特許 6202582 自動車用空調圧縮機用トルク予測方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6202582

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】自動車用空調圧縮機用トルク予測方法

(51)【国際特許分類】

   G01L 5/26 20060101AFI20170914BHJP

   G01L 3/24 20060101ALI20170914BHJP

【ＦＩ】

   G01L5/26

   G01L3/24

【請求項の数】5

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2015-549757(P2015-549757)

(86)(22)【出願日】2013年12月20日

(65)【公表番号】特表2016-509668(P2016-509668A)

(43)【公表日】2016年3月31日

(86)【国際出願番号】US2013076797

(87)【国際公開番号】WO2014100534

(87)【国際公開日】20140626

【審査請求日】2016年10月13日

(31)【優先権主張番号】61/740,666

(32)【優先日】2012年12月21日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】14/134,020

(32)【優先日】2013年12月19日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】506292974

【氏名又は名称】マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＭＡＨＬＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＧｍｂＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100120112

【弁理士】

【氏名又は名称】中西 基晴

(74)【代理人】

【識別番号】100117640

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 達己

(72)【発明者】

【氏名】ボナ，ジョセフ・エム

(72)【発明者】

【氏名】ウォーレン，マシュー・アール

(72)【発明者】

【氏名】グティエレス，アーネスト・ジェイ

【審査官】 濱本 禎広

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１０７４１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０５２９４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０２３５８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５１９９２７２（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｌ ５／００− ５／２８

Ｇ０１Ｌ ３／００− ３／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自動車用空調圧縮機用のトルクを予測する方法であって、
エンジンと複数の車両機能を制御するためのＥＣＭとを有する車両用の空調システムを始動するステップと、
前記エンジンからのｒｐｍ値を用いて定常状態トルク値を計算するステップと、
前記エンジンからの前記ｒｐｍ値を用いてＥＲＰＭ過渡トルク値を計算するステップと、
電子制御弁に印加される電流値を用いてＩｅｃｖ過渡トルク値を計算するステップと、
前記定常状態トルク値、前記エンジンＲＰＭ過渡トルク値、および前記Ｉｅｃｖ過渡トルク値から成る群から最終トルク値を選択するステップと、
前記最終トルク値を前記車両の前記ＥＣＭに提供して所定の車両機能を制御するステップと、を含むトルクを予測する方法。

【請求項2】

請求項１に記載のトルクを予測する方法において、
前記エンジンからのｒｐｍ値を用いて定常状態トルク値を計算する前記ステップが、
最大定常状態トルク値Ｔ_ｍａｘを計算するために採用される第１の組の定数を選択するステップと、
基本定常状態トルク値Ｔ_ｂａｓｅを計算するために採用される第２の組の定数を選択するステップと、
最小定常状態トルク値Ｔ_ｍｉｎを計算するために採用される第３の組の定数を選択するステップと、
Ｔ_ｂａｓｅをＴ_ｍａｘおよびＴ_ｂａｓｅと比較するステップと、
Ｔ_ｂａｓｅ＞Ｔ_ｍａｘであれば、Ｔ_ｍａｘを定常状態トルク値Ｔ_ｓｓとするステップと、
Ｔ_ｂａｓｅ≦Ｔ_ｍａｘかつＴ_ｂａｓｅ＜Ｔ_ｍｉｎであれば、Ｔ_ｍｉｎを定常状態トルク値Ｔ_ｓｓとするステップと、
Ｔ_ｂａｓｅ≦Ｔ_ｍａｘかつＴ_ｂａｓｅ≧Ｔ_ｍｉｎであれば、Ｔ_ｂａｓｅを定常状態トルク値Ｔ_ｓｓとするステップと、を含むトルクを予測する方法。

【請求項3】

請求項１に記載のトルクを予測する方法において、
前記エンジンからの前記ｒｐｍ値を用いてＥＲＭＰ過渡トルク値を計算する前記ステップが、
エンジンＲＰＭ変化率ΔＥＰＲＭを計算するステップと、
最大閾値ＥＰＲＭ率をΔＥＰＲＭ_Ｌｉｍとして計算するステップと、
ΔＥＰＲＭ＜ΔＥＰＲＭ_Ｌｉｍであれば、エンジンＲＰＭ過渡トルク値Ｔ_{ｅｒｐｔｍ}をゼロまたは無とするステップと、
ΔＥＰＲＭ≧ΔＥＰＲＭ_Ｌｉｍかつｔ≧ｔ_Ｌｉｍであれば、エンジンＲＰＭ過渡トルク値Ｔ_{ｅｒｐｔｍ}をＴ_ｓｓ（ｔ_ｉ−ｔ_Ｌｉｍ）とするステップと、
ΔＥＰＲＭ≧ΔＥＰＲＭ_Ｌｉｍかつｔ＜ｔ_Ｌｉｍであれば、エンジンＲＰＭ過渡トルク値Ｔ_{ｅｒｐｔｍ}をＴ_ｓｓ（ｔ_０）とするステップと、を含むトルクを予測する方法。

