JP3868947B2 - 電気自動車の空調システムを利用した回生制動システム及び回生制動方法 - Google Patents
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Description
特許文献1、2には、回生エネルギーを有効に使う方法が述べられているが、回生エネルギーの発生は、制動時の条件により異なるので、各種の機器の運転を制御するだけでは負荷変動が大きく、運転者に対して一定のブレーキ性能、ブレーキ感覚を保つことが困難であった。
モータ3は、電気自動車に設けられて制動時に発電機として用いられる。つまり、モータ3は、電気自動車の制動中に回生エネルギーを生成する。インバータ2は、モータ3により生成する回生エネルギーを直流電流(回生電流)に変換する。バッテリー1は、インバータ2により変換した回生電流により充電する。空調システム4は、電気自動車に冷暖房を供するように作動する暖房装置6及び冷房装置7などを含む。車両制御ユニット5は、回生電流が充電電流より大きい場合に、暖房装置6及び冷房装置7を制御し、余剰の電流が前記空調システム4で消費するようにする。車両制御ユニット5は、前記バッテリー1の情報及びブレーキ値を受信し、暖房装置信号及び冷房装置信号を出力するように構成する。
以下、図2を参照して、本発明の実施例による回生制動方法について説明する。最初に、車両制御ユニット5は、ブレーキ10からブレーキ値を読み込む。(段階101)ブレーキ値は、ブレーキペダルポジション、つまりブレーキペダルの踏込み量を意味する。例えば、ブレーキ値はブレーキペダルポジションセンサーにより検出でき、車両制御ユニット5は、ブレーキペダルポジションセンサーからブレーキ値を表す信号を受信する。
最初に、車両制御ユニット5は、回生電流とバッテリー電流制限値との差を求めて、余剰の電流を算出する(段階106)。
暖房装置6により消費した電力は、
“暖房装置の定格電力×(1−暖房装置が現在のデューティ比)”
による値である。したがって、余剰の回生電力のうち前記暖房装置6により消費しないで残った部分は、以下の式により求められる。
余剰の電力=暖房装置の定格電力×(1−暖房装置の現在デューティ比)
冷房装置のデューティ比=冷房装置の現在のデューティ比+余剰の電力−暖房装置の定格電力×(1−暖房装置が現在のデューティ比))/冷房装置の定格電力
2 インバータ
3 モータ
4 空調システム
5 車両制御ユニット
6 暖房装置
7 冷房装置
8 暖房装置スイッチ
9 冷房装置スイッチ
10 ブレーキ
Claims (24)
- 電気自動車の回生制動方法であって、
前記電気自動車のブレーキが作動中であるか否かを判断する段階と、
前記ブレーキが作動中である場合に、ブレーキ作動値に基づいて回生電流を算出する段階と、
前記算出した回生電流がバッテリー電流制限値より大きいか否かを判断する段階と、
前記算出した回生電流が前記バッテリー電流制限値より大きい場合に、余剰の回生電力を
算出する段階と、
前記算出した余剰の回生電力の全部または一部を、前記電気自動車の空調システムにより消費するように前記空調ステムを制御し、
前記空調システムの制御は、
暖房装置により現在消費可能な暖房装置の可用電力を
暖房装置の現在のデューティ及び暖房装置の定格電力に基づいて算出する段階と、
前記余剰の回生電力が前記暖房装置の可用電力より小さいか否かを判断する段階と、
前記余剰の回生電力が前記暖房装置の可用電力より小さい場合に、前記余剰の回生電力の全部が、前記暖房装置により消費するように前記暖房装置を制御する段階
とを含むことを特徴とする、電気自動車の空調システムを利用した回生制動方法。 - 前記回生電力を算出する段階は、
前記算出した回生電流と前記バッテリー電流制限値との差による値で余剰の回生電流を算出する段階と、
前記算出した余剰の回生電流とバッテリー電圧との積による値で前記余剰の回生電力を算出する段階とを含むことを特徴とする、請求項1に記載の電気自動車の空調システムを利用した回生制動方法。 - 前記暖房装置の可用電力は、最大デューティと前記暖房装置の現在のデューティとの差と、前記暖房装置の定格電力との積による値で算出することを特徴とする、請求項1に記載の電気自動車の空調システムを利用した回生制動方法。
- 前記暖房装置を制御する段階は、
