JP6349384B2 - エネルギー貯蔵システムの充電を制御する方法及び構造 - Google Patents

Description

本発明は、その車両を推進すべく構成された電気機械を備える車両のエネルギー貯蔵システムの充電を制御する方法であって、接続要素を介してエネルギー貯蔵システムが外部電源に接続されると充電を開始すること、及び、充電に関するデータを含む制御信号を車両と外部電源との間で無線伝送リンクにより送信すること、を含む方法に関する。

本発明はまた、その車両を推進すべく構成された電気機械を備える車両のエネルギー貯蔵システムの充電を制御する構造であって、エネルギー貯蔵システムが接続要素を介してその外部電源に接続されると充電を開始するように構成された外部電源、及び、充電に関連するデータを含んでいる制御信号を車両と外部電源との間で無線送信するように構成された送信機ユニット及び受信機ユニット、を備える構造に関する。

車両の分野においては、代わりの動力源、すなわち従来の内燃機関の代わりに用いられる動力源による車両の推進に関する研究開発が着実に増加している。

例えばガソリンエンジンあるいはディーゼル機関の形態の内燃機関は、相対的に低い燃費で高い効率を与える。しかしながら、環境についての懸念は、車両にとってより環境フレンドリーな動力源の開発の増加につながってきている。特に、電気的に作動する車両の開発は、将来性のある代替案として浮かび上がってきている。

今日、電気機械を備える様々なタイプの車両推進システムが存在している。例えば、車両は、電気機械のみによって、あるいは電気機械と内燃機関の両方を備える構成によって、作動させることができる。後者の代替案は、多くの場合にハイブリッド車（ＨＥＶ）と呼ばれると共に、例えば市街地の外側で運転する間に車両を作動させるために内燃機関を用いるのに対し、市街地、あるいは、例えば一酸化炭素や窒素酸化物といった有害な汚染物質の排出を制限する必要がある環境において電気機械を用いる、といったやり方で用いることができる。

電気的に作動する車両に関連する技術は、電気エネルギー貯蔵システム、例えば車両のためのバッテリー関連技術の形態の開発に密接に関連している。車両のための今日の電気エネルギー貯蔵システムは一組の充電式電池セルから構成することができるが、それは制御回路と共に車両に配置されて、電気機械を作動させるように構成されたユニットを形成する。ハイブリッド車はまた、多くの場合、回生制動として公知の方法により、制動の間にエネルギー貯蔵システムが充電されるように構成される。

内燃機関と充電式の電気エネルギー貯蔵システムから電力が供給される電気機械とによって作動する車両は、時にはプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）と呼ばれる。このプラグインハイブリッド電気自動車は、充電式の電池を有するエネルギー貯蔵システム、あるいは外部電源への接続によってフル充電を含む状態に回復させることができる他の適切なエネルギー源を使用する。

外部電源は、通常の電源コードを介してアクセスできる一般的な送電網電力系統の形態、あるいは関連する車両及び充電プロセスのための電力の必要性に応じて、他の構造の形態とすることができる。バスあるいは大型運搬車の形態の車両の場合は、より小型の車両及び類似の車両に比べて、より強力な充電装置及び手順を一般に必要とする。

今日の電気で駆動される車両、特に、例えばバスやトラックといった大型車両におけるチャレンジは、車両の運転範囲を最適化するために、かなりの量のエネルギーを相対的に短い時間でエネルギー貯蔵システムに充電しなければならないということにある。この理由により、エネルギー貯蔵システムの実際の充電は、外部電源による充電の実施を車両上の制御装置が要求するプロセスを通じて適切に実行される。これは、エネルギー貯蔵システムと外部電源が適切な接続要素によって電気的に接続された後に実行される。そのような場合、車載エネルギー貯蔵システムと外部電源とを接続するために、例えば、いわゆるパンタグラフを用いることができる。

バスのエネルギー貯蔵システムの再充電は、例えば多くの電池セルから構成される電気エネルギー貯蔵システムを、２００アンペアの大きさの充電電流で充電することを含み得るし、その電気エネルギー貯蔵システムの電圧は６００ボルトであり得る。この種の充電の手順は、例えば、電池セルが過剰な熱、衝撃あるいは過充電にさらされる場合、又はエネルギー貯蔵システムあるいは充電システムの導電部分が身体に接触する場合、一定の安全リスクを含むことになる。安全リスクが起こり得る特定の状況は、充電の手順の間に車両がその位置から移動した場合である。従って、充電の間に発生し得る如何なるエラーの場合にも身体や材料を保護することついての要求がある。

また、エネルギー貯蔵システムの電池セルは、非常に高価であると共に、過充電については極めて敏感である。これはまた、エネルギー貯蔵システムの過充電が発生してはならないことを意味している。

