(57)【要約】【課題】燃費の向上を図ることが可能なハイブリッド車両を提供する。【解決手段】車両１００は、エンジン１７６と、エンジン１７６からの動力により発電可能なモータジェネレータ１７２と、所定の区間に対応して設置された給電装置から、給電装置と非接触で受電可能な受電装置（１１０，１２０，１３０，１４０）と、蓄電装置１５０と、車両１００の駆動パワーを発生させるモータジェネレータ１７４と、蓄電装置のＳＯＣが所定の下限値を下回った場合には、エンジン１７６およびモータジェネレータ１７２を動作させることにより蓄電装置１５０を充電する車両ＥＣＵ１８０とを備える。車両ＥＣＵ１８０は、車両１００が上記の所定の区間に進入することにより受電装置が給電装置からの電力の受電を開始し、かつ蓄電装置１５０のＳＯＣが所定の下限値より小さい場合には、エンジン１７６を停止させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイブリッド車両であって、
動力を発生する内燃機関と、
前記内燃機関からの前記動力により発電可能な第１の回転電機と、
前記ハイブリッド車両が通行可能な所定の区間に対応して設置された給電装置から、前記給電装置と非接触で受電可能な受電装置と、
前記第１の回転電機および前記受電装置の少なくとも一方から供給される電力により充電可能な蓄電装置と、
前記蓄電装置に蓄えられた電力を用いて前記ハイブリッド車両の駆動パワーを発生させる第２の回転電機と、
前記蓄電装置の充電状態を示す状態値が所定の下限値を下回った場合には、前記内燃機関および前記第１の回転電機を動作させることにより前記蓄電装置を充電する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記ハイブリッド車両が前記所定の区間に進入することにより前記受電装置が前記給電装置からの電力の受電を開始し、かつ前記状態値が前記所定の下限値より小さい場合には、前記内燃機関を停止させる、ハイブリッド車両。
【請求項２】
前記制御装置は、前記ハイブリッド車両が前記所定の区間に進入するよりも以前に前記内燃機関が停止した場合には、前記受電装置が前記給電装置から電力を受ける間、前記内燃機関の始動を禁止する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記制御装置は、前記状態値が所定の下限値を下回った場合には、前記状態値が、前記所定の下限値より大きい所定の目標値に達するまで、前記第１の回転電機による発電のために前記内燃機関を連続的に動作させる、請求項１または２に記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
前記ハイブリッド車両は、
前記受電装置が前記給電装置から電力を受けていることを示す情報を、前記制御装置から受信して表示する表示装置をさらに備える、請求項１から３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
【請求項５】
前記ハイブリッド車両は、
前記内燃機関が発生した前記動力を２分割して前記第１の回転電機および駆動輪に伝達する動力分割装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記ハイブリッド車両の要求パワーに応じて、前記内燃機関から発生される前記動力と、前記第２の回転電機から発生される前記駆動パワーとを制御する、請求項１から４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に配慮した自動車として、ハイブリッド車両（Hybrid  Vehicle）が大きく注目されている。一般的に、ハイブリッド車両は、内燃機関（エンジン）に加え、蓄電装置およびモータをその動力源として搭載する。モータは、蓄電装置から電力が供給されることにより車両の駆動力を発生する。ハイブリッド車両においては、エンジンは、一般的に、蓄電装置を充電するための発電機を駆動するため、および／または、ハイブリッド車両の走行用駆動力を発生するために用いられる。
【０００３】
ハイブリッド車両の燃費の向上に関する技術がこれまでに提案されている。たとえば、特開２００７−１２５９１３号公報（特許文献１）は、渋滞等といったハイブリッド車両が低速で走行する状況において燃費を改善するためのハイブリッド制御装置を開示する。この制御装置は、渋滞制御モードでは、通常制御モードよりも、二次電池の充電要求電力を大きくする。これにより、蓄電装置が短時間で充電されるためモータのみによる走行が可能になる。さらに、エンジンの動作効率を向上させることが可能になる。よって燃費を向上させることが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１２５９１３号公報
【特許文献２】特開２００８−１６８６７１号公報
【特許文献３】特開２００４−２３９５９号公報
【特許文献４】特開２００７−５５４７３号公報
【特許文献５】特開２００７−２２３４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のハイブリッド車両では、車両の走行中に蓄電装置を充電する場合には、エンジンを動作させる必要がある。ただし、蓄電装置の充電のみの目的でエンジンを動作させた場合、エンジンが軽負荷状態で動作するので、エンジンの動作効率が低くなる可能性が考えられる。特開２００７−１２５９１３号公報（特許文献１）は、エンジンの効率が高い領域でエンジンを運転する制御方法を開示しているもの、燃料の消費量をより低減可能であることが好ましい。
