(57)【要約】【課題】  エアコン情報を収集するセンサ以外のセンサを追加することなく、簡易な制御フローでトルク推定精度を確保することが可能な圧縮機のトルク推定装置を提供する。【解決手段】  冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力（例えば、凝縮器出口側圧力Ｐｈ、又は、圧縮機の吐出圧力Ｐｄ）のみを入力信号とした相関関係式に基づき圧縮機のトルクを推定する。また、冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力と低圧側冷媒圧力との差（圧縮機の吐出圧Ｐｄと蒸発器５での冷媒飽和圧力Ｐsatとの差（例えば、Ｐｈ−Ｐsat ）、又は、圧縮機の吐出圧Ｐｄと吸入圧Ｐｓとの差（Ｐｄ−Ｐｓ））のみを入力信号とした相関関係式に基づき前記圧縮機のトルクを推定する。【選択図】        図３
2006152982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された駆動源により駆動される圧縮機によって冷媒が循環
される冷凍サイクルを備えたシステムに利用可能な圧縮機のトルク推定装置であって、
前記冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力のみを入力信号とした相関関係式に基づき前記圧縮機のトルクを推定するトルク推定手段
を具備することを特徴とする圧縮機のトルク推定装置。
【請求項２】
車両に搭載された駆動源により駆動される圧縮機によって冷媒が循環される冷凍サイクルを備えたシステムに利用可能な圧縮機のトルク推定装置であって、
前記冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力と低圧側冷媒圧力との差圧のみを入力信号とした相関関係式に基づき前記圧縮機のトルクを推定するトルク推定手段
を具備することを特徴とする圧縮機のトルク推定装置。
【請求項３】
前記高圧側冷媒圧力は、前記冷凍サイクルの放熱器出口側の圧力であることを特徴とする請求項１又は２記載の圧縮機のトルク推定装置。
【請求項４】
前記高圧側冷媒圧力は、前記圧縮機の吐出圧であることを特徴とする請求項１又は２記載の圧縮機のトルク推定装置。
【請求項５】
前記低圧側冷媒圧力は、前記冷凍サイクルの蒸発器での冷媒温度に関連する温度に基づき演算された冷媒飽和圧力であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の圧縮機のトルク推定装置。
【請求項６】
前記低圧側冷媒圧力は、前記圧縮機の吸入圧であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の圧縮機のトルク推定装置。
【請求項７】
前記相関関係式は、前記入力信号を変数とした２次以上の多項式であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の圧縮機のトルク推定装置。
【請求項８】
前記相関関係式は、前記入力信号を変数とした１次式を複数の区間ごとに近似した補間演算により求められたものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の圧縮機のトルク推定装置。
【請求項９】
車両に搭載された駆動源により駆動される圧縮機によって冷媒が循環される冷凍サイクルを備え、前記圧縮機が吐出圧と吸入圧との差圧を差圧制御弁により制御する差圧制御式であるシステムに利用可能な圧縮機のトルク推定装置であって、
前記差圧制御弁に印加する制御信号のみを入力信号とした相関関係式に基づき前記圧縮機のトルクを推定するトルク推定手段
を具備することを特徴とする圧縮機のトルク推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両に搭載される冷凍サイクルに用いられる圧縮機のトルク推定技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両の燃料消費低減への要請が増加している昨今において、車載用補機で必要となるトルクをエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）へレポートし、このＥＣＵによりエンジンと車載用補機とが最小限必要とするトルクに見合うように燃料噴射量を制御することは、燃料消費量を低減する上で有用な制御である。このため、車載用補機の内で最も消費動力が大きいエアコン用圧縮機のトルクを適切に推定できるようにすることは重要な課題である。
