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特表2022-508310車両制御モジュールを有するユーティリティ車両
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-01-19
(54)【発明の名称】車両制御モジュールを有するユーティリティ車両
(51)【国際特許分類】
   B60L 50/60 20190101AFI20220112BHJP
   H02J 7/00 20060101ALI20220112BHJP
   B60L 3/00 20190101ALI20220112BHJP
   B60L 53/30 20190101ALI20220112BHJP
   B60L 58/20 20190101ALI20220112BHJP
   B60L 1/00 20060101ALI20220112BHJP
【FI】
B60L50/60
H02J7/00 P
H02J7/00 Y
H02J7/00 A
B60L3/00 J
B60L53/30
B60L58/20
B60L1/00 L
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021531574
(86)(22)【出願日】2019-11-26
(85)【翻訳文提出日】2021-07-28
(86)【国際出願番号】 US2019063329
(87)【国際公開番号】W WO2020112829
(87)【国際公開日】2020-06-04
(31)【優先権主張番号】62/773,094
(32)【優先日】2018-11-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.HDMI
2.FIREWIRE
(71)【出願人】
【識別番号】521237044
【氏名又は名称】クラブ カー エルエルシー
【氏名又は名称原語表記】Club Car, LLC
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100170597
【弁理士】
【氏名又は名称】松村 直樹
(72)【発明者】
【氏名】トッド スティール
(72)【発明者】
【氏名】ロバート エドワーズ
(72)【発明者】
【氏名】ジョン ロビンズ
(72)【発明者】
【氏名】ブルース テネロウィッツ
【テーマコード(参考)】
5G503
5H125
【Fターム(参考)】
5G503AA01
5G503AA07
5G503BA02
5G503BB01
5G503CA08
5G503DA04
5G503EA08
5G503FA06
5H125AA14
5H125AC08
5H125AC12
5H125AC14
5H125BC21
5H125BC29
5H125BE02
5H125CA08
5H125CC01
5H125DD02
5H125EE16
(57)【要約】
ユーティリティ車両は、原動力をユーティリティ車両に供給するよう構成された電動モータと、第1電圧で電動モータに接続したリチウムイオン電池パックであって、ユーティリティ車両を駆動するため第1電圧の電力を電動モータに供給するよう動作し、第2電圧の電力を出力するよう構成されたDC/DCコンバータを有する、該リチウムイオン電池パックと、及びDC/DCコンバータに接続し、第2電圧で動作するよう構成され、またユーティリティ車両の少なくとも幾つかの動作を制御するよう構成された車両制御モジュール(VCM)と、を備える。
【選択図】図11
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ユーティリティ車両であって、
前記ユーティリティ車両に原動力を供給するよう構成された電動モータと、
メイン電源出力経由の第1電圧で前記電動モータに接続されて、前記ユーティリティ車両を駆動するよう前記電動モータに第1電圧の電力を供給するよう動作可能で、前記第1電圧より低い第2電圧で補助出力から電力を出力するよう構成されたDC/DCコンバータを含む、イオン電池パックと、及び
前記DC/DCコンバータに接続され、前記第2電圧で動作するよう構成され、また前記ユーティリティ車両のコンポーネントを制御するよう構成された、車両制御モジュール(VCM)と、
を備える、ユーティリティ車両。
【請求項2】
請求項1記載のユーティリティ車両において、前記電池パックはリチウムイオン電池パックであり、さらに、前記VCM及びリチウムイオン電池パックに通信接続され、かつ前記VCMの制御の下で前記リチウムイオン電池パックを充電するよう構成されたチャージャーを備え、前記VCMは、前記チャージャーに対してリクエストされた電流を前記リチウムイオン電池に供給して前記リチウムイオン電池を充電するコマンドを発するよう構成され、前記リクエストされた大きさの電流が、記憶された等式及び記憶されたルックアップテーブルのうち少なくとも一方に基づいて、前記VCM又はチャージャーに供給される、ユーティリティ車両。
【請求項3】
請求項1記載のユーティリティ車両において、さらに、前記電動モータを調節するよう構成されたモータ制御ユニット(MCU)を備え、前記電池パックは、メイン電源出力への回路経路を選択的に開閉するよう構成されたバッテリーコンタクタと、前記電池パックの外部に配置され、かつ前記モータ制御ユニットによって閉状態と開状態との間で制御可能で、電池セルからモータコントローラへの電気的フローを制御するよう構成された、モータコンタクタとを備え、前記VCMは、前記バッテリーコンタクタ及びモータコンタクタを含むコンタクタに対し、該コンタクタが溶着条件にあるか否かを決定する検査を実施するよう構成される、ユーティリティ車両。
【請求項4】
請求項3記載のユーティリティ車両において、前記MCUはキャパシタバンクを有し、また前記VCMは、第2補助出力を介して前記MCUを前記電池パックに接続するのに有用なコマンドを発するよう構成され、前記第2補助出力は、ユーティリティ車両が駆動される前にキャパシタバンクを予充電するのに有用な前記第2電圧より高い予充電電圧を供給するよう構成される、ユーティリティ車両。
【請求項5】
請求項1記載のユーティリティ車両において、前記ユーティリティ車両は前記第2電圧で動作する少なくとも1つの付属品を有し、前記VCMは少なくとも1つの付属品を制御するよう構成され、前記VCMは前記第2電圧の電力を前記少なくとも1つの付属品に供給するよう構成され、また前記VCMは、前記少なくとも1つの付属品を制御するためのディスクリート出力、アナログ出力及びデータバス信号のうち少なくとも1つを供給するよう構成される、ユーティリティ車両。
【請求項6】
請求項5記載のユーティリティ車両において、前記少なくとも1つの付属品は一対のヘッドライトであり、前記VCMは、前記ヘッドライトを制御して交互ウィグワグヘッドライト動作を実施するよう構成される、ユーティリティ車両。
【請求項7】
請求項1記載のユーティリティ車両において、前記VCMは、マルチレベルの故障管理/記憶における監視処理及び/又は実施を行い、すべての車両サブシステム及び/又は付属品の独立制御を可能にするよう構成され、前記VCMは、完全車両シャットダウン、車両最高速度減少、及び/又はユーザー情報/警告を含む故障車両レスポンスを生ずるよう構成され、前記VCMは、前記ユーティリティ車両に対して複数動作モードのうち1つ又はそれ以上の動作モードを提供するよう構成され、前記複数動作モードとしては、スタンバイモード、アクティブモード、充電モード、牽引モード、積込みモード、及び/又は低電力モードがある、ユーティリティ車両。
【請求項8】
請求項1記載のユーティリティ車両において、さらに、車両システムデータバスコンポーネント及びネットワークを備え、前記車両システムデータバスコンポーネントは前記ネットワークを介して前記VCMに接続され、前記VCMは、前記ネットワークを介し前記車両システムデータバスコンポーネントを認証するよう構成され、また前記VCMは、シードキーアルゴリズムを使用して、前記ネットワークを介し前記車両システムデータバスコンポーネントを認証するよう構成される、ユーティリティ車両。
【請求項9】
請求項1記載のユーティリティ車両において、前記VCMは、少なくとも1つのソースから車両コンポーネントソフトウェアアップデートにおける監視制御及び協調付けを行うよう構成され、前記車両コンポーネントソフトウェアアップデートとしては、BMS、MCU、及びディスプレイ制御ユニットのうち少なくとも1つに対するアップデートを含み、複数のソースとしては、データバス接続される無線接続モジュール、データバス接続される診断ツール、及びデータバス接続されるコンピュータのうち少なくとも1つがある、ユーティリティ車両。
【請求項10】
請求項9記載のユーティリティ車両において、さらに、無線接続を提供するよう構成された無線接続モジュールを備え、前記VCMは、前記無線接続モジュールから受信したコマンドに基づいて、車両の最高速度及び許容向きの監視制御を実施するよう構成され、前記VCMは、車両状態ディスプレイ情報の制御及びデータバス伝送を提供するよう構成され、また前記VCMは、すべての車両状態ディスプレイ情報の制御及びデータバス伝送を提供するよう構成される、ユーティリティ車両。
【請求項11】
転動輸送のためのホイールを有するユーティリティ車両を備える装置であって、前記ユーティリティ車両は、
前記ホイールのうち少なくとも1つに原動力を供給するよう構成された電動モータ及び電動モータ制御ユニット(MCU)と、
