(57)【要約】  負荷のトルク速度曲線またはデータは、傾斜の有無、逆風の有無、または温度の高低など、電動車両が動作している外部条件を判定するための標準となる。システムは、負荷データの実際のトルク速度のサンプルと標準とを比較する。比較に基づいて、システムは、外部条件（丘を登っている、逆風に向かって走行している、高温で動作している）、またはパワートレーンの異常動作、例えば、低タイヤ圧、摩擦の上昇、またはホイールアライメントのずれなどを判定する。この判定に基づいて、システムは、モータの最大トルク出力を管理して車両のバッテリ温度を制御する、ウインドデフレクタを上昇させる、車両の最大速度を管理して、低タイヤ圧、パワートレーンの摩擦の上昇、もしくはホイールアライメントのずれによって生じる危険性を低減する、または異常状態の表示を開始するなどの動作を行う。
2018524961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動車両の特定の種類の負荷を判定する方法であって、
ある期間にわたって車両のパワートレーン動作に関するリアルタイムデータを取得することと、
取得した前記車両の前記パワートレーン動作に関する前記リアルタイムデータを基準データと比較することに基づいて、前記期間に前記車両が前記特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定することとを含み、前記基準データは、前記車両が前記特定の種類の負荷を受けるときの特徴となるパワートレーン動作に関するデータを含む、方法。
【請求項２】
車両のパワートレーン動作に関する前記リアルタイムデータを取得することは、
前記期間にわたってリアルタイムデータを前記車両の動力伝達系から取得することを含み、前記リアルタイムデータは、モータ速度の増加に伴った前記車両のモータの現在のモータトルクを示すデータを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基準データは、前記車両が前記特定の種類の負荷を受けるときの特徴となる、モータ速度の増加に伴ったモータトルクを示すデータを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記車両が前記期間にわたって特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定することは、
前記動力伝達系からの前記リアルタイムデータを、特定の期間にわたって特定のサンプリングレートでサンプリングすることと、
前記特定の期間中に前記リアルタイムデータのサンプリング毎に、
サンプリングした前記動力伝達からの前記リアルタイムデータを前記基準データと比較することと、
前記サンプリング時に前記基準データに対して行った前記比較に基づいて、前記サンプリング時に前記車両が現在前記特定の種類の負荷を受けているかどうかを判定することと、
前記サンプリング時に前記車両が現在前記特定の種類の負荷を受けているかどうかの前記判定に基づいて、前記特定の期間の開始時に初期化されたカウンタをインクリメントするかどうかを決定することと、を含み、さらに
前記特定の期間が経過した後に、前記カウンタの値と閾値とを比較することと、
前記比較に基づいて、前記カウンタの値が前記閾値以上であるかどうかに応じて、前記車両が前記特定の期間にわたって前記特定の種類の負荷を受けたかどうかを判定することとを含む、
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記車両が前記特定の期間にわたって前記特定の種類の負荷を受けたかどうかの前記判定に少なくとも部分的に基づいて、前記車両の前記原動機の動作特性を制限するかどうかを決定することをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記車両が前記特定の期間にわたって前記特定の種類の負荷を受けたかどうかを判定することは、前記サンプリングした前記動力伝達からの前記リアルタイムデータを前記基準データと前記比較することに基づいて、前記車両が傾斜面を登っていたか平坦面を走行していたかを判定することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記サンプリングすることと、前記サンプリングしたリアルタイムデータを比較することと、前記サンプリング時に前記車両が現在前記特定の種類の負荷を受けているかどうかを判定することと、前記カウンタをインクリメントするかどうかを決定することと、前記特定の期間が経過した後に前記カウンタの値と閾値とを比較することと、前記車両が前記特定の種類の負荷を受けたかどうかの前記判定に少なくとも部分的に基づいて、前記車両の前記原動機の動作特性を制限するかどうかを決定することとを、前記特定の期間に等しい長さの複数の期間にわたって繰り返すことをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記特定のサンプリングレートが毎秒１回である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記特定の期間が１分である、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記車両が前記特定の期間にわたって前記特定の種類の負荷を受けたと判定された場合、前記特定の期間にわたって前記車両が前記特定の種類の負荷を受けたという前記判定に少なくとも部分的に応答して、前記車両を動作させることをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
前記車両を動作させることは、前記車両の前記モータトルクをモータ速度に応じた特定のトルク量にするように前記車両を動作させることを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記車両を動作させることは、前記車両の原動機の動作特性を制限することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記車両の前記原動機の動作特性を制限することは、前記車両の前記モータトルクをモータ速度に応じた特定のトルク量にするように前記車両の原動機の動作特性を制限することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
モータ速度に応じた前記特定のトルク量を、所望のモータトルク対モータ速度を示すディレーティング曲線によって規定する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記車両を動作させることは、前記車両にウインドデフレクタを上昇させることを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記車両を動作させることは、モータの最大トルク出力を管理することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記車両を動作させることは、モータの最大トルク出力を管理して、前記車両の原動機に動力を供給する前記車両のバッテリの温度を制御することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
モータの最大トルク出力を管理して前記原動機に動力を供給する前記車両の前記バッテリの温度を制御することは、前記バッテリの温度が特定のバッテリ温度閾値に達することに応答して行われる、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記特定のバッテリ温度閾値が約５７℃である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記車両を動作させることは、前記車両の前記電動モータに供給される電流を制限することと、前記車両の加速度を制限することと、前記車両の前記電動モータに供給される電流を制限することと、前記車両の前記原動機に電力を供給するバッテリの温度を調整することと、のうち１つまたは複数を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項２１】
前記特定の種類の負荷は、前記車両の外部の状態、傾斜を登ること、特定の勾配の傾斜を登ること、平坦面を走行すること、前記車両の重量、追加重量を運ぶこと、特定の量の追加重量を運ぶこと、特定の数の人々を運ぶこと、転がり抵抗、特定の種類の転がり抵抗、タイヤの種類、１つまたは複数のタイヤの空気圧、前記車両が走行している地面の性質、前記車両と地面との間の摩擦、空気抵抗、前記車両の大きさおよび形状、前記車両の流線度、風速、横風速度、横風の方向、逆風、逆風の速度、前記車両の動力伝達系の問題、前記車両のパワートレーンに関する問題、前記車両の前記動力伝達系の異常、前記車両の前記パワートレーンの異常、前記車両の前記動力伝達系における抵抗の大きさ、前記車両の前記パワートレーンにおける抵抗の大きさ、前記車両の前記動力伝達系における可動部品間の摩擦量、前記車両の前記パワートレーンにおける可動部品間の摩擦量、前記車両のバッテリ温度、ホイールアライメント、およびホイールアライメントの異常、のうちの１つ、または以上のうちの１つもしくは複数の組み合わせと関連する、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記基準データは、前記車両が前記特定の種類の負荷を受けるときの特徴となる、基準モータトルク対基準モータ速度を示すデータ曲線の形態である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記車両が前記期間にわたって特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定することは、
取得した前記車両の前記パワートレーン動作に関する前記リアルタイムデータを基準データと比較することに基づいて、前記車両が平坦面を走行しているかまたは傾斜を走行しているかを判定することと、
前記車両が平坦面を走行しているか傾斜を走行しているかを前記判定することに基づいて、さらに、取得した前記車両の前記パワートレーン動作に関する前記リアルタイムデータを基準データと前記比較することに基づいて、前記車両の前記パワートレーンまたは前記動力伝達系の異常の有無を判定することと、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
前記車両の前記パワートレーンまたは前記動力伝達系に異常があると判定された場合に、前記車両の前記パワートレーンまたは前記動力伝達系に異常があるとの前記判定に少なくとも部分的に応答して、前記車両の前記モータトルクをモータ速度に応じた特定のトルク量にするように前記車両を動作させることをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
基準データに対する、取得した前記車両の前記パワートレーン動作に関する前記リアルタイムデータには、１つまたは複数のセンサから得られたデータが含まれ、
前記１つまたは複数のセンサは、車両加速度、車両の場所、車両高度、車両傾斜データ、車両温度、車両温度、車両バッテリ温度、車両システム部品温度、ジャイロスコープデータ、車両テレマティックデータ、車両遠隔測定データ、風速、風向、加速度計データ、車両重量、タイヤ空気圧、および車両高度の変化、のうちの１つまたは複数に関連する情報を収集するために動作可能なセンサを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２６】
前記車両が前記期間にわたって特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定することに基づいて、タイヤ空気圧を決定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
前記車両が前記期間にわたって特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定することに基づいて、機械的問題によって生じる車両効率の低下を検出することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２８】
車両であって、
前記車両の少なくとも１つの車輪を駆動するように結合された原動機と、
電力を蓄積する主電力蓄積デバイスと、
前記主電力蓄積デバイスと前記原動機との間で選択的に電力を伝達するように結合され、動作可能とされた電源と、
前記電源を制御するように通信可能に結合されたコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
ある期間にわたって車両のパワートレーン動作に関するリアルタイムデータを取得し、
取得した前記車両の前記パワートレーン動作に関する前記リアルタイムデータを基準データと比較することに基づいて、前記期間に前記車両が特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定し、
前記基準データは、前記車両が前記特定の種類の負荷を受けるときの特徴となるパワートレーン動作に関するデータを含む、車両。
【請求項２９】
前記コントローラが、請求項２の動作をさらに実行する、請求項２０に記載の車両。
【請求項３０】
コンピュータが実行可能な命令を記憶した非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、前記コンピュータが実行可能な命令は、実行時に、少なくとも１つのプロセッサに
ある期間にわたって車両のパワートレーン動作に関するリアルタイムデータを取得することと、
取得した前記車両の前記パワートレーン動作に関する前記リアルタイムデータを基準データと比較することに基づいて、前記期間に前記車両が特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定することと、を実行させ、
前記基準データは、前記車両が特定の種類の負荷を受けるときの特徴となるパワートレーン動作に関するデータを含む、コンピュータ可読媒体。
【請求項３１】
前記コンピュータが実行可能な命令は、実行時に、少なくとも１つのプロセッサに請求項２の動作をさらに実行させる、請求項３０に記載のコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、全般に、原動機またはトラクションモータとして電動モータを使用する車両に関し、詳細には、このような車両が受ける電流負荷の検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両および全電動の車両は、ますます一般的になってきている。このような車両によって、従来の内燃機関車両に比べて数多くの利点を達成することができる。例えば、ハイブリッド車両または電動車両は、高い燃費を達成できると共に、排気管汚染を抑制し、または無くすことさえ可能である。特に全電動の車両は、排気管汚染が皆無であるだけでなく、全体的な汚染の低減にも関連する可能性がある。例えば電力を、再生可能な供給源（例えば太陽光、水力）から生成することができる。また例えば、空気汚染を全く発生させない発電所（例えば原子力発電所）で電力を生成することもできる。また例えば、比較的「クリーンな燃焼」の燃料（例えば天然ガス）を燃焼させる発電所で電力を生成することもでき、このような発電所は内燃機関よりも高効率で、かつ／または汚染管理システムもしくは汚染除去システム（例えば工業用空気集塵器）を採用している。これらのシステムは、個々の車両での使用には過度に大きく、コストがかかり、高価である。
【０００３】
燃焼機関によって駆動するスクータおよび／またはオートバイなどの個人輸送車両は、多くの場所、例えばアジアの多くの大都市で広く普及している。このようなスクータおよび／またはオートバイは、特に自動車、車、またはトラックと比べて、比較的低価格であることが多い。燃焼機関型スクータおよび／またはオートバイが非常に多く見られる都市は、人口密度が非常に高く、高レベルの大気汚染に見舞われる傾向がある。多くの燃焼機関型スクータおよび／またはオートバイは、新車のときには、個人輸送の汚染源としては比較的低いレベルの装備となっている。例えばこのようなスクータおよび／またはオートバイは、大型車両よりも高い燃費性能を有することがある。スクータおよび／またはオートバイによっては、基本的な汚染管理装置（例えば触媒コンバータ）を備えることがある。残念なことに、スクータおよび／もしくはオートバイが使用され、保守が行われないと、かつ／または、スクータおよびもしくはオートバイが例えば意図的もしくは非意図的に触媒コンバータを取り外すことによって改造が行われると、工場で設定された排出レベルをすぐに超えてしまう。スクータおよび／またはオートバイの所有者または運転者は、自分の車両の保守を行う資金も動機も持ち合わせていないことが多い。
【０００４】
空気汚染は人の健康にマイナスの影響を及ぼし、様々な病気の発生または悪化に関わることが知られている（例えば多くの報告書では、空気汚染が、肺気腫、喘息、肺炎、および嚢胞性繊維症に加え、様々な心循環器系疾患に関連付けられている）。このような病気によって多数の生命が失われ、その他の無数の人々の生活の質が著しく低下してしまう。
【発明の概要】
【０００５】
電動車両の負荷特性を判定する方法は、以下のように要約することができる。この方法は、ある期間にわたって車両のパワートレーン動作に関するリアルタイムデータを取得することと、取得した車両のパワートレーン動作に関するリアルタイムデータを基準データと比較することに基づいて、その期間に車両が特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定することとを含み、基準データは、車両が特定の種類の負荷を受けるときの特徴となるパワートレーン動作に関するデータを含む。車両のパワートレーン動作に関するリアルタイムデータを取得することは、その期間にわたって車両の動力伝達系からリアルタイムデータを取得することをさらに含み、リアルタイムデータは、モータ速度の増加に伴った車両のモータの現在のモータトルクを示すデータを含む。基準データは、車両が特定の種類の負荷を受けるときの特徴となる、モータ速度の増加に伴ったモータトルクを示すデータ基準データを含んでもよい。
【０００６】
車両がその期間にわたって特定の種類の負荷を受ける可能性があるかどうかを判定することは、動力伝達系からのリアルタイムデータを、特定の期間にわたって特定のサンプリングレートでサンプリングすることと、特定の期間中のリアルタイムデータのサンプリング毎に、サンプリングした動力伝達からのリアルタイムデータを基準データと比較することと、サンプリング時に基準データに対して行った比較に基づいて、サンプリング時に車両が現在特定の種類の負荷を受けているかどうかを判定することと、サンプリング時に車両が現在特定の種類の負荷を受けているかどうかの判定に基づいて、特定の期間の開始時に初期化されたカウンタをインクリメントするかどうかを決定することと、その特定の期間が経過した後に、カウンタの値と閾値とを比較することと、その比較に基づいて、カウンタの値が閾値以上であるかどうかに応じて、車両が特定の期間にわたって特定の種類の負荷を受けたかどうかを判定することと、を含んでもよい。
【０００７】
この方法は、車両が特定の期間にわたって特定の種類の負荷を受けたかどうかの判定に少なくとも部分的に基づいて、車両の原動機の動作特性を制限するかどうかを決定することをさらに含んでもよい。車両が特定の期間にわたって特定の種類の負荷を受けたかどうかを判定することは、サンプリングした動力伝達からのリアルタイムデータを基準データと比較することに基づいて、車両が傾斜面を登っていたか平坦面を走行していたかを判定することを含んでもよい。
