JP5822951B2 - 車両駆動装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両のモータへ電源を供給し車両を駆動する車両駆動装置に関する。ただし、この発明の利用は、上述した車両駆動装置には限られない。

従来、移動体である電気自動車（ＥＶ）にモータを設け、車輪を駆動する構成において、モータを車輪に設けるインホイールモータ構造とし、このモータに対する電源を車両から供給するものとして、下記の各技術が開示されている。

一つ目の技術は、車体と車輪との間の電気配線に螺旋部を設け、この螺旋部を車体とアクセルとの間に設けられたリンクに支持させる構造としている。これにより、電気配線の垂れ下がりを防止し、車輪の上下ストローク等の動作に追従できるようにしたものである（たとえば、下記特許文献１参照。）。

二つ目の技術は、インホイールモータの配線構造にかかり、ターミナル基板の配線接続部にステータコイルからの配線を接続して各相ごとに電気的に集約する構成としている。これにより、コスト低減と組付作業を容易化でき、ステータの側方に設置位置が制約される結線用ユニットを用いず、インホイールモータの車幅方向の縮小化を達成している（たとえば、下記特許文献２参照。）。

三つ目の技術は、車両には、車輪（ホイール）に近い側に、インバータ、モータ、減速機を配置している。これにより、高周波電流の経路のループの大きさを小さくして高周波電流に起因する放射ノイズの発生を抑制している（たとえば、下記特許文献３参照。）。

四つ目の技術は、車体からモータへの電線をサスペンションのキングピン中心線Ｋｉを中心として渦巻き状に巻いた構成としている。これにより、ホイールの転舵時に渦巻き状に巻かれた部分がキングピン中心線を中心として巻き取られまたは巻き戻され、電線による転舵の妨げを防止して転舵性を高め、電線の耐久性を確保している（たとえば、下記特許文献４参照。）。

五つ目の技術は、車両から車輪のモータへ給電する電線（給電ケーブル）の接続にかかり、車両前進時のホイールの回転方向の下流側に接続端子箱を設けた構成としている。これにより、ホイールの内周面に異物が固着した状態で車両が前進した場合に、異物が給電ケーブルよりも先に端子箱に衝突して粉砕され、給電ケーブルの損傷を抑制している（たとえば、下記特許文献５参照。）。

六つ目の技術は、車両から車輪のモータへ給電する電線の支持構造にかかり、電線（三相高圧ケーブル）を一括してシースで内包してケーブル支持部材で支持し、このケーブル支持部材の支持部を車体の前後方向、幅方向および高さ方向等の任意の方向に移動可能となるように車体に設置した構成としている。これにより、車輪が凸凹路を転動するときや運転者により操舵されるときなど、モータと電源側との直線距離が変化しても、三相高圧ケーブルが支持部と共に車体の前後方向、幅方向および高さ方向に移動し、三相高圧ケーブルの撓み部分が変形することでインホイールモータとバッテリ側との直線距離の変化が吸収されて三相高圧ケーブルの耐久性を向上させている（たとえば、下記特許文献６参照。）。

特開２００１−３０１４７２号公報 特開２００４−１２０９０９号公報 特開２００５−２９０８６号公報 特開２００６−６２３８８号公報 特開２００９−９６４２９号公報 特開２０１０−２２１９０２号公報

しかしながら、上記の特許文献１〜６に記載の技術は、いずれも車両側のインバータと、車輪側のモータとに分離されているため、インバータと車輪の間に高電圧の大電流が流せる電源ケーブルが必要となる。

この高電圧大電流の電源ケーブルには、操舵による車輪の回転等により撓みの負荷がかかるが、径が太いためケーブルの耐久性を低下させるとともに、操舵性を高めることができない。また、車両と車輪との間のホイールスペースに太い電源ケーブルが存在するため、サスペンションと干渉しないように配線することが困難であるとともに、泥や粉塵、雨や雪等が付着しやすく、劣化しやすいため、交換等のメンテナンスに手間がかかる。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかる車両駆動装置は、外部電源より取得した直流電力を蓄える第１蓄電池と、前記第１蓄電池に接続され、前記直流電力を交流電力に変換する第１変換器と、当該交流電力を無線送電する送電アンテナとを有する第１送電手段と、前記送電アンテナにより送電された前記交流電力を無線受電する受電アンテナと、当該交流電力を直流電力へ変換する第２変換器とを有する第１受電手段と、車輪のハブに装着され、当該車輪を駆動するインホイールモータと、前記車輪に設けられ、前記第１受電手段により受電した直流電力を蓄える第２蓄電池と、前記車輪に設けられ、前記第２蓄電池の直流電力を交流電力に変換するインバータと、前記インホイールモータの回転駆動を制御する駆動制御手段と、前記第１送電手段より前記第１受電手段への無線給電を制御する給電制御手段と、前記第２蓄電池の蓄電量を監視する監視手段と、車両の走行予定経路を示す経路情報、当該走行予定経路における車両進行方向の道路線形情報、当該走行予定経路の走行抵抗の変化を示す走行抵抗変化情報、および、前記インホイールモータの効率マップを取得する取得手段と、前記蓄電量、前記経路情報、前記道路線形情報、前記走行抵抗変化情報、および前記効率マップに基づいて、前記第２蓄電池の蓄電量の変化を示す蓄電量変化情報を算出する算出手段と、を備え、前記給電制御手段は、前記蓄電量変化情報の蓄電量が所定範囲内に収まるように前記第１送電手段より前記第１受電手段への無線給電を行う給電量を調整することを特徴とする。

図１は、実施の形態にかかる車両駆動装置が搭載された車両の構成を示す概要図である。 図２は、実施の形態にかかる車両駆動装置の構成を示すブロック図である。 図３は、インバータの回路例を示す図である。 図４は、双方向チョッパの回路例を示す図である。 図５は、バッテリ間の電力伝送の概要を示す図である。 図６は、電力伝送にかかる全体の制御内容を示すフローチャートである。 図７は、力行トルク制御の制御内容を示すフローチャートである。 図８は、回生トルク制御の制御内容を示すフローチャートである。 図９は、実施の形態にかかる無線による電力伝送の制御手順の一例を示すフローチャートである。 図１０は、力行時のトルク指令値を示す図表である。 図１１は、回生時のトルク指令値を示す図表である。 図１２は、ペダルを離したときのトルク指令値を示す図表である。 図１３は、モータ効率マップを示す図表である。 図１４は、バッテリ残量が少なくなったときのトルクの再配分例を説明する図である。 図１５−１は、実施の形態で用いる協調ブレーキの制御特性を示す図である。 図１５−２は、実施の形態で用いる協調ブレーキの他の制御特性を示す図である。 図１６は、バッテリ間の他の電力伝送の概要を示す図である。 図１７は、無線による電力伝送の制御手順の他の例を示すフローチャートである。 図１８−１は、車輪および電力伝送アンテナの構造例を示す図である（その１）。 図１８−２は、車輪および電力伝送アンテナの構造例を示す図である（その２）。 図１９−１は、電力伝送アンテナの移動構造例を示す図である（その１）。 図１９−２は、電力伝送アンテナの移動構造例を示す図である（その２）。 図２０は、位置検出器を用いた場合のアンテナ位置制御の構成を示すブロック図である。 図２１は、図２０に示したアンテナ位置制御部の回路構成を示すブロック図である。 図２２は、車両と各車輪との間の電力伝送の系統を示す図である。 図２３は、車両走行時の消費電力および回生電力の推移の例を示す図表である。 図２４は、複数の第２バッテリおよびモータに対する電力伝送の概要を示す図である。 図２５は、伝送する電力の変化状態を示す図である。 図２６は、モータの消費電力の変化状態を示す図である。 図２７は、モータの消費電力量および第２バッテリの蓄電残量の変化を示す図である。 図２８は、電力伝送予測の全体手順を示すフローチャートである。 図２９は、予測処理の詳細な手順を示すフローチャートである（処理例１）。 図３０は、勾配抵抗および転がり抵抗の変化状態の例を示す図である。 図３１は、旋回時の電力伝送アンテナの伝送効率の変化を示す図表である。 図３２は、車輪の上下ストローク量を説明する図である。 図３３は、道路状態別の変位量を示す図表である。 図３４は、第２バッテリの残量の変化状態を示す図表である。 図３５は、最適充電計画の処理内容の概要を示すフローチャートである。 図３６は、残量と充電上限値の関係を示す図表である。 図３７は、無線充電のＯＦＦ期間を説明する図表である。 図３８は、無線充電制御の処理内容を示すフローチャートである。 図３９は、過充電回避の最適配分モードの処理内容を示すフローチャートである。 図４０は、過放電回避の最適配分モードの処理内容を示すフローチャートである。 図４１は、予測処理の詳細な手順を示すフローチャートである（処理例２）。 図４２は、最適充放電計画の処理内容の概要を示すフローチャートである。 図４３は、残量と充電上限・下限値の関係を示す図表である。 図４４は、無線充電期間と無線放電期間を説明する図表である。 図４５は、無線充電・無線放電制御の処理内容を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる車両駆動装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。以下の説明では、各車輪にモータを備えたインホイール型の構成を例に説明する。この実施の形態では、モータ駆動の電力を無線により非接触に車両から車輪に電力伝送する構成である。

（車両の構成）
図１は、実施の形態にかかる車両駆動装置が搭載された車両の構成を示す概要図である。車両１００は、左右の前車輪ＦＬ，ＦＲと、左右の後車輪ＲＬ，ＲＲを有する４輪駆動車である。これら四つの各車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲのハブには、それぞれインホイール型のモータユニットＭ１〜Ｍ４が設けられ、独立に駆動される。

これらモータユニットＭ１〜Ｍ４には、それぞれモータ駆動用のインバータ回路（後述する）と、第２バッテリ等が設けられ、各インバータ回路はコントローラ（ＥＣＵ）１０１の制御に基づき、モータユニットＭ１〜Ｍ４を駆動する。このコントローラ１０１には各種情報が入力され、トルク配分された結果、各モータユニットＭ１〜Ｍ４に設けられたモータ（インホイールモータ）を駆動する。

コントローラ１０１に対する入力としては、以下がある。ハンドル１０２からは操舵角が入力される。アクセルペダル１０３からは、全トルク指令値が入力される。ブレーキペダル１０４からはブレーキ量が入力される。シフトブレーキ１０５からはシフトブレーキ量が入力される。セレクタ１０６からはＲ，Ｎ，Ｄ等のセレクトポジションが入力される。

また、各車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲのモータユニットＭ１〜Ｍ４には、それぞれ回転速度Ｖを検出するセンサが設けられており、各車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの回転速度Ｖｆｌ，Ｖｆｒ，Ｖｒｌ，Ｖｒｒがコントローラ１０１に入力される。

このほか、車両１００には、加速度センサとヨーレートセンサ（不図示）が設けられ、検出した加速度およびヨーレートがコントローラ１０１に入力される。

コントローラ１０１は、上記の入力に基づき、各車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲを駆動する。駆動のための制御信号Ｓ１〜Ｓ４は、各車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲごとに適切にトルク配分され、各モータユニットＭ１〜Ｍ４に供給される。

また、車両１００には、バッテリが搭載され、車両１００全体に対して電源供給する。バッテリは、車両側に設けられ、車両外部の外部電源より取得した直流電力を蓄える第１蓄電池（第１バッテリ）１１１と、モータユニットＭ１〜Ｍ４内部に設けられ、第１バッテリ１１１との間で電力伝送される第２蓄電池（第２バッテリ）とからなる。各車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲのモータユニットＭ１〜Ｍ４は、第２バッテリに蓄電された電力により駆動される。これらバッテリとしては、ニッケル水素、リチウムイオン等の二次電池や燃料電池などが適用される。また、バッテリの代わりに電気二重層キャパシタを用いてもよい。図中Ｌ１〜Ｌ４が電源ラインである。

