JP2002276557A - 圧縮機トルク算出方法及び空調装置並びにエンジン制御装置 - Google Patents

圧縮機トルク算出方法及び空調装置並びにエンジン制御装置

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JP2002276557A
JP2002276557A JP2001083347A JP2001083347A JP2002276557A JP 2002276557 A JP2002276557 A JP 2002276557A JP 2001083347 A JP2001083347 A JP 2001083347A JP 2001083347 A JP2001083347 A JP 2001083347A JP 2002276557 A JP2002276557 A JP 2002276557A
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torque
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refrigerant
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亮 松原
Takeshi Mizufuji
健 水藤
Kazuya Kimura
一哉 木村
Masahiro Kawaguchi
真広 川口
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Abstract

(57)【要約】 【課題】圧縮機トルクを精度良く算出することが可能
な、圧縮機トルク算出方法を提供すること。 【解決手段】圧縮機の運転状態に基づいて同圧縮機の理
論トルク（理想的な断熱圧縮に必要なトルク）及び運転
効率を算出し、同理論トルク及び運転効率に基づいて圧
縮機の実際の駆動に必要な圧縮機トルクＴｒを算出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮機の駆動に必
要な圧縮機トルクを算出するための圧縮機トルク算出方
法及び空調装置並びにエンジン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、車両においては、エンジンの出力
制御を好適に行うために、同エンジンを駆動源とする、
空調装置が備える圧縮機を駆動するために必要な、圧縮
機トルクを把握することが一般的に行われている。例え
ば、圧縮機の現在の駆動に理論的に必要とされる理論ト
ルクと、圧縮機内部のフリクション等を考慮した損失ト
ルクとに基づいて圧縮機トルクを算出し、同圧縮機トル
ク分を上乗せしてエンジンの出力を制御するのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、圧縮機の損失
トルクはその運転状態によって異なるのであるが、従来
はそれを考慮せずに一定値として取り扱っていた。従っ
て、圧縮機トルクを精度良く算出することができず、ひ
いてはエンジンの出力制御を高精度に行い得なかった。
【０００４】なお、トルクセンサを用いて圧縮機トルク
を直接的に検出することも考えられてはいるが、同セン
サは高価であるしその配置スペースも大きくとるため現
実的ではない。
【０００５】本発明の目的は、圧縮機トルクを精度良く
算出することが可能な、圧縮機トルク算出方法及び空調
装置並びにエンジン制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明では、圧縮機の運転状態に基づいて同
圧縮機の理論トルク及び運転効率を算出し、同理論トル
ク及び運転効率に基づいて圧縮機の駆動に必要な圧縮機
トルクを算出することを特徴とした圧縮機トルク算出方
法である。
【０００７】この構成においては、圧縮機の現在の駆動
に理論的に必要とされる理論トルクに、現在の運転効率
を加味して、同圧縮機の実際の駆動に必要とされる圧縮
機トルクを算出（推定）している。従って、圧縮機トル
ク情報の精度が高められる。
【０００８】請求項２の発明は、圧縮機を有する冷媒循
環回路を備えた空調装置において、前記圧縮機の運転状
態を検出する運転状態検出手段と、前記運転状態検出手
段からの運転情報に基づいて圧縮機の理論トルク及び運
転効率を算出し、同理論トルク及び運転効率に基づいて
圧縮機の駆動に必要な圧縮機トルクを算出する圧縮機ト
ルク算出手段とを備えたことを特徴とする空調装置であ
る。
【０００９】この構成においては、圧縮機の現在の駆動
