JP6714598B2 - 車両のための電気推進システム - Google Patents

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Description

本発明は、少なくとも1つのエネルギー貯蔵システム(ESS)及び少なくとも2つの電動機(EM)を備えたハイブリッド電気自動車(HEV)又は電気自動車(EV)のための推進システムに関する。この推進システムは、例えば連結車両(articulated vehicle)に適している。
近年、燃料消費及びCO等の排気ガスを低減するのに効果的なハイブリッド電気自動車(HEV)や電気自動車(EV)の開発及び製品化が進められている。環境への車両の影響を軽減するには、できる限り電気推進システムを用いることが望ましく、したがって、EVのみを使用することが好ましいはずである。
しかしながら、そういった車両では、搭載されるバッテリの大きさ及び容量のため、利用可能な範囲に制限がある。電気推進システムを用いた車両の利用可能な範囲を改善する1つの方法は、HEVを形成するように内燃機関(ICE)を車両に備えることである。したがって、HEVは、EVに比べて車両の範囲を拡大できる解決策を提供する可能性がある。しかしながら、一般にHEVの電気モードにおける走行範囲は、EVに比べて限定されている。これは、HEVに搭載されるバッテリの大きさ及び容量がEVに比べて小さいからである。したがって、ハイブリッド電気自動車は、エンジンとモータを組み合わせて用いることで、長い走行範囲を保証しなければならない。
例えば、重荷重車両、建設機械、及び公共のバスのような商用車では、重荷重を扱うため及び/又は路面状態が悪い場所での運転に対応するため、車両の推進に複数の電動機を用いることが望ましい場合がある。これは特に、いくつかの要素又はモジュールが1つ又はいくつかのピボット式継手を介して接続されている結合車両を形成する車両又は車両の構成に役立つ場合があり得る。
そのような結合車両の例として、1つ又はいくつかのトレーラが先行車に連結された連結車両又は列車車両が挙げられる。そのような結合車両では、車両の牽引及び制御性を向上させるため、様々な連結部分又はトレーラに牽引力を与えることが望ましい場合がある。2つの連結部分の各々に電気トラクションモータを設けた連結車両が、米国特許出願公開第2012/168234号明細書に開示されている。この文献には、双方の連結部分の駆動車輪に対して同一のモータが動力を供給する例も開示されている。
しかしながら、車両又は列車車両の様々な連結部分間に機械的な力を伝達するための機械的接続を設けることには特有の困難がある。この場合、連結接続を介して電気エネルギーを伝達可能とすることの方がいくらか容易である。例えば、第1の連結部分におけるバッテリに貯蔵された電気エネルギーを用い、これを同じ連結部分及び別の連結部分に配置されたモータのため用いる。しかしながら、連結部における電線の摩耗に関する問題や、バッテリをやや長い距離に配置されたモータに接続する必要をなくすことが望ましいことから長い電線の必要性に関する問題があり得る。
別の電気推進システムを有する列車車両の一例が、米国特許出願公開第2014/052318号明細書に開示されている。この開示では、列車車両の各要素のそれぞれに別個のバッテリ及びモータが設けられている。このため、一般的には、特にトラック及びトレーラのように連結部分が容易に切り離せるならば、ピボット式継手が切り離されると共に車両のモジュールや要素が切り離される場合に大型車両用の寸法のバッテリを備えることは賢明でないと考えられる。更に、摩耗及び長い電線の必要性に関する上述の問題は当然、各車両にそれぞれ別々の電気推進システムを使用することを示唆している。
上述の電気推進システムに関する別の重要な特徴は、異なるエネルギー貯蔵システム(ESS)を有する異なる推進ユニットのためにエネルギーの範囲を設定し提供するという可能性である。エネルギー貯蔵システムが1つだけ存在する場合は、このESSが空になるまでエネルギー消費を所望のモータに分配するよう容易に最適化することができる。様々なESSが存在する場合、あるESSが他のESSより前に枯渇するのを回避するため、エネルギーの使用を最適化することができる。列車車両のいくつかの別個のESSに対する共同制御が、例えば、米国特許出願公開第2014/052318号明細書に記載されている。ここでは、列車車両に備えられた様々なESSの所望の充電状態をそれぞれ維持するため、各個体の再充電及び放電をどのように制御するかについて記載されている。
したがって、本発明は、例えば、連結車両又は列車車両のようないくつかの車両要素又はモジュールを備えた結合車両において、電気エネルギーの供給及び貯蔵を管理するため少なくとも2つの電気推進システムを備えた車両の電気推進システムを設計及び管理するという問題を対象とする。
上記の問題は、添付の特許請求の範囲において請求されるような電気推進システムを備えた車両及びこの電気推進システムを制御するための方法を提供することによって解決された。
したがって、本発明は、電気推進システム(2)を備えた車両を対象とする。この車両は、例えば、ハイブリッド電気自動車(HEV)又は電気自動車(EV)とすればよい。今日、最も一般的に用いられるHEVは、電動機(EM)を備えた電気推進システムと、内燃機関(ICE)に接続された一般的に用いられる機械伝動機構と、を備えた種類のものである。しかしながら、本発明の基本的な原理は、電気推進システムがどのシステムと組み合わされるかには無関係に適用可能である。
この電気推進システムは、多種多様な車両向けに使用できる。この文脈において、車両とは、特に、例えば、バス、建設機械、貨物自動車、トラック及びトレーラの組み合わせ、個人用自動車、商用車を意味する。したがって、本発明は、基本的にいかなる種類の車両にも使用され得るが、例えば、連結車両、トラック及びトレーラの組み合わせ、又は列車車両を形成するように接続された車両モジュールの他の組み合わせ等、ピボット式継手を備えた車両に対して用いる場合にいくつかの特定の利点がある。
電気推進システムは、車両の推進のための第1の電動機(EM1)を備えている。EM1は、1つ又はいくつかの電気エネルギー源に接続され、かつ、1つ又はいくつかの電気エネルギー源によって電力供給されるように設計された第1の電気接続部(EC1)が設けられている。
EM1は、1つ又はいくつかのエネルギー貯蔵部、及び車両上でエネルギーを発生させるためのソース又は外部供給電源に接続されたソースに接続することができる。EM1は、車両に推進力を与えるため、少なくとも1つの駆動車輪に接続されている。このため、EM1は、例えば車輪ハブモータのような単一の車輪、又は複数の車輪に接続された1つ若しくはいくつかの駆動軸に接続することができる。
電気推進システムは、1つ又はいくつかの電気エネルギー源に接続され、かつ、1つ又はいくつかの電気エネルギー源によって電力供給されるように設計された第2の電気接続部(EC2)が設けられた、車両の推進のための第2の電動機(EM2)も備えている。EM2に、少なくとも1つの駆動車輪が接続されている。EM2は、EM1と同じ種類であってもよく、同じ種類でなくてもよい。EM1は、例えば車輪ハブモータ対の一方であり、EM2は、他の車輪の駆動軸に動力を供給するためのモータであり、又は、EM1及びEM2の双方は電気推進システムにおいて軸ごとに各車輪に接続された2つの異なる駆動軸に動力を供給するように設計及び実施され得る。