【０００８】
この方法は、サンプリングすることと、サンプリングしたリアルタイムデータを比較することと、サンプリング時に車両が現在特定の種類の負荷を受けているかどうかを判定することと、カウンタをインクリメントするかどうかを決定することと、特定の期間が経過した後にカウンタの値と閾値とを比較することと、車両が特定の種類の負荷を受けたかどうかの判定に少なくとも部分的に基づいて、車両の原動機の動作特性を制限するかどうかを決定することとを、その特定の期間に等しい長さの複数の期間にわたって繰り返すことをさらに含んでもよい。特定のサンプリングレートは毎秒１回であってよい。特定の期間は１分であってよい。
【０００９】
この方法は、車両が特定の期間にわたって特定の種類の負荷を受けたと判定された場合、特定の期間にわたって車両が特定の種類の負荷を受けたという判定に少なくとも部分的に応答して、車両を動作させることをさらに含んでもよい。車両を動作させることは、車両のモータトルクをモータ速度に応じた特定のトルク量にするように車両を動作させることを含んでもよい。車両を動作させることは、車両の原動機の動作特性を制限することを含んでもよい。車両の原動機の動作特性を制限することは、車両の原動機の車両のモータトルクをモータ速度に応じた特定のトルク量にするように動作特性を制限することを含んでもよい。モータ速度に応じた特定のトルク量は、所望のモータトルク対モータ速度を示すディレーティング曲線によって規定することができる。車両を動作させることは、車両にウインドデフレクタを上昇させることを含んでもよい。車両を動作させることは、モータの最大トルク出力を管理することを含んでもよい。車両を動作させることは、モータの最大トルク出力を管理して、車両の原動機に動力を供給する車両のバッテリの温度を制御することを含んでもよい。モータの最大トルク出力を管理して原動機に動力を供給する車両のバッテリの温度を制御することは、バッテリ温度が特定のバッテリ温度閾値に達することに応答して行われてもよい。特定のバッテリ温度閾値は、約５７℃であってもよい。車両を動作させることは、車両の電動モータに供給される電圧を制限することと、車両の加速度を制限することと、車両の電動モータに供給される電流を制限することと、車両の原動機に電力を供給するバッテリの温度を調整することと、のうち１つまたは複数を含んでもよい。
【００１０】
特定の種類の負荷は、以下のうちの１つ、または以下のうちの１つもしくは複数の組み合わせと関連してもよい。すなわち、車両の外部の状態、傾斜を登ること、特定の勾配の傾斜を登ること、平坦面を走行すること、車両の重量、追加重量を運ぶこと、特定の量の追加重量を運ぶこと、特定の数の人々を運ぶこと、転がり抵抗、特定の種類の転がり抵抗、タイヤの種類、１つまたは複数のタイヤの空気圧、車両が走行している地面の性質、車両と地面との間の摩擦、空気抵抗、車両の大きさおよび形状、車両の流線度、風速、横風速度、横風の方向、逆風、逆風の速度、車両の動力伝達系の問題、車両のパワートレーンに関する問題、車両の動力伝達系の異常、車両のパワートレーンの異常、車両の動力伝達系における抵抗の大きさ、車両のパワートレーンにおける抵抗の大きさ、車両の動力伝達系における可動部品間の摩擦量、車両のパワートレーンにおける可動部品間の摩擦量、車両バッテリ温度、ホイールアライメント、およびホイールアライメントの異常である。基準データは、車両が特定の種類の負荷を受けるときの特徴となる、基準モータトルク対基準モータ速度を示すデータ曲線の形態であってもよい。車両がある期間にわたって特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定することは、取得した車両のパワートレーン動作に関するリアルタイムデータを基準データと比較することに基づいて、車両が平坦面を走行しているかまたは傾斜を走行しているかを判定することと、車両が平坦面を走行しているか傾斜を走行しているかを判定することに基づいて、さらに、取得した車両のパワートレーン動作に関するリアルタイムデータを基準データと比較することに基づいて、車両のパワートレーンまたは動力伝達系の異常の有無を判定することとを含んでもよい。この方法は、車両のパワートレーンまたは動力伝達系に異常があると判定された場合には、車両のパワートレーンまたは動力伝達系に異常があるとの判定に少なくとも部分的に応答して、車両のモータトルクをモータ速度に応じた特定のトルク量にするように車両を動作させることをさらに含んでもよい。基準データに対する、取得した車両のパワートレーン動作に関するリアルタイムデータには、１つまたは複数のセンサから得られたデータが含まれてもよく、この１つまたは複数のセンサは、車両加速度、車両の場所、車両高度、車両傾斜データ、車両温度、車両温度、車両バッテリ温度、車両システム部品温度、ジャイロスコープデータ、車両テレマティックデータ、車両遠隔測定データ、風速、風向、加速度計データ、車両重量、タイヤ空気圧、および車両高度の変化、のうちの１つまたは複数に関連する情報を収集するために動作可能なセンサを含む。この方法は、車両がその期間にわたって特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定することに基づいて、タイヤ空気圧を決定することをさらに含んでもよい。この方法は、車両がその期間にわたって特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定することに基づいて、機械的問題によって生じる車両効率の低下を検出することをさらに含んでもよい。
【００１１】
車両は、以下のように要約することができる。車両は、車両の少なくとも１つの車輪を駆動するように結合された原動機と、電力を蓄積する主電力蓄積デバイスと、主電力蓄積デバイスと原動機との間で選択的に電力を伝達するように結合され、動作可能とされた電源と、電源を制御するように通信可能に結合されたコントローラと、を備え、コントローラは、ある期間にわたって車両のパワートレーン動作に関するリアルタイムデータを取得し、取得した車両のパワートレーン動作に関するリアルタイムデータを基準データと比較することに基づいて、その期間に車両が特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定し、基準データは、車両が特定の種類の負荷を受けるときの特徴となるパワートレーン動作に関するデータを含む。
【００１２】
非一時的なコンピュータ可読媒体はコンピュータが実行可能な命令を記憶することができ、このコンピュータが実行可能な命令は、実行時に少なくとも１つのプロセッサに、ある期間にわたって車両のパワートレーン動作に関するリアルタイムデータを取得することと、取得した車両のパワートレーン動作に関するリアルタイムデータを基準データと比較することに基づいて、その期間に車両が特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定することとを実行させ、基準データは、車両が特定の種類の負荷を受けるときの特徴となるパワートレーン動作に関するデータを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
図面において、同一の参照番号は同様の要素または動作を指す。図面における各要素の大きさおよび相対的位置は、必ずしも正確な縮尺比で描かれたものではない。例えば、様々な要素および角度の形状は、正確な縮尺で描かれたものではなく、これらの要素の中には、図面の可読性を向上させるために任意に拡大されて配置されたものもある。また、図示された要素の特定の形状は、特定の要素の実際の形状についての情報を伝えるためのものではなく、図面における認識を容易にするために選択されているに過ぎない。
【００１４】
【図１】１つの非限定的な例示の実施形態による、本明細書に記載の様々な構成要素または構造を含むことができる電動スクータまたは電動オートバイの等角部分分解図である。
【図２】１つの非限定的な例示の実施形態による、図１のスクータまたはオートバイの構成要素または構造の一部のブロック図である。
【図３】別の非限定的な例示の実施形態による、図１のスクータまたはオートバイの構成要素または構造の一部のブロック図である。
【図４】非限定的な例示の実施形態による、登坂を含む様々な種類の車両負荷の特徴となる基準モータトルク対モータ速度値の例、およびディレーティング曲線の例を示すグラフである。
【図５】１つの非限定的な例示の実施形態による、動力伝達系からのリアルタイムデータの、特定のサンプリングレート例でのサンプリング例を含む、ある期間にわたって車両が特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定するプロセスのタイミング図の例である。
【図６】それぞれ１００回および５００回の充電サイクルが繰り返されたバッテリの開始温度の例と、そのようなバッテリを搭載した車両の、バッテリ温度が５７℃に達したときの走行距離とを示す表である。
【図７】１つの非限定的な例示の実施形態による、車両負荷検出の方法を示すフローチャートである。
【図８】１つの非限定的な例示の実施形態による、図７の車両負荷検出方法において有用な、特定の期間にわたって車両が特定の種類の負荷を受けたかどうかを判定する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】
【００１５】
以下の説明では、開示される様々な実施形態の十分な理解を提供するために、特定の具体的な内容が示される。しかしながら、これらの具体的な内容の１つまたは複数を伴うことなく、または他の方法、構成要素、材料などによっても実施形態を実施できることは、当業者によって認識されるであろう。別の点においては、実施形態の説明を不必要に不明瞭にするのを避けるために、自動販売機、バッテリ、スーパーキャパシタまたはウルトラキャパシタ、限定するものではないが、変圧器、整流器、ＤＣ／ＤＣ電力コンバータ、およびスイッチモード電力コンバータを備える電力コンバータ、コントローラ、ならびに通信システムおよび構造に関連するよく知られた構造、さらにネットワークについては詳細な図示または説明を行っていない。
【００１６】
文脈による別段の規定がない限り、明細書およびそれに付随する特許請求の範囲を通して、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という単語、ならびに「含み（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」などの変形は、「含むが、それに限定されない」のような制限のない包括的な意味で解釈されるべきである。
【００１７】
本明細書を通じて、「一実施形態」または「実施形態」という表記は、その実施形態に関連して説明した特定の特徴、構造、または特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書を通して様々な箇所に出現する「一実施形態で」または「実施形態で」という表現は、必ずしもすべて同じ実施形態に言及しているわけではない。
【００１８】
第１、第２、および第３などの序数の使用は、必ずしも順序付けの意図を示唆するものではなく、むしろ複数の動作または構造の事例を区別し得るものに過ぎない。
【００１９】
ポータブル電力蓄積デバイスまたは電気エネルギー蓄積デバイスという表記は、限定するものではないが、バッテリ、スーパーキャパシタ、またはウルトラキャパシタを含む、電力の蓄積および蓄積された電力の放出が可能な任意のデバイスを意味する。バッテリという表記は、１つまたは複数の化学蓄電セルを意味し、例えば、限定するものではないが、ニッケルカドミウム合金またはリチウムイオンの電池セルを含む、充電式電池セルまたは二次電池セルを意味する。
【００２０】
本明細書において提供される本開示の見出しおよび要約書は便宜上のものに過ぎず、実施形態の範囲や意味の解釈を与えるものではない。
【００２１】
図１は、１つの例示の実施形態による、電動スクータまたは電動オートバイ１００の形態での電動の人員輸送車両を示す。
【００２２】
上記のように、燃焼機関型のスクータおよびオートバイは、例えばアジア、ヨーロッパ、および中東などの多くの大都市で一般的なものである。車両の主動力源または一次動力源として電力蓄積デバイス（例えば二次電池）を使用することに関係する性能または効率の問題に対処できれば、内燃機関型のスクータおよびオートバイの代わりに全電動のスクータまたはオートバイ１００の使用を促進することができ、それによって空気汚染を緩和し、騒音を低減することができる。
【００２３】
電動スクータまたは電動オートバイ１００は、フレーム１０２と、車輪１０４ａおよび１０４ｂ（まとめて１０４）と、ハンドルバー１０６とを備え、ハンドルバー１０６は、スロットル１０８、ブレーキレバー１１０、および方向指示器スイッチ１１２等のユーザ制御手段を備えている。これらは全て従来設計のものであってよい。電動スクータまたは電動オートバイ１００は、さらに、車輪１０４ｂの少なくとも１つを駆動するように結合されたトラクション電動モータ１１６を含む動力システムと、電力を蓄積して少なくともトラクション電動モータ１１６に電力を供給する、少なくとも１つの主電力蓄積デバイス１１８と、少なくとも主電力蓄積デバイス１１８とトラクション電動モータ１１６との間の配電を制御する制御回路１２０とを備えてもよい。
【００２４】
トラクション電動モータ１１６は様々な形態を取ることができ、通常は、予想される負荷を所望の速度および加速度で駆動するのに十分な動力（ワットまたは馬力）およびトルクを発生させることが可能な、永久磁石誘導モータである。トラクション電動モータ１１６は、駆動モードでの動作に加えて回生制動モードでも動作可能な任意の従来の電動モータであってもよい。駆動モードにおいては、トラクション電動モータは電力を消費して車輪を駆動する。回生制動モードにおいては、トラクション電動モータは発電機として動作し、車輪の回転に応答して電流を生成し、車両を減速する制動効果を生み出す。
【００２５】
主電気エネルギー蓄積デバイス１１８は様々な形態をとることができ、例えばバッテリ（例えば電池セルのアレイ）、またはスーパーキャパシタもしくはウルトラキャパシタ（例えばウルトラキャパシタセルのアレイ）の形態をとることができる。例えば、電気エネルギー蓄積デバイス１１８は、充電式バッテリ（すなわち、二次電池または二次バッテリ）の形態を取ることができる。電気エネルギー蓄積デバイス１１８は、例えば、全電動のスクータまたはオートバイ１００のなどの個人輸送車両に物理的に適合し、それらに電気的に動力を与えるような大きさであってよく、容易に置換または交換ができるように携帯可能であってもよい。輸送の用途により課せられる可能性のある需要を考慮すると、主電気エネルギー蓄積デバイス１１８は、１つまたは複数の化学電池セルの形態を取るものと考えられる。
【００２６】
電気エネルギー蓄積デバイス１１８は、電気エネルギー蓄積デバイス１１８の外部からアクセス可能ないくつかの電気端子１２２ａおよび１２２ｂ（２つが図示され、まとめて１２２）を備えてもよい。電気端子１２２によって、電気エネルギー蓄積デバイス１１８から電荷を導出できるだけでなく、電気エネルギー蓄積デバイス１１８を充電または再充電するために電気エネルギー蓄積デバイス１１８に電荷を導入できる。図１には柱体として図示されているが、電気端子１２２は、バッテリハウジングのスロット内に配置される電気端子の形態を含め、電気エネルギー蓄積デバイス１１８の外部からアクセス可能な他の任意の形態を取ることもできる。
【００２７】
以下により詳しく例示および説明されるように、制御回路１２０は、特に電気エネルギー蓄積デバイス１１８とトラクション電動モータ１１６との間における電力の伝達を変更、調整、および制御するための様々な構成要素を含む。
【００２８】
図２は、１つの例示の実施形態による、電動スクータまたは電動オートバイ１００の部分を示す。特に、図２に示す実施形態では、電気エネルギー蓄積デバイス１１８を使用して、トラクション電動モータ１１６によって生成された、様々な構成要素（例えば、電気エネルギー蓄積デバイス１１８および／または回路）の温度を調整または制御するために使用される電力を、多数の温度調節デバイス（まとめて２００）を介して供給する。
【００２９】
図示されているように、トラクション電動モータ１１６は、電動スクータまたは電動オートバイ１００の少なくとも１つの車輪１０４ｂを駆動するために、直接的または間接的のいずれかで結合されるシャフト２０２を備えている。図示しないが、トランスミッション（例えば、チェーン、ギヤ、ユニバーサルジョイント）が利用されてもよい。
【００３０】
制御回路１２０は、多種多様な任意の形態をとることができ、通常は、コントローラ２０４、１つまたは複数の電力コンバータ２０６ａ〜２０６ｅ（５つが図示される）、スイッチＳＷ1〜ＳＷ3（３つが図示される）、および／またはセンサＳTB、ＳVB、ＳIB、ＳTC、ＳVC、ＳIC、ＳTM、ＳVM、ＳIM、およびＳRMを含む。
【００３１】
図２に示すように、制御回路１２０は、駆動モードまたは構成において電気エネルギー蓄積デバイス１１８を結合して、トラクション電動モータ１１６によって生成された電力を供給する、第１のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ａを含んでもよい。第１のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ａは、電気エネルギー蓄積デバイス１１８からの電力の電圧を、トラクション電動モータ１１６を駆動するのに十分なレベルまで昇圧させることができる。第１のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ａは、様々な形態を取ることができ、例えば、非安定化または安定化のスイッチモード電力コンバータの形態を取ることができ、絶縁されていてもされていなくてもよい。例えば第１のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ａは、安定化昇圧スイッチモード電力コンバータ、または昇降圧スイッチモード電力コンバータの形態を取ってもよい。
【００３２】
制御回路１２０は、駆動モードまたは構成において電気エネルギー蓄積デバイス１１８を結合して、トラクション電動モータ１１６によって生成された電力を第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２０６ａを介して供給する、一般にインバータと呼ばれるＤＣ／ＡＣ電力コンバータ２０６ｂを含んでもよい。ＤＣ／ＡＣ電力コンバータ２０６ｂは、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２０６ａからの電力を、トラクション電動モータ１１６を駆動するのに適したＡＣ波形に反転させることができる。ＡＣ波形は、単相または多相、例えば２相または３相のＡＣ電力であってもよい。ＤＣ／ＡＣ電力コンバータ２０６ｂは、様々な形態を取ることができ、例えば、非安定化または安定化のスイッチモード電力コンバータの形態を取ることができ、絶縁されていてもされていなくてもよい。例えばＤＣ／ＡＣ電力コンバータ２０６ｂは、安定化インバータの形態を取ってもよい。
【００３３】
第１のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ａおよびＤＣ／ＡＣ電力コンバータ２０６ｂは、コントローラ２０４を介して供給される制御信号Ｃ1およびＣ2を介してそれぞれ制御される。例えば、コントローラ２０４または何らかの中間ゲート駆動回路は、パルス幅変調されたゲート駆動信号を供給して、第１のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ａおよび／またはＤＣ／ＡＣ電力コンバータ２０６ｂのスイッチの動作を制御することができる（例えば、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ：ＭＯＳＦＥＴ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ：ＩＧＢＴ））。
