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特開2024-150215電動輸送用冷凍機のコントロールシステム、これを備えた電動輸送用冷凍機、電動輸送用冷凍機のコントロールシステムの制御方法及び電動輸送用冷凍機のコントロールシステムの制御プログラム
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024150215
(43)【公開日】2024-10-23
(54)【発明の名称】電動輸送用冷凍機のコントロールシステム、これを備えた電動輸送用冷凍機、電動輸送用冷凍機のコントロールシステムの制御方法及び電動輸送用冷凍機のコントロールシステムの制御プログラム
(51)【国際特許分類】
   F25D 29/00 20060101AFI20241016BHJP
   F25D 11/00 20060101ALI20241016BHJP
【FI】
F25D29/00 Z
F25D11/00 101D
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023063524
(22)【出願日】2023-04-10
(71)【出願人】
【識別番号】516299338
【氏名又は名称】三菱重工サーマルシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100112737
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 考晴
(74)【代理人】
【識別番号】100136168
【弁理士】
【氏名又は名称】川上 美紀
(74)【代理人】
【識別番号】100172524
【弁理士】
【氏名又は名称】長田 大輔
(72)【発明者】
【氏名】神野 弘樹
(72)【発明者】
【氏名】大畑 擁平
(72)【発明者】
【氏名】小森谷 太希
(72)【発明者】
【氏名】井坂 和幸
(72)【発明者】
【氏名】外山 浩司
【テーマコード(参考)】
3L045
【Fターム(参考)】
3L045AA02
3L045BA02
3L045CA02
3L045DA02
3L045NA01
3L045PA02
3L045PA04
(57)【要約】
【課題】輸送用冷凍車両に搭載される電動輸送用冷凍機を駆動するための外部電源の選択可能範囲が拡張され、電動輸送用冷凍機の汎用性を向上することができる電動輸送用冷凍機のコントロールシステムを提供する。
【解決手段】電動輸送用冷凍機のコントロールシステムは、インバータと、コンバータと、電動圧縮機とを備える電動輸送用冷凍機に適用され、予め定められた基準電圧値よりも低い電圧を供給する第1外部電源101に対応した第1インタフェース301Aと、予め定められた基準電圧値よりも高い電圧を供給する第2外部電源102に対応した第2インタフェース301Bと、第1外部電源又は第2外部電源のいずれかが電動輸送用冷凍機に接続されるかに応じて、第1インタフェース又は第2インタフェースのいずれかを駆動するかを制御するコントローラ50とを備える。
【選択図】図5
【特許請求の範囲】
【請求項1】
インバータと、コンバータと、電動圧縮機とを備える電動輸送用冷凍機に適用され、
予め定められた基準電圧値よりも低い電圧を供給する第1外部電源に対応した第1インタフェースと、
予め定められた基準電圧値よりも高い電圧を供給する第2外部電源に対応した第2インタフェースと、
前記第1外部電源又は前記第2外部電源のいずれが電動輸送用冷凍機に接続されるかに応じて、前記第1インタフェース又は前記第2インタフェースのいずれを駆動するかを制御するコントローラと
を備える電動輸送用冷凍機のコントロールシステム。
【請求項2】
前記第1外部電源と、電動輸送用冷凍機へ電力を供給する発電機とが、電動輸送用冷凍機に接続される場合において、
前記第1外部電源は、前記発電機と並行して駆動可能であり、電動輸送用冷凍機の負荷に対応する補助電源として適用される請求項1に記載の電動輸送用冷凍機のコントロールシステム。
【請求項3】
前記第1外部電源と、電動輸送用冷凍機へ電力を供給する発電機と、電動輸送用冷凍機へ電力を供給する充放電可能な蓄電部とが、電動輸送用冷凍機に接続される場合において、
前記第1外部電源は、前記発電機と並行して駆動可能であり、前記蓄電部の充電用の電源として適用される請求項1に記載の電動輸送用冷凍機のコントロールシステム。
【請求項4】
前記第2外部電源と、電動輸送用冷凍機へ電力を供給する発電機と、電動輸送用冷凍機へ電力を供給する充放電可能な蓄電部とが、電動輸送用冷凍機に接続される場合において、
前記第2外部電源は、前記発電機と並行して駆動可能であり、電動輸送用冷凍機の負荷に対応する主電源として適用される請求項1に記載の電動輸送用冷凍機のコントロールシステム。
【請求項5】
前記第2外部電源と並行して電力供給可能であり、かつ、電動輸送用冷凍機へ電力を供給する商用電源が電動輸送用冷凍機に接続される場合において、
前記第2外部電源又は前記商用電源から供給される各電力のそれぞれを調整する調整部をさらに備え、
前記商用電源は、前記第2外部電源から電動輸送用冷凍機へ供給される電力に対応して、電動輸送用冷凍機へ電力を供給する電源として適用される請求項1に記載の電動輸送用冷凍機のコントロールシステム。
【請求項6】
前記第1外部電源と、電動輸送用冷凍機へ電力を供給する充放電可能な蓄電部とが、電動輸送用冷凍機に接続される場合において、
前記第1インタフェースと並列に接続された前記第1外部電源に対応する第3インタフェースと、
前記蓄電部の充電率(SOC:State Of Charge)が予め設定された基準値よりも低い場合において、前記蓄電部へ流れる電流を制限する蓄電補助部と
をさらに備え、
前記コントローラは、前記蓄電部の充電率が予め設定された基準値よりも低い場合において、前記第1インタフェースに代わって前記第3インタフェースを駆動するよう制御する請求項1に記載の電動輸送用冷凍機のコントロールシステム。
【請求項7】
前記蓄電補助部は正極の第1電線及び負極の第2電線を備え、
前記第1電線及び前記第2電線は、電動輸送用冷凍機が備える他の電線から分離されている請求項6に記載の電動輸送用冷凍機のコントロールシステム。
【請求項8】
前記第1外部電源から供給される電力の電圧値は12V~60Vである請求項1に記載の電動輸送用冷凍機のコントロールシステム。
【請求項9】
前記第2外部電源から供給される電力の電圧値は200V~800Vである請求項1に記載の電動輸送用冷凍機のコントロールシステム。
【請求項10】
インバータと、
コンバータと、
電動圧縮機と、
請求項1に記載の電動輸送用冷凍機のコントロールシステムと
を備える電動輸送用冷凍機。
【請求項11】
外部電源から電力を供給する電動輸送用冷凍機のコントロールシステムの制御方法であって、
予め定められた基準電圧値よりも低い電圧を供給する第1外部電源に対応した第1インタフェース、又は、予め定められた基準電圧値よりも高い電圧を供給する第2外部電源に対応した第2インタフェースのいずれかを駆動させる工程と、
前記第1外部電源又は前記第2外部電源のいずれが電動輸送用冷凍機に接続されるかに応じて、前記第1インタフェース又は前記第2インタフェースのいずれを駆動するかを制御する工程と
を有する電動輸送用冷凍機のコントロールシステムの制御方法。
【請求項12】
外部電源から電力を供給する電動輸送用冷凍機のコントロールシステムの制御プログラムであって、
予め定められた基準電圧値よりも低い電圧を供給する第1外部電源に対応した第1インタフェース、又は、予め定められた基準電圧値よりも高い電圧を供給する第2外部電源に対応した第2インタフェースのいずれかを駆動させる処理と、
前記第1外部電源又は前記第2外部電源のいずれが電動輸送用冷凍機に接続されるかに応じて、前記第1インタフェース又は前記第2インタフェースのいずれを駆動するかを制御する処理と
をコンピュータに実行させるための電動輸送用冷凍機のコントロールシステムの制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、電動輸送用冷凍機のコントロールシステム、これを備えた電動輸送用冷凍機、電動輸送用冷凍機のコントロールシステムの制御方法及び電動輸送用冷凍機のコントロールシステムの制御プログラムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、薬品や食品の輸送を行う輸送用冷凍車両においては、ディーゼルトラックに対し、電動輸送用冷凍機専用のオルタネータ(発電機)、及びバッテリを搭載するシステムが主流であった。特に、欧州においては、電動トラックの普及率を向上するための、電動輸送用冷凍機専用の外部電源を新たに備える必要があった。
