(57)【要約】【課題】冷凍車用の冷凍装置であって、省動力で蒸発器の除霜運転が可能な冷凍装置を提供する。【解決手段】圧縮機１３０とともに冷凍サイクルＲを構成し、圧縮機１３０から吐出される冷媒を蒸発させて冷凍庫１０３内の空気を冷却する蒸発器１１０と、フィン表面温度Ｔｅを検出する表面温度センサ１９２と、内気温度Ｔｎを検出する庫内温度センサ１９１と、圧縮機１３０の停止後に、フィン表面温度Ｔｅと内気温度Ｔｎとの温度差ΔＴに基づいて、蒸発器１１０の着霜状況を判定して除霜運転を開始する制御装置１９０とを備える。これによれば、フィン表面温度Ｔｅと内気温度Ｔｎとの相対的な温度差ΔＴに基づいて除霜運転が開始されるので、適正なタイミングで除霜運転を開始することが可能となる。その結果、不必要な除霜運転が抑制され、蒸発器１１０における除霜運転の省動力化を図ることが可能となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載エンジンにより駆動される圧縮機（１３０）とともに冷凍サイクル装置（Ｒ）を構成し、前記圧縮機（１３０）から吐出される冷媒を蒸発させて冷凍庫（１０３）内の空気を冷却する蒸発器（１１０）と、
前記蒸発器（１１０）の表面温度（Ｔｅ）を検出する表面温度検出手段（１９２）と、
前記冷凍庫（１０３）内の空気温度（Ｔｎ）を検出する庫内温度検出手段（１９１）と、
前記圧縮機（１３０）の停止後、前記庫内温度検出手段（１９１）によって検出された前記冷凍庫（１０３）内の空気温度（Ｔｎ）と前記表面温度検出手段（１９２）によって検出された前記蒸発器（１１０）の表面温度（Ｔｅ）との温度差（ΔＴ）に基づいて前記蒸発器（１１０）の着霜状況を判定し、前記温度差（ΔＴ）が予め設定された判定値（Ｘ）より大きい場合に、前記圧縮機（１３０）が次に駆動される際に除霜運転を開始する制御部（１９０）とを備えることを特徴とする車両用冷凍装置。
【請求項２】
前記冷凍庫（１０３）のドア（１０５）の開閉を検出するドア開閉検出手段（１０６）を備え、
前記制御部（１９０）は、前記ドア開閉検出手段（１０６）によって検出されたドア開閉状態（Ｙｄ）に応じて、前記判定値（Ｘ）を大きい側に補正することを特徴とする請求項１に記載の車両用冷凍装置。
【請求項３】
前記冷凍庫（１０３）外の空気温度（Ｔｇ）を検出する外気温度検出手段（１９３）を備え、
前記制御部（１９０）は、前記外気温度検出手段（１９３）によって検出された前記冷凍庫（１０３）外の空気温度（Ｔｇ）に応じて、前記判定値（Ｘ）を補正することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用冷凍装置。
【請求項４】
前記制御部（１９０）は、前記圧縮機（１３０）の停止とともにカウントを開始する第１時間計測手段（ｔａ）を備え、
前記制御部（１９０）は、前記第１時間計測手段（ｔａ）が、予め定められた第１所定時間（ｔａ１）をカウントした後に、前記蒸発器（１１０）の着霜状況を判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用冷凍装置。
【請求項５】
前記表面温度検出手段（１９２）は、前記蒸発器（１１０）における熱交換を促進させるフィンの表面温度（Ｔｅ）を検出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両用冷凍装置。
【請求項６】
前記制御部（１９０）は、予め定められた第２所定時間（ｔｂ１）をカウントする第２時間計測手段（ｔｂ）を備え、
前記制御部（１９０）は、前記第２時間計測手段（ｔｂ）が前記第２所定時間（ｔｂ１）をカウントした後に、前記圧縮機（１３０）が停止すると、前記蒸発器（１１０）の着霜状況を判定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車両用冷凍装置。
【請求項７】
前記制御部（１９０）は、前記第２時間計測手段（ｔｂ）が前記第２所定時間（ｔｂ１）をカウントすると、前記圧縮機（１３０）を停止させて、前記蒸発器（１１０）の着霜状況を判定することを特徴とする請求項６に記載の車両用冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸発器により冷凍庫内を冷却する車両用の冷凍装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷凍装置として、特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１に記載の冷凍装置は、圧縮機の運転により冷媒が循環供給される蒸発器の除霜運転を行う冷凍装置であり、蒸発器の冷媒入口側に配設された蒸発器温度センサにより検出される蒸発器の温度勾配の変化に基づき、蒸発器の着霜状況を判定して除霜運転が開始するように制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−８１８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の冷凍装置は、庫内の目標温度が０℃近傍に維持される冷蔵庫や貯蔵庫等に好適に使用されるものであり、冷凍庫内を−１８℃のような低い目標温度に維持する冷凍車用としての使用が難しい。
【０００５】
