JP2010181126A - トレーラー用冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異常時に安全を確保しつつ、平滑コンデンサの放電時間の短縮を図る。
【解決手段】電動圧縮機（21）、発電機（32）、発電機用エンジン（31）、発電電力を直流電力に変換するとともに平滑コンデンサ（C1）で平滑化して出力するコンバータ回路（41）、及び直流電力を所定の交流電力に変換するインバータ回路（42,43）を備えて、冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うトレーラー用冷凍装置において、インバータ回路（42,43）の負荷及び発電機（32）の正常・異常を検知する異常検知部（61）を設ける。そして、異常検知部（61）が異常を検知した場合に、負荷側放電制御部（63）によって、平滑コンデンサ（C1）に蓄積されている電荷を、異常検知部（61）が正常と検知した箇所に放電させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えて、トレーラーの冷凍庫内を冷却するトレーラー用冷凍装置に関するものである。

冷凍食品などを陸上輸送する冷凍車に設けられて、その冷凍庫内を冷却する冷凍装置（トレーラー用冷凍装置）が知られている。そして、このような冷凍装置には、圧縮機の動力として電力を使用し、その電力を、運転車両の走行用エンジンとは別に設けられた発電機用エンジンで発電機を駆動して得るものがある（例えば、特許文献１を参照）。この冷凍装置では、発電機の発電電力はコンバータ回路によって直流電力に変換され、その直流電力はインバータ回路によって交流電力に変換される。そして、この交流電力が圧縮機の駆動に使用される。
特開２００７-１１３８７４号公報

ところで、コンバータ回路は、直流電力を平滑化するために、平滑コンデンサが設けられるのが一般的である。そして、その平滑コンデンサの端子間電圧は数百ボルトの高電圧に達する場合があるため、インバータ回路に接続された負荷（圧縮機等）や発電機に異常があった場合、若しくは車両事故の場合に、その高電圧の部分が露出すると、感電や火災といった危険に繋がる。平滑コンデンサを放電させる方法としては、例えば建物で使用される空気調和機などでは、平滑コンデンサに抵抗を繋いで常時放電させたり、異常時に圧縮機のモータに放電させる方法がある。

しかしながら、抵抗を平滑コンデンサに接続すると余分に電力を消費する。この抵抗の消費電力を低減するには高い抵抗値の抵抗を採用すればよいが、その場合には、放電に必要な時間が延びることになる。しかしながら、車両事故などの場合には、早急に平滑コンデンサの放電を完了させるのが望ましい。一方、モータへの放電は、早急な放電完了を期待できるが、車両事故などでモータが故障した場合には、そのモータに放電させることはできない。

本発明は上記の問題に着目してなされたものであり、異常時に安全を確保しつつ、平滑コンデンサの放電時間の短縮を図ることを目的としている。

上記の課題を解決するため、第１の発明は、
冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路（20）を備えて、トレーラーの冷凍庫（C）内を冷却するトレーラー用冷凍装置であって、
前記冷媒を圧縮する電動圧縮機（21）と、
発電機（32）と、
前記発電機（32）を駆動する発電機用エンジン（31）と、
前記発電機（32）の発電電力を直流電力に変換するとともに、該直流電力を平滑コンデンサ（C1）で平滑して出力するコンバータ回路（41）と、
前記平滑コンデンサ（C1）が平滑化した直流電力を所定の交流電力に変換し、前記電動圧縮機（21）その他の負荷に該交流電力を供給するインバータ回路（42,43）と、
前記負荷及び前記発電機（32）の正常・異常の検知を行う検知手段（61）と、
前記検知手段（61）が異常を検知した場合に、前記平滑コンデンサ（C1）に蓄積されている電荷を、前記検知手段（61）が正常と検知した箇所に放電させる放電手段（62,63）と、
を備えたことを特徴とする。

この構成により、検知手段（61）が、電動圧縮機（21）その他の負荷（以下、負荷等とも呼ぶ)の正常・異常を判断し、見つかった正常な負荷等に対して、放電手段（62,63）が平滑コンデンサ（C1）の電荷を放電させる。

また、第２の発明は、
第１の発明のトレーラー用冷凍装置において、
前記コンバータ回路（41）は、インバータ回路としても動作可能であり、
前記放電手段（62,63）は、前記平滑コンデンサ（C1）に蓄積されている電荷を前記発電機（32）に放電させる場合には、前記コンバータ回路（41）をインバータ回路として動作させることを特徴とする。

この構成により、平滑コンデンサ（C1）の電荷が交流電力に変換されて、発電機（32）に供給される。すなわち、平滑コンデンサ（C1）に蓄積されている電荷は、発電機（32）に放電させられる。

