專利名稱：冷凍車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用變頻裝置將由發(fā)動機(jī)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)的輸出變換成變頻交流電、可變速驅(qū)動形成冷凍循環(huán)的壓縮機(jī)的冷凍車。
背景技術(shù)：
在以往的這類冷凍車中，采用皮帶輪和皮帶來連接發(fā)動機(jī)的輸出軸和壓縮機(jī)的驅(qū)動軸，根據(jù)發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)來驅(qū)動壓縮機(jī)。驅(qū)動軸外突的壓縮機(jī)稱為開放式壓縮機(jī)，這種壓縮機(jī)存在的缺點(diǎn)是即使采用油封等來密封驅(qū)動軸，但冷凍循環(huán)中的冷媒雖是極少量，仍會慢慢地漏泄到空氣里。為了解決這個問題，如在日本專利特開2001-56170號公報中，已披露了通過皮帶輪和皮帶使發(fā)動機(jī)的輸出軸與發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸連接，由變頻裝置將發(fā)動機(jī)的輸出變換成交流電，可變速驅(qū)動密閉型壓縮機(jī)的冷凍車。
用于這種冷凍車的發(fā)電機(jī)是交流電發(fā)電機(jī)。眾所周知，由于發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速隨汽車的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而變化，所以設(shè)置了調(diào)整勵磁線圈的電流的自動電壓調(diào)節(jié)器，由此，較為恒定地控制發(fā)電機(jī)的輸出電壓。發(fā)電機(jī)的輸出由整流器變換成直流電，再通過變換裝置變換成變頻交流電，然后再供給壓縮機(jī)驅(qū)動電機(jī)。
另一方面，冷凍車中的冷凍負(fù)載和冷藏負(fù)載取決于與庫內(nèi)溫度的差異。因此，在上述冷凍車中，要根據(jù)設(shè)定溫度與庫內(nèi)溫度的差異進(jìn)行使壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速變化的變速驅(qū)動。一般來說，冷凍負(fù)載和冷藏負(fù)載在大氣溫度高的盛夏為較大，在大氣溫度低的冬季為較小。因此，大氣溫度變得越高，就越需要提高壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速。由于壓縮機(jī)的消耗功率大致與轉(zhuǎn)速成正比，所在在大氣溫度高時，就得增大流到勵磁線圈的電流以提高發(fā)電機(jī)的輸出。
如上所述，隨著負(fù)載的增大而提高發(fā)電功率時，發(fā)電機(jī)的發(fā)熱量也增加，結(jié)果是發(fā)電機(jī)的溫度上升。另外，發(fā)電機(jī)的輸出功率需要增大是在大氣溫度高的時期，所以發(fā)電機(jī)向大氣的散熱量減小，利用大氣冷卻的效果也小。其結(jié)果，發(fā)電機(jī)的溫度極端上升，存在著易發(fā)生線圈斷線等異常情況或故障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用于解決上述技術(shù)問題，其所要解決的技術(shù)問題是提供可抑制起因于發(fā)電機(jī)輸出功率增大的異常溫升以及預(yù)防斷線等異常情況或故障發(fā)生的冷凍車。
本發(fā)明的第1發(fā)明的冷凍車，含有由發(fā)動機(jī)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)和將該發(fā)電機(jī)的輸出變換成變頻交流電的變頻裝置，通過該變頻裝置的輸出可變速冷凍循環(huán)的壓縮機(jī)，包括檢測所述發(fā)電機(jī)溫度的溫度檢測裝置，和由所述溫度檢測裝置檢測的溫度超過設(shè)定值時，將所述變頻裝置的輸出頻率限制在低值的頻率控制裝置。
本發(fā)明的第2發(fā)明的冷凍車，是在第1發(fā)明冷凍車中，所述頻率控制裝置在由所述溫度檢測裝置檢測的溫度超過設(shè)定值時，將所述變頻裝置的輸出頻率保持在規(guī)定值。
