JPH0746701A - 電気自動車の空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エアコンの事前運転によって走行中のエアコ
ン作動頻度を抑制しつつ、バッテリの緊急充電を好適に
実行可能とする。 【構成】 車載の充電器に交流２００Ｖが入力された場
合に（１００）エアコンに対しその事前作動を許可する
（１０４）。交流１００Ｖが入力された場合（１０２）
エアコンの事前作動を禁止する（１０８）。交流１００
Ｖが入力される緊急充電時に、エアコンを作動すること
によるバッテリの充電電流低下が抑制されるため、バッ
テリの充電電流を確保することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車に搭載され
る空調装置（エアコンディショナ、以下エアコンと言
う）に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車はモータを駆動源とする車両
であり、このモータに対しては駆動電力を車載のバッテ
リから供給している。このバッテリは、モータの駆動に
伴い放電するため、所定の頻度で充電する必要がある。
この充電は、例えば車載の充電器により行うことができ
る。車載充電器は、車両外部から供給される例えば交流
２００Ｖの電力を直流電流に変換し、これをバッテリに
供給する。

【０００３】電気自動車に搭載されるバッテリは、ま
た、エアコンへの電力供給にも使用される。すなわち、
車両に搭載される電気的補機のうち、通常数ｋＷ程度の
大電力を消費するエアコンに対しては、他の電気的補機
と異なり補機バッテリからではなく駆動用のバッテリか
ら電力を供給する必要がある。しかし、このようにする
と、エアコンによる電力消費によってバッテリに対する
１回の充電当りの車両走行可能距離が短縮してしまう。
このような不具合に対処すべく、従来から、エアコンを
プレヒート／プレクール（事前運転）する機能が開発さ
れていた。

【０００４】すなわち、車両の駆動に先立ちエアコンを
作動させ、車両の室内温を予め所定の温度範囲内に制御
しておく。このようにすると、車両走行中においてエア
コンを作動させる頻度が低減するため、エアコンの電力
消費に起因して走行可能距離が短縮するという不具合が
緩和される。

【０００５】また、実開平４−８８３０１号公報には、
バッテリの充電状態が悪いときにエアコンの事前運転を
禁止する技術が開示されている。すなわち、バッテリが
十分に充電されていない状態でエアコンが事前運転され
てしまうと、バッテリの放電がさらに進み、車両走行を
継続するのに不都合な状況となってしまう。この公報に
開示されている技術は、このような不具合を防止してい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、バッテ
リの充電状態が悪くてもエアコンの事前運転を行いたい
場合や、バッテリの充電状態が良好であっても事前運転
を行いたくない場合がある。すなわち、近年では、米国
におけるインフラストラクチャの整備がＥＰＲＩ（Elec
tric Power Research Institute ）、ＳＡＥ（Society
of Automotive Engineering)を中心に行われており、現
状では、緊急充電用のスロー充電と夜間充電用のノーマ
ル充電の２種類の交流充電が想定されている。緊急充電
用のスロー充電は、例えば道路近傍に配設された交流１
００Ｖ、１０〜１５Ａの電源装置を用いて充電を行うこ
とにより、電気自動車が道路上で立往生する等の事態を
防止すべく想定されている充電形式であり、夜間充電用
のノーマル充電は、家庭等に配設された交流２００Ｖ、
３０Ａ程度の電源装置により安価な夜間・深夜電力を用
いて充電を行う形式である。従って、ノーマル充電のよ
うに比較的大きな充電電流を確保可能な状態では、現時
点におけるバッテリの充電状態が良好でなくともエアコ
ンの事前運転を行いつつ、バッテリを充電可能である。
従って、このような場合にはエアコンの事前運転を行う
ことができれば好都合である。また、スロー充電中にお
いては、現在のバッテリの充電状態が良好であっても、
エアコンを作動させるとバッテリの放電が進むこととな
るから、エアコンの事前運転を行うのは好ましくない。

【０００７】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、外部から供給され
る電力の仕様に応じてエアコンの事前作動を制御するこ
とにより、エアコンの事前運転を好適なタイミングで行
い、これによりバッテリ１充電当りの走行可能距離を確
保することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明に係る電気自動車の空調装置は、複数
種類準備された仕様のいずれかに準拠した電力の供給を
受け、充電に適した値の電流に変換して車両駆動用のバ
ッテリに供給する充電手段と、バッテリから電力の供給
を受けて車内を空調する空調手段と、空調手段を車両駆
動に先立ち作動させる事前作動手段と、現在充電手段に
供給されている電力の仕様が、空調手段を作動させつつ
バッテリを所定電流値で充電可能な仕様であるか否かを
検出判定する事前作動可否判定手段と、判定の結果、充
電可能な仕様でないとされた場合に空調手段の事前作動
を禁止する事前作動禁止手段と、を備えることを特徴と
する。

