(57)【要約】      （修正有）【課題】バッテリを充電するための代替的な方式を提供すること。【解決手段】第１象限及び第４象限での動作のためにセットアップされた電気モータ（４）と、電気モータ（４）と接続されたプロペラ（２）と、制御装置とを含む、ボートのための、特にセールボートのための駆動装置（１）に関するものであり、制御装置は、プロペラを介して電気モータに伝達されるプロペラを取り囲む水の流動エネルギーを電気モータが電気エネルギーへと再生するように、電気モータ（４）を第４象限で作動させるためにセットアップされており、プロペラ（２）のプロペラピッチとプロペラ（２）の回転数との積は水と駆動装置との間の相対的な流動速度よりも小さい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気モータ（４）と、前記電気モータ（４）と接続されたプロペラ（２）と、制御装置とを含む、ボートのための、特にセールボートのための駆動装置（１）において、
前記制御装置は、前記プロペラ（２）を介して前記電気モータ（４）に伝達される流動エネルギーを前記電気モータが電気エネルギーへと再生するように、前記電気モータ（４）を第４象限で作動させるためにセットアップされていることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記プロペラ（２）のプロペラピッチと前記プロペラ（２）の回転数との積が水と前記駆動装置との間の相対的な流動速度よりも小さくなるように、前記電気モータ（４）を作動させるためにセットアップされていることを特徴とする、請求項１に記載の駆動装置（１）。
【請求項３】
前記プロペラ（２）が折りたたみプロペラとして構成されており、前記制御装置は、前記電気モータ（４）を第４象限での作動前に第１象限で作動させ、それによって前記プロペラ（２）を展開させ、特に好ましくは前記プロペラ（２）の所定の最低回転数を維持するためにセットアップされていることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記駆動装置と水との間の相対的な流動速度を判定するためのセンサが前記制御装置と接続されていることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項５】
水底面に対する前記駆動装置の速度を判定するためのＧＰＳセンサが前記制御装置と接続されていることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項６】
前記制御装置は、判定された相対的な流動速度及び／又は水底面に対する速度に依存して前記プロペラ（２）の回転数を制御するためにセットアップされていることを特徴とする、請求項４又は請求項５に記載の駆動装置。
【請求項７】
前記電気モータ（４）から出される出力を判定するための出力センサが設けられており、コントロール装置が前記出力センサとともに前記プロペラ（２）の回転数を制御するための閉ループ制御を形成することを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の駆動装置。
【請求項８】
電気モータ（４）と、前記電気モータ（４）と接続されたプロペラ（２）であって、その回転軸がこれに対して垂直に配置された垂直軸に関して旋回可能であるものと、制御装置とを含む、ボートのための、特にセールボートのための駆動装置（１）において、
前記制御装置は、前記プロペラ（２）の回転軸を前方推進動作に比べて１８０°だけ垂直軸を中心として旋回させ、前記電気モータ（４）を第２象限で作動させ、それにより前記プロペラ（２）を通じて前記電気モータ（４）に伝達される流動エネルギーを前記電気モータが電気エネルギーへと再生するためにセットアップされていることを特徴とする駆動装置。
【請求項９】
ボートのための、特にセールボートのための駆動装置（１）を作動させる方法において、次の各工程、
電気モータ（４）と、前記電気モータと接続されたプロペラ（２）と、制御装置とを含んでいる駆動装置（１）を準備すること、
前記プロペラ（２）を水中に入れること、このとき水は前記駆動装置（１）に対して相対的な流動速度を有している、
