(57)【要約】【課題】炭酸ガス冷媒の冷凍サイクルを使用した車両用空調装置において、高圧圧力センサを用いることなしにコンプレッサを適切に制御する。【解決手段】  制御装置１０９において、コンプレッサ吸入温度センサ１１３で検出された吸入冷媒温度と、コンプレッサ吸入圧力センサ１１４で検出された吸入圧力と、ＥＣＶ１０２ａの入力デューティ値とを用いて高圧圧力やコンプレッサ駆動トルクを演算するとともに、コンプレッサトルク要求値に従ってＥＣＶ１０２ａに与えるデューティ値を調節することにより、コンプレッサ駆動トルクを制御するようにした。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン（１０７）駆動され、外部からの電気信号により吐出冷媒容量を制御可能に構成されたコンプレッサ（１０２）と、このコンプレッサ（１０２）の容量調整用の差圧制御式コントロールバルブ（１０２ａ）と、前記コンプレッサ（１０２）で圧縮された冷媒を放熱する放熱器（１０３）と、この放熱器（１０３）で放熱した冷媒を減圧する減圧手段（１１０）と、この減圧手段（１１０）で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器（１０５）と、前記エンジン（１０７）の回転数を検出するエンジン回転数手段（１１６）と、前記コンプレッサ（１０２）の吸入冷媒温度を検出する吸入冷媒温度検出手段（１１３）と、前記コンプレッサ（１０２）の吸入圧力を検出する吸入圧力検出手段（１１４）と、前記各検出手段からの検出値に基づいて前記コンプレッサ（１０２）の吐出冷媒容量を制御する制御装置（１０９）とを備えた車両用空調装置であって、
前記制御装置（１０９）は、前記吸入冷媒温度検出手段（１１３）で検出された吸入冷媒温度と、前記吸入圧力検出手段（１１４）で検出された吸入圧力と、前記差圧制御式コントロールバルブ（１０２ａ）の入力デューティ値から得られた高圧−低圧の圧力差を用いて現行コンプレッサ駆動トルクを演算し、この現行コンプレッサ駆動トルクとトルク要求値に従って前記差圧制御式コントロールバルブ（１０２ａ）与えるデューティ値を調整することにより前記現行コンプレッサ駆動トルクを制御することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記吸入冷媒温度検出手段（１１３）に代えて、前記コンプレッサ（１０２）から供給される冷媒の吐出温度を検出する吐出温度検出手段（１１７）を備えた車両用空調装置であって、
前記制御装置（１０９）は、前記吐出温度検出手段（１１７）で検出された吐出温度と、前記吸入圧力検出手段（１１４）で検出された吸入圧力と、前記差圧制御式コントロールバルブ（１０２ａ）の入力デューティ値から得られた高圧−低圧の圧力差を用いて現行コンプレッサ駆動トルクを演算し、この現行コンプレッサ駆動トルクとトルク要求値に従って前記差圧制御式コントロールバルブ（１０２ａ）与えるデューティ値を調整することにより前記現行コンプレッサ駆動トルクを制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記吸入冷媒温度検出手段（１１３）、前記吸入圧力検出手段（１１４）に加えて、さらに前記コンプレッサ（１０２）から供給される冷媒の吐出温度を検出する吐出温度検出手段（１１７）を備えた車両用空調装置であって、
前記制御装置（１０９）は、前記吸入冷媒温度検出手段（１１３）で検出された吸入冷媒温度と、前記吸入圧力検出手段（１１４）で検出された吸入圧力と、前記吐出温度検出手段（１１７）で検出された吐出温度と、前記差圧制御式コントロールバルブ（１０２ａ）の入力デューティ値から得られた高圧−低圧の圧力差を用いて現行コンプレッサ駆動トルクを演算し、この現行コンプレッサ駆動トルクとトルク要求値に従って前記差圧制御式コントロールバルブ（１０２ａ）与えるデューティ値を調整することにより前記現行コンプレッサ駆動トルクを制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記吸入圧力検出手段（１１４）に代えて、前記蒸発器（１０５）の下流側における吹き出し温度を検出する吹き出し温度検出手段（１１５）を備え、
前記制御装置（１０９）は、前記吹き出し温度検出手段（１１５）で検出された吹き出し温度に基づいて前記コンプレッサ（１０２）の吸入圧力を演算することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記制御装置（１０９）は、前記コンプレッサ（１０２）のトルク制御において、要求コンプレッサ駆動トルクと演算により求めたコンプレッサ駆動トルクとのトルク差を演算するとともにし、このトルク差が設定許容幅Ｘ（％）の範囲内に収まるように前記差圧制御式コントロールバルブ（１０２ａ）に与えるデューティ値を制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
【請求項６】
前記差圧制御式コントロールバルブ（１０２ａ）は、入力デューティ値に対して高圧−低圧の差圧を制御できる特性を備え、入力デューティ値が低いときは前記差圧が小さくなり、入力デューティ値が高いときには前記差圧が大きくなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
【請求項７】
前記差圧制御式コントロールバルブ（１０２ａ）は、規定デューティ値以上の領域で最高制御圧を設けた特性を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
【請求項８】
前記制御装置（１０９）は、前記差圧制御式コントロールバルブ（１０２ａ）の入力デューティ値に対して高圧−低圧の差圧を演算することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
【請求項９】
前記制御装置（１０９）は、前記コンプレッサ（１０２）の吸入圧力に基づいて前記蒸発器（１０５）の蒸発温度を演算することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
【請求項１０】
前記制御装置（１０９）は、前記コンプレッサ（１０２）の吸入圧力と、前記差圧制御式コントロールバルブ（１０２ａ）の入力デューティ値とに基づいて演算した高圧−低圧の差圧から、前記コンプレッサ（１０２）の高圧圧力を演算することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
【請求項１１】
