SE535869C2 - Ett för ett eller flera, elektriskt framdrivbara, fordon anpassat system (Laddningssystem). - Google Patents

Description

535 869 glerkrets, för ett skapande av en vald och erforderlig framdrivande effekt och/eller en hastighetsanpassning och/eller -reglering Uppfinningen avser att kunna få en tillämpning vid vägsträckningar i form av all- männa och enskilda vägar och längs dess vägavsnitt, men kan även komma till en användning vid industrianläggningar, med olika krav på effektbehov och energibe- hov.

Uppfinningen avser att bl.a. samtidigt med en energiladdning av batteriuppsättnin- gen från den externa energikällan låta tillföra den effekt och den energi som kom- mer att krävas för ett valt, för fordonets framförande uppåt och över ett uppåt lutan de vägavsnitt anpassat, effektbehov.

Mera speciellt låter föreliggande uppfinning anvisa ett sådant system där ett icke spårbundet fordon, såsom ett lastfordon, under sitt framförande längs utvalda väg- avsnitt med sin fordonstillordnade batteriuppsättnlng kan tillföras en kompletterande effekt och energi, såsom från den externa energikällan, alternativt från en fordons- relaterad energikälla, såsom en dieselgenerator.

I detta avseende föreslår föreliggande uppfinning en "första" fordonsrelaterad ener- gikälla, såsom en dieselgenerator, en "andra" fordonsrelaterad energikälla, såsom en batteriuppsättning och en ”tredje” från fordonet separerad och extern energikälla, såsom spänningssättningsbara elektriska två eller flera ledare inbyggda i spår i suc- cessiva vägavsnitt, och där ledarna för ett valt vägavsnitt är elektriskt isolerade från motsvarande ledare för ett intillvarande (framförvarande eller efterföljande) vägav- snitt.

Föreliggande uppfinning bygger på att två eller flera ledare skall vara inbyggda i ett spår, eller i var sitt spår i sitt vägavsnitt och där spåret (icke ledarna) sträcker sig kontinuerligt från vägavsnitt till vågavsnitt.

Spänningen som tillordnas dessa spänningssättningsbara ledare kan vara en växel- spänning (med en fordonsrelaterad Iikriktare) eller en likspänning. Vid val av en lik- spänning kan den ena ledaren vara positiv medan den andra ledaren kan vara ne- 535 869 gativ och en ytterligare ledare tillordnad jordpotential eller 0-potential, varvid fordo- net kan drivas med dubbla spänningsvärdet.

Vid växelspännlng till ledarna för vägavsnitten kan denna med fördel anordnas i motfas och symmetriskt kring en jordpotential eller 0-potential.

Den för drivningen av fordonet avsedda motorn kan vara en likströmstyp eller av växelströmstyp, där i det senare fallet motorn skall förkopplas en växelriktare.

UPPFINNINGENS BAKGRUND Metoder, arrangemang och konstruktioner, relaterade till ovan angivet tekniskt om- råde och beskaffenhet, är tidigare kända lett flertal olika utföringsformer.

När det gäller elektriskt drivna fordon kan dessa med fördel kategoriseras som "spårbundna fordon” eller som "icke spårbundna fordon”.

“Spärbundna fordon" framföres längs sin vägsträckning och vägavsnitt av iväg- sträckningen inlagda eller via slipers blottlagda, parallella räls, som styr fordonets fasta hjulpar.

”Icke spårbundna fordon” framföres längs sin vägsträckning och vägavsnitt över en körbana och framföres längs vägavsnitten via en fordonet tillhörig styrutrustning.

Föreliggande uppfinning bygger på och avser att få ett utnyttjande inom den senare kategorin och tekniken, och avser i första hand att kunna få en tillämpning på tunga lastfordon. med eller utan pàkopplat släp, där det är känt, genom patentpublikatio- nen US-4 129 203-A, ett fordonsrelaterat arrangemang för att, uppåt och nedåt samt i sidled, låta föra fordonet underliggande kontaktfjädrar mot och till en meka- nisk och elektrisk samverkan med eller ur en samverkan med de vägavsnittet till- höriga spänningssatta elektriska ledarnas (14) icke isolerade ytavsnitt.

Här anvisas utnyttjandet av en isolator (16) inom en kanal (18) som stödjer ledarna i form av skenor (14). En med en slits (12) formad täckplatta (20) är borttagbart infäst 535 869 till kanalens (18) övre och motställda väggpartier, där denna täckplatta (20) är injus- terad till ett plan anslutande sig till vägavsnittets övre yta (22).

Figurerna 2 och 3 i angiven patentpublikation beskriver ett fordonsrelaterat bord (98) och till vilket bord är vridbart infäst (94, 96, 99) en arm (10). Bordet (98) till- ordnade sensorer (30) alstrar signaler, som med avseende på fasläge och storlek låter indikera riktningen och avståndet från en rotationsaxel (99) till slitsen (12) i täckplattan (20), som bygger på förändringar i ett alstrat magnetfält. Via en anvisad mekanism (31) kan bordet (98) och armen (10) drivas av en motor (32) mellan på förhand bestämda gränser och där placerade gränsbrytare (40, 41).

Genom patentpublikationen WO 93/10995-A är det tidigare känt ett system för att längs en vägsträckning och dess vägavsnitt låta framföra elektriskt drivbara fordon.

Figuren 9, i här angiven patentpublikation, tydliggör systemets principiella uppbygg- nad.

Här anvisas att vägsträckningen (14) och dess vägavsnitt är försedda med elektris- ka ledande vägsektioner (300a - 300f), där en vägsektion kan anses motsvara ett vägavsnitt.

