WO2011013539A1 - 冷凍サイクル - Google Patents

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徹也 石関
井上　敦雄
坪井　政人
鈴木　謙一
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サンデン株式会社
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    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F25B49/022—Compressor control arrangements
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    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/39—Dispositions with two or more expansion means arranged in series, i.e. multi-stage expansion, on a refrigerant line leading to the same evaporator

Definitions

  • the present invention relates to a refrigeration cycle, and in particular, includes an orifice and two pressure sensors arranged before and after the orifice, and can estimate a refrigerant flow rate, a compressor torque, and the like more accurately.
  • the present invention relates to a refrigeration cycle suitable for use.
  • a pressure sensor is provided at each of the refrigerant circuit front and rear positions in the refrigerant circuit, The pressure difference detected by both pressure sensors may be obtained.
  • a restriction orifice
  • the compressor torque can be estimated with high accuracy and in real time, it can be reflected in the control of the vehicle engine as a drive source of the compressor (for example, engine fuel injection control), and can contribute to the fuel saving of the vehicle. It becomes like this.
  • pressure sensors are provided at the front and rear positions of the orifice in the refrigerant flow direction, respectively, and the pressure difference detected by both pressure sensors is obtained.
  • the differential pressure needs to be obtained with high accuracy.
  • at least the pressure detection characteristics of the two pressure sensors must be the same or the difference between the pressure detection characteristics needs to be clearly grasped. Since each pressure sensor itself has excellent reproducibility and the like regarding the relationship between detected pressure and sensor output, there is not much problem when detecting the pressure at a position that is one pressure sensor.
  • an object of the present invention is to appropriately and easily detect a characteristic difference between individual pressure sensors when an orifice is arranged in a refrigeration circuit and a differential pressure before and after the orifice is detected using two pressure sensors.
  • An object of the present invention is to provide a refrigeration cycle that absorbs and can accurately determine an actual differential pressure and enables a highly accurate refrigerant flow rate and a highly accurate compressor torque to be estimated.
  • a refrigeration cycle according to the present invention is a refrigeration cycle in which an orifice is provided in a refrigerant circuit, and pressure sensors are respectively provided in front and rear positions of the orifice in the refrigerant flow direction.
  • the characteristic difference of the output characteristic of the other pressure sensor with respect to the output characteristic of one of the pressure sensors is obtained from the outputs of both pressure sensors when the refrigerant flow is stopped. It is made up of.
  • the refrigerant flow stop where it is considered that the output characteristic difference between the pressure sensors arranged before and after the orifice is in a state in which both pressure sensors detect substantially the same pressure. Therefore, it is possible to accurately determine the output characteristic difference due to manufacturing errors of individual pressure sensors, and to accurately grasp the output characteristic difference in advance before actual detection and control. It becomes possible, and it becomes possible to perform calibration between the pressure sensors in a software manner as necessary. Such a soft calibration can be performed very easily because it can be performed with high accuracy without mechanically modifying the pressure sensor itself. If the calibration between the pressure sensors can be performed accurately, the actual differential pressure can be obtained with high accuracy.
  • This calibration can be achieved by the following configuration, for example. That is, it has pressure calculation means to which the output from the pressure sensor is inputted, and the pressure calculation means has the other based on the output characteristic of one of the pressure sensors based on the obtained characteristic difference.
  • the output characteristic of the pressure sensor is calibrated. As a result, the output characteristics of both pressure sensors can be aligned in software, and even a small differential pressure can be obtained with high accuracy. That is, in the refrigerant flow state, using the calibrated output characteristics of the pressure sensor, the differential pressure at the front and rear positions of the orifice in the refrigerant flow direction may be calculated from the outputs of both pressure sensors.
  • the relationship between the refrigerant flow rate and the differential pressure across the orifice is obtained in advance by testing or the like, the relationship between the refrigerant flow rate obtained beforehand and the differential pressure across the orifice is referred to from the calculated differential pressure. It is possible to accurately calculate the refrigerant flow rate.
  • the refrigerant flow rate obtained in advance and the torque of the compressor in the refrigeration cycle are calculated from the calculated refrigerant flow rate.
  • the compressor torque at that time can be accurately calculated.
