JP2009083567A

JP2009083567A - 電気自動車の空調制御装置

Info

Publication number: JP2009083567A
Application number: JP2007253108A
Authority: JP
Inventors: Kazunari Handa; 和功半田; Yohei Hashimoto; 陽平橋本; Shinya Fujiwara; 晋哉藤原; Masaru Kadoi; 勝門井; Makoto Kataniwa; 誠片庭
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2009-04-23

Abstract

【課題】電気自動車の走行可能距離の確保を優先し、車載バッテリの充電率に応じてプレ空調のＯＮ／ＯＦＦを制御することが可能な電気自動車の空調制御装置を提供する。
【解決手段】外部電源２を通じて車載バッテリ１１５の充電を行う電気自動車１の空調制御装置を、外部電源２による車載バッテリ１１５の充電時であって乗車予定時刻の一定時間前にバッテリ１１５の充電率と予め設定した判定値とを比較し、バッテリ１１５の充電率が予め設定した判定値以上であればプレ空調ＯＮの信号を出力し、バッテリ１１５の充電率が予め設定した判定値より低い場合はプレ空調ＯＦＦの信号を出力する電子制御部１１１を備える構成とした。
【選択図】図３

Description

本発明は、電気自動車の空調制御装置に関する。

車載バッテリを出力源として電気モータを駆動し動力を得る電気自動車にあっては、車載バッテリは、電気モータのほか、各種ランプ類、空調機器等の様々な電装品の電力源となる。そのため、例えば走行中の空調機器の使用は車載バッテリの消費電力を増加させ、該電気自動車の走行可能距離を短縮させるという問題があった。

このような問題に対し、従来、電気自動車の走行可能距離を確保するために、外部電源による車載バッテリの充電時に外部電源によって車室内の空調（以下、プレ空調という）を行う、具体的には、外部電源による車載バッテリの充電時であって乗車予定時刻の一定時間前に、外部電源から供給される電力により充電に優先して電動エアコンを駆動するように構成されたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−６５８１５号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているように外部電源による車載バッテリの充電時に、充電に優先して電動エアコンを駆動するようにした場合、車載バッテリの充電率の高低に関わらず充電を中止し電動エアコンを稼動させることとなるために、充電率が低い状態で電動エアコンが稼動された場合等には、電気自動車の走行可能距離が短くなってしまうという問題があった。

このようなことから本発明は、電気自動車の走行可能距離の確保を優先し、車載バッテリの充電率に応じてプレ空調のＯＮ／ＯＦＦを制御することが可能な電気自動車の空調制御装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための第１の発明に係る電気自動車に搭載される空調制御装置は、外部電源を通じて車載バッテリの充電を行う電気自動車の空調制御装置であって、前記車載バッテリの充電状態を監視・制御するバッテリ調整手段と、前記電気自動車の車室内の温度を調整する空調機器の制御を行う空調機器制御手段と、前記外部電源による前記車載バッテリの充電時であって乗車予定時刻の一定時間前に空調機器を駆動させるプレ空調の空調モード及び空調終了時刻の設定を行う指示手段と、設定された前記空調モード及び空調終了時刻に基づきプレ空調の開始時刻及び前記開始時刻までの待機時間を算出し、該待機時間に基づいてプレ空調のＯＮ／ＯＦＦを指示する信号を出力する通信制御手段と、前記通信制御手段からプレ空調ＯＮの信号が入力されたときに前記バッテリ調整手段により得られる前記車載バッテリの充電率と予め設定した判定値とを比較し、前記車載バッテリの充電率が前記予め設定した判定値以上であればプレ空調ＯＮの信号を出力し、前記車載バッテリの充電率が前記予め設定した判定値より低い場合はプレ空調ＯＦＦの信号を出力する電子制御手段と、前記電子制御手段からプレ空調ＯＮの信号が入力された場合は前記外部電源から供給された電力を前記車載バッテリ及び前記空調機器又は前記空調機器のみに供給し、前記電子制御手段からプレ空調ＯＦＦの信号が入力された場合は前記外部電源から供給された電力を前記車載バッテリに充電する充電手段とを備えることを特徴とする。

第２の発明に係る電気自動車の空調制御装置は、第１の発明において、前記指示手段が、前記電気自動車との間で非接触に通信を行うことが可能に構成された外部端末であることを特徴とする。