第１の発明によれば、電動圧縮機（21）その他の負荷は、一般的には、放電用抵抗よりも抵抗値が小さいので、放電用抵抗を平滑コンデンサ（C1）に設けた場合に比べ、放電時間の短縮を図ることが可能になる。しかも、負荷等の正常・異常を判断するので、安全に平滑コンデンサ（C1）の放電を行わせることが可能になる。また、通常の運転状態では、余分な電流が平滑コンデンサ（C1）から流れないので消費電力の増加も少ない。

また、第２の発明によれば、放電用の回路を特別に用意することなく、平滑コンデンサ（C1）の電荷を容易に放電させることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

《実施形態の概要》
以下、本発明に係る冷凍装置の実施形態として、冷凍食品や生鮮食品等を陸上輸送する冷凍車に用いられる冷凍装置の例を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る冷凍装置であるトレーラー用冷凍装置（10）の構成と、このトレーラー用冷凍装置（10）が搭載される冷凍車の関係を模式的に示す図である。図１に示す冷凍車は、運転室や走行用エンジンが設けられた運転車両（トレーラーヘッド）と、冷凍庫（C）が設けられた荷台車両（トレーラー）とが切り離し自在に連結されている。そして、このトレーラー用冷凍装置（10）は、トレーラーの前方側に設けられ、冷凍庫（C）内を冷却する。

また、このトレーラー用冷凍装置（10）は、電動圧縮機が設けられ、その動力として電力を使用する。そして、その電力は、冷凍車の走行中には、運転車両の走行用エンジンとは別に設けられた発電機用エンジンで発電機を駆動して得る。

発電機の発電電力はコンバータ回路によって直流電力に変換される。さらに、その直流電力はインバータ回路によって交流電力に変換され、電動圧縮機のモータの駆動に使用される。このコンバータ回路には、直流電力を平滑化するために、平滑コンデンサが設けられている。その平滑コンデンサの端子間電圧は高電圧に達する場合があるため、このトレーラー用冷凍装置（10）では、インバータ回路に接続された負荷（圧縮機等）や発電機に異常があった場合、若しくは車両事故の場合（以下これらの場合を総称して異常時とも呼ぶ）に、平滑コンデンサを放電させる放電部が設けられている。

《トレーラー用冷凍装置（10）の構成》
図１や図２に示すように、トレーラー用冷凍装置（10）は、冷媒回路（20）、電源装置（30）、電力変換回路（40）、及び制御回路（50）を備えている。また、これらの図には表れていないが、トレーラー用冷凍装置（10）は、異常時に、平滑コンデンサを放電させる放電部（60）も備えている。

《冷媒回路（20）の構成》
冷媒回路（20）は、図２に示すように、電動圧縮機（21）、冷凍庫（C）外に設置される凝縮器（22）、電子膨張弁（23）、及び冷凍庫（C）内に設置される蒸発器（24）が順に配管接続されている。凝縮器（22）の近傍には凝縮器ファン（25）が設けられ、蒸発器（24）の近傍には蒸発器ファン（26）がそれぞれ設けられている。

本実施形態の電動圧縮機（21）は、スクロール式の圧縮機である。また、凝縮器ファン（25）は庫外空気を凝縮器（22）へ取り込み、上記蒸発器ファン（26）は庫内空気を蒸発器（24）へ取り込む。

この冷媒回路（20）では、冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルが行われる。つまり、凝縮器（22）で凝縮した液冷媒が、電子膨張弁（23）で減圧された後、蒸発器（24）で庫内空気と熱交換して蒸発し、庫内空気が冷却される。

《電源装置（30）の構成》
電源装置（30）は、発電機用エンジン（31）、発電機（32）、切換スイッチ（33）、及び充電回路（35）を備えている。

発電機用エンジン（31）は、運転車両の走行用エンジンとは別に設けられ、このトレーラー用冷凍装置（10）専用のものである。そして、この発電機用エンジン（31）は、電子ガバナ制御により燃料供給量が調節されることによって運転回転数が制御される。

発電機（32）は、発電機用エンジン（31）に接続され、該発電機用エンジン（31）の動力によって発電する。

切換スイッチ（33）は、発電機（32）と電力変換回路（40）（詳しくは後述する三相コンバータ回路（41））との間には設けられている。この切換スイッチ（33）は、三相コンバータ回路（41）が発電機（32）に繋がる状態と商用電源に繋がる状態とに切り換える。例えば、冷凍車が長時間停止する場合に、発電機用エンジン（31）を停止させ、三相コンバータ回路（41）と商用電源とが繋がるように切換スイッチ（33）を切り換える。

