JP7375058B2 - 空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の運転室の空調を行うための空調装置に関する。

特許文献１には、車両のバッテリーの過放電の防止技術が開示されている。具体的には
、バッテリーの残量が所定規定値まで低下すると、制御部が空調装置の電動コンプレッサ
ーの出力を制限し、電動コンプレッサーの消費電力を減少させる。更に、バッテリーの残
量が前記所定規定値よりも低い規定値まで低下すると、制御部が電動コンプレッサーを停
止させる。

特開２００５－０４５８８３号公報

ところで、バッテリーの残量の算出には様々な方式があり、例えば、シンプルな電圧計
測方式がある。電圧計測方式は、バッテリーの残量が低くなるにつれて、バッテリーの電
圧も低くなるため、そのようなバッテリーの性質を利用したものである。しかし、バッテ
リーの残量と電圧は必ずしも比例関係にあるわけではないため、バッテリーの電圧は残量
を精度良く表していない。そうすると、電動コンプレッサーの消費電力及び空調装置の空
調強度が低い場合にバッテリーの電圧が所定値まで低下した時のバッテリーの残量は、電
動コンプレッサーの消費電力及び空調装置の空調強度が高い場合にバッテリーの電圧が前
記所定値まで低下した時のバッテリーの残量とは異なる虞がある。そのため、バッテリー
の電圧が所定値まで低下した時に空調装置及び電動コンプレッサーが停止しても、電動コ
ンプレッサーの出力及び空調装置の強度次第では、空調装置停止時のバッテリーがエンジ
ンを始動出来ない程度の過放電状態である虞がある。

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、空調装置の冷凍サイクル
装置の空調強度に関わらず、空調装置の冷凍サイクル装置の停止時のバッテリーの過放電
を防止することを目的とする。

以上の課題を解決するために、空調装置が、バッテリーの電力により運転されることによって車両の運転室を空調する冷凍サイクル装置と、前記冷凍サイクル装置の空調強度を段階的に制御する制御部と、を備え、前記制御部が、前記冷凍サイクル装置の空調強度に応じて閾値を決定する決定手段と、前記決定手段により決定された前記閾値と前記バッテリーの電圧を比較する比較手段と、前記比較手段による比較の結果、前記バッテリーの電圧が前記閾値以下である場合に、前記冷凍サイクル装置を停止させる停止手段と、を有し、前記冷凍サイクル装置の空調強度の段階が強度の高い強グループとそれよりも強度の低い弱グループに分けられた場合に、前記冷凍サイクル装置の空調強度が前記弱グループに属する段階であれば、前記決定手段が前記閾値を上閾値に決定し、前記冷凍サイクル装置の空調強度が前記強グループに属する段階であれば、前記決定手段が前記閾値を前記上閾値よりも低い下閾値に決定する。

以上によれば、冷凍サイクル装置の運転によりバッテリーの放電が進行するにつれて、
バッテリーの電圧が低下するところ、バッテリーの電圧が閾値以下になると、冷凍サイク
ルが停止する。この閾値は、冷凍サイクル装置の空調強度に応じて決定されたものである
から、冷凍サイクル装置の空調強度に適したものとなる。そのため、バッテリーの電圧が
閾値まで低下した時に冷凍サイクル装置が停止すると、冷凍サイクル装置の強度に関わら
ず、冷凍サイクル装置の停止時のバッテリーの過放電が防止される。

本発明によれば、冷凍サイクル装置の強度に関わらず、冷凍サイクル装置の停止時のバ
ッテリーの過放電が防止される。

貨物自動車の側面図である。 冷房装置のブロック図である。 冷房装置の操作パネルの図面である。 冷房装置の冷凍サイクルの運転時における制御部の処理の流れを示したフローチャートである。 冷房装置の冷凍サイクルの冷房強度が強段階又は中段階における制御部の処理の流れを示したフローチャートである。 バッテリーの放電が進行する際のバッテリーの電圧の変化を示したグラフである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。但し、以下に述べる実施
形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているので、本
発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

＜１． 貨物自動車及び冷房装置の概要＞
図１は、貨物自動車１のキャブ２の後部を破断した状態で示した側面図である。貨物自
動車１のシャーシ３がキャブ２の後ろに連結され、貨物自動車１の荷台４がシャーシ３の
上に搭載され、貨物自動車１のバッテリー５がシャーシ３の前後中央部の側部に取り付け
られている。バッテリー５は、貨物自動車１のエンジンの運転時に、エンジンによって駆
動されるオルタネーターによって充電される。バッテリー５の定格電圧は２４〔Ｖ〕であ
る。バッテリー５は、単数のバッテリーでもよいし、直列接続又は並列接続された複数の
バッテリーからなるものでもよい。

空調装置としての冷房装置１０は、キャブ２の運転室内の後部に取り付けられている。
なお、冷房装置１０の取り付ける位置は運転室内の後部に限るものではなく、例えば天井
であってもよい。

冷房装置１０は、電力供給線６を介してバッテリー５の正極及び負極に接続されている
。冷房装置１０は、電力供給線６を介してバッテリー５から電力の供給を受けて、運転さ
れる。また、冷房装置１０は、バッテリー５の電圧の計測のために、信号線７を介してバ
ッテリー５の正極及び負極に接続されている。

冷房装置１０は、主に、貨物自動車１のエンジンの停止時、つまりバッテリー５の充電
がなされていない時に使用されて、運転される。バッテリー５の充電がなされていない時
に冷房装置１０が運転されると、バッテリー５が放電されるため、バッテリー５の電圧、
ＣＣＡ（Cold Cranking Ampere）及び充電率が漸減する。但し、貨物自動車１のエンジン
の運転中に、冷房装置１０が運転されてもよいが、この場合、バッテリー５が充電される
ため、バッテリー５の電圧、ＣＣＡ（Cold Cranking Ampere）及び充電率が低下しない。

＜２． 冷房装置＞
図２は、冷房装置１０のブロック図である。
運転中の冷房装置１０は、キャブ２の運転室を冷房する。冷房装置１０は、冷凍サイク
ル装置２０、電力変換回路３０、駆動回路３１，３２、温度センサ４０、操作パネル５０
及び制御部８０を備える。