  • the compressor torque can be accurately estimated in this way, it is possible to achieve optimal control of the driving source by sending the calculated compressor torque signal to the control device of the compressor driving source.
  • the driving source of the compressor is a motor (engine) of the vehicle
  • the compressor torque is estimated with high accuracy and in real time, and this is reflected, for example, in the fuel injection control of the engine. It becomes possible to contribute to.
  • the calibration of the output characteristics of the pressure sensor can be performed using a preset arithmetic expression having a correction term, for example, as will be described later.
  • the calibration of the output characteristics of the pressure sensor can be performed using a map in which a plurality of output characteristics are set in advance.
  • the characteristic difference in the output characteristics of the pressure sensor is preferably obtained after a predetermined time has elapsed since the refrigeration cycle was stopped.
  • a predetermined time elapses after the refrigeration cycle is stopped, a stable refrigerant flow stop state is reached, and thus the output characteristic difference is obtained with higher accuracy.
  • Such a refrigeration cycle according to the present invention is suitable for use in a vehicle air conditioner that requires accurate information on the compressor driving torque, particularly from the viewpoint of driving control of a prime mover of the vehicle.
  • the output characteristic difference between the pressure sensors can be obtained, calibration between the pressure sensors can be performed in software, and the cost can be reduced without requiring space. It is suitable for use in a vehicular air conditioner with high resistance.
  • the difference in output characteristics between the individual pressure sensors is appropriate in terms of software. It can be processed and absorbed easily and the actual differential pressure can be determined accurately and accurately. Therefore, it is possible to accurately estimate the refrigerant flow rate based on the differential pressure obtained with high accuracy, and thus it is possible to accurately estimate the compressor torque.
  • the refrigeration cycle according to the present invention it is possible to achieve an optimally configured vehicle air conditioner and the like while achieving high control accuracy, space saving as a whole refrigeration cycle, and cost reduction. .
  • FIG. 2 is a characteristic diagram illustrating an example of a Ph diagram of the refrigeration cycle in FIG. 1.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of a refrigeration cycle according to an embodiment of the present invention.
  • reference numeral 1 denotes the entire refrigeration cycle.
  • the refrigeration cycle 1 includes a compressor 2 that compresses refrigerant, a condenser 3 that condenses the compressed refrigerant, and decompresses and expands the refrigerant from the condenser 3.
  • An expansion valve 4 serving as a decompression / expansion mechanism to be caused, and an evaporator 5 for evaporating the refrigerant from the expansion valve 4.
  • an orifice 7 for restricting the flow of the refrigerant is provided in the refrigerant passage 6 between the condenser 3 and the expansion valve 4 in the refrigerant circuit of the refrigeration cycle 1, and the orifice 7 is arranged before and after the refrigerant flow direction.
  • a first pressure sensor 8 and a second pressure sensor 9 for detecting the refrigerant pressure are provided at the respective positions.
  • the orifice 7 and the first and second pressure sensors 8 and 9 provided in the refrigerant passage 6 are arranged, for example, as shown in FIG. These may be configured as an integrated unit.
  • the output of the detected pressure from the first pressure sensor 8 and the second pressure sensor 9 is sent to the pressure calculation means 10.
  • Each of the pressure sensors 8 and 9 has an output characteristic representing the relationship between the detected pressure (P) and the sensor output (V) as shown in FIG. 3, for example.
  • the output V1 of the first pressure sensor 8 and the output V2 of the second pressure sensor 9 with respect to the detected pressure (P) may be slightly different. As described above, this subtle deviation may be a relatively large deviation when obtaining the differential pressure between the detected pressures of both sensors.
  • the pressure calculation means 10 relates to the output characteristics representing the relationship between the detected pressure of each of the pressure sensors 8 and 9 and the sensor output, preferably from the outputs of both pressure sensors in the refrigerant flow stop state, preferably after the refrigeration cycle 1 is stopped.
  • the characteristic difference between the output characteristics of the two sensors is obtained from the outputs of the two pressure sensors after the passage of time (the time required to stabilize the refrigerant flow in a stopped state). Then, based on the obtained characteristic difference, a correction operation is performed so as to calibrate the output characteristic of the other pressure sensor with reference to the output characteristic of one of the pressure sensors.
  • a correction operation is performed so as to calibrate the output characteristic of the other pressure sensor with reference to the output characteristic of one of the pressure sensors.