前記電気モータ（４）を前記制御装置により第４象限で作動させること、それにより前記プロペラ（２）を通じて前記電気モータに伝達される水の流動エネルギーが電気エネルギーへと再生される、
を有している方法。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記プロペラ（２）のピッチと前記プロペラ（２）の回転数との積が相対的な流動速度よりも小さくなるように、前記プロペラ（２）の回転数を制御又はコントロールする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記プロペラ（２）は折りたたみプロペラであり、前記電気モータ（４）の第４象限での作動前に前記電気モータ（４）が第１象限で作動し、それによって前記プロペラ（２）を展開させ、特に好ましくは前記プロペラ（２）の所定の最低回転数が維持される、請求項９又は請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記駆動装置は前記電気モータ（４）から出される出力を判定するための出力センサを含んでおり、コントロール装置が前記出力センサとともに前記プロペラ（２）の回転数を制御するための閉ループ制御を形成し、前記プロペラ（２）の回転数は閉ループ制御を利用した上で最大電力点追従により調整される、請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
ボートのための、特にセールボートのための駆動装置（１）を作動させる方法において、次の各工程、
電気モータ（４）と、前記電気モータ（４）と接続されたプロペラ（２）であって、その回転軸がこれに対して垂直に配置された垂直軸に関して旋回可能であるものと、制御装置とを含んでいる駆動装置（１）を準備すること、
前記プロペラ（２）を水中に入れること、このとき水は前記駆動装置（１）に対して相対的な流動速度を有している、
前方推進動作のときのアライメントに対して１８０°だけ前記垂直軸を中心として前記プロペラの回転軸を旋回させること、
前記電気モータ（４）を前記制御装置により第２象限で作動させること、それにより前記プロペラ（２）を通じて前記電気モータに伝達される水の流動エネルギーが電気エネルギーへと再生される、
を有している方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はボートのための、特にセールボートのための駆動装置、及びボートのための駆動装置を作動させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボートを動かすために、たとえば操縦するために、電気モータを有するボート駆動装置を利用することが知られている。
【０００３】
電気駆動装置へエネルギーを供給するために、通常、ボートに携行されるバッテリが利用され、このようなバッテリは、たとえば陸電接続部を備える充電器具によって充電することができる。たとえばボートが移動中であるために陸電接続部を利用可能ではない場合、バッテリを充電するために、内燃機関を有する発電機がボートに設けられていてよく、又は太陽電池や風力発電機も知られており、これらによってバッテリを充電することができる。
【０００４】
ボートのための駆動装置における電気モータは、通常、前方推進及びそれに伴って前進走行をするための第１象限と、後方推進及びそれに伴って後退走行又は停止を提供するための第３象限とで作動する。その際に、電気モータ又はその制御装置はそのつどの走行命令を、通常、ボートの操作者から遠隔アクセルレバーを通じて受け取る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
公知の従来技術を前提とした上で、本発明の課題は、バッテリを充電するための代替的な方式を提供する、ボートのための、特にセールボートのための駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、独立請求項に記載されている駆動装置及び方法によって解決される。好ましい発展例は、従属請求項並びにここでの説明及び図面から明らかとなる。
【０００７】
