JP3746753B2 - ２つの保冷庫を有する車両用の冷凍装置、およびその制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２つの保冷庫を有する車両用の冷凍装置、およびその制御方法に関し、２つの保冷庫の温度を迅速に、かつ効率よく冷却する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
日常生活で目にする２つの保冷庫を備える機器としては、冷蔵庫が挙げられるが、家庭用冷蔵庫においては、食品類の鮮度を保つために冷蔵することだけでなく、冷蔵よりも冷凍能力が必要とされる冷凍食品などを解凍させない構成であることを要求される。
【０００３】
このため、冷蔵室用エバポレータと冷凍室エバポレータは基本的に直列接続され、冷凍室のみを冷却できるように冷蔵室用エバポレータをショートカットできる回路構成を採用している。そして、二室制御の方法として、コンプレッサの運転回転数に応じて冷却時間を変更する制御（例えば、特許文献１参照）や、プリセット時間を用いて両室同時冷却と冷凍室冷却を切り換える制御（例えば特許文献２参照）を行っている。
【０００４】
しかし、これらは定置式の家庭用冷蔵庫ならではの前提として、２つの保冷庫の目標設定温度が２，３種の選択は可能であるにしても、固定されている場合の制御に限られるものである。このため、異なる温度帯における保冷を保冷対象の物品に応じた細かい条件のもとで行うよう求められ、また、輸送毎に輸送物品が異なるような物流の分野に応用するには、二室からなる保冷室の構成や用途の面で上述したような先行技術は大きくかけ離れていると言わざるを得ず、技術思想的に直ちに輸送車両用の冷凍装置に応用することはできない。
【０００５】
したがって、現状では、輸送対象に応じた冷却方法を選択できるように、保冷車においては、異なる温度帯の商品を輸送するために、保冷庫内を２つに区画し、各庫に個別にエバポレータを設置してそれぞれ冷却（冷凍または冷蔵）を行っている。これら２つの保冷庫の冷却を同時に開始すると、保冷車に搭載された冷凍装置は、２つの保冷庫を並行して冷却し、設定温度の高い一方の保冷庫内の温度が設定温度に達したら一方の保冷庫の冷却を停止し、設定温度の低い他方の保冷庫に対象を絞って設定温度に達するまで冷却を続ける。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−３０４３２８号公報 （第６頁、第４図）
【特許文献２】
特開２００２−０２２３６号公報 （第５頁、第３図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のごとく目標とすべき設定温度の異なる２つの保冷庫の冷却を同時に行おうとすると、設定温度の低いエバポレータの内部において意図せずして冷媒が凝縮してしまう。この現象は、２つのエバポレータに導入された冷媒の蒸発温度が成り行きで変化して２つの異なる設定温度のほぼ中間値を指し、設定温度のより低い保冷庫側のエバポレータに導入される冷媒が凝縮してしまうために起こるものであり、庫内温度の差が大きくなるほど顕著になる。このようにして一方のエバポレータに冷媒が溜まると（これを冷媒が「寝込む」という）、冷媒回路の制御としては２つの保冷庫を同時に冷却運転していても実際には低温側が冷却されないという不都合が生じる。また、冷凍装置の内部で実質的に機能する冷媒の量が減少してしまい、冷却能力の不足や、冷媒の不足による圧縮機の吐出温度の上昇といった不都合が生じる。
【０００８】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、エバポレータでの冷媒の「寝込み」を防止して２つの保冷庫を迅速に、かつ効率よく冷却することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための手段として、次のような構成の車両用冷凍装置およびその制御方法を採用する。
すなわち本発明に係る請求項１記載の車両用冷凍装置は、圧縮機、コンデンサおよび膨張弁とともに冷凍サイクルを実現する系統に並列に接続され、２つの保冷庫に振り分けられる第１、第２のエバポレータを備える車両用冷凍装置であって、
前記第１、第２のエバポレータへの冷媒導入側に各々のエバポレータに対して冷媒を導入／中断する弁を設け、前記２つの保冷庫を同時に又は選択的に冷却できるようにすると共に、前記２つの保冷庫を同時に冷却する際、前記２つの保冷庫の温度差が所定値以上のとき、前記２つの保冷庫のいずれか一方が目標温度に冷却されるまで、前記弁を制御して前記第１、第２のエバポレータへの冷媒の導入／中断を交互に行う制御部を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の車両用冷凍装置は、請求項１記載の車両用冷凍装置において、前記第１のエバポレータへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＡ）を、前記第２のエバポレータへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＢ）に等しくすることを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の車両用冷凍装置は、請求項１記載の車両用冷凍装置において、前記第１のエバポレータへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＡ）に対する、前記第２のエバポレータへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＢ）の比を、
前記第１のエバポレータを設置される保冷庫の設定温度に対する、前記第２のエバポレータを設置される保冷庫の設定温度の比に比例させることを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の車両用冷凍装置は、請求項２または３記載の車両用冷凍装置において、前記２つの保冷庫のいずれかが設定温度に達したら、その保冷庫に設置されたエバポレータへの冷媒導入を停止し、もうひとつの保冷庫に設置されたエバポレータへの冷媒の導入を、設定温度に達するまで中断することなく継続することを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の車両用冷凍装置の制御方法は、圧縮機、コンデンサおよび膨張弁とともに冷凍サイクルを実現する系統に並列に接続され、２つの保冷庫に振り分けられる第１、第２のエバポレータを備える車両用冷凍装置の制御方法であって、
前記第１、第２のエバポレータへの冷媒導入側に各々のエバポレータに対して冷媒を導入／中断する弁を設け、前記２つの保冷庫を同時に又は選択的に冷却できるようにすると共に、前記２つの保冷庫を同時に冷却する際、前記２つの保冷庫の温度差が所定値以上のとき、前記２つの保冷庫のいずれか一方が目標温度に冷却されるまで、前記弁を制御して前記第１、第２のエバポレータへの冷媒の導入／中断を交互に行うことを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の車両用冷凍装置の制御方法は、請求項５記載の車両用冷凍装置の制御方法において、前記第１のエバポレータへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＡ）を、前記第２のエバポレータへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＢ）に等しくすることを特徴とする。
【００１５】
