(57)【要約】【課題】気体圧縮機のトルク推定装置において、空調システムの起動指令があってからアーマチュアがロータと連結されるまでの期間における気体圧縮機の起動時のトルクを精度よく推定する。【解決手段】トルク推定装置１００は、電磁コイル２１１への電圧の印加によって連結され、印加の停止によって切断される電磁クラッチ２１０を備えた気体圧縮機２００の駆動トルクを推定する駆動トルク推定部１１０と、電磁コイル２１１への電圧の印加を指令する起動指令のタイミングｔ０から電磁クラッチ２１０が連結を完了したと想定されるタイミングｔ２までの期間Ｔは、駆動トルク推定部１１０により推定された駆動トルクを、ゼロから推定された駆動トルクまで漸次増大するように変化させる補正部１２０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁コイルへの電圧の印加によって連結され、前記印加の停止によって切断される電磁クラッチを備えた気体圧縮機の駆動トルクを推定する駆動トルク推定部と、
前記電磁コイルへの電圧の印加を指令する起動指令から前記電磁クラッチが連結を完了したと想定されるタイミングまでの期間は、前記駆動トルク推定部により推定された前記駆動トルクを、ゼロから推定された前記駆動トルクまで増大するように変化させる補正部と、を備えた気体圧縮機のトルク推定装置。
【請求項２】
前記補正部は、前記期間のうち、前記電磁コイルへの起動指令から前記電磁クラッチが接触し始めたと想定されるタイミングまでである前半期間は、前記駆動トルク推定部により推定された前記駆動トルクをゼロに補正する請求項１に記載の気体圧縮機のトルク推定装置。
【請求項３】
前記補正部は、前記期間のうち、前記電磁クラッチが接触し始めたと想定されるタイミングから前記連結を完了したと想定されるタイミングまでである後半期間は、前記駆動トルク推定部により推定された前記駆動トルクを、経過時間にしたがって、ゼロから前記推定された前記駆動トルクまで増大させるように補正する請求項１又は２に記載の気体圧縮機のトルク推定装置。
【請求項４】
前記補正部は、前記電磁コイルへの電圧の印加を指令する起動指令から前記電磁クラッチが連結を完了したと想定されるタイミングまでの期間を、３０〜９０［ミリ秒］に設定している請求項１から３のうちいずれか１項に記載の気体圧縮機のトルク推定装置。
【請求項５】
前記補正部は、前記電磁コイルへの電圧の印加を指令する起動指令から前記電磁クラッチが連結を完了したと想定されるタイミングまでの期間を、４０〜６０［ミリ秒］に設定している請求項１から３のうちいずれか１項に記載の気体圧縮機のトルク推定装置。
【請求項６】
電磁コイルへの電圧の印加によって連結され、前記印加の停止によって切断される電磁クラッチを備えた気体圧縮機の駆動トルクを推定する駆動トルク推定部と、
前記電磁コイルへの電圧の印加を指令する起動指令から３０〜９０［ミリ秒］までの期間は、前記駆動トルク推定部により推定された前記駆動トルクを、ゼロから推定された前記駆動トルクまで増大するように変化させる補正部と、を備えた気体圧縮機のトルク推定装置。
【請求項７】
前記補正部は、前記電磁コイルへの電圧の印加を指令する起動指令から４０〜６０［ミリ秒］までの期間は、前記駆動トルク推定部により推定された前記駆動トルクを、ゼロ推定された前記駆動トルクまで増大するように変化させる請求項６に記載の気体圧縮機のトルク推定装置。
【請求項８】
前記駆動トルク推定部は、前記気体圧縮機の駆動トルクを、前記気体圧縮機の回転速度と前記気体圧縮機から吐出された冷媒の圧力とに基づいて推定する請求項１から７のうちいずれか１項に記載の気体圧縮機のトルク推定装置。
【請求項９】
前記駆動トルク推定部は、前記駆動トルクが前記補正部により補正された後の補正後駆動トルクを、前記電磁クラッチを介して前記気体圧縮機を駆動するエンジンの制御装置に出力する請求項１から８のうちいずれか１項に気体圧縮機のトルク推定装置。
【請求項１０】
請求項１から５のうちいずれか１項に記載の気体圧縮機のトルク推定装置により推定された前記気体圧縮機の駆動トルクに応じて、前記電磁クラッチを介して前記気体圧縮機を駆動するエンジンの回転速度を制御し、前記起動指令から前記電磁クラッチが連結を完了したと想定されるタイミングまでの期間は前記エンジンの回転速度を漸次増速させるエンジン制御部を備えたエンジン制御装置。
