(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにより駆動される車両と、この車両に搭載され、冷凍サイクルにより冷却される冷凍冷蔵庫と、前記車両に搭載された太陽電池とを備え、
前記冷凍サイクルが、前記エンジンにより作動される主冷凍サイクルと、この主冷凍サイクルとは独立し、前記太陽電池の出力により作動される補助冷凍サイクルとからなり、
前記補助冷凍サイクルは電動コンプレッサ及び電源回路を備え、この電源回路が、太陽電池と、蓄電池と、前記太陽電池の出力の蓄電池への充電を制御する充電制御回路と、前記電動コンプレッサと、前記蓄電池の出力によって前記電動コンプレッサを駆動させるコンプレッサ駆動回路と、前記電動コンプレッサをエンジン停止中のみ駆動させるべく前記コンプレッサ駆動回路に作動を指令するコンプレッサ駆動制御回路とからなり、車両が専用蓄電池を具備し、コンプレッサ駆動制御回路が、車両のエンジンの停止を前記専用蓄電池の端子電圧に基づいて判定する判定手段を具備してなることを特徴とする車両の冷凍冷蔵システム。
【請求項２】
太陽電池が、車両の天面等に設置され、かつ専用蓄電池に充電可能になるように直・並列接続された複数の太陽電池モジュールからなり、コンプレッサ駆動制御回路が、太陽電池モジュールの出力電圧と電動コンプレッサの動作電圧とを調整すべくコンプレッサ駆動回路に作動を指令する電圧調整手段を具備してなる請求項１の冷凍冷蔵システム。
【請求項３】
補助冷凍サイクルの充電制御回路が、蓄電池が満充電になると、専用蓄電池に補充電すべく充電先を切り換える充電切り換え手段を具備してなる請求項１の冷凍冷蔵システム。
【請求項４】
充電制御回路が、太陽電池の出力を補助冷凍サイクルの蓄電池、次いで専用蓄電池にそれぞれ充電するよう制御し、かつ両蓄電池の過充電保護を個々に行うべく充電保護手段を具備してなる請求項１の冷凍冷蔵システム。
【請求項５】
補助冷凍サイクルの電源回路が、太陽電池とコンプレッサ駆動回路との間に接続され、かつコンプレッサ駆動回路との間と蓄電池とをスイッチを介して接続し、太陽電池の出力と蓄電池の充・放電とを制御する電力調整回路を更に具備してなる請求項１の冷凍冷蔵システム。
【請求項６】
電力調整回路は、その出力電圧が予め設定された蓄電池の過充電防止電圧を超えないように、太陽電池の最大出力を取り出し、コンプレッサ駆動回路及び蓄電池に供給するよう構成された請求項５の冷凍冷蔵システム。
【請求項７】
電力調整回路は、蓄電池が満充電状態のときには蓄電池を切り離すようスイッチに作動を指令し、太陽電池の出力が電動コンプレッサの消費電力より大きいときには太陽電池の出力を抑制すべく入力インピーダンスを制御する入力インピーダンス制御手段を具備してなる請求項５の冷凍冷蔵システム。
【請求項８】
電力調整回路は、蓄電池を過充電から保護すべく太陽電池の出力動作点を制御するための入力インピーダンスを制御する入力インピーダンス制御手段を具備してなる請求項５の冷凍冷蔵システム。
【請求項９】
入力インピーダンス制御手段が、太陽電池を電力調整回路に逆流防止可能に接続する第１ダイオードと、太陽電池を蓄電池に逆流防止可能に接続する第２ダイオードと、蓄電池と電力調整回路との間に接続され、電力調整回路での入力インピーダンスに基いて動作され、蓄電池の過充電を防止するスイッチ素子とからなる請求項８の冷凍冷蔵システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車、列車等の車両の冷凍冷蔵システムに関し、更に詳しくは冷凍冷蔵庫を搭載した車両の冷凍冷蔵システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車に搭載されている冷凍冷蔵庫は、エンジン駆動方式、つまり自動車の動力源としてのエンジンの回転を利用して冷凍サイクルのコンプレッサ（電動コンプレッサ）を運転する方式が主流である。