【請求項4】

請求項１に記載のトルクを予測する方法において、
電子制御弁に印加される電流値を用いてＩｅｃｖ過渡トルク値を計算する前記ステップが、
制御弁電流変化率ΔＩを計算するステップと、
最大閾値ＥＶＣ電流変化率ΔＩ_Ｌｉｍを計算するステップと、
Ｉｅｖｃ過渡がなければ（ΔＩ＜ΔＩ_Ｌｉｍ）、電子制御弁過渡トルク値Ｔ_ＩＴをゼロまたは無とするステップと、
ΔＩ≧ΔＩ_ＬｉｍかつΔＰｄ≦ΔＰｄ_Ｌｉｍｌであれば、電子制御弁過渡トルク値Ｔ_ＩＴをＦ_１＊Ｐｄ−Ｆ_０とするステップと、
ΔＩ≧ΔＩ_ＬｉｍかつΔＰｄ＞ΔＰｄ_ＬｉｍｌかつΔＰｄ＞ΔＰｄ_Ｌｉｍｂであれば、電子制御弁過渡トルク値Ｔ_ＩＴをゼロまたは無とするステップと、を含むトルクを予測する方法。

【請求項5】

請求項１に記載のトルクを予測する方法において、
前記定常状態トルク値、前記エンジンＲＰＭ過渡トルク値、および前記Ｉｅｃｖ過渡トルク値から成る群から最終トルク値を選択するする前記ステップが、
Ｔ_{ＥＲＰＭＴ}＝０かつＴ_ｎ＝０である場合、Ｔ_ＦをＴ_ＳＳとするステップと、
Ｔ_{ＥＲＰＭＴ}≠０および／またはＴ_ｎ≠０、ならびにＴ_ｎ≠０の場合にＴ_{ＥＲＰＭＴ}＝０である場合、Ｔ_ＦをＴ_ＩＴとするステップと、
Ｔ_{ＥＲＰＭＴ}≠０および／またはＴ_ｎ≠０である場合、ならびにＴ_{ＥＲＰＭＴ}≠０および／またはＴ_ｎ＝０である場合、ならびにＴ_{ＥＲＰＭＴ}≠０およびＴ_ｎ＝０である場合、Ｔ_ＦをＴ_{ＥＲＰＭＴ}とするステップと、
Ｔ_{ＥＲＰＭＴ}≠０および／またはＴ_ｎ≠０である場合、ならびにＴ_{ＥＲＰＭＴ}≠０および／またはＴ_ｎ＝０である場合、ならびにＴ_{ＥＲＰＭＴ}＝０および／またはＴ_ｎ≠０である場合、ならびにＴ_{ＥＲＰＭＴ}≠０およびＴ_ｎ≠０である場合、Ｔ_ＦをＴ_ＩＴとするステップと、を含むトルクを予測する方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願
[0000]本出願は、２０１２年１２月２１日出願のＪｏｓｅｐｈ Ｍ． Ｂｏｎａらの「自動車用空調圧縮機用トルク予測方法（Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｔｏｒｑｕｅ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｆｏｒ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ａｉｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）」という名称の米国特許出願第６１／７４０，６６６号に関連し、その優先権を主張する。

【0002】

[0001]本発明は、自動車用空調圧縮機用のトルクを予測する方法に関する。

【背景技術】

【0003】

[0002]今日の自動車は、ますます厳しくなる政府指令の燃費および排出ガス基準が課される。製造業者は、より高性能なエンジン制御器および制御アルゴリズムを利用してエンジン燃焼プロセスを最適化している。燃空比を精密に測定し、アイドル回転速度を制御し、かつ良好な車両加速を提供するためには、エンジン負荷の良好な推定値が必要とされる。

【0004】

[0003]ベルト駆動の自動車用空調圧縮機は、車両エンジンから発生する動力を利用して車両の内部区画を冷却するため、正確な推定を必要とする重要な負荷である。

【0005】

[0004]圧縮機動力は圧縮機回転速度とトルクの関数である。圧縮機回転速度は測定エンジン回転速度から既知の一定のプーリ比により容易に導出できるが、圧縮機トルクは量産車では費用効率よく測定できず、したがってエンジン制御器内のアルゴリズムによる推定を必要とする。

【0006】

[0005]従来、車両エンジン性能の調節は、車両エンジン制御器により圧縮機トルクまたは圧縮機動力の計算から行われる。負荷計算を実施する１つの典型的な方法は、圧縮機回転速度と吐出圧力の関数である式またはルックアップテーブルを使用することである。この式は、定容量形圧縮機の定常状態運転に、または全容量を必要とする周囲条件での可変容量形圧縮機の定常状態運転に適している。

【0007】

[0006]典型的なトルク式は、過渡条件の間または可変圧縮機が部分容量である時にトルク予測に限界がある。典型的な式は、過渡の間および燃料消費の減少をもたらす部分容量時に圧縮機トルクを過大予測することもある。