具体的には、定置式の冷凍装置における庫内温度は安定している為、蒸発器の冷媒入口側温度の変化のみで着霜状況が判定し易いが、車両用として使用される場合、様々な外乱によって庫内温度が不安定となる為、庫内温度に起因して変化する蒸発器の冷媒入口側温度のみでは正確に着霜状況を判定し難い。なお、様々な外乱としては、エンジンの回転数、バッテリ電圧等の運転状態や、外気温度、日射量等の使用環境などが挙げられる。従って、例えば、特許文献１に記載の冷凍装置の使用環境が、非常に低い外気温度であった場合、蒸発器温度センサにより検出される蒸発器の温度勾配も極めて小さくなる為、着霜がその温度勾配に対して及ぼす変化も極めて小さくなり、正しく判定されずに不必要な除霜運転を伴う傾向がある。
【０００６】
また、蒸発器の着霜状況を判定するための温度勾配の変化は、蒸発器に付着し、庫内温度が上昇するにつれて融解する霜の状態変化が及ぼす影響によるものである為、庫内温度を目標温度（−１８℃）から霜の融解温度（０℃）まで上昇させる必要があり、着想状況の判定に時間を要することになる。
【０００７】
その結果、特許文献１に記載の冷凍装置では、正しく着霜状況の判定がし難い為に不必要な除霜運転を伴い易く、また除霜に多量の使用動力を要するといった問題点がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、冷凍車に提供可能な車両用冷凍装置であって、正確に着霜状況を判定することが可能な冷凍装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記の目的を達成する為に、以下の技術的手段を採用する。
【００１０】
請求項１に係る発明は、車載エンジンにより駆動される圧縮機（１３０）とともに冷凍サイクル装置（Ｒ）を構成し、圧縮機（１３０）から吐出される冷媒を蒸発させて冷凍庫（１０３）内の空気を冷却する蒸発器（１１０）と、蒸発器（１１０）の表面温度（Ｔｅ）を検出する表面温度検出手段（１９２）と、冷凍庫（１０３）内の空気温度（Ｔｎ）を検出する庫内温度検出手段（１９１）と、圧縮機（１３０）の停止後、庫内温度検出手段（１９１）によって検出された冷凍庫（１０３）内の空気温度（Ｔｎ）と表面温度検出手段（１９２）によって検出された蒸発器（１１０）の表面温度（Ｔｅ）との温度差（ΔＴ）に基づいて蒸発器（１１０）の着霜状況を判定し、温度差（ΔＴ）が予め設定された判定値（Ｘ）より大きい場合に、圧縮機（１３０）が次に駆動される際に除霜運転を開始する制御部（１９０）とを備えることを特徴とする。
【００１１】
冷凍庫（１０３）内の空気温度（Ｔｎ）は、圧縮機（１３０）が停止すると、蒸発器（１１０）への冷媒流通が停止されて蒸発器（１１０）の吸熱作用が停止する為、温度上昇していく。それに対し、蒸発器（１１０）の表面温度（Ｔｅ）は、蒸発器（１１０）に着霜していない場合、冷凍庫（１０３）内の空気温度（Ｔｎ）と同様に温度上昇するが、一方、蒸発器（１１０）に着霜している場合、霜の冷熱を受けるので、冷凍庫（１０３）内の空気温度（Ｔｎ）のようには温度上昇しない。その結果、蒸発器（１１０）に着霜している場合、冷凍庫（１０３）内の空気温度（Ｔｎ）と蒸発器（１１０）の表面温度（Ｔｅ）との間には、温度差（ΔＴ）が生ずる。従って、上記技術的手段によれば、冷凍庫（１０３）内の空気温度（Ｔｎ）と蒸発器（１１０）の表面温度（Ｔｅ）との相対的な温度差（ΔＴ）に基づいて着霜状況を判定するので、着霜状況を正確に判定することが可能となる。その結果、不必要な除霜運転を抑制することが可能となる。また、冷凍庫（１０３）内の空気温度（Ｔｎ）が低温の目標温度（−１８℃）時であっても、霜の融解温度（０℃）まで上昇させる必要が無く着霜状況の判定ができるので、着霜状況に時間要さないとともに、少量の使用動力で着霜状況の判定が可能となる。
【００１２】
請求項２に係る発明では、冷凍庫（１０３）のドア（１０５）の開閉を検出するドア開閉検出手段（１０６）を備え、制御部（１９０）は、ドア開閉検出手段（１０６）によって検出されたドア開閉状態（Ｙｄ）に応じて、判定値（Ｘ）を大きい側に補正することを特徴とする。
【００１３】
冷凍庫（１０３）のドア（１０５）が開いた場合、冷凍庫（１０３）内の空気温度（Ｔｎ）が上昇して、冷凍庫（１０３）内の空気温度（Ｔｎ）と蒸発器（１１０）の表面温度（Ｔｅ）との温度差（ΔＴ）は大きくなり易い。従って、その場合に判定値（Ｘ）を大きい側に補正していないと、蒸発器（１１０）に着霜していない状況であっても、温度差（ΔＴ）は、判定値（Ｘ）を超えてしまい、その結果、着霜状況の判定に精度を欠いて不必要な除霜運転をしてしまう虞がある。しかしながら、上記技術的手段によれば、冷凍庫（１０３）のドア（１０５）が開いた場合に判定値（Ｘ）も大きい側に補正されるので、蒸発器（１１０）の着霜状況の判定精度の向上を図ることが可能となる。
【００１４】
請求項３に係る発明では、冷凍庫（１０３）外の空気温度（Ｔｇ）を検出する外気温度検出手段（１９３）を備え、制御部（１９０）は、外気温度検出手段（１９３）によって検出された冷凍庫（１０３）外の空気温度（Ｔｇ）に応じて、判定値（Ｘ）を補正することを特徴とする。
【００１５】
