(57)【要約】【課題】エンジン３を停止した状態で地上電源６からの給電によって冷凍装置での冷却と車載バッテリ１８への充電とを並行して行なう場合、地上電源６の所定許容電力量の制限を越えないよう制御することのできる車載用冷凍装置を提供する。【解決手段】電気制御装置１７に地上電源６の所定許容電力量を入力する入力スイッチ２１を設けると共に、電気制御装置１７は、地上電源６からの給電によって冷凍サイクルＲでの冷却と車載バッテリ１８への充電とを並行して行なう場合、電動モータ５を駆動するための第１許容電力量と車載バッテリ１８を充電するための第２許容電力量との合計が、所定許容電力量を超えないように制御する。これにより、冷却や充電が充分にできていないという可能性は有るとしても、過負荷で電源が遮断され、冷却も充電も行なわれていないという事態を防ぐことができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上電源（６）もしくは車載バッテリ（１８）からの給電で電動モータ（５）を駆動すると共に、前記地上電源（６）からの給電によって前記車載バッテリ（１８）の充電を行なう充電機能を有する電気制御手段（１７）と、
前記電動モータ（５）によって駆動されて冷媒を圧送するコンプレッサ（４）と、
前記コンプレッサ（４）により冷媒が循環されて冷却を行なう冷凍サイクル（Ｒ）とを備えた車載用冷凍装置において、
前記電気制御手段（１７）に前記地上電源（６）の所定許容電力量を入力する入力手段（２１）を設けると共に、前記電気制御手段（１７）は、前記地上電源（６）からの給電によって前記冷凍サイクル（Ｒ）での冷却と前記車載バッテリ（１８）への充電とを並行して行なう場合、前記電動モータ（５）を駆動するための第１許容電力量と前記車載バッテリ（１８）を充電するための第２許容電力量との合計が、前記所定許容電力量を超えないように制御することを特徴とする車載用冷凍装置。
【請求項２】
前記電気制御手段（１７）は、前記地上電源（６）からの給電によって前記冷凍サイクル（Ｒ）での冷却と前記車載バッテリ（１８）への充電とを並行して行なう場合、前記所定許容電力量を所定比率で前記第１許容電力量と前記第２許容電力量とに割り振り、それぞれの許容電力量を超えないように制御することを特徴とする請求項１に記載の車載用冷凍装置。
【請求項３】
前記電気制御手段（１７）は、前記冷凍サイクル（Ｒ）での冷却と前記車載バッテリ（１８）への充電とを開始する際、目標冷却温度に対する現在の温度状況から前記冷凍サイクル（Ｒ）の冷却負荷と、前記車載バッテリ（１８）の放電状況から充電負荷とを算出し、両者の負荷比率に応じて前記所定許容電力量を前記第１許容電力量と前記第２許容電力量とに割り振ることを特徴とする請求項１に記載の車載用冷凍装置。
【請求項４】
前記電気制御手段（１７）は、所定時間経過毎に前記冷却負荷と、前記充電負荷とを算出し、その時点毎の両者の負荷比率に応じて前記第１許容電力量と前記第２許容電力量との割り振りを可変することを特徴とする請求項３に記載の車載用冷凍装置。
【請求項５】
前記電気制御手段（１７）は、前記地上電源（６）からの給電によって前記冷凍サイクル（Ｒ）での冷却と前記車載バッテリ（１８）への充電とを並行して行なう場合は前記冷凍サイクル（Ｒ）での冷却を優先するものとし、前記所定許容電力量から前記電動モータ（５）を駆動するための電力量を差し引き、その残り量を前記車載バッテリ（１８）を充電するための電力量として割り当てることを特徴とする請求項１に記載の車載用冷凍装置。
【請求項６】
前記電気制御手段（１７）は、前記地上電源（６）からの給電によって前記冷凍サイクル（Ｒ）での冷却と前記車載バッテリ（１８）への充電とを並行して行なう場合は前記車載バッテリ（１８）への充電を優先するものとし、前記所定許容電力量から前記車載バッテリ（１８）を充電するための電力量を差し引き、その残り量を前記電動モータ（５）を駆動するための電力量として割り当てることを特徴とする請求項１に記載の車載用冷凍装置。
【請求項７】
