(57)【要約】【課題】通常の走行においても、エンジンの負荷状態に応じて圧縮機トルクを最適に制御し、走行燃費を向上させることが可能な圧縮機制御装置を提供する。【解決手段】可変容量圧縮機と、エンジン回転数検知手段と、アクセル踏み込み量検知手段またはエンジンＥＣＵで算出されるエンジン出力トルク目標値を参照するトルク目標値参照手段と、少なくともアクセル踏み込み量またはエンジン出力トルク目標値とエンジン回転数から現在のエンジン出力トルクを推定するエンジン出力推定手段とを備え、推定されたエンジン出力トルクとエンジン回転数を参照して圧縮機トルク制限値を決定する、とくに、エンジン出力トルクとエンジン回転数の二軸平面において圧縮機トルク制限値を定めたマップであるトルク制限値マップを用いて、エンジン出力トルクとエンジン回転数から圧縮機トルク制限値を決定することを特徴とする圧縮機制御装置。【選択図】図６
2005212543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出容量を可変可能な可変容量圧縮機と、エンジン回転数を検知するエンジン回転数検知手段と、アクセルの踏み込み量を検知するアクセル踏み込み量検知手段またはエンジンＥＣＵで算出されるエンジン出力トルク目標値を参照するトルク目標値参照手段と、少なくともアクセル踏み込み量またはエンジン出力トルク目標値とエンジン回転数から現在のエンジン出力トルクを推定するエンジン出力推定手段とを備え、推定されたエンジン出力トルクとエンジン回転数を参照して圧縮機トルク制限値を決定することを特徴とする圧縮機制御装置。
【請求項２】
吐出容量を可変可能な可変容量圧縮機と、エンジン回転数を検知するエンジン回転数検知手段と、アクセルの踏み込み量を検知するアクセル踏み込み量検知手段またはエンジンＥＣＵで算出されるエンジン出力トルク目標値を参照するトルク目標値参照手段と、少なくともアクセル踏み込み量またはエンジン出力トルク目標値とエンジン回転数から現在のエンジン出力トルクを推定するエンジン出力推定手段と、エンジン出力トルクとエンジン回転数の二軸平面において圧縮機トルク制限値を定めたマップであるトルク制限値マップとを備え、該トルク制限値マップを用いてエンジン出力トルクとエンジン回転数から圧縮機トルク制限値を決定することを特徴とする圧縮機制御装置。
【請求項３】
圧縮機トルクを推定するトルク推定手段を備え、該トルク推定手段により推定される圧縮機トルク推定値が、前記圧縮機トルク制限値以下となるよう、圧縮機のトルクを制御する、請求項１または２の圧縮機制御装置。
【請求項４】
前記圧縮機トルク制限値がある特定の設定値の場合には、圧縮機のトルクを強制的に増大させる、請求項１〜３のいずれかに記載の圧縮機制御装置。
【請求項５】
冷凍サイクルへの熱負荷を検知する熱負荷検知手段を備え、熱負荷が予め定めた設定値以上の場合には、圧縮機トルクの制限を行わないようにする、請求項１〜４のいずれかに記載の圧縮機制御装置。
【請求項６】
エンジンＥＣＵ内に組み込まれている、請求項１〜５のいずれかに記載の圧縮機制御装置。
【請求項７】
前記トルク制限値マップが実験により求められたものからなる、請求項２〜６のいずれかに記載の圧縮機制御装置。
【請求項８】
前記トルク制限値マップが、異なる圧縮機トルク制限値を定めた複数の領域を有する、請求項２〜７のいずれかに記載の圧縮機制御装置。
【請求項９】
前記トルク制限値マップが、該マップ上で飛び領域のトルク制限値領域を有する、請求項８の圧縮機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調装置に用いられる圧縮機の制御装置に関し、とくに、エンジンの負荷状態に応じて、圧縮機を最適に制御し、走行燃費を向上させるようにした圧縮機制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両加速時に空調装置用圧縮機の容量を減少させることにより、車両の加速性と燃費の向上をはかる技術が知られている（たとえば、特許文献１）。また、燃費の良いエンジンのリーン燃焼領域で、リーン限界トルクを演算し、その余裕度を考慮して圧縮機を含む空調装置用各機器を制御することで、燃費の改善をはかるようにした制御も知られている（たとえば、特許文献２）。