Fordonen (310) har en elektrisk motor (320) och två (312, 314) eller tre (312, 312' och 314) underliggande kontaktfjädrar, anpassade för en mekanisk och elektrisk kontakt med de elektriskt ledande ledarna, vars längder är anpassade att motsvara en vald längd (identiskt lika längder) för utnyttjade vägavsnitt eller sektioner.

De elektriskt ledande ledarna inom vägsektionerna (300a - 300f) är utplacerade ef- ter varandra med ett mellanorienterat fritt utrymme (302a - 302e), för att därav låta förhindra en kortslutning via släpande kontakttjädrar (312, 3122 314).

Var annan vägsektion (300b, 300d, 300f) är här ansluten kontinuerligt till en refe- rensspänning (jordpotential) under det att de övriga vägsektionerna (300a, 300c och 300e) är antingen direkt anslutbara till en DC-spänningskälla (440) eller via ett 535 869 kopplingsmedel (304a, 304b, 304c) anslutbara till varje lämplig elektrisk energikälla (308), när ett fordon är l närheten.

När en utföringsform med tre kontaktfjädrar utnyttjas skall avståndet mellan dessa väljas så att två eller tre kontakter alltid är i en elektrisk kontakt med två motsatt po- laritet uppvisande vägsektioner och att ingen av de två kontakterna skall kunna kort- sluta det fria utrymmet (302a - 302e) mellan två närbelägna sektioner.

Systemet här kräver för sin funktion specialkonstruerade fordon (310), där ett valt avstånd mellan främre (314) och bakre (312, 312') kontakter skall vara identiskt lika och vidare valt något längre än vägsektionernas (300b, 300d) lika längder.

Sålunda erfordras specialkonstruerade fordon med främre och bakre kontakter och där var och en av de utnyttjade vägsektionerna (300a - 300f) skall väljas med sins- emellan lika längder och orienteras efter varandra i fordonets färdriktning med lika inbördes fria och mellanliggande utrymmen (302a - 302e).

Patentpublikationen i övrigt anvisar förekomsten av en enda spännlngssatt ledare eller skena inom en vägsektion (sid. 5, rad 11-13), och att ett fordon skall kunna påkalla spänning till en framförvarande vägsektion (sid. 5, rad 19-21; sid. 6, rad 7- ; sid. 8, rad 28-32).

Vidare anvisas att spänningssättningsbara skenor (16) skall kunna förses med sido- ordnade dräneringsspår (sid. 9, rad 1-4).

En frånvaro (eller närvaro) av en aktiveringssignal skall kunna påverka en styrenhet (38) (sid. 8, rad 23-27).

Det erforderliga avståndet mellan fordonstillhöriga kontakter anges å sid. 10, rad, 17-20 och ett utnyttjande av aktivitetsinitierande radiosignaler föreslås på sid. 11, rad 2-4 och sid. 14, rad 1-16. 535 869 Vidare föreslås, på sid. 15, rad 21-23 och sid. 16, rad 1-15, ett utnyttjande av ett Hall-element (240) och dess koppling till en förstärkare (246). Alternativ härtill illust- reras vidare på sidan 17, rad 3-9.

Det är även känt att elektriskt låta driva ett fordon längs en vägsträckning med hjälp av en induktiv energiöverföring, verksam mellan ett fordon och ett underliggande vägavsnitt.

Som exempel på denna kända teknik hänvisas till innehållet i patentpublikationerna US-3 914 562-A och US-4 007 817-A.

Föreliggande uppfinning avser att koncentrera sig till ett fordonsrelaterat laddnings- system, för att kunna samordna utnyttjandet av en första och en andra fordonstillhö- rig energikälla, såsom en dieselgenerator och en batteriuppsättning, och en for- donsextern energikälla, arrangerad längs vägsträckningen och dess vägavsnitt och med dess uppåt öppna spår anslutande till varandra från vägavsnitt till vägavsnitt, dock med inlagda två eller flera parallella elektriska ledare inom sitt vägavsnitt.

REDOGÖRELSE FÖR FÖRELIGGANDE UPPFINNING TEKNISKT PROBLEM Beaktas den omständigheten att de tekniska överväganden som en fackman inom hithörande tekniskt område måste göra för att kunna erbjuda en lösning på ett eller fler ställda tekniska problem är dels initialt en nödvändig insikt i de åtgärder ochlel- ler den sekvens av åtgärder som skall vidtagas dels ett nödvändigt val av det eller de medel som erfordras så torde, med anledning härav, de efterföljande tekniska problemen få anses vara relevanta vid frambringandet av föreliggande uppfinnings- föremål.

Under beaktande av teknikens tidigare ståndpunkt, såsom den beskrivits ovan, tor- de det därför få ses som ett tekniskt problem att kunna inse betydelsen utav, förde- 535 859 larna förknippade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kom- mer att krävas för att vid ett, elektriskt, och av b|.a. ett eller flera batterier i en batte- riuppsättning, framdrivbart fordons framförande längs en vägsträckning och dess vägavsnitt, anpassat system, som skall innefatta: ”a” ett flertal, vägsträckningen uppdelbara. vägavsnitt, vart och ett tillordnat en eller flera elektriskt ledande ledare anslutbara, via en omkopplare, till en eller flera stationära elektriska stationer, tjä- nande som en fordonet extern energikälla (benämnd en tredje energikälla i det ef- terföljande) för att därav b|.a. låta ladda den fordonstillhöriga batteriuppsättningen, som direkt skall kunna driva fordonet längs vägavsnitten och ”b” ett eller flera. via var sin elektriska motor eller motorer. drivbara fordon och där resp. fordon uppvisar en, en erforderlig effekt reglerande, reglerkrets för ett skapande av en erforderlig effekt- och/eller en hastighetsreglering, làta anvisa möjligheten att utnyttja lika eller olika längder för parallella elektriska spänningsättningsbara ledare eller skenor, re- laterade till sinsemellan elektriskt isolerade vägavsnitt och därvid erbjuda en möjlig- het att välja ledarnas och vägavsnittens längder i beroende av ställda krav på en ”kontinuerlig” energitillförsel till fordonet och dess batteriuppsättning och där resp. vägavsnitts längd med fördel kan väljas betydligt längre än fordonets totala längd och därmed krävs ingen anpassning av vägavsnittens längder till några standard- längder för fordonen, som inom den kända tekniken.