本發(fā)明的第3發(fā)明的冷凍車，是在第1發(fā)明的冷凍車中，所述頻率控制裝置在由所述溫度檢測裝置檢測的溫度超過設(shè)定值時，每經(jīng)過規(guī)定時間使所述變頻裝置的輸出頻率僅降低規(guī)定的頻率。
本發(fā)明的第4發(fā)明的冷凍車，是在第1至第3任一項(xiàng)發(fā)明的冷凍車中，所述頻率控制裝置在由所述溫度檢測裝置檢測的溫度超過比所述設(shè)定值高的第2設(shè)定值時，使所述變頻裝置的輸出頻率為零，以便使所述壓縮機(jī)停轉(zhuǎn)。


圖1表示本發(fā)明的冷凍車的一實(shí)施形態(tài)的慨略結(jié)構(gòu)圖。
圖2表示在圖1所示的實(shí)施形態(tài)中控制冷凍循環(huán)的控制裝置的整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的方塊圖。
圖3表示用來說明圖2所示的輸出頻率決定裝置的概略動作的說明圖。
圖4表示微型計算機(jī)等含有圖3說明的功能時的處理順序的流程圖。
圖5表示用來說明圖2所示的頻率決定裝置的其它概略動作的說明圖。
圖6表示微型計算機(jī)等含有圖5說明的功能時的處理順序的流程圖。
符號說明1.車頭2.車箱
3.發(fā)動機(jī)4.發(fā)電機(jī)5.冷凍冷藏室12整流器14變頻裝置15壓縮機(jī)驅(qū)動電機(jī)16壓縮機(jī)17冷凝器19蒸發(fā)器21庫內(nèi)溫度傳感器22溫度設(shè)定器23目標(biāo)頻率決定裝置24發(fā)電機(jī)溫度傳感器25溫度區(qū)域檢測裝置26輸出頻率決定裝置具體實(shí)施形態(tài)下面將根據(jù)圖示的理想實(shí)施形態(tài)來詳細(xì)說明本發(fā)明。圖1表示與本發(fā)明有關(guān)的一實(shí)施形態(tài)的概略結(jié)構(gòu)圖。該冷凍車在車頭1上連接著車箱2。在車頭1的駕駛席(圖中省略)的外底部裝著發(fā)動機(jī)3的和發(fā)電機(jī)4，該發(fā)動機(jī)3的輸出軸上連接著發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸。并且，在駕駛席的前面設(shè)置了至少可進(jìn)行溫度設(shè)定的操作部5。此外還裝有用于檢測發(fā)電機(jī)4溫度的發(fā)電機(jī)溫度傳感器24。在車箱2的前面部位為冷凍室和冷藏室鄰接的冷凍、冷藏室6，后部為一般的車室7。
此外，在車箱2的外側(cè)底部裝有放置自動電壓調(diào)節(jié)器、整流器、變頻裝置以及控制電路等的電源箱8，其前部裝有壓縮機(jī)16。另外，在車箱2的外側(cè)前上方裝有構(gòu)成冷凍循環(huán)系統(tǒng)的冷凝器17，在冷凍、冷藏室6的頂部裝有蒸發(fā)器19。此外還設(shè)置了用于檢測冷凍、冷藏室6溫度的庫內(nèi)溫度傳感器21。
圖2表示在圖1所示的實(shí)施形態(tài)中控制冷凍循環(huán)的控制裝置的整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的方塊圖。圖中，各部分的編號與圖1相同。在該系統(tǒng)圖中，當(dāng)對鍵開關(guān)9進(jìn)行ON操作時，發(fā)動機(jī)3就啟動。該發(fā)動機(jī)3與上述的發(fā)電機(jī)4連接。為了將發(fā)電機(jī)4的輸出電壓控制在恒定狀態(tài)，設(shè)置了控制其勵磁電流的自動電壓調(diào)節(jié)器10。在發(fā)電機(jī)4的輸出端通過開關(guān)11連接著整流器12，從該整流器12輸出的脈沖電流由濾波電容器13給以濾波，施加到變頻裝置14的直流輸出端。
變頻裝置14如通過IGBT等開關(guān)元件進(jìn)行橋接，按規(guī)定順序?qū)ζ溥M(jìn)行ON/OFF控制，從輸出端輸出三相交流電壓，施加到驅(qū)動密閉型壓縮機(jī)16的壓縮機(jī)驅(qū)動電機(jī)15上。該壓縮機(jī)16與冷凝器17、膨脹閥18以及蒸發(fā)器19共同構(gòu)成大家熟知的冷凍循環(huán)系統(tǒng)。通過該循環(huán)系統(tǒng)使圖1所示的冷凍、冷藏室6致冷。
