JP2015171318A

JP2015171318A - エネルギー使用を制御するためのシステムおよび方法

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Publication number: JP2015171318A
Application number: JP2015030119A
Authority: JP
Inventors: バートランド・バスティン; Bastien Bertrand; ヘンリー・ヤング; Young Henry
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2014-03-04
Filing date: 2015-02-19
Publication date: 2015-09-28
Also published as: US9233625B2; DE102015103043A1; CN104890523A; US20150251564A1; CN104890523B

Abstract

【課題】ＯＨＶ（オフハイウェイ車両）の回生制動中に蓄えられる電気エネルギーを放電する時及び方法を判断するための方法を提供する。
【解決手段】エネルギー管理システム１１９は、ＯＨＶ１００のエネルギー・ストレージ・システム１１４を、ＯＨＶの牽引リンク１０６と電気的に接続するエネルギー管理モジュール１１６を備える。牽引リンクは、複数の牽引モータ１１０♯１〜１１０♯ｎに電気的に接続される。エネルギー管理モジュールは、複数の放電規則の予測性能と運搬経路のベースライン性能との比較により選択される放電規則に従い、エネルギー・ストレージ・システムからの電力を、運搬経路において牽引リンクに供給する。運搬経路では、電力は、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクに供給されず、燃料節約、速度超過又はベースライン性能に対する燃料節約並びに速度超過の組み合わせを取得する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、一般に、鉱山トラックなどのオフハイウェイ車両（ＯＨＶ）に関する。具体的な実施形態は、ＯＨＶの燃費を向上させることである。

鉱業では、大型オフハイウェイ車両（ＯＨＶ）を使用して、露天掘鉱山から掘り出された重い積載物を運搬する。ＯＨＶは、通常、エネルギー効率のよい方法で、車両を前進または減速させるため、電動モータホイールを使用する。特に、ＯＨＶは、典型的に、交流発電機、主牽引インバータ、および車両の後輪内に収容された一組みのホイール駆動アセンブリと共に、大馬力ディーゼルエンジンを使用する。ディーゼルエンジンは、ディーゼルエンジンが交流発電機を駆動するよう、交流発電機と直接関連づけられる。交流発電機は、主牽引電力変換器に電力供給し、パワー半導体素子が、交流発電機の出力電流を整流し、制御された電圧および周波数を有する電力を、２つのホイール駆動アセンブリの電気駆動モータにもたらす。

典型的なＯＨＶは、約５０から約２００トンまでの重量の車台および本体上に、車両総重量６００トン程度まで、６０から４００トンの物体を乗せて、どこにでも運搬する。典型的な運搬距離は、鉱山の経時変化に応じて１から５マイルであり、鉱山道路勾配が１０パーセントを超えることもある。明らかに、ディーゼル燃料は、鉱物資源の抽出において、大幅なコストがかかる。実際、典型的なＯＨＶ燃料タンクは２０００リットル以上の燃料を蓄えることができる。最近の政府の調査により、単一の鉱山会社の運搬トラックＯＨＶは、毎年ほぼ３０ＴＪ（７６０×１０⁶リットル）のディーゼル燃料を消費したことが示された。

したがって、ＯＨＶの燃費を向上させることが極めて望ましい。

実施形態において、エネルギー管理システムは、車両のエネルギー・ストレージ・システムを、車両の牽引リンクと電気的に接続するエネルギー管理モジュールを備え、牽引リンクは、牽引モータに電気的に接続される。エネルギー管理モジュールは、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクへの電力供給無しに、運搬経路のベースライン性能との比較により、燃料節約、速度超過、または燃料節約と速度超過との組み合わせを最適化するために選択される放電規則に従って、運搬経路においてエネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクに電力を供給するよう構成される。

態様において、戻り経路および運搬経路に沿ってＯＨＶを動作させる方法を提供する。ＯＨＶは、電力を牽引リンクに供給するよう互いに構成されるエンジンおよび交流発電機と、牽引リンクと電気的に接続される牽引モータと、牽引リンクと電気的に接続されるエネルギー・ストレージ・システムと、エネルギー・ストレージ・システムを牽引リンクに電気的に接続するエネルギー管理モジュールとを含む。本方法は、戻り経路においてエネルギー管理モジュールで制動信号を受信すること、およびその制動信号に応じて、牽引リンクからエネルギー・ストレージ・システムに電力を伝送するようエネルギー管理モジュールを構成することを備える。本方法はまた、牽引リンクからエネルギー・ストレージ・システムに伝送されるエネルギーの量を監視することを備える。本方法はまた、運搬経路において、エネルギー管理モジュールで、少なくとも１つのスロットル信号を含む情報を受信すること、受信した情報が放電状態を確立するかをエネルギー管理モジュールにおいて評価すること、および放電状態が確立された場合、放電規則に従って、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクに電力を伝送するようエネルギー管理モジュールを構成することを備える。

本発明は、添付図面を参照して、非限定の実施形態について、以下の説明を読むことで、より良好に理解できるであろう。

本発明の実施形態による、オフハイウェイ車両（ＯＨＶ）の動力伝達装置を示す模式図である。図１に示す動力伝達装置を動作させるための第１の規則のフローチャートである。図１に示す動力伝達装置を動作させるための第２の規則のフローチャートである。図１に示す動力伝達装置を動作させるための第３の規則のフローチャートである。図１に示す動力伝達装置を動作させるための第４の規則のフローチャートである。図１に示す動力伝達装置を動作させるための第５の規則のフローチャートである。図２から図６に示す規則の例示的運搬経路に沿って実施するための、例示的な運搬経路高さプロファイル、および速度対位置のプロットである。図７に示す例示的運搬経路に沿って実施した場合の、図２から図６に示す規則に対する位置対時間のプロットである。図７に示す例示的運搬経路に沿って実施した場合の、図２から図６に示す規則の比較結果を示すチャートである。任意の所要の運搬経路でどの規則を使用するかを選択するためのフローチャートである。図７に示す例示的運搬経路で、図４に示す第３の規則を実施するための、速度および放電電力対位置のプロットである。

本発明の例示的実施形態についての参照を以下に詳細に記載し、その例について、添付図面に図示する。可能な限り、図面全体を通じて使用される同じ参照符号は、重複説明で無い場合、同じか、または同様の要素に関する。本発明の例示的な実施形態は、反復経路を走行するＯＨＶについて説明するが、本発明の実施形態はまた、一般に、回生制動ハイブリッド車両で使用するために適用可能である。

本発明の態様は、ＯＨＶの回生制動中に蓄えられる電気エネルギーを放電する時および方法を判断するための方法に関する。例えば、ＯＨＶは、典型的に、満載状態で登り坂運搬経路を通り、次いで、空の状態で下り坂を戻る。しかしながら、空の状態で走行していても、車両の重量は無視できず、そのため、相当な電力を、発電機としてのホイールモータ（制動モータ）を使用することにより生成し、下り速度を抑制（回生制動）することができる。回生制動から得られる電力は蓄えられ、その電力が、抵抗群の加熱により単に放熱されるだけであれば、制動は「電気制動」であるが、「回生」ではない。各走行の底部で、ＯＨＶは荷物を積まれ、上り坂を戻る。次の空の状態での走行で、回生制動を可能にするために、蓄えられた電力を、登り坂の運搬で使用しなければならない。蓄えられた電力を使用する時および方法は、放電プロファイルによって説明することができ、放電プロファイルは、各往復経路に対する極小燃費を達成するよう最適化することができる放電規則に従って作り出される。

他の車両と同様に、ＯＨＶエンジンは、２種類の電力負荷、すなわち、推進電力および「ホテル」電力をサポートし、エンジンアイドリングならびに空調制御、通信、エンジン冷却、パワーエレクトロニクス損失、油圧ポンプ、および他の非推進システムを含む。ＯＨＶ燃費は、往復経路毎の燃料消費の点から、往復経路ができる限り最小の時間で達成された場合に最適であり、それにより、推進電力とホテル電力の比を最大化する。したがって、放電プロファイルのための最適規則は、例えば、運搬経路の速度が出ない（登り坂）部分でＯＨＶをより速く走行することを補助することによって、往復経路時間を最小にするよう補助する、放電プロファイルを生成する。