それに応じて、電気モータと、電気モータと接続されたプロペラと、制御装置とを含む、ボートのための、特にセールボートのための駆動装置が提案される。制御装置は、プロペラを介して電気モータに伝達される、プロペラを取り囲んでいる水の流動エネルギーを電気モータが電気エネルギーへと再生するように、電気モータを第４象限で作動させるためにセットアップされている。
【０００８】
流動エネルギーからの電気エネルギーの再生は、ここでは、及び以下においては、水の流動エネルギーの少なくとも部分的な電気エネルギーへの変換である。それにより、ボートの船内にあるバッテリを、水上でのボートの運動によって充電することが可能となる。このことはセールボートの場合に特別に好ましい。その場合、帆によって生成される推進力を、電気エネルギーへと部分的に変換することができるからである。それにより、セールボートは帆走中に水上での走行から電気エネルギーを変換することができ、この電気エネルギーによって船内バッテリを再び充電することができる。
【０００９】
さらに制御装置は、プロペラのプロペラピッチとプロペラの回転数との積が水と駆動装置との間の相対的な流動速度よりも小さくなるように、電気モータを第４象限で作動させるためにセットアップされているのが好ましい。このようにして最適化された動作を実現することができ、余剰の電気エネルギーを提供することができ、これをバッテリの充電のために利用することができる。
【００１０】
「象限」という概念は、ここでは、及び以下においては、デカルト座標系の象限を指しており、電気モータの回転数が横軸にプロットされ、電気モータのトルクが縦軸にプロットされる。電気モータの回転数は、同期機の場合、比例して誘導される電圧も伴う。トルクは位相電流ポインタの長さと方向によっても特徴づけられ、これがトルクの大きさと方向を表す。
【００１１】
第１象限での動作（いわゆる前進走行）のとき、トルクと回転方向は両方とも正であり、したがって平行である。第２象限での動作（いわゆる後退走行減速）では、トルクは正であり回転方向は負であり、したがって反平行である。第３象限での動作（いわゆる後退走行）のとき、トルクと回転方向は両方とも負であり、したがってやはり平行である。第４象限での動作（いわゆる再生又は前進走行減速）では、トルクは負であり回転方向は正であり、したがって反平行である。再生動作は第４象限であり、すなわち、プロペラの回転方向は正であるのに対して、プロペラのトルクは負である。
【００１２】
それに応じて、このとき第４象限での電気モータの動作は、回転数とプロペラピッチとの積が、特にその値が、相対的な流動速度よりも、特にその値よりも、小さくなるように行われる。回転数とプロペラピッチとの積は、同じ回転数とプロペラピッチで第１象限で動作したときに実現することができる、プロペラの理論上の推進力であり得る。ここでは、及び以下においては、回転数とプロペラピッチとの積と、相対的な流動速度との比率のことを増幅係数とも呼ぶ。特に増幅係数は一定かつ１よりも小さくてよい。プロペラピッチは、ここでは、及び以下においては、プロペラの幾何学的なピッチに相当する。特にプロペラピッチは、プロペラが１回転する間に固体材料の中で進むことになるはずの区間に相当する。プロペラピッチはプロペラの一定の、又は平均された、漸進ピッチであってよい。
【００１３】
第４象限で駆動装置が再生器として作動することで、水の流動エネルギーから、及び／又はボートの運動エネルギーから、駆動装置を作動させるための電気エネルギーを変換することが可能である。
【００１４】
その代替又は追加として、ボートは、たとえばガソリンやディーゼルによって作動する別の駆動装置を含んでいることが可能である。駆動装置と別の駆動装置との組み合わせはハイブリッドドライブであってよい。電気駆動装置は、たとえばバッテリなどのエネルギー蓄積器を有することができる。エネルギー蓄積器は、流動エネルギーから再生された電気エネルギーを蓄積する役目を果たすことができる。
【００１５】
さらに制御装置は、増幅係数が一定になるように電気モータを作動させるためにセットアップされていてよい。それにより、最大の再生出力を実現することが可能である。最善の増幅、すなわち相対速度に対するプロペラピッチと回転数の最善の比率は、たとえばプロペラのジオメトリから得られ、特に、プロペラ形状とプロペラ直径から得られる。所与のジオメトリにおいて、最善の増幅を理論的に計算することが可能である。次いで、理論的に計算された最善の増幅の値を、たとえばルールを適用した上で、たとえば駆動装置の作動時に実際の検証と最適化のために援用することができる。
