WO2019017105A1 - 車載冷凍装置 - Google Patents

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WO2019017105A1
WO2019017105A1 PCT/JP2018/021848 JP2018021848W WO2019017105A1 WO 2019017105 A1 WO2019017105 A1 WO 2019017105A1 JP 2018021848 W JP2018021848 W JP 2018021848W WO 2019017105 A1 WO2019017105 A1 WO 2019017105A1
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WO
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vehicle
evaporator
frost
compressor
temperature
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/021848
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
亮 瀧澤
Original Assignee
株式会社デンソー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社デンソー filed Critical 株式会社デンソー
Priority to CN201880009161.3A priority Critical patent/CN110234945B/zh
Publication of WO2019017105A1 publication Critical patent/WO2019017105A1/ja

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32Cooling devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B27/00Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B47/00Arrangements for preventing or removing deposits or corrosion, not provided for in another subclass
    • F25B47/02Defrosting cycles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D11/00Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D21/00Defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water
    • F25D21/06Removing frost

Definitions

  • the present disclosure relates to an on-vehicle refrigeration system.
  • the present inventors have a frosted state of an evaporator functioning as a heat absorber when the vehicle is traveling. It is considered to determine whether or not.
  • the present disclosure aims to improve the accuracy of frost formation determination of an evaporator in a vehicle-mounted refrigeration system including a compressor that operates in conjunction with an output from a drive source for vehicle travel.
  • the present disclosure is directed to an on-vehicle refrigeration system mounted on a vehicle capable of setting at least a driving operation related to acceleration to a specific driving mode performed by the driving system instead of the driver.
  • an on-board refrigeration system is: A compressor that operates in conjunction with an output from a drive source for vehicle travel; A radiator for radiating the refrigerant discharged from the compressor; A decompression device that decompresses the refrigerant that has been dissipated by the radiator; An evaporator that evaporates the refrigerant decompressed by the decompression device and cools the space to be cooled by an endothermic effect of the evaporation of the refrigerant; And a frost formation determination unit that executes frost formation determination processing to determine whether or not frost is attached to the evaporator. Then, the frost determination unit is configured to execute the frost determination process when the vehicle is traveling in the specific operation mode.
  • the specific driving mode which does not depend on the driver for the driving operation for acceleration tends to have a constant vehicle speed and the output of the driving source tends to be stable as compared with the driving mode for which the driver depends on the driving operation for acceleration. For this reason, when the vehicle is traveling in the specific operation mode, the operation of the compressor of the in-vehicle refrigerating apparatus is likely to be stable, and by performing the frost formation determination process at this timing, the attachment of the evaporator is achieved. The frost determination can be performed accurately.
  • BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram of the frozen vehicle by which the vehicle-mounted refrigerating apparatus of 1st Embodiment is mounted. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a typical block diagram of the vehicle-mounted refrigerating apparatus of 1st Embodiment. It is a block diagram of a control device with which an in-vehicle refrigerator of a 1st embodiment is provided. It is a flowchart which shows the flow of the control processing which the control apparatus of the vehicle-mounted refrigerating apparatus of 1st Embodiment performs.
  • the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
  • the frozen vehicle 1 includes a cabin 2 on which a user rides, and a loading platform 3 of a heat insulating structure connected to the rear of the cabin 2.
  • the frozen vehicle 1 includes an engine 4 that is a drive source for traveling the vehicle.
  • the rotation of the engine 4 is transmitted to the drive wheels 5 via an automatic transmission or the like (not shown).
  • the frozen vehicle 1 may be configured to include an electric motor in addition to the engine 4 as a driving source for traveling the vehicle, or may be configured to include an electric motor instead of the engine 4.
  • the frozen vehicle 1 of this embodiment is an automatic driving vehicle that can be set to a driving mode in which the automatic driving system 6 performs a driving operation such as acceleration, braking, and steering instead of the driver.
  • An automatic driving system 6 is mounted on the frozen vehicle 1 of the present embodiment.
  • the automatic driving function by the automatic driving system 6 is not limited to the system mounted on the frozen vehicle 1, but may be provided by remote management from a base station or the like, communication between vehicles, and the like.
  • the frozen vehicle 1 is configured to be drivable in an operation mode corresponding to the degree of automatic driving, which indicates the degree to which the automatic driving system 6 depends on the driving operation. That is, the frozen vehicle 1 is configured to be able to drive in the operation mode corresponding to the selected automatic driving degree by selecting a predetermined automatic driving degree from a plurality of predefined automatic driving degrees.
  • the automatic driving system 6 switches the automatic driving in a known manner based on detection signals of various known sensors.
  • the autonomous driving system 6 switches the degree of autonomous driving based on, for example, information on the user's operation and the surrounding environment of the frozen vehicle 1.
  • an automation level ie, level 0 to level 4
  • NHTSA abbreviation of National Highway Traffic Safety Administration
  • Level 0 is a level indicating a state in which the driver operates all the main control systems.
  • Level 1 is a level indicating that the automatic driving system 6 performs any one of acceleration, braking, and steering.
  • Level 2 is a level that indicates a state in which the automatic driving system 6 performs a plurality of operations among acceleration, braking, and steering.
  • Level 3 is a level indicating that the automatic driving system 6 performs acceleration, braking, and steering, and the driver responds when requested by the automatic driving system 6.
  • Level 4 is a level indicating that the automatic driving system 6 performs all driving operations such as monitoring of the surroundings in addition to acceleration, braking, and steering, and the driver is not involved in the driving operation at all.
  • an on-vehicle refrigeration system 10 which cools the storage space 3 a inside the loading space 3.
  • the internal space 3 a is a cooling target space of the on-vehicle refrigerating apparatus 10.
  • the on-vehicle refrigeration system 10 is configured by a vapor compression refrigeration cycle.
  • a compressor 12, a radiator 14, a pressure reducing device 16, an evaporator 18, and an accumulator 20 are connected by a refrigerant pipe 22 or the like.
  • the radiator 14, the pressure reducing device 16, the evaporator 18, the accumulator 20 and the like constituting the in-vehicle refrigeration system 10 are disposed inside the refrigeration system case 7 of the refrigeration vehicle 1 shown in FIG.
  • the compressor 12 includes a compression mechanism unit 122 that compresses a refrigerant, and a power transmission unit 124 that transmits a rotational drive force to the compression mechanism unit 122.
  • the compression mechanism portion 122 is configured of, for example, a variable displacement type refrigerant compression mechanism such as a swash plate type or a fixed displacement type refrigerant compression mechanism such as a scroll type or a vane type.
  • the power transmission unit 124 has a driven pulley 124 a.
  • the driven pulley 124 a is connected via a belt 42 to a drive pulley 41 that rotates with the drive shaft of the engine 4.
  • the rotation of the engine 4 is transmitted to the power transmission unit 124 via the belt 42.
  • the compression mechanism unit 122 of the compressor 12 compresses the refrigerant sucked from the refrigerant suction port 12a and discharges it from the refrigerant discharge port 12b.
  • the compressor 12 of the present embodiment is configured to operate in conjunction with the output from the engine 4 which is a driving source for vehicle travel.
  • the power transmission unit 124 of the present embodiment is provided with an electromagnetic clutch mechanism 124 b.
  • a radiator 14 is connected to the side of the refrigerant discharge port 12 b of the compressor 12.
  • the radiator 14 is a heat exchanger that causes the refrigerant discharged from the compressor 12 and the air (i.e., the outside air) outside the vehicle ventilated by the outdoor fan 15 to exchange heat and radiate the refrigerant.
  • the pressure reducing device 16 is connected to the refrigerant outlet side of the radiator 14.
  • the decompression device 16 is an expansion valve that decompresses and expands the refrigerant flowing out of the radiator 14 (that is, the refrigerant released by the radiator 14) to a predetermined pressure.
  • An evaporator 18 is connected to the refrigerant outlet side of the pressure reducing device 16.
  • the evaporator 18 is a heat exchanger that evaporates the refrigerant decompressed by the decompression device 16 and cools the inside space 3a, which is the space to be cooled, by an endothermic effect of the evaporation of the refrigerant.
  • the evaporator 18 of the present embodiment cools the air circulating in the storage space 3 a by heat exchange between the refrigerant decompressed by the decompression device 16 and the air circulating in the storage space 3 a by the indoor fan 19.
  • An accumulator 20 is connected to the refrigerant outlet side of the evaporator 18.
  • the accumulator 20 separates the gas and liquid of the refrigerant flowing out of the evaporator 18 and returns the separated refrigerant in the gas phase to the refrigerant suction port 12 a of the compressor 12.
  • a bypass pipe 24 for guiding the refrigerant discharged from the compressor 12 to the evaporator 18 by bypassing the radiator 14 and the pressure reducing device 16 is provided.
  • One end of the bypass pipe 24 is connected between the compressor 12 and the radiator 14, and the other end is connected between the pressure reducing device 16 and the evaporator 18.
  • the bypass pipe 24 is provided with an on-off valve 26 that switches between a closed state for blocking the flow of the refrigerant to the bypass pipe 24 and an open state for permitting the flow of the refrigerant to the bypass pipe 24.
  • the on-off valve 26 is controlled by the control device 100 to be described later to be in a closed state at a normal time when the evaporator 18 evaporates the refrigerant, and is controlled to be in an open state at the time of defrosting processing to remove frost attached to the evaporator 18.
  • the on-vehicle refrigerating apparatus 10 includes the control device 100 shown in FIG.
  • the control device 100 includes a processor that performs control processing and arithmetic processing, a ROM that stores programs and data, a microcomputer that includes a storage unit 100 a such as a RAM, and peripheral circuits thereof.
  • the storage unit 100 a of the control device 100 is configured of a non-transitional substantial storage medium.
  • the automatic driving system 6 is connected to the control device 100.
  • the control device 100 acquires information on the current degree of automatic driving from the automatic driving system 6, and identifies the current degree of automatic driving.
  • the function for specifying the automatic driving degree in the control device 100 constitutes a driving degree specifying unit 100b for specifying the automatic driving degree.
  • an outside air temperature sensor 102 for detecting the temperature of the outside air On the input side of the control device 100, an outside air temperature sensor 102 for detecting the temperature of the outside air, an inside temperature sensor 104 for detecting the temperature of the inside space 3a, and an engine speed sensor 106 for detecting the rotational speed of the engine 4 are provided. It is connected.
  • the in-compartment temperature sensor 104 functions as a temperature sensor for detecting the inflow temperature of the air flowing into the evaporator 18.
  • a low pressure side pressure sensor 108 for detecting the refrigerant pressure on the refrigerant outlet side of the evaporator 18 (ie, the evaporator pressure), and a setting switch for setting the set temperature of the internal space 3a.
  • An operation panel 110 provided with 110a is connected.
  • the temperature of the air flowing out of the evaporator 18 changes in accordance with the evaporator pressure which is the refrigerant pressure on the refrigerant outlet side of the evaporator 18. That is, the evaporator pressure is correlated to the outflow temperature of the air flowing out of the evaporator 18.