動力輸送のため前記電動モータに対し、メイン電源出力経由で第1電圧の電力を供給するよう構成されたバッテリー管理システム(BMS)に接続し、前記第1電圧よりも低い第2電圧の出力電力を供給するよう構成された補助電源出力を含む、電池パックと、
前記補助電源出力に接続され、かつ前記MCU及び前記BMSと通信するよう構成されて、前記ユーティリティ車両の監視制御を行うよう構成される、車両制御モジュール(VCM)と、
を有する、装置。
【請求項12】
請求項11記載の装置において、前記VCMはネットワーク接続上で前記MCU及び前記BMSと通信し、前記BMSは、前記補助電源出力に電力を供給するのに使用される内部DC/DC逓減コンバータを有し、前記ユーティリティ車両は、前記BMSからの第2補助電源出力の信号によって有効にされるよう構成されるメインDC/DCコンバータを有し、また前記メインDC/DCコンバータの動作は前記VCMによって制御される、装置。
【請求項13】
請求項12記載の装置において、さらに、充電のために前記電池パックに電力を供給するよう構成されたチャージャーを備え、前記VCMは、第1通信バス上で前記BMS及び前記MCUと通信し、また前記VCMは、第2通信バス上で前記チャージャーと通信する、装置。
【請求項14】
請求項13記載の装置において、前記電池パックからの前記メイン電源がオフ(OFF)条件になるようコマンドを受けるとき、前記VCMは前記メインDC/DCコンバータを無効にし、前記MCUはキャパシタバンクを有し、前記BMSは前記第2電圧より高い電圧の電力を供給するよう構成された第3補助電源出力を有し、前記MCUの前記キャパシタバンクは、前記第3補助電源出力から送給される電力により予充電を受けるよう構成され、また前記VCMは、前記第3補助電源出力から前記MCUへの電力送給を制御するよう構成される、装置。
【請求項15】
請求項11記載の装置において、前記BMSは、さらに、前記メイン電源出力経由で前記電池パックから供給される電力を調節するよう構成された少なくとも1つのバッテリーコンタクタを備え、前記MCUは、前記バッテリーコンタクタ及びメインコンタクタの双方が閉じており、前記電池パックが前記メイン電源出力経由で電力を供給するとき、前記バッテリーコンタクタとシリアル電気通信状態にあるメインコンタクタを制御するよう構成される、装置。
【請求項16】
請求項15記載の装置において、前記BMSは、前記VCMは、前記メインコンタクタ及び前記バッテリーコンタクタを作動させるため通信バス上で少なくとも1つのコマンドを発するよう構成され、また前記VCMは、前記メインコンタクタ及び前記バッテリーコンタクタの少なくとも一方を含む前記コンタクタの溶着チェックを開始するよう構成される、装置。
【請求項17】
請求項16記載の装置において、さらに、第2補助電源出力を介して前記BMSと電気通信状態にあるメインDC/DCコンバータを備え、前記VCMは、前記溶着チェック中に前記第2補助電源出力を介して前記メインDC/DCコンバータを無効にするよう構成される、装置。
【請求項18】
請求項11記載の装置において、前記MCUはキャパシタバンクを有し、また前記VCMは、メイン電源出力経由のメイン電力がOFFであるとき前記DC/DCコンバータを有効にして、電力を前記キャパシタバンクから消散できるよう構成される、装置。
【請求項19】
請求項11記載の装置において、さらに、複数ホイールにおける少なくとも1つのホイールの動きを検出するよう構成されたホイールセンサを備え、前記BMSは、さらに、メイン電源から離れたMCUに電力を供給するよう構成された第2補助電源出力を有し、前記VCMは、前記メイン電源出力経由のメイン電力がOFFであるとき、前記ホイールセンサをモニタリングするよう構成され、前記電池は、前記電池パックのメイン電源出力経由での電力を調節するため、開状態と閉状態との間で移動するよう構成されたバッテリーコンタクタを有し、さらに、前記メイン電源出力から電力を受け取り、前記MCUに電力を供給するよう構成されたメインコンタクタを有し、また前記VCMは、前記メイン電源出力経由のメイン電力がOFFであり、かつホイールセンサが動きを検出する場合、前記バッテリーコンタクタ及びメインコンタクタを閉じるよう構成される、装置。
【請求項20】
請求項19記載の装置において、さらに、前記第2電圧レベルよりも高い電圧レベルの電力を供給するよう構成され、またディスプレイユニットに電気的に接続される第3補助電源出力を備え、またさらに、前記第2電圧レベルよりも高い電圧レベルの電力を供給するよう構成され、またメインDC/DCコンバータに電気的に接続される第4補助電源出力を備え、前記メインDC/DCコンバータは、さらに、前記メイン電源出力に電気的に接続される、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、概してユーティリティ(多用途)車両(utility vehicles)に関する。より具体的には、限定しないが、本発明は車両制御モジュールを備えるユーティリティ車両に関する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0002】
ユーティリティ車両は関心対象の分野にある。幾つかの既存システムは、若干の用途に関して様々な短所、難点及び欠点がある。例えば、幾つかのユーティリティ車両形態において、車両制御モジュールはユーティリティ車両の性能を改善することができる。したがって、この技術分野で更なる貢献の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【0003】
本発明の一実施形態はユニークなユーティリティ車両である。他の実施形態としては、ユーティリティ車両のための装置、システム、デバイス、ハードウェア、方法、及びそれらの組合せがある。さらに他の実施形態、形態、特徴、態様、利益、及び利点は、本明細書に提示する説明及び図面から明らかになるであろう。
【0004】
本明細書における説明は、幾つかの図の全体を通して類似参照符号が類似部分に言及するものである添付図面について行う。
【図面の簡単な説明】
【0005】
図1】本出願における図示の実施形態による例示的車両システムの概略的説明図を示す。
図2】本出願における図示の実施形態による車両制御システムの例示的サブシステムの概略的説明図を示す。
図3】リチウムイオン電池パックに接続される電子バッテリー制御モジュールを有する車両制御システムのサブシステムにおける例示的アーキテクチャの説明図を示す。
図4】リチウムイオン電池パックに接続される電子バッテリー制御モジュールを有する車両制御システムのサブシステムにおける例示的アーキテクチャの説明図を示す。
図5】リチウムイオン電池パック接続される電子バッテリー制御モジュールを有する例示的リチウム/AC車両制御システムアーキテクチャの説明図を示し、このアーキテクチャにおいて、車両制御モジュールが複数のDC給電負荷に対して信号を出力する。
図6】リチウムイオン電池パックに接続される電子バッテリー制御モジュールを有する例示的リチウム/AC車両制御システムアーキテクチャの説明図を示し、このアーキテクチャにおいて、ユーザーディスプレイが補助DC/DCコンバータを介して電力を受け取る。
図7】本出願における図示の実施形態による車両制御システムの例示的サブシステムの概略的説明図を示す。
図8】リチウムイオン電池パックに接続された電子バッテリー制御モジュールを有する車両制御システムのサブシステムに対する例示的アーキテクチャの概略的説明図を示す。
図9】リチウムイオン電池パックに接続された電子バッテリー制御モジュールを有する車両制御システムのサブシステムに対する例示的アーキテクチャの概略的説明図を示す。
図10】リチウムイオン電池パック接続される電子バッテリー制御モジュールを有する例示的リチウム/AC車両制御システムアーキテクチャの説明図を示し、このアーキテクチャにおいて、車両制御モジュールが複数のDC給電負荷に対して信号を出力する。
図11】リチウムイオン電池パック接続される電子バッテリー制御モジュールを有する例示的リチウム/AC車両制御システムアーキテクチャの説明図を示し、このアーキテクチャにおいて、ユーザーディスプレイが補助DC/DCコンバータを介して電力を受け取る。
【0006】
上述の概要、並びに本発明による若干の実施形態における以下の詳細な説明は、添付図面とともに読むとき、より良く理解されるであろう。本発明を説明する目的のために図面に幾つかの実施形態を示す。しかし、本発明は、添付図面に示した構成及び手段に限定されないと理解すべきである。
【発明を実施するための形態】
【0007】
或る用語は便宜のため上述の説明で使用されるが限定を意図しない。「上側(upper)」、「下側(lower)」、「頂部(top)」、「底部(bottom)」、「第1(first)」、及び「第2(second)」のような単語としては、参照される図面における方向を示す。この用語としては、特に上述した単語、その派生形、及び同様趣旨の単語を含む。さらに、単語「1つの(a)」及び「一つの(one)」は、特別に記述しない限り1つ又はそれ以上の言及項目を含むと定義する。2又はそれ以上のリストが続く、例えば、「A、B又はC」のような語句「少なくとも1つの(at least one of)」は、A、B又はCのうち任意な個別の1つ、並びにそれらの任意な組合せを意味する。
【0008】
