JPH0781378A - 電気自動車用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エアコンで使用される消費電力を表示できる
ようにする。 【構成】 電動コンプレッサ２０１の回転数を制御する
エアコン用インバータ４０２と、エアコン用インバータ
４０２の点弧角を制御して電動コンプレッサ２０１の回
転数を制御し、空調装置からの吹き出し温度を制御する
エアコン用インバータ制御手段と、エアコン用インバー
タ４０２の入力電流、入力電圧に基づいて消費電力を演
算するエアコン用消費電力演算手段と、エアコン用消費
電力演算手段による演算値に基づいてその演算値を表示
する表示手段３０１とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車用空調装置
に係り、特に、空調装置で使用する消費電力を表示可能
とした車両用空調装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電気自動車用の電源として使用す
るバッテリの性能が向上したため、電気自動車において
も、内燃機関を使用する自動車と同様に、車室環境を快
適にするための空調装置を装備するようになった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電気自
動車用の空調装置は、その電源として走行用のバッテリ
電源の一部を使用して空調装置の電動コンプレッサを駆
動して空調を行うため、走行可能距離が内燃機関を使用
する自動車に比べて極端に短くなるという問題が生じて
いた。

【０００４】そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなさ
れたものであり、空調装置で使用する電力を節減して走
行距離が長くなるようにした電気自動車用空調装置を提
供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の構成上の特徴
は、請求項１記載の発明においては、電気自動車用の電
源により作動される電動コンプレッサを備えた電気自動
車用空調装置において、前記電動コンプレッサの回転数
を制御する第１のインバータと、前記第１のインバータ
の点弧角を制御して前記電動コンプレッサの回転数を制
御し、空調装置からの吹き出し温度を制御する第１のイ
ンバータ制御手段と、前記第１のインバータの入力電
流、入力電圧に基づいて消費電力を演算する第１の消費
電力演算手段と、前記第１の消費電力演算手段による演
算値に基づいてその演算値を表示する第１の表示手段と
を備えたことにある。

【０００６】また、請求項２記載の発明においては、前
記請求項１記載の発明に更に、走行用電動機の回転数を
制御する第２のインバータと、前記第２のインバータの
点弧角を制御して前記電動機の回転数を制御する第２の
インバータ制御手段と、前記第２のインバータの入力電
流、入力電圧に基づいて消費電力を演算する第２の消費
電力演算手段と、前記第２の消費電力演算手段による演
算値に基づいてその演算値を前記請求項１記載の第１の
消費電力演算手段による演算値と共に表示する第２の表
示手段とを備えたことにある。

【０００７】

【発明の作用・効果】上記のように構成した本発明にお
いては、請求項１記載の発明においては、空調用電動コ
ンプレッサの消費電力を消費電力演算手段により求め、
その演算値に基づいて消費電力を表示手段により表示す
るので、乗員は、表示手段による表示に基づいて、空調
用電動コンプレッサで使用する消費電力を知ることがで
きるので、車両の今後の走行距離を考慮して、車室内温
度、送風強度などの空調装置の使用方法、例えば、設定
温度を上げる、あるいは送風強度を弱くする等々を工夫
することが可能となり、省電力となりかつ走行距離が延
びるという格別の効果を生じる。

【０００８】また、請求項２記載の発明においては、走
行用の電動機の消費電力を第２の消費電力演算手段によ
り求め、その演算値に基づいて走行用の電動機の消費電
力を表示する表示手段を請求項１記載の発明にさらに付
加するので、乗員は、空調用電動コンプレッサで使用す
る消費電力と共に走行用の電動機の消費電力を同時に知
ることができ、設定温度を上げる、あるいは送風強度を
弱くする等々の空調装置の使用方法を車両の今後の走行
距離を考慮して工夫することができやすくなり、より以
上に省電力となりかつ走行距離が延びるという格別の効
果を生じる。

【０００９】

【実施例】

実施例１ 図１は本発明の電気自動車用空調装置の第１実施例の機
能ブロック構成図であり、図１において、図示しない車
室の前部にはエアダクト１００が配置されている。この
エアダクト１００の入口側には、内気導入口１３４及び
外気導入口１３５の２つの空気吸入口が配設されてお
り、また、エアダクト１００の出口側には、デフロスト
吹き出し口１４６、フェース吹き出し口１４４及びフッ
ト吹き出し口１４５の３つの空気吹き出し口が配設され
ている。２つの空気吸入口には、内外気切り換えダンパ
１３１がエアダクト１００に対して回動可能に設けられ
ており、サーボモータ（図示せず）を駆動することによ
り内外気切り換えダンパ１３１は切り換えられ、内外気
切り換えダンパ１３１を外気導入口１３５側に切り換え
ることにより、車室内の空気は内気導入口１３４より導
入され、内外気切り換えダンパ１３１を内気導入口１３
４側に切り換えることにより、車室外の空気は外気導入
口１３５より導入されるようになっている。

