JP6871780B2 - 電動車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動車両の制御装置に関する。

近年、二次電池から放電される電力を用いて駆動されるモータの出力により走行する電動車両において、電動車両の外部の外部電源から非接触で受電可能な電動車両がある。このような電動車両は、具体的には、外部電源と接続される送電コイルから送出される電力を受電可能な受電装置を備える（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２０１３−１６９１３２号公報

ところで、外部電源から非接触で受電可能な電動車両について、二次電池から放電される電力に加えて外部電源から受電される電力を用いて走行することが可能な状況が考えられる。具体的には、内部に送電コイルが埋設された道路を走行する状況において、外部電源から受電される電力を用いた走行が実現され得る。それにより、航続距離が延長されることが期待される。しかしながら、外部電源から受電される電力を用いた走行による航続距離の延長の効果をより向上させることが望ましいと考えられる。このように、外部電源から非接触で受電可能な電動車両について、航続距離をより効果的に延長することが望ましいと考えられる。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、外部電源から非接触で受電可能な電動車両において、外部電源からの受電が行われる走行モード時に航続距離の延長を優先させる一方で、外部電源からの受電が行われない走行モード時に動力伝達系におけるエネルギの伝達効率の向上を優先させることが可能な、新規かつ改良された電動車両の制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、電動車両の前輪を駆動するための動力を出力可能な第１モータと、前記電動車両の後輪を駆動するための動力を出力可能な第２モータと、前記第１モータと接続される第１インバータと、前記第２モータと接続される第２インバータと、前記第１インバータ及び前記第２インバータと接続され、前記第１モータ及び前記第２モータへ供給される電力を蓄電する二次電池と、前記第１インバータ及び前記第２インバータと前記二次電池との間に設けられ、前記二次電池から放電される電力を昇圧して前記第１インバータ及び前記第２インバータへ供給可能な電力変換装置と、前記二次電池及び前記電力変換装置に対して並列に前記第１インバータ及び前記第２インバータと接続され、電動車両の外部の外部電源から非接触で受電可能な受電装置と、を備える電動車両の制御装置であって、前記電動車両の走行モードとして、前記外部電源から受電される電力及び前記二次電池から放電される電力を用いて走行する受電走行モードと、前記受電装置による受電を行わずに前記二次電池から放電される電力を用いて走行する通常走行モードとをそれぞれ設定可能な設定部と、設定された前記走行モードに応じて前後輪の駆動力配分を決定する決定部と、前記二次電池から放電される電力が決定された前記駆動力配分に応じた目標電圧に昇圧されるように、前記電力変換装置の動作を制御する制御部と、を備え、前記決定部は、前記受電走行モード時に、前記通常走行モード時と比較して、前記目標電圧が低くなるように前記駆動力配分を決定する、電動車両の制御装置が提供される。

前記電力変換装置を第１電力変換装置とした場合に、前記受電装置は、前記外部電源から受電される電力を昇圧して前記第１インバータ及び前記第２インバータへ供給可能な第２電力変換装置を備え、前記制御部は、前記受電走行モード時に、前記外部電源から受電される電力が前記目標電圧に昇圧されるように、前記第２電力変換装置の動作を制御してもよい。

前記制御部は、前記外部電源の電圧に基づいて前記第２電力変換装置の動作を制御してもよい。

前記決定部は、前記受電走行モード時に、前記通常走行モード時と比較して、前記電動車両の前輪の駆動力配分率と後輪の駆動力配分率との差が小さくなるように前記駆動力配分を決定してもよい。

前記決定部は、前記第１モータ及び前記第２モータに関する出力特性に基づいて、前記駆動力配分を決定してもよい。

前記設定部は、前記二次電池の残存容量が不足すると予測された場合、前記走行モードとして前記受電走行モードを設定してもよい。

前記制御部は、前記受電走行モード時に、前記外部電源から受電される電力を前記二次電池へ充電させ、前記設定部は、前記受電走行モードの継続中に前記二次電池が充電されることによって前記二次電池の残存容量が不足するとの予測が解除された場合、前記走行モードを前記受電走行モードから前記通常走行モードへ切り替えてもよい。

前記決定部は、前記受電走行モードから前記通常走行モードへの切り替えにおいて、前記駆動力配分を前記受電走行モードに応じた配分から前記通常走行モードに応じた配分へ所定の時間変化率で移行させてもよい。

以上説明したように本発明によれば、外部電源から非接触で受電可能な電動車両において、外部電源からの受電が行われる走行モード時に航続距離の延長を優先させる一方で、外部電源からの受電が行われない走行モード時に動力伝達系におけるエネルギの伝達効率の向上を優先させることが可能となる。

本発明の実施形態に係る制御装置が搭載される電動車両の概略構成の一例を示す模式図である。 同実施形態に係る制御装置が搭載される電動車両が充電レーンを走行している様子を示す模式図である。 同実施形態に係る制御装置の機能構成の一例を示すブロック図である。 同実施形態に係る制御装置が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。 同実施形態に係る制御装置が行う駆動力配分の決定処理の一例について説明するための説明図である。 同実施形態に係る制御装置が搭載される電動車両についての通常走行モード時における電力の供給経路を示す説明図である。 同実施形態に係る制御装置が搭載される電動車両についての受電走行モード時における電力の供給経路を示す説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜１．電動車両の構成＞
まず、図１〜図３を参照して、本発明の実施形態に係る制御装置９０が搭載される電動車両１の構成について説明する。

