JP2001163088A - 地面を介して電気車両に電流を給電する静的システム、およびそのような給電システムによって給電されることを意図された電気車両 - Google Patents

地面を介して電気車両に電流を給電する静的システム、およびそのような給電システムによって給電されることを意図された電気車両

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JP2001163088A
JP2001163088A JP2000322199A JP2000322199A JP2001163088A JP 2001163088 A JP2001163088 A JP 2001163088A JP 2000322199 A JP2000322199 A JP 2000322199A JP 2000322199 A JP2000322199 A JP 2000322199A JP 2001163088 A JP2001163088 A JP 2001163088A
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power supply
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electric vehicle
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Daniel Cornic
ダニエル・コルニク
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    • B60M1/02—Details
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    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非常に動作が簡単であり、最小の応答時間を
有し、より優れた安全性、信頼性、および有用性を実現
することが可能な、地面を介して電気車両に電流を給電
するシステムを提供する。 【解決手段】 互いに電気的に絶縁し、共に導電給電
トラックを形成する一連の導電セグメントを備え、該導
電セグメントに接して少なくとも１つの給電集電舟３２
が車両に装備されていて、さらに、各々が導電セグメン
トに接続される高圧給電装置の組を備え、各高圧給電装
置は、集電舟を検出する手段と、スイッチング手段４５
とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、地面を介して、電
気車両特に電気レール車両に電流を給電するシステムに
関する。
【０００２】また、そのようなシステムによって給電さ
れる電気車両に関する。
【０００３】
【従来の技術】「地面を介して電流を給電するシステ
ム」という表現は、給電システムであって、給電システ
ムにより、車両が走行する道路が装備しているセグメン
ト化された導電トラックを経由して、車両のモータへの
給電に必要な電気エネルギーが送られ、その導電トラッ
クの通電されたセグメントは、いかなる時も車両の外形
に覆われており、電流ピックアップパンタグラフが接し
て取り付けられている架空線網を使用する給電システム
とは対照的な、給電システムを意味すると理解された
い。
【０００４】架空線を使用する給電システムは、多くの
受け入れ難い欠点、特に美的外観に関する欠点を有して
おり、そのため、たとえば分類された都市中央部など歴
史的保護地区を走行することを意図した車両に給電する
には不適切なものとなっている。
【０００５】地面を介して電流を給電するシステムで
は、導電トラックのための給電システムが道路に組み込
まれており、この欠点を克服している。
【０００６】現在では、いくつかのタイプの地面を介し
て電流を給電するシステムがある。
【０００７】知られているシステムの１つの例が、文献
ＥＰ−Ａ−０、７６１、４９３に記載されている。この
システムは、電気的に互いに絶縁している連続するプレ
ートからなる導電トラックを備え、プレートは、強磁性
体を含む弾性的に変形可能なリボンが内部に延びている
ダクトを覆い、リボンの両面は導電材料で覆われてい
る。
【０００８】リボンの上面は、給電線に接続されてい
る。
【０００９】この技術によれば、レール車両は、磁気的
にリボンを引きつけることに適した磁石を備えており、
リボンは、リボンの上面を経由して、車両上の給電集電
舟が接して動く導電トラックのプレートの１つと接触す
るようになっている。
【００１０】このタイプの給電システムは、美的にはよ
り魅力的であるが、応答時間が非常に長く、可動要素の
準備、すなわち弾性的に変形可能なリボンを必要とし、
非常に多くの誤動作を起こしやすい。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、これ
らの欠点を改善し、非常に動作が簡単であり、最小の応
答時間を有し、より優れた安全性、信頼性、および有用
性を実現することが可能な、地面を介して電流を給電す