また、EM1及びEM2は、双方とも、電気エネルギー源の異なる設定に接続するように構成された車輪ハブモータとしてもよい。一般に、EM1及びEM2は、電源の設定に多少の差異があり、これら双方のモータについて全ての電気エネルギー源が同じというわけではない。一方のモータが2つ以上の駆動軸に動力を与えることも可能である。当然、必要に応じて更に別のモータを電気推進システムに含ませてもよい。
電気推進システムは、第1の電動機(EM1)に電力を提供するため、第1の電気接続部(EC1)を介して第1の電動機(EM1)に電気的に接続され、車載された第1のエネルギー貯蔵システム(ESS1)も備えている。ESS1は、例えば、1つのバッテリ、又は、バッテリのセット、若しくは電気エネルギーを貯蔵できる他の要素とすればよい。
電気推進システムを制御するため、このシステムには、電子制御ユニット(ECU)が組み込まれている。ECUは、単一のプロセッサ、又は共にECUを形成するプロセッサ群としてもよい。ECUは、電気推進システム及びEM1とEM2との使用を制御するようにプログラムされている。
EM1及びEM2の使用は、一般に多くのパラメータに依存し、特に、車両がHEVであるか又はEVであるかに依存して多くの相違があり得る。しかしながら、電動機EM1及びEM2を制御するための1つの重要なパラメータは、電気エネルギーの利用可能性と、異なる車載エネルギー貯蔵部の充電状態(SOC)である。
したがって、EM1及びEM2は、少なくとも第1のエネルギー貯蔵システム(ESS1)における充電状態(SOC)レベルに応じて制御される。例えば、最大充電レベルを超えて更に充電するとESS1に損傷を引き起こしかねないので、EM1は、ESS1を再充電するための回生制動(regenerative braking)に使用されないように、制御されなければならない。
ECUは、更に、EM2の電気エネルギーの利用可能性に応じてEM1及びEM2の動作を制御するようにプログラムされている。この利用可能性は、ある時点でどのエネルギー供給源が存在し使用可能であるかに応じて異なる。例えば、EM2を第2のエネルギー貯蔵システム(ESS2)に接続することができ、EM2に他のソースが接続されていない場合、かつ、EM1が電気エネルギー源としてESS1のみを用いている場合、ECUは、最も高いSOCレベルを有するエネルギー貯蔵システムに接続された電動機を車両の推進のために主として使用するようプログラムされ得る。
この簡略化モデルは、当然に改良することができ、現在及び推定された将来の車両動作及び運転状況を考慮に入れることができる。別のエネルギー源が存在する場合、例えば、電気推進システムの何れか(又は双方)が何らかの車載発電機を使用できるような場合は、この車載発電機との考えられる最大距離を考慮に入れることができる。
したがって、2つ以上の電動機を含む電気推進システムが電気エネルギーを供給される全体的な可能性、及び個々の電動機が電気エネルギーを供給される可能性が評価される。この電気推進システムは、車両の推進のため、どのモータ(複数のモータ)を主に用いるかが決定された場合、電気エネルギーの発生や貯蔵電気エネルギーの使用のための異なる種類のソースを評価し推定することによって、更に改良され得る。電動機の使用を制御する場合、エネルギー供給の問題に加えて、安全性及び運転の滑らかさのような他のパラメータも考慮される。このようなパラメータによって、モータの使用方法の制限が設定されることがあり得る。
電気推進システムは、例えば、車両の走行中にこのシステムに電力を供給するため、例えば地面上の導電レール又は空中の電線のような外部供給電源に接続されるように適合された集電器を備えることができる。車両における全ての電気貯蔵部が外部電源から供給を受けられるわけではない場合に備えて、車両は、走行中及び接続中に外部電源から電気を供給できるモータを主として用いるように制御されることが好ましい。
電気推進システムにおいて、例えば、バッテリのような1つ又はいくつかの電気エネルギー貯蔵システム(ESS)の充電の向上を可能とするため、及び/又は、いくつかの電気エネルギー貯蔵システム間の充電配分を制御して、いっそう均等な配分とするか又は他の任意の特定の要望に従った配分とするため、電子制御ユニット(ECU)は、エネルギー伝達モードを含むようにプログラムされ得る。
このエネルギー伝達モードでは、電気ESSの充電状態(SOC)と、そのようなシステムがいくつか存在する場合、それらの間の充電配分とに焦点を当てて、電気推進システムを制御することが意図される。このエネルギー伝達モードでは、運転の快適性、速度、及び/又は全体的なエネルギー効率のような他のパラメータは、重要性を低くするよう設定され得る。
エネルギー伝達モードでは、推進力のため第2の電動機(EM2)の使用を増大させると共に、回生制動のため第1の電動機(EM1)の使用を増大させる。つまり、これは、例えば、ESS1のようなESSに電気的に接続されたEM1のようなEMからの制動作用の方が、より長い期間にわたって高頻度で使用されること、及び/又は、車両が他のモードである場合よりも大きい制動力を加えて使用されることを意味し得る。
したがって、エネルギー伝達モードにおいて、電気推進システムは、回生制動によって、選択したESSからの電気エネルギーの消費を低減するため又はこのESSのSOCを増大させるため制御されるが、その代償として推進力のため別のエネルギー源の使用が増大する。これは、得られる推進力に望まれるよりも大きい推進及び制動力を用いることによる摩擦損失の結果として、全体的なエネルギー消費の増大が可能となることを意味する。
エネルギー伝達モードは、手動で又は自動的に選択され得る。例えば、運転者にエネルギー伝達モードの選択を勧めるため、例えば、ESS1のような1つのESSにおける低いSOCレベル、又は、例えば、ESS1及びESS2のようないくつかのESS間の不均等なSOC分布を示すインジケータを有することができる。場合によっては、例えば、運転者が間もなく車両を停車し、車両を一晩充電するつもりでいる場合、車両をエネルギー伝達モードで動作させることは望ましくない。
また、いくつかの状況では車両をエネルギー伝達モードで動作させることを運転者が選択でき、他の状況では車両をエネルギー伝達モードに設定するか否かが義務付けられている、ある種の半自動システムとしてもよい。エネルギー伝達モードの使用を可能とするべきでない1つの特定の状況は、全てのエネルギー貯蔵システム(ESS)が最大許容SOC限度まで再充電されている場合であり、エネルギー伝達モードを強制的に用いてESSを再充電できるのは、例えば、ESSが枯渇すると共に車両が低温環境にあるような、SOCが一定のSOCレベル未満である場合である。
しかしながら、エネルギー伝達モードで車両を動作させるよう設定するための指示又はそのための自動制御は、少なくとも、例えばEM1に電気的に接続されたESS1のような電気エネルギー貯蔵システムの充電状態(SOC)レベルに依存し、これは、回生制動によって再充電するためには規定レベル未満でなければならない。
