圧縮機の駆動トルク演算装置及び可変容量圧縮機の容量制御システム
【課題】汎用性が高く、かつ冷凍サイクルの効率を低下させることなく、圧縮機の駆動トルクを正確に演算可能な駆動トルク演算装置を提供する。
【解決手段】圧縮機、放熱器、膨張装置、蒸発器を順次接続してなる冷凍サイクルに適用される圧縮機の駆動トルク演算装置であって、エンジンＥＣＵ４００は、駆動トルク演算手段４１２において、膨張装置を通過する冷媒の質量流量Ｇrを変数として含む演算式により圧縮機の駆動トルクを演算する。
【解決手段】圧縮機、放熱器、膨張装置、蒸発器を順次接続してなる冷凍サイクルに適用される圧縮機の駆動トルク演算装置であって、エンジンＥＣＵ４００は、駆動トルク演算手段４１２において、膨張装置を通過する冷媒の質量流量Ｇrを変数として含む演算式により圧縮機の駆動トルクを演算する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアコンシステムに使用される圧縮機のトルクを演算する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両エアコンシステムに用いられる圧縮機の駆動トルクは、エンジンにとって大きな負荷となっており、このため圧縮機の駆動トルクを演算または検知することは従来から重要な技術課題であった。特に可変容量圧縮機では、高外気温度領域において最大吐出容量で動作している場合と、低外気温度領域において吐出容量制御状態で動作している場合とで圧縮機の駆動トルクが大きく変化するため、圧縮機の駆動トルクを演算または検知することが必要とされている。圧縮機の駆動トルクを正確に演算または検知できない場合には、例えば車両アイドリング時において、エンジン回転速度の安定した制御が困難となるばかりでなく、エンジンストールに至る虞がある。
【０００３】
圧縮機の駆動トルクＴrは、以下の式（1）〜（3）により、圧縮仕事Ｌから理論的に求めることができる。
【０００４】
【数２】
【０００５】
ここで、Ｎcは圧縮機の回転速度、ηmは機械効率、ｎはポリトロープ指数、Ｇrは冷媒質量流量、Ｐsは吸入圧力、Ｖsは吸入冷媒比体積、Ｐdは吐出圧力、ηvは体積効率、Ｖcは容積である。
上記の式（1）〜(3）により圧縮機のトルクを求める方法では、可変容量圧縮機のように容積Ｖcが変化するようなものでは、冷媒質量流量Ｇrを正確に演算または検知することは困難であった。
【０００６】
そこで、特許文献１に記載されているように、容量制御弁のソレノイドの通電量と外気温度とから圧縮機のトルクを演算する方法が開発されている。この方法では、容積Ｖcが変化して吸入圧力Ｐsが変動する場合でも圧縮機の駆動トルクの演算が可能であり、更には検知手段を削減することも可能であってコストダウンを図ることができる。
また、特許文献２には、圧縮機の吐出室と凝縮器との間に絞りを設けるとともに、絞りの上流側と下流側との差圧を機械的に検知する差圧検知手段を備え、この差圧検知手段が検知した差圧に基づいて自律的に弁開度調整可能とし、更には差圧検知手段の設定差圧を変更可能な電磁アクチュエータを備えた容量制御弁を有する可変容量圧縮機が記載されており、この容量制御弁において、電磁アクチュエータのコイルに流れる電流を変数として圧縮機の駆動トルクを演算する方法が記載されている。この方法では、冷媒流量（冷媒吐出量）が差圧検知手段で検知される差圧ΔＰの関数であり、また差圧ΔＰはコイルの電流Ｉの関数であるため、冷媒流量を簡易な方法で検知でき、駆動トルクの演算が容易となる利点がある。
【特許文献１】特開平１０−３８７１７号公報
【特許文献２】特開２００１−３１７４６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、ソレノイドの通電量と外気温度のみから駆動トルクを簡易的に演算しており、演算精度を十分に確保することが困難であった。
一方、特許文献２に記載の方法は、現在主流となっている吸入圧力が所定値になるように吐出容量を自律制御する可変容量圧縮機には適用できず、ソレノイドのない固定容量圧縮機にも適用できない。即ち、特許文献２に記載の方法では圧縮機のトルク演算方法としては汎用性が低いという問題点がある。また、特許文献２に記載の方法では、圧縮機の吐出室と凝縮器との間に絞りを設けることから、圧力損失が増加し、冷凍サイクルの効率が低下してしまう。更には、差圧ΔＰに基づいて吐出容量をフィードバック制御する可変容量圧縮機にこの方法を採用すると、冷媒の循環量が不足している状態で圧縮機を運転させたときに、差圧ΔＰが目標値に達することができず、吐出容量が加速的に増大し、常に最大容量で動作する虞もある。
【０００８】
そこで、本願は上述した事情に基づいてなされ、圧縮機の構造に拘わらず広く適用可能であるとともに、冷凍サイクルの効率を低下させることなく、圧縮機の駆動トルクを正確に演算可能な駆動トルク演算装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するべく、本発明によれば、圧縮機、放熱器、膨張装置、蒸発器を順次接続してなる冷凍サイクルに適用される圧縮機の駆動トルク演算装置であって、前記膨張装置を通過する冷媒の質量流量を変数として含む演算式により前記圧縮機の駆動トルクを演算することを特徴とする圧縮機の駆動トルク演算装置が提供される（請求項１）。
好ましくは、前記膨張装置を通過する冷媒の質量流量Ｇrを次式により演算する（請求項２）。
【００１０】
【数３】
【００１１】
ここで、ρは前記膨張装置の入口冷媒密度、Ｐexp1は前記膨張装置の入口圧力、Ｐexp2は前記膨張装置の出口圧力、Ｋは係数である。
好ましくは、前記駆動トルクを演算する演算式は、更に前記圧縮機の吐出圧力領域の圧力、吸入圧力領域の圧力及び前記圧縮機の回転速度を変数として含む（請求項３）。
好ましくは、前記冷凍サイクルの高圧領域での圧力である高圧圧力を検出する高圧圧力検知手段が備えられ、前記膨張装置の入口圧力を前記高圧圧力検知手段により検知された高圧圧力を変数として演算する（請求項４）。
【００１２】
好ましくは、前記高圧圧力検知手段を前記高圧領域におけるガス領域に設置する（請求項５）。
好ましくは、前記冷凍サイクルの低圧領域での圧力である低圧圧力を検知する低圧圧力検知手段を備え、前記膨張装置の出口圧力を前記低圧圧力検知手段により検知された低圧圧力を変数として演算する（請求項６）。
【００１３】
好ましくは、前記圧縮機は、冷媒が吸入される吸入圧力領域と、該吸入された冷媒を圧縮する圧縮機構と、該圧縮された冷媒が吐出される吐出圧力領域と、前記圧縮機構から吐出される冷媒の吐出容量を調整する可変容量機構と、当該可変容量機構を作動させる制御圧力を蓄える制御圧力室と、前記吸入圧力領域の圧力を検知する検知部材を有する弁機構と、前記弁機構に電磁力を作用させるソレノイドとから構成されて前記制御圧力室の圧力を変更する容量制御弁とを具備し、外部情報を検知する外部情報検知手段により検知された外部情報に基づいて前記容量制御弁の開度を調整し、前記制御圧力室の圧力を変化させて前記可変容量機構を作動させ、前記圧縮機構から吐出される冷媒の吐出容量を調整する可変容量圧縮機であって、前記吸入圧力検知部材が前記低圧圧力検知手段を構成し、前記吸入圧力領域の圧力を前記ソレノイドの通電量またはこれに相当する制御信号を変数として演算し、該演算された前記吸入圧力領域の圧力を変数として前記膨張装置の出口圧力を演算する（請求項７）。
【００１４】
好ましくは、前記圧縮機は、冷媒が吸入される吸入圧力領域と、該吸入された冷媒を圧縮する圧縮機構と、該圧縮された冷媒が吐出される吐出圧力領域と、前記圧縮機構から吐出される冷媒の吐出容量を調整する可変容量機構と、該可変容量機構を作動させる制御圧力を蓄える制御圧力室と、前記吐出圧力領域の圧力を受ける第１受圧面と、該第１受圧面に作用する前記吐出圧力領域の圧力と対向する方向に前記吸入圧力領域の圧力を受ける第２受圧面とが形成された感圧部材を有する弁機構と、前記感圧部材に作用する前記吐出圧力領域の圧力による力と対抗する方向に前記弁機構に電磁力を作用させるソレノイドとから構成されて前記制御圧力室の圧力を変更する容量制御弁とを具備し、外部情報を検知する外部情報検知手段により検知された外部情報に基づいて前記容量制御弁の開度を調整し、前記制御圧力室の圧力を変化させて前記可変容量機構を作動させ、前記圧縮機構から吐出される冷媒の吐出容量を調整する可変容量圧縮機であって、前記吸入圧力領域の圧力は、前記高圧圧力検知手段により検知された高圧圧力と、前記ソレノイドの通電量またはこれに相当する制御信号と、を変数として演算し、該演算された前記吸入圧力領域の圧力を変数として前記膨張装置の出口圧力を演算する（請求項８）。
【００１５】
好ましくは、前記膨張装置の入口圧力及び前記膨張装置の出口圧力を演算する演算式は、更に前記冷凍サイクルの熱負荷情報及び前記圧縮機の回転数の少なくともいずれか１つの外部情報を変数として演算する（請求項９）。
好ましくは、前記膨張装置の入口冷媒密度は、前記膨張装置の入口冷媒温度及び前記高圧圧力検知手段により検知された高圧圧力の少なくともいずれか１つを変数として演算する（請求項１０）。
【００１６】
好ましくは、前記膨張装置は弁機構を有し、前記係数Ｋを前記弁機構の開口面積を変数として演算し、前記弁機構の開口面積を前記冷凍サイクルの熱負荷情報及び前記圧縮機の回転数の少なくともいずれか１つの外部情報を変数として演算する（請求項１１）。
好ましくは、前記圧縮機は外部駆動源により駆動され、前記駆動トルク演算装置は、演算した前記圧縮機の駆動トルクを前記外部駆動源の制御装置に出力する（請求項１２）。
【００１７】
また、冷媒が吸入される吸入圧力領域と、該吸入された冷媒を圧縮する圧縮機構と、該圧縮された冷媒が吐出される吐出圧力領域と、前記圧縮機構から吐出される冷媒の吐出容量を調整する可変容量機構と、当該可変容量機構を作動させる制御圧力を蓄える制御圧力室と、前記制御圧力室の圧力を変更する容量制御弁とを具備し、外部情報を検知する外部情報検知手段により検知された外部情報に基づいて前記容量制御弁の開度を調整し、前記制御圧力室の圧力を変化させて前記可変容量機構を作動させ、前記圧縮機構から吐出される冷媒の吐出容量を調整する可変容量圧縮機の容量制御システムであって、前記容量制御システムは、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の駆動トルク演算装置と、前記圧縮機の吐出容量制御の目標となる駆動トルクを設定する目標トルク設定手段とを備え、前記駆動トルク演算装置で演算された前記圧縮機の駆動トルクが、前記目標トルク設定手段で設定された目標トルクに近づくように前記容量制御弁の開度を調整することを特徴とする可変容量圧縮機の容量制御システムが提供される（請求項１３）。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の請求項１の圧縮機の駆動トルク演算装置では、膨張装置を通過する冷媒の質量流量を冷凍サイクルでの冷媒循環量として駆動トルクを演算するので、圧縮機の構造に拘わらず正確に駆動トルクを演算することができる。
請求項２の圧縮機の駆動トルク演算装置では、冷媒の質量流量が正確に求められ、簡素な構成で駆動トルクの演算精度を向上させることができる。
【００１９】
また、膨張装置の減圧作用を利用して冷媒循環量を演算するので、駆動トルクの演算を行う為に冷凍サイクルに新たに絞りを設ける必要がなく、冷凍サイクルの効率低下を防止することができる。更に膨張装置の入口圧力と出口圧力との差圧を用いて冷媒循環量を演算することから、差圧を十分に大きく取ることができ、特に可変容量圧縮機のように吐出流量が小さくなる場合でも差圧を検出でき、低吐出容量時の冷媒循環量の演算を可能とすることができる。
【００２０】
請求項３の圧縮機の駆動トルク演算装置では、圧縮機の吐出圧力領域の圧力、吸入圧力領域の圧力及び圧縮機の回転速度を変数として含むことで、圧縮機の駆動トルクの演算精度を向上させることができる。
請求項４の圧縮機の駆動トルク演算装置では、膨張装置の入口圧力の演算精度を確保することができる。
【００２１】
請求項５の圧縮機の駆動トルク演算装置では、ガス領域における高圧圧力の素早い変化に応答して冷媒循環量が演算可能となり、過渡運転時での圧縮機の駆動トルクの演算精度を向上させることができる。
請求項６の圧縮機の駆動トルク演算装置では、膨張装置の出口圧力の演算精度を確保することができる。
【００２２】
請求項７の圧縮機の駆動トルク演算装置では、容量制御弁の検知部材が低圧圧力検知手段を兼ねているため、駆動トルク演算装置の簡素化を図ることができる。また、圧縮機側の吸入圧力領域の圧力変化に同期して冷媒循環量を演算可能となり、圧縮機の駆動トルクの演算精度を向上させることができる。
請求項８の圧縮機の駆動トルク演算装置では、高圧圧力検知手段と容量制御弁の感圧部材とで吸入圧力領域の圧力及び膨張装置の出口圧力を演算するため、駆動トルク演算装置の簡素化を図ることができる。また、圧縮機側の吐出圧力領域の圧力変化に同期して冷媒循環量を演算可能となり、圧縮機の駆動トルクの演算精度を向上させることができる。
【００２３】
請求項９の圧縮機の駆動トルク演算装置では、膨張装置の入口圧力及び出口圧力の演算精度が向上し、圧縮機の駆動トルクの演算精度を向上させることができる。
請求項１０の圧縮機の駆動トルク演算装置では、膨張装置の入口冷媒温度の演算精度が向上し、圧縮機の駆動トルクの演算精度を向上させることができる。
請求項１１の圧縮機の駆動トルク演算装置では、弁機構を有する膨張装置の冷媒循環量の演算精度が向上し、圧縮機の駆動トルクの演算精度を向上させることができる。
【００２４】
請求項１２の圧縮機の駆動トルク演算装置では、圧縮機の駆動トルク演算精度が向上するため、外部駆動源の作動制御の安定化に寄与できる。
請求項１３の圧縮機の駆動トルク演算装置では、エンジン負荷に応じて圧縮機の正確な駆動トルク制御が可能となり、エンジンとの協調制御が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、車両用エアコンシステムの冷凍サイクルの概略構成図である。
図１に示すように、車両用エアコンシステムの冷凍サイクル１は、作動流体としての冷媒（例えばＲ１３４ａ）が循環する循環路５を備える。循環路５には、冷媒の流動方向で順番に、圧縮機１００、放熱器（凝縮器）１０、膨張装置（固定オリフィス）２０、蒸発器３０、液体状の冷媒を貯留するアキュムレータ４０が介挿されている。圧縮機１００は、冷媒の吸入工程、吸入した冷媒の圧縮工程及び圧縮した冷媒の吐出工程からなる一連のプロセスを行い、循環路５に冷媒を循環させる。
【００２６】
蒸発器３０は、車両用空調システムの空気回路の一部をも構成している。蒸発器３０を通過する空気流は、蒸発器３０内の冷媒によって気化熱を奪われて冷却される。冷媒は、例えばＲ１３４ａのように高圧領域で凝縮する特性を有している。
図２は、圧縮機１００の構造を示す断面図である。
圧縮機１００は、斜板式のクラッチレス可変容量圧縮機であり、複数のシリンダボア１０１aを備えたシリンダーブロック１０１と、シリンダーブロック１０１の一端に連結されたフロントハウジング１０２と、シリンダーブロック１０１の他端にバルブプレート１０３を介して連結されたリアハウジング１０４とを備えている。
【００２７】
シリンダーブロック１０１とフロントハウジング１０２とによってクランク室１０５が規定され、クランク室１０５内を縦断して駆動軸１０６が延びている。駆動軸１０６は、クランク室１０５内に配置された環状の斜板１０７を貫通し、斜板１０７は、駆動軸１０６に固定されたロータ１０８と連結部１０９を介してヒンジ結合されている。従って、斜板１０７は、駆動軸１０６に沿って移動しながら傾動可能である。
【００２８】
ロータ１０８と斜板１０７との間には、駆動軸１０６の周囲に、斜板１０７を最小傾角に向けて付勢するコイルばね１１０が装着される一方、斜板１０７を挟んで反対側、即ち斜板１０７とシリンダーブロック１０１との間には、駆動軸１０６の周囲に、斜板１０７を最大傾角に向けて付勢するコイルばね１１１が装着されている。
駆動軸１０６は、フロントハウジング１０２の外側に突出したボス部１０２ａ内を貫通して、その先端が外側まで延在している。駆動軸１０６とボス部１０２aとの間には、軸封装置１１２が挿入されており、フロントハウジング１０２の内部と外部とを遮断している。駆動軸１０６はラジアル方向及びスラスト方向にベアリング１１３，１１４，１１５，１１６によって回転自在に支持されている。駆動軸１０６は、ボス部１０２ａから突出した先端にエンジン等の外部駆動源から駆動力が伝達されて、回転駆動される。
【００２９】
シリンダボア１０１ａ内にはピストン１１７が配置され、ピストン１１７には、クランク室１０５内に突出したテール部が一体に形成されている。テール部に形成された凹所１１７ａ内には一対のシュー１１８が配置され、シュー１１８は斜板１０７の外周部に対し挟み込むように摺接している。従って、シュー１１８を介して、ピストン１１７と斜板１０７とは互いに連動し、駆動軸１０６の回転によりピストン１１７がシリンダボア１０１ａ内を往復動する。
【００３０】