【請求項１１】
請求項６又は７に記載の気体圧縮機のトルク推定装置により推定された前記気体圧縮機の駆動トルクに応じて、前記電磁クラッチを介して前記気体圧縮機を駆動するエンジンの回転速度を制御し、前記起動指令から３０〜９０［ミリ秒］までの期間は前記エンジンの回転速度を漸次増速させるエンジン制御部を備えたエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体圧縮機のトルク推定装置及びエンジン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載されている空気調和システム（以下、空調システムという。）の気体圧縮機は、気体圧縮機が備えた電磁クラッチの断接を切り換えることにより、車両のエンジンの動力の伝達を制御している。電磁クラッチは、電磁コイル、アーマチュア、ロータにより構成されている。そして、空調システムの起動指令によって電磁コイルに電圧が印加されると、アーマチュアがロータに吸引されてアーマチュアとロータとが連結される。
【０００３】
これにより、ロータに伝達されているエンジンの動力が、アーマチュアを介して気体圧縮機を駆動する。一方、空調システムの停止指令によって電磁コイルへの電圧の印加が停止されると、アーマチュアがロータから離される。これにより、ロータに伝達されているエンジンの動力は、アーマチュアに伝達されず、気体圧縮機の駆動が停止する。
【０００４】
ここで、電磁クラッチの接続によって、気体圧縮機の駆動によるトルク（負荷）がエンジンに掛ると、車両の駆動のための駆動力が急激に低下する。そこで、エンジンを制御するエンジン制御装置（ＥＣＵ）は、車両の駆動のための駆動力が低下しないように、気体圧縮機のトルクを補償してエンジンの駆動力を高める（エンジンの回転数を高くする）制御を行う。このとき、気体圧縮機のトルクを予め推定するのがトルク推定装置であり、トルク推定装置は、空調システムにおける気体圧縮機の下流側の冷媒ガスの圧力等に基づいて気体圧縮機のトルクを推定する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３９２１４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
トルク推定装置は、気体圧縮機の定常運転時だけでなく、起動時のトルク（ピークトルク）も推定するが、ピークトルクは、アーマチュアとロータとが連結された状態で発生するトルクである。一方、トルク推定装置が推定したピークトルクは、上述した空調システムの起動指令があったタイミングでエンジン制御装置による制御に供されるが、起動指令のタイミングにおいては、アーマチュアとロータとがまだ完全に連結された状態ではない。  
【０００７】
つまり、アーマチュアとロータとが完全に連結されていない状態での気体圧縮機のトルクは、推定されたピークトルクよりも低い。したがって、エンジン制御装置は、気体圧縮機のトルクを補償するのに必要とされる駆動力よりも高い駆動力を発生するようにエンジンを制御することになり、動力の無駄が生じる。  
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、空調システムの起動指令があってからアーマチュアがロータと連結されるまでの期間における気体圧縮機の起動時のトルクを精度よく推定することができる気体圧縮機のトルク推定装置及びその推定されたトルクによって気体圧縮機を駆動するエンジンを適切に制御することができるエンジン制御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】
【０００９】
本発明の第１は、電磁コイルへの電圧の印加によって連結され、前記印加の停止によって切断される電磁クラッチを備えた気体圧縮機の駆動トルクを推定する駆動トルク推定部と、前記電磁コイルへの電圧の印加を指令する起動指令から前記電磁クラッチが連結を完了したと想定されるタイミングまでの期間は、前記駆動トルク推定部により推定された前記駆動トルクを、ゼロから推定された前記駆動トルクまで増大するように変化させる補正部と、を備えた気体圧縮機のトルク推定装置である。  
【００１０】
