JP2010023582A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機のトルク推定を圧縮機の運転状態にかかわらず正確に行うことが可能な冷凍サイクル装置の制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】車両用空調装置に適用される冷凍サイクル装置１は、コンプレッサ２、コンデンサ３、レシーバ４、膨張弁５、エバポレータ６を備えている。冷凍サイクル装置１では、高圧圧力センサ３１，温度センサ６１にて検出される高圧側領域の高圧圧力Ｐｈ，エバポレータ６のフィン温度Ｔｅｆｉｎに対応して採取されるコンプレッサ２の予想トルクＴｒｑ０と、流量センサ７にて検出される高圧側領域の冷媒流量Ｒｆｌｏｗから推定されるコンプレッサ２の第１推定トルクＴｒｑ１とを用いてコンプレッサ２の最終推定トルクＴｒｑＡが決定される。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両空調装置に適用される冷凍サイクル装置の制御装置に関する。

一般に、車両空調装置用の冷凍サイクル装置は、冷媒を圧縮するコンプレッサ（圧縮機）と、コンデンサ（凝縮器）と、レシーバ（気液分離器）と、膨張弁（減圧機構）と、エバポレータ（蒸発器）とを備えている。コンプレッサ、コンデンサ、レシーバ、膨張弁、およびエバポレータは、冷媒配管により環状に接続されており、コンプレッサにより吐出された冷媒は、コンデンサ→レシーバ→膨張弁→エバポレータの順に流れ、コンプレッサに吸入される。

ところで、車両に搭載された内燃機関（エンジン）によってコンプレッサを駆動する場合、コンプレッサはエンジンの負荷となっており、エンジンはコンプレッサを駆動するための余分なエネルギーを必要とする。このため、車両の燃料消費低減の観点から、エンジンの出力は、その負荷であるコンプレッサの運転状態に応じて制御する必要がある。つまり、コンプレッサのトルク（負荷トルク）を考慮し、そのトルクを余分に発生するように、エンジンの燃料噴射量、吸入空気量等が制御され、エンジンの出力が制御される。例えば、アイドリング時に、コンプレッサのトルク分（アイドルアップ量）だけ上乗せするようなエンジンの出力制御が行われる。したがって、エンジンによってコンプレッサを駆動する場合には、コンプレッサのトルクを正確に推定することが重要となる。

従来では、コンプレッサのトルクは、例えば、特許文献１に示されるように、冷媒流量と、コンプレッサの吐出圧および吸入圧とに基づいて推定することが可能となっている。また、従来では、冷凍サイクル装置の高圧側領域（コンプレッサの吐出口から膨張弁の入口までの間）に流量制御弁を設け、この流量制御弁の指示値（電流値）により決定される冷媒流量（指示流量）に基づいてコンプレッサのトルクを推定することが可能となっている。

しかし、このような流量制御弁の指示値による指示流量に基づいてコンプレッサのトルクを推定する方法では、例えば、コンプレッサの吸入圧がエバポレータの温度の変化などによって変動した場合や、上記指示値が変化した場合などには、指示流量と実際の冷媒流量との間にずれが生じる可能性があり、正確なトルク推定を行うことができないという問題がある。また、流量制御弁の特性変化などによっても、指示流量と実際の冷媒流量との間にずれが生じる可能性があり、同様の問題が懸念される。

このような点を解消することを目的として、本発明者らは、冷凍サイクル装置の高圧側領域に実際に流れる冷媒の流量を流量センサで検出し、その冷媒流量の検出値に基づいてコンプレッサのトルクを推定する技術を検討中である。
特開２００４−１７５２９０号公報 特開２００６−２７２９８２号公報

ところで、上述したような流量センサにて検出した冷媒流量に基づいてコンプレッサのトルク推定を行う技術においては、コンプレッサの駆動中（稼動中）に流量センサが安定動作可能な状態にある場合には正確なトルク推定を行うことができる。しかしながら、コンプレッサの停止時や流量センサが安定動作可能な状態にない場合には、流量センサにて検出される冷媒流量の値が信頼性に欠けるものとなるので、コンプレッサのトルクを正確に推定することが難しくなるといった問題点がある。このため、コンプレッサを駆動するエンジンの出力に過不足が生じる可能性があり、エンジン回転数の意図しない落ち込みや、吹け上がりが発生することが懸念される。流量センサが安定動作可能な状態にない場合としては、例えば、コンプレッサの起動時や、流量センサの故障時などがある。

そして、エンジン回転数の落ち込みや吹け上がりに起因して、エンジンストール（以下、エンストという）やドライバビリティ不良（例えば、エンスト発生直前の振動やオーバーランなど）が発生する可能性がある。また、トランスミッション協調制御が正しく働かない可能性があり、例えば、車両にベルト式ＣＶＴ（ＣＶＴ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）が搭載されている場合、ベルト挟圧制御不良が発生して、ベルト滑りが生じる可能性がある。

本発明は、そのような問題点を鑑みてなされたものであり、圧縮機のトルク推定を圧縮機の運転状態にかかわらず正確に行うことが可能な冷凍サイクル装置の制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、圧縮機と、凝縮器と、気液分離器と、減圧機構と、蒸発器とを備えた車両用空調装置用の冷凍サイクル装置の制御装置であって、高圧側領域の冷媒圧に関連する第１の物理量を検出する第１の検出手段と、低圧側領域の冷媒圧に関連する第２の物理量を検出する第２の検出手段と、高圧側領域の冷媒流量を検出する流量センサと、上記圧縮機が過渡状態にある場合の予想トルクの時系列データから上記第１，第２の検出手段の検出出力に対応する時系列データを採取するトルク予想手段と、上記流量センサにて検出される冷媒流量に基づいて上記圧縮機のトルクを推定するトルク推定手段と、上記トルク予想手段による予想トルクと上記トルク推定手段による推定トルクとを用いて上記圧縮機の最終推定トルクを決定する制御手段とを備えることを特徴としている。より具体的には、上記制御手段は、上記圧縮機の運転状態に応じて上記トルク予想手段による予想トルクおよび上記トルク推定手段による推定トルクのいずれか一方を選択して上記最終推定トルクを決定するように構成されている。

上記構成によれば、トルク予想手段による圧縮機の予想トルクは、圧縮機の起動時や停止時などの過渡時の最終推定トルクを精度よく決定するのに適したものとなっている。また、トルク推定手段による圧縮機の推定トルクは、圧縮機の定常運転時に最終推定トルクを精度よく決定するのに適したものとなっている。このため、圧縮機の運転状態に応じてトルク予想手段による予想トルクおよびトルク推定手段による推定トルクのいずれか一方を選択して最終推定トルクを決定することで、圧縮機のトルク推定を圧縮機の運転状態にかかわらず正確に行うことが可能となる。

これにより、圧縮機をエンジンにより駆動する場合、駆動源となるエンジンの出力に過不足が生じることを抑制でき、エンジン回転数の意図しない落ち込みや、吹け上がり等の発生を抑制することができる。そして、エンストやドライバビリティの不良の発生を抑制することができる。また、例えばベルト式ＣＶＴのベルト挟圧制御不良の発生を抑制することができる。

本発明において、上記制御手段は、上記圧縮機が駆動中であり、上記トルク推定手段による推定トルクが判定閾値以上である場合には、上記トルク推定手段による推定トルクを選択し、それ以外の場合には、上記トルク予想手段による予想トルクを選択することが好ましい。

このように、圧縮機が駆動中であるか否かを判定するのは、圧縮機の停止時には、流量センサにて検出される冷媒流量がゼロとなるため、この場合に圧縮機の最終推定トルクを精度よく求めるには、最終推定トルクとしてトルク予想手段による予想トルクを用いたほうが好ましいからである。