図１を参照すると、例示的ＯＨＶ１００は、回生制動が可能であり、エンジン１０１が組み込まれており、エンジン１０１は、ペダルまたは他のオペレータインターフェース１０３からもたらされるスロットル信号１０２に応答して制御され、牽引交流発電機１０４および補助負荷１０５を駆動する。交流発電機１０４は、整流器１０８を介してＤＣ電気バス（牽引リンク）１０６に電力供給し、ペダルまたは他のインターフェース１０３は、調整されて、エンジン１０１を制御する信号１０２を変化させることができ、それにより、交流発電機１０４を介してエンジン１０１から牽引リンク１０６にもたらされる電力を変化させることができる。（他の実施形態では、交流発電機１０４は、ＡＣバスに直接電力供給することができ、または電力変換器を介してＡＣバスに電力供給することができる）。牽引リンク１０６は、電力変換器１１２を介して、複数の牽引モータ１１０と接続し、エネルギー管理モジュール１１６を介してエネルギー・ストレージ・システム１１４とも接続する。また、エネルギー・ストレージ・システム１１４およびエネルギー管理モジュール１１６は、エネルギー管理システム１１９を形成する。特定の実施形態において、エネルギー管理モジュール１１６を制御して、牽引リンク１０６からエネルギー・ストレージ・システム１１４に電流を割り当てるか、エネルギー・ストレージ・システム１１４内の電荷を再配分するか、またはエネルギー・ストレージ・システム１１４から牽引リンク１０６に電流を分配（放電）することができる。ＯＨＶの性能を改善するために、１つまたは複数の放電規則を提供し、エネルギー管理モジュール１１６の動作を規制し、エネルギー管理モジュール１１６をエンジン１０１で調整してもよい。

典型的には、ＯＨＶ１００は、可能な限り「フルスロットル」（交流発電機１０４から牽引リンク１０６に最大電力）で走行し、前述の通り、推進力とホテル電力との比を最大にする。しかしながら、走行経路の登り坂部分では、フルスロットルは、高荷重ＯＨＶで所望の速度を維持するのに十分でない可能性がある。エンジン１０１が平均往復経路に対する電力／重量比を最適化するためにスケーリングされる場合、およびアップデザイン（ｕｐ−ｄｅｓｉｇｎ）が下流の動力伝達装置構成要素にカスケーディング変更を必要とするであろう場合、牽引モータ１１０を単純にアップスケールし、「ブースト」エネルギーを牽引リンクに、エンジン１０１ではなくエネルギー源から、すなわち、エネルギー・ストレージ・システム１１４からもたらすことが好ましい。同様に考えて、下り坂走行でＯＨＶを制動するために電力を消費するのではなく、牽引モータ１１０を制動モータとして再構成し、電力を牽引リンク１０６に供給することが好ましい。例えば、エネルギー管理モジュール１１６は、インターフェース１０３から制動信号１１７を受信し、制動信号１１７に応答して、牽引リンクからエネルギー・ストレージ・システム１１４に電力を伝送するよう構成される。その場合、エネルギー・ストレージ・システム１１４は、図２を参照して以下でさらに説明するように、「回生エネルギーバランス」で制動エネルギーとブーストエネルギーとのバランスをとる放電規則に従って、エネルギー管理モジュール１１６を介して、制動モータ１１０から牽引モータ１１０への電力の伝送のために有用となる。

図２から図６を参照すると、本発明の実施形態による、放電状態を確立し、蓄えられたエネルギーを放電するための、５つの例示的放電規則が提示される。例示の規則は、メインエンジンが「フルスロットル」である場合に放電状態を確立する第１の規則２００（図２）と、メインエンジンがフルスロットルであり、ＯＨＶが積載状態であり、ＯＨＶが登り坂を上っている場合のみに放電状態を確立する第２の規則３００（図３）と、ＯＨＶの速度が１０ｍｐｈ未満であるか、他の指定された速度閾値未満である場合に、放電状態を確立する第３の規則４００（図４）と、速度が１０ｍｐｈ（または、他の指定された速度閾値）未満であるか、またはＯＨＶが減速している場合に、フルスロットルで放電状態を確立する第４の規則５００（図５）と、ＯＨＶのメインエンジンが平地でフルスロットルである場合にのみ放電状態を確立する第５の規則６００（図６）とを含む。実施形態では、本規則は、一貫した割合での放電を前提とし、放電率が適切であるかを繰り返し判定するためのステップを含んでいる。他の実施形態では、規則は、徐々に増減する、または変化する放電率を含むことができる。例えば、放電率は、ＯＨＶの位置、加速度、閾値からの速度不足、またはエネルギー・ストレージ・システムの充電状態に応じて変化させてもよい。

ここで図２を参照すると、第１の規則２００は、例えば、少なくとも１つの前のサイクルからの履歴速度、位置、および牽引力（ＳＰＴＰ）情報２３２の少なくとも１つ、同じ運搬経路を走行している他のＯＨＶからのＳＰＴＰ情報２３４、または監視データ２３６（例えば、特定のＯＨＶに対する総サイクル時間の、または同じ運搬経路を走行しているＯＨＶの全車両にわたる平均サイクル時間の、外部から測定もしくは計算された値）などの、本規則の本実施態様の外部からの情報を取得するステップ２３０に基づいて、典型的な非回生運搬走行中に、「フルスロットル」状態である総持続時間２０４を確立するステップ２０２を含む。第１の規則２００はまた、運搬および戻り走行での回生制動に続き、エネルギー・ストレージ・システムの充電の「実行開始」状態２０８を判断するステップ２０６と、蓄積エネルギー２０８のすべてがフルスロットル状態の総持続時間２０４にわたって放電されるフルスロットル放電率２１２を設定するステップ２１０と、スロットル信号１０２を監視するステップ２１４と、スロットル信号１０２がフルスロットルである間にフルスロットル放電率２１２で放電するステップ２１６と、ハイブリッド運搬走行中にエネルギー・ストレージ・システムの充電状態２２０を監視するステップ２１８と、第１の規則２００を用いる運搬走行に対するフルスロットル状態のハイブリッド総持続時間２２４を記録するステップ２２２と、ハイブリッド総持続時間２２４および充電の実行終了状態２２８に基づいて、フルスロットル放電率２１２を更新するステップ２２６とを含む。

フルスロットル放電率２１２を更新するステップ２２６では、エネルギー管理モジュール１１６はまた、上記のように、本規則の本実施態様の外部からの情報を利用することができる。この情報およびデータに基づいて、フルスロットル放電率２１２は、「回生エネルギーバランス」を実現するよう設定することができる。

Ｅ．_batt@link＋ｔ．_dischargeＰ．_engine@link＝Ｅ．_tot （式２）
Ｅ．_batt@linkは、充電の実行終了状態２２８を表し、ｔ．_dischargeは、フルスロットル放電率２１２の試行値ですべてのＥ．_batt@linkを使い果たすのに必要な放電時間を表し、Ｐ．_engine@linkは、牽引力リンクで利用可能なフルスロットル・エンジン・パワーを表し、Ｅ．ｔｏｔは、履歴ＳＰＴＰ情報２３２および／または２３４に基づいて、動作のベースライン（非ハイブリッド）モードにおけるフルスロットルで費やされる総牽引エネルギーを表す。制動効果と推進効果により、Ｅ．_batt@link＜Ｅ．ｔｏｔと推測される。

理想的には、所与のセグメントを完成させるエネルギーは、ＯＨＶのタイヤと路面との接触点で測定する必要がある。実用的な立場から、Ｅ．ｔｏｔは、電圧および直接測定することができる電流に基づき、ＤＣ牽引リンク（すなわち、牽引モータのインバータが接続されるＤＣ牽引リンク）で測定される。タイヤでのエネルギーを判定するために、インバータ損失、ケーブル損失、モータ損失、およびギア損失などの、牽引リンクとタイヤとの間の損失を定量化することが必要である。これらの損失は、既知のモデルから推定することができ、運搬車両の速度や供給される電力に左右される。しかしながら、説明を簡単にするために、標準（すなわち、ベースライン）走行と、ハイブリッドブースト走行との間で、牽引リンクとタイヤとの間の平均効率は、概ね同じであり、どちらの場合での牽引リンクでのエネルギーも、ほぼ等しくあるべきである、と仮定することができる。しかしながら、精度を向上させる点では、リンクとタイヤの間の効率について速度と電力を増したことの影響に対して正確に考慮し、タイヤと路面との接触点でエネルギー保存則を適用することができる。特に、転がり抵抗が速度を高めるはずであり、改善モデルは、これを考慮に入れる。

