(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両であって、
少なくとも一つのプロセッサと、
前記少なくとも一つのプロセッサに通信可能に結合されたメモリと、
を備え、
前記メモリは、
前記少なくとも一つのプロセッサにより実行されたときに、前記少なくとも一つのプロセッサに、センサシステムにより検出された及び／又はグローバル制御モジュールから通信された前記車両に関する実際の情報に基づいて前記車両全体の車両需要を監視させ、それにより前記車両全体の推進需要を識別させ、識別した前記推進需要に応じて、前記推進需要の負担を満たすために、車輪のついたドライブトレインに機械的に接続されたマスタ割当モータを操作させ、スレーブ電力制御モジュールのための、前記推進需要の残りの負担を指示する、前記センサシステムにより検出された及び／又は前記グローバル制御モジュールから通信されたとシミュレートされた前記車両に関するシミュレートされた情報を生成させる指示を含むマスタ電力制御モジュールと、
前記少なくとも一つのプロセッサにより実行されたときに、前記少なくとも一つのプロセッサに、前記車両に関する前記シミュレートされた情報に基づいて、前記車両全体の車両需要を監視させ、それにより前記推進需要の前記残りの負担のみを識別させ、識別した前記推進需要の前記残りの負担に応じて、前記推進需要の前記残りの負担を満たすために、前記ドライブトレインに機械的に接続されたスレーブ割当モータを操作させる指示を含む前記スレーブ電力制御モジュールと、
を格納する
ことを特徴とする車両。
【請求項２】
前記マスタ割当モータ及び前記スレーブ割当モータは、前記ドライブトレインに機械的に接続された共通の出力カップリングを支持することを特徴とする請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記推進需要は、前記ドライブトレインにおける少なくとも一つの車輪に動力を供給するための需要であることを特徴とする請求項１に記載の車両。
【請求項４】
前記マスタ電力制御モジュールは、前記少なくとも一つのプロセッサにより実行されたときに、前記少なくとも一つのプロセッサに、前記センサシステムにより検出された及び／又は前記グローバル制御モジュールから通信された前記車両に関する実際の情報に基づいて前記車両全体の車両需要を監視させ、それにより前記車両全体の電気エネルギを生成することの需要を識別させ、識別した前記電気エネルギを生成することの需要に応じて、前記電気エネルギを生成することの需要の負担を満たすために、前記マスタ割当モータに電気的に接続されたマスタ割当燃料電池スタックを操作させ、前記スレーブ電力制御モジュールのための、前記電気エネルギを生成することの需要の残りの負担を指示する、前記センサシステムにより検出された及び／又は前記グローバル制御モジュールから通信されたとシミュレートされた前記車両に関するシミュレートされた情報を生成させる指示を含み、
前記スレーブ電力制御モジュールは、前記少なくとも一つのプロセッサにより実行されたときに、前記少なくとも一つのプロセッサに、前記車両に関する前記シミュレートされた情報に基づいて、前記車両全体の車両需要を監視させ、それにより前記電気エネルギを生成することの需要の前記残りの負担のみを識別させ、識別した前記電気エネルギを生成することの需要に応じて、前記電気エネルギを生成することの需要の前記残りの負担を満たすために、前記スレーブ割当モータに電気的に接続されたスレーブ割当燃料電池スタックを操作させる指示を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の車両。
【請求項５】
前記電気エネルギを生成することの需要の前記負担を満たすことにより、前記マスタ割当燃料電池スタックは、前記マスタ割当モータの操作に使用可能な電気エネルギを生成し、前記電気エネルギを生成することの需要の前記残りの負担を満たすことにより、前記スレーブ割当燃料電池スタックは、前記スレーブ割当モータの操作に使用可能な電気エネルギを生成することを特徴とする請求項４に記載の車両。
【請求項６】
前記マスタ電力制御モジュールは、前記少なくとも一つのプロセッサにより実行されたときに、前記少なくとも一つのプロセッサに、前記センサシステムにより検出された及び／又は前記グローバル制御モジュールから通信された前記車両に関する実際の情報に基づいて前記車両全体の車両需要を監視させ、それにより前記車両全体の補機需要を識別させ、前記補機需要を識別することに応じて、マスタ割当補機需要及びスレーブ割当補機需要を識別させ、前記マスタ割当補機需要を満たすために、マスタ割当補機要素を操作させ、前記スレーブ電力制御モジュールのための、前記マスタ割当補機需要ではなく、前記スレーブ割当補機需要を示す、前記センサシステムにより検出された及び／又は前記グローバル制御モジュールから通信されたとシミュレートされた前記車両に関するシミュレートされた情報を生成させる指示を含み、
前記スレーブ電力制御モジュールは、前記少なくとも一つのプロセッサにより実行されたときに、前記少なくとも一つのプロセッサに、前記車両に関する前記シミュレートされた情報に基づいて前記車両全体の車両需要を監視させ、それにより前記スレーブ割当補機需要のみを識別させ、前記スレーブ割当補機需要を識別することに応じて、前記スレーブ割当補機需要を満たすために、スレーブ割当補機要素を操作させる指示を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の車両。
【請求項７】
前記スレーブ電力制御モジュールは、前記少なくとも一つのプロセッサにより実行されたときに、前記マスタ割当補機需要を識別することに応じて、前記少なくとも一つのプロセッサに、前記マスタ割当補機需要を満たすために前記マスタ割当補機要素を操作させ、前記マスタ割当補機要素を操作することに応じて、前記マスタ割当補機要素の動作情報チェックを指揮させる指示を含むことを特徴とする請求項６に記載の車両。
【請求項８】
前記マスタ割当補機要素及び前記スレーブ割当補機要素各々は、制動システム、操舵システム、加熱／冷却システム及びアクセサリシステムの少なくとも一つに属することを特徴とする請求項６に記載の車両。
【請求項９】
車両を操作する方法であって、
マスタ電力制御モジュールを使用して、センサシステムにより検出された及び／又はグローバル制御モジュールから通信された前記車両に関する実際の情報に基づいて前記車両全体の車両需要を監視し、それにより前記車両全体の推進需要を識別し、識別した前記推進需要に応じて、前記推進需要の負担を満たすために、車輪のついたドライブトレインに機械的に接続されたマスタ割当モータを操作し、スレーブ電力制御モジュールのための、前記推進需要の残りの負担を指示する、前記センサシステムにより検出された及び／又は前記グローバル制御モジュールから通信されたとシミュレートされた前記車両に関するシミュレートされた情報を生成することと、
前記スレーブ電力制御モジュールを使用して、前記車両に関する前記シミュレートされた情報に基づいて前記車両全体の車両需要を監視し、それにより前記推進需要の前記残りの負担のみを識別し、識別した前記推進需要の前記残りの負担に応じて、前記推進需要の前記残りの負担を満たすために、前記ドライブトレインに機械的に接続されたスレーブ割当モータを操作することと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記マスタ電力制御モジュールを使用して、前記センサシステムにより検出された及び／又は前記グローバル制御モジュールから通信された前記車両に関する実際の情報に基づいて前記車両全体の車両需要を監視し、それにより前記車両全体の電気エネルギを生成することの需要を識別し、識別した前記車両全体の前記電気エネルギを生成することの需要に応じて、前記電気エネルギを生成することの需要の負担を満たすために、前記マスタ割当モータに電気的に接続されたマスタ割当燃料電池スタックを操作し、前記スレーブ電力制御モジュールのための、前記電気エネルギを生成することの需要の前記残りの負担を示す、前記センサシステムにより検出された及び／又は前記グローバル制御モジュールから通信されたとシミュレートされた前記車両に関するシミュレートされた情報を生成することと、
前記スレーブ電力制御モジュールを使用して、前記車両に関する前記シミュレートされた情報に基づいて前記車両全体の車両需要を監視し、それにより前記電気エネルギを生成することの需要の前記残りの負担のみを識別し、識別した前記電気エネルギを生成することの需要の前記残りの負担に応じて、前記電気エネルギを生成することの需要の前記残りの負担を満たすために、前記スレーブ割当モータに電気的に接続されたスレーブ割当燃料電池スタックを操作することと、
を更に含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記電気エネルギを生成することの需要の前記負担を満たすことにより、前記マスタ割当燃料電池スタックは、前記マスタ割当モータを操作するために使用可能な電気エネルギを生成し、前記電気エネルギを生成することの需要の前記残りの負担を満たすことにより前記スレーブ割当燃料電池スタックは、前記スレーブ割当モータを操作するために使用可能な電気エネルギを生成することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記マスタ電力制御モジュールを使用して、前記センサシステムにより検出された及び／又は前記グローバル制御モジュールから通信された前記車両に関する実際の情報に基づいて前記車両全体の車両需要を監視し、それにより前記車両全体の補機需要を識別し、前記補機需要を識別することに応じて、マスタ割当補機需要及びスレーブ割当補機需要を識別し、前記マスタ割当補機需要を満たすために、マスタ割当補機要素を操作し、前記スレーブ電力制御モジュールのための、前記マスタ割当補機需要ではなく、前記スレーブ割当補機需要を指示する、前記センサシステムにより検出された及び／又は前記グローバル制御モジュールから通信されたとシミュレートされた前記車両に関するシミュレートされた情報を生成することと、
前記スレーブ電力制御モジュールを使用して、前記車両に関する前記シミュレートされた情報に基づいて前記車両全体の車両需要を監視し、それにより前記スレーブ割当補機需要を識別し、前記スレーブ割当補機需要を識別することに応じて、前記スレーブ割当補機需要を満たすために、スレーブ割当補機要素を操作することと、
を更に含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記スレーブ電力制御モジュールを使用して、前記マスタ割当補機需要を識別することに応じて、前記マスタ割当補機需要を満たすために、前記マスタ割当補機要素を操作し、前記マスタ割当補機要素を操作することに応じて、前記マスタ割当補機要素の動作状態チェックを指揮することを更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
車両であって、
少なくとも一つのプロセッサと、
前記少なくとも一つのプロセッサに通信可能に結合されたメモリと、
を備え、
前記メモリは、
前記少なくとも一つのプロセッサにより実行されたときに、前記少なくとも一つのプロセッサに、センサシステムにより検出された及び／又はグローバル制御モジュールから通信された前記車両に関する実際の情報に基づいて前記車両全体の車両需要を監視させ、それにより前記車両全体の補機需要を識別させ、前記補機需要を識別することに応じて、マスタ割当補機需要及びスレーブ割当補機需要を識別させ、前記マスタ割当補機需要を満たすために、マスタ割当補機要素を操作させ、スレーブ電力制御モジュールのための、前記マスタ割当補機需要ではなく、前記スレーブ割当補機需要を指示する、前記センサシステムにより検出された及び／又は前記グローバル制御モジュールから通信されたとシミュレートされた前記車両に関するシミュレートされた情報を生成させる指示を含むマスタ電力制御モジュールと、
前記少なくとも一つのプロセッサにより実行されたときに、前記少なくとも一つのプロセッサに、前記車両に関する前記シミュレートされた情報に基づいて前記車両全体の車両需要を監視させ、それにより前記スレーブ割当補機需要のみを識別させ、前記スレーブ割当補機需要を識別することに応じて、前記スレーブ割当補機需要を満たすために、スレーブ割当補機要素を操作させる指示を含むスレーブ電力制御モジュールと、
を格納する
ことを特徴とする車両。
【請求項１５】
前記スレーブ電力制御モジュールは、前記少なくとも一つのプロセッサにより実行されたときに、前記マスタ割当補機需要を識別することに応じて、前記少なくとも一つのプロセッサに、前記マスタ割当補機需要を満たすために、前記マスタ割当補機要素を操作させ、前記マスタ割当補機要素を操作することに応じて、前記マスタ割当補機要素の動作状態チェックを指揮させる指示を含むことを特徴とする請求項１４に記載の車両。
【請求項１６】
前記マスタ割当補機要素及び前記スレーブ割当補機要素各々は、制動システム、操舵システム、加熱／冷却システム及びアクセサリシステムの少なくとも一つに属していることを特徴とする請求項１５に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示する実施形態は、車両に関し、より具体的には、電動パワートレインを備える車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの車両は、電動車両、つまり、電動パワートレインを備える車両である。典型的な電動車両は、多かれ少なかれ、伝統的なドライブトレインを備える。具体的には、電動車両は、ドライブトレインの一部として、一以上の車輪と、車輪が機械的に接続されるトランスミッション、ディファレンシャル、ドライブシャフト等とを含む。しかしながら、電動車両は、エンジンの代わりに、一以上のモータを含む。また、ドライブトレインは、電動パワートレインの一部として、モータに機械的に接続される。モータは、ドライブトレインと連動して、電気エネルギを用いて車輪に動力を供給するように動作可能である。さらに、多くの電動車両は、燃料電池車両（ＦＣＶ）、つまり、一以上の燃料電池スタックを含む電動車両である。ＦＣＶでは、燃料電池スタックは、モータが車輪に動力を供給することにより使われる電気エネルギを生成するように動作可能である。
【発明の概要】
【０００３】
ここでは、複数の電力モジュールを含む車両の実施形態が開示される。電力モジュールに属する車両要素と特定の補機要素とは、マスタ／スレーブ制御関係下において、操作される。一の態様では、車両は、少なくとも一つのプロセッサと、少なくとも一つのプロセッサに通信可能に結合されたメモリとを含む。メモリは、マスタ電力制御モジュール及びスレーブ電力制御モジュールを格納する。マスタ電力制御モジュールは、少なくとも一つのプロセッサにより実行されたときに、少なくとも一つのプロセッサに、車両全体の推進需要に応じて、推進需要の負担を満たすために、車輪のついたドライブトレインが機械的に接続されているマスタ割当モータを操作させる指示を含む。スレーブ電力制御モジュールは、少なくとも一つのプロセッサにより実行されたときに、少なくとも一つのプロセッサに、推進需要に応じて、推進需要の残りの負担を満たすために、ドライブトレインに機械的に結合されたスレーブ割当モータを操作させる指示を含む。
【０００４】
他の態様では、車両を操作する方法は、マスタ電力制御モジュールを使用して、車両全体の推進需要に応じて、推進需要の負担を満たすために、車輪のついたドライブトレインに機械的に接続されたマスタ割当モータを操作することを含む。当該方法はさらに、スレーブ電力制御モジュールを使用して、推進需要に応じて、推進需要の残りの負担を満たすために、ドライブトレインに機械的に接続されたスレーブ割当モータを操作することを含む。
【０００５】
さらに他の態様では、車両は、少なくとも一つのプロセッサと、少なくとも一つのプロセッサに通信可能に結合されたメモリとを含む。メモリは、マスタ電力制御モジュール及びスレーブ電力制御モジュールを格納する。マスタ電力制御モジュールは、少なくとも一つのプロセッサにより実行されたときに、少なくとも一つのプロセッサに、車両に関する実際の情報に基づく車両全体の車両需要を監視させ、それにより車両全体の補機需要を識別させ、そして、補機需要を識別することに応じて追加タスクを実行させる指示を含む。追加タスクは、マスタ割当補機需要及びスレーブ割当補機需要を識別することと、マスタ割当補機需要を満たすために、マスタ割当補機要素を操作することとを含む。追加タスクは、スレーブ電力制御モジュールのための車両に関するシミュレートされた情報を生成することも含む。車両に関するシミュレートされた情報は、マスタ割当補機需要ではなく、スレーブ割当補機需要を指示する。スレーブ電力制御モジュールは、少なくとも一つのプロセッサにより実行されたときに、少なくとも一つのプロセッサに、車両に関するシミュレートされた情報に基づいて車両全体の車両需要を独立して監視させ、それによりスレーブ割当補機需要のみを識別させ、スレーブ割当補機需要を識別することに応じて追加タスクを実行させる指示を含む。追加タスクは、スレーブ割当補機需要を満たすために、スレーブ割当補機要素を操作することを含む。
【０００６】
これら及び他の態様のさらなる詳細は、以下に記載されるであろう。
【０００７】
本実施形態の様々な特徴、利点及び他の用途は、以下の詳細な説明及び図面を参照することによりさらに明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、斜視図及びブロック図を使用した燃料電池車両（ＦＣＶ）の描写であり、エネルギスーパシステム、推進システム及び補機システムを含む車両システム、センサシステム、グローバル制御モジュール及び電力制御モジュールを含む制御モジュール、並びに、電力モジュール毎にエネルギシステム及び推進システムを含む複数の電力モジュール、燃料電池システム、エネルギシステム毎のバッテリシステム及び燃料タンクシステム、並びに、推進システム毎のモータシステムを示している。