【特許文献１】特開平１−１７５５１８号公報
【特許文献２】特開２００３−１２７６５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記のような従来技術においては、加速時や、エンジンがある特定の状態にあるときのみに、圧縮機を所定に制御して燃費の向上をはかるようにしているので、通常の走行時を含む、すべてのエンジン負荷状態を考慮した上での制御を行うことができるようにはなっていない。そのため、燃費向上のために、必ずしも圧縮機の制御が最適に行われているとは限らず、なお改善の余地が残されている。
【０００４】
そこで本発明の課題は、加速時のみ等ではなく、通常の走行においても、エンジンの負荷状態に応じて圧縮機トルクを最適に制御し、走行燃費を向上させることが可能な圧縮機制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明に係る圧縮機制御装置は、吐出容量を可変可能な可変容量圧縮機と、エンジン回転数を検知するエンジン回転数検知手段と、アクセルの踏み込み量を検知するアクセル踏み込み量検知手段またはエンジンＥＣＵで算出されるエンジン出力トルク目標値を参照するトルク目標値参照手段と、少なくともアクセル踏み込み量またはエンジン出力トルク目標値とエンジン回転数から現在のエンジン出力トルクを推定するエンジン出力推定手段とを備え、推定されたエンジン出力トルクとエンジン回転数を参照して圧縮機トルク制限値を決定することを特徴とするものからなる。
【０００６】
また、本発明に係る圧縮機制御装置は、吐出容量を可変可能な可変容量圧縮機と、エンジン回転数を検知するエンジン回転数検知手段と、アクセルの踏み込み量を検知するアクセル踏み込み量検知手段またはエンジンＥＣＵで算出されるエンジン出力トルク目標値を参照するトルク目標値参照手段と、少なくともアクセル踏み込み量またはエンジン出力トルク目標値とエンジン回転数から現在のエンジン出力トルクを推定するエンジン出力推定手段と、エンジン出力トルクとエンジン回転数の二軸平面において圧縮機トルク制限値を定めたマップであるトルク制限値マップとを備え、該トルク制限値マップを用いてエンジン出力トルクとエンジン回転数から圧縮機トルク制限値を決定することを特徴とするものからなる。
【０００７】
このような本発明に係る圧縮機制御装置においては、さらに、圧縮機トルクを推定するトルク推定手段を備え、該トルク推定手段により推定される圧縮機トルク推定値が、前記圧縮機トルク制限値以下となるよう、圧縮機のトルクを制御することができる。
【０００８】
また、上記圧縮機トルク制限値がある特定の設定値（例えば負の値や最大トルク値よりも大きな値）の場合には、圧縮機のトルクを強制的に増大させることもできる。
【０００９】
また、本発明に係る圧縮機制御装置においては、さらに、冷凍サイクルへの熱負荷を検知する熱負荷検知手段を備え、熱負荷が予め定めた設定値以上の場合には、圧縮機トルクの制限を行わないようにすることができる。
【００１０】
このような本発明に係る圧縮機制御装置は、独立した制御装置に構成することもできるし、エンジンＥＣＵ内に組み込むこともできる。
【００１１】
上記トルク制限値マップとしては、予め行った実験により求められたものを使用できる。このトルク制限値マップとしては、後述の実施態様に示すように、異なる圧縮機トルク制限値を定めた複数の領域を有するマップを作成できる。また、このトルク制限値マップは、該マップ上で飛び領域のトルク制限値領域を有するマップとして作成することもできる。