上述した第１の発明に係る電気自動車の空調機器制御装置によれば、バッテリの充電時において、プレ空調開始時刻にバッテリの充電率が所定の充電率以上であればプレ空調を実行する一方、バッテリの充電率が所定の充電率に満たない場合はバッテリの充電を優先しプレ空調を行わないというように、バッテリの充電状態に応じて該バッテリの充電率の確保を優先するようにプレ空調を制御する構成としたことにより、プレ空調の設定をしたことに伴って走行可能距離が短くなることを防止することができるとともに、電気自動車の使用中に、バッテリに充電された電力をモータによって使用し走行距離を延ばすことを優先するか、又は、空調装置によって使用し車室内空間を快適にすることを優先するかを利用者側で選択することが可能となり、利用者の利便性が向上する。

また、第２の発明に係る電気自動車の空調制御装置によれば、指示手段を、電気自動車との間で非接触に通信を行うことが可能に構成された外部端末とすることにより、プレ空調の設定等にかかる作業をより円滑に行うことが可能となり作業性を向上させることができる。

本発明に係る電気自動車の空調制御装置を以下に示す実施例において詳細に説明する。

図１乃至図４に基づいて本発明の一実施例を説明する。図１は本実施例に係る電気自動車のシステム構成を示すブロック図、図２は本実施例に係る電気自動車の空調制御装置の制御の流れを示すフローチャート、図３は本実施例に係る電気自動車の通信制御部の制御の流れを示すフローチャート、図４は本実施例に係る各種制御の動作を時系列的に示す説明図である。

図１に示すように、本実施例において電気自動車１は、交流電圧１００Ｖ又は２００Ｖの家庭用の電源などの外部電源２からケーブルを介して電力を供給されるとともに、指示手段としての外部端末（以下、携帯端末という）３と例えば非接触型ＩＣカード、赤外線通信等を用いて非接触に通信が行えるように構成されている。

電気自動車１には、電気自動車１全体の電子的な制御を行う電子制御手段としての電子制御部（Electric Vehicle‐Electronic Control Unit；ＥＶ−ＥＣＵ）１１１が設けられている。電子制御部１１１には、電力供給手段としての充電器（Charger；ＣＨＧ）１１２、充電状態監視手段としてのバッテリマネジメントユニット（Battery Management Unit；ＢＭＵ）１１３、及びコンプレッサ・ヒータ制御部（Compressor & Controller；ＣＯＭＰ＆ＨＴＲ−ＥＣＵ）１１４がそれぞれコントローラ・エリア・ネットワーク（Controller Area Network；ＣＡＮ）により接続され、各々との間で相互に情報をやり取りすることができるようになっている。更に、バッテリマネジメントユニット１１３は車載バッテリである高電圧バッテリ１１５とＣＡＮにより接続されている。

充電器１１２は、外部電源２を通じてバッテリ１１５又は後述する空調手段としての空調機器１１９へ電力を供給する部分であり、電子制御部１１１から出力される信号に基づいて電力の供給先を制御することができるように構成されている。

また、バッテリマネジメントユニット１１３は、バッテリ１１５の状態、例えば、バッテリ１１５の充電率等の監視を行い、電気自動車１に搭載された図示しない電気モータや後述する空調機器１１９等の電装品に対してバッテリ１１５が供給する電力量の調整等を行う部分である。

また、コンプレッサ・ヒータ制御部１１４は、電子制御部１１１から出力される信号に基づいてコンプレッサおよびヒータのＯＮ／ＯＦＦの制御を行う部分であり、電動ポンプ１１６及び電動温水ヒータ１１７に対してシリアル通信により制御信号を送信することができるようになっている。

更に、コンプレッサ・ヒータ制御部１１４は空調制御手段としての空調機器制御部１１８との間でシリアル通信により相互に信号を送受信できるように構成されている。空調機器制御部１１８は空調機器１１９の制御を行う部分であり、例えば、コンプレッサ・ヒータ制御部１１４から出力される信号に基づいて空調機器１１９に対してシリアル通信により制御信号を送信する等により該空調機器１１９を制御する。

更に、電子制御部１１１は、通信制御手段としての通信制御部（Mobile phone Operation System；ＭＯＳ−ＥＣＵ）１２０との間でシリアル通信によって相互に信号の送受信が行えるようになっている。通信制御部１２０は携帯端末３との通信の制御を行う部分であり、時計機能１２０ａを備えている。時計機能１２０ａは少なくとも経過時間のカウント、及び、例えば、一日を２４時間と認識し２４時以降はそれ以前とは異なる日付と認識する等の簡単な日時の管理を行うことができるものである。

本実施例においては、例えば電気自動車１の運転席側に設けられた計器の近傍等、乗員が携帯端末３と通信を行ないやすい位置に携帯端末３との間で通信を行うための送受信部が設けられ、該送受信部に配された通信機１２１を介して通信制御部１２０が携帯端末３と通信を行うように構成されている。