るシステムを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】したがって、本発明の主
題は、地面を介して電気車両、特にレール車両に電流を
給電するシステムであって、電気的に互いに絶縁し、共
に導電給電トラックを形成する一連の導電セグメントを
備え、該導電給電トラックに接して少なくとも１つの給
電集電舟が車両に装備されていて、該給電集電舟が、車
両走行中に連続して導電セグメントに接触し、さらに該
地面を介して電気車両に電流を給電するシステムは、各
々が導電セグメントに接続される高圧給電装置の組を備
え、各高圧給電装置は、集電舟を検出する手段と、集電
舟がセグメント上にあるときは対応するセグメントに選
択的に電流を給電させ、集電舟がセグメント上にないと
きは前記セグメントをゼロ電位源に接続させることに適
したスイッチング手段とを備え、スイッチング手段が、
集電舟があるときは対応するセグメントに電流を給電さ
せ、集電舟がないときはゼロ電位源に接続させるため
に、検出手段に制御される静的スイッチを形成する１対
の要素を備え、さらに各高圧給電装置が、短絡手段を備
え、該短絡手段は、閉状態にされ対応するセグメントと
ゼロ電位源との間に挿入され、検出手段によって開放さ
れることを特徴とする、地面を介して電気車両に電流を
給電するシステムである。
【００１３】さらに、この地面を介して電流を給電する
システムは、単独または技術的に可能なあらゆる組合せ
をとる、１つまたは複数の以下のような特徴を含むこと
が可能である。
【００１４】− 集電舟が対応するセグメント上にある
ときに、検出手段が、導電、搬送電流、および車両によ
って、集電舟を経由して前記給電装置に送信される符号
化信号を検出する手段を備える。
【００１５】− 符号化信号は、符号化信号を送信した
車両に関する符号化情報を搬送することから、検出手段
は、前記符号化情報を処理する処理手段、および、前記
処理の結果得られるデータを、導電トラック上を走行す
ることを許可された車両に関する情報に対応するデータ
と比較する手段を備える。
【００１６】− 検出手段は、符号化信号に組み込まれ
てる冗長巡回符号を処理することにより、符号化信号全
体が受信されたことを検査する手段を備える。
【００１７】− さらに、検出手段が、各前記検出手段
に接続された各セグメントの電位をモニタするモニタ装
置を備え、前記モニタ装置が、対応するセグメントの電
圧を最大閾値と比較する手段と、万一閾値を超え集電舟
がないときには、短絡手段を閉鎖させるように構成され
た１組の論理回路とを備える。
【００１８】− モニタ装置は、処理手段に関係しない
要素を構成する。
【００１９】− 各給電装置は、対応するセグメントへ
の電流の給電を制御するスイッチ形成要素に直列に配置
されたフューズを備える。
【００２０】− 検出手段は、所定の数の直接隣接する
セグメントに電流を給電する装置に接続されており、前
記検出手段が、スイッチング手段をスイッチング手段に
対応するセグメントに電流が給電されるような方法で動
作させるとき、各セグメントに電流を給電するように、
これらの装置のスイッチング手段を切り換える。
【００２１】− 検出手段が、増幅器と通過帯域フィル
タとに接続されたマイクロプロセッサを含み、マイクロ
プロセッサの出力が、スイッチ形成要素の電力スイッチ
ングおよび／または制御スイッチングを制御する。
【００２２】− 静的スイッチ形成要素が、絶縁ゲート
バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）からなる。
【００２３】− 各給電装置が、誤動作が存在する状
態、特にトランジスタを流れる最大許容値よりも大きな
値を有する電流が存在する状態で、対応するセグメント
に電流を給電することを防ぐ目的で、ＩＧＢＴトランジ
スタの端子を横切る電圧をモニタする手段を含む。
【００２４】− 給電装置が、車両が走行する道路内に
作成され、導電セグメントによって密閉されるように覆
われているダクト内に配置された、取り外し可能モジュ
ール内にそれぞれ配置され、高圧給電線、および電圧ゼ
ロに設定された線が、ダクト内で長手方向に配設された
給電の戻りを提供する。
【００２５】− ダクトは、車両が走行する道路領域の
ほぼ中央部分に配設されている。
【００２６】− スイッチング手段および検出手段に電
流を給電する手段は、高圧給電線を備える。
【００２７】− 車両が、給電電流の戻りを提供する第
２の集電舟を有するとき、検出手段は、給電の極性と電
流戻りの集電舟を区別する手段を含む。
【００２８】− 給電装置の出力は、局所的に信号装置
を動作することを意図した、車両の位置を特定する手
段、および／または、診断検査を行う目的で、誤動作を
検出する手段を構成する。
【００２９】また本発明の主題は、上記のように、地面
を介して電流を給電するシステムによって給電されるよ
うに意図された電気車両でもあり、車両のモータに電流
を給電する少なくとも１つの集電舟を含み、集電舟は、
地面を介して電流を給電するシステムの導電トラックに