Det ligger ett tekniskt problem i eller ett tekniskt övervägande i att kunna inse bety- delsen av, fördelen förknippade med och/eller de tekniska åtgärder och övervägan- den som kommer att krävas för att vid ett ovan angivet fordonsrelaterat laddnings- system anvisa ett utnyttjande av en, batteriuppsättningens momentana energiinne- håll fastställande, krets och låta denna krets få vara anpassad att kunna fastställa varje på förhand bestämd energinivå, understigande ett för batteriuppsättningen gällande maximerat energiinnehåll, och att vid en uppträdande matningsspänning från den externa, den tredje, energikällan, koppla in denna externa energikälla, via en, energikällan tillordnad och ett vägavsnitt tilldelad, omkopplare, för en laddning av batteriuppsättningen och/eller för en effekt- och energimatning av nämnda motor, via nämnda effekt reglerande reglerkrets.

Det ligger ett tekniskt problem i eller ett tekniskt övervägande i att kunna inse bety- delsen av, fördelarna förknippade med och/eller de tekniska åtgärder och överväg- 535 869 anden som kommer att krävas för att låta en inkoppling av den extema, den tredje, energikällan få vara anpassad att, via den effekten reglerande reglerkretsen, direkt mata motorn och endast vid ett behov, utvärderat av den energiinnehållet faststäl- lande kretsen, låta kompletteringsladda batteriuppsättningen eller vice versa.

Det ligger ett tekniskt problem i eller ett tekniskt övervägande i att kunna inse bety- delsen av, fördelarna förknippade med och/eller de tekniska åtgärder och överväg- anden som kommer att krävas för att vid ett konstaterande av en bristande mat- ningsspänning från den externa energikällan och vid en på förhand bestämd låg energinivå, utvärderad av den energiinnehållet fastställande kretsen. låta den ener- ginivån fastställande kretsen få aktivera en fordonstillhörig, en första, energikälla för en fordonsintern generering av en matningsspänning till motorn.

Det ligger ett tekniskt problem i eller ett tekniskt övervägande i att kunna inse bety- delsen av, fördelarna förknippade med och/eller de tekniska åtgärder och överväg- anden som kommer att krävas för att låta den energiinnehållet fastställande kretsen, vid en på förhand bestämd lägsta energinivå, få vara anpassad att aktivera såväl den fordonsinterna, den första, energikällan som den fordonsexterna, den tredje, energikällan.

Det ligger ett tekniskt problem i eller ett tekniskt övervägande l att kunna inse bety- delsen av, fördelarna förknippade med och/eller de tekniska åtgärder och överväg- anden som kommer att krävas för att vid ett konstaterande av en bristande mat- ningsspänning från den extema, den tredje, energikällan och vid en på förhand be- stämd lägre eller lägsta energinivå låta den energinivån fastställande kretsen få ak- tivera den fordonstillhörig första energikällan, för en fordonstillhörig och fordonsin- tern generering av en matningsspänning till motorn.

LösN/NGEN Föreliggande uppfinning utgår därvid ifrån den inledningsvis anvisade kända tekni- ken och bygger på ett fordonsrelaterat laddningssystem, för att vid ett, elektriskt bl.a. av ett eller flera batterier eller en batteriuppsättning, framdrivbart fordons fram- förande längs en vägsträckning och dess tillordnade vägavsnitt, anpassa detta sys- 535 869 tem, till ett system, som kan innefatta: ”a” ett flertal, vägsträckningen uppdelbara, vägavsnitt, där vart och ett av dessa vägavsnitt tillordnats ett eller flera långsträckta spår eller spalter med inlagda strömförsörjningsbara och spänningssättningsbara ledare anslutbara via en omkopplare, till en eller flera fordonsexterna energikällor, såsom elektriska stationer, för att därav bl.a. kunna ladda en fordonstillhörig batteri- uppsättning, dock i första hand via batteriuppsättningen låta driva fordonet längs vägsträckningen och dess vägavsnitt och ”b” ett eller flera, via var sin elektriska motor eller motorer, drivbara fordon och där resp. fordon uppvisar en, en erforderlig effekt reglerande, reglerkrets anpassad för ett skapande av en erforderlig effekt- och/eller hastighetsreglering, där nämnda fordon, på sin undersida, försetts med ett, upp och ned samt i sidled, tvärs fordonets transportriktning räknat, förskjutbart kon- taktrnedel, och där nämnda långsträckta spår eller spalter sträcker sig längs vägav- snittens körbana och där nämnda kontaktmedel samordnats med en fordonsrelate- rad styrutrustning eller ett arrangemang, för att skapa en anpassning av kontakt- medlet till att i vart fall erbjuda en mekanisk och elektrisk kontakt, mot nämnda leda- re, varvid en samordning mellan vägavsnittens tillhöriga spänningssatta ledare och fordonets kontaktmedel sker via samordnade strömavtagare, såsom i form av kon- taktfjädrar, anpassade för en mekanisk och elektrisk samverkan med resp. av de spänningssatta ledarna.