図１は、本実施形態に係る制御装置９０が搭載される電動車両１の概略構成の一例を示す模式図である。図１では、電動車両１の進行方向を前方向とし、進行方向に対して逆方向を後方向とし、進行方向を向いた状態における左側及び右側をそれぞれ左方向及び右方向として、電動車両１が示されている。図２は、本実施形態に係る制御装置９０が搭載される電動車両１が充電レーンＬ１０を走行している様子を示す模式図である。図２では、電動車両１を後方から見た様子が示されている。図３は、本実施形態に係る制御装置９０の機能構成の一例を示すブロック図である。

電動車両１は、例えば、図１に示したように、第１ディファレンシャル装置２１と、第２ディファレンシャル装置２２と、第１モータ３１と、第２モータ３２と、第１インバータ４１と、第２インバータ４２と、二次電池５０と、第１電力変換装置６０と、受電装置７０と、カーナビゲーション装置８１と、バッテリ管理装置８２と、制御装置９０とを備える。第１電力変換装置６０は、本発明に係る電力変換装置に相当する。

電動車両１は、二次電池５０から放電される電力を用いて駆動される第１モータ３１及び第２モータ３２の出力により走行する。また、電動車両１は、電動車両１の外部の外部電源から非接触で受電可能である。

電動車両１において、第１ディファレンシャル装置２１は、前輪である左前輪１１及び右前輪１２と駆動軸を介してそれぞれ接続される。第２ディファレンシャル装置２２は、後輪である左後輪１３及び右後輪１４と駆動軸を介してそれぞれ接続される。第１モータ３１は、第１ディファレンシャル装置２１と接続され、第２モータ３２は、第２ディファレンシャル装置２２と接続される。第１インバータ４１は、第１モータ３１と接続され、第２インバータ４２は、第２モータ３２と接続される。二次電池５０は、第１インバータ４１及び第２インバータ４２と接続される。第１電力変換装置６０は、第１インバータ４１及び第２インバータ４２と二次電池５０との間に設けられる。受電装置７０は、二次電池５０及び第１電力変換装置６０に対して並列に第１インバータ４１及び第２インバータ４２と接続される。

第１モータ３１及び第２モータ３２は、供給される電力を用いて駆動（力行駆動）されることにより動力を出力可能である。第１モータ３１及び第２モータ３２として、例えば、三相交流式のモータが用いられる。また、第１モータ３１及び第２モータ３２は、電動車両１の減速時に回生駆動されて車輪の回転エネルギを用いて発電する発電機としての機能（回生機能）を有してもよい。

具体的には、第１モータ３１は、前輪である左前輪１１及び右前輪１２を駆動するための動力を出力可能である。第１モータ３１から出力された動力は、第１ディファレンシャル装置２１に伝達され、第１ディファレンシャル装置２１によって左前輪１１及び右前輪１２へ分配して伝達される。なお、第１モータ３１の出力軸は、図示しない減速装置を介して第１ディファレンシャル装置２１と接続され得る。

また、第２モータ３２は、後輪である左後輪１３及び右後輪１４を駆動するための動力を出力可能である。第２モータ３２から出力された動力は、第２ディファレンシャル装置２２に伝達され、第２ディファレンシャル装置２２によって左後輪１３及び右後輪１４へ分配して伝達される。なお、第２モータ３２の出力軸は、図示しない減速装置を介して第２ディファレンシャル装置２２と接続され得る。

第１インバータ４１及び第２インバータ４２は、双方向の電力変換を行う。第１インバータ４１及び第２インバータ４２は、例えば、三相ブリッジ回路を含んで構成される。

具体的には、第１インバータ４１は、二次電池５０又は受電装置７０から供給される直流電力を交流電力に変換して第１モータ３１へ供給可能である。また、第１インバータ４１は、第１モータ３１により回生発電された交流電力を直流電力に変換して二次電池５０側へ供給可能である。第１インバータ４１にはスイッチング素子が設けられ、スイッチング素子の動作が制御されることにより、第１インバータ４１による電力の変換が制御される。

また、第２インバータ４２は、二次電池５０又は受電装置７０から供給される直流電力を交流電力に変換して第２モータ３２へ供給可能である。また、第２インバータ４２は、第２モータ３２により回生発電された交流電力を直流電力に変換して二次電池５０側へ供給可能である。第２インバータ４２にはスイッチング素子が設けられ、スイッチング素子の動作が制御されることにより、第２インバータ４２による電力の変換が制御される。

二次電池５０は、電力を充放電可能な電池である。二次電池５０としては、例えば、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池又は鉛蓄電池が用いられるが、これら以外の電池が用いられてもよい。

具体的には、二次電池５０は、第１モータ３１及び第２モータ３２へ供給される電力を蓄電する。二次電池５０は、例えば、図示しない充電回路及びコネクタを介して電動車両１の外部の外部充電装置に接続可能に構成され、駐車時に外部充電装置と接続された状態で外部充電装置から供給される電力によって充電され得る。また、二次電池５０は、第１モータ３１及び第２モータ３２により回生発電される電力を用いて充電されてもよい。また、二次電池５０は、受電装置７０により受電される電力を用いて充電されてもよい。

第１電力変換装置６０は、いわゆるＤＣＤＣコンバータとしての機能を有し、例えば双方向の電力変換を行う。第１電力変換装置６０は、例えば、いわゆるチョッパ方式の回路を含んで構成される。

具体的には、第１電力変換装置６０は、二次電池５０から放電される電力を昇圧して第１インバータ４１及び第２インバータ４２へ供給可能である。二次電池５０から放電される電力は、直流電力のままで第１インバータ４１及び第２インバータ４２へ供給される。また、第１電力変換装置６０は、第１インバータ４１又は第２インバータ４２から供給される電力を降圧して二次電池５０へ供給可能である。第１インバータ４１又は第２インバータ４２から供給される電力は、直流電力のままで二次電池５０へ供給される。第１電力変換装置６０にはスイッチング素子が設けられ、スイッチング素子の動作が制御されることにより、第１電力変換装置６０による電力の変換が制御される。