【図２Ａ】図２Ａは、ブロック図を使用したＦＣＶの描写であり、更に、燃料電池システム毎の燃料電池スタックを含む電力モジュール、バッテリシステム毎の複数のバッテリ、及びモータシステム毎のモータと、補機システムの補機要素の電力モジュールへの割り当ても示している。
【図２Ｂ】図２Ｂは、斜視図を使用したＦＣＶの描写であり、更に、車両システム及び車両システムの要素を示している。
【図３Ａ】図３Ａは、ブロック図を使用したＦＣＶの部分描写であり、更に、複数の燃料タンク、及び、燃料タンクシステム毎の燃料タンクのための配管ネットワークを含む電力モジュールを示している。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図２Ｂからの分解斜視図を使用したＦＣＶの部分描写であり、更に、燃料タンクシステムを示している。
【図４】図４は、図２Ｂからの分解斜視図を使用したＦＣＶの部分描写であり、複数のモータが属するモータアセンブリを示している。
【図５】図５は、図２Ｂからの分解斜視図を使用したＦＣＶの部分描写であり、更に、特定のバッテリ及びサポートラックに取り付けられた燃料タンクを示している。
【図６】図６は、図２Ｂからの分解斜視図を使用したＦＣＶの部分描写であり、更に、燃料電池スタック及び他のサポートラックに取り付けられた特定の他の車両要素を示している。
【図７】図７は、制御モジュールがＦＣＶの動作を統合するためのプロセスの操作を示すフローチャートである。
【図８】図８は、各電力モジュールに割り当てられたマスタ電力制御モジュール及びスレーブ電力制御モジュールを含む電力制御モジュールのマスタ／スレーブ制御関係下で、制御モジュールがＦＣＶの動作を統合するためのプロセスの操作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書は、複数の電力モジュールを含む車両について説明する。電力モジュールに属する車両要素と特定の補機要素とは、マスタ／スレーブ制御関係下において操作される。
【００１０】
セミトラクタ燃料電池車両
燃料電池車両（ＦＣＶ）１００は、図１に、代表的な電動車両として示されている。ＦＣＶ１００は燃料電池車両であるが、本開示は、原則として、他の電動車両に大部分が適用可能であることが理解されるであろう。本明細書では、「front」、「forward」等の使用、及び、「rear」、「rearward」等の使用は、ＦＣＶ１００の縦方向を指す。「front」、「forward」等は、ＦＣＶ１００の前面（前方）を指し、「rear」、「rearward」等は、ＦＣＶ１００の背面（後方）を指す。「side」、「sideways」、「transverse」等の使用は、ＦＣＶ１００の横方向を指す。「運転者側」等はＦＣＶ１００の左側を指し、「乗客側」等はＦＣＶ１００の右側を指す。
【００１１】
ＦＣＶ１００は、セミトラクタである、つまり、連結されたセミトラクタ１０２と一緒にセミトラックを形成するトラクタユニットである。ＦＣＶ１００は、外部と、いくつかの内部区画を有する。区画は、乗客区画１０４と、一以上のエンジン区画１０６とを含む。ＦＣＶ１００は、とりわけ、乗客区画１０４に収容された座席及びダッシュアセンブリを含んでよい。
【００１２】
ＦＣＶ１００は、その外部を形成するとともに、その区画を規定するボディ１０８を有する。ボディ１０８は、直立した側面、床、前端、後端、屋根等を有する。ＦＣＶ１００が属するセミトラックでは、同様に、セミトラクタ１０２は外部と、内部区画としての、貨物を運ぶための貨物区画とを有する。ＦＣＶ１００は、ボディ１０８に加えて、シャーシ１１０を有する。シャーシ１１０は、ＦＣＶ１００のアンダーボディとして機能する。シャーシ１１０は、ボディ１０８と同様に、ＦＣＶ１００の外部を形成する。ＦＣＶ１００は、シャーシ１１０の一部として、セミトレーラ１０２をＦＣＶ１００に連結するための連結部１１２を含む。セミトレーラ１０２がＦＣＶ１００に連結された状態で、ＦＣＶ１００は、セミトレーラ１０２及び搭載貨物を引っ張るように動作可能である。
【００１３】
ＦＣＶ１００はドライブトレインを有する。ドライブトレインは、シャーシ１１０の一部であり、シャーシ１１０に取り付けられる、別な方法では、シャーシ１１０により支持される。ドライブトレインは、全体的又は部分的に、乗客区画１０４、エンジン区画１０６又はＦＣＶ１００の他の場所、の任意の組合せを収容してよい。ＦＣＶ１００は、ドライブトレインの一部として車輪１１４を含む。車輪１１４は、地面の上でＦＣＶ１００の残りの部分を支持する。ＦＣＶ１００は、１０個の車輪１１４を含んでおり、そのうちの２個は前輪１１４Ｆであり、そのうちの８個は後輪１１４Ｒである。後輪１１４Ｒは、４つのデュアルホイール機構で配置される。運転者側デュアルホイール機構に属する２個の後輪１１４Ｒが図示されており、他の２個、即ち、乗客側デュアルホイール機構は、残りの後輪１１４Ｒを含む鏡像である。地面に沿ってＦＣＶ１００を駆動するために、車輪１１４の一つ、いくつか又は全てに動力が供給される。後輪駆動装置では、地面に沿ってＦＣＶ１００を駆動するために、後輪１１４Ｒの一つ、いくつか又は全てに動力が供給される。この目的のために、ＦＣＶ１００は、ドライブトレインの一部として、車輪１１４に加えて、車輪１１４が機械的に接続されるトランスミッション、ディファレンシャル、ドライブシャフト等の、任意のペナルティメート（penultimate）の組合せを含む。
【００１４】
ＦＣＶ１００は、リアルタイムの車両需要を満たすために、ＦＣＶ１００を授ける相互接続されたアイテムのアセンブリとして動作する。一般的に、車両需要は、その性能が車両需要を満たす車両機能に対応する。従って、ＦＣＶ１００は、動作中に、一以上の対応する車両機能を実行することにより一以上の車両需要を満たすように授けられている。車両機能の実行に関して、ＦＣＶ１００は、手動操作及び自動操作の任意の組合せの対象である。手動操作の場合、ＦＣＶ１００は手動のみであってよい。自動操作の場合、ＦＣＶ１００は、半自律、高度自律又は完全自律であってよい。
【００１５】
車両需要を満たすという目的のために、ＦＣＶ１００は、一以上の車両システム１２０を含む。単独で又はドライブトレインとの組合せで、車両システム１２０は、ＦＣＶ１００を代表して、車両機能を実行し、それによりＦＣＶ１００を代表して、対応する車両需要を満たすように動作可能である。複数の車両システム１２０の任意の組合せは、車両機能を実行するように動作可能であってよい。従って、車両需要及び対応する車両需要の観点から、複数の車両システム１２０の一つ、いくつか又は全ては、関連する車両システム１２０として機能する。さらに、各車両システム１２０は、車両機能の任意の組合せを実行し、それにより、全体的又は部分的に、対応する車両需要の任意の組合せを満たすように動作可能であってよい。従って、各車両システム１２０は、それ自身の観点から、一以上の車両機能及び一以上の対応する車両需要のための関連する車両システム１２０として機能する。
【００１６】
ＦＣＶ１００は、車両システム１２０に加えて、センサシステム１２２、一以上のプロセッサ１２４、メモリ１２６、及び、車両システム１２０及びセンサシステム１２２が通信可能に接続される一以上の制御モジュール１２８を含む。センサシステム１２２は、ＦＣＶ１００に関する情報を検出するように動作可能である。プロセッサ１２４、メモリ１２６及び制御モジュール１２８は一緒に、その制御モジュール１２８がＦＣＶ１００の操作を統合するために採用可能である一以上のコンピューティングデバイスとして機能する。
【００１７】
具体的には、制御システム１２８は、ＦＣＶ１００に関する情報に基づいて、車両システム１２０を操作する。従って、車両システム１２０を操作するための前提条件として、制御モジュール１２８は、センサシステム１２２により検出されたＦＣＶ１００に関する情報と、制御モジュール１２８間で通信されたＦＣＶ１００に関する情報との任意の組合せを含むＦＣＶ１００に関する情報を収集する。その後、制御モジュール１２８は、ＦＣＶ１００に関する情報を評価し、その評価に基づいて車両システム１２０を操作する。ＦＣＶ１００に関する情報の評価の一部として、制御モジュール１２８は、一以上の車両需要を識別する。関連して、車両システム１２０の操作の一部として、車両需要が識別された場合、制御モジュール１２８は、車両需要を満たすために一以上の関連車両システム１２０を操作する。
【００１８】
車両システム
車両システム１２０は、シャーシ１１０の一部である、シャーシ１１０に取り付けられている、別な方法では、シャーシ１１０により支持される。車両システム１２０は、乗客区画１０４、エンジン区画１０６又はＦＣＶ１００の他の場所の任意の組合せに、全体的又は部分的に、収容されてよい。各車両システム１２０は、一以上の車両要素を含む。それが属する車両システム１２０を代表して、各車両要素は、車両システム１２０が関連する車両機能の任意の組合せを、全体的に又は部分的に、実行するように動作可能である。車両要素及びそれらが属する車両システム１２０は、必要ではないが、相互に明確であってよいと理解されるであろう。
【００１９】
車両システム１２０は、エネルギスーパシステム１３０及び推進スーパシステム１３２を含む。エネルギスーパシステム１３０及び推進スーパシステム１３２は、互いに電気的に接続されている。更に、ドライブトレインは、推進スーパシステム１３２に機械的に接続されている。推進スーパシステム１３２及びドライブトレインは共に、ＦＣＶ１００の電動パワートレインとして機能する。エネルギスーパシステム１３０は、限定されないが、電気エネルギを生成することを含む一以上のエネルギ機能を実行するように動作可能である。推進スーパシステム１３２は、エネルギスーパシステム１３０からの電気エネルギを使用して、限定されないが、車輪１１４に動力を供給することを含む一以上の推進機能を実行するように動作可能である。
【００２０】
具体的には、エネルギスーパシステム１３０は、電気エネルギを生成する、電気エネルギを貯蔵する、電気エネルギを調整及びその他処理する、並びに、燃料を貯蔵及びその他処理するように動作可能である。ドライブトレインと一緒に、推進スーパシステム１３２は、エネルギスーパシステム１３０からの電気エネルギを使用して、車輪１１４に動力を供給するように動作可能である。推進スーパシステム１３２は、動力が供給された車輪１１４で、ＦＣＶ１００を加速する、ＦＣＶ１００の速度を維持する（例えば、地上又は上り坂）、その他、地面に沿ってＦＣＶ１００を駆動するために採用可能である。推進スーパシステム１３２は、車輪１１４の一つ、いくつか又は全てを使用して、電気エネルギを生成し、結果的に車輪１１４を減速するように動作可能である。推進スーパシステム１３２は、減速された車輪１１４で、ＦＣＶ１００を減速する、ＦＣＶ１００の速度を維持する（例えば、下り坂）、その他、地面に沿ってＦＣＶ１００を駆動するために採用可能である。次に、エネルギスーパシステム１３０は、推進スーパシステム１３２からの電気エネルギを貯蔵するように動作可能である。電気エネルギを生成することと、結果として車輪１１４を減速することと、電気エネルギを貯蔵することとの組合せの結果として、推進スーパシステム１３２及びエネルギスーパシステム１３０は、車輪１１４でＦＣＶ１００を回生制動するように動作可能である。
【００２１】
エネルギスーパシステム１３０及び推進スーパシステム１３２に加えて、車両システム１２０は、一以上の補機システム１３４を含む。補機システム１３４は、制動システム１４０、操舵システム１４２、加熱／冷却システム１４４及びアクセサリシステム１４６を含む。補機システム１３４は、推進スーパシステム１３２と同様に、エネルギスーパシステム１３０に電気的に接続されている。補機システム１３４は、エネルギスーパシステム１３０からの電気エネルギを使用して、限定はされないが、ＦＣＶ１００を摩擦的に制動すること、ＦＣＶ１００を操舵すること、ＦＣＶ１００を冷却すること、ＦＣＶ１００を加熱すること、を含む一以上の補機機能と、一以上のアクセサリ機能とを実行するように動作可能である。従って、推進スーパシステム１３２はエネルギスーパシステム１３０の主要な電気負荷として振舞うが、補機システム１３４も同様に、エネルギスーパシステム１３０の電気負荷として振舞う。
【００２２】
センサシステム
ＦＣＶ１００は、センサシステム１２２の一部として、一以上のオンボードセンサを含む。センサは、リアルタイムで、ＦＣＶ１００を監視する。センサは、センサシステム１２２を代表して、ユーザ要求についての情報及びＦＣＶ１００の操作についての情報を含むＦＣＶ１００に関する情報を検出するように動作可能である。
【００２３】
ＦＣＶ１００は、ユーザコントロールを含む。ユーザコントロールは、ＦＣＶ１００のユーザとＦＣＶ１００自身との間のインターフェースとして機能し、車両機能を要求する機械的、口頭及び他のユーザ入力を受信するように動作可能である。対応するユーザコントロールと併せて、センサのうち、ＦＣＶ１００は、アクセルペダルセンサ、ブレーキペダルセンサ、操舵角センサ等と、一以上のカメラ等を含む。関連して、ユーザ要求についての情報のうち、センサシステム１２２は、車輪１１４への動力供給を要求するユーザ入力、制動、操舵等を要求するユーザ入力、加熱、冷却等を要求するユーザ入力、アクセサリ機能を要求するユーザ入力も検出するように動作可能である。
【００２４】
センサのうち、ＦＣＶ１００は、一以上の速度計、一以上のジャイロスコープ、一以上の加速度計、一以上の車輪センサ、一以上の温度計、一以上の慣性測定ユニット（ＩＭＵｓ）、一以上のコントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）センサ、等も含む。関連して、ＦＣＶ１００の操作についての情報のうち、センサシステム１２２は、その速度、加速度、向き、回転、方向等、車輪１１４の動き、ＦＣＶ１００の温度、車両システム１２０の一つ、いくつか又は全ての動作状態を含む、ＦＣＶ１００の位置及び挙動を検出するように動作可能である。
【００２５】
制御モジュール
上述のように、プロセッサ１２４、メモリ１２６及び制御モジュール１２８は共に、その制御モジュール１２８が、ＦＣＶ１００の動作を指揮する一以上のコンピューティングデバイスとして機能する。制御モジュール１２８は、グローバル制御モジュール１２８Ｇを含む。関連して、ＦＣＶ１００は、中央制御システムの一部として、グローバル制御モジュール１２８Ｇが属するグローバル制御ユニット（ＧＣＵ）を含む。図示するように、ＦＣＶ１００は一つのグローバル制御モジュール１２８Ｇを含むが、本開示は、原則として、複数のグローバル制御モジュール１２８Ｇを含む他の同様の車両に適用可能であることが理解されるであろう。制御モジュール１２８は、一以上の電力制御モジュール１２８Ｐも含む。関連して、ＦＣＶ１００は、電力制御モジュール１２８Ｐに属する一以上の電力制御ユニット（ＰＣＵｓ）を含む。プロセッサ１２４及びメモリ１２６は、ＧＣＵ及びＰＣＵｓに共通であるように図示されているが、ＧＣＵ及びＰＣＵｓの一つ、いくつか又は全てが、一以上の専用のプロセッサ１２４及び専用のメモリ１２６を伴うスタンドアロンコンピューティングデバイスである可能性が考慮される。
【００２６】
グローバル制御モジュール１２８Ｇは、ＧＣＵを代表して、限定されないが、車両システム１２０の動作を含むＦＣＶ１００のグローバル動作を統合する。電力制御モジュール１２８Ｐは、ＰＣＵｓを代表して、エネルギスーパシステム１３０及び推進スーパシステム１３２、同様に特定の補機システム１４６の動作、を統合する。
【００２７】
プロセッサ１２４は、本明細書に記載のプロセスのいずれか、或いは、このようなプロセスを実行するか、そのようなプロセスを実行させるための命令の任意の形式を実行するように構成された任意のコンポーネントであってよい。プロセッサ１２４は、一以上の汎用プロセッサ又は特殊目的プロセッサで実装されてよい。適切なプロセッサ１２４の例は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、又は、ソフトウェアを実行する他の形態の回路を含む。適切なプロセッサ１２４の他の例は、限定されないが、中央処理装置（ＣＰＵｓ）、アレイプロセッサ、ベクトルプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰｓ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡｓ）、プログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣｓ）、プログラマブルロジック回路又はコントローラが含まれる。プロセッサ１２４は、プログラムコードに含まれる命令を実行するように構成された少なくとも一つのハードウェア回路（例えば集積回路）を含んでよい。複数のプロセッサ１２４が存在する配置では、プロセッサ１２４は、互いから独立して又は互いに組み合わせて動作してよい。
【００２８】
メモリ１２６は、非一時的なコンピュータ可読媒体である。メモリ１２６は、揮発性又は不揮発性メモリ、又はその両方を含んでよい。適切なメモリ１２６の例には、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラマブル読取専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読取専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブル読取専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、レジスタ、磁気ディスク、光ディスク、ハードドライブ、その他の適切な記憶媒体、又はこれらの任意の組合せを含む。メモリ１２６は、プログラムコードに格納された命令を含む。そのような命令は、プロセッサ１２４又は制御モジュール１２８により実行可能である。メモリ１２６は、プロセッサ１２４又は制御モジュール１２８の一部であってよく、或いは、プロセッサ１２６又は制御モジュール１２８に通信可能に接続されていてよい。