  • calibration for adjusting the characteristics of the output V2 of the second pressure sensor 9 to the characteristics of the output V1 of the first pressure sensor 8 is performed in a software manner with respect to the reference pressure Pa, for example. .
  • the outputs of the pressure sensors 8 and 9 in the refrigerant flow stop state that is, the pressures under the condition that the pressures to be detected by the pressure sensors 8 and 9 are basically the same pressure (equal pressure). Since it is performed based on the outputs of the sensors 8 and 9, calibration is performed with high accuracy. As a result, the output characteristics of both pressure sensors 8 and 9 can be aligned in software (for example, reference points such as zeros can be aligned in software), and pressure detection using the aligned output characteristics can be performed. Thus, even when the differential pressure in the actual pressure detection in the refrigerant flow state is small, the differential pressure can be obtained accurately and accurately.
  • Such calibration of the output characteristic of the pressure sensor 9 can be performed using, for example, a preset arithmetic expression having a correction term (H) corresponding to the output characteristic difference as described below.
  • B is a constant.
  • the output characteristics of the pressure sensor 9 can be calibrated using a map in which a plurality of output characteristics are set in advance.
  • the refrigerant flow rate estimating means 11 can accurately calculate the refrigerant flow rate at that time by referring to the relationship between the previously obtained refrigerant flow rate and the differential pressure across the orifice.
  • the relationship between the refrigerant flow rate and the torque of the compressor 2 in the refrigeration cycle 1 is obtained in advance by a test or the like, and the relationship is stored. With reference to the relationship between the refrigerant flow rate obtained in advance and the torque of the compressor 2 in the refrigeration cycle 1, the compressor torque at that time can be accurately calculated.
  • the estimated compressor torque signal is sent to the control device of the compressor drive source (for example, a vehicle engine), thereby driving the drive. It is also possible to realize optimal control of the original.
  • the drive source of the compressor is a motor (engine) of a vehicle
  • the compressor torque can be appropriately reflected in, for example, engine fuel injection control by estimating the compressor torque with high accuracy in real time. It becomes possible, and it becomes possible to contribute to the fuel saving etc. of a vehicle.
  • the position where the orifice 7 is provided and the pressure loss imparting characteristic of the orifice 7 can be optimized from the viewpoint of the operating characteristics of the refrigeration cycle 1.
  • the operating characteristics of the refrigeration cycle 1 can be represented by a Ph diagram as shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B), for example. That is, the orifice 7 provided in the refrigerant passage 6 can forcibly give the differential pressure across the orifice, and the first and second pressure sensors 8 and 9 detect, for example, the differential pressure necessary for estimating the refrigerant flow rate. Is possible.
  • the refrigerant flow rate having a high correlation with the differential pressure can be estimated by the refrigerant flow rate estimation means 11, and as a result, the compressor torque can be estimated by the compressor torque estimation means 12.
  • the refrigeration cycle according to the present invention can be applied to any refrigeration cycle in which it is required to obtain the differential pressure across the orifice using the orifice and the pressure sensor disposed before and after the orifice, and the calibration of the pressure sensor is made soft and inexpensive. Since it can be carried out, it is particularly suitable for use in a vehicle air conditioner that is highly demanded of cost reduction.

