JP2023509473A - 取り外し可能なパワートレイン・ユニットを組み込む陸上車両、パワートレイン・ユニット及びその方法 - Google Patents
取り外し可能なパワートレイン・ユニットを組み込む陸上車両、パワートレイン・ユニット及びその方法 Download PDFInfo
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Abstract
陸上車両、陸上車両用のパワートレイン・ユニット、及び陸上車両を使用する方法が、本明細書において開示される。特定の実施例では陸上車両は、配達車両及び/又は万能車両として提供される。陸上車両は、オペレータ・キャビンを画定するフロント・ケージと、フロント・ケージの後方に位置決めされるリヤ・フロアとを有するフレーム構造を含む。フレーム構造は、陸上車両の使用中、下にある表面に対する車両の移動を可能にするための複数の車輪を支持する。フレーム構造の下面は、下にある表面と向かい合う関係で配設される。
Description
本出願は、2020年1月6日に出願された、「SYSTEMS AND METHODS FOR MANUFACTURING LAND VEHICLES」と題する米国仮特許出願第62/957,577号の優先権及び利益を主張するものである。この出願の内容は、参照によって全体的に本明細書に組み込まれる。
本開示は、一般に、パワートレイン・ユニットを組み込む陸上車両に関し、より詳細にはパワートレイン・ユニットを組み込む万能車両及び配達車両に関する。
陸上車両用の現在のパワートレイン・デバイス及び/又はシステム、並びにそれに関連付けられる方法には、さまざまな欠点及び制限がある。とりわけこうした理由のため、さらなる改良が、この技術分野において依然として必要とされている。
本開示は、以下の特徴のうちの1つ又は複数及びその組み合わせを含むことができる。
本開示の1つの態様によれば、陸上車両は、フレーム構造と少なくとも1つのパワートレイン・ユニットとを含むことができる。フレーム構造は、オペレータ・キャビンを画定するフロント・ケージと、フロント・ケージの後方に位置決めされるリヤ・フロアとを含むことができる。フレーム構造は、陸上車両の使用中、下にある表面に対する車両の移動を可能にするための複数の車輪を支持することができる。フレーム構造の下面は、下にある表面と向かい合う関係で配設され得る。少なくとも1つのパワートレイン・ユニットは、フレーム構造の下面に取り外し可能に取り付けられ得る。少なくとも1つのパワートレイン・ユニットは、複数の車輪に結合された複数の駆動ユニットを含むことができる。陸上車両の使用中、回転力が、複数の駆動ユニットのうちの第1の駆動ユニットによって複数の車輪の1つに、複数の駆動ユニットのうちの第2の駆動ユニットによって複数の車輪の別の1つに提供され得る。
いくつかの実施例では、フレーム構造は、内部シャーシによって支持されない一体品のモノリシック構造を有するモノコック構造であってもよく、モノコック構造は、コアと、コアを少なくとも部分的に取り囲むシェルとを含むことができ、コアは、バルサ材と、1つ又は複数の複合材の非金属材料とを含むことができ、シェルは、樹脂とガラス線維とを含むことができる。車両は、2.7トン(6、000ポンド)から9トン(19、800)ポンドの間の重量制限を有することができる。下にある表面の上方のリヤ・フロアの高さは、45.7cm(18インチ)から88.9cm(35インチ)の間であってもよい。
いくつかの実施例では、少なくとも1つのパワートレイン・ユニットのクレードルをフレーム構造の下面に直接取り外し可能に固着することができ、第1の駆動ユニットは、少なくとも1つのパワートレイン・ユニットの第1のアクスルに結合されて第1のアクスルの回転を駆動することができ、第2の駆動ユニットは、少なくとも1つのパワートレイン・ユニットの第2のアクスルに結合されて第2のアクスルの回転を駆動することができ、第1の駆動ユニット、第1のアクスル、第2の駆動ユニット、及び第2のアクスルは、横方向軸に沿って第1の駆動ユニット、第1のアクスル、第2の駆動ユニット、及び第2のアクスルが位置合わせされるように、クレードルによって支持され得る。第1のアクスルを第1の車輪ハブに結合させることができ、第1の車輪ハブには、複数の車輪のうちの第1の車輪が横方向軸の周りの回転のために装着されており、第2のアクスルを第2の車輪ハブに結合させることができ、第2の車輪ハブには、複数の車輪のうちの第2の車輪が横方向軸周りの回転のために装着されており、陸上車両の使用中、横方向軸周りの第1の車輪の回転は、第2の駆動ユニットによって駆動される、横方向軸周りの第2の車輪の回転から独立して、第1の駆動ユニットによって駆動され得る。追加的に、いくつかの実施例では、第1の駆動ユニット及び第2の駆動ユニットのそれぞれは、電気モータであってもよい。さらにいくつかの実施例では、第1の駆動ユニット、第1のアクスル、第2の駆動ユニット、及び第2のアクスルは、フレーム構造の下面からのクレードルの取り外し時に、第1の駆動ユニット、第1のアクスル、第2の駆動ユニット、及び第2のアクスルがフレーム構造から分離されるように、クレードルに装着され得る。
いくつかの実施例では、第1の駆動ユニットをフレーム構造の下面の長手方向中心線に少なくとも部分的に位置合わせすることができ、第2の駆動ユニットを長手方向中心線に少なくとも部分的に位置合わせすることができ、第1の駆動ユニット及び第2の駆動ユニットのそれぞれは、長手方向中心線から外方に外方向に延びることができ、長手方向中心線の下方に少なくとも部分的に位置することができる。車両は、少なくとも1つのパワートレイン・ユニットに回転入力を提供する、長手方向中心線に沿って配置された駆動シャフトを含まなくてもよい。車両は、内燃エンジンを含まなくてもよい。
本開示の別の態様によれば、陸上車両の使用中、下にある表面に対する車両の移動を可能にするための複数の車輪を支持するフレーム構造を含む陸上車両用のパワートレイン・ユニットは、クレードルと、第1の駆動ユニットと、第2の駆動ユニットとを含むことができる。クレードルは、パワートレイン・ユニットの使用中、下にある表面と向かい合う関係で配設されるように、フレーム構造の下面に直接取り外し可能に取り付け可能になり得る。第1の駆動ユニットは、クレードルに装着されて、パワートレイン・ユニットの使用中、複数の車輪のうちの第1の車輪に回転力を提供することができる。第2の駆動ユニットは、クレードルに装着されて、パワートレイン・ユニットの使用中、複数の車輪のうちの第2の車輪に回転力を提供することができる。
いくつかの実施例では、パワートレイン・ユニットは、第1の駆動ユニットに結合されて第1の駆動ユニットによって回転可能に駆動される第1のアクスルと、第1のアクスルに結合され、回転軸周りの回転のために第1の車輪を支持するように構成された第1の車輪ハブと、第2の駆動ユニットに結合されて第2の駆動ユニットによって回転可能に駆動される第2のアクスルと、第2のアクスルに結合され、回転軸周りの回転のために第2の車輪を支持するように構成された第2の車輪ハブとを含むことができ、第1の駆動ユニット、第1のアクスル、第1の車輪ハブ、第2の駆動ユニット、第2のアクスル、及び第2の車輪ハブは、回転軸に沿って位置合わせされ得る。第1の駆動ユニット、第1のアクスル、第1の車輪ハブ、第2の駆動ユニット、第2のアクスル、及び第2の車輪ハブは、フレーム構造の下面からのクレードルの取り外し時に、第1の駆動ユニット、第1のアクスル、第1の車輪ハブ、第2の駆動ユニット、第2のアクスル、及び第2の車輪ハブがフレーム構造から分離されるように、クレードルに装着され得る。
いくつかの実施例では、第1の駆動ユニット及び第2の駆動ユニットのそれぞれは、電気モータであってもよい。追加的に、いくつかの実施例では、パワートレイン・ユニットは、内燃エンジンを含まなくてもよい。
本開示のさらに別の態様によれば、陸上車両の使用中、下にある表面に対する車両の移動を可能にするための複数の車輪を支持するフレーム構造と、フレーム構造に結合されたパワートレイン・ユニットとを含む陸上車両を使用する方法は、パワートレイン・ユニットを組み立てることと、パワートレイン・ユニットが下にある表面と向かい合う関係で配設されるように、組み立てられたパワートレイン・ユニットのクレードルをフレーム構造の下面に直接取り付けることと、陸上車両を作動させることとを含むことができる。
いくつかの実施例では、パワートレイン・ユニットを組み立てることは、パワートレイン・ユニットの第1の駆動ユニットをクレードルに装着することと、パワートレイン・ユニットの第2の駆動ユニットをクレードルに装着することと、パワートレイン・ユニットの第1のアクスルを第1の駆動ユニットに結合することと、パワートレイン・ユニットの第2のアクスルを第2の駆動ユニットに結合することと、パワートレイン・ユニットの第1の車輪ハブを第1のアクスルに結合することと、パワートレイン・ユニットの第2の車輪ハブを第2のアクスルに結合することとを含むことができる。陸上車両を作動させることは、第1の駆動ユニットによって、第1の車輪ハブに結合された第1の車輪の回転を駆動することと、第1の駆動ユニットによって第1の車輪の回転を駆動することから独立して、第2の駆動ユニットによって、第2の車輪ハブに結合された第2の車輪の回転を駆動することとを含むことができる。方法は、陸上車両からパワートレイン・ユニットを取り外すことを含むことができ、陸上車両からパワートレイン・ユニットを取り外すことは、フレーム構造の下面からクレードルを分離することを含むことができる。