【0008】

[0007]定容量形および可変容量形圧縮機用動力推定式は当該分野で公知である。定常状態精度の向上の余地はあるものの、以下の式１は、定常状態条件および全容量に適している。別の公知の方法は、吐出圧力および弁電流の関数としてのトルク予測ルックアップテーブルを利用する。ここでも、ルックアップテーブルは、定常状態および全容量条件に適している。定常状態精度は向上されるが、依然としてより高い定常状態精度の必要性がある。

【0009】

式１：
動力＝Ａ＋Ｂ＊圧力＋Ｃ＊圧力^２＋Ｄ＊圧力^３−Ｅ＊ＣＲＰＭ＋Ｆ＊圧力＊ＣＲＰＭ
式中、
− 圧力単位はバール（ゲージ）
− 動力単位はワット
− ＣＲＰＭは圧縮機毎分回転数
− この式の適用範囲は１００から６１００ワット。

【0010】

・圧縮機１の場合：Ａ＝１０
Ｂ＝８８
Ｃ＝−１７．３７５
Ｄ＝０．９２１８７５
Ｅ＝０．３７３９０１３６
Ｆ＝０．０７３３６４２５
・圧縮機２の場合：Ａ＝０
Ｂ＝４６．９
Ｃ＝０
Ｄ＝０
Ｅ＝０．４８８１
Ｆ＝０．１０５６
２０１０年９月２３日公開の樋口らの「車両用空調装置（Ａｉｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ ｆｏｒ Ｖｅｈｉｃｌｅ）」という名称の米国特許出願公開第２０１０／０２３６２６５（Ａ１）号が、本発明とは著しく異なる入力の集合を用いるトルク推定戦略を説明している。米国特許出願公開第２０１０／０２３６２６５（Ａ１）号およびその関連外国公報は、参照により本明細書に組み込まれる。

【0011】

米国特許出願公開第２０１０／０２３６２６５（Ａ１）号により説明されるように、車両用空調装置は、エンジンを駆動源として使用する冷媒の可変容量形圧縮機と、凝縮器と、蒸発器とを含む冷凍サイクルと、圧縮機へ調節制御信号を出力するための容量調節手段と、圧縮機のトルクを演算するための圧縮機トルク演算手段とを備える。圧縮機トルク演算手段が、圧縮機が最大吐出容量で駆動される場合に対応する飽和領域トルク推定手段と、圧縮機が最大吐出容量以外の吐出容量で駆動される場合に対応する容量制御領域トルク推定手段との、少なくとも２つのトルク推定手段を含み、また設定値よりも大きいエンジン回転速度の変化が検出された場合に、圧縮機のトルクの演算を補正するための補正手段を含む。エンジン回転速度が急激に変化する場合にも、冷凍サイクル中の圧縮機のトルクを演算できるとされる。

【0012】

米国特許出願公開第２０１０／０２３６２６５（Ａ１）号に記載の方法は以下の入力を利用するトルク演算に基づいている。

【0013】

○容量制御信号
○外気温度
○圧縮機回転速度
○車両走行速度
○凝縮器ファン電圧
○高圧側冷媒圧力
○送風機電圧
米国特許出願公開第２０１０／０２３６２６５（Ａ１）号に記載の方法は高度に理論的であり、当業者に当該発明の実施方法を十分に教授できているとはいえない。

【発明の概要】

【0014】

本発明のこれらおよび他の特徴および利点は、図面と共に、本発明の好適な実施形態を詳述する以下の明細書を読むことにより明らかになるであろう。

【0015】

図面は本発明の単一実施形態を表すが、図面は必ずしも一定の縮尺ではなく、本発明をよりよく例示し説明するために、特定の特徴が誇張されることもある。本明細書に記載の例は本発明の一実施形態を一様態において例示しており、そのような例は、いかなる方法でも本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明を具現化する、自動車用途のために構成される空調システムの略図である。

【図2】精度が±２Ｎｍ以下である定常状態条件下での図１の空調システムの経験的台上試験データと計算圧縮機トルクデータのグラフ図である。

【図3】電子制御弁（ＥＣＶ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｖａｌｖｅ）が「オフ」から「オン」へ遷移される時の過渡圧縮機トルクを例示する経験的台上試験データのグラフ図である。

【図4】電子制御弁（ＥＣＶ）が「オン」から「オフ」へ遷移される時の過渡圧縮機トルクを例示する経験的台上試験データのグラフ図である。

【図5】加速および減速の間の過渡圧縮機トルクを例示する経験的台上試験データのグラフ図である。

【図6】本発明において具現化される圧縮機トルク予測システムの主フロー図である。

【図7】本発明を実施する際の定常状態圧縮機トルクを計算するフロー図である。

【図8】本発明を実施する際の電子制御弁電流（Ｉｅｖｃ）過渡トルクを計算するフロー図である。

【図9】本発明を実施する際のエンジン毎分回転数（ＥＲＰＭ）過渡トルクを計算するフロー図である。

【図10】本発明を実施する際の最終トルク（Ｔ_Ｆ）値を選択するフロー図である。

【図11】本発明を記述および実施する際に用いられる、用語定義および関連計器の術語である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図面は本発明の実施形態を表すが、図面は必ずしも一定の縮尺ではなく、本発明を例示し説明するために、特定の特徴が誇張されることもある。本明細書に記載の例は本発明の一実施形態を一様態において例示しており、そのような例は、いかなる方法でも本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。