従って、特に（例えば車両の位置、エネルギー貯蔵システムの温度、その他といった）一定のパラメータ及び条件に予期しない変化が生じた場合にも、ハイブリッド車のエネルギー貯蔵システムの充電を安全なやり方で実行できる方法及び構造についての要求がある。そのような状態においては、充電手順が如何なる安全リスクにも至らないことが重要である。

特許文献である特許文献１は、バッテリーを制御するための方法と装置を開示している。その装置は、バッテリーの充電管理に関連するデータを送信するために、無線通信リンクを確立するように構成されている。その装置はまた、電気自動車のバッテリーの目標容量に関連する情報を含む制御信号を発生させるように構成された制御装置を備えている。

米国特許出願公開第２０１１／０７８０９２号明細書

上述した特許文献１による解決策が、電気推進車両の充電手順を制御するための信頼性の高い解決策を提供するとしても、特にハイブリッド車においてエネルギー貯蔵システムを充電する間における、身体及び電気機器についての十分に高いレベルの安全性を求める更なる要求がある。

本発明の目的は、上述した課題を解決することができると共に、特に、何らかの予期しないエラーが発生した場合に充電手順を監視しかつ制御することができる、改良された方法及び構造を提供することにある。

本発明によると、この目的は、その車両を推進すべく構成された電気機械を備える車両のエネルギー貯蔵システムの充電を制御する方法であって、エネルギー貯蔵システムが接続要素を介して外部電源に接続されると充電を開始すること、及び、充電に関するデータを含む制御信号を車両と外部電源との間で無線伝送リンクにより送信すること、を含む方法によって達成される。この方法は、制御信号を受信したかどうかを評価すること、及び、制御信号を受信しない場合に充電を停止させること、を更に含む。

上述した方法により、極めて高い安全性が得られるエネルギー貯蔵システムの充電方法がもたらされる。特に、本発明が、制御信号を受信したかどうかの評価を含んでいるという事実は、身体の安全性あるいは物品及び対象物の損傷についてのリスクと認め得る多くの状況における充電の停止を可能にする。

好ましくは、制御信号は車両から外部電源に送信され、その評価は外部電源において実行される。さらにまた、制御信号は、車両の無線送信機ユニットにより送信される変調された無線信号の形態とすることができ、かつその制御信号は外部電源の無線受信機ユニットによって受信される。無線信号は、無線短距離無線網によって送信しかつ受信することができる。

制御信号は異なる形態でもたらすことができるが、最適には以下の形態のうちの少なくとも一つである。
ｉ）所定の周波数及び／又は振幅を有する概ね連続する信号；
ｉｉ）予め定められたパルス幅及び／又は振幅を有する概ねパルス形状の信号；及び、
ｉｉｉ）ｉ）あるいはｉｉ）に定義される信号と予め定められた長さの休止期間とを含む反復シーケンス。

従って、単純かつ効率的な方法で制御信号の検出を実行するために、制御信号は、受信機ユニットとして用いられる機器のタイプに応じた多くの方法で設計することができる。

また、制御信号は、エネルギー貯蔵システムの充電に関する一定のデータを含むように、特に、以下のパラメータのうちの少なくとも一つの現在の値に応じて充電を停止させるべく制御信号を用いることができるように構成される。
ｉ）車両の現在位置；
ｉｉ）車両の移動の何らかの発生；
ｉｉｉ）車両の識別情報；
ｉｖ）電気貯蔵システムの電気的な分離；
ｖ）車両の高圧構成部品における接点要素の状態；
ｖｉ）充電電流；
ｖｉｉ）充電電圧；及び、
ｖｉｉｉ）接続要素の温度。

上述したパラメータのうちの少なくとも一つの形態の入力を用いることにより、少なくとも一つのパラメータが予め定められた値から逸脱した場合に充電プロセスを停止させるべく、その制御信号の送信を用いることができる。

さらにまた、一実施形態によると、本発明は、制御信号が受信されないことによって充電が停止された場合に警報を発すべく構成することができる。

特定の実施形態によると、本発明は、制御信号に予め定められた変調を与えると共に、エネルギー貯蔵システムに供給された充電がその予め定められた変調を含んでいるかどうかを評価し、そうでない場合には、エネルギー貯蔵システムの充電にエラーがあると表示するように構成することができる。適切には、本発明は、充電を停止させた場合に、エネルギー貯蔵システムを外部電源から分離することを含み得る。

上述した課題はまた、その車両を推進すべく構成された電気機械を備える車両のエネルギー貯蔵システムの充電を制御する構造であって、エネルギー貯蔵システムが接続要素を介してその外部電源に接続されると充電を開始するように構成された外部電源と、充電に関連するデータを含んでいる制御信号を車両と外部電源との間で無線送信するように構成された送信機ユニット及び受信機ユニットと、を備える構造によって解決される。その構造は、制御信号が受信機ユニットで受信されたかどうかを評価すると共に、その制御信号が受信されない場合には充電を停止させるように構成される。