更に、エネルギー伝達モードが実際に所望の作用を遂行することを保証するには、先にEES1として例示した既定値未満のSOCを有するESSを回生するため、回生制動に用いられる電動機に接続された電気エネルギー源の推定される利用可能なエネルギーよりも、例えば、EM2のような別の電動機に接続された電気エネルギー源において車両の推進に利用可能な電気エネルギーの方が大きいと推定されなければならない。エネルギー伝達モードを用いるための基準は、やや簡略化して記述すると、例えば、選択したエネルギー貯蔵システムが低充電状態のため再充電する必要性又は要望がある場合に、この必要性を評価し、検討し、車両に全体的な推進力を与えるため別の電気エネルギー源の使用を増大させて電気エネルギーを供給する可能性と比較し、回生制動の増大によって第1のエネルギー貯蔵システムを再充電するようにシステムを制御する。
この特徴の別の説明は、車両に推進力用の電気エネルギーを供給するため別のエネルギー源の方が適していると推定される場合に、選択したエネルギー貯蔵システムを回生するため、エネルギー伝達モードで回生制動の使用を増大することであると言える。時として、摩擦損失が増大し、別のエネルギー源によって摩擦損失を補償するため余分な推進力を与える必要がある場合であっても、選択したエネルギー貯蔵システムを回生するため、(他のモードで制御される場合の)車両の全ての制動要求を超える制動を与えることが有益である。
いつエネルギー伝達モードを用いるかを決定するため、いくつかの異なる基準があり得る。これらの基準は、とりわけ、第2の電動機(EM2)にどの電気エネルギー源が接続されているかに依存する。車両は、例えば、EM2が第2のエネルギー貯蔵システム(ESS2)に電気的に接続され、これによって電力供給されるように設計され得る。この事例では、電子制御ユニット(ECU)は、第2のエネルギー貯蔵システム(ESS2)の利用可能な電気エネルギーの方が第1の電気エネルギー貯蔵システム(ESS1)よりも大きい場合、第2の電動機(EM2)の推進に利用可能な電気エネルギーの方が大きいと推定するようにプログラムされ得る。
この基準は、例えば、ESS1及びESS2が同じサイズであり、通常の運転動作中に均等に用いられる場合に使用できる。また、例えば、ESS1のような1つのESSが主として推進用に用いられ、いくつかの特定の場合にのみ追加の力を与えるよう意図されたESS2のような他のESSよりも相当に大きい貯蔵容量を有することもある。
この場合、ECUは、各ESSの相対的なSOCレベルに応じて車両をエネルギー伝達モードに設定するようにプログラムされ得る。例えば、ECUは、各SOCレベルを同一に設定することができ、又は、例えば、ESS1のようなメインESSが例えば30%のような低いレベルを上回る限り、例えば、ESS2のような小さいEESのSOCレベルが例えば75%のようなやや高い限度を上回るべきであることを決定し、いくつかの特定の場合に必要ならば追加ESSの使用を準備することができる。こういったレベルは、特定のルート又は動作サイクルについての各ESSのエネルギー消費サンプルを用いることで、又は、予測ルートについてGPS及び地図データから各ESSの使用を推定することで、予測される将来の車両の使用に応じて設定することも可能である。
したがって、ECUは、現在の又は将来の車両動作状況の推定に基づいて、第1のエネルギー貯蔵システム(ESS1)が車両の推進のため第1の電動機(EM1)にエネルギーを提供できるよりも、第2のエネルギー貯蔵システム(ESS2)の電気エネルギーの方が長い時間にわたって推進力のための電力を提供できる場合、第2の電動機(EM2)の推進のために利用可能な電気エネルギーの方が大きいと推定されるようにプログラムされ得る。
したがって、ECUは、車両における各電動機(3つ以上もあり得る)の将来の使用を推定し、電気エネルギー貯蔵システム(これも3つ以上もあり得る)のSOCに応じ、更にどのようにESSがEMに接続されているかに応じて、推進及び制動動作を制御するエネルギー伝達モードでシステムを制御して、各ESSの所望のSOCレベルを得るように設定することができる。
本明細書に与える例では、他の指示がない限り、EM1はESS1に接続され、EM2はESS2に接続されている。しかしながら、1つのESSがいくつかのEMに接続され得ることに留意すべきである。
更に、1つのEMがいくつかのESSに接続されてもよい。ECUは、ESS1を用いてEM1に電気エネルギーを提供する場合に比べてESS2の方が車載ESSの全SOCの低減を抑えてエネルギーを提供できる場合、EM2による推進のために利用可能な電気エネルギーの方が大きいと推定されるようにプログラムされ得る。これが当てはまるのは、例えば、EM2を推進するための電気エネルギーの発生源又はESS2を充電するためのソースがある場合である。
ハイブリッド電気自動車(HEV)の場合、内燃機関(ICE)のような別の動力源からEM2と同じ駆動車輪に推進力を直接提供できる場合には、ESS2のSOCレベルが実際にはESS1より低いとしても、EM2に利用可能な電気エネルギーの方がEM1よりも大きいと決定され得る。
以下において、車載ESSに加えて又は車載ESSの代わりに使用することができ、EMに動力を供給する他の動力源の使用に関して検討する。また、エネルギー伝達モードよりも他のモードが優先される場合があることに留意すべきである。例えば、スポットモードが選択された場合、必要以上の制動を含むことは望ましくない可能性が高い。又は、ある種の雪/氷モードが選択された場合、エネルギー伝達モードで望まれるような最適な回生(regeneration)のために制動を制御するのではなく、できる限り大きなグリップを与え、この目的に制動作用を割り当てるようにして制動を適合させなければならない。同様に、エネルギー伝達モードは、車両を安全に運転するために、制動作用又は推進力のために無効にされるべきである。
先に簡潔に述べた通り、車両は、始動の際、車載された電気エネルギー貯蔵システム(ESS)に元来含まれるもの以外の電気エネルギーの別のソース又は別の供給部を用いるよう適合することができる。そのような他のソースは、例えば内燃機関(ICE)で用いられる液体燃料、又は水素を用いた燃料電池であり、ESSを再充電するための電気を発生するか、又は電動機(EM)に電力供給するため直接接続される。
したがって、上述のような供給部に接続されたEMの利用可能な電気エネルギーの方が、実際の電気エネルギー貯蔵量が多いESSに接続された別のEMの利用可能な電気エネルギーよりも大きいと決定されることがある。電気エネルギーを提供する別の方法は、例えば地面上のレール又は空中の電線によって設置された配電網に接続された集電器を用いることで、走行中に電力を連続的に供給する何らかのシステムを用いることである。
この場合、EM2及び/又はEM2に電気的に接続された第2のエネルギー貯蔵システム(ESS2)が、EM2及び/又はESS2に電力を供給するため走行中に外部供給電源(設置された配電網)に接続されるよう適合された集電器を使用することで電力を受け取っている場合、電子制御ユニット(ECU)は、第2の電動機(EM2)の推進のために利用可能な電気エネルギーの方が大きいと推定されるようにプログラムされ得る。
この場合、配電網に接続された電気デバイスの利用可能なエネルギーは無限であると、みなせるので、電気推進システムは、車両の推進には主としてEM2を用い、他のEMに接続された貯蔵システムを充電するための回生制動には他のEMを用いるべきである。ECUは、例えば、配電網に(直接又はESSを介して)接続されたEMには可能な最大の推進力を用いると共に回生制動には他のEMを用いるように車両を制御するようプログラムされ得る。