図３を参照すると、第２の規則３００は、典型的な非回生運搬走行中に、フルスロットルの、登り坂積載状態の総持続時間３０４を確立するステップ３０２と、運搬および戻り走行での回生制動に続くエネルギー・ストレージ・システム１１４の充電の実行開始状態２０８を判断するステップ２０６と、実質的にすべての蓄積エネルギー２０８を、フルスロットル登り坂状態の総持続時間３０４にわたって放電するようにフルスロットル登り坂放電率３１２を設定するステップ３１０と、スロットル信号１０２およびフルスロットル状態ならびに登り坂状態を検出するための車両位置を示す情報３１５を監視するステップ３１４と、フルスロットル登り坂状態の間にフルスロットル登り坂放電率３１２で放電するステップ３１６と、ハイブリッド運搬走行中にエネルギー・ストレージ・システムの充電状態２２０を監視するステップ２１８と、第２の規則３００を使用して、運搬走行に対するフルスロットル状態のハイブリッド総持続時間３２４を記録するステップ２２２と、ハイブリッド総持続時間３２４および充電の実行終了状態３２８に基づいて、フルスロットル登り坂放電率３１２を更新するステップ３２６とを含む。

車両位置を示す情報３１５は、慣性航法、車両速度の時間積分値（ＯＨＶが経路上にいると推定する）、ＧＰＳデータ、局所位置トランスポンダーデータ、または熟練技術者には明らかであろう同様の情報のいずれか１つまたは組み合わせを含むことができる。

フルスロットル登り坂放電率３１２を更新するステップ３２６は、ＳＰＴＰ情報２３２、２３４および監視データ２３６を取得するステップ３３０と、第１の規則２００を参照して上述したように、一般的に、回生エネルギーバランスを実現するために、フルスロットル登り坂放電率３１２を更新するステップとを含む。

図４は、第３の規則４００を示し、典型的な非回生運搬走行中にフルスロットルで閾値４０５未満の速度（例えば、１０ｍｐｈ未満）の総持続時間４０４を確立するステップ４０２と、運搬および戻り走行での回生制動後のエネルギー・ストレージ・システムの充電状態２２０を判断するステップ２０６と、蓄積エネルギー２０８のすべてがフルスロットル、準閾値速度状態の総持続時間４０４にわたって放電される「低速」フルスロットル放電率４１２を設定するステップ４１０と、スロットル信号１０２、および車両速度を示す情報４１３を監視するステップ４１４と、蓄積エネルギーを放電すること無く（「低速ベースライン」状態）ＯＨＶ速度が閾値４０５未満（例えば、１０ｍｐｈ未満）であるかを判断するステップ４１５と、低速ベースライン状態が存在する間、「低速」フルスロットル放電率４１２で放電するステップ４１６（スロットル信号１０２がフルスロットル未満である場合、車両が停止した場合、充電状態２２０が最小レベル２０９を下回った場合、または低速ベースライン状態が有効ではない場合、言い換えると、車両が、蓄積エネルギーを放電することなく、速度閾値を超過した可能性がある場合、放電を停止する）と、ハイブリッド運搬走行中のエネルギー・ストレージ・システムの充電状態２２０を監視するステップ２１８と、第３の規則４００を使用して運搬走行に対するフルスロットル、準閾値速度状態のハイブリッド総持続時間４２４を記録するステップ２２２と、ハイブリッド総持続時間４２４および充電の実行終了状態４２８に基づいて、閾値速度４０５および「低速」フルスロットル放電率４１２を更新するステップ４２６とを含む。

車両速度を示す情報４１３は、慣性航法、車両速度の直接測定値（ＯＨＶが経路上にいると推定する）、ＧＰＳデータ、局所位置トランスポンダーデータ、または熟練技術者には明らかであろう同様の情報のいずれか１つまたは組み合わせを含むことができる。

一実施形態において、第３の規則４００は、以前の回生制動サイクル間に取得されたエネルギーより多くを使用することなく、フルスロットル低速状態全体にわたって、回生「ブースト」を提供する。しかしながら、アルゴリズムは、収束のために数サイクルを必要とするので、充電の状態およびエネルギー・ストレージ・システムの容量により、「浪費」（余計なバッファまたは「事前充電」）が必要であった可能性があり、何らかの誤差範囲を有すると想定することができた。事前充電は、例えば、積載などの、アイドル期間中に、メインエンジンを過動作することにより、実現されるであろう。しかしながら、事前充電が十分でない場合、または不可能とする何らかの理由がある場合、それに応じて、低速フルスロットル放電率を下げるべきである。一方、回生制動からのエネルギーのすべてが、特定の運搬サイクル中に使用されるわけではない（節減）、という場合もあるであろう。節減により、次のサイクルのために、放電４１６の割合４１２を上げるか、または閾値速度４０５を上げる必要がある。特に、放電率４１２が、すでに、電気システムの最大容量に設定されていた場合、閾値速度４０５を上げる必要がある。

ベースライン速度が何かを決定するステップ４１５はオプションであるが、高速繰返しを避けるためにヒステリシスを提供するために非常に有利であり、速度補正用の補助アルゴリズムを必要とする。単純なアプローチの１つは、整流器（メインエンジン）出力電圧と、牽引リンクでの総電力との比を求めることであり、言い換えれば、エンジン全体のエンジン電力をバッテリー電力と足しあわせ、測定された速度に電力比を乗算することである。このアプローチは、定常状態の動作を想定しているが、一般的に、ヒステリシスを提供し、高速繰返しを回避するのに十分適切である。より複雑なアプローチは、運搬経路に沿った各位置での牽引リンク電力に応じて、ＯＨＶ速度および加速度のモデルを開発することであり、エンジン電力の測定値に基づいて、または放電率４１２未満の牽引リンク電力に基づいて、ベースライン速度および加速度を求めることである。

放電ステップ４１６が、ホイールモータでもたらされる正味電力を向上させるので、第３の規則４００の適用により、自然と、ハイブリッド総持続時間４２４を非回生総持続時間４０４未満にする傾向があることが理解されよう。実際、第３の規則４００の各連続的な適用により、ハイブリッド総持続時間４２４がさらに少なくなる傾向があるが、ハイブリッド総持続時間のさらなる削減は、収束値に向けて繰り返し減少するであろう。

図５は、第４の規則５００を示し、典型的な非回生運搬走行中にフルスロットルで、閾値５０５未満（例えば、１０ｍｐｈ未満）の速度、すなわち、速度低下の総持続時間５０４を確立するステップ５０２と、運搬および戻り走行での回生制動後のエネルギー・ストレージ・システムの充電状態２２０を判断するステップ２０６と、蓄積エネルギー２０８のすべてが、フルスロットル、準閾値または減速状態の総持続時間５０４にわたって放電されるように、「低速または減速」フルスロットル放電率５１２を設定するステップ５１０と、スロットル信号１０２およびＯＨＶ速度を示す情報４１３を監視するステップ２１４と、スロットル信号１０２がフルスロットルである場合、蓄積エネルギーを放電してメインエンジンを補完する（ベースライン速度）ことなく、ＯＨＶ速度が閾値未満（例えば、１０ｍｐｈ未満）であるか、または減少しているかを判断するステップ５１５と、速度が「低速または減速」である場合、放電することなく、低速または減速フルスロットル放電率５１２で放電するステップ５１６と、ハイブリッド運搬走行中に、エネルギー・ストレージ・システムの充電状態２２０を監視するステップ２１８と、第４の規則５００を使用して、運搬走行に対するフルスロットル、準閾値または減速状態のハイブリッド総持続時間５２４を記録するステップ２２２と、ハイブリッド総持続時間５２４および充電の実行終了状態５２８に基づいて、閾値速度５０５および低速もしくは減速フルスロットル放電率５１２を更新するステップ５２６とを含む。