リアハウジング１０４には、吸入室１１９（吸入圧力領域）及び吐出室１２０（吐出圧力領域）が区画形成され、吸入室１１９は、バルブプレート１０３に設けられた吸入孔１０３ａを介してシリンダボア１０１ａと連通可能である。吐出室１２０は、バルブプレート１０３に設けられた吐出孔１０３ｂを介してシリンダボア１０１ａと連通している。なお、吸入孔１０３ａ及び吐出孔１０３ｂは、図示しない吸入弁及び吐出弁によってそれぞれ開閉される。
【００３１】
シリンダーブロック１０１の外側にはマフラ１２１が設けられている。マフラを構成をするマフラケーシング１２２は、シリンダーブロック１０１に一体に形成されたマフラベース１０１ｂに図示しないシール部材を介して接合されている。マフラケーシング１２２及びマフラベース１０１ｂはマフラ空間１２３を規定し、マフラ空間１２３は、リアハウジング１０４、バルブプレート１０３及びマフラベース１０１ｂを貫通する吐出通路１２４を介して吐出室１２０と連通している。
【００３２】
マフラケーシング１２２には吐出ポート１２２ａが形成され、マフラ空間１２３には、吐出通路１２４と吐出ポート１２２ａとの間を遮るように逆止弁２００が配置されている。具体的には、逆止弁２００は、吐出通路１２４側の圧力とマフラ空間１２３側の圧力との圧力差に応じて開閉し、この圧力差が所定値より小さい場合閉作動し、圧力差が所定値より大きい場合は開作動する。
【００３３】
吐出室１２０は、吐出通路１２４、マフラ空間１２３及び吐出ポート１２２ａを介して循環路５の往路部分と連通可能であり、この連通は逆止弁２００によって断続される。一方、吸入室１１９は、リアハウジング１０４に設けられた吸入ポート１０４ａを介して循環路５の復路部分と連通している。
リアハウジング１０４には、容量制御弁（電磁制御弁）３００が接続されており、容量制御弁３００は、吐出室１２０とクランク室１０５とを連通する給気通路１２５に介装されている。給気通路１２５の一部は、吐出室１２０とクランク室１０５との間を連通するようにリアハウジング１０４からバルブプレート１０３を経てシリンダーブロック１０１にまで亘っている。
【００３４】
一方、吸入室１１９は、クランク室１０５と抽気通路１２６を介して連通している。抽気通路１２６は、駆動軸１０６とベアリング１１５,１１６との隙間、空間１２８及びバルブプレート１０３に形成された固定オリフィス１０３ｃからなる。
また、容量制御弁３００は、感圧通路１２７を通じて、給気通路１２５とは独立して吸入室１１９に接続されている。容量制御弁３００は、クランク室１０５への吐出ガス導入量を調整してクランク室１０５内の圧力を変化させることで、圧縮機１００の吐出容量を変化させる機能を有する。容量制御弁３００には、圧縮機１００の外部に設けられたエアコンＥＣＵ４００が接続され、エアコンＥＣＵ４００から供給される制御電流Ｉに基づいて作動制御される。
【００３５】
図３は、本発明の第１実施形態に係る容量制御弁３００の構造を示す断面図である。
図３に示すように、容量制御弁３００は、弁ユニットと弁ユニットを開閉作動させる駆動ユニットとからなる。弁ユニットは、円筒状の弁ケーシング３０１を有し、内部に感圧室３０２、弁室３０６が軸方向に並んで形成されている。弁ケーシング３０１の外周面には、通孔３０１ａ、通孔３０１ｃ及び通孔３０１ｄが形成されている。感圧室３０２は通孔３０１ａ及び感圧通路１２７を介して吸入室１１９と連通している。弁室３０６は、通孔３０１ｃ及び給気通路１２５の上流側部分を介して吐出室１２０と連通している。通孔３０１ｄは、給気通路１２５の下流側部分を介してクランク室１０５と連通している。弁室３０６と通孔３０１ｄとは弁ケーシング３０１の中央で軸方向に延びる弁孔３０１ｂにより連通可能となっている。
【００３６】
感圧室３０２内には、ベローズ３０３が配設されている。ベローズ３０３は、内部を真空にしてバネが内蔵され、弁ケーシング３０１の軸方向に変位可能に配置されており、感圧室３０２内、即ち吸入室１１９内の圧力である吸入圧力Ｐsを受圧する機能を有する。
弁ケーシング３０１には、感圧ロッド３０４が軸方向に摺動可能に支持されている。感圧ロッド３０４は、一端がベローズ３０３に当接している一方、他端には円柱状の弁体３０４ａが一体成形されている。弁体３０４ａは、ベローズ３０３の伸縮に応じて移動し弁孔３０１ｂを開閉する機能を有する。
【００３７】
ベローズ３０３は、感圧ロッド３０４とは反対側の端部がベローズガイド３１３により支持されている。ベローズガイド３１３は、圧力設定部材３１４に摺動可能に支持されている。圧力設定部材３１４は、一端が閉塞された筒状に形成されており、弁ケーシング３０１に軸方向に圧入固定されている。圧力設定部材３１４とベローズガイド３１３との間には、ベローズ３０３を感圧ロッド３０４に向かって（開弁方向に）押圧する強制解放バネ３１５が配設されている。
【００３８】
駆動ユニットは円筒状のソレノイドケーシング３１０を有し、ソレノイドケーシング３１０は弁ケーシング３０１の他端に同軸的に連結されている。ソレノイドケーシング３１０内には、筒状のソレノイド３１２が収容されている。またソレノイドケーシング３１０内には、同心上に円筒状の固定コア３０５が収容かつ固定され、固定コア３０５は、弁ケーシング３０１からソレノイド３１２の内部をその中央まで延びている。固定コア３０５は、弁ケーシング３０１と反対側の端部が、一端が閉塞した筒状のスリーブ３１１によって囲まれて閉塞している。スリーブ３１１と固定コア３０５との間には、軸方向に所定の隙間を有して可動コア３０７が収納されている。
【００３９】
固定コア３０５の弁ユニット側の端部には、中央を貫通する孔の一部として支持孔３０５ａが形成され、支持孔３０５ａには弁体３０４ａの一端が摺動可能に挿入され弁体３０４ａを支持する。
固定コア３０５にはソレノイドロッド３０８が挿入されており、ソレノイドロッド３０８の一端は弁体３０４ａに固定され、他端は固定コア３０５から突出して可動コア３０７に固定されている。可動コア３０７とスリーブ３１１との間には、可動コア３０７を固定コア３０５側に向かって（閉弁方向に）押圧するばね３０９が設けられている。
【００４０】
可動コア３０７、固定コア３０５及びソレノイドケーシング３１０は磁性材料で形成され、磁気回路を構成する。スリーブ３１１は非磁性材料のステンレス系材料で形成されている。
スリーブ３１１の内部の空間は、通孔３０１ｅを介して感圧室３０２と連通している。したがって、弁体３０４ａの他端側の面には吸入圧力Ｐsによる力が作用する。
【００４１】
弁孔３０１ｂの断面積と支持孔３０５ａに支持される弁体３０４ａの断面積が略同等に設定されている。したがって、弁体３０４ａには、開方向及び閉方向に吐出圧力Ｐdによる力が作用しない。また、感圧ロッド３０４の断面積も弁孔３０１ｂの断面積と略同等に設定されており、弁体３０４ａには開方向及び閉方向に夫々通孔３０１ｄ内の圧力、即ちクランク室１０５内の圧力であるクランク圧力Ｐcによる力が作用して、これらを互いに打ち消し合っている。
【００４２】
したがって容量制御弁３００の吸入圧力制御特性は、実質的に吐出圧力Ｐd及びクランク圧力Ｐcの影響を受けず、ソレノイド３１２の通電量（制御電流）Ｉに基づいて制御対象となる吸入圧力Ｐsを一義的に決定できる。図４は、ソレノイド３１２の通電量（制御電流）と吸入圧力Ｐsとの関係を示すグラフである。
詳しくは、容量制御弁３００の弁体３０４ａに作用する力は、ソレノイド３１２による電磁力Ｆ(I)の他に、ばね３０９による付勢力ｆs1、ベローズ３０３による付勢力ｆs2（ベローズ３０３内のばね及び強制開放バネ３１５による付勢力）、吸入圧力Ｐsによる付勢力であって、その関係は、ベローズ３０３の有効受圧面積をＳbとすると、式（4）で表される。そして、この式(4)を、吸入圧力Ｐsを求める式に変形すると、式（5）となる。
【００４３】
【数４】
【００４４】
ここでＳbは定数であり、ばね３０９による付勢力ｆs1及びベローズ３０３による付勢力ｆs2は変位に基づいて決定されるので、式（5）からソレノイドの制御電流Ｉに基づいて制御対象となる吸入圧力Ｐsが一義的に決定されることが判明される。
次に、圧縮機１００の動作について説明する。
車両エンジン作動状態でエアコン非作動時には、エアコンＥＣＵ４００は容量制御弁３００のソレノイド３１２へ電流を供給せず、強制開放バネ３１５の付勢力により弁体３０４ａが強制開放されて圧縮機１００の吐出容量は最小となる。このとき、逆止弁２００が閉じるようにその内部のばねの付勢力が設定されており、その結果凝縮器１０側への冷媒循環は遮断される。最小の吐出容量で吐出室１２０に吐出された冷媒は容量制御弁３００を含む吐出室１２０とクランク室１０５との連通路１２５を経てクランク室１０５に流入し、さらにクランク室１０５から、ベアリング１１５、１１６と駆動軸１０６との隙間を抜け、固定オリフィス１０３ｃを介して吸入室１１９に戻る内部循環回路を循環している。
【００４５】
エアコンを作動開始すると、容量制御弁３００のソレノイド３１２へ所定の電流が流れ、吐出室１２０とクランク室１０５との連通路１２５が遮断されるため、クランク圧力Ｐcが低下して吸入圧力Ｐsと同等となり、斜板１０７の傾角が増大して、ピストンストロークが増大する。これにより、吐出室１２０の圧力が高まり、逆止弁２００の前後差圧が所定値を超えると逆止弁２００が開弁して圧縮冷媒が凝縮器１０側に流れる。そして、圧縮機１００の作動時には、エアコンＥＣＵ４００は、容量制御弁３００のソレノイド３１２へ所定の電流を通電し、図４に示す所定の吸入圧力を維持するように圧縮機１００の吐出容量が制御される。
【００４６】
図５はエアコンＥＣＵ４００における本発明の特徴部分の構成を示したブロック図である。
エアコンＥＣＵ４００は、目標吸入圧力設定手段４１０、ソレノイド駆動手段４１１、エンジンの駆動トルク演算手段４１２及び各種センサ、設定手段から構成されている。
上記各種センサとしては、蒸発器温度センサ４０２、高圧圧力センサ４０３、低圧圧力センサ４０４、エンジン回転速度センサ４０５、外気温度センサ４０６が用いられる。蒸発器温度センサ４０２は、通風経路の蒸発器３０出口に設置され、蒸発器出口空気温度Ｔeを検知する。高圧圧力センサ４０３は、凝縮器１０の入口側に設置され、圧縮機１００の吐出室１２０から膨張装置２０の入口までの高圧領域における冷媒圧力である高圧圧力ＰHを検知する。低圧圧力センサ４０４は、アキュムレータ４０の入口側に設置され、圧縮機１００の吸入室１１９から膨張装置２０の出口までの低圧領域における冷媒圧力である低圧圧力ＰLを検知する。エンジン回転速度センサ４０５は、エンジン回転速度を検出するものであって、所定のプーリ比を掛けて圧縮機１００の駆動速度の情報として使用する。エンジン回転速度センサ４０５からのエンジン回転速度情報は、エンジンＥＣＵ５００を経由して入力される。外気温度センサ４０６は、例えば通風経路の蒸発機３０入口に設置され、外気温度Ｔaを検知する。
【００４７】
エアコンＥＣＵ４００には、上記設定手段として、蒸発器目標温度設定手段４０１及び蒸発器ブロワ電圧設定器４０７が用いられている。蒸発器目標温度設定手段４０１は、図示しない温度設定器から入力した車室内設定温度と外部情報に基づいて、圧縮機１００の吐出容量制御の最終目標値となる蒸発器出口での空気の目標温度Ｔesを設定する。蒸発器ブロワ電圧設定器４０７は蒸発器３０の送風量を決定するブロワ電圧ＶLを設定する。
【００４８】
目標吸入圧力設定手段４１０は、蒸発器目標温度設定手段４０１で設定された目標温度Ｔesと、蒸発器温度センサ４０２で検知された実際の蒸発器出口空気温度Ｔeとの偏差を演算し、この偏差を縮小するように圧縮機１００の目標吸入圧力Ｐss、即ち吐出容量制御信号としての容量制御弁３００への制御電流Ｉを設定する。
目標吸入圧力設定手段４１０における制御電流Ｉの設定要領を図６を用いて詳述する。図６は、制御電流Ｉの設定制御手順を示すフローチャートである。
【００４９】
先ずステップ１０では、蒸発器目標温度設定手段４０１で設定された目標温度Ｔesを読み込む。そして、ステップＳ１１に進む。
ステップＳ１１では、蒸発器温度センサ４０２で検知された蒸発器出口空気温度Ｔeを読み込む。そして、ステップＳ１２に進む。
ステップＳ１２では、ステップ１０で読み込んだ目標温度ＴesとステップＳ１１で読み込んだ蒸発器出口空気温度Ｔeとの差ΔＴを求める。そして、Ｓ１３に進む。
【００５０】
ステップＳ１３では、制御電流Ｉを演算する。詳しくは、制御電流Ｉ（Ｉｎ）は式（6）により求められる。なお、ａ1、ａ2は定数であり、適宜設定される。
Ｉｎ＝Ｉｎ−１+ａ1・（（ΔＴｎ−ΔＴｎ−１）＋ａ2・ΔＴｎ）・・・（6）
そして、ステップＳ１４に進む。
ステップＳ１４では、制御電流Ｉが所定値Ｉ1以上であるか否かを判別する。所定値Ｉ1以上である場合は、ステップＳ１５に進む。
【００５１】
ステップＳ１５では、制御電流Ｉが所定値Ｉ2以下であるか否かを判別する。所定値Ｉ2以下である場合は、ステップＳ１６に進む。
ステップＳ１６では、制御電流Ｉをソレノイド駆動手段４１１に出力する。そして本ルーチンをリターンする。
一方、ステップＳ１４において制御電流Ｉが所定値Ｉ1未満であると判定した場合は、ステップＳ１７に進む。
【００５２】
ステップＳ１７では、所定値Ｉ1を制御電流Ｉとして書き換える。そしてステップＳ１６に進む。
ステップＳ１５において制御電流Ｉが所定値Ｉ2より大きいと判定した場合、ステップＳ１８に進む。
ステップＳ１８では、所定値Ｉ2を制御電流Ｉとして書き換える。そしてステップＳ１６に進む。
【００５３】
以上のように、目標吸入圧力設定手段４１０では、目標温度Ｔesと実際の温度である蒸発器出口空気温度Ｔeとの差が縮小するようにＰＩ制御により制御電流Ｉを制御する。制御電流Ｉは予め定められた範囲内（Ｉ1≦Ｉ≦Ｉ2）で設定される。
ソレノイド駆動手段４１１は、目標吸入圧力設定手段４１０で設定された制御電流Ｉに基づいて容量制御弁３００のソレノイド３１２を駆動する。制御電流Ｉは所定の駆動周波数（例えば４００〜５００Ｈｚ）のＰＷＭ（パルス幅変調）により、デューティ比を変更することにより調整される。
【００５４】
図７は、ソレノイド駆動手段４１１の詳細構成図である。
ソレノイド駆動手段４１１は、図７に示すように、電流検知手段５１０、制御電流比較判定手段５１１、制御信号発生手段５１２、スイッチング素子及びダイオードにより構成されている。電流検知手段５１０は、容量制御弁３００のソレノイド３１２に実際に流れている実電流を検出する。制御電流比較判定手段５１１は、目標吸入圧力設定手段４１０から入力した制御電流Ｉと電流検知手段５１０により検出した実電流とを比較する。制御信号発生手段５１２は、制御電流比較判定手段５１１により比較された結果に基づいて、スイッチング素子を制御する制御信号を発生する。スイッチング素子は、制御信号発生手段５１２からの制御信号に基づいて、電源ラインからソレノイド３１２に供給される電流を制御する。即ち、ソレノイド駆動手段４１１は、ソレノイド３１２に供給される電流が目標吸入圧力設定手段４１０で設定された制御電流Ｉとなるようにフィードバック制御する。
【００５５】
以上からエアコンＥＣＵ４００の空調制御は、蒸発器目標温度設定手段４０１で設定された目標温度Ｔesに、蒸発器温度センサ４０２で検知された蒸発器出口空気温度Ｔeが近づくように目標吸入圧力Ｐss、延いては制御電流Ｉを設定し、結果として圧縮機１００の吐出容量を制御するものである。
エアコンＥＣＵ４００の駆動トルク演算手段４１２は、高圧圧力センサ４０３、低圧圧力センサ４０４、エンジン回転速度センサ４０５の各センサで検知された外部情報に基づいて圧縮機１００の駆動トルクＴrを演算し、エンジンＥＣＵ５００に出力する。エンジンＥＣＵ５００は圧縮機１００の駆動トルク情報を参照してエンジンを最適な運転状態に制御する。
【００５６】
駆動トルク演算手段４１２において、圧縮機１００の駆動トルクＴrは以下の式（7）により求められる。
【００５７】
【数５】
【００５８】
ここで、Ｎcは圧縮機１００の回転速度、ηmは機械効率、ｎはポリトロープ指数、Ｇｒは冷媒質量流量、Ｐsは吸入圧力、Ｖsは吸入冷媒比体積、Ｐdは吐出圧力、ηvは体積効率である。
上記式（7）では、冷媒質量流量Ｇｒを圧縮機１００のピストン押しのけ量から算出するのではなく、膨張装置２０を通過する冷媒質量流量として計算することを特徴としている。このように、質量流量から計算すれば、圧力変動に拘わらず、冷凍サイクルの如何なる位置で測定した情報をもとに演算可能である。したがって、各種圧縮機に広く採用することができる。
【００５９】
膨張装置２０を通過する冷媒質量流量Ｇrは、以下の式（8）により求められる。
【００６０】
【数６】
【００６１】
ρは膨張装置２０の入口での冷媒密度、Ｐexp1は膨張装置２０の入口圧力、Ｐexp2は膨張装置２０の出口圧力、Ｋは係数であり、膨張装置２０の流量係数Ｃと開口面積Ａを含んでいる（Ｋ∝Ｃ・Ａ）。
ここで、高圧圧力センサ４０３で検知された圧力をＰHとすれば、膨張装置２０の入口圧力Ｐexp1は、凝縮器１０及び凝縮器１０から膨張装置２０に至る配管での損失を考慮して、Ｐexp1＝ｆ１（ＰH）で演算される。また、低圧圧力センサ４０５で検知された圧力をＰLとすれば、膨張装置２０の出口圧力Ｐexp2は、蒸発器３０及び凝縮器３０から膨張装置２０に至る配管での損失を考慮して、Ｐexp2＝ｆ２（ＰL）で演算される。
【００６２】