【0018】

図１を参照すると、本発明は好ましくは、自動車１２などの地上車両内に設置される空調システム１０を制御する際に実装または実施される。空調システム１０の原動機は、自動車１２のモータ／エンジン１６によりベルト伝動装置および電磁クラッチ（図示せず）を介して機械的に駆動される圧縮機１４である。圧縮機１４は高温冷媒蒸気を圧縮して凝縮器１８に圧送し、そこで冷媒蒸気は最終的に液状に凝縮される。凝縮器１８からの依然加圧状態の液体冷媒は膨張弁２０を通され、その後、膨張し冷却した状態で、自動車乗客空間内に換気モジュール２４により形成される空気流路内に配置される蒸発器２２に進入する。加熱される冷媒蒸気は引き続き圧縮機１４へ再進入してサイクルを繰り返す。

【0019】

蒸発器２２を通って流れる低圧冷媒は、送風機２６により影響される、換気モジュール２４を通って流れる空気と熱交換する。送風機２６は空調用空気が通る風道２８内に配置され、空調用空気吸込口３０から吸引される空気は送風機２６により蒸発器２２に導かれる。蒸発器２２を通過した空気の一部は下流位置に配置される加熱器ユニット３２に導かれ、加熱器ユニットを通過すべき空気量とバイパスすべき空気量との割合はエアミックスダンパ３４により調整される。本実施形態において、蒸発器２２出口の空気温度センサ３６は、蒸発器２２を通過後の空気の温度を検出するために、蒸発器２２の出口側に設けられ、検出される信号は、空調を行う空調制御ユニット３８に入力される。様々な他のシステムセンサ４０からの信号も空調制御ユニット３８に入力される。エンジン１６に関連付けられるエンジン制御ユニット４２（ＥＣＵ：Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）も空調制御ユニット３８と電気的にインタフェース接続される。空調制御ユニット３８もＥＣＵ４２も共に、マイクロプロセッサのような制御回路、ならびに圧縮機１４へ容量制御信号を出力することなどにより空調システム１０全体の制御に影響を与えるようのみならず、以下本明細書に記載のトルク予測方法を実施するようにも動作可能な揮発性および／または不揮発性メモリを含む。

【0020】

本発明の一実施形態は、自動車用空調装置のトルクを、定常状態および過渡条件でリアルタイムに計算または予測するために使用される装置および方法である。本方法は、標準的な量産車で容易に利用可能なセンサから取得されるデータを利用するために導出された。したがって、本技術を実装する上で、追加の出費または費用は一切発生しないであろう。トルクは以下の入力を利用して予測される。

【0021】

○制御弁電流
○外気温度
○蒸発器空気出口温度
○エンジン回転速度
○高圧側圧力
○蒸発器送風機電圧
トルク（推定）＝Ｂ１＊Ｖｂ＊Ｔｅａｏ＊（Ｔｏａ−Ｔｅａｏ）＊（（Ｐｄ／Ｐｓ）＾Ｋ１−１）／ＣＲＰＭ
式中：−−ＣＲＰＭ＝圧縮機ＲＰＭ
−−Ｂ１ ＝相関定数
−−Ｖｂ ＝送風機電圧
−−Ｔｅａｏ＝蒸発器空気出口温度
−−Ｔｏａ ＝外気温度
−−Ｐｄ ＝高圧側圧力
−−Ｐｓ ＝Ｔｅａｏでの冷媒の飽和圧力（推定吸込圧力）
−−Ｋ１ ＝（ｋ−１）／ｋ
−−ｋ =過熱冷媒に関する比熱比
改善された関係は：トルク（相関）＝２．７＊ＳＱＲＴ（トルク（推定））
この関係は準定常条件でのトルクを推定するためには許容できるが、例えば、ＥＣＶ電流が変化している時など、トルクの変化を予測できないこともある。
基本式
[0008]基本式は、経験的観察およびＥＣＶ電流パラメータの包含に基づいて、上記の関係から導出された。追加式は経験的に導出されたもので、一意の条件に対して使用されてそれら一意の条件に対する計算の精度を向上させる。

【0022】

基本式は：
◆圧縮機トルクは次式で計算される。

【0023】

トルク＝Ａ０＋Ａ１＊Ｐ＊（Ｖ）^Ａ２＊ΔＴ＊（（Ｐ／Ｔ）^Ａ３−１）＊（Ｉ）^Ａ４／ｒｐｍ
−Ｐ＝高圧側圧力
−Ｖ＝蒸発器送風機電圧
−ΔΤ＝蒸発器空気温度差動
−Ｔ＝蒸発器空気出口温度
−Ｉ＝制御弁電流
−Ｒｐｍ＝エンジン回転数
−Ａ０＝トルクオフセット定数
−Ａ１＝トルクスケーリング定数
−Ａ２＝蒸発器スケーリング定数
−Ａ３＝圧力温度スケーリング定数
−Ａ４＝電流スケーリング定数
この式の定常状態台上試験結果が図２に示される。