【００１６】
１つの好ましい実施形態では、プロペラは折りたたみプロペラとして構成されている。折りたたみプロペラは、セーリングの際に駆動装置によってできる限り小さい抵抗を提供するために、あるいは、駆動装置を使用する際に高い推進力を得るために、セールボートで特別好ましく適用される。特に、プロペラは２ブレード折りたたみプロペラであってよい。
【００１７】
制御装置は、電気モータを第４象限での作動前にまず第１象限で作動させ、すなわち前進走行させ、それによってプロペラを展開するためにセットアップされている。すなわち、プロペラはまずモータによって所定の回転数まで加速され、それによって展開を可能にする。折りたたみプロペラの展開は、特定の回転数を超えたときに相応に展開するプロペラブレードの遠心力に基づいて行われる。第１象限での動作は、プロペラが開くのを補助する。モータによる作動時に、ボートを推進し、それによって折りたたみプロペラを押し開く力作用が生じるからである。そして展開したプロペラの動作が、上で説明したように第４象限で実行される。
【００１８】
このとき電気モータは、一方ではできる限り効率的な第３象限での電気モータの動作を可能にするが、それと同時にプロペラの再収納を妨げるような回転数で一定に保たれるのが特別に好ましい。
【００１９】
折りたたみプロペラは、プロペラを、特にそのブレード又は羽根を、収納することができるという特徴がある。このことがセールボートのための駆動装置のケースで好ましくあり得るのは、セーリング動作のときに、プロペラの流動抵抗を少なくすることができるからである。駆動装置を使用するために、プロペラを展開することができる。その際には、発生する遠心力に基づいてプロペラが通常は第１象限及び場合により第３象限での動作でしか展開されず、すなわち、モータの能動的な前方推進動作又は後方推進動作でしか展開されないというチャレンジが生じる。流入してくる水による収納されたプロペラの回転は、通常動作のときには可能でないか、又は望ましくない−むしろプロペラは、セーリングのときに、及びそれに伴ってモータがスイッチオフされているときに、できる限り小さい抵抗を実現するために、電気モータによる駆動なしで確実に収納されるように構成されている。しかしながら、プロペラシャフトの固定によって、又は非常に低い回転数での動作によって、プロペラの収納を補助することが必要になることが十分にあり得る。換言すると、折りたたみプロペラの展開だけでなく、折りたたみプロペラの収納も、電気モータの相応の制御によって実現することができる。
【００２０】
折りたたみプロペラによる第４象限での動作を水上での走行中に可能にするために、電気モータを、特に一時的に、第１象限で作動させることができる。それによってプロペラが展開される。相対的な流動速度が十分に高ければ、特に正であれば、第４象限での動作へと切り換えることができ、プロペラの回転は流入してくる水によって維持され、プロペラの回転数は制御ユニットにより制御、管理される。プロペラの回転方向は、第１象限から第４象限への動作の切り換えによって変化しない。そしてプロペラは引き続き展開されたままとなり、流動エネルギーが電気エネルギーへと変換される。
【００２１】
さらにプロペラは、第２象限での動作のためにまず第３象限で作動するためにセットアップされていることが可能である。
【００２２】
制御装置は、第４象限で作動するときの折りたたみプロペラの少なくとも１つの最低回転数を提供し、それにより、第４象限で作動したときの折りたたみプロペラの収納を妨げるために意図されるのが特別に好ましい。
【００２３】
