JP2013126843A - 車両用電動冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】標準電源システムを有効利用しながら、電動圧縮機の効率を改善する。
【解決手段】車両は、エンジン２によって駆動される低圧発電機３と、標準低圧電池４と、標準負荷５とを有する。付加機器１０は、低圧負荷３０に給電する付加低圧電池１１を備える。付加低圧電池１１は、低圧発電機３によって充電される。付加機器１０は、高圧負荷４０に給電する高圧電池１６を備える。さらに、付加機器１０は、低圧発電機３から供給される電力を昇圧し、高圧電池１６を充電するコンバータ１５を備える。エンジン２が停止している期間中、リレー１４、１７が開かれる。エンジン２が停止している期間中、低圧負荷３０は、付加低圧電池１１から給電され、高圧負荷４０は、高圧電池１６から給電される。高圧負荷４０は、電動圧縮機を含む。電動圧縮機は、高電圧によって駆動されるから、冷凍サイクル装置は高効率の運転が可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載可能であって、電動圧縮機によって冷媒を圧縮する車両用電動冷凍サイクル装置に関する。

特許文献１は、車両に搭載可能であって、電動圧縮機によって冷媒を圧縮する車両用電動冷凍サイクル装置を開示している。

特許文献２は、低電圧の鉛電池と、高電圧のリチウムイオン電池とを備え、それらから選択的に負荷へ電力を供給する車両用の電源装置を開示している。

米国特許第６８８９７６２号 特開２００４−２２２４７５号公報

低電圧の電池から電動圧縮機のような大きい電気負荷に電力を供給する場合、消費電流が大きいため、高い効率を実現することが困難であった。ところが、特許文献１および特許文献２の技術では、ひとつ、または複数の電池から負荷へ電力を供給する。これらの技術では、電気負荷の消費電力に適合した電圧が供給されないという問題点があった。例えば電動圧縮機は、数百ボルトの高電圧で駆動することによって高い効率を実現できる。

また、車両には、１２Ｖまたは２４Ｖといった比較的低電圧の発電機と電池とが標準的に搭載され、それらの電圧に適合した電気負荷が標準的に装備されている。このような標準的な車両に、高電圧で駆動される電動圧縮機、およびそれを含む冷凍サイクル装置を付加的に搭載する場合がある。このような場合、付加的な機器を小規模にすることが望ましい。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、在来の標準的な電源システムを有効に利用しながら、電動圧縮機の効率を改善することができる車両用電動冷凍サイクル装置を提供することである。

本発明の他の目的は、在来の標準的な電源システムに付加される電源機器の規模を抑えながら、電動圧縮機の効率を改善することができる車両用電動冷凍サイクル装置を提供することである。

本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の発明は、車両に搭載された走行用のエンジン（２）の運転中および停止中の両方において作動することが求められる車両用冷凍サイクル装置において、所定の低電圧で作動する低圧負荷（３０）と、低電圧より高い高電圧で作動する電動圧縮機（４０、４１）と、低圧負荷に給電する低圧電池（４、１１）と、電動圧縮機に給電する高圧電池（１６）と、運転中に発電された電力によって低圧電池を充電する低圧充電機器（３、１４）と、運転中に発電された電力によって高圧電池を充電する高圧充電機器（３、１７、１５、３１５）とを備えることを特徴とする。

この構成によると、車両用冷凍サイクル装置は、車両に搭載された走行用のエンジンの運転中および停止中の両方において作動する。このような運転を実現するために、低圧負荷に給電する低圧電池と、高圧負荷である電動圧縮機に給電する高圧電池とが設けられる。この構成によると、電動圧縮機を高電圧によって駆動できる。このため、冷凍サイクル装置を高効率で運転することができる。しかも、エンジンの停止中は、コンバータを介することなく低圧負荷と電動圧縮機とを駆動することができる。また、低圧電池と高圧電池とは、エンジンの運転中に、エンジンの動力によって発電された電力によって充電される。エンジンの運転中は、高圧電池、または低圧電池に充電された電力だけに依存することなく、発電された電力によって高圧電池および低圧電池を充電することができる。この結果、電圧調節を不要とすることができる。