前記制御装置（１０９）は、演算した高圧圧力が所定の常用最大圧力を超えないように制御することを特徴とする請求項１０に記載の車両用空調装置。
【請求項１２】
前記制御装置（１０９）は、演算した高圧圧力が所定の許容最大圧力を超えたときは、請求項５の演算を用いて入力デューティ値を小さくして、一時的に最小差圧に制御することを特徴とする請求項１０に記載の車両用空調装置。
【請求項１３】
前記制御装置（１０９）は、前記減圧手段（１１０）の前後圧力差と冷媒循環体積流量との相関式または相関マップを用いて、前記コンプレッサ（１０２）の冷媒循環体積流量を演算することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
【請求項１４】
前記制御装置（１０９）は、前記コンプレッサ（１０２）の吸入温度と吸入圧力とから吸入冷媒密度を演算することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
【請求項１５】
前記制御装置（１０９）は、請求項１３で演算した前記冷媒循環体積流量と、請求項１４で演算した吸入冷媒密度とを用いて冷媒循環重量流量を演算することを特徴とする請求項１４に記載の車両用空調装置。
【請求項１６】
前記制御装置（１０９）は、請求項１５で演算した冷媒循環重量流量と、吸入冷媒エンタルピーおよび吐出冷媒エンタルピーから演算したコンプレッサ投入エンタルピーとを用いてコンプレッサ消費動力を演算することを特著とする請求項１５に記載の車両用空調装置。
【請求項１７】
前記制御装置（１０９）は、請求項１６で演算したコンプレッサ消費動力と、前記エンジン回転数手段（１１６）で検出した前記エンジン（１０７）の回転数から演算した前記コンプレッサ（１０２）の実回転数とを用いて現行コンプレッサ駆動トルクを演算することを特徴とする請求項１６に記載の車両用空調装置。
【請求項１８】
前記減圧手段（１１０）に内部リリース機構を設けたことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
【請求項１９】
前記制御装置（１０９）による圧力制御、前記差圧制御式コントロールバルブ（１０２ａ）のΔＰｅｃｖ特性、ΔＰｅｃｖｍａｘ特性、および前記減圧手段（１１０）の内部リリーフ機構により、高圧圧力の上昇を防止することを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
【請求項２０】
前記制御装置（１０９）は、前記吸入圧力検出手段（１１４）で検出した吸入圧力と、前記吸入冷媒温度検出手段（１１３）で検出した吸入冷媒温度と、炭酸ガスモリエル線図の冷媒密度関係式とを用いてコンプレッサ入口過熱度を演算することを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
【請求項２１】
前記制御装置（１０９）は、請求項１０で演算した高圧圧力と、請求項２０で演算したコンプレッサ入口過熱度と、炭酸ガスモリエル線図の冷媒密度関係式とを用いてコンプレッサ吐出温度を演算するとともに、このコンプレッサ吐出温度が設定許容許容吐出温度の範囲内に収まるように前記差圧制御式コントロールバルブ（１０２ａ）に与えるデューティ値を制御することを特徴とする請求項２０に記載の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超臨界冷媒の冷凍サイクルを使用した車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の車両用空調装置においては、気液臨界温度・圧力以上に保持された超臨界流体である炭酸ガスを冷媒とした冷凍サイクルを用いて、冷媒が外部に漏れた場合にも環境への影響を少なくする対策が採られている。
【０００３】
このような炭酸ガスの冷凍サイクルを使用した車両用空調装置として、コンプレッサ、ガスクーラ（放熱器）、内部熱交換器、膨張弁、エバポレータ（蒸発器）、アキュームレータを備え、絞り弁の開度を開度を調節して循環冷媒量や高圧圧力を制御して最適な蒸発圧力で冷力を得るようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第２９３１６６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例においては、以下のような技術的課題の解決には至っていない。
【０００５】
（１）おもに絞り弁で冷媒流量、圧力を制御しているため、可変容量コンプレッサを用いた場合はコンプレッサも同様に冷媒流量、圧力を制御できることから、その同調（流量と圧力差、または冷力重視と効率重視）が難しいものとなっていた。
【０００６】
（２）高圧圧力を検知するために高圧圧力センサを必要とし、これに伴って、高圧、高温に耐えうる構造が必要となるため、信頼性確保のためにコストが高くなる。とくに、高圧圧力センサが誤認識または故障した場合は、高圧の検知またはコントロールが困難であった。また、高圧圧力センサを高圧部に取り付けるため、ガス漏れ等のシール性確保が必要となる。さらに、高圧圧力を検知してから、サイクル（コンプレッサ容量調整）の制御をするため、圧力検知してから制御判断をして、制御機器が作動するまで時間ロスが発生する。
【０００７】
（３）冷凍能力をエバポレータの吹き出し温度で判定するしかないため、エバポレータの熱容量、温度センサの熱容量分を正確にセンシングするまでの間は過剰性能となり、コンプレッサトルクの過大消費につながるだけでなく、燃費の低下、加速性の低下、吹き出し温度のハンチング等を引き起ことになる。また、所要動力、所要トルクを算出することはできなかった。
【０００８】