  • the evaporator pressure is a state quantity correlating with the outflow temperature of the air flowing out of the evaporator 18.
  • low pressure side pressure sensor 108 constitutes a state quantity detection part which detects evaporator pressure which is a state quantity.
  • the compressor 12 of the present embodiment operates in conjunction with the output from the engine 4. For this reason, the number of revolutions of the engine 4 is correlated with the number of revolutions of the compressor 12. Specifically, the number of revolutions of the compressor 12 can be calculated from the number of revolutions of the engine 4 and the pulley ratio of each of the pulleys 124 a and 41.
  • the rotational speed of the engine 4 is a physical quantity having a correlation with the rotational speed of the compressor 12.
  • a clutch mechanism 124b, an outdoor fan 15, an indoor fan 19, an open / close valve 26, and the like are connected on the output side of the control device 100.
  • the control device 100 controls the operation of each device connected to the output side by calculating and processing information from various sensors connected to the input side using a program stored in the storage unit 100a.
  • control device 100 executes frost formation determination processing to determine whether or not frost is attached to the evaporator 18. Further, when it is determined that the evaporator 18 is in the frosted state by the frosting determination process, the control device 100 executes the defrosting process of removing the frost adhering to the evaporator 18.
  • a processing execution unit configured by hardware and software that executes various arithmetic processing, a hardware that controls various control target devices, a control unit configured by software, and the like are integrated.
  • a frost formation determination unit 100c is integrated, which executes a frost formation determination process to determine whether or not the frost is attached to the evaporator 18 or not.
  • a defrosting processing unit 100d that executes a defrosting process for removing frost attached to the evaporator 18 is integrated.
  • the on-vehicle refrigeration system 10 turns on the clutch mechanism 124 b to operate the compressor 12. Further, the on-vehicle refrigerating apparatus 10 operates the outdoor fan 15 at a predetermined rotation speed to supply the radiator 14 with the outside air, and operates the indoor fan 19 at the predetermined rotation speed to store the inside space 3 a of the evaporator 18. Supply air. Furthermore, at normal times when the refrigerant is evaporated by the evaporator 18, the on-off valve 26 is controlled to be in a closed state by the control device 100.
  • the refrigerant discharged from the compressor 12 flows into the radiator 14 and is dissipated in the radiator 14 by heat exchange with the outside air.
  • the refrigerant that has flowed out of the radiator 14 flows into the decompression device 16 and is decompressed and expanded by the decompression device 16 until it reaches a predetermined pressure.
  • the refrigerant flowing out of the decompression device 16 flows into the evaporator 18, and absorbs heat from the air circulating in the internal space 3a in the evaporator 18 to evaporate. Thereby, the air circulating in the storage space 3a is cooled.
  • the refrigerant flowing out of the evaporator 18 is separated into gas and liquid in the accumulator 20.
  • the refrigerant in the gas phase separated by the accumulator 20 flows to the refrigerant suction port 12 a of the compressor 12 and is compressed again by the compressor 12.
  • the evaporator 18 absorbs heat from the air circulating in the internal space 3a, so that frost may adhere to the evaporator 18.
  • frost adheres to the evaporator 18 the ventilation resistance in the evaporator 18 increases and the flow rate of air passing through the evaporator 18 decreases, as compared to the normal state in which no frost adheres to the evaporator 18.
  • the heat exchange capacity on the air side decreases, and the heat exchange capacity on the refrigerant side also decreases accordingly.
  • the frost formation determination process of determining whether or not frost adheres to the evaporator 18 is performed, and when it is determined that the frost adheres to the evaporator 18, the adhesion to the evaporator 18 is made. It is effective to carry out the defrosting process for removing the frost which has been formed.
  • the on-vehicle refrigerating apparatus 10 including the compressor 12 that operates in conjunction with the output from the engine 4 when the operation of the engine 4 changes due to the operation of the driver's accelerator pedal, the operation of the compressor 12 is also interlocked It will change. And operation of an accelerator pedal changes according to a driver. For this reason, as in the present embodiment, in the on-vehicle refrigerating apparatus 10 including the compressor 12 that operates in conjunction with the output from the engine 4, the operation is not stable, and frost formation determination of the evaporator 18 is accurately performed. Will be difficult.
  • the frost formation determination processing is executed by the control device 100 in the driving state which does not depend on the operation of the driver's accelerator pedal while the frozen vehicle 1 is traveling. It has become.
  • control process regarding the frost formation which the control apparatus 100 of this embodiment performs is demonstrated with reference to FIG.
  • the control process shown in FIG. 4 is executed by the control device 100 at a predetermined timing (for example, a predetermined cycle) while the engine 4 is in operation.
  • control device 100 reads signals output from the automatic driving system 6, the various sensors 102 to 108, and the like.
  • control device 100 specifies the current degree of automatic driving based on the information acquired from automatic driving system 6. Specifically, based on the information acquired from the automatic driving system 6, the control device 100 specifies how much the driving operation such as acceleration, braking, and steering depends on the automatic driving system 6.
  • step S120 the control device 100 determines whether or not the operation mode of the frozen vehicle 1 is at least a specific operation mode that depends on the automatic driving system 6 for a driving operation related to acceleration.
  • the control device 100 determines in step S130 whether or not the frozen vehicle 1 is traveling in the specific driving mode.
  • the control device 100 estimates the evaporator pressure Pes in a normal state in which frost does not adhere to the evaporator 18 in step S140. Note that when the frozen vehicle 1 is not traveling in the specific operation mode, the control device 100 leaves this control processing.
  • the evaporator pressure is correlated to the outflow temperature of the air flowing out of the evaporator 18.
  • the evaporator pressure Pes estimated in step S140 is a normal amount correlated with the outflow temperature of the air flowing out of the evaporator 18.
  • the evaporator pressure Pes in a normal state in which frost does not adhere to the evaporator 18 mainly includes the number of revolutions of the compressor 12, the temperature of the outside air flowing into the radiator 14, and the flow of air flowing into the evaporator 18 It changes according to the temperature. For this reason, the evaporator pressure Pes in a normal state in which frost does not adhere to the evaporator 18 is the number of revolutions of the compressor 12, the temperature of the outside air flowing into the radiator 14, and the flow-in temperature of air flowing into the evaporator 18. It can be estimated based on
  • a control map is created in advance, in which the rotational speed of the compressor 12, the temperature of the outside air flowing into the radiator 14, and the inflow temperature of air flowing into the evaporator 18 are associated with the evaporator pressure Pes,
  • the map is stored in the storage unit 100a of the control device 100.
  • the control device 100 refers to the control map described above, and the evaporator pressure in the normal state based on the detection values of each of the outside air temperature sensor 102, the inside temperature sensor 104 and the engine speed sensor 106.
  • Estimate Pes The rotational speed of the compressor 12 can be calculated from the engine rotational speed sensor 106 and the pulley ratio of each of the pulleys 124 a and 41.
  • the control device 100 subtracts a value obtained by subtracting the current evaporator pressure Pe detected by the low pressure side pressure sensor 108 from the evaporator pressure Pes estimated at step S140 is a predetermined determination reference value It is determined whether it is Peth or more.
  • the determination reference value for example, the pressure on the refrigerant outlet side of the evaporator 18 when the refrigeration capacity is reduced by about 20% under the rated conditions is set. Note that the determination reference value may be set based on the result of a bench test performed in advance, the calculation result of a general refrigeration capacity, or the like.
  • the flow rate of the air passing through the evaporator 18 decreases as compared with the normal state in which the frost does not adhere to the evaporator 18.
  • the heat exchange capacity on the air side decreases, and the pressure on the refrigerant outlet side of the evaporator 18 decreases accordingly.
  • the control device 100 executes the defrosting process in step S160. .
  • control device 100 controls open / close valve 26 in the open state in step S160.
  • the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 12 flows into the evaporator 18 through the bypass pipe 24 to remove the frost adhering to the evaporator 18.
  • the control device 100 controls the on-off valve 26 in a closed state.
  • the condition for determining whether or not the frost adhering to the evaporator 18 is removed is, for example, a condition that is satisfied when an elapsed time since the on-off valve 26 is controlled to be open has passed a predetermined reference time. Can be adopted.
  • each control step of the control process shown in FIG. 4 constitutes a function realizing unit that realizes various functions performed by the on-vehicle refrigerating apparatus 10.
  • the normal state quantity correlating with the outflow temperature of the air flowing out of the evaporator 18 in the normal state in which the evaporator 18 does not adhere to frost, ie, the evaporator pressure It comprises the estimation part which estimates Pes.
  • the evaporator 18 compares the normal state amount (ie, the evaporator pressure Pes) with the refrigerant pressure (ie, the evaporator pressure Pe) detected by the low pressure side pressure sensor 108 in the process of step S150.
  • the determination unit is configured to determine whether or not a frosted state is present.
  • the on-vehicle refrigerating apparatus 10 determines whether the evaporator 18 is in the frosted state or not when the vehicle is traveling in the specific operation mode in which the driver does not rely on the driving operation for acceleration. It is configured to execute the frost determination process.
  • the specific driving mode that relies on the driving operation related to acceleration in the automatic driving system 6 tends to have a constant vehicle speed and stabilize the output of the engine 4 compared to the driving mode that depends on the driving operation related to acceleration. is there. For this reason, when the frozen vehicle 1 is traveling in the specific operation mode, the operation of the compressor 12 of the in-vehicle refrigerating apparatus 10 tends to be stable, and by performing the frosting determination processing at this timing, The frost formation determination of the evaporator 18 can be performed with high accuracy.
  • the on-vehicle refrigerating apparatus 10 evaporates in a normal state from a physical quantity having a correlation with the outside air temperature, the inflow temperature of air flowing into the evaporator 18, and the rotation speed of the compressor 12.
  • Device pressure Pes According to this, the evaporator pressure Pes in the normal state can be accurately estimated.
  • the evaporator 18 is in a frosted state by comparing the evaporator pressure Pes in a normal state where frost does not adhere to the evaporator 18 and the current evaporator pressure Pe. Determine if there is. According to this, frost formation determination of the evaporator 18 can be performed accurately.
  • a navigation system 120 is connected to the input side of the control device 100 in the on-vehicle refrigerating apparatus 10 of the present embodiment.
  • the navigation system 120 is a system for providing the user with information on a traveling route from the departure point of the frozen vehicle 1 to the destination based on the road shape from the departure point of the frozen vehicle 1 to the destination, the road type and the like.
  • the navigation system 120 includes a position detection unit 120a that detects the current position of the vehicle by GPS or the like, a map information unit 120b that stores map information, and a route search unit 120c that searches a traveling route of the frozen vehicle 1 ing.
  • the control device 100 can specify the road shape and the road type on which the frozen vehicle 1 travels based on the information acquired from the navigation system 120.
  • a configuration for specifying the road shape and the road type on which the frozen vehicle 1 travels in the control device 100 constitutes the road identification unit 100e.
