車両用冷凍装置
【課題】ハイブリッド車両に適した車両用の冷凍装置を提供する。
【解決手段】ハイブリッド型の車両は、エンジン１１とモータ１２とを有する駆動装置１を備える。冷凍サイクル装置２０は、エンジン１１によって直接的に駆動され、高い効率を実現する圧縮機２１を備える。冷凍サイクル装置２０は、ＨＶバッテリ１３、または外部電源４１を電源として駆動される電動型の圧縮機２２を備える。圧縮機２２は、エンジン１１が停止しているときにも、冷凍サイクル装置２０を運転する。ＨＶバッテリ１３を使用するときの設定温度Ｔ２は、エンジン１１または外部電源４１を使用するときの設定温度Ｔ１より高い（Ｔ２＞Ｔ１）。また、ＨＶバッテリ１３の充電状態が閾値を下回ると冷凍サイクル装置２０は停止する。これにより、駆動装置１に影響を与えることなく、エンジン１１の停止時にも冷凍サイクル装置２０を運転でき、庫内温度を維持できる。
【解決手段】ハイブリッド型の車両は、エンジン１１とモータ１２とを有する駆動装置１を備える。冷凍サイクル装置２０は、エンジン１１によって直接的に駆動され、高い効率を実現する圧縮機２１を備える。冷凍サイクル装置２０は、ＨＶバッテリ１３、または外部電源４１を電源として駆動される電動型の圧縮機２２を備える。圧縮機２２は、エンジン１１が停止しているときにも、冷凍サイクル装置２０を運転する。ＨＶバッテリ１３を使用するときの設定温度Ｔ２は、エンジン１１または外部電源４１を使用するときの設定温度Ｔ１より高い（Ｔ２＞Ｔ１）。また、ＨＶバッテリ１３の充電状態が閾値を下回ると冷凍サイクル装置２０は停止する。これにより、駆動装置１に影響を与えることなく、エンジン１１の停止時にも冷凍サイクル装置２０を運転でき、庫内温度を維持できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される車両用冷凍装置に関し、複数の動力源によって冷凍運転を提供できる多動力型の車両用冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１および特許文献２は、エンジンによって駆動される発電機と、商用電源と、冷凍装置に専用のバッテリとのいずれかを選択して冷凍サイクル装置の圧縮機を駆動する冷凍装置を開示している。この技術によると、エンジンの燃料消費を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２８３６２２号公報
【特許文献２】特開２００２−８１８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術の構成では、エンジンによって発電機を駆動し、発電された電力によって電動機を駆動し、この電動機によって圧縮機を駆動している。このため、圧縮機を駆動するための損失が大きいという問題点があった。この損失は、エネルギ効率を低下させ、燃料消費を多くしていた。
【０００５】
また、従来技術の構成では、冷凍装置に専用のバッテリを搭載するから、冷凍装置に専用の充電システムが必要となるという問題点があった。さらに、冷凍装置に専用のバッテリは、車両への搭載が困難な場合があった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、走行用の動力源として内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車両に適した車両用冷凍装置を提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、ハイブリッド型の駆動装置に影響を与えることなく、エンジンの停止時にも冷凍サイクル装置を運転でき、温度を維持できる車両用冷凍装置を提供することである。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、少ない損失で圧縮機を駆動することができ、しかも車両への搭載が容易な車両用冷凍装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。
【００１０】
請求項１に記載の発明は、車両の走行用のエンジン（１１）、および車両の走行用のモータ（１２）に給電するＨＶバッテリから給電される冷凍装置用のモータ（２３）によって運転することができる冷凍サイクル装置（２０）と、エンジンが運転されているときにエンジンによって冷凍サイクル装置を運転するエンジンモードと、エンジンが停止されているときにＨＶバッテリから給電される冷凍装置用のモータにより冷凍サイクル装置を運転するＨＶバッテリモードとを提供する冷凍制御装置（３３）とを備えることを特徴とする。
【００１１】
この構成では、車両は、走行用のエンジンと、走行用のモータとを備える。このような車両は、いわゆるハイブリッド（ＨＶ）車両と呼ばれる。車両は走行用のモータに給電するＨＶバッテリを備える。冷凍サイクル装置は、上記エンジン、およびＨＶバッテリから給電される冷凍装置用のモータによって運転することができる。さらに、冷凍装置は、冷凍制御装置を備える。この冷凍制御装置は、エンジンが運転されているときにはエンジンによって冷凍サイクル装置を運転する。また、冷凍制御装置は、エンジンが停止しているときは、冷凍装置用のモータにより冷凍サイクル装置を運転する。しかも、このとき、冷凍装置用のモータは、ＨＶバッテリから給電される。このため、エンジンが停止しているときでも冷凍サイクル装置が運転される。この結果、ハイブリッド車両は、エンジンを停止することができる。例えば、ハイブリッド車両は、モータのみによる走行、およびアイドルストップ制御を実行することができる。しかも、エンジンが停止されても冷凍サイクル装置の運転を継続できるため、制御対象の温度を適切な温度に維持することができる。また、冷凍サイクル装置は、ＨＶバッテリから給電される冷凍装置用のモータによって運転されるから、ＨＶバッテリに充電された電力を利用することができる。たとえば、車両の走行時に回生された電力を有効に利用することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、冷凍制御装置は、エンジンが停止されているか運転されているかを示す信号を、エンジンの運転および停止を制御するＨＶ制御装置（１５）から入力し、当該信号に応答してエンジンモードとＨＶバッテリモードとを切換えることを特徴とする。この構成では、ハイブリッド車両には、エンジンの運転および停止を制御するＨＶ制御装置が搭載されている。冷凍制御装置は、ＨＶ制御装置からエンジンが停止されているか運転されているかを示す信号を入力する。冷凍制御装置は、この入力した信号に応答して、エンジンモードとＨＶバッテリモードとを切換える。よって、冷凍制御装置は、ＨＶ制御装置によるエンジンの制御に連動して、冷凍サイクル装置の運転モードを切換えることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、ＨＶ制御装置は、車両が一時停止しているときにエンジンを一時的に停止させるアイドルストップ制御を実行することを特徴とする。この構成では、ＨＶ制御装置がアイドルストップ制御を実行することができる。アイドルストップ制御のためにエンジンが停止される場合においても、冷凍サイクル装置は、ＨＶバッテリから給電される冷凍装置用のモータによって運転される。よって、アイドルストップ制御による省燃費を実現しながら、制御対象の温度制御を継続することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、冷凍制御装置は、エンジンモードのとき、制御対象の温度を第１の設定温度（Ｔ１）に維持する第１の温度制御手段（１７９）と、ＨＶバッテリモードのとき、制御対象の温度を第１の設定温度より高い第２の設定温度（Ｔ２）に維持する第２の温度制御手段（１８３）とを備えることを特徴とする。この構成では、エンジンモードにおいては制御対象の温度が第１の設定温度に維持され、ＨＶバッテリモードにおいては制御対象の温度が第２の設定温度に維持される。しかも、第２の設定温度は、第１の設定温度より高く設定されている。このため、ＨＶバッテリモードにおいて冷凍サイクル装置を運転するために必要なエネルギは、エンジンモードにおいて冷凍サイクル装置を運転するために必要なエネルギより小さくなる。この結果、ＨＶバッテリに蓄積された電力の消費量が抑制される。これにより、ハイブリッド車両の駆動装置に与える影響が抑制される。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、さらに、車両の外部に設けられた電源装置に接続および分離が可能な外部電源（４１）と、電源装置と外部電源とが接続されるとき外部電源から冷凍装置用のモータへ給電し、電源装置と外部電源とが分離されるときＨＶバッテリから冷凍装置用のモータへ給電する切換装置（５０、５１）を備え、冷凍制御装置は、外部電源から給電される冷凍装置用のモータにより冷凍サイクル装置を運転するスタンバイモードを提供することを特徴とする。この構成では、エンジンモードとＨＶバッテリモードとに加えて、さらにスタンバイモードが提供される。スタンバイモードにおいては、エンジンが停止されているときに外部電源から給電される冷凍装置用のモータにより冷凍サイクル装置を運転する。外部電源は、車両の外部に設けられた電源装置に接続および分離が可能である。電源装置と外部電源とが接続されるとき外部電源から冷凍装置用のモータへ給電し、電源装置と外部電源とが接続されないときＨＶバッテリから冷凍装置用のモータへ給電する切換装置が設けられる。これにより、エンジンが停止しているときに、外部電源によって冷凍サイクル装置を運転することができる。よって、ＨＶバッテリに蓄積された電力の消費量を抑制することができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、冷凍制御装置は、さらに、スタンバイモードのとき、制御対象の温度を第１の設定温度（Ｔ１）に維持する第３の温度制御手段（１７５）を備えることを特徴とする。この構成では、スタンバイモードにおいては制御対象の温度が第１の設定温度に維持される。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、冷凍制御装置は、エンジンモードにおいて蒸発器のための除霜運転を実行する第１除霜制御手段（１７８、１７６）と、ＨＶバッテリモードにおいて制限された除霜運転を実行する第２除霜制御手段（１８１、１８２、１８４−１８８）とを備えることを特徴とする。この構成では、エンジンモードにおいては、蒸発器に付着した霜を除去するための除霜運転が実行される。一方で、ＨＶバッテリモードにおいては、制限された除霜運転が実行される。制限された除霜運転のために消費されるエネルギは、エンジンモードにおける通常の除霜運転のために消費されるエネルギより小さい。このため、ＨＶバッテリモードにおける除霜のための電力消費が抑制される。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、冷凍制御装置は、スタンバイモードにあるときに蒸発器のための除霜運転を実行する第１除霜制御手段（１７４、１７６）と、ＨＶバッテリモードにあるときに制限された除霜運転を実行する第２除霜制御手段（１８１、１８２、１８４−１８８）とを備えることを特徴とする。この構成では、スタンバイモードにおいては、蒸発器に付着した霜を除去するための除霜運転が実行される。一方で、ＨＶバッテリモードにおいては、制限された除霜運転が実行される。制限された除霜運転のために消費されるエネルギは、スタンバイモードにおける通常の除霜運転のために消費されるエネルギより小さい。このため、ＨＶバッテリモードにおける除霜のための電力消費が抑制される。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、第１除霜制御手段は、所定の除霜条件が成立すると除霜運転を開始するように構成され、第２除霜制御手段は、除霜運転の開始を禁止するように構成されていることを特徴とする。この構成では、エンジンモードまたはスタンバイモードにおいては除霜運転が開始される。一方で、ＨＶバッテリモードにおいては除霜運転の開始が禁止される。この結果、ＨＶバッテリモードにおいては、制限された除霜運転が提供される。
【００２０】
請求項１０に記載の発明は、第２除霜制御手段は、第１除霜制御手段により開始された除霜運転を継続することを特徴とする。この構成では、ＨＶバッテリモードにおいては、先のモードにおいて開始された除霜運転が継続される。この結果、ＨＶバッテリモードにおいては、制限された除霜運転が提供される。
【００２１】
請求項１１に記載の発明は、第２除霜制御手段は、ＨＶバッテリの充電状態（ＳＯＣ）が所定の閾値（Ｓｔ）を下回ると除霜運転を中断する中断手段（１８５）を備えることを特徴とする。この構成では、ＨＶバッテリモードにおいては、ＨＶバッテリの充電状態が所定の閾値を下回ると除霜運転が中断される。この結果、ＨＶバッテリの過剰な電力消費が抑制される。
【００２２】
請求項１２に記載の発明は、第２除霜制御手段は、エンジンモードに移行すると除霜運転を再開する再開手段（１８８、１７６）を備えることを特徴とする。この構成では、ＨＶバッテリモードが終了すると、除霜運転が再開される。このため、蒸発器に付着した霜の除去を完了することを期待できる。
【００２３】
請求項１３に記載の発明は、冷凍制御装置は、ＨＶバッテリの充電状態（ＳＯＣ）が所定の閾値（Ｓｔ）を下回るとＨＶバッテリから給電される冷凍装置用のモータによる冷凍サイクル装置の運転を禁止する禁止手段（１８２、１８４）を備えることを特徴とする。この構成では、ＨＶバッテリモードにおいては、ＨＶバッテリの充電状態が所定の閾値を下回ると冷凍サイクル装置の運転が禁止される。この結果、ＨＶバッテリの過剰な電力消費が抑制される。