に理論的（理想的な断熱圧縮）に必要とされる理論トル
クに、現在の運転効率を加味して、同圧縮機の実際の駆
動に必要とされる圧縮機トルクを算出（推定）してい
る。従って、圧縮機トルク情報の精度が高められる。
【００１０】請求項３の発明は請求項２において、前記
運転状態検出手段は冷媒循環回路の冷媒流量又はそれと
相関を有する物理量を検出する冷媒流量検出手段を備
え、前記圧縮機トルク算出手段は、冷媒流量検出手段が
検出した冷媒流量情報に基づいて圧縮機の運転効率を算
出することを特徴としている。
【００１１】この構成においては、圧縮機の運転効率に
大きな影響を与える冷媒流量に基づいて同運転効率を算
出するため、圧縮機トルクの算出精度がさらに高められ
る。請求項４の発明は請求項３において、前記圧縮機は
制御室の内圧を調節することで吐出容量を変更可能であ
って、同制御室の内圧調節は制御弁の弁開度調節によっ
て行われ、前記制御弁は、前記圧縮機の制御室と冷媒循
環回路の吐出圧力領域とを連通する給気通路、又は制御
室と冷媒循環回路の吸入圧力領域とを連通する抽気通路
の開度を調節可能な弁体と、前記冷媒循環回路に設定さ
れた二つの圧力監視点間の差圧を機械的に検出するとと
もに、同検出差圧の変動を打ち消す側に容量可変型圧縮
機の吐出容量が変更されるように弁体を動作させる感圧
機構と、前記感圧機構に付与する力を外部からの指令に
よって調節することで、同感圧機構による弁体の位置決
め動作の基準となる設定差圧を変更可能な設定差圧変更
手段とを備え、前記冷媒流量検出手段は、設定差圧変更
手段に対する指令情報に基づいて冷媒循環回路の冷媒流
量を把握することを特徴としている。
【００１２】この構成においては、設定差圧変更手段に
対する指令情報から冷媒流量を把握することが容易とな
る。請求項５の発明は請求項４において、冷媒流量を把
握するのに好適な圧力監視点の設定位置について言及す
るものである。すなわち、前記二つの圧力監視点は、冷
媒循環回路の吐出圧力領域にそれぞれ設定されている。
【００１３】請求項６の発明は請求項２〜５のいずれか
において、前記運転状態検出手段は圧縮機の回転速度又
はそれと相関を有する物理量を検出する回転速度検出手
段を備え、前記圧縮機トルク算出手段は、回転速度検出
手段が検出した回転速度情報に基づいて圧縮機の運転効
率を算出することを特徴としている。
【００１４】この構成においては、圧縮機の運転効率に
大きな影響を与える圧縮機（駆動軸）の回転速度に基づ
いて同運転効率を算出するため、圧縮機トルクの算出精
度が高まる。
【００１５】請求項７の発明は、車両の走行駆動源であ
るとともに、請求項２〜６のいずれかに記載の空調装置
が備える圧縮機の駆動源でもあるエンジンの出力を制御
するためのエンジン制御装置であって、圧縮機トルク算
出手段によって算出された圧縮機トルクを加味してエン
ジンの出力制御を行うことを特徴とするエンジン制御装
置である。
【００１６】この構成においては、高精度な圧縮機トル
ク情報を得られるため、エンジンの出力制御を高精度で
行うことが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を車両用の空調装置
において具体化した一実施形態について説明する。
【００１８】（容量可変型斜板式圧縮機）図１に示すよ
うに、容量可変型斜板式圧縮機（以下単に圧縮機とす
る）のハウジング１１内には、制御室としてのクランク
室１２が区画されている。同クランク室１２内には、駆
動軸１３が回転可能に配設されている。同駆動軸１３
は、車両の走行駆動源であるエンジン（内燃機関）Ｅに
作動連結され、同エンジンＥからの動力供給によって回
転駆動される。
【００１９】前記クランク室１２において駆動軸１３上
には、ラグプレート１４が一体回転可能に固定されてい
る。同クランク室１２内にはカムプレートとしての斜板
１５が収容されている。同斜板１５は、駆動軸１３にス
ライド移動可能でかつ傾動可能に支持されている。ヒン
ジ機構１６は、ラグプレート１４と斜板１５との間に介
在されている。従って、斜板１５は、ヒンジ機構１６を
介することで、ラグプレート１４及び駆動軸１３と同期
回転可能であるとともに、駆動軸１３に対して傾動可能
となっている。
【００２０】前記ハウジング１１内には複数（図面には
一つのみ示す）のシリンダボア１１ａが形成されてお
り、各シリンダボア１１ａ内には片頭型のピストン１７
が往復動可能に収容されている。各ピストン１７は、シ
ュー１８を介して斜板１５の外周部に係留されている。
従って、駆動軸１３の回転にともなう斜板１５の回転運
動が、シュー１８を介してピストン１７の往復運動に変