また、トルク推定手段による推定トルクが判定閾値以上である否かを判定するのは、流量センサが安定動作可能な状態にあるか否かを判定するためである。すなわち、流量センサの故障時や、圧縮機の起動時などには、流量センサの安定動作を保証できず、流量センサにて検出される冷媒流量の値が信頼性に欠けるものとなるため、このような場合に圧縮機の最終推定トルクを精度よく求めるには、最終推定トルクとしてトルク予想手段による予想トルクを用いたほうが好ましいからである。

一方、圧縮機が駆動中であり、トルク推定手段による推定トルクが判定閾値以上である場合には、流量センサの故障時や圧縮機の起動時などには該当せず、流量センサが安定動作可能な状態にあると判断することができる。したがって、このような場合には、圧縮機の最終推定トルクとしてトルク推定手段による推定トルクを用いることによって、最終推定トルクの推定精度を高めるようにしている。

また、本発明において、上記制御手段は、上記車両用空調装置の強制オフ制御中（エアコンカット制御中）は上記トルク推定手段による推定トルクが判定閾値以上であるか否かの判定を行わずに、上記トルク推定手段による推定トルクを選択することが好ましい。

このように、エアコンカット制御中であるか否かの判定を行うのは、エアコンカット制御中に、圧縮機の最終推定トルクとしてトルク予想手段による予想トルクが選択されるような状況が発生することを回避するためである（図６参照）。この構成では、エアコンカット制御中には、圧縮機の最終推定トルクとして、トルク予想手段による予想トルクではなくトルク推定手段による推定トルクが選択されることになる。これにより、エアコンカット制御にともなう圧縮機の最終推定トルクの誤差を抑制することができ、信頼性を向上させることができる。そして、エアコンカット制御にともなってエンジン回転数の吹け上がりや、オーバーラン等が発生することを回避できる。

また、本発明において、上記制御手段は、上記圧縮機の最終推定トルクを上記トルク予想手段による予想トルクから上記トルク推定手段による推定トルクへ切り替える際に、上記トルク予想手段による予想トルクと上記トルク推定手段による推定トルクとのトルク差が判定閾値以上である場合には、上記最終推定トルクを上記トルク推定手段による推定トルクへ徐々に近付けていく補正処理を行うことが好ましい。

このような補正処理を行うのは、トルク予想手段による予想トルクとトルク推定手段による推定トルクとのトルク差が判定閾値以上である場合に、エンジン回転数の落ち込みや吹け上がりを未然に回避するためである。つまり、トルク予想手段による予想トルクとトルク推定手段による推定トルクとのトルク差が判定閾値以上である場合に、圧縮機の最終推定トルクを即座にトルク推定手段による推定トルクへ切り替えると、エンジン回転数の落ち込みや吹け上がりが発生しやすくなり、エンストやオーバーランなどが発生しやすくなるため、補正処理を行って最終推定トルクを緩やかに変動させるようにしている。圧縮機の最終推定トルクに対する補正処理としては、例えば、徐変処理や、なまし処理などがある。

また、本発明において、上記流量センサにて検出される冷媒流量を用いずに上記圧縮機のトルクを推定する他のトルク推定手段を備え、上記制御手段は、上記他のトルク推定手段による推定トルクを用いて上記最終推定トルクの上・下限カード処理を行うことが好ましい。

この構成では、流量センサにて検出される冷媒流量を用いずに推定された圧縮機のトルクを用いて圧縮機の最終推定トルクの上・下限ガード処理が行われるため、流量センサの故障にともなう最終推定トルクの誤差を抑制することができ、信頼性を向上させることができる。そして、流量センサの故障にともなってエンジン回転数の落ち込みや吹け上がりが発生することを回避できる。さらに、流量センサの故障に起因するエンストやドライバビリティの不良が発生することを回避できる。

ここで、上記最終推定トルクの上限ガード処理を、上記圧縮機または圧縮機の駆動源の回転数および上記第１の検出手段の検出出力に基づいて推定される上記圧縮機のトルクを用いて行うことが好ましい。また、上記最終推定トルクの下限ガード処理を、上記圧縮機に備えられる容量制御弁の制御電流値および上記第１の検出手段の検出出力に基づいて推定される上記圧縮機のトルクを用いて行うことが好ましい。

本発明において、上記流量センサは、上記高圧側領域に設けられた絞りと、この絞りの前後の差圧を検出する差圧センサとを備えていることが好ましい。この場合、上記流量センサの絞りは、上記圧縮機と凝縮器との間に設けられていることが好ましい。

この構成の流量センサによれば、冷媒流量が変化すると、その変化が絞りの前後の差圧の変化として検出される。そして、差圧検出手段により直接検出された絞りの前後の差圧に基づいて冷媒流量を検出するため、冷媒流量の変動分を冷媒流量の検出結果に速やかに反映させることができる。これにより、冷媒流量が急激に変動したとしても、その冷媒流量を正確に検出することができる。そして、このようにして検出された冷媒流量を圧縮機のトルク推定に用いることによって、圧縮機のトルクを正確に推定することができる。

ここで、上記第１の物理量の好ましい例としては、上記凝縮器と気液分離器との間を流れる冷媒の圧力がある。また、上記第２の物理量の好ましい例としては、上記蒸発器のフィン温度がある。

本発明によれば、トルク予想手段による圧縮機の予想トルクは、圧縮機の起動時や停止時などの過渡時の最終推定トルクを精度よく決定するのに適したものとなっている。また、トルク推定手段による圧縮機の推定トルクは、圧縮機の定常運転時に最終推定トルクを精度よく決定するのに適したものとなっている。このため、圧縮機の運転状態に応じてトルク予想手段による予想トルクおよびトルク推定手段による推定トルクのいずれか一方を選択して最終推定トルクを決定することで、圧縮機のトルク推定を圧縮機の運転状態にかかわらず正確に行うことが可能となる。

本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照しながら説明する。

図１は、実施形態に係る冷凍サイクル装置の概略構成を示す模式図である。図２は、流量センサの構造を模式的に示す図である。

図１に示すように、冷凍サイクル装置１は、車両空調装置（以下、エアコンともいう）に適用されるものであって、冷媒を圧縮するコンプレッサ（圧縮機）２と、コンデンサ（凝縮器）３と、レシーバ（気液分離器）４と、膨張弁（減圧機構）５と、エバポレータ（蒸発器）６とを備えている。冷凍サイクル装置１において、コンプレッサ２、コンデンサ３、レシーバ４、膨張弁５、および、エバポレータ６は、冷媒配管により環状に接続されており、コンプレッサ２により吐出された冷媒は、コンデンサ３→レシーバ４→膨張弁５→エバポレータ６の順に流れ、コンプレッサ２に吸入される。また、コンプレッサ２とコンデンサ３との間には、冷媒流量を検出する流量センサ７が設けられている。この流量センサ７の詳細については後述する。

コンプレッサ２は、車両に搭載されたエンジン１１によって駆動される。コンプレッサ２は、動力断続用の電磁クラッチ２１を有し、エンジン１１の動力がＶベルトおよび電磁クラッチ２１を介してコンプレッサ２に伝達される。電磁クラッチ２１への通電のＯＮ／ＯＦＦは電子制御装置（ＥＣＵ）８によって切り替えられ、電磁クラッチ２１の通電がＯＮされて電磁クラッチ２１が接続状態になると、コンプレッサ２が起動される。一方、電磁クラッチ２１の通電がＯＦＦされて電磁クラッチ２１が開離状態になると、コンプレッサ２が停止される。電磁クラッチ２１への通電のＯＮ／ＯＦＦは、例えばエアコンスイッチ９の乗員によるＯＮ／ＯＦＦ操作に連動して行われる。エアコンスイッチ９は、例えば車室内の前部に配置される操作パネルに設けられており、このエアコンスイッチ９がＥＣＵ８に接続されている。また、エンジン１１には、その回転数Ｎｅを検出する回転数センサ１２が設けられており、この回転数センサ１２がＥＣＵ８に接続されている。