なお、回生時には、モータへの電源供給（力行）のときとは逆に、モータユニットＭ１〜Ｍ４によって発生した電力をバッテリ側に供給する。この回生とは、車両１００を運転するドライバによるブレーキペダル１０４の操作や、走行中にアクセルペダル１０３の踏み込みを緩和することによって、モータに発生する逆起電力を用いた発電を示す。

車両側および車輪側（モータユニットＭ１〜Ｍ４）の電源ラインＬ１〜Ｌ４上には、それぞれ電圧変換部が設けられる。この電圧変換部は、車両側に設けられる第１変換器（ＤＣ−ＡＣ変換部）１２１（１２１ａ〜１２１ｄ）と、車輪側各モータユニットＭ１〜Ｍ４内部に設けられるＡＣ−ＤＣ変換部（後述する）によって構成される。車両側と車輪側には、電力を無線送電するための電力伝送アンテナ１２２（１２２ａ〜１２２ｄ）、１２３（１２３ａ〜１２３ｄ）が設けられる。

そして、コントローラ１０１は、車両側の第１バッテリ１１１から供給可能な電源ラインＬ１〜Ｌ４の各電源を、制御信号Ｓ１１〜Ｓ１４により、車輪別のモータユニットＭ１〜Ｍ４に供給制御する。この際、電源ラインＬ１〜Ｌ４の電源は、車両側のＤＣ−ＡＣ変換部１２１（１２１ａ〜１２１ｄ）により直流電力が交流電力に変換される。そして、一対の電力伝送アンテナ１２２（１２２ａ〜１２２ｄ）、１２３（１２３ａ〜１２３ｄ）により、車輪側のモータユニットＭ１〜Ｍ４に無線送電される。

そして、車輪側のモータユニットＭ１〜Ｍ４に設けられるＡＣ−ＤＣ変換部により交流電力が直流電力に変換された後、第２バッテリに供給される。第２バッテリに蓄電された電力を用いて、後述するインバータ２０３（２０３ａ〜２０３ｄ）は、モータユニットＭ１〜Ｍ４のモータを駆動する。

なお、上記モータユニットＭ１〜Ｍ４のモータの回生時には、車輪側のモータユニットＭ１〜Ｍ４から車両側（第１バッテリ１１１）に向けて電力を無線送電することができる。

（車両駆動装置の構成）
図２は、車両駆動装置の構成を示すブロック図である。車両駆動装置２００は、モータへ電源を供給してモータを駆動する。また、車両１００の走行状態等により、第１バッテリ１１１と第２バッテリ２１２ａ間での電力伝送を制御する。

以下、車両１００と、モータユニットＭ１間の電源ラインＬ１上の構成について説明することとし、図中添え字「ａ」は、電源ラインＬ１およびモータユニットＭ１に対応していることを示す。なお、他の電源ラインＬ２〜Ｌ４についても同様の構成であり、説明は省略する。

はじめに、電源ラインＬ１について、車両１００から車輪側のモータユニットＭ１側への電源を供給する各構成について説明する。車両１００側には、第１バッテリ１１１が設けられ、電源ラインＬ１を介してＤＣ−ＡＣ変換部１２１ａに接続されている。ＤＣ−ＡＣ変換部１２１ａは、直流電力を交流電力に変換し、電力伝送アンテナ（送電アンテナ）１２２ａに出力する。

車輪側のモータユニットＭ１には、電力伝送アンテナ１２２ａと対の電力伝送アンテナ（受電アンテナ）１２３ａが設けられる。この電力伝送アンテナ１２３ａは、車両側の電力伝送アンテナ１２２ａから送電された電力を受電する。これら電力伝送アンテナ１２２ａ，１２３ａには、たとえば、巻回されたコイルを用いることができ、車両１００と車輪のモータユニットＭ１との間を非接触で電力伝送できる。

電力伝送アンテナ１２３ａで受電した電力は、第２変換器（ＡＣ−ＤＣ変換部）２０１ａにより交流電力が直流電力に変換され、双方向チョッパ２０２ａに出力される。双方向チョッパ２０２ａは、双方向（正方向あるいは逆方向）への電力伝送を行うための回路である。

双方向チョッパ２０２ａの出力は、第２バッテリ２１２ａに出力される。これにより、車両側の第１バッテリ１１１の電源を車輪側の第２バッテリ２１２ａに供給し（正方向）、第２バッテリ２１２ａに蓄電されるとともに、インバータ２０３ａを介してモータユニットＭ１内のモータＭに供給され、モータＭを駆動させる。

モータＭの回生時には、モータＭで発生した電力がインバータ２０３ａを介して第２バッテリ２１２ａに供給されるとともに、双方向チョッパ２０２ａ〜ＡＣ−ＤＣ変換部２０１ａ〜電力伝送アンテナ１２３ａ〜電力伝送アンテナ１２２ａ〜ＤＣ−ＡＣ変換部１２１ａ〜第１バッテリ１１１の経路（電源ラインＬ１）を介して電力伝送することができる（逆方向）。これにより、第２バッテリ２１２ａを介して第１バッテリ１１１への蓄電を行うことができる。なお、ＡＣ−ＤＣ変換部２０１ａとＤＣ−ＡＣ変換部１２１ａは共に双方向であるため、この場合は、ＡＣ−ＤＣ変換部２０１ａはＤＣ−ＡＣ変換を行い、ＤＣ−ＡＣ変換部１２１ａはＡＣ−ＤＣ変換を行う。また、１２３ａは送電アンテナとなり、１２２ａは受電アンテナとなる。

車両１００に設けられるコントローラ１０１は、受電手段への給電を制御する給電制御手段（残量制御部）２２１と、車輪の回転駆動を制御する駆動制御手段（トルク制御部）２２２とを有している。残量制御部２２１は、第２バッテリ２１２ａに対する電源供給を制御する。第１バッテリ１１１および第２バッテリ２１２ａのバッテリ量（バッテリ残量）は、残量制御部２２１が検出しており、たとえば、第２バッテリ２１２ａのバッテリ残量が少なくなったときには、ＤＣ−ＡＣ変換部１２１ａ、ＡＣ−ＤＣ変換部２０１ａに対し、車両１００から車輪のモータユニットＭ１に対する電力伝送を制御信号Ｓ１１を介して行う。この際、制御信号Ｓ１１により双方向チョッパ２０２ａは、車両１００からモータユニットＭ１へ向う正方向の電力伝送を行う。

一方、残量制御部２２１は、モータＭの回生時に、モータユニットＭ１から車両側へ向う逆方向の電力伝送を行う場合についても、制御信号Ｓ１１を用いて行う。この場合、双方向チョッパ２０２ａに対しては、伝送の有無を制御する。伝送を行わない制御時には、第２バッテリ２１２ａから第１バッテリ方向への電力伝送は行わない。伝送を行う制御時には、電力伝送の方向を第２バッテリ２１２ａから第１バッテリ１１１の方向に切り替える。

トルク制御部２２２は、全トルク指令値を走行状態に応じて各車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲごとにトルク配分する。図示の右前輪ＦＲのモータユニットＭ１に対しては、インバータ２０３ａに対するトルク配分値を制御信号Ｓ１ａで出力することにより行う。

また、モータユニットＭ１は、第２バッテリ２１２ａの電流値および電圧値を信号Ｓ１ｂとしてコントローラ１０１に出力し、モータＭの回転速度を信号Ｓ１ｃとしてコントローラ１０１に出力する。

これら制御信号Ｓ１ａ〜Ｓ１ｃと、Ｓ１１は、車両１００と車輪側のモータユニットＭ１との間で有線接続された制御線を介して伝送させる。これら制御信号Ｓ１ａ〜Ｓ１ｃと、Ｓ１１については、データ送信できればよいため、制御線に細線を用いることができ、大容量の電力伝送を行うような太線を用いる必要はないため、車輪の操舵性を低下させることがない。

図３は、インバータの回路例を示す図である。インバータ２０３ａは、第２バッテリ２１２ａから供給される直流電力をモータＭの３相交流電力に変換する。Ｕ，Ｖ，Ｗの各相±にそれぞれダイオード３０１と、駆動トランジスタ３０２とを設け、ＰＷＭ変調により、電圧と周波数を制御した正弦波を生成してモータＭの各相に供給してモータＭを回転駆動する。

図４は、双方向チョッパの回路例を示す図である。双方向チョッパ２０２ａは、一次側ハーフブリッジ回路４０１と、二次側ハーフブリッジ回路４０２と、リアクトル４０３とを備えている。一次側ハーフブリッジ回路４０１は、ＡＣ−ＤＣ変換部２０１ａに接続されるスイッチング素子４０４と、ダイオード４０５を有している。二次側ハーフブリッジ回路４０２は、第２バッテリ２１２ａに接続されるスイッチング素子４０６と、ダイオード４０７とを有している。リアクトル４０３は、一次側と二次側との間に接続されている。そして、スイッチング素子４０４，４０６の制御により、リアクトル４０３を介して一次側から二次側への正方向の電力伝送、あるいは二次側から一次側への逆方向の電力伝送を行うことができる。

上記構成により、車両１００側に第１バッテリ１１１を設け、インバータ２０３ａと第２バッテリ２１２ａをモータユニットＭ１に内蔵して設けているため、ＤＣの電源を車両１００側から供給することにより、モータＭを駆動することができる。この際、車両１００と車輪のモータユニットＭ１との間におけるＤＣ電力の供給は、大電流を必要としない。これは、モータの駆動には、第２バッテリ２１２ａに蓄電されている電力を用いるためであり、大きなトルクを出力する際に必要な電力量を多少の余裕を持って第２バッテリ２１２ａに蓄電しておけばよい。したがって、第１バッテリ１１１と第２バッテリ２１２ａの間の電力伝送を連続的に行うようにしておけば、大電流を流さなくても済むのである。このため、車両１００と、車輪のモータユニットＭ１にそれぞれ電力伝送アンテナ１２２ａ，１２３ａを設け、非接触な無線による電力伝送を行うことができる。

（バッテリ間の電力伝送の概要）
図５は、バッテリ間の電力伝送の概要を示す図である。４輪駆動の場合、四つのモータユニットＭ１〜Ｍ４を有し、第１バッテリ１１１は、これら四つのモータユニットＭ１〜Ｍ４のモータＭを駆動する比較的大きな容量を有するものを用いる。一方、モータユニットＭ１（およびＭ２〜Ｍ４）にそれぞれ設ける第２バッテリ２１２ａは、単一のモータＭを駆動すればよく、比較的小容量のものを用いることができ、重量を軽量化できる。

第１バッテリ１１１と、第２バッテリ２１２ａとの間における電力伝送は、モータユニットＭ１内の第２バッテリ２１２ａの残量（現在値Ｂ１）が、常に目標残量値ＢＳ（Ｓｅｔ）に近づくように制御する。この制御は、上記コントローラ１０１の残量制御部２２１が行う。目標残量値ＢＳは、充電上限値ＢＵ（Ｕｐｐｅｒ）と充電下限値ＢＬ（Ｌｏｗｅｒ）との間の所定値に設定される。図中ＲＬ（Ｌｏｗｅｒ）は、現在値Ｂ１と充電下限値ＢＬとの差分であり、第２バッテリ２１２ａで使用可能な容量である。

電力の伝送方向は、上述したように双方向、すなわち正方向と逆方向がある。正方向は、第１バッテリ１１１→第２バッテリ２１２ａの方向である。逆方向は、第２バッテリ２１２ａ→第１バッテリ１１１の方向である。

コントローラ１０１は、基本的には、
１．正方向への電力伝送は、力行制御時に行う。力行制御は、たとえば、アクセルペダル１０３の踏み込みを検出したときに行う。
２．逆方向への電力伝送は、回生制御時に行う。回生制御は、たとえば、ブレーキペダル１０４の踏み込みを検出したときに行う。

そして、コントローラ１０１（残量制御部２２１およびトルク制御部２２２）は、充電の現在値Ｂ１が第２バッテリ２１２ａの充電上限値ＢＵを超えないように、回生時の回生電力を制御する。また、充電の現在値Ｂ１が第２バッテリ２１２ａの充電下限値ＢＬを下回らないように、力行時の力行電力を制御する。