これも本開示のさらに別の態様によれば、陸上車両は、フレーム構造と、少なくとも1つのパワートレイン・ユニットとを含むことができる。フレーム構造は、オペレータ・キャビンを画定するフロント・ケージと、フロント・ケージの後方に位置決めされるリヤ・フロアとを含むことができる。フレーム構造は、陸上車両の使用中、下にある表面に対する車両の移動を可能にするための複数の車輪を支持することができる。フレーム構造の下面は、下にある表面と向かい合う関係で配設され得る。フレーム構造は、内部シャーシによって支持されない一体品のモノリシック構造を有するモノコック構造であってもよい。少なくとも1つのパワートレイン・ユニットは、フレーム構造の下面に取り外し可能に取り付けられ得る。少なくとも1つのパワートレイン・ユニットは、クレードルと、第1の駆動ユニットと、第2の駆動ユニットとを含むことができる。クレードルは、フレーム構造の下面に直接固着され、下にある表面と向かい合う関係で配設され得る。第1の駆動ユニットは、クレードルに装着されて、パワートレイン・ユニットの使用中、複数の車輪のうちの第1の車輪に回転力を提供することができる。第2の駆動ユニットは、クレードルに装着されて、パワートレイン・ユニットの使用中、複数の車輪のうちの第2の車輪に回転力を提供することができる。
いくつかの実施例では、モノコック構造は、コアと、コアを少なくとも部分的に取り囲むシェルとを含むことができ、コアは、バルサ材と、1つ又は複数の複合材の非金属材料とを含むことができ、シェルは、樹脂とガラス繊維とを含むことができる。車両は、2.7トン(6、000ポンド)から9トン(19、800)ポンドの間の重量制限を有することができ、下にある表面の上方のリヤ・フロアの高さは、45.7cm(18インチ)から88.9cm(35インチ)の間であってもよく、1つ又は複数の複合材の非金属材料は、ガラス繊維、ケブラー(Kevlar)、炭素繊維又はプラスチックを含むことができる。少なくとも1つのパワートレイン・ユニットは、第1の駆動ユニットに結合されて第1の駆動ユニットによって回転可能に駆動される第1のアクスルと、第1のアクスルに結合され、回転軸周りの回転のために第1の車輪を支持するように構成された第1の車輪ハブと、第2の駆動ユニットに結合されて第2の駆動ユニットによって回転可能に駆動される第2のアクスルと、第2のアクスルに結合され、回転軸周りの回転のために第2の車輪を支持するように構成された第2の車輪ハブとを含むことができる。第1の駆動ユニット、第1のアクスル、第1の車輪ハブ、第2の駆動ユニット、第2のアクスル、及び第2の車輪ハブを回転軸に沿って位置合わせすることができ、第1の駆動ユニット、第1のアクスル、第1の車輪ハブ、第2の駆動ユニット、第2のアクスル、及び第2の車輪ハブは、フレーム構造の下面からのクレードルの取り外し時に、第1の駆動ユニット、第1のアクスル、第1の車輪ハブ、第2の駆動ユニット、第2のアクスル、及び第2の車輪ハブがフレーム構造から分離されるように、クレードルに装着され得る。
本開示のこれら及び他の方法は、例示的な実施例の以下の説明からより明らかになるであろう。
本明細書に説明する本発明は、添付の図において、限定としてではなく実例として示される。説明を簡単に明確にするために、図に示す要素は、必ずしも原寸に比例するものではない。たとえば、いくつかの要素の寸法は、明確にするために他の要素より誇張されることがある。さらに、適切と考えられる場合、対応するか、又は類似の要素を示すために、参照標識が図の中で繰り返されている。
本開示の概念は、さまざまな改変形態及び代替的な形態を可能にするが、その特有の実施例が、図において実例として示されており、本明細書において詳細に説明されることになる。しかし、開示する特定の形態に本開示の概念を限定する意図は無く、その意図は、本開示及び付属の特許請求の範囲と一貫性があるすべての改変形態、等価物、及び代替形態を対象とするものであることを理解されたい。
本明細書における「1つの実施例」又は「一実施例」、「例示的な実施例」などへの参照は、説明する実施例が、特定の特徴、構造、又は特性を含むことができるが、すべての実施例はその特定の特徴、構造、若しくは特性を含んでも、又は必ずしも含まなくてもよいことを示す。さらに、そのような語句は、必ずしも同じ実施例を指してはいない。さらに、特定の特徴、構造、又は特性が一実施例に関連して説明されるとき、明示的な説明の有無にかかわらず、そのような特徴、構造、又は特性を他の実施例に関連して有効にすることは当業者の知識内であると考えられる。追加的に、「少なくとも1つのA、B及びC」の形態でリスト内に含まれる項目は、(A);(B);(C)、(A及びB);(A及びC);(B及びC)、又は(A、B、及びC)を意味することができることを理解されたい。同様に、「A、B又はCの少なくとも1つ」の形態にリストされる項目は、(A);(B);(C)、(A及びB);(A及びC);(B及びC)、又は(A、B、及びC)を意味することができる。
図では、デバイス、モジュール、命令ブロック及びデータ要素を表すものなどのいくつかの構造的又は方法の特徴は、説明を容易にするために特有の配置及び/又は順番で示され得る。しかし、そのような特有の配置及び/又は順番は必要とされなくてもよいことを理解されたい。そうではなく、いくつかの実施例では、そのような特徴は、例示的な図に示すものとは異なる方法及び/又は順番で配置されてもよい。追加的に、特定の図内に構造的若しくは方法の特徴を含めることは、そのような特徴がすべての実施例に必要とされるのではなく、いくつかの実施例では含まれなくてもよく、又は他の特徴と組み合わせられてもよいことを示すことを意図している。
いくつかの実施例では、方法のブロックを表すために使用される概略的な要素は、ユーザによって手動で実施され得る。他の実施例では、これらの概略的な要素の実装は、たとえば、ソフトウェア若しくはファームウェア・アプリケーション、プログラム、ファンクション、モジュール、ルーティン、プロセス、プロシージャ、プラグイン、アプレット、ウィジェット、コード・フラグメント、及び/又は他のものなどの機械判読可能な命令の任意の適切な形態を使用して自動化することができ、それぞれのそのような命令は、任意の適切なプログラミング言語、ライブラリ、アプリケーション・プログラミング・インターフェース(API)、及び/又は他のソフトウェア開発ツールを使用して実装することができる。たとえば、いくつかの実施例では、概略的な要素は、Java(登録商標)、C++、及び/又は他のプログラミング言語を使用して実装され得る。同様に、データ又は情報を表すために使用される概略的な要素は、たとえば、レジスタ、データ・ストア、テーブル、レコード、アレイ、インデックス、ハッシュ、マップ、ツリー、リスト、グラフ、(任意のファイルタイプの)ファイル、フォルダ、ディレクトリ、データベース及び/又は他のものなどの任意の適切な電子配置若しくは構造を使用して実装され得る。
さらに、図では、実線又は点線又は矢印などの接続要素が、2つ以上の他の概略要素間の又はその中の接続、関係又は関連付けを示すために使用される場合、そのような接続要素の不在は、接続、関係、又は関連付けが存在できないことを示す意味ではない。換言すれば、要素間の何らかの接続、関係又は関連付けは、本開示を曖昧にしないように図において示されないことがある。加えて、例証を容易にするために、単一の接続要素が、要素間の複数の接続、関係、又は関連付けを表すために使用され得る。たとえば、接続要素が信号、データ又は命令の通信を表す場合、そのような要素は、通信を有効にするために、必要とされ得る場合に1つ又は複数の信号経路(たとえばバス)を表すことができることを当業者は理解するはずである。
次に図1を参照すれば、陸上車両の例示的な車種100は、複数の陸上車両を含む。例示的な実施例では、陸上車両の車種100は、それだけに限定されないが、2乗員用平台型万能車両110、18.4立方メートル(650立方フィート)容量配達車両120、28.3立方メートル(1000立方フィート)容量配達車両130、6乗員用平台型万能車両140、及び34立方メートル(1200立方フィート)容量配達車両150を含む。しかし、いくつかの実施例では、陸上車両の車種100は、たとえば、11.3立方メートル(400立方フィート)から39.6立方メートル(1400立方フィート)の範囲などの特定の範囲内の容量を有する任意の車両を含むことができる。工業的用語に合わせると、語句「立方メートル(立方フィート)容量」は、簡単に「キューブ」と短縮又は省略されてもよい。本明細書において企図する語句「立方メートル(立方フィート)容量」は、特定の陸上車両の貯蔵容積又は貯蔵容量を指すことができることを理解されたい。いずれの場合も、後続の論議から明白になるように、車両の車種100のうちの1つ又は複数の車両は、本明細書において説明するシステム及び方法を使用して製造され得る。