一方、太陽電池を車載用冷凍冷蔵庫の電源として利用するシステムは特開平６−１３５２２２号公報に開示されている。この車載用冷凍冷蔵庫は、蓄電池からの電力のみで電動コンプレッサを運転するシステムを採用し、蓄電池への充電電源として、エンジン駆動の発電装置と太陽電池とを併用している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、エンジン駆動の冷凍サイクルは、自動車の動力源としてエンジンの回転を利用することから高出力の冷凍能力をもたらす。しかしながら、昨今の環境問題に対する配慮から、自動車にあっては駐車中はアイドリングを行わず、エンジンを停止することが一般的になりつつある。この場合、冷凍冷蔵庫の冷凍サイクルも止まるため、庫内温度が上昇する問題が生じる。
これに対して、上記特開平６−１３５２２２号公報に開示されている車載用冷凍冷蔵庫は、エンジン停止中であっても蓄電池を電源として冷凍サイクルは運転を継続可能である。しかしながら、このシステムは、冷凍冷蔵庫の冷凍サイクルが１つであり、かつその冷凍サイクルのすべての電力を蓄電池から供給するため、蓄電池の容量を大きくしなければならないのはもちろんのこと、昇圧装置、整流装置、インバータの各回路もコンプレッサの最大消費電力を供給できる容量にする必要がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は次の構成を有する。
すなわち、本発明は、エンジンにより駆動される車両と、この車両に搭載され、冷凍サイクルにより冷却される冷凍冷蔵庫と、前記車両に搭載された太陽電池とを備え、
前記冷凍サイクルが、前記エンジンにより作動される主冷凍サイクルと、この主冷凍サイクルとは独立し、前記太陽電池の出力により作動される補助冷凍サイクルとからなり、
前記補助冷凍サイクルは電動コンプレッサ及び電源回路を備え、この電源回路が、太陽電池と、蓄電池と、前記太陽電池の出力の蓄電池への充電を制御する充電制御回路と、前記電動コンプレッサと、前記蓄電池の出力によって前記電動コンプレッサを駆動させるコンプレッサ駆動回路と、前記電動コンプレッサをエンジン停止中のみ駆動させるべく前記コンプレッサ駆動回路に作動を指令するコンプレッサ駆動制御回路とからなり、車両が専用蓄電池を具備し、コンプレッサ駆動制御回路が、車両のエンジンの停止を前記専用蓄電池の端子電圧に基づいて判定する判定手段を具備してなることを特徴とする車両の冷凍冷蔵システムである。
要するに、本発明に係る車両の冷凍冷蔵システムは、２つの冷凍サイクルを有し、車両の動力源としてのエンジンの駆動による冷凍サイクルと、太陽電池を電源とした冷凍サイクルを併用する。これら２つの冷凍サイクルは完全に独立分離されており、エンジン駆動冷凍サイクルを主冷凍サイクル、太陽電池駆動冷凍サイクルを補助冷凍サイクルとする。かくして太陽電池で駆動する補助冷凍サイクルの構成は太陽電池で得られる電力に相当する大きさに小さくすることができる。
【０００５】
本発明に係る冷凍冷蔵システムによれば、２つの冷凍サイクルを同時に運転できるが（例えば夏期の高負荷時又は急速冷却時）、好ましくは車両のエンジン動作中はエンジン駆動による主冷凍サイクルを、エンジン停止中は太陽電池駆動による補助冷凍サイクルをそれぞれ単独に運転する。一般的に冷凍冷蔵庫は、断熱壁で構成されているので、間欠運転により冷凍冷蔵庫の庫内温度を一定に保っており、エンジンが停止した後の庫内の温度上昇は緩やかである。したがって、エンジン停止後に補助的に太陽電池駆動による補助冷凍サイクルを運転すれば、小さい冷凍能力でも十分温度上昇を抑えることができるわけである。