前記冷凍サイクル（Ｒ）での冷却と前記車載バッテリ（１８）への充電とのどちらを優先するかを使用者が選択できる選択手段（２２）を設け、前記電気制御手段（１７）は、前記選択手段（２２）の状態により請求項５または請求項６に記載する作動を行なうことを特徴とする請求項１に記載の車載用冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも地上電源もしくは車載バッテリからの給電によって運転することができると共に、地上電源からの給電によって車載バッテリの充電を行なうことができる車載用冷凍装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、特許文献１に示されるように、圧縮機の駆動用として、発電機、地上電源（文献中の商用電源）、車載バッテリ（文献中の蓄電池ユニット）の３種類の電源を、電気制御装置（文献中のシステム制御器）で選択して使用するものがある。
【０００３】
基本的に、通常走行中（エンジン運転時）は発電機を、地上電源設備が利用可能な場合は地上電源を使用し、エンジンが停止して発電機から電源が供給できない場合および地上電源設備がなく地上電源が利用できない場合は車載バッテリを使用するようになっている。また、車載バッテリは、発電機または地上電源からの給電によって充電されるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−８１８２３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の車載用冷凍装置において、エンジンを停止した状態で地上電源からの給電によって冷凍装置での冷却と車載バッテリへの充電とを並行して行なう場合、地上電源の所定許容電力量の制限を越えてしまい、場合によっては電源遮断装置が作動してしまい冷却も充電も行なわれないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、エンジンを停止した状態で地上電源からの給電によって冷凍装置での冷却と車載バッテリへの充電とを並行して行なう場合、地上電源の所定許容電力量の制限を越えないよう制御することのできる車載用冷凍装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１ないし請求項５に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、地上電源（６）もしくは車載バッテリ（１８）からの給電で電動モータ（５）を駆動すると共に、地上電源からの給電によって車載バッテリ（１８）の充電を行なう充電機能を有する電気制御手段（１７）と、電動モータ（５）によって駆動されて冷媒を圧送するコンプレッサ（４）と、コンプレッサ（４）により冷媒が循環されて冷却を行なう冷凍サイクル（Ｒ）とを備えた車載用冷凍装置において、
電気制御手段（１７）に地上電源（６）の所定許容電力量を入力する入力手段（２１）を設けると共に、電気制御手段（１７）は、地上電源（６）からの給電によって冷凍サイクル（Ｒ）での冷却と車載バッテリ（１８）への充電とを並行して行なう場合、電動モータ（５）を駆動するための第１許容電力量と車載バッテリ（１８）を充電するための第２許容電力量との合計が、所定許容電力量を超えないように制御することを特徴とする。
【０００８】
これは、具体的な例で言えば、地上電源（６）として商用１００ボルトの１５アンペア電源を用いた場合、例えば「１５（アンペア）」を入力手段（２１）で入力しておけばモータ駆動とバッテリ充電との使用電力の合計が１５００ワットを超えないよう（合計電流が１５アンペアを超えないよう）制御するものである。これにより、冷却や充電が充分にできていないという可能性は有るとしても、過負荷で電源が遮断され、冷却も充電も行なわれていないという事態を防ぐことができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、電気制御手段（１７）は、地上電源（６）からの給電によって冷凍サイクル（Ｒ）での冷却と車載バッテリ（１８）への充電とを並行して行なう場合、所定許容電力量を所定比率で第１許容電力量と第２許容電力量とに割り振り、それぞれの許容電力量を超えないように制御することを特徴とする。