換される。
【００２１】前記シリンダボア１１ａ内の後方（図面右
方）側には、ピストン１７と、ハウジング１１に内装さ
れた弁・ポート形成体１９とで囲まれて圧縮室２０が区
画されている。ハウジング１１において弁・ポート形成
体１９よりも後方側の内部には、吸入室２１及び吐出室
２２がそれぞれ区画形成されている。
【００２２】そして、前記吸入室２１の冷媒ガスは、各
ピストン１７の上死点位置から下死点側への移動によ
り、弁・ポート形成体１９に形成された吸入ポート２３
及び吸入弁２４を介して圧縮室２０に吸入される。圧縮
室２０に吸入された冷媒ガスは、ピストン１７の下死点
位置から上死点側への移動により所定の圧力にまで圧縮
され、弁・ポート形成体１９に形成された吐出ポート２
５及び吐出弁２６を介して吐出室２２に吐出される。
【００２３】（圧縮機の容量制御構造）前記ハウジング
１１内には抽気通路２７及び給気通路２８が設けられて
いる。抽気通路２７はクランク室１２と吸入室２１とを
連通する。給気通路２８は吐出室２２とクランク室１２
とを連通する。ハウジング１１において給気通路２８の
途中には制御弁ＣＶが配設されている。
【００２４】そして、前記制御弁ＣＶの開度を調節する
ことで、給気通路２８を介したクランク室１２への高圧
な吐出ガスの導入量と抽気通路２７を介したクランク室
１２からのガス導出量とのバランスが制御され、同クラ
ンク室１２の内圧が決定される。クランク室１２の内圧
変更に応じて、ピストン１７を介してのクランク室１２
の内圧と圧縮室２０の内圧との差が変更され、斜板１５
の傾斜角度が変更される結果、ピストン１７のストロー
クすなわち圧縮機の吐出容量が調節される。
【００２５】例えば、前記クランク室１２の内圧が低下
されると斜板１５の傾斜角度が増大し、圧縮機の吐出容
量が増大される。逆に、クランク室１２の内圧が上昇さ
れると斜板１５の傾斜角度が減少し、圧縮機の吐出容量
が減少される。
【００２６】（冷媒循環回路）図１に示すように、車両
用空調装置の冷媒循環回路（冷凍サイクル）は、上述し
た圧縮機と外部冷媒回路３０とから構成されている。外
部冷媒回路３０は、凝縮器３１、減圧装置としての膨張
弁３２、及び蒸発器３３を備えている。
【００２７】第１圧力監視点Ｐ１は吐出室２２内に設定
されている。第２圧力監視点Ｐ２は、第１圧力監視点Ｐ
１から凝縮器３１側（下流側）へ所定距離だけ離れた冷
媒通路の途中に設定されている。第１圧力監視点Ｐ１と
制御弁ＣＶとは第１検圧通路３５を介して連通されてい
る。第２圧力監視点Ｐ２と制御弁ＣＶとは第２検圧通路
３６（図２参照）を介して連通されている。第１圧力監
視点Ｐ１と第２圧力監視点Ｐ２との間の冷媒通路上には
固定絞り３７が設けられている。
【００２８】（制御弁）図２に示すように、前記制御弁
ＣＶのバルブハウジング４１内には、弁室４２、連通路
４３及び感圧室４４が区画されている。弁室４２及び連
通路４３内には、作動ロッド４５が軸方向（図面では垂
直方向）に移動可能に配設されている。連通路４３と感
圧室４４とは、同連通路４３に挿入された作動ロッド４
５の上端部によって遮断されている。弁室４２は、給気
通路２８の上流部を介して吐出室２２と連通されてい
る。連通路４３は、給気通路２８の下流部を介してクラ
ンク室１２と連通されている。弁室４２及び連通路４３
は給気通路２８の一部を構成する。
【００２９】前記弁室４２内には、作動ロッド４５の中
間部に形成された弁体部４６が配置されている。弁室４
２と連通路４３との境界に位置する段差は弁座４７をな
しており、連通路４３は一種の弁孔をなしている。そし
て、作動ロッド４５が図２の位置（最下動位置）から弁
体部４６が弁座４７に着座する最上動位置へ上動する
と、連通路４３が遮断される。つまり作動ロッド４５の
弁体部４６は、給気通路２８の開度を調節可能な弁体と
して機能する。
【００３０】前記感圧室４４内には、ベローズよりなる
感圧部材４８が収容配置されている。同感圧部材４８の
上端部はバルブハウジング４１に固定されている。感圧
部材４８の下端（可動端）部には作動ロッド４５の上端
部が嵌入されている。感圧室４４内は、有底円筒状をな
す感圧部材４８によって、同感圧部材４８の内空間であ
る第１圧力室４９と、同感圧部材４８の外空間である第
２圧力室５０とに区画されている。第１圧力室４９に
は、第１検圧通路３５を介して第１圧力監視点Ｐ１の圧
力ＰｄＨが導かれている。第２圧力室５０には、第２検
圧通路３６を介して第２圧力監視点Ｐ２の圧力ＰｄＬが
導かれている。
【００３１】前記バルブハウジング４１の下方側には、
