JP2005098623A - Power source device for refrigerated vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、冷凍機を備えた冷凍車の冷凍車用電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply device for a refrigerator car of a refrigerator car provided with a refrigerator.
従来、エンジンによって電動圧縮機を直接駆動する冷凍車では、熱交換器(凝縮器、蒸発器)用のファンはもともと車両に搭載されている車載発電機を電源としている。このような冷凍車では、配達時に一時的にエンジンを停止した場合に電動圧縮機が停止し、電動ファンも停止する。このため、短時間の停車で冷凍コンテナ内の温度が上昇し、内部の冷凍・冷蔵品に悪影響を与えてしまうという問題があった。 Conventionally, in a refrigeration vehicle in which an electric compressor is directly driven by an engine, a fan for a heat exchanger (condenser, evaporator) is originally powered by an on-vehicle generator mounted on the vehicle. In such a refrigerator car, when the engine is temporarily stopped at the time of delivery, the electric compressor stops and the electric fan also stops. For this reason, there is a problem that the temperature in the refrigeration container rises when the vehicle stops for a short time, which adversely affects the internal refrigeration / refrigeration product.
また、冷凍機用の補助発電機を有していない冷凍車では、蒸発器用ファン及び凝縮器用ファンのいずれも、車載バッテリ(車載バッテリ用発電機)が動作用電源として用いられている。 Moreover, in the refrigerator car which does not have the auxiliary generator for refrigerators, both the evaporator fan and the condenser fan use an in-vehicle battery (in-vehicle battery generator) as an operation power source.
これに対し、走行中はエンジンとベルトなどで連結された補助発電機の発電により電動圧縮機を駆動して冷凍コンテナ内を冷却し、かつ補助発電機の余剰電力を補助バッテリに充電しておき、エンジン停止(アイドリングストップ)時に補助バッテリの電力を用いて電動圧縮機及び熱交換器用ファンを駆動し、冷凍コンテナ内の温度上昇を抑制するものがある(例えば特許文献1)。 On the other hand, during driving, the electric compressor is driven by the power generated by the auxiliary generator connected to the engine and a belt to cool the inside of the refrigeration container, and surplus power from the auxiliary generator is charged to the auxiliary battery. In some cases, the electric compressor and the heat exchanger fan are driven using the power of the auxiliary battery when the engine is stopped (idling stop) to suppress the temperature rise in the refrigeration container (for example, Patent Document 1).
このような冷凍車によれば、補助バッテリの容量にもよるが、短時間のエンジン停止に対しては一応のバックアップ運転が可能となる。すなわち、電動圧縮機およびファンの電源として、エンジン運転中は補助発電機が使用され、エンジン停止中は補助バッテリが使用される。 According to such a refrigerator, although depending on the capacity of the auxiliary battery, a temporary backup operation is possible for a short time engine stop. That is, as a power source for the electric compressor and the fan, an auxiliary generator is used during engine operation, and an auxiliary battery is used when the engine is stopped.
なお、熱交換器用ファンについては、エンジン運転中はもともと据え付けられている車載発電機を電源とするものもある。
上記公知例に記載のものは、蒸発器用ファンおよび凝縮器用ファンの両方とも、電源が電動圧縮機と共通であるため、冷凍コンテナ内に設けられる蒸発器ファンに対して電動圧縮機用の電源電圧である直流約200〜300Vの配線を引き回すことになる。この電圧はかなりの高レベルであり、結露や氷結した冷凍コンテナ内にそのような高電圧配線が設けられることは安全性の面から好ましくない。 Since the power supply for both the evaporator fan and the condenser fan is the same as that of the electric compressor, the power supply voltage for the electric compressor with respect to the evaporator fan provided in the refrigeration container is the one described in the above known example. That is, a wiring of about 200 to 300 V direct current is routed. This voltage is at a considerably high level, and it is not preferable from the viewpoint of safety that such a high-voltage wiring is provided in a refrigerated container with condensation or icing.
従来の一般的な冷凍車は、ディーゼルエンジンを使用していたこともあり、24Vの車載バッテリが使用されていた(以下、24V車という)。ところが、近年、LPGエンジン等を用いた小形の冷凍車が徐々に増加してきている。このような小形の冷凍車では12Vの車載バッテリが使用されている(以下、12V車という)。 A conventional general refrigeration vehicle uses a diesel engine, and a 24V on-board battery is used (hereinafter referred to as a 24V vehicle). However, in recent years, small refrigeration vehicles using an LPG engine or the like are gradually increasing. Such a small refrigeration vehicle uses a 12V on-vehicle battery (hereinafter referred to as a 12V vehicle).
このような、12V車に対しても、冷凍機用の補助バッテリを設けることが要望されはじめている。ただし、12V車で補助バッテリを使用した冷凍車を製造する場合、従来の24V車用の電源回路では、制御回路やリレー等の回路部品の定格が異なり、ほとんど使用できない。また12V車では24V車よりも電圧が低いため、同じ電力を得るためには電源回路の電流が2倍になり、配線に大きな電流が流れることとなり、そのための対策も極めて困難であった。また、冷凍車の市場はそれほど大きいものでないため、12V車用と24V車用の電源回路とは極力共通化して製造性やコスト低減を行なう必要があるが、その共通化は極めて困難であった。 It is beginning to be requested to provide an auxiliary battery for a refrigerator even for such a 12V vehicle. However, when manufacturing a refrigerated vehicle using an auxiliary battery in a 12V vehicle, the conventional power circuit for a 24V vehicle has a different rating of circuit components such as a control circuit and a relay, and can hardly be used. In addition, since the voltage of the 12V car is lower than that of the 24V car, the current of the power supply circuit is doubled to obtain the same electric power, and a large current flows through the wiring, and measures for that are extremely difficult. In addition, since the market for refrigerated vehicles is not so large, it is necessary to make the power circuit for 12V vehicles and 24V vehicles as common as possible to reduce manufacturability and cost, but it is extremely difficult to make them common. .
