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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023159787
(43)【公開日】2023-11-01
(54)【発明の名称】電動車両
(51)【国際特許分類】
B60L 58/18 20190101AFI20231025BHJP
B60L 50/60 20190101ALI20231025BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20231025BHJP
H02J 7/34 20060101ALI20231025BHJP
H01M 10/48 20060101ALI20231025BHJP
H01M 10/44 20060101ALI20231025BHJP
【ＦＩ】
B60L58/18
B60L50/60
H02J7/00 P
H02J7/34 B
H01M10/48 P
H01M10/48 301
H01M10/44 P
【審査請求】未請求
【請求項の数】18
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022069713
(22)【出願日】2022-04-20
(71)【出願人】
【識別番号】000128175
【氏名又は名称】株式会社エフ・シー・シー
(71)【出願人】
【識別番号】519417676
【氏名又は名称】株式会社アパード
(74)【代理人】
【識別番号】100095614
【弁理士】
【氏名又は名称】越川 隆夫
(72)【発明者】
【氏名】マハムド アブドルナビ サイド アブダラ
(72)【発明者】
【氏名】竹下 隆晴
(72)【発明者】
【氏名】大橋 達之
【テーマコード（参考）】
5G503
5H030
5H125
【Ｆターム（参考）】
5G503AA04
5G503AA07
5G503BA02
5G503BB01
5G503BB02
5G503BB03
5G503CA01
5G503CA11
5G503DA04
5G503DA08
5G503FA06
5G503FA07
5G503GD03
5G503GD06
5H030AA01
5H030AS08
5H030BB10
5H030BB21
5H030FF22
5H030FF43
5H030FF44
5H125AA01
5H125AB03
5H125AC13
5H125BB05
5H125BB07
5H125BC01
5H125BC03
5H125BC28
5H125CB02
5H125EE01
5H125EE22
5H125EE23
5H125EE25
5H125FF06
(57)【要約】
【課題】第１蓄電装置及び第２蓄電装置が分担してエネルギ供給を行いモータを力行させるとき、インバータの直流電圧を第１蓄電装置及び第２蓄電池装置のうち電圧の低い蓄電装置の電圧未満に制御することができる電動車両を提供する。
【解決手段】第１蓄電装置４及び第１電力変換器１０が接続された第１モジュールＭ１と、第２蓄電装置５及び第２電力変換器１１が接続された第２モジュールＭ２と、直列に接続された第１モジュールＭ１と第２モジュールＭ２とがインバータ２に接続された回路とを具備し、モータ１の力行時において、第１モジュールＭ１及び第２モジュールＭ２の電圧を制御しつつ第１モジュールＭ１及び第２モジュールＭ２からインバータ２にエネルギを供給するものである。
【選択図】図２
【解決手段】第１蓄電装置４及び第１電力変換器１０が接続された第１モジュールＭ１と、第２蓄電装置５及び第２電力変換器１１が接続された第２モジュールＭ２と、直列に接続された第１モジュールＭ１と第２モジュールＭ２とがインバータ２に接続された回路とを具備し、モータ１の力行時において、第１モジュールＭ１及び第２モジュールＭ２の電圧を制御しつつ第１モジュールＭ１及び第２モジュールＭ２からインバータ２にエネルギを供給するものである。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
力行可能なモータと、
直流電流から交流電流に変換可能なインバータと、
高容量型の特性を有する第１蓄電装置と、
高出力型の特性を有する第２蓄電装置と、
前記第１蓄電装置の出力電圧を降圧する機能を有する第１電力変換器と、
前記第２蓄電装置の出力電圧を降圧する機能を有する第２電力変換器と、
を有する電動車両であって、
前記第１蓄電装置及び第１電力変換器が接続された第１モジュールと、
前記第２蓄電装置及び第２電力変換器が接続された第２モジュールと、
直列に接続された前記第１モジュールと前記第２モジュールとが前記インバータに接続された回路と、
を具備し、前記モータの力行時において、前記第１モジュール及び第２モジュールの電圧を制御しつつ前記第１モジュール及び第２モジュールから前記インバータにエネルギを供給することを特徴とする電動車両。
直流電流から交流電流に変換可能なインバータと、
高容量型の特性を有する第１蓄電装置と、
高出力型の特性を有する第２蓄電装置と、
前記第１蓄電装置の出力電圧を降圧する機能を有する第１電力変換器と、
前記第２蓄電装置の出力電圧を降圧する機能を有する第２電力変換器と、
を有する電動車両であって、
前記第１蓄電装置及び第１電力変換器が接続された第１モジュールと、
前記第２蓄電装置及び第２電力変換器が接続された第２モジュールと、
直列に接続された前記第１モジュールと前記第２モジュールとが前記インバータに接続された回路と、
を具備し、前記モータの力行時において、前記第１モジュール及び第２モジュールの電圧を制御しつつ前記第１モジュール及び第２モジュールから前記インバータにエネルギを供給することを特徴とする電動車両。
【請求項2】
前記モータは、力行及び回生可能とされるとともに、回生時において、前記第１モジュール及び第２モジュールの電圧を制御しつつ前記第１モジュール及び第２モジュールでエネルギを回収することを特徴とする請求項１記載の電動車両。
【請求項3】
前記第１モジュールと第２モジュールとの間にリアクトルが直列に接続されたことを特徴とする請求項１記載の電動車両。
【請求項4】
前記第２蓄電装置とグラウンドとを接続する回路を形成する接続スイッチを具備し、前記モータの力行時において、前記接続スイッチを接続状態とし、前記第１モジュールの電圧を制御しつつ前記第１モジュール及び第２モジュールから前記インバータにエネルギを供給することを特徴とする請求項１記載の電動車両。
【請求項5】
前記第２蓄電装置とグラウンドとを接続する回路を形成する接続スイッチを具備し、前記第１蓄電装置の温度に基づいて当該第１蓄電装置の温度状態を判断可能とされるとともに、前記モータの力行時において、前記第１蓄電装置の温度が所定値以上の場合、前記接続スイッチを接続状態とし、前記第２モジュールから前記インバータにエネルギを供給することを特徴とする請求項１記載の電動車両。
【請求項6】
前記第２蓄電装置とグラウンドとを接続する回路を形成する接続スイッチを具備し、前記第１蓄電装置の温度に基づいて当該第１蓄電装置の温度状態を判断可能とされるとともに、前記モータの回生時において、前記第１蓄電装置の温度が所定値以上の場合、前記接続スイッチを接続状態とし、前記第２モジュールでエネルギを回生することを特徴とする請求項２記載の電動車両。
【請求項7】
前記第２蓄電装置とグラウンドとを接続する回路を形成する接続スイッチを具備し、前記モータの停止時において、前記接続スイッチを接続状態とし、前記第１モジュールの電圧又は電流を制御しつつ当該第１モジュールから前記第２モジュールにエネルギを供給することを特徴とする請求項１記載の電動車両。
【請求項8】
前記第２蓄電装置とグラウンドとを接続する回路を形成する接続スイッチを具備し、前記モータの停止時において、前記接続スイッチを接続状態とし、前記第１モジュールの電圧又は電流を制御しつつ当該第２モジュールから前記第１モジュールにエネルギを供給することを特徴とする請求項１記載の電動車両。
【請求項9】
前記第１モジュールまたは前記第２モジュールと前記インバータとの間にリアクトルが直列に接続されたことを特徴とする請求項１記載の電動車両。
【請求項10】