  • control processing executed by the control device 100 of the present embodiment will be described with reference to FIG.
  • the processes in steps S100, S110, and S140 to S160 shown in FIG. 7 are the same as the processes described in the first embodiment.
  • control device 100 determines whether the frozen vehicle 1 is traveling on a straight road in step S130A. judge.
  • control device 100 linearly extends the road shape from the current point of frozen vehicle 1 to a point separated by a predetermined section (for example, 100 m to 1 km). It is determined whether the In addition, the road shape extended linearly is a road shape which hardly requires the driving operation regarding steering by a driver etc.
  • the straight road shape can be defined as, for example, a road shape in which the steering angle of the steering wheel by the driver or the like is within ⁇ 10 °.
  • step S140 When the frozen vehicle 1 is traveling on a straight road, the control device 100 proceeds to the process of step S140 and executes the frost formation determination process. In addition, when the frozen vehicle 1 is not traveling on a straight road, the control device 100 exits this control process.
  • the road shape on which the frozen vehicle 1 travels is in the specific driving mode in which the frozen vehicle 1 travels in a specific operation mode depending on the automatic driving system 6. If it extends in a straight line, frost formation determination processing is executed.
  • the vehicle speed tends to be constant and the output of the engine 4 tends to be stable as compared with the case where the road shape is meandering. Therefore, when the frozen vehicle 1 travels in a specific operation mode in which the driving operation related to acceleration depends on the automatic driving system 6, and the road shape on which the frozen vehicle 1 travels linearly extends, the in-vehicle refrigeration system 10 The operation of the compressor 12 is likely to be stable.
  • the frost formation determination processing is executed at a timing when the frozen vehicle 1 travels in a specific operation mode in which the driving operation related to acceleration depends on the automatic driving system 6 and the road shape on which the frozen vehicle 1 travels linearly extends. If it does, frost formation judgment of evaporator 18 can be performed accurately.
  • Control processing executed by the control device 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
  • the processes in steps S100, S110, and S140 to S160 shown in FIG. 8 are the same as the processes described in the first and second embodiments.
  • the control device 100 determines whether the frozen vehicle 1 is traveling on a highway or a motorway at step S130B. Determine if
  • the control device 100 determines whether the road on which the frozen vehicle 1 is currently traveling is a highway or a motorway.
  • step S140 executes the frosting determination process.
  • the control device 100 exits this control processing.
  • the frozen vehicle 1 travels in the specific operation mode in which the driving operation related to acceleration depends on the automatic driving system 6, and the frozen vehicle 1 is the expressway or the car exclusive use When traveling on a road, frost formation determination processing is executed.
  • the vehicle speed tends to be constant as compared with traveling on a general road, and the output of the engine 4 tends to be stable. Therefore, in the case where the frozen vehicle 1 travels in a specific driving mode in which the driving operation related to acceleration depends on the automatic driving system 6 and the frozen vehicle 1 travels on the expressway or the motorway, the on-vehicle refrigeration system 10 The operation of the compressor 12 is likely to be stable.
  • the frost determination processing is performed.
  • the frost formation judgment of the evaporator 18 can be performed accurately.
  • the on-vehicle refrigerating apparatus 10 is configured to execute the frosting determination process while traveling in a section extending in a straight line among the expressway or the motorway in the specific operation mode and the frozen vehicle 1. Good.
  • a fourth embodiment will be described with reference to FIG.
  • the conditions for performing the frost formation determination of the evaporator 18 are different from those in the first embodiment.
  • parts different from the first embodiment will be described, and description of parts similar to the first embodiment will be omitted.
  • Control processing executed by the control device 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
  • the processes of steps S100 and S120 to S160 shown in FIG. 9 are the same as the processes described in the first embodiment.
  • control device 100 at least operates the operation mode related to acceleration and braking by automatic operation system 6 in step S120A. It is determined whether or not it is a specific operation mode.
  • the control device 100 proceeds to the process of step S130.
  • the control device 100 exits this control processing.
  • the on-vehicle refrigerating apparatus 10 performs the frost formation determination process when the frozen vehicle 1 travels in the specific operation mode in which the driving operation related to acceleration and braking depends on the automatic driving system 6. Run.
  • the operation mode that relies on the driving operation for acceleration and braking in the automatic driving system 6 tends to have a constant vehicle speed and the output of the engine 4 is stable compared to the driving mode that relies on the driver for driving operation for acceleration and braking. There is a tendency to Therefore, if the frost formation determination processing is executed at the timing when the frozen vehicle 1 is traveling in the specific operation mode in which the driving operation related to acceleration and braking depends on the automatic driving system 6, the frost formation determination of the evaporator 18 is accurately performed. It can be carried out.
  • step S130 when the operation mode of the frozen vehicle 1 is the specific operation mode in which the operation operation related to acceleration and braking depends on the automatic operation system 6. It is not limited to.
  • the on-vehicle refrigeration apparatus 10 performs the process of step S130A shown in FIG. 7 or step S130B shown in FIG. It may be configured to shift to the processing shown in FIG.
  • a fifth embodiment will be described with reference to FIG. 10 and FIG.
  • the on-vehicle refrigeration apparatus 10 of the present disclosure is applied to a refrigeration vehicle 1 capable of making the driving operation related to acceleration dependent on the auxiliary driving system 8.
  • parts different from the first embodiment will be described, and description of parts similar to the first embodiment will be omitted.
  • an auxiliary driving system 8 is mounted on the frozen vehicle 1 of the present embodiment instead of the automatic driving system 6 of the first embodiment.
  • the auxiliary driving system 8 is a driving system (so-called auto cruise system) that causes the frozen vehicle 1 to travel at a set speed set by the driver.
  • the auxiliary driving system 8 of the present embodiment is a driving system that depends on the driver for driving operations related to braking and steering.
  • the control device 100 of the present embodiment is connected to the auxiliary driving system 8.
  • the control device 100 can take in information on the current driving state from the auxiliary driving system 8.
  • the operation panel 110 is provided with an auto cruise switch 110 b.
  • the auto cruise switch 110 b is a switch for turning on / off the auto cruise function and setting the speed of the frozen vehicle 1. In the frozen vehicle 1, when the auto cruise switch 110b is turned on, the engine 4 is controlled such that the vehicle speed is maintained at the set speed.
  • control processing executed by the control device 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
  • the process of steps S100 and S130 to S160 shown in FIG. 11 is the same as the process described in the first embodiment.
  • control device 100 determines whether or not the auto cruise switch 110b is turned on in step S120B. judge. That is, control device 100 determines whether or not the operation mode of frozen vehicle 1 is a specific operation mode in which the driving operation related to acceleration depends on auxiliary operation system 8.
  • step S130 the control device 100 proceeds to the process of step S130. Further, when the auto cruise switch 110 b is turned off, the control device 100 exits this control processing.
  • the on-vehicle refrigerating apparatus 10 executes the frosting determination process when the frozen vehicle 1 travels in the specific operation mode in which the driving operation related to acceleration depends on the auxiliary driving system 8. .
  • the frost formation determination process is executed at the timing when the frozen vehicle 1 travels in the specific operation mode in which the driving operation related to acceleration depends on the auxiliary operation system 8, the frost formation determination of the evaporator 18 is accurately performed be able to.
  • step S130 when the operation mode of the frozen vehicle 1 is the specific operation mode depending on the auxiliary operation system 8 has been described, but the invention is limited thereto I will not.
  • the on-vehicle refrigeration apparatus 10 performs the process of step S130A shown in FIG. 7 and the step S130B shown in FIG. It may be configured to shift to processing.
  • FIGS. 12 and 13 Sixth Embodiment Next, a sixth embodiment will be described with reference to FIGS. 12 and 13.
  • the contents of the frost formation determination of the evaporator 18 are different from those in the first embodiment.
  • parts different from the first embodiment will be described, and description of parts similar to the first embodiment will be omitted.
  • a blowout temperature sensor 112 for detecting an outflow temperature of the air flowing out of the evaporator 18 is connected to the input side of the control device 100 instead of the low pressure side pressure sensor 108.
  • the blowout temperature sensor 112 constitutes a state quantity detection unit that detects an outflow temperature of air flowing out of the evaporator 18 that is a state quantity.
  • the outflow temperature of the air flowing out of the evaporator 18 may be simply referred to as the blown air temperature.
  • control processing executed by the control device 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
  • the process of steps S100 to S130 and S160 shown in FIG. 13 is the same as the process described in the first embodiment.
  • the control device 100 estimates the blowout air temperature Tes in a normal state in which frost does not adhere to the evaporator 18 in step S140A. Do.
  • a control map in which the rotational speed of the compressor 12, the temperature of the outside air flowing into the radiator 14, and the inflow temperature of air flowing into the evaporator 18 are associated with the blown air temperature Tes is created in advance.
  • the map is stored in the storage unit 100a of the control device 100.
  • the control device 100 refers to the above-described control map, and based on the detection values of each of the outside air temperature sensor 102, the inside temperature sensor 104, and the engine speed sensor 106, the blown air temperature in the normal state. Estimate Tes.
  • the rotational speed of the compressor 12 can be calculated from the engine rotational speed sensor 106 and the pulley ratio of each of the pulleys 124 a and 41.
  • control device 100 subtracts a value obtained by subtracting the current blown air temperature Te detected by blown air temperature sensor 112 from blown air temperature Tes estimated at step S140A, from the predetermined judgment reference value Teth. It is determined whether it is above or not.
  • the judgment reference value is set to the outflow temperature of the air flowing out of the evaporator 18 when the refrigeration capacity decreases by about 20% under the rated conditions.
  • the determination reference value may be set based on the result of a bench test performed in advance, the calculation result of a general refrigeration capacity, or the like.
  • the flow rate of the air passing through the evaporator 18 decreases as compared with the normal state in which the frost does not adhere to the evaporator 18, so that the heat exchange capacity on the air side is reduced. descend. Then, when the heat exchange capacity on the air side follows the decrease and the pressure on the refrigerant outlet side of the evaporator 18 decreases, the outflow temperature of the air flowing out of the evaporator 18 decreases.
  • the control device 100 executes the defrosting process in step S160. .
  • the in-vehicle refrigerating apparatus 10 refers to the control map, the outside air temperature, the inflow temperature of air flowing into the evaporator 18, and the rotation speed of the compressor 12
  • the blown air temperature Tes in the normal state is estimated from the physical quantity having the correlation with. According to this, it is possible to accurately estimate the blown air temperature Tes in the normal state.
  • frost formation determination of the evaporator 18 can be performed accurately.
  • each control step of the control processing shown in FIG. 13 constitutes a function realizing unit for realizing various functions performed by the on-vehicle refrigerating apparatus 10.
  • an estimation unit that estimates the normal state quantity correlating with the outflow temperature of the air flowing out from the evaporator 18 in the normal state in which the evaporator 18 does not have frost attached to the process of step S140A Configured.
  • the processing in step S150A constitutes a determination unit that determines whether or not the evaporator 18 is in a frosted state by comparing the normal state amount with the temperature detected by the blowout temperature sensor 112. .