本発明の目的は、高圧圧力センサを用いることなしに、コンプレッサ駆動トルクを適切に制御することができる車両用空調装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係わる発明は、エンジン駆動され、外部からの電気信号により吐出冷媒容量を制御可能に構成されたコンプレッサと、このコンプレッサの容量調整用の差圧制御式コントロールバルブと、前記コンプレッサで圧縮された冷媒を放熱する放熱器と、この放熱器で放熱した冷媒を減圧する減圧手段と、この減圧手段で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数手段と、前記コンプレッサの吸入冷媒温度を検出する吸入冷媒温度検出手段と、前記コンプレッサの吸入圧力を検出する吸入圧力検出手段と、前記各検出手段からの検出値に基づいて前記コンプレッサの吐出冷媒容量を制御する制御装置とを備えた車両用空調装置であって、前記制御装置は、前記吸入冷媒温度検出手段で検出された吸入冷媒温度と、前記吸入圧力検出手段で検出された吸入圧力と、前記差圧制御式コントロールバルブの入力デューティ値から得られた高圧−低圧の圧力差を用いて現行コンプレッサ駆動トルクを演算し、この現行コンプレッサ駆動トルクとトルク要求値に従って前記差圧制御式コントロールバルブ与えるデューティ値を調整することにより前記現行コンプレッサ駆動トルクを制御することを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１において、前記吸入冷媒温度検出手段に代えて、前記コンプレッサから供給される冷媒の吐出温度を検出する吐出温度検出手段を備えた車両用空調装置であって、前記制御装置は、前記吐出温度検出手段で検出された吐出温度と、前記吸入圧力検出手段で検出された吸入圧力と、前記差圧制御式コントロールバルブの入力デューティ値から得られた高圧−低圧の圧力差を用いて現行コンプレッサ駆動トルクを演算し、この現行コンプレッサ駆動トルクとトルク要求値に従って前記差圧制御式コントロールバルブ与えるデューティ値を調整することにより前記現行コンプレッサ駆動トルクを制御することを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１において、前記吸入冷媒温度検出手段、前記吸入圧力検出手段に加えて、さらに前記コンプレッサから供給される冷媒の吐出温度を検出する吐出温度検出手段を備えた車両用空調装置であって、前記制御装置は、前記吸入冷媒温度検出手段で検出された吸入冷媒温度と、前記吸入圧力検出手段で検出された吸入圧力と、前記吐出温度検出手段で検出された吐出温度と、前記差圧制御式コントロールバルブの入力デューティ値から得られた高圧−低圧の圧力差を用いて現行コンプレッサ駆動トルクを演算し、この現行コンプレッサ駆動トルクとトルク要求値に従って前記差圧制御式コントロールバルブ与えるデューティ値を調整することにより前記現行コンプレッサ駆動トルクを制御することを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項において、前記吸入圧力検出手段に代えて、前記蒸発器の下流側における吹き出し温度を検出する吹き出し温度検出手段を備え、前記制御装置は、前記吹き出し温度検出手段で検出された吹き出し温度に基づいて前記コンプレッサの吸入圧力を演算することを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項において、前記制御装置は、前記コンプレッサのトルク制御において、要求コンプレッサ駆動トルクと演算により求めたコンプレッサ駆動トルクとのトルク差を演算するとともにし、このトルク差が設定許容幅Ｘ（％）の範囲内に収まるように前記差圧制御式コントロールバルブに与えるデューティ値を制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか一項において、前記差圧制御式コントロールバルブは、入力デューティ値に対して高圧−低圧の差圧を制御できる特性を備え、入力デューティ値が低いときは前記差圧が小さくなり、入力デューティ値が高いときには前記差圧が大きくなることを特徴とする。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれか一項において、前記差圧制御式コントロールバルブは、規定デューティ値以上の領域で最高制御圧を設けた特性を備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれか一項において、前記制御装置は、前記差圧制御式コントロールバルブの入力デューティ値に対して高圧−低圧の差圧を演算することを特徴とする。
【００１７】
請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれか一項において、前記制御装置は、前記コンプレッサの吸入圧力に基づいて前記蒸発器の蒸発温度を演算することを特徴とする。
【００１８】
請求項１０の発明は、請求項１乃至９のいずれか一項において、前記制御装置は、前記コンプレッサの吸入圧力と、前記差圧制御式コントロールバルブの入力デューティ値とに基づいて演算した高圧−低圧の差圧から、前記コンプレッサの高圧圧力を演算することを特徴とする。
【００１９】
請求項１１の発明は、請求項１０において、前記制御装置は、演算した高圧圧力が所定の常用最大圧力を超えないように制御することを特徴とする。
【００２０】
請求項１２の発明は、請求項１０において、前記制御装置は、演算した高圧圧力が所定の許容最大圧力を超えたときは、請求項５の演算を用いて入力デューティ値を小さくして、一時的に最小差圧に制御することを特徴とする。
【００２１】
請求項１３の発明は、請求項１乃至１２のいずれか一項において、前記制御装置は、前記減圧手段の前後圧力差と冷媒循環体積流量との相関式または相関マップを用いて、前記コンプレッサの冷媒循環体積流量を演算することを特徴とする。
【００２２】
請求項１４の発明は、請求項１乃至１３のいずれか一項において、前記制御装置は、前記コンプレッサの吸入温度と吸入圧力とから吸入冷媒密度を演算することを特徴とする。
【００２３】
請求項１５の発明は、請求項１４において、前記制御装置は、請求項１３で演算した前記冷媒循環体積流量と、請求項１４で演算した吸入冷媒密度とを用いて冷媒循環重量流量を演算することを特徴とする。
【００２４】
請求項１６の発明は、請求項１５において、前記制御装置は、請求項１５で演算した冷媒循環重量流量と、吸入冷媒エンタルピーおよび吐出冷媒エンタルピーから演算したコンプレッサ投入エンタルピーとを用いてコンプレッサ消費動力を演算することを特著とする。
【００２５】
請求項１７の発明は、請求項１６において、前記制御装置は、請求項１６で演算したコンプレッサ消費動力と、前記エンジン回転数手段で検出した前記エンジンの回転数から演算した前記コンプレッサの実回転数とを用いて現行のコンプレッサ駆動トルクを演算することを特徴とする。
【００２６】
請求項１８の発明は、請求項１乃至１７のいずれか一項において、前記減圧手段に内部リリース機構を設けたことを特徴とする。
【００２７】
請求項１９の発明は、請求項１乃至１８のいずれか一項において、前記制御装置による圧力制御、前記差圧制御式コントロールバルブのΔＰｅｃｖ特性、ΔＰｅｃｖｍａｘ特性、および前記減圧手段の内部リリーフ機構により、高圧圧力の上昇を防止することを特徴とする。
