電気駆動システムであって、発電機と、牽引モータと、制動抵抗器と、バスであって、前記発電機、前記牽引モータ、および前記制動抵抗器が電気的に結合された、バスと、前記制動抵抗器に対してパルス幅変調デューティサイクル制動デューティを決定し、前記制動デューティにしたがって前記制動抵抗器の動作を制御するように構成された制御ユニットであって、前記制動デューティが、常時OFFおよび常時ONの中間の値を取ることができ、前記制御ユニットが、前記制動抵抗器によって消費されることが望まれる電力量所望電力消費またはDPC、および前記制動抵抗器の電力消費容量PCCに依存して、以下の式、制動デューティ=DPC/PCCにしたがって前記制動デューティを決定するように構成された、制御ユニットと、を含む、電気駆動システム。請求項1記載の電気駆動システムにおいて、前記バスの実電圧実バス電圧が所定の下位バス電圧よりも低い場合、前記制動デューティは常時OFFであり、前記実バス電圧が所定の上位バス電力よりも高い場合、前記制動デューティは常時ONであり、前記実バス電圧が前記所定の下位バス電圧と前記所定の上位バス電圧との間である場合、前記制動デューティは常時OFFおよび常時ONの中間となる、電気駆動システム。請求項1記載の電気駆動システムにおいて、前記制御ユニットが、前記バスから得られる推定電力と、前記バスの非ゼロ基準電力との差電力差またはPdiffと、前記牽引モータによって前記バスに印加されると予測されるモータ電力予測モータ電力またはPmotとに依存して、以下の式DPCPdiffPmotにしたがって前記所望の電力消費を決定するように構成され、前記予測モータ電力に対して、前記バスへの電力の供給が負、電力の除去が正となるようにする、電気駆動システム。請求項1記載の電気駆動システムにおいて、前記制御ユニットが、バスから得られる推定電力と、前記バスの非ゼロ基準電力との間の差に依存して、前記所望の電力消費を決定するように構成された、電気駆動システム。請求項1記載の電気駆動システムにおいて、前記制御ユニットが、前記バスの実際の電圧、前記バスの非ゼロ基準電圧、および前記バスに電気的に結合されたDCリンクキャパシタの容量に依存して、前記所望の電力消費を決定するように構成された、電気駆動システム。請求項1記載の電気駆動システムにおいて、前記制御ユニットが、前記牽引モータによって前記バスに印加されると予測されるモータ電力予測モータ電力に依存して、前記所望の電力消費を決定するように構成された、電気駆動システム。請求項6記載の電気駆動システムにおいて、前記制御ユニットが、前記牽引モータのモータトルク設定点と、前記牽引モータの回転速度とに依存して、前記予測モータ電力を決定するように構成された、電気駆動システム。請求項1記載の電気駆動システムにおいて、前記制御ユニットが、前記バスの実電圧と、前記制動抵抗器の抵抗とに依存して、前記制動センサの電力消費容量を決定するように構成された、電気駆動システム。電気駆動システムの動作方法であって、前記電気駆動システムが、発電機と、牽引モータと、制動抵抗器と、バスとを含み、前記発電機、前記牽引モータ、および前記制動抵抗器が前記バスに電気的に結合されており、前記制動抵抗器に対してパルス幅変調デューティサイクル制動デューティを決定するステップと、前記制動デューティにしたがって前記制動抵抗器の動作を制御するステップと、を含み、前記制動デューティが常時OFFおよび常時ONの中間の値を取ることができ、前記制動デューティを決定するステップが、前記制動抵抗器によって消費されることが望まれる電力量所望電力消費またはDPC、および前記制動抵抗器の電力消費容量PCCに依存して、以下の式、制動デューティ=DPC/PCCにしたがって前記制動デューティを決定するステップを含む、方法。請求項9記載の方法において、前記所望の電力消費を決定するステップが、前記バスから得られる推定電力と、前記バスの非ゼロ基準電力との差電力差またはPdiffと、前記牽引モータによって前記バスに印加されると予測されるモータ電力予測モータ電力またはPmotとに依存して、以下の式DPCPdiffPmotにしたがって決定するステップを含み、前記予測モータ電力に対して、前記バスへの電力の供給が負、電力の除去が正となるようにする、方法。請求項9記載の方法において、前記所望の電力消費を決定するステップが、前記バスから得られる推定電力と、前記バスの非ゼロ基準電力との間の差を決定するステップを含む、方法。請求項9記載の方法において、前記所望の電力消費を決定するステップが、前記バスの実電圧、前記バスの非ゼロ基準電圧、および前記バスに電気的に結合されたDCリンクキャパシタの容量に依存して、前記所望の電力消費を決定するステップを含む、方法。請求項9記載の方法において、前記所望の電力消費を決定するステップが、前記牽引モータによって前記バスに印加されると予測されるモータ電力予測モータ電力を決定するステップを含む、方法。請求項13記載の方法において、前記予測モータ電力を決定するステップが、前記牽引モータのモータトルク設定点と、前記牽引モータの回転速度とに依存して、前記予測モータ電力を決定するステップを含む、方法。請求項9記載の方法において、前記制動抵抗器の電力消費容量を決定するステップが、前記バスの実際の電圧と、前記制動抵抗器の抵抗とに依存して、前記電力消費容量を決定するステップを含む、方法。0007エネルギ効率の観点から、ヒステリス制動抵抗器制御によって補助される従来技術のPIベース電圧制御方式は、たとえば、トランスミッションのシフト動作や素早い車両方向逆転の間、電気制動能力の最適な用法を提供できない。0008本開示の一態様によれば、電気駆動システムは、発電機、牽引モータ、制動抵抗器、バス、および制御ユニットを備えている。発電機、牽引モータ、および制動抵抗器は、電気的にバスに結合されている。制御ユニットは、制動抵抗器のパルス幅変調デューティサイクル制動デューティ、およびこの制動デューティに応じた制動抵抗器の制御動作を決定するように構成されている。