JP2004066858A - コンプレッサトルク推定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】不安定なパラメータに依存することなく、コンプレッサの起動トルクを正確に推定することができるコンプレッサトルク推定装置を提供する。
【解決手段】コンプレッサトルク推定装置はエアコンＥＣＵ２０を備えており、このエアコンＥＣＵ２０にてコンプレッサ４の起動直前の冷媒圧力に対する起動時のトルク特性をデータ化して記憶している。このため推定装置は、冷媒圧センサ２４により検出した冷媒圧力とトルク特性とに基づいてコンプレッサ４の起動時のトルクを正確に推定することができる。
【選択図】 図１
【解決手段】コンプレッサトルク推定装置はエアコンＥＣＵ２０を備えており、このエアコンＥＣＵ２０にてコンプレッサ４の起動直前の冷媒圧力に対する起動時のトルク特性をデータ化して記憶している。このため推定装置は、冷媒圧センサ２４により検出した冷媒圧力とトルク特性とに基づいてコンプレッサ４の起動時のトルクを正確に推定することができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアコンディショナ用のコンプレッサの起動時トルクを推定するコンプレッサトルク推定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のコンプレッサトルク推定装置に関する従来技術として、例えば特登第２９２４２２８号公報に記載された可変容量圧縮機の起動トルク推定装置が挙げられる。この公知のトルク推定装置は、エアコンディショナの雰囲気温度とコンプレッサの停止直前トルクとを検出するとともに、これら検出値と予め記憶した再起動時トルクの記憶データとに基づいてコンプレッサの停止時間に対応する再起動時の推定トルクを算出するものとしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した公知のトルク推定装置は、コンプレッサの停止直前のトルクがその停止時間に応じて減衰する点に着目し、その減衰特性を雰囲気温度毎に予めデータ化しておくことで再起動時トルクを推定しようとするものである。しかしながら、雰囲気温度は変動が大きく、推定トルクの演算に使用するパラメータとしては不安定かつ不確実な要素である。このため公知のトルク推定装置では、推定したトルクが常に正確であるとはいえない。
【０００４】
そこで本発明は、不安定なパラメータに依存することなく、コンプレッサの起動トルクを正確に推定することができるコンプレッサトルク推定装置の提供を課題としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のコンプレッサトルク推定装置（請求項１）は、コンプレッサの起動直前の冷媒圧力に対する起動時のトルク特性を予め記憶しておき、検出した冷媒圧力とその記憶したトルク特性とに基づいてコンプレッサの起動時のトルクを推定することで上記の課題を解決している。
【０００６】
すなわち、本発明のコンプレッサトルク推定装置は冷媒圧力に対するトルク特性を予めデータ化しておき、その都度、検出した冷媒圧力をパラメータとしてトルクを推定しているので、エアコンディショナ系の内部における確実な要素を使用することができる。これにより、トルクの推定を常に正確なものとすることができる。
【０００７】
また本発明のコンプレッサトルク推定装置（請求項２）は、２つのトルク推定手段を備えており、これらトルク推定手段によりコンプレッサの起動時のトルクと作動中のトルクとをそれぞれ推定し、その大きい方をトルク推定値として採用する。このため、コンプレッサのトルクが定常状態となった場合でも、正確にトルクを推定することができる。
【０００８】
その他、別個の態様として、本発明のコンプレッサトルク推定装置（請求項３）は、２つのトルク推定手段によりコンプレッサの起動時のトルクと作動中のトルクとをそれぞれ推定するとともに、コンプレッサの実トルクに基づいてコンプレッサトルクが安定状態にあるか否かを検出し、安定状態にないときは起動時の推定トルクをトルク推定値として採用する一方、安定状態にあるときは作動中の推定トルクをトルク推定値として採用する。このため、コンプレッサのトルクが定常状態となった場合でも、より正確なトルクの推定が可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、例えば車両に搭載されるエアコンディショナ用のコンプレッサトルク推定装置として好ましい一実施形態をとることができる。
【００１０】
図１は、車載エアコンディショナ（以下、単に「エアコン」と略称する。）に適用されたコンプレッサトルク推定装置の構成を概略的に示している。このエアコンは図示しない車両のエンジン１を動力源としており、エンジン１は図示しない駆動系に接続されている。エアコンは冷媒の循環経路２を有しており、この循環経路２中にコンプレッサ４が装備されている。コンプレッサ４は電磁クラッチ６（クラッチ手段）を介してエンジン１に接続されており、電磁クラッチ６は例えばベルト駆動系７によりエンジン１の出力軸に連結されている。それゆえ、電磁クラッチ６の断接、つまり、切断または接続の切り換えによりコンプレッサ４を停止させたり、起動させたりすることができる。なお、ここでは電磁クラッチ６を例示しているが、これに代えて油圧クラッチ等の他のクラッチ手段を用いてもよい。
【００１１】
エアコンの循環経路２には、コンプレッサ４により高温・高圧にされた冷媒が流通し、その流通方向でみてコンプレッサ４の下流にコンデンサ８、リキッドタンク１０、膨張弁１２、そして、エバポレータ１４が順次配設されている。
【００１２】
電磁クラッチ６の断接は、乗員によるエアコンスイッチ１６のオンまたはオフ操作に連動して行われる。具体的には、エンジン１およびエアコンのそれぞれについて電子コントロールユニット（以下「エンジンＥＣＵ」、「エアコンＥＣＵ」と区別して呼称する。）１８，２０が設けられており、このうちエアコンＥＣＵ２０にエアコンスイッチ１６の操作信号が入力されている。車室内でエアコンスイッチ１６がオン操作されると、その操作信号がエアコンＥＣＵ２０を通じてエンジンＥＣＵ１８に送信され、エンジンＥＣＵ１８はこの信号入力を受けると電磁クラッチ６に接続信号を出力する。これにより、電磁クラッチ６が接続されてコンプレッサ４が起動し、循環経路２内を冷媒が流通することでエバポレータ１４にて冷媒と空気との熱交換が行われ、冷房作用が実現される。なお、このときエンジンＥＣＵ１８からエアコンＥＣＵ２０にもクラッチ接続信号が送信されている。
【００１３】
