JPH1038717A - 車両用空調装置の可変容量コンプレッサトルク検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両用空調装置の可変容量コンプレッサの正
確なトルク検出を行う。 【解決手段】 外気温度等の気象条件を測定すると（ス
テップ１００）、この測定結果と車室内の設定温度に基
づいてエバポレータ後温度を決定する（ステップ１０
２）。このエバポレータ後温度からコントロールバルブ
による設定圧力を演算し、この設定圧力となるようにソ
レノイドへの通電電流を設定する（ステップ１０４、１
０６）。次に設定した通電電流と外気温度等の気象条件
からコンプレッサトルクを演算し、この演算結果に基づ
いてＩＳＣＶを制御して、エンジン回転数を略一定に保
つ（ステップ１０８、１１０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の車室内の空
気調和を行う可変容量コンプレッサを備えた車両用空調
装置に係り、詳細には、車両のエンジン回転数を制御す
るための車両用空調装置の可変容量コンプレッサトルク
検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の室内の空気調和を図る車両用空調
装置には、省動力のために可変容量コンプレッサを用い
たものがある。可変容量コンプレッサの制御には２通り
あり、その一つはエバポレータでフロストしないように
エバポレータを通過する空気の温度（エバポレータ後温
度）が２°Ｃ〜３°Ｃとなるようにエバポレータへ供給
する冷媒圧力、すなわちコンプレッサの吸入圧を所定値
（例えば３Kg/cm²）前後で略一定となるように容量を制
御する方法である。また。今一つは、冷房負荷が比較的
小さいときには、エバポレータを通過する空気の温度を
高くし、さらにコンプレッサの容量を小さく制御するな
ど、気象条件に応じてエバポレータ後空気温度を変える
方法である。言い換えれば、エバポレータの冷媒圧、す
なわちコンプレッサの吸入圧を変えることでさらに小さ
な容量に制御することによって、省動力を図るように容
量制御する方法である。

【０００３】このために、前者の方法では、コンプレッ
サの吸入圧が略一定となるように制御するための弁機構
が設けられ、後者の方法では、弁機構に加えてソレノイ
ドが付加された圧力制御弁が設けられ、ソレノイドの通
電電流を増減させることによってコンプレッサの吸入圧
が変化するようにしている。

【０００４】例えば、ワッブルプレート式の可変容量コ
ンプレッサでは、コイルばね等によって付勢されている
ボールバルブ等の弁体をソレノイドの駆動によって移動
させる。このとき、ソレノイドへの通電電流（ソレノイ
ド電流）を大きくしてボールバルブ（弁体）の移動量を
大きくすることにより、多量の冷媒がコンプレッサの制
御圧室へ流れ込むようにすると、ピストンのストローク
が短くなり、吐出量が減ってコンプレッサの吸入圧があ
がる。また、ソレノイド電流を小さくするか非通電状態
とすることにより、コンプレッサの制御圧室から、冷媒
が押し出されて、ピストンのストロークが長くなる。こ
れによって、吐出量が増えてコンプレッサの吸入圧が低
くなるようにしている。

【０００５】このほかには、ソレノイドの駆動によって
ボールバルブを移動させることにより、クランク室内の
冷媒の圧力を調整することにより、ピストンのストロー
クを変化させ、コンプレッサの吸入圧を調整するように
したものなど、ソレノイドへの通電電流によって吸入圧
を調節するのが一般的となっている。

【０００６】車両用空調装置では、このようなコンプレ
ッサの吸入圧を変化させることにより、エバポレータの
冷媒圧が変化し、エバポレータを通過した空気の温度を
変えることができると共に、コンプレッサの駆動トルク
を変えることができる。例えば外気温度が低く冷房負荷
が小さいときには、コンプレッサの吸入圧を上げること
によりコンプレッサの容量を小さくすれば、省動力と共
に、空調効率を向上させることができる。