暖房装置のデューティを、前記余剰の回生電力の全部が、前記暖房装置により消費するようにするデューティに設定する段階と、
前記暖房装置のデューティを、前記暖房装置を駆動する信号として出力する段階とを含むことを特徴とする、請求項1に記載の電気自動車の空調システムを利用した回生制動方法。 - 前記暖房装置のデューティは、
暖房装置の現在のデューティと、前記余剰の回生電力が消費するデューティとの和による値で設定することを特徴とする、請求項4に記載の電気自動車の空調システムを利用した回生制動方法。 - 前記空調システムを制御する段階は、
前記余剰の回生電力が前記暖房装置の可用電力より大きい場合に、前記暖房装置のデューティを最大デューティに設定する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の電気自動車の空調システムを利用した回生制動方法。 - 前記空調システムを制御する段階は、
前記暖房装置のデューティを最大デューティに設定した後、冷房装置により現在消費可能な冷房装置の可用電力を算出する段階と、
前記余剰の回生電力のうち前記暖房装置により消費しない部分が、前記冷房装置の可用電力より小さいか否かを判断する段階と、
前記余剰の回生電力のうち前記暖房装置により消費しない部分が、前記冷房装置の可用電力より小さい場合に、前記余剰の回生電力のうち前記暖房装置により消費しない部分の全部が、前記冷房装置により消費するように前記冷房装置を制御する段階とをさらに含むことを特徴とする、請求項6に記載の電気自動車の空調システムを利用した回生制動方法。 - 前記冷房装置の可用電力を算出する段階は、
冷房装置の現在のデューティ及び冷房装置の定格電力に基づいて前記冷房装置の可用電力を算出することを特徴とする、請求項7に記載の電気自動車の空調システムを利用した回生制動方法。 - 前記冷房装置の可用電力は、最大デューティと前記冷房装置の現在のデューティとの差と、前記冷房装置の定格電力との積による値で算出することを特徴とする、請求項8に記載の電気自動車の空調システムを利用した回生制動方法。
- 前記冷房装置を制御する段階は、
冷房装置のデューティを、前記余剰の回生電力のうち前記暖房装置により消費しない部分の全部が、前記冷房装置により消費するようにするデューティに設定する段階と、前記冷房装置デューティを前記冷房装置を駆動する信号として出力する段階とを含むことを特徴とする、請求項7に記載の電気自動車の空調システムを利用した回生制動方法。 - 前記冷房装置のデューティは、
冷房装置の現在のデューティと、前記余剰の回生電力のうち前記暖房装置により消費しない部分が消費するようにするデューティとの和による値で設定することを特徴とする、請求項10に記載の電気自動車の空調システムを利用した回生制動方法。 - 前記空調システムを制御する段階は、
前記余剰の回生電力のうち前記暖房装置により消費しない部分が、前記冷房装置の可用電力より大きい場合に、前記冷房装置のデューティを最大デューティに設定する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項7に記載の電気自動車の空調システムを利用した回生制動方法。 - 電気自動車の回生制動システムであって、
前記電気自動車の制動中に回生エネルギーを生成することができるモータと、
前記モータにより生成した回生エネルギーを回生電流に変換するインバータと、
前記インバータにより変換した回生電流により充電するように構成するバッテリーと、
前記バッテリーの電流または前記回生電流により作動する空調システムと、
前記空調システムの作動を制御する制御ユニットとを含み、
前記制御ユニットは、
前記電気自動車のブレーキが作動中であるか否かを判断する段階と、
前記ブレーキが作動中である場合に、ブレーキ作動値に基づいて回生電流を算出する段階と、
前記算出した回生電流がバッテリー電流制限値より大きいか否かを判断する段階と、
前記算出した回生電流が前記バッテリー電流制限値より大きい場合に、余剰の回生電力を算出する段階と、
前記算出した余剰の回生電力の全部または一部が、前記電気自動車の空調システムにより消費するように前記空調システムを制御し、
前記空調システムを制御する段階は、
暖房装置により現在消費可能な暖房装置の可用電力を
暖房装置の現在のデューティ及び暖房装置の定格電力に基づいて算出する段階と、
前記余剰の回生電力が前記暖房装置の可用電力より小さいか否かを判断する段階と、