【0024】

試験された定常状態条件の場合、精度は±２Ｎｍ以下である。

【0025】

所与のｒｐｍ領域に対する基本式の定数の集合を確立することにより、更なる定常状態精度が達成できる。以下に一例を示す。

【0026】

Ｔ３０００システム上の６ＣＶＣｃに使用される係数値を以下の表１に示す。

【0027】

【表1】

【0028】

高度トルク予測方法
[0009]過渡台上試験結果が図２〜５に示される。過渡プロットに示すように、ＴＰとして示す、基本式の予測精度は、定常状態結果と等しくない。追加式は、Ｉｅｃｖ（電子制御弁電流）が校正可能閾値未満である、または圧縮機が全行程にある時に対してのみならず、過渡事象に対しても経験的に導出された。追加式の結果はＡｄｖＴＰとして過渡プロット上に示す。過渡プロット上に示すように、予測精度は、追加式を利用することにより大幅に向上される。
過渡条件
[0010]圧縮機ｒｐｍもＥＣＶ電流も共に過渡事象の間に予測トルクに悪影響を与えるに十分急激に変化できる。予測精度を向上させるには、圧縮機ｒｐｍまたはＥＣＶ電流の変化を記録することおよび数学的に過渡を補償することができる。
ＲＰＭ
[0011]圧縮機ＲＰＭの急激な変化が生じた場合、次の戦略が利用される。
−− トリガ限界と呼ばれる所定の閾値を超えるＲＰＭ変化を検出。
−− 基本式でトルクを計算し、その値を３秒間維持する。
−− ３秒後、初期ＲＰＭ条件、ならびに３秒間コンピュータメモリに記憶されたＰ、Ｔ、ΔΤ、Ｖ、ＩｅｃｖおよびＲＰＭ値（即ち、Ｐ、Ｔ、ΔΤ、Ｖ、ＩｅｃｖおよびＲＰＭは毎秒更新されるが、３秒古い）から、表１の係数を用いてトルク計算を再開。
−− ＲＰＭ変動がトリガ限界未満に安定したことを検証。
−− 新たなＲＰＭに対する係数に変更し、３秒の計算遅延を解消する。

【0029】

ＲＰＭ変化のトリガ限界が校正可能であり、圧縮機およびシステム型に依存する。
Ｉｅｃｖ
[0012]Ｉｅｃｖの急激な変化が生じた場合、Ｐｄのオフセットとの線形関係に基づいてトルクを計算し、Ｐｄが安定したら基本式に戻る。

【0030】

例：
Ｔ３０００システム上の６ＣＶＣｃ。Ｉｅｃｖは０Ａで始まり、１．０Ａまで段階変化する。

【0031】

トルク=０．０４５Ｐｄ−３６、Ｐｄ２−Ｐｄ１＜５まで
所与の条件の集合に対する最小および最大圧縮機トルク値を確立するための式を追加することにより、予測精度はまた向上された。この目的を達成するために次式が確立された。

【0032】

最小トルク＝Ｃ０＋Ｃ１＊Ｅｒｐｍ
最大トルク＝Ｄ０＋Ｄ１＊Ｐｄ
式中：
Ｃ０＝最小トルクオフセット係数。圧縮機、システムおよびＲＰＭに基づいて校正可能である。

【0033】

Ｃ１＝最小トルク係数。圧縮機、システムおよびＲＰＭに基づいて校正可能である。

【0034】

Ｄ０＝最大トルクオフセット係数。圧縮機、システムおよびＲＰＭに基づいて校正可能である。

【0035】

Ｄ１＝最大トルク係数。圧縮機、システムおよびＲＰＭに基づいて校正可能である。

【0036】

Ｉｅｃｖが、校正可能項である最小Ｉｅｃｖよりも低い場合に、最小トルク式が使用される。

【0037】

Ｉｅｃｖが、校正可能項である最大Ｉｅｃｖよりも大きい、または予測トルクが最大計算トルクよりも大きい場合に、最大トルク式が使用される。

【0038】

Ｔ３０００システム上の６ＣＶＣｃに使用される係数値、最小Ｉｅｃｖおよび最大Ｉｅｃｖは以下の通り。

【0039】

【表2】

【0040】

[0013]この予測システムはリアルタイム車両用途に意図され、そのためＨＶＡＣモジュールとＥＣＭとの間の通信速度または情報更新の頻度に依存する。

【0041】

[0014]上記に示した校正可能値は、特定のＡＣシステム上の特定の圧縮機型に対するものであることに留意されたい。圧縮機型とＡＣシステムの異なる組み合わせは、異なる校正可能値を必要とすることもある。そのような値は所与の圧縮機型およびＡＣシステムの組み合わせに対して不変であろうことが予想される。即ち、或る車両ＡＣシステム上の或る型の圧縮機に対して一旦校正可能値が確立されると、それらはその圧縮機／システムの組み合わせの全体の製造連に対して適用可能であろう。

