JPH02213678A - 車載用冷凍装置の運転制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、温度制御性に優れた車載用冷凍装置に関する
。

〔従来技術〕

第５図に示すごとく、生鮮食料品等を輸送する冷凍トラ
ック等の車両９においては、冷凍庫９１と、該冷凍庫９
１内に、冷気を送る車載用冷凍装置８とを有する。該車
載用冷凍装置８は、コンプレッサ等を有するコンデンシ
ングユニット８１と。

冷凍庫上方に設けたクーリングユニット８２とからなる
。また、該クーリングユニット８２は、蒸発器（図示略
）、及び該蒸発器から冷凍庫９１内に冷気を送るための
クーリングファン８３を有する。しかして、該車載用冷
凍装置８は、主として。

車両走行用のエンジンとは別の補助エンジン（以下、エ
ンジンという）によって駆動される。

ところで、コールドチェーンの増大に伴い、氷温輸送の
ニーズが高まっている。そして、定置用冷凍装置では、
インバータ制御などにより冷凍機の能力を種々に変化さ
せることによって、常に氷温帯を維持する機器が開発さ
れている。しかし。

車載用冷凍装置では、上記のごとくコンプレッサの駆動
源がエンジンであるために、上記定置式冷凍装置のごと
き、インバータ制御ができない。

また、従来、車載用冷凍装置において、エンジンによっ
てコンプレッサの速度、及びアンロードコンプレッサに
よる容量可変を行なうと共に、冷却と加温の繰り返しに
より温度制御を行なう方法が提案されている（特開昭５
７−３８７号公報）。

〔解決しようとする課題〕

しかしながら、上記公開公報に示される方法においても
、エンジンの回転数は通常１２００〜２４００ｒｐｍ程
度でしか使用できないために、コンプレッサの回転数を
その最大回転数の２分の１以下に低下させて使用するこ
とが不可能である。

即ち、大幅な範囲でエンジン回転数を変化させ。

コンプレッサの冷媒吐出力を変化させて５冷凍能力の制
御を行なうことは不可能である。また、そのために５冷
凍庫内の温度を氷温帯域に細かく制御することができな
い。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、冷凍庫内の温度
をきめ細かく制御することができる。車載用冷凍装置の
運転制御方法を提供しようとするものである。

〔課題の解決手段〕

本発明は、車両に搭載した冷凍庫の温度を制御する冷凍
装置の運転ｌ！ｌｌＪ御方法であって、上記冷凍装置は
独立した少なくとも２系統の冷凍システムを有し、該冷
凍システムは冷媒圧縮用のコンプレッサと、冷媒切換に
よって冷却サイクルを行なう冷却系及び加温サイクルを
行なう加温系と、これらを制御する冷温制御装置とを有
し、上記冷温制御装置からの信号により、各冷凍システ
ムにおけるコンプレッサの回転数をそれぞれ独立して制
御すると共に、上記各冷凍システムにおける上記冷却系
又は加温系のいずれか一方を作動させて前記冷凍庫内を
所望温度に制御することを特徴とする車載用冷凍装置の
運転制御方法にある。

本発明においては注目すべきことは、それぞれ独立して
作動する２系統以上の冷凍システムを用いることにある
。

上記冷凍システムは、冷媒圧縮用のコンプレッサと、凝
縮器と、蒸発器と両者の間に介設した冷却サイクル用の
膨張弁とを有する。上記コンプレッサは、エンジン又は
電動モータによって回転させる。また、前記膨張弁には
加温サイクル用のバイパス弁を設ける。しかして、上記
冷凍システムとしては１通常の蒸気圧縮式冷凍システム
を用いる。そして、上記冷却サイクルは、コンプレッサ
により圧縮された冷媒を、凝縮器で凝縮させた後。

膨張弁により断熱膨張させ、熱交換器（冷却サイクルで
は蒸発器）に送ることにより行なう。一方加温サイクル
は、上記圧縮冷媒である加温ガスをそのまま前記バイパ
ス弁を通じて熱交換器（加温サイクルでは放熱器）に送
ることにより行う。

そして、上記各冷凍システムにおいては、冷温制御装置
によって、上記のごとく冷却サイクル又は加温サイクル
のいずれかのサイクルが選択され。

かつ各冷凍システムのコンプレッサの回転数が制御され
る。即ち、各々の冷媒系統とコンプレッサ回転数を独立
制御して１種々の運転モードを作り出す（実施例第１表
参照）。

上記各種運転モードにおけるコンプレッサの回転数は、
冷温制御装置からの出力によって、エンジン回転数をス
テッピングモータ等により制御する。又は、コンプレッ
サ自体の回転数を制御する。