これにより、モータ駆動とバッテリ充電との使用電力比は予め設定しておき、接続する地上電源の許容電力量を入力しておくことで、使用電力比に割り振られたそれぞれの許容電力量を超えないように制御が成される。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、電気制御手段（１７）は、冷凍サイクル（Ｒ）での冷却と車載バッテリ（１８）への充電とを開始する際、目標冷却温度に対する現在の温度状況から冷凍サイクル（Ｒ）の冷却負荷と、車載バッテリ（１８）の放電状況から充電負荷とを算出し、両者の負荷比率に応じて所定許容電力量を第１許容電力量と第２許容電力量とに割り振ることを特徴とする。これにより、冷却と充電とを開始する際の冷却負荷および充電負荷に応じた各許容電力量が割り振られるため、冷却と充電との両方を早く目標値に持ってゆくことができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、電気制御手段（１７）は、所定時間経過毎に冷却負荷と、充電負荷とを算出し、その時点毎の両者の負荷比率に応じて第１許容電力量と第２許容電力量との割り振りを可変することを特徴とする。これにより、開始時点だけではなく、所定時間経過毎の各時点での冷却負荷および充電負荷に応じた各許容電力量が割り振られるため、冷却と充電との両方をより早く目標値に持ってゆくことができる。
【００１２】
請求項５に記載の発明では、電気制御手段（１７）は、地上電源（６）からの給電によって冷凍サイクル（Ｒ）での冷却と車載バッテリ（１８）への充電とを並行して行なう場合は冷凍サイクル（Ｒ）での冷却を優先するものとし、所定許容電力量から電動モータ（５）を駆動するための電力量を差し引き、その残り量を車載バッテリ（１８）を充電するための電力量として割り当てることを特徴とする。これにより、冷凍サイクル（Ｒ）での冷却を優先した制御が成される。
【００１３】
請求項６に記載の発明では、電気制御手段（１７）は、地上電源（６）からの給電によって冷凍サイクル（Ｒ）での冷却と車載バッテリ（１８）への充電とを並行して行なう場合は車載バッテリ（１８）への充電を優先するものとし、所定許容電力量から車載バッテリ（１８）を充電するための電力量を差し引き、その残り量を電動モータ（５）を駆動するための電力量として割り当てることを特徴とする。これにより、車載バッテリ（１８）への充電を優先した制御が成される。
【００１４】
請求項７に記載の発明では、冷凍サイクル（Ｒ）での冷却と車載バッテリ（１８）への充電とのどちらを優先するかを使用者が選択できる選択手段（２２）を設け、電気制御手段（１７）は、選択手段（２２）の状態により請求項５または請求項６に記載する作動を行なうことを特徴とする。これにより、使用者が状況に応じて冷却と充電との優先を選択できるようになり、使い勝手が向上する。ちなみに、上記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一例である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を、図面に基づき説明する。図１は本発明の第１実施形態における車載用冷凍装置の配置を示す平面図であり、図２は図１の実施形態における車載用冷凍装置の配管・配線図である。尚、本実施形態は車載用冷凍装置としてトラック型冷凍車に適用したものである。
【００１６】
１は運転キャビン、２は冷凍室、３は車両エンジンである。４は冷媒を圧送するコンプレッサであり、５の電動モータによって駆動されるが、本実施形態では車両エンジン３によっても駆動できるハイブリッドコンプレッサ２０を用いて構成している。１９は、そのハイブリッドコンプレッサ２０においてエンジン３による駆動と電動モータ５による駆動とを切り換えるための電磁クラッチである。また、エンジン３とハイブリッドコンプレッサ２０は共にエンジンルーム内に設置されている。