請求項２に記載の発明は、低圧電池（４、１１）は鉛蓄電池であり、高圧電池（１６）はリチウムイオン電池またはニッケル水素電池であることを特徴とする。この構成によると、比較的安価な鉛蓄電池によって低圧負荷に給電するから、高価なリチウムイオン電池またはニッケル水素電池によって提供される高圧電池を小型化することができる。

請求項３に記載の発明は、低圧負荷（３０）は、電動ファン（３１、３２）および制御装置（３３）を含むことを特徴とする。この構成によると、低圧電池は、電動ファンおよび制御装置に給電する。

請求項４に記載の発明は、低圧電池は、車両に標準的に設けられた標準低圧電池（４）と、車両に付加的に設けられた付加低圧電池（１１）とを含むことを特徴とする。この構成によると、低圧負荷に給電するために付加低圧電池が設けられる。

請求項５に記載の発明は、低圧充電機器は、標準低圧電池（４）と付加低圧電池（１１）との間に設けられ、運転中に閉じられて標準低圧電池（４）と付加低圧電池（１１）とを接続し、停止中に開かれて標準低圧電池（４）と付加低圧電池（１１）とを遮断するスイッチ（１４）を備えることを特徴とする。この構成によると、停止中における標準低圧電池の蓄電量の低下が抑えられる。

請求項６に記載の発明は、低圧充電機器は、エンジンによって駆動される低圧発電機（３）によって発電された電力を低圧電池（４、１１）に供給する回路機器（１４）を含み、高圧充電機器は、低圧発電機によって発電された電力を低電圧から高電圧に昇圧するコンバータ（１５）を含むことを特徴とする。この構成によると、低圧発電機から低圧電池に充電できる。また、昇圧型のコンバータによって高圧電池を充電することができる。

請求項７に記載の発明は、高圧充電機器は、運転中に閉じられて低圧電池とコンバータとを接続し、停止中に開かれて低圧電池とコンバータとを遮断するスイッチ（１７）を備えることを特徴とする。この構成によると、停止中における低圧電池の蓄電量の低下が抑えられる。

請求項８に記載の発明は、低圧充電機器は、エンジンによって駆動され、発電した電力を低圧電池（４、１１）に供給する低圧発電機（３）を含み、高圧充電機器は、エンジンによって駆動され、発電した電力を高圧電池（１６）に供給する高圧発電機（３１５）を含むことを特徴とする。この構成によると、低圧発電機によって低圧電池を充電できる。また、高圧発電機によって高圧電池を充電することができる。

なお、特許請求の範囲および上記手段の項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として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って、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

本発明を適用した第１実施形態に係る車両システムを示すブロック図である。 第１実施形態の空調装置と冷凍サイクル装置とを示すブロック図である。 第１実施形態の電動圧縮機を示す断面図である。 第１実施形態の冷凍サイクル装置の特性を示すグラフである。 本発明を適用した第２実施形態に係る車両システムを示すブロック図である。 本発明を適用した第３実施形態に係る車両システムを示すブロック図である。 本発明を適用した第４実施形態に係る車両システムを示すブロック図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。また、後続の実施形態においては、先行する実施形態で説明した事項に対応する部分に百以上の位だけが異なる参照符号を付することにより対応関係を示し、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
図１は、車両に搭載された車両システム１を示している。車両は、走行用の動力源として少なくともエンジン（ＩＣＥＧ）２を備える。車両は、走行用の動力源として電動機を備えるハイブリッド車両でもよい。エンジン２の出力軸は、図示されない変速機を介して車両の駆動輪に動力を供給する。よって、エンジン２が運転されているとき車両は走行可能である。エンジン２が運転されていないとき、車両は走行することができない状態である。例えば、車両が駐車されているとき、または車両が交通信号において一旦停止しているときに、エンジン２は停止されることがある。車両システム１は、車両に搭載された電気機器と、電気機器に電力を供給する電源システムとを含む。

車両システム１は、エンジン２によって駆動される低圧発電機３を備える。低圧発電機３は、低電圧の負荷に電力を供給する。低圧発電機３は、例えば１２Ｖの負荷に電力を供給するために適した出力を発生する。