例示的な実施例では、車両の車種100内に含まれる車両のそれぞれ(すなわち車両110、120、130、140、150のそれぞれ)は、その使用中、下にある表面に対する特定の車両の移動を可能にするための車輪(たとえば車輪112、122、132、142、152)を支持するモノコック構造、ユニボディ、又はフレーム構造200(図2を参照)を含む。本明細書において説明するように、モノコック構造200は、内部シャーシによって支持されない一体品のモノリシック構造である。モノコック構造200は、オペレータ・キャビン212を画定するフロント・ケージ210と、フロント・ケージ210の後方に位置決めされるリヤ・フロア220とを含む。モノコック構造200は、例示的には、フロント・ケージ210及びリヤ・フロア220のそれぞれが、以下でさらに詳細に説明するように1つ又は複数の複合材料から形成されるような複合構造物(たとえば図7に示す複合構造700)を有する。例示的なモノコック構造200の下面214は、下にある表面に面し、これと向き合う関係で配設される。モノコック構造200のさらなる詳細並びにモノコック構造200を形成するために使用されるモジュラー型システムは、同時係属中の米国特許出願第XX/XXX,XXX号に説明される。追加的に、モノコック構造200を形成する方法が、同時係属中の米国特許出願第XX/XXX,XXX号に説明される。これらの同時係属出願の開示は、参照によって全体的に本明細書に組み込まれる。
図8でよく分かるように、例示的な車両の車種100の任意の車両は、下にある表面に対する車両の移動を駆動することができる少なくとも1つのパワートレイン・ユニット800を含む。例示的な実施形態では、少なくとも1つのパワートレイン・ユニット800は、モノコック構造200の下面214に取り外し可能に取り付けられる。少なくとも1つのパワートレイン・ユニット800は、車輪(たとえば車輪112、122、132、142、152)に結合された複数の駆動ユニット(すなわち駆動ユニット810、830)を含む。以下でさらに論じるように、陸上車両の使用中、回転力が、駆動ユニット810によって1つの車輪(たとえば車輪112、122、132、142、152の1つ)に、駆動ユニット830によって別の車輪(たとえば車輪112、122、132、142、152の別のもの)に提供される。
例示的な車種100の車両の少なくともいくつか(たとえば車両110、140)は、電気万能車両として具現化されてもよく、それに含まれてもよく、又はそれと共に使用するように別の形で適合されてもよい。さらに、例示的な車種100の車両の少なくともいくつか(たとえば車両120、130、150)は、密閉した収納コンパートメントを有する電気車両として具現化されてもよく、それに含まれてもよく、又はそれと共に使用するように別の形で適合されてもよい。当然ながら、他の実施例では、車種100の車両は、他の適切な車両として具現化されてもよく、それに含まれてもよく、又はそれと共に使用するように別の形で適合されてもよいことを理解されたい。
車種100の車両のそれぞれが、さまざまな用途で使用され得ることを理解されたい。いくつかの実施例では、車種100の1つ又は複数の車両は、数例を挙げれば、消防緊急車両、ゴミ運搬車両、コーチ車両、レクリエーション用車両若しくはキャンピングカー、地方地自体及び/又は公共サービス車両、農業車両、炭鉱車両、特殊車両、エネルギー車両、防衛車両、港湾サービス車両、工事車両、並びに輸送及び/又はバス車両として具現化されてもよく、又は別の形でそれに含まれてもよい.追加的に、いくつかの実施例では、車種100の1つ又は複数の車両は、他の適切な装置の中でも、トラクタ、フロント・エンド・ローダ、スクレーパー・システム、カッタ及びシュレッダ、干草及び肥料装置、植栽装置、播種装置、噴霧器及び塗布器、耕うん器具、万能車両、草刈り機、ダンプカー、バックホウ、トラック・ローダ、クローラー・ローダ、ブルドーザー、掘削機、モータ・グレーダ、スキッド・ステア、トラクタ・ローダ、ホイール・ローダ、レーキ、エアレータ、スキッダ、結束機、フォワーダ、収穫機、スイング機、ナックルブーム・ローダ、ディーゼル・エンジン、アクスル、遊星歯車機構、ポンプ・ドライブ、変速機、発電機、並びに船舶用エンジンと共に使用するように適合されてもよく、又は別の形でそれに組み込まれてもよい。
例示的な車両の車種100の車両がそれぞれ、ドライバ、所有者、及び/又はメンテナンス関係者の体験を向上させる1つ又は複数の特徴を含むことができることを理解されたい。そのような特徴は、それだけに限定されないが、低いフロア、モジュラー・バッテリ・システム、エア・スプリング及び/又はエア・ライド特徴、独立したリヤ・サスペンション、独立したフロント・サスペンション、熱バッテリ管理能力、可撓性の棚オプション、所望のドライバの視線、LED照明具、テレマティックス/ドライバ・フィードバック、メンテナンスを容易にするための特徴、エアロダイナミック・ボディ、及び先進の安全システムを含むことができる。これらの特徴の少なくともいくつかに関するさらなる詳細が、本明細書において提供される。
次に図2を参照すれば、フロント・ケージ210及びリヤ・フロア220に加えて、少なくともいくつかの実施例では、モノコック構造200は、フロント・ケージ210とリヤ・フロア220との間に配置される中間セクション230を含む。中間セクション230は、リヤ・フロア220の前方に配置されるフロア・セクションの一部を形成することができる。
例示的な実施例では、モノコック構造200は、1つ又は複数の別個の構造(たとえば1つ又は複数のボディ構成要素及び1つ又は複数のフレーム構成要素)から従来形成されていたものを一体品のモノリシック構造になるように組み合わせる。したがって、モノコック構造200を組み込む本開示のいずれの車両も、別個のボディ構成要素(たとえばパネル、ドアなど)を支持する内部シャーシ又はフレーム構造を含まない。少なくとも部分的には、ボディ及びフレーム構造を一体的に形成された構造に統合することにより、例示的なモノコック構造200は、他の構成と比較して向上した生産性及び/又は簡易化されたメンテナンスに関連付けることができ、又は別の形でそれを容易にすることができる。
特定の車両のタイプ及びモノコック構造構成に応じて、モノコック構造200の中間セクション230の1つ又は複数の寸法は、可変であってもよい。1つの実例では、中間セクション230は、18.4立方メートル(650立方フィート)配達車両(たとえば車両120)の収納コンパートメントを少なくとも部分的に画定する第1の長さを有することができる。別の実例では、中間セクション230は、28.3立方メートル(1000立方フィート)配達車両(たとえば車両130)の収納コンパートメントを少なくとも部分的に画定する第2の長さを有することができる。さらに別の実例では、中間セクション230は、34立方メートル(1200立方フィート)配達車両(たとえば車両150)の収納コンパートメントを少なくとも部分的に画定する第3の長さを有することができる。
さらに、特定の車両のタイプ及びモノコック構造構成に応じて、モノコック構造200の中間セクション230は、完全に省略されてもよい。そのような実施例では、フロント・ケージ210及びリヤ・フロア220は、中間セクション230をその間に介在させずに、一体品のモノリシック構造として一体的に形成され得る。万能車両110及び140がそれぞれ、少なくともいくつかの実施例では、中間セクション230を有さずに形成されたモノコック構造を含むことができることを理解されたい。
次に図3を参照すれば、車両300は、中間セクション230がフロント・ケージ210とリヤ・フロア220との間に配置されているモノコック構造200を組み込む。追加的に、車両300は、オペレータ・キャビン212を密閉するためにフロント・ケージ210の上方に配置されたキャブ・フード302と、フロント・ケージ210及びキャブ・フード302の後方に配置された収納コンパートメント310とを含む。例示的な実施例では、収納コンパートメント310は、中間セクション230及びリヤ・フロア220によって少なくとも部分的に画定され、ルーフ312と側壁314とを有する。例示的な車両300は、少なくともいくつかの実施例では、上記で論じた車両120、130、150のいずれか1つと同様のものであってもよい。
モノコック構造200は、上記で示したような複合構造物を有しているため、モノコック構造200を組み込む、本明細書において説明する任意の車両(たとえば車両110、120、130、140、150、300、500のいずれか)が、複合構造(たとえば図7に示す構造700)を組み込むことを理解されたい。車両300の場合、中間セクション230、ルーフ312、及び側壁314のそれぞれは、少なくともいくつかの実施例では、複合材料から形成され、複合構造を有する。これらの実施例では、中間セクション230、ルーフ312、及び側壁314のそれぞれは、金属材料を含まない。
次に図4を参照すれば、従来技術の配達車両400は、収納コンパートメント410を含む。収納コンパートメント410は、フロア412と、側壁414の対と、天井416と、冷蔵ユニット418であって、収納コンパートメント410によって少なくとも部分的に収容され、収納コンパートメント410を冷却するように構成される、冷蔵ユニットとを含む。車両400の後端は、ランディング404と、収納コンパートメント410のフロア412に通じるステップ406とを含む。
図4に示すように、ランディング404は、地上レベル402の上方のランディング高さ424を有し、ステップ406は、ランディング404の上方のステップ高さ426を有する。フロア412は、ランディング高さ424及びステップ高さ426の両方を含む、地上レベル402の上方のフロア高さ422を有する。典型的には、ランディング高さ424は、約63.5cm(25インチ)であり、ステップ高さ426は、約25.4cm(10インチ)であり、フロア高さ422は、約88.9cm(35インチ)である。