【０００６】
本発明の目的は、燃費の向上を図ることが可能なハイブリッド車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は要約すれば、ハイブリッド車両であって、動力を発生する内燃機関と、内燃機関からの動力により発電可能な第１の回転電機と、ハイブリッド車両が通行可能な所定の区間に対応して設置された給電装置から、給電装置と非接触で受電可能な受電装置と、第１の回転電機および受電装置の少なくとも一方から供給される電力により充電可能な蓄電装置と、蓄電装置に蓄えられた電力を用いてハイブリッド車両の駆動パワーを発生させる第２の回転電機と、蓄電装置の充電状態を示す状態値が所定の下限値を下回った場合には、内燃機関および第１の回転電機を動作させることにより蓄電装置を充電する制御装置とを備える。制御装置は、ハイブリッド車両が所定の区間に進入することにより受電装置が給電装置からの電力の受電を開始し、かつ状態値が所定の下限値より小さい場合には、内燃機関を停止させる。
【０００８】
好ましくは、制御装置は、ハイブリッド車両が所定の区間に進入するよりも以前に内燃機関が停止した場合には、受電装置が給電装置から電力を受ける間、内燃機関の始動を禁止する。
【０００９】
好ましくは、制御装置は、状態値が所定の下限値を下回った場合には、状態値が、所定の下限値より大きい所定の目標値に達するまで、第１の回転電機による発電のために内燃機関を連続的に動作させる。
【００１０】
好ましくは、ハイブリッド車両は、受電装置が給電装置から電力を受けていることを示す情報を、制御装置から受信して表示する表示装置をさらに備える。
【００１１】
好ましくは、ハイブリッド車両は、内燃機関が発生した動力を２分割して第１の回転電機および駆動輪に伝達する動力分割装置をさらに備える。制御装置は、ハイブリッド車両の要求パワーに応じて、内燃機関から発生される動力と、第２の回転電機から発生される駆動パワーとを制御する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態による車両１００の概略構成図である。
【図２】図１に示した車両１００のパワートレーン構成を示すブロック図である。
【図３】共鳴法による送電の原理を説明するための図である。
【図４】電流源（磁流源）からの距離と電磁界の強度との関係を示した図である。
【図５】車両ＥＣＵ１８０に含まれる、車両１００の走行制御系の構成を説明する機能ブロック図である。
【図６】本実施の形態によるエンジンの制御を説明するための図である。
【図７】車両ＥＣＵ１８０により実行されるプログラムの制御構造を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態による車両１００の概略構成図である。詳細には、図１は、車両１００の走行中あるいは停車中において、車両１００に搭載された蓄電装置を外部の給電装置により充電するための構成を示すものである。
【００１６】
図１を参照して、車両１００は、給電装置２００と接触することなく給電装置２００から受電可能に構成される。具体的には、車両１００は、二次自己共振コイル１１０と、二次コイル１２０と、整流器１３０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０と、蓄電装置１５０とを含む。また、車両１００は、パワーコントロールユニット（以下「ＰＣＵ（Power  Control  Unit）」とも称する。）１６０と、モータ１７０と、車両ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）１８０と、通信装置１９０とをさらに含む。一方、給電装置２００は、交流電源２１０と、高周波電力ドライバ２２０と、一次コイル２３０と、一次自己共振コイル２４０と、通信装置２５０と、ＥＣＵ２６０とを含む。
【００１７】
二次自己共振コイル１１０と、二次コイル１２０と、整流器１３０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０とは、給電装置２００から供給された電力を受ける受電装置を構成する。
【００１８】
給電装置２００の一次自己共振コイル２４０は、地面近傍に配設される。二次自己共振コイル１１０は、車体下部に配設される。ただし給電装置２００が車両上方に配設されているのであれば、二次自己共振コイル１１０が車体上部に配設されてもよい。
【００１９】
二次自己共振コイル１１０は、両端がオープン（非接続）のＬＣ共振コイルであり、給電装置２００の一次自己共振コイル２４０（後述）と電磁場を介して共鳴することにより給電装置２００から電力を受電する。二次自己共振コイル１１０の容量成分は、コイルの浮遊容量とするが、コイルの両端に接続されるコンデンサが設けられてもよい。
【００２０】
二次自己共振コイル１１０は、給電装置２００の一次自己共振コイル２４０との距離、あるいは一次自己共振コイル２４０および二次自己共振コイル１１０の共鳴周波数等に基づいて、一次自己共振コイル２４０と二次自己共振コイル１１０との共鳴強度を示すＱ値（たとえば、Ｑ＞１００）およびその結合度を示すκ等が大きくなるように、その巻数が適宜設定される。
【００２１】
二次コイル１２０は、二次自己共振コイル１１０と同軸上に配設され、電磁誘導により二次自己共振コイル１１０と磁気的に結合可能である。二次コイル１２０は、二次自己共振コイル１１０により受電された電力を電磁誘導により取出して整流器１３０へ出力する。整流器１３０は、二次コイル１２０によって取出された交流電力を整流する。