第４の規則５００の適用において、放電することなく、ＯＨＶ速度が低速または減速しているかを判断するステップ５１５はオプションであるが、ヒステリシスを提供し、放電／非放電状態の間で高速繰返しをもたらすために特に有利である。他の実施形態において、第４の規則５００は、代わりに、実際の速度が閾値５０５未満（例えば、１０ｍｐｈ未満）であるか、減速している場合に、ＯＨＶがフルスロットルである間、放電するステップ５１５を含んでもよい。他の実施形態において、第４の規則５００は、代わりに、実際の速度が閾値５０５未満であり、所望の割合で増加していない場合、ＯＨＶがフルスロットルである間、放電するステップ５１５を含んでもよい。

図６を参照すると、第５の規則６００は、典型的な非回生運搬走行中に、実質的に平らな路面でのフルスロットル状態の総持続時間６０４を確立するステップ６０２と、運搬および戻り走行での回生制動後のエネルギー・ストレージ・システムの充電状態２２０を判断するステップ２０６と、蓄積エネルギー２０８のすべてが、フルスロットルで、平らな路面での状態にある総持続時間６０４にわたって放電されるよう、フラットアウト放電率６１２を設定するステップ６１０と、スロットル信号１０２および車両位置を示す情報３１５を監視するステップ２１４と、実質的に平らな路面でフルスロットルである間、放電するステップ６１６と、ハイブリッド運搬走行中にエネルギー・ストレージ・システムの充電状態２２０を監視するステップ２１８と、第５の規則６００を使用して、運搬走行に対するフルスロットル・フラットアウト状態のハイブリッド総持続時間６２４を記録するステップ２２２と、ハイブリッド総持続時間６２４および充電の実行終了状態６２８に基づいて、フラットアウト放電率６１２を更新するステップ６２６とを含む。

開示した規則２００、３００、４００、５００、６００は、単なる例示であり、特定の経路および状況に応じて、さらなる規則を案出することができる。一例として、本説明は登り坂での運搬に焦点を当てているが、ある設定では、運搬経路が下り坂区分を含むことが一般的である。

回生制動の一般的な目的は、運搬速度を向上させ、非回生制動に対する「ベースライン」運搬速度を超過することである。この種のベースラインを超過する速度は、「速度超過」と呼ばれる。図７は、５つの例示的放電規則に対する速度対位置のプロットを、ベースライン速度対位置の比較により、例示的運搬経路の高さプロファイル７０２のプロットに重ねて示す（速度：ｍｐｈ、経路に沿った位置：ｍｉ、高さ：ｍ）。５つの例示的運搬区分の高さプロファイルは、以下の通りである。

図８は、ベースライン位置対時間を比較することによる、５つの放電規則のそれぞれに対する位置対時間のプロットを示す。図９は、本発明の実施形態による例示的放電規則に対する、５つの例示的運搬区分のそれぞれに沿って、ベースライン速度を超えた回生速度の超過を示すチャートである。

示した具体的な高さプロファイルに対して、さまざまな放電規則により、表１に示すような、例示的運搬走行毎の、ベースライン（非回生）推進にわたる改善がもたらされる。

放電規則の相対価値は、運搬走行高さプロファイルに従って変化するので、選択規則１０００（図１０）が、任意の運搬経路で使用するためにどの放電規則を使用するべきかを選択するための、表１などの表を生成するために提供される。図１０を参照すると、選択規則１０００は、運搬経路の高さプロファイル１００４を取得するステップ１００２と、ＳＰＴＰ情報２３２、２３４および監視データ２３６などの情報を取得するステップ２３０を含む。取得した高さプロファイルおよび情報に基づき、方法１０００はまた、高さプロファイル１００４の標準運搬経路への各規則２００、３００、４００、５００、または６００の適用を繰り返しモデル化するステップ１０４０を含む。エンジン過度状態および高さ変化に応じて、ＯＨＶの性能をモデル化するために、さまざまな方法が知られている。各モデル化するステップ１０４０は、（表１に示すように）各規則に対するベースラインを超える、改善値１０４２のセットを生成する。方法１０００は、往復時間１０４８、燃料節約１０５０、または他の優先度の点で、ベースラインを超える最良の改善値をもたらす調整規則１０４６を選択するステップ１０４４に続く。方法１０００の本質は、上記の表１などの表を生成すること、および最大速度超過、最大燃料節約、または改善された速度超過および燃料節約の間の妥協点をもたらす規則を選択することである。

図１１は、第３の規則４００を実施するために、例示的高さプロファイル７０２に沿った位置に対する、速度１１０２と放電電力１１０４とのプロットを示す。閾値速度未満のフルスロットルで車両が減速している間のみエンジン動力を増大させることによって、速度の著しい損失（および時間の損失）が、比較的少量の回生エネルギーを使用して回避される。これにより、回生エネルギー・ストレージ・システム１１４の小型化を図ることができる。

したがって、実施形態において、エネルギー管理システムは、車両のエネルギー・ストレージ・システムを車両の牽引リンクと電気的に接続するエネルギー管理モジュールを備え、牽引リンクは、牽引モータに電気的に接続される。エネルギー管理モジュールは、複数の放電規則の予測性能と運搬経路のベースライン性能との比較により選択される放電規則に従い、エネルギー・ストレージ・システムからの電力を、運搬経路において牽引リンクに供給するよう構成され、運搬経路では、電力は、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクに供給されず、燃料節約、速度超過、またはベースライン性能に対する燃料節約ならびに速度超過の組み合わせを取得する。特定の実施形態において、エネルギー管理システムは、牽引リンクに電力を供給するよう互いに構成されるエンジンならびに交流発電機、およびオペレータから、エンジンもしくは交流発電機の一方に、およびエネルギー管理モジュールに、牽引リンクに供給される電力を変更するために、スロットル信号を送信するインターフェースを有する車両に取り付けられ、エネルギー管理モジュールは、スロットル信号および車両位置を示す情報を受信するよう構成され、放電規則は、車両が登り坂区分でフルスロットルである場合に、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクに電力を供給することである。例えば、エネルギー管理モジュールは、スロットル信号および車両位置を示す情報を受信し、放電規則に従って、スロットル信号により車両がフルスロットルであると示され、車両位置を示す情報により車両が登り坂区分を走行していると示された場合、運搬経路においてエネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクへの電力の供給を制御するよう構成してもよい。

特定の実施形態において、エネルギー管理システムは、電力を牽引リンクに供給するよう互いに構成されるエンジンならびに交流発電機、およびオペレータから、エンジンもしくは交流発電機の一方に、ならびにエネルギー管理モジュールに、牽引リンクに供給される電力を変更するために、スロットル信号を送信するためのインターフェースを有する車両に取り付けられ、エネルギー管理モジュールは、スロットル信号および車両速度を示す情報を受信するよう構成され、放電規則は、車両がフルスロットルであり、車両速度が閾値未満である場合に、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクに、電力を供給することである。例えば、エネルギー管理モジュールは、スロットル信号および車両速度を示す情報を受信し、さらに車両がフルスロットルであることをスロットル信号が示し、車両速度が閾値未満であることを車両速度を示す情報が示す場合に、運搬経路において、放電規則に従って、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクへの電力の供給を制御するよう構成される。

特定の実施形態において、エネルギー管理システムは、電力を牽引リンクに供給するよう互いに構成されるエンジンならびに交流発電機、およびオペレータから、エンジンもしくは交流発電機の一方に、ならびにエネルギー管理モジュールに、牽引リンクに供給される電力を変更するために、スロットル信号を送信するためのインターフェースを有する車両に取り付けられ、エネルギー管理モジュールは、スロットル信号および車両速度を示す情報を受信するよう構成され、放電規則は、車両がフルスロットルであり、車両速度が閾値未満であるか、または減速している場合に、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクに、電力を供給することである。例えば、エネルギー管理モジュールは、スロットル信号および車両速度を示す情報を受信し、さらに車両がフルスロットルであることをスロットル信号が示し、車両速度が閾値未満であることを車両速度を示す情報が示す場合に、および／または車両がフルスロットルであることをスロットル信号が示し、車両速度が減速していることを車両速度を示す信号が示す場合に、運搬経路において、放電規則に従って、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクへの電力の供給を制御するよう構成される。

