクを上記起点となるトルクに一致させる際、コンプレッサ２のトルク変動が急激になる可能性があり、エンジン回転数の急激な落ち込みや吹け上がりが発生する可能性がある。
【００５２】
したがって、コンプレッサ２の停止時より前の定常運転時には、コンプレッサ２の停止時のトルク変動パターンの起点となるトルクを、定常時の推定トルクに一致させるようにすることが好ましい。そして、そのように一致させたトルクを起点として、コンプレッサ２のトルクを所定のトルク傾きで変動させていく。コンプレッサ２が定常状態にあるときのトルクを推定する推定手段としては、例えば、冷媒流量、コンプレッサ２の吐出圧、および吸入圧に基づいて推定する構成が挙げられるが、それ以外のパラメータに基づいて推定する構成としてもよい。そして、定常時の推定トルクが変化すれば、その変化に追従させて停止時の起点となるトルクを変化させるようにする。こうすれば、コンプレッサ２の停止時には、起点となるトルクが定常時の推定トルクに一致するため、コンプレッサ２の急激なトルク変動を抑制することができ、エンジン回転数の急激な落ち込みや吹け上がりを防止することができる。
【００５３】
また、上記実施形態では、高圧側領域の冷媒圧に関連する第１の物理量として、コンデンサ３とレシーバ４との間を流れる冷媒の圧力を採用したが、それ以外であってもよい。例えば、第１の物理量は、コンプレッサ２の吐出圧や、コンプレッサ２とコンデンサ３との間を流れる冷媒の圧力であってもよい。なお、この場合、第１の物理量を検出可能な箇所に圧力センサが設置される。
【００５４】
上記実施形態では、低圧側領域の冷媒圧に関連する第２の物理量として、エバポレータ６のフィン温度を採用したが、それ以外であってもよい。例えば、第２の物理量は、コンプレッサ２の吸入圧や、エバポレータ６とコンプレッサ２との間を流れる冷媒の圧力であってもよい。また、第２の物理量は、エバポレータ６を通過した空気温度であってもよい。なお、この場合、第２の物理量を検出可能な箇所に圧力センサあるいは温度センサが設置される。
【００５５】
図３、図４に示すコンプレッサ２の予想トルクの時系列データは、一例であって、上述したような２つのパラメータとコンプレッサ２のトルクＴｒとの関係を満たすものであれば、それ以外であってもよい。例えば、２つのパラメータとマップとを対応付ける形態はそれ以外であってもよい。コンプレッサ２の起動時と停止時とで対応付け方が異なっていてもよい。また、予想トルクの時系列データがテーブル等で構成されていてもよい。
【００５６】
上記実施形態では、時系列データ記憶部８２に記憶される時系列データが、コンプレッサ２が過渡状態にあるときのトルク変動パターンの複数のデータ（予想トルクの時系列データ）であったが、時系列データ記憶部８２に記憶される時系列データを、コンプレッサ２が過渡状態にあるときのトルク傾きの変動パターンの複数のデータ（予想トルク傾きの時系列データ）としてもよい。
【００５７】
この場合、コンプレッサ２のトルク傾きの変動パターンは、コンプレッサ２の予想トルク傾きの経時変化を表す時系列データであり、コンプレッサ２が過渡状態にあるときのトルクＴｒの傾きの変動を予想（予測）したデータである。コンプレッサ２のトルク傾きの変動パターンは、予め実験やシミュレーション等を行うことによって作成される。そして、コンプレッサ２のトルク傾きの変動パターンのデータは、上記第１，第２の物理量に対応付けて格納される。この場合、駆動源制御部８４によりエンジン１１の制御を行う際には、採取されたコンプレッサ２のトルク傾きの変動パターンに加え、そのトルク傾きの変動パターンを時間ｔで積分したコンプレッサ２のトルクＴｒに応じて燃料噴射量、吸入空気量等が制御される。
【００５８】
なお、時系列データ記憶部８２に記憶される時系列データを、コンプレッサ２が過渡状態にあるときトルク変動パターンおよびトルク傾きの変動パターンの一方だけではなく、両方のデータとすることも可能である。この場合には、駆動源制御部８４によりエンジン１１の制御を行う際、採取されたコンプレッサ２のトルク変動パターンおよびトルク傾きの変動パターンに応じて燃料噴射量、吸入空気量等が制御される。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】実施形態に係る車両空調用の冷凍サイクル装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】過渡時のコンプレッサのトルク予想制御の内容を示す制御ブロック図である。
【図３】起動時のコンプレッサの予想トルクの時系列データを示す図である。
【図４】停止時のコンプレッサの予想トルクの時系列データを示す図である。
【図５】変形例に係るトルク予想制御の内容を示す制御ブロック図である。
【符号の説明】
【００６０】
１    冷凍サイクル装置
２    コンプレッサ
３    コンデンサ
４    レシーバ
５    膨張弁
６    エバポレータ
７    エアコンスイッチ
８    ＥＣＵ
１１    エンジン
１２    回転数センサ
３１    高圧圧力センサ
６１    温度センサ
８１    コンプレッサ過渡判定部
８２    時系列データ記憶部
８３    トルク変動パターン採取部
８５    採取タイミング変更部
【図１】
2010025386.tif 000003
【図２】
2010025386.tif 000004
【図３】
2010025386.tif 000005
【図４】
2010025386.tif 000006
【図５】
2010025386.tif 000007