【０００７】ところで、車両用空調装置では、エンジン
の回転力によって可変容量コンプレッサを駆動する。ま
た、可変容量コンプレッサでは、コンプレッサ容量を変
化させることにより、駆動トルクも変化する。このた
め、例えばアイドリング時などの車両のエンジンが低出
力状態のときには、可変容量コンプレッサの駆動トルク
が変化することによって、エンジン負荷が変わると、エ
ンジンの回転数も変化してしまう。停車中や低速走行状
態での車両のエンジン回転数の変化は、車両に乗車して
いる乗員に不快感を与えることがある。

【０００８】近年、このような問題を解決するために、
吸入圧一定（エバポレータ後温度一定）の可変容量コン
プレッサについては、可変容量コンプレッサの吐出圧
を、圧力センサによって検出し、この検出結果から演算
したコンプレッサトルクに基づいてアイドリング時のエ
ンジン回転数の制御を行うようにしたものがある。これ
により、アイドリング時等のエンジンの低出力時に可変
容量コンプレッサの駆動トルクが変化しても、この駆動
トルクの変化が影響してエンジン回転数が変化するのを
防止できる。

【０００９】圧力センサを用いた可変容量コンプレッサ
の駆動トルク変化の検出を簡単に説明すると、コンプレ
ッサのコンプレッサの冷媒吐出量Ｇｒ、コンプレッサ吸
入圧Ｐｓ、吸入冷媒比体積Ｖｓ、コンプレッサ吐出圧Ｐ
ｄ及びポリトロープ係数ｎから、コンプレッサの圧縮仕
事Ｌは、（１）式で表される。

【００１０】

【数１】

【００１１】ここで、体積効率η_v コンプレッサ容積
（可変）Ｖｃ及びコンプレッサ回転数Ｎｃから冷媒吐出
量Ｇｒは、（２）式で表される。

【００１２】

【数２】

【００１３】コンプレッサ吸入圧Ｐｓが設定圧で略一定
であれば吸入冷媒比体積Ｖｓも略一定となり、体積効率
η_v とコンプレッサ容積Ｖｃの積は、主にコンプレッサ
吐出圧Ｐｄとコンプレッサ吸入圧Ｐｓの関数となるが、
コンプレッサ吸入圧Ｐｓは一定であるからコンプレッサ
吐出圧Ｐｄの関数となり、（３）式、（４）式が導かれ
る。

【００１４】ここで、機械効率η_m 及びコンプレッサ動
力ＬｃからコンプレッサトルクＴは、以下の如く表され
る。

【００１５】

【数３】

【００１６】すなわち、コンプレッサトルクＴは、コン
プレッサ吐出圧Ｐｄの関数で表され、圧力センサによっ
てコンプレッサ吐出圧Ｐｄを測定することにより、コン
プレッサトルクＴを求めることができる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなコンプレッサトルクＴの演算は、コンプレッサの吸
入圧Ｐｓを略一定の設定値（例えば３Ｋｇ／ｃｍ² ＡＢ
Ｓ前後でエバポレータがフロストしない圧力）にした場
合である。このために、コンプレッサの吸入圧が変化す
ると、コンプレッサトルクの検出精度が悪化する。

【００１８】すなわち、コンプレッサ吸入圧が設定値で
あればコンプレッサトルクの検出精度は高いが、コンプ
レッサ吸入圧が設定値からずれると、トルクの検出精度
が悪化してしまい、コンプレッサトルクの変化によるエ
ンジン回転数の変化を抑えることが困難となることがあ
る。

【００１９】本発明は上記事実に鑑みてなされたもので
あり、気象条件に応じてコンプレッサの吸入圧を変える
容量制御においても高精度で可変容量コンプレッサのト
ルクの検出を行うことができる車両用空調装置の可変容
量コンプレッサトルクの検出方法を提案することを目的
とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、車両用空調装置がエバポレータとコンデン
サと可変容量コンプレッサを含んで冷凍サイクルが形成
され、気象条件によってエバポレータ後温度を決定する
エバポレータ後温度決定手段と、決定されたエバポレー
タ後温度に基づきエバポレータ設定圧力を決定するエバ
ポレータ設定圧力演算手段と、設定されたエバポレータ
圧力となるようにコンプレッサの吸入圧を設定するソレ
ノイドへの通電電流を決定するソレノイド電流設定手段
と、を有する車両用空調装置の可変容量コンプレッサト
ルク検出方法であって、設定された前記ソレノイド電流
及び前記コンデンサ能力に影響する外気温度に基づいて
可変容量コンプレッサトルクを演算する、ことを特徴と
する。