駆動装置の少なくとも１つの実施形態では、相対的な流動速度は、ボート速度及び／又は水の絶対的な流動速度を含んでいる。相対的な流動速度は、ボート速度と絶対的な流動速度との差異であってよい。相対的な流動速度は、プロペラに対する水の流入速度であるのが好ましい。ボート速度は、水底面に対して相対的なボートの速度であってよい。水の絶対的な流動速度は、水底面に対して相対的に測定したボートの領域での水の流入速度であってよい。特に流れが激しいケースでは、水底面に対して相対的なボートの速度が、水上でのボートの速度と相違することがあり得る。たとえばボートが錨泊しているときに、第４象限での動作が行われることが考えられる。このケースでは、ボート速度は無視できるほど小さく、相対的な流動速度は絶対的な流動速度であり得る。さらに、ボートが作動中に第４象限で水上を動くことが考えられる。そしてほぼ流れのない水のケースでは、たとえば穏やかな海のケースでは、相対的な流動速度は水底面に対するボート速度であり得る。
【００２４】
少なくとも１つの実施形態では、駆動装置は少なくとも１つのセンサを含んでいる。少なくとも１つのセンサは、相対的な流動速度を判定するためにセットアップされている。この少なくとも１つのセンサは、たとえばピトー管、流動センサ、及び／又はその他の速度センサであってよい。駆動装置は複数のセンサを含んでいるのが好ましい。センサのうち少なくとも１つは、制御装置と接続されたボートのセンサであることが可能である。
【００２５】
１つの好ましい実施形態では、センサはＧＰＳセンサ及び／又は流動センサを含んでいる。このとき、たとえばボートのＧＰＳセンサ及び／又は流動センサを利用することができる。ＧＰＳセンサにより、特に、ボートのボート速度すなわち水底面に対する速度を正確に決定することができる。したがって、水の絶対的な流動速度が低いときには、相対的な流動速度のかなり正確な決定がもたらされる。
【００２６】
駆動装置の少なくとも１つの実施形態では、制御装置は、判定された相対的な流動速度に依存してプロペラの回転数を制御するためにセットアップされている。このとき制御装置はセンサとともに、特に開ループ制御（英語：ｏｐｅｎ  ｌｏｏｐ）を形成することができる。たとえば相対的な流動速度が上昇したときに、プロペラの回転数を引き上げることができ、又はこの逆を行うことができる。その代替又は追加として、プロペラの回転数が、特に相対的な流動速度が一定であるケースで、一定に保たれるように制御を行うことが可能である。
【００２７】
少なくとも１つの実施形態では、駆動装置は、コントロール装置と、電気モータから出される出力を判定するための出力センサとを含んでいる。コントロール装置は出力センサとともに、プロペラの回転数を制御するための閉ループ制御を形成する。閉ループ制御（英語：ｃｌｏｓｅｄ  ｌｏｏｐ）はフィードバックループ（英語：ｆｅｅｄｂａｃｋ  ｌｏｏｐ）であるのが好ましい。そしてこの制御ループにより、電気モータの判定された出力に依存してプロペラの回転数を適合化することができる。すなわち、回転数設定について出力制御がこれを担当することができる。
【００２８】
コントロール装置は、最大電力点追従（英語：Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｐｏｗｅｒ  Ｐｏｉｎｔ  Ｔｒａｃｋｅｒ，  ＭＰＰＴ）によってプロペラの回転数を制御するためにセットアップされているのが好ましい。この方法では、出された出力が好ましくは連続的に出力センサによって監視される。そして、判定された電気モータの出力に依存して、コントロール装置により電気モータの回転数を適合化することができる。電気モータの回転数は最大電力点追従により、出される出力及びこれに伴って再生が最大となるように適合化されるのが好ましい。
【００２９】
駆動装置の電気モータの最善の作業点を調整するために、開ループ制御を閉ループ制御と組み合わせることができるのが好ましい。そのようにして、まず作業点の大まかな調整のために、開ループ制御によってパイロット制御を具体化することが可能である。そして微妙な最適化を、閉ループ制御によって実現することができる。最善の作業点とは、再生が最大となる電気モータ又はプロペラの回転数であるのが好ましい。開ループ制御としては、たとえば相対的な流動速度に基づく、上に説明した制御が適している。閉ループ制御については、特に、上で説明した出力適合化を適用することができる。
【００３０】