【０００３】
従来、こうした背景から、下記する特許文献１及び２に示されるような圧縮機トルクの算出技術が検討されている。
このうち、特許文献１に示される圧縮機トルクの算出技術は、冷凍サイクルの冷媒流量を、車速、凝縮器内の凝縮冷媒温、及び外気温に基づいて算出し、この冷媒流量と圧縮機の回転速度とから圧縮機の圧縮冷媒の吐出容量を算出し、この吐出容量と前記凝縮冷媒温から得られた冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力とに基づき圧縮機トルクを算出するようにしたものである。
また、特許文献２に示される圧縮機トルクの算出技術は、圧縮機の吐出圧力と吸入圧力、エンジンの回転速度、制御弁を駆動するデューティ比に基づき、圧縮機の駆動に必要な圧縮機トルクを推定するようにしたものである。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−９６９３６号公報
【特許文献１】特開２００２−２７６５５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のいずれの制御も車速やエンジン回転速度等の多くの車両側情報に基づき圧縮機トルクを推定するものであり、圧縮機トルクを推定するために多くのセンサが必要となったり、制御フローが複雑になる不都合がある。さらに、トルク推定で必要な精度を確保するために多くの実験とデータ解析が必要になる不都合もある。
【０００６】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、エアコン情報を収集するセンサ以外のセンサを追加することなく、簡易な制御フローで必要とするトルク推定精度を確保することが可能な圧縮機のトルク推定装置を提供することを主たる課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、エアコン情報のうち冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力や、冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力と前記蒸発器の冷媒飽和圧力との差圧、冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力と低圧側圧力との差圧が圧縮機のトルクと高い相関関係を有していることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、上記課題を達成するために、本発明に係る圧縮機のトルク推定装置は、車両に搭載された駆動源により駆動される圧縮機によって冷媒が循環される冷凍サイクルを備えたシステムに利用可能な装置であって、前記冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力のみを入力信号とした相関関係式に基づき前記圧縮機のトルクを推定するトルク推定手段を具備することを特徴としている（請求項１）。
【０００９】
したがって、このような構成においては、エアコン情報としての高圧側冷媒圧力に基づき、この高圧側冷媒圧力のみを入力信号とした相関関係式を用いて圧縮機トルクが推定されるので、複雑な制御フローが不要となり、また、車両側情報を収集するセンサを用いずにトルク推定が可能となる。しかも、トルク推定値は、圧縮機トルクと高い相関関係がある冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力に基づき算出されるので、必要とするトルク推定精度を確保することも可能となる。
【００１０】
圧縮機のトルク推定装置としては、車両に搭載された駆動源により駆動される圧縮機によって冷媒が循環される冷凍サイクルを備えたシステムに利用可能な装置であって、前記冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力と低圧側冷媒圧力との差圧のみを入力信号とした相関関係式に基づき前記圧縮機のトルクを推定するトルク推定手段を具備するようにしてもよい（請求項２）。
【００１１】
このような構成においては、冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力と低圧側冷媒圧力とに基づき、高圧側冷媒圧力と低圧側冷媒圧力との差圧のみを入力信号とした相関関係式を用いて圧縮機のトルクが推定されるので、複雑な制御フローが不要となり、また、車両側情報を収集するセンサを用いずにトルク推定が可能となる。しかも、トルク推定値は、圧縮機トルクと高い相関関係にある冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力と低圧側冷媒圧力との差に基づき算出されるので、必要とするトルク推定精度を確保することも可能となる。