【００２４】
請求項１４に記載の発明は、冷凍サイクル装置（２０）は、エンジンによって駆動されるエンジン駆動型の圧縮機（２１）と、冷凍装置用のモータ（２３）によって駆動される電動型の圧縮機（２２）とを備えることを特徴とする。この構成では、冷凍サイクル装置はエンジンによって運転することができる。しかも、冷凍サイクル装置は、ＨＶバッテリから給電される冷凍装置用のモータによっても運転することができる。
【００２５】
請求項１５に記載の発明は、冷凍サイクル装置（２０）は、エンジンおよび冷凍装置用のモータによって駆動される２ウェイ型の圧縮機（２２２）を備えることを特徴とする。この構成では、冷凍サイクル装置はエンジンによって運転することができる。しかも、冷凍サイクル装置は、ＨＶバッテリから給電される冷凍装置用のモータによっても運転することができる。
【００２６】
なお、特許請求の範囲および上記手段の項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明を適用した第１実施形態に係る車両用冷凍装置を含む車載システムを示すブロック図である。
【図２】第１実施形態の冷凍サイクル装置を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態の車両用冷凍装置の作動を示すフローチャートである。
【図４】第１実施形態の車両用冷凍装置の温度制御を示すグラフである。
【図５】第１実施形態の車両用冷凍装置の除霜制御を示すグラフである。
【図６】第１実施形態の車両用冷凍装置の除霜制御を示すグラフである。
【図７】第１実施形態の車両用冷凍装置の除霜制御を示すグラフである。
【図８】本発明を適用した第２実施形態に係る冷凍サイクル装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００２９】
（第１実施形態）
図１は、本発明を適用した第１実施形態に係る車両用の冷凍装置２を含む車載システムを示すブロック図である。車載システムは、車両の駆動装置１と、車両用の冷凍装置２とを供える。この車両は、いわゆるハイブリッド車両である。また、この車両は、冷蔵または冷凍が可能な荷室を備える貨物車両である。
【００３０】
駆動装置１は、車両の走行用の動力源として、走行用のエンジン（ＥＮＧ）１１および走行用のモータ（ＭＧ）１２の両方を備える。車両は、エンジン１１および／またはモータ１２によって駆動輪を駆動することができるハイブリッド車両である。駆動装置１は、ハイブリッド駆動装置とも呼ばれる。エンジン１１は、内燃機関である。モータ１２は、三相回転電機である。モータ１２は、電動機または発電機として選択的に機能することができるモータジェネレータである。
【００３１】
駆動装置１は、ＨＶバッテリ（ＨＶ−ＢＡＴＴ）１３、インバータ（ＩＮＶ）１４、およびＨＶ制御装置（ＨＶ−ＥＣＵ）１５を備える。ＨＶバッテリ１３は、本来はハイブリッド車のモータ１２用に搭載された高電圧バッテリである。ＨＶバッテリ１３は、数百ボルトの高電圧を供給する。インバータ１４は、ＨＶバッテリ１３から供給される直流電力を三相電力に変換し、モータ１２に供給する。また、インバータ１４は、モータ１２が回生運転されるときに、モータ１２から出力される交流電力を直流電力に変換し、ＨＶバッテリ１３に充電する。ＨＶバッテリ１３は、商用電源などの車外の電源によって充電することもできる。ＨＶ制御装置１５は、インバータ１４を制御することにより車両を適切に走行させるようにモータ１２の出力を制御する。さらに、ＨＶ制御装置１５は、エンジン１１の始動、運転、および停止を制御する。ＨＶ制御装置１５は、エンジン１１が停止しているときにモータ１２だけによる走行を提供する。また、ＨＶ制御装置１５は、車両が一時停止しているときにエンジン１１を一時的に停止させるアイドルストップ制御を実行する。
【００３２】
車両用の冷凍装置２は、車両の荷物室内の空気の温度を制御対象とする冷凍装置である。冷凍装置２は、冷凍サイクル装置（ＲＣＹ）２０を備える。冷凍サイクル装置２０は、第１の圧縮機（ＥＧＣＰ）２１と第２の圧縮機（ＥＬＣＰ）２２とを備える。これら圧縮機２１、２２は、いずれか一方によって冷凍サイクル装置２０の冷媒循環経路に冷媒を循環させるように、冷媒循環経路に配置されている。圧縮機２１は、車両の走行用のエンジン１１によって駆動されるエンジン駆動型の圧縮機２１である。圧縮機２２は、電力によって駆動される電動型の圧縮機２２である。圧縮機２２は、冷凍装置用のモータ（ＭＴ）２３によって駆動される。冷凍装置用のモータ２３を回転させるための電力は、ＨＶバッテリ１３、または後述する外部電源４１から供給される。圧縮機２１と圧縮機２２とは、エンジン１１およびモータ１２によって駆動され、冷凍サイクル装置２０内に冷媒を循環させる冷媒圧縮手段を提供する。したがって、冷凍サイクル装置２０は、エンジン１１およびモータ２３によって冷媒を循環させる複合動力型の冷凍サイクル装置である。
【００３３】
図２は、第１実施形態の冷凍サイクル装置２０を示すブロック図である。冷凍サイクル装置２０は、冷媒の循環経路２４を構成している。循環経路２４には、圧縮機２１、２２、放熱器２５、減圧器２６、および蒸発器２７が、その順に配列されている。２つの圧縮機２１、２２は、循環経路２４において並列に設けられている。圧縮機２１は、ベルトとプーリとを含む動力伝達機構を介してエンジン１１によって駆動される。圧縮機２２は、モータ２３によって駆動される。圧縮機２１、２２は、低圧冷媒を吸引し、圧縮し、高圧冷媒を吐出する。圧縮機２１、２２から吐出された高圧冷媒は、放熱器２５に供給される。放熱器２５は、冷媒を冷却する。凝縮性の冷媒が用いられる場合、放熱器２５は凝縮器とも呼ばれる。放熱器２５を出た冷媒は、減圧器２６によって減圧され、膨張する。減圧器２６を出た低圧冷媒は、蒸発器２７に供給される。低圧冷媒は、蒸発器２７において蒸発し、被冷却媒体を冷却する。この実施形態では、被冷却媒体は、車両の荷物室内の空気である。蒸発器２７から出た低圧冷媒は、再び圧縮機２１、２２に吸引される。
【００３４】
冷凍サイクル装置２０は、除霜装置を備える。除霜装置は、バイパス経路２８と、制御弁２９とによって構成されている。バイパス経路２８は、圧縮機２１、２２から吐出された高圧冷媒を、蒸発器２７に直接に導入する。制御弁２９は、バイパス経路２８を断続する。したがって、制御弁２９が開くと、バイパス経路２８を通して高圧冷媒が直接に蒸発器２７に導入される。高圧冷媒は、高温でもあるので、蒸発器２７は加熱され、蒸発器２７に付着した霜が除去される。
【００３５】
図１に戻って、冷凍装置２は、制御機器を備える。制御機器は、インバータ（ＩＮＶ）３１、ドライバ回路（ＩＮＤＲ）３２、冷凍制御装置（ＲＣＣＮ）３３、電気部品（ＲＣＡＣ）３４、およびコンバータ（ＣＯＮＶ）３５を備える。インバータ３１は、圧縮機２２のモータ２３に電力を供給する。インバータ３１は、ＨＶバッテリ１３から供給される電力、または後述する外部電源４１から供給される電力を三相電力に変換し、モータ２３に供給する。ドライバ回路３２は、インバータ３１を駆動する。
【００３６】
冷凍制御装置３３は、ＨＶ制御装置１５と通信可能に構成されている。冷凍制御装置３３は、ＨＶ制御装置１５から、駆動装置１の運転状態に協調して冷凍装置２を運転するために必要な信号を受信し、入力する。具体的には、冷凍制御装置３３は、ＨＶ制御装置１５から、駆動装置１の運転状態を示す信号を入力する。例えば、冷凍制御装置３３は、ＨＶ制御装置１５からＨＶバッテリ１３の充電状態を示す信号を入力する。充電状態は、ＳＯＣ（State Of Charge）とも呼ばれる。冷凍制御装置３３は、ＨＶ制御装置１５からエンジン１１が運転されているか停止されているかを示す信号を入力する。また、冷凍制御装置３３は、冷凍装置２の運転状態に協調して駆動装置１を運転するために必要な信号をＨＶ制御装置１５へ送信する。ＨＶ制御装置１５は、アイドルストップ制御によってエンジン１１が停止されているときにも、エンジン１１の停止を示す信号を出力する。この信号は、冷凍制御装置３３に入力される。冷凍制御装置３３は、アイドルストップ中にも圧縮機２２によって冷凍サイクル装置２０を運転する。
【００３７】
冷凍制御装置３３は、冷凍サイクル装置２０が適切な能力を発揮するように、圧縮機２１を制御する。例えば、冷凍制御装置３３は、車両の荷室の温度、すなわち庫内温度を設定温度の近傍に維持するように、圧縮機２１の可変容量装置を制御することによって、圧縮機２１の吐出量を調節する。また、冷凍制御装置３３は、庫内温度を設定温度の近傍に維持するように、動力伝達機構に設けられた電磁クラッチを制御することによって、圧縮機２１の吐出量を調節してもよい。
【００３８】
冷凍制御装置３３は、冷凍サイクル装置２が適切な能力を発揮するように、ドライバ回路３２およびインバータ３１を通してモータ２３と圧縮機２２とを制御する。例えば、冷凍制御装置３３は、庫内温度を設定温度の近傍に維持するように、ドライバ回路３２およびインバータ３１を制御することによって、圧縮機２２の吐出量を調節する。冷凍制御装置３３は、圧縮機２２が運転されるときに、その電源に応じた制御を提供する。例えば、容量が限られたＨＶバッテリ１３を電源とするときには、ＨＶバッテリ１３のＳＯＣに応じて圧縮機２２を制御する。より具体的には、ＨＶバッテリ１３のＳＯＣが所定の閾値を下回っているときには、ＨＶバッテリ１３による圧縮機２２の駆動を禁止する。
【００３９】
さらに、冷凍制御装置３３は、蒸発器２７への着霜を抑制するために、除霜制御を実行する。冷凍制御装置３３は、除霜制御の開始条件が成立すると除霜制御を開始する。冷凍制御装置３３は、除霜制御の終了条件が成立すると除霜制御を終了する。この実施形態では、冷凍制御装置３３は、除霜制御の間、制御弁２９を開く。ただし、ＨＶバッテリ１３を電源として圧縮機２２を運転しており、かつ、ＨＶバッテリ１３のＳＯＣが所定の閾値を下回っているときには、ＨＶバッテリ１３による圧縮機２２の駆動を禁止することによって除霜制御を禁止する。また、ＨＶバッテリ１３を電源として圧縮機２２を運転しているときに除霜制御の開始条件が成立した場合には、除霜制御を禁止する。ＨＶバッテリ１３を電源として圧縮機２２を運転する前から除霜制御が継続している場合には、ＨＶバッテリ１３を電源として圧縮機２２を運転していても、除霜制御を継続する。ただし、ＨＶバッテリ１３を電源として圧縮機２２を運転する前から除霜制御が継続している場合に、ＨＶバッテリ１３のＳＯＣが所定の閾値を下回ると、除霜制御を中断する。この中断の場合、圧縮機２１がエンジン１１によって再び運転されるか、または、圧縮機２２が外部電源４１によって運転されると、除霜制御が再開される。
【００４０】
ＨＶ制御装置１５と冷凍制御装置３３とは、車両のハイブリッドシステムを提供する駆動装置１と冷凍装置２との協調制御を提供する。冷凍装置２は、アイドルストップ時や配送先での停車または駐車時のエンジン１１停止時に、ＨＶバッテリ１３を電力源とした電動冷凍運転を可能としている。この結果、走行時、停車時などエンジン１１の運転状況の影響を受けることなく、庫内温度を維持することができる。また、電力源であるＨＶバッテリ１３には、車両の減速時に回生発電によって回収される回生エネルギが蓄電されるため、車両のエネルギを有効に利用することができる。また、エンジン１１が停止中には、燃料消費をゼロにできる。このため、冷凍運転のためのアイドリング運転を減らすことができ、燃料消費を抑制することができる。また、エンジン１１が運転されている走行時、またはエンジン１１が運転されている一時停止時には、圧縮機２１を使用する。このため、エンジン１１が停止しているアイドルストップ制御中や、エンジン１１が停止している駐車中にのみ圧縮機２２が使用される。この結果、ＨＶバッテリ１３から冷凍装置２への電力供給を抑制することができる。また、ＨＶバッテリ１３を電力源とした電動冷凍運転においては、消費電力が大きい除霜運転を極力回避するから、電動冷凍運転時の消費電力を抑えることができる。また、ＨＶバッテリ１３を電力源とした電動冷凍運転時には、庫内設定温度を可能な限り高く設定し、消費電力を抑制する。例えば、ＨＶバッテリ１３により冷凍サイクル装置２０を駆動するときの庫内設定温度は、エンジン１１により冷凍サイクル装置２０を駆動するときの庫内設定温度より高く設定される。しかし、庫内設定温度は、車両が運搬する荷物のために求められる必要最低温度を越えることはない。この構成によると、省燃費と、庫内温度の維持とを両立することができる。
【００４１】
電気部品３４は、制御弁２９、および送風機などを含む電気部品である。コンバータ３５は、後述する車載バッテリ４５から供給される中間電圧をインバータ３１およびドライバ回路３２のための低電圧に変換する。例えば、コンバータ３５は、２４Ｖの入力電圧を１２Ｖに変換して出力する。
【００４２】
冷凍装置２は、３つの電力源１３、４１、４５を備える。外部電源（ＥＸ−ＰＷ）４１は、車両の外部に設けられた電源装置に接続および分離が可能な受電設備である。外部電源４１は、車両の利用者が操作可能なプラグを含むことができる。このプラグが住宅または事業所に設けられた定置型のソケットに差し込まれると、外部電源４１は高電圧を供給する。外部電源４１は、スタンバイ電源とも呼ばれる。外部電源４１が接続されるべき外部の電源装置は、電力供給事業者などが提供する電力網から供給される商用電源、または住宅もしくは事業所に設置された太陽電池、燃料電池などの小規模発電施設である。
【００４３】
