JP6680488B2 - 陸上輸送車両を制御する方法、陸上輸送車両、地面側機器及び輸送システム - Google Patents

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Description

本発明は、当該陸上輸送車両の移動方向において、外部電力供給なしで車載電力供給デバイスにより踏破されるべき区域に隣接して、外部電力供給を備えた区域を備える軌道上を踏破する陸上輸送車両を制御する方法であって、外部電力供給を備えた上記区域は、上記軌道の方向において順次的に配置された複数の供給セグメントを備えた地面を介した外部電力供給デバイスを備え、上記陸上輸送車両は、一方では供給セグメントに対して接触して載置されるべく且つ他方では少なくとも一つの牽引モータに対して電気接続されるべく適合化された少なくとも一つの捕捉デバイスを含み、上記陸上輸送車両は更に、上記少なくとも一つの牽引モータに対して電気接続されるべく適合化された車載電力供給デバイスを含む、という方法に関する。
更に、本発明は、少なくとも一つの牽引モータと、外部電力供給デバイスの電力供給セグメントに接触して載置されるべく適合化され、且つ、上記少なくとも一つの牽引モータに対して接続されるべく適合化された少なくとも一つの捕捉デバイスと、当該電力供給セグメントの近傍において上記陸上輸送車両が現在時点において踏破している上記電力供給セグメントに組み合わされた一つの地面側機器と通信すべく適合化された通信ユニットと、上記通信ユニットに対して接続されて信号を送信及び受信する車載コントローラと、を備える陸上輸送車両に関する。更に、本発明は、輸送システムのための地面側機器と、上述された少なくとも一つの陸上輸送車両と上述された地面側機器とを備える輸送システムとに関する。
フランス公開特許公報第FR2,791,929A1号は、鉄道車両に対する存在検出デバイスを提案している。上記鉄道車両は、地面上に配置された電力供給セグメントに接触して載置された少なくとも一つのコレクタ・シューを備える。各セグメントは、上記鉄道車両により送信された存在信号を受信すべく適合化されたアンテナを備える。各セグメントは、応答して、戻り信号を送信すべく適合化される。上記鉄道車両が戻り信号を受信しないとき、上記コレクタ・シューと上記車両のモータとの間に載置されたスィッチは、上記コレクタ・シューと上記モータとの間の電気接触を即時に中断する。これにより、上記鉄道車両の急激な減速が引き起こされる。
本発明の目的は、地面側から電気が供給される陸上輸送車両が、牽引電流の捕捉形式を予期することで、斯かる陸上輸送車両の速度の急激な変化を低減することにより該陸上輸送車両に搭乗している乗客の快適性を高め得ることを許容するに在る。
この目的は、本発明に依れば、
当該陸上輸送車両の移動方向において、外部電力供給なしで車載電力供給デバイスを以て踏破されるべき区域に隣接して、外部電力供給を備えた区域を備える軌道上を踏破する陸上輸送車両を制御する方法であって、外部電力供給を備えた上記区域は、上記軌道の方向において順次的に配置された複数の電力供給セグメントを備えた地面上の外部電力供給デバイスを備え、上記陸上輸送車両は、一方では電力供給セグメントに対して接触して載置されるべく且つ他方では少なくとも一つの牽引モータに対して電気接続されるべく適合化された少なくとも一つの捕捉デバイスを含み、上記陸上輸送車両は更に、上記少なくとも一つの牽引モータに対して電気接続されるべく適合化された車載電力供給デバイスを含む、という方法であって、
少なくとも以下の各段階を有する、方法により達成される：
ａ）上記捕捉デバイスが接触する電力供給セグメントにより供給される電力を以て上記少なくとも一つの牽引モータに給電する段階；
ｂ）上記外部電力供給を備えた区域の端部の近傍に載置された上記電力供給セグメントに対して関連付けられたアンテナを介して、上記外部電力供給を備えた区域の端部を表す信号を発する段階；
ｃ）外部電力供給を備えた区域の端部を表す上記信号を送信する上記アンテナに関連付けられた上記電力供給セグメントの近傍に位置された陸上輸送車両を介して、外部電力供給を備えた区域の端部を表す上記信号を受信する段階；
ｄ）外部電力供給を備えた区域の端部を表す上記信号を受信した後、上記少なくとも一つの牽引モータに給電すべく上記外部電力供給デバイスからの電力要求量から上記車載電力供給デバイスからの電力要求量への移行を命令する段階。
好適な特徴に依れば、上記方法は、以下の特徴の内の一つ以上を含み得る：
−上記段階ｂ）の前に、上記各段階は、上記陸上輸送車両により、該陸上輸送車両の存在信号を、上記電力供給セグメントに関連付けられた上記アンテナに対して送信する段階であって、上記外部電力供給を備えた区域の端部を表す信号は、上記陸上輸送車両の存在信号に応じて同一のアンテナにより送信されるという段階から成る；
−上記陸上輸送車両の上記存在信号に応じて、上記アンテナが関連付けられた上記電力供給セグメントは電源投入される；
−上記移行命令は、現在速度を所定速度に対して比較すること、上記外部電力供給デバイスから要求される電力を減少すること、上記車載電力供給デバイスから要求される電力を増加すること、上記外部電力供給デバイスから要求される電力を、上記車載電力供給デバイスにより生成される最大電力へと調節すること、及び／または、上記車載電力供給デバイスへと切換えること、を備える。
更に、本発明は、
−少なくとも一つの牽引モータと、
−外部電力供給デバイスの電力供給セグメントに接触して載置されるべく適合化され、且つ、上記少なくとも一つの牽引モータに対して接続されるべく適合化された少なくとも一つの捕捉デバイスと、
−当該電力供給セグメントの近傍において上記陸上輸送車両が現在時点において踏破している上記電力供給セグメントに組み合わされた地面側機器と通信すべく適合化された通信ユニットと、
−上記通信ユニットに対して接続されて信号を送信及び受信する車載コントローラと、
を備える陸上輸送車両において、
上記陸上輸送車両は、上記少なくとも一つの牽引モータに対して接続されるべく適合化された車載電力供給デバイスを更に備え、上記車載コントローラは、上記少なくとも一つの捕捉デバイスにより且つ／又は上記車載電力供給デバイスにより上記少なくとも一つの牽引モータに対して供給される電力を調整すべく適合化され、且つ、
