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特表2024-514394モジュール式の堅牢な冷却されたアクチュエータ制御システム
(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】2024-04-02
(54)【発明の名称】モジュール式の堅牢な冷却されたアクチュエータ制御システム
(51)【国際特許分類】
H05K 7/18 20060101AFI20240326BHJP
H05K 7/20 20060101ALI20240326BHJP
【ＦＩ】
H05K7/18 K
H05K7/20 M
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023553104
(86)(22)【出願日】2022-02-24
(85)【翻訳文提出日】2023-10-19
(86)【国際出願番号】 US2022017629
(87)【国際公開番号】W WO2022187066
(87)【国際公開日】2022-09-09
(31)【優先権主張番号】63/155,228
(32)【優先日】2021-03-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】501188177
【氏名又は名称】ムーグ インコーポレーテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110000855
【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】オーピー、レイ
【テーマコード（参考）】
5E322
【Ｆターム（参考）】
5E322DA01
5E322DA04
(57)【要約】
モジュール式アクチュエータ制御システムは、第１のアクチュエータ制御モジュール及び第２のアクチュエータ制御モジュールであって、第１のアクチュエータ及び第２のアクチュエータを制御するように構成され、各々が、ハウジングと、制御電子機器及び電力電子機器と、電力接続及び通信接続と、アクチュエータ電力接続と、ハウジング内で電力電子機器に液体冷却剤を提供するように構成される、入口ポートと出口ポートとの間の各ハウジング内の流路とを有する、第１のアクチュエータ制御モジュール及び第２のアクチュエータ制御モジュールと、第１のアクチュエータ制御モジュール及び第２のアクチュエータ制御モジュールの第１のハウジング及び第２のハウジングを接続するアタッチメントと、流体冷却剤源に接続するように構成された、第１のアクチュエータ制御モジュールの冷却剤入口ポートと、第２のアクチュエータ制御モジュールの冷却剤入口ポートに接続された、第１のアクチュエータ制御モジュールの冷却剤出口ポートとを備え、第１のアクチュエータ制御モジュール及び第２のアクチュエータ制御モジュールは、互いと冷却剤流体連通するように積み重ねられている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも１つの動作軸を有し、電気的に動力が供給される第１のアクチュエータを制御するように構成された第１のコントローラモジュールであって、第１のハウジングと、
前記第１のハウジング内の第１の制御電子機器と、
前記第１のハウジング内の第１の電力電子機器と、
マスター電源に接続するように構成された第１の電力接続と、
マスターコントローラ電子機器に接続するように構成された第１の通信接続と、
前記第１の電力電子機器を前記第１のアクチュエータと接続するように構成された第１のアクチュエータ電力接続と、
第１の冷却剤入口ポートと、
第１の冷却剤出口ポートと、
液体冷却剤を前記第１の電力電子機器に提供するように構成された、前記第１の冷却剤入口ポートと前記第１の冷却剤出口ポートとの間で前記第１のハウジング内の第１の流路とを備える、
第１のコントローラモジュールと、
少なくとも１つの動作軸を有し、電気的に動力が供給される第２のアクチュエータを制御するように構成された第２のコントローラモジュールであって、
第２のハウジングと、
前記第２のハウジング内の第２の制御電子機器と、
前記第２のハウジング内の第２の電力電子機器と、
前記電源に接続するように構成された第２の電力接続と、
前記マスターコントローラ電子機器に接続するように構成された第２の通信接続と、
前記第２の電力電子機器を前記第２のアクチュエータと接続するように構成された第２のアクチュエータ電力接続と、
第２の冷却剤入口ポートと、
第２の冷却剤出口ポートと、
前記液体冷却剤を前記第２の電力電子機器に提供するように構成された、前記第２の冷却剤入口ポートと前記第２の冷却剤出口ポートとの間で前記第２のハウジング内の第２の流路とを備える、
第２のコントローラモジュールと、
前記第１のコントローラモジュールの前記第１のハウジングと、前記第２のコントローラモジュールの前記第２のハウジングを接続するアタッチメントとを備え、
前記第１のコントローラモジュールの前記第１の冷却剤入口ポートは、流体冷却剤源に接続するように構成され、
前記第１のコントローラモジュールの前記第１の冷却剤出口ポートは、前記第２のコントローラモジュールの前記第２の冷却剤入口ポートに接続されている、モジュール式アクチュエータ制御システムであって、
前記第１のコントローラモジュール及び前記第２のコントローラモジュールは、互いと冷却剤流体連通するように積み重ねられている、モジュール式アクチュエータ制御システム。
【請求項2】
前記第１のコントローラモジュールは、第１の二次冷却剤出口ポートと、前記第１の冷却剤入口ポートと前記第１の二次冷却剤出口ポートの間で前記第１のハウジング内の第１の二次流路とを備え、前記第１の流路は、前記第１の二次流路から隔てられており、
前記第２のコントローラモジュールは、第２の二次冷却剤入口ポートを備え、
前記第１のコントローラモジュールの前記第１の二次冷却剤出口ポートは、前記第２のコントローラモジュールの前記第２の二次冷却剤入口ポートに接続されており、
前記第１のコントローラモジュール及び前記第２のコントローラモジュールは、平行流路冷却剤構成で積み重ねられている、請求項１に記載のモジュール式アクチュエータ制御システム。
【請求項3】
前記第１のコントローラモジュールは、前記第１の制御電子機器を前記第１のアクチュエータと接続するように構成された第１のアクチュエータ通信接続を備え、前記第２のコントローラモジュールは、前記第２の制御電子機器を前記第２のアクチュエータと接続するように構成された第２のアクチュエータ通信接続を備える、請求項１に記載のモジュール式アクチュエータ制御システム。
【請求項4】
前記第１のアクチュエータは、前記第１のアクチュエータの動作パラメータを感知するための第１のセンサを備え、前記第１のアクチュエータ通信接続は、前記第１の制御電子機器を前記第１のアクチュエータの前記第１のセンサと接続するように構成され、前記第２のアクチュエータは、前記第２のアクチュエータの動作パラメータを感知するための第２のセンサを備え、前記第２のアクチュエータ通信接続は、前記第２の制御電子機器を前記第２のアクチュエータの前記第２のセンサと接続するように構成される、請求項３に記載のモジュール式アクチュエータ制御システム。
【請求項5】
前記第１の電力接続及び前記第２の電力接続に電力を供給する共通電力バスを備える、請求項１に記載のモジュール式アクチュエータ制御システム。
【請求項6】
前記第１の通信接続及び前記第２の通信接続と通信する共通シリアルバスを備える、請求項１に記載のモジュール式アクチュエータ制御システム。
【請求項7】
前記第１のハウジングは、外部環境から実質的に隔離された第１の電子機器チャンバを画定する第１の密閉された電子機器ハウジング区画を備え、前記第１の制御電子機器及び前記第１の電力電子機器は前記第１のチャンバ内に配設され、前記第２のハウジングは、前記外部環境から実質的に隔離された第２の電子機器チャンバを画定する第２の密閉された電子機器ハウジング区画を備え、前記第２の制御電子機器及び前記第２の電力電子機器は前記第２のチャンバ内に配設される、請求項１に記載のモジュール式アクチュエータ制御システム。
【請求項8】
前記第１のハウジングは、前記外部環境から実質的に隔離された第１の接続チャンバを画定する第１の接続区画を備え、前記第１の電力接続及び前記第１の通信接続は前記第１の接続チャンバ内に配設され、前記第２のハウジングは、前記外部環境から実質的に隔離された第２の接続チャンバを画定する第２の接続区画を備え、前記第２の電力接続及び前記第２の通信接続は前記第２の接続チャンバ内に配設される、請求項７に記載のモジュール式アクチュエータ制御システム。
【請求項9】
前記第１の電力接続及び前記第２の電力接続に電力を供給する電力バスと、前記第１の通信接続及び前記第２の通信接続と通信するシリアルバスとを備え、
前記共通電力バスは、前記第１の接続チャンバ及び前記第２の接続チャンバ内に延在し、
前記共通シリアルバスは、前記第１の接続チャンバ及び前記第２の接続チャンバ内に延在する、請求項８に記載のモジュール式アクチュエータ制御システム。
【請求項10】
マスターコントローラハウジングと、前記マスターコントローラハウジング内に配設された前記マスターコントローラ電子機器と、
前記第１のコントローラモジュールの前記第１の通信接続と前記第２のコントローラモジュールの前記第２の通信接続を接続するように構成されたマスター通信接続とを備える、
マスターコントローラモジュールと、
前記第１のコントローラモジュールの前記第１のハウジング、前記第２のコントローラモジュールの前記第２のハウジング及び前記マスターコントローラモジュールの前記マスターコントローラハウジングを接続している前記アタッチメントとを備える、請求項１に記載のモジュール式アクチュエータ制御システム。
【請求項11】
前記マスター通信接続、前記第１の通信接続及び前記第２の通信接続間で通信するシリアルバスを備える、請求項１０に記載のモジュール式アクチュエータ制御システム。
【請求項12】
電力管理ハウジングと、前記電力管理ハウジング内の電力管理電子機器と、
前記マスター電源に接続するように構成された入力電力接続と、
前記第１の制御電子機器と前記第２の制御電子機器に接続するように構成された出力制御電力接続と、
パワークーラント入口ポートと、
パワークーラント出口ポートと、
前記電力管理電子機器に液体冷却剤を提供するように構成された、前記パワークーラント入口ポートと前記パワークーラント出口ポートの間で前記電力管理ハウジング内の電力流路とを備える
電力管理モジュールと、
前記第１のコントローラモジュールの前記第１のハウジング、前記第２のコントローラモジュールの前記第２のハウジング、前記マスターコントローラモジュールの前記マスターコントローラハウジング及び前記電力管理モジュールの前記電力管理ハウジングを接続している前記アタッチメントとを備える、請求項１０に記載のモジュール式アクチュエータ制御システム。
【請求項13】
前記マスターコントローラモジュールは、前記電力管理モジュールの前記出力制御電力接続に接続するように構成された入力制御電力接続を備える、請求項１２に記載のモジュール式アクチュエータ制御システム。
【請求項14】
前記第１のコントローラモジュールの前記第１の冷却剤入口ポートに接続され、前記第１のハウジングの前記第１の流路及び前記第２のハウジングの前記第２の流路を通るように前記液体冷却剤を汲み上げるように動作可能に構成されたポンプを備える、請求項１に記載のモジュール式アクチュエータ制御システム。
【請求項15】
前記第２のコントローラモジュールの前記第２の冷却剤出口ポートと前記第１のコントローラモジュールの前記第１の冷却剤入口ポートとの間に接続された熱交換器を備える、請求項１４に記載のモジュール式アクチュエータ制御システム。
【請求項16】
前記熱交換器は、前記第２のコントローラモジュールの前記第２の冷却剤出口ポートと前記ポンプとの間に接続される、請求項１５に記載のモジュール式アクチュエータ制御システム。
【請求項17】
前記第１のコントローラモジュールの前記第１のハウジングと前記第２のコントローラモジュールの前記第２のハウジングとの間にシールを備える、請求項１に記載のモジュール式アクチュエータ制御システム。
【請求項18】
前記電力管理モジュールは、前記第２のコントローラモジュールと前記マスターコントローラモジュールとの間に積み重ねられ、前記第２のコントローラモジュールの前記第２の冷却剤出口ポートは、前記電力管理モジュールの前記パワークーラント入口ポートに接続されている、請求項１２に記載のモジュール式アクチュエータ制御システム。
【請求項19】
少なくとも１つの動作軸を有し、電気的に動力が供給される第３のアクチュエータを制御するように構成された第３のコントローラモジュールであって、第３のハウジングと、
前記第３のハウジング内の第３の制御電子機器と、
前記第３のハウジング内の第３の電力電子機器と、
前記電源に接続するように構成された第３の電力接続と、
前記マスターコントローラ電子機器に接続するように構成された第３の通信接続と、
前記第３の電力電子機器を前記第３のアクチュエータと接続するように構成された第３のアクチュエータ電力接続と、
第３の冷却剤入口ポートと、
第３の冷却剤出口ポートと、
前記第３の電力電子機器に前記液体冷却剤を提供するように構成された、前記第３の冷却剤入口ポートと前記第３の冷却剤出口ポーとの間の前記第３のハウジング内の第３の流路とを備える、
第３のコントローラモジュールと、