【００１０】また、３つの空気吹き出し口であるデフロ
スト吹き出し口１４６、フェース吹き出し口１４４及び
フット吹き出し口１４５には、それぞれの吹き出し口に
対応して、各々デフロスト吹き出し口ダンパ１４１、フ
ェース吹き出し口ダンパ１４２及びフット吹き出し口ダ
ンパ１４３が配設されており、各吹き出し口ダンパ１４
１、１４２及び１４３は各々サーボモータ（図示せず）
により駆動される。

【００１１】そして、デフロスト吹き出し口１４６は窓
ガラス（図示せず）の車室内側の面に向けて配置されて
おり、デフロストモードが設定されるとサーボモータに
よりデフロスト吹き出し口ダンパ１４１が開放されるも
ので、窓ガラスに送風可能となる。また、フェース吹き
出し口１４４は乗員の上半身に向けて配置されており、
フェースモードが設定されるとサーボモータによりフェ
ース吹き出し口ダンパ１４２が開放されて、乗員の上半
身に向けて送風可能となる。また、フット吹き出し口１
４５は乗員の下半身に向けて配置されており、フットモ
ードが設定されるとサーボモータによりフット吹き出し
口ダンパ１４３が開放されて、乗員の下半身に向けて送
風可能となる。

【００１２】また、エアダクト１００内には後述する冷
凍サイクル２００のエバポレータ２０７が配置されてい
る。このエバポレータ２０７の下流側には、同じく冷凍
サイクルの凝縮器２０３が配置されている。なお、エバ
ポレータ２０７は空調空気と熱交換時、空気中より気化
熱を奪って空気の冷却を行い、冷却器として作動する。
一方、凝縮器２０３は空調空気と熱交換時、空気中に凝
縮熱を放出して空気の加熱を行い、加熱器として作動す
る。また、エアダクト１００内の凝縮器２０３の側方に
はバイパス通路１５０が配置されており、エアダクト１
００内にはバイパス通路１５０を流れる空気の風量と、
凝縮器２０３を流れる空気の風量との割合を連続的に可
変制御するエアミックスダンパ１５４がその一端を中心
にして回動自在に配置されている。さらに、エアダクト
１００内にはブロワ１３２が配置されており、ブロワ１
３２はブロワモータ１３３により回転駆動され、内気導
入口１３４或いは外気導入口１３５の何れか設定された
側から空気を吸引して下流側に送風する。

【００１３】冷凍サイクル２００は、図示しない電動機
により駆動されて内部冷媒を圧縮吐出するコンプレッサ
２０１を備えており、このコンプレッサ２０１は、電動
機と一体的に密封ケース内に配置されるため、その設置
場所は特に限定されない。ただ、保守点検等の要求より
自動車の車室以外の部位に配置されることが望まれる。
このコンプレッサ２０１より吐出された高温高圧の冷媒
は、室外熱交換機２０２で凝縮する。この室外熱交換機
２０２は専ら凝縮器として作動し、車外空気と良好な熱
交換が行えるよう、自動車の進行方向前方に配置され
る。即ち、この室外熱交換器２０２は自動車走行時には
走行風を受け、冷媒の冷却が良好に行えるようになつて
いる。上述の凝縮器２０３はこの室外熱交換器２０２と
冷媒配管によって結ばれている。

【００１４】また、凝縮器２０３の通過により凝縮した
液冷媒は、一旦レシーバ２０５に流入する。レシーバ２
０５は比較的大きな容積を持ち、内部に余剰冷媒を液状
にして保持できる。また、レシーバ２０５には気液界面
が生じ、液冷媒のみを膨張手段２０６側へ導出する。膨
張手段２０６として、本実施例ではエバポレータ２０７
出口側の冷媒の過熱度に応じて絞り量を可変する温度差
動式膨張弁を用いている。すなわち、感温筒２０４から
の信号を受け、常にエバポレータ２０７出口側でのスー
パーヒートが一定となるように絞り量を可変するもので
ある。この膨張弁２０６は、エバポレータ２０７の近傍
に配置される。また、前述のレシーバ２０５は、その配
置位置は特に限定されないが、保守点検等の必要によ
り、自動車室外例えばエンジンルームに配置するのが望
ましい。

【００１５】ここで、電動コンプレッサ２０１は、三相
交流供給線４０３を介して第１のインバータであるエア
コン用インバータ４０２に接続されており、また、この
エアコン用インバータ４０２は直流電流供給線４０１を
介して直流電源であるバッテリ４００から電源が供給さ
れる。そして、エアコン用インバータ４０２は、エアコ
ン用ＥＣＵ３００より入力される点弧信号により、エア
コン用インバータ４０２を構成するサイリスタの点弧角
が制御されて、電動コンプレッサ２０１の回転数を制御
する。また、エアコン用インバータ４０２より出力され
た電流値と電圧値はエアコン用ＥＣＵ３００に入力す
る。