上記車載コントローラは、
ａ）外部電力供給を備えた区域の端部を表す信号を受信すべく、
ｂ）上記外部電力供給を備えた区域の端部を表す信号を受信した後、上記少なくとも一つの牽引モータに給電すべく上記外部電力供給デバイスからの電力要求量から上記車載電力供給デバイスからの電力要求量への移行を命令すべく、
適合化されることを特徴とする、陸上輸送車両も提案する。
好適な特徴に依れば、上記陸上輸送車両は、以下の特徴の内の一つ以上を備える：
−上記車載電力供給デバイスは、少なくとも一つの化学バッテリ、少なくとも一つの燃料電池、及び／または、少なくとも一つの超コンデンサを含む；
−上記通信ユニットは、上記少なくとも一つの捕捉デバイス内に配置された車載アンテナを備える；
−上記車載コントローラは、当該陸上輸送車両の存在信号を送信すべく、且つ、該陸上輸送車両の存在信号に応じて、外部電力供給を備えた区域の端部を表す信号を受信すべく適合化される。
本発明はまた、
−陸上輸送車両のための軌道と、
−上記軌道に沿い順次的に配置されると共に外部電力供給区域を形成する複数の電力供給セグメントであって、少なくとも一つのセグメントは、車載電力供給デバイスを以て踏破されるべき、外部電力供給を備えない区域に隣り合う上記外部電力供給区域の一端の近傍に載置されている、という複数の電力供給セグメントと、上記少なくとも一つの外部電力供給セグメントに対して関連付けられた通信アンテナとを含む外部電力供給デバイスと、
−上記端部セグメントを電源投入すべく適合化されたコントローラであって、その端部セグメントに対して関連付けられたアンテナにより受信された上記陸上輸送車両の存在信号に応じて、そのアンテナを用いて、外部電力供給を備えた区域の端部を表す信号を送信すべく適合化されたというコントローラと、
を備える、輸送システムのための地面側機器にも関する。
最後に、本発明は、レール上またはタイヤ上で案内される陸上輸送システムであって、上述の如き少なくとも一台の車両と、上述の如き一つの地面側機器とを備えるという陸上輸送システムを提案する。
レール上での案内式の陸上輸送とは、鉄道形式、市街形式(例えば路面電車)、近郊形式(例えば地下鉄)、通勤形式、地域形式、または、高速もしくは超高速形式を指している。
タイヤ上での案内式の陸上輸送とは、例えば、ゴムタイヤ式の地下鉄、ゴムタイヤ式の路面電車(tram)などのタイヤを使用する任意の陸上輸送、または、電気バス、電気トラックもしくは電気自動車の如き電気道路に対して関連付けられた他の任意の形式の陸上輸送を指している。
本発明は概略的に、当該陸上輸送車両の移動方向において、該車両に搭載された車載電力供給デバイスを以て踏破されるべき、外部電力供給を備えない区域に隣り合う、外部の地面側電力供給デバイスを備えた外部電力供給を備えた区域を備える軌道上を踏破する陸上輸送車両であって、地面側から電気が供給されるという電気式陸上輸送車両の電力供給を管理する方法であって、該方法は、外部電力供給を備えた区域の端部に上記車両が接近していることを該車両に対して伝える段階から成り、上記車両は、その情報に基づき、上記外部電力供給デバイスからの電気に対する要求から上記車載電力供給デバイスへの適切な移行を命令する、という方法に関する。
本発明の他の特徴、目的及び利点は、添付図面に関して為される以下の詳細な説明の読破時に明らかとなる。
本発明に係る陸上輸送車両及び地面側機器のブロック図である。 図１のシステムの動作における個々の段階を概略的に示す図である。 図１のシステムの動作における個々の段階を概略的に示す図である。 図１のシステムの動作における個々の段階を概略的に示す図である。 図１のシステムの動作における個々の段階を概略的に示す図である。 図１のシステムの動作における個々の段階を概略的に示す図である。 図１のシステムの動作における個々の段階を概略的に示す図である。 図１のシステムの動作における個々の段階を概略的に示す図である。
図１は、特に路面電車である本発明に係る鉄道車両、及び、本発明に係る地面側機器の単純なブロック図を示している。以下の例は鉄道車両に対して記述される。但し、本発明は、鉄道車両に限定されず、例えば、レール上またはタイヤ上で案内される車両などの、地面側から電気が供給される他の陸上輸送車両にも関し得ることを銘記すべきである。
鉄道軌道は、外部電力供給を備えた区域と、外部電力供給を備えない区域とに細分される。
外部電力供給を備えた区域は、軌道に沿って配置された外部電力供給デバイス3を備える地面側機器1を含んでいる。外部電力供給デバイス3は、地面に対して固定される。これらの区域は、例えば、直線箇所に対応する。
外部電力供給を備えない区域は、斯かる地面側機器を含まない。これらの区域は、例えば、カーブ、転轍部、交差点、減速区域、または、下りに対応する。
好適実施形態において、地面側機器1に対する上記外部電力供給デバイスは、地面側電力供給デバイスの形式である。
斯かるデバイスは、好適には上記軌道を形成する２本のレール間にて、上記軌道に対して平行に配置された一連の横長の電力供給セグメントにより形成される。図１には、２つの隣り合う電力供給セグメントが示される。それらは、参照番号7及び9を夫々担持している。各電力供給セグメントは、導電材料製の棒状体により形成される。
２つの隣り合う電力供給セグメントは、短寸の絶縁セグメント11により分離されることで、該２つの電力供給セグメントを相互から絶縁することが可能とされる。
セグメント7、9及び11は、当該道路上に電力供給軌道が設置されるという道路の表面に対して面一となるべく配置される。
上記一連の電力供給セグメントに沿い、外部電力供給デバイス3は、継続的に電力供給電位に維持される電力供給ライン13、ならびに、接地電位に近い走行レールの電位における接地ライン15を含む。上記車両により消費される電流の戻り部は、例えば、上記軌道の走行レールにより提供される。
地面側機器1は更に、アンテナを形成する数個の導電ループを備える。
各アンテナは、それが関連付けられた特定の電力供給セグメントを囲繞する。例えば図１において、第1の電力供給セグメント7は第1アンテナ17により囲繞され、かつ、第2の電力供給セグメント9は第2アンテナ19により囲繞される。