【００３４】
図２にさらに示されるように、制御回路１２０は、一般に整流器と呼ばれるＡＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｃを含んでもよく、このＡＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｃは、制動モードもしくは回生制動モードまたは構成において、トラクション電動モータ１１６を結合して、トラクション電動モータ１１６によって生成される電力を電気エネルギー蓄積デバイス１１８に供給する。ＡＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｃは、トラクション電動モータ１１６により生成されるＡＣ波形を、電気エネルギー蓄積デバイス１１８または任意で制御回路１２０などの他の構成要素への供給に適したＤＣの形に整流することができる。ＡＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｃは様々な形態を取ることができ、例えば、フルブリッジ受動ダイオード整流器、またはフルブリッジ能動トランジスタ整流器の形態を取ることができる。
【００３５】
また、制御回路１２０は、トラクション電動モータ１１６と電気エネルギー蓄積デバイス１１８とを、ＡＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｃを介して電気的に結合する第２のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｄを含んでもよい。第２のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｄは、トラクション電動モータ１１６によって生成された電力の電圧を、電気エネルギー蓄積デバイス１１８に適したレベルに降圧することができる。第２のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｄは、様々な形態を取ることができ、例えば、非安定化または安定化のスイッチモード電力コンバータの形態を取ることができ、絶縁されていてもされていなくてもよい。例えば第２のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｄは、安定化降圧スイッチモード電力コンバータ、同期降圧スイッチモード電力コンバータ、または昇降圧スイッチモード電力コンバータの形態を取ってもよい。
【００３６】
ＡＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｃおよび第２のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｄは、コントローラ２０４を介して供給される制御信号Ｃ3およびＣ4を介してそれぞれ制御される。例えば、コントローラ２０４または何らかの中間ゲート駆動コントローラは、パルス幅変調されたゲート駆動信号を供給して、ＡＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｃおよび／または第２のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｄのスイッチ（例えばＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ）の動作を制御することができる。
【００３７】
図２にさらに示されるように、制御回路１２０は、電気エネルギー蓄積デバイス１１８と、様々な他の構成要素、例えば制御回路１２０とを電気的に結合する第３のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｅを含んでもよい。第３のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｅは、電気エネルギー蓄積デバイス１１８によって供給される電力の電圧を、１つまたは複数の他の構成要素に適したレベルに降圧することができる。第３のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｅは様々な形態を取ることができ、例えば、非安定化または安定化のスイッチモード電力コンバータの形態を取ることができ、絶縁されていてもされていなくてもよい。例えば第３のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｅは、安定化降圧スイッチモード電力コンバータ、同期降圧スイッチモード電力コンバータ、または昇降圧スイッチモード電力コンバータの形態を取ってもよい。
【００３８】
また、図２にも示されているように、特定の構成要素の温度またはその近傍の温度を制御または調節するために、温度調節デバイス２００を配置してもよい。
【００３９】
温度調節デバイス２００は、能動的に温度を管理することによって、または取り扱うことによって利点が得られる１つまたは複数の他の構成要素に近接して、隣接して、または接触して配置してもよい。例えば、第１の数の温度調節デバイス２００ａおよび２００ｂ（２つ図示）は、トラクション電動モータ１１６に電力を供給する主電気エネルギー蓄積デバイス１１８に近接して、隣接して、または接触して配置してもよい。第２の数の温度調節デバイス２００ｃは、例えば１つまたは複数の電力コンバータ２０６ａ〜２０６ｅなど、制御回路の１つまたは複数の構成要素または要素に近接して、隣接して、または接触して配置してもよい。第３の数の温度調節デバイス２００ｄは、コントローラ２０４の１つまたは複数の構成要素に近接して、隣接して、または接触して配置してもよい。温度調節デバイス２００ｃは、第１のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ａおよびＤＣ／ＡＣ電力コンバータ２０６ｂに近接して図示されているが、これに加えて、またはこれに代えて、ＡＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｃまたは第２のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｄに近接して、隣接して、または接触して配置してもよい。これに加えて、またはこれに代えて、１つまたは複数の温度調節デバイス２００を第３のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｅに近接して配置してもよい。温度調節デバイス２００は、回生制動動作中に電力を生成するトラクション電動モータ１１６によって生成された電力から電力供給を受けてもよい。コントローラ２０４からの制御信号ＣＳ１に応答して、１つまたは複数のスイッチＳ1（１つのみ図示）を操作して、電力を電気エネルギー蓄積デバイス１１８から温度調節デバイスに選択的に結合することができる。
【００４０】
温度調節デバイス２００は、様々な形態を取ることができる。例えば、１つまたは複数の温度調節デバイス２００は、ペルチェ効果素子としても知られているペルチェ素子の形態を取ることができる。
【００４１】
このような装置は、ペルチェ効果を利用して２つの異なる種類の材料の接合部の間に熱流束を生成する。ペルチェ素子は固体能動ヒートポンプであり、直流電流に応答して、素子の一方の側から他方の側へ温度勾配に対抗して熱を伝達する。熱伝達の方向は、印加されるＤＣ電圧の極性によって制御される。したがって、このような素子を、ペルチェクーラ、ペルチェヒータ、または熱電ヒートポンプと呼ぶこともある。１つまたは複数の温度調節デバイス２００は、例えば、抵抗ヒータの形態を取ることができる。
【００４２】
１つまたは複数の温度調節デバイス２００は、１つまたは複数の熱交換デバイス２０８ａ〜２０８ｄ（まとめて２０８）を含んでもよく、またはこれらと熱伝導的に結合されてもよい。熱交換デバイス２０８は、ヒートシンク（すなわち、固体材料から空気などの流体に熱を伝達するデバイス）、ヒートスプレッダ（すなわち、熱伝導率が比較的高いプレート）、および／またはヒートパイプ（すなわち、材料の相転移を使用する熱伝達デバイス）を、単独で、または任意の組み合わせで含んでもよい。熱交換デバイス２０８は、典型的には、温度調節デバイス２００と比較して、放熱面積が比較的大きい。例えば、熱交換デバイス２０８は、所与の体積で表面積を最大にするために複数のフィン、例えばピンフィンを含んでもよい。熱交換デバイス２０８の放熱面は、冷却されている特定の構成要素から比較的離れて配置してもよい。
【００４３】
コントローラ２０４は、１つまたは複数の集積回路、集積回路コンポーネント、アナログ回路、またはアナログ回路コンポーネントを含み得る様々な形態を取ることができる。図示されているように、コントローラ２０４は、マイクロコントローラ２２０、ならびに読出し専用メモリ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ：ＲＯＭ）２２２および／またはランダム・アクセス・メモリ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ：ＲＡＭ）２２４などの非一時的なコンピュータ可読メモリまたはプロセッサ可読メモリを含み、さらに任意で、１つまたは複数のゲート駆動回路２２６を含んでもよい。コントローラ２０４は、車両システムおよび他のセンサからの入力を受信し、ファームウェアコードまたは他のソフトウェアを実行し、信号を生成して、本明細書で説明する車両負荷検出および応答に関する動作を実行するように動作可能である。例えばコントローラ２０４は、請求項１〜３１に記載の操作および動作を実行することができる。
【００４４】
マイクロコントローラ２２０は、動力システムの動作を制御するロジックを実行し、様々な形態を取ることができる。例えばマイクロコントローラ２２０は、マイクロプロセッサ、プログラムされたロジックコントローラ（Ｐｒｏｇｒａｍｍｅｄ  Ｌｏｇｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ：ＰＬＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ：ＦＰＧＳ）などのプログラマブル・ゲート・アレイ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ：ＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）、または他のそのようなマイクロコントローラデバイスの形態を取ることができる。ＲＯＭ２２２は、制御ロジックを実施するためのプロセッサ実行可能な命令および／またはデータを記憶することができる、様々な任意の形態をとることができる。ＲＡＭ２２４は、プロセッサ実行可能な命令またはデータを一時的に保持することができる、様々な任意の形態をとることができる。マイクロコントローラ２２０、ＲＯＭ２２２、ＲＡＭ２２４、および任意でゲート駆動回路２２６は、電力バス、命令バス、データバス、アドレスバスなどを含む１つまたは複数のバス（図示せず）によって結合することができる。または、制御ロジックは、アナログ回路で実施されてもよい。
【００４５】
ゲート駆動回路２２６は、駆動信号（例えばＰＷＭゲート駆動信号）を介して電力コンバータ２０６のスイッチ（例えばＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ）を駆動するのに適した、様々な任意の形態をとることができる。１つまたは複数のゲート駆動回路は、コントローラ２０４の一部として図示されているが、コントローラ２０４と電力コンバータ２０６との中間にあってもよい。
【００４６】
コントローラ２０４は、１つまたは複数のセンサＳTB、ＳVB、ＳIB、ＳTC、ＳVC、ＳIC、ＳTM、ＳVM、ＳIM、およびＳRMから信号を受信することができる。コントローラは、例えば熱伝達の開始、熱伝達の停止、熱伝達率の増加、または熱伝達の方向の変更をも含む、温度調節デバイス２００を制御する際に検知された情報を使用することができる。これは、スイッチＳＷ1〜ＳＷ3を選択するための制御信号Ｃs1〜Ｃs3を印加することによって達成することができる。例えば制御信号Ｃs1〜Ｃs3は、スイッチＳＷ1〜ＳＷ3を選択して、選択された温度調節デバイス２００の１つに電力（例えば、直流）を供給し、印加電力の電圧レベルを設定し、印加電力の極性さえも設定する。
【００４７】
バッテリ温度センサＳTBは、主電力蓄積デバイス１１８の温度または主電力蓄積デバイス１１８に近接する周囲環境の温度を検知し、検知された温度を示す信号ＴBを提供するように配置してもよい。
【００４８】
バッテリ電圧センサＳVBは、主電力蓄積デバイス１１８の両端の電圧を検知して、検知された電圧を示す信号ＶBを提供するように配置してもよい。
【００４９】
バッテリ充電センサＳIBは、主電力蓄積デバイス１１８の電荷を検知して、検知された電荷を示す信号ＩBを提供するように配置してもよい。
【００５０】
電力コンバータ温度センサＳTCは、１つまたは複数の電力コンバータ２０６の温度、または電力コンバータ２０６に近接する周囲環境の温度を検知し、検知された温度を示す信号ＴCを提供するように配置してもよい。
【００５１】
電力コンバータ電圧センサＳVCは、１つまたは複数の電力コンバータ２０６の両端の電圧を検知し、検知された電圧を示す信号ＶCを提供するように配置してもよい。
【００５２】
電力コンバータ充電センサＳICは、１つまたは複数の電力コンバータ２０６を通る電荷を検知し、検知された電荷を示す信号ＩCを提供するように配置してもよい。
【００５３】
トラクションモータ温度センサＳTMは、トラクション電動モータ１１６の温度またはトラクション電動モータ１１６に近接する周囲環境の温度を検知し、検知された温度を示す信号ＴMを提供するように配置してもよい。
【００５４】
トラクションモータ電圧センサＳVMは、主電力蓄積デバイス１１８の両端の電圧を検知し、検知された電圧を示す信号ＶMを提供するように配置してもよい。
【００５５】
トラクションモータ電流センサＳIMは、トラクション電動モータ１１６を通る電流を検知し、検知された電流を示す信号ＩMを提供するように配置してもよい。
【００５６】
トラクションモータ回転センサＳRMは、トラクションモータ１１６を通る電流を検知し、検知された回転速度を示す信号ＲＰＭを提供するように配置してもよい。
【００５７】
本明細書で論じるように、コントローラは、検知された条件のうちの１つまたは複数を使用して、１つまたは複数の温度調節デバイス２００の動作を制御することができる。
【００５８】
コントローラ２０４は、電動スクータまたは電動オートバイ１００から離れた構成要素またはシステムとの無線通信を提供するトランシーバ２２８として形成または称することができる送信機および受信機を含む。トランシーバ２２８は、無線通信を提供するのに適した多種多様な形態をとることができる。例えば、トランシーバは、セルラサービスプロバイダのネットワークを介して遠隔システムとの通信を継続するために、携帯電話チップセット（無線機とも呼ばれる）およびアンテナの形態を取ることができる。トランシーバ２２８は、セルラベースの通信以外の無線通信手法を実施することができる。通信は、遠隔のシステムまたはデバイスから情報および／または命令を受信することと、情報および／または命令もしくはクエリを遠隔のシステムまたはデバイスに送信することを含んでもよい。
【００５９】
コントローラ２０４は全地球測位システム（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ：ＧＰＳ）の受信機２３０を含んでもよく、この受信機２３０は、コントローラ２０４がスクータまたはオートバイ１００の現在地を決定することを可能にする、ＧＰＳ衛星からの信号を受信する。任意の市販の様々なＧＰＳ受信機を採用することができる。現在地または位置は、例えば経緯度などの座標で、典型的には３メートル未満の精度で特定することができる。代わりに、スクータまたはオートバイ１００の現在地、高度、傾斜、または位置を決定するために、他の技術を使用してもよい。例えば、３つ以上のセルラタワーまたは基地局に基づく三角測量を使用して場所を決定してもよい。
【００６０】
現在地の高度は、ＧＰＳ座標に基づいて識別可能であるか、または決定されてもよい。同様に、現在地と１つまたは複数の他の場所または目的地との間の高度変化は、地形マッピングまたはＧＰＳ座標と高度とを関連付ける他の構造化フォーマットを使用して決定することができる。これは、電動スクータまたは電動オートバイ１００の範囲をより正確に推定するために有利に使用され得る。これに代えて、またはこれに加えて、電動スクータまたは電動オートバイ１００は、高度を検出する高度計、または、例えば高度変化を検出する加速度計などの他のセンサを含んでもよい。これにより、推定範囲を決定する際に、丘（例えば、丘の頂部、丘の底部）に対する電動スクータまたは電動オートバイ１００の相対位置に関連する位置エネルギーを考慮に入れることができる。これによって、より正確な範囲または推定された範囲を有利に生成して、操作性能の不必要な制限を防ぐことができる。
【００６１】
図３は、別の例示の実施形態による、電動スクータまたは電動オートバイ１００の部分を示す。特に、図３に示す実施形態では、副電気エネルギー蓄積デバイス３００を使用して、トラクション電動モータ１１６によって生成された、種々の構成要素（例えば電気エネルギー蓄積デバイス１１８および／または回路）の温度を調節または制御するために使用する電力を、多数の温度調節デバイス２００を介して供給する。副電気エネルギー蓄積デバイス３００は、トラクション電動モータ１１６に電力を供給するために依然として使用される主電気エネルギー蓄積デバイス１１８に加えて設けられる。構造および／または構成要素の多くは、上記の図２を参照して図示および説明されたものと同様であるか、または同一である。そのような構造および構成要素は、図２で使用されるものと同じ参照番号を共有し、これ以上詳細には説明しない。重要な相違点の一部についてのみ、これより以下に説明する。
【００６２】
前述したように、図３の実施形態は、副電気エネルギー蓄積デバイス３００が追加されるものである。回生制動モードで動作しているトラクション電動モータによって生成された電力は、例えばＡＣ／ＤＣコンバータ２０６ｃおよび／またはＤＣ／ＤＣコンバータ２０６ｄを介して副電気エネルギー蓄積デバイス３００に供給される。副電気エネルギー蓄積デバイス３００は、１つまたは複数のスーパーキャパシタまたはウルトラキャパシタとして例示されているが、様々な形態、例えば化学バッテリの形態を取ることができる。副電気エネルギー蓄積デバイス３００はトラクション電動モータ１１６を駆動しないので、形態の選択において高い自由度が可能である。したがって、副電気エネルギー蓄積デバイス３００は、副電気エネルギー蓄積デバイス３００が動作する際の予想される電圧、充電容量、および／または温度での性能など、所望の特性に基づいて選択することができる。ウルトラキャパシタを選択することで、特に比較的高い周囲温度での放電動作および／または充電動作に関して、化学バッテリよりも高い効率を実現することができる。
【００６３】
ここでスイッチＳＷ1〜ＳＷ3は、副電気エネルギー蓄積デバイス３００と温度調節デバイス２００とを選択的に結合するように動作可能となっている。
【００６４】