また、コンプレッサ２は、容量可変機構２２を備えており、ＥＣＵ８からの指令によりその吐出容量が可変制御されるように構成されている。容量可変機構２２により、コンプレッサ２の吐出容量をほぼ０〜１００％の範囲で連続的に変化させることが可能となっている。容量可変機構２２は、例えば電磁弁機構（容量制御弁）によって構成され、電磁弁機構に供給される制御電流によりコンプレッサ２の吐出容量が制御される。例えば、電磁弁機構に供給される制御電流に比例して吐出容量が制御され、制御電流が小さくなるほど吐出容量が小さくなり、制御電流が大きくなるほど吐出容量が大きくなるように吐出容量が制御される。

コンプレッサ２から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、流量センサ７のオリフィス７１を経てコンデンサ３に導入される。流量センサ７は、図２に示すように、冷媒が流通するメイン通路７３と、このメイン通路７３に設けられたオリフィス（固定絞り）７１、オリフィス７１をバイパスするようにメイン通路７３に並列に接続された検出用通路７４と、検出用通路７４に設けられた差圧センサ７２とを備えている。

差圧センサ７２は、検出用通路７４の内部に冷媒流れ方向に沿って変位自在に収容された測定子７２１と、この測定子７２１を保持するコイルばね７２３，７２４と、測定子７２１の変位を検出する変位センサ（例えばホール素子）７２２とを備えている。そして、測定子７２１の上流側に作用する冷媒圧力と下流側に作用する冷媒圧力との差圧（前後差圧ΔＰ）を測定子７２１の変位によって検出し、その変位検出量（変位センサ７２２の検出信号）を前後差圧ΔＰとして出力するように構成されている。

このような流量センサ７においては、メイン通路７３の通路面積がオリフィス７１によって絞られるので、このオリフィス７１を冷媒が通過することで、オリフィス７１の前後に冷媒流量に応じた差圧が発生する。このようにして発生したオリフィス７１の前後の差圧ΔＰを差圧センサ７２によって検出するようにしている。差圧センサ７２の検出信号はＥＣＵ８に入力される。

コンデンサ３に導入されたガス冷媒は、冷却用ファン（図示略）により送風される外気と熱交換して放熱され、凝縮する。コンデンサ３により凝縮された高温、高圧の冷媒は、レシーバ４に導入される。コンデンサ３の出口直後には高圧圧力センサ３１が設けられており、この高圧圧力センサ３１により、コンデンサ３の出口から流出される冷媒の圧力（高圧圧力Ｐｈ）を検出するようにしている。高圧圧力センサ３１は、ＥＣＵ８に接続されており、この高圧圧力センサ３１によって検出された高圧圧力ＰｈがＥＣＵ８に入力される。なお、高圧圧力センサ３１をコンデンサ３の内部に設ける構成としてもよい。

レシーバ４に導入された冷媒は、液相と気相とに分離され、液相の冷媒（液冷媒）がレシーバ４内に貯留される。このレシーバ４からの高圧の液冷媒は、膨張弁５により急激に膨張させられ、気液二相の状態となる。

膨張弁５により減圧された低圧の冷媒は、エバポレータ６に導入される。このエバポレータ６において、低圧の冷媒は、周囲の空気（空調ケース１３の空気通路を流れる送風空気）から吸熱して蒸発（気化）し、ガス冷媒となる。蒸発後のガス冷媒は、再びコンプレッサ２に吸入され、圧縮される。

エバポレータ６は、車両用空調装置の空調ケース１３内に設置されている。この空調ケース１３は、内部に車室内の乗員に向けて空気が送風される空気通路を有し、この空気通路の最上流部には、内気導入口および外気導入口を有する内外気切替箱（図示略）が設けられている。また、エバポレータ６のフィンにはフィン温度センサなどで構成される温度センサ６１が設けられており、この温度センサ６１により、エバポレータ６のフィン温度Ｔｅｆｉｎを検出するようにしている。温度センサ６１は、ＥＣＵ８に接続されており、この温度センサ６１によって検出されたエバポレータ６のフィン温度ＴｅｆｉｎがＥＣＵ８に入力される。

空調ケース１３の内外気切替箱内には、内外気切替ドア（図示略）が回転自在に配置されている。この内外気切替ドアは、例えばサーボモータにより駆動され、これにより、内気導入口より内気（車室内空気）を導入する内気モードと、外気導入口より外気（車室外空気）を導入する外気モードとを切り替えることが可能となっている。この内外気切替箱の下流側には、車室内に向かう空気流れを発生させるブロワ１４が配置されている。このブロワ１４の下流側には、上述したエバポレータ６が配置されており、エバポレータ６により空気通路内を流れる空気が冷却される。つまり、エバポレータ６は、ブロワ１４による送風空気を冷却する冷房用熱交換器となっている。

また、エバポレータ６の下流側には、このエバポレータ６によって冷却された空気を加熱するヒータコア１５が配置されている。このヒータコア１５は、エンジン１１の冷却水などを熱源としてエバポレータ６の通過後の空気を加熱する暖房用熱交換器であり、その側方にはヒータコア１５を迂回する空気が流れるバイパス通路１７が形成されている。

エバポレータ６とヒータコア１５との間には、エアミックスドア１６が回転自在に配置されている。このエアミックスドア１６は、例えばサーボモータにより駆動され、エアミックスドア１６の開度を調整することによって、ヒータコア１５を通る空気量（温風量）と、バイパス通路１７を通過してヒータコア１５を迂回する空気量（冷風量）とを調節することが可能となっている。これにより、車室内に吹き出す空気の吹出温度が調整されるようになっている。また、空調ケース１３の空気通路の最下流部には、車両の窓ガラスに向けて空調風を吹き出すデフロスタ吹出口や、乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すフェイス吹出口、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット吹出口（図示略）などが設けられている。

上述のように構成される冷凍サイクル装置１は、ＥＣＵ８によって制御される。ＥＣＵ８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含むマイクロコンピュータとその周辺回路とによって構成され、そのＲＯＭに記憶されたプログラムやマップ、テーブル、演算式などにに基づいて各種演算、処理を行う電気制御部である。ＥＣＵ８には、冷凍サイクル装置１の各種の制御に必要な各種センサの検出信号（検出出力）が入力される。

そして、この実施形態では、コンプレッサ２の最終推定トルクを、トルク予想手段による予想トルクと第１トルク推定手段による第１推定トルクとを用いて決定する制御を行うことを特徴としている。以下、ＥＣＵ８が実行するコンプレッサ２の最終推定トルクを決定する制御の詳細について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。図３の制御ルーチンは、ＥＣＵ８において所定時間（例えば数ｍｓｅｃ〜数十ｍｓｅｃ程度）ごとに繰り返して実行される。

図３に示すように、ＥＣＵ８は、ステップＳＴ１〜ＳＴ４において、順に、コンプレッサ２の予想トルクＴｒｑ０を採取する処理、第１，第２，第３推定トルクＴｒｑ１，Ｔｒｑ２，Ｔｒｑ３を推定する処理を実行する。ここでは、まず、これらの各処理について説明する。

（予想トルクの採取処理）
ステップＳＴ１で実行される予想トルクの採取処理は、予め記憶されたコンプレッサ２が過渡状態にある場合の予想トルクＴｒｑ０の時系列データを参照して、冷凍サイクル装置１の高圧側領域の冷媒圧に関連する第１の物理量と、冷凍サイクル装置１の低圧側領域の冷媒圧に関連する第２の物理量とに対応する時系列データを採取する処理となっている。