別実施形態において、上記アンテナは、それが関連付けられた電力供給セグメントに対して平行に、但し、それに隣接して延在する。更なる別実施形態において、一つのアンテナは、複数の下位アンテナにより構成される。
上記軌道の方向において、アンテナ17、19は、それが関連付けられた電力供給セグメントと実質的に同一の長さを有する。例えば、それは、上記軌道の方向において、上記電力供給セグメントの端部に隣接する絶縁セグメントの中間点まで、その端部を通り越して延在する。
更に、地面側機器1は、電力供給ライン13と接地ライン15とに対して接続された制御デバイス21を備える。
図１に示された例において、制御デバイス21は、電力供給セグメント7及び9の如き、２つの隣り合う電力供給セグメントを制御すべく適合化される。
他の実施形態において、制御デバイスは、単一の電力供給セグメント、または、２つより多い電力供給セグメントのいずれかを制御すべく適合化される。
制御デバイス21は、電力供給セグメント7、9に対して夫々関連付けられたスィッチ25、27を操作すべく適合化されたコントローラ23を備える。
別実施形態において、上記制御デバイスは、各電力供給セグメントの専用とされた別体的な夫々のコントローラを備える。
各スィッチ25、27は、一方における電力供給ライン13または接地ライン15と、他方における対応する電力供給セグメント7、9との間に直列に配置される。スィッチ25、27によれば、対応する電力供給セグメント7、9を、選択的に、電力供給ライン13に接続して該セグメントを電力供給電位にもたらすか、接地ラインに接続して該セグメントを接地電位にもたらすことが可能とされる。
コントローラ23は、地上輸送車両5が電力供給セグメント7、9上に配置されたときにのみ、その電力供給セグメントに電源投入すべく適合化される。
その目的の為に、制御デバイス21は、各アンテナ17、19に対し、夫々、結合器29、31を備える。
各結合器29、31は、受信器33、35及び送信器37、39に対して接続される。
受信器33、35及び送信器37、39は、コントローラ23に対して接続される。
一つの代替実施形態において、各受信器及び各送信器は、単一デバイス内に一体化される。
送信器37、39及び各受信器は典型的には、例えば、地中に設置された電源ボックスである各制御デバイス21内に一体化される。
現在において好適な実施形態において、受信器33、35の動作周波数は、対応する送信器37、39の動作周波数とは異なる。例えば、受信器33、35は、例えば483kHzまたは450kHzなどの400〜500kHzの搬送波上の変調済み無線周波信号を受信すべく適合化され、且つ、送信器37、39は、例えば38kHzなどの30〜50kHzの搬送波上の変調済み無線周波信号を送信すべく適合化される。
コントローラ23は、受信器33、35を介し、車両5により送信されてアンテナ17、19により捕捉された存在信号であって、対応する電力供給セグメント7、9上の車両5の存在を表すという存在信号を受信すべく適合化される。
コントローラ23は、特に、夫々のセグメント上における上記車両の存在の検出時に、電力供給セグメント7、9上に夫々存在する陸上輸送車両5に対して意図された送信器37、39及びアンテナ17、19を介し、アップリンク信号を送信すべく適合化される。例えば、一実施形態において、上記アップリンク信号は、特に夫々のセグメント上に上記陸上輸送車両が存在する間において、該車両に向かうアップリンク流において送信される。
更に、存在信号の受信に応じて、コントローラ23は、電力供給ライン13を対応する電力供給セグメント7、9に接続するために、スィッチ25、27の状態を変更することにより、対応する電力供給セグメント7、9に電源投入すべく適合化される。
存在信号が受信されないとき、コントローラ23は、電力供給セグメント7、9を接地ライン15に対して接続するか、それに対してそれを接続したままとすべく適合化される。その目的の為に、スィッチ25、27は、電力供給セグメント7、9と接地ライン15との間で導通状態に置かれる。
地面を介した電力供給デバイス3により生成された電流を捕捉するために、車両5は、当該セグメント上に該車両が配置されるというセグメントと接触して載置され得る例えばコレクタ・シューなどの少なくとも一つの捕捉デバイスを含む。図１の車両5は、電力供給セグメント7、9と接触して載置され得る後側捕捉デバイス50及び前側捕捉デバイス52などの、２つの斯かる捕捉デバイスを含んでいる。一実施形態において、捕捉デバイス50、52は、縮動もしくは揚動され得る。
更に、陸上輸送車両5は、例えば、バッテリ、超コンデンサ、燃料電池、または、他の形式の車載電力供給デバイスなどの、車載電力供給デバイス58を備えている。
好適には、温室効果ガスを放出しない車載電力供給デバイス58が使用される。
故に、上記陸上輸送車両は、自律的であり、且つ、外部電力供給なしの区域を踏破し得る。
スィッチ54によれば、一方における各捕捉デバイス及び車載電力供給デバイスを、他方における車両5の少なくとも一つの牽引モータ56に対して接続することが可能とされる。
スィッチ54に対しては車載コントローラ60が接続されることで、捕捉デバイス50、52から到来して上記少なくとも一つの牽引モータ56に対して供給される電力、及び、車載電力供給デバイス58により上記少なくとも一つの牽引モータ56に対して供給される電力が同時に制御される。
更に、陸上輸送車両5は、車載送信器62及び車載受信器64を備えている。車載送信器62及び車載受信器64は、単一デバイス内に作成され得る。車載送信器62及び車載受信器64は、各捕捉デバイス50、52内に夫々配置された車載アンテナ68、70に対し、車載結合器66を介して接続される。
車載アンテナ68、70は、現在時点において、当該電力供給セグメント7、9に対して捕捉デバイス50、52が接触するか、当該電力供給セグメント上に捕捉デバイス50、52が配置されるという電力供給セグメント7、9に関連付けられた地面側アンテナ17、19に向けて無線信号が送信される如く配置される。
車載アンテナ68、70は、当該電力供給セグメント7、9に対して捕捉デバイス50、52が接触するか、または、当該電力供給セグメント上に捕捉デバイス50、52が配置されるという電力供給セグメント7、9に関連付けられた地面側アンテナ17、19から到来する無線信号を受信すべく適合化される。