設定差圧変更手段としての電磁アクチュエータ部５１が
設けられている。同電磁アクチュエータ部５１は、バル
ブハウジング４１内の中心部に有底円筒状の収容筒５２
を備えている。同収容筒５２において上方側の開口に
は、円柱状のセンタポスト（固定鉄心）５３が嵌入固定
されている。このセンタポスト５３の嵌入により、収容
筒５２内の最下部にはプランジャ室５４が区画されてい
る。
【００３２】前記プランジャ室５４内には、有蓋円筒状
のプランジャ（可動鉄心）５６が、軸方向に移動可能に
収容されている。センタポスト５３の中心には軸方向に
延びるガイド孔５７が貫通形成され、同ガイド孔５７内
には、作動ロッド４５の下端側が軸方向に移動可能に配
置されている。作動ロッド４５の下端は、プランジャ室
５４内においてプランジャ５６の上端面に当接されてい
る。
【００３３】前記プランジャ室５４において収容筒５２
の内底面とプランジャ５６との間には、プランジャ付勢
バネ６０が収容されている。このプランジャ付勢バネ６
０は、プランジャ５６を作動ロッド４５側に向けて付勢
する。また、作動ロッド４５は、感圧部材４８自身が有
するバネ性（以下ベローズバネ４８と呼ぶ）に基づい
て、プランジャ５６側に向けて付勢されている。従っ
て、プランジャ５６と作動ロッド４５とは常時一体とな
って上下動する。なお、ベローズバネ４８は、プランジ
ャ付勢バネ６０よりもバネ力の大きなものが用いられて
いる。
【００３４】前記収容筒５２の外周側には、センタポス
ト５３及びプランジャ５６を跨ぐ範囲にコイル６１が巻
回配置されている。このコイル６１には、駆動回路７１
から電力が供給される。
【００３５】前記駆動回路７１からコイル６１への電力
供給により、この電力供給量に応じた大きさの電磁力
（電磁吸引力）が、プランジャ５６とセンタポスト５３
との間に発生し、この電磁力はプランジャ５６を介して
作動ロッド４５に伝達される。なお、同コイル６１への
通電制御は印加電圧を調整することでなされ、この印加
電圧の調整にはＰＷＭ（パルス幅変調）制御が採用され
ている。
【００３６】（制御弁の動作特性）前記制御弁ＣＶにお
いては、次のようにして作動ロッド４５（弁体部４６）
の配置位置つまり弁開度が決まる。
【００３７】まず、図２に示すように、コイル６１への
通電がない場合（デューティ比＝０％）は、作動ロッド
４５の配置には、ベローズバネ４８の下向き付勢力の作
用が支配的となる。従って、作動ロッド４５は最下動位
置に配置され、弁体部４６は連通路４３を全開とする。
このため、クランク室１２の内圧は、その時おかれた状
況下において取り得る最大値となり、このクランク室１
２の内圧と圧縮室２０の内圧とのピストン１７を介した
差は大きくて、斜板１５は傾斜角度を最小として圧縮機
の吐出容量は最小となっている。
【００３８】次に、前記制御弁ＣＶにおいて、コイル６
１に対しデューティ比可変範囲の最小デューティ比（＞
０％）以上の通電がなされると、プランジャ付勢バネ６
０に加勢された上向きの電磁力が、ベローズバネ４８に
よる下向き付勢力を凌駕し、作動ロッド４５が上動を開
始する。この状態では、プランジャ付勢バネ６０の上向
きの付勢力によって加勢された上向き電磁力が、ベロー
ズバネ４８の下向き付勢力によって加勢された二点間差
圧ΔＰｄ（＝ＰｄＨ−ＰｄＬ）に基づく下向き押圧力に
対抗する。そして、これら上下付勢力が均衡する位置
に、作動ロッド４５の弁体部４６が弁座４７に対して位
置決めされる。
【００３９】例えば、前記エンジンＥの回転速度が減少
して冷媒循環回路の冷媒流量が減少すると、下向きの二
点間差圧ΔＰｄに基づく力が減少してその時点での電磁
力では作動ロッド４５に作用する上下付勢力の均衡が図
れなくなる。従って、作動ロッド４５（弁体部４６）が
上動して連通路４３の開度が減少し、クランク室１２の
内圧が低下傾向となる。このため、斜板１５が傾斜角度
増大方向に傾動し、圧縮機の吐出容量は増大される。圧
縮機の吐出容量が増大すれば冷媒循環回路における冷媒
流量も増大し、二点間差圧ΔＰｄは増加する。
【００４０】逆に、前記エンジンＥの回転速度が増大し
て冷媒循環回路の冷媒流量が増大すると、下向きの二点
間差圧ΔＰｄに基づく力が増大して、その時点での電磁
力では作動ロッド４５に作用する上下付勢力の均衡が図
れなくなる。従って、作動ロッド４５（弁体部４６）が
下動して連通路４３の開度が増加し、クランク室１２の
内圧が増大傾向となる。このため、斜板１５が傾斜角度
減少方向に傾動し、圧縮機の吐出容量は減少される。圧
縮機の吐出容量が減少すれば冷媒循環回路における冷媒
流量も減少し、二点間差圧ΔＰｄは減少する。
