(57)【要約】動力制御システムは、バッテリー、モーター、道路やハイウェイを運行するトラクタートレーラーのような輸送手段の特定の変動状態を読みとることができるデータロジック分析器、の少なくとも1つを含んでいてもよい。データを用いて、燃料の消費を低減するために、いつトレーラーのホイールへ補助的な動力を適用するかを決定することが可能である。一例の装置は、電気的動力を生成する動力生成モジュール、電気的動力を蓄えるバッテリー、トレーラー及び/またはトラックの車軸に備え付けられたモーターであり、バッテリーに蓄えられた電気的動力により動作可能になされた場合、トレーラー車軸に回転力を提供するモーター、規定のセンサー条件に応じて、モーターの動作を始動させるように構成されたモーター制御装置の少なくとも一つを含み得る。【選択図】図１
2018523447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的動力を生成するように構成された動力生成モジュールと、
前記電気的動力を蓄えるように構成されたバッテリーと、
トレーラーの車軸に取り付けられ、前記バッテリーに蓄えられた前記電気的動力により動作可能になされたときに、前記車軸へ回転力を提供するように構成されたモーターと、
規定のセンサー条件に応じて、前記モーターの動作を起動するように構成されたモーター制御装置と、を備える
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、
前記規定のセンサー条件は、前記トレーラーのブレーキ状態、加速度計の位置、ＧＰＳ測定機、前記トレーラーの加速状態、前記トレーラーの速度状態、前記トレーラーの測定された傾き、ジャイロスコープの表示値（reading）、マイクの読み取り値、ドライバーの挙動、現在動作中のエンジン状態、の少なくとも一つの変動である
ことを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置において、
前記モーターが動作するときに、前記トレーラーへ動力供給するために使用されるエンジンの燃料消費が減少する
ことを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１に記載の装置において、
前記電気的動力は、前記車軸の回転、トレーラーサスペンションの動作、前記トレーラーに取り付けられたソーラーパネルのソーラーパワー、の少なくとも一つから生成される
ことを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置において、
さらに、トレーラー制御装置を備え、
前記トレーラー制御装置は、
少なくとも1つのセンサーからのセンサーデータを受信し、
前記少なくとも１つの規定のセンサー条件を、前記センサーデータがトリガするか否かを判定する
ように構成されることを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項５に記載の装置において、
前記少なくとも1つのセンサー条件は、閾値センサー条件が超過されることを含む
ことを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項５に記載の装置において、
重量センサー、GPS、地形マップ、遠隔信号、高度計、ブレーキセンサー、ジャイロスコープ、傾斜計、速度センサー、加速度計の少なくとも1つを更に備える
ことを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置において、
前記トレーラー制御装置は、前記重量センサー、前記GPS、前記地形マップ、前記遠隔信号、前記高度計、前記ブレーキセンサー、前記ジャイロスコープ、前記傾斜計、前記速度センサー、前記加速度計の少なくとも1つから前記センサーデータを受信する
ことを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項１に記載の装置において、
前記モーター制御装置は、さらに、別の規定のセンサー条件に基づき前記モーターの動作を停止させるように構成される
ことを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の装置において、
前記車軸に取り付けられた前記モーターは、複数のモーターを更に含み、前記複数のモーターの各々が複数の車軸のいずれかへ取り付けられており、前記モーター制御装置により動作可能とされたときに前記車軸の各々に対して回転力を提供するように構成されている、
ことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
＜関連出願への相互参照＞
本出願は、２０１５年５月１日に提出され、”Electric tractor trailing sliding suspension system”と表題された米国仮出願第62/179.209号の優先権を主張するものであり、この出願の全ての内容は、参照によりこの中に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、最適なモーター車両の動力に関し、特に、インテリジェント制御と電子的な動力支援の分配を介して燃料消費をオフセットするものに関する。
【０００３】
従来、トラック産業の中で、動作コストの４０パーセント近くを燃料が占めている。ディーゼルガソリンに関係した膨大なコストに直面したトラック走者にとって、何らかの方法によりそのようなコストをオフセットすることは考慮に値する。自動車産業、または、トラック産業、または、その両方の産業にとって、燃料消費を低減し、エネルギーフットプリントを最適化する製品は、大いに評価を受けると考えられる。現在、トレーラー下でボルト留めされるスライダー式の車軸/サスペンションシステムが存在するが、従来、それらは電源を備えていない（パッシブな）システムであり、通常はホイールに動力が適用されない。
【発明の概要】
【０００４】
本出願の一例示的実施形態は、車輌の動作情報を特定し、トレーラーの動作情報に基づきトレーラーに電子的モーター支援を適用する装置を提供し得る。
【０００５】