受電装置７０は、電動車両１の外部の外部電源から非接触で受電可能である。受電装置７０は、例えば、受電コイル７１と、整流装置７２と、第２電力変換装置７３とを備える。なお、受電装置７０の構成から第２電力変換装置７３が省略されてもよい。

受電装置７０において、受電コイル７１は、整流装置７２を介して第２電力変換装置７３と接続される。第２電力変換装置７３は、第１インバータ４１及び第２インバータ４２と接続される。

受電コイル７１は、電動車両１の外部から送電される電力を受電可能である。

図２には、外部電源１１０と接続される送電コイル１２０が埋設された道路である充電レーンＬ１０の一例が示されている。送電コイル１２０は、例えば、充電レーンＬ１０に沿って複数設けられる。送電コイル１２０には、外部電源１１０から電力が供給される。受電コイル７１は、例えば、電動車両１の下部に設けられる。充電レーンＬ１０を電動車両１が走行する状況において、送電コイル１２０は受電コイル７１へ非接触で送電を行い、受電コイル７１は送電コイル１２０から送電される電力を非接触で受電可能である。送電コイル１２０から受電コイル７１への送電の方式として、例えば、磁気共鳴方式又は電磁誘導方式が用いられる。

このように、充電レーンＬ１０を電動車両１が走行する場合、受電装置７０は外部電源１１０から非接触で受電可能である。一方、送電コイル１２０が埋設されていない通常レーンＬ２０を電動車両１が走行する場合、受電装置７０による外部電源１１０からの受電は行われない。

整流装置７２は、いわゆるＡＣＤＣコンバータとしての機能を有し、電力変換を行う。整流装置７２は、例えば、全波整流回路を含んで構成される。

具体的には、整流装置７２は、外部電源１１０から受電される交流電力を直流電力に変換して第２電力変換装置７３へ供給可能である。

第２電力変換装置７３は、いわゆるＤＣＤＣコンバータとしての機能を有し、電力変換を行う。第２電力変換装置７３は、例えば、いわゆるチョッパ方式の回路を含んで構成される。

具体的には、第２電力変換装置７３は、外部電源１１０から受電される電力を昇圧して第１インバータ４１及び第２インバータ４２へ供給可能である。外部電源１１０から受電される電力は、直流電力のままで第１インバータ４１及び第２インバータ４２へ供給される。第２電力変換装置７３にはスイッチング素子が設けられ、スイッチング素子の動作が制御されることにより、第２電力変換装置７３による電力の変換が制御される。

カーナビゲーション装置８１は、ドライバによる入力操作に応じてドライバが所望する目的地までの経路、距離及び到達時間等を予測し、それらを示す情報を表示する。また、カーナビゲーション装置８１は、予測した目的地までの距離を電動車両１の走行予定距離として制御装置９０に出力する。また、カーナビゲーション装置８１は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からの電波を受信して電動車両１の現在位置を算出し、算出結果を制御装置９０に出力する。また、カーナビゲーション装置８１は、充電レーンＬ１０の位置を示す情報を制御装置９０に出力する。

バッテリ管理装置８２は、二次電池５０の電圧であるバッテリ電圧及び二次電池５０の残存容量ＳＯＣ等を算出し、算出結果を制御装置９０に出力する。

制御装置９０は、演算処理装置であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＣＰＵが使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する記憶素子であるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＣＰＵの実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶する記憶素子であるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成される。

制御装置９０は、例えば、図３に示したように、設定部９１と、決定部９２と、制御部９３とを備える。

設定部９１は、電動車両１の走行モードを設定し、設定した走行モードを示す情報を決定部９２及び制御部９３へ出力する。設定部９１は、具体的には、電動車両１の走行モードとして、外部電源１１０から受電される電力及び二次電池５０から放電される電力を用いて走行する受電走行モードと、受電装置７０による受電を行わずに二次電池５０から放電される電力を用いて走行する通常走行モードとをそれぞれ設定可能である。

決定部９２は、設定された走行モードに応じて前後輪の駆動力の配分である駆動力配分を決定し、決定した駆動力配分を示す情報を制御部９３へ出力する。具体的には、決定部９２は、駆動力配分における前輪及び後輪の駆動力の比である配分比が設定された走行モードに応じた配分比になるように駆動力配分を決定する。また、決定部９２は、前輪の駆動力及び後輪の駆動力の合計が電動車両１を走行させるための駆動力の要求値である要求駆動力と一致するように駆動力配分を決定する。

制御部９３は、決定された駆動力配分に基づいて、第１インバータ４１、第２インバータ４２、第１電力変換装置６０及び第２電力変換装置７３の各装置に対して動作指令を出力することによって、各装置の動作を制御する。それにより、前輪の駆動力及び後輪の駆動力が制御される。

なお、制御部９３は、電動車両１の減速時に、各装置の動作を制御することによって、第１モータ３１及び第２モータ３２により回生発電された電力を二次電池５０へ充電させてもよい。また、制御部９３は、要求駆動力が出力されていない時に、各装置の動作を制御することによって、外部電源１１０から受電される電力を二次電池５０へ充電させてもよい。その場合、例えば、外部電源１１０から受電される電力は、第２電力変換装置７３により昇圧された後、第１電力変換装置６０により降圧されて二次電池５０へ供給される。