本発明の利点は、エネルギー貯蔵システムの充電をシャットダウンするための命令に関する情報の、高速かつ信頼性の高い送信をもたらすことにある。これは、無線通信の搬送波の形態の制御信号の、無線での送信によってもたらされる。

車両において見いだされた高電圧に関連するエラーにより、あるいは通信リンク上に発生した何らかの干渉あるいは障害により、その搬送波が適切に受信されない場合、これはエネルギー貯蔵システムの充電を停止させる命令と解釈されるべきである。

本発明は、制御信号を、車両から外部電源に、あるいは、それとは反対に外部電源から車両に送信するやり方で実施することができる。

以下において用いる「充電パターン」という用語は、エネルギー貯蔵システムの充電プロセスの予め定められたスケジュール、シーケンスあるいは経過を指す。そのような充電パターンは、例えば、相対的に短い時間の間に相対的に高い充電電流を伴う「急速充電」、あるいは相対的に長い時間の間に低い充電電流を伴う「通常充電」の形態とすることができる。「急速充電」タイプの充電パターンは、例えば、お昼休みあるいは２つの連続する巡回の間にバスが短時間駐車しているときに、バスのエネルギー貯蔵システムを再充電するのに適している。従って「充電パターン」は、一定の時間、あるいはエネルギー貯蔵システムの一定の充電状態が達成されるまでに生じる、一定の充電電流及び充電電圧による充電シーケンスである。

さらにまた「変調」という用語は、車両の制御装置によって制御することができると共に外部電源からの供給が要求された充電電流あるいは充電電圧の、何らかの予め定められた変化、偏差あるいは適合を意味する。後述する特別な実施形態によると、そのような「変調された」充電パターンは、外部電源により供給される充電が要求された充電に対応しているかどうかを判定するために、車両の制御装置によって検出しかつ評価することができる。要求された充電パターンと供給された充電パターンとの間の如何なる相違も、充電プロセスのエラーと解釈することができる。

一実施形態及び添付された図面を参照して本発明を説明する。

図１は、本発明を用いることができるバスの形態のハイブリッド車の略図を示している。 図２は、本発明による構造を示す図である。 図３は、本発明の原理を説明する簡略化されたフローチャートである。

ここで、一実施形態及び添付された図面を参照して本発明を説明する。最初に図１を参照すると、本実施形態によるハイブリッドタイプであるバス１の形態の車両の簡略斜視図が示されている。より正確に言うと、バス１は、クラッチ４を介して互いに接続された内燃機関２及び電気機械３を備え、バス１を駆動するために内燃機関１及び電気機械２の両方を用いることができるプラグインハイブリッドタイプである。

バスの形態の車両を参照しつつ本発明を説明するが、本発明は、少なくとも一つの電気機械により作動する、実質的にあらゆるタイプの車両のために用いることができる。

図１を参照すると、電気機械３は変速機５に接続されており、次に変速機５はバス１の後車軸６に接続されている。このように公知なやり方で後車軸６を駆動すべく、内燃機関２及び電気機械３を用いることができる。本実施形態の電気機械３は、一体化された電気駆動モーター及び発電機として用いること、及び内燃機関２のスターターモータとして用いることに適している。

バス１は、一組の電池セル及び他の制御回路を含む電気エネルギー貯蔵システム７を搭載している。そのサイズ及び幅により、エネルギー貯蔵システム７は、図１に示すようにバス１の屋根の上に配置することが適切である。エネルギー貯蔵システム７は、所望の電圧レベルの直流の出力電圧をもたらすべく直列に接続された多くの電池セルを含んでいる。適切には、電池セルはリチウムイオンタイプであるが、他のタイプを用いることもできる。エネルギー貯蔵システム７はまた、電池セルの作動を監視すべく構成された制御回路を含んでいる。

バス１の推進システムの上述した様々な構成要素は車両制御装置８に接続されているが、それについては以下により詳細に説明する。

バス１の一定の作動モードの間は、バス１を作動させるために電気機械３のみを用いることが適切である。これは、エネルギー貯蔵システム７が必要な電力を電気機械３に供給し、次いで電気機械３が後車軸６を駆動することを意味している。バス１の他の動作モードの間、例えば、電気機械３によってバス１を作動させるにはエネルギー貯蔵システム７の充電状態が充分でないと判定されるときには、クラッチ４及び変速機５を介して内燃機関２が後車軸６に接続される。車両を作動させるために電気機械及び内燃機関を用いるやり方は以前から知られており、この理由により、ここでは詳細に説明しない。

さらにまた、バス１は、適切にはバス１の屋根に載置されたパンタグラフの形態の電気接続要素９を備えている。このパンタグラフ９は、一定の電圧の充電電流を導電する架空電線の形態の更なる接続要素１０に接続されるべく構成されている。