接して取り付けられるように意図され、集電舟に、電気
車両が属する車両のタイプに関する情報を搬送する符号
化信号を送信する手段が接続されていることを特徴とす
る。
【００３０】車両がガイドレールによって誘導される電
気車両からなるとき、給電電流の戻りは、レール車両が
走行するレール、またはガイドレールによって提供され
ることが好ましい。
【００３１】変形形態として、車両は、給電電流の戻り
を提供する少なくとも１つの第２の集電舟を含み、この
第２の集電舟は、所定の数のセグメントに電流を給電す
る集電舟に関して、長手方向にずれている。
【００３２】その他の特徴および利点は、専ら例として
添付した図に関連して与えられる以下の説明で明らかに
なろう。
【００３３】
【発明の実施の形態】図１は、地面を介して電気車両１
０に電流を給電するシステムを設置する方法を示す。
【００３４】図示した実施形態では、車両１０は、公共
輸送車両、特に路面電車からなる。
【００３５】しかし、本発明は、たとえば個人の自動
車、電気バス、またはレール車両など、あらゆるタイプ
の車両に応用できることを理解されたい。
【００３６】図示した実施形態では、車両１０は、車両
を誘導する走行レール１４を備えた道路１２に沿って走
行する。
【００３７】このレールは、車両１０がタイヤに都合よ
く適合する誘導車輪を備えていれば、省略することが可
能である。
【００３８】車両１０のモータに電気エネルギーを供給
するために意図された、たとえば７５０Ｖなどの高電圧
給電トラック１６は、レール１４に関して中央になるよ
うに、道路１２に沿って長手方向に、つまり車両１０の
長手方向の中央軸に沿って延びている。
【００３９】給電トラックは、車両１０に装備されてい
る１つまたは複数の供給舟、すなわち給電集電舟と共に
動作することを意図されている。
【００４０】図１からわかるように、給電トラック１６
は、走行中に車両の給電集電舟が接して当てられる、１
６Ａ、１６Ｂ、および１６Ｃなどの連続する導電セグメ
ントからなる。
【００４１】各セグメントは、給電される車両の長さに
依存する長さを有する。その幅は、誘導制約なしに、集
電舟の横方向の可能な動きを考慮に入れ、全幅にわた
り、確実に集電舟と接触するように選択される。
【００４２】セグメントは、適切な絶縁材によって、互
いに絶縁されている。
【００４３】図２からわかるように、給電トラック１６
を形成する連続するセグメントは、２０などの高電圧給
電装置の組が内部に配設されているダクト１８を覆うよ
うに配設されており、各給電装置２０は、電気的に導電
セグメントに接続されている。
【００４４】交通荷重に耐えるように十分な機械的強度
を与えるために、各セグメント１６は、密閉するように
ダクト１８の縁に固定されている、絶縁材料で作られた
フレーム２２の上に取り付けられている。
【００４５】給電装置２０、および適用可能な場合セグ
メント１６に対応するフレーム２２は、容易に整備を行
い、摩耗または欠陥のある要素を取り替えられるよう
に、取り外し可能で互換性のあるモジュラアセンブリを
形成していることが好ましい。
【００４６】具体的には、給電装置２０は、それぞれ取
り外し可能に密閉されたモジュール内に配設されてい
る。
【００４７】全体の構成は、一時的なトラックの浸漬に
耐えるようになっている。
【００４８】図２からわかるように、高電圧装置２０の
給電線２４と、電位ゼロに設定され給電電流の戻りを提
供する線２６とは、ダクト１８に沿って進み、給電装置
２０の組に接続されている。
【００４９】各給電装置２０は、車両上の給電集電舟と
導電セグメントとの間で接触が行われるとすぐに、選択
的に導電セグメント１６Ａ、１６Ｂ、および１６Ｃに電
流を給電し、そのような接触がないときはこのセグメン
トを電位ゼロに設定する、スイッチング手段を組み込ん
でいる。
【００５０】またスイッチング手段が、直接隣接する２
つのセグメントに電流を給電し、隣接する動作が起きな
いときには、この給電を止めることが好ましい。
【００５１】したがって、車両１０が導電トラック１６
を走行しているとき、セグメント１６Ａ、１６Ｂ、およ
び１６Ｃに結合されていて、セグメントと接触状態にあ
る給電装置２０によって車両は給電され、隣接するセグ
メントの外側にあるその他のセグメントは、通電されな
いまま、つまり電位ゼロに設定されたままになってい
る。
【００５２】車両に装備されている給電集電舟は、所定
の数の通電されていないセグメントが、車両１０の端か
ら通電されたセグメントを分離するように、長手方向に
配置されていることに留意されたい。
【００５３】この特徴は、中央に置かれた給電トラック
１６および永続的に制御される各セグメントの電圧と合
わせて、万一歩行者や自動車などの使用者が、通電され
たセグメントに接触する場合に起きる可能性があるあら
ゆる感電死の危険を避け、したがってそのようなセグメ
ントが、露出または絶縁されることを避けるのである。
【００５４】下記で説明するように、給電装置のスイッ
チングレートは、車両が通過し終わる前に、セグメント