さらに、膨張装置２０の入口での冷媒密度ρは、膨張装置２０の入口における冷媒の飽和温度Ｔexp1を変数として演算可能であるが、飽和温度Ｔexp1は膨張装置２０の入口圧力Ｐexp1で演算できるため、結局ρ＝ｆ３（Ｐexp1）＝ｆ３（ｆ１（ＰH））で演算され、膨張装置２０の入口の冷媒密度ρは高圧圧力センサ４０３で検知された高圧圧力ＰHから演算される。
【００６３】
したがって膨張装置２０を通過する冷媒質量流量Ｇrは、高圧圧力センサ４０３で検知された高圧圧力ＰH、低圧圧力センサ４０４で検知された低圧圧力ＰLによって演算可能となる。
さらに、吐出圧力Ｐdは、吐出室１２０と高圧圧力センサ４０３が設置されている間の圧力損失を考慮して、Ｐd＝ｆ４（ＰH）で演算される。また吸入圧力Ｐsは、吸入室１１９と低圧圧力センサ４０４が設置されている間の圧力損失を考慮して、Ｐs＝ｆ６（ＰL）で演算される。
【００６４】
なお、これらの圧力損失は、例えば熱負荷情報として外気温度センサ４０６で検知される外気温度Ｔa及び蒸発器ブロワ電圧設定器４０７で設定されるブロワ電圧ＶLと、圧縮機回転速度Ｎcを変数として補正すればよく、Ｔa、ＶL、Ｎcが増大したときに圧力損失が増加するように補正すればよい。即ち、Ｐexp1、Ｐd、Ｐexp2、Ｐsは次式（9）〜（12）で演算される。
Ｐexp1＝ｆ１（ＰH）＝ｆ１（ＰH、Ｔa、ＶL、Ｎc）・・・（9）
Ｐd＝ｆ４（ＰH、Ｔa、ＶL、Ｎc）・・・（10）
Ｐexp2＝ｆ２（ＰL）＝ｆ２（ＰL、Ｔa、ＶL、Ｎc）・・・（11）
Ｐs＝ｆ５（ＰL）＝ｆ５（ＰL、Ｔa、ＶL、Ｎc）・・・（12）
また、圧縮機回転速度Ｎcは、エンジン回転速度センサ４０５で検知されたエンジン回転速度Ｎeに所定のプーリ比Ｒを掛けて、Ｎc＝Ｒ・Ｎeで演算される。なお、機械効率ηm
はあらかじめ定められた係数である。また吸入室１１９内の冷媒の比体積Ｖsは吸入圧力ＰｓからＶs＝ｆ６（Ｐs）で演算される。
【００６５】
以上から、圧縮機１００の駆動トルクは、高圧圧力センサ４０３、低圧圧力センサ４０４、エンジン回転速度センサ４０５、外気温度センサ４０６、蒸発器ブロワ電圧設定器４０７の各センサの出力信号により演算可能となり、これをエンジンＥＣＵ５００に出力することにより、適正なエンジン回転速度に制御され、特にアイドリング時のエンジン回転速度制御の安定化に寄与できる。
【００６６】
図８は、本発明の第２実施形態のエアコンＥＣＵ４２０の構成を示したブロック図である。
本発明の第２実施形態は、上述した第１実施形態のエアコンＥＣＵ４００をエアコンＥＣＵ４２０に置き換えたものである。以下、第１実施形態と異なる点を説明する。
エアコンＥＣＵ４２０は、エアコンＥＣＵ４００から低圧圧力センサ４０４を削除し、低圧圧力センサ４０４により検知される低圧圧力ＰLの代用として、目標吸入圧力設定手段４１０で設定された目標吸入圧力Ｐssを駆動トルク演算手段４２１に入力し、駆動トルクＴrを演算する。
【００６７】
圧縮機１００は吸入圧力領域の圧力を制御するものであり、吸入圧力Ｐsは図４に示すようにソレノイド３１２の制御電流Ｉから一義的に決定され、式（5）から演算される。そして、膨張装置２０の出口圧力Ｐexp2は、吸入室１１９から蒸発器３０を挟んで膨張装置２０の出口領域に至る圧力損失を考慮して演算すれば、低圧圧力センサ４０４は削除可能となる。
【００６８】
したがって、第２実施形態では、駆動トルク演算手段４２１において、第１実施形態におけるＰexp2＝ｆ２（ＰL）の代わりにＰexp2＝ｆ７（Ｐs）とし、Ｐs＝ｆ６（ＰL）の代わりに式（5）を用いて、式（7）及び式（8）により駆動トルクＴrが演算される。
第２実施形態では、吐出圧力Ｐdと吸入圧力Ｐsとから冷媒質量流量Ｇrを演算するため、圧縮機１００側の圧力変化に同期して膨脹装置の冷媒質量流量を演算可能となり、圧縮機１００の駆動トルクの演算精度向上に寄与する。
【００６９】
次に図９〜図１４を用いて本願の第３実施形態について説明する。
図９は第３実施形態での圧縮機１００の構造を示す断面図である。図９に示すように、第３実施形態は、第１実施形態に対して圧縮機１００の本体の構成は同一であるものの、これに付属する容量制御弁３５０と容量制御弁を作動制御するエアコンＥＣＵが異なっている。
【００７０】
図１０は第３実施形態での容量制御弁３５０の構造を示す断面図である。
図１０に示すように、容量制御弁３５０はベローズのない容量制御弁であり、円筒状の弁ケーシング３５１の内部には弁室３５３が形成されている。弁ケーシング３５１の外周面には連通孔３５１bが形成されているとともに、弁ケーシング３５１の先端中央部には軸方向に延びる弁孔３５１aが形成されている。弁室３５３は、弁孔３５１ａ及び給気通路１２５の上流側部分を介して吐出室１２０と連通しているとともに、連通孔３５１ｂ及び給気通路１２５の下流側部分を介してクランク室１０５と連通している。
【００７１】
弁室３５３内に収納された弁体３５４は、その一端で弁孔３５１aを開閉する機能を有する。弁体３５４の他端は、固定コア３５２に軸方向に摺動可能に挿入されたソレノイドロッド３５５の一端に固定されている。ソレノイドロッド３５５の他端に固定された可動コア３５６と固定コア３５２との間には開放バネ３５７が設けられており、開放バネ３５７は可動コア３５６を固定コア３５２から遠ざかる方向（開弁方向）に付勢させる。
【００７２】
ソレノイドハウジング３５８の外周面には、連通孔３５８ａが形成されている。ソレノイドハウジング３５８と固定コア３５２との間には連通溝３５２ｂが形成されており、連通溝３５２ｂは、固定コア３５２及び可動コア３５６を覆うスリーブ３５９の内部の可動コア収納部分である空間３６１と連通孔３５８ａとを連通する。連通孔３５８ａは、感圧通路１２７を介して吸入室１１９と連通しており、ソレノイドロッド３５５には吸入圧力Ｐsが作用する。したがって、弁体３５４の一端側（第１受圧面）には吐出圧力Ｐdが作用する一方、他端側（第２受圧面）にはソレノイドロッド３５５を介して吸入圧力Ｐsが作用し、弁体３５４とソレノイドロッド３５５との一体構成物が感圧部材として機能する。弁体３５４が弁孔３５１ａを閉じたときの弁体３５４の受圧面積（シール面積）Ｓvと、挿通孔３５２ａに支持されたソレノイドロッド３５５の断面積Ｓrとが同等に設定されており、したがって、弁体３５４に作用する力は、開放バネ３５７による付勢力をｆsとすると、以下の式（13）の関係が成り立つ。そして、式（13）を変形してＰsについて求めると、式（14）となる。
【００７３】
【数７】
【００７４】
したがって、吐出圧力Ｐdと電磁力Ｆ(I)が決定されれば吸入圧力Ｐsが決定することが判明する。
つまり、制御対象としての目標吸入圧力Ｐssを予め設定し、変動する吐出圧力Ｐdの情報が判れば、電磁力Ｆ(I）延いては電流Ｉを演算できる。そして、ソレノイド３６０への通電量をこの演算値Ｉに基づいて調整すれば、目標吸入圧力Ｐssを維持するように弁体３５４が動作してクランク圧力Ｐcを調整し、圧縮機１００の吐出容量制御が可能となる。
【００７５】
図１１は、制御電流と吸入圧力Ｐsとの関係を示すグラフである。図１１に示すように、吐出圧力Ｐｄの状況に応じて吸入圧力制御範囲をスライドできることが容量制御弁３５０の特徴であり、これにより熱負荷の高い領域でも吐出容量制御が可能となる。また、式（14）からシール面積Ｓvを小さく設定すれば小さな電磁力でも吸入圧力制御範囲を拡大できることが判明され、これらの相乗効果により第１実施形態の容量制御弁３００に対して吸入圧力制御範囲を大幅に拡大できる。つまり本実施形態では、吸入圧力Ｐsを制御対象としても、熱負荷の高い領域で圧縮機１００の起動直後から吐出容量制御を可能とするものである。なお、ソレノイド３６０への通電量を０とすると、開放バネ３５７の付勢力により弁体３５４は弁孔３５１ａを強制開放する。これにより、吐出室１２０から冷媒がクランク室１０５に導入され、圧縮機１００の吐出容量は最小となる。
【００７６】
図１２は、エアコンＥＣＵ４５０の構成図である。
エアコンＥＣＵ４５０は、第２実施形態のエアコンＥＣＵ４２０に対し、目標吸入圧力設定手段及び駆動トルク演算手段が異なり、更に制御信号演算手段４５２が追加されている。
目標吸入圧力設定手段４５１は、蒸発器目標温度設定手段４０１で設定された目標温度Ｔesと、蒸発器温度センサ４０２で検知された実際の温度である蒸発器出口空気温度Ｔeとの偏差を演算し、この偏差を縮小するように目標吸入圧力Ｐssを設定する。
【００７７】
制御信号演算手段４５２は、目標吸入圧力設定手段４５１で設定された目標吸入圧力Ｐssと吐出圧力Ｐdとから式（14）により、ソレノイド３６０への通電量Ｉを演算する。ここで、吐出圧力Ｐdは、吐出室１２０と高圧圧力センサ４０３が設置されている間の圧力損失を考慮して、Ｐd＝ｆ４（ＰH）で演算される。
駆動トルク演算手段４５３は、高圧圧力センサ４０３で検知された高圧圧力ＰH、エンジン回転速度センサ４０５で検知されたエンジン回転速度Ｎe、制御信号演算手段で演算された制御電流Ｉとから圧縮機１００の駆動トルクＴrを演算する。
【００７８】
駆動トルクＴrの演算は、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、式（7）及び式（8）から求められる。ここで、またＰd＝ｆ４（ＰH）であるので、吸入圧力Ｐsは制御電流Ｉと高圧圧力ＰHとの関数となる。また、膨脹装置２０の出口に至る圧力損失を考慮して、膨張装置２０の出口圧力Ｐexp2は、Ｐexp2＝ｆ７（Ｐs）により演算可能となり、低圧圧力センサ４０４が不要となる。
【００７９】
また、式（14）を変形すると、式（15）となる。
【００８０】
【数８】
【００８１】
したがって、Ｐd−Ｐsが制御電流Ｉの関数となる。膨脹装置２０の入口出口の圧力差Ｐexp1−Ｐexp2は、Ｐd−Ｐsから圧力損失を考慮して演算可能であることから、Ｐexp1−Ｐexp2＝ｆ８（I）として、制御電流Ｉから直接演算してもよい。
図１３は、エンジンＥＣＵ４５０での制御電流Ｉの設定手順を示すフローチャートである。
【００８２】
先ずステップ１００では、フラッグＦ1＝０に設定する。そして、ステップＳ１０１に進む。
ステップＳ１０１では、熱負荷情報に基づく圧力損失補正後の吐出圧力Ｐd（＝ｆ４（ＰH、Ｔa、ＶL、Ｎc））を読み込む。そして、ステップＳ１０２に進む。
ステップＳ１０２では、フラッグＦ1＝０であるか否かを判別する。Ｆ1＝０である場合は、ステップＳ１０３に進む。
【００８３】
ステップＳ１０３では、タイマーを０からスタートさせる。そして、ステップＳ１０４に進む。
ステップＳ１０４では、フラッグＦ1＝０に設定する。そして、ステップＳ１０５に進む。
ステップＳ１０５では、制御対象となる目標吸入圧力Ｐssを設定する。そして、ステップＳ１０６に進む。
【００８４】
ステップＳ１０６では、制御電流Ｉを演算する。詳しくは、詳しくは、制御電流Ｉは次式（16）により求められる。なお、式（16）は、式（14）において、電磁力Ｆ(I)を電流の１次関数とおいて変形したものである（ｂ1、ｂ2は定数）。
Ｉ＝ｂ1・（Ｐd−Ｐss）＋ｂ2・・・（16）
そして、ステップＳ１０７に進む。
【００８５】
ステップＳ１０７では、制御電流Ｉが所定値Ｉ3以上であるか否かを判別する。所定値Ｉ3以上である場合は、ステップＳ１１０に進む。
ステップＳ１１０では、制御電流Ｉが所定値Ｉ4以下であるか否かを判別する。所定値Ｉ4以下である場合は、ステップＳ１０９に進む。
ステップＳ１０９では、制御電流Ｉを出力する。そしてステップＳ１０１に戻る。
【００８６】
一方、ステップＳ１０７において制御電流Ｉが所定値Ｉ3未満であると判定した場合は、ステップＳ１０８に進む。
ステップＳ１０８では、所定値Ｉ3をＩとして設定する。そして、ステップＳ１０９に進む。
ステップＳ１１０において制御電流Ｉが所定値Ｉ4より大きいと判定した場合は、ステップＳ１１１に進む。
【００８７】
ステップＳ１１１では、所定値Ｉ4をＩとして設定する。そしてステップＳ１０９に進む。
ステップＳ１０２において、フラッグＦ1＝０でない（Ｆ1＝１である）と判定した場合は、ステップＳ１１２に進む。
ステップＳ１１２では、タイマー値ｔが所定値ｔ1以下であるか否かを判別する。タイマー値ｔが所定値ｔ1以下である場合は、ステップＳ１０６に進む。タイマー値ｔが所定値ｔ1より大きい場合はステップＳ１１３に進む。
【００８８】
ステップＳ１１３では、タイマーをリセットし、t＝０に設定する。そして、ステップＳ１１４に進む。
ステップＳ１１４では、フラッグＦ1＝０に設定する。そして、ステップＳ１０６に進む。
以上の制御により、所定の目標吸入圧力Ｐssを維持するように常時吐出圧力Ｐdを読み込み、変動する吐出圧力Ｐdに応じて制御電流Ｉを、Ｉ3からＩ4の範囲内で調整するものである。目標吸入圧力Ｐssは所定時間ｔ1毎に更新される。
【００８９】
図１４は、図１３でのステップＳ１０５における目標吸入圧力Ｐssの設定手順を示すフローチャートである。
ステップＳ１０５の目標吸入圧力Ｐssの設定サブルーチンが実行されると、まず、ステップＳ２００として、蒸発器目標温度設定手段４０１で設定された蒸発器出口空気温度の目標値Ｔesを読み込む。そして、ステップＳ２０１に進む。
【００９０】
ステップＳ２０１では、蒸発器温度センサ４０２により検出した蒸発器出口空気温度Ｔeを読み込む。そして、ステップＳ２０２に進む。
ステップＳ２０２では、ステップＳ２００で読み込んだ蒸発器出口空気温度の目標値ＴesとステップＳ２０１で読み込んだ蒸発器出口空気温度との偏差ΔＴ（＝Ｔes−Ｔe）を演算する。そして、ステップＳ２０３に進む。
【００９１】
ステップＳ２０３では、目標吸入圧力Ｐssを演算する。詳しくは、目標吸入圧力Ｐssは式（17）により求められる。なお、式（17）におけるc1、c2は定数であり、あらかじめ適宜設定される。
Ｐssｎ＝Ｐssｎ−１+c1・[（ΔＴｎ−ΔＴｎ−１）＋c2・ΔＴｎ]・・・（17）
そして、ステップ２０４に進む
ステップＳ２０４では、ステップＳ２０３で演算された目標吸入圧力Ｐssが所定値Ｐs1以上であるか否かを判別する。所定値Ｐs1以上である場合は、ステップＳ２０６に進む。
【００９２】
ステップＳ２０６では、ステップＳ２０３で演算された目標吸入圧力Ｐssが所定値Ｐs2以下であるか否かを判別する。所定値Ｐs2以下である場合は、本ルーチンを終了して、メインルーチンへ戻る。
一方、ステップＳ２０４において目標吸入圧力Ｐssが所定値Ｐs1未満であると判定した場合は、ステップＳ２０５に進む。
【００９３】
ステップＳ２０５では、所定値Ｐs1を目標吸入圧力Ｐssとして書き換える。そして本ルーチンを終了して、メインルーチンへ戻る。
ステップＳ２０６において目標吸入圧力Ｐssが所定値Ｐs2より大きいと判定した場合、ステップＳ２０７に進む。
ステップＳ２０７では、所定値Ｐs2を目標吸入圧力Ｐssとして書き換える。そして本ルーチンを終了して、メインルーチンへ戻る。
【００９４】
以上のように、目標吸入圧力設定手段４５１では、蒸発器目標温度設定手段で設定された目標温度Ｔesと蒸発器温度センサ４０２で検知された温度Ｔeとの差に基づいて目標吸入圧力Ｐssを設定し、蒸発器出口空気温度Ｔeが目標温度Ｔesに近づくように目標吸入圧力Ｐssを演算して、吐出容量を制御するものである。目標吸入圧力Ｐssは予め定められた範囲内（Ｐs1≦Ｐss≦Ｐs2）で設定される。なお、目標温度Ｔesは車室内の空調状態に応じて変更される。
【００９５】
第３実施形態では、第２実施形態と同様に、吐出圧力Ｐdと吸入圧力Ｐsから冷媒循環量を演算するため、圧縮機１００側の圧力変化に同期して冷媒循環量が演算可能となり、圧縮機１００の駆動トルクの演算精度向上に寄与する。
図１５は、本発明の第４実施形態のエアコンＥＣＵ４８０の構成を示したブロック図である。
【００９６】
本発明の第４実施形態のエアコンＥＣＵ４８０は、上述した第２実施形態のエアコンＥＣＵ４２０をベースとし、目標吸入圧力設定手段４８１において、空調制御を実行する第１制御モードと、トルク制御を実行する第２制御モードを備えていることを特徴とする。
本実施形態の圧縮機１００は、第１実施形態の圧縮機１００と同一の構成である。容量制御弁３００は、第１実施形態の容量制御弁３００と同一の構造ではあるが、吸入圧力Ｐdを受圧するベローズ３０３の有効面積Ｓbを容量制御弁３００のものより大幅に小さく設定している。
【００９７】
図１６は、第４実施形態の容量制御弁３００でのソレノイドの通電量と吸入圧力との関係を示すグラフである。
図１６に示すように、第４実施形態では、吸入圧力制御範囲が大幅に拡大される。したがって、殆どの運転条件で吐出容量制御が可能となる。
第４実施形態の目標吸入圧力設定手段４８１は、蒸発器目標温度設定手段で設定された目標温度Ｔesと蒸発器温度センサ４０２で検知された温度Ｔeとの偏差を演算し、この偏差が縮小するように目標吸入圧力Ｐssを演算して制御電流Ｉを制御する第１制御（空調制御）モードを有する。第１制御モードの制御フローは、上述した図６に示す制御フローと同一である。
【００９８】
さらに、目標吸入圧力設定手段４８１は、エンジンＥＣＵ５００から指令される目標トルクＴrsと、トルク演算手段４２１で演算された駆動トルクＴrとの偏差を演算し、この偏差を縮小するように目標吸入圧力つまり制御電流Ｉを設定する第２制御（トルク制御）モードを有する。制御電流Ｉは、予め定められた範囲内（Ｉ1≦Ｉ≦Ｉ2）で設定される。
図１７は、第２制御モードでの制御手順を示すフローチャートである。
【００９９】