前記モータの力行時において、前記第１蓄電装置の電流が所定値以下になるように、前記第１モジュール及び前記第２モジュールの電圧を制御することを特徴とする請求項１記載の電動車両。
【請求項11】
前記第１蓄電装置の温度に基づいて当該第１蓄電装置の温度状態を判断可能とされるとともに、前記第１蓄電装置の温度が高いほど、前記第１蓄電装置の電流の所定値を低く設定することを特徴とする請求項１０に記載の電動車両。
【請求項12】
前記第２モジュールの電圧を制御する時、当該第２蓄電装置の電圧に応じて前記第２モジュールの電圧を制御することを特徴とする請求項１記載の電動車両。
【請求項13】
前記第１モジュール及び前記第２モジュールの電圧を制御する時、前記第１モジュール及び前記第２モジュールの何れか一方の電圧を制御する時に比べて、前記第１電力変換器及び第２電力変換器のデューティ周期を長く設定することを特徴とする請求項１記載の電動車両。
【請求項14】
前記第１モジュール及び前記第２モジュールの電圧を制御する時、前記第１電力変換器のデューティ周期中の電圧昇圧期間と前記第２電力変換器のデューティ周期中の電圧昇圧期間との重複期間が低減するように制御することを特徴とする請求項１３記載の電動車両。
【請求項15】
前記第１蓄電装置は、前記第２蓄電装置より高電圧型の特性を有することを特徴とする請求項１記載の電動車両。
【請求項16】
前記第１蓄電装置の満充電時のエネルギ量は、前記第２蓄電装置の満充電時のエネルギ量より多いことを特徴とする請求項１記載の電動車両。
【請求項17】
前記第１蓄電装置は、交換可能なカセット型の蓄電装置から成ることを特徴とする請求項１記載の電動車両。
【請求項18】
前記第１蓄電装置は、高容量リチウムイオン電池又は高容量ニッケル水素電池から成り、前記第２蓄電装置は、高出力リチウムイオン電池、高出力ニッケル水素電池、リチウムイオンキャパシタ又は電気二重層キャパシタの何れかであることを特徴とする請求項１記載の電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、モータと当該モータにエネルギ供給可能な蓄電装置とを具備した電動車両に関するものである。
【背景技術】
【0002】
力行及び回生可能なモータと当該モータにエネルギ供給可能な蓄電装置とを具備し、モータの駆動力で推力を得るとともに、駆動輪の制動トルクを調整して蓄電装置にエネルギを回収可能な電動車両として、例えば特許文献１に記載されたものが挙げられる。かかる電動車両によれば、高容量型の特性を有するバッテリ及び高出力型の特性を有するキャパシタのそれぞれから任意タイミングでインバータにエネルギを供給してモータを駆動することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１８－１６６３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記従来技術においては、バッテリ（第１蓄電装置）及びキャパシタ（第２蓄電装置）が分担してエネルギ供給を行いモータを駆動させることができるものの、例えばモータが低回転で力行する時、インバータで必要とされる直流電圧が第１蓄電装置及び第２蓄電装置のうち電圧の低い蓄電装置（通常は容量が小さい第２蓄電装置）の電圧未満である場合、インバータの直流電圧を適切に制御することができないという問題がある。
【0005】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、第１蓄電装置及び第２蓄電装置が分担してエネルギ供給を行いモータを力行させるとき、インバータの直流電圧を第１蓄電装置及び第２蓄電池装置のうち電圧の低い蓄電装置の電圧未満に制御することができる電動車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
請求項１記載の発明は、力行可能なモータと、直流電流から交流電流に変換可能なインバータと、高容量型の特性を有する第１蓄電装置と、高出力型の特性を有する第２蓄電装置と、前記第１蓄電装置の出力電圧を降圧する機能を有する第１電力変換器と、前記第２蓄電装置の出力電圧を降圧する機能を有する第２電力変換器とを有する電動車両であって、前記第１蓄電装置及び第１電力変換器が接続された第１モジュールと、前記第２蓄電装置及び第２電力変換器が接続された第２モジュールと、直列に接続された前記第１モジュールと前記第２モジュールとが前記インバータに接続された回路とを具備し、前記モータの力行時において、前記第１モジュール及び第２モジュールの電圧を制御しつつ前記第１モジュール及び第２モジュールから前記インバータにエネルギを供給することを特徴とする。
【0007】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電動車両において、前記モータは、力行及び回生可能とされるとともに、回生時において、前記第１モジュール及び第２モジュールの電圧を制御しつつ前記第１モジュール及び第２モジュールでエネルギを回収することを特徴とする。
【0008】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の電動車両において、前記第１モジュールと第２モジュールとの間にリアクトルが直列に接続されたことを特徴とする。
【0009】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の電動車両において、前記第２蓄電装置とグラウンドとを接続する回路を形成する接続スイッチを具備し、前記モータの力行時において、前記接続スイッチを接続状態とし、前記第１モジュールの電圧を制御しつつ前記第１モジュール及び第２モジュールから前記インバータにエネルギを供給することを特徴とする。
【0010】
請求項５記載の発明は、請求項１記載の電動車両において、前記第２蓄電装置とグラウンドとを接続する回路を形成する接続スイッチを具備し、前記第１蓄電装置の温度に基づいて当該第１蓄電装置の温度状態を判断可能とされるとともに、前記モータの力行時において、前記第１蓄電装置の温度が所定値以上の場合、前記接続スイッチを接続状態とし、前記第２モジュールから前記インバータにエネルギを供給することを特徴とする。
【0011】
請求項６記載の発明は、請求項２記載の電動車両において、前記第２蓄電装置とグラウンドとを接続する回路を形成する接続スイッチを具備し、前記第１蓄電装置の温度に基づいて当該第１蓄電装置の温度状態を判断可能とされるとともに、前記モータの回生時において、前記第１蓄電装置の温度が所定値以上の場合、前記接続スイッチを接続状態とし、前記第２モジュールでエネルギを回生することを特徴とする。
【0012】
請求項７記載の発明は、請求項１記載の電動車両において、前記第２蓄電装置とグラウンドとを接続する回路を形成する接続スイッチを具備し、前記モータの停止時において、前記接続スイッチを接続状態とし、前記第１モジュールの電圧又は電流を制御しつつ当該第１モジュールから前記第２モジュールにエネルギを供給することを特徴とする。
【0013】
請求項８記載の発明は、請求項１記載の電動車両において、前記第２蓄電装置とグラウンドとを接続する回路を形成する接続スイッチを具備し、前記モータの停止時において、前記接続スイッチを接続状態とし、前記第１モジュールの電圧又は電流を制御しつつ当該第２モジュールから前記第１モジュールにエネルギを供給することを特徴とする。
【0014】
請求項９記載の発明は、請求項１記載の電動車両において、前記第１モジュールまたは前記第２モジュールと前記インバータとの間にリアクトルが直列に接続されたことを特徴とする。
【0015】
請求項１０記載の発明は、請求項１記載の電動車両において、前記モータの力行時において、前記第１蓄電装置の電流が所定値以下になるように、前記第１モジュール及び前記第２モジュールの電圧を制御することを特徴とする。
【0016】
請求項１１記載の発明は、請求項１０に記載の電動車両において、前記第１蓄電装置の温度に基づいて当該第１蓄電装置の温度状態を判断可能とされるとともに、前記第１蓄電装置の温度が高いほど、前記第1蓄電装置の電流の所定値を低く設定することを特徴とする。
【0017】
