特許 7398161 タイヤ駆動車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-06

(45)【発行日】2023-12-14

(54)【発明の名称】タイヤ駆動車両

(51)【国際特許分類】

   B60L 50/60 20190101AFI20231207BHJP

   B60L 7/14 20060101ALI20231207BHJP

   B60L 15/20 20060101ALI20231207BHJP

【ＦＩ】

B60L50/60

B60L7/14

B60L15/20 J

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2022550195

(86)(22)【出願日】2022-04-26

(86)【国際出願番号】 JP2022018857

【審査請求日】2022-08-30

【早期審査対象出願】

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】519406809

【氏名又は名称】株式会社堤水素研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100151046

【弁理士】

【氏名又は名称】鹿嶌 宗

(74)【代理人】

【識別番号】100166899

【弁理士】

【氏名又は名称】鳥巣 慶太

(72)【発明者】

【氏名】堤 香津雄

【審査官】岩田 健一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２２－０８００８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２５４０６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００４／０１００１００（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－１６６８４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｌ ５０／６０

Ｂ６０Ｌ ７／１４

Ｂ６０Ｌ １５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータと、
バッテリーと、
タイヤと、
前記モータに前記バッテリーの電力を供給してタイヤを駆動する電力供給状態と、
前記電力供給状態において前記タイヤに生じた弾性変形により前記モータに生じた回生電力で前記バッテリーを充電する電力回生状態とを、力行時に交互に切り替える制御部と、
を備えたタイヤ駆動車両。

【請求項2】

前記電力供給状態と、
前記電力回生状態とを、力行時および減速時に交互に切り替える制御部を備えた請求項１に記載のタイヤ駆動車両。

【請求項3】

前記電力供給状態における駆動電力Ｗ１と駆動時間Ｔ１、前記電力回生状態における回生電力Ｗ２と回生時間Ｔ２が（式１）～（式３）を満たす関係にある請求項１または２のいずれかに記載のタイヤ駆動車両。
Ｔ１＜Ｔ２ （式１）
Ｗ１＞Ｗ２ （式２）
Ｔ１×Ｗ１＞Ｔ２×Ｗ２ （式３）

【請求項4】

前記電力供給状態における駆動電力Ｗ１と駆動時間Ｔ１、前記電力回生状態における回生電力Ｗ２と回生時間Ｔ２が（式４）～（式６）を満たす関係にある請求項１または２のいずれかに記載のタイヤ駆動車両。
Ｔ１＞Ｔ２ （式４）
Ｗ１＜Ｗ２ （式５）
Ｔ１×Ｗ１＜Ｔ２×Ｗ２ （式６）

【請求項5】

前記電力供給状態と前記電力回生状態とが、前記タイヤが所定の角度を回転する時間に応じて切り替わる請求項３に記載のタイヤ駆動車両。

【請求項6】

前記電力供給状態と前記電力回生状態とが、前記タイヤが所定の角度を回転する時間に応じて切り替わる請求項４に記載のタイヤ駆動車両。

【請求項7】

前記駆動時間Ｔ１と前記回生時間Ｔ２の和が、前記タイヤが３０度以内の所定の角度を回転する時間である請求項５に記載のタイヤ駆動車両。

【請求項8】

前記駆動時間Ｔ１と前記回生時間Ｔ２の和が、前記タイヤが０．１度～３０度回転する時間である請求項７に記載のタイヤ駆動車両。

【請求項9】

前記電力供給状態と前記電力回生状態とが、前記タイヤが１回転する間に少なくとも１回切り替わる請求項３に記載のタイヤ駆動車両。

【請求項10】

前記電力供給状態と前記電力回生状態とが、前記タイヤが１回転する間に少なくとも１回切り替わる請求項４に記載のタイヤ駆動車両。

【請求項11】

前記駆動時間Ｔ１と前記回生時間Ｔ２が（式７）、（式８）を満たす関係にある請求項３に記載のタイヤ駆動車両。
０．０１μ秒≦Ｔ１≦１００μ秒 かつ １μ秒＜Ｔ２＜１０ｍ秒 （式７）
１＜Ｔ２／Ｔ１＜１００００ （式８）

