(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の車軸が備えられ、電動モータの作動に応じて左右の駆動輪が駆動される電動車両の駆動装置において、
複数の車軸のうち少なくとも１つの車軸は、左右の駆動輪が連動して駆動される連動駆動軸として構成され、
発電機と、発電インバータと、駆動インバータと、発電インバータと駆動インバータとを電気的に接続する電源線と、電動モータとを含み、エンジンの動力を電気エネルギーに変換して電動モータを作動させる電源系統が、複数、設けられ、
連動駆動軸に、複数の電源系統が並列に連結されているものであり、
前記並列に連結された複数の電源系統のうち少なくとも２つの電源系統それぞれに電気的に接続され、電源系統の電力を補機に供給する補機電源ブリッジと、
補機電源ブリッジに電気的に接続された補機と
を備え、
前記電動車両は、補機が追加可能な車両であり、
当該追加される補機は、前記補機電源ブリッジに電気的に接続されることを特徴とする電動車両の駆動装置。
【請求項２】
複数の車軸が備えられ、電動モータの作動に応じて左右の駆動輪が駆動される電動車両の駆動装置において、
複数の車軸のうち少なくとも２つの車軸は、左右の駆動輪が連動して駆動される連動駆動軸として構成され、
発電機と、発電インバータと、駆動インバータと、発電インバータと駆動インバータとを電気的に接続する電源線と、電動モータと含み、エンジンの動力を電気エネルギーに変換して電動モータを作動させる電源系統が、複数、設けられ、
少なくとも２つの連動駆動軸のそれぞれには、異なる電源系統が連結されている
ものであり、
前記少なくとも２つの連動駆動軸に連結された異なる電源系統それぞれに電気的に接続され、電源系統の電力を補機に供給する補機電源ブリッジと、
補機電源ブリッジに電気的に接続された補機と
を備え、
前記電動車両は、補機が追加可能な車両であり、
当該追加される補機は、前記補機電源ブリッジに電気的に接続されることを特徴とする電動車両の駆動装置。
【請求項３】
複数の車軸が備えられ、電動モータの作動に応じて左右の駆動輪が駆動される電動車両の駆動装置において、
複数の車軸のうち少なくとも１つの車軸は、左右の駆動輪が独立して駆動される独立駆動軸として構成され、
発電機と、発電インバータと、駆動インバータと、発電インバータと駆動インバータとを電気的に接続する電源線と、電動モータとを含み、エンジンの動力を電気エネルギーに変換して電動モータを作動させる電源系統が、複数、設けられ、
独立駆動軸の左右の駆動輪のそれぞれには、異なる複数の電源系統が並列に連結されているものであり、
前記複数の電源系統のうち少なくとも２つの電源系統それぞれに電気的に接続され、電源系統の電力を補機に供給する補機電源ブリッジと、
補機電源ブリッジに電気的に接続された補機と
を備え、
前記電動車両は、補機が追加可能な車両であり、
当該追加される補機は、前記補機電源ブリッジに電気的に接続されることとを特徴とする電動車両の駆動装置。
【請求項４】
複数の車軸が備えられ、電動モータの作動に応じて左右の駆動輪が駆動される電動車両の駆動装置において、
複数の車軸は、左右の駆動輪が独立して駆動される独立駆動軸として構成され、
発電機と、発電インバータと、駆動インバータと、発電インバータと駆動インバータとを電気的に接続する電源線と、電動モータとを含み、エンジンの動力を電気エネルギーに変換して電動モータを作動させる電源系統が、各独立駆動軸毎に、設けられ、
独立駆動軸の左右の駆動輪のそれぞれには、電源系統を構成する電動モータが個別に連結されているものであり、
前記各独立駆動軸毎に設けられた電源系統のうち少なくとも２つの電源系統それぞれに電気的に接続され、電源系統の電力を補機に供給する補機電源ブリッジと、
補機電源ブリッジに電気的に接続された補機と
を備え、
前記電動車両は、補機が追加可能な車両であり、
当該追加される補機は、前記補機電源ブリッジに電気的に接続されることを特徴とする電動車両の駆動装置。
【請求項５】
補機は、回生制動を行うものを含み、
補機電源ブリッジは、補機で回生制動が行われた際に補機で発生した電力を電源系統に供給するように構成されていること
を備えたことを特徴とする請求項１または２または３または４記載の電動車両の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータの作動に応じて駆動輪が駆動される電動車両の駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の分野では、自動車用モータや各種制御機器の性能の向上に伴い、燃費効率、排気ガスのクリーンさに優れている点に注目して、電動車両の研究、開発が盛んに行われている。ここで、電動車両とは、電動モータによって駆動輪が駆動される車両のことであり、エンジンの代わりに電動モータを駆動源として走行する純電気自動車を含む車両のことである。
【０００３】
電動自動車には、ハイブリッド電気自動車、純電気自動車、燃料電池電気自動車などの各方式がある。さらに、ハイブリッド電気自動車には、パラレルハイブリッド電気自動車とシリーズハイブリッド電気自動車の各方式がある。自動車の中でもとりわけ乗用車や商用車の分野では、すでにパラレルハイブリッドの形式で多数の車種が商品化されている。
【０００４】
図１はシリーズハイブリッド電気自動車の構成例を概略的に示している。
【０００５】
図１に示すように、シリーズハイブリッド電気自動車１００は、エンジン１１０から発電機２０までの動力伝達機構３０と直列に、発電機２０と、発電インバータ４０と、駆動インバータ５０と、発電インバータ４０と駆動インバータ５０とを電気的に接続する電源線６０と、電動モータ７０とを含み、エンジン１１０の動力を電気エネルギーに変換して電動モータ７０を作動させる電源系統８０が設けられている。
【０００６】
下記非特許文献１には、一般自動車の分野において、インバータが故障した場合に発電機とインバータの交流電源系統を電気的に直結させるという発明が記載されている。
【特許文献１】特許第３４６３７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
自動車の中には、主として被災現場などのオフロード（路外地形）を走行する防災用途のオフロード車がある。かかる防災用オフロード車を、電動車両、とりわけシリーズハイブリッド電気自動車で構成した場合に、問題となる点は、以下のとおりである。
【０００８】
１） きわめて高い信頼性が要求され、走行不能になる事態を回避できること
防災用オフロード車は、環境的に厳しい状況で走行する機会が多く、また重大な使命のために走行する機会が多いことから、故障によって車両が走行不能となる事態は回避される必要がある。
【０００９】
２） 電源系統のコスト低下を図ること
防災用オフロード車は、用途毎に仕様が異なる少量多品種生産の車両であり、量産効果は期待できない。電源系統８０を構成する発電機２０、電動モータ７０等の各部品についても同様であり、少量多品種の専用の部品を設計、製造しなければならないことから、車両のコストは極めて高いものとなる。よって、電源系統８０を構成する各部品を低コスト化、共通化する等して、車両の製造コストを低減することが望まれる。
【００１０】
しかしながら、従来のシリーズハイブリッド電気自動車１００は、図１に示すように、電源系統８０が１つしか存在しないため、電源線６０が短絡するなどの故障が起きると、電動モータ７０に電力が供給されなくなり、エンジン１１０が正常であっても車両は走行不能に陥ってしまうという問題が起きるおそれがある。
【００１１】
特に、発電インバータ４０、駆動インバータ５０は、半導体電力変換装置であり、電磁機械である発電機２０、電動モータ７０と比較して部品点数が格段に多い。このため、発電インバータ４０、駆動インバータ５０の作動信頼性は、発電機２０、電動モータ７０と比較して低くなってしまい、故障率が増大する。よって、発電インバータ４０、駆動インバータ５０の故障により、電動モータ７０に電力が供給されなくなり、エンジン１１０自体が正常であっても、車両が走行不能に陥る確率が極めて大きくなる。
【００１２】
よって、シリーズハイブリッド電気自動車１００を、従来の非電気自動車（全機械式自動車）あるいはパラレルハイブリッド電気自動車と同等の駆動信頼性、走行信頼性まで高めるには、１つしかない電源系統８０の個々の部品について、十分にコストをかけて、信頼性高く設計し、生産しなければならない。たとえば、インバータや電動モータ等の電気機器の容量に余裕を持たせる設計を行ったり、電動モータ等の電気機器を冷却するシステムを高性能化する対策がとられる。しかし、このように電源系統８０の個々の部品についてコストをかけると、上述したように各部品が元々少量生産で量産効果が期待できないことと相まって、車両の製造コストが一層高まることとなっていた。
【００１３】
以上のように、従来にあっては、防災用オフロード車をシリーズハイブリッド電気自動車で構成した場合に、走行不能になる事態を回避しつつ、電源系統のコストを引き下げるという要求１）、２）を同時に達成することができなかった。
【００１４】
なお、特許文献１記載の発明では、インバータが故障した場合に発電機とインバータの交流電源系統を電気的に直結させることで、車両が走行不能になる事態を回避しているが、
これは単に電動機にかろうじて電源供給できるに過ぎず、故障時において電源系統８０の本来の制御性能を維持して走行できるものではない。
【００１５】
そこで、防災用オフロード車をシリーズハイブリッド電気自動車で構成した場合に、電源系統８０の機能を維持した状態で安定に走行できる状況を保証しつつ、電源系統８０のコストを引き下げることができるようにすることが求められる。
【００１６】
ところで、防災用オフロード車は、災害救援のみならず、多目的な活用が要求される。このため仕様によっては、走行駆動系のみならず種々の補機（電源負荷）が車体に追加搭載されることになる。しかも、防災用オフロード車に搭載される補機は、エンジンの出力の２０〜３０％を超える大容量の電源負荷であり、それによって走行性能が低下したり、走行が不能になることが予測される。ここで、大容量の補機とは、通信機材、投光機、路外の不整地でトレーラをモータで駆動するために追加される駆動用インバータなどである。
【００１７】
この場合、追加される補機に合わせて、エンジン、発電機などを大容量量化し大型化して基本的な仕様を変更すれば、走行性能を損なわずに補機を作動させることができる。しかし、防災用オフロード車は、前述したように用途毎に仕様が異なる少量多品種生産の車両であり、量産効果は期待できない。すなわち、補機の有無、搭載される補機の種類に合わせて、エンジンや発電機などの基本的な仕様を変更すると、車両の製造コストが飛躍的に増加することになる。したがって、このような対処方法は避けなければならない。
【００１８】
また、上述の特殊な用途、例えば災害救援、通信業務を想定して、車両に予め補機（災害救援用の給水ポンプ、通信機材）を搭載しておくことは、車両の重量の増加を招くとともに、補機を使用しないときの車内の場積が狭まるという問題が発生する。また、補機を追加する際に取り扱いが容易で、簡易に装着したいとの要請がある。