【００１２】
本発明は、後述の理論説明で詳述するように、エンジンの燃焼領域に対応して、圧縮機のオン時とオフ時との間の空燃比差に大小があることに着目し、例えばエンジン出力トルクとエンジン回転数の二軸平面においてこの空燃比差の領域を表したマップをトルク制限値マップとして作成し、このトルク制限値マップに基づいて圧縮機のトルクが制御される。したがって、通常の走行状態を含む、実際のエンジンの状態に応じた最適な圧縮機制御が可能となり、とくに燃費向上の面から、最も効率の良い制御状態を実現可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る圧縮機制御装置によれば、推定されたエンジン出力トルクとエンジン回転数を参照して決定された圧縮機トルク制限値に基づく圧縮機のトルク制御、とくに、エンジン出力トルクとエンジン回転数の二軸平面における圧縮機トルク制限値マップに基づく圧縮機のトルク制御という、今までにない新しい制御手法を採用するようにしたので、加速時等のみならず、通常の走行状態を含む実際のエンジンの状態に応じた最適な圧縮機制御が可能となり、高い効率をもって、車両の燃費を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
まず、本発明に係る圧縮機制御装置が燃費の改善にとって有用であることの理論的根拠について説明する。本発明は、とくに直噴ガソリンエンジンを圧縮機の駆動源とするシステムに最適なものである。直噴ガソリンエンジンでは、走行負荷により燃焼状態（成層燃焼と均質燃焼）を切り替える。成層燃焼では、吸気ロスとシリンダーにおける熱損失が少なく効率が高い。したがって、走行負荷の低い場合に選択される。一方、均質燃焼は、走行負荷の高い場合に選択される。実際には、エンジン出力トルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅに対して、図１に示すように燃焼状態を切り替えている。この直噴ガソリンエンジンのように空燃比を変化させるエンジンに対して、本発明による圧縮機トルク制限制御を行えば、燃料消費量を低減できる。以下に、その要因を説明する。
【００１５】
図２に示すように、直噴ガソリンエンジンでは、エンジン出力トルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅの２次元マップにおいて、圧縮機をオンした場合とオフした場合とで空燃比に大きな差が生じる領域と、ほとんど差を生じない領域が存在する。ただし、ここでは成層燃焼領域限定とする。均質燃焼領域では、圧縮機トルクが変化しても空燃比は一定である。図２は、圧縮機オフ時のエンジン出力トルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅに対する圧縮機オン−オフ時空燃比差を示している。基本的には、圧縮機をオンすることにより、圧縮機オフ時よりも空燃比は小さくなる。空燃比が小さいほど、エンジンの効率が低下するため、燃費は悪化する。
【００１６】
よって、空燃比差が大きな領域では、たとえば図３に示すように圧縮機のトルクを制限して、空燃比の落ち込み量を減らすことで、大きな燃費改善効果を得ることができる。逆に、空燃比差の小さい領域では、積極的に（強制的に）圧縮機のトルクを増大して、蒸発器温度を下げる。この領域では燃料消費量の増加量は小さい。よって、この領域で蒸発器温度を下げて蓄冷させておけば、走行条件が変化して、空燃比差の大きな領域へ移行したときに、トルクを減少させても、冷房能力の確保が可能となる。
【００１７】