【請求項12】

前記駆動時間Ｔ１と前記回生時間Ｔ２が（式９）、（式１０）を満たす関係にある請求項４に記載のタイヤ駆動車両。
０．０１μ秒≦Ｔ２≦１００μ秒 かつ １μ秒＜Ｔ１＜１０ｍ秒 （式９）
１＜Ｔ１／Ｔ２＜１００００ （式１０）

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タイヤ駆動車両に関し、詳しくはバッテリーとモータを備える電動車両に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車やバイクなどのタイヤを装備した車両は、常に燃費向上が求められている。また、ハイブリッド車両や電動車両は、バッテリーの寿命や走行距離などの問題から、燃費向上が重要である。

【0003】

燃費向上の手段として、回生ブレーキを備える車両が提案されている。特許文献１には、アクセルペダルを離すと、駆動モータを回生ブレーキ状態に制御する回生ブレーキ制御手段を有する電動車両が開示されている。このように、回生ブレーキは、車両の減速時に駆動モータを回生状態にして発電して、電力を回生するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２０－１２４００１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、車両の減速時のみに回生ブレーキを用いて電力を回生しても、回生される電力量は多いとはいえない。それは、車両を減速するタイミングが限られているためである。

【0006】

一方、車両は、駆動力に対して様々な抵抗を受けて走行する。例えば、車体が受ける空気抵抗、加速時の慣性力による加速抵抗、更にタイヤが受ける転がり抵抗などがある。タイヤの転がり抵抗には、タイヤが弾性変形することによるエネルギーロス、接地摩擦によるエネルギーロス、タイヤの回転に伴う空気抵抗によるエネルギーロスなどがある。この転がり抵抗の中でも、タイヤが弾性変形することにより発生する熱エネルギーによるロスが非常に大きい。

【0007】

そこで、本願の発明者は、走行時のエネルギーロスを抑え、より多くの電力を回生して燃費を向上すべく、タイヤの弾性変形に伴うエネルギーロスに着目した。車両が走行する際、タイヤに駆動力がかかり、タイヤが地面を踏み込む時に圧縮され弾性変形する。駆動力がなくなると圧縮されたタイヤは解放され膨張して元に戻る。このように、タイヤが弾性変形を繰り返しながら車両は走行しており、タイヤに加えられた駆動力の多くが、この弾性変形に使用され熱エネルギーとして廃棄されている。

【0008】

発明者は、従来のタイヤの弾性変形による熱エネルギーの無駄な廃棄を抑えることで、従来の車両よりも燃費を向上できると考えた。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明のタイヤ駆動車両は、モータと、バッテリーと、タイヤと、前記モータに前記バッテリーの電力を供給してタイヤを駆動する電力供給状態と、前記電力供給状態において前記タイヤに生じた弾性変形により電力を回生して前記バッテリーを充電する電力回生状態と、を交互に切り替える制御部とを備えている。

【0010】

この構成によれば、力行時にタイヤに駆動力をかける電力供給状態と電力を回生する電力回生状態とを交互に繰り返す制御を行うことにより、従来走行時に廃棄され続けていたタイヤの弾性変形による熱エネルギーの廃棄を抑えることが可能となり、燃費が向上する。言い換えれば、タイヤの弾性変形によって生じるタイヤの復元力を利用して電力回生することで、燃費の向上を図る。ここで、力行とは、運転者がアクセルペダルを踏み込むことにより車両が走行している状態をいう。また、電力回生状態は回生ブレーキが作動している状態である。