図３の実施形態はまた、ダンプ抵抗器または散逸抵抗器ＲとスイッチＳＷ4とを含んでもよく、スイッチＳＷ４は、制御回路１２０からの制御信号ＣRに応答して、トラクション電動モータ１１６とＡＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｃとの間で抵抗器Ｒを選択的に並列結合するように動作可能である。これにより、例えば回生制動動作中に生成されるエネルギーが副電気エネルギー蓄積デバイス３００に対して大きすぎる場合に、余分な電気エネルギーを熱として散逸することができる。
【００６５】
図３の実施形態は、追加的または代替的に直接結合スイッチＳＷ5を含むことができ、直接結合スイッチＳＷ5は、制御回路１２０からの制御信号ＣS5に応答して、回生制動モードで動作しているトラクション電動モータによって生成された電力と温度調節デバイス２００との間を、バッテリまたはウルトラキャパシタを介さずに直接的に電気結合するように動作可能である。
【００６６】
図４は、非限定的な例示の実施形態による、登坂を含む様々な種類の車両負荷の特徴となる基準モータトルク対モータ速度値の例、およびディレーティング曲線４０５の例を示すグラフ４００である。このようなデータを使用して、本明細書に記載されたシステムおよび方法は、特定の種類の車両負荷（例えば、車両が丘を登っている）を検出し、例えば、登坂中にバッテリ温度を制限する。例えば、（１）バッテリへの永久的な損傷を回避するために、（２）バッテリの移動範囲を広げるために、バッテリ温度を制限することが重要となる場合もある。
【００６７】
システムは、図４に示すような基準トルク速度曲線４０１または特定の種類の負荷の他のデータ特性（「道路負荷」とも呼ばれる）を生成することができ、これらは例えば傾斜の有無、逆風の有無、および温度の高低など、車両が動作している条件を外部から判定するのに役立つ標準（「標準」）として使用される。いくつかの実施形態では、このような基準データは既に生成されている。コントローラは、負荷データの実際のトルク速度のサンプルと標準とを比較する。比較に基づいて、システムは、（ａ）外部条件（丘を登っている、逆風に向かって走行している、高温で動作している）、または（ｂ）パワートレーンの異常動作、例えば、低タイヤ圧、摩擦の上昇、またはホイールアライメントのずれなどを判定する。（ａ）または（ｂ）の判定に基づいて、コントローラは例えば、ディレーティング曲線４０５を実施することでモータの最大トルク出力を管理してバッテリの温度を制御する、ウインドデフレクタを上昇させる、車両の最高速度を管理して低タイヤ圧、パワートレーンの摩擦の上昇、もしくはホイールアライメントのずれによって生じる危険性を低減する、または異常状態の表示を開始するなどの動作を行う。いくつかの実施形態では、コントローラがパワートレーンの異常動作を識別しようとしているとき、車両が平らな道路上にあったとの判定は、動作の実行前に行われる。これらの動作は、コントローラによって、または車両から受信したデータに基づいてコントローラにそのようなデータを提供するコントローラから遠隔のシステムによって実行することができる。
【００６８】
特定の種類の負荷の特徴となる、使用されるデータは、図４に示すトルク速度曲線の代わりに、車両が該当するトルク速度曲線に関連した負荷を受けるときの特徴となる、該当するトルク速度曲線の特徴に対応するモータ電流データを含むモータ電流の基準曲線によって示されてもよい。この場合、車両のモータ電流をサンプリングしてもよく、そのようなサンプリングした値とモータ電流の基準曲線における値とを比較して、該当するモータ電流の曲線および対応するトルク速度曲線に関連する負荷を車両が受けていることを判定してもよい（例えば、車両が上り坂を走行しているのか平坦な路面を走行しているのかを判定する）。
【００６９】
図４を参照すると、動力伝達系から得られるデータを負荷の曲線またはデータと比較して、トルク速度曲線の変化を判定し、または動力伝達の問題を検出する。車両は、異なる負荷条件下で多くの負荷曲線を生成することができる。負荷曲線は、車両が傾斜を登っているのか平坦な道路に沿って走行しているのかを判定するために選択される。車両がディレーティング曲線を使用するモードに入ると、エネルギー消費を減らすことができ、したがって性能があまり低下しない。
【００７０】
図４は、４つの負荷の速度トルク曲線、すなわち４つの負荷トルク曲線の例を示しており、下から上に、第１の曲線４０９は、車両が１人の人を乗せて平坦な道路上を移動するときに得られるデータから構築され、第２の曲線４０７は、車両が２人の人を乗せて平坦な道路上を移動するときに得られるデータから構築され、第３の曲線４１１は、車両が１人の人を乗せて傾斜を登るときに得られるデータから構築され、第４の曲線４０３は、車両が２人の人を乗せて傾斜を登るときに得られるデータから構築される。
【００７１】
図５は、１つの非限定的な例示の実施形態による、特定のサンプリングレート例での、動力伝達系からのリアルタイムデータのサンプリング例を含む、ある期間にわたって車両が特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定するプロセスのタイミング図５００の例である。
【００７２】
１つの例示される実施形態では、カウンタを、各サイクル、またはこの例では１分の固定された時間に累積する。データは１秒ごとに取得またはサンプリングされる。例えば点５０１，５０３、および５０５において車両が傾斜を登っていることがデータによって示されると、カウンタを１だけ加算する。サイクルが終了すると、カウンタの数と閾値（この例では３６）とを比較する。カウンタが閾値以上であれば、ディレーティング曲線すなわち電力制限曲線を使用して、車両が「エコモード」に切り替わる。様々な他の実施形態では、サンプリングレート、サイクルタイム、および閾値には、様々な他の値を使用することができる。例えば、そのような値は、所望の車両性能および測定の精度に基づいて選択することができる。
【００７３】
車両が傾斜を走行しているときには、車両はピークトルク速度曲線以外のトルク速度曲線を使用することができる。車両が傾斜を登っているかどうかの判定は、車両のパワートレーンの挙動または性能に基づいている。車両が平坦な道路を走行するときとは相違を示す、パワートレーンの任意の特徴を使用することができる。例えば、特定の種類の負荷の特徴となる、使用されるデータは、図４に示すトルク速度曲線の代わりに、該当するトルク速度曲線に関連した負荷を車両が受けるときの特徴となる、該当するトルク速度曲線の特徴に対応するモータ電流データを含むモータ電流の基準曲線によって示されてもよい。この場合、車両のモータ電流をサンプリングしてもよく、そのようなサンプリングした値とモータ電流の基準曲線における値とを比較して、該当するモータ電流の曲線および対応するトルク速度曲線に関連する負荷を車両が受けていることを判定してもよい（例えば、車両が上り坂を走行しているのか平坦な路面を走行しているのかを判定する）。
【００７４】
いくつかの実施形態では、この判定は、Ｇセンサまたは同様の付加的に追加されたセンサに基づくものではない。
【００７５】
パワートレーンは、負荷のトルク速度曲線と、トルクおよび速度のデータとを比較する。データが曲線を上回っている場合には、車両は例えば傾斜を登っていると判定され、データが曲線を下回っている場合には、車両は傾斜を登っていないか、または平坦な道路を走行していると判定される。これは、車両が傾斜上にあることを判定するための１つの方法であり、本明細書に記載されるような他の方法も使用可能である。
【００７６】
動作モードは周期的に変化してもよい。比較は、この例では１分間続くサイクルにおいて毎秒ごとに行われる。カウンタは、車両が傾斜を登る状態にある回数をカウントするために使用される。総カウント数に対するカウンタの数の比率が６０％より大きい場合、「エコモード」を適用することで車両の動作の一部を制限（３５００Ｗ電力制限など）して、適用されている現在のトルクおよび／または結果として生じるバッテリ温度に影響を及ぼす。カウントは連続でなくてもよい。モード変更を開始するに際して、傾斜を登ることが連続的である必要はない。
【００７７】
負荷曲線を決定するために使用される負荷は、風抵抗、機械抵抗、および傾斜を登るために必要な動力などを含んでもよい。負荷曲線は、例えば、車両のタイヤ圧、伝達系、パワートレーン、および動力システムを監視するためにも使用することができる。例えばタイヤ圧を監視する場合、データは１０分ごとに取得され、継続期間はバッテリ交換から次のバッテリ交換までの期間となる。例えばカウント率が９５％を超える場合、１つのタイヤの交換が必要である可能性がある。換言すれば、タイヤ圧は、バッテリ交換とバッテリ交換との間で１０分ごとにトルク速度データをサンプリングすることによって監視することができる。サンプリングしたトルク速度データのカウント率が、タイヤ圧を監視するための制御として選択されたトルク速度曲線（多くの場合、平らな道路に対するトルク速度曲線）を上回る場合、例えば９５％を超える場合には、タイヤ圧が低いと判定される。これは、タイヤ圧が低いと転がり抵抗が増加し、トルクの速度曲線に影響を及ぼすという考え方に基づいている。
【００７８】
負荷曲線に加えて、離散データを使用してもよい。モードの変更は、車両の登坂が検出される毎に開始することができる。モードの変更は、車両が一定の時間または一定の距離を登坂していることが検出されたときに開始することができる。丘を登るときの走行は速くないので、最大トルク出力での速度範囲は減少する。ファームウェアでは、モータの電流を使用して、負荷曲線に対応する電流データと比較する。しかし、電流をトルクに変換することができ、負荷曲線との比較に使用される。
【００７９】
図４に示すように、多くの負荷曲線を得ることができる。これらの曲線から比較基準として１つ選択される。この１つが選択されるのは、これより上方の点は車両の登坂を示す可能性が高く、これより下方の点は車両が登坂していないことを示す可能性が高いためである。
【００８０】
例えば、異なるテストトラック構成（勾配、路面、レベル）、異なる周囲条件（温度、湿度、風速、風向）、ならびに異なる車両構成（タイヤおよびタイヤ状態、車体の種類、ブレーキ、ホイールアライメント、車輪用軸受、車両オプション）などは、車両の道路負荷に影響を与える要因となる可能性がある。他の要因もまた、車両が受ける負荷に寄与する可能性がある。
【００８１】
図４に示された、負荷データの実際のトルク速度と標準の例との前述の比較に基づいて、コントローラは、外部条件（丘を登っている、逆風に向かって走行している、高温で動作している）、および／またはパワートレーンの異常動作、例えば、低タイヤ圧、摩擦の上昇、もしくはホイールアライメントのずれなどを判定する。一実施形態では、この判定に基づいて、コントローラが図４に示すディレーティング曲線を実施することで、モータの最大トルク出力を管理してバッテリの温度を制御する。エコノミーモードのトルク速度曲線が実施される目標バッテリ温度（すなわち、コントローラによって図４に示されるディレーティング曲線が実施され、モータの最大トルク出力を管理してバッテリの温度を制御するときの目標バッテリ温度）は、５７℃であるが、これは実施形態の一例にすぎず、代わりに他の目標温度を使用することができる。例えば図６は、それぞれ１００回および５００回の充電サイクルが繰り返された車両バッテリの開始温度の例と、そのようなバッテリを搭載した車両の、バッテリ温度が５７℃に達したときの走行距離とを示す表６００である。図６では、例えば、３５℃が車両バッテリの開始温度である。３０ｋｍは（充電サイクルが１００回のバッテリの場合の）バッテリ温度が５７℃に達したときの車両の走行距離であり、１８は（充電サイクルが５００回のバッテリの場合の）バッテリ温度が５７℃に達したときの車両の走行距離である。括弧「（）」は、バッテリ温度が５７℃に達する前に車両が最初に「クロールホーム（ｃｒａｗｌ  ｈｏｍｅ）」モードに入ったことを意味する。
【００８２】
図７は、１つの非限定的な例示の実施形態による、車両負荷検出の方法７００を示すフローチャートである。
【００８３】
７０２において、コントローラは、ある期間にわたって車両のパワートレーン動作に関するリアルタイムデータを取得する。
【００８４】
７０４において、コントローラは、取得した車両のパワートレーン動作に関するリアルタイムデータを基準データと比較することに基づいて、その期間に車両が特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定し、基準データは、車両が特定の種類の負荷を受けるときの特徴となるパワートレーン動作に関するデータを含む。
【００８５】
図８は、１つの非限定的な例示の実施形態による、図７の車両負荷検出方法において有用な、特定の期間にわたって車両が特定の種類の負荷を受けたかどうかを判定する方法８００を示すフローチャートである。
【００８６】
８０２において、コントローラは、動力伝達系からのリアルタイムデータを、特定の期間にわたって特定のサンプリングレートでサンプリングする。
【００８７】
８０４において、コントローラは、特定の期間中のリアルタイムデータのサンプリング毎に、サンプリングした動力伝達からのリアルタイムデータを基準データと比較する。
【００８８】
８０４において、コントローラは、特定の期間中のリアルタイムデータのサンプリング毎に、サンプリング時に基準データに対して行った比較に基づいて、サンプリング時に車両が現在特定の種類の負荷を受けているかどうかを判定する。
【００８９】
８０６において、コントローラは、特定の期間中のリアルタイムデータのサンプリング毎に、サンプリング時に車両が特定の種類の負荷を現在受けているかどうかの判定に基づいて、特定の期間の開始時に初期化されたカウンタをインクリメントするかどうかを決定する。
【００９０】
８０８において、コントローラは、取得した車両のパワートレーン動作に関するリアルタイムデータを基準データと比較することに基づいて、その期間に車両が特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定し、基準データは、車両が特定の種類の負荷を受けるときの特徴となるパワートレーン動作に関するデータを含む。
【００９１】
８１２において、コントローラは、その特定の期間が経過した後に、カウンタの値と閾値とを比較する。
【００９２】
８１４において、コントローラは、その比較に基づいて、カウンタの値が閾値以上であるかどうかに応じて、車両が特定の期間にわたって特定の種類の負荷を受けたかどうかを判定する。
【００９３】
本明細書に記載される様々な方法は、追加の動作を含んでよく、いくつかの動作を省略してもよく、かつ／または種々のフローチャートに示されたものと異なる順序で動作が実行されてもよい。
【００９４】
以上の詳細な説明において、ブロック図、概略図、および例を用いて装置および／またはプロセスの様々な実施形態を提示した。このようなブロック図、概略図、および例が１つまたは複数の機能および／または動作を含む場合、広範囲のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、または事実上それらの組合せにより、このようなブロック図、フローチャート、および例における各機能および／または各動作が個別および／または集合的に実現され得ることは、当業者によって理解されよう。一実施形態においては、本開示の主題は、１つもしくは複数のマイクロコントローラを通じて実現することができる。しかしながら、当業者であれば、本明細書に開示される実施形態が、全体的または部分的に、標準集積回路において（例えば特定用途向け集積回路、すなわちＡＳＩＣ）、１つもしくは複数のコンピュータによって実行される１つもしくは複数のコンピュータプログラムとして（例えば、１つもしくは複数のコンピュータシステム上で動作する１つもしくは複数のプログラムとして）、１つもしくは複数のコントローラ（例えばマイクロコントローラ）によって実行される１つもしくは複数のプログラムとして、１つもしくは複数のプロセッサ（例えばマイクロプロセッサ）によって実行される１つもしくは複数のプログラムとして、ファームウェアとして、または事実上それらの任意の組み合わせとして同等に実施可能であり、回路の設計、ならびに／またはソフトウェアおよび／もしくはファームウェア用のコードの記述は、本開示の教示に照らして当業者の技術範囲に十分収まることが理解されよう。
【００９５】
ロジックがソフトウェアとして実装され、メモリに記憶される場合、ロジックまたは情報は、任意のプロセッサ関連のシステムまたは方法によって使用される、またはそれらと関連して使用される任意の非一時的なコンピュータ可読媒体に記憶され得る。本開示の文脈において、メモリとは、電子的装置、磁気的装置、光学的装置、もしくは他の物理的装置、またはコンピュータプログラムおよび／もしくはプロセッサプログラムを非一時的に含むかもしくは記憶する手段である、非一時的コンピュータ可読記憶媒体またはプロセッサ可読記憶媒体である。ロジックおよび／または情報は、例えばコンピュータベースのシステムおよびプロセッサを含むシステムなどの、命令実行システム、命令実行装置、もしくは命令実行デバイス、または命令実行システム、命令実行装置、もしくは命令実行デバイスから命令をフェッチし、ロジックおよび／もしくは情報に関連する命令を実行することができる他のシステムなどによって使用される、またはこれらと関連して使用される任意のコンピュータ可読媒体で具現化することができる。
【００９６】
本明細書の文脈において、「コンピュータ可読媒体」は、命令実行システム、命令実行装置、および／もしくは命令実行デバイスによって使用される、またはそれらと関連してロジックおよび／もしくは情報に関連するプログラムを記憶することができる任意の物理的要素であり得る。コンピュータ可読媒体は、例えば、電子的、磁気的、光学的、電磁的、赤外線、または半導体のシステム、装置、またはデバイスであり得るが、これらに限定されない。コンピュータ可読媒体のより具体的な例（非網羅的リスト）として、ポータブル・コンピュータ・ディスケット（磁気ディスク、コンパクト・フラッシュ・カード、ＳＤ（Ｓｅｃｕｒｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ）カードなど）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラマブル読出し専用メモリ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ：ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、またはフラッシュメモリ）、ＣＤＲＯＭ（ｐｏｒｔａｂｌｅ  ｃｏｍｐａｃｔ  ｄｉｓｃ  ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）、およびデジタルテープが挙げられる。
【００９７】
上述の様々な実施形態は、さらなる実施形態を提供するために組み合わせることができる。必要に応じて、実施形態の態様を変更し、様々な特許、出願、および刊行物のシステム、回路、および概念を使用してさらに別の実施形態を提供することができる。
【００９８】
全般として、全電動のスクータおよび／またはオートバイなどの個人輸送車両に使用する動力システムの環境および背景について論じてきたが、本明細書の教示は、他の車両環境および非車両環境を含む他の広範囲の環境に適用することができる。
【００９９】
要約に記載されているものを含め、例示の実施形態の上記の説明は、網羅的であること、または開示される厳密な形態に実施形態を限定することを意図したものではない。特定の実施形態および実施例が例示を目的として本明細書に記載されているが、関連する技術分野において当業者によって認識されるように、本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、種々の同等な変更を行ってもよい。