【０００６】
本発明に係る冷凍冷蔵システムは、その太陽電池駆動による補助冷凍サイクルの電源システムを、具体的には太陽電池、充電制御回路、蓄電池、コンプレッサ駆動回路、電動コンプレッサ、コンプレッサ駆動制御回路により構成し、前記充電制御回路は太陽電池の出力を蓄電池に安全に充電されるよう制御し、前記コンンプレッサ駆動制御回路はコンプレッサ駆動回路に作動を指令し、太陽電池駆動による補助冷凍サイクルの運転を、エンジン駆動による主冷凍サイクルの運転停止を検出したときのみに行なうよう制御する。
【０００７】
かくして、太陽電池の出力で補助冷凍サイクルの運転が可能となり、一方エンジン駆動の主冷凍サイクルの運転はエンジンの運転・停止と連動することができる。また太陽電池の出力は蓄電池にも充電することで、曇天、雨天、あるいは建物の影等による太陽電池の出力低下時も、補助冷凍サイクルの正常な運転が可能である。
【０００８】
本発明に係る太陽電池駆動によるコンプレッサ駆動制御回路は、自動車専用蓄電池の電圧に基づいて車両のエンジンの停止（運転）を判定する判定手段を有するのが好ましく、具体的には自動車専用蓄電池の端子電圧の大・小に基づいて、自動車のエンジンの停止状態（運転状態）を検出できる。
【０００９】
本発明に係る車載用冷蔵システムは、タイマ（手段）であらかじめ設定した運転開始時間に補助冷凍サイクルの電動コンプレッサをコンプレッサ駆動回路によって起動させ、それによって、これまでエンジン起動後でなければ冷凍冷蔵庫の運転ができなかった、太陽電池駆動による補助冷凍サイクルを乗車前に始動させ、乗車時エンジン始動と同時に冷凍冷蔵庫を使用可能状態にすることができる。
【００１０】
本発明に係る車載用冷凍冷蔵システムは、太陽電池モジュールを、好ましくは自動車天面等に設置し、自動車専用蓄電池に充電可能な太陽電池モジュールを１単位として、複数枚の太陽電池モジュールを直・並列に、より好ましくはすべて並列に接続する。
さらにコンプレッサ駆動回路に電圧調整手段としての昇圧回路を設け、この昇圧回路で太陽電池モジュールの出力電圧と電動コンプレッサの動作電圧の調整を行うのが好ましい。
【００１１】
本発明に係る車載用冷凍冷蔵システムによれば、上述のとおり太陽電池モジュールをすべて並列接続することにより、自動車運行中に建築物、電柱、電線等で発生する太陽電池モジュールの受光面への影による太陽電池の出力低下を極力抑えることができる。
【００１２】
本発明に係る車載用冷凍冷蔵システムでは、充電先を切り換える充電切り換え手段を備えるのが好ましく、それによって太陽電池駆動による補助冷凍サイクルを構成する蓄電池が満充電となった場合、満充電状態を検出して太陽電池出力を自動車専用蓄電池に補充電するよう充電先を切り換え、太陽電池出力の有効利用、自動車蓄電池の自己放電の防止および過放電防止対策を図ることができる。
【００１３】
本発明に係る太陽電池駆動による補助冷凍サイクルは、その電源システムを構成する充電制御回路を備え、この充電制御回路が、太陽電池の出力を冷凍サイクルの蓄電池、自動車専用蓄電池の優先順位で個々に充電するとともに、それらの２つの蓄電池の過充電保護を個々に行う充電保護手段を備えるのが、２つの蓄電池の充電制御が容易にできるので好ましい。
【００１４】
本発明に係る車載用冷凍冷蔵システムは、電力調整回路を構成要素として備えるのが好ましく、具体的にはこの電力調整回路は、太陽電池とコンプレッサ駆動回路との間に接続されるとともに、コンプレッサ駆動回路との間にスイッチを介して蓄電池が接続される。太陽電池の出力はこの電力調整回路で蓄電池の充電が可能な電圧に変換され、蓄電池に充電される。また同時にコンプレッサ駆動回路に電力が供給される。