前記第１のコントローラモジュールの前記第１のハウジング、前記第２のコントローラモジュールの前記第２のハウジング及び前記第３のコントローラモジュールの前記第３のハウジングを接続している前記アタッチメントとを備え、
前記第２のコントローラモジュールの前記第２の冷却剤出口ポートは、前記第３のコントローラモジュールの前記第３の冷却剤入口ポートに接続されており、
前記第１のコントローラモジュール、前記第２のコントローラモジュール及び前記第３のコントローラモジュールは、互いと冷却剤流体連通するように積み重ねられている、請求項１に記載のモジュール式アクチュエータ制御システム。
【請求項20】
前記第２のコントローラモジュールは、第２の二次冷却剤出口ポートと、前記第２の冷却剤入口ポートと前記第２の二次冷却剤出口ポートとの間で前記第２のハウジング内の第２の二次流路とを備え、前記第２の流路は、前記第２の二次流路から隔てられており、
前記第３のコントローラモジュールは、第３の二次冷却剤入口ポートを備え、
前記第２のコントローラモジュールの前記第２の二次冷却剤出口ポートは、前記第３のコントローラモジュールの前記第３の二次冷却剤入口ポートに接続されており、
前記第１のコントローラモジュール及び前記第２のコントローラモジュールは、直列流路冷却剤構成で積み重ねられており、前記第２のコントローラモジュール及び前記第３のコントローラモジュールは、平行流路冷却剤構成で積み重ねられている、請求項１９に記載のモジュール式アクチュエータ制御システム。
【請求項21】
前記第１の冷却剤入口ポートと、前記第１の冷却剤出口ポートとの間で前記第１のハウジング内の前記第１の流路は、前記第１の電力電子機器に熱的に近接した複数の別個の冷却剤通路を備える、請求項１に記載のモジュール式アクチュエータ制御システム。
【請求項22】
前記第１の冷却剤入口ポートと前記第１の冷却剤出口ポートとの間の前記第１のハウジング内の前記第１の流路は、前記第１の電力電子機器に熱的に近接した蛇行式冷却剤通路を備える、請求項１に記載のモジュール式アクチュエータ制御システム。
【請求項23】
前記マスターコントローラモジュールの前記マスターコントローラハウジングは、制動抵抗器と、コンデンサとを包含する、請求項１２に記載のモジュール式アクチュエータ制御システム。
【請求項24】
前記電源は、電気車両バッテリを備える、請求項１２に記載のモジュール式アクチュエータ制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は一般にアクチュエータ制御システムに関し、より詳細にはモジュール式アクチュエータ制御システムに関する。
【背景技術】
【0002】
少なくとも１つの動作軸での作動を提供する電気モータが当分野ではよく知られており、広範な産業で使用されている。そのようなモータは、線形アクチュエータ又は回転アクチュエータを直接又は間接的に駆動することができる、又はポンプを駆動して電気油圧式線形作動又は電気油圧式回転作動を提供する場合もあることが知られている。そのような作動システムは、アクチュエータの動作を制御及び管理するために駆動制御電子機器及び電力電子機器を含み得ることも知られている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0003】
開示の実施例の対応する部品、部分又は表面に対する括弧でくくられた参照と共に、単に例証の目的のために、且つ限定の目的ではなく、少なくとも１つの動作軸を有し、電気的に動力が供給される第１のアクチュエータ（２２）を制御するように構成された第１のコントローラモジュール（１８）であって、第１のハウジング（３０ａ）と、第１のハウジング（３０ａ）内の第１の制御電子機器（３２ａ）と、第１のハウジング（３０ａ）内の第１の電力電子機器（３１ａ）と、電源（６７）に接続するように構成された第１の電力接続（３６ａ）と、マスターコントローラ電子機器（６１）に接続するように構成された第１の通信接続（３７ａ）と、第１の電力電子機器（３１ａ）を第１のアクチュエータ（２２）と接続するように構成された第１のアクチュエータ電力接続（３９ａ）と、第１の冷却剤入口ポート（８０ａ、８２ａ）と、第１の冷却剤出口ポート（８１ａ、８３ａ）と、液体冷却剤を第１の電力電子機器（３１ａ）に提供するように構成された、第１の冷却剤入口ポート（８０ａ、８２ａ）と第１の冷却剤出口ポート（８１ａ、８３ａ）との間で第１のハウジング（３０ａ）内の第１の流路（８７ａ）とを備える、第１のコントローラモジュール（１８）と、少なくとも１つの動作軸を有し、電気的に動力が供給される第２のアクチュエータ（２３）を制御するように構成された第２のコントローラモジュール（１９）であって、第２のハウジング（３０ｂ）と、第２のハウジング（３０ｂ）内の第２の制御電子機器（３２ｂ）と、第２のハウジング（３０ｂ）内の第２の電力電子機器（３１ｂ）と、電源（６７）に接続するように構成された第２の電力接続（３６ｂ）と、マスターコントローラ電子機器（６１）に接続するように構成された第２の通信接続（３７ｂ）と、第２の電力電子機器（３１ｂ）を第２のアクチュエータ（２３）と接続するように構成された第２のアクチュエータ電力接続（３９ｂ）と、第２の冷却剤入口ポート（８０ｂ、８２ｂ）と、第２の冷却剤出口ポート（８１ｂ、８３ｂ）と、液体冷却剤を第２の電力電子機器（３１ｂ）に提供するように構成された、第２の冷却剤入口ポート（８０ｂ、８２ｂ）と第２の冷却剤出口ポート（８１ｂ、８３ｂ）との間で第２のハウジング（３０ｂ）内の第２の流路（８７ｂ）とを備える、第２のコントローラモジュール（１９）と、第１のコントローラモジュール（１８）の第１のハウジング（３０ａ）と第２のコントローラモジュール（１９）の第２のハウジング（３０ｂ）を接続するアタッチメント（２８ａ～２８ｄ）とを備え、第１のコントローラモジュールの第１の冷却剤入口ポート（８０ａ、８２ａ）は、流体冷却剤源（４５）に接続するように構成され、第１のコントローラモジュール（１８）の第１の冷却剤出口ポート（８１ａ、８３ａ）は、第２のコントローラモジュール（１９）の第２の冷却剤入口ポート（８０ｂ、８２ｂ）に接続されており、第１のコントローラモジュール（１８）及び第２のコントローラモジュール（１９）は、互いと冷却剤流体連通するように積み重ねられている、モジュール式アクチュエータ制御システム（１５）が提供されている。
【0004】
第１のコントローラモジュール（１８）は、第１の二次冷却剤出口ポート（８１ａ）と、第１の冷却剤入口ポート（８０ａ）と第１の二次冷却剤出口ポート（８１ａ）の間で第１のハウジング（３０ａ）内の第１の二次流路（８５ａ）とを備えてよく、第１の流路（８７ａ）は、第１の二次流路（８５ａ）から隔てられてよく、第２のコントローラモジュール（１９）は、第２の二次冷却剤入口ポート（８０ｂ）を備えてよく、第１のコントローラモジュール（１８）の第１の二次冷却剤出口ポート（８１ａ）は、第２のコントローラモジュール（１９）の第２の二次冷却剤入口ポート（８０ｂ）に接続されてよく、第１のコントローラモジュール（１８）及び第２のコントローラモジュール（１９）は、平行流路冷却剤構成で積み重ねられてよい（図８）。
【0005】
第１のコントローラモジュール（１８）は、第１の制御電子機器（３２ａ）を第１のアクチュエータ（２２）と接続するように構成された第１のアクチュエータ通信接続（４０ａ）を備えてよく、第２のコントローラモジュール（１９）は、第２の制御電子機器（３２ｂ）を第２のアクチュエータ（２３）と接続するように構成された第２のアクチュエータ通信接続（４０ｂ）を備えてよい。第１のアクチュエータ（２２）は、第１のアクチュエータ（２２）の動作パラメータを感知するための第１のセンサ（４３ａ）を備えてよく、第１のアクチュエータ通信接続（４０ａ）は、第１の制御電子機器（３２ａ）を第１のアクチュエータ（２２）の第１のセンサ（４３ａ）と接続するように構成されてよく、第２のアクチュエータ（２３）は、第２のアクチュエータ（２３）の動作パラメータを感知するための第２のセンサ（４３ｂ）を備えてよく、第２のアクチュエータ通信接続（４０ｂ）は、第２の制御電子機器（３２ｂ）を第２のアクチュエータ（２３）の第２のセンサ（４３ｂ）と接続するように構成されてよい。
【0006】
モジュール式アクチュエータ制御システムは、第１の電力接続（３６ａ）及び第２の電力接続（３６ｂ）に電力を供給する共通電力バス（５０）を備えてよい。モジュール式アクチュエータ制御システムは、第１の通信接続（３７ａ）及び第２の通信接続（３７ｂ）と通信する共通シリアルバス（６０ａ）を備えてよい。
【0007】
第１のハウジング（３０ａ）は、外部環境から実質的に隔離された第１の電子機器チャンバ（９８ａ）を画定する第１の密閉された電子機器ハウジング区画を備えてよく、第１の制御電子機器（３２ａ）及び第１の電力電子機器（３１ａ）は第１のチャンバ（９８ａ）内に配設されてよく、第２のハウジング（３０ｂ）は、外部環境から実質的に隔離された第２の電子機器チャンバ（９８ｂ）を画定する第２の密閉された電子機器ハウジング区画を備えてよく、第２の制御電子機器（３２ｂ）及び第２の電力電子機器（３１ｂ）は第２のチャンバ（９８ｂ）内に配設されてよい。第１のハウジング（３０ａ）は、外部環境から実質的に隔離された、第１の接続チャンバ（９９ａ）を画定する第１の接続区画を備えてよく、第１の電力接続（３６ａ）及び第１の通信接続（３７ａ）が第１の接続チャンバ（９９ａ）内に配設されてよく、第２のハウジング（３０ｂ）は、外部環境から実質的に隔離された第２の接続チャンバ（９９ｂ）を画定する第２の接続区画を備えてよく、第２の電力接続（３６ｂ）及び第２の通信接続（３７ｂ）が第２の接続チャンバ（９９ｂ）内に配設されてよい。モジュール式アクチュエータ制御システムは、第１の電力接続（３６ａ）及び第２の電力接続（３６ｂ）に電力を供給する電力バス（５０）と、第１の通信接続（３７ａ）及び第２の通信接続（３７ｂ）と通信するシリアルバス（６０ａ）とを備えてよく、共通電力バス（５０）は、第１の接続チャンバ（９９ａ）及び第２の接続チャンバ（９９ｂ）内に延在してよく、共通シリアルバス（６０ａ）は、第１の接続チャンバ（９９ａ）及び第２の接続チャンバ（９９ｂ）内に延在してよい。
【0008】
モジュール式アクチュエータ制御システムは、マスターコントローラハウジング（３０ｆ）と、マスターコントローラハウジング（３０ｆ）内に配設されたマスターコントローラ電子機器（６１）と、第１のコントローラモジュール（１８）の第１の通信接続（３７ａ）と、第２のコントローラモジュール（１９）の第２の通信接続（３７ｂ）を接続するように構成されたマスター通信接続（３７ｆ）とを備えるマスターコントローラモジュール（１６）と、第１のコントローラモジュール（１８）の第１のハウジング（３０ａ）、第２のコントローラモジュール（１９）の第２のハウジング（３０ｂ）及びマスターコントローラモジュール（１６）のマスターコントローラハウジング（３０ｆ）を接続しているアタッチメント（２８ａ～２８ｄ）とを備えてよい。モジュール式アクチュエータ制御システムは、マスター通信接続（３７ｆ）、第１の通信接続（３７ａ）及び第２の通信接続（３７ｂ）間で通信するシリアルバス（６０ａ）を備えてよい。
【0009】
モジュール式アクチュエータ制御システムは、電力管理ハウジング（３０ｅ）と、電力管理ハウジング（３０ｅ）内の電力管理電子機器（５１）と、電源（６７）に接続するように構成された入力電力接続（６６）と、第１の制御電子機器（３２ａ）と第２の制御電子機器（３２ｂ）を接続するように構成された出力制御電力接続（３７ｅ）と、パワークーラント入口ポート（８０ｅ、８２ｅ）と、パワークーラント出口ポート（８１ｅ、８３ｅ）と、電力管理電子機器（５１）に液体冷却剤を提供するように構成された、パワークーラント入口ポート（８０ｅ、８２ｅ）とパワークーラント出口ポート（８１ｅ、８３ｅ）の間で電力管理ハウジング（３０ｅ）内の電力流路（８７ｅ）とを備える電力管理モジュール（１７）と、第１のコントローラモジュール（１８）の第１のハウジング（３０ａ）、第２のコントローラモジュール（１９）の第２のハウジング（３０ｂ）、マスターコントローラモジュール（１６）のマスターコントローラハウジング（３０ｆ）及び電力管理モジュール（１７）の電力管理ハウジング（３０ｅ）を接続しているアタッチメント（２８ａ～２８ｄ）とを備えてよい。マスターコントローラモジュール（１６）は、電力管理モジュール（１７）の出力制御電力接続（３７ｅ）に接続するように構成された入力制御電力接続（３７ｆ）を備えてよい。
【0010】
モジュール式アクチュエータ制御システムは、第１のコントローラモジュール（１８）の第１の冷却剤入口ポート（８０ａ、８２ａ）に接続され、第１のハウジング（３０ａ）の第１の流路（８７ａ）及び第２のハウジング（３０ｂ）の第２の流路（８７ｂ）を通るように液体冷却剤を汲み上げるように動作可能に構成されたポンプ（４５）を備えてよい。モジュール式アクチュエータ制御システムは、第２のコントローラモジュール（１９）の第２の冷却剤出口ポート（８１ｂ、８３ｂ）と第１のコントローラモジュール（１８）の第１の冷却剤入口ポート（８０ａ、８２ａ）との間に接続された熱交換器（４６）を備えてよい。熱交換器（４６）は、第２のコントローラモジュール（１９）の第２の冷却剤出口ポート（８１ｂ、８３ｂ）とポンプ（４５）との間に接続されてよい。モジュール式アクチュエータ制御システムは、第１のコントローラモジュール（１８）の第１のハウジング（３０ａ）と第２のコントローラモジュール（１９）の第２のハウジング（３０ｂ）との間にシールを備えてよい。
【0011】