車載送信器62、車載受信器64、車載結合器66及び車載アンテナ68、70は、協働して通信ユニットを形成する。
一実施形態において車載送信器62は、例えば450kHzまたは483kHzなどの400kHz〜500kHzの搬送波を有する信号を送信することで存在信号を送出すべく適合化される。車載受信器64は、例えば38kHzなどの30〜50kHzの搬送波を有する信号を受信すべく適合化される。
外部電力供給を備えた区域において、陸上輸送車両5の少なくとも一つの捕捉デバイス48、50は、電力供給セグメントと接触することで、外部電力供給デバイスにより生成された電力を捕捉すると共に、それを、上記車両の上記少なくとも一つの牽引モータに対して印加する。
逆に、外部電力供給を備えない区域において、陸上輸送車両5の捕捉デバイスは電力供給セグメント7、9に接触しない、と言うのも、斯かるセグメントは斯かる区域に存在しないからである。陸上輸送車両5は、それ自身の電力蓄積物からの電気を自身の牽引モータに対して供給し、外部電力供給を備えない区域を踏破することが強制される。故に、軌道の斯かる区域にわたり自律的であるべく、上記車両は、車載電力供給デバイスを含む。故に、外部電力供給を備えない区域は、上記車載電力供給デバイスを用いて踏破されるべき区域に対応する。
従って、陸上輸送車両5が、外部電力供給を備えた区域及び外部電力供給を備えない区域の間の境界と交錯するとき、該陸上輸送車両5は、自身の各モータに対する電力源を、外部電力供給から車載電力供給デバイスへと切換えることが強制される。
故に、この切換えを効果的に実施するために、車両5は、外部電力供給を備えた区域及び外部電力供給を備えない区域の間の境界との交錯を予期すべく適合化される。
その目的の為に、外部電力供給デバイスを備えた区域の端部であって、外部電力供給デバイスを備えた区域及び備えない区域の間の境界に近いという端部に載置された少なくとも一つの電力供給セグメントのコントローラ23は、外部電力供給を備えた区域の端部を表す信号を上記アップリンク信号中に一体化すべく適合化される。例えば、外部電力供給を備えた区域の端部に載置された少なくとも２つの電力供給セグメント7、9に関連付けられた各コントローラ23は、外部電力供給を備えた区域の端部を表す信号を送信すべく適合化される。
一実施形態において、外部電力供給を備えた区域の上記少なくとも２つのセグメントに関連付けられた外部電力供給を備えた区域の端部を表す上記２つの信号は、例えば、一つもしくは幾つかの異なる識別ビットなどの異なる識別子を有する。例えば、外部電力供給を備えた区域の端部を表す第1信号が、関連付けられた送信器39により、最後の電力供給セグメント9に対して送信され、且つ、外部電力供給を備えた区域の端部を表す第2信号が、関連付けられた送信器37により、最後から一つ手前の電力供給セグメント7に対して送信される。
別実施形態においては、外部電力供給を備えた区域の端部の前における最後の電力供給セグメントに関連付けられたアップリンク信号のみが、外部電力供給を備えた区域の端部を表す信号を含む。別実施形態においては、外部電力供給を備えた区域の端部の前に載置された最後の３つの電力供給セグメントの内の３つ以上に関連付けられたアップリンク信号が、外部電力供給を備えた区域の端部を表す信号を含む。
“最後の”という語句は、外部電力供給を備えた区域から外部電力供給を備えない区域に向かう軌道上の陸上輸送車両の移動方向を考慮して使用されることを銘記すべきである。
好適実施形態において、外部電力供給を備えた区域の端部を表す信号を含むアップリンク信号は、好適には4ビットの２進数である識別子により定義される。これにより、１６通りまでの異なる識別子を生成することが可能とされ、一つの識別子によれば、上記車両が進入せんとする外部電力供給を備えない区域の近傍であること、または、外部電力供給を備えない区域の各セグメントの内の一つのセグメントの長さ、及び／または、該区域の長さの如き、場所情報を含むことが可能とされる。これらの識別子によれば、車両5は、適切な様式で、一つの電源から他の電源への切換えを制御することが可能とされる。例えば、各識別子によれば、例えば、それが電力供給区域の端部の前における最後のもしくは最後から一つ手前のセグメントであるならば該電力供給区域の端部に対する場所情報を定義することが可能とされ、且つ、例えば２進である情報は、電力供給なしの区域の長さを特定することで、例えば、上記車両が補助機器の電力供給負荷制限を適合化することを可能とする。
故に、外部電力供給を備えた区域の端部を表す信号は、幾つかの電力供給セグメントにおいてのみ、陸上輸送車両に向けて送信される。これは、場所情報を陸上輸送車両に対して与えることで、それが、外部電力供給を備えた区域から備えない区域への通過を予期することを許容する。
車載受信器64が、外部電力供給を備えた区域の端部を表す信号を受信したとき、車載コントローラ60は、境界に対する陸上輸送車両5を位置決定し、且つ、スィッチ54に対し、外部電力供給デバイスから該陸上輸送車両5の車載電力供給デバイス58へと進展することを命令すべく適合化される。
車載コントローラ60は、車載受信器64により受信された場所情報から、上記軌道上での陸上輸送車両5の位置を算出すべく適合化される。例えば、第1信号を受信して電力供給信号7、9の長さが知られるなら、第2信号によれば、車両の現在速度を知ることで、上記境界が交錯される時点を決定することが可能とされる。
この場所情報から、陸上輸送車両5が、当該端部上にて自身が見出される外部電力供給を備えた区域の端部に接近するとき、車載コントローラ60は、移行段階の間において、捕捉デバイス50、52からの電気に対する要求を、制御された漸進的な様式で減少させるべく適合化される。
例えば、車載コントローラ60は、電力が、車載電力供給デバイス58が供給し得る最大電力を超過したときに、捕捉デバイス50、52を介した地面側機器1からの電力要求量を減少すべく適合化される。各牽引モータに対して供給される電力の減少は、上記車両の牽引力の減少に繋がる。