なお、電力調整回路の出力電圧、蓄電池電圧、コンプレッサ駆動回路の電圧はマッチングさせておくものとする。蓄電池が満充電状態になると蓄電池の過充電防止のため、スイッチを開放状態にして蓄電池への充電を停止する。
【００１５】
さらに太陽電池出力が少なくなったり、太陽電池出力がなくなった場合、スイッチを投入して、蓄電池からコンプレッサ駆動回路に電力を供給する。ただし、蓄電池の電圧が放電停止電圧まで低下した場合には、コンプレッサ駆動回路の運転を停止させて、蓄電池の過放電から保護する。
【００１６】
本発明に係る車載用冷凍冷蔵システムによれば、蓄電池を太陽電池と負荷であるコンプレッサ駆動回路のバッファとして使用でき、日射変動に対しても負荷に安定した電力を供給できる。
【００１７】
本発明に係る太陽電池駆動による冷凍サイクルの電源システムを構成する前記電力調整回路は、入力電力を検出する機能と入力インピーダンスを制御する機能を有し、常に太陽電池の最大出力を取り出す。さらに電力調整回路の出力電圧がまた予め設定した蓄電池の過充電防止電圧を越えないように制御し、それによって前記電力調整回路の負荷であるコンプレッサ駆動回路及び蓄電池に太陽電池出力を効率よく供給できる。
【００１８】
本発明に係る太陽電池駆動による冷凍サイクルの電源システムを構成する前記電力調整回路は、蓄電池が満充電状態の時、スイッチにより蓄電池を切り離し、かつ太陽電池の出力が電動コンプレッサの消費電力より大きい場合には、入力インピーダンスの制御により、入力インピーダンスを大きくして太陽電池出力を抑制する入力インピーダンス制御手段を具備するのが好ましい。本発明に係る車載用冷凍冷蔵システムによれば、太陽電池とコンプレッサ駆動回路が蓄電池なしの場合も、太陽電池の出力を制御して、コンプレッサ駆動回路の消費電力に応じた出力を安定して供給することができる。
【００１９】
本発明に係る車載用冷凍冷蔵システムは、電力調整回路を構成要素とするが、前記電力調整回路は、太陽電池と蓄電池を入力源とし、電力調整回路が、蓄電池を過充電から保護すべく太陽電池の出力動作点を制御することにより入力インピーダンスを制御する入力インピーダンス制御手段を具備するのが好ましい。
太陽電池は第１ダイオードとしての逆流防止ダイオードを介して電力調整回路に接続するとともに、蓄電池はスイッチ素子を介して電力調整回路に接続する。さらに蓄電池には太陽電池出力を充電するため、太陽電池は第２ダイオードとしての逆流防止ダイオードを介して蓄電池に接続する。
なお、電力調整回路の入力電圧と蓄電池電圧、電力調整回路の出力電圧とコンプレッサ駆動回路の電圧は予めマッチングさせておくものとする。
【００２０】
蓄電池が満充電状態になると蓄電池の過充電を防止するため、電力調整回路を運転することによって蓄電池への充電を停止する。
さらに太陽電池出力が少なくなったり、太陽電池出力がなくなった場合、スイッチを投入して、蓄電池からコンプレッサ駆動回路に電力を供給する。ただし、蓄電池の電圧が放電停止電圧まで低下した場合には、コンプレッサ駆動回路の運転を停止させて、蓄電池を過放電から保護する。かくして蓄電池を太陽電池と負荷であるコンプレッサ駆動回路のバッファとして使用でき、日射変動に対しても負荷に安定した電力を供給できる。
【００２１】
本発明に係る太陽電池駆動による冷凍サイクルを構成する前記電力調整回路は、蓄電池の充放電制御を行う。さらに、入力電力を検出する機能と入力インピューダンスを制御する機能を有し、予め設定した蓄電池の過充電電圧に達するまでは太陽電池と蓄電池は直結状態で充電する。