特にファンの電源については、公知例のように電動圧縮機と同じにすることで、12V車と24V車で相違がなくなり、電源回路を共通化できるが、冷凍コンテナ内に設けられる蒸発器用ファンについては上記したような高電圧配線引き回しの問題がある。そこで、ファンの電源として車載バッテリを用いると、24V車については対応が可能であるが、12V車では極めて大きな電流が流れることになり、現実的でない。このため、12V車については、12Vを24Vに昇圧する昇圧回路を設けることも考えられるが、昇圧回路には大きな高周波トランスが必要となり高価である。反面、24V車ではそのような昇圧回路が不要であるため、結局は、電源回路の共通化が困難である。 In particular, the fan power supply is the same as that of the electric compressor as in the known example, so that there is no difference between the 12V car and the 24V car, and the power supply circuit can be shared, but the evaporator fan provided in the refrigeration container Has the problem of high-voltage wiring as described above. Therefore, when an in-vehicle battery is used as a power source for the fan, it is possible to cope with a 24V vehicle, but a very large current flows in a 12V vehicle, which is not realistic. For this reason, a 12V vehicle may be provided with a booster circuit that boosts 12V to 24V, but the booster circuit requires a large high-frequency transformer and is expensive. On the other hand, in a 24V vehicle, such a booster circuit is not necessary, so that it is difficult to share a power supply circuit.
対策として、約200V以上の高電圧を出力する補助バッテリを冷凍機用として用意し、かつその補助バッテリを充電するために補助発電機を設け、補助バッテリの出力電圧を約24Vまで降圧し、その24V電圧で蒸発器用ファンおよび凝縮器用ファンの両方を駆動することも考えられる。この場合、12V車も24V車も定格電圧が24Vのファンを使用する。ここでの補助バッテリは、電動圧縮機を駆動するために高電圧の直流出力が可能な蓄電池で構成されている。この補助バッテリの高電圧出力を直流24Vまで降圧するDC/DCコンバータを設け、エンジン運転中の補助発電機の動作中も、エンジン停止中の補助バッテリ使用中のいずれも、そのDC/DCコンバータの出力でファンを駆動するという方式である。この方式では、12V車、24V車のいずれもファン電源の共通化が可能となる。しかも、降圧用のDC/DCコンバータは昇圧用と異なり、安価で小形である。 As a countermeasure, an auxiliary battery that outputs a high voltage of about 200 V or more is prepared for the refrigerator, and an auxiliary generator is provided to charge the auxiliary battery, and the output voltage of the auxiliary battery is lowered to about 24 V. It is also conceivable to drive both the evaporator fan and the condenser fan with a 24V voltage. In this case, a fan with a rated voltage of 24V is used for both the 12V car and the 24V car. The auxiliary battery here is composed of a storage battery capable of outputting a high-voltage direct current to drive the electric compressor. A DC / DC converter that steps down the high voltage output of the auxiliary battery to a direct current of 24V is provided, and the DC / DC converter can be operated both during operation of the auxiliary generator during engine operation and during use of the auxiliary battery while the engine is stopped. In this method, the fan is driven by the output. In this system, it is possible to share the fan power supply for both the 12V car and the 24V car. Moreover, the step-down DC / DC converter is inexpensive and small, unlike the step-up DC / DC converter.
しかしながら、この方式では、エンジン運転中も蒸発器用ファンおよび凝縮器用ファンの電源として補助バッテリの出力が使用されることになり、エンジン運転中の補助発電機から補助バッテリヘの充電量がその分だけ減少するという問題がある。充電量が減るとアイドリングストップ時の運転時間が短くなり、補助バッテリを使用したことのメリットが損なわれる。 However, in this method, the output of the auxiliary battery is used as the power source for the evaporator fan and the condenser fan even during engine operation, and the amount of charge from the auxiliary generator during engine operation to the auxiliary battery is reduced accordingly. There is a problem of doing. When the amount of charge is reduced, the operation time when idling stops is shortened, and the merit of using the auxiliary battery is impaired.
また、冷凍車の冷凍サイクル機器を制御する制御部の電源としては、極力車載バッテリを消費しないようにする必要がある。また、圧縮機、熱交換器用ファン、制御部の電源それぞれが異なる複数の電源を用いた場合、配線が多くなり、冷凍車への取付けが面倒でコストアップにつながる。さらに、冷凍車が基地で待機している間は、冷凍サイクル機器を商用電源で動作するように構成することが望ましい。この際にも極力車載バッテリを消費しないようにする必要がある。 In addition, as a power source for the control unit that controls the refrigeration cycle equipment of the refrigeration vehicle, it is necessary to minimize the consumption of the on-vehicle battery. Further, when a plurality of power sources having different power sources for the compressor, the heat exchanger fan, and the control unit are used, the number of wirings is increased, and the mounting to the refrigerator is troublesome and leads to an increase in cost. Furthermore, it is desirable to configure the refrigeration cycle equipment to operate with a commercial power source while the refrigeration vehicle is waiting at the base. At this time, it is necessary to avoid consuming the in-vehicle battery as much as possible.
この発明は、上記の事情を考慮したもので、車載バッテリを備えた冷凍車の各種電気部品の電源を最適化するものである。また、車載バッテリが12Vであるか24Vであるかにかかわらず、簡単な回路構成で共通化を可能として汎用性の高い冷凍車用電源装置を提供するものである。さらには、車載バッテリや補助バッテリの電力消費を抑えることが可能な冷凍車用電源装置を提供することを目的としている。 The present invention takes the above circumstances into consideration and optimizes the power supply for various electrical components of a refrigerator equipped with a vehicle-mounted battery. Further, the present invention provides a highly versatile power supply device for a refrigerating vehicle that can be shared with a simple circuit configuration regardless of whether the in-vehicle battery is 12V or 24V. Furthermore, it aims at providing the power supply apparatus for freezer cars which can suppress the power consumption of a vehicle-mounted battery and an auxiliary battery.