【００１９】
また、防災用オフロード車は、エンジンを稼動させないで長時間走行することがある。たとえば、トンネル内を走行するときや夜間に走行するときであり、このような状況では、エンジンの稼動を停止して、排気ガスやエンジンの騒音を全く発生させないで走行させたいとの要請がある。この場合、車両に搭載された蓄電手段によって必要な電力を長時間供給する必要がある。しかし、トンネル内走行や夜間走行などの特殊な任務を想定して、予め大容量の蓄電手段を車両に搭載することは、車両の重量の増加を招くとともに、蓄電手段を使用しないときの車内の場積が狭まるという問題が発生する。また、蓄電手段を装着する際に取り扱いが容易で、簡易に装着したいとの要請がある。
【００２０】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、防災用オフロード車をシリーズハイブリッド電気自動車で構成した場合に、エンジン、発電機などの基本的な仕様を変更することなく、しかも走行性能を損なうことなく、補機を作動させるようにすることを第１の解決課題とするものである。
【００２１】
さらに、第１の解決課題に加えて、補機を追加する際に容易に取り扱え、簡易に装着できるようにして、災害救援などの特殊な用途に迅速に対処できるようにすることを第２の解決課題とするものである。
【００２２】
また、本発明は、防災用オフロード車をシリーズハイブリッド電気自動車で構成した場合に、大容量の蓄電手段を容易に取り扱え、簡易に装着できるようにして、夜間走行、トンネル内走行などの特殊な任務に迅速に対処できるようにすることを第３の解決課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
そこで、第１発明は、
複数の車軸が備えられ、電動モータの作動に応じて左右の駆動輪が駆動される電動車両の駆動装置において、
発電機と、発電インバータと、駆動インバータと、発電インバータと駆動インバータとを電気的に接続する電源線と、電動モータとを含み、エンジンの動力を電気エネルギーに変換して電動モータを作動させる複数の電源系統と、
２つの電源系統間に電気的に接続され、一方の電源系統から他方の電源系統に電力を供給する電源ブリッジと、
一方の電源系統に比べて他方の電源系統で電力が不足している場合に、一方の電源系統から他方の電源系統に電力が供給されるように電源ブリッジを制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする。
【００２４】
第２発明は、第１発明において、
電源ブリッジは、２つの電源系統間で特定の一方向のみに電力を供給するように構成されていること
を特徴とする。
【００２５】
第３発明は、第１発明において、
電源ブリッジは、２つの電源系統間で双方向に電力を供給するように構成されていること
を特徴とする。
【００２６】
第４発明は、
複数の車軸が備えられ、電動モータの作動に応じて左右の駆動輪が駆動される電動車両の駆動装置において、
発電機と、発電インバータと、駆動インバータと、発電インバータと駆動インバータとを電気的に接続する電源線と、電動モータとを含み、エンジンの動力を電気エネルギーに変換して電動モータを作動させる複数の電源系統と、
２つの電源系統それぞれに電気的に接続され、電源系統に電力を供給するとともに、電源系統の電力を蓄える蓄電部と、
電源系統で電力が不足している場合に、蓄電部から電源系統に電力が供給されるように蓄電部を制御するとともに、電源系統で電力に余裕がある場合に、電源系統の電力が蓄電部に蓄えられるように蓄電部を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする。
【００２７】
第５発明は、第１発明において、
２つの電源系統それぞれに電気的に接続され、電源系統に電力を供給するとともに、電源系統の電力を蓄える蓄電部と、
電源系統で電力が不足している場合に、蓄電部から電源系統に電力が供給されるように蓄電部を制御するとともに、電源系統で電力に余裕がある場合に、電源系統の電力が蓄電部に蓄えられるように蓄電部を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする。
【００２８】
第６発明は、
複数の車軸が備えられ、電動モータの作動に応じて左右の駆動輪が駆動される電動車両の駆動装置において、
発電機と、発電インバータと、駆動インバータと、発電インバータと駆動インバータとを電気的に接続する電源線と、電動モータとを含み、エンジンの動力を電気エネルギーに変換して電動モータを作動させる複数の電源系統と、
２つの電源系統それぞれに電気的に接続され、電源系統の電力を補機に供給する補機電源ブリッジと、
補機電源ブリッジに電気的に接続された補機と
を備えたことを特徴とする。
【００２９】
第７発明は、第６発明において、
補機は、回生制動を行うものを含み、
補機電源ブリッジは、補機で回生制動が行われた際に補機で発生した電力を電源系統に供給するように構成されていること
を備えたことを特徴とする。
【００３０】
第８発明は、第１発明において、
２つの電源系統それぞれに電気的に接続され、電源系統の電力が供給されて駆動する補機と、
２つの電源系統それぞれに電気的に接続され、電源系統の電力を補機に供給する補機電源ブリッジと
を備えたことを特徴とする。
【００３１】
第１発明の電動車両１００は、図２３に示すように、複数の車軸１１、１２が備えられ、電動モータ７０（７１、７２、７３、７４）の作動に応じて左右の駆動輪１、２、３、４が駆動されるものである。
【００３２】
電動車両１００には、発電機２１と、発電インバータ４１と、駆動インバータ５１、５２と、発電インバータ４１と駆動インバータ５１、５２とを電気的に接続する電源線６１と、電動モータ７１、７２とを含み、エンジン１１０の動力を電気エネルギーに変換して電動モータ７１、７２を作動させる第１の電源系統８１と、発電機２２と、発電インバータ４２と、駆動インバータ５３、５４と、発電インバータ４２と駆動インバータ５３、５４、５５とを電気的に接続する電源線６２と、電動モータ７３、７４とを含み、エンジン１１０の動力を電気エネルギーに変換して電動モータ７３、７４を作動させる第２の電源系統８２とが設けられている。第１の電源系統８１によって前輪１、２が駆動され、第２の電源系統８２によって後輪３、４が駆動される。
【００３３】
電源ブリッジ２１０は、２つの電源系統８１、８２間に電気的に接続されており、一方の電源系統８１から他方の電源系統８２に電力を供給する。
【００３４】
制御手段３１０は、一方の電源系統８１に比べて他方の電源系統８２で電力が不足している場合に、一方の電源系統８１から他方の電源系統８２に電力が供給されるように電源ブリッジ２１０を制御する。
【００３５】
つぎに本発明の作用効果について説明する。図２３の電動車両１００は、標準仕様の電動車両１００にトレーラ１９９が追加されるとともに、第２の電源系統８２に、トレーラ１９９を駆動するための補機（電源負荷）として駆動インバータ５５と電動モータ７５が追加された車両であるとする。電動モータ７５の定格出力が２０ｋＷとする。
【００３６】
ここで比較例として図２２に標準仕様の電動車両１００を示す。図２２に示す電動車両１００は、図２３に示す電動車両１００から、本発明の電源ブリッジ２１０および制御手段３１０を取り除いた構成の車両である。
【００３７】
電動車両１００は、標準仕様でエンジン１１０の最大出力が１００ｋＷで、発電機２１、２２の定格出力がそれぞれ５０ｋＷであるとする。また標準仕様でエンジン１１０の最大出力の８０％の電力（８０ｋＷ）が駆動輪１、２、３、４の電動モータ７１、７２、７３、７４に供給されると全速力で登坂が可能であるとする。
【００３８】
標準仕様の電動車両１００では、トレーラ１９９がないため、電動車両１００が坂道を全力で登坂しているとき、第１の電源系統８１においてエンジン１１０、発電機２１を介して前輪１、２の電動モータ７１、７２にそれぞれ２０ｋＷ、合計で４０ｋＷの電力が供給され、第２の電源系統８２においてエンジン１１０、発電機２２を介して後輪３、４の電動モータ７３、７４にそれぞれ２０ｋＷ、合計で４０ｋＷの電力が供給される。このとき第１の電源系統８１、第２の電源系統８２それそれで１０ｋＷづつ、合計で２０ｋＷの電力の余裕がある。
【００３９】
しかし、標準仕様の電動車両１００に、２０ｋＷのトレーラ１９９を電動車両１００に繋ぎ、第２の電源系統８２に、トレーラ１９９を駆動するために、２０ｋＷに相当する駆動インバータ５５と電動モータ７５を接続したとすると、電動車両１００が全速力で登板反しようとするときに、第２の電源系統８２では、１０ｋＷの過負荷になってしまう。なお、このとき第１の電源系統８１には、１０ｋＷの電力の余裕がある。このため第２の電源系統８２で電圧が急低下するなどの動作不安定が起きるおそれがある。さらには第２の電源系統８２で後輪３、４側の電動モータ７３、７４に電力を安定して供給することができなくなるおそれがある。例えば滑りやすい状況にある登り坂では、前輪１、２がスリップするため後輪３、４で車両全体で発生する駆動力のうち過半数の駆動力を負担しなければならない。上述のように後輪３、４側の第２の電源系統８２が過負荷のために後輪３、４側の電動モータ７３、７４に電力を安定して供給できなくなると、後輪３、４側の電動モータ７３、７４で登坂に必要な駆動力が得られなくなり、電動車両１００が登坂できなくなる事態が予測される。
【００４０】
これに対して、本発明の電動車両１００では、上述したトレーラ１９９が繋がれて登坂走行をしている状況下で、一方の電源系統８１（１０ｋＷの余裕）に比べて他方の電源系統８２（１０ｋＷの過負荷）で電力が不足している場合に、１０ｋＷの余裕のある一方の電源系統８１から、１０ｋＷの過負荷の他方の電源系統８２に、不足分の電力１０ｋＷが供給される。このため後輪３、４側の第２の電源系統８２で電力が充足され、後輪３、４側の電動モータ７３、７４に電力が安定して供給されるようになり、後輪３、４側の電動モータ７３、７４で登坂に必要な駆動力が得られ、電動車両１００は全速力で登坂することができるようになる。
【００４１】
以上のように、本第１発明によれば、大容量の補機（駆動インバータ５５、電動モータ７５）が一方の電源系統８２に接続された場合によって生じる両電源系統８１、８２間の負荷のアンバランスが抑制され、大容量の補機が追加されたとしても必要十分な駆動力が得られ、電動車両１００の機能を維持することができる。
【００４２】
また、電動車両１００のエンジン１１０の最大出力、発電機２１、２２の定格出力を変更するなど、エンジン、発電機などの基本的な仕様を変更する必要はない。このため本第１発明によれば、防災用オフロード車をシリーズハイブリッド電気自動車で構成した場合に、エンジン、発電機などの基本的な仕様を変更することなく、しかも上述したように走行性能を損なうことなく、大容量の補機を作動させることができるようになる。
【００４３】