【0011】

更に、前記制御部は、前記タイヤに駆動力をかけて弾性変形させた直後に、前記電力供給状態から電力回生状態に切り替え、該電力回生状態が所定時間続いた後に該電力回生状態から該電力供給状態に切り替える手段を有することが望ましい。タイヤに駆動力をかける電力供給状態は短い時間とすることが、タイヤの弾性変形による熱エネルギーの廃棄を抑えるために効率がよいためである。

【0012】

本発明のタイヤ駆動車両は、前記電力供給状態における駆動電力Ｗ１と駆動時間Ｔ１、前記電力回生状態における回生電力Ｗ２と回生時間Ｔ２が（式１）～（式３）を満たす関係にある。
Ｔ１＜Ｔ２ （式１）
Ｗ１＞Ｗ２ （式２）
Ｔ１×Ｗ１＞Ｔ２×Ｗ２ （式３）

【0013】

車両の力行時において、モータに電力を供給する電力供給状態Ｔ１を短い時間とし、電力回生してバッテリーを充電する電力回生状態をそれよりも長い時間Ｔ２とすることで、タイヤに駆動力をかける時間を短くしてタイヤの弾性変形による熱エネルギーの廃棄を抑えることができる。

【0014】

本発明のタイヤ駆動車両は、前記電力供給状態における駆動電力Ｗ１と駆動時間Ｔ１、前記電力回生状態における回生電力Ｗ２と回生時間Ｔ２が（式４）～（式６）を満たす関係にある。ここに、駆動電力とは、電力供給状態においてバッテリーからモータに供給される電力であり、回生電力とは、電力回生状態においてバッテリーを充電する電力である。
Ｔ１＞Ｔ２ （式４）
Ｗ１＜Ｗ２ （式５）
Ｔ１×Ｗ１＜Ｔ２×Ｗ２ （式６）

【0015】

本発明のタイヤ駆動車両は、前記電力供給状態と前記電力回生状態とが、前記タイヤが所定の角度を回転する時間に応じて切り替わる。この構成によれば、車両の速度に応じて、すなわちタイヤが所定の角度回転する時間に応じて電力供給状態と電力回生状態を制御することで、速度に応じて効率よく熱エネルギーの廃棄を抑えて燃費を向上させることが可能となる。

【0016】

本発明のタイヤ駆動車両は、前記駆動時間Ｔ１と前記回生時間Ｔ２の和が前記タイヤが３０度以内の所定の角度を回転する時間であることが望ましい。電力供給状態を３０度以内で電力回生状態に切り替える理由は、タイヤが圧縮されて弾性変形するのは地面に接触する部分であるところ、その部分が３０度以内であるので、タイヤが３０度回転する時間内で回生状態に切り替わるのが適切である。切り替わる回転角度を１度以上としてもよい。

【0017】

本発明のタイヤ駆動車両は、前記駆動時間Ｔ１と前記回生時間Ｔ２の和が前記タイヤが０．１度～３０度回転する時間であることがより望ましい。。

【0018】

本発明のタイヤ駆動車両は、前記電力供給状態と前記電力回生状態とが、前記タイヤが１回転する間に少なくとも１回切り替わることが望ましい。タイヤに駆動力をかける電力供給状態は短い時間とすることが高効率であるからである。

【0019】

本発明のタイヤ駆動車両は、前記駆動時間Ｔ１と前記回生時間Ｔ２が（式７）、（式８）を満たす関係にある。
０．０１μ秒≦Ｔ１≦１００μ秒 かつ １μ秒＜Ｔ２＜１０ｍ秒 （式７）
１＜Ｔ２／Ｔ１＜１００００ （式８）

【0020】

本発明のタイヤ駆動車両は、車両の減速時において、前記駆動時間Ｔ１と前記回生時間Ｔ２が（式９）、（式１０）を満たす関係にある。
０．０１μ秒≦Ｔ２≦１００μ秒 かつ １μ秒＜Ｔ１＜１０ｍ秒 （式９）
１＜Ｔ１／Ｔ２＜１００００ （式１０）