本出願の他の例示的実施形態は、電気的動力を生成するように構成された動力生成モジュール、電気的動力を蓄えるように構成されたバッテリー、トレーラー及び/またはトラックの車軸に備え付けられたモーターであり、バッテリーに蓄えられた電気的動力により動作可能にされた場合、車軸に回転力を提供するように構成されたモーター、規定のセンサー条件に応じて、モーターの動作を始動させるように構成されたモーター制御装置の少なくとも1つを備える装置を含み得る。
【０００６】
本出願の他の例示的実施形態は、トレーラーの動作により生成された電気的動力を蓄えるように構成されたバッテリー、トレーラー及び/またはトラックの車輌車軸に備え付けられたモーターであり、バッテリーに蓄えられた電気的動力により動作可能にされた場合、トレーラー車軸に回転力を提供するように構成されたモーター、規定のセンサー条件に応じて、モーターの動作を始動させるように構成されたモーター制御装置の少なくとも1つを備える装置を含み得る。
【０００７】
本出願の他の例示的実施形態は、車輌（またはその車輌に接続されたトレーラー）に備え付けられた少なくとも1つのセンサーであり、車輌の動作中にセンサーデータを受信するように構成されたセンサー、車輌車軸に備え付けられたモーターであり、バッテリー動力により動作可能にされた場合、車両車軸に回転力を提供するように構成されたモーター、少なくとも一つのセンサーから受信したセンサーデータに基づいて、閾値センサー条件がトリガされたことを特定するように構成された車輌制御装置、閾値センサー条件状態応じて、モーターの動作を始動させるように構成されたモーター制御装置の少なくとも1つを備える装置を含み得る。 
【０００８】
本出願の他の例示的実施形態は、車輌（またはその車輌に接続されたトレーラー）に備え付けられた少なくとも1つのセンサーであり、車輌の動作中にセンサーデータを受信するように構成されたセンサー、車輌車軸に備え付けられたモーターであり、バッテリー動力により動作可能にされた場合、車両車軸に回転力を提供するように構成されたモーター、少なくとも一つのセンサーから受信したセンサーデータに基づいて、閾値センサー条件がトリガされたことを特定し、閾値センサー条件に基づき車輌の速度を制御するように構成された車輌制御装置、の少なくとも1つを備える装置を含み得る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】例示的実施形態に係る電子的モーター支援を有するトレーラー車軸とサスペンションアセンブリの俯瞰図を示す
【図２】例示的実施形態に係る電子的モーター支援を有するトレーラー車軸とサスペンションアセンブリを下から見た図を示す
【図３】例示的実施形態に係るトレーラーまたはトラックまたはその両方への電子的モーター支援の例示的システム構成例を示す
【図４】例示的実施形態に係るモーター制御構成及び車軸適合構成を示す
【図５】例示的実施形態に係る、より具体的なモーター制御構成及び車軸適合構成を示す
【発明を実施するための形態】
【００１０】
広く本明細書中で記載し、図面に示す本実施形態のコンポーネントは、様々な構成への変形や設計が行われ得ることは、容易に理解される。従って、以降記載する実施形態の詳細な説明は、付属された図面で描かれたものも含め、特許請求される本願の範囲を限定することを意図せず、本願の選出された実施形態を表すものに過ぎない。
【００１１】
本明細書を通して記載された本願の特徴、構造、特性は、一つ以上の実施形態の中で適切な方法により組み合わされたものとなり得る。例えば、”例示的実施形態”、”幾つかの実施形態”、または他の類似する言葉は、本明細書を通して、実施形態に関連して記述された特定の特徴、構造、特性が、本願の少なくとも一つの実施形態に含まれ得るということを表している。従って、本明細書を通して、”例示的実施形態”、”幾つかの実施形態”、”他の実施形態”、または他の類似する言葉に関する言い回しが表記されたときには、必ずしもそれら全てが同一の実施形態のグループを示しているとは限らず、記載された特徴、構造、特性は、一つ以上の実施形態の中で適切な方法により組み合わされたものとなり得る。
【００１２】
図１は、例示的実施形態に係る電子的モーター支援を有するトレーラー車軸とホイールアセンブリの俯瞰図を示している。図１を参照すると、トレーラーホイールと車軸アセンブリ１００の俯瞰図は、１組のタイヤと対応するホイール１１０、フレーム、そのフレームの下面に取り付けられた電子モーター１１２を含む。電力電源は、トレーラーの下にボルト留めされており、サスペンション構成に統合されている。その統合されたモーターの構成は、フレーム下面に取り付けられるバッテリーを有してもよい。その統合されたモーターの構成は、図２のバッテリーアレイ１１６に蓄えられているエネルギーを車軸から受け取るだろう。蓄えられたバッテリーのエネルギーを使用して、モーターを稼動させ、モーターから車軸へ動作を伝達するモーター拡張部１１４を介して、駆動軸への動作支援を提供することが可能である。一般に、二つの追加コンポーネントがあり、一つは、モーターとバッテリー間のエネルギーを管理する電動モーター制御装置である。二つ目のコンポーネントは、自動化された制御システムであり、センサーを有し、いつどこへエネルギーを提供し、またはいつどこでエネルギーを受け取るかを予測することが可能な制御システムである。
【００１３】
一つのホイールに対し一つのモーターがあってもよい。別の実施形態では、全ての車軸に対し一つのモーターだけが存在してもよい。または、いずれかの車軸に対してのモーターが存在してもよい。または、それぞれのホイール内に４つのモーターがあってもよい。幾つかのトレーラーには、一つ以上の車軸が収容されているものがあり、任意の数の車軸を収容することが出来る。車軸は、固定されていても、スライド式のサスペンション台の上に設置されていてもよい。分配された電源は、各々のモーターに同時、またはそれぞれ個別に動力を供給することができる。エネルギーは、電動モーターや駆動軸を通して、受け取られ、バッテリーパックに蓄えられ得る。また、大気圧、流圧、フライホイール、車輌のソーラーパネル、および／またはそれらの電源の一つ以上の組み合わせによりエネルギーが受け取られる油圧システム。エネルギーは、電動モーターへ戻され、サスペンションと車軸のシステムへ向けて順方向に動力を供給してもよい。サスペンションの制御システムに含まれる加速度計やジャイロスコ−プといった制御装置は、加速やブレーキが生じることをそれぞれ独立に検知することもでき、その際に、動力またはトルクの（正または負の方向への）供給を行うか、または、そうした供給をやめる。制御システムは、また、ドライバーが何をしているのかを更に検知し、システムを適切に動作させるだろう。