車両に搭載された第１の電力源は、ＨＶバッテリ１３である。車両に搭載された第２の電力源は、車載バッテリ（ＶＨ−ＢＡＴＴ）４５である。車載バッテリ４５は、車両に搭載された多くの電気機器に電力を供給する。車載バッテリ４５は、いわゆる低電圧バッテリである。車載バッテリ４５の電圧は、ＨＶバッテリ１３の電圧より明らかに低い。この実施形態では、２４Ｖの直流電力を供給する。
【００４４】
冷凍装置２は、インバータ（ＩＮＶ）４２を備える。インバータ４２は、外部電源４１から供給される交流電力を直流電力に変換して車載システムに供給する。インバータ４２は、整流回路（ＲＣＦ）４３と、電圧調整回路（ＶＲＧ）４４とを備える。整流回路４３は、交流電力を整流し、直流電力を出力する。電圧調整回路４４は、整流回路４３によって整流された電圧を車載システムの電気機器の電源電圧に変換する。電圧調整回路４４は、２４Ｖの直流電力を出力する。
【００４５】
さらに、冷凍装置２は、電源切換え回路としてのリレー回路５０を備える。リレー回路５０は、複数の単極双投型のリレースイッチ５１、５２、５３、５４と、これらリレースイッチのリレーコイル５５とを備える。リレーコイル５５は、電圧調整回路４４から直接的に電力供給を受けている。よって、外部電源４１から電力が供給されると、リレーコイル５５が励磁され、リレースイッチ５１、５２、５３、５４を図示の状態から反転させる。リレー回路５０は、インバータ３１へ供給する電力、すなわちモータ２３に供給する電力を、ＨＶバッテリ１３と外部電源４１とのいずれかに選択的に切換える。リレー回路５０は、外部電源４１が供給されているときに外部電源４１の電力をインバータ３１を経由してモータ２３に供給する。リレー回路５０は、外部電源４１が供給されていないときにＨＶバッテリ１３の電力をインバータ３１を経由してモータ２３に供給する。よって、リレー回路５０は、外部の電源装置と外部電源４１とが接続されるとき外部電源４１から冷凍装置用のモータ２３へ給電し、外部の電源装置と外部電源４１とが分離されるときＨＶバッテリ１３から冷凍装置用のモータ２３へ給電する切換装置を提供する。さらに、リレー回路５０は、低電圧で動作する機器の電源を、外部電源４１と車載バッテリ４５とのいずれかに選択的に切換える。リレー回路５０は、外部電源４１が供給されているときに、冷凍制御装置３３、コンバータ３５、および電気部品３４に、電圧調整回路４４によって調整された外部電源４１からの電力を供給する。リレー回路５０は、外部電源４１が供給されていないときに、冷凍制御装置３３、コンバータ３５、および電気部品３４に、車載バッテリ４５からの電力を供給する。
【００４６】
ＨＶ制御装置１５および冷凍制御装置３３は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを格納している。記憶媒体は、メモリによって提供されうる。プログラムは、制御装置によって実行されることによって、制御装置をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される制御方法を実行するように制御装置を機能させる。制御装置が提供する手段は、所定の機能を達成する機能的ブロック、またはモジュールとも呼ぶことができる。
【００４７】
図３は、第１実施形態の車両用の冷凍装置２の作動を示すフローチャートである。図中には、冷凍制御装置３３によって実行される処理１７０が図示されている。処理１７０は、冷凍サイクル装置２０の動力源を、外部電源４１と、エンジン１１と、ＨＶバッテリ１３とのいずれかに切換える動力切換手段を提供する。動力切換手段は、ステップ１７１−１７２によって提供される。処理１７０は、庫内温度を設定温度の近傍に調節するように圧縮機２１または圧縮機２２を制御する温度制御手段を提供する。温度制御手段は、ステップ１７５、１７９、および１８３によって提供される。処理１７０は、蒸発器２７の霜を除去するための除霜制御手段を提供する。除霜制御手段は、残るステップによって提供される。
【００４８】
ステップ１７１では、外部電源４１が供給されているか否かを判定する。外部電源４１が供給されている場合、ステップ１７３へ進む。外部電源４１が供給されていない場合、ステップ１７２へ進む。ステップ１７２では、エンジン１１がＯＮ状態、すなわち運転されているか否かを判定する。エンジン１１がＯＮ状態である場合、ステップ１７７へ進む。エンジン１１がＯＮ状態ではない場合、ステップ１８０へ進む。
【００４９】
ステップ１７３−１７６は、外部電源４１を動力源として冷凍サイクル装置２０を駆動するスタンバイモード（ＳＴＢＭ）を示す。ステップ１７７−１７９、およびステップ１７６は、エンジン１１を動力源として冷凍サイクル装置２０を駆動するエンジンモード（ＥＮＧＭ）を示す。ステップ１８０−１８８は、ＨＶバッテリ１３を動力源として冷凍サイクル装置２０を駆動するＨＶバッテリモード（ＨＶＢＭ）を示す。これらの複数の駆動モードは、ステップ１７１およびステップ１７２によって切換えられる。したがって、冷凍制御装置３３は、エンジン１１が運転されているときにエンジン１１によって冷凍サイクル装置２０を運転するエンジンモードと、エンジン１１が停止されているときにＨＶバッテリ１３から給電される冷凍装置用のモータ２３により冷凍サイクル装置２０を運転するＨＶバッテリモードとの少なくとも２つのモードを提供する。さらに、冷凍制御装置３３は、外部電源４１から給電される冷凍装置用のモータ２３により冷凍サイクル装置を運転するスタンバイモードを提供する。ステップ１７２は、エンジンが停止されているか運転されているかを示す信号をＨＶ制御装置１５から入力し、当該信号に応答してエンジンモードとＨＶバッテリモードとを切換える切換手段を提供する。
【００５０】
ステップ１７３では、動力源として外部電源４１を選択する。また、ステップ１７３では、電動型の圧縮機２２を使用することを選択する。さらに、ステップ１７３では、庫内温度の設定温度ＴｃをＴ１に設定する。ステップ１７４では、除霜条件が成立しているか否かを判定する。ステップ１７４では、冷凍サイクル装置２の継続運転時間を積算し、継続運転時間が所定の閾値時間Ｄｔｉｍｅを越えると除霜条件の成立を判定する。また、ステップ１７４では、除霜条件が所定時間継続して成立すると、除霜条件の成立判定を解除し、再び継続運転時間の積算を開始する。除霜条件が成立していない場合、ステップ１７５へ進む。除霜条件が成立している場合、ステップ１７６へ進む。
【００５１】
ステップ１７５では、電動型の圧縮機２２をＯＮ／ＯＦＦ制御することにより庫内温度を設定温度Ｔ１の近傍に制御する。ステップ１７５では、例えば、設定温度Ｔ１を上限温度として、これより所定温度低い下限温度を設定する。ステップ１７５では、庫内温度が上限温度に到達すると圧縮機２２をＯＮ状態、すなわち運転状態とし、庫内温度が下限温度に到達すると圧縮機２２をＯＦＦ状態、すなわち停止状態とする。これにより、庫内温度が設定温度Ｔ１の近傍に制御される。ステップ１７５は、スタンバイモードのとき、制御対象の温度を第１の設定温度Ｔ１に維持する第３の温度制御手段を提供する。
【００５２】
ステップ１７６では、除霜制御（ＤＦ）を実行する。除霜制御においては、圧縮機２２を運転するとともに、制御弁２９を開く。これにより、冷凍サイクル装置２０が外部電源４１によって駆動されるときには、所定時間Ｄｔｉｍｅごとに、所定時間にわたる除霜制御が実行される。ステップ１７４およびステップ１７６は、スタンバイモードにおいて蒸発器のための除霜運転を実行する第１除霜制御手段を提供する。第１除霜制御手段は、所定の除霜条件が成立すると除霜運転を開始するように構成されている。
【００５３】
ステップ１７７では、動力源としてエンジン１１を選択する。また、ステップ１７７では、エンジン駆動型の圧縮機２１を使用することを選択する。さらに、ステップ１７７では、庫内温度の設定温度ＴｃをＴ１に設定する。ステップ１７８では、除霜条件が成立しているか否かを判定する。ステップ１７８の処理は、ステップ１７４と同じである。除霜条件が成立していない場合、ステップ１７９へ進む。除霜条件が成立している場合、ステップ１７６へ進む。
【００５４】
ステップ１７９では、エンジン駆動型の圧縮機２１をＯＮ／ＯＦＦ制御することにより庫内温度を設定温度Ｔ１の近傍に制御する。ステップ１７９では、例えば、設定温度Ｔ１を上限温度とし、それより所定温度低い下限温度を設定する。ステップ１７９では、庫内温度が上限温度に到達すると圧縮機２１をＯＮ状態、すなわち運転状態とし、庫内温度が下限温度に到達すると圧縮機２１をＯＦＦ状態、すなわち停止状態とする。これにより、庫内温度が設定温度Ｔ１の近傍に制御される。ステップ１７９は、エンジンモードのとき、制御対象の温度を第１の設定温度Ｔ１に維持する第１の温度制御手段を提供する。
【００５５】
ステップ１７６の処理は、上述した。これにより、冷凍サイクル装置２０がエンジン１１によって駆動されるときにも、所定時間Ｄｔｉｍｅごとに、所定時間にわたる除霜制御が実行される。ステップ１７８およびステップ１７６は、エンジンモードにおいて蒸発器のための除霜運転を実行する第１除霜制御手段を提供する。
【００５６】
ステップ１８０では、動力源としてＨＶバッテリ１３を選択する。また、ステップ１８０では、電動型の圧縮機２２を使用することを選択する。さらに、ステップ１８０では、庫内温度の設定温度ＴｃをＴ２に設定する。ここで、設定温度Ｔ２は、ステップ１７３またはステップ１７７において設定される設定温度Ｔ１より高い。設定温度Ｔ１は、荷室内に搭載された物品に必要な温度、すなわち庫内温度として許容される必要温度以下に設定されている。例えば、必要温度が−１５°Ｃである場合、設定温度Ｔ１は−２０°Ｃとすることができる。設定温度Ｔ２も、必要温度以下に設定されている。例えば、必要温度が−１５°Ｃである場合、設定温度Ｔ２は−１５°Ｃとすることができる。すなわち、設定温度Ｔ２は、庫内温度として許容される温度を実現するために必要最小限の温度とされている。このような、Ｔ１＜Ｔ２とする設定は、ＨＶバッテリ１３を利用するときの消費電力を抑制するために貢献する。ステップ１８１では、除霜条件が成立しているか否かを判定する。
【００５７】
ステップ１８１では、ステップ１７６において開始された除霜制御ＤＦがＨＶバッテリモードにおいても依然として継続しているか否かを判定する。よって、ＨＶバッテリモードにおいては、ステップ１７４またはステップ１７８のような除霜条件は判定されない。すなわち、ＨＶバッテリモードにおいては、除霜制御は開始されない。しかし、ステップ１７６において開始された除霜制御ＤＦを継続するためにステップ１８１が設けられている。除霜制御ＤＦが継続していない場合、ステップ１８２へ進む。除霜制御ＤＦが継続している場合、ステップ１８５へ進む。
【００５８】
ステップ１８２では、ＨＶバッテリ１３の充電状態ＳＯＣが所定の閾値Ｓｔを下回っているか否かを判定する。ＨＶバッテリ１３は、本来は駆動装置１のために車両に搭載されている。よって、駆動装置１への給電に影響が出る事態を回避することが望ましい。そこで、ステップ１８２は、冷凍サイクル装置２０によるＨＶバッテリ１３の電力消費を制限するために設けられる。ＳＯＣ＜Ｓｔではない場合、ステップ１８３へ進む。ＳＯＣ＜Ｓｔの場合、ステップ１８４へ進む。
【００５９】
ステップ１８３では、電動型の圧縮機２２をＯＮ／ＯＦＦ制御することにより庫内温度を設定温度Ｔ２に制御する。ステップ１８３では、例えば、設定温度Ｔ２を上限温度として、それより所定温度低い下限温度を設定する。ステップ１７９では、庫内温度が上限温度に到達すると圧縮機２２をＯＮ状態、すなわち運転状態とし、庫内温度が下限温度に到達すると圧縮機２３をＯＦＦ状態、すなわち停止状態とする。これにより、庫内温度が設定温度Ｔ２の近傍に制御される。ステップ１８３は、ＨＶバッテリモードのとき、制御対象の温度を第１の設定温度Ｔ１より高い第２の設定温度Ｔ２に維持する第２の温度制御手段を提供する。
【００６０】
ステップ１８４では、電動型の圧縮機２２をＯＦＦ状態とする。これにより、ＨＶバッテリ１３のＳＯＣが閾値Ｓｔを下回る場合に、冷凍サイクル装置２０によるＨＶバッテリ１３の使用が禁止される。
【００６１】
ステップ１８５の処理は、ステップ１８２と同じである。ＳＯＣ＜Ｓｔではない場合、ステップ１８６へ進む。ＳＯＣ＜Ｓｔの場合、ステップ１８７へ進む。ステップ１８６の処理は、ステップ１７６と同じである。これにより、ＨＶバッテリ１３により冷凍サイクル装置２０を駆動しているときでも、その前のモードから継続している除霜制御が継続して提供される。
【００６２】
ステップ１８７の処理は、ステップ１８４と同じである。ステップ１８７を経由する場合は、除霜制御ＤＦが継続しており、かつ、ＨＶバッテリ１３のＳＯＣが閾値Ｓｔを下回っている場合である。ステップ１８８では、エンジン１１が運転されるまで、または外部電源４１が供給されるまで待機する。やがて、エンジン１１が始動されるか、または外部電源４１が供給されると、ステップ１７６へジャンプする。これにより、ステップ１８７において中断された除霜制御が再開される。つまり、ステップ１８８により、冷凍サイクル装置２０の動力源が、ＨＶバッテリ１３から、エンジン１１または外部電源４１に切換えられるまで、冷凍サイクル装置２０の停止状態が継続される。その後、動力源の切換の後に、除霜制御ＤＦが再開される。この結果、一旦は開始された除霜制御がＨＶバッテリ１３のＳＯＣに起因して所定の短い期間にわたり停止されることがあっても、その期間の前後において１回分の除霜制御を完了することができる。
【００６３】