（電力伝送の制御内容）
図６は、電力伝送にかかる全体の制御内容を示すフローチャートである。コントローラ１０１が行う電力伝送とトルク制御の処理について示している。はじめに、コントローラ１０１は、モータユニットＭ１〜Ｍ４のセンサにより、現在の走行速度を検出する。また、アクセルペダル１０３とブレーキペダル１０４の踏み込みを検出する（ステップＳ７０１）。

そして、現在の走行状態と制御形態の組み合わせを特定する（ステップＳ７０２）。上記のように、
１．アクセルペダル１０３の踏み込みを検出したときには、力行制御と特定する。
２．ブレーキペダル１０４の踏み込みを検出したときには、回生制御と特定する。このほか、
３．アクセルペダル１０３およびブレーキペダル１０４の踏み込みを検出せず、かつ、車両１００の速度が遅い場合には、力行制御と特定する。この場合、後述する擬似クリープトルクの制御を行う。
４．アクセルペダル１０３およびブレーキペダル１０４の踏み込みを検出せず、かつ、車両１００の速度が速い場合には、回生制御と特定する。この場合、後述する擬似エンジンブレーキの制御を行う。
５．アクセルペダル１０３およびブレーキペダル１０４の踏み込みを検出せず、かつ、車両１００の速度が中程度（速くなく、また遅くない速度）の場合には、制御なし（惰行運転）と特定する。

つぎに、制御形態がいずれであるかを判断する（ステップＳ７０３）。制御形態が力行制御のときには（ステップＳ７０３：力行）、力行トルク制御を行い（ステップＳ７０４）、ステップＳ７０６に移行する。制御形態が回生制御のときには（ステップＳ７０３：回生）、回生トルク制御を行い（ステップＳ７０５）、ステップＳ７０６に移行する。制御形態が惰行の場合には（ステップＳ７０３：惰行）、特に制御を行わず、ステップＳ７０６に移行する。

つぎに、ステップＳ７０６では、上述した無線による電力伝送制御を行い（ステップＳ７０６）、処理を終了する。コントローラ１０１は、上記の各処理を経時的に連続して行う。

（力行トルク制御について）
図７は、力行トルク制御の制御内容を示すフローチャートである。図６のステップＳ７０４に示した力行トルク制御の詳細な制御内容を示している。はじめに、コントローラ１０１は、モータユニットＭ１〜Ｍ４にそれぞれ設けられる第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ：ただし２１２ｂ〜２１２ｄはモータユニットＭ２〜Ｍ４の第２バッテリを指し不図示）の各値を検出する（ステップＳ８０１）。

第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）の充電下限値はＢＬとし、現在値（残量）はＢ１〜Ｂ４とし、現在の電圧はＶ１〜Ｖ４とする。モータユニットＭ１〜Ｍ４の第２バッテリ２１２ａ〜２１２ｄは、モータＭの駆動状態に対応してそれぞれ現在値Ｂ１〜Ｂ４が異なり常に変動する。

つぎに、アクセルペダル１０３の踏み込み量と、所定のトルク配分値により、各車輪（各モータユニットＭ１〜Ｍ４）へのトルク配分値Ｔ１〜Ｔ４を決定し、後述するモータ効率マップを用いた電力推定方法により、必要な力行電力Ｗ１〜Ｗ４を算出する（ステップＳ８０２）。

つぎに、第２バッテリ２１２の電力使用可能な容量ＲＬを算出する（ステップＳ８０３）。具体的には、モータユニットＭ１〜Ｍ４にそれぞれ設けられる第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）について、
使用可能な容量ＲＬ１〜ＲＬ４＝現在値Ｂ１〜Ｂ４−充電下限値ＢＬ
により算出する。

つぎに、各モータユニットＭ１〜Ｍ４で必要な力行電力Ｗ１〜Ｗ４と、ステップＳ８０３で算出した第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）で使用可能な容量ＲＬ１〜ＲＬ４とを比較する（ステップＳ８０４）。この結果、各モータユニットＭ１〜Ｍ４で必要な力行電力Ｗ１〜Ｗ４が対応する第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）で使用可能な容量ＲＬ１〜ＲＬ４を超えた場合には（ステップＳ８０４：Ｙｅｓ）、力行電力が使用可能な容量ＲＬ１〜ＲＬ４以下となるように、各車輪のトルク配分値を再計算する（ステップＳ８０５）。すなわち、全トルク指令値をトルク配分する際に、残量が少ない第２バッテリ２１２のモータユニットへのトルク配分値を少なくし、その割合で、他のモータユニットのトルク配分値も少なくする。

一方、ステップＳ８０４で各モータユニットＭ１〜Ｍ４で必要な力行電力Ｗ１〜Ｗ４が対応する第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）で使用可能な容量ＲＬ１〜ＲＬ４に収まっていれば（ステップＳ８０４：Ｎｏ）、ステップＳ８０５の処理を行わず、ステップＳ８０６に移行する。

そして、ステップＳ８０６では、各モータユニットＭ１〜Ｍ４に対するトルク配分値を用いて、力行トルク制御を行い（ステップＳ８０６）、処理を終了する。

（回生トルク制御について）
図８は、回生トルク制御の制御内容を示すフローチャートである。図６のステップＳ７０５に示した回生トルク制御の詳細な制御内容を示している。回生時には、モータＭが電力を発生する。はじめに、コントローラ１０１は、モータユニットＭ１〜Ｍ４にそれぞれ設けられる第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）の各値を検出する（ステップＳ９０１）。第２バッテリ２１２の充電上限値はＢＵとし、現在値（残量）はＢ１〜Ｂ４とし、現在の電圧はＶ１〜Ｖ４とする。

つぎに、ブレーキペダル１０４の踏み込み量と、所定のトルク配分値により、各車輪（各モータユニットＭ１〜Ｍ４）へのトルク配分値Ｔ１〜Ｔ４を決定し、後述するモータ効率マップを用いた電力推定方法により、回生電力Ｗ１〜Ｗ４を算出する（ステップＳ９０２）。

つぎに、第２バッテリ２１２の電力回生可能な容量ＲＵを算出する（ステップＳ９０３）。具体的には、モータユニットＭ１〜Ｍ４にそれぞれ設けられる第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）について、
回生可能な容量ＲＵ１〜ＲＵ４＝充電上限値ＢＵ−現在値Ｂ１〜Ｂ４
により算出する。

つぎに、各モータユニットＭ１〜Ｍ４での回生電力Ｗ１〜Ｗ４と、ステップＳ９０３で算出した第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）で回生可能な容量ＲＵとを比較する（ステップＳ９０４）。この結果、各モータユニットＭ１〜Ｍ４の回生電力Ｗ１〜Ｗ４が対応する第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）で回生可能な容量ＲＵ１〜ＲＵ４を超えた場合には（ステップＳ９０４：Ｙｅｓ）、回生電力が回生可能な容量ＲＵ１〜ＲＵ４以下となるように、各車輪のトルク配分値を再計算する（ステップＳ９０５）。すなわち、全トルク指令値をトルク配分する際に、残量が多い第２バッテリ２１２のモータユニットへのトルク配分値を少なくし、その割合で、他のモータユニットのトルク配分値も少なくする。

一方、ステップＳ９０４で各モータユニットＭ１〜Ｍ４の回生電力Ｗ１〜Ｗ４が対応する第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）で回生可能な容量ＲＵ１〜ＲＵ４に収まっていれば（ステップＳ９０４：Ｎｏ）、ステップＳ９０５の処理を行わず、ステップＳ９０６に移行する。

そして、ステップＳ９０６では、各モータユニットＭ１〜Ｍ４に対するトルク配分値を用いて、回生トルク制御を行い（ステップＳ９０６）、処理を終了する。

（電力伝送の制御手順）
つぎに、上述した無線による電力伝送の制御手順について説明する。図９は、実施の形態にかかる無線による電力伝送の制御手順の一例を示すフローチャートである。図９の説明では、モータユニットＭ１に設けられる第２バッテリ２１２ａに対する電力伝送を例に説明するが、他のモータユニットＭ２〜Ｍ４に設けられる第２バッテリ２１２ｂ〜２１２ｄについても同様の処理を行えばよい。

はじめに、コントローラ１０１は、第２バッテリ２１２ａの各値を検出する（ステップＳ１００１）。第２バッテリ２１２ａの目標残量はＢＳとし、現在値（残量）はＢ１とし、現在の電圧はＶ１とする。また、モータユニットＭに対する無線の電源ラインＬ１の最大電流をＡｍａｘとする。この最大電流Ａｍａｘは、電源ラインＬ１上に設けられる無線伝送にかかる電力伝送アンテナ１２２ａ，１２３ａのコイルや、ドライバＩＣ等によって許容値（電流許容値）が異なる。

つぎに、電力伝送可能な上限値Ｃｍａｘと、伝送したい電力Ｄとを下記式により算出する（ステップＳ１００２）。
電力伝送可能な上限値Ｃｍａｘ＝電源ラインＬ１の最大電流Ａｍａｘ×現在の電圧Ｖ１
伝送したい電力Ｄ＝ＢＳ−Ｂ１

上記の伝送したい電力Ｄとは、電源ラインＬ１上の第１バッテリ１１１と第２バッテリ２１２ａとの間で電力伝送したい電力である。たとえば、力行時には、割り当てられたトルク配分値に対応して、第１バッテリ１１１から第２バッテリ２１２ａへの正方向に向けてモータＭを駆動するために必要な電力である。回生時には、回線電力を第１バッテリ１１１に伝送しようとする電力に相当する。

つぎに、電力伝送の電力値を決定する（ステップＳ１００３）。電力伝送の電力値は、伝送したい電力Ｄの絶対値｜Ｄ｜と、電力伝送可能な上限値Ｃｍａｘとのうち、小さい方の電力値を用いて行う。このため、伝送したい電力Ｄの絶対値が電力伝送可能な上限値Ｃｍａｘを超えていれば（ステップＳ１００３：Ｙｅｓ）、伝送したい電力Ｄが正の場合、電力伝送可能な上限値Ｃｍａｘを伝送する電力Ｄとして決定する。また、伝送したい電力Ｄが負の場合、電力伝送可能な上限値−Ｃｍａｘを伝送する電力Ｄとして決定する（ステップＳ１００４）。

一方、ステップＳ１００４において、伝送したい電力Ｄの絶対値が電力伝送可能な上限値Ｃｍａｘを超えていなければ（ステップＳ１００３：Ｎｏ）、ステップＳ１００４の処理を行わず、伝送したい電力Ｄをそのまま用い、ステップＳ１００５に移行する。

そして、ステップＳ１００５では、差分容量Ｄを第１バッテリ１１１から第２バッテリ２１２ａに無線の電源ラインＬ１を介して電力伝送する。Ｄの値が負の場合には、回生時であるため、第２バッテリ２１２ａから第１バッテリ１１１に無線の電源ラインＬ１を介して電力伝送する（ステップＳ１００５）。

（力行トルク指令値について）
図１０は、力行時のトルク指令値を示す図表である。アクセルペダル１０３の踏み込み量（横軸）に対する力行トルク指令値（縦軸）の関係を示している。コントローラ１０１のトルク制御部２２２は、図示のように、これらアクセルペダル１０３の踏み込み量と、力行時の全トルク指令値とは、比例する直線関係で制御するのではなく、アクセルペダル１０３の踏み込み量に対してはじめはなだらかに変化する曲線を有して力行トルク指令値を出力する。また、車両１００の前進時に比べて後退時の力行トルク指令値は、さらになだらかとなるよう設定している。

（回生トルク指令値について）
図１１は、回生時のトルク指令値を示す図表である。ブレーキペダル１０４の踏み込み量（横軸）に対する回生トルク指令値（縦軸）の関係を示している。コントローラ１０１は、図示のように、ブレーキペダル１０４の踏み込み量に対し、回生トルク指令値は、ほぼ直線関係となるよう制御している。また、車両の前進時に比べて後退時の回生トルク指令値は、なだらかに変化するよう設定している。