過充電防止電圧に達した時に電力調整回路の運転を開始し、前記過充電防止電圧を越えないように太陽電池の出力を取り出し、前記電力調整回路の負荷であるコンプレッサ駆動回路及び蓄電池に太陽電池出力を効率よく供給する。かくして蓄電池を過充電から保護すると同時に、前記電力調整回路の負荷であるコンプレッサ駆動回路に太陽電池出力を効率よく供給できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、これによって本発明が限定されるものではない。
〔実施の形態１〕
図１は、実施の形態１に係る車載用冷凍冷蔵システムの構成を表すシステムブロック図、図２はそのシステムの充放電制御回路の構成を表す回路ブロック図である。
図１において、車載用冷凍冷蔵庫１は２つの冷凍サイクル（Ａ、主冷凍サイクル）、（Ｂ、補助冷凍サイクル）を有する。冷凍サイクル（Ａ）４は自動車のエンジン２を動力源としてコンプレッサ３を駆動する。５は自動車用蓄電池である。一方、冷凍サイクル（Ｂ）１１を駆動する電源回路（システム）１５は、太陽電池６、充電制御回路７、蓄電池８、コンプレッサ駆動回路９、電動コンプレッサ１０、コンプレッサ駆動制御回路としての制御回路１２、タイマースイッチ１３、手動スイッチ１４から構成される。
【００２３】
また充放電制御回路７は、自動車用蓄電池５に接続される。また制御回路１２は自動車用蓄電池５の端子電圧Ｖｂを検出する。充放電制御回路７は蓄電池８、自動車専用蓄電池５の充電機能を有し、その回路構成は、図２において、充電切換リレー２１、過充電防止リレー２２、制御回路２３で構成され、制御回路２３は蓄電池８の端子電圧Ｖａ及び自動車専用蓄電池５の前記端子電圧Ｖｂをそれぞれ検出する。
【００２４】
以上の構成を備えた車載用冷凍冷蔵システムの動作は下記の通りである。
冷凍サイクル（Ａ）４は自動車のエンジン２を動力源としてコンプレッサ３を駆動し、その運転・停止は、エンジン２の運転・停止に連動する。冷凍サイクル（Ｂ）１１は、冷凍サイクル（Ａ）４とは独立した補助用冷凍サイクルであり、エンジン２の停止中に運転され、車載用冷凍冷蔵庫１の庫内温度上昇を抑える。冷凍サイクル（Ｂ）は太陽電池６を動力源として駆動され、自動車の車体の天面に設置された太陽電池６の出力は、充放電制御回路７を介して蓄電池８に充電され、コンプレッサ駆動回路９の入力電源となる。
【００２５】
制御回路１２は、コンプレッサ駆動回路９の運転・停止の制御を行う機能を有し、エンジン２の停止中に運転信号を、またエンジン２が運転開始時には停止信号をそれぞれ出力し、手動スイッチ１４がオン状態であればコンプレッサ駆動回路９は運転を開始する。またタイマ手段としてのタイマースイッチ１３に運転させたい時間を予め設定すると、設定時間になり、かつ自動車のエンジン２が停止していると、コンプレッサ駆動回路９の運転が可能な状態となる。コンプレッサ駆動回路９は、直流−直流変換回路であり、蓄電池８の出力電圧を入力電圧とすると共に、それを電動コンプレッサ１０の入力電圧にする機能を有するとともに、入力電圧が低下するとコンプレッサ駆動回路９を停止させて蓄電池８の過放電を防止する機能を具備する。
【００２６】
制御回路１２は判定手段を備え、この判定手段によって、エンジン２の運転状態が、エンジン２に直結している自動車専用蓄電池５の端子電圧Ｖｂの値を検出し、エンジン２の運転時の蓄電池端子電圧Ｖｏと比較し、Ｖｂ＜Ｖｏであれば運転停止中と判定し、制御回路１２から電動コンプレッサ１０を起動する信号を出力する。
【００２７】
補助冷凍サイクルの電源回路１５は、蓄電池が満充電になると、専用蓄電池に補充電すべく充電先を切り換える充電切り換え手段を具備し、具体的には蓄電池８の充電電源は太陽電池６のみで、太陽電池６の出力が蓄電池８を充電するが、蓄電池８の端子電圧Ｖａが予め過充電保護のために設定した電圧値に達したとき、充電切換リレー２１により、太陽電池６の出力を自動車専用蓄電池５に充電できるようにする。