が再び通電されなくなるように選択されている。
【００５５】セグメントに電流を給電する装置２０に関
する詳細な説明を、図３に関連して行う。
【００５６】この図では、車両１０の一部分のみを示し
ている。該当する実施形態は、ハイブリッド給電を有す
る車両、つまり、架空線を経由して、または地面を介し
て電流が給電されるように構成されている車両に対応す
る。
【００５７】さらに、図示した実施形態では、車両はレ
ールによって誘導された車輪を備え、給電電流の戻り
は、レールを経由して行われる。
【００５８】車両が、ガイドレールを有さずタイヤに適
合した車輪を備えていれば、トラック１６の電流の戻り
に接続されているセグメントと接触する特定の負の集電
舟を提供することにより、電流の戻りが行われる。この
場合、２つの集電舟は、所定の数のセグメントによって
分離されている。
【００５９】図３からわかるように、車両１０の牽引シ
ステム２８は、一方では、架空線網による給電用パンタ
グラフ３０、または地面を介して電流を給電するシステ
ムによる給電集電舟３２に接続され、他方では、給電電
流の戻りを提供するために、車両の車輪３４に接続され
ている。
【００６０】給電モードを選択するために、フィルタ回
路３８と直列に接続されたスイッチ３６は、選択的に牽
引システム２８を、パンタグラフ３０または集電舟３２
と通信するようにする。
【００６１】このスイッチング操作は、車両運転者によ
る手動または自動で行うことができる。
【００６２】自動の場合は、地面を介して給電が可能な
区域の入口は、集電舟３２を下げる操作およびスイッチ
３６の操作を行うために、車両に取り付けられた適切な
検出器と通信するビーコンを備えている。
【００６３】以降の説明では、スイッチ３６は、集電舟
３２によって牽引システム２８に給電させるように切り
換えられていることを仮定する。
【００６４】図３からわかるように、牽引システム２８
と集電舟３２を接続する電力ケーブル４０は、車両１０
が属する車両のタイプに関する情報を、搬送電流によっ
て搬送する符号化信号を送信する送信器回路４２に接続
されており、この符号化信号は、伝導により各給電装置
２０に、給電装置が通信している集電舟３２によって伝
送される。
【００６５】たとえば、符号化信号は、１８０ｋＨｚか
ら２２０ｋＨｚの周波数で伝送される。
【００６６】さらに、ダイオード／サイリスタ結合４３
により、線上でエネルギーの回復が可能となる。
【００６７】図３は、図１に示したセグメント１６Ａ、
１６Ｂ、および１６Ｃが、集電舟３２と接触せず、セグ
メント１６Ｄのみが集電舟３２と接触していることを示
す。したがって、セグメント１６Ｄのみが牽引電流を伝
導し、セグメント１６Ｃとセグメント１６Ｅは隣接する
動作によりあらかじめ通電されており、その他のセグメ
ントは、電位ゼロに接続されている。
【００６８】明確化のために、３つの給電装置２０のみ
を図示してきた。しかし、各セグメントがそのような装
置を備えていることを理解されたい。
【００６９】この各供給装置２０の構成について、下記
で説明する。
【００７０】各導電セグメントは、一方では、集電舟の
存在を検出し、送信器４２から受信する信号を分析する
段４４に接続され、他方では、このセグメント上で集電
舟の存在が検出され、このセグメントが通常電位ゼロに
設定された線２６に接続されているとき、セグメントに
電流を給電させるスイッチング段４５に接続されてい
る。
【００７１】検出および分析段４４は、送信器４２から
受信した搬送電流を受信するモジュール４６を含む。
【００７２】このモジュール４６は、送信器によって伝
送されたデータをフィルタリングし、復調し、抽出する
ことに適した、従来の技術によって作成されている。し
たがって、以下では詳しい説明は行わない。しかし、モ
ジュール４６が、集電舟の実際の検出、および送信器４
２から来る信号から抽出されたデータの分析を行うマイ
クロコントローラ４８に、抽出したデータを送ることに
留意されたい。
【００７３】具体的には、マイクロコントローラ４８
は、循環認識タイプ（ＣＲＣ）符号化によってこの検出
と分析を行う。つまり、特定の符号を計算する目的で、
受信モジュール４６によって送られたデータを処理し、
そのように計算した符号を、メモリに格納され、導電ト
ラック１６上を走行可能な車両のタイプに対応する、所
定の符号と比較するのである。
【００７４】この方法では、給電装置によって提供され
た電圧レベルに適合しない車両には、給電されないよう
になっている。
【００７５】この処理後、つまり、一方では、給電装置
２０に結合されている導電セグメント上の集電舟の存在
に対応して、送信器４２によって送信された信号を検出
した後、他方では、車両１０が給電装置と適合するかを
決定するために抽出したデータを分析した後、給電装置
は、スイッチング段４５を給電するために制御信号を伝
送する。
【００７６】図３からわかるように、このスイッチング
段４５は、参照符号Ｔ１およびＴ２で示されているよう
に、主に静的スイッチを形成する１対の要素の組合せか
らなる。集電舟３２があるときは導電セグメント１６を