車両システム１は、標準低圧電池（ＳＴＢＴ）４と、標準負荷（ＳＴＬＤ）５とを備える。標準低圧電池４は、空調装置および冷凍サイクル装置を除く負荷に給電するための車両に常設、かつ必須の電池である。標準低圧電池４は、通常電池４とも呼ぶことができる。標準低圧電池４は、エンジン２および発電機３を再始動するための電力を蓄えるから、再始動用電池４とも呼ぶことができる。標準低圧電池４は、低圧発電機３から給電され、充電される。標準低圧電池４は、定格電圧が１２Ｖである。標準低圧電池４は、車両に搭載された複数の電池のなかでは、比較的低い電圧に適合された低電圧電池のひとつである。標準低圧電池４は、鉛蓄電池である。鉛蓄電池は、車両用の蓄電池として広く利用されているから、入手が容易で、比較的安価である。

標準負荷５は、低圧発電機３および標準低圧電池４から給電される。標準負荷５は、車両に搭載された電気機器である。標準負荷５は、エンジン２を再始動するためのスタータモータを含む。例えば、標準負荷５には、エンジン２の制御装置をはじめとする複数の制御装置、メータ装置、前照灯、および方向指示器などの電気機器を含むことができる。標準低圧電池４は、標準負荷５を作動させるために適した電力容量を有している。

車両には、付加機器（ＡＤＤＶ）１０が設けられている。付加機器１０は、車両の製造者が製造工場において装着することができる。また、付加機器１０は、市場において後付けされる後付品とすることができる。付加機器１０は、利用者の求めに応じて、車両の標準的な装置の代替品として、または追加的に取り付けることができるオプション品であってもよい。

付加機器１０は、標準負荷５と同程度の低電圧で作動する低圧負荷（ＡＤＬＤ）３０と、標準負荷５より高い電圧を必要とする高圧負荷（ＡＤＭＣ）４０を含む。付加機器１０は、車両の乗員室を空調するための空調装置１０である。この明細書において、付加機器１０は、空調装置１０とも呼ばれる。空調装置１０は、乗員室を冷房する冷房装置を提供する。空調装置１０は、エンジン２の運転中および停止中の両方において作動することが求められる車両用冷凍サイクル装置を含む。例えば、空調装置１０は、車両が駐車中であって、エンジン２が停止しているときに、利用者の求めに応答して、電力だけで乗員室を空調することができる。

付加機器１０は、低圧電池（ＡＤＬＢ）１１、低圧系のリレー１４、昇圧型のコンバータ（ＤＣＣＶ）１５、高圧電池（ＡＤＨＢ）１６、および高圧系のリレー１７を備える。この実施形態では、低圧発電機３、標準低圧電池４、付加低圧電池１１、コンバータ１５、および高圧電池１６によって車両のための電源システムが提供されている。この電源システムは、低電圧の負荷である標準負荷５と、付加機器１０の低圧負荷３０とに給電する低電圧系統と、高電圧の負荷である高圧負荷４０に給電する高電圧系統とを提供する。低電圧系統は、低圧発電機３と、標準低圧電池４と、付加低圧電池１１とによって提供される。高電圧系統は、コンバータ１５と、高圧電池１６とによって提供される。また、付加低圧電池１１および高圧電池１６は、付加機器１０、すなわち空調装置のためだけの電源システムを提供している。

付加低圧電池１１は、低圧発電機３の出力をそのまま直接的に受ける。付加低圧電池１１の定格電圧は、標準低圧電池４の定格電圧と同じ、または同等である。付加低圧電池１１の定格電圧は１２Ｖである。付加低圧電池１１は、標準低圧電池４より大きい容量を得るために複数の電池１２、１３を並列接続して構成されている。付加低圧電池１１は、低圧負荷３０に接続されている。付加低圧電池１１は、鉛蓄電池である。

リレー１４は、付加低圧電池１１と、低圧発電機３および標準低圧電池４との間に設けられている。リレー１４は、低圧負荷３０に含まれる後述の制御装置３３によって制御される。制御装置３３は、低圧発電機３および標準低圧電池４と、付加低圧電池１１とを分離すべき条件を検出すると、リレー１４を開く。例えば、制御装置３３は、低圧発電機３が停止しているときに、標準低圧電池４の電圧が所定値を下回るか、または標準低圧電池４の電圧が付加低圧電池１１の電圧より低くなると、リレー１４を開く。これにより、標準低圧電池４の過放電を抑制することができる。例えば、標準低圧電池４によるエンジン２の再起動が保証される。