請求項1に係る発明の冷凍車用電源装置は、エンジン、このエンジンの動力で駆動される車載発電機、この車載発電機の出力によって充電される車載バッテリを備え、かつ電動電動圧縮機、蒸発器、凝縮器、蒸発器用ファン、凝縮器用ファンから構成された冷凍コンテナ冷却用の冷凍サイクルを備えた冷凍車において、上記エンジンの動力で駆動され高電圧を出力する補助発電機と、この補助発電機の出力により充電される補助バッテリと、上記補助発電機または補助バッテリの出力が供給される高電圧電源ラインと、この高電圧電源ラインの電圧を入力し、24Vより高く、24Vの車載バッテリを搭載した場合の車載発電機の出力の整流後電圧よりも低い電圧に降圧して出力する電圧変換手段と、上記エンジン運転中、この電圧変換手段、車載バッテリ及び車載発電機の出力が供給される低電圧電源ラインとを備え、上記低電圧電源ラインの電圧により上記蒸発器用ファンを駆動し、上記高電圧電源ラインの電圧により上記電動電動圧縮機および凝縮器用ファンを駆動する。 A power supply device for a refrigerator according to a first aspect of the present invention includes an engine, an in-vehicle generator driven by the power of the engine, an in-vehicle battery charged by the output of the in-vehicle generator, and an electric / electric compressor, evaporation A refrigeration vehicle having a refrigeration cycle for cooling a refrigeration container comprising a condenser, a condenser, an evaporator fan, and a condenser fan, an auxiliary generator driven by the engine power and outputting a high voltage, and the auxiliary power generation The auxiliary battery charged by the output of the machine, the high voltage power supply line to which the output of the auxiliary generator or the auxiliary battery is supplied, and the voltage of this high voltage power supply line are input, and the vehicle battery of 24V higher than 24V Voltage conversion means for stepping down and outputting a voltage lower than the rectified voltage of the output of the on-vehicle generator when mounted, and this voltage conversion means during engine operation A low-voltage power supply line to which the output of the vehicle-mounted battery and the vehicle-mounted generator is supplied, the evaporator fan is driven by the voltage of the low-voltage power supply line, and the electric electric compressor and the voltage by the voltage of the high-voltage power supply line Drives the condenser fan.
請求項2に係る発明の冷凍車用電源装置は、エンジン、このエンジンの動力で駆動される車載発電機、この車載発電機の出力により充電される車載バッテリを備え、かつ冷凍コンテナ冷却用の冷凍機を備えた冷凍車において、上記エンジンの動力で駆動され高レベルの電圧を出力する補助発電機と、この補助発電機の出力を整流する第1整流回路と、商用交流電源からの入力電圧を整流する第2整流回路と、上記第1整流回路または第2整流回路の出力により充電される補助バッテリと、低電圧電源ラインと、上記冷凍機の蒸発器用ファンが接続された低電圧電源ラインと、上記各整流回路の出力および上記補助バッテリの出力が導かれる高電圧電源ラインと、この高電圧電源ラインの電圧を降圧して上記低電圧電源ラインに供給する電圧変換手段とを備え、上記低電圧電源ラインの電圧により上記冷凍機の蒸発器用ファンを駆動し、上記高電圧電源ラインの電圧により上記冷凍機の電動圧縮機および凝縮器用ファンを駆動する。 A power supply device for a refrigerator according to a second aspect of the present invention includes an engine, an in-vehicle generator driven by the power of the engine, an in-vehicle battery charged by the output of the in-vehicle generator, and a refrigeration for cooling a refrigeration container In an refrigeration vehicle equipped with a motor, an auxiliary generator that is driven by the engine power and outputs a high level voltage, a first rectifier circuit that rectifies the output of the auxiliary generator, and an input voltage from a commercial AC power source A second rectifier circuit for rectification, an auxiliary battery charged by the output of the first rectifier circuit or the second rectifier circuit, a low voltage power line, and a low voltage power line to which the evaporator fan of the refrigerator is connected A high voltage power supply line through which the output of each of the rectifier circuits and the output of the auxiliary battery are guided, and a voltage change to be supplied to the low voltage power supply line by stepping down the voltage of the high voltage power supply line. And means, the voltage of the low voltage power supply line to drive the evaporator fan of the refrigerator, to drive the electric compressor and the condenser fan of the refrigerator by the voltage of the high voltage power line.
請求項4に係る発明の冷凍車用電源装置は、エンジン、このエンジンの動力で駆動される車載発電機、この車載発電機の出力によって充電される車載バッテリを備え、かつ電動電動圧縮機、蒸発器、凝縮器、蒸発器用ファン、凝縮器用ファンから構成された冷凍コンテナ冷却用の冷凍サイクルを備えた冷凍車において、上記エンジンの動力で駆動される補助発電機と、この補助発電機の出力により充電される補助バッテリと、上記エンジンの運転中、上記車載発電機の出力が供給される低電圧電源ラインと、上記補助発電機の出力電圧及び補助バッテリの電圧が導かれる高電圧電源ラインと、この高電圧電源ラインの電圧を24Vより高く、24Vの車載バッテリを搭載した場合の車載発電機の出力の整流後電圧よりも低い電圧に降圧して上記低電圧電源ラインに供給する電圧変換手段と、上記低電圧電源ラインの電圧をその電圧レベルにかかわらず一定レベルに降圧する定電圧変換手段と、この定電圧変換手段の出力により動作して上記冷凍サイクル機器の運転を制御する制御部と、上記エンジンの始動に際してオンするキースイッチと、上記車載バッテリと低電圧電源ラインとの間に挿接された常開接点を有し上記キースイッチのオン時に上記車載バッテリからの通電を受けて動作するリレーと、上記リレーへの通電路に挿接された分圧用の抵抗器と、上記車載バッテリが直流12Vの場合に上記抵抗器に並列接続され上記車載バッテリが直流24Vの場合に取り除かれる短絡回路と、を備えている。