空燃比差の大きな領域の一つに、成層燃焼と均質燃焼との境界線付近の領域がある。圧縮機をオンすることによりエンジン出力トルクＴｅが増大し、成層燃焼から均質燃焼に燃焼状態が切り替わって、空燃比が大幅に減少するからである。また、同じ成層燃焼の領域内においても、図示したように空燃比差の大きな領域と小さな領域が存在する。これらの領域を予め実験によって求めておき、エンジン出力トルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅの二軸平面においてマップ（２次元マップ）を作成し、そのマップに沿って圧縮機トルクを制限制御すれば、エンジンの状態に応じた最適な制御が可能となり、燃費を改善することが可能となる。
【００１８】
エンジン出力トルクＴｅは、たとえば次のように求められる。
図４に示されるように、まず、乗員によりアクセル開度Ａｃｃが調節される。また、現在の圧縮機トルクＴｃが、エンジンＥＣＵまたは空調制御装置において演算される。そして、アクセル開度Ａｃｃと圧縮機トルクＴｃからエンジン出力トルク目標値Ｔｅｓｅｔが演算される。さらに、空燃比ＡＦＲとエンジンにおけるＥＧＲ（排ガス再循環）率により、エンジン出力トルク目標値の補正値Ｔｅｓｅｔ’が演算される。これは空燃比ＡＦＲとＥＧＲ率の変化により実際のエンジン出力トルクであるＴｅが変化するのを防ぐために行っている。よって、あるエンジン出力トルク目標値Ｔｅｓｅｔの補正値Ｔｅｓｅｔ’に対して、ある走行負荷とあるギヤ比におけるエンジン出力トルクＴｅは、空燃比ＡＦＲとＥＧＲ率の値にかかわらず、同一の値とすることができる。このエンジン出力トルク目標値の補正値Ｔｅｓｅｔ’によりスロットル開度Ｔｈが決定される。そして、あるスロットル開度Ｔｈに対して、走行負荷（大、中、小）やギヤ比により、エンジン出力トルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅは図４のように変化する。つまり、アクセル開度Ａｃｃが同じであれば、エンジン出力トルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅは走行負荷によって決まる（ただし、スロットル開度Ｔｈは異なる）。
【００１９】
エンジン出力トルクＴｅは、たとえば次のように推定される。
上記エンジン出力トルクＴｅの要因をふまえると、エンジン出力トルクＴｅの推定方法は以下のようになる。まず、空燃比ＡＦＲとＥＧＲ率により、エンジン出力トルク目標値Ｔｅｓｅｔを補正しているので、空燃比ＡＦＲとＥＧＲ率の値を用いずにエンジン出力トルクＴｅの推定ができる。よって、アクセル開度Ａｃｃとエンジン回転数Ｎｅと圧縮機トルクＴｃが、エンジン出力トルクＴｅの値を決定する大元の要因となる。
【００２０】
すなわち、あるアクセル開度Ａｃｃに対して、空燃比ＡＦＲとＥＧＲ率によりスロットル開度Ｔｈは異なるが、ある走行負荷におけるエンジン出力トルクＴｅは同一である。また、あるアクセル開度Ａｃｃに対して、走行負荷が変化すると、エンジン出力トルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅがともに変化する。よって後述の図６に示すように、エンジン出力トルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅとアクセル開度Ａｃｃの特性図から、エンジン出力トルクＴｅの算出が可能となる。また、後述の図７に示すように、エンジン出力トルク目標値Ｔｅｓｅｔとエンジン回転数Ｎｅとエンジン出力トルクＴｅの特性図からも、エンジン出力トルクＴｅの算出が可能となる。
【００２１】
また、アクセル開度Ａｃｃとエンジン回転数Ｎｅによるエンジン出力トルクＴｅの推定では、圧縮機の駆動を行うためのエンジン出力トルク増加量が含まれない。これは、アクセル開度Ａｃｃにより決定されるエンジン出力トルク目標値Ｔｅｓｅｔに、圧縮機駆動のためのエンジン出力トルク分を、エンジンＥＣＵが自動的に上乗せするためである。
【００２２】