第２発明では、電源ブリッジ２１０は、２つの電源系統８１、８２間で特定の一方向のみ、例えば図２３に示すように、電源系統８１から補機（駆動インバータ５５、電動モータ７５）が追加された電源系統８２に電力を供給するように構成されている。
【００４４】
第３発明では、電源ブリッジ２１０は、２つの電源系統８１、８２間で双方向に電力を供給するように構成されている。第３発明によれば、２つの電源系統８１、８２のうちいずれか一方の電源系統８１（８２）が過負荷となり電力が不足している場合に、他方の電力に余裕のある電源系統８２（８１）から電力を、過負荷の電源系統８１（８２）に供給することができる。
【００４５】
第４発明の電動車両１００は、図２６に示すように、複数の車軸１１、１２が備えられ、電動モータ７０（７１、７２）の作動に応じて左右の駆動輪１、２、３、４が駆動されるものである。
【００４６】
電動車両１００には、発電機２１と、発電インバータ４１と、駆動インバータ５１と、発電インバータ４１と駆動インバータ５１とを電気的に接続する電源線６１と、電動モータ７１とを含み、エンジン１１０の動力を電気エネルギーに変換して電動モータ７１を作動させる第１の電源系統８１と、発電機２２と、発電インバータ４２と、駆動インバータ５２と、発電インバータ４２と駆動インバータ５２とを電気的に接続する電源線６２と、電動モータ７２とを含み、エンジン１１０の動力を電気エネルギーに変換して電動モータ７２を作動させる第２の電源系統８２とが設けられている。第１の電源系統８１によって前輪１、２が駆動され、第２の電源系統８２によって後輪３、４が駆動される。
【００４７】
蓄電部２２０は、２つの電源系統８１、８２それぞれに電気的に接続されており、電源系統８１、８２に電力を供給するとともに、電源系統８１、８２の電力を蓄えるものである。
【００４８】
制御手段３１０は、電源系統８１、８２で電力が不足している場合に、蓄電部２２０から電源系統８１、８２に電力が供給されるように蓄電部２２０を制御するとともに、電源系統８１、８２で電力に余裕がある場合に、電源系統８１、８２の電力が蓄電部２２０に蓄えられるように蓄電部２２０を制御する。
【００４９】
このように蓄電部２２０は、２つの電源系統８１、８２に共通の蓄電手段として構成されている。このため１つのパッケージ化された蓄電部２２０を、コネクタ２５１、２５２を介して電源系統８１、８２に接続するだけで、電源系統８１、８２に不足している電力を供給することができるとともに、電力の余裕がある電源系統８１、８２から電力の供給を受け蓄えることができる。よって、予め各電源系統８１、８２それぞれに別々の蓄電手段を接続しておく必要がなく、１つの蓄電部２２０のパッケージを、コネクタ２５１、２５２を介して電源系統８１、８２に接続するだけで、トンネル内走行や夜間走行などの特殊な任務に迅速に対処することができる。これにより特殊な任務以外のときであっても車両の重量の増加を招いたり、車内の場積が狭まるという問題を回避できる。また、蓄電手段を装着する際に取り扱いが容易で、簡易に装着することができる。
【００５０】
以上のように本第４発明によれば、防災用オフロード車をシリーズハイブリッド電気自動車で構成した場合に、大容量の蓄電手段を容易に取り扱え、簡易に装着できるようになり、夜間走行、トンネル内走行などの特殊な任務に迅速に対処できる。
【００５１】
第５発明では、図２６に示すように、第１発明の電源ブリッジ２１０に加え、第４発明の蓄電部２２０が設けられ、これらが第１発明、第４発明と同じ制御手段３１０によって制御される。
【００５２】
このため第５発明によれば、第１発明の作用効果が得られるとともに第４発明の作用効果が得られる。
【００５３】
第６発明の電動車両１００は、図３２に示すように、複数の車軸１１、１２が備えられ、電動モータ７０（７１、７２）の作動に応じて左右の駆動輪１、２、３、４が駆動されるものである。
【００５４】
電動車両１００には、発電機２１と、発電インバータ４１と、駆動インバータ５１、５２と、発電インバータ４１と駆動インバータ５１とを電気的に接続する電源線６１と、電動モータ７１とを含み、エンジン１１０の動力を電気エネルギーに変換して電動モータ７１を作動させる第１の電源系統８１と、発電機２２と、発電インバータ４２と、駆動インバータ５２と、発電インバータ４２と駆動インバータ５２とを電気的に接続する電源線６２と、電動モータ７２とを含み、エンジン１１０の動力を電気エネルギーに変換して電動モータ７２を作動させる第２の電源系統８２とが設けられている。第１の電源系統８１によって前輪１、２が駆動され、第２の電源系統８２によって後輪３、４が駆動される。
【００５５】
補機２３３、２３４は、補機電源ブリッジ２４０に電気的に接続されている。補機電源ブリッジ２４０は、２つの電源系統８１、８２それぞれに電気的に接続されて、電源系統８１、８２の電力を補機２３３、２３４に供給する。
【００５６】
このように補機２３３、２３４は、補機電源ブリッジ２４０を介して、２つの電源系統８１、８２から電力が供給されるように構成されている。たとえば１つのパッケージ化された補機電源ブリッジ２４０を、コネクタ２５１、２５２を介して電源系統８１、８２に接続し、補機電源ブリッジ２４０に補機２３３、２３４を接続するだけで、２つの電源系統８１、８２のいずれか一方若しくは両方から補機２３３、２３４に電力が供給される。よって、搭載される補機に合わせてエンジンの最大出力や発電機の定格出力などを変更したり、予め各電源系統８１、８２毎に補機を接続しておく必要がなく、１つの補機電源ブリッジ２４０のパッケージを、コネクタ２５１、２５２を介して電源系統８１、８２に接続し、補機電源ブリッジ２４０に補機２３３、２３４を接続するだけで、大容量の補機の電力需要に対処することができる。これにより予め車両に補機を搭載することによって生じる問題、つまり補機不使用時であっても車両の重量が増加したり車内の場積が狭まるという問題を回避できる。また、補機を装着する際に取り扱いが容易で、簡易に装着することができる。また、２つの電源系統８１、８２のいずれか一方若しくは両方から補機２３３、２３４に電力が供給されるため、電源系統８１、８２の一方が極端に過負荷になるという問題を回避でき、車両の走行性能を確保することができる。
【００５７】
以上のように本第６発明によれば、防災用オフロード車をシリーズハイブリッド電気自動車で構成した場合に、エンジン、発電機などの基本的な仕様を変更することなく、しかも走行性能を損なうことなく、補機を作動させることができる。さらに、補機の追加搭載時に取り扱いが容易で、簡易に装着でき、通信業務などの特殊な用途に迅速に対処することができる。
【００５８】
第７発明では、補機２３３、２３４は、回生制動を行うものであって、補機電源ブリッジ２４０は、補機２３３、２３４で回生制動が行われた際に補機２３０で発生した電力を電源系統８１、８２に供給するように構成されている。第７発明によれば、電源系統８１、８２から補機２３３、２３４に電力を供給するのみならず、補機２３３、２３４で発生した電力を電源系統８１、８２に供給することができる。
【００５９】
第８発明では、図２６に示すように、第１発明の電源ブリッジ２１０に加え、第６発明の補機電源ブリッジ２４０および補機２３３、２３４が設けられる。
【００６０】
このため第８発明によれば、第１発明の作用効果が得られるとともに第６発明の作用効果が得られる。
【発明を実施するための最良の実施の形態】
【００６１】
以下、図面を参照して本発明に係る電動車両の駆動装置の実施の形態について説明する。
【００６２】
ここで、本件明細書に使用される特別な用語について定義するとともに、符号の使用法について説明する。
【００６３】
「電源系統」とは、発電機２０と、発電インバータ４０と、駆動インバータ５０と、発電インバータ４０と駆動インバータ５０とを電気的に接続する電源線６０と、電動モータ７０とを含み、エンジン１１０の動力を電気エネルギーに変換して電動モータ７０を作動させる装置をいい、重故障に対処するために共通の蓄電手段を図面通り残した構造で観察する視点においては、自己の電源系統のいずれの箇所で短絡等の故障があったとしてもその故障が他の電源系統に影響を及ぼすことのない装置であり、また軽易な故障に対処するために共通の蓄電手段を仮に取り除いて観察する始点においては、自己の電源系統のいずれの箇所でインバータの信号処理や制御などの不具合があったとしてもその軽故障が他の電源系統に影響を及ぼすことのない装置の意味で使用する。
【００６４】
また、「第１の電源系統ユニット」、「第２の電源系統ユニット」…というときは、複数の「電源系統」の集合体であって、蓄電手段が設けられている場合には、複数の「電源系統」が共通の蓄電手段に電気的に接続されている「電源系統」の集合体の意味で使用する。
【００６５】
「車軸」とは、車両の左右の一対の車輪に対応する仮想的な軸のことである。よって、たとえば図２の車輪１、２のように左右の車輪１、２が独立して駆動されるような場合にも、一点鎖線で示す仮想的な軸を「車軸」（第１車軸）と称するものとする。
【００６６】
「連動駆動軸」とは、車両に設けられた車軸であって、左右車輪に共通する電動モータの駆動力が、ディファレンシャルギヤ、あるいは左右車輪が機械的に直結された軸を介して、左右の車輪に伝達されて、左右の車輪が連動して駆動される車軸の意味で使用する。
【００６７】
「独立駆動軸」とは、車両に設けられた車軸であって、左右車輪個別に設けられた各電動モータの駆動力がそれぞれ左車輪、右車輪に伝達されて、左右の車輪が各電動モータによって個別に駆動される車軸の意味で使用する。
【００６８】
電源系統、発電機、発電インバータ、駆動インバータ、電源線、電動モータ、蓄電手段はそれぞれ、同一車両に搭載される同一部品を区別しないで説明できるとき、あるいは部品を総称するときは、電源系統８０、発電機２０、発電インバータ４０、駆動インバータ５０、電源線６０、電動モータ７０、蓄電手段９０とするが、同一車両に搭載される同一部品を区別して説明するときは、一桁目の符号を１、２、３…とする。たとえば、電源系統については、「電源系統８１」、「電源系統８２」、「電源系統８３」…とする。
【００６９】
（第１実施例）
さて、図１３は、電動車両１００の駆動制御装置の装置構成を示している。なお、実施例では、電動車両１００として、シリーズハイブリッド電気自動車として構成された防災用オフロード車を想定する。
【００７０】
同図１３に示すように、電動車両１００は、複数の電動モータ７１、７２、７３、７４、７５、７６の作動に応じて全ての車輪１、２、３、４が駆動輪として駆動される全輪駆動（４輪駆動）車両である。電動車両１００には、第１車軸（前側車軸）１１と、第２車軸（後側車軸）１２が設けられている。電動車両１００の車体１０１の前側左には、左前駆動輪１が設けられ、同車体１０１の前側右には、右前駆動輪２が設けられ、同車体１０１の後側左には、左後駆動輪３が設けられ、同車体１０１の後側右には、右後駆動輪４が設けられている。
【００７１】
第１車軸１１は、ディファレンシャルギヤ１０２を介して左右の駆動輪１、２が連動して駆動される連動駆動軸として構成されている。
【００７２】
第２車軸１２は、左右の駆動輪３、４が独立して駆動される独立駆動軸として構成されている。