また、電磁クラッチ６の断接は、循環経路２に設けられたエバポレータ１４の状態によっても行われる。すなわち、エバポレータ１４には温度センサ（図示しない）が設けられ、この温度センサにより検出されたエバポレータ１４の温度がエアコンＥＣＵ２０に出力されるとともに、エバポレータ１４の温度が所定温度以下となった場合にエアコンＥＣＵ２０は電磁クラッチ６に切断信号を出力する。これにより、エバポレータ１４の過冷却に伴う凍結が防止される。
【００１４】
エンジンＥＣＵ１８はエンジン１の出力を制御する機能を有している。エンジンＥＣＵ１８による出力制御は、例えば電子スロットルバルブや電子制御燃料噴射弁（いずれも図示していない）を用いて行うことができ、エンジンＥＣＵ１８はこれら電子機器類の作動を制御することで吸入空気量や燃料噴射量を制御し、エンジン１の出力制御を行うことができる。また、エンジン１には回転速度センサ２２が取り付けられており、エンジンＥＣＵ１８は回転速度センサ２２からのセンサ信号に基づいてエンジン１の回転速度を検出することができる（エンジン回転速度検出手段）。
【００１５】
ここで、コンプレッサ４の起動はエンジン１の負荷を増大させることから、エアコンの始動に伴ってエンジン１の運転状態を不安定化させないようにするには、負荷の増大分を見積もってエンジン１の出力を制御する必要がある。そのため、本実施形態ではエアコンＥＣＵ２０によりコンプレッサ４の起動トルクを推定し、その推定トルクを用いてエンジンＥＣＵ１８によりエンジン１の出力を制御するものとしている。
【００１６】
コンプレッサ４の起動時トルクの推定はエアコンＥＣＵ２０により行うことができる。ここで上述の循環経路２には、コンプレッサ４からみてコンデンサ８の下流位置、例えばコンデンサ８とリキッドタンク１０との間の位置に冷媒圧センサ２４が設けられており、エアコンＥＣＵ２０は冷媒圧センサ２４からのセンサ信号に基づいてコンデンサ８の下流位置における冷媒圧力を検出することができる（冷媒圧力検出手段）。
【００１７】
なお、循環経路２におけるコンプレッサ４とコンデンサ８との間の区間は非常に高温高圧の状態となるため、冷媒圧センサ２４を上記区間に設けるのではなく、上述のようにコンプレッサ４からみてコンデンサ８よりも下流側に冷媒圧センサ２４を設けることにより、該冷媒圧センサ２４の耐久性を確保することができる。
【００１８】
図２は、コンプレッサ４の起動時トルクの推定を行うための演算処理の手順を示している。エアコンＥＣＵ２０はこの手順に沿って各種演算処理を行い、起動トルクの推定結果をエンジンＥＣＵ１８に出力することができる。なお、エアコンＥＣＵ２０は演算処理を行う前の段階で必要なパラメータの検出を行っている。具体的には、エアコンＥＣＵ２０は冷媒圧センサ２４を用いて冷媒圧力を検出し、その検出値を演算処理のパラメータとして使用する。また、エンジンＥＣＵ１８およびエアコンＥＣＵ２０はエンジン回転速度を検出し、この検出値を以下の演算処理においてパラメータとして使用する。
【００１９】
図２の演算処理においては、先ずエアコンＥＣＵ２０はエンジンＥＣＵ１８からデータを受信する（ステップＳ１）。ここでは、エンジンＥＣＵ１８から送信されたエンジン回転速度がエアコンＥＣＵ２０に受信される。
【００２０】
次に、エアコンＥＣＵ２０は２種類の推定トルクＴｃｂ，Ｔｃｓを演算する（ステップＳ２）。これら推定トルクＴｃｂ，Ｔｃｓの演算は上述の冷媒圧力とエンジン回転速度、そしてエアコンＥＣＵ２０に予め記憶された記憶データに基づいて行うことができる。
図３は、推定トルクＴｃｂの演算に使用される記憶データの例を示しており、最初に推定トルクＴｃｂの演算について説明する。
【００２１】
図３のデータは、コンプレッサ４の起動前の冷媒圧力に対する起動時のトルク特性を示している。このトルク特性は、実際に検出された冷媒圧力とそのときのコンプレッサ４の起動時トルクとの関係から得られたものであり、具体的には、多数のサンプル（起動直前の冷媒圧力に対応する起動時トルクの実測値）をプロットした結果、これらを１つのトルク特性曲線にて近似させたものである。
【００２２】
図３から明らかなように、コンプレッサ４の起動前の冷媒圧力が高いほど、起動時のトルクは大きくなる特性を有しているといえる。これは、冷媒圧力が高ければ、その分、冷媒の初期圧縮抵抗が大きくなることに起因すると考えられる。したがって、コンプレッサ４の起動前の冷媒圧力を検出し、これをパラメータとして使用することで、図３のトルク特性からコンプレッサ４の起動時のトルクを演算することが可能となる。
【００２３】
エアコンＥＣＵ２０は、図３のトルク特性を予め記憶データとして内部メモリに記憶しておき（第１記憶手段）、そのとき検出された冷媒圧力と予め記憶されたトルク特性とに基づいてコンプレッサ４の起動時のトルクを推定する（第１トルク推定手段）。それゆえステップＳ２の演算処理においては、エアコンＥＣＵ２０は検出した冷媒圧力に対応する起動時トルクの値を記憶データから検索し、これを推定トルクＴｃｂとする。
【００２４】
次に図４は、推定トルクＴｃｓの演算に使用されるデータの例を示しており、以下、推定トルクＴｃｓの演算について説明する。
図４のデータはコンプレッサ４の作動中、つまり、コンプレッサ４が起動してから所定時間（例えば２秒）経過後の冷媒圧力に対するコンプレッサ４のトルク特性を示している。図４中、複数のトルク特性曲線（参照符号ａ〜ｄ）は、エンジン回転速度の違いによって区別されている。
【００２５】
これらトルク特性は、実際に検出された冷媒圧力とそのときのコンプレッサ４のトルクとの関係から得られたものであり、具体的には、異なるエンジン回転速度毎に多数のサンプル（起動所定時間後の冷媒圧力に対応するトルクの実測値）をプロットした結果、これらを各１づつのトルク特性曲線にて近似させたものである。
【００２６】
図４から明らかなように、コンプレッサ４の起動中における冷媒圧力が高いほど、コンプレッサ４のトルクは大きくなる特性を有しているといえる。これは、冷媒圧力が高ければ、その分、冷媒の圧縮抵抗が大きくなることに起因すると考えられる。
【００２７】
一方、トルク特性曲線の傾向としては、エンジン回転速度が高いときほど、冷媒圧力に対するコンプレッサ４のトルクは大きくなっている。これは、エンジン回転速度が高くなるとコンプレッサ４の設計吐出量と実吐出量との比率（体積効率）が増大し、これに伴いコンプレッサ４の仕事量が増えることや、エンジン回転速度が高くなるとコンプレッサ４の摩擦損失が大きくなること等に起因すると考えられる。なおトルク特性曲線毎のエンジン回転速度は、低いものから順に例えば６００ｒｐｍ（符号ａ）、８００ｒｐｍ（符号ｂ）、１５００ｒｐｍ（符号ｃ）、２５００ｒｐｍ（符号ｄ）となっている。
【００２８】