請求項７記載の車両用冷凍装置の制御方法は、請求項５記載の車両用冷凍装置の制御方法において、前記第１のエバポレータへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＡ）に対する、前記第２のエバポレータへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＢ）の比を、
前記第１のエバポレータを設置される保冷庫の設定温度に対する、前記第２のエバポレータを設置される保冷庫の設定温度の比に比例させることを特徴とする。
【００１６】
請求項８記載の車両用冷凍装置の制御方法は、請求項６または７記載の車両用冷凍装置の制御方法において、前記２つの保冷庫のいずれかが設定温度に達したら、その保冷庫に設置されたエバポレータへの冷媒導入を停止し、もうひとつの保冷庫に設置されたエバポレータへの冷媒の導入を、設定温度に達するまで中断することなく継続することを特徴とする。
【００１７】
本発明においては、２つの保冷庫のいずれか一方が目標とする設定温度に冷却されるまで、第１、第２のエバポレータへの冷媒の導入／中断を交互に行うことにより、従来のように２つのエバポレータに並行に冷媒を導入する場合とは異なり、冷媒の蒸発温度が設定温度より低くならず、冷媒の凝縮が起こらなくなるので、冷凍装置の内部で実質的に機能する冷媒が減少することがない。
【００１８】
本発明においては、第１のエバポレータへの１回当たりの冷媒導入期間を第２のエバポレータへの１回当たりの冷媒導入期間に等しくすることにより、設定温度のより高い保冷庫が、設定温度のより低い保冷庫よりも速く冷却される。これは、設定温度のより高い保冷庫の冷却を優先して行う場合に好適である。
【００１９】
本発明においては、前記第１、第２のエバポレータへの１回当たりの冷媒導入期間の比を、２つの保冷庫の設定温度の比に比例させることにより、２つの保冷庫がほぼ同じ時間で冷却される。これは設定温度のより低い保冷庫の冷却を優先して行う場合に好適である。
【００２０】
本発明においては、一方の保冷庫が設定温度に達したら、その保冷庫に設置されたエバポレータへの冷媒導入を停止し、他方の保冷庫に設置されたエバポレータへの冷媒の導入を、設定温度に達するまで中断することなく継続することにより、後に残った保冷庫の冷却が迅速に進められる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る実施形態を図１ないし図３に示して説明する。
図１には２つの保冷庫を有する冷凍車に搭載される車両用冷凍装置の概要を示す。同図において、符号１は圧縮機、２はコンデンサ、３Ａ，３Ｂは膨張弁、４Ａ，４Ｂはエバポレータ（第１、第２のエバポレータ）、５はアキュムレータ、６はレシーバである。各機器は図中に実線で示す冷媒配管を介して接続されて冷凍サイクルを実現する系統を構成している。さらに、図中の符号７は制御部、８は入力部、９は記憶部である。
【００２２】
２つのエバポレータ４Ａ，４Ｂは、膨張弁３Ａ，３Ｂとともに前記系統に並列に接続されている。並列に分岐して膨張弁３Ａ、エバポレータ４Ａを配置される一方の配管にはエバポレータ４Ａへの冷媒の導入を断続する開閉弁（弁）１０Ａが設けられ、膨張弁３Ｂ、エバポレータ４Ｂを配置される一方の配管にはエバポレータ４Ｂへの冷媒の導入を断続する開閉弁（弁）１０Ｂが設けられる。膨張弁３Ａ、エバポレータ４Ａおよび開閉弁１０Ａはユニット化されて２つの保冷庫の一方（以下ではここを前室Ａと呼ぶ）に配置され、膨張弁３Ｂ、エバポレータ４Ｂおよび開閉弁１０Ｂもユニット化されて２つの保冷庫の他方（以下ではここを後室Ｂと呼ぶ）に配置されている。前室Ａ、後室Ｂには、それぞれ室温センサ１２Ａ、１２Ｂが設置されている。
【００２３】
制御部７は、室温センサ１２Ａ，１２Ｂの計測結果および前室Ａ、後室Ｂそれぞれの設定温度に基づいて開閉弁１０Ａ，１０Ｂの駆動を制御する。入力部８は、前室Ａ、後室Ｂそれぞれの設定温度や、各室の１回当たりの冷却期間（エバポレータへの冷媒導入期間）等の情報を入力するのに使われる。記憶部９は、室温センサ１２Ａ，１２Ｂの計測結果および前室Ａ、後室Ｂそれぞれの設定温度、その他の情報を記憶しておくようになっている。
【００２４】
図１のように構成された車両用冷凍装置の作動の仕方を［前室（後室）単独冷却モード］、［２室同時冷却モード］と［２室交互冷却モード］の３つについて説明する。
［前室（後室）単独冷却モード］
このモードが選択されると、制御部７は、開閉弁１０Ａ（後室単独冷却の場合は１０Ｂ）を開き、開閉弁１０Ｂ（後室単独冷却の場合は１０Ａ）を閉じる。圧縮機１で圧縮された冷媒は、高温高圧のガス冷媒となってコンデンサ２に流入し、屋外の空気に熱を与え、自らは凝縮して高温高圧の液冷媒となる。
【００２５】
凝縮、液化した冷媒は、レシーバ６、開閉弁１０Ａ（後室単独冷却の場合は１０Ｂ）を流通し、膨張弁３Ａ（後室単独冷却の場合は３Ｂ）を流通する過程で断熱膨張し、低温低圧の液冷媒となってエバポレータ４Ａ（後室単独冷却の場合は４Ｂ）に流入する。エバポレータ４Ａ（後室単独の場合は４Ｂ）に流入した冷媒は、前室Ａ内の空気を冷却し、自らは蒸発して低温低圧のガス冷媒となる。蒸発、気化した冷媒はアキュムレータ５を流通し、圧縮機１に吸入されて圧縮され、以降は上記の行程を繰り返す。
【００２６】
［２室同時冷却モード］
このモードは前室と後室とを同時に冷却するものであり、このモードが選択されると、制御部７は、上述した開閉弁１０Ａと１０Ｂとを同時に開き、前後各室の単独冷却モードを同時に実現する。
【００２７】
［２室交互冷却モード］
このモードが選択されると、制御部７は、開閉弁１０Ａ，１０Ｂを交互に開閉する。圧縮機１で圧縮された冷媒は、高温高圧のガス冷媒となってコンデンサ２に流入し、屋外の空気に熱を与え、自らは凝縮して高温高圧の液冷媒となる。
【００２８】
ここで、最初に制御部７が開閉弁１０Ａを開き、開閉弁１０Ｂを閉じた場合には、凝縮、液化した冷媒は、レシーバ６、開状態にある開閉弁１０Ａを流通し、膨張弁３Ａを流通する過程で断熱膨張し、低温低圧の液冷媒となってエバポレータ４Ａに流入する。エバポレータ４Ａに流入した冷媒は、前室Ａ内の空気を冷却し、自らは蒸発して低温低圧のガス冷媒となる。蒸発、気化した冷媒はアキュムレータ５を流通し、圧縮機１に吸入されて圧縮され、以降は制御部７が開閉弁の開閉状態を切り換えるまで上記の行程を繰り返す。
【００２９】
そして、後述する所定の時間条件を満たすことを契機に、制御部７が開閉弁１０Ａと閉じ、開閉弁１０Ｂを開いて対象弁の切換を行った場合には、凝縮、液化した冷媒は、レシーバ６、開状態にある開閉弁１０Ｂを流通し、膨張弁３Ｂを流通する過程で断熱膨張し、低温低圧の液冷媒となってエバポレータ４Ｂに流入する。エバポレータ４Ｂに流入した冷媒は、後室Ｂ内の空気を冷却し、自らは蒸発して低温低圧のガス冷媒となる。蒸発、気化した冷媒はアキュムレータ５を流通し、圧縮機１に吸入されて圧縮され、以降は上記の行程を、制御部７により冷媒の流れが再度切り換えられるまで繰り返す。
【００３０】
以下に、本実施形態にかかる２室冷却制御方法を図２ないし図４に示すフローチャートを用いて説明する。
まず、制御部７は、室温センサ１２Ａ，１２Ｂによって前室Ａ、後室Ｂの庫内温度Ｆｔ，Ｒｔをそれぞれ計測する（ステップ１０１）。次に、庫内温度Ｆｔがあらかじめ設定された前室Ａの目標温度（設定温度）Ｆｓｅｔよりも高く、かつ庫内温度Ｒｓｅｔがあらかじめ設定された後室Ｂの目標温度（設定温度）Ｒｓｅｔよりも高いか否かを判別する（ステップ１０２）。
【００３１】