本発明の第２は、電磁コイルへの電圧の印加によって連結され、前記印加の停止によって切断される電磁クラッチを備えた気体圧縮機の駆動トルクを推定する駆動トルク推定部と、前記電磁コイルへの電圧の印加を指令する起動指令から３０〜９０［ミリ秒］までの期間は、前記駆動トルク推定部により推定された前記駆動トルクを、ゼロから推定された前記駆動トルクまで増大するように変化させる補正部と、を備えた気体圧縮機のトルク推定装置である。  
【００１１】
本発明の第３は、本発明に係る第１の気体圧縮機のトルク推定装置により推定された前記気体圧縮機の駆動トルクに応じて、前記電磁クラッチを介して前記気体圧縮機を駆動するエンジンの回転速度を制御し、前記起動指令から前記電磁クラッチが連結を完了したと想定されるタイミングまでの期間は前記エンジンの回転速度を漸次増速させるエンジン制御部を備えたエンジン制御装置である。  
【００１２】
本発明の第４は、本発明に係る第２の気体圧縮機のトルク推定装置により推定された前記気体圧縮機の駆動トルクに応じて、前記電磁クラッチを介して前記気体圧縮機を駆動するエンジンの回転速度を制御し、前記起動指令から３０〜９０［ミリ秒］までの期間は前記エンジンの回転速度を漸次増速させるエンジン制御部を備えたエンジン制御装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る気体圧縮機のトルク推定装置によれば、空調システムの起動指令があってからアーマチュアがロータと連結されるまでの期間における気体圧縮機の起動時のトルクを精度よく推定することができる。
【００１４】
また、本発明に係るエンジン制御装置によれば、本発明に係る気体圧縮機のトルク推定装置により推定されたトルクによって、気体圧縮機を駆動するエンジンを適切に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態である気体圧縮機のトルク推定装置を示すブロック図である。
【図２】エンジン制御装置によるエンジン制御の概略を示すフローチャートである。
【図３】トルク推定装置のトルク推定の制御の概略を示すフローチャートである。
【図４】気体圧縮機が停止している状態で電磁クラッチを接続する起動指令によって電磁コイルに電圧を印加してからの経過時間と、推定された駆動トルクを補正する補正係数（０〜１．０）との対応関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る気体圧縮機のトルク推定装置及びエンジン制御装置の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態である気体圧縮機のトルク推定装置１００を示すブロック図である。
【００１７】
＜概要＞
本実施形態のトルク推定装置１００は、図１に示すように、気体圧縮機２００の駆動トルクを推定するものである。気体圧縮機２００は、電磁クラッチ２１０の接続（連結）と切断とを切り替えることにより、車両４００に搭載されたエンジン５００から駆動の動力の供給の有無を切り替える。トルク推定装置１００は、電磁クラッチ２１０を接続する起動指令（電磁クラッチ２１０の電磁コイル２１１へ電圧を印加する指令）から特定の期間Ｔについて、駆動トルク推定部１１０により推定された駆動トルクを、ゼロから推定された駆動トルクまで増大するように変化させる。  
【００１８】
＜気体圧縮機＞
本実施形態のトルク推定装置１００によって駆動トルクが推定される気体圧縮機２００は、車両４００の空気調和システム３００（以下、空調システム３００という。）の一部として車両に搭載されている。気体圧縮機２００は、例えばベーンロータリ形式の気体圧縮機である。気体圧縮機２００は、車両に搭載されたエンジン５００を動力源として動作する。気体圧縮機２００は、電磁クラッチ２１０を備えている。  
【００１９】
電磁クラッチ２１０は、電磁コイル２１１、ロータ２１２及びアーマチュア２１３を備えている。ロータ２１２はエンジン５００と連動して回転し、アーマチュア２１３は気体圧縮機２００の回転軸と結合して気体圧縮機２００と連動している。電磁クラッチ２１０を接続する起動指令があると、電磁コイル２１１に電圧が印加される。電磁コイル２１１は、電圧の印加により、アーマチュア２１３をロータ２１２に引き寄せてロータ２１２に連結させて電磁クラッチ２１０が接続した状態となる。一方、電圧の印加の停止により、アーマチュア２１３をロータ２１２から離れて（連結が解除して）電磁クラッチ２１０が切断した状態となる。電磁クラッチ２１０を接続する起動指令は、例えば、リレーなどのスイッチから入力される。  