【００７３】
電動車両１００には、エンジン１１０から増速機１１１を介して発電機２０までの動力伝達機構３０と直列に、電源系統８０が設けられている。
【００７４】
電源系統８０は、大きくは、第２車軸１２に対応して設けられた第１の電源系統ユニット８０Ａと、第１車軸１１に対応して設けられた第２の電源系統ユニット８０Ｂとからなる。
【００７５】
第１の電源系統ユニット８０Ａは、電源系統８１、８２、８３、８４から構成されている。第２の電源系統ユニット８０Ｂは、電源系統８５、８６から構成されている。
【００７６】
独立駆動軸である第２車軸１２の左駆動輪３には、複数（２つ）の電源系統８１、８２が並列に連結されている。
【００７７】
独立駆動軸である第２車軸１２の右駆動輪４には、電源系統８１、８２とは異なる複数（２つ）の電源系統８３、８４が並列に連結されている。
【００７８】
連動駆動軸である第１車軸１１には、複数（２つ）の電源系統８５、８６が並列に連結されている。
【００７９】
電源系統８１は、発電機２１と、発電インバータ４１と、駆動インバータ５１と、発電インバータ４１と駆動インバータ５１とを電気的に接続する電源線６１と、電動モータ７１とを含み、エンジン１１０の動力を電気エネルギーに変換して電動モータ７１を作動させる電源系統である。電動モータ７１の出力軸は、減速ギヤを介して、あるいは直結にて第２車軸１２の左駆動輪３に連結されている。
【００８０】
同様に、電源系統８２は、発電機２２と、発電インバータ４２と、駆動インバータ５２と、電源線６２と、電動モータ７２とを含み、エンジン１１０の動力を電気エネルギーに変換して電動モータ７２を作動させる電源系統である。電動モータ７２の出力軸は、減速ギヤを介して、あるいは直結にて第２車軸１２の左駆動輪３に連結されている。
【００８１】
同様に、電源系統８３は、発電機２３と、発電インバータ４３と、駆動インバータ５３と、電源線６３と、電動モータ７３とを含み、エンジン１１０の動力を電気エネルギーに変換して電動モータ７３を作動させる電源系統である。電動モータ７３の出力軸は、減速ギヤを介して、あるいは直結にて第２車軸１２の右駆動輪４に連結されている。
【００８２】
同様に、電源系統８４は、発電機２４と、発電インバータ４４と、駆動インバータ５４と、電源線６４と、電動モータ７４とを含み、エンジン１１０の動力を電気エネルギーに変換して電動モータ７４を作動させる電源系統である。電動モータ７４の出力軸は、減速ギヤを介して、あるいは直結にて第２車軸１２の右駆動輪４に連結されている。
【００８３】
これら第２車軸１２に対応する複数（４つ）の電源系統８１、８２、８３、８４の電源線６１、６２、６３、６４には、共通の蓄電手段９０であって、電力を蓄える蓄電手段９０が電気的に接続されている。蓄電手段９０は、キャパシタ、バッテリなどで構成されており、電源系統８０Ａの電源電圧を一定の範囲内に保つ制御を容易に行なうために設けられている。
【００８４】
電源系統８５は、発電機２５と、発電インバータ４５と、駆動インバータ５５と、電源線６５と、電動モータ７５とを含み、エンジン１１０の動力を電気エネルギーに変換して電動モータ７５を作動させる電源系統である。電動モータ７５と、第１車軸１１の左右駆動輪１、２との間には、電動モータ７５の駆動力を左右駆動輪１、２に伝達するディファレンシャルギヤ１０２が介在されて設けられている。電動モータ７５の出力軸は、減速ギヤを介して、あるいは直結にてディファレンシャルギヤ１０２の入力軸に連結され、ディファレンシャルギヤ１０２の左右の各出力軸はそれぞれ、左右のファイナルギヤを介して、あるいは直結にて第１車軸１１の左駆動輪１、右駆動輪２に連結されている。
【００８５】
同様に、電源系統８６は、発電機２６と、発電インバータ４６と、駆動インバータ５６と、電源線６６と、電動モータ７６とを含み、エンジン１１０の動力を電気エネルギーに変換して電動モータ７６を作動させる電源系統である。電動モータ７６の出力軸は、ディファレンシャルギヤ１０２を介して第１車軸１１の左駆動輪１、右駆動輪２に連結されている。
【００８６】
電動モータ７１、７２の各出力は、合成出力として取り出され、２連（タンデム）式モータとしてあるいは連結ギヤを介して合成出力が左後駆動輪３に伝達される。同様に、電動モータ７３、７４の各出力も、合成出力として取り出され、合成出力が右後駆動輪４に伝達される。また、電動モータ７５、７６の各出力は、合成出力として取り出され、合成出力がディファレンシャルギヤ１０２の入力軸に伝達される。ディファレンシャルギヤに２つの入力軸を設け、それぞれに電動機を設けてもよい。
【００８７】
図１４は、２つの電動モータの各出力を合成して取り出すための装置構成例を示している。電動モータ７５、７６を代表させて説明する。
【００８８】
２つの電動モータ７５、７６の各回転軸７５Ｆ、７６Ｆは、連結ギヤ１１２により結合されている。連結ギヤ１１２には出力軸１１２Ｅが連結されている。出力軸１１２Ｅから２つの電動モータ７５、７６の各出力を合成した出力が取り出され、ディファレンシャルギヤ１０２の入力軸１０２Ｄに伝達される。
【００８９】
発電機２０と電動モータ７０の主要部品は同じである。ただし、発電機２０は最高効率点近辺の一定回転数で回転するのに対して、電動モータ７０は、広い範囲で回転数が変化し効率が悪い条件でも使用する点が異なる。このため、電動モータ７０には、発電機２０に比べて強力な冷却システム、つまり、たとえば冷却液を電動モータ７０の周囲に循環させて電動モータ７０を冷却する強制液冷装置を設けることが望ましい。
【００９０】
図１５（ｂ）は、エンジン１１０から増速機１１１を介して発電機２０までの動力伝達機構３０の配置関係を例示している。同図１５（ｂ）に示すように、エンジン１１０の出力軸１１０Ｅに増速機１１１の入力軸１１１Ｄが直列に連結され、増速機１１１の出力軸１１１Ｅに発電機２１の入力軸２１Ｄが直列に連結されている。発電機２１の出力軸２１Ｅには発電機２２の入力軸２２Ｄが直列に連結されている。以下同様にして、６台の発電機２１、２２、２３、２４、２５、２６が直列に連結されている。
【００９１】
図１５（ａ）は、比較例であり、従来の非電動車両の動力伝達機構３０´の配置関係を例示しており、図１５（ｂ）と同一縮尺で示している。図１５（ａ）に示すように、エンジン１１０、トルクコンバータ１９０、トランスミッション１９１が直列に連結されて動力伝達機構３０´が構成されている。
【００９２】
本実施例によれば、従来の非電動車両の動力伝達機構３０´と同じスペースに、電動車両１００の動力伝達機構３０を配置させることができる。
【００９３】
ただし、図１５（ｂ）に示す動力伝達装置３０の配置は一例であり、周囲の機械部品との干渉を避けるなどの目的に応じて動力伝達機構３０のレイアウトを適宜変更することができる。
【００９４】
たとえば図１５（ｃ）に示すように、増速機１１１に２つの出力軸１１１Ｅ１、１１１Ｅ２を設けて、出力軸１１１Ｅ１に３台の発電機２１、２２、２３を直列に連結するとともに、出力軸１１１Ｅ２に３台の発電機２４、２５、２６を直列に連結する配置構成とすることができる。
【００９５】
また、図１５（ｄ）に示すように、増速機１１１に３つの出力軸１１１Ｅ１、１１１Ｅ２、１１１Ｅ３を設けて、出力軸１１１Ｅ１に２台の発電機２１、２２を直列に連結するとともに、出力軸１１１Ｅ２に２台の発電機２３、２４を直列に連結し、出力軸１１１Ｅ３に等速継ぎ手１４０を介して、２台の発電機２５、２６を直列に連結する配置構成とすることができる。
【００９６】
図１３に示すように、アクセルペダル１３１は、電動車両１００の運転室に設けられており、踏込み操作に応じて踏込み操作量Ｙ（ｍｍ）が変化する。アクセルペダル１３１の踏込み操作量Ｙ（ｍｍ）を示す信号は、制御装置１３２に入力される。
【００９７】
制御装置１３２は、エンジンコントローラ１３３、発電インバータ４０（４１〜４６）、蓄電手段９０、駆動インバータ５０（５１〜５６）との間で信号の入出力を行い、発電インバータ４０（４１〜４６）、蓄電手段９０、駆動インバータ５０（５１〜５６）を制御する。なお、アクセルペダル１３１の踏込み量が既にエンジンコントローラ１３３に読み込まれている場合には、制御装置１３２は、アクセルペダル１３１の踏込み量のデータをエンジンコントローラ１３３から通信や計測データとして受け取ることもできる。
【００９８】
エンジンコントローラ１３３は、制御装置１３２との間で信号の入出力を行い、エンジン１１０の回転数を制御する。      
発電機２１〜２６はそれぞれ、電気ケーブル１２１〜１２６を介して発電インバータ４１〜４６それぞれに電気的に接続されている。
【００９９】
電動モータ７１〜７６はそれぞれ、電気ケーブル１５１〜１５６を介して駆動インバータ５１〜５６それぞれに電気的に接続されている。
【０１００】
第１の電源系統ユニット８０Ａの発電インバータ４１、４２、４３、４４はそれぞれ、電源線６１、６２、６３、６４を介して、駆動インバータ５１、５２、５３、５４に電気的に接続されている。電源線６１、６２、６３、６４は、直流電源線のプラスケーブルであり、シールド線で構成されている。電源線６１、６２、６３、６４は共通の蓄電手段９０に電気的に接続されている。
【０１０１】
すなわち、蓄電手段９０のプラス端子９０ａ、マイナス端子９０ｂは、端子ボックス９０Ｃに収容されている。蓄電手段９０のプラスケーブル９０ｆはプラス端子９０ａに電気的に接続され、プラス端子９０ａは、電源線（直流電源線のプラスケーブル）６１、６２、６３、６４それぞれに電気的に接続されている。蓄電手段９０のマイナス端子９０ｂは、マイナスケーブル９０ｇを介して車体１０１の一点にボディアースされている。同様に、発電インバータ４１、４２、４３、４４のマイナス端子および駆動インバータ５１、５２、５３、５４のマイナス端子はそれぞれ、マイナスケーブル６１ａ、６２ａ、６３ａ、６４ａ、蓄電手段９０のマイナス端子９０ｂを介して車体１０１の一点にボディアースされている。
【０１０２】
また、第２の電源系統ユニット８０Ｂの発電インバータ４５、４６のマイナス端子および駆動インバータ５５、５６のマイナス端子はそれぞれ、マイナスケーブル６５ａ、６６ａ、端子ボックス９０Ｄのマイナス端子９０ｅを介して車体１０１の一点にボディアースされている。
【０１０３】
エンジン１１０の回転数は、増速機１１１によって発電機２１〜２６の動作に最適な回転数まで上昇される。エンジン１１０の出力は、増速機１１１を介して発電機２１〜２６に伝達される。
【０１０４】
発電機２１〜２６では、発電作用によりエンジン１１０の出力が電力に変換される。発電された電力は、発電機２１〜２６それぞれから電気ケーブル１２１〜１２６を介して発電インバータ４１〜４６それぞれに供給される。発電機２１〜２６で発生した交流電力はそれぞれ、発電インバータ４１〜４６で直流電力に変換される。発電インバータ４１〜４６それぞれから直流電力が電源線６１〜６６に供給される。
【０１０５】
（第１の制御例）
制御装置１３２は、電動車両１００が定常走行中は、エンジン１１０が最大出力を得られる回転数になるように、エンジンコントローラ１３３に対して指令を与える。これにより電動車両１００が定常走行中は、走行負荷にかかわらずエンジン回転数が一定となる。