制御部７が、前室Ａの庫内温度Ｆｔが設定温度Ｆｓｅｔよりも高く、かつ後室Ｂの庫内温度Ｒｓｅｔが設定温度Ｒｓｅｔよりも高いと判断した場合は、前述した[２室同時冷却モード]と[２室交互冷却モード]のいずれを実行するかを選択するため、庫内温度Ｆｔ，Ｒｔの差の絶対値が５度（℃）よりも大きいか否かを判別する（ステップ１０３）。両室とも設定温度よりも高いと判断しなかった場合、すなわち、制御部７がいずれか一室が設定温度に到達したと判断した場合には、［２室同時冷却モード］から抜けて［前室（後室）単独冷却モード］への移行を行い、両室ともに設定温度に到達したと判断した場合には、冷却運転自体の停止を選択する（ステップ１０４）。
【００３２】
続いて、制御部７が、ステップ１０３において庫内温度Ｆｔ，Ｒｔの差の絶対値が５度（℃）よりも大きいと判断した場合は、[２室交互冷却モード]に移行するが、まずは、開閉弁１０Ａを開くとともに開閉弁１０Ｂを閉じて［前室冷却モード▲１▼］に入る（ステップ１０５）。庫内温度Ｆｔ，Ｒｔの差の絶対値が５度（℃）以下であると判断した場合は、開閉弁１０Ａ，１０Ｂをともに開いて［２室同時冷却モード］に入り（ステップ１０６）、ステップ１０１に戻って上記の処理を繰り返す。
【００３３】
このように、本実施形態では５度（℃）を臨界数値としたが、制御部７は、２室の庫内温度の差を、低温室側で冷媒凝縮が生じ寝込みが顕在化する所定温度差以内にあるか否かを判別し、所定温度差以内で２室同時冷却モードが有効に機能する場合は同時運転により冷却を加速させ、所定温度差以上になって２室同時冷却モードによる冷却が有効に機能しない、もしくはその蓋然性が高くなった場合には、後述する前室冷却モードまたは後室冷却モードを選択的に切り換える２室交互冷却モードによる制御に移行する制御フローを採用する。このような制御フローを採用することにより、システム全体として追従性の高い冷凍装置の制御が可能となる。
【００３４】
以下、制御部７による２室交互冷却モードについて詳細に説明する。ここで、２室交互冷却モードは、ステップ１０５からステップ１１３までの処理によってなされる。まず、制御部７は［前室冷却モード▲１▼］に入ると、前室Ａのみを冷却した状態で（ステップ１０５）、同モードの開始からの期間（エバポレータ４Ａへの冷媒導入期間；ＴＡ）が例えば１分が経過したか否かを判別する（ステップ１０７）。１分が経過していないうちは同モードを継続し、１分が経過したら、前室Ａの庫内温度Ｆｔを計測したうえで（ステップ１０８）、前室Ａの設定温度Ｆｓｅｔが現状の庫内温度Ｆｔよりも高いか否かを判別する（ステップ１０９）。
【００３５】
制御部７が、前室Ａの設定温度Ｆｓｅｔが庫内温度Ｆｔよりも高いと判断した場合は、前室が目標とした設定温度Ｆｓｅｔに到達したものとして後述するステップ１２１に移行し、設定温度Ｆｓｅｔが庫内温度Ｆｔ以下の場合は、開閉弁１０Ａを閉じるとともに開閉弁１０Ｂを開いて切換を行い、［後室冷却モード▲１▼］に入る（ステップ１１０）。
【００３６】
制御部７は、［後室冷却モード▲１▼］に入ると、後室Ｂのみを冷却した状態で（ステップ１１０）、同モードの開始からの期間（エバポレータ４Ｂへの冷媒導入期間；ＴＢ）が例えば１分が経過したか否かを判別する（ステップ１１１）。１分が経過していないうちは同モードを継続し、１分が経過したら、後室Ｂの庫内温度Ｒｔを計測したうえで（ステップ１１２）、後室Ｂの設定温度Ｒｓｅｔが現状の庫内温度Ｒｔよりも高いか否かを判別する（ステップ１１３）。
【００３７】
制御部７が、後室Ｂの設定温度Ｒｓｅｔが庫内温度Ｒｔよりも高いと判断した場合は、後室が目標とした設定温度Ｒｓｅｔに到達したものとして、図３に示すように、開閉弁１０Ａを開くとともに開閉弁１０Ｂを閉じて［前室冷却モード▲２▼］に入る（ステップ１１４）。設定温度Ｒｓｅｔが庫内温度Ｒｔ以下の場合は、ステップ１０５に戻って上記の処理を繰り返す。
結果として、制御部７は、前室Ａ、後室Ｂのいずれかが設定温度に到達したと判断するまで（ステップ１０９，１１３）、１分毎に冷却対象となる保冷庫を切換える制御を継続する（ステップ１０５〜１１３）。
【００３８】
上述した交互冷却モードをにおいて、後室が設定温度Ｒｓｅｔに到達した場合には、制御部７は、［前室冷却モード▲２▼］に入り、前室Ａのみを冷却した状態で（ステップ１１４）、同モードの開始からの期間（ＴＡ）が例えば１分が経過したか否かを判別する（ステップ１１５）。１分が経過していないうちは同モードを継続し、１分が経過したら、後室Ｂの庫内温度Ｒｔを計測したうえで（ステップ１１６）、後室Ｂの設定温度Ｒｓｅｔが現状の庫内温度Ｒｔよりも高いか否かを判別する（ステップ１１７）。
【００３９】
制御部７は、後室Ｂの設定温度Ｒｓｅｔが庫内温度Ｒｔ以下であると判断した場合は、ステップ１０５に戻って上記の処理を繰り返し、設定温度Ｒｓｅｔが庫内温度Ｒｔよりも高いと判断した場合は、前室Ａの庫内温度Ｆｔを計測したうえで（ステップ１１８）、前室Ａの設定温度Ｆｓｅｔが現状の庫内温度Ｆｔよりも高いか否かを判別する（ステップ１１９）。
ここで、制御部７が、前室Ａの設定温度Ｆｓｅｔが庫内温度Ｆｔ以下であると判断した場合は、ステップ１１４に戻って上記の処理を繰り返し、設定温度Ｆｓｅｔが庫内温度Ｆｔよりも高いと判断した場合は、圧縮機１を停止し（ステップ１２０）、［２室交互冷却モード］を終了する。
【００４０】
一方、１分毎に冷却対象となる保冷庫を切換える制御シーケンス（ステップ１０５〜１１３）において、制御部７が、ステップ１０９において前室Ａの設定温度Ｆｓｅｔが庫内温度Ｆｔよりも高いと判断した場合は、図４に示したように、開閉弁１０Ａを閉じるとともに開閉弁１０Ｂを開いて［後室冷却モード▲２▼］に入る（ステップ１２１）。
【００４１】
制御部７は、［後室冷却モード▲２▼］に入ると、後室Ｂのみを冷却した状態で（ステップ１２１）、同モードの開始からの期間（ＴＢ）が例えば１分が経過したか否かを判別する（ステップ１２２）。１分が経過していないうちは同モードを継続し、１分が経過したら、前室Ａの庫内温度Ｆｔを計測したうえで（ステップ１２３）、前室Ａの設定温度Ｆｓｅｔが現状の庫内温度Ｆｔよりも高いか否かを判別する（ステップ１２４）。
【００４２】
制御部７が、前室Ａの設定温度Ｆｓｅｔが庫内温度Ｆｔ以下であると判断した場合は、ステップ１０５に戻って上記の処理を繰り返し、設定温度Ｆｓｅｔが庫内温度Ｆｔよりも高いと判断した場合は、後室Ｂの庫内温度Ｒｔを計測したうえで（ステップ１２５）、後室Ｂの設定温度Ｒｓｅｔが現状の庫内温度Ｒｔよりも高いか否かを判別する（ステップ１２６）。
ここで、制御部７が、後室Ｂの設定温度Ｒｓｅｔが庫内温度Ｒｔ以下の場合は、ステップ１２１に戻って上記の処理を繰り返し、設定温度Ｒｓｅｔが庫内温度Ｒｔよりも高い場合は、ステップ１２０に移行し、圧縮機１を停止して［２室交互冷却モード］を終了する。
【００４３】
言い換えれば、制御部７は、前室Ａ、後室Ｂのいずれかが設定温度に到達したと判断した場合には（ステップ１０９，１１３）、設定温度に到達していない保冷庫に対して、到達していない保冷庫が設定温度に到達するか（ステップ１１９，１２６）、もしくは、すでに到達していた室の温度が設定温度以下になるまで（ステップ１１７，１２４）、単独冷却モードを実行する制御を行う。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態においては、前室Ａ、後室Ｂのいずれか一方が目標とする設定温度に冷却されるまで、各室に振り分けて設置されたエバポレータ４Ａ，４Ｂへの冷媒の導入／中断を交互に行うようになっている。これにより、従来のように２つのエバポレータに並行に冷媒を導入する場合とは異なり、冷媒の蒸発温度が設定温度より低くならず、冷媒の凝縮が起こらなくなるので、冷凍装置の内部で実質的に機能する冷媒が減少することがない。
【００４５】