なお、図１では図示を省略しているが、トレーラー用冷凍装置（10）には、発電機用エンジン（31）の運転回転数を検出するための回転数検出部が設けられている。また、三相コンバータ回路（41）における電圧、電流を検知するセンサも設けられている。また、この電源装置（30）は、発電機用エンジン（31）を起動に使用するバッテリー（34）を備えている（図３を参照）。充電回路（35）は、このバッテリー（34）を充電する。

《電力変換回路（40）の構成》
図３は、図１のブロック図を詳細に記載したものである。図３に示すように、電力変換回路（40）は、三相コンバータ回路（41）、電動圧縮機用インバータ回路（42）、及び２つの電動ファン用インバータ回路（43）を備えている。

〈三相コンバータ回路（41）〉
三相コンバータ回路（41）は、電源装置（30）と電気的に接続され、電源装置（30）の発電機（32）が発電した交流電力、又は商用電源から供給された交流電力を、直流電力に変換する。図４は、本実施形態にかかる三相コンバータ回路（41）の構成を模式的に示す図である。

この三相コンバータ回路（41）は、図４に示すように、３つのリアクトル（L1,L2,L3）、６つのスイッチング素子（Tr1,…Tr6）、６つの還流ダイオード（D1,…D6）、及び平滑コンデンサ（C1）を備えている。この平滑コンデンサ（C1）は、直流電力を平滑化する。本実施形態では 平滑コンデンサ（C1）の端子間電圧は、６００〜８００Ｖである。なお、６つのスイッチング素子（Tr1,…Tr6）は、そのオンオフの各状態がインバータ制御部（54）（後述）によって制御される。

この三相コンバータ回路（41）の回路構成では、６つのスイッチング素子（Tr1,…Tr6）のオンオフ状態の制御により、平滑コンデンサ（C1）の電荷（直流電力）を、交流電力に変換してリアクトル（L1,L2,L3）側から出力することが可能である。すなわち、この三相コンバータ回路（41）は、インバータ回路としても動作可能である。

〈インバータ回路（42,43）〉
電動圧縮機用インバータ回路（42）と、２つの電動ファン用インバータ回路（43）は、三相コンバータ回路（41）に対して並列に電気的に接続され、該三相コンバータ回路（41）の直流電力を、所望の電圧と周波数を有した交流電力に変換する。この例では、電動圧縮機用インバータ回路（42）は、電動圧縮機（21）のモータに交流電力を出力し、該電動圧縮機（21）を駆動する。また、電動ファン用インバータ回路（43）は、凝縮器ファン（25）のモータ、及び蒸発器ファン（26）のモータに交流電力を出力して、それぞれの電動ファン（25,26）を駆動する。電動圧縮機用インバータ回路（42）が供給する電力の大きさは、ネットワーク（70）を介してシステム制御部（51）(後述)によって制御される。

《制御回路（50）の構成》
制御回路（50）は、システム制御部（51）、エンジン・電力制御部（52）、コンバータ制御部（53）、及びインバータ制御部（54）の各部で構成されている。これらの各部は、後述の回路基板（81,…85）間を接続するネットワーク（70）を介して、それぞれの状態を示すステータス信号や、他の部位に対する命令信号を互いにやり取りするようになっている。以下、制御回路（50）の各部について説明する。

〈システム制御部（51）〉
システム制御部（51）は、冷凍庫（C）内の温度（庫内温度）が入力され、その庫内温度と目標温度とに基づき必要冷凍能力を設定するように構成されている。そして、システム制御部（51）は、必要冷凍能力に基づいて、各インバータ回路（42,43）の出力電力を個別に制御すると共に、電子膨張弁（23）の開度を制御するように構成されている。つまり、システム制御部（51）は、電動圧縮機（21）及び電動ファン（25,26）のそれぞれが最適効率で駆動するように個別に能力制御する。

なお、システム制御部（51）は、外気温、電動圧縮機（21）の吐出管温度、冷媒の凝縮温度（Tc）および蒸発温度（Te）も加味して、各インバータ回路（42,43）や電子膨張弁（23）を制御している。また、各インバータ回路（42,43）や電動ファン（25,26）の制御は、ネットワーク（70）を介して所定の制御信号を送信することによって行う。