パンタグラフは、バス、路面電車あるいは類似物の屋根の上に配置することができる電気接続装置であり、車両の上方に配置されている電線あるいは軌道に接触する上昇した状態となるように持ち上げられるべく適合されている。本発明の前後関係においては、エネルギー貯蔵システム７を充電するために、架空線１０とパンタグラフ９の間の接続によってエネルギー貯蔵システム７に電流を供給することができる。

この実施形態によると、接続要素９、１０は、バス１が静止しているときに、すなわちターミナル施設あるいはバス停若しくは類似の位置においてエネルギー貯蔵システム７の充電が生じるように構成される。さらにまた、図１に図式的に示すように、電線１０は外部電源１１の一部をなしている。外部電源１１は、全般的に、電線１０に対し、ある充電電圧の一定の充電電流を供給するように構成されている。

車両制御装置８及び外部電源１１は、後に詳述するように、無線通信するように構成されている。このため、車両制御装置８及び外部電源１１は無線通信ユニットを備えているが、それについては図２を参照して後述する。

図２は、本発明の一部を構成する主な要素の概略図である。図１及び図２の両方に見いだされる構成要素は、同一の参照符号で示されている。従って、バス１は、変速機５を介してバス１の後車軸６に接続された内燃機関２及び電気機械３を含む構造によって作動する。電気機械３は、スターターモータ、発電機、あるいはエネルギー貯蔵システム７から作動電圧が供給される電気機械として用いられるように構成されている。

電気機械３は電動モーター駆動装置１２により制御されるが、それは車両制御装置８の一部をなしている（図１を参照）。この車両制御装置８はまた、エネルギー貯蔵システム７の充電手順を制御すべく構成されたハイブリッド制御装置１３を備えているが、それについては以下に詳述する。さらにまた、車両制御装置８はＤＣ／ＤＣコンバータ１４を備えており、それはエネルギー貯蔵システム７からの直流電流（ＤＣ）を一つの電圧レベルから他の電圧レベルに、例えばエネルギー貯蔵システム７からの約２００Ｖを、例えば車両のライトや他の電気機器といった補機を作動させるために用いることができる約２４Ｖに変換するように構成されている。

車両制御装置８はまた、必要に応じて２つの接続要素９、１０を分離できるように構成された分離ユニット１５を備えている。そのような必要は、充電の間にエラーが発生した場合に生じ得るが、それについては以下に述べる。

本発明は、バス１のハイブリッド制御装置１３と外部電源１１との間で制御信号が無線送信されるという原理をベースとしている。制御信号の送信を評価すると共に予想した通りに実際に受信されたかどうかを判定するための手段もまた設けられている。一実施形態によると、制御信号は、ハイブリッド制御装置１３から外部電源１１に送信される。これは、外部電源１１が、制御信号を受信したかどうかを判定すべく構成されることを意味する。制御信号を受信しない場合、エネルギー貯蔵システム７の充電は停止される。

図２には、接続要素９、１０が、プラグとソケットの形態で概略的に表されている。しかしながら、図１に示されている実施形態と共に開示したように、接続要素９、１０は、適切にはパンタグラフ９と電線１０の形態である。２つの接続要素は、パンタグラフと電線の形態の導電要素に代わるものとして、他の導電要素あるいは誘導要素によっても構成することができる。

さらにまた、車両制御装置８は接続箱１６を備えており、エネルギー貯蔵システム７、ハイブリッド制御装置１３、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４、電動モーター駆動装置１２及び分離ユニット１５がそれに接続されている。また、外部電源１１は、エネルギー貯蔵システム７の充電を制御すべく構成された充電器制御装置１７を備えているが、それについては以下に説明する。

通常の運転の間、パンタグラフ９は如何なる外部電源にも接続されない。エネルギー貯蔵システム７の再充電が必要なときに、バス１は電線１０の下方に駐車し、かつパンタグラフ９は電線１０と接触するように配置される。

パンタグラフ９が電線１０と接触する位置にバス１があるときに、エネルギー貯蔵システム７はその結果として外部電源１１と接触する。これは、バス１の車両制御装置８が外部電源１１からの充電を要求し得ることを意味する。これは、上述したように、ハイブリッド制御装置１３と充電器制御装置１７との間のデータリンク１８上の送信データメッセージによって達成される。

ハイブリッド制御装置１３は、充電制御装置１７からの特定の充電パターンを要求することができる。上述したように、「充電パターン」という用語は、一定の充電電流及び充電電圧での充電シーケンスを指し、一定の時間の間にあるいはエネルギー貯蔵システム７の一定の充電状態が達成されるまで実施される。一定の充電パターンの要求が開始されたときにハイブリッド制御装置１３と充電制御装置１７の間で制御信号が送信されるように、ハイブリッド制御装置１３及び充電制御装置１７は構成されている。この理由により、また図２に示すように、ハイブリッド制御装置１３は、充電制御装置１７の受信機ユニット１７ａと通信する送信機ユニット１３ａを備えている。また、充電制御装置１７は、充電制御装置１７によって実際に制御信号が受信されたかどうかを判定するように構成された評価ユニット１７ｂを備えている。