【００２１】この発明によれば、可変容量コンプレッサ
の吸入圧を調整するソレノイドへの通電電流と、コンデ
ンサ能力に影響する外気温度に基づいて、コンプレッサ
トルクを演算する。

【００２２】コンプレッサトルクの変化が、エンジン負
荷変化に大きく現われるアイドリング時ないし低速走行
時では、コンデンサの通過風量が略一定であることか
ら、コンデンサでの冷媒圧（コンプレッサ吐出圧）Ｐｄ
は、冷媒吐出圧Ｇｒが高いほど、また、外気温度が高い
ほど高くなるから、（６）式に示すように、冷媒圧Ｐｄ
は、冷媒吐出圧Ｇｒと外気温度の関数として表すことが
できる。

【００２３】また、（７）式に示すように、冷媒のコン
プレッサ吸入の比体積Ｖｓは、ほぼ吸入圧Ｐｓの関数と
して表すことができ、これと（２’）式及び（８）式よ
り（８’）式が求まる。さらに、（８’）式、（２’）
式及び（７）式を（１’）式に代入することにより
（９）式が求まる。

【００２４】ここから、外気温度Ｔ₀ としたときに、コ
ンプレッサ圧縮仕事Ｌは、コンプレッサ吸入圧Ｐｓと外
気温度Ｔ₀ の関数となる（（９）式参照）。また、コン
プレッサ吸入圧Ｐｓは、ソレノイドへの通電電流によっ
て変化するため、ソレノイド電流Ｉｃの関数として表す
ことができる。したがって、可変容量コンプレッサトル
クＴは、外気温度Ｔ₀ とソレノイド電流Ｉｃの関数
（（１１）式参照）として演算によって正確に求めるこ
とができる。

【００２５】

【数４】

【００２６】可変容量コンプレッサトルクを正確に演算
（高精度で検出）することにより、この可変容量コンプ
レッサトルクの検出結果に基づいて、エンジン制御を行
えば、アイドリング時に可変容量コンプレッサの駆動ト
ルクが変化しても、エンジン回転数が変化して乗員に不
快感を与えてしまうことがない。

【００２７】なお、コンプレッサ能力を設定するときに
は、外気温度に加えて種々の気象条件を考慮しても良
い。また、コンデンサを電動ファン等によって冷却する
ときには、外気温を含む気象条件に加えて、電動ファン
による冷却効率（例えば電動ファンの回転数あるいは電
動ファンへの印加電圧等）を考慮して算出すれば良い。

【００２８】

【発明の実施の形態】図１には、本実施の形態に適用し
た車両用空調装置（以下「エアコン１０」と言う）の概
略構成を示している。このエアコン１０は、車両のエン
ジン１２の回転力が伝達（例えばプーリとベルトによっ
て伝達）されることにより駆動する可変容量コンプレッ
サ（以下「コンプレッサ１４」と言う）、コンデンサ１
６、エキスパンションバルブ１８及びダンパユニット２
０内に配置されたエバポレータ２２等によって冷凍サイ
クルが構成された冷凍ユニット２４を備えている。

【００２９】この冷凍ユニット２４では、コンプレッサ
１４によって高圧に圧縮した冷媒がエバポレータ２２内
を通過するときに減圧され気化させることによりエバポ
レータ２２を通過するダンパユニット２０内の空気が冷
却される。このとき、コンプレッサ１４の能力を変化さ
せて、コンプレッサ吸入圧を変えることにより、エバポ
レータ２２を通過した空気の温度（エバポレータ後温
度）を変化させることができる。すなわち、冷凍ユニッ
ト２４では、コンプレッサ１４のコンプレッサ吸入圧に
よってエバポレータ後温度を設定できる。

