(57)【要約】第１の態様は、ビークルのハイブリッドパワートレインに関し、エンジン（５１４）、エンジンに連結された変速装置（５１６）、プロペラシャフト（５２０、５２４）を介して変速装置に連結された前輪駆動装置、変速装置に連結された後輪駆動装置（５１８）、プロペラシャフトを介して前輪駆動装置に駆動連結され、プロペラシャフトを介して、変速装置に駆動連結されたトラクションモーター（５２２）であって、プロペラシャフトから離間したトラクションモーター、及びトラクションモーターを作動させるバッテリー（５４０）を備えている。別の態様によれば、トラクションモーターが、左右の座席の中間に配置されている。
2019521028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビークルの並列ハイブリッドパワートレインであって、
エンジンと、
前記エンジンに連結された変速装置と、
プロベラシャフトを介して、前記変速装置に連結された前輪駆動装置と、
前記変速装置に連結された後輪駆動装置と、
前記プロペラシャフトを介して、前記前輪駆動装置に駆動連結され、前記プロペラシャフトを介して、前記変速装置に駆動連結されたトラクションモーターであって、前記プロペラシャフトから離間したトラクションモーターと、
前記トラクションモーターを作動させるバッテリーと、
を備えたことを特徴とする、ハイブリッドパワートレイン。
【請求項２】
前記トラクションモーターが、前記プロペラシャフトを駆動して、前記前輪及び後輪駆動装置を駆動するように作動するとき、サイレントモードに構成されることを特徴とする、請求項１記載の並列ハイブリッドパワートレイン。
【請求項３】
前記バッテリーを充電する、エンジン駆動発電機を更に備えたことを特徴とする、請求項１又は２記載の並列ハイブリッドパワートレイン。
【請求項４】
エンジンを作動させ、前記エンジン駆動発電機を介して、前記バッテリーを充電するとき、停止充電モードに構成されることを特徴とする、請求項３記載の並列ハイブリッドパワートレイン。
【請求項５】
前記トラクションモーターが、前記バッテリーを充電するように構成された、第２の発電機に指定されることを特徴とする、請求項３又は４記載の並列ハイブリッドパワートレイン。
【請求項６】
前記ビークルが運転され、前記エンジン駆動発電機によって前記バッテリーが充電され、前記トラクションモーターが、第２の発電機に指定されるとき、充電駆動モードに構成されることを特徴とする、請求項５記載の並列ハイブリッドパワートレイン。
【請求項７】
前記トラクションモーター及びエンジンの両方が作動して、前記プロペラシャフトにトルクを付加して、前記前輪駆動装置及び後輪駆動装置を駆動するとき、全性能モードに構成されることを特徴とする、請求項１〜６いずれか１項記載の並列ハイブリッドパワートレイン。
【請求項８】
前記プロペラシャフトと前記前輪駆動装置との間に双方向クラッチを更に備えたことを特徴とする、請求項１〜７いずれか１項記載の並列ハイブリッドパワートレイン。
【請求項９】
前記プロペラシャフトが、第１及び第２の部分を有し、前記双方向クラッチが、前記プロペラシャフトの前記第１及び第２の部分の中間に位置していることを特徴とする、請求項８記載の並列ハイブリッドパワートレイン。
【請求項１０】
前記トラクションモーターが、前記前輪駆動装置を駆動するように作動し、前記前輪駆動装置が、前記プロペラシャフトを介して、前記後輪を駆動する、サイレントモードを有することを特徴とする、請求項８記載の並列ハイブリッドパワートレイン。
【請求項１１】
ビークルであって、
フレームアセンブリと、
前記フレームアセンブリに支持された少なくとも運転席及び助手席を含む、運転者領域と、
駆動系アセンブリであって、
前記フレームアセンブリに支持されたエンジン、
前記エンジンに動作可能に連結された変速装置、
プロペラシャフトを介して、前記変速装置に動作可能に連結された前輪駆動装置、
前記変速装置に動作可能に連結された後輪駆動装置、
前記プロペラシャフトに動作可能に連結され、前記運転席と前記助手席の横方向中央に配置されたトラクションモーター、及び
前記トラクションモーターを作動させるように構成されたバッテリー
を含むアセンブリと、
を備えたことを特徴とするビークル。
【請求項１２】
前記プロペラシャフト及び前記トラクションモーターに動作可能に連結された、ギアトレインを更に備えたことを特徴とする、請求項１１記載のビークル。
【請求項１３】
前記ギアトレインが、少なくとも前記トラクションモーターの出力シャフトに回転可能に連結された第１のギア、及び前記プロペラシャフトの周囲に回転可能に連結され、かつ前記第１のギアに回転可能に連結された、第２のギアを有することを特徴とする、請求項１２記載のビークル。
【請求項１４】
前記エンジンが、前記プロペラシャフトに動作可能に連結され、該シャフトを回転させるように構成され、該シャフトの回転が、前記第２のギアを回転させ、該ギアと共に前記第１のギアを回転させることによって、前記トラクションモーターを作動させ、該モーターの作動によって前記バッテリーが充電されるとき、前記駆動系アセンブリが、充電運転モードに構成されることを特徴とする、請求項１３記載のビークル。
【請求項１５】
前記エンジンが停止しているとき、前記バッテリーが、前記トラクションモーターを作動させ、該モーターの作動によって、前記プロペラシャフトを介して、前記前輪駆動装置及び後輪駆動装置が駆動されるとき、前記駆動系アセンブリが、サイレント運転モードに構成されることを特徴とする、請求項１３又は１４記載のビークル。
【請求項１６】
前記エンジン及び前記トラクションモーターの両方が、同時に作動して前記プロペラシャフトを駆動するとき、前記駆動系アセンブリが、全性能モードに構成されることを特徴とする、請求項１１〜１５いずれか１項記載のビークル。
【請求項１７】
前記トラクションモーターが、前記プロペラシャフトから横方向にオフセットされていることを特徴とする、請求項１１〜１６いずれか１項記載のビークル。
【請求項１８】
前記プロペラシャフトが、前記バッテリーより、前記ビークルの垂直方向下方位置に存在していることを特徴とする、請求項１１〜１７いずれか１項記載のビークル。
【請求項１９】
前記駆動系アセンブリが、前記プロペラシャフトと前記前輪駆動装置との間に、双方向クラッチを更に含むことを特徴とする、請求項１１〜１８いずれか１項記載のビークル。
【請求項２０】
前記プロペラシャフトが、第１及び第２の部分を有し、前記双方向クラッチが、前記第１及び第２の部分の中間に位置していることを特徴とする、請求項１９記載のビークル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願はユーティリティビークルに関し、より具体的には、様々な運転モードで動作するように構成された、ハイブリッドユーティリティビークルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気ビークルは、バッテリーパックの充電及び／又はビークルの車輪を駆動する電気モーターに動作可能に連結された、少なくとも１つのバッテリーパックを備えていることが知られている。しかし、ハイブリッドビークルは、バッテリーパック及びエンジンの両方を備えている。ハイブリッドビークルの１つの実施形態において、エンジンとバッテリーパックは直列に動作する、つまり、バッテリーパックが車輪を駆動する電力又はエネルギーを供給し、エンジンがバッテリーパックを充電するように動作する。あるいは、別の実施形態において、ハイブリッドビークルは  並列ハイブリッドビークル、即ち、バッテリーパックが、前輪又は後輪のいずれかを駆動する電力又はエネルギーを供給し、エンジンが他の組の車輪を駆動する動力を供給するものであってよい。
【発明の概要】
【０００３】
１つの実施形態において、並列パワートレインは、エンジン、エンジンに連結された変速装置、プロペラシャフトを介して変速装置に連結された前輪駆動装置、変速装置に連結された後輪駆動装置、プロペラシャフトに連結され、シャフトを駆動するトラクションモーター、及びトラクションモーターを作動させるバッテリーを含んでいる。加えて、別の実施形態において、ビークルは、フレームアセンブリ、フレームアセンブリに支持された少なくとも運転席及び助手席を含む、運転者領域、及び駆動系アセンブリを備えている。駆動系アセンブリは、フレームアセンブリに支持されたエンジン、エンジンに動作可能に連結された変速装置、プロペラシャフトを介して、変速装置に動作可能に連結された前輪駆動装置、変速装置に動作可能に連結された後輪駆動装置、プロペラシャフトに動作可能に連結され、運転席と助手席の横方向中央に配置されたトラクションモーター、及びトラクションモーターを作動させるように構成されたバッテリーを含んでいる。
【０００４】
並列ハイブリットパワートレインは、トラクションモーターが、プロペラシャフトを駆動して、前輪及び後輪駆動装置を駆動するサイレントモードを有することができる。並列ハイブリットパワートレインは、更にバッテリーを充電するエンジン駆動発電機を有することができる。この実施形態において、並列ハイブリットパワートレインは、エンジンを作動させ、エンジン駆動発電機を介してバッテリーが充電される、停止充電モードを有している。
【０００５】
並列ハイブリットパワートレインは、トラクションモーターが、バッテリーを充電する発電機でもあると説明することができる。並列ハイブリットパワートレインは、ビークルが駆動され、エンジン駆動発電機、及び発電機モードのトラクションモーターによって、バッテリーが充電される充電運転モードも有することができる。
【０００６】
並列ハイブリットパワートレインは、トラクションモーター及びエンジンの両方が作動して、プロペラシャフトにトルクを加え、前輪及び後輪駆動装置を駆動する全性能モードも有することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明の前述及び他の特徴、並びにこれを達成する方法は、添付図面と併せて以下の実施形態の説明を読むことによって、より明らかになり、本発明そのものをより良く理解することができる。
【図１】本開示のハイブリッドユーティリティビークルの左後方斜視図。
【図２Ａ】パワートレインアセンブリの第１の実施形態に動作可能に連結された、本開示の一連のハイブリッドユーティリティビークルの駆動系の左前方斜視図。
【図２Ｂ】図２Ａの一連のハイブリッドユーティリティビークルの駆動系の左後方斜視図。
【図２Ｃ】理想的な方向転換における図２のビークルの概略図。
【図２Ｄ】オーバーステア状態における図２のビークルの概略図。
【図２Ｅ】アンダーステア状態における図２のビークルの概略図。
【図３Ａ】様々な運転モードにおける、図２Ａのハイブリッドユーティリティビークルの様々な構成要素間の動力の流れを示す、概略フローチャート。
【図３Ｂ】様々な運転モードにおける、図２Ａのハイブリッドユーティリティビークルの様々な構成要素間の動力の流れを示す、別の概略フローチャート。
【図４】図３Ａの「全性能」運転モードを示す概略フローチャート。
【図５】図３Ａの「サイレント運転」モードを示す概略フローチャート。
【図６】図３Ａの「充電運転」モードを示す概略フローチャート。
【図７】図３Ａの「停止充電」モードを示す概略フローチャート。
【図８Ａ】パワートレインアセンブリの第２の実施形態に動作可能に連結された、本開示の小型並列ハイブリッドビークルの第１の実施形態の駆動系の右後方斜視図。
【図８Ｂ】小型ハイブリッドの第１の実施形態のパワートレインアセンブリの右後方斜視図。
【図９Ａ】様々な運転モードにおける、図８Ａのハイブリッドユーティリティビークルの様々な構成要素間の動力の流れを示す、概略フローチャート。
