JP5533483B2 - 圧縮機のトルク推定装置 - Google Patents

Description

本発明は、エジェクタ式冷凍サイクルの圧縮機の駆動トルクを推定するトルク推定装置に関する。

従来、冷媒減圧手段の機能および冷媒循環手段の機能を果たすエジェクタを有するエジェクタ式冷凍サイクルが知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。

この種のエジェクタ式冷凍サイクルでは、エジェクタのノズルにて冷媒を等エントロピ的に減圧させて噴射し、噴射された高速度の噴射冷媒の吸引作用によって吸引側蒸発器から流出した冷媒をエジェクタの冷媒吸引口から吸引することで、ノズルにて冷媒が減圧される際の運動エネルギの損失を回収している。

そして、エジェクタのディフューザ部（昇圧部）にて、回収した運動エネルギ（以下、回収エネルギという）を圧力エネルギに変換して、圧縮機吸入冷媒の圧力を上昇させている。これにより、圧縮機の駆動動力を低減させ、サイクルの成績係数（ＣＯＰ）を向上させている。

また、エジェクタ式冷凍サイクルを含む蒸気圧縮式の冷凍サイクルでは、ＣＯＰの向上のみならず、圧縮機を駆動する駆動手段の不必要なエネルギ消費の抑制が望まれている。例えば、エンジン駆動式の圧縮機では、駆動手段であるエンジンの不必要な燃料消費の抑制が望まれている。

そのために、特許文献４には、冷凍サイクルの圧縮機の駆動トルクを推定するトルク推定装置が開示されている。そして、このトルク推定装置によって推定された圧縮機の駆動トルクに基づいて、駆動手段に供給するエネルギ量を制御することによって、駆動手段の不必要なエネルギ消費を抑制している。

具体的には、特許文献４の圧縮機のトルク推定装置は、エンジン駆動式の圧縮機、圧縮機吐出冷媒を放熱させる放熱器、放熱器流出冷媒を減圧膨張させる減圧手段としての膨張装置、膨張装置にて減圧膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器を備える通常の冷凍サイクルに適用されている。

ここで、圧縮機の駆動トルクは、圧縮機の昇圧量および圧縮機の冷媒吐出流量（質量流量）を用いることで精度良く推定することができる。なお、圧縮機の昇圧量は、圧縮機の吐出冷媒圧力から吸入冷媒圧力を減算した値であり、冷媒吐出流量は、サイクルを循環する循環冷媒流量（質量流量）に等しい。

そこで、特許文献４では、圧縮機吐出口側から膨張装置入口側へ至る高圧冷媒の高圧冷媒圧力から、膨張装置出口側から圧縮機吸入口側へ至る低圧冷媒の低圧冷媒圧力を減算した高低圧差を圧縮機の昇圧量とし、圧縮機の回転数から求めた冷媒吐出流量に基づいて、圧縮機の駆動トルクを推定している。

特許第３３２２２６３号公報 特許第３９３１８９９号公報 特開２００８−１０７０５５号公報 特開２００６−２７２９８２号公報

ところが、特許文献４の圧縮機のトルク推定装置を特許文献１〜３に開示されたエジェクタ式冷凍サイクルに適用しても、圧縮機の駆動トルクを精度良く推定することができない。その理由は、特許文献４では、低圧冷媒圧力を蒸発器における冷媒蒸発温度から求めているからである。

つまり、通常の冷凍サイクルでは、蒸発器から流出した冷媒が圧縮機に吸入されるため、蒸発器における冷媒蒸発温度から求められる冷媒蒸発圧力は、冷媒が蒸発器を通過する際の圧力損失等を無視すれば、圧縮機の吸入冷媒圧力にほぼ等しい値となる。一方、エジェクタ式冷凍サイクルでは、吸引側蒸発器から流出した冷媒がエジェクタの冷媒吸引口に吸引され、エジェクタのディフューザ部で昇圧された冷媒が圧縮機へ吸入される。

そのため、エジェクタ式冷凍サイクルでは、吸引側蒸発器の冷媒蒸発温度から求められる冷媒蒸発圧力は、圧縮機の吸入冷媒圧力と異なる値となってしまう。従って、特許文献４の圧縮機のトルク推定装置を特許文献１〜３に開示されたエジェクタ式冷凍サイクルに適用しても、圧縮機の駆動トルクを適切に推定することができない。

上記点に鑑み、本発明は、エジェクタ式冷凍サイクルの圧縮機の駆動トルクを精度良く推定可能な圧縮機のトルク推定装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）、圧縮機（１１）から吐出された冷媒を放熱させる放熱器（１２）、放熱器（１２）から流出した冷媒を減圧させるノズル（１５ａ）から噴射される噴射冷媒によって冷媒吸引口（１５ｃ）から冷媒を吸引し、噴射冷媒と冷媒吸引口（１５ｃ）から吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧部（１５ｄ）が設けられたエジェクタ、および、冷媒を蒸発させて冷媒吸引口（１５ｃ）側へ流出させる吸引側蒸発器（１８）を有するエジェクタ式冷凍サイクル（１０）に適用されて、圧縮機（１１）の駆動トルクを推定するトルク推定装置であって、
サイクルの高圧側冷媒圧力（Ｐｈ）に相関を有する物理量を検出する高圧検出手段（２１）と、吸引側蒸発器（１８）における冷媒蒸発圧力（Ｐｅ）に相関を有する物理量を検出する蒸発圧力検出手段（２２）と、サイクルを循環する循環冷媒流量（Ｇｒ）を推定もしくは検出する循環流量推定・検出手段（２３、Ｓ１１、２５）と、高圧側冷媒圧力（Ｐｈ）から冷媒蒸発圧力（Ｐｅ）を減算した高低圧差（ΔＰ）および循環流量推定・検出手段（２３、Ｓ１１、２５）によって推定もしくは検出された循環冷媒流量（Ｇｒ）の増加に伴って、昇圧部（１５ｄ）における冷媒の昇圧量（ΔＰｅｊ）を増加させるように推定する昇圧量推定手段（Ｓ１２）と、昇圧量推定手段（Ｓ１２）によって推定された昇圧量（ΔＰｅｊ）を用いて、圧縮機（１１）の吸入冷媒圧力（Ｐｓ）を推定する吸入圧力推定手段（Ｓ１３）と、吸入圧力推定手段（Ｓ１３）によって推定された吸入冷媒圧力（Ｐｓ）および循環流量推定・検出手段（２３、Ｓ１１、２５）によって推定もしくは検出された循環冷媒流量（Ｇｒ）を用いて、圧縮機（１１）の駆動トルクを推定するトルク推定手段（Ｓ１４）とを備える圧縮機のトルク推定装置を特徴としている。

これによれば、高低圧差（ΔＰ）および循環冷媒流量（Ｇｒ）の増加に伴って、昇圧部（１５ｄ）における冷媒の昇圧量（ΔＰｅｊ）を増加させるように推定する昇圧量推定手段（Ｓ１２）を備えているので、高低圧差（ΔＰ）および循環冷媒流量（Ｇｒ）に基づいてエジェクタ（１５）の昇圧量（ΔＰｅｊ）を精度良く推定することができる。さらに、吸入圧力推定手段（Ｓ１３）が、昇圧量（ΔＰｅｊ）に基づいて吸入冷媒圧力（Ｐｓ）を推定するので、圧縮機（１１）の吸入冷媒圧力（Ｐｓ）についても精度良く推定することができる。