【０１０６】
発電機２１〜２６は一定の回転数で回転するが、負荷電流に応じて出力電圧Ｖｃが変動するおそれがある。そこで、制御装置１３２は発電インバータ２１〜２６を、その出力直流電圧値Ｖｃが規定値Ｖ０になるように制御する。これにより、発電インバータ２１〜２６から、ほぼ一定の直流電圧Ｖ０が電源線６１〜６６に供給される。
【０１０７】
第１の電源系統ユニット８０Ａは、蓄電手段９０を備えている。蓄電手段９０によって電源線６１、６２、６３、６４に供給される電源電圧Ｖｃを一定に保つ制御が容易になり、安定した一定範囲の電圧を電動モータ７１、７２、７３、７４に印加することができるようになる。
【０１０８】
蓄電手段９０の中には、高速応答型の高電圧、大容量のキャパシタが内蔵されている。
【０１０９】
第１の電源系統ユニット８０Ａの電源線６１〜６４の電圧値は、蓄電手段９０の出力電圧値Ｖｃに等しい。  
制御装置１３２は、蓄電手段９０の出力電圧Ｖｃが規定値Ｖ０よりも低下したときに、発電インバータ４１〜４４に対して、発電機２１〜２４の発電量を増やして蓄電手段９０の出力電圧Ｖｃを規定値Ｖ０に戻すように、指令する。これにより発電インバータ４１〜４４は発電機２１〜２４に発電作用を行わせて発電量を増やし、蓄電手段９０の出力電圧Ｖｃを規定値Ｖ０に戻す。逆に、制御装置１３２は、蓄電手段９０の出力電圧Ｖｃが規定値Ｖ０よりも上昇したときに、発電インバータ４１〜４４に対して、発電機２１〜２４の発電量を減少ないしは休止して蓄電手段９０の出力電圧Ｖｃを規定値Ｖ０に戻すように、指令する。これにより発電インバータ４１〜４４は発電機２１〜２４に発電作用を低減させて、蓄電手段９０の出力電圧Ｖｃを規定値Ｖ０に戻す。
【０１１０】
仮に、電動モータ７１〜７６の回生制動が生じた場合などのように、蓄電手段９０の出力電圧Ｖｃが許容できる上限電圧に向かって上昇し続けて、警戒値を越えた場合には、制御装置１３２は、発電インバータ４１〜４４に対して発電機２１〜２４を電動作用させてエンジン１１０を加速するように指令すると同時に、エンジンコントローラ１３３に対してエンジン１１０が加速しないように指令する。これによりエンジン１１０にエンジンブレーキがかかり、発電機２１〜２４の回転を妨害するように機能する。これによって蓄電手段９０の過充電が回避され、蓄電手段９０が過電圧で損傷することを防止できる。
【０１１１】
（第２の制御例）
上述したように、第１の電源系統ユニット８０Ａには、蓄電手段９０が備えられており、蓄電手段９０によって電源線６１、６２、６３、６４に供給される電源電圧Ｖｃを一定に保つ制御が容易になり、安定した一定範囲の電圧を電動モータ７１、７２、７３、７４に印加することができる。以下、同様にして第１の電源系統ユニット８０Ａで、蓄電手段９０を電力安定化手段として用いるとともに、第１の電源系統ユニット８０Ａの１つの発電機２１をマスター発電機とし、他の発電機２２、２３、２４をスレーブ発電機とするマスター・スレーブ制御を行なって、さらに効率よく、ほぼ一定範囲の電圧を電動モータ７１〜７４に供給することができる制御例について説明する。
【０１１２】
図１６は、マスター発電機２１の発電インバータ４１の制御の手順をフローチャートにて示す。
【０１１３】
第１の制御例と同様にエンジン１１０は一定回転数に制御されているものとする。
【０１１４】
マスター発電機２１の発電インバータ４１の出力電流Ｉが制限電流Ｉｍａｘ以内であるときには（ステップ２０１の判断「電流制限内」）、発電インバータ４１の直流出力電圧Ｖｃが規定値Ｖ０をわずかに超えるように、発電インバータ４１の直流出力電圧Ｖｃが制御される（ステップ２０２）。これに対して発電インバータ４１の出力電流Ｉが制限電流Ｉｍａｘを超えたときには（ステップ２０１の判断「過電流」）、発電インバータ４１の直流出力電流Ｉが制限電流Ｉｍａｘ内に収まるように発電インバータ４１の直流出力電流Ｉが制御される。これにより、蓄電手段９０に蓄積されていた電気エネルギーが負荷である電動モータ７１、７２、７３、７４に放出され、蓄電手段９０の端子電圧Ｖｃが低下する。このとき、発電インバータ４１の直流出力電圧Ｖｃが、たとえ規定値Ｖ０よりも低下しても、出力電流Ｉが制限電流Ｉｍａｘ内に収まるように制御される（ステップ２０３）。
【０１１５】
また、電動車両１００でブレーキがかかったときに制動トルクが発生すると、駆動インバータ５１、５２、５３、５４は電動モータ７１、７２、７３、７４を減速させるために回生制動をかける。このとき電動車両１００の運動エネルギーが電力に変換されて、電源線６１、６２、６３、６４の電圧値Ｖｃが上昇するとともに、電力が蓄電手段９０に蓄積される。負荷から電流が回生されて蓄電手段９０の端子電圧Ｖｃが規定値Ｖ０を超えて上昇した場合には、マスター発電機２１の発電インバータ４１からは負荷電流Ｉが発生しなくなる。
【０１１６】
図１７は、スレーブ発電機２２、２３、２４の発電インバータ４２、４３、４４の制御の手順をフローチャートにて示す。
【０１１７】
同図１７に示すように、ステップ２０１と同様に、マスター発電機２１の発電インバータ４１の出力電流Ｉが過電流になっているか否かが判断される（ステップ３０１）。マスター発電機２１の発電インバータ４１の出力電流Ｉが過電流になっている場合（ステップ３０１の判断「過電流」）には、蓄電手段９０に蓄積されていた電気エネルギーが負荷である電動モータ７１、７２、７３、７４に放出され、蓄電手段９０の端子電圧Ｖｃが低下する。そこで、電圧指令値Ｖ０と実際の端子電圧Ｖｃとの誤差である電圧降下値Ｖε＝Ｖ０−Ｖｃを、各発電インバータ４２、４３、４４の制御入力として、スレーブ発電機２２、２３、２４の発電インバータ４２、４３、４４の出力電圧が電圧指令値Ｖ０を超えず、なるべく電圧指令値Ｖ０に近い値になるように、各発電インバータ４２、４３、４４が個々の電流制限を越えない範囲で個別に制御される。これにより蓄電手段９０の端子電圧Ｖｃが規定値Ｖ０になるまで充電される。ただし、各発電インバータ４２、４３、４４の出力電圧がオーバーシュートするのは好ましくない。このため制御則は、単純なＰＩ（比例、積分）制御で十分である。一方で、蓄電手段９０の容量が小さい場合には、過負荷により蓄電手段９０の端子電圧Ｖｃの電圧降下が急速に進むため好ましくない。このため、各発電インバータ４２、４３、４４の出力電圧がオーバーシュートしない範囲で、制御則に、単純なＰＩＤ（比例、積分、微分）制御を使用する実施も可能である（ステップ３０２）。
【０１１８】
（第３の制御例）
第２の制御例では、マスター発電機２１の発電インバータ４１の制御（図１６）と、スレーブ発電機２２、２３、２４の発電インバータ４２、４３、４４の制御（図１７）とが別々のフローチャートにて平行して行われることを前提として説明した。
【０１１９】
この第３の制御例では、同じフローチャートでまとめて、マスター発電機２１の発電インバータ４１の制御と、スレーブ発電機２２、２３、２４の発電インバータ４２、４３、４４の制御が行なわれる場合について説明する。
【０１２０】
図１８に示すように、エンジン１１０は一定回転数で回転しており、４つの発電機２１、２２、２３、２４の発電インバータ４１、４２、４３、４４には安定した動力が供給されている（ステップ４０１）。
【０１２１】
つぎに、蓄電手段９０の端子電圧Ｖｃが規定値Ｖ０よりも低下しているか否かが判断される（ステップ４０２）。この結果、蓄電手段９０の端子電圧Ｖｃが規定値Ｖ０以上であると判断された場合には（ステップ４０２の判断「Ｖ０以上」）、電動車両１００が無負荷あるいは回生制動がかかった状態のときであり、発電インバータ４１、４２、４３、４４は動作せず、電流は出力されない。
【０１２２】
これに対して、蓄電手段９０の端子電圧Ｖｃが規定値Ｖ０よりも低下している判断された場合には（ステップ４０２の判断「Ｖ０よりも低下」）、電動車両１００が軽負荷の状態のときであり、マスター発電機２１の発電インバータ４１が動作して、電流が出力される。電圧降下値Ｖε＝Ｖ０−Ｖｃを、発電インバータ４１の制御入力として発電インバータ４１が制御される。これにより蓄電手段９０の端子電圧Ｖｃが規定値Ｖ０になるまで蓄電手段９０が充電される（ステップ４０３）。
【０１２３】
つぎに、マスター発電機２１の発電インバータ４１の出力電流Ｉが過電流になっているか否かが判断される（ステップ４０４）。マスター発電機２１の発電インバータ４１の出力電流Ｉが過電流になっている場合（ステップ４０４の判断「過電流」）には、電動車両１００が重負荷の状態のときであり、発電インバータ４１の直流出力電流Ｉが制限電流Ｉｍａｘ内に収まるように発電インバータ４１の直流出力電流Ｉが制御される。これにより、蓄電手段９０に蓄積されていた電気エネルギーが負荷である電動モータ７１、７２、７３、７４に放出され、蓄電手段９０の端子電圧Ｖｃが低下する。
【０１２４】
そこで、電圧降下値Ｖε＝Ｖ０−Ｖｃを、各発電インバータ４２、４３、４４の制御入力として、スレーブ発電機２２、２３、２４の発電インバータ４２、４３、４４の出力電圧が電圧指令値Ｖ０を超えず、なるべく電圧指令値Ｖ０に近い値になるように、各発電インバータ４２、４３、４４が個々の電流制限を越えない範囲で個別に制御される。これにより蓄電手段９０の端子電圧Ｖｃが規定値Ｖ０になるまで充電される。（ステップ４０５）。
【０１２５】
以上のように、上記第３の制御例では、第１の電源系統ユニット８０Ａの蓄電手段９０を電源電圧安定化手段として使用し、電動車両１００の負荷から電力回生があれば発電を停止し、軽負荷であればマスター発電機２１の発電インバータ４１だけから電流が出力されて負荷を負い、他の３つのスレーブ発電機２２、２３、２４の発電インバータ４２、４３、４４からは電流が出力されないため、電力ロスを極めて少なくすることができる。しかも、電動車両１００が重負荷のときには、マスター発電機２１の発電インバータ４１に加えて他の３つのスレーブ発電機２２、２３、２４の発電インバータ４２、４３、４４が作動して、全発電インバータ４１〜４４から電流が出力されるため、重負荷に見合った必要な電力を電動モータ７１〜７４に供給することができる。
【０１２６】
第１の制御例、第２の制御例、第３の制御例のいずれの場合も、第１の電源系統ユニット８０Ａについては、蓄電手段９０が備えられているため、回生制動がかかり、蓄電手段９０に電力が蓄積されるためエネルギー効率に優れ燃費を向上させることができる。
【０１２７】
一方、第２の電源系統ユニット８０Ｂについては、蓄電手段９０を備えていないので、回生制動を行うことはできない。しかし、本発明におけるすべての電源系統には、蓄電手段の有無にかかわらずインバータの電力用半導体の動作に伴う電源波形の乱れを除去するための平滑コンデンサ（図示せず）を備えていることはいうまでもない。
【０１２８】
第２の電源系統ユニット８０Ｂでは、発電機２５は、対応する電動モータ７５のみに電力を供給し、発電機２６は、対応する電動モータ７６のみに電力を供給する。すなわち、発電インバータ４５は規定の電圧Ｖ０を発生するように制御され、対応する駆動インバータ５５は、その規定電圧Ｖ０を、対応する電動モータ７５に印加するように制御される。同様に、発電インバータ４６は規定の電圧Ｖ０を発生するように制御され、対応する駆動インバータ５６は、その規定電圧Ｖ０を、対応する電動モータ７６に印加するように制御される。