〈エンジン・電力制御部（52）〉
エンジン・電力制御部（52）は、電動圧縮機（21）や各電動ファン（25,26）が消費している電力に対して最も効率よく電力供給できる発電機用エンジン（31）の回転数を算出する。エンジン回転数の算出は、三相コンバータ回路（41）の入力電流、電圧、或いは電力に基づいて、発電機用エンジン（31）の燃料消費量が小さく、且つ発電機（32）が高効率となるエンジン回転数を求める。そして、エンジン・電力制御部（52）は、算出した回転数で発電機用エンジン（31）が駆動するように、電子ガバナ制御によって発電機用エンジン（31）の燃料供給量を調節する。

〈コンバータ制御部（53）、インバータ制御部（54）〉
コンバータ制御部（53）は、三相コンバータ回路（41）の出力電圧を制御するようになっている。また、インバータ制御部（54）は、電動圧縮機用インバータ回路（42）の出力電力を制御するようになっている。具体的には、このインバータ制御部（54）は、三相コンバータ回路（41）の６つのスイッチング素子（Tr1,…Tr6）のオンオフ状態の制御を行う。

《電力変換回路（40）及び制御回路（50）の実装》
本実施形態の電力変換回路（40）、及び制御回路（50）は、その構成部品が回路基板上に実装されている。具体的には、上記のシステム制御部（51）、エンジン・電力制御部（52）、コンバータ制御部（53）、及びインバータ制御部（54）の各部は、それぞれ、システム制御基板（81）、エンジン・電力制御基板（82）、コンバータ制御基板（83）、及び圧縮機用インバータ制御基板（84）上に実装されている。また、電動ファン用インバータ回路（43）は、ファン用インバータ制御基板（85）上に実装されている。すなわち、このトレーラー用冷凍装置（10）は、５つの回路基板を有している。なお、電動圧縮機用インバータ回路（42）は、圧縮機用インバータ制御基板（84）上に実装されている。また、各回路基板（81,…85）には、各制御部の機能を実現するために、マイクロコンピュータ（M1,…M5）がそれぞれ設けられている。

《放電部（60）の構成》
放電部（60）は、図５に示すように、異常検知部（61）、システム側放電制御部（62）、及び負荷側放電制御部（63）を備えている。また、これらの各部は、回路基板（81,…85）上に配置されている。具体的には、負荷側放電制御部（63）は、コンバータ制御基板（83）、圧縮機用インバータ制御基板（84）、及びファン用インバータ制御基板（85）の３つの回路基板にそれぞれ設けられている。一方、異常検知部（61）、及びシステム側放電制御部（62）は、何れも、システム制御基板（81）のみに設けられている。そして、これらの各部は、前記回路基板（81,…85）上の信号線やネットワーク（70）を介して、それぞれの状態を示すステータス信号や、他の部位に対する命令信号を互いにやり取りするようになっている。以下、放電部（60）の各部について説明する。

〈異常検知部（61）〉
異常検知部（61）は、エンジン・電力制御基板（82）、コンバータ制御基板（83）、圧縮機用インバータ制御基板（84）、及びファン用インバータ制御基板（85）の正常・異常を判定する。この異常検知部（61）は、本発明の検知手段の一例である。

異常検知部（61）は、この判定の際に、ネットワーク（70）や専用の接続線を介して、これらの回路基板（82,…85）とステータス信号の授受を行ったりステータス信号の発信状態を監視する。すなわち、これらの回路基板（82,…85）からステータス信号が通常通り送られてきているか、システム制御基板（81）側から送信したステータス信号に対して反応があるかによって、正常・異常を判定する。例えば、圧縮機用インバータ制御基板（84）と正常なステータス信号の授受ができない場合には、圧縮機用インバータ制御基板（84）自体が異常の場合と、圧縮機用インバータ制御基板（84）上のインバータ制御部（54）に制御されている電動圧縮機（21）に異常の場合がある。すなわち、異常検知部（61）が異常を検知した場合には、回路基板上に構成された制御回路が異常の場合のほか、該制御回路で制御される負荷（例えば電動圧縮機（21））が異常の場合もある。

なお、この異常検知部（61）は、システム制御基板（81）のマイクロコンピュータ（M1）とそれに与えるプログラムによって実現したり、専用の制御基板やマイクロコンピュータを用いて実現する。

〈システム側放電制御部（62）の構成〉
システム側放電制御部（62）は、各インバータ回路（42,43）に接続された負荷（圧縮機等）や発電機（32）に異常があった場合、若しくは車両事故の場合に、平滑コンデンサ（C1）の放電動作を統括する。このシステム側放電制御部（62）もマイクロコンピュータ（M1）によって実現する。

このシステム側放電制御部（62）は、異常検知部（61）が異常を検知した場合に、発電機用エンジン（31）を停止させた後、ネットワーク（70）や専用の接続線を介して、正常な回路基板の負荷側放電制御部（63）へ、平滑コンデンサ（C1）の放電を指示する命令（放電命令）を出力する。