また、エバポレータ４Ａへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＡ）と、エバポレータ４Ｂへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＢ）とが等しく設定されており、前室Ａの冷却モード１回当たりの冷却と、後室Ｂの冷却モード１回当たりの冷却とを等しい時間間隔（例えば１分）で交互に行うようになっている。これにより、設定温度のより高い保冷庫が、設定温度のより低い保冷庫よりも速く冷却される。これは、設定温度のより高い保冷庫の冷却を優先して行う場合に好適である。
【００４６】
さらに、前室Ａ、後室Ｂのいずれか一方が設定温度に達したら、その保冷庫に設置されたエバポレータへの冷媒導入を停止し、他方の保冷庫に設置されたエバポレータへの冷媒の導入を、設定温度に達するまで中断することなく継続するようになっている。これにより、後に残った保冷庫の冷却が迅速に進められる。
【００４７】
上記のように構成された空気調和装置によれば、冷却能力の不足や、冷媒の不足による圧縮機の吐出温度の上昇といった不都合が生じず、２つの保冷庫を迅速に、かつ効率よく冷却することができる。
【００４８】
なお、本実施形態においては、エバポレータ４Ａへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＡ）と、エバポレータ４Ｂへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＢ）とを等しく設定し、前室Ａの冷却モード１回当たりの冷却期間と、後室Ｂの冷却モード１回当たりの冷却期間とを等しい時間間隔（例えば１分）で交互に行うようにした。このようにすると、設定温度のより高い保冷庫の冷却を優先して行う場合に好適である。
【００４９】
ところで、エバポレータ４Ａへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＡ）に対する、エバポレータ４Ｂへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＢ）の比を、前室Ａの設定温度に対する後室Ｂの設定温度の比に比例させてもよい。このようにすると、設定温度のより低い保冷庫の冷却モード１回当たりの冷却期間を、設定温度のより高い保冷庫の冷却モード１回当たりの冷却期間よりも長くなるから、設定温度のより低い保冷庫が、冷却モード１回当たりでより強く冷却されることになり、設定温度のより低い保冷庫の冷却を優先して行う場合に好適である。
【００５０】
交互冷却を行う時間条件は、上記の１分に限られるものではなく、前室、後室の冷却能力に応じた所定の時間を設定し得るものであり、例えば下記のごとく与えられる。
設定温度が高い場合、冷凍能力は大きく、保冷庫外部からの侵入熱は小さい。冷凍能力と侵入熱の関係は次式で与えられる。
【数１】
【数２】
ここで、Ｑ：冷凍能力（α，β，γは定数）、Ｗ：熱負荷、Ｕ：侵入熱Ｕ値（Ｗ／℃）、ＡＴ：外気温度、ＲＴ：庫内温度
冷凍能力Ｑ＞熱負荷Ｗであれば冷却可能であり、２室交互冷却モードでは上記２式に基づいて以下の関係が導かれる。
【数３】
ここで、ＲＴＦ：前室温度、ＲＴＲ：後室温度、Ｘ：運転時間率、ＵＦ：前室Ｕ値、ＵＲ：後室Ｕ値
【００５１】
この式を満足するＸが最適運転時間率であり、交互運転切替時に随時演算し、設定される。但し、この式を満足できない条件も存在し、この場合の最大運転時間は５分以下とする。例えば、コンビニエンスストア等への配送では停車が多く、１０分毎位で荷降ろしが行われるので、５分以下の設定が好適である。
また、冷凍機と保冷庫の大きさの組み合わせは概略決まっており、上記Ｕ値は冷凍機の機種毎に値を設定すれば良い。
【００５２】
本実施形態においては、前室Ａの冷却モード１回当たりの冷却期間、および後室Ｂの冷却モード１回当たりの冷却期間を変更することで、２つの保冷庫を迅速に、かつ効率よく冷却しながら、装置を使用する側のニーズに応じて多彩な使い方を提供できる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、従来のように２つのエバポレータに並行に冷媒を導入する場合とは異なり、冷媒の蒸発温度が設定温度より低くならず、冷媒の凝縮が起こらなくなるので、冷凍装置の内部で実質的に機能する冷媒が減少することがない。これにより、冷却能力の不足や、冷媒の不足による圧縮機の吐出温度の上昇といった不都合が生じず、２つの保冷庫を迅速に、かつ効率よく冷却することができる。
【００５４】
本発明によれば、２つの保冷庫を迅速に、かつ効率よく冷却しながらも、設定温度のより高い保冷庫の冷却を優先したり、設定温度のより低い保冷庫の冷却を優先したりといった、装置を使用する側のニーズに応じた多彩な使い方を提供できる。
【００５５】
本発明によれば、一方の保冷庫が設定温度に達したら、その保冷庫に設置されたエバポレータへの冷媒導入を停止し、他方の保冷庫に設置されたエバポレータへの冷媒の導入を、後に残った保冷庫の冷却が、設定温度に達するまで中断することなく継続されるので、結果的に２つの保冷庫を迅速に、かつ効率よく冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態を示す図であって、２つの保冷庫を有する車両用冷凍装置の概要を示す図である。
【図２】 図１の車両用冷凍装置における２つの保冷庫の冷却制御を説明するためのフローチャートである。
【図３】 同じく、図１の車両用冷凍装置における２つの保冷庫の冷却制御を説明するためのフローチャートである。
【図４】 同じく、図１の車両用冷凍装置におおける２つの保冷庫の冷却制御を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１ 圧縮機
２ コンデンサ
３Ａ，３Ｂ 膨張弁
４Ａ，４Ｂ エバポレータ（第１、第２のエバポレータ）
５ アキュムレータ
６ レシーバ
７ 制御部
８ 入力部
９ 記憶部
１０Ａ，１０Ｂ 開閉弁（弁）
１２Ａ，１２Ｂ 室温センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、２つの保冷庫を有する車両用の冷凍装置、およびその制御方法に関し、２つの保冷庫の温度を迅速に、かつ効率よく冷却する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
日常生活で目にする２つの保冷庫を備える機器としては、冷蔵庫が挙げられるが、家庭用冷蔵庫においては、食品類の鮮度を保つために冷蔵することだけでなく、冷蔵よりも冷凍能力が必要とされる冷凍食品などを解凍させない構成であることを要求される。
【０００３】
このため、冷蔵室用エバポレータと冷凍室エバポレータは基本的に直列接続され、冷凍室のみを冷却できるように冷蔵室用エバポレータをショートカットできる回路構成を採用している。そして、二室制御の方法として、コンプレッサの運転回転数に応じて冷却時間を変更する制御（例えば、特許文献１参照）や、プリセット時間を用いて両室同時冷却と冷凍室冷却を切り換える制御（例えば特許文献２参照）を行っている。
【０００４】
しかし、これらは定置式の家庭用冷蔵庫ならではの前提として、２つの保冷庫の目標設定温度が２，３種の選択は可能であるにしても、固定されている場合の制御に限られるものである。このため、異なる温度帯における保冷を保冷対象の物品に応じた細かい条件のもとで行うよう求められ、また、輸送毎に輸送物品が異なるような物流の分野に応用するには、二室からなる保冷室の構成や用途の面で上述したような先行技術は大きくかけ離れていると言わざるを得ず、技術思想的に直ちに輸送車両用の冷凍装置に応用することはできない。
【０００５】