特定の実施形態において、エネルギー管理システムは、牽引リンクに電力を供給するよう互いに構成されるエンジンならびに交流発電機、およびオペレータから、エンジンもしくは交流発電機の一方に、およびエネルギー管理モジュールに、牽引リンクに供給される電力を変更するために、スロットル信号を送信するインターフェースを有する車両に取り付けられ、エネルギー管理モジュールは、スロットル信号および車両位置を示す情報を受信するよう構成され、放電規則は、車両がフルスロットルであり、車両が平地区分にある場合に、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクに電力を供給することである。例えば、エネルギー管理モジュールは、スロットル信号および車両位置を示す情報を受信し、さらに車両がフルスロットルであることをスロットル信号が示し、車両が平地区分を走行していることを車両位置を示す情報が示す場合に、運搬経路において、放電規則に従って、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクへの電力の供給を制御するよう構成される。

特定の実施形態において、エネルギー管理システムは、電力を牽引リンクに供給するよう互いに構成されるエンジンならびに交流発電機、およびオペレータから、エンジンもしくは交流発電機の一方に、ならびにエネルギー管理モジュールに、牽引リンクに供給される電力を変更するために、スロットル信号を送信するためのインターフェースを有する車両に取り付けられ、エネルギー管理モジュールは、スロットル信号および車両速度を示す情報を受信するよう構成され、放電規則は、車両がフルスロットルであり、車両速度が閾値未満であり、および減速している場合に、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクに、電力を供給することである。例えば、エネルギー管理モジュールは、スロットル信号および車両速度を示す情報を受信し、さらに車両がフルスロットルであることをスロットル信号が示し、車両速度が閾値未満であり、さらに減速していることを車両速度を示す情報が示す場合に、運搬経路において、放電規則に従って、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクへの電力の供給を制御するよう構成される。

特定の実施形態において、エネルギー管理システムは、電力を牽引リンクに供給するよう互いに構成されるエンジンならびに交流発電機、およびオペレータから、エンジンもしくは交流発電機の一方に、ならびにエネルギー管理モジュールに、牽引リンクに供給される電力を変更するために、スロットル信号を送信するためのインターフェースを有する車両に取り付けられ、エネルギー管理モジュールは、スロットル信号および車両速度を示す情報を受信するよう構成され、放電規則は、車両がフルスロットルであり、車両速度が閾値未満であり、および所望の割合で加速していない場合に、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクに、電力を供給することである。例えば、エネルギー管理モジュールは、スロットル信号および車両速度を示す情報を受信し、さらに車両がフルスロットルであることをスロットル信号が示し、車両速度が閾値未満であり、さらに所望の割合で加速していないことを車両速度を示す情報が示す場合に、運搬経路において、放電規則に従って、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクへの電力の供給を制御するよう構成される。

特定の実施形態において、エネルギー管理モジュールは、放電規則を考慮に入れた回生エネルギーバランスに従って設定される、実質的に一定の放電率で、電力を牽引リンクに供給するよう構成される。例えば、回生エネルギーバランスは、放電状態の総持続時間に基づく放電時間を含むことができる。別の例として、放電状態の総持続時間は、動作のベースラインモードで測定してもよい。あるいは、放電状態の総持続時間は、エネルギー管理モジュールによって適用されるのと同じ規則の以前の実施態様で測定してもよい。あるいは、放電状態の総持続時間は、放電規則の本実施態様の外部からの情報に少なくとも基づいて、放電規則の実施態様をモデル化することから取得してもよい。他の実施形態では、放電規則の本実施態様の外部からの情報は、放電規則の少なくとも１つの以前の実施態様に関する履歴情報を含むことができる。特定の実施形態において、エネルギー管理システムは、電力を牽引リンクに供給するよう互いに構成されるエンジンならびに交流発電機、および制動信号をエネルギー管理モジュールに送信して、牽引リンクから割り当てられた電力を変化させるためのインターフェースを有する車両に取り付けられ、エネルギー管理モジュールは、制動信号に応じて、牽引リンクからエネルギー・ストレージ・システムに電流を割り当てるよう構成される。

別の実施形態において、エネルギー管理システムは、車両のエネルギー・ストレージ・システムを車両の牽引リンクと電気的に接続するエネルギー管理モジュールを備える。牽引リンクは、牽引モータに電気的に接続される。エネルギー管理モジュールは、少なくとも１つの放電規則に従って、運搬経路において、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクに電力を供給するよう構成される。少なくとも１つの放電規則は、電力がエネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクに供給されない運搬経路のベースライン性能に対して、燃料節約、速度超過、または燃料節約と速度超過との組み合わせを改善するよう選択される。例えば、エネルギー管理モジュールは、スロットル信号、車両速度を示す情報、および／または車両位置を示す情報の１つまたは複数を受信するよう構成することができる。少なくとも１つの放電規則は、車両が登り坂区分でフルスロットルである場合にエネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクに電力を供給すること、車両がフルスロットルであり、車両速度が閾値未満である場合にストレージシステムから牽引リンクに電力を供給すること、車両がフルスロットルであり、車両速度が閾値未満であるか、または減速している場合にストレージシステムから牽引リンクに電力を供給すること、車両がフルスロットルであり、車両が平地区分にある場合にストレージシステムから牽引リンクに電力を供給すること、車両がフルスロットルであり、車両速度が閾値未満であり、かつ減速している場合にストレージシステムから牽引リンクに電力を供給すること、および／または車両がフルスロットルであり、車両速度が閾値未満であり、かつ所望の割合で加速していない場合にストレージシステムから牽引リンクに電力を供給することの１つまたは複数を備えることができる。（別の実施形態では、エネルギー管理モジュールは、放電規則の１つ、または、本明細書で説明したような、例えば、図１０および関連する説明を参照して、車両や運搬経路により、さまざまな組み合わせで、放電規則の２つ以上を実行するよう構成することができる）。一実施形態において、エネルギー管理モジュールは、すべての放電規則を実行するためのプログラム命令を含んでいるが、実際には、エネルギー管理モジュールは、ここでも、本明細書で説明するように、車両や運搬経路などにより、規則の１つまたはいくつか（または、何らかの状況において、すべてよりも少ない規則）のみを実行する。したがって、実施形態において、エネルギー管理モジュールはまた、（プログラム命令の）いくつかの放電規則の１つまたは複数の内、いずれを実行するかを選択するよう構成され、または（プログラム命令の）いくつかの放電規則の１つまたは複数のうちいずれを実行するかの選択は、ユーザ入力、もしくはプログラムされた複数の放電規則の間でエネルギー管理モジュールの工場もしくは現場での構成などに基づいてもよい。

態様において、戻り経路および運搬経路に沿ってＯＨＶまたは他の車両を動作させる方法を提供する。本車両は、電力を牽引リンクに供給するよう互いに構成されるエンジンならびに交流発電機、牽引リンクと電気的に接続される牽引モータ、牽引リンクと電気的に接続されるエネルギー・ストレージ・システム、およびエネルギー・ストレージ・システムを牽引リンクと電気的に接続するエネルギー管理モジュールを含む。本方法は、戻り経路においてエネルギー管理モジュールで制動信号を受信すること、およびその制動信号に応じて、牽引リンクからエネルギー・ストレージ・システムに電力を伝送するようエネルギー管理モジュールを構成することを備える。本方法はまた、牽引リンクからエネルギー・ストレージ・システムに伝送されるエネルギーの量を監視することを備える。本方法はまた、運搬経路において、エネルギー管理モジュールで、少なくとも１つのスロットル信号を含む情報を受信すること、受信した情報が放電状態を確立するかをエネルギー管理モジュールにおいて評価すること、および放電状態が確立された場合、放電規則に従って、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクに電力を伝送するようエネルギー管理モジュールを構成することを備える。例えば、態様では、エネルギー管理モジュールで受信した情報は、スロットル信号と車両位置を示す情報とを含むことができ、放電規則は、車両が登り坂区分でフルスロットルである場合に、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクに電力を供給することとすることができる。したがって、一実施形態において、本方法は、放電状態が確立された場合には、車両が登り坂区分でフルスロットルである場合に、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクに電力を伝送するようエネルギー管理モジュールを構成することを備える。

態様では、エネルギー管理モジュールで受信した情報は、スロットル信号と車両速度を示す情報とを含むことができ、放電規則は、車両がフルスロットルであり、車両速度が閾値未満である場合に、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクに電力を供給することとすることができる。したがって、一実施形態において、本方法は、放電状態が確立された場合には、車両がフルスロットルであり、車両速度が閾値未満である場合に、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクに電力を伝送するようエネルギー管理モジュールを構成することを備える。