より詳しくは、システム側放電制御部（62）は、エンジン・電力制御基板（82）、すなわちエンジン・電力制御部（52）が正常か否かを確認する。この確認には、異常検知部（61）の検知結果を利用できる。そして、エンジン・電力制御部（52）が異常の場合には、システム側放電制御部（62）は動作を終了する。すなわち、エンジン・電力制御部（52）が異常の場合には、システム側放電制御部（62）は動作しない。一方、エンジン・電力制御部（52）が正常な場合には、エンジン・電力制御部（52）に、発電機用エンジン（31）を停止の命令を送信する。

次に、コンバータ制御基板（83）、及びそれぞれのインバータ制御基板（84,85）のうちの正常な回路基板（詳しくは負荷側放電制御部（63））に、放電命令を送信する。この命令は、ネットワーク（70）や専用の接続線を介して送信する。

〈負荷側放電制御部（63）〉
負荷側放電制御部（63）は、平滑コンデンサ（C1）の放電動作を制御する。これらの負荷側放電制御部（63）は、それぞれの回路基板のマイクロコンピュータ（M3,…M5）を利用して実現できる。

この負荷側放電制御部（63）は、システム側放電制御部（62）に制御されて動作する従属モードと、独自の判断で動作する自立モードの２つの動作モードがある。これらのモードは、システム側放電制御部（62）が正常に機能しているか否かによって切り替わる。具体的には、負荷側放電制御部（63）は、システム側放電制御部（62）から放電命令を受信した場合には従属モードで動作し、異常時にシステム側放電制御部（62）とステータス信号の授受ができない場合には、自立モードで動作する。

従属モードでは、それぞれの負荷側放電制御部（63）は、システム側放電制御部（62）から放電命令をトリガーとして、平滑コンデンサ（C1）の放電動作を制御する。すなわち、負荷側放電制御部（63）は、放電命令を受けると、対応する制御対象が正常な場合に、平滑コンデンサ（C1）の放電を行わせる。ここで、対応する制御対象とは、コンバータ制御基板（83）の負荷側放電制御部（63）に対する発電機（32）、圧縮機用インバータ制御基板（84）の負荷側放電制御部（63）に対する電動圧縮機（21）、ファン用インバータ制御基板（85）の負荷側放電制御部（63）に対する電動ファン（25,26）のことである。

上記の制御対象の正常・異常は、例えば次のようにして検知できる。例えば、インバータ制御基板（84,85）から電動圧縮機（21）や電動ファン（25,26）の異常を検知するには、インバータ回路（42,43）から交流電力を出力した際に負荷電流が流れているか否かで判断できる。また、３相の出力電流の合計は、電動圧縮機（21）や電動ファン（25,26）が正しく運転できている場合にはほぼゼロになり、物理的な損傷などで漏電を生じている場合にはゼロにならないので、３相の出力電流の合計値で判断することもできる（３相の出力電流の合計は、例えば三相分を一括してカレントトランスなどで検出することで求めることができる)。また、例えば、発電機用エンジン（31）が運転中であるにもかかわらず、発電機（32）から電力が供給されてこないときには、コンバータ制御基板（83）から発電機（32）の異常を検知できる。

また、負荷側放電制御部（63）は、正常な制御対象に平滑コンデンサ（C1）の電荷を放電させる。具体的に、本実施形態では、圧縮機用インバータ制御基板（84）の負荷側放電制御部（63）は、電動圧縮機用インバータ回路（42）を動作させて、平滑コンデンサ（C1）に蓄積されている電荷を、電動圧縮機（21）に放電させる。また、ファン用インバータ制御基板（85）の負荷側放電制御部（63）は、電動ファン用インバータ回路（43）を動作させて、平滑コンデンサ（C1）に蓄積されている電荷を、電動ファン（25,26）に放電させる。また、コンバータ制御基板（83）の負荷側放電制御部（63）は、三相コンバータ回路（41）をインバータ回路として作動させて、平滑コンデンサ（C1）に蓄積されている電荷を発電機（32）に放電させる。

一方、自立モードでは、負荷側放電制御部（63）は、エンジン・電力制御部（52）とステータス信号の授受を行って発電機用エンジン（31）の停止状態を確認ができ、且つ対応する制御対象（上記従属モードを参照）が正常な場合に、平滑コンデンサ（C1）の放電を行わせる。放電を行わせる際の負荷側放電制御部（63）の動作は、上記の従属モードの場合と同様である。なお、発電機用エンジン（31）が運転中の場合や、エンジン・電力制御部（52）の反応がない場合には、負荷側放電制御部（63）は動作を中止する。