【発明の効果】

【0021】

以上のように、本発明にかかる車両によれば、従来のタイヤの弾性変形による熱エネルギーの廃棄を抑えることで、従来の車両よりも燃費を向上することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の一実施形態にかかるタイヤ駆動車両の概略構成を示す図である。

【図2】力行時の駆動状態と回生状態における電力と時間の関係を示す図である。

【図3】車両走行時のタイヤの状態を示す説明図である。

【図4】力行時の駆動状態と回生状態におけるタイヤの弾性変形の大きさと時間の関係を説明する図である。

【図5】加速時の駆動状態と回生状態におけるタイヤの弾性変形の大きさと時間の関係を説明する図である。

【図6】減速時の駆動状態と回生状態における電力と時間の関係を示す図である。

【図7】減速時の駆動状態と回生状態におけるタイヤの弾性変形の大きさと時間の関係を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明に係る一実施形態を説明するが、本発明は下記の実施形態に限定されるものではない。なお、下記の実施形態は四輪の電動車両を例にとり説明するが、本発明は駆動モータを備える二輪車にも適用可能である。また、電動車両には、電気自動車や、ハイブリッド車、プラグインハイブリッド車等が含まれ、駆動モータを備える車両であればよく、特定の電動車両に限るものでもない。なお、説明の都合上、以降、特に断らない限りタイヤ駆動車両を電動車両と称す。

【0024】

＜１．電動車両の構成＞
図１は、本発明の一実施形態にかかる電動車両の概略構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態の電動車両１は、駆動モータ２と、バッテリー３と、インバータ４と、ＥＣＵ５と、タイヤ６と、速度センサ７とを主要な構成として備える。

【0025】

図１に示すように、駆動モータ２は、インバータ４を介して、バッテリー３に接続されている。また、駆動モータ２は、シャフトを介してタイヤ６を駆動するようになっている。駆動モータ２は、バッテリー３から電力の供給を受けて作動し、タイヤ６を回転させて電動車両１を駆動する。以下、駆動モータ２に電力が供給される電力供給状態を単に駆動状態と称する場合がある。

【0026】

一方、駆動モータ２を回生ブレーキとして作動させる場合、インバータ４をＥＣＵ５により制御し、駆動モータ２を発電機として作動させ、発電された電力でバッテリー３を充電する。以下、バッテリー３が充電される電力回生状態を単に回生状態と称する場合がある。

【0027】

バッテリー３は、駆動電力を駆動モータ２に供給する放電モードと、駆動モータ２から回生電力を受ける充電モードを有する。バッテリー３を構成する二次電池は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、燃料電池など、充放電可能な蓄電デバイスであればよい。

【0028】

ＥＣＵ５は、インバータ４と協同して制御部を構成する。インバータ４はＥＣＵ５からの指令に基づき、電力の向きや量を調節して、電力供給状態おおび電力回生状態を実現する。タイヤ駆動車両の制御部は、ＥＣＵ５とインバータ４とが協同して制御手段を構成する。

【0029】

本実施形態においてはタイヤ６の回転速度を検出して速度センサ７としているが、発電型の速度センサであってもよい。また回転角度を検出するエンコーダを用いて速度を検出してもよい。エンコーダであれば、タイヤの回転角度も検出することが可能である。

【0030】

ＥＣＵ５は、その機能構成として、インバータ４を駆動状態や回生状態とするプログラムやデータ等が記憶される記憶部と、該プログラムやデータを用いて演算する演算部とを備える。そして、これらの機能構成は、プログラムを処理するＣＰＵ、プログラムやデータを記憶するＲＯＭ、プログラムを実行する際にそのプログラムやデータを一時的に記憶するＲＡＭ、プログラムや多数のデータを格納するＳＳＤなどにより実現される。

【0031】

なお、従来の回生ブレーキを備える電動車両では、走行中にアクセルペダルを離した際やブレーキペダルを踏み込んだ際などの操作信号が入力されたとき、すなわち電動車両の減速状態において駆動モータを回生ブレーキ状態に制御することが通常であるところ、本実施形態ではこのような従来の動作とは異なる制御を行う場合がある。以下、本実施形態の制御について説明する。