【００２８】
充放電制御回路７は、太陽電池の出力を補助冷凍サイクル１１の蓄電池８、次いで専用蓄電池５にそれぞれ充電するよう制御し、かつ両蓄電池５・８の過充電保護を個々に行うべく充電保護手段を具備し、具体的には自動車専用蓄電池５の端子電圧Ｖｂが予め過充電保護のために設定した電圧値に達したとき、過充電防止リレー２２により太陽電池６と自動車専用蓄電池５とを接続する。蓄電池８への再充電は、蓄電池８の端子電圧が予め設定した再充電開始電圧まで低下した時に、充電切換リレー２１によって、太陽電池６の出力を蓄電池８に充電する。
【００２９】
〔実施の形態２〕
図３は本発明の実施の形態２の図１相当図、図４は実施の形態２の図２相当図である。
図３において、車載用冷凍冷蔵庫１は２つの冷凍サイクル（Ａ）、（Ｂ）を有する。冷凍サイクル（Ａ）４では自動車のエンジン２を動力源としてコンプレッサ３が駆動される。一方、冷凍サイクル（Ｂ）１１を駆動する電源は、太陽電池５、電力調整回路６、蓄電池７、コンプレッサ駆動回路８、電動コンプレッサ９、スイッチ１０から構成される。蓄電池７はスイッチ１０を介して、電力調整回路６とコンプレッサ８の間に接続される。
【００３０】
電力調整回路６は、太陽電池５の出力制御、蓄電池７の充放電制御、コンプレッサ駆動回路８への電力供給の各機能を有し、その回路構成は図４に示す通りである。
電力調整回路６は、太陽電池５の出力電圧と負荷電圧をマッチングさせるための高周波絶縁トランス２０を備え、このトランスの１次側にスイッチング素子２３、太陽電池５の動作点の急激な変動を抑制するチョークコイル２１及び平滑コンデンサ２２を含む。さらに、トランスの２次側にダイオード２４、同２５、チョークコイル２６及び平滑コンデンサ２７を含む。スイッチング素子２３は制御回路２８によってＯＮ／ＯＦＦ制御される。また、この制御回路２８は、蓄電池７の端子電圧Ｖｂａｔｔおよび自動車の蓄電池電圧Ｖｃｂをモニタする。
なお、制御回路２８の電源は蓄電池７から供給される。
【００３１】
車載用冷凍冷蔵システムの動作は下記の通りである。
制御回路２８で検出する自動車の蓄電池電圧Ｖｃｂが１３Ｖ以上の場合、エンジンは動作中であり、エンジン駆動で冷凍サイクル４を運転し、前記蓄電池電圧Ｖｃｂが１２Ｖ以下で、エンジン停止中は太陽電池駆動で冷凍サイクル１１をそれぞれ単独に運転する。
【００３２】
太陽電池５の出力は電力調整回路６で蓄電池７の充電が可能な電圧に変換し、蓄電池７に充電するとともに、コンプレッサ駆動回路８に電力を供給する。電力調整回路６の出力電圧、蓄電池電圧、コンプレッサ駆動回路の電圧のマッチングは、電力調整回路６の構成部品である高周波トランス２０で行う。蓄電池７の端子電圧Ｖｂａｔｔが予め設定した満充電状態になると蓄電池７の過充電防止のため、スイッチ１０を開放状態にして蓄電池７への充電を停止する。太陽電池５の出力が少なくなったり、太陽電池５の出力が無くなった場合、スイッチ１０を投入して、蓄電池７からコンプレッサ駆動回路８に電力を供給する。ただし、蓄電池７の端子電圧Ｖｂａｔｔが予め設定した放電停止電圧まで低下した場合には、コンプレッサ駆動回路８の運転を停止させて、蓄電池７を過放電から保護する。
【００３３】
電力調整回路６は、入力電流Ｉｉｎおよび入力電圧Ｖｉｎを検出し、制御回路で入力電流Ｉｉｎと入力電圧Ｖｉｎの積を演算し、入力電力Ｐｉｎを算出する。また制御回路２８は、スイッチング素子２３のＯＮ／ＯＦＦ制御を行い、デューティ比（＝ＯＮ時間／周期）を制御する。上記デューティ比を変化させると、入力インピーダンスも変化し、太陽電池５の動作点をコントロールできる。そこで入力電力が最大になるように、デューティ比を制御する。
