JPH07212917A - 車輪付き車輛用の電気推進システムに対する制御システム、及び車輪付き車輛用の電気推進システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 故障診断及び保守作業を容易にすることので
きる制御システムを提供する。 【構成】 内燃機関２２と、内燃機関２２によって駆動
される発電手段２４とを有している大型の車輪付きの車
輛用の電気推進システムに対する制御システム１０が、
選択されたパラメータを測定し、出力を最大にするよう
に機関２２及び発電手段２４を制御すると共に、車輛及
びその装置に関する経歴的な運転データを記録する。制
御システム１０は、問題の故障診断に有用な情報を提供
する２ディジット表示装置９０を有している。制御シス
テム１０は、特に平坦な地形で、及び車輛が超過速度点
に近付きつつあるときに、燃料使用量を節約することに
より燃料消費を高める。足ペダルの押し下げの程度に基
づいて、燃料強化手段が足ペダルによるオペレータから
の馬力要求を判定するが、その動力を供給するのに必要
なｒｐｍでのみ機関を運転する機関ｒｐｍ信号を発生す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【関連出願との関係】本出願は、１９９２年３月３１日
に出願された係属中の米国特許出願番号第０７／８６０
７８６号の部分継続出願である。

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、一般的には牽引車輛に
対する電気推進システムに関し、更に具体的に言えば、
このような電気推進システムに対する制御システムに関
する。

【０００３】

【従来の技術】大型運搬トラックのような牽引車輛に対
する電気推進システムは、原動機によって駆動される発
電手段を含んでおり、この発電手段は、馬力の大きい一
対の牽引電動機に電力を供給し、これらの電動機は、車
の両側に設けられている一対の車輪に駆動関係をもって
それぞれ接続されている場合が多い。原動機は一般的に
は、比較的大型のディーゼル機関であり、牽引電動機は
一般的には、速度が調節自在の可逆直流電動機である。
車輛のオペレータが、１つ又は更に多くの速度制御ペタ
ル及び前進−逆進−中立（ニュートラル）選択スイッチ
を操作することにより、車輛の速度及び移動方向を制御
する。加速速度制御ペダルがディーゼル機関の速度を制
御するように構成されており、この速度が発電手段の電
力出力を決定して、こうして、牽引電動機に印加される
電圧の大きさを変化させる。

【０００４】移動する車輛は、速度制御ペダルを解放し
て、惰走するか、又はその機械的若しくは電気的な制動
システムを作動させることによって減速される。電気制
動の動作モードでは、電動機は発電機として作用し、各
々の電動機の電機子巻線の両端に発生される電圧の大き
さが、電動機の回転速度及び界磁励磁電流に比例する。
このような電気制動の際、発電制動抵抗格子がそれぞれ
の電動機の電機子の両端に接続されて、電動機の電力出
力を散逸する。各々の抵抗格子の電流の平均の大きさ
が、関連する電動機の制動力の目安である。

【０００５】このような車輛は、地形の勾配がある露天
堀り鉱山等のような道路以外の環境で用いられる場合が
最も多く、この車輛が極めて大きなペイロードを運ぶこ
とから、このような勾配は厳しいことがある。言うまで
もなく、この車輛に許容最大推進速度を設定することが
普通であり、推進システムの制御に予め設定した超過速
度限界を設けることが通常である。

【０００６】速度限界の選択にはいくつかの因子が影響
する。車輛が通る車道のどの下り坂に入るにも、最高安
全速度よりも高くすることはできない。最高安全立入り
速度は、電気的な減速を作用させながら、下り坂で維持
することのできる最高の一定速度である。実際の立入り
速度がこの最高値よりも高くなると、牽引電動機の発電
制動によって利用し得る減速効果は、車輛が暴走状態に
加速されないように抑えるのに不十分になる。直流牽引
電動機の最大減速能力は、主に電動機の転流限界に関係
する。この転流限界よりも高い所では、電気的なアーク
又は火花が起こることがあり、その結果、電動機の整流
子及びブラシを損傷する。転流限界は、電機子電流の大
きさに電機子の速度を乗じたものの関数である。高い速
度のとき、このようなアークの発生を回避するために、
電流は比較的小さく抑えなければならないが、そのため
に発電制動によって利用し得る減速力が一層小さくな
る。利用し得る減速効果が車輛を減速するのに不十分で
あれば、常用ブレーキを用いることができる。しかしな
がら、約毎時５マイルよりも高い速度では、常用ブレー
キはそのような速度で急速に摩耗するので、常用ブレー
キを用いるべきではない。

【０００７】このような車輛によって運ばれるペイロー
ドは極めて大きいが、効率の点から、安全に可能である
限り、車輛ができるだけ早く移動することが望ましい。
車輛が比較的急な坂を登っているとき、ディーゼル機関
及び発電手段の最大容量を利用することが望ましい。こ
うすると、最大速度が確実に達成される。このような車
輛の取得及び維持の費用はかなりのものであるから、こ
のような車輛の生産性（働き）を最大にすることが非常
に望ましく、従って、所有者又はオペレータが車輛の運
転を評価する助けとすると共に、その保守の助けとし
て、車輛の運転経歴に関するデータをとっておくことが
望ましい。更に、車輛の運転で誤動作が起こった場合、
問題の原因を突き止め、是正の保守を施すと共に、車輛
の予防的な保守を行うことが望ましい。

【０００８】

【発明の要約】従って、本発明の全般的な目的は、牽引
車輛に対する電気推進システムの改良された制御システ
ムとして、この制御システムが故障診断及び保守作業を
容易にすると共に、機関に対して参考情報を送るために
交流機及び電動機の制御情報を利用するような、情報及
びデータを収集する能力を有することにより、燃料消費
量の減少、製造費の低下及び保守費用の低下に寄与する
独特の特徴と能力とを有する制御システムを提供するこ
とである。

【０００９】本発明の他の目的は、その改良された設計
により、原動機によって駆動される電気推進システムの
出力を最大にするように電気推進システムを制御する改
良された制御システムを提供することである。本発明の
他の全般的な目的は、このような制御システムとして、
連続定格限界よりも上で運転することによる発電手段の
損傷のリスクを実質的に大きくしないような形で電気推
進システムの発電手段の出力を増加させるように、測定
されたパラメータを利用する改良された制御システムを
提供することである。

【００１０】本発明の他の目的は、最大馬力を利用する
ことができることが望ましいような任意の所定の時点
に、ディーゼル機関の最大馬力容量を自動的に利用する
形で、ディーゼル機関及び発電手段を自動的に制御する
改良された制御システムを提供することである。本発明
の他の目的は、車輛の運転に関する報告を作成するため
に、経過的な運転及び状態データを記憶することができ
るようなメモリ手段と、処理手段とを含んでいる改良さ
れた制御システムを提供することである。

【００１１】本発明の他の目的は、運転者による車輛の
不適正な運転及び場合によっては乱用を検出すると共
に、車輛の働きを評価するのに極めて役立ち得る車輛の
運転に関する経過データを提供することである。本発明
の他の目的は、種々の運転状態の時間的な記録をつけて
おく形で、電気推進システムの電気的なパラメータ、並
びに車輛及びディーゼル機関の機械的なパラメータに関
する特定の情報を、処理手段のメモリ手段に記録する改
良された制御システムを提供することである。関連する
目的は、日毎に、及び先行する３ケ月の２期間にわたっ
て作成されたこのような時間的な記録に関する報告を提
供することである。