【0032】

＜２．電動車両の制御／力行時＞
従来、電力回生は車両の減速時に行うのが常であったところ、従来技術と異なり、本実施形態の電動車両１は、力行中において電力回生を行うことに特徴がある。すなわち、電力供給状態と電力回生状態を交互に繰り返す制御を行うことにより燃費の低減を図る。

【0033】

まず、運転者がアクセルペダルを踏み込むと、バッテリー３からインバータ４を介して駆動モータ２に電力が送られてタイヤ６に駆動力がかかる。そして、タイヤ６に駆動力がかけられた直後に、ＥＣＵ５がインバータ４を制御して、駆動状態から回生状態に切り替え、回生ブレーキにより回生電力を回収する。本実施形態の電動車両１は、この一連の動作を繰り返しながら走行する。

【0034】

この走行時の駆動状態と回生状態における電力と時間の関係を図２に示す。図２のグラフは、縦軸が電動車両１に加えられる電力（ｋｗ）、横軸が時間（ｔ）であり、プラス側がバッテリー３から駆動モータ２に電力供給する駆動状態を表し、マイナス側が駆動モータ２からバッテリー３を充電する回生状態を表す。また、Ｗ１は駆動状態においてバッテリー３から駆動モータ２に供給する駆動電力であり、Ｔ１が駆動時間である。Ｗ２は回生状態において駆動モータ２からバッテリー３を充電する回生電力であり、Ｔ２が回生時間である。

【0035】

ここで、駆動状態の駆動電力Ｗ１と駆動時間Ｔ１、回生状態の回生電力Ｗ２と回生時間Ｔ２は、（式１）～（式３）を満たす関係にある。
Ｔ１＜Ｔ２ （式１）
Ｗ１＞Ｗ２ （式２）
Ｔ１×Ｗ１＞Ｔ２×Ｗ２ （式３）

【0036】

すなわち、タイヤ６に駆動力をかける際は、短い駆動時間Ｔ１で非常に大きな駆動電力Ｗ１をかけ、これを駆動電力Ｗ１よりも小さい回生電力Ｗ２で、駆動時間Ｔ１よりも長い回生時間Ｔ２をかけて回生する。なお、駆動状態において、タイヤ６が駆動され電動車両１が前進するのは、駆動電力量Ｗ１×Ｔ１はその一部が運動エネルギーに変換されると共にタイヤ６の弾性変形に消費されるが、回生電力量Ｗ２×Ｔ２が駆動電力量Ｗ１×Ｔ１よりも小さいためである。そして、この動作を繰り返すことで、タイヤ６の復元力を利用して電力回生を行うことができる。従来の車両では電力が供給され続け、タイヤ６に駆動力がかけ続けられるのでタイヤ６の弾性変形による熱エネルギーが廃棄され続けられていた。本発明の制御方法によればタイヤ６の弾性変形による熱エネルギーの廃棄を抑えることができる。

【0037】

上記の制御を採用すれば理想的には（式１１）に示す燃費の低減効果が期待できる。しかし実際には車両の走行時には種々の抵抗があるので、この走行時の抵抗によるエネルギーロスを差し引いて考えなければならない。
Ｇ＝Ｔ１×Ｗ１－Ｔ２×Ｗ２ （式１１）

【0038】

例えば、Ｔ１＝０．０１μｓで、Ｗ１＝１０００ｋｗの負荷をかけた直後に、駆動状態から回生状態に切り替え、Ｔ２＝１μｓ、Ｗ２＝８ｋｗの電力回生をする一連の動作を繰り返して走行すれば、走行時の抵抗によるエネルギーロスがない場合、電力量の節減効果は時間当たり２ｋｗｈとなり、１００ｋｍ走行すればその燃費は５０ｋｍ／ｋｗｈとなる。通常の電気自動車の燃費が８ｋｍ／ｋｗｈであるので、燃費向上の効果は６倍以上となる。