電力管理モジュール（１７）は、第２のコントローラモジュール（１９）とマスターコントローラモジュール（１６）との間に積み重ねられてよく、第２のコントローラモジュール（１９）の第２の冷却剤出口ポート（８１ｂ、８３ｂ）は、電力管理モジュール（１７）のパワークーラント入口ポート（８０ｅ、８２ｅ）に接続されてよい。モジュール式アクチュエータ制御システムは、少なくとも１つの動作軸を有し、電気的に動力が供給される第３のアクチュエータ（２４、２５、２６、２７）を制御するように構成された第３のコントローラモジュール（２０、２１）であって、第３のハウジング（３０ｃ、３０ｄ）と、第３のハウジング（３０ｃ、３０ｄ）内の第３の制御電子機器（３２ｃ、３２ｄ）と、第３のハウジング（３０ｃ、３０ｄ）内の第３の電力電子機器（３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆ）と、電源（６７）に接続するように構成された第３の電力接続（３６ｃ、３６ｄ）と、マスターコントローラ電子機器（６１）に接続するように構成された第３の通信接続（３７ｃ、３７ｄ）と、第３の電力電子機器（３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆ）を第３のアクチュエータ（２４、２５、２６、２７）と接続するように構成された第３のアクチュエータ電力接続（３９ｃ、３９ｄ、３９ｅ、３９ｆ）と、第３の冷却剤入口ポート（８０ｃ、８０ｄ、８２ｃ、８２ｄ）と、第３の冷却剤出口ポート（８１ｃ、８１ｄ、８３ｃ、８３ｄ）と、第３の電力電子機器（３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆ）に液体冷却剤を提供するように構成された、第３の冷却剤入口ポート（８０ｃ、８０ｄ、８２ｃ、８２ｄ）と第３の冷却剤出口ポート（８１ｃ、８１ｄ、８３ｃ、８３ｄ）との間の第３のハウジング（３０ｃ、３０ｄ）内の第３の流路（８７ｃ、８７ｄ）とを備える、第３のコントローラモジュール（２０、２１）と、第１のコントローラモジュール（１８）の第１のハウジング（３０ａ）、第２のコントローラモジュール（１９）の第２のハウジング（３０ｂ）及び第３のコントローラモジュール（２０、２１）の第３のハウジング（３０ｃ、３０ｄ）を接続しているアタッチメント（２８ａ～２８ｄ）とを備え、第２のコントローラモジュール（１９）の第２の冷却剤出口ポート（８１ｂ、８３ｂ）は、第３のコントローラモジュール（２０、２１）の第３の冷却剤入口ポート（８０ｃ、８０ｄ、８２ｃ、８２ｄ）に接続されており、第１のコントローラモジュール（１８）、第２のコントローラモジュール（１９）及び第３のコントローラモジュール（２０、２１）は、互いと冷却剤流体連通するように積み重ねられている。第２のコントローラモジュール（１９）は、第２の二次冷却剤出口ポート（８３ｂ）と、第２の冷却剤入口ポート（８２ｂ）と第２の二次冷却剤出口ポート（８３ｂ）との間で第２のハウジング（３０ｂ）内の第２の二次流路（８６ｂ）とを備えてよく、第２の流路（８７ｂ）は、第２の二次流路（８６ｂ）から隔てられてよく、第３のコントローラモジュール（２１）は、第３の二次冷却剤入口ポート（８２ｄ）を備えてよく、第２のコントローラモジュール（１９）の第２の二次冷却剤出口ポート（８３ｂ）は、第３のコントローラモジュール（２１）の第３の二次冷却剤入口ポート（８２ｄ）に接続されてよく、第１のコントローラモジュール（１８）及び第２のコントローラモジュール（１９）は、直列流路冷却剤構成で積み重ねられてよく、第２のコントローラモジュール（１９）及び第３のコントローラモジュール（２１）は、平行流路冷却剤構成で積み重ねられてよい。
【0012】
第１の冷却剤入口ポート（８２ａ、２８２）と、第１の冷却剤出口ポート（８１ａ）との間で第１のハウジング（３０ａ）内の第１の流路（８７ａ、２８７）は、第１の電力電子機器（３１ａ）に熱的に近接した複数の別個の冷却剤通路（９０、２９０）を備えてよい。第１の冷却剤入口ポート（１８０）と第１の冷却剤出口ポートとの間の第１のハウジング（３０ａ）内の第１の流路（１８７）は、第１の電力電子機器（３１ａ）に熱的に近接した蛇行式冷却剤通路を備えてよい。
【0013】
マスターコントローラモジュール（１６）のマスターコントローラハウジング（３０ｆ）は、制動抵抗器（５３）と、ＤＣコンデンサ（５４）とを包含してよい。電源（６７）は、電気車両バッテリを備えてよい。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】改良されたモジュール式アクチュエータ制御システムの一実施例の前方等角図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
最初に、同様の参照番号は、同一の構造上の要素、部分又は表面を、そのような要素、部分又は表面が、その中でこの詳細な記載が不可欠な部分である書かれた明細書全体によってさらに記載又は説明され得るように一貫して複数の図面を通して識別することが意図されていることを明確に理解すべきである。そうでないことが指摘されなければ、図面は、明細書と共に読まれる（例えば網掛け、部品の配置、比率、程度など）ことが意図されており、本発明の書かれた記載全体の一部分とみなされるべきである。以下の記載において使用されるとき、用語「水平方向に」、「垂直方向に」、「左」、「右」、「上」及び「下」並びにその形容詞の派生語及び副詞の派生語（例えば「水平方向に」、「右方向に」、「上方向に」など）は、特定の図面が読み手の方に向いているときの例示される構造の配向を単純に指すものである。同様に、用語「内側に」及び「外側に」は一般に、必要に応じて、その伸張の軸又は回転の軸に対する表面の配向を指している。
【0016】
図面を参照すると、及びより詳細には図１～図４を参照すると、モジュール式アクチュエータ制御システムが提供されており、その第１の実施例は、全体的に１５で示されている。示されるように、システム１５は、中央制御モジュール１６、中央電力モジュール１７、第１のアクチュエータ制御モジュール１８、第２のアクチュエータ制御モジュール１９、第３のアクチュエータ制御モジュール２０及び第４のアクチュエータ制御モジュール２１を備え、これらは全て一緒に積み重ねられて、複数のアクチュエータ２２～２７を制御するためのコンパクトで、堅牢で冷却されたコントローラシステム１５を提供する。
【0017】
示されるように、第１のアクチュエータ制御モジュール１８は、線形電気機械式アクチュエータ２２を制御し、第２のアクチュエータ制御モジュール１９は、回転電気油圧式アクチュエータ２３を制御し、第３のアクチュエータ制御モジュール２０はデュアル駆動コントローラであり、回転電気機械式アクチュエータ２４と、回転電気機械式アクチュエータ２５の両方を制御し、第４のアクチュエータ制御モジュール２１は、デュアル駆動コントローラであり、線形電気油圧式アクチュエータ２６と、回転電気機械式アクチュエータ２７の両方を制御する。この実施例は、６つのアクチュエータ２２～２７を制御する４つのアクチュエータ制御モジュール１８～２１を含んでいるが、望まれる用途に応じて他の構成が採用されてもよい。例えば、及び限定なしで、所望により３つ以下、又は５つ以上のアクチュエータ制御モジュールが一緒に積み重ねられてもよい。加えて、及び限定なしで、アクチュエータ制御モジュールは、代替のタイプのアクチュエータを制御するように構成されてもよい。よって、モジュール式システムは、容易に適合可能及び拡張可能であり、望まれるアクチュエータ数と機能性に応じて、異なる積み重ねられたアクチュエータ制御モジュールを備えてもよい。
【0018】
図１～図４に示されるように、この実施例では、アクチュエータ制御モジュール１８は、単一軸コントローラであり、前方部分に電力電子機器３１ａ、コントローラ電子機器３２ａ及び内部冷却剤導管８７ａを包含し、後方部分に、ＤＣバス５０に動作可能に接続されたアクチュエータ電力接続３６ａと、通信バス及び制御電力バス６０ａ及び６０ｂに動作可能に接続された通信接続３７ａとを包含するハウジング３０ａを一般に備える。
【0019】
示されるように、ハウジング３０ａは、前方パネル１００ａ、後端開口カバー１０６ａを備える左側パネル１０２ａ、後端開口１０６ｂを備える右側パネル１０３ａ、底部パネル１０５ａ、頂部パネル１０４ａ及び後方開口カバー１０７ａを備える後方パネル１０１ａを一般に備える頑丈な筐体である。上記で述べたように、ハウジング３０ａは一般に、制御電子機器３２ａ、電力電子機器３１ａ及び内部冷却導管８７ａを概ね収容する前方区画９８ａと、他のモジュールへの接続物を概ね収容する後方区画９９ａとを備える。前方区画９８及び後方区画９９は、電力バス接続及び通信バス接続のために適切にサイズが決められた開口を備えた内部パネルによって隔てられている。ハウジングパネルは、種々の接続によって、及び使用されないときは塞がれてよい種々の開口によって穿孔される。図１に示されるように、ハウジング３０ａの前方パネル１００ａは、アクチュエータ電力接続３９ａ、アクチュエータセンサフィードバック接続４０ａ及びこの実施例では補助インターフェース４１ａを含む。アクチュエータ電力接続３９ａは、アクチュエータ２２に駆動電力を提供する。アクチュエータセンサフィードバック接続４０ａは、アクチュエータ２２のフィードバックセンサ４３ａとインターフェース接続する。補助インターフェース４１ａは、所望であれば、他の外部補助センサ及び機能へのモジュール１８の接続を可能にする。モジュール１８のハウジング３０ａは、示されるようにモジュール１６、１７及び１９～２１と積み重ねられるとき、内部電子機器を外部環境から保護する。この実施例では、後方パネル１０１ａは、モジュール式スタックの組み立て後、後方開口カバー１０７ａによって覆われる後方アクセス開口を備えて示されているが、代替として、及び限定なしで、後方パネル１０１ａは、中実なパネルであってもよい。
【0020】
示されるように、電力電子機器３１ａは、アクチュエータ電力接続３９ａを介して電気モータ２２ａの端子に動作電力を提供する。電力電子機器３１ａは、接続３６ａからＤＣバス５０へのＤＣ電力を、モータ２２ａを駆動する制御されたパルス幅変調（ＰＷＭ）電流に変換する。電力電子機器３１ａの動作は、モータ制御電子機器３２ａの電力制御インターフェース３５ａからのＰＷＭ制御信号によって管理されている。
【0021】
モータ制御電子機器３２ａは、電力制御インターフェース３５ａを介するモータ２２ａへの電力の制御を含め、アクチュエータ２２の動作を制御し、監視し、管理する。モータ制御電子機器３２ａは、通信インターフェース３３ａ、プロセッサ３４ａ及び電力制御インターフェース３５ａを含む。通信インターフェース３３ａは、通信接続３７ａを介して中央制御モジュール１６との通信を提供し、所望であれば、他のアクチュエータ制御モジュール１９、２０及び２１との通信を提供する。通信インターフェース３３ａは、データ、コマンド及び状態を伝達する。プロセッサ３４ａは、内部制御及び監視を提供する。プロセッサ３４ａは、中央コントローラモジュール１６からのコマンド、及びアクチュエータセンサ接続４０ａを介して、アクチュエータ２２の動作パラメータを読み取るセンサ４３ａからのフィードバックを受け取り、これに従ってアクチュエータ２２を制御する。この実施例では、そのようなセンサは、有線接続４０ａを介して制御電子機器３２ａに結合される。他の実施例では、それらは、無線接続を介して結合されてもよい。プロセッサ３４ａは、方法ステップ、計算などを実行する、及び関連データを記憶するなどの様々なコンピュータ実装機能を実行するように構成される。プロセッサ３４ａは、その入力ラインの論理機能である出力ラインを有する任意のデジタルデバイスであってよく、その実例は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ）、特定用途向け集積回路又は他の同様のデバイスを含む。
【0022】
この実施例では、アクチュエータ２２は、出力シャフト２２ｂを駆動する３相永久磁石ＤＣ電気モータ２２ａを有する線形電気機械式アクチュエータである。線形磁気モータ２２ａは、固定ステータと、ステータに対して直線状に移動する（すなわち直線並進）ように駆動される摺動シャフトとを含む。シャフトは、ステータによって少なくとも部分的に囲まれており、軸受によってステータに対して所定の場所に保持される。シャフトは、一連の内蔵永久磁石を有するおかげで磁場を生成する。ステータは、環状磁気コイルを通して磁場を生成する。シャフトの位置及び／又は運動量に対するコイル内の電流の流れの時間を調節することによって、シャフトからの磁力と、ステータからの磁力の相互作用が、いずれかの方向に直線状に移動するようにシャフトを作動させる。他のモータが代替として使用されてもよい。位置センサ４３ａは、モータ制御電子機器３２ａ内の閉ループ動作制御に使用されるシャフト位置を監視するために、接続４０ａを介して位置フィードバックを提供する。位置センサは、位置又は位置の派生物、又は対象からの距離を測定するための任意の電気デバイスであってよく、その実例は、エンコーダ、リゾルバ、線形可変差動変圧器、可変抵抗器、可変コンデンサ、レーザ距離計、超音波領域検出器、赤外線領域検出器又は他の同様のデバイスを含む。
【0023】
図１～図４に示されるように、この実施例では、アクチュエータ制御モジュール１９は、単一軸コントローラであり、モジュール１８と同様であり、前方部分に電力電子機器３１ｂ、コントローラ電子機器３２ｂ及び内部冷却剤導管８７ｂを包含し、後方部分にＤＣバス５０に動作可能に接続されたアクチュエータ電力接続３６ｂと、通信及び制御電力バス６０に動作可能に接続された通信接続３７ｂとを包含するハウジング３０ｂを一般に備える。