【００１２】本発明の他の目的は、車輛の車室内に設け
ることができると共に、車輛、発電手段及びシーゼル機
関の種々の状態を可視的に読み出す表示手段を含んでい
る改良された制御システムを提供することである。更に
特定の目的は、ディーゼル機関、発電手段及び車輛の運
転に関する故障状態を含めた特定の状態を表す複数の２
ディジット符号を提供することである。

【００１３】本発明の他の特定の目的は、車輛が超過速
度（オーバスピード）点に近付きつつあるときに、特に
平坦な地形で、燃料の消費をよくすることである。本発
明の他の特定の目的は、車輛の装置の十分な冷却作用を
維持するために機関の最低ｒｐｍ（毎分回転数）を要求
することにより、車輛の惰走及び電気制動（減速）の期
間中、燃料使用量を節約することである。

【００１４】本発明のその他の目的及び利点は、以下図
面について詳しく説明するところを読めば明らかになろ
う。

【００１５】

【実施例】広義に言うと、本発明は、公道以外で用いら
れる大型の輸送トラックのような電気推進形の牽引車輛
に対する電気推進システムの制御システムを対象とす
る。この制御システムは、アナログ入力及び出力ボード
と、電気推進システムの種々の動作状態を表す信号を受
け取ると共に電気推進システムに対して制御信号を伝達
するディジタル入力及び出力ボードとに結合された関連
するメモリを有している中央処理ユニットを含んでい
る。制御システムは、実質的にハードワイヤ形回路で構
成されている従来の制御システムに比べて、目立った、
実質的な制御能力を有している。

【００１６】本発明を実施した制御システムの重要な特
徴及び利点の中には、好ましくはディーゼル機関である
原動機、好ましくは動輪であるエネルギ変換手段、及び
好ましくは交流機である発電手段を、最適の馬力出力が
発生され且つ最適の燃料消費が達成されるような形で運
転する能力が挙げられる。この結果、車輛は、温度及び
その他の拘束に見合った最適の効率で運転することがで
きると共に、車輛の働きを高める。更に、制御システム
は、ディーゼル機関、交流機及び車輛の運転に関する記
録を管理して、予防及び是正の両方の保守プログラム
で、車輛の働きを判定するのに有用な運転時間を記録す
る。

【００１７】管理されるデータは、多数の四季報告書及
び車輛の所有者／運転者が用いる日毎の報告書を作成す
るように構成されている。更に、このように記録された
情報は、車輛の運転者が車輛の運転に怠慢であったか又
は乱用していたかを判定するのに有用であると共に、デ
ータがその必要があることを示す場合、所有者／オペレ
ータが是正措置をとることができるようにする。この制
御システムは、故障診断に極めて有用な表示装置を有し
ており、状態が２ディジット符号の形で表示される。こ
の符号は多くの場合に、故障状態を表す。表示される符
号をマニュアルと組み合わせて用いることにより、故障
状態の原因を素早く明らかにすることができる場合が多
い。

【００１８】次に図面について説明する。一例としての
電気推進システムが、全体を参照番号１０で示す制御シ
ステムと共に図１に示されている。車輛は、ボックス１
２内に配置されている運転者用の制御システムを含んで
いると共に、加速ペダル１４と、減速ペダル１６と、前
進−中立−逆進選択スイッチ１８とを含んでいる。加速
ペダル１４は、ディーゼル機関２２の運転速度を制御す
る機関制御手段２０に接続されている。

【００１９】加速ペダル１４は、運転者が押し下げるよ
うに構成されており、少なくとも部分的に機関制御モジ
ュール２０を制御すると共に、制御システム１０に対し
て信号を送る。ペダルの踏み下げがゼロのとき、機関は
約７５０ｒｐｍの低いアイドリング速度で運転される。
ペダルの踏み下げが最大のとき、機関は好ましくは、１
９００ｒｐｍで運転される。最初にペダルを踏んだと
き、“ＡＳ”として表されるディジタル信号が制御シス
テム１０に送られ、制御システムを推進モードに設定す
る。このペダルは又、加速ペダルの入力高の要請又は馬
力要請を表していると共に踏み下げに比例しているアナ
ログ信号ＡＰＩＮＨＩを線路２１に沿って機関制御モジ
ュール２０に送り、機関制御モジュール２０は、機関の
速度を７５０ｒｐｍから１９００ｒｐｍまで変化させ
る。

【００２０】従来、制御システム１０は、ペダル１４に
よって発生される可変速度の他に、制御システム１０か
らの高又は低のアイドリング速度のいずれかを印加する
ように構成されていた。本発明によれば、足ペダルを踏
み下げることが、もはや機関制御システムに直接的に入
力されない。その代わりに、推進状態では、燃料節約の
ために、足ペダルの踏み下げの程度が、制御システム１
０の燃料強化の特徴に提供される。燃料強化の特徴は、
内部でＣＰＵ４８及びアナログ入力／出力ボード５０に
関連している。足ペダルの踏み下げの程度に基づいて、
燃料強化の特徴が、足ペダルのオペレータからの馬力要
請を決定するが、機関をその馬力を発生するのに必要な
ｒｐｍ（毎分回転数）でだけ運転するような機関ｒｐｍ
信号又は馬力要請を線路２５に沿って発生する。この推
進モードでは、このため、機関のｒｐｍを加減すること
によって燃料を節約することができる。

【００２１】推進モードでは、ペダルの踏み下げ量及び
推進システムの種々の状態の結果として、必要なｒｐｍ
が決定される。例えば、冷たい運転温度のとき、機関を
一層低い速度で運転し、こうして燃料を節約する。交流
機、電動機又はスタティック・エクサイタのような電動
機制御システムの温度が温かくなるにつれて、装置の過
熱を防止するために必要な機関ｒｐｍの上昇のみが要請
される。

【００２２】減速の際には、制御システム１０の燃料強
化の特徴によって温度フィードバックを利用して、適正
な冷却作用を維持するのに必要である可能な最低のｒｐ
ｍで機関を運転する。減速ペダル１６は加速ペダルとは
別個のペダルであって、運転者がこのペダルを押すと、
システムは減速又は電気制動モードになる。このペダル
を押すと、減速ペダルの入力の高の要請を表すアナログ
信号ＲＰＩＮＨＩが線路２９を介して制御システム１０
に送られ、制御システムを減速モードに設定する。信号
ＲＰＩＮＨＩの値は、減速ペダルの踏み下げ量に比例し
ている。このとき、機関は、このペダルを押し下げたと
きにはいつでも、約１２５０ｒｐｍの速度で運転され
る。推進システムの温度状態によって更に冷却を必要と
する場合、機関は、前のディジタルの高のアイドリング
指令ではなく、１６５０ｒｐｍまでの適当な値に指示さ
れる。機関制御モジュール２０に対する制御システムか
らの出力がこのような状態を設定する。

【００２３】本発明によれば、燃料強化の特徴が、圧縮
ペダルの入力からの馬力要請を決定し、所要の動力を発
生するのに必要なｒｐｍを表す馬力要請信号を中央処理
手段４８に対して発生する。処理手段４８は、燃料強化
の特徴からの馬力要請に基づく機関ｒｐｍ信号を含めた
制御信号を発生して、このような制御信号を車輛の機関
に印加し、燃料使用量を節約するように構成されてい
る。