【００４１】また、例えば、前記コイル６１への通電デ
ューティ比を大きくして上向きの電磁力を大きくする
と、その時点での二点間差圧ΔＰｄに基づく力では上下
付勢力の均衡が図れなくなる。このため、作動ロッド４
５（弁体部４６）が上動して連通路４３の開度が減少
し、圧縮機の吐出容量が増大される。その結果、冷媒循
環回路における冷媒流量が増大し、二点間差圧ΔＰｄも
増大する。
【００４２】逆に、前記コイル６１への通電デューティ
比を小さくして上向きの電磁力を小さくすれば、その時
点での二点間差圧ΔＰｄに基づく力では上下付勢力の均
衡が図れなくなる。このため、作動ロッド４５（弁体部
４６）が下動して連通路４３の開度が増加し、圧縮機の
吐出容量が減少する。その結果、冷媒循環回路における
冷媒流量が減少し、二点間差圧ΔＰｄも減少する。
【００４３】つまり、前記制御弁ＣＶは、コイル６１へ
の通電デューティ比（設定差圧変更手段に対する指令）
によって決定された二点間差圧ΔＰｄの制御目標（設定
差圧）を維持するように、この二点間差圧ΔＰｄの変動
に応じて内部自律的に作動ロッド４５（弁体部４６）を
位置決めする構成となっている。また、この設定差圧
は、コイル６１への通電デューティ比を調節することで
外部から変更可能となっている。
【００４４】（車両の制御体系）図２に示すように、前
記車両には、空調装置の制御全般を司るエアコンＥＣＵ
８１と、エンジンＥの制御全般を司るエンジンＥＣＵ８
２とが搭載されている。各ＥＣＵ８１，８２はコンピュ
ータを内蔵する電子制御ユニットである。エアコンＥＣ
Ｕ８１とエンジンＥＣＵ８２とは相互通信が可能に接続
されている。
【００４５】前記エアコンＥＣＵ８１には、Ａ／Ｃスイ
ッチ（乗員が操作する空調装置のＯＮ／ＯＦＦスイッ
チ）８３、車室内の好ましい温度を設定するための温度
設定器８４、車室内の温度を検出するための温度センサ
８５、冷媒循環回路において圧縮機の吐出室２２と凝縮
器３１とを含む両者間の吐出圧力領域の圧力Ｐｄを検出
するためのＰｄセンサ８６、及び冷媒循環回路において
蒸発器３３と圧縮機の吸入室２１とを含む両者間の吸入
圧力領域の圧力Ｐｓを検出するためのＰｓセンサ８７が
接続されている。また、同エアコンＥＣＵ８１には、前
記駆動回路７１つまり制御弁ＣＶ（コイル６１）が制御
要素として接続されている。
【００４６】前記エンジンＥＣＵ８２には、アクセル開
度（アクセルペダルの踏み込み量）を検出するためのア
クセル開度センサ８８、及びエンジンＥの回転速度Ｎｅ
を検出するための回転速度センサ８９が接続されてい
る。また、同エンジンＥＣＵ８２には、エンジンＥに備
えられた電子制御式のスロットル弁装置７５が、制御要
素として接続されている。
【００４７】（エアコンＥＣＵ）前記エアコンＥＣＵ８
１は、空調用の情報検出手段８３〜８５からの情報（エ
アコンスイッチのオン・オフ情報、車室温度情報及び設
定温度情報等）に基づいてデューティ比を算出し、同デ
ューティ比での制御弁ＣＶ（コイル６１）の駆動を駆動
回路７１に指令する。
【００４８】また、前記エアコンＥＣＵ８１は圧縮機ト
ルク算出手段をなしている。すなわち、同エアコンＥＣ
Ｕ８１は、圧縮機トルク算出用の情報検出手段（運転状
態検出手段）８６，８７，８９からの情報（吐出圧力Ｐ
ｄ、吸入圧力Ｐｓ、回転速度Ｎｅ、及び制御弁ＣＶを駆
動するデューティ比）に基づき、下記数１式を用いるこ
とで、圧縮機の駆動に必要な圧縮機トルクＴｒを算出
（推定）する。そして、同エアコンＥＣＵ８１は、算出
した圧縮機トルク情報ＴｒをエンジンＥＣＵ８２へ送信
する。
【００４９】
【数１】 なお、ｎ：比熱比（Ｒ１３４ａの場合は１．０３）、Ｎ
ｃ：圧縮機（駆動軸１３）の回転速度（ｒｐｍ）、Ｑ
ｄ：吐出ガス状態での冷媒流量、Ｐｄ：吐出圧力、Ｐ
ｓ：吸入圧力 前記駆動軸１３の回転速度Ｎｃは、エンジンＥＣＵ８２
から受信したエンジンＥの回転速度情報Ｎｅに、予め記
憶された、エンジンＥと駆動軸１３との間の動力伝達経
路におけるプーリ比（変速比）を加味して算出される。
つまり、回転速度センサ８９が、駆動軸１３の回転速度
Ｎｃと相関を有する物理量Ｎｅを検出する回転速度検出
手段をなしている。
【００５０】前記冷媒流量Ｑｄは、「（流量係数）×
（固定絞り（３７）面積）×√（２ΔＰｄ／ρｄ）」で
表わされる。二点間差圧ΔＰｄは、制御弁ＣＶのコイル
６１への入力電流値（デューティ比と電源（バッテリ）
の電圧とから判る）の関数及び弁特性で決定される。吐
出ガスの比重ρｄは吐出圧力Ｐｄで近似できる。つま
り、二点間差圧ΔＰｄを決定するエアコンＥＣＵ８１自
身が冷媒流量検出手段をなしており、同ＥＣＵ８１は駆