前記余剰の回生電力が前記暖房装置の可用電力より小さい場合に、前記余剰の回生電力の全部が、前記暖房装置により消費するように前記暖房装置を制御する段階
とを遂行するようにプログラムしたことを特徴とする、電気自動車の空調システムを利用した回生制動システム。 - 前記回生電力を算出する段階は、
前記算出した回生電流と前記バッテリー電流制限値との差による値で余剰の回生電流を算出する段階と、
前記算出した余剰の回生電流とバッテリー電圧との積による値で前記余剰の回生電力を算出する段階とを含むことを特徴とする、請求項13に記載の電気自動車の空調システムを利用した回生制動システム。 - 前記暖房装置の可用電力は、最大デューティと前記暖房装置の現在のデューティとの差と、前記暖房装置の定格電力との積による値で算出することを特徴とする、請求項13に記載の電気自動車の空調システムを利用した回生制動システム。
- 前記暖房装置を制御する段階は、
暖房装置のデューティを、前記余剰の回生電力の全部が、前記暖房装置により消費するようにするデューティに設定する段階と、
前記暖房装置のデューティを、前記暖房装置を駆動する信号として出力する段階とを含むことを特徴とする、請求項13に記載の電気自動車の空調システムを利用した回生制動システム。 - 前記暖房装置のデューティは、
暖房装置の現在のデューティと、前記余剰の回生電力が消費するようにするデューティとの和による値で設定することを特徴とする、請求項16に記載の電気自動車の空調システムを利用した回生制動システム。 - 前記空調システムを制御する段階は、
前記余剰の回生電力が前記暖房装置の可用電力より大きい場合に、前記暖房装置のデューティを最大デューティに設定する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項13に記載の電気自動車の空調システムを利用した回生制動システム。 - 前記空調システムを制御する段階は、
前記暖房装置のデューティを最大デューティに設定した後、冷房装置により現在消費可能な冷房装置の可用電力を算出する段階と、
前記余剰の回生電力のうち前記暖房装置により消費しない部分が、前記冷房装置の可用電力より小さいか否かを判断する段階と、
前記余剰の回生電力のうち前記暖房装置により消費しない部分が、前記冷房装置の可用電力より小さい場合に、前記余剰の回生電力のうち前記暖房装置により消費しない部分の全部が、前記冷房装置により消費するように前記冷房装置を制御する段階とをさらに含むことを特徴とする、請求項18に記載の電気自動車の空調システムを利用した回生制動システム。 - 前記冷房装置の可用電力を算出する段階は、
冷房装置の現在のデューティ及び冷房装置の定格電力に基づいて前記冷房装置の可用電力を算出することを特徴とする、請求項19に記載の電気自動車の空調システムを利用した回生制動システム。 - 前記冷房装置の可用電力は、最大デューティと前記冷房装置の現在のデューティとの差と、前記冷房装置の定格電力との積による値で算出することを特徴とする、請求項20に記載の電気自動車の空調システムを利用した回生制動システム。
- 前記冷房装置を制御する段階は、
冷房装置のデューティを、前記余剰の回生電力のうち前記暖房装置により消費しない部分の全部が前記冷房装置により消費するようにするデューティに設定する段階と、
前記冷房装置のデューティを、前記冷房装置を駆動する信号として出力する段階とを含むことを特徴とする、請求項19に記載の電気自動車の空調システムを利用した回生制動システム。 - 前記冷房装置のデューティは、
冷房装置の現在のデューティと、前記余剰の回生電力のうち前記暖房装置により消費しない部分が消費するようにするデューティとの和による値で設定することを特徴とする、請求項22に記載の電気自動車の空調システムを利用した回生制動システム。 - 前記空調システムを制御する段階は、
前記余剰の回生電力のうち前記暖房装置により消費しない部分が、前記冷房装置の可用電力より大きい場合に、前記冷房装置のデューティを最大デューティに設定する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項19に記載の電気自動車の空調システムを利用した回生制動システム。
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