或いは、配電網に接続されていないEMに対して回生制動の負荷を最適化し、配電網に接続されたEMは、所望の全推進及び制動力を与えるように制御されるよう設定される。例えばESS2のようなESSを走行中に再充電するため、これに集電器が電気的に接続されている場合、ESSを再充電するためこれに接続されたEMを動作させる必要なく停止状態でESS2を充電できるという利点がある。
しかしながら、最も効率が高いと思われるのは、集電器からの電力を例えばEM、ESS充電、又は動力取出装置(PTO)等の適切な消費部へ送出するように設計された、いわゆる接続箱に、集電器を接続することである。
上述のシステムは、とりわけ、相互に電気的に分離された、いくつかのエネルギー貯蔵システム(ESS)が車両に搭載されている場合に有用であると考えられる。この場合、あるESSから別のESSへ電線によって電気エネルギーが伝達される可能性はない。
したがって、このシステムは、第1の電気エネルギー貯蔵システム(ESS1)と第2の電動機(EM2)に電気的に接続された電気エネルギー源(存在する場合はESS2を含む)との間で電気エネルギーを直接伝達することができないように、第1の電気エネルギー貯蔵システム(ESS1)が第2の電動機(EM2)に電気的に接続された電気エネルギー源から電気的に分離されている、上述のシステムのために使用できる。
また、上述のシステムが特に適していると考えられるのは、ESS(及び関連付けられたEM)の少なくとも1つは、走行中に配電網から電力を受け取ることができるように適合されていないが、少なくとも別のESS(又はこの少なくとも別のESSに関連付けられたEM)には、車両走行中に電気エネルギーを供給するための集電器が設けられているシステムである。
したがって、先に記載した例を参照すると、これは、例えば、第1の電動機(EM1)が、直接に又は例えばESS1のようなESSの充電を介して走行中に外部供給電源から電気の供給を受けることができず、第2の電動機(EM2)が、直接に又はESS2の充電を介して走行中に外部供給電源に接続されるよう適合された集電器に電気接続部を介して接続されている場合である。
電子制御ユニット(ECU)は、この事例では、車両がエネルギー伝達モードで制御されている場合にESS1を充電するため車両の回生制動に第1のEM1が用いられるのと同時に、車両の推進のため配電網に接続されているEM2を用いるようにプログラムされ得る。この方法、すなわち、一方の電動機を回生制動に用いながら別の電動機を推進に用いることは、車両が配電網に接続されていない場合又は上述のような車両の他の設計でも、当然に利用され得る。
上述の車両は、EM2に接続された少なくとも1つの第2の駆動車輪とは異なる少なくとも1つの第1の駆動車輪にEM1が接続されるように設計され得る。車両は、例えば連結車両とすることができ、EM1は連結車両の第1の部分の第1の駆動車輪に接続され、EM2は連結車両の第2の部分の第2の異なる駆動車輪に接続され、連結車両の第1及び第2の部分は車両の連結部の異なる側にある。車両は、EM1が第1の駆動車輪に接続された第1の駆動軸に接続され、EM2が第2の駆動車輪に接続された第2の駆動軸に接続されるように構成することができる。
また、車両は、第1及び第2の電動機(EM1、EM2)が、例えば共通の駆動車輪に接続された同じ駆動軸に動力を供給することによって、この共通の駆動車輪に接続されるように設計され得る。
留意すべきことは、この設計が、EMが別個の駆動車輪にも接続された設計と共に使用できることである。これは、例えば、3つの駆動軸があり、EM1が第1の駆動軸に接続され、EM2が第2の駆動軸に接続され、EM1及びEM2の双方が第3の駆動軸に接続されている場合である。
代替案として、EM1又はEM2の何れかを、第1及び第2の駆動軸に対する接続から切り離して、電動機の一方を共通の(第3の)駆動軸だけに接続されるようにしてもよい。この場合、EM2を用いて第3の駆動軸に推進力を与える一方で、EM1を用いてESS1における電気エネルギー回生のための制動トルクを第3の駆動軸に与えることによって、例えば、ESS1のようなESSの何れかに電気エネルギーを伝達するため第3の駆動軸を使用できる。
したがって、この場合、推進力のためのトルクを第1の駆動車輪に与える必要も、制動力を第2の駆動車輪に与える必要もないので、タイヤの摩耗を生じることなくエネルギー伝達が行われ、第3の駆動軸を動力伝達要素として用いることができる。
したがって、電気推進システムが適しているいくつかの異なる設計がある。また、上述の例では、例を提示する際に簡略化のため2つの電動機(EM)を備えた車両について記載したことに留意すべきである。しかしながら、電気推進システム内には更に別のEMが存在する可能性があり、これらを本明細書に記載する思想に従って容易に組み込んで制御できることは当業者には理解されよう。
本発明は、更に、例えば、ハイブリッド電気自動車(HEV)又は電気自動車(EV)のような車両のための電気推進システムを制御するための方法に関する。この電気推進システムは、車両の推進のための第1の電動機(EM1)及び第2の電動機(EM2)を備えている。EM1及びEM2は、1つ又はいくつかの電気エネルギー源に接続され、かつ、それによって電力供給されるように設計された第1の電気接続部(EC1)及び第2の電気接続部(EC2)が設けられている。EM1に接続された少なくとも1つの駆動車輪、及びEM2に接続された少なくとも1つの駆動車輪がある。また、電気推進システムは、EM1に電力を提供して動力を供給するため、第1の電気接続部(EC1)を介してEM1に電気的に接続され車載された第1の電気エネルギー貯蔵システム(ESS1)である第1の電気エネルギー源も含む。推進システムの制御のため、電子制御ユニット(ECU)を含む。
この方法は、ESS1(場合によっては他のESSも)における充電状態(SOC)レベル及びEM2の電気エネルギーの利用可能性に応じて、EM1及びEM2(場合によっては他のEMも)の使用を制御する特徴を備えている。これは、一般化した形態では、電気推進システムにおけるEMの制御が、EMのための電気エネルギーの利用可能性に依存していると表現され得る。
この方法は、エネルギー伝達モードを備えるという特徴によって更に規定される。エネルギー伝達モードでは、推進力のためのEM2の使用を増大させると共に回生制動のためのEM1の使用を増大させる。エネルギー伝達モードは、車載ESS間の充電配分が不均等であるために回生モードが望まれること、及び/又は、電気推進システムの少なくとも1つで利用可能な電気エネルギーが大きいことが指示手段によって明らかにされると、手動で選択され得る。
また、電気推進システムは、いくつかの基準に応じて自動的にトリガするよう設定することも可能である。これらの基準は、例えば、第1の電気エネルギー貯蔵システム(ESS1)のような少なくとも1つの車載ESSの充電状態(SOC)が規定レベル未満であると示されること、及び、EM1に接続された第1の電気接続部(EC1)よりも第2の電動機(EM2)に接続された第2の電気接続部(EC2)の方が利用可能な電気エネルギーが大きいと推定されることである。自動選択は、エネルギー伝達モードに切り換わるため別のパラメータを備えることも可能である。
一般に、エネルギー伝達モードの使用には、例えば伝達におけるエネルギー損失、及び/又は、状況によっては快適性及び最適な制動に関して車両を最適に制御できない等の何らかの欠点があるので、概して、エネルギー伝達モードを用いないこと、又は、少なくともエネルギー伝達モードが実際に必要となってからこのモードを開始することが好ましい。