【００３０】ダンパユニット２０内にはブロワファンが
設けられ、このブロワファンによって車室内の空気又は
外気が吸引されてエバポレータ２２へ送り込まれる。エ
バポレータ２２を通過した空気は、例えば図示しない温
調手段（例えば加熱手段）等によって所定温度に温調さ
れると、デフロスタ、ベントやヒータ吹出口から車室内
へ吹出され、車室内を所望の設定温度に維持するように
なっている。

【００３１】図２には、コンプレッサ１４の一例として
ワッブルプレート式の例を示している。このコンプレッ
サ１４は、図示しない電磁クラッチを介して前記したエ
ンジン１２に連結された駆動軸３０がケーシング３２に
挿入され、回転自在に支持されている。この駆動軸３０
には、ワッブルプレート３４がヒンジボール３６を介し
て連結されている。

【００３２】ワッブルプレート３４は、ケーシング３２
内に形成されたクランク室３８内にヒンジボール３６を
支点に駆動軸３０に対して揺動自在に連結されて、か
つ、駆動軸３０と一体で回転する。このワッブルプレー
ト３４には、シリンダ４０内を往復移動するピストン４
２が取付けられている。このピストン４２は、駆動軸３
０に対して傾斜したワッブルプレート３４の回転によっ
てシリンダ４０内を往復移動する。このとき、ワッブル
プレート３４の駆動軸３０に対する傾斜角に応じてスト
ロークが変化する。

【００３３】また、コンプレッサ１４には、コントロー
ルバルブ４４が設けられている。このコントロールバル
ブ４４は、クランク室３８と、コンプレッサ１４の冷媒
の吸入側に設けられている吸入室４６との間に設けられ
ている開口を閉塞可能に配置された弁体４８を備え、こ
の弁体４８を移動させることにより、吸入室４６とクラ
ンク室３８との連通状態が変化する。なお、この吸入室
４６はシリンダ４０に隣接している吸入室５０と連通し
ている。

【００３４】この弁体３８は、ソレノイド５２のプラン
ジャ５４に設けられており、ソレノイド５２への通電電
流を変化させることにより、図示しないコイルばねの付
勢力に抗して矢印Ａ方向へ移動するか、コイルばねの付
勢力によって矢印Ａ方向と反対方向へ移動する。コント
ロールバルブ４４では、弁体３８が矢印Ａ方向へ移動す
ることにより、吸入室４６とクランク室３８との間の絞
りが少なくなり、また、矢印Ａ方向と反対方向へ移動さ
れることにより大きく絞る。

【００３５】すなわち、ソレノイド５２の通電電流をコ
ントロールすることにより、ピストン４２とシリンダボ
ア（シリンダ４０の内壁面）との間からクランク室３８
内へ漏れるブローバイガスが吸入室４６へ戻る量を調整
できるようになっている。この絞りが少ないと、ブロー
バイガスの戻りが少なくなり、ピストン４２の戻り時の
クランク室３８内の圧力を高くする。これにより、ピス
トン４２のストロークが短くなり、コンプレッサ１４か
らの冷媒の吐出能力が小さくなる（低くなる）。

【００３６】例えば、ソレノイド５２は、通電電流が小
さくなると、プランジャ５４と共に弁体４８をクランク
室３８から吸入室４６との連通を絞る方向（図２の矢印
Ａ方向と反対方向）へ移動する。これにより、クランク
室３８から吸入室４６へ戻るブローバイガスの量が減少
し、クランク室３８内の圧力を上昇させる。これによ
り、コンプレッサ１４は、ピストン４２のストロークが
小さくなりコンプレッサ容量（吐出量）が減少する。

【００３７】このように、ピストン４２のストロークが
クランク室３８内の圧力に応じて変化すると、このスト
ロークに応じてシリンダ４０への吸入圧、すなわち、コ
ンプレッサ１４の吸入圧が変化する。したがって、コン
トロールバルブ４４によって、コンプレッサ吸入圧が調
整できる。言い換えれば、エアコン１０では、コントロ
ールバルブ４４のソレノイド５２への通電電流によって
コンプレッサ吸入圧を調整できるようになっている。