【0003】
特許文献1には、AC200Vの電力を出力する第2商用電源と、AC100Vの電力を出力する第1商用電源とからなる2系統の商用電源を備えた陸上輸送用冷凍装置が開示されている。さらに、コントローラは、第2商用電源の電源層数の情報を信号として出力する相数検出装置から信号を受信するとともに、第1商用電源の入力有無の情報を信号として出力するACリレーから信号を受信する。そして、コントローラが、受信した各信号に基づいて電力変換装置へ出力する信号を変更することにより、電力変換装置の出力が制御される。
【0004】
また、特許文献2には、3相のAC200Vの商用電源と、単相のAC100Vの家庭用電源及び電池のいずれかを電源として運転可能な輸送用冷凍装置が開示されている。また、コントローラは、家庭用電源が運転電源とされた場合において、庫内温度が設定温度に到達しているか否かを判定し、庫内温度が設定温度に未到達である場合には冷凍装置による冷却運転を優先し、庫内温度が設定温度に到達している場合には電池の充電を行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第4592236号公報
【特許文献2】特開2011-214796号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献1及び特許文献2において利用される外部電源は、AC100Vの外部電源とAC200Vの外部電源との2種類のみである。近年、特に欧州を中心に、輸送用冷凍車両の燃費向上及び省エネ化が図られていることから、ディーゼルトラック又はEV(Electric Vehicle)トラックのいずれにおいても電動輸送用冷凍機専用のオルタネータ(発電機)やバッテリ(蓄電池)を新たに搭載することが困難となってきている。そのため、電動輸送用冷凍機専用ではない外部電源から電動輸送用冷凍機へ電力供給を行う運用が増加している。そのため、様々な電源搭載形態に対応可能な汎用性の高い電動輸送用冷凍機の需要が高まっている。
【0007】
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、輸送用冷凍車両に搭載される電動輸送用冷凍機を駆動するための外部電源の選択可能範囲が拡張され、電動輸送用冷凍機の汎用性を向上することができる電動輸送用冷凍機のコントロールシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示の幾つかの実施形態における一態様に係る電動輸送用冷凍機のコントロールシステムは、インバータと、コンバータと、電動圧縮機とを備える電動輸送用冷凍機に適用され、予め定められた基準電圧値より低い電圧を供給する第1外部電源に対応した第1インタフェースと、予め定められた基準電圧値より高い電圧を供給する第2外部電源に対応した第2インタフェースと、前記第1外部電源又は前記第2外部電源のいずれが電動輸送用冷凍機に接続されるかに応じて、前記第1インタフェース又は前記第2インタフェースのいずれを駆動するかを制御するコントローラとを備える。
【0009】
本開示の幾つかの実施形態における一態様に係る電動輸送用冷凍機は、インバータと、コンバータと、電動圧縮機と、上記電動輸送用冷凍機のコントロールシステムとを備える。
【0010】
本開示の幾つかの実施形態における一態様に係る電動輸送用冷凍機のコントロールシステムの制御方法は、外部電源から電力を供給する電動輸送用冷凍機の制御方法であって、予め定められた基準電圧値よりも低い電圧を供給する第1外部電源に対応した第1インタフェース、又は、予め定められた基準電圧値よりも高い電圧を供給する第2外部電源に対応した第2インタフェースのいずれを駆動させる工程と、前記第1外部電源又は前記第2外部電源のいずれが電動輸送用冷凍機に接続されるかに応じて、前記第1インタフェース又は前記第2インタフェースのいずれを駆動するかを制御する工程とを有する。
【0011】
本開示の幾つかの実施形態における一態様に係る電動輸送用冷凍機のコントロールシステムの制御プログラムは、外部電源から電力を供給する電動輸送用冷凍機の制御方法であって、予め定められた基準電圧値よりも低い電圧を供給する第1外部電源に対応した第1インタフェース、又は、予め定められた基準電圧値よりも高い電圧を供給する第2外部電源に対応した第2インタフェースのいずれを駆動させる処理と、前記第1外部電源又は前記第2外部電源のいずれが電動輸送用冷凍機に接続されるかに応じて、前記第1インタフェース又は前記第2インタフェースのいずれを駆動するかを制御する処理とをコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【0012】
本開示によれば、輸送用冷凍車両に搭載される電動輸送用冷凍機を駆動するための外部電源の選択可能範囲が拡張され、電動輸送用冷凍機の汎用性を向上することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】本開示の一実施形態に係る電動輸送用冷凍機を備えた輸送用冷凍車両の側面図である。
図2】本開示の一実施形態に係る電動輸送用冷凍機の構成を示したブロック図である。
図3図1の電動輸送用冷凍機の制御部のハードウェア構成の一例を示した概略構成図である。
図4図3の制御部が有する機能の一例を示した機能ブロック図である。
図5】本開示の一実施形態に係る電動輸送用冷凍機のコントロールシステムの概略構成図である。
図6図5の電動輸送用冷凍機に低電圧外部電源が接続される場合の電動輸送用冷凍機の電力の供給経路の概略図である。
図7図5の電動輸送用冷凍機に低電圧外部電源が接続され、バッテリを充電する場合の電動輸送用冷凍機の電力の供給経路の概略図である。
図8図5の電動輸送用冷凍機に高電圧外部電源が接続される場合の電動輸送用冷凍機の電力の供給経路の概略図である。
図9図5の電動輸送用冷凍機に商用電源が接続される場合の電動輸送用冷凍機の電力の供給経路の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
(輸送用冷凍車両及び電動輸送用冷凍機について)
以下に、本開示に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
図1は、本開示の一実施形態に係る電動輸送用冷凍機を備えた輸送用冷凍車両の概略構成である。図2は、本開示の一実施形態に係る電動輸送用冷凍機の構成を示したブロック図である。輸送用冷凍車両1は、トラクタ(車両本体)2と、輸送対象である輸送物を格納する収納庫3と、トラクタ2の後方に接続されるとともに、収納庫3内の空間の温度を調整するための電動輸送用冷凍機4とを備えている。また、電動輸送用冷凍機4は、冷媒を圧縮するコンプレッサ5と、冷媒を凝縮するコンデンシングユニット6と、冷媒を蒸発するエバポレータユニット7と、電動輸送用冷凍機4を駆動するための電力を供給する供給部30と、供給部30から供給された電力を調整する調整部40と、及びこれらの電装部品のそれぞれを制御する制御部50とを備える。また、コンプレッサ5、コンデンシングユニット6、エバポレータユニット7のそれぞれが、冷媒搬送用の配管(不図示)で接続されることにより、冷凍サイクルが構成される。
なお、コンプレッサ5は、電動輸送用冷凍機4の種類に応じて、駆動形式が異なる。
【0015】
また、トラクタ2は、エンジン9と、オルタネータ10とを備えている。また、オルタネータ10は、エンジン9とベルトを介して連結されており、エンジン9が駆動することにより発生するエネルギーを利用して発電を行う。そして、オルタネータ10で発電された電力は、電動輸送用冷凍機4へ供給される。また、オルタネータ10で発電された電力は、輸送用冷凍車両1が備えるバッテリ(蓄電部)103へ供給され、バッテリ103の充電に利用されてもよい。
また、インバータは、発電機と電気的に接続されており、発電機が発電した電力に基づいて周波数の異なる電流及び電圧を生成する電気回路である。なお、インバータの構成については公知の技術であり、それら公知の技術を適宜採用すればよい。
【0016】
収納庫3は、トラクタ2の荷台に積載され、輸送物を収納するために用いられる密閉可能な容器である。収納庫3には、エバポレータユニット7が設けられている。収納庫3内の空気は、エバポレータユニット7のエバポレータ(蒸発器)と収納庫3内の空気が熱交換されることにより、低温となる。
【0017】