つまり、エジェクタ（１５）のノズル（１５ａ）では、冷媒の圧力エネルギを速度エネルギへ変換するので、ノズル（１５ａ）の入口側圧力と出口側圧力との差圧に相関を有する高低圧差（ΔＰ）の増加に伴って、ノズル（１５ａ）から噴射される噴射冷媒の流速も増加する。そして、噴射冷媒の流速の増加に伴って回収エネルギの量が増加するので、昇圧部（１８ｄ）における昇圧量（ΔＰｅｊ）も増加する。

従って、昇圧量推定手段（Ｓ１２）が高低圧差（ΔＰ）および循環冷媒流量（Ｇｒ）の増加に伴って昇圧量（ΔＰｅｊ）を増加させるように推定することで、昇圧量（ΔＰｅｊ）を精度良く推定することができる。さらに、例えば、冷媒蒸発圧力（Ｐｅ）に対して精度良く推定された昇圧量（ΔＰｅｊ）を加算処理等することで、圧縮機（１１）の吸入冷媒圧力（Ｐｓ）についても精度良く推定することができる。

その結果、本請求項に記載の発明によれば、エジェクタ式冷凍サイクル（１０）においても、圧縮機の昇圧量を用いて、圧縮機（１１）の駆動トルクを精度良く推定することができる。

なお、本請求項における高圧側冷媒圧力（Ｐｈ）とは、圧縮機（１１）吐出側からエジェクタ（１５）のノズル（１５ａ）入口側へ至る高圧冷媒の圧力を意味し、圧縮機（１１）吐出冷媒の圧力、放熱器（１２）入口側冷媒の圧力、放熱器（１２）出口側冷媒の圧力等を採用できる。

また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の圧縮機のトルク推定装置において、循環流量推定・検出手段は、前記循環冷媒流量（Ｇｒ）に相関を有する物理量を検出する循環流量検出手段（２３）と、前記循環流量検出手段（２３）によって検出された検出値を用いて、前記循環冷媒流量（Ｇｒ）を推定する循環流量推定手段（Ｓ１１）とにより構成されることを特徴とする。

これによれば、トルク推定手段（Ｓ１４）が、循環流量推定手段（Ｓ１１）によって推定された循環冷媒流量（Ｇｒ）を用いるので、より一層、精度良く圧縮機（１１）の駆動トルクを推定することができる。

また、請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の圧縮機のトルク推定装置において、前記循環流量推定・検出手段は、前記循環冷媒流量（Ｇｒ）を検出する循環流量検出手段（２５）により構成されることを特徴とする。

これによれば、トルク推定手段（Ｓ１４）が、循環流量検出手段によって直接検出された循環冷媒流量（Ｇｒ）を用いるので、より一層、精度良く圧縮機（１１）の駆動トルクを推定することができる。

さらに、請求項４に記載の発明のように、請求項３に記載の圧縮機のトルク推定装置において、循環流量検出手段は、圧縮機（１１）吐出冷媒の流量あるいは圧縮機（１１）吸入冷媒の流量を検出する流量センサ（２５）であってもよい。

ここで、エジェクタ（１５）は、ノズル（１５ａ）入口および冷媒吸引口（１５ｃ）の２つの冷媒流入口と昇圧部（１５ｄ）出口の１つの冷媒流出口を有しているので、エジェクタ式冷凍サイクル（１０）には、冷媒の流れを分岐する構成が含まれる。従って、流量センサ（２５）が、圧縮機（１１）吐出冷媒の流量あるいは圧縮機（１１）吸入冷媒の流量を検出することで、冷媒循環流量（Ｇｒ）を適切に検出することができる。

また、請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の圧縮機のトルク推定装置において、エジェクタ式冷凍サイクル（１０）は、昇圧部（１５ｄ）から流出した冷媒を蒸発させて圧縮機（１１）吸入側へ流出させる流出側蒸発器（１６）を有し、流出側蒸発器（１６）および吸引側蒸発器（１８）は、同一の冷却対象流体を冷却し、流出側蒸発器（１６）は、吸引側蒸発器（１８）よりも冷却対象流体流れの上流側に配置されていることを特徴とする。

これによれば、２つの蒸発器（１６、１８）によって冷却された冷却対象流体の温度は、吸引側蒸発器（１８）における冷媒蒸発温度と同等となるので、蒸発圧力検出手段（２２）の検出値から、２つの蒸発器（１６、１８）によって冷却された冷却対象流体の温度を容易に検出できる。さらに、上述の如く、吸入冷媒圧力（Ｐｓ）を精度よく推定できるので、流出側蒸発器（１６）の温度を検出する温度検出手段等を設ける必要もない。

その結果、流出側蒸発器（１６）および吸引側蒸発器（１８）の２つの蒸発器を有するエジェクタ式冷凍サイクル（１０）であっても、流出側蒸発器（１８）の冷媒蒸発温度（冷媒蒸発圧力）を検出するための検出手段を設けることなく、圧縮機（１１）の駆動トルクを高い精度で推定することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲に記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの全体構成図である。 第１実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの冷媒の状態を示すモリエル線図である。 第１実施形態の圧縮機の駆動トルクを推定する制御処理のフローチャートである。 第１実施形態の圧縮機における高圧側冷媒圧力Ｐｈと体積効率ηｖとの関係を示す制御特性図である。 第１実施形態の圧縮機における冷媒蒸発圧力Ｐｅ、高圧側冷媒圧力Ｐｈおよび冷媒循環流量Ｇｒの関係を示す制御特性図である。 第２実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの全体構成図である。 第３実施形態のエジェクタ式冷凍サイクルの全体構成図である。

（第１実施形態）
図１〜５により、本発明の第１実施形態を説明する。図１は、本実施形態の圧縮機のトルク推定装置が適用されたエジェクタ式冷凍サイクル１０の全体構成図である。このエジェクタ式冷凍サイクル１０は、車両用空調装置に適用されており、車室内に送風される送風空気を冷却する機能を果たす。従って、本実施形態の冷却対象流体は車室内に送風される送風空気である。

エジェクタ式冷凍サイクル１０において、圧縮機１１は、冷媒を吸入し、圧縮して吐出するもので、エンジン３０から出力される回転駆動力がプーリおよびベルトを介して伝達されることによって回転駆動される。エンジン３０は、ガソリンを燃料として車両走行用の駆動力を出力する内燃機関である。このエンジン３０の詳細構成については後述する。

さらに、本実施形態では、圧縮機１１として、外部からの制御信号により吐出容量を変更可能に構成された可変容量型圧縮機を採用している。具体的には、圧縮機１１は、斜板式可変容量型の圧縮機構を有し、斜板室内の制御圧力Ｐｃを変化させることによって、斜板の傾斜角度を可変して、斜板に連結されたピストンのストロークを変化させるように構成されている。

そして、このストローク変化により吐出容量を変化させて、その冷媒吐出能力を連続的に変化させるように構成されている。なお、吐出容量とは冷媒の吸入圧縮を行う作動空間の幾何学的な容積、すなわちピストンストロークの上死点と下死点との間のシリンダ容積である。

また、斜板室内の制御圧力Ｐｃは、電磁式容量制御弁１１ａの弁開度を変化させて、斜板室へ導入させる圧縮機１１吐出冷媒および吸入冷媒の導入割合を変化させることによって調整される。なお、電磁式容量制御弁１１ａは、後述する空調制御装置２０から出力される制御電流によって、その作動が制御される。