【0024】
示されるように、ハウジング３０ｂは、前方パネル１００ｂ、モジュール１８の右側パネル１０３ａ内の後端開口１０６ｂと位置合わせされた後端開口１０６ｃを備える左側パネル１０２ｂ、後端開口１０６ｄを備える右側パネル１０３ｂ、底部パネル１０５ｂ、頂部パネル１０４ｂ及び後方開口カバー１０７ｂを備える後方パネル１０１ｂを一般に備える頑丈な筐体である。上記で述べたように、ハウジング３０ｂは一般に、制御電子機器３２ｂ、電力電子機器３１ｂ及び内部冷却導管８７ｂを概ね収容する前方区画９８ｂと、他のモジュールへの接続物を概ね収容する後方区画９９ｂとを備える。前方区画９８ｂ及び後方区画９９ｂは、電力バス接続及び通信バス接続のために適切にサイズが決められた開口を備えた内部パネルによって隔てられている。ハウジングパネルは、種々の接続によって、及び使用されないときは塞がれてよい種々の開口によって穿孔される。図１に示されるように、ハウジング３０ｂの前方パネル１００ｂは、アクチュエータ電力接続３９ｂ、アクチュエータセンサフィードバック接続４０ｂ及びこの実施例では補助インターフェース４１ｂを含む。アクチュエータ電力接続３９ｂは、アクチュエータ２３に駆動電力を提供する。アクチュエータセンサフィードバック接続４０ｂは、アクチュエータ２３のフィードバックセンサ４３ｂとインターフェース接続する。補助インターフェース４１ｂは、所望であれば他の外部補助センサ及び機能へのモジュール１９の接続を可能にする。モジュール１９のハウジング３０ｂは、示されるようにモジュール１６、１７及び１８並びに２０及び２１と積み重ねられるとき、内部電子機器を外部環境から保護する。この実施例では、後方パネル１０１ｂは、モジュール式スタックの組み立て後、後方開口カバー１０７ｂによって覆われる後方アクセス開口を備えて示されているが、代替として、及び限定なしで、後方パネル１０１ｂは、中実なパネルであってもよい。
【0025】
示されるように、電力電子機器３１ｂは、アクチュエータ電力接続３９ｂを介して電気モータ２３ａの端子に動作電力を提供する。電力電子機器３１ｂは、接続３６ｂからＤＣバス５０へのＤＣ電力を、モータ２３ａを駆動する制御されたＰＷＭ電流に変換する。電力電子機器３１ｂの動作は、モータ制御電子機器３２ｂの電力制御インターフェース３５ｂからのＰＷＭ制御信号によって管理されている。
【0026】
モータ制御電子機器３２ｂは、電力制御インターフェース３５ｂを介するモータ２３ａへの電力の制御を含め、アクチュエータ２３の動作を制御し、監視し、管理する。モータ制御電子機器３２ｂは、通信インターフェース３３ｂ、プロセッサ３４ｂ及び電力制御インターフェース３５ｂを含む。通信インターフェース３３ｂは、通信接続３７ｂを介して中央制御モジュール１６との通信を提供し、所望であれば、他のアクチュエータ制御モジュール１８、２０及び２１との通信を提供する。通信インターフェース３３ｂは、データ、コマンド及び状態を伝達する。プロセッサ３４ｂは、内部制御及び監視を提供する。プロセッサ３４ｂは、中央コントローラモジュール１６からのコマンド、及びアクチュエータセンサ接続４０ｂを介して、アクチュエータ２３の動作パラメータを読み取るセンサ４３ｂからのフィードバックを受け取り、これに従ってアクチュエータ２３を制御する。この実施例では、そのようなセンサは、有線接続４０ａを介して制御電子機器３２ａに結合される。
【0027】
この実施例では、アクチュエータ２３は、可変速度二方向電気サーボモータ２３ａと、モータ２３ａによって駆動される二方向又は可逆ポンプ２３ｂとを一般に備える回転電気油圧式アクチュエータである。この実施例では、モータ２３ａは、電流が供給されるブラシレスＤＣ可変速度サーボモータである。モータ２３ａは、永久磁石を備える内部ロータと、コイル巻き線を備える固定された非回転式ステータとを有する。電流が、電力電子機器３１ｂ及び電力接続３９ｂを介してステータのコイルを通るように適切に印加されるとき、磁場が誘発される。ステータとロータ間の磁場の相互作用が、トルクを生成し、このトルクがモータ２３ａの出力シャフトを回転させてよい。接続４０ｂを介する位置フィードバックに基づいて、制御電子機器３２ｂは、電力電子機器３１ｂを介してステータフィールドを生成し、整流して、モータ２３ａの速度及び方向を変更する。これに従って、モータ２３ａは、変化する速度で出力シャフト軸の周りのいずれかの方向でその出力シャフトに対してトルクを選択式に加えることになる。他のモータが代替として使用されてもよい。例えば可変速度ステップモータ、ブラシモータ又は誘導モータが使用されてもよい。この実施例では、ポンプ２３ｂは、定容量形二方向内部２ポート歯車ポンプである。汲み上げ要素、すなわち噛み合った歯車は、いずれかの方向に回転することが可能であり、これにより油圧流体がいずれかの方向に流れることを可能にする。これは、コントローラ３２ｂが位置又は圧力の制御ループを閉鎖するとき、油がシステム内に加えられる、又はシステムから外に出されることを可能にする。ポンプ２３ｂの少なくとも１つの歯車は、モータ２３ａの出力シャフトに接続され、他のポンプ歯車が後に続いている。ポンプ２３ｂの流れの方向は、ロータの回転の方向及びモータ２３ａの出力シャフトに依存している。ポンプ２３ｂの速度及び出力は、モータ２３ａの速度の変動と共に可変である。他の二方向ポンプが代替として使用されてもよい。例えば可変容量形ポンプが使用されてもよい。
【0028】
図１～図４に示されるように、この実施例では、アクチュエータ制御モジュール２０は、二重軸コントローラであり、前方部分に電力電子機器３１ｃ、電力電子機器３１ｄ、コントローラ電子機器３２ｃ及び内部冷却剤導管８７ｃを包含し、後方部分に、ＤＣバス５０に動作可能に接続されたアクチュエータ電力接続３６ｃと、通信及び制御電力バス６０に動作可能に接続された通信接続３７ｃとを包含するハウジング３０ｃを一般に備える。
【0029】
示されるように、ハウジング３０ｃは、前方パネル１００ｃ、モジュール１９の右側パネル１０３ｂ内の後端開口１０６ｄと位置合わせされた後端開口１０６ｅを備える左側パネル１０２ｃ、後端開口１０６ｆを備える右側パネル１０３ｃ、底部パネル１０５ｃ、頂部パネル１０４ｃ及び後方開口カバー１０７ｃを備える後方パネル１０１ｃを一般に備える頑丈な筐体である。上記で述べたように、ハウジング３０ｃは一般に、制御電子機器３２ｃ、電力電子機器３１ｃ、電力電子機器３１ｄ及び内部冷却導管８７ｃを概ね収容する前方区画９８ｃと、他のモジュールへの接続物を概ね収容する後方区画９９ｃとを備える。前方区画９８ｃ及び後方区画９９ｃは、電力バス接続及び通信バス接続のために適切にサイズが決められた開口を備えた内部パネルによって隔てられている。ハウジングパネルは、種々の接続によって、及び使用されないときは塞がれてよい種々の開口によって穿孔される。図１に示されるように、ハウジング３０ｃの前方パネル１００ｃは、第１のアクチュエータ電力接続３９ｃ、第２のアクチュエータ電力接続３９ｄ、第１のアクチュエータセンサフィードバック接続４０ｃ、第２のアクチュエータセンサフィードバック接続４０ｄ及びこの実施例では補助インターフェース４１ｃを含む。アクチュエータ電力接続３９ｃは、アクチュエータ２４に駆動電力を提供する。アクチュエータセンサフィードバック接続４０ｃは、アクチュエータ２４のフィードバックセンサ４３ｃとインターフェース接続する。アクチュエータ電力接続３９ｄは、アクチュエータ２５に駆動電力を提供する。アクチュエータセンサフィードバック接続４０ｄは、アクチュエータ２５のフィードバックセンサ４３ｄとインターフェース接続する。補助インターフェース４１ｃは、所望であれば、他の外部補助センサ及び機能へのモジュール２０の接続を可能にする。モジュール２０のハウジング３０ｃは、示されるようにモジュール１６、１７、１８、１９及び２１と積み重ねられるとき、内部電子機器を外部環境から保護する。この実施例では、後方パネル１０１ｃは、モジュール式スタックの組み立て後、後方開口カバー１０７ｃによって覆われる後方アクセス開口を備えて示されているが、代替として、及び限定なしで、後方パネル１００ｃは、中実なパネルであってもよい。
【0030】
示されるように、電力電子機器３１ｃは、アクチュエータ電力接続３９ｃを介して電気モータ２４ａの端子に動作電力を提供する。電力電子機器３１ｃは、接続３６ｃからＤＣバス５０へのＤＣ電力を、モータ２４ａを駆動する制御されたＰＷＭ電流に変換する。電力電子機器３１ｃの動作は、モータ制御電子機器３２ｃの電力制御インターフェース３５ｃからのＰＷＭ制御信号によって管理されている。示されるように、電力電子機器３１ｄは、アクチュエータ電力接続３９ｄを介して電気モータ２５ａの端子に動作電力を提供する。電力電子機器３１ｄは、接続３６ｃからＤＣバス５０へのＤＣ電力を、モータ２５ａを駆動する制御されたＰＷＭ電流に変換する。電力電子機器３１ｄの動作は、モータ制御電子機器３２ｃの電力制御インターフェース３５ｃからのＰＷＭ制御信号によって管理されている。
【0031】
モータ制御電子機器３２ｃは、電力制御インターフェース３５ｃを介するモータ２４ａへの電力の制御及び電力制御インターフェース３５ｃを介するモータ２５ａへの電力の制御を含め、アクチュエータ２４及びアクチュエータ２５の動作を制御し、監視し、管理する。モータ制御電子機器３２ｃは、通信インターフェース３３ｃ、プロセッサ３４ｃ及び電力制御インターフェース３５ｃを含む。通信インターフェース３３ｃは、通信接続３７ｃを介して中央制御モジュール１６との通信を提供し、所望であれば、他のアクチュエータ制御モジュール１８、１９及び２１との通信を提供する。通信インターフェース３３ｃは、データ、コマンド及び状態を伝達する。プロセッサ３４ｃは、内部制御及び監視を提供する。プロセッサ３４ｃは、中央コントローラモジュール１６からのコマンド、及びアクチュエータセンサ接続４０ｃを介して、アクチュエータ２４の動作パラメータを読み取るセンサ４３ｃからのフィードバックを受け取り、これに従ってアクチュエータ２４を制御する。プロセッサ３４ｃはまた、中央コントローラモジュール１６からのコマンド、及びアクチュエータセンサ接続４０ｄを介して、アクチュエータ２５の動作パラメータを読み取るセンサ４３ｄからのフィードバックを受け取り、これに従ってアクチュエータ２５を制御する。
【0032】
この実施例では、アクチュエータ２４及び２５は、可変速度二方向電気サーボモータ２４ａ及び２５ａをそれぞれ一般に備える回転電気機械式アクチュエータである。この実施例では、モータ２４ａ及び２５ａは、電流が供給され、アクチュエータ制御電子機器３２ｃにおける閉ループ動作制御のために使用されるロータ角度を監視するためのリゾルバフィードバックを含む電子制御された整流システムを備える、ブラシレスＤＣ可変速度サーボモータである。モータ２４ａは、永久磁石を備える内部ロータと、コイル巻き線を備える固定された非回転式ステータとを有する。電流が、電力電子機器３１ｃ及び電力接続３９ｃを介してステータのコイルを通るように適切に印加されるとき、磁場が誘発される。ステータとロータ間の磁場の相互作用が、トルクを生成し、このトルクがモータ２４ａの出力シャフトを回転させてよい。接続４０ｃを介する位置フィードバックに基づいて、制御電子機器３２ｃは、電力電子機器３１ｃを介してステータフィールドを生成し、整流して、モータ２４ａの速度及び方向を変更する。同様に、モータ２５ａは、永久磁石を備える内部ロータと、コイル巻き線を備える固定された非回転式ステータとを有する。電流が、電力電子機器３１ｄ及び電力接続３９ｄを介してステータのコイルを通るように適切に印加されるとき、磁場が誘発される。ステータとロータ間の磁場の相互作用が、トルクを生成し、このトルクがモータ２５ａの出力シャフトを回転させてよい。接続４０ｄを介する位置フィードバックに基づいて、制御電子機器３２ｃは、電力電子機器３１ｄを介してステータフィールドを生成し、整流して、モータ２５ａの速度及び方向を変更する。これに従って、モータ２４ａ及び２５ａは、変化する速度で出力シャフト軸の周りのいずれかの方向でその出力シャフトに対してトルクを選択式に加えることになる。他のモータが代替として使用されてもよい。例えば可変速度ステップモータ、ブラシモータ又は誘導モータが使用されてもよい。
【0033】
図１～図４に示されるようにこの実施例では、アクチュエータ制御モジュール２１は、二重軸コントローラであり、モジュール２０と同様であり、前方部分に電力電子機器３１ｅ、電力電子機器３１ｆ、コントローラ電子機器３２ｄ及び内部冷却剤導管８７ｄを包含し、後方部分に、ＤＣバス５０に動作可能に接続されたアクチュエータ電力接続３６ｄと、通信及び制御電力バス６０に動作可能に接続された通信接続３７ｄとを包含するハウジング３０ｄを一般に備える。
【0034】