電動輸送用冷凍機4は、コンプレッサ5、コンデンシングユニット6、エバポレータユニット7、供給部30、調整部40及び制御部50を備えている。また、電動輸送用冷凍機4は、電動輸送用冷凍機4から独立した電源である外部電源から供給される電力を用いて各機器を駆動する。また、電動輸送用冷凍機4は、後述するように、コンバータ、インバータ、コントロール基板及びパワーリレー等の電装部品を備えており、外部電源から供給された電力に対して電力変換を行い、各機器を駆動する。
なお、外部電源は、例えば、輸送用冷凍車両1に取り付けられる電源、輸送用冷凍車両1に備えるオルタネータ(発電機)、蓄電池又は輸送用冷凍車両1の停車地点の電力設備である商用電源等である。
【0018】
コンデンシングユニット6は、輸送用冷凍車両1のシャーシに固定される箱状のケースにより外殻が形成されている。ケース内には、ファン(不図示)、ファンを回転させるファン駆動用モータ(不図示)、圧縮機から送られた高温高圧冷媒を凝縮するコンデンサ(凝縮器)(不図示)、圧縮機を駆動するモータ(不図示)および/またはエンジン(不図示)などが収容されている。コンデンサは、例えば、内部に冷媒が流通する伝熱管と、伝熱管に取り付けられたフィンを有する熱交換器である。コンデンサで冷媒が凝縮することによって、外気へと排熱する。
【0019】
エバポレータユニット7には、ケース内に、ファン(不図示)、ファンを回転させるファン駆動用モータ(不図示)、冷媒を絞る膨張弁、膨張弁から導かれた冷媒を蒸発させるエバポレータなどが収容されている。エバポレータは、例えば、内部に冷媒が流通する伝熱管と、伝熱管に取り付けられたフィンを有する熱交換器である。エバポレータと熱交換されることにより冷媒が蒸発することによって、庫内空気から熱を奪い、庫内空気を冷却する。
【0020】
電動輸送用冷凍機4は、電動輸送用冷凍機4が備える各電装部品を制御するための制御部50を備えている。
【0021】
(制御部について)
図3は、図1の電動輸送用冷凍機の制御部のハードウェア構成の一例を示した概略構成図である。制御部50は、図3に示すように、コンピュータ(計算機システム)を有し、例えば、CPU51、CPU51が実行するプログラム及びこのプログラムにより参照されるデータ等を記憶するための補助記憶装置(ROM)52、各プログラム実行時のワーク領域として機能する主記憶装置(RAM)53、ネットワークに接続するための通信インタフェース54、外部機器からの入力を受付けるとともに、制御部50と通信可能な外部機器へ制御指令を出力する入出力部55等を備えている。これら各部は、例えば、バス56を介して接続されている。補助記憶装置52は、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等が一例として挙げられる。
【0022】
後述する各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で補助記憶装置52に記憶されており、このプログラムをCPU51が主記憶装置53に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、補助記憶装置52に予めインストールされている形態や、他のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、DVD-ROM、半導体メモリ等である。
【0023】
図4は、図3の制御部が有する機能の一例を示した機能ブロック図である。図4に示すように、制御部50は、受付部57、判定部58及び指令部59を備えている。なお、図3及び図4に示す制御部50が備えるこれらの構成は互いに電気通信可能である。
制御部(コントローラ)50は、低電圧外部電源(第1外部電源)101又は高電圧外部電源(第2外部電源)102のいずれが電動輸送用冷凍機4に接続されるかに応じて、複数の切替素子のいずれを駆動するかを制御する。なお、切替素子は、例えば、パワーリレーである。
【0024】
受付部57は、電動輸送用冷凍機4の駆動条件を入力するための情報であるユーザ入力を受付ける。ここで、ユーザ入力は、例えば、ユーザによって入力される情報であり、電動輸送用冷凍機4へ電力を供給する外部電源が高電圧出力のものであるか、又は低電圧出力のものであるかを特定するための情報を含む。ユーザ入力は、例えば、外部電源の出力電圧が高電圧又は低電圧のいずれであるかを入力してもよく、外部電源の出力電圧を直接入力してもよく、また、外部電源の機種情報を入力してもよい。
ユーザ入力は、電動輸送用冷凍機4へ電力を供給する外部電源の出力電圧を特定できるものであればよく、適宜変更されてもよい。
【0025】
また、受付部57は、電動輸送用冷凍機4が、外部電源の出力電圧を検出する検出器(不図示)を備えている場合、ユーザ入力の代わりに検出器の検出信号を受付けてもよい。なお、検出器及び検出信号は、電圧に限らず、接続される外部電源の機種情報等であってもよい。
また、電動輸送用冷凍機4へ電力を供給する外部電源が複数である場合、各外部電源の駆動条件に関する情報を受付けてもよい。例えば、外部電源がバッテリ103である場合、受付部57は、バッテリ103の現在の充電率、使用開始時点からの経過時間、現在時点までの充放電回数、劣化度を受付けてもよい。
【0026】
判定部58は、受付部57が受付けたユーザ入力又は検出信号に基づいて、外部電源の出力電圧を判定する。さらに、受付部57は、電動輸送用冷凍機4へ電力を供給する外部電源の個数及び各外部電源の出力性能等の駆動条件に基づいて、電動輸送用冷凍機4を適切に駆動するためへの電力の供給経路を判定する。
【0027】
受付部57がユーザ入力を受付ける場合、判定部58は、ユーザ入力に基づいて、電動輸送用冷凍機4を適切に駆動するためへの電力の供給経路を判定する。例えば、電動輸送用冷凍機4へ電力を供給する外部電源が低電圧を出力する外部電源のみである場合、接続されている外部電源に対応する電力の供給経路に設けられたリレー素子のみをオン状態(導通状態)にして、その他の電力供給経路のリレー素子をオフ状態(遮断状態)にするように電動輸送用冷凍機4の電力供給経路を切替えることを判定する。
なお、判定部58は、輸送用冷凍機の駆動条件及び受付部57が受付けた外部電源の駆動条件に基づいて、適した電力供給経路を判定してもよい。
【0028】
また、受付部57が検出器の検出信号を受付ける場合、判定部58は、検出器の検出信号に基づいて、電動輸送用冷凍機4を適切に駆動するためへの電力の供給経路を判定してもよい。
例えば、検出信号が外部電源の機種情報である場合、判定部58は、外部電源の機種情報と電力の供給経路とが対応付けられたテーブルを参照して、外部電源に対応する電力の供給経路を判定する。外部電源に対応する電力の供給経路に設けられたリレー素子のみをオン状態(導通状態)にして、その他の電力供給経路のリレー素子をオフ状態(遮断状態)にするように電動輸送用冷凍機4の電力供給経路を切替えることを判定する。なお、外部電源の機種情報と電力の供給経路とが対応付けられたテーブルは、予め補助記憶装置52に記憶されていることとしてもよい。
【0029】
また、例えば、検出信号が外部電源の出力電圧である場合、判定部58は、外部電源の出力電圧に対応して、適切に電力供給が行える電力の供給経路を判定してもよい。また、外部電源が複数であり、複数の外部電源に充放電可能なバッテリが含まれている場合、バッテリの充電率を考慮して、適切に電力供給が行える電力供給経路を判定してもよい。
【0030】
指令部59は、判定部58の判定結果に基づいて、電動輸送用冷凍機4の電力供給経路を切替えるための指令を出力する。例えば、電動輸送用冷凍機4は、後述するように各外部電源のそれぞれに対応する複数の電力の供給経路を備えている。さらに、電力の各供給経路には、外部電源から供給される電力を導通又は遮断(オン/オフ)するためのスイッチング素子としてパワーリレーが設けられている。このような構成において、指令部59が、判定部58の判定結果に基づいて、各パワーリレーの駆動状態を制御するための構成に対して制御指令を出力することにより、電力の各供給経路を導通又は遮断するよう制御される。
また、指令部59は、判定部58の判定結果に基づいて、コンバータ及びインバータへ制御指令を出力する。なお、コンバータ制御及びインバータ制御に関する技術については公知のものを適用し得るためここでは詳述しない。
【0031】
制御部50は、上述の構成及び機能を備える他、コンデンシングユニットや、エバポレータユニット等の電動輸送用冷凍機4が備える各電装部に関する制御を行う。なお、電動輸送用冷凍機4が備えるコンデンシングユニットや、エバポレータユニット等の制御に関する技術については公知のものを適用し得るためここでは詳述しない。
【0032】
(電動輸送用冷凍機の構成について)