また、制御装置９０は、各装置から出力される情報を受信する。制御装置９０と各装置との通信は、例えば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信を用いて実現される。例えば、制御装置９０は、カーナビゲーション装置８１及びバッテリ管理装置８２から出力される情報を受信する。また、制御装置９０は、外部電源１１０から出力される外部電源１１０の電圧を示す情報を受信する。また、制御装置９０は、要求駆動力を算出する他の制御装置から出力される要求駆動力を示す情報を受信する。なお、要求駆動力は、制御装置９０によって算出されてもよい。本実施形態に係る制御装置９０が有する機能は複数の制御装置により分割されてもよく、その場合、当該複数の制御装置は、ＣＡＮ等の通信バスを介して、互いに接続されてもよい。

＜２．制御装置の動作＞
続いて、図４〜図７を参照して、本実施形態に係る制御装置９０の動作について説明する。

図４は、本実施形態に係る制御装置９０が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。図４に示される制御フローは、例えば、あらかじめ設定された設定時間おきに繰り返される。図５は、本実施形態に係る制御装置９０が行う駆動力配分の決定処理の一例について説明するための説明図である。図６は、本実施形態に係る制御装置９０が搭載される電動車両１についての通常走行モード時における電力の供給経路を示す説明図である。図７は、本実施形態に係る制御装置９０が搭載される電動車両１についての受電走行モード時における電力の供給経路を示す説明図である。図６及び図７では、電力の流れが二点鎖線によって示されている。

図４に示される制御フローが開始されると、まず、ステップＳ５０１において、設定部９１は、電動車両１が充電レーンＬ１０を走行しているか否かを判定する。電動車両１が充電レーンＬ１０を走行していると判定された場合（ステップＳ５０１／ＹＥＳ）、ステップＳ５０３へ進む。一方、電動車両１が充電レーンＬ１０を走行していないと判定された場合（ステップＳ５０１／ＮＯ）、ステップＳ５１７へ進む。ステップＳ５０１の判定結果がＮＯである場合は、電動車両１が通常レーンＬ２０を走行している場合に相当する。設定部９１は、例えば、カーナビゲーション装置８１から出力される電動車両１の現在位置の算出結果及び充電レーンＬ１０の位置を示す情報に基づいて、電動車両１が充電レーンＬ１０を走行しているか否かを判定する。

ステップＳ５０３において、設定部９１は、二次電池５０の残存容量ＳＯＣを取得する。

次に、ステップＳ５０５において、設定部９１は、電動車両１の走行予測距離を取得する。

次に、ステップＳ５０７において、設定部９１は、二次電池５０の残存容量ＳＯＣが不足するか否かを予測する。残存容量ＳＯＣが不足すると予測された場合（ステップＳ５０７／ＹＥＳ）、ステップＳ５０９へ進む。一方、残存容量ＳＯＣが不足しないと予測された場合（ステップＳ５０７／ＮＯ）、ステップＳ５１７へ進む。設定部９１は、例えば、二次電池５０の残存容量ＳＯＣ及び電動車両１の走行予定距離に基づいて、二次電池５０の残存容量ＳＯＣが不足するか否かを予測する。具体的には、設定部９１は、仮に外部電源１１０から受電される電力を用いずに目的地まで走行を継続した場合（すなわち、走行予定距離を走行した場合）に残存容量ＳＯＣが枯渇することが予測されることをもって、二次電池５０の残存容量ＳＯＣが不足すると予測する。

以下では、通常走行モード時における動作であるステップＳ５１７〜ステップＳ５２１について説明した後に、受電走行モード時における動作であるステップＳ５０９〜ステップＳ５１５について説明する。

ステップＳ５１７において、設定部９１は、電動車両１の走行モードとして通常走行モードを設定する。通常走行モードは、受電装置７０による受電を行わずに二次電池５０から放電される電力を用いて走行する走行モードである。

次に、ステップＳ５１９において、決定部９２は、前後輪の駆動力配分における配分比が第１配分比になるように前後輪の駆動力配分を決定する。また、決定部９２は、前輪の駆動力及び後輪の駆動力の合計が要求駆動力と一致するように駆動力配分を決定する。第１配分比は、例えば、電動車両１の動力伝達系におけるエネルギの伝達効率を向上させることを優先した配分比である。具体的には、第１配分比は、前輪及び後輪の一方に駆動力配分率が偏重される配分比である。例えば、第１配分比として、前輪に駆動力配分率が偏重される９：１、８：２等の配分比が適用される。なお、第１配分比は、後輪に駆動力配分率が偏重される配分比であってもよい。

ここで、図５を参照して、通常走行モードにおいて決定される駆動力配分と対応する各モータのトルクの一例を説明する。駆動力配分と対応する各モータのトルクは、駆動力配分における前後輪の各駆動力を発生させるために必要な各モータのトルクを意味する。なお、理解を容易にするために、第１モータ３１及び第２モータ３２に関する出力特性が同一である例について説明する。モータに関する出力特性は、具体的には、モータのエネルギ変換効率及びモータの出力軸と接続される減速装置の減速比を含む。

図５では、モータに供給される電圧であるモータ電圧の各々についてのモータの回転数とトルクとの関係性が示されている。図５において、線Ｐ１０、線Ｐ２０及び線Ｐ３０は、モータ電圧がそれぞれ第１電圧、第２電圧及び第３電圧である場合におけるモータの回転数とトルクとの関係性を示す。各モータ電圧の大きさは、第１電圧＜第２電圧＜第３電圧という関係性を有する。モータの回転数が同一である場合、モータ電圧が大きいほどトルクが大きくなる。例えば、モータの回転数が回転数Ｎ１０である場合、モータ電圧が第１電圧、第２電圧及び第３電圧のときのトルクは、それぞれトルクＴ１０、トルクＴ２０及びトルクＴ３０となる。各トルクの大きさは、トルクＴ１０＜トルクＴ２０＜トルクＴ３０という関係性を有する。なお、図５において、線Ｐ９０は、各回転数についてのトルクの最大値を示す。

