JP2013500223A - ホイストシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ホイストシステム及び方法を提供する。
【解決手段】システムは、エネルギー源に接続され且つホイストポンプに接続されるモータを含む。１つの使用モード時又は運転モード時、モータは、エネルギー源から電力を受け取って、ホイストポンプに機械的動力を供給する。方法は、モータをホイストポンプに機械的に接続させるステップと、エネルギー源からモータに電力を流すようにすることで、ホイスト動作の速度を制御するステップとを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、ホイストシステムと、ホイストシステムを有する車両と、１つ以上の関連の方法に関する実施形態を含む。

現在のオフハイウェイ車（ＯＨＶ）の用途において、ＯＨＶのエンジンは、１つ以上の液圧ポンプを直接、機械的に駆動させる。これらのポンプはホイスト、ステアリング、及びその他の用途向けに液圧を供給する。エンジンとポンプとが直接接続されているため、ポンプは必然的に、エンジンに比例する速度で動作する。これは或る程度の効率を達成するが、この方法の欠点は、これらのポンプの負荷需要に応じて（例えば、ダンプ車又は運搬トラックの場合、トラックの荷台を巻き上げる際に）、エンジン速度を上昇させることが必要なことである。このことは、エンジン速度の上昇と同時に、相応の燃費、排出物、及び騒音等を生じるため、望ましくない。更に望ましくないこととして、応答時間の速度が、エンジン速度ランプ率に起因して遅くなることがある。その上、ポンプの負荷需要が低い時でも、ポンプを高いエンジン速度で運転する必要がある。

欧州特許第１８８９９７７号

したがって、現在利用可能なシステム及び車両の特性とは異なる特性及び特徴を有するシステム又は車両を有することが望ましい。現在利用可能な方法とは異なる方法を有することが望ましい。

一実施形態は、ホイストシステムに関する。このホイストシステムは、ホイストポンプと電気モータを含む。電気モータは、エネルギー源とホイストポンプに接続される。第１の運転モード時は、電気モータが、エネルギー源から電力を受け取ることによって、ホイストポンプに機械的動力を供給する。第２の運転モード時は、エネルギー源からの電力が、ホイストポンプへの動力供給以外に用いられる。

別の実施形態において、エネルギー源は、オルタネータと、このオルタネータに機械的に接続されたエンジンとを含む。エンジンは、オルタネータを駆動させてオルタネータで発電するように動作する。エンジンは、ホイストポンプから機械的に接続解除される（例えば、ホイストポンプは、エンジンによって直接的にも間接的にも、機械的に駆動されることがない）。これにより、第１の運転モード時、オルタネータが電気モータに電力を供給することで、ホイストポンプに動力を供給できるが、このとき、ホイストポンプの動作がエンジン速度に依存した状態又はその逆の状態を伴うことはない。

また別の実施形態では、電気モータが、ホイストポンプに可逆的に接続されたトラクションモータ又は補助モータである。第１の運転モード時は、トラクションモータ又は補助モータが、オルタネータから電力を受け取ることによって、ホイストポンプに機械的動力を供給する。第２の運転モード時は、トラクションモータ又は補助モータが、ホイストポンプから接続解除され、トラクションモータ又は補助モータが、オルタネータから電力を受け取り、それぞれホイストポンプではなく推進システム又は補助システムを機械的に駆動させる。

また別の実施形態では、電気モータがホイストポンプモータである。このシステムは更に、制御装置と、トラクションモータ又は補助モータとを含む。エネルギー源は更に、オルタネータの出力部又はその他の部分に電気的に接続可能な、パワーエレクトロニクスユニットを含む。第１の運転モード時は、トラクションモータ又は補助モータではなくホイストポンプモータに電力が供給されるように、制御装置がパワーエレクトロニクスユニットを制御する。第２の運転モード時は、電力がホイストポンプモータではなくトラクションモータ又は補助モータに供給されるように、制御装置がパワーエレクトロニクスユニットを制御する。このように、第１のモードでは、電力がホイストポンプモータに供給されてホイストポンプが駆動され、第２のモードでは、電力がトラクションモータ又は補助モータに供給されて、それぞれ推進システム又は補助システムが機械的に駆動される。

また別の実施形態は、システムを第１の運転モード及び第２の運転モードで動作させる方法に関する。第１の運転モード時は、電力をエネルギー源から電気モータへ流す。電気モータが、エネルギー源とホイストポンプに接続される。電気モータに電力が供給されると、電気モータが動作してホイストポンプに機械的動力を供給する。第２の運転モードでは、電力をホイストポンプへの動力供給以外に用いるように、システムを切り替える。システムがモータ及びオルタネータをエネルギー源（の少なくとも一部分）として含む場合は、エンジンが機械的にもその他の作動的態様でもホイストポンプに接続されないこともある。第１の運転モード時は、オルタネータが電気モータに電力を供給することで、ホイストポンプに動力を供給するが、このホイストポンプの動作がエンジン速度に依存した状態又はその逆の状態を伴うことはない。一実施形態では、トラクションモータ又は補助モータの用途をそれぞれ、ホイストポンプへの動力供給（第１のモード）と推進システム又は補助的負荷への動力供給との間で切り替えることによって、第１及び第２の運転モードを実現する。別の実施形態では、パワーエレクトロニクスユニット（トラクションモータドライバ等）の出力を、ホイストポンプモータへの動力供給、及びトラクションモータ又は補助モータへの動力供給から切り替えることによって、第１及び第２の運転モードを実現する。