図１７に示すように、第２制御モードが実行開始すると、ステップＳ３００では、目標トルク設定手段４０６で設定された目標トルクＴrsを読み込む。そして、ステップＳ３０１に進む。
ステップＳ３０１では、前述の式（7）により駆動トルクＴrを演算する。そして、ステップＳ３０２に進む。
【０１００】
ステップＳ３０２では、ステップ３０１で読み込んだ目標トルクＴrsとステップＳ３０２で読み込んだ駆動トルクＴrとの差ΔＴrを求める。そして、ステップＳ３０３に進む。 ステップＳ３０３では、制御電流Ｉを演算する。詳しくは、制御電流Ｉ（Ｉｎ）は式（18）により求められる。なお、式（18）において、d1、d2は定数であり、適宜設定される。
Ｉｎ＝Ｉｎ−１+d1・[（ΔＴrｎ−ΔＴｒｎ−１）＋d2・ΔＴrｎ]・・・（18）
そして、ステップＳ３０４に進む。
【０１０１】
ステップＳ３０４では、ステップＳ３０３で求められた制御電流Ｉが所定値Ｉ1以上であるか否かを判別する。所定値Ｉ1以上である場合は、ステップＳ３０５に進む。
ステップＳ３０５では、制御電流Ｉが所定値Ｉ2以下であるか否かを判別する。所定値Ｉ2以下である場合は、ステップＳ３０６に進む。
ステップＳ３０６では、制御電流Ｉをソレノイド駆動手段４１１に出力する。そして本ルーチンを終了してメインルーチンに戻る。
【０１０２】
一方、ステップＳ３０４において制御電流Ｉが所定値Ｉ1未満であると判定した場合は、ステップＳ３０７に進む。
ステップＳ３０７では、所定値Ｉ1を制御電流Ｉとして書き換える。そしてステップＳ３０６に進む。
ステップＳ３０５において制御電流Ｉが所定値Ｉ2より大きいと判定した場合、ステップＳ３０８に進む。
【０１０３】
ステップＳ３０８では、所定値Ｉ2を制御電流Ｉとして書き換える。そしてステップＳ３０６に進む。
以上のように、目標トルクＴrsと駆動トルクＴrとの差が縮小するようにＰＩ制御により制御電流Ｉを演算する。制御電流Ｉは予め定められた上下限の範囲（Ｉ1≦Ｉ≦Ｉ2）で設定される。
【０１０４】
目標吸入圧力設定手段４８１には、例えばエアコンスイッチ４０９のＯＮ／ＯＦＦ設定、車両の加速情報（例えばアクセル開度センサ４０８から入力したアクセル開度、スロットル開度等）、エンジン回転速度情報が入力され、図１８に示すように、これらの情報が所定の条件を満たすときに、第２制御モード（トルク制御）を選択し、それ以外のときは第１制御モード（空調制御）を選択する。
【０１０５】
図１８は、目標吸入圧力設定手段４８１でのモード切替制御手順を示すフローチャートである。
本ルーチンでは、ステップＳ４００において、上記起動判定、加速判定及びアイドリング判定を実行する。詳しくは、以下の条件１）〜３）を満たすか否かを判定する。
１）エアコンスイッチ４０９がＯＦＦからＯＮに切り換えられたか（起動判定）。
２）車両が加速状態であるか、例えばアクセル開度が所定値以上か（加速判定）。
３）車両がアイドリング状態であるか、例えば、アクセル開度ゼロでエンジン回転速度が所定値以下か（アイドリング判定）。そして、ステップＳ４０１に進む。
【０１０６】
ステップＳ４０１では、ステップＳ４００における起動判定、加速判定及びアイドリング判定の条件をいずれか１つでも満たしていた（ＯＮである）場合は、ステップＳ４０２に進む。
ステップＳ４０２では、第２制御モードを実行する。そして、本ルーチンをリターンする。
【０１０７】
一方、ステップＳ４０１において、ステップＳ４００における各条件がいずれも満たされていない場合は、ステップＳ４０３に進む。
ステップＳ４０３では、第１制御モードを実行する。そして、本ルーチンをリターンする。
以上により、第４実施形態によれば、圧縮機１００の駆動トルクが所定値になるように、吐出容量制御ができるため、エンジン負荷の状況に応じて圧縮機１００のトルクを調整でき、エンジンとの協調制御が可能となる。なお、トルク制御は第４実施形態に限定されず、図９〜図１４に示す第３実施形態をベースとしても実行可能であり、その他の外部信号により吐出容量制御が可能な可変容量圧縮機でも実行できる。
【０１０８】
また、本実施形態では目標トルクＴrsはエンジンＥＣＵ５００から指令されるとしたが、例えばエンジンＥＣＵ側の負荷情報をエアコンＥＣＵ４８０が受けて目標トルクＴrsを設定してもよい。また、エアコンＥＣＵ４８０が目標トルクＴrsを設定し、その目標トルクＴrsをエンジンＥＣＵ５００に出力してもよい。
また蒸発器目標温度設定手段４０１で設定された目標温度Ｔesと、蒸発器温度センサ４０２で検知された実際の温度Ｔeとの偏差を演算し、この偏差を縮小するように目標トルクを設定して空調制御を行ってもよい。
【０１０９】
本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、以上の実施形態では、冷凍サイクルの膨張装置２０として、固定オリフィスが用いられているが、可変オリフィス、温度膨張弁、電子制御弁等の弁機構を備えた膨張装置にしてもよい。この場合、弁機構の開口面積が変化するため、式（8）の係数Ｋは、開口面積の関数となるが、例えば熱負荷情報（外気温度、蒸発器ブロワ電圧、Ｐd、Ｐs、Ｐd−Ｐs等）や圧縮機回転速度センサ等の既存のセンサで検出可能とされる情報を代用変数として演算してもよい。
【０１１０】
また、式（8）の係数Ｋを膨張装置の流量係数の関数としてもよい。また、弁機構を備えた膨張装置においては流量係数を開口面積に応じて変化させてもよい。また、係数Ｋを開口面積、流量係数以外の変数の関数として演算した冷媒循環量と実際の冷媒循環量とが一致するように補正してもよい。
高圧圧力センサや低圧圧力センサの代わりに温度センサを用いて、温度情報から間接的に膨張装置の入口圧力及び出口圧力を検知してもよい。これにより、センサのコストを低減することができる。
【０１１１】
膨張装置の入口出口の圧力差に応答する弁機構と、弁機構に電磁力を作用させるソレノイドを備えた膨張装置を使用し、膨張装置の入口出口の圧力差を、膨張装置のソレノイドの通電量またはこれに相当する制御信号を用いて演算してもよい。
膨脹装置の入口冷媒密度を膨脹装置の入口温度から演算してもよい。
また、二酸化炭素を冷媒とする冷凍サイクルのように、冷媒を超臨界状態にして運転するものでは、膨脹装置の入口冷媒密度を膨脹装置の入口温度と膨脹装置の入口圧力とから演算してもよい。また、膨脹装置の入口の冷媒密度を膨脹装置の入口圧力から演算してもよい。
【０１１２】
圧縮器の駆動トルク演算式は変数として、少なくとも膨脹装置を通過する冷媒質量流量を変数として含んでいればよく、式（7）に限定されない。また、式（7）から機械効率ηmを削除して、機械損失に相当する項を式（7）に負荷してもよい。
第２実施形態及び第３実施形態においては、Ｐsは制御電流の関数として演算されるが、例えば最大吐出容量で動作している状態では、実際のＰsが制御電流から演算されたＰsより大きくなる場合が想定される。このような場合トルク演算精度が悪化するので、例えば最大吐出容量状態での吐出圧力Ｐsを推定して制御電流Ｉから演算された吐出圧力Ｐsと比較し、最大吐出容量か吐出容量制御状態か判定し、その判定結果により最大吐出容量状態でのトルク演算式または吐出容量制御状態のトルク演算式を選択するという方法を行なってもよい。
【０１１３】
あるいは、制御電流Ｉから演算された吐出圧力Ｐsが、推定された最大吐出容量状態でのＰ吐出圧力Ｐsより低ければ、最大吐出容量状態での吐出圧力Ｐsに相当する制御電流に変更して実際の吐出圧力Ｐsと一致させる方法を行ってもよい。
熱負荷情報としては、上記実施形態のように外気温度Ｔaや蒸発器ブロワ電圧を採用する他に、外気湿度、高圧領域の圧力及び温度、低圧領域の圧力及び温度、高圧領域と低圧領域との圧力差、日射量、エアコン各種設定（エアコンＯＮ/ＯＦＦ設定、内外気切換ドア位置、社内温度設定、吹き出し口位置、エアミックスドア位置）、車内温度／湿度、蒸発器入口空気温度及び湿度、蒸発器の冷却状態を表す温度/圧力等を採用してもよい。これらを多く用いることで、精度の向上を図ることができる。
【０１１４】
圧縮機回転速度は、エンジン回転速度を検知して演算したが、直接圧縮機回転速度を検知すること、また車速とギヤシフト位置から間接的に演算してもよい。
また、本発明の構成をエアコンＥＣＵとコンプＥＣＵあるいはエンジンＥＣＵ内に設けてもよい。
以上の実施形態では、圧縮機として、斜板式のクラッチレス可変容量圧縮機を採用したが、これに限らず、例えば固定容量圧縮機、スクロールあるいはベーン構造の可変容量圧縮機等、種々の構造の圧縮機に本発明を適用することができる。
【０１１５】
また、冷媒としては、Ｒ１３４ａに限定されず、二酸化炭素やその他の新冷媒を使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】車両用エアコンシステムの冷凍サイクルの概略構成図である。
【図２】圧縮機の構造を示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る容量制御弁の構造を示す断面図である。
【図４】ソレノイドの通電量と吸入圧力との関係を示すグラフである。
【図５】第１実施形態のエアコンＥＣＵの構成を示すブロック図である。
【図６】制御電流Ｉの設定制御手順を示すフローチャートである。
【図７】ソレノイド駆動手段の詳細構成図である。
【図８】第２実施形態のエアコンＥＣＵの構成を示すブロック図である。
【図９】第３実施形態での圧縮機の構造を示す断面図である。
【図１０】第３実施形態での容量制御弁の構造を示す断面図である。
【図１１】制御電流と吸入圧力との関係を示すグラフである。
【図１２】第３実施形態のエアコンＥＣＵの構成を示すブロック図である。
【図１３】エンジンＥＣＵでの制御電流の設定手順を示すフローチャートである。
【図１４】目標吸入圧力Ｐの設定手順を示すフローチャートである。
【図１５】第４実施形態のエアコンＥＣＵの構成を示すブロック図である。
【図１６】第４実施形態でのソレノイドの通電量と吸入圧力との関係を示すグラフである。
【図１７】第２制御モードでの制御手順を示すフローチャートである。
【図１８】モード切替制御手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１７】
１ 冷凍サイクル
１０ 放熱器
２０ 膨脹装置
３０ 蒸発器
１００ 圧縮機
１０５ クランク室
１０７ 斜板
１１７ ピストン
１１９ 吸入室
１２０ 吐出室
３００ 容量制御弁
３０４ａ 弁体
３１４ ソレノイド
４００ エアコンＥＣＵ
４０２ 蒸発器温度センサ
４０３ 高圧圧力センサ
４０４ 低圧圧力センサ
４０５ エンジン回転速度センサ
４０６ 外気温度センサ
５００ エンジンＥＣＵ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアコンシステムに使用される圧縮機のトルクを演算する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両エアコンシステムに用いられる圧縮機の駆動トルクは、エンジンにとって大きな負荷となっており、このため圧縮機の駆動トルクを演算または検知することは従来から重要な技術課題であった。特に可変容量圧縮機では、高外気温度領域において最大吐出容量で動作している場合と、低外気温度領域において吐出容量制御状態で動作している場合とで圧縮機の駆動トルクが大きく変化するため、圧縮機の駆動トルクを演算または検知することが必要とされている。圧縮機の駆動トルクを正確に演算または検知できない場合には、例えば車両アイドリング時において、エンジン回転速度の安定した制御が困難となるばかりでなく、エンジンストールに至る虞がある。
【０００３】
圧縮機の駆動トルクＴrは、以下の式（1）〜（3）により、圧縮仕事Ｌから理論的に求めることができる。
【０００４】
【数２】
【０００５】
ここで、Ｎcは圧縮機の回転速度、ηmは機械効率、ｎはポリトロープ指数、Ｇrは冷媒質量流量、Ｐsは吸入圧力、Ｖsは吸入冷媒比体積、Ｐdは吐出圧力、ηvは体積効率、Ｖcは容積である。
上記の式（1）〜(3）により圧縮機のトルクを求める方法では、可変容量圧縮機のように容積Ｖcが変化するようなものでは、冷媒質量流量Ｇrを正確に演算または検知することは困難であった。
【０００６】
そこで、特許文献１に記載されているように、容量制御弁のソレノイドの通電量と外気温度とから圧縮機のトルクを演算する方法が開発されている。この方法では、容積Ｖcが変化して吸入圧力Ｐsが変動する場合でも圧縮機の駆動トルクの演算が可能であり、更には検知手段を削減することも可能であってコストダウンを図ることができる。
また、特許文献２には、圧縮機の吐出室と凝縮器との間に絞りを設けるとともに、絞りの上流側と下流側との差圧を機械的に検知する差圧検知手段を備え、この差圧検知手段が検知した差圧に基づいて自律的に弁開度調整可能とし、更には差圧検知手段の設定差圧を変更可能な電磁アクチュエータを備えた容量制御弁を有する可変容量圧縮機が記載されており、この容量制御弁において、電磁アクチュエータのコイルに流れる電流を変数として圧縮機の駆動トルクを演算する方法が記載されている。この方法では、冷媒流量（冷媒吐出量）が差圧検知手段で検知される差圧ΔＰの関数であり、また差圧ΔＰはコイルの電流Ｉの関数であるため、冷媒流量を簡易な方法で検知でき、駆動トルクの演算が容易となる利点がある。
【特許文献１】特開平１０−３８７１７号公報
【特許文献２】特開２００１−３１７４６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、ソレノイドの通電量と外気温度のみから駆動トルクを簡易的に演算しており、演算精度を十分に確保することが困難であった。
一方、特許文献２に記載の方法は、現在主流となっている吸入圧力が所定値になるように吐出容量を自律制御する可変容量圧縮機には適用できず、ソレノイドのない固定容量圧縮機にも適用できない。即ち、特許文献２に記載の方法では圧縮機のトルク演算方法としては汎用性が低いという問題点がある。また、特許文献２に記載の方法では、圧縮機の吐出室と凝縮器との間に絞りを設けることから、圧力損失が増加し、冷凍サイクルの効率が低下してしまう。更には、差圧ΔＰに基づいて吐出容量をフィードバック制御する可変容量圧縮機にこの方法を採用すると、冷媒の循環量が不足している状態で圧縮機を運転させたときに、差圧ΔＰが目標値に達することができず、吐出容量が加速的に増大し、常に最大容量で動作する虞もある。
【０００８】
そこで、本願は上述した事情に基づいてなされ、圧縮機の構造に拘わらず広く適用可能であるとともに、冷凍サイクルの効率を低下させることなく、圧縮機の駆動トルクを正確に演算可能な駆動トルク演算装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するべく、本発明によれば、圧縮機、放熱器、膨張装置、蒸発器を順次接続してなる冷凍サイクルに適用される圧縮機の駆動トルク演算装置であって、前記膨張装置を通過する冷媒の質量流量を変数として含む演算式により前記圧縮機の駆動トルクを演算することを特徴とする圧縮機の駆動トルク演算装置が提供される（請求項１）。
好ましくは、前記膨張装置を通過する冷媒の質量流量Ｇrを次式により演算する（請求項２）。
【００１０】
【数３】
【００１１】
ここで、ρは前記膨張装置の入口冷媒密度、Ｐexp1は前記膨張装置の入口圧力、Ｐexp2は前記膨張装置の出口圧力、Ｋは係数である。
好ましくは、前記駆動トルクを演算する演算式は、更に前記圧縮機の吐出圧力領域の圧力、吸入圧力領域の圧力及び前記圧縮機の回転速度を変数として含む（請求項３）。
好ましくは、前記冷凍サイクルの高圧領域での圧力である高圧圧力を検出する高圧圧力検知手段が備えられ、前記膨張装置の入口圧力を前記高圧圧力検知手段により検知された高圧圧力を変数として演算する（請求項４）。
【００１２】
好ましくは、前記高圧圧力検知手段を前記高圧領域におけるガス領域に設置する（請求項５）。
好ましくは、前記冷凍サイクルの低圧領域での圧力である低圧圧力を検知する低圧圧力検知手段を備え、前記膨張装置の出口圧力を前記低圧圧力検知手段により検知された低圧圧力を変数として演算する（請求項６）。
【００１３】
好ましくは、前記圧縮機は、冷媒が吸入される吸入圧力領域と、該吸入された冷媒を圧縮する圧縮機構と、該圧縮された冷媒が吐出される吐出圧力領域と、前記圧縮機構から吐出される冷媒の吐出容量を調整する可変容量機構と、当該可変容量機構を作動させる制御圧力を蓄える制御圧力室と、前記吸入圧力領域の圧力を検知する検知部材を有する弁機構と、前記弁機構に電磁力を作用させるソレノイドとから構成されて前記制御圧力室の圧力を変更する容量制御弁とを具備し、外部情報を検知する外部情報検知手段により検知された外部情報に基づいて前記容量制御弁の開度を調整し、前記制御圧力室の圧力を変化させて前記可変容量機構を作動させ、前記圧縮機構から吐出される冷媒の吐出容量を調整する可変容量圧縮機であって、前記吸入圧力検知部材が前記低圧圧力検知手段を構成し、前記吸入圧力領域の圧力を前記ソレノイドの通電量またはこれに相当する制御信号を変数として演算し、該演算された前記吸入圧力領域の圧力を変数として前記膨張装置の出口圧力を演算する（請求項７）。
【００１４】
