JP6714598B2 - 車両のための電気推進システム - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (18)
- 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)。 - 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)。
- 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)。
- 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)。
- 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)。
- 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2〜5の何れか1項に記載の車両(1)。
- 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)。
- 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)。
- 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)。
- 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)。
- 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)。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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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