図1は、本出願における図示の実施形態による例示的車両システム10の概略的説明図を示す。図示のような例示的車両システム10は、関連の車両制御システム14を有するユーティリティ車両12を備えることができる。様々な異なるタイプの車両は、このユーティリティ車両12として使用することができる。さらに、ユーティリティ車両12は、電動化車両とすることができ、他の動力化様態に加えて、例えば、電力、バッテリー、内燃機関、再生エネルギー源、及び/又はそれらの組合せの使用により電動化又は給電される車両とすることができる。1つの特別な形態において、ユーティリティ車両12は、ユーティリティ車両12の動かす駆動力を発揮するユーティリティ車両12のモータに給電するのに使用される電力を供給する、及び/又はユーティリティ車両12の1つ又はそれ以上の電気的デバイスに電力を供給するよう構成されたリチウムイオン電池パックを備える。さらに、ユーティリティ車両12は、様々な異なるタイプの用途及び/又は使用向けに適合させることができる。例えば、若干の実施形態によれば、ユーティリティ車両12は、電動ゴルフカー又はカートとする。代替的又は付加的に、他の実施形態によれば、ユーティリティ車両12は、完全自律車両、比較的小さい全地形万能ユーティリティ車両、近隣地域車両、又は同様に分類される任意な他の軽量ユーティリティ乗用車である。したがって、「ユーティリティ車両(utility vehicle)」について記述する本明細書で見られる説明は、限定されたものと解すべきではなく、本明細書記載のものより広く適用することができる。
【0009】
ユーティリティ車両12内及び/又はその周辺に位置決めすることができる車両制御システム14は、様々な異なるタイプのハードウェア及び/又はソフトウェアを利用することができる。さらに、車両制御システム14は、例えば、少なくとも以下に詳述し、また図2~6につき図示するものを含めて様々な異なるコンピュータベースのアプリケーションを実行するよう構成することができる。加えて、若干の実施形態によれば、車両制御システム14は、種々のコンピュータソフトウェア・アプリケーション、コンポーネント、プログラム、オブジェクト、モジュール及び/又はデータ構造を実行又はそれらに依存することができる。さらにまた、種々のアプリケーション、コンポーネント、プログラム、オブジェクト、及び/又はモジュールは、車両制御システム14における1つ又はそれ以上のプロセッサ上、又は車両制御システム14に接続される他のデバイス若しくはウェブサーバーネットワーク上で実行することができる。
【0010】
図1に示す例示的実施形態によれば、車両制御システム14は、処理デバイス16、入力/出力デバイス18,メモリ20、及び演算論理22を備える。さらに、図示のように、車両制御システム14は、以下に詳述するように、1つ又はそれ以上の外部デバイス24と通信することができる。入力/出力デバイス18は、車両制御システム14が外部デバイスと通信できるようにする、並びに/又は命令及び/若しくは情報を受信/交信できるようにする任意なタイプのデバイスとすることができる。例えば、若干の実施形態によれば、入力/出力デバイス18は、ネットワークアダプター、ネットワークカード、又はポート(例えば、USBポート、シリアルポート、パラレルポート、VGA、VDI、HDMI、FireWire、CAT5、又は任意な他のポートタイプ)とすることができる。入力/出力デバイス18は、ハードウェア、ソフトウェア、及び/又はファームウェアより成るものとすることができる。入力/出力デバイス18は、これらアダプタ、カード、又はポートのうち1つより多いものを含むことが考えられる。さらに、若干の実施形態によれば、車両制御システム14は、例えば、通信プロトコルのうちとりわけ、1つ又はそれ以上の無線プロトコル若しくはデータストリームを使用することにより、外部デバイス24と通信するよう構成される1つ又はそれ以上のトランシーバーを備える、又は接続することができる。
【0011】
外部デバイス24は、車両制御システム14からデータを入力又は出力できるようにする任意なタイプのデバイスとすることができる。2、3の非限定的な実施例について説明すると、外部デバイス24は、携帯デバイス、他のコンピュータ、サーバー、プリンタ、ディスプレイ、アラーム、照明インジケータ、キーボード、マウス、マウスボタン、又はタッチスクリーンディスプレイとすることができる。さらにまた、若干の実施形態によれば、外部デバイス24は車両制御システム14内に統合できることが考えられる。例えば、車両制御システム14は、スマートフォン、ラップトップコンピュータ、又はタブレットコンピュータとし得る。さらに、若干の実施形態によれば、外部デバイス24のディスプレイは、あるとすれば、車両制御システム14に1つのユニットとして統合させる又はさせないようにすることができ、例えば、スマートフォン、ラップトップコンピュータ、又はタブレットコンピュータ等々のような若干の外部デバイス24の一般設計に一致させることができる。さらに、車両制御システム14と通信する1つより多い外部デバイスを存在させることが考えられる。
【0012】
処理デバイス16は、プログラム可能なタイプ、専用ハード・ワイヤード状態マシン、又はこれらの組合せとすることができ、またさらに、多重プロセッサ、算術論理演算ユニット(ALUs)、中央処理ユニット(CPUs)又は同様のものを備えることができる。多重処理ユニットを有する処理デバイス16の形態に関しては、分散型、パイプライン型、及び/又は並列型の処理が適切なものとして利用することができる。処理デバイス16は、本明細書記載の動作自体を実施するよう専用化したものとすることができる、又は1つ又はそれ以上の付加的用途に利用できるものとすることができる。専用化形態では、処理デバイス16は、メモリ20に記憶されたプログラミング命令(ソフトウェア又はファームウェアのような)によって定義される演算論理22に従ってアルゴリズムを実行し、またデータ処理するプログラム可能型がある。代替的又は付加的に、処理デバイス16のための演算論理22は、少なくとも部分的にハード・ワイヤード論理又は他のハードウェアによって定義される。処理デバイス16は、入力/出力デバイス18、外部デバイス24、又は他の場所から受信する信号を処理するのに適した任意なタイプの1つ又はそれ以上のコンポーネントより成り、並びに所望の出力信号を供給することができる。このようなコンポーネントとしては、デジタル回路、アナログ回路、又はその双方の組合せがあり得る。
【0013】
メモリ20は、固体型、電磁型、光学型、又はこれら型式の組合せのような1つ又はそれ以上のタイプとすることができる。若干の実施形態によれば、メモリ20は、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)デバイス、補助レベルのメモリ(例えば、キャッシュメモリ、不揮発性若しくはバックアップのメモリ(例えば、プログラム可能メモリ若しくはフラッシュメモリ))、リード・オンリー・メモリ、又はそれらの組合せが含まれる。さらに、メモリ20は、揮発性、不揮発性、又はこれらタイプの混成体とすることができ、またメモリ20のうち幾つか又はすべては、可搬式、例えば、ディスク、テープ、メモリスティック、カートリッジ、又は同様のものとすることができる。さらに、メモリ20は、処理デバイス16の演算論理22によって操作されるデータ、例えば、その一実施例に指定される演算論理22を定義するプログラミング命令を記憶することに加えて又はその代わりに、入力/出力デバイス18に対して受信及び/又は送信される信号を表しているデータを記憶することができる。図1に示すように、若干の実施形態によれば、このメモリ20は、処理デバイス16に含まれる及び/又は処理デバイス16に接続され得る。メモリ20は、例えば、データのうちとりわけ、1つ又はそれ以上のユーティリティ車両12の少なくともセッティング制御に関するデータを含めて様々なデータを記憶することができる。メモリ20に加えて、車両システム10は、車両システム10のいずれかの場所に配置した他のメモリを備えることができ、例えば、外部デバイス24のCPUにおけるキャッシュメモリ、並びに仮想メモリとして使用される任意な記憶容量(例えば、記憶装置上又は車両システム10に接続される他のコンピュータ上に記憶される)を含むことができる。
【0014】
外部デバイス24は、上述した車両制御システム14の1つ又はそれ以上の類似特性を有することができる。外部デバイス24を任意の特別なタイプのデバイスに限定することは意図しない。外部デバイス24からのデータは、任意の様々な技術を用いて車両制御システム14に供給することができる。例えば、データは有線又は無線のリンク上で伝送することができ、及び/又はメモリモジュール(例えば、USBスティック)を外部デバイス24から抜き出し、また車両制御システム14に接続することができる。外部デバイス24から車両制御システム14に情報を搬送する上述した技術のうち2つまたはそれ以上の組合せも考えられる。
【0015】
若干の実施形態によれば、ユーティリティ車両12は、1つ又はそれ以上のネットワークを含む外部デバイス24により外部に情報を通信するよう構成することができる。1つ又はそれ以上のネットワークの各々は、データを送信及び/又は受信するよう構成されたネットワークのうちとりわけ、例えば、無線LAN(すなわち、Wi-Fi)、ワイド・エリア・ネットワーク(WAN)、セルラーネットワーク(例えば、3G、4Gロング・ターム・エボリューション(LTE)、5G、等々)及び/又はインターネットを含むローカル・エリア・ネットワーク(LAN)のような、1つ又はそれ以上のコンピュータネットワークを有する、又はこれと動作可能に通信することができる。