また、特定のESSを充電する必要性又は要望に応じて、様々なレベルのエネルギー伝達モードを有することも可能である。例えば、特定のESSを再充電する強い必要性があるときには、1つのEMを推進に用いながら別のEMを回生制動に用いることができる。再充電の必要性がより低い場合、エネルギー伝達モードをより軽度に用いることができ、車載ESSに電気エネルギーを充電又は配分するため、必要な制動及び推進動作が適切なEMによって実行されるよう制御される。
手動の選択において無効となる選択肢があり得る。これは、例えば、回生の対象となる全てのESSが充電の臨界レベルをすでに超えている場合、又は、滑りやすい運転状況のため、最適な牽引及び制動性能を与えるように推進が設定されている場合である。
この制御方法は、選択されたEM2及び/又は選択されたEM2に電気的に接続されたESS2のようなエネルギー貯蔵システム(ESS)が、集電器を使用することによって、例えば、第2の電気接続部(EC2)のような関連付けられた電気接続部を介して走行中に電力を受け取っている場合、例えば、EM2のような選択された電動機(EM)を推進するため利用可能な電気エネルギーの方が大きいと推定されるように規定することができる。集電器は、第2の電動機(EM2)に直接に又はESS2を介して電力を供給するため公衆網(主電源)等の外部供給電源に接続されている。空中の電線と接触するように形成された屋根設置型パンタグラフ、又は地面上のレールと接触するように搭載された集電靴の形態の集電器を介して、主電源から車両へ電力を移送することができる。
この制御方法は、EM1に接続された例えばESS1のようなESSを充電するため、ある時間の間、例えば、EM1のようなEMの少なくとも1つを用いて、車両の通常制御モード中の車両の全ての制動要求を超える程度まで車両の回生制動を行うよう制御する特徴を含み得る。この制動作用を補償するため、例えばEM2等の別のEMによって補償される推進力を制御して、上述の時間の間の全推進要求よりも大きい推進力を与える。車両がハイブリッド電気自動車(HEV)である場合、例えば伝動機構を介して駆動車輪に接続された内燃機関のような他の推進システムによって推進力を与えることも可能である。
上述の制御方法は、例えば、ESS1のような関連付けられたESSを充電するため車両の回生制動に例えばEM1のようなEMが用いられるのと同時に、車両に推進力を提供するように例えばEM2のような推進ユニットを制御する特徴を含むことができる。
以下の文章では、添付図面を参照して本発明について詳細に記載する。これらの概略図は例示の目的のためだけに用いられ、本発明の範囲を限定するものではない。
第1及び第2の電動機(EM)が異なる駆動軸に動力を供給するように接続されている、本発明による電気推進システムが設けられた車両を示す概略図である。 第1及び第2の電動機(EM)が、図1に示す駆動軸に加えて共通の駆動軸に接続され、異なる駆動車輪に動力を供給するように接続されている、図1に開示された車両の変形例を示す図である。 電気推進システムに集電器が設けられた、図1に開示する車両の別の変形例を示す図である。 電気制御システムをエネルギー伝達モード(ETM)に設定するための方法を示すフローチャートである。
図1に、電気推進システム2を備えた車両1が開示されている。電気推進システム2は、第1の電気接続部EC1を介して車載された第1の電気エネルギー貯蔵システムESS1に電気的に接続された第1の電動機EM1を備えている。第1の電動機EM1には、第1の出力軸5’が設けられ、この第1の出力軸5’は、第1の駆動車輪3’を備えた第1の駆動軸6’に機械的に接続されて、これらが第1の電動機EM1に接続されるようになっている。
第1の電動機EM1は、モータとして用いられる場合には、第1の駆動車輪3’に推進力を与え、又は、車載された第1の電気エネルギー貯蔵システムESS1に対して電気エネルギーを回生するため発電機として用いられる場合には、第1の駆動車輪3’に制動力を与え得るように設計されている。EM1からの回生電気エネルギーは、当然に他の目的にも使用され得る。本明細書に例示するように、ESS1は、例えばバッテリ等の単一のユニットとして示すが、ESS1がいくつかのユニットを含み、これらが一緒にESS1を形成することも可能である。
電気推進システム2は、更に、電源に接続するため第2の電気接続部EC2が設けられた第2の電動機EM2を備えている。第2の電動機EM2には、第2の出力軸5’’が設けられ、これは第2の駆動車輪3’’を備えた第2の駆動軸6’’に機械的に接続されて、これらが第2の電動機EM2に接続されるようになっている。第2の電動機も制動中に回生装置として機能できるように設計され得るが、この特徴は、本発明のシステムが機能するために必須のものではない。
上述した電気接続部は、図面では電動機に一体化されたものとして電動機EM1、EM2に隣接配置して示されている。図面では、各電動機に3つの接続がある(ボックスから延びた線として図示されている)が、接続の数は、当然にこれよりも少ないか又は多い場合があり得る。こういった電気接続部は、意図する目的に応じて、1つ又はいくつかの電気エネルギー供給部からエネルギーを受け取るように設計され得る。
電気エネルギー供給部は、例えば、車載されたエネルギー貯蔵システム、電動機(回生制動に用いる場合)、ICE又は燃料電池によって動力が供給される発電機等の車載発電システム、車両が停止している場合のエネルギー貯蔵部のプラグイン再充電、又は、ルートに沿った外部供給電源インフラに接続可能に設計された集電器である。
また、電気接続部を別個の接続箱として設け、1つ又はいくつかの(上述のような)ソースから電気エネルギーを受け取るよう設計すると共に、この電気エネルギーを、例えば電動機、動力取出装置、エネルギー貯蔵システム(再充電される場合)、及び車両内の電動器具のような1つ又はいくつかの消費部に分配するよう設計してもよい。
電気推進システムは、第1及び第2の電動機(EM1、EM2)、及び、第1の電気エネルギー貯蔵システムESS1に接続された電子制御ユニットECUによって制御されている。電子制御ユニットECUは、第1の電気エネルギー貯蔵システムESS1の充電状態(SOC)に応じて第1及び第2の電動機(EM1、EM2)を制御するようにプログラムされている。ECUは、電気推進システムを制御するため関連データの別の入力を受信するように設計されている。ECUは、好ましくは、電気推進システム内の各電動機の全ての供給部で利用可能な総エネルギーを決定可能とするため、電動機に接続された全ての電気エネルギー源に関する入力を受信するよう接続されなければならない。このため、ECUは、好ましくは上述のシステムにおいて、EM1及びEM2に接続された全エネルギー源の状態に応じて電気推進システム内のエネルギーフローを制御するようにプログラムされると共に、この情報から、EM1による回生制動によってESS1を再充電するべきか否かを決定しなければならない。
図1(及び以降の図面)に示すように、車両1内の第1の電気エネルギー貯蔵システムは、第2の電動機EM2から、及びこれと電気的に接続された電気エネルギー源から、電気的に分離されている。電気的に分離するとは、上記の第1の電気エネルギー貯蔵システム(ESS1)と第2の電動機(EM2)に電気的に接続された電気エネルギー源との間で電気エネルギーを直接伝達できないことを意味する。