コンバータ１５は、昇圧型のＤＣ／ＤＣコンバータである。コンバータ１５は、直流１２Ｖの入力から、直流２８８Ｖの出力を生成する。コンバータ１５の出力は高圧電池１６と高圧負荷４０とに供給される。コンバータ１５は、低圧発電機３、標準低圧電池４、および付加低圧電池１１を含む低圧系統から供給される低圧電力に基づいて、高圧電力を供給する高圧電源を提供する。コンバータ１５によって、低圧電力の数十倍の電圧をもつ高圧電力が供給される。

高圧電池１６は、コンバータ１５によって充電される。高圧電池１６の定格電圧は、高圧負荷４０の定格電圧と同じである。高圧電池１６の定格電圧は２８８Ｖである。高圧電池１６は、リチウムイオン電池である。リチウムイオン電池は、高出力である。リチウムイオン電池は、急速に普及しているが、鉛蓄電池と比べると依然として高価である。

リレー１７は、低電圧系統と、コンバータ１５との間に設けられている。リレー１７は、制御装置３３によって制御される。制御装置３３は、低電圧系統と高電圧系統とを分離すべき条件を検出すると、リレー１７を開く。例えば、制御装置３３は、低圧発電機３が停止しているときに、リレー１７を開く。このため、コンバータ１５は、低圧発電機３が発電しているとき、すなわちエンジン２が運転されているときにだけ、高電圧を出力する。よって、コンバータ１５とリレー１７とは、低圧発電機３が発電しているとき、またはエンジン２が運転されているときにだけ高電圧を供給する高電圧電源を提供している。リレーこれにより、標準低圧電池４および付加低圧電池１１に蓄えられた電力が、高電圧系統によって急速に消費される事態を回避することができる。これにより、低圧発電機３が停止しているときに高圧負荷４０を使用しても、標準低圧電池４によるエンジン２の再起動が確保される。

エンジン２が停止しているとき、すなわち低圧発電機３が発電できない期間中は、リレー１４、１７が開かれる。よって、付加低圧電池１１および高圧電池１６は、エンジン２が停止している期間中、付加機器１０だけに給電することができ、標準負荷５に給電することはない。また、標準低圧電池４は、エンジン２が停止している期間中、標準負荷５だけに給電することができ、付加機器１０に給電することはない。

この実施形態では、標準低圧電池４と付加低圧電池１１とによって低圧電池が提供されている。また、低圧発電機３、リレー１４、および回路部品によって、エンジン２の運転中に発電された電力によって低圧電池４、１１を充電する低圧充電機器が提供される。また、低圧発電機３、コンバータ１５、リレー１７、および回路部品によって、運転中に発電された電力によって高圧電池１６を充電する高圧充電機器が提供される。リレー１４は、低圧発電機３によって発電された電力を低圧電池４、１１に供給する回路機器とも呼ぶことができる。この構成によると、低圧発電機３から低圧電池４、１１に充電できる。また、昇圧型のコンバータ１５によって高圧電池１６を充電することができる。エンジン２の運転中は、高圧電池１６、または低圧電池４、１１に充電された電力だけに依存することなく、発電された電力によって高圧電池１６および低圧電池４、１１を充電することができる。この結果、電圧調節を不要とすることができる。

この実施形態では、低圧充電機器に含まれるリレー１４によって、標準低圧電池４と付加低圧電池１１との間に設けられた低圧系のスイッチが提供される。このスイッチは、エンジン２の運転中に閉じられて標準低圧電池４と付加低圧電池１１とを接続し、停止中に開かれて標準低圧電池４と付加低圧電池１１とを遮断する。これにより、停止中における標準低圧電池４の蓄電量の低下が抑えられる。

この実施形態では、高圧充電機器に含まれるリレー１７によって、高圧系のスイッチが提供される。このスイッチは、エンジン２の運転中に閉じられて低圧電池４、１１とコンバータ１５とを接続し、停止中に開かれて低圧電池４、１１とコンバータ１５とを遮断する。この構成によると、停止中における低圧電池の蓄電量の低下が抑えられる。