請求項１２記載の発明は、請求項１記載の電動車両において、前記第２モジュールの電圧を制御する時、当該第２蓄電装置の電圧に応じて前記第２モジュールの電圧を制御することを特徴とする。
【0018】
請求項１３記載の発明は、請求項１記載の電動車両において、前記第１モジュール及び前記第２モジュールの電圧を制御する時、前記第１モジュール及び前記第２モジュールの何れか一方の電圧を制御する時に比べて、前記第１電力変換器及び第２電力変換器のデューティ周期を長く設定することを特徴とする。
【0019】
請求項１４記載の発明は、請求項１３記載の電動車両において、前記第１モジュール及び前記第２モジュールの電圧を制御する時、前記第１電力変換器のデューティ周期中の電圧昇圧期間と前記第２電力変換器のデューティ周期中の電圧昇圧期間との重複期間が低減するように制御することを特徴とする。
【0020】
請求項１５記載の発明は、請求項１記載の電動車両において、前記第１蓄電装置は、前記第２蓄電装置より高電圧型の特性を有することを特徴とする。
【0021】
請求項１６記載の発明は、請求項１記載の電動車両において、前記第１蓄電装置の満充電時のエネルギ量は、前記第２蓄電装置の満充電時のエネルギ量より多いことを特徴とする。
【0022】
請求項１７記載の発明は、請求項１記載の電動車両において、前記第１蓄電装置は、交換可能なカセット型の蓄電装置から成ることを特徴とする。
【0023】
請求項１８記載の発明は、請求項１記載の電動車両において、前記第１蓄電装置は、高容量リチウムイオン電池又は高容量ニッケル水素電池から成り、前記第２蓄電装置は、高出力リチウムイオン電池、高出力ニッケル水素電池、リチウムイオンキャパシタ又は電気二重層キャパシタの何れかであることを特徴とする。
【発明の効果】
【0024】
本発明によれば、第１蓄電装置及び第１電力変換器が接続された第１モジュールと、第２蓄電装置及び第２電力変換器が接続された第２モジュールと、直列に接続された前記第１モジュールと前記第２モジュールとが前記インバータに接続された回路とを具備し、モータの力行時において、第１モジュール及び第２モジュールの電圧を制御しつつ第１モジュール及び第２モジュールからインバータにエネルギを供給するので、第１蓄電装置及び第２蓄電装置が分担してエネルギ供給を行いモータを力行させるとき、インバータの直流電圧を第１蓄電装置及び第２蓄電池装置のうち電圧の低い蓄電装置の電圧未満に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】本発明の実施形態に係る電動車両を示す模式図
【図2】同電動車両の電力変換装置を示す回路図
【図3】同電動車両の電力変換装置を示す概念図
【図4】同電動車両の制御関係を示す概略図
【図5】同電動車両の電力制御を示すタイムチャート
【図6】同電動車両の電力制御の全体を示すフローチャート
【図7】同電動車両の要求特性（駆動輪の車両要求）を示すグラフ
【図8】同電動車両の要求特性（駆動輪のモータ要求）を示すグラフ
【図9】同電動車両の要求特性（従動輪の車両要求）を示すグラフ
【図10】同電動車両の要求特性（従動輪のブレーキ要求）を示すグラフ
【図11】同電動車両の電力制御の要求処理制御を示すフローチャート
【図12】同電動車両の運転者要求テーブル（テーブル１）を示すグラフ
【図13】同電動車両の運転者要求テーブル（テーブル２）を示すグラフ
【図14】同電動車両の運転者要求テーブル（テーブル３）を示すグラフ
【図15】同電動車両の運転者要求テーブル（テーブル４）を示すグラフ
【図16】同電動車両の運転者要求テーブル（テーブル５）を示すグラフ
【図17】同電動車両の運転者要求テーブル（テーブル６）を示すグラフ
【図18a】同電動車両の電力制御のモータ制御を示すフローチャート
【図18b】同電動車両の電力制御のモータ制御を示すフローチャート
【図18c】同電動車両の電力制御のモータ制御を示すフローチャート
【図19a】同電動車両の電力変換回路制御を示す表
【図19b】同電動車両の電力変換回路制御を示す表
【図20】同電動車両の電圧要求テーブル（テーブルＡ）を示すグラフ
【図21】同電動車両の電圧要求テーブル（テーブルＢ）を示すグラフ
【図22】同電動車両の電圧要求テーブル（テーブルＣ）を示すグラフ
【図23】同電動車両における係数Ｋ１、Ｋ２の算出工程を示すフローチャート
【図24】同電動車両における第１蓄電装置の温度、電流及び係数Ｋ１、Ｋ２の変化を示すグラフ
【図25】同電動車両における第１蓄電装置の電流と温度との関係を示すグラフ
【図26】同電動車両における第２蓄電装置の電圧と係数Ｋ２との関係を示すグラフ
【図27】同電動車両における第１電力変換器及び第２電力変換器によるデューティ制御を示すグラフ
【図28】同電動車両の第１蓄電装置の蓄電状態を示すグラフ
【図29】同電動車両の第２蓄電装置の蓄電状態を示すグラフ
【図30】同電動車両の蓄電装置の組み合わせを示す表
【図31】本発明の他の実施形態に係る電動車両の電力変換装置を示す回路図
【図32】同電動車両の電力変換装置を示す概念図
【図33】本発明のさらに他の実施形態に係る電動車両の電力変換装置を示す概念図
【発明を実施するための形態】
【0026】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係る電動車両は、モータの駆動力により走行可能な自動二輪車等の鞍乗り型車両から成るもので、図１～４に示すように、モータ１と、インバータ２と、メカブレーキ（３ａ、３ｂ）と、第１蓄電装置４と、第２蓄電装置５と、アクセル操作手段６と、メカブレーキ操作手段７と、回生ブレーキ操作手段８と、第１電力変換器１０と、第２電力変換器１１と、リアクトル１２と、ＥＣＵ１３と、スタートスイッチ１４と、モニタ１５とを主に具備している。
本実施形態に係る電動車両は、モータの駆動力により走行可能な自動二輪車等の鞍乗り型車両から成るもので、図１～４に示すように、モータ１と、インバータ２と、メカブレーキ（３ａ、３ｂ）と、第１蓄電装置４と、第２蓄電装置５と、アクセル操作手段６と、メカブレーキ操作手段７と、回生ブレーキ操作手段８と、第１電力変換器１０と、第２電力変換器１１と、リアクトル１２と、ＥＣＵ１３と、スタートスイッチ１４と、モニタ１５とを主に具備している。
【0027】
モータ１（Motor）は、エネルギ供給により駆動力を得るための電磁モータから成り、図２、３に示すように、インバータ２を介して第２蓄電装置５及び第２電力変換器１１を有する第２モジュールＭ２と電気的に接続可能とされ、力行及び回生可能とされている。インバータ２（DC-AC Inverter）は、直流電流から交流電流に変換可能なもので、本実施形態においては、第１蓄電装置４及び第２蓄電装置５の直流電流を交流電流に変換してモータ１に供給可能とされている。
【0028】
メカブレーキは、ディスクブレーキやドラムブレーキ等のエネルギを放出して制動可能な制動装置から成り、駆動輪Ｔａの運動エネルギを放出して制動する駆動輪メカブレーキ３ａと、従動輪Ｔｂの運動エネルギを放出して制動する従動輪メカブレーキ３ｂとを有して構成されている。これら駆動輪メカブレーキ３ａ及び従動輪メカブレーキ３ｂは、ブレーキアクチュエータ９を介してメカブレーキ操作手段７と接続されている。
【0029】
かかるメカブレーキ操作手段７は、メカブレーキ（従動輪メカブレーキ３ｂ）を制御して制動トルクを調整可能な部品（本実施形態においては、ハンドルバーの右側端部に取り付けられた操作レバー）から成り、その操作量に応じてメカブレーキ制御部１８（図４参照）がブレーキアクチュエータ９を作動させ、従動輪メカブレーキ３ｂを動作させ得るよう構成されている。
【0030】
アクセル操作手段６は、モータ１を制御して駆動輪Ｔａの駆動トルクを調整可能な部品（本実施形態においては、ハンドルバーの右側端部に取り付けられたアクセルグリップ）から成り、図４に示すように、その操作量に応じてインバータ制御部１６によりトルク要求を推定してモータ１を作動させることにより、所望の駆動力を得るよう構成されている。なお、インバータ制御部１６は、ＥＣＵ１３に形成された制御部の一つである。
【0031】