【００２８】
請求項２０の発明は、請求項１乃至１９のいずれか一項において、前記制御装置は、前記吸入圧力検出手段で検出した吸入圧力と、前記吸入冷媒温度検出手段で検出した吸入冷媒温度と、炭酸ガスモリエル線図の冷媒密度関係式とを用いてコンプレッサ入口過熱度を演算することを特徴とする。
【００２９】
請求項２１の発明は、請求項２０において、前記制御装置は、請求項１０で演算した高圧圧力と、請求項２０で演算したコンプレッサ入口過熱度と、炭酸ガスモリエル線図の冷媒密度関係式とを用いてコンプレッサ吐出温度を演算するとともに、このコンプレッサ吐出温度が設定許容許容吐出温度の範囲内に収まるように前記差圧制御式コントロールバルブに与えるデューティ値を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明による車両用空調装置によれば、コンプレッサ吸入側に設けた圧力センサや温度センサの検出値を用いてコンプレッサ駆動トルクを演算し、このコンプレッサ駆動トルクに従ってコンプレッサの吐出冷媒容量を制御するようにしたので、高圧圧力センサを用いることなしにコンプレッサ駆動トルクを適切に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明に係わる車両用空調装置を実施するための最良の形態として、炭酸ガスを冷媒とする冷凍サイクルを使用した車両用空調装置の実施例について説明する。
【実施例１】
【００３２】
図１は、実施例１に係わる車両用空調装置のシステム構成図である。
【００３３】
本実施例における車両用空調装置は、冷媒となる炭酸ガスを循環させて冷媒と空気との間で熱交換を行う冷凍サイクル１０１を備えている。
【００３４】
冷凍サイクル１０１は、外部容量可変コンプレッサ１０２、ガスクーラ１０３、内部熱交換器１０４、エバポレータ１０５、アキュームレータ１０６とを配管により接続し、外部容量可変コンプレッサ１０２により運動エネルギーが与えられた冷媒が、これらの間を循環するように構成したものである。
【００３５】
外部容量可変コンプレッサ（以下、コンプレッサという）１０２は、エンジンルームのような車室外に配置され、内部熱交換器１０４から吸入した低圧のガス状冷媒を圧縮して高圧のガス状冷媒としてガスクーラ１０３へ吐出する。このコンプレッサ１０２は、エンジン１０７の動力がベルト１０８を介して伝達されることで駆動される。このコンプレッサ１０２は斜板式のもので、その斜板の傾きが外部から電気信号で制御される。
【００３６】
このため、コンプレッサ１０２は、外部から電気信号による制御が可能な電磁弁等の差圧式制御コントロールバルブ（以下、ＥＣＶという）１０２ａを備えている。例えば、このＥＣＶ１０２ａとして、高圧側と通じている電磁弁を用いた場合、クランクケース内と低圧側とは所定の開度の通路で連通しており、クランクケース内の圧力は低圧側へ逃げるようになっている。したがって、この電磁弁の開度調整により高圧側圧力を導入・遮断することでクランクケース内の圧力を制御することにより、ピストンに加わる圧力のバランスを変化させて斜板の傾きを変化させ、これによってコンプレッサ１０２の吐出冷媒容量を制御することができる。このとき、電磁弁には外部からの電気信号として、システム全体の動作を制御するコントロール装置１０９から所定のデューティ比（デューティ値）をもつデューティ信号が与えられる。このときのデューティ比の大きさに応じて電磁弁の開弁時間が決まり、それに応じてコンプレッサ１０２からの吐出冷媒容量が設定される。
【００３７】
ガスクーラ１０３は、車室外に配置され、コンプレッサ１０２から吐出された高温高圧のガス状冷媒の熱を外気に放熱させる。このガスクーラ１０３には、例えば電動ファン等の送風手段が駆動されることで、外気が吹き付けられるようになっている。そして、このガスクーラ１０３内を通る高温高圧のガス状冷媒と、吹き付けられる外気との間で熱交換を行わせることで、高温高圧のガス状冷媒の熱を外気に放熱させている。
【００３８】
内部熱交換器１０４は、ガスクーラ１０３で放熱された高温高圧のガス状冷媒と後述するエバポレータ１０５で蒸発した低温低圧のガス状冷媒との間で熱交換を行わせる。
【００３９】
オリフィス１１０は、内部熱交換器１０４から出力された高温高圧のガス状冷媒を減圧（膨張）して低温低圧の霧状冷媒とする。
【００４０】
エバポレータ１０５は、空調ダクト１１１内に配置され、空調ファン１１２により発生した空調風の熱を、内部熱交換器１０４からオリフィス１１０を経て供給された低温低圧の霧状冷媒に吸熱させるものである。オリフィス１１０で低温低圧の霧状冷媒となってエバポレータ１０５に供給された冷媒は、エバポレータ１０５を通過する際に、空調ダクト１１１内を流れる空調風の熱を奪って気化する。エバポレータ１０５内の冷媒により吸熱された空調風は除湿されて冷房風となり、吹き出し口１１１ａから車室内に吹き出すようになっている。
【００４１】
アキュームレータ１０６は、エバポレータ１０５から吐出された冷媒を気液分離する。このうち液状冷媒を貯留し、液状冷媒から分離されたガス状冷媒は内部熱交換器１０４へ送られる。
【００４２】
また、コンプレッサ１０２の低圧側（吸入側）に、コンプレッサ吸入温度センサ１１３、およびコンプレッサ吸入圧力センサ１１４が配置されている。コンプレッサ吸入温度センサ１１３は、コンプレッサ１０２の吸入側における冷媒のコンプレッサ吸入温度Ｔｓを検出するセンサである。また、コンプレッサ吸入圧力センサ１１４は、コンプレッサ１０２の吸入側における冷媒の吸入圧力（以下、低圧圧力という）Ｐｓを検出するセンサである。このコンプレッサ吸入圧力センサ１１４の代わりに、エバポレータ１０５の下流側に吹き出し温度センサ１１５を設けるようにしてもよい。これらのセンサで検出された冷媒温度、冷媒圧力などは、コントロール装置１０９に供給される。
【００４３】
コントロール装置１０９は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むマイクロコンピュータにより構成され、コンプレッサ吸入温度センサ１１３、コンプレッサ吸入圧力センサ１１４などの各種センサからの検出値や、エンジン１０７に設けられた回転数検出センサ１１６で検出されたエンジン回転数などに基づいて後述する演算処理を行い、ＥＣＶ１０２ａに与えるデューティ比を算出して、ＥＣＶ１０２ａを制御する。
【００４４】
次に、実施例１における冷凍サイクルの制御について説明する。まず、コンプレッサ駆動トルク演算について説明する。
【００４５】