【0039】

負荷をかける駆動状態が０．０１μｓ、回生電力を回収する回生状態が１μｓと、極めて微少な時間の繰り返し制御である場合、電動車両１の運転者は、回生ブレーキがかかっていることは気にならない。なお、運転者は、通常の車両走行時と同様に、アクセルペダルを踏み続けるだけでよい。その間、裏では、ＥＣＵ５により駆動状態と回生状態の繰り返し制御が行われる。

【0040】

６０ｋｍ／ｈ走行時の場合、例えばＴ１＝０．０２μｓでＷ１＝１０００ｋｗの負荷をかけた直後に、駆動状態から回生状態に切り替え、Ｔ２＝１μｓでＷ２＝８ｋｗの回生電力を回収する一連の動作を繰り返して走行する。この場合、上記の１００ｋｍ／ｈ走行時に比べて燃費は落ちることになるが、従来の車両と比較すると、十分な燃費向上の効果が得られる。

【0041】

次に、どのような状況により燃費が向上するかを説明する。まず、従来の車両では、走行時にアクセルを踏み続け、モータに電力を供給し続け、タイヤに駆動力をかけ続けた状態で走行される。図３は、電動車両１の走行時のタイヤ６の状態を示す説明図である。右向きの矢印は電動車両１の進行方向を示し、左下向きの矢印はタイヤの回転方向を示し、タイヤ下方の破線枠部分はタイヤ６が地面と接触して弾性変形される部分を示す。

【0042】

図３に示すように、走行時、タイヤ６に駆動力をかけた際に、タイヤの地面と接触する部分が圧縮され、タイヤ６が回転して解放された時に膨張して元の状態に戻る。このように、タイヤ６が弾性変形を繰り返しながら車両は走行しており、このときタイヤ６は弾性変形により発熱する。すなわち、タイヤ６にかけられた駆動力がタイヤ６の弾性変形に使用され、タイヤ６にかけられた駆動エネルギーの大部分は、タイヤ６の弾性変形によって生じる熱エネルギーとしてそのまま廃棄される。

【0043】

上記の実施形態の制御によれば、従来の車両では常時電力供給され続けられていたタイヤ６への駆動力に代えて、短時間の大電力の供給によりタイヤ６に大きな駆動力を加え、タイヤ６に弾性変形が生じると同時又は直後に電力供給を止めて駆動状態から回生状態に切り替えて回生電力を回収する制御を行う。この駆動状態と回生状態の切り替え制御を繰り返し行うことで、従来タイヤ６に駆動力がかけ続けられ、廃棄され続けていたタイヤの弾性変形による熱エネルギーの廃棄を抑えることで、従来よりも燃費を向上することが期待できる。

【0044】

なお、駆動状態において短時間で大電力の供給としているのは、タイヤ６の弾性変形の時間をできるだけ短時間にするため、及び、小電力を長時間かけて供給するよりも大電力を短時間で供給する方が高効率であるためである。これは、自転車を想像すればわかりやすいが、軽く小さな力で長時間こぎ続けて進むよりも、重く大きな力で短時間こぎ、その慣性力を利用して進む方が、疲れずに長距離を進むことができることと同様である。

【0045】

次に走行時の駆動状態と回生状態におけるタイヤ６の歪量の変化の状況を図４に示す。図４のグラフは、縦軸がタイヤ６の弾性変形による歪量（ε）で横軸が時間（ｔ）である。タイヤ６の回転方向と同方向の歪をプラス側に、回転方向と反対側の歪をマイナス側にとってある。

【0046】

加速時は、バッテリー３から駆動モータ２に電力供給する駆動状態であって、タイヤ６には駆動力に起因するタイヤ６の歪εがタイヤ６の回転方向と同方向に発生する。この歪εは比較的鋭い立ち上がりを示す（図中（１）で示す過程）。