【００２２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０は、車両ＥＣＵ１８０からの制御信号に基づいて、整流器１３０によって整流された電力を蓄電装置１５０の電圧レベルに変換して蓄電装置１５０へ出力する。なお、車両１００の走行中に、車両１００が給電装置２００から受電する場合（その場合には、給電装置２００はたとえば車両上方または側方に配設されてもよい。）、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０は、整流器１３０によって整流された電力をシステム電圧に変換してＰＣＵ１６０へ直接供給してもよい。
【００２３】
蓄電装置１５０は、再充電可能な直流電源であり、たとえばリチウムイオンやニッケル水素などの二次電池から成る。蓄電装置１５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０から供給される電力を蓄えるほか、モータ１７０によって発電される回生電力も蓄える。そして、蓄電装置１５０は、その蓄えた電力をＰＣＵ１６０へ供給する。なお、蓄電装置１５０として大容量のキャパシタも採用可能である。蓄電装置１５０は、給電装置２００から供給される電力やモータ１７０からの回生電力を一時的に蓄えるとともに、その蓄えた電力をＰＣＵ１６０へ供給可能な電力バッファであれば、如何なるものでもよい。
【００２４】
ＰＣＵ１６０は、蓄電装置１５０から出力される電力あるいはＤＣ／ＤＣコンバータ１４０から直接供給される電力によってモータ１７０を駆動する。また、ＰＣＵ１６０は、モータ１７０により発電された回生電力を整流して蓄電装置１５０へ出力し、蓄電装置１５０を充電する。モータ１７０は、ＰＣＵ１６０によって駆動され、車両駆動力を発生して駆動輪へ出力する。また、モータ１７０は、駆動輪や図示されないエンジンから受ける運動エネルギーによって発電し、その発電した回生電力をＰＣＵ１６０へ出力する。
【００２５】
車両ＥＣＵ１８０は、車両１００が給電装置２００から受電するときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を制御することによって、整流器１３０とＤＣ／ＤＣコンバータ１４０との間の電圧を所定の目標電圧に制御する。
【００２６】
また、車両ＥＣＵ１８０は、車両の走行時、車両の走行状況や蓄電装置１５０の充電状態に基づいてＰＣＵ１６０を制御する。通信装置１９０は、車両外部の給電装置２００と無線通信を行なうための通信インターフェースである。
【００２７】
次に給電装置２００の構成を説明する。交流電源２１０は、車両外部の電源であり、たとえば系統電源である。高周波電力ドライバ２２０は、交流電源２１０から受ける電力を高周波の電力に変換し、その変換した高周波電力を一次コイル２３０へ供給する。なお、高周波電力ドライバ２２０が生成する高周波電力の周波数は、たとえば１Ｍ〜１０数ＭＨｚである。
【００２８】
一次コイル２３０は、一次自己共振コイル２４０と同軸上に配設され、電磁誘導により一次自己共振コイル２４０と磁気的に結合可能である。そして、一次コイル２３０は、高周波電力ドライバ２２０から供給される高周波電力を電磁誘導により一次自己共振コイル２４０へ給電する。
【００２９】
一次自己共振コイル２４０は、地面近傍に配設されるが、車両上方から車両１００へ給電する場合には車両上方に配設されてもよい。一次自己共振コイル２４０も、両端がオープン（非接続）のＬＣ共振コイルであり、車両１００の二次自己共振コイル１１０と電磁場を介して共鳴することにより車両１００へ電力を送電する。なお、一次自己共振コイル２４０の容量成分も、コイルの浮遊容量とするが、コイルの両端に接続されるコンデンサを設けてもよい。
【００３０】
この一次自己共振コイル２４０も、車両１００の二次自己共振コイル１１０との距離や、一次自己共振コイル２４０および二次自己共振コイル１１０の共鳴周波数等に基づいて、Ｑ値（たとえば、Ｑ＞１００）および結合度κ等が大きくなるようにその巻数が適宜設定される。
【００３１】
通信装置２５０は、給電先の車両１００と無線通信を行なうための通信インターフェースである。たとえばＥＣＵ２６０は、車両１００の受電電力が目標値となるように高周波電力ドライバ２２０を制御する。具体的には、ＥＣＵ２６０は、車両１００の受電電力およびその目標値を通信装置２５０によって車両１００から取得し、車両１００の受電電力が目標値に一致するように高周波電力ドライバ２２０の出力を制御する。また、ＥＣＵ２６０は、給電装置２００のインピーダンス値を車両１００へ送信することができる。
【００３２】
図２は、図１に示した車両１００のパワートレーン構成を示すブロック図である。図２を参照して、車両１００は、蓄電装置１５０と、システムメインリレーＳＭＲ１と、昇圧コンバータ１６２と、インバータ１６４，１６６と、モータジェネレータ１７２，１７４と、エンジン１７６と、動力分割装置１７７と、駆動輪１７８とを含む。また、車両１００は、二次自己共振コイル１１０と、二次コイル１２０と、整流器１３０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０と、システムメインリレーＳＭＲ２と、車両ＥＣＵ１８０と、通信装置（図中、Ｉ／Ｆと示す）１９０と、電圧センサ１９１，１９２と、電流センサ１９３，１９４と、表示装置１９５とをさらに含む。
【００３３】