另一方面，庫內(nèi)溫度傳感器21和設(shè)置在操作部5，設(shè)定冷凍、冷藏室6溫度的溫度設(shè)定器22與目標(biāo)頻率決定裝置23連接。目標(biāo)頻率決定裝置23根據(jù)由庫內(nèi)溫度傳感器21檢測的溫度與溫度設(shè)定器22的設(shè)定溫度之間的差值來運(yùn)算供給壓縮機(jī)驅(qū)動電機(jī)15的電力的頻率。發(fā)電機(jī)溫度傳感器24對發(fā)電機(jī)4的溫度進(jìn)行檢測，與溫度區(qū)域檢測裝置25連接。該溫度區(qū)域檢測裝置25檢測發(fā)電機(jī)的溫度是否在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)，至少輸出在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)、或低于溫度范圍、或高于溫度范圍三種信號。輸出頻率決定裝置26根據(jù)溫度區(qū)域檢測裝置25的輸出信號來修正從目標(biāo)頻率決定裝置23輸出的目標(biāo)頻率，作為變頻裝置的輸出頻率施加到變頻裝置控制電路27上。該變頻裝置控制電路27根據(jù)變頻裝置輸出頻率產(chǎn)生用于生成三相脈寬調(diào)制(PWM)電壓的ON/OFF信號，以控制構(gòu)成變頻裝置14的開關(guān)元件。
此外，溫度區(qū)域檢測裝置25和輸出頻率決定裝置26與本發(fā)明的頻率控制裝置相對應(yīng)。
關(guān)于圖2所示的自動電壓節(jié)整器10、變頻裝置14、變頻裝置控制電路的結(jié)構(gòu)和動作以及冷凍循環(huán)系統(tǒng)的工作因眾所熟知而不再說明。下面就起因于發(fā)電機(jī)輸出增大的異常溫升的抑制加以說明。首先，對鍵開關(guān)9進(jìn)行ON操作，隨著發(fā)動機(jī)3的啟動，發(fā)電機(jī)4開始發(fā)電，同時通過自動電壓調(diào)節(jié)器10進(jìn)行發(fā)電壓控制。為此，當(dāng)對開關(guān)11進(jìn)行ON操作時，由整流器12將從發(fā)電機(jī)4輸出的交流電進(jìn)行整流，通過濾波電容器13進(jìn)行濾波后施加到變頻裝置14上。
另一方面，將由庫內(nèi)溫度傳感器21檢測的庫內(nèi)溫度Ta和溫度設(shè)定器2的設(shè)定值Ts加到目標(biāo)頻率決定裝置23上。目標(biāo)頻率決定裝置23根據(jù)其溫差Ta-Ts，決定預(yù)先規(guī)定的頻率范圍A～C之間相對應(yīng)的目標(biāo)頻率Fs并輸出。溫度區(qū)域檢測裝置25將檢測由發(fā)電機(jī)溫度傳感器24檢測的發(fā)電機(jī)溫度Tg是處于預(yù)先規(guī)定的溫度范圍T1、T2、T3(T1＞T2＞T3)中的哪個范圍中，將檢測結(jié)果加到輸出頻率決定裝置6上。輸出頻率決定裝置26根據(jù)溫度區(qū)域檢測裝置25的檢測結(jié)果將由目標(biāo)頻率決定裝置23決定的目標(biāo)頻率Fs直接輸出，或加以修正后輸出，或輸出停止指令(OHz)。
圖3表示用來說明輸出頻率決定裝置26的概略動作的說明圖。其中，設(shè)定著T1(140℃)、T2(120℃)、T3(110℃)三個溫度，在發(fā)電機(jī)溫度Tg從低于T2狀態(tài)變?yōu)樯仙齼A向時，將低于T2的范圍作為直接輸出由目標(biāo)頻率決定裝置23決定的目標(biāo)頻率Fs的“無限制”范圍，作為將T2-T1的范圍保持在恒定頻率如40Hz的“頻率限制”范圍，作為超過T1時“停止”的范圍。在發(fā)電機(jī)溫度Tg一旦超過T2后，將T3-T1的范圍作為“頻率限制”范圍，將低于T3的范圍作為“無限制”范圍。這樣，使“頻率限制”范圍的下限值在溫度上升時及其以后有所不同的理由是為防止波動而使頻率具有滯后特性的緣故。
從上述說明可知，在發(fā)電機(jī)啟動后其溫度Tg超過設(shè)定值T2時，變頻裝置14的輸出頻率被限制在一定值。其后，當(dāng)溫度Tg超過T1時就停止。如下降至T3以下時目標(biāo)頻率Fs進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)?！邦l率限制”范圍的限制值40Hz若保持在該值，則要發(fā)揮所需的冷凍能力，并且為不超過T1(140℃)而選定發(fā)電機(jī)4的溫度。