動回路７１へ指令するデューティ比から冷媒流量Ｑｄを
把握することが可能である。
【００５１】前記圧縮機の運転効率ηａｄは下記数２式
を用いて算出される。
【００５２】
【数２】 なお、Ａ，Ｂ，Ｃは、予め実験等によって求められた定
数である。
【００５３】以上のように本実施形態においては、圧縮
機の現在の駆動に理論的（理想的な断熱圧縮）に必要と
される理論トルクに、現在の運転効率ηａｄを加味し
て、同圧縮機の実際の駆動に必要とされる圧縮機トルク
Ｔｒを算出（推定）するようにしている。
【００５４】（エンジンＥＣＵ）前記エンジンＥＣＵ８
２は、アクセル開度センサ８８からのアクセル開度情報
と、回転速度センサ８９からの回転速度情報Ｎｅと、エ
アコンＥＣＵ８１から受信した圧縮機トルク情報Ｔｒ等
から目標エンジン出力トルクを算出する。同エンジンＥ
ＣＵ８２は、算出した目標エンジン出力トルクに基づい
てスロットル弁装置７５を動作させ、エンジンＥの吸入
空気量を調節する。
【００５５】上記構成の本実施形態においては次のよう
な効果を奏する。 （１）圧縮機の運転状態に基づいて同圧縮機の理論トル
ク及び運転効率ηａｄを算出し、同理論トルク及び運転
効率ηａｄに基づいて圧縮機トルクＴｒを算出（推定）
している。従って、圧縮機トルク情報Ｔｒの精度が高ま
り、同圧縮機トルク情報Ｔｒを加味したエンジンＥの出
力制御を高精度で行うことが可能となる。これは車両の
省燃費や運転フィーリングの向上につながる。
【００５６】（２）制御弁ＣＶは、コイル６１への通電
デューティ比によって決定された設定差圧を維持するよ
うに、二点間差圧ΔＰｄの変動に応じて内部自律的に圧
縮機の吐出容量を調節する構成である。この二点間差圧
ΔＰｄには冷媒流量Ｑｄが反映されている。従って、エ
アコンＥＣＵ８１は、制御弁ＣＶを通電制御するための
デューティ比から冷媒循環回路の冷媒流量Ｑｄを把握す
ることは容易であり、同エアコンＥＣＵ８１は冷媒流量
検出手段を内蔵していると言える。
【００５７】つまり、本実施形態の制御弁ＣＶ（設定差
圧可変型）は、それを外部制御するエアコンＥＣＵ８１
が冷媒流量Ｑｄを把握するのに好適な態様をなしてい
る。従って、二点間差圧ΔＰｄを把握するのに専用のセ
ンサが必要な、例えば後述する設定吸入圧力可変型或い
は設定吐出圧力可変型の制御弁と比較して、電気的な構
成の簡素化及びエアコンＥＣＵ８１の演算負荷の軽減を
達成できる。
【００５８】（３）エアコンＥＣＵ８１は、圧縮機の運
転効率ηａｄに大きな影響を与える要素（冷媒流量Ｑｄ
及び回転速度Ｎｃ）をパラメータとして同運転効率ηａ
ｄを算出している。従って、運転効率ηａｄの算出精度
ひいては圧縮機トルクＴｒの算出精度が高まる。
【００５９】なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で
以下の態様でも実施できる。 ・運転効率ηａｄの算出にあたり、回転速度Ｎｃのみを
パラメータとすること。つまり、例えば下記数３式を用
いて運転効率ηａｄを算出すること。このようにすれ
ば、エアコンＥＣＵ８１の演算負荷を軽減することがで
きる。
【００６０】
【数３】 ・運転効率ηａｄの算出にあたり、冷媒流量Ｑｄのみを
パラメータとすること。このようにすれば、エアコンＥ
ＣＵ８１の演算負荷を軽減することができる。
【００６１】・圧縮機トルクＴｒの算出式（数１式）に
おいて吸入圧力Ｐｓを一定値に設定しても、実用に耐え
得る精度で圧縮機トルクＴｒを算出することは可能であ
る。このようにすれば、Ｐｓセンサ８７を削除できて電
気的構成の簡素化を図り得るし、エアコンＥＣＵ８１の
演算負荷を軽減できる。つまり、吸入圧力Ｐｓが変動し
ても、吐出圧力Ｐｄや冷媒流量Ｑｄほどは圧縮機トルク
Ｔｒに影響を与えないのである。
【００６２】・圧縮機（駆動軸１３）の回転速度Ｎｃを
直接検出するセンサを、エアコンＥＣＵ８１が独自に備
えること。このようにすれば、エンジンＥＣＵ８２との
間の通信速度に起因した回転速度情報の遅れがなくな
り、同回転速度情報のリアルタイム性が増して、より精
度の高い圧縮機トルクＴｒの算出を行うことができる。
【００６３】・エンジンＥＣＵ８２が圧縮機トルクＴｒ
の算出を行うようにすること。つまり、エンジンＥＣＵ
８２が圧縮機トルク算出手段を備えるようにすること。
この場合、圧縮機の運転情報（吐出圧力Ｐｄ、吸入圧力
Ｐｓ及び駆動回路７１に指令するデューティ比）をエア
コンＥＣＵ８１から受信するようにしてもよい。また、
エアコンＥＣＵ８１を削除し、同ＥＣＵ８１の役目をエ
ンジンＥＣＵ８２が兼ねるようにしてもよい。