次に図5を参照すれば、配達車両500は、図2を参照して上記で説明したモノコック構造(たとえばモノコック構造200)を含むことができる。さらに、いくつかの実施例では、車両500は、上記で説明した車両120、130、150の1つ又は複数と同様のものであってもよい。いずれの場合も、例示的な配達車両500は、フロア512、側壁514の対、及び天井516を有する収納コンパートメント510と、収納コンパートメント510によって収容される冷蔵ユニット518とを含む。しかし、従来技術の配達車両400とは異なり、車両500は、ステップ406に対応するステップを有さない。したがって、フロア512は、ランディング高さ424に実質的に対応するか、又はそれと等しくてもよいフロア高さ522を有する。フロア高さ522は、たとえば、55.9cm(22インチ)から71.1cm(28インチ)の範囲内などの76.2cm(30インチ)未満であってもよい。収納コンパートメント510内に形成されたホイール・ウエルの対530は、分離距離532だけ互いにずらされる。特定の実施例では、分離距離532は、約127cm(50インチ)であってもよい。
いくつかの場合、従来技術の配達車両400は、例示的な車両500に関連付けられない1つ又は複数の不利益がある。1つの点では、従来技術の車両400の側壁414及び天井416は、通常、断熱性が劣る、たとえばアルミニウムなどの金属材料で形成される。したがって、コンパートメント410は、断熱性が低く、周囲環境の温度を比較的すばやく取り込む傾向があり得る。これは、特に、太陽からの放射熱が周囲の高温空気を増強させてコンパートメント410の温度上昇を深刻にする夏の場合となり得る。対照的に、例示的な車両500の側壁514及び天井516は、アルミニウムなどの金属材料と比較して優れた遮断特性を有する複合材料で形成される。それにしたがって、コンパートメント510は、コンパートメント410より大幅に周囲環境から遮断される。この遮断は、車両500が、たとえば食品配達車両などの冷蔵車両である場合に特に有利となり得る。コンパートメント510の遮断特性が、冷蔵ユニット518に対する冷却負担を軽減し、それによって冷蔵ユニット518のパフォーマンスを増大させることを理解されたい。追加的に、特定の状況では、冷蔵ユニット518のパフォーマンスの増大により、従来技術の車両400が通常必要とするものより小さい冷蔵ユニット518を車両500に設けることが可能になり得る。
従来技術の車両400に関連付けられる別の欠点は、地上レベル402に対してフロア412が高いという性質である。高くされたフロア412は、単に設計選択だけでなく、内部シャーシ又はフレーム、パワートレイン、及び関連する構成要素を含むことに対応するためにしばしば必要とされる特徴であることを理解されたい。別の言い方をすれば、従来の内燃エンジン及び他のパワートレイン構成要素(たとえば変速機、トランスアクスル、及び/又は差動装置)の内部シャーシへの装着に対応するために、フロア412は、フロア高さ422だけ地上レベル402の上方に高くされる。その結果、高くされたフロア412は、収納コンパートメント410の貯蔵容量及び/又は貯蔵容積を低減し、ステップ406を設けることを必要とする。したがって、車両400を使用する配達員は、コンパートメント410にアクセスするために、ランディング404に上り、ステップ406を進まなければならない。
例示的な車両500は、高くされたフロア412の必要性を解消することによっていくつかの前述の不利益を取り除く。部分的には、比較的軽量の複合構造物を有する、一体品の、モノリシック式に形成された構造としてモノコック構造200を提供することにより、また、部分的には、他の構成内に通常設けられるパワートレイン構成要素(たとえば、差動装置に回転入力を提供するモノコック構造200の下面214の下方の中央駆動シャフト)が無いことにより、フロア512は、フロア412のように地上レベルの上方まで高くされる必要はない。その結果、車両500は、天井516を持ち上げる必要なく収納コンパートメント510の収納容量の増大を可能にする。さらに、ステップ406と同様のステップを車両500から省略することができるため、フロア高さ522は、従来の車両400のランディング高さ424に対応し、配達員は、車両500の収納コンパートメント510にアクセスするために、ランディング404及びステップ406の両方を上がる労力を回避することができる。注目すべきことに、車両500のリヤ・バンパは、フロア512よりわずかに低くてもよく、配達員が、リヤ・バンパ上に最初に踏み入れるだけで収納コンパートメント510にアクセスできることを理解されたい。いくつかの実施例では、リヤ・バンパは、地上レベルの約50.8cm(20インチ)上方の高さを有することができ、その一方でフロア512は、地上レベルの約63.5cm(25インチ)上方の高さを有することができる。
次に図6を参照すれば、米国では、トラックは、しばしばその車両総重量(GVWR)にしたがって分類される。これらのトラックの分類、関連する関税分類、及び対応するGVWRが、表600に示される。例示的な実施例では、車両110、120、130、140、150の1つ又は複数は、2.7トン(6、000ポンド)から9トン(19、800)ポンドの間のGVWR(すなわち、空のときのトラックの重量及び一杯であるときのトラックの積載量を考慮して)を有する。いくつかの実施例では、車両110、120、130、140、150の1つ又は複数は、4.5トン(10、001ポンド)から6.4トン(14、000ポンド)の間のGVWRを有し、それにより、車両110、120、130、140、150の1つ又は複数は、等級3トラックとして具現化され、又は別の形でそれを含む。1つの特定の実例において、いくつかの実施例では、28.3立方メートル(1000立方フィート)容量車両130は、空であるときは約2.9トン(6、500ポンド)の重さであり、2.7トン(6、000ポンド)の積載容量を有し、それにより、車両130は、約5.7トン(12、500ポンド)のGVWRを有する。当然ながら、他の実施例では、車両の車種100が、等級3の1つ又は複数の車両、等級4の1つ又は複数の車両、及び/又は等級5の1つ又は複数の車両を含むことができることを理解されたい。
いくつかの実施例では、本明細書に説明するシステム及び方法は、等級3から5の配達車両に関連して特定の有用性を見出すことができる。たとえば、以下で説明する方法1000が4.5トン(10、001ポンド)から8.8トン(19、500ポンド)の間のGVWRを有する配達車両に関連して利用され得る。そのような車両の収納容量は、12.7立方メートル(450立方フィート)から34立方メートル(1200立方フィート)の間であってもよい。特定の実施例では、車両の収納コンパートメント(たとえばコンパートメント510)は、車両のオペレータ・キャビン(たとえばオペレータ・キャビン212)から隔離され得る。
次に図7を参照すれば、本開示の任意の車両は、複合構造700を有するモノコック構造を含む。例示的な実施例では、複合構造700は、比較的軽量の構造物を車両に付与するために、1つ又は複数の比較的軽量の低密度材料を組み込む。以下で論じるように、例示的な複合構造700は、バルサ材、プラスチック、ガラス繊維、樹脂、ケブラー(Kevlar)、ハニカム、及び炭素繊維の1つ又は複数を含む。複合構造700は、少なくともいくつかの実施例では、金属材料を含まず、それから形成されない。これらの実施例では、複合構造700を組み込むモノコック構造(たとえばモノコック構造200)は、金属材料を含まない。
例示的な複合構造700は、コア702と、コア702を少なくとも部分的に取り囲むシェル704とを含む。例示的な実施例では、コア702は、バルサ材及び/又は次の非金属の複合材料:一方向ガラス繊維、多方向ガラス繊維、ケブラー、炭素繊維、プラスチック、ハニカム、又は他の適切な非金属の複合材料の1つ又は複数から形成される。当然ながら、他の実施例では、コア702は、比較的軽量の構造物を複合構造700に提供するために、他の適切な材料から形成されてもよい。例示的なシェル704は、ガラス繊維及び樹脂から形成される。しかし、他の実施例では、シェル704は、他の適切な材料から形成されてもよい。追加的に、例示的な実施例では、複合構造700は、シェル704を少なくとも部分的に覆う積層706を含む。
本開示の任意の車両のモノコック構造を形成するために使用される複合構造700は、従来の車両の複数部分の金属構造物に勝るいくつかの利点を提供することを理解されたい。1つの点において、複合構造700で形成された一体品モノリシック構造は、複数部分を必要とする車両構造物より少ない部分を有し、それより大きい構造的簡易性を提供する。別の点において、複合構造700によって与えられる構造的簡易性は、メンテナンスを容易にし、構造的効率性を向上させることができる。さらに別の点において、金属材料が無いことにより、複合構造700は、さび及び/又は腐食を最小限に抑えるか、又は解消することができ、それによって従来の構造物を有する車両の耐用年数を超える耐用年数を有することができる。いくつかの事例では、本開示の教示と一貫する複合構造700を組み込むモノコック構造は、20年以上の耐用年数を有することができる。