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Abstract

【課題】冷凍回路内にオリフィスを配置してその前後の差圧を２つの圧力センサを用いて検知するに際し、圧力センサ間の特性差をソフト的に適切にかつ容易に吸収し、実際の差圧を精度良く求めることができるようにして、高精度の冷媒流量や高精度の圧縮機トルクの推定を可能にする冷凍サイクルを提供する。 【解決手段】冷媒回路内にオリフィスを備え、オリフィス前後にそれぞれ圧力センサを設けた冷凍サイクルであって、それぞれの圧力センサの検出圧力－センサ出力の関係を表す出力特性に関し、冷媒流れ停止状態における両圧力センサの出力から、いずれか一方の圧力センサの出力特性に対する他方の圧力センサの出力特性の特性差を求めることを特徴とする冷凍サイクル。

Description

冷凍サイクル
　本発明は、冷凍サイクルに関し、とくに、オリフィスとその前後に配置された２つの圧力センサを備え、冷媒流量や圧縮機トルク等の推定をより精度良く行うことができるようにした、車両用空調装置等に用いて好適な冷凍サイクルに関する。
　例えば、圧縮機、凝縮器、減圧・膨張機構、蒸発器をこの順に備えた冷凍サイクル、例えば車両用空調装置の冷凍サイクルにおいては、冷媒回路中における冷媒流れ方向前後位置にそれぞれ圧力センサを設け、両圧力センサによる検知圧力の差圧を求めることがある。また、効率よく短区間で明確な差圧を持たせるためには、通常、絞り（オリフィス）を設けることが有効である（例えば、特許文献１〔０００４〕段落）。この差圧を精度良く求めることができれば、差圧と相関の高い冷媒流量を精度良く推定することが可能になり、さらには、冷媒流量を使用して圧縮機の駆動用トルクを精度良く推定することが可能になる。圧縮機トルクを高精度でかつリアルタイムに推定できれば、圧縮機の駆動源としての車両エンジンの制御等（例えば、エンジン燃料噴射制御）に反映させることも可能になり、車両の省燃費等に貢献できるようになる。
　上記のように、オリフィスの冷媒流れ方向前後位置にそれぞれ圧力センサを設け、両圧力センサによる検知圧力の差圧を求めることにより、予め把握されている差圧と冷媒流量との関係から、そのときの冷媒流量を推定することが可能になるが、この推定を高精度で行うためには、差圧が高精度で求められる必要がある。そして、差圧を高精度で求めるためには、少なくとも、両圧力センサによる圧力検知特性が同じであるか、圧力検知特性の差が明確に把握されている必要がある。個々の圧力センサ自体は、検知圧力－センサ出力の関係に関し、優れた再現性等を有するので、１個の圧力センサである位置の圧力を検知する場合には、それほど問題はない。しかし、複数の圧力センサを設置する場合、圧力センサの製作誤差等により、検知圧力－センサ出力の関係を表す出力特性に関し、個々の圧力センサに微妙なずれが生じることがある。上記のようなオリフィス前後の差圧は、各圧力センサによる検知圧力の絶対値に比べてはるかに小さい値になることもあるので、センサ間に出力特性の微妙な差があると、求められる差圧の精度に対しては比較的大きな誤差となって現れるおそれが高い。求めた差圧に比較的大きな誤差が生じると、高精度の冷媒流量の推定や、圧縮機トルクの推定は望めない。
特開平６－２８１３００号公報
　そこで本発明の課題は、冷凍回路内にオリフィスを配置してその前後の差圧を２つの圧力センサを用いて検知するに際し、個々の圧力センサ間の特性差をソフト的に適切にかつ容易に吸収し、実際の差圧を精度良く求めることができるようにして、高精度の冷媒流量や高精度の圧縮機トルクの推定を可能にする冷凍サイクルを提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明に係る冷凍サイクルは、冷媒回路内にオリフィスを備え、該オリフィスの冷媒流れ方向前後位置にそれぞれ圧力センサを設けた冷凍サイクルであって、それぞれの圧力センサの検出圧力－センサ出力の関係を表す出力特性に関し、冷媒流れ停止状態における両圧力センサの出力から、いずれか一方の圧力センサの出力特性に対する他方の圧力センサの出力特性の特性差を求めることを特徴とするものからなる。