【００２９】
一般的に言えば、制御モジュール１２８は、プロセッサ１２４により実行されるであろう命令を含む。制御モジュール１２８は、プロセッサ１２４により実行された場合に、本明細書で説明されるプロセスの一以上を実行するコンピュータ可読プログラムコードとして実装されてよい。そのようなコンピュータ可読プログラムコードは、メモリ１２６に格納されてよい。制御モジュール１２８は、プロセッサ１２４の一部であってもよく、或いは、プロセッサ１２４に通信可能に接続されてよい。
【００３０】
電力モジュール
上述のように、車両システム１２０は、ＦＣＶ１００を代表して、車両機能を実行し、それによりＦＣＶ１００を代表して、対応する車両需要を満たすように動作可能である。具体的には、エネルギスーパシステム１３０は、エネルギ機能を実行し、それにより対応するエネルギ需要を満たすように動作可能であり、推進スーパシステム１３２は、推進機能を実行し、それにより対応する推進需要を満たすように動作可能であり、補機システム１３４は、補機機能を実行し、それにより対応する補機需要を満たすように動作可能である。
【００３１】
グローバル制御モジュール１２８Ｇ及び電力制御モジュール１２８Ｐ、並びに、ＦＣＶ１００のグローバル動作の統合の観点から、車両需要は、一以上のグローバル車両需要、つまり、車両需要を含み、一以上の推進需要はグローバル推進需要である。グローバルエネルギ需要は、電気エネルギを生成するための一以上の需要、電気エネルギを貯蔵するための一以上の需要、燃料を貯蔵する、別な方法では処理する一以上の需要、の任意の組合せを含んでいてよい。グローバル推進需要は、車輪１１４に動力を供給するための一以上の需要、及び、車輪１１４を減速させるための一以上の需要を含んでいてよい。グローバルエネルギ需要及びグローバル推進需要の任意の組合せは、例えば、ＦＣＶ１００を回生制動するための一以上の需要等の、グローバル複合エネルギ及び推進需要の一部であってよい。さらに、各補機需要は、グローバル補機需要である。グローバル補機需要は、ＦＣＶ１００を摩擦制動するための一以上の需要、ＦＣＶ１００を操舵するための一以上の需要、ＦＣＶ１００を冷却するための一以上の需要、ＦＣＶ１００を加熱するための一以上の需要、アクセサリ機能を実行するための一以上の需要、の任意の組合せを含んでよい。
【００３２】
対応する車両機能を実行することにより、グローバル車両需要を満たすように装備されていることを越えて、ＦＣＶ１００は、一以上の車両需要要件を満たすように装備されている。具体的には、車両機能を実行し、それにより対応するグローバル車両需要を満たすように動作可能であり、車両システム１２０は、ＦＣＶ１００を代表して、車両需要要件を満たす能力を有する。従って、エネルギスーパシステム１３０は、特定のエネルギ需要要件を満たす能力を有し、推進スーパシステム１３２は、特定の推進需要要件を満たす能力を有し、補機システム１３４は、特定の補機需要要件を満たす能力を有する。
【００３３】
一般的に、車両需要要件は、特定の車両アプリケーションに固有のものである。例えば、セミトラクタアプリケーションとしてのＦＣＶ１００は、他の多くの車両アプリケーションよりも高いエネルギ需要要件及び高い推進需要要件を有する。いくつかの場合では、ＦＣＶ１００は、他の車両アプリケーションの複数倍のエネルギ需要要件及び複数倍の推進需要要件を有することができる。
【００３４】
エネルギ需要要件を満たす能力及び推進需要要件を満たす能力を実現するために、その車両要素が、要素から要素へ、電力モジュール間で、相互に接続されるＦＣＶ１００は、（一般に“電力モジュール１５０”又は“複数の電力モジュール１５０”を使用することにより参照される）複数の対応する電力モジュール１５０Ａ−Ｂを含む。図示するように、ＦＣＶ１００は２つの電力モジュール１５０を含んでいるが、本開示は、原則として、３以上の電力モジュール１５０を含む他の同様の車両に適用可能であることが理解されるであろう。電力モジュール１５０に関して、エネルギスーパシステム１３０は、複数の対応するエネルギシステム１５２を含み、推進スーパシステム１３２は、複数の対応する推進システム１５４を含む。ＦＣＶ１００では、エネルギスーパシステム１３０及び推進スーパシステム１３２は、エネルギシステム１５２及び推進システム１５４を含む各電力モジュール１５０にわったって配置される。
【００３５】
各電力モジュール１５０では、推進システム１５４及びエネルギシステム１５２は、互いに電気的に接続されている。さらに、ドライブトレインは、各推進システム１４に機械的に接続されている。それが属する電力モジュール１５０を代表して、各エネルギシステム１５２は、エネルギスーパシステム１３０に関連づけられており、且つ、電気エネルギを生成することを含むが、これに限定されない、エネルギ機能を実行するように動作可能である。同様に、それが属する電力モジュール１５０を代表して、各推進システム１５４は、推進スーパシステム１３２が関連し、電気エネルギを使用する推進機能であって、車輪１１４に動力を供給することを含むが、これに限定されない、推進機能を実行するように動作可能である。各推進システム１５４は、具体的には、それ及びエネルギシステム１５２が属する電力モジュール１５０のエネルギシステム１５２からの電気エネルギを使用して、推進機能を実行するように動作可能である。
【００３６】
各エネルギシステム１５２と、それが属する電力モジュール１５０とは、燃料電池システム１６０、バッテリシステム１６２及び燃料タンクシステム１６４を含む。各推進システム１５４と、それが属する電力モジュール１５０とは、モータシステム１６６を含む。各電力モジュール１５０の内部では、モータシステム１６６は、燃料電池システム１６０に電気的に接続されている。さらに、バッテリシステム１６２及び燃料電池システム１６２は、互いに電気的に接続されており、モータシステム１６６及びバッテリシステム１６２は互いに電気的に接続されている。さらに、燃料電池システム１６０は、燃料タンクシステム１６４に流体的に接続されている。燃料電池システム１６０は、バッテリシステム１６４からの電気エネルギと、燃料タンクシステム１６４からの燃料とを使用して、電気エネルギを生成するように動作可能である。ドライブトレインに関して、モータシステム１６６は、燃料電池システム１６０とバッテリシステム１６２との任意の組合せからの電気エネルギを使用して、車輪１１４に動力を供給するように動作可能である。モータシステム１６６は、また、車輪１４４を使用して電気エネルギを生成するように動作可能であり、その結果車輪１１４を減速する。バッテリシステム１６２は、燃料電子システム１６０からの電気エネルギを貯蔵するように動作可能である。バッテリシステム１６２は、また、モータシステム１６６からの電気エネルギを貯蔵するように動作可能である。燃料タンクシステム１６４は、燃料を貯蔵し、別な方法では、燃料電池システム１６０に燃料を供給することを含む、燃料を処理するように動作可能である。
【００３７】
電力モジュール１５０は、それらが属するＦＣＶ１５０のエネルギ需要要件を満たす能力及び推進需要要件を満たす能力を実現する目的のために「スタック」される。具体的には、エネルギ需要要件が与えられると、各電力モジュール１５０では、エネルギシステム１５２は、エネルギ需要要件の割り当てを満たす能力を有する。エネルギシステム１５２各々が、エネルギ需要要件の割り当てを満たす能力を有することにより、エネルギシステム１５２が属する電力モジュール１５０は、エネルギ需要要件を寄与的に満たす能力を有する。同様に、エネルギシステム１５２がエネルギスーパシステム１３０に属することにより、エネルギスーパシステム１３０も、エネルギ需要要件を満たす能力を有する。同様に、推進需要要件が与えられると、各電力モジュール１５０では、推進システム１５４は、推進需要要件の割り当てを満たす能力を有する。推進システム１５４各々が推進需要要件の割り当てを満たす能力を有することにより、推進システム１５４が属する電力モジュール１５０は、推進需要要件を寄与的に満たす能力を有する。同様に、推進システム１５４が推進スーパシステム１３２に属することにより、推進スーパシステム１３２も、推進需要要件を満たす能力を有する。
【００３８】
グローバルエネルギ需要が与えられると、各電力モジュール１５０では、エネルギシステム１５２は、グローバルエネルギ需要の割り当てを満たすように動作可能である。エネルギシステム１５２各々が、グローバルエネルギ需要の割り当てを満たすように動作可能であることにより、エネルギシステム１５２が属する電力モジュール１５０は、グローバルエネルギ需要を寄与的に満たすように動作可能である。同様に、エネルギシステム１５２がエネルギスーパシステム１３０に属することにより、エネルギスーパシステム１３０も、グローバルエネルギ需要を満たすように動作可能である。同様に、グローバル推進需要が与えられると、各電力モジュール１５０では、推進システム１５４が、グローバル推進需要の割り当てを満たすように動作可能である。推進システム１５４各々が、グローバル推進需要の割り当てを満たすように動作可能であることにより、推進システム１５４が属する電力モジュール１５０は、グローバル推進需要を寄与的に満たすように動作可能である。同様に、推進システム１５４が推進スーパシステム１３２に属することにより、推進スーパシステム１３２も、グローバル推進需要を満たすように動作可能である。
【００３９】
車両需要要件は、特定の車両アプリケーションに固有のものであるが、いくつかの車両需要要件は、他のものよりもアプリケーション依存性が低い。例えば、セミトラクタアプリケーションとしてのＦＣＶ１００は、多くの他の車両アプリケーションとしての補機需要要件を同様に有する。
【００４０】
ＦＣＶ１００では、補機システム１３４は、複数の対応する関係を有するよりむしろ、ＦＣＶ１００に共通である。電力モジュール１５０及びエネルギスーパシステム１３０に関して、個々の、又は、それが属する補機システム１３４の一部としての、一以上の補機要素は、電力モジュール１５０に割り当てられる。各電力モジュール１５０では、場合によっては、個々の、又は、それが属する補機システム１３４の一部としての、各割当補機要素は、エネルギシステム１５２に電気的に接続されている。ＦＣＶ１００及び、それが属する補機システム１３４を代表して、各割当補機要素は、エネルギシステム１５２からの電気エネルギを使用して、補機機能を実行するように動作可能である。従って、各電力モジュールでは、推進システム１５４がエネルギシステム１５２の主要な電気的負荷として機能するが、割当補機要素も、エネルギシステム１５２上の電気的負荷として機能する。しかしながら、グローバル補機需要が与えられると、割当補機要素は、未割当基準で、グローバル補機需要を寄与的に満たすように動作可能である。
【００４１】
上述のように、電力制御モジュール１２８Ｐは、エネルギスーパシステム１３０及び推進スーパシステム１３２、並びに、特定の補機システム１４６の動作を統合する。具体的には、電力モジュール１５０にわたるエネルギスーパシステム１３０及び推進スーパシステム１３２の配置に関して、ＦＣＶ１００は、複数の対応する電力制御モジュール１２８Ｐを含む。そして、ＦＣＶ１００では、各電力制御モジュール１２８Ｐは、電力モジュール１５０に割り当てられる。各電力モジュール１５０がエネルギシステム１５２及び推進システム１５４を含むので、各電力制御モジュール１２８Ｐは、エネルギシステム１５２及び推進システム１５４に割り当てられる。さらに、各電力制御モジュール１２８Ｐは補機要素に割り当てられる。具体的には、各電力制御モジュール１２８Ｐは、電力モジュール１５０に割り当てられ、次に電力制御モジュール１２８Ｐに割当補機要素が割り当てられる。各電力制御モジュール１２８Ｐは、割当エネルギシステム１５２の動作、及び、割当推進システム１５４の動作、並びに、割当補機要素の動作を含む、割当電力モジュール１５０の動作を統合する。
【００４２】
モジュール化された実装では、各電力モジュール１５０は、ＦＣＶ１００より低いエネルギ需要要件及び低い推進需要要件の、例えば乗用車アプリケーション等の他の車両アプリケーションから調達される。具体的には、各電力モジュール１５０は、他の車両アプリケーションからの完全なエネルギシステム及び完全な推進システムのモジュール化されたバージョンである。関連して、各電力制御モジュール１２８Ｐも、他の車両アプリケーションから調達される。具体的には、各電力制御モジュール１２８Ｐは、電力制御モジュール１２８Ｐ自身に加えて、一以上の専用プロセッサ及び専用メモリを伴うスタンドアロンコンピューティングデバイスとしての、他の車両アプリケーションから調達されたＰＣＵに属する。
【００４３】
とりわけ、他の車両アプリケーションよりも高いエネルギ需要要件及び高い推進需要要件を伴うセミトラクタアプリケーションとしてのＦＣＶ１００は、従来の設計原理の製品ではないということである。具体的には、他の車両アプリケーションが与えられると、ＦＣＶ１００のエネルギ需要要件を満たす能力及び推進需要要件を満たす能力を実現するために電力モジュールをスタックすることに代えて、従来の設計原理は、他の車両アプリケーションからのエネルギシステムのスケーリング及び推進システムのスケーリングを要求するだろう。さらに、従来の設計原理は、スケーリングされたエネルギシステム及びスケーリングされた推進システム、並びに、未割り当てベースの補機システム１３４の動作を、それ自身により、統合するために、他の車両アプリケーションからＰＣＵを調達することを要求するだろう。
【００４４】
一の電力モジュール１５０の燃料電池システム１６０、バッテリシステム１６２及び燃料タンクシステム１６４の任意の組合せは、残りの電力モジュール１５０の対応部として、エネルギ需要要件を満たす同じ能力を有することができる。加えて又は代えて、一の電力モジュール１５０のモータシステム１６６は、残りの電力モジュール１５０の対応部として、推進需要要件を満たす同じ能力を有することができる。
【００４５】
ＦＣＶ１００を越えて、より広い車両ラインナップにわたり、新しい車両アプリケーションのために、複数の同じ又は類似の電力モジュール１５０は、新しい車両アプリケーションのエネルギ需要要件を満たす能力及び推進需要要件を満たす能力を実現する目的のために、スタックされることができる。電力モジュール１５０の一以上の車両要素は、車両ラインナップにわたり標準化されてよい。例えば、全ての電力モジュール１５０において、燃料電池システム１６０は同じであり得る。加えて又は代えて、一以上の電力制御モジュール１２８Ｐも同じであってよい。標準化された車両要素は、単独で、新しいアプリケーションの車両需要要件に関係なく、車両需要要件を満たす同じ能力を有するので、単一容量の標準化された車両要素は、開発及び生産される必要がある。関連して、標準化された車両要素を越えて、電力モジュール１５０の残りは、新しい車両アプリケーションのために最適化されてよい。例えば、全ての電力モジュール１５０において燃料電池システム１６０が同じである場合、電力モジュール１５０のバッテリシステム１６２は、新しいアプリケーションのエネルギ需要要件を寄与的に満たす能力を有するように最適化されてよい。加えて又は代えて、電力モジュール１５０のモータシステム１６６は、新しいアプリケーションの推進需要要件を寄与的に満たす能力を有するように最適化されてよい。
【００４６】
それらは新しい車両アプリケーションに容易に統合されるため、電力モジュール１５０は、初期の車両開発及び生産を越えて有用である。例えば、ＦＣＶ１００の寿命末期（ＥＯＬ）シナリオでは、電力モジュール１５０は、ＦＣＶ１００のエネルギ需要要件を寄与的に満たす能力をもはや有さない可能性がある。加えて又は代えて、電力モジュール１５０は、ＦＣＶ１００の推進需要要件を寄与的に満たす能力をもはや有さない可能性がる。電力モジュール１５０は、それにもかかわらず、他の車両アプリケーションのエネルギ需要要件を、寄与的に満たす能力と、推進需要要件を、寄与的に満たす能力とを有する可能性がある。従って、電力モジュール１５０を廃棄する代わりに、それが他の車両アプリケーションに統合されてよい。
【００４７】
エネルギシステム及び推進システム
上述のように、各電力モジュール１５０は、エネルギシステム１５２及び推進システム１５４を含む。追加的に参照する図２Ａ及び２Ｂに示されるように、燃料電池システム１６０、バッテリシステム１６２及び燃料タンクシステム１６４に加えて、各エネルギシステム１５２と、エネルギシステム１５２が属する電力モジュール１５０とは、ジャンクションボックス２００及び付随するエネルギ要素を含む。各電力モジュール１５０の内部では、モータシステム１６６は、ジャンクションボックス２００を介して、燃料電池システム１６０に電気的に接続されている。さらに、バッテリシステム１６２及び燃料電池システム１６０は、ジャンクションボックス２００を介して互いに電気的に接続されており、モータシステム１６６及びバッテリシステム１６２は、ジャンクションボックス２００を介して互いに電気的に接続されている。
【００４８】