図２は、実施例１のコントロール装置１０９において、コンプレッサ１０２のコンプレッサ駆動トルクを演算する場合の処理手順を示すフローチャートである。図２において、ステップＳ１０１〜Ｓ１０６の処理は各列ごとに並列的に実行されるものとする。
【００４６】
ステップＳ１０１では、回転数検出センサ１１６からエンジン回転数を入力し、ステップＳ１０２では、エンジン回転数とプーリーレシオとからコンプレッサ実回転数Ｎｃを演算する。
【００４７】
ステップＳ１０３では、コンプレッサ吸入圧力センサ１１４から低圧圧力Ｐｓを入力（または吹き出し温度センサ１１５から入力した吹き出し温度から低圧圧力を演算）し、コンプレッサ吸入温度センサ１１３からコンプレッサ吸入温度Ｔｓを入力する。ステップＳ１０４では、低圧圧力Ｐｓとコンプレッサ吸入温度Ｔｓとを用い、図３に示す炭酸ガスモリエル線図において、後述する関係（１）、関係（２）、関係（３）で説明される冷媒密度関係を用いて吸入冷媒密度を演算する。
【００４８】
コントロール装置１０９には、図３に示す炭酸ガスモリエル線図の関数式（飽和線、等温度線、比体積線、等エントロピ線）がプログラムとして記憶されている。コントロール装置１０９は、このプログラムと入力データとを用いて以下のような演算を実行する。
【００４９】
関係（１）…コンプレッサの低圧圧力Ｐｓをもとにエバポレータの蒸発温度を演算する。
【００５０】
関係（２）…エバポレータの蒸発温度をもとにコンプレッサの低圧圧力Ｐｓを演算する。
【００５１】
関係（３）…コンプレッサ吸入温度Ｔｓと低圧圧力Ｐｓをもとにコンプレッサ入口過熱度ＳＨを演算する。また同時に等比体積線から吸入冷媒密度を演算する。
【００５２】
関係（４）…上記関係（３）の演算を行い、ＥＣＶ特性から高低差圧を予測することによりコンプレッサの高圧圧力Ｐｄを演算する。
【００５３】
関係（５）…上記関係（４）とコンプレッサの断熱効率がプログラムとして記憶されている場合に、等温度線からコンプレッサ吐出温度Ｔｄを演算する。すなわち、図３において、コンプレッサ断熱効率で太線Ａの傾きが計算されるので、高圧圧力Ｐｄと太線Ａとの交点がコンプレッサの高圧圧力Ｐｄとコンプレッサ吐出温度Ｔｄとの交点となる。したがって、この交点と等温度線からコンプレッサ吐出温度Ｔｄを演算することができる。
【００５４】
ステップＳ１０５では、ＥＣＶ１０２ａのデューティ比を入力し、ステップＳ１０６では、このデューティ比をもとに、図４に示すＥＣＶ特性図の高低差圧関係から高低差圧ΔＰｃｏｍｐを演算する。
【００５５】
ステップＳ１０７では、ステップＳ１０４で求めた吸入冷媒密度と、ステップＳ１０３で入力した低圧圧力Ｐｓと、ステップＳ１０６で求めた高低差圧ΔＰｃｏｍｐとから高圧圧力Ｐｄを演算する（Ｐｄ＝ΔＰｃｏｍｐ＋Ｐｓ）。ステップＳ１０８では、ステップＳ１０４で求めた吸入冷媒密度と、図３において上記関係（５）で説明されるコンプレッサ断熱効率とからコンプレッサ吐出温度Ｔｄを演算する。
【００５６】
ステップＳ１０９では、ステップＳ１０４で求めた吸入冷媒密度から吸入冷媒エンタルピーＩｃｏｍｐｉｎを演算する。また、ステップＳ１０７で求めた高圧圧力Ｐｄと、ステップＳ１０８で求めたコンプレッサ吐出温度Ｔｄから吐出冷媒エンタルピーＩｃｏｍｐｏｕｔを演算する。そして、吸入冷媒エンタルピーＩｃｏｍｐｉｎと吐出冷媒エンタルピーＩｃｏｍｐｏｕｔからコンプレッサ投入エンタルピーΔＩｃｏｍｐを演算する（ΔＩｃｏｍｐ＝Ｉｃｏｍｐｏｕｔ−Ｉｃｏｍｐｉｎ）。
【００５７】
ステップＳ１１０では、ステップＳ１０９で求めたコンプレッサ投入エンタルピーΔＩｃｏｍｐと、図５に示すオリフィスの体積流量圧損特性図の圧力−流量特性から、コンプレッサ１０２の冷媒循環体積流量Ｇｒｖを演算する。そして、この冷媒循環体積流量Ｇｒｖと、ステップＳ１０４で求めた吸入冷媒密度から冷媒循環重量流量Ｇｒｗを演算する（Ｇｒｗ＝Ｇｒｖ×吸入密度）。
【００５８】
ステップＳ１１１では、ステップＳ１１０で求めた冷媒循環重量流量ＧｒｗとステップＳ１０９で求めたコンプレッサ投入エンタルピーΔＩｃｏｍｐからコンプレッサ消費動力Ｐｏｗｅｒを演算する（Ｐｏｗｅｒ＝Ｇｒｗ×ΔＩｃｏｍｐ）。そして、ステップＳ１０２で求めたコンプレッサ実回転数Ｎｃとコンプレッサ消費動力Ｐｏｗｅｒからコンプレッサ駆動トルク（値）Ｔｏｒｑｕｅを演算する（Ｔｏｒｑｕｅ＝Ｐｏｗｅｒ÷（Ｎｃ・１．０２７））。
【００５９】
次に、コンプレッサ１０２のトルク制御について説明する。
【００６０】
図６は、コントロール装置１０９において、演算したコンプレッサ駆動トルクを用いてコンプレッサ１０２のトルク制御を行う場合の処理手順を示すフローチャートである。
【００６１】
ステップＳ２０１では、コンプレッサ１０２へのコンプレッサトルク要求値Ｔｒｑを入力し、ステップＳ２０２では、現在のコンプレッサ１０２の現行コンプレッサ駆動トルクＴｃｕｒ（＝Ｔｏｒｑｕｅ）を演算する（図２のフローチャートによる）。ステップＳ２０３では、コンプレッサトルク要求値Ｔｒｑと現行コンプレッサ駆動トルクＴｃｕｒとのトルク差Δｔｏｒｑｕｅを演算する（Δｔｏｒｑｕｅ＝Ｔｒｑ−Ｔｃｕｒ）。そして、ステップＳ２０４では、トルク差Δｔｏｒｑｕｅが設定された許容幅Ｘ（％）の範囲内にあるかどうかを判断し、超えない場合は現状維持として、ステップＳ２０１へリターンする。また、許容幅Ｘ（％）の範囲を超える場合は、ステップＳ２０５として、コンプレッサトルク要求値Ｔｒｑと図２のコンプレッサ駆動トルクを演算するフローチャートの処理を逆演算して必要な高低差圧ΔＰｃｏｍｐを求める。続いて、ステップＳ２０６では、必要な高低差圧ΔＰｃｏｍｐと、図４に示すＥＣＶ特性図の高低差圧関係とからデューティ比を演算する。ステップＳ２０７では、ＥＣＶ１０２ａに上記デューティ比をもつ指示値を供給する。
【００６２】
したがって、本実施例によれば、高圧圧力センサを使用することなしに、コンプレッサ駆動トルクを演算することができる。そして、この値をもとに演算したデューティ比をもつ指示値によりＥＣＶ１０２ａを制御することにより、コンプレッサ１０２のコンプレッサ駆動トルクをコンプレッサトルク要求値となるように制御することができる。
【００６３】
次に、コンプレッサ１０２の過熱度制御について説明する。
【００６４】
図７は、コントロール装置１０９において、コンプレッサ入口過熱度（ＳＨ）制御を行う場合の処理手順を示すフローチャートである。
【００６５】
ステップＳ３０１では、コンプレッサ吸入圧力センサ１１４から入力した低圧圧力Ｐｓ（または吹き出し温度センサ１１５から入力した吹き出し温度から演算した低圧圧力）と、コンプレッサ吸入温度センサ１１３から入力したコンプレッサ吸入温度Ｔｓを用い、図３において上記関係（３）で説明される冷媒密度関係により現行のコンプレッサ入口過熱度ＳＨｃｕｒを演算する。