【００２４】本発明によれば、ペダル電圧１４及び１６
を用いて、制御システム１０のＡＳ及びＲＳを設定し、
ディジタル入力を省略する。ペダル電圧は「不感帯」を
有しているので、任意の許容し得る不感帯領域に対する
ペダル電圧の行程の倍率を定めるために、特別の私用ス
クリーンを通じてオペレーティング・ソフトウェアに値
を設定することができる。このことは、ペダルの大きな
許容公差が許されるので、不感帯に対処する上で有利な
融通性をもたらす。

【００２５】燃料強化手段が、機関のｒｐｍに対するペ
ダルの単なる踏み下げの結果としてではなく、直接的に
ペダル踏み下げ情報を受け取る。燃料強化手段に対する
直接のペダル入力を用いることにより、機関は、所要の
動力を発生するのに必要なｒｐｍでのみ運転される。こ
のことは、特に平坦な地形で、車輛が超過速度（オーバ
スピード）点に近付きつつあるときに燃料を節約する。

【００２６】車輛が速度超過の設定時の超過速度点、即
ち減速モードに近付くとき、点火パルスを削減する。こ
のため、機関から要求される馬力は極小さく、燃料を節
約することができる。トラックの慣性によってトラック
の速度が速度超過点から超過速度閾値まで押し出された
とき、燃料強化手段は機関のｒｐｍが十分に低いことを
確認してから馬力要請を削減するので、機関の負荷を軽
減したときに、機関の超過速度が起こらないようになっ
ている。このため、車輛が最大速度に近付くとき、機関
のｒｐｍを下げ、超過速度を防止するような形で機関の
負荷の軽減が行われる。

【００２７】機関が素早く且つ効率よく動力を取り出す
ことができる区域に機関のアイドリングを維持しておく
ために、機関指令は１２５０ｒｐｍのラッチ・フロアを
有している。ラッチは、車輛の速度、機関のｒｐｍ、及
び加速状態にある時間の組み合わせから、オペレータが
更に動力を要求していることがわかったときに設定され
る。しかしながら、ラッチ・フロアは機関を燃料マップ
上の最適な位置に維持し、オペレータが次に機関からの
馬力を要請するときの応答時間をよくする。一旦車輛が
動き出して、機関のｒｐｍが設定値に達するとき、即
ち、車輛が惰走しているとき、機関のｒｐｍはラッチさ
れ、このため燃料は浪費されず、馬力が要請されたとき
にのみ機関速度が変化する。車輛が低速閾値に達したと
き、このラッチは解除される。

【００２８】選択スイッチ１８は前進、中立又は逆進状
態のいずれかを選択するために運転者によって用いられ
る。制御システム１０は、そのとき、電動機２８及び３
０の電動機界磁巻線の電流の流れの方向を変化させ、こ
うして、電動機の回転方向及びトラックが動く方向を特
定する。ディーゼル機関２２の出力軸が、以下交流機と
呼ぶ交流発電機２４の回転子に駆動結合されている。こ
の交流機は、３相１組の主巻線（図面に示していない）
と、一対の補助又は３次巻線（図面に示していない）
と、界磁巻線２６とを有している。交流機２４の主巻線
で発生される全体的に正弦状の３相交番電圧が、整流ダ
イオード・パネル２７によって直流電圧に変換される。

【００２９】ディーゼル機関によって駆動される交流機
２４は、一対の速度が調節自在の直流牽引電動機２８及
び３０に対してエネルギを与える源として作用し、これ
らの電動機のそれぞれの電機子巻線が線路３２、３４及
び３６を介して、整流ダイオード・パネル２７の出力端
子の間に互いに直列に接続されている。電動機２８及び
３０は、別個に励磁される界磁巻線３８及び４０をそれ
ぞれ有している。これらの電動機の回転子が適当な減速
歯車装置を介して、車輛の両側にある一対の車輪（図面
に示していない）にそれぞれ結合されている。機関２２
の速度、並びに交流機及び電動機の界磁の励磁を適当に
制御することにより、車輛は、その電動機によって順方
向又は反対方向に推進され（これは「電動機動作」と呼
ばれる）、又は発電制動（これは「電気制動」とも呼ば
れる）され得る。

【００３０】各々の電動機２８及び３０は、関連する速
度センサ５４を有しており、速度センサ５４は、電機子
軸にある歯車の歯を計数することによって電機子速度を
測定する磁気抵抗形磁気センサであることが好ましい。
速度フィードバックが制御システム１０のアナログ入力
／出力ボード５０に印加される。速度センサは、減速制
御作用、速度取り消し及び超過速度作用、駐車ブレーキ
の制御、逆進装置の制御、並びにその他の機能的な動作
を制御するために、制御システム１０によって利用され
ている。

【００３１】電動機動作モードの間、電動機２８及び３
０はいずれも、界磁３８及び４０の励磁電流の大きさ、
並びにそれぞれの電機子巻線に印加された電圧の大きさ
に関係する速度で回転する。電機子巻線の電圧の大きさ
は、交流機２４が駆動される速度、及び交流機の界磁巻
線２６の励磁電流の大きさの両方の関数である。交流機
の界磁励磁電流は、交流機界磁スタティック・エクサイ
タ・パネル４２によって、交流機２４の補助巻線（図面
に示していない）から交流機の界磁巻線２６に供給され
る。このパネルは、制御システム１０によって発生され
た線路４４のアナログ信号に応答して、交流機の界磁に
加えられる励磁電流の大きさを制御する。パネルは、ダ
イオードと、シリコン制御整流器（ＳＣＲ）とを含んで
いる。このパネルに対する電力は、図１には示していな
いが、交流機内に設けられている３次巻線と呼ばれる補
助巻線から供給される。

【００３２】交番界磁が交流機の回転子巻線にあり、こ
の巻線に印加される直流励磁電流の大きさが、主３相出
力に発生される電圧及び電流の大きさを制御する。Ｉ_AF
を制御することにより、電動機に印加される電力の大き
さをゼロから最大値まで変化させることができる。この
電流は、この巻線が機関速度で回転しているので、スリ
ップ・リング（図面に示していない）を介して印加され
る。分路４６がフィードバック信号Ｉ_AFを発生し、信号
Ｉ_AFは動作中に、制御システム１０に供給される。分路
４６は、４００アンペア、１００ミリボルトの分路であ
ることが好ましい。

【００３３】電動機２８及び３０は、この技術分野では
動輪と呼ばれる場合が多く、直流電動機と、歯車箱と、
車輛の後側車軸とを含んでおり、それが動輪と呼ばれる
１つのパッケージにまとめられている。動輪はトラック
の後側車軸箱（ボックス）構造にボルト止めされてい
る。リム及び二重タイヤが各々の動輪に取り付けられて
おり、電機子軸は、複合歯車減速機構を介してタイヤに
結合されている。常用ブレーキ及び駐車ブレーキが一般
的に設けられており、あるトラックでは電動機電機子軸
に作用する。

【００３４】制御システム１０は、関連したメモリを有
しているＣＰＵ４８と、アナログ入力／出力ボード５０
と、１つ又は更に多くのディジタル入力／出力ボード５
２とから構成されている。アナログ入力／出力ボード５
０は、選択された速度に関係するアナログ・パルスを、
ＣＰＵ４８によって処理することができるディジタル値
に有効に変換する計数器を含んでいることが好ましい。
ＣＰＵは、インテル・コーポレイションによって製造さ
れるモデル８０９６０ＫＢマイクロプロセッサ集積回路
であることが好ましく、関連するメモリは、その内部に
プログラムを入れた１メガバイト・メモリを含んでいる
ことが好ましい。