好ましくは、その情報は（上に説明したように、かつ図２に示したように）ハイブリッド制御装置１３から充電制御装置１７に送信することができるが、その送信は反対方向にも同様に実施することができる。

制御信号は、エネルギー貯蔵システム７の充電に関連すると共に要求された充電パターンを定めるデータを含んでいる。制御信号はまた、充電に何らかのエラーがあるかどうかを評価すべく用いられるように構成されている。例えば、エネルギー貯蔵システム７を充電する間には、身体の傷害あるいは装置の損傷につながり得る状態が発生するリスクが存在し得る。例えば、バス１の位置が突然変化する場合は、エネルギー貯蔵システム７とまだ電気的に接触している間にその接続要素９（すなわちパンタグラフ）が望ましくない態様で身体あるいは物体に接触する場合には、深刻な安全リスクと考えることができる。

この理由により、車両制御装置８が、制御信号の送信を制御すると共に、特に充電に対してネガティブな影響を及ぼし得るエラーが存在する場合には送信を停止させるように構成されていることが、本発明の隠れた原理となっている。また、外部電源１１は、受信機ユニット１７ａによって制御信号が実際に受信されているかどうかを評価するように構成されている。さらにまた、外部電源１１が制御信号を受信しない場合、外部電源は充電を停止させる。これは、何らかの負傷あるいは損傷のリスクを排除するためである。これについては、以下により詳細に説明する。

ここで、本発明によるエネルギー貯蔵システム７を充電する方法について、図３のフローチャートを参照して説明する。

本発明の方法を開始する第１ステップは、上述したように接続要素９、１０の接続である。バスの接続要素９がパンタグラフであって外部電源の接続要素１０が架空電線である場合、この第１ステップは、パンタグラフ９が架空電線１０と電気的に接触すべく持ち上げられた状態に対応する（図３の参照符号１９を参照）。

接続要素９、１０が互いに電気的に接続されるときに、ハイブリッド制御装置１３は、予め定められた充電パターンの形態での充電供給の要求に対応する情報を充電器制御装置１７に送信する（図３のステップ２０）。上述したように、そのような充電パターンは、例えば、相対的に短い時間の間に高い充電電流を含む「急速充電」の形態、あるいは相対的に長い時間の間に相対的に低い充電電流を含む「通常充電」の形態とすることができる。選択される充電パターンは、充電のために利用できる時間、エネルギー貯蔵システム７の実際の充電状態、及び外部電源１１から利用可能な電力といった、いくつかの要因によって決まる。

充電パターンの要求を含む情報は、本発明によると少なくとも部分的に無線であるデータリンク１８上で送信される。適切には、データリンク１８は、（図１に図式的に示されているように）少なくともバス１から外部電源１１への無線接続である。大部分の用途においては、バス１及び外部電源１１が互いに近い距離、典型的に５〜２０メートルの範囲内に位置することが予想される。この理由により、その無線接続は、短距離無線接続リンクによって得ることができ、かつ例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）あるいはＺｉｇｂｅｅ（登録商標）通信リンクとすることもできる。

エネルギー貯蔵システム７の充電に関連して、上述した制御信号は、ハイブリッド制御装置１３が生じさせる（ステップ２１）。その制御信号は充電の手順に関連したデータを含み、それはハイブリッド制御装置１３の一部を形成する送信機ユニット１３ａから、充電制御装置１７一部を形成する受信機ユニット１７ｂに送信される（ステップ２２）。

本発明の重要な特徴は、送信された制御信号が充電制御装置１７において実際に受信されているかどうかを評価するように、評価ユニット１７ｂが構成されていることにある（ステップ２３）。このことは、例えば充電に関係する個人の安全性に関する何らかの潜在的なリスクがあるかどうかを判定する。充電制御装置１１（ステップ２４）の受信機ユニット１７ａによって制御信号が受信されない場合、そのような危険が存在するとみなされる。

評価ユニット１７ｂにおける評価が、受信機ユニット１７ａによって制御信号が受信されていないという表示に帰着すると、これは誤った充電と解釈され（ステップ２５）、あるいは充電プロセスに関係するリスクが存在すると解釈される。この理由により、充電制御装置１７は充電の手順を停止させる。

ここで言及すべきことは、いくつかの用途において、エネルギー貯蔵システム７のいわゆる事前充電が実行されることである。これは、以前から知られているように、電源を投入する間に外部電源１１からエネルギー貯蔵システム７の静電容量型入力に流れる電流を制限する方法である。図面に示す実施形態によると、そのような事前充電は、予め定められた充電パターンに従う実際の主充電が開始する前に適切に実行される。

上述したように、制御信号は、無線接続１８によってバス１から充電制御装置１７に送信される。一実施形態によると、制御信号は、ハイブリッド制御装置１３の一部を構成する無線送信機ユニット１３ａによって送信される、変調された無線信号の形態でもたらされる。さらにまた、変調された無線信号は、充電器制御装置１７の無線受信機ユニット１７ａによって受信される。