制動デューティは、常時OFFおよび常時ONの中間値を取ることができる。制御ユニットは、制動抵抗器によって消費されることが望まれる電力量所望電力消費またはDPCおよび制動抵抗器の電力消費容量PCCに依存して、以下の式にしたがって制動デューティを決定するように構成されている。また、この電気駆動システムの動作方法も開示する。0009このような制動抵抗器制御方式は、制動抵抗器の使用最適化によって、エネルギ効率を高める。これは、常時ONおよび常時OFFだけではなく、中間制動デューティで制動抵抗器を動作させる機会を提供する。更に、これは、消費することが望まれる電力量を考慮する。そうする際に、制動抵抗器制御方式は、バスの非ゼロ基準電力に対する、バスから得られる推定電力、およびモータによってバスに印加される供給または除去されると予測されるモータ電力を考慮に入れることができる。このような予測能力によって、制動抵抗器制御方式の感度を向上させ、エネルギ効率を更に高める。0010以上の特徴およびその他の特徴は、以下の説明および添付図面から明らかとなろう。0017図1を参照すると、直列ハイブリッド車両10が概略的に示されている。この直列ハイブリッド車両10は、当該車両10のパワートレイン13の電気駆動システム12を有する。車両10は、作業車両例えば、建設、林業、農業、芝生、その他数多く、または任意の他のタイプの電気駆動システムを有する車両とすることができる。一例として、車両10は四輪駆動ローダとすることができる。この四輪駆動ローダは、前部と、この前部に連結された後部とを有し、前部は、例えば、物質を掘削し降ろすためのバケットを有し、後部は、例えば、運転台と、その後部にあるエンジン室とを有する。0018電子駆動システム12は、発電機14、牽引モータ16、制動抵抗器18、バス20例えば、DCバス、および制御ユニット22を有する。発電機14、牽引モータ18、および制動抵抗器18は、電気的にバス20に結合することができる。制御ユニット22は、制動抵抗器のパルス幅変調PWMデューティサイクル、およびこの制動デューティに応じた制動抵抗器18の制御動作を決定するように構成することができる。この制動デューティは、常時OFFおよび常時ONの中間の値とすることができる。制動デューティは、制動抵抗器の動作を制御する制動抵抗器制御信号の周期に対して、制動抵抗器18をONにする時間期間を設定する。例えば、制動抵抗器制御信号のONパルスの後端を変更するというな、種々のPWM方式を用いることができる。0019電気駆動システム12の例では、1つの発電機14のみ、および1つの牽引モータ16のみしかなく、複数の発電機14および複数のモータ16を用いることができる図5および図6の論述まで、このように仮定することとする。0020パワートレイン13の動力源23は、車両10に動力を供給するように構成されているエンジン24を有することができる。エンジン24は、例えば、ほぼ一定速度例えば、毎秒1800回転で動作することができるディーゼルエンジンまたは他の内燃エンジンとして構成することができるが、エンジンは、例えば、このエンジンにかかる負荷による、または発電機14によってエンジンに戻される機械エネルギによる、何らかの最小限の速度変動を受ける場合もあり、あるいはこの速度変動を受けることを許容されるとよい。集合的に、動力源23および電気駆動システム12を直列ハイブリッド電気駆動システムと呼ぶこともできる。0021エンジン24は、発電機14に直接的または間接的に結合して、エンジン24と発電機14との間に機械的接続または他の接続を設けることができる。例えば、動力源23は、ギアボックス26を有することができる。ギアボックス26は、エンジン24と発電機14との間に結合され、エンジン24から発電機14への速度を上昇させて、エンジン14のサイズを縮小しパワー即ち、連続負荷容量を低減させ、これに伴ってコストを削減することができる。発電機14の体積サイズの減少は、大まかにこのような速度上昇に反比例すると考えられる。一例では、ギアボックス26は、3:1の速度上昇ギアボックスの出力:ギアボックスの入力という形態での比率を発電機14に与えることができる。尚、ギアボックス26を取り除いて、中間ギアボックス26によってエンジン24を発電機14に結合するようにすることも、本開示の範囲に該当することとする。エンジン24またはギアボックス26は、車両10の1つ以上の油圧ポンプ等を動作させるために、複数の他の出力を有することもできる。0022発電機14は、機械エネルギを電気エネルギに変換するように発電モード、または電気エネルギをモータのような機械エネルギに変換するモータリングモードように構成することができる。発電モードでは、発電機14は、動力源23からの機械エネルギを電気エネルギに変換し、この電気エネルギをバス20に供給するように動作可能である。モータリングモードでは、発電機14は、電気エネルギをバス20から除去し、それを動力源23のための機械エネルギに変換するように動作可能である。この機械エネルギは、例えば、油圧負荷例えば、バケットを油圧で上昇させるのようなエンジン24の負荷を補助する際に有用となることができる。一例として、発電機14は3つの位相コイルを有する、三相内部永久磁石ブラシレス同期発電機の形態、または他の適した形態をなすことができる。0023発電機14は、発電機コントローラ42の制御下に置くことができる。発電機コントローラ42は、DCバス電圧コマンドをトランスミッションコントローラ36から通信バス37例えば、CANバスを通じて受信することができる。このDCバス電圧コマンドは、DCバス20の電圧を名目定電圧名目DCバス電圧例えば、700VDCに維持しようとするように、発電機14を制御することをコントローラ42に命令する。発電機コントローラ42は、バス20の実際の電圧の電圧読み取り値を、バス20に電気的に結合されている電圧センサ例えば、発電機コントローラ42の電圧センサ54から受け取ることができる。