【図９Ｂ】様々な運転モードにおける、図８Ａのハイブリッドユーティリティビークルの様々な構成要素間の動力の流れを示す、さらに別の概略フローチャート。
【図１０】図９Ａの「全性能」運転モードを示す概略フローチャート。
【図１１】図９Ａの「サイレント運転」モードを示す概略フローチャート。
【図１２】図９Ａの「充電運転」モードを示す概略フローチャート。
【図１３】本開示のハイブリッドビークルの第３の実施形態の左後方斜視図。
【図１４】図１３の実施形態の駆動系の左側斜視図。
【図１５】図１４のパワートレインの右側斜視図。
【図１６】図１４のパワートレインの下側斜視図。
【図１７】図１４のパワートレインのトラクションモーターの左後方斜視図。
【図１８Ａ】駆動系を模式的に示す、様々な動作モードにおける、図１４のハイブリッドパワートレインの概略図。
【図１８Ｂ】様々な動作モードにおける、図１４のハイブリッドパワートレインの概略図。
【図１９】図１８のハイブリッド概略図の停止充電モードの概略図。
【図２０】図１８のハイブリッド概略図の充電運転モードの概略図。
【図２１】図１８のハイブリッド概略図のサイレント運転モードの概略図。
【図２２】図１８のハイブリッド概略図の全性能運転モードの概略図。
【図２３】図１７のトラクションモーターの１つの可能な配向を示す、座席の後方から見た背面図。
【図２４】図１７のトラクションモーターの別の可能な配向を示す図。
【図２５】前輪トラクションモーターを有する、第４の可能なハイブリッド実施形態の駆動系の左後方斜視図。
【図２６】図２５のハイブリッドパワートレインに使用される双方向クラッチの右後方斜視図。
【図２７】図２６の３−３線断面図。
【図２８】図２５のハイブリッドパワートレインの前輪トラクションモーター及び前輪駆動装置の左前面図。
【図２９】トラクションモーターを除く、図２８の前輪駆動装置の右後方斜視図。
【図３０】前輪駆動装置の左側のカバーを取り除いた、図２８のトラクションモーター及び前輪駆動装置の左後方斜視図。
【図３１】図２８の前輪駆動装置のギア装置を示す右前方斜視図。
【図３２Ａ】駆動系を模式的に示す、様々な動作モードにおける、図２５のハイブリッドパワートレインの概略図。
【図３２Ｂ】様々な動作モードにおける、図２５ハイブリッドパワートレインの動作の全体概略図。
【図３３】図３２のハイブリッド概略図の停止充電モードの概略図。
【図３４】図３２のハイブリッド概略図の充電運転モードの概略図。
【図３５】図３２のハイブリッド概略図のサイレント運転モードの概略図。
【図３６】図３２のハイブリッド概略図の全性能モードの概略図。
【図３７Ａ】本明細書に開示の任意のパワートレインアセンブリに使用されるように構成された、複数のバッテリーパックを有する、本開示のハイブリッドユーティリティビークルの左前方斜視図。
【図３７Ｂ】本開示のハイブリッドユーティリティビークルの充電器の正面斜視図。
【図３８Ａ】本明細書に開示の任意のハイブリッドユーティリティビークルの冷却アセンブリの概略図。
【図３８Ｂ】本明細書に開示の任意のハイブリッドユーティリティビークルの電気システムのモーター制御装置に連結された、冷却アセンブリのラジエーターの分解図。
【図３８Ｃ】図３８Ｂのモーター制御装置に連結されたラジエーターの別の実施形態。
【図３８Ｄ】図３８Ｂのモーター制御装置の１つに連結されたラジエーターの別の実施形態。
【図３８Ｅ】図３８Ｂの別のモーター制御装置に連結されたラジエーターの別の実施形態。
【図３９】本明細書に開示の任意のハイブリッドビークルを様々な運転モードで動作させる制御システムの概略図。
【図４０】上部フレーム部が折り畳まれた状態を示す、本開示の任意のハイブリッドユーティリティビークルの左側面図。
【図４１】上部フレームアセンブリが上昇位置にあり、ビークルの自律アセンブリ又はキットを支持している様子を示す、本開示の任意のハイブリッドユーティリティビークルの左側面図。
【図４２】ビークルの自律アセンブリ又はキットを含む、図４１のビークルの上面図。
【図４３】ビークルの自律アセンブリ又はキットを含む、図４１のビークルの前面図。
【図４４】本開示の別の実施形態のビークルの左前方斜視図。
【図４５】図４４のビークルのフレームアセンブリ及び駆動系の左前方斜視図。
【図４６】図４５の駆動系の左後方斜視図。
【図４７】図４６の駆動系の右後方斜視図。
【図４８】図４７の駆動系の左下方斜視図。
【図４９】図４４のビークルに配置され、駆動系に動作可能に含まれるバッテリーの左前方斜視図。
【図５０】図４４のビークルの電気システムの概略図。
【図５１】図４４のビークルの充電システムの概略図。
【０００８】
幾つかの図面を通して、対応する参照番号は、対応する部品を示す。図面は、本発明の実施形態を示しているが、図面は必ずしも同じ縮尺ではなく、本発明をより図示及び説明するために、特定の特徴が誇張されている場合があり得る。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に開示する実施形態は、本発明をすべて網羅するものではなく、又以下の詳細な説明に開示する厳密な形態に本発明を限定するものでもない。寧ろ、実施形態は、他の当業者が、その教示を利用することができるように選択して記載したものである。本開示は主にユーティリティビークルに関しているが、本明細書に開示の特徴は、他の全地形対応ビークル、オートバイ、スノーモービル、ゴルフカート等、他の種類のビークルにも適用できることを理解されたい。  
【００１０】
図１において、前部地面係合部材１２及び後部地面係合部材１４を含む、地面係合部材、パワートレインアセンブリ１６、フレーム２０、フレーム２０に連結された複数のボディパネル２２、前輪サスペンションアセンブリ２４、後輪サスペンションアセンブリ２６、及び後部貨物領域２８を備えた、ハイブリッドユーティリティビークル１０の例示的な実施形態を示す。１つの実施形態において、１つ以上の地面係合部材１２、１４を、５５３４０、ミネソタ州Ｍｅｄｉｎａ２１００ハイウェイ５５に所在する、Ｐｏｌａｒｉｓ Iｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ.から入手できる、ＰＲＯＳＰＥＣＴＯＲ ＩＩ無限軌道等の無限軌道、又は２００８年３月２６日出願の米国特許第８，１０９，３０８号明細書（代理人整理番号ＰＬＲ−０９−２５３６９．０２Ｐ）、２００９年７月２０日出願の米国特許第８，１７６，９５７号明細書（代理人整理番号ＰＬＲ−０９−２５３７５．０３Ｐ）及び２０１３年３月１３日出願の米国特許出願公開第２０１３／０２４０２７２号明細書（代理人整理番号ＰＬＲ−０９−２５２０１．０２Ｐ）のいずれかに開示の、非空気タイヤで置換することができ、これ等の全開示内容が、参照により明示的に本明細書に組み込まれるものである。ビークル１０は、ユーティリティビークル（「ＵＶ」）、オールテレインビークル（「ＡＴＶ」）、又はサイドバイサイドビークル（「ＳｘＳ」）と呼ばれ、様々な地形又は表面上を移動するように構成されている。より具体的には、ビークル１０は、軍、工業、農業、又はレクリエーション用途向けに構成することができる。
【００１１】
パワートレインアセンブリ１６は、フレーム２０上に動作可能に支持され、１つ又は複数の地面係合部材１２、１４に駆動連結されている。図１に示すように、パワートレインアセンブリ１６は、エンジン３０（図２）、及び、（前輪及び後輪差動装置（図示せず）及び駆動軸（図示せず）を含む、駆動系アセンブリに動作可能に連結又はその内部に包含することができる）例えば、無段変速装置（ＣＶＴ）３２及び／又は有段変速装置（図示せず）等の変速装置を有することができる。エンジン３０は、燃料を燃焼させる内燃機関であってよいが、ハイブリッド、燃料電池、又は電気エンジン又はユニット等、任意のエンジンアセンブリが考えられる。１つの実施形態において、パワートレインアセンブリ１６は、ターボチャージャー（図示せず）を含み、エンジン３０は、ディーゼル内燃機関である。ＣＶＴ３２の更なる詳細は、米国特許第３，８６１，２２９号明細書、米国特許第６，１７６，７９６号明細書、米国特許第６，１２０，３９９号明細書、米国特許第６，８６０，８２６号明細書、及び米国特許第６，９３８，５０８号明細書に開示されており、これ等の全開示内容が、参照によりに明示的に本明細書に組み込まれるものである。
【００１２】
前輪サスペンションアッセンブリ２４は、フレーム２０及び前部地面係合部材１２に連結することができる。図１に示すように、前輪サスペンションアッセンブリ２４は、各々の前部地面係合部材１２に連結されたショック３４、及び前輪制御アームアセンブリ３５を含むことができる、前輪アクスルアレンジメントを含んでいる。同様に、後輪サスペンションアッセンブリ２６は、フレーム２０及び後部地面係合部材１４に連結することができる。例示として、後輪サスペンションアッセンブリ２６は、各々の後部地面係合部材１４に連結されたショック３６、及び後輪クスルアレンジメント３８を含んでいる。パワートレイン１６、駆動系アセンブリ、及び前輪サスペンションアセンブリ２４の更なる詳細は、２００６年７月２８日出願の「ＳＩＤＥ−ＢＹ−ＳＩＤＥ ＡＴＶ」と題する、米国特許第７，８１９，２２０明細書（代理人整理番号ＰＬＲ−０６−１６８８．０１Ｐ）、及び２００６年７月２８日出願の「ＳＩＤＥ−ＢＹ−ＳＩＤＥ ＡＴＶ」と題する、米国特許出願公開第２００８／００２３２４０号明細書（代理人整理番号ＰＬＲ−０６−１６８８．０２Ｐ）に記載されており、後輪サスペンションアセンブリ２６の更なる詳細は、２０１０年８月３日出願の「ＳＩＤＥ−ＢＹ−ＳＩＤＥ ＡＴＶ」と題する、米国特許出願公開第２０１２／００３１６９３号明細書（代理人整理番号ＰＬＲ−０６−２４３５７．０２Ｐ）に記載されており、これ等全開示内容が、参照により明示的に本明細書に組み込まれるものである。
【００１３】
更に図１において、ビークル１０は、フレーム１０に支持され、少なくとも運転者及び助手の座席を含む、運転者領域４０を有している。例示として、ビークル１０の１つの実施形態は、運転席４２、助手席４４、及び２つの後部乗員席４６の４つの座席を有している。より具体的には、運転席４２と助手席４４が並列に配置され、後部乗員席４６も並列に配置されている。後部乗員席４６は、運転席４２と助手席４４の背後に配置され、座席４２、４４と比較して高く配置することができる。運転席４２は、座席底部、例示としてバケットシート、及び座席背もたれを有している。同様に、助手席４４は、座席底部、例示としてバケットシート、及び座席背もたれを有している。同じく、各々の後部乗員席４６は、座席底部、例示としてバケットシート、及び座席背もたれを有している。
【００１４】
ビークル１０は、地面係合部材１２、１４に支持された、フレーム２０を更に有することができる。特に、フレーム２０は、前部フレーム部４８及び後部フレーム部４９を含んでいる。例示として、後部フレーム部４９は、パワートレインアセンブリ１６及び後部貨物領域２８を支持する。ビークル１０は、オーバーヘッド又は上部フレーム部５０も備えている。上部フレーム部５０は、フレーム２０に連結され、運転者領域４０と協働してビークル１０の運転室を画成する。ビークル１０の更なる詳細は、２０１３年３月２８日出願の米国特許第８，９９８，２５４号明細書（代理人整理番号ＰＬＲ−０９−２５２７４．０２Ｐ）に開示されており、その全開示内容が、参照により明示的に本明細書に組み込まれるものである。
【００１５】