好ましくは、前記圧縮機は、冷媒が吸入される吸入圧力領域と、該吸入された冷媒を圧縮する圧縮機構と、該圧縮された冷媒が吐出される吐出圧力領域と、前記圧縮機構から吐出される冷媒の吐出容量を調整する可変容量機構と、該可変容量機構を作動させる制御圧力を蓄える制御圧力室と、前記吐出圧力領域の圧力を受ける第１受圧面と、該第１受圧面に作用する前記吐出圧力領域の圧力と対向する方向に前記吸入圧力領域の圧力を受ける第２受圧面とが形成された感圧部材を有する弁機構と、前記感圧部材に作用する前記吐出圧力領域の圧力による力と対抗する方向に前記弁機構に電磁力を作用させるソレノイドとから構成されて前記制御圧力室の圧力を変更する容量制御弁とを具備し、外部情報を検知する外部情報検知手段により検知された外部情報に基づいて前記容量制御弁の開度を調整し、前記制御圧力室の圧力を変化させて前記可変容量機構を作動させ、前記圧縮機構から吐出される冷媒の吐出容量を調整する可変容量圧縮機であって、前記吸入圧力領域の圧力は、前記高圧圧力検知手段により検知された高圧圧力と、前記ソレノイドの通電量またはこれに相当する制御信号と、を変数として演算し、該演算された前記吸入圧力領域の圧力を変数として前記膨張装置の出口圧力を演算する（請求項８）。
【００１５】
好ましくは、前記膨張装置の入口圧力及び前記膨張装置の出口圧力を演算する演算式は、更に前記冷凍サイクルの熱負荷情報及び前記圧縮機の回転数の少なくともいずれか１つの外部情報を変数として演算する（請求項９）。
好ましくは、前記膨張装置の入口冷媒密度は、前記膨張装置の入口冷媒温度及び前記高圧圧力検知手段により検知された高圧圧力の少なくともいずれか１つを変数として演算する（請求項１０）。
【００１６】
好ましくは、前記膨張装置は弁機構を有し、前記係数Ｋを前記弁機構の開口面積を変数として演算し、前記弁機構の開口面積を前記冷凍サイクルの熱負荷情報及び前記圧縮機の回転数の少なくともいずれか１つの外部情報を変数として演算する（請求項１１）。
好ましくは、前記圧縮機は外部駆動源により駆動され、前記駆動トルク演算装置は、演算した前記圧縮機の駆動トルクを前記外部駆動源の制御装置に出力する（請求項１２）。
【００１７】
また、冷媒が吸入される吸入圧力領域と、該吸入された冷媒を圧縮する圧縮機構と、該圧縮された冷媒が吐出される吐出圧力領域と、前記圧縮機構から吐出される冷媒の吐出容量を調整する可変容量機構と、当該可変容量機構を作動させる制御圧力を蓄える制御圧力室と、前記制御圧力室の圧力を変更する容量制御弁とを具備し、外部情報を検知する外部情報検知手段により検知された外部情報に基づいて前記容量制御弁の開度を調整し、前記制御圧力室の圧力を変化させて前記可変容量機構を作動させ、前記圧縮機構から吐出される冷媒の吐出容量を調整する可変容量圧縮機の容量制御システムであって、前記容量制御システムは、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の駆動トルク演算装置と、前記圧縮機の吐出容量制御の目標となる駆動トルクを設定する目標トルク設定手段とを備え、前記駆動トルク演算装置で演算された前記圧縮機の駆動トルクが、前記目標トルク設定手段で設定された目標トルクに近づくように前記容量制御弁の開度を調整することを特徴とする可変容量圧縮機の容量制御システムが提供される（請求項１３）。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の請求項１の圧縮機の駆動トルク演算装置では、膨張装置を通過する冷媒の質量流量を冷凍サイクルでの冷媒循環量として駆動トルクを演算するので、圧縮機の構造に拘わらず正確に駆動トルクを演算することができる。
請求項２の圧縮機の駆動トルク演算装置では、冷媒の質量流量が正確に求められ、簡素な構成で駆動トルクの演算精度を向上させることができる。
【００１９】
また、膨張装置の減圧作用を利用して冷媒循環量を演算するので、駆動トルクの演算を行う為に冷凍サイクルに新たに絞りを設ける必要がなく、冷凍サイクルの効率低下を防止することができる。更に膨張装置の入口圧力と出口圧力との差圧を用いて冷媒循環量を演算することから、差圧を十分に大きく取ることができ、特に可変容量圧縮機のように吐出流量が小さくなる場合でも差圧を検出でき、低吐出容量時の冷媒循環量の演算を可能とすることができる。
【００２０】
請求項３の圧縮機の駆動トルク演算装置では、圧縮機の吐出圧力領域の圧力、吸入圧力領域の圧力及び圧縮機の回転速度を変数として含むことで、圧縮機の駆動トルクの演算精度を向上させることができる。
請求項４の圧縮機の駆動トルク演算装置では、膨張装置の入口圧力の演算精度を確保することができる。
【００２１】
請求項５の圧縮機の駆動トルク演算装置では、ガス領域における高圧圧力の素早い変化に応答して冷媒循環量が演算可能となり、過渡運転時での圧縮機の駆動トルクの演算精度を向上させることができる。
請求項６の圧縮機の駆動トルク演算装置では、膨張装置の出口圧力の演算精度を確保することができる。
【００２２】
請求項７の圧縮機の駆動トルク演算装置では、容量制御弁の検知部材が低圧圧力検知手段を兼ねているため、駆動トルク演算装置の簡素化を図ることができる。また、圧縮機側の吸入圧力領域の圧力変化に同期して冷媒循環量を演算可能となり、圧縮機の駆動トルクの演算精度を向上させることができる。
請求項８の圧縮機の駆動トルク演算装置では、高圧圧力検知手段と容量制御弁の感圧部材とで吸入圧力領域の圧力及び膨張装置の出口圧力を演算するため、駆動トルク演算装置の簡素化を図ることができる。また、圧縮機側の吐出圧力領域の圧力変化に同期して冷媒循環量を演算可能となり、圧縮機の駆動トルクの演算精度を向上させることができる。
【００２３】
請求項９の圧縮機の駆動トルク演算装置では、膨張装置の入口圧力及び出口圧力の演算精度が向上し、圧縮機の駆動トルクの演算精度を向上させることができる。
請求項１０の圧縮機の駆動トルク演算装置では、膨張装置の入口冷媒温度の演算精度が向上し、圧縮機の駆動トルクの演算精度を向上させることができる。
請求項１１の圧縮機の駆動トルク演算装置では、弁機構を有する膨張装置の冷媒循環量の演算精度が向上し、圧縮機の駆動トルクの演算精度を向上させることができる。
【００２４】
請求項１２の圧縮機の駆動トルク演算装置では、圧縮機の駆動トルク演算精度が向上するため、外部駆動源の作動制御の安定化に寄与できる。
請求項１３の圧縮機の駆動トルク演算装置では、エンジン負荷に応じて圧縮機の正確な駆動トルク制御が可能となり、エンジンとの協調制御が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、車両用エアコンシステムの冷凍サイクルの概略構成図である。
図１に示すように、車両用エアコンシステムの冷凍サイクル１は、作動流体としての冷媒（例えばＲ１３４ａ）が循環する循環路５を備える。循環路５には、冷媒の流動方向で順番に、圧縮機１００、放熱器（凝縮器）１０、膨張装置（固定オリフィス）２０、蒸発器３０、液体状の冷媒を貯留するアキュムレータ４０が介挿されている。圧縮機１００は、冷媒の吸入工程、吸入した冷媒の圧縮工程及び圧縮した冷媒の吐出工程からなる一連のプロセスを行い、循環路５に冷媒を循環させる。
【００２６】
蒸発器３０は、車両用空調システムの空気回路の一部をも構成している。蒸発器３０を通過する空気流は、蒸発器３０内の冷媒によって気化熱を奪われて冷却される。冷媒は、例えばＲ１３４ａのように高圧領域で凝縮する特性を有している。
図２は、圧縮機１００の構造を示す断面図である。
圧縮機１００は、斜板式のクラッチレス可変容量圧縮機であり、複数のシリンダボア１０１aを備えたシリンダーブロック１０１と、シリンダーブロック１０１の一端に連結されたフロントハウジング１０２と、シリンダーブロック１０１の他端にバルブプレート１０３を介して連結されたリアハウジング１０４とを備えている。
【００２７】
シリンダーブロック１０１とフロントハウジング１０２とによってクランク室１０５が規定され、クランク室１０５内を縦断して駆動軸１０６が延びている。駆動軸１０６は、クランク室１０５内に配置された環状の斜板１０７を貫通し、斜板１０７は、駆動軸１０６に固定されたロータ１０８と連結部１０９を介してヒンジ結合されている。従って、斜板１０７は、駆動軸１０６に沿って移動しながら傾動可能である。
【００２８】
ロータ１０８と斜板１０７との間には、駆動軸１０６の周囲に、斜板１０７を最小傾角に向けて付勢するコイルばね１１０が装着される一方、斜板１０７を挟んで反対側、即ち斜板１０７とシリンダーブロック１０１との間には、駆動軸１０６の周囲に、斜板１０７を最大傾角に向けて付勢するコイルばね１１１が装着されている。
駆動軸１０６は、フロントハウジング１０２の外側に突出したボス部１０２ａ内を貫通して、その先端が外側まで延在している。駆動軸１０６とボス部１０２aとの間には、軸封装置１１２が挿入されており、フロントハウジング１０２の内部と外部とを遮断している。駆動軸１０６はラジアル方向及びスラスト方向にベアリング１１３，１１４，１１５，１１６によって回転自在に支持されている。駆動軸１０６は、ボス部１０２ａから突出した先端にエンジン等の外部駆動源から駆動力が伝達されて、回転駆動される。
【００２９】
シリンダボア１０１ａ内にはピストン１１７が配置され、ピストン１１７には、クランク室１０５内に突出したテール部が一体に形成されている。テール部に形成された凹所１１７ａ内には一対のシュー１１８が配置され、シュー１１８は斜板１０７の外周部に対し挟み込むように摺接している。従って、シュー１１８を介して、ピストン１１７と斜板１０７とは互いに連動し、駆動軸１０６の回転によりピストン１１７がシリンダボア１０１ａ内を往復動する。
【００３０】
リアハウジング１０４には、吸入室１１９（吸入圧力領域）及び吐出室１２０（吐出圧力領域）が区画形成され、吸入室１１９は、バルブプレート１０３に設けられた吸入孔１０３ａを介してシリンダボア１０１ａと連通可能である。吐出室１２０は、バルブプレート１０３に設けられた吐出孔１０３ｂを介してシリンダボア１０１ａと連通している。なお、吸入孔１０３ａ及び吐出孔１０３ｂは、図示しない吸入弁及び吐出弁によってそれぞれ開閉される。
【００３１】
シリンダーブロック１０１の外側にはマフラ１２１が設けられている。マフラを構成をするマフラケーシング１２２は、シリンダーブロック１０１に一体に形成されたマフラベース１０１ｂに図示しないシール部材を介して接合されている。マフラケーシング１２２及びマフラベース１０１ｂはマフラ空間１２３を規定し、マフラ空間１２３は、リアハウジング１０４、バルブプレート１０３及びマフラベース１０１ｂを貫通する吐出通路１２４を介して吐出室１２０と連通している。
【００３２】
マフラケーシング１２２には吐出ポート１２２ａが形成され、マフラ空間１２３には、吐出通路１２４と吐出ポート１２２ａとの間を遮るように逆止弁２００が配置されている。具体的には、逆止弁２００は、吐出通路１２４側の圧力とマフラ空間１２３側の圧力との圧力差に応じて開閉し、この圧力差が所定値より小さい場合閉作動し、圧力差が所定値より大きい場合は開作動する。
【００３３】
吐出室１２０は、吐出通路１２４、マフラ空間１２３及び吐出ポート１２２ａを介して循環路５の往路部分と連通可能であり、この連通は逆止弁２００によって断続される。一方、吸入室１１９は、リアハウジング１０４に設けられた吸入ポート１０４ａを介して循環路５の復路部分と連通している。
リアハウジング１０４には、容量制御弁（電磁制御弁）３００が接続されており、容量制御弁３００は、吐出室１２０とクランク室１０５とを連通する給気通路１２５に介装されている。給気通路１２５の一部は、吐出室１２０とクランク室１０５との間を連通するようにリアハウジング１０４からバルブプレート１０３を経てシリンダーブロック１０１にまで亘っている。
【００３４】
一方、吸入室１１９は、クランク室１０５と抽気通路１２６を介して連通している。抽気通路１２６は、駆動軸１０６とベアリング１１５,１１６との隙間、空間１２８及びバルブプレート１０３に形成された固定オリフィス１０３ｃからなる。
また、容量制御弁３００は、感圧通路１２７を通じて、給気通路１２５とは独立して吸入室１１９に接続されている。容量制御弁３００は、クランク室１０５への吐出ガス導入量を調整してクランク室１０５内の圧力を変化させることで、圧縮機１００の吐出容量を変化させる機能を有する。容量制御弁３００には、圧縮機１００の外部に設けられたエアコンＥＣＵ４００が接続され、エアコンＥＣＵ４００から供給される制御電流Ｉに基づいて作動制御される。
【００３５】
図３は、本発明の第１実施形態に係る容量制御弁３００の構造を示す断面図である。
図３に示すように、容量制御弁３００は、弁ユニットと弁ユニットを開閉作動させる駆動ユニットとからなる。弁ユニットは、円筒状の弁ケーシング３０１を有し、内部に感圧室３０２、弁室３０６が軸方向に並んで形成されている。弁ケーシング３０１の外周面には、通孔３０１ａ、通孔３０１ｃ及び通孔３０１ｄが形成されている。感圧室３０２は通孔３０１ａ及び感圧通路１２７を介して吸入室１１９と連通している。弁室３０６は、通孔３０１ｃ及び給気通路１２５の上流側部分を介して吐出室１２０と連通している。通孔３０１ｄは、給気通路１２５の下流側部分を介してクランク室１０５と連通している。弁室３０６と通孔３０１ｄとは弁ケーシング３０１の中央で軸方向に延びる弁孔３０１ｂにより連通可能となっている。
【００３６】
感圧室３０２内には、ベローズ３０３が配設されている。ベローズ３０３は、内部を真空にしてバネが内蔵され、弁ケーシング３０１の軸方向に変位可能に配置されており、感圧室３０２内、即ち吸入室１１９内の圧力である吸入圧力Ｐsを受圧する機能を有する。
弁ケーシング３０１には、感圧ロッド３０４が軸方向に摺動可能に支持されている。感圧ロッド３０４は、一端がベローズ３０３に当接している一方、他端には円柱状の弁体３０４ａが一体成形されている。弁体３０４ａは、ベローズ３０３の伸縮に応じて移動し弁孔３０１ｂを開閉する機能を有する。
【００３７】
ベローズ３０３は、感圧ロッド３０４とは反対側の端部がベローズガイド３１３により支持されている。ベローズガイド３１３は、圧力設定部材３１４に摺動可能に支持されている。圧力設定部材３１４は、一端が閉塞された筒状に形成されており、弁ケーシング３０１に軸方向に圧入固定されている。圧力設定部材３１４とベローズガイド３１３との間には、ベローズ３０３を感圧ロッド３０４に向かって（開弁方向に）押圧する強制解放バネ３１５が配設されている。
【００３８】
駆動ユニットは円筒状のソレノイドケーシング３１０を有し、ソレノイドケーシング３１０は弁ケーシング３０１の他端に同軸的に連結されている。ソレノイドケーシング３１０内には、筒状のソレノイド３１２が収容されている。またソレノイドケーシング３１０内には、同心上に円筒状の固定コア３０５が収容かつ固定され、固定コア３０５は、弁ケーシング３０１からソレノイド３１２の内部をその中央まで延びている。固定コア３０５は、弁ケーシング３０１と反対側の端部が、一端が閉塞した筒状のスリーブ３１１によって囲まれて閉塞している。スリーブ３１１と固定コア３０５との間には、軸方向に所定の隙間を有して可動コア３０７が収納されている。
【００３９】
固定コア３０５の弁ユニット側の端部には、中央を貫通する孔の一部として支持孔３０５ａが形成され、支持孔３０５ａには弁体３０４ａの一端が摺動可能に挿入され弁体３０４ａを支持する。
固定コア３０５にはソレノイドロッド３０８が挿入されており、ソレノイドロッド３０８の一端は弁体３０４ａに固定され、他端は固定コア３０５から突出して可動コア３０７に固定されている。可動コア３０７とスリーブ３１１との間には、可動コア３０７を固定コア３０５側に向かって（閉弁方向に）押圧するばね３０９が設けられている。
【００４０】
可動コア３０７、固定コア３０５及びソレノイドケーシング３１０は磁性材料で形成され、磁気回路を構成する。スリーブ３１１は非磁性材料のステンレス系材料で形成されている。
スリーブ３１１の内部の空間は、通孔３０１ｅを介して感圧室３０２と連通している。したがって、弁体３０４ａの他端側の面には吸入圧力Ｐsによる力が作用する。
【００４１】
弁孔３０１ｂの断面積と支持孔３０５ａに支持される弁体３０４ａの断面積が略同等に設定されている。したがって、弁体３０４ａには、開方向及び閉方向に吐出圧力Ｐdによる力が作用しない。また、感圧ロッド３０４の断面積も弁孔３０１ｂの断面積と略同等に設定されており、弁体３０４ａには開方向及び閉方向に夫々通孔３０１ｄ内の圧力、即ちクランク室１０５内の圧力であるクランク圧力Ｐcによる力が作用して、これらを互いに打ち消し合っている。
【００４２】
したがって容量制御弁３００の吸入圧力制御特性は、実質的に吐出圧力Ｐd及びクランク圧力Ｐcの影響を受けず、ソレノイド３１２の通電量（制御電流）Ｉに基づいて制御対象となる吸入圧力Ｐsを一義的に決定できる。図４は、ソレノイド３１２の通電量（制御電流）と吸入圧力Ｐsとの関係を示すグラフである。
詳しくは、容量制御弁３００の弁体３０４ａに作用する力は、ソレノイド３１２による電磁力Ｆ(I)の他に、ばね３０９による付勢力ｆs1、ベローズ３０３による付勢力ｆs2（ベローズ３０３内のばね及び強制開放バネ３１５による付勢力）、吸入圧力Ｐsによる付勢力であって、その関係は、ベローズ３０３の有効受圧面積をＳbとすると、式（4）で表される。そして、この式(4)を、吸入圧力Ｐsを求める式に変形すると、式（5）となる。