【0047】

タイヤ６に駆動力をかけて弾性変形させた直後に、駆動状態から回生状態に切り替えると、弾性変形が元に戻る際に電力回生を行い、それにつれて歪量は緩やかに減少する（図中（２）で示す過程）。

【0048】

歪量が所定の値以下になると、初めの駆動状態に切り替わり、以降、駆動状態と回生状態を繰り返す。すなわち、タイヤ６に駆動力をかけて弾性変形させた直後に、駆動状態から回生状態に切り替え、回生状態が所定時間続いた後に回生状態から駆動状態に切り替える。図４は歪量が駆動状態の初期の値に戻る場合の歪量の推移を示す。

【0049】

図５は歪量が次のサイクルで増加する場合であって、このようなサイクルが続けばタイヤ６の歪εが十分回復されず、電力の回生は不十分となる。タイヤ６の歪εは、電動車両１の加速時に過渡的に生じるが、このような場合は回生時間Ｔ２を大きくするか回生電力Ｗ２を大きくして、サイクルの終わりで歪εがなくなることが望ましい。

【0050】

駆動時間Ｔ１は０．０１μ秒≦Ｔ１≦１００μ秒であり、かつ、回生時間Ｔ２は１μ秒＜Ｔ２＜１０ｍ秒を満たす関係にあることが望ましい。また、駆動時間Ｔ１と回生時間Ｔ２の比は１＜Ｔ２／Ｔ１＜１００００を満たす関係にあることが望ましい。

【0051】

＜３．電動車両の制御／減速時＞
以下、減速時の電動車両の制御について、力行時の制御と異なる点を説明する。まず、運転者がブレーキペダルを踏み込むと、ＥＣＵ５がインバータ４を制御して、駆動状態から回生状態に切り替える。駆動モータ２は回生電力を発生し、この回収電力はバッテリー３を充電するとともに、回生ブレーキが作動してタイヤ６には制動力が働く。減速時は、駆動と回生が加速時と逆のシーケンスとなる。

【0052】

そして、回生ブレーキが作動した直後に、ＥＣＵ５がインバータ４を制御して、バッテリー３からインバータ４を介して駆動モータ２に電力が送られてタイヤ６に駆動力がかかる。電動車両１は、この一連の動作を繰り返しながら減速する。
減速時の回生状態と駆動状態における電力と時間の関係を図６に示す。図６のグラフは図２と同様であるので説明を省略する。

【0053】

駆動電力Ｗ１と駆動時間Ｔ１および回生電力Ｗ２と回生時間Ｔ２が（式４）～（式６）を満たす関係にある。
Ｔ１＞Ｔ２ （式４）
Ｗ１＜Ｗ２ （式５）
Ｔ１×Ｗ１＜Ｔ２×Ｗ２ （式６）

【0054】

すなわち、タイヤ６に制動力をかける際は、短い回生時間Ｔ２で非常に大きな回生電力Ｗ２とし、これを回生電力Ｗ２よりも小さい駆動電力Ｗ１で、回生時間Ｔ２よりも長い駆動時間Ｔ１をかけて回生する。そして、この動作を繰り返すことで、タイヤ６の復元力を利用して電力回生を行うことができる。このように断続的に回生ブレーキを作動させることにより電動車両は速やかに停止することが可能となる。このことは、滑りやすい路面においておいて強くブレーキペダルを踏んだ時にＡＢＳ（Anti-lock Braking System）が作動して速やかに減速することができるのと同じである。

【0055】

次に減速時の駆動状態と回生状態におけるタイヤ６の歪量の変化の状況を図７に示す。 減速時に、回生電力が発生してバッテリー３を充電する。そして、タイヤ６には制動力に起因するタイヤ６の歪εがタイヤ６の回転方向と逆方向に発生する。この歪εは比較的鋭い立ち下がりを示す（図中（３）で示す過程）。