【００６４】・エンジンＥＣＵ８２が、エアコンＥＣＵ
８１からの圧縮機トルク情報Ｔｒに基づいてＩＳＣＶ
（アイドル・スピード・コントロール・バルブ）装置を
制御する態様において具体化すること。このようにすれ
ば、エンジンＥのアイドリングが安定される。
【００６５】・圧縮機トルク情報Ｔｒに基づいて、車両
の自動変速機の変速パターンが変更される態様において
具体化すること。つまり、同圧縮機トルク情報Ｔｒを、
車両においてエンジンＥから駆動車輪までの動力伝達系
の制御に用いること。
【００６６】・第１圧力監視点Ｐ１を、蒸発器３３と吸
入室２１とを含む両者間の吸入圧力領域に設定するとと
もに、第２圧力監視点Ｐ２を同じ吸入圧力領域において
第１圧力監視点Ｐ１の下流側に設定すること。この場合
においても、二つの圧力監視点Ｐ１，Ｐ２間の差圧に冷
媒流量Ｑｄが反映されることとなり、上記実施形態の効
果（２）と同様な効果を奏することができる。
【００６７】・第１圧力監視点Ｐ１を、吐出室２２と凝
縮器３１とを含む両者間の吐出圧力領域に設定するとと
もに、第２圧力監視点Ｐ２を吸入圧力領域に設定するこ
と。 ・第１圧力監視点Ｐ１を吐出圧力領域に設定するととも
に、第２圧力監視点Ｐ２をクランク室１２に設定するこ
と。或いは、第２圧力監視点Ｐ２をクランク室１２に設
定するとともに、第１圧力監視点Ｐ１を吸入圧力領域に
設定すること。つまり、圧力監視点Ｐ１，Ｐ２は、上記
実施形態のように、冷媒循環回路の主回路である冷凍サ
イクル（外部冷媒回路３０（蒸発器３３）→吸入室２１
→圧縮室２０→吐出室２２→外部冷媒回路３０（凝縮器
３１））へ設定すること、さらに詳述すれば冷凍サイク
ルの高圧領域及び／又は低圧領域に設定することに限定
されるものではなく、冷媒循環回路の副回路として位置
付けられる、容量制御用の冷媒回路（給気通路２８→ク
ランク室１２→抽気通路２７）を構成する、中間圧力領
域としてのクランク室１２に設定しても良い。
【００６８】・制御弁ＣＶを、設定吸入圧力可変型或い
は設定吐出圧力可変型のものに変更すること。この制御
弁ＣＶは、吸入圧力（前者）又は吐出圧力（後者）を内
部で機械的に検出し、同検出圧力の変動を打ち消す側に
圧縮機の吐出容量が変更されるように弁体を内部自律的
に動作させるとともに、外部からの制御によって弁体の
位置決め動作の基準となる設定吸入圧力（前者）又は設
定吐出圧力（後者）を変更可能な構成である。
【００６９】・制御弁ＣＶを、給気通路２８ではなく、
抽気通路２７の開度調節によりクランク室１２の内圧を
調節する、所謂抜き側制御弁に変更すること。 ・ワッブル式の容量可変型圧縮機を備えた空調装置にお
いて具体化すること。
【００７０】・例えば、上記実施形態の圧縮機において
斜板１５を駆動軸１３に傾動不能に固定する態様のよう
な、固定容量型の圧縮機を備えた空調装置において具体
化すること。
【００７１】・圧縮機としてはピストン式以外にも、ス
クロール型等のロータリ式が挙げられる。つまり、圧縮
機の構成が何れであっても本発明は有効である。 上記実施形態から把握できる技術的思想について記載す
る。
【００７２】（１）前記二つの圧力監視点は、冷媒循環
回路の吸入圧力領域にそれぞれ設定されている請求項４
に記載の空調装置。 （２）前記圧縮機は斜板式であって、制御室は斜板を収
容するクランク室である請求項４又は前記（１）に記載
の空調装置。
【００７３】（３）請求項１に記載の圧縮機トルク算出
方法又は請求項２，３、６に記載の空調装置或いは請求
項７に記載のエンジン制御装置において、前記圧縮機は
吐出容量を変更可能な容量可変型である。
【００７４】（４）請求項２〜６、前記（１）〜（３）
のいずれかに記載の空調装置を備えた車両において、同
車両の走行駆動源及び圧縮機の駆動源であるエンジンか
ら駆動車輪へ動力を伝達する動力伝達系の制御装置であ
って、圧縮機トルク算出手段によって算出された圧縮機
トルクを加味して動力伝達系の制御を行うことを特徴と
する動力伝達系制御装置。
【００７５】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、圧
縮機トルクを精度良く算出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 容量可変型斜板式圧縮機の断面図。
【図２】 制御弁の断面図。
【符号の説明】 ３０…圧縮機とともに冷媒循環回路を構成する外部冷媒
回路、８１…運転状態検出手段及び圧縮機トルク算出手
段としてのエアコンＥＣＵ、８６…運転状態検出手段を
構成するＰｄセンサ、８７…同じくＰｓセンサ、８９…