ＦＣＶ１００は、燃料電池システム１６０の一部としての一以上のエネルギ要素を含む。燃料電池システム１６０のエネルギ要素の中で、ＦＣＶ１００は、燃料電池スタック２０２を含む。ＦＣＶ１００は、図示するように、燃料電池システム１６０毎に位置の燃料電池スタック２０２を含むが、本開示は、原則として、燃料電池システム１６０毎に複数の燃料電池スタック２０２を含む他の類似の車両にも適用可能であることが理解されるであろう。燃料電池スタック２０２に関して、エネルギシステム１５２のエネルギ要素の中で、ＦＣＶ１００は、燃料電池コンバータ２０４を含む。燃料電池コンバータ２０４は、燃料電池スタック２０２に電気的に接続されている。燃料電池スタック２０２は、電気エネルギを生成するように動作可能である。燃料電池コンバータ２０４は、燃料電池スタック２０２からの電気エネルギを調整するように動作可能である。具体的には、燃料電池コンバータ２０４は、燃料電池スタック２０２からのより低い電圧のＤＣ電気エネルギを、より高い電圧のＤＣ電気エネルギに変換するように動作可能なＤＣ／ＤＣコンバータである。例えば、より低い電圧のＤＣ電気エネルギは、中程度の電圧のＤＣ電気エネルギであってよく、より高い電圧のＤＣ電気エネルギは、高電圧ＤＣ電気エネルギであってよい。
【００４９】
ＦＣＶ１００は、モータシステム１６６の一部としての一以上の推進要素も含む。モータシステム１６６の推進要素の中で、ＦＣＶ１００は、モータ２０６を含む。ＦＣＶ１００は、図示するように、モータシステム１６６毎に一のモータ２０６を含むが、本開示は、原則として、モータシステム１６６毎に複数のモータ３０６を含む他の類似の車両にも適用可能であることが理解されるであろう。モータ２０６は、同期三相ＡＣ電気モータである。モータ２０６に関して、エネルギシステム１５２の付随するエネルギ要素の中で、ＦＣＶ１００は、モータインバータ２０８を含む。モータインバータ２０８は、ジャンクションボックス２００を介して燃料電池コンバータ２０４に電気的に接続されており、モータ２０６は、モータインバータ２０８に電気的に接続されている。さらに、ドライブトレインは、モータ２０６に機械的に接続されている。モータインバータ２０８は、燃料電池コンバータ２０４からの電気エネルギを調整するように動作可能である。具体的には、モータインバータ２０８は、燃料電池コンバータ２０４からのＤＣ電気エネルギを、三相ＡＣ電気エネルギに変換するように動作可能である。例えば、三相ＡＣ電気エネルギは、区電圧ＡＣ電気エネルギであってよい。モータ２０６は、ドライブトレインと連動して、モータインバータ２０８からの電気エネルギを使用して、車輪１１４に動力を供給するように動作可能である。
【００５０】
ＦＣＶ１００は、バッテリシステム１６２の一部としての一以上のエネルギ要素も含む。バッテリシステム１６２のエネルギ要素の中で、ＦＣＶ１００は、一以上のバッテリ２１０を含む。ＦＣＶ１００は、図示するように、バッテリシステム１６２毎に２つのバッテリ２１０を含むが、本開示は、原則として、バッテリシステム１６２毎に一のバッテリ２１０を含む他の類似の車両や、バッテリシステム１６２毎に他の複数のバッテリ２１０を含む他の類似の車両にも適用可能であることが理解されるであろう。バッテリ２１０に関して、エネルギシステム１５２の付随するエネルギ要素の中で、ＦＣＶ１００は、バッテリコンバータ２１２を含む。燃料電池システム１６０の観点から、バッテリコンバータ２１２は、ジャンクションボックス２００を介して燃料電池コンバータ２０４に電気的に接続されており、バッテリ２１０は、ジャンクションボックス２００を介してバッテリコンバータ２１２に電気的に接続されている。バッテリコンバータ２１２は、燃料電池コンバータ２０４からの電気エネルギを調整するように動作可能である。具体的には、バッテリコンバータ２１２は、燃料電池コンバータ２０４からのより高い電圧のＤＣ電気エネルギを、より低い電圧のＤＣ電気エネルギに変換するように動作可能なＤＣ／ＤＣコンバータである。例えば、より高い電圧のＤＣ電気エネルギは、高電圧ＤＣ電気エネルギであってよく、より低い電圧のＤＣ電気エネルギは、中程度の電圧のＤＣ電気エネルギであってよい。バッテリ２１０は、バッテリ２１２からの電気エネルギを貯蔵するように動作可能である。
【００５１】
また、バッテリシステム１６２の観点から、バッテリコンバータ２１２は、ジャンクションボックス２００を介してバッテリ２１０に電気的に接続されており、モータインバータ２０８は、ジャンクションボックス２００を介してバッテリコンバータ２１２に電気的に接続されており、上述のように、モータ２０６はモータインバータ２０８に電気的に接続されている。関連して、バッテリコンバータ２１２も、バッテリ２１０からの電気エネルギを調整するように動作可能である。具体的には、バッテリコンバータ２１２は、バッテリ２１０からのより低い電圧のＤＣ電気エネルギを、より高い電圧のＤＣ電気エネルギに変換するように動作可能なＤＣ／ＤＣコンバータである。例えば、より低い電圧のＤＣ電気エネルギは中程度の電圧のＤＣ電気エネルギであってよく、より高い電圧のＤＣ電気エネルギは高電圧ＤＣ電気エネルギであってよい。モータインバータ２０８も、バッテリコンバータ２１２からの電気エネルギを調整するように動作可能である。具体的には、モータインバータ２０８は、バッテリコンバータ２１２からのＤＣ電気エネルギを、三相ＡＣ電気エネルギに変換するように動作可能である。上述のように、三相ＡＣ電気エネルギは、高電圧ＡＣ電気エネルギであってよい。再び、モータ２０６は、ドライブトレインと連動して、モータインバータ２０８からの電気エネルギを使用して、車輪１１４に動力を供給するように動作可能である。
【００５２】
同様に、モータシステム１６の観点から、モータインバータ２０８は、モータ２０６に電気的に接続されており、バッテリコンバータ２１２は、ジャンクションボックス２００を介してモータインバータ２０８に電気的に接続されており、上述のように、バッテリ２１０は、ジャンクションボックス２００を介してバッテリコンバータ２１２に電気的に接続されている。関連して、ドライブトレインに関連して、モータ２０６は、車輪１１４を使用して、電気エネルギを生成するようにも動作可能であり、その結果車輪１１４を減速する。さらに、モータインバータ２０８も、モータ２０６からの電気エネルギを調整するように動作可能である。具体的には、モータインバータ２０８は、モータ２０６からの三相ＡＣ電気エネルギをＤＣ電気エネルギに変換するように動作可能である。例えば、三相ＡＣ電気エネルギは、高電圧ＡＣ電気エネルギであってよく、ＤＣ電気エネルギは、高電圧ＤＣ電気エネルギであってよい。バッテリコンバータ２１２も、燃料電池コンバータ２０４からの電気エネルギと同じ方法で、モータインバータ２０８からの電気エネルギを調整するように動作可能である。再び、バッテリ２１０は、バッテリコンバータ２１２からの電気エネルギを貯蔵するように動作可能である。電気エネルギを生成することと、結果として車輪１１４を減速することと、電気エネルギを貯蔵することとの組合せ結果として、モータ２０６及びバッテリ２１０は、車輪１１４でＦＣＶ１００を回生制動するように動作可能である。
【００５３】
とりわけ、モータ２０６は、燃料電池スタック２０２及びバッテリ２１０の任意の組合せからの電気エネルギを使用して、車輪１１４に動力を供給するように動作可能である。さらに、バッテリ２１０は、燃料電池スタック２０２からの電気エネルギを貯蔵するように動作可能である。燃料電池駆動の実装では、モータ２０６は、燃料電池スタック２０２からの電気エネルギを使用して、主に車輪１１４に動力を供給する。不足の場合、モータ２０６は、燃料電池スタック２０２からの電気エネルギと、バッテリ２１０からの補助電気エネルギとの組合せを使用して、車輪に動力を供給する。他方で、余剰の場合、モータ２０６は、燃料電池スタック２０２からの電気エネルギの一部を使用して、車両１１４に動力を供給し、バッテリ２１０は、燃料電池スタック２０２からの残りの電気エネルギを貯蔵する。
【００５４】
また、エネルギシステム１５２のエネルギ要素の中で、ＦＣＶ１００は、電源２１４を含む。電源２１４は、ジャンクションボックス２００を介してバッテリ２１０に電気的に接続されている。電源２１４は、バッテリ２１０からの電気エネルギを分配するように動作可能である。具体的には、電源２１４は、バッテリ２１０からのＤＣ電気エネルギを分配するように動作可能なＤＣ電源である。例えば、ＤＣ電気エネルギは、中程度の電圧のＤＣ電気エネルギであってよい。
【００５５】
上述したように、ＦＣＶ１００は、燃料電池システム１６０のエネルギ要素の中の燃料電池スタック２０２を含む。また、燃料電池システム１６０のエネルギ要素の中で、ＦＣＶ１００は、燃料ポンプ２２０を含む。燃料ポンプ２２０は、三相ＡＣ燃料ポンプである。燃料ポンプ２２０に関して、燃料電池システム１６０のエネルギ要素の中で、ＦＣＶ１００は、ポンプインバータ２２２を含む。ポンプインバータ２２２は、電源２１４に電気的に接続されており、燃料ポンプ２２０は、ポンプインバータ２２２に電気的に接続されている。さらに、燃料ポンプ２２０は、燃料タンクシステム１６４に流体的に接続されており、燃料電池スタック２０２は、燃料ポンプ２２０に流体的に接続されている。ポンプインバータ２２２は、電源２１４からの電気エネルギを調整するように動作可能である。具体的には、ポンプインバータ２２２は、電源２１４からのＤＣ電気エネルギを三相ＡＣ電気エネルギに変換するように動作可能である。例えば、三相ＡＣ電気エネルギは、中程度の電圧のＡＣ電気エネルギであってよい。燃料ポンプ２２０は、ポンプインバータ２２２からの電気エネルギを使用して、燃料タンクシステム１６４からの燃料を、燃料電池スタック２０２に圧送するように動作可能である。
【００５６】
また、燃料電池システム１６０のエネルギ要素の中で、ＦＣＶ１００は、エアコンプレッサ２２４を含む。エアコンプレッサ２２４は、三相ＡＣエアコンプレッサである。エアコンプレッサ２２４に関して、エネルギシステム１５２のエネルギ要素の中で、ＦＣＶ１００は、コンプレッサインバータ２２６を含む。コンプレッサインバータ２２６は、ジャンクションボックス２００を介してバッテリコンバータ２１２に電気的に接続されており、エアコンプレッサ２２４は、コンプレッサインバータ２２６に電気的に接続されている。さらに、燃料ポンプ２２０に流体的に接続されることに加えて、燃料電池スタック２０２は、エアコンプレッサ２２４に空気的に接続される。コンプレッサインバータ２２６は、バッテリコンバータ２１２からの電気エネルギを調整するように動作可能である。具体的には、コンプレッサインバータ２２６は、バッテリコンバータ２１２からのＤＣ電気エネルギを、三相ＡＣ電気エネルギに変更するように動作可能である。例えば、ＤＣ電気エネルギが高電圧ＤＣ電気エネルギである場合、三相ＡＣ電気エネルギは、高電圧ＡＣ電気エネルギであってよい。エアコンプレッサ２２４は、コンプレッサインバータ２２６からの電気エネルギを使用して、空気を、燃料電池スタック２０２に圧送するように動作可能である。
【００５７】
燃料電池スタック２０２は、一以上の燃料電池を含む。燃料電池スタック２０２は、燃料ポンプ２２０からの燃料を、エアコンプレッサ２２４からの空気中の酸素と組合せる化学反応を実行して、電気エネルギを生成するように動作可能である。従って、燃料を燃料電池スタック２０２に圧送することと、空気を燃料電池スタック２０２に圧送することと、化学反応を実行することとの組合せ結果としての、燃料ポンプ２２０、エアコンプレッサ２２４及び燃料電池スタック２０２は、燃料タンクシステム１６４からの燃料及び空気を使用して、電気エネルギを生成するように動作可能である。
【００５８】
水素を燃料とする実装では、燃料は水素燃料である。燃料電池スタック２０２では、各燃料電池は、アノード及びカソードを含む。各燃料電池では、水素燃料は、化学反応の一部としてアノード触媒により水素分子が活性化される、アノードに圧送される。水素分子は、それにより、電子を放出し、水素イオンになる。放出された電子はアノードからカソードに移動し、それにより電流が発生する。燃料電池により生成された電流は、燃料電池スタック２０２により生成された電気エネルギとして機能する。各燃料電池では、水素イオンもアノードからカソードに移動する。エアコンプレッサ２２４からの空気中の酸素は、化学反応の一部として、水を生成するように水素イオンがカソード触媒上の酸素と結合するカソードに圧送される。燃料電池スタック２０２では、燃料電池により生成された水は、電気エネルギを生成することの副産物である。
【００５９】
また、燃料電池システム１６０のエネルギ要素の中で、ＦＣＶ１００は、流体ポンプ２３０と一以上のファン２３２を含む。流体ポンプ２３０は、該流体ポンプ２３０に加えて、一以上の冷却剤−空気熱交換器２３４、及び、燃料電池スタック２０２を通る冷却剤通路を含む冷却剤回路に属する。熱交換器２３４は、一以上のラジエータ等を含む。
【００６０】
流体ポンプ２３０及びファン２３２に関して、エネルギシステム１５２の付随するエネルギ要素の中で、ＦＣＶ１００は、冷却コンバータ２３６を含む。冷却コンバータ２３６は、電源２１４に電気的に接続されており、流体ポンプ２３０及びファン２３２は、冷却コンバータ２３６に電気的に接続されている。冷却コンバータ２３６は、電源２１４からの電気エネルギを調整するように動作可能である。具体的には、冷却コンバータ２３６は、電源２１４からのより高い電圧のＤＣ電気エネルギを、より低い電圧のＤＣ電気エネルギに変換するように動作可能なＤＣ／ＤＣコンバータである。例えば、より高い電圧のＤＣ電気エネルギが中程度の電圧のＤＣ電気エネルギである場合、より低い電圧のＤＣ電気エネルギは、低電圧ＤＣ電気エネルギであってよい。流体ポンプ２３０は、冷却コンバータ２３６からの電気エネルギを使用して、水又は他の冷却剤を冷却剤回路の中で循環するように動作可能である。ファン２３２は、冷却コンバータ２３６からの電気エネルギを使用して、熱交換機２３４に空気流を誘導するように動作可能である。熱交換器２３４は、熱交換器２３４を通過する冷却剤と、熱交換器２３４を横切る空気流との間で熱を交換するように動作可能である。
【００６１】
冷却剤通路内の冷却剤を循環させることと、熱交換器２３４を横切る空気流を誘導することとの組合せ結果としての、流体ポンプ２３０及びファン２３２は、熱交換器２３４を通過する冷却剤を冷却するように動作可能である。さらに、熱交換器２３４のさらに下流で、冷却された冷却剤は、冷却剤通路を通過する。従って、流体ポンプ２３０が属する冷却剤回路に関して、流体ポンプ２３０及びファン２３２は、燃料電池スタック２０２を冷却するように動作可能である。
【００６２】
また、燃料電池システム１６０のエネルギ要素の中で、ＦＣＶ１００は、他の流体ポンプ２３８を含む。流体ポンプ２３８は、流体ポンプ２３８に加えて、一以上の冷却剤−空気熱交換器２４０と、燃料電池スタック２０２に付随する一以上の車両要素を通る冷却剤通路と、を含む他の冷却剤回路に属している。熱交換器２４０は、一以上のラジエータ等を含む。燃料電池スタック２０２に付随する車両要素は、燃料電池コンバータ２０４、モータインバータ２０８、バッテリコンバータ２１２等の任意の組合せを含む。流体ポンプ２３８は、三相ＡＣ流体ポンプである。流体ポンプ２３８は、ポンプインバータ２２２に電気的に接続されており、上述のように、ファン２３２は、冷却コンバータ２３６に電気的に接続されている。流体ポンプ２３８は、ポンプインバータ２２２からの電気エネルギを使用して、冷却剤回路内の水又は他の冷却剤を循環するように動作可能である。ファン２３２は、冷却コンバータ２３６からの電気エネルギを使用して、熱交換器２４０を横切る空気流を誘導するように動作可能である。熱交換器２４０は、熱交換器２４０を通過する冷却剤と、熱交換器２４０を横切る空気流との間で熱を交換するように動作可能である。
【００６３】
冷却剤通路内の冷却剤を循環させることと、熱交換器２４０を横切る空気流を誘導することとの組合せ結果としての、流体ポンプ２３８及びファン２３２は、熱交換器２４０を通る冷却剤を冷却するように動作可能である。さらに、熱交換器２４０のさらに下流で、冷却された冷却剤が冷却剤通路を通過する。従って、流体ポンプ２３８が属する冷却剤回路に監視、流体ポンプ２３８及びファン２３２は、燃料電池スタック２０２に付随する車両要素を冷却するように動作可能である。
【００６４】
追加で参照される図３Ａ及び３Ｂに示されるように、ＦＣＶ１００は、また、燃料タンクシステム１６４の一部としての一以上のエネルギ要素を含む。燃料タンクシステム１６４のエネルギ要素の中で、ＦＣＶ１００は、一以上の燃料タンク３００と、燃料タンク３００のための配管網３０２とを含む。ＦＣＶ１００は、図示するように、燃料タンクシステム１６４毎に２つの燃料タンク３００を含むが、本開示は、原則として、燃料タンクシステム１６４毎に一つの燃料タンク３００を含む他の類似の車両にも、燃料タンクシステム１６４毎に他の複数の燃料タンク３００を含む他の類似の車両にも適用可能であることが理解されるであろう。水素を燃料とする実装では、各燃料タンク３００は、高圧水素タンクであり、配管網３０２は、水素配管網３０２である。燃料タンク３００は、燃料を貯蔵するように動作可能である。
【００６５】
燃料タンク３００の観点から、配管網３０２は、入力ライン３０４及び出力ライン３０６を有する。入力ライン３０４上では、必要なパイプに加えて、配管網３０２は、燃料弁３０８及び多方向入力弁３１０を含む。燃料弁３０８は、燃料補給ステーションの燃料供給ラインに流体的に接続されており、多方向入力弁３１０は、燃料弁３０８に流体的に接続されており、各燃料タンク３００は、多方向入力弁３１０に流体的に接続されている。ＦＣＶ１００が、燃料タンクシステム１６４毎に２つの燃料タンク３００を含む場合、多方向入力弁３１０は、２方向入力弁である。燃料弁３０８は、多方向入力弁３１０への入力ライン３０４を選択的に開閉するように動作可能である。多方向入力弁３１０は、燃料タンク３００の一つ、いくつか又は全てへの入力ライン３０４を選択的に開閉するように動作可能である。
【００６６】