【０１２９】
電動車両１００の後輪３、４側のみならず前輪１、２側についても回生制動を行わせるための装置構成を、図１９に示す。
【０１３０】
図１９は、図１３の電源系統８０に対応する図である。以下、図１３と異なる部分について説明する。
【０１３１】
第１の電源系統ユニット８０Ａには、蓄電手段９１が設けられており、そのプラス端子９１ａ、マイナス端子９１ｂは、端子ボックス９１Ｃに収容されている。蓄電手段９１のプラスケーブル９１ｆはプラス端子９１ａに電気的に接続され、プラス端子９１ａは、電源線（直流電源線のプラスケーブル）６１、６２、６３、６４それぞれに電気的に接続されている。蓄電手段９１のマイナス端子９１ｂは、マイナスケーブル９１ｇを介して車体１０１の一点にボディアースされている。同様に、発電インバータ４１、４２、４３、４４のマイナス端子および駆動インバータ５１、５２、５３、５４のマイナス端子はそれぞれ、マイナスケーブル６１ａ、６２ａ、６３ａ、６４ａ、蓄電手段９１のマイナス端子９１ｂを介して車体１０１の一点にボディアースされている。
【０１３２】
また、第２の電源系統ユニット８０Ｂには、蓄電手段９２が設けられており、そのプラス端子９２ａ、マイナス端子９２ｂは、端子ボックス９２Ｃに収容されている。蓄電手段９２のプラスケーブル９２ｆはプラス端子９２ａに電気的に接続され、蓄電手段９２のプラス端子９２ａは、電源線（直流電源線のプラスケーブル）６５、６６それぞれに電気的に接続されている。蓄電手段９２のマイナスケーブル９２ｇはマイナス端子９２ｂに電気的に接続され、マイナスケーブル９２ｈ、蓄電手段９１のマイナス端子９１ｂを介して車体１０１の一点にボディアースされている。同様に、発電インバータ４５、４６のマイナス端子および駆動インバータ５１、５２、５３、５４のマイナス端子はそれぞれ、マイナスケーブル６５ａ、６６ａ、蓄電手段９２のマイナス端子９２ｂ、マイナスケーブル９２ｈ、蓄電手段９１のマイナス端子９１ｂを介して車体１０１の一点にボディアースされている。
【０１３３】
この図１９に示す装置構成によれば、第１の電源系統ユニット８０Ａのみならず第２の電源系統ユニット８０Ｂにも蓄電手段９２が設けられているため、上述した第２の制御例、第３の制御例で説明したのと同様にして、第１の電源系統ユニット８０Ａのみならず第２の電源系統ユニット８０Ｂについても、いずれか一台の発電機（たとえば発電機２５）をマスター発電機とし、他の発電機２６をスレーブ発電機として、同様のマスター・スレーブ制御を行なうことができる。
【０１３４】
つぎに、電動モータ７１〜７６に対応する駆動インバータ５１〜５６の制御について説明する。
【０１３５】
図２０は、横軸を車速ないしは電動モータ７１、７２、７３、７４、７５、７６の回転数ωとし、縦軸を電動車両１００で発生する牽引力、つまり電動モータ７１、７２、７３、７４、７５、７６で発生する各トルクを合計した全出力トルクＴとした場合の両者の関係を示したトルク線図であり、等馬力となる特性のカーブＴＬを示している。
【０１３６】
図２０において、ＴＬ100は、各回転数ω毎に、出力し得る定格のトルク（１００％トルク）を示すトルク線であり、ＴＬ50は、各回転数ω毎に、上記定格トルク（１００％トルク）の５０％に相当するトルクを示すトルク線である。同様にして、各Ｚ％のトルクに相当するトルク線ＴＬｚが予め設定されているものとする。
【０１３７】
制御装置１３２は、アクセルペダル１３１の踏込み操作量Ｙに比例するＺ％のトルクが発生するように、各駆動インバータ５１〜５６を制御する。各電動モータ７１〜７６で発生する各トルクを合計したトルクが、Ｚ％のトルクとなるように制御する。
【０１３８】
図２１は、駆動インバータ５１〜５６の制御装置の構成例を示している。
【０１３９】
図１４で前述したように、前輪１、２に対応する２つの電動モータ７５、７６の各回転軸７５Ｆ、７６Ｆは、連結ギヤ１１２により結合されている。このため２つの電動モータ７５、７６の各回転軸７５Ｆ、７６Ｆは、ギヤ１１２の働きにより同一の回転数ω１で回転する。よって、電動モータ７５、７６のうちいずれかをマスター電動モータ（たとえば電動モータ７５）とし他をスレーブ電動モータ（電動モータ７６）として、マスター電動モータ７５の回転軸７５Ｆの回転数ω１のみを検出すれば、これをスレーブ電動モータ７６の回転軸７６Ｆの回転数とみなすことができる。また、電動モータ７５、７６それぞれで発生するトルクを同一とすると、電動モータ７５、７６に配分されるトルクＴ１の１／２のトルクＴ１／２が各電動モータ７５、７６それぞれで発生するように駆動インバータ５５、５６にトルク指令を出力すればよい。
【０１４０】
同様に、左後輪３に対応する電動モータ７１、７２のうちいずれかをマスター電動モータ（たとえば電動モータ７１）とし他をスレーブ電動モータ（電動モータ７２）として、マスター電動モータ７１の回転軸７１Ｆの回転数ω２のみを検出すれば、これをスレーブ電動モータ７２の回転軸７２Ｆの回転数とみなすことができる。また、電動モータ７１、７２それぞれで発生するトルクを同一とすると、電動モータ７１、７２に配分されるトルクＴ２の１／２のトルクＴ２／２が各電動モータ７１、７２それぞれで発生するように駆動インバータ５１、５２にトルク指令を出力すればよい。
【０１４１】
同様に、右後輪４に対応する電動モータ７３、７４のうちいずれかをマスター電動モータ（たとえば電動モータ７３）とし他をスレーブ電動モータ（電動モータ７４）として、マスター電動モータ７３の回転軸７３Ｆの回転数ω３のみを検出すれば、これをスレーブ電動モータ７４の回転軸７４Ｆの回転数とみなすことができる。また、電動モータ７３、７４それぞれで発生するトルクを同一とすると、電動モータ７３、７４に配分されるトルクＴ３の１／２のトルクＴ３／２が各電動モータ７３、７４それぞれで発生するように駆動インバータ５１、５２にトルク指令を出力すればよい。
【０１４２】
アクセルペダル１３１の踏込み操作量Ｙが計測されると、制御装置１３２に入力される。
【０１４３】
つぎに、図２０に示すトルク線図を用いて、現在のアクセルペダル１３１の踏込み操作量Ｙに対応するＺ％のトルク線ＴＬｚが選択される。
【０１４４】
つぎに、関数ｆ１を用いて、回転数ω１、トルク線ＴＬｚに対応する所要トルクＴ１が演算される。
【０１４５】
同様に、関数ｆ２を用いて、回転数ω２、トルク線ＴＬｚに対応する所要トルクＴ２が演算される。
【０１４６】
同様に、関数ｆ３を用いて、回転数ω３、トルク線ＴＬｚに対応する所要トルクＴ３が演算される。
【０１４７】
たとえば、回転数ω１、ω２、ω３が同じ回転数ω０であると仮定し、前輪１、２に対応する電動モータ７５、７６、左後輪３に対応する電動モータ７１、７２、右後輪４に対応する電動モータ７３、７４のそれぞれに同じ大きさのトルクが配分されるものと仮定すると、図２０に示すように、トルク線ＴＬｚ上の、回転数ω０に対応する出力トルク値Ｔｚの１／３のトルクＴｚ／３がそれぞれ、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３として、前輪１、２に対応する電動モータ７５、７６、左後輪３に対応する電動モータ７１、７２、右後輪４に対応する電動モータ７３、７４のそれぞれに配分されることになる。
【０１４８】
こうしてトルクＴ１が求められると、トルクＴ１の１／２のトルクＴ１／２に応じたトルク指令が、駆動インバータ５５、５６それぞれに与えられ、電動モータ７５、７６それぞれでトルクＴ１／２が発生する。このようにして、前輪１、２に対応する電動モータ７５、７６を容易にトルク制御することができる。
【０１４９】
同様に、トルクＴ２が求められると、トルクＴ２の１／２のトルクＴ２／２に応じたトルク指令が、駆動インバータ５１、５２それぞれに与えられ、電動モータ７１、７２それぞれでトルクＴ２／２が発生する。このようにして、左後輪３に対応する電動モータ７１、７２を容易にトルク制御することができる。
【０１５０】
同様に、トルクＴ３が求められると、トルクＴ３の１／２のトルクＴ３／２に応じたトルク指令が、駆動インバータ５３、５４それぞれに与えられ、電動モータ７３、７４それぞれでトルクＴ３／２が発生する。このようにして、右後輪４に対応する電動モータ７３、７４を容易にトルク制御することができる。
【０１５１】
以下、上述した第１実施例の作用効果について説明する。
【０１５２】
電源系統８０のコストについて考察する。
【０１５３】
本実施例で想定している防災用オフロード車のような特殊車両は、一般的に大出力が要求され、たとえば、エンジン１１０の最大出力は３００ｋＷである。このため従来のように電源系統８０を１つで構成すると、個々の発電機、電動モータ等の電気機器を１個で構成しなければならず、１つの発電機２０、１つの電動モータ７０には、最大出力３００ｋＷの容量が要求される。同様に、１つの発電インバータ４０と、１つの駆動インバータ５０には、最大出力３００ｋＷの容量が要求される。こうした大容量（３００ｋＷ）の電気機器は、専用品であり新たに開発せざるを得ず、大量生産される一般自動車（ハイブリッド車）で使用される安価な小容量の電気機器を購入して使用することができない。
【０１５４】
しかも、本実施例で想定している防災用オフロード車のような特殊車両は、年間生産量が極端に少ない。このため、大容量（３００ｋＷ）の専用の電気機器を、極端に少量しか開発し生産せざるを得ず、開発費を含めると電気機器の単価は、通常の一般自動車に使用される電気機器の単価の数十倍から数百倍におよぶおそれがある。
【０１５５】
ここで、年間生産量が極端に少ない車両では、車両に使用する部品の１個当りの容量を小さくし、車両に使用する部品を同一仕様にして共通化を図り、車両一台当りに使用される同一仕様の部品の個数を増やすことで、部品単価が下がり電源系統８０のコストを低下させることができることに着目した。
【０１５６】
上述したように、電動車両１００の電源系統８０を、６つの電源系統８１、８２、８３、８４、８５、８６に分割することで、車両に使用する発電機２０の１個当りの容量を最大出力５０ｋＷ（連続３７ｋＷ）と小さくでき、車両に使用する発電機２０の容量を同一仕様にして共通化を図り、車両一台当りに使用される同一仕様の発電機２０の個数を６個に増やすことで、発電機２０の部品単価を下げることができる。同様に、電動モータ７０の部品単価を下げることができる。しかも、発電機２０と電動モータ７０は、構成する主要部品が同じであり、発電機２０と電動モータ７０を構成する主要部品の共通化により更に車両一台当りの同一仕様品の使用量が増加して、量産効果を更に高めることができ、更に部品単価を下げることができる。
【０１５７】