圧縮機１１の吐出側には、放熱器１２が接続されている。放熱器１２は、圧縮機１１から吐出された高温高圧冷媒と冷却ファン１２ａにより送風される外気（車室外空気）とを熱交換させて、高圧冷媒を放熱させる放熱用熱交換器である。冷却ファン１２ａは、空調制御装置２０から出力される制御電圧によって回転数（送風空気量）が制御される電動式送風機である。

なお、本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０では、冷媒として通常のフロン系冷媒を採用し、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。従って、放熱器１２は冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。また、冷媒には圧縮機１１を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。

放熱器１２の出口側には、可変絞り機構である膨張弁１３が接続されている。この膨張弁１３は、放熱器１２から流出した高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧膨張させる減圧手段であるとともに、膨張弁１３下流側へ流出させる冷媒の流量を調整する流量調整手段としての機能を果たす。

なお、本実施形態では、具体的に、膨張弁１３として温度式膨張弁を採用している。この温度式膨張弁は、後述する流出側蒸発器１６出口側の冷媒通路に配置された感温部１３ａを有しており、流出側蒸発器１６出口側冷媒の温度と圧力とに基づいて流出側蒸発器１６出口側冷媒の過熱度を検知し、流出側蒸発器１６出口側冷媒の過熱度が予め設定された所定範囲の値となるように機械的機構により弁開度（冷媒流量）を調整する。

膨張弁１３の冷媒出口側には、膨張弁１３にて減圧膨張された気液二相状態の中間圧冷媒の流れを分岐する分岐部１４が接続されている。分岐部１４は、３つの流入出口を有する三方継手構造のもので、流入出口のうち１つを冷媒流入口とし、２つを冷媒流出口としたものである。このような分岐部１４は、複数の配管を接合して構成してもよいし、金属ブロックや樹脂ブロックに複数の冷媒通路穴を設けて構成してもよい。

分岐部１４の一方の冷媒流出口には、エジェクタ１５のノズル１５ａの冷媒入口側が接続され、分岐部１４の他方の冷媒流出口には、後述する絞り機構１７の冷媒入口側が接続されている。さらに、本実施形態の分岐部１４は、ノズル１５ａ側へ流出する冷媒の流量と絞り機構１７側へ流出する冷媒の流量との流量比が、サイクル全体として高い成績係数（ＣＯＰ）を発揮できるように、冷媒の流れ方向や冷媒通路面積等が設定されている。

エジェクタ１５は、分岐部１４にて分岐された一方の中間圧冷媒を低圧冷媒となるまで減圧させる冷媒減圧手段の機能を果たすとともに、高速度で噴射される冷媒流の吸引作用によって冷媒を吸引（輸送）して循環させる冷媒循環手段（冷媒輸送手段）としての機能を果たす。

具体的には、エジェクタ１５は、ノズル１５ａおよびボデー１５ｂを有して構成されている。まず、ノズル１５ａは、略円筒状の金属（例えば、真鍮、ステンレス合金）で形成されており、冷媒流れ方向に向かって先細り形状に形成されている。そして、内部に形成される冷媒通路面積を変化させ、冷媒を等エントロピ的に減圧させる。

ノズル１５ａの内部に形成される冷媒通路には、冷媒通路面積が最も縮小した喉部が形成され、さらに、喉部から冷媒を噴射する冷媒噴射口へ向かって冷媒通路面積が徐々に拡大する末広部が形成されている。つまり、ノズル１５ａは、ラバールノズルとして構成されており、喉部における冷媒の流速が音速以上となるように設定されている。もちろん、ノズル１５ａを先細ノズルで構成してもよい。

ボデー１５ｂは、略円筒状の金属（例えば、アルミニウム）で形成されており、その内部にノズル１５ａを支持固定する固定部材として機能するとともに、エジェクタ１５の外殻を形成するものである。具体的には、ノズル１５ａは、ボデー１５ｂの長手方向一端側の内部に収容されるように圧入にて固定されている。従って、ノズル１５ａとボデー１５ｂとの固定部（圧入部）から冷媒が漏れることはない。

また、ボデー１５ｂの外周面のうち、ノズル１５ａの外周側に対応する部位には、その内外を貫通してノズル１５ａの冷媒噴射口と連通するように設けられた冷媒吸引口１５ｃが形成されている。この冷媒吸引口１５ｃは、ノズル１５ａから噴射される噴射冷媒の吸引作用によって、後述する吸引側蒸発器１８から流出した冷媒をエジェクタ１５（具体的には、ボデー１５ｂ）の内部へ吸引する貫通穴である。

さらに、ボデー１５ｂの内部には、冷媒吸引口１５ｃから吸引された吸引冷媒をディフューザ部１５ｄへ導く吸引通路、および、噴射冷媒と冷媒吸引口１５ｃから吸引通路を介して流入した吸引冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧部としてのディフューザ部１５ｄが形成されている。

吸引通路は、ノズル１５ａの先細り形状の先端部周辺の外周側とボデー１５ｂの内周側との間の空間に形成されており、吸引通路の冷媒通路面積は、冷媒流れ方向に向かって徐々に縮小している。これにより、吸引通路を流通する吸引冷媒の流速を徐々に増加させて、ディフューザ部１５ｄにて吸引冷媒と噴射冷媒が混合する際のエネルギ損失（混合損失）を減少させている。

ディフューザ部１５ｄは、吸引通路の出口に連続するように配置されて、冷媒通路面積が徐々に拡大するように形成されている。これにより、噴射冷媒と吸引冷媒とを混合させながら、噴射冷媒と吸引冷媒との混合冷媒の速度エネルギを圧力エネルギに変換する機能、すなわち、混合冷媒の流速を減速させて混合冷媒の圧力を上昇させる機能を果たす。

ディフューザ部１５ｄの冷媒流出口には、流出側蒸発器１６が配置されている。流出側蒸発器１６はディフューザ部１５ｄから流出した流出冷媒と送風ファン１６ａにより送風された送風空気とを熱交換させて、冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱用熱交換器である。

送風ファン１６ａは、図示しない空調制御装置から出力される制御電圧によって回転数（送風空気量）が制御される電動式送風機である。さらに、流出側蒸発器１６の冷媒出口は圧縮機１１の冷媒吸入口側へ接続されている。

次に、分岐部１４の他方の冷媒流出口に接続される絞り機構１７は、その下流側に接続された吸引側蒸発器１８に流入する冷媒を減圧する減圧手段であるとともに、吸引側蒸発器１８へ流入する冷媒の流量調整を行う流量調整手段でもある。この絞り機構１７としては、キャピラリチューブ、オリフィス等の固定絞りを採用することができる。

吸引側蒸発器１８は、絞り機構１７から流出した冷媒と送風ファン１６ａにより送風された流出側蒸発器１６通過後の送風空気とを熱交換させて、冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱用熱交換器である。吸引側蒸発器１８の冷媒出口は、エジェクタ１５の冷媒吸引口１５ｃ側へ接続されている。

さらに、本実施形態では、上述したエジェクタ式冷凍サイクル１０を構成するサイクル構成機器のうち、図１において破線で囲まれたサイクル構成機器（具体的には、分岐部１４、エジェクタ１５、流出側蒸発器１６、絞り機構１７、吸引側蒸発器１８）が、蒸発器ユニット１９として一体的に構成されている。

より具体的には、本実施形態では、流出側蒸発器１６および吸引側蒸発器１８として、それぞれ冷媒を流通させる複数本のチューブと、この複数のチューブの両端側に配置されてチューブを流通する冷媒の集合あるいは分配を行う一対の集合分配用タンクとを有する、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器を採用している。