【００２０】
アーマチュア２１３がロータ２１２に連結した電磁クラッチ２１０の接続状態では、エンジン５００の動力が電磁クラッチ２１０を介して気体圧縮機２００の回転軸を回転させることで、気体圧縮機２００を動作させる。アーマチュア２１３がロータ２１２から離れた電磁クラッチの切断状態では、エンジン５００の動力が気体圧縮機２００の回転軸に伝達されず、気体圧縮機２００を動作させない。  
【００２１】
＜エンジン制御装置＞
エンジン制御装置６００は、エンジン制御部６１０とトルク推定装置１００とを備えている。図２は、エンジン制御装置６００のエンジン制御部６１０によるエンジン５００に対する制御の概略を示すフローチャートである。エンジン制御装置（ＥＣＵ）６００は、図２に示すように、車両４００のアクセルペダルに入力された操作や、エンジン５００の冷却水温、吸気温度、負荷等の入力を受ける（Ｓ１）。負荷としては、後述するトルク推定装置１００から入力された、気体圧縮機２００の駆動トルクもある。エンジン制御装置６００のエンジン制御部６１０は、これらの入力に応じて、エンジン５００の回転数を調整する（Ｓ２）。  
【００２２】
エンジン制御部６１０は、エンジン５００に供給する燃料の噴射量等を調整することで、エンジン５００の回転速度（単位時間当たりの回転数。以下、同じ。）を制御する。エンジン５００は、回転速度が速くなるにしたがって出力が増大し、回転速度が遅くなるにしたがって出力が減少する。エンジン制御装置６００は、エンジン５００を停止させるエンジンストップの指示（信号）が入力されたとき（Ｓ３においてＹＥＳ）は、エンジン５００を停止させて（Ｓ４）処理を終了する。  
【００２３】
＜トルク推定装置＞
図３は、トルク推定装置１００のトルク推定の制御の概略を示すフローチャートである。トルク推定装置１００は、エンジン制御装置６００に設けられている。トルク推定装置１００は、図1に示すように、駆動トルク推定部１１０と補正部１２０とを備えている。駆動トルク推定部１１０は、気体圧縮機２００が動作しているときの駆動トルク（負荷）や停止状態から起動するときの駆動トルク（負荷）を推定する。駆動トルク推定部１１０は、予め求められた基準トルク特性を記憶している。また、駆動トルク推定部１１０には、図３に示すように、気体圧縮機２００の回転速度（単位時間当たりの回転数。以下、同じ。）及び気体圧縮機２００から吐出された冷媒の圧力が入力される。  
【００２４】
駆動トルク推定部１１０に記憶されている基準トルク特性は、気体圧縮機２００の回転速度と、気体圧縮機２００の出口における冷媒の圧力とをパラメータとして実験的に予め求められたトルクの特性である。そして、求められた基準トルク特性（回転速度及び冷媒の圧力とトルクとの対応関係）は例えばマップとして表されて記憶されている。なお、基準トルク特性を求める際は、気体圧縮機２００の出口における冷媒の圧力に代えて、空調システム３００におけるコンデンサの出口における冷媒の圧力を適用することもできる。この場合、駆動トルク推定部１１０に入力される冷媒の圧力も、コンデンサの出口における冷媒の圧力となる。  
【００２５】
駆動トルク推定部１１０は、記憶されている基準トルク特性と、入力された回転速度及び冷媒の圧力とに基づいて駆動トルクを算出（推定）し、その算出された駆動トルクが補正部１２０で補正された後の補正後駆動トルクを、推定した駆動トルクとして、エンジン制御装置６００に出力する（Ｓ１２）。なお、気体圧縮機２００はロータ２１２に設けられたプーリを介してエンジン５００によって駆動されていて、気体圧縮機２００の回転速度は、エンジン５００の回転速度と一対一に対応しているため、エンジン制御装置６００によって検出されたエンジン５００の回転速度に、プーリ比（エンジン５００側のプーリの半径と気体圧縮機２００側のプーリの半径との比）を乗じた値が、気体圧縮機２００の回転速度としてトルク推定装置１００に入力される。  
【００２６】
したがって、気体圧縮機２００が動作している定常運転時はもとより、気体圧縮機２００が停止状態から動作し始める起動時も、駆動トルク推定部１１０が駆動トルクを算出するパラメータとしての気体圧縮機２００の回転速度はゼロではなく、起動時の駆動トルクも推定することができる。なお、トルク推定装置１００は、例えば５〜１０［ｍｓｅｃ］の周期で、気体圧縮機２００の駆動トルクを推定している。なお、駆動トルク推定部１１０は、気体圧縮機２００の起動時の駆動トルクとして、電磁クラッチ２１０が接続したと想定されるタイミングｔ２（後述する図４参照）における駆動トルクを推定する。  