車両１００は、エンジン１７６およびモータジェネレータ１７４を動力源として搭載するハイブリッド車両である。エンジン１７６は、ガソリン等の燃料を燃焼させることにより動力を発生する内燃機関である。
【００３４】
エンジン１７６およびモータジェネレータ１７２，１７４は、動力分割装置１７７に連結される。そして、車両１００は、エンジン１７６およびモータジェネレータ１７４の少なくとも一方が発生する駆動力によって走行する。エンジン１７６が発生する動力は、動力分割装置１７７によって２経路に分割される。すなわち２経路の一方は駆動輪１７８へ伝達される経路であり、２経路のもう一方はモータジェネレータ１７２へ伝達される経路である。
【００３５】
モータジェネレータ１７２は、交流回転電機であり、たとえばロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機から成る。モータジェネレータ１７２は、動力分割装置１７７によって分割されたエンジン１７６の運動エネルギーを用いて発電する。たとえば、蓄電装置１５０の充電状態を示す値（以下、「ＳＯＣ」とも呼ぶ）が予め定められた値よりも低くなると、エンジン１７６が始動してモータジェネレータ１７２により発電が行なわれ、蓄電装置１５０が充電される。
【００３６】
モータジェネレータ１７４も、交流回転電機であり、モータジェネレータ１７２と同様に、たとえばロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機から成る。モータジェネレータ１７４は、蓄電装置１５０に蓄えられた電力およびモータジェネレータ１７２により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。そして、モータジェネレータ１７４の駆動力は、駆動輪１７８に伝達される。
【００３７】
車両の制動時、あるいは下り斜面において車両の加速度が低減した時には、運動エネルギーや位置エネルギーとして車両に蓄えられた力学的エネルギーが駆動輪１７８を介してモータジェネレータ１７４の回転駆動に用いられ、モータジェネレータ１７４が発電機として作動する。これにより、モータジェネレータ１７４は、走行エネルギーを電力に変換するとともに制動力を発生する回生ブレーキとして作動する。そして、モータジェネレータ１７４により発電された電力は、蓄電装置１５０に蓄えられる。なお、モータジェネレータ１７４は、図１におけるモータ１７０に相当する。
【００３８】
動力分割装置１７７は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車から成る。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン１７６のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、モータジェネレータ１７２の回転軸に連結される。リングギヤはモータジェネレータ１７４の回転軸および駆動輪１７８に連結される。
【００３９】
システムメインリレーＳＭＲ１は、蓄電装置１５０と昇圧コンバータ１６２との間に配設される。システムメインリレーＳＭＲ１は、車両ＥＣＵ１８０からの信号ＳＥ１が活性化されると、蓄電装置１５０を昇圧コンバータ１６２と電気的に接続する一方で、信号ＳＥ１が非活性化されると、蓄電装置１５０と昇圧コンバータ１６２との間の電路を遮断する。
【００４０】
昇圧コンバータ１６２は、車両ＥＣＵ１８０からの信号ＰＷＣに基づいて、蓄電装置１５０から出力される電圧を昇圧して正極線ＰＬ２へ出力する。昇圧コンバータ１６２は、たとえば直流チョッパ回路から成る。
【００４１】
インバータ１６４，１６６は、それぞれモータジェネレータ１７２，１７４に対応して設けられる。インバータ１６４は、車両ＥＣＵ１８０からの信号ＰＷＩ１に基づいてモータジェネレータ１７２を駆動し、インバータ１６６は、車両ＥＣＵ１８０からの信号ＰＷＩ２に基づいてモータジェネレータ１７４を駆動する。インバータ１６４，１６６は、たとえば三相ブリッジ回路から成る。
【００４２】
なお、昇圧コンバータ１６２およびインバータ１６４，１６６は、図１におけるＰＣＵ１６０に対応する。
【００４３】
二次自己共振コイル１１０、二次コイル１２０、整流器１３０およびＤＣ／ＤＣコンバータ１４０は、図１で説明したとおりである。システムメインリレーＳＭＲ２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０と蓄電装置１５０との間に配設される。システムメインリレーＳＭＲ２は、車両ＥＣＵ１８０からの信号ＳＥ２が活性化されると、蓄電装置１５０をＤＣ／ＤＣコンバータ１４０と電気的に接続し、信号ＳＥ２が非活性化されると、蓄電装置１５０とＤＣ／ＤＣコンバータ１４０との間の電路を遮断する。
【００４４】
電圧センサ１９１は、蓄電装置１５０の電圧ＶＢを検出して、その検出値を車両ＥＣＵ１８０へ出力する。電流センサ１９３は、蓄電装置１５０に入出力される電流ＩＢを検出して、その検出値を車両ＥＣＵ１８０へ出力する。
【００４５】
電圧センサ１９２は、整流器１３０とＤＣ／ＤＣコンバータ１４０との間の電圧ＶＨを検出し、その検出値を車両ＥＣＵ１８０へ出力する。電流センサ１９４は、整流器１３０から出力される電流Ｉ１を検出し、その検出値を車両ＥＣＵ１８０へ出力する。
【００４６】
車両ＥＣＵ１８０は、アクセル開度や車両速度、その他各センサからの信号に基づいて、昇圧コンバータ１６２およびモータジェネレータ１７２，１７４をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を昇圧コンバータ１６２およびインバータ１６４，１６６へそれぞれ出力する。さらに車両ＥＣＵ１８０は、エンジン１７６を制御する。