蓄電装置は、モータ１にエネルギを供給可能なもので、本実施形態においては、第１蓄電装置４及び第２蓄電装置５を有して構成されている。第１蓄電装置４は、高容量型の特性を有する蓄電池から成り、図３０に示すように、例えば高容量リチウムイオン電池又は高容量ニッケル水素電池を使用することができる。第２蓄電装置５は、高出力型の特性を有する蓄電池から成り、図３０に示すように、例えば高出力リチウムイオン電池、高出力ニッケル水素電池、リチウムイオンキャパシタ又は電気二重層キャパシタの何れかを使用することができる。
【0032】
より具体的には、第１蓄電装置４は、第２蓄電装置５より高電圧型の特性を有するとともに、第１蓄電装置４の満充電時のエネルギ量は、第２蓄電装置５の満充電時のエネルギ量より多いものとされている。また、本実施形態に係る第１蓄電装置４は、車両から取り外して交換可能なカセット型の蓄電装置から成り、第１蓄電装置４の蓄電状態に応じて満充電状態の第１蓄電装置４と交換可能とされている。
【0033】
回生ブレーキ操作手段８は、モータ１を制御して、駆動輪Ｔａの制動トルクを調整し、蓄電装置（第１蓄電装置４及び第２蓄電装置５）にエネルギを回収可能な部品（本実施形態においては、ハンドルバーの左側端部に取り付けられた操作レバー）から成り、その操作量に応じてモータ１の回生を行わせて所望の制動力が得られるよう構成されている。かかるモータ１の回生により、第１蓄電装置４及び第２蓄電装置５にエネルギを回収することができる。
【0034】
第１電力変換器１０は、モータ１の力行時（モータ１へのエネルギ供給時）に電圧を降圧する機能とモータ１の回生時（モータ１からのエネルギ回収時）に電圧を昇圧する機能を有し、本実施形態においては、第１蓄電装置４の出力電圧を降圧する機能を有するもので、図２、３に示すように、第１モジュールＭ１を構成する。かかる第１モジュールＭ１は、図２、３に示すように、第１蓄電装置４及び第１電力変換器１０が接続されて構成されている。
【0035】
また、第１電力変換器１０は、図２に示すように、スイッチＳ１、Ｓ２及び整流器としてのダイオードを有する２つの半導体スイッチ素子（ＭＯＳＦＥＴ）１０ａ、１０ｂを有して構成されるとともに、下流側のリアクトル１２（コイル）と電気的に接続されている。そして、半導体スイッチ素子１０ａ、１０ｂのスイッチＳ１、Ｓ２を高速スイッチング（ｄｕｔｙ制御）することにより、第１モジュールＭ１における電圧を制御可能とされている。
【0036】
第２電力変換器１１は、モータ１の力行時（モータ１へのエネルギ供給時）に電圧を降圧する機能とモータ１の回生時（モータ１からのエネルギ回収時）に電圧を昇圧する機能を有し、本実施形態においては、第２蓄電装置５の出力電圧を降圧する機能を有するもので、図２、３に示すように、第２モジュールＭ２を構成する。かかる第２モジュールＭ２は、図２、３に示すように、第２蓄電装置５及び第２電力変換器１１が接続されて構成されている。
【0037】
また、第２電力変換器１１は、図２に示すように、スイッチＳ３、Ｓ４及び整流器としてのダイオードを有する２つの半導体スイッチ素子（ＭＯＳＦＥＴ）１１ａ、１１ｂを有して構成されるとともに、上流側のリアクトル１２（コイル）と電気的に接続されている。そして、半導体スイッチ素子１１ａ、１１ｂのスイッチＳ３、Ｓ４を高速スイッチング（ｄｕｔｙ制御）することにより、第２モジュールＭ２における電圧を制御可能とされている。
【0038】
ここで、本実施形態においては、直列に接続された第１モジュールＭ１と第２モジュールＭ２とがインバータ２に接続された回路を有するとともに、第１モジュールＭ１と第２モジュールＭ２との間にリアクトル１２が直列に接続されている。これにより、モータ１の力行時において、第１モジュールＭ１及び第２モジュールＭ２の電圧を制御しつつ第１モジュールＭ１及び第２モジュールＭ２からインバータ２にエネルギを供給するとともに、モータ１の回生時において、第１モジュールＭ１及び第２モジュールＭ２の電圧を制御しつつ第１モジュールＭ１及び第２モジュールＭ２でエネルギを回収することができる。
【0039】
さらに、本実施形態においては、図２に示すように、第２蓄電装置５とグラウンドとを接続（グラウンド接続）する回路を形成する接続スイッチＳＲ１を具備して構成されており、モータ１の力行時において、接続スイッチＳＲ１を接続状態とし、第１モジュールＭ１の電圧を制御しつつ第１モジュールＭ１及び第２モジュールＭ２からインバータ２にエネルギを供給し得るようになっている。なお、本実施形態に係る回路には、安定化のためのコンデンサＣａ、Ｃｂ、Ｃｃが接続されている。
【0040】
ＥＣＵ１３は、入力された運転者の要求に応じてモータ１等を制御するためのもので、図４に示すように、インバータ制御部１６、回路制御部１７及びメカブレーキ制御部１８を有するとともに、インバータ２、第１電力変換器１０、第２電力変換器１１、第１蓄電装置４、第２蓄電装置５及びブレーキアクチュエータ９と接続されている。また、第１蓄電装置４の電圧を検出可能な電圧検出センサ４ａ及び当該第１蓄電装置４の温度を検出可能な温度検出センサ４ｂを具備するとともに、第２蓄電装置５の電圧を検出可能な電圧検出センサ５ａを具備している。
【0041】
しかるに、電圧検出センサ４ａ、温度検出センサ４ｂ及び電圧検出センサ５ａが回路制御部１７と電気的に接続されており、電圧検出センサ４ａ及び電圧検出センサ５ａで検出される電圧によって第１蓄電装置４及び第２蓄電装置５の蓄電状態をそれぞれ判断可能とされるとともに、温度検出センサ４ｂによって第１蓄電装置４の温度を検出可能とされている。なお、第１蓄電装置４の蓄電状態を図２８、第２蓄電装置５の蓄電状態を図２９にそれぞれ示している。
【0042】
そして、第１蓄電装置４の温度に基づいて当該第１蓄電装置４の温度状態を判断可能とされるとともに、モータ１の力行時において、第１蓄電装置４の温度が所定値以上の場合、接続スイッチＳＲ１を接続状態とし、第２モジュールＭ２からインバータ２にエネルギを供給するよう構成されている。また、モータ１の回生時において、第１蓄電装置４の温度が所定値以上の場合、接続スイッチＳＲ１を接続状態とし、第２モジュールＭ２でエネルギを回生するよう構成されている。
【0043】
さらに、モータ１の停止時において、接続スイッチＳＲ１を接続状態とし、第１モジュールＭ１の電圧又は電流を制御しつつ当該第１モジュールＭ１から第２モジュールＭ２にエネルギを供給し得るよう構成されている。またさらに、モータ１の停止時において、接続スイッチＳＲ１を接続状態とし、第１モジュールＭ１の電圧又は電流を制御しつつ第２モジュールＭ２から第１モジュールＭ１にエネルギを供給し得るよう構成されている。
【0044】
スタートスイッチ１４は、車両の走行を可能にする操作スイッチから成り、かかるスタートスイッチ１４を操作した後、アクセル操作手段６を操作することにより、モータ１を作動させて走行し得るようになっている。モニタ１５は、車両に取り付けられた液晶モニタ等の補助装置から成り、例えば車両の状態（速度、蓄電状態又は故障の有無等）やナビゲーションシステムの地図等を表示させ得るようになっている。
【0045】
さらに、本実施形態においては、図４に示すように、モータ１の回転数を検知するセンサから成る検知手段１９を具備しており、検知手段１９で検知されたモータ１の回転数が所定値以上のとき、回生ブレーキ操作手段８の操作量に応じた所定制動トルクを回生ブレーキにより発生するよう構成されている。また、モータ１の回生時、その所定制動トルクの最大値は、モータ１の定格トルクとされている。
【0046】
しかるに、検知手段１９で検知されたモータ１の回転数が所定値未満のとき、回生ブレーキ操作手段８の操作量に応じてメカブレーキ（駆動輪メカブレーキ３ａ）により制動トルクを発生させるようになっている。加えて、第１蓄電装置４の充電量が所定値以上のとき、回生ブレーキ操作手段８の操作量に応じて、メカブレーキ（駆動輪メカブレーキ３ａ）により制動トルクを発生させるよう構成されている。
【0047】
またさらに、本実施形態においては、図２４、２５に示すように、モータ１の力行時において、第１蓄電装置４の電流が所定値（許容値）以下になるように、第１モジュールＭ１及び第２モジュールＭ２の電圧を制御するよう構成されている。また、既述のように、第１蓄電装置４の温度に基づいて当該第１蓄電装置４の温度状態を判断可能とされるとともに、図２４、２５に示すように、第１蓄電装置４の温度が高いほど、第１蓄電装置４の電流の所定値を低く設定するよう構成されている。加えて、図２６に示すように、第２モジュールＭ２の電圧を制御する時、第２蓄電装置５の電圧に応じて第２モジュールＭ２の電圧を制御するよう構成されている。