図２において、付加機器１０によって提供される空調装置１０は、冷凍サイクル装置２０を含む。冷凍サイクル装置２０は、電動圧縮機４１、放熱器２１、減圧器２２、および冷却器２３を備える。電動圧縮機４１は、モータ部４２と、圧縮機構部４３とを備える。モータ部４２は、直流モータによって提供できる。モータ部４２は、インバータ回路と、多相交流モータとによって提供されてもよい。モータ部４２によって圧縮機構部４３が駆動される。圧縮機構部４３は、冷媒を圧縮する。圧縮機構部４３は、低圧冷媒を吸入し、低圧冷媒を圧縮し、高圧冷媒を吐出する。

電動圧縮機４１は、高圧負荷４０のひとつである。電動圧縮機４１は、コンバータ１５および高圧電池１６から給電される。コンバータ１５および高圧電池１６は、付加低圧電池１１が供給する低電圧の少なくとも１０倍の高電圧を供給する。よって、モータ部４２は、発熱の少ない効率的な運転が可能である。

放熱器２１は、電動圧縮機４１の下流に設けられている。放熱器２１は、高圧冷媒と外気とを熱交換させることにより、高圧冷媒から放熱させる。放熱器２１は、凝縮器とも呼ばれる。減圧器２２は、放熱器２１の下流に設けられている。減圧器２２は、高圧冷媒を減圧し、低圧冷媒を供給する。冷却器２３は、減圧器２２の下流に設けられている。冷却器２３は、低圧冷媒と空調用の空気とを熱交換させることにより、空調用の空気を冷却する。冷却器２３は、蒸発器とも呼ばれる。冷却器２３の下流には、電動圧縮機４１が設けられている。

空調装置１０は、電動ファン３１と、電動ファン３２とを備える。電動ファン３１は、放熱器２１に外気を供給する。電動ファン３２は、冷却器２３に、空調用の空気を供給する。さらに、空調装置１０は、空調装置１０、すなわち付加機器１０に属する電気機器を制御するための制御装置３３を備える。放熱ファン３１、冷却ファン３２、および制御装置３３は、低圧負荷３０に属する機器である。

制御装置３３は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納している。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクによって提供されうる。プログラムは、制御装置３３によって実行されることによって、制御装置３３をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される制御方法を実行するように制御装置３３を機能させる。制御装置３３が提供する手段は、所定の機能を達成する機能的ブロック、またはモジュールとも呼ぶことができる。

制御装置３３は、利用者から空調が求められると、電動圧縮機４１、電動ファン３１、３２を制御することにより空調を提供する。このとき、電動圧縮機４１は、高電圧によって駆動されるから、冷凍サイクル装置２０は高効率の運転を実行できる。

制御装置３３は、エンジン２が運転されている期間中、電動圧縮機４１の駆動がコンバータ１５および高圧電池１６から供給される電力によって実行されるように、リレー１４、１７、およびコンバータ１５、すなわち電源システムを制御する。この結果、エンジン２が運転されている期間は、高圧電池１６だけに依存することなく、空調が提供される。

制御装置３３は、エンジン２が停止している期間中、電動圧縮機４１の駆動が高圧電池１６から供給される電力だけによって実行されるように、リレー１４、１７、およびコンバータ１５、すなわち電源システムを制御する。この結果、エンジン２が停止している期間中、電動圧縮機４１は高圧電池１６だけによって駆動される。

また、制御装置３３は、エンジン２が停止している期間中、低圧負荷３０の駆動が付加低圧電池１１から供給される電力だけによって実行されるように、リレー１４、１７、およびコンバータ１５、すなわち電源システムを制御する。これにより、高圧電池１６から低圧負荷３０へ給電するための機器、および制御システムを設けることなく、低圧負荷３０を駆動することができる。

さらに、制御装置３３は、エンジン２が停止している期間中、標準低圧電池４から付加低圧電池１１への給電、および標準低圧電池４からコンバータ１５への給電を遮断するように、リレー１４、１７を制御する。この結果、エンジン２が停止している期間中における空調装置１０の運転によって、標準低圧電池４に蓄えられた電力量が過剰に減少することが回避される。

高圧電池１６は高圧負荷４０への給電のためだけに設けられる。よって、高圧電池１６の容量は、高圧負荷４０への給電に必要な容量に設定することができる。この結果、高圧電池１６の容量を抑制することができる。この実施形態では、低圧負荷３０に給電するための付加低圧電池１１を備える。しかし、付加低圧電池１１は比較的安価な鉛蓄電池によって提供できる。上述のように高圧電池１６の容量を小さくでき、高圧電池１６の価格を抑制することができるから、付加低圧電池１１を設けても、付加機器１０の価格を抑えることができる。