コンプレッサ２の予想トルクＴｒｑ０の時系列データとしては、例えば、図４、図５に示すようなトルク変動パターンのデータなどがある。コンプレッサ２のトルク変動パターンは、コンプレッサ２の予想トルクＴｒｑ０の経時変化を表すデータであり、コンプレッサ２が過渡状態にあるときのトルクの変動を予想（予測）したデータである。コンプレッサ２のトルク変動パターンは、予め実験やシミュレーション等を行うことによって作成される。

コンプレッサ２のトルク変動パターンのデータは、上記第１，第２の物理量に対応付けて記憶されている。この実施形態では、高圧側領域の冷媒圧に関連する第１の物理量として、コンデンサ３とレシーバ４との間を流れる冷媒の圧力（高圧圧力Ｐｈ）が用いられる。高圧圧力Ｐｈは、高圧圧力センサ３１の出力信号から得られる。低圧側領域の冷媒圧に関連する第２の物理量として、低圧側領域の冷媒圧と相関のあるエバポレータ６のフィン温度Ｔｅｆｉｎが用いられる。フィン温度Ｔｅｆｉｎは、温度センサ６１の出力信号から得られる。

図４は、起動時のコンプレッサ２のトルク変動パターンのデータであり、図５は、停止時のコンプレッサ２のトルク変動パターンのデータである。図４、図５では、コンプレッサ２のトルク変動パターンのデータがコンプレッサ２の予想トルクＴｒｑ０の経時変化をマップ化したものとなっている。そして、予想トルクＴｒｑ０の経時変化を表すマップが高圧圧力Ｐｈに対し設定された領域（図４では３つの領域Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，図５では３つの領域Ｘ４，Ｘ５，Ｘ６）ごとにそれぞれ対応付けられており、予想トルクＴｒｑ０の経時変化を表すマップがフィン温度Ｔｅｆｉｎに対し設定された領域（図４では３つの領域Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，図５では３つの領域Ｙ４，Ｙ５，Ｙ６）ごとにそれぞれ対応付けられている。図４、図５では、高圧圧力Ｐｈおよびフィン温度Ｔｅｆｉｎはそれぞれ３つの領域に区分されており、高圧圧力Ｐｈおよびフィン温度Ｔｅｆｉｎに応じて９つの領域が設定されている。そして、９つの領域のそれぞれに対し予想トルクＴｒｑ０の経時変化を表すマップ（図４ではＭ１〜Ｍ９，図５ではＭ１１〜Ｍ１９）がそれぞれ対応付けられている。

ここで、２つのパラメータ（高圧圧力Ｐｈおよびフィン温度Ｔｅｆｉｎ）と過渡時のコンプレッサ２のトルクとの間には基本的に次のような関係があり、図４、図５に示すようなコンプレッサ２のトルク変動パターンのデータは、この関係を満たすように作成される。

高圧圧力Ｐｈが高くなると、過渡時のコンプレッサ２のトルクの上限が大きくなる。逆に、高圧圧力Ｐｈが低くなると、過渡時のコンプレッサ２のトルクの上限が小さくなる。過渡時のコンプレッサ２のトルクの上限は、定常時のコンプレッサ２のトルク程度であり、具体的には、コンプレッサ２の起動の際は、起動後の定常運転時のトルクとなり、コンプレッサ２の停止の際は、停止前の定常運転時のトルクとなる。

また、フィン温度Ｔｅｆｉｎが高くなると、低圧側領域の冷媒圧が高くなり、過渡時のコンプレッサ２のトルクの変動が急激になる。つまり、過渡時のコンプレッサ２のトルクの変化率（傾き）が大きくなる。逆に、フィン温度Ｔｅｆｉｎが低くなると、低圧側領域の冷媒圧が低くなり、過渡時のコンプレッサ２のトルクの変化が緩やかになる。つまり、過渡時のコンプレッサ２のトルクの変化率（傾き）が小さくなる。

そして、ステップＳＴ１では、高圧圧力センサ３１により検出される高圧圧力Ｐｈおよび温度センサ６１により検出されるフィン温度Ｔｅｆｉｎに対応するコンプレッサ２のトルク変動パターンが採取される。例えば、図４のデータを参照することで、起動時のコンプレッサ２の予想トルクＴｒｑ０が取得され、図５のデータを参照することで、停止時のコンプレッサ２の予想トルクＴｒｑ０が取得される。この際、例えば、高圧圧力センサ３１により検出される高圧圧力Ｐｈが図４のＸ１の領域にあり、温度センサ６１により検出されるフィン温度Ｔｅｆｉｎが図４のＹ１の領域にある場合、Ｘ１およびＹ１の領域に対応するマップＭ１が採取される。また、例えば、高圧圧力センサ３１により検出される高圧圧力Ｐｈが図５のＸ６の領域にあり、温度センサ６１により検出されるフィン温度Ｔｅｆｉｎが図５のＹ６の領域にある場合、Ｘ６およびＹ６の領域に対応するマップＭ１９が採取される。

このような予想トルクの採取処理によれば、トルク変動パターンは、過渡時のコンプレッサ２のトルクに関係する２つのパラメータ（高圧圧力Ｐｈおよびフィン温度Ｔｅｆｉｎ）に対応付けられたものとなっているので、過渡時のコンプレッサ２のトルクを正確に求めることができる。これにより、コンプレッサ２の過渡時にコンプレッサ２を駆動するエンジン１１の出力に過不足が生じることを抑制でき、エンジン回転数の意図しない落ち込みや、吹け上がり等の発生を抑制することができる。

なお、高圧側領域の冷媒圧に関連する第１の物理量として、例えば、コンプレッサ２の吐出圧や、コンプレッサ２とコンデンサ３との間を流れる冷媒の圧力を採用してもよい。この場合、第１の物理量を検出可能な箇所に圧力センサが設置される。また、低圧側領域の冷媒圧に関連する第２の物理量として、例えば、コンプレッサ２の吸入圧や、エバポレータ６とコンプレッサ２との間を流れる冷媒の圧力を採用してもよいし、エバポレータ６を通過した空気温度を採用してもよい。この場合、第２の物理量を検出可能な箇所に圧力センサあるいは温度センサが設置される。

また、図４、図５に示すコンプレッサ２の予想トルクＴｒｑ０の時系列データは、一例であって、上述したような２つのパラメータとコンプレッサ２のトルクとの関係を満たすものであれば、それ以外であってもよい。例えば、２つのパラメータとマップとを対応付ける形態はそれ以外であってもよい。コンプレッサ２の起動時と停止時とで対応付け方が異なっていてもよい。また、予想トルクＴｒｑ０の時系列データがテーブル等で構成されていてもよい。

また、予め記憶される時系列データを、コンプレッサ２のトルク傾きの変動パターンの複数のデータとしてもよい。コンプレッサ２のトルク傾きの変動パターンのデータは、コンプレッサ２が過渡状態にあるときのトルク傾きの変動を予想（予測）したデータである。コンプレッサ２のトルク傾きの変動パターンは、予め実験やシミュレーション等を行うことによって作成される。そして、コンプレッサ２のトルク傾きの変動パターンのデータは、上記第１，第２の物理量に対応付けて記憶される。

（第１推定トルクの推定処理）
ステップＳＴ２で実行される第１推定トルクの推定処理は、流量センサ７にて検出される冷媒流量に基づいてコンプレッサ２のトルク（第１推定トルクＴｒｑ１）を推定する処理となっている。

この処理では、まず、ＥＣＵ８は、高圧側領域を流れる冷媒流量Ｒｆｌｏｗを、流量センサ７の差圧センサ７２により検出されるオリフィス７１の前後の差圧ΔＰと、高圧圧力センサ３１により検出される高圧圧力Ｐｈとに基づいて算出する。この冷媒流量算出処理は、マップ、テーブル、あるいは近似式（演算式）を用いて行うことが可能である。例えば、オリフィス７１の前後の差圧ΔＰと高圧圧力Ｐｈとをパラメータとしたマップに基づいて冷媒流量Ｒｆｌｏｗを求めることが可能である。