【０００９】

【作用】本発明においては、充電手段に対し、複数種類
準備された仕様のいずれかに従い、電力が供給される。
充電手段は、この電力の仕様に対応した値の電流により
車両駆動用のバッテリを充電する。バッテリに充電され
た電力は、車両駆動用に使用される他、空調手段を作動
させ車内を空調するためにも使用される。事前作動手段
は、空調手段を車両駆動に先立ち作動させることによ
り、車両駆動中における空調手段の作動頻度を低減さ
せ、これによりバッテリに対する１回の充電当りの車両
走行可能距離を延長する。

【００１０】ここに、本発明においては、現在充電手段
に供給されている電力の仕様が、空調手段を事前作動さ
せつつバッテリを所定電流値で充電可能な仕様であるか
否かが検出判定される。例えば、現在充電手段に供給さ
れている電圧値が検出され、その結果に基づき、空調手
段の事前作動可否が判定される。この判定の結果、充電
可能な仕様でないとされた場合には、事前作動禁止手段
により、空調手段の事前作動が禁止される。従って、本
発明においては、外部から充電手段に供給される電力の
仕様に応じて空調手段の事前作動可否が制御されるた
め、バッテリの充電電流を確保しつつ、適切なタイミン
グで空調手段を事前作動させ１充電当り走行可能距離を
延長することが可能となる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について画面に
基づき説明する。

【００１２】図１には、本発明の一実施例に係るエアコ
ンを搭載した電気自動車の構成が示されている。

【００１３】この図に示される電気自動車は、図示しな
いモータの駆動源としてバッテリ１０を備えている。バ
ッテリ１０は、ジャンクションボックス１２を介して車
載充電器１４に接続されている。車載充電器１４は、充
電コネクタ１６を接続することによって図示しない車両
外部の電源と接続される。この図の場合、外部から交流
１００Ｖ又は２００Ｖの交流電力が、充電コネクタ１６
を介して車載充電器１４に供給される。車載充電器１４
は、充電コネクタ１６を介して供給される交流電力を所
定値の直流電流に変換し、これをジャンクションボック
ス１２を介してバッテリ１０に供給する。ジャンクショ
ンボックス１２においてエアコン１８に対する電源供給
回路が形成されておらず又はエアコン１８が作動してい
ない場合には、バッテリ１０に対し車載充電器１４の出
力電流がそのまま供給されることとなるため、バッテリ
１０の充電は好適に実行される。なお、ジャンクション
ボックス１２は、車両に搭載される各種電気機器間の接
続を切り換えるための装置であり、通常は複数のリレー
及びその制御手段等によって構成される。この図では、
本実施例の説明に必要な部分、すなわちバッテリ１０、
車載充電器１４及びエアコン１８の接続に関連する部分
についてのみ図示されている。

【００１４】車載充電器１４は、電力変換部２０及び充
電制御部２２を有している。電力変換部２０は、充電コ
ネクタ１６を介して外部から供給される交流電力をバッ
テリ１０の充電電流に変換する回路である。充電制御部
２２は、電力変換部２０への入力電圧を電圧センサ２４
によって検出し、また、図示しないセンサによってバッ
テリ１０の電圧等も監視しながら、電力変換部２０の動
作を制御する手段である。この充電制御部２２により、
バッテリ１０への充電電流が所定値に制御される。ま
た、充電制御部２２は、本実施例の特徴に係る作動許可
／禁止指令をエアコン１８に対して与える。

【００１５】エアコン１８は、エアコン本体２６及びエ
アコン制御部２８を有している。エアコン本体２６は、
ジャンクションボックス１２を介し車載充電器１４又は
バッテリ１０から電力の供給を受け作動する。エアコン
制御部２８は、ドライバ等によって操作されるスイッチ
３０や、ドライバ等により作動時刻が設定されたタイマ
３２からの作動指令に応じ、エアコン本体２６を作動さ
せる手段である。エアコン制御部２８は、エアコン本体
２６を制御するに当って図示しない温度センサを用いて
室内温を検出し、検出した室内温に基づき当該制御を実
行する。エアコン制御部２８は、充電制御部２２から供
給される作動許可／禁止指令に応じ、エアコン本体２６
の作動を許可／禁止する。