開ループ制御と閉ループ制御を組み合わせることで、特に、両方の方法の利点を組み合わせることが可能である。相対的な流動速度の測定に基づく開ループ制御を適用する利点は、たとえば、水上のボート速度と水底面に対するボート速度とがいずれも相対的な恒常性を有することにあり、それにより、特に水の絶対的な流動速度に基づいてプロペラ及び／又は電気モータのトルクの流体力学的に生じる変動を、良好に補正することができる。閉ループ制御によって、出される出力の最適化による回転数の厳密な最適化を実現することができる。開ループ制御と閉ループ制御とを組み合わせることで、閉ループ制御の増幅を低減することができ、それによってシステムがいっそう高い安定性を得る。
【００３１】
少なくとも１つの実施形態では、プロペラピッチは相対的な流動速度の関数である。このことは、オートプロペラとしても知られている調整可能なピッチを有するプロペラの場合に該当する。換言するとプロペラピッチは、上昇及び／又は低下する相対的な流動速度に伴って変化する。制御装置は、相対的な流動速度とこの関数とに依存してプロペラの回転数を制御するためにセットアップされている。
【００３２】
制御は開ループ制御によって、特に上に説明した開ループ制御によって、行われるのが好ましい。駆動装置は、好ましくは開ループ制御のケースについて、関数が保存される記憶装置ユニットを含むことができる。たとえばプロペラピッチの関数は、ルックアップテーブル（英語：ｌｏｏｋ−ｕｐ  ｔａｂｌｅ）として記憶装置ユニットに保存される。その代替又は追加として回転数の制御は、このような速度依存的なプロペラピッチのケースでは、最大電力点追従によって行うこともできる。このケースでは増幅の適合化は、回転数につれて変化するプロペラピッチに合わせて、回転数の関数としてアダプティブに行われる。最大電力点追従による増幅の追従を実行することもできる。
【００３３】
オートプロペラのほか、外部から変更可能なピッチを有するプロペラも知られている。
【００３４】
外部から変更可能なプロペラピッチを有するプロペラでは、プロペラピッチは制御装置によって適応化させることができ、それにより、同じく適応化されるプロペラ速度との関連で、第４象限での動作に関わる最適化を実行することができ、それに伴い、そのつどの相対的な流動速度で最大の再生出力を実現することができる。
【００３５】
制御装置によって関数を考慮することで、相対的な流動速度に伴うプロペラジオメトリの変化を補償することが可能である。このことが特に好ましくなり得るのは、プロペラが折りたたみプロペラであるケースである。折りたたみプロペラでは、水中でボートの速度が増すにつれて、及びそれに伴って相対的な流動速度が増すにつれて、折りたたみプロペラが次第に閉じていくことが考えられる。このことはプロペラジオメトリの変化につながり、及びそれに伴って増幅係数の変化につながる。こうしたケースについては、特にルックアップテーブルを利用した上での速度依存的な増幅係数の考慮が好ましくなり得る。
【００３６】
提案される制御によって、再生出力が上昇したときに、及び／又は流動速度が上昇したときに、変化するプロペラジオメトリに対して対応することも可能である。上昇する再生出力及び／又は上昇する流動速度によって、同じ回転数及びこれに伴ってプロペラブレードに開くように作用する同じ遠心力で、力平衡が再び成立するまで折りたたみプロペラが若干収納される。それによって有効なプロペラジオメトリが変化し、このことが、提案される制御によって作動時に考慮される。
【００３７】
この関連において、再生動作のときに、及び特に上昇する再生出力又は上昇する流動速度のときにプロペラブレードの収納を機械的に防止する、プロペラブレードを展開した位置でロックする装置が設けられていてよい。プロペラブレードを展開した位置でロックする装置は制御装置によって制御されるのが好ましく、又は、電気モータの所定の動作パターンに基づいて、プロペラブレードをロックする装置へ送ることができる。
【００３８】
さらに、ボートのための、特にセールボートのための駆動装置を作動させる方法が記載される。ここに記載される駆動装置を作動させる方法はボートに適しているのが好ましい。すなわち、駆動装置について開示されている一切の構成要件が本方法についても開示され、その逆も成り立つ。
【００３９】