図２Ａ及び２Ｂにおいて、１つの実施形態において、ビークル１０は、すべて電気で動作するように構成された直列ハイブリッドユーティリティビークル１１０である。ビークル１１０は、別のパワートレインアセンブリ１１６及び電気システム１５０を含んでいる。パワートレインアセンブリ１１６は、エンジン３０を含み、パワートレインアセンブリ１１６は更に変速装置１１８を含むが、ＣＶＴ３２を含まず、変速装置は、エンジン３０に動作可能に連結された有段変速装置又はギアボックスであってよい。ＣＶＴ３２の代わりに、パワートレインアセンブリ１１６は、エンジン３０に動作可能に連結されたモーター／発電機１２０、並びに変速装置１１８及びモーター／発電機１２０に動作可能に連結されたトラクションモーターを含む、電気システム１５０に動作可能に連結されている。モーター／発電機１２０は、エンジン３０が供給する回転力を、トラクションモーター１２２、複数のバッテリーパック、及びビークル１１０の任意の構成要素が使用する電力に変換するように構成されている。例示的なビークル１１０は、常に電気的に駆動されるため、エンジン３０とビークル１１０の駆動系との間にＣＶＴ又は他の機械的駆動システムを必要としない。
【００１６】
更に図２Ａ及び２Ｂにおいて、エンジン３０は発電機として機能し、ベルトを介して又はギアボックスを介して、エンジン３０のクランクシャフトに動作可能に連結されたモーター／発電機１２０に回転力を与える。例えば、エンジン３０が作動すると、クランクシャフトが回転して、モーター／発電機１２０に動力を与え、モーター／発電機１２０が、（例えば、インバーターそのもの、又はインバーターを含んでいてよい）モーター制御装置１３０（図３）を介して、トラクションモーター１２２に電力を与える。トラクションモーター１２２は、（例えば、インバーターそのもの、又はインバーターを含んでいてよい）第２のモーター制御装置１３２（図３）にも連結され、駆動系１３６に動力を与えることもできる。トラクションモーター１２２は、次に、変速装置１１８、プロペラシャフトギアボックス（図示せず）、前輪ギアボックス（図示せず）、又は各々の前部及び後部地面係合部材１２、１４に直接動力を与えることによって、前部及び後部地面係合部材１２、１４に動力を供給するように構成されている。より具体的には、トラクションモーター１２２が、変速装置１１８を駆動し、変速装置１１８が、後輪差動装置又はギアボックス１２４を介して、後部地面係合部材１４を駆動し、前輪差動装置又はギアボックス１３４に動作可能に連結されたプロペラシャフト１２６を介して、前部地面係合部材１２を駆動する（図２Ａ）。
【００１７】
前部及び後部地面係合部材１２、１４は、各々トルクベクタリング属性を与えるための個別のモーターを含むことができる。より具体的には、図２Ｃにおいて、ビークル１１０の前輪アクスル６２に、前輪加速度計６０を配置し、後輪クスル６６に、後輪加速度計６４を配置することができる。標準のＸ−Ｙ−Ｚ座標、及び
【００１８】
【数１】
2019521028.tif 000003
【００１９】
を用いて、ビークル１１０の横方向の加速度をＹ軸に沿って測定し、ビークル１１０の縦方向の加速度をＸ軸に沿って測定することができる。ビークル１１０が理想的な方向転換である場合、前輪及び後輪アクスル６２、６６両方の横方向の加速度は同じになる。しかし、ビークル１１０が、図２Ｄに示すように、オーバーステア傾向にある場合、後部地面係合部材１４が、前部地面係合部材１２と同じ回転半径を維持することができないため、後輪アクスル６６の横方向の加速度が、前輪アクスル６２の横方向加速度より小さくなる。このオーバーステア状態では、
【００２０】
【数２】
2019521028.tif 000004
【００２１】
である。このオーバーステア状態を修正するために、ＥＣＵは、
【００２２】
【数３】
2019521028.tif 000005
【００２３】
が回復されるまで、トラクショントルクの配分を後輪モーターから前輪モーターに移動する。その際、運転者の入力及び運転状況に基づくトルクベクタリングによって、当初のトルク配分が調整され、安定した運転行動及びビークルの安全性が維持される。
【００２４】
逆に、ビークル１１０がアンダーステア傾向にある場合、前部地面係合部材１２が、意図する回転半径を維持することができないため、後輪アクスル６６の横方向の加速度が、前輪アクスル６２の横方向加速度より大きくなる。このアンダーステア状態では、
【００２５】
【数４】
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【００２６】
である。このアンダーステア状態を修正するために、ＥＣＵは、
【００２７】
【数５】
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【００２８】
が回復されるまで、トラクショントルクの配分を前輪モーターから後輪モーターに移動する。その際、運転者の入力及び運転状況に基づくトルクベクタリングによって、当初のトルク配分が調整され、安定した運転行動及びビークルの安全性が維持される。
【００２９】
加えて、ビークル１１０の運転中の最適な加速及びビークル１１０の安定性の両方のために、トルクベクタリングを使用するときには、トラクション制御が監視、調整、及び／又は熟慮されている。トラクション制御では、前輪及び後輪アクスル６２、６６両方の回転速度を監視し、前輪及び後輪アクスル６２、６６の回転速度に基づいて生成された信号の導関数が計算及び／又は記憶される。前輪アクスル６２と後輪アクスル６６との間の回転速度又は導関数のいずれかが異なる場合、トラクション制御は、前輪及び後輪モーターの一方又は両方に要求されたトルクを制限する。
【００３０】
図２Ａ及び２Ｂに示すように、ビークル１１０は、バッテリーパック１２８も備えている。１つの実施形態において、バッテリーパック１２８は、後部フレーム部４９によって支持され、後部乗員席４６の下部に配置されるか、又は例示として、後部乗員席４６の１つ以上を取り外して、バッテリーパック１２８が利用可能なスペースが設けられる。バッテリーパック１２８は、モーター／発電機１２０、及びトラクションモーター１２２に動作可能に連結されている。バッテリーパック１２８が、モーター／発電機１２０に動作可能に連結されているため、ビークル１１０が停止しているとき、モーター／発電機１２０がバッテリーパック１２８を充電することができる。加えて、ビークル１１０は、バッテリーパック１２８を充電するために、ビークル１１０が運転中に消費するよりも多くの電力をバッテリーパックに供給するために、アップアイドリングすることができる。加えて、ビークル１１０は、バッテリーパック１２８を充電する制動エネルギーを捕捉するために、ビークル１１０が、減速、惰走、又は制動するとき、駆動系１３６が、運動エネルギー回収システムとして機能することができるように、回生ブレーキの構成を採用している。
【００３１】
１つの実施形態において、バッテリーパック１２８は、トラクションモーター１２２にも動作可能に連結され電力を供給する。しかし、バッテリーパック１２８が、ビークル１１０から取り外された場合、エンジン３０は、モーター／発電機１２０及びモーター制御装置１３０、１３２を介して、常に電力を供給するように構成されている。
【００３２】
図３Ａ〜７において、ビークル１１０は、（１）全性能、（２）サイレント運転、（３）充電駆動、及び（４）停止充電の４つの運転モードに構成された、直列ハイブリッドビークルである。図３Ａに示すように、後輪差動装置１２４、前輪差動装置１３４、プロペラシャフト１２６、及び／又は駆動系１３６の他の任意の構成要素を含む、駆動系１３６のすべての構成要素に動力を供給することができる。例示として、図３Ｂに示すように、具体的には、後輪差動装置１２４に動力を供給することができ、次に、プロペラシャフト１２６を介して、後輪差動装置１２４によって、前輪差動装置１３４に動力が伝達される。
【００３３】
図４Ａに示すように、ビークル１１０が全性能運転モードで運転する場合、エンジン３０がモーター／発電機１２０に動力を供給し、モーター／発電機１２０は、モーター制御装置１３０に電力入力を供給する。次に、モーター制御装置１３０は、第２のモーター制御装置１３２に電力を送り、トラクションモーター１２２に電力を供給して、後輪差動装置１２４を駆動して、後部地面係合部材１４を回転させると共に、プロペラシャフト１２６を介して、前輪差動装置１３４を駆動して、前部地面係合部材１２を回転させる。加えて、全性能運転モードの場合、バッテリーパック１２８も第２のモーター制御装置１３２に補助電力を供給し、トラクションモーター１２２に付加電力入力を供給する。
【００３４】
しかし、図５に示すように、ビークル１１０がサイレント運転モードで運転する場合には、バッテリーパック１２８のみによって、第２のモーター制御装置１３２に電力が供給され、トラクションモーター１２２が駆動される。このように、エンジン３０及びモーター／発電機１２０のいずれもトラクションモーター１２２に電力入力を与えない。従って、サイレント運転モードでは、エンジン３０は作動せず、これによって、ビークル１１０が発する雑音が減少し、ビークル１１０は、低雑音環境で、又はビークル１１０がステルス型用途に利用されるとき、作動することができる。
【００３５】
図６において、ビークル１１０が充電運転モードで運転する場合、エンジン３０が、モーター／発電機１２０に動力を供給し、次にモーター／発電機１２０が、モーター制御装置１３０に電力入力を与える。モーター制御装置１３０は、次にバッテリーパック１２８に電力を送り、ビークル１１０が運転中に、バッテリーパック１２８を充電する。従って、充電運転モードの場合、エンジン３０は、バッテリーパック１２８を充電するためにのみ作動する。このように、前部及び後部地面係合部材１２、１４の駆動に必要な動力が、バッテリーパック１２８のみによって与えられるが、ビークル１１０が運転中にバッテリーパックが充電される。より具体的には、バッテリーパック１２８は、後部地面係合部材１４を回転させる後輪差動装置１２４、及びプロペラシャフト１２６を介して、前部地面係合部材１２を回転させる前輪差動装置１３４を駆動するトラクションモーター１２２に電力を送る、第２のモーター制御装置１３２に電力を供給する。従って、この充電運転モードでは、エンジン３０は、ビークル１１０の駆動に必要なバッテリーパック１２８からの電力出力に少なくとも匹敵するように、バッテリーパック１２８を充電する。
【００３６】
最後に、図７において、ビークル１１０が停止充電モードで運転する場合、エンジン３０が、モーター／発電機１２０に動力を供給し、次にモーター／発電機１２０が、モーター制御装置１３０に電力入力を与える。モーター制御装置１３０は、次にバッテリーパック１２８に電力を送り、ビークル１１０が運転中にバッテリーパック１２８を充電する。しかし、停止充電モードの場合、ビークル１１０は停止しているため、トラクションモーター１２２、後輪差動装置１２４、プロペラシャフト１２６、又は前輪差動装置１３４には入力が与えられず、代わりにビークル１１０は静止位置に留まっている。このように、ビークル１１０がアイドリング中に、バッテリーパック１２８を充電することができる。
【００３７】
これ等４つの運転モードによって、ビークル１１０が２輪駆動又は４輪駆動のいずれかで運転することができると共に、ビークル１１０が、様々な環境及び条件下において、又は直列ハイブリッドビークルに適用可能なあらゆる状況下において運転することもできる。ビークル１１０の更なる詳細は、２０１０年１２月１２日出願の米国特許第８，４９６，０７９号明細書（理人整理番号ＰＬＲ−００ＳＡ−２４３９６．０１Ｐ）に開示されており、この全開示内容が、参照により明示的に本明細書に組み込まれるものである。
【００３８】