この制御は実施例に示す高、中、低速の３段階に限らず
、多段制御もできる。全体の制御は、比例制御等によっ
ても可能である。

また、前記コンプレッサ駆動源としてはエンジン又は電
動モータを用いる。そして２両者を車載した場合には、
エンジン又は電動モータとの間には、いずれかを選択で
きるクラッチを設ける（実施例参照）。

また９本発明においては、冷凍庫内の温度が設定温度に
達し、なおかつ外気負荷が小さいとき（外気温度が低い
とき）には、コンプレッサを停止し、前記クーリングユ
ニットを送風状態のみとすることもできる。

〔作　用〕

本発明においては、冷温制御装置により、まず１つの冷
凍システムのコンプレッサの回転数を例えば高速、中速
、低速に変える。これにより。

冷媒の圧力が異なる。また、一方冷温制御装置により、
冷却サイクル又は加温サイクルのいずれかを選択する。

そのため、上記冷媒圧力の高低が冷却サイクル能力の高
低（高速冷却、低速冷却）。

又は加温サイクル能力の高低（高速加温、低速加温）を
生み出すこととなる。

また、他の１又は２以上の冷凍システムにおいても、上
記と同様に冷却サイクル又は加温サイクルの能力の高低
を生み出す。

それ故、２系統以上の冷凍システムにおける。

上記冷却サイクル又は加温サイクルの各種能力を組合せ
ることによって、きめの細かい制御を行なうことができ
る。

〔効　果〕

したがって１本発明によれば、冷凍庫内の温度をきめ細
かく、所望温度に制御することができる。

また、そのため、氷温輸送のニーズに合った確実な温度
制御を行なうことができる。

〔実施例〕

本例にがかる車載用冷凍装置に関し、第１図ないし第７
図を用いて説明する。

本例の車載用冷凍装置は、第１図に示すごとく。

２系統の冷凍システムを有する。コンデンシングユニッ
ト８１と、クーリングユニット８２とを有する。

上記冷凍システムの中、Ａ系統の冷凍システムはコンプ
レッサ３と凝縮器５Ａを有し、一方Ｂ系統の冷凍システ
ムはコンプレッサ４と凝縮器５Ｂを有する。そして、凝
縮器５Ａ、５Ｂは、クーリングユニットの蒸発器８２Ａ
、８２Ｂに、それぞれ冷媒通路８１Ａ、８１Ｂにより連
結する。上記両ユニン）８１．８２は、前記第５図に示
したごとく、車両９に搭載する。

即ち、上記コンデンシングユニット８１は、車両走行用
のエンジンとは別の独立した冷凍専用の補助エンジン１
と、電動モータ２と、前記した２個のコンプレッサ３，
４と、前記凝縮器５Ａ、５Ｂを内蔵した凝縮器本体５等
を有する。

しかして、前記エンジン１は出力軸に電磁クラッチ１１
とプーリー１２とを有する。また、＠、勅モータは出力
軸にブーＩＪ−２１を有する。コンプレッサ３，４は９
人力軸に電磁クラッチ３１，４１とプーリー３２．４２
を有する。また、凝縮器本体５は、ａ縮器ファン５２を
有し、該凝縮器ファン５２はプーリー５２１，５２２を
有する。

そして、エンジン１と電動モータ２とは■ベルト１３に
より、また電動モータ２とコンプレッサ３．４及び凝縮
器ファン５２とはそれぞれ■ベルト２２，２３．２４に
より、前記プーリーを介して接続する。また８凝縮器フ
アン５２は、■ベルト５２３によりプーリー５２１，５
３１を介して。

オルタネータ５３に接続する。また１両コンプレッサ３
．４と凝縮器５Ａ、５Ｂとの間には、冷媒通路３５．４
５が接続されている。

また、上記エンジン１は、その回転数を制御するための
ステッピングモーター、スターター、回転数センサーを
有する（図示路）。

次に、上記冷凍システムは、第２図に示すごとき蒸気圧
縮式装置を用いる。同図はＡ系統の冷凍システムを示し
ているが、Ｂ系統冷凍システムも同じである。同図に示
すごと＜、Ａ系統の冷凍システムは、コンプレッサ３と
、三方弁６１と、凝縮器５Ａと、膨張弁６３と、熱交換
器である蒸発器８２Ａとを有する。

該冷凍システムにおいては、コンプレッサ３により圧縮
された冷媒を、三方弁６１．凝縮器＆Ａ。

レシーバ６２を経て、膨張弁６３より熱交換器である蒸
発器８２Ａ内に断熱膨張させる経路を採るときには、い
わゆる冷却サイクルが行われる。ごのとき、バイパス用
の電磁弁６４は閉止されている。また、上記において、
圧縮冷媒が三方弁６１゜レシーバ−６２よりバイパス用
の電磁弁６４を経て直接に、熱交換器である弾発器８２
Ａ内に入るときには、いわゆる加温サイクルが行われる
。