  • the on-vehicle refrigerating apparatus 10 may be configured to detect, for example, the temperature of the heat exchange unit (for example, a fin) of the evaporator 18 as the evaporator temperature using a temperature sensor. In this case, it is determined whether or not the evaporator 18 is in the frosted state by estimating the evaporator temperature in the normal state and comparing the estimated evaporator temperature with the evaporator temperature detected by the temperature sensor. it can.
  • the rotational speed of the compressor 12, the temperature of the outside air flowing into the radiator 14, and the evaporator 18 as in the method of estimating the blown air temperature in the normal state.
  • a method using a control map in which the inflow temperature of air is associated with the evaporator temperature may be employed.
  • each embodiment demonstrated the example which performs frost formation determination processing, when the frozen vehicle 1 is drive
  • the on-vehicle refrigerating apparatus 10 executes the frosting determination process if the road on which the frozen vehicle 1 travels is congested. It may be configured not to.
  • an example of estimating the evaporator pressure Pes and the blown air temperature Tes in a normal state from the outside air temperature, the inflow temperature of air flowing into the evaporator 18, and the rotational speed of the engine 4 with reference to the control map Although explained, it is not limited to this.
  • the on-vehicle refrigerating apparatus 10 may reflect the rotational speeds of the outdoor fan 15 and the indoor fan 19 on the control map. According to this, it is possible to accurately estimate the evaporator pressure Pes and the blown air temperature Tes in the normal state.
  • the on-vehicle refrigerating apparatus 10 may be configured to directly detect the rotational speed of the compressor 12 by, for example, a rotational speed sensor.
  • the on-vehicle refrigeration apparatus 10 may be configured to execute frost formation determination processing while the frozen vehicle 1 is stopped as well as traveling of the frozen vehicle 1.
  • frost adheres to the evaporator 18 when frost adheres to the evaporator 18, an example of removing the frost adhered to the evaporator 18 by causing the high-temperature high-pressure refrigerant discharged from the compressor 12 to flow into the evaporator 18 will be described. However, it is not limited to this.
  • the on-vehicle refrigerating apparatus 10 may be configured to remove the frost adhered to the evaporator 18 by heating the evaporator 18 with an electric heater or the like. .
  • an automation level ie, level 0 to 5
  • SAE International an automation level defined by SAE International
  • each embodiment demonstrated the example which applies the vehicle-mounted refrigerating apparatus 10 of this indication to the frozen vehicle 1, it is not limited to this.
  • the on-vehicle refrigeration system 10 of the present disclosure is widely applicable to general vehicles such as home vehicles, as long as at least the driving operation relating to acceleration can be performed by the automatic driving system 6 or the like instead of the driver.
  • the on-vehicle refrigeration system is configured such that the vehicle travels in a specific operation mode in which the driving system performs the driving operation for acceleration instead of the driver When it is present, the frosting determination process is performed.
  • the on-vehicle refrigerating apparatus is frosted when the vehicle travels in the specific operation mode and the road shape from the current point of the vehicle to a point away from the predetermined section extends in a straight line. It is configured to execute determination processing.
  • the vehicle speed tends to be constant and the output of the drive source tends to be stable as compared to the case where the road shape is meandering. For this reason, if the vehicle travels in the specific operation mode and the road shape extends in a straight line, the operation of the compressor of the in-vehicle refrigerating apparatus is likely to be stable, and the frosting determination processing is performed at this timing.
  • the frost formation judgment of the evaporator can be performed with high accuracy.
  • the on-vehicle refrigeration system is configured to execute the frosting determination process when the vehicle travels in the specific operation mode and the vehicle travels on the expressway or the motorway. ing.
  • the on-vehicle refrigeration system is applied to a vehicle whose operation mode can be set to a specific operation mode in which the driving system performs at least driving operations related to acceleration and braking instead of the driver.
  • the operating mode that relies on the driving system for acceleration and braking in the driving system tends to have a constant vehicle speed and stabilize the output of the driving source compared with the operating mode that depends on the driver for driving operation for acceleration and braking. There is. For this reason, when the vehicle is traveling in the specific operation mode, the operation of the compressor of the on-board refrigeration system tends to be stable, and if the frosting determination process is executed at this timing, frosting of the evaporator is caused. The determination can be performed accurately.
  • the in-vehicle refrigerating apparatus includes a state quantity detection unit that detects a state quantity having a correlation with an outflow temperature of air flowing out of the evaporator.
  • the frost formation determination device determines a frosted state by comparing the normal state amount with the state amount detected by the state amount detection unit, and an estimation unit configured to estimate the normal state amount. And is comprised.
  • the normal state quantity is a state quantity correlating with the outflow temperature of the air flowing out of the evaporator in the normal state where the frost is not adhered to the evaporator.