本発明の実施形態に従った第１の運転モードにあるホイストシステムの概略図である。 本発明の実施形態に従った第２の運転モードにあるホイストシステムの概略図である。 別の実施形態に従ったホイストシステムの概略図である。 本発明の別の実施形態に従った第１の運転モードにあるホイストシステムの概略図である。 本発明の別の実施形態に従った第２の運転モードにあるホイストシステムの概略図である。 本発明の一実施形態に従ったホイストシステムの概略図である。 本発明の一実施形態に従ったホイストシステムの概略図である。 本発明の一実施形態に従ったホイストシステムの概略図である。 本発明の一実施形態に従ったホイストシステムの概略図である。 本発明の一実施形態に従ったホイストシステムの概略図である。 本発明の一実施形態に従ったホイストシステムの概略図である。 本発明の一実施形態に従った車両の概略図である。 本発明の別の実施形態に従った車両の概略図である。

本発明の実施のために企図された実施形態を図示する。参照符号が同様の場合は、同様の参照符号が用いられている部分が、同じ又は同様であることを表している。

本発明は、ホイストシステムと、このホイストシステムを有する車両と、１つ以上の関連の方法とに関する実施形態を含む。本明細書において使用する場合、「ホイスト」とは、負荷を上昇又は下降させるために用いる装置を指す。ホイストには、液圧シリンダ、或いは、その他の液圧装置又はケーブルが巻かれたドラムを使用することがある。ホイストポンプは、液圧ポンプ等のポンプであり、ホイストにおいて作業機能又はホイストの作業機能を実行するために機械的に駆動される。ホイストポンプの一例として、ホイスト機構の一部分である液圧シリンダ内に作動液をポンプ送りする液圧ポンプがある。

概して、一部の実施形態は、ホイストポンプをエンジン（ダンプ車又は運搬トラックのエンジン等）から機械的に接続解除することで、ホイストポンプに直接的又は間接的にエンジンから機械的に動力供給するのではなく、電気モータを用いてホイストポンプを駆動させる／運転するシステム及び方法に関する。一実施形態では、電気モータが、ホイストポンプに対して選択的に接続及び接続解除されるトラクションモータであり、このトラクションモータは、或る運転モードではホイストポンプに機械的動力を供給し、別の運転モードでは主推進システムに機械的動力を供給する（「推進システム」は、トランスミッション及びホイールセット等、車両又はその他の負荷を動かすために用いる装置を指す。例えば、本明細書では、トラクションモータが推進システムと相互作用すると記載されているが、概念的にトラクションモータを推進システムの一部分であると考えてよい場合は、推進システムがトラクションモータ以外の推進システム部分を指すものと考えてよい。）。別の実施形態において、電力は、運転モードに応じて選択的に、ホイストポンプモータだけに供給されたり、トラクションモータだけに供給されたり、ホイストポンプモータとトラクションモータの両方共に供給されたりする。そのためには、パワーエレクトロニクスユニット（トラクションモータドライバ等）の出力をトラクションモータへの電力供給からホイストポンプモータへの電力供給に切り替える必要がある場合がある。そこで、一態様では、機械的トルクをエンジンから流用するのではなく、電動式モータを用いてホイストポンプを駆動させる。ホイストポンプに動力を供給するための電力を（エンジンに接続された）オルタネータから供給する場合は、オルタネータを駆動させ得る任意の設定速度でエンジンを動作させることで、電気モータに十分な電気エネルギーを供給できる。ホイスト速度の調整は、エンジン速度又はオルタネータの出力の代わりに、電気モータを通る電流量によっても可能である。

一実施形態では、複数の運転モードを有するホイストシステムが電気モータを含み、この電気モータは、エネルギー源に接続されると共にホイストポンプに（可逆的又は非可逆的に）接続されている。１つの運転モード時は、電気モータはエネルギー源から電力を受け取り、ホイストポンプに機械的動力を供給する。図１及び２に、このようなホイストシステム１０の一例を示す。ホイストシステム１０は、第１のホイストポンプ１２と第１の電気モータ１４とを含む。第１の電気モータ１４は、エネルギー源１６と第１のホイストポンプ１２とに接続されている。第１の運転モード１８（図１）においては、第１の電気モータ１４が、電力２０をエネルギー源１６から受け取ることによって、機械的動力２２を第１のホイストポンプ１２に供給する。第２の運転モード２４（図２）においては、エネルギー源からの電力を、第１のホイストポンプ１２への動力供給以外の目的に用いる（「〜以外の目的に用いる」とは、別の目的に用いること、貯蔵すること、放散すること、又は全く用いないことも含む。例として、ホイストポンプの駆動以外のその他何らかの目的に電気モータを用いる場合に電気モータに動力供給することと、電気モータ以外の装置への電力の送給とが挙げられる）。システム１０には、本明細書で論じるように、制御装置及び／又はパワーエレクトロニクスユニットを後付けできる。