【００４７】
車両ＥＣＵ１８０は、電圧センサ１９１の検出値（電圧ＶＢ）および電流センサ１９３の検出値（電流ＩＢ）に基づいて、蓄電装置１５０のＳＯＣ、充電電力の上限値を示す入力上限電力Ｗｉｎ、および、放電電力の上限値を示す出力上限電力Ｗｏｕｔを設定する。ＳＯＣは、たとえば蓄電装置１５０が満充電状態のときに１００％であると定義され、蓄電装置１５０が完全に放電した状態であるときに０％であると定義される。
【００４８】
また、車両ＥＣＵ１８０は、車両の走行時、信号ＳＥ１を活性化してシステムメインリレーＳＭＲ１をオンさせるとともに、信号ＳＥ２を非活性化してシステムメインリレーＳＭＲ２をオフさせる。一方、車両外部の給電装置２００からの受電時、車両ＥＣＵ１８０は、信号ＳＥ１を非活性化してシステムメインリレーＳＭＲ１をオフさせるとともに、信号ＳＥ２を活性化してシステムメインリレーＳＭＲ２をオンさせる。
【００４９】
なお、車両１００が、その走行中に給電装置２００（図１参照）から受電可能な場合には、車両ＥＣＵ１８０は、信号ＳＥ１，ＳＥ２を活性化することによってシステムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２をともにオンさせてもよい。
【００５０】
車両ＥＣＵ１８０は、電流センサ１９４の検出値（電流Ｉ１）に基づいて、受電装置が給電装置２００から電力を受けたことを検出する。この場合、車両ＥＣＵ１８０は、受電装置が給電装置２００から電力を受けていることを示す情報を表示装置１９５に出力する。表示装置１９５は、車両ＥＣＵ１８０からの情報を表示することにより、車両１００の乗員に、受電装置が給電装置２００から電力を受けていることを通知する。表示装置１９５は、たとえば液晶ディスプレイであるが、給電装置から受電していることを示す情報を表示可能であれば特に限定されるものではない。
【００５１】
給電装置２００は、車両１００に対して、共鳴法による非接触給電を行なう。
図３は、共鳴法による送電の原理を説明するための図である。図３を参照して、この共鳴法では、２つの音叉が共鳴するのと同様に、同じ固有振動数を有する２つのＬＣ共振コイルが電磁場（近接場）において共鳴することによって、一方のコイルから他方のコイルへ電磁場を介して電力が伝送される。
【００５２】
具体的には、高周波電源３１０に一次コイル３２０を接続し、電磁誘導により一次コイル３２０と磁気的に結合される一次自己共振コイル３３０へ１Ｍ〜１０数ＭＨｚの高周波電力を給電する。一次自己共振コイル３３０は、コイル自身のインダクタンスと浮遊容量とによるＬＣ共振器であり、一次自己共振コイル３３０と同じ共振周波数を有する二次自己共振コイル３４０と電磁場（近接場）を介して共鳴する。そうすると、一次自己共振コイル３３０から二次自己共振コイル３４０へ電磁場を介してエネルギー（電力）が移動する。二次自己共振コイル３４０へ移動したエネルギー（電力）は、電磁誘導により二次自己共振コイル３４０と磁気的に結合される二次コイル３５０によって取出され、負荷３６０へ供給される。なお、共鳴法による送電は、一次自己共振コイル３３０と二次自己共振コイル３４０との共鳴強度を示すＱ値がたとえば１００よりも大きいときに実現される。
【００５３】
なお、図１との対応関係について説明すると、図１の交流電源２１０および高周波電力ドライバ２２０は、図３の高周波電源３１０に相当する。また、図１の一次コイル２３０および一次自己共振コイル２４０は、それぞれ図３の一次コイル３２０および一次自己共振コイル３３０に相当し、図１の二次自己共振コイル１１０および二次コイル１２０は、それぞれ図３の二次自己共振コイル３４０および二次コイル３５０に相当する。そして、図１の整流器１３０以降が負荷３６０として総括的に示されている。
【００５４】
図４は、電流源（磁流源）からの距離と電磁界の強度との関係を示した図である。図４を参照して、電磁界は３つの成分から成る。曲線ｋ１は、波源からの距離に反比例した成分であり、「輻射電界」と称される。曲線ｋ２は、波源からの距離の２乗に反比例した成分であり、「誘導電界」と称される。また、曲線ｋ３は、波源からの距離の３乗に反比例した成分であり、「静電界」と称される。
【００５５】
「静電界」は、波源からの距離とともに急激に電磁波の強度が減少する領域であり、共鳴法では、この「静電界」が支配的な近接場（エバネッセント場）を利用してエネルギー（電力）の伝送が行なわれる。すなわち、「静電界」が支配的な近接場において、同じ固有振動数を有する一対の共鳴器（たとえば一対のＬＣ共振コイル）を共鳴させることにより、一方の共鳴器（一次自己共振コイル）から他方の共鳴器（二次自己共振コイル）へエネルギー（電力）を伝送する。この「静電界」は遠方にエネルギーを伝播しないので、遠方までエネルギーを伝播する「輻射電界」によりエネルギー（電力）を伝送する電磁波に比べて、共鳴法は、より少ないエネルギー損失で送電することができる。
【００５６】
＜車両ＥＣＵによる走行制御について＞
図５は、車両ＥＣＵ１８０に含まれる、車両１００の走行制御系の構成を説明する機能ブロック図である。より具体的には、図５は、エンジン１７６およびモータジェネレータ１７２，１７４の間でのパワー配分制御に係る制御構成を示すものである。なお、図５に示した各機能ブロックは、車両ＥＣＵ１８０による予め記憶された所定プログラムの実行および／または車両ＥＣＵ１８０内の電子回路（ハードウェア）による演算処理によって実現可能である。