【0016】
図1に示す例示的実施形態において、ユーティリティ車両12は、テレマティクス・システム及び/又は個別テレマティクス・システムとも称することができるナビゲーション及び測位システム(NPS)を備える、又はそれと接続することができる。例えば、若干の実施形態によれば、NPSは、ユーティリティ車両12の外部に備え付けられる全地球測位システム(GPS)、及び/又はユーティリティ車両12に接続される電子水平デバイスである。このような実施形態によれば、NPSは、例えば、データのうちとりわけ、地理的場所データを含む情報の提供及び/又は受信目的で車両制御システム14に電子的に接続することができる。さらに、若干の実施形態によれば、他の追加情報をNPS及び車両制御システム14に対して/から送信することができる。本明細書で使用される用語「テレマティクス(telematics)」は、遠隔通信デバイスからの情報をリモート対象物に記憶及び受信するための通信及び情報技術の統合的使用を含む。幾つかの形態において、テレマティクスとしては、ナビゲーション及び測位情報提供、ナビゲーション及び測位情報通信、中央場所と車両との間における情報交換、車両オペレーションの管理及びモニタリング、フリート管理、ジオフェンシング、等々のうち任意な1つ又はそれ以上を含むことができる。通信はセルラーネットワーク上で行うことができるが、他タイプのデータ送受信も考えられる。
【0017】
図1に図示した実施形態において、車両制御システム14は、さらに、例えば、ユーティリティ車両12のユーザー又はオペレータが見るよう位置決めされるディスプレイ26に接続することができる。若干の実施形態において、このディスプレイ26は、タッチスクリーン・インタラクティブ・ディスプレイのような、視覚的表示装置(とりわけ、例えば、モニタ、液晶ディスプレイ(LCD)パネル、有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイパネル)とすることができ、このディスプレイは、ユーティリティ車両12の現在場所に関してリアルタイムにアップデートされる情報、並びに他のユーティリティ車両に関与する情報を含む、様々な情報を表示することができる。
【0018】
種々の実施形態において、電気又はガス式ユーティリティ車両12の車両制御システム14は幾つかのサブシステムを備えることができ、このようなサブシステムとしては、限定しないが、電子車両制御モジュール、モータコントローラ(例えば、ユーティリティ車両12の推進力又は原動力用電動モータを備えるユーティリティ車両のための)、エンジン制御モジュール/ユニット(ECU)(例えば、同様の又は代替的に、ユーティリティ車両12の推進力又は原動力用エンジンを備えるユーティリティ車両のための)、バッテリー管理システム(BMS)とも称される電子バッテリー制御モジュール(BCM)、バッテリーチャージャー、ユーザーディスプレイ、及び無線接続モジュールであって、幾つかの実施形態においては、例えば、インガソール・ランドPLC(Ingersoll Rand PLC)グループにおけるクラブカーLLC(Club Car LLC)社から入手可能な、例えば、ゴルフコース及びゴルフコースにおける個別ホールのような局所的環境に関する情報を提供し、また例えば、ユーティリティ車両がグリーン上又は池内等々を走らないよう防止するジオフェンシングを提供するよう電子車両制御モジュールと併せて使用することができ、またGPSの使用を含むことができ、テレマティクス(telematics)システム又はデバイスと見なせる、ヴィサージ(商標名:Visage)ディスプレイユニット(VDU)とすることができる、又は備えることができる、該無線接続モジュールがあり得る。これらサブシステムは、例えば、限定しないが、自動車業界標準をベースとすることができる共通通信バス/プロトコル(LIN、CAN、FlexRay、等々)、又は専用のネットワーク若しくは通信バス/プロトコルを利用して通信する。幾つかの実施形態において、BMS又はBCMは、リチウムイオン電池パックの一部である。幾つかの実施形態において、BMS又はBCMは、VDU(Visage Display Unit)電源、DC/DC電源、補助12V DC/DC電源、メイン電源イネーブル及びモータ制御電源を含む。
【0019】
図示の実施形態において、ユーティリティ車両12は電子制御モジュール(VCM)を含む。幾つかの実施形態において、このVCMは、すべての車両サブシステム及び電気的動作コンポーネントを監視制御及びモニタリングするよう構成されかつ責任を負う独立した電子制御モジュールである。幾つかの実施形態において、VCMは他の行動を実施する又は機能を制御するよう構成することができる。リチウムイオン電池パックは、例えば、28V又は他の電圧の第1電圧において電動モータに接続し、また第1電圧の電力を、ユーティリティ車両を駆動するための電動モータに供給するよう動作する。ユーティリティ車両12は、例えば、リチウムイオン電池パックの一部分として、第1電圧より低い第2電圧で電力を出力するよう構成されたDC/DCコンバータを含む。例えば、幾つかの実施形態において、第2電圧は12Vである。VCMは、DC/DCコンバータに接続され、またDC/DCコンバータから電力を受け取り、また第2電圧で動作させるよう構成され、またユーティリティ車両12の少なくとも幾つかの動作を制御するよう構成される。
【0020】
1つの形態において、VCMは、車両バッテリー充電における閉ループサブシステムの通信、制御及びモニタリングを提供する。ユーティリティ車両12は、VCM及びリチウムイオン電池パックに通信接続されるチャージャーを含み、またVCMの制御の下でリチウムイオン電池パックを充電するよう構成される。
【0021】
電気ユーティリティ車両において、VCMは、ハードウェアによるディスクリート入力を介してチャージャーの接続を検出するよう構成され、またこの後、データバス上でチャージャーと通信する。VCMは、充電中に、例えば、車両の運動を防止するようモータコントローラ論理ボードへの給電をオフにする。VCMは、車両が充電モードであることを別個のデータバス上でバッテリー制御モジュールに通知するよう構成される。充電モードにあるとき、バッテリー制御モジュールは、例えば、所定バッテリー制御モジュールアルゴリズムに基づいて、データバス上でリクエストされた充電電流値をブロードキャストする。VCMは、バッテリー、例えば、リチウムイオン電池パックであって、1つの形態としては1つ又はそれ以上のリチウムイオン電池セルを含む、該リチウムイオン電池パックを充電するため、リクエストされた充電電流値を出力するようデータバスを介してチャージャーをオンにするコマンドを発する。リクエストされた充電電流値は、例えば、1つ又はそれ以上のパラメータに基づいて、充電サイクル全体にわたる異なる地点又は時点で変化し得る。例えば、リクエストされた大きさの電流は、記憶された等式及び記憶されたルックアップテーブルのうち少なくとも一方に基づいて、VCM又はチャージャーに供給することができる。リクエストされた電流は、複数パラメータのうち1つ又はそれ以上に基づき、また例えば、バッテリー温度のような温度、バッテリーパックがどれくらい満充電されるかによって制限される場合があり、制限的電流値は、望ましいバッテリー寿命若しくは充電サイクル寿命及び/又は他のパラメータに基づいて決定される。バッテリー制御モジュールの充電電流値が変化するとき、新たな又は変化した電流値はデータバス上にブロードキャストされ、またVCMは、充電が完了したことをVCMが決定するまで、新たな又は変化した充電電流値を出力するようチャージャーにコマンドを発する。
【0022】
VCMは、例えば、モータコントローラの一部として配置される又は一部として見なすことができるキャパシタバックを予充電するような車両電力バス予充電を行う構成とされる。VCMは、例えば、ユーティリティ車両が駆動される前又は電動モータが動作させられる前にキャパシタバンクを予充電するよう構成される。VCMは、限定しないが、モータコントローラ及びバッテリー制御モジュールを含む車両サブシステムコンポーネントとのデータバス通信により、車両/バッテリー電源コンタクタ(接触器)の溶着を検出及び防止するため、すべての車両/バッテリー電源コンタクタの優先順位付け(シーケンシング)を行うよう構成される。幾つかの実施形態において、このシーケンシングは、予充電開始後に実施される。例えば、幾つかの実施形態において、リチウムイオン電池パックは、モータコントローラのキャパシタバンクを予充電するのに使用される。予充電が開始された後、コンタクタは、意図せず閉成したか否か、例えば、溶着閉成したか否かを見るようチェックされる。例えば、図4に関しては、メインコンタクタは、リチウムイオン電池パックのVoutをキャパシタバンクのVcapから引き算することによってチェックされる。このΔ又は差が閾値、例えば、所定閾値より大きい場合、コンタクタは溶着閉成していない。Δが閾値より大きくない場合、溶着チェックは失敗しており、このことは、メインコンタクタが溶着していることを意味する。次に、コンタクタBをチェックし、このチェックはVmをVcapから引き算することによって行う。このΔ又は差が閾値、例えば、所定閾値より大きい場合、コンタクタは溶着閉成していない。Δが閾値より大きくない場合、溶着チェックは失敗しており、このことは、コンタクタBが溶着していることを意味する。