【００１４】
他の例示的実施形態では、トラック下のブレーキラインは、ブレーキ動作および動力の冗長度を判定するために用いることができる。また、トラックデータポートからのデータは、トレーラーの制御システムとやり取りをすることで、車輌データ（速度、ブレーキ、加速、動作等）に基づいた決定を行うこともできる。そのシステムは、電動モーターに接続された駆動軸を有していてもよい。それによれば、モーターが車軸を回転させること、ならびに、車軸がモーターを回転させることが可能となる。これにより、二つのコンポーネント間でのエネルギーのやり取りができる。その電動モーターは、制御システムへ接続される。この制御システムは、モーターを異なる速度で動作させるために、そのモーターへ異なる周波数で電力を供給することができる。その制御システムは、更にその電動モーターへ電力を送ることで、駆動軸がモーターを回転させて、それによりエネルギーを産出することを可能とする。この生成されたエネルギーは、制御システムへ送り戻されるだろう。制御システムは、バッテリーパックに取り付けられている。
【００１５】
制御システムは、また、システム内のバッテリーの残量やパラメータの監視も行う。モーター制御バッテリー管理システムは、バッテリーの残量を監視し、分路を通った電力の流れを読み取るか、高圧線を通過した電流を読み取り、アンペア数を計算することで、バッテリーの残量を計算する。車輌制御ユニットと制御システムは、ドライバーの行動を検知し、モーター制御装置やバッテリーパック、電動モーターを適切に制御することができる。そのシステムを適切に制御するべく、高さグラフ（Elevation graph）を用いることも可能である。グラフからの高さ情報、ジャイロスコープを、高さを求めるための傾斜や位置を特定することに用いることができる。動力を供給するかしないかの判断の根拠として高さパラメータも使用することもできる。制御システムは、その車輌がどこへ向かっているかということを予測し、その先の地形を評価することができる。次いで、そのシステムは、車輌がその先の地形にたどり着いた際に最も効率的となるように、現時点でバッテリーの放電または充電を行うかどうかの判断を行うことができる。尚、そのトレーラーのスケールシステムは、重量や必要とされる動力に係る情報を提供するもの（空気サスペンション）であってもよい。
【００１６】
図２は、例示的実施形態に係る電子的モーター支援を有するトレーラー車軸とサスペンションアセンブリを下から見た図を示す。図２を参照すると、電動モーターは、駆動軸へのベルト駆動式連結部１１４をもっていてもよいが、チェーン駆動式の並列ギア駆動装置、ギアボックス、ピニオン・ピニオン／ギア／差動装置連結による直接駆動装置、流体トルク移送装置、たわみ継手、車軸中のモーターによる直接駆動装置を持っていてもよく、電動モーターをハブに直接連結すること、または、システムの動作中に異なるギアを使用するために連続的に変動可能な変速装置に直接連結することができる。また、バッテリーパックは、グリーンフレームに入れられ、安全の目的でカプセル化されてもよい。その代わりに、スナップで取り付ける方式のバッテリーモジュールが取り外し可能に取り付けられていてもよい。
【００１７】
動作において、トラックが止まった際、制御システムと代替動力供給源（ＡＣ１２０ボルト、ＡＣ２４０ボルト、その他様々な電圧）をトラックに差し込んで、機器に動力を送り、これにより、夜通しディーゼルモーターを稼動させる代わりに、温めたり冷却したりすることが可能である。このシステムは、また、事故やインシデントの際に、カメラへ動力供給することや、タイヤ圧について警告をするセンサーに、またはＧＰＳ等に動力供給することができる。システムを、データ記憶、分析などのためにクラウドに接続することもできる。さらに、デザインをより抗力を減らす形にして、トレーラーの下の気流をより強い空気フォイル（air foil）とし、これにより、より抗力を減らす車体として、抵抗係数を減じることができる。
【００１８】
例示的実施形態によれば、エネルギーは２以上の方法により車輌の動作により生成される。そのエネルギーはバッテリーに蓄えられる。特定の変数が規定の範囲内に含まれる場合（すなわち、トラックからのOBDIIまたはJ1939CanBusデータが、閾値条件、MPH、加速率、ブレーキ、ジャイロスコープの動作、使用されている特定のギア、傾斜計、GPS座標、地形グラフ等の閾条件において観測される場合）、スマートシステムが、車軸が回転することができる性能やサスペンションがシフトして効率を改善する性能に加えられる電気的エネルギーを使用することを把握している。そのエネルギー（バッテリー/電動モーター）は車軸が回転する性能に加えられ、また、従来からCanBus、具体的には現代のトラックのJ1939で動作する電子的制御モジュール（ＥＣＭ）は、車輌において特定されるようなOBDIIポートの代わりにトラックが有しているものであるが、この開示目的のために、いずれのインターフェースも全体のシステムの一部であってもよい。
【００１９】
図３は、例示的実施形態に係るトラックへの電子モーター支援のシステム構成例を示す。図３を参照すると、’エネルギー’は、車軸/サスペンションシステムから、そして、車軸そのものから供給される（動作より取得されたエネルギー）。システム構成３００は、１つ以上のモーター３４４と、１つ以上のバッテリー３４２と、制御装置３２４からの指令を受け取り、トラックの車軸３１２、３１４またはトレーラーの車軸３１６および３１８に支援エネルギーの供給を行うようにまたは供給を行わないように構成された他のローカライズされた適合ユニットとを収容したトラック３０１を含む。本例においては、車軸に動力供給するのに使用するものと同じモーターを回転させ、バッテリー３４２に蓄えられる電気的動力を生成することで、車軸の回転はそれ自身においてエネルギーを生成することもできる。センサー３２８からの任意のデータ、トラックのブレーキにより行われるブレーキ動作及び／又はその他のデータソース、例えば、トラックのネットワークからのネットワークデータ、ＧＰＳ信号、地形情報、天候情報等を用いて、制御装置３２４により、１つ以上のモーター３４４が車軸に支援を行うことを可能とすることもできる。一例では、他の車軸や対応するモーターがイネーブルされていないときに車軸３１２に対する１つのモーターへイネーブル信号を提供するものとして、センサーデータを特定してもよい（マイル/時等）。追加のセンサーデータ、例えば、第２条件（すなわち、傾斜した道、エンジンＲＰＭからの音声信号）がある場合には、その追加のセンサーデータにより、追加のモーターが、そのほかの車軸３１４、３１６、及び／あるいは、３１８への支援を行うことが可能になってもよい。当業者であれば、１つ以上のセンサー条件により、１つ、２つ、それ以上のモーターの動作およびトラックへの支援を開始することができ、したがって、エネルギーが節約され、燃料の経済性が増進されることを、理解するだろう。