冷凍庫（１０３）外の空気温度（Ｔｇ）が高い場合、冷凍庫（１０３）内の空気温度（Ｔｎ）は、冷凍庫（１０３）外の空気温度（Ｔｇ）の影響により温度上昇し易い。従って、その場合に判定値（Ｘ）を大きい側に補正しないと、蒸発器（１１０）に着霜していない状況であっても、温度差（ΔＴ）が判定値（Ｘ）を超えてしまい、その結果、着霜状況の判定に精度を欠いて不必要な除霜運転をしてしまう虞がある。また、冷凍庫（１０３）外の空気温度（Ｔｇ）が低い場合、冷凍庫（１０３）内の空気温度（Ｔｎ）は、冷凍庫（１０３）外の空気温度（Ｔｇ）の影響により温度上昇し難い。従って、その場合に判定値（Ｘ）を小さい側に補正しないと、蒸発器（１１０）に着霜している状況であっても、温度差（ΔＴ）は、判定値（Ｘ）を超えず、その結果、着霜状況の判定に精度を欠いて必要な除霜運転をしない虞がある。しかしながら、上記技術的手段によれば、冷凍庫（１０３）外の空気温度（Ｔｇ）に応じて判定値（Ｘ）が補正されるので、蒸発器（１１０）の着霜状況の判定精度の向上を図ることが可能となる。
【００１６】
請求項４に係る発明では、制御部（１９０）は、圧縮機（１３０）の停止とともにカウントを開始する第１時間計測手段（ｔａ）を備え、制御部（１９０）は、第１時間計測手段（ｔａ）が、予め定められた第１所定時間（ｔａ１）をカウントした後に、蒸発器（１１０）の着霜状況を判定することを特徴とする。
【００１７】
蒸発器（１１０）に着霜している場合、冷凍庫（１０３）内の空気温度（Ｔｎ）と蒸発器（１１０）の表面温度（Ｔｅ）との温度差（ΔＴ）は、時間とともに拡大していく。従って、圧縮機（１３０）の停止後直後は、温度差（ΔＴ）は、小さすぎて識別し難い。しかしながら、上記技術的手段によれば、第１所定時間（ｔａ１）経過後に蒸発器（１１０）の着霜状況を判定するので、識別可能な温度差（ΔＴ）にて着霜状況の判定ができ、判定精度の向上を図ることが可能となる。ここで、第１所定時間（ｔａ１）とは、蒸発器（１１０）に着霜している場合において、圧縮機（１３０）の停止から、温度差（ΔＴ）が識別可能な大きさになるまでの時間である。
【００１８】
請求項５に係る発明では、表面温度検出手段（１９２）は、蒸発器（１１０）における熱交換を促進させるフィンの表面温度（Ｔｅ）を検出することを特徴とする。
【００１９】
これによれば、着霜し易いフィンにおける表面温度（Ｔｅ）を検出するので、蒸発器（１１０）における着霜の有無が表面温度（Ｔｅ）の変化として現れ易く、蒸発器（１１０）における着霜状況を判定し易い。その結果、蒸発器（１１０）の着霜状況の判定精度の向上を図ることが可能となる。
【００２０】
請求項６に係る発明では、制御部（１９０）は、予め定められた第２所定時間（ｔｂ１）をカウントする第２時間計測手段（ｔｂ）を備え、制御部（１９０）は、第２時間計測手段（ｔｂ）が第２所定時間（ｔｂ１）をカウントした後に、圧縮機（１３０）が停止すると、蒸発器（１１０）の着霜状況を判定することを特徴とする。
【００２１】
これによれば、圧縮機（１３０）が頻繁に停止する冷凍車（１０１）において、頻繁に停止する圧縮機（１３０）に応じて度々、蒸発器（１１０）の着霜状況を判定するものに対し、第２所定時間（ｔｂ１）の経過後の圧縮機（１３０）の停止に応じて蒸発器（１１０）の着霜状況を判定するので、不必要な除霜運転の判定制御を抑制することが可能となる。ここで、第２所定時間（ｔｂ１）とは、蒸発器（１１０）に着霜している可能性が高くなる時間である。換言すると、第２所定時間（ｔｂ１）とは、冷凍サイクル（Ｒ）の連続的な作動の中で蒸発器（１１０）への着霜が発生しうる時間として予め設定されたものである。
【００２２】
請求項７に係る発明では、制御部（１９０）は、第２時間計測手段（ｔｂ）が第２所定時間（ｔｂ１）をカウントすると、圧縮機（１３０）を停止させて、蒸発器（１１０）の着霜状況を判定することを特徴とする。
【００２３】
これによれば、圧縮機（１３０）が長時間停止しない冷凍車（１０１）において、長時間圧縮機（１３０）が停止しない為に蒸発器（１１０）の着霜状況の判定制御が開始されないものに対して、第２所定時間（ｔｂ２）の経過後、圧縮機（１３０）を停止させて蒸発器（１１０）の着霜状況の判定制御を開始させるので、必要な除霜運転を促進させることが可能となる。
【００２４】
なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施形態における冷凍装置が搭載された冷凍車の全体構成を示す模式図である。
【図２】第１実施形態における冷凍装置の構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態における制御装置の除霜制御を示すフローチャートである。
【図４】第１実施形態におけるフィン表面温度、及び内気温度の変化を示すグラフである。（通常状態）
【図５】第１実施形態におけるフィン表面温度、及び内気温度の変化を示すグラフである。（着霜状態）
【図６】第２実施形態における制御装置の除霜制御を示すフローチャートである。
【図７】第３実施形態における制御装置の除霜制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態における車両用冷凍装置１００（以下、冷凍装置１００）の構造について、図１、及び図２を用いて説明する。図１は、本実施形態における冷凍装置１００が搭載された冷凍車１０１の全体構成を示す模式図である。図２は、本実施形態における冷凍装置１００の構成を示すブロック図である。