システム側放電制御部（62）と、これらの負荷側放電制御部（63）の両者で、本発明の放電手段の一例を構成している。

《トレーラー用冷凍装置（10）の運転動作》
次に、本実施形態のトレーラー用冷凍装置（10）の運転動作について説明する。

例えば、冷凍車が走行する場合には、切換スイッチ（33）は、三相コンバータ回路（41）が発電機（32）に繋がる状態に切り替えられて、発電機用エンジン（31）が始動される。

これにより、発電機用エンジン（31）は、発電機（32）を駆動し、発電機（32）は、発電機用エンジン（31）の動力によって交流電力を発電する。三相コンバータ回路（41）は、発電機（32）が出力した交流電力を、直流電力に変換して各インバータ回路（42,43）へ出力する。また、各インバータ回路（42,43）は、直流電力を所望の電圧、及び周波数の交流電力に変換して、電動圧縮機（21）、電動ファン（25,26）、充電回路（35）へそれぞれ出力する。これにより、電動圧縮機（21）及び各電動ファン（25,26）が駆動し、冷媒回路（20）にて蒸気圧縮式冷凍サイクルが行われる。

《平滑コンデンサ（C1）の放電》
このトレーラー用冷凍装置（10）では、インバータ回路に接続された負荷（圧縮機等）や発電機に異常があった場合、若しくは車両事故の場合に、放電部（60）は平滑コンデンサ（C1）を放電させる。以下の説明では、電動圧縮機（21）が故障している場合を例にして平滑コンデンサ（C1）の放電動作を説明する
〈システム制御部（51）が正常な場合〉
電動圧縮機（21）が故障した場合には、システム制御部（51）の異常検知部（61）は、圧縮機用インバータ制御基板（84）から正常なステータス信号を受信できない。そのため、異常検知部（61）は、圧縮機用インバータ制御基板（84）が異常であると判定する。すなわち、この場合には、平滑コンデンサ（C1）の電荷を電動圧縮機（21）に放電させることができない。

異常検知部（61）が異常を検知すると、システム側放電制御部（62）は、異常検知部（61）の検知結果を利用して、エンジン・電力制御部（52）が正常か否かを確認する。そして、エンジン・電力制御部（52）が正常であれば、エンジン・電力制御部（52）を制御して、発電機用エンジン（31）を停止させる。次に、システム側放電制御部（62）は、正常な回路基板である、コンバータ制御基板（83）及びファン用インバータ制御基板（85）(詳しくはこれらの回路基板の負荷側放電制御部（63）)に放電命令を送信する。なお、エンジン・電力制御部（52）が異常の場合には、システム側放電制御部（62）は動作しない。すなわち、放電部（60）は動作しない。

コンバータ制御基板（83）及びファン用インバータ制御基板（85）のそれぞれの負荷側放電制御部（63）は、放電命令を受信すると従属モードで動作する。そして、コンバータ制御基板（83）の負荷側放電制御部（63）は、発電機（32）の正常・異常を判定する。その結果、発電機（32）が正常ならば、負荷側放電制御部（63）は、三相コンバータ回路（41）をインバータ回路として動作させ、平滑コンデンサ（C1）の電荷を発電機（32）に放電させる。発電機（32）の電気抵抗は非常に小さいため、この放電は、放電用抵抗を平滑コンデンサ（C1）に接続した場合よりも早く完了する。

また、ファン用インバータ制御基板（85）の負荷側放電制御部（63）は、電動ファン（25,26）の正常・異常を判定する。そして、電動ファン（25,26）が正常ならば、負荷側放電制御部（63）は、電動ファン用インバータ回路（43）を介して、平滑コンデンサ（C1）から電動ファン（25,26）に電荷を放電させる。この電動ファン（25,26）も電気抵抗は非常に小さいため、この放電は、放電用抵抗を平滑コンデンサ（C1）に接続した場合よりも早く完了する。

なお、上記の例では、電動圧縮機（21）が異常の場合を説明したが、その他の負荷や発電機（32）が異常の場合も、上記のように異常個所を避けて、正常な負荷等に放電が行われる。例えば、電動圧縮機（21）が正常な場合には、圧縮機用インバータ制御基板（84）の負荷側放電制御部（63）がインバータ制御部（54）を介して、平滑コンデンサ（C1）から電動圧縮機（21）に放電させる。