次に図8を参照すれば、例示的な実施例では、単一のパワートレイン・ユニット800が、フレーム構造(たとえばモノコック構造200)の下面(たとえば214)に結合されて、フレーム構造の対向する側部802、804上に配置された車輪の対を駆動する。いくつかの実施例では、パワートレイン・ユニット800は、本開示の任意の車両の後輪の対を駆動するように位置決めされる。そのような実施例では、パワートレイン・ユニット800は、車両の後部サスペンション内に組み込まれてもよく、その一部を形成してもよく、又はそれと共に使用するように別の形で適合されてもよい。しかし、他の実施例では、パワートレイン800は、本明細書に開示する任意の車両の前輪の対を駆動するように位置決めされ得る。これらの実施例では、パワートレイン・ユニット800は、車両の前部サスペンション内に組み込まれてもよく、その一部を形成してもよく、又はそれと共に使用するように別の形で適合されてもよい。
いくつかの実施例では、本開示の任意の車両は、複数のパワートレイン・ユニット800を組み込むことができる。1つの実例では、1つのパワートレイン・ユニット800をフレーム構造200の下面214に結合して、フレーム構造200の対向する側部802、804上に配置された後輪の対を駆動することができ、別のパワートレイン・ユニット800をフレーム構造200の下面214に結合して、フレーム構造200の対向する側部802、804上に配置された前輪の対を駆動することができる。当然ながら、他の実施例では、複数のパワートレイン・ユニット800を他の適切な場所においてフレーム構造200の下面214と接触させて位置決めして、本明細書において企図する任意の車両の車輪を駆動することができることを理解されたい。
例示的な実施例では、パワートレイン・ユニット800のクレードル806は、フレーム構造200の下面214に直接取り外し可能に固着されるか、又は取り付けられる。例示的なクレードル806は、以下で説明するようにクレードル806に結合されたパワートレイン・ユニット800のいくつかの別個の構成要素を支持することができる任意の構造若しくは構造の群として具現化されるか、又は別の形でそれを含む。さらに、以下でより詳細に説明するように、フレーム構造200の下面214からのクレードル806の取り外し時、これに結合されたパワートレイン・ユニット800の構成要素は、フレーム構造200から分離されて、とりわけメンテナンス、保守点検、修理、及び/又は交換のためにこれらの構成要素にアクセスすることを容易にする。いくつかの実施例では、クレードル806は、これに締め付けられたパワートレイン構成要素を少なくとも部分的に収容するようにサイズ設定され得る。そのような実施例では、クレードル806は、ハウジング、ケーシング、エンクロージャなどとして具現化されてもよく、又は別の形でそれを含んでもよい。
例示的なパワートレイン・ユニット800は、駆動ユニット810と、駆動ユニット810に結合されて駆動ユニット810によって回転可能に駆動されるアクスル814と、アクスル814に結合され、回転軸RA周りの回転のために車輪を支持するように構成された車輪ハブ816とを含む。駆動ユニット810は、回転力を生成して、アクスル814及び車輪ハブ816を介して、車輪ハブ816によって支持された車輪の回転を駆動することができる、任意のデバイス若しくはデバイスの群として具現化され、又は別の形でそれを含む。いくつかの実施例では、駆動ユニット810、アクスル814、及び車輪ハブ816は、協働的に、車輪ハブ816によって支持された車輪に回転力を伝達するためのドライブトレインを提供し、又は別の形でそれを確立することができる。いずれの場合も、例示的な実施例では、駆動ユニット810(たとえばそのケーシング又はハウジング)は、クレードル806に装着され、締め付けられる。アクスル814及び車輪ハブ816は、駆動ユニット810に結合されて、車両の使用中、駆動ユニットからの支持を受けながら、クレードル806に対するこれらの構成要素の回転を可能にする。
例示的な実施例では、駆動ユニット810は、電気モータとして具現化され、又は別の形でそれを含む。たとえば、駆動ユニット810は、ブラシレスDCモータ、永久磁石DCモータ、ブラシレスDCモータ、スイッチト・リラクタンス・モータ、ユニバーサルAC/DCモータ、誘導モータ、トルク・モータ、同期モータ、二重給電(doubly-fed)電気機械、アイアンレス若しくはコアレス・ロータ・モータ、パンケーキ若しくは軸方向ロータ・モータ、サーボ・モータ、ステッパ・モータ、線形モータなどとして具現化されてもよく、又は別の形でそれを含んでもよい。他の実施例では、駆動ユニット810は、別の適切な電気モータとして具現化されてもよく、又は別の形でそれを含んでもよい。
例示的なパワートレイン・ユニット800は、駆動ユニット830と、駆動ユニット830に結合されて駆動ユニット830によって回転可能に駆動されるアクスル834と、アクスル834に結合され、回転軸RA周りの回転のために車輪を支持するように構成された車輪ハブ836とを含む。駆動ユニット830は、回転力を生成して、アクスル834及び車輪ハブ836を介して、車輪ハブ836によって支持された車輪の回転を駆動することができる、任意のデバイス若しくはデバイスの群として具現化され、又は別の形でそれを含む。いくつかの実施例では、駆動ユニット830、アクスル834、及び車輪ハブ836は、協働的に、車輪ハブ836によって支持された車輪に回転力を伝達するためのドライブトレインを提供し、又は別の形でそれを確立することができる。いずれの場合も、例示的な実施例では、駆動ユニット830(たとえばそのケーシング又はハウジング)は、クレードル806に装着され、締め付けられる。アクスル834及び車輪ハブ836は、駆動ユニット830に結合されて、車両の使用中、駆動ユニットからの支持を受けながら、クレードル806に対するこれらの構成要素の回転を可能にする。
例示的な実施例では、駆動ユニット830は、電気モータとして具現化され、又は別の形でそれを含む。たとえば、駆動ユニット830は、ブラシレスDCモータ、永久磁石DCモータ、ブラシレスDCモータ、スイッチト・リラクタンス・モータ、ユニバーサルAC/DCモータ、誘導モータ、トルク・モータ、同期モータ、二重給電電気機械、アイアンレス若しくはコアレス・ロータ・モータ、パンケーキ若しくは軸方向ロータ・モータ、サーボ・モータ、ステッパ・モータ、線形モータなどとして具現化されてもよく、又は別の形でそれを含んでもよい。他の実施例では、駆動ユニット830は、別の適切な電気モータとして具現化されてもよく、又は別の形でそれを含んでもよい。
例示的な実施例では、クレードル806に装着される、及び/又はこれによって支持されるとき、駆動ユニット810、アクスル814、車輪ハブ816、駆動ユニット830、アクスル834、及び車輪ハブ836は、回転軸RAに沿って位置合わせされる。クレードル806がフレーム構造200の下面214に取り付けられたとき、構成要素810、814、816、830、834、836は、回転軸RAと同軸である車輪の横方向軸に沿って位置合わせされる。いくつかの実施例では、回転軸RAは、車両の後輪の対の共通の回転軸を画定してもよく、又は別の形でそれに関連付けられてもよい。追加的に、いくつかの実施例では、回転軸RAは、車両の前輪の対の共通の回転軸を画定してもよく、又は別の形でそれに関連付けられてもよい。
例示的な実施例では、駆動ユニット810、830のそれぞれは、フレーム構造200の下面214の長手方向中心線LCと少なくとも部分的に位置合わせされる。したがって、駆動ユニット810、830のそれぞれは、クレードル806がフレーム構造200に取り付けられたとき、フレーム構造200の側部802、804間の中心に少なくとも部分的に置かれる。駆動ユニット810、830のそれぞれは、長手方向中心線LCから外方に外方向に延び、下にある表面に対して長手方向中心線の下方に少なくとも部分的に位置する。
パワートレイン・ユニット800を組み込む本開示のいずれの電気車両も、他の陸上車両パワートレイン構成内に通常存在するいくつかのデバイスを含まないことを理解されたい。1つの点では、本明細書において企図する各電気車両は、内燃エンジン又は発電装置を含まない。別の点では、本開示のいずれの電気車両も、フロント・ケージ210によって収容され、モノコック構造200の下面214の上方に位置決めされる、エンジン又は発電装置を含まない。さらに別の点では、本明細書において企図する各電気車両は、パワートレイン・ユニット800に回転入力を提供する、長手方向中心線LCに沿って配置された駆動シャフトなどを含まない。その結果、内燃エンジン、変速機、トランスアクスル、及び/又は差動装置などのパワートレイン構成要素を有する従来の構成と比較して、本明細書に開示する任意の車両内にパワートレイン・ユニット800を含めることで、利点の中でもとりわけ、より優れた製造性及び設計の複雑さの低減が提供され得る。
上記で提案したように、例示的な実施例では、駆動ユニット810、アクスル814、車輪ハブ816、駆動ユニット830、アクスル834、及び車輪ハブ836は、フレーム構造の下面214からのクレードル806の取り外し時に、これらの構成要素810、814、816、830、834、836がフレーム構造200から分離されるように、クレードル806に装着される。したがって、パワートレイン・ユニット800は、メンテナンス、保守点検、修理、及び/又は交換のためにこれらの構成要素にアクセスすることを容易にするためにフレーム構造200から容易に分離可能であり、これは、従来の陸上車両のパワートレイン構成では容易に達成され得ない利点をもたらす。