【００１７】
７は冷媒の熱を放熱するコンデンサであり、キャビン１の上に設置されている。８は冷媒を減圧膨張させる減圧手段としての膨張弁である。また、９は冷媒を蒸発させて空気を冷却するエバポレータであり、冷凍室２内の上方に設置されている。尚、７ａと９ａはそれぞれコンデンサ７とエバポレータ９とに送風する送風ファンである。そして、上記コンプレッサ４と、コンデンサ７と、膨張弁８と、エバポレータ９は図２に示すように環状に接続して周知の冷凍サイクルＲが構成されている。
【００１８】
上記の構成により、例えば走行中等でエンジン３が稼動している時にはエンジン３にてコンプレッサ４を駆動して後述する冷凍サイクルＲを稼動させる（通常冷却運転）。また、例えば配送中の停車時等でエンジン３が短時間停止している時にはモータ用バッテリ（車載バッテリ）１８から電気制御装置（電気制御手段）１７を介して給電を受け、電動モータ５にてコンプレッサ４を駆動して冷凍サイクルＲを稼動している（保冷運転、アイドリングストップ運転）。
【００１９】
また、例えば荷物積載時等でエンジン３が長時間停止している時には電気制御装置１７を地上電源６に接続して給電を受けることにより、地上電源６からの給電にて電動モータ５でコンプレッサ４を駆動して冷凍サイクルを稼動している（予冷運転）。そして、図示しない空調制御装置からの信号により、バッテリ１８からの給電で電動モータ５を駆動したり、地上電源６からの給電で電動モータ５を駆動したりの作動が切り換えて行なわれる。
【００２０】
また、電気制御装置１７は、地上電源６に接続した場合、給電される交流を直流に変換するＡＣ−ＤＣ変換機能と、これにより地上電源６からの給電でバッテリ１８に充電を行なう充電機能とを有している。
【００２１】
これは、上記のようにエンジン３が停止している状態で地上電源６に接続して給電を受けることにより、地上電源６からの給電にて電動モータ５でコンプレッサ４を駆動して冷凍サイクルＲでの冷却を行なうのと並行して、地上電源６からの給電にてバッテリ１８に充電を行なえるようになっている。これにより、車両を駐車しておく間に冷凍室内の冷却と、次回の配送中に冷凍室内の冷却が行なえるようバッテリ１８の充電が行なわれることとなる。
【００２２】
また、電気制御装置１７は、エンジン３と冷凍サイクルＲとを停止させた状態で地上電源６から給電を行なった場合は、バッテリ１８に充電を行なうようになっている。これにより、車両を駐車しておく間地上電源６に接続しておくことにより、次回の配送中に冷凍室内の冷却が行なえるようバッテリ１８の充電が行なわれることとなる。
【００２３】
次に、本実施形態の特徴を述べる。まず、電気制御装置１７に地上電源６の所定許容電力量を入力する入力スイッチ（入力手段）２１を設けている。この入力スイッチ２１は、使用者が接続する地上電源６の許容電力量を入力するものである。そして、電気制御装置１７は、地上電源６からの給電によって冷凍サイクルＲでの冷却とバッテリ１８への充電とを並行して行なう場合、電動モータ５を駆動するための第１許容電力量とバッテリ１８を充電するための第２許容電力量との合計が、所定許容電力量を超えないように制御している。
【００２４】
具体的な例で言うと、地上電源６として商用１００ボルトの１５アンペア電源を用いた場合、例えば「１５（アンペア）」を入力スイッチ２１で入力しておけばモータ駆動とバッテリ充電との使用電力の合計が１５００ワットを超えないよう（合計電流が１５アンペアを超えないよう）制御する。
【００２５】
これは、入力されている所定許容電力量を所定比率で第１許容電力量と第２許容電力量とに割り振り、それぞれの許容電力量を超えないように制御するものであり、モータ駆動とバッテリ充電との使用電力比は予め設定しておき、接続する地上電源の許容電力量を入力することで、使用電力比に割り振られたそれぞれの許容電力量を超えないように制御が成される。
【００２６】