制御信号は、異なる形態でもたらすことができる。一実施形態によると、制御信号は、予め定められた周波数及び／又は振幅を有する概ね連続した信号である。そのような信号は、無線受信機ユニット１７ａによって受信し、かつ評価ユニット１７ｂにおいて評価することができる。あるいは、制御信号は、予め定められたパルス幅及び／又は振幅を有する、概ねパルス形状の信号とすることができる。更なる実施形態によると、制御信号は、信号バーストの間の予め定められた長さの休止期間と共に送信できる、上述したような信号の反復シーケンスとすることができる。要約すると、本発明は、制御信号を形成する数種類の信号パラメータで実施することができる。

適切には、制御信号は、コネクタ９、１０が互いに接続されるようにバス１が配置されたときに要求される充電の少なくともタイプを表すデータを含む。一実施形態によると、充電に関連するデータは、以下のパラメータのうちの少なくとも一つに関する情報を含む。
ｉ）車両（１）の現在位置；
ｉｉ）車両（１）の移動の何らかの発生；
ｉｉｉ）車両（１）の識別情報；
ｉｖ）電気貯蔵システム（７）の電気的な分離；
ｖ）車両の高圧構成部品における接点要素の状態；
ｖｉ）充電電流；
ｖｉｉ）充電電圧；及び、
ｖｉｉｉ）接続要素の温度。

上述したパラメータのうちの少なくとも一つがある設定値から逸脱していると車両制御装置８が判定した場合、ハイブリッド制御装置１３からの制御信号の送信は停止されなければならない。例えば、バス１の位置が突然に変化した場合、これは深刻な安全リスクと考えることができる。その接続要素９（すなわちパンタグラフ）が、望ましくないやり方で人体あるいは物体に接触し得るからである。充電の間の電圧が数百ボルトにもなり得るエネルギー貯蔵システム７にパンタグラフ９が接続されているので、そのような状況は極めて危険であり得る。この理由のために、本発明は、パラメータｉ）〜ｖｉｉｉ）の上述した逸脱のいずれもが制御信号を停止させる、すなわち制御信号の送信が停止される、という原則に基づいている。これは、充電制御装置１７の評価ユニット１７ｂによって検出される。このようにして、エネルギー貯蔵システム７の充電は停止される。他の上述したパラメータのうちのいずれかが予想とは異なる場合に、類似の状況が発生し得る。結果的に、これらのすべてのパラメータは、個人の安全性及び所有物の損傷に関してリスクと成り得る状況を表している。

例えば、上記のｉｉ）に関してここで注目されるべきことは、それを解決する一つのやり方が、車両（あるいは少なくとも充電コネクタ）が予め定められた領域の外に移動した場合に送信が中断されるように車両及び充電ステーションのアンテナを設計することである。

上述したように、本発明は、制御信号が変調された搬送波であるように構成することができる。一実施形態によると、本発明は、外部電源１１による充電を停止させるために搬送波の中断を用いるように構成することができる。このことは、搬送波の中断を様々な電子装置によって容易に検出できるという事実により、高水準の安全性を意味する。

充電制御装置１１の評価ユニット１７ｂが、制御信号を見失う、すなわち充電を停止させる状態を検出した場合、本実施形態によるハイブリッド制御装置１３は警報を起動させるように構成される。そのような信号は、例えば車両１の運転者によって知覚され得る形態とすることができる。あるいは、車両制御装置８は、制御信号が途切れた場合に、接続要素９、１０が自動的に互いに分離するように分離ユニット１５が作動し得るように構成することができる。潜在的なリスクが存在する場合に、エネルギー貯蔵システム７を外部電源１１から実際に分離することにより、非常に高いレベルの安全性が本発明によってもたらされる。

本発明の特定の実施形態によると、要求された充電パターンの一定の予め定められた変調が開始される。その目的は、エネルギー貯蔵システム７に供給される充電が予め定められた変調を含んでいるかどうかを評価し、かつ、そうでない場合には、電気貯蔵システム７の充電に誤りがあると示すことを可能にすることにある。これは、エネルギー貯蔵システム７の充電に関連する安全性のレベルを高める更なる方法である。この変調プロセスは、外部電源１１によるエネルギー貯蔵システム７の実際の充電が開始される直前に始動させることができる。この段階で、要求された充電パターンの一定の予め定められた変調が開始される。これは、外部電源１１により供給される充電電流に対し、いくらかの予め定められた形態の変更、調整あるいは変調を追加するように、ハイブリッド制御装置１３が構成されていることを意味する。その変調が「予め定められている」という事実は、その後でバス１のエネルギー貯蔵システム７が受け入れる実際の充電が、要求された充電に実際に対応しているかどうかを判定するように、ハイブリッド制御装置１３が構成されていることを意味する。そのような変調は、例えば、
ｉ）その充電パターンでエネルギー貯蔵システムに供給される充電電流の周波数、振幅あるいは波形を一時的に変更すること；
ｉｉ）ハイブリッド制御装置１３の検出器によって検出できる予め定められた振幅あるいは周波数の、又は予め定められた波形を含む充電電流に対して、少なくとも一時的に信号成分を重畳しあるいは追加すること；
ｉｉｉ）さもなければ、ハイブリッド制御装置１３によって検出可能なやり方で充電パターンを変更しあるいは変調させること、
によって実施することができる。