【００４３】
【数４】
【００４４】
ここでＳbは定数であり、ばね３０９による付勢力ｆs1及びベローズ３０３による付勢力ｆs2は変位に基づいて決定されるので、式（5）からソレノイドの制御電流Ｉに基づいて制御対象となる吸入圧力Ｐsが一義的に決定されることが判明される。
次に、圧縮機１００の動作について説明する。
車両エンジン作動状態でエアコン非作動時には、エアコンＥＣＵ４００は容量制御弁３００のソレノイド３１２へ電流を供給せず、強制開放バネ３１５の付勢力により弁体３０４ａが強制開放されて圧縮機１００の吐出容量は最小となる。このとき、逆止弁２００が閉じるようにその内部のばねの付勢力が設定されており、その結果凝縮器１０側への冷媒循環は遮断される。最小の吐出容量で吐出室１２０に吐出された冷媒は容量制御弁３００を含む吐出室１２０とクランク室１０５との連通路１２５を経てクランク室１０５に流入し、さらにクランク室１０５から、ベアリング１１５、１１６と駆動軸１０６との隙間を抜け、固定オリフィス１０３ｃを介して吸入室１１９に戻る内部循環回路を循環している。
【００４５】
エアコンを作動開始すると、容量制御弁３００のソレノイド３１２へ所定の電流が流れ、吐出室１２０とクランク室１０５との連通路１２５が遮断されるため、クランク圧力Ｐcが低下して吸入圧力Ｐsと同等となり、斜板１０７の傾角が増大して、ピストンストロークが増大する。これにより、吐出室１２０の圧力が高まり、逆止弁２００の前後差圧が所定値を超えると逆止弁２００が開弁して圧縮冷媒が凝縮器１０側に流れる。そして、圧縮機１００の作動時には、エアコンＥＣＵ４００は、容量制御弁３００のソレノイド３１２へ所定の電流を通電し、図４に示す所定の吸入圧力を維持するように圧縮機１００の吐出容量が制御される。
【００４６】
図５はエアコンＥＣＵ４００における本発明の特徴部分の構成を示したブロック図である。
エアコンＥＣＵ４００は、目標吸入圧力設定手段４１０、ソレノイド駆動手段４１１、エンジンの駆動トルク演算手段４１２及び各種センサ、設定手段から構成されている。
上記各種センサとしては、蒸発器温度センサ４０２、高圧圧力センサ４０３、低圧圧力センサ４０４、エンジン回転速度センサ４０５、外気温度センサ４０６が用いられる。蒸発器温度センサ４０２は、通風経路の蒸発器３０出口に設置され、蒸発器出口空気温度Ｔeを検知する。高圧圧力センサ４０３は、凝縮器１０の入口側に設置され、圧縮機１００の吐出室１２０から膨張装置２０の入口までの高圧領域における冷媒圧力である高圧圧力ＰHを検知する。低圧圧力センサ４０４は、アキュムレータ４０の入口側に設置され、圧縮機１００の吸入室１１９から膨張装置２０の出口までの低圧領域における冷媒圧力である低圧圧力ＰLを検知する。エンジン回転速度センサ４０５は、エンジン回転速度を検出するものであって、所定のプーリ比を掛けて圧縮機１００の駆動速度の情報として使用する。エンジン回転速度センサ４０５からのエンジン回転速度情報は、エンジンＥＣＵ５００を経由して入力される。外気温度センサ４０６は、例えば通風経路の蒸発機３０入口に設置され、外気温度Ｔaを検知する。
【００４７】
エアコンＥＣＵ４００には、上記設定手段として、蒸発器目標温度設定手段４０１及び蒸発器ブロワ電圧設定器４０７が用いられている。蒸発器目標温度設定手段４０１は、図示しない温度設定器から入力した車室内設定温度と外部情報に基づいて、圧縮機１００の吐出容量制御の最終目標値となる蒸発器出口での空気の目標温度Ｔesを設定する。蒸発器ブロワ電圧設定器４０７は蒸発器３０の送風量を決定するブロワ電圧ＶLを設定する。
【００４８】
目標吸入圧力設定手段４１０は、蒸発器目標温度設定手段４０１で設定された目標温度Ｔesと、蒸発器温度センサ４０２で検知された実際の蒸発器出口空気温度Ｔeとの偏差を演算し、この偏差を縮小するように圧縮機１００の目標吸入圧力Ｐss、即ち吐出容量制御信号としての容量制御弁３００への制御電流Ｉを設定する。
目標吸入圧力設定手段４１０における制御電流Ｉの設定要領を図６を用いて詳述する。図６は、制御電流Ｉの設定制御手順を示すフローチャートである。
【００４９】
先ずステップ１０では、蒸発器目標温度設定手段４０１で設定された目標温度Ｔesを読み込む。そして、ステップＳ１１に進む。
ステップＳ１１では、蒸発器温度センサ４０２で検知された蒸発器出口空気温度Ｔeを読み込む。そして、ステップＳ１２に進む。
ステップＳ１２では、ステップ１０で読み込んだ目標温度ＴesとステップＳ１１で読み込んだ蒸発器出口空気温度Ｔeとの差ΔＴを求める。そして、Ｓ１３に進む。
【００５０】
ステップＳ１３では、制御電流Ｉを演算する。詳しくは、制御電流Ｉ（Ｉｎ）は式（6）により求められる。なお、ａ1、ａ2は定数であり、適宜設定される。
Ｉｎ＝Ｉｎ−１+ａ1・（（ΔＴｎ−ΔＴｎ−１）＋ａ2・ΔＴｎ）・・・（6）
そして、ステップＳ１４に進む。
ステップＳ１４では、制御電流Ｉが所定値Ｉ1以上であるか否かを判別する。所定値Ｉ1以上である場合は、ステップＳ１５に進む。
【００５１】
ステップＳ１５では、制御電流Ｉが所定値Ｉ2以下であるか否かを判別する。所定値Ｉ2以下である場合は、ステップＳ１６に進む。
ステップＳ１６では、制御電流Ｉをソレノイド駆動手段４１１に出力する。そして本ルーチンをリターンする。
一方、ステップＳ１４において制御電流Ｉが所定値Ｉ1未満であると判定した場合は、ステップＳ１７に進む。
【００５２】
ステップＳ１７では、所定値Ｉ1を制御電流Ｉとして書き換える。そしてステップＳ１６に進む。
ステップＳ１５において制御電流Ｉが所定値Ｉ2より大きいと判定した場合、ステップＳ１８に進む。
ステップＳ１８では、所定値Ｉ2を制御電流Ｉとして書き換える。そしてステップＳ１６に進む。
【００５３】
以上のように、目標吸入圧力設定手段４１０では、目標温度Ｔesと実際の温度である蒸発器出口空気温度Ｔeとの差が縮小するようにＰＩ制御により制御電流Ｉを制御する。制御電流Ｉは予め定められた範囲内（Ｉ1≦Ｉ≦Ｉ2）で設定される。
ソレノイド駆動手段４１１は、目標吸入圧力設定手段４１０で設定された制御電流Ｉに基づいて容量制御弁３００のソレノイド３１２を駆動する。制御電流Ｉは所定の駆動周波数（例えば４００〜５００Ｈｚ）のＰＷＭ（パルス幅変調）により、デューティ比を変更することにより調整される。
【００５４】
図７は、ソレノイド駆動手段４１１の詳細構成図である。
ソレノイド駆動手段４１１は、図７に示すように、電流検知手段５１０、制御電流比較判定手段５１１、制御信号発生手段５１２、スイッチング素子及びダイオードにより構成されている。電流検知手段５１０は、容量制御弁３００のソレノイド３１２に実際に流れている実電流を検出する。制御電流比較判定手段５１１は、目標吸入圧力設定手段４１０から入力した制御電流Ｉと電流検知手段５１０により検出した実電流とを比較する。制御信号発生手段５１２は、制御電流比較判定手段５１１により比較された結果に基づいて、スイッチング素子を制御する制御信号を発生する。スイッチング素子は、制御信号発生手段５１２からの制御信号に基づいて、電源ラインからソレノイド３１２に供給される電流を制御する。即ち、ソレノイド駆動手段４１１は、ソレノイド３１２に供給される電流が目標吸入圧力設定手段４１０で設定された制御電流Ｉとなるようにフィードバック制御する。
【００５５】
以上からエアコンＥＣＵ４００の空調制御は、蒸発器目標温度設定手段４０１で設定された目標温度Ｔesに、蒸発器温度センサ４０２で検知された蒸発器出口空気温度Ｔeが近づくように目標吸入圧力Ｐss、延いては制御電流Ｉを設定し、結果として圧縮機１００の吐出容量を制御するものである。
エアコンＥＣＵ４００の駆動トルク演算手段４１２は、高圧圧力センサ４０３、低圧圧力センサ４０４、エンジン回転速度センサ４０５の各センサで検知された外部情報に基づいて圧縮機１００の駆動トルクＴrを演算し、エンジンＥＣＵ５００に出力する。エンジンＥＣＵ５００は圧縮機１００の駆動トルク情報を参照してエンジンを最適な運転状態に制御する。
【００５６】
駆動トルク演算手段４１２において、圧縮機１００の駆動トルクＴrは以下の式（7）により求められる。
【００５７】
【数５】
【００５８】
ここで、Ｎcは圧縮機１００の回転速度、ηmは機械効率、ｎはポリトロープ指数、Ｇｒは冷媒質量流量、Ｐsは吸入圧力、Ｖsは吸入冷媒比体積、Ｐdは吐出圧力、ηvは体積効率である。
上記式（7）では、冷媒質量流量Ｇｒを圧縮機１００のピストン押しのけ量から算出するのではなく、膨張装置２０を通過する冷媒質量流量として計算することを特徴としている。このように、質量流量から計算すれば、圧力変動に拘わらず、冷凍サイクルの如何なる位置で測定した情報をもとに演算可能である。したがって、各種圧縮機に広く採用することができる。
【００５９】
膨張装置２０を通過する冷媒質量流量Ｇrは、以下の式（8）により求められる。
【００６０】
【数６】
【００６１】
ρは膨張装置２０の入口での冷媒密度、Ｐexp1は膨張装置２０の入口圧力、Ｐexp2は膨張装置２０の出口圧力、Ｋは係数であり、膨張装置２０の流量係数Ｃと開口面積Ａを含んでいる（Ｋ∝Ｃ・Ａ）。
ここで、高圧圧力センサ４０３で検知された圧力をＰHとすれば、膨張装置２０の入口圧力Ｐexp1は、凝縮器１０及び凝縮器１０から膨張装置２０に至る配管での損失を考慮して、Ｐexp1＝ｆ１（ＰH）で演算される。また、低圧圧力センサ４０５で検知された圧力をＰLとすれば、膨張装置２０の出口圧力Ｐexp2は、蒸発器３０及び凝縮器３０から膨張装置２０に至る配管での損失を考慮して、Ｐexp2＝ｆ２（ＰL）で演算される。
【００６２】
さらに、膨張装置２０の入口での冷媒密度ρは、膨張装置２０の入口における冷媒の飽和温度Ｔexp1を変数として演算可能であるが、飽和温度Ｔexp1は膨張装置２０の入口圧力Ｐexp1で演算できるため、結局ρ＝ｆ３（Ｐexp1）＝ｆ３（ｆ１（ＰH））で演算され、膨張装置２０の入口の冷媒密度ρは高圧圧力センサ４０３で検知された高圧圧力ＰHから演算される。
【００６３】
したがって膨張装置２０を通過する冷媒質量流量Ｇrは、高圧圧力センサ４０３で検知された高圧圧力ＰH、低圧圧力センサ４０４で検知された低圧圧力ＰLによって演算可能となる。
さらに、吐出圧力Ｐdは、吐出室１２０と高圧圧力センサ４０３が設置されている間の圧力損失を考慮して、Ｐd＝ｆ４（ＰH）で演算される。また吸入圧力Ｐsは、吸入室１１９と低圧圧力センサ４０４が設置されている間の圧力損失を考慮して、Ｐs＝ｆ６（ＰL）で演算される。
【００６４】
なお、これらの圧力損失は、例えば熱負荷情報として外気温度センサ４０６で検知される外気温度Ｔa及び蒸発器ブロワ電圧設定器４０７で設定されるブロワ電圧ＶLと、圧縮機回転速度Ｎcを変数として補正すればよく、Ｔa、ＶL、Ｎcが増大したときに圧力損失が増加するように補正すればよい。即ち、Ｐexp1、Ｐd、Ｐexp2、Ｐsは次式（9）〜（12）で演算される。
Ｐexp1＝ｆ１（ＰH）＝ｆ１（ＰH、Ｔa、ＶL、Ｎc）・・・（9）
Ｐd＝ｆ４（ＰH、Ｔa、ＶL、Ｎc）・・・（10）
Ｐexp2＝ｆ２（ＰL）＝ｆ２（ＰL、Ｔa、ＶL、Ｎc）・・・（11）
Ｐs＝ｆ５（ＰL）＝ｆ５（ＰL、Ｔa、ＶL、Ｎc）・・・（12）
また、圧縮機回転速度Ｎcは、エンジン回転速度センサ４０５で検知されたエンジン回転速度Ｎeに所定のプーリ比Ｒを掛けて、Ｎc＝Ｒ・Ｎeで演算される。なお、機械効率ηm
はあらかじめ定められた係数である。また吸入室１１９内の冷媒の比体積Ｖsは吸入圧力ＰｓからＶs＝ｆ６（Ｐs）で演算される。
【００６５】
以上から、圧縮機１００の駆動トルクは、高圧圧力センサ４０３、低圧圧力センサ４０４、エンジン回転速度センサ４０５、外気温度センサ４０６、蒸発器ブロワ電圧設定器４０７の各センサの出力信号により演算可能となり、これをエンジンＥＣＵ５００に出力することにより、適正なエンジン回転速度に制御され、特にアイドリング時のエンジン回転速度制御の安定化に寄与できる。
【００６６】
図８は、本発明の第２実施形態のエアコンＥＣＵ４２０の構成を示したブロック図である。
本発明の第２実施形態は、上述した第１実施形態のエアコンＥＣＵ４００をエアコンＥＣＵ４２０に置き換えたものである。以下、第１実施形態と異なる点を説明する。
エアコンＥＣＵ４２０は、エアコンＥＣＵ４００から低圧圧力センサ４０４を削除し、低圧圧力センサ４０４により検知される低圧圧力ＰLの代用として、目標吸入圧力設定手段４１０で設定された目標吸入圧力Ｐssを駆動トルク演算手段４２１に入力し、駆動トルクＴrを演算する。
【００６７】
圧縮機１００は吸入圧力領域の圧力を制御するものであり、吸入圧力Ｐsは図４に示すようにソレノイド３１２の制御電流Ｉから一義的に決定され、式（5）から演算される。そして、膨張装置２０の出口圧力Ｐexp2は、吸入室１１９から蒸発器３０を挟んで膨張装置２０の出口領域に至る圧力損失を考慮して演算すれば、低圧圧力センサ４０４は削除可能となる。
【００６８】
したがって、第２実施形態では、駆動トルク演算手段４２１において、第１実施形態におけるＰexp2＝ｆ２（ＰL）の代わりにＰexp2＝ｆ７（Ｐs）とし、Ｐs＝ｆ６（ＰL）の代わりに式（5）を用いて、式（7）及び式（8）により駆動トルクＴrが演算される。
第２実施形態では、吐出圧力Ｐdと吸入圧力Ｐsとから冷媒質量流量Ｇrを演算するため、圧縮機１００側の圧力変化に同期して膨脹装置の冷媒質量流量を演算可能となり、圧縮機１００の駆動トルクの演算精度向上に寄与する。
【００６９】
次に図９〜図１４を用いて本願の第３実施形態について説明する。
図９は第３実施形態での圧縮機１００の構造を示す断面図である。図９に示すように、第３実施形態は、第１実施形態に対して圧縮機１００の本体の構成は同一であるものの、これに付属する容量制御弁３５０と容量制御弁を作動制御するエアコンＥＣＵが異なっている。
【００７０】
図１０は第３実施形態での容量制御弁３５０の構造を示す断面図である。
図１０に示すように、容量制御弁３５０はベローズのない容量制御弁であり、円筒状の弁ケーシング３５１の内部には弁室３５３が形成されている。弁ケーシング３５１の外周面には連通孔３５１bが形成されているとともに、弁ケーシング３５１の先端中央部には軸方向に延びる弁孔３５１aが形成されている。弁室３５３は、弁孔３５１ａ及び給気通路１２５の上流側部分を介して吐出室１２０と連通しているとともに、連通孔３５１ｂ及び給気通路１２５の下流側部分を介してクランク室１０５と連通している。
【００７１】
弁室３５３内に収納された弁体３５４は、その一端で弁孔３５１aを開閉する機能を有する。弁体３５４の他端は、固定コア３５２に軸方向に摺動可能に挿入されたソレノイドロッド３５５の一端に固定されている。ソレノイドロッド３５５の他端に固定された可動コア３５６と固定コア３５２との間には開放バネ３５７が設けられており、開放バネ３５７は可動コア３５６を固定コア３５２から遠ざかる方向（開弁方向）に付勢させる。
【００７２】
ソレノイドハウジング３５８の外周面には、連通孔３５８ａが形成されている。ソレノイドハウジング３５８と固定コア３５２との間には連通溝３５２ｂが形成されており、連通溝３５２ｂは、固定コア３５２及び可動コア３５６を覆うスリーブ３５９の内部の可動コア収納部分である空間３６１と連通孔３５８ａとを連通する。連通孔３５８ａは、感圧通路１２７を介して吸入室１１９と連通しており、ソレノイドロッド３５５には吸入圧力Ｐsが作用する。したがって、弁体３５４の一端側（第１受圧面）には吐出圧力Ｐdが作用する一方、他端側（第２受圧面）にはソレノイドロッド３５５を介して吸入圧力Ｐsが作用し、弁体３５４とソレノイドロッド３５５との一体構成物が感圧部材として機能する。弁体３５４が弁孔３５１ａを閉じたときの弁体３５４の受圧面積（シール面積）Ｓvと、挿通孔３５２ａに支持されたソレノイドロッド３５５の断面積Ｓrとが同等に設定されており、したがって、弁体３５４に作用する力は、開放バネ３５７による付勢力をｆsとすると、以下の式（13）の関係が成り立つ。そして、式（13）を変形してＰsについて求めると、式（14）となる。
【００７３】
【数７】
【００７４】
したがって、吐出圧力Ｐdと電磁力Ｆ(I)が決定されれば吸入圧力Ｐsが決定することが判明する。
つまり、制御対象としての目標吸入圧力Ｐssを予め設定し、変動する吐出圧力Ｐdの情報が判れば、電磁力Ｆ(I）延いては電流Ｉを演算できる。そして、ソレノイド３６０への通電量をこの演算値Ｉに基づいて調整すれば、目標吸入圧力Ｐssを維持するように弁体３５４が動作してクランク圧力Ｐcを調整し、圧縮機１００の吐出容量制御が可能となる。
【００７５】
図１１は、制御電流と吸入圧力Ｐsとの関係を示すグラフである。図１１に示すように、吐出圧力Ｐｄの状況に応じて吸入圧力制御範囲をスライドできることが容量制御弁３５０の特徴であり、これにより熱負荷の高い領域でも吐出容量制御が可能となる。また、式（14）からシール面積Ｓvを小さく設定すれば小さな電磁力でも吸入圧力制御範囲を拡大できることが判明され、これらの相乗効果により第１実施形態の容量制御弁３００に対して吸入圧力制御範囲を大幅に拡大できる。つまり本実施形態では、吸入圧力Ｐsを制御対象としても、熱負荷の高い領域で圧縮機１００の起動直後から吐出容量制御を可能とするものである。なお、ソレノイド３６０への通電量を０とすると、開放バネ３５７の付勢力により弁体３５４は弁孔３５１ａを強制開放する。これにより、吐出室１２０から冷媒がクランク室１０５に導入され、圧縮機１００の吐出容量は最小となる。