高圧給電線２４に接続し、集電舟がないときは電流戻り
線２６に接続するように構成されている。
【００７７】車両１０の移動スピードに適合する応答時
間を得るために、この要素Ｔ１およびＴ２は、絶縁ゲー
トバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）からなることが
好ましい。
【００７８】各トランジスタＴ１およびＴ２のゲート、
エミッタ、およびコレクタは、トランジスタのスイッチ
ングを制御する回路４９および５０にそれぞれ接続され
ており、各回路はマイクロコントローラ４８に接続され
ている。
【００７９】各制御回路４８および５０は、擾乱による
信号をなくすために、マイクロコントローラ４８によっ
て生成された制御信号の公称周波数に中心が合わせられ
た通過帯域フィルタだけでなく、トランジスタＴ１およ
びＴ２を制御するために必要な電力を供給するように構
成された増幅器を組み込んでいる。
【００８０】さらに、トランジスタＴ１のエミッタＥ１
は、セグメント１６Ｄに接続され、このトランジスタＴ
１のコレクタＣ１は、フューズＦを経由して給電線２４
に接続されている。
【００８１】他方、第２のトランジスタＴ２のコレクタ
Ｃ２は、セグメント１６Ｄに接続され、このトランジス
タのエミッタＥ２は、電位ゼロに設定された線２６に接
続されている。
【００８２】最後に図３は、給電装置がスイッチング要
素５２からなる短絡回路を含み、スイッチング要素はス
イッチング要素を開くための制御部材５４に結合されて
おり、この制御部材自体は、マイクロコントローラ４８
によって制御されていることを示す。
【００８３】万一欠陥があれば、スイッチング要素５２
は、適切な弾性要素によって強制的に閉状態になり、つ
まりマイクロコントローラによって、制御部材５４に送
られる適切な制御信号がないとき、セグメント１６Ｄは
電位ゼロに設定される。
【００８４】したがって、一方では、この回路は、すべ
ての絶縁された、または欠陥のあるセグメントが、実際
上および永続的に電位ゼロの線２６に確実に接続されて
いることを可能とする。
【００８５】他方、この回路は、適切なアナログ部品か
ら作成されるモニタ論理回路（図示せず）と組み合わさ
れている。モニタ論理回路は、動作欠陥を検出するため
に、独立した方法で各セグメント上の電圧を連続的にモ
ニタし、この電圧を、たとえば３０ボルトに固定された
許容可能最大電圧と比較する。
【００８６】車両からの信号不在と結合されるこの比較
の結果が、固定閾値を超えた場合には、スイッチング部
材５２への給電を中止させる。
【００８７】フューズＦの存在により、検出された欠陥
の結果、トランジスタＴ１が短絡した場合に、高圧給電
線とゼロ電位線との間が短絡するあらゆる危険が回避さ
れる。
【００８８】この場合には、フューズＦが飛んでしまう
ので、必ず対応するセグメント１６Ｄが、電位ゼロに設
定されるようになっている。
【００８９】制御装置４８および５０は、各トランジス
タのコレクタ端子およびエミッタの端子を横切る電圧を
モニタする手段を組み込んでおり、誤動作が起きた場
合、特にトランジスタを流れる電流が、許容可能な最大
値よりも大きな値を有する場合に、対応するセグメント
への電流給電を中止するようになっている。
【００９０】マイクロコントローラ４８によって検出さ
れるこれらの誤動作により、マイクロコントローラ４８
は警告信号を特定の線５６で通信監視センタ（図示せ
ず）に伝送し、この信号は、欠陥給電装置の位置を示す
ように、符号形態にあることが好ましいことに留意され
たい。
【００９１】さらに、各給電装置のマイクロコントロー
ラ４８は、シリアルリンクｎ−１およびｎ＋１を経由し
て、直接隣接する装置のマイクロコントローラに接続さ
れていることに留意されたい。したがって、１つの装置
が、給電トラック１６のセグメントの１つに電流を給電
させるとすぐに、対応するマイクロコントローラ４８
が、すぐ上流側と下流側にある装置のマイクロコントロ
ーラに、隣接するセグメントに電流を給電するように対
応するトランジスタＴ１およびＴ２を切り換えさせるこ
とを意図した信号を伝送し、これらの隣接するセグメン
トの間の導電連続性を確実にする。
【００９２】たとえば、集電舟が２つのセグメントにま
たがるとき、セグメント間の良好な電流連続性を確実に
するために、セグメント上に集電舟が存在することによ
り、３つときには４つの隣接するセグメントが連続的に
通電されるのである。
【００９３】さらに、各給電装置２０の構成に含まれる
様々な要素に給電される電流は、高圧給電線２４から給
電されることに留意されたい。
【００９４】したがって、この給電がうまくいかない
と、短絡回路は閉状態のままにあり、そのため強制的に
対応するセグメントを電位ゼロにするのである。
【００９５】上記のように、給電装置の安全レベルは、
数マイクロ秒の経度というスイッチング時間が特に短い
ＩＧＢＴトランジスタの使用により、および通電されな
いまたは通電されたままの露出したセグメントに対す
る、十分に急速なトランジスタのスイッチングを適切に