＜２．１ 冷凍サイクル装置＞
冷凍サイクル装置２０は、バッテリー５の電力により運転される。冷凍サイクル装置２
０は、キャブ２の運転室の内側の空気（以下、内気という。）と運転室の外側の空気（以
下、外気という。）との間に冷媒の冷凍サイクルを介して、内気の熱を外気に移動させる
ことによって、運転室を冷房する。

冷凍サイクル装置２０は、コンプレッサー２１、熱交換器２２、膨張弁２３、熱交換器
２４、外気用ファン２５及び内気用ファン２６を有する。

コンプレッサー２１は、冷媒を圧縮する電動式の圧縮機である。コンプレッサー２１は
、モーターと、モーターによって駆動されることによって冷媒を圧縮する圧縮機本体と、
を有する。コンプレッサー２１は、バッテリー５から電力変換回路３０を介して電力供給
を受けて、作動する。

コンプレッサー２１は、冷媒を圧縮することによって、冷媒をコンプレッサー２１、熱
交換器２２、膨張弁２３、熱交換器２４、コンプレッサー２１の順に循環させる。また、
コンプレッサー２１は、熱交換器２４から送られた低温低圧な気体状の冷媒を圧縮するこ
とによって、冷媒を高温高圧な気体状態に変化させる。高温高圧な冷媒は、コンプレッサ
ー２１から熱交換器２２に送られる。

熱交換器２２は、コンデンサーである。熱交換器２２は、コンプレッサー２１から送ら
れた高温高圧な冷媒と、運転室の外側から送られた外気との間で熱交換する。これにより
、冷媒は低温高圧な液体に凝縮されて、外気は冷媒の熱を吸収して加熱される。低温高圧
な冷媒は、熱交換器２２から膨張弁２３に送られる。

膨張弁２３は、熱交換器２２から送られた低温高圧な冷媒を膨張させることによって、
冷媒を低温低圧な気液混合の霧状になって気化しやすい状態に変化させる。低温低圧な冷
媒は、膨張弁２３から熱交換器２４に送られる。なお、キャピラリ－チューブを膨張弁２
３として使用してもよい。

熱交換器２４は、エバポレーターである。熱交換器２４は、膨張弁２３から送られた低
温低圧な冷媒と、運転室の内側から送られた内気との間で熱交換させる。これにより、冷
媒は内気から熱を吸収して気化し、内気は冷却される。低温低圧な気体状の冷媒は、熱交
換器２４からコンプレッサー２１に送られる。

外気用ファン２５は、バッテリー５から駆動回路３１を介して電力供給を受けて、作動
する。外気用ファン２５は、外気を熱交換器２２に送風して、熱交換器２２によって加熱
された外気を運転室の外に排出する。

内気用ファン２６は、バッテリー５から駆動回路３２を介して電力供給を受けて、作動
する。内気用ファン２６は、内気を熱交換器２４に送風して、熱交換器２４によって冷却
された内気を運転室の内側に排出する。

＜２．２ 電力変換回路及び駆動回路＞
電力変換回路３０は、バッテリー５から出力される直流電力をコンプレッサー２１が駆
動可能な駆動電力に変換して、駆動電力をコンプレッサー２１に出力する。これにより、
電力変換回路３０は、コンプレッサー２１を駆動する。電力変換回路３０は例えばインバ
ーター装置、ＤＣ／ＤＣコンバーター又はスイッチング・レギュレーターである。

駆動回路３１は、バッテリー５から出力される直流電力を外気用ファン２５が駆動可能
な駆動電力に変換して、駆動電力を外気用ファン２５に出力する。これにより、駆動回路
３１は、外気用ファン２５を駆動する。駆動回路３２は、バッテリー５から出力される直
流電力を内気用ファン２６が駆動可能な駆動電力に変換して、駆動電力を内気用ファン２
６に出力する。これにより、駆動回路３１は、内気用ファン２６を駆動する。駆動回路３
１，３２は例えばＤＣ／ＡＣコンバーター、ＤＣ／ＤＣコンバーター又はスイッチング・
レギュレーターである。

＜２．３ 温度センサ＞
温度センサ４０は、キャブ２の運転室の温度を計測して、計測温度を表す信号を制御部
８０に出力する。

＜２．４ 制御部＞
制御部８０は、ＣＰＵ及びメモリ等を有するコンピューターからなる。
制御部８０は、信号線７を介してバッテリー５の正極及び負極に接続されている。制御
部８０は、バッテリー５の電圧を検出する。

制御部８０は、電力変換回路３０を制御することによって、コンプレッサー２１の運転
速度を強段階、中段階、弱段階及び停止段階の４段階で制御する。コンプレッサー２１の
運転速度は強段階、中段階、弱段階の順に高く、停止段階ではコンプレッサー２１が停止
する。

制御部８０は、駆動回路３１，３２を個別に制御することによって、外気用ファン２５
及び内気用ファン２６の運転速度を個別に強段階、中段階、弱段階及び停止段階の４段階
で制御する。外気用ファン２５及び内気用ファン２６の運転速度は強段階、中段階、弱段
階の順に高く、停止段階では外気用ファン２５及び内気用ファン２６が停止する。

制御部８０は、コンプレッサー２１、外気用ファン２５及び内気用ファン２６の運転速
度を個別に制御することによって、冷凍サイクル装置２０の冷房強度を制御する。具体的
に、制御部８０は、コンプレッサー２１、外気用ファン２５及び内気用ファン２６を強段
階の運転速度で動作させることによって、冷凍サイクル装置２０の冷房強度を強段階に制
御する。制御部８０は、コンプレッサー２１、外気用ファン２５及び内気用ファン２６を
中段階の運転速度で動作させることによって、冷凍サイクル装置２０の冷房強度を中段階
に制御する。制御部８０は、コンプレッサー２１、外気用ファン２５及び内気用ファン２
６を弱段階の運転速度で動作させることによって、冷凍サイクル装置２０の冷房強度を弱
段階に制御する。制御部８０は、コンプレッサー２１及び外気用ファン２５を停止させ、
且つ、内気用ファン２６を弱段階の運転速度で動作させることによって、冷凍サイクル装
置２０の冷房強度を送風段階に制御する。冷凍サイクル装置２０の消費電力は、強段階、
中段階、弱段階、送風段階の順に高い。