その後、地面側機器1からの電力が、一旦、車載電力供給デバイス58が供給し得る最大電力未満となれば、各牽引モータの電源を、車両の牽引力を変更することなく、故に、加速の一切の急激な変動なしに、第2の電源へと切換えることが可能である。
故に、車載コントローラ60は、移行段階においては、外部電力供給デバイスからの電力要求量を減少しながら、牽引モータ56に給電する車載電力供給デバイス58からの電力要求量を増加すべく適合化される。
更に、上記車載コントローラは、後側捕捉デバイス50が最後の外部電力供給セグメント9を離脱するときに、外部電力供給デバイスに由来する電力要求量が実質的にゼロに等しい様に、それを減少すべく適合化される。
故に、陸上輸送車両5の使用の間において、それの外部及び車載の電気供給間での適切な切換えにより、該陸上輸送車両5の牽引力は、加速における一切の急激な変動を回避すべく調整される。経時的な加速の少ない変動は、“ジャーク(jerk)”とも称され、乗客を快適に維持するものである。
好適に、車両5と地面側機器1との間における電気アークの形成が回避される。
更に、一実施形態において、車載コントローラ60は、外部電力供給を備えない区域において単一もしくは複数の捕捉デバイスを揚動すべく適合化される。
同様に、上記車両の速度または踏破される距離に基づく、外部電力供給を備えない区域の長さ及び箇所に関する車載コントローラ60による情報によれば、次に、外部電力供給を備えない区域との交錯後に、陸上輸送車両5が次の外部電力供給を備えた区域に到達したときに、単一もしくは複数の捕捉デバイスを再び降下させることが可能とされる。
本明細書で以下においては、図２から図８を用いて本発明の作用が概説される。
陸上輸送車両は、図１の陸上輸送車両5に対応する。故に、図２から図８においては、陸上輸送車両5に対して使用された参照符号が再び使用されている。
図２から図８は、軌道の方向において３つの順次的な外部電力供給セグメント100、102、104を備える一つの地面側機器1を示している。各電力供給セグメントは、電力供給を備えた第1セグメント100と第2電力供給セグメント102との間の絶縁セグメント106、及び、第2電力供給セグメント102と第3電力供給セグメント104との間の第2絶縁セグメント108により分離される。故に、順次的な各電力供給セグメントは、陸上輸送車両5の外部電力供給区域110を形成する。
上記陸上輸送車両の移動方向において、各絶縁セグメントは、後側捕捉デバイス50と前側捕捉デバイス52との間の距離よりも小さい長さを有する。この様にして、外部電力供給を備えた区域110においては、連続的な外部電力供給が提供される。
車両5は、矢印112の方向において、外部電力供給を備えない区域114に向けて動いている。
境界116は、第3電力供給セグメント104の端部の近傍における２つの区域110、114間である。
第1電力供給セグメント100及び第2電力供給セグメント102は、第1制御デバイス116に対して接続される。上記第3電力供給セグメントは、第2制御デバイス118に対して接続される。２つの制御デバイス116、118は、夫々、電力供給ライン13及び接地ライン15に対して接続される。第1電力供給セグメント100に対しては第1アンテナ120が関連付けられ、上記電力供給セグメント102に対しては第2アンテナ122が関連付けられ、且つ、上記第3電力供給セグメントに対しては第3アンテナ124が関連付けられる。アンテナ120、122、124は、電力供給セグメント100、102、104と同様に、夫々の電力供給セグメント100、102、104の回りの地面内に一体化される。第1アンテナ120及び第2アンテナ122は、第1制御デバイス116に対して接続され、且つ、第3アンテナ124は第2制御デバイス118に対して接続される。第2アンテナ122は、外部電力供給を備えた区域の端部を表す第1信号を送信すべく適合化され、且つ、第3アンテナ124は、外部電力供給を備えた区域の端部を表す第2信号を送信すべく適合化される。上記第1信号は、上記第2信号とは異なる。一実施形態において、第2アンテナ122及び／または第3アンテナ124は、外部電力供給を備えた区域の端部を表す信号を連続的に送信する。
図２において、陸上輸送車両5は、車載アンテナ68、70から、２つの捕捉デバイス50、52が接触する第1電力供給セグメント100に関連付けられた第1地面側アンテナ120に対して、存在信号を送信する。従って、制御デバイス116は、アンテナ120を介してアップリンク信号を送信すると共に、電力供給ライン13に対して第1電力供給セグメント100を接続することにより、それを電源投入する。逆に、第2電力供給セグメント102及び第3電力供給セグメント104は、接地ライン15に対して接続される。
図３において、陸上輸送車両5は移動方向112に移動されている。今や、後側捕捉デバイス50のみが、第1電力供給セグメント100と接触している。そのときに前側捕捉デバイス52のアンテナ70は、第2アンテナ122により送信された、外部電力供給を備えた区域の端部を表す第1信号を受信する。
各牽引モータの電力供給を外部電力供給デバイスから車載電力供給デバイスへと切換えるために、移行段階が開始する。
車載コントローラ60は、現在速度を、所定速度と比較する。現在速度が所定速度より大きければ、車載コントローラ60は、車載電力供給デバイス58に対し、牽引モータ56に対する電力供給を漸進的に減少することを命令する。上記速度が所定速度より低ければ、車載コントローラ60は、牽引モータ56に対して付与される牽引力を減少させる次続信号コードを待機する。
図４において、２つの捕捉デバイス50、52は第1電力供給セグメント100を離脱しており、且つ、前側捕捉デバイス52は第2電力供給セグメント102と接触している。従って、制御デバイス116はもはやアンテナ120を介して存在信号を受信せず、且つ、第1電力供給セグメント100は、電力供給ライン13から接続解除されると共に、接地ライン15に対して接続される。第2電力供給セグメント102は、電力供給ライン13に対して接続される。その段階において、２つの車載アンテナ68、70は、外部電力供給を備えた区域の端部を表す第1信号を受信する。車載コントローラ60は、現在速度を検出する。もし速度が所定速度より上であれば、牽引モータに対して供給される速度の減少が再び命令される。
