(57)【特許請求の範囲】
【請求項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）。
【請求項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）。
【請求項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）。
【請求項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）。
【請求項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）。
【請求項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２〜５の何れか１項に記載の車両（１）。
【請求項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）。
【請求項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）。
【請求項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）。
【請求項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）。
【請求項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）。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃料消費及びＣＯ２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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
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。
【００３１】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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