しかしながら、図面に示すシステムはいくつかの干渉ポイントを有するように設計され得る。例えば、制動システム又は照明のような必須の機能に電気を供給するため何らかのバックアップ接続が存在し得るが、こういったシステムは、例えばESS1のような第1の電動機に推進力を提供するため用いられる車載されたエネルギー貯蔵システム及びこれに接続されたEM1に対して、例えばEM2のような別の推進手段又はこれに関連付けられたエネルギー貯蔵システムから電流を供給することで再充電を行うようには設計されていない。
図1のシステム内のEM2からESS1にエネルギーを伝達しなければならない場合は、EM2に接続された動力源からの電気エネルギーを用いて増大推進力を与えることで機械的にエネルギーを伝達し、ESS1を回生するためEM1を用いて回生制動を行う必要がある。したがって、第2の駆動車輪3’’上の増大推進トルク及び第1の駆動車輪3’上の増大制動作用によって地面を介して動力を交換する必要がある。
しかしながら、図2では、地面を介してエネルギーを伝達する必要なく第2の電動機EM2から第1の電気エネルギー貯蔵システムESS1へエネルギーを伝達できる車両1の別の設計が開示されている。
図2の車両1は、図1における車両の全ての特徴を含むが、EM1から第1の出力軸7’によって、更にEM2から第2の出力軸7’’によって動力が供給される第3の駆動車輪3に接続された第3の駆動軸5が設けられている。この構成では、ESS1を回生するためEM1を用いて第3の駆動軸5の回生制動を行いながら、EM2から第3の駆動軸5に推進トルクを与えることが可能となる。したがって、推進力及び制動作用によるエネルギー伝達は第3の駆動軸5を介して行われ、第1の駆動車輪3’及び第2の駆動車輪3’’によって地面を介して伝達する必要はない。
図3は、第2の電動機EM2に接続された特定の電気エネルギー源が追加されたことを除いては、図1に示すものと同じである車両1を示す。図3において、第2の電気接続部EC2は、第2の電気エネルギー貯蔵システムESS2及び集電器4に接続されている。集電器4は、ルートに沿った外部供給電源インフラに接続可能であり、これによって車両の走行中に主電源から電気エネルギーを受け取るように設計されている。このため、ECUは、集電器4が外部供給電源に接続されている場合を示す何らかのセンサ機構に接続されなければならない。ECUは、好ましくは、集電器4が電源に接続されている場合はできる限り集電器4からの電力を用いるようにプログラムされている。
また、ECUは、外部供給電源との接触が検出された場合は自動的にエネルギー伝達モードに変更するようプログラムすることも可能である。ECUは、例えば、(モータ自体に関する安全限度及び車両の運転特性内で)最大推進力を与えるようにEM2を制御すると共に、走行中にESS1を再充電するため回生制動を行うようEM1を使用することができる。或いは、ESS1を、最も効率の高い回生制動力に設定し、車両1が要望通りに制御され得る限り最適な制動力を与えるよう制御することができる。
また、回生制動力の制御は、外部供給電源により与えられるルート上で車両がどのくらい長く走行するかを示す推定値に応じてECUによって行うか、又は行程中のどの部分で外部供給電源が利用可能となるかを前もって知ることによって行うことも可能である。例えば、車両は、どの部分で外部供給電源が利用可能となるかが明確に定義された公共バスであり得る。エネルギー伝達のため過剰な推進力/制動力を用いる場合は常にある程度のエネルギー損失が生じるので、(安全で快適な走行のため)必要な制動要求を超える回生制動量をできる限り低減させながら確実にSOCレベルを所望の限度内に収めるため、車両動作及びエネルギー伝達モードをこのルート向けに最適化することができる。
図3の電気推進システム2の設計は、図1に開示した車両に基づいているが、図2に示す車両設計に適用することも可能である。
図4には、電気制御システムをエネルギー伝達モード(ETM)に設定するための方法のフローチャートが開示されている。
第1のステップS1では、例えば、EM1のような関連付けられた電動機(EM)に動力を供給する電気エネルギーを与えるように設計された、例えばESS1のような電気エネルギー貯蔵システム(ESS)の充電状態(SOC)レベルを測定する。ESS1のSOCレベル(SOCESS1)は、ESS1を再充電するか否かを決定するために測定される。ESS1のSOCレベルは、回生のための規定の値、すなわち、回生制動の再充電SOCレベル(RBR)未満でなければならない。そうでなければESS1の過充電のリスクがある。
ステップ1では、ESS1のSOCレベル(SOCESS1)をRBRと比較し、SOCレベルがRBR限度未満である場合、手順は次のステップであるステップ2に進む。SOCレベルがRBR限度よりも大きい場合、ESSの再充電動作は行わなくてよい。このステップは、当然、車両に搭載された全てのESSに対して実行することができる。
第2のステップS2では、EM1、及びEM2のような少なくとも1つの他のEMの利用可能な電気エネルギー(AEE)を推定し比較する。各電動機に接続された電力源としてESSのみが用いられている場合、ESSのそれぞれについてSOCレベル又は正味の電荷を測定することによって利用可能な電気エネルギーを容易に推定できる。
しかしながら、電気エネルギーを与え得る他のソースが存在する場合がある。他のソースは、例えば、電気の発生のため用いられる内燃機関、例えば外部電源に接続された水素収集部又は集電器から電気エネルギーを生成するための燃料電池である。
したがって、この場合、車両上の実際の貯蔵電気だけに基づくのではない利用可能な電気エネルギーの何らかの推定を行わなければならない。別のEMが存在する場合、それらのEMの利用可能なエネルギーも推定され得る。しかしながら、EM1の利用可能な電気エネルギー(AEE)(AEEEM1)が少なくともEM2のAEE(AEEEM2)と比較される。EM1よりもEM2の利用可能なエネルギーの方が大きいと決定された場合、プロセスはステップ3、すなわち、S3に進む。
第3のステップS3では、電気推進システムの制御システムをエネルギー伝達モード(ETM)に設定する。このモードにおいて電気推進システムは、車両が通常モード又は他のモードで制御される場合よりも、ESS1を回生するためEM1を回生制動に用いるように制御される。これは、例えば、ESS1を回生するため連続的な制動トルクを与えるようにEM1を設定することによって実行できる。
上記では、電気推進システムをエネルギー伝達モードで制御するよう設定する基準は、例えば、ESS1のようなESSが関連付けられたEM1のような1つのEMの利用可能なエネルギーが、例えばEM2のような別のEMよりも小さいことが推定された場合であると規定されている。
ここで、ステップS3において、電気推進システムがエネルギー伝達モードでどのように設定され、ステップS2において、利用可能な電気エネルギー(AEE)がどのように推定されるかについての基準を示す別の方法を、以下で説明する。
例えば、EM1のようなEMが関連付けられたESS1のような選択したESSのSOCレベルを測定する。選択したESSの測定SOCレベルに応じて、電気推進システム内の1つ又はいくつかのEMの利用可能な電気エネルギー(AEE)は、エネルギー伝達モードで電気推進システムを設定するのに充分な大きさであると、みなされる場合に関して、いくつかの基準を設定する。