【００７６】
図１２は、エアコンＥＣＵ４５０の構成図である。
エアコンＥＣＵ４５０は、第２実施形態のエアコンＥＣＵ４２０に対し、目標吸入圧力設定手段及び駆動トルク演算手段が異なり、更に制御信号演算手段４５２が追加されている。
目標吸入圧力設定手段４５１は、蒸発器目標温度設定手段４０１で設定された目標温度Ｔesと、蒸発器温度センサ４０２で検知された実際の温度である蒸発器出口空気温度Ｔeとの偏差を演算し、この偏差を縮小するように目標吸入圧力Ｐssを設定する。
【００７７】
制御信号演算手段４５２は、目標吸入圧力設定手段４５１で設定された目標吸入圧力Ｐssと吐出圧力Ｐdとから式（14）により、ソレノイド３６０への通電量Ｉを演算する。ここで、吐出圧力Ｐdは、吐出室１２０と高圧圧力センサ４０３が設置されている間の圧力損失を考慮して、Ｐd＝ｆ４（ＰH）で演算される。
駆動トルク演算手段４５３は、高圧圧力センサ４０３で検知された高圧圧力ＰH、エンジン回転速度センサ４０５で検知されたエンジン回転速度Ｎe、制御信号演算手段で演算された制御電流Ｉとから圧縮機１００の駆動トルクＴrを演算する。
【００７８】
駆動トルクＴrの演算は、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、式（7）及び式（8）から求められる。ここで、またＰd＝ｆ４（ＰH）であるので、吸入圧力Ｐsは制御電流Ｉと高圧圧力ＰHとの関数となる。また、膨脹装置２０の出口に至る圧力損失を考慮して、膨張装置２０の出口圧力Ｐexp2は、Ｐexp2＝ｆ７（Ｐs）により演算可能となり、低圧圧力センサ４０４が不要となる。
【００７９】
また、式（14）を変形すると、式（15）となる。
【００８０】
【数８】
【００８１】
したがって、Ｐd−Ｐsが制御電流Ｉの関数となる。膨脹装置２０の入口出口の圧力差Ｐexp1−Ｐexp2は、Ｐd−Ｐsから圧力損失を考慮して演算可能であることから、Ｐexp1−Ｐexp2＝ｆ８（I）として、制御電流Ｉから直接演算してもよい。
図１３は、エンジンＥＣＵ４５０での制御電流Ｉの設定手順を示すフローチャートである。
【００８２】
先ずステップ１００では、フラッグＦ1＝０に設定する。そして、ステップＳ１０１に進む。
ステップＳ１０１では、熱負荷情報に基づく圧力損失補正後の吐出圧力Ｐd（＝ｆ４（ＰH、Ｔa、ＶL、Ｎc））を読み込む。そして、ステップＳ１０２に進む。
ステップＳ１０２では、フラッグＦ1＝０であるか否かを判別する。Ｆ1＝０である場合は、ステップＳ１０３に進む。
【００８３】
ステップＳ１０３では、タイマーを０からスタートさせる。そして、ステップＳ１０４に進む。
ステップＳ１０４では、フラッグＦ1＝０に設定する。そして、ステップＳ１０５に進む。
ステップＳ１０５では、制御対象となる目標吸入圧力Ｐssを設定する。そして、ステップＳ１０６に進む。
【００８４】
ステップＳ１０６では、制御電流Ｉを演算する。詳しくは、詳しくは、制御電流Ｉは次式（16）により求められる。なお、式（16）は、式（14）において、電磁力Ｆ(I)を電流の１次関数とおいて変形したものである（ｂ1、ｂ2は定数）。
Ｉ＝ｂ1・（Ｐd−Ｐss）＋ｂ2・・・（16）
そして、ステップＳ１０７に進む。
【００８５】
ステップＳ１０７では、制御電流Ｉが所定値Ｉ3以上であるか否かを判別する。所定値Ｉ3以上である場合は、ステップＳ１１０に進む。
ステップＳ１１０では、制御電流Ｉが所定値Ｉ4以下であるか否かを判別する。所定値Ｉ4以下である場合は、ステップＳ１０９に進む。
ステップＳ１０９では、制御電流Ｉを出力する。そしてステップＳ１０１に戻る。
【００８６】
一方、ステップＳ１０７において制御電流Ｉが所定値Ｉ3未満であると判定した場合は、ステップＳ１０８に進む。
ステップＳ１０８では、所定値Ｉ3をＩとして設定する。そして、ステップＳ１０９に進む。
ステップＳ１１０において制御電流Ｉが所定値Ｉ4より大きいと判定した場合は、ステップＳ１１１に進む。
【００８７】
ステップＳ１１１では、所定値Ｉ4をＩとして設定する。そしてステップＳ１０９に進む。
ステップＳ１０２において、フラッグＦ1＝０でない（Ｆ1＝１である）と判定した場合は、ステップＳ１１２に進む。
ステップＳ１１２では、タイマー値ｔが所定値ｔ1以下であるか否かを判別する。タイマー値ｔが所定値ｔ1以下である場合は、ステップＳ１０６に進む。タイマー値ｔが所定値ｔ1より大きい場合はステップＳ１１３に進む。
【００８８】
ステップＳ１１３では、タイマーをリセットし、t＝０に設定する。そして、ステップＳ１１４に進む。
ステップＳ１１４では、フラッグＦ1＝０に設定する。そして、ステップＳ１０６に進む。
以上の制御により、所定の目標吸入圧力Ｐssを維持するように常時吐出圧力Ｐdを読み込み、変動する吐出圧力Ｐdに応じて制御電流Ｉを、Ｉ3からＩ4の範囲内で調整するものである。目標吸入圧力Ｐssは所定時間ｔ1毎に更新される。
【００８９】
図１４は、図１３でのステップＳ１０５における目標吸入圧力Ｐssの設定手順を示すフローチャートである。
ステップＳ１０５の目標吸入圧力Ｐssの設定サブルーチンが実行されると、まず、ステップＳ２００として、蒸発器目標温度設定手段４０１で設定された蒸発器出口空気温度の目標値Ｔesを読み込む。そして、ステップＳ２０１に進む。
【００９０】
ステップＳ２０１では、蒸発器温度センサ４０２により検出した蒸発器出口空気温度Ｔeを読み込む。そして、ステップＳ２０２に進む。
ステップＳ２０２では、ステップＳ２００で読み込んだ蒸発器出口空気温度の目標値ＴesとステップＳ２０１で読み込んだ蒸発器出口空気温度との偏差ΔＴ（＝Ｔes−Ｔe）を演算する。そして、ステップＳ２０３に進む。
【００９１】
ステップＳ２０３では、目標吸入圧力Ｐssを演算する。詳しくは、目標吸入圧力Ｐssは式（17）により求められる。なお、式（17）におけるc1、c2は定数であり、あらかじめ適宜設定される。
Ｐssｎ＝Ｐssｎ−１+c1・[（ΔＴｎ−ΔＴｎ−１）＋c2・ΔＴｎ]・・・（17）
そして、ステップ２０４に進む
ステップＳ２０４では、ステップＳ２０３で演算された目標吸入圧力Ｐssが所定値Ｐs1以上であるか否かを判別する。所定値Ｐs1以上である場合は、ステップＳ２０６に進む。
【００９２】
ステップＳ２０６では、ステップＳ２０３で演算された目標吸入圧力Ｐssが所定値Ｐs2以下であるか否かを判別する。所定値Ｐs2以下である場合は、本ルーチンを終了して、メインルーチンへ戻る。
一方、ステップＳ２０４において目標吸入圧力Ｐssが所定値Ｐs1未満であると判定した場合は、ステップＳ２０５に進む。
【００９３】
ステップＳ２０５では、所定値Ｐs1を目標吸入圧力Ｐssとして書き換える。そして本ルーチンを終了して、メインルーチンへ戻る。
ステップＳ２０６において目標吸入圧力Ｐssが所定値Ｐs2より大きいと判定した場合、ステップＳ２０７に進む。
ステップＳ２０７では、所定値Ｐs2を目標吸入圧力Ｐssとして書き換える。そして本ルーチンを終了して、メインルーチンへ戻る。
【００９４】
以上のように、目標吸入圧力設定手段４５１では、蒸発器目標温度設定手段で設定された目標温度Ｔesと蒸発器温度センサ４０２で検知された温度Ｔeとの差に基づいて目標吸入圧力Ｐssを設定し、蒸発器出口空気温度Ｔeが目標温度Ｔesに近づくように目標吸入圧力Ｐssを演算して、吐出容量を制御するものである。目標吸入圧力Ｐssは予め定められた範囲内（Ｐs1≦Ｐss≦Ｐs2）で設定される。なお、目標温度Ｔesは車室内の空調状態に応じて変更される。
【００９５】
第３実施形態では、第２実施形態と同様に、吐出圧力Ｐdと吸入圧力Ｐsから冷媒循環量を演算するため、圧縮機１００側の圧力変化に同期して冷媒循環量が演算可能となり、圧縮機１００の駆動トルクの演算精度向上に寄与する。
図１５は、本発明の第４実施形態のエアコンＥＣＵ４８０の構成を示したブロック図である。
【００９６】
本発明の第４実施形態のエアコンＥＣＵ４８０は、上述した第２実施形態のエアコンＥＣＵ４２０をベースとし、目標吸入圧力設定手段４８１において、空調制御を実行する第１制御モードと、トルク制御を実行する第２制御モードを備えていることを特徴とする。
本実施形態の圧縮機１００は、第１実施形態の圧縮機１００と同一の構成である。容量制御弁３００は、第１実施形態の容量制御弁３００と同一の構造ではあるが、吸入圧力Ｐdを受圧するベローズ３０３の有効面積Ｓbを容量制御弁３００のものより大幅に小さく設定している。
【００９７】
図１６は、第４実施形態の容量制御弁３００でのソレノイドの通電量と吸入圧力との関係を示すグラフである。
図１６に示すように、第４実施形態では、吸入圧力制御範囲が大幅に拡大される。したがって、殆どの運転条件で吐出容量制御が可能となる。
第４実施形態の目標吸入圧力設定手段４８１は、蒸発器目標温度設定手段で設定された目標温度Ｔesと蒸発器温度センサ４０２で検知された温度Ｔeとの偏差を演算し、この偏差が縮小するように目標吸入圧力Ｐssを演算して制御電流Ｉを制御する第１制御（空調制御）モードを有する。第１制御モードの制御フローは、上述した図６に示す制御フローと同一である。
【００９８】
さらに、目標吸入圧力設定手段４８１は、エンジンＥＣＵ５００から指令される目標トルクＴrsと、トルク演算手段４２１で演算された駆動トルクＴrとの偏差を演算し、この偏差を縮小するように目標吸入圧力つまり制御電流Ｉを設定する第２制御（トルク制御）モードを有する。制御電流Ｉは、予め定められた範囲内（Ｉ1≦Ｉ≦Ｉ2）で設定される。
図１７は、第２制御モードでの制御手順を示すフローチャートである。
【００９９】
図１７に示すように、第２制御モードが実行開始すると、ステップＳ３００では、目標トルク設定手段４０６で設定された目標トルクＴrsを読み込む。そして、ステップＳ３０１に進む。
ステップＳ３０１では、前述の式（7）により駆動トルクＴrを演算する。そして、ステップＳ３０２に進む。
【０１００】
ステップＳ３０２では、ステップ３０１で読み込んだ目標トルクＴrsとステップＳ３０２で読み込んだ駆動トルクＴrとの差ΔＴrを求める。そして、ステップＳ３０３に進む。 ステップＳ３０３では、制御電流Ｉを演算する。詳しくは、制御電流Ｉ（Ｉｎ）は式（18）により求められる。なお、式（18）において、d1、d2は定数であり、適宜設定される。
Ｉｎ＝Ｉｎ−１+d1・[（ΔＴrｎ−ΔＴｒｎ−１）＋d2・ΔＴrｎ]・・・（18）
そして、ステップＳ３０４に進む。
【０１０１】
ステップＳ３０４では、ステップＳ３０３で求められた制御電流Ｉが所定値Ｉ1以上であるか否かを判別する。所定値Ｉ1以上である場合は、ステップＳ３０５に進む。
ステップＳ３０５では、制御電流Ｉが所定値Ｉ2以下であるか否かを判別する。所定値Ｉ2以下である場合は、ステップＳ３０６に進む。
ステップＳ３０６では、制御電流Ｉをソレノイド駆動手段４１１に出力する。そして本ルーチンを終了してメインルーチンに戻る。
【０１０２】
一方、ステップＳ３０４において制御電流Ｉが所定値Ｉ1未満であると判定した場合は、ステップＳ３０７に進む。
ステップＳ３０７では、所定値Ｉ1を制御電流Ｉとして書き換える。そしてステップＳ３０６に進む。
ステップＳ３０５において制御電流Ｉが所定値Ｉ2より大きいと判定した場合、ステップＳ３０８に進む。
【０１０３】
ステップＳ３０８では、所定値Ｉ2を制御電流Ｉとして書き換える。そしてステップＳ３０６に進む。
以上のように、目標トルクＴrsと駆動トルクＴrとの差が縮小するようにＰＩ制御により制御電流Ｉを演算する。制御電流Ｉは予め定められた上下限の範囲（Ｉ1≦Ｉ≦Ｉ2）で設定される。
【０１０４】
目標吸入圧力設定手段４８１には、例えばエアコンスイッチ４０９のＯＮ／ＯＦＦ設定、車両の加速情報（例えばアクセル開度センサ４０８から入力したアクセル開度、スロットル開度等）、エンジン回転速度情報が入力され、図１８に示すように、これらの情報が所定の条件を満たすときに、第２制御モード（トルク制御）を選択し、それ以外のときは第１制御モード（空調制御）を選択する。
【０１０５】
図１８は、目標吸入圧力設定手段４８１でのモード切替制御手順を示すフローチャートである。
本ルーチンでは、ステップＳ４００において、上記起動判定、加速判定及びアイドリング判定を実行する。詳しくは、以下の条件１）〜３）を満たすか否かを判定する。
１）エアコンスイッチ４０９がＯＦＦからＯＮに切り換えられたか（起動判定）。
２）車両が加速状態であるか、例えばアクセル開度が所定値以上か（加速判定）。
３）車両がアイドリング状態であるか、例えば、アクセル開度ゼロでエンジン回転速度が所定値以下か（アイドリング判定）。そして、ステップＳ４０１に進む。
【０１０６】
ステップＳ４０１では、ステップＳ４００における起動判定、加速判定及びアイドリング判定の条件をいずれか１つでも満たしていた（ＯＮである）場合は、ステップＳ４０２に進む。
ステップＳ４０２では、第２制御モードを実行する。そして、本ルーチンをリターンする。
【０１０７】
一方、ステップＳ４０１において、ステップＳ４００における各条件がいずれも満たされていない場合は、ステップＳ４０３に進む。
ステップＳ４０３では、第１制御モードを実行する。そして、本ルーチンをリターンする。
以上により、第４実施形態によれば、圧縮機１００の駆動トルクが所定値になるように、吐出容量制御ができるため、エンジン負荷の状況に応じて圧縮機１００のトルクを調整でき、エンジンとの協調制御が可能となる。なお、トルク制御は第４実施形態に限定されず、図９〜図１４に示す第３実施形態をベースとしても実行可能であり、その他の外部信号により吐出容量制御が可能な可変容量圧縮機でも実行できる。
【０１０８】
また、本実施形態では目標トルクＴrsはエンジンＥＣＵ５００から指令されるとしたが、例えばエンジンＥＣＵ側の負荷情報をエアコンＥＣＵ４８０が受けて目標トルクＴrsを設定してもよい。また、エアコンＥＣＵ４８０が目標トルクＴrsを設定し、その目標トルクＴrsをエンジンＥＣＵ５００に出力してもよい。
また蒸発器目標温度設定手段４０１で設定された目標温度Ｔesと、蒸発器温度センサ４０２で検知された実際の温度Ｔeとの偏差を演算し、この偏差を縮小するように目標トルクを設定して空調制御を行ってもよい。
【０１０９】
本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、以上の実施形態では、冷凍サイクルの膨張装置２０として、固定オリフィスが用いられているが、可変オリフィス、温度膨張弁、電子制御弁等の弁機構を備えた膨張装置にしてもよい。この場合、弁機構の開口面積が変化するため、式（8）の係数Ｋは、開口面積の関数となるが、例えば熱負荷情報（外気温度、蒸発器ブロワ電圧、Ｐd、Ｐs、Ｐd−Ｐs等）や圧縮機回転速度センサ等の既存のセンサで検出可能とされる情報を代用変数として演算してもよい。
【０１１０】
また、式（8）の係数Ｋを膨張装置の流量係数の関数としてもよい。また、弁機構を備えた膨張装置においては流量係数を開口面積に応じて変化させてもよい。また、係数Ｋを開口面積、流量係数以外の変数の関数として演算した冷媒循環量と実際の冷媒循環量とが一致するように補正してもよい。
高圧圧力センサや低圧圧力センサの代わりに温度センサを用いて、温度情報から間接的に膨張装置の入口圧力及び出口圧力を検知してもよい。これにより、センサのコストを低減することができる。
【０１１１】
膨張装置の入口出口の圧力差に応答する弁機構と、弁機構に電磁力を作用させるソレノイドを備えた膨張装置を使用し、膨張装置の入口出口の圧力差を、膨張装置のソレノイドの通電量またはこれに相当する制御信号を用いて演算してもよい。
膨脹装置の入口冷媒密度を膨脹装置の入口温度から演算してもよい。
また、二酸化炭素を冷媒とする冷凍サイクルのように、冷媒を超臨界状態にして運転するものでは、膨脹装置の入口冷媒密度を膨脹装置の入口温度と膨脹装置の入口圧力とから演算してもよい。また、膨脹装置の入口の冷媒密度を膨脹装置の入口圧力から演算してもよい。
【０１１２】
圧縮器の駆動トルク演算式は変数として、少なくとも膨脹装置を通過する冷媒質量流量を変数として含んでいればよく、式（7）に限定されない。また、式（7）から機械効率ηmを削除して、機械損失に相当する項を式（7）に負荷してもよい。
第２実施形態及び第３実施形態においては、Ｐsは制御電流の関数として演算されるが、例えば最大吐出容量で動作している状態では、実際のＰsが制御電流から演算されたＰsより大きくなる場合が想定される。このような場合トルク演算精度が悪化するので、例えば最大吐出容量状態での吐出圧力Ｐsを推定して制御電流Ｉから演算された吐出圧力Ｐsと比較し、最大吐出容量か吐出容量制御状態か判定し、その判定結果により最大吐出容量状態でのトルク演算式または吐出容量制御状態のトルク演算式を選択するという方法を行なってもよい。
【０１１３】
あるいは、制御電流Ｉから演算された吐出圧力Ｐsが、推定された最大吐出容量状態でのＰ吐出圧力Ｐsより低ければ、最大吐出容量状態での吐出圧力Ｐsに相当する制御電流に変更して実際の吐出圧力Ｐsと一致させる方法を行ってもよい。