図5は、本開示の一実施形態に係る電動輸送用冷凍機のコントロールシステムの概略構成図である。図5に示すように、本実施形態における電動輸送用冷凍機のコントロールシステムは、低電圧外部電源(第1外部電源)101に対応した第1パワーリレー(第1インタフェース)301Aと、高電圧外部電源(第2外部電源)102に対応した第2パワーリレー(第2インタフェース)301Bと、低電圧外部電源101又は高電圧外部電源102のいずれが電動輸送用冷凍機に接続されるかに応じて、第1パワーリレー301A又は第2パワーリレー(第2インタフェース)301Bのいずれを駆動するかを制御する制御部(コントローラ)50とを備える。
【0033】
電動輸送用冷凍機のコントロールシステムの構成は、電力の各供給経路の導通及び遮断状態を切替える複数のパワーリレーを備える供給部30と、外部電源から供給される電力(より具体的には、電圧)に対して変換処理を行う調整部40と、電動輸送用冷凍機4の駆動及びこれに対応する電動輸送用冷凍機4の各構成要素を制御する制御部50とに大別される。電動輸送用冷凍機4は、電力の供給源である外部電源の種類及び出力電圧に応じて、供給部30、調整部40及び制御部50の各駆動条件が制御される。
【0034】
電動輸送用冷凍機4に電力を供給する外部電源は、図5に示すように、例えば、オルタネータ10、低電圧外部電源101、高電圧外部電源102、バッテリ103、商用電源104が挙げられる。
【0035】
オルタネータ10は、輸送用冷凍車両1に搭載される発電モジュールである。オルタネータ10は、エンジン9とベルトを介して接続されており、輸送用冷凍車両1のエンジン9が駆動することにより発電する発電モジュールである。
【0036】
低電圧外部電源101は、予め定められた基準電圧値より低い電圧を供給する外部電源である。
低電圧外部電源101は、例えば、ソーラーパネルであり、12V~60Vの電圧を出力する。なお、基準電圧値は、ユーザの利用用途に応じて任意に決定されてもよい。また、基準電圧値は、補助記憶装置52に記憶されていることとしてもよい。
また、本実施形態において、低電圧外部電源101は、ソーラーパネルを例とするが、この例に限らず、低電圧外部電源101は、電動輸送用冷凍機4への電力供給が主な用途ではない輸送用冷凍車両1が備えるオルタネータであってもよい。
【0037】
高電圧外部電源102は、予め定められた基準電圧値より高い電圧を供給する外部電源である。
高電圧外部電源102は、例えば、リチウムイオンバッテリであり、200V~800Vの電圧を出力する。なお、基準電圧値は、ユーザの利用用途に応じて任意に決定されてもよい。また、基準電圧値は、補助記憶装置52に記憶されていることとしてもよい。
【0038】
予め定められた基準電圧値は、ユーザの利用状況に基づいて設定される。例えば、第1外部電源が供給可能な電圧値と第2外部電源が供給可能な電圧値との中間値又は中間範囲の値である。例えば、第1外部電源が供給可能な電圧値の範囲が12V~60Vであり、第2外部電源が供給可能な電圧値の範囲が200V~800Vである場合、基準電圧値の範囲は61V~199Vの範囲の値である。
【0039】
バッテリ103は、輸送用冷凍車両1に搭載される充放電可能なバッテリである。また、バッテリ103は、オルタネータ10で発電した電力や他の外部電源から供給される電力によって充電することができる。また、バッテリ103は、バッテリ103の充電率や他の外部電源の出力電圧に応じて、電動輸送用冷凍機4を駆動するために電力を放電することができる。
【0040】
商用電源104は、電力の供給源となりえる設備一般の総称である。商用電源104は、例えば、例えば、輸送用冷凍車両1が配送を行う際の拠点である配送センターの電力設備や、輸送用冷凍車両1の配送ルートにおける停留所の電力設備である。
【0041】
供給部30は、第1パワーリレー(第1インタフェース)301A、第2パワーリレー(第2インタフェース)301B、第3パワーリレー(第3インタフェース)301C、バッテリチャージャー(蓄電補助部)302及びコンタクタ303を備える。
【0042】
第1パワーリレー301A、第2パワーリレー301B及び第3パワーリレー301Cは、外部から電気信号を受け取ることによりオン/オフが切り替わるスイッチング素子である。ここで、第1パワーリレー301A、第2パワーリレー301B及び第3パワーリレー301Cは、電気回路上の配置、受け取る電気信号の電流の大きさ等に基づいて、適当な物性を備えるものが選択される。
また、パワーリレーは、例えば、有接点リレーであるメカニカルリレーや、無接点リレーで合うMOSFETリレー等である。なお、パワーリレーに関する機能及び構成については公知のものを適用し得るためここでは詳述しない。
【0043】
第1パワーリレー301Aは、予め定められた基準電圧値より低い電圧を供給する低電圧外部電源101に対応する。第1パワーリレー301Aは、輸送用冷凍車両1に低電圧外部電源101が搭載される場合、後述するように制御部50から電気信号を受け取り、オン状態となる。第1パワーリレー301Aがオン状態となることにより、低電圧外部電源101から供給される電力が調整部40へ供給される。調整部40へ供給された電力は、給電対象である電動輸送用冷凍機4が備える各構成のそれぞれに対応して複数の所定の電力に変換される。そして、電動輸送用冷凍機4が備える各構成のそれぞれに変換後の各電力が供給されることによって、電動輸送用冷凍機4が所望の条件で駆動する。
なお、第1パワーリレー301Aは、輸送用冷凍車両1に低電圧外部電源101が搭載されていない場合、制御部50から電気信号を受け取らず、オフ状態となる。
【0044】
第2パワーリレー301Bは、予め定められた基準電圧値より高い電圧を供給する高電圧外部電源102に対応する。第2パワーリレー301Bは、輸送用冷凍車両1に高電圧外部電源102が搭載される場合、後述するように制御部50から電気信号を受け取り、オン状態となる。第2パワーリレー301Bがオン状態となることにより、高電圧外部電源102から供給される電力が調整部40へ供給される。調整部40へ供給された電力は、給電対象である電動輸送用冷凍機4が備える各構成のそれぞれに対応して複数の所定の電力に変換される。そして、電動輸送用冷凍機4が備える各構成のそれぞれに変換後の各電力が供給されることによって、電動輸送用冷凍機4が所望の条件で駆動する。
なお、第2パワーリレー301Bは、輸送用冷凍車両1に高電圧外部電源102が搭載されていない場合、制御部50から電気信号を受け取らず、オフ状態となる。
【0045】
第3パワーリレー301Cは、低電圧外部電源101に対応する。第3パワーリレー301Cは、輸送用冷凍車両1に低電圧外部電源101が搭載され、かつ、バッテリ103の充電率(SOC:State Of Charge)が予め設定された基準値以下である場合において、後述するように制御部50から電気信号を受け取り、オン状態となる。また、第3パワーリレー301Cは、バッテリチャージャー302と直列接続されている。第3パワーリレー301Cがオン状態である際、低電圧外部電源101から供給される電力によって、バッテリ103の充電率が予め設定された基準値以上に達するまで充電される。
なお、予め設定された基準値は、ユーザの利用用途に応じて任意に決定されてもよい。また、基準電圧値は、補助記憶装置52に記憶されていることとしてもよい。
【0046】
バッテリチャージャー302は、バッテリ103へ充電するための電流と電圧を調整する装置である。バッテリチャージャー302は、第3パワーリレー301Cとバッテリ103との間に配置され、バッテリ103の誘電率が低い状態において、バッテリ103へ突入電流が入力されることを抑制する。
【0047】
また、バッテリチャージャー302は正極の第1電線及び負極の第2電線を備え、第1電線及び第2電線は他の電線、より具体的には、他の電力供給線から分離された電線であることが好ましい。バッテリチャージャー302の構成は、各電線が互いに電気的に干渉することが抑制され、EMC(Electromagnetic Compatibility)の改善が図られた構成とすることが好ましい。
なお、バッテリチャージャー302は、例えば、コンバータやバッテリチャージャー基板であり、これらの構成に関する機能及び詳細な構成については公知のものを適用し得るためここでは詳述しない。
【0048】
コンタクタ303は、大容量の電流を流すことができ、電気的に接点の開閉容量が大きく、絶縁耐力に優れるスイッチング素子である。コンタクタ303は、商用電源104に接続され、商用電源104から供給される電力は、コンタクタ303を介して、調整部40へ供給される。
なお、コンタクタ303に関する機能及び詳細な構成については公知のものを適用し得るためここでは詳述しない。