　このような本発明に係る冷凍サイクルにおいては、オリフィスの前後に配置された各圧力センサ間の出力特性差が、両圧力センサが実質的に同じ圧力を検知する状態にあると考えられる冷媒流れ停止状態において求められるので、個々の圧力センサの製作誤差等に伴う出力特性差を精度良く求めることが可能になり、実際の検知や制御を行う前に事前に出力特性差を精度良く把握することが可能になって、必要に応じ、圧力センサ間の校正をソフト的に行うことが可能になる。このようなソフト的な校正は、圧力センサ自体に機械的に手を加えることなく精度良く実施可能であるので、極めて容易に行い得る。そして、圧力センサ間の校正を正確に行うことができれば、実際の差圧を精度良く求めることができるようになる。
　この校正は、例えば次のような構成によって達成できる。すなわ、上記圧力センサからの出力が入力される圧力演算手段を有し、該圧力演算手段においては、求められた上記特性差に基づいて、いずれか一方の圧力センサの出力特性を基準に他方の圧力センサの出力特性を校正するようにした構成である。これによって、両圧力センサの出力特性をソフト的に揃えることができ、小さい差圧であっても、高精度に求めることが可能になる。つまり、冷媒流れ状態において、上記校正された圧力センサの出力特性を用い、両圧力センサの出力から上記オリフィスの冷媒流れ方向前後位置における差圧を演算すればよい。
　また、冷媒流量とオリフィス前後差圧との関係を予め試験等により求めておけば、上記演算された差圧から、予め求められた冷媒流量とオリフィス前後差圧との関係を参照して、そのときの冷媒流量を精度良く算出することが可能になる。
　また、冷媒流量と冷凍サイクル内の圧縮機のトルクとの関係を予め試験等により求めておけば、上記算出された冷媒流量から、予め求められた冷媒流量と冷凍サイクル内の圧縮機のトルクとの関係を参照して、そのときの圧縮機トルクを精度良く算出することが可能になる。
　このように圧縮機トルクを精度良く推定できれば、上記算出された圧縮機トルクの信号を、圧縮機の駆動源の制御装置に送ることにより、該駆動原の最適な制御を実現することも可能になる。圧縮機の駆動源が車両の原動機（エンジン）である場合には、圧縮機トルクを高精度でかつリアルタイムに推定することにより、それを例えばエンジンの燃料噴射制御に反映させ、車両の省燃費等に貢献することが可能になる。
　上記圧力センサの出力特性の校正は、例えば後述の如く、補正項を有する予め設定された演算式を用いて行うことが可能である。あるいは、上記圧力センサの出力特性の校正を、複数の出力特性が予め設定されたマップを用いて行うことも可能である。
　上記圧力センサの出力特性の特性差は、冷凍サイクルが停止されてから所定時間経過後に求められることが好ましい。冷凍サイクルが停止されてから所定時間経過すると、安定した冷媒流れ停止状態になるから、出力特性差がより高精度で求められることになる。
　このような本発明に係る冷凍サイクルは、とくに車両の原動機の駆動制御等の面から圧縮機駆動トルクの正確な情報が必要とされる車両用空調装置に用いられて好適なものである。また、上記圧力センサの出力特性差を求めること、圧力センサ間の校正をソフト的に行うことができ、スペースを要求することなく安価に行うことができることからも、省スペース化、コストダウンの要求が強い車両用空調装置に用いられて好適なものである。
　本発明に係る冷凍サイクルによれば、冷凍回路内にオリフィスを配置してその前後の差圧を２つの圧力センサを用いて検知するに際し、個々の圧力センサ間の出力特性差をソフト的に適切にかつ容易に処理、吸収でき、実際の差圧を的確に精度良く求めることができる。したがって、精度良く求められた差圧に基づいて、冷媒流量を精度良く推定することが可能になり、ひいては圧縮機トルクを精度良く推定することが可能になる。その結果、本発明に係る冷凍サイクルの適用により、制御の高精度化、冷凍サイクル全体としての省スペース化、コストダウンをはかりつつ、最適な形態の車両用空調装置等の実現をはかることができる。
本発明の一実施態様に係る冷凍サイクルの概略構成図である。 図１の冷凍サイクルにおけるオリフィスおよび圧力センサ部分の一例を示す拡大断面図である。 図１の冷凍サイクルにおける一方の圧力センサの出力特性に対する他方の圧力センサの出力特性のずれの補正の一例を示す特性図である。 図１の冷凍サイクルのＰ－ｈ線図の例を示す特性図である。