また、携帯端末３は、プレ空調を行う際に必要な情報を設定し、電気自動車１側へ提供するものであって、時計機能３１１、情報処理手段としてのアプリケーション３１２、及び通信機３１３を備えている。時計機能３１１は精密な時刻の管理が可能であり、アプリケーション３１２に対して時刻を提供することができるように構成されている。アプリケーション３１２は、例えば、プレ空調を実行するために必要となる空調モード（冷房／暖房）やプレ空調終了時刻（乗車予定時刻）等の設定を行う部分である。

アプリケーション３１２において設定された情報（以下、プレ空調設定情報という）は、通信機３１３、通信機１２１を介して携帯端末３から電気自動車１へ入力され、また、通信制御部１２０から送信された情報は、通信機１２１、通信機３１３を介して携帯端末３に入力される。なお、本実施例において、通信機３１３及び通信機１２１の間の通信は非接触で行うものとする。

以下、図２乃至図４を用いて上述した本実施例の空調制御装置による空調制御について詳細に説明する。

本実施例においてプレ空調を実行する場合、乗員等の利用者はまず、携帯端末３のアプリケーション３１２を用いて空調モード（冷房又は暖房）の選択及びプレ空調終了時刻（乗車予定時刻）ｔ_eの入力等、必要事項の設定を行う。すなわち、予めプレ空調に必要となる全ての情報を携帯端末３において設定する。

これらの設定が終了したら、上述したように電気自動車１の運転席側近傍に設けられた受信部に対して携帯端末３から上記プレ空調設定情報を送信する。なお、このとき携帯端末３からは時計機能３１１からアプリケーション３１２に提供された送信時の精密な時刻（以下、送信時刻という）ｔ₀を同時に送信するようにする。携帯端末３から送信されたプレ空調設定情報、プレ空調開始時刻ｔ_s及び送信時刻ｔ₀は、通信機１２１を介して通信制御部１２０に入力され、該通信制御部１２０において保存される。

そして、通信制御部１２０では、入力されたプレ空調設定情報と、送信時刻ｔ₀とに基づいて演算処理を行い、プレ空調開始時刻ｔ_s、及び入力時刻からプレ空調開始時刻までの待機時間ｔ_wを算出し、プレ空調設定情報、プレ空調開始時刻ｔ_s及び待機時間ｔ_wに基づいて図２に示す処理を実行する。

即ち、図２に示すように、通信制御部１２０は、通信機１２１を介してプレ空調設定情報、プレ空調開始時刻ｔ_s及び待機時間ｔ_wを受信する（ステップＳ１１）と、入力されたプレ空調設定情報、プレ空調開始時刻ｔ_s及び待機時間ｔ_wに基づき、時計機能１２０ａを利用して時刻を監視しつつ待機する（ステップＳ１２）。

そして、時計機能１２０ａによる時刻の監視において、プレ空調開始時刻（ここではプレ空調終了時刻の３０分前）ｔ_sになったか否か、即ち待機時間ｔ_wが経過したか否かの判定を行い（ステップＳ１３）、待機時間ｔ_wが経過していない、即ちプレ空調開始時刻ｔ_s以前であると判断した場合（ＮＯ）はステップＳ１２に戻り待機を継続する。

一方、待機時間ｔ_wが経過しプレ空調開始時刻ｔ_sに達したと判断した場合（ＹＥＳ）は、通信制御部１２０から電子制御部１１１に対してシリアル信号で出力しているプレ空調開始信号をＯＮに切り換える（ステップＳ１４）。このとき、プレ空調開始信号をＯＮに切り換えるとともに空調モード信号、即ち、プレ空調として冷房を行うのか暖房を行うのかという情報を同時に出力する。

次に、時計機能１２０ａによる時刻の監視において、プレ空調終了時刻ｔ_eに達したか否かの判定を行い（ステップＳ１５）、プレ空調終了時刻ｔ_e以前であると判断した場合（ＮＯ）はステップＳ１４に戻り、プレ空調開始信号ＯＮの出力を継続する。一方、プレ空調終了時刻ｔ_eに達したと判断した場合（ＹＥＳ）はプレ空調開始信号をＯＦＦとする（ステップＳ１６）。

更に、本実施例の空調制御装置において、上述した図２に示す処理によって出力されるプレ空調開始信号のＯＮ／ＯＦＦに基づいて、図３に示す処理を行う。

図３に示すように、本実施例の空調制御装置は、まず電子制御部１１１において通信制御部１２０から出力されるプレ空調開始信号がＯＮであるかＯＦＦであるかの判定を行う（ステップＳ２１）。