【0023】
図示の実施形態において、3つのコンタクタ、すなわち、メインコンタクタ、並びにコンタクタA及びBを採用し、コンタクタA及びBは、幾つかの実施形態において、リチウムイオン電池パックの一部である。他の実施形態において、それより多い又は少ない若しくは異なるコンタクタを採用することができる。例えば、幾つかの実施形態は、メインコンタクタのみを有することができる、又はコンタクタA及びBのうち一方又は双方のみを有することができるとともに、他の実施形態は、メインコンタクタ、並びにコンタクタA及びBのうち一方のみを有することができる。
【0024】
VCMは、1つ又はそれ以上の出力、例えば、ディスクリート出力(例えば、オン又はオフ)、アナログ出力(例えば、可変電圧及び/又は電流出力)、及び車両付属品における、例えば、限定しないが、それぞれが例えば、VCMによって供給される例えば、12Vの第2電力で給電される、ヘッドライト、テールライト、ブレーキライト、ホーン、デイタイム走行ライト、及び顧客が追加した付属品のリレー制御を含むすべての車両付属品のデータバス制御(例えば、デジタル出力)を供給するよう構成される。VCMからの出力を使用して、例えば、限定しないが、上述したコンタクタA、B、及びメインコンタクタのような代替的及び/又は付加的なコンポーネントを制御(BCM及びMCUのような他のサブシステムを介する直接的又は間接的のいずれかによる)することができる。幾つかの運用において、VCMは、例えば、メイン電源出力が切り離されるとき、又は溶着チェックが完了しているとき、メインDC/DCコンバータを不作動(ディスエーブル)にするようコンタクタ及びコンバータを制御するコマンドを出力できる。VCMは、代案的及び/又は付加的に、パックのメイン電源出力がコンタクタを介して切り離された後に、MCUにおけるHVキャパシタを放電させるためメインDC/DCコンバータをオンにするコマンドを出力することができる。幾つかの形態において、VCMはMCUによって動作するエンコーダを介して車輪速度をモニタリングすることができ、またメイン電源がオフであるときに動きが検出される場合、VCMは、MCUを回生ブレーキモードで動作させるようすべてのコンタクタを閉成位置にする制御を行うコマンドを出力することができる。VCMのいかなる制御モードも、直接I/O(個別かつ専用のディスクリート若しくはアナログ信号)又は車載ネットワーク通信バスのいずれかで生ずることができる。
【0025】
幾つかの実施形態において、VCMは、例えば、ハードウェア、ソフトウェア、又はファームウェア構成によりユニークな照明動作を行うよう構成することができる。例えば、デイタイム走行ライトは、車両が前方又は後方に移動しているときVCMによってオンにすることができ、また車両が停止するときオフにすることができ、このことは、幾つかの車両アプリケーションにおける電力消費を低減することができる。他の実施例として、VCMは、付加的又は代案的に、交互ウィグワグ(wig wag)ヘッドライト動作を実施するためヘッドライトを制御するよう構成することができる。
【0026】
幾つかの実施形態において、ユーティリティ車両12は、ユーティリティ車両構成情報を記憶するよう構成された1つ又はそれ以上のメモリを備える。該1つ又はそれ以上のメモリはVCMがアクセス可能であり、幾つかの実施形態においてはVCMの一部である。構成情報の例としては、最高速度、ヘッドライト動作、複数のユーティリティ車両コンポーネントのうち1つ若しくはそれ以上の動作、及び/又は工場設定の付属品がある。例えば、ユーティリティ車両12は、初期工場構成設定又はプログラミングを記憶する不揮発性メモリを備えることができる。この不揮発性メモリは、永続的不揮発性メモリ、例えば、PROMのようなワンタイムプログラム可能なメモリとすることができる、又はEPROM若しくはEEPROMとすることができる、又は他タイプの不揮発性メモリとすることができる。工場における車両の初期構成プログラミングの際に、車両構成及び設定は、永続的不揮発性メモリ領域に記憶し、また一実施形態においては、アクティブ構成メモリ又はメモリ領域に記憶する。幾つかの実施形態において、アクティブ構成メモリは、さらに、顧客構成設定、例えば、電気ユーティリティ車両12の顧客によって変更又は追加された構成設定をも記憶する。永続的不揮発性メモリは、工場にあるときのユーティリティ車両12における、例えば、タイヤサイズ(例えば、最高速度に影響を及ぼすことがあり得る)を含む構成及び設定に関する永続的記録を提供する。
【0027】
幾つかの実施形態において、VCMは、マルチレベルの故障管理/記憶における監視処理及び実施を行うよう構成され、車両レスポンスを最適化しかつ安全な車両運用を確実にするよう調整されたすべてのサブシステムにおける独立した制御を可能にする。VCM制御される故障車両レスポンスとしては、限定しないが、完全車両シャットダウン、車両最高速度減少、及び/又はユーザー情報/警告(視覚的及び/又は可聴的の双方)があり得る。
【0028】
VCMは、複数車両動作モード、並びにエネルギーを節約し、安全性を向上し、及びバッテリー寿命を最適化するタイムアウトを提供するよう構成される。動作モードとしては、限定しないが、スタンバイモード、アクティブモードであって、その間にユーティリティ車両12の駆動を実施することができる、該アクティブモード、充電モード、牽引及び/又は積込みモード、並びに低電力モードがあり得る。幾つかの実施形態において、VCMは、データバスでコマンドを受けるバッテリー制御モジュール電源及びメインコンタクタのVCM制御は、車両動作モードに基づく。
【0029】
幾つかの実施形態において、VCMは、接続された車両システムデータバスコンポーネントの認証をシードキー(seed-key)アルゴリズムにより実施するよう構成される。例えば、VCMは、ネットワーク(例えば、CAN又は他のネットワーク若しくは通信バス/プロトコル)を介して車両システムデータバスコンポーネントを認証するよう構成される。
【0030】
幾つかの実施形態において、VCMは、限定しないが、データバス接続される無線接続モジュール、データバス接続される診断ツール、及び/又はデータバス接続されるコンピュータ若しくはコントローラを含む複数プロトコルを使用して、複数ソースから車両コンポーネントソフトウェアアップデートにおける監視制御及び協調付けを行うよう構成される。
【0031】
幾つかの実施形態において、VCMは、例えば、無線接続モジュール、GPS、ジオフェンスデータ、並びに/又は1つ若しくはそれ以上の他デバイス及び/若しくはデータソースから受信したコマンドに基づいて、車両の最高速度及び許容向きの監視制御を実施するよう構成される。
【0032】
幾つかの実施形態において、VCMは、幾つか又はすべての車両状態ディスプレイ情報の制御及びデータバス伝送を提供するよう構成される。
【0033】
本出願の一態様としては、ユーティリティ車両に原動力を供給するよう構成された電動モータと、第1電圧で前記電動モータに接続されるリチウムイオン電池パックであって、前記ユーティリティ車両を駆動するよう前記電動モータに第1電圧の電力を供給するよう動作可能で、第2電圧の電力を出力するよう構成されたDC/DCコンバータを含む、該リチウムイオン電池パックと、及び前記DC/DCコンバータに接続され、前記第2電圧で動作するよう構成され、また前記ユーティリティ車両の少なくとも幾つかの動作を制御するよう構成された、車両制御モジュール(VCM)と、を備えるというユーティリティ車両がある。
【0034】
本出願の特徴としては、前記第2電圧が前記第1電圧よりも低い、という特徴がある。
【0035】
本出願の他の特徴としては、さらに、VCM及びリチウムイオン電池パックに通信接続され、かつ前記VCMの制御の下で前記リチウムイオン電池パックを充電するよう構成されたチャージャーを備える、という特徴がある。
【0036】
本出願の他の特徴としては、さらに、VCMは、前記チャージャーに対してリクエストされた電流を前記リチウムイオン電池に供給して前記リチウムイオン電池を充電するコマンドを発するよう構成される、という特徴がある。
【0037】
本出願の他の特徴としては、前記リクエストされた電流は、少なくとも1つのパラメータに応答して大きさを変化する、という特徴がある。
【0038】
本出願の他の特徴としては、前記リクエストされた大きさの電流は、記憶された等式及び記憶されたルックアップテーブルのうち少なくとも一方に基づいて、前記VCM又はチャージャーに供給される、という特徴がある。
【0039】
本出願の他の特徴としては、さらに、キャパシタバンクを備え、前記VCMは、前記ユーティリティ車両を駆動する前に、前記キャパシタバンクを予充電するよう構成される、という特徴がある。
【0040】
本出願の他の特徴としては、前記リチウムイオン電池パックはリチウムイオン電池セルを有し、さらに、前記電動モータに接続されたモータコントローラと、及び前記リチウムイオン電池セルから前記モータコントローラへの電気的フローを制御するよう構成されたコンタクタとを備え、前記VCMは、コンタクタが閉成位置にあるか否かを決定する検査を実施するよう構成される、という特徴がある。
【0041】
本出願の他の特徴としては、前記VCMは、コンタクタが閉成位置で溶着されているか否かを決定する検査を実施するよう構成される、という特徴がある。