【0048】
さらに、本実施形態においては、第１モジュールＭ１及び第２モジュールＭ２の電圧を制御する時、図２７に示すように、第１モジュールＭ１及び第２モジュールＭ２の何れか一方の電圧を制御する時に比べて、第１電力変換器１０及び第２電力変換器１１のデューティ周期Ｔを長く設定するようになっている。また、本実施形態においては、第１モジュールＭ１及び第２モジュールＭ２の電圧を制御する時、図２７に示すように、第１電力変換器１０のデューティ周期中の電圧昇圧期間と第２電力変換器１１のデューティ周期中の電圧昇圧期間との重複期間が低減（重複期間を抑制）するように制御されている。
【0049】
図５は、上記実施形態に係る電動車両において、スタートスイッチ１４をオンした後、アクセル操作手段６及び回生ブレーキ操作手段８の操作を行った場合の各パラメータの変化を示している。なお、同図の表における「ＦＣＣＮＯ」（function circuit control number）は、図４、１８、１９で示される「ＦＣＣＮＯ」と対応するものである。
【0050】
次に、本実施形態に係る電動車両の制御（メイン制御）について、図６のフローチャートに基づいて説明する。
先ず、Ｓ１にてスタートスイッチ１４がオンしたか否か判定され、スタートスイッチ１４がオンしたと判断されると、Ｓ２にて第１蓄電装置４の蓄電状態（Ｓｏｃ１）が所定下限値（図２８参照）より大きいか否か判定される。そして、蓄電状態（Ｓｏｃ１）が所定下限値より大きいと判断されると、要求処理（Ｓ３）、モータ制御（Ｓ４）及びメカブレーキ制御（Ｓ５）が順次行われることとなる。
先ず、Ｓ１にてスタートスイッチ１４がオンしたか否か判定され、スタートスイッチ１４がオンしたと判断されると、Ｓ２にて第１蓄電装置４の蓄電状態（Ｓｏｃ１）が所定下限値（図２８参照）より大きいか否か判定される。そして、蓄電状態（Ｓｏｃ１）が所定下限値より大きいと判断されると、要求処理（Ｓ３）、モータ制御（Ｓ４）及びメカブレーキ制御（Ｓ５）が順次行われることとなる。
【0051】
次に、本実施形態に係る電動車両の要求特性について、図７～１０に基づいて説明する。
駆動輪Ｔａにおける駆動トルク及び制動トルクと車速との関係は、図７に示すような特性とされ、駆動輪Ｔａにおけるモータトルクとモータ１の回転数（ω）との関係は、図８に示すような特性とされる。特に、図７において、高速走行の場合、駆動トルクが車速に対して漸減関係にあるのに対し、制動トルクは一定関係となっている。なお、図８においては、縦軸のプラス側（上半分）がアクセル操作手段６の操作量に応じた駆動トルクを示しており、縦軸のマイナス側（下半分）が回生ブレーキ操作手段８の操作量に応じた制動トルクを示している。同図中の符号Ｔｍ１は、モータ１の定格トルクを示している。
駆動輪Ｔａにおける駆動トルク及び制動トルクと車速との関係は、図７に示すような特性とされ、駆動輪Ｔａにおけるモータトルクとモータ１の回転数（ω）との関係は、図８に示すような特性とされる。特に、図７において、高速走行の場合、駆動トルクが車速に対して漸減関係にあるのに対し、制動トルクは一定関係となっている。なお、図８においては、縦軸のプラス側（上半分）がアクセル操作手段６の操作量に応じた駆動トルクを示しており、縦軸のマイナス側（下半分）が回生ブレーキ操作手段８の操作量に応じた制動トルクを示している。同図中の符号Ｔｍ１は、モータ１の定格トルクを示している。
【0052】
また、従動輪Ｔｂにおける制動トルクと車速との関係は、図９に示すような特性とされ、従動輪Ｔｂにおける制動トルク（メカ制動トルク（Ｔｂｍｆ）とモータ１の回転数（ω）との関係は、図１０に示すような特性とされる。なお、図９、１０においては、従動輪Ｔｂの特性を示すものであるため、縦軸のマイナス側（下半分）のみの特性（制動トルク）のみが示されている。
【0053】
次に、本実施形態に係る電動車両の制御（要求処理制御）について、図１１のフローチャートに基づいて説明する。
先ず、Ｓ１にて故障信号の有無に基づいてシステムが正常か否か判定され、故障信号がないと判断された場合、Ｓ２にてアクセル操作手段６の操作の有無（アクセル操作量Ａｐが０より大きいか否か）が判定され、アクセル操作手段６の操作があると判断されると、Ｓ５に進み、図１２に示すテーブル１に基づいてアクセル操作手段６の操作量に応じたモータトルク（Ｔｍ）が算出される。
先ず、Ｓ１にて故障信号の有無に基づいてシステムが正常か否か判定され、故障信号がないと判断された場合、Ｓ２にてアクセル操作手段６の操作の有無（アクセル操作量Ａｐが０より大きいか否か）が判定され、アクセル操作手段６の操作があると判断されると、Ｓ５に進み、図１２に示すテーブル１に基づいてアクセル操作手段６の操作量に応じたモータトルク（Ｔｍ）が算出される。
【0054】
そして、Ｓ５の算出の後、Ｓ９に進み、図１６に示すテーブル５に基づいて回生ブレーキ操作手段８の操作量に応じたメカ制動トルク（Ｔｂｍｒ）が算出され、その後、Ｓ１３に進み、図１７に示すテーブル６に基づいてメカブレーキ操作手段７の操作量に応じたメカ制動トルク（Ｔｂｍｆ）が算出される。なお、Ｓ９で算出されたメカ制動トルク（Ｔｂｍｒ）は、駆動輪Ｔａの制動トルクとされるとともに、Ｓ１３で算出されたメカ制動トルク（Ｔｂｍｆ）は、従動輪Ｔｂの制動トルクとされる。
【0055】
また、Ｓ２にてアクセル操作手段の操作がないと判断されると、Ｓ３にてモータ１の回生が可能か否か判定される。かかる判定は、第１蓄電装置４の蓄電状態（Ｓｏｃ１）が所定上限値以下（図２８参照）であり、且つ、モータの回転数がω１（図８参照）以上である場合、モータ１の回生が可能であると判断されるものである。そして、モータ１の回生が可能であると判断されると、Ｓ４にて第２蓄電装置５の蓄電状態（Ｓｏｃ２）が所定上限値（図２９参照）より大きいか否か判定される。
【0056】
Ｓ４にて第２蓄電装置５の蓄電状態（Ｓｏｃ２）が所定上限値（図２９参照）より大きいと判断されると、Ｓ６に進み、図１３に示すテーブル２に基づいて回生ブレーキ操作手段８の操作量に応じたモータトルク（Ｔｍ）が算出される。ここで、テーブル２に基づくモータトルク（Ｔｍ）の算出においては、モータ１の回転数が図８で示す所定回転数（ω２）以下の場合、Ｔｍ＝Ｔｍ（ω－ω１）／（ω２－ω１）なる補正が行われる。なお、Ｓ６の算出後、Ｓ１０に進み、図１５に示すテーブル４に基づいて回生ブレーキ操作手段８の操作量に応じたメカ制動トルク（Ｔｂｍｒ）が算出され、その後、既述のＳ１３が順次行われることとなる。
【0057】
さらに、Ｓ４にて第２蓄電装置５の蓄電状態（Ｓｏｃ２）が所定上限値（図２９参照）より大きくないと判断されると、Ｓ７に進み、図１４に示すテーブル３に基づいて回生ブレーキ操作手段８の操作量に応じたモータトルク（Ｔｍ）が算出される。ここで、テーブル３に基づくモータトルク（Ｔｍ）の算出においては、テーブル２と同様、モータ１の回転数が図８で示す所定回転数（ω２）以下の場合、Ｔｍ＝Ｔｍ（ω－ω１）／（ω２－ω１）なる補正が行われる。なお、Ｓ７の算出後、Ｓ１１にてメカ制動トルク（Ｔｂｍｒ）が０に設定された後、既述のＳ１３が行われることとなる。
【0058】
一方、Ｓ１にて故障信号があると判断された場合やＳ３にて回生可能でないと判断された場合、Ｓ８に進み、モータトルク（Ｔｍ）＝０に設定された後、Ｓ１２に進み、図１６に示すテーブル５に基づいて回生ブレーキ操作手段８の操作量に応じたメカ制動トルク（Ｔｂｍｒ）が算出される。これにより、システムに故障があると判断されたときや回生可能でないと判断されたとき、回生ブレーキ操作手段８の操作量に応じてメカブレーキ（駆動輪メカブレーキ３ａ）により制動トルクを発生させることができる。なお、Ｓ１２の算出後、既述のＳ１３が行われることとなる。
【0059】
次に、本実施形態に係る電動車両の制御（モータ制御）について、図１８ａ～１８ｃのフローチャートに基づいて説明する。