別の実施形態では、図３を参照すると、ホイストシステム３０のエネルギー源１６が、オルタネータ２６と、オルタネータ２６に機械的に接続されたエンジン２８とを含む。エンジン２８は、オルタネータ２６を駆動させるように動作し、オルタネータ２６が次には電力２０を生成する。エンジン２８は、直接的にも間接的にも、第１のホイストポンプ１２に機械的に接続されることはない（ホイストポンプ１２が、エンジンにより機械的に駆動されることはない）。このことによって、オルタネータ２６は、第１の運転モード時、第１の電気モータ１４に電力供給し、ホイストポンプ１２に動力を供給できる。このとき、ホイストポンプの動作がエンジン速度に依存する状態又はその逆の状態が生じることはない。システム３０には、本明細書で論じるように、制御装置及び／又はパワーエレクトロニクスユニットを後付けできる。

別の実施形態のホイストシステム４０では、図４及び５を参照すると、第１の電気モータ１４が、第１のホイストポンプ１２に可逆的に接続されたトラクションモータ３２又は補助モータ３４である。第１の運転モード４２（図４）において、トラクションモータ３２又は補助モータ３４は、電力２０をオルタネータ２６から受け取り、機械的動力２２を第１のホイストポンプ１２に供給する。第２の運転モード４４（図５）において、トラクションモータ３２又は補助モータ３４が、第１のホイストポンプ１２から接続解除され、トラクションモータ３２又は補助モータ３４が、電力２０をオルタネータ２６から受け取り、それぞれ第１のホイストポンプ１２ではなく、推進システム３６又は補助システム３８を機械的に駆動させる。

システム４０は更に、制御装置４６（例えば、マイクロコントローラ、コンピュータ、又はその他の電子制御装置）を含み得る。その場合、一実施形態においては、トラクションモータ又は補助モータを、第１の運転モード４２において第１のホイストポンプ１２と、第２の運転モード４４において推進システム又は補助システムと接続させるように、制御装置４２が動作可能である。制御装置４６は、第１の運転モード時は、オルタネータからトラクションモータ又は補助モータに送られる電力を調整することで、第１のホイストポンプの速度を制御するように動作する（「調整」とは、通電の停止又は開始、及び／又は供給される電力の量と特性の制御等、モータに供給される電力の制御を意味する）。制御装置４６の１つの運転モードでは、制御装置４６は、エンジン２８の速度又はその他の動作を変更することなく、第１のホイストポンプ１２の速度を変更する。

別の実施形態のホイストシステム４８では、図６を参照すると、エネルギー源１６が更に、オルタネータ２６の出力部とトラクションモータ３２又は補助モータ３４の入力部との間に電気的に接続された、パワーエレクトロニクスユニット５０を含んでいる。制御装置４６は、パワーエレクトロニクスユニット５０に作動可能に接続されており、パワーエレクトロニクスユニット５０を制御してオルタネータからトラクションモータ又は補助モータに供給される電力を調整する。パワーエレクトロニクスユニット５０は、モータドライバ（電源供給を受けると共にモータを駆動させるように構成された信号を出力する、可変速インバータドライブ等の回路）、インバータ、パワートランジスタ、及びその他のパワー素子、回路保護装置、及びスイッチング素子の１つ以上を含み得る。

別の実施形態のホイストシステム５２では、図７を参照すると、システム５２が車両５４に搭載されており、第１の電気モータ１４（ホイストポンプ駆動用モータ）が第１のトラクションモータ３２である。システム５２は更に、車両５４の車輪５８（車両の推進システム３６の車輪部分）に接続された第２のトラクションモータ５６（第２の電気モータ）を含み、第１のトラクションモータ３２が機械的動力２２を第１のホイストポンプ１２に供給しているときは、第２のトラクションモータ５６が車輪５８を推進させて車両５４を動かすようになっている。システム５２には、本明細書で論じるように、制御装置及び／又はパワーエレクトロニクスユニットを後付けできる。