【００２０】
また、他の実施形態では、上方または下方への衝撃もまたエネルギーを生成する場合があり、そのエネルギーは、サスペンション電気的動力取得適合モジュール（不図示）を介してバッテリーに蓄えられる。電源の他の例は、トラックの主要なエンジンの動作や、ソーラーパネルや、電源出力に差し込まれる充電システムを含んでもよい。この例としては、サービスエリア、発送センター、計量所などにあるコンセントである。制御装置３２４の制御の側面は、マイクロコントローラーと（または）プロセッサを含む場合もある。制御装置は、OBDII/ECMデジタルデータ読み取り機能を解釈するロジックを使用し、特定のコマンドに達する解釈を行い得る。特定のコマンドとは、例えば、何もしない、いくらかの動力を供給する、より多くの動力を供給する、より少ない動力を供給する、バッテリーを充電する、バッテリーへの充電を中止する、などである。制御装置３２４は、自体の性能を変更するためにＥＣＭデータを必要としないことさえあるが、追加のフィードバックを提供するためにＥＣＭデータが用いられる場合もある。動力は、ドライバーがアクセルを踏んでいるときや上り坂を進んでいるときに適用されることもあり、車輌が減速し、または下り坂を進んでおり、支援が必要でないときには捕捉されるだろう。このサイクルは、センサーデータが道路条件やトラック条件を特定するたびに繰り返すこともでき、従って、適切な時点でモーターがイネーブルまたはディスエーブルされる。
【００２１】
加速や減速に関する加速度データは、上り坂や下り坂での動作を特定するために用いられる基礎的な変数を成しており、そして、バッテリー残量から、充放電を適宜行うことができ、前方の予測地形、コンポーネントの温度、速度等。衝撃を通してエネルギーを取得することもまた実現し得る。車軸はモーターを回転させることでエネルギーを生成し、または、モーターが車軸を回転させることでエネルギーを消費する。よって、電動モーターは、バッテリーが蓄えることが可能な動力を生成する電源または発電機として動作することができる。
【００２２】
エネルギーは、２つ以上の方法によりトラックや車輌の動作を介して生成され得る。エネルギーは、バッテリーに蓄えられる。特定のセンサー条件が規定の範囲内であるとき（すなわち、OBDII/ECMデータが、MPH、加速率、ブレーキ、ジャイロスコープの動作、使用されている特定のギア、傾斜度、エンジンノイズ等の閾値条件において観測される場合）、制御システムは、車軸が回転する性能や、効率を改善するようにサスペンションがシフトしてすることに加えられる電気的エネルギーを使用することができる。エネルギー（バッテリー/電動モーター）は、車軸が回転する性能に加えられる。そのような情報は、電子的制御モジュール（ＥＣＭ）により特定可能である。電子的制御モジュール（ＥＣＭ）は、トラック車輌がOBDIIポートの代わりに用いるものである。その’エネルギー’は、サスペンションや、動作によりエネルギーを取得する車軸自身からのものである。電力は、ほとんどの形態の動作により生成され得るが、開示されている例においては、エネルギーは、車軸の回転を通して取得される。
【００２３】
図４は、例示的実施形態に係るモーター制御構成及び車軸適合構成を示す。図４を参照すると、モーターと対応する制御システム４００は、電源及びモーター制御ユニット３１０として動作する一組のモジュールを含んでいてもよい。図４の構成例では、動力生成モジュール３４８が、モーター３４４がパッシブモードで動作している場合に動力を生成してもよい。例えば、制御装置３２４を介してモーターがディスエーブルされているとき、動力生成モジュール３４８が車軸の回転動作や衝撃、または、独立したエネルギー充電機構、例えばソーラーパネルや充電ユニット（不図示）等により動力を生成できるようにしてもよい。様々なセンサーを介して検知されるセンサー条件は、信号受信ユニット３２１を介して受信し、処理してもよい。条件が追加のエネルギーが必要であると判定されたとき、例えば、車輌の傾斜、音声センサーにより検知されたＲＰＭ閾値、特定の閾値ＭＰＨ等がある場合、制御装置３２４はバッテリーへの充電を停止させて、バッテリーの動力をモーター３４４へ分散させることもでき、モーター３４４が、補助的なエネルギーが車軸適合ユニットを介して車軸へ提供されることを可能にする。
【００２４】
制御機能は、センサーデータを受信し、モーターを動作させることができるようにデータ処理するマイクロコントローラー及び（または）プロセッサを含んでいてもよい。制御装置３２４は、センサーデータを解釈するロジックを使用してもよく、予め定められた条件/閾値に対しデータの比較を行い、動力指令判定を実行してもよい。OBDIIまたは具体的にはトラック、ECMデジタルデータの読取り機能と制御装置３２４による解釈内容を用いて該当する特定のコマンドを特定することができる。特定のコマンドとは、何もしない、いくらかの動力を供給する、より多くの動力を供給する、より少ない動力を供給する、バッテリーを充電する、バッテリーへの充電を中止する、などである。一例では、制御装置３２４は、動力分配判定をなすためにECMデータを必要としないが、モーターのイネーブリング判定のためにECMデータが用いられてもよい。
【００２５】