同じく回転速度センサ、Ｐｄ…圧縮機の運転情報として
の吐出圧力、Ｐｓ…同じく吸入圧力、Ｎｃ…同じく圧縮
機の回転速度、Ｑｄ…同じく冷媒流量、ηａｄ…圧縮機
の運転効率、Ｔｒ…圧縮機トルク。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 41/04 ３１０ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３１０Ｇ Ｆ０４Ｂ 27/14 Ｆ０４Ｂ 49/00 Ａ 49/00 Ｆ２５Ｂ 1/00 ３７１Ｍ Ｆ２５Ｂ 1/00 ３７１ Ｆ０４Ｂ 27/08 Ｓ (72)発明者 木村 一哉 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 川口 真広 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 Ｆターム(参考） 3G093 AA12 BA14 BA27 CA08 DA01 DA06 DB07 DB25 EA02 EA09 FA01 3G301 HA06 JA03 KA10 LA03 MA11 PA11Z PE01Z PF03Z PF13Z 3H045 AA04 AA10 AA13 AA27 BA42 CA01 DA25 EA33 3H076 AA06 BB32 CC12 CC41 CC84

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 圧縮機の運転状態に基づいて同圧縮機の
    理論トルク及び運転効率を算出し、同理論トルク及び運
    転効率に基づいて圧縮機の駆動に必要な圧縮機トルクを
    算出する圧縮機トルク算出方法。
  2. 【請求項２】 圧縮機を有する冷媒循環回路を備えた空
    調装置において、 前記圧縮機の運転状態を検出する運転状態検出手段と、 前記運転状態検出手段からの運転情報に基づいて圧縮機
    の理論トルク及び運転効率を算出し、同理論トルク及び
    運転効率に基づいて圧縮機の駆動に必要な圧縮機トルク
    を算出する圧縮機トルク算出手段とを備えた空調装置。
  3. 【請求項３】 前記運転状態検出手段は冷媒循環回路の
    冷媒流量又はそれと相関を有する物理量を検出する冷媒
    流量検出手段を備え、前記圧縮機トルク算出手段は、冷
    媒流量検出手段が検出した冷媒流量情報に基づいて圧縮
    機の運転効率を算出する請求項２に記載の空調装置。
  4. 【請求項４】 前記圧縮機は制御室の内圧を調節するこ
    とで吐出容量を変更可能であって、同制御室の内圧調節
    は制御弁の弁開度調節によって行われ、 前記制御弁は、 前記圧縮機の制御室と冷媒循環回路の吐出圧力領域とを
    連通する給気通路、又は制御室と冷媒循環回路の吸入圧
    力領域とを連通する抽気通路の開度を調節可能な弁体
    と、 前記冷媒循環回路に設定された二つの圧力監視点間の差
    圧を機械的に検出するとともに、同検出差圧の変動を打
    ち消す側に容量可変型圧縮機の吐出容量が変更されるよ
    うに弁体を動作させる感圧機構と、 前記感圧機構に付与する力を外部からの指令によって調
    節することで、同感圧機構による弁体の位置決め動作の
    基準となる設定差圧を変更可能な設定差圧変更手段とを
    備え、 前記冷媒流量検出手段は、設定差圧変更手段に対する指
    令情報に基づいて冷媒循環回路の冷媒流量を把握する請
    求項３に記載の空調装置。
  5. 【請求項５】 前記二つの圧力監視点は、冷媒循環回路
    の吐出圧力領域にそれぞれ設定されている請求項４に記
    載の空調装置。
  6. 【請求項６】 前記運転状態検出手段は圧縮機の回転速
    度又はそれと相関を有する物理量を検出する回転速度検
    出手段を備え、前記圧縮機トルク算出手段は、回転速度
    検出手段が検出した回転速度情報に基づいて圧縮機の運
    転効率を算出する請求項２〜５のいずれかに記載の空調
    装置。
  7. 【請求項７】 車両の走行駆動源であるとともに、請求
    項２〜６のいずれかに記載の空調装置が備える圧縮機の
    駆動源でもあるエンジンの出力を制御するためのエンジ
    ン制御装置であって、圧縮機トルク算出手段によって算
    出された圧縮機トルクを加味してエンジンの出力制御を
    行うことを特徴とするエンジン制御装置。
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