本発明で用いられるトルク制限マップは、圧縮機オフ時のエンジン出力トルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅに対応したマップであるため、圧縮機駆動のための出力トルク増加分を含まないエンジン出力トルクＴｅを参照して、圧縮機トルク制限値Ｔｃｍａｘを決定する。よって、上記の如くアクセル開度Ａｃｃとエンジン回転数Ｎｅから求められたエンジン出力トルクＴｅをそのまま用いることにより、トルク制限値マップから圧縮機トルク制限値Ｔｃｍａｘが算出できる。
【００２３】
前述の如く、本発明では、空燃比を変化させることのできる直噴ガソリンエンジンにおいて、圧縮機のオン−オフによる空燃比変化が大きな領域では、圧縮機のトルクをできる限り小さく抑え、圧縮機のオン−オフによる空燃比変化が小さな領域では、圧縮機のトルクを強制的に増大させることにより、エンジンの効率が高い状態で、走行を行うことができ、燃費の向上が可能となる。
【００２４】
上記のような理論に基づいて、本発明に係る圧縮機制御装置では、より具体的には、たとえば次のような制御が行われる。まず、図５に、本発明に係る圧縮機制御装置が適用される車両用空調装置における冷凍サイクルの構成例を示す。冷凍サイクル１には、冷媒の圧縮機２、凝縮器３、受液器（レシーバドライヤ）４、膨張弁５、冷却器としての蒸発器６が設けられている。空調制御のために、圧縮機２の容量が、冷媒回路の高圧側圧力を検出する高圧センサ、日射センサ、室内温度センサ、外気温度センサ、蒸発器温度センサなどからの検出信号７が入力される空調制御装置８からの容量制御信号９により制御される。通風ダクト１０内の蒸発器６の上流側には送風機１１、下流側には加熱器１２が配置されており、加熱器１２の直上流側にエアミックスダンパ１３が設けられている。
【００２５】
本発明に係る圧縮機制御装置における制御の流れの例を、図６（アクセル開度Ａｃｃとエンジン回転数Ｎｅを参照）と、図７（エンジン出力トルク目標値Ｔｅｓｅｔとエンジン回転数Ｎｅを参照）に示す。なお、トルク制限値マップは図３に例を示したような、予め実験により求められたマップを用いる。
【００２６】
前述したように、図６に示す制御フローにおいては、アクセル開度Ａｃｃとエンジン回転数Ｎｅとエンジン出力トルクＴｅとの特性グラフから、走行負荷に応じてエンジン出力トルクＴｅを求め、求めたエンジン出力トルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅの２次元マップから、圧縮機トルク制限値Ｔｃｍａｘを算出する。図７に示す制御フローにおいては、エンジン出力トルク目標値Ｔｅｓｅｔとエンジン回転数Ｎｅとエンジン出力トルクＴｅとの特性グラフから、走行負荷に応じてエンジン出力トルクＴｅを求め、求めたエンジン出力トルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅの２次元マップから、圧縮機トルク制限値Ｔｃｍａｘを算出する。
【００２７】
前記図３に示したようなトルク制限値マップを用いた、上記圧縮機トルク制限値Ｔｃｍａｘの演算についての具体的な実施例を以下に示す。
実施例１
トルク制限値マップとは、例えば、ｘｙ平面においてトルク制限値を定めたものであるが、実際のソフトウエアにおいては、２次元配列（例えばＴ〔ｘ〕〔ｙ〕）によりトルク制限値を定め、ｘとｙの値が決定されると対応する配列を参照し、トルク制限値を決定する。
【００２８】
図８にその概念図を例示する。境界線により区分される領域ごとに、各々トルク制限値（値Ａ、値Ｂ、・・・値Ｇ）が設定されており、設定されたトルク制限値を各配列に格納する。トルク制限値の各配列への設定方法としては、
・各配列へ一つずつトルク制限値を設定していく方法、
・トルク制限値を輝度データまたは色データとする画像データとしてトルク制限値マップを作成し、この画像データを各配列へ読み込ませるという方法、
等がある。
【００２９】
実施例２