上述したように、決定部９２は、通常走行モード時において、例えば、前後輪の駆動力配分における配分比が前輪に駆動力配分率が偏重される第１配分比になるように前後輪の駆動力配分を決定する。その場合、決定される駆動力配分と対応する第１モータ３１のトルクは、第２モータ３２のトルクと比較して大きくなる。例えば、決定される駆動力配分と対応する第２モータ３２のトルクはトルクＴ１０となり、第１モータ３１のトルクはトルクＴ１０より大きいトルクＴ３０となる場合を考える。

各モータの回転数が回転数Ｎ１０である場合、トルクＴ３０を第１モータ３１に出力させるためには、モータ電圧として第３電圧を第１モータ３１に供給する必要がある。また、トルクＴ１０を第２モータ３２に出力させるためには、モータ電圧として第１電圧を第２モータ３２に供給する必要がある。ゆえに、トルクＴ３０及びトルクＴ１０を第１モータ３１及び第２モータ３２にそれぞれ出力させるためには、第３電圧及び第１電圧のうち高い方の電圧である第３電圧に対応する電圧を第１インバータ４１及び第２インバータ４２へ供給する必要がある。

次に、ステップＳ５２１において、制御部９３は、第１インバータ４１、第２インバータ４２及び第１電力変換装置６０の動作を決定された駆動力配分に基づいて制御する。具体的には、制御部９３は、二次電池５０から放電される電力が決定された駆動力配分に応じた目標電圧に昇圧されるように、第１電力変換装置６０の動作を制御する。目標電圧は、第１インバータ４１及び第２インバータ４２へ供給される電圧として、決定された駆動力配分と対応するトルクを第１モータ３１及び第２モータ３２にそれぞれ出力させるために必要な電圧である。ステップＳ５１９について図５を参照して説明した例では、目標電圧は第３電圧となる。また、制御部９３は、決定された駆動力配分と対応するトルクが第１モータ３１及び第２モータ３２によりそれぞれ出力されるように、第１インバータ４１及び第２インバータ４２の動作を制御する。

このように、通常走行モードでは、図６に示したように、二次電池５０から放電される電力が第１電力変換装置６０によって目標電圧に昇圧されて第１インバータ４１及び第２インバータ４２へ供給される。そして、第１インバータ４１及び第２インバータ４２の動作が制御されることによって、決定された駆動力配分と対応するトルクが第１モータ３１及び第２モータ３２によりそれぞれ出力される。ゆえに、通常走行モードでは、受電装置７０による受電を行わずに二次電池５０から放電される電力を用いて電動車両１の走行が行われる。

ステップＳ５０９において、設定部９１は、電動車両１の走行モードとして受電走行モードを設定する。受電走行モードは、外部電源１１０から受電される電力及び二次電池５０から放電される電力を用いて走行する走行モードである。

次に、ステップＳ５１１において、決定部９２は、前後輪の駆動力配分における配分比が第２配分比になるように前後輪の駆動力配分を決定する。また、決定部９２は、前輪の駆動力及び後輪の駆動力の合計が要求駆動力と一致するように駆動力配分を決定する。決定部９２は、具体的には、受電走行モード時に、通常走行モード時と比較して、電動車両１の前輪の駆動力配分率と後輪の駆動力配分率との差が小さくなるように駆動力配分を決定する。例えば、第２配分比として、前輪及び後輪の駆動力配分率が均等になる５：５の配分比が適用される。なお、第２配分比は、必ずしも５：５の配分比に限定されず、例えば、６：４の配分比であってもよい。

ここで、図５を参照して、受電走行モードにおいて決定される駆動力配分と対応する各モータのトルクの一例を説明する。上述したように、決定部９２は、受電走行モード時において、例えば、前後輪の駆動力配分における配分比が前輪及び後輪の駆動力配分率が均等になる第２配分比になるように前後輪の駆動力配分を決定する。その場合、決定される駆動力配分と対応する第１モータ３１及び第２モータ３２のトルクは同一になる。通常走行モード時に第１モータ３１及び第２モータ３２のトルクがそれぞれトルクＴ３０及びトルクＴ１０となる場合と要求駆動力が同一である場合、例えば、受電走行モード時に決定される駆動力配分と対応する第１モータ３１及び第２モータ３２のトルクは、トルクＴ３０とトルクＴ１０の間のトルクＴ２０となる。

各モータの回転数が回転数Ｎ１０である場合、トルクＴ２０を第１モータ３１及び第２モータ３２に出力させるためには、モータ電圧として第２電圧を第１モータ３１及び第２モータ３２に供給する必要がある。ゆえに、第１インバータ４１及び第２インバータ４２へ供給される電圧として、トルクＴ２０を第１モータ３１及び第２モータ３２にそれぞれ出力させるために必要な電圧である目標電圧は、第３電圧と比較して低い電圧である第２電圧となる。

このように、本実施形態では、決定部９２は、受電走行モード時に、通常走行モード時と比較して、目標電圧が低くなるように駆動力配分を決定する。

決定部９２は、例えば、第１モータ３１及び第２モータ３２の出力特性に基づいて、駆動力配分を決定し得る。例えば、決定部９２は、第１モータ３１及び第２モータ３２のエネルギ変換効率に基づいて第２配分比を算出し、前後輪の駆動力配分における配分比が第２配分比となるように駆動力配分を決定してもよい。また、決定部９２は、第１モータ３１及び第２モータ３２の出力軸と接続される減速装置の減速比に基づいて第２配分比を算出し、前後輪の駆動力配分における配分比が第２配分比となるように駆動力配分を決定してもよい。