先ず、Ｓ１にて故障信号の有無に基づいてシステムが正常か否か判定され、故障信号がないと判断された場合、Ｓ２にてアクセル操作手段６の操作の有無（アクセル操作量Ａｐが０より大きいか否か）が判定されるとともに、アクセル操作手段６の操作があると判断されると、Ｓ３にて第２蓄電装置５の蓄電状態（Ｓｏｃ２）が所定下限値（図２９参照）より大きいか否か判定される。
先ず、Ｓ１にて故障信号の有無に基づいてシステムが正常か否か判定され、故障信号がないと判断された場合、Ｓ２にてアクセル操作手段６の操作の有無（アクセル操作量Ａｐが０より大きいか否か）が判定されるとともに、アクセル操作手段６の操作があると判断されると、Ｓ３にて第２蓄電装置５の蓄電状態（Ｓｏｃ２）が所定下限値（図２９参照）より大きいか否か判定される。
【0060】
そして、Ｓ３にて第２蓄電装置５の蓄電状態（Ｓｏｃ２）が所定下限値（図２９参照）より大きくないと判断されると、Ｓ７に進み、ＦＣＣ（function circuit control）＝１とするとともに、Ｓ３にて第２蓄電装置５の蓄電状態（Ｓｏｃ２）が所定下限値（図２９参照）より大きいと判断されると、Ｓ４に進み、第１蓄電装置４の温度が所定値より低いか否か判定される。
【0061】
Ｓ４の判定の結果、第１蓄電装置４の温度が所定値より低くない（所定値以上）と判断されると、Ｓ１０に進み、ＦＣＣ＝４とするとともに、Ｓ４にて第１蓄電装置４の温度が所定値より低いと判断されると、Ｓ５に進み、モータ１の回転数（ω）がω２より小さいか否か判定される。
【0062】
そして、Ｓ５にてモータ１の回転数（ω）がω２より小さくないと判定されると、Ｓ８に進み、ＦＣＣ＝２とするとともに、Ｓ５にてモータ１の回転数（ω）がω２より小さいと判定されると、Ｓ６に進み、アクセル操作量Ａｐが所定値より大きいか否か判定される。Ｓ６にてアクセル操作量Ａｐが所定値より大きくないと判定されると、Ｓ８に進み、ＦＣＣ＝２とするとともに、Ｓ６にてアクセル操作量Ａｐが所定値より大きいと判定されると、Ｓ９に進み、ＦＣＣ＝３とする。
【0063】
一方、Ｓ１にて故障信号があると判断された場合、Ｓ２１に進み、ＦＣＣ＝１０とするとともに、Ｓ２にてアクセル操作手段６の操作がないと判断されると、Ｓ１１にてモータ１の回生が可能か否か判定される。そして、Ｓ１１にてモータ１の回生が可能であると判断されると、Ｓ１２に進み、第２蓄電装置５の蓄電状態（Ｓｏｃ２）が所定上限値より大きいか否か判定され、第２蓄電装置５の蓄電状態（Ｓｏｃ２）が所定上限値より大きいと判断されると、Ｓ１６に進み、ＦＣＣ＝５とする。
【0064】
また、Ｓ１２にて第２蓄電装置５の蓄電状態（Ｓｏｃ２）が所定上限値より大きくないと判断されると、Ｓ１３に進み、第１蓄電装置４の温度が所定値より小さいか否か判定される。Ｓ１３にて第１蓄電装置４の温度が所定値より小さいと判断されると、Ｓ１７に進み、ＦＣＣ＝６とするとともに、第１蓄電装置４の温度が所定値より小さくないと判断されると、Ｓ１８に進み、ＦＣＣ＝７とする。
【0065】
一方、Ｓ１１にてモータ１の回生が可能でないと判断されると、Ｓ１４に進み、第２蓄電装置５の蓄電状態（Ｓｏｃ２）が充電判定値以下か否か判定され、充電判定値以下であると判断されると、Ｓ１９に進み、ＦＣＣ＝８とする。また、Ｓ１４にて第２蓄電装置５の蓄電状態（Ｓｏｃ２）が充電判定値以下でないと判断されると、Ｓ１５に進み、第１蓄電装置４の蓄電状態（Ｓｏｃ１）が充電判定値以下か否か判定される。
【0066】
そして、Ｓ１５にて第１蓄電装置４の蓄電状態（Ｓｏｃ１）が充電判定値以下であると判断されると、Ｓ２０に進み、ＦＣＣ＝９とするとともに、Ｓ１５にて第１蓄電装置４の蓄電状態（Ｓｏｃ１）が充電判定値以下でないと判断されると、Ｓ２１に進み、ＦＣＣ＝１０とする。上記の如くモード（ＦＣＣ）が決定した後、Ｓ２２にて前回処理で決定したモード（ＦＣＣＯ）に対し、今回処理で決定したモード（ＦＣＣ）の変更有無について判定される。
【0067】
Ｓ２２にてモード変更がないと判断された場合、Ｓ２３に進み、決定されたＦＣＣを維持するとともに、モード変更があると判断された場合、Ｓ２４に進み、ＦＣＣＮＯ＝１１とする。その後、Ｓ２５にて第１モジュールＭ１及び第２モジュールＭ２におけるデューティ比（Ｋ１、Ｋ２）が算出された後、Ｓ２６にてＦＣＣＮＯに応じた回路制御（図１９ａ、１９ｂ参照）が行われ、続いて、Ｓ２７にて今回処理決定されたモード（ＦＣＣ）をＦＣＣＯに記憶し、Ｓ２８にてインバータ制御が行われる。
【0068】
しかるに、Ｋ１は、第１モジュールＭ１におけるデューティ比を示すもので、Ｋ１＝スイッチＳ１のオン時間／（スイッチＳ１のオン時間＋スイッチＳ１のオフ時間）とされるとともに、Ｋ２は、第２モジュールＭ２におけるデューティ比を示すもので、Ｋ２＝スイッチＳ３のオン時間／（スイッチＳ３のオン時間＋スイッチＳ３のオフ時間）とされる。また、第１蓄電装置４における電圧をＶｄｃ１及び電流をＩｄｃ１とし、第２蓄電装置５における電圧をＶｄｃ２及び電流をＩｄｃ２とするとともに、インバータ２における電圧をＶｉｎｖ及び電流をＩｉｎｖとして説明する。
【0069】
ここで、Ｓ２５のデューティ比（Ｋ１、Ｋ２）の算出方法について、図２３のフローチャートに基づいて説明する。
先ず、Ｓ１にてＫ２＝０とし、Ｓ２にてＫ１＝Ｖｉｎｖ／Ｖｄｃなる演算式を実行してＫ１を求める。そして、Ｓ３にてＩｄｃ１ｃｍｄ＝ＡＢＳ（Ｉｉｎｖ）＊Ｖｉｎｖ／Ｖｄｃ１（「ＡＢＳ（Ｉｉｎｖ）」は「Ｉｉｎｖ」の絶対値）なる演算式を実行してＩｄｃ１ｃｍｄを求めた後、Ｓ４に進み、図２５のテーブルに基づいてＩｄｃ１ｍａｘを算出する。
先ず、Ｓ１にてＫ２＝０とし、Ｓ２にてＫ１＝Ｖｉｎｖ／Ｖｄｃなる演算式を実行してＫ１を求める。そして、Ｓ３にてＩｄｃ１ｃｍｄ＝ＡＢＳ（Ｉｉｎｖ）＊Ｖｉｎｖ／Ｖｄｃ１（「ＡＢＳ（Ｉｉｎｖ）」は「Ｉｉｎｖ」の絶対値）なる演算式を実行してＩｄｃ１ｃｍｄを求めた後、Ｓ４に進み、図２５のテーブルに基づいてＩｄｃ１ｍａｘを算出する。
【0070】
その後、Ｓ５にてＩｄｃ１ｃｍｄがＩｄｃ１ｍａｘより大きいか否か判定し、Ｉｄｃ１ｃｍｄがＩｄｃ１ｍａｘより大きいと判断された場合、Ｓ６に進み、ＦＣＣＮＯ＝２又は６であるか否か判定される。ＦＣＣＮＯ＝２又は６であると判断された場合、Ｓ１０にてＫ２が算出（Ｋ２＝Ｖｄｃ１＊（Ｉｄｃ１ｃｍｄ－Ｉｄｃ１ｍａｘ）／（Ｖｄｃ２＊Ｉｉｎｖ）なる演算式にて算出）されるとともに、Ｓ１１にてＫ１が算出（Ｋ１＝（Ｖｉｎｖ－Ｖｄｃ２＊Ｉｄｃ２／Ｉｉｎｖ）／Ｖｄｃなる演算式にて算出）される。
【0071】
また、Ｓ６にてＦＣＣＮＯ＝２又は６でないと判断された場合、Ｓ７にてＦＣＣＮＯ＝３であるか否か判定され、ＦＣＣＮＯ＝３であると判断された場合、Ｓ１２にてＫ１が算出（Ｋ１＝Ｖｄｃ２／Ｖｄｃ１なる演算式にて算出）される。一方、Ｓ５にてＩｄｃ１ｃｍｄがＩｄｃ１ｍａｘより大きくないと判断された場合、及びＳ７にてＦＣＣＮＯ＝３でないと判断された場合、Ｓ８に進み、ＦＣＣＮＯ＝８であるか否か判定され、ＦＣＣＮＯ＝８であると判断された場合、Ｓ１３にてＫ１が算出（Ｋ１＝Ｖｄｃ２（充電所定値）／Ｖｄｃ１なる演算式にて算出）される。
【0072】
さらに、Ｓ８＝ＦＣＣＮＯが８でないと判断された場合、Ｓ９に進み、ＦＣＣＮＯ＝９であるか否か判定され、ＦＣＣＮＯ＝９であると判断された場合、Ｓ１４にてＫ１が算出（Ｋ１＝Ｖｄｃ２／Ｖｄｃ１（充電所定値）なる演算式にて算出）されるとともに、ＦＣＣＮＯ＝９でないと判断された場合、一連の算出工程を終了する。
【0073】
さらに、Ｓ２６の回路制御は、図１９ａ、１９ｂに示す制御表に基づいて行われる。かかる制御表による制御内容について以下に説明する。
ＦＣＣＮＯ＝１のとき、第１モジュールＭ１が作動状態及び第２モジュールＭ２が非作動状態とされ、半導体スイッチ素子１０ａ、１０ｂのスイッチＳ１、Ｓ２がモータ力行時にＤｕｔｙ制御（周期ＴのＤｕｔｙ制御）されるとともに、半導体スイッチ素子１１ａ、１１ｂのスイッチＳ３が遮断状態（オフ状態）及びスイッチＳ４が接続状態（オン状態）とされる。このとき、接続スイッチＳＲ１は遮断状態（オフ状態）とされる。そして、ＦＣＣＮＯ＝１のとき、インバータ２の直流電圧制御は、図２０に示すテーブルＡに基づいて行われる。