【0049】
調整部40は、DC/DC昇圧コンバータ401、インバータ402、AC/DCコンバータ403及びDC/DC降圧コンバータ404を備える。調整部40は、外部電源から供給される電力に対して変換処理を行い、変換後の電力を電動輸送用冷凍機4の各構成要素に供給する。また、調整部40に供給された電力は、給電対象である電動輸送用冷凍機4が備える各構成のそれぞれに対応して複数の所定の電力に変換される。
【0050】
DC/DC昇圧コンバータ401は、電動輸送用冷凍機4に低電圧外部電源101、バッテリ103又はオルタネータ10のいずれが接続されている場合に、外部電源から供給される電力の電圧を昇圧する。例えば、低電圧外部電源101、バッテリ103又はオルタネータ10から供給される電力の電圧が27V(低電圧)である場合、DC/DC昇圧コンバータ401を経ることで電圧は270V(高電圧)に変換される。DC/DC昇圧コンバータ401によって変換された電圧は、インバータ402へ供給される。
【0051】
インバータ402は、DC/DC昇圧コンバータ401から供給される電力を、コンプレッサ5を回転駆動するための電力に変換する。そして、インバータ402は、制御部50から出力された電気信号に基づいて、出力する電力を変化させる。
【0052】
AC/DCコンバータ403は、電動輸送用冷凍機4に商用電源104が接続されている場合に、コンタクタ303を介して商用電源104から供給される交流電力を直流電力に変換する。ここで、例えば、AC/DCコンバータ403は、商用電源104から供給される200Vの交流電圧を270Vの直流電圧に変換する。AC/DCコンバータ403によって変換された電力の一部は、インバータ402を経てコンプレッサ5へ供給される。また、AC/DCコンバータ403によって変換された電力の他の一部は、DC/DC降圧コンバータ404によって降圧され、27Vの直流電圧に変換された後、制御部50へ供給される。
【0053】
DC/DC降圧コンバータ404は、電動輸送用冷凍機4に高電圧外部電源102が接続されている場合に、高電圧外部電源102から供給される電力の電圧を降圧する。例えば、高電圧外部電源102から供給される電力の電圧が270Vである場合、DC/DC降圧コンバータ404を経ることで電圧は27Vに変換される。DC/DC降圧コンバータ404によって変換された電力は、制御部50へ供給される。
【0054】
制御部50は、低電圧負荷501、PR駆動用リレー502及びPR駆動用リレー503を備える。
制御部50は、電動輸送用冷凍機4に接続される外部電源の種類に応じて、PR駆動用リレー502又はPR駆動用リレー503を介して、第1パワーリレー301A、第2パワーリレー301B又は第3パワーリレー301Cのいずれをオン又はオフとするかを制御する。
【0055】
低電圧負荷501は、電動輸送用冷凍機4が備える電装部品であり、例えば、コントロール基板、インダクタ、ファン等である。
また、低電圧負荷501は、例えば、コントロール基板501Aであり、電動輸送用冷凍機4の駆動条件を制御する制御プログラムが組み込まれたFPGA(Field Programmable Gate Array)を搭載している。コントロール基板501Aは、電動輸送用冷凍機4の駆動条件を制御するために、電動輸送用冷凍機4が備える各構成要素に制御信号を出力する。また、コントロール基板501Aは、制御部50の各構成及び各機能を備えることとしてもよい。
【0056】
PR駆動用リレー502は、第1パワーリレー301A及び第2パワーリレー301Bのオン/オフを切替えるためのリレー素子であり、指令部59から出力される制御指令に基づいて、第1パワーリレー301A及び第2パワーリレー301Bのオン/オフを切替えるための制御信号を第1パワーリレー301A及び第2パワーリレー301Bのそれぞれへ出力する。
また、第1パワーリレー301A及び第2パワーリレー301Bの駆動状態は、電動輸送用冷凍機4に接続される外部電源の種類に応じて変化するユーザ入力又は検出器の検出結果に基づいて、判定部58によって判定される。
なお、PR駆動用リレー502に用いられるリレー素子は、例えば、小容量リレー又はFET等である。
【0057】
PR駆動用リレー503は、第3パワーリレー301Cのオン/オフを切替えるためのリレー素子であり、指令部59から出力される制御指令に基づいて、第3パワーリレー301Cのオン/オフを切替えるための制御信号を第3パワーリレー301Cへ出力する。
また、第3パワーリレー301Cの駆動状態は、電動輸送用冷凍機4に接続される外部電源の種類に応じて変化するユーザ入力又は検出器の検出結果に基づいて、判定部58によって判定される。
なお、PR駆動用リレー503に用いられるリレー素子は、例えば、小容量リレー又はFET等である。
【0058】
(外部電源として低電圧外部電源を用いる場合)
以下に、電動輸送用冷凍機4に接続される外部電源の種類及び駆動状態に応じて、電動輸送用冷凍機4の電力の供給経路を切替える制御の例を示す。
図6は、図5の電動輸送用冷凍機に低電圧外部電源が接続される場合の電動輸送用冷凍機の電力の供給経路の概略図である。図6において、実線は電力が供給される接続状態を示し、破線は電力が供給されない未接続状態を示し、二点鎖線は制御信号線を示す。
電動輸送用冷凍機4に低電圧外部電源101が接続される場合、まず、ユーザによって、電動輸送用冷凍機4に接続される外部電源が低電圧外部電源101であることが制御部50へ入力される。
【0059】
制御部50は、まず、受付部57によってユーザ入力を受付ける。そして、判定部58が受付けたユーザ入力に基づいて、第1パワーリレー301Aをオン、第2パワーリレー301B及び第3パワーリレー301Cをオフとすることを判定する。そして、第1パワーリレー301Aのみをオンとするように、指令部59によってPR駆動用リレー502及びPR駆動用リレー503のそれぞれへ制御指令が出力される。そして、PR駆動用リレー502によって出力される制御信号によって第1パワーリレー301Aがオンとなる。
なお、受付部57は、ユーザ入力を受付けることに代わって、検出器の検出結果を受付けて以降の処理を行うこととしてもよい。
【0060】
第1パワーリレー301Aのみがオンとなる場合、バッテリ103、オルタネータ10及び低電圧外部電源101のそれぞれから供給される電力が、調整部40のDC/DC昇圧コンバータ401及び制御部50の低電圧負荷501へ供給される。
【0061】
また、バッテリ103、オルタネータ10及び低電圧外部電源101のそれぞれから出力される電力の一部はDC/DC昇圧コンバータ401へ供給される。そして、DC/DC昇圧コンバータ401へ供給される電力は、DC/DC昇圧コンバータ401によって所定の電圧に昇圧された後、インバータ402によって直流電力から交流電力へ変換され、コンプレッサ5へ供給される。
【0062】
また、バッテリ103、オルタネータ10及び低電圧外部電源101のそれぞれから出力される電力の一部は制御部50の低電圧負荷501へ供給される。このように、制御部50の低電圧負荷501へ電力が供給されることにより、低電圧負荷501は、電動輸送用冷凍機4が備える各構成に対して制御指令又は制御信号を出力することができる。
【0063】
なお、輸送用冷凍車両1に低電圧外部電源101が架装される時、より具体的には、判定部58が第1パワーリレー301A~第3パワーリレー301Cの各パワーリレーのいずれをオンとするかを判定する以前の時点において、制御部50の低電圧負荷501は、バッテリ103又はオルタネータ10から供給される電力を用いて駆動されることとしてもよい。
また、電動輸送用冷凍機4に電力を供給する各外部電源について、バッテリ103及びオルタネータ10を主電源とし、低電圧外部電源101を補助電源としてもよい。
【0064】
(外部電源として高電圧外部電源を用い、バッテリを充電する場合)
次に、図7は、図5の電動輸送用冷凍機に低電圧外部電源が接続され、バッテリを充電する場合の電動輸送用冷凍機の電力の供給経路の概略図である。図7において、実線は電力が供給される接続状態を示し、破線は電力が供給されない未接続状態を示し、二点鎖線は制御信号線を示す。
バッテリ103の充電率が予め設定された基準値未満である場合、電動輸送用冷凍機4は、コンプレッサ5の駆動が停止され、低電圧外部電源101から供給される電力によってバッテリ103が充電されるよう制御される。
【0065】