そして、双方の蒸発器１６、１８の集合分配用タンクを同一部材にて形成することによって、双方の蒸発器１６、１８を一体化している。この際、流出側蒸発器１６が吸引側蒸発器１８に対して送風空気流れ風上側に配置されるように、双方の蒸発器１６、１８を送風空気流れに対して直列に配置している。従って、送風空気は図１の破線矢印で示すように流れる。

また、エジェクタ１５は、双方の蒸発器１６、１８のいずれかの集合分配用タンク内あるいは集合分配用タンクの長手方向と平行に延びる別タンク内に収容された状態で、集合分配用タンクあるいは別タンクの内壁面にろう付けにより接合されて一体化されている。分岐部１４および絞り機構１７についても、双方の蒸発器１６、１８にろう付け等の接合手段あるいはボルト締め等の機械的係合手段によって一体化されている。

次に、エンジン３０について説明する。エンジン３０は、燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁（インジェクタ）、始動用のスタータ等を有して構成されており、燃料噴射弁が、その開弁時間を変化させて燃料噴射量を変化させることによって、エンジン３０の回転数（出力する回転駆動力）を変化させることができる。なお、燃料噴射弁は、後述するエンジン制御装置４０から出力される制御信号によってその作動が制御される。

さらに、本実施形態のエンジン３０は、車両走行用の駆動力および圧縮機１１の駆動力を出力するだけでなく、発電機３１を駆動するための駆動力を出力する機能を果たす。発電機３１には、電磁クラッチ３１ａおよびベルトを介してエンジン３０からの回転駆動力が伝達される。なお、この電磁クラッチ３１ａは、エンジン制御装置４０から出力される制御電圧によってその作動が制御される。

そして、本実施形態のエンジン制御装置４０では、後述するように、車両走行負荷、エジェクタ式冷凍サイクルに要求される冷却能力、発電機３１が発電した電力を蓄えるバッテリ３２の蓄電量に応じて、燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量を調整して、エンジン３０から出力される回転駆動力を調整している。

なお、バッテリ３２に蓄えられた電力は、空調制御装置２０を介してエジェクタ式冷凍サイクル１０の圧縮機１１の電磁式容量制御弁１１ａ、冷却ファン１２ａ、送風ファン１６ａ等に供給され、エンジン制御装置４０を介してエンジン３０のスタータ、燃料噴射弁等に供給される。

次に、本実施形態の電気制御部について説明する。空調制御装置２０およびエンジン制御装置４０は、制御処理や演算処理を行うＣＰＵおよびプログラムやデータ等を記憶するＲＯＭおよびＲＡＭ等の記憶回路を含む周知のマイクロコンピュータ、各種制御対象機器への制御信号あるいは制御電圧を出力する出力回路、各種センサの検出信号が入力される入力回路、並びに、電源回路等から構成されている。

空調制御装置２０の出力側には、制御対象機器として圧縮機１１の電磁式容量制御弁１１ａ、冷却ファン１２ａ、送風ファン１６ａ等が接続され、空調制御装置２０は、これらの制御対象機器の作動を制御する。また、空調制御装置２０の入力側には、空調制御用のセンサ群および車室内に配置された車両用空調装置の空調操作パネル２４が接続され、センサ群からの検出信号および空調操作パネル２４からの操作信号が入力される。

空調制御用のセンサ群としては、車室内温度Ｔｒを検出する内気温センサ、車室外温度（外気温）Ｔａｍを検出する外気温センサ、車室内の日射量Ｔｓを検出する日射センサ、サイクルの高圧側冷媒圧力Ｐｈを検出する高圧センサ２１、吸引側蒸発器１８の冷媒蒸発温度Ｔｅを検出する蒸発器温度センサ２２、圧縮機１１の回転数Ｎｃを検出する圧縮機回転数センサ２３等が接続されている。

なお、本実施形態におけるサイクルの高圧側冷媒圧力Ｐｈは、圧縮機１１の冷媒吐出口から膨張弁１３の冷媒入口へ至る冷媒の圧力であり、本実施形態の高圧センサ２１は、具体的に、放熱器１２の冷媒出口側から膨張弁１３の冷媒入口側へ至る範囲の高圧冷媒の圧力を検出している。

また、本実施形態の蒸発器温度センサ２２は、具体的に、吸引側蒸発器１８の熱交換フィン温度を検出している。吸引側蒸発器１８の熱交換フィン温度は、吸引側蒸発器１８の冷媒蒸発温度Ｔｅと同等の値となる。従って、この冷媒蒸発温度Ｔｅから吸引側蒸発器１８における冷媒蒸発圧力Ｐｅを求めることができる。つまり、蒸発器温度センサ２２は、吸引側蒸発器１８における冷媒蒸発圧力Ｐｅに相関を有する物理量を検出している。

また、圧縮機１１の回転数の増加に伴って圧縮機１１の吐出冷媒流量が増加することから、本実施形態の圧縮機回転数センサ２３は、循環冷媒流量Ｇｒに相関を有する物理量を検出している。

さらに、高圧センサ２１、蒸発器温度センサ２２および圧縮機回転数センサ２３の検出値は、後述するように圧縮機１１の駆動トルクを推定するために用いられる。従って、本実施形態の高圧センサ２１、蒸発器温度センサ２２および圧縮機回転数センサ２３は、それぞれ圧縮機のトルク推定装置における高圧検出手段、蒸発圧力検出手段および循環流量検出手段を構成している。

空調操作パネル２４の操作スイッチとしては、具体的に、車両用空調装置の作動指令信号を出力する作動スイッチ、冷却対象空間である車室内の目標温度Ｔｓｅｔを設定する目標温度設定手段をなす温度設定スイッチ等が設けられている。

一方、エンジン制御装置４０の出力側には、制御対象機器として燃料噴射弁、スタータ等が接続され、エンジン制御装置４０は、これらの制御対象機器の作動を制御する。エンジン制御装置４０の入力側には、バッテリ３２の電圧ＶＢを検出する電圧計、アクセル開度Ａｃｃを検出するアクセル開度センサ、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ（いずれも図示せず）等の種々のエンジン制御用のセンサ群が接続されている。

さらに、空調制御装置２０およびエンジン制御装置４０は、互いに電気的に接続され、通信可能に構成されている。これにより、一方の制御装置に入力された検出信号および操作信号に基づいて、他方の制御装置がその出力側に接続された各種制御対象機器の作動を制御することもできる。従って、空調制御装置２０およびエンジン制御装置４０を１つの制御装置として一体的に構成してもよい。

なお、空調制御装置２０およびエンジン制御装置４０は、その出力側に接続された制御対象機器の作動を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、空調制御装置２０およびエンジン制御装置４０のうち、それぞれの制御対象機器の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が、それぞれの制御対象機器の制御手段を構成している。

また、図１では、図示の明確化のため、空調制御装置２０とその入力側に接続される空調制御用のセンサ群との接続配線、エンジン制御装置４０その入力側に接続されるエンジン制御用のセンサ群との接続配線等の図示を省略している。

次に、上記構成における本実施形態の作動について説明する。まず、エンジン３０の基本的作動について説明する。車両スタートスイッチが投入されて車両が起動すると、エンジン制御装置４０が、スタータを作動させてエンジン３０を始動させ、さらに、エンジン制御用の制御処理を実行する。