PIベース電圧制御のような閉ループ電圧制御を用いると、発電機コントローラ42は、DCバス20の電圧を名目的に名目DCバス電圧PIベース電圧制御の電圧設定点であるに維持することを試みるために、発電機14を発電モードまたはモータリングモードで動作させることができる。発電機コントローラ42は、名目DCバス電圧例えば、発電機の過熱を回避するために、Tgenを調節することもできるを得るように発電機14を動作させる、発電機トルク設定点Tgenを決定することができる。0024モータ16は、電気エネルギを機械エネルギに変換するようにモータリングモード、または機械エネルギを電気エネルギに変換するように制動モード構成することができる。モータリングモードでは、モータ16は電気エネルギをブッシュ20から除去し、それを機械エネルギに変換するように動作可能である。制動モードでは、モータ16は、電気エネルギをバス20に供給するように機械エネルギを電気エネルギに変換することによって、モータ16の回転速度を制動する即ち、低下させる、つまり車両10の速度を制動するように動作可能である。一例として、モータ16は、3つの位相コイルを有する三相内部永久磁石ブラシレス同期モータの形態、または速度範囲負および正速度限度以内で可変速度で動作可能な他の適した形態をなすことができる。0025モータ16は、モータコントローラ52の制御下に置くことができる。モータコントローラ52は、トランスミッションコントローラ36からトルク要求を受けることができる。トルク要求は、モータリングモードにおける監視のため、または制動モードにおける電気的制動のためとすることができる。モータコントローラ52は、モータトルク設定点Tmotをトルク要求に設定することができ、あるいは必要があると判断したときに例えば、モータの過熱を回避するためにモータのトルク設定点Tmotをトルク要求から調節することができる。モータコントローラ52は、その後、モータトルク設定点Tmotにおけるモータ16の動作を命令することができる。0026制動抵抗器18は、バス20における電気エネルギを熱として消散させるように構成することができる。消散されたエネルギは、熱として、制動抵抗器18から液体冷却剤または他の適した冷却媒体に移転させることができる。制動抵抗器18は、所望の抵抗を備えるように配列することができ例えば、直列または並列、更に水冷することができる例えば、液体エンジン冷却剤を用いて複数の離散抵抗器エレメントを有する、抵抗器バンクという形態をなすことができる。0027バス20は、DCバスとして構成することができる。バス20は、正DC電力レール28と、負DC電力レール30図2とを有することができる。正および負DC電力レール間におけるバス20の名目電圧は、例えば、700ボルトDCVCDとすることができる。0028パワートレイン13は、原動力を牽引モータ16から地面に伝達する駆動メカニズム32を有することができる。駆動メカニズム32は、例えば、トランスミッションコントローラ36の制御下にある多速度トランスミッション34例えば、三速トランスミッションと、2つの駆動出力とを有することができる。各駆動出力は、トランスミッション34に結合された車軸、牽引エレメント例えば、車輪、およびこれらの車軸と牽引エレメントとの間で固定ギア減少を行う終減速装置を有することができる。したがって、駆動メカニズム32は、モータ16と牽引エレメントとの間に機械的接続を設けることができる。一例として、四輪駆動ローダの場合、第1駆動出力は、ローダの前部の前車軸、左および右前車輪、ならびに左および右前終減速装置を備えることができ、第2出力は、ローダの後部の後車軸、左および右後車輪、ならびに左および右後終減速装置を設けることができる。0029バス20および制動抵抗器18は、電気駆動システム12のパワーエレクトロニクス40に含めることもできる。パワーエレクトロニクス40は、制御ユニット22の制御下に置くことができる。制御ユニット22は、パワーエレクトロニクス40に電気的に結合されており、発電機14および牽引モータ16を電気的に相互接続することができる。したがって、制御ユニット22の制御下にあるパワーエレクトロニクス40は、発電機14と牽引モータ16との間における相互接続を管理し、制動抵抗器18を制御するために用いることができる。制御ユニット22およびパワーエレクトロニクス40は、共同して、取り付けられている電気機械デバイスを監視し規制するために十分なマイクロプロセッサおよびパワー半導体技術を設ける。0030図2を参照すると、パワーエレクトロニクス40は、発電機14からの三相AC電力を、バス20に合わせたDC電力に変換するために、AC-DC変換器の形態とした、典型的な電力変換器を含むことができる。この電力変換器は、図示した電力変換器100の形態をなすことができ、発電機14は三相内部永久磁石同期発電機として構成することができる。0031電力変換器100は、6つの絶縁ゲートバイポーラ接合型トランジスタIGBTパッケージ104を含むことができ、各IGBTパッケージ104は、ダイオード104-1およびIGBT104-2スイッチと見なすことができるを含む。それぞれのIGBTパッケージ104は、発電機の位相コイルのそれぞれに結合し、そのコイルからのAC電力を、バス20における名目電圧のDC電力に変換することができる。名目電圧は、例えば、正DC電力レール28と負DC電力レール30との間における700VDCである。しかるべき電圧が電力変換器100のIGBT104-2のベースに印加されると、スイッチ即ち、IGBTを作動させることができ、コレクタをエミッタに電気的に結合し電力を供給することができる。発電機をモータとして動作させる場合例えば、エンジン24の油圧負荷を補助するために電力変換器100を逆に動作させることもできる。0032電力変換器100は、制御ユニット22の発電機コントローラ42の制御下に置くことができる。各IGBT104-2のベースを、発電機コントローラ42のそれぞれのゲートドライバ44に電気的に結合することができる。ゲートドライバ44は、そのIBGT104-2専用に設けられており、そのIGBT104-2をオンおよびオフにするための低DC電圧を供給する。