熱負荷情報としては、上記実施形態のように外気温度Ｔaや蒸発器ブロワ電圧を採用する他に、外気湿度、高圧領域の圧力及び温度、低圧領域の圧力及び温度、高圧領域と低圧領域との圧力差、日射量、エアコン各種設定（エアコンＯＮ/ＯＦＦ設定、内外気切換ドア位置、社内温度設定、吹き出し口位置、エアミックスドア位置）、車内温度／湿度、蒸発器入口空気温度及び湿度、蒸発器の冷却状態を表す温度/圧力等を採用してもよい。これらを多く用いることで、精度の向上を図ることができる。
【０１１４】
圧縮機回転速度は、エンジン回転速度を検知して演算したが、直接圧縮機回転速度を検知すること、また車速とギヤシフト位置から間接的に演算してもよい。
また、本発明の構成をエアコンＥＣＵとコンプＥＣＵあるいはエンジンＥＣＵ内に設けてもよい。
以上の実施形態では、圧縮機として、斜板式のクラッチレス可変容量圧縮機を採用したが、これに限らず、例えば固定容量圧縮機、スクロールあるいはベーン構造の可変容量圧縮機等、種々の構造の圧縮機に本発明を適用することができる。
【０１１５】
また、冷媒としては、Ｒ１３４ａに限定されず、二酸化炭素やその他の新冷媒を使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】車両用エアコンシステムの冷凍サイクルの概略構成図である。
【図２】圧縮機の構造を示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る容量制御弁の構造を示す断面図である。
【図４】ソレノイドの通電量と吸入圧力との関係を示すグラフである。
【図５】第１実施形態のエアコンＥＣＵの構成を示すブロック図である。
【図６】制御電流Ｉの設定制御手順を示すフローチャートである。
【図７】ソレノイド駆動手段の詳細構成図である。
【図８】第２実施形態のエアコンＥＣＵの構成を示すブロック図である。
【図９】第３実施形態での圧縮機の構造を示す断面図である。
【図１０】第３実施形態での容量制御弁の構造を示す断面図である。
【図１１】制御電流と吸入圧力との関係を示すグラフである。
【図１２】第３実施形態のエアコンＥＣＵの構成を示すブロック図である。
【図１３】エンジンＥＣＵでの制御電流の設定手順を示すフローチャートである。
【図１４】目標吸入圧力Ｐの設定手順を示すフローチャートである。
【図１５】第４実施形態のエアコンＥＣＵの構成を示すブロック図である。
【図１６】第４実施形態でのソレノイドの通電量と吸入圧力との関係を示すグラフである。
【図１７】第２制御モードでの制御手順を示すフローチャートである。
【図１８】モード切替制御手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１７】
１ 冷凍サイクル
１０ 放熱器
２０ 膨脹装置
３０ 蒸発器
１００ 圧縮機
１０５ クランク室
１０７ 斜板
１１７ ピストン
１１９ 吸入室
１２０ 吐出室
３００ 容量制御弁
３０４ａ 弁体
３１４ ソレノイド
４００ エアコンＥＣＵ
４０２ 蒸発器温度センサ
４０３ 高圧圧力センサ
４０４ 低圧圧力センサ
４０５ エンジン回転速度センサ
４０６ 外気温度センサ
５００ エンジンＥＣＵ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、放熱器、膨張装置、蒸発器を順次接続してなる冷凍サイクルに適用される圧縮機の駆動トルク演算装置であって、
前記膨張装置を通過する冷媒の質量流量を変数として含む演算式により前記圧縮機の駆動トルクを演算することを特徴とする圧縮機の駆動トルク演算装置。
【請求項２】
前記膨張装置を通過する冷媒の質量流量Ｇrは次式により演算されることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機の駆動トルク演算装置。
【数１】
ここで、ρは前記膨張装置の入口冷媒密度、Ｐexp1は前記膨張装置の入口圧力、Ｐexp2は前記膨張装置の出口圧力、Ｋは係数である。
【請求項３】
前記駆動トルクを演算する演算式は、更に前記圧縮機の吐出圧力領域の圧力、吸入圧力領域の圧力及び前記圧縮機の回転速度を変数として含むことを特徴とする請求項２に記載の圧縮機の駆動トルク演算装置。
【請求項４】
前記冷凍サイクルの高圧領域での圧力である高圧圧力を検出する高圧圧力検知手段が備えられ、前記膨張装置の入口圧力は前記高圧圧力検知手段により検知された高圧圧力を変数として演算されることを特徴とする請求項２または３に記載の圧縮機の駆動トルク演算装置。
【請求項５】
前記高圧圧力検知手段は前記高圧領域におけるガス領域に設置されていることを特徴とする請求項４に記載の圧縮機の駆動トルク演算装置。
【請求項６】
前記冷凍サイクルの低圧領域での圧力である低圧圧力を検知する低圧圧力検知手段が備えられ、前記膨張装置の出口圧力は前記低圧圧力検知手段により検知された低圧圧力を変数として演算されることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１つに記載の圧縮機の駆動トルク演算装置。
【請求項７】
前記圧縮機は、冷媒が吸入される吸入圧力領域と、該吸入された冷媒を圧縮する圧縮機構と、該圧縮機構により圧縮された冷媒が吐出される吐出圧力領域と、前記圧縮機構から吐出される冷媒の吐出容量を調整する可変容量機構と、該可変容量機構を作動させる制御圧力を蓄える制御圧力室と、前記吸入圧力領域の圧力を検知する検知部材を有する弁機構と前記弁機構に電磁力を作用させるソレノイドとから構成されて前記制御圧力室の圧力を変更する容量制御弁とを具備し、外部情報検知手段により検知された外部情報に基づいて前記容量制御弁の開度を調整し、前記制御圧力室の圧力を変化させて前記可変容量機構を作動させ、前記圧縮機構から吐出される冷媒の吐出容量を調整する可変容量圧縮機であって、
前記検知部材が前記低圧圧力検知手段を構成し、前記吸入圧力領域の圧力は前記ソレノイドの通電量またはこれに相当する制御信号を変数として演算され、該演算された前記吸入圧力領域の圧力を変数として前記膨張装置の出口圧力が演算されることを特徴とする請求項６に記載の圧縮機の駆動トルク演算装置。
【請求項８】
前記圧縮機は、冷媒が吸入される吸入圧力領域と、該吸入された冷媒を圧縮する圧縮機構と、該圧縮機構により圧縮された冷媒が吐出される吐出圧力領域と、前記圧縮機構から吐出される冷媒の吐出容量を調整する可変容量機構と、該可変容量機構を作動させる制御圧力を蓄える制御圧力室と、前記吐出圧力領域の圧力を受ける第１受圧面と、該第１受圧面に作用する前記吐出圧力領域の圧力と対向する方向に前記吸入圧力領域の圧力を受ける第２受圧面とが形成された感圧部材を有する弁機構と、前記感圧部材に作用する前記吐出圧力領域の圧力による力と対抗する方向に前記弁機構に電磁力を作用させるソレノイドとから構成されて前記制御圧力室の圧力を変更する容量制御弁とを具備し、外部情報を検知する外部情報検知手段により検知された外部情報に基づいて前記容量制御弁の開度を調整し、前記制御圧力室の圧力を変化させて前記可変容量機構を作動させ、前記圧縮機構から吐出される冷媒の吐出容量を調整する可変容量圧縮機であって、
前記吸入圧力領域の圧力は前記高圧圧力検知手段により検知された高圧圧力及び前記ソレノイドの通電量またはこれに相当する制御信号とを変数として演算され、該演算された前記吸入圧力領域の圧力を変数として前記膨張装置の出口圧力が演算されることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１つに記載の圧縮機の駆動トルク演算装置。
【請求項９】
前記膨張装置の入口圧力及び前記膨張装置の出口圧力を演算する演算式は、更に前記冷凍サイクルの熱負荷情報及び前記圧縮機の回転速度の少なくともいずれか１つの外部情報を変数として演算されることを特徴とする請求項４〜８のいずれか１つに記載の圧縮機の駆動トルク演算装置。
【請求項１０】
前記膨張装置の入口冷媒密度は、前記膨張装置の入口冷媒温度及び前記高圧圧力検知手段により検知された高圧圧力の少なくともいずれか１つを変数として演算されることを特徴とする請求項２〜９のいずれか１つに記載の圧縮機の駆動トルク演算装置。
【請求項１１】
前記膨張装置は弁機構を有し、前記係数Ｋは前記弁機構の開口面積を変数として演算され、前記弁機構の開口面積は前記冷凍サイクルの熱負荷情報及び前記圧縮機の回転数の少なくともいずれか１つの外部情報を変数として演算されることを特徴とする請求項２〜１０のいずれか１つに記載の圧縮機の駆動トルク演算装置。
【請求項１２】
前記圧縮機は外部駆動源により駆動され、前記駆動トルク演算装置は、演算した前記圧縮機の駆動トルクを前記外部駆動源の制御装置に出力することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の圧縮機の駆動トルク演算装置。
【請求項１３】
冷媒が吸入される吸入圧力領域と、該吸入された冷媒を圧縮する圧縮機構と、該圧縮された冷媒が吐出される吐出圧力領域と、前記圧縮機構から吐出される冷媒の吐出容量を調整する可変容量機構と、当該可変容量機構を作動させる制御圧力を蓄える制御圧力室と、前記制御圧力室の圧力を変更する容量制御弁とを具備し、外部情報を検知する外部情報検知手段により検知された外部情報に基づいて前記容量制御弁の開度を調整し、前記制御圧力室の圧力を変化させて前記可変容量機構を作動させ、前記圧縮機構から吐出される冷媒の吐出容量を調整する可変容量圧縮機の容量制御システムであって、
前記容量制御システムは、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の駆動トルク演算装置
と、前記圧縮機の吐出容量制御の目標となる駆動トルクを設定する目標トルク設定手段とを備え、前記駆動トルク演算装置で演算された前記圧縮機の駆動トルクが、前記目標トルク設定手段で設定された目標トルクに近づくように前記容量制御弁の開度を調整することを特徴とする可変容量圧縮機の容量制御システム。
【請求項１】
圧縮機、放熱器、膨張装置、蒸発器を順次接続してなる冷凍サイクルに適用される圧縮機の駆動トルク演算装置であって、
前記膨張装置を通過する冷媒の質量流量を変数として含む演算式により前記圧縮機の駆動トルクを演算することを特徴とする圧縮機の駆動トルク演算装置。
【請求項２】
前記膨張装置を通過する冷媒の質量流量Ｇrは次式により演算されることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機の駆動トルク演算装置。
【数１】
ここで、ρは前記膨張装置の入口冷媒密度、Ｐexp1は前記膨張装置の入口圧力、Ｐexp2は前記膨張装置の出口圧力、Ｋは係数である。
【請求項３】
前記駆動トルクを演算する演算式は、更に前記圧縮機の吐出圧力領域の圧力、吸入圧力領域の圧力及び前記圧縮機の回転速度を変数として含むことを特徴とする請求項２に記載の圧縮機の駆動トルク演算装置。
【請求項４】
前記冷凍サイクルの高圧領域での圧力である高圧圧力を検出する高圧圧力検知手段が備えられ、前記膨張装置の入口圧力は前記高圧圧力検知手段により検知された高圧圧力を変数として演算されることを特徴とする請求項２または３に記載の圧縮機の駆動トルク演算装置。
【請求項５】
前記高圧圧力検知手段は前記高圧領域におけるガス領域に設置されていることを特徴とする請求項４に記載の圧縮機の駆動トルク演算装置。
【請求項６】
前記冷凍サイクルの低圧領域での圧力である低圧圧力を検知する低圧圧力検知手段が備えられ、前記膨張装置の出口圧力は前記低圧圧力検知手段により検知された低圧圧力を変数として演算されることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１つに記載の圧縮機の駆動トルク演算装置。
【請求項７】
前記圧縮機は、冷媒が吸入される吸入圧力領域と、該吸入された冷媒を圧縮する圧縮機構と、該圧縮機構により圧縮された冷媒が吐出される吐出圧力領域と、前記圧縮機構から吐出される冷媒の吐出容量を調整する可変容量機構と、該可変容量機構を作動させる制御圧力を蓄える制御圧力室と、前記吸入圧力領域の圧力を検知する検知部材を有する弁機構と前記弁機構に電磁力を作用させるソレノイドとから構成されて前記制御圧力室の圧力を変更する容量制御弁とを具備し、外部情報検知手段により検知された外部情報に基づいて前記容量制御弁の開度を調整し、前記制御圧力室の圧力を変化させて前記可変容量機構を作動させ、前記圧縮機構から吐出される冷媒の吐出容量を調整する可変容量圧縮機であって、
前記検知部材が前記低圧圧力検知手段を構成し、前記吸入圧力領域の圧力は前記ソレノイドの通電量またはこれに相当する制御信号を変数として演算され、該演算された前記吸入圧力領域の圧力を変数として前記膨張装置の出口圧力が演算されることを特徴とする請求項６に記載の圧縮機の駆動トルク演算装置。
【請求項８】
前記圧縮機は、冷媒が吸入される吸入圧力領域と、該吸入された冷媒を圧縮する圧縮機構と、該圧縮機構により圧縮された冷媒が吐出される吐出圧力領域と、前記圧縮機構から吐出される冷媒の吐出容量を調整する可変容量機構と、該可変容量機構を作動させる制御圧力を蓄える制御圧力室と、前記吐出圧力領域の圧力を受ける第１受圧面と、該第１受圧面に作用する前記吐出圧力領域の圧力と対向する方向に前記吸入圧力領域の圧力を受ける第２受圧面とが形成された感圧部材を有する弁機構と、前記感圧部材に作用する前記吐出圧力領域の圧力による力と対抗する方向に前記弁機構に電磁力を作用させるソレノイドとから構成されて前記制御圧力室の圧力を変更する容量制御弁とを具備し、外部情報を検知する外部情報検知手段により検知された外部情報に基づいて前記容量制御弁の開度を調整し、前記制御圧力室の圧力を変化させて前記可変容量機構を作動させ、前記圧縮機構から吐出される冷媒の吐出容量を調整する可変容量圧縮機であって、
前記吸入圧力領域の圧力は前記高圧圧力検知手段により検知された高圧圧力及び前記ソレノイドの通電量またはこれに相当する制御信号とを変数として演算され、該演算された前記吸入圧力領域の圧力を変数として前記膨張装置の出口圧力が演算されることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１つに記載の圧縮機の駆動トルク演算装置。
【請求項９】
前記膨張装置の入口圧力及び前記膨張装置の出口圧力を演算する演算式は、更に前記冷凍サイクルの熱負荷情報及び前記圧縮機の回転速度の少なくともいずれか１つの外部情報を変数として演算されることを特徴とする請求項４〜８のいずれか１つに記載の圧縮機の駆動トルク演算装置。
【請求項１０】
前記膨張装置の入口冷媒密度は、前記膨張装置の入口冷媒温度及び前記高圧圧力検知手段により検知された高圧圧力の少なくともいずれか１つを変数として演算されることを特徴とする請求項２〜９のいずれか１つに記載の圧縮機の駆動トルク演算装置。
【請求項１１】
前記膨張装置は弁機構を有し、前記係数Ｋは前記弁機構の開口面積を変数として演算され、前記弁機構の開口面積は前記冷凍サイクルの熱負荷情報及び前記圧縮機の回転数の少なくともいずれか１つの外部情報を変数として演算されることを特徴とする請求項２〜１０のいずれか１つに記載の圧縮機の駆動トルク演算装置。
【請求項１２】
前記圧縮機は外部駆動源により駆動され、前記駆動トルク演算装置は、演算した前記圧縮機の駆動トルクを前記外部駆動源の制御装置に出力することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の圧縮機の駆動トルク演算装置。
【請求項１３】
冷媒が吸入される吸入圧力領域と、該吸入された冷媒を圧縮する圧縮機構と、該圧縮された冷媒が吐出される吐出圧力領域と、前記圧縮機構から吐出される冷媒の吐出容量を調整する可変容量機構と、当該可変容量機構を作動させる制御圧力を蓄える制御圧力室と、前記制御圧力室の圧力を変更する容量制御弁とを具備し、外部情報を検知する外部情報検知手段により検知された外部情報に基づいて前記容量制御弁の開度を調整し、前記制御圧力室の圧力を変化させて前記可変容量機構を作動させ、前記圧縮機構から吐出される冷媒の吐出容量を調整する可変容量圧縮機の容量制御システムであって、
前記容量制御システムは、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の駆動トルク演算装置
と、前記圧縮機の吐出容量制御の目標となる駆動トルクを設定する目標トルク設定手段とを備え、前記駆動トルク演算装置で演算された前記圧縮機の駆動トルクが、前記目標トルク設定手段で設定された目標トルクに近づくように前記容量制御弁の開度を調整することを特徴とする可変容量圧縮機の容量制御システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００９−６３１７９（Ｐ２００９−６３１７９Ａ）
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２８９３８（Ｐ２００７−２２８９３８）
【出願日】平成１９年９月４日（２００７．９．４）
【出願人】（０００００１８４５）サンデン株式会社 (1,791)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月４日（２００７．９．４）
【出願人】（０００００１８４５）サンデン株式会社 (1,791)
【Ｆターム（参考）】
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