【００１２】
ここで、高圧側冷媒圧力は、冷凍サイクルの放熱器出口側の圧力であっても、圧縮機の吐出圧であってもよい（請求項３、４）。また、低圧側冷媒圧力は、冷凍サイクルの蒸発器での冷媒温度に関連する温度に基づき演算された冷媒飽和圧力であっても、圧縮機の吸入圧であってもよい（請求項５，６）。
【００１３】
さらに、前記相関関係式は、入力信号を変数とした２次以上の多項式であっても、入力信号を変数とした１次式を複数の区間ごとに近似した補間演算により求められたものであってもよい（請求項７，８）。
【００１４】
また、上記課題を達成するために、圧縮機のトルク推定装置は、車両に搭載された駆動源により駆動される圧縮機によって冷媒が循環される冷凍サイクルを備え、前記圧縮機が吐出圧と吸入圧との差圧を差圧制御弁により制御する差圧制御式であるシステムに利用可能な装置であって、前記差圧制御弁に印加する制御信号のみを入力信号とした相関関係式に基づき前記圧縮機のトルクを推定するトルク推定手段を具備するようにしてもよい（請求項９）。
【００１５】
このような構成においては、差圧制御弁に印加する制御信号に基づき、この制御信号のみを入力信号とした相関関係式を用いて圧縮機のトルクが推定されるので、複雑な制御フローが不要となり、また、車両側情報を収集するセンサのみならずエアコン情報を収集するセンサを用いずにトルク推定が可能となる。しかも、トルク推定値は、圧縮機トルクと高い相関関係にある冷凍サイクルの圧縮機直近の高圧側冷媒圧力（即ち、吐出圧）と、圧縮機直近の低圧側冷媒圧力（即ち、吸入圧）との差を反映する制御信号のみに基づき算出されるので、必要とするトルク推定精度を確保することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
以上述べたように、請求項１に係る発明によれば、冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力のみを入力信号とした相関関係式を用いて圧縮機のトルクを推定するようにしたので、複雑な制御フローが不要になり、簡易な制御フローで必要とするトルク推定精度を確保することが可能となる。また、高圧側冷媒圧力に関する情報のみを収集すればよいので、エアコン情報を収集するセンサ以外のセンサを用いることなくトルク推定が可能となる。
【００１７】
また、請求項２に係る発明によれば、冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力と低圧側冷媒圧力との差圧のみを入力信号とした相関関係式を用いて圧縮機のトルクを推定するようにしたので、複雑な制御フローが不要になり、簡易な制御フローで必要とするトルク推定精度を確保することが可能となる。また、高圧側冷媒圧力と低圧側冷媒圧力との差圧に関する情報のみを収集すればよいので、エアコン情報を収集するセンサ以外のセンサを用いることなくトルク推定が可能となる。
【００１８】
また、請求項９に係る発明によれば、差圧制御弁に印加する制御信号のみを入力信号とした相関関係式を用いて圧縮機のトルクを推定するようにしたので、複雑な制御フローが不要になり、簡易な制御フローで必要とするトルク推定精度を確保することが可能となる。また、差圧制御弁に印加する制御信号のみを用いればよいので、車両側情報を収集するセンサやエアコン情報を収集するセンサを用いることなくトルク推定が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の実施の形態を図面により説明する。
図１において、車両用空調装置に用いる外部制御式可変容量型圧縮機（以下、圧縮機という）の一実施形態が示されている。この圧縮機１は、走行用エンジン２からの動力を受け、この走行用エンジン２と同期して回転するクラッチレスタイプのもので、凝縮器３、減圧装置４、蒸発器５などと共に配管結合されて冷凍
サイクル６を構成し、吐出容量を制御するようにしている。
【００２０】
図１に示すように、圧縮機は、シリンダブロック１１と、このシリンダブロック１１のリア側（図中、右側）にバルブプレート１２を介して組み付けられたリアヘッド１３と、シリンダブロック１１のフロント側（図中、左側）を閉塞するように組み付けられたフロントヘッド１４とを有して構成されている。これらフロントヘッド１４、シリンダブロック１１、バルブプレート１２、及び、リアヘッド１３は、締結ボルト１５により軸方向に締結されており、圧縮機全体のハウジングを構成している。