【００５７】
図５を参照して、車両ＥＣＵ１８０は、走行制御部１８１と、トータルパワー算出部１８２と、インバータ制御部１８３，１８４と、エンジン制御部１８５とを含む。
【００５８】
トータルパワー算出部１８２は、車速およびアクセルペダル（図示しない）の操作量に基づいて、車両１００全体の要求パワー（トータル要求パワーＰｔｔｌ）を算出する。なお、車両状況によっては、蓄電装置の充電電力（モータジェネレータ１７２により発生される充電電力）の発生のためのパワー、すなわちエンジン出力が要求される場合がある。トータル要求パワーＰｔｔｌは、このようなパワーも含み得るものとする。
【００５９】
走行制御部１８１は、蓄電装置１５０の入力上限電力Ｗｉｎと、蓄電装置１５０の出力上限電力Ｗｏｕｔと、トータルパワー算出部１８２からのトータル要求パワーＰｔｔｌと、ブレーキペダル操作時の回生ブレーキ要求とを受けて、モータ制御指令としてのトルク指令値Ｔｑｃｏｍ１およびＴｑｃｏｍ２を生成する。このとき走行制御部１８１は、モータジェネレータ１７２，１７４の入力電力（出力電力）の合計が、入力上限電力Ｗｉｎ（出力上限電力Ｗｏｕｔ）を超えないようにトルク指令値Ｔｑｃｏｍ１およびＴｑｃｏｍ２を生成する。
【００６０】
さらに、走行制御部１８１は、トータル要求パワーＰｔｔｌが確保されるように、モータジェネレータ１７４による車両駆動パワーと、エンジン１７６による車両駆動パワーとを配分する。特に、外部充電された蓄電装置に蓄積される電力を最大限に利用してエンジン１７６の動作を抑制すること、あるいは、エンジン１７６による車両駆動パワーをエンジン１７６が高効率で動作可能な領域に対応して設定することによって、高燃費での車両走行が実現される。
【００６１】
インバータ制御部１８３は、トルク指令値Ｔｑｃｏｍ１およびモータジェネレータ１７２のモータ電流値ＭＣＲＴ１に基づいて、インバータ１６４を制御するための信号ＰＷＩ１を生成する。同様に、インバータ制御部１８４は、トルク指令値Ｔｑｃｏｍ２およびモータジェネレータ１７４のモータ電流値ＭＣＲＴ２に基づいて、インバータ１６６を制御するための信号ＰＷＩ２を生成する。
【００６２】
走行制御部１８１は、設定されたエンジンによる車両駆動パワーの要求値に応じてエンジン制御指令Ｅｃｏｍを生成する。エンジン制御部１８５は、このエンジン制御指令Ｅｃｏｍに従ってエンジン１７６を制御する。
【００６３】
車両１００は、蓄電装置１５０に蓄積された電力を積極的に使用して車両走行を行なう走行モード（ＥＶモード）の場合には、トータル要求パワーＰｔｔｌが蓄電装置１５０の出力上限電力Ｗｏｕｔ以下であるときには、エンジン１７６を作動させることなく、モータジェネレータ１７４による車両駆動パワーのみによって走行する。なお、トータル要求パワーＰｔｔｌが出力上限電力Ｗｏｕｔを超えたときには、エンジン１７６が始動される。
【００６４】
蓄電装置１５０に蓄えられた電力がモータジェネレータ１７４で消費されることにより蓄電装置１５０の充電状態が悪化した場合には、ＥＶモードを維持することが困難となる。この場合には、走行モードがＥＶモードからＨＶモードに切り換わる。ＨＶモードでは、エンジン１７６およびモータジェネレータ１７４での間での駆動力パワー配分が制御される。この場合、エンジン１７６が車両１００の走行のために優先的に用いられる。
【００６５】
エンジン１７６の動作効率が良好なエンジンの運転領域では、エンジン１７６の出力を主に用いて車両１００が走行する。エンジン１７６の動力は動力分割装置１７７によって駆動輪１７８へ伝達される経路とモータジェネレータ１７２へ伝達される経路に分割される。モータジェネレータ１７２の発電による電力は、インバータ１６６を介してモータジェネレータ１７４に供給される。これにより、モータジェネレータ１７４はエンジン１７６の動力を補助するように動力を発生させる。なお、この場合のモータジェネレータ１７２の発電量は、エンジン１７６の動作効率を良好とするために、最小限の発電量とされる。
【００６６】
車両１００の発進時あるいは車両１００の軽負荷走行時には、蓄電装置の充電状態が良好であれば、モータジェネレータ１７４の駆動力のみによる発進および走行が行なわれる。この場合、エンジン１７６が停止するので、モータジェネレータ１７２は発電を行なわない。ただし、蓄電装置１５０の充電状態が悪化した場合、エンジン１７６が始動されることにより、モータジェネレータ１７２は蓄電装置１５０を充電するための発電を行なう。
【００６７】
したがって、ＨＶモードでは、エンジン１７６が間欠的に動作する場合が発生する。ただし、ＨＶモードにおいて蓄電装置１５０のＳＯＣが所定の下限値よりも低下した場合には、エンジン１７６の間欠動作が禁止される。この場合には、車両ＥＣＵ１８０は、ＳＯＣが所定の目標値に達するまでモータジェネレータ１７２による発電を継続するために、エンジン１７６を連続運転させる。なお、エンジン１７６が始動および停止を頻繁に繰返すのを避けるために、この目標値は下限値より大きく設定される。
【００６８】
蓄電装置１５０のＳＯＣが上記の下限値よりも低下した場合には、たとえば車両が一時的に停車している場合、あるいはモータジェネレータ１７４の発生する車両駆動パワーのみにより車両を進行させることが可能な場合であっても、モータジェネレータ１７２による発電を行なうためにエンジン１７６が運転される。これらの場合においては、エンジン１７６が軽負荷状態であるため、エンジン１７６の動作効率が大きく低下する。さらに、ＳＯＣが所定の目標値に達するまでエンジン１７６の軽負荷運転が継続された場合には、車両１００の燃費が低下することが起こりうる。