行うことが可能なマイクロコントローラを使用すること
により、さらに向上する。つまり、車両１０が最高速度
で走行しているときでさえ、列車が通過し終わる前に、
セグメントは電位ゼロに設定されるのである。
【００９６】信号がないことが検出されるとすぐに、セ
グメントは電位ゼロに設定されるので、マイクロコント
ローラの側にはほとんど信号処理は要求されない。した
がって、このスイッチングは、トランジスタＴ１および
Ｔ２のスイッチング速度、つまり約１マイクロ秒で行わ
れる。
【００９７】したがって、集電舟がもはやセグメントと
接触せず、隣接する制御装置の作動から離れるとすぐ
に、制御装置はほぼ瞬間的に電位ゼロに設定される。こ
のようにならない場合には、短絡装置５２が車両によっ
て露出される前に作動する。
【００９８】他方、このセグメントに電流を給電するた
めに、集電舟３２から受信した符号化信号を前もって処
理することが必要となる。
【００９９】しかし、マイクロコントローラ４８によっ
て、約１０ミリ秒で行われる処理速度は、最大速度であ
っても、車両のモータに正確に給電するために必要なス
イッチングの必要条件に依然として適合している。
【０１００】さらに、安全のために、送信器４２は冗長
巡回符号の形態にある信号を送信し、マイクロコントロ
ーラ４８は、この符号の処理に基づいて、符号化信号全
体が正確に受信されたことを検査するように構成され
た、ソフトウェア手段を組み込んでいることが好ましい
ことが指摘される。
【０１０１】各給電装置、具体的にはマイクロコントロ
ーラが、一方では、誤動作の情報に関して、他方では、
車両の位置を特定するために供給される各セグメントの
位置の情報に関して、監視センタが、線５６を経由して
診断検査を行うことが可能な対応する出力を含むことに
留意されたい。
【０１０２】車両の位置は、各セグメントの長さに対応
する正確さで知られているので、この安全情報は、信号
または他の光の局所遠隔制御に用いることができる。
【０１０３】これまで説明してきた本発明は、予想され
た実施形態に制限されるものではないことを理解された
い。
【０１０４】実際、図３に関して説明した実施形態で
は、送信器４２によって送信された信号を搬送するた
め、および牽引システムに電力を伝送するために、車両
は１つの集電舟を備えていたが、変形形態として、およ
び上記のように、中立で電力を供給されていない領域の
存在を克服するため、または故障、特に集電舟の損失が
起きたときに正確な動作を維持できるために、同一の方
法および予備の方法で使用される２つの別々の正の集電
舟を提供することが可能である。
【０１０５】さらに、上記のように、給電システムが、
タイヤに取り付けた車輪に適合した車両に給電すること
を意図しているならば、給電電流の戻りを確実にするた
めに、特定の負の集電舟を提供することも可能である。
【０１０６】この場合には、この集電舟は、戻り電流に
対して設定されたセグメントと接触するように、所定の
数のセグメントたとえば３つのセグメント分、電流を給
電する集電舟に関して、長手方向にずれていることが好
ましい。
【０１０７】後者の実施形態では、電流戻り集電舟と通
信状態にある給電装置２０が対応するセグメントに給電
することを防ぐように、集電舟によって運ばれる信号間
の位相比較により、マイクロコントローラが、給電の極
性と電流戻り集電舟を区別する手段を組み込んでいるこ
とが好ましい。
【０１０８】最後に、説明した実施形態では、搬送電流
を受信するモジュール４６は、マイクロコントローラ４
８から分離した段を構成する。
【０１０９】符号化信号の受信が、常に電流伝送または
容量結合によって区別なく行われるのであれば、メモリ
に格納された特定のアルゴリズムの形態にあるマイクロ
コントローラに、モジュール４６を組み込むことも可能
である。
【０１１０】最後に、予想された様々な実施形態では、
給電システムは、第１のレベルの欠陥を検出する方法を
提供する。これらの欠陥は、たとえば、電力部品の１つ
の欠陥、または短絡手段が動作されている誤った給電モ
ードなどの、スイッチング手段の欠陥動作によるもので
ある。
【０１１１】最後に強調したいことは、セグメントの電
圧検出と、マイクロコントローラとは無関係に該当する
セグメントの電位をゼロに設定するフューズと短絡手段
の組合せとの併用により、システムは安全モードにある
ということである。
【０１１２】しかし、この場合には、いくつかのセグメ
ントに欠陥があるときでさえ、ネットワークの動作を維
持することができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による、地面を介して電流を給電するシ
ステムを設置する方法の例を示す概略図である。
【図２】本発明による、地面を介して電流を給電するシ
ステムを備備したダクトを備える道路の断面図である。
【図３】本発明による給電システム、およびそのような
システムによって給電させる電気車両のブロック図であ
る。
【符号の説明】