【００３８】なお、このコンプレッサ１４は、ソレノイ
ド５２による可変容量コンプレッサの一例を示すもので
あり、本発明を適用する空調装置の可変容量コンプレッ
サの構成を限定するものではない。可変容量コンプレッ
サとしては、ワッブルプレートを駆動軸３０の軸線方向
に沿って移動させるなどの種々の構成を適用できる。ま
た、可変容量コンプレッサとしては、ワッブルプレート
型に限らず、バイパス方式や変速方式等の他の方式によ
るものであっても良い。

【００３９】図１に示されるように、エアコン１０は、
マイクロコンピュータを有する空調制御回路６０を備え
ている。この空調制御回路６０は、図示しない操作パネ
ルの操作によってで設定された運転モード、設定温度に
基づいてエアコン１０の作動を制御する。

【００４０】この空調制御回路６０には、コンプレッサ
１４に設けれたれているソレノイド５２が接続されてお
り、ソレノイド５２への通電電流を制御することによ
り、コンプレッサ１４の能力を制御する。また、この空
調制御回路６０には、外気温度を検出する外気温センサ
６４、エバポレータ後温度を検出するエバポレータ後温
度センサ６６等が接続されている。

【００４１】この空調制御回路６０は、設定された運転
モード、室内温度に基づいて作動するときに、外気温度
に応じてエバポレータ後温度を設定し、設定したエバポ
レータ後温度に応じたコンプレッサ吸入圧が得られるよ
うに、ソレノイド５２への通電電流を設定する。これに
よって、効率的な空気調和を行うと共に、コンプレッサ
の能力を抑えることによるエンジン１２の負荷の低減を
図る、所謂省動力動作を行う。

【００４２】一方、空調制御回路６０は、車両のエンジ
ンを制御するエンジン制御コンピュータ（以下「ＥＣＣ
６８」と言う）に接続されている。ＥＣＣ６８には、車
速センサ７０が設けられており、この車速センサ７０に
よって検出した車両の走行速度を空調制御回路６０へ出
力する。

【００４３】空調制御回路６０は、コンデンサ能力に影
響する車速センサ７０の検出結果と外気温度及び設定し
たソレノイド５２への通電電流に基づいて、コンプレッ
サ１４の駆動トルクを演算する（低速走行時のみでは車
速センサ７０はもちいなくてもよい）。空調制御回路６
０は、この演算結果をＥＣＣ６８へ出力する。

【００４４】ＥＣＣ６８には、図示しないアクセルペダ
ルの操作によって開閉角が変化するスロットルバルブ７
２をバイパスするアイドルスピードコントロールバルブ
（以下「ＩＳＣＶ７４」と言う）が接続されている。Ｅ
ＣＣ６８では、例えばスロットルバルブを閉じた状態
で、このＩＳＣＶ７４を制御することにより、アイドル
時のエンジン回転数を略一定に保ようになっている。

【００４５】すなわち、ＥＣＣ６８は、アイドル時等の
エンジン１２の低速回転時に、空調制御回路６０から出
力されるコンプレッサトルクに基づいてＩＳＣＶ７４を
制御し、アイドル時又はエンジンの低回転時に、コンプ
レッサトルクが変化することによる、エンジン回転数の
変化を防止している。

【００４６】次に、本実施の形態の作用を詳細に説明す
る。図３のフローチャートには、エアコン１０の作動に
伴う、コンプレッサ１４のトルク検出の処理の流れを示
しており、以下、このフローチャートに沿って説明す
る。

【００４７】このフローチャートは、車両のエンジン１
２が始動され、かつエアコン１０の動作が開始されると
実行される。最初のステップ１００では、車両の周囲の
気象条件を測定する。このとき測定する気象条件として
は、少なくとも外気温度を測定し、また、エアコン１０
が車室内を快適な空調状態に保つために、日照量、湿度
等を合わせて測定しても良い。これらの測定結果は、空
調制御回路６０がエアコン１０を作動させるときの運転
条件としても用いられる。