制御部８０は、冷凍サイクル装置２０の運転中、冷凍サイクル装置２０の冷房強度の現
在の段階をメモリに記憶する。

たとえば、冷凍サイクル装置２０の冷房強度の段階を強度の高い強グループとそれより
も強度の低い弱グループに分けることができる。この場合に、上述の強段階及び中段階は
強グループに属し、弱段階及び送風段階は弱グループに属する。

＜２．４．１ 制御部の制御モード＞
上述のように冷凍サイクル装置２０の冷房強度には強段階、中段階、弱段階、送風段階
があるが、冷房強度の設定の仕方にバリエーションがある。以下、冷房強度の設定の仕方
を制御部８０の制御モードという。

制御部８０の制御モードのバリエーションとしては、省エネ制御モード、自動強度設定
制御モード及び手動強度設定制御モードがある。制御部８０の制御モードは、省エネ制御
モード、自動強度設定制御モード及び手動強度設定制御モードの中から手動で選択可能で
ある。手動による選択には、操作パネル５０が用いられる。操作パネル５０については、
後に詳細に説明する。

＜２．４．１．１ 省エネ制御モード＞
省エネ制御モードでは、制御部８０は、弱段階の運転速度でコンプレッサー２１、外気
用ファン２５及び内気用ファン２６を動作させ、冷凍サイクル装置２０の冷房強度を弱段
階に制御する。省エネ制御モードでは、制御部８０は、手動による冷房強度変更ボタン５
５，５６の操作を無視して、冷凍サイクル装置２０の冷房強度を強制的に弱段階に制御す
る。乗員が夜間に睡眠する場合等における冷房強度は、日中に必要とする冷房強度よりも
低くても済むことが多いため、省エネ制御モードは、冷凍サイクル装置２０を弱段階で長
時間運転することを目的として、設定される。

制御部８０の制御モードが省エネ制御モードである場合、制御部８０は、現在の制御モ
ードが省エネ制御モードである旨をメモリに記憶する。

＜２．４．１．２ 自動強度設定制御モード＞
自動強度設定制御モードでは、制御部８０は、温度センサ４０の計測温度に基づいて、
冷凍サイクル装置２０の冷房強度の段階を強段階、中段階、弱段階及び送風段階の中から
選択して、冷凍サイクル装置２０の冷房強度を選択段階に制御する。

具体的に、制御部８０は、温度センサ４０の計測温度から設定温度を減算した差分を第
１閾値、第２閾値及び第３閾値（但し、第１閾値、第２閾値及び第３閾値は「第１閾値＞
第２閾値＞第３閾値」の関係にある。）と比較する。比較の結果、差分が第１閾値以上で
ある場合には、制御部８０は、強段階の運転速度でコンプレッサー２１、外気用ファン２
５及び内気用ファン２６を動作させることによって、冷凍サイクル装置２０の冷房強度を
強段階に制御する。比較の結果、差分が第２閾値以上であって第１閾値未満である場合に
は、制御部８０は、中段階の運転速度でコンプレッサー２１、外気用ファン２５及び内気
用ファン２６を動作させ、冷凍サイクル装置２０の冷房強度を中段階に制御する。比較の
結果、差分が第３閾値以上であって第２閾値未満である場合には、制御部８０は、弱段階
の運転速度でコンプレッサー２１、外気用ファン２５及び内気用ファン２６を動作させ、
冷凍サイクル装置２０の冷房強度を弱段階に制御する。比較の結果、差分が第３閾値未満
である場合には、制御部８０は、コンプレッサー２１及び外気用ファン２５を停止させる
とともに、弱段階の運転速度で内気用ファン２６を動作させることによって、冷凍サイク
ル装置２０の冷房強度を送風段階に制御する。なお、設定温度は操作パネル５０を用いて
手動により増減可能であるが、設定温度の増減については、後述する。

制御部８０の制御モードが自動強度設定制御モードである場合、制御部８０は、現在の
制御モードが自動強度設定制御モードである旨をメモリに記憶する。

＜２．４．１．３ 手動強度設定制御モード＞
手動強度設定制御モードでは、制御部８０は、冷凍サイクル装置２０の冷房強度を、強
段階、中段階、弱段階及び送風段階の中から手動で選択された段階に制御する。手動によ
る段階の選択には、操作パネル５０が用いられる。操作パネル５０については、後に詳細
に説明する。

制御部８０の制御モードが手動強度設定制御モードである場合、制御部８０は、現在の
制御モードが手動強度設定制御モードである旨をメモリに記憶する。

＜２．５ 操作パネル＞
操作パネル５０は、乗員によって操作され、操作内容に応じた信号を制御部８０に出力
する。操作パネル５０は、乗員が省エネ制御モード、自動強度設定制御モード及び手動強
度設定制御モードの中から制御部８０の制御モードを手動で選択するために、使用される
。操作パネル５０は、乗員が自動強度設定制御モードにおける設定温度を手動で変更する
ために、使用される。操作パネル５０は、乗員が手動強度設定制御モードにおける冷凍サ
イクル装置２０の冷房強度の段階を手動で変更するために、使用される。

図３は、操作パネル５０の一例を示した図面である。操作パネル５０は、冷房運転開始
ボタン５８、省エネ設定ボタン５１、設定温度変更ボタン５２，５３、設定温度表示部５
４、冷房強度変更ボタン５５，５６及び冷房強度表示部５７を有する。

＜２．５．１ 冷房運転開始ボタン＞
冷房運転開始ボタン５８は冷房運転を開始するためのボタンである。乗員が冷房運転開
始ボタン５８を押下すると、冷房運転開始ボタン５８が信号を制御部８０に出力する。制
御部８０は、冷房運転開始ボタンから信号が入力されると、自動強度運転モードで冷凍サ
イクル装置２０の運転を開始する。

＜２．５．２ 省エネ設定ボタン＞
省エネ設定ボタン５１は、省エネ制御モードをオン・オフするためのボタンである。制
御部８０の制御モードが自動強度設定制御モード又は手動強度設定制御モードである状態
において、乗員が省エネ設定ボタン５１を押下すると、省エネ設定ボタン５１が信号を制
御部８０に出力し、その信号を入力した制御部８０は制御モードを自動強度設定制御モー
ド又は手動強度設定制御モードから省エネ設定制御モードに切り替える。制御部８０の制
御モードが省エネ制御モードである状態において、乗員が省エネ設定ボタン５１を押下す
ると、省エネ設定ボタン５１が信号を制御部８０に出力し、その信号を入力した制御部８
０は制御モードを省エネ制御モードから自動強度設定制御モードに切り替える。