このように、電力変換器100のIBGT104-2毎に、ゲートドライバ44を設けることができる。電力増幅器100のIGBT104-2のゲートドライバ44は、発電機コントローラ42のマイクロプロセッサ46の制御下に置くことができる。発電機コントローラ42は、当業者には周知の方式というような、パルス幅変調制御方式例えば、空間ベクトル変調を採用して、発電機14の発電モードでは電気エネルギをバス20に供給し、発電機14のモータリングモードでは電気エネルギをバス20から除去するように、電力変換器100のこれらのゲートドライバ44およびIGBT104-2を制御することができる。0033パワーエレクトロニクス40は、DC電力をモータ16に合わせた三相AC電力に変換するDC/AC変換器の形態とした、典型的な電力変換器を含むことができる。この電力変換器は、図示の電力変換器200の形態をなすことができ、モータ16は3つの位相コイルを有する三相内部永久磁石モータとして構成することができる。例えば、700VDCの名目電圧における電力が、バス20の正および負DC電力レール28、30によって、電力変換器200に供給される。電力変換器200は、6つのIGBTパッケージ204を含むことができ、各IGBTパッケージ204は、ダイオード204-1およびIGBT204-2スイッチと見なすことができるを含む。それぞれのIGBTパッケージ204は、モータの位相コイルのそれぞれに結合し、電力を変換してそのコイルに供給することができる。しかるべき電圧が電力変換器200のIGBT204-2のベースに印加されると、スイッチ即ち、IGBTを作動させることができ、コレクタを電気的にエミッタに結合して電力を供給することができる。モータ16を発電機として動作させる場合、電力変換器200を逆に動作させればよい。0034電力変換器200は、制御ユニット22のモータコントローラ52の制御下に置くことができる。各IGBT204-2のベースは、モータコントローラ52のそれぞれのゲートドライバ44に電気的に結合することができる。ゲートドライバ44は、そのIGBT204-2専用に設けられ、そのIGBT204-2をオンおよびオフにするための低DC電圧を供給する。モータコントローラ52のゲートドライバ44は、モータコントローラ42のマイクロプロセッサ42の制御下に置くことができる。モータコントローラ42は、当業者には周知の方式というような、パルス幅変調制御方式例えば、空間ベクトル変調を採用して、モータコントローラ52のゲートドライバ44、IGBT204-2、つまりモータ16を制御して、モータ16がそのモニタリングモードにあるときにはそのモータ16のトルク出力を変化させ、モータ16がその制動モードにあるときには、モータ16の発電容量を変化させることができる。0035パワーエレクトロニクス40は、電力をバス20から消散させるように制動抵抗器18の使用を制御する制動チョッパを含むことができる。この制動チョッパは、図示の制動チョッパ300の形態をなすことができる。制動チョッパ300は、ダイオード304-1およびIGBT304-2を有するIGBTパッケージ304と、ダイオード306とを含むことができる。ダイオード306は、制動抵抗器18と並列にすることができる。しかるべき電圧が制動チョッパ300のIGBT304-2のベースに印加されると、スイッチ即ち、IGBTを作動させることができ、コレクタをエミッタに電気的に結合し、制動抵抗器18を通じて電力を消散させることができる。制動チョッパ300のIGBT304-2のゲートドライバは、例えば、パルス幅変調電圧信号の形態とした制動抵抗器制御信号を発行し、IBGT304-2のベースに電圧を印加する。この電圧信号は、制動デューティにしたがって変調されたパルス幅を有し、これに対応して、電気エネルギをバス20から消散させるために制動抵抗器18をオンにして、そして制動抵抗器18をオフにする。0036制動チョッパ300のIGBT304-2のゲートドライバは、モータコントローラ52のゲートドライバ44の内の1つとすることができる。IGBT304-2のこのようなゲートドライバ44は、モータコントローラ52のマイクロプロセッサ46の制御下に置いて、そのゲートドライバ44、IGBT304-2、および制動抵抗器18を制御することができる。0036制動チョッパ300のIGBT304-2のゲートドライバは、モータコントローラ52のゲートドライバ44の1つとすることができる。IGBT304-2のこのようなゲートドライバ44は、モータコントローラ52のマイクロプロセッサ46の制御下に置いて、ゲートドライバ44、IGBT304-2、および制動抵抗器18を制御することができる。0037尚、他の実施形態では、IGBT304-2のゲートドライバが、発電機コントローラ42のゲートドライバ44の1つであってもよいと考えられる。このような場合、ゲートドライバ44は、発電機コントローラ42のマイクロプロセッサ46の制御下に置いて、ゲートドライバ44、IGBT304-2、および制動抵抗器18を制御することができる。0038DCリンクキャパシタ400例えば、700VDCを、電力レール28、30間に設けることができる。キャパシタ400は、例えば、キャパシタバンクとして構成することができる。0039電気駆動システム12は、1つ以上の電圧センサを有することができる。各センサは、レール28、30間に電気的に結合されており、実際のバス電圧と基準エネルギレベルとの差とすることができる。つまり、これをエネルギ差と呼ぶこともでき、エネルギ差が正である場合バス20における電気エネルギ過剰を表すことができ、エネルギ差が負である場合バス20における電気エネルギ欠乏を表すことができる。エネルギ差を時間値tで除算すると、電力差Pdiffが求められる。0048時間値tは、設計者によって決定され、ルーチン600にプログラミングすることができる。時間値tの上限は、バス20の実電圧がその名目電圧から、例えば、DCリンクキャパシタ400の電圧上限例えば、900VDCのような、ハードウェア電圧上限まで、上昇することができる速さに依存することができる。