図５において、捕捉デバイス52内に配列されたアンテナ70は、外部電力供給を備えた区域の端部を表す第2信号であって、第3電力供給セグメント104に関連付けられた第3アンテナ124により送信されたという第2信号を受信する。それに基づいて、車載コントローラ60は、後側捕捉デバイス50と境界116との間の距離Dを推定する。もし上記速度が依然として上記所定速度より上であれば、上記車載コントローラは、各電力供給源間の切換えを開始する。
図６において、陸上輸送車両5は、２つの捕捉デバイス50、52が、第3電力供給セグメント104に関連付けられた第3アンテナ124により送信された信号を受信する如く位置される。上記車載コントローラは、２つの車載アンテナ68を介して、外部電力供給を備えた区域の端部を表す第2信号を受信する。それに基づいて、上記車載コントローラは後側捕捉デバイス50と境界116との間の距離Dを推定する。車載コントローラ60は、車載電力供給デバイス58への完全な移行を命令する。その目的の為に、それは、車載電力供給デバイス58への完全な切換えであって、そのときに外部デバイスからの電力はゼロであるという完全な切換えまで、牽引モータ56に対して車載電力供給デバイス58により供与される電力の増加を命令する。更に、第1制御デバイス116は上記第2電力供給セグメントを接地ライン15に対して接続し、且つ、第2制御デバイスは第3電力供給セグメント104を電力供給ライン13に対して接続する。
図７において、前側捕捉デバイス52は既に境界116を通過しており、もはや、車載アンテナ70により受信される、電力供給を備えた区域の端部を表す信号は一切ない。故に、外部電力供給を備えた区域の端部を表す第2信号は、後側捕捉デバイス50内に一体化されたアンテナ68によってのみ、受信される。それに基づき、車載コントローラ60は、後側捕捉デバイス50と境界116との間の距離Dを推定する。もし、車載コントローラ60が未だ、外部電力供給デバイスから車載電力供給デバイス58への切換えを命令していなければ、該車載コントローラ60は、その様にすることを車載電力供給デバイス58に対して命令する。
図８において、後側捕捉デバイス50は、第3電力供給セグメント104との接触を喪失する。しかし、アンテナ68は依然として外部電力供給を備えた区域の端部を表す第2信号を受信する。今や車載コントローラ60は、捕捉デバイス50、52の上昇を制御し得る。陸上輸送車両5は今や、車載電力供給デバイス58を用いて牽引モータ56に給電することにより、移動する。そのとき、上記移行段階は完了する。
移行段階の間、牽引モータ56により要求される電力は、上記車載電力供給デバイスが供与し得る最大電力へと調節される。その後、２つの電力供給デバイス間の切換えが行われる。
好適には、外部電力供給デバイスにより提供される電力要求量は、上記後側捕捉デバイスが、外部電力供給区域の最後の電力供給セグメントを離脱していないときに、実質的にゼロまで減少される。
故に、本発明に依れば、自律的区域を予期することが可能とされると共に、各電源間の移行段階の間における乗客の快適さを確実としながら、例えば陸上輸送車両の車載の超コンデンサ・ボックスなどの車載電力供給デバイスを最適に操作することが可能とされる。
更に、陸上輸送車両と、外部電力供給区域の端部の近傍のセグメントの端部との間における電気アークの生成が回避され、斯かるアークは、地面上のインフラストラクチャを劣化させることがある。実際、本発明によれば、上記後側捕捉デバイスが最後のセグメントを離脱する瞬間に、電力回路が依然として完全に帯電されている間に開成されてアークの形成を引き起こす、ということが阻止され得る。外部電力供給区域の端部を予期すると、該外部電力供給区域の端部の前に、各捕捉デバイスによる電流要求を解消することが可能とされる。
典型的に、外部電力供給区域の端部に対する信号は、端部の電力供給セグメントまたは外部電力供給区域の端部においてのみ発せられる。
同様に、外部電力供給を備えた区域の最初の複数のセグメントは、車両が、外部電力供給を備えない区域と外部電力供給を備えた区域との間の境界とまさに交錯したことを該車両に対して表す。それが斯かるアップリンク信号を受信したとき、該車両の各牽引モータに給電するために、該車両は、移行段階を命令することで、車載電力供給デバイスからの電力要求量から、外部電力供給デバイスからの電力要求量へと連続的に切換えることを可能とする。
明細書に開示される発明は以下の態様を含む。
〔態様１〕
陸上輸送車両の移動方向において、外部電力供給なしで車載電力供給デバイスを以て踏破されるべき区域(114)に隣接して、外部電力供給を備えた区域(110)を備える軌道上を踏破する陸上輸送車両(5)を制御する方法であって、外部電力供給を備えた前記区域(110)は、前記軌道の方向において順次的に配置された複数の電力供給セグメント(7、9；100、102、104)を備えた地面上の外部電力供給デバイス(3)を備え、前記陸上輸送車両は、一方では電力供給セグメントに対して接触して載置されるべく且つ他方では少なくとも一つの牽引モータ(56)に対して電気接続されるべく適合化された少なくとも一つの捕捉デバイス(50、52)を含み、前記陸上輸送車両は更に、前記少なくとも一つの牽引モータに対して電気接続されるべく適合化された車載電力供給デバイス(58)を含む、という方法であって、
少なくとも以下の各段階を有する、方法：
ａ）前記捕捉デバイス(50、52)が接触する電力供給セグメント(7、9；100、102、104)により供給される電力を以て前記少なくとも一つの牽引モータに給電する段階；
ｂ）前記外部電力供給を備えた区域の端部の近傍に載置された前記電力供給セグメントに対して関連付けられたアンテナ(17、19；120、122、124)を介して、前記外部電力供給を備えた区域の端部を表す信号を発する段階；
ｃ）外部電力供給を備えた区域の端部を表す前記信号を送信する前記アンテナに関連付けられた前記電力供給セグメントの近傍に位置された陸上輸送車両(5)を介して、外部電力供給を備えた区域の端部を表す前記信号を受信する段階；
ｄ）外部電力供給を備えた区域の端部を表す前記信号を受信した後、前記少なくとも一つの牽引モータ(56)に給電すべく前記外部電力供給デバイス(3)からの電力要求量から前記車載電力供給デバイス(58)からの電力要求量への移行を命令する段階。