【００１６】このエアコン用ＥＣＵ３００内には消費電
力を演算するプログラムが内蔵されており、エアコン用
ＥＣＵ３００に入力された入力電流及び入力電圧に基づ
いてエアコン用消費電力を演算する。この消費電力の演
算結果は、後記するコントロールパネル３０１の消費電
力表示部３０５（図３参照）に表示される。なお、ＥＣ
Ｕは、入力信号処理回路、演算回路、出力信号回路（駆
動回路）および電源回路などで構成される演算制御回路
であり、エアコン用ＥＣＵ３００は後記する走行用ＥＣ
Ｕ５００及び充電用ＥＣＵ６００と同一のものである。

【００１７】図３はコントロールパネル３０１の表示例
を示しており、コントロールパネル３０１は車室内の乗
員の視認しやすい位置に配置されている。３０２は温度
調節レバーであり、この温度調節レバー３０２を操作す
ることによりエアコン用インバータ４０２の点弧角を制
御したり、あるいはエアミックスダンパ１５４の開度を
制御して空調装置の温度を制御する。３０３は空調装置
の作動を開始するエアコンスイッチであり、例えば冷房
スイッチを押すことに空調装置は冷房運転となる。３０
４はブロワーモータ１３３の回転数を制御するスイッチ
であり、このスイッチを切り換えることにより風量が
強、中、弱の３段階に切り替わる。３０５はこの空調装
置の消費電力表示部である。３０６は内外気切り替えダ
ンパ１３１を切り替え制御する操作スイッチである。３
０７は各吹き出し口ダンパ１４１、１４２、１４３を制
御するモード切り替えスイッチである。

【００１８】以上の第１実施例の効果を説明すると、空
調用電動コンプレッサ２０１の消費電力を、エアコン用
インバータ４０２より出力された電流値と電圧値に基づ
いて、エアコン用ＥＣＵ３００が消費電力を演算し、こ
の消費電力の演算結果はコントロールパネル３０１の消
費電力表示部３０５に表示するので、乗員は、コントロ
ールパネル３０１による表示に基づいて、空調用電動コ
ンプレッサ２０１で使用する消費電力を知ることができ
るので、車両の今後の走行距離を考慮して、車室内温
度、送風強度などの空調装置の使用方法、例えば、設定
温度を上げる、あるいは送風強度を弱くする等々を工夫
することが可能となり、省電力となりかつ走行距離が延
びるという格別の効果を生じる。

【００１９】実施例２ 図２は本発明の電気自動車用空調装置の第２実施例の機
能ブロック構成図であり、この第２実施例においては、
エアダクト１００及び冷凍サイクル２００は図１の第１
実施例と同様であるので、その説明は省略する。図２に
おいて、電動コンプレッサ２０１は、三相交流供給線４
０３を介して第１のインバータであるエアコン用インバ
ータ４０２に接続されており、また、このエアコン用イ
ンバータ４０２は直流電流供給線４０１を介して直流電
源であるバッテリ４００から電源が供給される。そし
て、エアコン用インバータ４０２は、エアコン用ＥＣＵ
３００より入力される点弧信号により、エアコン用イン
バータ４０２を構成するサイリスタの点弧角が制御され
て、電動コンプレッサ２０１の回転数を制御する。ま
た、エアコン用インバータ４０２より出力された電流値
と電圧値はエアコン用ＥＣＵ３００に入力する。このエ
アコン用ＥＣＵ３００内には消費電力を演算するプログ
ラムが内蔵されており、エアコン用ＥＣＵ３００に入力
された入力電流及び入力電圧に基づいてエアコン用消費
電力を演算する。このエアコン用消費電力の演算結果
は、後記する走行用ＥＣＵ５００からの走行用消費電力
の演算結果と共にコントロールパネル３０１の消費電力
表示部３０５に表示される。

【００２０】走行用電動機５０２は、三相交流供給線５
０４を介して第２のインバータである走行用インバータ
５０１に接続されており、また、この走行用インバータ
５０１は直流電流供給線４０１を介して直流電源４００
から電源が供給される。そして、走行用インバータ５０
１は、走行用ＥＣＵ５００より入力される点弧信号によ
り、インバータを構成するサイリスタの点弧角が制御さ
れて、走行用電動機５０２の回転数を制御する。また、
走行用インバータ５０１より出力された電流値と電圧値
は走行用ＥＣＵ５００に入力される。走行用ＥＣＵ５０
０には消費電力を演算するプログラムが内蔵されてお
り、この入力された電流値と電圧値に基づいて消費電力
が演算され、この演算結果がエアコン用ＥＣＵ３００に
入力されて、エアコン用消費電力の演算結果と共にコン
トロールパネル３０１の消費電力表示部３０５に表示さ
れる。