【００１６】図２には、この実施例における充電制御部
２２の動作の流れが示されている。充電制御部２２は、
充電コネクタ１６が接続され外部から交流２００Ｖ又は
１００Ｖの電力が供給されるまで待つ（１００，１０
２）。充電コネクタ１６が接続され夜間充電用の交流２
００Ｖが電力変換部２０に入力された場合（１００）、
充電制御部２２は、エアコン１８に対してエアコン作動
許可指令を発するとともに（１０４）、後述する２００
Ｖ入力時充電制御を実行する（１０６）。また、充電制
御部２２は、充電コネクタ１６を介し緊急充電用の交流
１００Ｖが入力された場合（１０２）、エアコン１８に
対しエアコン作動禁止指令を発し（１０８）、後述する
１００Ｖ入力時充電制御を実行する（１１０）。

【００１７】２００Ｖ入力時充電制御の内容は、例え
ば、図３及び図４に示されるような内容とすることがで
きる。これらの図においては、まず、充電制御部２２に
よってバッテリ１０の電流Ｉ_B が所定値Ｉ₁ に設定され
る（２００）。その後、バッテリ１０の電圧Ｖ_B が上昇
し、所定値Ｖ₁ に至った時点で（２０２）、電流Ｉ_B が
所定値Ｉ₂ に再設定される（２０４）。この電流値Ｉ₂
は、図４に示されるように電流値Ｉ₁ より小さく設定さ
れている。この後、所定時間ｔ₁ が経過した時点で（２
０６）、充電動作が終了する。このような制御の結果、
図４に示されるように、２段階の電流値Ｉ₁ ，Ｉ₂ によ
ってバッテリ１０が充電されることとなり、また、電流
値Ｉ₂ による充電が所定時間ｔ₁ の間継続されることに
より十分な充電量が確保される。

【００１８】また、２００Ｖ入力時充電制御は、例えば
図５及び図６に示されるような内容とすることもでき
る。これらの図に示される制御の場合、所定時間ｔ₁ が
経過したか否かに係る判定２０６に代え、バッテリ１０
の充電電流Ｉ_B を所定値Ｉ₂ に変更してからの充電量
（Ａｈ）が所定値Ａを越えたか否かの判定２０８が実行
される。このような制御動作によっても、図３及び図４
に示される制御動作と同様、交流２００Ｖを入力し車載
充電器１４を用いてバッテリ１０を充電する動作を好適
に実現できる。

【００１９】図７及び図１８には、ステップ１１０に係
る１００Ｖ入力時充電制御の内容が示されている。これ
らの図に示されるように、充電コネクタ１６を介し電力
変換部２０に交流１００Ｖが供給された場合には、充電
制御部２２は、電力変換部２０からバッテリ１０に供給
される電流Ｉ_B を所定値Ｉ₃ に設定する（３００）。充
電制御部２２は、この後、バッテリ１０の電圧Ｖ_B を監
視し、この値が所定の最大限（Ｖ_max ）に至った場合に
充電動作を終了させる（３０２）。このような動作によ
り、交流１００Ｖが供給された場合のバッテリ１０の充
電動作を好適に実現できる。

【００２０】図９及び図１０には、エアコン制御部２８
の動作の内容が示されている。

【００２１】この図に示されるように、本実施例におい
ては、エアコン制御部２８が、動作を開始するにあたっ
てまず充電制御部２２からエアコン作動許可指令が与え
られているか否かを判定する（４００）。前述したよう
に、充電コネクタ１６を介し交流１００Ｖが供給されて
いる状態ではエアコン作動禁止指令が与えられているか
らステップ４００に係る条件は満たされず、エアコン本
体２６による空調動作は実行されない。エアコン本体２
６が作動するのは、充電コネクタ１６を介し交流２００
Ｖが電力変換部２０に供給されている場合のみである。

【００２２】すなわち、エアコン制御部２８は、充電制
御部２２からエアコン作動許可指令が与えられており従
ってステップ４００の条件が満たされている場合に、ス
イッチ３０又はタイマ３２からの作動指令の有無を判定
し（４０２）、作動指令が与えられた場合にエアコン本
体２６の事前運転に係る制御を開始する。その際、エア
コン制御部２８は、室内温に係る情報を用いる。