エンジン制御用の制御処理では、乗員から車両の停止が要求されるまで、エンジン制御用のセンサ群の検出信号および空調制御装置２０から出力される制御信号（具体的には、圧縮機１１の駆動トルクＴｒの推定値）等を読み込み→燃料噴射弁の燃料噴射量（開弁時間）の決定→決定された燃料噴射量が噴射されるように燃料噴射弁の駆動回路へ制御信号を出力、といった制御ルーチンを予め定めた制御周期毎に繰り返す。

より具体的には、エンジン制御装置４０は、エンジン制御用のセンサ群の検出信号に基づいて車両の走行負荷を算出し、算出された走行負荷に応じて燃料噴射弁から噴射する燃料の基準燃料噴射量を決定する。

さらに、車両用空調装置が作動している際には、空調制御装置２０から出力された圧縮機１１の駆動トルクＴｒの増加に伴って、空調用燃料噴射量を増加させるように決定する。また、バッテリ３２の蓄電量が予め定めた基準蓄電量以下になっている際には、発電機３１用の電磁クラッチを、駆動力を伝達できる連結状態として、発電機３１を駆動するための発電用噴射量を決定する。

そして、燃料噴射弁から噴射されるガソリンの噴射量が、基準燃料噴射量に空調用燃料噴射量および発電用噴射量を加算した噴射量となるように、燃料噴射弁の開弁時間を決定する。さらに、決定された開弁時間だけ燃料噴射弁を開弁させる制御信号を、燃料噴射弁の駆動回路に対して出力する。

これにより、エンジン３０から出力される駆動力は、車両走行に必要な駆動力、エジェクタ式冷凍サイクル１０に要求される冷却能力を発揮させるために必要な圧縮機１１の駆動力、および、発電機３１の駆動に必要とされる駆動力の合計値に制御され、エンジン３０の不必要なガソリン消費が抑制される。

次に、図２のモリエル線図を用いて、エジェクタ式冷凍サイクル１０の作動を説明する。エジェクタ式冷凍サイクル１０は、車両が起動している状態で空調操作パネル２４の作動スイッチが投入（ＯＮ）されると、空調制御装置２０が空調制御用の制御処理を実行することによって作動する。

空調制御用の制御処理では、乗員から車両用空調装置の停止が要求されるまで（具体的には、空調操作パネル２４の作動スイッチがＯＦＦとされるまで）、空調制御用のセンサ群の検出信号および空調操作パネル２４の操作信号の読み込み→各種制御対象機器の制御状態の決定→決定された制御状態となるように各種制御対象機器へ制御信号を出力、といった制御ルーチン（メインルーチン）を予め定めた制御周期毎に繰り返す。

例えば、圧縮機１１（具体的には、電磁式容量制御弁１１ａ）の制御状態については、空調制御用のセンサ群の検出信号および空調操作パネル２４の操作信号から室内へ吹き出す送風空気の目標吹出温度ＴＡＯを算出する。そして、この目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め記憶回路に記憶された制御マップを参照して、吸引側蒸発器１８から吹き出される吹出空気温度の目標値としての目標蒸発器吹出温度ＴＥＯを決定する。

さらに、蒸発器温度センサ２２によって検出された冷媒蒸発温度Ｔｅが目標冷媒蒸発温度ＴＥＯとなるように、圧縮機１１の冷媒吐出能力を決定する。具体的には、冷媒蒸発温度Ｔｅと目標冷却温度ＴＥＯとの偏差（Ｔｅ−ＴＥＯ）に基づいて、ＴｅがＴＥＯに近づくように比例積分制御によるフィードバック制御手法を用いて、電磁式容量制御弁１１ａに供給する制御電流Ｉｎを決定する。

また、冷却ファン１２ａの制御状態については、高圧側冷媒圧力Ｐｈの増加に伴って、その送風量を増加させるように決定される。さらに、送風ファン１６ａの制御状態については、目標吹出温度ＴＡＯの極低温域（最大冷房域）および極高温域（最大暖房域）では略最大風量とし、ＴＡＯが極低温域あるいは極高温域から中間温度域に近づくに伴って、送風量が減少するように決定される。

これにより、エジェクタ式冷凍サイクル１０では、圧縮機１１から吐出された高温高圧冷媒（図２のａ₂点）が、放熱器１２にて冷却ファン１２ａにより送風された外気と熱交換して凝縮する（図２のａ₂点→ｂ₂点）。放熱器１２から流出した高圧冷媒は、膨張弁１３にて中間圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧膨張される（図２のｂ₂点→ｃ₂点）。この際、膨張弁１３の弁開度は、流出側蒸発器１６出口側冷媒（図２のｇ₂点）の過熱度が予め設定された所定範囲の値となるように調整される。

膨張弁１３にて減圧膨張された中間圧冷媒は、分岐部１４にてノズル１５ａ側へ流出する冷媒流れと絞り機構１７側へ流出する冷媒流れとに分流される。この際、分岐部１４からノズル１５ａ側へ流出する冷媒の流量と絞り機構１７側へ流出する冷媒の流量との流量比は、予め設定された分岐部１４における冷媒の流れ方向や冷媒通路面積等によって、サイクル全体として高いＣＯＰを発揮できるように調整される。

分岐部１４からノズル１５ａへ流入した中間圧冷媒は、ノズル１５ａにて等エントロピ的に減圧されて冷媒噴射口から噴射される（図２のｃ₂点→ｄ₂点）。そして、この噴射冷媒の吸引作用によって、吸引側蒸発器１８から流出した冷媒が冷媒吸引口１５ｃから吸引される。

ノズル１５ａから噴射された噴射冷媒と冷媒吸引口１５ｃから吸引された吸引冷媒は、エジェクタ１５のディフューザ部１５ｄへ流入する（図２のｄ₂点→ｅ₂点、ｉ₂点→ｅ₂点）。ディフューザ部１５ｄでは冷媒通路面積の拡大により、冷媒の速度エネルギが圧力エネルギに変換される。これにより、噴射冷媒と吸引冷媒が混合されながら混合冷媒の圧力が上昇する（図２のｅ₂点→ｆ₂点）。

ディフューザ部１５ｄから流出した冷媒は、流出側蒸発器１６へ流入し、送風ファン１６ａによって送風された送風空気から吸熱して蒸発し、送風空気を冷却する（図２のｆ₂点→ｇ₂点）。流出側蒸発器１６から流出した冷媒は、圧縮機１１に吸入されて再び圧縮される（図２のｇ₂点→ａ₂点）。

一方、分岐部１４から絞り機構１７へ流出した中間圧冷媒は、絞り機構１７にて等エンタルピ的に減圧膨張されて（図２のｃ₂点→ｈ₂点）、吸引側蒸発器１８へ流入する。吸引側蒸発器１８へ流入した冷媒は、送風ファン１６ａによって送風されて流出側蒸発器１６にて冷却された送風空気から吸熱して蒸発し、送風空気をさらに冷却する（図２のｈ₂点→ｉ₂点）。吸引側蒸発器１８から流出した冷媒は、冷媒吸引口１５ｃからエジェクタ１５内へ吸引される（図２のｉ₂点→ｅ₂点）。

本実施形態のエジェクタ式冷凍サイクル１０は、以上の如く作動するので、送風ファン１６ａから送風された室内送風空気を流出側蒸発器１６→吸引側蒸発器１８の順に通過させて同一の冷却対象空間（車室内）を冷却することができる。この際、流出側蒸発器１６の冷媒蒸発圧力をディフューザ部１５ｄで昇圧した後の圧力として、吸引側蒸発器１８の冷媒蒸発圧力をノズル１５ａ減圧直後の最も低い圧力とすることができる。