　以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
　図１は、本発明の一実施態様に係る冷凍サイクルの概略構成を示している。図において、１は冷凍サイクル全体を示しており、該冷凍サイクル１は、冷媒を圧縮する圧縮機２と、圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器３と、凝縮器３からの冷媒を減圧・膨張させる減圧・膨張機構としての膨張弁４と、膨張弁４からの冷媒を蒸発させる蒸発器５とを有している。本実施態様では、冷凍サイクル１の冷媒回路中における凝縮器３と膨張弁４との間の冷媒通路６に、冷媒の流れを絞るオリフィス７が設けられており、このオリフィス７の冷媒流れ方向前後位置に、それぞれ、冷媒の圧力を検知する第１の圧力センサ８と第２の圧力センサ９が設けられている。この冷媒通路６に設けられるオリフィス７、第１、第２の圧力センサ８、９は、例えば図２に示すように配置される。これらは、一体化ユニットとして構成されていてもよい。
　上記の第１の圧力センサ８と第２の圧力センサ９からの検知圧力の出力は、圧力演算手段１０に送られる。各圧力センサ８、９は、例えば図３に示すような検知圧力（Ｐ）とセンサ出力（Ｖ）との関係を表す出力特性を有するが、各圧力センサ８、９の製作誤差等に起因して、検知圧力（Ｐ）に対する第１の圧力センサ８の出力Ｖ１と第２の圧力センサ９の出力Ｖ２とは、微妙にずれることがある。この微妙なずれは、前述したように、両センサによる検知圧力の差圧を求める場合には、比較的大きなずれ量となることがある。圧力演算手段１０では、それぞれの圧力センサ８、９の検出圧力－センサ出力の関係を表す出力特性に関し、冷媒流れ停止状態における両圧力センサの出力から、望ましくは冷凍サイクル１が停止されてから所定時間（冷媒の流動が停止した状態で安定するまでに必要な時間）経過後における両圧力センサの出力から、両センサの出力特性の特性差が求められる。そして、求められた特性差に基づいて、いずれか一方の圧力センサの出力特性を基準に他方の圧力センサの出力特性を校正するように補正演算が行われる。図３に示した例では、第２の圧力センサ９の出力Ｖ２の特性を第１の圧力センサ８の出力Ｖ１の特性に合わせ込む校正が、例えば基準圧力Ｐａに関して、ソフト的に行われている。この校正は、冷媒流れ停止状態における両圧力センサ８、９の出力、つまり両圧力センサ８、９により検知されるべき圧力が基本的に同圧（均等圧）にされた状態下での両圧力センサ８、９の出力に基づいて行われるので、高精度に校正されることになる。これによって、両圧力センサ８、９の出力特性をソフト的に揃えることができ（例えば、零点等の基準点をソフト的に揃えることができ）、揃えられた出力特性を用いての圧力検知を介して、冷媒流れ状態における実際の圧力検知における差圧が小さい場合にあっても、精度良く正確に差圧を求めることが可能になる。
　このような圧力センサ９の出力特性の校正は、例えば、次のような上記出力特性差に対応する補正項（Ｈ）を有する予め設定された演算式を用いて行うことができる。
　Ｐａ＝Ａ×Ｖ１＋Ｂ＝Ａ×Ｖ２＋Ｂ＋Ｈ
　ここでＢは定数である。
　あるいは、図示は省略するが、上記圧力センサ９の出力特性の校正を、複数の出力特性が予め設定されたマップを用いて行うことも可能である。
　このようにオリフィス７前後位置における差圧が精度良く演算されると、冷媒流量とオリフィス前後差圧との関係を予め試験等により求めその関係を記憶しておくことにより、上記の如く演算された差圧から、冷媒流量推定手段１１により、この予め求められた冷媒流量とオリフィス前後差圧との関係を参照して、そのときの冷媒流量を精度良く算出することが可能になる。
　さらに、冷媒流量と冷凍サイクル１内の圧縮機２のトルクとの関係を予め試験等により求めその関係を記憶しておくことにより、上記算出された冷媒流量から、圧縮機トルク推定手段１２により、この予め求められた冷媒流量と冷凍サイクル１内の圧縮機２のトルクとの関係を参照して、そのときの圧縮機トルクを精度良く算出することが可能になる。
　そして、このように圧縮機トルクを精度良く推定できれば、前述したように、推定された圧縮機トルクの信号を、圧縮機の駆動源（例えば、車両エンジン）の制御装置に送ることにより、該駆動原の最適な制御を実現することも可能になる。とくに、圧縮機の駆動源が車両の原動機（エンジン）である場合には、圧縮機トルクを高精度でかつリアルタイムに推定することにより、それを例えばエンジンの燃料噴射制御に適切に反映させることが可能になり、車両の省燃費等に貢献することが可能になる。