エネルギー伝達モードでは、電気推進システムが通常モード(又は他のモード)で制御される場合よりも、選択したESS(ESS1)に関連付けられたEM(EM1)が回生制動に使用されるよう制御されるように、推進システムが制御される。回生制動は、選択されたESS(ESS1)の回生の再充電を増大するために用いられる。
或いは、エネルギー伝達モードで電気推進システムを設定するための基準は、システム内のEMの利用可能なエネルギーを検出し、様々なEMの利用可能なエネルギーに応じて車載されたESSのあるSOCレベルを設定し、このSOCレベル未満の場合には関連付けられたEMを増加した回生制動による再充電に用いるよう電気推進システムを制御するというように記述することも可能である。
したがって、ここに記載する基準は、様々なEMの利用可能なエネルギーを比較するための基準をどのような意図で用いるかに対する補足として又はその定義として使用され得る。
また、エネルギー伝達モードは、ESSを再充電する必要性(urge)及び/又はEMの利用可能な電気エネルギー量に応じて様々なレベルを含むことも可能である。例えば、ESSが許容最低限度に近いSOCレベルを有する場合、又はEMが集電器を介して電力網に接続されているときのように極めて高い電気エネルギーの利用可能性を有すると考えられる場合は、全てのESSが例えば最大SOCレベルの30%超の充電レベルのような安定したSOCレベルを有する場合に比べ、ESSを再充電するための回生制動をいっそう高度に用いることができる。
したがって、この高度なエネルギー伝達モードでは、1つ又はいくつかのEMによって通常車両運転制御の全体的な制動ニーズを超える制動力を与えることで、ESSを回生するように電気推進システムを制御することが可能となる。低度のエネルギー伝達モードでは、全制動力は全ての制動要求を超えないが、再充電のため回生制動を用いることが望ましいESSに接続されたEMの回生制動を強化するように制動が割り当てられる。
車両は、任意の種類の車両とすればよいが、単一の電動機及び/又は単一のエネルギー貯蔵システムを用いて推進力を提供するには問題がある車両の使用が最も有利であると考えられる。これが当てはまる例としては、建設機械若しくは長い形状の市バスのような連結車両、又は、トラック及びトレーラの組み合わせのような着脱可能に接続された、いくつかのユニットを含む車両が挙げられる。重荷重トレーラでは、悪路の状況で又は急な上り坂でトレーラから追加の推進力が必要となり得る。
これらの図面における電動機は、1対の駆動車輪に推進力を与えるため駆動軸に接続されるものとして例示されているが、電動機の全て、又は、一部のみを車輪モータに置き換えることも可能である。
先に説明した図面は、エネルギーを電気的に伝達する電気接続部を用いずに中間の機械的作用を用いて車両内の複数の電気エネルギー貯蔵システムを充電するか又はそれらの間で充電を分配するように機能するエネルギー伝達モードを車両に備えるために、電気推進システムをどのように設計し得るかを示す少数の例を当業者に示すことだけを意図している。

Claims (18)

  1. 電気推進システム(2)を備えた車両(1)であって、
    前記電気推進システム(2)は、
    1つ又はいくつかの電気エネルギー源に接続され、かつ、前記電気エネルギー源によって電力供給されるように設計された第1の電気接続部(EC1)が設けられた、前記車両(1)の推進のための第1の電動機(EM1)と、
    前記第1の電動機(EM1)に接続された少なくとも1つの駆動車輪(3、3’)と、
    1つ又はいくつかの電気エネルギー源に接続され、かつ、前記電気エネルギー源によって電力供給されるように設計された第2の電気接続部(EC2)が設けられた、前記車両(1)の推進のための第2の電動機(EM2)と、
    前記第2の電動機(EM2)に接続された少なくとも1つの駆動車輪(3、3’’)と、
    前記第1の電動機(EM1)に電力を提供するため、前記第1の電気接続部(EC1)を介して前記第1の電動機(EM1)に電気的に接続され、車載された第1のエネルギー貯蔵システム(ESS1)と、
    前記第2の電動機(EM2)の電気エネルギーの利用可能性に応じて、前記電気推進システム(2)、並びに、前記第1の電動機(EM1)及び第2の電動機(EM2)の使用を制御するようにプログラムされた電子制御ユニット(ECU)と、を備え、
    前記電子制御ユニット(ECU)は、前記第1のエネルギー貯蔵システム(ESS1)における充電状態(SOC)レベルに応じて、前記電気推進システム(2)、並びに、前記第1の電動機(EM1)及び第2の電動機(EM2)の使用を制御するようにさらにプログラムされ、
    前記電子制御ユニット(ECU)は、推進力のための前記第2の電動機(EM2)の使用を増大させると共に回生制動のための前記第1の電動機(EM1)の使用を増大させて、得られる推進力に望まれるよりも大きい推進及び制動力を用いることによる摩擦損失の結果として、全体的なエネルギー消費の増大が可能となるエネルギー伝達モードを含むようにプログラムされ、前記エネルギー伝達モードは、第1の電気エネルギー貯蔵システム(ESS1)における前記充電状態(SOC)レベルが規定レベル未満であると示された場合、及び前記第2の電動機(EM2)に接続された前記第2の電気接続部(EC2)に利用可能な電気エネルギーの方が前記第1の電動機(EM1)に接続された前記第1の電気接続部(EC1)に対するものよりも大きいと推定された場合、手動で又は自動的に選択される、ことを特徴とする、車両(1)。
  2. 前記第2の電動機(EM2)は、車載された第2のエネルギー貯蔵システム(ESS2)に電気的に接続され、かつ、前記第2のエネルギー貯蔵システム(ESS2)によって電力供給され、前記電子制御ユニット(ECU)は、現在の又は将来の車両動作状況の推定に基づいて前記第2のエネルギー貯蔵システム(ESS2)の方が前記第1のエネルギー貯蔵システム(ESS1)よりも長い時間にわたって推進力のための電力を提供することができる場合、及び/又は、前記第2のエネルギー貯蔵システム(ESS2)の方が、前記第1の電動機(EM1)に電気エネルギーを提供するため前記第1の電気エネルギー貯蔵システム(ESS1)を用いるのに比べて、車載されたエネルギー貯蔵システム(ESS1、ESS2)の全充電状態の低減を抑えてエネルギーを提供することができる場合、前記第2の電動機(EM2)の推進のために利用可能な電気エネルギーの方が大きいと推定されるようにプログラムされていることを特徴とする、請求項1に記載の車両(1)。
  3. 前記電子制御ユニット(ECU)は、前記第2の電動機(EM2)及び/又は前記第2の電動機(EM2)に電気的に接続された前記第2のエネルギー貯蔵システム(ESS2)が、前記第2の電動機(EM2)及び/又は前記第2のエネルギー貯蔵システム(ESS2)に電力を供給するために走行中に外部供給電源に接続されるように適合された集電器(4)を使用することで電力を受け取っている場合、前記第2の電動機(EM2)の推進のために利用可能な電気エネルギーの方が大きいと推定されるようにプログラムされていることを特徴とする、請求項2に記載の車両(1)。