（擬似クリープトルクと擬似エンジンブレーキについて）
図１２は、ペダルを離したときのトルク指令値を示す図表である。コントローラ１０１は、アクセルペダル１０３もブレーキペダル１０４も踏まれない場合、図示のように、車速に応じてトルク指令値を変えている。

そして、車速が遅い場合は、プラス（＋）のトルクとして擬似クリープトルクを生成する。車速が速い場合は、マイナス（−）のトルクとして擬似エンジンブレーキを生成する。図示の例では、車速が４０ｋｍ／ｈ程度以上で擬似エンジンブレーキをかけ、６０ｋｍ／ｈ程度が最も大きなトルク値をかけるようになっている。６０ｋｍ／ｈ程度以上の速度では、次第に小さなトルク値をかけるようになっている。車速が中程度の場合は（図中Ｎの速度領域）、トルク指令値をゼロにして惰行運転する。

また、通常モードとエコモードとを切り替えるように構成した場合、切り替えたモード別に、車速に対するトルク指令値の特性を変えてもよい。図示の例では、通常モードに比べてエコモード時には、擬似クリープトルク値を少なくし、擬似エンジンブレーキは、マイナスの大きなトルク値としている。

（モータ効率マップを用いたモータの電力推定）
つぎに、モータ効率マップを用いたモータＭの消費電力（回生電力）推定について説明する。図１３は、モータ効率マップを示す図表である。効率マップ１４００は、モータＭの回転速度−トルク特性を示すものであり、横軸は回転速度、縦軸はトルクである。コントローラ１０１の記憶部には、図示の４象限の効率マップ１４００をあらかじめ格納しておく。

効率マップ１４００の第１〜第４象限は、それぞれ、
１．正転力行：前進中にアクセルペダルを踏んでいる状態
２．逆転力行：後退中にアクセルペダルを踏んでいる状態
３．逆転回生：後退中にブレーキペダルを踏んでいる状態
４．正転回生：前進中にブレーキペダルを踏んでいる状態
である。

コントローラ１０１のトルク制御部２２２は、アクセルペダル１０３やブレーキペダル１０４の踏み込み量から、全トルク指令量を算出する。そして、この全トルク値を所定のトルク配分によって、各車輪のモータＭごとのトルク配分値Ｔに配分する。

また、コントローラ１０１は、車両１００の走行中、各モータユニットＭ１〜Ｍ４のセンサにより回転速度Ｖｆｌ，Ｖｆｒ，Ｖｒｌ，Ｖｒｒを検出する。ここでは、回転速度をωとして説明する。そして、コントローラ１０１は、モータＭについて、効率マップ１４００を参照し、トルクＴと回転速度ωから効率ηを得る。

そして、コントローラ１０１は、以下の式から、力行時の消費電力と、回生時の回生電力をそれぞれ推定する。
・力行時
効率η＝（Ｔ・ω）／（Ｖ・Ｉ）
・回生時
効率η＝（Ｖ・Ｉ）／（Ｔ・ω）
（Ｖ，Ｉは、モータＭの電圧と電流、あるいはインバータ２０３の電圧と電流）

上記の（Ｖ・Ｉ）がモータＭの力行時の消費電力、および回生時の回生電力Ｗに相当する。コントローラ１０１は、上述したように、第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）について、現在値と、使用可能あるいは回生可能な電力を求める。そして、使用可能あるいは回生可能な電力と、算出した上記消費電力（回生電力）とを比較し、範囲内に収まるように、モータＭに対するトルク配分値を修正する。

そして、効率マップ１４００を用いることにより、より正確にモータＭの消費電力（回生電力）を判断できるようになる。これにより、電力伝送時における必要な電力量（伝送したい電力Ｄ）を精度よく推定することができ、電力伝送時の電力量を正確に算出でき、効率的な電力伝送を行うことができるようになる。

効率マップ１４００は、あらかじめ取得しておくに限らない。たとえば、車両１００の走行中に効率マップ１４００を作成してもよい。コントローラ１０１は、効率マップ生成部を備え、走行時にモータＭの消費電力と、回転数とを取得して、上記の効率マップ１４００を生成する。

このほか、あらかじめ取得した効率マップ１４００を更新する構成とすることもできる。この際、
・モータＭに流れる電流Ｉからトルク値を検出
・レゾルバ等の回転位置センサにより車輪の回転速度を検出
・第２バッテリ２１２ａとインバータ２０３ａ間に設けた電流センサおよび電圧センサにより電流と電圧を検出し、電力を算出
コントローラ１０１は、上記の検出および算出によって、車両１００の走行時に、記憶部に格納した効率マップ１４００を随時更新していくことができる。

（トルク配分例）
つぎに、各車輪のモータＭに対するトルク配分値の再配分例について説明する。図１４は、バッテリ残量が少なくなったときのトルクの再配分例を説明する図である。コントローラ１０１に対し、たとえば、アクセルペダル１０３の踏み込みにより、全トルク指令値が１００［Ｎｍ］として入力された場合を例に説明する。

図１４中の（ａ）に示すように、仮に、コントローラ１０１のトルク制御部２２２が、トルク配分値として、左右の前輪を２０［Ｎｍ］、左右の後輪を３０［Ｎｍ］にトルク配分としたとする。

ここで、図１４の（ｂ）に示すように、左前輪ＦＬのモータユニットＭ２に設けられた第２バッテリ２１２（２１２ｂに相当）のバッテリ残量が少なくなり、左前輪ＦＬのモータＭで１６［Ｎｍ］しか出力できなくなったとする。これに対応して単に左前輪ＦＬだけのトルクを下げてしまうと、左右の前輪の駆動力がアンバランスになり、車両１００の進行の向きが変わるという影響が生じる。

このため、コントローラ１０１のトルク制御部２２２は、図１４（ｃ）に示すように、トルクの再配分を行う。すなわち、左右の前輪に対し、同じトルク１６［Ｎｍ］となるようトルク配分する。また、前輪のトルクを２０［Ｎｍ］から１６［Ｎｍ」］に変更した割合（４／５）に対応して左右の後輪についても、同じ割合にするため、３０［Ｎｍ］から２４［Ｎｍ］にトルクを変更する。この場合、全トルク値は、１００［Ｎｍ］から８０［Ｎｍ］に変更されることになる。

上記説明では、第２バッテリ２１２の残量が少なくなることに基づくトルクの再配分について説明したが、バッテリ２１２が満充電に近い場合に、車両１００の制動時（ブレーキ時）についても、同様に行う。ただし、この場合、制動力としてモータＭの回生ブレーキだけでは足りなくなるため、この不足分の制動力は機械式ブレーキを併用する必要がある。

（協調ブレーキについて）
協調ブレーキとは、モータＭによる回生ブレーキと、油圧制御による機械式ブレーキとを組み合わせて、必要な制動力を生成するブレーキである。回生ブレーキと機械式ブレーキの組み合わせについては、各種方法がある。

たとえば、常に、回生ブレーキと機械式ブレーキとを所定の比率でいずれも使用する方法、所定の制動量までは回生ブレーキを使用し、所定の制動量以上となると機械式ブレーキを加えて用いる方法、所定の制動量までは機械式ブレーキを使用し、所定の制動量以上となると回生ブレーキを加えて用いる方法、等がある。

図１５−１は、実施の形態で用いる協調ブレーキの制御特性を示す図である。横軸は速度、縦軸は制動トルクである。モータＭは、速度が低いとき回転数が小さい。したがって、図示のように、このような速度が低いときには逆起電力も小さくなるため、大きな回生ブレーキを得ることができない。

したがって、実施の形態のコントローラ１０１では、モータＭの回生ブレーキだけではなく、回生ブレーキでは得られない不足分の制動トルクを機械式ブレーキにより得る協調ブレーキ制御を行うようにしている。図示の例では、機械式ブレーキの制動トルクは、回生ブレーキと逆の特性を有し、速度が低いほど大きく、速度が高くなるにつれて減少させている。これにより、ブレーキペダル１０４の踏み込み量に対応した制動トルク値を、回生ブレーキと機械式ブレーキ双方の制動力により得る。

また、第２バッテリ２１２の現在値が満充電に近くなって大きな回生ブレーキをかけることができない場合、コントローラ１０１は、低速時と同じように、回生ブレーキの制動トルクの割合を小さくし、機械式ブレーキによる制動トルクの割合を大きくして、必要な制動トルクを得るよう協調ブレーキ制御を行う。

図１５−２は、実施の形態で用いる協調ブレーキの他の制御特性を示す図である。図示の例では、回生ブレーキによって発生する電力が充電できなくなった時点で、次第に回生ブレーキによる制動トルクの割合を小さくし、逆に機械式ブレーキによる割合を大きくさせている。

以上説明したように、制動トルクをモータＭによる回生ブレーキだけではなく、機械式ブレーキを併用する協調ブレーキ制御により、広範囲な速度にわたり必要な制動トルクを発生させることができ、車両１００の走行を安全に行うことができるようになる。そして、第２バッテリ２１２の充電容量の変化により、第２バッテリ２１２に充電できないような状態が生じたときであっても、必要な制動トルクを得ることができるようになる。

（電力伝送の他の制御手順）
図１６は、バッテリ間の他の電力伝送の概要を示す図である。この例では、第２バッテリ２１２ａのバッテリ量についての各項目に二つの項目を加えている。これらは、無線放電実施判断値ＢＪ＋（プラス）と、無線充電実施判断値ＢＪ−（マイナス）である。

無線放電実施判断値ＢＪ＋は、第２バッテリ２１２ａの目標残量値ＢＳと充電上限値ＢＵとの間に設定する。また、無線充電実施判断値ＢＪ−は、目標残量値ＢＳと充電下限値ＢＬとの間に設定する。

図１７は、無線による電力伝送の制御手順の他の例を示すフローチャートである。はじめに、コントローラ１０１は、第２バッテリ２１２ａの各値を検出する（ステップＳ１７０１）。図１６に示したように、第２バッテリ２１２ａの目標残量はＢＳとし、現在値（残量）はＢ１とし、現在の電圧はＶ１とする。また、モータユニットＭに対する無線の電源ラインＬ１の最大電流をＡｍａｘとする。この最大電流Ａｍａｘは、電源ラインＬ１上に設けられる無線伝送にかかる電力伝送アンテナ１２２ａ，１２３ａのコイルや、ドライバＩＣ等によって許容値（電流許容値）が異なる。また、上限側の無線放電実施判断値ＢＪ＋と、下限側の無線充電実施判断値ＢＪ−とを用いる。

つぎに、第２バッテリ２１２ａの現在値Ｂ１が下限側の無線充電実施判断値ＢＪ−未満であるか判断する（ステップＳ１７０２）。第２バッテリ２１２ａの現在値Ｂ１が下限側の無線充電実施判断値ＢＪ−未満であれば（ステップＳ１７０２：Ｙｅｓ）、下限側の無線充電実施判断値ＢＪ−から現在値Ｂ１を引いた値を伝送したい電力Ｄとする（ステップＳ１７０３）。

一方、第２バッテリ２１２ａの現在値Ｂ１が下限側の無線充電実施判断値ＢＪ−を超えていれば（ステップＳ１７０２：Ｎｏ）、第２バッテリ２１２ａの現在値Ｂ１が上限側の無線放電実施判断値ＢＪ＋を超えているか判断する（ステップＳ１７０４）。第２バッテリ２１２ａの現在値Ｂ１が上限側の無線放電実施判断値ＢＪ＋を超えていれば（ステップＳ１７０４：Ｙｅｓ）、上限側の無線放電実施判断値ＢＪ＋から現在値Ｂ１を引いた値を伝送したい電力Ｄとする（ステップＳ１７０５）。第２バッテリ２１２ａの現在値Ｂ１が上限側の無線放電実施判断値ＢＪ＋未満であれば（ステップＳ１７０４：Ｎｏ）、処理を終了する。