燃料弁３０８が燃料供給ラインに流体的に接続されている場合、多方向入力弁３１０への入力ライン３０４を開くことと、燃料タンク３００の一つ、いくつか又は全てへの入力ライン３０４を開くこととの組合せ結果としての、燃料弁３０８及び多方向入力弁３１０は、燃料供給ラインから、燃料タンク３００の一つ、いくつか又は全てへの流体的な接続を開くように動作可能である。各燃料タンク３００の観点から、燃料供給ラインから燃料タンク３００への流体的な接続が開かれている場合、配管網３０２は、燃料供給ラインからの燃料で燃料タンク３００を満たすように使用可能である。さらに、燃料供給ラインから燃料タンク３００への流体的な接続が開かれている場合、配管網３０２は、燃料供給ラインからの燃料で、複数の燃料タンク３００を同時に満たすように使用可能である。また、多方向入力弁３１０への入力ライン３０４を閉じることと、複数の燃料タンク３００への入力ライン３０４を開くこととの組合せ結果としての、燃料弁３０８及び多方向入力弁３１０は、複数の燃料タンク３００間での流体的な接続を開くように動作可能である。複数の燃料タンク３００間の流体的な接続が開かれている場合、配管網３０２は、複数の燃料タンク３００間での燃料の輸送に使用可能である。
【００６７】
出力ライン３０６上で、必要なパイプに加えて、配管網３０２は、多方向出力弁３１２及び燃料調整器３１４を含む。多方向出力弁３１２は、各燃料タンク３００に流体的に接続されており、燃料調整器３１４は、多方向出力弁３１２に流体的に接続されており、燃料電池システム１６０は、燃料ポンプ２２０において、燃料調整器３１４に流体的に接続されている。ＦＣＶ１００が、燃料タンクシステム１６４毎に２つの燃料タンク３００を含む場合、多方向出力弁３１２は、２方向出力弁である。多方向出力弁３１２は、燃料タンク３００の一つ、いくつか又は全てからの出力ライン３０６を選択的に開閉するように動作可能である。燃料調整器３１４は、多方向出力弁３１２からの出力ライン３０４を選択的に開閉するように動作可能である。さらに、燃料調整器３１４は、出力ライン３０６内の燃料の特性を調整するように動作可能である。具体的には、燃料調整器３１４は、出力ライン３０６内の燃料の圧力を調整するように動作可能な圧力調整器である。
【００６８】
燃料タンク３００の一つ、いくつか又は全てからの出力ライン３０６を開くことと、多方向出力弁３１２からの出力ライン３０６を開くこととの組合せ製品としての、多方向出力弁３１２及び燃料調整器３１４は、燃料電池システム１６０の燃料タンク３００の一つ、いくつか又は全てからの流体的な接続を開くように動作可能である。各燃料タンク３００の観点から、燃料タンク３００から燃料電池システム１６０への流体的な接続が開かれている場合、配管網３０２は、燃料タンク３００からの燃料で、燃料電池システム１６０に燃料を供給するために使用可能である。さらに、複数の燃料タンク３００から燃料電池システム１６０への流体的な接続が開かれている場合、配管網３０２は、複数の燃料タンク３００からの燃料で、同時に、燃料電池システム１６０に燃料を供給するために使用可能である。また、複数の燃料タンク３００からの出力ライン３０６を開くことと、多方向出力弁３１２からの出力ライン３０６を閉じることとの組合せ製品としての、多方向出力弁３１２及び燃料調整器３１４は、複数の燃料タンク３００間の流体的な接続を開くように動作可能である。複数の燃料タンク３００間の流体的な接続が開かれた場合、配管網３０２は、複数の燃料タンク３００間で燃料を輸送するために使用可能である。
【００６９】
割当補機要素
再び図２Ａ及び２Ｂを参照して、ＦＣＶ１００は、制動システム１４０の一部として、一以上の補機要素を含む。制動システム１４０の補機要素の中で、ＦＣＶ１００は、エアコンプレッサ２５０と、車輪１１４の一つ、いくつか又は全てでの一以上の摩擦ブレーキを含む。エアコンプレッサ２５０は、エネルギスーパシステム１３０に電気的に接続されている。摩擦ブレーキは、エアコンプレッサ２５０に空気的に接続されており、車輪１１４は、摩擦ブレーキに機械的に接続されている。エアコンプレッサ２５０は、エネルギスーパシステム１３０からの電気エネルギを使用して、空気をブレーキに圧送するように動作可能である。摩擦ブレーキは、エアコンプレッサ２５０からの空気を使用して、車輪１１４で、ＦＣＶ１００を摩擦的に制動するように動作可能である。
【００７０】
ＦＣＶ１００は、また、操舵システム１４２の一部としての一以上の補機要素を含む。操舵システム１４２の補機要素の中で、ＦＣＶ１００は、流体ポンプ２５２と、車輪１１４の一つ、いくつか又は全てにおける一以上の操舵機構とを含む。流体ポンプ２５２は、エネルギスーパシステム１３０に電気的に接続されている。操舵機構は、流体ポンプ２５２に液圧的に接続されており、車輪１１４は、操舵機構に機械的に接続されている。流体ポンプ２５２は、エネルギスーパシステム１３０からの電気エネルギを使用して、パワーステアリング流体を操舵機構に圧送するように動作可能である。操舵機構は、流体ポンプ２５２からのパワーステアリング流体を使用して、車輪１１４の舵角を調整するように動作可能である。前輪操舵配置では、一の操舵システム１４２は、流体ポンプ２５２からのパワーステアリング流体を使用して、両前輪１１４Ｆの舵角を調整するように動作可能である。これを行うことにより、操舵機構は、地面に沿って走行するときにＦＣＶ１００を操舵するように動作可能である。
【００７１】
ＦＣＶ１００は、また、加熱／冷却システム１４４の一部として一以上の補機要素を含む。加熱／冷却システム１４４の補機要素の中で、ＦＣＶ１００は、冷媒コンプレッサ２５４と、一以上のファン２５６とを含む。冷媒コンプレッサ２５４は、冷媒コンプレッサ２５４に加えて、一以上の冷媒−空気熱交換器２５８を含む冷媒回路に属する。熱交換器２５８は、一以上の復水器、一以上の蒸発器等を含む。冷媒コンプレッサ２５４及びファン２５６は、エネルギスーパシステム１３０に電気的に接続されている。冷媒コンプレッサ２５４は、エネルギスーパシステム１３０からの電気エネルギを使用して、冷媒回路内で冷媒を吸引、圧縮及び排出するように動作可能である。従って、冷媒コンプレッサ２５４は、冷媒回路内で冷媒を循環するように動作可能である。ファン２５６は、熱交換器２５８を横切り、乗客区画１０４、エンジン区画１０６に入る、別な方法では、ＦＣＶ１００に入る、空気流を誘導するように動作可能である。熱交換器２５８は、熱交換器２５８を通過する冷媒と、熱交換器２５８を横切る空気流との間で熱を交換するように動作可能である。
【００７２】
冷媒回路内の冷媒を循環することと、熱交換器２５８を横切る空気流を誘導することとの組合せ結果としての、冷媒コンプレッサ２５４及びファン２５６は、冷媒回路内の冷媒と熱交換器２５８を横切る空気流との間の熱力学的サイクルを動かすように動作可能である。熱力学サイクルの下で、一以上の熱交換器２５８を横切る空気流は冷却される。さらに、熱交換器２５８のさらに下流で、冷却された空気流は、ＦＣＶ１００の中に誘導される。従って、冷媒回路に関して、冷媒コンプレッサ２５４及びファン２５６は、ＦＣＶ１００を冷却するように動作可能である。
【００７３】
また、加熱／冷却システム１４４の補機要素の中で、ＦＣＶ１００は、ヒータ２６０を含む。ヒータ２６０は、エネルギスーパシステム１３０に電気的に接続されている。ヒータ２６０は、エネルギスーパシステム１３０からの電気エネルギを使用して、ヒータ２６０を横切る空気流を加熱するように動作可能である。ファン２５６は、エネルギスーパシステム１３０からの電気エネルギを使用して、ヒータ２６０を横切り、乗客区画１０４、エンジン区画１０６に入る、別な方法では、ＦＣＶ１００に入る空気を誘導するように動作可能である。ヒータ２６０を操作することと、ヒータ２６０を横切る空気流を誘導することとの組合せ結果としての、ヒータ２６０及びファン２５６は、ヒータ２６０を横切る空気流を加熱するように動作可能である。ヒータ２６０のさらに下流の空気流がＦＣＶ１００の中に誘導される場合、加熱された空気がＦＣＶ１００に供給される。従って、ヒータ２６０及びファン２５６は、ＦＣＶ１００を加熱するように動作可能である。
【００７４】
ＦＣＶ１００は、また、アクセサリシステム１４６の一部として一以上の補機要素を含む。アクセサリシステム１４６の補機要素の中で、ＦＣＶ１００は、一以上のアクセサリ２６２を含む。アクセサリ２６２は、車両に典型的であり、一以上のインテリアライト、一以上のエクステリアライト、一以上のゲージ、一以上のパワーシート、一以上のインフォテインメントシステム、等の任意の組合せを含む。アクセサリ２６２は、エネルギスーパシステム１３０に電気的に接続されている。アクセサリ２６２は、エネルギスーパシステム１３０からの電気エネルギを使用して、乗客区画１０４を照らし、ＦＣＶ１００の周囲の環境を照らし、運転移行を信号で伝え、ＦＣＶ１００の操作についての情報を配信し、ＦＣＶ１００のシート位置を調整し、ＦＣＶ１００のユーザにインフォテインメントコンテンツを配信し、他のアクセサリ機能を実行するように動作可能である。
【００７５】
電力モジュール１５０Ａについて、割当補機要素は、操舵システム１４２の流体ポンプ２５２を含む。流体ポンプ２５２に関して、エネルギスーパシステム１３０の付随するエネルギ要素の中で、ＦＣＶ１００は、補機コンバータ２６４を含む。補機コンバータ２６４は、ジャンクションボックス２００を介してバッテリ２１０に電気的に接続されており、流体ポンプ２５２は、補機コンバータ２６４に電気的に接続されている。補機コンバータ２６４は、バッテリ２１０からの電気エネルギを調整するように動作可能である。具体的には、補機コンバータ２６４は、バッテリ２１０からのより高い電圧のＤＣ電気エネルギをより低い電圧のＤＣ電気エネルギに変換するように動作可能なＤＣ／ＤＣコンバータである。例えば、より高い電圧のＤＣ電気エネルギが中程度の電圧のＤＣ電気エネルギである場合、より低い電圧のＤＣ電気エネルギは低電圧ＤＣ電気エネルギであってよい。流体ポンプ２５２は、それ故、上述のように、補機コンバータ２６４からの電気エネルギを使用して、パワーステアリング流体を、操舵システム１４２の操舵機構内に圧送するように動作可能である。
【００７６】
電力モジュール１５０Ａについて、割当補機要素は、加熱／冷却システム１４４の冷媒コンプレッサ２５４及びファン２５６も含む。ファン２５６に関して、エネルギスーパシステム１３０の付随するエネルギ要素の中で、ＦＣＶ１００は、補機コンバータ２６４を含む。冷媒コンプレッサ２５４は、電源２１４に電気的に接続されている。ファン２５６は、補機コンバータ２６４に電気的に接続されている。冷媒コンプレッサ２５４は、それ故、上述のように、電源２１４からの電気エネルギを使用して、冷媒コンプレッサ２５４が属する冷媒回路内で冷媒を循環するように動作可能である。さらに、ファン２５６は、それ故、上述のように、補機コンバータ２６４からの電気エネルギを使用して、冷媒回路の熱交換器を横切り、ＦＣＶ１００の中に入る空気流を誘導するように動作可能である。
【００７７】
電力モジュール１５０Ｂについて、割当補機要素は、制動システム１４０のエアコンプレッサ２５０を含む。エアコンプレッサ２５０は、三相ＡＣエアコンプレッサである。エアコンプレッサ２５０に関して、エネルギスーパシステム１３０の付随するエネルギ要素の中で、ＦＣＶ１００は、補機インバータ２６６を含む。補機インバータ２６６は、ジャンクションボックス２００を介してバッテリコンバータ２１２に電気的に接続されており、エアコンプレッサ２５０は、補機インバータ２６６に電気的に接続されている。補機インバータ２６６は、バッテリコンバータ２１２からの電気エネルギを調整するように動作可能である。具体的には、補機インバータ１６６は、バッテリコンバータ２１２からのＤＣ電気エネルギを三相ＡＣ電気エネルギに変換するように動作可能である。例えば、ＤＣ電気エネルギが高電圧ＤＣ電気エネルギである場合、三相ＡＣ電気エネルギは、高電圧ＡＣ電気エネルギであってよい。エアコンプレッサ２５０は、それ故、上述したように、補機インバータ２６６からの電気エネルギを使用して、空気を、制動システム１４０のブレーキ内に圧送するように動作可能である。
【００７８】
電力モジュール１５０Ｂについて、割当補機要素は、加熱／冷却システム１４４のヒータ１６０も含む。ヒータ２６０は、電源２１４に電気的に接続されている。ヒータ２６０は、それ故、上述したように、電源２１４からの電気エネルギを使用して、ヒータ２６０を横切る空気流を加熱するように動作可能である。
【００７９】
電力モジュール１５０Ｂについて、割当補機要素は、アクセサリシステム１４６のアクセサリ２６２も含む。アクセサリ２６２に関し、エネルギスーパシステム１３０の付随するエネルギ要素の中で、ＦＣＶ１００は、補機コンバータ２６８を含む。補機コンバータ２６８は、ジャンクションボックス２００を介してバッテリ２１０に電気的に接続されており、アクセサリ２６２は、補機コンバータ２６８に電気的に接続されている。補機コンバータ２６８は、バッテリ２１０からの電気エネルギを調整するように動作可能である。具体的には、補機コンバータ２６８は、バッテリ２１０からのより高い電圧のＤＣ電気エネルギを、より低い電圧のＤＣ電気エネルギに変換するように動作可能なＤＣ／ＤＣコンバータである。例えば、より高い電圧のＤＣ電気エネルギが中程度の電圧のＤＣ電気エネルギである場合、より低い電圧のＤＣ電気エネルギは、低電圧ＤＣ電気エネルギであってよい。アクセサリ２６２は、それ故、上述したように、補機コンバータ２６８からの電気エネルギを使用して、アクセサリ機能を実行するように動作可能である。
【００８０】
専用バッテリ
上述のように、各電力モジュール１５０では、ＦＣＶ１００は、バッテリシステム１６２毎に複数のバッテリ２１０を含む。各電力モジュール１５０では、バッテリシステム１６２の観点から、バッテリ２１０は、一以上のモータバッテリ２１０Ｍ、つまり、モータシステム１６６からのバッテリシステム１６０上の電気的負荷を処理することに専念するバッテリ２１０を含む。モータシステム１６６からの電気的負荷は、モータ２０６からの電気的負荷を含む。関連して、バッテリ２１０は、バッテリシステム１６２上の残りの電気的負荷を処理することに専念する一以上の補完バッテリ２１０Ｃも含む。バッテリシステム１６２上の残りの電気的負荷は、モータシステム１６６の他にも、燃料電池システム１６０からの電気的負荷や、割当補機要素からの電気的負荷が含まれるエネルギシステム１５２の残りからの電気的負荷を含む。
【００８１】
モータアセンブリ
上述のように、各電力モジュール１５０では、ＦＣＶ１００は、モータシステム１６６毎に一以上のモータ２０６を含む。とりわけ、ＦＣＶ１００は複数のモータ２０６を含むということになる。追加的に参照する図４に示すように、ＦＣＶ１００では、モータ２０６は、共通のモータアセンブリ４００に属し、ドライブトレインは、ＦＣＶ１００のための電動パワートレインの一部としてのモータアセンブリ４００に機械的に接続されている。
【００８２】
モータアセンブリ４００は、モータ軸Ａを有する。モータ軸Ａは、モータアセンブリ４００の回転軸として機能する。複数のモータ２０６は、モータ軸Ａに沿って、互いに軸方向に整列している。各モータ２０６は、電気エネルギを使用して、モータ軸Ａの周りを回転するように動作可能である。異なる電力モジュール１５０に属しているにもかかわらず、モータアセンブリ４００では、複数のモータ２０６は、モータチェーン４０２を形成する。モータチェーン４０２では、複数のモータ２０６は、共依存の回転運動のために軸方向に統合されている。モータチェーン４０２を形成するために、モータチェーン４０２のヘッドからそのテールまで、一のモータ２０６の出力シャフトは、次のモータ２０６の入力シャフトに機械的に接続されている。
【００８３】
複数のモータ２０６に加えて、モータアセンブリ４００は、モータ軸Ａに総共通の出力カップリング４０４を含む。出力カップリング４０４は、モータチェーン４０２のテールで、複数のモータ２０６に機械的に接続されている。具体的には、出力カップリング４０４は、モータチェーン４０２のテールで、モータ２０６の出力シャフトに機械的に接続されている。モータ軸Ａの周りの回転のために、複数のモータ２０６が一緒に出力カップリング４０４を支持する場合、各モータ２０６は、モータ軸Ａの周りの回転の結果として、電気的エネルギを使用して、モータ軸Ａについて出力カップリング４０４を回転するように動作可能である。
【００８４】
ドライブトレインでは、車輪１１４が機械的に接続される、トランスミッション、ディファレンシャル、ドライブシャフト等の任意のペナルティメート組合せは、出力カップリング４０４に機械的に接続される。ドライブトレインが、それ故、複数のモータ２０６に機械的に接続されている場合、ドライブトレインと併せて、モータ軸Ａの周りで出力カップリング４０４を回転する結果として、各モータ２０６は、電気エネルギを使用して、車輪１１４に動力を供給するように動作可能である。具体的には、各モータ２０６は、それ及びエネルギシステム１５２が属する電力モジュール１５０のエネルギシステム１５２からの電気エネルギを使用して、車輪１１４に動力を供給するように動作可能である。とりわけ、車輪１１４は、複数のモータ２０６の任意の組合せによって動力が供給されることになる。しかしながら、機械領域における複数のモータ２０６による共依存の回転動作とは対照的に、車輪１１４は、複数のモータ２０６及びエネルギシステム１５２が夫々属する電力モジュール１５０のエネルギシステム１５２の任意の組合せからの電気エネルギを使用して、動力が供給される。車両１１４の生成物がモータ軸Ａの周りで出力カップリング４０４を回転させると、各モータ２０６は、車輪１１４を使用して電気エネルギを生成して、結果的に車輪１１４を減速するようにも動作可能である。
【００８５】
モータアセンブリ４００に関して、ＦＣＶ１００は、共通のモータクレードル４０６を含む。モータクレードル４０６は、シャーシ１１０に取り付けられるか、別な方法では、シャーシ１１０により支持されている。複数のモータ２０６は、モータ軸Ａに沿って互いに軸方向に整列してモータクレードル４０６に取り付けられている。モータ軸Ａは、図示するように、ドライブトレインから出力カップリング４０４への機械的な接続を容易にするように、長手方向である。
【００８６】