【0042】

[0015]図６を参照すると、本発明において具現化される圧縮機トルク予測システムの主フロー図４４が例示され、計算論理ブロック４６はＡＣ始動ステップ４８により初期化され、次いで最終トルクＴ_ｆ出力論理信号をエンジン制御モジュール（ＥＣＭ：Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｏｄｕｌｅ）５８に提供する。ＡＣ始動ステップ４８は定常状態トルク（Ｔ_ｓｓ）を計算するための論理ステップ５０に進み、次いでそこから、最終トルク（Ｔ_ｆ）が選択される論理ステップ５２の第１の入力に進む。論理ステップ５０はＴ_ｓｓ信号を、エンジン毎分回転数（ＥＲＰＭ）過渡トルクを計算する論理ステップ５４にも送り、論理ステップ５４は自車両エンジン制御モジュール（回転速度センサまたは車速に基づく計算）からのエンジンＲＰＭをＴ_{ｅｒｐｍｔ}として論理ステップ５２の第２の入力に送る。最後に、論理ステップ５６はＩＥＣＶ過渡トルクを計算し、電子制御弁過渡トルク信号（Ｔ_ｉｔ）を論理ステップ５２の第３の入力に送る。

【0043】

[0016]図７を参照すると、本発明を実施する際に定常状態圧縮機トルクを計算するためのフロー図６０は、図６のステップ５０に相当する、定常状態トルクＴを計算するステップ６２を詳説する。エンジン回転速度（ＥＲＰＭ）変換器６４は入力を論理ブロック６６に送り、論理ブロック６６はＥＲＰＭに基づいて定数を選択するように動作し、選択される定数Ｄ_０およびＤ_１を後続の論理ブロック７０の第１の入力に出力する。吐出圧力変換器６８からの吐出圧力信号（Ｐｄ）は論理ブロック７０の第２の入力に進む。論理ブロック７０は最大定常状態トルク（Ｔ_ｍａｘ）を計算するように動作する。論理ブロック７０はＴ_ｍａｘ信号をはい／いいえ論理ブロック７２の第１の入力に出力する。

【0044】

[0017]ＥＲＰＭ変換器７４は入力を論理ブロック７６に送り、論理ブロック７６はＥＲＰＭに基づいて定数を選択するように動作し、選択される定数Ａ_０、Ａ_１、Ａ_２、Ａ_３およびＡ_４を後続の論理ブロック７８の第１の入力に出力する。集合的に８０で例示される変換器からの、吐出圧力信号（Ｐｄ）、蒸発器送風機ファン電圧信号（Ｖ）、サーミスタ周囲温度信号（Ｔａ）、ＥＣＶに印加される電流の測定からの電子制御弁電流信号（Ｉ）、およびＥＲＰＭ信号は、第２の入力を論理ブロック７８に提供し、同時にはい／いいえ論理ブロック７２の第２の入力に送られる論理ブロック７８からの基本定常状態トルクトルク（Ｔ_ｂａｓｅ）出力を計算する際にも活用される。

【0045】

[0018]集合的に８２で例示される変換器からのＥＲＰＭ変換器信号およびサーミスタ周囲温度（Ｔａ）信号は論理ブロック８４に進み、論理ブロック８４はＥＲＰＭに基づいて定数を選択するように動作し、選択される定数Ｃ_０およびＣ_１を後続の論理ブロック８６の第１の入力に出力する。ＥＰＲＭ変換器８８は信号を論理ブロック８６の第２の入力に送り、その信号は最小計算定常状態トルク（Ｔ_ｍｉｎ）を論理ブロック８６からの出力として計算する際に活用される。

【0046】

[0019]Ｔ_ｂａｓｅ＞Ｔ_ｍａｘの場合、はい／いいえ論理ブロック７２の第１の出力が論理ブロック９０に進み、論理ブロック９０はＴ_ｓｓをＴ_ｍａｘとし、次いでＴ_ｓｓ出力論理ブロック９２に進む。Ｔ_ｂａｓｅ≦Ｔ_ｍａｘの場合、はい／いいえ論理ブロック７２の第２の出力が第２のはい／いいえ論理ブロック９４に進む。論理ブロック８６のＴ_ｍｉｎ出力は、はい／いいえ論理ブロック９４の第２の入力に進む。はい／いいえ論理ブロック７２および９４は、以下のファントム論理ブロック１００に記載の共通論理により論理的に結合される。Ｔ_ｂａｓｅ＜Ｔ_ｍｉｎの場合、はい／いいえ論理ブロック９４の第１の出力が論理ブロック９８に進み、論理ブロック９８はＴ_ｓｓをＴ_ｍａｘとし、次いでＴ_ｓｓ出力論理ブロック９２に進む。Ｔ_ｂａｓｅ≧Ｔ_ｍｉｎの場合、はい／いいえ論理ブロック９４の第２の出力が論理ブロック９６に進み、論理ブロック９６はＴ_ｓｓをＴ_ｂａｓｅとし、次いでＴ_ｓｓ出力ブロック９２に進む。