【００４８】次のステップ１０２では、測定した気象条
件とエアコン１０の運転モード及び車室内の設定温度に
基づいて、エアコン１０が効率的に動作するようにエバ
ポレータ後温度を決定する。このエバポレータ後温度と
しては、従来公知の如く、外気温度が低いときには高く
し、また、外気温度が高いときにはエバポレータ後温度
が低くなるように決定する。このとき、エバポレータ後
温度センサ６６によって測定したエバポレータ後温度が
所定の温度となるように決定しても良い。

【００４９】この後、ステップ１０４では、決定したエ
バポレータ後温度からコンプレッサ１４のコントロール
バルブ４４によるコンプレッサ吸入設定圧を演算する。
なお、エバポレータ後温度とコンプレッサ吸入設定圧の
関係は予め求められている。

【００５０】エバポレータ後温度は、コンプレッサ１４
の吸入圧に応じて変化するが、このコンプレッサ１４の
吸入圧は、コントロールバルブ４４によって決定され
る。すなわち、コントロールバルブ４４がクランク室３
８と吸入室４６との間の開口の絞りを変化させることに
より、ピストン４２に移動に伴ってクランク室３８内の
圧力が変わり、このクランク室３８内の圧力に応じて、
ピストン４２のストロークが変わる。このピストン４２
のストロークによってコンプレッサ１４の吸入圧が決ま
る。

【００５１】次のステップ１０６では、コントロールバ
ルブ４４によってコンプレッサ吸入圧を設定圧とするた
めの、コントロールバルブ４４の絞り調整用のソレノイ
ド５２への通電電流を決定する。

【００５２】コントロールバルブ４４に用いられている
ソレノイド５２は、例えば通電電流を大きくする（上げ
る）ことにより、弁体４８がクランク室３８と吸入室４
６との間の開口から離間してクランク室３８内の圧力を
下げることができるが、通電電流を小さく（下げる）こ
とにより、この開口を絞り、クランク室３８から吸入室
４６へ戻るブローバイガスの量を少なくして、クランク
室３８の圧力を上昇する( 圧力低下を抑える）ようにな
っている。

【００５３】このようにして、外気温度等の気象条件に
基づいてエバポレータ後温度を決定し、このエバポレー
タ後温度に基づいてコントロールバルブ４４のソレノイ
ド５２への通電電流を決定すると、この決定した通電電
流によってソレノイド５２を駆動する。この後、ステッ
プ１０８では、コンプレッサトルクの演算を行う。

【００５４】ここで、空調制御回路６０でのコンプレッ
サ１４の駆動トルク( コンプレッサトルク) の演算につ
いて詳細に説明する。

【００５５】コンプレッサ１４の圧縮仕事Ｌは、（１）
式によって表すことができる。また、冷媒吐出量Ｇｒは
（２）式によって表すことができる。ここで、体積効率
η_vとコンプレッサ容積Ｖｃの積は、コンプレッサ吸入
圧Ｐｓとコンプレッサ吐出圧Ｐｄによって変化する。す
なわち、体積効率η_v とコンプレッサ容積Ｖｃの積は、
コンプレッサ吸入圧Ｐｓとコンプレッサ吐出圧Ｐｄの関
数として求められる（（８）式参照）。

【００５６】

【数５】

【００５７】一方、コンプレッサ吐出圧Ｐｄは、冷媒吐
出量Ｇｒとコンデンサ１４の能力（冷却能力）によって
決まる。

【００５８】ここで、車両が停止中のエンジンがアイド
リング状態では、車速が「０」であり、エンジンの回転
数もアイドリング時の回転数であり、コンデンサ１４の
冷却ファンの回転数もアイドリング時の回転に応じた回
転数となっている。これから、コンデンサ１４の冷却能
力は、冷媒吐出圧Ｇｒと外気温度Ｔ₀ によって決まり、
コンプレッサ吐出圧Ｐｄは、冷媒吐出量Ｇｒと外気温度
Ｔ₀ の関数として表すことができる（（１２）式参
照）。これから、体積効率η_v とコンプレッサ容積Ｖｃ
の積は、コンプレッサ吸入圧Ｐｄ、冷媒吐出量Ｇｒ及び
外気温度Ｔ₀ の関数として表される（（１３）式参
照）。