したがって、エンジン回転速度とコンプレッサ４の作動中における冷媒圧力とを検出し、これらをパラメータとして使用することで、図４のトルク特性からコンプレッサ４のトルクを演算することが可能となる。なお、検出されたエンジン回転速度が例示のものと異なるときは、２つのトルク特性曲線から補間法を用いてトルクを演算するか、あるいは、最も近い回転速度のトルク特性曲線を代用することでトルクを演算することができる。
【００２９】
エアコンＥＣＵ２０は、図４のトルク特性を予め記憶データとして内部メモリに記憶しておき（第２記憶手段）、そのとき検出されたエンジン回転速度と冷媒圧力、そして、予め記憶されたトルク特性とに基づいてコンプレッサ４のトルクを推定する（第２トルク推定手段）。それゆえステップＳ２の演算処理においては、エアコンＥＣＵ２０は検出したエンジン回転速度と冷媒圧力とに対応するコンプレッサ４のトルク値を記憶データから検索し、これを推定トルクＴｃｓとすることができる。
【００３０】
以上の演算処理を行うと、エアコンＥＣＵ２０は次に電磁クラッチ６の接続状態を判断する（ステップＳ３）。エアコンの停止中等、つまり、その作動前等は電磁クラッチ６が切断されているので（ステップＳ３＝Ｎｏ）、この場合、エアコンＥＣＵ２０は推定トルクＴｃｓ，Ｔｃｂを大小比較する（ステップＳ４）。
【００３１】
ここで、推定トルクＴｃｓは電磁クラッチ６が接続された後、所定時間が経過してコンプレッサトルクが安定したときの冷媒圧力に対するコンプレッサトルクを推定した値である一方、推定トルクＴｃｂは電磁クラッチ６の接続前の冷媒圧力から電磁クラッチ６の接続後のコンプレッサトルク（電磁クラッチ６の接続前のコンプレッサトルクよりも必ず大きくなる）を推定した値である。したがって、少なくとも電磁クラッチ６の接続直前の低冷媒圧時には、推定トルクＴｃｂの方が推定トルクＴｃｓよりも大きくなる（Ｔｃｂ＞Ｔｃｓ）。
【００３２】
このため、エアコンの停止中等にあっては、推定トルクＴｃｂの方が大きい値をとることから（ステップＳ４＝Ｙｅｓ）、この場合、エアコンＥＣＵ２０は２つの推定トルクのうち、大きい方である推定トルクＴｃｂを推定値として採用し（コンプレッサトルク推定値決定手段）、その値をエンジンＥＣＵ１８に送信する（ステップＳ５）。
【００３３】
次に、上述のようにエアコンスイッチ１６のオン操作等によって電磁クラッチ６が接続されると、このときエンジンＥＣＵ１８は推定トルクＴｃｂに基づいてエンジン１の出力トルクを増大させる補正を行う。これにより、コンプレッサ４の起動に伴うエンジン１のトルク変動が防止される。なお、エンジンＥＣＵ１８によるこのような補正は、推定トルクに基づいてエンジン１の出力を制御する出力制御手段としての機能を有するものといえる。
【００３４】
電磁クラッチ６が接続された後（ステップＳ３＝Ｙｅｓ）、所定時間（例えば１秒）が経過するまでの間、エアコンＥＣＵ２０は上記の手順を繰り返す（ステップＳ６＝Ｎｏ）。そして所定時間が経過すると（ステップＳ６＝Ｙｅｓ）、エアコンＥＣＵ２０は推定トルクＴｃｂの補正演算処理を行う（ステップＳ７）。
【００３５】
図５は、電磁クラッチ６の断接動作に伴うコンプレッサトルクの変化を示している。例えば、ある時刻ｔ１に電磁クラッチ６が接続されると、その時点からコンプレッサ４の実トルクＴｎが立ち上がり、これに合わせてコンプレッサ４の吐出圧力Ｐｎ’も変動している。
【００３６】
推定トルクＴｃｂの補正演算処理は、次のような考え方に基づいている。すなわち、コンプレッサ４の実トルクＴｎは、その起動後から所定時間（例えば、図５では約１．０秒）が経過すると（時刻ｔ２）、その後は次第に低下していくという特性を有することが確認されている。このため、ステップＳ７の補正演算処理においては、このようなトルク特性に基づいて推定トルクＴｃｂが徐々に低下していくようにその値を補正するものとしている。
【００３７】
推定トルクＴｃｂの補正演算処理を行うと、エアコンＥＣＵ２０は次に推定トルクＴｃｂの補正値（Ｔｃｂα）と推定トルクＴｃｓとを大小比較する（ステップＳ８）。なおコンプレッサ４の起動直後において、上記補正に伴う推定トルクＴｃｂの値の低下は僅かであるため、推定トルクＴｃｂの補正値（Ｔｃｂα）と推定トルクＴｃｓとを比較すると、通常は推定トルクＴｃｂの補正値（Ｔｃｂα）の方が大きい値となる（ステップＳ８＝Ｙｅｓ）。したがって、エアコンＥＣＵ２０は推定トルクＴｃｂの補正値（Ｔｃｂα）をトルク推定値として採用し（コンプレッサトルク推定値決定手段）、その値をエンジンＥＣＵ１８に送信する（ステップＳ９）。
【００３８】
エンジンＥＣＵ１８は同様に、推定トルクＴｃｂの補正値（Ｔｃｂα）に基づいてエンジン１の出力トルクを増大させる補正を行う。これにより、コンプレッサ４の起動後においても引き続きエンジン１のトルク変動が防止される。
【００３９】
この後、推定トルクＴｃｂの補正値（Ｔｃｂα）は時間の経過とともに低下し、エアコンの定常化とともにコンプレッサ４の実トルクが安定する。図５中、例えば時刻ｔ３以降、推定トルクＴｃｓの値が推定トルクＴｃｂの補正値以上（Ｔｃｓ≧Ｔｃｂα）となるので（ステップＳ８＝Ｎｏ）、エアコンＥＣＵ２０は推定トルクＴｃｓを推定値として採用し（コンプレッサトルク推定値決定手段）、その値をエンジンＥＣＵ１８に送信する。
【００４０】
一旦、推定トルクＴｃｓが推定トルクＴｃｂの補正値（Ｔｃｂα）以上になると、エアコンＥＣＵ２０はこの後、電磁クラッチ６が切断されるまでの間、推定トルクＴｃｓを送信し続ける。この場合、エアコンＥＣＵ２０は実質的にはステップＳ８の比較演算処理を行わず、そのままステップＳ１０に進むこととなる。このような構成であれば、エンジンＥＣＵ１８に送信されるトルク推定値が頻繁に変動することがないので、エンジン１の出力制御が安定して行われることになる。
【００４１】
なお、エンジンＥＣＵ１８は同様に、推定トルクＴｃｓに基づいてエンジン１の出力トルクを増大させる補正を行う。これにより、コンプレッサ４の実トルクが安定化した後においても、引き続きエンジン１のトルク変動が有効に防止される。
【００４２】
以上はエアコンＥＣＵ２０による演算処理の詳細であるが、以下にエアコンスイッチ１６のオン操作前からオン操作、そして、オフ操作後までの時間的経過に沿って演算処理手順の流れを説明する。
図６は、エアコンスイッチ１６のオンまたはオフ操作に伴う各種状態の時間的変化を示している。
【００４３】
例えば、初期状態（時刻ｔ０より前）においてエアコンスイッチ１６がオフの状態にあるとき、エンジンＥＣＵ１８から電磁クラッチ６の接続信号は出力されていない（ＯＦＦ）。この場合、エアコンＥＣＵ２０は図２のルーチンにおいて最終的にステップＳ５に進み、エンジンＥＣＵ１８に対して起動時の推定トルクＴｃｂを出力する。
【００４４】
あるとき（時刻ｔ０）エアコンスイッチ１６がオン操作されると、その後（時刻ｔ１）にエンジンＥＣＵ１８から電磁クラッチ６の接続信号が出力される（ＯＮ）。