ホイストシステム６０の別の実施形態では、図８を参照すると、第１の電気モータ１４がホイストポンプモータ６２である。システム６０は更に、制御装置４６と、トラクションモータ３２又は補助モータ３４（第２の電気モータ）と、オルタネータ２６の出力部等の部分に電気的に接続可能なパワーエレクトロニクスユニット５０とを含む。第１の運転モード６４では、制御装置４６が、パワーエレクトロニクスユニット５０を制御し、電力をトラクションモータ３２又は補助モータ３４ではなくホイストポンプモータ６２に供給する。第２の運転モード６６においては、制御装置４６が、パワーエレクトロニクスユニット５０を制御し、電力をホイストポンプモータ６２ではなくトラクションモータ３２又は補助モータ３４に供給する。このように、第１のモード６４では、電力がホイストポンプモータに供給されてホイストポンプ１２が駆動され、第２のモード６６では、電力がトラクションモータ又は補助モータに供給されて、推進システム３６又は補助システム３８がそれぞれ機械的に駆動される。第１及び第２のモードに加えて、第３の運転モードがあってもよい。この第３の運転モードにおいては、制御装置でパワーエレクトロニクスユニットを制御して、電力をホイストポンプモータとトラクションモータ又は補助モータとの両方に供給することで、ホイストポンプモータが機械的動力を第１のホイストポンプに供給すると同時に、トラクションモータ又は補助モータがそれぞれ、推進システム又は補助システムを機械的に駆動させる。

本発明の更に別の態様によると、ホイストシステム（１０、３０、４０、４８、５２、６０、７４、又はその他のホイストシステム）は、直接的又は間接的にモータに機械的に接続された第２のホイストポンプを含む。一例として、図９を参照すると、ホイストシステム６８は、エンジン２８に機械的に接続された第２のホイストポンプ７０を含む。第２のホイストポンプ７０は、エンジン２８に機械的に直接接続されるか、又は、ステアリングポンプ７２自体がエンジンに機械的に接続されているステアリングポンプ７２を介する等のように、間接的にエンジン２８に機械的に接続される。一実施形態において、第２のホイストポンプは第１のホイストポンプよりも比較的小容量である。第２のホイストポンプは、（直接又はステアリングポンプを介して）エンジンに接続された状態を維持し、機械的トルクをエンジンから受け取る。必要に応じて、第１のホイストポンプと一緒に第２のホイストポンプを用いて、ホイスト機構に液圧揚力を供給する。そのため、第１のホイストポンプは、ホイストポンプブースターとして機能する。別の態様では、機械的に接続される、より小型の第２のホイストポンプにより、湿式ブレーキシステムにおいてブレーキに冷却液（オイル等）を循環させる。これにより、車両を動かしながらブレーキを冷却できる。しかも、比較的低いエンジン速度でも、高レベルの冷媒流量を達成できる。

本発明の別の態様によると、ホイストシステム（１０、３０、４０、４８、５２、６０、６８、又はその他のホイストシステム）は、第１の電気モータ（例えば、ホイストポンプモータ、或いはトラクションモータ又は補助モータ等の、ホイストポンプの駆動に用いるモータ）に電気的に接続されたエネルギー貯蔵装置（例えば、エネルギー源を含むか又はエネルギー源の一部分）を含む。エネルギー貯蔵装置は、エンジン２８が動作していない、即ちオルタネータ２６が電力を供給していない時の少なくとも一部分において、第１の電気モータに電力を供給する。たとえエンジンが動作しておらず、オルタネータがモータに電力を供給していなくても、エネルギー貯蔵装置により、モータでホイストポンプを駆動させることができる。一例として、図１０を参照すると、ホイストシステム７４は、パワーエレクトロニクスユニット５０に電気的に接続されたエネルギー貯蔵装置７６を含む。制御装置４６は、エネルギー貯蔵装置７６及び／又はパワーエレクトロニクスユニット５０を制御して、（例えば、ホイストポンプを動作させるモータに動力を供給するために）エネルギー貯蔵装置７６でパワーエレクトロニクスユニット５０に選択的に電力を供給する。

本発明の更に他の態様によると、エネルギー貯蔵装置を備えたホイストシステムにおいて、ホイストシステム（１０、３０、４０、４８、５２、６０、６８、７４等）が、回生ブレーキシステムを有する車両に搭載される。エネルギー貯蔵装置は、回生ブレーキシステムに接続され、制動時には、この回生ブレーキシステムにより充電される。一例として、図１１を参照すると、ホイストシステム７８が車両５４に搭載されている。この車両は、回生ブレーキシステム８０を有する。エネルギー貯蔵装置７６は、回生ブレーキシステム８０に接続され、車両の制動時には、この回生ブレーキシステムにより充電される（例えば、車両の制動時、推進システムの負荷がトラクションモータに加わり、トラクションモータが推進システムによって動くことによって発電するように、このシステムを構成できる）。