ここで、図８Ａ及び８Ｂにおいて、ビークル１０が、別のパワートレインアセンブリ２１６を備えた、並列ハイブリッドユーティリティビークル２１０として示されている。より具体的には、ビークル２１０は、静止非充電並列ハイブリッドユーティリティビークルである。パワートレインアセンブリ１１６（図２Ａ及び２Ｂ）と異なり、パワートレインアセンブリ２１６は、エンジン３０、ＣＶＴ３２、及び有段変速装置又はギアボックスであってよい変速装置２１８を含んでいる。加えて、図２Ｂの電気システム１５０と異なり、ビークル２１０の電気システム２５０は、モーター／発電機１２０又はトラクションモーター１２２（図２Ｂ）を含んでいない。モーター／発電機１２０及びトラクションモーター１２２の代わりに、電気システム２５０は、変速装置２１８の入力（図示せず）に動作可能に連結された電気モーター２４０を含んでいる。ビークル２１０がモーター／発電機１２０を備えていないため、パワートレインアセンブリ２１６は、停止充電運転モード用又はエンジン３０によるバッテリーを充電する構成を採用していない。寧ろ、ビークル２１０は、エンジン３０、ＣＶＴ３２、及び変速装置２１８によって、常に機械的に駆動される。しかし、特定の運転モード又は用途において、限定された期間、ビークル２１０を電気的に駆動することができる。このように、ビークル２１０は、主としてエンジン３０、ＣＶＴ３２、及び変速装置２１８によって機械的に駆動されるが、バッテリーパック１２８及びモーター２４０によって、短期間、電気的に駆動することができる、低度又は軽度のハイブリッドビークルと見なすことができる。１つの実施形態において、モーター２４０は、インバーターを含むか、インバーターに動作可能に連結することができる。
【００３９】
図９〜１２において、ビークル２１０は、（１）全性能、（２）サイレント運転、及び（３）充電運転の３つの運転モードで構成された、並列ハイブリッドビークルである。図９Ａに示すように、後輪差動装置１２４、前輪差動装置１３４、プロペラシャフト１２６、及び／又は駆動系１３６の他の任意の構成要素を含む、駆動系１３６のすべての構成要素に動力を供給することができる。例示として、図９Ｂに示すように、具体的には、後輪差動装置１２４に動力を供給することができ、次に、プロペラシャフト１２６を介して、後輪差動装置１２４によって、前輪差動装置１３４に動力が伝達される。
【００４０】
図１０に示すように、ビークル２１０が全性能運転モードで運転する場合、エンジン３０がＣＶＴ３２を駆動し、次にＣＶＴ３２が変速装置２１８に動力入力を与える。変速装置２１８は、次に、後部地面係合部材１４を駆動する後輪差動装置１２４に動力を伝達すると共に、プロペラシャフト１２６を介して、前部地面係合部材１２を駆動する前輪差動装置１３４に動力を伝達する。
【００４１】
しかし、図１１に示すように、ビークル１１０がサイレント運転モードで運転する場合、バッテリーパック１２８のみが後輪差動装置１２４及びプロペラシャフト１２６に動力を与えて、前部及び後部地面係合部材１２、１４を駆動する。このように、エンジン３０及びＣＶＴ３２のいずれも、駆動系１３６に動力入力を供給しない。従って、サイレント運転モードにおいて、エンジン３０が作動しないため、ビークル２１０によって生じる雑音が減少し、ビークル２１０は、低雑音環境、又はビークル２１０がステルス型用途に利用される場合において運転することができる。
【００４２】
図１２において、ビークル２１０が充電運転モードで運転する場合、エンジン３０及びＣＶＴ３２が、変速装置２１８の入力に動力を供給し、次に、変速装置２１８が駆動系１３６に動力を与えて、前部及び後部地面係合部材１２、１４を駆動する。加えて、充電運転モードの場合、ビークル２１０は、ビークル２１０の減速時及び制動時に、バッテリーパック１２８を充電することができる回生ブレーキ構成を採用している。より具体的には、前輪差動装置１３４が、プロペラシャフト１２６を介して、後輪差動装置１２４に動力入力を与えるように構成されている。前輪差動装置１３４から後輪差動装置１２４に供給された動力は、次に変速装置の入力に伝達され、バッテリーパック１２８を充電するモーター２４０に供給される。
【００４３】
ここで、図１３において、参照番号５１２で模式的に示すパワートレインを有する、ハイブリッドビークルの第３の実施形態が参照番号５１０で示されている。内燃機関５１４、無段変速装置（ＣＶＴ）５１６、及び変速装置５１８を有するパワートレインを図１４に示す。エンジン５１４、ＣＶＴ５１６、及び変速装置５１８は、米国特許第８，８２７，０１９号明細書に開示されているものと実質的に同様であってよく、その開示内容は参照により本明細書に組み込まれるものと理解されたい。その特許において、変速装置５１８は、ＣＶＴ５１６から直接駆動され、変速装置５１８は、差動装置に連結されたギア式変速装置である、トランスアクスルの形態を成している。
【００４４】
変速装置５１８は、トラクションモーター５２２に連結された第１の又は後輪プロペラシャフト部分５２０、及び前輪差動装置５２６を駆動する第２の又は前輪プロペラシャフト部分５２４を有する、プロペラシャフトを駆動する。変速装置５１８は、後輪駆動装置又は差動装置５１８ａを有している。差動装置５１８ａ、５２６、及びプロペラシャフト５２０、５２４は、累積的に駆動系５２８と呼ばれている。図１５に最もよく示すように、ハイブリッドパワートレイン５１２は、エンジン５１８に連結された、エンジン駆動発電機５３０を更に含んでいる。発電機５３０は、ギア、ベルト、又はチェーン等、既知の任意の連結装置によって駆動することが理解されるであろうが、図示のように、発電機はベルト５３２を介してベルト駆動される。ハイブリッドパワートレインは、トラクションモーター５２２に連結され、トラクションモーター５２２を駆動する、参照番号５４０で示す１つ以上のバッテリーパックを更に含んでいる。図１６は、プロペラシャフト部分５２０がＣＶＴ５１６の下方に延び、トラクションモーター５２２に連結される方法を示している。
【００４５】
ここで、図１７において、ギアトレイン５５０を介して、プロペラシャフト部分５２０及び５２４に連結されたトラクションモーター５２２が示されている。ギアトレイン５５０は、トラクションモーター５２２の出力シャフト５５４に連結され、次にギア５６０を回転させるシャフト５５８に連結されたギア５５６に、連結噛合する第１の出力ギア５５２を含んでいる。ギア５６０は、プロペラシャフト部分５２０及び５２４に直接連結された、駆動ギア５６２に連結されている。外側ハウジングが、ギア及びシャフトを囲むように、ギアトレイン５５０の上部に配置されることを理解されたい。
【００４６】
前述の説明から、エンジン５１４が、ＣＶＴを介して、変速装置５１８を駆動することができ、次に変速装置５１８が、プロペラシャフト部分５２０及び５２４を駆動して、前輪差動装置５２６を駆動し、変速装置５１８及び前輪差動装置５２６を介して、前輪及び後輪の両方に動力が供給されることを理解されたい。バッテリーパック５４０が、トラクションモーター５２２に電力を供給することができ、次にトラクションモーター５２２が、プロペラシャフト部分５２０及び５２４を駆動して、変速装置５１８及び前輪差動装置５２６を駆動することも理解されたい。また、トラクションモーター５２２は、モーター／発電機であって、発電モードで駆動されると、モーター／発電機５２２が、バッテリー５４０を再充電することも理解されたい。以下の様々なモードの説明から明らかなように、エンジン対トランクションモーター駆動装置の様々な別の可能性及び組み合わせが存在している。
【００４７】
ここで、図１８Ａにおいて、可能な様々な運転モードのすべて、及び更にモーター制御装置５７０及び５７２を含む、ハイブリッドパワートレイン５１２が模式的示されている。ハイブリッドパワートレイン５１２は、停止充電モード、充電運転モード、サイレント運転モード、及び全性能モードを含む、４つの異なる動作モードが可能である。モーター制御装置５７０は、停止充電モード及び充電運転モードの両方において、発電機５３０によるバッテリーパック５４０の充電を制御する。同様に、モーター制御装置５７２は、本明細書に記載のように、充電運転モードにおいて、電気モーター／発電機５２２によるバッテリーパック５４０の充電を制御すると共に、サイレント運転モード及び全性能モードにおいて、トラクションモーター５２２の動作を制御する。図１８Ａは、駆動系の任意の他の構成要素を駆動するために、変速装置が駆動系５２８の任意の構成要素を駆動することができるように、駆動系５２８の図を大まかに示している。
【００４８】
ここで、図１８Ｂにおいて、ハイブリッドパワートレイン５１２が、図１４〜１７の特定の実施形態と共に概略的に示されている。図１８Ｂは、可能な様々な動作モードのすべてを示すと共に、モーター制御装置５７０及び５７２を更に含んでいる。ハイブリッドパワートレイン５１２は、停止充電モード、充電運転モード、サイレント運転モード、及び全性能モードを含む、４つの異なる動作モードが可能である。モーター制御装置５７０は、停止充電モード及び充電運転モードの両方において、発電機５３０によるバッテリーパック５４０の充電を制御する。同様に、モーター制御装置５７２は、本明細書に記載のように、充電運転モードにおいて、電気モーター／発電機５２２によるバッテリーパック５４０の充電を制御すると共に、サイレント運転モード及び全性能モードにおいて、トラクションモーター５２２の動作を制御する。この概略図では、プロペラシャフト５２０を介して、モーター５２２に連結された後輪差動装置５１８ａに連結された、変速装置が示されている。モーター５２２は、プロペラシャフト５２４を介して、前輪差動装置に連結されている。
【００４９】
図１９を参照して、停止充電モードについて説明する。停止充電モードは、ビークルが停止している間に、エンジン駆動発電機５３０によってバッテリーパック５４０を充電する能力である。従って、ビークルが停止しているとき、発電機５３０を作動させてバッテリーパック５４０を充電する目的のみで、内燃機関５１４を作動させることができる。
【００５０】
図２０において、ビークルが、後輪差動装置５１８ａ、及びプロペラシャフト部分５２０、５２４を介して、前輪差動装置５２６を駆動する変速装置５１８を駆動する、内燃機関によって駆動される充電運転モードが示されている。このモードにおいて、電気モーター／発電機５２２は、発電機モードで作動して、プロペラシャフト部分５２０が、電気モーター／発電機５２２の発電機部を駆動し、モーター制御装置５７２を介しバッテリーパック５４０を充電する。内燃機関５１４によって、発電機５３０も駆動され、モーター制御装置５７０を介して、バッテリーパック５４０を同様に充電する。
【００５１】
ここで、図２１において、内燃機関５１４を利用せず、代わりに、モーター制御装置５７２を介し、バッテリーパック５４０で電気モーター／発電機５２２のトラクションモーター部のみを駆動するサイレント運転モードが示されている。このモードにおいて、トラクションモーター５２２は、差動装置５１８ａ及び５２６にそれぞれ連結されている、プロペラシャフト部分５２０及び５２４を駆動する。サイレント運転モードにおいて、逆の意味ではあるが、内燃機関が差動装置５１８ａ及び５２６を駆動する場合と全く同じように、全４輪駆動性能が提供されることを理解されたい。  
【００５２】
最後に、図２２において、内燃機関５１４及びトラクションモーター５２２の両方が、プロペラシャフト部分５２０及び５２４にトルクを与えて、差動装置５１８ａ及び５２６を駆動する全性能モードが示されている。このモードにおいて、発電機５３０を電気的に切り離して、発電機５３０を作動させる負荷が内燃機関５１４にかからないようにすることができる。しかし、このモードにおいて、内燃機関５１４は、変速装置５１８を駆動して両方のプロペラシャフト部分５２０及び５２４にトルクを付加する。同様の方法で、トラクションモーター５２２も、モーター制御装置５７２を介して制御されるバッテリーパックを通して、プロペラシャフト部分５２０及び５２４にトルクを付加する。
【００５３】