【００６６】
ステップＳ３０２では、ステップＳ３０１で求めたコンプレッサ入口過熱度ＳＨｃｕｒが設定許容過熱度ＳＨｌｉｍ内にあるかどうかを判断し、超えない場合は現状維持として、ステップＳ３０１へリターンする。
【００６７】
また、ステップＳ３０２において、コンプレッサ入口過熱度ＳＨｃｕｒが設定許容過熱度ＳＨｌｉｍを超える場合は、ステップＳ３０３において、ＥＣＶ１０２ａに与えるデューティ比の指示値を所定量だけ低下させる。以下、コンプレッサ入口過熱度ＳＨｃｕｒが設定許容過熱度ＳＨｌｉｍ内になるまでデューティ比の指示値を段階的に低下させることにより、コンプレッサ入口過熱度ＳＨｃｕｒを適切に制御することができる。
【００６８】
次に、コンプレッサ１０２の吐出温度制御について説明する。
【００６９】
図８は、コントロール装置１０９において、コンプレッサ吐出温度制御を行う場合の処理手順を示すフローチャートである。
【００７０】
ステップＳ４０１では、コンプレッサ吸入圧力センサ１１４から入力した低圧圧力Ｐｓ（または吹き出し温度センサ１１５から入力した吹き出し温度から演算した低圧圧力）と、コンプレッサ吸入温度センサ１１３から入力したコンプレッサ吸入温度Ｔｓを用い、図３において上記関係（３）で説明される冷媒密度関係により現行のコンプレッサ入口過熱度ＳＨｃｕｒを演算する。
【００７１】
ステップＳ４０２では、ステップＳ４０１で求めたコンプレッサ入口過熱度ＳＨｃｕｒと、図２のステップＳ１０６で求めた高低差圧ΔＰｃｏｍｐを用い、図３において上記関係（５）で説明される冷媒密度関係により現行のコンプレッサ吐出温度Ｔｄｃｕｒを演算する。
【００７２】
ステップＳ４０３では、コンプレッサ吐出温度Ｔｄｃｕｒが設定許容吐出温度Ｔｄｌｉｍ内にあるかどうかを判断し、超えない場合は現状維持として、ステップＳ４０１へリターンする。
【００７３】
また、ステップＳ４０３において、コンプレッサ吐出温度Ｔｄｃｕｒが設定許容吐出温度Ｔｄｌｉｍを超える場合は、ステップＳ４０４において、ＥＣＶ１０２ａに与えるデューティ比の指示値を所定量だけ低下させる。以下、コンプレッサ吐出温度Ｔｄｃｕｒが設定許容吐出温度Ｔｄｌｉｍ内になるまでデューティ比の指示値を段階的に低下させることにより、コンプレッサ吐出温度Ｔｄｃｕｒを適切に制御することができる。
【００７４】
次に、エバポレータ１０５の蒸発温度制御について説明する。
【００７５】
図９は、コントロール装置１０９において、蒸発温度制御を行う場合の処理手順を示すフローチャートである。
【００７６】
ステップＳ５０１では、コンプレッサ吸入圧力センサ１１４から入力した低圧圧力Ｐｓ（または吹き出し温度センサ１１５から入力した吹き出し温度から演算した低圧圧力）を用い、図３において上記関係（１）で説明される冷媒密度関係によりエバポレータ１０５の現行の蒸発圧力Ｐｅｃｕｒを演算する。
【００７７】
ステップＳ５０２では、蒸発圧力Ｐｅｃｕｒが設定蒸発圧力Ｐｅｌｉｍ内にあるかどうかを判断し、超えない場合は現状維持として、ステップＳ５０１へリターンする。
【００７８】
また、ステップＳ５０２において、蒸発圧力Ｐｅｃｕｒが設定蒸発圧力Ｐｅｌｉｍを超える場合は、ステップＳ５０３において、ＥＣＶ１０２ａに与えるデューティ比の指示値を所定量だけ低下させる。以下、エバポレータ１０５の蒸発圧力Ｐｅｃｕｒが設定蒸発圧力Ｐｅｌｉｍ内になるまでデューティ比の指示値を段階的に低下させて蒸発圧力Ｐｅｃｕｒを調整することにより、エバポレータ１０５の蒸発温度を制御することができる。
【００７９】
本実施例によれば、差圧式のＥＣＶ１０２ａと、コンプレッサ吸入温度センサ１１３、コンプレッサ吸入圧力センサ１１４を用いることにより、高圧圧力センサを用いるなしに高圧圧力、コンプレッサ消費動力、コンプレッサ駆動トルクなどの適切な圧力制御を行うことができる。
【００８０】
また、ＥＣＶ１０２ａの通信ケーブルや制御回路に異常が発生した場合でも、図４に示すΔＰｅｃｖ特性と、Ｐｅｃｖｍａｘ特性値により、所定の圧力差異常になることを防止することができる。
【００８１】
また、オリフィス１１０に内部リリーフ機構（リリーフバルブ）を付加することにより、より安全性を増すことができる。
【００８２】
また、コンプレッサ入口過熱度ＳＨを演算により求めて、所定のコンプレッサ入口過熱度ＳＨを超えたときは、ＥＣＶ１０２ａによりコンプレッサ１０２の容量調整を行うことでコンプレッサ入口過熱度ＳＨを制御することができるので、オイル戻り性を確保でき、コンプレッサの信頼性を向上させることができる。
【００８３】
コンプレッサ吐出温度Ｔｄを演算により求めて、所定のコンプレッサ吐出温度Ｔｄを超えたときは、ＥＣＶ１０２ａによりコンプレッサ１０２の容量調整を行いコンプレッサ吐出温度Ｔｄを制御することができるので、コンプレッサ吐出温度センサが不要になるだけでなく、コンプレッサの信頼性が向上するとともに、システム部品の熱信頼性も向上させることができる。
【００８４】
ちなみに、特許第２９３１６６８号公報には、コンプレッサ吐出温度センサの記述はないが、炭酸ガスの冷凍サイクルは、その冷媒物性上の特性から、吐出温度が高温となるため、材料とくにアルミ材の強度信頼性が低下しないように、コンプレッサ吐出温度センサを設けて吐出温度を監視し、これを制御する必要がある。しかしながら、本実施例の構成ではコンプレッサ吐出温度センサが不要になるため、コンプレッサの信頼性向上や、システム部品の熱信頼性をも向上させることができる。
【００８５】
また、実施例１においては、コンプレッサの低圧圧力Ｐｓからエバポレータ１０５の蒸発圧力温度Ｔｅを演算により求めて、所定のエバポレータ蒸発温度Ｔｅを下回ったらＥＣＶ１０２ａによりコンプレッサ１０２の容量調整を行うことでエバポレータ蒸発温度Ｔｅを制御することができる。このため、例えばエバポレータ蒸発温度Ｔｅが０℃を下回らないように制御することが可能となり、冷力の十分な確保とエバポレータの凍結防止を両立させることができる。
【００８６】
また、実施例１の付随的な効果としては以下のようなものがある。
【００８７】
ＥＣＶ１０２ａのデューティ比を制御することにより、瞬時にコンプレッサ１０２のトルクが低減し、加速性が向上する。また、そのトルク低減代もデューティ比により自在に制御することができる。具体的には、低速走行時からの加速時に瞬時にコンプレッサ１０２のトルクを低減することで加速性が飛躍的に向上する。逆に、エンジン回転数が低下するときに、コンプレッサ１０２のトルクを瞬時に低下させ、ゆっくりと回復させることで、アイドル付近低回転字のエンジンストール（またはエンスト）を防止することができる。