なお、第２図において、符号６０１はチエツクバルブ、
６６はアキュムレーター、６７は加温時の冷媒調節弁、
　（サクション、プレッシャー、レギヱレータ、５ＰＲ
）である。

本例の冷凍装置は、上記のごとく構成されているので、
第１図に示すごとく、コンプレッサ３゜４をエンジン１
により駆動しているときには、エンジン１の電磁クラッ
チ１１１両コンプレッサの電磁クラッチ３１．４１は共
に連絡されている。

それ故、エンジン１により電動モータ２．コンプレッサ
３，４．凝縮器ファン５２及びオルタネータ５３が駆動
されている。

そして、夜間積置きなど車両を停止しているときには、
商用電源を用いて電動モータ２により。

上記のごとくコンプレッサ３，４等が駆動されている。

このとき、コンプレッサ３，４の電磁クラッチ３１．４
１は接続されたままで、一方エンジンｌの電磁クラッチ
１１は切り離されている。

しかして１本例の車載用冷凍装置においては。

上記のごとくエンジン１又は電動モータ２によってコン
プレッサ３，４が駆動される。また、コンプレッサ３又
は４を有するＡ系統又はＢ系統の冷凍システムは、上記
冷却サイクル又は加温サイクルを選択することにより、
熱交換器としての蒸発器８２Ａ、８２Ｂを冷却又は加温
状態とする。そして、この状態に応じて、クーリングユ
ニット８２から冷凍庫９１内に適温の空気が送入される
こととなる。これらの制御は、冷温制御装置により行な
う。

以下、冷温制御装置による制御に関して、第３図、第４
図を用いて説明する。

即ち、上記冷温制御装置は、第３図に示すごとく、中央
制御装置としてのコントロールアンプ７０と、冷凍庫内
に設けた庫内塩センサー７２と。

コントロールパネル７１とよりなる。また、上記コント
ロールアンプ７０は、エンジン１．電動モータ２．前記
クラッチ１１，３１．４１．冷凍サイクル７５との間に
電気的に接続しである。

上記コントロールパネル７１は、運転スイッチ。

エンジン又は電動モータへの切換えスイッチ、庫内温度
設定器を有する。エンジン１は、前記のごと（１回転数
制御用のステッピングモーター、スターター、回転数セ
ンサを有する。電動モータ２は、前記のごとく、電磁開
閉器を有する。

また、同図において冷凍サイクル７５の部分は。

クーリングユニット８２のクーリングファン８３゜前記
第２図に示した冷凍システムにおける。Ａ。

８２つの系統の三方弁６１．６１．バイパス用の電磁弁
６４．６４を示している。また、同図のＣサイクルとは
冷却サイクルを、Ｈサイクルとは加温サイクルを示す、
それ故、同図においては、上記Ａ系統の三方弁６１（Ｃ
サイクル）、電磁弁６４（Ｃサイクル）が冷却サイクル
を行い、Ｂ系統の三方弁（Ｈサイクル）、電磁弁６４（
Ｈサイクル）が加温サイクルを行っている状態を示して
いる。この冷却サイクル、加温サイクルは、上記コント
ロールアンプによって、後述する第１表のどと＜、Ａ系
統とＢ系統で適宜切替えられる。

しかして２本例車載用冷凍装置は、上記第３図に示した
冷温制御装置において、コントロールパネル７１によっ
て種々の指示をすることにより。

前記エンジン１．電動モータ２．冷媒サイクル７５等の
各機能部が作動し１種々の運転モードが行われる。そし
て、これにより庫内が所望温度にコツトロールされる。

第１表は、その運転モードを例示するものである。同表
より知られるごとく、運転モードは大別して冷却、送風
及び加温がある。また、冷却は同表に示すごとく高速フ
ル冷却（急冷）から低速微冷却（除冷）の５段階が、ま
た加温には低速加温（除熱）から高速フル加温（急熱）
の４段階がある。

そして、上記各モードに応じて、エンジン回転数、冷凍
システムＡ、冷凍システムＢを、冷温制御装置により制
御する。なお、クーリングファン８３は常時作動してい
る。同表において１例えば。

高速フル冷却の場合には、エンジン回転数を高速。

冷凍システムＡ、Ｂを共に冷却サイクルとする。

また、低速微冷却の場合はエンジン回転数を低速。

冷凍システムＡは冷却サイクル、冷凍システムＢは加温
サイクルとする。送風時は、エンジン回転数は低速、冷
凍システムＡ、Ｂは共にＯＦＦ　（コンプレッサ回転停
止）とする、また、高速フル加温の場合は、エンジン回
転数を高速、冷凍システムＡ、Ｂは共に加温サイクルと
する。