〔態様２〕
前記段階ｂ）の前に、以下の段階を有する、態様１に記載の方法：
前記陸上輸送車両(5)により、該陸上輸送車両の存在信号を、前記電力供給セグメントに関連付けられた前記アンテナ(17、19；120、122、124)に対して送信する段階であって、前記外部電力供給を備えた区域の端部を表す信号は、前記陸上輸送車両(5)の存在信号に応じて同一のアンテナにより送信されるという段階。
〔態様３〕
前記陸上輸送車両(5)の前記存在信号に応じて、前記アンテナ(17、19；120、122、124)が関連付けられた前記電力供給セグメント(7、9；100、102、104)は電源投入されることを特徴とする、態様２に記載の方法。
〔態様４〕
前記移行命令は、
現在速度を所定速度に対して比較すること、
前記外部電力供給デバイス(3)から要求される電力を減少すること、
前記車載電力供給デバイス(58)から要求される電力を増加すること、
前記外部電力供給デバイスから要求される電力を、前記車載電力供給デバイス(58)により生成される最大電力へと調節すること、及び／または、
前記車載電力供給デバイス(58)へと切換えること、
を備えることを特徴とする、態様１から３のいずれか一つの態様に記載の方法。
〔態様５〕
−少なくとも一つの牽引モータ(56)と、
−外部電力供給デバイス(3)の電力供給セグメント(7、9；100、102、104)に接触して載置されるべく適合化され、且つ、前記少なくとも一つの牽引モータ(56)に対して接続されるべく適合化された少なくとも一つの捕捉デバイス(50、52)と、
電力供給セグメントの近傍において前記陸上輸送車両(5)が現在時点において踏破している前記電力供給セグメント(7、9；100、102、104)に組み合わされた地面側機器(1)と通信すべく適合化された通信ユニット(62、64、66、68、70)と、
前記通信ユニット(62、64、66、68、70)に対して接続されて信号を送信及び受信する車載コントローラ(60)と、
を備える陸上輸送車両(5)において、
前記陸上輸送車両は、前記少なくとも一つの牽引モータ(56)に対して接続されるべく適合化された車載電力供給デバイス(58)を更に備え、前記車載コントローラ(60)は、前記少なくとも一つの捕捉デバイス(50、52)により且つ／又は前記車載電力供給デバイス(58)により前記少なくとも一つの牽引モータ(56)に対して供給される電力を調整すべく適合化され、
前記車載コントローラ(60)は、
ａ）外部電力供給を備えた区域の端部(116)を表す信号を受信すべく、
ｂ）前記外部電力供給を備えた区域の端部を表す信号を受信した後、前記少なくとも一つの牽引モータ(56)に給電すべく前記外部電力供給デバイス(3)からの電力要求量から前記車載電力供給デバイス(58)からの電力要求量への移行を命令すべく、
適合化されることを特徴とする、陸上輸送車両(5)。
〔態様６〕
前記車載電力供給デバイス(58)は、少なくとも一つの化学バッテリ、少なくとも一つの燃料電池、及び／または、少なくとも一つの超コンデンサを含むことを特徴とする、態様５に記載の陸上輸送車両。
〔態様７〕
前記通信ユニットは、前記少なくとも一つの捕捉デバイス(50、52)内に配置された車載アンテナ(68、70)を備えることを特徴とする、態様５または６に記載の陸上輸送車両。
〔態様８〕
前記車載コントローラ(60)は、陸上輸送車両(5)の存在信号を送信すべく、且つ、該陸上輸送車両の存在信号に応じて、外部電力供給を備えた区域の端部を表す信号を受信すべく適合化されることを特徴とする、態様５から７のいずれか一つの態様に記載の陸上輸送車両。
〔態様９〕
−陸上輸送車両(5)のための軌道と、
−前記軌道に沿い順次的に配置されると共に外部電力供給区域(110)を形成する複数の電力供給セグメント(7、9；100、102、104)であって、少なくとも一つのセグメントは、車載電力供給デバイス(58)を以て踏破されるべき、外部電力供給を備えない区域に隣り合う前記外部電力供給区域の一端の近傍に載置されている、という複数の電力供給セグメント(7、9；100、102、104)と、前記少なくとも一つの外部電力供給セグメント(122、124)に対して関連付けられた通信アンテナ(122)とを含む外部電力供給デバイス(3)と、
−前記端部セグメント(7、9；102、104)を電源投入すべく適合化されたコントローラ(23)であって、その端部セグメントに対して関連付けられたアンテナ(122、124)により受信された前記陸上輸送車両(5)の存在信号に応じて、そのアンテナを用いて、外部電力供給を備えた区域の端部を表す信号を送信すべく適合化されたというコントローラ(23)と、
を備える、輸送システムのための地面側機器(1)。
〔態様１０〕
態様５から８のいずれか一つの態様に記載の少なくとも一台の陸上輸送車両と、態様９に記載の地面側機器とを備える、輸送システム。

Claims (10)

  1. 陸上輸送車両の移動方向において、外部電力供給なしで車載電力供給デバイスを以て踏破されるべき区域(114)に隣接して、外部電力供給を備えた区域(110)を備える軌道上を踏破する陸上輸送車両(5)を制御する方法であって、外部電力供給を備えた前記区域(110)は、前記軌道の方向において順次的に配置された複数の電力供給セグメント(7、9；100、102、104)を備えた地面上の外部電力供給デバイス(3)を備え、前記陸上輸送車両は、一方では電力供給セグメントに対して接触して載置されるべく且つ他方では少なくとも一つの牽引モータ(56)に対して電気接続されるべく適合化された少なくとも一つの捕捉デバイス(50、52)を含み、前記陸上輸送車両は更に、前記少なくとも一つの牽引モータに対して電気接続されるべく適合化された車載電力供給デバイス(58)を含む、という方法であって、
    少なくとも以下の各段階を有する、方法：
    ａ）前記捕捉デバイス(50、52)が接触する電力供給セグメント(7、9；100、102、104)により供給される電力を以て前記少なくとも一つの牽引モータに給電する段階；
    b) 前記陸上輸送車両(5)により、該陸上輸送車両の存在信号を送信する段階；