態様では、エネルギー管理モジュールで受信した情報は、スロットル信号と車両速度を示す情報とを含むことができ、放電規則は、車両がフルスロットルであり、車両速度が閾値未満であるか、または減速している場合に、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクに電力を供給することとすることができる。したがって、一実施形態において、本方法は、放電状態が確立された場合には、（ｉ）車両がフルスロットルであり、車両速度が閾値未満である場合、および／または（ｉｉ）車両がフルスロットルであり、車両速度が減速している場合に、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクに電力を伝送するようエネルギー管理モジュールを構成することを備える。

態様では、エネルギー管理モジュールで受信した情報は、スロットル信号と車両位置を示す情報とを含むことができ、放電規則は、車両がフルスロットルであり、車両が平地区分にある場合に、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクに電力を供給することとすることができる。したがって、一実施形態において、本方法は、放電状態が確立された場合には、車両が平地区分でフルスロットルである場合に、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクに電力を伝送してエネルギー管理モジュールを構成することを備える。

態様では、エネルギー管理モジュールで受信した情報は、スロットル信号と車両速度を示す情報とを含むことができ、放電規則は、車両がフルスロットルであり、車両速度が閾値未満であり、さらに減速している場合に、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクに電力を供給することとすることができる。したがって、一実施形態において、本方法は、放電状態が確立された場合には、車両がフルスロットルであり、および車両速度が閾値未満であり、さらに減速している場合に、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクに電力を伝送するようエネルギー管理モジュールを構成することを備える。

態様では、エネルギー管理モジュールで受信した情報は、スロットル信号と車両速度を示す情報とを含むことができ、放電規則は、車両がフルスロットルであり、車両速度が閾値未満であり、さらに所望の割合で加速していない場合に、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクに電力を供給することとすることができる。したがって、一実施形態において、本方法は、放電状態が確立された場合には、車両がフルスロットルであり、および車両速度が閾値未満であり、さらに所望の割合で加速していない場合に、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクに電力を伝送するようエネルギー管理モジュールを構成することを備える。

態様では、エネルギー管理モジュールは、放電規則を考慮に入れた回生エネルギーバランスに従って設定することができる、実質的に一定の放電率で、電力を牽引リンクに伝送するよう構成してもよい。態様では、回生エネルギーバランスは、放電状態の総持続時間に基づくことができる放電時間を含む。態様では、放電様態の総持続時間は、動作のベースラインモードで測定してもよい。態様では、放電状態の総持続時間は、エネルギー管理モジュールによって適用されるのと同じ規則の以前の実施態様で測定してもよい。態様では、放電状態の総持続時間は、放電規則の本実施態様の外部からの情報に少なくとも基づいて、放電規則の実施態様をモデル化することから取得してもよい。特定の態様では、放電規則の本実施態様の外部からの情報は、放電規則の少なくとも１つの以前の実施態様に関する履歴情報を含むことができる。

一実施形態において、戻り経路および運搬経路に沿って車両を動作させる方法は、戻り経路において、車両のエネルギー管理モジュールで制動信号を受信するステップを備える。本車両は、電力を牽引リンクに供給するよう互いに構成されるエンジンならびに交流発電機、牽引リンクと電気的に接続される牽引モータ、牽引リンクと電気的に接続されるエネルギー・ストレージ・システム、およびエネルギー・ストレージ・システムを牽引リンクと電気的に接続するエネルギー管理モジュールを含む。本方法は、制動信号に応じて、牽引リンクからエネルギー・ストレージ・システムに電力を伝送するようエネルギー管理モジュールを構成するステップをさらに備える。本方法は、牽引リンクからエネルギー・ストレージ・システムに伝送されるエネルギーの量を監視するステップと、エネルギー管理モジュールで、運搬経路において、少なくともスロットル信号を含む情報を受信するステップと、エネルギー管理モジュールにおいて、受信した情報が放電状態を確立するかどうかを評価するステップとをさらに備える。本方法は、放電状態が確立された場合には、放電規則に従って、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクに電力を伝送するようエネルギー管理モジュールを構成することをさらに備える。エネルギー管理モジュールは、放電規則を考慮に入れた回生エネルギーバランスに従って設定される、実質的に一定の放電率で、電力を牽引リンクに伝送するよう構成される。

一実施形態において、戻り経路および運搬経路に沿って車両を動作させる方法は、戻り経路において、車両のエネルギー管理モジュールで制動信号を受信するステップを備える。本車両は、電力を牽引リンクに供給するよう互いに構成されるエンジンならびに交流発電機、牽引リンクと電気的に接続される牽引モータ、牽引リンクと電気的に接続されるエネルギー・ストレージ・システム、およびエネルギー・ストレージ・システムを牽引リンクと電気的に接続するエネルギー管理モジュールを含む。本方法は、制動信号に応じて、牽引リンクからエネルギー・ストレージ・システムに電力を伝送するようエネルギー管理モジュールを構成するステップをさらに備える。本方法は、牽引リンクからエネルギー・ストレージ・システムに伝送されるエネルギーの量を監視するステップと、エネルギー管理モジュールで、運搬経路において、少なくともスロットル信号を含む情報を受信するステップと、エネルギー管理モジュールにおいて、受信した情報が放電状態を確立するかどうかを評価するステップとをさらに備える。本方法は、放電状態が確立された場合には、放電規則に従って、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクに電力を伝送するようエネルギー管理モジュールを構成することをさらに備える。エネルギー管理モジュールは、放電規則を考慮に入れた回生エネルギーバランスに従って設定される、実質的に一定の放電率で、電力を牽引リンクに伝送するよう構成される。回生エネルギーバランスは、放電状態の総持続時間に基づく放電時間を含む。

一実施形態において、戻り経路および運搬経路に沿って車両を動作させる方法は、戻り経路において、車両のエネルギー管理モジュールで制動信号を受信するステップを備える。本車両は、電力を牽引リンクに供給するよう互いに構成されるエンジンならびに交流発電機、牽引リンクと電気的に接続される牽引モータ、牽引リンクと電気的に接続されるエネルギー・ストレージ・システム、およびエネルギー・ストレージ・システムを牽引リンクと電気的に接続するエネルギー管理モジュールを含む。本方法は、制動信号に応じて、牽引リンクからエネルギー・ストレージ・システムに電力を伝送するようエネルギー管理モジュールを構成するステップをさらに備える。本方法は、牽引リンクからエネルギー・ストレージ・システムに伝送されるエネルギーの量を監視するステップと、エネルギー管理モジュールで、運搬経路において、少なくともスロットル信号を含む情報を受信するステップと、エネルギー管理モジュールにおいて、受信した情報が放電状態を確立するかどうかを評価するステップとをさらに備える。本方法は、放電状態が確立された場合には、放電規則に従って、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクに電力を伝送するようエネルギー管理モジュールを構成することをさらに備える。エネルギー管理モジュールは、放電規則を考慮に入れた回生エネルギーバランスに従って設定される、実質的に一定の放電率で、電力を牽引リンクに伝送するよう構成される。回生エネルギーバランスは、放電状態の総持続時間に基づく放電時間を含む。放電様態の総持続時間は、動作のベースラインモードで測定される。

一実施形態において、戻り経路および運搬経路に沿って車両を動作させる方法は、戻り経路において、車両のエネルギー管理モジュールで制動信号を受信するステップを備える。本車両は、電力を牽引リンクに供給するよう互いに構成されるエンジンならびに交流発電機、牽引リンクと電気的に接続される牽引モータ、牽引リンクと電気的に接続されるエネルギー・ストレージ・システム、およびエネルギー・ストレージ・システムを牽引リンクと電気的に接続するエネルギー管理モジュールを含む。本方法は、制動信号に応じて、牽引リンクからエネルギー・ストレージ・システムに電力を伝送するようエネルギー管理モジュールを構成するステップをさらに備える。本方法は、牽引リンクからエネルギー・ストレージ・システムに伝送されるエネルギーの量を監視するステップと、エネルギー管理モジュールで、運搬経路において、少なくともスロットル信号を含む情報を受信するステップと、エネルギー管理モジュールにおいて、受信した情報が放電状態を確立するかどうかを評価するステップとをさらに備える。本方法は、放電状態が確立された場合には、放電規則に従って、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクに電力を伝送するようエネルギー管理モジュールを構成することをさらに備える。エネルギー管理モジュールは、放電規則を考慮に入れた回生エネルギーバランスに従って設定される、実質的に一定の放電率で、電力を牽引リンクに伝送するよう構成される。回生エネルギーバランスは、放電状態の総持続時間に基づく放電時間を含む。放電状態の総持続時間は、エネルギー管理モジュールによって適用されるのと同じ規則の以前の実施態様で測定される。