【0047】

[0020]図８を参照すると、本発明を実施する際に電子制御弁電流（Ｉｅｖｃ）過渡トルクを算出するための計算論理ブロック１０４を含むフロー図１０２は、図６のステップ５６に相当する、Ｉｅｖｃを計算するステップ１０６を詳説する。（ＥＣＶに印加される電流の測定からの）電子制御弁電流変換器（Ｉ）１０８は入力を論理ブロック１１０に送り、論理ブロック１１０はＩｅｃｖ変化率（ＲＯＣ：Ｒａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｎｇｅ）を計算するように動作し、制御弁電流変化率（ΔＩ）をはい／いいえ論理ブロック１１４の入力に出力する。ＥＣＶ電流センサの最大閾値変化率（ΔＩ_Ｌｉｍ）１１２は第２の入力をはい／いいえ論理ブロック１１４に送る。論理ブロックは更に論理ブロック１２０で（ファントムで）機能してＩｅｃｖが充電中か確認する。ΔＩ＜ΔＩ_Ｌｉｍの場合、論理ブロック１１６への第１の出力が電子制御弁過渡トルク（Ｔ_ＩＴ）を論理ブロック１３００の第２の入力相当とし、この場合、Ｉ_ｅｖｃ過渡はなく、次いでＴ_ＩＴ出力論理ブロック１１８に進む。ΔＩ≧ΔＩ_Ｌｉｍの場合、はい／いいえ論理ブロック１１４の第２の出力が後続の論理ブロック１２２の第１の入力に進む。論理ブロックはＰｄ変化率（ＲＯＣ）を計算するように動作する。Ｐｄ圧力変換器１２４は論理ブロック１２２の第２の入力に進み、そこから吐出圧力変化率（ΔＰｄ）をはい／いいえ論理ブロック１２６の第１の入力に出力する。最小閾値吐出圧力率（ΔＰｄ_ｌｉｍｌ）変換器１２８は、はい／いいえ論理ブロック１２６の第２の入力に進む。ΔＰｄ＞ΔＰｄ_Ｌｉｍｌの場合、はい／いいえ論理ブロック１２６の第１の出力が別のはい／いいえ論理ブロック１３４の第１の入力に進む。はい／いいえ論理ブロック１２６および１３４は互いにＰｄが充電中か確認する。ΔＰｄ≦ΔＰｄ_Ｌｉｍｌの場合、はい／いいえ論理ブロック１２６の第２の出力が論理ブロック１３０の第１の入力に進む。最大閾値吐出圧力率（ΔＰｄ_Ｌｉｍｂ）変換器１３６は論理ブロック１３４の第２の入力に進む。ΔＰｄ＞ΔＰｄ_Ｌｉｍｂの場合、はい／いいえ論理ブロック１３４の第１の出力が論理ブロック１３８に進み、論理ブロック１３８は電子制御弁過渡トルク（Ｔ_ＩＴ）をゼロ、即ちＴ_ＩＴ過渡無しとし、次いで出力を出力論理ブロック１１８に提供する。ΔＰｄ≦ΔＰｄ_Ｌｉｍｂの場合、はい／いいえ論理ブロック１３４の第２の出力が論理ブロック１３０の入力に進む。変換器１３２は校正可能パラメータＦ_０およびＦ_１を論理ブロック１３０の第２の入力に送り、次いでそこから、出力論理ブロック１１８に進む。共通論理ブロック１４０は（ファントムで）はい／いいえ論理ブロック１２６および１３４を確認してＰｄが充電中か判定する。

【0048】

[0021]図９を参照すると、本発明を実施する際にエンジン毎分回転数（ＥＲＰＭ）過渡トルク（Ｔ）を算出するためのフロー図１４２は、図６の論理ステップ５４に相当する、ＥＲＰＭ過渡トルクを算出するステップ１４６を詳説する。（ＥＣＶに印加される電流の測定からの）電子制御弁電流変換器（Ｉ）１４８は入力を論理ブロック１５０に送り、論理ブロック１５０はＥＲＰＭ変化率（ＲＯＣ）を計算するように動作し、エンジンＲＰＭ変化率（ΔＥＲＰＭ）をはい／いいえ論理ブロック１５２の入力に出力する。最大閾値ＥＲＰＭ率（ΔＥＲＰＭ_ｌｉｍ）変換器１５６は第２の入力をはい／いいえ論理ブロック１５２に送る。ΔＥＲＰＭ＜ΔＥＲＰＭ_Ｌｉｍの場合、はい／いいえ論理ブロック１５２は論理ブロック１５４に進み、論理ブロック１５４はエンジンＲＰＭ過渡トルク（Ｔ_{ＥＲＰＭＴ}）をゼロとし、次いで出力を出力論理ブロック１６６に送る。はい／いいえ論理ブロック１５２に結合されるファントム論理ブロック１５８はＥＲＰＭが変化中か確認する。ΔＥＲＰＭ≧ΔＥＲＰＭ_Ｌｉｍの場合、はい／いいえ論理ブロック１５２は第１の入力を現在の時間間隔開始タイマ論理ブロック１６０に送るが、ここではＴ_ＳＳ第２の入力も受信される。論理ブロック１６０は出力を後続の論理ブロック１６２に提供してＴ_ＳＳを現在の時間間隔（ｔ_ｉ）で保存し、次いで、タイマが開始され増分更新されるとＴ_{ＥＲＰＭＴ}＝Ｔ_ＳＳとなる論理ブロック１６４の第１の入力に進む。論理ブロック１６４の出力は出力論理ブロック１６６に進む。Ｔ_{ＥＲＰＭＴ}計算論理ロジック１６８に関するタイマ値は論理ブロック１６４に進む。論理ブロック１６０の出力は、はい／いいえ論理ブロック１７０の第１の入力にも進む。Ｔ_Ｌｉｍ変換器１７２は、はい／いいえ論理ブロック１７０の第２の入力に進む。ｔ＜ｔ_Ｌｉｍの場合、はい／いいえ論理ブロック１７０はＥＲＰＭ無過渡論理ブロック１７６の第１の入力に進み、次いでそこから出力論理ブロック１６６に進む。Ｔ_ＳＳ入力は論理ブロック１７６の第２の入力に進む。はい／いいえ論理ブロック１７０はファントム論理ブロック１７４により制御されてタイマが満了したか判定する。