【００６９】
本実施の形態では、車両１００の燃費の低下を抑制するために、蓄電装置のＳＯＣが低い場合には以下に説明するようにエンジンが制御される。
【００７０】
＜蓄電装置のＳＯＣが低い場合におけるエンジンの制御＞
図６は、本実施の形態によるエンジンの制御を説明するための図である。
【００７１】
図６を参照して、給電装置２００は、交差点の手前に位置する所定の走行区間としての給電エリア４００に配置される。すなわち給電エリア４００は車両が通行可能な区間である。なお図６では、給電エリア４００の長さ（車両の進行方向の長さ）は略車両３台分の長さとして示されているが、給電エリア４００の長さは特に限定されるものではない。
【００７２】
車両１０１，１０２，１０３，１０４は、給電エリア４００を順に通過する。車両１０１〜１０４の各々は、図１〜図５に示した車両１００と同様の構成を有する。したがって車両１０１〜１０４の各々は、給電装置２００から受電可能である。
【００７３】
車両１０１〜１０４のうち車両１０１，１０２，１０３は、給電エリア４００を通過中（給電エリア４００内で停車してもよい）であるので、給電装置２００から電力を受けることができる。車両１０１，１０２，１０３の各々は、蓄電装置１５０のＳＯＣが下限値を下回り、かつ、給電装置２００から電力の供給が開始された場合には、エンジン１７６を停止させる。
【００７４】
一方、車両１０４は、給電エリア４００外を走行しているので、給電装置２００から電力を受けることができない。このため、蓄電装置１５０のＳＯＣが下限値を下回っている場合、車両１０４は、モータジェネレータ１７２の発電のためにエンジン１７６を始動させる。車両１０４が給電エリア４００に進入したことにより、車両１０４が給電装置２００からの受電を開始し、かつ、蓄電装置１５０のＳＯＣが下限値を下回っている場合には、車両１０４はエンジン１７６を停止させる。
【００７５】
なお、車両が給電エリア４００を通過した後においても蓄電装置１５０のＳＯＣが下限値を下回っている場合には、エンジン１７６が再び始動する。
【００７６】
交差点の手前の区間では、車両が信号待ちのために一時的に停車する可能性、あるいは低速で発進する可能性がある。これらの場合には、エンジンが動作したとしても、その動力はモータジェネレータ１７２による発電のために用いられる。しかしながらエンジンが軽負荷状態になるため、エンジンの動作効率が低下する。
【００７７】
本実施の形態によれば、蓄電装置１５０のＳＯＣが下限値を下回り、かつ、給電装置２００から電力の供給が開始された場合においてエンジンが停止する。これにより、効率の悪い発電（エンジン１７６の燃費を低下させる発電）の頻度を減らすことができるので、車両の燃費の向上を図ることができる。
【００７８】
図７は、車両ＥＣＵ１８０により実行されるプログラムの制御構造を示した図である。このフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。
【００７９】
図７および図２を参照して、ステップＳ１において、車両ＥＣＵ１８０は、蓄電装置１５０のＳＯＣを確認する。続いて、ステップＳ２において、車両ＥＣＵ１８０は、蓄電装置１５０のＳＯＣに基づいて、エンジン１７６の連続運転による発電が必要か否かを判定する。具体的には、車両ＥＣＵ１８０は、蓄電装置１５０のＳＯＣが所定の下限値を下回った場合には、エンジン１７６の間欠運転を禁止するとともに、エンジン１７６の連続運転によるモータジェネレータ１７２の発電が必要と判定する。この場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）、処理はステップＳ３に進む。一方、蓄電装置１５０のＳＯＣが所定の下限値以上である場合（ステップＳ２においてＮＯ）、処理はメインルーチンに戻される。
【００８０】
なお、一旦、エンジン１７６の連続運転が開始されると、蓄電装置１５０のＳＯＣが所定の目標値（この目標値は、上記の下限値より大きい）に回復するまで、エンジン１７６の連続運転によるモータジェネレータ１７２の発電が必要と判断される。
【００８１】
ステップＳ３において、車両ＥＣＵ１８０は、外部からの受電が実行中であるか否かを判定する。受電装置（二次自己共振コイル１１０、二次コイル１２０、整流器１３０、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０）が給電装置２００から電力を受ける場合、整流器１３０から電流が出力されるとともに、その電流が電流センサ１９４により検出される。車両ＥＣＵ１８０は、電流センサ１９４の検出値に基づいて、外部からの受電が実行中であるか否かを判定する。
【００８２】
外部からの受電が実行中であると判定された場合（ステップＳ３においてＹＥＳ）、処理はステップＳ４に進む。一方、外部からの受電が実行されていないと判定された場合（ステップＳ３においてＮＯ）、処理はメインルーチンに戻される。
【００８３】
ステップＳ４において、車両ＥＣＵ１８０は、表示装置１９５に、受電装置が充電中であることを示す情報を表示させる。具体的には、車両ＥＣＵ１８０は、受電装置が給電装置２００から電力を受けていることを示す情報を表示装置１９５に出力する。表示装置１９５は、車両ＥＣＵ１８０からの情報を表示する。
【００８４】