【００５９】

【数６】

【００６０】（２）式及び（１３）式より、冷媒吐出圧
を回転数で除したＧｒ／Ｎｃは、（１４）式で示され
る。

【００６１】吸入冷媒比体積Ｖｓは、エバポレータから
吐出される冷媒の過熱度ＳＨとコンプレッサ吸入圧Ｐｓ
によって決まり、冷媒の過熱度ＳＨとコンプレッサ吸入
圧Ｐｓの関数として表すことができる。また、冷媒の過
熱度ＳＨは、略一定とみなすことができ、これにより、
式より吸入冷媒比体積Ｖｓは、コンプレッサ吸入圧Ｐｓ
の関数として表すことができるので、冷媒吐出量Ｇｒ
は、コンプレッサ吸入圧Ｐｓと外気温度Ｔ₀ の関数とし
て（１５）式に整理される。

【００６２】したがって、（１２）式と（１５）式から
コンプレッサ吐出圧Ｐｄは、コンプレッサ吸入圧Ｐｓと
外気温度Ｔ₀ の関数として表される（（１６）式参
照）。また、（１）式から、コンプレッサの圧縮仕事Ｌ
を回転数Ｎｃで除したＬ／Ｎｃもコンプレッサ吸入圧Ｐ
ｓと外気温度Ｔ₀ の関数として表すことができる。ま
た、コンプレッサ１４の機械効率ηｍで除したコンプレ
ッサの動力Ｌｃもコンプレッサ動力Ｌｃを回転数Ｎｃで
除したＬｃ／Ｎｃを用いれば、コンプレッサ吸気圧Ｐｓ
と外気温度Ｔ₀ の関数であることがわかる（（１７）式
参照）。

【００６３】

【数７】

【００６４】ここで、コンプレッサ吸入圧Ｐｓは、ソレ
ノイドの通電電流Ｉｓによって決まる関数であり、コン
プレッサの動力Ｌｃもソレノイドの通電電流Ｉｓの関数
であることがわかる。

【００６５】したがって、（２０）式に示すように、コ
ンプレッサトルクＴは、ソレノイド５２の通電電流Ｉｓ
と、外気温度Ｔ₀ の関数として求めることができる。す
なわち、ソレノイド５２の通電電流Ｉｓと外気温度Ｔ₀
からコンプレッサトルクＴを演算することができる。

【００６６】

【数８】

【００６７】これに基づいて、エアコン１０の空調制御
回路６０では、ステップ１０８で、コンプレッサトルク
Ｔの演算を行っている。

【００６８】このようにして演算されたコンプレッサト
ルクＴは、ステップ１１０でＥＣＣ６８へ出力される。

【００６９】ＥＣＣ６８では、このコンプレッサトルク
Ｔに基づいて、ＩＳＣＶ７４を制御し、エアコン１０の
コンプレッサ１４のトルク変化に拘わらずエンジン１２
の回転数が略一定となるようにする。すなわち、コンプ
レッサトルクＴが上昇したときには、このコンプレッサ
トルクＴの上昇によって増加するエンジン１２の負荷に
よってエンジン１２の回転数が下がらないように吸気量
を増加させ、また、コンプレッサトルクＴの減少によっ
てエンジン１２の負荷が低減したときには、エンジン１
２の回転数が上昇しないように制御する。

【００７０】このように、エアコン１０のコンプレッサ
トルクＴを、コンプレッサ吸入圧Ｐｓを決定するソレノ
イド電流Ｉｓと、コンプレッサ吐出圧Ｐｄに影響を及ぼ
すコンデンサ１６の能力を決定する外気温度等の気象条
件に基づいて演算することにより、コンプレッサ１４の
吸入圧を変えるような可変容量コンプレッサの制御にお
いても、コンプレッサトルクＴを正確に検出することが
できる。また、このように正確に検出したコンプレッサ
トルクＴに基づいて、エンジン回転数を制御することに
より、例えば、エンジンの低速回転時等の低出力時であ
っても、コンプレッサトルクの変化によってエンジン回
転数が変化するのを防止することができ、エンジン回転
数の変化による不快感を感じることがない。