電磁クラッチ６の接続後、所定時間（約１秒）が経過するまでの間は、引き続きエアコンＥＣＵ２０は最終的にステップＳ５に進み、推定トルクＴｃｂを出力する。
【００４５】
そして、電磁クラッチ６の接続後、所定時間（約１秒）が経過すると、エアコンＥＣＵ２０は推定トルクＴｃｂの補正値（Ｔｃｂα）を演算する。この補正値の方が推定トルクＴｃｓよりも大きい間は、エアコンＥＣＵ２０は最終的にステップＳ９に進み、エンジンＥＣＵ１８に推定トルクＴｃｂの補正値（Ｔｃｂα）を出力する。
【００４６】
なお、この間に送信されるコンプレッサ４の推定トルクは起動時のもの（＝ＴｃｂまたはＴｃｂ補正値）であるが、この後、コンプレッサ４の実トルクが安定し、ある時点（図６中の時刻ｔ２）で推定トルクＴｃｓがＴｃｂの補正値以上となると、その後は常に推定トルクＴｃｓが送信される。したがって、図６中の時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間は起動時のトルクの推定から作動中のトルクの推定への過渡期といえる。
【００４７】
そして、エアコンの運転が定常状態となり、コンプレッサ４の実トルクが安定した後は作動中のトルクとして推定トルクＴｃｓが送信される。
この後、エアコンスイッチ１６がオフ操作されると（時刻ｔ３）、次いで電磁クラッチ６の接続信号がキャンセルされる（時刻ｔ４）。またこれに伴い、トルク推定値の送信は起動時の推定トルクＴｃｂに切り換わる。
次に、エアコンＥＣＵ２０が実行する他の演算処理の例について説明する。
【００４８】
この演算処理の例では、コンプレッサ４の実トルクを検出する実トルク検出手段を有し、エアコンＥＣＵ２０はコンプレッサ４の起動後にその実トルクを検出し、その検出値に基づいてコンプレッサ４のトルクが安定状態にあるか否かを検出する（安定状態検出手段）。より具体的には、エアコンＥＣＵ２０は、実トルクの検出値が所定時間継続して所定値以下となったときに安定状態にあると判断することができる。なお、このような演算処理は、図２中のステップＳ８に代えて実施することができる。
【００４９】
ここで、エアコンＥＣＵ２０はコンプレッサ４の実トルクが未だ安定状態にないことを検出すると、トルク推定値として起動時の推定トルクＴｃｂまたはその補正値を採用し、その値をエンジンＥＣＵ１８に送信する。一方、コンプレッサ４の実トルクが安定状態にあることを検出すると、エアコンＥＣＵ２０はトルク推定値として作動中の推定トルクＴｃｓを採用し、その値をエンジンＥＣＵ１８に送信する（コンプレッサトルク推定値決定手段）。
【００５０】
この場合においても、エンジンＥＣＵ１８は推定トルク（Ｔｃｂ，Ｔｃｂの補正値，Ｔｃｓ）に基づいてエンジン１の出力トルクを増大させる補正を行うので、コンプレッサ４の起動時から作動中においてエンジン１のトルク変動が有効に防止される。
【００５１】
上述のように、エアコンＥＣＵ２０によりコンプレッサ４の起動時および作動中の推定トルクを正確に演算し、これに基づいてエンジンＥＣＵ１８がエンジン１の出力を制御することにより、エンジン１の出力の補正が過不足を生じることなく適正に行われる。これにより、例えばアイドル運転域であってもエンジン１のリーン運転が可能となり、アイドリング運転時の燃費を大幅に向上することができる。また言うまでもなく、エンジン１のトルク変動が抑えられるため、車両のドライバビリティが大きく向上する。
【００５２】
なお、図２に示した推定トルクの演算処理手順は好ましい一例であるが、エアコンＥＣＵ２０は適宜その内容を変更して演算処理を行うこともできる。
例えば、ステップＳ８において一旦、推定トルクＴｃｓがＴｃｂの補正値以上となった場合、エアコンＥＣＵ２０はステップＳ８をスキップしてステップＳ９に進むように構成してもよい。
【００５３】
また、一実施形態として挙げたエアコンおよびコンプレッサトルク推定装置の具体的な構成はいずれも好ましい例示であり、適宜、構成要素を変形して本発明を実施することが可能である。
その他、本発明は車載用のエアコンに適用されるだけでなく、広汎なエアコン用のコンプレッサトルク推定装置としての実用性を有することはいうまでもない。
【００５４】
【発明の効果】
本発明のコンプレッサトルク推定装置（請求項１〜３）は、確実なパラメータを用いて常に正確にトルクを推定することができる。
また、コンプレッサの起動時のトルクと作動中のトルクをそれぞれ推定し、いずれか適切な方を採用するものであれば（請求項２，３）、コンプレッサの状態に応じて正確にトルクを推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態のコンプレッサトルク推定装置を概略的に示した図である。
【図２】トルク推定ルーチンのフローチャートである。
【図３】コンプレッサ起動直前の冷媒圧力に対する起動時のトルク特性を示した図である。
【図４】コンプレッサ作動中の冷媒圧力に対するトルク特性を示した図である。
【図５】電磁クラッチの断接動作に伴うコンプレッサトルクの時間的な変化を示した図である。
【図６】エアコンスイッチのオンまたはオフ操作に伴う各種状態の時間的変化を示した図である。
【符号の説明】
１ エンジン
２ 循環経路
４ コンプレッサ
６ 電磁クラッチ
８ コンデンサ
２０ エアコンＥＣＵ
２２ 回転速度センサ
２４ 冷媒圧センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアコンディショナ用のコンプレッサの起動時トルクを推定するコンプレッサトルク推定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のコンプレッサトルク推定装置に関する従来技術として、例えば特登第２９２４２２８号公報に記載された可変容量圧縮機の起動トルク推定装置が挙げられる。この公知のトルク推定装置は、エアコンディショナの雰囲気温度とコンプレッサの停止直前トルクとを検出するとともに、これら検出値と予め記憶した再起動時トルクの記憶データとに基づいてコンプレッサの停止時間に対応する再起動時の推定トルクを算出するものとしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した公知のトルク推定装置は、コンプレッサの停止直前のトルクがその停止時間に応じて減衰する点に着目し、その減衰特性を雰囲気温度毎に予めデータ化しておくことで再起動時トルクを推定しようとするものである。しかしながら、雰囲気温度は変動が大きく、推定トルクの演算に使用するパラメータとしては不安定かつ不確実な要素である。このため公知のトルク推定装置では、推定したトルクが常に正確であるとはいえない。
【０００４】