  4. 前記集電器(4)は、走行中に第2の電気エネルギー貯蔵システム(ESS2)を再充電するため前記第2の電気エネルギー貯蔵システム(ESS2)と電気的に接続されていることを特徴とする、請求項3に記載の車両(1)。
  5. 前記第1の電気エネルギー貯蔵システム(ESS1)と前記第2の電動機(EM2)に電気的に接続された前記電気エネルギー源との間で電気エネルギーを直接伝達することができないように、前記第1の電気エネルギー貯蔵システム(ESS1)は、前記第2の電動機(EM2)に電気的に接続された前記電気エネルギー源から電気的に分離されていることを特徴とする、請求項1〜4の何れか1項に記載の車両(1)。
  6. 前記第1の電動機(EM1)は、直接に又は走行中の前記第1の電気エネルギー貯蔵システム(ESS1)の充電を介して走行中に外部供給電源から電気の供給を受けることができず、一方で、前記第2の電動機(EM2)は、直接に又は第2の電気エネルギー貯蔵システム(ESS2)の充電を介して、走行中に外部供給電源に接続されるよう適合された集電器(4)に、前記第2の電気接続部(EC2)を介して接続されていることを特徴とする、請求項〜5の何れか1項に記載の車両(1)。
  7. 前記電子制御ユニット(ECU)は、前記エネルギー伝達モードで制御されている場合に前記第1の電気エネルギー貯蔵システム(ESS1)を充電するため、車両の回生制動に前記第1の電動機(EM1)が用いられるのと同時に、車両の推進に前記第2の電動機(EM2)を用いるようにプログラムされていることを特徴とする、請求項1〜6の何れか1項に記載の車両(1)。
  8. 前記第1の電動機(EM1)は、前記第2の電動機(EM2)に接続されている少なくとも1つの第2の駆動車輪(3’’)とは異なる少なくとも1つの第1の駆動車輪(3’)に接続されていることを特徴とする、請求項1〜7の何れか1項に記載の車両(1)。
  9. 前記車両(1)は連結車両であり、前記第1の電動機(EM1)は連結車両の第1の部分の駆動車輪(3’)に接続され、前記第2の電動機(EM2)は連結車両の第2の部分の少なくとも1つの駆動車輪(3’’)に接続され、前記連結車両の前記第1及び第2の部分は前記車両の連結部の異なる側にあることを特徴とする、請求項8に記載の車両(1)。
  10. 前記第1の電動機(EM1)は、前記第1の駆動車輪(3’)に接続された第1の駆動軸(5’)に動力を供給するように接続され、前記第2の電動機(EM2)は前記第2の駆動車輪(3’’)に接続された第2の駆動軸(5’’)に動力を供給するように接続されていることを特徴とする、請求項8又は9に記載の車両(1)。
  11. 前記第1及び第2の電動機(EM1、EM2)は、共通の駆動車輪(3)に接続された共通の第3の駆動軸(5)に動力を供給することによって、前記駆動車輪(3)に接続されていることを特徴とする、請求項1〜10の何れか1項に記載の車両(1)。
  12. 車両(1)のための電気推進システム(2)を制御するための方法であって、
    前記電気推進システム(2)は、
    1つ又はいくつかの電気エネルギー源に接続され、かつ、前記電気エネルギー源によって電力供給されるように設計された第1の電気接続部(EC1)が設けられた、前記車両(1)の推進のための第1の電動機(EM1)と、
    前記第1の電動機(EM1)に接続された少なくとも1つの駆動車輪(3、3’)と、
    1つ又はいくつかの電気エネルギー源に接続され、かつ、前記電気エネルギー源によって電力供給されるように設計された第2の電気接続部(EC2)が設けられた、前記車両(1)の推進のための第2の電動機(EM2)と、
    前記第2の電動機(EM2)に接続された少なくとも1つの駆動車輪(3、3’’)と、
    前記第1の電動機(EM1)に電力を提供して動力を供給するため、前記第1の電気接続部(EC1)を介して前記第1の電動機(EM1)に電気的に接続され車載された第1のエネルギー貯蔵システム(ESS1)と、
    前記電気推進システム(2)の制御のための電子制御ユニット(ECU)と、を備え、
    前記第2の電動機(EM2)の電気エネルギーの利用可能性に応じて、前記第1の電動機(EM1)及び第2の電動機(EM2)の使用を制御し、
    前記車両(1)がエネルギー伝達モードで制御されている場合、推進力のための前記第2の電動機(EM2)の使用を増大させると共に回生制動のための前記第1の電動機(EM1)の使用を増大させて、得られる推進力に望まれるよりも大きい推進及び制動力を用いることによる摩擦損失の結果として、全体的なエネルギー消費の増大が可能となるようにし、
    前記第1のエネルギー貯蔵システム(ESS1)における充電状態(SOC)レベルに応じて、前記第1の電動機(EM1)及び第2の電動機(EM2)の使用をさらに制御し、
    前記エネルギー伝達モードは、第1の電気エネルギー貯蔵システム(ESS1)における前記充電状態(SOC)レベルが規定レベル未満であると示された場合、及び前記第2の電動機(EM2)に接続された前記第2の電気接続部(EC2)に利用可能な電気エネルギーの方が前記第1の電動機(EM1)に接続された前記第1の電気接続部(EC1)に対するものよりも大きいと推定された場合、手動で又は自動的に選択され得ることを特徴とする、制御方法。
  13. 前記第2の電動機(EM2)及び/又は前記第2の電動機(EM2)に電気的に接続された第2のエネルギー貯蔵システム(ESS2)は、前記第2の電動機(EM2)に直接に又は前記第2のエネルギー貯蔵システム(ESS2)を介して電力を供給するため外部供給電源に接続された集電器(4)を使用することで前記第2の電気接続部(EC2)を介して走行中に電力を受け取っている場合、前記第2の電動機(EM2)の推進のために利用可能な電気エネルギーの方が大きいと推定されることを特徴とする、請求項12に記載の制御方法。
  14. 前記第1の電動機(EM1)は、ある時間の間、前記車両(1)の通常制御モード中の前記車両(1)の全制動要求を超える程度まで前記第1の電気エネルギー貯蔵システム(ESS1)を充電するため、前記時間の間に前記車両(1)の回生制動のため使用されるように制御され、前記第2の電動機(EM2)は、前記時間の間の全推進要求よりも大きい推進力を提供するように前記時間の間に制御されることを特徴とする、請求項12又は13に記載の制御方法。
  15. 前記第1の電気エネルギー貯蔵システム(ESS1)を充電するため、前記車両(1)の回生制動のために前記第1の電動機(EM1)が用いられるのと同時に、前記第2の電動機(EM2)が前記車両(1)に推進力を提供するよう制御されることを特徴とする、請求項14に記載の制御方法。
  16. コンピュータプログラムであって、該コンピュータプログラムがコンピュータで実行された場合、請求項12〜15の何れか1項に記載の制御方法を実行するためのプログラムコード手段を備えたコンピュータプログラム。
  17. コンピュータプログラムの製品がコンピュータで実行された場合、請求項12〜15の何れか1項に記載の制御方法を実行するためのプログラムコード手段を備えたコンピュータプログラムを搭載するコンピュータ読み取り可能媒体。
  18. 請求項12〜15の何れか1項に記載の制御方法を実行するように構成された、車両(1)のための電気推進システム(2)を制御するための制御ユニット(ECU)。
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