【００３５】ディーゼル機関２２の速度は又、機関速度
センサ５６によって感知される。機関速度センサ５６
は、交流機２４に設けられている歯車の歯を計数するこ
とによって、機関速度／交流機速度を測定する磁気抵抗
形磁気センサであることが好ましく、この信号もアナロ
グ入力／出力モジュール５０に印加される。電動機の界
磁３８及び４０に供給される電流は、電動機界磁スタテ
ィック・エクサイタ６０から供給される。エクサイタ６
０は、反転装置６２に接続されており、反転装置６２
は、電動機界磁巻線に印加される電流の向きを制御す
る。電動機界磁スタティック・エクサイタは、中央処理
ユニット４８から発すると共にアナログ入力／出力モジ
ュール５０によって供給された電動機界磁指令の決定す
る通りに、電動機の界磁に供給される電流の大きさを変
化させるために、ダイオード及びＳＣＲを利用した固体
位相制御ブリッジである。反転装置６２は双安定スイッ
チであって、電動機の界磁を通る電流の流れの向きを反
転させ、こうして車輛が移動する方向を制御する。反転
装置６２は、ディジタル入力／出力モジュール５２を介
してＣＰＵ４８によって制御される。

【００３６】電動機界磁接触器６４が設けられており、
接触器６４は、電動機界磁スタティック・エクサイタ６
０からの電流が流れることができるようにする界磁回路
を形成している。接触器６４は、推進及び減速動作モー
ドでは閉じているが、中立モードでは開いている。これ
はディジタル入力／出力モジュール５２を介してＣＰＵ
４８によって制御される。分路６６、好ましくは４００
アンペア、１００ミリボルトの分路が、電動機界磁電流
を表すフィードバック信号Ｉ_MFを発生し、この信号はア
ナログ入力／出力モジュール５０に印加される。各々の
電動機２８及び３０は分路６８及び７０をそれぞれ有し
ており、これらの分路は１０００アンペア、１００ミリ
ボルトの分路であることが好ましい。分路６８及び７０
は、それぞれの電動機の電動機電流を表す信号を発生
し、この信号はアナログ入力／出力モジュール５０に印
加される。

【００３７】線路３２には電圧センサ７２が設けられて
おり、整流ダイオード・パネル２７の出力電圧を測定す
る。接触器７４及び７６も設けられており、推進モード
で閉じ、減速モードで開く。この各々の接触器及び図１
に示す他のすべての接触器は又、それが開いているか又
は閉じているかを示すために、制御システム１０にディ
ジタル・フィードバックを発する位置センサを有してい
る。

【００３８】制御システム１０が車輛を減速モードにし
たとき、接触器７４及び７６が開き、電動機２８及び３
０は発電機として作用する。そうなったとき、減速モー
ドで電動機が発電機として作用することによって生じた
エネルギを散逸するために用いられる強制空冷の大電力
抵抗バンクである抵抗格子７７及び７８が、接触器８０
及び８２によって回路に接続される。車輛が減速モード
にあるとき、接触器８０及び８２は閉じるが、推進モー
ドでは開く。抵抗格子は４個から１０個の抵抗と、他の
接触器８４、８６及び８８とで構成されていることが好
ましい。これらの接触器は、ディジタル入力／出力モジ
ュール５２を介してＣＰＵ４８によって制御されると共
に、独特な値の電動機速度で閉じるように制御される。

【００３９】これらの後に述べた接触器は減速範囲を広
げ、抵抗格子７７及び７８の抵抗値を低い車輛速度にま
で下げるように作用する。車輛及び電動機が減速するに
つれて、発電機として作用する電動機によって発生され
る電圧の大きさが低下し、従って、負荷の抵抗を減少さ
せることによって、同じレベルの減速電流を維持しなけ
ればならない。接触器の制御は、電動機速度の関数とし
てそれらが逐次的に閉じるようになっている。３つの接
触器８４、８６及び８８の他に、追加の接触器を設けて
もよい。

【００４０】表示装置９０が又、ディジタル入力／出力
モジュール５２に接続されており、モジュール５２は、
車輛の動作状態及び制御システム１０の動作状態に関す
る情報を提供する。本発明の重要な一面として、比較的
短い時間の間、比較的急な坂を登っているときのよう
に、トラックの性能を高めることが非常に望ましいよう
な車輛の運転時がある。動作中、電気駆動の車輛は、一
定馬力領域と普通呼ばれている限られた範囲にわたっ
て、機関から利用し得る一杯の馬力しか利用することが
できない。図２には、交流機出力アンペア対交流機出力
電圧のグラフが示されており、一定馬力曲線が記入さ
れ、書き込まれている。車輛が停止から全速に向かって
加速するにつれて、交流機によって発生される電圧は増
加する。この電圧増加を行わせるため、交流機の回転子
に印加される電流（Ｉ_AF）も増加しなければならない。
従来の車輛では、制御システムは一般的に、図２の２２
０アンペアと示す連続定格までＩ_AFの増加を許容するよ
うに運転されてきた。この値は、回転子に用いられる絶
縁体の種類及びその他の因子によって決定された回転子
温度限界を超えずに連続的に印加し得るＩ_AFの最大値で
ある。この点が従来、上側コーナ点と呼ばれており、電
気システムはもはや交流機電圧を増加し続けて、一定馬
力曲線上にとどまることができない。

【００４１】動作について説明すると、このような従来
の制御システムの電圧限界制御により、出力電圧は点Ａ
から点Ｃへと辿り、この動きのため、点Ｃは一定馬力曲
線上にないので、機関の全馬力を利用することができな
かった。交流機は、短い期間の間、連続定格よりも高い
所で運転を行うことができる短期定格を有していること
もよく知られている。本発明で説明するように、交流機
の短期定格を利用することにより、電圧は、２０００Ｖ
ｄｃまで、機関の全馬力を利用する点Ａから点Ｂへ辿る
ことができる。時間の長さは本質的には、運転状態、交
流機に加えられた負荷、並びに交流機の熱伝達及び蓄積
特性、回転子の電気抵抗、及び機関の運転速度の関数で
ある。

【００４２】重要なのは交流機の回転子の温度であり、
交流機を短期定格で運転するとき、回転子の温度が必然
的に高くなることは容易に理解されよう。これも当然で
あるが、交流機は短期定格でいつまでも運転することが
できない。そんなことをすれば、回転子が加熱されて、
損傷が起こるのは不可避である。本発明の重要な一面と
して、制御システムは公知の特性及び測定された電気パ
ラメータを利用して、回転子温度を推定する。これは、
回転子温度を有効に直接的に測定することができないか
らである。このため、好ましくは５秒毎というように、
所定の時間間隔をおいて計算される回転子温度の計算機
シミュレーション（模擬）を行う。計算機シミュレーシ
ョンは、機関速度の関数である交流機の表面熱伝達係数
を考慮に入れる。このため、定格機関速度、高いアイド
リング速度及び低いアイドリング速度に対応する値を含
めた、相異なる係数の値を用いることが好ましい。交流
機の熱蓄積容量は、経験的に利用できる値であり、特定
の温度における回転子の抵抗値も経験的に利用できる値
である。このデータと、周囲温度及び回転子に流れる電
流とを用いて、交流機の温度上昇を正確にシミュレーシ
ョンによって求めることができ、制御システムは、この
温度が所定の最高温度に達するまで、交流機を短期定格
で運転するように作用する。そうなった点で、制御シス
テムは交流機を連続定格の値まで下げる。