Föreliggande uppfinning avser att vid ett ovan angivet laddningssystem, och i övrigt byggande på de ovan angivna förutsättningarna, anvisa att en, batteriuppsättnin- gens momentana energiinnehåll fastställande, krets skall vara anpassad att, vid ett fastställande av varje på förhand bestämd energinivä, understigande ett batteriupp- sättningen maximerat energiinnehåll, och vid en uppträdbar matningsspänning från den externa, den tredje, energikällan, låta koppla in den externa energikällan, via en energikällan tillordnad omkopplare, för att låta erbjuda en laddning av batteriupp- sättningen och/eller för att låta erbjuda en effekt- och energimatning av nämnda motor, via nämnda effekten reglerande reglerkrets.

Såsom föreslagna utföringsformer av det ovan angivna laddningssystemet anvisas att en inkoppling av den externa, den tredje, energikällan skall vara anpassad att. via den effekten reglerande reglerkretsen, direkt låta mata motom och endast vid 535 869 behov, utvärderat av den energiinnehàllet fastställande kretsen, låta kompletterings- ladda batteriuppsåttningen eller vice versa.

Vidare anvisas att vid ett konstaterande av en bristande matningsspänning från den externa energikällan och vid en på förhand bestämd låg energinivå, utvärderad av den energiinnehàllet fastställande kretsen, låta den energinivån fastställande kret- sen aktivera en fordonstillhörig, en första, energikälla, för en fordonstillhörig gene- rering av en matningsspänning.

Den energiinnehàllet fastställande kretsen, vid en på förhand bestämd lägsta ener- ginivå, är anpassad att aktivera såväl den fordonsinterna, den första, energikällan som den fordonsexterna, den tredje, energikällan.

Vid ett konstaterande av en bristande matningsspänning från den externa, den tred- je, energikällan och vid en på förhand bestämd lägre eller lägsta energinivå låta, den energinivån fastställande kretsen få aktivera den fordonstillhörig första energi- källan, för en fordonstillhörig och fordonsintern generering av en matningsspänning.

FÖRDELAR De fördelar som främst kan få anses vara kännetecknande för föreliggande uppfin- ning och de därigenom anvisade speciella signifíkativa kännetecknen är att härige- nom har det skapats förutsättningar för att vid ett fordonsrelaterat laddningssystem, ingående i ett fordon för ett, elektriskt och av ett eller flera batterier, i form av en bat- teriuppsättning, framdrivbart fordons framförande längs en vägsträckning, anpassat system, enligt ingressen till patentkravet 1, låta anvisa att fordonet skall vara försett med en batteriuppsättningens energiinnehåll fastställande krets och i beroende av utvärderat värde låta inkoppla en fordonsextern, en tredje, energikälla och/eller en fordonsintern, en första, energikälla, som effekt- och energihjälp till en fordonsin- tern, en andra, energikälla, i form av batteriuppsättningen. lO 535 869 Det som främst kan få anses vara kännetecknande för ett fordonsrelaterat ladd- ningssystem, enligt föreliggande uppfinning, anges i det efterföljande patentkravets 1 kännetecknande del.

KORT FIGURBESKRIVNING För närvarande föreslagna utföringsforrner, uppvisande de med föreliggande uppfin- ning förknippade signifikativa kännetecknen, skall nu, i ett exemplifierande syfte. närmare beskrivas med en hänvisning till bifogade ritningar, där; Figur 1A låter visa i en perspektivistisk vy ett fordon, anslutande sig till en A-Ford, konverterad till en batteridrift, med en elektriskt driven motor, en effekten reglerande reglerkrets för en hastighetsreglering och en anpassning till en momentant verkan- de belastning och erforderlig effekt samt ett, för fordonets framförande avsett, styr- ande arrangemang eller styrutrustning, Figur 1B låter visa i en perspektivistisk vy ett lastfordon med släp och med en ef- fekten reglerande reglerkrets, enligt principerna gällande för figur 1A, Figur 1C låter nu överskådligt visa att två fordonsrelaterade energikällor, en första ("l"), en dieselgenerator, en andra (”ll"), ett batteri eller en batteriuppsättning, och en tredje (”l|l”), en fordonet extern energikälla, i form av spänningssättningsbara paral- lella ledare eller skenor infällda i kontinuerliga spår i en körbana, är samordnade till en fordonsrelaterad styrkrets, som i beroende av en erforderlig tillförd effekt till en elektrisk motor låter välja samtliga eller en kombination av de effektmatande energi- källorna, där effektregleringen illustreras här som en gaspedal, vars rörelse är kopp- lad till styrkretsen “R2”, Figur 1D låter illustrera ett P/t-diagram (effekt/tid) där en full effekt eller reducerade effekter via styrkretsen skall kunna överföras för fordonets passage längs en körba- na, dess vägsträckning och dess vägavsnitt, 535 869 12 Figur 2 visar principiellt ett elektriskt arrangemang relaterat till ett fordon med en styrutrustning, för att låta styra en strömavtagare eller -avledare mot elektrisk kon- takt med parvisa ledare, formade som skenor, för att möjliggöra en parallelldrift av en fordonsrelaterad elektrisk motor från en eller båda av de fordonsrelaterade två energikällorna (första och andra) och/eller från den stationära fordonsexterna eller -perifera energikällan (tredje), Figur3 visar i en ändvy ett fordon, med sitt nedåt riktade kontaktmedel, l form av släpkontakter, i en samverkan med var sina av vägavsnittet tillordnade och spän- ningsförande två ledare eller skenor, Figur 4 låter visa ett exempel på ett elektriskt arrangemang, där ett antal vägavsnitt har försetts med parallella spänningsförande ledare, var och en, via en omkopplare, anslutbar till sin fordonsexterna eller -perifera elektriska station och där vägavsnitt på vägavsnitt är aktiverbara och görs spänningsförande från en aktivering av ett kopplingsmedel eller en omkopplare, via en styrenhet, allt eftersom ett fordon pas- serar vägavsnitt på vägavsnitt, Figur 5 låter visa i blockschemaform ett fordonsrelaterat laddningssystem, i enlighet med föreliggande uppfinnings anvisningar, med en effekten reglerande reglerkrets, en batteriuppsättning och en batteriuppsättningens energiinnehåll fastställande krets, relaterad till en styrkrets för att samordna den tldsmässiga aktiveringen och styrningen av den externa energikällan, för att komplettera upp och ladda batteri- uppsättningen, Figur 6 låter visa i blockschemaform en samordning av vissa kretsarrangemang ingående l styrkretsen Figur 7 visar, i likhet med figur 1D, ett effekt/tid diagram, illustrerande det momen- tana effektuttaget under det att fordonet passera vägavsnitt på vägavsnitt. 535 869 13 BESKRIVNING övrsR Nu FöREsLAGNA uTFöRrNesFoRMER.