【0042】
本出願の他の特徴としては、前記ユーティリティ車両は、前記第2電圧で動作する少なくとも1つの付属品(アクセサリー)を備え、前記VCMは前記少なくとも1つの付属品を制御するよう構成される、という特徴がある。
【0043】
本出願の他の特徴としては、前記VCMは、前記少なくとも1つの付属品を制御するため、ディスクリート(離散)出力、アナログ出力及びデータバス信号のうち少なくとも1つを供給するよう構成される、という特徴がある。
【0044】
本出願の他の特徴としては、前記VCMは、前記第2電圧の電力を前記少なくとも1つの付属品に供給するよう構成される、という特徴がある。
【0045】
本出願の他の特徴としては、さらに、デイタイム走行ライトを備え、前記VCMは、前記ユーティリティ車両が移動しているとき前記デイタイム走行ライトをオンにし、また前記ユーティリティ車両が停止しているとき前記デイタイム走行ライトをオフにするよう構成される、という特徴がある。
【0046】
本出願の他の特徴としては、さらに、デイタイム走行ライトを備え、前記VCMは、前記ユーティリティ車両が前方又は後方に移動しているとき前記デイタイム走行ライトをオンにするよう構成される、という特徴がある。
【0047】
本出願の他の特徴としては、さらに、ヘッドライトを備え、前記VCMは、前記交互ウィグワグヘッドライト動作を実施するため、前記ヘッドライトを制御するよう構成される、という特徴がある。
【0048】
本出願の他の特徴としては、さらに、初期工場構成設定を記憶する不揮発性メモリを備える、という特徴がある。
【0049】
本出願の他の特徴としては、前記不揮発性メモリはワンタイムプログラム可能メモリである、という特徴がある。
【0050】
本出願の他の特徴としては、さらに、初期工場構成設定及び顧客選択構成設定のうちの少なくとも1つを記憶するアクティブ構成メモリを備える、という特徴がある。
【0051】
本出願の他の特徴としては、前記VCMは、マルチレベルの故障管理/記憶の監視処理及び/又は実施を行うよう構成され、すべてのサブシステム及び/又は付属品における独立した制御を可能にするよう構成される、という特徴がある。
【0052】
本出願の他の特徴としては、前記VCMは、車両レスポンスを最適化する及び/又は安全車両動作を確実にするよう構成される、という特徴がある。
【0053】
本出願の他の特徴としては、前記VCMは、完全車両シャットダウン、車両最高速度減少、及び/又はユーザー情報/警告を含む故障車両レスポンスを生ずるよう構成される、という特徴がある。
【0054】
本出願の他の特徴としては、前記VCMは、エネルギーを節約し、安全性を向上し、及びバッテリー寿命を最適化するために選択される複数の車両動作モードを生ずるよう構成される、という特徴がある。
【0055】
本出願の他の特徴としては、前記VCMは、前記ユーティリティ車両に複数の動作モードのうち1つ又はそれ以上を供給するよう構成され、前記複数の動作モードとしては、スタンバイモード、アクティブモード、充電モード、牽引モード、積込みモード、及び/又は低電力モードがある、という特徴がある。
【0056】
本出願の他の特徴としては、さらに、補助出力を備え、前記VCMは、前記補助出力を制御するよう構成される、という特徴がある。
【0057】
本出願の他の特徴としては、さらに、データバス及びバッテリー制御モジュールを備え、前記VCMは、車両動作モードに基づいて、データバスでコマンドを受けるバッテリー制御モジュール電源及び/又はメインコンタクタを制御するよう構成される、という特徴がある。
【0058】
本出願の他の特徴としては、さらに、車両システムデータバスコンポーネント及びネットワークを備え、前記車両システムデータバスコンポーネントは、前記ネットワークを介して前記VCMに接続され、前記VCMは、前記ネットワークを介して前記車両データバスコンポーネントを認証するよう構成される、という特徴がある。
【0059】
本出願の他の特徴としては、前記VCMは、シードキーアルゴリズムを使用し、前記ネットワークを介して前記車両データバスコンポーネントを認証するよう構成される、という特徴がある。
【0060】
本出願の他の特徴としては、前記VCMは、複数ソースから車両コンポーネントソフトウェアアップデートにおける監視制御及び協調付けを行うよう構成され、前記複数ソースとしては、データバス接続される無線接続モジュール、データバス接続される診断ツール、及びデータバス接続されるコンピュータのうち少なくとも1つがある、という特徴がある。
【0061】
本出願の他の特徴としては、さらに、無線接続を提供するよう構成された無線接続モジュールを備え、前記VCMは、前記無線接続モジュールから受信したコマンドに基づいて、車両の最高速度及び許容向きの監視制御を実施するよう構成される、という特徴がある。
【0062】
本出願の他の特徴としては、前記VCMは、車両状態ディスプレイ情報の制御及びデータバス伝送を提供するよう構成される、という特徴がある。
【0063】
本出願の他の特徴としては、前記VCMは、すべての車両状態ディスプレイ情報の制御及びデータバス伝送を提供するよう構成される、という特徴がある。
【0064】
本出願の他の態様としては、ユーティリティ車両に原動力を供給するよう構成された電動モータと、メイン電源出力経由の第1電圧で前記電動モータに接続される電池パックであって、前記ユーティリティ車両を駆動するよう前記電動モータに第1電圧の電力を供給するよう動作可能で、前記第1電圧よりも低い第2電圧で補助出力に電力を出力するよう構成されたDC/DCコンバータを含む、該イオン電池パックと、及び前記DC/DCコンバータに接続され、前記第2電圧で動作するよう構成され、また前記ユーティリティ車両のコンポーネントを制御するよう構成された、車両制御モジュール(VCM)と、を備えるというユーティリティ車両がある。
【0065】
本出願の他の特徴としては、前記電池パックはリチウムイオン電池パックであり、さらに、VCM及びリチウムイオン電池パックに通信接続され、かつ前記VCMの制御の下で前記リチウムイオン電池パックを充電するよう構成されたチャージャーを備え、前記VCMは、前記チャージャーに対してリクエストされた電流を前記リチウムイオン電池に供給して前記リチウムイオン電池を充電するコマンドを発するよう構成され、また前記リクエストされた大きさの電流が、記憶された等式及び記憶されたルックアップテーブルのうち少なくとも一方に基づいて、前記VCM又はチャージャーに供給される、という特徴がある。
【0066】
本出願の他の特徴としては、さらに、前記電動モータを調節するよう構成されたモータ制御ユニット(MCU)を備え、前記電池パックは、メイン電源出力への回路経路を選択的に開閉するよう構成されたバッテリーコンタクタと、前記電池パックの外部に配置され、かつ前記モータ制御ユニットによって閉状態と開状態との間で制御可能なモータコンタクタであり、電池セルから前記モータコントローラへの電気的フローを制御するよう構成された、該モータコンタクタとを備え、前記VCMは、前記バッテリーコンタクタ及びモータコンタクタを含むコンタクタに対し、該コンタクタが溶着条件にあるか否かを決定する検査を実施するよう構成される、という特徴がある。
【0067】
本出願の他の特徴としては、前記MCUはキャパシタバンクを有し、また前記VCMは、第2補助出力を介して前記MCUを前記電池パックに接続するのに有用なコマンドを発するよう構成され、前記第2補助出力は、ユーティリティ車両が駆動される前にキャパシタバンクを予充電するのに有用な前記第2電圧より高い予充電電圧を供給するよう構成される、という特徴がある。
【0068】
本出願の他の特徴としては、前記ユーティリティ車両は前記第2電圧で動作する少なくとも1つの付属品を有し、前記VCMは少なくとも1つの付属品を制御するよう構成され、前記VCMは前記第2電圧の電力を前記少なくとも1つの付属品に供給するよう構成され、また前記VCMは、前記少なくとも1つの付属品を制御するためのディスクリート(離散)出力、アナログ出力及びデータバス信号のうち少なくとも1つを供給するよう構成される、という特徴がある。
【0069】
本出願の他の特徴としては、前記少なくとも1つの付属品は一対のヘッドライトであり、前記VCMは、前記ヘッドライトを制御して交互ウィグワグヘッドライト動作を実施するよう構成される、という特徴がある。
【0070】
本出願の他の特徴としては、前記VCMは、マルチレベルの故障管理/記憶における監視処理及び/又は実施を行い、すべての車両サブシステム及び/又は付属品の独立制御を可能にするよう構成され、前記VCMは、完全車両シャットダウン、車両最高速度減少、及び/又はユーザー情報/警告を含む故障車両レスポンスを生ずるよう構成され、前記VCMは、前記ユーティリティ車両に対して複数動作モードのうち1つ又はそれ以上の動作モードを提供するよう構成され、前記複数動作モードとしては、スタンバイモード、アクティブモード、充電モード、牽引モード、積込みモード、及び/又は低電力モードがある、という特徴がある。
【0071】
本出願の他の特徴としては、さらに、車両システムデータバスコンポーネント及びネットワークを備え、前記車両システムデータバスコンポーネントは前記ネットワークを介して前記VCMに接続され、前記VCMは、前記ネットワークを介し前記車両システムデータバスコンポーネントを認証するよう構成され、また前記VCMは、シードキーアルゴリズムを使用して、前記ネットワークを介し前記車両システムデータバスコンポーネントを認証するよう構成される、という特徴がある。