図２３において、座席４２、４４の下部に配置され、フレーム部５８０及び座席下部フレーム支持体５８２に連結された、トラクションモーター５２２及びギアトレイン５５０の１つの向きが示されている。別法として、図２４に示すように、トラクションモーター５２２を座席４２と４４との中間に配置し、トラクションモーター５２２及びギアトレイン５５０を、フレーム部５８０に連結することができる。図２４の実施形態は、トラクションモーター５２２を大きくする必要があり、座席フレーム支持体５８２の下部に収まらない場合に柔軟性がある。
【００５４】
ここで、図２５において、プロペラシャフト部分５２０及び５２４に連結されたトランスアクスル５１８を駆動するＣＶＴ５１６を駆動する、内燃機関５１４を含んでいるという点で、ハイブリッドパワートレイン５１２と同様である、ハイブリッドパワートレイン第４の実施形態を参照番号６１２で示す。トランスアクスル５１８は、後輪差動装置部５１８ａを有している。ハイブリッドパワートレイン６１２は、前述のものと同様のエンジン駆動発電機５３０を更に含んでいる。ビークルには、本明細書に開示の電気駆動のためのバッテリーパック５４０も配置されている。しかし、図２５の実施形態では、双方向クラッチ６１４が、プロペラシャフト部分５２０と５２４とを連結し、プロペラシャフト部分５２４が、前輪駆動ユニット６１６に連結されている。加えて、前輪トラクションモーター６１８が、前輪駆動ユニット６１６に連結されている。変速装置５１８は、後輪駆動又は差動装置５１８ａを有している。差動装置５１８ａ、５２６、及びプロペラシャフト５２０、５２４は累積的に駆動系６２８と呼ばれている。図２５を参照して説明した外観を用い、双方向クラッチ６１４について、図２６及び２７を参照してより詳細に説明する。
【００５５】
図２６において、双方向クラッチ６１４は、後輪ケーシング部６２０、中央ケーシング部６２２、及び前輪ケーシング部６２４を含んでいる。２つのシャフトがケーシングから突出している、即ち、後輪シャフト６３０が、後輪ケーシングから突出し、前輪シャフト６３２が、前輪ケーシング６２４から突出している（図２７）。これ等２つのシャフト６３０及び６３２は、互いに分離され、いずれか一方が、本明細書に記載の駆動方向に応じて入力又は出力シャフトとして作動する。図示のように、シャフト６３０は、参照番号６４０で示すスプラインシャフト部分を有し、シャフト６３２は、参照番号６４２で示すフランジを有している。シャフト６３０は、ケーシング６２０のベアリング受け部６５２及びシャフト６３０の隆起部６５４と協働するベアリング６５０を介して、後輪ケーシング６２０に連結されている。シャフト６３０は、シャフト６３０の受け面６６２に配置されたギア６６０を更に有している。シャフト６３０は、上部に一方向クラッチ６７０を保持するフランジ６６６を更に有している。一方向クラッチ６７０は、外側ケージ６７２及びクラッチローラー６７４を含んでいる。
【００５６】
更に図２７において、シャフト６３２は、ケーシング６２４のベアリング受け部６８２とシャフト６３２の外面６８４との間で協働するベアリング６５０を介して、ケーシング６２４に連結されている。ギア６９０が、シャフト６３２の表面６９２配置されている。シャフト６３２は、ローラー６７４と協働する隆起部６９５を更に含んでいる。シャフト６３０は、本明細書に記載の一方向クラッチ６７０を介して、シャフト６３２に連結又はシャフト６３２から切り離されることを理解されたい。
【００５７】
更に図２７において、双方向クラッチは、前輪オフセットセットシャフト７００及び後輪オフセットシャフト７０２を更に含んでいる。前輪オフセットシャフト７００は、ケーシング６２４のベアリング受け部７０６によって受けられるベアリング７０４を介して、前輪ケーシング６２４に連結されている。シャフト７００は、シャフト７００の部分７１２に配置されたギア７１０を含んでいる。シャフト７００は、クラッチローラー７２０及び外側ケージ７２２を有する一方向クラッチ７１８を保持するフランジ７１６を更に含んでいる。後輪オフセットシャフト７０２は、ケーシング６２０の受け部７４２に配置され、シャフト７０２の表面７４４によって受けられるベアリング７４０を介して、ケーシング６２０に連結されている。ギア７５０が、シャフト７０２の表面７５２に配置され、ギア６６０に連結噛合する。シャフト７０２は、一方向クラッチ７１８のローラー７２０と協働する、参照番号７６０で示す拡大部分を含んでいる。一方向クラッチ６７０及び７１８は逆に作動する、即ち、一方がロックされると他方が解除され、またその逆に作動することも理解されたい。一方向クラッチ６７０及び７１８は、米国特許第５，０３６，９３９号明細書に記載のように作動することができる。更に、図２７を参照して、以下双方向クラッチの動作について説明する。
【００５８】
前述のように、スピンドルシャフト６４０又はフランジ６４２のいずれかが、入力トルクを受けることができる。スピンドルシャフト６４０がトルクを受ける場合には、動力の伝達は、双方向クラッチを通した矢印７８０で示される。即ち、スピンドルシャフト６４０を介してトルクを受ける場合には、一方向クラッチがシャフト６３０と６３２とを互いにロックして、シャフト６３０に対する入力トルクが、シャフト６３２に対する出力トルクとして直接与えられる。一方、シャフト６３０が入力トルクを直接受ける場合には、一方向クラッチ７１８が解放され、オフセットシャフト７００及び７０２を介した動力の伝達は行われない。しかし、フランジ６４２が入力トルクを受けて、シャフト６３２に伝達する場合には、動力の伝達が矢印７８２で示されるように、一方向クラッチ６７０が解放され、一方向クラッチ７１８が係合する。即ち、フランジ６４２に対する入力トルクによって、ギア６９０と７１０とが直結され、一方向クラッチ７１８の係合によって、シャフト７００と７０２とが直結され、それによって、次にギア７５０と６６０とが連結される。この場合、ギア６６０は、動力の分配が前輪から後輪となるように、シャフト６３０にトルクを伝達する。
【００５９】
ここで、図２８〜３１を参照して、トラクションモーター６１８及び前輪駆動ユニット６１６について詳細に説明する。図２８に最もよく示すように、トラクションモーター６１８は、前輪駆動装置６１６のフランジ８００（図２９）に直結することができる。前輪駆動装置６１６は、ギアトレイン部８０２、及び参照番号８０６で示す、前輪を駆動するための出力ドライブ８０６を有する差動部８０４を含んでいる。図３０に最もよく示すように、前輪駆動装置６１６の外側ケーシング８１０が外されて、ギアトレイン８０２及び差動装置８０４が示されている。図３０に最もよく示すように、トラクションモーター６１８は、ギア８２４のハブ８２２に連結されたシャフト８２０を含んでいる。ギア８２４は図３１に最もよく示され、モーターシャフト８２０と協働するように、スプライン加工された、参照番号８２６で示す、内径を有している。図３０及び３１に最もよく示すように、ギア８２４がギア８３０に噛合し、ギア８３０は、ギア８３４を駆動するギア８３２に連結されている（図２９）。図３１に最もよく示すように、ギア８３４は、その裏側に差動ギア８４０に連結されたギア８３６を有している。ギア８４０は、前輪を駆動する差動駆動装置８０６に入力を与える。
【００６０】
トラクションモーター６１８によって駆動される前輪駆動装置６１６に代わるものとして、前輪駆動ユニット６１６は、ギア８４０の面８６０上の対応する歯に連結するピニオン８５４（図３１）連結する、参照番号８５２で示すスプラインシャフトを含む、参照番号８５０で示す入力駆動装置を有している。従って、トラクションモーター６１８によって駆動される代わりに、スプラインシャフト８５２に対する入力トルクは、ギア８５４の歯と差動ギア８４０の面８６０上の歯との噛合を介して、差動ギア８４０を駆動する。
【００６１】
図３２Ａを参照して、ハイブリッドパワートレイン６１２について詳細に説明する。図３２Ａに示すように、前輪トラクションモーター６１８と関連させて、様々なモードのすべてが示され、駆動系６２８は模式的に示されている。
【００６２】
ここで、図３２Ｂ〜３６を参照して、ハイブリッドパワートレイン６１２について詳細に説明する。図３２Ｂに示すように、前輪トラクションモーター６１８と関連させて、様々なモードのすべてが示されおり、変速装置が、後輪差動装置５１８ａに連結され、トラクションモーター６１８が、前輪差動装置８０６に連結されている。図３３に示すように、停止充電モードは、ハイブリッドパワートレイン５１２と同じであって、ビークルが停止している間に、内燃機関が発電機５３０を作動させ、モーター制御装置５７０を介して、バッテリーパック５４０を充電する。
【００６３】
ここで、図３４において、内燃機関５１４が、変速装置５１８及び発電機５３０の両方を駆動する、充電運転モードが模式的に示されている。発電機５３０は、モーター制御装置５７０を介して、バッテリーパック５４０を充電する。変速装置５１８は、後輪差動装置５１８ａを駆動すると共に、プロペラシャフト５２０／５２４を介して、前輪差動装置８０６も駆動する。前輪トラクションモーター６１８は、駆動されると、モーター制御装置５７２を介して、バッテリー５４０を充電することができる発電機でもある。
【００６４】
ここで、図３５において、トラクションモーター６１８が、モーター制御装置５７２を介して、バッテリーパック５４０によって駆動される、サイレント運転モード示されている。前述のように、トラクションモーター６１８は、前輪駆動装置６１６を介して、前輪差動装置８０６を駆動する。一方、後輪差動装置５１８ａは、プロペラシャフト５２０／５２４によって逆方向に駆動される。
【００６５】
最後に、図３６において、内燃機関５１４及びトラクションモーター６１８の両方から入力トルクを受ける全性能モードが示されている。このモードにおいて、内燃機関５１４が、変速装置５１８を駆動することによって、後輪差動装置５１８ａが駆動される。トルクは、プロペラシャフト５２０／５２４から前輪差動装置８０６に向け前方に伝達される。同時に、トラクションモーター６１８が、モーター制御装置５７２を介して制御されるバッテリーパック５４０によって、前輪差動装置８０６に入力トルクを与える。
【００６６】
図３７Ａにおいて、バッテリーパック１２８は、複数のバッテリーパック１２８を相互連結して、ビークル１０の電力、バッテリー限界、トルク、及び／又は最大積載量を増大させることができるという点において、モジュール構成されている。例えば、各々のバッテリーパック１２８は、追加のバッテリーパック１２８を単に既存のバッテリーパック１２８にプラグインするか、又は連結することができるプラグ又は他の入力装置を備えることができる。このように、バッテリーパック１２８は、車両１０の特定の用途に合わせてカスタマイズすることができる。加えて、特定の用途に応じ、ビークル１０の運転に必要な電力が少ない場合、様々なバッテリーパック１２８をビークル１０から取り外すことができる。１つの実施形態において、基本又は標準の数又はサイズのバッテリーパック１２８を用いて、ビークル１０を構成することができるが、ビークル１０を注文する過程において及び／又はユーザーがビークル１０を受け取った後に、ビークル１０の必要電力が少ない場合、ユーザーは一部のバッテリーパック１２８を取り外すことができ、及び／又はビークル１０がより多くの電力を必要とする場合、ユーザーは追加のバッテリーパック１２８を注文することができる。１つの実施形態において、バッテリーパック１２８は、ＤＣバッテリーを含むことができる。
【００６７】