【００４３】回転子の温度上昇は、次の有限差分方程式
に基づいて計算される。 １Ｔ_sim ＝ Ｔ×（１−ＨΔｔ／Ｃ）＋｛Ｉ_AF ² Ｒ
（２３４．５＋Ｔ_amb ＋Ｔ）／２５９．５×Ｃ｝ ここで、Ｔは回転子の温度上昇（℃）、Δｔは時間増
分、Ｈは表面熱伝達係数（ワット／℃）、Ｃは熱蓄積容
量（ワット−秒／℃）、Ｒは回転子の抵抗値（Ω）、Ｉ
はΔｔの間のＲＭＳアンペア数、Ｔ_amb は周囲温度
（℃）である。ここに示す方程式を利用して、温度上昇
に周囲温度を加えたものに達したときに、好ましくは約
２２０℃の値に達したときに、制御システムは電流を短
期定格から連続定格に下げる。

【００４４】本発明の他の重要な一面として、これまで
説明してきた理由で、働きを最大にするために、ディー
ゼル機関の全馬力容量を利用することが重要である。従
来の制御システムは、制御システムで定められた機関に
対する最大馬力定格を利用し、どんな状態でも、これを
超えないことが典型的であった。図３は、図１の速度セ
ンサ５６によって測定された機関ｒｐｍの関数として、
交流機が機関に対して呈する電気負荷を測定することに
よって作成された機関速度対機関に対する電気負荷の関
係を示すグラフである。このグラフは、ｒｐｍのあらゆ
る運転モードで車輛を制御する運転者の能力に関する運
転者の受け入れ易さ及び燃料の最善の利用の関数として
の、機関の能力の判断基準を最適にするように作成され
ている。従来の制御システムは典型的には、ＨＰ負荷の
手動モードを用いており、車輛は自動ロード又はロード
・ボックス・モードにされていた。制動抵抗格子７７及
び７８が交流機の出力に接続し直され、それを用いて、
トラックが不動である間の機関の負荷としていた。この
手順によって一定の値が得られ、この値を制御システム
に記憶しておいて後で用いる。図３に示すグラフでは、
これが点Ａとして示されている。

【００４５】しかしながら、本発明の重要な一面とし
て、制御システムは機関に対する負荷を増加させるよう
に作用し、こうして、ディーゼル機関の速度が定格の全
負荷速度よりも下がり始めるまで、余分の馬力を発生す
る自動モードでも運転することができる。このようにす
ることにより、機関が送り出すことができる最大限の馬
力が利用される。各々の機関は定格馬力を有している
が、温度及び高度の好ましい状態の下では、馬力が定格
値から±５％になることが典型的である。高い高度の所
又は燃料フィルタが汚れている等のような不利な条件の
下では、機関は定格馬力を発生することができないこと
がある。制御システムが自動ロードの特徴で動作してい
るとき、車輛は、特定の時点で機関の容量が何であって
も、その容量を活用し、機関が例えば余分の容量を有す
る場合には、上り坂でトラックの速度を高くすることに
よって、車輛が一層働きのあるようにする効果を有する
ことができる。自動モードを実行することは比較的容易
であり、そのためには中央処理手段への入力信号とし
て、速度センサ５６からの機関速度信号しか必要としな
い。速度が所定の値よりも下がったときに、処理手段は
ディーゼル機関に加えられる交流機負荷を減少させる。

【００４６】本発明の他の重要な一面として、中央処理
ユニット４８は、関連するメモリと共に、ディーゼル機
関２２、交流機２４及び車輛自体の動作に関する種々の
信号を受け取るように構成されており、この情報が選択
的にメモリに記憶されており、トラックの運転を監視す
る際に、管理及び保守の人員に極めて有用な報告書を作
成するために用いることのできる情報のデータベースに
なる。

【００４７】このような統計的なデータ報告は、トラッ
クの働きを判定するために有利に用いることができ、従
って、車輛が有用な仕事をしている時間の百分率を決定
することができる。更に、この統計データは、馬力、ア
ンペア数及び電動機温度が測定され、それから、車輛の
デューティ・サイクルの厳しさの判定を下すことができ
るので、車輛の負担の厳しさを決定することができる。
このことは、例えば鉱山の管理にとって、将来の計画に
関する情報、即ち、一層大型のディーゼル機関が必要に
なるかどうか又は性能を最適にするために異なる歯車比
が必要であるかについての情報を収集することができる
ようにする。

【００４８】この統計データは、保証条件の管理に役立
てることができ、製造業者は、部品の故障が製造上の欠
陥、運転者の乱用又は保守不良の結果であるかどうかを
判定することができる。更に、車輛のデューティ・サイ
クル又はデューティ・サイクルの変化に基づいて、予防
的な保守の計画を一層確実に立てることができる。例え
ば、車輛の記録された走行距離の割合が急変した場合、
それに応じて油交換間隔を変化させることができる。電
動機の平均温度が上昇すれば、損傷が起こっているかど
うかについて冷却用送風機及び空気ダクトを検査するこ
とが望ましいことがある。更に、ブレーキをかけたまま
車輛を運転するというような異常な運転状態、又は車輛
の超過速度等の回数が過大であることは、こうして管理
されたデータによって容易に発見することができる。最
後に、各々の車輛に対する経歴的な記録を保持すること
ができる。

【００４９】中央処理ユニット４８は、受け取ったデー
タを待ち行列に記憶している。この待ち行列は、独特な
規則に従って定期的にリセットすることが好ましい。こ
のような待ち行列内には、システムを始動させたときか
ら手動でリセットを発動するまでに収集されたデータが
保持されるように、自動的にリセットされない寿命待ち
行列がある。この待ち行列は、各々の車輛の寿命経歴と
なる。２番目の待ち行列は、毎日の終わりに自動的にリ
セットされる当日待ち行列である。この待ち行列は、そ
の日に車輛に何が起こったかの日毎の経歴を示す。もう
１つの待ち行列は、本四半期待ち行列であり、この待ち
行列は３ヶ月期間の終わり毎にリセットされ、その四半
期経歴はその四半期が終わる前に読み取らなければなら
ない。中央処理ユニットは、新しい四半期の初めにリセ
ットされる最終四半期待ち行列をもそのメモリに管理し
ている。この待ち行列は、前四半期に起こったことを示
す。最後に、上に述べた２つの寿命待ち行列を含んでい
る製造業者待ち行列に、ある統計データを管理しておく
が、この待ち行列は、製造に携わる人員のみが読み取る
か又はリセットすることができるものであることが好ま
しい。この報告は、特定の部品を有している特定の車輛
に結び付けられている。車輛、ディーゼル機関、電動
機、交流機等の通し番号がその報告に記録される。始め
の日付から終わりの日付まで報告がカバーする経過時間
も示されている。