【００２７】
本実施形態における冷凍装置１００が搭載された冷凍車１０１について、まず説明すると、図１に示すように、キャビン１０２に対し車両走行方向後方部に冷凍食品等の搭載物を保管するための冷凍庫１０３が設けられている。冷凍庫１０３内のうち車両走行方向前方上側には、蒸発器１１０が配置されている。冷凍庫１０３のうち車両走行方向後側には、搭載物を搬入、又は搬出するための後側開口部１０４を開閉するドア１０５が設けられている。また、後側開口部１０４の左右方向略中央上側には、ドア１０５の開閉状態を検出するためのドアスイッチ１０６が配置されている。冷凍庫１０３の外側における下方には、凝縮器１４０が配置されている。また、冷凍車１０１のうちキャビン１０２側には、圧縮機１３０、及び制御装置１９０が配置されている。これらの圧縮機１３０、凝縮器１４０、及び蒸発器１１０は、配管接続されている。本実施形態の冷凍装置１００は、蒸発器１１０、及び凝縮器１４０が離れた位置に配設されたセパレート型の冷凍装置１００である。
【００２８】
本実施形態における冷凍装置１００について、詳しく説明すると、図２に示すように、圧縮機１３０、凝縮器１４０、及び蒸発器１１０は、受液器１６０、膨張弁１７０、気液分離器１８０とともに、冷凍サイクルＲを構成している。
【００２９】
圧縮機１３０は、電磁クラッチ１３１を介して車載用エンジンにより駆動されて、冷媒を吸入し、圧縮、吐出する流体装置である。凝縮器１４０は、第１送風機１５０からの送風空気により圧縮機１３０から吐出される高温、高圧の冷媒を冷却する熱交換器である。第１送風機１５０は、図示しない車載バッテリから給電されて駆動する電動モータ１５１と、電動モータ１５１により駆動されて凝縮器１４０に向けて送風するファン１５２とから構成されている。受液器１６０は、凝縮器１４０から流出した冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離する気液分離手段である。膨張弁１７０は、受液器１６０を通過する液相冷媒を低温低圧にする減圧手段である。
【００３０】
蒸発器１１０は、膨張弁１７０からの冷媒を蒸発させて蒸発時の蒸発潜熱によって第２送風機１２０からの送風空気を冷却する熱交換器である。第２送風機１２０は、冷凍庫１０３内に設けられ、図示しない車載バッテリから給電されて駆動する電動モータ１２１と、電動モータ１２１により駆動されて蒸発器１１０に向けて送風するファン１２２とから構成されている。蒸発器１１０および第２送風機１２０は、内部に空気通路を形成する図示しない断熱ケースに内蔵されている。気液分離器１８０は、蒸発器１１０から流出した冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離し、気相冷媒を圧縮機１３０の吸入側に戻す気液分離手段である。
【００３１】
これらの構成部品を、圧縮機１３０、凝縮器１４０、受液器１６０、膨張弁１７０、蒸発器１１０、気液分離器１８０の順に配管接続して、冷凍サイクルＲは構成されている。また、圧縮機１３０の冷媒出口側と蒸発器１１０の冷媒入口側との間には、蒸発器１１０に付着した霜を取り除くためのバイパス通路１３２が設けられている。バイパス通路１３２の途中には、除霜用の電磁弁１３３が配置されている。
【００３２】
また、本実施形態の冷凍車１０１に設けられた制御装置１９０は、マイクロコンピュータ、メモリ、周辺回路等から構成されている。制御装置１９０は、各種センサ１９１、１９２、１９３の出力信号、及びドアスイッチ１０６の出力信号に基づいて着霜状況を判定して、電磁クラッチ１３１、電磁弁１３３、第１送風機１５０、及び第２送風機１２０を制御して冷凍サイクルＲの冷凍制御および蒸発器１１０の除霜制御を行うものである。本実施形態における制御装置１９０は、エンジンが停止した場合、図示しないバックアップ電源から電力が供給される。
【００３３】
本実施形態における各種センサ１９１、１９２、１９３とは、庫内温度センサ１９１、表面温度センサ１９２、及び外気温度センサ１９３である。本実施形態における庫内温度センサ１９１は、冷凍庫１０３内のうち車両走行方向前方上側において蒸発器１１０、及び第２送風機１２０が内蔵される断熱ケースの空気流れ上流側に配置されている。庫内温度センサ１９１は、冷凍庫１０３内の空気温度Ｔｎ（以下、内気温度Ｔｎという）を検出する庫内温度検出手段である。本実施形態における表面温度センサ１９２は、蒸発器１１０の表面のうち、着霜し易い位置であり、蒸発器１１０における熱交換を促進させる図示しないフィンの表面に配置されている。表面温度センサ１９２は、蒸発器１１０におけるフィンの表面温度Ｔｅ（以下、フィン表面温度Ｔｅという）を検出する表面温度検出手段である。また、外気温度センサ１９３は、冷凍庫１０３外の空気温度Ｔｇ（以下、外気温度Ｔｇという）を検出する外気温度検出手段である。
【００３４】
ドアスイッチ１０６は、冷凍庫１０３の荷物搬入、搬出用のドア１０５の開閉状態（以下、ドア開閉状態Ｙｄという）を検出するドア開閉検出手段であって、ドア１０５が開状態から閉状態に伴ってＯＮからＯＦＦする常開型スイッチ（或いは、常閉型スイッチ）である。
【００３５】