この上限は、ハードウェアが反応することができる速さ、そして制動抵抗器制御方式を実行するコントローラ1つまたは複数以下で更に詳細に論ずるように、発電機コントローラ42またはモータコントローラ52あるいは双方における制動抵抗器制御方式のタスクレートの関数とすることができる。時間値tの下限は、制動抵抗器18のサイズ、特に、制動抵抗器18の電力定格に依存させもよい。つまり、時間値tは、上限および下限の間となるように、設計者によって選択することができる。0049ルーチン600の予測モータ電力セクション630では、制御ユニット22は、モータ16が制御ユニット22によって動作することを命令されるモータトルク設定点Tmot、モータ16の軸の実際の速度実モータ速度またはSmot、およびモータ16が機械エネルギを電気エネルギに変換する効率ηmot利得と呼ぶこともできるに依存して、予測モータ電力Pmotを決定することができる。制御ユニット22は、次の式にしたがって、予測モータトルクPmotを計算することができる。前述のPmotについての式において用いることができる符号の約束事に関して、モータトルク設定点は、モータリングモードでは正に、制動モードでは負にすることができる。0050ステップ632において、制御ユニット22は、モータトルク設定点Tmotを決定することができる。先に論じたように、モータコントローラ52は、トランスミッションコントローラ36からトルク要求を受けて、モータトルク設定点Tmotに到達するために必要であれば、このトルク要求を調節することができる。0051ステップ634において、制御ユニット22は、モータ16の軸の回転速度またはその指示Smotを受け取ることができる。モータ速度センサ60は、Smotを検知するように位置付けることができ、このような情報を提供するために、モータコントローラ52に電気的に結合することができる。ステップ636において、制御ユニット22は、モータトルク設定点Tmotおよびモータ速度Smotを乗算することができる。ステップ638において、この積に効率ηmotを乗算し、予測モータ電力Pmotを得ることができる。0052ルーチン600の電力消費容量セクション650において、制御ユニット22は、実バス電圧Vbusおよび制動抵抗器の抵抗Rに依存して、制動抵抗器18の電力消費容量PCCを決定することができる。ステップ652において、制御ユニット22は、実バス電圧Vbusを該当する電圧センサ54モータコントローラ52または発電機コントローラ42のものまたはほかの電圧センサから受け取ることができる。ステップ654において、制御ユニット22は、実バス電圧Vbusの二乗を取ることができる。この二乗した電圧および抵抗R抵抗器18の既知の特性であるを用いて、ステップ656において、制御ユニット22は、次の式にしたがって、電力消費PCC容量を計算することができる。0053電力差Pdiffおよび予測モータ電力Pmotを計算した後、制御方式600はステップ670に進むことができる。ステップ670において、制御ユニット22は、電力差Pdiffおよび予測モータ電力Pmotに依存して、所望の電力消費DPCを決定することができる。制御ユニット22は、以下の式にしたがって所望の電力消費DPCを計算することができる。このように、所望の電力消費DPCは、バス20から得られる推定電力と基準バス電力との差、およびモータ16によってバス20に印加される即ち、バス20に供給されるまたはバス20から除去されると予測されるモータ電力を考慮に入れることができる。つまり、所望の電力消費DPCは、モータ16によってバス20から除去されるまたはバス20に供給される電力Pmotで電力差Pdiffを修正したものとして特徴付けることができる。したがって、所望の電力消費DPCは、予測電力差と考えてもよい。0054例えば、電力差Pdiffが正でありバス20から得られる電力が過剰であることを示す、バス20から電力を除去するようにモニタリングモードで動作するよことをモータ16が命令されている正の予測モータ電力Pmot場合、モータ16によってバス20から除去されると予測される電力量Pmotは、過剰な電力と釣り合い、その結果ゼロの制動デューティを得ることができる。またはこの予測電力量が過剰電力と釣り合うには不十分であり、過剰電力を管理するのに適した制動デューティを得ることができる。電力差Pdiffが正であるバス20から得られる電力が過剰であることを示すが、バス20に電力を供給するように制動モードで動作することをモータ16が命令されている負の予測モータ電力Pmot場合、モータ16によってバス20に供給されると予測される電力量Pmotは、過剰電力を更に一層増大させ、過剰電力を管理するのに適した制動デューティが得られることになる。0055電力差Pdiffが負でありバス20から得られる推定電力が基準バス電力よりも不足電力だけ少ないことを示す、バス20から電力を除去するようにモータリングモードで動作することをモータ16が命令されている正の予測モータ電力Pmot場合、モータ16によってバスから除去されると予測される電力量Pmotは、不足電力を更に一層増大させ、その結果ゼロの制動デューティが得られる。電力差Pdiffが負である不足電力を示すが、バス20に電力を供給するように制動モードで動作することをモータ16が命令されている負の予測モータ電力Pmot場合、モータ16によってバス20に供給されると予測される電力量が不足電力と釣り合って、その結果ゼロの制動デューティを得ることができ、または過剰電力を生成するのに十分であり、過剰電力を管理するのに適した制動デューティを得ることができる。0056所望の電力消費DPCおよび電力消費容量PCCを計算した後、制御方式600はステップ680に進むことができる。ステップ680において、制御ユニット22は、所望の電力消費DPCおよび電力消費容量PCCに依存して、制動デューティBDを決定することができる。