これにより、冷却や充電が充分にできていないという可能性は有るとしても、過負荷で電源が遮断され、冷却も充電も行なわれていないという事態を防ぐことができる。尚、この冷却と充電との許容電力量の所定比率は、比率可変設定手段を設けてに入力できるようにし、使用者が状況に応じて比率を可変して設定できるようにしても良い。
【００２７】
（第２実施形態）
構成は第１実施形態と同様であり、電気制御装置１７における制御方法のみ異なる。電気制御装置１７は、冷凍サイクルＲでの冷却とバッテリ１８への充電とを開始する際、目標冷却温度に対する現在の温度状況から冷凍サイクルＲの冷却負荷と、バッテリ１８の放電状況から充電負荷とを算出し、両者の負荷比率に応じて所定許容電力量を第１許容電力量と第２許容電力量とに割り振るものである。
【００２８】
これにより、冷却と充電とを開始する際の冷却負荷および充電負荷に応じた各許容電力量が割り振られるため、第１実施形態の所定比率で割り振るより、冷却と充電との両方を早く目標値に持ってゆくことができる。
【００２９】
更に電気制御装置１７における制御方法を一部変更し、所定時間経過毎に冷却負荷と、充電負荷とを算出し、その時点毎の両者の負荷比率に応じて第１許容電力量と第２許容電力量との割り振りを可変するようにしても良い。これにより、開始時点だけではなく、所定時間経過毎の各時点での冷却負荷および充電負荷に応じた各許容電力量が割り振られるため、冷却と充電との両方をより早く目標値に持ってゆくことができることとなる。
【００３０】
（第３実施形態）
第１実施形態の構成に冷凍サイクルＲでの冷却とバッテリ１８への充電とのどちらを優先するかを使用者が選択できる選択スイッチ（選択手段）２２を設けると共に、電気制御装置１７における制御方法が異なり、選択スイッチ２２の状態により次に記載する冷却優先制御、もしくは充電優先制御のいずれかの作動を行なうものである。
【００３１】
冷却優先制御：電気制御装置１７は、地上電源６からの給電によって冷凍サイクルＲでの冷却とバッテリ１８への充電とを並行して行なう場合は冷凍サイクルＲでの冷却を優先するものとし、所定許容電力量から電動モータ５を駆動するための電力量を差し引き、その残り量をバッテリ１８を充電するための電力量として割り当てるものである。これにより、冷凍サイクルＲでの冷却を優先した制御が成される。
【００３２】
充電優先制御：電気制御装置１７は、地上電源６からの給電によって冷凍サイクルＲでの冷却とバッテリ１８への充電とを並行して行なう場合は車載バッテリ１８への充電を優先するものとし、所定許容電力量から車載バッテリ１８を充電するための電力量を差し引き、その残り量を電動モータ５を駆動するための電力量として割り当てるものである。これにより、車載バッテリ１８への充電を優先した制御が成される。
【００３３】
そして、冷却優先制御と充電優先制御とを切替可能なスイッチを設けることにより、使用者が状況に応じて冷却と充電との優先を選択できるようになり、使い勝手が向上する。
【００３４】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、車両エンジン３または電動モータ５のいずれかで駆動して冷媒を圧送するハイブリッドコンプレッサで構成しているが、本発明はこれに限るものではなく、電動モータ５だけで駆動して冷媒を圧送するコンプレッサ４であっても良い。また、本発明を適用する車載用冷凍装置は、車両エンジンによって駆動される発電器を有し、この発電機の出力によって電動モータを駆動して冷凍サイクルでの冷却を行なったり、車載バッテリへの充電を行なったりする構成のものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における車載用冷凍装置の配置を示す平面図である。
【図２】図１の実施形態における車載用冷凍装置の配管・配線図である。
【符号の説明】
４  コンプレッサ
５  電動モータ
６  地上電源
１７  電気制御装置（電気制御手段）
１８  モータ用バッテリ（車載バッテリ）
２１  入力スイッチ（入力手段）
２２  選択スイッチ（選択手段）
Ｒ  冷凍サイクル
【図１】
2004225991.tif 000003
【図２】
2004225991.tif 000004