一実施形態において、戻り経路および運搬経路に沿って車両を動作させる方法は、戻り経路において、車両のエネルギー管理モジュールで制動信号を受信するステップを備える。本車両は、電力を牽引リンクに供給するよう互いに構成されるエンジンならびに交流発電機、牽引リンクと電気的に接続される牽引モータ、牽引リンクと電気的に接続されるエネルギー・ストレージ・システム、およびエネルギー・ストレージ・システムを牽引リンクと電気的に接続するエネルギー管理モジュールを含む。本方法は、制動信号に応じて、牽引リンクからエネルギー・ストレージ・システムに電力を伝送するようエネルギー管理モジュールを構成するステップをさらに備える。本方法は、牽引リンクからエネルギー・ストレージ・システムに伝送されるエネルギーの量を監視するステップと、エネルギー管理モジュールで、運搬経路において、少なくともスロットル信号を含む情報を受信するステップと、エネルギー管理モジュールにおいて、受信した情報が放電状態を確立するかどうかを評価するステップとをさらに備える。本方法は、放電状態が確立された場合には、放電規則に従って、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクに電力を伝送するようエネルギー管理モジュールを構成することをさらに備える。エネルギー管理モジュールは、放電規則を考慮に入れた回生エネルギーバランスに従って設定される、実質的に一定の放電率で、電力を牽引リンクに伝送するよう構成される。回生エネルギーバランスは、放電状態の総持続時間に基づく放電時間を含む。放電状態の総持続時間は、放電規則の本実施態様の外部からの情報に少なくとも基づいて、放電規則の実施態様をモデル化することから取得される。

一実施形態において、戻り経路および運搬経路に沿って車両を動作させる方法は、戻り経路において、車両のエネルギー管理モジュールで制動信号を受信するステップを備える。本車両は、電力を牽引リンクに供給するよう互いに構成されるエンジンならびに交流発電機、牽引リンクと電気的に接続される牽引モータ、牽引リンクと電気的に接続されるエネルギー・ストレージ・システム、およびエネルギー・ストレージ・システムを牽引リンクと電気的に接続するエネルギー管理モジュールを含む。本方法は、制動信号に応じて、牽引リンクからエネルギー・ストレージ・システムに電力を伝送するようエネルギー管理モジュールを構成するステップをさらに備える。本方法は、牽引リンクからエネルギー・ストレージ・システムに伝送されるエネルギーの量を監視するステップと、エネルギー管理モジュールで、運搬経路において、少なくともスロットル信号を含む情報を受信するステップと、エネルギー管理モジュールにおいて、受信した情報が放電状態を確立するかどうかを評価するステップとをさらに備える。本方法は、放電状態が確立された場合には、放電規則に従って、エネルギー・ストレージ・システムから牽引リンクに電力を伝送するようエネルギー管理モジュールを構成することをさらに備える。エネルギー管理モジュールは、放電規則を考慮に入れた回生エネルギーバランスに従って設定される、実質的に一定の放電率で、電力を牽引リンクに伝送するよう構成される。回生エネルギーバランスは、放電状態の総持続時間に基づく放電時間を含む。放電状態の総持続時間は、放電規則の本実施態様の外部からの情報に少なくとも基づいて、放電規則の実施態様をモデル化することから取得される。放電規則の本実施態様の外部からの情報は、放電規則の少なくとも１つの以前の実施態様に関する履歴情報を含む。

上記の説明は例示的なものであり、制限するものではないことが理解されよう。例えば、上記の実施形態（および／またはその態様）は、互いに組み合わせて使用してもよい。さらに、本発明の範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料を本発明の教示に適合させるために、多くの変形を行うことができる。本明細書で説明した材料の寸法および種類は、本発明のパラメータを定義することを意図するが、それらは、限定するものではなく、例示的な実施形態である。他の多くの実施形態が、上記説明を検討することにより、当業者に明らかになるであろう。したがって、本発明の範囲が、添付の特許請求の範囲、およびそのような特許請求の範囲による等価物の全範囲を参照して判断される。添付の特許請求の範囲において、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」および「ｉｎｗｈｉｃｈ」という用語は、それぞれ「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」および「ｗｈｅｒｅｉｎ」という用語のプレーンイングリッシュ的同等語として使用される。さらに、添付の特許請求の範囲において、「第１」「第２」「第３」「上側」「下側」「底部」「上部」などの用語は、単なる符号として使用され、それらの物体について、数的要件または位置的要件を課すことを意図しない。さらに、添付の特許請求の範囲の限定は、そのような特許請求の範囲が、フレーズ「ための手段（ｍｅａｎｓｆｏｒ）」と、その後に続くさらなる構造の機能的空所の文を明示的に使用しない限り、および使用するまで、ミーンズプラスファンクションのフォーマットで記載されず、米国特許法第１１２条の第６段落に基づいて解釈されることを意図しない。

ここでの記述は、最良の態様を含む本発明のいくつかの実施形態を開示し、さらに、任意のデバイスまたはシステムを作成および使用すること、および任意の組み込み方法を実行することを含む、当業者が本発明の実施形態を実施することを可能にするための例を使用する。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到するその他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、特許請求の範囲の文言との差がない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言との実質的な差がない等価の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にある。

本明細書で使用する場合、単数形で書かれた要素またはステップおよび単語「ａ」もしくは「ａｎ」が前に付く要素またはステップは、例外であることが明示されない限り、要素またはステップが複数である可能性を除外しないことを理解すべきである。さらに、本発明の「一実施形態」という言及は、記載した特徴を含む追加の実施形態の存在を除外すると解釈されるべきではない。さらに、明示的に反対のことが言及されない限り、特定の特性を有する一要素または複数の要素を「備える」「含む」または「有する」実施形態は、その特性を有さない、そのような追加の要素を含む可能性がある。

本明細書における本発明の主旨および範囲から逸脱することなく、上記のシステムおよび方法に何らかの変更を行ってもよいので、上記の説明および添付図面における発明の主題のすべては、本明細書の発明の概念を単に例示的に示すものとして解釈されるべきであり、本発明を限定するものと解釈されるべきではない。

１００ＯＨＶ
１０１エンジン
１０２スロットル信号
１０３インターフェース
１０４交流発電機
１０５補助負荷
１０６牽引リンク
１０８整流器
１１０牽引モータ／制動モータ
１１２電力変換器
１１４エネルギー・ストレージ・システム
１１６エネルギー管理モジュール
１１７制動信号
１１９エネルギー管理システム
２００第１の規則
２０２、２０６、２１０、２１４、２１６、２１８、２２２、２２６、２３０ステップ
２０４総持続時間
２０８充電の実行開始状態／蓄積エネルギー
２０９充電状態の最小レベル
２１２フルスロットル放電率
２２０充電状態
２２４ハイブリッド総持続時間
２２８充電の実行終了状態
２３２、２３４ＳＰＴＰ情報
２３６監視データ
３００第２の規則
３０２、３１０、３１４、３１６、３２６、３３０ステップ
３０４総持続時間
３１２登り坂放電率
３１５情報
３２４ハイブリッド総持続時間
３２８実行終了状態
４００第３の規則
４０２、４１０、４１４、４１５、４１６、４２６ステップ
４０４総持続時間
４０５閾値速度
４１２フルスロットル放電率
４２４ハイブリッド総持続時間
４２８実行終了状態
５００第４の規則
５０２、５１０、５１５、５１６、５２６ステップ
５０４総持続時間
５０５閾値
６００第５の規則
６０２、６１０、６１６、６２６ステップ
６０４総持続時間
６１２フラットアウト放電率
６２４ハイブリッド総持続時間
６２８実行終了状態
７０２高さプロファイル
１０００選択規則
１００２、１０４０、１０４４ステップ
１０４２改善値
１０４６調整規則
１０４８往復時間
１０５０燃料節約
１１０２速度
１１０４放電電力