ハイブリッド制御装置１３によって、より正確に言うと図２に図式的に示したように変調装置１３ｂにおいて充電パターンの変調が決定されかつ実施されたとき、外部充電制御装置１１によってその充電パターンをエネルギー貯蔵システム７に供給することによる実際のパターンが開始される。

この実施形態は、エネルギー貯蔵システム７に供給された充電パターンが、その充電電流に前もって負荷された予め定められた変調を含んでいるかどうかを評価するステップを更に含んでいる。この評価は、ハイブリッド制御装置１３の一部を構成する評価ユニット１３ｃにおいて実行される。評価された充電電流が変調装置１３ｂにより実施された変調を含んでいないという指摘にその評価が帰着する場合、これは誤った充電であると解釈される。

他方、評価された充電電流が変調装置１３ｂにより実施された変調を実際に含んでいるという指摘にその評価が帰着する場合、これは正しい充電であると解釈される。これは、そのプロセスが、充電パターンを評価するステップに戻ることを意味する。

本発明は、上記した実施形態には限定されず、添付の請求の範囲内で変更することができる。例えば、制御信号の送信は、車両から外部電源及び反対方向の両方においてもたらすことができる。また、制御信号が変調された無線信号により構成される場合、無線信号の搬送波が失われたかどうかを検出することができる。これは、失われた制御信号に対応するものとみなされる状態を構成する。

本発明は、制御信号が、車両から外部電源に送信される、あるいは反対に外部電源から車両に送信されるやり方で実施することができる。

１ バス
２ 内燃機関
３ 電気機械
４ クラッチ
５ 変速機
６ 後車軸
７ エネルギー貯蔵システム
８ 車両制御装置
９ パンタグラフ
１０ 架空電線
１１ 外部電源
１２ 電動モーター駆動装置
１３ ハイブリッド制御装置
１３ａ 送信機ユニット
１３ｂ 変調装置
１３ｃ 評価ユニット
１４ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１５ 分離ユニット
１６ 接続箱
１７ 充電制御装置
１７ａ 無線受信機ユニット
１７ｂ 評価ユニット
１８ データリンク

Claims (18)