關(guān)于圖2所示的目標(biāo)頻率決定裝置23、溫度區(qū)域檢測裝置25、輸出頻率決定裝置26等，可使單純的微型計算機(jī)等數(shù)字信號處理器具備這些功能。圖4為表示這種場合的具體處理順序的流程圖。圖中，步驟101中將根據(jù)庫內(nèi)溫度ta與設(shè)定溫度Ts之差來決定變頻裝置14可輸出的目標(biāo)頻率Gs。接著，在步驟102中判定發(fā)動機(jī)3是否處于運(yùn)轉(zhuǎn)中。若在運(yùn)轉(zhuǎn)中，則由頻率103進(jìn)行開關(guān)的ON操作，與此同時，自動電壓調(diào)節(jié)器10開始電壓控制動作。在下一步驟104中，判定發(fā)電機(jī)4有無輸出。在有輸出的條件下，由步驟105讀取由發(fā)電機(jī)溫度傳感器24檢測的溫度Tg，然后再由步驟105來判定發(fā)電機(jī)溫度Tg是否超過設(shè)定值T1。在步驟102判定為發(fā)動機(jī)3未運(yùn)轉(zhuǎn)，或步驟106判定為發(fā)電機(jī)溫度Tg超過了設(shè)定值T1時，由步驟115給以停止。即將變頻裝置的輸出頻率變?yōu)榱?。由步驟104判定為發(fā)電機(jī)無輸出時，由步驟101～104重復(fù)進(jìn)行處理。
其后，若發(fā)電機(jī)溫度Tg被判定為低于設(shè)定值T1時，由步驟107判定發(fā)電機(jī)溫度Tg是否超過了設(shè)定值T3。超過時，由步驟108判定是否有表示處于“頻率限制”范圍的標(biāo)志(flag)。若有標(biāo)志，則由步驟109判定發(fā)電機(jī)溫度Tg是否超過了設(shè)定值T2。超過時，由步驟110設(shè)置表示在“頻率限制”范圍的標(biāo)志。
并且，在由步驟108判定為有標(biāo)志時，以及由步驟110設(shè)置標(biāo)志時，由步驟111判定現(xiàn)目標(biāo)頻率Fs是否低于限制頻率f1(40Hz)，若目標(biāo)頻率Fs不低于限制頻率f1，則由步驟113將變頻裝置輸出頻率f定為限制頻率f1，然后由步驟114根據(jù)變頻裝置輸出頻率f來控制變頻裝置14。
采用圖4所示的處理順序，是可以對用圖3說明的發(fā)電機(jī)的溫升抑制進(jìn)行控制的。
此外，用圖3和圖4說明的控制，在發(fā)電機(jī)溫度Tg低于設(shè)定值T1，且超過T2或T3的范圍時，將變頻裝置14的輸出頻率保持在一定值。但另一種情況下，如圖5所示，每經(jīng)過一定時間如3分鐘，若使變頻裝置輸出頻率f降低5Hz，則可始終在接近低溫度設(shè)定值T3的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，因此能可靠地防止超過溫度設(shè)定值T1這種事態(tài)的發(fā)生。
圖6為用于實(shí)現(xiàn)用圖5說明的控制的微型計算機(jī)等數(shù)字信號處理器中具體處理順序的流程圖。圖中，步驟201～207的處理與圖4所示的步驟101～107完全相同，所以不再贅述。在繼步驟207處理之后的步驟208中，判定對在頻率低范圍中的時間進(jìn)行記時的定時器是否在工作中。若判斷為定時器未在工作中，則由步驟209判定發(fā)電機(jī)溫度Tg是否超過了設(shè)定值T2。超過時，由步驟212使定時器T啟動。其后，在步驟213中，使變頻裝置輸出頻率f降低規(guī)定值Δf如5Hz，然后再由步驟214按降低了的變頻裝置輸出頻率f來運(yùn)轉(zhuǎn)變頻裝置14。
另一方面，當(dāng)由步驟208判定為定時器T在運(yùn)轉(zhuǎn)中時，由步驟210來判定定時器的計時時間是否超過了設(shè)定值Ts。在超過的瞬間，由步驟21使定時器T復(fù)位以轉(zhuǎn)移到步驟212為定時器啟動處理。如果由步驟210判定為定時器的計時時間未達(dá)到設(shè)定時間Ts，則由步驟215判定變頻裝置的輸出頻率f是否在目標(biāo)頻率Fs以上。在目標(biāo)頻率Fs以上時，進(jìn)入步驟217的處理。反之，變頻裝置輸出頻率f低于目標(biāo)頻率Fs時，就執(zhí)行步驟214的處理。