【0072】
本出願の他の特徴としては、前記VCMは、少なくとも1つのソースから車両コンポーネントソフトウェアアップデートにおける監視制御及び協調付けを行うよう構成され、前記車両コンポーネントソフトウェアアップデートとしては、BMS、MCU、及びディスプレイ制御ユニットのうち少なくとも1つに対するアップデートを含み、複数のソースとしては、データバス接続される無線接続モジュール、データバス接続される診断ツール、及びデータバス接続されるコンピュータのうち少なくとも1つがある、という特徴がある。
【0073】
本出願の他の特徴としては、さらに、無線接続を提供するよう構成された無線接続モジュールを備え、前記VCMは、前記無線接続モジュールから受信したコマンドに基づいて、車両の最高速度及び許容向きの監視制御を実施するよう構成され、前記VCMは、車両状態ディスプレイ情報の制御及びデータバス伝送を提供するよう構成され、また前記VCMは、すべての車両状態ディスプレイ情報の制御及びデータバス伝送を提供するよう構成される、という特徴がある。
【0074】
本出願のさらに他の態様としては、転動輸送のためのホイールを有するユーティリティ車両を備える装置があり、前記ユーティリティ車両は、前記ホイールのうち少なくとも1つに原動力を供給するよう構成された電動モータ及び電動モータ制御ユニット(MCU)と、動力輸送のため前記電動モータに対し、メイン電源出力経由で第1電圧の電力を供給するよう構成されたバッテリー管理システム(BMS)に接続した電池パックであり、前記第1電圧よりも低い第2電圧の出力電力を供給するよう構成された補助電源出力を含む、該電池パックと、及び前記補助電源出力に接続され、かつ前記MCU及び前記BMSと通信するよう構成された車両制御モジュール(VCM)であり、前記ユーティリティ車両の監視制御を行うよう構成される、該VCMとを有する。
【0075】
本出願の特徴としては、前記VCMはネットワーク接続上で前記MCU及び前記BMSと通信し、前記BMSは、前記補助電源出力に電力を供給するのに使用される内部DC/DC逓減コンバータを有し、前記ユーティリティ車両は、前記BMSからの第2補助電源出力の信号によって有効(イネーブル)にされるよう構成されるメインDC/DCコンバータを有し、また前記メインDC/DCコンバータの動作は前記VCMによって制御される、という特徴がある。
【0076】
本出願の他の特徴としては、さらに、充電のために前記電池パックに電力を供給するよう構成されたチャージャーを備え、前記VCMは、第1通信バス上で前記BMS及び前記MCUと通信し、また前記VCMは、第2通信バス上で前記チャージャーと通信する、という特徴がある。
【0077】
本出願の他の特徴としては、前記電池パックからの前記メイン電源がオフ(OFF)条件になるようコマンドを受けるとき、前記VCMは前記メインDC/DCコンバータを無効(ディスエーブル)にし、前記MCUはキャパシタバンクを有し、前記BMSは前記第2電圧より高い電圧の電力を供給するよう構成された第3補助電源出力を有し、前記MCUの前記キャパシタバンクは、前記第3補助電源出力から送給される電力により予充電を受けるよう構成され、また前記VCMは、前記第3補助電源出力から前記MCUへの電力送給を制御するよう構成される、という特徴がある。
【0078】
本出願の他の特徴としては、さらに、前記メイン電源出力経由で前記電池パックから供給される電力を調節するよう構成された少なくとも1つのバッテリーコンタクタを備え、前記MCUは、前記バッテリーコンタクタ及びメインコンタクタの双方が閉じており、前記電池パックが前記メイン電源出力経由で電力を供給するとき、前記バッテリーコンタクタとシリアル電気通信状態にあるメインコンタクタを制御するよう構成される、という特徴がある。
【0079】
本出願の他の特徴としては、前記VCMは、前記メインコンタクタ及び前記バッテリーコンタクタを作動させるため通信バス上で少なくとも1つのコマンドを発するよう構成され、また前記VCMは、前記メインコンタクタ及び前記バッテリーコンタクタの少なくとも一方を含む前記コンタクタの溶着チェックを開始するよう構成される、という特徴がある。
【0080】
本出願の他の特徴としては、さらに、第2補助電源出力を介して前記BMSと電気通信状態にあるメインDC/DCコンバータを備え、前記VCMは、前記溶着チェック中に前記第2補助電源出力を介して前記メインDC/DCコンバータを無効(ディスエーブル)にするよう構成される、という特徴がある。
【0081】
本出願の他の特徴としては、前記MCUはキャパシタバンクを有し、また前記VCMは、メイン電源出力経由のメイン電力がOFFであるとき前記DC/DCコンバータを有効(イネーブル)にして、電力を前記キャパシタバンクから消散できるよう構成される、という特徴がある。
【0082】
本出願の他の特徴としては、さらに、複数ホイールにおける少なくとも1つのホイールの動きを検出するよう構成されたホイールセンサを備え、前記BMSは、さらに、メイン電源から離れたMCUに電力を供給するよう構成された第2補助電源出力を有し、前記VCMは、前記メイン電源出力経由のメイン電力がOFFであるとき、前記ホイールセンサをモニタリングするよう構成され、前記電池は、前記電池パックのメイン電源出力経由での電力を調節するため、開状態と閉状態との間で移動するよう構成されたバッテリーコンタクタを有し、さらに、前記メイン電源出力から電力を受け取り、前記MCUに電力を供給するよう構成されたメインコンタクタを有し、また前記VCMは、前記メイン電源出力経由のメイン電力がOFFであり、かつホイールセンサが動きを検出する場合、前記バッテリーコンタクタ及びメインコンタクタを閉じるよう構成される、という特徴がある。
【0083】
本出願の他の特徴としては、さらに、前記第2電圧レベルよりも高い電圧レベルの電力を供給するよう構成され、またディスプレイユニットに電気的に接続される第3補助電源出力を備え、またさらに、前記第2電圧レベルよりも高い電圧レベルの電力を供給するよう構成され、またメインDC/DCコンバータに電気的に接続される第4補助電源出力を備え、前記メインDC/DCコンバータは、さらに、前記メイン電源出力に電気的に接続される、という特徴がある。
【0084】
本発明は、現在最も実用的でありかつ好適な実施形態であるとみなされるものにつき説明してきたが、本発明は、記載された実施形態に限定せず、特許請求の範囲の精神及び範囲内に含まれる種々の変更例及び等価的構成をカバーすることを意図し、この範囲は、特許法の下で許可されるすべての変更例及び等価的構造を包括するよう最も広い解釈に従うべきであると理解されたい。さらにまた、上述した説明における、好ましい、好適には、又は好適なという用語の使用は、そのように記載された特徴がより望ましいものであり得ることを示すとともに、それにもかかわらず、必須ではないこともあり得るもので、またそれが欠けているいかなる実施形態も発明の範囲内であると見なすことができ、その範囲は特許請求の範囲によって定義されると理解すべきである。特許請求の範囲を読むにあたり、「1つ(a)」、「1つ(an)」、「少なくとも1つ(at least one)」、「少なくとも一部分(at least a portion)」の用語を使用するとき、特許請求の範囲でそれ以外を特別に表現しない限り特許請求の範囲を1つの言及項目に限定することは意図しない。さらに、「少なくとも一部分(at least a portion)」及び/又は「一部分(a portion)」という語句を使用するとき、その言及項目は、それ以外を特別に表現しない限り、対象項目の一部分及び/又は全体を含むことができる。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
【手続補正書】
【提出日】2021-12-10
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ユーティリティ車両であって、
前記ユーティリティ車両に原動力を供給するよう構成された電動モータと、
メイン電源出力経由の第1電圧で前記電動モータに接続されて、前記ユーティリティ車両を駆動するよう前記電動モータに第1電圧の電力を供給するよう動作可能で、前記第1電圧より低い第2電圧で補助出力から電力を出力するよう構成されたDC/DCコンバータを含む、イオン電池パックと、
前記DC/DCコンバータに接続され、前記第2電圧で動作するよう構成され、前記電動モータ及び前記イオン電池パックと通信するように構成され、また前記ユーティリティ車両のコンポーネントを制御するよう構成された、車両制御モジュール(VCM)と、を備える、ユーティリティ車両。
【請求項2】
請求項1記載のユーティリティ車両において、前記電池パックはリチウムイオン電池パックであり、さらに、前記VCM及びリチウムイオン電池パックに通信接続され、かつ前記VCMの制御の下で前記リチウムイオン電池パックを充電するよう構成されたチャージャーを備え、前記VCMは、前記チャージャーに対してリクエストされた電流を前記リチウムイオン電池パックに供給して前記リチウムイオン電池パックを充電するコマンドを発するよう構成され、前記リクエストされた大きさの電流が、記憶された等式及び記憶されたルックアップテーブルのうち少なくとも一方に基づいて、前記VCM又はチャージャーに供給される、ユーティリティ車両。