図３７Ｂにおいて、ビークル１０は、追加の充電容量が必要な場合、追加の充電器３２０を単にビークル１０の様々な構成要素にプラグインする、又は連結することができるように、あるいは必要な充電容量がより少ない場合、又はビークル１０が更なる貨物スペースを必要とする場合、１つ以上の充電器３２０をビークル１０から取り外すことができるように、１つ以上のモジュール構成の充電器３２０を含むことができる。充電器３２０は、バッテリーパック１２８、他の充電器３２０、及び／又はビークル１０の他の構成要素に動作可能に連結することができる電気コネクター３２２を有するが、ビークル１０の任意の部分に支持することができる。例えば、充電器３２０は、後部貨物領域２８の一部に支持することができる。１つの実施形態において、５５３４０、ミネソタ州メディナの２１００ハイウェイ５５に所在するＰｏｌａｒｉｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ、Ｉｎｃ．から入手できる、Ｌｏｃｋ ＆ Ｒｉｄｅ（登録商標）部品を用いて、ビークル１０に充電器３２０を支持することができる。
【００６８】
加えて、バッテリーパック１２８のサイズ及び数によって、車両１０の重量の片寄りが生じる可能性があるため、１つの実施形態において、バッテリーパック１２８は、車両１０の長手方向軸Ｌに沿って中心を合わせることができる（図４２）。別法として、図３７に示すように、１つの後部乗員席を取り外してバッテリーパック１２８の必要なスペースを設けることができる。更に別の実施形態において、両方の後部乗員席を取り外してバッテリーパック１２８のスペースを設けることができる。あるいは、バッテリーパック１２８は任意の大きさ、形状、又は構成を有することができ、ビークル１０の任意の部分に配置して、ビークル１０の様々な用途に対応すると共に、重量の片寄りを判定することができる。
【００６９】
図３８Ａを参照し、ビークル１１０（図２Ａ及び２Ｂ）を例として使用すると、本明細書に開示の任意のビークルの冷却アセンブリ３００は、電気システム１５０の電気ポンプと流体連通する第１のラジエーター３０２を含んでいる。第１のラジエーター３０２は、パワートレインアセンブリ１１６の少なくともエンジン３０に流体連結され、ファンを有する、第２のラジエーター３０４の一部の概して前方に配置することができる。このように、電気システム１５０は、パワートレインアセンブリ１１６用の冷却システムとは別の冷却システムを有し、これによって電気システム１５０の構成要素が、エンジン３０及びパワートレインアセンブリ１１６の他の構成要素が動作する温度よりも、低い動作温度で動作することができる。換言すれば、電気システム１５０の冷却システムを、パワートレインアセンブリ１１６の冷却システムから分離することによって、電気システム１５０の構成要素を、パワートレインアセンブリ１１６の構成要素よりも低い温度に冷却することができ、それによって、電気システム１５０の構成要素の効率が向上する。
【００７０】
作用において、周囲の空気が第１のラジエーター上を流れ、内部を通して流れる任意の冷却剤又は冷却流体（例えば、水、油等）の温度を冷却又は低下させることができる。より具体的には、第２のラジエーター３０４に連結されたファンが、第１及び第２のラジエーター３０２、３０４の両方を通して周囲の空気を吸い込むことによって、電気システム１５０用の第１のラジエーター３０２内の冷却流体を冷却すると共に、パワートレインアセンブリ１１６の少なくともエンジン３０を冷却するための第２のラジエーター３０４内の冷却流体を冷却する。周囲の空気が、第１のラジエーター３０２を通して流れる冷却流体を冷却した後、電気ポンプ３０６が、その冷却流体を電気システム１５０の構成要素に供給してその構成要素の温度を低下させる。例えば、図３８に示すように、電気ポンプ３０６は、第２のモーター制御装置１３２、トラクションモーター１２２、第１のモーター制御装置１３０、モーター／発電機１２０、及びバッテリーパック１２８に、冷却流体を供給してこれ等の電気部品の過熱を防止する。バッテリーパック１２８を冷却した後、冷却流体は、次にラジエーター３０２に戻り、そこを流れる周囲の空気によって冷却される。
【００７１】
図３８Ｂに示すように、冷却アセンブリ３００の１つの実施形態において、第１及び第２のモーター制御装置１３０、１３２に、第１のラジエーター３０２を連結することができる。あるいは、バッテリーパック１２８に、第１のラジエーター３０２を連結することができる。例示として、第１のラジエーター３０２は、高温冷却流体出口ポート３１０及び低温冷却流体出口ポート３１２を有し、冷却流体が内部を通して循環するように構成された、アルミニウム押出成形体として形成することができる。より具体的には、冷却流体は、第１のラジエーター３０２を通して循環し、電気システム１５０からの熱を放散させる。図３８Ｂに示すように、第１のラジエーター３０２は、それに連結された少なくともモーター制御装置１３０、１３２から熱を発散させる。モーター制御装置１３０が、第１のラジエーター３０２の第１の側面に連結され、モーター制御装置１３２が、第１のラジエーター３０２の第２の側面に連結されるように、第１のラジエーター３０２をモーター制御装置１３０、１３２の中間に配置することができるため、第１のラジエーター３０２は、両方のモーター制御装置１３０、１３２から同時に熱を発散させるように構成されている。
【００７２】
あるいは、図３８Ｃ〜３８Ｅに示すように、第１のラジエーター３０２及びモーター制御装置１３０、１３２の構成は、様々なビークルのパラメーターに応じて調整することができる。例えば、図３８Ｃに示すように、第１のラジエーター３０２は、両方のモーター制御装置１３０、１３２に別の構成で連結することができる。加えて、図３８Ｄ及び３８Ｅに示すように、各々のモーター制御装置１３０、１３２は、各々のラジエーター３０２が、１つのモーター制御装置１３０、１３２のみを冷却するように構成された、それ自身の個別のラジエーター３０２に連結することができる。
【００７３】
図３９において、ビークル１１０を例として使用した、電気システム１５０を動作させるための制御システム３５０が提供される。制御システム３５０は、パワートレインアセンブリ１１６用のエンジン制御ユニット３５４、モーター／発電機１２０用の第１のモーター制御装置１３０、及びトラクションモーター１２２用の第２のモーター制御装置１３２に電気的に連結された、ハイブリッド制御ユニット３５２を含んでいる。加えて、バッテリーパック１２８が、第１のモーター制御装置１３０に、動作可能に連結することができるため、ハイブリッド制御ユニット３５２は、バッテリーパック１２８に電気的に連結されるようにも構成されている。
【００７４】
作用において、ハイブリッド制御ユニット３５２は、ビークル１１０が動作すべき運転モードを示すユーザー入力を受信する。ユーザー入力３５６に応じ、ハイブリッド制御ユニット３５２は、例示として、高速ＣＡＮＢＵＳシステムである、通信ネットワーク３６０にトルク指令信号３５８を送信する。より具体的には、ハイブリッド制御ユニット３５２は、トルク指令信号３５８を送信する際、通信ネットワーク３６０を介して、トルク及び速度制限等のビークルデータをエンジン３０、モーター／発電機１２０、及び／又はトラクションモーター１２２に送信することができる。１つの実施形態において、トラクションモーター１２２が、トルク及び速度制限を利用して、制動中にエネルギーを回収することができる。
【００７５】
トルク指令信号３５８を受信した後、通信ネットワーク３６０は、次に、ユーザー指定運転モードで、エンジン３０を始動又は停止させる場合には、入力信号３６２をエンジン制御ユニット３５４に送信し、ユーザー指定の運転モードで、モーター／発電機１２０を作動させる場合には、入力信号３６４を第１のモーター制御装置１３０に送信し、ユーザー指定の運転モードで、トラクションモーター１２２を作動させる場合には、入力信号３６６を第２のモーター制御装置１３２に送信する。例えば、ユーザーが、全電気又はサイレント運転モードで、ビークル１１０を作動させたい場合には、ユーザー入力３６６が、これをハイブリッド制御ユニット３５２に示し、ハイブリッド制御ユニットは、トルク指令信号３５８を通信ネットワーク３６０に送信して、サイレント運転モードを指示する。サイレント運転モード中は、エンジン３０及びモーター／発電機１２０は利用されないため、通信ネットワーク３６０は、次に、第２のモーター制御装置１３２に入力信号３６６のみを与え、トラクションモーター１２２を作動させる。このように、通信ネットワーク３６０は、エンジン制御ユニット３５４又は第１のモーター制御装置１３０には、それぞれ入力信号３６２又は３６４のいずれも送信しない。
【００７６】
あるいは、ユーザーが、例えば、全性能運転モード、充電運転モード、又は停止充電モード等、別の運転モードを指定した場合には、ハイブリッド制御ユニット３５２は、エンジン３０及び／又はモーター／発電機１２０等、他の構成要素が動作して所望のモードを促進することができるように、そのモードを示すトルク指令信号３５８を与える。
【００７７】
１つの実施形態において、ビークル１１０が運転移動中であるとき、モーター／発電機１２０が、バッテリーパック１２８を約８０％±１０％の充電状態（「ＳＯＣ」）に維持することができる充電運転モードが、デフォルトのハイブリッドモードであってよい。別の実施形態において、充電運転モードであるとき、モーター／発電機１２０は、バッテリーパック１２８を約９０％±１０％の充電状態（「ＳＯＣ」）に維持することができる。バッテリーパック１２８の充電を維持するために、エンジン３０及びトラクションモーター１２２の両方をビークル１１０の運転に利用することができる一方、モーター／ジェネレータ１２０は、ビークルの速度に基づいて電力を出力して、バッテリーパック１２８のＳＯＣを維持するように構成されている。
【００７８】
しかし、全性能運転モードでは、エンジン３０及びトラクションモーター１２２の両方が、ビークル１１０を駆動し、このモードにおいて、ハイブリッド制御ユニット３５２は、全性能運転モードを実行するために、バッテリーパック１２８の充電を完全に消耗させ得る。しかし、全性能運転モードでは、モーター／発電機１２０は、重要なビークル構成要素が機能するのに必要な電力を出力するように作動することができる。
【００７９】
更に、ビークル１１０が移動していないとき、ユーザーが、ビークル１１０を停止充電モードで運転することを更に望む場合があり得、この場合には、エンジン３０が作動して、モーター／発電機１２０を駆動し、機能している構成要素に電力を供給すると共に、ビークル１１０が停止している間に、バッテリーパック１２８を充電する。あるいは、１つの実施形態において、エンジン３０及びモーター／発電機１２０を作動させず、バッテリーパック１２８のみによって様々なビークルの構成要素が機能するのに必要な電力が与えられる。モーター／発電機１２０を介してバッテリーパック１２８が充電されるのに加え、バッテリーパック１２８は、外部電源にプラグインするように構成されたオンボードＡＣ充電器によっても充電することができる。
【００８０】
制御システム３５０は、電気システム１５０及び／又はパワートレインアセンブリ１１６のいずれかの構成要素に障害が発生したか否かを判定するようにも構成されている。例えば、制御システム３５０が、トラクションモーター１２２に障害が発生したと判定した場合、ビークル１１０は、エンジン３０のみで運転される。同様に、エンジン３０に障害又は不具合が生じた場合には、ビークル１１０は、全電気又はサイレント運転モードで運転される。
【００８１】
図４０において、上部フレーム部５０は、図４０に示す折り畳み位置と図１に示す上昇位置との間を移動するように構成されている。図４０の折り畳み位置にあるとき、上部フレーム部５０は、前方に折り曲げられ、ビークル１０のフードに収容され、ビークル１０全体の高さは６０インチ（約１．５２ｍ）以下である。このようにして、ビークル１０の高さを低くすることによって、ビークル１０を様々な方法又は様々なビークル、例えば、航空機、船舶、トレーラー、又は他の任意の種類の輸送手段で輸送することができる。１つの実施形態において、ビークル１０は、Ｖ２２軍用機内に配置して輸送できるような大きさとされている。このように、及び本出願の開示のように、自律機能を有する以下に開示のハイブリッドビークルは、標準的な軍用ビークルに配置され様々な軍事施設へ輸送されることを含む、任意の種類のビークル又は任意の方法で配置及び輸送されるように構成されている。ビークル１０の更なる詳細は、２０１３年３月２８日出願の米国特許第８，９９８，２５３号明細書（代理人整理番号ＰＬＲ−０９−２５２７４．０２Ｐ）に開示されており、これ等の全開示内容が、参照により明示的に本明細書に組み込まれるものである。