【００２７】
電磁クラッチ２１０が接続されて、エンジン５００の動力が気体圧縮機２００が供給されると、エンジン５００には気体圧縮機２００の駆動トルクが負荷として作用する。そこで、エンジン制御装置６００が、トルク推定装置１００から入力された駆動トルクに応じて、車両４００の駆動力が低下しないようにエンジン５００の回転速度を速くする制御を行う（図２のＳ２）。これにより、空気調和システム３００を作動させたとき（起動指令により電磁コイル２１１に電圧が印加されたとき）に、車両４００の駆動力の低下が発生せず、車両４００の乗員に違和感を与えるのを防止することができる。  
【００２８】
図４は、気体圧縮機２００が停止している状態で電磁クラッチ２１０を接続する起動指令によって電磁コイル２１１に電圧を印加してからの経過時間と、推定された駆動トルクを補正する補正係数（０〜１．０）との対応関係を示すグラフである。図４のグラフに示した、経過時間と補正係数との対応関係の特性は、補正部１２０に記憶されている。
【００２９】
そして、補正部１２０は、気体圧縮機２００の起動時は、電圧の印加の指令のタイミングｔ０から電磁クラッチ２１０が連結を完了したと想定されるタイミングｔ２までの期間Ｔ（図４参照）については、駆動トルク推定部１１０により推定された起動時（電磁クラッチ２１０が接続したと想定されるタイミングｔ２）の駆動トルクを、ゼロ（補正係数０）からその推定された駆動トルク（補正係数１．０）まで増大するように変化させる補正を行う。
【００３０】
ここで、電磁コイル２１１への電圧の印加の指令のタイミングｔ０は、トルク推定装置１００に、電磁クラッチ２１０を接続する起動指令が入力されることにより検出することができる。また、電圧の印加の指令のタイミングｔ０から電磁クラッチ２１０が連結を完了したと想定されるタイミングｔ２までの期間Ｔについては、予め実験的に計測された固定値として補正部１２０に記憶されている。
【００３１】
なお、補正部１２０は、詳しくは図４における期間Ｔのうち、電磁コイル２１１への電圧の印加の指令のタイミングｔ０から電磁クラッチ２１０のアーマチュア２１３とロータ２１２とが接触し始めたと想定されるタイミングｔ１までである前半期間Ｔ１については、駆動トルク推定部１１０により推定された起動時の駆動トルクをゼロ（補正係数０）一定に補正する。
【００３２】
また、補正部１２０は、詳しくは図４における期間Ｔのうち、電磁クラッチ２１０のアーマチュア２１３とロータ２１２とが接触し始めたと想定されるタイミングｔ１からアーマチュア２１３とロータ２１２とが連結を完了したと想定されるタイミングｔ２までである後半期間Ｔ２については、経過時間にしたがって、駆動トルク推定部１１０により推定された起動時の駆動トルクをゼロ（補正係数０）から徐々に増大させるように補正する。
【００３３】
ここで、期間Ｔ、前半期間Ｔ１及び後半期間Ｔ２は、予め実験的に計測された固定値として補正部１２０に記憶されているが、起動指令のタイミングｔ０と同様に、各タイミングｔ１，ｔ２も、電磁コイル２１１に流れる電流値や、この電流値と対応関係が認められる他の物理量に基づいてその都度検出してもよい。
【００３４】
補正部１２０による経過時間にしたがった駆動トルクの補正は、経過時間が長くなるにしたがって、駆動トルクが大きくなるような補正であればよい。例えば、後半期間Ｔ２における経過時間が長くなるにしたがって駆動トルクが正比例して大きくなる一次的な対応関係であってもよいし、後半期間Ｔ２における経過時間が長くなるにしたがって駆動トルクが二次曲線的に大きくなる二次的な対応関係であってもよいし、後半期間Ｔ２における経過時間が長くなるにしたがって駆動トルクが三次曲線的に大きくなる三次的な対応関係であってもよい。
【００３５】
補正部１２０は、図４に示すように、気体圧縮機２００の起動時（期間Ｔ）だけ、駆動トルク推定部１１０で算出された駆動トルクを補正してもよいし、期間Ｔの後の期間である気体圧縮機２００の定常運転時も継続して、駆動トルク推定部１１０で算出された駆動トルクを補正してもよい。定常運転時も継続して補正を行う場合は、期間Ｔの前後で処理を変える必要がないため、処理を簡単化することができる。なお、定常運転時も継続して補正を行う場合は、補正部１２０による補正係数を１．０の一定値に固定すればよい。