〈システム制御部（51）が正常でない場合〉
システム制御部（51）が正常でない場合には、正常な回路基板の負荷側放電制御部（63）は、自立モードで動作する。

まず、このモードでは、正常な回路基板の負荷側放電制御部（63）は、エンジン・電力制御部（52）とステータス信号の授受を行って、発電機用エンジン（31）の運転状態を確認する。そして、発電機用エンジン（31）の停止状態を確認ができ、且つ対応する制御対象が正常な場合に、平滑コンデンサ（C1）の放電を行わせる。ただし、発電機用エンジン（31）が運転中の場合や、エンジン・電力制御部（52）の反応がない場合には、負荷側放電制御部（63）は動作を中止する。すなわち、放電部（60）は動作しない。

《本実施形態における効果》
以上のように、本実施形態によれば、異常検知部（61）で正常な負荷等を検知し、見つかった正常な負荷に対して平滑コンデンサ（C1）の電荷を放電させるようにした。これらの負荷等は、一般的には、放電用抵抗よりも抵抗値が小さいので、放電用抵抗を平滑コンデンサ（C1）に設けた場合に比べ、異常時における平滑コンデンサ（C1）の放電時間の短縮を図ることが可能になる。しかも、負荷の正常・異常を判断するので、安全に平滑コンデンサ（C1）の放電を行わせることが可能になる。また、通常の運転状態では、余分な電流が平滑コンデンサ（C1）から流れないので消費電力の増加も少ない。

《本実施形態の変形例》
上記のトレーラー用冷凍装置（10）には、放電回路を追加してもよい。放電回路は、異常時に、平滑コンデンサ（C1）の端子を短絡させて平滑コンデンサ（C1）を放電させる回路である。以下にその回路例を説明する。

〈回路例１〉
図６は、回路例１である放電回路（90）の構成を示すブロック図である。この放電回路（90）は、コンバータ制御基板（83）上に設けられ、そのマイクロコンピュータ（M3）が壊れた場合に、平滑コンデンサ（C1）を放電させることができる。放電回路（90）は、同図に示すように、トランジスタ（Tr7）、フォトカプラ（P1）、３つの抵抗（R1,R2,R3）、フリップフロップ（91）（図中ではＦ／Ｆと略記）、及びタイマ（92）を備えている。タイマ（92）は、入力信号が与えられてから所定の時間（例えば１秒）遅れて信号を出力する回路である。このタイマ（92）とフリップフロップ（91）とは、マイクロコンピュータ（M3）のポートに接続されている。

この放電回路（90）では、正常動作時は、マイクロコンピュータ（M3）のポートよりフリップフロップ（91）を定期的にセットする。そして、フリップフロップ（91）の出力でフォトカプラ（P1）に通電することで、トランジスタ（Tr7）のベース電流を小さくする。これにより、トランジスタ（Tr7）のコレクタ電流が遮断され、その結果抵抗（R1）に流れる放電電流も遮断される。この放電回路（90）では、フリップフロップ（91）をセットする間隔は、タイマ（92）の周期よりも短い時間間隔に設定する。

一方、マイクロコンピュータ（M3）が異常の場合には、フリップフロップ（91）へのアクセスが止まってしまう。そうすると、タイマ（92）によってフリップフロップ（91）がリセットされ、フォトカプラ（P1）への通電が遮断される。その結果、フォトカプラ（P1）の二次側電流が遮断され、トランジスタ（Tr7）のベースに電流が流れる。これにより、抵抗（R1）に平滑コンデンサ（C1）の放電電流が流れる。

〈回路例２〉
図７は、回路例２である放電回路（95）の構成を示すブロック図である。この放電回路（95）は、例えばコンバータ制御基板（83）上に設けることができる。放電回路（95）は、同図に示すように、６つの抵抗（R4,…R9）、２つのトランジスタ（Tr8,Tr9）、整流用ダイオード（D7）、ツェナーダイオード（D8）、及びトランス（T1）を備えている。

このトランス（T1）には、交流電力（例えば電動圧縮機用インバータ回路（42）の出力）を接続し、この交流電力が遮断されたときに、トランジスタ（Tr8）と抵抗（R4）によって平滑コンデンサ（C1）を放電させる。

正常動作時は、トランス（T1）を通じて交流電源が整流用ダイオード（D7）に供給され、整流用ダイオード（D7）で直流に変換される。ツェナーダイオード（D8）は、その直流を定電圧化し、トランジスタ（Tr9）のベースに電流を流す。これにより、トランジスタ（Tr8）のベース電流が遮断され、その結果、トランジスタ（Tr8）のコレクタ電流が遮断される。トランジスタ（Tr8）のコレクタ電流が遮断されると、抵抗（R4）へ流れる放電電流が遮断される。