電力調整回路６の出力電圧がまた予め設定した蓄電池７の過充電防止電圧に達し、蓄電池７が満充電状態の時、スイッチ１０を切り離して蓄電池７を過充電から保護する。太陽電池５の出力が電動コンプレッサ９の消費電力より大きい場合には、入力インピーダンスを大きくして太陽電池出力を抑制し、電力調整回路６の出力電力をコンプレッサ駆動回路８の要求する電力に合わせる。蓄電池電圧Ｖｂａｔｔが下がり、過放電防止電圧に達した時は、コンプレッサ駆動回路８を停止するとともに、スイッチ１０を再投入する。
【００３４】
〔実施の形態３〕
図５は実施の形態３の図１相当図、図６は実施の形態３の図２相当図である。
図５において、車載用冷凍冷蔵庫１は２つの冷凍サイクル（Ａ）、（Ｂ）を有する。冷凍サイクル（Ａ）４では自動車のエンジン２を動力源としてコンプレッサ３が駆動される。一方、冷凍サイクル（Ｂ）１３を駆動する電源回路は、太陽電池５、電力調整回路７、蓄電池１０、コンプレッサ駆動回路１１、電動コンプレッサ１２から構成される。
【００３５】
太陽電池５は第１ダイオードとしての逆流防止ダイオード６を介して電力調整回路７に接続される。
蓄電池１０はスイッチ素子８を介して、上記逆流防止ダイオード６と電力調整回路７の間に接続される。さらに、太陽電池５は第２ダイオードとしての逆流防止ダイオード９を介して蓄電池１０に接続される。
【００３６】
電力調整回路７は太陽電池５の出力制御、蓄電池１０の充放電制御、コンプレッサ駆動回路１１への電力供給の各機能を有し、その回路構成は図６に示す通りである。
電力調整回路７は、太陽電池の出力電圧と負荷電圧をマッチングさせるための高周波絶縁トランス２０を備え、前記トランスの１次側にスイッチング素子２３、太陽電池５の動作点の急激な変動を抑制するチョークコイル２１及び平滑コンデンサ２２を含む。さらに、トランスの２次側にダイオード２４、同２５、チョークコイル２６および平滑コンデンサ２７を含む。スイッチング素子２３は制御回路２８によってＯＮ／ＯＦＦ制御される。また前記制御回路２８は、蓄電池１０の端子電圧Ｖｂａｔｔをモニタする。尚、制御回路２８の電源は蓄電池１０から供給される。
【００３７】
車載用冷凍冷蔵システムの動作は下記の通りである。
太陽電池５の出力は、先ず蓄電池１０に逆流防止ダイオード９を介して充電され、制御回路２８で検出する蓄電池電圧Ｖｂａｔｔが予め設定した過充電防止電圧に達すると、スイッチング素子２３を駆動し、電力調整回路７の運転を開始する。
太陽電池５の出力は電力調整回路７でコンプレッサ駆動回路１１の運転が可能な電圧に変換され、コンプレッサ駆動回路１１に供給される。電力調整回路７の出力電圧とコンプレッサ駆動回路１１の電圧のマッチングは、電力調整回路７の構成部品である高周波絶縁トランス２０で行う。太陽電池５の出力が少なくなったり、太陽電池５の出力が無くなった場合、スイッチ素子８をＯＮにして、蓄電池１０から電力調整回路７に電力を供給する。ただし、蓄電池１０の端子電圧Ｖｂａｔｔが予め設定した放電停止電圧まで低下した場合には、スイッチ素子８をＯＦＦにして、蓄電池１０を過放電から保護する。
【００３８】
電力調整回路７は、入力電流Ｉｉｎおよび入力電圧Ｖｉｎを検出し、制御回路２８で入力電流ＩｉｎとＶｉｎの積を演算し、入力電力Ｐｉｎを算出する。また制御回路２８は、スイッチング素子２３のＯＮ／ＯＦＦ制御を行い、デューティ比（＝ＯＮ時間／周期）を制御する。上記デューティ比を変化させると、入力インピーダンスも変化し、太陽電池５の動作点をコントロールできる。そこで入力電力が最大になるように、デューティ比を制御する。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の車両の冷凍冷蔵システムにより、２つの冷凍サイクルを有し、車両の動力源としてのエンジンの駆動による冷凍サイクルと、太陽電池を電源とした冷凍サイクルを併用する。これら２つの冷凍サイクルは完全に独立分離されており、エンジン駆動冷凍サイクルを主冷凍サイクル、太陽電池駆動冷凍サイクルを補助冷凍サイクルとする。かくして太陽電池で駆動する補助冷凍サイクルの構成は太陽電池で得られる電力に相当する大きさに小さくすることができる。