そこで本発明は、不安定なパラメータに依存することなく、コンプレッサの起動トルクを正確に推定することができるコンプレッサトルク推定装置の提供を課題としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のコンプレッサトルク推定装置（請求項１）は、コンプレッサの起動直前の冷媒圧力に対する起動時のトルク特性を予め記憶しておき、検出した冷媒圧力とその記憶したトルク特性とに基づいてコンプレッサの起動時のトルクを推定することで上記の課題を解決している。
【０００６】
すなわち、本発明のコンプレッサトルク推定装置は冷媒圧力に対するトルク特性を予めデータ化しておき、その都度、検出した冷媒圧力をパラメータとしてトルクを推定しているので、エアコンディショナ系の内部における確実な要素を使用することができる。これにより、トルクの推定を常に正確なものとすることができる。
【０００７】
また本発明のコンプレッサトルク推定装置（請求項２）は、２つのトルク推定手段を備えており、これらトルク推定手段によりコンプレッサの起動時のトルクと作動中のトルクとをそれぞれ推定し、その大きい方をトルク推定値として採用する。このため、コンプレッサのトルクが定常状態となった場合でも、正確にトルクを推定することができる。
【０００８】
その他、別個の態様として、本発明のコンプレッサトルク推定装置（請求項３）は、２つのトルク推定手段によりコンプレッサの起動時のトルクと作動中のトルクとをそれぞれ推定するとともに、コンプレッサの実トルクに基づいてコンプレッサトルクが安定状態にあるか否かを検出し、安定状態にないときは起動時の推定トルクをトルク推定値として採用する一方、安定状態にあるときは作動中の推定トルクをトルク推定値として採用する。このため、コンプレッサのトルクが定常状態となった場合でも、より正確なトルクの推定が可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、例えば車両に搭載されるエアコンディショナ用のコンプレッサトルク推定装置として好ましい一実施形態をとることができる。
【００１０】
図１は、車載エアコンディショナ（以下、単に「エアコン」と略称する。）に適用されたコンプレッサトルク推定装置の構成を概略的に示している。このエアコンは図示しない車両のエンジン１を動力源としており、エンジン１は図示しない駆動系に接続されている。エアコンは冷媒の循環経路２を有しており、この循環経路２中にコンプレッサ４が装備されている。コンプレッサ４は電磁クラッチ６（クラッチ手段）を介してエンジン１に接続されており、電磁クラッチ６は例えばベルト駆動系７によりエンジン１の出力軸に連結されている。それゆえ、電磁クラッチ６の断接、つまり、切断または接続の切り換えによりコンプレッサ４を停止させたり、起動させたりすることができる。なお、ここでは電磁クラッチ６を例示しているが、これに代えて油圧クラッチ等の他のクラッチ手段を用いてもよい。
【００１１】
エアコンの循環経路２には、コンプレッサ４により高温・高圧にされた冷媒が流通し、その流通方向でみてコンプレッサ４の下流にコンデンサ８、リキッドタンク１０、膨張弁１２、そして、エバポレータ１４が順次配設されている。
【００１２】
電磁クラッチ６の断接は、乗員によるエアコンスイッチ１６のオンまたはオフ操作に連動して行われる。具体的には、エンジン１およびエアコンのそれぞれについて電子コントロールユニット（以下「エンジンＥＣＵ」、「エアコンＥＣＵ」と区別して呼称する。）１８，２０が設けられており、このうちエアコンＥＣＵ２０にエアコンスイッチ１６の操作信号が入力されている。車室内でエアコンスイッチ１６がオン操作されると、その操作信号がエアコンＥＣＵ２０を通じてエンジンＥＣＵ１８に送信され、エンジンＥＣＵ１８はこの信号入力を受けると電磁クラッチ６に接続信号を出力する。これにより、電磁クラッチ６が接続されてコンプレッサ４が起動し、循環経路２内を冷媒が流通することでエバポレータ１４にて冷媒と空気との熱交換が行われ、冷房作用が実現される。なお、このときエンジンＥＣＵ１８からエアコンＥＣＵ２０にもクラッチ接続信号が送信されている。
【００１３】
また、電磁クラッチ６の断接は、循環経路２に設けられたエバポレータ１４の状態によっても行われる。すなわち、エバポレータ１４には温度センサ（図示しない）が設けられ、この温度センサにより検出されたエバポレータ１４の温度がエアコンＥＣＵ２０に出力されるとともに、エバポレータ１４の温度が所定温度以下となった場合にエアコンＥＣＵ２０は電磁クラッチ６に切断信号を出力する。これにより、エバポレータ１４の過冷却に伴う凍結が防止される。
【００１４】
エンジンＥＣＵ１８はエンジン１の出力を制御する機能を有している。エンジンＥＣＵ１８による出力制御は、例えば電子スロットルバルブや電子制御燃料噴射弁（いずれも図示していない）を用いて行うことができ、エンジンＥＣＵ１８はこれら電子機器類の作動を制御することで吸入空気量や燃料噴射量を制御し、エンジン１の出力制御を行うことができる。また、エンジン１には回転速度センサ２２が取り付けられており、エンジンＥＣＵ１８は回転速度センサ２２からのセンサ信号に基づいてエンジン１の回転速度を検出することができる（エンジン回転速度検出手段）。
【００１５】
ここで、コンプレッサ４の起動はエンジン１の負荷を増大させることから、エアコンの始動に伴ってエンジン１の運転状態を不安定化させないようにするには、負荷の増大分を見積もってエンジン１の出力を制御する必要がある。そのため、本実施形態ではエアコンＥＣＵ２０によりコンプレッサ４の起動トルクを推定し、その推定トルクを用いてエンジンＥＣＵ１８によりエンジン１の出力を制御するものとしている。
【００１６】
コンプレッサ４の起動時トルクの推定はエアコンＥＣＵ２０により行うことができる。ここで上述の循環経路２には、コンプレッサ４からみてコンデンサ８の下流位置、例えばコンデンサ８とリキッドタンク１０との間の位置に冷媒圧センサ２４が設けられており、エアコンＥＣＵ２０は冷媒圧センサ２４からのセンサ信号に基づいてコンデンサ８の下流位置における冷媒圧力を検出することができる（冷媒圧力検出手段）。
【００１７】
なお、循環経路２におけるコンプレッサ４とコンデンサ８との間の区間は非常に高温高圧の状態となるため、冷媒圧センサ２４を上記区間に設けるのではなく、上述のようにコンプレッサ４からみてコンデンサ８よりも下流側に冷媒圧センサ２４を設けることにより、該冷媒圧センサ２４の耐久性を確保することができる。
【００１８】