【００５０】更に具体的に言うと、記録される統計デー
タは、ディーゼル機関２２、電動機２８及び３０、交流
機２４、推進モード、減速モード、惰走モード、アイド
リング・モード、故障不稼働時間、並びに全トラックの
運転時間の監視を含んでいる。パラメータ計数器が、時
間を刻印したものも含めて事象を記録し、このような事
象は、超過速度、ダンプ本体スイッチの作動、ダンプ本
体取り消しスイッチの作動、常用ブレーキの適用、本体
荷重スイッチの作動、毎時３マイルよりも上での選択ス
イッチの作動、機関の始動、加速ペダル１４及び常用ブ
レーキを同時に押したこと、加速ペダル及び駐車ブレー
キを同時に適用したこと、減速スイッチ１６及び常用ブ
レーキを同時に押したこと、速度が０．３ｍｐｈよりも
高い状態で駐車ブレーキを適用したこと、並びに速度取
り消し及び反転装置６２の作動を含んでいる。この他の
事象としては、２ディジット表示装置９０のリセットを
したこと、加速ペダル１４及び減速ペタル１６を同時に
押したこと、選択スイッチを切り換えたこと、車輛の運
転モードを推進、減速及び惰走モードの間で切り換えた
こと、種々の接触器のピックアップ及びドロップアウ
ト、電動機温度が２２０℃よりも高い状態で加速ペダル
１４を押したこと、並びに速度ゼロで減速ペダル１６を
押したことも含まれている。この他の事象も記録するこ
とができるが、上に述べた事象は、メモリに記録するこ
とが好ましいような種類の事象の代表である。

【００５１】更に、推進及び減速の動作モード、電動機
２８及び３０の電機子電流及び温度、電動機の界磁電
流、正味の入力馬力、機関の速度、車輛の速度、並びに
走行距離を含んでいるパラメータ・プロフィルも管理さ
れている。このようなすべての情報を用いて、管理及び
／又は保守の人員が利用することができる極めて包括的
な統計データ報告を作成することができる。

【００５２】本発明の他の一面では、前に述べたよう
に、システムは図１に示す表示装置９０を含んでいる。
表示装置９０は図４及び図５に詳しく示されている。表
示装置９０は、２ディジット表示読み出し部９２を含ん
でおり、表示読み出し部９２は車輛の運転者に診断情報
を提供し、表示パネルは又、上向き及び下向き探索ボタ
ン９４及び９６と、リセット・ボタン９８とを含んでい
る。現在の最初及び最後の表示コードを示すためにＬＥ
Ｄ表示器１００及び１０２も設けられている。リセット
・スイッチ９８は又、関連するＬＥＤ１０４を有してい
る。表示装置９０は、故障コード番号によって種々の問
題を確認する２ディジット表示を行う。問題が起こる
と、そのような結果を招く多数の故障があることがあ
り、その場合、いくつかのコードを発生することがあ
る。探索ボタン９４及び９６を用いることにより、有効
なコードのスクロール作用によって、これらのコードを
見ることができる。特定の故障に応じて、そのコード
は、発生した後の予め選択された期間の間そのままにし
ておくことができる。

【００５３】本発明の好ましい実施例では、表示装置９
０によって与えられる２ディジット表示の各々のコード
には、故障診断方法の短い記述が関連している。この記
述又は助言文は、それぞれのコードが発生したときに保
管されている事象データを見るために、ラップトップ又
はポータブルのコンピュータのようなポータブル試験ユ
ニット（ＰＴＵ）を用いて生かすことができる。例え
ば、キーボードのＦ１機能キーは、ＰＴＵの任意のスク
リーンの助けになる。事象データを見るためにＰＴＵを
用いている間、Ｆ１キーは２ディジット表示コードに対
する故障診断の助言文を働かせる。このため、事象コー
ドが何であっても、Ｆ１キーを用いることによって適切
な故障診断用の介助スクリーンを持ち出すことができ
る。このような文の形による介助スクリーンは、オペレ
ータが特にその事象データに向けられた故障診断方法を
用いることができるようにする。更に、故障診断をしよ
うとする人が、スクリーン上の用語を理解する助けとす
るために、オンラインの辞書を設けることができる。

【００５４】この代わりに、コードの簡単な説明及びこ
の故障の考えられる原因を示す図表と共に、すべての故
障コードを記述した故障診断案内を設けることができ
る。種々の２ディジット表示パネル・コードの記述が、
本明細書の末尾に示す表１〜表１３に示されている。各
コードはコード番号に関連する状態、考えられる原因の
表示、及びこのコードがそのまま保たれている期間を示
す。尚、表１〜表１３において、「事象の値」の欄に記
載された情報は、各事象に対する付加的な詳細情報を与
えるものであり、次のように記述されている。即ち、消
滅時間とは、故障がメモリに保持されている時間（秒）
であり、拘束限界とは、許容されるリセットの最大回数
であり、受け入れ限界とは、記録され得る事象の最大回
数であり、ウィンドウ限界とは、５１個のウィンドウを
有する事象の数である。

【００５５】本発明の好ましい実施例における更に故障
診断の助けとして、加速及び減速順序をそれぞれ達成す
るのに必要な信号を示す２つのＰＴＵスクリーンを作成
することができる。これらのスクリーンは、梯子形線図
を含んでおり、この線図は後方照明を用いて、制御シス
テムが加速又は減速状態、及び対応する接触器の順序を
達成することを、どの信号が妨げているかを修理の人員
が判定することができるようにする。この論理線図は、
オペレータ入力、及び推進システムのフィードバックを
含んでいることが好ましい。論理スクリーンは「実時
間」で運転されるので、ある信号が固定されると、論理
スクリーンの表示が更新される。この更新により、故障
診断をする人は、信号通路の接地点又は給電点を試験し
て、試験している変化がその問題の決め手であるかどう
かを直ちに判定することができる。

【００５６】本発明の他の重要な一面として、表１〜表
１３全体について言うと、起こる事象は、２ディジット
・コードを発生するのみでなく、その事象はＣＰＵ４８
に付設されているメモリにも記録される。車輛のオペレ
ータは、特定の状態に応じて、所定回数だけ、車輛の推
進中の多数の故障状態を取り消すことができる。推進動
作モードの間に故障状態が発生したことにより、ＣＰＵ
４８が主接触器７４及び７６に対して指令を発生し、こ
の指令によってこれらの接触器は開路し、その結果、車
輛が停止することが理解されよう。一旦停止すると、オ
ペレータは取り消しスイッチを作動させて、運転を続け
ようとすることができる。暴走状態が起こるのを防止す
るために制動が不可欠であるような減速モードに車輛が
ある場合、処理手段は接触器８０及び８２を開路しな
い。これは、そうすると、この暴走状態を招くことがあ
るからである。減衰期間も、取り消し限界が有効である
期間を定めるように作用する。

【００５７】取り消しは、車輛の車室内に設けられたス
イッチ９５をオペレータが押すことによって行われる。
しかしながら、各々の故障は、その故障状態のそれ以上
の取り消しを拘束する限界を有している。一旦この限界
に達すると、それ以上の取り消しは許されず、車輛の運
転を停止し、保守の人員が車輛を検査して、問題を是正
するか、又は２ディジット表示装置のリセットのいずれ
かをしなければならない。表１〜表１３に示すように、
例えば事象０１は、低レベルの接地故障であるが、これ
はその故障が４回発生するまではリセットすることがで
きるが、高レベルの接地故障に関係する事象０２は、危
険な故障状態であるので、リセットすることができな
い。