いくつかの実施例では、パワートレイン・ユニット800が、上記で述べたものに加えて構成要素を含むことができることを理解されたい。そのような構成要素は、それだけに限定されないが、ベアリング、シール、ガスケット、ロッド、ブラケット、シャフト、リング、スペーサ、カム、ギヤ、スピンドル、スポーク、歯部、フランジ、ブロック、ベルト、プーリ、ドラムなどを含むことができる。パワートレイン・ユニット800の追加の構成要素は、パワートレイン構成要素の並進及び/又は回転を可能にするように、若しくは場合によってはこれらの構成要素の並進及び/又は回転に抵抗するように選択され、並びに/又は使用され得る。
次に図9を参照すれば、いくつかの実施例では、パワートレイン・ユニット800は、駆動ユニット810とアクスル814との間に結合された変速機920と、駆動ユニット830とアクスル834との間に結合された変速機940とを含むことができる。しかし、他の実施例では、変速機920、940は、パワートレイン・ユニット800から省略されてもよい。
例示的な変速機920は、駆動ユニット810によって供給される回転力をアクスル814に伝達することができる任意のデバイス若しくはデバイスの群として具現化され、又は別の形でそれを含む。いくつかの実施例では、変速機920は、たとえば、変速機920の入力部922(たとえば入力シャフト)と出力部924(たとえば出力シャフト)との間に配置された、1つ又は複数の簡単な、若しくは複合の遊星ギヤセットなどの変速ギヤ装置を含むことができる。変速機920の入力部922を駆動ユニット810の出力シャフト811に結合することができ、変速機920の出力部924をアクスル814に結合することができる。
いくつかの実施例では、変速機920は、1つ又は複数の速度比を確立するために互いに組み合わせて係合可能である、1つ又は複数のトルク伝達機構(たとえばクラッチ又はブレーキ)を含むことができ、この速度比において、回転力を駆動ユニット810からアクスル814に伝達することができる。当然ながら、1つ又は複数の速度比が、たとえば、前進、中立、及び/又は逆向きの作動範囲などの変速機920の1つ又は複数の作動の範囲若しくはレジメに関連付けられてもよく、又は別の形でそれに対応してもよいことを認識されたい。そのような実施例では、電気油圧式制御システムを使用して1つ又は複数のトルク伝達機構の作動を制御して、1つ又は複数の速度比を確立することができる。追加的に、いくつかの実施例では、変速機920は、たとえば、プーリ・ベースの可変装置、プラネタリー型ボール可変装置、又はトロイダル可変装置などの可変比デバイスを含むことができる。これらの実施例では、変速機920は、連続可変変速機若しくは無限可変変速機として具現化されてもよく、又は別の形でそれを含んでもよい。
いくつかの実施例では、変速制御システム926を使用して変速機920の作動を制御することができる。変速制御システム926は、少なくともいくつかの実施例では、電気油圧式制御システムとして具現化されてもよく、又は別の形でそれを含んでもよい。とりわけ、変速制御システム926は、メモリ927と、メモリ927に通信可能に結合されたプロセッサ928とを含むことができる。
例示的な変速機940は、駆動ユニット830によって供給された回転力をアクスル834に伝達することができる任意のデバイス若しくはデバイスの群として具現化され、又は別の形でそれを含む。いくつかの実施例では、変速機940は、たとえば、変速機940の入力部942(たとえば入力シャフト)と出力部944(たとえば出力シャフト)との間に配置された、1つ又は複数の簡単な、若しくは複合の遊星ギヤセットなどの変速ギヤ装置を含むことができる。変速機940の入力部942を駆動ユニット830の出力シャフト831に結合することができ、変速機940の出力部944をアクスル834に結合することができる。
いくつかの実施例では、変速機940は、1つ又は複数の速度比を確立するために互いに組み合わせて係合可能である、1つ又は複数のトルク伝達機構(たとえばクラッチ又はブレーキ)を含むことができ、この速度比において、回転力を駆動ユニット830からアクスル834に伝達することができる。当然ながら、1つ又は複数の速度比が、たとえば、前進、中立、及び/又は逆向きの作動範囲などの変速機940の1つ又は複数の作動の範囲若しくはレジメに関連付けられてもよく、又は別の形でそれに対応してもよいことを認識されたい。そのような実施例では、電気油圧式制御システムを使用して1つ又は複数のトルク伝達機構の作動を制御して、1つ又は複数の速度比を確立することができる。追加的に、いくつかの実施例では、変速機940は、たとえば、プーリ・ベースの可変装置、プラネタリー型ボール可変装置、又はトロイダル可変装置などの可変比デバイスを含むことができる。これらの実施例では、変速機940は、連続可変変速機若しくは無限可変変速機として具現化されてもよく、又は別の形でそれを含んでもよい。
いくつかの実施例では、変速制御システム946を使用して変速機940の作動を制御することができる。変速制御システム946は、少なくともいくつかの実施例では、電気油圧式制御システムとして具現化されてもよく、又は別の形でそれを含んでもよい。とりわけ、変速制御システム946は、メモリ948と、メモリ948に通信可能に結合されたプロセッサ950とを含むことができる。
例示的な実施例では、駆動ユニット制御システム910を使用して駆動ユニット810の作動を制御することができる。とりわけ、駆動ユニット制御システム910は、メモリ912と、メモリ912に通信可能に結合されたプロセッサ914とを含むことができる。
例示的な実施例では、駆動ユニット制御システム930を使用して駆動ユニット830の作動を制御することができる。とりわけ、駆動ユニット制御システム930は、メモリ932と、メモリ932に通信可能に結合されたプロセッサ934とを含むことができる。
メモリ・デバイス912、927、932、948のそれぞれは、データを内部に記憶することができる揮発性(たとえばダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ(DRAM)など)又は非揮発性メモリの任意のタイプとして具現化され得る。揮発性メモリは、媒体によって記憶されたデータの状態を維持するために電力を必要とする記憶媒体として具現化され得る。揮発性メモリの非限定的な例は、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ(DRAM)又はスタティック・ランダム・アクセス・メモリ(SDRAM)などのランダム・アクセス・メモリ(RAM)のさまざまなタイプを含むことができる。メモリ・モジュールにおいて使用され得るDRAMの1つの特定のタイプは、シンクロナス・ダイミック・ランダム・アクセス・メモリ(SDRAM)である。特定の実施例では、メモリ構成要素のDRAMは、DDR SDRAMについてのJESD79F、DDR2 SDRAMについてのJESD79-2F、DDR3 SDRAMについてのJESD79-3F、DDR4 SDRAMについてのJESD79-4A、低電力DDR(LPDDR)についてのJESD209、LPDDR2についてのJESD209-2、LPDDR3についてのJESD209-3、LPDDR4についてのJESD209-4(これらの規格はwww.jedec.orgにおいて入手可能である)など、JEDECによって発布された規格に準拠することができる。そのような規格(及び類似の規格)は、DDRベース規格と称されてもよく、そのような規格を実装する記憶デバイスの通信インターフェースは、DDRベース・インターフェースと称されてもよい。
いくつかの実施例では、メモリ・デバイス912、927、932、948のそれぞれは、NAND又はNOR技術に基づくものなどのブロック・アドレス可能なメモリとして具現化され得る。メモリ・デバイス912、927、932、948のそれぞれは、三次元クロスポイント・メモリ・デバイス(たとえばIntel 3D XPoint(商標)メモリ)又は他のバイト・アドレス可能なライトインプレイス(write-in-place)非揮発性メモリ・デバイスなどの次世代の非揮発性デバイスを含むこともできる。いくつかの実施例では、メモリ・デバイス912、927、932、948のそれぞれは、カルコゲナイド・ガラス、多重閾値レベルNANDフラッシュ・メモリ、NORフラッシュ・メモリ、シングル若しくはマルチレベル相変化メモリ(PCM)、抵抗性メモリ、ナノワイヤ・メモリ、強誘電トランジスタ・ランダム・アクセス・メモリ(FeTRAM)、反強誘電メモリ、メモリスタ技術を組み込む磁気抵抗ランダム・アクセス・メモリ(MRAM)メモリ、金属酸化物基質、酸素空孔基質、及び導電ブリッジ・ランダム・アクセス・メモリ(CB-RAM)を含む抵抗性メモリ、若しくはスピン・トランスファ・トルク(STT)-MRAM、スピントロニック磁気接合メモリ・ベース・デバイス、磁気トンネル接合(MTJ)ベース・デバイス、DW(ドメイン・ウォール)及びSOT(スピン軌道トランスファ)ベースのデバイス、サイリスタ・ベース・メモリ・デバイス、若しくは上記のいずれかの組み合わせ、若しくは他のメモリなどとして具現化されてもよく、又は別の形でそれを含んでもよい。メモリ・デバイスは、ダイ自体及び/又はパッケージ化されたメモリ製品を指すことができる。いくつかの実施例では、3Dクロスポイント・メモリ(たとえばIntel 3D XPoint(商標)メモリ)は、トランジスタ無しスタック可能クロスポイント・アーキテクチャを含むことができ、このアーキテクチャでは、メモリセルが、ワード・ラインとビット・ラインとの交差部に位置し、個別にアドレス指定可能であり、ビット・ストレージは、バルク抵抗の変化に基づく。