【００２１】
フロントヘッド１４とシリンダブロック１１とによって画設されるクランク室１６には、一端がフロントヘッド１４から突出する駆動シャフト１７が収容されている。この駆動シャフト１７のフロントヘッド１４から突出した部分には、ボルト１８によって軸方向に取り付けられた中継部材１９が固定されており、この中継部材１９に、フロントヘッド１４の端部に回転自在に外嵌され、且つ、走行用エンジン２にベルトを介して連結される駆動プーリ２０が固定されている。また、この駆動シャフト１７の一端側は、フロントヘッド１４との間に設けられたシール部材２１を介してフロントヘッド１４との間が気密よく封じられると共にラジアル軸受２２にて回転自在に支持されており、駆動シャフト１７の他端側は、シリンダブロック１１に収容されたラジアル軸受２３にて回転自在に支持されている。
【００２２】
シリンダブロック１１には、前記ラジアル軸受２３が収容される貫通孔２４と、この貫通孔２４を中心とする円周上に等間隔に配された複数のシリンダボア２５とが形成されており、それぞれのシリンダボア２５には、片頭ピストン２６が往復摺動可能に挿入されている。
【００２３】
前記駆動シャフト１７には、クランク室１６内において、該駆動シャフト１７と一体に回転するスラストフランジ２７が固定されている。このスラストフランジ２７は、フロントヘッド１４に対してスラスト軸受２８を介して回転自在に支持されており、このスラストフランジ２７には、リンク部材２９を介して斜板３０が連結されている。斜板３０は、駆動シャフト１７上に設けられたヒンジボール３１を中心に傾動可能に取り付けられているもので、スラストフランジ２７の回転に同期して一体に回転するようになっている。そして、斜板３０は、その周縁部分が前後に設けられた一対のシュー３２を介して片頭ピストン２６の係合部２６ａに係留されている。
【００２４】
したがって、駆動シャフト１７が回転すると、これに伴って斜板３０が回転し、この斜板３０の回転運動がシュー３２を介して片頭ピストン２６の往復直線運動に変換され、シリンダボア内において片頭ピストン２６とバルブプレート１２との間に形成される圧縮室の容積が変更されるようになっている。
【００２５】
バルブプレート１２には、それぞれのシリンダボア２５に対応して吸入孔３４と吐出孔３５とが形成され、また、リアヘッド１３には、圧縮室に供給する作動流体を収容する吸入室３６と、圧縮室から吐出した作動流体を収容する吐出室３７とが画設されている。吸入室３６は、リアヘッド１３の中央部分に形成されており、蒸発器５の出口側に通じる吸入口３８に連通すると共にバルブプレート１２の吸入孔３４を介して圧縮室に連通可能となっている。また、吐出室３７は、吸入室３６の周囲に形成されており、凝縮器３の入口側に通じる吐出口に連通すると共にバルブプレート１２の吐出孔３５を介して圧縮室に連通可能となっている。ここで、吸入孔３４は、バルブプレート１２のフロント側端面に設けられた吸入弁３９によって開閉され、吐出孔３５は、バルブプレート１２のリア側端面に設けられた吐出弁４０によって開閉されるようになっている。
【００２６】
この圧縮機１の吐出容量は、ピストン２６のストロークによって決定され、このストロークは、ピストン２６の前面にかかる圧力、即ち圧縮室の圧力（シリンダボア内の圧力）と、ピストンの背面にかかる圧力、即ちクランク室１６内の圧力（クランク室圧Ｐｃ）との差圧によって斜板３０の傾斜角度（揺動角度）を変化させることで調製される。
【００２７】
そして、この例においては、シリンダブロック１１、バルブプレート１２、及びリアヘッド１３に亘って形成された通路によって吐出室３７とクランク室１６とを連通する給気通路４１が形成され、貫通孔２４と連通するバルブプレート１２に形成された通孔４２やラジアル軸受２３の隙間などによってクランク室１６と吸入室３６とを連通する絞り通路が形成され、給気通路４１上に圧力制御弁４３が設けられている。この圧力制御弁４３は、リアヘッド１３に形成された制御弁装着孔４５に装着され、給気通路４１の開度を調節することで、クランク室１６の圧力（クランク室圧Ｐｃ）を制御しているもので、電磁ソレノイドなどのアクチュエータを有し、ソレノイドに供給される電流のデューティ比を調節して給気通路の開度が制御されるようになっている。
【００２８】