ＦＣＣＮＯ＝１のとき、第１モジュールＭ１が作動状態及び第２モジュールＭ２が非作動状態とされ、半導体スイッチ素子１０ａ、１０ｂのスイッチＳ１、Ｓ２がモータ力行時にＤｕｔｙ制御（周期ＴのＤｕｔｙ制御）されるとともに、半導体スイッチ素子１１ａ、１１ｂのスイッチＳ３が遮断状態（オフ状態）及びスイッチＳ４が接続状態（オン状態）とされる。このとき、接続スイッチＳＲ１は遮断状態（オフ状態）とされる。そして、ＦＣＣＮＯ＝１のとき、インバータ２の直流電圧制御は、図２０に示すテーブルＡに基づいて行われる。
【0074】
かかるテーブルＡによれば、ＰＷＭ制御（pulse width modulation：パルス幅変調）でインバータ２の直流電圧制御が行われることを前提として、図２０に示すように、インバータ２の直流電圧をモータ１の回転数（ω）に応じて制御可能とされる。なお、後述するテーブルＢ～Ｃについても、ＰＷＭ制御でインバータ２の直流電圧制御が行われることを前提としている。
【0075】
ＦＣＣＮＯ＝２のとき、第１モジュールＭ１及び第２モジュールＭ２が作動状態とされ、半導体スイッチ素子１０ａ、１０ｂのスイッチＳ１、Ｓ２がモータ力行時にＤｕｔｙ制御（周期２ＴのＤｕｔｙ制御）されるとともに、半導体スイッチ素子１１ａ、１１ｂのスイッチＳ３、Ｓ４がモータ力行時にＤｕｔｙ制御（周期２ＴのＤｕｔｙ制御）される。このとき、接続スイッチＳＲ１は遮断状態（オフ状態）とされる。そして、ＦＣＣＮＯ＝２のとき、インバータ２の直流電圧制御は、図２０に示すテーブルＡに基づいて行われる。
【0076】
ＦＣＣＮＯ＝３のとき、第１モジュールＭ１及び第２モジュールＭ２が作動状態とされ、半導体スイッチ素子１０ａ、１０ｂのスイッチＳ１、Ｓ２がモータ力行時にＤｕｔｙ制御（周期ＴのＤｕｔｙ制御）されるとともに、半導体スイッチ素子１１ａ、１１ｂのスイッチＳ３が遮断状態（オフ状態）及びスイッチＳ４が接続状態（オン状態）とされる。このとき、接続スイッチＳＲ１は接続状態（オン状態）とされる。そして、ＦＣＣＮＯ＝３のとき、インバータ２の直流電圧制御は、図２２に示すテーブルＣに基づいて行われる。
【0077】
ＦＣＣＮＯ＝４のとき、第２モジュールＭ２が作動状態及び第１モジュールＭ１が非作動状態とされ、半導体スイッチ素子１０ａ、１０ｂのスイッチＳ１、Ｓ２及び半導体スイッチ素子１１ａ、１１ｂのスイッチＳ３、Ｓ４がモータ力行時に遮断状態（オフ状態）とされる。このとき、接続スイッチＳＲ１は接続状態（オン状態）とされる。そして、ＦＣＣＮＯ＝４のとき、インバータ２の直流電圧制御は、図２２に示すテーブルＣに基づいて行われる。
【0078】
ＦＣＣＮＯ＝５のとき、第１モジュールＭ１が作動状態及び第２モジュールＭ２が非作動状態とされ、半導体スイッチ素子１０ａ、１０ｂのスイッチＳ１、Ｓ２がモータ回生時にＤｕｔｙ制御（周期ＴのＤｕｔｙ制御）されるとともに、半導体スイッチ素子１１ａ、１１ｂのスイッチＳ３が遮断状態（オフ状態）、第２スイッチＳ４が接続状態（オン状態）とされる。このとき、接続スイッチＳＲ１は遮断状態（オフ状態）とされる。そして、ＦＣＣＮＯ＝５のとき、インバータ２の直流電圧制御は、図２１に示すテーブルＢに基づいて行われる。
【0079】
ＦＣＣＮＯ＝６のとき、第１モジュールＭ１及び第２モジュールＭ２が作動状態とされ、半導体スイッチ素子１０ａ、１０ｂのスイッチＳ１、Ｓ２及び半導体スイッチ素子１１ａ、１１ｂのスイッチＳ３、Ｓ４がモータ回生時にＤｕｔｙ制御（周期２ＴのＤｕｔｙ制御）される。このとき、接続スイッチＳＲ１は遮断状態（オフ状態）とされる。そして、ＦＣＣＮＯ＝６のとき、インバータ２の直流電圧制御は、図２１に示すテーブルＢに基づいて行われる。
【0080】
ＦＣＣＮＯ＝７のとき、第２モジュールＭ２が作動状態及び第１モジュールＭ１が非作動状態とされ、半導体スイッチ素子１０ａ、１０ｂのスイッチＳ１、Ｓ２及び半導体スイッチ素子１１ａ、１１ｂのスイッチＳ３、Ｓ４がモータ回生時に遮断状態（オフ状態）とされる。このとき、接続スイッチＳＲ１は接続状態（オン状態）とされる。そして、ＦＣＣＮＯ＝７のとき、インバータ２の直流電圧制御は、図２２に示すテーブルＣに基づいて行われる。
【0081】
ＦＣＣＮＯ＝８のとき、第１モジュールＭ１及び第２モジュールＭ２が作動状態とされ、半導体スイッチ素子１０ａ、１０ｂのスイッチＳ１、Ｓ２がモータ停止時にＤｕｔｙ制御（周期ＴのＤｕｔｙ制御）されるとともに、半導体スイッチ素子１１ａ、１１ｂのスイッチＳ３が遮断状態（オフ状態）及びスイッチＳ４が接続状態（オン状態）とされる。このとき、接続スイッチＳＲ１は接続状態（オン状態）とされる。そして、ＦＣＣＮＯ＝８のとき、インバータ２の直流電圧制御は、図２２に示すテーブルＣに基づいて行われる。
【0082】
ＦＣＣＮＯ＝９のとき、第１モジュールＭ１及び第２モジュールＭ２が作動状態とされ、半導体スイッチ素子１０ａ、１０ｂのスイッチＳ１、Ｓ２がモータ停止時にＤｕｔｙ制御（周期ＴのＤｕｔｙ制御）されるとともに、半導体スイッチ素子１１ａ、１１ｂのスイッチＳ３が遮断状態（オフ状態）及びスイッチＳ４が接続状態（オン状態）とされる。このとき、接続スイッチＳＲ１は接続状態（オン状態）とされる。そして、ＦＣＣＮＯ＝９のとき、インバータ２の直流電圧制御は、図２２に示すテーブルＣに基づいて行われる。
【0083】
ＦＣＣＮＯ＝１０のとき、第１モジュールＭ１及び第２モジュールＭ２が非作動状態とされ、半導体スイッチ素子１０ａ、１０ｂのスイッチＳ１、Ｓ２及び半導体スイッチ素子１１ａ、１１ｂがモータ停止時に遮断状態（オフ状態）とされる。このとき、接続スイッチＳＲ１は遮断状態（オフ状態）とされる。そして、ＦＣＣＮＯ＝１０のとき、インバータ２の直流電圧制御は行われない。
【0084】
ＦＣＣＮＯ＝１１のとき、半導体スイッチ素子１０ａ、１０ｂのスイッチＳ１、Ｓ２が切替時にＤｕｔｙ制御（周期ＴのＤｕｔｙ制御）されるとともに、半導体スイッチ素子１１ａ、１１ｂのスイッチＳ３及びスイッチＳ４が遮断状態（オフ状態）とされる。このとき、接続スイッチＳＲ１は遮断状態（オフ状態）とされる。そして、ＦＣＣＮＯ＝１１のとき、インバータ２の直流電圧制御は行われない。
【0085】
上記実施形態に係る電動車両によれば、直列に接続された第１モジュールＭ１と第２モジュールＭ２とがインバータ２に接続された回路を具備し、モータ１の力行時において、第１モジュールＭ１及び第２モジュールＭ２の電圧を制御しつつ第１モジュールＭ１及び第２モジュールＭ２からインバータ２にエネルギを供給するので、２つのモジュールの電圧を別々に制御することができる。
【0086】
したがって、第１蓄電装置４及び第２蓄電装置５が分担してエネルギ供給を行いモータ１を力行させるとき、インバータ２の直流電圧（Ｖｉｎｖ）を第１蓄電装置４及び第２蓄電装置５のうち電圧の低い蓄電装置の電圧未満に制御することができる。すなわち、直列に接続された第１モジュールＭ１と第２モジュールＭ２とがインバータ２に接続されることにより、インバータ２の直流電圧（Ｖｉｎｖ）は、Ｋ１＊Ｖｄｃ１＋Ｋ２＊Ｖｄｃ２で表すことができ、第１蓄電装置４の電圧（Ｖｄｃ１）と第２蓄電装置５の電圧（Ｖｄｃ２）とを加算した０Ｖ以上の任意の電圧に制御することができるので、インバータ２の直流電圧（Ｖｉｎｖ）を第１蓄電装置４及び第２蓄電装置５のうち電圧の低い蓄電装置の電圧未満に制御することができるのである。
【0087】
また、モータ１は、力行及び回生可能とされるとともに、回生時において、第１モジュールＭ１及び第２モジュールＭ２の電圧を制御しつつ第１モジュールＭ１及び第２モジュールＭ２でエネルギを回収するので、２つのモジュールの電圧を別々に制御することができる。したがって、第１蓄電装置４及び第２蓄電装置５が分担してエネルギ回収を行いモータ１を回生させるとき、インバータ２の直流電圧（Ｖｉｎｖ）を第１蓄電装置４の電圧（Ｖｄｃ１）と第２蓄電装置５の電圧（Ｖｄｃ２）とを加算した０Ｖ以上の任意の電圧に制御することができる。
【0088】
さらに、第１モジュールＭ１と第２モジュールＭ２との間にリアクトル１２が直列に接続されたので、第１モジュールＭ１及び第２モジュールＭ２のリアクトル１２を共用することができ、部品点数を削減することができる。またさらに、第２蓄電装置５とグラウンドとを接続する回路を形成する接続スイッチＳＲ１を具備し、モータ１の力行時において、接続スイッチＳＲ１を接続状態とし、第１モジュールＭ１の電圧を制御しつつ第１モジュールＭ１及び第２モジュールＭ２からインバータ２にエネルギを供給するので、第１モジュールＭ１及び第２モジュールＭ２からインバータ２に対して並列にエネルギを供給することができ（Ｉｉｎｖ＝Ｉｄｃ１＋Ｉｄｃ２、Ｉｄｃ１＝ｆ（Ｋ１））、モータ１の力行時に第１蓄電装置４の電流を任意に設定することができる。