    c）前記陸上輸送車両の存在信号に応じて、前記外部電力供給を備えた区域の端部の近傍に載置された前記電力供給セグメントに対して関連付けられたアンテナ(17、19；120、122、124)を介して、前記外部電力供給を備えた区域の端部を表す信号を発する段階；
    d）外部電力供給を備えた区域の端部を表す前記信号を送信する前記アンテナに関連付けられた前記電力供給セグメントの近傍に位置された陸上輸送車両(5)により、外部電力供給を備えた区域の端部を表す前記信号を受信する段階；
    e）外部電力供給を備えた区域の端部を表す前記信号を受信した後、前記少なくとも一つの牽引モータ(56)に給電すべく前記外部電力供給デバイス(3)からの電力要求量から前記車載電力供給デバイス(58)からの電力要求量への移行を命令する段階。
  2. 前記陸上輸送車両の存在信号は、前記電力供給セグメントに関連付けられた前記アンテナ(17、19；120、122、124)に対して送信され、前記外部電力供給を備えた区域の端部を表す信号は、前記陸上輸送車両(5)の存在信号に応じて同一のアンテナにより送信される、請求項１に記載の方法。
  3. 前記陸上輸送車両(5)の前記存在信号に応じて、前記アンテナ(17、19；120、122、124)が関連付けられた前記電力供給セグメント(7、9；100、102、104)は電源投入されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
  4. 前記移行命令は、
    現在速度を所定速度に対して比較すること、
    前記外部電力供給デバイス(3)から要求される電力を減少すること、
    前記車載電力供給デバイス(58)から要求される電力を増加すること、
    前記外部電力供給デバイスから要求される電力を、前記車載電力供給デバイス(58)により生成される最大電力へと調節すること、及び／または、
    前記車載電力供給デバイス(58)へと切換えること、
    を備えることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一つの請求項に記載の方法。
  5. 外部電力供給を備えた区域の端部を表す信号は、該外部電力供給を備えた区域の端部に関する場所情報と、該外部電力供給を備えた区域の端部の長さを表すことを可能とする情報との少なくともいずれか一方を定義することを可能にする識別子を含むことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一つの請求項に記載の方法。
  6. 陸上輸送車両であって、
    少なくとも一つの牽引モータ(56)と、
    外部電力供給デバイス(3)の電力供給セグメント(7、9；100、102、104)に接触して載置されるべく適合化され、且つ、前記少なくとも一つの牽引モータ(56)に対して接続されるべく適合化された少なくとも一つの捕捉デバイス(50、52)と、
    電力供給セグメントの近傍において前記陸上輸送車両(5)が現在時点において踏破している前記電力供給セグメント(7、9；100、102、104)に関連付けられた地面側機器(1)と通信すべく適合化された通信ユニット(62、64、66、68、70)と、
    前記通信ユニット(62、64、66、68、70)に対して接続されて信号を送信及び受信する車載コントローラ(60)と、
    を備える陸上輸送車両(5)において、
    前記陸上輸送車両は、前記少なくとも一つの牽引モータ(56)に対して接続されるべく適合化された車載電力供給デバイス(58)を更に備え、前記車載コントローラ(60)は、前記少なくとも一つの捕捉デバイス(50、52)により且つ／又は前記車載電力供給デバイス(58)により前記少なくとも一つの牽引モータ(56)に対して供給される電力を調整すべく適合化され、
    前記車載コントローラ(60)は、
    ａ）前記陸上輸送車両の存在信号に応じて、外部電力供給を備えた区域の端部(116)を表す信号を受信すべく、
    ｂ）前記外部電力供給を備えた区域の端部を表す信号を受信した後、前記少なくとも一つの牽引モータ(56)に給電すべく前記外部電力供給デバイス(3)からの電力要求量から前記車載電力供給デバイス(58)からの電力要求量への移行を命令すべく、
    適合化されることを特徴とする、陸上輸送車両(5)。
  7. 前記車載電力供給デバイス(58)は、少なくとも一つの化学バッテリ、少なくとも一つの燃料電池、及び／または、少なくとも一つの超コンデンサを含むことを特徴とする、請求項６に記載の陸上輸送車両。
  8. 前記通信ユニットは、前記少なくとも一つの捕捉デバイス(50、52)内に配置された車載アンテナ(68、70)を備えることを特徴とする、請求項６または７に記載の陸上輸送車両。
  9. −陸上輸送車両(5)のための軌道と、
    −前記軌道に沿い順次的に配置されると共に外部電力供給区域(110)を形成する複数の電力供給セグメント(7、9；100、102、104)であって、少なくとも一つの端部セグメントが、車載電力供給デバイス(58)を以て踏破されるべき、外部電力供給を備えない区域に隣り合う前記外部電力供給区域の一端の近傍に載置されている、という複数の電力供給セグメント(7、9；100、102、104)と、少なくとも一つの電力供給セグメントに対して関連付けられた通信アンテナ(122、124)とを含む外部電力供給デバイス(3)と、
    −前記端部セグメント(7、9；102、104)を電源投入すべく適合化されたコントローラ(23)であって、その端部セグメントに対して関連付けられたアンテナ(122、124)により受信された前記陸上輸送車両(5)の存在信号に応じて、そのアンテナを用いて、外部電力供給を備えた区域の端部を表す信号を送信すべく適合化されたというコントローラ(23)と、
    を備える、輸送システムのための地面側機器(1)。
  10. 請求項６から８のいずれか一つの請求項に記載の少なくとも一台の陸上輸送車両と、請求項９に記載の地面側機器とを備える、輸送システム。
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