A power supply device for a refrigerator according to a fourth aspect of the present invention includes an engine, an in-vehicle generator driven by the power of the engine, an in-vehicle battery charged by the output of the in-vehicle generator, and an electric / electric compressor, evaporation In a refrigeration vehicle having a refrigeration cycle for cooling a refrigeration container comprising a condenser, a condenser, an evaporator fan, and a condenser fan, an auxiliary generator driven by the power of the engine, and an output of the auxiliary generator An auxiliary battery to be charged; a low-voltage power line to which the output of the on-vehicle generator is supplied during operation of the engine; a high-voltage power line to which the output voltage of the auxiliary generator and the voltage of the auxiliary battery are guided; The voltage of this high voltage power supply line is stepped down to a voltage higher than 24V and lower than the rectified voltage of the output of the in-vehicle generator when a 24V in-vehicle battery is installed. Voltage conversion means for supplying to the low voltage power supply line, constant voltage conversion means for stepping down the voltage of the low voltage power supply line to a constant level regardless of the voltage level, and operation of the output of the constant voltage conversion means to operate the refrigeration A control unit that controls the operation of the cycle device; a key switch that is turned on when the engine is started; and a normally open contact that is inserted between the in-vehicle battery and the low-voltage power supply line. A relay that operates in response to energization from the in-vehicle battery, a voltage dividing resistor inserted into an energization path to the relay, and the in-vehicle in parallel with the resistor when the in-vehicle battery is
請求項8に係る発明の冷凍車用電源装置は、エンジン、このエンジンの動力で駆動される車載発電機、この車載発電機の出力によって充電される車載バッテリを備え、かつ電動電動圧縮機、蒸発器、凝縮器、蒸発器用ファン、凝縮器用ファンから構成された冷凍コンテナ冷却用の冷凍サイクルを備えた冷凍車において、上記エンジンの動力で駆動され高電圧を出力する補助発電機と、この補助発電機の出力を整流する第1整流回路と、商用交流電源を整流する第2整流回路と、上記第1または第2整流回路の出力により充電される補助バッテリと、上記第1、第2整流回路または補助バッテリの出力が供給され、上記電動圧縮機に駆動用の電力を供給する高電圧電源ラインと、この高電圧電源ラインの電圧を低い電圧に降圧して出力する電圧変換手段と、この電圧変換手段の出力が供給される低電圧電源ラインと、上記高電圧電源ラインと補助バッテリとの接続間に設けられたリレー接点と、上記低電圧電源ラインの電圧を電源として動作し各冷凍サイクル機器を制御する制御部と、上記商用交流電源の接続、切断を検出する検出手段とを備え、上記制御部は、上記検出部により商用交流電源の接続を検出した時に上記リレー接点をオンし、商用交流電源の切断を検出した後に上記リレー接点をオフする。 A power supply device for a refrigerator according to an eighth aspect of the present invention includes an engine, an in-vehicle generator driven by the power of the engine, an in-vehicle battery charged by the output of the in-vehicle generator, an electric electric compressor, and evaporation A refrigeration vehicle having a refrigeration cycle for cooling a refrigeration container comprising a condenser, a condenser, an evaporator fan, and a condenser fan, an auxiliary generator driven by the engine power and outputting a high voltage, and the auxiliary power generation A first rectifier circuit for rectifying the output of the machine, a second rectifier circuit for rectifying the commercial AC power supply, an auxiliary battery charged by the output of the first or second rectifier circuit, and the first and second rectifier circuits. Alternatively, the output of the auxiliary battery is supplied, and a high voltage power supply line that supplies driving electric power to the electric compressor, and a voltage that is output by stepping down the voltage of the high voltage power supply line to a low voltage Conversion means, a low voltage power supply line to which the output of the voltage conversion means is supplied, a relay contact provided between the connection of the high voltage power supply line and the auxiliary battery, and the voltage of the low voltage power supply line as a power source A control unit that operates and controls each refrigeration cycle device; and a detection unit that detects connection and disconnection of the commercial AC power source, and the control unit detects the connection of the commercial AC power source by the detection unit. After turning on the contact and detecting the disconnection of the commercial AC power supply, the relay contact is turned off.
この発明の冷凍車用電源装置では、冷凍車の各種電気部品の電源を最適化することができる。すなわち、車載バッテリが12Vであるか24Vであるかにかかわらず、簡単な回路構成で共通化を可能として汎用性の高い冷凍車用電源装置を提供することができる。また、車載バッテリや補助バッテリの電力消費を抑えることが可能な冷凍車用電源装置を提供するものである。 In the power supply apparatus for a refrigerator car according to the present invention, the power supply of various electric parts of the refrigerator car can be optimized. That is, regardless of whether the in-vehicle battery is 12V or 24V, it can be shared with a simple circuit configuration, and a highly versatile power supply for a refrigerator can be provided. Further, the present invention provides a power supply device for a refrigerator car that can suppress power consumption of an in-vehicle battery and an auxiliary battery.
以下、この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
上方から見た車両の構成を図1に示し、側方から見た車両の構成を図2に示している。
1は冷凍車で、運転室2の後方に荷台3を備えている。この荷台3上に冷凍コンテナ4が積載されている。冷凍コンテナ4は、内部の冷凍・冷蔵室が開閉自在な扉4c,4cによって閉塞され、前方壁面に冷却用の蒸発器ユニット12を備えている。運転室2の屋根上には、冷凍コンテナ4の外面上部に取付けられる形で凝縮器ユニット11が設置され、この凝縮器ユニット11と上記蒸発器ユニット12とが冷凍サイクルの冷媒配管13によって接続されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The configuration of the vehicle viewed from above is shown in FIG. 1, and the configuration of the vehicle viewed from the side is shown in FIG.
