JP6781797B2 - 冷凍機制御システム、サーバ端末装置、冷凍機ユニットの制御方法およびプログラム - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施形態における冷凍機制御システムの一例を示すブロック図である。
図1が示すとおり冷凍機制御システム1は、制御装置10と、冷凍機ユニット30とを含む。冷凍機制御システム1は、冷凍車両が備える冷凍機を制御するためのシステムである。制御装置10は、例えば、データセンタに設置されたサーバ端末装置である。制御装置10は、インターネットと接続されており、例えば、冷凍車両が走行する経路の天候・外気温・交通状況などの情報を取得したり、冷凍車両の運行管理を行う企業が運営する車両管理システムと接続して冷凍車両の出発位置や目的位置等の情報を取得したりすることができる。冷凍機ユニット30は、冷凍車両に備えられ、その冷凍車両で輸送する貨物を冷凍・冷蔵する装置である。制御装置10は、冷凍機ユニット30とネットワークを介して通信可能に接続されている。制御装置10は、冷凍機ユニット30に冷却制御を指示する指令信号を送信し、冷凍機ユニット30は、制御装置10から受信した指令信号に基づいて貨物に対する冷却制御を行う。
位置情報取得部103は、冷凍機ユニット30を備えた冷凍車両の現在の位置情報を取得する。例えば、冷却車両20は、GPS受信機を搭載しており、車両管理システムは、冷却車両20から所定の時間間隔で冷凍車両の位置情報を取得している。位置情報取得部103は、車両管理システムから冷凍車両の位置情報を取得する。
経路特定部105は、走行初期条件取得部101が取得した出発位置および目的位置の情報を道路網情報が含まれる地図情報とを照らして、冷凍車両が出発位置から目的位置に至るまでに走行する走行経路を特定する。例えば、冷凍車両が出発位置を出発してから一般道路A、高速道路B、一般道路Cの順に走行して目的位置に到達する場合、経路特定部105は、冷凍車両の走行経路を構成する道路を特定する。
記憶部110は、冷凍機ユニット30の動作制御に必要な種々の情報を記憶する。例えば、記憶部110は、経路特定部105が特定した走行経路を構成する道路の情報を含む地図情報を記憶している。
図2に示す冷凍車両20Aは、エンジン21が直接コンプレッサ321を駆動する冷凍車両の構成例である。
図2に示す冷凍車両20Aのエンジン21は、冷凍車両20Aを走行させる動力源である。また、エンジン21は、電磁クラッチなどでコンプレッサ321と連結される。コンプレッサ321をエンジン21に連結する制御は、冷凍機コントローラ31が行う。コンプレッサ321がエンジン21と連結されると、コンプレッサ321は、エンジン21により回転駆動し、高圧高温の冷媒ガスを生成する。コンデンサ322は、コンプレッサ321で圧縮した冷媒を凝縮液化する。エバポレータ323は、コンデンサ322で液化した冷媒ガスを蒸発させて冷凍車両20が備える保冷庫22内の空気との間で熱交換を行い、保冷庫22を冷却する。エバポレータ323は、低温、低圧の冷媒ガスをコンプレッサ321へ送出する。コンプレッサ321は、エバポレータ323からの冷媒ガスを吸入し、高温高圧の冷媒ガスを生成する。そして、上述の過程を繰り返して保冷庫22を冷却する。コンプレッサ321、コンデンサ322、エバポレータ323等の機器類は冷媒配管で接続されており、これらは冷凍サイクルを構成する。この、コンプレッサ321、コンデンサ322、エバポレータ323等を含む冷凍サイクルは、図1の冷凍機32に相当する。
図3に示す冷凍車両20Bは、エンジン21が発電機24を駆動することにより電力を生成し、その電力によって電動機324を介してコンプレッサ321を回転駆動させる冷凍車両の構成例である。
発電機24は、エンジン21によって回転駆動し電力を生成する。発電機24と電動機324は電気的に接続されていて、電動機324は、発電機24が生成した電力によって回転駆動する。電動機324とコンプレッサ321とは連結されており、電動機324が回転するとコンプレッサ321も回転する。冷凍機コントローラ31は、発電機24と電動機324との電気的な接続のオンオフを制御することでコンプレッサ321を稼働する。コンプレッサ321が回転駆動すると、コンプレッサ321は、高圧高温の冷媒ガスを生成し、上述した一連の冷凍サイクルによって保冷庫22が冷却される。電動機324の回転速度を調節することでコンプレッサ321の回転速度を変更できるため、図3で例示する構成の方が図2で例示したコンプレッサ321が直接エンジン21の回転動力により駆動する構成よりも、より細やかな制御が可能になる。しかし、この構成例においても、エンジン21が回転していない状態では、冷凍機32を稼働させることはできず、また、冷凍機32を稼働させることはエンジン21に与える負荷を増大させる。本実施形態の制御装置10は、図2、図3で例示した構成の冷凍車両20A、20Bに備えられた冷凍機コントローラ31へ指令信号を送信し、保冷庫22に積載された貨物に必要な冷却を行いつつ、輸送コストを最適化する。次に本実施形態の冷凍機32による冷却動作の制御について説明を行う。