【００５８】表示装置９０は又、コネクタ９３を有して
おり、コネクタ９３内にポータブル試験ユニット、好ま
しくはポータブルのラップトップ・コンピュータ又はそ
れよりも一層小型のコンピュータ（図面に示していな
い）を接続して、ＣＰＵ４８のメモリから、リセット・
スイッチ９８の作動に応答して表示装置９０から除去さ
れているかもしれない表示された情報を含んでいるデー
タ及び情報を求めることができる。このような動作は、
表示装置９０からコードを取り去るだけで、この情報は
依然としてＣＰＵ４８のメモリに保管されており、所望
によって、ポータブル試験ユニットによってアクセスす
ることができる。

【００５９】前に述べたように、サンプリング（標本
化）は０．０１秒毎に行うことが好ましいが、オペレー
タにより、約０．０１秒から１秒までの範囲内で調節で
きることが好ましい。サンプリングをそれほどしない場
合でも、より頻繁にデータを収集する必要があることが
あり、システムはスイッチ１０６を含んでおり、スイッ
チ１０６が作動される度に、収集されたデータの「スナ
ップショット」ができるようにする。これは表１３に示
すコード９８に対応している。

【００６０】表１〜表１３の事象の値は、受け入れ限界
の値を含んでおり、この値は、特定の種類の最も古い事
象を書き換える前に、メモリに記録することのできる事
象の数を示す。窓（ウィンドウ）限界も設けられてお
り、この窓限界は、同じデータの優先順位が一層高い書
き込みであり、メモリの受け入れ限界の割当で書き込ま
れた事象によって取り消されることがない。

【００６１】本発明の種々の実施例を図面に示して説明
したが、種々の変更、置換及び均等物を用いることがで
きることは言うまでもなく、本発明は、特許請求の範囲
のみによって限定されることを承知されたい。

【００６２】

【表１】

【００６３】

【表２】

【００６４】

【表３】

【００６５】

【表４】

【００６６】

【表５】

【００６７】

【表６】

【００６８】

【表７】

【００６９】

【表８】

【００７０】

【表９】

【００７１】

【表１０】

【００７２】

【表１１】

【００７３】

【表１２】

【００７４】

【表１３】

【図面の簡単な説明】

【図１】電気牽引車輛用の電気推進システムに対する一
例としての制御システムの機能的なブロック図である。

【図２】交流機の電流対電圧の関係を示すグラフであっ
て、特に本発明の温度シミュレータの特徴の作用を例示
しているグラフである。

【図３】原動機又は機関の速度と機関に対する電気負荷
との関係を示すグラフであって、特に本発明の自動ロー
ドの特徴を例示しているグラフである。

【図４】本発明の表示パネルの正面図である。

【図５】図４に示す表示装置の電気回路図である。

【符号の説明】

１０ 制御システム １４ 加速ペダル １６ 減速ペダル ２０ 機関制御システム ２２ ディーゼル機関 ２４ 交流機 ２８、３０ 直流索引電動機 ４８ 中央処理ユニット ５０ アナログ入出力ボード ５２ ディジタル入出力ボード ６８、７０ 分路（電機子電流） ７２ 電圧センサ ９０ 表示装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６０Ｌ 3/12 9380−5Ｈ (72)発明者 フランシス・マイケル・グラボウスキ アメリカ合衆国、ペンシルバニア州、ノー ス・イースト、スミス・ロード、11051番 (72)発明者 ウィン・ユーン・チャン アメリカ合衆国、ペンシルバニア州、エリ ー、セイント・マリー・ドライブ、1123番