示されるように、ハウジング３０ｄは、前方パネル１００ｄ、モジュール２０の右側パネル１０３ｃ内の後端開口１０６ｆと位置合わせされた後端開口１０６ｇを備える左側パネル１０２ｄ、後端開口１０６ｈを備える右側パネル１０３ｄ、底部パネル１０５ｄ、頂部パネル１０４ｄ及び後方開口カバー１０７ｄを備える後方パネル１０１ｄを一般に備える頑丈な筐体である。上記で述べたように、ハウジング３０ｄは一般に、制御電子機器３２ｄ、電力電子機器３１ｅ、電力電子機器３１ｆ及び内部冷却導管８７ｄを概ね収容する前方区画９８ｄと、他のモジュールへの接続物を概ね収容する後方区画９９ｄとを備える。前方区画９８ｄ及び後方区画９９ｄは、電力及び通信バス接続のために適切にサイズが決められた開口を備えた内部パネルによって隔てられている。ハウジングパネルは、種々の接続によって、及び使用されないときは塞がれてよい種々の開口によって穿孔される。図１に示されるように、ハウジング３０ｄの前方パネル１００ｄは、第１のアクチュエータ電力接続３９ｅ、第２のアクチュエータ電力接続３９ｆ、第１のアクチュエータセンサフィードバック接続４０ｅ、第２のアクチュエータセンサフィードバック接続４０ｆ及びこの実施例では補助インターフェース４１ｄを含む。アクチュエータ電力接続３９ｅは、アクチュエータ２６に駆動電力を提供する。アクチュエータセンサフィードバック接続４０ｅは、アクチュエータ２６のフィードバックセンサ４３ｅとインターフェース接続する。アクチュエータ電力接続３９ｆは、アクチュエータ２７に駆動電力を提供する。アクチュエータセンサフィードバック接続４０ｆは、アクチュエータ２７のフィードバックセンサ４３ｆとインターフェース接続する。補助インターフェース４１ｄは、所望であれば、他の外部補助センサ及び機能へのモジュール２１の接続を可能にする。モジュール２１のハウジング３０ｄは、示されるようにモジュール１６、１７、１８、１９及び２０と積み重ねられるとき、内部電子機器を外部環境から保護する。この実施例では、後方パネル１０１ｄは、モジュール式スタックの組み立て後、後方開口カバー１０７ｄによって覆われる後方アクセス開口を備えて示されているが、代替として、及び限定なしで、後方パネル１０１ｄは、中実なパネルであってもよい。
【0035】
示されるように、電力電子機器３１ｅは、アクチュエータ電力接続３９ｅを介して電気モータ２６ａの端子に動作電力を提供する。電力電子機器３１ｅは、接続３６ｄからＤＣバス５０へのＤＣ電力を、モータ２６ａを駆動する制御されたＰＷＭ電流に変換する。電力電子機器３１ｅの動作は、モータ制御電子機器３２ｄの電力制御インターフェース３５ｄからのＰＷＭ制御信号によって管理されている。示されるように、電力電子機器３１ｆは、アクチュエータ電力接続３９ｆを介して電気モータ２７ａの端子に動作電力を提供する。電力電子機器３１ｆは、接続３６ｄからＤＣバス５０へのＤＣ電力を、モータ２７ａを駆動する制御されたＰＷＭ電流に変換する。電力電子機器３１ｆの動作は、モータ制御電子機器３２ｄの電力制御インターフェース３５ｄからのＰＷＭ制御信号によって管理されている。
【0036】
モータ制御電子機器３２ｄは、電力制御インターフェース３５ｄを介するモータ２６ａへの電力の制御及び電力制御インターフェース３５ｄを介するモータ２７ａへの電力の制御を含め、アクチュエータ２６及びアクチュエータ２７の動作を制御し、監視し、管理する。モータ制御電子機器３２ｄは、通信インターフェース３３ｄ、プロセッサ３４ｄ及び電力制御インターフェース３５ｄを含む。通信インターフェース３３ｄは、通信接続３７ｄを介して中央制御モジュール１６との通信を提供し、所望であれば、他のアクチュエータ制御モジュール１８、１９及び２０との通信を提供する。通信インターフェース３３ｄは、データ、コマンド及び状態を伝達する。プロセッサ３４ｄは、内部制御及び監視を提供する。プロセッサ３４ｄは、中央コントローラモジュール１６からのコマンド、及びアクチュエータセンサ接続４０ｅを介して、アクチュエータ２６の動作パラメータを読み取るセンサ４３ｅからのフィードバックを受け取り、これに従ってアクチュエータ２６を制御する。プロセッサ３４ｄはまた、中央コントローラモジュール１６からのコマンド、及びアクチュエータセンサ接続４０ｆを介して、アクチュエータ２７の動作パラメータを読み取るセンサ４３ｆからのフィードバックを受け取り、これに従ってアクチュエータ２７を制御する。
【0037】
この実施例では、アクチュエータ２６は、閉ループ油圧回路内で油圧ポンプ２６ｂを駆動して油圧シリンダ駆動機構２６ｃを伸張させたり引っ込めたりする電気モータ２６ａを有する線形電気油圧式アクチュエータである。この実施例では、サーボモータ２６ａを使用して、可逆ポンプ２６ｂを駆動して、ポンプ２６ｂが、典型的には作動油である作業流体を加圧し、油圧ピストン２６ｄの一方の側で又は他方の側で油圧ポンプ内の圧力を直接引き上げている状態で、シリンダ２６ｃ内でピストン２６ｄを伸張させたり引っ込めたりする。この実施例では、モータ２６ａは、電流が供給されるブラシレスＤＣ可変速度サーボモータである。モータ２６ａは、永久磁石を備えた内部ロータと、コイル巻き線を備える固定された非回転式ステータとを有する。電流が、電力電子機器３１ｅ及び電力接続３９ｅを介してステータのコイルを通るように適切に印加されるとき、磁場が誘発される。ステータとロータ間の磁場の相互作用が、トルクを生成し、このトルクがモータ２６ａの出力シャフトを回転させてよい。接続４０ｅを介する位置フィードバックに基づいて、制御電子機器３２ｄは、電力電子機器３１ｅを介してステータフィールドを生成し、整流して、モータ２６ａの速度及び方向を変更する。これに従って、モータ２６ａは、変化する速度で出力シャフト軸の周りのいずれかの方向でその出力シャフトに対してトルクを選択式に加えることになる。この実施例では、ポンプ２６ｂは、固定排気量の二方向内部２ポート歯車ポンプである。汲み上げ要素、すなわち噛み合った歯車は、いずれかの方向に回転することが可能であり、これにより油圧流体がいずれかの方向に流れることを可能にする。これは、コントローラ３２ｄが位置又は圧力の制御ループを閉鎖するとき、油がシステム内に加えられる、又はシステムから外に出されることを可能にする。ポンプ２６ｂの少なくとも１つの歯車は、モータ２６ａの出力シャフトに接続され、他のポンプ歯車が後に続いている。ポンプ２６ｂの流れの方向は、ロータの回転の方向及びモータ２６ａの出力シャフトに依存している。ポンプ２６ｂの速度及び出力は、モータ２６ａの速度の変動と共に可変である。
【0038】
この実施例では、アクチュエータ２７は、可変速度二方向電気サーボモータ２７ａを一般に備える回転電気機械式アクチュエータである。この実施例では、モータ２７ａは、電流が供給され、アクチュエータ制御電子機器３２ｄにおける閉ループ動作制御のために使用されるロータ角度を監視するためのリゾルバフィードバックを含む電子制御された整流システムを備える、ブラシレスＤＣ可変速度サーボモータである。モータ２７ａは、永久磁石を備えた内部ロータと、コイル巻き線を備える固定された非回転式ステータとを有する。電流が、電力電子機器３１ｆ及び電力接続３９ｆを介してステータのコイルを通るように適切に印加されるとき、磁場が誘発される。ステータとロータ間の磁場の相互作用が、トルクを生成し、このトルクがモータ２７ａの出力シャフトを回転させてよい。接続４０ｆを介する位置フィードバックに基づいて、制御電子機器３２ｄは、電力電子機器３１ｆを介してステータフィールドを生成し、整流して、モータ２７ａの速度及び方向を変更する。これに従って、モータ２７ａは、変化する速度で出力シャフト軸の周りのいずれかの方向でその出力シャフトに対してトルクを選択式に加えることになる。
【0039】
図１～図４に示されるように、この実施例では、中央電力管理モジュール１７は、前方部分に制御電力電子機器５５、補助バッテリ電子機器５２及び内部冷却剤導管８７ｅを包含し、後方部分に、ＤＣバス５０に動作可能に接続されたアクチュエータ供給電力接続３６ｅと、制御電力バス６０ｂに動作可能に接続された制御電力接続３７ｅとを包含するハウジング３０ｅを一般に備える。
【0040】
示されるように、ハウジング３０ｅは、前方パネル１００ｅ、モジュール２１の右側パネル１０３ｄ内の後端開口１０６ｈと位置合わせされた後端開口１０６ｉを備える左側パネル１０２ｅ、後端開口１０６ｊを備える右側パネル１０３ｅ、底部パネル１０５ｅ、頂部パネル１０４ｅ及び後方開口カバー１０７ｅを備える後方パネル１０１ｅを一般に備える頑丈な筐体である。上記で述べたように、ハウジング３０ｅは一般に、制御電力電子機器５５、補助バッテリ電子機器５２及び内部冷却剤導管８７ｅを概ね収容する前方区画９８ｅと、他のモジュールへの接続物を概ね収容する後方区画９９ｅとを備える。前方区画９８ｅ及び後方区画９９ｅは、電力及び制御バス接続のために適切にサイズが決められた開口を備えた内部パネル５８によって隔てられている。ハウジングパネルは、種々の接続によって、及び使用されないときは塞がれてよい種々の開口によって穿孔される。図１に示されるように、ハウジング３０ｅの前方パネル１００ｅは、ＤＣバス電力入力接続６６、補助バッテリ接続７１及びこの実施例では補助低電力接続７２を含む。ＤＣバス電力入力接続６６は、電源６７に接続するように構成され、電源はこの実施例では電気車両メインバッテリパックを備える。補助バッテリ接続７１は、補助バッテリ７０に接続するように構成され、補助バッテリは、この実施例では、例えば１２ボルトバッテリなどの低電圧バッテリを備える。低電力接続７２は、所望であれば、他の外部の低電圧デバイスへのモジュール１７の接続を可能にする。モジュール１７のハウジング３０ｅは、示されるようにモジュール１６、１８～２１と積み重ねられるとき、内部電子機器を外部環境から保護する。この実施例では、後方パネル１０１ｅは、モジュール式スタックの組み立て後、後方開口カバー１０７ｅによって覆われる後方アクセス開口を備えて示されているが、代替として、及び限定なしで、後方パネル１０１ｅは、中実なパネルであってもよい。
【0041】
示されるように、制御電力電子機器５５は、より低い電圧動作電力を、接続３７ｅ及び制御電力バス６０ｂを介して、モジュール１８、１９、２０及び２１のアクチュエータ制御電子機器３２ａ、３２ｂ、３２ｃ及び３２ｄ並びにモジュール１６のマスター制御電子機器６１に提供する。補助バッテリ電子機器５２は、メイン電源６７がアクティブになる前にシステム論理に電力を供給するために、補助バッテリ接続７１を介して外部補助バッテリ７０に接続されている。
【0042】
図１～図４に示されるように、この実施例では、中央制御モジュール１６は、前方部分に、マスター制御電子機器６１、再生制動電子機器５３及びＤＣコンデンサ５４を包含し、後方部分に、ＤＣバス５０に動作可能に接続された電力接続３６ｆと、通信バス及び制御電力バス６０ａ及び６０ｂに動作可能に接続された通信接続３７ｆとを包含するハウジング３０ｆを一般に備える。
【0043】
示されるように、ハウジング３０ｆは、前方パネル１００ｆ、モジュール１７の右側パネル１０３ｅ内の後端開口１０６ｊと位置合わせされた後端開口１０６ｋを備える左側パネル１０２ｆ、右側パネル１０３ｆ、底部パネル１０５ｆ、頂部パネル１０４ｆ及び後方開口カバー１０７ｆを備えた後方パネル１０１ｆとを一般に備える頑丈な筐体である。上記で述べたように、ハウジング３０ｆは一般に、マスター制御電子機器６１、再生制動電子機器５３及びＤＣコンデンサ５４を概ね収容する前方区画９８ｆと、他のモジュールへの接続物を概ね収容する後方区画９９ｆとを備える。前方区画９８ｆ及び後方区画９９ｆは、電力及び通信バス接続のために適切にサイズが決められた開口を備えた内部パネルによって隔てられている。ハウジングパネルは、種々の接続によって、及び使用されないときは塞がれてよい種々の開口によって穿孔される。図１に示されるように、ハウジング３０ｆの前方パネル１００ｆは、外部ハード・ワイヤード通信バス接続６４、外部無線アンテナインターフェース６５、ＵＳＢポート６８、イーサネット（登録商標）ポート６９及びこの実施例では補助インターフェース４１ｆを含む。モジュール１６のハウジング３０ｆは、示されるようにモジュール１７～２１と積み重ねられるとき、内部電子機器を外部環境から保護する。この実施例では、後方パネル１０１ｆは、モジュール式スタックの組み立て後、後方開口カバー１０７ｆによって覆われる後方アクセス開口を備えて示されているが、代替として、及び限定なしで、後方パネル１０１ｆは、中実なパネルであってもよい。
【0044】
ＤＣコンデンサ５４は、電子高周波切り替えから共通バス５０に対する電力を平滑にし、制動抵抗器５３は、アクチュエータ２２～２７からの再生電力を消散させる。マスター制御電子機器３６１は、個々のアクチュエータ制御モジュール１８～２１の動作を制御し、監視し、管理する。中央制御電子機器６１は、内部通信インターフェース６２、マスタープロセッサ６３、外部有線通信インターフェース６４及び外部無線インターフェース６５を含む。通信インターフェース６２は、通信接続３７ｆを介してアクチュエータ制御モジュール１８～２１の各々との通信を提供する。通信インターフェース３２は、データ、コマンド及び状態を伝達する。プロセッサ６３は、モジュール１８～２１の制御及び監視を提供する。プロセッサ６３は、外部通信インターフェース６４を介してコマンド及び入力を受け取り、通信バス６０ａを介してモジュール１８～２１からフィードバックを受け取り、これに従って通信バス６０ａを介してコマンド信号を提供し、モジュール１８～２１を制御する。プロセッサ６１は、方法ステップ、計算などを実行する、及び関連データを記憶するなどの様々なコンピュータ実装機能を実行するように構成される。プロセッサ６１は、その入力ラインの論理機能である出力ラインを有する任意のデジタルデバイスであってよく、その実例は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ＦＰＧＡ、ＰＬＤ、特定用途向け集積回路又は他の同様のデバイスを含む。
【0045】