次に、本実施形態における制御装置１９０について、詳しく説明すると、図２に示すように、制御装置１９０は、温度差演算手段１９４、判定値演算手段１９５、判定手段１９６、実行手段１９７、及び第１タイマｔａを有している。
【００３６】
温度差演算手段１９４は、庫内温度センサ１９１、表面温度センサ１９２、及び第１タイマｔａからの入力信号に基づいて、内気温度Ｔｎとフィン表面温度Ｔｅとの温度差ΔＴを演算し、演算された温度差ΔＴを判定手段１９６に出力する演算回路である。具体的には、内気温度Ｔｎからフィン表面温度Ｔｅを減じた値（Ｔｎ−Ｔｅ）が、温度差ΔＴである。
【００３７】
判定値演算手段１９５は、外気温度センサ１９３、ドアスイッチ１０６、及び第１タイマｔａからの入力信号に基づいて、予め設定された判定値Ｘを外気温度Ｔｇ、及びドア開閉状態Ｙｄで補正して補正判定値Ｗを演算し、演算された補正判定値Ｗを判定手段１９６に出力する演算回路である。具体的には、外気温度Ｔｇが高い場合、判定値Ｘは大きく、一方、外気温度Ｔｇが低い場合、判定値Ｘは小さく演算される。また、ドア開閉状態Ｙｄが開状態の場合、判定値Ｘは大きく、一方、ドア開閉状態Ｙｄが閉状態の場合、判定値Ｘは小さく補正されて補正判定値Ｗとして演算される。
【００３８】
判定手段１９６は、温度差演算手段１９４、及び判定値演算手段１９５からの入力信号に基づいて、温度差ΔＴと補正判定値Ｗとの大小を比較し、「温度差ΔＴは補正判定値Ｗよりも大きい」という第１判定結果Ｚ１を実行手段１９７に出力する比較回路である。また、本実施形態の判定手段１９６は、判定結果が「温度差ΔＴは補正判定値Ｗ以下である」という第２判定結果Ｚ２の場合、第２判定結果Ｚ２を第１タイマｔａに出力して第１タイマＴａのカウントをリセットさせる。
【００３９】
実行手段１９７は、判定手段１９６からの第１判定結果Ｚ１、及び圧縮機１３０からの運転信号に基づいて、電磁弁１３３を開け、第１送風機１５０、及び第２送風機１２０を停止させて蒸発器１１０の除霜運転を開始、実行する実行回路である。ここで、蒸発器１１０の除霜運転は、圧縮機１３０から吐出されるホットガスを蒸発器１１０へバイパスさせて蒸発器１１０の除霜を行う除霜運転である。また、実行手段１９７は、表面温度センサ１９２からの入力信号に基づいて、フィン表面温度Ｔｅが予め設定された所定温度Ｔｅ１に達すると蒸発器１１０の除霜運転を終了する。ここで、所定温度Ｔｅ１とは、蒸発器１１０に付着した霜が解けて蒸発器１１０が着霜していない状態となるように予め設定された温度である。
【００４０】
第１タイマｔａは、圧縮機１３０からの停止信号に基づいて、圧縮機１３０の停止とともに０から順にカウントを開始する第１時間計測手段である。第１タイマｔａは、圧縮機１３０の停止から温度差ΔＴが識別可能な大きさに広がるまでの時間になるように予め設定された第１所定時間ｔａ１をカウントした後に、温度差演算手段１９４、及び判定値演算手段１９５に演算開始信号を出力する。また、第１タイマｔａのカウントは、判定手段１９６から第２判定結果Ｚ２が入力された場合、又は、実行手段１９７による蒸発器１１０の除霜運転モードが終了した場合においてリセットされる。
【００４１】
次に、本実施形態における冷凍装置１００の作動について説明する。制御装置１９０は、図示しないイグニッションスイッチがＯＮしているときには、内気温度Ｔｎを目標温度、本実施形態では、冷凍庫１０３内の空気温度Ｔｎを目標温度の−１０℃〜−２０℃に維持するために、電磁クラッチ１３１、第１送風機１５０、及び第２送風機１２０を制御する冷凍制御を実行する。具体的に本実施形態における電磁クラッチ１３１は、内気温度Ｔｎが目標温度の−１０℃〜−２０℃に維持されるために、圧縮機１３０が繰り返しＯＮ−ＯＦＦされるように制御されている。ここで、この冷凍制御は、周知であるため、説明を省略する。
【００４２】
図３は、本実施形態における制御装置１９０の除霜制御を示すフローチャートである。図３に示す除霜制御では、まず、制御装置１９０は、ステップＳ１０１にて、圧縮機１３０が停止されたか否かを判断する。ここで、圧縮機１３０が停止される場合としては、イグニッションスイッチがＯＦＦされて圧縮機１３０が停止した場合、内気温度Ｔｎが予め定められた設定温度、本実施形態では−２０℃に到達して電磁クラッチ１３１がＯＦＦされて圧縮機１３０が停止した場合（圧縮機１３０からの停止信号）等がある。ステップＳ１０１にて、圧縮機１３０が停止されていないと判断された場合、再度、ステップＳ１０１に戻る。そして、ステップＳ１０１にて、圧縮機１３０が停止されたと判断された場合、ステップＳ１０２にて、第１タイマｔａのカウントを開始する。
【００４３】
本実施形態における除霜制御では、ステップＳ１０２後にステップＳ１０３にて、第１タイマｔａのカウントが、第１所定時間ｔａ１を超えたか否かを判定する。ステップＳ１０３にて、第１タイマｔａのカウントが第１所定時間ｔａ１を超えていない場合、再度ステップＳ１０３に戻る。ステップＳ１０３にて第１タイマｔａ１のカウントが第１所定時間ｔａ１を超えた場合、第１タイマｔａからの演算開始信号が温度差演算手段１９４に出力されて温度差演算処理ステップＳ１０４が実行されるとともに、第１タイマｔａからの演算開始信号が判定値演算手段１９５に出力されて判定値演算処理ステップＳ１０８が実行される。
【００４４】