【００３６】
＜作用＞
以上のように構成された気体圧縮機２００のトルク推定装置１００によれば、図３に示すように、気体圧縮機２００から吐出された冷媒の圧力や気体圧縮機２００の回転速度が駆動トルク推定部１１０に入力され（Ｓ１１）、駆動トルク推定部１１０は、記憶されている基準トルク特性と、入力された冷媒の圧力及び回転速度に基づいて駆動トルクを算出する（Ｓ１２）。
【００３７】
ここで、気体圧縮機２００が定常運転時は、すなわち、気体圧縮機２００の起動時（電圧の印加の指令のタイミングｔ０から電磁クラッチ２１０が連結を完了したと想定されるタイミングｔ２までの期間Ｔ）でないとき（Ｓ１３にてＮＯ）は、トルク推定装置１００は、補正部１２０での上述した補正を行わずに、駆動トルク推定部１１０で推定した駆動トルクをエンジン制御装置６００に出力する（Ｓ１４）。
【００３８】
エンジン制御装置６００のエンジン制御部６１０は、前述したように、トルク推定装置１００から入力された駆動トルクに応じて、車両４００の駆動力が低下しないようにエンジン５００の回転速度を速くする制御を行う（図２のＳ２）。トルク推定装置１００は、エンジン５００が停止する（Ｓ１５）まで、上述した処理を繰り返す（Ｓ１５にてＮＯ）。
【００３９】
一方、気体圧縮機２００が起動時のとき（Ｓ１３にてＹＥＳ）は、トルク推定装置１００は、駆動トルク推定部１１０で推定した駆動トルクに対して、補正部１２０で、補正係数を乗じた補正を行う（Ｓ１６）。そして、駆動トルク推定部１１０は、その補正部１２０で補正して得られた補正後駆動トルクをエンジン制御装置６００に出力する（Ｓ１７）。エンジン制御装置６００のエンジン制御部６１０は、トルク推定装置１００から入力された補正後駆動トルクに応じて、車両４００の駆動力が低下しないようにエンジン５００の回転速度を速くする制御を行う（図２のＳ２）。
【００４０】
トルク推定装置１００は、期間Ｔの間は、上述したように駆動トルク推定部１１０で算出された駆動トルクを補正部１２０で補正した補正後駆動トルクを駆動トルクとしてエンジン制御装置６００に出力する。トルク推定装置１００は、期間Ｔが経過して（Ｓ１３にてＮＯ）気体圧縮機２００が定常運転になった後は、エンジン５００が停止する（Ｓ１５）まで、上述した処理（Ｓ１１→Ｓ１２→Ｓ１３→Ｓ１４→Ｓ１５）を繰り返す。
【００４１】
気体圧縮機２００の電磁クラッチ２１０は、起動指令があってからアーマチュア２１３がロータ２１２と連結されるまでの期間Ｔは、アーマチュア２１３とロータ２１２との間に滑りがある。一方、駆動トルク推定部１１０は、アーマチュア２１３とロータ２１２との間に滑りがない連結状態（連結完了状態）と仮定して、気体圧縮機２００の駆動トルクを推定する。
【００４２】
したがって、起動時（期間Ｔの間）は、エンジン５００に負荷する気体圧縮機２００の駆動トルクは、駆動トルク推定部１１０で算出された駆動トルクよりも低い。このため、駆動トルク推定部１１０で算出された駆動トルクをそのままエンジン制御装置６００に出力すると、エンジン５００の回転速度が、気体圧縮機２００の駆動トルクによる負荷の増大分を超えて出力が増大し、出力の増大が過大となる。
【００４３】
しかし、本実施形態のトルク推定装置１００は、起動指令があってからアーマチュア２１３がロータ２１２と連結されるまでの期間Ｔは、駆動トルク推定部１１０によりアーマチュア２１３とロータ２１２との間に滑りがない連結状態と仮定して算出された駆動トルクを、補正部１２０が、アーマチュア２１３とロータ２１２との間に滑りに対応して、ゼロから推定された駆動トルクまで増大するように、補正係数を乗じた補正で変化させ、駆動トルク推定部１１０は、その補正された後の補正後駆動トルクを出力する。
【００４４】
したがって、トルク推定装置１００は、エンジン制御装置６００に対して、アーマチュア２１３とロータ２１２との間に滑りに対応した、精度の高い気体圧縮機２００の駆動トルクを出力することができる。
【００４５】