ここで、冷凍サイクル装置１において、実際の冷媒流量Ｒｆｌｏｗが変化すると、これに応じてオリフィス７１の前後の差圧ΔＰが変化する。この実施形態では、実際の冷媒流量Ｒｆｌｏｗの変化を、オリフィス７１の前後の差圧ΔＰの変化として検出するようにしている。そして、差圧センサ７２により直接検出されたオリフィス７１の前後の差圧ΔＰに基づいて冷媒流量Ｒｆｌｏｗを推定するため、実際の冷媒流量Ｒｆｌｏｗの変動分を冷媒流量Ｒｆｌｏｗの推定結果に速やかに反映させることができる。

このような処理によって算出した冷媒流量Ｒｆｌｏを用いて、コンプレッサ２の第１推定トルクＴｒｑ１を推定する。具体的には、まずは、冷媒流量Ｒｆｌｏｗと、コンプレッサ２の吐出圧Ｐｄおよび吸入圧Ｐｓとに基づいてコンプレッサ２の理論動力Ｌｔｈを算出する。この理論動力算出処理は、マップ、テーブル、あるいは近似式（演算式）を用いて行うことが可能である。例えば、冷媒流量Ｒｆｌｏｗとコンプレッサ２の吐出圧Ｐｄおよび吸入圧Ｐｓとをパラメータとしたマップに基づいて理論動力Ｌｔｈを求めることが可能である。

なお、コンプレッサ２の吐出圧Ｐｄおよび吸入圧Ｐｓについては、それぞれの圧力を検出する圧力センサを設け、その各センサにより直接検出された値を用いてもよいし、ＥＣＵ８による推定処理によって求めた値を用いてもよい。

コンプレッサ２の吐出圧Ｐｄを推定処理にて求める場合、上記した処理にて算出した冷媒流量Ｒｆｌｏｗと、高圧圧力センサ３１の出力信号から得られる高圧圧力Ｐｈとに基づいてマップを参照して求めることができる。吐出圧算出用マップとしては、例えば冷媒流量Ｒｆｌｏｗと高圧圧力Ｐｈとをパラメータとし、コンプレッサ２の吐出口から高圧圧力Ｐｈの検出箇所（高圧圧力センサ３１の設置箇所）までに発生する圧力損失（コンデンサ３内の圧損および配管圧損）を考慮した値、つまり、上記圧力損失を冷媒流量Ｒｆｌｏｗを基に補正した値を反映したマップを用いる。

また、コンプレッサ２の吸入圧Ｐｓを推定処理にて求める場合、上記した冷媒流量Ｒｆｌｏｗとエバポレータ６の圧力Ｐｌとに基づいて予め作成したマップを参照して求めることができる。吸入圧算出用マップは、例えば冷媒流量Ｒｆｌｏｗとエバポレータ６の圧力Ｐｌとをパラメータとし、エバポレータ６の圧力Ｐｌの検出箇所からコンプレッサ２の吸入口までに発生する圧力損失（エバポレータ６内の圧損および配管圧損）を考慮した値、つまり、上記圧力損失を冷媒流量Ｒｆｌｏｗを基に補正した値を反映したマップを用いる。なお、エバポレータ６の圧力Ｐｌは、温度センサ６１により検出されるエバポレータ６のフィン温度Ｔｅｆｉｎを用いて推定してもよいし、エバポレータ６の圧力Ｐｌを検出するセンサを設けて、そのセンサ出力からエバポレータ６の圧力Ｐｌを求めるようにしてもよい。

そして、以上のような処理にて算出したコンプレッサ２の理論動力Ｌｔｈを用いて、次の式（１）に基づいてコンプレッサ２の第１推定トルクＴｒｑ１を算出する。

Ｔｒｑ１＝（Ｌｔｈ／ηａｄ）×６０／（２π×Ｎｃ）×１０００ ・・・（１）
ここで、ηａｄはコンプレッサ２の効率であり、（Ｌｔｈ／ηａｄ）はコンプレッサ２の実動力Ｌを表す。Ｎｃはコンプレッサ２の回転数であり、回転数センサ１２の出力信号から得られるエンジン１１の回転数Ｎｅにプーリ比αを乗じることによって算出することが可能である（Ｎｃ＝Ｎｅ×α）。あるいは、コンプレッサ２の回転数Ｎｃを検出する回転数センサを設ける構成とすることも可能である。なお、第１推定トルクＴｒｑ１は、上記した演算により算出してもよいし、予め作成したマップやテーブルを参照して算出するようにしてもよい。

（第２，第３推定トルクの推定処理）
この実施形態では、流量センサ７にて検出される冷媒流量Ｒｆｌｏｗを用いたステップＳＴ２の第１推定トルクの推定処理に加えて、そのような冷媒流量Ｒｆｌｏｗを使用しない方法でステップＳＴ３の第２推定トルクの推定処理と、ステップＳＴ４の第３推定トルクの推定処理とを行う。第２，第３推定トルクの推定処理は、上記第１推定トルクの推定処理とは異なり、ともに流量センサ７にて検出される冷媒流量Ｒｆｌｏｗを用いずにコンプレッサ２のトルクを推定する処理となっている。

具体的には、ステップＳＴ３で実行される第２推定トルクの推定処理は、コンプレッサ２に備えられる容量可変機構２２の容量制御弁の制御電流値および高圧側領域の冷媒圧に基づいて、コンプレッサ２のトルク（第２推定トルクＴｒｑ２）を推定する処理となっている。例えば、容量可変機構２２の容量制御弁の制御電流値と高圧圧力センサ３１の出力信号から得られる高圧圧力Ｐｈとに基づいてマップ等を参照してコンプレッサ２の第２推定トルクＴｒｑ２を算出する。ステップＳＴ３で得られたコンプレッサ２の第２推定トルクＴｒｑ２は、後述する上・下限ガード処理（ステップＳＴ１１）を行う際に用いられる。なお、容量制御弁の制御電流値と高圧側領域の冷媒圧とを用いてコンプレッサ２のトルクを推定する処理は、一般に知られている公知の技術であるので、ここでは、その詳細な説明は省略する。

また、ステップＳＴ４で実行される第３推定トルクの推定処理は、コンプレッサ２の回転数Ｎｃまたはコンプレッサ２の駆動源であるエンジン１１の回転数Ｎｅおよび高圧側領域の冷媒圧に基づいて、コンプレッサ２のトルク（第３推定トルクＴｒｑ３）を推定する処理となっている。例えば、例えば、回転数センサ１２の出力信号から得られるエンジン１１の回転数Ｎｅと高圧圧力センサ３１の出力信号から得られる高圧圧力Ｐｈとに基づいてマップ等を参照してコンプレッサ２の第３推定トルクＴｒｑ３を算出する。この第３推定トルクの推定処理によって求められるコンプレッサ２の第３推定トルクＴｒｑ３は、その圧力・回転数（Ｐｈ，Ｎｅ）での最大トルクとなっている。つまり、第３推定トルクＴｒｑ３は、コンプレッサ２の吐出容量が１００％であるときのトルクとなっている。ステップＳＴ４で得られたコンプレッサ２の第３推定トルクＴｒｑ３は、後述する上・下限ガード処理（ステップＳＴ１１）を行う際に用いられる。なお、エンジン回転数と高圧側領域の冷媒圧とを用いてコンプレッサ２のトルクを推定する処理は、一般に知られている公知の技術であるので、ここでは、その詳細な説明は省略する。