プロセッサ914、928、934、950のそれぞれは、プロセッサ、コントローラ、若しくはさまざまなタスクを実施することができる他の計算回路の任意のタイプとして具現化されてもよく、又は別の形でそれを含んでもよい。たとえば、プロセッサ914、928、934、950のそれぞれは、シングル若しくはマルチコアのプロセッサ、マイクロコントローラ、又は他のプロセッサ若しくは処理/制御回路として具現化され得る。いくつかの実施例では、プロセッサ914、928、934、950のそれぞれは、FPGA、特定用途向け集積回路(ASIC)、再構成可能なハードウェア若しくはハードウェア回路、若しくは本明細書において説明する機能の実施を容易にするための他の特化したハードウェアとして具現化されてもよく、それを含んでもよく、又は別の形でそれに結合されてもよい。追加的に、いくつかの実施例では、プロセッサ914、928、934、950のそれぞれは、高電力プロセッサ、アクセラレータ・コプロセッサ、若しくは記憶コントローラとして具現化されてもよく、又は別の形でそれを含んでもよい。これもいくつかの実施例では、プロセッサ914、928、934、950のそれぞれは、2つ以上のプロセッサ、コントローラ又は計算回路を含むことができる。
次に図10及び11を参照すれば、陸上車両を使用する例示的な方法1000が、表される。方法1000は、図10及び11の例示的な順序において以下で説明するブロックの実施に対応するか、又は別の形でそれに関連付けられる。しかし、方法1000が、例示的な順序とは異なる1つ又は複数の順序で実施され得ることを理解されたい。さらに、以下で説明するブロックの1つ又は複数が、同時に及び/又は互いに並行して実行され得ることを理解されたい。いくつかの実施例では、方法1000は、一人又は複数人のオペレータによって手動で実施されてもよい。他の実施例では、方法1000は、前述の制御システム910、926、930、946のうちの1つ又は複数などの1つ又は複数の自動化された制御システムによって実施される命令のセットとして具現化されてもよく、又は別の形でそれを含んでもよい。
例示的な方法1000は、ブロック1002で開始する。ブロック1002では、オペレータ又は制御システムは、パワートレイン・ユニット(たとえばパワートレイン・ユニット800)を組み立てる。これを行うために、オペレータ又は制御システムは、ブロック1004、1006、1008、1010、1012、及び1014を実施する。ブロック1004では、オペレータ又は制御システムは、第1の駆動ユニット(たとえば駆動ユニット810)をクレードル(たとえばクレードル806)に装着する。ブロック1006では、オペレータ又は制御システムは、第2の駆動ユニット(たとえば駆動ユニット830)をクレードルに装着する。ブロック1008では、オペレータ又は制御システムは、第1のアクスル(たとえばアクスル814)を第1の駆動ユニットに結合する。ブロック1010では、オペレータ又は制御システムは、第2のアクスル(たとえばアクスル834)を第2の駆動ユニットに結合する。ブロック1012では、オペレータ又は制御システムは、第1の車輪ハブ(たとえば車輪ハブ816)を第1のアクスルに結合する。ブロック1014では、オペレータ又は制御システムは、第2の車輪ハブ(たとえば車輪ハブ836)を第2のアクスルに結合する。ブロック1002の実施後、方法1000はブロック1016に進む。
例示的な方法1000のブロック1016では、オペレータ又は制御システムは、パワートレイン・ユニットに装着される車輪の回転軸(たとえば軸RA)に沿ったパワートレイン・ユニット構成要素(たとえば構成要素810、814、816、830、834、836)の位置合わせを確実にする。ブロック1016から、方法1000は、その後、ブロック1018に進む。
例示的な方法1000のブロック1018では、オペレータ又は制御システムは、パワートレイン・ユニットが下にある表面(たとえば車両の支持表面)と向かい合う関係で配設されるように、組み立てられたパワートレイン・ユニットのクレードルをフレーム構造又はモノコック構造(たとえばフレーム構造200)の下面(たとえば214)に直接取り付ける。いくつかの実施例では、ブロック1018を実施するために、オペレータ又は制御システムは、駆動ユニットがその長手方向中心線(たとえば中心線LC)と少なくとも部分的に位置合わせされるように、パワートレイン・ユニットがフレーム構造の下面に取り付けられることを確実にする。いずれの場合も、ブロック1018から、方法1000は、その後、ブロック1020に進む。
例示的な方法1000のブロック1020では、オペレータ又は制御システムは、車輪を車輪ハブに締め付ける。ブロック1020から、方法1000は、その後、ブロック1022に進む。
例示的な方法1000のブロック1022では、オペレータ又は制御システムは、陸上車両を作動させる。そのようにする際、少なくともいくつかの実施例では、オペレータ又は制御システムは、ブロック1024において第1のハブ(たとえばハブ816)に結合された車輪の回転を駆動し、ブロック1026において第2のハブ(たとえばハブ836)に結合された車輪の回転を駆動することを理解されたい。さらに、ブロック1024及び1026の実施が、2つの駆動ユニット(たとえば駆動ユニット810、830)の独立した制御を提供して、パワートレイン・ユニット(たとえばパワートレイン・ユニット800)に結合された車輪の独立した回転を選択的に駆動することができることを理解されたい。加えて、ブロック1024及び1026の実施には、とりわけ環境的モニタ及びユーザ入力などのさまざまな入力に基づいて、パワートレイン・ユニットに結合された車輪の回転を選択的に駆動することが伴われ得ることが明らかであるはずである。最後に、いくつかの状況では、ブロック1024及び1026の実施には、パワートレイン・ユニットに結合された車輪の回転を阻むか、又はこれに抵抗することが伴われ得る。いずれの場合も、ブロック1022から、方法1000は、その後、ブロック1128に進む。
例示的な方法1000のブロック1128では、オペレータ又は制御システムは、陸上車両からパワートレイン・ユニット(たとえばユニット800)を取り外す。これを行うために、例示的な実施例では、オペレータ又は制御システムは、フレーム構造(たとえばモノコック構造200)の下面(たとえば下面214)からクレードル(たとえばクレードル806)を分離する。ブロック1128から、方法1000は、その後、ブロック1130に進む。
例示的な方法1000のブロック1130では、オペレータ又は制御システムは、分離されたパワートレイン・ユニットを保守点検する。ブロック1130に関連付けられる任意の保守点検が、ルーティン・メンテナンス作業、構成要素の修理及び/又は交換、改造、又は車両からのパワートレイン・ユニットの取り外しを必要とし得る他の任意のタスクを含むことができることを理解されたい。いずれにせよ、ブロック1130から、方法1000はブロック1132に進む。
例示的な方法1000のブロック1132では、オペレータ又は制御システムは、クレードルをフレーム構造の下面に再度取り付ける。ブロック1132の実施に続いて、車両は、ブロック1022を参照して上記で論じたように作動され得る。
本開示を前述の図及び説明において詳細に示し説明してきたが、本開示は制限的性質ではなく、例示的であると考慮されるものであり、その例示的な実施例のみが示され説明されており、本開示の範囲内に含まれるすべの変更及び改変形態が保護されることが望ましいことを理解されたい。
Claims (25)
- 陸上車両であって、
オペレータ・キャビンを画定するフロント・ケージと、前記フロント・ケージの後方に位置決めされるリヤ・フロアとを含むフレーム構造であって、前記フレーム構造が、前記陸上車両の使用中、下にある表面に対する前記車両の移動を可能にするための複数の車輪を支持し、前記フレーム構造の下面が、前記下にある表面と向かい合う関係で配設される、フレーム構造と、
前記フレーム構造の前記下面に取り外し可能に取り付けられた少なくとも1つのパワートレイン・ユニットであって、前記少なくとも1つのパワートレイン・ユニットが、前記複数の車輪に結合された複数の駆動ユニットを含み、前記陸上車両の使用中、回転力が、前記複数の駆動ユニットのうちの第1の駆動ユニットによって前記複数の車輪の1つに、前記複数の駆動ユニットのうちの第2の駆動ユニットによって前記複数の車輪の別の1つに提供される、少なくとも1つのパワートレイン・ユニットとを備える、陸上車両。 - 前記フレーム構造が、内部シャーシによって支持されない一体品のモノリシック構造を有するモノコック構造であり、前記モノコック構造が、コアと、前記コアを少なくとも部分的に取り囲むシェルとを含み、前記コアが、バルサ材と、1つ又は複数の複合材の非金属材料とを含み、前記シェルが、樹脂とガラス線維とを含む、請求項1に記載の陸上車両。
- 前記車両が、2.7トン(6000ポンド)から9トン(19、800)ポンドの間の重量制限を有する、請求項2に記載の陸上車両。
- 前記下にある表面の上方の前記リヤ・フロアの高さが、45.7cm(18インチ)から88.9cm(35インチ)の間である、請求項3に記載の陸上車両。
- 前記少なくとも1つのパワートレイン・ユニットのクレードルが、前記フレーム構造の前記下面に直接取り外し可能に固着され、
前記第1の駆動ユニットが、前記少なくとも1つのパワートレイン・ユニットの第1のアクスルに結合されて前記第1のアクスルの回転を駆動し、
前記第2の駆動ユニットが、前記少なくとも1つのパワートレイン・ユニットの第2のアクスルに結合されて前記第2のアクスルの回転を駆動し、