図３において、電動圧縮機４１は、吸入口４１ａと、吐出口４１ｂとを有する。電動圧縮機４１は、吸入口４１ａから低圧冷媒を吸入し、吐出口４１ｂから高圧冷媒を吐出する。低圧冷媒は、モータ部４２内を流れた後に、圧縮機構部４３に流入する。冷媒は、圧縮機構部４３内で圧縮され、吐出口４１ｂから流出する。低圧冷媒は、モータ部４２においてモータ部４２の熱によってわずかに加熱される。

図４は、冷凍サイクル装置２０のＰ−ｈ線図を示す。縦軸は圧力Ｐ（ＭＰａ）を示し、横軸は比エンタルピｈ（ｋＪ／ｋｇ）を示す。実線は、この実施形態の冷凍サイクル装置２０の特性を示す。破線は、１２Ｖ、または数十Ｖ程度の低電圧で駆動される電動圧縮機を使用した比較例の特性を示す。この実施形態によると、モータ部４２における発熱が小さい。このため、圧縮工程およびその前後における冷媒の加熱量が小さい。この結果、冷凍サイクル装置２０は、効率的な運転が可能である。

比較例によると、所定の冷房能力を得るための動力を発生するために、モータ部に大電流を流す必要がある。このため、モータ部における発熱量が増加する。電動圧縮機においては、モータ部の熱は冷媒の温度を上昇させる。例えば、図３に示す電動圧縮機のように低圧冷媒がモータ部によって加熱される場合、図４に図示される冷媒の過熱度ＳＨが大きくなる。このため、仕事量Ｌが増える。圧縮機構部の下流にモータ部を配置しても、高圧冷媒が加熱される。このため、電動圧縮機の仕事量Ｌが増える。

しかし、この実施形態では、高電圧で作動するモータ部４２を採用しているから、モータ部４２に供給される電流量が抑えられる。このため、モータ部４２における発熱量が抑制される。したがって、モータ部４２の熱による影響を抑制することができる。

（第２実施形態）
上記実施形態では、付加機器１０に専用の付加低圧電池１１を設けた。これに代えて、この実施形態では、図５に図示されるように、付加低圧電池１１を持たない構成を採用する。付加機器２１０は、先行する実施形態の付加低圧電池１１とリレー１４とを備えない。この構成では、標準低圧電池４から低圧負荷３０へ電力が供給される。標準低圧電池４だけによって低圧電池が提供されている。標準低圧電池４は、標準負荷５に加えて、低圧負荷３０へも給電するから、比較的大容量の電池が用いられる。

この実施形態でも、制御装置３３は、エンジン２が運転されている期間中、電動圧縮機４１の駆動がコンバータ１５および高圧電池１６から供給される電力によって実行されるように、リレー１７、およびコンバータ１５、すなわち電源システムを制御する。また、制御装置３３は、エンジン２が停止している期間中、電動圧縮機４１の駆動が高圧電池１６から供給される電力だけによって実行されるように、リレー１７、およびコンバータ１５、すなわち電源システムを制御する。

しかし、この実施形態では、エンジン２が運転されている期間中と、停止している期間中との両方において、標準低圧電池４から低圧負荷３０へ給電する。制御装置３３は、標準低圧電池４に残された電力量を監視する手段と、標準低圧電池４に残された電力量が所定値を下回ることを回避するように空調装置２１０の作動を制限する手段とを備えてもよい。

（第３実施形態）
上記実施形態では、エンジン２が運転されているときに高電圧を供給する電源装置としてコンバータ１５を採用した。これに代えて、この実施形態の付加機器３１０は、図６に図示されるように、高圧発電機３１５を採用する。高圧発電機３１５は、エンジン２によって駆動され、２８８Ｖの高電圧を出力する。リレー１７は、高圧発電機３１５と、高圧電池１６および高圧負荷４０との間に設けられている。この構成によると、高電圧系統と低電圧系統とが完全に分離される。エンジン２が運転されているときには、高圧発電機３１５から高圧負荷４０に電力が供給される。また、エンジン２が停止しているときには、高圧電池１６から高圧負荷４０に電力が供給される。