温度差演算処理であるステップＳ１０４では、まず、ステップＳ１０５にて、庫内温度センサ１９１によって内気温度Ｔｎを読み取るとともに、ステップＳ１０６にて、表面温度センサ１９２によってフィン表面温度Ｔｅを読み取る。そして、ステップＳ１０７にて、内気温度Ｔｎから表面温度Ｔｅを減じて温度差ΔＴを演算する。
【００４５】
判定値演算処理であるステップＳ１０８では、まず、ステップＳ１０９にて、外気温度センサ１９３によって外気温度Ｔｇを読み取るとともに、ステップＳ１１０にて、ドアスイッチ１０６によってドア開閉状態Ｙｄを読み取る。そして、ステップＳ１１１にて、予め設定された判定用の判定値Ｘから外気温度Ｔｇ、及びドア開閉状態Ｙｄに基づいて補正された補正判定値Ｗを演算する。
【００４６】
そして、ステップＳ１１２にて、判定手段１９６によって温度差ΔＴと補正判定値Ｗとの大小を比較する。ステップＳ１１２の比較結果が、第１判定結果Ｚ１である場合、すなわち、温度差ΔＴが補正判定値Ｗよりも大きい場合、次に圧縮機１３０が運転された時に実行手段１９７によって除霜運転実行処理であるステップＳ１１３が実行される。一方、ステップＳ１１２の比較結果が、第２判定結果Ｚ２である場合、すなわち、温度差ΔＴが補正判定値Ｗ以下である場合、ステップＳ１１６にて第１タイマｔａのカウントがリセットされ、除霜制御は終了する。
【００４７】
除霜運転実行処理であるステップＳ１１３では、まず、ステップＳ１１４にて、除霜運転モードに設定され、蒸発器１１０の除霜処理を実行する。そして、ステップＳ１１５にて、フィン表面温度Ｔｅと所定温度Ｔｅ１との大小を比較する。ステップＳ１１５にて、フィン表面温度Ｔｅが所定温度Ｔｅ１より小さいと判断された場合、再度、ステップＳ１１４に戻る。そして、ステップＳ１１５にて、フィン表面温度Ｔｅが所定温度Ｔｅ１以上であると判断された場合、ステップＳ１１６にて第１タイマｔａのカウントがリセットされ、除霜制御は終了する。
【００４８】
以下、本実施形態の作用効果について、図４及び図５を用いて説明する。図４、及び図５は、本実施形態におけるフィン表面温度Ｔｅ、及び内気温度Ｔｎの変化を示すグラフである。図４、及び図５の横軸は時間を示し、縦軸は温度を示している。図４、及び図５において、圧縮機１３０を停止させたと同時に、第１タイマｔａのカウントが開始されている。
【００４９】
図４に示すグラフは、蒸発器１１０に着霜していない通常状態である。図４に示すように、圧縮機１３０が停止されると、蒸発器１１０による冷却作用も停止して、内気温度Ｔｎは上昇する。そして、着霜のない蒸発器１１０（フィン表面温度Ｔｅ）も同様の挙動を描いて上昇する。よって、第１所定時間ｔａ１経過後の温度差ΔＴは、圧縮機１３０を停止させた後の温度差ΔＴと比べて変化していない。その結果、温度差ΔＴは、補正判定値Ｗ以下である。
【００５０】
一方、図５に示すグラフは、蒸発器１１０に着霜している着霜状態である。図５に示すように、内気温度Ｔｎとフィン表面温度Ｔｅとは、異なる挙動を描いて上昇している。その理由としては、蒸発器１１０には、霜が付着している為、フィン表面温度Ｔｅは、霜の熱容量分だけ内気温度Ｔｎと比べて温度上昇し難くなっているからである。その結果、温度差ΔＴは、圧縮機１３０の停止とともに大きくなり、第１タイマｔａのカウントが第１所定時間ｔａ１経過前に、補正判定値Ｗより大きくなっている。図４、及び図５に示すように、本実施形態では、フィン表面温度Ｔｅと内気温度Ｔｎとを相対的に比較して、着霜状況が判定されている。
【００５１】
本実施形態における冷凍装置１００は、冷凍車１０１に搭載されている為、様々な外乱によって内気温度Ｔｎが不安定となる。しかし、フィン表面温度Ｔｅと内気温度Ｔｎとの相対的な温度差ΔＴに基づいて着霜有無の判定が実施されるので、外乱による影響（誤判定）を抑制して正確な判定が可能となる。よって、様々な外乱による除霜運転の誤作動を抑制し、その結果、不必要な除霜運転を抑制することが可能となる。また、内気温度Ｔｎが低温の目標温度（−１８℃）時であっても、霜の融解温度（０℃）まで上昇させる必要が無く着霜状況の判定ができるので、着霜状況に時間要さないとともに、少量の使用動力でその判定が可能となる。
【００５２】
また、本実施形態では、冷凍庫１０３のドア１０５の開閉を検出するドアスイッチ１０６を備え、判定値Ｘは、ドアスイッチ１０６によって検出されるドア開閉状態Ｙｄに応じて補正されて補正判定値Ｗとしている。ここで、冷凍庫１０３のドア１０５が開いた場合、内気温度Ｔｎが上昇して、内気温度Ｔｎとフィン表面温度Ｔｅとの温度差ΔＴは大きくなる。従って、その場合に判定値Ｘを大きい側に補正していないと、蒸発器１１０に着霜していない状況であっても、温度差ΔＴは、判定値Ｘを超えてしまい、その結果、着霜状況の判定に精度を欠いて不必要な除霜運転をしてしまう虞がある。しかしながら、本実施形態では、判定値Ｘも大きい側に補正されているので、蒸発器１１０の着霜状況の判定精度の向上を図ることが可能となる。
【００５３】