ステップ１８１、１８２、および１８４−１８８は、ＨＶバッテリモードにおいて制限された除霜運転を実行する第２除霜制御手段を提供する。第２除霜制御手段は、除霜運転の開始を禁止するように構成されている。また、第２除霜制御手段は、第１除霜制御手段により開始された除霜運転を継続するように構成されている。ステップ１８５は、ＨＶバッテリ１３の充電状態ＳＯＣが所定の閾値Ｓｔを下回ると除霜運転を中断する中断手段を提供する。ステップ１８８、およびステップ１８８の後に到達するステップ１７６は、ＨＶバッテリモードにおいて除霜運転が中断された後に、冷凍装置２の運転モードがエンジンモードに移行すると除霜運転を再開する再開手段を提供する。ステップ１８２および１８４は、ＨＶバッテリ１３の充電状態ＳＯＣが所定の閾値Ｓｔを下回るとＨＶバッテリ１３から給電される冷凍装置用のモータ２３による冷凍サイクル装置２０の運転を禁止する禁止手段を提供する。
【００６４】
図４は、第１実施形態の車両用の冷凍装置２の温度制御を示すグラフである。横軸は時間を示し、縦軸は荷室内の庫内温度を示す。図中において、ＳＴＢＭは、外部電源４１を動力源として冷凍サイクル装置２０を駆動するスタンバイモードの期間を示す。ＥＮＧＭは、エンジン１１を動力源として冷凍サイクル装置２０を駆動するエンジンモードを示す。ＨＶＢＭは、ＨＶバッテリ１３を動力源として冷凍サイクル装置２０を駆動するＨＶバッテリモードを示す。時刻ｔ０から時刻ｔ１の間、および時刻ｔ２から時刻ｔ３の間のエンジンモードでは、庫内温度が設定温度Ｔ１の近傍に制御される。時刻ｔ１から時刻ｔ２の間のＨＶバッテリモードでは、庫内温度が設定温度Ｔ２の近傍に制御される。
【００６５】
ＨＶバッテリモードにおける設定温度Ｔ２は、エンジンモードおよびスタンバイモードにおける設定温度Ｔ１より高く設定される。しかも、設定温度Ｔ２は、荷室に要求される必要温度以下に設定されている。よって、駆動装置１においてハイブリッド制御のために、またはアイドルストップ制御のためにエンジン１１が停止されることがあっても、ＨＶバッテリ１３を動力源とするＨＶバッテリモードによって冷凍装置２の運転が継続される。しかも、ＨＶバッテリモードにおいては、ＨＶバッテリ１３の電力消費を抑制しながら、庫内温度が必要な温度に維持される。
【００６６】
図５は、第１実施形態の車両用冷凍装置の除霜制御を示すグラフである。横軸は時間を示し、縦軸は冷凍装置２の運転状態を示す。冷凍装置２は、除霜制御状態ＤＦ、予冷状態ＰＲ、冷凍制御状態ＲＦ、および停止状態ＯＦＦのいずれかひとつに制御される。除霜制御状態ＤＦでは、上述の除霜制御が実行される。予冷状態ＰＲでは、室内機の送風機を停止したまま冷凍サイクル装置２０を運転し、蒸発器２７の温度を低下させる。予冷状態ＰＲは、除霜制御状態ＤＦにおいて高圧冷媒が供給されることによって高温になった蒸発器２７を冷却する。予冷状態ＰＲの後に冷凍制御状態ＲＦになると送風機が運転される。これにより、除霜制御状態ＤＦの後に、温風が吹き出すことが回避される。冷凍制御状態ＲＦでは、冷凍装置２は庫内温度を設定温度Ｔ１またはＴ２に制御するように運転される。停止状態ＯＦＦでは、冷凍サイクル装置２０が停止し、荷室への冷気の供給が停止される。
【００６７】
冷凍装置２がＨＶバッテリモードにあるときに、除霜条件が成立しても、除霜制御は実行されない。例えば、時刻ｔｄにおいて除霜条件が成立しても、冷凍装置２が除霜制御状態ＤＦに切換えられることはない。
【００６８】
冷凍装置２がＨＶバッテリモードにあるときに、ＨＶバッテリ１３のＳＯＣが閾値Ｓｔを下回ると、冷凍装置２はその運転を停止する。例えば、時刻ｔｓにおいてＳＯＣが閾値Ｓｔを下回ると、冷凍装置２はその運転を停止する。この停止状態ＯＦＦは、冷凍装置２の運転モードが、エンジンモードまたはスタンバイモードに切換えられるまで継続する。
【００６９】
図６は、第１実施形態の車両用冷凍装置の除霜制御を示すグラフである。冷凍装置２がエンジンモードにあるときに、除霜条件が成立すると、除霜制御が実行される。冷凍装置２がスタンバイモードにあるときに除霜条件が成立しても、除霜制御が実行される。例えば、時刻ｔｄにおいて除霜条件が成立すると、冷凍装置２は除霜制御状態ＤＦに切換えられる。冷凍装置２は、所定時間の間、除霜制御を継続する。その後、所定時間にわたって予冷状態ＰＲを継続した後に、冷凍制御状態ＲＦに戻る。
【００７０】
エンジンモードまたはスタンバイモードにおいて除霜制御が開始され、しかも、その除霜制御が継続しているときに、冷凍装置２がＨＶバッテリモードに切換えられた場合、継続中の除霜制御が完了するまで、除霜制御が継続される。この結果、ＨＶバッテリモードにおいても除霜が遂行されるから、ＨＶバッテリモードにおいて蒸発器２７による冷却能力を十分に引き出すことができる。
【００７１】
図７は、第１実施形態の車両用冷凍装置の除霜制御を示すグラフである。上述のように、エンジンモードまたはスタンバイモードにおいて除霜制御が開始され、しかも、その除霜制御が継続しているときに、冷凍装置２がＨＶバッテリモードに切換えられた場合、除霜制御が継続される。しかし、さらに、ＨＶバッテリ１３のＳＯＣが閾値Ｓｔを下回った場合には、除霜制御が中断され、冷凍サイクル装置２０が停止状態ＯＦＦとなる。これにより、ＨＶバッテリ１３の過剰な電力消費が回避される。中断された除霜制御は、冷凍装置２が再びエンジンモードまたはスタンバイモードに切換えられると、再開される。この結果、ＨＶバッテリモードの後に、蒸発器２７に残された霜が除去される。よって、冷凍装置２が再びエンジンモードまたはスタンバイモードによって運転されるときには、除霜制御期間が過剰に長くなることが回避される。
【００７２】
この実施形態によると、エンジン１１が停止しているときでも冷凍サイクル装置２０を運転することができる。この結果、ハイブリッド車両は、エンジン１１を停止することができる。例えば、ハイブリッド車両は、モータ１２のみによる走行、およびアイドルストップ制御を実行することができる。しかも、エンジン１１が停止されても冷凍サイクル装置２０の運転を継続できるため、制御対象の温度を適切な温度に維持することができる。よって、アイドルストップ制御による省燃費を実現しながら、制御対象の温度制御を継続することができる。また、冷凍サイクル装置２０は、ＨＶバッテリ１３から給電される冷凍装置用のモータ２３によって運転されるから、ＨＶバッテリ１３に充電された電力を利用することができる。たとえば、車両の走行時に回生された電力を有効に利用することができる。
【００７３】
（第２実施形態）
図８は、本発明を適用した第２実施形態に係る車両用冷凍装置の冷凍サイクル装置を示すブロック図である。先の実施形態では、冷凍サイクル装置２０は、エンジン駆動型の圧縮機２１と、電動型の圧縮機２２との両方を備えた。これに代えて、この実施形態では、冷凍サイクル装置２０は、エンジン１１およびモータ２３の両方によって駆動可能な２ウェイ型の圧縮機２２２を備える。圧縮機２２２は、エンジン１１およびモータ２３のいずれかによって駆動される。モータ２３には、外部電源４１、またはＨＶバッテリ１３から電力が供給される。この実施形態でも、冷凍サイクル装置２０は、エンジン１１およびモータ２３によって駆動され冷媒を循環させる冷媒圧縮手段を備えるといえる。
【００７４】
（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
【００７５】
例えば、上記実施形態では、エンジンモードとスタンバイモードとの両方において設定温度Ｔ１を採用した。これに代えて、エンジンモードにおける設定温度と、スタンバイモードにおける設定温度とを異なる温度に設定してもよい。
【００７６】
また、上記実施形態では、ＨＶバッテリモードにおける除霜制御の開始を禁止し、ＨＶバッテリモードにおいては先のモードから継続する除霜制御を継続することを許容することによってＨＶバッテリモードにおける制限された除霜運転を提供した。これに代えて、ＨＶバッテリモードにおける除霜制御を完全に禁止することによって、制限された除霜運転を提供してもよい。また、ＨＶバッテリモードにおいても除霜制御の開始を許容するが、ＨＶバッテリモードにおける除霜運転の期間を、エンジンモードにおける除霜運転の期間より短く設定することにより、制限された除霜運転を提供してもよい。これらの変形例においても、制限された除霜運転は、その制限された除霜運転においてモータ２３が消費する電力が、エンジンモードにおける除霜運転と同じ除霜運転をモータ２３によって実現する場合に消費される電力より少なくなるように設定されている。
【００７７】
例えば、制御装置が提供する手段と機能は、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置をアナログ回路によって構成してもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１ 駆動装置
１１ エンジン
１２ モータ
１３ ＨＶバッテリ
１４ インバータ
１５ ＨＶ制御装置
２ 冷凍装置
２０ 冷凍サイクル装置
２１ エンジン駆動型の圧縮機
２２ 電動型の圧縮機
２３ モータ
３１ インバータ
３２ ドライバ回路
３３ 制御装置
３４ 電気部品
３５ コンバータ
４１ 外部電源
４２ インバータ
４３ 整流回路
４４ 電圧調整回路
４５ 車載バッテリ
５０ リレー回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される車両用冷凍装置に関し、複数の動力源によって冷凍運転を提供できる多動力型の車両用冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１および特許文献２は、エンジンによって駆動される発電機と、商用電源と、冷凍装置に専用のバッテリとのいずれかを選択して冷凍サイクル装置の圧縮機を駆動する冷凍装置を開示している。この技術によると、エンジンの燃料消費を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２８３６２２号公報
【特許文献２】特開２００２−８１８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術の構成では、エンジンによって発電機を駆動し、発電された電力によって電動機を駆動し、この電動機によって圧縮機を駆動している。このため、圧縮機を駆動するための損失が大きいという問題点があった。この損失は、エネルギ効率を低下させ、燃料消費を多くしていた。
【０００５】
また、従来技術の構成では、冷凍装置に専用のバッテリを搭載するから、冷凍装置に専用の充電システムが必要となるという問題点があった。さらに、冷凍装置に専用のバッテリは、車両への搭載が困難な場合があった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、走行用の動力源として内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車両に適した車両用冷凍装置を提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、ハイブリッド型の駆動装置に影響を与えることなく、エンジンの停止時にも冷凍サイクル装置を運転でき、温度を維持できる車両用冷凍装置を提供することである。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、少ない損失で圧縮機を駆動することができ、しかも車両への搭載が容易な車両用冷凍装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。
【００１０】
請求項１に記載の発明は、車両の走行用のエンジン（１１）、および車両の走行用のモータ（１２）に給電するＨＶバッテリから給電される冷凍装置用のモータ（２３）によって運転することができる冷凍サイクル装置（２０）と、エンジンが運転されているときにエンジンによって冷凍サイクル装置を運転するエンジンモードと、エンジンが停止されているときにＨＶバッテリから給電される冷凍装置用のモータにより冷凍サイクル装置を運転するＨＶバッテリモードとを提供する冷凍制御装置（３３）とを備えることを特徴とする。
【００１１】