【００８８】
高圧側が超臨界となる炭酸ガスを冷媒とする冷凍サイクルにおいては、コンプレッサの揚程仕事（高圧と低圧の差圧）と発生トルクとの間に相関関係がある。すなわち、圧力制御弁によりコンプレッサの揚程仕事を制御することにより、目標とする発生トルクが得られるので、希薄燃焼（リーンバーン）エンジン、直噴エンジン等の精密な制御が必要となるエンジンや、軽自動車等のエンジン発生トルクの少ないエンジンとの協調制御も可能となる。
【実施例２】
【００８９】
図１０は、実施例２に係わる車両用空調装置のシステム構成図である。図１と同等部分には同一符号を付している。
【００９０】
本実施例における車両用空調装置は、コンプレッサ吸入温度センサ１１３の代わりに、コンプレッサ吐出温度センサ１１７をコンプレッサ１０２の高圧側（吐出側）に配置したものであり、他の構成は図１と同じである。本実施例において、吸入温度（ならびに過熱度、吸入冷媒密度）の算出は、コンプレッサ吐出温度から断熱効率を逆算し、演算により予測する。
【００９１】
図１１は、実施例２のコントロール装置１０９において、コンプレッサ１０２のコンプレッサ駆動トルクを演算する場合の処理手順を示すフローチャートである。図１１において、ステップＳ６０１〜Ｓ６１１の処理は各列ごとに並列的に実行されるものとする。
【００９２】
ステップＳ６０１では、回転数検出センサ１１６からエンジン回転数を入力し、ステップＳ６０２では、エンジン回転数とプーリーレシオとからコンプレッサ実回転数Ｎｃを演算する。
【００９３】
ステップＳ６０３では、ＥＣＶ１０２ａのデューティ比を入力し、ステップＳ６０４では、このデューティ比をもとに、図４に示すＥＣＶ特性図の高低差圧関係から高低差圧ΔＰｃｏｍｐを演算する。
【００９４】
ステップＳ６０５では、コンプレッサ吸入圧力センサ１１４から低圧圧力Ｐｓを入力（または吹き出し温度センサ１１５から入力した吹き出し温度から低圧圧力を演算）し、ステップＳ６０６では、ステップＳ６０４で求めた高低差圧ΔＰｃｏｍｐと、ステップＳ６０５で入力した低圧圧力Ｐｓから（吐出）高圧圧力Ｐｄを演算する（Ｐｄ＝ΔＰｃｏｍｐ＋Ｐｓ）。
【００９５】
ステップＳ６０７では、コンプレッサ吐出温度センサ１１７からコンプレッサ吐出温度Ｔｄを入力し、ステップＳ６０８では、ステップＳ６０６で求めた高圧圧力Ｐｄと、ステップＳ６０７で入力したコンプレッサ吐出温度Ｔｄと、図３に示す冷媒密度関係を用いて高圧冷媒密度を演算する。この高圧冷媒密度は、（吐出）高圧圧力とコンプレッサ吐出温度で求まる物理量であり、関係式で演算することができる。すなわち、図３に示す等比体積線が高圧冷媒密度の逆関数となり、コンプレッサ吐出温度と高圧圧力から比体積が求まれば、逆関数である高圧冷媒密度を求めることができる。
【００９６】
ステップＳ６０９では、ステップＳ６０８で求めた高圧冷媒密度と、図３において上記関係（５）で説明されるコンプレッサ断熱効率を用いてコンプレッサ吸入温度Ｔｓを演算する。ステップＳ６１０では、ステップＳ６０９で求めたコンプレッサ吸入温度Ｔｓと、ステップＳ６０５で入力した低圧圧力Ｐｓと、図３において上記関係（１）、関係（２）、関係（３）で説明される冷媒密度関係を用いて吸入冷媒密度を演算する。
【００９７】
ステップＳ６１１では、ステップＳ６１０で求めた吸入冷媒密度から吸入冷媒エンタルピーＩｃｏｍｐｉｎを演算する。また、ステップＳ６０６で求めた高圧圧力ＰｄとステップＳ６０７で入力したコンプレッサ吐出温度Ｔｄから吐出冷媒エンタルピーＩｃｏｍｐｏｕｔを演算する。そして、吸入冷媒エンタルピーＩｃｏｍｐｉｎと吐出冷媒エンタルピーＩｃｏｍｐｏｕｔからコンプレッサ投入エンタルピーΔＩｃｏｍｐを演算する（ΔＩｃｏｍｐ＝Ｉｃｏｍｐｏｕｔ−Ｉｃｏｍｐｉｎ）。
【００９８】
ステップＳ６１２では、ステップＳ６１１で求めたコンプレッサ投入エンタルピーΔＩｃｏｍｐと、図５に示すオリフィスの体積流量圧損特性図の圧力−流量特性から、コンプレッサ１０２の冷媒循環体積流量Ｇｒｖを演算する。そして、この冷媒循環体積流量Ｇｒｖと、ステップＳ６１０で求めた吸入冷媒密度から冷媒循環重量流量Ｇｒｗを演算する（Ｇｒｗ＝Ｇｒｖ×吸入密度）。
【００９９】
ステップＳ６１３では、ステップＳ６１２で求めた冷媒循環重量流量ＧｒｗとステップＳ６１１で求めたコンプレッサ投入エンタルピーΔＩｃｏｍｐからコンプレッサ消費動力Ｐｏｗｅｒを演算する（Ｐｏｗｅｒ＝Ｇｒｗ×ΔＩｃｏｍｐ）。そして、ステップＳ６０２で求めたコンプレッサ実回転数Ｎｃとコンプレッサ消費動力Ｐｏｗｅｒからコンプレッサ駆動トルク（値）Ｔｏｒｑｕｅを演算する（Ｔｏｒｑｕｅ＝Ｐｏｗｅｒ÷（Ｎｃ・１．０２７））。
【０１００】
本実施例において、コンプレッサ１０２のトルク制御、コンプレッサ入口過熱度（ＳＨ）制御、ならびに蒸発温度制御は、実施例１の図６、図７ならびに図９と同じである。
【０１０１】
本実施例によれば、差圧式のＥＣＶ１０２ａと、コンプレッサ吸入圧力センサ１１４およびコンプレッサ吐出温度センサ１１７とを用いることにより、高圧圧力センサを用いるなしに高圧圧力、コンプレッサ消費動力、コンプレッサ駆動トルクなどの適切な圧力制御を行うことができる。
【０１０２】
とくに実施例２においては、コンプレッサ吐出温度センサにより吐出温度を直接に監視しているので、吐出温度を正確に監視することができ、また正確に制御することができる。したがって、コンプレッサの信頼性が向上するだけでなく、システム部品の熱信頼性も向上させることができる。
【実施例３】
【０１０３】
図１２は、実施例３に係わる車両用空調装置のシステム構成図である。図１および図１０と同等部分には同一符号を付している。
【０１０４】
本実施例における車両用空調装置は、コンプレッサ１０２の低圧側（吸入側）にコンプレッサ吸入温度センサ１１３とコンプレッサ吸入圧力センサ１１４とを配置するとともに、コンプレッサ１０２の高圧側（吐出側）にコンプレッサ吐出温度センサ１１７を配置している。その他の構成は図１、図１２と同じである。  図１３は、実施例３のコントロール装置１０９において、コンプレッサ１０２のコンプレッサ駆動トルクを演算する場合の処理手順を示すフローチャートである。図１３において、ステップＳ７０１〜Ｓ７０７の処理は各列ごとに並列的に実行されるものとする。
【０１０５】
ステップＳ７０１では、回転数検出センサ１１６からエンジン回転数を入力し、ステップＳ７０２では、エンジン回転数とプーリーレシオとからコンプレッサ実回転数Ｎｃを演算する。
