(57)【要約】【課題】高速走行時にも安定した電圧値で電力回生が可能なラジエータ用ファンモータを用いた電力回生システムを提供する。【解決手段】当該電力回生システムは、ラジエータ冷却用のファンが自動車走行中に受ける走行風によって回転される際にファン駆動用モータに生じる起電力をバッテリに回生する。モータ起電力による回生電圧が所定値以上となった場合、このモータに対し、弱め界磁制御を行い、冷却ファンを走行風による回転とは逆方向に回転させる回転抑制電流をモータに付与して、モータの回転に車速に応じたブレーキを掛ける。これにより、高速走行時におけるモータの回転が抑え、回生電圧が過大とならないように制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータによって駆動されるラジエータ冷却用のファンを備えた自動車に搭載され、自動車走行中に受ける走行風によって前記ファンが回転する際に前記モータに生じる起電力をバッテリに回生する電力回生システムであって、
前記起電力による回生電圧が所定値以上のとき、前記モータに対し、弱め界磁制御を行う駆動制御手段を有することを特徴とする自動車用電力回生システム。
【請求項２】
請求項１記載の自動車用電力回生システムにおいて、前記駆動制御手段は、前記起電力による回生電圧が所定値以上のとき、走行風による回転とは逆方向に前記モータを回転させる回転抑制電流を前記モータに対して付与することを特徴とする自動車用電力回生システム。
【請求項３】
請求項２記載の自動車用電力回生システムにおいて、前記モータ制御装置は、前記自動車の車速に応じて、前記回転抑制電流の電流値を制御することを特徴とする自動車用電力回生システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用の電力回生システムに関し、特に、走行中に受ける走行風によって回転するラジエータ用ファンモータを用いた電力回生システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、モータを発電機として機能させることにより、機械的エネルギを電力に変換する電力回生システムは、電車や電気自動車、モータとエンジンを併用したハイブリッド自動車等にて広く使用されている。また、自動車の電力回生システムとしては、車両が走行中に受ける走行風を利用してラジエータ用のファンモータを回転させ、風力による回転エネルギを電力に変換する方式も提案されている。
【０００３】
ラジエータ用ファンモータでは、高速走行時には、ラジエータを通過する風速が高くなり、ラジエータの冷却に必要な風量以上の走行風が得られる。そこで、この余力を利用してファンモータを発電機として使用し、ファンの回転エネルギを電気エネルギとして回収するシステムが従来より種々提案されている。例えば、特許文献１には、車両走行時、ラジエータ用ファンモータの電源がオフの状態では、走行風をファンモータが受けて回転していることに着目して、ファンモータから電力を回収する電力回生装置が記載されている。
【特許文献１】特開2003-299201号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述のようなラジエータ用ファンモータを用いた電力回生システムでは、高速走行時にファンが高回転となると、必要以上に回生電圧が高くなり、そのままでは電力を回収できないという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、高速走行時にも安定した電圧値で電力回生が可能なラジエータ用ファンモータを用いた電力回生システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の自動車用電力回生システムは、モータによって駆動されるラジエータ冷却用のファンを備えた自動車に搭載され、自動車走行中に受ける走行風によって前記ファンが回転する際に前記モータに生じる起電力をバッテリに回生する電力回生システムであって、前記起電力による回生電圧が所定値以上のとき、前記モータに対し、弱め界磁制御を行う駆動制御手段を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明の自動車用電力回生システムにあっては、ファン駆動用モータの起電力による回生電圧が所定値以上のとき、前記モータに対し弱め界磁制御を行い、モータに回転負荷を与える。すなわち、回生電圧が大きくなった場合、ファン駆動用モータにブレーキを掛け、モータを回りにくくし、モータの起電力を抑制する。
【０００８】
前記自動車用電力回生システムにおいて、前記モータ制御装置により、前記起電力による回生電圧が所定値以上のとき、走行風による回転とは逆方向に前記モータを回転させる回転抑制電流を前記モータに対して付与するようにしても良い。また、前記モータ制御装置により、前記自動車の車速に応じて、前記回転抑制電流の電流値を制御するようにしても良い。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の自動車用電力回生システムによれば、ラジエータ冷却用のファンが自動車走行中に受ける走行風によって回転される際にファン駆動用モータに生じる起電力をバッテリに回生する電力回生システムにて、起電力による回生電圧が所定値以上のとき、ファン駆動用モータに対し弱め界磁制御を行う駆動制御手段を設けたので、回生電圧が大きくなった場合、モータに回転負荷が付与されて回転動作にブレーキが掛かるため、モータの起電力を抑制することが可能となる。
【００１０】