セミトラクタアプリケーションに典型的であるように、ドライブトレインは、シャーシ１１０よりも大幅に低い（即ち、地面に近い）。モータクレードル４０６がシャーシ１１０に取り付けられ、複数のモータ２０６がモータクレードル４０６に取り付けられ、複数のモータ２０６が出力カップリング４０４を支持している場合、ドライブトレインは、出力カップリング４０４よりも大幅に低い。それにもかかわらず、モータクレードル４０６は、複数のモータ２０６を地面に対して水平に運搬するように、シャーシ１１０に関連して、構成される。関連して、ドライブトレインと出力カップリング４０４との間の高低差を補うために、ドライブトレインは、少なくとも部分的に、出力カップリング４０４に向かって傾斜している。従って、複数のモータ２０６が、高低差を補うためにドライブトレインに向かって傾斜する、別な方法では、地面に対して水平に運搬されない場合に存在する可能性のある予測不可能な振動の脅威を、複数のモータ２０６は被らない。
【００８７】
パッケージング
上述のように、各電力モジュール１５０では、ＦＣＶ１００は、バッテリシステム１６２毎に、一以上のモータバッテリ２１０Ｍを含む複数のバッテリ２１０を含む。さらに、各電力モジュール１５０では、ＦＣＶ１００は、燃料タンクシステム１６４毎に一以上の燃料タンク３００を含む。とりわけ、ＦＣＶ１００は、複数のバッテリモータ２１０Ｍ及び複数の燃料タンク３００を含むことになる。追加的に参照する図５に示すように、モータバッテリ２１０Ｍ及び燃料タンク３００の任意の組合せに関し、ＦＣＶ１００は、共通の支持ラック５００を含む。支持ラック５００は、シャーシ１１０に取り付けられているか、さもなければ、シャーシ１１０により支持されている。異なる電力モジュール１５０に属しているにもかかわらず、複数のモータバッテリ２１０Ｍは、互いに隣接して支持ラック５００に取り付けられている。従って、複数のモータバッテリ２１０Ｍと、エネルギスーパシステム１３０の一以上の付随するエネルギ要素とは、パッケージングの目的のためにＦＣＶ１００において局所化される。同様に、異なる電力モジュール１５０に属しているにもかかわらず、複数の燃料タンク３００も、互いに隣接して支持ラック５００に取り付けられている。従って、複数の燃料タンク３００と、燃料タンク３００のための配管網３０２とは、パッケージングの目的のためにＦＣＶ１００において局所化される。
【００８８】
また、上述したように、各電力モジュール１５０では、ＦＣＶ１００は、燃料電池システム１６０毎の一以上の燃料電池スタック２０２と、ジャンクションボックス２００、燃料電池コンバータ２０４、モータインバータ２０８及びバッテリコンバータ２１２とを含む。とりわけ、ＦＣＶ１００は、複数の燃料電池スタック２０２と、複数のジャンクションボックス２００、複数の燃料電池コンバータ２０４、複数のモータインバータ２０８及び複数のバッテリコンバータ２１２とを含むことになる。追加的に参照する図６に示すように、燃料電池スタック２０２、ジャンクションボックス２００、燃料電池コンバータ２０４、モータインバータ２０８及びバッテリコンバータ２１２の任意の組合せに関して、ＦＣＶ１００は、他の共通の支持ラック６００を含む。支持ラック６００は、シャーシ１１０に取り付けられているか、別な方法では、シャーシ１１０により支持されている。異なる電力モジュール１５０に属しているにもかかわらず、複数の燃料電池スタック２０２は、互いに隣接して支持ラック６００に取り付けられている。従って、複数の燃料電池スタック２０２と、エネルギスーパシステム１３０の一以上の付随するエネルギ要素とは、パッケージングの目的のためにＦＣＶ１００において局所化される。同様に、異なる電力モジュール１５０に属しているにもかかわらず、ジャンクションボックス２００、燃料電池コンバータ２０４、モータインバータ２０８及びバッテリコンバータ２１２の任意の組合せも、互いに隣接して支持ラック６００に取り付けられている。従って、ジャンクションボックス２００、燃料電池コンバータ２０４、モータインバータ２０８及びバッテリコンバータ２１２は、パッケージングの目的のためにＦＣＶ１００において局所化される。
【００８９】
負荷均衡及び資源均衡
一般的に言えば、電力モジュール１５０の観点から、資源の使用は、グローバル車両需要の満足と釣り合っている。グローバル車両需要を寄与的に満足する一つの目標は、資源均衡、つまり、複数の電力モジュール１５０間の燃料、電気エネルギ及び他の資源の均衡をとることである。具体的には、資源均衡は、負荷均衡の結果、つまり、複数の電力モジュール１５０間の電気的な及び他の負荷の均衡をとることである。負荷均衡は、グローバル車両需要を寄与的に満たした結果である。
【００９０】
例えば、グローバル車両需要を寄与的に満たした結果として、結果として生じる負荷均衡の下で、一の電力モジュール１５０のバッテリ２１０上の電気的負荷は、残りの電力モジュール１５０の対応物上の対応する電気的負荷と釣り合いがとられている。さらに、より上流の、一の電力モジュール１５０の燃料電池スタック２０２上の電気的負荷は、残りの電力モジュール１５０の対応物上の対応する電気的負荷と釣り合いがとられている。そして、例えば、結果として生じる資源均衡の下で、一の電力モジュール１５０のバッテリ２１０の充電状態は、残りの電力モジュール１５０の対応物の対応する充電状態と釣り合いがとられている。さらに、一の電力モジュール１５０の燃料タンク３００の燃料備蓄は、残りの電力モジュール１５０の対応物の対応する燃料備蓄と釣り合いがとられている。
【００９１】
グローバル推進需要を寄与的に満たしているにもかかわらず、ＦＣＶ１００の動作には、一以上の負荷の不均衡が潜んでいるかもしれない。再び図２Ａ及び２Ｂを参照して、上述のように、各電力モジュール１５０では、ＦＣＶ１００は、バッテリシステム１６２毎に、一以上のモータバッテリ２１０Ｍと一以上の補完バッテリ２１０Ｃとを含む複数のバッテリ２１０と、ジャンクションボックス２００とを含む。モータ２０６は、ジャンクションボックス２００を介してモータバッテリ２１０Ｍに電気的に接続されている。さらに、割当補機要素は、ジャンクションボックス２００を介して、補完バッテリ２１０Ｃに電気的に接続されている。例えば、モータバッテリ２１０Ｍに関して、潜在的な負荷不均衡は、一の電力モジュール１５０のモータ２０６からのモータバッテリ２１０Ｍ上の電気的負荷が、残りの電力モジュール１５０の対応物上の対応する電気的負荷から不均衡であること、を含んでいるかもしれない。さらに、補完バッテリ２１０Ｃに関して、補機要素を電力モジュール１５０に割り当てることに最善を尽くしたにもかかわらず、潜在的な負荷不均衡は、一の電力モジュール１５０の割当補機要素からの補完バッテリ２１０Ｃ上の電気的負荷が、残りの電力モジュール１５０の対応物上の対応する電気的負荷から不均衡であること、を含んでいるかもしれない。
【００９２】
とりわけ、負荷均衡は、原則として、グローバル車両需要を寄与的に満たした結果であるが、にもかかわらず、一以上の負荷不均衡は、ＦＣＶ１００の動作に潜在するということになる。同様に、資源均衡は、負荷均衡の結果であり、資源不均衡は、負荷不均衡の結果である。そして、資源不均衡が負荷不均衡の結果である場合、一以上の資源不均衡も、ＦＣＶ１００の動作に潜在しているかもしれない。潜在的な資源不均衡を防止する目的のために、ＦＣＶ１００は、一以上の予防的な資源均衡対策を含んでいる。一般的に言えば、予防的な資源均衡対策は、潜在的な負荷不均衡を妨げ、それにより、結果として生じる潜在的な資源不均衡を妨げるように動作可能である。
【００９３】
例えば、エネルギスーパシステム１３０の付随するエネルギ要素の中で、ＦＣＶ１００は、接続／切替部２７０を含む。接続／切替部２７０は、複数の電力モジュール１５０を横断して電気的に接続されている。具体的には、ＦＣＶ１００では、複数のジャンクションボックス２００は、接続／切替部２７０を介して、互いに電気的に接続されている。接続／切替部２７０に関して、各電力モジュール１５０では、ジャンクションボックス２００の一部として、ＦＣＶ１００は、内部電力モジュールモータ負荷処理電気接続（intra-power-module motor-lad-handling electrical connection）、つまり、モータ２０６及びモータバッテリ２１０Ｍ間の一対一電気接続を含む。さらに、ＦＣＶ１００は、内部電力モジュール補機要素負荷処理電気接続（intra-power-module auxiliary-element-load-handling electrical connection）つまり、割当補機要素及び補完バッテリ２１０Ｃ間の一対一電気接続を含む。
【００９４】
接続／切替部２７０は、電気的スイッチ等を含む。接続／切替部２７０は、内部電力モジュールモータ負荷処理電気接続、つまり、一の電力モジュール１５０のモータバッテリ２１０Ｍと残りの電力モジュール１５０の対応物との間で、複数の電力モジュール１５０を横断する、電気接続を選択的に作るように動作可能である。内部電力モジュールモータ負荷処理負担電気接続（inter-power-module motor-load-sharing electrical connection）が作られた場合、接続／切替部２７０は、複数のモータバッテリ２１０Ｍの中で、モータ２０６からの結合された電気的負荷を等しく負担するように使用可能である。接続／切替部２７０は、内部電力モジュール補機要素負荷負担電気接続（inter-power-module auxiliary-element-load-sharing electrical connection）つまり、一の電力モジュール１５０の補完バッテリ２１０Ｃと残りの電力モジュール１５０の対応物との間で、複数の電力モジュール１５０を横断する、電気接続を選択的に作るようにも動作可能である。内部電力モジュール補機要素負荷負担電気接続が作られた場合、接続／切替部２７０は、複数の補完バッテリ２１０Ｃの中で、未割当基準で、補機システム１３４からの結合された電気負荷を等しく負担するように使用可能である。
【００９５】
接続／切替部２７０は、内部電力モジュール補機要素負荷処理電気接続を選択的に解消するようにも動作可能である。同時に、それらの代わりに、接続／切替部２７０は、内部電力モジュール補機要素負荷切替電気接続（inter-power-module auxiliary-element-load-switching electrical connection）、つまり、一の電力モジュール１５０の割当補機要素と残りの電力モジュール１５０の補完バッテリ２１０Ｃとの間の一対一電気接続、及び、残りの電力モジュール１５０の割当補機要素と一の電力モジュール１５０の補完バッテリ２１０Ｃとの間の一対一電気接続、を選択的に作るようにも動作可能である。内部電力モジュール補機要素負荷処理電気接続が解消され、代わって内部電力モジュール補機要素負荷切替電気接続が作られた場合、接続／切替部２７０は、複数の補完バッテリ２１０Ｃの間で割当補機要素からの電気負荷を切り替えるように使用可能である。同様に、内部電力モジュール補機要素負荷処理電気接続が解消され、且つ、内部電力モジュール補機要素負荷切替電気接続が解消された場合、接続／切替部２７０は、再度、複数の補完バッテリ２１０Ｃの間で割当補機要素からの電気負荷を切り替えるように使用可能である。さらに、複数の補完バッテリ２１０Ｃの間で、周期基準で割当補機要素からの電気負荷を切り替えることの結果として、接続／切替部２７０は、複数の補完バッテリ２１０Ｃの間で割当補機要素からの電気負荷を時間平均するように使用可能である。
【００９６】
上述のように、予防的な資源バラン対策は、潜在的な負荷不均衡を防止し、それにより、結果として生じる潜在的な資源不均衡を妨げるように動作可能である。潜在的な負荷不均衡を防止するにもかかわらず、一以上の負荷不均衡は、ＦＣＶ１００の動作内に実現する可能性がある。そして、資源不均衡が負荷不均衡の結果である場合、一以上の資源不均衡も、ＦＣＶ１００の動作内に実現する可能性がある。
【００９７】
具体的には、一の電力モジュールは、「低」電力モジュール１５０になるかもしれない、つまり、電力モジュール１５０が、残りの「高」電力モジュール１５０と比較して、資源の任意の組合せで低くなる。例えば、結果として生じる資源不均衡の下で、低電力モジュール１５０のバッテリ２１０の充電状態は、高電力モジュール１５０の対応物の対応する充電状態よりも低い可能性がある。加えて又は代えて、低電力モジュール１５０の燃料タンク３００の燃料備蓄は、高電力モジュール１５０の対応物の対応する燃料備蓄よりも少ないかもしれない。予防的な資源均衡対策の補完として、及び、資源不均衡を修正する目的のために、ＦＣＶ１００は、一以上の修正資源均衡対策を含む。一般的に言えば、修正資源均衡対策は、資源不均衡を修正するように動作可能である。
【００９８】
例えば、制御モジュール１２８は、低電力モジュール１５０が識別された場合、「キャッチアップ」モードを有する。キャッチアップモードでは、ＦＣＶ１００のグローバル動作の指揮の一部として、制御モジュール１２８は、低電力モジュール１５０を優先して、グローバル車両需要の寄与的な満足を調整する。例えば、制御モジュール１２８は、低電力モジュール１５０を優先して、複数のエネルギシステム１５２間でグローバルエネルギ需要の寄与的な満足を調整する。具体的には、グローバルエネルギ需要が与えられると、制御モジュール１２８は、グローバルエネルギ需要の通常より少ない負担を満足するように低電力モジュール１５０のエネルギシステム１５２を操作する。関連して、制御モジュール１２８は、グローバルエネルギ需要の通常より高い負担を満足するように高電圧モジュール１５０のエネルギシステム１５２を操作する。加えて又は代えて、制御モジュール１２８は、低電力モジュール１５０を優先して、複数の推進システム１５４間でグローバル推進需要の寄与的な満足を調整する。具体的には、グローバル推進需要が与えられると、制御モジュール１２８は、グローバル推進需要の通常より少ない負担を満たすように低電力モジュール１５０の推進システム１５４を操作する。関連して、制御モジュール１２８は、グローバル推進需要の通常より高い負担を満たすように高電圧モジュール１５０の推進システム１５４を操作する。資源の使用がグローバル車両需要の満足に見合っている場合、とりわけ、キャッチアップモードは、高電力モジュール１５０と比較して、低電力モジュール１５０に、資源の任意の組合せを少なく使用することを許可し、それにより取り戻すように使用可能である。
【００９９】
上述のように、各電力モジュール１５０では、ＦＣＶ１００は、燃料タンクシステム１６４毎に、一以上の燃料タンク３００と、燃料タンク３００のための配管網３０２とを含む。各配管網３０２は、内部電力モジュール配管網３０２である。再び図３Ａ及び３Ｂを参照し、修正資源均衡対策の中でも、エネルギスーパシステム１３０のエネルギ要素の中で、ＦＣＶ１００は、燃料タンク３００のための内部電力モジュール配管網３２０を含む。内部電力モジュール配管網３２０は、複数の内部電力モジュール配管網３０２の間で複数の電力モジュール１５０を横断する共有ライン３２２を有する。共有ライン３２２は、図示するように、多方向出力弁３１２で複数の内部電力モジュール配管網３０２の間にあるが、本開示は、原則として、他の複数の内部電力モジュール配管網３０２の間の共有ラインを有する内部電力モジュール配管網を含む他の類似の車両に適用可能であると理解されるであろう。共有ライン３２２上では、必要なパイプに加えて、内部電力モジュール配管網３２０は、共有弁３２４を含む。複数の多方向出力弁３１２は、共有弁３２４を介して、互いに流体的に接続されている。共有弁３２４は、複数の多方向出力弁３１２の間で共有ライン３２２を選択的に開閉するように動作可能である。複数の多方向出力弁３１２の間で共有ライン３２２を開くこと、並びに、各電力モジュールにおいて燃料タンク３００のいくつか又は全てからの出力ライン３０６を開くこと、及び、多方向出力弁３１２からの出力ライン３０６を閉じることの組合せ製品として、共有弁３２４、多方向出力弁３１２及び燃料調整器３１４は、複数の燃料タンク３００の任意の組合せ間での流体的な接続を開くように動作可能である。複数の燃料タンク３００の間で流体的な接続が開かれた場合、内部電力モジュール配管網３０２及び内部電力モジュール配管網３２０は、複数の燃料タンク３００間での燃料の輸送に使用可能である。
【０１００】
とりわけ、内部電力モジュール配管網３０２及び内部電力モジュール配管網３２０の利点は、燃料ステーションで、ＦＣＶ１００に燃料を供給するときの時間及び労働効率を含む、ということになる。例えば、利用可能な燃料供給ラインが一つだけであると仮定すると、燃料供給ラインは、燃料タンク３００から燃料タンク３００まで移動される必要はない。その代わり、各電力モジュール１５０では、内部電力モジュール配管網３０２が、燃料供給ラインからの燃料で、複数の燃料タンク３００を同時に満たすように使用可能である。さらに、内部電力モジュール配管網３０２と併せて、内部電力モジュール配管網３２０は、燃料供給ラインからの燃料で、各電力モジュール１５０内の複数の燃料タンク３００を同時に満たすように使用可能である。他方で、複数の利用可能な燃料供給ラインを仮定し、各電力モジュール１５０では、内部電力モジュール３０２は、自身の燃料供給ラインからの燃料で、複数の燃料タンク３００を同時に満たすように使用可能である。
【０１０１】
ＦＣＶ動作
ＦＣＶ１００は、動作時に、ＦＣＶ１００を代表して、車両機能を実行し、それによりＦＣＶ１００を代表して、対応する車両需要を満たすように装備されている。上述のように、グローバル制御モジュール１２８Ｇ及び電力制御モジュール１２８Ｐ、並びに、ＦＣＶ１００のグローバル動作の統合の観点から、車両要求は、グローバル車両要求を含む。電力制御モジュール１２８Ｐ及び電力モジュール１５０の動作の統合の観点から、車両需要は、一以上のローカル車両需要、つまり、グローバル車両需要に続くが、ＦＣＶ１００に共通ではなく、電力モジュール１５０に個々の車両需要を、追加的に含む。具体的には、エネルギ需要の一以上は、ローカルエネルギ需要であり、推進需要の一以上はローカル推進需要である。各電力制御モジュール１２８Ｐ及び割当電力モジュール１５０について、ローカルエネルギ需要は、燃料タンクシステム１６４からの燃料及び空気を使用した電気エネルギを生成する一以上の需要、燃料電池スタック２０２からの電気エネルギを貯蔵する一以上の需要、電気エネルギを調整さもなければ処理する一以上の需要、燃料電池スタック２０２を冷却する一以上の需要、燃料電池スタック２０２に付随する車両要素を冷却する一以上の需要、燃料を貯蔵する、別な方法では処理する一以上の需要、の任意の組合せを含んでよい。ローカル推進要求は、燃料電池スタック２０２及びバッテリ２１０の任意の組合せからの電気エネルギを使用して、車輪１１４に動力を供給する一以上の需要を含んでよい。