同様にして、車両に使用される発電インバータ４０を小型（最大出力５０ｋＷ（連続３７ｋＷ））にし車両一台当りの発電インバータ４０の使用量を増加させることで、発電インバータ４０の部品単価を下げることができる。同様に、車両に使用される駆動インバータ５０を小型（最大出力５０ｋＷ（連続３７ｋＷ））にし車両一台当りの駆動インバータ５０の使用量を増加させることで、駆動インバータ５０の部品単価を下げることができる。しかも、発電インバータ４０と駆動インバータ５０は、構成する主要部品が同じであり、発電インバータ４０と駆動インバータ５０を構成する主要部品の共通化により、更に車両一台当りの同一仕様品の使用量が増加して、量産効果を更に高めることができ、更に部品単価を下げることができる。
【０１５８】
また、これら電気機器を小容量にすることで、大量生産される一般自動車（ハイブリッド車）で使用される安価な小容量の電気機器を購入して使用することが可能となる。
【０１５９】
さらに電源系統８０を構成する電線、端子、コネクタ等についても電流容量が小さくなり、専用の大容量に適合した部品を使用しなくて済み、一般自動車に使用される部品を安価に購入し使用することが可能となる。
【０１６０】
以上のように電源系統８０を構成する部品を安価に大量生産できたり、一般自動車に使用されている部品を購入することが可能となるため、電源系統８０のコストを引き下げることができ、これにより防災用オフロード車等の特殊な電動車両１００の製造コストを引き下げることができる。
【０１６１】
さらに、本実施例の電動車両１００では、電源系統８０を、６つの電源系統８１、８２、８３、８４、８５、８６に分割することで、電源系統８０の冗長化、多重化を図っている。上述した部品の小型化、使用量増加に加えて、本実施例によれば、冗長化、多重化により電源系統８０の故障に対する信頼性が高まるため、個々の部品にコストをかけて開発する必要がなくなり、更に部品単価を上げることができる。
【０１６２】
すなわち、本第１実施例では、図１３に示すように、複数（２つ）の電源系統８５、８８６が連動駆動軸１１に並列に連結されている。このため、本第１実施例によれば、いずれかの電源系統、たとえば電源系統８５で電源線６５が短絡する故障が起きたり、発電インバータ４５、駆動インバータ５５の故障が起きたりして、この電源系統８５の電動モータ７５に電力が供給されなくなり、電源系統８５の電動モータ７５によって連動駆動軸１１の左右の駆動輪１、２が駆動されなくなったとしても、この電源系統８５とは独立した他の電源系統８６の電動モータ７６には故障なく電力が供給されるので、この電源系統８６の電動モータ７６によって連動駆動軸１１の左右の駆動輪１、２が確実に駆動される。これにより電動車両１００が走行不能に陥る事態を回避できる。
【０１６３】
一方、独立駆動軸１２の左右の駆動輪３、４に連結される複数（４つ）の電源系統８１、８２、８３、８４の電源線６１、６２、６３、６４には、共通の蓄電手段９０であって、電力を蓄える蓄電手段９０が電気的に接続されている。本第１実施例によれば、複数の電源系統８１、８２、８３、８４に蓄電手段９０を設ける場合に蓄電手段９０を複数の電源系統８１、８２、８３、８４で共通のものとすることができ、部品の共通化により電源系統８０のコストを更に低減させることができる。
【０１６４】
また電源線６１、６２、６３、６４で短絡等の動力系統が遮断される重い故障が起きない限り、複数の電源系統８１、８２、８３、８４のうちいずれかの電源系統（たとえば電源系統８１）でインバータの制御系が停止するなどの軽い故障が発生した場合でも他の電源系統８２、８３、８４によって独立駆動軸１２の左右車輪３、４の駆動が確保される。これにより電動車両１００が走行不能に陥る事態を回避できる。
【０１６５】
以上のとおり、４輪駆動の電動車両１００の電源系統で故障が発生したとしても、故障の仕方にもよるが全輪の駆動が確保される。また最悪の故障でも、少なくとも１つの車軸１１または１２のうちどちらか一方の駆動が確保される。これにより電動車両１００が走行不能になる事態を回避でき、電源系統８０の信頼性を飛躍的に向上させることができる。よって、従来のように、１つしかない電源系統８０の個々の部品について、十分にコストをかけて、信頼性高く設計し、生産することが不用になり、上述した部品の小型化、使用量増加による部品単価低下と相まって、更に部品単価を低下させることができる。
【０１６６】
このように本第１実施例によれば、防災用オフロード車をシリーズハイブリッド電気自動車で構成した場合に、電源系統８０の機能を維持した状態で安定に走行できる状況を保証しつつ、電源系統８０のコストを引き下げることができる。
【０１６７】
第１実施例で説明した電源系統８０と車軸、駆動輪との関係は、一例であり、以下に説明するように、上記関係を種々変形した実施が可能である。
【０１６８】
（第２実施例）
図２は、第２実施例の電動車両１００を示す。
【０１６９】
同図２に示す電動車両１００は、２つの車軸１１、１２が備えられた４輪車である。
【０１７０】
２つの車軸１１、１２のうち少なくとも１つの車軸１２は、左右の駆動輪３、４が連動して駆動される連動駆動軸として構成されている。
【０１７１】
電源系統８０は、２つの電源系統８１、８２からなる。２つの電源系統８１、８２は、連動駆動軸１２に並列に連結されている。
【０１７２】
このため、一方の電源系統８１で電源線６０が短絡する故障が起きたり、発電インバータ４０、駆動インバータ５０の故障が起きたりして、この電源系統８１の電動モータ７０に電力が供給されなくなり、電源系統８１の電動モータ７０によって連動駆動軸１２の左右の駆動輪３、４が駆動されなくなったとしても、この電源系統８１とは独立した他の電源系統８２の電動モータ７０には故障なく電力が供給されるので、この電源系統８２の電動モータ７０によって連動駆動軸１２の左右の駆動輪３、４が確実に駆動される。これにより電動車両１００が走行不能に陥る事態を回避できる。
【０１７３】
図２では、４輪車を想定したが、３つ以上の車軸を備えた６輪車、８輪車等に適用してもよい。その場合、３つ以上の車軸のうち少なくとも１つの車軸が連動駆動軸であって、その連動駆動軸に、複数（２つ以上）の電源系統が並列に連結されていればよい。
【０１７４】
（第３実施例）
図３は、第３実施例の電動車両１００を示す。
【０１７５】
同図３に示す電動車両１００は、２つの車軸１１、１２が備えられ、電動モータ７０の作動に応じて駆動輪１、２、３、４が駆動される４輪車である。
【０１７６】
２つの車軸１１、１２は、左右の駆動輪が連動して駆動される連動駆動軸として構成されている。
【０１７７】
電源系統８０は、２つの電源系統８１、８２からなる。２つの連動駆動軸１１、１２のそれぞれには、異なる電源系統８１、８２が連結されている。
【０１７８】
このため、電源系統８１で電源線６０が短絡する故障が起きたり、発電インバータ４０、駆動インバータ５０の故障が起きたりして、この電源系統８１の電動モータ７０に電力が供給されなくなり、電源系統８１の電動モータ７０によって連動駆動軸１１の左右の駆動輪１、２が駆動されなくなったとしても、この電源系統８１とは独立した他の電源系統８２の電動モータ７０には故障なく電力が供給されるので、この電源系統８２の電動モータ７０によって他の連動駆動軸１２の左右の駆動輪３、４が確実に駆動される。これにより車両１００が走行不能に陥る事態を回避できる。
【０１７９】
図３では、４輪車を想定したが、３つ以上の車軸を備えた６輪車、８輪車等に適用してもよい。その場合、３つ以上の車軸のうち少なくとも２つの車軸が連動駆動軸であって、その少なくとも２つの連動駆動軸のそれぞれに、異なる電源系統が連結されていればよい。
【０１８０】
（第４実施例）
図４は、第４実施例の電動車両１００を示す。
【０１８１】
同図４に示す電動車両１００は、２つの車軸１１、１２が備えられた４輪車である。
【０１８２】
２つの車軸１１、１２のうち少なくとも１つの車軸１２は、左右の駆動輪３、４が独立して駆動される独立駆動軸として構成されている。
【０１８３】
電源系統８０は、４つの電源系統８１、８２、８３、８４からなる。
【０１８４】
独立駆動軸１２の左駆動輪３には、２つの電源系統８１、８２が並列に連結され、独立駆動軸１２の右駆動輪４には、電源系統８１、８２とは異なる２つの電源系統８３、８４が並列に連結されている。
【０１８５】
このため、たとえば左駆動輪３の電源系統８１で電源線６０が短絡する故障が起きたり、発電インバータ４０、駆動インバータ５０の故障が起きたりして、この電源系統８１の電動モータ７０に電力が供給されなくなり、電源系統８１の電動モータ７０によって左駆動輪３が駆動されなくなったとしても、この電源系統８１とは独立した他の電源系統８２の電動モータ７０には故障なく電力が供給されるので、この電源系統８２の電動モータ７０によって左駆動輪３が確実に駆動される。同様にして電源系統８３が故障したとしても他の電源系統８４によって右駆動輪４が確実に駆動される。これにより独立駆動軸１２の左右車輪３、４の駆動が確保され車両１００が走行不能に陥る事態を回避できる。
【０１８６】
図４では、４輪車を想定したが、３つ以上の車軸を備えた６輪車、８輪車等に適用してもよい。その場合、３つ以上の車軸のうち少なくとも１つの車軸が独立駆動軸であって、その少なくとも１つの独立駆動軸の左右の駆動輪のそれぞれに、異なる複数の電源系統が並列に連結されていればよい。
【０１８７】
（第５実施例）
図５は、第５実施例の電動車両１００を示す。
【０１８８】
同図５に示す電動車両１００は、２つの車軸１１、１２が備えられ、電動モータ７０の作動に応じて駆動輪１、２、３、４が駆動される４輪車である。
【０１８９】
本実施例では、第３実施例と同様に、２つの連動駆動軸１１、１２のそれぞれに、異なる電源系統８１、８２、８３が連結された上で、第２実施例と同様に、１つの連動駆動軸１２に、２つの電源系統８２、８３が並列に連結されている。
【０１９０】
よって本第５実施例によれば、第３実施例と同様の作用効果に加えて、第２実施例と同様の作用効果が得られる。さらに本第５実施例によれば、連動駆動軸１２に並列に連結された２つの電源系統８２、８３のいずれかの電源系統（たとえば電源系統８２）で故障が発生した場合には他の電源系統８３によって連動駆動軸１２の左右車輪３、４の駆動が確保される。これにより電動車両１００の２つの連動軸１１、１２の全輪１１、１２、１３、１４の駆動を維持することが可能となり、４輪駆動車の機能を維持できる。
【０１９１】
図５では、４輪車を想定したが、３つ以上の車軸を備えた６輪車、８輪車等に適用してもよい。
【０１９２】
（第６実施例）
図６は、第６実施例の電動車両１００を示す。
【０１９３】
同図６に示す電動車両１００は、２つの車軸１１、１２が備えられ、電動モータ７０の作動に応じて駆動輪１、２、３、４が駆動される４輪車である。
【０１９４】
本実施例では、図６に示すように、第２実施例と同様に、２つの電源系統８５、８６が連動駆動軸１１に並列に連結された上で、第４実施例と同様に、２つの車軸１１、１２のうち１つの車軸１２が、左右の駆動輪３、４が独立して駆動される独立駆動軸として構成されており、独立駆動軸１２の左駆動輪３には、２つの電源系統８１、８２が並列に連結され、独立駆動軸１２の右駆動輪４には、電源系統８１、８２とは異なる２つの電源系統８３、８４が並列に連結されている。
【０１９５】