図4を用いて制御装置10が指令信号を生成し、冷凍機コントローラ31が冷凍機32の冷却動作を制御する処理の流れについて説明する。
まず、走行初期条件取得部101が、冷凍車両20の運行を管理する車両管理システムから冷凍車両20の出発位置と目的位置の位置情報を取得する(ステップS11)。走行初期条件取得部101は、これらの位置情報を経路特定部105に出力する。経路特定部105は、記憶部110が記憶する地図情報を読み出して、地図情報に含まれる道路網の情報から、出発位置から目的位置に至るまでに走行する道路を選択し、走行経路の特定を行う(ステップS12)。走行経路の特定とは、冷凍車両20が走行する道路の種類や性質を特定することをいう。種類とは、例えば、高速道路か一般道路か、あるいは道路の制限速度はどの程度かなどである。また、道路の性質とは、登り坂が含まれているか、信号が多いかなどである。記憶部110が記憶する地図情報には、各道路についてこれらの情報が含まれており、経路特定部105は、冷凍車両20が走行する道路の種類を地図情報から読み出す。なお、走行する道路の選択には、例えば、いわゆるカーナビの経路案内などの公知の手法を用いることができる。あるいは、経路特定部105は、車両管理システムなど外部から走行する道路の情報を取得してもよい。経路特定部105は、特定した走行経路の情報を走行条件予測部106へ出力する。
図4のフローチャートでは、制御モード決定部107は、走行速度とその走行速度の継続時間によって制御モードを決定した。制御モード決定部107は、走行する道路の種類によって制御モードを決定することも可能である。図5は、走行する道路の種類によって制御モードを決定する処理の一例である。
まず、制御モード決定部107が、経路特定部105から冷凍車両20の走行経路に含まれる道路の種類を示す情報を取得する(ステップS21)。次に制御モード決定部107は、経路特定部105から取得した走行経路に含まれる道路の各々について、道路の種類に基づく制御モードを決定する。まず、制御モード決定部107は、道路の種類を判定する(ステップS22)。例えば、道路の種類が高速道路の場合、制御モード決定部107は、高速道路の区間における制御モードを高速道路用の制御モードに決定する(ステップS23)。高速道路用の制御モードとは、例えば、冷凍機32の冷却動作を低下させる制御モードである。例えば、道路の種類が一般道路の場合、制御モード決定部107は、一般道路の区間における制御モードを一般道路用の制御モードに決定する(ステップS24)。一般道路用の制御モードとは、例えば、冷凍機32の冷却動作を断続的に行う制御モードである。一般道の場合、速度の制限や信号による停止により、高速道路のような走行風による冷却効果が期待できない。そのため、一般道路用の制御モードでは、例えば、冷凍機32の冷却動作を断続的に行う制御モードに決定する。
図4、図5を用いて、主に冷凍車両20の走行条件に対応する制御モードを選択し、その制御モードで冷凍機32の冷却動作を制御する処理について説明した。ところで、保冷庫22の温度に影響するのは、高速走行時の走行風だけではない。その他に影響を与えるパラメータとして、外気温、天候、貨物の積載量、冷却の程度などの要因が考えられる。例えば、外気温が高ければ保冷庫22内への侵入熱が増加し、保冷庫22の温度も上昇しやすくなる。また、雨天であれば、保冷庫22が雨によって冷却され、保冷庫22の温度は上昇しにくくなる。また、貨物の積載量が多ければ冷却動作の負荷が高くなると考えられる。また、貨物の種類によって冷却の程度は異なり、野菜などの食品は冷蔵、アイスクリームなどは冷凍した状態で輸送する必要がある。例えば、冷蔵であれば、保冷庫22内の温度を適切な温度に保つためには比較的こまめに冷凍機32を稼働する必要があるが、冷凍であれば、保冷庫22内の温度を予め必要な温度より低温にしておくことにより、冷凍機32を停止させても比較的長時間冷凍状態を維持できる可能性があり、冷凍機32の動作制御にも影響する。
図7のフローチャートは、走行中の冷凍車両20が渋滞に巻き込まれるなどして走行できなくなり、エンジン21の回転数の低下に伴い冷凍機32を十分に稼働することができなくなっても保冷庫22内の温度が上昇し、貨物が傷むことを防ぐための制御である。本処理フローの前提として、冷凍車両20は、出発位置を出発して走行しているとする。また、走行初期条件取得部101は、所定の時間間隔で冷凍車両20の位置情報を取得しているものとする。
まず、渋滞情報取得部104が、渋滞情報を取得する(ステップS31)。渋滞情報取得部104は、取得した渋滞情報を渋滞時冷却制御部108へ出力する。渋滞時冷却制御部108は、経路特定部105から冷凍車両20の走行経路の情報を取得する。渋滞時冷却制御部108は、冷凍車両20が走行を予定している走行経路の情報と渋滞情報とを照らし合わせて、走行予定の道路に渋滞が発生していないかどうかを検出する。そして、渋滞時冷却制御部108は、冷凍車両20は渋滞に遭遇するかどうかを判定する(ステップS32)。渋滞に遭遇しないと判定した場合(ステップS32;No)、本処理フローは終了する。