この構成では、車両は、走行用のエンジンと、走行用のモータとを備える。このような車両は、いわゆるハイブリッド（ＨＶ）車両と呼ばれる。車両は走行用のモータに給電するＨＶバッテリを備える。冷凍サイクル装置は、上記エンジン、およびＨＶバッテリから給電される冷凍装置用のモータによって運転することができる。さらに、冷凍装置は、冷凍制御装置を備える。この冷凍制御装置は、エンジンが運転されているときにはエンジンによって冷凍サイクル装置を運転する。また、冷凍制御装置は、エンジンが停止しているときは、冷凍装置用のモータにより冷凍サイクル装置を運転する。しかも、このとき、冷凍装置用のモータは、ＨＶバッテリから給電される。このため、エンジンが停止しているときでも冷凍サイクル装置が運転される。この結果、ハイブリッド車両は、エンジンを停止することができる。例えば、ハイブリッド車両は、モータのみによる走行、およびアイドルストップ制御を実行することができる。しかも、エンジンが停止されても冷凍サイクル装置の運転を継続できるため、制御対象の温度を適切な温度に維持することができる。また、冷凍サイクル装置は、ＨＶバッテリから給電される冷凍装置用のモータによって運転されるから、ＨＶバッテリに充電された電力を利用することができる。たとえば、車両の走行時に回生された電力を有効に利用することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、冷凍制御装置は、エンジンが停止されているか運転されているかを示す信号を、エンジンの運転および停止を制御するＨＶ制御装置（１５）から入力し、当該信号に応答してエンジンモードとＨＶバッテリモードとを切換えることを特徴とする。この構成では、ハイブリッド車両には、エンジンの運転および停止を制御するＨＶ制御装置が搭載されている。冷凍制御装置は、ＨＶ制御装置からエンジンが停止されているか運転されているかを示す信号を入力する。冷凍制御装置は、この入力した信号に応答して、エンジンモードとＨＶバッテリモードとを切換える。よって、冷凍制御装置は、ＨＶ制御装置によるエンジンの制御に連動して、冷凍サイクル装置の運転モードを切換えることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、ＨＶ制御装置は、車両が一時停止しているときにエンジンを一時的に停止させるアイドルストップ制御を実行することを特徴とする。この構成では、ＨＶ制御装置がアイドルストップ制御を実行することができる。アイドルストップ制御のためにエンジンが停止される場合においても、冷凍サイクル装置は、ＨＶバッテリから給電される冷凍装置用のモータによって運転される。よって、アイドルストップ制御による省燃費を実現しながら、制御対象の温度制御を継続することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、冷凍制御装置は、エンジンモードのとき、制御対象の温度を第１の設定温度（Ｔ１）に維持する第１の温度制御手段（１７９）と、ＨＶバッテリモードのとき、制御対象の温度を第１の設定温度より高い第２の設定温度（Ｔ２）に維持する第２の温度制御手段（１８３）とを備えることを特徴とする。この構成では、エンジンモードにおいては制御対象の温度が第１の設定温度に維持され、ＨＶバッテリモードにおいては制御対象の温度が第２の設定温度に維持される。しかも、第２の設定温度は、第１の設定温度より高く設定されている。このため、ＨＶバッテリモードにおいて冷凍サイクル装置を運転するために必要なエネルギは、エンジンモードにおいて冷凍サイクル装置を運転するために必要なエネルギより小さくなる。この結果、ＨＶバッテリに蓄積された電力の消費量が抑制される。これにより、ハイブリッド車両の駆動装置に与える影響が抑制される。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、さらに、車両の外部に設けられた電源装置に接続および分離が可能な外部電源（４１）と、電源装置と外部電源とが接続されるとき外部電源から冷凍装置用のモータへ給電し、電源装置と外部電源とが分離されるときＨＶバッテリから冷凍装置用のモータへ給電する切換装置（５０、５１）を備え、冷凍制御装置は、外部電源から給電される冷凍装置用のモータにより冷凍サイクル装置を運転するスタンバイモードを提供することを特徴とする。この構成では、エンジンモードとＨＶバッテリモードとに加えて、さらにスタンバイモードが提供される。スタンバイモードにおいては、エンジンが停止されているときに外部電源から給電される冷凍装置用のモータにより冷凍サイクル装置を運転する。外部電源は、車両の外部に設けられた電源装置に接続および分離が可能である。電源装置と外部電源とが接続されるとき外部電源から冷凍装置用のモータへ給電し、電源装置と外部電源とが接続されないときＨＶバッテリから冷凍装置用のモータへ給電する切換装置が設けられる。これにより、エンジンが停止しているときに、外部電源によって冷凍サイクル装置を運転することができる。よって、ＨＶバッテリに蓄積された電力の消費量を抑制することができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、冷凍制御装置は、さらに、スタンバイモードのとき、制御対象の温度を第１の設定温度（Ｔ１）に維持する第３の温度制御手段（１７５）を備えることを特徴とする。この構成では、スタンバイモードにおいては制御対象の温度が第１の設定温度に維持される。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、冷凍制御装置は、エンジンモードにおいて蒸発器のための除霜運転を実行する第１除霜制御手段（１７８、１７６）と、ＨＶバッテリモードにおいて制限された除霜運転を実行する第２除霜制御手段（１８１、１８２、１８４−１８８）とを備えることを特徴とする。この構成では、エンジンモードにおいては、蒸発器に付着した霜を除去するための除霜運転が実行される。一方で、ＨＶバッテリモードにおいては、制限された除霜運転が実行される。制限された除霜運転のために消費されるエネルギは、エンジンモードにおける通常の除霜運転のために消費されるエネルギより小さい。このため、ＨＶバッテリモードにおける除霜のための電力消費が抑制される。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、冷凍制御装置は、スタンバイモードにあるときに蒸発器のための除霜運転を実行する第１除霜制御手段（１７４、１７６）と、ＨＶバッテリモードにあるときに制限された除霜運転を実行する第２除霜制御手段（１８１、１８２、１８４−１８８）とを備えることを特徴とする。この構成では、スタンバイモードにおいては、蒸発器に付着した霜を除去するための除霜運転が実行される。一方で、ＨＶバッテリモードにおいては、制限された除霜運転が実行される。制限された除霜運転のために消費されるエネルギは、スタンバイモードにおける通常の除霜運転のために消費されるエネルギより小さい。このため、ＨＶバッテリモードにおける除霜のための電力消費が抑制される。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、第１除霜制御手段は、所定の除霜条件が成立すると除霜運転を開始するように構成され、第２除霜制御手段は、除霜運転の開始を禁止するように構成されていることを特徴とする。この構成では、エンジンモードまたはスタンバイモードにおいては除霜運転が開始される。一方で、ＨＶバッテリモードにおいては除霜運転の開始が禁止される。この結果、ＨＶバッテリモードにおいては、制限された除霜運転が提供される。
【００２０】
請求項１０に記載の発明は、第２除霜制御手段は、第１除霜制御手段により開始された除霜運転を継続することを特徴とする。この構成では、ＨＶバッテリモードにおいては、先のモードにおいて開始された除霜運転が継続される。この結果、ＨＶバッテリモードにおいては、制限された除霜運転が提供される。
【００２１】
請求項１１に記載の発明は、第２除霜制御手段は、ＨＶバッテリの充電状態（ＳＯＣ）が所定の閾値（Ｓｔ）を下回ると除霜運転を中断する中断手段（１８５）を備えることを特徴とする。この構成では、ＨＶバッテリモードにおいては、ＨＶバッテリの充電状態が所定の閾値を下回ると除霜運転が中断される。この結果、ＨＶバッテリの過剰な電力消費が抑制される。
【００２２】
請求項１２に記載の発明は、第２除霜制御手段は、エンジンモードに移行すると除霜運転を再開する再開手段（１８８、１７６）を備えることを特徴とする。この構成では、ＨＶバッテリモードが終了すると、除霜運転が再開される。このため、蒸発器に付着した霜の除去を完了することを期待できる。
【００２３】
請求項１３に記載の発明は、冷凍制御装置は、ＨＶバッテリの充電状態（ＳＯＣ）が所定の閾値（Ｓｔ）を下回るとＨＶバッテリから給電される冷凍装置用のモータによる冷凍サイクル装置の運転を禁止する禁止手段（１８２、１８４）を備えることを特徴とする。この構成では、ＨＶバッテリモードにおいては、ＨＶバッテリの充電状態が所定の閾値を下回ると冷凍サイクル装置の運転が禁止される。この結果、ＨＶバッテリの過剰な電力消費が抑制される。
【００２４】
請求項１４に記載の発明は、冷凍サイクル装置（２０）は、エンジンによって駆動されるエンジン駆動型の圧縮機（２１）と、冷凍装置用のモータ（２３）によって駆動される電動型の圧縮機（２２）とを備えることを特徴とする。この構成では、冷凍サイクル装置はエンジンによって運転することができる。しかも、冷凍サイクル装置は、ＨＶバッテリから給電される冷凍装置用のモータによっても運転することができる。
【００２５】
請求項１５に記載の発明は、冷凍サイクル装置（２０）は、エンジンおよび冷凍装置用のモータによって駆動される２ウェイ型の圧縮機（２２２）を備えることを特徴とする。この構成では、冷凍サイクル装置はエンジンによって運転することができる。しかも、冷凍サイクル装置は、ＨＶバッテリから給電される冷凍装置用のモータによっても運転することができる。
【００２６】
なお、特許請求の範囲および上記手段の項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明を適用した第１実施形態に係る車両用冷凍装置を含む車載システムを示すブロック図である。
【図２】第１実施形態の冷凍サイクル装置を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態の車両用冷凍装置の作動を示すフローチャートである。
【図４】第１実施形態の車両用冷凍装置の温度制御を示すグラフである。
【図５】第１実施形態の車両用冷凍装置の除霜制御を示すグラフである。
【図６】第１実施形態の車両用冷凍装置の除霜制御を示すグラフである。
【図７】第１実施形態の車両用冷凍装置の除霜制御を示すグラフである。
【図８】本発明を適用した第２実施形態に係る冷凍サイクル装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００２９】
（第１実施形態）
図１は、本発明を適用した第１実施形態に係る車両用の冷凍装置２を含む車載システムを示すブロック図である。車載システムは、車両の駆動装置１と、車両用の冷凍装置２とを供える。この車両は、いわゆるハイブリッド車両である。また、この車両は、冷蔵または冷凍が可能な荷室を備える貨物車両である。
【００３０】
駆動装置１は、車両の走行用の動力源として、走行用のエンジン（ＥＮＧ）１１および走行用のモータ（ＭＧ）１２の両方を備える。車両は、エンジン１１および／またはモータ１２によって駆動輪を駆動することができるハイブリッド車両である。駆動装置１は、ハイブリッド駆動装置とも呼ばれる。エンジン１１は、内燃機関である。モータ１２は、三相回転電機である。モータ１２は、電動機または発電機として選択的に機能することができるモータジェネレータである。
【００３１】
駆動装置１は、ＨＶバッテリ（ＨＶ−ＢＡＴＴ）１３、インバータ（ＩＮＶ）１４、およびＨＶ制御装置（ＨＶ−ＥＣＵ）１５を備える。ＨＶバッテリ１３は、本来はハイブリッド車のモータ１２用に搭載された高電圧バッテリである。ＨＶバッテリ１３は、数百ボルトの高電圧を供給する。インバータ１４は、ＨＶバッテリ１３から供給される直流電力を三相電力に変換し、モータ１２に供給する。また、インバータ１４は、モータ１２が回生運転されるときに、モータ１２から出力される交流電力を直流電力に変換し、ＨＶバッテリ１３に充電する。ＨＶバッテリ１３は、商用電源などの車外の電源によって充電することもできる。ＨＶ制御装置１５は、インバータ１４を制御することにより車両を適切に走行させるようにモータ１２の出力を制御する。さらに、ＨＶ制御装置１５は、エンジン１１の始動、運転、および停止を制御する。ＨＶ制御装置１５は、エンジン１１が停止しているときにモータ１２だけによる走行を提供する。また、ＨＶ制御装置１５は、車両が一時停止しているときにエンジン１１を一時的に停止させるアイドルストップ制御を実行する。
【００３２】
車両用の冷凍装置２は、車両の荷物室内の空気の温度を制御対象とする冷凍装置である。冷凍装置２は、冷凍サイクル装置（ＲＣＹ）２０を備える。冷凍サイクル装置２０は、第１の圧縮機（ＥＧＣＰ）２１と第２の圧縮機（ＥＬＣＰ）２２とを備える。これら圧縮機２１、２２は、いずれか一方によって冷凍サイクル装置２０の冷媒循環経路に冷媒を循環させるように、冷媒循環経路に配置されている。圧縮機２１は、車両の走行用のエンジン１１によって駆動されるエンジン駆動型の圧縮機２１である。圧縮機２２は、電力によって駆動される電動型の圧縮機２２である。圧縮機２２は、冷凍装置用のモータ（ＭＴ）２３によって駆動される。冷凍装置用のモータ２３を回転させるための電力は、ＨＶバッテリ１３、または後述する外部電源４１から供給される。圧縮機２１と圧縮機２２とは、エンジン１１およびモータ１２によって駆動され、冷凍サイクル装置２０内に冷媒を循環させる冷媒圧縮手段を提供する。したがって、冷凍サイクル装置２０は、エンジン１１およびモータ２３によって冷媒を循環させる複合動力型の冷凍サイクル装置である。
【００３３】
図２は、第１実施形態の冷凍サイクル装置２０を示すブロック図である。冷凍サイクル装置２０は、冷媒の循環経路２４を構成している。循環経路２４には、圧縮機２１、２２、放熱器２５、減圧器２６、および蒸発器２７が、その順に配列されている。２つの圧縮機２１、２２は、循環経路２４において並列に設けられている。圧縮機２１は、ベルトとプーリとを含む動力伝達機構を介してエンジン１１によって駆動される。圧縮機２２は、モータ２３によって駆動される。圧縮機２１、２２は、低圧冷媒を吸引し、圧縮し、高圧冷媒を吐出する。圧縮機２１、２２から吐出された高圧冷媒は、放熱器２５に供給される。放熱器２５は、冷媒を冷却する。凝縮性の冷媒が用いられる場合、放熱器２５は凝縮器とも呼ばれる。放熱器２５を出た冷媒は、減圧器２６によって減圧され、膨張する。減圧器２６を出た低圧冷媒は、蒸発器２７に供給される。低圧冷媒は、蒸発器２７において蒸発し、被冷却媒体を冷却する。この実施形態では、被冷却媒体は、車両の荷物室内の空気である。蒸発器２７から出た低圧冷媒は、再び圧縮機２１、２２に吸引される。
【００３４】