【００２１】一方、 直流電源であるバッテリ４００は
充電時に外部電源４０５より電力が供給され、その入力
電力値は充電用ＥＣＵ６００に入力される。また、バッ
テリ４００より出力される電力は充電用ＥＣＵ６００に
逐次入力される。充電用ＥＣＵ６００には入力電力はプ
ラスとし出力電力はマイナスとする演算を行うプログラ
ムが内蔵されており、この演算によりバッテリ４００の
残量が把握され、この演算結果がエアコン用ＥＣＵ３０
０に入力されて、エアコン用ＥＣＵ３００からのエアコ
ン用消費電力の演算結果及び走行用ＥＣＵ５００からの
走行用消費電力の演算結果と共に、コントロールパネル
３０１の消費電力表示部３０５に表示される。なお、コ
ントロールパネル３０１は図１および図３の第１実施例
と同様であるが、この第２実施例においては消費電力表
示部３０５の表示の仕方が図１および図３の第１実施例
の場合と相違する。

【００２２】図４は消費電力表示部３０５の表示例を示
しており、図４（ａ）は消費電力割合を示しており、バ
ッテリ残量に対して何割をエアコン用（図４（ａ）のＡ
部）に使用し、何割を走行用（図４（ａ）のＢ部）に使
用しているかを示すようにしている。また、図４（ｂ）
は現在使用しているバッテリの消費電力の内、何割をエ
アコン用（図４（ｂ）のＡ部）に使用し、何割を走行用
（図４（ｂ）のＢ部）に使用しているかを示すようにし
ている。また、図４（ｃ）は図４（ｂ）を円弧状に示し
た場合である。図４（ｄ）は走行距離の減少割合を示し
ており、エアコンを使用したために走行距離がどの程度
減少するかの減少率を示した図である。ここで、エアコ
ンをフルに使用すると、最大で走行距離が３割減少す
る。

【００２３】以上の第２実施例の効果を説明すると、走
行用の電動機の消費電力を第２の消費電力演算手段によ
り求め、その演算値に基づいて走行用の電動機の消費電
力を表示する表示手段を請求項１記載の発明にさらに付
加するので、乗員は、空調用電動コンプレッサで使用す
る消費電力と共に走行用の電動機の消費電力を同時に知
ることができ、設定温度を上げる、あるいは送風強度を
弱くする等々の空調装置の使用方法を車両の今後の走行
距離を考慮して工夫することができやすくなり、より以
上に省電力となりかつ走行距離が延びるという格別の効
果を生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例の機能ブロック構成図で
ある。

【図２】 本発明の第２実施例の機能ブロック構成図で
ある。

【図３】 コントロールパネルの表示例を示す図であ
る。

【図４】 コントロールパネル内の消費電力の表示例を
示す図である。

【符号の説明】

１００…エアダクト、１５４…エアミックスダンパ、１
３４…内気導入口、１３５…外気導入口、１４４…フェ
ース吹き出し口、１４５…フット吹き出し口、２０７…
エバポレータ、２０１…コンプレッサ、１０１…ブロ
ワ、３０１…コントロールパネル、４０２…エアコン用
インバータ、４００…バッテリ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊佐治 晃 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気自動車用の電源により作動される電
   動コンプレッサを備えた電気自動車用空調装置におい
   て、 前記電動コンプレッサの回転数を制御する第１のインバ
   ータと、 前記第１のインバータの点弧角を制御して前記電動コン
   プレッサの回転数を制御し、空調装置からの吹き出し温
   度を制御する第１のインバータ制御手段と、 前記第１のインバータの入力電流、入力電圧に基づいて
   消費電力を演算する第１の消費電力演算手段と、 前記第１の消費電力演算手段による演算値に基づいてそ
   の演算値を表示する第１の表示手段と、を備えたことを
   特徴とする電気自動車用空調装置。
2. 【請求項２】 前記請求項１記載の電気自動車用空調装
   置において、 走行用電動機の回転数を制御する第２のインバータと、 前記第２のインバータの点弧角を制御して前記電動機の
   回転数を制御する第２のインバータ制御手段と、 前記第２のインバータの入力電流、入力電圧に基づいて
   消費電力を演算する第２の消費電力演算手段と、 前記第２の消費電力演算手段による演算値に基づいてそ
   の演算値を前記請求項１記載の第１の消費電力演算手段
   による演算値と共に表示する第２の表示手段と、を備え
   たことを特徴とする電気自動車用空調装置。