制御ユニット22は、以下の式にしたがって、制動デューティを計算することができる。ステップ682飽和ブロックにおいて、制御ユニット22は、ステップ680において計算された制動デューティが0未満である場合、制動デューティが0であると決定することができ、そしてステップ680において計算された制動デューティが1よりも大きい場合、制動デューティが1であると決定することができる。0057このように決定された制動デューティを用いて、制御方式600はステップ690に進む。ステップ690において、制御ユニット22は、バス20から過剰な電気エネルギを消散させるために、制動デューティにしたがって制動抵抗器18の動作を命令する。制御ユニット22は、制動デューティ=0という条件が満たされたとき、即ち、VbusがVlow以下であるとき、制動抵抗器の動作を中止する。0058以上述べたように、電気駆動システム12は、制御ユニット22を有することができる。制御ユニット22は、制御ユニット22の種々の昨日を実行するために1つ以上のコントローラを含むことができる。例えば、1つの発電機14および1つのモータの場合、制御ユニット22は発電機14のために発電機コントローラ42を有し、そしてモータ16のためにモータコントローラ52を有することができる。0059制御ユニット22の第1の例では、モータコントローラ52およびその電圧センサ54は、制動デューティ制御方式即ち、ヒステリシス制御方式500およびPWM制御方式600を実行することができる。このような場合、モータコントローラ52と制動チョッパ300との間における実線によって図2において示すように、制動チョッパ300および制動抵抗器18の制御のために、モータコントローラ52を制動チョッパ300のIGBT304-2に電気的に結合することができる。0060制御ユニット22の第2の例では、発電機コントローラ42およびその電圧センサ54は、モータコントローラ52によって実行することができる予測モータ電力セクション630を除いて、制動デューティ制御方式を実行することができる。このような場合、発電機コントローラ42と制動チョッパ300との間における破線によって図2において示すように、制動チョッパ300および制動抵抗器18の制御のために、発電機コントローラ42を制動チョッパ300のIGBT304-2に電気的に結合することができる。0061制御ユニット22のいずれの例においても、コントローラ42、52は、トランスミッションコントローラ36と共に、通信バス例えば、CANバスに電気的に結合することができる。加えて、第2の例におけるように、いずれの例においても、図2における破線で示すように、丁度発電機コントローラ42とモータコントローラ52との間に高速通信インターフェース例えば、500kボーCANバスがあってもよく、これらのコントローラ42、52間の通信が可能になる。このように、発電機コントローラ42が制動チョッパ300およびその制動抵抗器18を直接制御することができても、モータコントローラ52は、制動チョッパ300およびその制動抵抗器18の制御を、発電機コントローラ42を通じて行うことができる。一方、モータコントローラ52を制動チョッパ300に電気的に結合して、制動チョッパ300およびその制動抵抗器18の直接制御を行うこともでき、発電機コントローラ42が、モータコントローラ52を通じて、制動チョッパ300およびその制動抵抗器18の制御を行うこともできる。0062なお、他のコントローラレイアウトを制御ユニット22に用いてもよいことは言うまでもない。例えば、コントローラ42、52およびトランスミッションコントローラ36さえも、1つのコントローラに統合することができる。更に、他の例では、他のコントローラが変換器100、200および制動チョッパ300を制御する役割を果たすこともできる。0063図5を参照すると、電気駆動システム12は、1つよりも多い発電機15または1つよりも多い牽引モータ16を有することができ、各々バス20に電気的に結合されている図1において複数形sで示す。したがって、電気駆動システム12は、1つのみの発電機14および複数の牽引モータ16、複数の発電機および1つのみの牽引モータ16、または複数の発電機14および複数の牽引モータ16を有することができる。複数の発電機14の場合、発電機14を動力源23とバス20との間に互いに並列に配列することができる。複数のモータ16の場合、モータをバス20と接地との間に並列に配列することができる。各発電機14は、発電モードおよびモータリングモードで動作するように構成することができ、各モータ16は、モータリングおよび制動モードで動作するように構成することができる。0064制御ユニット22は、発電機14毎に別の発電機コントローラ42と、モータ16毎に別のモータコントローラ52とを有することができる。このような場合、それぞれの発電機コントローラ42の制御下にあるそれぞれの電力変換器100と、それぞれのモータコントローラ52の制御下にあるそれぞれの電力変換器200とがあればよい。0065PWM制御方式600は、追加の発電機およびモータを考慮するように変更することができる。それぞれのコントローラ42、52は、それぞれの予測電力セクション630または730においてそれぞれの発電機14またはモータ16の予測電力を計算し、その情報を管理コントローラに提供することができる。0066コントローラ42、52の1つは、制動抵抗器制御方式の実行を管理する総合的な役割を有する管理コントローラとして構成することができる。管理コントローラは、他のコントローラ42、52の一方が割り当てられている予測電力セクション630、730を除いて、ヒステリシス制御方式500およびPWM制御方式600を実行することができる。0067制動抵抗器制御方式は、制御ユニット22の1つの電圧センサ54のみを用いればよい。この電圧センサ54は、管理コントローラのような、発電機コントローラ42またはモータコントローラ52の一方に含ませることができ、あるいは単独型電圧センサであってもよい。