したがって、現状では、輸送対象に応じた冷却方法を選択できるように、保冷車においては、異なる温度帯の商品を輸送するために、保冷庫内を２つに区画し、各庫に個別にエバポレータを設置してそれぞれ冷却（冷凍または冷蔵）を行っている。これら２つの保冷庫の冷却を同時に開始すると、保冷車に搭載された冷凍装置は、２つの保冷庫を並行して冷却し、設定温度の高い一方の保冷庫内の温度が設定温度に達したら一方の保冷庫の冷却を停止し、設定温度の低い他方の保冷庫に対象を絞って設定温度に達するまで冷却を続ける。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−３０４３２８号公報 （第６頁、第４図）
【特許文献２】
特開２００２−０２２３６号公報 （第５頁、第３図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のごとく目標とすべき設定温度の異なる２つの保冷庫の冷却を同時に行おうとすると、設定温度の低いエバポレータの内部において意図せずして冷媒が凝縮してしまう。この現象は、２つのエバポレータに導入された冷媒の蒸発温度が成り行きで変化して２つの異なる設定温度のほぼ中間値を指し、設定温度のより低い保冷庫側のエバポレータに導入される冷媒が凝縮してしまうために起こるものであり、庫内温度の差が大きくなるほど顕著になる。このようにして一方のエバポレータに冷媒が溜まると（これを冷媒が「寝込む」という）、冷媒回路の制御としては２つの保冷庫を同時に冷却運転していても実際には低温側が冷却されないという不都合が生じる。また、冷凍装置の内部で実質的に機能する冷媒の量が減少してしまい、冷却能力の不足や、冷媒の不足による圧縮機の吐出温度の上昇といった不都合が生じる。
【０００８】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、エバポレータでの冷媒の「寝込み」を防止して２つの保冷庫を迅速に、かつ効率よく冷却することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための手段として、次のような構成の車両用冷凍装置およびその制御方法を採用する。
すなわち本発明に係る請求項１記載の車両用冷凍装置は、圧縮機、コンデンサおよび膨張弁とともに冷凍サイクルを実現する系統に並列に接続され、２つの保冷庫に振り分けられる第１、第２のエバポレータを備える車両用冷凍装置であって、
前記第１、第２のエバポレータへの冷媒導入側に各々のエバポレータに対して冷媒を導入／中断する弁を設け、前記２つの保冷庫を同時に又は選択的に冷却できるようにすると共に、前記２つの保冷庫を同時に冷却する際、前記２つの保冷庫の温度差が所定値以上のとき、前記２つの保冷庫のいずれか一方が目標温度に冷却されるまで、前記弁を制御して前記第１、第２のエバポレータへの冷媒の導入／中断を交互に行う制御部を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の車両用冷凍装置は、請求項１記載の車両用冷凍装置において、前記第１のエバポレータへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＡ）を、前記第２のエバポレータへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＢ）に等しくすることを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の車両用冷凍装置は、請求項１記載の車両用冷凍装置において、前記第１のエバポレータへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＡ）に対する、前記第２のエバポレータへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＢ）の比を、
前記第１のエバポレータを設置される保冷庫の設定温度に対する、前記第２のエバポレータを設置される保冷庫の設定温度の比に比例させることを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の車両用冷凍装置は、請求項２または３記載の車両用冷凍装置において、前記２つの保冷庫のいずれかが設定温度に達したら、その保冷庫に設置されたエバポレータへの冷媒導入を停止し、もうひとつの保冷庫に設置されたエバポレータへの冷媒の導入を、設定温度に達するまで中断することなく継続することを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の車両用冷凍装置の制御方法は、圧縮機、コンデンサおよび膨張弁とともに冷凍サイクルを実現する系統に並列に接続され、２つの保冷庫に振り分けられる第１、第２のエバポレータを備える車両用冷凍装置の制御方法であって、
前記第１、第２のエバポレータへの冷媒導入側に各々のエバポレータに対して冷媒を導入／中断する弁を設け、前記２つの保冷庫を同時に又は選択的に冷却できるようにすると共に、前記２つの保冷庫を同時に冷却する際、前記２つの保冷庫の温度差が所定値以上のとき、前記２つの保冷庫のいずれか一方が目標温度に冷却されるまで、前記弁を制御して前記第１、第２のエバポレータへの冷媒の導入／中断を交互に行うことを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の車両用冷凍装置の制御方法は、請求項５記載の車両用冷凍装置の制御方法において、前記第１のエバポレータへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＡ）を、前記第２のエバポレータへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＢ）に等しくすることを特徴とする。
【００１５】
請求項７記載の車両用冷凍装置の制御方法は、請求項５記載の車両用冷凍装置の制御方法において、前記第１のエバポレータへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＡ）に対する、前記第２のエバポレータへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＢ）の比を、
前記第１のエバポレータを設置される保冷庫の設定温度に対する、前記第２のエバポレータを設置される保冷庫の設定温度の比に比例させることを特徴とする。
【００１６】
請求項８記載の車両用冷凍装置の制御方法は、請求項６または７記載の車両用冷凍装置の制御方法において、前記２つの保冷庫のいずれかが設定温度に達したら、その保冷庫に設置されたエバポレータへの冷媒導入を停止し、もうひとつの保冷庫に設置されたエバポレータへの冷媒の導入を、設定温度に達するまで中断することなく継続することを特徴とする。
【００１７】
本発明においては、２つの保冷庫のいずれか一方が目標とする設定温度に冷却されるまで、第１、第２のエバポレータへの冷媒の導入／中断を交互に行うことにより、従来のように２つのエバポレータに並行に冷媒を導入する場合とは異なり、冷媒の蒸発温度が設定温度より低くならず、冷媒の凝縮が起こらなくなるので、冷凍装置の内部で実質的に機能する冷媒が減少することがない。
【００１８】
本発明においては、第１のエバポレータへの１回当たりの冷媒導入期間を第２のエバポレータへの１回当たりの冷媒導入期間に等しくすることにより、設定温度のより高い保冷庫が、設定温度のより低い保冷庫よりも速く冷却される。これは、設定温度のより高い保冷庫の冷却を優先して行う場合に好適である。
【００１９】
本発明においては、前記第１、第２のエバポレータへの１回当たりの冷媒導入期間の比を、２つの保冷庫の設定温度の比に比例させることにより、２つの保冷庫がほぼ同じ時間で冷却される。これは設定温度のより低い保冷庫の冷却を優先して行う場合に好適である。