また、本実施形態では、外気温度Ｔｇを検出する外気温度センサ１９３を備え、判定値Ｘは、外気温度センサ１９３によって検出される外気温度Ｔｇに応じて補正されて補正判定値Ｗとしている。ここで、外気温度Ｔｇが高い場合、内気温度Ｔｎは、外気温度Ｔｇの影響により温度上昇し易い。従って、その場合に判定値Ｘを大きい側に補正しないと、蒸発器１１０に着霜していない状況であっても、温度差ΔＴが判定値Ｘを超えてしまい、その結果、着霜状況の判定に精度を欠いて不必要な除霜運転をしてしまう虞がある。また、外気温度Ｔｇが低い場合、内気温度Ｔｎは、外気温度Ｔｇの影響により温度上昇し難い。従って、その場合に判定値Ｘを小さい側に補正しないと、蒸発器１１０に着霜している状況であっても、温度差ΔＴは、判定値Ｘを超えず、その結果、着霜状況の判定に精度を欠いて必要な除霜運転をしない虞がある。しかしながら、本実施形態では、外気温度Ｔｇに応じて判定値Ｘが補正されるので、蒸発器１１０の着霜状況の判定精度の向上を図ることが可能となる。
【００５４】
また、本実施形態では、制御装置１９０は、圧縮機１３０の停止とともにカウントを開始する第１タイマｔａを備え、制御装置１９０は、第１タイマｔａが、第１所定時間ｔａ１をカウントした後に、蒸発器１１０の着霜状況を判定している。ここで、蒸発器１１０に着霜している場合、内気温度Ｔｎとフィン表面温度Ｔｅとの温度差ΔＴは、時間とともに拡大していく。従って、圧縮機１３０の停止後直後は、温度差ΔＴは、小さすぎて識別し難い。しかしながら、上記技術的手段によれば、第１所定時間ｔａ１経過後に蒸発器１１０の着霜状況を判定するので、識別可能な温度差ΔＴにて着霜状況の判定ができ、判定精度の向上を図ることが可能となる。
【００５５】
また、本実施形態では、表面温度センサ１９２は、蒸発器１１０における熱交換を促進させるフィンの表面温度Ｔｅを検出している。これにより、着霜し易いフィンにおける表面温度Ｔｅを検出するので、蒸発器１１０における着霜の有無が表面温度Ｔｅの変化として現れ易く、蒸発器１１０における着霜状況を判定し易い。その結果、蒸発器１１０の着霜状況の判定精度の向上を図ることが可能となる。
【００５６】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態における冷凍装置について、図６を用いて説明する。第２実施形態を含め、以下に説明する各実施形態に関して、上記第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省する。図６は、本実施形態における制御装置の除霜制御を示すフローチャートである。
【００５７】
本実施形態における冷凍装置は、予め設定された第２所定時間ｔｂ１をカウントする第２時間計測手段として、第２タイマｔｂを備えている。本実施形態における除霜制御では、まず、制御装置１９０は、ステップＳ２０１にて、第２タイマｔｂのカウントを開始する。そして、ステップＳ２０２にて、第２タイマｔｂのカウントが第２所定時間ｔｂ１を経過したか否かを判断する。ここで、所定期間ｔｂ１とは、蒸発器１１０に着霜している可能性が高くなる時間である。換言すると、所定期間ｔｂ１とは、冷凍サイクルＲの連続的な作動の中で蒸発器１１０への着霜が発生しうる時間として予め設定されたものである。
【００５８】
ステップＳ２０２にて、第２タイマｔｂのカウントが第２所定時間ｔｂ１経過前である場合、再度、ステップＳ２０２に戻る。そして、ステップＳ２０２にて、第２タイマｔｂのカウントが第２所定時間ｔｂ１経過後である場合、ステップＳ２０３にて、まず、第２タイマｔｂのカウントがリセットされ、ステップＳ１０１にて、圧縮機１３０が停止されたか否かを判断する。ステップＳ１０１にて、圧縮機１３０が停止されていないと判断された場合、再度、ステップＳ１０１に戻る。そして、ステップＳ１０１にて、圧縮機１３０が停止されたと判断された場合、上記第１実施形態におけるステップＳ１０２が実行される。ステップＳ１０２以降の除霜制御は、上記第１実施形態における除霜制御と同様であるので、説明を省略する。
【００５９】
本実施形態における冷凍装置は、第２所定時間ｔｂ１をカウントする第２タイマｔｂを備え、第２タイマｔｂが第２所定時間ｔｂ１をカウントした後に、圧縮機１３０が停止すると、蒸発器１１０の着霜状況を判定している。これにより、圧縮機１３０が頻繁に停止する冷凍車１０１において、頻繁に停止する圧縮機１３０に応じて蒸発器１１０の着霜状況を判定するものに対し、予め着霜が予想される第２所定時間ｔｂ１の経過後に、圧縮機１３０の停止に応じて蒸発器１１０の着霜状況を判定するので、不必要で無駄な除霜運転の判定を抑制することが可能となる。
【００６０】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態における冷凍装置について、図７を用いて説明する。図７は、本実施形態における制御装置の除霜制御を示すフローチャートである。
【００６１】
本実施形態における冷凍装置は、上記第２実施形態と同じ第２タイマｔｂを備えている。本実施形態における除霜制御では、まず、制御装置１９０は、ステップＳ２０１にて、第２タイマｔｂのカウントを開始する。そして、ステップＳ２０２にて、第２タイマｔｂのカウントが第２所定時間ｔｂ１を経過したか否かを判断する。ステップＳ２０２にて、第２タイマｔｂのカウントが第２所定時間ｔｂ１経過前である場合、再度、ステップＳ２０２に戻る。
【００６２】