上記の処理により、第２バッテリ２１２ａの現在値が、上限側の無線放電実施判断値よりも大きい場合、あるいは下限の無線充電実施判断値よりも小さい場合は、現在値との差分のみの電力を無線により電力伝送させるようにする。

上記ステップＳ１７０３，ステップＳ１７０５の処理後、電力伝送可能な上限値Ｃｍａｘを下記式により算出する（ステップＳ１７０６）。
電力伝送可能な上限値Ｃｍａｘ＝無線により電力伝送できる最大電流Ａｍａｘ×現在の電圧Ｖ１

上記の伝送したい電力Ｄとは、電源ラインＬ１上の第１バッテリ１１１と第２バッテリ２１２ａとの間で電力伝送したい電力である。たとえば、力行時には、割り当てられたトルク配分値に対応して、第１バッテリ１１１から第２バッテリ２１２ａへの正方向に向けてモータＭを駆動するために必要な電力である。回生時には、回線電力を第１バッテリ１１１に伝送しようとする電力に相当する。

つぎに、電力伝送の電力値を決定する（ステップＳ１７０７）。電力伝送の電力値は、伝送したい電力Ｄの絶対値｜Ｄ｜と、電力伝送可能な上限値Ｃｍａｘとのうち、小さい方の電力値を用いて行う。このため、伝送したい電力Ｄの絶対値が電力伝送可能な上限値Ｃｍａｘを超えていれば（ステップＳ１７０７：Ｙｅｓ）、伝送したい電力Ｄが正の場合、電力伝送可能な上限値Ｃｍａｘを伝送する電力Ｄとして決定する。また、伝送したい電力Ｄが負の場合、電力伝送可能な上限値−Ｃｍａｘを伝送する電力Ｄとして決定する（ステップＳ１７０８）。

一方、ステップＳ１７０７において、伝送したい電力Ｄの絶対値が電力伝送可能な上限値Ｃｍａｘを超えていなければ（ステップＳ１７０７：Ｎｏ）、ステップＳ１７０８の処理を行わず、伝送したい電力Ｄをそのまま用い、ステップＳ１７０９に移行する。

そして、ステップＳ１７０９では、差分容量Ｄを第１バッテリ１１１から第２バッテリ２１２ａに無線により電力伝送する。Ｄの値が負の場合には、第２バッテリ２１２ａから第１バッテリ１１１に無線により電力伝送する（ステップＳ１７０９）。

上記の電力伝送の制御処理によれば、無線による電力損失が無視できない場合、現在値が無線充電実施判断値を超えたときのみ、非接触充電による電力伝送を実施している。これにより、無線による電力伝送量は、現在値が無線充電実施判断値あるいは無線放電実施判断値に近づくようにする。これにより、充電上限値と充電下限値に近づきにくくできるため、過充電や過放電を防止するための力行トルクや回生トルク制限の必要性が少なくなる。

（車輪および電力伝送アンテナの構造例）
図１８−１，図１８−２は、それぞれ車輪および電力伝送アンテナの構造例を示す図である。図１８−１は、電力伝送アンテナを地面に対し垂直に設けた構造例である。車両１００の車輪１８００は、ホイール１８０１にタイヤ１８０２が装着されてなる。ホイール１８０１内部には、モータ（インナーモータ）Ｍが設けられる。

ホイール１８０１と、車両１００との間には、サスペンション１８０３が上下に設けられ、路面の凹凸による車輪１８００（タイヤ１８０２）の上下ストロークをサスペンション１８０３が吸収する。

そして、車輪１８００側には、上述したインバータ２０３と、第２バッテリ２１２と、電力伝送アンテナ１２３と、受信回路（ＡＣ−ＤＣ変換部２０１，双方向チョッパ２０２を含む）１８１０が設けられる。車両１００側には、電力伝送アンテナ１２３と対向するように電力伝送アンテナ１２２と送信回路（ＤＣ−ＡＣ変換部１２１を含む）１８１１が設けられる。これら一対の電力伝送アンテナ１２２，１２３の面は、地面に対し垂直に設けられている。

上記構成において、路面の凹凸による車輪１８００の上下ストロークが大きいと、一対の電力伝送アンテナ１２２，１２３の中心がずれ、無線による電力伝送の効率が低下する。このため、車輪１８００の上下ストローク量を検出し、後述するように、車輪１８００の上下ストローク量に応じて電力伝送アンテナ１２２を上下方向に移動させ、中心のずれをなくす。

図１８−２は、電力伝送アンテナを地面に対し水平に設けた構造例である。図示の例では、車輪１８００の上部位置に地面に対し水平に一対の電力伝送アンテナ１２２，１２３を設けている。この図に示す例では、車輪１８００が上下にストローク動作しても、一対の電力伝送アンテナ１２２，１２３間は、中心のずれは生じないが、電力伝送アンテナ１２２, １２３間の距離が変化するため、無線による電力伝送効率が変化する。

このため、この実施の形態では、車輪１８００の上下ストローク量に対応して一対の電力伝送アンテナ１２２，１２３のうち一方（たとえば、車両１００側の電力伝送アンテナ１２２）を同方向（上下）に移動させることにより、伝送効率がよい状態を保ち電力伝送を行うようにする。

図１９−１，図１９−２は、それぞれ電力伝送アンテナの移動構造例を示す図である。図１９−１は、図１８−１に示した電力伝送アンテナを地面に対し垂直に設けた構造例において、電力伝送アンテナ１２２を上下方向に移動自在にする構造を示している。この図に示すように、電力伝送アンテナ１２２は、アクチュエータ（あるいはサーボモータやステッピングモータ等のモータ）１９０１により上下移動可能である。また、一対の電力伝送アンテナ１２２，１２３には、相互のずれの位置を検出するための位置検出器１９０２が設けられている。

位置検出器１９０２は、たとえば、車輪１８００側にＬＥＤやレーザ等の発光部１９０２ａを設け、車両１００側に発光部１９０２ａの光を受光する受光部１９０２ｂを設けて構成する。これにより、一対の電力伝送アンテナ１２２, １２３の相互のずれの状態を検出できる。あるいは、距離センサを設けて地面までの距離を測定し、一対の電力伝送アンテナ１２２, １２３の相互のずれの状態を検出する構成とする。

図１９−２は、図１８−２に示した電力伝送アンテナを地面に対し水平に設けた構造例において、電力伝送アンテナ１２２を上下方向に移動自在にする構造を示している。この構造例では、電力伝送アンテナ１２２は、アクチュエータ１９０１により上下移動可能とする。また、一対の電力伝送アンテナ１２２，１２３には、相互のずれの位置を検出するための位置検出器１９０２を設ける。

位置検出器１９０２は、たとえば、距離センサを用いて一対の電力伝送アンテナ１２２,１２３間の上下方向のずれを検出する構成とする。

そして、位置検出器１９０２は、たとえば、車輪１８００側にＬＥＤやレーザ等の発光部１９０２ａを設け、車両１００側に発光部１９０２ａの光を受光する受光部１９０２ｂを設けて構成する。これにより、一対の電力伝送アンテナ１２２，１２３の相互のずれの状態を検出できる。

（アンテナ位置制御の構成例）
図２０は、位置検出器を用いた場合のアンテナ位置制御の構成を示すブロック図である。このアンテナ位置制御にかかる構成は、コントローラ１０１の残量制御部２２１の一機能として設けられる。そして、この構成例１では、位置検出器１９０２として距離センサを用い、この距離センサを車両１００側に配置し、車輪１８００側の電力伝送アンテナ１２３との間の距離を測定する。

アンテナ位置制御部２００１は、平地での停止時等、当初（たとえば基準の上下ストローク位置）に対応した位置指令に対し、車両１００の走行時における路面の凹凸に起因する偏差が位置検出器（距離センサ）１９０２から入力される。制御演算部２００２は、この偏差分を検出し、駆動回路２００３を介してアクチュエータ（あるいはサーボモータ等）１９０１を動作させる。この際、アクチュエータ１９０１の動作方向は、一対の電力伝送アンテナ１２２，１２３の中心のずれを解消する方向であり、たとえば、車輪１８００が上方向にストローク動作したときには、アクチュエータ１９０１を同じ上方向に移動させる。

この結果、位置検出器１９０２では、偏差（中心のずれ）を少なくできたことを検出できるようになり、常に偏差が０となった位置でアクチュエータ１９０１を保持させることができるようになる。このように、フィードバックループにより、常に、一対の電力伝送アンテナ１２２，１２３を同じ中心位置となるよう制御することができ、電力の伝送効率を常に良好な状態に保つことができるようになる。

図２１は、図２０に示したアンテナ位置制御部の回路構成を示すブロック図である。図２０に示したアンテナ位置制御部２００１の制御演算部２００２は、コントローラ１０１の一機能を用いることができる。位置検出器（距離センサ）１９０２の出力をコントローラ（ＣＰＵ）１０１で取り込み、アクチュエータ１９０１近傍に設けた駆動回路２００３により駆動信号を生成して、アクチュエータ（Ｍ）１９０１を駆動し、電力伝送アンテナ１２２を移動させる。

位置検出器１９０２としては、他に光検出センサを用い、この光検出センサにより一対の電力伝送アンテナ１２２，１２３間の位置ずれを検出する構成とすることもできる。また、車両１００にアクティブサスペンションシステムが搭載されている場合、路面の凹凸や車体の動きをセンサで検出し、コントローラ１０１が各車輪のダンパーを制御して車両１００の路面変化の振動を吸収でき、コーナリングの安定性を得ることができるようになっている。上述した位置検出器は、アクティブサスペンションシステムに用いられているセンサを利用することもできる。

（電力伝送制御予測について）
つぎに、上記無線による電力伝送の構成を用い、車両１００の走行計画に基づき電力伝送制御を予測する構成について説明する。車両１００の走行前の状態で、車両１００が目的地まで移動する際に消費する電力の推移を予測することにより、電力伝送制御を計画的、かつ効率的に行うことができるようになる。

図２２は、車両と各車輪との間の電力伝送の系統を示す図である。コントローラ１０１は、車両１００に設けられる第１バッテリ１１１と、各車輪１８００（ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬ）に設けられる第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）との間で、電力伝送アンテナ１２２（１２２ａ〜１２２ｄ）、１２３（１２３ａ〜１２３ｄ）を介しての電力伝送を制御する。このコントローラ１０１には、車両１００に搭載されるナビゲーション装置２３００が接続されている。

このように、車両１００には、第１バッテリ１１１だけではなく、各車輪１８００ごとに複数の第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）を設けているため、１台の車両１００に複数の電力供給なバッファが存在することとなる。これにより、複数の第２バッテリ２１２は、第１バッテリ１１１を介して相互に電力を供給するなど、電力伝送の自由度を増やすことができるようになる。

ナビゲーション装置２３００は、車両１００が目的地に走行する際の走行計画に基づき、走行履歴や地図情報（道路情報）を収集し、時間や距離が短い走行経路等の情報を出力する。コントローラ１０１は、この走行経路上の道路情報に基づき、車両１００が目的地まで移動する際に消費する電力の推移を予測する。

図２３は、車両走行時の消費電力および回生電力の推移の例を示す図表である。図示のように、車両１００の走行時には、走行経路上の道路状態（カーブや傾斜、停止発進等）に応じてモータＭ（Ｍ１〜Ｍ４）が電力を消費する（力行パワー）。また、時期Ｔ１、Ｔ２では、停止時のブレーキ操作によってモータＭ（Ｍ１〜Ｍ４）が電力（回生電力）を発生させる（回生パワー）。また、図示のように、時期Ｔ３に示す長時間にわたる下り坂では、回生パワーも同様に長時間にわたり継続して発生することになる。

図２４は、複数の第２バッテリおよびモータに対する電力伝送の概要を示す図である。第１バッテリ１１１と第２バッテリ２１２ａ間の電力ＰＡ、第２バッテリ２１２ａとモータＭ１間の電力ＰＢ、第２バッテリ２１２ａの容量が４０Ｗｈとする。なお、第２バッテリ２１２ａの残量Ｂ１は１２Ｗｈであるとする。