＜２．５．３ 設定温度変更ボタン＞
設定温度変更ボタン５２は、設定温度をインクリメントするためのものである。乗員が
設定温度変更ボタン５２を押下すると、設定温度変更ボタン５２が信号を制御部８０に出
力する。制御部８０は、設定温度変更ボタン５２から信号が入力されると、設定温度をイ
ンクリメントする。

設定温度変更ボタン５３は、設定温度をデクリメントするためのものである。乗員が設
定温度変更ボタン５３を押下すると、設定温度変更ボタン５３が信号を制御部８０に出力
する。制御部８０は、設定温度変更ボタン５３から信号が入力されると、設定温度をデク
リメントする。

なお、制御部８０の制御モードが自動強度設定制御モードである場合に、設定温度変更
ボタン５２又は５３が押下されると、制御部８０は制御モードを自動強度設定制御モード
に維持した上で、上述のように、制御部８０は、温度センサ４０の計測温度からインクリ
メント又はデクリメント後の設定温度を減算した差分を、第１閾値、第２閾値及び第３閾
値と比較する。制御部８０の制御モードが手動強度設定制御モードである場合に、設定温
度変更ボタン５２又は５３が押下されると、制御部８０は制御モードを手動強度設定制御
モードから自動強度設定制御モードに切り替えた上で、上述のように、制御部８０は、温
度センサ４０の計測温度からインクリメント又はデクリメント後の設定温度を減算した差
分を、第１閾値、第２閾値及び第３閾値と比較する。制御部８０の制御モードが省エネ制
御モードである場合に、設定温度変更ボタン５２又は５３が押下されると、制御部８０は
制御モードを省エネ制御モードに維持した上で、制御部８０は設定温度のインクリメント
又はデクリメントを行う。

＜２．５．４ 設定温度表示部＞
設定温度表示部５４は、ドットマトリックス表示器又はセグメント表示器である。設定
温度表示部５４は、設定温度を表示する。

＜２．５．５ 冷房強度変更ボタン＞
乗員が冷房強度変更ボタン５５を押下すると、冷房強度変更ボタン５５が信号を制御部
８０に出力する。乗員が冷房強度変更ボタン５６を押下すると、冷房強度変更ボタン５６
が信号を制御部８０に出力する。

冷房強度変更ボタン５５は、制御部８０の制御モードが手動強度設定制御モード又は自
動強度設定制御モードである場合に、冷凍サイクル装置２０の冷房強度の段階をインクリ
メントするためのものである。制御部８０の制御モードが手動強度設定制御モードである
場合に、冷房強度変更ボタン５５から信号が制御部８０に入力されると、制御部８０は制
御モードを手動強度設定制御モードに維持した上で、冷凍サイクル装置２０の冷房強度の
段階をインクリメントする。制御部８０の制御モードが自動強度設定制御モードである場
合に、冷房強度変更ボタン５５から信号が制御部８０に入力されると、制御部８０は制御
モードを自動強度設定制御モードから手動強度設定制御モードに切り替えた上で、冷凍サ
イクル装置２０の冷房強度の段階をインクリメントする。

冷房強度変更ボタン５６は、制御部８０の制御モードが手動強度設定制御モード又は自
動強度設定制御モードである場合に、冷凍サイクル装置２０の冷房強度の段階をデクリメ
ントするためのものである。制御部８０の制御モードが手動強度設定制御モードである場
合に、冷房強度変更ボタン５６から信号が制御部８０に入力されると、制御部８０は制御
モードを手動強度設定制御モードに維持した上で、冷凍サイクル装置２０の冷房強度の段
階をデクリメントする。制御部８０の制御モードが自動強度設定制御モードである場合に
、冷房強度変更ボタン５６から信号が制御部８０に入力されると、制御部８０は制御モー
ドを自動強度設定制御モードから手動強度設定制御モードに切り替えた上で、冷凍サイク
ル装置２０の冷房強度の段階をデクリメントする。

なお、制御部８０の制御モードが省エネ制御モードである場合に、冷房強度変更ボタン
５５，５６から信号が制御部８０に入力されても、制御部８０は制御モードを省エネ制御
モードに維持するとともに、冷凍サイクル装置２０の冷房強度の段階を弱段階に維持する
。

＜２．５．６ 冷房強度表示部＞
冷房強度表示部５７は、複数のＬＥＤからなるインジゲータである。冷房強度表示部５
７は、冷凍サイクル装置２０の冷房強度の段階を表示する。

＜３． 冷房装置の過放電防止機能＞
貨物自動車１のエンジンの停止中に冷凍サイクル装置２０が運転されると、バッテリー
５が放電され、バッテリー５の電圧、ＣＣＡ及び充電率が低下する。バッテリー５が過放
電状態になるまで冷凍サイクル装置２０が運転されると、バッテリー５のＣＣＡ及び充電
率が低下し過ぎ、バッテリー５の能力は貨物自動車１のエンジンを始動できない程度まで
過剰に低下する。そこで、バッテリー５が過放電状態になることを防止するべく、冷房装
置１０は過放電防止機能を有する。

冷房装置１０の過放電防止機能は、冷凍サイクル装置２０の運転中の以下のような制御
部８０の処理（１）によって実現される。制御部８０の制御モードが省エネ制御モード、
自動強度設定制御モード及び手動強度設定制御モードの何れの場合でも、制御部８０は以
下の処理（１）を実行する。また、冷凍サイクル装置２０の冷房強度が強段階、中段階、
弱段階及び送風段階の何れの場合でも、制御部８０は以下の処理（１）を実行する。

＜３．１ 処理（１）＞
図４は、制御部８０が実行する処理（１）の流れを示したフローチャートである。
まず、制御部８０が電圧検出手段として機能する（ステップＳ１）。電圧検出手段は、
信号線７を介して、バッテリー５の電圧を検出する。