ところで、前記エンジン２は、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）５０によって制御されている。このＥＣＵ５０は、アクセルペダルの踏み代をエンジン吸気管路に設けられたスロットル弁の開度として検出するアクセル開度センサ５１や、車速センサ５２、エンジン回転速度センサ５３などからの信号を入力し、これらセンサの入力信号から得られた情報に基づき、燃料噴射量や噴射タイミング、点火時期などを最適値に制御している。
【００２９】
また、エアコン制御ユニット（Ａ／Ｃ  ＣＵ）５４は、凝縮器の出口側での冷媒圧力Ｐｈを検出する高圧圧力センサ５５、蒸発器の表面温度又は蒸発器を通過した空気温度などの蒸発器の冷媒温度に関連する温度（以下、蒸発器温度Ｔevaという）を検出する蒸発器温度センサ５６、圧縮機１の吐出圧を検出する吐出圧センサ５７、圧縮機１の吸入圧を検出する吸入圧センサ５８などの各種センサからの信号が入力されると共に、エアコンスイッチや車室の目標温度を設定する温度設定器などを備えた操作パネルからの信号が入力され、空調装置の総合的な制御を行っている。
【００３０】
ここで、エアコン制御ユニット（Ａ／Ｃ  ＣＵ）５４は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、入出力ポート等を備えて構成されるそれ自体公知のもので、メモリに与えられた所定のプログラムにしたがって各種センサやＥＣＵ、操作パネルからの入力信号を処理し、圧力制御弁４３に対して供給する電流のデューティ比を制御すると共に、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）に対して、以下に述べる手法によって演算された圧縮機のトルク推定値を送信する等の処理を行なっている。
【００３１】
圧縮機１のトルクを推定するに当たり、圧縮機の1回転あたりの吐出容量Ｖｓ、吸入圧力Ｐｓ及び吐出圧力Ｐｄに基づいて圧縮機のトルクを算出する理論式（数１）が存在するが、圧縮機の吐出容量がクランク室圧力に基づいて自立的に可変される可変容量型圧縮機である場合には、条件に応じて変化する吐出容量を特定することができず、前記理論式は適用できない（κ：ポリトロープ指数）。
【００３２】
【数１】
2006152982.tif 000003
【００３３】
一方、発明者らは、種々のトルクに関連する実験データを精査した結果、
◎  冷凍サイクルの熱負荷が所定レベル以下の時は、圧縮機は中間吐出容量状態で運転されており、冷凍サイクルの熱負荷の上昇／低下に対して1回転あたりの吐出容量が自立的に変化し、それに相応してトルクが上昇／低下する、
◎  冷凍サイクル負荷が所定レベルより高い時は、圧縮機は最大吐出容量状態で運転されており、冷凍サイクルの熱負荷の上昇／低下に対して冷凍サイクルの高圧圧力（圧縮機の吐出圧力）が変化し、それに相応してトルクが上昇／低下する、
◎  圧縮機の高速回転時には、圧縮機の1回転あたりの吐出容量が減少するように自立制御されるにも関わらず、吐出容量の減少に伴う圧縮効率の低下、及び摺動部が高速摺動することによる機械効率の低下により、圧縮機のトルクはさほど低下しない、
という事実に着目し、
(1)  冷凍サイクルの熱負荷が低熱負荷であっても高熱負荷であっても、熱負荷の増減に伴ってトルクが増減する共通の「右肩上がり特性」をもつのではないか
(2)  高速走行に伴って圧縮機の1回転あたりの吐出容量が自立的に減少しても、圧縮機のトルクは上記(1)の「右肩上がり特性」の上に乗るのではないか
との仮説を得るに至った。
【００３４】
発明者らが上記仮説に基づき、エアコン情報を収集するセンサから得られた１つ又は複数のエアコン情報と圧縮機１のトルクとの相関関係を調べた結果によると、図２に示されるように、冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力（凝縮器３の出口側冷媒圧力Ｐｈ、又は、圧縮機の吐出圧力Ｐｄなど）と圧縮機トルクとの相関、冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力と蒸発器での冷媒飽和圧力との差（例えば、凝縮器３の出口側冷媒圧力Ｐｈと蒸発器での冷媒飽和圧力Ｐsat との差）と圧縮機トルクとの相関、及び、冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力と低圧側冷媒圧力との差（例えば、圧縮機１の吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとの差）と圧縮機トルクとの相関がいずれも高いことが見出された。
【００３５】