上で課せられた課題に応じて、本方法の１つの方法ステップで駆動装置が準備され、この駆動装置は電気モータと、電気モータと接続されたプロペラと、制御装置とを含んでいる。次の方法ステップで、プロペラが水中に入れられる。水は駆動装置に対して相対的な流動速度を有している。次の方法ステップで、電気モータが制御装置により第４象限で作動させられ、それによりプロペラを通じて電気モータに伝達される水の流動エネルギーが電気エネルギーへと再生され、プロペラのプロペラピッチとプロペラの回転数との積は相対的な流動速度よりも小さい。
【００４０】
本方法の少なくとも１つの実施形態では、ボートが水上を動いているときに電気モータが第４象限で作動する。このような種類の動作は、特にセールボートのケースで好適である。その場合、セールボートは帆を利用して動くことができる。
【００４１】
その代替又は追加として、ボートが別の駆動装置を有することが可能であり、たとえば内燃機関によってボートが水上を動く。ボートの運動に基づき、水はボートのための駆動装置に対して相対的な流動速度で動く。そして、その結果として生じる流動エネルギーを、第４象限での動作によって部分的に電気エネルギーへと変換することができる。その代替又は追加として、ボートが水底面に対して定まった場所にあるときに、たとえば錨泊しているときに、電気モータを第４象限で作動させることが可能である。このケースでは、流動エネルギーは主としてボート周辺の水の流れから生じる。このことは、潮流が激しい地域や川に停泊しているときに特別に好ましい。
【００４２】
本方法の少なくとも１つの実施形態では、プロペラは折りたたみプロペラである。第４象限での電気モータの作動前に、プロペラを展開するために電気モータが第１象限で作動する。第１象限での特に一時的な動作は電気モータの展開を補助し、それにより、流動エネルギーを再生するための再生器としての動作のための前提条件を整える。
【００４３】
電気モータは、回転数とピッチとの積が相対的な流動速度に相当する回転数よりも、第１象限では若干高い回転数で作動し、第４象限では若干低い回転数で作動するのが好ましい。
【００４４】
本方法の少なくとも１つの実施形態では、駆動装置は、コントロール装置と、電気モータから出る出力を判定するための出力センサとを含んでいる。コントロール装置は出力センサとともに、プロペラの回転数を制御するための閉ループ制御を形成する。そしてプロペラの回転数が、閉ループ制御を適用した上で最大電力点追従により調整される。
【００４５】
さらにボートのための、特にセールボートのための駆動装置が提案され、電気モータと、電気モータと接続されたプロペラとを含んでおり、プロペラの回転軸はプロペラシャフトに対して垂直に延びる電気モータの垂直軸に関して旋回可能であり、及び制御装置を有している。本発明によると制御装置は、プロペラの回転軸を前方推進動作に比べて垂直軸に関して１８０°だけ旋回させ、電気モータを第２象限で作動させ、それによりプロペラを通じて電気モータに伝達される流動エネルギーを電気モータが電気エネルギーへと再生するためにセットアップされている。
【００４６】
回転軸を垂直軸に関して旋回可能であるプロペラの配置は、たとえば、垂直軸を中心として旋回可能なボート下部のゴンドラの中に電気モータとプロペラが収容されることによって、あるいは旋回可能なセールドライブやＺドライブによって、実現することができる。
【００４７】
プロペラの回転軸を反転させることで、プロペラはいわばボートの走行方向と反対向きにアライメントされる。それにより、流入してくる水によってプロペラを回転させることができ、プロペラが後ろ向きに回転し、すなわち、後方推進に相当する回転方向に回転する。そして、第２象限での電気モータの動作によって、電気エネルギーへの流動エネルギーの再生を行うことができる。
【００４８】
その際に折りたたみプロペラが使用されるとき、流入してくる水はプロペラの展開方向に作用し、その結果、第３象限での一時的な動作を省略することができる。
【００４９】
第４象限での動作に関して上で説明した、電気モータの制御やコントロールに関わるその他の実施形態は、第２象限での動作についても準用される。
【００５０】
本発明のその他の好ましい実施形態について、以下の図面の説明によって詳しく説明する。図面は次のものを示す。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】ここで説明している駆動装置の第１の実施例を示す模式図である。