次に、制御部８０が認識手段として機能する（ステップＳ２）。認識手段は、メモリの
記憶内容から冷凍サイクル装置２０の冷房強度を認識する。

次に、制御部８０が決定手段として機能する（ステップＳ３）。決定手段は、ステップ
Ｓ２において認識した冷凍サイクル装置２０の冷房強度に応じて閾値を決定する。例えば
、冷凍サイクル装置２０の冷房強度が、強グループに属する強段階又は中段階である場合
には、決定手段は閾値を下閾値に決定し、冷凍サイクル装置２０の冷房強度が、弱グルー
プに属する弱段階又は送風段階である場合には、決定手段は閾値を下閾値よりも高い上閾
値に決定する。上閾値及び下閾値の値は、バッテリー５が貨物自動車１のエンジンを始動
できる電圧であれば、特に限定されるものではないが、例えば上閾値及び下閾値はバッテ
リー５の定格電圧よりも低く、より具体的には上閾値及び下閾値はそれぞれ２３．５〔Ｖ
〕、２３．３〔Ｖ〕であるか、それぞれ２３．７〔Ｖ〕、２３．５〔Ｖ〕であるか、それ
ぞれ２４．０〔Ｖ〕、２３．８〔Ｖ〕である。なお、処理（１）が実行される前に、作業
者が操作パネル５０を操作することによって、上閾値及び下閾値の設定値が例えば０．１
〔Ｖ〕刻みで変更されるものとしてもよいし、以上に挙げた数値の中から上閾値及び下閾
値の設定値が決定されるものとしてもよい。或いは、上閾値及び下閾値が以上に挙げた数
値の何れかに固定されていてもよい。

次に、制御部８０が比較手段として機能する。比較手段は、ステップＳ１において検出
したバッテリー５の電圧と、ステップＳ３において決定した閾値とを比較する（ステップ
Ｓ４）。

ステップＳ４の比較の結果、バッテリー５の電圧が閾値よりも高ければ（ステップＳ４
：Ｎｏ）、制御部８０は処理をステップＳ１に戻して、制御部８０はステップＳ１～Ｓ４
の処理を再度実行する。そのため、制御部８０は、バッテリー５の電圧が閾値以下になる
まで、ステップＳ１～Ｓ４の処理を繰り返し実行するとともに、冷凍サイクル装置２０の
運転を継続する。

ステップＳ４の比較の結果、バッテリー５の電圧が閾値以下であれば（ステップＳ４：
Ｙｅｓ）、制御部８０は処理をステップＳ５に移行する。ステップＳ５では、制御部８０
が停止手段として機能する。停止手段は、コンプレッサー２１、外気用ファン２５及び内
気用ファン２６を停止させることによって、冷凍サイクル装置２０を停止させる。そのた
め、バッテリー５の電力が消費されなくなり、バッテリー５の過放電が防止される。

冷凍サイクル装置２０が停止したら、制御部８０は処理を終了する。
なお、制御部８０が電圧検出手段としてバッテリー５の電圧を検出するタイミングは、
ステップＳ４よりも前であれば、いつでもよい。例えば、ステップＳ２又はステップＳ３
後に、制御部８０がバッテリー５の電圧を検出してもよい。

＜３．２ 検証＞
満充電の新品なバッテリー５の電圧が下閾値（＝２３．３〔Ｖ〕）に低下するまで、冷
凍サイクル装置２０が強段階の冷房強度で運転された場合、バッテリー５の端子における
電流値と、バッテリー５の電圧が下閾値に低下するまでの時間と、バッテリー５の電圧が
下閾値になった際のバッテリー５のＣＣＡ及び充電率とを実験により調べた。

また、満充電の新品なバッテリー５の電圧が下閾値（＝２３．３〔Ｖ〕）に低下するま
で、冷凍サイクル装置２０が弱段階の冷房強度で運転された場合、バッテリー５の端子に
おける電流値と、バッテリー５の電圧が下閾値に低下するまでの時間と、バッテリー５の
電圧が下閾値になった際のバッテリー５のＣＣＡ及び充電率とを実験により調べた。

実験結果を表１に示す。

表１から明らかなように、冷凍サイクル装置２０が強段階の冷房強度で運転された場合
よりも、冷凍サイクル装置２０が弱段階の冷房強度で運転された場合の方が、バッテリー
５のＣＣＡ及び充電率がより低下することが分かる。このような実験結果から分かるよう
に、冷凍サイクル装置２０が弱段階又は送風段階の冷房強度で運転された場合、上述の処
理（１）のように、バッテリー５の電圧が上閾値に至った時点で、制御部８０が冷凍サイ
クル装置２０を停止させると、バッテリー５の過放電が防止される。一方、冷凍サイクル
装置２０が強段階又は中段階の冷房強度で運転された場合、上述の処理（１）のように、
バッテリー５の電圧が上閾値よりも低い下閾値に至った時点で、制御部８０が冷凍サイク
ル装置２０を停止させることによって、冷凍サイクル装置２０の運転時間が長期になる上
、バッテリー５の過放電が防止される。

＜４． 冷房装置の運転時間延長機能＞
貨物自動車１のエンジンの停止中に冷凍サイクル装置２０が自動強度設定制御モード及
び手動強度設定制御モードの強段階又は中段階で運転されると、バッテリー５が速く放電
され、冷凍サイクル装置２０の運転可能時間が短い。そこで、冷凍サイクル装置２０の運
転可能時間の長期化を図るべく、この冷房装置１０は運転時間延長機能を有する。

冷房装置１０の運転時間延長機能は、冷凍サイクル装置２０の運転中の以下のような制
御部８０の処理（２）によって実現される。なお、冷凍サイクル装置２０の冷房強度が自
動強度設定制御モード及び手動強度設定制御モードにおける強段階又は中段階の場合に、
制御部８０は以下の処理（２）を実行するが、冷凍サイクル装置２０の冷房強度が弱段階
又は送風段階の場合には、制御部８０は以下の処理（２）を実行しない。また、制御部８
０は、上述の処理（１）と並行して、処理（２）を実行してもよいし、上述の処理（１）
を行わずに、処理（２）を実行してもよい。

＜４．１ 処理（２）＞
図５は、制御部８０が実行する処理（２）の流れを示したフローチャートである。
まず、制御部８０が電圧検出手段として機能する（ステップＳ２１）。電圧検出手段は
、信号線７を介して、バッテリー５の電圧を検出する。