【００７１】また、本実施の形態では、ＥＣＣ６８が車
速センサ７０の検出結果を空調制御回路６０へ出力する
ように説明したが、車速センサ７０の検出結果を直接空
調制御回路６０へ入力する構成であっても良い。

【００７２】また、本実施の形態では、空調制御回路６
０でコンプレッサトルクＴを演算してＥＣＣ６８へ出力
したが、これに限らず、空調制御回路６０から、コンプ
レッサ１４の回転数Ｎｃ、ソレノイド５２の通電電流Ｉ
ｓ等の運転情報を出力することにより、これらの出力結
果に基づいて、ＥＣし６８がコンプレッサトルクＴを演
算してＩＳＣＶ７４の制御を行うようにしても良い。

【００７３】さらに、本実施の形態では、エンジン１２
のアイドル回転時のコンプレッサトルクＴの演算につい
て説明したが、これに限らず、車両走行中においてもコ
ンプレッサトルクＴの演算も可能である。この場合に
は、車両走行速度によってコンデンサ１６の冷却能力が
変化するので、車速センサ７０の検出した車両の走行速
度を変数（パラメータ）に加えてコンプレッサトルクＴ
を演算すれば良い。また、コンデンサ１６を冷却するた
めの冷却ファンに電動モータを用いたときには、外気温
度に加えて、電動の冷却ファンによる冷却効果をコンプ
レッサトルクＴを演算するときのパラメータに加えれば
良い。

【００７４】なお、本実施の形態は、本発明の一例を示
すものであり、コンプレッサ１４を含む冷凍ユニット２
４及びこれらが含まれるエアコン１０の構成を限定する
ものではなく、本発明は、ソレノイドによって容量を変
化させる可変容量コンプレッサを備えた種々の車両用空
調装置の可変容量コンプレッサのトルク検出に適用する
ことができる。

【００７５】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、可
変容量コンプレッサのソレノイドへの通電電流と、コン
デンサの能力に影響を及ぼす外気温度等の気象条件に基
づいて、可変容量コンプレッサの駆動トルクを演算して
求めるので、正確な駆動トルクの検出が可能である。ま
た、正確なコンプレッサの駆動トルクを検出し、この検
出結果に基づいてエンジン回転数を制御することによ
り、可変容量コンプレッサの駆動トルクの変化によって
エンジン回転数が変化するのを確実に防止することがで
きる優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に適用した車両のエアコンの要部
を示す構成図である。

【図２】可変容量コンプレッサの一例を示す概略構成図
である。

【図３】本発明に係るコンプレッサトルク検出の処理の
流れの一例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０ エアコン（車両用空調装置） １２ エンジン １４ コンプレッサ（可変容量コンプレッサ） １６ コンデンサ ２２ エバポレータ ４４ コントロールバルブ ５２ ソレノイド ６０ 空調制御回路 ６４ 外気温センサ ６８ ＥＣＣ ７０ 車速センサ ７４ ＩＳＣＶ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両用空調装置がエバポレータとコンデ
   ンサと可変容量コンプレッサを含んで冷凍サイクルが形
   成され、気象条件によってエバポレータ後温度を決定す
   るエバポレータ後温度決定手段と、決定されたエバポレ
   ータ後温度に基づきエバポレータ設定圧力を決定するエ
   バポレータ設定圧力演算手段と、設定されたエバポレー
   タ圧力となるようにコンプレッサの吸入圧を設定するソ
   レノイドへの通電電流を決定するソレノイド電流設定手
   段と、を有する車両用空調装置の可変容量コンプレッサ
   トルク検出方法であって、設定された前記ソレノイド電
   流及び前記コンデンサ能力に影響する外気温度に基づい
   て可変容量コンプレッサトルクを演算する、ことを特徴
   とする車両用空調装置の可変容量コンプレッサトルク検
   出方法。