【００８２】
上部フレーム部５０が上昇位置にあるとき、自律アセンブリ４００をビークル１０の部分に連結して、ビークル１０を自律又は遠隔制御することができる。あるいは、上部フレーム部５０が、下降位置又は折り畳み位置にあるとき、自律アセンブリ４０をビークル１０の部分に連結したままとすることができる。例示として、図３７及び４１〜４３に示すように、自律アセンブリ４００は、いずれもトランシーバユニット４０８に連結することができる、第１のカメラユニット４０４及び第２のカメラユニット４０６を含む、上部視覚アセンブリ４０２を備えている。１つの実施形態において、第１及び第２のカメラユニット４０４、４０６は、前方に向いたカメラ、及び／又はパン、チルト、及びズームカメラ機能、サーマルビジョン機能、及びナイトビジョン機能用に構成されたセンサーを含むことができる。このように、上部視覚アセンブリ４０２は、第１及び第２のカメラユニット４０４、４０６を介して、画像の捕捉又はデータの測定を行い、画像及び／又はデータをトランシーバユニット４０８に送信して、画像及び／又はデータをリモートコンピュータ、電話、タブレット、サーバー、又は他のコンピューティング及び／又は処理装置に送信するように構成することができる。また、ビークル１０を囲む特定の領域に関連する画像又はデータに対し、第１及び第２のカメラユニット４０４、４０６の位置を調整するための入力又は指令をコンピューティング装置から受信するように、トランシーバユニット４０８を構成することもできる。
【００８３】
更に図３７及び４１〜４３において、自律アセンブリ４００は、上部視覚アセンブリ４０２に動作可能に連結され、上部フレーム部５０の前部クロスバー５２上に配置することができる、前方センサーユニット４１０も備えている。あるいは、前方センサーユニット４１０は、ビークル１０のより低い位置、例えば、前輪フェンダー５４に配置することができる。例示として、前方センサーユニット４１０は、リモートセンシング方法で光を用いて距離又は範囲を測定するように構成された、ＬＩＤＡＲセンサーユニットである。このように、ビークル１０の前方の領域から、測地距離、範囲、点、又は他のデータを取得し、リモートコンピュータプロセッサ又はサーバーにデータを送信するように、前方センサーユニット４１０も構成することができる。加えて、前方センサーユニット４１０の位置を調整するためのリモート入力又は指令を受信するように、前方センサーユニット４１０を構成することができる。
【００８４】
自律アセンブリ４００は、上部視覚アセンブリ４０２及び前方センサーユニット４１０に動作可能に連結されたＧＰＳアンテナ４１２も含むことができる。ＧＰＳアンテナ４１２は、リモートコンピュータプロセッサ又はサーバーに無線連結して、ビークル１０の位置情報又はデータの受信及び／又は送信を行うことができる。１つの実施形態において、上部フレーム部５０の後部クロスバーに、ＧＰＳアンテナ４１２を連結することができる。例示として、ＧＰＳアンテナ４１２は、上部視覚アセンブリ４０２の長手方向後方に配置されているが、ＧＰＳアンテナ４１２は、ビークル１０の他の任意の位置に配置することができる。
【００８５】
自律アセンブリ４００は、ＧＰＳアンテナ４１２及び／又はリモートコンピュータプロセッサ又はサーバーに動作可能に連結された、後方センサーユニット４１４、４１６も含むことができる。１つの実施形態において、後方センサーユニット４１４、４１６は後部貨物領域２８の一部に連結されている。例示として、自律アセンブリ４００の用途及び／又はリモートコンピュータプロセッサ又はサーバーから受信した入力に応じ、後方センサーユニット４１４、４１６の一方を、他方の後方センサーユニット４１４、４１６に対し、角度や傾斜を成すことができる。
【００８６】
自律アセンブリ４００は、後部貨物領域２８の一部に支持された慣性運動ユニット（図示せず）も含むことができる。慣性運動ユニットは、前方及び後方センサーユニット４１０、４１４、４１６、ＧＰＳアンテナ４１２、及び／又は上部視覚アセンブリ４０２のいずれにも動作可能に連結することができる。慣性運動ユニットは、自律アセンブリ４００の構成要素及び／又はビークル１０の様々な構成要素のピッチ、ロール、ヨー、及び他のパラメーターを測定及び報告するための、複数の加速度計及びジャイロスコープを含むことができる。慣性運動ユニットはリモートコンピュータ又はサーバーに動作可能に連結することができる。
【００８７】
自律アセンブリ４００のいずれの構成要素も、クイックリリースクランプ、クリップ、又はカプラーを用いて、上部フレーム部５０及び／又はビークル１０の他の部分に容易に取り付けることができる。１つの実施形態において、５５３４０、ミネソタ州メディナの２１００ハイウェイ５５に所在するＰｏｌａｒｉｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ、Ｉｎｃ．から入手できる、Ｌｏｃｋ ＆ Ｒｉｄｅ部品を用いて、自律アセンブリ４００の構成要素をビークルに取り付けることができる。このように、ビークル１０対し、自律アセンブリ４００を容易かつ迅速に取付けたり、取り外したりすることができる。例えば、ビークル１０の上部フレーム部５０を折り畳み位置（図４０）に移動して、ビークル１０を輸送することができる。折り畳み位置にあるとき、自律アセンブリ４００は、ビークル１０から取り外すことができるが、別の実施形態では、折り畳み位置にあるとき、自律アセンブリ４００は、ビークル１０に連結されたままであってよい。しかし、ビークル１０が特定の場所に輸送された後、上部フレーム部５０を上昇位置（図４１）に容易に移動することができ、自律アセンブリ４００をビークル１０に迅速に取り付けることができる。加えて、電気ハーネス部品をＬｏｃｋ＆Ｒｉｄｅ取り付け位置又はその近傍にまとめることによって、自律アセンブリ４００の構成要素の全サービスのクイックアタッチの機械的及び電気的位置を提供することができる。ハーネスはモジュール式、かつビークル１０の上部フレーム部５０と一緒に折り畳み／上昇可能とすることができる。ハーネスは、ビークル１０の上部フレーム部５０の内部又は上部に一体化することができる。
【００８８】
自律アセンブリ４００は、「見通し内」遠隔制御、「フォローミー」操作、及び「ＧＰＳベース」の操作等、複数の操作又は用途用に構成することができる。より具体的には、自律アセンブリ４００が、「見通し内」遠隔制御を用いてビークル１０を操作する場合、ユーザーは、見通し内制御を介して、又は上部視覚アセンブリ４０２、下部視覚アセンブリ４１０、及び／又は後方視覚アセンブリ４１４、４１６のいずれかからの画像を見ることによって、遠隔制御ユニットを用いて、ビークル１０を制御することができる。上部視覚アセンブリ４０２、下部視覚アセンブリ４１０、及び／又は後方視覚アセンブリ４１４、４１６からの画像は、リモートプロセッサ、例えば、携帯電話又は他のモバイル機器に送信することによって、ユーザーがビークル１０に又は内部に存在していなくても、ビークル１０を動かすことができる。例えば、ユーザーが、様々な場所に供給物資を輸送するために、ビークル１０を必要とする可能性がある農場、建設現場、又は戦場でビークル１０を使用する場合、ユーザーが実際にビークル１０内に存在せずに、遠隔制御によって、ビークル１０を様々な場所に移動することができる。従って、様々な場所にいる他の者は、ユーザーがビークル１０に存在していなくても、ビークル１０から供給物資を移動することができる。
【００８９】
加えて、自律アセンブリ４００が、「フォローミー」操作を用いてビークル１０を操作する場合、ユーザーは、トランスポンダー（図示せず）を着用することによって、ビークル１０の動きを制御することができる。ユーザー着用のトランスポンダーとビークル１０の通信ユニット４１２との間の通信を介し、ビークル１０が、ユーザーに合わせて移動するように、ユーザー着用のトランスポンダーを無線ネットワーク（例えば、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ、衛星等）を介し、通信ユニット４１２に電子的に連結することができる。例えば、ユーザーが農場で作業をしている場合、ビークル１０は、ユーザーが行う作業に必要な供給物資を備えることができ、ユーザーがビークル１０内にいなくても、ビークル１０が自動的にユーザーを追跡して、ユーザーが行う作業に必要な供給物資をユーザーに提供することができる。
【００９０】
また、自律アセンブリ４００が「ＧＰＳベース」の操作を用いてビークル１０を操作する場合、ユーザーは、所定のＧＰＳ誘導経路又はウェイポイントを辿るように、ビークル１０をプログラムすることができる。例えば、ＧＰＳルートを辿って、農場の労働者に物資を運び、様々な場所に所在する兵士に軍事物資を運ぶように等々、ビークル１０を構成することができる。
【００９１】
自律アセンブリ４００の機能及びビークル１０に対する統合の更なる詳細、ビークル１０の別のＧＰＳベースのプログラム又は装置、ビークル１０の別の通信プログラム又は装置、及び／又はビークル１０の他の詳細は、２０１６年５月２３日出願の米国特許出願第１５／１６１，７２０号明細書（代理人整理番号ＰＬＲ−１２−２７４５７．０１Ｐ）、２０１６年２月１０日出願の第６２／２９３，４７１号明細書（代理人整理番号ＰＬＲ−１５−２７４５５．０１Ｐ）、２０１５年１２月３１日出願の第１４／９８５，６７３号明細書（代理人整理番号ＰＬＲ−１２−２７４５９．０１Ｐ）、２０１４年３月２５日出願の第１４／２２５，２０６号明細書（代理人整理番号ＰＬＲ−０９−２５９９６．０２Ｐ）、及び２０１６年１月２０日出願の第１５／００１，７５７号明細書（代理人整理番号ＰＬＲ−０８−２５３２９．０３Ｐ）、並びに２０１４年２月２６日出願の国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１４／０１８６３８号明細書（代理人整理番号ＰＬＲ−００ＴＣ−２５６３５．０４Ｐ−ＷＯ）に開示されているものと思われ、これ等の全開示内容が、参照により明示的に本明細書に組み込まれるものである。
【００９２】
図４４において、ビークル１０、５１０（図１、１３、及び３７Ａ）の別の実施形態が、ビークル１０’として示されており、ビークル１０、５１０、及び１０’間における同様の構成要素又はシステムには、同様の参照番号が付されている。図１３及び３７Ａのビークル１０、５１０と比較して、図４４のビークル１０’は少なくとも１つのバッテリー１２８’を備え、例示として、少なくとも運転席４２及び後部乗員席４６の下部に配置された、複数のバッテリー１２８’を備えている。従って、バッテリー１２８’及び座席４２、４４、４６の両方が、ビークル１０’に留まることができるように、ビークル１０’及びバッテリー１２８’が構成されている。１つの実施形態において、バッテリー１２８’はリチウムイオンバッテリーであってよく、各々のバッテリー１２８’の重量は、約５０lｂｓ（約２２．７ｋｇ）、例えば、４０ｌｂｓ（約１８．１ｋｇ）である。加えて、バッテリー１２８’は、液冷式及び／又は空冷式であってよい。
【００９３】