従って、流出側蒸発器１６の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）よりも吸引側蒸発器１８の冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）を低くすることができる。その結果、流出側蒸発器１６および吸引側蒸発器１８の冷媒蒸発温度と送風空気との温度差を確保して、効率的に送風空気を冷却できる。

さらに、本実施形態の空調制御装置２０では、エジェクタ式冷凍サイクル１０を作動させる際に上述のメインルーチンに対するサブルーチンとして、図３のフローチャートに示す制御処理を実行する。この図３に示すフローチャートは、圧縮機１１の駆動トルクＴｒを推定する制御処理を示している。

つまり、本実施形態では、空調制御装置２０のうち、図３に示すフローチャートを実行する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が、上述した高圧センサ２１、蒸発器温度センサ２２および圧縮機回転数センサ２３とともに、圧縮機のトルク推定装置を構成している。さらに、図３中の各制御ステップは、本実施形態のトルク推定装置が有する各種の機能実現手段を構成している。

まず、ステップＳ１１では、サイクルの冷媒循環流量Ｇｒを推定する。従って、本実施形態のステップＳ１１は、特許請求の範囲に記載された循環流量推定手段を構成している。

具体的には、ステップＳ１１では、電磁式容量制御弁１１ａに供給される制御電流Ｉｎから圧縮機１１の吐出容量を算出し、算出された吐出容量、圧縮機回転数センサ２３によって検出された圧縮機１１の回転数Ｎｅ、冷媒蒸発温度Ｔｅから求められる冷媒蒸発圧力Ｐｅ、並びに、高圧側冷媒圧力Ｐｈに基づいて、予め記憶回路に記憶された制御マップを参照して冷媒循環流量Ｇｒを推定する。

ここで、圧縮機１１では、図４に示すように、高圧側冷媒圧力Ｐｈの上昇に伴って体積効率ηｖが低下する。そのため、実際の冷媒循環流量Ｇｒは、図５に示すように、同一制御電流Ｉｎ、同一回転数Ｎｃであっても冷媒蒸発圧力Ｐｅおよび高圧側冷媒圧力Ｐｈに応じて変化する。

そこで、本実施形態では制御マップを参照して、より精度の高い冷媒循環流量Ｇｒを推定している。なお、図４は、高圧側冷媒圧力Ｐｈと圧縮機１１の体積効率ηｖとの関係を示す制御特性図であり、図５は、冷媒蒸発圧力Ｐｅ、高圧側冷媒圧力Ｐｈおよび冷媒循環流量Ｇｒの関係を示す制御特性図である。

次に、ステップＳ１２では、エジェクタ１５のディフューザ部１５ｄの昇圧量ΔＰｅｊを推定する。従って、本実施形態のステップＳ１２は、昇圧量推定手段を構成している。具体的には、ステップＳ１２では、高圧側冷媒圧力Ｐｈから冷媒蒸発圧力Ｐｅを減算した高低圧差ΔＰおよびステップＳ１１にて推定された冷媒循環流量Ｇｒの増加に伴って、ディフューザ部１５ｄの昇圧量ΔＰｅｊを増加させるように推定する。

ここで、エジェクタ１５のノズル１５ａは、冷媒の圧力エネルギを速度エネルギへ変換しているので、ノズル１５ａの入口側圧力と出口側圧力との差圧、すなわち、膨張弁１３にて減圧膨張された中間圧冷媒と冷媒蒸発圧力Ｐｅとの差圧の増加に伴って、ノズル１５ａから噴射される噴射冷媒の流速が増加する。

また、膨張弁１３では、流出側蒸発器１６出口側冷媒の過熱度が予め設定された所定範囲の値となるように弁開度を調整するので、高低圧差ΔＰの増加に伴って、弁開度が減少する。従って、高低圧差ΔＰの増加に伴って、中間圧冷媒と冷媒蒸発圧力Ｐｅとの差圧も増加して、ノズル１５ａから噴射される噴射冷媒の流速が増加する。そして、噴射冷媒の流速の増加に伴って、噴射冷媒の単位冷媒流量当たりの回収エネルギ量も増加する。

この単位冷媒流量当たりの回収エネルギ量は、図２のノズル１５ａ入口側冷媒（図２のｃ₂点）のエンタルピとノズル１５ａ出口側冷媒（図２のｄ₂点）のエンタルピとのエンタルピ差（図２のΔＨ₂）で表される。そして、この単位冷媒流量当たりの回収エネルギ量に冷媒循環流量Ｇｒを積算することで、回収エネルギの総量を推定することができる。

さらに、エジェクタ１５のディフューザ部１５ｄでは、回収エネルギを圧力エネルギに変換しているので、ステップＳ１２にて、回収エネルギの総量の増加に伴って、ディフューザ部１５ｄの昇圧量ΔＰｅｊを増加させるように推定すること、すなわち、高低圧差ΔＰおよび冷媒循環流量Ｇｒの増加に伴って、ディフューザ部１５ｄの昇圧量ΔＰｅｊを増加させるように推定することで、昇圧量ΔＰｅｊを精度良く推定することができる。

次に、ステップＳ１３では、圧縮機１１の吸入冷媒圧力Ｐｓを推定する。従って、本実施形態の制御ステップＳ１３は、特許請求の範囲に記載された吸入圧力推定手段を構成している。具体的には、このステップＳ１３では、吸引側蒸発器１８における冷媒蒸発圧力Ｐｅに対して、ステップＳ１２にて推定されたディフューザ部１５ｄの昇圧量ΔＰｅｊを加算することによって、圧縮機１１の吸入冷媒圧力Ｐｓを推定する。

次に、ステップＳ１４では、圧縮機１１の駆動トルクＴｒを推定する。従って、本実施形態の制御ステップＳ１４は、特許請求の範囲に記載されたトルク推定手段を構成している。具体的には、このステップＳ１４では、高圧側冷媒圧力Ｐｈから吸入冷媒圧力Ｐｓを減算した圧縮機１１の昇圧量とステップＳ１１にて推定された冷媒循環流量Ｇｒを用いて駆動トルクＴｒを推定して、メインルーチンへ戻る。

上記の如く、本実施形態では、昇圧量推定手段を構成する制御ステップＳ１２にて、エジェクタ１５のディフューザ部１５ｄの昇圧量ΔＰｅｊを推定して、制御ステップ１３にて圧縮機１１の吸入冷媒圧力Ｐｓを推定しているので、エンジン制御装置４０に対して圧縮機１１の昇圧量と冷媒循環流量Ｇｒとを用いて精度良く推定された圧縮機１１の駆動トルクＴｒの推定値を出力することができる。

従って、エンジン制御装置４０が、空調用燃料噴射量を決定する際に、精度良く推定された圧縮機１１の駆動トルクＴｒに基づいて、空調用燃料噴射量を適切に決定することができる。その結果、圧縮機１１を駆動するための不必要なガソリン消費を効果的に抑制できる。さらに、空調用燃料噴射量の不足が原因となって、基準燃料噴射量が不足してエンジンが停止するエンジンストールを防止することもできる。

さらに、本実施形態では、流出側蒸発器１６および吸引側蒸発器１８が、蒸発器ユニット１９として一体化され、流出側蒸発器１６が吸引側蒸発器１８の送風空気流れ上流側に配置されているので、蒸発器ユニット１９にて冷却された送風空気の温度は、吸引側蒸発器１８における冷媒蒸発温度Ｔｅと同等となる。