　なお、上記オリフィス７を設ける位置、設けるオリフィス７の圧力損失付与特性については、冷凍サイクル１の作動特性の面から最適化をはかることが可能である。冷凍サイクル１の作動特性は、例えば図４（Ａ）、（Ｂ）に示すようなＰ－ｈ線図で表すことが可能である。すなわち、冷媒通路６に設けたオリフィス７により、強制的にオリフィス前後差圧を持たせることができ、第１、第２の圧力センサ８、９で、例えば冷媒流量推定に必要な差圧の検知が可能になる。そして、この差圧と相関の高い冷媒流量を冷媒流量推定手段１１により推定することが可能になり、ひいては圧縮機トルク推定手段１２により圧縮機トルクを推定することが可能になる。このとき、オリフィス前後差圧の安定した高精度の検知は、高精度の冷媒流量推定、高精度の圧縮機トルク推定につながる。オリフィス前後差圧を安定した状態で高精度に検知するためには、冷媒の相変化がない、あるいは極めて少ない状態で検知が行われることが望ましい。例えば、図４（Ａ）に示すように、同じ液相状態中でオリフィスによる差圧ΔＰが発生するように設定することが好ましい。ただし、例えば、図４（Ｂ）に示すように、相変化状態にまたがって差圧ΔＰが発生しても、多少精度は低下するかもしれないが、十分に高精度の冷媒流量推定、圧縮機トルク推定は可能である。
　本発明に係る冷凍サイクルは、オリフィスとその前後に配置した圧力センサを用いてオリフィス前後差圧を求めることが要求されるあらゆる冷凍サイクルに適用可能であり、圧力センサの校正をソフト的に安価に行うことができることから、とくに、コストダウンの要求が強い車両用空調装置に用いて好適なものである。
１　冷凍サイクル
２　圧縮機
３　凝縮器
４　減圧・膨張機構としての膨張弁
５　蒸発器
６　冷媒通路
７　オリフィス
８　第１の圧力センサ
９　第２の圧力センサ
１０　圧力演算手段
１１　冷媒流量推定手段
１２　圧縮機トルク推定手段

Claims (10)

  1. 　冷媒回路内にオリフィスを備え、該オリフィスの冷媒流れ方向前後位置にそれぞれ圧力センサを設けた冷凍サイクルであって、それぞれの圧力センサの検出圧力－センサ出力の関係を表す出力特性に関し、冷媒流れ停止状態における両圧力センサの出力から、いずれか一方の圧力センサの出力特性に対する他方の圧力センサの出力特性の特性差を求めることを特徴とする冷凍サイクル。
  2. 　前記圧力センサからの出力が入力される圧力演算手段を有し、該圧力演算手段においては、求められた前記特性差に基づいて、いずれか一方の圧力センサの出力特性を基準に他方の圧力センサの出力特性を校正する、請求項１に記載の冷凍サイクル。
  3. 　冷媒流れ状態において、前記校正された圧力センサの出力特性を用い、両圧力センサの出力から前記オリフィスの冷媒流れ方向前後位置における差圧を演算する、請求項２に記載の冷凍サイクル。
  4. 　前記演算された差圧から、予め求められた冷媒流量とオリフィス前後差圧との関係を参照して、そのときの冷媒流量を算出する、請求項３に記載の冷凍サイクル。
  5. 　前記算出された冷媒流量から、予め求められた冷媒流量と冷凍サイクル内の圧縮機のトルクとの関係を参照して、そのときの圧縮機トルクを算出する、請求項４に記載の冷凍サイクル。
  6. 　前記算出された圧縮機トルクの信号が、圧縮機の駆動源の制御装置に送られる、請求項５に記載の冷凍サイクル。
  7. 　前記圧力センサの出力特性の校正が、補正項を有する予め設定された演算式を用いて行われる、請求項２～６のいずれかに記載の冷凍サイクル。
  8. 　前記圧力センサの出力特性の校正が、複数の出力特性が予め設定されたマップを用いて行われる、請求項２～６のいずれかに記載の冷凍サイクル。
  9. 　前記圧力センサの出力特性の特性差が、冷凍サイクルが停止されてから所定時間経過後に求められる、請求項１～８のいずれかに記載の冷凍サイクル。
  10. 　車両用空調装置に用いられる、請求項１～９のいずれかに記載の冷凍サイクル。
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