【請求項3】
請求項1記載のユーティリティ車両において、さらに、前記電動モータを調節するよう構成されたモータ制御ユニット(MCU)を備え、前記電池パックは、メイン電源出力への回路経路を選択的に開閉するよう構成されたバッテリーコンタクタと、前記電池パックの外部に配置され、かつ前記モータ制御ユニットによって閉状態と開状態との間で制御可能で、前記電池パックの電池セルから前記モータ制御ユニットへの電気的フローを制御するよう構成された、モータコンタクタとを備え、前記VCMは、前記バッテリーコンタクタ及びモータコンタクタを含むコンタクタに対し、該コンタクタが溶着条件にあるか否かを決定する検査を実施するよう構成される、ユーティリティ車両。
【請求項4】
請求項3記載のユーティリティ車両において、前記MCUはキャパシタバンクを有し、また前記VCMは、第2補助出力を介して前記MCUを前記電池パックに接続するのに有用なコマンドを発するよう構成され、前記第2補助出力は、ユーティリティ車両が駆動される前にキャパシタバンクを予充電するのに有用な前記第2電圧より高い予充電電圧を供給するよう構成される、ユーティリティ車両。
【請求項5】
請求項1記載のユーティリティ車両において、前記ユーティリティ車両は前記第2電圧で動作する少なくとも1つの付属品を有し、前記VCMは少なくとも1つの付属品を制御するよう構成され、前記VCMは前記第2電圧の電力を前記少なくとも1つの付属品に供給するよう構成され、また前記VCMは、前記少なくとも1つの付属品を制御するためのディスクリート出力、アナログ出力及びデータバス信号のうち少なくとも1つを供給するよう構成される、ユーティリティ車両。
【請求項6】
請求項5記載のユーティリティ車両において、前記少なくとも1つの付属品は一対のヘッドライトであり、前記VCMは、前記一対のヘッドライトを制御して交互ウィグワグヘッドライト動作を実施するよう構成される、ユーティリティ車両。
【請求項7】
請求項1記載のユーティリティ車両において、前記VCMは、マルチレベルの故障管理/記憶における監視処理及び/又は実施を行い、すべての車両サブシステム及び/又は付属品の独立制御を可能にするよう構成され、前記VCMは、完全車両シャットダウン、車両最高速度減少、及び/又はユーザー情報/警告を含む故障車両レスポンスを生ずるよう構成され、前記VCMは、前記ユーティリティ車両に対して複数動作モードのうち1つ又はそれ以上の動作モードを提供するよう構成され、前記複数動作モードとしては、スタンバイモード、アクティブモード、充電モード、牽引モード、積込みモード、及び/又は低電力モードがある、ユーティリティ車両。
【請求項8】
請求項1記載のユーティリティ車両において、さらに、車両システムデータバスコンポーネント及びネットワークを備え、前記車両システムデータバスコンポーネントは前記ネットワークを介して前記VCMに接続され、前記VCMは、前記ネットワークを介し前記車両システムデータバスコンポーネントを認証するよう構成され、また前記VCMは、シードキーアルゴリズムを使用して、前記ネットワークを介し前記車両システムデータバスコンポーネントを認証するよう構成される、ユーティリティ車両。
【請求項9】

請求項1記載のユーティリティ車両において、前記VCMは、少なくとも1つのソースから車両コンポーネントソフトウェアアップデートにおける監視制御及び協調付けを行うよう構成され、前記車両コンポーネントソフトウェアアップデートとしては、前記電池パックのバッテリー管理システム(BMS前記電動モータの電動モータ制御ユニットMCU、及びディスプレイ制御ユニットのうち少なくとも1つに対するアップデートを含み、前記少なくとも1つのソースとしては、データバス接続される無線接続モジュール、データバス接続される診断ツール、及びデータバス接続されるコンピュータのうち少なくとも1つがある、ユーティリティ車両。
【請求項10】
請求項9記載のユーティリティ車両において、さらに、無線接続を提供するよう構成された無線接続モジュールを備え、前記VCMは、前記無線接続モジュールから受信したコマンドに基づいて、車両の最高速度及び許容向きの監視制御を実施するよう構成され、前記VCMは、車両状態ディスプレイ情報の制御及びデータバス伝送を提供するよう構成され、また前記VCMは、すべての車両状態ディスプレイ情報の制御及びデータバス伝送を提供するよう構成される、ユーティリティ車両。
【請求項11】
転動輸送のためのホイールを有するユーティリティ車両を備える装置であって、前記ユーティリティ車両は、
前記ホイールのうち少なくとも1つに原動力を供給するよう構成された電動モータ及び電動モータ制御ユニット(MCU)と、
動力輸送のため前記電動モータに対し、メイン電源出力経由で第1電圧の電力を供給するよう構成されたバッテリー管理システム(BMS)に接続し、前記第1電圧よりも低い第2電圧の出力電力を供給するよう構成された補助電源出力を含む、電池パックと、
前記補助電源出力に接続され、かつ前記MCU及び前記BMSと通信するよう構成されて、前記ユーティリティ車両の監視制御を行うよう構成される、車両制御モジュール(VCM)と、を有する、装置。
【請求項12】
請求項11記載の装置において、前記VCMはネットワーク接続上で前記MCU及び前記BMSと通信し、前記BMSは、前記補助電源出力に電力を供給するのに使用される内部DC/DC逓減コンバータを有し、前記ユーティリティ車両は、前記BMSからの第2補助電源出力の信号によって有効にされるよう構成されるメインDC/DCコンバータを有し、また前記メインDC/DCコンバータの動作は前記VCMによって制御される、装置。
【請求項13】
請求項12記載の装置において、さらに、充電のために前記電池パックに電力を供給するよう構成されたチャージャーを備え、前記VCMは、第1通信バス上で前記BMS及び前記MCUと通信し、また前記VCMは、第2通信バス上で前記チャージャーと通信する、装置。
【請求項14】
請求項13記載の装置において、前記電池パックからの前記メイン電源がオフ(OFF)条件になるようコマンドを受けるとき、前記VCMは前記メインDC/DCコンバータを無効にし、前記MCUはキャパシタバンクを有し、前記BMSは前記第2電圧より高い電圧の電力を供給するよう構成された第3補助電源出力を有し、前記MCUの前記キャパシタバンクは、前記第3補助電源出力から送給される電力により予充電を受けるよう構成され、また前記VCMは、前記第3補助電源出力から前記MCUへの電力送給を制御するよう構成される、装置。
【請求項15】
請求項11記載の装置において、前記BMSは、さらに、前記メイン電源出力経由で前記電池パックから供給される電力を調節するよう構成された少なくとも1つのバッテリーコンタクタを備え、前記MCUは、前記バッテリーコンタクタ及びメインコンタクタの双方が閉じており、前記電池パックが前記メイン電源出力経由で電力を供給するとき、前記バッテリーコンタクタとシリアル電気通信状態にあるメインコンタクタを制御するよう構成される、装置。
【請求項16】
請求項15記載の装置において、前記BMSは、前記VCMは、前記メインコンタクタ及び前記バッテリーコンタクタを作動させるため通信バス上で少なくとも1つのコマンドを発するよう構成され、また前記VCMは、前記メインコンタクタ及び前記バッテリーコンタクタの少なくとも一方を含むコンタクタの溶着チェックを開始するよう構成される、装置。
【請求項17】
請求項16記載の装置において、さらに、第2補助電源出力を介して前記BMSと電気通信状態にあるメインDC/DCコンバータを備え、前記VCMは、前記溶着チェック中に前記第2補助電源出力を介して前記メインDC/DCコンバータを無効にするよう構成される、装置。
【請求項18】
請求項11記載の装置において、前記MCUはキャパシタバンクを有し、前記電池パックはDC/DCコンバータを有し、また前記VCMは、メイン電源出力経由のメイン電力がOFFであるとき前記DC/DCコンバータを有効にして、電力を前記キャパシタバンクから消散できるよう構成される、装置。
【請求項19】
請求項11記載の装置において、さらに、複数ホイールにおける少なくとも1つのホイールの動きを検出するよう構成されたホイールセンサを備え、前記BMSは、さらに、メイン電源から離れたMCUに電力を供給するよう構成された第2補助電源出力を有し、前記VCMは、前記メイン電源出力経由のメイン電力がOFFであるとき、前記ホイールセンサをモニタリングするよう構成され、前記電池パックは、前記電池パックのメイン電源出力経由での電力を調節するため、開状態と閉状態との間で移動するよう構成されたバッテリーコンタクタを有し、さらに、前記メイン電源出力から電力を受け取り、前記MCUに電力を供給するよう構成されたメインコンタクタを有し、また前記VCMは、前記メイン電源出力経由のメイン電力がOFFであり、かつホイールセンサが動きを検出する場合、前記バッテリーコンタクタ及びメインコンタクタを閉じるよう構成される、装置。
【請求項20】
請求項19記載の装置において、さらに、前記第2電圧よりも高い第3圧の電力を供給するよう構成され、またディスプレイユニットに電気的に接続される第3補助電源出力を備え、またさらに、前記第2電圧よりも高い第4電圧の電力を供給するよう構成され、またメインDC/DCコンバータに電気的に接続される第4補助電源出力を備え、前記メインDC/DCコンバータは、さらに、前記メイン電源出力に電気的に接続される、装置。
【国際調査報告】