そして、プレ空調開始信号がＯＦＦである（ＮＯ）場合は、再び該ステップＳ２１の判定に戻る。一方、プレ空調開始信号がＯＮである（ＹＥＳ）場合は、電子制御部１１１においてバッテリマネジメントユニット１１３が監視しているバッテリ１１５の充電率（state of charge：ＳＯＣ）が判定値（ここでは、８０％）以上か否かの判定を行う（ステップＳ２２）。

その結果、バッテリ１１５の充電率（ＳＯＣ）が判定値より低い（ＮＯ）場合は電子制御部１１１からコンプレッサ・ヒータ制御部１１４に対してプレ空調ＯＦＦを送信し、外部電源２の電力を全てバッテリ１１５の充電に利用する。これにより、プレ空調開始時刻ｔ_sを経過している場合であってもプレ空調は行われず、バッテリ１１５の充電が優先される。

一方、バッテリ１１５の充電率（ＳＯＣ）が判定値以上である（ＹＥＳ）場合には外部電源２の余剰電力をプレ空調に利用可能と判断し、電子制御部１１１からコンプレッサ・ヒータ制御部１１４に対しプレ空調ＯＮ、即ち、プレ空調許可信号（モード信号、即ち、冷房モードであるのか暖房モードであるのかの情報を含む）を送信する（ステップＳ２３）。

コンプレッサ・ヒータ制御部１１４は、プレ空調許可信号を受信すると空調機器制御部１１８に対してプレ空調実行フラグＯＮを送信し、これを受信した空調機器制御部１１８によって空調機器１１９が制御されプレ空調制御（冷房又は暖房）が実行される（ステップＳ２４）。このとき、車室内の空調は、通常の空調を行う場合とは異なるプレ空調専用モードで実行されるものとし、プレ空調が実施されている間、プレ空調実行フラグは常に出力された状態を維持するものとする。例えば、本実施例においてプレ空調は、電気自動車に乗車中に利用する空調の設定(内気、外気、温度設定等)に関わらず、充電率に依存して設定値を変更するプレ空調用のモードにより空調装置が作動するように設定されているものとする。

図４（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に、一例としてプレ空調の実施に係るバッテリ１１５の充電率（ＳＯＣ）のプレ空調可否に係る判定値を８０％、プレ空調開始時刻ｔ_sをプレ空調終了時刻ｔ_eの３０分前とし、プレ空調開始時刻ｔ_sにおいてバッテリ１１５の充電率が８０％以上である場合における、通信制御部１２０、電子制御部１１１、コンプレッサ・ヒータ制御部１１４、及び空調機器制御部１１８の動作を示す。なお、図４（ａ）は電気自動車１のイグニッション（ＩＧ）の状態を示している。

図４に示すように、通信制御部１２０は、イグニッションがＯＦＦの状態、換言すると、ギアがパーキングに入っている状態で、時計機能１２０ａによる時刻の監視においてプレ開始時刻ｔ_s、即ちプレ空調終了時刻の３０分前であることを検知するとプレ空調開始信号をＯＮに切り換える。通信制御部１２０からプレ空調開始信号ＯＮを受信した電子制御部１１１は、電源をＯＮに切り換え、続いてプレ空調をＯＮに切り換える処理を行う。

ＣＡＮ通信は電子制御部１１１の電源ＯＮと同時に開始され、電子制御部１１１からプレ空調ＯＮを受信した空調機器制御部１１８は、プレ空調許可フラグをＯＮにするとともに空調機器１１９との間でＵＡＲＴ通信、つまりデータ変換を行って、プレ空調をＯＮとし、プレ空調を実行する。なお、このとき空調制御装置１１８において空調の通常制御はＯＦＦの状態となっている。

空調機器１１９は空調機器制御部１１８によるプレ空調許可フラグＯＮを受信すると、プレ空調を実行するとともにプレ空調実行フラグをＯＮに切り換える。

一方、通信制御部１２０の時計機能１２０ａによる時刻の監視において、プレ空調終了時刻ｔ_e（出発予定時刻）になったと判断されると、通信制御部１２０はプレ空調開始信号をＯＦＦに切り換える。通信制御部１２０からプレ空調開始信号ＯＦＦを受け取った電子制御部１１１は、プレ空調をＯＦＦに切り換える。

電子制御部１１１におけるプレ空調ＯＦＦの信号を受け取った空調機器制御部１１８は、プレ空調許可フラグをＯＦＦに切り換える。プレ空調許可フラグＯＦＦの信号を受け取った空調機器１１９は、プレ空調制御をＯＦＦとするとともにプレ空調実行フラグをＯＦＦとする。これにより、プレ空調の制御が終了する。なお、電子制御部１１１の電源及びＣＡＮ通信についてはプレ空調制御が終了した後にＯＦＦに切り換えられる。