上述のように、本発明の実施形態は、車両において又は車両として、実施可能である。図１２に別の例を示す。ここでは、車両８２は、シャシ８４と、シャシ８４に配置されたエネルギー源１６と、シャシ８４に配置された制御装置４６と、シャシ８４に配置されたホイストポンプモータ６２及びホイストポンプ１２と、シャシ８４に配置されたトラクションモータ３２及び推進システム３６と、を含む。エネルギー源１６は、エンジン２８と、エンジン２８に接続されたオルタネータ２６と、パワーエレクトロニクスユニット５０とを含む。制御装置４６は、エネルギー源１６に動作的に接続される。ホイストポンプモータ６２は、ホイストポンプ１２に機械的に接続され、パワーエレクトロニクスユニット５０に電気的に接続される。エンジン２８は、機械的にもその他の作動的態様においても、ホイストポンプ１２に接続されない。トラクションモータ３２は、推進システム３６に機械的に接続され、パワーエレクトロニクスユニット５０に電気的に接続される。第１の運転モード８６において、制御装置４６は、パワーエレクトロニクスユニット５０がホイストポンプモータ６２に電力供給するように、パワーエレクトロニクスユニット５０を制御する。ホイストポンプモータ６２は、このように動力供給されると、機械的動力をホイストポンプ１２に供給する。ホイスト動作の速度の制御は、パワーエレクトロニクスユニットからホイストポンプモータへの電力の流れを調整する制御装置４６によって行われる。第２の運転モード８８では、制御装置４６でパワーエレクトロニクスユニット５０を制御して、パワーエレクトロニクスユニット５０が、ホイストポンプモータではなくトラクションモータ３２に電力を供給するようにする。トラクションモータ３２は、このように動力供給されると、推進システム３６に機械的動力を供給して車両８２を動かす。車両８２は、（エンジンに機械的に接続された）ステアリングポンプ７２と、エンジンに直接又は間接的に機械接続された第２のホイストポンプ７０とを含み得る。

別の実施形態の車両において、車両は、シャシと、シャシに配置され且つエンジンとエンジンに接続されるオルタネータとを含むエネルギー源と、シャシに配置されるホイストポンプであって、エンジンが機械的にもその他の作動的態様でも接続されていないホイストポンプと、シャシに配置され且つエネルギー源に動作的に接続される制御装置と、第１及び第２の運転モード間で制御可能なトラクションモータ又は補助モータとを含む。第１の運転モード時は、トラクションモータ又は補助モータがホイストポンプと接続され、第２の運転モード時は、トラクションモータ又は補助モータがそれぞれ、車両の推進システム又は車両の補助システムと接続される。制御装置は、トラクションモータ又は補助モータを第１の運転モードと第２の運転モードとで選択的に制御するように、且つ、エネルギー源を制御してトラクションモータ又は補助モータに電力を供給するように動作する。こうして、第１の運転モード時は、トラクションモータ又は補助モータがエネルギー源から電力を受け取り、ホイストポンプを機械的に駆動させる。制御装置は、電力の流れを制御することで、ホイスト動作の速度を制御する。第２の運転モード時は、トラクションモータ又は補助モータがホイストポンプから接続解除され、トラクションモータ又は補助モータがエネルギー源から電力を受け取り、ホイストポンプではなく推進システム又は補助システムを、それぞれ機械的に駆動させる。このような車両９０の一例を図１３に示し、第１及び第２の運転モードをそれぞれ９２及び９４で示す。

別の実施形態は、ホイストシステムの運転方法に関する。ホイストシステムは、第１及び第２の運転モードで運転される。この方法は、第１の運転モード時に、電力をエネルギー源から第１の電気モータに流すステップを含む。第１の電気モータは、エネルギー源と第１のホイストポンプとに接続される。この方法は更に、第１の運転モード時に、電力で第１の電気モータに動力供給することにより、第１の電気モータで第１のホイストポンプに機械的動力を供給するステップを含む。システムは、第２の運転モード時に、（ｉ）第１の電気モータが第１のホイストポンプに機械的動力を供給する状態から（ｉｉ）第１のホイストポンプへの動力供給以外に電力を用いる状態に切り替えられる。

この方法の別の実施形態は、第１の電気モータがトラクションモータである場合の、追加又は代替ステップを含む。この場合、この方法は更に、第１の運転モード時に、トラクションモータを推進装置から機械的に接続解除させ、第１のホイストポンプに接続させるステップを含む。第２の運転モード時には、トラクションモータが、第１のホイストポンプから機械的に接続解除され、推進装置に接続される。

この方法のまた別の実施形態では、エネルギー源にエンジンとオルタネータとを含み、このエンジンがオルタネータを駆動させて発電する場合の、追加又は代替ステップを含む。この場合、この方法は更に、第１の運転モード時に、第１の電気モータで、エンジンの速度又はその他の動作を変更することなく、第１のホイストポンプの速度を変更するステップを含む。第１のホイストポンプは、直接的にも間接的にも、エンジンに機械的に接続されない。

この方法の更に別の実施形態は、第１の電気モータがホイストポンプモータである場合の、追加又は代替ステップを含む。ここで、この方法は更に、第２の運転モード時に、電力を用いてホイストポンプモータではなく第２の電気モータを動作させるステップを含む。第２の電気モータは、トラクションモータ又は補助モータである。