この場合、制御部50は、受付部57によってユーザ入力又は検出結果を受付け、判定部58によってバッテリを充電するために、第3パワーリレー301Cをオン、第1パワーリレー301A及び第2パワーリレー301Bをオフとすることを判定する。そして、第1パワーリレー301Aのみをオンとするように、指令部59によってPR駆動用リレー502及びPR駆動用リレー503のそれぞれへ制御指令が出力される。そして、PR駆動用リレー503によって出力される制御信号によって第3パワーリレー301Cがオンとなる。
【0066】
第1パワーリレー301Aがオフとなり、第3パワーリレー301Cがオンとなることにより、低電圧外部電源101から供給される電力は、第3パワーリレー301C及びバッテリチャージャー302を介してバッテリ103へ供給される。
【0067】
このように、制御部50は、バッテリ103の充電率に応じて、低電圧外部電源101とバッテリ103との間の電力の供給経路を切り替える。より具体的には、バッテリ103の充電率が予め設定された基準値未満である場合、低電圧外部電源101とバッテリ103との間にバッテリチャージャー302が設けられた電力の供給経路に切替える。
【0068】
そして、バッテリ103の充電率が予め設定された基準値未満である場合において、低電圧外部電源101とバッテリ103との間にバッテリチャージャー302が設けられた電力の供給経路を選択することにより、低電圧外部電源101からバッテリ103へ突入電流が入力されることを防止することができる。
【0069】
また、バッテリ103の充電率が予め設定された基準値以上となるまで充電された場合、制御部50は、図6に示すように、各パワーリレー301A~301Cのオン/オフを切替えることにより低電圧外部電源101から供給される電力の供給経路を切替え、コンプレッサ5を駆動してもよい。
【0070】
(外部電源として高電圧外部電源を用いる場合)
図8は、図5の電動輸送用冷凍機に高電圧外部電源が接続される場合の電動輸送用冷凍機の電力の供給経路の概略図である。図8において、実線は電力が供給される接続状態を示し、破線は電力が供給されない未接続状態を示し、二点鎖線は制御信号線を示す。
電動輸送用冷凍機4に高電圧外部電源102が接続される場合、まず、ユーザによって、電動輸送用冷凍機4に接続される外部電源が高電圧外部電源102であることが制御部50へ入力される。
【0071】
制御部50は、まず、受付部57によってユーザ入力を受付ける。そして、判定部58が受付けたユーザ入力に基づいて、第2パワーリレー301Bをオン、第1パワーリレー301A及び第3パワーリレー301Cをオフとすることを判定する。そして、第2パワーリレー301Bのみをオンとするように、指令部59によってPR駆動用リレー502及びPR駆動用リレー503のそれぞれへ制御指令が出力される。そして、PR駆動用リレー503によって出力される制御信号によって第2パワーリレー301Bがオンとなる。
なお、受付部57は、ユーザ入力を受付けることに代わって、検出器の検出結果を受付けて以降の処理を行うこととしてもよい。
【0072】
第2パワーリレー301Bのみがオンとなる場合、高電圧外部電源102から供給される電力が、調整部40のインバータ402及びDC/DC降圧コンバータ404へ供給される。そして、インバータ402より出力される交流高電圧がコンプレッサ5へ供給される。
【0073】
高電圧外部電源102から出力される電力の一部はインバータ402へ供給される。そして、インバータ402へ供給される電力は、インバータ402によって直流電力から交流電力へ変換され、コンプレッサ5へ供給される。
【0074】
また、高電圧外部電源102から出力される電力の一部はDC/DC降圧コンバータ404へ供給される。そして、DC/DC降圧コンバータ404へ供給される電力は、DC/DC降圧コンバータ404によって所定の電圧に降圧された後、制御部50の低電圧負荷501へ供給される。このように、制御部50の低電圧負荷501へ電力が供給されることにより、制御部50の低電圧負荷501は、電動輸送用冷凍機4が備える各構成に対して制御指令又は制御信号を出力することができる。
【0075】
なお、図8には、バッテリ103及びオルタネータ10が未接続である例を示しているが、バッテリ103及びオルタネータ10は、高電圧外部電源102と並行して電動輸送用冷凍機4に接続されてもよい。輸送用冷凍車両1に高電圧外部電源102が架装される時、高電圧外部電源102の他にバッテリ103及びオルタネータ10が外部電源として機能してもよい。輸送用冷凍車両1に高電圧外部電源102が架装される時、より具体的には、判定部58が第1パワーリレー301A~第3パワーリレー301Cの各パワーリレーのいずれをオンとするかを判定する以前の時点において、制御部50の低電圧負荷501は、バッテリ103又はオルタネータ10から供給される電力を用いて駆動されることとしてもよい。
また、電動輸送用冷凍機4に電力を供給する各外部電源について、バッテリ103及びオルタネータ10を補助電源とし、高電圧外部電源102を主電源としてもよい。
【0076】
また、図8においては、電動輸送用冷凍機4へ電力を供給する外部電源は、高電圧外部電源102のみとしているが、この例に限らず、高電圧外部電源102と並行して、オルタネータ10及びバッテリ103から電動輸送用冷凍機4へ電力が供給されてもよい。なお、この場合、制御部50によって、DC/DC昇圧コンバータ401が駆動されてもよい。
【0077】
(外部電源として商用電源を用いる場合)
図9は、図5の電動輸送用冷凍機に商用電源が接続される場合の電動輸送用冷凍機の電力の供給経路の概略図である。図9において、実線は電力が供給される接続状態を示し、破線は電力が供給されない未接続状態を示す。
例えば、電動輸送用冷凍機4が配送センターに設置された商用電源104を外部電源として利用する場合、まず、ユーザによって、電動輸送用冷凍機4に接続される外部電源が商用電源104であることが制御部50へ入力される。なお、この場合、制御部50は、第1パワーリレー301A~第3パワーリレー301Cの各パワーリレーのオン/オフを切替える制御は行わない。
【0078】
この場合、商用電源104から供給される電力は、コンタクタ303を介して、AC/DCコンバータ403へ供給される。そして、AC/DCコンバータ403へ供給される電力は、AC/DCコンバータ403によって交流電力から直流電力に変換されるとともに所定の電圧に昇圧又は降圧された後、インバータ402及びDC/DC降圧コンバータ404へ供給される。
【0079】
AC/DCコンバータ403から出力される電力の一部はインバータ402へ供給される。そして、インバータ402へ供給される電力は、インバータ402によって直流電力から交流電力へ変換され、コンプレッサ5へ供給される。
【0080】
また、AC/DCコンバータ403から供給される電力の一部はDC/DC降圧コンバータ404へ供給される。そして、DC/DC降圧コンバータ404へ供給される電力は、DC/DC降圧コンバータ404によって所定の電圧に降圧された後、制御部50の低電圧負荷501へ供給される。このように、制御部50の低電圧負荷501へ電力が供給されることにより、制御部50の低電圧負荷501は、電動輸送用冷凍機4が備える各構成に対して制御指令又は制御信号を出力することができる。
【0081】
上述するように、AC/DCコンバータ403から供給される電力は、電動輸送用冷凍機4に高電圧外部電源102が接続される場合において高電圧外部電源102から供給される電力と同様に、インバータ402及びDC/DC降圧コンバータ404へ供給され、コンプレッサ5及び制御部50へ電力が供給される。したがって、インバータ402及びDC/DC降圧コンバータ404は、電動輸送用冷凍機4に接続される外部電源が、高電圧外部電源102又は商用電源104のいずれであっても、共通して利用可能である。
【0082】
本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
本実施形態の電動輸送用冷凍機のコントロールシステムにおいて、制御部50は、電動輸送用冷凍機4に接続された外部電源に応じて、電動輸送用冷凍機4へ電力を供給する電力供給経路に設けられた各パワーリレー301A~301Cのいずれを駆動するかを制御する。これにより、電動輸送用冷凍機4に接続される外部電源から供給される電力が高電圧と低電圧のいずれであっても、各電圧に対応して各パワーリレー301A~301Cの駆動状態を切替えることにより、電動輸送用冷凍機4へ電力を供給することができる。また、これにより、輸送用冷凍車両1に電動輸送用冷凍機4専用の電源を新設することなく電動輸送用冷凍機4を駆動することができる。したがって、ユーザの外部電源に関する選択可能範囲を拡張することができる。すなわち、電動輸送用冷凍機4を搭載する輸送用冷凍車両1の選択可能範囲が拡張され電動輸送用冷凍機4の汎用性を向上することができる。また、電動輸送用冷凍機4の電動化を容易にすることにより、輸送用冷凍車両1の耐環境性を向上することができる。