【０１０６】
ステップＳ７０３では、コンプレッサ吸入圧力センサ１１４から低圧圧力Ｐｓを入力（または吹き出し温度センサ１１５から入力した吹き出し温度から低圧圧力を演算）し、コンプレッサ吸入温度センサ１１３からコンプレッサ吸入温度Ｔｓを入力する。ステップＳ７０４では、低圧圧力Ｐｓとコンプレッサ吸入温度Ｔｓとを用い、図３に示す炭酸ガスモリエル線図において、上記関係（１）、関係（２）、関係（３）で説明される冷媒密度関係を用いて吸入冷媒密度を演算する。
【０１０７】
ステップＳ７０５では、ＥＣＶ１０２ａのデューティ比を入力し、ステップＳ７０６では、このデューティ比をもとに、図４に示すＥＣＶ特性図の高低差圧関係から高低差圧ΔＰｃｏｍｐを演算する。
【０１０８】
ステップＳ７０７では、コンプレッサ吐出温度センサ１１７からコンプレッサ吐出温度Ｔｄを入力する。
【０１０９】
ステップＳ７０８では、ステップＳ７０４で求めた吸入冷媒密度と、ステップ７０３で入力した低圧圧力Ｐｓと、ステップＳ７０６で求めた高低差圧ΔＰｃｏｍｐとから高圧圧力Ｐｄを演算する（Ｐｄ＝ΔＰｃｏｍｐ＋Ｐｓ）。
【０１１０】
ステップＳ７０９では、ステップＳ７０４で求めた吸入冷媒密度から吸入冷媒エンタルピーＩｃｏｍｐｉｎを演算する。また、ステップＳ７０８で求めた高圧圧力Ｐｄと、ステップＳ７０７１０８で入力したコンプレッサ吐出温度Ｔｄから吐出冷媒エンタルピーＩｃｏｍｐｏｕｔを演算する。そして、吸入冷媒エンタルピーＩｃｏｍｐｉｎと吐出冷媒エンタルピーＩｃｏｍｐｏｕｔとからコンプレッサ投入エンタルピーΔＩｃｏｍｐを演算する（ΔＩｃｏｍｐ＝Ｉｃｏｍｐｏｕｔ−Ｉｃｏｍｐｉｎ）。
【０１１１】
ステップＳ７１０では、ステップＳ７０９で求めたコンプレッサ投入エンタルピーΔＩｃｏｍｐと、図５に示すオリフィスの体積流量圧損特性図の圧力−流量特性から、コンプレッサ１０２の冷媒循環体積流量Ｇｒｖを演算する。そして、この冷媒循環体積流量Ｇｒｖと、ステップＳ１０４で求めた吸入冷媒密度から冷媒循環重量流量Ｇｒｗを演算する（Ｇｒｗ＝Ｇｒｖ×吸入密度）。
【０１１２】
ステップＳ７１１では、ステップＳ７１０で求めた冷媒循環重量流量ＧｒｗとステップＳ７０９で求めたコンプレッサ投入エンタルピーΔＩｃｏｍｐからコンプレッサ消費動力Ｐｏｗｅｒを演算する（Ｐｏｗｅｒ＝Ｇｒｗ×ΔＩｃｏｍｐ）。そして、ステップＳ７０２で求めたコンプレッサ実回転数Ｎｃとコンプレッサ消費動力Ｐｏｗｅｒからコンプレッサ駆動トルク（値）Ｔｏｒｑｕｅを演算する（Ｔｏｒｑｕｅ＝Ｐｏｗｅｒ÷（Ｎｃ・１．０２７））。
【０１１３】
本実施例において、コンプレッサ１０２のトルク制御、コンプレッサ入口過熱度（ＳＨ）制御、ならびに蒸発温度制御は、実施例１の図６、図７ならびに図９と同じである。
【０１１４】
本実施例によれば、差圧式のＥＣＶ１０２ａと、コンプレッサ吸入温度センサ１１３、コンプレッサ吸入圧力センサ１１４、およびコンプレッサ吐出温度センサ１１７を用いることにより、高圧圧力センサを用いるなしに高圧圧力、コンプレッサ消費動力、コンプレッサ駆動トルクなどの適切な圧力制御を行うことができる。
【０１１５】
とくに実施例３においては、コンプレッサ吸入温度センサ１１３、コンプレッサ吸入圧力センサ１１４、およびコンプレッサ吐出温度センサ１１７からのセンサ値を用いることにより、一部の値をダイレクトに求めることができるため、演算を簡略化することができる。具体的には、コンプレッサ吐出温度センサ１１７から入力したコンプレッサ吐出温度Ｔｄを用いることにより、実施例１の図２に示すステップＳ１０８の演算が不要となる。
【０１１６】
また、本実施例では、図３に示す炭酸ガスモリエル線図を用いることにより、吸入冷媒密度、高圧圧力Ｐｄ、コンプレッサ吐出温度Ｔｄからコンプレッサ断熱効率を演算することができる。このため、サイクル異常（冷媒抜け）、コンプレッサ異常（故障またはその前の摺動熱発生）を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】実施例１に係わる車両用空調装置のシステム構成図。
【図２】実施例１において現行コンプレッサ駆動トルクを演算する場合の処理手順を示すフローチャート。
【図３】炭酸ガスモリエル線図と線図のサイクル制御図。
【図４】ＥＣＶ特性図。
【図５】オリフィスの体積流量圧損特性図。
【図６】実施例１〜３において現行コンプレッサ駆動トルクを用いてコンプレッサの要求トルク制御を行う場合の処理手順を示すフローチャート。
【図７】実施例１においてコンプレッサ入口過熱度（ＳＨ）制御を行う場合の処理手順を示すフローチャート。
【図８】実施例１においてコンプレッサ吐出温度制御を行う場合の処理手順を示すフローチャート。
【図９】実施例１〜３において蒸発温度制御を行う場合の処理手順を示すフローチャート。
【図１０】実施例２に係わる車両用空調装置のシステム構成図。
【図１１】実施例２において現行コンプレッサ駆動トルクを演算する場合の処理手順を示すフローチャート。
【図１２】実施例３に係わる車両用空調装置のシステム構成図。
【図１３】実施例３において現行コンプレッサ駆動トルクを演算する場合の処理手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１１８】
１０１…冷凍サイクル
１０２…外部容量可変コンプレッサ
１０２ａ…ＥＣＶ
１０３…ガスクーラ
１０４…内部熱交換器
１０５…エバポレータ
１０６…アキュームレータ
１０７…エンジン
１０９…コントロール装置
１１０…オリフィス
１１１…空調ダクト
１１２…空調ファン
１１３…コンプレッサ吸入温度センサ
１１４…コンプレッサ吸入圧力センサ
１１５…温度センサ
１１６…回転数検出センサ
１１７…コンプレッサ吐出温度センサ
【図１】
2005219576.tif 000003
【図２】
2005219576.tif 000004
【図３】
2005219576.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2005219576.tif 000008
【図７】
2005219576.tif 000009
【図８】
2005219576.tif 000010
【図９】
2005219576.tif 000011
【図１０】
2005219576.tif 000012
【図１１】
2005219576.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2005219576.tif 000015