【０１０２】
制御モジュール１２８の統合の下でＦＣＶ１００を動作させるためのプロセス７００の動作が図７に示されている。プロセス７００によれば、制御モジュール１２８は、ＦＣＶ１００の動作を統合する。プロセス７００の動作は、原則として、グローバル車両需要の任意の組合せとローカル車両需要の任意の組合せとを含む車両需要の任意の組合せに関して、複数の制御モジュール１２８の任意の組合せに適用可能である。例えば、プロセス７００の動作は、原則として、グローバル車両需要の任意の組合せとローカル車両需要の任意の組合せとに関して、各制御モジュール１２８に適用可能である。
【０１０３】
動作７０２において、制御モジュール１２８は、センサシステム１２２により検出されたＦＣＶ１００に関する情報と、複数の制御モジュール１２８間で通信されるＦＣＶ１００に関する情報との任意の組合せを含む、ＦＣＶ１００に関する情報を収集する。動作７０４において、制御モジュール１２８は、一以上の車両需要を監視し、識別することを含む、ＦＣＶ１００に関する情報を評価する。複数の制御モジュール１２８の任意の組合せは、車両需要を識別することの最初の事例が課されてもよい。従って、制御モジュール１２８の観点から、識別された車両需要は、制御モジュール１２８により自己識別され、制御モジュール１２８及び一以上の協働制御モジュール１２８により識別され、又は、一以上の起源制御モジュール１２８から通信されてよい。
【０１０４】
動作７０６及び７０８において、制御モジュール１２８は、ＦＣＶ１００に関する情報の評価に基づいて、車両システム１２０を操作する。具体的には、動作７０６において、制御モジュール１２８が車両需要を識別していない場合、制御モジュール１２８は、関連する車両システム１２０を操作しない。別な方法では、制御モジュール１２８が、動作７０６において車両需要を識別している場合、制御モジュール１２８は、車両需要を満たすために関連する車両システム１２０を操作する。例えば、動作７０６において、制御モジュール１２８がエネルギ需要を識別した場合、制御モジュール１２８は、動作７０８において、エネルギ需要を満たすために、エネルギスーパシステム１３０を操作する。そして、動作７０６において、制御モジュール１２８が推進需要を識別した場合、制御モジュール１２８は、動作７０８において、推進需要を満たすために、推進スーパシステム１３２を操作する。さらに、動作７０６において、制御モジュール１２８が補機需要を識別した場合、制御モジュール１２８は、動作７０８において、補機需要を満たすために、補機システム１３４を操作する。
【０１０５】
両方の場合において、制御モジュール１２８は、動作７０２によりＦＣＶ１００に関する情報を収集することを継続し、動作７０４によりＦＣＶ１００に関する情報を評価することを継続する。車両システム１２０を操作しないことに続いて、動作７０４によりＦＣＶ１００に関する情報の継続された評価の一部として、制御モジュール１２８は、以前に識別されなかった車両需要が実現することを見越して、車両需要の識別を継続する。他方で、動作７０８による車両需要を満たすために、関連する車両システムが操作されることに続いて、動作７０４によるＦＣＶ１００に関する情報の継続された評価の一部として、制御モジュール１２８は、以前に識別された車両需要が満たされることを見越して、車両需要の識別を継続する。以前に識別された車両需要が満たされ、それ故、動作７０４により以前に識別された車両需要がもはや特定されなくなった場合、制御モジュール１２８は、関連する車両システム１２０の操作を終了する。
【０１０６】
また、動作７０４によるＦＣＶ１００に関する情報の継続された評価の一部として、制御モジュール１２８は、関連する車両システム１２０の一つ、いくつか又は全てを含む車両システム１２０の一以上の動作状態チェックを指揮する。一以上の関連する車両システム１２０が動作状態チェックに失敗した場合、制御モジュール１２８は、操作しない関連する車両システム１２０の操作を終了してよい。制御モジュール１２８は、残りのまだ操作可能な関連する車両システム１２０の一つ、いくつか又は全て、もしあるなら、操作しない関連する車両システム１２０に付随する一以上の車両システム１２０、の操作を終了してもよい。
【０１０７】
車両需要を特定すること、車両システム１２０の動作状態チェックを指揮すること、及び、他に、動作７０４によりＦＣＶ１００に関する情報を評価すること、の目的のために、制御モジュール１２８は、ユーザ要求についての情報及びＦＣＶ１００に関する情報の任意の組合せを収集してよい。このこと及びＦＣＶ１００に関する他の情報は、センサシステム１２２により検出されてよい。ユーザ要求についての情報は、車輪１１４に動力を供給することを要求するユーザ入力、制動、操舵等を要求するユーザ入力、加熱、冷却等を要求するユーザ入力、及び、アクセサリ機能を要求するユーザ入力の任意の組合せを含んでよい。ＦＣＶ１００の操作についての情報は、ＦＣＶ１００の位置及び動き、車輪１１４の動作、ＦＣＶ１００の温度、及び、車両システム１２０の一つ、いくつか又は全ての動作状態、の任意の組合せを含んでよい。
【０１０８】
マスタ／スレーブ制御関係
ＦＣＶ１００において、電力制御モジュール１２８Ｐは、マスタ／スレーブ制御関係を有する。具体的には、一の電力制御モジュール１２８Ｐは、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐとして確立され、残りの電力制御モジュール１２８Ｐは、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐとして確立される。
【０１０９】
マスタ電力制御モジュール１２８Ｐが確立された場合、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐが属するＰＣＵは、マスタＰＣＵとして確立され、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐに割り当てられた電力モジュール１５０は、マスタ割当電力モジュール１５０として確立される。さらに、マスタ割当電力モジュール１５０のエネルギシステム１５２は、マスタ割当エネルギシステム１５２として確立され、マスタ割当電力モジュール１５０に割り当てられた補機要素は、マスタ割当補機要素として確立される。関連して、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐが確立された場合、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐが属するＰＣＵは、スレーブＰＣＵとして確立され、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐに割り当てられた電力モジュール１５０は、スレーブ割当電力モジュール１５０として確立される。さらに、スレーブ割当電力モジュール１５０のエネルギシステム１５２は、スレーブ割当エネルギシステム１５２として確立され、スレーブ割当電力モジュール１５０の推進システム１５４は、スレーブ割当推進システム１５４として確立され、スレーブ割当電力モジュール１５０に割り当てられた補機要素は、スレーブ割当補機要素として確立される。
【０１１０】
マスタ電力制御モジュール１２８Ｐ及びスレーブ電力制御モジュール１２８Ｐの統合下でのＦＣＶ１００を操作するためのプロセス８００の動作が図８に示されている。プロセス８００によれば、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐは、マスタ割当エネルギシステム１５２の動作と、マスタ割当推進システム１５４の動作と、マスタ割当補機要素の動作とを含むマスタ割当電力モジュール１５０の動作を統合する。さらに、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐは、スレーブ割当エネルギシステム１５２の動作と、スレーブ割当推進システム１５４の動作と、スレーブ割当補機要素の動作とを含むスレーブ割当電力モジュール１５０の動作を統合する。プロセス７００の動作を促進するために、プロセス８００の動作は、原則として、グローバル車両需要の任意の組合せに関して、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐ及びスレーブ電力制御モジュール１２８Ｐに適用可能である。
【０１１１】
動作８０２において、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐは、ＦＣＶ１００に関する情報を収集する。一方、動作８０４において、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐも、ＦＣＶ１００に関する情報を収集する。動作８１０−８１６において、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐは、一以上のグローバル車両需要を監視することを含むＦＣＶ１００に関する情報を評価する。具体的には、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐは、動作８１０において、一以上のグローバルエネルギ需要を、動作８１２において、一以上のグローバル推進需要を識別する。さらに、動作８１４において、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐは、一以上のマスタ割当グローバル補機需要、つまり、満たすようにマスタ割当補機要素が動作可能にされるグローバル補機需要を識別する。同様に、動作８１６において、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐは、一以上のスレーブ割当グローバル補機需要、つまり、満たすようにスレーブ割当補機要素が動作可能にされるグローバル補機需要を識別する。
【０１１２】
動作８２０−８２６において、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐは、ＦＣＶ１００に関する情報の評価に基づいて、車両システム１２０を操作する。具体的には、動作８２０−８２６において、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐがグローバル車両需要を識別しない場合、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐは、マスタ割当関連車両システム１２０を操作しない。別な方法では、マスタＰＣＵが動作８２０−８２４においてグローバル車両需要を識別した場合、動作８３０−８３４において、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐは、寄与的に、グローバル車両需要を満たすために、マスタ割当関連車両システム１２０を操作する。例えば、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐが動作８２０においてグローバルエネルギ需要を識別した場合、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐは、動作８３０において、グローバルエネルギ需要の負担を満たすために、マスタ割当エネルギシステム１５２を操作する。そして、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐは、動作８２２においてグローバル推進需要を識別した場合、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐは、動作８３２において、グローバル推進需要の負担を満たすために、マスタ割当推進システム１５４を操作する。さらに、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐが動作８２４においてマスタ割当グローバル補機需要を識別した場合、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐは、動作８３４において、マスタ割当グローバル補機需要を満たすために、マスタ割当補機要素を操作する。
【０１１３】
一方、動作８４０−８４４において、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐも、一以上のグローバル車両需要を独立して監視することを含むＦＣＶ１００に関する情報を評価する。具体的には、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐは、動作８４０において、一以上のグローバルエネルギ需要を、動作８４２において、一以上のグローバル推進需要を、識別する。さらに、動作８４４において、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐは、一以上のスレーブ割当グローバル補機需要を含む一以上のグローバル補機需要を識別する。
【０１１４】
動作８５０−８５４及び動作８６０−８６４において、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐは、ＦＣＶ１００に関する情報の評価に基づいて、車両システム１２０を操作する。具体的には、動作８５０−８５４において、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐがグローバル車両需要を識別しない場合、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐは、スレーブ割当関連車両システム１２０を操作しない。別な方法では、動作８５０−８５４において、スレーブＰＣＵがグローバル車両需要を識別した場合、動作８６０−８６４において、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐは、グローバル車両需要を寄与的に満たすために、スレーブ割当関連車両システム１２０を操作する。例えば、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐが、動作８５０において、グローバルエネルギ需要を識別した場合、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐが、動作８３０によりグローバルエネルギ需要の負担を満たすために、マスタ割当エネルギシステム１５２を操作することと併せて、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐは、動作８６０において、グローバルエネルギ需要の残りの負担を満たすために、スレーブ割当エネルギシステム１５２を操作する。そして、動作８５２において、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐがグローバル推進需要を識別した場合、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐが、動作８３２によりグローバル推進需要の負担を満たすために、マスタ割当推進システム１５４を操作することと併せて、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐは、動作８６２において、グローバル推進需要の残りの負担を満たすために、スレーブ割当推進システム１５４を操作する。さらに、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐが、動作８５４において、スレーブ割当グローバル補機需要を識別した場合、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐは、動作８６４において、スレーブ割当グローバル補機需要を満たすために、スレーブ割当補機要素を操作する。
【０１１５】
上述のように、モジュール化された実装では、各電力モジュール１５０が、他の車両アプリケーションからの完全なエネルギシステム１５２及び完全な推進システム１５４のモジュール化バージョンであることに伴い、各電力制御モジュール１２８Ｐも、他の車両アプリケーションから供給される。他の車両アプリケーションに関して、各供給された電力制御モジュール１２８Ｐは、自身により、完全なエネルギシステム１５２の動作及び完全な推進システム１５４の動作を統合することを課される。さらに、供給された電力制御モジュール１２８Ｐは、自身により、他の車両アプリケーションからの補機システム１３４の動作を統合することを課される。
【０１１６】
現状では、ＦＣＶ１００では、供給された電力制御モジュール１２８Ｐは、センサシステム１２２により検出されたＦＣＶ１００に関する情報と、グローバル制御モジュール１２８Ｇから通信されたＦＣＶ１００に関する情報との任意の組合せを含むＦＣＶ１００に関する情報を収集し、識別されたグローバル車両需要を含むＦＣＶ１００に関する情報を評価することを課されるだろう。具体的には、供給された電力制御モジュール１２８Ｐは、一以上のグローバルエネルギ需要、一以上のグローバル推進需要、及び、一以上のグローバル補機需要を識別することを課されるだろう。