【０１００】
上記の詳細な説明に照らして、実施形態にこれらの変更および他の変更を行うことができる。全般として、以下の特許請求の範囲において使用される用語は、特許請求の範囲を、明細書および特許請求の範囲に開示される特定の実施形態に限定するものと解釈されるべきではなく、かかる特許請求の範囲の権利の対象となる、均等物の全範囲とともに可能なすべての実施形態を含むものと解釈されるべきである。したがって、特許請求の範囲は、本開示によって制限されない。
【図１】
2018524961.tif 000003
【図２】
2018524961.tif 000004
【図３】
2018524961.tif 000005
【図４】
2018524961.tif 000006
【図５】
2018524961.tif 000007
【図６】
2018524961.tif 000008
【図７】
2018524961.tif 000009
【図８】
2018524961.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成30年2月5日(2018.2.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、全般に、原動機またはトラクションモータとして電動モータを使用する車両に関し、詳細には、このような車両が受ける負荷の検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両および全電動の車両は、ますます一般的になってきている。このような車両によって、従来の内燃機関車両に比べて数多くの利点を達成することができる。例えば、ハイブリッド車両または電動車両は、高い燃費を達成できると共に、排気管汚染を抑制し、または無くすことさえ可能である。特に全電動の車両は、排気管汚染が皆無であるだけでなく、全体的な汚染の低減にも関連する可能性がある。例えば電力を、再生可能な供給源（例えば太陽光、水力）から生成することができる。また例えば、空気汚染を全く発生させない発電所（例えば原子力発電所）で電力を生成することもできる。また例えば、比較的「クリーンな燃焼」の燃料（例えば天然ガス）を燃焼させる発電所で電力を生成することもでき、このような発電所は内燃機関よりも高効率で、かつ／または汚染管理システムもしくは汚染除去システム（例えば工業用空気集塵器）を採用している。これらのシステムは、個々の車両での使用には過度に大きく、コストがかかり、高価である。
【０００３】
燃焼機関によって駆動するスクータおよび／またはオートバイなどの個人輸送車両は、多くの場所、例えばアジアの多くの大都市で広く普及している。このようなスクータおよび／またはオートバイは、特に自動車、車、またはトラックと比べて、比較的低価格であることが多い。燃焼機関型スクータおよび／またはオートバイが非常に多く見られる都市は、人口密度が非常に高く、高レベルの大気汚染に見舞われる傾向がある。多くの燃焼機関型スクータおよび／またはオートバイは、新車のときには、個人輸送の汚染源としては比較的低いレベルの装備となっている。例えばこのようなスクータおよび／またはオートバイは、大型車両よりも高い燃費性能を有することがある。スクータおよび／またはオートバイによっては、基本的な汚染管理装置（例えば触媒コンバータ）を備えることがある。残念なことに、スクータおよび／もしくはオートバイが使用され、保守が行われないと、かつ／または、スクータおよびもしくはオートバイが例えば意図的もしくは非意図的に触媒コンバータを取り外すことによって改造が行われると、工場で設定された排出レベルをすぐに超えてしまう。スクータおよび／またはオートバイの所有者または運転者は、自分の車両の保守を行う資金も動機も持ち合わせていないことが多い。
【０００４】
空気汚染は人の健康にマイナスの影響を及ぼし、様々な病気の発生または悪化に関わることが知られている（例えば多くの報告書では、空気汚染が、肺気腫、喘息、肺炎、および嚢胞性繊維症に加え、様々な心循環器系疾患に関連付けられている）。このような病気によって多数の生命が失われ、その他の無数の人々の生活の質が著しく低下してしまう。
【発明の概要】
【０００５】
電動車両の負荷特性を判定する方法は、以下のように要約することができる。この方法は、ある期間にわたって車両のパワートレーン動作に関するリアルタイムデータを取得することと、取得した車両のパワートレーン動作に関するリアルタイムデータを基準データと比較することに基づいて、その期間に車両が特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定することとを含み、基準データは、車両が特定の種類の負荷を受けるときの特徴となるパワートレーン動作に関するデータを含む。車両のパワートレーン動作に関するリアルタイムデータを取得することは、その期間にわたって車両の動力伝達系からリアルタイムデータを取得することをさらに含み、リアルタイムデータは、モータ速度の増加に伴った車両のモータの現在のモータトルクを示すデータを含む。基準データは、車両が特定の種類の負荷を受けるときの特徴となる、モータ速度の増加に伴ったモータトルクを示すデータを含んでもよい。
【０００６】
車両がその期間にわたって特定の種類の負荷を受ける可能性があるかどうかを判定することは、動力伝達系からのリアルタイムデータを、特定の期間にわたって特定のサンプリングレートでサンプリングすることと、特定の期間中のリアルタイムデータのサンプリング毎に、サンプリングした動力伝達からのリアルタイムデータを基準データと比較することと、サンプリング時に基準データに対して行った比較に基づいて、サンプリング時に車両が現在特定の種類の負荷を受けているかどうかを判定することと、サンプリング時に車両が現在特定の種類の負荷を受けているかどうかの判定に基づいて、特定の期間の開始時に初期化されたカウンタをインクリメントするかどうかを決定することと、その特定の期間が経過した後に、カウンタの値と閾値とを比較することと、その比較に基づいて、カウンタの値が閾値以上であるかどうかに応じて、車両が特定の期間にわたって特定の種類の負荷を受けたかどうかを判定することと、を含んでもよい。
【０００７】
この方法は、車両が特定の期間にわたって特定の種類の負荷を受けたかどうかの判定に少なくとも部分的に基づいて、車両のモータの動作特性を制限するかどうかを決定することをさらに含んでもよい。車両が特定の期間にわたって特定の種類の負荷を受けたかどうかを判定することは、サンプリングした動力伝達からのリアルタイムデータを基準データと比較することに基づいて、車両が傾斜面を登っていたか平坦面を走行していたかを判定することを含んでもよい。
【０００８】
この方法は、サンプリングすることと、サンプリングしたリアルタイムデータを比較することと、サンプリング時に車両が現在特定の種類の負荷を受けているかどうかを判定することと、カウンタをインクリメントするかどうかを決定することと、特定の期間が経過した後にカウンタの値と閾値とを比較することと、車両が特定の種類の負荷を受けたかどうかの判定に少なくとも部分的に基づいて、車両のモータの動作特性を制限するかどうかを決定することとを、その特定の期間に等しい長さの複数の期間にわたって繰り返すことをさらに含んでもよい。特定のサンプリングレートは毎秒１回であってよい。特定の期間は１分であってよい。
【０００９】
この方法は、車両が特定の期間にわたって特定の種類の負荷を受けたと判定された場合、特定の期間にわたって車両が特定の種類の負荷を受けたという判定に少なくとも部分的に応答して、車両を動作させることをさらに含んでもよい。車両を動作させることは、車両のモータトルクをモータ速度に応じた特定のトルク量にするように車両を動作させることを含んでもよい。車両を動作させることは、車両のモータの動作特性を制限することを含んでもよい。車両のモータの動作特性を制限することは、車両のモータの車両のモータトルクをモータ速度に応じた特定のトルク量にするように動作特性を制限することを含んでもよい。モータ速度に応じた特定のトルク量は、所望のモータトルク対モータ速度を示すディレーティング曲線によって規定することができる。車両を動作させることは、車両にウインドデフレクタを上昇させることを含んでもよい。車両を動作させることは、モータの最大トルク出力を管理することを含んでもよい。車両を動作させることは、モータの最大トルク出力を管理して、車両のモータに動力を供給する車両のバッテリの温度を制御することを含んでもよい。モータの最大トルク出力を管理してモータに動力を供給する車両のバッテリの温度を制御することは、バッテリ温度が特定のバッテリ温度閾値に達することに応答して行われてもよい。特定のバッテリ温度閾値は、約５７℃であってもよい。車両を動作させることは、車両の電動モータに供給される電圧を制限することと、車両の加速度を制限することと、車両の電動モータに供給される電流を制限することと、車両のモータに電力を供給するバッテリの温度を調整することと、のうち１つまたは複数を含んでもよい。
【００１０】
特定の種類の負荷は、以下のうちの１つ、または以下のうちの１つもしくは複数の組み合わせと関連してもよい。すなわち、車両の外部の状態、傾斜を登ること、特定の勾配の傾斜を登ること、平坦面を走行すること、車両の重量、追加重量を運ぶこと、特定の量の追加重量を運ぶこと、特定の数の人々を運ぶこと、転がり抵抗、特定の種類の転がり抵抗、タイヤの種類、１つまたは複数のタイヤの空気圧、車両が走行している地面の性質、車両と地面との間の摩擦、空気抵抗、車両の大きさおよび形状、車両の流線度、風速、横風速度、横風の方向、逆風、逆風の速度、車両の動力伝達系の問題、車両のパワートレーンに関する問題、車両の動力伝達系の異常、車両のパワートレーンの異常、車両の動力伝達系における抵抗の大きさ、車両のパワートレーンにおける抵抗の大きさ、車両の動力伝達系における可動部品間の摩擦量、車両のパワートレーンにおける可動部品間の摩擦量、車両バッテリ温度、ホイールアライメント、およびホイールアライメントの異常である。基準データは、車両が特定の種類の負荷を受けるときの特徴となる、基準モータトルク対基準モータ速度を示すデータ曲線の形態であってもよい。車両がある期間にわたって特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定することは、取得した車両のパワートレーン動作に関するリアルタイムデータを基準データと比較することに基づいて、車両が平坦面を走行しているかまたは傾斜を走行しているかを判定することと、車両が平坦面を走行しているか傾斜を走行しているかを判定することに基づいて、さらに、取得した車両のパワートレーン動作に関するリアルタイムデータを基準データと比較することに基づいて、車両のパワートレーンまたは動力伝達系の異常の有無を判定することとを含んでもよい。この方法は、車両のパワートレーンまたは動力伝達系に異常があると判定された場合には、車両のパワートレーンまたは動力伝達系に異常があるとの判定に少なくとも部分的に応答して、車両のモータトルクをモータ速度に応じた特定のトルク量にするように車両を動作させることをさらに含んでもよい。取得した車両のパワートレーン動作に関するリアルタイムデータには、１つまたは複数のセンサから得られたデータが含まれてもよく、この１つまたは複数のセンサは、車両加速度、車両の場所、車両高度、車両傾斜データ、車両温度、車両バッテリ温度、車両システム部品温度、ジャイロスコープデータ、車両テレマティックデータ、風速、風向、加速度計データ、車両重量、タイヤ空気圧、および車両高度の変化、のうちの１つまたは複数に関連する情報を収集するために動作可能なセンサを含む。この方法は、車両がその期間にわたって特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定することに基づいて、タイヤ空気圧を決定することをさらに含んでもよい。この方法は、車両がその期間にわたって特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定することに基づいて、機械的問題によって生じる車両効率の低下を検出することをさらに含んでもよい。
【００１１】
車両は、以下のように要約することができる。車両は、車両の少なくとも１つの車輪を駆動するように結合されたモータと、電力を蓄積する主電力蓄積デバイスと、主電力蓄積デバイスとモータとの間で選択的に電力を伝達するように結合され、動作可能とされた電源と、電源を制御するように通信可能に結合されたコントローラと、を備え、コントローラは、ある期間にわたって車両のパワートレーン動作に関するリアルタイムデータを取得し、取得した車両のパワートレーン動作に関するリアルタイムデータを基準データと比較することに基づいて、その期間に車両が特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定し、基準データは、車両が特定の種類の負荷を受けるときの特徴となるパワートレーン動作に関するデータを含む。
【００１２】
非一時的なコンピュータ可読媒体はコンピュータが実行可能な命令を記憶することができ、このコンピュータが実行可能な命令は、実行時に少なくとも１つのプロセッサに、ある期間にわたって車両のパワートレーン動作に関するリアルタイムデータを取得することと、取得した車両のパワートレーン動作に関するリアルタイムデータを基準データと比較することに基づいて、その期間に車両が特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定することとを実行させ、基準データは、車両が特定の種類の負荷を受けるときの特徴となるパワートレーン動作に関するデータを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
図面において、同一の参照番号は同様の要素または動作を指す。図面における各要素の大きさおよび相対的位置は、必ずしも正確な縮尺比で描かれたものではない。例えば、様々な要素および角度の形状は、正確な縮尺で描かれたものではなく、これらの要素の中には、図面の可読性を向上させるために任意に拡大されて配置されたものもある。また、図示された要素の特定の形状は、特定の要素の実際の形状についての情報を伝えるためのものではなく、図面における認識を容易にするために選択されているに過ぎない。
【００１４】
【図１】１つの非限定的な例示の実施形態による、本明細書に記載の様々な構成要素または構造を含むことができる電動スクータまたは電動オートバイの等角部分分解図である。
【００１５】
【図２】１つの非限定的な例示の実施形態による、図１のスクータまたはオートバイの構成要素または構造の一部のブロック図である。
【００１６】
【図３】別の非限定的な例示の実施形態による、図１のスクータまたはオートバイの構成要素または構造の一部のブロック図である。
【００１７】
【図４】非限定的な例示の実施形態による、登坂を含む様々な種類の車両負荷の特徴となる基準モータトルク対モータ速度値の例、およびディレーティング曲線の例を示すグラフである。
【００１８】
【図５】１つの非限定的な例示の実施形態による、動力伝達系からのリアルタイムデータの、特定のサンプリングレート例でのサンプリング例を含む、ある期間にわたって車両が特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定するプロセスのタイミング図の例である。
【００１９】
【図６】それぞれ１００回および５００回の充電サイクルが繰り返されたバッテリの開始温度の例と、そのようなバッテリを搭載した車両の、バッテリ温度が５７℃に達したときの走行距離とを示す表である。
【００２０】
【図７】１つの非限定的な例示の実施形態による、車両負荷検出の方法を示すフローチャートである。
【００２１】
【図８】１つの非限定的な例示の実施形態による、図７の車両負荷検出方法において有用な、特定の期間にわたって車両が特定の種類の負荷を受けたかどうかを判定する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】
【００２２】
以下の説明では、開示される様々な実施形態の十分な理解を提供するために、特定の具体的な内容が示される。しかしながら、これらの具体的な内容の１つまたは複数を伴うことなく、または他の方法、構成要素、材料などによっても実施形態を実施できることは、当業者によって認識されるであろう。別の点においては、実施形態の説明を不必要に不明瞭にするのを避けるために、自動販売機、バッテリ、スーパーキャパシタまたはウルトラキャパシタ、限定するものではないが、変圧器、整流器、ＤＣ／ＤＣ電力コンバータ、およびスイッチモード電力コンバータを備える電力コンバータ、コントローラ、ならびに通信システムおよび構造に関連するよく知られた構造、さらにネットワークについては詳細な図示または説明を行っていない。
【００２３】
文脈による別段の規定がない限り、明細書およびそれに付随する特許請求の範囲を通して、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という単語、ならびに「含み（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」などの変形は、「含むが、それに限定されない」のような制限のない包括的な意味で解釈されるべきである。
【００２４】
本明細書を通じて、「一実施形態」または「実施形態」という表記は、その実施形態に関連して説明した特定の特徴、構造、または特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書を通して様々な箇所に出現する「一実施形態で」または「実施形態で」という表現は、必ずしもすべて同じ実施形態に言及しているわけではない。
【００２５】
第１、第２、および第３などの序数の使用は、必ずしも順序付けの意図を示唆するものではなく、むしろ複数の動作または構造の事例を区別し得るものに過ぎない。
【００２６】
ポータブル電力蓄積デバイスまたは電気エネルギー蓄積デバイスという表記は、限定するものではないが、バッテリ、スーパーキャパシタ、またはウルトラキャパシタを含む、電力の蓄積および蓄積された電力の放出が可能な任意のデバイスを意味する。バッテリという表記は、１つまたは複数の化学蓄電セルを意味し、例えば、限定するものではないが、ニッケルカドミウム合金またはリチウムイオンの電池セルを含む、充電式電池セルまたは二次電池セルを意味する。
【００２７】
本明細書において提供される本開示の見出しおよび要約書は便宜上のものに過ぎず、実施形態の範囲や意味の解釈を与えるものではない。
【００２８】
図１は、１つの例示の実施形態による、電動スクータまたは電動オートバイ１００の形態での電動の人員輸送車両を示す。
【００２９】
上記のように、燃焼機関型のスクータおよびオートバイは、例えばアジア、ヨーロッパ、および中東などの多くの大都市で一般的なものである。車両の主動力源または一次動力源として電力蓄積デバイス（例えば二次電池）を使用することに関係する性能または効率の問題に対処できれば、内燃機関型のスクータおよびオートバイの代わりに全電動のスクータまたはオートバイ１００の使用を促進することができ、それによって空気汚染を緩和し、騒音を低減することができる。
【００３０】
電動スクータまたは電動オートバイ１００は、フレーム１０２と、車輪１０４ａおよび１０４ｂ（まとめて１０４）と、ハンドルバー１０６とを備え、ハンドルバー１０６は、スロットル１０８、ブレーキレバー１１０、および方向指示器スイッチ１１２等のユーザ制御手段を備えている。これらは全て従来設計のものであってよい。電動スクータまたは電動オートバイ１００は、さらに、車輪１０４ｂの少なくとも１つを駆動するように結合されたトラクション電動モータ１１６を含む動力システムと、電力を蓄積して少なくともトラクション電動モータ１１６に電力を供給する、少なくとも１つの主電力蓄積デバイス１１８と、少なくとも主電力蓄積デバイス１１８とトラクション電動モータ１１６との間の配電を制御する制御回路１２０とを備えてもよい。