動力は、ドライバーが加速しているときや上り坂を運行しているときに適用され得、また、車輌が減速しているときや下り坂を運行しているときに捕捉され得る。一例では、高速化のような加速や減速化が、いつ補助的な動力をモーター３４４へ加えるべきかを特定する一手法となる。また、上り坂や下り坂といった地形も、補助的な動力を適用する際に使用されるデータを提供することができる。さらに、バッテリー残量や予測される前方の地形（GPS等）、コンポーネントの温度、速度等も全て、補助的な動力の適用の是非、必要とされる動力の程度について決定することに用いることが可能である。車軸はモーターを回転させることで、エネルギーを生成することができ、または、モーターが車軸を回転させることでエネルギーを消費することができる。結果的に、電動モーターは、電源としてまたは発電機として機能し得る。
【００２６】
一例示的実施形態においては、電気的動力を生成するように構成された動力生成モジュール３４８と、その電気的動力を蓄えるように構成されたバッテリー３４２と、車輌の車軸に備え付けられ、バッテリーに蓄えられた電気的動力により動作可能とされるときに車軸へ回転力を提供するように構成されたモーターとを含んでもよい。さらに、モーター制御装置３２４は、外部条件を特定し、その情報を処理のために制御装置に提供する様々なセンサーのうちのいずれかのセンサーから得られる規定のセンサー条件に基づき、モーター３４４が動作するようにモーター３４４の起動を行うように構成される。電気的エネルギーのみではなく、流体/ガス圧縮エネルギーを捕捉し、車軸を回転させるために供給してもよい。例えば、車輌が減速または停止する際に流体/ガスを圧縮し、そして圧縮された流体/ガスは加速時に車軸を回転させるために使用することができる。
【００２７】
規定のセンサー条件の例は、加速度計の位置、GPS計器、車輌の加速状態、車輌の速度状態の少なくとも1つの変化を含んでいてもよい。車輌に関する他のデータは、傾斜計、ジャイロスコープ、トラックモーターのRPMを聞くことで既知の音声条件（エンジンノイズ等）に基づき歪みや酷使を特定するためのマイク、トラックとトレーラーの間の力を測定するために五番目のホイール上またはその近辺にある歪み及び力センサー、ドライバーの活動および不活動を処理するためにトラックの電子的制御システム（ECM）を監査すること、エンジンの使用、ブレーキの使用等によって特定されてもよい。モーターが直接的に車軸で支援を供給するように用いられているとき、車輌のエンジンにおける燃料の使用は減少する。電気的動力は、車軸の回転、車輌のサスペンションの動作、車輌に付属するソーラーパネルを介したソーラーパワーのうちの少なくとも1つによって生成される。また、蓄えられたエネルギーを電源として使用して、例えば、ドライバーは電源にトラックを接続し、暖房／冷房電子機器等に動力を供給することができる。モーター３４４、バッテリー３４２、または動力供給源３５４は、また、電動リフト、ファン、トレーラーの冷凍システムなどの冷却システムまたはトレーラーの暖房システム、エンジン蓄熱ヒーター、リフトゲート、または、他のトレーラーの電動コンポーネント、といったトレーラーの他の機器への動力供給に用いることも可能であり、これにより、ディーゼル式トラックの連結を必要とせずに、各貨物所をトレーラーが移動する。また、サスペンション調節装置、ホイール、車軸を含むシステム周辺の抗力低減要素は、抵抗や燃料消費を低減させるように自動的に動作させることもできる。
【００２８】
動作に際し、動力生成モジュール３４８は駆動軸であってもよいが、この駆動軸は、ホイールに接続され、これにより、ホイールから駆動軸内へ動力が伝わることが可能になる。その際、モーターは駆動軸内へ直接とりつけられることができる。モーターは、発電機、と電源の両方として機能する。モーターは、様々な量で、正、負、またはゼロのトルクを適用する。車軸は、トラック向けの駆動軸であってもよい。駆動軸を有する場合とは対照的に、モーターはピニオン、ヨーク及び（または）差動装置に接続される。
【００２９】
図５は、例示的実施形態に係る、より具体的なモーター制御構成及び車軸適合構成を示す。図５を参照すると、システム構成５００は、モーター制御装置３２４、バッテリー３４２、モーター３４４を有する主制御ユニット３１１を含む。プレチャージモジュール３４１は、制御装置３２４によるモーター３４４の動作を開始させることもできる。この構成では、製造者によって採用される構成に応じて、車輌制御装置３６０は、モーター制御装置３２４の一部となり得る分離したコンピューティングモジュール、または、分離した制御装置を示す場合もある。車輌制御装置３６０は、各センサー及びデータ源のうちのいずれかから受け取ったデータの特定を担当する。これらセンサー及びデータ源は、トラックの重量を監視するよう構成された重量センサー３６１、ブレーキ動作が生じたときに監視を行うように構成されたブレーキセンサー３６２、全方向における車輌の位置と移動を監視するように構成されたジャイロスコープ３６３、車輌の相対的傾斜量を監視するように構成された傾斜計３６４、保存された地図を介して傾斜、高度データ、現在、過去、及び（または）未来の道路地形を監視または予想する地形データ３６５、道路のローカルな条件及び拡張された条件に関連したワイヤレス通信源から受信したデータを監視するように構成されたトラック運転手ネットワーク３６６、車輌の位置/速度/高度等を監視するためのGPSセンサー３６７、セルラー／衛星といった様々な通信源を介してデータをシステムへまたはシステムから転送することが可能なワイヤレス通信モジュール３６８、を含むが、これらに限定されない。図５の例では、GPSや加速度計、ブレーキ等からのセンサー情報により、車軸でのローカルなモーター動作が開始される。車輌制御装置３６０は、センサーデータを受信し、モーターの動作を行えるように情報処理を行う。受信したデータは解析され、既知の勾配や、地形の変化、加速時計のデータ、GPS情報、MPH、ブレーキ動作、その他の速度に関係した基準といった設定された閾値と比較される。情報が受信され、処理され、閾値と比較され、モーターを扱うための決定がなされる。
【００３０】