次に、ステップＳ５１３において、制御部９３は、外部電源１１０の電圧を取得する。

次に、ステップＳ５１５において、制御部９３は、第１インバータ４１、第２インバータ４２、第１電力変換装置６０及び第２電力変換装置７３の動作を決定された駆動力配分に基づいて制御する。具体的には、制御部９３は、二次電池５０から放電される電力が決定された駆動力配分に応じた目標電圧に昇圧されるように、第１電力変換装置６０の動作を制御する。ステップＳ５１１について図５を参照して説明した例では、目標電圧は第２電圧となる。また、制御部９３は、外部電源１１０から受電される電力が目標電圧に昇圧されるように、第２電力変換装置７３の動作を制御する。また、制御部９３は、決定された駆動力配分と対応するトルクが第１モータ３１及び第２モータ３２によりそれぞれ出力されるように、第１インバータ４１及び第２インバータ４２の動作を制御する。

制御部９３は、例えば、外部電源１１０の電圧に基づいて第２電力変換装置７３の動作を制御し得る。具体的には、制御部９３は、外部電源１１０の電圧に基づいて整流装置７２から第２電力変換装置７３へ供給される電圧を算出し、算出結果に基づいて第２電力変換装置７３の動作を制御する。

このように、受電走行モードでは、図７に示したように、二次電池５０から放電される電力が第１電力変換装置６０によって目標電圧に昇圧されて第１インバータ４１及び第２インバータ４２へ供給される。さらに、外部電源１１０から受電される電力が第２電力変換装置７３によって目標電圧に昇圧されて第１インバータ４１及び第２インバータ４２へ供給される。そして、第１インバータ４１及び第２インバータ４２の動作が制御されることによって、決定された駆動力配分と対応するトルクが第１モータ３１及び第２モータ３２によりそれぞれ出力される。ゆえに、受電走行モードでは、外部電源１１０から受電される電力及び二次電池５０から放電される電力を用いて電動車両１の走行が行われる。それにより、航続距離を延長することができる。

上述したように、図４に示される制御フローは、例えば、あらかじめ設定した設定時間おきに繰り返される。例えば、電動車両１が充電レーンＬ１０を走行しており、かつ、二次電池５０の残存容量ＳＯＣが不足すると予測される状態が継続する場合、ステップＳ５０１及びステップＳ５０７の判定結果はいずれもＹＥＳとなるので、ステップＳ５０１〜ステップＳ５１５の処理が繰り返される。この場合、受電走行モードが継続する。

ここで、制御部９３は、受電走行モード時に、例えば、第１電力変換装置６０及び第２電力変換装置７３の動作を制御することによって、外部電源１１０から受電される電力を二次電池５０へ充電させ得る。ゆえに、受電走行モードの継続中に二次電池５０が充電されることによって、二次電池５０の残存容量ＳＯＣが不足するとの予測が解除されて、ステップＳ５０７の判定結果がＮＯとなる場合（例えば、二次電池５０が満充電となった場合）がある。このような場合、ステップＳ５１７において、設定部９１は、走行モードを受電走行モードから通常走行モードへ切り替える。

また、このような場合、ステップＳ５１７の次に、ステップＳ５１９において、決定部９２は、前後輪の駆動力配分の決定において適用する配分比を第２配分比から第１配分比へ移行させる。このように、決定部９２は、前後輪の駆動力配分を受電走行モードに応じた配分から通常走行モードに応じた配分へ移行させる。具体的には、決定部９２は、前後輪の駆動力配分を受電走行モードに応じた配分から通常走行モードに応じた配分へ所定の時間変化率で移行させてもよい。所定の時間変化率は、前後輪の駆動力配分の急峻な変化によってドライバへ違和感を与えることを抑制し得るような時間変化率であることが好ましい。

ステップＳ５１５又はステップＳ５２１の次に、図４に示される制御フローは終了する。

＜３．制御装置の効果＞
続いて、本実施形態に係る制御装置９０の効果について説明する。

本実施形態に係る制御装置９０では、前後輪の駆動力配分が走行モードに応じて決定される。また、二次電池５０から放電される電力が決定された駆動力配分に応じた目標電圧に昇圧されるように、第１電力変換装置６０の動作が制御される。また、受電走行モード時に、通常走行モード時と比較して、目標電圧が低くなるように駆動力配分が決定される。それにより、受電走行モード時に、仮に通常走行モード時と同様に駆動力配分を決定する場合と比較して、目標電圧を低下させることができる。

ここで、受電装置７０が第２電力変換装置７３を備えるか否かに関わらず、目標電圧が高いほど、外部電源１１０から受電される電力を第１インバータ４１及び第２インバータ４２へ供給することができない状況が発生しやすくなる。本実施形態に係る制御装置９０によれば、目標電圧を低下させることができるので、外部電源１１０から受電される電力を第１インバータ４１及び第２インバータ４２へ供給することができない状況が発生することを抑制することができる。ゆえに、外部電源１１０から受電される電力を用いた走行による航続距離の延長の効果をより向上させることができる。よって、外部電源１１０から非接触で受電可能な電動車両１において、外部電源１１０からの受電が行われる走行モード時（つまり、受電走行モード時）に航続距離の延長を優先させる一方で、外部電源１１０からの受電が行われない走行モード時（つまり、通常走行モード時）に動力伝達系におけるエネルギの伝達効率の向上を優先させることが可能となる。