【００３１】
トラクション電動モータ１１６は様々な形態を取ることができ、通常は、予想される負荷を所望の速度および加速度で駆動するのに十分な動力（ワットまたは馬力）およびトルクを発生させることが可能な、永久磁石誘導モータである。トラクション電動モータ１１６は、駆動モードでの動作に加えて回生制動モードでも動作可能な任意の従来の電動モータであってもよい。駆動モードにおいては、トラクション電動モータは電力を消費して車輪を駆動する。回生制動モードにおいては、トラクション電動モータは発電機として動作し、車輪の回転に応答して電流を生成し、車両を減速する制動効果を生み出す。
【００３２】
主電気エネルギー蓄積デバイス１１８は様々な形態をとることができ、例えばバッテリ（例えば電池セルのアレイ）、またはスーパーキャパシタもしくはウルトラキャパシタ（例えばウルトラキャパシタセルのアレイ）の形態をとることができる。例えば、電気エネルギー蓄積デバイス１１８は、充電式バッテリ（すなわち、二次電池または二次バッテリ）の形態を取ることができる。電気エネルギー蓄積デバイス１１８は、例えば、全電動のスクータまたはオートバイ１００のなどの個人輸送車両に物理的に適合し、それらに電気的に動力を与えるような大きさであってよく、容易に置換または交換ができるように携帯可能であってもよい。輸送の用途により課せられる可能性のある需要を考慮すると、主電気エネルギー蓄積デバイス１１８は、１つまたは複数の化学電池セルの形態を取るものと考えられる。
【００３３】
電気エネルギー蓄積デバイス１１８は、電気エネルギー蓄積デバイス１１８の外部からアクセス可能ないくつかの電気端子１２２ａおよび１２２ｂ（２つが図示され、まとめて１２２）を備えてもよい。電気端子１２２によって、電気エネルギー蓄積デバイス１１８から電荷を導出できるだけでなく、電気エネルギー蓄積デバイス１１８を充電または再充電するために電気エネルギー蓄積デバイス１１８に電荷を導入できる。図１には柱体として図示されているが、電気端子１２２は、バッテリハウジングのスロット内に配置される電気端子の形態を含め、電気エネルギー蓄積デバイス１１８の外部からアクセス可能な他の任意の形態を取ることもできる。
【００３４】
以下により詳しく例示および説明されるように、制御回路１２０は、特に電気エネルギー蓄積デバイス１１８とトラクション電動モータ１１６との間における電力の伝達を変更、調整、および制御するための様々な構成要素を含む。
【００３５】
図２は、１つの例示の実施形態による、電動スクータまたは電動オートバイ１００の部分を示す。特に、図２に示す実施形態では、電気エネルギー蓄積デバイス１１８を使用して、トラクション電動モータ１１６によって生成された、様々な構成要素（例えば、電気エネルギー蓄積デバイス１１８および／または回路）の温度を調整または制御するために使用される電力を、多数の温度調節デバイス（まとめて２００）を介して供給する。
【００３６】
図示されているように、トラクション電動モータ１１６は、電動スクータまたは電動オートバイ１００の少なくとも１つの車輪１０４ｂを駆動するために、直接的または間接的のいずれかで結合されるシャフト２０２を備えている。図示しないが、トランスミッション（例えば、チェーン、ギヤ、ユニバーサルジョイント）が利用されてもよい。
【００３７】
制御回路１２０は、多種多様な任意の形態をとることができ、通常は、コントローラ２０４、１つまたは複数の電力コンバータ２０６ａ〜２０６ｅ（５つが図示される）、スイッチＳＷ1〜ＳＷ3（３つが図示される）、および／またはセンサＳTB、ＳVB、ＳIB、ＳTC、ＳVC、ＳIC、ＳTM、ＳVM、ＳIM、およびＳRMを含む。
【００３８】
図２に示すように、制御回路１２０は、駆動モードまたは構成において電気エネルギー蓄積デバイス１１８を結合して、トラクション電動モータ１１６によって生成された電力を供給する、第１のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ａを含んでもよい。第１のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ａは、電気エネルギー蓄積デバイス１１８からの電力の電圧を、トラクション電動モータ１１６を駆動するのに十分なレベルまで昇圧させることができる。第１のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ａは、様々な形態を取ることができ、例えば、非安定化または安定化のスイッチモード電力コンバータの形態を取ることができ、絶縁されていてもされていなくてもよい。例えば第１のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ａは、安定化昇圧スイッチモード電力コンバータ、または昇降圧スイッチモード電力コンバータの形態を取ってもよい。
【００３９】
制御回路１２０は、駆動モードまたは構成において電気エネルギー蓄積デバイス１１８を結合して、トラクション電動モータ１１６によって生成された電力を第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２０６ａを介して供給する、一般にインバータと呼ばれるＤＣ／ＡＣ電力コンバータ２０６ｂを含んでもよい。ＤＣ／ＡＣ電力コンバータ２０６ｂは、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ２０６ａからの電力を、トラクション電動モータ１１６を駆動するのに適したＡＣ波形に反転させることができる。ＡＣ波形は、単相または多相、例えば２相または３相のＡＣ電力であってもよい。ＤＣ／ＡＣ電力コンバータ２０６ｂは、様々な形態を取ることができ、例えば、非安定化または安定化のスイッチモード電力コンバータの形態を取ることができ、絶縁されていてもされていなくてもよい。例えばＤＣ／ＡＣ電力コンバータ２０６ｂは、安定化インバータの形態を取ってもよい。
【００４０】
第１のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ａおよびＤＣ／ＡＣ電力コンバータ２０６ｂは、コントローラ２０４を介して供給される制御信号Ｃ1およびＣ2を介してそれぞれ制御される。例えば、コントローラ２０４または何らかの中間ゲート駆動回路は、パルス幅変調されたゲート駆動信号を供給して、第１のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ａおよび／またはＤＣ／ＡＣ電力コンバータ２０６ｂのスイッチの動作を制御することができる（例えば、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ：ＭＯＳＦＥＴ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ：ＩＧＢＴ））。
【００４１】
図２にさらに示されるように、制御回路１２０は、一般に整流器と呼ばれるＡＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｃを含んでもよく、このＡＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｃは、制動モードもしくは回生制動モードまたは構成において、トラクション電動モータ１１６を結合して、トラクション電動モータ１１６によって生成される電力を電気エネルギー蓄積デバイス１１８に供給する。ＡＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｃは、トラクション電動モータ１１６により生成されるＡＣ波形を、電気エネルギー蓄積デバイス１１８または任意で制御回路１２０などの他の構成要素への供給に適したＤＣの形に整流することができる。ＡＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｃは様々な形態を取ることができ、例えば、フルブリッジ受動ダイオード整流器、またはフルブリッジ能動トランジスタ整流器の形態を取ることができる。
【００４２】
また、制御回路１２０は、トラクション電動モータ１１６と電気エネルギー蓄積デバイス１１８とを、ＡＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｃを介して電気的に結合する第２のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｄを含んでもよい。第２のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｄは、トラクション電動モータ１１６によって生成された電力の電圧を、電気エネルギー蓄積デバイス１１８に適したレベルに降圧することができる。第２のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｄは、様々な形態を取ることができ、例えば、非安定化または安定化のスイッチモード電力コンバータの形態を取ることができ、絶縁されていてもされていなくてもよい。例えば第２のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｄは、安定化降圧スイッチモード電力コンバータ、同期降圧スイッチモード電力コンバータ、または昇降圧スイッチモード電力コンバータの形態を取ってもよい。
【００４３】
ＡＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｃおよび第２のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｄは、コントローラ２０４を介して供給される制御信号Ｃ3およびＣ4を介してそれぞれ制御される。例えば、コントローラ２０４または何らかの中間ゲート駆動コントローラは、パルス幅変調されたゲート駆動信号を供給して、ＡＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｃおよび／または第２のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｄのスイッチ（例えばＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ）の動作を制御することができる。
【００４４】
図２にさらに示されるように、制御回路１２０は、電気エネルギー蓄積デバイス１１８と、様々な他の構成要素、例えば制御回路１２０とを電気的に結合する第３のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｅを含んでもよい。第３のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｅは、電気エネルギー蓄積デバイス１１８によって供給される電力の電圧を、１つまたは複数の他の構成要素に適したレベルに降圧することができる。第３のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｅは様々な形態を取ることができ、例えば、非安定化または安定化のスイッチモード電力コンバータの形態を取ることができ、絶縁されていてもされていなくてもよい。例えば第３のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｅは、安定化降圧スイッチモード電力コンバータ、同期降圧スイッチモード電力コンバータ、または昇降圧スイッチモード電力コンバータの形態を取ってもよい。
【００４５】
また、図２にも示されているように、特定の構成要素の温度またはその近傍の温度を制御または調節するために、温度調節デバイス２００を配置してもよい。
【００４６】
温度調節デバイス２００は、能動的に温度を管理することによって、または取り扱うことによって利点が得られる１つまたは複数の他の構成要素に近接して、隣接して、または接触して配置してもよい。例えば、第１の数の温度調節デバイス２００ａおよび２００ｂ（２つ図示）は、トラクション電動モータ１１６に電力を供給する主電気エネルギー蓄積デバイス１１８に近接して、隣接して、または接触して配置してもよい。第２の数の温度調節デバイス２００ｃは、例えば１つまたは複数の電力コンバータ２０６ａ〜２０６ｅなど、制御回路の１つまたは複数の構成要素または要素に近接して、隣接して、または接触して配置してもよい。第３の数の温度調節デバイス２００ｄは、コントローラ２０４の１つまたは複数の構成要素に近接して、隣接して、または接触して配置してもよい。温度調節デバイス２００ｃは、第１のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ａおよびＤＣ／ＡＣ電力コンバータ２０６ｂに近接して図示されているが、これに加えて、またはこれに代えて、ＡＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｃまたは第２のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｄに近接して、隣接して、または接触して配置してもよい。これに加えて、またはこれに代えて、１つまたは複数の温度調節デバイス２００を第３のＤＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｅに近接して配置してもよい。温度調節デバイス２００は、回生制動動作中に電力を生成するトラクション電動モータ１１６によって生成された電力から電力供給を受けてもよい。コントローラ２０４からの制御信号ＣＳ１に応答して、１つまたは複数のスイッチＳ1（１つのみ図示）を操作して、電力を電気エネルギー蓄積デバイス１１８から温度調節デバイスに選択的に結合することができる。
【００４７】
温度調節デバイス２００は、様々な形態を取ることができる。例えば、１つまたは複数の温度調節デバイス２００は、ペルチェ効果素子としても知られているペルチェ素子の形態を取ることができる。
【００４８】
このような装置は、ペルチェ効果を利用して２つの異なる種類の材料の接合部の間に熱流束を生成する。ペルチェ素子は固体能動ヒートポンプであり、直流電流に応答して、素子の一方の側から他方の側へ温度勾配に対抗して熱を伝達する。熱伝達の方向は、印加されるＤＣ電圧の極性によって制御される。したがって、このような素子を、ペルチェクーラ、ペルチェヒータ、または熱電ヒートポンプと呼ぶこともある。１つまたは複数の温度調節デバイス２００は、例えば、抵抗ヒータの形態を取ることができる。
【００４９】
１つまたは複数の温度調節デバイス２００は、１つまたは複数の熱交換デバイス２０８ａ〜２０８ｄ（まとめて２０８）を含んでもよく、またはこれらと熱伝導的に結合されてもよい。熱交換デバイス２０８は、ヒートシンク（すなわち、固体材料から空気などの流体に熱を伝達するデバイス）、ヒートスプレッダ（すなわち、熱伝導率が比較的高いプレート）、および／またはヒートパイプ（すなわち、材料の相転移を使用する熱伝達デバイス）を、単独で、または任意の組み合わせで含んでもよい。熱交換デバイス２０８は、典型的には、温度調節デバイス２００と比較して、放熱面積が比較的大きい。例えば、熱交換デバイス２０８は、所与の体積で表面積を最大にするために複数のフィン、例えばピンフィンを含んでもよい。熱交換デバイス２０８の放熱面は、冷却されている特定の構成要素から比較的離れて配置してもよい。
【００５０】
コントローラ２０４は、１つまたは複数の集積回路、集積回路コンポーネント、アナログ回路、またはアナログ回路コンポーネントを含み得る様々な形態を取ることができる。図示されているように、コントローラ２０４は、マイクロコントローラ２２０、ならびに読出し専用メモリ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ：ＲＯＭ）２２２および／またはランダム・アクセス・メモリ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ：ＲＡＭ）２２４などの非一時的なコンピュータ可読メモリまたはプロセッサ可読メモリを含み、さらに任意で、１つまたは複数のゲート駆動回路２２６を含んでもよい。コントローラ２０４は、車両システムおよび他のセンサからの入力を受信し、ファームウェアコードまたは他のソフトウェアを実行し、信号を生成して、本明細書で説明する車両負荷検出および応答に関する動作を実行するように動作可能である。例えばコントローラ２０４は、請求項１〜２７に記載の操作および動作を実行することができる。
【００５１】
マイクロコントローラ２２０は、動力システムの動作を制御するロジックを実行し、様々な形態を取ることができる。例えばマイクロコントローラ２２０は、マイクロプロセッサ、プログラムされたロジックコントローラ（Ｐｒｏｇｒａｍｍｅｄ  Ｌｏｇｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ：ＰＬＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ：ＦＰＧＳ）などのプログラマブル・ゲート・アレイ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ：ＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）、または他のそのようなマイクロコントローラデバイスの形態を取ることができる。ＲＯＭ２２２は、制御ロジックを実施するためのプロセッサ実行可能な命令および／またはデータを記憶することができる、様々な任意の形態をとることができる。ＲＡＭ２２４は、プロセッサ実行可能な命令またはデータを一時的に保持することができる、様々な任意の形態をとることができる。マイクロコントローラ２２０、ＲＯＭ２２２、ＲＡＭ２２４、および任意でゲート駆動回路２２６は、電力バス、命令バス、データバス、アドレスバスなどを含む１つまたは複数のバス（図示せず）によって結合することができる。または、制御ロジックは、アナログ回路で実施されてもよい。
【００５２】
ゲート駆動回路２２６は、駆動信号（例えばＰＷＭゲート駆動信号）を介して電力コンバータ２０６のスイッチ（例えばＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ）を駆動するのに適した、様々な任意の形態をとることができる。１つまたは複数のゲート駆動回路は、コントローラ２０４の一部として図示されているが、コントローラ２０４と電力コンバータ２０６との中間にあってもよい。
【００５３】
コントローラ２０４は、１つまたは複数のセンサＳTB、ＳVB、ＳIB、ＳTC、ＳVC、ＳIC、ＳTM、ＳVM、ＳIM、およびＳRMから信号を受信することができる。コントローラは、例えば熱伝達の開始、熱伝達の停止、熱伝達率の増加、または熱伝達の方向の変更をも含む、温度調節デバイス２００を制御する際に検知された情報を使用することができる。これは、スイッチＳＷ1〜ＳＷ3を選択するための制御信号Ｃs1〜Ｃs3を印加することによって達成することができる。例えば制御信号Ｃs1〜Ｃs3は、スイッチＳＷ1〜ＳＷ3を選択して、選択された温度調節デバイス２００の１つに電力（例えば、直流）を供給し、印加電力の電圧レベルを設定し、印加電力の極性さえも設定する。
【００５４】
バッテリ温度センサＳTBは、主電力蓄積デバイス１１８の温度または主電力蓄積デバイス１１８に近接する周囲環境の温度を検知し、検知された温度を示す信号ＴBを提供するように配置してもよい。
【００５５】
バッテリ電圧センサＳVBは、主電力蓄積デバイス１１８の両端の電圧を検知して、検知された電圧を示す信号ＶBを提供するように配置してもよい。
【００５６】