【００２０】
本発明においては、一方の保冷庫が設定温度に達したら、その保冷庫に設置されたエバポレータへの冷媒導入を停止し、他方の保冷庫に設置されたエバポレータへの冷媒の導入を、設定温度に達するまで中断することなく継続することにより、後に残った保冷庫の冷却が迅速に進められる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る実施形態を図１ないし図３に示して説明する。
図１には２つの保冷庫を有する冷凍車に搭載される車両用冷凍装置の概要を示す。同図において、符号１は圧縮機、２はコンデンサ、３Ａ，３Ｂは膨張弁、４Ａ，４Ｂはエバポレータ（第１、第２のエバポレータ）、５はアキュムレータ、６はレシーバである。各機器は図中に実線で示す冷媒配管を介して接続されて冷凍サイクルを実現する系統を構成している。さらに、図中の符号７は制御部、８は入力部、９は記憶部である。
【００２２】
２つのエバポレータ４Ａ，４Ｂは、膨張弁３Ａ，３Ｂとともに前記系統に並列に接続されている。並列に分岐して膨張弁３Ａ、エバポレータ４Ａを配置される一方の配管にはエバポレータ４Ａへの冷媒の導入を断続する開閉弁（弁）１０Ａが設けられ、膨張弁３Ｂ、エバポレータ４Ｂを配置される一方の配管にはエバポレータ４Ｂへの冷媒の導入を断続する開閉弁（弁）１０Ｂが設けられる。膨張弁３Ａ、エバポレータ４Ａおよび開閉弁１０Ａはユニット化されて２つの保冷庫の一方（以下ではここを前室Ａと呼ぶ）に配置され、膨張弁３Ｂ、エバポレータ４Ｂおよび開閉弁１０Ｂもユニット化されて２つの保冷庫の他方（以下ではここを後室Ｂと呼ぶ）に配置されている。前室Ａ、後室Ｂには、それぞれ室温センサ１２Ａ、１２Ｂが設置されている。
【００２３】
制御部７は、室温センサ１２Ａ，１２Ｂの計測結果および前室Ａ、後室Ｂそれぞれの設定温度に基づいて開閉弁１０Ａ，１０Ｂの駆動を制御する。入力部８は、前室Ａ、後室Ｂそれぞれの設定温度や、各室の１回当たりの冷却期間（エバポレータへの冷媒導入期間）等の情報を入力するのに使われる。記憶部９は、室温センサ１２Ａ，１２Ｂの計測結果および前室Ａ、後室Ｂそれぞれの設定温度、その他の情報を記憶しておくようになっている。
【００２４】
図１のように構成された車両用冷凍装置の作動の仕方を［前室（後室）単独冷却モード］、［２室同時冷却モード］と［２室交互冷却モード］の３つについて説明する。
［前室（後室）単独冷却モード］
このモードが選択されると、制御部７は、開閉弁１０Ａ（後室単独冷却の場合は１０Ｂ）を開き、開閉弁１０Ｂ（後室単独冷却の場合は１０Ａ）を閉じる。圧縮機１で圧縮された冷媒は、高温高圧のガス冷媒となってコンデンサ２に流入し、屋外の空気に熱を与え、自らは凝縮して高温高圧の液冷媒となる。
【００２５】
凝縮、液化した冷媒は、レシーバ６、開閉弁１０Ａ（後室単独冷却の場合は１０Ｂ）を流通し、膨張弁３Ａ（後室単独冷却の場合は３Ｂ）を流通する過程で断熱膨張し、低温低圧の液冷媒となってエバポレータ４Ａ（後室単独冷却の場合は４Ｂ）に流入する。エバポレータ４Ａ（後室単独の場合は４Ｂ）に流入した冷媒は、前室Ａ内の空気を冷却し、自らは蒸発して低温低圧のガス冷媒となる。蒸発、気化した冷媒はアキュムレータ５を流通し、圧縮機１に吸入されて圧縮され、以降は上記の行程を繰り返す。
【００２６】
［２室同時冷却モード］
このモードは前室と後室とを同時に冷却するものであり、このモードが選択されると、制御部７は、上述した開閉弁１０Ａと１０Ｂとを同時に開き、前後各室の単独冷却モードを同時に実現する。
【００２７】
［２室交互冷却モード］
このモードが選択されると、制御部７は、開閉弁１０Ａ，１０Ｂを交互に開閉する。圧縮機１で圧縮された冷媒は、高温高圧のガス冷媒となってコンデンサ２に流入し、屋外の空気に熱を与え、自らは凝縮して高温高圧の液冷媒となる。
【００２８】
ここで、最初に制御部７が開閉弁１０Ａを開き、開閉弁１０Ｂを閉じた場合には、凝縮、液化した冷媒は、レシーバ６、開状態にある開閉弁１０Ａを流通し、膨張弁３Ａを流通する過程で断熱膨張し、低温低圧の液冷媒となってエバポレータ４Ａに流入する。エバポレータ４Ａに流入した冷媒は、前室Ａ内の空気を冷却し、自らは蒸発して低温低圧のガス冷媒となる。蒸発、気化した冷媒はアキュムレータ５を流通し、圧縮機１に吸入されて圧縮され、以降は制御部７が開閉弁の開閉状態を切り換えるまで上記の行程を繰り返す。
【００２９】
そして、後述する所定の時間条件を満たすことを契機に、制御部７が開閉弁１０Ａと閉じ、開閉弁１０Ｂを開いて対象弁の切換を行った場合には、凝縮、液化した冷媒は、レシーバ６、開状態にある開閉弁１０Ｂを流通し、膨張弁３Ｂを流通する過程で断熱膨張し、低温低圧の液冷媒となってエバポレータ４Ｂに流入する。エバポレータ４Ｂに流入した冷媒は、後室Ｂ内の空気を冷却し、自らは蒸発して低温低圧のガス冷媒となる。蒸発、気化した冷媒はアキュムレータ５を流通し、圧縮機１に吸入されて圧縮され、以降は上記の行程を、制御部７により冷媒の流れが再度切り換えられるまで繰り返す。
【００３０】
以下に、本実施形態にかかる２室冷却制御方法を図２ないし図４に示すフローチャートを用いて説明する。
まず、制御部７は、室温センサ１２Ａ，１２Ｂによって前室Ａ、後室Ｂの庫内温度Ｆｔ，Ｒｔをそれぞれ計測する（ステップ１０１）。次に、庫内温度Ｆｔがあらかじめ設定された前室Ａの目標温度（設定温度）Ｆｓｅｔよりも高く、かつ庫内温度Ｒｓｅｔがあらかじめ設定された後室Ｂの目標温度（設定温度）Ｒｓｅｔよりも高いか否かを判別する（ステップ１０２）。
【００３１】
制御部７が、前室Ａの庫内温度Ｆｔが設定温度Ｆｓｅｔよりも高く、かつ後室Ｂの庫内温度Ｒｓｅｔが設定温度Ｒｓｅｔよりも高いと判断した場合は、前述した[２室同時冷却モード]と[２室交互冷却モード]のいずれを実行するかを選択するため、庫内温度Ｆｔ，Ｒｔの差の絶対値が５度（℃）よりも大きいか否かを判別する（ステップ１０３）。両室とも設定温度よりも高いと判断しなかった場合、すなわち、制御部７がいずれか一室が設定温度に到達したと判断した場合には、［２室同時冷却モード］から抜けて［前室（後室）単独冷却モード］への移行を行い、両室ともに設定温度に到達したと判断した場合には、冷却運転自体の停止を選択する（ステップ１０４）。
【００３２】
続いて、制御部７が、ステップ１０３において庫内温度Ｆｔ，Ｒｔの差の絶対値が５度（℃）よりも大きいと判断した場合は、[２室交互冷却モード]に移行するが、まずは、開閉弁１０Ａを開くとともに開閉弁１０Ｂを閉じて［前室冷却モード▲１▼］に入る（ステップ１０５）。庫内温度Ｆｔ，Ｒｔの差の絶対値が５度（℃）以下であると判断した場合は、開閉弁１０Ａ，１０Ｂをともに開いて［２室同時冷却モード］に入り（ステップ１０６）、ステップ１０１に戻って上記の処理を繰り返す。
【００３３】
このように、本実施形態では５度（℃）を臨界数値としたが、制御部７は、２室の庫内温度の差を、低温室側で冷媒凝縮が生じ寝込みが顕在化する所定温度差以内にあるか否かを判別し、所定温度差以内で２室同時冷却モードが有効に機能する場合は同時運転により冷却を加速させ、所定温度差以上になって２室同時冷却モードによる冷却が有効に機能しない、もしくはその蓋然性が高くなった場合には、後述する前室冷却モードまたは後室冷却モードを選択的に切り換える２室交互冷却モードによる制御に移行する制御フローを採用する。このような制御フローを採用することにより、システム全体として追従性の高い冷凍装置の制御が可能となる。
【００３４】