一態様によると、ホイスト動作の制御は、エンジンから機械的に接続解除されたホイストポンプを駆動させる電気モータへの電力供給を調整することによって行われる（特に、ホイストポンプは、直接的にも間接的にも、エンジンにより機械的に駆動されない）。ホイスト動作は、エンジンの速度又は動作を変更することなく、変更可能である。ホイスト動作が巻上げ速度である場合は、巻上げ速度を変更してもエンジン速度は変化しない。例えば、ダンプ車又は運搬トラックの場合、ホイスト動作に応じて積荷の放下を制御する。

ホイストポンプ駆動用モータに動力を供給する電気は、パワーエレクトロニクスユニット、例えばトラクションモータドライバ（可変速インバータドライブ）又は補助ドライバにより供給可能である。パワーエレクトロニクスユニットは、オルタネータ／整流器に接続可能である。運転時、ホイストポンプを使用する必要がある場合は、トラクションドライバがトラクションモータから接続解除されるか、又は補助ドライバが補助モータ（例えば、ラジエータファンモータ、トラクションモータブロワ、オルタネータブロワ等）から動作的に接続解除される。ドライバを第１の運転モードから動作的に接続解除すると、次にドライバ（パワーエレクトロニクスユニット）を用いてホイストポンプモータを駆動させることができる。

機能的に、エンジン速度をホイストポンプ速度から切り離すことができる。加えて、エネルギー貯蔵装置を有するシステムでは、ホイストポンプを駆動させるモータを、エネルギー貯蔵装置に貯蔵された電気で運転できる。エンジン速度を所要の負荷に応じて選択することで、最適な燃料効率を達成できる。ポンプモータは、エンジントルク以外のエネルギー源による動力供給が可能である。ホイストポンプは、オルタネータ以外のエネルギー源、例えばエネルギー貯蔵装置により動力供給されるモータ（例えばトラクションモータ）により動力供給が可能である。適切なエネルギー貯蔵装置としては、例えばナトリウム金属ハロゲン化物電池、ナトリウム硫黄電池、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等と、その他のエネルギー貯蔵媒体（キャパシタ、燃料電池、フライホイール装置等）が含まれる。ここに列挙したエネルギー貯蔵装置は、完全に入替可能というわけではないが、最終使用要件及び制約事項に基づいて選択可能である。

一実施形態では、複数のポンプとエネルギー源で、システムの使用を最適化する。このような最適化は、燃費、エンジン廃棄物、巻上げ時間、及び騒音レベル等であるがこれらに限定されない、１つ以上の局面に影響し得る。

本明細書に記載のいずれの実施形態も、オフハイウェイ車（ＯＨＶ）において実施可能であるか、或いは、オフハイウェイ車として又はオフハイウェイ車の一部分として実施可能である。オフハイウェイ車の例として、鉱業用及び建設用機器、ダンプ車及び運搬トラック等が挙げられる。実施形態は特に、強固なホイストシステムが必要な、ホイストシステムの柔軟性及び性能が向上することで利益を得る、例えば１００〜４００トンの容量の大型運搬トラックに適用可能である。

複数のモータを含む本明細書に記載のいずれの実施形態においても、各モータに固有のモータドライバ回路／ユニットを備えることができる。そのため、例えば、図８〜１２では、パワーエレクトロニクスユニットの出力を複数のモータ間で切り替えることを示唆しているが、各モータが、本明細書に記載の制御機能を実行するために（例えば、ドライバを選択的に作動又は停止させる）制御装置により制御される個別のドライバを有する場合もあり得る。

第１の運転モード４２（図４）において、トラクションモータ３２又は補助モータ３４は、電力２０をオルタネータ２６から受け取り、機械的動力２２を第１のホイストポンプ１２に供給する。第２の運転モード４４（図５）においては、トラクションモータ３２又は補助モータ３４が、第１のホイストポンプ１２から接続解除され、トラクションモータ３２又は補助モータ３４が、電力２０をオルタネータ２６から受け取り、第１のホイストポンプ１２ではなく推進システム３６又は補助システム３８をそれぞれ機械的に駆動させる。

上述したように、一部の実施形態（例えば図４〜５）において、トラクションモータ又は補助モータは（１つのモードにおいて）ホイストポンプに機械的に動力供給し、（別のモードにおいて）ホイストポンプから接続解除されて推進システム又は補助システムを機械的に駆動させる。トラクションモータ又は補助モータは、トランスミッション及び／又はクラッチ機構を含む制御可能なシステムを用いて、ホイストポンプと推進システム又は補助システムとの間で選択的に機械的に接続及び接続解除される。

以上の記述は、説明のためのものであり、限定のためのものではないことを理解されたい。例えば、上記の実施形態（及び／又はその態様）を相互に組み合わせて使用できる。加えて、本開示の範囲から逸脱することなく、個々の状況又は材料に合わせて本開示の主題の教示内容に、多くの修正を加えることができる。本明細書で記述した材料の寸法及び種類は、本開示の主題のパラメータを定義することを企図した実施例であり、これらを限定することは決してない。したがって、記述した主題の範囲は、添付の特許請求の範囲に準拠して、請求項にクレームされたものの等価物の全範囲を含め、決定されるべきである。添付の特許請求の範囲において、「有する」及び「〜において」は、「含む」及び「〜であって」とそれぞれ同等の、これらの表現を簡単にした表現である。また、請求項において「第１」「第２」「第３」等は、標識として使用されているにすぎず、その物体に数的な要件を課すものではない。