また、本実施形態のトルク推定装置１００は、起動指令があってからアーマチュア２１３がロータ２１２と連結されるまでの期間Ｔのうち、起動指令のタイミングｔ０から電磁クラッチ２１０のアーマチュア２１３とロータ２１２とが接触し始めたと想定されるタイミングｔ１までである前半期間Ｔ１についてはその前半期間Ｔ１の全期間中、補正部１２０が、駆動トルク推定部１１０により推定された起動時の駆動トルクをゼロ（補正係数０）一定に補正する。
【００４６】
前半期間Ｔ１は、アーマチュア２１３とロータ２１２とが接触していないため気体圧縮機２００の駆動トルクがエンジン５００に作用することがないため、トルク推定装置１００は、エンジン制御装置６００に対して、アーマチュア２１３とロータ２１２との非接触に対応した、精度の高い気体圧縮機２００の駆動トルクを出力することができる。
【００４７】
また、本実施形態のトルク推定装置１００は、起動指令があってからアーマチュア２１３がロータ２１２と連結されるまでの期間Ｔのうち、電磁クラッチ２１０のアーマチュア２１３とロータ２１２とが接触し始めたと想定されるタイミングｔ１からアーマチュア２１３とロータ２１２とが連結を完了したと想定されるタイミングｔ２までである後半期間Ｔ２については、補正部１２０が、タイミングｔ１から経過時間にしたがって、駆動トルク推定部１１０により推定された起動時の駆動トルクをゼロ（補正係数０）から漸次増大させるように補正する。
【００４８】
後半期間Ｔ２は、タイミングｔ１から経過時間にしたがって、アーマチュア２１３とロータ２１２との接触度合いが高まることで、アーマチュア２１３とロータ２１２との間の駆動トルクの伝達度合いが高められるため、気体圧縮機２００からエンジン５００に作用する駆動トルクが漸次高められる。したがって、トルク推定装置１００は、エンジン制御装置６００に対して、アーマチュア２１３とロータ２１２との接触度合いに対応した、精度の高い気体圧縮機２００の駆動トルクを出力することができる。
【００４９】
また、本実施形態のトルク推定装置１００は、駆動トルク推定部１１０が、気体圧縮機２００の起動時の駆動トルクを、気体圧縮機２００の回転速度（エンジン５００の回転速度にプーリ比を乗じて算出）と気体圧縮機２００から吐出された冷媒の圧力とに基づいて推定する。したがって、トルク推定装置１００は、駆動トルク推定部１１０が、気体圧縮機２００の起動時の、補正部１２０で補正する前の駆動トルクを、精度よく推定することができる。
【００５０】
また、本実施形態のトルク推定装置１００は、駆動トルク推定部１１０が、補正部１２０により補正された後の補正後駆動トルクをエンジン制御装置６００に出力する。したがって、補正部１２０は、駆動トルク推定部１１０から入力された駆動トルクを補正して補正後駆動トルクを駆動トルク推定部に戻す機能を有すればよい。
【００５１】
なお、本実施形態のトルク推定装置１００は、補正部１２０が、後半期間Ｔ２における経過時間が長くなるにしたがって駆動トルクを、ゼロ（補正係数０）から推定された駆動トルク（補正係数１．０）まで変化させるときの補正係数の特性（図４参照）は、電磁クラッチ２１０を起動させたときの気体圧縮機２００の実際の駆動トルクを予め実験的に求めて、その求めた駆動トルクに合致するよう設定されている。
【００５２】
本実施形態のトルク推定装置１００は、補正部１２０が、起動指令のタイミングｔ０からアーマチュア２１３がロータ２１２と連結されたと想定されるタイミングｔ２までの期間Ｔを、例えば３０〜９０［ミリ秒］に設定してもよい。車両に搭載される空調システムに用いられる一般的な気体圧縮機の電磁クラッチにおける期間Ｔは、３０〜９０［ミリ秒］であることが多く、したがって、本実施形態のトルク推定装置１００を、通常の多くの車両のトルク推定装置に適用することができる。
【００５３】
なお、本実施形態のトルク推定装置１００は、補正部１２０が、起動指令のタイミングｔ０からアーマチュア２１３がロータ２１２と連結されたと想定されるタイミングｔ２までの期間Ｔを、例えば４０〜６０［ミリ秒］に設定してもよい。車両に搭載される空調システムに用いられる一般的な気体圧縮機の電磁クラッチにおける期間Ｔにおける補正部１２０の制御を短期間に制限することができる。
【００５４】
また、本実施形態のエンジン制御装置６００は、エンジン制御部６１０が、トルク推定装置１００により推定された気体圧縮機２００の駆動トルクに応じて、電磁クラッチ２１０を介して気体圧縮機２００を駆動するエンジン５００の回転速度を制御し、起動指令のタイミングｔ０から電磁クラッチ２１０が連結を完了したと想定されるタイミングｔ２までの期間Ｔは、エンジン５００の回転速度を漸次増速させる。