Det skall då inledningsvis framhållas att i den efterföljande beskrivningen över för närvarande föreslagna utföringsformer, som uppvisar de med uppfinningen förknip- pade signifikativa kânnetecknen och som tydliggöres genom de i de efterföljande ritningarna visade figurerna, har vi låtit välja termer och en speciell terminologi i den avsikten att därvid i första hand låta tydliggöra själva uppfinningsidén.

Det skall emellertid i detta sammanhang beaktas att här valda uttryck inte skall ses som begränsande enbart till de här utnyttjade och valda termerna utan det skall un- derförstås att varje sålunda vald term skall tolkas så att den därutöver kommer att kunna omfattar samtliga tekniska ekvivalenter, som fungerar på samma eller vä- sentligen samma sätt, för att därvid kunna uppnå samma eller väsentligen samma avsikt och/eller tekniska effekt.

Med en hänvisning till de bilagda figurerna visas således schematiskt och i detalj grundförutsättningarna för föreliggande uppfinning och där de med uppfinningen för- knippade signifikativa egenheterna konkretiserats, genom de nu föreslagna och i _ det efterföljande närmare beskrivna utföringsformerna.

Sålunda låter figuren 1A visa ett, för ett elektriskt och av ett eller flera batterier eller en batteriuppsättning framdrivbart, fordons 1 framförande längs en vägsträckning 2 och dess vägavsnitt 2a1 samt 2a1' anpassat system Fordonet 1 utgöres här exteriört av en "T-Ford", men denna är här konverterad till ett batteridrivet fordon, med en kontinuerlig tillgång till en extern. en tredje, ener- gikälla, här betecknad ”s1", "lll".

Det uppfinningsenliga fordonet 1 skall då innefatta ett ej visat styrande arrange- mang 3 eller en styrutrustning, så att en förare "F" (ej visad) kan framföra och styra fordonet 1 längs nämnda vägsträckning 2 och dess vägavsnitt 2a1.

Fordonet 1 skulle även kunna omfatta en växellåda och andra delar och detaljer som krävs för fordonets framförande, men då dessa delar är väl kända för en fack- man kommer dessa inte att beskrivas i detalj. 535 869 Ett elektriskt drivet fordon 1 behöver dock ingen växellåda då en hastighetsreglering och ett effektuttag kan ske via kända elektriska och elektroniska kretsar.

Figuren 1B låter, på samma sätt som ifiguren 1A, visa en elektriskt framdrivbar last- bil 1b, med påkopplade släp 1c, längs vägsträckningen 2, 2a och dess tillordnade vägavsnitt 2a1.

Figuren 1C låter nu överskådligt visa två fordonsrelaterade och fordonstillhöriga energikällor, här betecknade "l" och "ll", en ”första” i form av en dieselgenerator en ”andra” i fomi av ett batteri eller en batteriuppsättnlng "B", och en ”tredje” ener- gikälla “lll", i form av en fordonet externt orienterad energikälla, här formade som, via kopplingsmedel eller omkopplare, spänningssättningsbara parallella ledare eller skenor inom vägavsnitten, infällda i spår och en kavitet längs körbanan eller hela vägsträckningen 2.

Dessa är i figuren 1C samordnade till en fordonsrelaterad styrkrets 100, som i bero- ende av en tillförd effekt till en elektrisk drivmotor 5 låter välja samtliga eller en kom- bination av de effektmatande energikällorna ”ll” resp. "lll". Effektregleringen illu- streras här som en gaspedal 100a, vars rörelse upp och ned kopplas till en manö- verkrets ”R2” inom styrkretsen 100, som i sin tur omfattar en, effekt och energi mel- lan energikällorna, fördelande krets ”R1".

Figuren 1D låter illustrera i ett P/t (effektltid)-diagram hur en full effekt eller reduce- rade effekter skall kunna fördelas och överföras för fordonets passage längs en kör- banas eller vägsträcknings 2 olika vägavsnitt 2a med hjälp av kretsen ”R1” och ma- növerkretsen ”R2”.

Mellan tidpunkterna t1 - t; illustreras i princip hur ett fullt effektuttag från de tre ener- gikällorna "ll" och ”lll” kan realiseras, med effektuttaget från energikällan "l” il- lustrerat överst, effektuttaget från energikällan ”ll” illustrerat därunder (snedstrec- kade linjer) och effektuttaget från energikällan ”lll” illustrerat underst. » 535 869 Mellan tidpunkterna t; - u illustreras i princip ett reducerat effektuttag från energikäl- lorna "l" och "ll", under det att energikällan ”lll” är här illustrerad bortkopplad.

Mellan tldpunkterna t5 - te illustreras i princip ett reducerat effektuttag från energi- källorna ”ll” och ”lll”v Under denna tidsvaraktighet t5 - ts kan full effekt hämtas från energikällan ”Il” och ett litet överskott kan tillåtas att underhållsladda batteriuppsättningen ”ll”, Uppfinningen bygger på att batteriuppsättningen "B" och den andra energikällan ”ll”, men speciellt den tredje energikällan ”lll” i första hand skall, via den fördelande kret- sen ”R1”, mata motorn 5 och för detta ändamål krävs att batteriuppsättningen ”ll", ”B"_ har lagrat en energi och i övrigt är dimensionerad för att driva motorn 5 vid full effekt.