そして、ステップＳ２０２にて、第２タイマｔｂのカウントが第２所定時間ｔｂ１経過後である場合、ステップＳ２０３にて、まず、第２タイマｔｂのカウントがリセットされ、ステップＳ３０１にて、圧縮機１３０が停止されたか否かを判断する。ステップＳ３０１にて、圧縮機１３０が停止されたと判断された場合、上記第１実施形態におけるステップＳ１０２が実行される。ステップＳ３０１にて、圧縮機１３０が停止されていないと判断された場合、ステップＳ３０２にて、圧縮機１３０を停止させ、上記第１実施形態におけるステップＳ１０２が実行される。ステップＳ１０２以降の除霜制御は、上記第１実施形態における除霜制御と同様であるので、説明を省略する。
【００６３】
本実施形態の冷凍装置は、第２タイマｔｂが第２所定時間ｔｂ１をカウントすると、圧縮機１３０を停止させて、蒸発器１１０の着霜状況を判定している。これにより、圧縮機１３０が長時間停止しない冷凍車１０１において、長時間圧縮機１３０が停止しない為に蒸発器１１０の着霜状況の判定制御が開始できないものに対して、第２所定時間ｔｂ２の経過後、圧縮機１３０を停止させて蒸発器１１０の着霜状況の判定制御を開始させることができるので、必要な除霜運転を促進させることが可能となる。
【００６４】
（他の実施形態）
上記各実施形態では、制御装置１９０は、圧縮機１３０の停止後、第１タイマｔａが第１所定時間ｔａ１をカウントしてから着霜状況を判定する除霜制御を行っているが、本発明は、これに限定されない。例えば、圧縮機１３０の停止とともに蒸発器１１０の着霜状況の判定制御を開始し、第１所定時間ｔａ１を経過するまで繰り返し判定制御を実行していても良い。その場合、第１タイマｔａが第１所定時間ｔａ１をカウントした後であって、判定手段１９６の結果が「温度差ΔＴは補正判定値Ｗ以下である」という第２判定結果Ｚ２の場合には、蒸発器１１０に着霜していないと判定して、除霜制御を終了する。
【００６５】
また、上記各実施形態では、冷凍庫１０３のドア１０５の開閉を検出するドアスイッチ１０６を備えているが、本発明は、これに限定されない。例えば、ドアスイッチ１０６を備えていなくても良い。つまり、ドア開閉状態Ｙｄに基づく判定値Ｘの補正を省略しても良い。
【００６６】
また、上記各実施形態では、外気温度Ｔｇを検出する外気温度センサ１９３を備えているが、本発明は、これに限定されない。例えば、外気温度センサ１９３を備えていなくても良い。つまり、外気温度Ｔｇに基づく判定値Ｘの補正を省略しても良い。
【００６７】
また、上記各実施形態では、ドアスイッチ１０６と外気温度センサ１９３との両方を備えているが、本発明は、これに限定されない。例えば、両方とも備えていなくても良い。つまり、ドア開閉状態Ｙｄ及び外気温度Ｔｇに基づく判定値Ｘの補正を省略しても良い。
【００６８】
また、上記各実施形態では、表面温度センサ１９２をフィンに配設されているが、本発明は、これに限定されない。例えば、表面温度センサ１９２は、蒸発器１１０におけるチューブの表面温度を検出する位置に取り付けられていても良い。
【００６９】
また、上記各実施形態では、庫内温度センサ１９１は、冷凍庫１０３内に配置された図示しない断熱ケースの空気流れ上流側に配置されているが、本発明は、これに限定されない。例えば、庫内温度センサ１９１は、断熱ケースの空気流れ下流側に配置されていても良い。また、冷凍庫１０３の内壁面に配置されていても良い。
【００７０】
また、上記各実施形態では、冷凍制御において、Ｔｎ＝−２０℃で圧縮機１３０を停止させ、Ｔｎ＝−１０℃で圧縮機１３０を運転させることで、内気温度Ｔｎの目標温度を、−１０℃〜−２０℃としているが、本発明は、これに限定されない。例えば、Ｔｎ＝−１０℃で圧縮機１３０を停止させ、Ｔｎ＝０℃で圧縮機１３０を運転させることで、内気温度Ｔｎの目標温度を、０℃〜−１０℃としても良い。
【００７１】
また、上記各実施形態の冷凍装置１００は、蒸発器１１０、及び凝縮器１４０が離れた位置に配設されたセパレート型の冷凍装置１００であるが、本発明は、これに限定されない。例えば、蒸発器１１０、及び凝縮器１４０が冷凍庫１０３の車両走行方向前方上側に配設されたパッケージ型の冷凍装置１００であっても良い。
【００７２】
また、上記各実施形態では、蒸発器１１０は、冷凍庫１０３内のうち車両走行方向前方上側に配置されているが、本発明は、これに限定されない。例えば、蒸発器１１０は、冷凍庫１０３内のうち、車両走行方向後方上側に配置されたリア置きタイプのものであっても良い。
【００７３】
また、上記各実施形態では、冷凍車１０１は、１つの蒸発器１１０を有しているが、本発明は、これに限定されることは無い。例えば、２つの蒸発器を備える多室式冷凍車や多温度式冷凍車に適用されていても良い。
【符号の説明】
【００７４】
１０３    冷凍庫
１０５    ドア
１０６    ドアスイッチ（ドア開閉検出手段）
１１０    蒸発器
１３０    圧縮機
１９０    制御装置
１９１    庫内温度センサ（庫内温度検出手段）
１９２    表面温度センサ（表面温度検出手段）
１９３    外気温度センサ（外気温度検出手段）
１９４    温度差演算手段
１９５    判定値演算手段
【図１】
2010164243.tif 000003
【図２】
2010164243.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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