この実施形態では、低圧充電機器は、エンジン２によって駆動され、発電した電力を低圧電池４に供給する低圧発電機３を含む。高圧充電機器は、エンジン２によって駆動され、発電した電力を高圧電池１６に供給する高圧発電機３１５を含む。この構成によると、低圧発電機３によって低圧電池４を充電できる。また、コンバータなどによる電圧調節を必要とすることなく、高圧発電機３１５によって高圧電池１６を充電することができる。

（第４実施形態）
図７に図示されるように、高圧発電機３１５を採用する付加機器４１０において、付加低圧電池１１とリレー１４とを採用してもよい。

（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。

例えば、制御装置が提供する手段と機能は、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置をアナログ回路によって構成してもよい。

また、上記実施形態では、標準低圧電池４および標準負荷５の定格電圧は１２Ｖとした。これに代えて、定格電圧を２４Ｖとしてもよい。

また、上記実施形態では、高圧電池１６をリチウムイオン電池によって提供した。これに代えて、ニッケル水素電池よって高圧電池１６を提供してもよい。

１ 車両システム、 ２ エンジン、 ３ 低圧発電機、 ４ 標準低圧電池、 ５標準負荷、 １０、２１０、３１０、４１０ 付加機器（空調装置）、 １１ 付加低圧電池、 １４ リレー、 １５ コンバータ、 １６ 高圧電池、 １７ リレー、 ２０ 冷凍サイクル装置、 ３０ 低圧負荷、 ４０ 高圧負荷、 ４１ 電動圧縮機、 ３３ 制御装置。

Claims (8)

1. 車両に搭載された走行用のエンジン（２）の運転中および停止中の両方において作動することが求められる車両用冷凍サイクル装置において、
   所定の低電圧で作動する低圧負荷（３０）と、
   前記低電圧より高い高電圧で作動する電動圧縮機（４０、４１）と、
   前記低圧負荷に給電する低圧電池（４、１１）と、
   前記電動圧縮機に給電する高圧電池（１６）と、
   前記運転中に発電された電力によって前記低圧電池を充電する低圧充電機器（３、１４）と、
   前記運転中に発電された電力によって前記高圧電池を充電する高圧充電機器（３、１７、１５、３１５）とを備えることを特徴とする車両用冷凍サイクル装置。
2. 前記低圧電池（４、１１）は鉛蓄電池であり、
   前記高圧電池（１６）はリチウムイオン電池またはニッケル水素電池であることを特徴とする請求項１に記載の車両用電動冷凍サイクル装置。
3. 前記低圧負荷（３０）は、電動ファン（３１、３２）および制御装置（３３）を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用電動冷凍サイクル装置。
4. 前記低圧電池は、
   前記車両に標準的に設けられた標準低圧電池（４）と、
   前記車両に付加的に設けられた付加低圧電池（１１）とを含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の車両用電動冷凍サイクル装置。
5. 前記低圧充電機器は、前記標準低圧電池（４）と前記付加低圧電池（１１）との間に設けられ、前記運転中に閉じられて前記標準低圧電池（４）と前記付加低圧電池（１１）とを接続し、前記停止中に開かれて前記標準低圧電池（４）と前記付加低圧電池（１１）とを遮断するスイッチ（１４）を備えることを特徴とする請求項４に記載の車両用電動冷凍サイクル装置。
6. 前記低圧充電機器は、前記エンジンによって駆動される低圧発電機（３）によって発電された電力を前記低圧電池（４、１１）に供給する回路機器（１４）を含み、
   前記高圧充電機器は、前記低圧発電機によって発電された電力を前記低電圧から前記高電圧に昇圧するコンバータ（１５）を含むことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の車両用電動冷凍サイクル装置。
7. 前記高圧充電機器は、前記運転中に閉じられて前記低圧電池と前記コンバータとを接続し、前記停止中に開かれて前記低圧電池と前記コンバータとを遮断するスイッチ（１７）を備えることを特徴とする請求項６に記載の車両用電動冷凍サイクル装置。
8. 前記低圧充電機器は、前記エンジンによって駆動され、発電した電力を前記低圧電池（４、１１）に供給する低圧発電機（３）を含み、
   前記高圧充電機器は、前記エンジンによって駆動され、発電した電力を前記高圧電池（１６）に供給する高圧発電機（３１５）を含むことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の車両用電動冷凍サイクル装置。

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