次に、上記制御法におけるフローチャートを第４図に示
す、同図において、ステップＳ１では前記コントロール
パネル７１で庫内温度の設定とエンジンメは電動モータ
いずれかの駆動方式の選択を行なう、そして、エンジン
を選択したときには。

Ｓ２から３３に移り、エンジン（Ｅ／Ｇ）が始動し、Ｓ
４でエンジンのクラッチＩＩが入り、Ｓ５でクーリング
ファン８３による゛送風が開始される。

なお、Ｓｌで電動モータを選択したときには、Ｓ２．３
２１．Ｓ５を遣る。

そして、Ｓ６で庫内温センサーにより温度が検出され、
Ｓ７でコントロールアンプにより、その設定温度に対す
る運転モードの演算が行われる。

そして、該演算に基づき、前記第１表に示したごとく、
エンジン回転数の制御、前記コンプレッサ３．４のクラ
ッチ３１．３４のオン、オフ、冷凍システムＡ、　Ｂそ
れぞれについての冷却サイクル又は加温サイクルの切換
えが行われる。そして。

Ｓ８において運転スイッチがオンされている間。

上記種々の運転モードが行われる。

以上のごとく、本例装置によれば、車載用冷凍庫内を所
望温度にきめ細かく制御することができる。

なお、上例においては、冷凍システムはＡ、Ｂ２系統の
場合について説明したが、冷凍システムを３系統以上設
けた場合も同様である。また、運転モードについても上
例では冷却を５段階、加温を４段階とした場合を示した
が、これらの段階数も任意に設定することもできる。

次に、第６図〜第８図に、上記制御を行った場合の、庫
内温度と時間との関係について示す。

第６図は、外気負荷が小さい（気温が低い）ときの上記
関係を示している。この場合は、低速部分冷却と低速微
冷却とが繰り返され、設定温度における温度変化の変動
幅は小さく、また温度変化勾配も微冷却のため緩やかで
ある。

第７図は、外気負荷が非常に小さいときを示し。

この場合は低速微冷却と送風の繰り返しが行われる。そ
して、この場合も上記変動幅が小さく、また送風のため
温度変化勾配も緩やかである。

一方、第８図は前記特開昭５７−３８７号公報に示され
た冷凍装置の場合を示している。この冷凍装置では、外
気負荷が小さい、或いは非常に小さいときでも、１つの
冷凍システムのみによって低速部分冷却（ＬＳＰＣ）と
低速部分加温（ＬＳＰＨ）とを行なっている。そのため
、前記温度変動幅が大きく、また加温のため温度変化勾
配も急である。

上図からも知られるごとく１本発明は前記従来技術に比
して、きめの細かい温度制御を行うことができる。

なお、コンプレッサ駆動用のエンジンは、上剥では補助
エンジンの例を示したが、車両走行用エンジンで兼用さ
せることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は実施例を示し、第１図は車載用冷凍装
置の全体説明図、第２図は冷凍システムの回路図、第３
図は冷温制御装置のブロック図第４図は冷凍装置作動の
フローチャート、第５図は車載用冷凍装置を有する車両
の斜視図、第６図及び第７図は庫内温度の制御状態を示
す線図、第８図は従来の車載用冷凍装置における庫内温
度の制御状態を示す線図である。 １１１．エンジン。 １１．３１．４１．、、！磁りラッチ。 ２８１．電動モータ。 ３．４．、、　　コンプレッサ。 ５Ａ、５Ｂ、、、凝縮器 ５３、、、オルタネータ。 ８０１．車載用冷凍装置。 ８１、、、　コンデンシングユニット。 ８２、、、　　クーリングユニット。 ８３、、、　　クーリングファン。 ９１、　、　、冷凍庫。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　圧縮機（１）と、凝縮器（２）と、膨張機構（
   ３）、及び製氷用溶液と熱交換して氷を生成する蒸発器
   （４）とを備え、この蒸発器（４）における製氷用溶液
   管（４１）に掻取羽根（４３）をもった掻取体（４４）
   を内装し、該掻取体（４４）をモータに連動して駆動す
   ると共に、圧縮機（１）の容量を複数段にわたり制御可
   能とした製氷用冷凍装置であって、前記蒸発器（４）に
   おける溶液温度と蒸発温度との温度差を検出する検出器
   （２０）を設ける一方、前記温度差が一定範囲より高い
   時、前記圧縮機（１）の容量をステップダウンし、一定
   範囲より低い時、前記圧縮機（１）の容量をステップア
   ップするコントローラ（３０）を設けていることを特徴
   とする製氷用冷凍装置。