Batteriuppsättningen ”||"; ”B” skall i första hand underhållsladdas via energikällan ”lll"; "s1" och i andra hand underhållsladdas eller laddas via energikällan Energin eller effekten från energikällorna ”l” och "lll" kan väljas till 5 - 30 % av energin eller effekten tillordnad energikällan "ll”; såsom omkring 25 %.

Matningsspänningen till motorn 5 kan väljas till +400 VDC och -400 VDC, d.v.s. spänningsvärdet 800 VDC.

Det enligt uppfinningen föreslagna systemet "S" skall då i första hand innefatta: ”a” ett eller flera, via var sin elektriska motor 5 eller motorer, elektriskt drivbara fordon 1, 1b och där resp. fordon uppvisar en effekten fördelande och/eller reglerande reg- lerkrets ”R1” inom styrkretsen 100, för ett skapande av en erforderlig effekt- och/eller en hastighetsreglering via manöverkretsen ”R2“ och gaspedalen 100a.

Den erforderliga uteffekten skall tillhandahållas primärt av den fordonsinterna ener- gikällan "l|"; ”B” och som sekundärt skall stå under underhållsladdning från den tred- je energikällan ”lll”; ”s1". Vägsträckningen 2 visas uppdelbar i vägavsnitt 2a (2a1, 535 869 16 2a2, 2a3; 2a1', 2a2' och 2a3'), där vart och ett med fördel skall vara tillordnat en extern energikälla "lll", här illustrerade som ett antal elektriska stationer ”s1”.

Den fordonsexterna tredje energikällan ”lll”; ”sl” och/eller den fordonstillhöriga förs- ta energikällan "l"; ”G” kan ena eller båda utnyttjas, för att därmed kompletterande låta ladda fordonets batteriuppsättning ”ll"; "B", under en anpassad tidssekvens av effektuttag från denna batteriuppsättning.

Inom uppfinnlngens ram faller även den möjligheten att förutom en drivning av for- donet 1 via batterluppsättningarna "ll"; ”B” och under en kompletterande laddning av batteriuppsättningen ”ll”; ”B” längs vägavsnitten och de stationära velektriska statio- nerna ”s1” eller den tredje energikällan ”lll” kan, för fordonets 1 framförande över vägavsnittet 2a1, en erforderlig ytterligare effekt och energi tillföras via den fordons- tillhöriga energikällan ”l”; Figur 2 visar principiellt ett elektriskt/mekaniskt kopplingsarrangemang ”K” relaterat till ett fordon 1, (1 b) med ett schematiskt visat fordonsrelaterat arrangemang i fonn av en styrutrustning 10, för att styra ett fordonstillhörigt kontaktdon eller strömavta- gare 4 mot och till en elektrisk kontakt med parvisa spänningssättningsbara lednin- gar, i form av skenor 4a, 4b, för en möjlig gemensam parallelldrift av en elektrisk motor 5, från batteriuppsättningen ”ll"; "B" och/eller från den stationära stationen ”lll”; "S1". och/eller från dieselgeneratorn “l"; Strömavtagaren 4 är här relaterad till en bärare 6, som i höjdled är rörligt anordnad upp och ned via en första elektrisk hjälpmotor 7 och i sidled är rörligt anordnad fram och tillbaka via en andra elektrisk hjälpmotor 8.

De medel och den styrning av hjälpmotorerna 7, 8 som krävs för denna rörelse med hjälp av sensorer är ej visade i detalj men är dock i princip tidigare kända och up- penbara för en fackman på området.

Hjälpmotorn 7 och hjälpmotorn 8 är båda påverkbara i en fram och åter riktad rörel- se, där en första rörelse aktiveras via en första signal på en första ledare 7a resp. en första signal på en första ledare Ba, medan en andra (motsatt) rörelse aktiveras 535 869 17 via en andra signal på ledaren 7a resp. Ba, under det att motorernas 7, 8 och bära- rens 6 momentana inställningslägen utvärderas av en eller flera ej visade sensorer och indikeras via en alstrad signal på en andra Iedning eller ledare 7b resp. 8b.

Dessa signaler på de första ledarna 7a, 8a genereras i en centralenhet eller styr- krets 100 med en styrutrustning 10 och signaler på de andra ledarna 7b och 8b alst- ras inom samma centralenhet 100, under ett utnyttjande av lägessensorer (ej visa- de).

Centralenheten 100 med styrutrustningen 10 är en komplex enhet, som bl.a. via en sensor 16 skall kunna avkänna förekomsten av och orienteringen av ledarna 4a, 4b och därefter låta sänka strömavtagaren 4, via hjälpmotorn 7, till en elektrisk kontakt med dessa ledare 4a, 4b, som här illustreras som spänningssatta eller vice versa.

Via en anslutning 10a till centralenheten 100 och dess manöverkrets "R2" regleras den effekt och energi, som via den energikällorna fördelande kretsen "R1”, matas till motorn 5. För detta ändamål krävs att kretsen ”R1" är direkt styrd av en gaspedal 100a (flgur 1C) för att via manöverkretsen "R2" tillföra till motorn 5 erforderlig effekt.

Strömavtagarna 4 låter i det visade läget leda ström och spänning från energikällan ”s1";”lll” till den effekt- och energifördelande kretsen ”R1". Denna eller en manöver- krets ”RZ” avkän ner via centralenheten 100 effektbehovet för motorn 5 och låter i första hand mata motorn 5 med den effekt den behöver enligt insignalen på anslut- ningen eller ledningen 10a och alstrad utsignal på anslutningen eller ledningen 10b och därmed skall det stationära systemet "s1", ”lll” belastas och komplettera effekt- och energibehoven via batteriuppsättningen ”ll”, En parallellkoppllng av den fordonsexternt uttagna effekten "lll", "s1" och den for- donsinternt genererade effekten "G" och/eller "ll", ”B” kan här realiseras via reglerkretsarna "R1” och "R2" och med hjälp av styrkretsen 100.