コントローラ１０１は、第１バッテリ１１１と第２バッテリ２１２ａ間の電力ＰＡが０ｋＷ〜１ｋＷの場合、モータＭ１により回生された電力をメイン（第１バッテリ１１１）側に戻さない制御を行い、電力ＰＡが−１ｋＷ〜１ｋＷの場合、モータＭ１により回生された電力をメイン（第１バッテリ１１１）側に戻す制御を行う。これに対し、第２バッテリ２１２ａとモータＭ１間の電力ＰＢは、−４ｋＷ〜４ｋＷの範囲を有する。

図２５は、伝送する電力の変化状態を示す図である。図２３に示した時間ごとの変化に対応した電力ＰＡ，ＰＢを示している。（ａ）に示すように、第１バッテリ１１１と第２バッテリ２１２ａ間で伝送する電力ＰＡの範囲は小さく、第２バッテリ２１２ａとモータＭ１間で伝送する電力ＰＢの範囲を大きく設定している。これにより、車両１００と車輪１８００間で伝送する電力を小さくできるため、電力伝送アンテナ１２２（１２２ａ〜１２２ｄ）、１２３（１２３ａ〜１２３ｄ）を用いた比較的小電力な無線による電力伝送が行える。

（ｂ）は電力ＰＢと電力ＰＡの差分の電力ＰＣの変化を示している。この電力ＰＣは、図２４の第２バッテリ２１２ａに充電される電力に相当する。（ｃ）は第２バッテリ２１２ａの残量変化を示している。第２バッテリ２１２ａは、電力変化に対して緩衝的な役割を果たすため、第２バッテリ２１２ａに供給する最大給電電力（１ｋＷ）を、モータＭ１に対して供給が必要な最大瞬時電力（４ｋＷ）より小さくすることができる。

図２６は、モータの消費電力の変化状態を示す図である。マイナス側はモータＭ１が発生する回生電力である。図示のように、モータＭ１が最大瞬間電力として４ｋＷを消費および回生する。これに対し、第２バッテリ２１２ａがモータＭ１に供給する電力ＰＢの最大供給電力は０．８〜１ｋＷ程度に設定できる。

図２７は、モータの消費電力量および第２バッテリの蓄電残量の変化を示す図である。モータＭ１にそれぞれ最大供給電力（０．８〜１ｋＷ）で電力を供給することにより、モータＭ１の消費電力量の変化に対応する電力を供給できる。

また、図の下部には、それぞれ最大供給電力（０．８〜１ｋＷ）における第２バッテリ２１２ａの残量変化を示している。この図では、第２バッテリ２１２ａ（ＥＣ）の容量が４０Ｗｈであり、初期電力量（現在値Ｂ１）が２０Ｗｈであったとする。

図には、時期Ｔ１，Ｔ２において信号停止等により積算の消費電力量が増加しないとき、第２バッテリ２１２ａの充電が進むことが示されている。また、図示のように、最大供給電力が０．８〜１ｋＷと設定したとき、第２バッテリ２１２ａの容量の範囲内に収めることができることが示されている。なお、後述する電力伝送予測により、第２バッテリ２１２ａの残量（現在値Ｂ１）が充電上限値ＢＵおよび充電下限値ＢＬの範囲内となるよう伝送制御される。

（電力伝送予測の処理手順について：処理例１）
つぎに、電力伝送予測の処理手順について説明する。図２８は、電力伝送予測の全体手順を示すフローチャートである。図示の処理は、コントローラ１０１の給電制御手段（残量制御部）２２１が実行する。

はじめに、ナビゲーション装置２３００から車両１００の予定経路の道路情報等を取得し、目的地までの車両１００の走行時における時間経過ごとのモータＭ（Ｍ１〜Ｍ４）の消費電力（図２７参照）、電力伝送アンテナ１２２，１２３の伝送効率、第２バッテリ２１２に対して給電（回生）する電力を予測する（ステップＳ２８０１）。

そして、第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）に対して必要な電力伝送（充電電力、図２７参照）の最適充電計画を作成する（ステップＳ２８０２）。ここでは、たとえば、モータＭの消費電力に対応した最大供給電力（０．８〜１ｋＷ）を設定する。最大供給電力はいずれかに固定するに限らず、モータＭ１の消費電力に応じて可変することもできる。

そして、図２７等に示したように、第２バッテリ２１２の残量（現在値Ｂ１）が充電上限値ＢＵおよび充電下限値ＢＬの範囲内で過充電等を防ぎ過不足なく充電するための電力伝送の制御を行う。最も簡単な例では、後述するように、第２バッテリ２１２に対する給電をＯＮ／ＯＦＦで切り替える。給電が必要な場合にＯＮとし、給電が不要な場合には、ＯＦＦに切り替える。この後、車両１００の通常走行を開始する（ステップＳ２８０３）。

図２９は、予測処理の詳細な手順を示すフローチャートである。この処理は、力行時における電力伝送予測であり、図２８のステップＳ２８０１の処理の詳細を示している。はじめに、ナビゲーション装置２３００から車両１００の予定経路を取得し、予定経路上のある距離までの区間を設定する（ステップＳ２９０１）。この後、予定経路を複数の区間に区切り各区間ごとに以下の処理を行う。

まず、ナビゲーション装置２３００から、区間の道路線形（カーブ／勾配等）、走行速度（法定速度とする）、渋滞状況を取得し、これらにより車両１００の時系列な速度プロファイル（時間ごとの速度の変化状態）を予測（作成）する（ステップＳ２９０２）。つぎに、消費電力予測により、速度プロファイルからモータＭの消費電力プロファイルを予測（作成）する（ステップＳ２９０３）。消費電力予測は、後述する車両１００の走行抵抗、効率マップ等を用いた算出により得る。

つぎに、区間の道路線形（カーブ／勾配等）から電力伝送アンテナ１２２，１２３間の位置ずれを推定し、伝送効率プロファイルを予測（作成）する（ステップＳ２９０４）。上述したように、車両１００はカーブの通過時に車輪１８００が旋回し、電力伝送アンテナ１２２，１２３間の中心がずれて伝送効率が変化する。このステップＳ２９０４の処理は、図１９−１，図１９−２等を用いて上述したような、電力伝送アンテナ１２２をアクチュエータ１９０１で移動させ、中心位置のずれを解消する構成とした場合、実行しないこともできる。

そして、第２バッテリ２１２の残量（現在値Ｂ１）が基準範囲（充電上限値ＢＵおよび充電下限値ＢＬ）外になると、給電を自動的に停止／あるいは再開する伝送を行うと仮定し、上記の消費電力プロファイルと伝送効率プロファイルから蓄電残量プロファイルを予測（作成）する（ステップＳ２９０５）。

（走行抵抗、速度プロファイルについて）
上記の走行抵抗は、下記式で表される。
走行抵抗Ｆｄｒ（ｔ）［Ｎ］＝空気抵抗＋転がり抵抗＋勾配抵抗＋加速抵抗＋内部抵抗
＝１／２・ρＣ_DＡｖ（ｔ）²＋μｒ（ｘ）ｍｇ＋ｍｇｓｉｎθ（ｘ）＋ｍ（ｄｖ（ｔ）／ｄｔ）＋Ｒｉ
（Ｆｄ：駆動力、ρ：空気密度、Ｃ_D：Ｃ_D値、Ａ：前面投影面積、μｒ：転がり抵抗係数、ｍ：車重、ｇ：重力加速度、Ｒｉ：内部抵抗）
なお、内部抵抗とは、駆動系の機械損失を含む、空気抵抗、転がり抵抗、勾配抵抗、加速抵抗以外の抵抗成分のことであり、ここでは既知のものであると仮定している。

図３０は、勾配角および転がり抵抗係数の変化状態の例を示す図である。（ａ）は時間ごとの勾配角の変化を示し、車両１００の登坂時および降坂時にそれぞれ勾配抵抗が変化する。（ｂ）は転がり抵抗係数の変化を示し、車輪１８００のタイヤが走行時に受ける抵抗が変化する。タイヤ空気圧変化や路面状態変化等により生じる。

予定経路の走行距離ｘ（ｔ）［ｍ］は、上記の速度プロファイルｖ（ｔ）［ｍ／ｓ］から、

で示される。

上記の消費電力プロファイル［Ｗ］は、Ｐｃ（ｔ）＝（Ｆｄｒ（ｔ）・ｖ（ｔ））／（ηｍ（Ｔ（ｔ），ω（ｔ））で示される。

ω（ｔ）は、車輪１８００の角速度［ｒａｄ／ｓ］であり、
ω（ｔ）＝ｖ（ｔ）／ｒ
で示される。
トルクＴ［Ｎ］は、
Ｔ（ｔ）＝Ｊ・（（ｄω（ｔ））／ｄｔ）＋ｒ・Ｆｄｒ（ｔ）
で示される。
（Ｊ：車輪イナーシャ、ｒ：タイヤ半径）

ηｍ（Ｔ，ω）は、上記の効率マップ１４００のトルクＴに対応した効率ηである。

（伝送効率の変化について）
上記の図１８−１および図１８−２で説明したように、車両１００は、カーブ走行時にはハンドル操作により車輪１８００が旋回し、一対の電力伝送アンテナ１２２，１２３の中心にずれが生じ、伝送効率が変化する。以下の説明では、電力伝送アンテナ１２２，１２３の位置が固定された構成におけるアンテナ位置ずれについて説明する（なお、図１９−１等に示したように電力伝送アンテナ１２２が可動とされ、位置ずれを低減させる構成においても、位置ずれを完全になくすことはできないため、同様に適用することもできる）。

図３１は、旋回時の電力伝送アンテナの伝送効率の変化を示す図表である。一対の電力伝送アンテナ１２２，１２３間での伝送効率ηｔは図示のように、０中心（車両１００の向きと車輪１８００の向きが一致）のとき最大となる。そして、車両１００が曲率半径Ｒのカーブを通過する際、ハンドル（ステアリング）角δを有して旋回したとき、このステアリング角δが大きいほど伝送効率ηｔが低下する。これは図１８−１および図１８−２に示した垂直型、水平型のいずれにおいても生じる。

図３２は、車輪の上下ストローク量を説明する図である。（ａ）に示すように車両１００が勾配角θで登坂するとき、車両１００に対して車輪１８００が上下に移動し、平地走行と比較して、前輪サスペンションは伸び、後輪サスペンションは縮むため、それぞれ上下ストローク量ξが変化する。また、（ｂ）に示すように道路の凹凸を通過するときにおいても、上下ストローク量実効値ξrmsが生じる。上下ストローク量ξや上下ストローク量実効値ξrmsが多くなるほど図３１とほぼ同様の特性を有して、伝送効率ηｔが低下する。

図３３は、道路状態別の変位量を示す図表である。（ａ）に示すように、直線道路を走行中には、ステアリング角δは０となるが、カーブ走行中には曲率半径Ｒに応じてステアリング角δが大きくなる。（ｂ）に示すように、登坂中あるいは降坂中においては、勾配θに応じて上下ストローク量ξが大きくなる。（ｃ）に示すように、道路の凹凸が少ない場所では上下ストローク量実効値ξrmsが少なく、凹凸が多い場所を通過するときには凹凸に対応した上下ストローク量ξが生じる。

（伝送効率プロファイルについて）
伝送効率プロファイルη（ｔ）は、下記式のように、ステアリング角と上下ストローク量により示される。

（蓄電残量プロファイルについて）
蓄電残量プロファイルは下記式のように、時間経過ごとに、第２バッテリ２１２に対する供給電力の累積量からモータＭ等による消費電力ＰＢの累積量を引くことで得られる。ＰＡは供給電力［Ｗ］であり、ここでは定数としている。

図３４は、第２バッテリの残量の変化状態を示す図表である。上記の蓄電残量プロファイルが示す、時間経過ごとの第２バッテリ２１２（ＥＣ）の容量の予測値の推移を示している。