ここで、図２（ａ）は、外気温Ｔamb に対する圧縮機トルクの相関関係を示す線図であり、図２（ｂ）は、凝縮器３の出口側の冷媒圧力Ｐｈに対する圧縮機トルクの相関関係を示す線図であり、図２（ｃ）は、圧縮機１の吐出圧力Ｐｄに対する圧縮機トルクの相関関係を示す線図であり、図２（ｄ）は、凝縮器出口側の冷媒圧力Ｐｈと蒸発器５の飽和圧力Ｐsat との差に対する圧縮機トルクの相関関係を示す線図であり、図２（ｅ）は、圧縮機１の吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとの差に対する圧縮機トルクの相関関係を示す線図であり、図２（ｆ）は、凝縮器出口側の冷媒圧力Ｐｈと蒸発器５の飽和圧力Ｐsat との比に対する圧縮機トルクの相関関係を示す線図であり、図２（ｇ）は、凝縮器出口側の冷媒圧力Ｐｈと蒸発器５の飽和圧力Ｐsat との差と蒸発器５の飽和圧力Ｐsat との比に対する圧縮機トルクの相関関係を示す線図である。また、図中、Ｒは相関係数を示す。
【００３６】
また、高圧側冷媒圧力として凝縮器出口側の冷媒圧力Ｐｈを用いた場合と圧縮機の吐出圧Ｐｄを用いた場合とを比較すると、コンプレッサ直近の圧力である吐出圧力Ｐｄを用いた場合の方が圧縮機トルクとの相関が高く、凝縮器出口側の冷媒圧力Ｐｈと蒸発器５の冷媒飽和圧力Ｐsat との差を用いた場合と、圧縮機１の吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとの差を用いた場合とを比較すると、コンプレッサ直近の圧力である吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとの差を用いた場合の方が圧縮機トルクとの相関が高くなることが判明している。
【００３７】
さらに、圧縮機１の吐出圧Ｐｄのみを用いた場合と圧縮機１の吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとの差を用いた場合とを比較すると、吐出圧力と吸入圧力との差（Ｐｄ−Ｐｓ）を用いた場合の方が圧縮機トルクとの相関が高くなることが判明している。
【００３８】
以上の結果に基づき、高圧側冷媒圧力（例えば、凝縮器出口側の冷媒圧力Ｐｈ、又は、圧縮機の吐出圧力Ｐｄ）のみを用いた場合と、冷凍サイクル６の高圧側冷媒圧力と低圧側冷媒圧力との差（例えば、圧縮機の吐出圧Ｐｄと蒸発器５での冷媒飽和圧力Ｐsatとの差（Ｐｈ−Ｐsat ）、又は、圧縮機の吐出圧Ｐｄと吸入圧Ｐｓとの差（Ｐｄ−Ｐｓ））のみを用いた場合に高い相関関係が得られているので、これらをパラメータとしてエアコン制御ユニット（Ａ／Ｃ  ＣＵ）により圧縮機１のトルク推定を次のように行なうようにしている。
【００３９】
図３において、凝縮器出口側の冷媒圧力Ｐｈをパラメータとしてトルク推定を行なう演算処理例がフロチャートとして示されており、以下、このフローチャートに基づいてトルク推定の演算処理例を説明する。
【００４０】
エアコン制御ユニット（Ａ／Ｃ  ＣＵ）５４は、空調装置を起動して、一連の初期処理を経た後に、この制御ルーチンの処理を所定の間隔で行うもので、ステップ６０において、高圧圧力センサ５５によって検出された凝縮器出口側の冷媒圧力Ｐｈの信号を入力し、次のステップ６２で、凝縮器出口側の冷媒圧力Ｐｈのみを入力信号とした相関関係式ｆ（Ｐｈ）を用いて、前記ステップ６０で入力された凝縮器出口側の冷媒圧力Ｐｈに基づき圧縮機１のトルクＴtrq を演算する。
【００４１】
この相関関係式は、熱負荷を低熱負荷から高熱負荷まで変化させ、また、圧縮機回転速度をアイドル相当の回転速度から高速回転速度まで変化させた範囲で得られる複数の計測点での圧縮機トルクとそのときの凝縮器出口側の冷媒圧力Ｐｈとのデータから２次式（ａＰｈ2 ＋ｂＰｈ＋ｃ）の相関を行い、計算値と実測値との差が最小となるよう最小二乗法などを用いて係数（ａ，ｂ，ｃ）を算出して予備的に得られたものである。種々の運転条件が混在するにも関わらず高い相関傾向が表れており、前述の仮説が正しいことが裏付けられている。
【００４２】
そして、エアコン制御ユニット（Ａ／Ｃ  ＣＵ）５４は、このような相関関係式を用いて演算された圧縮機１のトルクをエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）５０へレポートする。
【００４３】
したがって、圧縮機１のトルクと相関が高い凝縮器出口側の冷媒圧力Ｐｈのみを用いて、熱負荷と圧縮機回転速度を変化させて得られた凝縮器出口側の冷媒圧力Ｐｈと圧縮機トルクとの相関関係式から圧縮機１のトルクを算出するようにしたので、複雑な制御フローが不要となり、また、車両側情報を収集するセンサを用いずに圧縮機１のトルク推定が可能となる。しかも、図４で示されるように、実際の圧縮機トルクに対応したトルク推定が可能となり、必要とするトルク推定精度を確保することが可能となる。