次に、制御部８０が比較手段として機能する（ステップＳ２２）。比較手段は、ステッ
プＳ２１において検出したバッテリー５の電圧と、所定閾値とを比較する。所定閾値の値
は、バッテリー５が貨物自動車１のエンジンを始動できる電圧であれば、特に限定される
ものではないが、例えば所定閾値はバッテリー５の定格電圧よりも低く、より具体的には
所定閾値は前述の上閾値に等しくて、２３．５〔Ｖ〕、２３．７〔Ｖ〕又は２４．０〔Ｖ
〕である。

ステップＳ２２の比較の結果、バッテリー５の電圧が所定閾値よりも高ければ（ステッ
プＳ２２：Ｎｏ）、制御部８０は処理をステップＳ２１に戻して、制御部８０はステップ
Ｓ２１～Ｓ２２の処理を再度実行する。そのため、制御部８０は、バッテリー５の電圧が
処理閾値以下になるまで、ステップＳ２１～Ｓ２２の処理を繰り返し実行するとともに、
冷凍サイクル装置２０の運転を強段階又は中段階で継続する。

ステップＳ２２の比較の結果、バッテリー５の電圧が所定閾値以下であれば（ステップ
Ｓ２２：Ｙｅｓ）、制御部８０は処理をステップＳ２３に移行する。ステップＳ２３では
、制御部８０が切替手段として機能する。切替手段は、コンプレッサー２１、外気用ファ
ン２５及び内気用ファン２６の運転速度を弱段階に切り替えることによって、冷凍サイク
ル装置２０の冷房強度を弱段階に切り替える。

冷凍サイクル装置２０の冷房強度が弱段階に切り替わったら、制御部８０は処理を終了
するとともに冷凍サイクル装置２０の運転を弱段階で継続する。このような弱段階の冷房
強度は、省エネ制御モードにおける弱段階であってもよいし、手動強度設定制御モードに
おける弱段階であってもよい。

冷凍サイクル装置２０の冷房強度がステップＳ２３において強段階又は中段階から弱段
階に切り替わると、バッテリー５の電圧が上昇するため、冷凍サイクル装置２０の運転時
間が延長される。

また、冷凍サイクル装置２０の冷房強度がステップＳ２３において弱段階に切り替わる
と、乗員がそのことに気付く。乗員は、これをきっかけとして、バッテリー５の残量低下
に気付く。そして、乗員は、エンジンを始動させてバッテリー５の残量を回復せて、バッ
テリー５の過放電を未然に防止できる。

また、冷凍サイクル装置２０の冷房強度がステップＳ２３において弱段階に切り替わっ
た後、弱段階より強い冷房強度が短時間でも必要な場合には、乗員は操作パネル５０を操
作する。具体的には、ステップＳ２３の切り替わり後の段階が省エネ制御モードにおける
弱段階である場合、乗員が省エネ設定ボタン５１を押下すると、制御部８０が制御モード
を省エネ制御モードから自動強度設定制御モードに切り替えるとともに、冷凍サイクル装
置２０の冷房強度を弱段階へ切り替え前の冷房強度に戻すことから、快適性が維持される
。ステップＳ２３の切り替わり後の段階が手動強度設定制御モードにおける弱段階である
場合、乗員が冷房強度変更ボタン５５を押下すると、制御部８０が冷凍サイクル装置２０
の冷房強度をインクリメントすることから、快適性が維持される。このように乗員が操作
パネル５０の操作により冷凍サイクル装置２０の冷房強度を弱段階から中段階又は強段階
に切り替えた後、ステップＳ３において決定される閾値が下閾値になるため、バッテリー
５の過放電を未然に防止できる。

なお、制御部８０が処理（２）と並行して、処理（１）を実行した場合、ステップＳ２
３において冷凍サイクル装置２０の冷房強度が強段階又は中段階から弱段階に切り替わっ
た後、バッテリー５の電圧が上閾値以下になると（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、停止手段と
して機能する制御部８０は、コンプレッサー２１、外気用ファン２５及び内気用ファン２
６を停止させることによって、冷凍サイクル装置２０を停止させる（ステップＳ５）。こ
れにより、バッテリー５の過放電が防止される。

＜４．２ 検証＞
満充電のバッテリー５の電圧が所定閾値（＝２３．５〔Ｖ〕）に低下するまで、冷凍サ
イクル装置２０が強段階の冷房強度で運転された後に、冷凍サイクル装置２０の冷房強度
が強段階から弱段階に切り替わった場合、バッテリー５の電圧の変化を実験により調べた
。実験結果を図６のグラフに示す。

図６から明らかなように、冷凍サイクル装置２０が強段階の冷房強度で運転されている
時には、バッテリー５の電圧が漸減する。運転開始時から約２時間４０分経過すると、バ
ッテリー５の電圧が所定閾値に低下する。そして、冷凍サイクル装置２０の冷房強度が強
段階から弱段階に切り替わると、バッテリー５の電圧が所定閾値から上昇する。そのため
、冷凍サイクル装置２０の運転時間は、バッテリー５の電圧が所定閾値に再度低下するま
での時間だけ延長される。

＜５． 変形例＞
以下に、上述の実施形態から変更した変形例について説明する。以下に説明する少なく
とも２つの変更は、組み合わせて適用してもよい。

（１） 上述の実施形態では、ステップＳ２３において、切替手段として機能する制御部
８０が冷凍サイクル装置２０の冷房強度を強段階又は中段階から弱段階に切り替える。そ
れに対して、制御部８０が冷凍サイクル装置２０の冷房強度を強段階又は中段階から送風
段階に切り替えてもよい。

（２） 上述の実施形態では、ステップＳ３において、冷凍サイクル装置２０の冷房強度
が強段階又は中段階（強グループに属する段階）である場合には、決定手段として機能す
る制御部８０が閾値を下閾値に決定し、冷凍サイクル装置２０の冷房強度が弱段階又は送
風段階（弱グループに属する段階）である場合には、制御部８０が閾値を上閾値に決定す
る。それに対して、ステップＳ３において、冷凍サイクル装置２０の冷房強度が強段階（
強グループに属する段階）である場合には、決定手段として機能する制御部８０が閾値を
下閾値に決定し、冷凍サイクル装置２０の冷房強度が中段階、弱段階又は送風段階（弱グ
ループに属する段階）である場合には、制御部８０が閾値を上閾値に決定してもよい。或
いは、ステップＳ３において、冷凍サイクル装置２０の冷房強度が強段階、中段階又は弱
段階（強グループに属する段階）である場合には、決定手段として機能する制御部８０が
閾値を下閾値に決定し、冷凍サイクル装置２０の冷房強度が送風段階（弱グループに属す
る段階）である場合には、制御部８０が閾値を上閾値に決定してもよい。