従って、本実施形態の如く、吸引側蒸発器１８における冷媒蒸発温度Ｔｅを検出して、冷媒蒸発温度Ｔｅが目標冷媒蒸発温度ＴＥＯとなるように、圧縮機１１の冷媒吐出能力を制御すれば、車室内側へ送風される送風空気の温度を直接調整することができ、車室内側へ送風される送風空気の温度調整が容易となる。

しかも、本実施形態のトルク推定装置では、上述の如く、圧縮機１１の駆動トルクＴｒを精度良く推定できるので、流出側蒸発器１６における冷媒蒸発温度（冷媒蒸発圧力）を検出する検出手段を設ける必要がなく、圧縮機のトルク推定装置全体としてのコストアップも回避できる。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、図６の全体構成図に示すように、圧縮機回転数センサ２３を廃止して、圧縮機１１から吐出される冷媒の流量を直接検出する流量センサ２５を設けている。この流量センサ２５はサイクルを循環する冷媒循環流量Ｇｒを直接検出するものである。

具体的には、本実施形態の流量センサ２５は、圧縮機１１のハウジング内に配置されて、サイクル内を循環する冷媒を通過させる絞り部と、この絞り部における圧力損失（差圧）を検出する差圧検出部と、絞り部の下流側冷媒の温度および圧力を検出する温度・圧力検出部とを有し、差圧検出部の検出値（差圧）と温度・圧力検出部の検出値から推定される冷媒密度によって、冷媒流量を検出する差圧式流量センサによって構成されている。

さらに、本実施形態の空調制御装置２０では、この流量センサ２５の検出値によって、冷媒循環流量Ｇｒを検出できるので、圧縮機１１の駆動トルクＴｒを推定するサブルーチンにおいて、第１実施形態の図３の制御ステップＳ１１を廃止している。その他の構成および作動は、第１実施形態と同様である。

本実施形態では、冷媒循環流量Ｇｒを直接検出する流量センサ２５を設けることで、冷媒循環流量Ｇｒを精度良く検出できるので、第１実施形態に対して、より一層精度よく圧縮機１１の駆動トルクＴｒを推定することができる。

さらに、エジェクタ１５は、ノズル１５ａ入口および冷媒吸引口１５ｃの２つの冷媒流入口とディフューザ部１５ｄ出口の１つの冷媒流出口を有しているので、エジェクタ式冷凍サイクル１０には、分岐部１４のような冷媒の流れを分岐する構成が含まれる。従って、流量センサが、圧縮機１１吐出冷媒の流量を検出することで、分岐される前の冷媒循環流量Ｇｒを適切に検出することができる。

もちろん、圧縮機１１吸入冷媒の流量を検出するように流量センサを配置してもよい。これにより、分岐された後に合流した冷媒循環流量Ｇｒを適切に検出することができ、本実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、圧縮機１１の構成を変更している。具体的には、本実施形態では、図７の全体構成図に示すように、圧縮機１１として、吐出容量が固定された固定容量型圧縮機構１１ｂを電動モータ１１ｃにて駆動する電動圧縮機を採用している。

固定容量型圧縮機構１１ｂとしては、具体的に、スクロール型圧縮機構、ローリングピストン型圧縮機構、プランジャ型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用できる。電動モータ１１ｃは、空調制御装置２０から出力される制御信号によって、その回転数が制御されるもので、交流モータ、直流モータのいずれの形式を採用してもよい。そして、この回転数制御によって、圧縮機１１の冷媒吐出能力が変更される。

そこで、本実施形態では、空調制御装置２０から出力される制御信号によって圧縮機１１の回転数を検出できるので、圧縮機回転数センサ２３、流量センサ２５を廃止している。さらに、本実施形態では、圧縮機１１の冷媒吐出能力を決定する際に、第１実施形態と同様に、ＴｅがＴＥＯに近づくようにフィードバック制御手法を用いて、圧縮機１１の回転数を決定している。

その他の構成および空調制御装置２０が実行する制御処理については、第１実施形態と同様である。従って、本実施形態の圧縮機のトルク推定装置においても、圧縮機１１の駆動トルクＴｒを精度良く推定することができ、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、精度良く推定された圧縮機１１の駆動トルクＴｒから、圧縮機１１の消費電力をリアルタイムに精度良く推定することができる。

そこで、本実施形態のエンジン制御装置４０では、バッテリ３２の蓄電量が基準蓄電量より上回っていても、圧縮機１１の消費電力が予め定めた基準消費電力以上となった際には、発電機３１用の電磁クラッチを連結状態として、基準燃料噴射量に発電機３１を駆動するための発電用噴射量を加算した噴射量を燃料噴射弁から噴射させている。これにより、バッテリ３２の蓄電量が低下してしまうことを抑制できるので、その他の車載機器へ供給する電力が不足してしまうことを抑制できる。

また、本実施形態の如く、圧縮機１１として、電動圧縮機を採用すれば、エンジンから圧縮機１１の回転駆動力を得ることのできない電気自動車や、車両走行中にエンジンが停止してしまうことのあるハイブリッド車両の車両用空調装置等にもエジェクタ式冷凍サイクルを適用し、圧縮機１１の駆動トルクＴｒを精度良く推定することができる。

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。

（１）上述の実施形態では、蒸発圧力検出手段として、吸引側蒸発器１８の熱交換フィン温度を検出する蒸発器温度センサ２２を採用した例を説明したが、蒸発圧力検出手段は、これに限定されない。すなわち、蒸発温度検出手段としては、吸引側蒸発器１８における冷媒蒸発圧力に相関を有する物理量を検出可能な検出手段を採用することができる。

例えば、吸引側蒸発器１８のその他の部位の温度を検出する温度検出手段を採用してもよいし、吸引側蒸発器１８を流通する冷媒自体の温度および圧力を直接検出する温度検出手段を採用してもよい。さらに、吸引側蒸発器１８から流出した直後の送風空気の温度を検出する温度検出手段を採用してもよい。

また、上述の実施形態では、高圧側冷媒圧力を、圧縮機１１の冷媒吐出口から膨張弁１３の冷媒入口へ至る冷媒の圧力とし、高圧側圧力検出手段として高圧センサ２１を採用した例を説明したが、もちろん、圧縮機１１の冷媒吐出口から放熱器１２の冷媒入口へ至る範囲の冷媒圧力あるいは放熱器１２の内部の冷媒圧力を検出する圧力検出手段を採用してもよい。

また、上述の実施形態では、循環流量検出手段として、圧縮機回転数センサ２３、流量センサ２５を採用した例を説明したが、循環流量検出手段はこれに限定されない。すなわち、循環流量検出手段としては、サイクルを循環する循環冷媒流量Ｇｒに相関を有する物理量あるいは循環冷媒流量Ｇｒを検出可能な検出手段を採用することができる。例えば、流量センサ２５として、例えば、熱線式流量センサのような、質量流量センサを採用してもよい。

（２）上述の実施形態では、放熱器１２から流出した冷媒の流れを分岐させる分岐部１４と、分岐部１４にて分岐された一方の冷媒を減圧膨張させる減圧手段とを備え、エジェクタ１５のノズル１５ａが分岐部１４にて分岐された他方の冷媒を減圧させるように構成されたエジェクタ式冷凍サイクル１０について説明したが、エジェクタ式冷凍サイクル１０の構成は、これに限定されない。

例えば、上述の実施形態のサイクル構成に対して、圧縮機１１へ吸入される低圧冷媒と放熱器１２から流出した高圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器を備えるサイクル構成としてもよい。この際、エジェクタ式冷凍サイクル１０から流出側蒸発器１６を廃止してもよい。