  • the ventilation resistance of the evaporator increases and the flow rate of air passing through the evaporator decreases, as compared to the normal state where the frost does not adhere to the evaporator.
  • the heat exchange capacity on the air side decreases, and the heat exchange capacity on the refrigerant side also decreases accordingly, whereby the pressure of the refrigerant in the evaporator decreases.
  • the outflow temperature of the air flowing out of the evaporator decreases.
  • the correlation between the normal state quantity correlating to the outflow temperature flowing out from the evaporator in the normal state and the outflow temperature flowing out from the evaporator detected by the state quantity detection unit It is determined whether the frosted state is present or not by comparing it with the amount of state it has. According to this, frost formation judgment of an evaporator can be performed accurately.
  • the on-vehicle refrigerating apparatus associates a physical quantity having a correlation with the outside air temperature which is the temperature outside the vehicle, the inflow temperature of the air flowing into the evaporator, and the rotational speed of the compressor with the normal state quantity.
  • a storage unit in which the control map is stored. Then, the estimation unit estimates the normal state amount from the external temperature, the inflow temperature of the air flowing into the evaporator, and the physical quantity correlated with the rotation speed of the compressor with reference to the control map. According to this, it is possible to accurately estimate the normal state quantity correlating to the outflow temperature flowing out of the evaporator in the normal state.

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Abstract

車載冷凍装置(10)は、少なくとも加速に関する運転操作を運転手に代わって運転システム(6、8)が行う特定運転モードに設定可能な車両(1)に搭載される。車載冷凍装置は、車両走行用の駆動源(4)からの出力に連動して動作する圧縮機(12)と、圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる放熱器(14)と、放熱器で放熱された冷媒を減圧する減圧機器(16)と、を備える。車載冷凍装置は、減圧機器で減圧された冷媒を蒸発させることによって冷却対象空間(3a)を冷却する蒸発器(18)と、蒸発器に霜が付着した着霜状態であるか否かを判定する着霜判定処理を実行する着霜判定部(100c)と、を備える。着霜判定部は、車両が特定運転モードで走行している場合に、着霜判定処理を実行する構成となっている。

Description

車載冷凍装置 関連出願への相互参照
 本出願は、2017年7月17日に出願された日本出願番号2017-138665号に基づくものであって、ここにその記載内容を援用する。
 本開示は、車載冷凍装置に関する。
 従来、ハイブリッド自動車や電気自動車に適用される空気調和装置として、室外熱交換器が吸熱器として機能する際に、室外熱交換器の着霜判定を行うものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1には、運転状態の過渡期や車速変動が大きい場合に、着霜判定を実行しないことが記載されている。
特開2014-94676号公報
 ところで、本発明者らは、車両走行用の駆動源からの出力に連動して動作する圧縮機を含む車載冷凍装置において、車両の走行時に、吸熱器として機能する蒸発器が着霜状態であるか否かを判定することを検討している。
 この種の車載冷凍装置は、例えば、運転手のアクセルペダルの操作によって駆動源の動作が変化すると、駆動源の動作に連動して圧縮機の動作も変化する。アクセルペダルの操作は、運転手に応じて異なることから、車載冷凍装置の圧縮機の動作が安定せず、蒸発器の着霜判定を精度よく行うことが困難である。
 本開示は、車両走行用の駆動源からの出力に連動して動作する圧縮機を備える車載冷凍装置において、蒸発器の着霜判定の精度向上を図ることを目的とする。
 本開示は、少なくとも加速に関する運転操作を運転手に代わって運転システムが行う特定運転モードに設定可能な車両に搭載される車載冷凍装置を対象としている。
 本開示の1つの観点によれば、車載冷凍装置は、
 車両走行用の駆動源からの出力に連動して動作する圧縮機と、
 圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる放熱器と、
 放熱器で放熱された冷媒を減圧する減圧機器と、
 減圧機器で減圧された冷媒を蒸発させるとともに、冷媒の蒸発による吸熱作用によって冷却対象空間を冷却する蒸発器と、
 蒸発器に霜が付着した着霜状態であるか否かを判定する着霜判定処理を実行する着霜判定部と、を備える。そして、着霜判定部は、車両が特定運転モードで走行している場合に、着霜判定処理を実行する構成となっている。
 運転手に加速に関する運転操作を依存しない特定運転モードは、運転手に加速に関する運転操作を依存する運転モードに比べて、車速が一定速になり易く、駆動源の出力も安定する傾向がある。このため、車両が特定運転モードで走行している際には、車載冷凍装置の圧縮機の動作が安定した状態になり易く、このタイミングで着霜判定処理を実行することで、蒸発器の着霜判定を精度よく行うことができる。
第1実施形態の車載冷凍装置が搭載される冷凍車両の模式図である。 第1実施形態の車載冷凍装置の模式的な構成図である。 第1実施形態の車載冷凍装置が備える制御装置のブロック図である。 第1実施形態の車載冷凍装置の制御装置が実行する制御処理の流れを示すフローチャートである。 第1実施形態の車載冷凍装置における除霜処理時の冷媒の流れ方を説明する説明図である。 第2実施形態の車載冷凍装置が備える制御装置のブロック図である。 第2実施形態の車載冷凍装置の制御装置が実行する制御処理の流れを示すフローチャートである。 第3実施形態の車載冷凍装置の制御装置が実行する制御処理の流れを示すフローチャートである。 第4実施形態の車載冷凍装置の制御装置が実行する制御処理の流れを示すフローチャートである。 第5実施形態の車載冷凍装置が備える制御装置のブロック図である。 第5実施形態の車載冷凍装置の制御装置が実行する制御処理の流れを示すフローチャートである。 第6実施形態の車載冷凍装置が備える制御装置のブロック図である。 第6実施形態の車載冷凍装置の制御装置が実行する制御処理の流れを示すフローチャートである。
 以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。
 (第1実施形態)
 本実施形態について、図1~図5を参照して説明する。本実施形態では、本開示の車載冷凍装置10を冷凍車両1に適用した例について説明する。図1に示すように、冷凍車両1は、ユーザが搭乗するキャビン2、キャビン2の後方に連結される断熱構造の荷台3を備えている。
 冷凍車両1は、車両走行用の駆動源であるエンジン4を備えている。エンジン4の回転は、図示しない自動変速機等を介して駆動輪5に伝達される。なお、冷凍車両1は、車両走行用の駆動源として、エンジン4に加えて電動機を備える構成や、エンジン4に代えて電動機を備える構成となっていてもよい。
 本実施形態の冷凍車両1は、加速、制動、操舵といった運転操作を運転手に代わって自動運転システム6が行う運転モードに設定可能な自動運転車両となっている。本実施形態の冷凍車両1には、自動運転システム6が搭載されている。なお、自動運転システム6による自動運転機能は、冷凍車両1に搭載されたシステムに限らず、基地局等からの遠隔管理や、車両間の通信等により提供される構成となっていてもよい。
 冷凍車両1は、自動運転システム6に運転操作を依存する度合いを示す自動運転度に対応した運転モードで運転可能に構成されている。すなわち、冷凍車両1は、予め定義された複数の自動運転度から所定の自動運転度を選択し、選択された自動運転度に対応した運転モードで運転可能に構成されている。
 ここで、自動運転システム6は、種々の周知のセンサの検出信号に基づいて周知の方法で自動運転を切り替える。自動運転システム6は、例えば、ユーザの操作および冷凍車両1の周囲環境に関する情報に基づいて自動運転度を切り替える。
 本実施形態では、自動運転度として、日本政府およびNHTSA(National Highway Traffic Safety Administrationの略)が定義している自動化レベル(すなわち、レベル0~レベル4)が採用されている。
 レベル0は、運転手が全ての主制御系統の操作を行う状態を示すレベルである。レベル1は、加速、制動、操舵のいずれか1つを自動運転システム6が行う状態を示すレベルである。レベル2は、加速、制動、操舵のうち、複数の操作を自動運転システム6が行う状態を示すレベルである。レベル3は、加速、制動、操舵を自動運転システム6が行い、自動運転システム6が要請した際に運転手が対応する状態を示すレベルである。レベル4は、加速、制動、操舵に加えて、周囲の監視等の全ての運転操作を自動運転システム6が行い、運転操作に運転手が全く関与しない状態を示すレベルである。
 冷凍車両1には、荷台3の内部の庫内空間3aを冷却する車載冷凍装置10が搭載されている。本実施形態では、庫内空間3aが、車載冷凍装置10の冷却対象空間となっている。
 図2に示すように、車載冷凍装置10は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルで構成されている。車載冷凍装置10は、圧縮機12、放熱器14、減圧機器16、蒸発器18、アキュムレータ20が冷媒配管22等により接続されている。なお、車載冷凍装置10を構成する放熱器14、減圧機器16、蒸発器18、アキュムレータ20等は、図1に示す冷凍車両1の冷凍装置ケース7の内側に配置されている。
 圧縮機12は、冷媒を圧縮する圧縮機構部122、および圧縮機構部122に回転駆動力を伝達する動力伝達部124を備えている。圧縮機構部122は、例えば、斜板式などの可変容量型の冷媒圧縮機構、或いは、スクロール式またはベーン式などの固定容量型の冷媒圧縮機構で構成されている。動力伝達部124は、従動側プーリ124aを有している。従動側プーリ124aには、エンジン4の駆動軸と共に回転する駆動側プーリ41に対してベルト42を介して連結されている。
 これにより、エンジン4の回転がベルト42を介して動力伝達部124に伝達される。エンジン4に連動して動力伝達部124が回転すると、圧縮機12の圧縮機構部122は、冷媒吸入口12aから吸入した冷媒を圧縮して冷媒吐出口12bから吐き出す。
 このように、本実施形態の圧縮機12は、車両走行用の駆動源であるエンジン4からの出力に連動して動作する構成となっている。なお、本実施形態の動力伝達部124には、電磁式のクラッチ機構124bが設けられている。
 圧縮機12の冷媒吐出口12b側には、放熱器14が接続されている。放熱器14は、圧縮機12から吐出された冷媒と室外ファン15から送風される車室外の空気(すなわち、外気)とを熱交換させて冷媒を放熱させる熱交換器である。
 放熱器14の冷媒出口側には、減圧機器16が接続されている。減圧機器16は、放熱器14から流出した冷媒(すなわち、放熱器14で放熱された冷媒)を所定の圧力まで減圧膨張させる膨張弁である。