【０１１７】
グローバル車両需要が識別された場合、供給された電力制御モジュール１２８Ｐは、グローバル車両需要を非寄与的に満たすために、関連する車両システム１２０を操作することを課されるだろう。例えば、グローバルエネルギ需要が識別された場合、供給された電力制御モジュール１２８Ｐは、グローバルエネルギ需要を非寄与的に満たすために、エネルギシステム１５２を操作することを課されるだろう。そして、グローバル推進需要が識別された場合、供給された電力制御モジュール１２８Ｐは、グローバル推進需要を非寄与的に満たすために、推進システム１５４を操作することを課されるだろう。さらに、グローバル補機需要が識別された場合、供給された電力制御モジュール１２８Ｐは、グローバル補機需要を満たすために、未割当基準で、補機システム１３４を操作することを課されるだろう。関連して、供給された電力制御モジュール１２８Ｐは、関連する車両システム１２０の動作状態チェックを指揮することを課されるだろう。
【０１１８】
マスタ／スレーブ制御関係の一部として、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐは、実質的に現状のまま他の車両アプリケーションから供給される。他方で、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐも、他の車両アプリケーションから供給されるが、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐ及びスレーブ電力制御モジュール１２８Ｐの統合下で、ＦＣＶ１００の適切な操舵を促進するように修正される。ＦＣＶ１００では、グローバル制御モジュール１２８Ｇ、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐ及びスレーブ電力制御モジュール１２８Ｐは、互いに通信可能に接続されている。プロセス８００に関して、ＦＣＶ１００に関する情報を収集する目的のために、グローバル制御モジュール１２８Ｇは、センサシステム１２２に通信可能に接続されており、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐは、グローバル制御モジュール１２８Ｇに通信可能に接続されている。マスタ電力制御モジュール１２８Ｐは、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐにも通信可能に接続されている。他方、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐは、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐに通信可能に接続されている。
【０１１９】
マスタ電力制御モジュール１２８Ｐが、グローバル制御モジュール１２８Ｇ及びセンサシステム１２２に通信可能に接続されている場合、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐは、動作８０２により、センサシステム１２２により検出されたＦＣＶ１００に関する情報と、グローバル制御モジュール１２８Ｇから通信されたＦＣＶ１００に関する情報との任意の組合せを含む、ＦＣＶ１００に関する情報を収集する。動作８１０−８１６によるＦＣＶ１００に関する情報の評価は、それ故、ＦＣＶ１００に関する「実際の」情報によって通知され、「真の」グローバル車両需要を識別することを含む。ＦＣＶ１００に関する情報を評価することに関して、一般的なグローバル補機需要を識別することとは対照的に、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐは、動作８１４によるサブセットマスタ割当グローバル補機需要と、動作８１６によるスレーブ割当グローバル補機需要とを分離して識別することを再度課される。
【０１２０】
マスタＰＣＵが、動作８２０−８２４により、グローバル車両需要を識別す場合、グローバル車両需要を非寄与的に満たすために関連する車両システム１２０を操作することとは対照的に、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐは、動作８３０−８３４により、グローバル車両需要を寄与的に満たすために、マスタ割当関連車両システム１２０を操作することを再度課される。例えば、動作８２０によりグローバルエネルギ需要が識別されるにもかかわらず、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐは、動作８３０によりグローバルエネルギ需要の負担のみを満たすために、マスタ割当エネルギシステム１５２を操作する。そして、動作８２２によりグローバル推進需要が識別されるにもかかわらず、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐは、動作８３２により、グローバル推進需要の負担のみを満たすために、マスタ割当推進システム１５４を操作する。さらに、動作８２４によりマスタ割当グローバル補機需要を分離して識別することに関して、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐは、動作８３４によりマスタ割当グローバル補機需要を満たすために、マスタ割当補機要素のみを操作する。マスタＰＣＵは、スレーブ割当補機要素を操作することは課されない。従って、動作８２６によりスレーブ割当グローバル補機需要を分離して識別することに関して、プロセス８００は、スレーブ割当グローバル補機需要を満たすために、スレーブ割当補機要素を操作するマスタＰＣＵの動作８３４の対象物を欠く。関連して、マスタＰＣＵは、スレーブ割当補機要素の動作状態チェックを指揮することを課されない。
【０１２１】
スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐの観点から、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐは、センサ１２２により検出されたＦＣＶ１００に関する情報と、グローバル制御モジュール１２８Ｇから通信されたＦＣＶ１００に関する情報との任意の組合せを含む、ＦＣＶ１００に関する情報をインターセプトする。その代わりに、動作８７０−８７６において、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐは、スレーブ電力制御モジュール１２８ＰのためのＦＣＶ１００に関するシミュレートされた情報を生成する。例えば、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐが、動作８３０によりグローバルエネルギ需要の負担を満たすために、マスタ割当エネルギシステム１５２を操作する場合、動作８７０において、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐは、グローバルエネルギ需要の残りの負担を示すＦＣＶ１００に関するシミュレートされた情報を生成する。そして、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐが、動作８３２によりグローバル推進需要の負担を満たすために、マスタ割当推進システム１５４を操作する場合、動作８７２において、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐは、グローバル推進需要の残りの負担を示すＦＣＶ１００に関するシミュレートされた情報を生成する。さらに、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐが、動作８３４によりマスタ割当グローバル補機需要を満たすために、マスタ割当補機要素を操作する場合、動作８７４において、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐは、非マスタ割当グローバル補機需要を示すＦＣＶ１００に関するシミュレートされた情報を生成する。そして、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐは、スレーブ割当補機要素を操作することを課されないが、動作８１６によりスレーブ割当グローバル補機需要を分離して識別するにもかかわらず、動作８７６において、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐは、スレーブ割当グローバル補機需要を示すＦＣＶ１００に関するシミュレートされた情報を生成する。
【０１２２】
スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐがマスタ電力制御モジュール１２８Ｐに通信可能に接続されている場合、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐは、動作８０４により、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐから通信されたシミュレートされた情報を含むＦＣＶ１００に関する情報を収集する。動作８４０−８４４によりＦＣＶ１００に関する情報の評価は、それ故、ＦＣＶ１００に関するシミュレートされた情報によって通知され、「見せかけの」グローバル車両需要を識別することを含む。
【０１２３】
ＦＣＶ１００に関する情報を評価することに関して、原則として、動作８４０によりグローバルエネルギ需要を識別することが課されるにもかかわらず、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐは、グローバルエネルギ需要の残りの負担のみを識別する。そして、原則として、動作８４２によりグローバル推進需要を識別することが課されるにもかかわらず、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐは、グローバル推進需要の残りの負担のみを識別する。さらに、原則として、動作８４４により一般に、グローバル補機需要を識別することが課されるにもかかわらず、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐは、スレーブ割当グローバル補機需要のみを識別する。
【０１２４】
上述のように、グローバル補機需要を識別する場合、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐは、原則として、グローバル補機需要を満たすために、未割当基準で補機システム１３４を操作することが課される。従って、原則として、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐが、動作８５４において、マスタ割当グローバル補機需要を識別する場合、動作８６６において、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐは、マスタ割当グローバル補機需要を満たすために、マスタ割当補機要素を操作する。しかしながら、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐが、動作８４４により、スレーブ割当グローバル補機需要のみを識別する場合、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐの観点から、マスタ割当グローバル補機需要は実現しない。そして、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐは、動作８５４により、マスタ割当グローバル補機需要を識別しない場合、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐは、マスタ割当補機要素を操作しない。関連して、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐは、マスタ割当補機要素の動作状態チェックを指揮しない。特に、マスタ割当補機要素は、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐの観点から、動作状態チェックに必然的に失敗するだろうから、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐは、スレーブ割当電力モジュール１５０だけでなく、ＦＣＶ１００のグローバル操作も無力にすることができる。
【０１２５】
トラクションイベント
グローバル推進需要に関して、ドライブトレインが各推進システム１５４に機械的に接続されている場合、それらが属する電力モジュール１５０を代表して、推進システム１５４は、推進機能を実行するように動作可能であり、それにより、グローバル推進需要を寄与的に満たす。上述のように、グローバル推進需要は、車輪１１４に動力を供給するための要求及び車輪１１４を減速するための要求を含んでよい。推進システム１５４が、車輪１１４に動力を供給するように動作可能である場合、推進システム１５４は、車輪１１４に動力を供給するための需要を寄与的に満たす。さらに、推進システム１５４が、車輪１１４を減速するように動作可能である場合、推進システム１５４は、車輪１１４を減速するための需要を寄与的に満たすように動作可能である。
【０１２６】
多くの場合、ＦＣＶ１００を地面に沿って走行することに関して、グローバル推進需要は実現する。具体的には、車輪１１４に動力を供給するための需要は、ＦＣＶ１００を加速することと、ＦＣＶ１００の速度を水平又は上り坂で維持することとの関係で実現する。さらに、車輪１１４を減速するための需要は、ＦＣＶ１００を減速することと、ＦＣＶ１００の速度を下り坂で維持することとの関係で実現する。車輪１１４を減速するための需要は、ＦＣＶを回生制動する要求の一部である場合、ＦＣＶを制動することとの関係でも実現する。いくつかのケースでは、グローバル推進需要は、トラクションイベント、つまり、車輪１１４と地面との間の牽引接触の明白な又は予期される損失との関係でも実現される。具体的には、車輪１１４に動力を供給するための需要と車輪１１４を減速するための需要との任意の組合せは、単独で、又は、ＦＣＶ１００の摩擦的な制動とＦＣＶ１００の操舵との任意の組合せと併せて、車輪１１４と地面との間の牽引接触を維持、回復又は制御するために、車輪１１４の動作を調整することとの関係で実現する。
【０１２７】
とりわけ、プロセス８００によれば、グローバル推進需要が実現する場合、推進システム１５４は、グローバル推進需要を寄与的に満たすために、異なる制御モジュール１２８により操作される、ということである。具体的には、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐは、動作８３２によりグローバル推進需要の負担を満たすために、マスタ割当推進システム１５４を操作し、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐは、動作８６２においてグローバル推進需要の残りの負担を満たすために、スレーブ割当推進システム１５４を操作する。さらに、グローバル推進需要が識別される場合、制御モジュールは、ＦＣＶ１００に関する異なる情報により情報を与えられる。具体的には、動作８２２によりグローバル推進需要が識別される場合、マスタ電力制御モジュール１２８Ｐは、動作８０２及び８１２によりＦＣＶ１００に関する実際の情報により情報を与えられる。他方で、動作８５２によりグローバル推進需要の残りの負担が識別される場合、スレーブ電力制御モジュール１２８Ｐは、動作８０４及び８４２により、ＦＣＶ１００に関するシミュレートされた情報により情報を与えられる。
【０１２８】
制御モジュール１２８は、制御モジュール１２８がトラクションイベントを識別しない場合、「ドライブ」モードを有する。ドライブモードでは、推進システム１５４は、プロセス８００により、グローバル推進需要を寄与的に満たすために、操作される。制御モジュール１２８は、「トラクション」モードも有する。制御モジュール１２８がトラクションイベントを識別する場合、制御モジュール１２８は、トラクションモードに切り替える。トラクションモードでは、グローバル推進需要が実現する場合、プロセス８００によるマスタ／スレーブ制御関係は、一の制御モジュール１２８が、プロセス７００により、グローバル推進需要を寄与的に満たすために、推進システム１５４を操作することの利益になるように、一時停止される。例えば、制御モジュール１２８は、グローバル制御モジュール１２８Ｇ又はマスタ電力制御モジュール１２８Ｐであってよい。いずれの場合でも、制御モジュール１２８は、グローバル推進需要を識別する場合、ＦＣＶ１００に関する同じ情報により情報を与えられる。具体的には、制御モジュール１２８は、動作７０６によりグローバル推進需要を識別する場合、動作７０２及び７０４によるＦＣＶ１００に関する実際の情報のみにより情報を与えられる。以前に識別されたトラクションイベントがもはや識別されなくなった場合、制御モジュール１２８は、トラクションモードからドライブモードに戻す。
【０１２９】
本発明の列挙された特徴及び条件を特定の実施形態に関連して説明したが、本発明は開示された実施形態に限定されるものではなく、それどころか、法律の下で許可されている修正及び同等の構成を全て包含するように、添付の特許請求の範囲の趣旨及び範囲に含まれる様々な修正及び同等の構成を網羅することを意図していることを理解されたい。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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８】
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