（３） 上述の実施形態では、冷凍サイクル装置２０の冷房強度の段階は４段階である。
冷凍サイクル装置２０の冷房強度の段階は２段階以上であれば、このようなものに限らず
、例えば、強段階と弱段階の２段階であってもよいし、３段階若しくは５段階又はそれ以
上の段階であってもよい。

（４） 上述の実施形態では、ステップＳ３において、決定手段として機能する制御部８
０が閾値を決定するに際して、強グループと弱グループのグループ毎に閾値が割り当てら
れている。それに対して、冷凍サイクル装置２０の冷房強度の段階毎に閾値が割り当てら
れてもよい。この場合、冷凍サイクル装置２０の冷房強度の段階が強くなるほど、割り当
てられる閾値が低くなる。つまり、ステップＳ３において、冷凍サイクル装置２０の冷房
強度が強段階である場合には、決定手段として機能する制御部８０が最も低い閾値に決定
し、冷凍サイクル装置２０の冷房強度が中段階である場合には、制御部８０が２番目に低
い閾値に決定し、冷凍サイクル装置２０の冷房強度が弱段階である場合には、制御部８０
が３番目に低い閾値に決定し、冷凍サイクル装置２０の冷房強度が送風段階である場合に
は、制御部８０が最も高い閾値に決定する。

（５） 上述の実施形態では、空調の一例として冷房が挙げられ、空調装置の一例として
冷房装置１０が挙げられている。それに対して、冷房装置１０が暖房装置に変更されても
よい。この場合、冷房装置１０の説明における「冷房」という用語は「暖房」という用語
に読み替えられる。また、冷凍サイクル装置２０における冷媒の流れの方向が逆方向にな
り、熱交換器２２がエバポレーターであり、熱交換器２４がコンデンサーである。

（６） 上述の実施形態では、空調装置の一例として冷房装置１０が挙げられている。そ
れに対して、冷房装置１０が、冷房と暖房の切り替え可能な空調装置に変更されてもよい
。この場合、コンプレッサー２１が四方弁に接続され、熱交換器２２と熱交換器２４が四
方弁に接続されている。冷房の際には、制御部８０が四方弁を制御して、これにより、四
方弁が、冷媒の流れ方向を、熱交換器２４（熱交換器２４がエバポレーターである）から
コンプレッサー２１を経由して熱交換器２２（熱交換器２２がコンデンサーである）に向
かう方向に切り替える。一方、暖房の際には、制御部８０が四方弁を制御して、これによ
り、四方弁が、冷媒の流れ方向を、熱交換器２２（熱交換器２２がエバポレーターである
）からコンプレッサー２１を経由して熱交換器２４（熱交換器２４がコンデンサーである
）に向かう方向に切り替える。

（７） 上述のステップＳ３において、決定手段としての制御部８０が閾値を次のように
決定してもよい。即ち、冷凍サイクル装置２０の冷房強度が、強グループに属する強段階
又は中段階である場合には、決定手段としての制御部８０が閾値を下閾値に決定する。冷
凍サイクル装置２０の冷房強度が、弱グループに属する弱段階又は送風段階である場合で
あっても、冷凍サイクル装置２０の冷房強度が強段階又は中段階から弱段階又は送風段階
に切り替わった時から所定時間（例えば、５分）経過していなければ、決定手段としての
制御部８０が閾値を下閾値に決定する。冷凍サイクル装置２０の冷房強度が、弱グループ
に属する弱段階又は送風段階である場合であって、冷凍サイクル装置２０の冷房強度が強
段階又は中段階から弱段階又は送風段階に切り替わった時から所定時間（例えば、５分）
経過していれば、決定手段としての制御部８０が閾値を下閾値よりも高い上閾値に決定す
る。なお、これを実現するべく、制御部８０は、冷凍サイクル装置２０の冷房強度が強段
階又は中段階から弱段階又は送風段階に切り替わった時に計時を開始する。

＜６． 有利な効果＞
（１） 以上に説明したように、本実施形態に係る冷房装置１０は、バッテリー５の電力
により運転されることによって貨物自動車１の運転室を空調する冷凍サイクル装置２０と
、冷凍サイクル装置２０の空調強度を段階的に制御する制御部８０と、を備える。制御部
８０は、冷凍サイクル装置２０の空調強度に応じて閾値を決定する決定手段（ステップＳ
３）と、決定手段（ステップＳ３）により決定された閾値とバッテリー５の電圧を比較す
る比較手段（ステップＳ４）と、比較手段（ステップＳ４）による比較の結果、バッテリ
ー５の電圧が閾値以下である場合に（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、冷凍サイクル装置２０を
停止させる停止手段（ステップＳ５）と、を有する。
このような冷房装置１０においては、閾値が冷凍サイクル装置２０の空調強度に応じて
決定されたものであるため、その閾値が冷凍サイクル装置２０の空調強度に適したものと
なる。そのため、バッテリー５の電圧が閾値まで低下した時に冷凍サイクル装置２０が停
止すると、冷凍サイクル装置２０の空調強度に関わらず、冷凍サイクル装置２０の停止時
のバッテリー５の過放電が防止される。

（２） 本実施形態に係る冷房装置１０において、冷凍サイクル装置２０の空調強度が弱
グループに属する弱段階又は送風段階であれば、決定手段（ステップＳ３）が閾値を上閾
値に決定し、冷凍サイクル装置２０の空調強度が強グループに属する強段階又は中段階で
あれば、決定手段（ステップＳ３）が閾値を下閾値に決定する。
このように、冷凍サイクル装置２０が弱段階又は送風段階の空調強度で運転された場合
、バッテリー５の電圧が上閾値に至った時点で、停止手段（ステップＳ５）が冷凍サイク
ル装置２０を停止させると、バッテリー５の過放電が防止される。一方、冷凍サイクル装
置２０が強段階又は中段階の空調強度で運転された場合、バッテリー５の電圧が下閾値に
至った時点で、停止手段（ステップＳ５）が冷凍サイクル装置２０を停止させることによ
って、冷凍サイクル装置２０の運転時間が長期になる上、バッテリー５の過放電が防止さ
れる。