一方、異常時に交流電源入力が停止すると、トランジスタ（Tr9）のベース電流も流れなくなり、トランジスタ（Tr9）がオフ状態になる。その結果、トランジスタ（Tr8）のベースに電流が流れ、トランジスタ（Tr8）を通じて、抵抗（R4）に平滑コンデンサ（C1）の放電電流が流れる。

以上のように、本変形例では、何れの放電回路（90,95）を用いても、異常時に平滑コンデンサ（C1）を放電させることができる。すなわち、上記の放電部（60）と、この放電回路（90,95）を併用すれば、平滑コンデンサ（C1）の放電時間を、より短縮することが可能になる。そして、両者を併用するのであれば、放電回路（90）の抵抗（R1）や放電回路（95）の抵抗（R4）の抵抗値を比較的大きくできる。すなわち、放電回路のみが設けられた従来の冷凍装置(例えば空気調和機)と比べ、正常時にこれらの抵抗で消費される電力を低減することが可能になる。

しかも、これらの放電回路（90,95）は、異常検知部（61）とは独立して動作するので、異常検知部（61）が機能しない場合（例えば、エンジン・電力制御部（52）が正常に機能していない場合）や負荷側が全て機能しない場合などにも、平滑コンデンサ（C1）を確実に放電させることが可能になる。すなわち、これらの放電回路（90,95）は、フェイルセーフ機構としても有用である。

《その他の実施形態》
なお、上記の例では、異常時に発電機用エンジン（31）を停止させるようにしたが、発電機用エンジン（31）と発電機（32）とを例えばクラッチで切り離すようにしてもよい。また、発電機用エンジン（31）を停止させる代わりに、発電機（32）を三相コンバータ回路（41）から電気的に切り離す手段を設けてもよい。この電気的に切り離す手段は、例えば前記切換スイッチ（33）を利用したり、あるいは専用のリレーで構成したスイッチを設けること等で実現できる。勿論、前記クラッチ、電気的に切り離す手段、及び発電機用エンジン（31）を停止させる制御機構を２つ以上併設し、異常の状態に応じて使い分けるようにしてもよい。

本発明は、冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えて、トレーラーの冷凍庫内を冷却するトレーラー用冷凍装置として有用である。

本発明の実施形態に係る冷凍装置であるトレーラー用冷凍装置（10）の構成と、このトレーラー用冷凍装置（10）が搭載される冷凍車の関係を模式的に示す図である。 トレーラー用冷凍装置（10）の冷媒回路を示す配管系統図である。 トレーラー用冷凍装置（10）の構成を示すブロック図である。 三相コンバータ回路（41）の構成を模式的に示す図である。 放電部（60）の構成例を示すブロック図である。 放電回路（90）の構成を示すブロック図である。 放電回路（95）の構成を示すブロック図である。

１０ トレーラー用冷凍装置
２０ 冷媒回路
２１ 電動圧縮機
３１ 発電機用エンジン
３２ 発電機
４１ 三相コンバータ回路（コンバータ回路）
６１ 異常検知部（検知手段）
６２ システム側放電制御部（放電手段）
６３ 負荷側放電制御部（放電手段）
Ｃ１ 平滑コンデンサ

Claims (2)

1. 冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路（20）を備えて、トレーラーの冷凍庫（C）内を冷却するトレーラー用冷凍装置であって、
   前記冷媒を圧縮する電動圧縮機（21）と、
   発電機（32）と、
   前記発電機（32）を駆動する発電機用エンジン（31）と、
   前記発電機（32）の発電電力を直流電力に変換するとともに、該直流電力を平滑コンデンサ（C1）で平滑して出力するコンバータ回路（41）と、
   前記平滑コンデンサ（C1）が平滑化した直流電力を所定の交流電力に変換し、前記電動圧縮機（21）その他の負荷に該交流電力を供給するインバータ回路（42,43）と、
   前記負荷及び前記発電機（32）の正常・異常の検知を行う検知手段（61）と、
   前記検知手段（61）が異常を検知した場合に、前記平滑コンデンサ（C1）に蓄積されている電荷を、前記検知手段（61）が正常と検知した箇所に放電させる放電手段（62,63）と、
   を備えたことを特徴とするトレーラー用冷凍装置。
2. 請求項１のトレーラー用冷凍装置において、
   前記コンバータ回路（41）は、インバータ回路としても動作可能であり、
   前記放電手段（62,63）は、前記平滑コンデンサ（C1）に蓄積されている電荷を前記発電機（32）に放電させる場合には、前記コンバータ回路（41）をインバータ回路として動作させることを特徴とするトレーラー用冷凍装置。

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