本明細書で記述した実施形態は、請求項で列挙した本発明の要素に相当する要素を有するシステム及び方法の例である。本明細書により、請求項で列挙した本発明の要素に同様に相当する代替要素を有する実施形態を、当業者が構成及び利用できる。したがって、本発明の範囲は、請求項の文言と相違ない物品、システム、及び方法に加えて、請求項の文言と実質的に相違ないその他の物品、システム、及び方法を含む。本明細書では、一部の特徴及び実施形態しか図示及び説明していないが、当業者には、多数の変更及び改変が想到可能である。添付の特許請求の範囲は、こうした変更及び改変も全て包含する。

Claims (20)

1. 複数の運転モードを有するホイストシステムであって、
   第１のホイストポンプと、
   エネルギー源に接続され且つ前記第１のホイストポンプに接続される第１の電気モータであって、第１の運転モード時は、前記エネルギー源から電力を受け取ることによって機械的動力を前記第１のホイストポンプに供給し、第２の運転モード時は、前記エネルギー源からの電力を前記第１のホイストポンプへの動力供給以外に用いる、第１の電気モータと、
   を含む、ホイストシステム。
2. 前記エネルギー源が、オルタネータと前記オルタネータに機械的に接続されるエンジンとを含み、前記エンジンが、前記オルタネータで発電するべく前記オルタネータを駆動させるように動作可能であり、
   前記エンジンが、前記第１のホイストポンプから機械的に接続解除され、前記オルタネータが、前記第１の運転モード時は、前記第１の電気モータで前記第１のホイストポンプに機械的動力を供給するように前記第１の電気モータに電力供給する、請求項１に記載のシステム。
3. 前記第１の電気モータが、前記第１のホイストポンプに可逆的に接続されるトラクションモータ又は補助モータであり、
   前記第１の運転モード時は、前記トラクションモータ又は補助モータが、電力を前記オルタネータから受け取ることによって機械的動力を前記第１のホイストポンプに供給し、
   前記第２の運転モード時は、前記トラクションモータ又は補助モータが、前記第１のホイストポンプから接続解除され、前記トラクションモータ又は補助モータが電力を前記オルタネータから受け取って、前記トラクションモータ又は補助モータがそれぞれ、前記第１のホイストポンプではなく推進システム又は補助システムを機械的に駆動させる、請求項２に記載のシステム。
4. 請求項３に記載のシステムを含む、車両。
5. 車両に搭載され、
   前記第１の電気モータが第１のトラクションモータであり、
   前記車両の車輪に接続されており、前記第１のトラクションモータで機械的動力を前記第１のホイストポンプに供給すると、前記車輪を推進させて前記車両を動かす第２のトラクションモータを更に含む、請求項３に記載のシステム。
6. 制御装置を更に含み、
   前記制御装置が、前記トラクションモータ又は補助モータを、前記第１の運転モード時は前記第１のホイストポンプに、第２の運転モード時は前記推進システム又は補助システムに接続させるように動作し、
   前記制御装置が、第１の運転モード時は、前記オルタネータから前記トラクションモータ又は補助モータへの電力を調整することによって、前記第１のホイストポンプの速度を制御するように動作する、請求項３に記載のシステム。
7. 前記制御装置の運転モードの１つにおいて、前記制御装置が、前記エンジンの速度又はその他の動作を変更することなく前記第１のホイストポンプの速度を変更する、請求項６に記載のシステム。
8. 前記エネルギー源が更に、前記オルタネータの出力部と前記トラクションモータ又は補助モータの入力部との間に電気的に接続されるパワーエレクトロニクスユニットを含み、
   前記制御装置が、前記パワーエレクトロニクスユニットに動作可能に接続されることで、前記パワーエレクトロニクスユニットを制御して前記オルタネータから前記トラクションモータ又は補助モータへの電力を調整する、請求項６に記載のシステム。
9. 前記第１の電気モータがホイストポンプモータであり、
   制御装置と、トラクションモータ又は補助モータである第２の電気モータとを更に含み、
   前記エネルギー源が更にパワーエレクトロニクスユニットを含み、
   前記第１の運転モード時は、前記制御装置が、前記パワーエレクトロニクスユニットを制御して電力を前記トラクションモータ又は補助モータではなく前記ホイストポンプモータに供給することで、前記ホイストポンプモータで前記第１のホイストポンプに機械的動力を供給し、
   前記第２の運転モード時は、前記制御装置が、前記パワーエレクトロニクスユニットを制御して電力を前記ホイストポンプモータではなく前記トラクションモータ又は補助モータに供給することで、前記トラクションモータ又は補助モータにそれぞれ、推進システム又は補助システムを機械的に駆動させる、請求項２に記載のシステム。
10. 前記エンジンに直接的又は間接的に機械接続される第２のホイストポンプを更に含む、請求項９に記載のシステム。