示されるように、ハウジング３０ａ～３０ｆの４つの角の各々は、それぞれその中を貫通して長手方向に延びる４本のタイロッド２８ａ、２８ｂ、２８ｃ及び２８ｄを受け入れるようにサイズが決められた長手方向に延びる角を貫通する通路を含む。示されるように、完全な組み立ては、４つの長手方向に延びる角を貫通する通路をモジュールハウジング３０ａから３０ｆ内で位置合わせし、その中を貫通するタイロッド２８ａ、２８ｂ、２８ｃ及び２８ｄを使用して、モジュールハウジング３０ａ～３０ｆをボルト締めされた端部プレートと長手方向に一緒に圧締めすることで完成される。モジュールハウジング３０ａ～３０ｆは、耐水性且つ防塵性の積み重ねられた組立体１５を提供するために互いに対して密閉される。後方カバー１０７ａ～１０７ｆが所定の場所にある状態で組み立てられたとき、後方区画９９ａ～９９ｆは、モジュールからモジュールまで開放する共通の領域を形成することで、通信バス接続及び電力バス接続が組立体１５と一体式に作成されることを可能にする。この実施例では、組立体１５は、少なくともＩＰ６７Ｋの保護等級を有してよい。タイロッド２８ａ、２８ｂ、２８ｃ及び２８ｄは、個々のモジュールが、コンパクトなスタック内で一緒に取り外し可能に装着されることを可能にし、そのため異なるモジュールが、交換されてもよい、また所望によりモジュールがスタックに加えられてもよい、又はスタックから取り出されてもよい。モジュール式スタック１５は、本実施例ではタイロッドアタッチメント２８ａ、２８ｂ、２８ｃ及び２８ｄで一緒に保持されて示されているが、他のアタッチメントシステムが代替として利用されてもよい。例えば、及び限定ではなく、モジュールは、隣接するモジュール間のボルトによって互いに個別に接続されてもよい、或いは他の圧締め又はテンションデバイスが冷却剤伝達スタック内でモジュールを装着するのに使用されてもよい。
【0046】
示されるように、アクチュエータモジュール１８の左側は、２つの液体冷却剤ポート８０ａ、８２ａを含み、アクチュエータモジュール１８の右側は、２つの液体冷却剤ポート８１ａ、８３ａを含む。水平方向の内部冷却剤通路８５ａが、対向するポート８０ａと８１ａの間に直接延びている。この実施例では、ポート８０ａ及び８１ａは、モジュールユニット１８の上部左角及び右後方角に位置しており、冷却剤通路８５ａは、長手方向ｘ－ｘにそれらの間に水平方向に延在する。水平方向の冷却剤通路８６ａが、対向するポート８２ａと８３ａの間に直接延びている。この実施例では、ポート８２ａ及び８３ａは、モジュールユニット１８の下部左角及び右前方角に位置しており、冷却剤通路８６ａは、長手方向ｘ－ｘにそれらの間に水平方向に延在する。内部電力電子機器冷却剤流路８７ａが、上部冷却剤通路８５ａと下部冷却剤通路８６ａとの間に設けられる。図６を参照すると、この実施例では、冷却剤通行路８７ａの外形は、横断方向ｙ－ｙに通路８５から下方に延在する後方垂直チャンバ８８と、横断方向ｙ－ｙに通路８６から上方に延在する前方垂直チャンバ８９と、横方向に延在し、垂直方向に離間された複数の平行冷却剤チャネルであって、別々に９０で示されており、後方垂直チャンバ８８ａと、前方垂直チャンバ８９ａとの間に延在し、電力電子機器３１ａに密接に熱的に近接して配置されている、複数の平行冷却剤チャネルとを備える。
【0047】
以下でさらに説明するように、モジュール１８のハウジング３０ａ内のポート８０ａ、８１ａ、８２ａ及び８３ａの各々は、所望により代替の冷却剤構成を可能にするために塞がれるように構成される。加えて、モジュール１８のハウジング３０ａは、いくつかの代替の冷却剤ポートを含むことで、所望によりモジュール１８のハウジング３０ａの代替の面又は代替の側からの冷却剤の供給を可能にする。とりわけ、前方ポート９１ａは、モジュール１８の前側１００ａから内部冷却剤通路８６ａ内に設けられ、底部ポート９２ａは、モジュール１８の底部側１０５ａから内部冷却剤通路８６ａ内に設けられ、頂部ポート９３ａは、モジュール１８の頂部側１０４ａから内部冷却剤通路８５ａ内に設けられる。特定の代替の冷却構成が望まれなければ、ポート９１ａ、９２ａ及び９３ａは、図１に示されるように塞がれる。
【0048】
モジュール１８と同様に、アクチュエータモジュール１９の左側は、２つの液体冷却剤ポート８０ｂ、８２ｂを含み、アクチュエータモジュール１９の右側は、２つの液体冷却剤ポート８１ｂ、８３ｂを含む。水平方向の内部冷却剤通路８５ｂが、対向するポート８０ｂと８１ｂの間に直接延びている。この実施例では、ポート８０ｂ及び８１ｂは、モジュールユニット１９の上部左角及び右後方角に位置しており、冷却剤通路８５ｂは、長手方向ｘ－ｘにそれらの間に水平方向に延在する。水平方向の内部冷却剤通路８６ｂが、対向するポート８２ｂと８３ｂの間に直接延びている。この実施例では、ポート８２ｂ及び８３ｂは、モジュールユニット１９の下部左角及び右前方角に位置しており、冷却剤通路８６ｂは、長手方向ｘ－ｘにそれらの間に水平方向に延在する。内部電力電子機器冷却剤流路８７ｂが、上部冷却剤通路８５ｂと下部冷却剤通路８６ｂとの間に設けられる。この実施例では、冷却剤通行路８７ｂの外形は、モジュール１８の冷却剤路８７ａと同一であり、横断方向ｙ－ｙに通路８５ｂから下方に延在する後方垂直チャンバ８９と、横断方向ｙ－ｙに通路８６ｂから上方に延在する前方垂直チャンバ８９と、横方向に延在し、垂直方向に離間され、後方垂直チャンバ８８と前方垂直チャンバ８９との間に延在し、電力電子機器３１ｂに対して熱的に密接に近接して配置された複数の平行冷却剤チャネル９０とを備える。
【0049】
以下でさらに説明するように、モジュール１９のハウジング３０ｂ内のポート８０ｂ、８１ｂ、８２ｂ及び８３ｂの各々は、所望であれば代替の冷却剤構成を可能にするために塞がれるように構成される。加えて、モジュール１９のハウジング３０ｂは、所望であればモジュール１９のハウジング３０ｂの代替の面又は代替の側からの冷却剤の供給を可能にするためにいくつかの代替の冷却剤ポートを含む。とりわけ、前方ポート９１ｂは、モジュール１９の前側１００ｂから内部冷却剤通路８６ｂ内に設けられ、底部ポート９２ｂは、モジュール１９の底部側１０５ｂから内部冷却剤通路８６ｂ内に設けられ、頂部ポート９３ｂは、モジュール１９の頂部側１０４ｂから内部冷却剤通路８５ｂ内に設けられる。特定の代替の冷却構成が望まれなければ、ポート９１ｂ、９２ｂ及び９３ｂは図１に示されるように塞がれる。
【0050】
モジュール１９と同様に、アクチュエータモジュール２０の左側は、２つの液体冷却剤ポート８０ｃ、８２ｃを含み、アクチュエータモジュール２０の右側は、２つの液体冷却剤ポート８１ｃ、８３ｃを含む。水平方向の内部冷却剤通路８５ｃが、対向するポート８０ｃと８１ｃの間に直接延びている。この実施例では、ポート８０ｃ及び８１ｃは、モジュールユニット２０の上部左角及び右後方角に位置しており、冷却剤通路８５ｃは、長手方向ｘ－ｘにそれらの間に水平方向に延在する。水平方向の内部冷却剤通路８６ｃが、対向するポート８２ｃと８３ｃの間に直接延びている。この実施例では、ポート８２ｃ及び８３ｃは、モジュールユニット２０の下部左角及び右前方角に位置しており、冷却剤通路８６ｃは、長手方向ｘ－ｘにそれらの間に水平方向に延在する。内部電力電子機器冷却剤流路８７ｃが、上部冷却剤通路８５ｃと下部冷却剤通路８６ｃとの間に設けられる。この実施例では、冷却剤通行路８７ｃの外形は、モジュール１８の冷却剤路８７ａと同一であり、横断方向ｙ－ｙに通路８５ｃから下方に延在する後方垂直チャンバ８９と、横断方向ｙ－ｙに通路８６ｃから上方に延在する前方垂直チャンバ８９と、横方向に延在し、垂直方向に離間され、後方垂直チャンバ８８と前方垂直チャンバ８９との間に延在し、電力電子機器３１ｃに対して熱的に密接に近接して配置された複数の平行冷却剤チャネル９０とを備える。
【0051】
以下でさらに説明するように、モジュール２０のハウジング３０ｃ内のポート８０ｃ、８１ｃ、８２ｃ及び８３ｃの各々は、所望であれば代替の冷却剤構成を可能にするために塞がれるように構成される。加えて、モジュール２０のハウジング３０ｃは、所望であればモジュール２０のハウジング３０ｃの代替の面又は代替の側からの冷却剤の供給を可能にするためにいくつかの代替の冷却剤ポートを含む。とりわけ、前方ポート９１ｃは、モジュール２０の前側１００ｃから内部冷却剤通路８６ｃ内に設けられ、底部ポート９２ｃは、モジュール２０の底部側１０５ｃから内部冷却剤通路８６ｃ内に設けられ、頂部ポート９３ｃは、モジュール２０の頂部側１０４ｃから内部冷却剤通路８５ｃ内に設けられる。特定の代替の冷却構成が望まれなければ、ポート９１ｃ、９２ｃ及び９３ｃは図１に示されるように塞がれる。
【0052】
モジュール２０と同様に、アクチュエータモジュール２１の左側は、２つの液体冷却剤ポート８０ｄ、８２ｄを含み、アクチュエータモジュール２１の右側は、２つの液体冷却剤ポート８１ｄ、８３ｄを含む。水平方向の内部冷却剤通路８５ｄが、対向するポート８０ｄと８１ｄの間に直接延びている。この実施例では、ポート８０ｄ及び８１ｄは、モジュールユニット２１の上部左角及び右後方角に位置しており、冷却剤通路８５ｄは、長手方向ｘ－ｘにそれらの間に水平方向に延在する。水平方向の冷却剤通路８６ｄが、対向するポート８２ｄと８３ｄの間に直接延びている。この実施例では、ポート８２ｄ及び８３ｄは、モジュールユニット２１の下部左角及び右前方角に位置しており、冷却剤通路８６ｄは、長手方向ｘ－ｘにそれらの間に水平方向に延在する。内部電力電子機器冷却剤流路８７ｄが、上部冷却剤通路８５ｄと下部冷却剤通路８６ｄとの間に設けられる。この実施例では、冷却剤通行路８７ｄの外形は、モジュール１８の冷却剤路８７ａと同一であり、横断方向ｙ－ｙに通路８５ｄから下方に延在する後方垂直チャンバ８９と、横断方向ｙ－ｙに通路８６ｄから上方に延在する前方垂直チャンバ８９と、横方向に延在し、垂直方向に離間され、後方垂直チャンバ８８と前方垂直チャンバ８９との間に延在し、電力電子機器３１ｅ及び３１ｆに対して熱的に密接に近接して配置された複数の平行冷却剤チャネル９０とを備える。
【0053】
以下でさらに説明するように、モジュール２１のハウジング３０ｄ内のポート８０ｄ、８１ｄ、８２ｄ及び８３ｄの各々は、所望であれば代替の冷却剤構成を可能にするために塞がれるように構成される。加えて、モジュール２１のハウジング３０ｄは、所望であればモジュール２１のハウジング３０ｄの代替の面又は代替の側からの冷却剤の供給を可能にするためにいくつかの代替の冷却剤ポートを含む。とりわけ、前方ポート９１ｄは、モジュール２１の前側１００ｄから内部冷却剤通路８６ｄ内に設けられ、底部ポート９２ｄは、モジュール２１の底部側１０５ｄから内部冷却剤通路８６ｄ内に設けられ、頂部ポート９３ｄは、モジュール２１の頂部側１０４ｄから内部冷却剤通路８５ｄ内に設けられる。特定の代替の冷却構成が望まれなければ、ポート９１ｄ、９２ｄ及び９３ｄは図１に示されるように塞がれる。
【0054】
モジュール２０と同様に、中央電力制御モジュール１７の左側は、２つの液体冷却剤ポート８０ｅ、８２ｅを含み、中央電力制御モジュール１７の右側は、２つの液体冷却剤ポート８１ｅ、８３ｅを含む。水平方向の内部冷却剤通路８５ｅが、対向するポート８０ｅと８１ｅの間に直接延びている。この実施例では、ポート８０ｅ及び８１ｅは、モジュールユニット１７の上部左角及び右後方角に位置しており、冷却剤通路８５ｅは、長手方向ｘ－ｘにそれらの間に水平方向に延在する。水平方向の冷却剤通路８６ｅが、対向するポート８２ｅと８３ｅの間に直接延びている。この実施例では、ポート８２ｅ及び８３ｅは、モジュールユニット１７の下部左角及び右前方角に位置しており、冷却剤通路８６ｅは、長手方向ｘ－ｘにそれらの間に水平方向に延在する。内部中央電力管理電子機器冷却剤流路８７ｅが、上部冷却剤通路８５ｅと下方冷却剤通路８６ｅの間に設けられる。この実施例では、冷却剤通行路８７ｅの外形は、モジュール１８の冷却剤路８７ａと同一であり、横断方向ｙ－ｙに通路８５ｅから下方に延在する後方垂直チャンバ８９と、横断方向ｙ－ｙに通路８６ｅから上方に延在する前方垂直チャンバ８９と、横方向に延在し、垂直方向に離間され、後方垂直チャンバ８８と前方垂直チャンバ８９との間に延在し、中央電力管理電子機器５１に対して熱的に密接に近接して配置された複数の平行冷却剤チャネル９０とを備える。
【0055】
以下でさらに説明するように、モジュールユニット１７のハウジング３０ｅ内のポート８０ｅ、８１ｅ、８２ｅ及び８３ｄの各々は、所望であれば代替の冷却剤構成を可能にするために塞がれるように構成される。加えて、モジュールユニット１７のハウジング３０ｅは、所望であればモジュールユニット１７のハウジング３０ｅの代替の面又は代替の側からの冷却剤の供給又は排出を可能にするためにいくつかの代替の冷却剤ポートを含む。とりわけ、前方ポート９１ｅは、モジュール１７の前側１００ｅから内部冷却剤通路８６ｅ内に設けられ、底部ポート９２ｅは、モジュール１７の底部側１０５ｅから内部冷却剤通路８６ｅ内に設けられ、頂部ポート９３ｅは、モジュール１７の頂部側１０４ｅから内部冷却剤通路８５ｅ内に設けられる。特定の代替の冷却構成が望まれなければ、ポート９２ｅ及び９３ｅは塞がれる。以下でさらに説明するように、中央制御モジュール１６がモジュール１７の右に積み重ねられた状態で、直列と平行が組み合わされた特定の冷却構成において、図１に示されるように、代替のポート９１ｅは塞がれず、出口ポートとして利用されてもよい。
【0056】