 減圧機器16の冷媒出口側には、蒸発器18が接続されている。蒸発器18は、減圧機器16で減圧された冷媒を蒸発させるとともに、冷媒の蒸発による吸熱作用によって冷却対象空間である庫内空間3aを冷却する熱交換器である。本実施形態の蒸発器18は、減圧機器16で減圧された冷媒と室内ファン19によって庫内空間3aを循環する空気とを熱交換させることで、庫内空間3aを循環する空気を冷却する。
 蒸発器18の冷媒出口側には、アキュムレータ20が接続されている。アキュムレータ20は、蒸発器18から流出した冷媒の気液を分離し、分離した気相状態の冷媒を圧縮機12の冷媒吸入口12aに戻すものである。
 本実施形態の車載冷凍装置10には、圧縮機12から吐出された冷媒を放熱器14および減圧機器16を迂回して蒸発器18に導くバイパス配管24が設けられている。バイパス配管24は、一端側が圧縮機12と放熱器14との間に接続され、他端側が減圧機器16と蒸発器18との間に接続されている。
 バイパス配管24には、バイパス配管24への冷媒の流れを遮断する閉状態と、バイパス配管24への冷媒の流れを許容する開状態とに切り替える開閉弁26が設けられている。開閉弁26は、後述する制御装置100によって、蒸発器18にて冷媒を蒸発させる通常時に閉状態に制御され、蒸発器18に付着した霜を除去する除霜処理時に開状態に制御される。
 車載冷凍装置10は、図3に示す制御装置100を備える。制御装置100は、制御処理や演算処理を行うプロセッサ、プログラムやデータ等を記憶するROM、RAM等の記憶部100aを含むマイクロコンピュータ、およびその周辺回路で構成されている。なお、制御装置100の記憶部100aは、非遷移的実体的記憶媒体で構成されている。
 制御装置100には、自動運転システム6が接続されている。制御装置100は、自動運転システム6から現状の自動運転度に関する情報を取込み、現状の自動運転度を特定する。本実施形態では、制御装置100における自動運転度を特定する機能が自動運転度を特定する運転度特定部100bを構成している。
 制御装置100の入力側には、外気の温度を検出する外気温度センサ102、庫内空間3aの温度を検出する庫内温度センサ104、およびエンジン4の回転数を検出するエンジン回転数センサ106が接続されている。なお、庫内温度センサ104は、蒸発器18に流入する空気の流入温度を検出する温度センサとして機能する。
 また、制御装置100の入力側には、蒸発器18の冷媒出口側の冷媒圧力(すなわち、蒸発器圧力)を検出する低圧側圧力センサ108、および庫内空間3aの設定温度を設定する設定スイッチ110aが設けられた操作パネル110が接続されている。
 ここで、蒸発器18から流出する空気の温度は、蒸発器18の冷媒出口側の冷媒圧力である蒸発器圧力に応じて変化する。すなわち、蒸発器圧力は、蒸発器18から流出する空気の流出温度に相関性を有する。本実施形態では、蒸発器圧力が蒸発器18から流出する空気の流出温度に相関性を有する状態量となっている。そして、本実施形態では、低圧側圧力センサ108が、状態量である蒸発器圧力を検出する状態量検出部を構成している。
 また、本実施形態の圧縮機12は、エンジン4からの出力に連動して動作する。このため、エンジン4の回転数は、圧縮機12の回転数に相関性を有する。具体的には、圧縮機12の回転数は、エンジン4の回転数および各プーリ124a、41のプーリ比から算出可能である。本実施形態では、エンジン4の回転数が圧縮機12の回転数に相関性を有する物理量となっている。
 一方、制御装置100の出力側には、クラッチ機構124b、室外ファン15、室内ファン19、開閉弁26等が接続されている。制御装置100は、入力側に接続され各種センサからの情報を記憶部100aに記憶されたプログラムで演算・処理することで、出力側に接続された各機器の作動を制御する。
 具体的には、制御装置100は、蒸発器18に霜が付着した着霜状態であるか否かを判定する着霜判定処理を実行する。また、制御装置100は、着霜判定処理によって蒸発器18が着霜状態であると判定されると、蒸発器18に付着した霜を除去する除霜処理を実行する。
 ここで、制御装置100には、各種演算処理を実行するハードウェアおよびソフトフェアで構成される処理実行部、各種制御対象機器を制御するハードウェアおよびソフトフェアで構成される制御部等が集約されている。例えば、制御装置100には、蒸発器18に霜が付着した着霜状態であるか否かを判定する着霜判定処理を実行する着霜判定部100cが集約されている。また、制御装置100には、蒸発器18に付着した霜を除去する除霜処理を実行する除霜処理部100dが集約されている。
 次に、本実施形態の車載冷凍装置10の作動を説明する。車載冷凍装置10は、エンジン4が稼働すると、クラッチ機構124bをオンして圧縮機12を作動させる。また、車載冷凍装置10は、所定の回転数で室外ファン15を作動させて放熱器14に外気を供給するとともに、所定の回転数で室内ファン19を作動させて蒸発器18に庫内空間3aの空気を供給する。さらに、蒸発器18にて冷媒を蒸発させる通常時は、制御装置100によって、開閉弁26が閉状態に制御される。
 これにより、図1の矢印で示すように、圧縮機12から吐出された冷媒は、放熱器14に流入し、放熱器14にて外気との熱交換によって放熱される。放熱器14から流出した冷媒は、減圧機器16に流入し、減圧機器16にて所定の圧力となるまで減圧膨張される。
 減圧機器16から流出した冷媒は、蒸発器18に流入し、蒸発器18において庫内空間3aを循環する空気から吸熱して蒸発する。これにより、庫内空間3aを循環する空気が冷却される。
 その後、蒸発器18から流出した冷媒は、アキュムレータ20にて気液が分離される。そして、アキュムレータ20にて分離された気相状態の冷媒は、圧縮機12の冷媒吸入口12aに流れ、再び圧縮機12にて圧縮される。
 ところで、車載冷凍装置10では、庫内空間3aを循環する空気から蒸発器18が吸熱するため、蒸発器18に霜が付着することがある。蒸発器18に霜が付着すると、蒸発器18に霜が付着していない正常状態に比べて、蒸発器18における通風抵抗が大きくなり、蒸発器18を通過する空気の流量が減少する。蒸発器18を通過する空気の流量が減少すると、空気側の熱交換能力が低下し、それに追従して冷媒側の熱交換能力も低下してしまう。
 これに対して、蒸発器18に霜が付着しているか否かを判定する着霜判定処理を実施し、蒸発器18に霜が付着していると判定された場合に、蒸発器18に付着した霜を除去する除霜処理を実施することが有効である。
 しかしながら、エンジン4からの出力に連動して動作する圧縮機12を含む車載冷凍装置10では、運転手のアクセルペダルの操作によってエンジン4の動作が変化すると、それに連動して圧縮機12の動作も変化してしまう。そして、アクセルペダルの操作は、運転手に応じて異なる。このため、本実施形態の如く、エンジン4からの出力に連動して動作する圧縮機12を含む車載冷凍装置10では、その動作が安定せず、蒸発器18の着霜判定を精度よく行うことが困難となってしまう。
 これらを鑑みて、本実施形態の車載冷凍装置10は、冷凍車両1の走行中に運転手のアクセルペダルの操作に依存しない運転状態において、制御装置100によって着霜判定処理が実行される構成となっている。
 以下、本実施形態の制御装置100が実行する着霜に関する制御処理について、図4を参照して説明する。図4に示す制御処理は、エンジン4の稼働中において制御装置100が所定のタイミング(例えば、予め定めた周期)で実行する。
 図4に示すように、制御装置100は、ステップS100にて、自動運転システム6、各種センサ102~108等から出力される信号を読み込む。制御装置100は、ステップS110にて、自動運転システム6から取得した情報に基づいて、現状の自動運転度を特定する。具体的には、制御装置100は、自動運転システム6から取得した情報に基づいて、加速、制動、操舵といった運転操作が、どの程度自動運転システム6に依存しているかを特定する。
 続いて、制御装置100は、ステップS120にて、冷凍車両1の運転モードが、少なくとも加速に関する運転操作を自動運転システム6に依存する特定運転モードであるか否かを判定する。
 この結果、加速に関する運転操作が自動運転システム6に依存していない場合、運転手のアクセルペダルの操作が予測できず、車載冷凍装置10の圧縮機12の動作が安定し難いことから、制御装置100は、本制御処理を抜ける。
 一方、加速に関する運転操作が自動運転システム6に依存している場合、制御装置100は、ステップS130にて、冷凍車両1が特定運転モードで走行しているか否かを判定する。
 冷凍車両1が特定運転モードで走行している場合、制御装置100は、ステップS140にて、蒸発器18に霜が付着していない正常状態における蒸発器圧力Pesを推定する。なお、冷凍車両1が特定運転モードで走行していない場合、制御装置100は、本制御処理を抜ける。
 ここで、蒸発器圧力は、蒸発器18から流出する空気の流出温度に相関性を有する。本実施形態では、ステップS140にて推定する蒸発器圧力Pesが蒸発器18から流出する空気の流出温度に相関性を有する正常状態量となっている。
 また、蒸発器18に霜が付着していない正常状態における蒸発器圧力Pesは、主に、圧縮機12の回転数、放熱器14に流入する外気の温度、蒸発器18に流入する空気の流入温度に応じて変化する。このため、蒸発器18に霜が付着していない正常状態における蒸発器圧力Pesは、圧縮機12の回転数、放熱器14に流入する外気の温度、および蒸発器18に流入する空気の流入温度に基づいて推定することができる。
 本実施形態では、圧縮機12の回転数、放熱器14に流入する外気の温度、および蒸発器18に流入する空気の流入温度を蒸発器圧力Pesと関連付けた制御マップを予め作成し、当該制御マップを制御装置100の記憶部100aに記憶する。そして、本実施形態の制御装置100は、前述の制御マップを参照して外気温度センサ102、庫内温度センサ104、およびエンジン回転数センサ106それぞれの検出値に基づいて、正常状態における蒸発器圧力Pesを推定する。なお、圧縮機12の回転数は、エンジン回転数センサ106と各プーリ124a、41のプーリ比から算出可能である。
 続いて、制御装置100は、ステップS150にて、ステップS140で推定した蒸発器圧力Pesから低圧側圧力センサ108で検出された現状の蒸発器圧力Peを減算した減算値が、所定の判定基準値Peth以上であるか否かを判定する。判定基準値としては、例えば、定格条件において冷凍能力が20%程度低下した際の蒸発器18の冷媒出口側の圧力に設定される。なお、判定基準値としては、予め実施したベンチテストの結果や一般的な冷凍能力の計算結果等に基づいて設定されていてもよい。
 ここで、蒸発器18に霜が付着すると、蒸発器18に霜が付着していない正常状態に比べて、蒸発器18を通過する空気の流量が減少する。そして、蒸発器18を通過する空気の流量が減少すると、空気側の熱交換能力が低下し、これに追従して蒸発器18の冷媒出口側の圧力が低下する。
 これらによれば、ステップS140で推定した蒸発器圧力Pesから現状の蒸発器圧力Peを減算した減算値が判定基準値Peth未満となる場合、蒸発器18に霜が付着していない正常状態であると考えられる。このため、ステップS140で推定した蒸発器圧力Pesから現状の蒸発器圧力Peを減算した減算値が判定基準値Peth未満となる場合、制御装置100は、本制御処理を抜ける。
 一方、ステップS140で推定した蒸発器圧力Pesから現状の蒸発器圧力Peを減算した減算値が判定基準値Peth以上となる場合、蒸発器18に霜が付着している状態であると考えられる。このため、ステップS140で推定した蒸発器圧力Pesから現状の蒸発器圧力Peを減算した減算値が判定基準値Peth以上となる場合、制御装置100は、ステップS160にて、除霜処理を実行する。
 具体的には、制御装置100は、ステップS160にて、開閉弁26を開状態に制御する。これにより、図5に示すように、圧縮機12から吐出された高温高圧の冷媒がバイパス配管24を介して蒸発器18に流入することで、蒸発器18に付着した霜が除去される。
 また、制御装置100は、蒸発器18に付着した霜が除去されると、開閉弁26を閉状態に制御する。なお、蒸発器18に付着した霜が除去された否かの判定条件は、例えば、開閉弁26を開状態に制御してからの経過時間が予め定めた基準時間を経過した際に成立する条件を採用することができる。
 ここで、図4に示す制御処理の各制御ステップは、車載冷凍装置10が行う各種機能を実現する機能実現部を構成している。本実施形態では、例えば、ステップS140の処理が、蒸発器18に霜が付着していない正常状態における蒸発器18から流出する空気の流出温度に相関性を有する正常状態量(すなわち、蒸発器圧力Pes)を推定する推定部を構成している。また、ステップS150の処理が、正常状態量(すなわち、蒸発器圧力Pes)と低圧側圧力センサ108で検出された冷媒圧力(すなわち、蒸発器圧力Pe)とを比較することで、蒸発器18が着霜状態であるか否かを判定する判定部を構成している。
 以上説明した本実施形態の車載冷凍装置10は、運転手に加速に関する運転操作を依存しない特定運転モードで車両が走行している場合に、蒸発器18が着霜状態であるか否かの着霜判定処理を実行する構成となっている。
 自動運転システム6に加速に関する運転操作を依存する特定運転モードは、運転手に加速に関する運転操作を依存する運転モードに比べて、車速が一定速になり易く、エンジン4の出力も安定する傾向がある。このため、冷凍車両1が特定運転モードで走行している際には、車載冷凍装置10の圧縮機12の動作が安定した状態になり易く、このタイミングで着霜判定処理を実行することで、蒸発器18の着霜判定を精度よく行うことができる。