一例示的実施形態によれば、装置は、車輌の動作中にセンサーデータを受信するように構成された、車輌に取り付けられた少なくとも1つのセンサーと、バッテリー動力により動作可能とされたときに車軸へ回転力を供給するように構成された、車輌の車軸に取り付けられたモーターと、を含んでいてもよい。装置は、また、受信されたセンサーデータに基づいて、センサーの閾値条件がトリガされたことを特定するように構成されたプロセッサ、閾値条件に基づいて、モーターの動作を始動させるように構成されたモーター制御装置も含んでいる。センサーは、加速度計、GPSユニット、車輌ブレーキ検知器、車輌速度計、傾斜計、ジャイロスコープ、マイク、トラック制御システムのセンサー、ECMデータ等のうち少なくとも1つを含んでいる。閾値条件は、車輌の速度、車輌の角度、または、センサーデータに関する任意の閾値であってもよい。
【００３１】
モーター制御装置は、閾値条件を超えたときに、モーターが動作を開始することができるようにする。閾値条件は、動作中の車輌の規定の角度を含んでいる。閾値条件は、また、車輌の動作中における規定の速度（マイル/h）を含んでいてもよい。インバータ/コンバータ動力供給コンポーネント３５４は、バッテリー３４２に蓄えられたエネルギーを、休憩エリアにいるトラックや、トレーラーのリフトゲート、トレーラーの冷却または加熱ユニット、モーター制御装置３２４、車輌制御装置３６０、さらに、システムにおける他のコンポーネントといった補助動力コンポーネントによって使用可能なエネルギーに変換し得る。このような構成のコンポーネントは、電動モーター３４４、モーター制御装置３２４、ロジック制御装置または車輌コントロールユニット３６０（VCU）、バッテリー３４２、駆動軸１１１、サスペンションフレーム、および抗力低減要素、ならびに、バッテリー管理システム（BMS）３５２、１２V動力供給源（不図示）、DC-DCコンバータ（不図示）、DC-ACコンバータ（不図示）、冷却システム（不図示）、プレチャージ回路モジュール３４１、駆動連結部１１３、重量センサー３６１、ブレーキセンサー３６２といった他のサブコンポーネントを含んでいてもよい。
【００３２】
電動モーターは、三相AC永久磁石モーターであってもよい。ただし、当業者であれば、本出願のシステム構成では、いかなる電動モーターをも使用し得ることは、理解するだろう。これは、ACモーター、DCモーター、誘導モーター等を含み得る。電動モーターは、モーター制御装置と通信し、そのモーターからその制御装置へ信号を送る小さなワイヤーに加え、三相系統線（高電圧線）による接続を有する。モーターは、さらに、各コンポーネントを潤滑にすることに加えて、熱を逃がす為にモーターにオイルを流す冷却システムに取り付けられている。冷却とは、モーターを通して、またはモーター周りに冷却液を流すものや、モーターを冷やすための空気流を使用するもの、または全ての冷却構成の組み合わせまで多岐に及ぶものとすることができる。
【００３３】
モーターは、ホイールへトルクを供給するために駆動軸に接続される。滑車を有するベルト駆動の適応構成が使用され得る。または、代わりに、モーターと車軸が連結された直接駆動構成もまた使用され得る。一構成では、存在する差動装置/ピニオンへの接続が行われるが、そこでは、モーターが、車軸の回転に対して９０度で回転する。他の構成は、車軸と同じまたは平行な方向に回転し、適合のためのギアシステムを有するモーターを含んでいてもよい。
【００３４】
モーター制御装置は、モーターとバッテリーの間の主要の結合点であり、バッテリー（DC電流）からのエネルギーを受け取り、モーター（またはモーターの選択タイプに基づいた異なる構成）のための３相のAC電流に変換する。モーター制御装置は、どちらかの方向へエネルギーを送るためのロジック、ハードウェアを有する。例えば、回生ブレーキを動作させた際、モーターでエネルギーを生成し、後程使用するためにバッテリーへ供給してもよい。モーター制御装置は、その装置からの指令を車両制御装置３６０のロジックから受け取る全てのコンポーネントの中心ハブである。モーター制御装置は、モーターを回転させる方法を決めたり、どのようにバッテリーを再充電するかを決めたりするための独自の内部ロジックを有している。また、モーター制御装置は、液体や空気、またはその組み合わせによって冷却される。
【００３５】
トラック制御システム/’CanBus’からのデータを解析し、リヤホイールに対しどの程度のトルクを適用するか、動力を適用するかどうか、またはエネルギーを回収するかどうか、ということを解析するセンサーを介してデータが集められる。この構成は、現状プリント基板である（センサーに接続されたRCBタイプ構成。こうした情報を、モーター、バッテリー、モーター制御装置、他のサブコンポーネントから受信して、それらが正しく動作することを確実にする。主な検査は、各コンポーネントの温度であってもよい。それらが過熱状態となり始めたとき、システムは減速または停止することで、各コンポーネントが再起動する前に冷却を可能とする。また、車輌制御装置のロジックは、顧客にライブデータを提供することで、システムが路上にあるときにソフトウェアアップデートを可能とするためにクラウドを通してデータを転送する。
【００３６】
バッテリーはリチウムイオンバッテリーであってもよい。他のエネルギー貯蓄策としては、フライホイール、コンプレッション、または、他のバッテリーの化学的構造が用いられ得る。理想の電圧及び充電/放電率を得るために並列および直列に接続された複数のセルも実装可能である。バッテリーパックを開発するには三つの段階がある。一つ目では、エネルギーが実際に各セルに貯蓄される。そして、それらのセルをつなげて、バッテリーモジュールの３０個のセルのようなモジュールを形成する。複数のモジュールをつなげてバッテリーパックを形成するが、そのバッテリーパックは、四つのモジュールをつないだものであってもよい。例えば、モジュールの下部および周囲の冷却プレートによる液冷システムは熱を除去するのに使用されることがき、流体が、冷却のためラジエーターを循環する。非導電性の流体を使用することもでき、コンポーネントをその流体中に完全に浸すことが可能である。この流体は、冷却のために、バッテリー３４２/モーター制御装置３２４/インバーターコンバーター動力供給部３５４/または他のコンポーネントを循環し得る。流体の移動は、ポンプ、ファン、重力によって、また、流体が強磁性流体などの磁性体と混ぜられたものである場合、磁力等によって引き起こされ得る。また、液体がバッテリーを通過する前にその液体を冷やすために、電動冷却装置が使用されてもよい。
【００３７】