1. その車両（１）を推進すべく構成された電気機械（３）を備える車両（１）のエネルギー貯蔵システム（７）の充電を制御する方法であって、
   − 接続要素（９、１０）を介して前記エネルギー貯蔵システム（７）が外部電源（１１）に接続されると充電を開始すること；及び、
   − 前記充電に関するデータを含む制御信号を前記車両（１）から前記外部電源（１１）へと無線伝送リンク（１８）により送信すること；
   を含む方法において、
   前記方法が、
   − 車両制御装置（８）において、前記データのうちの少なくとも一つのパラメータが予め定められたパラメータ値から逸脱しているかどうかを判定すると共に、これが事実の場合に、前記制御信号の送信を停止させること；
   − 前記外部電源（１１）において、前記制御信号が受信されているかどうかを評価すること；及び、
   − 前記制御信号を受信しない場合に前記充電を終了すること；
   を更に含んでおり、
   − 前記充電に関連する前記データが：
   ｉ）前記車両（１）の現在位置；
   ｉｉ）前記車両（１）の移動の何らかの発生；
   ｉｉｉ）前記車両（１）の識別情報；
   ｉｖ）電気貯蔵システム（７）の電気的な分離；
   ｖ）前記車両の高圧構成部品における接点要素の状態；
   ｖｉ）充電電流；
   ｖｉｉ）充電電圧；及び、
   ｖｉｉｉ）前記接続要素の温度；
   のパラメータのうちの少なくとも一つに関連した情報を含んでおり、
   前記少なくとも一つのパラメータが予め定められた値から逸脱した場合に前記制御信号の送信を停止させる、方法。
2. − 前記車両（１）の無線送信機ユニット（１３ａ）により送信される変調された無線信号の形態で前記制御信号を送信すること；及び、
   − 前記外部電源（１１）の無線受信機ユニット（１７ａ）により前記制御信号を受信すること、
   を含む請求項１に記載の方法。
3. − 無線短距離無線網により前記無線信号を送信しかつ受信すること、
   を含む請求項２に記載の方法。
4. − 前記変調された無線信号の搬送波が中断したかどうかを検出すること、かつ、これが事実の場合；
   − 前記充電を停止させること、
   を含む請求項２又は３に記載の方法。
5. 前記制御信号が、
   ｉ）所定の周波数及び／又は振幅を有する概ね連続する信号；
   ｉｉ）予め定められたパルス幅及び／又は振幅を有する概ねパルス形状の信号；及び、
   ｉｉｉ）ｉ）あるいはｉｉ）に定義される信号と予め定められた長さの休止期間を含む反復シーケンス、
   のうちの少なくとも一つの形態で送信される、請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
6. 前記車両（１）の移動の何らかの発生に対応する前記パラメータは、前記車両（１）、あるいはそのいずれかの部分が、予め定められた領域あるいは区間の範囲内に位置するかどうかを検出手段が検出することによって決定される、請求項１乃至５のいずれかに記載の方法。
7. − 前記制御信号が受信されていないことにより前記充電が停止された場合に警報を発すること、
   を含む請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
8. − 前記制御信号の予め定められた変調を与えること；
   − 前記エネルギー貯蔵システム（７）に供給された前記充電が前記予め定められた変調を含んでいるかどうかを評価すること、かつ、そうでない場合に、
   − 前記エネルギー貯蔵システム（７）の前記充電にエラーがあると表示すること、
   を含む請求項１乃至７のいずれかに記載の方法。
9. − 前記充電が終了された場合に前記エネルギー貯蔵システム（７）を前記外部電源（１１）から分離すること、
   を含む請求項１乃至８のいずれかに記載の方法。
10. その車両（１）を推進すべく構成された電気機械（３）を備える車両（１）のエネルギー貯蔵システム（７）の充電を制御する構造であって、前記エネルギー貯蔵システム（７）が接続要素（９、１０）を介してその外部電源（１１）に接続されると充電を開始するように構成された外部電源（１１）、前記車両（１）から前記外部電源（１１）までの前記充電に関連するデータを含んでいる制御信号を無線送信するための送信機ユニット（１３）が配置された送信機ユニット（１３ａ）及び無線受信機ユニット（１７ａ）、を備える構造において、前記構造は、車両制御装置（８）において、前記データのうちの少なくとも一つのパラメータが予め定められたパラメータ値から逸脱しているかどうかを判定し、かつ、これが事実の場合、前記制御信号の送信を停止させ、前記外部電源（１１）において、前記制御信号が前記無線受信機ユニット（１７ａ）において受信されているかどうかを評価すると共に、前記制御信号が受信されていない場合に前記充電を停止するように構成され、前記充電に関連する前記データが、
    ｉ）前記車両（１）の現在位置；
    ｉｉ）前記車両（１）の移動の何らかの発生；
    ｉｉｉ）前記車両（１）の識別情報；
    ｉｖ）電気貯蔵システム（７）の電気的な分離；
    ｖ）前記車両の高圧構成部品における接点要素の状態；
    ｖｉ）充電電流；
    ｖｉｉ）充電電圧；及び、
    ｖｉｉｉ）前記接続要素の温度；
    のパラメータのうちの少なくとも一つに関連する情報を含んでおり、前記少なくとも一つのパラメータが予め定められた値から逸脱した場合に前記制御信号の送信を停止させる、構造。
11. 変調された無線信号の形態の前記制御信号を送るための無線送信機ユニット（１３ａ）、及び、前記制御信号を受信するための前記外部電源（１１）の無線受信機ユニット（１７ａ）、を備えている請求項１０に記載の構造。
12. 前記無線送信機ユニット（１３ａ）及び無線受信機ユニット（１７ａ）が無線短距離無線網の一部を構成する、請求項１１に記載の構造。
13. ハイブリッド制御装置（１３）は、前記制御信号の予め定められた変調を与える変調ユニット（１３ｂ）；及び、前記エネルギー貯蔵システム（７）に供給される前記充電が前記予め定められた変調を含んでいるかどうかを判定する評価ユニット（１３ｃ）、を備え、かつ、そうでない場合に、前記エネルギー貯蔵システム（７）の前記充電にエラーがあると表示する、請求項１０乃至１２のいずれかに記載の構造。
14. 充電制御装置（１７）は、前記制御信号が受信されていないことにより前記充電が停止された場合に警報を発するように構成されている、請求項１０乃至１３のいずれかに記載の構造。
15. 前記充電制御装置（１７）は、前記充電が停止された場合に、前記エネルギー貯蔵システム（７）を前記外部電源（１１）から分離させるように構成されている、請求項１４に記載の構造。
16. 前記接続要素（９、１０）は、前記車両及び前記外部電源にそれぞれ関連する導電性のあるいは誘導性の接続要素により構成されている、請求項１０乃至１５のいずれかに記載の構造。
17. 前記接続要素（９、１０）が、前記車両（１）上のパンタグラフ（９）を含んでいる、請求項１６に記載の構造。
18. 前記エネルギー貯蔵システム（７）がバッテリユニットを含んでいる、請求項１０乃至１７のいずれかに記載の構造。

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