図４４〜４９に示すように、バッテリー１２８’は、幅９００及び長さ９０２を有する、概して長方形の構造を画成し、これ等は両方とも高さ９０４より大きい（図４９）。このように、バッテリー１２８’は、高さ９０４より幅が広くかつ長いため、座席４２、４４、４６をビークル１０’に取り付けたとき、座席４２、４４、４６のいずれかの下部に、バッテリー１２８’を配置することができる。１つの実施形態において、図４５に示すように、複数のバッテリー１２８’を座席４２、４４、４６の下部に配置することができるように、バッテリー１２８’を互いに積み重ねることができる。例示として、バッテリー１２８’はフレームアセンブリ２０に支持され、座席支持部材９０６、９０８、９１０に座席４２、４４、４６を取り付けるのを妨げないように、フレームアセンブリ２０の前座席支持部材９０６、９０８の下部及び／又はフレームアセンブリ２０の後座席支持部材９１０の下部に配置することができる。図４４〜４９に示すように、バッテリー１２８’は、幅９００又は長さ９０２を長手方向軸Ｌ（図４２）に対し横方向に延伸し、長さ９０２又は幅９００を長手方向軸Ｌに対し平行に延伸して、バッテリー１２８’を水平方向に配置することも、高さ９０４を長手方向軸Ｌに対し横方向に延伸して、バッテリー１２８’を垂直方向に配置することもできる。バッテリー１２８’を垂直方向に配向した場合には、複数のバッテリー１２８’を横方向に並べて配置することができる。
【００９４】
バッテリー１２８’は直列でも並列でもよく、図４９に示すコネクターを用いて、互いに又はビークル１０’の別の構成要素に連結することができる。例示のコネクター９１２は、他のバッテリー又はビークル１０’の構成要素のプラグ又はコネクターを受け入れるように構成された、クイックコネクトコネクターであってよい。このように、バッテリー１２８’は、例えば、電力需要の増大に伴う追加のバッテリー１２８’が必要な場合、又はバッテリー１２８’を交換する必要がある場合、ビークル１０’への取り付け及び取り外しが簡単であると共に、単に座席４２、４４、及び／又は４６を取り外すことによって、容易にアクセスすることができる。
【００９５】
バッテリー１２８’は、図４４において、少なくとも座席４２、４６の下部に例示されているが、バッテリー１２８’は、ビークル１０’の別の場所に水平又は垂直に配置することができることを理解されたい。例えば、ビークル１０’が、図４４に示すユーティリティビークルとして構成されている場合には、バッテリー１２８’を座席４２、４４、４６の下部に配置することも、後部貨物領域２８に配置することもできる。
【００９６】
加えて、ビークル１０’が、参照により全開示内容が明示的に本明細書に組み込まれる、２０１６年１月２０日出願の「ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＶＥＨＩＣＬＥ」と題する、米国特許出願第１５／００１，７５７号明細書（代理人整理番号ＰＬＲ−０８−２５３２９．０３Ｐ）、及び、２０１５年７月２７日に出願の「ＳＩＤＥ−ＢＹ−ＳＩＤＥ ＵＴＩＬＩＴＹ ＶＥＨＩＣＬＥ」と題する、米国特許出願第１４／７６３，５９８号明細書（代理人整理番号ＰＬＲ−００ＥＮ−２５７８５．０４Ｐ）に開示のような、小型電気ビークルとして構成されている場合には、バッテリー１２８’は、運転席及び／又は乗員席の下部に配置することができる。
【００９７】
また、ビークル１０’が、例えば、参照により全開示内容が明示的に本明細書に組み込まれる、２０１５年４月１４日に発行された、「ＴＨＲＥＥ ＷＨＥＥＬＥＤ ＶＥＨＩＣＬＥ」と題する米国特許第９，００４，２１４号明細書（代理人整理番号ＰＬＲ−１１−２４８１４．０３Ｐ）に開示の三輪ビークルとして構成されている場合には、バッテリー１２８’は、座席下部に配置することができる。あるいは、バッテリー１２８’が、三輪ビークルに支持される場合には、バッテリー１２８’ 運転席と助手席の間の横方向中央、又は運転席及び／又は助手席の後方に配置することができる。バッテリー１２８’が運転席と助手席の間の横方向中央、又は運転席及び／又は助手席の後方に配置される場合には、バッテリー１２８’を、図４４の水平配向ではなく、垂直配向にすることができる。加えて、バッテリー１２８’が、三輪ビークルの座席後方に配置される場合、バッテリー１２８’はバッテリー１２８’の上端部が、下端部に対して上方及び後方に位置するように後方に傾斜させることができる。
【００９８】
更に図４４〜４８において、バッテリー１２８’は、ビークル１０’の駆動系アセンブリ１３６’に含まれている。例示として、駆動系１３６’は、前輪差動装置１３４と後輪差動装置１２４との間に延びるプロペラシャフト１２６’を含んでいる。バッテリー１２８’は、プロペラシャフト１２６’の一方又は両方の側に配置することができ、１つの実施形態において、運転席４２及び助手席４４下部のバッテリー１２８’間に、トラクションモーター１２２’を配置することができる。このように、座席４２と４４との間の運転席領域４０内にトラクションモーター１２２’を配置することができる。トラクションモーター１２２’は、例示として、ギアトレイン５５０’を介して、プロペラシャフト１２６’に動作可能に連結することができ、例示として、伝達の事例において、トラクションモーター１２２’に対し、プロペラシャフト１２６’の回転によるギアトレイン５５０’の回転がやり取りされる。このように、例えば、ビークル１０’が電気モードで運転している場合、トラクションモーター１２２’及びギアトレイン５５０’が、プロペラシャフト１２６’を回転させるように構成され、後輪差動装置１２４及び／又は前輪差動装置１３４に直接動力が与えられてビークル１０’が動く。
【００９９】
図５０において、本明細書に開示の任意のビークル（例えば、ビークル１０、１０’、５１０）のための電気システム１５０が示されており、図５０が特定のビークルの実施形態に限定されないように、参照番号が付されていない。電気システム１５０は、ビークルの前端部から後端部に延び、第１及び第２のモーター制御装置（それぞれ「ＭＣＵ１」及び「ＭＣＵ２」）、発電機、後輪差動装置又はギアボックス、前輪差動装置又はギアボックス、バッテリー充電器、バッテリー管理システム（「ＢＭＳ」）、トラクションモーター、トラクションモーター近傍のギアトレイン又はギアボックス、エンジン制御ユニット（「ＥＣＵ」）、少なくとも運転者が視認できるディスプレイ、電動パワーステアリングユニット（「ＥＰＳ」）、ブレーキアセンブリ、自律対応システム、及びハイブリッド制御ユニット（「ＨＣＵ」）を含む、本明細書に開示の様々な構成要素を含んでいる。例示として、ビークルＣＡＮＢＵＳが、少なくとも自律対応システム、ＨＣＵ、ブレーキアセンブリ、ＥＰＳ、ディスプレイ、ＢＭＳ、及びバッテリー充電器と電気通信する。加えて、パワートレインＣＡＮＢＵＳが、少なくともＨＣＵ、ＥＣＵ、ＭＣＵ１、及びＭＣＵ２と電気通信する。また、変速制御システムは、少なくともＨＣＵ、ギアボックス、及び後輪差動装置と電気通信する。
【０１００】
図５１において、図５０の電気システム１５０は、ビークルの電力を受け取るように、及び／又はビークルから給電（ＡＣ及びＤＣ）して、例えば、コンピュータ、電動工具、医療機器、武器、自律部品、及び／又は監視構成要素等、オンボード又はアウトボード（例えば、外部）の装置又は付属品に電力を供給するように構成することができる。より具体的には、エンジンが作動しているとき、発電機はその出力を調整して、オンボードのビークル負荷９５２及びアウトボードのビークル負荷９５０に対応することができる。しかし、エンジンが作動していないときには、ビークルのトラクションバッテリー９２０が、ビークル負荷９５０、９５２に電力を供給するリモート電源として構成されている。例示的には、双方向装置９２２である固体装置が、電気システム１５０に含まれ、トラクションバッテリー９２０からのＤＣ電力をＡＣ給電電力に変換することができる。双方向装置９２２は、ＡＣ電力網９２４からＡＣ電力を受け取って、その電力をＤＣに変換してトラクションバッテリー９２０を充電することもできる。１つの実施形態において、双方向装置９２２は、図３７Ｂの充電器３２０であってよい。
【０１０１】
トラクションバッテリー９２０の充電状態（「ＳＯＣ」）が閾値を超えている間、双方向装置９２２及びトラクションバッテリー９２０が動作することができる。しかし、トラクションバッテリー９２０のＳＯＣが閾値未満に減少すると、トラクションバッテリー９２０及び双方向装置９２２は、トラクションバッテリー９２０が充電されるまで、電力の取込み又は給電能力が不可であるとして、動作を停止することができる。例示のトラクションバッテリー９２０及び双方向装置９２２は、３４００ワット、約２４ボルトまでのＤＣ電気負荷、及び約２４０ボルトまでのＡＣ電気負荷に対応するように構成することができる。トラクションバッテリー９２０及び双方向装置９２２を含む、電気システム１５０の様々な構成要素は、その動作中、空冷及び／又は液冷することができる。
【０１０２】
本発明は、例示的な構成を有するものとして説明してきたが、本発明は、本開示の精神及び範囲内において、更に修正することができる。従って、本願は、その一般原理を用いた本発明のあらゆる変形、使用、又は改作を網羅することを意図している。更に、本願は、本発明が属する技術分野における既知又は慣行の範囲に属する、本開示からの逸脱を網羅することを意図している。
【符号の説明】
【０１０３】
１０、１０’、１１０、２１０、５１０  ビークル
１２  前部地面係合部材
１４  後部地面係合部材
１６、１１６、２１６  パワートレインアセンブリ
３０  エンジン
３２、５１６  無段変速装置（ＣＶＴ）
１１８、２１８、５１８  変速装置
１２０、５２２  （電気）モーター／発電機
１２２、５２２，６１８  トラクションモーター
１２６、１２６’プロペラシャフト
１２８、１２８’、５４０  バッテリーパック
１３０、１３２  モーター制御装置
１２４、５１８ａ、後輪差動装置    
１３４、５２６、８０６  前輪差動装置
１３６、１３６’、５２８、６２８  駆動系（アセンブリ）
１５０、２５０  電気システム
２４０  電気モーター
３５４  エンジン制御ユニット
３２０  充電器
３５２  ハイブリッド制御ユニット
３６０  通信ネットワーク
４００  自律アセンブリ
４０２  上部視覚アセンブリ
４１０  下部視覚アセンブリ
４１４、４１６  後方視覚アセンブリ
５３０  発電機
５５０、８０２  ギアトレイン
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２Ａ】
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【図３２Ｂ】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７Ａ】
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【図３７Ｂ】
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【図３８Ａ】
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【図３８Ｂ】
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【図３８Ｃ】
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【図３８Ｄ】
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【図３８Ｅ】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【国際調査報告】
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