以下、制御部７による２室交互冷却モードについて詳細に説明する。ここで、２室交互冷却モードは、ステップ１０５からステップ１１３までの処理によってなされる。まず、制御部７は［前室冷却モード▲１▼］に入ると、前室Ａのみを冷却した状態で（ステップ１０５）、同モードの開始からの期間（エバポレータ４Ａへの冷媒導入期間；ＴＡ）が例えば１分が経過したか否かを判別する（ステップ１０７）。１分が経過していないうちは同モードを継続し、１分が経過したら、前室Ａの庫内温度Ｆｔを計測したうえで（ステップ１０８）、前室Ａの設定温度Ｆｓｅｔが現状の庫内温度Ｆｔよりも高いか否かを判別する（ステップ１０９）。
【００３５】
制御部７が、前室Ａの設定温度Ｆｓｅｔが庫内温度Ｆｔよりも高いと判断した場合は、前室が目標とした設定温度Ｆｓｅｔに到達したものとして後述するステップ１２１に移行し、設定温度Ｆｓｅｔが庫内温度Ｆｔ以下の場合は、開閉弁１０Ａを閉じるとともに開閉弁１０Ｂを開いて切換を行い、［後室冷却モード▲１▼］に入る（ステップ１１０）。
【００３６】
制御部７は、［後室冷却モード▲１▼］に入ると、後室Ｂのみを冷却した状態で（ステップ１１０）、同モードの開始からの期間（エバポレータ４Ｂへの冷媒導入期間；ＴＢ）が例えば１分が経過したか否かを判別する（ステップ１１１）。１分が経過していないうちは同モードを継続し、１分が経過したら、後室Ｂの庫内温度Ｒｔを計測したうえで（ステップ１１２）、後室Ｂの設定温度Ｒｓｅｔが現状の庫内温度Ｒｔよりも高いか否かを判別する（ステップ１１３）。
【００３７】
制御部７が、後室Ｂの設定温度Ｒｓｅｔが庫内温度Ｒｔよりも高いと判断した場合は、後室が目標とした設定温度Ｒｓｅｔに到達したものとして、図３に示すように、開閉弁１０Ａを開くとともに開閉弁１０Ｂを閉じて［前室冷却モード▲２▼］に入る（ステップ１１４）。設定温度Ｒｓｅｔが庫内温度Ｒｔ以下の場合は、ステップ１０５に戻って上記の処理を繰り返す。
結果として、制御部７は、前室Ａ、後室Ｂのいずれかが設定温度に到達したと判断するまで（ステップ１０９，１１３）、１分毎に冷却対象となる保冷庫を切換える制御を継続する（ステップ１０５〜１１３）。
【００３８】
上述した交互冷却モードをにおいて、後室が設定温度Ｒｓｅｔに到達した場合には、制御部７は、［前室冷却モード▲２▼］に入り、前室Ａのみを冷却した状態で（ステップ１１４）、同モードの開始からの期間（ＴＡ）が例えば１分が経過したか否かを判別する（ステップ１１５）。１分が経過していないうちは同モードを継続し、１分が経過したら、後室Ｂの庫内温度Ｒｔを計測したうえで（ステップ１１６）、後室Ｂの設定温度Ｒｓｅｔが現状の庫内温度Ｒｔよりも高いか否かを判別する（ステップ１１７）。
【００３９】
制御部７は、後室Ｂの設定温度Ｒｓｅｔが庫内温度Ｒｔ以下であると判断した場合は、ステップ１０５に戻って上記の処理を繰り返し、設定温度Ｒｓｅｔが庫内温度Ｒｔよりも高いと判断した場合は、前室Ａの庫内温度Ｆｔを計測したうえで（ステップ１１８）、前室Ａの設定温度Ｆｓｅｔが現状の庫内温度Ｆｔよりも高いか否かを判別する（ステップ１１９）。
ここで、制御部７が、前室Ａの設定温度Ｆｓｅｔが庫内温度Ｆｔ以下であると判断した場合は、ステップ１１４に戻って上記の処理を繰り返し、設定温度Ｆｓｅｔが庫内温度Ｆｔよりも高いと判断した場合は、圧縮機１を停止し（ステップ１２０）、［２室交互冷却モード］を終了する。
【００４０】
一方、１分毎に冷却対象となる保冷庫を切換える制御シーケンス（ステップ１０５〜１１３）において、制御部７が、ステップ１０９において前室Ａの設定温度Ｆｓｅｔが庫内温度Ｆｔよりも高いと判断した場合は、図４に示したように、開閉弁１０Ａを閉じるとともに開閉弁１０Ｂを開いて［後室冷却モード▲２▼］に入る（ステップ１２１）。
【００４１】
制御部７は、［後室冷却モード▲２▼］に入ると、後室Ｂのみを冷却した状態で（ステップ１２１）、同モードの開始からの期間（ＴＢ）が例えば１分が経過したか否かを判別する（ステップ１２２）。１分が経過していないうちは同モードを継続し、１分が経過したら、前室Ａの庫内温度Ｆｔを計測したうえで（ステップ１２３）、前室Ａの設定温度Ｆｓｅｔが現状の庫内温度Ｆｔよりも高いか否かを判別する（ステップ１２４）。
【００４２】
制御部７が、前室Ａの設定温度Ｆｓｅｔが庫内温度Ｆｔ以下であると判断した場合は、ステップ１０５に戻って上記の処理を繰り返し、設定温度Ｆｓｅｔが庫内温度Ｆｔよりも高いと判断した場合は、後室Ｂの庫内温度Ｒｔを計測したうえで（ステップ１２５）、後室Ｂの設定温度Ｒｓｅｔが現状の庫内温度Ｒｔよりも高いか否かを判別する（ステップ１２６）。
ここで、制御部７が、後室Ｂの設定温度Ｒｓｅｔが庫内温度Ｒｔ以下の場合は、ステップ１２１に戻って上記の処理を繰り返し、設定温度Ｒｓｅｔが庫内温度Ｒｔよりも高い場合は、ステップ１２０に移行し、圧縮機１を停止して［２室交互冷却モード］を終了する。
【００４３】
言い換えれば、制御部７は、前室Ａ、後室Ｂのいずれかが設定温度に到達したと判断した場合には（ステップ１０９，１１３）、設定温度に到達していない保冷庫に対して、到達していない保冷庫が設定温度に到達するか（ステップ１１９，１２６）、もしくは、すでに到達していた室の温度が設定温度以下になるまで（ステップ１１７，１２４）、単独冷却モードを実行する制御を行う。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態においては、前室Ａ、後室Ｂのいずれか一方が目標とする設定温度に冷却されるまで、各室に振り分けて設置されたエバポレータ４Ａ，４Ｂへの冷媒の導入／中断を交互に行うようになっている。これにより、従来のように２つのエバポレータに並行に冷媒を導入する場合とは異なり、冷媒の蒸発温度が設定温度より低くならず、冷媒の凝縮が起こらなくなるので、冷凍装置の内部で実質的に機能する冷媒が減少することがない。
【００４５】
また、エバポレータ４Ａへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＡ）と、エバポレータ４Ｂへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＢ）とが等しく設定されており、前室Ａの冷却モード１回当たりの冷却と、後室Ｂの冷却モード１回当たりの冷却とを等しい時間間隔（例えば１分）で交互に行うようになっている。これにより、設定温度のより高い保冷庫が、設定温度のより低い保冷庫よりも速く冷却される。これは、設定温度のより高い保冷庫の冷却を優先して行う場合に好適である。
【００４６】
さらに、前室Ａ、後室Ｂのいずれか一方が設定温度に達したら、その保冷庫に設置されたエバポレータへの冷媒導入を停止し、他方の保冷庫に設置されたエバポレータへの冷媒の導入を、設定温度に達するまで中断することなく継続するようになっている。これにより、後に残った保冷庫の冷却が迅速に進められる。
【００４７】
上記のように構成された空気調和装置によれば、冷却能力の不足や、冷媒の不足による圧縮機の吐出温度の上昇といった不都合が生じず、２つの保冷庫を迅速に、かつ効率よく冷却することができる。
【００４８】
なお、本実施形態においては、エバポレータ４Ａへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＡ）と、エバポレータ４Ｂへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＢ）とを等しく設定し、前室Ａの冷却モード１回当たりの冷却期間と、後室Ｂの冷却モード１回当たりの冷却期間とを等しい時間間隔（例えば１分）で交互に行うようにした。このようにすると、設定温度のより高い保冷庫の冷却を優先して行う場合に好適である。
【００４９】