１０ 車両 １２ 道路 １４ 走行レール １６ 導電トラック １６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ、１６Ｅ セグメント １８ ダクト ２０ 高電圧給電装置 ２２ フレーム ２４ 高電圧給電線 ２６、５６ 線 ２８ 牽引システム ３０ パンタグラフ ３２ 集電舟 ３４ 車両の車輪 ３６、４９、５０ スイッチ ３８ フィルタ回路 ４０ 電力ケーブル ４２ 送信器 ４３ ダイオード／サイリスタ結合 ４４ 分析段 ４５ スイッチング段 ４６ モジュール ４８ マイクロコントローラ ５２ スイッチング部材 ５４ 短絡手段 Ｃ１、Ｃ２ コレクタ Ｅ１、Ｅ２ エミッタ Ｆ フューズ Ｔ１、Ｔ２ トランジスタ

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 地面を介して電気車両、特に電気レール
    車両に電流を給電するシステムであって、電気的に互い
    に絶縁し、共に導電給電トラック（１６）を形成する一
    連の導電セグメント（１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６
    Ｄ）を備え、該導電給電トラック（１６）に接して少な
    くとも１つの給電集電舟（３２）が車両に装備されてい
    て、該給電集電舟が、車両走行中に連続して導電セグメ
    ント（１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ）に接触し、さ
    らに該地面を介して電気車両に電流を給電するシステム
    は、各々が導電セグメントに接続される高圧給電装置
    （２０）の組を備え、各高圧給電装置（２０）は、集電
    舟（３２）を検出する手段（４６、４８）と、集電舟が
    セグメント上にあるときは対応するセグメントに選択的
    に電流を給電させ、集電舟（３２）がセグメント上にな
    いときは前記セグメントをゼロ電位源（２６）に接続さ
    せることに適したスイッチング手段（４５）とを備え、
    スイッチング手段（４５）が、集電舟（３２）があると
    きは対応するセグメントに電流を給電させ、集電舟（３
    ２）がないときはゼロ電位源に接続させるために、検出
    手段（４６、４８）によって制御される静的スイッチを
    形成する１対の要素（Ｔ１、Ｔ２）を備え、さらに各給
    電装置（２０）が、短絡手段（５２、５４）を備え、該
    短絡手段（５２、５４）は、閉状態にされ対応するセグ
    メントとゼロ電位源（２６）との間に挿入され、検出手
    段によって開放されることを特徴とする、地面を介して
    電気車両に電流を給電するシステム。
  2. 【請求項２】 集電舟が対応するセグメントと接触して
    いるとき、検出手段（４６、４８）が、導電、搬送電
    流、および車両によって、集電舟（３２）を経由して前
    記給電装置に送信される符号化信号を検出する手段を備
    えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
  3. 【請求項３】 符号化信号が、符号化信号を送信する車
    両（１０）に関する符号化情報を搬送することから、検
    出手段が、前記符号化情報を処理する処理手段（４
    ８）、および前記処理から得られたデータを、導電トラ
    ック上を走行することを許可された車両に関する情報に
    対応するデータと比較する手段（４８）を備えることを
    特徴とする請求項２に記載のシステム。
  4. 【請求項４】 検出手段が、符号化信号全体が受信され
    たことを、符号化信号に組み込まれている冗長巡回符号
    を処理することにより検査する手段を備えることを特徴
    とする請求項２および３に記載のシステム。
  5. 【請求項５】 さらに検出手段が、各前記検出手段に接
    続された各セグメント（１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６
    Ｄ）の電圧をモニタするモニタ装置を備え、前記モニタ
    装置が、対応するセグメントの電圧を最大閾値と比較す
    る手段と、閾値を超え集電舟が存在しない場合に、短絡
    手段を閉鎖させるように構成された１組の論理回路とを
    備えることを特徴とする請求項３および４に記載のシス
    テム。
  6. 【請求項６】 モニタ装置が、処理手段（４８）に関係
    しない要素を構成することを特徴とする請求項５に記載
    のシステム。
  7. 【請求項７】 各給電装置が、対応するセグメントに電
    流を給電することを制御するスイッチ形成要素（Ｔ１）
    に、直列に配置されているフューズ（Ｆ）を備えること
    を特徴とする請求項５および６に記載の特徴のシステ
    ム。
  8. 【請求項８】 検出手段（４６、４８）が、所定の数の
    直接隣接するセグメントに電流を給電する装置に接続さ
    れ、前記検出手段が、スイッチング手段をスイッチング