冷凍サイクル装置２０は、除霜装置を備える。除霜装置は、バイパス経路２８と、制御弁２９とによって構成されている。バイパス経路２８は、圧縮機２１、２２から吐出された高圧冷媒を、蒸発器２７に直接に導入する。制御弁２９は、バイパス経路２８を断続する。したがって、制御弁２９が開くと、バイパス経路２８を通して高圧冷媒が直接に蒸発器２７に導入される。高圧冷媒は、高温でもあるので、蒸発器２７は加熱され、蒸発器２７に付着した霜が除去される。
【００３５】
図１に戻って、冷凍装置２は、制御機器を備える。制御機器は、インバータ（ＩＮＶ）３１、ドライバ回路（ＩＮＤＲ）３２、冷凍制御装置（ＲＣＣＮ）３３、電気部品（ＲＣＡＣ）３４、およびコンバータ（ＣＯＮＶ）３５を備える。インバータ３１は、圧縮機２２のモータ２３に電力を供給する。インバータ３１は、ＨＶバッテリ１３から供給される電力、または後述する外部電源４１から供給される電力を三相電力に変換し、モータ２３に供給する。ドライバ回路３２は、インバータ３１を駆動する。
【００３６】
冷凍制御装置３３は、ＨＶ制御装置１５と通信可能に構成されている。冷凍制御装置３３は、ＨＶ制御装置１５から、駆動装置１の運転状態に協調して冷凍装置２を運転するために必要な信号を受信し、入力する。具体的には、冷凍制御装置３３は、ＨＶ制御装置１５から、駆動装置１の運転状態を示す信号を入力する。例えば、冷凍制御装置３３は、ＨＶ制御装置１５からＨＶバッテリ１３の充電状態を示す信号を入力する。充電状態は、ＳＯＣ（State Of Charge）とも呼ばれる。冷凍制御装置３３は、ＨＶ制御装置１５からエンジン１１が運転されているか停止されているかを示す信号を入力する。また、冷凍制御装置３３は、冷凍装置２の運転状態に協調して駆動装置１を運転するために必要な信号をＨＶ制御装置１５へ送信する。ＨＶ制御装置１５は、アイドルストップ制御によってエンジン１１が停止されているときにも、エンジン１１の停止を示す信号を出力する。この信号は、冷凍制御装置３３に入力される。冷凍制御装置３３は、アイドルストップ中にも圧縮機２２によって冷凍サイクル装置２０を運転する。
【００３７】
冷凍制御装置３３は、冷凍サイクル装置２０が適切な能力を発揮するように、圧縮機２１を制御する。例えば、冷凍制御装置３３は、車両の荷室の温度、すなわち庫内温度を設定温度の近傍に維持するように、圧縮機２１の可変容量装置を制御することによって、圧縮機２１の吐出量を調節する。また、冷凍制御装置３３は、庫内温度を設定温度の近傍に維持するように、動力伝達機構に設けられた電磁クラッチを制御することによって、圧縮機２１の吐出量を調節してもよい。
【００３８】
冷凍制御装置３３は、冷凍サイクル装置２が適切な能力を発揮するように、ドライバ回路３２およびインバータ３１を通してモータ２３と圧縮機２２とを制御する。例えば、冷凍制御装置３３は、庫内温度を設定温度の近傍に維持するように、ドライバ回路３２およびインバータ３１を制御することによって、圧縮機２２の吐出量を調節する。冷凍制御装置３３は、圧縮機２２が運転されるときに、その電源に応じた制御を提供する。例えば、容量が限られたＨＶバッテリ１３を電源とするときには、ＨＶバッテリ１３のＳＯＣに応じて圧縮機２２を制御する。より具体的には、ＨＶバッテリ１３のＳＯＣが所定の閾値を下回っているときには、ＨＶバッテリ１３による圧縮機２２の駆動を禁止する。
【００３９】
さらに、冷凍制御装置３３は、蒸発器２７への着霜を抑制するために、除霜制御を実行する。冷凍制御装置３３は、除霜制御の開始条件が成立すると除霜制御を開始する。冷凍制御装置３３は、除霜制御の終了条件が成立すると除霜制御を終了する。この実施形態では、冷凍制御装置３３は、除霜制御の間、制御弁２９を開く。ただし、ＨＶバッテリ１３を電源として圧縮機２２を運転しており、かつ、ＨＶバッテリ１３のＳＯＣが所定の閾値を下回っているときには、ＨＶバッテリ１３による圧縮機２２の駆動を禁止することによって除霜制御を禁止する。また、ＨＶバッテリ１３を電源として圧縮機２２を運転しているときに除霜制御の開始条件が成立した場合には、除霜制御を禁止する。ＨＶバッテリ１３を電源として圧縮機２２を運転する前から除霜制御が継続している場合には、ＨＶバッテリ１３を電源として圧縮機２２を運転していても、除霜制御を継続する。ただし、ＨＶバッテリ１３を電源として圧縮機２２を運転する前から除霜制御が継続している場合に、ＨＶバッテリ１３のＳＯＣが所定の閾値を下回ると、除霜制御を中断する。この中断の場合、圧縮機２１がエンジン１１によって再び運転されるか、または、圧縮機２２が外部電源４１によって運転されると、除霜制御が再開される。
【００４０】
ＨＶ制御装置１５と冷凍制御装置３３とは、車両のハイブリッドシステムを提供する駆動装置１と冷凍装置２との協調制御を提供する。冷凍装置２は、アイドルストップ時や配送先での停車または駐車時のエンジン１１停止時に、ＨＶバッテリ１３を電力源とした電動冷凍運転を可能としている。この結果、走行時、停車時などエンジン１１の運転状況の影響を受けることなく、庫内温度を維持することができる。また、電力源であるＨＶバッテリ１３には、車両の減速時に回生発電によって回収される回生エネルギが蓄電されるため、車両のエネルギを有効に利用することができる。また、エンジン１１が停止中には、燃料消費をゼロにできる。このため、冷凍運転のためのアイドリング運転を減らすことができ、燃料消費を抑制することができる。また、エンジン１１が運転されている走行時、またはエンジン１１が運転されている一時停止時には、圧縮機２１を使用する。このため、エンジン１１が停止しているアイドルストップ制御中や、エンジン１１が停止している駐車中にのみ圧縮機２２が使用される。この結果、ＨＶバッテリ１３から冷凍装置２への電力供給を抑制することができる。また、ＨＶバッテリ１３を電力源とした電動冷凍運転においては、消費電力が大きい除霜運転を極力回避するから、電動冷凍運転時の消費電力を抑えることができる。また、ＨＶバッテリ１３を電力源とした電動冷凍運転時には、庫内設定温度を可能な限り高く設定し、消費電力を抑制する。例えば、ＨＶバッテリ１３により冷凍サイクル装置２０を駆動するときの庫内設定温度は、エンジン１１により冷凍サイクル装置２０を駆動するときの庫内設定温度より高く設定される。しかし、庫内設定温度は、車両が運搬する荷物のために求められる必要最低温度を越えることはない。この構成によると、省燃費と、庫内温度の維持とを両立することができる。
【００４１】
電気部品３４は、制御弁２９、および送風機などを含む電気部品である。コンバータ３５は、後述する車載バッテリ４５から供給される中間電圧をインバータ３１およびドライバ回路３２のための低電圧に変換する。例えば、コンバータ３５は、２４Ｖの入力電圧を１２Ｖに変換して出力する。
【００４２】
冷凍装置２は、３つの電力源１３、４１、４５を備える。外部電源（ＥＸ−ＰＷ）４１は、車両の外部に設けられた電源装置に接続および分離が可能な受電設備である。外部電源４１は、車両の利用者が操作可能なプラグを含むことができる。このプラグが住宅または事業所に設けられた定置型のソケットに差し込まれると、外部電源４１は高電圧を供給する。外部電源４１は、スタンバイ電源とも呼ばれる。外部電源４１が接続されるべき外部の電源装置は、電力供給事業者などが提供する電力網から供給される商用電源、または住宅もしくは事業所に設置された太陽電池、燃料電池などの小規模発電施設である。
【００４３】
車両に搭載された第１の電力源は、ＨＶバッテリ１３である。車両に搭載された第２の電力源は、車載バッテリ（ＶＨ−ＢＡＴＴ）４５である。車載バッテリ４５は、車両に搭載された多くの電気機器に電力を供給する。車載バッテリ４５は、いわゆる低電圧バッテリである。車載バッテリ４５の電圧は、ＨＶバッテリ１３の電圧より明らかに低い。この実施形態では、２４Ｖの直流電力を供給する。
【００４４】
冷凍装置２は、インバータ（ＩＮＶ）４２を備える。インバータ４２は、外部電源４１から供給される交流電力を直流電力に変換して車載システムに供給する。インバータ４２は、整流回路（ＲＣＦ）４３と、電圧調整回路（ＶＲＧ）４４とを備える。整流回路４３は、交流電力を整流し、直流電力を出力する。電圧調整回路４４は、整流回路４３によって整流された電圧を車載システムの電気機器の電源電圧に変換する。電圧調整回路４４は、２４Ｖの直流電力を出力する。
【００４５】
さらに、冷凍装置２は、電源切換え回路としてのリレー回路５０を備える。リレー回路５０は、複数の単極双投型のリレースイッチ５１、５２、５３、５４と、これらリレースイッチのリレーコイル５５とを備える。リレーコイル５５は、電圧調整回路４４から直接的に電力供給を受けている。よって、外部電源４１から電力が供給されると、リレーコイル５５が励磁され、リレースイッチ５１、５２、５３、５４を図示の状態から反転させる。リレー回路５０は、インバータ３１へ供給する電力、すなわちモータ２３に供給する電力を、ＨＶバッテリ１３と外部電源４１とのいずれかに選択的に切換える。リレー回路５０は、外部電源４１が供給されているときに外部電源４１の電力をインバータ３１を経由してモータ２３に供給する。リレー回路５０は、外部電源４１が供給されていないときにＨＶバッテリ１３の電力をインバータ３１を経由してモータ２３に供給する。よって、リレー回路５０は、外部の電源装置と外部電源４１とが接続されるとき外部電源４１から冷凍装置用のモータ２３へ給電し、外部の電源装置と外部電源４１とが分離されるときＨＶバッテリ１３から冷凍装置用のモータ２３へ給電する切換装置を提供する。さらに、リレー回路５０は、低電圧で動作する機器の電源を、外部電源４１と車載バッテリ４５とのいずれかに選択的に切換える。リレー回路５０は、外部電源４１が供給されているときに、冷凍制御装置３３、コンバータ３５、および電気部品３４に、電圧調整回路４４によって調整された外部電源４１からの電力を供給する。リレー回路５０は、外部電源４１が供給されていないときに、冷凍制御装置３３、コンバータ３５、および電気部品３４に、車載バッテリ４５からの電力を供給する。
【００４６】
ＨＶ制御装置１５および冷凍制御装置３３は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを格納している。記憶媒体は、メモリによって提供されうる。プログラムは、制御装置によって実行されることによって、制御装置をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される制御方法を実行するように制御装置を機能させる。制御装置が提供する手段は、所定の機能を達成する機能的ブロック、またはモジュールとも呼ぶことができる。
【００４７】
図３は、第１実施形態の車両用の冷凍装置２の作動を示すフローチャートである。図中には、冷凍制御装置３３によって実行される処理１７０が図示されている。処理１７０は、冷凍サイクル装置２０の動力源を、外部電源４１と、エンジン１１と、ＨＶバッテリ１３とのいずれかに切換える動力切換手段を提供する。動力切換手段は、ステップ１７１−１７２によって提供される。処理１７０は、庫内温度を設定温度の近傍に調節するように圧縮機２１または圧縮機２２を制御する温度制御手段を提供する。温度制御手段は、ステップ１７５、１７９、および１８３によって提供される。処理１７０は、蒸発器２７の霜を除去するための除霜制御手段を提供する。除霜制御手段は、残るステップによって提供される。
【００４８】
ステップ１７１では、外部電源４１が供給されているか否かを判定する。外部電源４１が供給されている場合、ステップ１７３へ進む。外部電源４１が供給されていない場合、ステップ１７２へ進む。ステップ１７２では、エンジン１１がＯＮ状態、すなわち運転されているか否かを判定する。エンジン１１がＯＮ状態である場合、ステップ１７７へ進む。エンジン１１がＯＮ状態ではない場合、ステップ１８０へ進む。
【００４９】
ステップ１７３−１７６は、外部電源４１を動力源として冷凍サイクル装置２０を駆動するスタンバイモード（ＳＴＢＭ）を示す。ステップ１７７−１７９、およびステップ１７６は、エンジン１１を動力源として冷凍サイクル装置２０を駆動するエンジンモード（ＥＮＧＭ）を示す。ステップ１８０−１８８は、ＨＶバッテリ１３を動力源として冷凍サイクル装置２０を駆動するＨＶバッテリモード（ＨＶＢＭ）を示す。これらの複数の駆動モードは、ステップ１７１およびステップ１７２によって切換えられる。したがって、冷凍制御装置３３は、エンジン１１が運転されているときにエンジン１１によって冷凍サイクル装置２０を運転するエンジンモードと、エンジン１１が停止されているときにＨＶバッテリ１３から給電される冷凍装置用のモータ２３により冷凍サイクル装置２０を運転するＨＶバッテリモードとの少なくとも２つのモードを提供する。さらに、冷凍制御装置３３は、外部電源４１から給電される冷凍装置用のモータ２３により冷凍サイクル装置を運転するスタンバイモードを提供する。ステップ１７２は、エンジンが停止されているか運転されているかを示す信号をＨＶ制御装置１５から入力し、当該信号に応答してエンジンモードとＨＶバッテリモードとを切換える切換手段を提供する。
【００５０】
ステップ１７３では、動力源として外部電源４１を選択する。また、ステップ１７３では、電動型の圧縮機２２を使用することを選択する。さらに、ステップ１７３では、庫内温度の設定温度ＴｃをＴ１に設定する。ステップ１７４では、除霜条件が成立しているか否かを判定する。ステップ１７４では、冷凍サイクル装置２の継続運転時間を積算し、継続運転時間が所定の閾値時間Ｄｔｉｍｅを越えると除霜条件の成立を判定する。また、ステップ１７４では、除霜条件が所定時間継続して成立すると、除霜条件の成立判定を解除し、再び継続運転時間の積算を開始する。除霜条件が成立していない場合、ステップ１７５へ進む。除霜条件が成立している場合、ステップ１７６へ進む。