【００２３】エアコン制御部２８は、まず、室内温が所
定値Ｔ₁₂を越えているか否かを判定する（４０４）。こ
の判定の結果越えているとされた場合には、室内温が高
いと見なされ、エアコン本体２６の事前運転による室内
のプレクール４０６が実行される。プレクールは、室内
温が所定値Ｔ₁₁未満になるまで継続される（４０８）。
ステップ４０４及び４０８における判定しきい値Ｔ₁₁及
びＴ₁₂は、図１０に示されるようにＴ₁₁＜Ｔ₁₂となるよ
う設定されており、これによりプレクールの開始／終了
に係る温度ヒステリシスが実現される。ステップ４０８
において室内温が所定値Ｔ₁₁未満となった場合にはステ
ップ４００に戻る。

【００２４】ステップ４０４において、室内温が所定値
Ｔ₁₂以下であると判定された場合には、室内温度が所定
値Ｔ₀₁未満であるか否かが判定される（４１０）。この
判定が成立した場合、室内温が低いと見なされ、エアコ
ン本体２６の動作によるプレヒートが実行される（４１
２）。ステップ４１０に係る判定条件が成立しない場合
には、ステップ４０４に戻る。ステップ４１２に係るプ
レヒートの動作は、室内温が所定値Ｔ₀₂を越えるまで繰
り返される（４１４）。ステップ４１０及び４１４に係
る判定しきい値Ｔ₀₁及びＴ₀₂も、図１０に示されるよう
にＴ₀₁＜Ｔ₀₂となるよう設定されており、これによりプ
レヒートに係る温度ヒステリシスが実現される。ステッ
プ４１４において室内温が所定値Ｔ₀₂を越えていると判
定された場合にはステップ４００に戻る。

【００２５】このように、本実施例によれば、充電コネ
クタ１６を介して車載充電器１４の電力変換部２０に交
流２００Ｖが供給されている場合のみ、すなわち、エア
コン１８を事前運転しつつバッテリ１０の充電電流Ｉ_B
を確保できる場合にのみ、エアコン１８のエアコン制御
部２８に対し作動許可指令が与えられる。従って、バッ
テリ１０の充電電流Ｉ_B を確保できる一方で、エアコン
１８による車内のプレヒート／プレクールを好適なタイ
ミングで実現でき、バッテリ１０の１充電当り車両走行
可能距離を確保することができる。

【００２６】なお、以上の説明では、車載充電器１４に
供給される電源の仕様として交流１００Ｖ及び２００Ｖ
の２種類を想定したが、これ以外の仕様に係る外部電源
を用いてもかまわない。また、装置を制御する手段とし
て充電制御部２２及びエアコン制御部２８の２個を設け
ているが、これらの制御部は一体の制御とし、前述した
各制御フローを１個のフローとしてもかまわない。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
空中手段を事前作動させつつバッテリを所定電流値で充
電可能な外部電源仕様でない場合に空中手段の事前作動
を禁止するようにしたため、車両駆動用のバッテリの充
電電流を確保しつつ、空調手段を適切なタイミングで事
前作動させることが可能となり、結果としてバッテリの
１回の充電当りの車両走行可能距離を延長することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る装置の構成を示すブロ
ック図である。

【図２】この実施例における充電制御部の動作の流れを
示すフローチャートである。

【図３】この実施例における２００Ｖ入力時の充電制御
の第１の例の流れを示すフローチャートである。

【図４】この制御の内容を示すタイミングチャートであ
る。

【図５】２００Ｖ入力時充電制御の第２の例の流れを示
すフローチャートである。

【図６】この制御の内容を示すタイミングチャートであ
る。

【図７】１００Ｖ入力時充電制御の流れを示すフローチ
ャートである。

【図８】この制御の内容を示すタイミングチャートであ
る。

【図９】エアコン制御部の動作の流れを示すフローチャ
ートである。

【図１０】プレヒート／プレクールの温度ヒステリシス
特性を示す図である。

【符号の説明】

１０ バッテリ １４ 車載充電器 １６ 充電コネクタ １８ エアコン ２０ 電力変換部 ２２ 充電制御部 ２４ 電圧センサ ２６ エアコン本体 ２８ エアコン制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数種類準備された仕様のいずれかに準
   拠した電力の供給を受け、充電に適した値の電流に変換
   して車両駆動用のバッテリを充電する充電手段と、 バッテリから電力の供給を受けて車内を空調する空調手
   段と、 空調手段を車両駆動に先立ち作動させる事前作動手段
   と、 現在充電手段に供給されている電力の仕様が、空調手段
   を作動させつつバッテリを所定電流値で充電可能な仕様
   であるか否かを検出判定する事前作動可否判定手段と、 判定の結果、充電可能な仕様でないとされた場合に空調
   手段の事前作動を禁止する事前作動禁止手段と、 を備えることを特徴とする電気自動車の空調装置。