【0049】

[0022]図１０を参照すると、本発明を実施する際に最終トルク（Ｔ_Ｆ）値を選択するための計算ブロック１８０を含むフロー図１７８は、図６のステップ５２に相当する、最終トルク（Ｔ_Ｆ）を選択するステップ１８２を詳説する。Ｔ_ＳＳ、Ｔ_ＩＴおよびＴ_{ＥＲＰＭＴ}を含む別々の入力は、直列結合されるはい／いいえ論理ブロック１８４、１９０、１９４および１９８に送られる。Ｔ_{ＥＲＰＭＴ}＝０かつＴ_Ｎ＝０の場合、はい／いいえ論理ブロック１８４は論理ブロック１８６に進み、論理ブロック１８６はＴ_ＦをＴ_ＳＳとし、次いでそこから出力を出力論理ブロック１８８に送る。Ｔ_{ＥＲＰＭＴ}≠０またはＴ_ｎ≠０の場合、はい／いいえ論理ブロック１８４の第２の出力は第２のはい／いいえ論理ブロック１９０に進む。Ｔ_{ＥＲＰＭＴ}＝０かつＴ_ｎ≠０の場合、はい／いいえ論理ブロック１９０は論理ブロック１９２に進み、論理ブロック１９２はＴ_ＦをＴ_ＩＴとし、次いでそこから出力を出力論理ブロック１８８に送る。Ｔ_{ＥＲＰＭＴ}≠０またはＴ_ｎ＝０の場合、はい／いいえ論理ブロック１９０の第２の出力は第３のはい／いいえ論理ブロック１９４に進む。Ｔ_{ＥＲＰＴＭ}≠０かつＴ_ｎ＝０の場合、はい／いいえ論理ブロック１９４は論理ブロック１９６に進み、論理ブロック１９６はＴ_ＦをＴ_ＥＲＰＭとし、次いでそこから出力を出力論理ブロック１９６に送る。Ｔ_{ＥＲＰＭＴ}＝０またはＴ_ｎ≠０の場合、はい／いいえ論理ブロック１９４の第２の出力は第４のはい／いいえ論理ブロック１９８に進む。Ｔ_{ＥＲＰＭＴ}≠０かつＴ_ｎ≠０の場合、はい／いいえ論理ブロック１９８は論理ブロック２００に進み、論理ブロック２００はＴ_ＦをＴ_ＩＴとし、次いでそこから出力を出力論理ブロック１８８に送る。

【0050】

[0023]図１１を参照すると、本発明の前述の説明の明確な理解を確実にするため、用語の定義、校正パラメータおよびセンサ入力を含む、定義および関連計器の一覧が提供される。

【0051】

[0024]本発明をその好適な実施形態に関して説明してきたが、本発明はそのように限定されるのではなく、むしろ添付の特許請求の範囲に記載の範囲にのみ限定されるように意図される。

【0052】

[0025]本発明は特定の一実施形態および前述の特徴および利点を提供するための変形形態を参照して説明されており、また、その実施形態は当業者に明らかであるように変更可能であることを理解されたい。

【0053】

[0026]更に、多くの代替的な、共通の安価な材料を採用して基本構成要素を構築できることが企図される。したがって、前述の説明は限定的な意味で解釈されるべきではない。

【0054】

[0027]本発明は例示的に記載されており、使用されている用語はその本質は、限定のではなく説明の言葉と意図されることを理解されたい。

【0055】

[0028]明らかに、本発明の多くの変更形態および変形形態が上記の教示に鑑みて可能である。したがって、参照番号は専ら例示目的および利便性のためであり、いかなる限定もするものではない添付の特許請求の範囲内において、均等論を含む特許法の原理に従って解釈されるように以下の特許請求の範囲により定義される本発明は、具体的に記載されている以外の方法で実施できることを理解されたい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】