制動抵抗器制御方式は1つの電圧センサ54のみを用いればよいが、各コントローラ42、52が、それと関連付けられているそれぞれの電圧センサ54を、当該コントローラ42、52に含まれているものとして、または単独型電圧センサとして有することもできる。0068複数のモータ16がある場合、ルーチン600は、モータ16毎に予測モータ電力セクション630を有することができ、このような各セクション630が予測モータ電力Pmotをステップ670に供給する。各モータコントローラ52は、そのそれぞれのモータ16と関連のあるセクション630を実行することができる。モータ16毎にモータ速度センサ60があってもよい。このような各モータ速度センサ60は、それぞれのモータ16の出力軸のモータ速度Smotを検知するように位置付けることができ、そしてそれぞれのモータコントローラ52に電気的に結合され、このような情報をモータコントローラ52に提供することができる。0069図6を参照すると、複数の発電機14がある場合、ルーチン600は該当する発電機14毎に、即ち、第1発電機14を除く各発電機14に第1発電機14には予測発電機電力セクション730がない、対応する予測発電機電力セクション730を有することができ、それぞれの発電機コントローラ42がそのセクション730を実行する。0070該当する発電機14毎の予測発電機電力セクション730では、それぞれの発電機コントローラ42が、その発電機コントローラ42によって発電機14が動作することを命令される発電機トルク設定点Tgen、発電機14の軸の実際の速度またはエンジン24の軸の回転速度のようなその指示実発電機速度またはSgen、および発電機14が機械エネルギを電気エネルギに変換する効率ηgenに依存して、予測発電機電力Pgenを決定することができる。それぞれの発電機コントローラ42は、予測発電機電力を、次の式にしたがって計算することができる。前述のPgenについての式において用いることができる符号の約束事に関して、発電機トルク設定点Tgenは、発電モードでは正に、モータリングモードでは負にすることができる。0071ステップ732において、該当する発電機14毎の発電機コントローラ42は、トランスミッションコントローラ36からのDCバス電圧コマンドに依存して、発電機14の発電機トルク設定点Tgenを決定することができる。第1発電機14の発電機コントローラ42も、その発電機14の発電機トルク設定点Tgenを、トランスミッションコントローラ36からのDCバス電圧コマンドに依存して決定することができるが、PWM制御方式600の一部としてではない。0072PWM制御方式の目的上、車両10は、該当する発電機14毎に発電機速度センサ62を有することができる。各センサ62は、それぞれの発電機14のSgenを検知するように位置付けることができ例えば、発電機の軸またはモータの軸の回転速度を検知するように位置付ける、それぞれの発電機コントローラ42に電気的に結合してこのような情報を発電機コントローラ42に提供することができる。0073ステップ734において、該当する発電機14毎の発電機コントローラ42は、Sgenをそれぞれのセンサ62から受け取ることができる。ステップ736において、発電機コントローラ42は、発電機トルク設定点Tgenおよび発電機速度Sgenを乗算することができる。ステップ738において、発電機コントローラ42はこの積に効率ηgenを乗算して、その発電機14に対する予測発電機電力Pgenを求めることができる。0074再度図5を参照すると、所望の電力消費DPCは、このように、電力差Pdiffおよび予測モータ電力、ならびに予測発電機電力に、以下の式にしたがって依存して求めることができる。ここで、nはモータ16の個数、そしてmは発電機14の個数である。-およびは、先に特定した発電機14およびモータ16についての符号の約束事に基づく。なお、発電機14またはモータ16のいずれによるかには係わらず、バス20へのエネルギの供給およびバス20からのエネルギの除去が一貫して考慮される限りにおいて、他の符号の約束事も採用できることは言うまでもない。0075複数の牽引モータ16の場合、車両10は、図1に示すように、各モータ16にそれぞれ結合されている駆動メカニズム32を有することができる。各駆動メカニズム32は、牽引エレメント例えば、車輪と、それぞれのモータ16および牽引エレメントに機械的に結合されている終減速装置とを有し、モータ16と牽引エレメントとの間において固定のギア減少が行われるようにすることができる。四輪駆動ローダの場合、したがって、4つの車輪の1つに対してモータ16が1つずつあればよい。0076制御ユニット22の第1の例では、モータコントローラ52の1つが管理コントローラとなることができ、制動チョッパ300のIGBT304-2に電気的に結合され、制動チョッパ300およびその制動抵抗器18の動作を制御することができる。制御ユニット22の第2の例では、発電機コントローラ42の1つが管理コントローラとなることができ、制動チョッパ300のIGBT304-2に電気的に結合され、制動チョッパ300およびその制動抵抗器18の動作を制御することができる。尚、制御ユニット22には他のコントローラレイアウトを用いてもよいことは言うまでもない。0077コントローラユニット22のいずれの例においても、コントローラ42、52は、トランスミッションコントローラ36と共に、通信バス例えば、CANバスに電気的に結合することができる。加えて、第2の例におけるというように、いずれの例においても、図2における破線で示すように、丁度発電機コントローラ42とモータコントローラ52との間に高速通信インターフェース例えば、CANバスまたは他の適した高速接続があって、これらのコントローラ42、52間の通信を可能にしてもよい。こうすると、発電機コントローラ42が制動チョッパ300およびその制動抵抗器18を直接制御することができても、モータコントローラ52が制動チョッパ300およびその制動抵抗器18の制御を、発電機コントローラ42を通じて行うことができる。