図９に示すように、ｘｙ平面におけるトルク制限値マップにおいて、制限値が同一である領域の境界線を関数化する。ここで、各関数をおのおのｆ１，ｆ２，ｆ３，・・・ｆｎとする。トルク制限値は、隣合う境界線と境界線との間に対して設定される値とし、例えばｆ１とｆ２の間に他の境界線がない場合は、これを隣合うとし、ｆ１とｆ２の間に、あるトルク制限値を設定する。その他、すべての隣合う境界線と境界線に対して、トルク制限値を設定する。また、ある領域が、一つの関数で閉じた領域である場合も、同一の関数と関数との間に対してトルク制限値を設定する。
【００３０】
ここで、（ｘ＝ａ、ｙ＝ｂ）である時のトルク制限値は、次のように求めることができる。まず、ｆ１（ａ）、ｆ２（ａ）、ｆ３（ａ）・・・ｆｎ（ａ）をそれぞれ演算することにより、ｘ座標ａにおける各境界線のｙ座標が得られる。これら演算された各境界線のｙ座標とｂを比較し、ｂと最も近い二つのｙ座標ｋ、ｍを求める（ただし、ｋ≦ｂ、ｂ＜ｍ）。このｋとｍに対応する関数と関数との間に設定されたトルク制限値を、（ｘ＝ａ、ｙ＝ｂ）におけるトルク制限値として決定する。
【００３１】
上記において、熱負荷の判定は、たとえば次のように行う。空調制御装置８は、各センサの値を検知し、下記の熱負荷条件が一つでも満たされる場合は、熱負荷大と判断し、圧縮機トルク制限制御を行わないこととする。
・室内温度センサの検知量：Tr
・目標室内温度：Trset
・外気温度：Tam
・日射量：R
・蒸発器温度：Teva
・蒸発器温度目標値：Tevaset
とした場合、
下記（１）〜（６）のうち一つでも満たされれば、熱負荷大と判断し、圧縮機トルク制限制御を行わない。
（１）Tr−Trset > N1
（２）Trset < N2
（３）R > N3
（４）Teva− Tevaset > N4
（５）Teva > N5
（６）Tam > N6
ここで、N1〜N6は予め定めた定数である。
【００３２】
また、圧縮機トルクＴｃは、たとえば次のように推定される。圧縮機トルクＴｃを圧縮機トルク制限値Ｔｃｍａｘで制御するには、圧縮機トルクＴｃを推定し、圧縮機トルクＴｃが圧縮機トルク制限値Ｔｃｍａｘ以下となるよう、圧縮機トルクＴｃを調節する。圧縮機トルクＴｃの調節は、圧縮機の容量制御バルブへ供給する電流を、DUTY信号等により、変化させることにより行う。ここで圧縮機トルクＴｃは以下のような方法で推定する。
【００３３】
＜圧縮機トルク推定法（１）＞
圧縮機の吐出圧力Pdと吸入圧力Psの圧力差を検知し、圧力差から圧縮機トルクＴｃを演算する。圧縮機トルクは次式により算出できる。
Tc＝ a * ( Pd − Ps ) + c
ここで、 a,c：実験により求めた定数であり、ここでは、吐出圧力Pdは圧力センサによる検知量を用いる。吸入圧力Psは、圧力センサにより検知してもよいし、蒸発器通過後の空気温度から推定してもよい。
【００３４】
＜圧縮機トルク推定法（２）＞
吐出圧力Pdと吸入圧力Psの圧力差を制御可能な可変容量圧縮機を用いた場合、吐出圧力Pdと吸入圧力Psの圧力差を制御するため、容量制御信号から圧縮機トルクＴｃを直接演算することが可能である。圧縮機トルクＴｃは次式により算出できる。
Tc＝ a * EMPCV + c
ここで、EMPCV：圧縮機容量制御信号  a,c：実験により求めた定数である。
さらに、エンジン回転数Ｎｅを参照することにより精度を高めることができる。
Tc＝ a * EMPCV + b * Ne + c
ここで、a,b,c：実験により求めた定数である。
【００３５】
＜圧縮機トルク推定法（３）＞
まず、そもそも圧縮機トルクＴｃは、次式により算出できる。
圧縮機のトルクTcは次式により算出できる。
Tc＝k・Ps｛（Pd/Ps）m −１｝Vc
ここで、k,m：定数、Vc：圧縮機吐出量[cc]である。
また、圧縮機吐出量Vcは次式で算出可能である。
Vc＝Gr／（Nc・F）