図２は、コンプレッサ４の起動時トルクの推定を行うための演算処理の手順を示している。エアコンＥＣＵ２０はこの手順に沿って各種演算処理を行い、起動トルクの推定結果をエンジンＥＣＵ１８に出力することができる。なお、エアコンＥＣＵ２０は演算処理を行う前の段階で必要なパラメータの検出を行っている。具体的には、エアコンＥＣＵ２０は冷媒圧センサ２４を用いて冷媒圧力を検出し、その検出値を演算処理のパラメータとして使用する。また、エンジンＥＣＵ１８およびエアコンＥＣＵ２０はエンジン回転速度を検出し、この検出値を以下の演算処理においてパラメータとして使用する。
【００１９】
図２の演算処理においては、先ずエアコンＥＣＵ２０はエンジンＥＣＵ１８からデータを受信する（ステップＳ１）。ここでは、エンジンＥＣＵ１８から送信されたエンジン回転速度がエアコンＥＣＵ２０に受信される。
【００２０】
次に、エアコンＥＣＵ２０は２種類の推定トルクＴｃｂ，Ｔｃｓを演算する（ステップＳ２）。これら推定トルクＴｃｂ，Ｔｃｓの演算は上述の冷媒圧力とエンジン回転速度、そしてエアコンＥＣＵ２０に予め記憶された記憶データに基づいて行うことができる。
図３は、推定トルクＴｃｂの演算に使用される記憶データの例を示しており、最初に推定トルクＴｃｂの演算について説明する。
【００２１】
図３のデータは、コンプレッサ４の起動前の冷媒圧力に対する起動時のトルク特性を示している。このトルク特性は、実際に検出された冷媒圧力とそのときのコンプレッサ４の起動時トルクとの関係から得られたものであり、具体的には、多数のサンプル（起動直前の冷媒圧力に対応する起動時トルクの実測値）をプロットした結果、これらを１つのトルク特性曲線にて近似させたものである。
【００２２】
図３から明らかなように、コンプレッサ４の起動前の冷媒圧力が高いほど、起動時のトルクは大きくなる特性を有しているといえる。これは、冷媒圧力が高ければ、その分、冷媒の初期圧縮抵抗が大きくなることに起因すると考えられる。したがって、コンプレッサ４の起動前の冷媒圧力を検出し、これをパラメータとして使用することで、図３のトルク特性からコンプレッサ４の起動時のトルクを演算することが可能となる。
【００２３】
エアコンＥＣＵ２０は、図３のトルク特性を予め記憶データとして内部メモリに記憶しておき（第１記憶手段）、そのとき検出された冷媒圧力と予め記憶されたトルク特性とに基づいてコンプレッサ４の起動時のトルクを推定する（第１トルク推定手段）。それゆえステップＳ２の演算処理においては、エアコンＥＣＵ２０は検出した冷媒圧力に対応する起動時トルクの値を記憶データから検索し、これを推定トルクＴｃｂとする。
【００２４】
次に図４は、推定トルクＴｃｓの演算に使用されるデータの例を示しており、以下、推定トルクＴｃｓの演算について説明する。
図４のデータはコンプレッサ４の作動中、つまり、コンプレッサ４が起動してから所定時間（例えば２秒）経過後の冷媒圧力に対するコンプレッサ４のトルク特性を示している。図４中、複数のトルク特性曲線（参照符号ａ〜ｄ）は、エンジン回転速度の違いによって区別されている。
【００２５】
これらトルク特性は、実際に検出された冷媒圧力とそのときのコンプレッサ４のトルクとの関係から得られたものであり、具体的には、異なるエンジン回転速度毎に多数のサンプル（起動所定時間後の冷媒圧力に対応するトルクの実測値）をプロットした結果、これらを各１づつのトルク特性曲線にて近似させたものである。
【００２６】
図４から明らかなように、コンプレッサ４の起動中における冷媒圧力が高いほど、コンプレッサ４のトルクは大きくなる特性を有しているといえる。これは、冷媒圧力が高ければ、その分、冷媒の圧縮抵抗が大きくなることに起因すると考えられる。
【００２７】
一方、トルク特性曲線の傾向としては、エンジン回転速度が高いときほど、冷媒圧力に対するコンプレッサ４のトルクは大きくなっている。これは、エンジン回転速度が高くなるとコンプレッサ４の設計吐出量と実吐出量との比率（体積効率）が増大し、これに伴いコンプレッサ４の仕事量が増えることや、エンジン回転速度が高くなるとコンプレッサ４の摩擦損失が大きくなること等に起因すると考えられる。なおトルク特性曲線毎のエンジン回転速度は、低いものから順に例えば６００ｒｐｍ（符号ａ）、８００ｒｐｍ（符号ｂ）、１５００ｒｐｍ（符号ｃ）、２５００ｒｐｍ（符号ｄ）となっている。
【００２８】
したがって、エンジン回転速度とコンプレッサ４の作動中における冷媒圧力とを検出し、これらをパラメータとして使用することで、図４のトルク特性からコンプレッサ４のトルクを演算することが可能となる。なお、検出されたエンジン回転速度が例示のものと異なるときは、２つのトルク特性曲線から補間法を用いてトルクを演算するか、あるいは、最も近い回転速度のトルク特性曲線を代用することでトルクを演算することができる。
【００２９】
エアコンＥＣＵ２０は、図４のトルク特性を予め記憶データとして内部メモリに記憶しておき（第２記憶手段）、そのとき検出されたエンジン回転速度と冷媒圧力、そして、予め記憶されたトルク特性とに基づいてコンプレッサ４のトルクを推定する（第２トルク推定手段）。それゆえステップＳ２の演算処理においては、エアコンＥＣＵ２０は検出したエンジン回転速度と冷媒圧力とに対応するコンプレッサ４のトルク値を記憶データから検索し、これを推定トルクＴｃｓとすることができる。
【００３０】
以上の演算処理を行うと、エアコンＥＣＵ２０は次に電磁クラッチ６の接続状態を判断する（ステップＳ３）。エアコンの停止中等、つまり、その作動前等は電磁クラッチ６が切断されているので（ステップＳ３＝Ｎｏ）、この場合、エアコンＥＣＵ２０は推定トルクＴｃｓ，Ｔｃｂを大小比較する（ステップＳ４）。
【００３１】
ここで、推定トルクＴｃｓは電磁クラッチ６が接続された後、所定時間が経過してコンプレッサトルクが安定したときの冷媒圧力に対するコンプレッサトルクを推定した値である一方、推定トルクＴｃｂは電磁クラッチ６の接続前の冷媒圧力から電磁クラッチ６の接続後のコンプレッサトルク（電磁クラッチ６の接続前のコンプレッサトルクよりも必ず大きくなる）を推定した値である。したがって、少なくとも電磁クラッチ６の接続直前の低冷媒圧時には、推定トルクＴｃｂの方が推定トルクＴｃｓよりも大きくなる（Ｔｃｂ＞Ｔｃｓ）。
【００３２】
このため、エアコンの停止中等にあっては、推定トルクＴｃｂの方が大きい値をとることから（ステップＳ４＝Ｙｅｓ）、この場合、エアコンＥＣＵ２０は２つの推定トルクのうち、大きい方である推定トルクＴｃｂを推定値として採用し（コンプレッサトルク推定値決定手段）、その値をエンジンＥＣＵ１８に送信する（ステップＳ５）。
【００３３】
次に、上述のようにエアコンスイッチ１６のオン操作等によって電磁クラッチ６が接続されると、このときエンジンＥＣＵ１８は推定トルクＴｃｂに基づいてエンジン１の出力トルクを増大させる補正を行う。これにより、コンプレッサ４の起動に伴うエンジン１のトルク変動が防止される。なお、エンジンＥＣＵ１８によるこのような補正は、推定トルクに基づいてエンジン１の出力を制御する出力制御手段としての機能を有するものといえる。