【００５１】
ステップ１７５では、電動型の圧縮機２２をＯＮ／ＯＦＦ制御することにより庫内温度を設定温度Ｔ１の近傍に制御する。ステップ１７５では、例えば、設定温度Ｔ１を上限温度として、これより所定温度低い下限温度を設定する。ステップ１７５では、庫内温度が上限温度に到達すると圧縮機２２をＯＮ状態、すなわち運転状態とし、庫内温度が下限温度に到達すると圧縮機２２をＯＦＦ状態、すなわち停止状態とする。これにより、庫内温度が設定温度Ｔ１の近傍に制御される。ステップ１７５は、スタンバイモードのとき、制御対象の温度を第１の設定温度Ｔ１に維持する第３の温度制御手段を提供する。
【００５２】
ステップ１７６では、除霜制御（ＤＦ）を実行する。除霜制御においては、圧縮機２２を運転するとともに、制御弁２９を開く。これにより、冷凍サイクル装置２０が外部電源４１によって駆動されるときには、所定時間Ｄｔｉｍｅごとに、所定時間にわたる除霜制御が実行される。ステップ１７４およびステップ１７６は、スタンバイモードにおいて蒸発器のための除霜運転を実行する第１除霜制御手段を提供する。第１除霜制御手段は、所定の除霜条件が成立すると除霜運転を開始するように構成されている。
【００５３】
ステップ１７７では、動力源としてエンジン１１を選択する。また、ステップ１７７では、エンジン駆動型の圧縮機２１を使用することを選択する。さらに、ステップ１７７では、庫内温度の設定温度ＴｃをＴ１に設定する。ステップ１７８では、除霜条件が成立しているか否かを判定する。ステップ１７８の処理は、ステップ１７４と同じである。除霜条件が成立していない場合、ステップ１７９へ進む。除霜条件が成立している場合、ステップ１７６へ進む。
【００５４】
ステップ１７９では、エンジン駆動型の圧縮機２１をＯＮ／ＯＦＦ制御することにより庫内温度を設定温度Ｔ１の近傍に制御する。ステップ１７９では、例えば、設定温度Ｔ１を上限温度とし、それより所定温度低い下限温度を設定する。ステップ１７９では、庫内温度が上限温度に到達すると圧縮機２１をＯＮ状態、すなわち運転状態とし、庫内温度が下限温度に到達すると圧縮機２１をＯＦＦ状態、すなわち停止状態とする。これにより、庫内温度が設定温度Ｔ１の近傍に制御される。ステップ１７９は、エンジンモードのとき、制御対象の温度を第１の設定温度Ｔ１に維持する第１の温度制御手段を提供する。
【００５５】
ステップ１７６の処理は、上述した。これにより、冷凍サイクル装置２０がエンジン１１によって駆動されるときにも、所定時間Ｄｔｉｍｅごとに、所定時間にわたる除霜制御が実行される。ステップ１７８およびステップ１７６は、エンジンモードにおいて蒸発器のための除霜運転を実行する第１除霜制御手段を提供する。
【００５６】
ステップ１８０では、動力源としてＨＶバッテリ１３を選択する。また、ステップ１８０では、電動型の圧縮機２２を使用することを選択する。さらに、ステップ１８０では、庫内温度の設定温度ＴｃをＴ２に設定する。ここで、設定温度Ｔ２は、ステップ１７３またはステップ１７７において設定される設定温度Ｔ１より高い。設定温度Ｔ１は、荷室内に搭載された物品に必要な温度、すなわち庫内温度として許容される必要温度以下に設定されている。例えば、必要温度が−１５°Ｃである場合、設定温度Ｔ１は−２０°Ｃとすることができる。設定温度Ｔ２も、必要温度以下に設定されている。例えば、必要温度が−１５°Ｃである場合、設定温度Ｔ２は−１５°Ｃとすることができる。すなわち、設定温度Ｔ２は、庫内温度として許容される温度を実現するために必要最小限の温度とされている。このような、Ｔ１＜Ｔ２とする設定は、ＨＶバッテリ１３を利用するときの消費電力を抑制するために貢献する。ステップ１８１では、除霜条件が成立しているか否かを判定する。
【００５７】
ステップ１８１では、ステップ１７６において開始された除霜制御ＤＦがＨＶバッテリモードにおいても依然として継続しているか否かを判定する。よって、ＨＶバッテリモードにおいては、ステップ１７４またはステップ１７８のような除霜条件は判定されない。すなわち、ＨＶバッテリモードにおいては、除霜制御は開始されない。しかし、ステップ１７６において開始された除霜制御ＤＦを継続するためにステップ１８１が設けられている。除霜制御ＤＦが継続していない場合、ステップ１８２へ進む。除霜制御ＤＦが継続している場合、ステップ１８５へ進む。
【００５８】
ステップ１８２では、ＨＶバッテリ１３の充電状態ＳＯＣが所定の閾値Ｓｔを下回っているか否かを判定する。ＨＶバッテリ１３は、本来は駆動装置１のために車両に搭載されている。よって、駆動装置１への給電に影響が出る事態を回避することが望ましい。そこで、ステップ１８２は、冷凍サイクル装置２０によるＨＶバッテリ１３の電力消費を制限するために設けられる。ＳＯＣ＜Ｓｔではない場合、ステップ１８３へ進む。ＳＯＣ＜Ｓｔの場合、ステップ１８４へ進む。
【００５９】
ステップ１８３では、電動型の圧縮機２２をＯＮ／ＯＦＦ制御することにより庫内温度を設定温度Ｔ２に制御する。ステップ１８３では、例えば、設定温度Ｔ２を上限温度として、それより所定温度低い下限温度を設定する。ステップ１７９では、庫内温度が上限温度に到達すると圧縮機２２をＯＮ状態、すなわち運転状態とし、庫内温度が下限温度に到達すると圧縮機２３をＯＦＦ状態、すなわち停止状態とする。これにより、庫内温度が設定温度Ｔ２の近傍に制御される。ステップ１８３は、ＨＶバッテリモードのとき、制御対象の温度を第１の設定温度Ｔ１より高い第２の設定温度Ｔ２に維持する第２の温度制御手段を提供する。
【００６０】
ステップ１８４では、電動型の圧縮機２２をＯＦＦ状態とする。これにより、ＨＶバッテリ１３のＳＯＣが閾値Ｓｔを下回る場合に、冷凍サイクル装置２０によるＨＶバッテリ１３の使用が禁止される。
【００６１】
ステップ１８５の処理は、ステップ１８２と同じである。ＳＯＣ＜Ｓｔではない場合、ステップ１８６へ進む。ＳＯＣ＜Ｓｔの場合、ステップ１８７へ進む。ステップ１８６の処理は、ステップ１７６と同じである。これにより、ＨＶバッテリ１３により冷凍サイクル装置２０を駆動しているときでも、その前のモードから継続している除霜制御が継続して提供される。
【００６２】
ステップ１８７の処理は、ステップ１８４と同じである。ステップ１８７を経由する場合は、除霜制御ＤＦが継続しており、かつ、ＨＶバッテリ１３のＳＯＣが閾値Ｓｔを下回っている場合である。ステップ１８８では、エンジン１１が運転されるまで、または外部電源４１が供給されるまで待機する。やがて、エンジン１１が始動されるか、または外部電源４１が供給されると、ステップ１７６へジャンプする。これにより、ステップ１８７において中断された除霜制御が再開される。つまり、ステップ１８８により、冷凍サイクル装置２０の動力源が、ＨＶバッテリ１３から、エンジン１１または外部電源４１に切換えられるまで、冷凍サイクル装置２０の停止状態が継続される。その後、動力源の切換の後に、除霜制御ＤＦが再開される。この結果、一旦は開始された除霜制御がＨＶバッテリ１３のＳＯＣに起因して所定の短い期間にわたり停止されることがあっても、その期間の前後において１回分の除霜制御を完了することができる。
【００６３】
ステップ１８１、１８２、および１８４−１８８は、ＨＶバッテリモードにおいて制限された除霜運転を実行する第２除霜制御手段を提供する。第２除霜制御手段は、除霜運転の開始を禁止するように構成されている。また、第２除霜制御手段は、第１除霜制御手段により開始された除霜運転を継続するように構成されている。ステップ１８５は、ＨＶバッテリ１３の充電状態ＳＯＣが所定の閾値Ｓｔを下回ると除霜運転を中断する中断手段を提供する。ステップ１８８、およびステップ１８８の後に到達するステップ１７６は、ＨＶバッテリモードにおいて除霜運転が中断された後に、冷凍装置２の運転モードがエンジンモードに移行すると除霜運転を再開する再開手段を提供する。ステップ１８２および１８４は、ＨＶバッテリ１３の充電状態ＳＯＣが所定の閾値Ｓｔを下回るとＨＶバッテリ１３から給電される冷凍装置用のモータ２３による冷凍サイクル装置２０の運転を禁止する禁止手段を提供する。
【００６４】
図４は、第１実施形態の車両用の冷凍装置２の温度制御を示すグラフである。横軸は時間を示し、縦軸は荷室内の庫内温度を示す。図中において、ＳＴＢＭは、外部電源４１を動力源として冷凍サイクル装置２０を駆動するスタンバイモードの期間を示す。ＥＮＧＭは、エンジン１１を動力源として冷凍サイクル装置２０を駆動するエンジンモードを示す。ＨＶＢＭは、ＨＶバッテリ１３を動力源として冷凍サイクル装置２０を駆動するＨＶバッテリモードを示す。時刻ｔ０から時刻ｔ１の間、および時刻ｔ２から時刻ｔ３の間のエンジンモードでは、庫内温度が設定温度Ｔ１の近傍に制御される。時刻ｔ１から時刻ｔ２の間のＨＶバッテリモードでは、庫内温度が設定温度Ｔ２の近傍に制御される。
【００６５】
ＨＶバッテリモードにおける設定温度Ｔ２は、エンジンモードおよびスタンバイモードにおける設定温度Ｔ１より高く設定される。しかも、設定温度Ｔ２は、荷室に要求される必要温度以下に設定されている。よって、駆動装置１においてハイブリッド制御のために、またはアイドルストップ制御のためにエンジン１１が停止されることがあっても、ＨＶバッテリ１３を動力源とするＨＶバッテリモードによって冷凍装置２の運転が継続される。しかも、ＨＶバッテリモードにおいては、ＨＶバッテリ１３の電力消費を抑制しながら、庫内温度が必要な温度に維持される。
【００６６】
図５は、第１実施形態の車両用冷凍装置の除霜制御を示すグラフである。横軸は時間を示し、縦軸は冷凍装置２の運転状態を示す。冷凍装置２は、除霜制御状態ＤＦ、予冷状態ＰＲ、冷凍制御状態ＲＦ、および停止状態ＯＦＦのいずれかひとつに制御される。除霜制御状態ＤＦでは、上述の除霜制御が実行される。予冷状態ＰＲでは、室内機の送風機を停止したまま冷凍サイクル装置２０を運転し、蒸発器２７の温度を低下させる。予冷状態ＰＲは、除霜制御状態ＤＦにおいて高圧冷媒が供給されることによって高温になった蒸発器２７を冷却する。予冷状態ＰＲの後に冷凍制御状態ＲＦになると送風機が運転される。これにより、除霜制御状態ＤＦの後に、温風が吹き出すことが回避される。冷凍制御状態ＲＦでは、冷凍装置２は庫内温度を設定温度Ｔ１またはＴ２に制御するように運転される。停止状態ＯＦＦでは、冷凍サイクル装置２０が停止し、荷室への冷気の供給が停止される。
【００６７】
冷凍装置２がＨＶバッテリモードにあるときに、除霜条件が成立しても、除霜制御は実行されない。例えば、時刻ｔｄにおいて除霜条件が成立しても、冷凍装置２が除霜制御状態ＤＦに切換えられることはない。
【００６８】
冷凍装置２がＨＶバッテリモードにあるときに、ＨＶバッテリ１３のＳＯＣが閾値Ｓｔを下回ると、冷凍装置２はその運転を停止する。例えば、時刻ｔｓにおいてＳＯＣが閾値Ｓｔを下回ると、冷凍装置２はその運転を停止する。この停止状態ＯＦＦは、冷凍装置２の運転モードが、エンジンモードまたはスタンバイモードに切換えられるまで継続する。
【００６９】
図６は、第１実施形態の車両用冷凍装置の除霜制御を示すグラフである。冷凍装置２がエンジンモードにあるときに、除霜条件が成立すると、除霜制御が実行される。冷凍装置２がスタンバイモードにあるときに除霜条件が成立しても、除霜制御が実行される。例えば、時刻ｔｄにおいて除霜条件が成立すると、冷凍装置２は除霜制御状態ＤＦに切換えられる。冷凍装置２は、所定時間の間、除霜制御を継続する。その後、所定時間にわたって予冷状態ＰＲを継続した後に、冷凍制御状態ＲＦに戻る。
【００７０】
エンジンモードまたはスタンバイモードにおいて除霜制御が開始され、しかも、その除霜制御が継続しているときに、冷凍装置２がＨＶバッテリモードに切換えられた場合、継続中の除霜制御が完了するまで、除霜制御が継続される。この結果、ＨＶバッテリモードにおいても除霜が遂行されるから、ＨＶバッテリモードにおいて蒸発器２７による冷却能力を十分に引き出すことができる。
【００７１】
図７は、第１実施形態の車両用冷凍装置の除霜制御を示すグラフである。上述のように、エンジンモードまたはスタンバイモードにおいて除霜制御が開始され、しかも、その除霜制御が継続しているときに、冷凍装置２がＨＶバッテリモードに切換えられた場合、除霜制御が継続される。しかし、さらに、ＨＶバッテリ１３のＳＯＣが閾値Ｓｔを下回った場合には、除霜制御が中断され、冷凍サイクル装置２０が停止状態ＯＦＦとなる。これにより、ＨＶバッテリ１３の過剰な電力消費が回避される。中断された除霜制御は、冷凍装置２が再びエンジンモードまたはスタンバイモードに切換えられると、再開される。この結果、ＨＶバッテリモードの後に、蒸発器２７に残された霜が除去される。よって、冷凍装置２が再びエンジンモードまたはスタンバイモードによって運転されるときには、除霜制御期間が過剰に長くなることが回避される。
【００７２】
この実施形態によると、エンジン１１が停止しているときでも冷凍サイクル装置２０を運転することができる。この結果、ハイブリッド車両は、エンジン１１を停止することができる。例えば、ハイブリッド車両は、モータ１２のみによる走行、およびアイドルストップ制御を実行することができる。しかも、エンジン１１が停止されても冷凍サイクル装置２０の運転を継続できるため、制御対象の温度を適切な温度に維持することができる。よって、アイドルストップ制御による省燃費を実現しながら、制御対象の温度制御を継続することができる。また、冷凍サイクル装置２０は、ＨＶバッテリ１３から給電される冷凍装置用のモータ２３によって運転されるから、ＨＶバッテリ１３に充電された電力を利用することができる。たとえば、車両の走行時に回生された電力を有効に利用することができる。