11. 第３の運転モード時は、前記制御装置が前記パワーエレクトロニクスユニットを制御して、前記パワーエレクトロニクスユニットで前記ホイストポンプモータと前記トラクションモータ又は補助モータとの両方に電力供給することによって、前記ホイストポンプモータで前記第１のホイストポンプに機械的動力を供給すると同時に、前記トラクションモータ又は補助モータでそれぞれ、前記推進システム又は前記補助システムを機械的に駆動させる、請求項９に記載のシステム。
12. 前記エネルギー源が更に、前記パワーエレクトロニクスユニットに電気的に接続されるエネルギー貯蔵装置を含み、前記制御装置が、前記エネルギー貯蔵装置及び／又は前記パワーエレクトロニクスユニットを制御することによって、前記エネルギー貯蔵装置で前記パワーエレクトロニクスユニットに選択的に電力供給するように構成される、請求項９に記載のシステム。
13. 前記エネルギー源が更に、前記第１の電気モータに電気的に接続されるエネルギー貯蔵装置を含み、前記エネルギー貯蔵装置が、前記エンジンが動作しておらず前記オルタネータが電力を供給していない時の少なくとも一部分において、前記第１の電気モータに電力供給する、請求項２に記載のシステム。
14. 回生ブレーキシステムを有する車両に搭載され、
    前記エネルギー貯蔵装置が、前記車両の回生ブレーキシステムに接続されており、制動時には、前記回生ブレーキシステムから前記エネルギー貯蔵装置が充電される、請求項１３に記載のシステム。
15. 前記エンジンに直接又は間接的に機械接続される第２のホイストポンプを更に含む、請求項１に記載のシステム。
16. 電力がエネルギー源から、前記エネルギー源と第１のホイストポンプとに接続される第１の電気モータに流れるように電力を導くステップと、前記電力で前記第１の電気モータに動力供給して前記第１の電気モータで前記第１のホイストポンプに機械的動力を供給するステップとを含む、第１の運転モードでシステムを動作させるステップと、
    前記第１の電気モータで機械的動力を前記第１のホイストポンプに供給する状態から、前記電力を前記第１のホイストポンプへの動力供給以外に用いる状態に切り替えるステップを含む、第２の運転モードでシステムを動作させるステップと、
    を含む方法。
17. 前記第１の電気モータがトラクションモータであり、
    前記第１の運転モード時に、前記トラクションモータを推進装置から機械的に接続解除して前記第１のホイストポンプに接続させるステップと、
    前記第２の運転モード時に、前記トラクションモータを前記第１のホイストポンプから機械的に接続解除して前記推進装置に接続させるステップと、
    を更に含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記エネルギー源がエンジンとオルタネータを含み、前記エンジンは、前記オルタネータを駆動させて発電し、
    前記第１の運転モード時に、前記第１の電気モータが前記エンジンの速度又はその他の動作を変更することなく前記第１のホイストポンプの速度を変更するステップを更に含み、前記第１のホイストポンプは、直接的にも間接的にも、前記エンジンに機械接続されない、請求項１６に記載の方法。
19. 前記第１の電気モータがホイストポンプモータであり、
    前記第２の運転モード時に、前記電力を用いて前記第１のホイストポンプモータではなく第２の電気モータを運転するステップを更に含み、前記第２の電気モータが、トラクションモータ又は補助モータである、請求項１６に記載の方法。
20. 車両であって、
    シャシと、
    前記シャシに配置され、エンジンと、前記エンジンに接続されるオルタネータと、パワーエレクトロニクスユニットと、を含むエネルギー源と、
    前記シャシに配置され、前記エネルギー源に動作的に接続される制御装置と、
    前記シャシに配置されるホイストポンプモータ及びホイストポンプであって、該ホイストポンプモータが、該ホイストポンプに機械的に接続され且つ前記パワーエレクトロニクスユニットに電気的に接続され、前記エンジンが、直接的にも間接的にも該ホイストポンプに機械接続されない、ホイストポンプモータ及びホイストポンプと、
    前記シャシに配置されるトラクションモータ及び推進システムであって、該トラクションモータが、該推進システムに機械的に接続され且つ前記パワーエレクトロニクスユニットに電気的に接続される、トラクションモータ及び推進システムと、を含み、
    第１の運転モード時は、前記制御装置が前記パワーエレクトロニクスユニットを制御して、前記パワーエレクトロニクスユニットで前記ホイストポンプモータに電力供給することによって、前記ホイストポンプモータで機械的動力を前記ホイストポンプに供給し、第２の運転モード時は、前記制御装置が前記パワーエレクトロニクスユニットを制御して、前記パワーエレクトロニクスユニットで前記ホイストポンプモータではなく前記トラクションモータに電力を供給することによって、前記トラクションモータで機械的動力を前記推進システムに供給して動く、車両。

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