【0089】
加えて、第１蓄電装置４の温度に基づいて当該第１蓄電装置４の温度状態を判断可能とされるとともに、モータ１の力行時において、第１蓄電装置４の温度が所定値以上の場合、接続スイッチＳＲ１を接続状態とし、第２モジュールＭ２からインバータ２にエネルギを供給するので、第１蓄電装置４の温度上昇を抑制することができる。また、第１蓄電装置４の温度に基づいて当該第１蓄電装置４の温度状態を判断可能とされるとともに、モータ１の回生時において、第１蓄電装置４の温度が所定値以上の場合、接続スイッチＳＲ１を接続状態とし、第２モジュールＭ２でエネルギを回生するので、第１蓄電装置４の温度上昇を抑制することができる。
【0090】
さらに、モータ１の停止時において、接続スイッチＳＲ１を接続状態とし、第１モジュールＭ１の電圧又は電流を制御しつつ当該第１モジュールＭ１から第２モジュールＭ２にエネルギを供給するので、モータ１の停止時に第２蓄電装置５を充電することができ、車両走行時に第２モジュールＭ２のエネルギが不足してしまうのを抑制することができる。またさらに、モータ１の停止時において、接続スイッチＳＲ１を接続状態とし、第１モジュールＭ１の電圧又は電流を制御しつつ当該第２モジュールＭ２から第１モジュールＭ１にエネルギを供給するので、モータ１の停止時に第１蓄電装置４を充電することができ、車両走行時に第１モジュールＭ１のエネルギが不足してしまうのを抑制することができる。
【0091】
しかるに、モータ１の力行時において、第１蓄電装置４の電流が所定値以下になるように、第１モジュールＭ１及び第２モジュールＭ２の電圧を制御するので、第１蓄電装置４の温度が高いほど、第１蓄電装置４の温度上昇を抑制することができる。また、第１蓄電装置４の温度に基づいて当該第１蓄電装置４の温度状態を判断可能とされるとともに、図２４、２５に示すように、第１蓄電装置４の温度が高いほど、第１蓄電装置４の電流の所定値を低く設定するので、第１蓄電装置４の電流が所定値（許容値）を超えてしまうのを確実に防止することができる。
【0092】
さらに、第２モジュールＭ２の電圧を制御する時、第２蓄電装置５の電圧に応じて第２モジュールＭ２の電圧を制御するので、第２蓄電装置５の電圧が変動した場合であっても第２モジュールＭ２の電圧の変動を防止することができる。またさらに、第１モジュールＭ１及び第２モジュールＭ２の電圧を制御する時、第１モジュールＭ１及び第２モジュールＭ２の何れか一方の電圧を制御する時に比べて、第１電力変換器１０及び第２電力変換器１１のデューティ周期を長く設定することにより、第１モジュールＭ１及び第２モジュールＭ２の電圧を制御するときの単位時間あたりの半導体スイッチ素子のオン・オフ回数を低減させることができる。
【0093】
また、第１モジュールＭ１及び第２モジュールＭ２の電圧を制御する時、第１電力変換器１０のデューティ周期中の電圧昇圧期間と第２電力変換器１１のデューティ周期中の電圧昇圧期間との重複期間が低減するように制御（位相がずれるように制御）することにより、インバータ２の直流電圧（Ｖｉｎｖ）の変動を低減させることができる。
【0094】
しかるに、第１蓄電装置４は、第２蓄電装置５より高電圧型の特性を有するので、第１蓄電装置４の出力電圧を降圧して第２蓄電装置５にエネルギを供給することができる。また、第１蓄電装置４の満充電時のエネルギ量は、第２蓄電装置５の満充電時のエネルギ量より多いので、第１蓄電装置４から第２蓄電装置５にエネルギを円滑に供給することができる。さらに、第１蓄電装置４は、交換可能なカセット型の蓄電装置から成るので、必要時に第１蓄電装置４を短時間で交換して、第１蓄電装置４から第２蓄電装置５にエネルギを安定して供給することができる。
【0095】
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、図３１、３２に示すように、第２モジュールＭ２とインバータ２との間にリアクトル１２が直列に接続されたものであってもよい。また、図３３に示すように、第１モジュールＭ１とインバータ２との間にリアクトル１２が直列に接続されたものであってもよい。どちらの場合も、先の実施形態と同様、第１モジュールＭ１と第２モジュールＭ２のリアクトル１２を共用することができるので、部品点数を低減させることができる。
【0096】
さらに他の実施形態として、例えば半導体スイッチ素子１０ａ、１０ｂ及び半導体スイッチ素子１１ａ、１１ｂを他の形態のスイッチとしてもよく、別個必要とされるスイッチを追加してもよい。また、半導体スイッチ素子は、ＭＯＳＦＥＴに代えてＩＧＢＴとしてもよい。さらに、モニタ１５を具備しないもの、或いはバギー等の３輪車両又は４輪車両に適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【0097】
第１蓄電装置及び第１電力変換器が接続された第１モジュールと、第２蓄電装置及び第２電力変換器が接続された第２モジュールと、直列に接続された第１モジュールと第２モジュールとがインバータに接続された回路とを具備し、モータの力行時において、第１モジュール及び第２モジュールの電圧を制御しつつ第１モジュール及び第２モジュールからインバータにエネルギを供給する電動車両であれば、外観形状が異なるもの或いは他の機能が付加されたもの等にも適用することができる。
【符号の説明】
【0098】
１ モータ
２ インバータ
３ａ 駆動輪メカブレーキ
３ｂ 従動輪メカブレーキ
４ 第１蓄電装置
４ａ 電圧検出センサ
４ｂ 温度検出センサ
５ 第２蓄電装置
５ａ 電圧検出センサ
６ アクセル操作手段
７ メカブレーキ操作手段
８ 回生ブレーキ操作手段
９ ブレーキアクチュエータ
１０ 第１電力変換器
１０ａ、１０ｂ 半導体スイッチ素子（ＭＯＳＦＥＴ）
１１ 第２電力変換器
１１ａ、１１ｂ 半導体スイッチ素子（ＭＯＳＦＥＴ）
１２ リアクトル（コイル）
１３ ＥＣＵ
１４ スタートスイッチ
１５ モニタ
１６ インバータ制御部
１７ 回路制御部
１８ メカブレーキ制御部
１９ 検知手段
Ｔａ 駆動輪
Ｔｂ 従動輪
Ｖｄｃ１ 第一蓄電装置（電池）電圧
Ｖｄｃ２ 第二蓄電装置（キャパシタ）電圧
Ｖｉｎｖ インバータ直流電圧
Ｖ１ Ｓ２端子平均電圧
Ｖ２ Ｓ４端子平均電圧
Ｍ１ 第１モジュール
Ｍ２ 第２モジュール
ＳＲ１ 接続スイッチ
Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃ 平滑コンデンサ
２ インバータ
３ａ 駆動輪メカブレーキ
３ｂ 従動輪メカブレーキ
４ 第１蓄電装置
４ａ 電圧検出センサ
４ｂ 温度検出センサ
５ 第２蓄電装置
５ａ 電圧検出センサ
６ アクセル操作手段
７ メカブレーキ操作手段
８ 回生ブレーキ操作手段
９ ブレーキアクチュエータ
１０ 第１電力変換器
１０ａ、１０ｂ 半導体スイッチ素子（ＭＯＳＦＥＴ）
１１ 第２電力変換器
１１ａ、１１ｂ 半導体スイッチ素子（ＭＯＳＦＥＴ）
１２ リアクトル（コイル）
１３ ＥＣＵ
１４ スタートスイッチ
１５ モニタ
１６ インバータ制御部
１７ 回路制御部
１８ メカブレーキ制御部
１９ 検知手段
Ｔａ 駆動輪
Ｔｂ 従動輪
Ｖｄｃ１ 第一蓄電装置（電池）電圧
Ｖｄｃ２ 第二蓄電装置（キャパシタ）電圧
Ｖｉｎｖ インバータ直流電圧
Ｖ１ Ｓ２端子平均電圧
Ｖ２ Ｓ４端子平均電圧
Ｍ１ 第１モジュール
Ｍ２ 第２モジュール
ＳＲ１ 接続スイッチ
Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃ 平滑コンデンサ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18a】
【図18b】
【図18c】
【図19a】
【図19b】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】