以上のようなコンプレッサ２の予想トルクＴｒｑ０、第１推定トルクＴｒｑ１、第２推定トルクＴｒｑ２、および、第３推定トルクＴｒｑ３は、図３の制御ルーチンを実行するたびに求められる。

そして次に、ＥＣＵ８は、ステップＳＴ５において、コンプレッサ２が駆動中（稼動中）であるか否かを判定する。この判定は、エアコンスイッチ９のＯＮ／ＯＦＦに基づいて行うことが可能である。

そして、コンプレッサ２がＯＦＦの場合には、ステップＳＴ１２へ移行する。ステップＳＴ１２において、ＥＣＵ８は、コンプレッサ２の最終推定トルクＴｒｑＡをステップＳＴ１で求められた予想トルクＴｒｑ０に設定する。つまり、コンプレッサ２の最終推定トルクＴｒｑＡとして、第１推定トルクＴｒｑ１ではなく予想トルクＴｒｑ０が選択される。この場合、最終推定トルクＴｒｑＡは、停止時の予想トルクＴｒｑ０に設定される（図５参照）。そして、ＥＣＵ８は、設定された停止時の予想トルクＴｒｑ０に基づいて燃料噴射量、吸入空気量等を制御し、エンジン１１の出力を制御する。このように、コンプレッサ２の停止時に最終推定トルクＴｒｑＡを予想トルクＴｒｑ０に決定するのは、コンプレッサ２の停止時には、流量センサ７にて検出される冷媒流量Ｒｆｌｏｗがゼロとなるため、コンプレッサ２の最終推定トルクＴｒｑＡを精度よく求めるには、最終推定トルクとして予想トルクＴｒｑ０を用いたほうが好ましいからである。

一方、ステップＳＴ５の判定の結果、コンプレッサ２がＯＮの場合には、次にステップＳＴ６へ移行する。ステップＳＴ６において、ＥＣＵ８は、エアコンカット制御中か否かを判定する。エアコンカット制御は、エンスト等の発生を回避するために車両用空調装置を強制的にＯＦＦとする制御であり、例えば車両の加速時などに行われる。なお、エアコンカット制御中であるか否かの判定を行う理由については後述する（図６参照）。

そして、ステップＳＴ６の判定の結果、エアコンカット制御中である場合には、次にステップＳＴ８へ移行する。一方、エアコンカット制御中ではない場合には、次にステップＳＴ７へ移行する。ステップＳＴ７において、ＥＣＵ８は、上記ステップＳＴ２で求められたコンプレッサ２の第１推定トルクＴｒｑ１が判定閾値（図６ではＴｈ１（例えば２Ｎ・ｍ））以上であるか否かを判定する。

このようなステップＳＴ７の判定を行うのは、流量センサ７が安定動作可能な状態にあるか否かを判定するためである。すなわち、流量センサ７の故障時や、コンプレッサ２の起動時などには、流量センサ７の安定動作を保証できず、流量センサ７にて検出される冷媒流量Ｒｆｌｏｗの値が信頼性に欠けるものとなる。ここで、流量センサ７の故障のうち、電気的な断線・ショート等の故障は検出回路などによって検出することが可能である。しかし、異物の噛み込みによる測定子７２１の固着や応答遅れ・ゲインずれに関しては検出することができない。そして、このような流量センサ７の故障、特に固着による故障が生じた場合、流量センサ７にて検出される冷媒流量Ｒｆｌｏｗに基づく第１推定トルクＴｒｑ１が小さい値または大きい値となる可能性があり、そのままの第１推定トルクＴｒｑ１を用いると、例えばアイドル発生トルク指示が小さい値または大きい値となってしまう。こうした状況になると、エンジン回転数の落ち込みや吹け上がりが発生するため、エンストやドライバビリティ不良（例えばエンスト発生直前の振動やオーバーランなど）が発生する可能性がある。また、トランスミッション協調制御が正しく働かない可能性があって、例えば、車両にベルト式ＣＶＴが搭載されている場合、ベルト挟圧制御不良が発生して、ベルト滑りが生じる可能性がある。また、このような不具合は、コンプレッサ２の起動時などの過渡時にも、同様に起きる可能性がある。例えば、コンプレッサ２の起動直後には、測定子７２１の応答遅れ等により流量センサ７が即座には安定動作せず、安定動作するまでにはタイムラグがあるため、同様の不具合が起きる可能性がある。

そこで、この実施形態では、ステップＳＴ７の判定を行って第１推定トルクＴｒｑ１が判定閾値以上である場合に限り、流量センサ７が安定動作可能な状態にあると判定するようにしている。判定閾値は、流量センサ７の安定動作を考慮した値に設定される。そして、第１推定トルクＴｒｑ１が判定閾値以上である場合には（Ｔｒｑ１≧Ｔｈ１）、次にステップＳＴ８へ移行する。

一方、第１推定トルクＴｒｑ１が判定閾値未満である場合には（Ｔｒｑ１＜Ｔｈ１）、次にステップＳＴ１３へ移行する。ステップＳＴ１３において、ＥＣＵ８は、コンプレッサ２の最終推定トルクＴｒｑＡをステップＳＴ１で求められた予想トルクＴｒｑ０に設定する。つまり、コンプレッサ２の最終推定トルクＴｒｑＡとして、第１推定トルクＴｒｑ１ではなく予想トルクＴｒｑ０が選択される。この場合、最終推定トルクＴｒｑＡは、起動時の予想トルクＴｒｑ０に設定される（図４参照）。そして、ＥＣＵ８は、設定された起動時の予想トルクＴｒｑ０に基づいて燃料噴射量、吸入空気量等を制御し、エンジン１１の出力を制御する。

次に、ＥＣＵ８は、ステップＳＴ８において、今回の第１推定トルクＴｒｑ１_nと前回の最終推定トルクＴｒｑＡ_n-1のトルク差ΔＴｒｑが判定閾値以上であるか否かを判定する。なお、初回の場合（ｎ＝１の場合）、前回の最終推定トルクＴｒｑＡ_n-1としては、予想トルクＴｒｑ０が用いられる。

このようなステップＳＴ８の判定を行うのは、上記トルク差ΔＴｒｑが大きい場合に今回の最終推定トルクＴｒｑＡ_nとして第１推定トルクＴｒｑ１_nをそのまま採用すると、最終推定トルクＴｒｑＡの変動が急激なため、エンジン回転数の落ち込みや吹け上がりが発生しやすくなり、エンストやオーバーランなどが発生しやすくなるからである。

そこで、この実施形態では、ステップＳＴ８の判定を行って上記トルク差ΔＴｒｑが判定閾値以上である場合には、次のステップＳＴ１０で最終推定トルクＴｒｑＡの補正処理を行って、エンジン回転数の落ち込みや吹け上がりを未然に回避するようにしている。判定閾値は、エンストやオーバーランの回避を考慮した値に設定される。

一方、ステップＳＴ８の判定の結果、上記トルク差ΔＴｒｑが判定閾値未満である場合には、次にステップＳＴ９へ移行する。ステップＳＴ９において、ＥＣＵ８は、コンプレッサ２の最終推定トルクＴｒｑＡ（今回の最終推定トルクＴｒｑＡ_n）をステップＳＴ２で求められた第１推定トルクＴｒｑ１に設定する。つまり、コンプレッサ２の最終推定トルクＴｒｑＡとして、予想トルクＴｒｑ０ではなく第１推定トルクＴｒｑ１が選択される。そして、ＥＣＵ８は、設定された第１推定トルクＴｒｑ１に基づいて燃料噴射量、吸入空気量等を制御し、エンジン１１の出力を制御する。