また、制御装置９０では、受電走行モード時に、外部電源１１０から受電される電力が目標電圧に昇圧されるように、第２電力変換装置７３の動作が制御され得る。ゆえに、目標電圧を低下させることによって、受電装置７０の第２電力変換装置７３の昇圧比を低下させることができるので、第２電力変換装置７３において生じるスイッチング損失を抑制することができる。よって、外部電源１１０から受電される電力を用いた走行による航続距離の延長の効果をより効果的に向上させることができる。

また、制御装置９０では、外部電源１１０の電圧に基づいて第２電力変換装置７３の動作が制御され得る。それにより、第２電力変換装置７３による昇圧動作を精度良く制御することができる。例えば、外部電源１１０から受電される電力の昇圧後の電圧をより迅速に目標電圧に近づけることができる。ゆえに、第２電力変換装置７３による電力の変換におけるエネルギ効率をより効果的に向上させることができる。

また、制御装置９０では、受電走行モード時に、通常走行モード時と比較して、電動車両１の前輪の駆動力配分率と後輪の駆動力配分率との差が小さくなるように駆動力配分が決定され得る。それにより、受電走行モード時に、目標電圧を低下させることが具体的に実現される。さらに、受電走行モード時において航続距離の延長を優先させる一方で、通常走行モード時において動力伝達系におけるエネルギの伝達効率の向上を優先させることができる。

また、制御装置９０では、第１モータ３１及び第２モータ３２に関する出力特性に基づいて、駆動力配分が決定され得る。例えば、第１モータ３１及び第２モータ３２のエネルギ変換効率が異なる場合には、同一のトルクを出力させるために必要なモータ電圧が各モータの間で異なる。また、第１モータ３１及び第２モータ３２の出力軸と接続される減速装置の減速比が異なる場合には、同一の駆動力を発生させるために必要なトルクが各モータの間で異なり得る。ゆえに、第１モータ３１及び第２モータ３２に関する出力特性に基づいて駆動力配分が決定されることによって、受電走行モード時において目標電圧をさらに効果的に低下させることができる。

また、制御装置９０では、二次電池５０の残存容量ＳＯＣが不足すると予測された場合、走行モードとして受電走行モードが設定され得る。それにより、二次電池５０の残存容量ＳＯＣが枯渇することを適切に抑制することができる。ゆえに、航続距離を適切に延長することができる。

また、制御装置９０では、受電走行モードの継続中に二次電池５０が充電されることによって二次電池５０の残存容量ＳＯＣが不足するとの予測が解除された場合、走行モードが受電走行モードから通常走行モードへ切り替えられ得る。それにより、充電レーンＬ１０の走行中であっても、二次電池５０の残存容量ＳＯＣに応じて適切に走行モードを切り替えることができる。ゆえに、例えば、航続距離を延長させつつ、動力伝達系におけるエネルギの伝達効率を向上させることができる。

また、制御装置９０では、受電走行モードから通常走行モードへの切り替えにおいて、駆動力配分が受電走行モードに応じた配分から通常走行モードに応じた配分へ所定の時間変化率で移行され得る。それにより、充電レーンＬ１０の走行中における走行モードの切り替えにおいて、前後輪の駆動力配分の急峻な変化によってドライバへ違和感を与えることを抑制することができる。

<４．むすび>
以上説明したように、本実施形態によれば、前後輪の駆動力配分が走行モードに応じて決定される。また、二次電池５０から放電される電力が決定された駆動力配分に応じた目標電圧に昇圧されるように、第１電力変換装置６０の動作が制御される。また、受電走行モード時に、通常走行モード時と比較して、目標電圧が低くなるように駆動力配分が決定される。それにより、受電走行モード時に、仮に通常走行モード時と同様に駆動力配分を決定する場合と比較して、目標電圧を低下させることができる。よって、外部電源１１０から受電される電力を第１インバータ４１及び第２インバータ４２へ供給することができない状況が発生することを抑制することができる。ゆえに、外部電源１１０から受電される電力を用いた走行による航続距離の延長の効果をより向上させることができる。よって、外部電源１１０から非接触で受電可能な電動車両１において、外部電源１１０からの受電が行われる走行モード時（つまり、受電走行モード時）に航続距離の延長を優先させる一方で、外部電源１１０からの受電が行われない走行モード時（つまり、通常走行モード時）に動力伝達系におけるエネルギの伝達効率の向上を優先させることが可能となる。

上記では、受電装置７０による受電を行わずに二次電池５０から放電される電力を用いて走行する通常走行モード時に、制御装置９０が前輪及び後輪の一方に駆動力を偏重させる例について説明したが、制御装置９０は通常走行モード時に所定の条件下において前輪及び後輪の駆動力を均等にしてもよい。例えば、制御装置９０は、車輪にスリップが発生した場合等の条件下において電動車両１の挙動を安定化するための挙動安定化制御を実行してもよく、挙動安定化制御において、前輪及び後輪の駆動力を均等にしてもよい。このように、通常走行モード時に所定の条件下では、決定される前後輪の駆動力配分が受電走行モード時と同等になってもよい。