前記第1の駆動ユニット、前記第1のアクスル、前記第2の駆動ユニット、及び前記第2のアクスルが、横方向軸に沿って前記第1の駆動ユニット、前記第1のアクスル、前記第2の駆動ユニット、及び前記第2のアクスルが位置合わせされるように、前記クレードルによって支持される、請求項1に記載の陸上車両。 - 前記第1のアクスルが、第1の車輪ハブに結合され、前記第1の車輪ハブには、前記複数の車輪のうちの第1の車輪が前記横方向軸の周りの回転のために装着され、前記第2のアクスルが、第2の車輪ハブに結合され、前記第2の車輪ハブには、前記複数の車輪のうちの第2の車輪が前記横方向軸の周りの回転のために装着され、前記陸上車両の使用中、前記横方向軸周りの前記第1の車輪の回転は、前記第2の駆動ユニットによって駆動される、前記横方向軸周りの前記第2の車輪の回転から独立して、前記第1の駆動ユニットによって駆動され得る、請求項5に記載の陸上車両。
- 前記第1の駆動ユニット及び前記第2の前記駆動ユニットのそれぞれが、電気モータである、請求項5に記載の陸上車両。
- 前記第1の駆動ユニット、前記第1のアクスル、前記第2の駆動ユニット、及び前記第2のアクスルが、前記フレーム構造の前記下面からの前記クレードルの取り外し時に、前記第1の駆動ユニット、前記第1のアクスル、前記第2の駆動ユニット、及び前記第2のアクスルが前記フレーム構造から分離されるように、前記クレードルに装着される、請求項5に記載の陸上車両。
- 前記第1の駆動ユニットが、前記フレーム構造の前記下面の長手方向中心線と少なくとも部分的に位置合わせされ、前記第2の駆動ユニットが、前記長手方向中心線と少なくとも部分的に位置合わせされ、前記第1の駆動ユニット及び前記第2の駆動ユニットのそれぞれが、前記長手方向中心線から外方に外方向に延び、前記長手方向中心線の下方に少なくとも部分的に位置する、請求項1に記載の陸上車両。
- 前記車両が、前記少なくとも1つのパワートレイン・ユニットに回転入力を提供する、前記長手方向中心線に沿って配置された駆動シャフトを含まない、請求項9に記載の陸上車両。
- 前記車両が、内燃エンジンを含まない、請求項10に記載の陸上車両。
- 陸上車両の使用中、下にある表面に対する前記車両の移動を可能にするための複数の車輪を支持するフレーム構造を含む前記陸上車両用のパワートレイン・ユニットであって、
前記パワートレイン・ユニットの使用中、前記下にある表面と向かい合う関係で配設されるように、前記フレーム構造の下面に直接取り外し可能に取り付け可能であるクレードルと、
前記クレードルに装着されて、前記パワートレイン・ユニットの使用中、前記複数の車輪のうちの第1の車輪に回転力を提供する、第1の駆動ユニットと、
前記クレードルに装着されて、前記パワートレイン・ユニットの使用中、前記複数の車輪のうちの第2の車輪に回転力を提供する、第2の駆動ユニットとを備える、パワートレイン・ユニット。 - 前記第1の駆動ユニットに結合されて前記第1の駆動ユニットによって回転可能に駆動される第1のアクスルと、
前記第1のアクスルに結合され、回転軸周りの回転のために前記第1の車輪を支持するように構成された第1の車輪ハブと、
前記第2の駆動ユニットに結合されて前記第2の駆動ユニットによって回転可能に駆動される第2のアクスルと、
前記第2のアクスルに結合され、前記回転軸周りの回転のために前記第2の車輪を支持するように構成された第2の車輪ハブとをさらに備え、
前記第1の駆動ユニット、前記第1のアクスル、前記第1の車輪ハブ、前記第2の駆動ユニット、前記第2のアクスル、及び前記第2の車輪ハブが、前記回転軸に沿って位置合わせされる、請求項12に記載のパワートレイン・ユニット。 - 前記第1の駆動ユニット、前記第1のアクスル、前記第1の車輪ハブ、前記第2の駆動ユニット、前記第2のアクスル、及び前記第2の車輪ハブが、前記フレーム構造の前記下面からの前記クレードルの取り外し時に、前記第1の駆動ユニット、前記第1のアクスル、前記第1の車輪ハブ、前記第2の駆動ユニット、前記第2のアクスル、及び前記第2の車輪ハブが前記フレーム構造から分離されるように、前記クレードルに装着される、請求項13に記載のパワートレイン・ユニット。
- 前記第1の駆動ユニット及び前記第2の駆動ユニットのそれぞれが、電気モータである、請求項12に記載のパワートレイン・ユニット。
- 前記パワートレイン・ユニットが、内燃エンジンを含まない、請求項12に記載のパワートレイン・ユニット。
- 陸上車両の使用中、下にある表面に対する前記車両の移動を可能にするための複数の車輪を支持するフレーム構造と、前記フレーム構造に結合されたパワートレイン・ユニットとを含む前記陸上車両を使用する方法であって、
前記パワートレイン・ユニットを組み立てることと、
前記パワートレイン・ユニットが前記下にある表面と向かい合う関係で配設されるように、前記組み立てられたパワートレイン・ユニットのクレードルを前記フレーム構造の下面に直接取り付けることと、
前記陸上車両を作動させることとを含む、方法。 - 前記パワートレイン・ユニットを組み立てることが、
前記パワートレイン・ユニットの第1の駆動ユニットを前記クレードルに装着することと、
前記パワートレイン・ユニットの第2の駆動ユニットを前記クレードルに装着することと、
前記パワートレイン・ユニットの第1のアクスルを前記第1の駆動ユニットに結合することと、
前記パワートレイン・ユニットの第2のアクスルを前記第2の駆動ユニットに結合することと、
前記パワートレイン・ユニットの第1の車輪ハブを前記第1のアクスルに結合することと、
前記パワートレイン・ユニットの第2の車輪ハブを前記第2のアクスルに結合することとを含む、請求項17に記載の方法。 - 前記陸上車両を作動させることが、
前記第1の駆動ユニットによって、前記第1の車輪ハブに結合された第1の車輪の回転を駆動することと、
前記第1の駆動ユニットによって前記第1の車輪の回転を駆動することから独立して、前記第2の駆動ユニットによって、前記第2の車輪ハブに結合された第2の車輪の回転を駆動することとを含む、請求項18に記載の方法。 - 前記陸上車両から前記パワートレイン・ユニットを取り外すことをさらに含み、前記陸上車両から前記パワートレイン・ユニットを取り外すことは、前記フレーム構造の前記下面から前記クレードルを分離することを含む、請求項19に記載の方法。
- 陸上車両であって、
オペレータ・キャビンを画定するフロント・ケージと、前記フロント・ケージの後方に位置決めされるリヤ・フロアとを含むフレーム構造であって、前記フレーム構造が、前記陸上車両の使用中、下にある表面に対する前記車両の移動を可能にするための複数の車輪を支持し、前記フレーム構造の下面が、前記下にある表面と向かい合う関係で配設され、前記フレーム構造が、内部シャーシによって支持されない一体品のモノリシック構造を有するモノコック構造である、フレーム構造と、
前記フレーム構造の前記下面に取り外し可能に取り付けられた少なくとも1つのパワートレイン・ユニットであって、前記フレーム構造の前記下面に直接固着され、前記下にある表面と向かい合う関係で配設される、クレードルと、前記クレードルに装着されて、前記パワートレイン・ユニットの使用中、前記複数の車輪のうちの第1の車輪に回転力を提供する第1の駆動ユニットと、前記クレードルに装着されて、前記パワートレイン・ユニットの使用中、前記複数の車輪のうちの第2の車輪に回転力を提供する第2の駆動ユニットとを備える、少なくとも1つのパワートレイン・ユニットとを備える、陸上車両。 - 前記モノコック構造が、コアと、前記コアを少なくとも部分的に取り囲むシェルとを含み、前記コアが、バルサ材と、1つ又は複数の複合材の非金属材料とを含み、前記シェルが、樹脂とガラス線維とを含む、請求項21に記載の陸上車両。
- 前記車両が、2.7トン(6000ポンド)から9トン(19、800)ポンドの間の重量制限を有し、前記下にある表面の上方の前記リヤ・フロアの高さが、45.7cm(18インチ)から88.9cm(35インチ)の間であり、前記1つ又は複数の複合材の非金属材料が、ガラス繊維、ケブラー(Kevlar)、炭素繊維又はプラスチックを含む、請求項22に記載の陸上車両。
- 前記少なくとも1つのパワートレイン・ユニットが、
前記第1の駆動ユニットに結合されて前記第1の駆動ユニットによって回転可能に駆動される第1のアクスルと、
前記第1のアクスルに結合され、回転軸周りの回転のために前記第1の車輪を支持するように構成された第1の車輪ハブと、
前記第2の駆動ユニットに結合されて前記第2の駆動ユニットによって回転可能に駆動される第2のアクスルと、
前記第2のアクスルに結合され、前記回転軸周りの回転のために前記第2の車輪を支持するように構成された第2の車輪ハブとを備える、請求項23に記載の陸上車両。 - 前記第1の駆動ユニット、前記第1のアクスル、前記第1の車輪ハブ、前記第2の駆動ユニット、前記第2のアクスル、及び前記第2の車輪ハブが、前記回転軸に沿って位置合わせされ、前記第1の駆動ユニット、前記第1のアクスル、前記第1の車輪ハブ、前記第2の駆動ユニット、前記第2のアクスル、及び前記第2の車輪ハブが、前記フレーム構造の前記下面からの前記クレードルの取り外し時に、前記第1の駆動ユニット、前記第1のアクスル、前記第1の車輪ハブ、前記第2の駆動ユニット、前記第2のアクスル、及び前記第2の車輪ハブが前記フレーム構造から分離されるように、前記クレードルに装着される、請求項24に記載の陸上車両。
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