Via ledningen 10a inmatas till centralenheten 100 informationer om en önskad has- tighet och därmed förknippad effekt för fordonet 1 och via ej visade interna kretsar och funktionen ”R2”, "1 0” påverkas via ledningen 10b kretsen ”R1”. 535 869 18 Figur 3 låter visa, i en ändvy, ett fordon 1(1 b) med sina nedåt riktade strömavtagare 4 i en mekanisk och elektrisk samverkan med de två, vägavsnlttet 2a1' tillordnade spänningsförande ledarna eller skenorna 4a, 4b, samt en iordförbindning 4c.

Figur 4 visar ett elektriskt kopplingsarrangemang ”K1", där vägavsnitt på vägavsnitt 2a1, 2a2 och 2a3 resp. 2a1', 2a2' och 2a3', med sin station efter station ”s1", ”s2", ”S3” resp. "s1 "s2 och "s3'”, kan aktiveras och göras spänningsförande från en och samma överordnad laddningskälla "lll". 42, via kopplingsmedel och omkopplare 43a, 44a, och 45a för ena vägsträckan 2a och 43a', 44a' och 45a' för den motrikta- de vägsträckan 2b, allt eftersom ett fordon 1 kommer att passera längs de elektriskt åtskilda, men med längsgående spår samordnade, vägavsnitten 2a, 2b.

Härför krävs ett antal omkopplare eller kopplingsmedel (switchar) för en in- och ur- koppling av stationerna "s1", ”S2” där denna in- och urkoppling kan ske via till vágavsnittet relaterade stationära sensorer (ej visade).

Föreliggande uppfinning bygger på de ovan angivna förutsättningarna och anvisar enligt figuren 5 ett laddningssystem med en manöverkrets ”RZ” och en effekt och energi mellan de tillgängliga energikällorna fördelande krets “R1” och en batteriupp- sättningens "ll": "B" momentana energiinnehåll fastställande krets 51.

En styrkrets 100 utgöres av en komplex enhet och är här förenklad för att kunna tydliggöra. via blockschemor, de med uppfinningen förknippade funktionerna.

Uppfinningen anvisar, enligt figuren 5, speciellt att, vid ett fastställande av en på förhand bestämd energinivå, understigande ett batteriuppsättningen maximerat energiinnehåll, och vid en uppträdande matningsspänning för den externa energi- källan ”s1";”lll”, låta koppla in denna externa energikälla, via en energikällan tillord- nad, omkopplare 43a, för i första hand en kompletterande laddning av batteriupp- sättningen ”|l"; "B" och/eller för i andra hand en effekt~ och energimatning av nämn- da motor 5 via nämnda effekten reglerande och fördelande krets ”R1” under det att fordonet passerar vägavsnitt på vägavsnitt. lO 535 869 I9 En inkoppling av den externa, den tredje, energikällan "s1";"I|l" är anpassad att via den effekten fördelande kretsen ”R1” och manöverkretsen ”R2” direkt låta mata mo- torn 5 och endast vid behov, utvärderat av den energiinnehållet fastställande kret- sen 51, låta kompletteringsladda batteriuppsättningen ”ll"; \fid ett konstaterande av en bristande matningsspänning från den externa energikäl- lan "lll"; ”s1”, via en krets 61 i figuren 6, och en ledare 61a i figur 5 och vid en på förhand bestämd låg energinivå, utvärderad av den energiinnehållet fastställande kretsen 51, låta, den energinivån fastställande kretsen 51, via styrkretsen 100, akti- vera en fordonstillhörig, en första, energikälla ”l”; "G" för en fordonstillhörig genere- ring av en matningsspänning.

Vid ett konstaterande, via ledaren 61a och kretsen 61, av en bristande matnings- spänning från den externa energikällan "lll”; ”s1" och vid en på förhand bestämd lägre eller lägsta energinivå låta den energinivån fastställande kretsen 51, via styr- kretsen 100, få aktivera en fordonstillhörig, en första, energikälla ”l”; ”G” för en for- donstillhörig generering av en matningsspänning.

Den energiinnehållet fastställande kretsen 51, vid en på förhand bestämd lägsta energinivå, är anpassad att aktivera såväl den fordonsinterna, den första, energi- källan ”l”; ”G” som den fordonsexterna, den tredje, energikällan "lll”; ”s1“.

Figuren 6 avser att illustrera att till kretsen "R1" inmatas 100a en information om en önskad effekt till motorn 5. Kretsen "R1" avkänner batteriuppsättningens "ll”; "B" momentana energiinnehåll i en krets 61a samt fastställer vilket eller vilka vägavsnitt som fordonet skall passera i en krets 61 b.

Dessa uppgifter tillika med den momentana kapaciteten för den interna energikällan ”l”; ”G” och den externa energikällan "lll”; "s1” bearbetas i en centralenhet 61c, vars bearbetade utsignal behandlas i en utkrets 61d ("R1”), som fastställer vilken eller vilka av de tillgängliga energikällorna som skall aktiveras, till full eller gradvis nivå, och under vilka tidsavsnitt. lO 535 869 En förändring av den inmatade informationen 100a ger en kalkylerad förändring inom utkretsen 61d.

Med en hänvisning till figuren 7 illustreras där ett effekt/tid diagram, gällande mellan tiderna ty och ta, när fordonet 1 skall passera vägavsnitten 2a1. 2a2 och 2a3 med olika krav på effekt.