なお、予め定められた基準電圧値とは、ユーザの利用状況に基づいて設定される。例えば、低電圧外部電源101が供給可能な電圧値と高電圧外部電源102が供給可能な電圧値との中間値又は中間範囲の値である。例えば、低電圧外部電源101が供給可能な電圧値の範囲が12V~60Vであり、高電圧外部電源102が供給可能な電圧値の範囲が200V~800Vである場合、基準電圧値の範囲は61V~199Vの範囲の値である。
【0083】
また、本実施形態の電動輸送用冷凍機のコントロールシステムにおいて、低電圧外部電源101は、電動輸送用冷凍機4へ電力を供給するオルタネータ10と並行して駆動する場合、電動輸送用冷凍機の負荷に対応する補助電源として適用されてもよい。この場合、オルタネータ10が電動輸送用冷凍機を駆動するための主電源となり、第1外部電源が電動輸送用冷凍機を駆動するための補助電源となる。これにより、電動輸送用冷凍機4への電力供給及び電動輸送用冷凍機4の駆動能力を安定化することができる。
【0084】
また、本実施形態の電動輸送用冷凍機のコントロールシステムにおいて、低電圧外部電源101は、電動輸送用冷凍機へ電力を供給するオルタネータ10と並行して駆動する場合、バッテリ103の充電用の電源として適用される。この場合、オルタネータ10が電動輸送用冷凍機4を駆動するための主電源となり、低電圧外部電源101がバッテリ充電用の電源となる。これにより、電動輸送用冷凍機4への電力供給及び電動輸送用冷凍機4の駆動能力を維持しながらバッテリ103を充電することができるため、電動輸送用冷凍機4を駆動する際の電力効率の向上を図ることができる。
【0085】
また、本実施形態の電動輸送用冷凍機のコントロールシステムにおいて、高電圧外部電源102は、電動輸送用冷凍機4へ電力を供給するオルタネータ10と並行して駆動する場合、電動輸送用冷凍機4の負荷に対応する主電源として適用される。この場合、オルタネータ10が電動輸送用冷凍機4を駆動するための補助電源となり、高電圧外部電源102が電動輸送用冷凍機4を駆動するための主電源となる。これにより、電動輸送用冷凍機4への電力供給及び電動輸送用冷凍機4の駆動能力を安定化することができる。
【0086】
また、本実施形態の電動輸送用冷凍機のコントロールシステムにおいて、商用電源104は、高電圧外部電源102から電動輸送用冷凍機4へ供給される電力に対応して、電動輸送用冷凍機4へ電力を供給する電源として適用される。これにより、輸送用冷凍車両1の停車地点、例えば、配送センター等において高電圧外部電源102の電力によって電動輸送用冷凍機4を駆動することが好ましくない場合、商用電源104から電動輸送用冷凍機4へ電力を供給することにより電動輸送用冷凍機4を安定して駆動することができる。ここで、商用電源104は、輸送用冷凍車両1の停車地点、例えば、配送センター等に設置される電動輸送用冷凍機と外部接続可能な電源である。
【0087】
また、本実施形態の電動輸送用冷凍機のコントロールシステムにおいて、低電圧外部電源101が電動輸送用冷凍機4に接続され、かつ、バッテリ103の充電率が予め設定された基準値よりも低い場合において、第1パワーリレー301Aに代わって第3パワーリレー301Cが駆動するよう制御する。また、バッテリチャージャー302は、バッテリ103の充電率が低い場合において、バッテリ103へ流れる電流を制限する。バッテリ103の充電率が低い場合、外部電源から供給される電力によって充電を行うと、突入電流を例とする大電流が急激にバッテリ103へ流れてしまう危険性がある。そこで、バッテリ103の充電率が低い場合においては、バッテリチャージャー302から供給される電力によってバッテリ103を充電し、充電率を高める。これにより、バッテリ103の破損を防止するとともに、バッテリ103を連続的に充電することができる。
【0088】
また、本実施形態の電動輸送用冷凍機のコントロールシステムにおいて、バッテリチャージャー302が備える正極の第1電線と負極の第2電線は、他の電線から分離された電線である。ここで、他の電線とは、具体的には、電力供給線である。これにより、第1電線及び第2電線と高電力が流れる他の電線とが、互いに電気的に干渉することを抑制する。また、電動輸送用冷凍機のコントロールシステム及び本コントロールシステムが備える回路について、EMC(Electromagnetic Compatibility)の改善を図ることができる。
【0089】
以上、本開示について実施形態を用いて説明したが、本開示の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。本開示の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に多様な変更又は改良を加えることができ、該変更又は改良を加えた形態も本開示の技術的範囲に含まれる。また、上記実施形態を適宜組み合わせてもよい。
また、電動輸送用冷凍機4へ接続される外部電源の数及び接続状態は、上述の実施形態に限られない。例えば、電動輸送用冷凍機4には、複数の外部電源が並列に接続され、各外部電源のそれぞれに対応した電力の供給経路によって電動輸送用冷凍機4へ電力を供給されてもよい。
【0090】
(付記事項)
上述した実施形態に記載の電動輸送用冷凍機のコントロールシステム、これを備えた輸送用冷凍機、電動輸送用冷凍機のコントロールシステムの制御方法及び電動輸送用冷凍機のコントロールシステムの制御プログラムは、例えば以下のように把握される。
本開示の第1態様に係る電動輸送用冷凍機のコントロールシステムは、インバータと、コンバータと、電動圧縮機とを備える電動輸送用冷凍機に適用され、予め定められた基準電圧値よりも低い電圧を供給する第1外部電源(101)に対応した第1インタフェース(301A)と、予め定められた基準電圧値よりも高い電圧を供給する第2外部電源(102)に対応した第2インタフェース(301B)と、前記第1外部電源又は前記第2外部電源のいずれが電動輸送用冷凍機に接続されるかに応じて、前記第1インタフェース又は前記第2インタフェースのいずれを駆動するかを制御するコントローラ(50)とを備える。
【0091】
本開示に係る電動輸送用冷凍機のコントロールシステムによれば、コントローラは、基準電圧値よりも低い電圧を供給する第1外部電源及び基準電圧値よりも高い電圧を供給する第2外部電源のいずれが電動輸送用冷凍機に接続されるかに応じて、前記第1インタフェース又は前記第2インタフェースのいずれを駆動するかを制御する。これにより、電動輸送用冷凍機に接続される外部電源から供給される電力が高電圧と低電圧のいずれであっても、各電圧に対応したインタフェースを駆動することにより、電動輸送用冷凍機専用の電源を新設することなく電動輸送用冷凍機を駆動することができる。したがって、ユーザの外部電源に関する選択可能範囲を拡張することができる。すなわち、電動輸送用冷凍機を搭載する輸送用冷凍車両の選択可能範囲が拡張され電動輸送用冷凍機の汎用性を向上することができる。また、電動輸送用冷凍機の電動化を容易にすることにより、輸送用冷凍車両の耐環境性を向上することができる。
なお、予め定められた基準電圧値とは、ユーザの利用状況に基づいて設定される。例えば、第1外部電源が供給可能な電圧値と第2外部電源が供給可能な電圧値との中間値又は中間範囲の値である。例えば、第1外部電源が供給可能な電圧値の範囲が12V~60Vであり、第2外部電源が供給可能な電圧値の範囲が200V~800Vである場合、基準電圧値の範囲は61V~199Vの範囲の値である。
【0092】
本開示の第2態様に係る電動輸送用冷凍機のコントロールシステムは、前記第1態様において、前記第1外部電源と、電動輸送用冷凍機へ電力を供給する発電機(10)とが、電動輸送用冷凍機に接続される場合において、前記第1外部電源は、前記発電機と並行して駆動可能であり、電動輸送用冷凍機の負荷に対応する補助電源として適用される。
【0093】
本開示に係る電動輸送用冷凍機のコントロールシステムによれば、第1外部電源は、電動輸送用冷凍機へ電力を供給する発電機と並行して駆動する場合、電動輸送用冷凍機の負荷に対応する補助電源として適用される。この場合、発電機が電動輸送用冷凍機を駆動するための主電源となり、第1外部電源が電動輸送用冷凍機を駆動するための補助電源となる。これにより、電動輸送用冷凍機への電力供給及び電動輸送用冷凍機の駆動能力を安定化することができる。
【0094】