【図２】ここで説明している駆動装置の第２の実施例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
以下において、図面を参照しながら好ましい実施例について説明する。その際に、同一の、類似する、同じ種類の、又は同じ作用をする部材には、異なる図面においても同一の符号が付されている。このような部材についての再度の説明は、冗長さを避けるために部分的に省略する。図面、及び図面に示されている部材の相互のサイズ比率は、縮尺に忠実であるとみなすことはできない。むしろ、よりよい表現及び／又はよりよい理解のために、個々の部材が誇張して大きく図示されている場合がある。
【００５３】
図１の模式的な略図を参照しながら、ここで説明している駆動装置１の第１の実施例について詳しく説明する。駆動装置１は、電気モータ４と、駆動シャフト４１により電気モータ４と接続されたプロペラ２とを含んでいる。駆動シャフト４１により、電気モータ４の回転運動を、特にその回転数を、プロペラ２に伝達することができる。さらに駆動装置１は、第１のハウジング３１と、第２のハウジング３２と、第３のハウジング３３とを含んでいる。第１のハウジング３１は、たとえばボートの胴体に駆動装置１を取り付けるための役目を果たす。第３のハウジング３３は電気モータ４を中に含んでいる。ハウジング３１，３２，３３は耐水性に構成されていてよい。すなわち、ハウジング３１，３２，３３の中にあるたとえば電気モータ４などの装置は、ボートを取り囲む水に対して、それぞれのハウジング３１，３２，３３によって防護されていてよい。
【００５４】
さらに駆動装置１は、電気モータ４と接続された制御装置（図面には示さず）を含んでいる。制御装置は、電気モータ４の、及びこれに伴ってプロペラ２の、回転数を制御するためにセットアップされている。制御装置はハウジング３１，３２，３３のいずれかに格納されていてよい。別案として、制御装置はボートの船内に取り付けられていてもよい。
【００５５】
図１に示す実施例は、折りたたみプロペラ２を有するポッドドライブ１である。プロペラ２は収納されるようにセットアップされていてよい。収納された位置２’，２’’にあるとき、プロペラ２は、展開した状態のときよりも小さい流動抵抗を有する。
【００５６】
さらに駆動装置１はセンサを有することができる（図面には示さず）。センサによって、たとえば駆動装置１を取り囲む水に対する、駆動装置１及び特にプロペラ２の相対的な流動速度を判定することができる。その代替又は追加として、出力センサが駆動装置１の電気モータ４と接続されていてよく、電気モータ４から出される出力を判定することができる。そして電気モータ４の−及びこれに伴ってプロペラ２の−回転数を、最大電力点追従を適用した上で判定することができる。
【００５７】
図２の模式的な略図を参照しながら、ここで説明している駆動装置１の第２の実施例について詳しく説明する。この駆動装置１は、電気モータ４とプロペラ２とをあらためて含んでいる。駆動装置１の第２のハウジング３２は、ボートの胴体への取り付けのために意図されていてよい。
【００５８】
各図面の図に反して、プロペラ２が２つを超えるプロペラブレードを含むこともできる。たとえばプロペラ２は、３つ又はそれ以上のプロペラブレードを含むことができる。
【００５９】
本発明は、実施例を参照した説明によって当該実施例だけに限定されるものではない。むしろ本発明は、あらゆる新規の構成要件、及び各構成要件のあらゆる組み合わせを含んでおり、このことは、特に特許請求の範囲における各構成要件のあらゆる組み合わせを含んでおり、それは、たとえ当該構成要件や当該組み合わせそのものが特許請求の範囲や実施例に明示的に記載されていなくてもである。
【符号の説明】
【００６０】
１  駆動装置
２  プロペラ
２’，２’’  収納されたプロペラ
３１  第１のハウジング
３２  第２のハウジング
３３  第３のハウジング
４  電気モータ
４１  駆動シャフト
【図１】
2018095244.tif 000003
【図２】
2018095244.tif 000004
【外国語明細書】
2018095244000001.pdf