【００４４】
尚、上述の構成において、冷凍サイクル６の高圧側冷媒圧力として凝縮器出口側の冷媒圧力Ｐｈを用いたが、これに代えて圧縮機１の吐出圧Ｐｄを用いて同様の制御を行なうようにしてもよい。
このような構成においては、圧縮機直近の圧力である吐出圧力Ｐｄが変数として用いられるので、上述した効果に加え、圧縮機１のトルク推定の演算精度をさらに高めることが可能となる。
【００４５】
図５において、冷凍サイクル６の高圧側冷媒圧力と蒸発器５での冷媒飽和圧力との差を変数として用いる場合のトルク推定演算処理例がフローチャートとして示されている。この例においては、ステップ７０において、高圧圧力センサ５５によって検出された凝縮器出口側の冷媒圧力Ｐｈに相当する信号と蒸発器温度センサ５６により検出された蒸発器温度Ｔevaに相当する信号とを入力し、ステップ７２において、蒸発器温度Ｔevaから蒸発器５の冷媒飽和圧力Ｐsat を演算する。そして、ステップ７４において、凝縮器出口側の冷媒圧力Ｐｈと蒸発器の冷媒飽和圧力Ｐsat との差圧（Ｐｈ−Ｐsat ）のみを入力信号とした相関関係式ｆ（Ｐｈ−Ｐsat ）を用いて、入力された凝縮器出口側の冷媒圧力Ｐｈと蒸発器温度Ｔevaとに基づき圧縮機のトルクＴtrq を推定演算する。
【００４６】
この相関関係式も、熱負荷を低熱負荷から高熱負荷まで変化させ、また、圧縮機回転速度をアイドル相当の回転速度から高速回転速度まで変化させた範囲で得られる複数の計測点での圧縮機トルクとそのときの凝縮器出口側の冷媒圧力Ｐｈと蒸発器の冷媒飽和圧力Ｐsat との差圧（Ｐｈ−Ｐsat ）とのデータから２次式（ａ（Ｐｈ−Ｐsat ）2 ＋ｂ（Ｐｈ−Ｐsat ）＋ｃ）の相関を行い、計算値と実測値との差が最小となるよう最小二乗法などを用いて係数（ａ，ｂ，ｃ）を算出して得られたものである。この相関においても、種々の運転条件が混在するにも関わらず高い相関傾向が表れており、前述の仮説が正しいことが裏付けられている。
【００４７】
そして、エアコン制御ユニット（Ａ／Ｃ  ＣＵ）５４は、上述した相関関係式を用いて演算された圧縮機のトルクＴtrq を、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）５０へレポートする（ステップ７６）。
【００４８】
したがって、圧縮機１のトルクと相関が高い凝縮器出口側の冷媒圧力Ｐｈと蒸発器５の冷媒飽和圧力Ｐsat との差を用いて、熱負荷と圧縮機回転速度を変化させて得られたＰｈ−Ｐsat と圧縮機トルクとの相関関係式から圧縮機１のトルクを算出するようにしたので、複雑な制御フローが不要となり、また、車両側情報を収集するセンサを用いずに圧縮機１のトルク推定が可能となる。しかも、図６で示されるように、実際の圧縮機トルクに対応したトルク推定が可能となり、必要とするトルク推定精度を確保することが可能となる。
【００４９】
尚、上述の構成において、蒸発器５の冷媒飽和圧力Ｐsat を圧縮機１の吸入圧力Ｐｓで置き換え、或いは、凝縮器３の出口側冷媒圧力Ｐｈを圧縮機１の吐出圧力Ｐｄで置き換え、同様の手法で圧縮機のトルクを演算してもよい。
また、蒸発器５の冷媒飽和圧力Ｐsat を圧縮機１の吸入圧力Ｐｓで置き換え、且つ、凝縮器３の出口側冷媒圧力Ｐｈを圧縮機１の吐出圧力Ｐｄで置き換え、圧縮機１を吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとの差（Ｐｄ−Ｐｓ）に基づき、同様の手法で圧縮機１のトルクを演算してもよい。
【００５０】
このようにＰｄ，Ｐｓをパラメータとして用いた場合には、コンプレッサ直近の圧力に基づき圧縮機トルクが推定されるので、圧縮機１との相関も高くなり、トルク推定精度を高めることが可能となる。特に、圧縮機１の吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとの差（Ｐｄ−Ｐｓ）を変数に用いる場合には、圧縮機の吐出圧力Ｐｄのみを変数として用いた場合よりもトルク推定精度を高めることが可能となる。
【００５１】
尚、以上の実施形態においては、トルク相関式を２次式としたが、３次以上の多項式としてもよい。３次以上の多項式にすることにより、変極点を持つような相関傾向についてもトルク推定をすることが出来る。
【００５２】
また、トルク推定式を複数の区間ごとに区分した１次式により補間演算により近似しても良い。
【００５３】