 特に、本実施形態の車載冷凍装置10は、制御マップを参照して外気温度、蒸発器18に流入する空気の流入温度、および圧縮機12の回転数に相関性を有する物理量から正常状態における蒸発器圧力Pesを推定する。これによると、正常状態における蒸発器圧力Pesを精度よく推定することができる。
 さらに、本実施形態の車載冷凍装置10は、蒸発器18に霜が付着していない正常状態における蒸発器圧力Pesと現状の蒸発器圧力Peとを比較することで蒸発器18が着霜状態であるか否かを判定する。これによると、蒸発器18の着霜判定を精度よく行うことができる。
 (第2実施形態)
 次に、第2実施形態について、図6、図7を参照して説明する。本実施形態では、蒸発器18の着霜判定を実施する条件が第1実施形態と相違している。なお、本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について説明し、第1実施形態と同様の部分についての説明を省略する。
 図6に示すように、本実施形態の車載冷凍装置10は、制御装置100の入力側に、ナビゲーションシステム120が接続されている。ナビゲーションシステム120は、冷凍車両1の出発地から目的地までの道路形状、道路種別等に基づいて、冷凍車両1の出発地から目的地までの走行経路に関する情報をユーザに提供するシステムである。
 本実施形態のナビゲーションシステム120は、GPS等によって車両の現在地を検出する位置検出部120a、地図情報が記憶された地図情報部120b、冷凍車両1の走行経路を探索する経路探索部120c等を備えている。
 本実施形態の制御装置100は、ナビゲーションシステム120から取得した情報に基づいて、冷凍車両1が走行する道路形状や道路種別を特定可能となっている。なお、本実施形態では、制御装置100のうち冷凍車両1が走行する道路形状や道路種別を特定する構成が道路特定部100eを構成する。
 続いて、本実施形態の制御装置100が実行する制御処理について、図7を参照して説明する。なお、図7に示すステップS100、S110、S140~S160の処理は、第1実施形態で説明した処理と同じである。
 図7に示すように、加速に関する運転操作が自動運転システム6に依存している場合、制御装置100は、ステップS130Aにて、冷凍車両1が直線状の道路を走行中であるか否かを判定する。
 具体的には、制御装置100は、ナビゲーションシステム120からの取得した情報に基づいて、冷凍車両1の現在地点から所定区間(例えば、100m~1km)離れた地点までの道路形状が直線状に延びているか否かを判定する。なお、直線状に延びている道路形状は、運転手等による操舵に関する運転操作が殆ど必要ない道路形状である。直線状に延びている道路形状は、例えば、運転手等によるハンドルの操舵角が±10°以内となる道路形状と定義することができる。
 冷凍車両1が直線状の道路を走行中である場合、制御装置100は、ステップS140の処理に移行して着霜判定処理を実行する。また、冷凍車両1が直線状の道路を走行中でない場合、制御装置100は、本制御処理を抜ける。
 以上説明したように、本実施形態の車載冷凍装置10は、冷凍車両1が加速に関する運転操作が自動運転システム6に依存する特定運転モードで走行し、且つ、冷凍車両1が走行する道路形状が直線状に延びている場合に、着霜判定処理を実行する。
 冷凍車両1が走行する道路形状が直線状に延びている場合、道路形状が蛇行している場合に比べて、車速が一定速になり易く、エンジン4の出力も安定する傾向がある。このため、冷凍車両1が加速に関する運転操作が自動運転システム6に依存する特定運転モードで走行し、且つ、冷凍車両1が走行する道路形状が直線状に延びている場合に、車載冷凍装置10の圧縮機12の動作が安定した状態になり易い。
 したがって、冷凍車両1が加速に関する運転操作が自動運転システム6に依存する特定運転モードで走行し、且つ、冷凍車両1が走行する道路形状が直線状に延びているタイミングで着霜判定処理を実行すれば、蒸発器18の着霜判定を精度よく行うことができる。
 (第3実施形態)
 次に、第3実施形態について、図8を参照して説明する。本実施形態では、蒸発器18の着霜判定を実施する条件が第2実施形態と相違している。なお、本実施形態では、第2実施形態と異なる部分について説明し、第2実施形態と同様の部分についての説明を省略する。
 本実施形態の制御装置100が実行する制御処理について、図8を参照して説明する。なお、図8に示すステップS100、S110、S140~S160の処理は、第1、第2実施形態で説明した処理と同じである。
 図8に示すように、加速に関する運転操作が自動運転システム6に依存している場合、制御装置100は、ステップS130Bにて、冷凍車両1が高速道路または自動車専用道路を走行中であるか否かを判定する。
 具体的には、制御装置100は、ナビゲーションシステム120からの取得した情報に基づいて、冷凍車両1が現在走行している道路が高速道路または自動車専用道路であるか否かを判定する。
 そして、冷凍車両1が高速道路または自動車専用道路を走行中である場合、制御装置100は、ステップS140の処理に移行して着霜判定処理を実行する。また、冷凍車両1が高速道路および自動車専用道路を走行中でない場合、制御装置100は、本制御処理を抜ける。
 以上説明したように、本実施形態の車載冷凍装置10は、冷凍車両1が加速に関する運転操作が自動運転システム6に依存する特定運転モードで走行し、且つ、冷凍車両1が高速道路または自動車専用道路を走行している場合に、着霜判定処理を実行する。
 冷凍車両1が高速道路または自動車専用道路を走行中である場合、一般道路を走行する場合に比べて、車速が一定速になり易く、エンジン4の出力も安定する傾向がある。このため、冷凍車両1が加速に関する運転操作が自動運転システム6に依存する特定運転モードで走行し、且つ、冷凍車両1が高速道路または自動車専用道路を走行している場合に、車載冷凍装置10の圧縮機12の動作が安定した状態になり易い。
 したがって、冷凍車両1が加速に関する運転操作が自動運転システム6に依存する特定運転モードで走行し、且つ、冷凍車両1が高速道路または自動車専用道路を走行するタイミングで着霜判定処理を実行すれば、蒸発器18の着霜判定を精度よく行うことができる。
 ここで、本実施形態では、冷凍車両1が特定運転モードで高速道路等を走行している際に着霜判定処理を実行する例について説明したが、これに限定されない。車載冷凍装置10は、例えば、冷凍車両1が特定運転モードで、高速道路または自動車専用道路のうち直線状に延びる区間を走行している際に着霜判定処理を実行する構成となっていてもよい。
 (第4実施形態)
 次に、第4実施形態について、図9を参照して説明する。本実施形態では、蒸発器18の着霜判定を実施する条件が第1実施形態と相違している。なお、本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について説明し、第1実施形態と同様の部分についての説明を省略する。
 本実施形態の制御装置100が実行する制御処理について、図9を参照して説明する。なお、図9に示すステップS100、S120~S160の処理は、第1実施形態で説明した処理と同じである。
 図9に示すように、制御装置100は、現状の自動運転度を特定した後、ステップS120Aにて、冷凍車両1の運転モードが、少なくとも加速および制動に関する運転操作を自動運転システム6に依存する特定運転モードであるか否かを判定する。
 そして、冷凍車両1の運転モードが、少なくとも加速および制動に関する運転操作を自動運転システム6に依存する特定運転モードである場合、制御装置100は、ステップS130の処理に移行する。また、冷凍車両1の運転モードが、少なくとも加速および制動に関する運転操作を自動運転システム6に依存する特定運転モードでない場合、制御装置100は、本制御処理を抜ける。
 以上説明したように、本実施形態の車載冷凍装置10は、冷凍車両1が加速および制動に関する運転操作が自動運転システム6に依存する特定運転モードで走行している場合に、着霜判定処理を実行する。
 自動運転システム6に加速および制動に関する運転操作を依存する運転モードは、運転手に加速および制動に関する運転操作を依存する運転モードに比べて、車速が一定速になり易く、エンジン4の出力も安定する傾向がある。このため、冷凍車両1が加速および制動に関する運転操作が自動運転システム6に依存する特定運転モードで走行しているタイミングで着霜判定処理を実行すれば、蒸発器18の着霜判定を精度よく行うことができる。
 ここで、本実施形態では、冷凍車両1の運転モードが加速および制動に関する運転操作を自動運転システム6に依存する特定運転モードである場合にステップS130の処理に移行する例について説明したが、これに限定されない。車載冷凍装置10は、冷凍車両1の運転モードが加速および制動に関する運転操作を自動運転システム6に依存する特定運転モードである場合に、図7に示すステップS130Aの処理や図8に示すステップS130Bに示す処理に移行する構成となっていてもよい。
 (第5実施形態)
 次に、第5実施形態について、図10、図11を参照して説明する。本実施形態では加速に関する運転操作を補助運転システム8に依存させることが可能な冷凍車両1に本開示の車載冷凍装置10を適用した例について説明する。なお、本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について説明し、第1実施形態と同様の部分についての説明を省略する。
 図10に示すように、本実施形態の冷凍車両1には、第1実施形態の自動運転システム6に代えて、補助運転システム8が搭載されている。補助運転システム8は、運転手が設定した設定速度で冷凍車両1を走行させる運転システム(所謂、オートクルーズシステム)である。本実施形態の補助運転システム8は、第1実施形態の自動運転システム6と異なり、制動および操舵に関する運転操作について運転手に依存する運転システムとなっている。
 本実施形態の制御装置100には、補助運転システム8に接続されている。制御装置100は、補助運転システム8から現状の運転状態に関する情報を取り込むことが可能となっている。
 また、操作パネル110には、オートクルーズスイッチ110bが設けられている。オートクルーズスイッチ110bは、オートクルーズ機能のオンオフ、および冷凍車両1の速度設定を行うためのスイッチである。冷凍車両1は、オートクルーズスイッチ110bがオンされると、車速が設定速度に維持されるようにエンジン4が制御される。
 続いて、本実施形態の制御装置100が実行する制御処理について、図11を参照して説明する。なお、図11に示すステップS100、S130~S160の処理は、第1実施形態で説明した処理と同じである。
 図7に示すように、制御装置100は、補助運転システム8、各種センサ102~108等から出力される信号を読み込んだ後、ステップS120Bにて、オートクルーズスイッチ110bがオンされているか否かを判定する。すなわち、制御装置100は、冷凍車両1の運転モードが、加速に関する運転操作が補助運転システム8に依存する特定運転モードである否かを判定する。
 そして、オートクルーズスイッチ110bがオンされている場合、制御装置100は、ステップS130の処理に移行する。また、オートクルーズスイッチ110bがオフされている場合、制御装置100は、本制御処理を抜ける。
 以上説明したように、本実施形態の車載冷凍装置10は、冷凍車両1が加速に関する運転操作が補助運転システム8に依存する特定運転モードで走行している場合に、着霜判定処理を実行する。このように、冷凍車両1が加速に関する運転操作が補助運転システム8に依存する特定運転モードで走行しているタイミングで着霜判定処理を実行すれば、蒸発器18の着霜判定を精度よく行うことができる。
 ここで、本実施形態では、冷凍車両1の運転モードが加速に関する運転操作を補助運転システム8に依存する特定運転モードである場合にステップS130の処理に移行する例について説明したが、これに限定されない。車載冷凍装置10は、冷凍車両1の運転モードが加速に関する運転操作を補助運転システム8に依存する特定運転モードである場合に、図7に示すステップS130Aの処理や図8に示すステップS130Bに示す処理に移行する構成となっていてもよい。
 (第6実施形態)
 次に、第6実施形態について、図12、図13を参照して説明する。本実施形態では、蒸発器18の着霜判定の内容が第1実施形態と相違している。なお、本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について説明し、第1実施形態と同様の部分についての説明を省略する。
 本実施形態の車載冷凍装置10は、制御装置100の入力側に、低圧側圧力センサ108に代えて、蒸発器18から流出した空気の流出温度を検出する吹出温度センサ112が接続されている。本実施形態では、吹出温度センサ112が、状態量である蒸発器18から流出する空気の流出温度を検出する状態量検出部を構成している。なお、以下では、蒸発器18から流出する空気の流出温度を単に吹出空気温度と呼ぶことがある。
 続いて、本実施形態の制御装置100が実行する制御処理について、図13を参照して説明する。なお、図13に示すステップS100~S130、S160の処理は、第1実施形態で説明した処理と同じである。
 図13に示すように、冷凍車両1が特定運転モードで走行している場合、制御装置100は、ステップS140Aにて、蒸発器18に霜が付着していない正常状態における吹出空気温度Tesを推定する。
 本実施形態では、圧縮機12の回転数、放熱器14に流入する外気の温度、および蒸発器18に流入する空気の流入温度を吹出空気温度Tesと関連付けた制御マップを予め作成し、当該制御マップを制御装置100の記憶部100aに記憶する。そして、本実施形態の制御装置100は、前述の制御マップを参照して外気温度センサ102、庫内温度センサ104、およびエンジン回転数センサ106それぞれの検出値に基づいて、正常状態における吹出空気温度Tesを推定する。なお、圧縮機12の回転数は、エンジン回転数センサ106と各プーリ124a、41のプーリ比から算出可能である。