駆動軸は、動力を転送可能とし、ホイールに取り付けられる。従来、トラックトラクタートレーラー後部のリヤホイールは自発的に動かない。リヤホイールは回転しない車軸へ取り付けられるが、車軸の外側ハブの周りで回転する。一例では、後車軸はトラックの駆動軸などの駆動軸に置き換えることができる。この車軸は、差動装置とピニオンがある車の駆動軸に類似する。電動モーターはピニオンを回転させ、ピニオンはホイールを回転させる。モーターがホイールとは異なるRPMで回転することができるようなギアリングレシオを、差動装置内で実現することができる。モーターと車軸は、平行または垂直であってもよく、ここでいう平行とはエネルギーロスがより小さくなることを意味し得る。
【００３８】
サスペンションのフレームは、スライド式のタンデムまたはボギーなど、トレーラーの下にある相対的に一様な車軸/サスペンションシステムを有していてもよい。これにより、トラックドライバーはそのフレームをトレーラーの下において前または後ろに移動させることで、トラックとトレーラー車軸全体での重量分布を最適化することができる。また、それによれば、街の中で、より狭い旋回半径を得るためにトレーラーの位置を移動させることが可能となる。スライド式のタンデムは、スライド式の箱、エアライドまたは板ばねのようなサスペンションシステムでできており、車軸は、二つまたは一つもしくは３つもしくはそれ以上であってもよい。車軸は、1つの位置に固定されていてもよく、スライド式/移動式プラットフォームに固定されていてもよい。
【００３９】
サスペンションフレーム全体では、従来の構成よりも抗力を減らす。トレーラー下の空気の流れを変えることで、またトレーラー後部から空気がどのように出て行くかを変更することで、抵抗を抑えることができ、即ち事実上燃料の消費量を抑えることができる。従来から、著しい量の激しい空気流がトレーラーの下に集まっている。また、トレーラー後部からの空気の出て行き方に起因する著しい量の後方の抵抗が存在している。しかし、本出願に係る構成は抵抗を減少させ、システムの燃料効率をより改善することができる。
【００４０】
バッテリー管理システム（BMS）３５２中では、BMSは各々のセルの電圧、温度、内部抵抗等を特定し、それに加えて、どの程度の電流がセルから引き出されているか、又は、セルに入れられているかを特定する。それらの変化を監視することで、セルの寿命をできるだけ長く維持する。BMSから特定されたデータが、動力が最適でないことを示している場合、そのシステムの動力が低減されること、または全体として停止されることもある。BMSは、セルのバランスをとる機能も有している。それによれば、各々のセルがその寿命を通して同じ充電率を維持することが可能となる。例えば、1つのセルが１００パーセントの充電であり、他のセルが５０パーセントの充電であるとき、そのシステムにそれ以上充電をすることができないはずであり、さもなければ、一つ目のセルが過充電となる。BMSは、全てのセルを同じ充電状態に維持させることが可能である。
【００４１】
１２ボルトバッテリー、または、主要のバッテリー３４２のDC-DCコンバータのような１２ボルト動力供給部は、モーター制御装置を起動させるもの、ロジック制御装置へ動力を送るもの、ポンプへ動力を送るもの等を含む、システムのいくつかのコンポーネントへ動力を供給するために用いられ得る。１２ボルト動力供給部を使用して、１２ボルトバッテリーをなくしてもよい。１２ボルトの電圧源は、バッテリーボックスからの高電圧を受信し、より低い電圧へ変換するDC-DCコンバータから直接得られるものとされ得る。この１２ボルトの電圧源は、AC１２０ボルトからDC１２ボルトの動力供給部からのものとすることもできる。この１２ボルトの電圧源は、バッテリーを充電するだけでなく主要な１２ボルト動力供給源となってもよい。ここでは１２ボルト供給源を使用しているが、２４ボルト等の他の電圧のものを使用することもできる。
【００４２】
DC-ACコンバータは現在のDC動力をバッテリーパック全体からまたは１２ボルトバッテリーから受け取り、AC１１０ボルトの動力へ変換することを可能とする。これによれば、ドライバーはトラックのそれぞれのコンポーネントへ動力供給を行うために本システムへトラックを差し込むことができる。これは主にドライバーがサービスエリアで睡眠を取っているとき、そしてテレビや暖房、冷房、電子機器等といったものに対して電源による動力供給を行いたい場合に使用され得る。また、それはリフトゲートのようなトレーラー上の装置へ動力供給するためにも用いることができる。一番目のまたは二番目のDC-ACコンバータは、トレーラーの冷却または加熱システムへの動力供給に用いられ得る。
【００４３】
冷却システムは、二つの冷却システムを含んでいてもよい。一つ目はモーターに対するものであり、他方は制御装置/バッテリーに対するものである。それら二つのシステムは一つの冷却システムにまとめることもできる。モーターは油性の液体を使用し、制御装置/バッテリーは水性/グリコール系の物質を使用する。このシステムは、それぞれのコンポーネントの中や周囲に流体を流すことで動作し、熱を逃がす。そのとき温かい流体がラジエターシステム中で循環されることで、熱を冷ます。上述したように、液体冷却装置等の代替的冷却方法を、熱を逃がすために使用することもできる。
【００４４】
プレチャージ回路モジュール３４１は、コンポーネント間の大きな電圧差を回避するためにヒューズ、継電器、抵抗、コントラクターを使用する。この例としては、システムが最初に立ち上がったとき、モーター制御装置はゼロボルトであることである。制御装置への動力がサージした場合、それぞれのコンポーネントへダメージが生じる可能性がある。プレチャージ抵抗は、接続が完全にオープンになる前に、徐々にモーター制御装置を全電圧（full voltage）まで充電する。
【００４５】
駆動接続/ギアリングは、モーターシャフトとピニオンの間の連結に使用することで、モーターからの外部への動力転送を利用する。モーターが車軸と異なるRPMで回転することができるようなギアリングレシオを用いることもできる。将来的には、ギアボックスがシステムに組み込まれることも可能である。これによれば、異なるRPMで異なるトルクレベルを有することを可能とさせる。重量センサー３６１は、サスペンション内の圧力を検知して、トレーラー内の荷重を求める。ブレーキセンサー３６２は、トレーラーのブレーキを監視し、それらが使用されているかいないかを判定する。安全の観点からすると、車輌を減速させようとしているドライバーには、車軸の回転を行わせる他のモーターは必要がない。安全上の不備を防止するためには、ブレーキが作動した場合に、モーターが動作できないようにするか、または回生ブレーキとともに動作するようにする。このシステムは、バッテリー３４２へ再充電するためにいつでも（例えば平らな地形で）回生ブレーキを使用することができる。