【００３４】
電磁クラッチ６が接続された後（ステップＳ３＝Ｙｅｓ）、所定時間（例えば１秒）が経過するまでの間、エアコンＥＣＵ２０は上記の手順を繰り返す（ステップＳ６＝Ｎｏ）。そして所定時間が経過すると（ステップＳ６＝Ｙｅｓ）、エアコンＥＣＵ２０は推定トルクＴｃｂの補正演算処理を行う（ステップＳ７）。
【００３５】
図５は、電磁クラッチ６の断接動作に伴うコンプレッサトルクの変化を示している。例えば、ある時刻ｔ１に電磁クラッチ６が接続されると、その時点からコンプレッサ４の実トルクＴｎが立ち上がり、これに合わせてコンプレッサ４の吐出圧力Ｐｎ’も変動している。
【００３６】
推定トルクＴｃｂの補正演算処理は、次のような考え方に基づいている。すなわち、コンプレッサ４の実トルクＴｎは、その起動後から所定時間（例えば、図５では約１．０秒）が経過すると（時刻ｔ２）、その後は次第に低下していくという特性を有することが確認されている。このため、ステップＳ７の補正演算処理においては、このようなトルク特性に基づいて推定トルクＴｃｂが徐々に低下していくようにその値を補正するものとしている。
【００３７】
推定トルクＴｃｂの補正演算処理を行うと、エアコンＥＣＵ２０は次に推定トルクＴｃｂの補正値（Ｔｃｂα）と推定トルクＴｃｓとを大小比較する（ステップＳ８）。なおコンプレッサ４の起動直後において、上記補正に伴う推定トルクＴｃｂの値の低下は僅かであるため、推定トルクＴｃｂの補正値（Ｔｃｂα）と推定トルクＴｃｓとを比較すると、通常は推定トルクＴｃｂの補正値（Ｔｃｂα）の方が大きい値となる（ステップＳ８＝Ｙｅｓ）。したがって、エアコンＥＣＵ２０は推定トルクＴｃｂの補正値（Ｔｃｂα）をトルク推定値として採用し（コンプレッサトルク推定値決定手段）、その値をエンジンＥＣＵ１８に送信する（ステップＳ９）。
【００３８】
エンジンＥＣＵ１８は同様に、推定トルクＴｃｂの補正値（Ｔｃｂα）に基づいてエンジン１の出力トルクを増大させる補正を行う。これにより、コンプレッサ４の起動後においても引き続きエンジン１のトルク変動が防止される。
【００３９】
この後、推定トルクＴｃｂの補正値（Ｔｃｂα）は時間の経過とともに低下し、エアコンの定常化とともにコンプレッサ４の実トルクが安定する。図５中、例えば時刻ｔ３以降、推定トルクＴｃｓの値が推定トルクＴｃｂの補正値以上（Ｔｃｓ≧Ｔｃｂα）となるので（ステップＳ８＝Ｎｏ）、エアコンＥＣＵ２０は推定トルクＴｃｓを推定値として採用し（コンプレッサトルク推定値決定手段）、その値をエンジンＥＣＵ１８に送信する。
【００４０】
一旦、推定トルクＴｃｓが推定トルクＴｃｂの補正値（Ｔｃｂα）以上になると、エアコンＥＣＵ２０はこの後、電磁クラッチ６が切断されるまでの間、推定トルクＴｃｓを送信し続ける。この場合、エアコンＥＣＵ２０は実質的にはステップＳ８の比較演算処理を行わず、そのままステップＳ１０に進むこととなる。このような構成であれば、エンジンＥＣＵ１８に送信されるトルク推定値が頻繁に変動することがないので、エンジン１の出力制御が安定して行われることになる。
【００４１】
なお、エンジンＥＣＵ１８は同様に、推定トルクＴｃｓに基づいてエンジン１の出力トルクを増大させる補正を行う。これにより、コンプレッサ４の実トルクが安定化した後においても、引き続きエンジン１のトルク変動が有効に防止される。
【００４２】
以上はエアコンＥＣＵ２０による演算処理の詳細であるが、以下にエアコンスイッチ１６のオン操作前からオン操作、そして、オフ操作後までの時間的経過に沿って演算処理手順の流れを説明する。
図６は、エアコンスイッチ１６のオンまたはオフ操作に伴う各種状態の時間的変化を示している。
【００４３】
例えば、初期状態（時刻ｔ０より前）においてエアコンスイッチ１６がオフの状態にあるとき、エンジンＥＣＵ１８から電磁クラッチ６の接続信号は出力されていない（ＯＦＦ）。この場合、エアコンＥＣＵ２０は図２のルーチンにおいて最終的にステップＳ５に進み、エンジンＥＣＵ１８に対して起動時の推定トルクＴｃｂを出力する。
【００４４】
あるとき（時刻ｔ０）エアコンスイッチ１６がオン操作されると、その後（時刻ｔ１）にエンジンＥＣＵ１８から電磁クラッチ６の接続信号が出力される（ＯＮ）。
電磁クラッチ６の接続後、所定時間（約１秒）が経過するまでの間は、引き続きエアコンＥＣＵ２０は最終的にステップＳ５に進み、推定トルクＴｃｂを出力する。
【００４５】
そして、電磁クラッチ６の接続後、所定時間（約１秒）が経過すると、エアコンＥＣＵ２０は推定トルクＴｃｂの補正値（Ｔｃｂα）を演算する。この補正値の方が推定トルクＴｃｓよりも大きい間は、エアコンＥＣＵ２０は最終的にステップＳ９に進み、エンジンＥＣＵ１８に推定トルクＴｃｂの補正値（Ｔｃｂα）を出力する。
【００４６】
なお、この間に送信されるコンプレッサ４の推定トルクは起動時のもの（＝ＴｃｂまたはＴｃｂ補正値）であるが、この後、コンプレッサ４の実トルクが安定し、ある時点（図６中の時刻ｔ２）で推定トルクＴｃｓがＴｃｂの補正値以上となると、その後は常に推定トルクＴｃｓが送信される。したがって、図６中の時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間は起動時のトルクの推定から作動中のトルクの推定への過渡期といえる。
【００４７】
そして、エアコンの運転が定常状態となり、コンプレッサ４の実トルクが安定した後は作動中のトルクとして推定トルクＴｃｓが送信される。
この後、エアコンスイッチ１６がオフ操作されると（時刻ｔ３）、次いで電磁クラッチ６の接続信号がキャンセルされる（時刻ｔ４）。またこれに伴い、トルク推定値の送信は起動時の推定トルクＴｃｂに切り換わる。
次に、エアコンＥＣＵ２０が実行する他の演算処理の例について説明する。
【００４８】
この演算処理の例では、コンプレッサ４の実トルクを検出する実トルク検出手段を有し、エアコンＥＣＵ２０はコンプレッサ４の起動後にその実トルクを検出し、その検出値に基づいてコンプレッサ４のトルクが安定状態にあるか否かを検出する（安定状態検出手段）。より具体的には、エアコンＥＣＵ２０は、実トルクの検出値が所定時間継続して所定値以下となったときに安定状態にあると判断することができる。なお、このような演算処理は、図２中のステップＳ８に代えて実施することができる。
【００４９】
ここで、エアコンＥＣＵ２０はコンプレッサ４の実トルクが未だ安定状態にないことを検出すると、トルク推定値として起動時の推定トルクＴｃｂまたはその補正値を採用し、その値をエンジンＥＣＵ１８に送信する。一方、コンプレッサ４の実トルクが安定状態にあることを検出すると、エアコンＥＣＵ２０はトルク推定値として作動中の推定トルクＴｃｓを採用し、その値をエンジンＥＣＵ１８に送信する（コンプレッサトルク推定値決定手段）。