凝縮器ユニット11には、電動圧縮機21、凝縮器22、凝縮器用ファン23、およびインバータ20が収容されている。蒸発器ユニット12には、蒸発器24および蒸発器用ファン25が収容されている。電動圧縮機21から吐出される冷媒が凝縮器22および蒸発器24を通って循環することにより、冷凍コンテナ4の内部空間が冷却される。インバータ20は、電動圧縮機21を駆動するための交流電力、および凝縮器用ファン23を駆動するための交流電力を出力する。
The
運転室2の下方のエンジンルーム5に、当該冷凍車1の駆動源であるエンジン6が収容されているとともに、そのエンジン6の動力を受けて発電する車載発電機7および補助発電機8が収容されている。さらに、冷凍車1の電気系統全体の電源となる車載バッテリ9が収容されている。
The
冷凍車1の下部たとえば荷台3において、当該発明の主要部である電源回路ボックス30が吊り下げ状態で設置されている。冷凍車1の下部たとえば荷台3の後部には、冷凍機用の補助バッテリ40が吊り下げ状態で設置されている。
In the lower part of the
凝縮器ユニット11は、冷凍車1の前方側の前面に吸気口を有し、その吸気口と対応する位置に凝縮器22を設け、その凝縮器22の後方に凝縮器用ファン23を設けている。外気は、冷凍車1の走行および凝縮器用ファン23の運転により、前面の吸気口に流入して凝縮器22および凝縮器用ファン23を通り、その後、凝縮器ユニット11の側面の排気口から外に流出する。
The
車載発電機7、補助発電機8、車載バッテリ9、電源回路ボックス30、および補助バッテリ40を含む電気回路の構成を図3に示している。
車載発電機7は、車載バッテリ9が24Vの場合に交流約20V(整流後の直流約28V、以下28Vと記載)仕様が採用され、車載バッテリ9が12Vの場合に交流約10V(整流後の直流約14V、以下14Vと記載)仕様が採用される。この車載発電機7の出力電圧が整流回路51で整流されて車載バッテリ9に印加される。車載バッテリ9は、上記のように、24Vのものが採用される場合と、12Vが採用される場合とがある。
FIG. 3 shows the configuration of an electric circuit including the on-vehicle generator 7, the
The in-vehicle generator 7 adopts a specification of about 20V AC (about 28V DC after rectification, hereinafter referred to as 28V) when the in-
この車載バッテリ9にキースイッチ52および分圧用の抵抗器53を介してリレー54が接続されている。キースイッチ52は、エンジン6の始動・停止を行うためのイグニッションキースイッチ(図示しない)に連動するもので、エンジン6の始動直前から運転中にオンする。抵抗器53は、車載バッテリ9の電圧が24Vの場合に、リレー54にかかる電圧をそのリレー54の定格動作電圧である約12Vまで降下させる。この抵抗器53の両端にジャンパ線等の短絡回路53aが接続可能となっており、車載バッテリ9が24Vの場合は短絡回路53aが取り除かれるが、車載バッテリ9が12Vの場合は短絡回路53aが抵抗器53に対し並列接続される。
A
車載バッテリ9に、逆流防止用ダイオード55および上記リレー54の常開接点(以下、リレー接点という)54aを介して低電圧電源ライン(第1電源ライン)P1,P2が接続されている。すなわち、エンジン6の始動に伴うリレー54のオン(リレー接点54aのオン)により、低電圧電源ラインP1,P2に車載バッテリ9と車載発電機7の整流回路51出力が並列に接続される。この低電圧電源ラインP1,P2に、DC/DCコンバータ(低電圧変換手段)56の電源端子が接続されているとともに、上記蒸発器ユニット12の蒸発器用ファンモータ25Mおよび冷凍サイクル高低圧バランス用二方弁26が接続されている。上記逆流防止用ダイオード55は、低電圧電源ラインP1,P2から車載バッテリ9側への電流の逆流を阻止するもので、後述するDC/DCコンバータ74の出力電圧24.5Vが車載バッテリ9に印加されて消費(充電)されてしまう不具合を防止する。なお、リレー接点54aに対し、後述するリレー62の常開接点62aが並列に接続されている。
Low voltage power supply lines (first power supply lines) P <b> 1 and P <b> 2 are connected to the in-
DC/DCコンバータ56は、直流約10V〜30Vの範囲の電圧が電源端子に入力されることにより動作し、その入力電圧を、その電圧レベルにかかわらず、一定レベルたとえば約5Vの直流電圧に変換して出力する。この出力電圧が制御部であるところのMCU60に動作用電圧として供給される。MCU60は、DC/DCコンバータ56の出力により動作し、冷凍機の運転つまり凝縮器ユニット11および蒸発器ユニット12内の機器を制御する。このMCU60に、回路制御用のリレー61,62,63が接続されている。
The DC /
一方、補助発電機8は、三相交流約280Vの高電圧を出力する。この補助発電機8の出力電圧が整流回路(第1整流回路)71で整流され、その整流回路71の出力端に高電圧電源ライン(第2電源ライン)P3,P4が接続されている。なお、補助発電機8と整流回路71との間にはマグネットスイッチ63の常開接点(以下、リレー接点という)63aが介挿されている。
On the other hand, the
高電圧電源ラインP3,P4に、充電回路72および上記リレー61の常開接点(以下、リレー接点という)61aを介して上記補助バッテリ40が接続されている。補助バッテリ40は、直流12Vの鉛蓄電池を19個直列に接続したもので、合計約約228Vの直流電圧を出力する。充電回路72は、高電圧電源ラインP3,P4の電圧を補助バッテリ40の充電に適した電圧・電流に調整する。この充電回路7と並列に、補助バッテリ40の放電路を形成するための放電用ダイオード73が接続されている。
The
高電圧電源ラインP3,P4の高電圧は、上記凝縮器ユニット11のインバータ20に供給されるとともに、DC/DCコンバータ(電圧変換手段)74によって一定レベルたとえば直流約24.5Vまで降圧(変圧)される。DC/DCコンバータ74は、直流約220V〜300Vの範囲の電圧が入力されることにより動作し、その入力電圧を、その電圧レベルにかかわらず、一定レベルである24.5Vの直流電圧に変換して出力する。このDC/DCコンバータ74の出力電圧は、ダイオード75を介して低電圧電源ラインP1,P2に供給される。ダイオード75は、車載発電機7からの電圧がDC/DCコンバータ74に加わるのを防ぐ。
The high voltage of the high voltage power supply lines P3 and P4 is supplied to the
冷凍車1の車庫などに、三相約200Vの交流電圧を出力する商用交流電源80が設置されている。この商用交流電源80に対して接続可能なコンセント81が用意され、そのコンセント81への入力電圧が整流回路(第2整流回路)82で整流されて高電圧電源ラインP3,P4に供給される。
A commercial
なお、補助発電機8と整流回路71との間の接続ラインに電流センサ76が設けられ、その電流センサ76の出力がMCU60に供給される。コンセント81と整流回路82との間の接続ラインにAC検出回路83が接続され、そのAC検出回路83の出力がMCU60に供給される。また、MCU60に、冷凍機の運転モードや冷凍コンテナ内温度を設定するための操作部90が接続されている。