また、流出側蒸発器１６から流出した冷媒の気液を分離する気液分離器を備え、気液分離器にて分離された気相冷媒を圧縮機１１へ吸入させ、気液分離器にて分離された液相冷媒を吸引側蒸発器１８へ流入させるサイクル構成としてもよい。さらに、このサイクル構成において、流出側蒸発器１６を廃止して、エジェクタ１５のディフューザ部１５ｄから流出した冷媒を直接気液分離器に流入させてもよい。

また、エジェクタ１５のディフューザ部１５ｄから流出した冷媒の流れを分岐する低圧側分岐部を備え、低圧側分岐部にて分岐された一方の冷媒を流出側蒸発器１６へ流入させ、他方の冷媒を吸引側蒸発器１８へ流入させるサイクル構成としてもよい。

（３）上述の実施形態では、圧縮機１１の駆動トルクＴｒを検出するトルク検出装置を、空調制御装置２０のうちの一部のハードウェアおよびソフトウェア、並びに、高圧センサ２１、蒸発器温度センサ２２および圧縮機回転数センサ２３によって構成しているが、トルク検出装置を空調制御装置２０のうちの一部のハードウェアおよびソフトウェアによって構成してもよい。

さらに、上述の実施形態では、トルク検出装置を構成する高圧検出手段、蒸発圧力検出手段および循環流量検出手段が、空調制御用のセンサとしての機能を兼ね備えていたが、これらの検出手段を圧縮機のトルク検出装置の専用の検出手段としてもよい。

（４）上述の実施形態では、本発明のエジェクタ式冷凍サイクル１０を車両用空調装置に適用した例を説明したが、本発明の適用はこれに限定されない。例えば、エジェクタ式冷凍サイクル１０を、定置用の冷凍サイクル装置（冷蔵・冷凍装置、空調装置、自動販売機用冷却装置）等に適用してもよい。

（５）上述の実施形態では、流出側蒸発器１６および吸引側蒸発器１８によって同一の空調対象空間（車室内）を冷却しているが、流出側蒸発器１６および吸引側蒸発器１８を蒸発器ユニット１９として一体化することなく、別体として構成して異なる空調対象空間を冷却するようにしてもよい。例えば、流出側蒸発器１６に対して、冷媒蒸発圧力（冷媒蒸発温度）が低い吸引側蒸発器１８を冷凍庫内用に適用し、流出側蒸発器１６を冷蔵庫内用に適用してもよい。

（６）上述の実施形態では、冷媒として通常のフロン系冷媒を採用した例を説明したが、冷媒の種類はこれに限定されない。例えば、炭化水素系冷媒、二酸化炭素等を採用してもよい。さらに、本発明のエジェクタを高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超える超臨界冷凍サイクルに適用してもよい。

（７）上述の実施形態では、放熱器１２を冷媒と外気とを熱交換させる室外側熱交換器とし、流出側蒸発器１６および吸引側蒸発器１８を、送風空気を冷却する利用側熱交換器として用いているが、逆に、流出側蒸発器１６および吸引側蒸発器１８を外気等の熱源から吸熱する室外側熱交換器として構成し、放熱器１２を空気あるいは水等の被加熱流体を加熱する室内側熱交換器として構成するヒートポンプサイクルに本発明を適用してもよい。

１０ エジェクタ式冷凍サイクル
１１ 圧縮機
１２ 放熱器
１５ エジェクタ
１５ａ ノズル
１５ｃ 冷媒吸引口
１５ｄ ディフューザ部
１８ 吸引側蒸発器
２０ 空調制御装置
２０ａ 吐出能力制御手段
２１ 高圧センサ
２２ 蒸発器温度センサ
２３ 圧縮機回転数センサ
２５ 流量センサ

Claims (5)

1. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）、
   前記圧縮機（１１）から吐出された冷媒を放熱させる放熱器（１２）、
   前記放熱器（１２）から流出した冷媒を減圧させるノズル（１５ａ）から噴射される噴射冷媒によって冷媒吸引口（１５ｃ）から冷媒を吸引し、前記噴射冷媒と前記冷媒吸引口（１５ｃ）から吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧部（１５ｄ）が設けられたエジェクタ（１５）、
   および、冷媒を蒸発させて前記冷媒吸引口（１５ｃ）側へ流出させる吸引側蒸発器（１８）を有するエジェクタ式冷凍サイクル（１０）に適用されて、
   前記圧縮機（１１）の駆動トルクを推定するトルク推定装置であって、
   サイクルの高圧側冷媒圧力（Ｐｈ）に相関を有する物理量を検出する高圧検出手段（２１）と、
   前記吸引側蒸発器（１８）における冷媒蒸発圧力（Ｐｅ）に相関を有する物理量を検出する蒸発圧力検出手段（２２）と、
   サイクルを循環する循環冷媒流量（Ｇｒ）を推定もしくは検出する循環流量推定・検出手段（２３、Ｓ１１、２５）と、
   前記高圧側冷媒圧力（Ｐｈ）から前記冷媒蒸発圧力（Ｐｅ）を減算した高低圧差（ΔＰ）および前記循環流量推定・検出手段（２３、Ｓ１１、２５）によって推定もしくは検出された前記循環冷媒流量（Ｇｒ）の増加に伴って、前記昇圧部（１５ｄ）における冷媒の昇圧量（ΔＰｅｊ）を増加させるように推定する昇圧量推定手段（Ｓ１２）と、
   前記昇圧量推定手段（Ｓ１２）によって推定された前記昇圧量（ΔＰｅｊ）を用いて、前記圧縮機（１１）の吸入冷媒圧力（Ｐｓ）を推定する吸入圧力推定手段（Ｓ１３）と、
   前記吸入圧力推定手段（Ｓ１３）によって推定された前記吸入冷媒圧力（Ｐｓ）および前記循環流量推定・検出手段（２３、Ｓ１１、２５）によって推定もしくは検出された前記循環冷媒流量（Ｇｒ）を用いて、前記圧縮機（１１）の駆動トルクを推定するトルク推定手段（Ｓ１４）とを備えることを特徴とする圧縮機のトルク推定装置。
2. 前記循環流量推定・検出手段は、前記循環冷媒流量（Ｇｒ）に相関を有する物理量を検出する循環流量検出手段（２３）と、前記循環流量検出手段（２３）によって検出された検出値を用いて、前記循環冷媒流量（Ｇｒ）を推定する循環流量推定手段（Ｓ１１）とにより構成されることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機のトルク推定装置。
3. 前記循環流量推定・検出手段は、前記循環冷媒流量（Ｇｒ）を検出する循環流量検出手段（２５）により構成されることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機のトルク推定装置。
4. 前記循環流量検出手段は、前記圧縮機（１１）吐出冷媒の流量あるいは前記圧縮機（１１）吸入冷媒の流量を検出する流量センサ（２５）であることを特徴とする請求項３に記載の圧縮機のトルク推定装置。
5. 前記エジェクタ式冷凍サイクルは、前記昇圧部（１５ｄ）から流出した冷媒を蒸発させて前記圧縮機（１１）吸入側へ流出させる流出側蒸発器（１６）を有し、
   前記流出側蒸発器（１６）および前記吸引側蒸発器（１８）は、同一の冷却対象流体を冷却し、
   前記流出側蒸発器（１６）は、前記吸引側蒸発器（１８）よりも冷却対象流体流れの上流側に配置されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の圧縮機のトルク推定装置。

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