 続いて、制御装置100は、ステップS150Aにて、ステップS140Aで推定した吹出空気温度Tesから吹出温度センサ112で検出された現状の吹出空気温度Teを減算した減算値が、所定の判定基準値Teth以上であるか否かを判定する。判定基準値としては、例えば、定格条件において冷凍能力が20%程度低下した際の蒸発器18から流出した空気の流出温度に設定される。なお、判定基準値としては、予め実施したベンチテストの結果や一般的な冷凍能力の計算結果等に基づいて設定されていてもよい。
 ここで、蒸発器18に霜が付着すると、蒸発器18に霜が付着していない正常状態に比べて、蒸発器18を通過する空気の流量が減少することで、空気側の熱交換能力が低下する。そして、空気側の熱交換能力が低下に追従して蒸発器18の冷媒出口側の圧力が低下すると、蒸発器18から流出する空気の流出温度が低下する。
 これらによれば、ステップS140Aで推定した吹出空気温度Tesから現状の吹出空気温度Teを減算した減算値が判定基準値Teth未満となる場合、蒸発器18に霜が付着していない正常状態であると考えられる。このため、ステップS140Aで推定した吹出空気温度Tesから現状の吹出空気温度Teを減算した減算値が判定基準値Teth未満となる場合、制御装置100は、本制御処理を抜ける。
 一方、ステップS140Aで推定した吹出空気温度Tesから現状の吹出空気温度Teを減算した減算値が判定基準値Teth以上となる場合、蒸発器18に霜が付着している状態であると考えられる。このため、ステップS140Aで推定した吹出空気温度Tesから現状の吹出空気温度Teを減算した減算値が判定基準値Teth以上となる場合、制御装置100は、ステップS160にて、除霜処理を実行する。
 以上説明した本実施形態の車載冷凍装置10は、本実施形態の車載冷凍装置10は、制御マップを参照して外気温度、蒸発器18に流入する空気の流入温度、および圧縮機12の回転数に相関性を有する物理量から正常状態における吹出空気温度Tesを推定する。これによると、正常状態における吹出空気温度Tesを精度よく推定することができる。
 そして、蒸発器18に霜が付着していない正常状態における吹出空気温度Tesと現状の吹出空気温度Teとを比較することで蒸発器18が着霜状態であるか否かを判定する。これによると、蒸発器18の着霜判定を精度よく行うことができる。
 ここで、図13に示す制御処理の各制御ステップは、車載冷凍装置10が行う各種機能を実現する機能実現部を構成している。本実施形態では、例えば、ステップS140Aの処理が、蒸発器18に霜が付着していない正常状態における蒸発器18から流出する空気の流出温度に相関性を有する正常状態量を推定する推定部を構成している。また、ステップS150Aの処理が、正常状態量と吹出温度センサ112で検出された温度とを比較することで、蒸発器18が着霜状態であるか否かを判定する判定部を構成している。
 本実施形態では、吹出温度センサ112にて蒸発器18から流出する空気の流出温度を検出する例について説明したが、これに限定されない。車載冷凍装置10は、例えば、温度センサによって蒸発器18の熱交換部(例えば、フィン)の温度を蒸発器温度として検出する構成になっていてもよい。この場合、正常状態における蒸発器温度を推定し、推定した蒸発器温度と温度センサで検出した蒸発器温度を比較することで、蒸発器18が着霜状態であるか否かを判定することができる。なお、正常状態の蒸発器温度の推定方法としては、正常状態の吹出空気温度の推定方法と同様に、圧縮機12の回転数、放熱器14に流入する外気の温度、蒸発器18に流入する空気の流入温度を蒸発器温度と関連付けた制御マップを用いる方法を採用すればよい。
 (他の実施形態)
 以上、本開示の代表的な実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。
 上述の各実施形態では、冷凍車両1が特定運転モードで所定の道路を走行している場合に、着霜判定処理を実行する例について説明したが、これに限定されない。車載冷凍装置10は、例えば、冷凍車両1が特定運転モードで所定の道路を走行している場合であっても、冷凍車両1が走行する道路が渋滞していると、着霜判定処理を実行しない構成となっていてもよい。
 上述の各実施形態では、制御マップを参照して外気温度、蒸発器18に流入する空気の流入温度、エンジン4の回転数から正常状態における蒸発器圧力Pesや吹出空気温度Tesを推定する例について説明したが、これに限定されない。車載冷凍装置10は、例えば、室外ファン15および室内ファン19の送風能力が変更可能に構成されている場合、室外ファン15および室内ファン19それぞれの回転数についても制御マップに反映させてもよい。これによれば、正常状態における蒸発器圧力Pesや吹出空気温度Tesを精度よく推定することが可能となる。
 上述の各実施形態では、圧縮機12の回転数をエンジン4の回転数および各プーリ124a、41のプーリ比から算出する例について説明したが、これに限定されない。車載冷凍装置10は、例えば、回転数センサによって圧縮機12の回転数を直接検出する構成になっていてもよい。
 上述の各実施形態では、冷凍車両1の走行中に着霜判定処理を実行する例について説明したが、これに限定されない。車載冷凍装置10は、例えば、冷凍車両1の走行中だけでなく、冷凍車両1の停車中に着霜判定処理を実行する構成になっていてもよい。
 上述の各実施形態では、蒸発器18に霜が付着すると、圧縮機12から吐出された高温高圧の冷媒を蒸発器18に流入させることで、蒸発器18に付着した霜を除去する例について説明したが、これに限定されない。車載冷凍装置10は、例えば、蒸発器18に霜が付着した際に、電気ヒータ等によって蒸発器18を加熱することで、蒸発器18に付着した霜を除去するように構成されていてもよい。
 上述の各実施形態では、自動運転度として、日本政府およびNHTSAが定義している自動化レベルを採用した例について説明したが、これに限定されない。自動運転度としては、例えば、SAEインターナショナルが定義している自動化レベル(すなわち、レベル0~5)が採用されていてもよい。
 上述の各実施形態では、本開示の車載冷凍装置10を冷凍車両1に適用する例について説明したが、これに限定されない。本開示の車載冷凍装置10は、少なくとも加速に関する運転操作を運転手に代わって自動運転システム6等で行うことが可能であれば、家庭用等の一般車両にも広く適用可能である。
 上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
 上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。
 上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。
 (まとめ)
 上述の実施形態の一部または全部で示された第1の観点によれば、車載冷凍装置は、車両が、加速に関する運転操作を運転手に代わって運転システムが行う特定運転モードで走行している場合に、着霜判定処理を実行する構成となっている。
 第2の観点によれば、車載冷凍装置は、車両が特定運転モードで走行し、且つ、車両の現在地点から所定区間離れた地点までの道路形状が直線状に延びている場合に、着霜判定処理を実行する構成となっている。
 車両が走行する道路形状が直線状に延びている場合、道路形状が蛇行している場合に比べて、車速が一定速になり易く、駆動源の出力も安定する傾向がある。このため、特定運転モードで走行し、且つ、道路形状が直線状に延びている場合、車載冷凍装置の圧縮機の動作が安定した状態になり易く、このタイミングで着霜判定処理を実行すれば、蒸発器の着霜判定を精度よく行うことができる。
 第3の観点によれば、車載冷凍装置は、車両が特定運転モードで走行し、且つ、車両が高速道路または自動車専用道路を走行中である場合に、着霜判定処理を実行する構成となっている。
 車両が高速道路または自動車専用道路を走行中である場合、車速が一定速になり易く、駆動源の出力も安定する傾向がある。このため、特定運転モードで走行し、且つ、車両が高速道路または自動車専用道路を走行中である場合、車載冷凍装置の圧縮機の動作が安定した状態になり易く、このタイミングで着霜判定処理を実行すれば、蒸発器の着霜判定を精度よく行うことができる。
 第4の観点によれば、車載冷凍装置は、運転モードを、少なくとも加速および制動に関する運転操作を運転手に代わって運転システムが行う特定運転モードに設定可能な車両に適用される。
 運転システムに加速および制動に関する運転操作を依存する運転モードは、運転手に加速および制動に関する運転操作を依存する運転モードに比べて、車速が一定速になり易く、駆動源の出力も安定する傾向がある。このため、車両が特定運転モードで走行している際には、車載冷凍装置の圧縮機の動作が安定した状態になり易く、このタイミングで着霜判定処理を実行すれば、蒸発器の着霜判定を精度よく行うことができる。
 第5の観点によれば、車載冷凍装置は、蒸発器から流出する空気の流出温度に相関性を有する状態量を検出する状態量検出部を備える。着霜判定装置は、正常状態量を推定する推定部と、正常状態量と状態量検出部で検出された状態量とを比較することで着霜状態であるか否かを判定する判定部と、を含んで構成されている。正常状態量は、蒸発器に霜が付着していない正常状態における蒸発器から流出する空気の流出温度に相関性を有する状態量である。
 蒸発器に霜が付着すると、蒸発器に霜が付着していない正常状態に比べて、蒸発器の通風抵抗が大きくなり、蒸発器を通過する空気の流量が減少する。蒸発器を通過する空気の流量が減少すると、空気側の熱交換能力が低下し、それに追従して冷媒側の熱交換能力も低下することで、蒸発器における冷媒の圧力が低下する。そして、蒸発器における冷媒の圧力が低下すると、蒸発器から流出する空気の流出温度が低下する。
 このような事象を鑑みて、本開示では、正常状態における蒸発器から流出する流出温度に相関性を有する正常状態量と状態量検出部で検出された蒸発器から流出する流出温度に相関性を有する状態量とを比較することで着霜状態であるか否かを判定する。これによると、蒸発器の着霜判定を精度よく行うことができる。
 第6の観点によれば、車載冷凍装置は、車室外の温度である外気温度、蒸発器に流入する空気の流入温度、および圧縮機の回転数に相関性を有する物理量を正常状態量と関連付けた制御マップが記憶された記憶部を備える。そして、推定部は、制御マップを参照して外気温度、蒸発器に流入する空気の流入温度、および圧縮機の回転数に相関性を有する物理量から正常状態量を推定する。これによると、正常状態における蒸発器から流出する流出温度に相関性を有する正常状態量を精度よく推定することができる。

Claims (6)

  1.  少なくとも加速に関する運転操作を運転手に代わって運転システム(6、8)が行う特定運転モードに設定可能な車両(1)に搭載される車載冷凍装置であって、
     車両走行用の駆動源(4)からの出力に連動して動作する圧縮機(12)と、
     前記圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる放熱器(14)と、
     前記放熱器で放熱された冷媒を減圧する減圧機器(16)と、
     前記減圧機器で減圧された冷媒を蒸発させるとともに、冷媒の蒸発による吸熱作用によって冷却対象空間(3a)を冷却する蒸発器(18)と、
     前記蒸発器に霜が付着した着霜状態であるか否かを判定する着霜判定処理を実行する着霜判定部(100c)と、を備え、
     前記着霜判定部は、前記車両が前記特定運転モードで走行している場合に、前記着霜判定処理を実行する構成となっている車載冷凍装置。
  2.  前記着霜判定部は、前記車両が前記特定運転モードで走行し、且つ、前記車両の現在地点から所定区間離れた地点までの道路形状が直線状に延びている場合に、前記着霜判定処理を実行する構成となっている請求項1に記載の車載冷凍装置。
  3.  前記着霜判定部は、前記車両が前記特定運転モードで走行し、且つ、前記車両が高速道路または自動車専用道路を走行中である場合に、前記着霜判定処理を実行する構成となっている請求項1または2に記載の車載冷凍装置。
  4.  前記特定運転モードは、少なくとも加速および制動に関する運転操作を前記運転手に代わって前記運転システムが行う運転モードである請求項1ないし3のいずれか1つに記載の車載冷凍装置。
  5.  前記蒸発器から流出する空気の流出温度に相関性を有する状態量を検出する状態量検出部(108)を備え、
     前記着霜判定部は、
     前記蒸発器に霜が付着していない正常状態における前記蒸発器から流出する空気の流出温度に相関性を有する正常状態量を推定する推定部(S140、S140A)と、
     前記正常状態量と前記状態量検出部で検出された前記状態量とを比較することで、前記着霜状態であるか否かを判定する判定部(S150、S150A)と、を含んで構成されている請求項1ないし4のいずれか1つに記載の車載冷凍装置。
  6.  車室外の温度である外気温度、前記蒸発器に流入する空気の流入温度、および前記圧縮機の回転数に相関性を有する物理量を前記正常状態量と関連付けた制御マップが記憶された記憶部(100a)を備え、
     前記推定部は、前記制御マップを参照して前記外気温度、前記蒸発器に流入する空気の流入温度、および前記圧縮機の回転数に相関性を有する物理量から前記正常状態量を推定する請求項5に記載の車載冷凍装置。
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