Note that a current sensor 76 is provided in a connection line between the
つぎに、上記の構成の作用を図4および図5のフローチャートを参照しながら説明する。
(1)まず、車載バッテリ9が24Vの場合を例に説明する。
Next, the operation of the above configuration will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
(1) First, the case where the vehicle-mounted
イグニッションキースイッチがオンされてキースイッチ52がオンすると(ステップ101のYES)、車載バッテリ9の電圧24Vが抵抗器53で12Vに分圧されてリレー54に印加される。これにより、リレー54が付勢されてリレー接点54aがオンし(ステップ102)、車載バッテリ9の電圧24Vが低電圧電源ラインP1,P2に供給されてDC/DCコンバータ56が動作する(ステップ103)。そして、このDC/DCコンバータ56の出力電圧によりMCU60が動作する(ステップ104)。
When the ignition key switch is turned on and the key switch 52 is turned on (YES in step 101), the
MCU60が動作すると、リレー61,62が付勢される(ステップ105)。リレー62が付勢されるとリレー接点62aがオンし、たとえキースイッチ52がオフ(リレー54が消勢)されても、車載バッテリ9から低電圧電源ラインP1,P2への電圧供給が継続される。すなわち、MCU60の制御によりリレー62はキープリレーとして機能する。
When the
リレー61が付勢されると、リレー接点61aがオンして補助バッテリ40が放電し、その放電電圧によりDC/DCコンバータ74が動作する(ステップ106)。そして、このDC/DCコンバータ74の動作により、補助バッテリ40の放電電圧が直流約24.5Vに変換されて低電圧電源ラインP1,P2に供給される。これまでの車載バッテリ9からの電圧24Vに代わり、補助バッテリ40の放電に基づくDC/DCコンバータ74からの電圧24.5VがDC/DCコンバータ56で約5Vに変換されて、MCU60の動作が継続する。
When the
上記イグニッションキースイッチがオンされることで、エンジン6が始動する(ステップ107)。このエンジン6の運転により、車載発電機7および補助発電機8が駆動される(ステップ108,109)。
The
車載発電機7が動作すると、整流回路51から低電圧電源ラインP1,P2へ直流電圧約28Vが供給される。この電圧28Vは、DC/DCコンバータ74から供給される電圧24.5Vよりも高い。よって、これまでの補助バッテリ40の放電に基づくDC/DCコンバータ74からの電圧24.5Vに代わり、車載発電機7からの電圧約28VがDC/DCコンバータ56で約5Vに変換されて、MCU60の動作が継続する。
When the on-vehicle generator 7 is operated, a DC voltage of about 28 V is supplied from the
補助発電機8が動作すると、その補助発電機8の出力が電流センサ76で検知され、補助発電機8が正常に動作しているか否かが判定される。正常に動作していれば、リレー63が付勢される。この付勢によりリレー接点63aがオンし、整流回路71から出力されて直流電圧約280Vによって補助バッテリ40が充電されるとともに、その電圧280Vが高電圧電源ラインP3,P4に供給される。
When the
こうして、高電圧電源ラインP3,P4の電圧約280Vにより凝縮器ユニット11が動作し、一方、低電圧電源ラインP1,P2の電圧約28Vにより蒸発器ユニット12が動作することにより、冷凍機が運転される(ステップ111)。これにより、冷凍コンテナ4内が冷却される。
Thus, the
その後、イグニッションキースイッチがオフされてキースイッチ52がオフすると(ステップ112のYES)、リレー54が消勢される(ステップ113)。エンジン6も停止される(ステップ114)。このエンジン6の停止により、車載発電機7および補助発電機8が停止する(ステップ115,116)。
Thereafter, when the ignition key switch is turned off and the key switch 52 is turned off (YES in step 112), the
車載発電機7および補助発電機8が停止したとき、低電圧電源ラインP1,P2に供給される電圧は、これまでの車載発電機7からの電圧約28Vに代わって、補助バッテリ40を電源としたDC/DCコンバータ74からの電圧24.5Vとなり、その電圧24.5Vによって蒸発器ユニット12の動作が継続する。
When the on-vehicle generator 7 and the
補助発電機8が停止すると、その補助発電機8からの出力停止が電流センサ76で検知されてリレー63が消勢される(ステップ117)。このとき、高電圧電源ラインP3,P4に供給される電圧は、これまでの補助発電機8からの電圧約280Vに代わって、補助バッテリ40の放電電圧約228Vとなり、その放電電圧によって凝縮器ユニット11の運転(冷凍機の運転)が継続される(ステップ118)。いわゆるアイドリングストップ運転である。
When the
操作部90で冷凍機の運転停止が指示されると(ステップ119のYES)、MCU60の制御によって凝縮器ユニット11および蒸発器ユニット12の動作が停止するとともに、リレー61が消勢される(ステップ120)。この消勢により、リレー接点61aがオフして充放電用の通電路が遮断され、補助バッテリ40の放電が終了する。この放電終了により、低電圧電源ラインP1,P2に供給される電圧は、これまでのDC/DCコンバータ74からの電圧24.5Vに代わり、車載バッテリ9からの電圧約24Vとなる。
When the operation unit 90 instructs to stop the operation of the refrigerator (YES in Step 119), the operation of the
この冷凍機の運転停止に際し、MCU60は、車載バッテリ9の電圧約24Vに基づくDC/DCコンバータ56の出力よって動作を継続しながら、それまでの運転データを内部の不揮発性メモリ(EEPROM:図示しない)に格納するなどの停止準備の処理を実行し(ステップ121)、やがてリレー62を消勢する(ステップ122)。この消勢によりリレー接点62aがオフし、車載バッテリ9から低電圧電源ラインP1,P2への電圧約24Vの供給が遮断される。これにより、MCU60の動作が停止する(ステップ123)。
When the operation of the refrigerator is stopped, the
なお、上記不揮発性メモリは、信頼性上、書込み回数に制限があるため、頻繁に冷凍機が停止する場合、短期間でその書込み回数の上限を超えてしまう可能性がある。これを極力防止するために、約10分間はMCU10が再始動に備えて動作を継続し、10分経過後に不揮発性メモリに書込みを行なうようにしている。したがって、10分以内に再度エンジンキースイッチ52がオンされた場合には、そのままMCU10が動作を続け、不揮発性メモリへの書込みは行なわないですむ。一般に配送用の冷凍車では、狭い区間内で頻繁にエンジン6の運転停止を繰り返して配達することから1回の停止時間が10分以内のケースが多発するため、この制御は不揮発性メモリの寿命延長に有効である。