【００４６】
正規のトラックエンジンとともにモーターを使用すれば、ディーゼルモーターによる燃料の消費を減少させることもできる。ディーゼルモーターは、特定のRPM範囲で使用されたとき、最も効率的となる。この範囲外となった場合、ディーゼルモーターの燃料効率は大いに低下したものとなる。トラックが加速しているとき、または上り坂を運行しているとき、大きな荷重がトラックに対してかかり、これにより、RPMが増大して、トラックは、もはや最も効率的となるエネルギー帯で動作することはなくなる。開示のモーター制御システムは、トラックが加速または上り坂の運行を行おうとしている場合に補助的なエネルギーをトレーラーへ供給することで支援を行い得る。これによれば、トラックを最適なRPM範囲内に維持するだけでなく、トラックがより多くの動力を有することを可能とする。他の特徴は、トラックが下り坂を運行しているときに支援を行うことを含む。従来、トラックは下り坂を運行する際に速度が増加し、ドライバーはエンジンブレーキを使用したり実際のブレーキを適用したりすることで、車輌を減速させなければならない。本構成によれば、電動モーターを発電器として使用して、車両を減速させ、浪費される全てのエネルギーを捕捉し、そのエネルギーをバッテリーパックへ蓄えることができる。
【００４７】
ハイブリッド電気技術を用いた燃料の節約に加え、抗力低減要素や、ドライバーが睡眠をとっている間のトラックへの動力供給による更なる節約により、エネルギーを節約し得る。その構成は、トレーラー下の空気の流れを変えることで、抵抗を減少させ、より抗力が低減された運行を実現することもできる。抵抗が少なくなることは、ディーゼルモーターが行うべき仕事量が減り、そして消費される燃料が少なくなることを意味する。燃料消費を節約する他の側面は、ドライバーが車内で睡眠または休息中であるときに動力供給源としてバッテリーパックを使用することに由来する。従来、ドライバーは、暖房/冷房及び電子機器への動力供給のため、ディーゼルモーターを稼動させたままにする。本発明の動力供給システムによれば、ディーゼルモーターをオフ状態とし、バッテリーパックからのドライバーが保有する装置への動力の供給を行うことができる。また、本構成はトレーラーのための包括的な技術解決策となる。GPS追跡機能とデータ収集メカニズムを追加することで、ドライバーがトレーラーをどのように使用するかに関して車輌の要領を良くすることへつながる。これら全ての情報は、車輌が道路上にあるときにクラウドへ転送される。
【００４８】
例示的実施形態は、トラクタートレーラー下の非自発的な従来式後車軸を、リヤホイールに正及び負のトルクを印加する構成に置き換えた推進装置またはシステムを提供している。トラクタートレーラーのサスペンション/車軸システムは従来、８つのボルトによってトレーラーのフレームに対しボルト留めされており、二つの送気管、ABSワイヤーを有している。このサスペンションシステムは、1つ以上の車軸をもつことができ、従来からエアライドまたは板ばね式のいずれかのサスペンションである。この構成は、車軸サスペンション構成を使用し、ローカライズされた電源を追加する。これによれば、ホイールが正、または負のトルクを適用するか、惰力とすることを可能とする。システムが負のトルクを適用するとき（電動モーターを発電機として使用する等）、エネルギーを捕捉し、後の使用のために（すなわち、バッテリーパック内に）蓄えておくことができる。この構成は、蓄えられたエネルギーを後に使用して、適切な時にホイールに対し正のトルクを適用することができる。動力を供給する場合、車輌への追加の電源を付け加えてもよい（すなわち、全ての荷重を引くのが、トラックのディーゼルエンジンではなくなる）。この推進構成は、車輌を前進させる支援を行う。本構成の主要な効果は、燃料消費の低減であり、補助動力供給ユニットとしても機能する（すなわち、ドライバーはトラックをバッテリーに接続し、蓄えられたエネルギーを使用することで、トラックの電源を落とすことが可能である）。この構成は、抵抗が低減されるようにより抗力を減らすものであり、これによっても、燃料消費が抑えられる。
【００４９】
本発明の態様は、車やバス、建設機器、オートバイ、モーター駆動の三輪車、モペット、スクーターといったモーター車輌、電車や路面電車といったレール車輌、船やボートといったウォータークラフト（例えばプロペラ動作にリンクさせることが可能である）、飛行機やヘリコプターといった航空機（タービン/プロペラ動作につなげる）、宇宙船を含む（それらに限定されない）、広い範囲の他の車輌においても適用され得る。
【００５０】
包括的に説明を行い、また図面に示している、この出願のコンポーネントは、広く様々な構成となるように構成および設計され得ることが容易に理解される。したがって、実施形態の詳細な説明は、特許請求が行われる本願の範囲を限定することを意図するものではなく、単に本出願において選択された実施形態を表すものであるに過ぎない。
【００５１】
当業者であれば、上述したこの出願が異なる順序のステップを用いて、及び/または、開示されたものと異なるハードウェア構成を用いて実施されてもよいことを容易に理解するだろう。従って、この出願はこうした望ましい実施形態に基づき説明されているが、本出願の主旨と範囲から逸脱しない、特定の改良形態や変形形態、代替構造が、当業者には明白であるはずである。したがって、この出願の外延を決定するためには、添付のクレームについて参照がなされるべきである。
【００５２】
本出願の望ましい実施形態が記載されてきたが、記載された実施形態がただの例証となるものであり、全ての範囲の均等物や改変物とともに考慮された場合の添付のクレームのみより出願の範囲は定義づけられることが、理解されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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