図３５は、最適充電計画の処理内容の概要を示すフローチャートである。上記ステップＳ２８０２の処理内容を記載してある。この処理は上述したように、コントローラ１０１（給電制御手段（残量制御部）２２１）が行う。この処理では、第２バッテリ２１２の蓄電残量（現在値Ｂ１）が基準範囲内に収まるように最適充電計画を作成し（ステップＳ３５０１）、車両１００の走行開始時に、この最適充電計画に基づいた無線充電を開始する（ステップＳ３５０２）。この基準範囲は、たとえば、上述した充電上限値ＢＵと充電下限値ＢＬ（図５，図１６参照）を設定できる。

つぎに、ステップＳ３５０２に示した最適充電計画の詳細について説明する。ここでは、第２バッテリ２１２のマージンを５％とし充電上限値ＢＵを最大容量ＥＣｍａｘの９５％、充電下限値ＢＬを５％に設定したとする。そして、第２バッテリ２１２の残量がこの充電上限値ＢＵに対応して設定された無線放電実施判断値ＢＪ＋（たとえば９０％）を超えると予測された時期に無線充電をＯＦＦにする計画を作成する。なお、充電下限値ＢＬに対応して無線充電実施判断値ＢＪ−（たとえば１０％）についても設定しておく。

たとえば、ある時期ｔ０に残量ＥＣ（ｔ）（上記の現在値Ｂ１）が９０％に達するとする。ＥＣ（ｔ０）＝０．９ＥＣｍａｘ
このとき、第２バッテリ２１２の残量が予測値よりも、たとえば２０％だけ下回るようにしておく計画であるとすると、コントローラ１０１（給電制御手段２２１）は、この容量２０％に相当する分だけ、無線充電をＯＦＦにする休止期間Ｔを下記式に基づき求める。

図３６は、残量と充電上限値の関係を示す図表、図３７は、無線充電のＯＦＦ期間を説明する図表である。図３６の（ａ）に示すように、第２バッテリ２１２の残量がこの充電上限値ＢＵを超えると予測された時期ｔ０が生じたとする。この場合、図３７の（ａ）に示すように、時期ｔ０を基準に遡り、休止期間Ｔを設定する。そして、図３７の（ｂ）に示すように、この休止期間Ｔだけ第２バッテリに対する無線充電をＯＦＦにする。これにより、図３６の（ｂ）に示すように、時期ｔ０では少なくとも充電上限値ＢＵを超えた過充電の状態となることを防ぐことができるようになる。この図の例では、時期ｔ０の残量は７０％にすることができる。

（最適充電計画にしたがった給電制御処理）
以下の説明では、処理例１により作成された最適充電計画にしたがった給電制御処理の処理内容について説明する。図３８は、給電制御の処理内容を示すフローチャートである。コントローラ１０１（給電制御手段２２１）は、はじめに通常走行モードで起動し、電源ＯＮで走行可能な状態のとき（ステップＳ３８０１：Ｎｏ）、以下の処理を実行する。電源ＯＦＦの場合には（ステップＳ３８０１：Ｙｅｓ）、処理を終了する。

つぎに、第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）それぞれの残量（現在値Ｂ１）を検出する（ステップＳ３８０２）。たとえば、残量は現在の電圧Ｖ（Ｖ１〜Ｖ４）に基づき検出できる。つぎに、あるモータＭ（Ｍ１〜Ｍ４のいずれか）の第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄのいずれか）の残量が無線放電実施判断値ＢＪ＋（図１６参照）以上であるか判断する（ステップＳ３８０３）。いずれかの第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）の残量が無線放電実施判断値ＢＪ＋以上の場合には（ステップＳ３８０３：Ｙｅｓ）、無線充電中であるか判断する（ステップＳ３８０４）。

無線充電中であれば（ステップＳ３８０４：Ｙｅｓ）、通常モードから第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）に対する過充電を回避する最適配分モードに切り替え、この最適配分モードによる処理を実行する（ステップＳ３８０５）。無線充電中でなければ（ステップＳ３８０４：Ｎｏ）、無線充電を停止し（ステップＳ３８０６）、ステップＳ３８０２に戻る。

また、ステップＳ３８０３において、いずれかの第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）の残量が無線放電実施判断値ＢＪ＋未満の場合には（ステップＳ３８０３：Ｎｏ）、つぎに、この第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）の残量が無線充電実施判断値ＢＪ−以下であるか判断する（ステップＳ３８０７）。いずれかの第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）の残量が無線充電実施判断値ＢＪ−以下でなければ（ステップＳ３８０７：Ｎｏ）、無線充電を継続し（ステップＳ３８０８）、ステップＳ３８０２に戻る。

一方、いずれかの第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）の残量が無線充電実施判断値ＢＪ−以下であれば（ステップＳ３８０７：Ｙｅｓ）、無線充電中であるか判断する（ステップＳ３８０９）。

無線充電中であれば（ステップＳ３８０９：Ｙｅｓ）、通常モードから第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）に対する過放電を回避する最適配分モードに切り替え、この最適配分モードによる処理を実行する（ステップＳ３８１０）。無線充電中でなければ（ステップＳ３８０９：Ｎｏ）、無線充電を再開し（ステップＳ３８１１）、ステップＳ３８０２に戻る。

図３９は、過充電回避の最適配分モードの処理内容を示すフローチャートである。図３８のステップＳ３８０５の詳細な処理内容を示す。はじめに、車両１００から駆動力あるいは制動力の指令を受信する（ステップＳ３９０１）。たとえば、駆動力の指令はアクセルペダル１０３の操作によりコントローラ１０１へ入力される全トルク指令値であり、制動力の指令はブレーキペダル１０４の操作により入力されるブレーキ量である。

車両１００から駆動力の指令を受信したときには（ステップＳ３９０２：駆動力）、全駆動力（全トルク値）は固定のまま、車両１００の前後の車輪１８００に対する駆動力配分を最適化する（ステップＳ３９０３）。過充電となる車輪１８００のトルク配分値を他の車輪１８００の配分値より高くする。一方、車両１００から制動力の指令を受信したときには（ステップＳ３９０２：制動力）、全駆動力（全トルク値）は固定のまま、車両１００の前後の車輪１８００に対する制動力配分を最適化する（ステップＳ３９０４）。過充電となる車輪１８００のトルク配分値を他の車輪１８００の配分値より低くする。これら駆動力および制動力の配分は、コントローラ１０１の駆動制御手段（トルク制御部）２２２が行うトルク再配分に相当する（図１４等参照）。

ステップＳ３９０３，あるいはステップＳ３９０４の実行後、コントローラ１０１の給電制御手段２２１は、再度、第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）の残量を検出する（ステップＳ３９０５）。そして、各モータＭ（Ｍ１〜Ｍ４）の第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）の残量が無線放電実施判断値ＢＪ＋以上であるか判断する（ステップＳ３９０６）。全ての第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）の残量が無線放電実施判断値ＢＪ＋以下の場合には（ステップＳ３９０６：Ｙｅｓ）、通常走行モード（図３８）に戻るが、いずれかの第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）の残量が無線放電実施判断値ＢＪ＋を超えている場合には（ステップＳ３９０６：Ｎｏ）、ステップＳ３９０２に戻る。

図４０は、過放電回避の最適配分モードの処理内容を示すフローチャートである。図３８のステップＳ３８１０の詳細な処理内容を示す。はじめに、車両１００から駆動力あるいは制動力の指令を受信する（ステップＳ４００１）。

車両１００から駆動力の指令を受信したときには（ステップＳ４００２：駆動力）、全駆動力（全トルク値）は固定のまま、車両１００の前後の車輪１８００に対する駆動力配分を最適化する（ステップＳ４００３）。過放電となる車輪１８００のトルク配分値を他の車輪１８００の配分値より低くする。一方、車両１００から制動力の指令を受信したときには（ステップＳ４００２：制動力）、全駆動力（全トルク値）は固定のまま、車両１００の前後の車輪１８００に対する制動力配分を最適化する（ステップＳ４００４）。過放電となる車輪１８００のトルク配分値を他の車輪１８００の配分値より高くする。

ステップＳ４００３，あるいはステップＳ４００４の実行後、コントローラ１０１の給電制御手段２２１は、再度、第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）の残量を検出する（ステップＳ４００５）。そして、各モータＭ（Ｍ１〜Ｍ４）の第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）の残量が無線充電実施判断値ＢＪ−以上であるか判断する（ステップＳ４００６）。全ての第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）の残量が無線充電実施判断値ＢＪ−以上の場合には（ステップＳ４００６：Ｙｅｓ）、通常走行モード（図３８）に戻るが、いずれかの第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）の残量が無線充電実施判断値ＢＪ−未満であれば（ステップＳ４００６：Ｎｏ）、ステップＳ４００２に戻る。

上記の処理によれば、車両の予定経路の情報を収集し、消費電力を予測することにより、目的地に至るまで第２バッテリに対する無線充電を効率的に行える電力伝送の計画を最適化することができるようになる。また、複数の第２バッテリのいずれも過充電および過放電を防止できる。

（電力伝送予測の処理手順について：処理例２）
つぎに、力行時および回生時の電力伝送予測の処理手順について説明する。この電力伝送予測処理においても、基本処理は、図２８に示したと同様である。図４１は、予測処理の詳細な手順を示すフローチャートである。この処理は、力行時および回生時における電力伝送予測であり、図２８のステップＳ２８０１の処理の詳細を示している。

この場合の電力伝送の系統は、図２と同様の構成とし、車両１００（第１バッテリ１１１）から車輪１８００（第２バッテリ２１２）側に無線充電を行う場合と、車輪１８００（第２バッテリ２１２）から車両１００（第１バッテリ１１１）側に無線放電を行う場合とを切り替えて伝送できる。

電力伝送の系統はこれに限らず、電源ラインＬ１〜Ｌ４の各系統に設ける電力伝送アンテナ１２２，１２３について、無線充電側専用の系統と、無線放電側専用の系統とを電源ラインＬ１〜Ｌ４にそれぞれ独立して設ける構成にもできる。

はじめに、ナビゲーション装置２３００から車両１００の予定経路を取得し、予定経路上のある距離までの区間を設定する（ステップＳ４１０１）。この後、予定経路を複数の区間に区切り各区間ごとに以下の処理を行う。

まず、ナビゲーション装置２３００から、区間の道路線形（カーブ／勾配等）、走行速度（法定速度とする）、渋滞状況を取得し、これらにより車両１００の速度プロファイル（時間ごとの速度の変化状態）を予測（作成）する（ステップＳ４１０２）。つぎに、消費電力予測により、速度プロファイルからモータＭの消費・回生電力プロファイルを予測（作成）する（ステップＳ４１０３）。消費・回生電力予測は、上記処理例１での説明と同様に、車両１００の走行抵抗、効率マップ等を用いた算出により得る。

つぎに、区間の道路線形（カーブ／勾配等）から電力伝送アンテナ１２２，１２３間の位置ずれを推定し、伝送効率プロファイルを予測（作成）する（ステップＳ４１０４）。

そして、第２バッテリ２１２の残量（現在値Ｂ１）が基準範囲（充電上限値ＢＵおよび充電下限値ＢＬ）外になると、無線充電および無線放電を自動的に停止／あるいは再開する伝送を行うと仮定し、消費・回生電力プロファイルと伝送効率プロファイルから蓄電残量プロファイルを予測（作成）する（ステップＳ４１０５）。

図４２は、最適充放電計画の処理内容の概要を示すフローチャートである。上記ステップＳ２８０２の処理内容を記載してある。この処理では、第２バッテリ２１２の蓄電残量（現在値Ｂ１）が基準範囲内に収まるように最適充電計画および最適放電計画を作成し（ステップＳ４２０１）、車両１００の走行開始時に、この最適充電計画および最適放電計画に基づいた無線充放電を開始する（ステップＳ４２０２）。

上記のステップＳ４２０２に示した最適充電計画の詳細について説明する。上記処理例１での説明と同様に、たとえば、ある時期ｔ０に残量ＥＣ（ｔ）（上記の現在値Ｂ１）が９０％に達するとする。このとき、第２バッテリ２１２の残量が予測値よりも、たとえば２０％だけ下回るようにしておく計画であるとすると、コントローラ１０１（給電制御手段２２１）は、この容量２０％に相当する分だけ、無線充電をＯＦＦにする休止期間Ｔを上記処理例１と同様に求める。