バッテリ充電センサＳIBは、主電力蓄積デバイス１１８の電荷を検知して、検知された電荷を示す信号ＩBを提供するように配置してもよい。
【００５７】
電力コンバータ温度センサＳTCは、１つまたは複数の電力コンバータ２０６の温度、または電力コンバータ２０６に近接する周囲環境の温度を検知し、検知された温度を示す信号ＴCを提供するように配置してもよい。
【００５８】
電力コンバータ電圧センサＳVCは、１つまたは複数の電力コンバータ２０６の両端の電圧を検知し、検知された電圧を示す信号ＶCを提供するように配置してもよい。
【００５９】
電力コンバータ充電センサＳICは、１つまたは複数の電力コンバータ２０６を通る電荷を検知し、検知された電荷を示す信号ＩCを提供するように配置してもよい。
【００６０】
トラクションモータ温度センサＳTMは、トラクション電動モータ１１６の温度またはトラクション電動モータ１１６に近接する周囲環境の温度を検知し、検知された温度を示す信号ＴMを提供するように配置してもよい。
【００６１】
トラクションモータ電圧センサＳVMは、主電力蓄積デバイス１１８の両端の電圧を検知し、検知された電圧を示す信号ＶMを提供するように配置してもよい。
【００６２】
トラクションモータ電流センサＳIMは、トラクション電動モータ１１６を通る電流を検知し、検知された電流を示す信号ＩMを提供するように配置してもよい。
【００６３】
トラクションモータ回転センサＳRMは、トラクションモータ１１６を通る電流を検知し、検知された回転速度を示す信号ＲＰＭを提供するように配置してもよい。
【００６４】
本明細書で論じるように、コントローラは、検知された条件のうちの１つまたは複数を使用して、１つまたは複数の温度調節デバイス２００の動作を制御することができる。
【００６５】
コントローラ２０４は、電動スクータまたは電動オートバイ１００から離れた構成要素またはシステムとの無線通信を提供するトランシーバ２２８として形成または称することができる送信機および受信機を含む。トランシーバ２２８は、無線通信を提供するのに適した多種多様な形態をとることができる。例えば、トランシーバは、セルラサービスプロバイダのネットワークを介して遠隔システムとの通信を継続するために、携帯電話チップセット（無線機とも呼ばれる）およびアンテナの形態を取ることができる。トランシーバ２２８は、セルラベースの通信以外の無線通信手法を実施することができる。通信は、遠隔のシステムまたはデバイスから情報および／または命令を受信することと、情報および／または命令もしくはクエリを遠隔のシステムまたはデバイスに送信することを含んでもよい。
【００６６】
コントローラ２０４は全地球測位システム（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ：ＧＰＳ）の受信機２３０を含んでもよく、この受信機２３０は、コントローラ２０４がスクータまたはオートバイ１００の現在地を決定することを可能にする、ＧＰＳ衛星からの信号を受信する。任意の市販の様々なＧＰＳ受信機を採用することができる。現在地または位置は、例えば経緯度などの座標で、典型的には３メートル未満の精度で特定することができる。代わりに、スクータまたはオートバイ１００の現在地、高度、傾斜、または位置を決定するために、他の技術を使用してもよい。例えば、３つ以上のセルラタワーまたは基地局に基づく三角測量を使用して場所を決定してもよい。
【００６７】
現在地の高度は、ＧＰＳ座標に基づいて識別可能であるか、または決定されてもよい。同様に、現在地と１つまたは複数の他の場所または目的地との間の高度変化は、地形マッピングまたはＧＰＳ座標と高度とを関連付ける他の構造化フォーマットを使用して決定することができる。これは、電動スクータまたは電動オートバイ１００の範囲をより正確に推定するために有利に使用され得る。これに代えて、またはこれに加えて、電動スクータまたは電動オートバイ１００は、高度を検出する高度計、または、例えば高度変化を検出する加速度計などの他のセンサを含んでもよい。これにより、推定範囲を決定する際に、丘（例えば、丘の頂部、丘の底部）に対する電動スクータまたは電動オートバイ１００の相対位置に関連する位置エネルギーを考慮に入れることができる。これによって、より正確な範囲または推定された範囲を有利に生成して、操作性能の不必要な制限を防ぐことができる。
【００６８】
図３は、別の例示の実施形態による、電動スクータまたは電動オートバイ１００の部分を示す。特に、図３に示す実施形態では、副電気エネルギー蓄積デバイス３００を使用して、トラクション電動モータ１１６によって生成された、種々の構成要素（例えば電気エネルギー蓄積デバイス１１８および／または回路）の温度を調節または制御するために使用する電力を、多数の温度調節デバイス２００を介して供給する。副電気エネルギー蓄積デバイス３００は、トラクション電動モータ１１６に電力を供給するために依然として使用される主電気エネルギー蓄積デバイス１１８に加えて設けられる。構造および／または構成要素の多くは、上記の図２を参照して図示および説明されたものと同様であるか、または同一である。そのような構造および構成要素は、図２で使用されるものと同じ参照番号を共有し、これ以上詳細には説明しない。重要な相違点の一部についてのみ、これより以下に説明する。
【００６９】
前述したように、図３の実施形態は、副電気エネルギー蓄積デバイス３００が追加されるものである。回生制動モードで動作しているトラクション電動モータによって生成された電力は、例えばＡＣ／ＤＣコンバータ２０６ｃおよび／またはＤＣ／ＤＣコンバータ２０６ｄを介して副電気エネルギー蓄積デバイス３００に供給される。副電気エネルギー蓄積デバイス３００は、１つまたは複数のスーパーキャパシタまたはウルトラキャパシタとして例示されているが、様々な形態、例えば化学バッテリの形態を取ることができる。副電気エネルギー蓄積デバイス３００はトラクション電動モータ１１６を駆動しないので、形態の選択において高い自由度が可能である。したがって、副電気エネルギー蓄積デバイス３００は、副電気エネルギー蓄積デバイス３００が動作する際の予想される電圧、充電容量、および／または温度での性能など、所望の特性に基づいて選択することができる。ウルトラキャパシタを選択することで、特に比較的高い周囲温度での放電動作および／または充電動作に関して、化学バッテリよりも高い効率を実現することができる。
【００７０】
ここでスイッチＳＷ1〜ＳＷ3は、副電気エネルギー蓄積デバイス３００と温度調節デバイス２００とを選択的に結合するように動作可能となっている。
【００７１】
図３の実施形態はまた、ダンプ抵抗器または散逸抵抗器ＲとスイッチＳＷ4とを含んでもよく、スイッチＳＷ４は、制御回路１２０からの制御信号ＣRに応答して、トラクション電動モータ１１６とＡＣ／ＤＣ電力コンバータ２０６ｃとの間で抵抗器Ｒを選択的に並列結合するように動作可能である。これにより、例えば回生制動動作中に生成されるエネルギーが副電気エネルギー蓄積デバイス３００に対して大きすぎる場合に、余分な電気エネルギーを熱として散逸することができる。
【００７２】
図３の実施形態は、追加的または代替的に直接結合スイッチＳＷ5を含むことができ、直接結合スイッチＳＷ5は、制御回路１２０からの制御信号ＣS5に応答して、回生制動モードで動作しているトラクション電動モータによって生成された電力と温度調節デバイス２００との間を、バッテリまたはウルトラキャパシタを介さずに直接的に電気結合するように動作可能である。
【００７３】
図４は、非限定的な例示の実施形態による、登坂を含む様々な種類の車両負荷の特徴となる基準モータトルク対モータ速度値の例、およびディレーティング曲線４０５の例を示すグラフ４００である。このようなデータを使用して、本明細書に記載されたシステムおよび方法は、特定の種類の車両負荷（例えば、車両が丘を登っている）を検出し、例えば、登坂中にバッテリ温度を制限する。例えば、（１）バッテリへの永久的な損傷を回避するために、（２）バッテリの移動範囲を広げるために、バッテリ温度を制限することが重要となる場合もある。
【００７４】
システムは、図４に示すような基準トルク速度曲線４０１または特定の種類の負荷の他のデータ特性（「道路負荷」とも呼ばれる）を生成することができ、これらは例えば傾斜の有無、逆風の有無、および温度の高低など、動作中の車両の外部の条件を判定するのに役立つ標準（「標準」）として使用される。いくつかの実施形態では、このような基準データは既に生成されている。コントローラは、負荷データの実際のトルク速度のサンプルと標準とを比較する。比較に基づいて、システムは、（ａ）外部条件（丘を登っている、逆風に向かって走行している、高温で動作している）、または（ｂ）パワートレーンの異常動作、例えば、低タイヤ圧、摩擦の上昇、またはホイールアライメントのずれなどを判定する。（ａ）または（ｂ）の判定に基づいて、コントローラは例えば、ディレーティング曲線４０５を実施することでモータの最大トルク出力を管理してバッテリの温度を制御する、ウインドデフレクタを上昇させる、車両の最高速度を管理して低タイヤ圧、パワートレーンの摩擦の上昇、もしくはホイールアライメントのずれによって生じる危険性を低減する、または異常状態の表示を開始するなどの動作を行う。いくつかの実施形態では、コントローラがパワートレーンの異常動作を識別しようとしているとき、車両が平らな道路上にあったとの判定は、動作の実行前に行われる。これらの動作は、コントローラによって、または車両から受信したデータに基づいてコントローラにそのようなデータを提供するコントローラから遠隔のシステムによって実行することができる。
【００７５】
特定の種類の負荷の特徴となる、使用されるデータは、図４に示すトルク速度曲線の代わりに、車両が該当するトルク速度曲線に関連した負荷を受けるときの特徴となる、該当するトルク速度曲線の特徴に対応するモータ電流データを含むモータ電流の基準曲線によって示されてもよい。この場合、車両のモータ電流をサンプリングしてもよく、そのようなサンプリングした値とモータ電流の基準曲線における値とを比較して、該当するモータ電流の曲線および対応するトルク速度曲線に関連する負荷を車両が受けていることを判定してもよい（例えば、車両が上り坂を走行しているのか平坦な路面を走行しているのかを判定する）。
【００７６】
図４を参照すると、動力伝達系から得られるデータを負荷の曲線またはデータと比較して、トルク速度曲線の変化を判定し、または動力伝達の問題を検出する。車両は、異なる負荷条件下で多くの負荷曲線を生成することができる。負荷曲線は、車両が傾斜を登っているのか平坦な道路に沿って走行しているのかを判定するために選択される。車両がディレーティング曲線を使用するモードに入ると、エネルギー消費を減らすことができ、したがって性能があまり低下しない。
【００７７】
図４は、４つの負荷の速度トルク曲線、すなわち４つの負荷トルク曲線の例を示しており、下から上に、第１の曲線４０９は、車両が１人の人を乗せて平坦な道路上を移動するときに得られるデータから構築され、第２の曲線４０７は、車両が２人の人を乗せて平坦な道路上を移動するときに得られるデータから構築され、第３の曲線４１１は、車両が１人の人を乗せて傾斜を登るときに得られるデータから構築され、第４の曲線４０３は、車両が２人の人を乗せて傾斜を登るときに得られるデータから構築される。
【００７８】
図５は、１つの非限定的な例示の実施形態による、特定のサンプリングレート例での、動力伝達系からのリアルタイムデータのサンプリング例を含む、ある期間にわたって車両が特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定するプロセスのタイミング図５００の例である。
【００７９】
１つの例示される実施形態では、カウンタを、各サイクル、またはこの例では１分の固定された時間に累積する。データは１秒ごとに取得またはサンプリングされる。例えば点５０１，５０３、および５０５において車両が傾斜を登っていることがデータによって示されると、カウンタを１だけ加算する。サイクルが終了すると、カウンタの数と閾値（この例では３６）とを比較する。カウンタが閾値以上であれば、ディレーティング曲線すなわち電力制限曲線を使用して、車両が「エコモード」に切り替わる。様々な他の実施形態では、サンプリングレート、サイクルタイム、および閾値には、様々な他の値を使用することができる。例えば、そのような値は、所望の車両性能および測定の精度に基づいて選択することができる。
【００８０】
車両が傾斜を走行しているときには、車両はピークトルク速度曲線以外のトルク速度曲線を使用することができる。車両が傾斜を登っているかどうかの判定は、車両のパワートレーンの挙動または性能に基づいている。車両が平坦な道路を走行するときとは相違を示す、パワートレーンの任意の特徴を使用することができる。例えば、特定の種類の負荷の特徴となる、使用されるデータは、図４に示すトルク速度曲線の代わりに、該当するトルク速度曲線に関連した負荷を車両が受けるときの特徴となる、該当するトルク速度曲線の特徴に対応するモータ電流データを含むモータ電流の基準曲線によって示されてもよい。この場合、車両のモータ電流をサンプリングしてもよく、そのようなサンプリングした値とモータ電流の基準曲線における値とを比較して、該当するモータ電流の曲線および対応するトルク速度曲線に関連する負荷を車両が受けていることを判定してもよい（例えば、車両が上り坂を走行しているのか平坦な路面を走行しているのかを判定する）。
【００８１】
いくつかの実施形態では、この判定は、Ｇセンサまたは同様の付加的に追加されたセンサに基づくものではない。
【００８２】
パワートレーンは、負荷のトルク速度曲線と、トルクおよび速度のデータとを比較する。データが曲線を上回っている場合には、車両は例えば傾斜を登っていると判定され、データが曲線を下回っている場合には、車両は傾斜を登っていないか、または平坦な道路を走行していると判定される。これは、車両が傾斜上にあることを判定するための１つの方法であり、本明細書に記載されるような他の方法も使用可能である。
【００８３】
動作モードは周期的に変化してもよい。比較は、この例では１分間続くサイクルにおいて毎秒ごとに行われる。カウンタは、車両が傾斜を登る状態にある回数をカウントするために使用される。総カウント数に対するカウンタの数の比率が６０％より大きい場合、「エコモード」を適用することで車両の動作の一部を制限（３５００Ｗ電力制限など）して、適用されている現在のトルクおよび／または結果として生じるバッテリ温度に影響を及ぼす。カウントは連続でなくてもよい。モード変更を開始するに際して、傾斜を登ることが連続的である必要はない。
【００８４】
負荷曲線を決定するために使用される負荷は、風抵抗、機械抵抗、および傾斜を登るために必要な動力などを含んでもよい。負荷曲線は、例えば、車両のタイヤ圧、伝達系、パワートレーン、および動力システムを監視するためにも使用することができる。例えばタイヤ圧を監視する場合、データは１０分ごとに取得され、継続期間はバッテリ交換から次のバッテリ交換までの期間となる。例えばカウント率が９５％を超える場合、１つのタイヤの交換が必要である可能性がある。換言すれば、タイヤ圧は、バッテリ交換とバッテリ交換との間で１０分ごとにトルク速度データをサンプリングすることによって監視することができる。サンプリングしたトルク速度データのカウント率が、タイヤ圧を監視するための制御として選択されたトルク速度曲線（多くの場合、平らな道路に対するトルク速度曲線）を上回る場合、例えば９５％を超える場合には、タイヤ圧が低いと判定される。これは、タイヤ圧が低いと転がり抵抗が増加し、トルクの速度曲線に影響を及ぼすという考え方に基づいている。
【００８５】
負荷曲線に加えて、離散データを使用してもよい。モードの変更は、車両の登坂が検出される毎に開始することができる。モードの変更は、車両が一定の時間または一定の距離を登坂していることが検出されたときに開始することができる。丘を登るときの走行は速くないので、最大トルク出力での速度範囲は減少する。ファームウェアでは、モータの電流を使用して、負荷曲線に対応する電流データと比較する。しかし、電流をトルクに変換することができ、負荷曲線との比較に使用される。
【００８６】
図４に示すように、多くの負荷曲線を得ることができる。これらの曲線から比較基準として１つ選択される。この１つが選択されるのは、これより上方の点は車両の登坂を示す可能性が高く、これより下方の点は車両が登坂していないことを示す可能性が高いためである。
【００８７】
例えば、異なるテストトラック構成（勾配、路面、レベル）、異なる周囲条件（温度、湿度、風速、風向）、ならびに異なる車両構成（タイヤおよびタイヤ状態、車体の種類、ブレーキ、ホイールアライメント、車輪用軸受、車両オプション）などは、車両の道路負荷に影響を与える要因となる可能性がある。他の要因もまた、車両が受ける負荷に寄与する可能性がある。
【００８８】
図４に示された、負荷データの実際のトルク速度と標準の例との前述の比較に基づいて、コントローラは、外部条件（丘を登っている、逆風に向かって走行している、高温で動作している）、および／またはパワートレーンの異常動作、例えば、低タイヤ圧、摩擦の上昇、もしくはホイールアライメントのずれなどを判定する。一実施形態では、この判定に基づいて、コントローラが図４に示すディレーティング曲線を実施することで、モータの最大トルク出力を管理してバッテリの温度を制御する。エコノミーモードのトルク速度曲線が実施される目標バッテリ温度（すなわち、コントローラによって図４に示されるディレーティング曲線が実施され、モータの最大トルク出力を管理してバッテリの温度を制御するときの目標バッテリ温度）は、５７℃であるが、これは実施形態の一例にすぎず、代わりに他の目標温度を使用することができる。例えば図６は、それぞれ１００回および５００回の充電サイクルが繰り返された車両バッテリの開始温度の例と、そのようなバッテリを搭載した車両の、バッテリ温度が５７℃に達したときの走行距離とを示す表６００である。図６では、例えば、３５℃が車両バッテリの開始温度である。３０ｋｍは（充電サイクルが１００回のバッテリの場合の）バッテリ温度が５７℃に達したときの車両の走行距離であり、１８ｋｍは（充電サイクルが５００回のバッテリの場合の）バッテリ温度が５７℃に達したときの車両の走行距離である。括弧「（）」は、バッテリ温度が５７℃に達する前に車両が最初に「クロールホーム（ｃｒａｗｌ  ｈｏｍｅ）」モードに入ったことを意味する。
【００８９】
図７は、１つの非限定的な例示の実施形態による、車両負荷検出の方法７００を示すフローチャートである。
【００９０】
７０２において、コントローラは、ある期間にわたって車両のパワートレーン動作に関するリアルタイムデータを取得する。
【００９１】
７０４において、コントローラは、取得した車両のパワートレーン動作に関するリアルタイムデータを基準データと比較することに基づいて、その期間に車両が特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定し、基準データは、車両が特定の種類の負荷を受けるときの特徴となるパワートレーン動作に関するデータを含む。
【００９２】
図８は、１つの非限定的な例示の実施形態による、図７の車両負荷検出方法において有用な、特定の期間にわたって車両が特定の種類の負荷を受けたかどうかを判定する方法８００を示すフローチャートである。
【００９３】
８０２において、コントローラは、動力伝達系からのリアルタイムデータを、特定の期間にわたって特定のサンプリングレートでサンプリングする。
【００９４】
８０４において、コントローラは、特定の期間中のリアルタイムデータのサンプリング毎に、サンプリングした動力伝達からのリアルタイムデータを基準データと比較する。
【００９５】
８０４において、コントローラは、特定の期間中のリアルタイムデータのサンプリング毎に、サンプリング時に基準データに対して行った比較に基づいて、サンプリング時に車両が現在特定の種類の負荷を受けているかどうかを判定する。