【００７３】
（第２実施形態）
図８は、本発明を適用した第２実施形態に係る車両用冷凍装置の冷凍サイクル装置を示すブロック図である。先の実施形態では、冷凍サイクル装置２０は、エンジン駆動型の圧縮機２１と、電動型の圧縮機２２との両方を備えた。これに代えて、この実施形態では、冷凍サイクル装置２０は、エンジン１１およびモータ２３の両方によって駆動可能な２ウェイ型の圧縮機２２２を備える。圧縮機２２２は、エンジン１１およびモータ２３のいずれかによって駆動される。モータ２３には、外部電源４１、またはＨＶバッテリ１３から電力が供給される。この実施形態でも、冷凍サイクル装置２０は、エンジン１１およびモータ２３によって駆動され冷媒を循環させる冷媒圧縮手段を備えるといえる。
【００７４】
（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
【００７５】
例えば、上記実施形態では、エンジンモードとスタンバイモードとの両方において設定温度Ｔ１を採用した。これに代えて、エンジンモードにおける設定温度と、スタンバイモードにおける設定温度とを異なる温度に設定してもよい。
【００７６】
また、上記実施形態では、ＨＶバッテリモードにおける除霜制御の開始を禁止し、ＨＶバッテリモードにおいては先のモードから継続する除霜制御を継続することを許容することによってＨＶバッテリモードにおける制限された除霜運転を提供した。これに代えて、ＨＶバッテリモードにおける除霜制御を完全に禁止することによって、制限された除霜運転を提供してもよい。また、ＨＶバッテリモードにおいても除霜制御の開始を許容するが、ＨＶバッテリモードにおける除霜運転の期間を、エンジンモードにおける除霜運転の期間より短く設定することにより、制限された除霜運転を提供してもよい。これらの変形例においても、制限された除霜運転は、その制限された除霜運転においてモータ２３が消費する電力が、エンジンモードにおける除霜運転と同じ除霜運転をモータ２３によって実現する場合に消費される電力より少なくなるように設定されている。
【００７７】
例えば、制御装置が提供する手段と機能は、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置をアナログ回路によって構成してもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１ 駆動装置
１１ エンジン
１２ モータ
１３ ＨＶバッテリ
１４ インバータ
１５ ＨＶ制御装置
２ 冷凍装置
２０ 冷凍サイクル装置
２１ エンジン駆動型の圧縮機
２２ 電動型の圧縮機
２３ モータ
３１ インバータ
３２ ドライバ回路
３３ 制御装置
３４ 電気部品
３５ コンバータ
４１ 外部電源
４２ インバータ
４３ 整流回路
４４ 電圧調整回路
４５ 車載バッテリ
５０ リレー回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行用のエンジン（１１）、および車両の走行用のモータ（１２）に給電するＨＶバッテリから給電される冷凍装置用のモータ（２３）によって運転することができる冷凍サイクル装置（２０）と、
前記エンジンが運転されているときに前記エンジンによって前記冷凍サイクル装置を運転するエンジンモードと、前記エンジンが停止されているときに前記ＨＶバッテリから給電される前記冷凍装置用のモータにより前記冷凍サイクル装置を運転するＨＶバッテリモードとを提供する冷凍制御装置（３３）とを備えることを特徴とする車両用冷凍装置。
【請求項２】
前記冷凍制御装置は、前記エンジンが停止されているか運転されているかを示す信号を、前記エンジンの運転および停止を制御するＨＶ制御装置（１５）から入力し、当該信号に応答して前記エンジンモードと前記ＨＶバッテリモードとを切換えることを特徴とする請求項１に記載の車両用冷凍装置。
【請求項３】
前記ＨＶ制御装置は、前記車両が一時停止しているときに前記エンジンを一時的に停止させるアイドルストップ制御を実行することを特徴とする請求項２に記載の車両用冷凍装置。
【請求項４】
前記冷凍制御装置は、
前記エンジンモードのとき、制御対象の温度を第１の設定温度（Ｔ１）に維持する第１の温度制御手段（１７９）と、
前記ＨＶバッテリモードのとき、前記制御対象の温度を前記第１の設定温度より高い第２の設定温度（Ｔ２）に維持する第２の温度制御手段（１８３）とを備えることを特徴とする請求項３に記載の車両用冷凍装置。
【請求項５】
さらに、前記車両の外部に設けられた電源装置に接続および分離が可能な外部電源（４１）と、
前記電源装置と前記外部電源とが接続されるとき前記外部電源から前記冷凍装置用のモータへ給電し、前記電源装置と前記外部電源とが分離されるとき前記ＨＶバッテリから前記冷凍装置用のモータへ給電する切換装置（５０、５１）を備え、
前記冷凍制御装置は、前記外部電源から給電される前記冷凍装置用のモータにより前記冷凍サイクル装置を運転するスタンバイモードを提供することを特徴とする請求項４に記載の車両用冷凍装置。
【請求項６】
前記冷凍制御装置は、さらに、
前記スタンバイモードのとき、制御対象の温度を前記第１の設定温度（Ｔ１）に維持する第３の温度制御手段（１７５）を備えることを特徴とする請求項５に記載の車両用冷凍装置。
【請求項７】
前記冷凍制御装置は、
前記エンジンモードにおいて蒸発器のための除霜運転を実行する第１除霜制御手段（１７８、１７６）と、
前記ＨＶバッテリモードにおいて制限された除霜運転を実行する第２除霜制御手段（１８１、１８２、１８４−１８８）とを備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の車両用冷凍装置。
【請求項８】
前記冷凍制御装置は、
前記スタンバイモードにあるときに蒸発器のための除霜運転を実行する第１除霜制御手段（１７４、１７６）と、
前記ＨＶバッテリモードにあるときに制限された除霜運転を実行する第２除霜制御手段（１８１、１８２、１８４−１８８）とを備えることを特徴とする請求項６に記載の車両用冷凍装置。
【請求項９】
前記第１除霜制御手段は、所定の除霜条件が成立すると前記除霜運転を開始するように構成され、
前記第２除霜制御手段は、前記除霜運転の開始を禁止するように構成されていることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の車両用冷凍装置。
【請求項１０】
前記第２除霜制御手段は、前記第１除霜制御手段により開始された前記除霜運転を継続することを特徴とする請求項９に記載の車両用冷凍装置。
【請求項１１】
前記第２除霜制御手段は、前記ＨＶバッテリの充電状態（ＳＯＣ）が所定の閾値（Ｓｔ）を下回ると前記除霜運転を中断する中断手段（１８５）を備えることを特徴とする請求項１０に記載の車両用冷凍装置。
【請求項１２】
前記第２除霜制御手段は、前記エンジンモードに移行すると前記除霜運転を再開する再開手段（１８８、１７６）を備えることを特徴とする請求項１１に記載の車両用冷凍装置。
【請求項１３】
前記冷凍制御装置は、前記ＨＶバッテリの充電状態（ＳＯＣ）が所定の閾値（Ｓｔ）を下回ると前記ＨＶバッテリから給電される前記冷凍装置用のモータによる前記冷凍サイクル装置の運転を禁止する禁止手段（１８２、１８４）を備えることを特徴とする請求項１から請求項１２に記載の車両用冷凍装置。
【請求項１４】
前記冷凍サイクル装置（２０）は、前記エンジンによって駆動されるエンジン駆動型の圧縮機（２１）と、前記冷凍装置用のモータ（２３）によって駆動される電動型の圧縮機（２２）とを備えることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれかに記載の車両用冷凍装置。
【請求項１５】
前記冷凍サイクル装置（２０）は、前記エンジンおよび前記冷凍装置用のモータによって駆動される２ウェイ型の圧縮機（２２２）を備えることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれかに記載の車両用冷凍装置。
【請求項１】
車両の走行用のエンジン（１１）、および車両の走行用のモータ（１２）に給電するＨＶバッテリから給電される冷凍装置用のモータ（２３）によって運転することができる冷凍サイクル装置（２０）と、
前記エンジンが運転されているときに前記エンジンによって前記冷凍サイクル装置を運転するエンジンモードと、前記エンジンが停止されているときに前記ＨＶバッテリから給電される前記冷凍装置用のモータにより前記冷凍サイクル装置を運転するＨＶバッテリモードとを提供する冷凍制御装置（３３）とを備えることを特徴とする車両用冷凍装置。
【請求項２】
前記冷凍制御装置は、前記エンジンが停止されているか運転されているかを示す信号を、前記エンジンの運転および停止を制御するＨＶ制御装置（１５）から入力し、当該信号に応答して前記エンジンモードと前記ＨＶバッテリモードとを切換えることを特徴とする請求項１に記載の車両用冷凍装置。
【請求項３】
前記ＨＶ制御装置は、前記車両が一時停止しているときに前記エンジンを一時的に停止させるアイドルストップ制御を実行することを特徴とする請求項２に記載の車両用冷凍装置。
【請求項４】
前記冷凍制御装置は、
前記エンジンモードのとき、制御対象の温度を第１の設定温度（Ｔ１）に維持する第１の温度制御手段（１７９）と、
前記ＨＶバッテリモードのとき、前記制御対象の温度を前記第１の設定温度より高い第２の設定温度（Ｔ２）に維持する第２の温度制御手段（１８３）とを備えることを特徴とする請求項３に記載の車両用冷凍装置。
【請求項５】
さらに、前記車両の外部に設けられた電源装置に接続および分離が可能な外部電源（４１）と、
前記電源装置と前記外部電源とが接続されるとき前記外部電源から前記冷凍装置用のモータへ給電し、前記電源装置と前記外部電源とが分離されるとき前記ＨＶバッテリから前記冷凍装置用のモータへ給電する切換装置（５０、５１）を備え、
前記冷凍制御装置は、前記外部電源から給電される前記冷凍装置用のモータにより前記冷凍サイクル装置を運転するスタンバイモードを提供することを特徴とする請求項４に記載の車両用冷凍装置。
【請求項６】
前記冷凍制御装置は、さらに、
前記スタンバイモードのとき、制御対象の温度を前記第１の設定温度（Ｔ１）に維持する第３の温度制御手段（１７５）を備えることを特徴とする請求項５に記載の車両用冷凍装置。
【請求項７】
前記冷凍制御装置は、
前記エンジンモードにおいて蒸発器のための除霜運転を実行する第１除霜制御手段（１７８、１７６）と、
前記ＨＶバッテリモードにおいて制限された除霜運転を実行する第２除霜制御手段（１８１、１８２、１８４−１８８）とを備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の車両用冷凍装置。
【請求項８】
前記冷凍制御装置は、
前記スタンバイモードにあるときに蒸発器のための除霜運転を実行する第１除霜制御手段（１７４、１７６）と、
前記ＨＶバッテリモードにあるときに制限された除霜運転を実行する第２除霜制御手段（１８１、１８２、１８４−１８８）とを備えることを特徴とする請求項６に記載の車両用冷凍装置。
【請求項９】
前記第１除霜制御手段は、所定の除霜条件が成立すると前記除霜運転を開始するように構成され、
前記第２除霜制御手段は、前記除霜運転の開始を禁止するように構成されていることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の車両用冷凍装置。
【請求項１０】
前記第２除霜制御手段は、前記第１除霜制御手段により開始された前記除霜運転を継続することを特徴とする請求項９に記載の車両用冷凍装置。
【請求項１１】
前記第２除霜制御手段は、前記ＨＶバッテリの充電状態（ＳＯＣ）が所定の閾値（Ｓｔ）を下回ると前記除霜運転を中断する中断手段（１８５）を備えることを特徴とする請求項１０に記載の車両用冷凍装置。
【請求項１２】
前記第２除霜制御手段は、前記エンジンモードに移行すると前記除霜運転を再開する再開手段（１８８、１７６）を備えることを特徴とする請求項１１に記載の車両用冷凍装置。
【請求項１３】
前記冷凍制御装置は、前記ＨＶバッテリの充電状態（ＳＯＣ）が所定の閾値（Ｓｔ）を下回ると前記ＨＶバッテリから給電される前記冷凍装置用のモータによる前記冷凍サイクル装置の運転を禁止する禁止手段（１８２、１８４）を備えることを特徴とする請求項１から請求項１２に記載の車両用冷凍装置。
【請求項１４】
前記冷凍サイクル装置（２０）は、前記エンジンによって駆動されるエンジン駆動型の圧縮機（２１）と、前記冷凍装置用のモータ（２３）によって駆動される電動型の圧縮機（２２）とを備えることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれかに記載の車両用冷凍装置。
【請求項１５】
前記冷凍サイクル装置（２０）は、前記エンジンおよび前記冷凍装置用のモータによって駆動される２ウェイ型の圧縮機（２２２）を備えることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれかに記載の車両用冷凍装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１８９２６３（Ｐ２０１２−１８９２６３Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５３３７４（Ｐ２０１１−５３３７４）
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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