上記では、制御装置９０が搭載される電動車両の例として電動車両１について説明したが、制御装置９０が搭載される電動車両の構成は係る例に限定されない。例えば、制御装置９０が搭載される電動車両において、各インバータについてＤＣＤＣコンバータが設けられてもよい。具体的には、第１インバータ４１と二次電池５０との間及び第２インバータ４２と二次電池５０との間に、それぞれＤＣＤＣコンバータが設けられてもよい。その場合、本発明に係る第１電力変換装置は、複数のＤＣＤＣコンバータを含んで構成される。また、制御装置９０が搭載される電動車両において、各車輪についてモータが設けられ、各モータについてインバータが接続されてもよい。その場合、本発明に係る第１モータは、左前輪１１に設けられるモータ及び右前輪１２に設けられるモータを含んで構成され、本発明に係る第１インバータは、左前輪１１に設けられるモータと接続されるインバータ及び右前輪１２に設けられるモータと接続されるインバータを含んで構成される。また、本発明に係る第２モータは、左後輪１３に設けられるモータ及び右後輪１４に設けられるモータを含んで構成され、本発明に係る第２インバータは、左後輪１３に設けられるモータと接続されるインバータ及び右後輪１４に設けられるモータと接続されるインバータを含んで構成される。また、制御装置９０が搭載される電動車両において、エンジンが設けられてもよい。その場合、エンジンは、例えば、二次電池５０に充電される電力を発電するための動力源として用いられ得る。

また、本明細書においてフローチャートを用いて説明した処理は、必ずしもフローチャートに示された順序で実行されなくてもよい。いくつかの処理ステップは、並列的に実行されてもよい。例えば、図４に示したフローチャートについて、ステップＳ５０１，Ｓ５０３，Ｓ５０５，Ｓ５０７の処理は当該フローチャートに示された順序で実行されなくてもよく、一部の処理が並列的に実行されてもよい。また、追加的な処理ステップが採用されてもよく、一部の処理ステップが省略されてもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は応用例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１ 電動車両
１１ 左前輪
１２ 右前輪
１３ 左後輪
１４ 右後輪
２１ 第１ディファレンシャル装置
２２ 第２ディファレンシャル装置
３１ 第１モータ
３２ 第２モータ
４１ 第１インバータ
４２ 第２インバータ
５０ 二次電池
６０ 第１電力変換装置
７０ 受電装置
７１ 受電コイル
７２ 整流装置
７３ 第２電力変換装置
８１ カーナビゲーション装置
８２ バッテリ管理装置
９０ 制御装置
９１ 設定部
９２ 決定部
９３ 制御部
１１０ 外部電源
１２０ 送電コイル

Claims (8)

1. 電動車両の前輪を駆動するための動力を出力可能な第１モータと、
   前記電動車両の後輪を駆動するための動力を出力可能な第２モータと、
   前記第１モータと接続される第１インバータと、
   前記第２モータと接続される第２インバータと、
   前記第１インバータ及び前記第２インバータと接続され、前記第１モータ及び前記第２モータへ供給される電力を蓄電する二次電池と、
   前記第１インバータ及び前記第２インバータと前記二次電池との間に設けられ、前記二次電池から放電される電力を昇圧して前記第１インバータ及び前記第２インバータへ供給可能な電力変換装置と、
   前記二次電池及び前記電力変換装置に対して並列に前記第１インバータ及び前記第２インバータと接続され、電動車両の外部の外部電源から非接触で受電可能な受電装置と、
   を備える電動車両の制御装置であって、
   前記電動車両の走行モードとして、前記外部電源から受電される電力及び前記二次電池から放電される電力を用いて走行する受電走行モードと、前記受電装置による受電を行わずに前記二次電池から放電される電力を用いて走行する通常走行モードとをそれぞれ設定可能な設定部と、
   設定された前記走行モードに応じて前後輪の駆動力配分を決定する決定部と、
   前記二次電池から放電される電力が決定された前記駆動力配分に応じた目標電圧に昇圧されるように、前記電力変換装置の動作を制御する制御部と、
   を備え、
   前記決定部は、前記受電走行モード時に、前記通常走行モード時と比較して、前記目標電圧が低くなるように前記駆動力配分を決定する、
   電動車両の制御装置。
2. 前記電力変換装置を第１電力変換装置とした場合に、
   前記受電装置は、前記外部電源から受電される電力を昇圧して前記第１インバータ及び前記第２インバータへ供給可能な第２電力変換装置を備え、
   前記制御部は、前記受電走行モード時に、前記外部電源から受電される電力が前記目標電圧に昇圧されるように、前記第２電力変換装置の動作を制御する、
   請求項１に記載の電動車両の制御装置。
3. 前記制御部は、前記外部電源の電圧に基づいて前記第２電力変換装置の動作を制御する、
   請求項２に記載の電動車両の制御装置。
4. 前記決定部は、前記受電走行モード時に、前記通常走行モード時と比較して、前記電動車両の前輪の駆動力配分率と後輪の駆動力配分率との差が小さくなるように前記駆動力配分を決定する、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動車両の制御装置。
5. 前記決定部は、前記第１モータ及び前記第２モータに関する出力特性に基づいて、前記駆動力配分を決定する、
   請求項４に記載の電動車両の制御装置。
6. 前記設定部は、前記二次電池の残存容量が不足すると予測された場合、前記走行モードとして前記受電走行モードを設定する、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の電動車両の制御装置。
7. 前記制御部は、前記受電走行モード時に、前記外部電源から受電される電力を前記二次電池へ充電させ、
   前記設定部は、前記受電走行モードの継続中に前記二次電池が充電されることによって前記二次電池の残存容量が不足するとの予測が解除された場合、前記走行モードを前記受電走行モードから前記通常走行モードへ切り替える、
   請求項６に記載の電動車両の制御装置。
8. 前記決定部は、前記受電走行モードから前記通常走行モードへの切り替えにおいて、前記駆動力配分を前記受電走行モードに応じた配分から前記通常走行モードに応じた配分へ所定の時間変化率で移行させる、
   請求項７に記載の電動車両の制御装置。

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