その後、利用者が電気自動車１を利用する場合には、イグニッションがＯＮとなると同時に電子制御部１１１の電源、ＣＡＮ通信、ＵＡＲＴ通信、及び通常の空調制御等が必要に応じて稼動するように構成されている。

上述した本実施例に係るプレ空調機器制御装置によれば、バッテリ１１５の充電時において、プレ空調開始時刻ｔ_sにバッテリ１１５の充電率が所定の充電率以上であればプレ空調を実行する一方、バッテリ１１５の充電率が所定の充電率に満たない場合はバッテリ１１５の充電を優先しプレ空調を行わないというように、バッテリ１１５の充電状態に応じて該バッテリ１１５の充電率の確保を優先するようにプレ空調を制御する構成としたことにより、プレ空調の使用により走行可能距離が短くなることを防止することが可能となるとともに、電気自動車の使用中に、バッテリに充電された電力をモータによって使用し走行距離を延ばすことを優先するか、又は、空調装置によって使用し車室内空間を快適にすることを優先するかを利用者側で選択することが可能となり、利用者の利便性が向上する。

なお、上述した本実施例の空調制御装置においては、電気自動車１は車室内の温度を監視する車室内温度監視手段を設け、例えば車室内の温度が所定の温度範囲外となった場合に、電子制御部１１１からの指示により空調機器１１９を停止するようにする機能を備えるようにすれば好適である。

また、上述した実施例においてはプレ空調の空調モード、プレ空調終了時刻等の設定を携帯端末３において予めプレ空調に必要な全ての情報を入力した後に電気自動車１側との通信を行い、情報を送信する例を示したが、プレ空調の空調モード、プレ空調終了時刻等の情報は各項目ごとに各々電気自動車１側に送信するようにしてもよく、また、指示手段としては携帯端末３に限らず、例えば電気自動車１に搭載された入力手段を用いる等、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

本発明は、電気自動車の空調制御装置に適用して好適なものである。

本発明の一実施例に係る空調制御装置の構成を示すブロック図である。本発明の一実施例に係る空調制御装置の通信制御部による処理を示すフローチャートである。本発明の一実施例に係る空調制御装置による処理を示すフローチャートである。本発明の一実施例に係る空調制御装置を構成する装置の動作を時系列的に示した説明図である。

符号の説明

１電気自動車
２外部電源
３携帯端末
１１１電子制御部
１１２充電器
１１３バッテリマネジメントユニット
１１４コンプレッサ・ヒータ制御部
１１５バッテリ
１１６電動ポンプ
１１７電動温水ヒータ
１１８空調機器制御部
１１９空調機器
１２０通信制御部
１２１通信機
３１１時計
３１２アプリケーション
３１３通信機

Claims

外部電源を通じて車載バッテリの充電を行う電気自動車に搭載される空調制御装置であって、
前記車載バッテリの充電状態を監視・制御するバッテリ調整手段と、
前記電気自動車の車室内の温度を調整する空調機器の制御を行う空調機器制御手段と、
前記外部電源による前記車載バッテリの充電時であって乗車予定時刻の一定時間前に空調機器を駆動させるプレ空調の空調モード及び空調終了時刻の設定を行う指示手段と、
設定された前記空調モード及び空調終了時刻に基づきプレ空調の開始時刻及び前記開始時刻までの待機時間を算出し、該待機時間に基づいてプレ空調のＯＮ／ＯＦＦを指示する信号を出力する通信制御手段と、
前記通信制御手段からプレ空調ＯＮの信号が入力されたときに前記バッテリ調整手段により得られる前記車載バッテリの充電率と予め設定した判定値とを比較し、前記車載バッテリの充電率が前記予め設定した判定値以上であればプレ空調ＯＮの信号を出力し、前記車載バッテリの充電率が前記予め設定した判定値より低い場合はプレ空調ＯＦＦの信号を出力する電子制御手段と、
前記電子制御手段からプレ空調ＯＮの信号が入力された場合は前記外部電源から供給された電力を前記車載バッテリ及び前記空調機器又は前記空調機器のみに供給し、前記電子制御手段からプレ空調ＯＦＦの信号が入力された場合は前記外部電源から供給された電力を前記車載バッテリに充電する充電手段と
を備えることを特徴とする電気自動車の空調制御装置。
前記指示手段が、前記電気自動車との間で非接触に通信を行うことが可能に構成された外部端末である
ことを特徴とする請求項１記載の電気自動車の空調制御装置。