ステップＳ５において、車両ＥＣＵ１８０は、エンジン１７６が動作中であるか否かを判定する。たとえば車両ＥＣＵ１８０は、エンジン１７６の回転数が正の値である場合にエンジン１７６が動作中であると判定する。一方、車両ＥＣＵ１８０は、エンジン１７６の回転数が０である場合にエンジン１７６が停止していると判定する。エンジン１７６が動作中であると判定された場合（ステップＳ５においてＹＥＳ）、車両ＥＣＵ１８０は、エンジン１７６を停止させる（ステップＳ６）。一方、エンジン１７６が動作していないと判定された場合（ステップＳ５においてＮＯ）、車両ＥＣＵ１８０は、ＳＯＣを回復するためのエンジン始動を禁止する（ステップＳ７）。
【００８５】
ステップＳ６またはＳ７の処理が終了すると、全体の処理はメインルーチンに戻される。
【００８６】
本実施の形態によれば、蓄電装置１５０のＳＯＣが所定の下限値を下回っていない場合（ステップＳ２においてＮＯ）、エンジン１７６の連続運転によるモータジェネレータ１７２の発電は実行されない。一方、蓄電装置１５０のＳＯＣが所定の下限値を下回った場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）、エンジン１７６の連続運転によるモータジェネレータ１７２の発電が実行される。
【００８７】
車両の外部に設けられた給電装置２００からの受電が実行されていない場合（ステップＳ３においてＮＯ）には、処理はメインルーチンに戻される。この場合にはエンジン１７６の連続動作によってモータジェネレータ１７２が発電する。これにより蓄電装置１５０が充電される。
【００８８】
車両１００が給電エリア外に位置する場合には、受電装置による受電は実行されない。この場合（ステップＳ３においてＮＯ）、エンジン１７６の動作が継続される。なお、この場合には、蓄電装置１５０のＳＯＣが所定の目標値に達するまで（ステップＳ２においてＮＯ）、エンジン１７６が連続的に動作する。
【００８９】
車両１００が給電エリアに進入したことにより、受電装置が給電装置２００からの受電を開始した場合（ステップＳ３においてＹＥＳ）、車両ＥＣＵ１８０は、受電装置が給電装置２００から電力を受けていることを示す情報を表示装置１９５に表示させる（ステップＳ４）。これにより、車両１００が給電エリアに進入したことを乗員が把握できるとともに、エンジン１７６が停止したことに対して乗員の違和感が生じることを抑制することができる。
【００９０】
続いて、車両ＥＣＵ１８０は、エンジン１７６が動作中か否かを判定する（ステップＳ５）。車両１００が給電範囲内に進入した場合には、車両１００は給電装置２００から電力を受けることができる。エンジン１７６が軽負荷状態で動作している場合には、燃費向上の観点からエンジン１７６を停止させたほうが好ましい。したがって、エンジン１７６が動作中か否かが判定される。エンジン１７６が動作中である場合（ステップＳ５においてＹＥＳ）、車両ＥＣＵ１８０はエンジン１７６を停止させる（ステップＳ６）。これにより、モータジェネレータ１７２の発電のためにエンジン１７６を低効率で動作させることを回避できる。さらに、エンジン１７６を低効率で動作させることを禁止するので、燃費向上を図ることができる。
【００９１】
エンジン１７６が動作中でない場合、すなわちエンジン１７６が停止している場合（ステップＳ５においてＮＯ）、車両ＥＣＵ１８０はエンジン１７６の始動を禁止する（ステップＳ７）。エンジン１７６の始動が禁止されることにより、モータジェネレータ１７２の発電のためにエンジン１７６が低効率で動作することを回避できる。よって、この場合においても燃費向上を図ることができる。
【００９２】
なお、本実施の形態では、共鳴法を送電方法として使用する例を示したが、本発明の車両は、走行中および停止中に車両外部から給電可能に構成されていればよく、共鳴法による給電のみ適用可能と限定される必要はない。走行中および停止中に車両外部から車両に給電するための方法として、たとえば電磁誘導を用いた送電方法、あるいは電磁波を用いた送電方法を本発明に適用してもよい。
【００９３】
また、本実施の形態では、車両に搭載される蓄電装置の数は１つであるが、本発明は、蓄電装置を複数備えた車両にも適用可能である。
【００９４】
また、上述の説明では、給電エリアとして、交差点付近に設置された給電エリアを示したが、給電エリアの設置場所は特に限定されるものではない。
【００９５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９６】
１００〜１０４  車両、１１０，３４０  二次自己共振コイル、１２０，３５０  二次コイル、１３０  整流器、１４０  ＤＣ／ＤＣコンバータ、１５０  蓄電装置、１６２  昇圧コンバータ、１６４，１６６  インバータ、１７０  モータ、１７２，１７４  モータジェネレータ、１７６  エンジン、１７７  動力分割装置、１７８  駆動輪、１８０  車両ＥＣＵ、１８１  走行制御部、１８２  トータルパワー算出部、１８３，１８４  インバータ制御部、１８５  エンジン制御部、１９０，２５０  通信装置、１９１，１９２  電圧センサ、１９３，１９４  電流センサ、１９５  表示装置、２００  給電装置、２１０  交流電源、２２０  高周波電力ドライバ、２３０，３２０  一次コイル、２４０，３３０  一次自己共振コイル、３１０  高周波電源、３６０  負荷、４００  給電エリア、ｋ１〜ｋ３  曲線、ＰＬ２  正極線、ＳＭＲ１，ＳＭＲ２  システムメインリレー、ＳＭＲ２  システムメインリレー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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