【００５０】
この場合においても、エンジンＥＣＵ１８は推定トルク（Ｔｃｂ，Ｔｃｂの補正値，Ｔｃｓ）に基づいてエンジン１の出力トルクを増大させる補正を行うので、コンプレッサ４の起動時から作動中においてエンジン１のトルク変動が有効に防止される。
【００５１】
上述のように、エアコンＥＣＵ２０によりコンプレッサ４の起動時および作動中の推定トルクを正確に演算し、これに基づいてエンジンＥＣＵ１８がエンジン１の出力を制御することにより、エンジン１の出力の補正が過不足を生じることなく適正に行われる。これにより、例えばアイドル運転域であってもエンジン１のリーン運転が可能となり、アイドリング運転時の燃費を大幅に向上することができる。また言うまでもなく、エンジン１のトルク変動が抑えられるため、車両のドライバビリティが大きく向上する。
【００５２】
なお、図２に示した推定トルクの演算処理手順は好ましい一例であるが、エアコンＥＣＵ２０は適宜その内容を変更して演算処理を行うこともできる。
例えば、ステップＳ８において一旦、推定トルクＴｃｓがＴｃｂの補正値以上となった場合、エアコンＥＣＵ２０はステップＳ８をスキップしてステップＳ９に進むように構成してもよい。
【００５３】
また、一実施形態として挙げたエアコンおよびコンプレッサトルク推定装置の具体的な構成はいずれも好ましい例示であり、適宜、構成要素を変形して本発明を実施することが可能である。
その他、本発明は車載用のエアコンに適用されるだけでなく、広汎なエアコン用のコンプレッサトルク推定装置としての実用性を有することはいうまでもない。
【００５４】
【発明の効果】
本発明のコンプレッサトルク推定装置（請求項１〜３）は、確実なパラメータを用いて常に正確にトルクを推定することができる。
また、コンプレッサの起動時のトルクと作動中のトルクをそれぞれ推定し、いずれか適切な方を採用するものであれば（請求項２，３）、コンプレッサの状態に応じて正確にトルクを推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態のコンプレッサトルク推定装置を概略的に示した図である。
【図２】トルク推定ルーチンのフローチャートである。
【図３】コンプレッサ起動直前の冷媒圧力に対する起動時のトルク特性を示した図である。
【図４】コンプレッサ作動中の冷媒圧力に対するトルク特性を示した図である。
【図５】電磁クラッチの断接動作に伴うコンプレッサトルクの時間的な変化を示した図である。
【図６】エアコンスイッチのオンまたはオフ操作に伴う各種状態の時間的変化を示した図である。
【符号の説明】
１ エンジン
２ 循環経路
４ コンプレッサ
６ 電磁クラッチ
８ コンデンサ
２０ エアコンＥＣＵ
２２ 回転速度センサ
２４ 冷媒圧センサ
Claims (3)
- エンジンにクラッチ手段を介して断接自在に接続されたエアコンディショナ用コンプレッサの起動時のトルクを推定するコンプレッサトルク推定装置において、
前記コンプレッサからみて、前記エアコンディショナのコンデンサより下流の冷媒圧力を検出する冷媒圧力検出手段と、
前記クラッチ手段の断接動作に伴う前記コンプレッサの起動直前の前記冷媒圧力に対する前記コンプレッサの起動時のトルク特性を予め記憶した第１記憶手段と、
前記冷媒圧力検出手段により検出された冷媒圧力と前記第１記憶手段により記憶された前記トルク特性とに基づいて前記コンプレッサの起動時のトルクを推定する第１トルク推定手段と
を具備したことを特徴とするコンプレッサトルク推定装置。 - エンジンにクラッチ手段を介して断接自在に接続されたエアコンディショナ用コンプレッサの起動時のトルクを推定するコンプレッサトルク推定装置において、
前記コンプレッサからみて、前記エアコンディショナのコンデンサより下流の冷媒圧力を検出する冷媒圧力検出手段と、
前記クラッチ手段の断接動作に伴う前記コンプレッサの起動直前の前記冷媒圧力に対する前記コンプレッサの起動時のトルク特性を予め記憶した第１記憶手段と、
前記冷媒圧力検出手段により検出された冷媒圧力と前記第１記憶手段により記憶された前記トルク特性とに基づいて前記コンプレッサの起動時のトルクを推定する第１トルク推定手段と、
前記エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、
前記コンプレッサが作動中の前記冷媒圧力に対する前記コンプレッサのトルク特性を予め記憶した第２記憶手段と、
前記冷媒圧力検出手段により検出された冷媒圧力と前記エンジン回転速度検出手段により検出されたエンジン回転速度と前記第２記憶手段により記憶された前記トルク特性に基づいて前記コンプレッサの起動時のトルクを推定する第２トルク推定手段と、
前記第１トルク推定手段によるトルクの推定値と前記第２トルク推定手段によるトルクの推定値とを比較し、いずれか大きい方をコンプレッサトルク推定値として採用するコンプレッサトルク推定値決定手段と
を具備したことを特徴とするコンプレッサトルク推定装置。 - エンジンにクラッチ手段を介して断接自在に接続されたエアコンディショナ用コンプレッサの起動時のトルクを推定するコンプレッサトルク推定装置において、
前記コンプレッサからみて、前記エアコンディショナのコンデンサより下流の冷媒圧力を検出する冷媒圧力検出手段と、
前記コンプレッサの起動直前の前記冷媒圧力に対する前記コンプレッサの起動時のトルク特性を予め記憶した記憶手段と、
前記冷媒圧力検出手段により検出された冷媒圧力と前記記憶手段により記憶された前記トルク特性とに基づいて前記コンプレッサの起動時のトルクを推定する第１トルク推定手段と、
前記エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、
前記冷媒圧力検出手段により検出された冷媒圧力と前記エンジン回転速度検出手段により検出されたエンジン回転速度とに基づいて前記コンプレッサの起動時のトルクを推定する第２トルク推定手段と、
前記コンプレッサの実トルクを検出する実トルク検出手段と、
前記実トルク検出手段による実トルクの検出値に基づいて前記コンプレッサのトルクが安定状態にあるか否かを検出する安定状態検出手段と、
前記安定状態検出手段により安定状態にないことが検出されたとき、前記第１トルク推定手段によるトルクの推定値をコンプレッサトルク推定値として採用し、一方、前記安定状態検出手段により安定状態にあることが検出されたとき、前記第２トルク推定手段によるトルクの推定値をコンプレッサトルク推定値として採用するコンプレッサトルク推定値決定手段と
を具備したことを特徴とするコンプレッサトルク推定装置。
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