本開示の第3態様に係る電動輸送用冷凍機のコントロールシステムは、前記第1態様において、前記第1外部電源と、電動輸送用冷凍機へ電力を供給する発電機(10)と、電動輸送用冷凍機へ電力を供給する充放電可能な蓄電部(103)とが、電動輸送用冷凍機に接続される場合において、前記第1外部電源は、前記発電機と並行して駆動可能であり、前記蓄電部の充電用の電源として適用される。
【0095】
本開示に係る電動輸送用冷凍機のコントロールシステムによれば、第1外部電源は、電動輸送用冷凍機へ電力を供給する発電機と並行して駆動する場合、蓄電部の充電用の電源として適用される。この場合、発電機が電動輸送用冷凍機を駆動するための主電源となり、第1外部電源がバッテリ充電用の電源となる。これにより、電動輸送用冷凍機への電力供給及び電動輸送用冷凍機の駆動能力を維持しながら蓄電部を充電することができるため、電動輸送用冷凍機を駆動する際の電力効率の向上を図ることができる。
【0096】
本開示の第4態様に係る電動輸送用冷凍機のコントロールシステムは、前記第1態様において、前記第2外部電源と、電動輸送用冷凍機へ電力を供給する発電機(10)と、電動輸送用冷凍機へ電力を供給する充放電可能な蓄電部(103)とが、電動輸送用冷凍機に接続される場合において、前記第2外部電源は、前記発電機と並行して駆動可能であり、電動輸送用冷凍機の負荷に対応する主電源として適用される。
【0097】
本開示に係る電動輸送用冷凍機のコントロールシステムによれば、第2外部電源は、電動輸送用冷凍機へ電力を供給する発電機と並行して駆動する場合、電動輸送用冷凍機の負荷に対応する主電源として適用される。この場合、発電機が電動輸送用冷凍機を駆動するための補助電源となり、第2外部電源が電動輸送用冷凍機を駆動するための主電源となる。これにより、電動輸送用冷凍機への電力供給及び電動輸送用冷凍機の駆動能力を安定化することができる。
【0098】
本開示の第5態様に係る電動輸送用冷凍機のコントロールシステムは、前記第1態様又は前記第4態様のいずれかにおいて、前記第2外部電源と並行して電力供給可能であり、かつ、電動輸送用冷凍機へ電力を供給する商用電源(104)が電動輸送用冷凍機に接続される場合において、前記第2外部電源又は前記商用電源から供給される各電力のそれぞれを調整する調整部(40)をさらに備え、前記商用電源は、前記第2外部電源から電動輸送用冷凍機へ供給される電力に対応して、電動輸送用冷凍機へ電力を供給する電源として適用される。
【0099】
本開示に係る電動輸送用冷凍機のコントロールシステムによれば、商用電源は、第2外部電源から電動輸送用冷凍機へ供給される電力に対応して、電動輸送用冷凍機へ電力を供給する電源として適用される。これにより、輸送用冷凍車両の停車地点、例えば、配送センター等において第2外部電源の電力によって輸送用冷凍機を駆動することが好ましくない場合、商用電源から電動輸送用冷凍機へ電力を供給することにより電動輸送用冷凍機を安定して駆動することができる。ここで、商用電源は、輸送用冷凍車両の停車地点、例えば、配送センター等に設置される電動輸送用冷凍機と外部接続可能な電源である。
【0100】
本開示の第6態様に係る電動輸送用冷凍機のコントロールシステムは、前記第1態様において、前記第1外部電源と、電動輸送用冷凍機へ電力を供給する充放電可能な蓄電部(103)とが、電動輸送用冷凍機に接続される場合において、前記第1インタフェースと並列に接続された前記第1外部電源に対応する第3インタフェース(301C)と、前記蓄電部の充電率(SOC:State Of Charge)が予め設定された基準値よりも低い場合において、前記蓄電部へ流れる電流を制限する蓄電補助部(302)とをさらに備え、前記コントローラは、前記蓄電部の充電率が予め設定された基準値よりも低い場合において、前記第1インタフェースに代わって前記第3インタフェースを駆動するよう制御する。
【0101】
本開示に係る電動輸送用冷凍機のコントロールシステムによれば、第1外部電源が電動輸送用冷凍機に接続され、かつ、蓄電部の充電率が予め設定された基準値よりも低い場合において、第1インタフェースに代わって第3インタフェースが駆動するよう制御する。また、蓄電補助部は、蓄電部の充電率が低い場合において、蓄電部へ流れる電流を制限する。蓄電部の充電率が低い場合、外部電源から供給される電力によって充電を行うと、突入電流を例とする大電流が急激に蓄電部へ流れてしまう危険性がある。そこで、蓄電部の充電率が低い場合においては、蓄電補助部から供給される電力によって蓄電部を充電し、充電率を高める。これにより、蓄電部の破損を防止するとともに、蓄電部を連続的に充電することができる。
【0102】
本開示の第7態様に係る電動輸送用冷凍機のコントロールシステムは、前記第6態様において、前記蓄電補助部は正極の第1電線及び負極の第2電線を備え、前記第1電線及び前記第2電線は、電動輸送用冷凍機が備える他の電線から分離されている。
【0103】
本開示に係る電動輸送用冷凍機のコントロールシステムによれば、蓄電補助部が備える正極の第1電線と負極の第2電線は、他の電線から分離された電線である。ここで、他の電線とは、具体的には、電力供給線である。これにより、第1電線及び第2電線と高電力が流れる他の電線とが、互いに電気的に干渉することを抑制する。また、電動輸送用冷凍機のコントロールシステム及び本コントロールシステムが備える回路について、EMC(Electromagnetic Compatibility)の改善を図ることができる。
【0104】
本開示の第8態様に係る電動輸送用冷凍機のコントロールシステムは、前記第1態様、前記第2態様、前記第3態様、前記第6態様又は前記第7態様のいずれかにおいて、前記第1外部電源から供給される電力の電圧値は12V~60Vである。
【0105】
本開示の第9態様に係る電動輸送用冷凍機のコントロールシステムは、前記第1態様、前記第4態様又は前記第5態様のいずれかにおいて、前記第2外部電源から供給される電力の電圧値は200V~800Vである。
【0106】
本開示の第10態様に係る電動輸送用冷凍機は、インバータと、コンバータと、電動圧縮機と、前記第1態様乃至前記第9態様のいずれかの電動輸送用冷凍機のコントロールシステムとを備える。
【0107】
本開示の第11態様に係る電動輸送用冷凍機のコントロールシステムの制御方法は、外部電源から電力を供給する電動輸送用冷凍機のコントロールシステムの制御方法であって、予め定められた基準電圧値よりも低い電圧を供給する第1外部電源に対応した第1インタフェース、又は、予め定められた基準電圧値よりも高い電圧を供給する第2外部電源に対応した第2インタフェースのいずれかを駆動させる工程と、前記第1外部電源又は前記第2外部電源のいずれが電動輸送用冷凍機に接続されるかに応じて、前記第1インタフェース又は前記第2インタフェースのいずれを駆動するかを制御する工程とを有する。
【0108】
本開示の第12態様に係る電動輸送用冷凍機のコントロールシステムの制御プログラムは、外部電源から電力を供給する電動輸送用冷凍機のコントロールシステムの制御プログラムであって、予め定められた基準電圧値よりも低い電圧を供給する第1外部電源に対応した第1インタフェース、又は、予め定められた基準電圧値よりも高い電圧を供給する第2外部電源に対応した第2インタフェースのいずれかを駆動させる処理と、前記第1外部電源又は前記第2外部電源のいずれが電動輸送用冷凍機に接続されるかに応じて、前記第1インタフェース又は前記第2インタフェースのいずれかを駆動するを制御する処理とをコンピュータに実行させる。
【符号の説明】
【0109】
1 輸送用冷凍車両
2 トラクタ
3 収納庫
4 電動輸送用冷凍機
5 コンプレッサ
6 コンデンシングユニット
7 エバポレータユニット
9 エンジン
10 オルタネータ
30 供給部
40 調整部
50 制御部(コントローラ)
51 CPU
52 補助記憶装置
53 主記憶装置
54 通信インタフェース
55 入出力部
56 バス
57 受付部
58 判定部
59 指令部
101 低電圧外部電源(第1外部電源)
102 高電圧外部電源(第2外部電源)
103 バッテリ(蓄電部)
104 商用電源
301A 第1パワーリレー(第1インタフェース)
301B 第2パワーリレー(第2インタフェース)
301C 第3パワーリレー(第3インタフェース)
302 バッテリチャージャー(蓄電補助部)
303 コンタクタ
401 DC/DC昇圧コンバータ
402 インバータ
403 AC/DCコンバータ
404 DC/DC降圧コンバータ
501 低電圧負荷
501A コントロール基板
502,503 PR駆動用リレー
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9