ステップＳＴ１０において、ＥＣＵ８は、コンプレッサ２の最終推定トルクＴｒｑＡの補正処理を行う。この補正処理は、コンプレッサ２の最終推定トルクＴｒｑＡを緩やかに変動させる処理となっている。具体的には、コンプレッサ２の最終推定トルクＴｒｑＡを予想トルクＴｒｑ０から第１推定トルクＴｒｑ１へ切り替える際に、最終推定トルクＴｒｑＡを推定トルクＴｒｑ１へ徐々に近付けていく処理となっている。

コンプレッサ２の最終推定トルクＴｒｑＡに対する補正処理としては、例えば、徐変処理や、なまし処理などがある。徐変処理は、今回の第１推定トルクＴｒｑ１_nと前回の最終推定トルクＴｒｑＡ_n-1のトルク差ΔＴｒｑに応じてコンプレッサ２の最終推定トルクＴｒｑＡを緩やかに変化させる処理である。例えば、前回の最終推定トルクＴｒｑＡ_n-1に、トルク差ΔＴｒｑに徐変係数（例えば１／１６など）を乗じた徐変量を加算した値が、今回の最終推定トルクＴｒｑＡ_nとされる。徐変処理により補正されたコンプレッサ２の最終推定トルクＴｒｑＡは、例えば、図７（ａ）、（ｂ）に示すように変化する。図７（ａ）ではコンプレッサ２の最終推定トルクＴｒｑＡが増加傾向にある場合を示し、図７（ｂ）では最終推定トルクＴｒｑＡが低下傾向にある場合を示している。

また、なまし処理は、予想トルクＴｒｑ０の傾きに応じてコンプレッサ２の最終推定トルクＴｒｑＡを緩やかに変化させる処理である。例えば、コンプレッサ２の最終推定トルクＴｒｑＡを予想トルクＴｒｑ０の傾きの１／１６の傾きで変化させる処理である。なまし処理により補正されたコンプレッサ２の最終推定トルクＴｒｑＡは、例えば、図７（ｂ）に示すように変化する。なお、なまし処理は、エンストの回避を目的として行われるものであるため、コンプレッサ２の最終推定トルクＴｒｑＡが低下傾向にある場合に行うことが好ましい。

次に、ＥＣＵ８は、ステップＳＴ１１において、コンプレッサ２の最終推定トルクＴｒｑＡの上・下限ガード処理を行う。この上・下限ガード処理を行うのは、流量センサ７に上記のような故障が発生した場合には、流量センサ７にて検出される冷媒流量Ｒｆｌｏｗに基づく第１推定トルクＴｒｑ１が小さくなり過ぎたり、大きくなり過ぎたりする可能性があるからである。

この実施形態では、図７（ｂ）に示すように、第２推定トルクの推定処理（ステップＳＴ３）で得られたコンプレッサ２の第２推定トルクＴｒｑ２を用いて、最終推定トルクＴｒｑＡの下限ガード処理を行うようにしている。この場合、コンプレッサ２の第２推定トルクＴｒｑ２から所定値（図７ではβ）を差し引いた値（Ｔｒｑ２−β）が最終推定トルクＴｒｑＡの下限値として設定される。最終推定トルクＴｒｑＡの下限値は、エンストの回避を考慮した値に設定される。なお、所定値βとしては、高圧圧力Ｐｈをパラメータとしたマップに基づいて設定された値を用いることが可能である。

また、図７（ａ）に示すように、第３推定トルクの推定処理（ステップＳＴ４）で得られたコンプレッサ２の第３推定トルクＴｒｑ３を用いて、最終推定トルクＴｒｑＡの上限ガード処理を行うようにしている。つまり、コンプレッサ２の吐出容量が１００％であるときの第３推定トルクＴｒｑ３が最終推定トルクＴｒｑＡの上限値として設定される。

この実施形態によれば、上述したように、予想トルクの採取処理（ステップＳＴ１）により採取されるコンプレッサ２の予想トルクＴｒｑ０と、第１推定トルクの推定処理（ステップＳＴ２）により推定されるコンプレッサ２の第１推定トルクＴｒｑ１とを併用して、コンプレッサ２の最終推定トルクＴｒｑＡを決定するので、次のような効果が得られる。

すなわち、予想トルクＴｒｑ０は、コンプレッサ２の起動時や停止時などの過渡時の最終推定トルクＴｒｑＡを精度よく決定するのに適したものとなっている。また、第１推定トルクＴｒｑ１は、コンプレッサ２の定常運転時に最終推定トルクＴｒｑＡを精度よく決定するのに適したものとなっている。このため、コンプレッサ２の運転状態に応じて予想トルクＴｒｑ０および第１推定トルクＴｒｑ１のいずれか一方を選択して最終推定トルクＴｒｑＡを決定することで、コンプレッサ２のトルク推定をコンプレッサ２の運転状態にかかわらず正確に行うことが可能となる。

これにより、コンプレッサ２を駆動するエンジン１１の出力に過不足が生じることを抑制でき、エンジン回転数の意図しない落ち込みや、吹け上がり等の発生を抑制することができる。そして、エンストやドライバビリティの不良の発生を抑制することができる。また、例えばベルト式ＣＶＴのベルト挟圧制御不良の発生を抑制することができる。

この場合、ステップＳＴ７の判定により流量センサ７が安定動作可能な状態にない場合には、コンプレッサ２の最終推定トルクＴｒｑＡとして第１推定トルクＴｒｑ１ではなく、予想トルクＴｒｑ０が採用される。これにより、例えば流量センサ７の故障時やコンプレッサ２の起動時などのように、流量センサ７が安定動作可能な状態にない場合であっても、コンプレッサ２の最終推定トルクＴｒｑＡを精度よく求めることができる。

一方、コンプレッサ２の第１推定トルクＴｒｑ１が判定閾値Ｔｈ１以上である場合には、流量センサ７の故障時や圧縮機の起動時などには該当せず、流量センサ７が安定動作可能な状態にあると判定される。このような場合には、コンプレッサ２の最終推定トルクＴｒｑＡとして予想トルクＴｒｑ０ではなく、第１推定トルクＴｒｑ１を採用することによって、コンプレッサ２の最終推定トルクＴｒｑＡの推定精度を高めるようにしている。

また、この実施形態では、ステップＳＴ６でエアコンカット制御中であると判定された場合には、ステップＳＴ７の判定を行わずにステップＳＴ８へ移行するようにしている。この点について、図６を参照して説明する。図６では、コンプレッサ２の最終推定トルクＴｒｑＡを実線で、予想トルクＴｒｑ０を二点鎖線で、第１推定トルクＴｒｑ１を一点鎖線でそれぞれ示している。

図６に示すように、時刻ｔ１でエアコンカット制御が開始されると、流量センサ７にて検出される冷媒流量Ｒｆｌｏｗが低下し、これにともなって冷媒流量Ｒｆｌｏｗに基づいて推定されるコンプレッサ２の第１推定トルクＴｒｑ１も低下していく。そして、エアコンカット制御が継続されると、時刻ｔ２で第１推定トルクＴｒｑ１が判定閾値Ｔｈ１を下回ることになる。

ここで、ステップＳＴ６の判定を行わなければ、次のことが懸念される。第１推定トルクＴｒｑ１が判定閾値Ｔｈ１を下回った時刻ｔ２の後、ステップＳＴ７の判定が行われると、図６の矢印Ｚで示すように、コンプレッサ２の最終推定トルクＴｒｑＡとして、第１推定トルクＴｒｑ１ではなく予想トルクＴｒｑ０が選択されてしまう。しかし、この場合、予想トルクＴｒｑ０は実際のトルクとはかけ離れた値となっており、この予想トルクＴｒｑ０に基づいてエンジン１１の出力制御を行うと、エンジン回転数が急激に吹け上がり、オーバーランに至る可能性がある。つまり、エアコンカット制御中（時刻ｔ１〜ｔ３）にコンプレッサ２の最終推定トルクＴｒｑＡとして予想トルクＴｒｑ０が選択されるような状況が発生すると、最終推定トルクＴｒｑＡが不正確になる可能性が高い。