    手段に対応するセグメントに電流が給電されるような方
    法で動作させるとき、対応するセグメントに電流を給電
    するように、所定の数の直接隣接するセグメントに電流
    を供給する装置のスイッチング手段（Ｔ１、Ｔ２）を切
    り換えることを特徴とする請求項２から７のいずれか一
    項に記載のシステム。
  9. 【請求項９】 検出手段が、増幅器および通過帯域フィ
    ルタに接続されたマイクロプロセッサ（４８）を含み、
    マイクロプロセッサ（４８）の出力が、スイッチ形成要
    素の電力スイッチングおよび／または制御スイッチング
    を生じさせることを特徴とする請求項１から８のいずれ
    か一項に記載のシステム。
  10. 【請求項１０】 静的スイッチ（Ｔ１、Ｔ２）を形成す
    る要素が、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢ
    Ｔ）からなることを特徴とする請求項１から９のいずれ
    か一項に記載のシステム。
  11. 【請求項１１】 各給電装置が、誤動作が存在する場
    合、特にトランジスタを流れる許容可能な最大値よりも
    大きな値を有する電流が存在する場合に、対応するセグ
    メントに電流を給電することを防ぐ目的で、ＩＧＢＴト
    ランジスタの端子を横切る電圧をモニタする手段（４
    ９、５０）を備えることを特徴とする請求項１０に記載
    のシステム。
  12. 【請求項１２】 給電装置が、車両（１０）が走行する
    道路内に作成され、導電セグメント（１６Ａ、１６Ｂ、
    １６Ｃ、１６Ｄ）によって密閉されるように覆われてい
    るダクト内に配置された、密閉された取り外し可能モジ
    ュール内に配設され、高圧給電線（２４）および電位ゼ
    ロに設定された線（２６）が、ダクト内で長手方向に配
    設されている給電の戻りを提供することを特徴とする請
    求項１から１１のいずれか一項に記載のシステム。
  13. 【請求項１３】 ダクト（１８）が、車両が走行する道
    路領域のほぼ中央部分に配設されていることを特徴とす
    る請求項１２に記載のシステム。
  14. 【請求項１４】 スイッチング手段および検出手段に電
    流を給電する手段が、高圧給電線を備えることを特徴と
    する請求項１２および１３に記載のシステム。
  15. 【請求項１５】 車両が給電電流の戻りを提供する第２
    の集電舟を有するとき、検出手段（４４）が、給電の極
    性と電流戻り集電舟とを区別する手段を備えることを特
    徴とする請求項１０から１４のいずれか一項に記載のシ
    ステム。
  16. 【請求項１６】 給電装置の出力が、局所的に信号装置
    を動作することを意図した、車両の位置を特定する手
    段、および／または、診断検査を行う目的で、誤動作を
    検出する手段を構成することを特徴とする請求項１から
    １５のいずれか一項に記載のシステム。
  17. 【請求項１７】 電気車両（１０）が、電気車両（１
    ０）のモータに電流を給電する集電舟（３２）を少なく
    とも１つ備え、集電舟は、地面を介して電流を給電する
    システムの導電トラックに接して取り付けられることを
    意図され、電気車両（１０）が属する車両のタイプに関
    する情報を搬送する符号化信号を送信する手段（４２）
    が、集電舟に接続されていることを特徴とする、請求項
    １から１４のいずれか一項に記載の地面を介して電流を
    給電するシステムによって給電されることを意図された
    電気車両（１０）。
  18. 【請求項１８】 給電電流の戻りを提供する少なくとも
    １つの第２の集電舟を備え、第２の集電舟が、所定の数
    のセグメントに電流を給電する集電舟に関して、長手方
    向にずれていることを特徴とする請求項１７に記載の電
    気車両。
  19. 【請求項１９】 前記電気車両（１０）が電気レール車
    両からなるとき、給電電流の戻りが、レール車両が走行
    する走行レール（１４）によって提供されることを特徴
    とする請求項１７に記載の電気車両。
  20. 【請求項２０】 前記電気車両（１０）が誘導される電
    気道路車両からなるとき、給電電流の戻りが誘導レール
    によって提供されることを特徴とする請求項１７に記載
    の電気車両。
  21. 【請求項２１】 さらに、電気車両（１０）が給電モー
    ドのスイッチングをする手段（３６）を備えることを特
    徴とする請求項１７から２０のいずれか一項に記載の電
    気車両。
  22. 【請求項２２】 電気車両（１０）が、電気エネルギー
    を回復する手段（４３）を備えることを特徴とする請求
    項１７から２１のいずれか一項に記載の電気車両。
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