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ペイロードを運搬するように構成されて
   いる車輪付き車輛用の電気推進システムに対する制御シ
   ステムであって、 前記車輛は、該車輛の別々の車輪に駆動関係をもって機
   械的に結合されている速度を調節自在な複数の牽引電動
   機を備えており、前記車輛は、内燃機関と、該内燃機関
   からの馬力を要求する足ペダル入力とを有しており、前
   記車輛は更に、前記機関と前記牽引電動機とに作動的に
   接続されていると共に前記牽引電動機にエネルギを与え
   る電力をその出力に発生する発電手段を有しており、 該発電手段は、該発電手段に印加されている制御信号に
   応答して、その出力に発生される電力の電圧及び電流を
   変化させることができる形式であり、該発電手段に対す
   る損傷の実質的な危険なしに連続運転を行うことのでき
   る定格に相関している該発電手段の部品の第１の所定の
   動作温度と、前記部品の前記第１の所定の動作温度より
   も高く、連続運転により該発電手段に損傷の実質的な危
   険が生ずるような所定の最高動作温度とを有しており、 前記制御システムは、 前記内燃機関及び前記発電手段の動作を制御するメモリ
   手段を含んでいる処理手段と、 前記車輛が運転されている環境の周囲温度を測定し、測
   定された該周囲温度を表す信号を発生すると共に、該信
   号を前記処理手段に印加する手段と、 前記発電手段の出力電圧を測定し、測定された該出力電
   圧を表す信号を発生すると共に、該信号を前記処理手段
   に印加する手段と、 前記発電手段の出力電流を測定し、測定された該出力電
   流を表す信号を発生すると共に、該信号を前記処理手段
   に印加する手段と、 前記足ペダル入力からの馬力要求を決定すると共に、推
   進モードにおいて所要の動力を供給するのに必要なｒｐ
   ｍを表す馬力要求信号を前記処理手段に対して発生する
   燃料強化手段とを備えており、 前記処理手段は、前記燃料強化手段からの馬力要求信号
   に基づいて機関ｒｐｍ信号を含んでいる制御信号を発生
   すると共に、該制御信号を前記車輛の機関に印加して、
   燃料使用量を節約するよう構成されている車輪付き車輛
   用の電気推進システムに対する制御システム。
2. 【請求項２】 前記発電手段は、前記制御信号に応答し
   て、一定の馬力定格を維持するように前記牽引電動機に
   対する出力電圧及び出力電流を変化させるように構成さ
   れており、 前記処理手段は、前記発電手段を動作させるときに一定
   の馬力定格を維持するのに比例して、前記出力電流及び
   出力電圧を増加させるように前記発電手段に対する前記
   制御信号を発生するよう構成されており、これにより、
   前記部品の温度は、前記第１の所定の動作温度よりも高
   くなる請求項１に記載のシステム。
3. 【請求項３】 ペイロードを運搬するように構成されて
   いる車輪付き車輛用の電気推進システムに対する制御シ
   ステムであって、 前記車輛は、該車輛の別々の車輪に駆動関係をもって機
   械的に結合されている速度を調節自在な複数の牽引電動
   機を備えており、前記車輛は、内燃機関と、該内燃機関
   からの馬力を要求する足ペダル入力とを有しており、前
   記車輛は更に、前記機関と前記牽引電動機とに作動的に
   接続されていると共に前記牽引電動機にエネルギを与え
   る電力をその出力に発生する発電手段を有しており、 該発電手段は、該発電手段に印加されている制御信号に
   応答して、その出力に発生される電力の電圧及び電流を
   変化させることができる形式であり、該発電手段に対す
   る損傷の実質的な危険なしに連続運転を行うことのでき
   る定格に相関している該発電手段の部品の第１の所定の
   動作温度と、前記部品の前記第１の所定の動作温度より
   も高く、連続運転により該発電手段に損傷の実質的な危
   険が生ずるような所定の最高動作温度とを有しており、 前記制御システムは、 前記内燃機関及び前記発電手段の動作を制御するメモリ
   手段を含んでいる処理手段と、 前記車輛が運転されている環境の周囲温度を測定し、測
   定された該周囲温度を表す信号を発生すると共に、該信
   号を前記処理手段に印加する手段と、 前記発電手段の出力電圧を測定し、測定された該出力電
   圧を表す信号を発生すると共に、該信号を前記処理手段
   に印加する手段と、 前記発電手段の出力電流を測定し、測定された該出力電
   流を表す信号を発生すると共に、該信号を前記処理手段
   に印加する手段と、 車輛の惰走及び電気制動の期間の間に燃料の使用量を節
   約する燃料強化手段とを備えており、 前記処理手段は、前記燃料強化手段からのペダル押し下
   げ遅れ信号を含んでいる制御信号を発生して、車輛の惰
   走及び電気制動の期間の間に車輛の装置の適正な冷却作
   用を維持するための最低機関ｒｐｍを要求することによ
   り燃料使用量を節約するように構成されていると共に、
   前記制御信号を前記発電手段に印加して、その出力に発
   生される電力を連続定格よりも高くすると共に、計算さ
   れた模擬温度が前記発電手段の部品の前記所定の最高動
   作温度に達したことに応答して、前記発電手段を連続定
   格に戻す制御信号を発生して前記発電手段に印加するよ
   うに構成されている車輪付き車輛用の電気推進システム
   に対する制御システム。
4. 【請求項４】 前記発電手段は、前記制御信号に応答し
   て、一定の馬力定格を維持するように前記牽引電動機に
   対する出力電圧及び出力電流を変化させるように構成さ
   れており、 前記処理手段は、前記発電手段を動作させるときに一定
   の馬力定格を維持するのに比例して、前記出力電流及び
   出力電圧を増加させるように前記発電手段に対する前記
   制御信号を発生するよう構成されており、これにより、
   前記部品の温度は、前記第１の所定の動作温度よりも高
   くなる請求項３に記載のシステム。
5. 【請求項５】 ペイロードを運搬するように構成されて
   いる車輪付き車輛用の電気推進システムに対する制御シ
   ステムであって、 前記車輛は、該車輛の別々の車輪に駆動関係をもって機
   械的に結合されている速度を調節自在な複数の牽引電動
   機を備えており、該車輛は、内燃機関と、該内燃機関か
   らの馬力を要求するためにオペレータにより動作可能な
   足ペダルとを有しており、前記車輛は更に、前記機関及
   び前記牽引電動機に作動的に接続されていると共に前記
   牽引電動機にエネルギを与える電力をその出力に発生す
   る発電手段を有しており、 該発電手段は、該発電手段に印加されている制御信号に
   応答して、その出力に発生される電力の電圧及び電流を
   変化させることができる形式であり、該発電手段に対す
   る損傷の実質的な危険なしに連続運転を行うことのでき
   る定格に相関している該発電手段の部品の第１の所定の
   動作温度と、前記部品の前記第１の所定の動作温度より
   も高く、連続運転により該発電手段に損傷の実質的な危
   険が生ずるような所定の最高動作温度とを有しており、 前記制御システムは、 前記内燃機関及び前記発電手段の動作を制御するメモリ
   手段を含んでいる処理手段と、 前記車輛が運転されている環境の周囲温度を測定し、測
   定された該周囲温度を表す信号を発生すると共に、該信
   号を前記処理手段に印加する手段と、 前記発電手段の出力電圧を測定し、測定された該出力電
   圧を表す信号を発生すると共に、該信号を前記処理手段
   に印加する手段と、 前記発電手段の出力電流を測定し、測定された該出力電
   流を表す信号を発生すると共に、該信号を前記処理手段
   に印加する手段と、 前記足ペダルの入力からの馬力要求を決定すると共に、
   推進モードにおいて所要の動力を供給するのに必要なｒ
   ｐｍを表す馬力要求信号を前記処理手段に対して発生す
   る燃料強化手段とを備えており、 前記処理手段は、前記燃料強化手段からの馬力要求信号
   に基づく機関ｒｐｍ信号を含んでいる制御信号を発生す
   ると共に、燃料使用量を節約するように該制御信号を前
   記車輛の機関に印加するように構成されており、前記制
   御信号は更に、車輛の惰走及び電気制動の期間の間に車
   輛の装置の適正な冷却作用を維持するための最低機関ｒ
   ｐｍを要求することにより燃料使用量を節約するための
   燃料強化手段からの機関ｒｐｍ信号を含んでおり、前記
   処理手段は、前記制御信号を前記発電手段に印加して、
   その出力に発生される電力を連続定格よりも高くすると
   共に、計算された模擬温度が前記発電手段の部品の前記
   所定の最高動作温度に達したことに応答して、前記発電
   手段を連続定格に戻す制御信号を発生して前記発電手段
   に印加するように構成されている車輪付き車輛用の電気
   推進システムに対する制御システム。
6. 【請求項６】 前記発電手段は、前記制御信号に応答し
   て、一定の馬力定格を維持するように前記牽引電動機に
   対する出力電圧及び出力電流を変化させるように構成さ
   れており、 前記処理手段は、前記発電手段を動作させるときに一定
   の馬力定格を維持するのに比例して、前記出力電流及び
   出力電圧を増加させるように前記発電手段に対する前記
   制御信号を発生するように構成されており、これによ
   り、前記部品の温度は、前記第１の所定の動作温度より
   も高くなる請求項５に記載のシステム。
7. 【請求項７】 ペイロードを運搬するように構成されて
   いる車輪付き車輛用の電気推進システムであって、 前記車輛は、該車輛に動力を供給する内燃機関を有して
   おり、 前記システムは、 前記車輛の別々の車輪に駆動関係をもって機械的に結合
   されている速度を調節自在な複数の牽引電動機と、 前記機関と前記牽引電動機とに作動的に接続されている
   と共に前記牽引電動機にエネルギを与える電力をその出
   力に発生する交流機であって、該交流機は、回転子と、
   出力とを有していると共に、該交流機に印加されている
   制御信号に応答して、その出力に発生される電力の電圧
   及び電流を変化させるように制御することができる形式
   であり、該交流機に対する損傷の実質的な危険なしに連
   続運転を行うことのできる定格に相関している該交流機
   の前記回転子の第１の所定の動作温度と、前記回転子の
   前記第１の所定の動作温度よりも高く、連続運転により
   該交流機に損傷の実質的な危険が生ずるような所定の最
   高動作温度とを有している、交流機と、 前記内燃機関の動作を制御する燃料強化手段とを備えて
   いる車輪付き車輛用の電気推進システム。
8. 【請求項８】 前記燃料強化手段は、燃料を節約するよ
   うに、車輛のパラメータに基づいた機関ｒｐｍ指令を機
   関制御器に対して発生するように構成されている請求項
   ７に記載のシステム。
9. 【請求項９】 前記車輛のパラメータは、 足ペダルを押し下げる量と、 前記速度を調節自在な複数の牽引電動機の動作と、 前記交流機の動作とを含んでいる請求項８に記載のシス
   テム。
10. 【請求項１０】 前記燃料強化手段は、車輛の惰走及び
    電気制動の期間の間に車輛の装置の十分な冷却作用を維
    持するための最低機関ｒｐｍを要求することにより、燃
    料使用量を節約するように構成されている請求項７に記
    載のシステム。