更に具体的には、従来のエンジン駆動冷凍サイクル（主冷凍サイクル）とともに、自然エネルギーを利用する太陽電池を電源とした冷凍サイクル（補助冷凍サイクル）の双方の使用が可能な自動車用の冷凍サイクルが構成できる。
【００４０】
本発明の太陽電池を電源とする冷凍サイクルの電源システムにより、自動車停止中のエンジン駆動冷凍サイクルが停止している場合にも、冷凍冷蔵庫の電源が確保できる。したがって、一時的な自動車の停車、駐車中にエンジンのアイドリングを行わなくとも、補助的に太陽電池駆動冷凍サイクルが使用でき、排気ガス低減にも有効である。
【００４１】
本発明に係る太陽電池駆動冷凍サイクル電源システムの制御回路によれば、容易に自動車のエンジンの運転状態・停止状態を検出できる。
本発明の太陽電池駆動冷凍サイクルをタイマ手段で予め設定した時間に起動させることで、乗車と同時に冷凍冷蔵庫を使用できる。しかも太陽電池駆動冷凍サイクルには専用蓄電池を構成要素としており、ガレージの中、あるいは曇天・雨天においても、運転が可能である。従来は乗車前にエンジンを起動し、アイドリング状態でエンジン駆動冷凍サイクルを運転する必要があった。
【００４２】
本発明に係る車載用冷凍冷蔵システムによれば、自動車運行中に建築物、電柱、電線等で発生する太陽電池モジュールの受光面への影による太陽電池出力低下を極力抑えることができる。
本発明に係る車載用冷凍冷蔵システムによれば、蓄電池が満充電となった場合、自動車専用蓄電池に補充電することが行えるため該蓄電池の長期使用が可能となり、バッテリーあがりを防ぐことができる。
本発明に係る車載用冷凍冷蔵システムによれば、太陽電池駆動冷凍サイクルの蓄電池が満充電状態になったとき、太陽電池出力を自動車用蓄電池に補充電できる。このことにより、太陽電池出力の有効利用とともに、自動車蓄電池の自己放電の防止および過放電防止対策が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の冷凍冷蔵システムの実施の形態１の構成を表すシステムブロック図である。
【図２】実施の形態１の充放電制御回路の構成を表す回路ブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態２の図１相当図である。
【図４】実施の形態２の図２相当図である。
【図５】本発明の実施の形態３の図１相当図である。
【図６】実施の形態３の図２相当図である。
【符号の説明】
１．車載用冷凍冷蔵庫
２．エンジン
３．コンプレッサ
４．主冷凍サイクル（Ａ）
５．自動車専用蓄電池
６．太陽電池
７．充電制御回路
８．蓄電池
９．コンプレッサ駆動回路
１０．電動コンプレッサ
１１．補助冷凍サイクル（Ｂ）
１２．コンプレッサ駆動制御回路
１３．タイマースイッチ
１４．手動スイッチ
１５．冷凍サイクルの電源回路（システム）
２１．充電切換リレー
２２．過充電防止リレー
２３．制御回路
【図１】
0003703984.tif 000002
【図２】
0003703984.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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