接著，在由步驟209判定為發(fā)電機(jī)溫度Tg未超過設(shè)定值T2時，由步驟216判定變頻裝置輸出頻率f是否在目標(biāo)頻率Fs以上。如在目標(biāo)頻率Fs以上時，由步驟217運(yùn)轉(zhuǎn)變頻裝置使變頻裝置輸出頻率f變?yōu)槟繕?biāo)頻率fs，由步驟218對定時器T進(jìn)行復(fù)位并進(jìn)入步驟214的處理。此外，在由步驟216判定為變頻裝置的輸出頻率f低于目標(biāo)頻率Fs時，由步驟219將變頻裝置輸出頻率f增加規(guī)定值Δf如5Hz，并轉(zhuǎn)移到步驟214的處理。通過步驟219的處理，可以提高發(fā)電機(jī)啟動后的冷凍能力，以迅速達(dá)到所需溫度。況且，當(dāng)由步驟202判定為發(fā)動機(jī)3未在運(yùn)轉(zhuǎn)，或由步驟206判定為發(fā)電機(jī)溫度Tg超過了設(shè)定值T1時，則由步驟220使變頻裝置輸出頻率變?yōu)镺Hz，以使變頻裝置停止工作。
使用圖6所示的處理順序，如圖5說明的那樣，由于可在接近低溫度設(shè)定值T3的區(qū)域內(nèi)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，所以能可靠地防止超過溫度設(shè)定值T1這種事態(tài)的發(fā)生。
這樣，如圖3和圖4說明的那樣，在發(fā)電機(jī)4的規(guī)定溫度范圍內(nèi)，即使將變頻裝置運(yùn)轉(zhuǎn)頻率f保持在一定值，或其以下，或者象圖5和圖6說明的那樣，在發(fā)電機(jī)4的規(guī)定的溫度范圍內(nèi)，隨著時間經(jīng)過逐次降低變頻裝置運(yùn)轉(zhuǎn)頻率，也能夠抑制起因于發(fā)電機(jī)輸出增大的溫度的異常上升。
從上述說明清楚地看出，采用本發(fā)明，則能提供一種冷凍車，這種冷凍車能抑制起因于發(fā)電機(jī)輸出增大的溫度的異常上升，預(yù)防斷線等異常情況或故障發(fā)生。
權(quán)利要求
1.一種冷凍車，含有由發(fā)動機(jī)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)和將該發(fā)電機(jī)的輸出變換成變頻交流電的變頻裝置，通過該變頻裝置的輸出可變速冷凍循環(huán)的壓縮機(jī)，其特征在于，包括檢測所述發(fā)電機(jī)溫度的溫度檢測裝置，和由所述溫度檢測裝置檢測的溫度超過設(shè)定值時，將所述變頻裝置的輸出頻率限制在低值的頻率控制裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的冷凍車，其特征在于，所述頻率控制裝置在由所述溫度檢測裝置檢測的溫度超過設(shè)定值時，將所述變頻裝置的輸出頻率保持在規(guī)定值。
3.如權(quán)利要求1所述的冷凍車，其特征在于，所述頻率控制裝置在由所述溫度檢測裝置檢測的溫度超過設(shè)定值時，每經(jīng)過規(guī)定時間使所述變頻裝置的輸出頻率僅降低規(guī)定的頻率。
4.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的冷凍車，其特征在于，所述頻率控制裝置在由所述溫度檢測裝置檢測的溫度超過比所述設(shè)定值高的第2設(shè)定值時，使所述變頻裝置的輸出頻率為零，以便使所述壓縮機(jī)停轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種冷凍機(jī),由發(fā)動機(jī)(3)驅(qū)動發(fā)電機(jī)(4),由變頻裝置(14)將該發(fā)電機(jī)(4)的輸出變換成變頻交流電,通過該變頻裝置(14)的輸出可變速驅(qū)動形成冷凍循環(huán)的壓縮機(jī)(16),包括檢測發(fā)電機(jī)溫度的溫度檢測裝置(24),以及由溫度檢測裝置(24)檢測的溫度超過設(shè)定值(Ts)時將變頻裝置14的輸出頻率f限制在低值的頻率控制裝置(25、26)。本發(fā)明提供一種抑制起因于發(fā)電機(jī)輸出增大的溫度異常上升,預(yù)防斷線等異常情況或故障發(fā)生的冷凍車。
文檔編號F02D29/06GK1382603SQ0211813
公開日2002年12月4日 申請日期2002年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月20日
發(fā)明者岡本宏, 杉浦廣陽, 井出祐一, 豐田正基 申請人:東芝開利株式會社