ここで、Gr：冷媒流量[kg/h]、Nc：圧縮機回転数[rpm] 、F:体積重量[kg/cm3]である。
さらに体積重量Fは、吸入圧力Psに相関が高いため圧縮機トルクＴｃは次式で算出できる。
Tc＝k・Ps｛（Pd/Ps）m −１｝Gr／（Nc・Ps・ｔ）・・・（１）
ここで、ｔは定数である。
よって、圧縮機トルクＴｃを計算するためには、吐出圧力Pdと吸入圧力Psと冷媒流量Grと圧縮機回転数Ncを検知または推定する必要がある。以下の（１）から（４）に、各値の検知または推定方法を記述する。
【００３６】
（１）冷媒流量Grの推定方法
蒸発器における冷媒側冷房能力（以下、蒸発器冷房能力）Qerは、蒸発器出入口における冷媒の比エンタルピー差（以下、蒸発器出入口の比エンタルピー差）ΔIeと冷媒流量Grの積で表される。
Qer = ΔIe * Gr
よって蒸発器出入口の比エンタルピー差ΔIeと蒸発器冷房能力Qerを推定することができれば、冷媒流量Grを推定可能である。以下（ａ）と（ｂ）により、蒸発器出入口の比エンタルピー差ΔIeと蒸発器冷房能力Qerを推定する。
【００３７】
（ａ）蒸発器出入口の比エンタルピー差ΔIeの推定
モリエル線図から、蒸発器出入口の比エンタルピー差ΔIeは、吐出圧力Pdと吸入圧力Psの差であるΔPdPsに大きな影響を受けることが分かる。
つまり、ΔPdPsが大になるほど、蒸発器出入口の比エンタルピー差ΔIeは小になる。
実験データを解析した結果、次式により高い精度で蒸発器出入口の比エンタルピー差ΔIeを推定可能であることが判明した。
ΔIe  ＝  a * ΔPdPs + m
ここで、 a,b,mは実験により導き出された定数である。
または次式によっても推定可能である。
ΔIe  ＝  a * Pd + b * Ps + m 
ここで、 a,b,mは実験により導き出された定数である。
【００３８】
また、凝縮器として、冷媒を過冷却可能なサブクールコンデンサを用いる空調装置では、過冷却度の値により、蒸発器出入口の比エンタルピー差ΔIeが大きく変動するため、減圧機構前の冷媒温度Ttxv-rを参照することにより、過冷却度の値を考慮した蒸発器出入口の比エンタルピー差ΔIeの推定が可能である。
ΔIe  ＝  a * Ttxv-r + b * Teo + m
ここで、Teo：蒸発器通過直後の空気温度、a,b,m：実験により導き出された定数である。
または次式によっても推定可能である。
ΔIe  ＝  a * Ttxv-r + b * Pd + c * Ps + m
ここで、a,b,m ：実験により導き出された定数である。
【００３９】
（ｂ）蒸発器冷房能力 Qerの推定
蒸発器冷房能力Qerは、蒸発器を通過する風量またはそれに相関する物理量BLVと蒸発器通過前の空気温度Teiと蒸発器通過直後の空気温度Teoに相関が高く、次式により蒸発器冷房能力Qerを推定できる。
Qer=k*BLV*(Tei-Teo)+m 
ここで、k,mは定数である。また、蒸発器を通過する風量またはそれに相関する物理量BLVは、ブロワモータ（送風機駆動用モータ）への印加電圧または入力電流を用いるとよい。
さらに、ΔPdPsを参照することにより高い精度で蒸発器冷房能力Qerを推定可能である。よって次式により蒸発器冷房能力Qerをより高い精度で推定できる。
Qer= a * BLV*(Tei-Teo) + b *ΔPdPs + m
ここで、a、b、mは実験により導き出された定数である。
または次式によっても推定可能である。
Qer= a * BLV*(Tei-Teo) + b * Pd + c * Ps + m
ここで、a、b、mは実験により導き出された定数である。
また、蒸発器通過前の空気温度Teiは、外気モードでは外気温度を参照し、内気モードでは車室内温度を参照するようにしてもよい。
【００４０】
（２）吸入圧力Psの検知または推定方法
以下の（ａ）または（ｂ）を実施する。
（ａ）圧力センサによる実測