また、制御装置10は、1台のコンピュータで構成されていても良いし、通信可能に接続された複数のコンピュータで構成されていてもよい。
10・・・制御装置
101・・・走行初期条件取得部
102・・・環境情報取得部
103・・・位置情報取得部
104・・・渋滞情報取得部
105・・・経路特定部
106・・・走行条件予測部
107・・・制御モード決定部
108・・・渋滞時冷却制御部
109・・・指令信号送信部
110・・・記憶部
20A、20B・・・冷凍車両
21・・・エンジン
22・・・保冷庫
23・・・電磁クラッチ
24・・・発電機
30・・・冷凍機ユニット
31・・・冷凍機コントローラ
32・・冷凍機
321・・・コンプレッサ
322・・・コンデンサ
323・・・エバポレータ
324・・・電動機
Claims (7)
- 車両が備える冷凍機ユニットと、
前記冷凍機ユニットとネットワークを介して通信可能に接続されている制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記車両の走行経路の特定を行う経路特定部と、
特定された前記走行経路に基づいて走行条件を予測する走行条件予測部と、
前記走行条件に応じた冷却動作を指示する指令信号を、前記冷凍機ユニットへ送信する指令信号送信部と、
前記走行条件に基づいて前記冷凍機ユニットの制御モードを決定する制御モード決定部と、
複数の前記制御モードについて、各々の前記制御モードに対応する制御内容を示す情報が記録された記憶部と、
を備え、
前記制御モード決定部は、所定区間での前記走行条件に基づいて前記制御モードを決定し、前記記憶部から決定した前記制御モードに対応する前記制御内容を読み出して前記指令信号送信部に出力し、
前記指令信号送信部は、前記制御内容に基づく前記指令信号を、前記冷凍機ユニットへ送信する、
冷凍機制御システム。 - 前記走行条件は、車両の走行経路における走行速度とその走行速度の継続時間とを含む、
請求項1に記載の冷凍機制御システム。 - 前記冷凍機ユニットは、
冷凍機と、
前記冷凍機を制御するコントローラと、
前記指令信号を受信する受信インタフェースと
を備え、
前記コントローラは、前記指令信号に基づいて前記冷凍機による冷却動作を制御する、
請求項1または請求項2に記載の冷凍機制御システム。 - 車両が備える冷凍機ユニットとネットワークを介して通信可能に接続されているサーバ端末装置であって、
前記車両の走行経路の特定を行う経路特定部と、
特定された前記走行経路に基づいて走行条件を予測する走行条件予測部と、
前記走行条件に応じた冷却動作を指示する指令信号を、前記冷凍機ユニットへ送信する指令信号送信部と、
前記走行条件に基づいて前記冷凍機ユニットの制御モードを決定する制御モード決定部と、
複数の前記制御モードについて、各々の前記制御モードに対応する制御内容を示す情報が記録された記憶部と、
を備え、
前記制御モード決定部は、
所定区間での前記走行条件に基づいて前記制御モードを決定し、前記記憶部から決定した前記制御モードに対応する前記制御内容を読み出して前記指令信号送信部に出力し、
前記指令信号送信部は、前記制御内容に基づく前記指令信号を、前記冷凍機ユニットへ送信する、
サーバ端末装置。 - データセンタに設置された、請求項4に記載のサーバ端末装置。
- 車両が備える冷凍機ユニットとネットワークを介して通信可能に接続されているサーバ端末装置が、
前記車両の走行経路の特定を行い、
特定した前記走行経路に基づいて走行条件を予測し、
所定区間での前記走行条件に基づいて前記冷凍機ユニットの制御モードを決定し、
複数の前記制御モードについて、各々の前記制御モードに対応する制御内容を示す情報が記録された記憶部から、決定した前記制御モードに対応する前記制御内容を読み出し、
前記走行条件に応じた冷却動作を指示する指令信号であって、読み出した前記制御内容に基づく前記指令信号を、前記冷凍機ユニットへ送信する、
冷凍機ユニットの制御方法。 - コンピュータを、
車両の走行経路の特定を行う手段、
特定した前記走行経路に基づいて走行条件を予測する手段、
所定区間での前記走行条件に基づいて冷凍機ユニットの制御モードを決定する手段、
複数の前記制御モードについて、各々の前記制御モードに対応する制御内容を示す情報が記録された記憶部から、決定した前記制御モードに対応する前記制御内容を読み出す手段、
前記走行条件に応じた冷却動作を指示する指令信号であって、読み出した前記制御内容に基づく前記指令信号を、ネットワークを介して前記車両が備える前記冷凍機ユニットへ送信する手段、
として機能させるためのプログラム。
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