Sålunda illustreras med kurvan ”P1” den tidsmässiga fördelningen av den erforder- liga varierbara effekten till fordonets 1 motor 5 i kW, kurvan "P2" avser att illustrera effektnivån (här vald konstant t) från den tredje energikällan lll; "s1", kurvan ”P3" avser att illustrera den varierande effekten som batteriuppsättningen ll; "B" står för och kurvan ”P4” avser att illustrera den tempererbara effekten som den första ener- gikällan l; ”G” kan generera.

Uppfinningen är givetvis inte begränsad till den ovan såsom exempel angivna utför- ingsforrnen utan kan genomgå modifikationer inom ramen för uppfinningstanken il- lustrerad i efterföljande patentkrav.

Speciellt bör beaktas att varje visad enhet och/eller krets kan kombineras med varje annan visad enhet och/eller krets inom ramen för att kunna ernå önskad teknisk funktion.

Claims (1)

5 10 15 20 25 30 35 535 869 21 PA TEN TKRA V

1. Ett fordonsrelaterat laddningssystem med tillhörande kontrollkrets för ett, för ett elektriskt, bl.a. av ett eller flera batterier eller en batteriuppsättning utgö- rande en andra energikälla ("ll"), framdrivbart fordons (1) framförande längs en vägsträckning och dess tillordnade vägavsnitt, anpassat system (”S"), in- nefattande: ”a” ett flertal, vägsträckningen (2) uppdelbara, vägavsnitt (2a1, 2a2), där vart och ett av dessa vägavsnitt tillordnats ett eller flera långsträck- ta spår eller spalter (51, 52) med inlagda strömförsörjningsbara och spän- ningssättningsbara ledare (4a, 4b) anslutbara, via en omkopplare, till en eller flera fordonsexterna energikällor ("lll"), såsom elektriska stationer (”s1”), för att därav bl.a. kunna ladda den fordonstillhöriga batteriuppsättningen, dock via batteriuppsättningen låta driva fordonet (1) längs vägsträckningen (2) och dess vägavsnitt och ”b” ett eller flera, via var sin elektriska motor (5) eller motorer, drivbara fordon (1) och där resp. fordon (1) uppvisar en fordonstill- hörig första energikälla ("l"; ”G”) och en, för en erforderlig effektfördelning, anpassad reglerkrets (100, "R1”) anpassad för ett skapande av en erforderlig effekt- och/eller hastighetsreglering, där nämnda fordon (1), på sin undersi- da, försetts med ett, upp och ned samti sidled, tvärs fordonets trans- portriktning räknat, förskjutbart kontaktmedel (4), och där nämnda långst- räckta spår eller spalter sträcker sig längs vägsträckningen och dess körbana (2) och där nämnda kontaktmedel (4) samordnats med en fordonsrelaterad styrutrustning (100, 10) för att skapa en anpassning av kontaktmedlet (4) till att i vart fall erbjuda en mekanisk och elektrisk kontakt, mot nämnda ledare (4a, 4b), varvid en samordning mellan vägavsnittets (2a1) tillhöriga spän- ningssatla ledare (4a, 4b) och fordonets (1) kontaktmedel (4) sker via sam- ordnade strömavtagare, såsom i form av kontaktfiädrar (4', 4"), anpassade för en mekanisk och elektrisk samverkan med resp. av de spän- ningssättningsbara ledarna (4a, 4b), kännetecknat därav, att en batteriupp- sättningens momentana energiinnehåll fastställande krets (51) ingående i kontrollkretsen är anpassad att, vid ett fastställande av en på förhand be- 10 15 20 25 30 535 859 22 stämd energinivå, understigande ett maximerat energiinnehåll, och vid en uppträdande matningsspänning för den externa energikällan (61), låta koppla in en av de externa energikällorna ("l|l”; "s1”), via nämnda energikälla tillord- nad, omkopplare (43a), för att låta skapa en laddning av batteriuppsättningen och/eller för att låta skapa en effekt- och energimatning av nämnda motor (5), via nämnda effektfördelande reglerkrets ("R1"), att en inkoppling av en tredje, energikälla är anpassad att via den effekten fördelande reglerkretsen ("R1”) direkt låta mata motorn (5) och/eller låta kompletteringsladda batteri- uppsättningen (”ll”; "B“), att vid ett konstaterande av en bristande matnings- spänning från den externa energikällan ("l|l”; "s1”) och/eller vid en på förhand bestämd låg energinivå, utvärderad av den energiinnehållet fastställande kretsen (51), låta den energinivån fastställande kretsen få aktivera den for- donstillhörlga första, energikällan (”l”; ”G”) för en fordonstillhörig generering av en matningsspänning till motorn (5). . Laddningssystem enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att vid ett konstaterande av en bristande matningsspänning från den externa energikäl- lan och vid en på förhand bestämd lägre energinivå låta den energinivån fastställande kretsen (51), via en styrkrets (100), få aktivera en fordonstillhö- rig, en första, energikälla (”l"; "G”) för en fordonstillhörig generering av en matningsspänning. . Laddningssystem enligt något av föregående patentkrav, kännetecknat därav, att den energiinnehållet fastställande kretsen (51), vid en på förhand bestämd lägsta energinivå, är anpassad att aktivera såväl den fordonsinter- na, den första, energikällan som den fordonsexterna, den tredje, energikällan . Laddningssystem enligt patentkravet 1 eller 3, kännetecknat därav, att vid ett konstaterande av en bristande matningsspänning från den externa, den tredje, energikällan och vid en på förhand bestämd lägsta energinivå låta, den energinivån fastställande kretsen (51), via en styrkrets (100), få aktivera den fordonstillhöriga, den första, energikällan för en fordonstillhörig och for- donsintern generering av en matningsspänning.