【００５５】
したがって、本実施形態のエンジン制御装置６００によれば、気体圧縮機２００の起動時に対応した、起動指令のタイミングｔ０から電磁クラッチ２１０が連結を完了したと想定されるタイミングｔ２までの期間Ｔにおいて、トルク推定装置１００によって推定された駆動トルク（補正後駆動トルク）により、気体圧縮機２００を駆動するエンジン５００を、動力の無駄が生じることなく適切に制御することができる。
【００５６】
また、本実施形態のエンジン制御装置６００は、エンジン制御部６１０が、トルク推定装置１００により推定された気体圧縮機２００の駆動トルクに応じて、電磁クラッチ２１０を介して気体圧縮機２００を駆動するエンジン５００の回転速度を制御し、起動指令のタイミングｔ０から３０〜９０［ミリ秒］の期間は、エンジン５００の回転速度を漸次増速させる。
【００５７】
したがって、本実施形態のエンジン制御装置６００によれば、気体圧縮機２００の起動時に対応した、起動指令のタイミングｔ０から３０〜９０［ミリ秒］までの期間において、トルク推定装置１００によって推定された駆動トルク（補正後駆動トルク）によって、気体圧縮機２００を駆動するエンジン５００を、動力の無駄が生じることなく適切に制御することができる。
【００５８】
本実施形態の気体圧縮機２００のトルク推定装置１００は、補正部１２０が、駆動トルク推定部１１０で算出された駆動トルクに対して補正係数を乗じることで、エンジン制御装置６００に出力する駆動トルクとしての補正後駆動トルクを算出するものであるが、補正部１２０による補正後駆動トルクの算出方法は、補正係数を乗じて算出する手法に限定されるものでない。つまり、補正部１２０は、気体圧縮機２００の起動時において駆動トルク推定部１１０により推定された駆動トルクを、ゼロから推定された駆動トルクまで増大するように変化させるものであれば、如何なる算出方法を適用することもできる。
【００５９】
また、補正部１２０は、駆動トルク推定部１１０により推定された駆動トルクを、ゼロから推定された駆動トルクまで増大するように変化させる機能を発揮する部分として、駆動トルク推定部１１０に組み込まれていてもよい。
【００６０】
補正部１２０による、駆動トルクを、ゼロから推定された駆動トルクまで増大するように変化させる変化のさせ方は、前述した一次線形的な変化、二次曲線的な変化、三次曲線的な変化などの連続した変化の他、段階的な変化を適用することもできる。
【００６１】
上述した実施形態の気体圧縮機２００のトルク推定装置１００は、エンジン制御装置６００の一部として構成されているが、本発明に係る気体圧縮機のトルク推定装置は、エンジン制御部を有するエンジン制御装置の一部ではなく、エンジン制御装置とは別体の構成で、エンジン制御装置との間で入出力を行う構成であってもよい。
【００６２】
また、上述した実施形態のエンジン制御装置６００は、エンジン制御部６１０の他にトルク推定装置１００を備えた構成であるが、本発明に係るエンジン制御装置は、トルク推定装置を備えず、別体のトルク推定装置との間で入出力を行う構成であってもよい。
【００６３】
本実施形態で適用した気体圧縮機２００は、例えばベーンロータリ形式の気体圧縮機であるが、本発明に係るトルク推定装置によって駆動トルクの推定の対象となる気体圧縮機は、電磁クラッチを備えた気体圧縮機であれば如何なる形式のものであってもよい。したがって、ベーンロータリ形式以外の斜板式の気体圧縮機、スクロール形式の気体圧縮機等を適用することもできる。
【符号の説明】
【００６４】
１００  トルク推定装置
１１０  駆動トルク推定部
１２０  補正部
２００  気体圧縮機
２１０  電磁クラッチ
２１１  電磁コイル
２１２  ロータ
２１３  アーマチュア
５００  エンジン
６００  エンジン制御装置
６１０  エンジン制御部
Ｔ      期間
Ｔ１    前半期間
Ｔ２    後半期間
【図１】
2018135813.tif 000003
【図２】
2018135813.tif 000004
【図３】
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【図４】
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