このため、本発明の自動車用電力回生システムを用いた場合、バッテリを略一定の電圧値にて回生充電でき、バッテリの充放電負荷が軽減される。また、モータの駆動制御手段の制御素子等に過大な電圧負荷が加わらず、ファン駆動用モータによる電力回生を効率良く行うことができる。さらに、制御素子等の容量を必要以上に大きくする必要がないため、モータの制御状態に合わせた最適な素子選択が可能となり、システムコストの削減が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例である電力回生システムの構成を示すブロック図である。本発明の電力回生システムは、電動の冷却ファン１を備えた自動車用のシステムである。冷却ファン１は、図１に示すように、３相のファンモータ２によって駆動される。ファンモータ２は、コンバータを用いた駆動制御回路（駆動制御手段）３に接続されており、中央制御装置４の制御の下、バッテリ５から供給される電力によって駆動される。
【００１２】
このようなファンモータ２は、通常の標準駆動時は、ラジエータ６が所定温度以上となると、バッテリ５からの電源電流によって回転駆動される。ラジエータ６は、自動車走行中は走行風によって冷却されるが、低速時や停止時は走行風量が不足し、ラジエータ温度が高くなる場合がある。ラジエータ６には温度センサ７が取り付けられており、駆動制御回路３は、温度センサ７によってラジエータ温度を常時監視している。駆動制御回路３は、ラジエータ６の温度が所定値以上となると、ファンモータ２を駆動し、冷却ファン１を回転させる。これにより、ラジエータ６に対し冷却風が供給され、ラジエータ温度の上昇が抑えられ、低速時や停止時等のオーバーヒート防止が図られる。
【００１３】
一方、高速走行中は、ラジエータ冷却に必要な風量を走行風にて賄うことができるため、ファンモータ２は適宜ＯＦＦ状態となる。このとき、冷却ファン１は、走行風を受けて風車状態となり回転する。当該電力回生システムにおいても、この走行風による冷却ファン１の回転を利用し、ファンモータ２を発電機として活用し電力の回生を行う。このとき、駆動制御回路３は電力回生回路として機能し、ファンモータ２に発生する起電力をバッテリ５側に送給する。バッテリ５には、駆動制御回路３から起電力に応じた回生電流が流れ、これにより、バッテリ５の充電が行われる。
【００１４】
ところが、前述のように、自動車が高速走行すると、ファンが高回転となり、回生電圧が高くなり過ぎるという問題が生じる。そこで、本発明の電力回生システムでは、高速走行時における回生電圧抑制のため、ファンモータ２の動作を弱め界磁制御によって規制する。すなわち、駆動制御回路３は、モータＯＦＦ状態のとき、ファンモータ２の端子電圧が所定値以上になると、ファンモータ２の励磁コイルに逆転方向（増磁方向）の電流を供給し、モータに回転負荷を与える。つまり、ファンモータ２に微少な回転抑制電流を流してモータにブレーキを掛け、モータのロータを回りにくくする。これにより、走行風による冷却ファン１の回転が抑えられ、ファンモータ２の起電力も抑制される。
【００１５】
図２は、本発明の電力回生システムにおける電力回生状態を示す説明図である。図２に示すように、当該システムでは、電力回生動作後、モータ端子電圧がＶ１（例えば、１２Ｖ＝バッテリ電圧）を超えると、弱め界磁制御が実行され、回生電力量が抑制される。図２に破線にて示したように、従来の電力回生システムでは、車速増加に伴って回生電圧が一方的に高くなる。これに対し、本発明の電力回生システムでは、モータ端子電圧がＶ１を超えると、それ以後は車速に応じてファンモータ２にブレーキ電流が供給され、車速が増加しても回生電圧が一定に抑制される。
【００１６】
このように、本発明の電力回生システムにおいては、高速走行時においても、バッテリ電圧（例えば、１２Ｖ）に応じた略一定の電圧値に回生電圧が抑制される。このため、バッテリを略一定の電圧値にて回生充電でき、バッテリの充放電負荷が軽減される。また、駆動制御回路３の制御素子等に過大な電圧負荷が加わらず、ラジエータ用ファンモータによる電力回生を効率良く行うことができる。さらに、制御素子等の容量を必要以上に大きくする必要がないため、モータの制御状態に合わせた最適な素子選択が可能となる。例えば、発生し高電圧をバッテリに回収するためのダウンバータ等が不要となり、その分、制御系に要するコストを削減することも可能となる。
【００１７】
本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００１８】
例えば、前述の実施例では、ラジエータ用ファンモータによる電力回生システムについて説明したが、ハイブリッド自動車における制動時の電力回生システムにも本発明は適用可能である。その場合、所定速度以上おける回生電圧を弱め界磁により抑制し、車速が所定値未満となったとき、弱め界磁を解除する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施例である電力回生システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の電力回生システムにおける電力回生状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２０】
１    冷却ファン
２    ファンモータ
３    駆動制御回路
４    中央制御装置
５    バッテリ
６    ラジエータ
７    温度センサ
【図１】
2009165276.tif 000003
【図２】
2009165276.tif 000004