モジュール１７～２１のポーティング及び冷却通路設計によって、単に栓の位置決めによって、特定の用途のための流れ及び圧力降下要件を達成するために組立体１５の冷却流路を適応させることが可能になる。よって、同一のモジュールを使用して、流路は、直列、平行、又は直列と平行両方の組み合わせであってよく、固有の要件に合わせて調整されてよい。図７は、直列流路冷却構成を示す。図７に示される直列冷却構成において、左上側ポート８０ａは、栓９５ａで塞がれ、右下部ポート８３ａは、栓９６ｂによって遮断される。冷却剤は、左下部ポート８２ａ及び循環ポンプ４５を介して通路８６ａへと供給され、栓９６ｂがポート８３ａを遮断しているため、冷却剤流路８７ａの垂直チャンバ８９内に供給される。冷却剤はその後、冷却剤流路８７ａの水平に横方向に延びる平行チャネル９０の各々に入るように誘導され、チャネル９０の異なる高さでモジュール１８の前方から後方へと流れ、それにより電力電子機器３１ａを冷却し、電力電子機器３１ａは、冷却チャネル９０に対して密接に熱的に近接して配置されている。流体冷却剤は、チャネル９０の後方から出て、冷却剤流路８７ａの後方垂直チャンバ８８に入る。ポート８０ａ内の栓９５ａのために、冷却剤は、右上部ポート８１ａを介してモジュール１８を出て行くように誘導される。したがって、この直列流冷却構成では、モジュール１８は、単一の入口ポート８２ａを通して冷却剤を受け取り、単一の出口ポート８１ａを通して冷却剤を排出する。
【0057】
モジュール１８及び１９が横並びに積み重ねられた状態で、モジュール１８の右上部ポート８１ａは、モジュール１９の左上部ポート８０ｂと位置合わせされ、モジュール１９の左上部ポート８０ｂと密閉式に流体連通している。冷却剤はこれにより、モジュール１８の右上部ポート８１ａを出てモジュール１９の左上部ポート８０ｂに入る。左下側ポート８２ｂは、栓９６ｂで塞がれており、右上部ポート８１ｂは、栓９５ｃによって遮断されている。冷却剤は、左上部ポート８０ｂ及び循環ポンプ４５を介して通路８５ｂへと供給され、栓９５ｃがポート８１ｂを遮断しているため、冷却剤流路８７ｂの後方垂直チャンバ８８内に供給される。冷却剤はその後、冷却剤流路８７ｂの水平に横方向に延びる平行チャネル９０の各々に入るように誘導され、チャネル９０の異なる高さでモジュール１９の後方から前方へと流れ、それにより電力電子機器３１ｂを冷却し、電力電子機器３１ｂは、冷却チャネル９０に対して密接に熱的に近接して配置されている。流体冷却剤は、チャネル９０の前方から出て、冷却剤流路８７ｂの前方垂直チャンバ８９に入る。ポート８２ｂ内の栓９６ｂのために、冷却剤は、右下部ポート８３ｂを介してモジュール１９を出て行くように誘導される。したがって、この直列流冷却外形では、モジュール１９は、単一の入口ポート８０ｂを通して冷却剤を受け取り、単一の出口ポート８３ｂを通して冷却剤を排出する。
【0058】
モジュール１９及び２０が横並びに積み重ねられた状態で、モジュール１９の右下部ポート８３ｂは、モジュール２０の左下部ポート８２ｃと位置合わせされ、モジュール２０の左下部ポート８２ｃと密閉式に流体連通している。冷却剤はこれにより、モジュール１９の右下部ポート８３ｂを出てモジュール２０の左下部ポート８２ｃに入る。左上側ポート８０ｃは、栓９５ｃで塞がれており、右下部ポート８３ｃは、栓９６ｄによって遮断されている。冷却剤は、左下部ポート８２ｃ及び循環ポンプ４５を介して通路８６ｃへと供給され、栓９６ｄがポート８３ｃを遮断しているため、冷却剤流路８７ｃの垂直前方チャンバ８９内に供給される。冷却剤はその後、冷却剤流路８７ｃの水平に横方向に延びる平行チャネル９０の各々に入るように誘導され、チャネル９０の異なる高さでモジュール２０の前方から後方へと流れ、それにより電力電子機器３１ｃ及び３１ｄを冷却し、電力電子機器３１ｃ及び３１ｄは、冷却チャネル９０に対して密接に熱的に近接して配置されている。流体冷却剤は、チャネル９０の後方から出て、冷却剤流路８７ｂの後方垂直チャンバ８８に入る。ポート８０ｃ内の栓９５ｃのために、冷却剤は、右上部ポート８１ｃを介してモジュール２０を出て行くように誘導される。したがって、この直列流冷却外形では、モジュール２０は、単一の入口ポート８２ｃを通して冷却剤を受け取り、単一の出口ポート８１ｃを通して冷却剤を排出する。
【0059】
モジュール２０及び２１が横並びに積み重ねられた状態で、モジュール２０の右上部ポート８１ｃは、モジュール２１の左上部ポート８０ｄと位置合わせされ、モジュール２１の左上部ポート８０ｄと密閉式に流体連通している。冷却剤はこれにより、モジュール２０の右上部ポート８１ｃを出てモジュール２１の左上部ポート８０ｄに入る。左下側ポート８２ｄは、栓９６ｄで塞がれており、右上部ポート８１ｄは、栓９５ｅによって遮断されている。冷却剤は、左上部ポート８０ｄ及び循環ポンプ４５を介して通路８５ｄへと供給され、栓９５ｅがポート８１ｄを遮断しているため、冷却剤流路８７ｄの後方垂直チャンバ８８内に供給される。冷却剤はその後、冷却剤流路８７ｄの水平に横方向に延びる平行チャネル９０の各々に入るように誘導され、チャネル９０の異なる高さでモジュール１９の後方から前方へと流れ、それにより電力電子機器３１ｆ及び３１ｇを冷却し、電力電子機器３１ｆ及び３１ｇは、冷却チャネル９０に対して密接に熱的に近接して配置されている。流体冷却剤は、チャネル９０の前方から出て、冷却剤流路８７ｄの前方垂直チャンバ８９に入る。ポート８２ｄ内の栓９６ｄのために、冷却剤は、右下部ポート８３ｄを介してモジュール２１を出て行くように誘導される。したがって、この直列流冷却外形では、モジュール２１は、単一の入口ポート８０ｄを通して冷却剤を受け取り、単一の出口ポート８３ｄを通して冷却剤を排出する。
【0060】
モジュール２１及び１７が横並びに積み重ねられた状態で、モジュール２１の右下部ポート８３ｄは、モジュール１７の左下部ポート８２ｅと位置合わせされ、モジュール１７の左下部ポート８２ｅと密閉式に流体連通している。冷却剤はこれにより、モジュール２１の右下部ポート８３ｄを出てモジュール１７の左下部ポート８２ｅに入る。左上側ポート８０ｅは、栓９５ｅで塞がれており、右下部ポート８３ｅは、栓９６ｆによって遮断されている。冷却剤は、左下部ポート８２ｅ及び循環ポンプ４５を介して通路８６ｅへと供給され、栓９６ｆがポート８３ｅを遮断しているため、冷却剤流路８７ｅの垂直前方チャンバ８９内に供給される。冷却剤はその後、冷却剤流路８７ｅの水平に横方向に延びる平行チャネル９０の各々に入るように誘導され、チャネル９０の異なる高さでモジュール１７の前方から後方へと流れ、それにより制御電力電子機器５５を含む、中央電力管理電子機器５１を冷却し、これらは、冷却チャネル９０に対して密接に熱的に近接して配置されている。流体冷却剤は、チャネル９０の後方から出て、冷却剤流路８７ｃの後方垂直チャンバ８８に入る。ポート８０ｅ内の栓９５ｅのために、冷却剤は、右上部ポート８１ｅを介してモジュール１７を出て行くように誘導される。したがって、この直列流冷却外形では、モジュール２０は、単一の入口ポート８２ｅを通して冷却剤を受け取り、単一の出口ポート８１ｅを通して冷却剤を排出する。図１に示される実施例では、中央制御モジュール１６がモジュール１７の右に積み重ねられた状態で、中央制御モジュール１６は、この実施例ではいかなる冷却剤チャネルも含まないことから、ポート８１ｅは、塞がれてもよく、代替のポート９３ｅは塞がれず、出口ポートとして利用されてよい。したがって、この直列流冷却外形では、モジュール１７は、単一の入口ポート８２ｅを通して冷却剤を受け取り、単一の出口ポート８１ｅ又は９３ｅを通して冷却剤を排出する。
【0061】
図８は、平行流路冷却構成を示す。図８に示される平行冷却構成では、左下側ポート８２ａは、栓９６ａで塞がれている。モジュール１８の右上部ポート８１ａ又は右下部ポート８３ａのどちらも塞がれていない。またモジュール１９の左上部ポート８０ｂ又は左下部ポート８２ｂのどちらも塞がれていない。冷却剤は、左上部ポート８０ａ及び循環ポンプ４５を介して通路８５ａへと供給される。冷却剤は、通路８５ａを通って右上部ポート８１ａへと流れ、同様に冷却剤流路８７ａの垂直後方チャンバ８８内にも流れるように誘導される。冷却剤流路８７ａの垂直後方チャンバ８８から、冷却剤は、冷却剤流路８７ａの水平に横方向に延びる平行チャネル９０の各々へと流れ込み、チャネル９０の異なる高さでモジュール１８の後方から前方へと流れ、それにより電力電子機器３１ａを冷却し、電力電子機器３１ａは、冷却チャネル９０に対して密接に熱的に近接して配置されている。流体冷却剤は、チャネル９０の前方から出て、冷却剤流路８７ａの前方垂直チャンバ８９に入る。ポート８２ａ内の栓９６ａのために、冷却剤は、右上部ポート８１ａ又は右下部ポート８３ａのいずれかを介してモジュール１８を出て行くように誘導される。したがって、この平行流冷却構成では、モジュール１８は、少なくとも入口ポート８０ａを通して冷却剤を受け取り、２つの平行出口ポート８１ａ及び８３ａを通して冷却剤を排出する。
【0062】
モジュール１８及び１９が横並びに積み重ねられた状態で、モジュール１８の右上部ポート８１ａは、モジュール１９の左上部ポート８０ｂと位置合わせされ、モジュール１９の左上部ポート８０ｂと密閉式に流体連通している。冷却剤はこれにより、モジュール１８の右上部ポート８１ａを出てモジュール１９の左上部ポート８０ｂに入る。また、モジュール１８の右下部ポート８３ａは、モジュール１９の左下部ポート８２ｂと位置合わせされ、モジュール１９の左下部ポート８２ｂと密閉式に流体連通している。冷却剤はこれにより、モジュール１８の右下部ポート８３ａを出てモジュール１９の左下部ポート８２ｂに入る。モジュール１９の右上部ポート８１ｂ又は右下部ポート８３ｂのどちらも塞がれていない。また、モジュール２０の左上部ポート８０ｃ又は左下部ポート８２ｃのどちらも塞がれていない。冷却剤は、左上部ポート８０ｂを介して通路８５ｂに供給され、左下部ポート８２ｂを介して通路８６ｂに供給される。冷却剤は、通路８５ｂを通って右上部ポート８１ｂへと流れ、通路８６ｂを通って右下部ポート８３ｂへと流れ、同様に冷却剤流路８７ｂのチャネル９０内にも流れるように誘導され、これにより電力電子機器３１ｂを冷却する。したがって、この平行流冷却構成では、モジュール１９は２つの平行入口ポート８０ｂ及び８２ｂを通して冷却剤を受け取り、２つの平行出口ポート８１ｂ及び８３ｂを通して冷却剤を排出する。
【0063】
モジュール１９及び２０が横並びに積み重ねられた状態で、モジュール１９の右上部ポート８１ｂは、モジュール２０の左上部ポート８０ｃと位置合わせされ、モジュール２０の左上部ポート８０ｃと密閉式に流体連通している。冷却剤はこれにより、モジュール１９の右上部ポート８１ｂを出てモジュール２０の左上部ポート８０ｃに入る。また、モジュール１９の右下部ポート８３ｂは、モジュール２０の左下部ポート８２ｃと位置合わせされ、モジュール２０の左下部ポート８２ｃと密閉式に流体連通している。冷却剤はこれにより、モジュール１９の右下部ポート８３ｂから出て、モジュール２０の左下部ポート８２ｃに入る。モジュール２０の右上部ポート８１ｃ又は右下部ポート８３ｃのどちらも塞がれていない。また、モジュール２１の左上部ポート８０ｃ又は左下部ポート８２ｄのどちらも塞がれていない。冷却剤は、左上部ポート８０ｃを介して通路８５ｃに供給され、左下部ポート８２ｃを介して通路８６ｃに供給される。冷却剤は、通路８５ｃを通って右上部ポート８１ｃへと流れ、通路８６ｃを通って右下部ポート８３ｃへと流れ、同様に冷却剤流路８７ｃのチャネル９０内に流れるように誘導され、これにより電力電子機器３１ｃ及び３１ｄを冷却する。したがって、この平行流冷却構成では、モジュール２０は、２つの平行入口ポート８０ｃ及び８２ｃを通して冷却剤を受け取り、２つの平行出口ポート８１ｃ及び８３ｃを通して冷却剤を排出する。
【0064】
モジュール２０及び２１が横並びに積み重ねられた状態で、モジュール２０の右上部ポート８１ｃは、モジュール２１の左上部ポート８０ｄと位置合わせされ、モジュール２１の左上部ポート８０ｄと密閉式に流体連通している。冷却剤はこれにより、モジュール２０の右上部ポート８１ｃを出てモジュール２１の左上部ポート８０ｄに入る。また、モジュール２０の右下部ポート８３ｃは、モジュール２１の左下部ポート８２ｄと位置合わせされ、モジュール２１の左下部ポート８２ｄと密閉式に流体連通している。冷却剤はこれにより、モジュール２０の右下部ポート８３ｃを出てモジュール２１の左下部ポート８０ｄに入る。モジュール２１の右上部ポート８１ｄ又は右下部ポート８３ｄのどちらも塞がれていない。また、モジュール１７の左上部ポート８０ｅ又は左下部ポート８２ｅのどちらも塞がれていない。冷却剤は左上部ポート８０ｄを介して通路８５ｄに供給され、左下部ポート８２ｄを介して通路８６ｄに供給される。冷却剤は、通路８５ｄを通って右上部ポート８１ｄへと流れ、通路８６ｄを通って右下部ポート８３ｄへと流れ、同様に冷却剤流路８７ｄのチャネル９０内に流れるように誘導され、これにより電力電子機器３１ｅ及び３１ｆを冷却する。したがって、この平行流冷却構成では、モジュール２１は、２つの平行入口ポート８０ｄ及び８２ｄを通して冷却剤を受け取り、２つの平行出口ポート８１ｄ及び８３ｄを通して冷却剤を排出する。
【0065】