しかし、第２バッテリ２１２の残量が無線充電の休止期間Ｔを設定したことにより、この休止期間Ｔの期間中に容量が充電下限値ＢＬの５％以下になってしまう場合がある。この処理例２では、残量が充電下限値ＢＬ以下となる容量２０％に相当する分だけの無線放電期間Ｔ２を下記式により求める。

図４３は、残量と充電上限・下限値の関係を示す図表、図４４は、無線充電期間と無線放電期間を説明する図表である。図４３の（ａ）に示すように、第２バッテリ２１２の残量がこの充電上限値ＢＵを超えると予測された時期ｔ０が生じたとする。この場合、図４４の（ａ）に示すように、時期ｔ０を基準に遡り、休止期間Ｔを設定する。そして、図４４の（ｂ）に示すように、この休止期間Ｔだけ第２バッテリに対する無線充電をＯＦＦにする。これにより、図４３の（ｂ）に示すように、時期ｔ０では少なくとも充電上限値ＢＵを超えた過充電の状態となることを防ぐことができるようになる。この図の例では、時期ｔ０の残量は７０％にすることができる。

しかし、図４３の（ｂ）に示すように、第２バッテリ２１２の残量が無線充電の休止期間Ｔを設定したことにより、この休止期間Ｔの期間中に容量が充電下限値ＢＬの５％以下になる時期ｔＬが生じたとする。この場合、過放電となることを防止するために、図４４の（ｃ）に示すように、上記式に基づき、時期ｔ０を基準に遡り、無線放電時間Ｔ２を設定する。これにより、図４３の（ｃ）に示すように、時期ｔＬでは少なくとも充電下限値ＢＬを下回る過放電の状態となることを防ぐことができるようになる。

（最適充放電計画にしたがった給電制御処理）
以下の説明では、処理例２により作成された最適充放電計画にしたがった無線充電・無線放電制御処理の処理内容について説明する。図４５は、無線充電・無線放電制御の処理内容を示すフローチャートである。コントローラ１０１（給電制御手段２２１）は、はじめに通常走行モードで起動し、電源ＯＮで走行可能な状態のとき（ステップＳ４５０１：Ｎｏ）、以下の処理を実行する。電源ＯＦＦの場合には（ステップＳ４５０１：Ｙｅｓ）、処理を終了する。

つぎに、第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）それぞれの残量（現在値Ｂ１）を監視する（ステップＳ４５０２）。つぎに、あるモータＭ（Ｍ１〜Ｍ４のいずれか）の第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄのいずれか）の残量が無線放電実施判断値ＢＪ＋（図１６参照）以上であるか判断する（ステップＳ４５０３）。いずれかの第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）の残量が無線放電実施判断値ＢＪ＋以上の場合には（ステップＳ４５０３：Ｙｅｓ）、無線充電中であるか判断する（ステップＳ４５０４）。

無線充電中であれば（ステップＳ４５０４：Ｙｅｓ）、無線充電を停止し（ステップＳ４５０５）、ステップＳ４５０２に戻る。無線充電中でなければ（ステップＳ４５０４：Ｎｏ）、無線放電中であるか判断する（ステップＳ４５０６）。無線放電中であれば（ステップＳ４５０６：Ｙｅｓ）、通常モードから第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）に対する過充電を回避する最適配分モードに切り替え、この最適配分モードによる処理を実行する（ステップＳ４５０７）。無線放電中でなければ（ステップＳ４５０６：Ｎｏ）、無線放電を再開し（ステップＳ４５０８）、ステップＳ４５０２に戻る。

また、ステップＳ４５０３において、いずれかの第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）の残量が無線放電実施判断値ＢＪ＋未満の場合には（ステップＳ４５０３：Ｎｏ）、つぎに、この第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）の残量が無線充電実施判断値ＢＪ−以下であるか判断する（ステップＳ４５０９）。いずれかの第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）の残量が無線充電実施判断値ＢＪ−以下でなければ（ステップＳ４５０９：Ｎｏ）、無線充電を継続し（ステップＳ４５１０）、ステップＳ４５０２に戻る。

一方、いずれかの第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）の残量が無線充電実施判断値ＢＪ−以下であれば（ステップＳ４５０９：Ｙｅｓ）、無線放電中であるか判断する（ステップＳ４５１１）。

無線放電中であれば（ステップＳ４５１１：Ｙｅｓ）、無線充電を停止し（ステップＳ４５１２）、ステップＳ４５０２に戻る。無線放電中でなければ（ステップＳ４５１１：Ｎｏ）、無線充電中であるか判断する（ステップＳ４５１３）。無線充電中であれば（ステップＳ４５１３：Ｙｅｓ）、通常モードから第２バッテリ２１２（２１２ａ〜２１２ｄ）に対する過放電を回避する最適配分モードに切り替え、この最適配分モードによる処理を実行する（ステップＳ４５１４）。無線充電中でなければ（ステップＳ４５１３：Ｎｏ）、無線充電を再開し（ステップＳ４５１５）、ステップＳ４５０２に戻る。

上記の過充電回避の最適配分モード、および過放電回避の最適配分モードの処理内容は、図３９，図４０と同様の処理である。

上記の処理によれば、車両の走行予定経路の情報を収集し、消費電力を予測することにより、目的地に至るまで第２バッテリに対する無線充電、および無線放電を効率的に行える電力伝送の計画を最適化することができるようになる。また、複数の第２バッテリのいずれも過充電および過放電を防止できる。

以上説明した実施の形態によれば、車両と車輪にそれぞれバッテリを設け、車両と車輪の間を非接触な無線により電力伝送する構成とした。これにより、車両と車輪との間に大容量の電力伝送ケーブルを設ける必要がなく、ケーブルの損傷や交換を不要にできる。また、相互のバッテリ間での電力伝送は、車輪側の第２バッテリの容量が常に目標残量値に近づくよう制御する。これにより、常時モータに対して安定な電力を供給できるようになる。

また、電力伝送を車両の走行状態にあわせて、力行時と回生時、および各モータに対するトルク配分、および制動トルクの変化に対応して制御するため、運転の安全性を確保できるとともに、電力伝送を効率的に行えるようになる。

そして、車輪の上下ストロークに応じて電力伝送アンテナを用いた電力伝送を制御するようにしたので、伝送効率がよい状態で電力伝送でき、電力伝送を効率化できるようになる。

さらに、車両の予定経路に関する情報を事前に取得し、電力伝送計画を立てる構成とすることにより、道路の勾配やカーブ等で消費、あるいは回生する電力と、電力伝送アンテナの伝送効率を事前に推定することができるようになる。これにより、車両の走行前において、予定経路で消費あるいは回生される電力を予測することができるようになり、対応して第２バッテリが過充電および過放電になることを防ぐように、無線充電および無線放電を計画できるようになる。

そして、第２バッテリが過充電になると予測されたときには、対応する車輪のモータに対するトルク配分を高め他の車輪のトルク配分を低くし、一方、第２バッテリが過放電になると予測されたときには、対応する車輪のモータに対するトルク配分を低くし他の車輪のトルク配分を高くする制御により、複数の車輪のトルク配分を変化させ、第２バッテリの電力消費を制御している。これにより、車両に複数設けられる第２バッテリ全ての過充電および過放電を防ぎ安定した走行を可能にする。

なお、本実施の形態で説明した方法は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。

１００ 車両
１０１ コントローラ
１０２ ハンドル
１０３ アクセルペダル
１０４ ブレーキペダル
１０５ シフトブレーキ
１０６ セレクタ
１１１ 第１バッテリ
１２１（１２１ａ） 第１変換器（ＤＣ−ＡＣ変換部）
１２２（１２２ａ），１２３（１２３ａ） 電力伝送アンテナ
２０１（２０１ａ） 第２変換器（ＡＣ−ＤＣ変換部）
２０２ａ 双方向チョッパ
２０３ａ インバータ
２１２（２１２ａ） 第２バッテリ
２２１ 残量制御部
２２２ トルク制御部
１８００ 車輪
１８０３ サスペンション
１９０１ アクチュエータ
１９０２ 位置検出器
２３００ ナビゲーション装置
Ｍ１〜Ｍ４ モータユニット
Ｍ モータ（インホイールモータ）
Ｌ１〜Ｌ４ 電源ライン

Claims (5)

1. 外部電源より取得した直流電力を蓄える第１蓄電池と、
   前記第１蓄電池に接続され、前記直流電力を交流電力に変換する第１変換器と、当該交流電力を無線送電する送電アンテナとを有する第１送電手段と、
   前記送電アンテナにより送電された前記交流電力を無線受電する受電アンテナと、当該交流電力を直流電力へ変換する第２変換器とを有する第１受電手段と、
   車輪のハブに装着され、当該車輪を駆動するインホイールモータと、
   前記車輪に設けられ、前記第１受電手段により受電した直流電力を蓄える第２蓄電池と、
   前記車輪に設けられ、前記第２蓄電池の直流電力を交流電力に変換するインバータと、
   前記インホイールモータの回転駆動を制御する駆動制御手段と、
   前記第１送電手段より前記第１受電手段への無線給電を制御する給電制御手段と、
   前記第２蓄電池の蓄電量を監視する監視手段と、
   車両の走行予定経路を示す経路情報、当該走行予定経路における車両進行方向の道路線形情報、当該走行予定経路の走行抵抗の変化を示す走行抵抗変化情報、および、前記インホイールモータの効率マップを取得する取得手段と、
   前記蓄電量、前記経路情報、前記道路線形情報、前記走行抵抗変化情報、および前記効率マップに基づいて、前記第２蓄電池の蓄電量の変化を示す蓄電量変化情報を算出する算出手段と、を備え、
   前記給電制御手段は、前記蓄電量変化情報の蓄電量が所定範囲内に収まるように前記第１送電手段より前記第１受電手段への無線給電を行う給電量を調整すること
   を特徴とする車両駆動装置。
2. 前記算出手段は、
   前記経路情報に基づいて、前記車両の走行予定速度を示す速度変化情報を算出する第１算出手段と、
   前記速度変化情報、前記走行抵抗変化情報、および前記効率マップに基づいて、前記インホイールモータの消費電量予測量を示す消費電力変化情報を算出する第２算出手段と、
   前記道路線形情報に基づいて、前記無線給電の伝送効率の変化を示す伝送効率変化情報を算出する第３算出手段と、
   前記消費電力変化情報および前記伝送効率変化情報に基づいて、前記蓄電量変化情報を算出する第４算出手段と、を備えること
   を特徴とする請求項１に記載の車両駆動装置。
3. 回生により発生する直流電力を前記第２蓄電池に蓄える回生制御手段と、
   前記第２蓄電池に接続され、前記直流電力を交流電力に変換する第３変換器と、当該交流電力を無線送電する送電アンテナを有する第２送電手段と、
   前記第１蓄電池に接続され、前記交流電力を無線受電する受電アンテナと、当該交流電力を直流電力へ変換する第４変換器を有する第２受電手段と、をさらに備え、
   前記給電制御手段は、前記蓄電量変化情報の蓄電量が所定範囲内に収まるように前記第２送電手段より前記第２受電手段への無線放電を行う給電量を調整すること
   を特徴とする請求項１または２に記載の車両駆動装置。
4. 前記給電制御手段は、
   前記蓄電量が第１所定量より少ない場合は、前記無線給電を行うように制御し、
   前記蓄電量が前記第１所定量以上の場合は、前記無線給電を停止するように制御すること
   を特徴とする請求項１または２に記載の車両駆動装置。
5. 前記給電制御手段は、
   前記蓄電量が第１所定量より少ない場合は、前記無線給電を行うように制御し、
   前記蓄電量が前記第１所定量以上の場合は、前記無線給電を停止、あるいは、前記無線放電を行うように制御すること
   を特徴とする請求項３に記載の車両駆動装置。

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