Claims

エネルギー管理システム（１１９）であって、
車両（１００）のエネルギー・ストレージ・システム（１１４）を、前記車両の牽引リンク（１０６）と電気的に接続するエネルギー管理モジュール（１１６）を備え、前記牽引リンクは、牽引モータ（１１０）に電気的に接続され、
前記エネルギー管理モジュールは、放電規則に従って、運搬経路において、前記エネルギー・ストレージ・システムから前記牽引リンクに電力を伝送するよう構成され、前記放電規則は、複数の放電規則の予測される性能を、前記運搬経路のベースライン性能と比較することによって選択され、前記運搬経路では、前記エネルギー・ストレージ・システムから前記牽引リンクへは電力が供給されず、前記ベースライン性能に対して、燃料節約、速度超過、または燃料節約ならびに速度超過の組み合わせを得る、エネルギー管理システム。
前記牽引リンクに電力を供給するよう互いに構成されるエンジン（１０１）ならびに交流発電機（１０４）、およびオペレータから前記エネルギー管理モジュールに、ならびに前記エンジンもしくは前記交流発電機の少なくとも一方に、スロットル信号（１０２）を送信するためのインターフェース（１０３）を有する車両に取り付けられ、前記牽引リンクに供給される前記電力を変化させ、
前記エネルギー管理モジュールが、前記スロットル信号と、車両位置を示す情報とを受信するよう構成され、
前記車両が登り坂区分でフルスロットルである場合に、前記放電規則が、前記エネルギー・ストレージ・システムから前記牽引リンクに電力を供給することである、請求項１に記載のエネルギー管理システム。
前記牽引リンクに電力を供給するよう互いに構成されるエンジン（１０１）ならびに交流発電機（１０４）、およびオペレータから前記エネルギー管理モジュールに、ならびに前記エンジンもしくは前記交流発電機の少なくとも一方に、スロットル信号（１０２）を送信するためのインターフェース（１０３）を有する車両に取り付けられ、前記牽引リンクに供給される前記電力を変化させ、
前記エネルギー管理モジュールが、前記スロットル信号と、車両速度を示す情報とを受信するよう構成され、
前記車両がフルスロットルであり、車両速度が閾値未満である場合に、前記放電規則が、前記エネルギー・ストレージ・システムから前記牽引リンクに電力を供給することである、請求項１に記載のエネルギー管理システム。
前記牽引リンクに電力を供給するよう互いに構成されるエンジン（１０１）ならびに交流発電機（１０４）、およびオペレータから前記エネルギー管理モジュールに、ならびに前記エンジンもしくは前記交流発電機の少なくとも一方に、スロットル信号（１０２）を送信するためのインターフェース（１０３）を有する車両に取り付けられ、前記牽引リンクに供給される前記電力を変化させ、
前記エネルギー管理モジュールが、前記スロットル信号と、車両速度を示す情報とを受信するよう構成され、
前記車両がフルスロットルであり、車両速度が閾値未満であるかまたは減速している場合に、前記放電規則が、前記エネルギー・ストレージ・システムから前記牽引リンクに電力を供給することである、請求項１に記載のエネルギー管理システム。
前記牽引リンクに電力を供給するよう互いに構成されるエンジン（１０１）ならびに交流発電機（１０４）、およびオペレータから前記エネルギー管理モジュールに、ならびに前記エンジンもしくは前記交流発電機の少なくとも一方に、スロットル信号（１０２）を送信するためのインターフェース（１０３）を有する車両に取り付けられ、前記牽引リンクに供給される前記電力を変化させ、
前記エネルギー管理モジュールが、前記スロットル信号と、車両位置を示す情報とを受信するよう構成され、
前記車両がフルスロットルであり、前記車両が平地区分にある場合に、前記放電規則が、前記エネルギー・ストレージ・システムから前記牽引リンクに電力を供給することである、請求項１に記載のエネルギー管理システム。
前記牽引リンクに電力を供給するよう互いに構成されるエンジン（１０１）ならびに交流発電機（１０４）、およびオペレータから前記エネルギー管理モジュールに、ならびに前記エンジンもしくは前記交流発電機の少なくとも一方に、スロットル信号（１０２）を送信するためのインターフェース（１０３）を有する車両に取り付けられ、前記牽引リンクに供給される前記電力を変化させ、
前記エネルギー管理モジュールが、前記スロットル信号と、車両速度を示す情報とを受信するよう構成され、
前記車両がフルスロットルであり、車両速度が閾値未満であり、さらに減速している場合に、前記放電規則が、前記エネルギー・ストレージ・システムから前記牽引リンクに電力を供給することである、請求項１に記載のエネルギー管理システム。
前記牽引リンクに電力を供給するよう互いに構成されるエンジン（１０１）ならびに交流発電機（１０４）、およびオペレータから前記エネルギー管理モジュールに、ならびに前記エンジンもしくは前記交流発電機の少なくとも一方に、スロットル信号（１０２）を送信するためのインターフェース（１０３）を有する車両に取り付けられ、前記牽引リンクに供給される前記電力を変化させ、
前記エネルギー管理モジュールが、前記スロットル信号と、車両速度を示す情報とを受信するよう構成され、
前記車両がフルスロットルであり、車両速度が閾値未満であり、さらに所望の割合で加速していない場合に、前記放電規則が、前記エネルギー・ストレージ・システムから前記牽引リンクに電力を供給することである、請求項１に記載のエネルギー管理システム。
前記エネルギー管理モジュールは、前記放電規則を考慮に入れた回生エネルギーバランスに従って設定される、実質的に一定の放電率で、電力を前記牽引リンクに供給するよう構成される、請求項１に記載のエネルギー管理システム。
前記回生エネルギーバランスは、放電状態の総持続時間に基づく放電時間を含む、請求項８に記載のエネルギー管理システム。
前記放電様態の前記総持続時間は、動作のベースラインモードで測定される、請求項９に記載のエネルギー管理システム。
前記放電状態の前記総持続時間は、前記エネルギー管理モジュールによって適用されるのと同じ規則の以前の実施態様で測定される、請求項９に記載のエネルギー管理システム。
前記放電状態の前記総持続時間は、前記放電規則の前記実施態様の外部からの情報に少なくとも基づいて、前記放電規則の実施態様をモデル化することから取得される、請求項９に記載のエネルギー管理システム。
前記放電規則の前記実施態様の外部からの前記情報は、前記放電規則の少なくとも１つの以前の実施態様に関する履歴情報を含む、請求項１２に記載のエネルギー管理システム。
前記牽引リンクに電力を供給するよう互いに構成されるエンジン（１０１）ならびに交流発電機（１０４）、および制動信号（１１７）を前記エネルギー管理モジュールに送信するためのインターフェース（１０３）を有する車両（１００）に取り付けられ、前記牽引リンクから割り当てられる前記電力を変化させ、
前記エネルギー管理モジュールが、前記制動信号に応じて、前記牽引リンクから前記エネルギー・ストレージ・システムに電力を割り当てるよう構成される、請求項１に記載のエネルギー管理システム。
戻り経路および運搬経路に沿って車両（１００）を動作させる方法であって、前記方法は、
前記戻り経路において前記車両のエネルギー管理モジュール（１１６）で制動信号（１１７）を受信するステップを備え、前記車両は、牽引リンク（１０６）に電力を供給するよう互いに構成されるエンジン（１０１）ならびに交流発電機（１０４）、前記牽引リンクに電気的に接続される牽引モータ（１１０）、前記牽引リンクと電気的に接続されるエネルギー・ストレージ・システム（１１４）、および前記エネルギー・ストレージ・システムを前記牽引リンクと電気的に接続する前記エネルギー管理モジュールを含み、
前記方法はさらに、前記制動信号に応じて、前記牽引リンクから前記エネルギー・ストレージ・システムに電力を伝送するよう前記エネルギー管理モジュールを構成するステップと、
前記牽引リンクから前記エネルギー・ストレージ・システムに伝送されるエネルギーの量を監視するステップと、
前記エネルギー管理モジュールで、前記運搬経路において、少なくともスロットル信号（１０２）を含む情報を受信するステップと、
前記エネルギー管理モジュールにおいて、前記受信した情報が放電状態を確立するかどうかを評価するステップ（２１４）と、
放電状態（２１６）が確立された場合には、放電規則に従って、前記エネルギー・ストレージ・システムから前記牽引リンクに電力を伝送するよう前記エネルギー管理モジュールを構成するステップを備える、方法。