モジュール２１及び１７が横並びに積み重ねられた状態で、モジュール２１の右上部ポート８１ｄは、モジュール１７の左上部ポート８０ｅと位置合わせされ、モジュール１７の左上部ポート８０ｅと密閉式に流体連通している。冷却剤はこれにより、モジュール２１の右上部ポート８１ｄを出てモジュール１７の左上部ポート８０ｅに入る。また、モジュール２１の右下部ポート８３ｄは、モジュール１７の左下部ポート８２ｅと位置合わせされ、モジュール１７の左下部ポート８２ｅと密閉式に流体連通している。冷却剤はこれによりまた、モジュール２１の右下部ポート８３ｄを出てモジュール１７の左下部ポート８２ｅに入る。冷却剤は左上部ポート８０ｅを介して通路８５ｅに供給され、左下部ポート８２ｅを介して通路８６ｅに供給される。右上側ポート８１ｅは栓９５ｆで塞がれている。冷却剤は、通路８６ｅを通って右下部ポート８３ｅへと流れ、同様に通路８５ｅを通って冷却剤流路８７ｅの垂直後方チャンバ８８内に流れるように誘導される。冷却剤流路８７ｅの垂直後方チャンバ８８から、冷却剤は、冷却剤流路８７ｅの水平に横方向に延びる平行チャネル９０の各々へと流れ込み、チャネル９０の異なる高さでモジュール１７の後方から前方へと流れ、それにより電子機器５１を冷却し、電子機器５１は、冷却チャネル９０に対して密接に熱的に近接して配置されている。流体冷却剤は、チャネル９０の前方から出て、冷却剤流路８７ｅの前方垂直チャンバ８９に入り、右下部ポート８３ｅを介してモジュール１７を出て行く。図１に示される実施例では、中央制御モジュール１６がモジュール１７の右に積み重ねられた状態で、中央制御モジュール１６は、この実施例ではいかなる冷却剤チャネルも含まないことから、ポート８３ｅは、塞がれてもよく、代替のポート９１ｅは塞がれず、出口ポートとして利用されてよい。したがって、この平行流冷却構成では、モジュール１７は、２つの平行入口ポート８０ｅ及び８２ｅを通して冷却剤を受け取り、少なくとも出口ポート８３ｅ又は９１ｅを通して冷却剤を排出する。
【0066】
図９は、直列と平行が組み合わされた流路冷却構成を示している。図９に示される直列と平行が組み合わされた冷却構成では、左上側ポート８０ａは栓９５ａで塞がれおり、右下部ポート８３ａは栓９６ｂで遮断されている。冷却剤は、左下部ポート８２ａ及び循環ポンプ４５を介して通路８６ａへと供給され、栓９６ｂがポート８３ａを遮断しているため、冷却剤流路８７ａの垂直チャンバ８９内に供給される。冷却剤はその後、冷却剤流路８７ａの水平に横方向に延びる平行チャネル９０の各々に入るように誘導され、チャネル９０の異なる高さでモジュール１８の前方から後方へと流れ、それにより電力電子機器３１ａを冷却し、電力電子機器３１ａは、冷却チャネル９０に対して密接に熱的に近接して配置されている。流体冷却剤は、チャネル９０の後方から出て、冷却剤流路８７ａの後方垂直チャンバ８８に入る。ポート８０ａ内の栓９５ａのために、冷却剤は、右上部ポート８１ａを介してモジュール１８を出て行くように誘導される。したがって、モジュール１８は、直列流冷却構成にあり、単一の入口ポート８２ａを通して冷却剤を受け取り、単一の出口ポート８１ａを通して冷却剤を排出する。
【0067】
モジュール１８及び１９が横並びに積み重ねられた状態で、モジュー１８の右上部ポート８１ａは、モジュール１９の左上部ポート８０ｂと位置合わせされ、モジュール１９の左上部ポート８０ｂと密閉式に流体連通している。冷却剤はこれにより、モジュール１８の右上部ポート８１ａを出てモジュール１９の左上部ポート８０ｂに入る。左下側ポート８２ｂは、栓９６ｂで塞がれ、右上部ポート８１ｂは栓９５ｃによって遮断されている。冷却剤は、左上部ポート８０ｂ及び循環ポンプ４５を介して通路８５ｂへと供給され、栓９５ｃがポート８１ｂを遮断しているため、冷却剤流路８７ｂの後方垂直チャンバ８８内に供給される。冷却剤はその後、冷却剤流路８７ｂの水平に横方向に延びる平行チャネル９０の各々に入るように誘導され、チャネル９０の異なる高さでモジュール１９の後方から前方へと流れ、それにより電力電子機器３１ｂを冷却し、電力電子機器３１ｂは、冷却チャネル９０に対して密接に熱的に近接して配置されている。流体冷却剤は、チャネル９０の前方から出て、冷却剤流路８７ｂの前方垂直チャンバ８９に入る。ポート８２ｂ内の栓９６ｂのために、冷却剤は、右下部ポート８３ｂを介してモジュール１９を出て行くように誘導される。したがって、モジュール１８及び１９は、直列流冷却構成にあり、モジュール１９は、単一の入口ポート８０ｂを通して冷却剤を受け取り、単一の出口ポート８３ｂを通して冷却剤を排出する。
【0068】
モジュール１９及び２０が横並びに積み重ねられた状態で、モジュー１９の右下部ポート８３ｂは、モジュール２０の左下部ポート８２ｃと位置合わせされ、モジュール２０の左下部ポート８２ｃと密閉式に流体連通している。冷却剤はこれにより、モジュール１９の右下部ポート８３ｂを出てモジュール２０の左下部ポート８２ｃに入る。左上側ポート８０ｃは、栓９５ｃで塞がれ、右下部ポート８３ｃは栓９６ｄによって遮断されている。冷却剤は、左下部ポート８２ｃ及び循環ポンプ４５を介して通路８６ｃへと供給され、栓９６ｄがポート８３ｃを遮断しているため、冷却剤流路８７ｃの垂直前方チャンバ８９内に供給される。冷却剤はその後、冷却剤流路８７ｃの水平に横方向に延びる平行チャネル９０の各々に入るように誘導され、チャネル９０の異なる高さでモジュール２０の前方から後方へと流れ、それにより電力電子機器３１ｃ及び３１ｄを冷却し、電力電子機器３１ｃ及び３１ｄは、冷却チャネル９０に対して密接に熱的に近接して配置されている。流体冷却剤は、チャネル９０の後方から出て、冷却剤流路８７ｂの後方垂直チャンバ８８に入る。ポート８０ｃ内の栓９５ｃのために、冷却剤は、右上部ポート８１ｃを介してモジュール２０を出て行くように誘導される。したがって、モジュール１８、１９及び２０は、直列流冷却構成にあり、モジュール２０は、単一の入口ポート８２ｃを通して冷却剤を受け取り、単一の出口ポート８１ｃを通して冷却剤を排出する。
【0069】
モジュール２０及び２１が横並びに積み重ねられた状態で、モジュー２０の右上部ポート８１ｃは、モジュール２１の左上部ポート８０ｄと位置合わせされ、モジュール２１の左上部ポート８０ｄと密閉式に流体連通している。冷却剤はこれにより、モジュール２０の右上部ポート８１ｃを出てモジュール２１の左上部ポート８０ｄに入る。左下側ポート８２ｄは、栓９６ｄで塞がれている。モジュール２１の右上部ポート８１ｄ又は右下部ポート８３ｄのどちらも塞がれていない。またモジュール１７の左上部ポート８０ｅ又は左下部ポート８２ｅのどちらも塞がれていない。冷却剤は、左上部ポート８０ｄ及び循環ポンプ４５を介して通路８５ｄへと供給される。冷却剤は、通路８５ｄを通って右上部ポート８１ｄへと流れ、同様に冷却剤流路８７ｄの垂直後方チャンバ８８内に流れるように誘導される。冷却剤流路８７ｄの垂直後方チャンバ８８から、冷却剤は、冷却剤流路８７ｄの水平に横方向に延びる平行チャネル９０の各々に流れ込み、チャネル９０の異なる高さでモジュール２１の後方から前方へと流れ、それにより電力電子機器３１ｅ及び３１ｆを冷却し、電力電子機器３１ｅ及び３１ｆは、冷却チャネル９０に対して密接に熱的に近接して配置されている。流体冷却剤は、チャネル９０の前方から出て、冷却剤流路８７ｄの前方垂直チャンバ８９に入る。ポート８２ｄ内の栓９６ｄのために、冷却剤は、右上部ポート８１ｄ又は右下部ポート８３ｄのいずれかを介してモジュール２１を出て行くように誘導される。したがって、モジュール１８は、平行流冷却構成にあり、少なくとも入口ポート８０ｄを通して冷却剤を受け取り、２つの平行出口ポート８１ｄ及び８３ｄを通して冷却剤を排出する。
【0070】
モジュール２１及び１７が横並びに積み重ねられた状態で、モジュー２１の右上部ポート８１ｄは、モジュール１７の左上部ポート８０ｅと位置合わせされ、モジュール１７の左上部ポート８０ｅと密閉式に流体連通している。冷却剤はこれにより、モジュール２１の右上部ポート８１ｄを出てモジュール１７の左上部ポート８０ｅに入る。また、モジュール２１の右下部ポート８３ｄは、モジュール１７の左下部ポート８２ｅと位置合わせされ、モジュール１７の左下部ポート８２ｅと密閉式に流体連通している。冷却剤はこれによりまた、モジュール２１の右下部ポート８３ｄを出てモジュール１７の左下部ポート８２ｅに入る。冷却剤は、左上部ポート８０ｅを介して通路８５ｅへと供給され、左下部ポート８２ｅを介して通路８６ｅへと供給される。右上側ポート８１ｅは、栓９５ｆで塞がれている。冷却剤は、通路８６ｅを通って右下部ポート８３ｅへと流れ、同様に通路８５ｅを通って冷却剤流路８７ｅの垂直後方チャンバ８８内に流れるように誘導される。冷却剤流路８７ｅの垂直後方チャンバ８８から、冷却剤は、冷却剤流路８７ｅの水平に横方向に延びる平行チャネル９０の各々に流れ込み、チャネル９０の異なる高さでモジュール１７の後方から前方へと流れ、それにより電子機器５１を冷却し、電子機器５１は、冷却チャネル９０に対して密接に熱的に近接して配置されている。流体冷却剤は、チャネル９０の前方から出て、冷却剤流路８７ｅの前方垂直チャンバ８９に入り、右下部ポート８３ｅを介してモジュール１７から出て行く。図１に示される実施例では、中央制御モジュール１６がモジュール１７の右に積み重ねられた状態で、中央制御モジュール１６は、この実施例ではいかなる冷却剤チャネルも含まないことから、ポート８３ｅは、塞がれてもよく、代替のポート９１ｅは塞がれず、出口ポートとして利用されてよい。したがって、モジュール２１及び１７は、平行流冷却構成にあり、モジュール１７は、２つの平行入口ポート８０ｅ及び８２ｅを通して冷却剤を受け取り、少なくとも出口ポート８３ｅ又は９１ｅを通して冷却剤を排出する。
【0071】
図１１は、図６に示される冷却路８７に対する第１の代替の冷却路１８７を示す。この実施例では、モジュールの左側もまた、上部液体冷却剤ポート１８０及び下部液体冷却剤ポート１８２を含む。モジュールの右側は、冷却剤ポート１８０の反対側に位置合わせされた第１の液体冷却剤ポートを含み、冷却剤通路１８５が、それらの間に長手方向ｘ－ｘに水平方向に延在しており、モジュールの右側は、冷却剤ポート１８２の反対側に位置合わせされた第２の液体冷却剤ポートを含み、冷却剤通路１８６が、それらの間に長手方向ｘ－ｘに水平方向に延在している。冷却通路１８５が、モジュールユニット１１８の上部左角に配置される。しかしながらこの実施例では、冷却剤通路１８６は、モジュールユニットの下部左角に配置される。示されるように、この実施例では、内部電力電子機器冷却剤流路１８７は、単一の蛇行路として上部冷却剤通路１８５と下部冷却剤通路１８６ａとの間に延在している。
【0072】
図１２は、図６に示される冷却路８７に対する第２の代替の冷却路２８７を示す。図１１に示される実施例でのように、この実施例では、モジュールの左側は、上部液体冷却剤ポート２８０と下部液体冷却剤ポート２８２とを含む。モジュールの右側は、冷却剤ポート２８０の反対側に位置合わせされた第１の液体冷却剤ポートを含み、冷却剤通路２８５が、それらの間に長手方向ｘ－ｘに水平方向に延在しており、モジュールの右側は、冷却剤ポート２８２の反対側に位置合わせされた第２の液体冷却剤ポートを含み、冷却剤通路２８６が、それらの間に長手方向ｘ－ｘに水平方向に延在している。冷却通路２８５が、モジュールユニットの上部左角に配置され、冷却剤通路２８６が、モジュールユニット１１８の下部左角に配置される。示されるように、この実施例では、冷却剤通行路２８７の外形は、通路２８５から方向ｚ－ｚに横方向に延在する冷却剤チャネル２９１と、横断方向ｙ－ｙに通路２９１から下方に延在する前方垂直チャンバ２８９と、横断方向ｙ－ｙに通路２８６から上方に延在する後方垂直チャンバ２８８と、横方向に延在し、垂直方向に離間された複数の平行冷却剤チャネルであって、別々に２９０で示されており、前方垂直チャンバ２８９と後方垂直チャンバ１８８との間に延在する、複数の平行冷却剤チャネルとを備える。
【0073】
冷却剤路は、種々の幾何学形状及び導管構成を備えて示されるが、代替の通路幾何学形状及びポーティングが使用されてもよい。例えば、ハウジングの内部の分割された体積は、冷却剤通路を提供するのに使用されてもよい、又は入力ポート及び出力ポートは、ハウジングを通して代替の場所に配置されてもよく、そのようなポートの数は、所望により変化してもよい。
【0074】
モジュール式制御システム１５は、いくつかの利点を有する。システム１５は、液体冷却され、極めてコンパクトであり、環境的に堅牢であり、機械的に頑丈であり、拡張可能であり、コンパクトな土工機械など環境にあわせて定格された、個別化された電子機器モジュールのスタックを提供する。システム１５は容易に拡大縮小が可能であり、カスタマイズすることが可能である。各モジュール内に入るように設計された統合された冷却通路は、それらの間の外側の相互接続の必要性をなくす。統合された電気バス接続、すなわち電力及び制御の両方が、それらの間の外側の相互接続の必要性をなくす。個々の積み重ねられたモジュール式ユニットは、個別化された所望の制御電子機器を提供するようにカスタマイズされてよい。モジュール式ユニットの数及び構成は、用途及び環境の条件に合わせて望まれるように変更されてよい。システムは、ＩｏＴデータ収集、記憶及び伝送を提供する。システムは、リモート制御能力を有し、自律式制御能力を有する。個々のモジュールユニットはまた、ライン交換可能ユニット（ＬＲＵ）であってもよい。個々のモジュールは、少なくともＩＰ４４の保護等級を有してよく、複数モジュールの組立体の中に配置されたとき、少なくともＩＰ６７Ｋの保護等級を有してもよい。システム１５は、必要に応じてモジュールユニットをスタックに加えることによってサイズを拡大縮小することが可能である。
【0075】
モジュール式アクチュエータ制御システムの現在のところ好ましい形式が示され、記載され、いくつかのその修正形態が考察されているが、当業者は、種々の追加の変更及び修正が、特許請求の範囲によって定義され、差別化されるような発明の範囲から逸脱することなく行われ得ることを容易に理解するであろう。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【国際調査報告】