Since the nonvolatile memory has a limited number of times of writing due to reliability, when the refrigerator is frequently stopped, the upper limit of the number of times of writing may be exceeded in a short period of time. In order to prevent this as much as possible, the MCU 10 continues to operate in preparation for restarting for about 10 minutes, and writing to the nonvolatile memory is performed after 10 minutes. Therefore, if the engine key switch 52 is turned on again within 10 minutes, the MCU 10 continues to operate without writing to the non-volatile memory. In general, in a delivery refrigerator car, frequent stoppage of the
運転停止からMCU60の動作停止までの時間は約10分と短く、車載バッテリ9の電力消費は小さくてすむ。最初のキースイッチ52のオンに際しても、車載バッテリ9を電源として使用するのは、DC/DCコンバータ56およびMCU60が動作して補助バッテリ40が放電するまでのせいぜい1秒間程度であり、車載バッテリ9の電力消費は小さい。車載バッテリ9はそもそも冷凍車1の電気系統全体をまかなうための電源であり、その車載バッテリ9の電力を冷凍機の運転にあまり使用しないことにより、冷凍車1の運行には支障がない。また、エンジン停止以降の10分間は、車載バッテリ9の電力がMCU60の動作に消費されるが、エンジン停止直後はその前のエンジン運転中に車載バッテリ9が充電された状態にあり、かつMCU60の商事消費電力が小さいことから非常に影響が小さい。また、リレー61をオンしてエンジン停止以降の10分間のMCU60の動作電力を補助バッテリ40から供給させ、車載バッテリ9の電力消費を全くなくすことも可能であるが、補助バッテリ40からMCU60に電力を供給するためにはDC/DCコンバータ74を動作させるために高電圧電源ラインP3,P4に補助バッテリ40の出力を供給しなければならない。しかしながら、高電圧電源ラインP3,P4に補助バッテリ40を接続すると、図1に示すように冷凍車1の荷台3の後方の補助バッテリ40から運転席上部の凝縮器ユニット20に至る高電圧電源ラインP3,P4の配線全体にわたって補助バッテリ40の出力である直流約228Vが通電されることになる。冷凍機を運転していないにもかかわらず、このような長い配線に高電圧が通電されているのは、安全上好ましくない。このような理由から、エンジン停止以降の10分間は、車載バッテリ9の電力をMCU60の動作電源に使用することが適切である。
The time from the operation stop to the operation stop of the
(2)続いて、車載バッテリ9が12Vの場合を例に説明する。
イグニッションキースイッチがオンされてキースイッチ52がオンすると(ステップ101のYES)、車載バッテリ9の電圧12Vが抵抗器53と並列の短絡回路53aを経由してそのままリレー54に印加される。これにより、リレー54が付勢されてリレー接点54aがオンし(ステップ102)、車載バッテリ9の電圧12Vが低電圧電源ラインP1,P2に供給されてDC/DCコンバータ56が動作する(ステップ103)。そして、このDC/DCコンバータ56の出力電圧によりMCU60が動作する(ステップ104)。
(2) Next, the case where the in-
When the ignition key switch is turned on and the key switch 52 is turned on (YES in step 101), the
MCU60が動作すると、リレー61,62が付勢される(ステップ105)。リレー62が付勢されるとリレー接点62aがオンし、たとえキースイッチ52がオフ(リレー54が消勢)されても、車載バッテリ9から低電圧電源ラインP1,P2への電圧供給が継続される。
When the
リレー61が付勢されると、リレー接点61aがオンして補助バッテリ40が放電し、その放電電圧によりDC/DCコンバータ74が動作する(ステップ106)。そして、このDC/DCコンバータ74により、補助バッテリ40の放電電圧が直流24.5Vに変換されて低電圧電源ラインP1,P2に供給される。この直流24.5VがDC/DCコンバータ56で約5Vに変換されて、MCU60の動作が継続する。
When the
他の動作は、車載バッテリ9が24Vの場合とほぼ同じなので、その説明は省略する。
Other operations are almost the same as the case where the in-
以上のように、車載バッテリ9が12Vであるか24Vであるかにかかわらず、冷凍機を駆動するための電源回路を共通化することができる。これにより、冷凍機用の補助発電機8および補助バッテリ40を有効に活用しつつ、汎用性の向上および装置形状の小形化が図れる。
As described above, the power supply circuit for driving the refrigerator can be shared regardless of whether the in-
ところで、蒸発器用ファンモータ25Mとしては、直流24V付近を定格とする直流モータが使用される。この蒸発器用ファンモータ25Mの動作電圧は、MCU60の動作電圧と同じく低電圧電源ラインP1,P2から供給される。蒸発器用ファン25は、冷凍コンテナ内を低速風で冷却するものであり、凝縮器用ファン23に比べ、小型低出力で済むため、24V定格の直流モータで十分であり、その消費電力量も小さい。このため、24V車の場合、エンジン6の運転中には車載発電機7の出力電力を用いても問題はなく、補助発電機8の余剰発電電力をすべて補助パッテリ40の充電に用いることができる。一方、12V車の場合、エンジン運転中に補助発電機8の出力がDC/DCコンバータ74を介して蒸発器用ファンモータ25Mに供給されることとなり、補助バッテリ40への充電量が若干少なくなる。しかしながら、12V車は一般に小形車であることから、補助バッテリ40の充電量を少し犠牲にしても、補助バッテリ40が容量不足となるおそれは少ない。
By the way, as the
(3)一方、冷凍車1が車庫などに停車された場合の商用交流電源80の利用について、図6のフローチャートを参照しながら説明する。なお、商用交流電源80の利用は、冷凍機停止中、エンジン運転中、アイドリングストップ運転中のいずれでも可能であり、そのいずれにおいても商用交流電源80の利用が優先される。ここでは、冷凍機停止中からの商用交流電源80の利用について説明する。
(3) On the other hand, the use of the commercial