ところで、エバポレータ４Ａへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＡ）に対する、エバポレータ４Ｂへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＢ）の比を、前室Ａの設定温度に対する後室Ｂの設定温度の比に比例させてもよい。このようにすると、設定温度のより低い保冷庫の冷却モード１回当たりの冷却期間を、設定温度のより高い保冷庫の冷却モード１回当たりの冷却期間よりも長くなるから、設定温度のより低い保冷庫が、冷却モード１回当たりでより強く冷却されることになり、設定温度のより低い保冷庫の冷却を優先して行う場合に好適である。
【００５０】
交互冷却を行う時間条件は、上記の１分に限られるものではなく、前室、後室の冷却能力に応じた所定の時間を設定し得るものであり、例えば下記のごとく与えられる。
設定温度が高い場合、冷凍能力は大きく、保冷庫外部からの侵入熱は小さい。冷凍能力と侵入熱の関係は次式で与えられる。
【数１】
冷凍能力Ｑ＞熱負荷Ｗであれば冷却可能であり、２室交互冷却モードでは上記２式に基づいて以下の関係が導かれる。
【数３】
【００５１】
この式を満足するＸが最適運転時間率であり、交互運転切替時に随時演算し、設定される。但し、この式を満足できない条件も存在し、この場合の最大運転時間は５分以下とする。例えば、コンビニエンスストア等への配送では停車が多く、１０分毎位で荷降ろしが行われるので、５分以下の設定が好適である。
また、冷凍機と保冷庫の大きさの組み合わせは概略決まっており、上記Ｕ値は冷凍機の機種毎に値を設定すれば良い。
【００５２】
本実施形態においては、前室Ａの冷却モード１回当たりの冷却期間、および後室Ｂの冷却モード１回当たりの冷却期間を変更することで、２つの保冷庫を迅速に、かつ効率よく冷却しながら、装置を使用する側のニーズに応じて多彩な使い方を提供できる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、従来のように２つのエバポレータに並行に冷媒を導入する場合とは異なり、冷媒の蒸発温度が設定温度より低くならず、冷媒の凝縮が起こらなくなるので、冷凍装置の内部で実質的に機能する冷媒が減少することがない。これにより、冷却能力の不足や、冷媒の不足による圧縮機の吐出温度の上昇といった不都合が生じず、２つの保冷庫を迅速に、かつ効率よく冷却することができる。
【００５４】
本発明によれば、２つの保冷庫を迅速に、かつ効率よく冷却しながらも、設定温度のより高い保冷庫の冷却を優先したり、設定温度のより低い保冷庫の冷却を優先したりといった、装置を使用する側のニーズに応じた多彩な使い方を提供できる。
【００５５】
本発明によれば、一方の保冷庫が設定温度に達したら、その保冷庫に設置されたエバポレータへの冷媒導入を停止し、他方の保冷庫に設置されたエバポレータへの冷媒の導入を、後に残った保冷庫の冷却が、設定温度に達するまで中断することなく継続されるので、結果的に２つの保冷庫を迅速に、かつ効率よく冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態を示す図であって、２つの保冷庫を有する車両用冷凍装置の概要を示す図である。
【図２】 図１の車両用冷凍装置における２つの保冷庫の冷却制御を説明するためのフローチャートである。
【図３】 同じく、図１の車両用冷凍装置における２つの保冷庫の冷却制御を説明するためのフローチャートである。
【図４】 同じく、図１の車両用冷凍装置におおける２つの保冷庫の冷却制御を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１ 圧縮機
２ コンデンサ
３Ａ，３Ｂ 膨張弁
４Ａ，４Ｂ エバポレータ（第１、第２のエバポレータ）
５ アキュムレータ
６ レシーバ
７ 制御部
８ 入力部
９ 記憶部
１０Ａ，１０Ｂ 開閉弁（弁）
１２Ａ，１２Ｂ 室温センサ
Claims (8)
- 圧縮機、コンデンサおよび膨張弁とともに冷凍サイクルを実現する系統に並列に接続され、２つの保冷庫に振り分けられる第１、第２のエバポレータを備える車両用冷凍装置であって、
前記第１、第２のエバポレータへの冷媒導入側に各々のエバポレータに対して冷媒を導入／中断する弁を設け、前記２つの保冷庫を同時に又は選択的に冷却できるようにすると共に、前記２つの保冷庫を同時に冷却する際、前記２つの保冷庫の温度差が所定値以上のとき、前記２つの保冷庫のいずれか一方が目標温度に冷却されるまで、前記弁を制御して前記第１、第２のエバポレータへの冷媒の導入／中断を交互に行う制御部を備えることを特徴とする車両用冷凍装置。 - 前記第１のエバポレータへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＡ）を、前記第２のエバポレータへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＢ）に等しくすることを特徴とする請求項１記載の車両用冷凍装置。
- 前記第１のエバポレータへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＡ）に対する、前記第２のエバポレータへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＢ）の比を、
前記第１のエバポレータを設置される保冷庫の設定温度に対する、前記第２のエバポレータを設置される保冷庫の設定温度の比に比例させることを特徴とする請求項１記載の車両用冷凍装置。 - 前記２つの保冷庫のいずれかが設定温度に達したら、その保冷庫に設置されたエバポレータへの冷媒導入を停止し、もうひとつの保冷庫に設置されたエバポレータへの冷媒の導入を、設定温度に達するまで中断することなく継続することを特徴とする請求項２または３記載の車両用冷凍装置。
- 圧縮機、コンデンサおよび膨張弁とともに冷凍サイクルを実現する系統に並列に接続され、２つの保冷庫に振り分けられる第１、第２のエバポレータを供える車両用冷凍装置の制御方法であって、
前記第１、第２のエバポレータへの冷媒導入側に各々のエバポレータに対して冷媒を導入／中断する弁を設け、前記２つの保冷庫を同時に又は選択的に冷却できるようにすると共に、前記２つの保冷庫を同時に冷却する際、前記２つの保冷庫の温度差が所定値以上のとき、前記２つの保冷庫のいずれか一方が目標温度に冷却されるまで、前記弁を制御して前記第１、第２のエバポレータへの冷媒の導入／中断を交互に行うことを特徴とする車両用冷凍装置の制御方法。 - 前記第１のエバポレータへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＡ）を、前記第２のエバポレータへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＢ）に等しくすることを特徴とする請求項５記載の車両用冷凍装置の制御方法。
- 前記第１のエバポレータへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＡ）に対する、前記第２のエバポレータへの１回当たりの冷媒導入期間（ＴＢ）の比を、
前記第１のエバポレータを設置される保冷庫の設定温度に対する、前記第２のエバポレータを設置される保冷庫の設定温度の比に比例させることを特徴とする請求項５記載の車両用冷凍装置の制御方法。 - 前記２つの保冷庫のいずれかが設定温度に達したら、その保冷庫に設置されたエバポレータへの冷媒導入を停止し、もうひとつの保冷庫に設置されたエバポレータへの冷媒の導入を、設定温度に達するまで中断することなく継続することを特徴とする請求項６または７記載の車両用冷凍装置の制御方法。
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