以上述べたように、変数として高圧側冷媒圧力（凝縮器出口側の冷媒圧力Ｐｈ、又は、圧縮機の吐出圧力Ｐｄ）のみを用いた場合と、冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力と蒸発器での冷媒飽和圧力との差、又は、冷凍サイクルの高圧側冷媒圧力と低圧側冷媒圧力との差を用いた場合においては、上述した手法を用いることでエアコン情報のみを利用して実用に供しうる推定精度を確保することができるが、圧縮機１の吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとの差（Ｐｄ−Ｐｓ）を変数として用いることによる高いトルク推定精度に着目し、圧縮機１が吐出圧と吸入圧との差圧を制御する差圧制御型の圧力制御弁４３を用いて吐出量を制御する形式である場合には、圧力制御弁４３を制御する制御信号（圧力制御弁４３に供給する電流のデューティ比）を変数としてトルク推定を行なうようにしてもよい。
【００５４】
即ち、差圧制御弁に印加する制御信号（電流のデューティ比）のみを入力信号とした相関関係式を用い、差圧制御弁に印加する実際の制御信号に基づき圧縮機トルクを推定演算するとよい。より具体的には、熱負荷を低熱負荷から高熱負荷まで変化させ、また、圧縮機回転速度をアイドル相当の回転速度から高速回転速度まで変化させた範囲で得られる複数の計測点での圧縮機トルクとそのときの圧力制御弁４３に印加する制御信号とのデータから２次式の相関を行い、計算値と実測値との差が最小となるよう最小二乗法などを用いて係数を算出して相関関係式を求め、この関係式から圧縮機トルクを演算すればよい。
【００５５】
このような手法による圧縮機１のトルク推定においては、差圧制御弁に印加する制御信号を用いて、熱負荷と圧縮機回転速度を変化させて得られた制御信号と圧縮機トルクとの相関関係式から圧縮機１のトルクを算出するようにしたので、複雑な制御フローが不要となり、また、車両側情報を収集するセンサのみならずエアコン情報を収集するセンサを用いずに圧縮機１のトルク推定が可能となる。このため、製品コストの低減を大幅に図ることが可能となる。しかも、実際の圧縮機トルクに対応したトルク推定が可能となり、必要とするトルク推定精度を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は、圧縮機の制御システムの構成例を示す概略構成図である。
【図２】図２は、各種エアコン情報と圧縮機のトルクとの相関関係を説明する実測データであり、図２（ａ）は、エアコン情報として外気温Ｔamを用いた場合であり、図２（ｂ）は、エアコン情報として凝縮器出口側の冷媒圧力Ｐｈを用いた場合であり、図２（ｃ）は、エアコン情報として圧縮機の吐出圧力Ｐｄを用いた場合であり、図２（ｄ）は、エアコン情報として凝縮器出口側の冷媒圧力Ｐｈと蒸発器の飽和圧力Ｐsat との差（Ｐｈ−Ｐsat ）を用いた場合であり、図２（ｅ）は、エアコン情報として圧縮機の吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとの差（Ｐｄ−Ｐｓ）を用いた場合であり、図２（ｆ）は、エアコン情報として凝縮器出口側の冷媒圧力Ｐｈと蒸発器の飽和圧力Ｐsat との比（Ｐｈ／Ｐsat ）を用いた場合であり、図２（ｇ）は、エアコン情報として凝縮器出口側の冷媒圧力Ｐｈと蒸発器の飽和圧力Ｐsat との差（Ｐｈ−Ｐsat ）と蒸発器の飽和圧力Ｐsat との比（（ＰｈーＰsat ）／Ｐsat ）を用いた場合である。
【図３】図３は、図１のエアコン制御ユニット（Ａ／Ｃ  ＣＵ）によるトルク推定演算処理例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、図３のトルク推定演算処理により得られた推定トルクと実測した圧縮機トルクを示す線図である。
【図５】図５は、図１のエアコン制御ユニット（Ａ／Ｃ  ＣＵ）による他のトルク推定演算処理例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、図５のトルク推定演算処理により得られた推定トルクと実測した圧縮機トルクを示す線図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  圧縮機
６  冷凍サイクル
４３  圧力制御弁
５５  高圧圧力センサ
５６  蒸発器温度センサ
５７  吐出圧センサ
５８  吸入圧センサ
【図１】
2006152982.tif 000004
【図２】
2006152982.tif 000005
【図３】
2006152982.tif 000006
【図４】
2006152982.tif 000007
【図５】
2006152982.tif 000008
【図６】
2006152982.tif 000009