【0056】

タイヤ６に制動力をかけて弾性変形させた直後に、回生状態から駆動状態に切り替えると歪量は緩やかに減少する（図中（４）で示す過程）。歪量が所定の値以下になると、初めの回生状態に切り替わり、以降、回生状態と駆動状態を繰り返す。

【0057】

＜４．その他の実施形態＞
以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。

【0058】

（１）上記の実施形態では、駆動状態と回生状態が所定時間及び所定電力で切り替わる制御の例で説明しているが、これらの時間及び電力は適宜変更してもよい。

【0059】

駆動状態と回生状態はタイヤ６が１回転する間に少なくとも１回切り替わることが望ましい。走行時において、タイヤ６に駆動力をかける駆動状態は短い時間とすることが高効率であるからである。

【0060】

タイヤ６が所定の角度回転する時間に応じて駆動時間Ｔ１と回生時間Ｔ２が決定されてもよい。タイヤ６が所定の角度を回転する時間により駆動状態と回生状態を調節することで、タイヤ６の回転速度に応じてタイヤ６の歪εにより生じた熱エネルギーの廃棄を効率よく抑えて燃費を向上させることが可能となる。

【0061】

この場合、タイヤ６が３０度以内の所定の角度回転する時間で、駆動状態から回生状態に切り替わることがより望ましい。駆動状態を回転角度で３０度以内で電力回生状態に切り替えるのが望ましい理由は、タイヤ６が圧縮されて弾性変形するのは地面に接触する部分であるところ、その部分が３０度以内であるので、タイヤ６が３０度回転する時間内で回生状態に切り替わるのが適切であるためである。

【0062】

この場合、駆動時間Ｔ１と回生時間Ｔ２の和がタイヤ６が０．１度～３０度回転する時間の範囲で定めてもよい。なお、電動車両１に備えられた速度センサ７がタイヤ６の回転角度を検出して速度を計算するタイプであれば速度と共にタイヤ６の回転角度を検出することが可能である。

【0063】

（２）走行時において、駆動時間Ｔ１は０．０１μ秒～１００μ秒、回生時間Ｔ２は１μ秒～１０ｍｓの範囲で定めてもよい。また、減速時において、回生時間Ｔ２は０．０１μ秒～１００μ秒、駆動時間Ｔ１は１μ秒～１０ｍｓの範囲で定めてもよい。

【0064】

電動車両１の走行速度に応じて駆動状態の駆動時間Ｔ１、回生状態の回生時間Ｔ２を決めてもよい。電動車両１の走行速度が速い場合は駆動時間Ｔ１および回生時間Ｔ２を短くして、電動車両１の走行速度が遅い場合は長くしてもよい。このような場合において、走行時にはＴ１とＴ２の割合を１/１０～１/１００の範囲で定め、減速時には、Ｔ１とＴ２の割合を１０～１００の範囲で定めてもよい。

【0065】

上記の実施形態の電動車両１は、タイヤ駆動車両の一例であるが、本発明はこれに限定されない。本発明は、ハイブリッド車、プラグインハイブリッド車など、駆動モータを備える電動車両に適用可能である。また、本発明は、四輪車に加えて、電動バイクなど、駆動モータを備える二輪車にも本発明を適用可能である。

【符号の説明】

【0066】

１ 電動車両
２ 駆動モータ
３ バッテリー
４ インバータ
５ ＥＣＵ
６ タイヤ
７ 速度センサ

【要約】

従来の車両よりも燃費を向上したタイヤで駆動される電動車両を提供するために、電動車両１は、駆動モータ２と、バッテリー３と、インバータ４と、ＥＣＵ５と、タイヤ６とを備え、走行時において、タイヤ６に駆動力をかける電力供給状態と、バッテリー３に電力を充電する電力回生状態とを交互に繰り返す制御部とを備える。これにより、従来のタイヤの弾性変形による熱エネルギーの廃棄を抑えることで従来の車両よりも燃費の向上が期待できる。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】