【００９６】
８０６において、コントローラは、特定の期間中のリアルタイムデータのサンプリング毎に、サンプリング時に車両が特定の種類の負荷を現在受けているかどうかの判定に基づいて、特定の期間の開始時に初期化されたカウンタをインクリメントするかどうかを決定する。
【００９７】
８０８において、コントローラは、取得した車両のパワートレーン動作に関するリアルタイムデータを基準データと比較することに基づいて、その期間に車両が特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定し、基準データは、車両が特定の種類の負荷を受けるときの特徴となるパワートレーン動作に関するデータを含む。
【００９８】
８１２において、コントローラは、その特定の期間が経過した後に、カウンタの値と閾値とを比較する。
【００９９】
８１４において、コントローラは、その比較に基づいて、カウンタの値が閾値以上であるかどうかに応じて、車両が特定の期間にわたって特定の種類の負荷を受けたかどうかを判定する。
【０１００】
本明細書に記載される様々な方法は、追加の動作を含んでよく、いくつかの動作を省略してもよく、かつ／または種々のフローチャートに示されたものと異なる順序で動作が実行されてもよい。
【０１０１】
以上の詳細な説明において、ブロック図、概略図、および例を用いて装置および／またはプロセスの様々な実施形態を提示した。このようなブロック図、概略図、および例が１つまたは複数の機能および／または動作を含む場合、広範囲のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、または事実上それらの組合せにより、このようなブロック図、フローチャート、および例における各機能および／または各動作が個別および／または集合的に実現され得ることは、当業者によって理解されよう。一実施形態においては、本開示の主題は、１つもしくは複数のマイクロコントローラを通じて実現することができる。しかしながら、当業者であれば、本明細書に開示される実施形態が、全体的または部分的に、標準集積回路において（例えば特定用途向け集積回路、すなわちＡＳＩＣ）、１つもしくは複数のコンピュータによって実行される１つもしくは複数のコンピュータプログラムとして（例えば、１つもしくは複数のコンピュータシステム上で動作する１つもしくは複数のプログラムとして）、１つもしくは複数のコントローラ（例えばマイクロコントローラ）によって実行される１つもしくは複数のプログラムとして、１つもしくは複数のプロセッサ（例えばマイクロプロセッサ）によって実行される１つもしくは複数のプログラムとして、ファームウェアとして、または事実上それらの任意の組み合わせとして同等に実施可能であり、回路の設計、ならびに／またはソフトウェアおよび／もしくはファームウェア用のコードの記述は、本開示の教示に照らして当業者の技術範囲に十分収まることが理解されよう。
【０１０２】
ロジックがソフトウェアとして実装され、メモリに記憶される場合、ロジックまたは情報は、任意のプロセッサ関連のシステムまたは方法によって使用される、またはそれらと関連して使用される任意の非一時的なコンピュータ可読媒体に記憶され得る。本開示の文脈において、メモリとは、電子的装置、磁気的装置、光学的装置、もしくは他の物理的装置、またはコンピュータプログラムおよび／もしくはプロセッサプログラムを非一時的に含むかもしくは記憶する手段である、非一時的コンピュータ可読記憶媒体またはプロセッサ可読記憶媒体である。ロジックおよび／または情報は、例えばコンピュータベースのシステムおよびプロセッサを含むシステムなどの、命令実行システム、命令実行装置、もしくは命令実行デバイス、または命令実行システム、命令実行装置、もしくは命令実行デバイスから命令をフェッチし、ロジックおよび／もしくは情報に関連する命令を実行することができる他のシステムなどによって使用される、またはこれらと関連して使用される任意のコンピュータ可読媒体で具現化することができる。
【０１０３】
本明細書の文脈において、「コンピュータ可読媒体」は、命令実行システム、命令実行装置、および／もしくは命令実行デバイスによって使用される、またはそれらと関連してロジックおよび／もしくは情報に関連するプログラムを記憶することができる任意の物理的要素であり得る。コンピュータ可読媒体は、例えば、電子的、磁気的、光学的、電磁的、赤外線、または半導体のシステム、装置、またはデバイスであり得るが、これらに限定されない。コンピュータ可読媒体のより具体的な例（非網羅的リスト）として、ポータブル・コンピュータ・ディスケット（磁気ディスク、コンパクト・フラッシュ・カード、ＳＤ（Ｓｅｃｕｒｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ）カードなど）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラマブル読出し専用メモリ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ：ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、またはフラッシュメモリ）、ＣＤＲＯＭ（ｐｏｒｔａｂｌｅ  ｃｏｍｐａｃｔ  ｄｉｓｃ  ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）、およびデジタルテープが挙げられる。
【０１０４】
上述の様々な実施形態は、さらなる実施形態を提供するために組み合わせることができる。必要に応じて、実施形態の態様を変更し、様々な特許、出願、および刊行物のシステム、回路、および概念を使用してさらに別の実施形態を提供することができる。
【０１０５】
全般として、全電動のスクータおよび／またはオートバイなどの個人輸送車両に使用する動力システムの環境および背景について論じてきたが、本明細書の教示は、他の車両環境および非車両環境を含む他の広範囲の環境に適用することができる。
【０１０６】
要約に記載されているものを含め、例示の実施形態の上記の説明は、網羅的であること、または開示される厳密な形態に実施形態を限定することを意図したものではない。特定の実施形態および実施例が例示を目的として本明細書に記載されているが、関連する技術分野において当業者によって認識されるように、本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、種々の同等な変更を行ってもよい。
【０１０７】
上記の詳細な説明に照らして、実施形態にこれらの変更および他の変更を行うことができる。全般として、以下の特許請求の範囲において使用される用語は、特許請求の範囲を、明細書および特許請求の範囲に開示される特定の実施形態に限定するものと解釈されるべきではなく、かかる特許請求の範囲の権利の対象となる、均等物の全範囲とともに可能なすべての実施形態を含むものと解釈されるべきである。したがって、特許請求の範囲は、本開示によって制限されない。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動車両の特定の種類の負荷を判定する方法であって、
ある期間にわたって車両のパワートレーン動作に関するリアルタイムデータを取得することと、
取得した前記車両の前記パワートレーン動作に関する前記リアルタイムデータを基準データと比較することに基づいて、前記期間に前記車両が前記特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定することとを含み、前記基準データは、前記車両が前記特定の種類の負荷を受けるときの特徴となるパワートレーン動作に関するデータを含む、方法。
【請求項２】
車両のパワートレーン動作に関する前記リアルタイムデータを取得することは、
前記期間にわたってリアルタイムデータを前記車両の動力伝達系から取得することを含み、前記リアルタイムデータは、モータ速度の増加に伴った前記車両のモータの現在のモータトルクを示すデータを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基準データは、前記車両が前記特定の種類の負荷を受けるときの特徴となる、モータ速度の増加に伴ったモータトルクを示すデータを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記車両が前記期間にわたって特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定することは、
前記動力伝達系からの前記リアルタイムデータを、特定の期間にわたって特定のサンプリングレートでサンプリングすることと、
前記特定の期間中に前記リアルタイムデータのサンプリング毎に、
サンプリングした前記動力伝達からの前記リアルタイムデータを前記基準データと比較することと、
前記サンプリング時に前記基準データに対して行った前記比較に基づいて、前記サンプリング時に前記車両が現在前記特定の種類の負荷を受けているかどうかを判定することと、
前記サンプリング時に前記車両が現在前記特定の種類の負荷を受けているかどうかの前記判定に基づいて、前記特定の期間の開始時に初期化されたカウンタをインクリメントするかどうかを決定することと、を含み、さらに
前記特定の期間が経過した後に、前記カウンタの値と閾値とを比較することと、
前記比較に基づいて、前記カウンタの値が前記閾値以上であるかどうかに応じて、前記車両が前記特定の期間にわたって前記特定の種類の負荷を受けたかどうかを判定することとを含む、
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記車両が前記特定の期間にわたって前記特定の種類の負荷を受けたかどうかの前記判定に少なくとも部分的に基づいて、前記車両の前記モータの動作特性を制限するかどうかを決定することをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記車両が前記特定の期間にわたって前記特定の種類の負荷を受けたかどうかを判定することは、前記サンプリングした前記動力伝達からの前記リアルタイムデータを前記基準データと前記比較することに基づいて、前記車両が傾斜面を登っていたか平坦面を走行していたかを判定することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記サンプリングすることと、前記サンプリングしたリアルタイムデータを比較することと、前記サンプリング時に前記車両が現在前記特定の種類の負荷を受けているかどうかを判定することと、前記カウンタをインクリメントするかどうかを決定することと、前記特定の期間が経過した後に前記カウンタの値と閾値とを比較することと、前記車両が前記特定の種類の負荷を受けたかどうかの前記判定に少なくとも部分的に基づいて、前記車両の前記原動機の動作特性を制限するかどうかを決定することとを、前記特定の期間に等しい長さの複数の期間にわたって繰り返すことをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記車両が前記特定の期間にわたって前記特定の種類の負荷を受けたと判定された場合、前記特定の期間にわたって前記車両が前記特定の種類の負荷を受けたという前記判定に少なくとも部分的に応答して、前記車両を動作させることをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記車両を動作させることは、前記車両の前記モータトルクをモータ速度に応じた特定のトルク量にするように前記車両を動作させることを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記車両を動作させることは、前記車両のモータの動作特性を制限することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記車両の前記モータの動作特性を制限することは、前記車両の前記モータトルクをモータ速度に応じた特定のトルク量にするように前記車両のモータの動作特性を制限することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
モータ速度に応じた前記特定のトルク量を、所望のモータトルク対モータ速度を示すディレーティング曲線によって規定する、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記車両を動作させることは、前記車両にウインドデフレクタを上昇させることを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記車両を動作させることは、前記モータの最大トルク出力を管理して、前記車両のモータに動力を供給する前記車両のバッテリの温度を制御することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
前記モータの最大トルク出力を管理して前記モータに動力を供給する前記車両の前記バッテリの温度を制御することは、前記バッテリの温度が特定のバッテリ温度閾値に達することに応答して行われる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記車両を動作させることは、前記車両の前記電動モータに供給される電流を制限することと、前記車両の加速度を制限することと、前記車両の前記電動モータに供給される電流を制限することと、前記車両の前記モータに電力を供給するバッテリの温度を調整することと、のうち１つまたは複数を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１７】
前記特定の種類の負荷は、前記車両の外部の状態、傾斜を登ること、特定の勾配の傾斜を登ること、平坦面を走行すること、前記車両の重量、追加重量を運ぶこと、特定の量の追加重量を運ぶこと、特定の数の人々を運ぶこと、転がり抵抗、特定の種類の転がり抵抗、タイヤの種類、１つまたは複数のタイヤの空気圧、前記車両が走行している地面の性質、前記車両と地面との間の摩擦、空気抵抗、前記車両の大きさおよび形状、前記車両の流線度、風速、横風速度、横風の方向、逆風、逆風の速度、前記車両の動力伝達系の問題、前記車両のパワートレーンに関する問題、前記車両の前記動力伝達系の異常、前記車両の前記パワートレーンの異常、前記車両の前記動力伝達系における抵抗の大きさ、前記車両の前記パワートレーンにおける抵抗の大きさ、前記車両の前記動力伝達系における可動部品間の摩擦量、前記車両の前記パワートレーンにおける可動部品間の摩擦量、前記車両のバッテリ温度、ホイールアライメント、およびホイールアライメントの異常、のうちの１つ、または以上のうちの１つもしくは複数の組み合わせと関連する、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記基準データは、前記車両が前記特定の種類の負荷を受けるときの特徴となる、基準モータトルク対基準モータ速度を示すデータ曲線の形態である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記車両が前記期間にわたって特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定することは、
取得した前記車両の前記パワートレーン動作に関する前記リアルタイムデータを基準データと比較することに基づいて、前記車両が平坦面を走行しているかまたは傾斜を走行しているかを判定することと、
前記車両が平坦面を走行しているか傾斜を走行しているかを前記判定することに基づいて、さらに、取得した前記車両の前記パワートレーン動作に関する前記リアルタイムデータを基準データと前記比較することに基づいて、前記車両の前記パワートレーンまたは前記動力伝達系の異常の有無を判定することと、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記車両の前記パワートレーンまたは前記動力伝達系に異常があると判定された場合に、前記車両の前記パワートレーンまたは前記動力伝達系に異常があるとの前記判定に少なくとも部分的に応答して、前記車両の前記モータトルクをモータ速度に応じた特定のトルク量にするように前記車両を動作させることをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
取得した前記車両の前記パワートレーン動作に関する前記リアルタイムデータには、１つまたは複数のセンサから得られたデータが含まれ、
前記１つまたは複数のセンサは、車両加速度、車両の場所、車両高度、車両傾斜データ、車両温度、車両バッテリ温度、車両システム部品温度、ジャイロスコープデータ、車両テレマティックデータ、風速、風向、加速度計データ、車両重量、タイヤ空気圧、および車両高度の変化、のうちの１つまたは複数に関連する情報を収集するために動作可能なセンサを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記車両が前記期間にわたって特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定することに基づいて、タイヤ空気圧を決定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
前記車両が前記期間にわたって特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定することに基づいて、機械的問題によって生じる車両効率の低下を検出することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
車両であって、
前記車両の少なくとも１つの車輪を駆動するように結合されたモータと、
電力を蓄積する主電力蓄積デバイスと、
前記主電力蓄積デバイスと前記モータとの間で選択的に電力を伝達するように結合され、動作可能とされた電源と、
前記電源を制御するように通信可能に結合されたコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
ある期間にわたって車両のパワートレーン動作に関するリアルタイムデータを取得し、
取得した前記車両の前記パワートレーン動作に関する前記リアルタイムデータを基準データと比較することに基づいて、前記期間に前記車両が特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定し、
前記基準データは、前記車両が前記特定の種類の負荷を受けるときの特徴となるパワートレーン動作に関するデータを含む、車両。
【請求項２５】
前記コントローラが、請求項２の動作をさらに実行する、請求項２４に記載の車両。
【請求項２６】
コンピュータが実行可能な命令を記憶した非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、前記コンピュータが実行可能な命令は、実行時に、少なくとも１つのプロセッサに
ある期間にわたって車両のパワートレーン動作に関するリアルタイムデータを取得することと、
取得した前記車両の前記パワートレーン動作に関する前記リアルタイムデータを基準データと比較することに基づいて、前記期間に前記車両が特定の種類の負荷を受けるかどうかを判定することと、を実行させ、
前記基準データは、前記車両が特定の種類の負荷を受けるときの特徴となるパワートレーン動作に関するデータを含む、コンピュータ可読媒体。
【請求項２７】
前記コンピュータが実行可能な命令は、実行時に、少なくとも１つのプロセッサに請求項２の動作をさらに実行させる、請求項２６に記載のコンピュータ可読媒体。
【国際調査報告】
2018524961.tif 000011
2018524961.tif 000012