そのため、この実施形態では、エアコンカット制御中には、ステップＳＴ７の判定を行わないようにすることで、コンプレッサ２の最終推定トルクＴｒｑＡとして予想トルクＴｒｑ０が選択されるような状況が発生しないようにしている。したがって、エアコンカット制御中には、コンプレッサ２の最終推定トルクＴｒｑＡとして、予想トルクＴｒｑ０ではなく第１推定トルクＴｒｑ１が選択されることになる。これにより、エアコンカット制御にともなうコンプレッサ２の最終推定トルクＴｒｑＡの誤差を抑制することができ、信頼性を向上させることができる。そして、エアコンカット制御にともなってエンジン回転数の吹け上がりや、オーバーラン等が発生することを回避できる。

また、この実施形態では、ステップＳＴ１０で補正処理を行ってコンプレッサ２の最終推定トルクＴｒｑＡの変動を緩やかにすることで、エンジン回転数の落ち込みや吹け上がりを未然に回避することが可能となる。そして、補正処理によりエンストやドライバビリティの不良が発生することを未然に回避できる。

また、この実施形態では、ステップＳＴ１１で第１推定トルクＴｒｑ１を用いて決定される最終推定トルクＴｒｑＡに対し、流量センサ７にて検出される冷媒流量Ｒｆｌｏｗを用いずに推定されたコンプレッサ２の第２，第３推定トルクＴｒｑ２，Ｔｒｑ３を用いて上・下限ガード処理を行うようにしている。これにより、流量センサ７の故障にともなうコンプレッサ２の最終推定トルクＴｒｑＡの誤差を抑制することができ、信頼性を向上させることができる。そして、流量センサ７の故障にともなってエンジン回転数の落ち込みや吹け上がりが発生することを回避できる。さらに、流量センサ７の故障に起因するエンストやドライバビリティの不良が発生することを回避できる。

−他の実施形態−
以上、本発明の実施形態について説明したが、ここに示した実施形態は一例であり、さまざまに変形することが可能である。

上記実施形態では、流量センサ７の設置箇所がコンプレッサ２とコンデンサ３との間であったが、流量センサ７は、冷凍サイクル装置１の高圧側領域（コンプレッサ２の吐出口〜膨張弁５の入口の間）であれば、上記以外の箇所に設けられていてもよい。

実施形態に係る車両空調用の冷凍サイクル装置の概略構成を示す模式図である。 図１の冷凍サイクル装置に適用される流量センサの構造を模式的に示す図である。 ＥＣＵが実行するコンプレッサの最終推定トルクを決定する制御内容を示すフローチャートである。 起動時のコンプレッサの予想トルクの時系列データの一例を示す図である。 停止時のコンプレッサの予想トルクの時系列データの一例を示す図である。 エアコンカット制御にともなうコンプレッサの最終推定トルクの変化を示す図である。 コンプレッサの最終推定トルクの補正処理と上・下限ガード処理を説明するための図である。

符号の説明

１ 冷凍サイクル装置
２ コンプレッサ
３ コンデンサ
４ レシーバ
５ 膨張弁
６ エバポレータ
７ 流量センサ
８ ＥＣＵ
１１ エンジン
３１ 高圧圧力センサ
６１ 温度センサ
７１ オリフィス
７２ 差圧センサ

Claims (12)

1. 圧縮機と、凝縮器と、気液分離器と、減圧機構と、蒸発器とを備えた車両用空調装置用の冷凍サイクル装置の制御装置であって、
   高圧側領域の冷媒圧に関連する第１の物理量を検出する第１の検出手段と、
   低圧側領域の冷媒圧に関連する第２の物理量を検出する第２の検出手段と、
   高圧側領域の冷媒流量を検出する流量センサと、
   上記圧縮機が過渡状態にある場合の予想トルクの時系列データから上記第１，第２の検出手段の検出出力に対応する時系列データを採取するトルク予想手段と、
   上記流量センサにて検出される冷媒流量に基づいて上記圧縮機のトルクを推定するトルク推定手段と、
   上記トルク予想手段による予想トルクと上記トルク推定手段による推定トルクとを用いて上記圧縮機の最終推定トルクを決定する制御手段とを備えることを特徴とする冷凍サイクル装置の制御装置。
2. 請求項１に記載の冷凍サイクル装置の制御装置において、
   上記制御手段は、上記圧縮機の運転状態に応じて上記トルク予想手段による予想トルクおよび上記トルク推定手段による推定トルクのいずれか一方を選択して上記最終推定トルクを決定することを特徴とする冷凍サイクル装置の制御装置。
3. 請求項２に記載の冷凍サイクル装置の制御装置において、
   上記制御手段は、上記圧縮機が駆動中であり、上記トルク推定手段による推定トルクが判定閾値以上である場合には、上記トルク推定手段による推定トルクを選択し、それ以外の場合には、上記トルク予想手段による予想トルクを選択することを特徴とする冷凍サイクル装置の制御装置。
4. 請求項３に記載の冷凍サイクル装置の制御装置において、
   上記制御手段は、上記車両用空調装置の強制オフ制御中は上記トルク推定手段による推定トルクが判定閾値以上であるか否かの判定を行わずに、上記トルク推定手段による推定トルクを選択することを特徴とする冷凍サイクル装置の制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置の制御装置において、
   上記制御手段は、上記圧縮機の最終推定トルクを上記トルク予想手段による予想トルクから上記トルク推定手段による推定トルクへ切り替える際に、上記トルク予想手段による予想トルクと上記トルク推定手段による推定トルクとのトルク差が判定閾値以上である場合には、上記最終推定トルクを上記トルク推定手段による推定トルクへ徐々に近付けていく補正処理を行うことを特徴とする冷凍サイクル装置の制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置の制御装置において、
   上記流量センサにて検出される冷媒流量を用いずに上記圧縮機のトルクを推定する他のトルク推定手段を備え、
   上記制御手段は、上記他のトルク推定手段による推定トルクを用いて上記最終推定トルクの上・下限カード処理を行うことを特徴とする冷凍サイクル装置の制御装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置の制御装置において、
   上記流量センサは、上記高圧側領域に設けられた絞りと、この絞りの前後の差圧を検出する差圧センサとを備えていることを特徴とする冷凍サイクル装置の制御装置。
8. 請求項７に記載の冷凍サイクル装置の制御装置において、
   上記流量センサの絞りは、上記圧縮機と凝縮器との間に設けられていることを特徴とする冷凍サイクル装置の制御装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置の制御装置において、
   上記第１の物理量が、上記凝縮器と気液分離器との間を流れる冷媒の圧力であることを特徴とする冷凍サイクル装置の制御装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置の制御装置において、
    上記第２の物理量が、上記蒸発器のフィン温度であることを特徴とする冷凍サイクル装置の制御装置。
11. 請求項６〜１０のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置の制御装置において、
    上記他のトルク推定手段が、上記圧縮機または圧縮機の駆動源の回転数および上記第１の検出手段の検出出力に基づいて上記圧縮機のトルクを推定する構成となっており、この推定トルクを用いて上記最終推定トルクの上限ガード処理が行われることを特徴とする冷凍サイクル装置の制御装置。
12. 請求項６〜１１のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置の制御装置において、
    上記他のトルク推定手段が、上記圧縮機に備えられる容量制御弁の制御電流値および上記第１の検出手段の検出出力に基づいて上記圧縮機のトルクを推定する構成となっており、この推定トルクを用いて上記最終推定トルクの下限ガード処理が行われることを特徴とする冷凍サイクル装置の制御装置。

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