尚、制御ユニット22には他のコントローラレイアウトを用いてもよいことは言うまでもなく、例えば、コントローラ42、52そして、トランスミッションコントローラ36も1つのコントローラに統合することが含まれる。0078複数の発電機14がある場合、発電機コントローラ42の内1つが、実バス電圧を名目的に名目DCバス電圧に維持しようとするために、DCバス20の電圧を閉ループ電圧制御方式例えば、PIベース電圧制御を実行する総合的役割を有することができる。このような場合、閉ループ電圧制御を実行するために、発電機コントローラ42は、バス電圧を名目的に維持すべき名目DCバス電圧、およびバス電圧の電圧値を表す電圧コマンドを、トランスミッションコントローラ36から受け取ることができる。また、発電機コントローラ42は、それと関連のある発電機速度センサ62から速度読み取り値を受け取ることもできる。閉ループ電圧制御方式およびこのような速度読み取り値に基づいて、その発電機コントローラ42は、名目DCバス電圧を達成することを試みるために、他の発電機コントローラ1つまたは複数およびそれ自体の発電機14の動作を命令することができる。他の発電機コントローラ1つまたは複数42にトルクコマンドまたはトルクを表す電流コマンドを発行することによって、他の発電機コントローラ1つまたは複数42に命令することもできる。トルクコマンドは、必要に応じて例えば、発電機の過熱に取り組むためにこのような他の発電機コントローラ1つまたは複数42によって個別に変更することができる。この発電機コントローラ42は、制動抵抗器制御方式の実行を管理する役割がある管理コントローラとすることができ、その場合、制動抵抗器制御方式も実行することができる。そうでない場合、発電機コントローラ42は必要に応じて管理コントローラと通信することができる。0079制動抵抗器制御方式は、制動抵抗器の使用最適化によって、エネルギ効率を高める。これを行う際に、常時ONおよび常時OFFだけではなく、中間制動デューティで制動抵抗器を動作させる機会を提供する。制動抵抗器制御方式は、バス20からの非ゼロ基準電力に対する、バス20から得られる推定電力、ならびにモータ1つまたは複数16および任意の追加の発電機1つまたは複数即ち、第1発電機以外の発電機によってバス20に印加されると予測される電力を考慮に入れることができる。このような予測能力により、制動抵抗器制御方式の感度が向上し、エネルギ効率を一層高めることになる。制動デューティ制御方式は、このような制動抵抗器18の最適化された使用を、例えば、トランスミッションシフト動作や車両方向逆転の間に提供することができる。尚、このような最適化は、車両10の燃費を向上させることができ、システム12における過電圧の危険性を防止または低下させることができると考えられる。0080コントローラ42、52の代替実施形態では、各発電機コントローラ42およびモータコントローラ52は、フィールドプログラマブルゲートアレイFPGA図示せずを含むことができる。このような場合、各コントローラ42、52のFPGAは、コントローラ42、52のマイクロプロセッサ46およびメモリ48に電気的に結合することができマイクロプロセッサ46およびメモリ48は互いに電気的に結合されている、これらのコントローラ42、52のゲートドライバ44および電圧センサ54をマイクロプロセッサ46の代わりに、FPGAに電気的に結合して、ゲートドライバ44がFPGAの制御下に置かれ、FPGAが電圧読み取り値を電圧センサ54から受け取るようにすることができる。トランスミッションコントローラ36からの電圧コマンドは、制御ユニット22の第1の例ではマイクロプロセッサ46によって受け取ることができ、制御ユニット22の第2の例ではFPGAによって受け取ることができる。モータおよび発電機速度センサ60、62からの速度読み取り値は、制御ユニット22の第1の例ではFPGAによって受け取り、制御ユニット22の第2の例ではマイクロプロセッサ46によって受け取ることができる。0081マイクロプロセッサ46は、複数の機能を実行することができる。例えば、マイクロプロセッサ46は、それぞれのコントローラ42、52とのCAN通信を管理することができる。電力変換器100、200と関連のあるゲートドライバ44の制御に関して、マイクロプロセッサ46は、このようなゲートドライバ44に対してパルス幅変調制御方式例えば、空間-ベクトル変調を実行することができる。該当する発電機コントローラ42のマイクロプロセッサ46は、実バス電圧のPIベース電圧制御を実行することができる。0082該当するコントローラ42、52のFPGAおよびマイクロプロセッサ46は、制動抵抗器制御方式を実行することができる。FPGAは、ヒステリシス制御方式500を実行することができる。マイクロプロセッサ46は、PWM制御方式600内において制動デューティを計算することができる。FPGAは、このような計算された制動デューティにしたがって、該当するゲートドライバ44にオン/オフ信号を発生することによって、制動抵抗器18の動作を制御することができる。0083尚、本明細書において開示した発電機1つまたは複数、牽引モータ1つまたは複数、制動抵抗器、およびバスは、それぞれ、発電機1つまたは複数、電気牽引モータ1つまたは複数、電気制動抵抗器、および電気バスであることは、言うまでもない。0084以上、図面およびこれまでの説明において、本開示について図示し説明したが、このような図示および説明は、その本質上限定ではなく例示と見なすべきであり、例示的な実施形態1つまたは複数について示し説明したのであり、本開示の趣旨に該当する全ての変更や修正も保護されることが望まれることは言うまでもない。本開示の代替実施形態は、記載した特徴の全てを含んでいなくてもよく、それでもなおこのような特徴の利点の少なくとも一部の効果が得られる。当業者は、本開示の特徴の1つ以上を組み込み、添付した特許請求の範囲において定められている本発明の主旨および範囲に該当する、彼ら自身の実施態様を容易に考案することができよう。