（３） 本実施形態に係る冷房装置１０において、冷凍サイクル装置２０の空調強度が強
グループに属する強段階又は中段階であれば、決定手段（ステップＳ３）が閾値を下閾値
に決定し、冷凍サイクル装置２０の空調強度が弱グループに属する弱段階又は送風段階で
あって、且つ、冷凍サイクル装置２０の空調強度が強段階又は中段階から弱段階又は送風
段階に切り替わった時から所定時間経過していれば、決定手段（ステップＳ３）が閾値を
上閾値に決定し、冷凍サイクル装置２０の空調強度が弱段階又は送風段階であって、且つ
、冷凍サイクル装置２０の空調強度が強段階又は中段階から弱段階又は送風段階に切り替
わった時から所定時間経過していなければ、決定手段（ステップＳ３）が閾値を下閾値に
決定する。
このように、冷凍サイクル装置２０が強段階又は中段階の空調強度で運転された場合、
バッテリー５の電圧が下閾値に至った時点で、停止手段（ステップＳ５）が冷凍サイクル
装置２０を停止させることによって、冷凍サイクル装置２０の運転時間が長期になる上、
バッテリー５の過放電が防止される。冷凍サイクル装置２０の空調強度が強段階又は中段
階から弱段階又は送風段階に切り替わった時から所定時間経過するまでは、バッテリー５
の電圧がすぐに変動しない可能性もあるため、その期間では、バッテリー５の電圧が下閾
値に至った時点で、停止手段（ステップＳ５）が冷凍サイクル装置２０を停止させること
によって、冷凍サイクル装置２０の運転時間が長期になる上、バッテリー５の過放電が防
止される。冷凍サイクル装置２０の空調強度が強段階又は中段階から弱段階又は送風段階
に切り替わった時から所定時間経過した後は、バッテリー５の電圧が上閾値に至った時点
で、停止手段（ステップＳ５）が冷凍サイクル装置２０を停止させると、バッテリー５の
過放電が防止される。

（４） 本実施形態に係る冷房装置１０において、制御部８０が、冷凍サイクル装置２０
の空調強度が強グループに属する強段階又は弱段階である場合に、所定閾値とバッテリー
５の電圧を比較する第２比較手段（ステップＳ２２）と、第２比較手段（ステップＳ２２
）による比較の結果、バッテリー５の電圧が所定閾値以下である場合に、冷凍サイクル装
置の空調強度を弱グループに属する弱段階又は送風段階に切り替える切替手段（ステップ
Ｓ２３）と、を有する。
このように、冷凍サイクル装置２０の冷房強度が強段階又は中段階から弱段階又は送風
段階に切り替わると、バッテリー５の電圧が上昇する。そのため、冷凍サイクル装置２０
の運転時間は、バッテリー５の電圧が所定閾値に再度低下するまでの時間だけ延長される
。

１０…冷房装置（空調装置）
２０…冷凍サイクル装置
８０…制御部（決定手段、比較手段、停止手段、第２比較手段、切替手段）

Claims (3)

1. バッテリーの電力により運転されることによって車両の運転室を空調する冷凍サイクル装置と、
   前記冷凍サイクル装置の空調強度を段階的に制御する制御部と、を備え、
   前記制御部が、
   前記冷凍サイクル装置の空調強度に応じて閾値を決定する決定手段と、
   前記決定手段により決定された前記閾値と前記バッテリーの電圧を比較する比較手段と、
   前記比較手段による比較の結果、前記バッテリーの電圧が前記閾値以下である場合に、前記冷凍サイクル装置を停止させる停止手段と、を有し、
   前記冷凍サイクル装置の空調強度の段階が強度の高い強グループとそれよりも強度の低い弱グループに分けられた場合に、前記冷凍サイクル装置の空調強度が前記弱グループに属する段階であれば、前記決定手段が前記閾値を上閾値に決定し、前記冷凍サイクル装置の空調強度が前記強グループに属する段階であれば、前記決定手段が前記閾値を前記上閾値よりも低い下閾値に決定する
   空調装置。
2. バッテリーの電力により運転されることによって車両の運転室を空調する冷凍サイクル装置と、
   前記冷凍サイクル装置の空調強度を段階的に制御する制御部と、を備え、
   前記制御部が、
   前記冷凍サイクル装置の空調強度に応じて閾値を決定する決定手段と、
   前記決定手段により決定された前記閾値と前記バッテリーの電圧を比較する比較手段と、
   前記比較手段による比較の結果、前記バッテリーの電圧が前記閾値以下である場合に、前記冷凍サイクル装置を停止させる停止手段と、を有し、
   前記冷凍サイクル装置の空調強度の段階が強度の高い強グループとそれよりも強度の低い弱グループに分けられた場合に、前記冷凍サイクル装置の空調強度が前記強グループに属する段階であれば、前記決定手段が前記閾値を下閾値に決定し、前記冷凍サイクル装置の空調強度が前記弱グループに属する段階であって、且つ、前記冷凍サイクル装置の空調強度が前記強グループに属する段階から前記弱グループに属する段階に切り替わった時から所定時間経過していれば、前記決定手段が前記閾値を前記下閾値よりも高い上閾値に決定し、前記冷凍サイクル装置の空調強度が前記弱グループに属する段階であって、且つ、前記冷凍サイクル装置の空調強度が前記強グループに属する段階から前記弱グループに属する段階に切り替わった時から前記所定時間経過していなければ、前記決定手段が前記閾値を前記下閾値に決定する
   空調装置。
3. 前記制御部が、
   前記冷凍サイクル装置の空調強度が前記強グループに属する段階である場合に、所定閾値と前記バッテリーの電圧を比較する第２比較手段と、
   前記第２比較手段による比較の結果、前記バッテリーの電圧が前記所定閾値以下である場合に、前記冷凍サイクル装置の空調強度を前記弱グループに属する段階に切り替える切替手段と、を有する
   請求項１又は２に記載の空調装置。

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