（ｂ）蒸発器通過直後の空気温度Teo により、蒸発器入口の冷媒圧力を推定し、蒸発器入口から圧縮機吸入口までの圧力損失を冷媒流量Grにより推定することにより、吸入圧力Psが推定される。
よって吸入圧力Psは、蒸発器通過直後の空気温度Teoと冷媒流量Grに大きな相関があるため、次式により推定可能である。
Ps= a * Teo + b * Gr + m
ここで、冷媒流量Grは、前述した方法による推定値を用いてもよい。
【００４１】
（３）吐出圧力Pdの検知または推定方法
以下の（ａ）または（ｂ）を実施する。
（ａ）圧力センサによる実測
（ｂ）吸入圧力Psに吐出圧力Pdと吸入圧力Psの圧力差であるΔPdPsの推定値を足した値を吐出圧力Pdとする。ΔPdPsは、ΔPdPsを制御可能な可変容量圧縮機を用いた場合、その容量制御信号から推定することができる。
【００４２】
（４）圧縮機回転数Ｎｃは、車両のエンジン回転数Ｎｅを参照することにより検知することができる。
【００４３】
そして、上記（１）から（４）において推定または検知された冷媒流量Gr、吐出圧力Pd、吸入圧力Ps、圧縮機回転数Ｎｃより、前述の式（１）から圧縮機トルクＴｃを算出することができる。この算出は、たとえば図１０に示すようなフローに沿って行うことができる。
【００４４】
また、本発明における制御では、前記２次元マップにおける特定の領域において、圧縮機トルクを強制的に大きくすることもできる。すなわち、圧縮機トルク制限値が予め定めたある設定値（例えば負の値や最大トルク値よりも大きな値）の場合、圧縮機トルクを強制的に増大して、蒸発器を冷やしておき、他の走行条件になって圧縮機トルク制限値が小さくなり、圧縮機トルクが減少しても、冷房能力の不足を防ぐようにすることが可能である。この圧縮機トルクを強制的に増大させる制御を行うのは、圧縮機のオン−オフによる空燃比変化が小さい領域である。
【００４５】
このように、本発明に係る圧縮機制御装置においては、エンジン出力トルクとエンジン回転数の二軸平面におけるトルク制限値の２次元マップを用いて、エンジン出力トルクとエンジン回転数から最適な圧縮機トルク制限値を決定でき、それに基づいた制御を行うことにより、加速時等のみならず、通常の走行時についても、燃費の改善をはかることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】直噴ガソリンエンジンにおける成層燃焼と均質燃焼間の切り替え領域の例を示す特性図である。
【図２】図１の成層燃焼領域における圧縮機オン／オフ間の空燃比差の大小領域を示す特性図である。
【図３】図２の各領域に応じた圧縮機トルク制限値マップを示す特性図である。
【図４】アクセル開度からエンジン出力トルクを求めるまでの手順を示すフロー図である。
【図５】本発明が適用される車両用空調装置の例を示す概略機器系統図である。
【図６】トルク制限値マップを用いて行う圧縮機制御の一例を示す制御フロー図である。
【図７】トルク制限値マップを用いて行う圧縮機制御の他の例を示す制御フロー図である。
【図８】トルク制限値マップを用いてトルク制限値を求める方法の一例を示す特性図である。
【図９】トルク制限値マップを用いてトルク制限値を求める方法の他の例を示す特性図である。
【図１０】圧縮機トルク推定の一例を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  冷凍サイクル
２  圧縮機
３  凝縮器
４  受液器
５  膨張弁
６  蒸発器
７  各種センサの検出信号
８  空調制御装置
９  容量制御信号
１０  通風ダクト
１１  送風機
１２  加熱器
１３  エアミックスダンパ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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