コンセント81が商用交流電源80に接続されると(ステップ201のYES)、商用交流電源80の交流電圧約200Vが整流されて高電圧電源ラインP3,P4に供給される。この高電圧電源ラインP3,P4の電圧約200Vにより、DC/DCコンバータ74が動作して低電圧電源ラインP1,P2に直流電圧24.5Vが供給される(ステップ202)。この電圧24.5VによりDC/DCコンバータ56が動作し(ステップ203)、そのDC/DCコンバータ56の出力電圧によりMCU60が動作する(ステップ204)。また、低電圧電源ラインP1,P2の電圧24.5Vにより、蒸発器ユニット12が動作する。
When the
このとき、商用交流電源80の投入がAC検出回路83によって検出されており(ステップ205)、その検出に基づき、MCU60によりリレー61が付勢される(ステップ206)。この付勢により、リレー接点61aがオンして補助バッテリ40が放電し、その放電電圧により凝縮器ユニット11が動作する。これにより、冷凍機の運転が開始される(ステップ207)。また、これまでの商用交流電源80からの電圧約200Vに代わり、補助バッテリ40の放電に基づくDC/DCコンバータ74からの電圧24.5VがDC/DCコンバータ56で5Vに変換されて、MCU60の動作が継続する。
At this time, turning on of the commercial
コンセント81が商用交流電源80から抜かれると(ステップ208のYES)、その抜けがAC検出回路83によって検出される(ステップ209)。この検出に基づき、MCU60によって冷凍機が停止されるとともに(ステップ210)、MCU60においてそれまでの運転データが内部の不揮発性メモリに格納するなどの停止準備の処理が実行される(ステップ211)。この場合、MCU60の動作電圧は、補助バッテリ40の放電に基づくDC/DCコンバータ74の出力により継続される。すでに説明したようにエンジン6が運転中から停止に変化した場合には、エンジン停止以降の10分間は、車載バッテリ9をMCU60の動作電力に使用したが、商用交流電源80の切断時は、その後10分間を補助バッテリ40から供給させるように変更している。これは、商用交流電源80による冷凍機の運転は通常、夜間や休日などに実施され、その前の数時間以上、車載バッテリ9が充電されていない状態であることが多い。このような状態では、たとえ、MCU60の消費電力が小さいとしても車載バッテリ9から電力を供給すると車載バッテリ9を完全放電させてしまい、次にエンジン6をかけることができなくなるおそれもある。ここで、商用交流電源80の切断時に、補助バッテリ40からMCU60の電力を供給すると高電圧電源ラインP3,P4の配線に補助バッテリ40の出力電圧約228Vが通電されるという若干の問題はあるが、商用交流電源80が接続される場所は冷凍車1の基地等の冷凍車1の扱いに慣れた使用者のいる場所であり、感電等を引き起こすような不用意な操作は行わない。そのため、車載バッテリ90の放電によるエンジン起動不良よりも問題の少ない補助バッテリ40からMCU60の電力を供給するというシーケンスとなっている。
When the
MCU60の停止準備の処理が終了すると、リレー61が消勢される(ステップ212)。すなわち、この場合には、MCU60の制御によりリレー61がキープリレーとして機能する。この消勢によりリレー接点61aがオフして補助バッテリ40の放電が終了する。この放電終了により、DC/DCコンバータ74の動作が停止して、DC/DCコンバータ74から低電圧電源ラインP1,P2への電圧24.5Vの供給が解除される(ステップ213)。これに伴い、MCU60の動作が停止する(ステップ214)。
When the process for preparing the
このように、商用交流電源80を利用する場合には、車載バッテリ9の電力は全く使用せずにMCU60の動作および冷凍機の運転を行うことにより、車載バッテリ9の寿命が延びる。
In this way, when the commercial
この場合、冷凍機の停止後のMCU60の動作電圧を補助バッテリ40の放電によって得るようにしているが、これは次の理由による。すなわち、商用交流電源80による冷凍機の運転が長時間にわたることがあり、場合によっては数日間も継続する可能性もあり、そのような情況のもとで車載バッテリ9からの電圧によりMCU60を動作させると、車載バッテリ9が放電しきってしまい、エンジン6を始動できなくなる可能性があるからである。
In this case, the operation voltage of the
なお、エンジン6の運転中にコンセント81が商用交流電源80に接続されることがある。この場合、MCU60は、商用交流電源80の投入をAC検出回路83により検出し、リレー63を消勢してリレー接点63aをオフし、整流回路71と高電圧電源ラインP3,P4との間の通電を遮断する。この遮断により、補助発電機8の負荷が零になってエンジン6の負荷が軽減される。
Note that the
また、アイドリングストップ運転中から商用交流電源80の利用運転に切り替わる場合は、すでにリレー61が付勢されているため、MCU60はリレー61の付勢をそのまま維持し、リレー62を消勢して車載バッテリ9の放電を防止する。
なお、これまでの動作のまとめを図7に示している。
Further, when the operation is switched from the idling stop operation to the operation using the commercial
A summary of the operations so far is shown in FIG.
(4)変形例
なお、上記実施形態では、キースイッチ52のオンに伴ってリレー62を付勢し、MCU60の最初の動作電圧を車載バッテリ9側から得るようにしたが、リレー62を付勢する代わりにリレー61を付勢し、MCU60の最初の動作電圧を補助バッテリ40の放電によって得る構成としてもよい。この場合、リレー62が不要となり、車載バッテリ9からMCU60の動作電圧を取込む必要もなくなって車載バッテリ9の電力消費を低減できるという効果がある。ただし、冷凍機の停止後も補助バッテリ40の高電圧が放電され続けることになるため、安全面から好ましくない情況も考えられるので、いずれの構成を採用するかは、十分な考慮が必要である。
(4) Modification In the above embodiment, the
その他、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine the component covering different embodiment suitably.
1…冷凍車、2…運転室、3…荷台、4…冷凍コンテナ、5…エンジンルーム、6…エンジン、7…車載発電機、8…補助発電機、9…車載バッテリ、11…凝縮器ユニット、12…蒸発器ユニット、13…冷媒配管、21…電動圧縮機、22…凝縮器、23…凝縮器用ファン、24…蒸発器、25…蒸発器用ファン、20…インバータ、30…電源回路ボックス、40…補助バッテリ、51…整流回路、52…キースイッチ、53…抵抗器、54…リレー、55…逆流防止用ダイオード、56…DC/DCコンバータ(第1変換部)、60…MCU(制御部)、61,62,63…リレー、71…整流回路(第1整流回路)、74…DC/DCコンバータ(第2変換部)、80…商用交流電源、81…コンセント
DESCRIPTION OF
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