本第６実施例によれば、第２実施例と同様の作用効果に加えて、第４実施例と同様の作用効果が得られる。さらに本第６実施例によれば、連動駆動軸１１のいずれかの電源系統（たとえば電源系統８５）で故障が発生したり、独立駆動軸１２のいずれかの電源系統（たとえば電源系統８１）で故障が発生したとしても、連動駆動軸１１の左右車輪１、２の駆動および独立駆動軸１２の左右車輪３、４の駆動が確保される。これにより電動車両１００の２つの連動軸１１、１２の全輪１１、１２、１３、１４の駆動を維持することが可能となり、４輪駆動車の機能を維持できる。
【０１９６】
図６では、４輪車を想定したが、３つ以上の車軸を備えた６輪車、８輪車等に適用してもよい。
【０１９７】
（第７実施例）
上述した第２実施例ないし第６実施例において、複数の電源系統のうち、少なくとも１つの電源系統に、蓄電手段９０を含ませるように構成することができる。
【０１９８】
たとえば、図２に示す第１実施例において、２つの電源系統８１、８２のうち、少なくとも１つの電源系統、たとえば電源系統８１，８２に、蓄電手段９０を含ませることができる。本第７実施例によれば、蓄電手段９０によって電源線６０に供給される電源電圧を一定に保つ制御が容易になり、安定した一定範囲の電圧を電動モータ７０に印加することができるようになる。また電動車両１００でブレーキがかかったときに制動トルクが発生すると、駆動インバータ５０は電動モータ７０を減速させるために回生制動をかける。このとき電動車両１００の運動エネルギーが電力に変換されて、電源線６０の電圧値が上昇するとともに、電力が蓄電手段９０に蓄積される。このように本第７実施例によれば、回生制動をかけることができ、蓄電手段９０に電力が蓄積されるためエネルギー効率に優れ燃費を向上させることができる。
【０１９９】
（第８実施例）
上述した第２実施例、第５実施例、第６実施例において、連動駆動軸に並列に連結される複数の電源系統の電源線に、共通の蓄電手段９０を電気的に接続させることができる。
【０２００】
たとえば、図７に示すように、連動駆動軸１２に並列に連結される複数の電源系統８５、８６の電源線６５、６６に、共通の蓄電手段９０を電気的に接続させることができる。
【０２０１】
本第８実施例によれば、上述した第７実施例と同様の効果が得られる。さらに、本第８実施例によれば、複数の電源系統８５、８６に蓄電手段９０を設ける場合に蓄電手段９０を複数の電源系統８５、８６で共通のものとすることができ、部品の共通化により電源系統８０のコストを更に低減させることができる。また電源線６５、６６で短絡等の故障が起きない限り、いずれかの電源系統（たとえば電源系統８５）で故障が発生した場合でも他の電源系統８６によって連動駆動軸１１の左右車輪１、２の駆動が確保される。
【０２０２】
なお、図７に示す電動車両１００において、独立駆動軸１２の左右の駆動輪３、４に連結される４つの電源系統８１、８２、８３、８４の各電源線に、共通の蓄電手段９０を電気的に接続させた構成のものが、前述の第１実施例（図１９）に相当する。
【０２０３】
（第９実施例）
上述した第４実施例、第６実施例において、独立駆動軸の左右の駆動輪に連結される複数の電源系統の電源線に、共通の蓄電手段９０を電気的に接続させることができる。
【０２０４】
たとえば、図８に示すように、独立駆動軸１２の左右の駆動輪３、４に連結される複数の電源系統８１、８２、８３、８４の電源線６１、６２、６３、６４に、共通の蓄電手段９０を電気的に接続させることができる。
【０２０５】
本第９実施例によれば、複数の電源系統８１、８２、８３、８４に蓄電手段９０を設ける場合に蓄電手段９０を複数の電源系統８１、８２、８３、８４で共通のものとすることができ、部品の共通化により電源系統８０のコストを更に低減させることができる。また電源線６１、６２、６３、６４で短絡等の故障が起きない限り、いずれかの電源系統（たとえば電源系統８１）で故障が発生した場合でも他の電源系統８２、８３、８４によって連動駆動軸１２の左右車輪３、４の駆動が確保される。
【０２０６】
（第１０実施例）
図９は、第１０実施例の電動車両１００を示す。
【０２０７】
同図９に示す電動車両１００は、２つの車軸１１、１２が備えられ、電動モータ７０の作動に応じて左右の駆動輪１、２、３、４が駆動される４輪車である。
【０２０８】
前側車軸１１、後側車軸１２は、連動駆動軸で構成されている。さらに前側車軸１１と後側車軸１２は、連動して駆動されるように、機械的に連結されている。
【０２０９】
電源系統８０は、２つの電源系統８１、８２からなる。２つの電源系統８１、８２は、前側車軸１１、後側車軸１２からなる連動駆動軸に並列に連結されている。
【０２１０】
本第１０実施例によれば、いずれかの電源系統（たとえば電源系統８１）で故障が発生したとしても、４輪駆動車両１００の全車輪１、２、３、４の駆動を確保することができ、４輪駆動車両１００の機能を維持できる。
【０２１１】
図９では、４輪車を想定したが、３つ以上の車軸を備えた６輪車、８輪車等に適用してもよい。
【０２１２】
（第１１実施例）
第１１実施例の電動車両１００は、図１０に示すように、２つの車軸１１、１２が備えられ、電動モータ７１、７２、７３、７４の作動に応じて駆動輪１、２、３、４が駆動される４輪車である。
【０２１３】
２つの車軸１１、１２は、連動駆動軸として構成されている。
【０２１４】
電源系統８０は、第１の電源系統ユニット８０Ａ、第２の電源系統ユニット８０Ｂからなる。第１の電源系統ユニット８０Ａは、複数の電源系統８１、８２からなり、第２の電源系統ユニット８０Ｂは、２つの電源系統８３、８４からなる。電源系統８１、８２は、連動駆動軸１２に並列に連結され、電源系統８３、８４は、連動駆動軸１１に並列に連結されている。
【０２１５】
電源系統８１、８２の各電源線６１、６２には、共通の蓄電手段９１が電気的に接続されている。同様に、電源系統８３、８４の各電源線６３、６４には、共通の蓄電手段９２が電気的に接続されている。
【０２１６】
なお、電源系統８１、８２の発電機２１、２２を、１つの発電機で構成してもよく、同様に、電源系統８３、８４の発電機２３、２４を、１つの発電機で構成してもよい。なお、その場合でも、発電機１つづつに、発電機の交流出力を直流電力に変換する発電インバータを１つ設ける。
【０２１７】
（第１２実施例）
第１２実施例の電動車両１００は、図１１（ａ）に示すように、３つの車軸１１、１２、１３が備えられ、電動モータ７０の作動に応じて駆動輪１、２、３、４、５、６が駆動される６輪車である。
【０２１８】
３つの車軸、つまり第１車軸１１、第２車軸１２、第３車軸１３は、連動駆動軸として構成されている。
【０２１９】
電源系統８０は、第１の電源系統ユニット８０Ａ、第２の電源系統ユニット８０Ｂ、第３の電源系統８０Ｃからなる。第１の電源系統ユニット８０Ａは、電源系統８１からなり、第２の電源系統ユニット８０Ｂは、電源系統８２からなり、第３の電源系統８０Ｃは、電源系統８３からなる。電源系統８１は、連動駆動軸１３に連結され、電源系統８２は、連動駆動軸１２に連結され、電源系統８３は、連動駆動軸１１に連結されている。
【０２２０】
図１１（ａ）では、第１の電源系統ユニット８０Ａ、第２の電源系統ユニット８０Ｂ、第３の電源系統８０Ｃを構成する電源系統をそれぞれ１個とし、各連動駆動１３、１２、１１が１個の発電機、１個の電動モータによって駆動されるようにしているが、第１の電源系統ユニット８０Ａ、第２の電源系統ユニット８０Ｂ、第３の電源系統８０Ｃのうちいずれか１つ、またはいずれか２つ、またはすべてを構成する電源系統を複数個とし、連動駆動軸１３、１２、１１のうちいずれか１つ、またはいずれか２つ、またはすべてを複数個の発電機、複数個の電動モータによって駆動されるように構成してもよい。
【０２２１】
また、図１１（ａ）では、第１車軸１１、第２車軸１２、第３車軸１３を連動駆動軸としているが、第１車軸１１、第２車軸１２、第３車軸１３のうちいずれか１つ、またはいずれか２つ、またはすべてを独立駆動軸として、左右の駆動輪を異なる電動モータで駆動するようにしてもよい。この場合、１駆動輪当り、２以上の電動モータによって駆動されるように構成することが望ましい。
【０２２２】
（第１３実施例）
第１３実施例の電動車両１００は、図１１（ｂ）に示すように、３つの車軸１１、１２、１３が備えられ、電動モータ７０の作動に応じて駆動輪１、２、３、４、５、６が駆動される６輪車である。
【０２２３】
３つの車軸、つまり第１車軸１１、第２車軸１２、第３車軸１３は、連動駆動軸として構成されている。
【０２２４】
電源系統８０は、第１の電源系統ユニット８０Ａ、第２の電源系統ユニット８０Ｂからなる。第１の電源系統ユニット８０Ａは、電源系統８１からなり、第２の電源系統ユニット８０Ｂは、電源系統８２、８３からなる。電源系統８１は、連動駆動軸１３に連結され、電源系統８２は、連動駆動軸１２に連結され、電源系統８３は、連動駆動軸１１に連結されている。
【０２２５】
電源系統８２、８３の各電源線６２、６３には、共通の蓄電手段９０が電気的に接続されている。
【０２２６】
図１１（ｂ）では、第１の電源系統ユニット８０Ａを構成する電源系統を１個とし、連動駆動１３が１個の発電機、１個の電動モータによって駆動されるようにしているが、第１の電源系統ユニット８０Ａを構成する電源系統を複数個とし、連動駆動軸１３を複数個の発電機、複数個の電動モータによって駆動されるように構成してもよい。
【０２２７】
また、第２の電源系統ユニット８０Ｂを構成する電源系統を複数個とし、連動駆動軸１２、１１が個々に１個の発電機、１個の電動モータによって駆動されるように構成しているが、第２の電源系統ユニット８０Ｂを構成する電源系統を１個として、両連動駆動１２、１１併せて１個の発電機、１個の電動モータによって駆動されるように構成してもよい。
【０２２８】
また、図１１（ｂ）では、第１車軸１１、第２車軸１２、第３車軸１３を連動駆動軸としているが、第１車軸１１、第２車軸１２、第３車軸１３のうちいずれか１つ、またはいずれか２つ、またはすべてを独立駆動軸として、左右の駆動輪を異なる電動モータで駆動するようにしてもよい。この場合、１駆動輪当り、２以上の電動モータによって駆動されるように構成することが望ましい。
【０２２９】
（第１４実施例）
第１４実施例の電動車両１００は、図１２（ａ）に示すように、４つの車軸１１、１２、１３、１４が備えられ、電動モータ７０の作動に応じて駆動輪１、２、３、４、５、６、７、８が駆動される８輪車である。
【０２３０】
４つの車軸、つまり第１車軸１１、第２車軸１２、第３車軸１３、第４車軸は、連動駆動軸として構成されている。
【０２３１】
電源系統８０は、第１の電源系統ユニット８０Ａ、第２の電源系統ユニット８０Ｂ、第３の電源系統８０Ｃ、第４の電源系統８０Ｃからなる。第１の電源系統ユニット８０Ａは、電源系統８１からなり、第２の電源系統ユニット８０Ｂは、電源系統８２からなり、第３の電源系統８０Ｃは、電源系統８３からなり、第４の電源系統８０Ｄは、電源系統８４からなる。電源系統８１は、連動駆動軸１４に連結され、電源系統８２は、連動駆動軸１３に連結され、電源系統８３は、連動駆動軸１２に連結され、電源系統８４は、連動駆動軸１１に連結されている。
【０２３２】
図１２（ａ）では、第１の電源系統ユニット８０Ａ、第２の電源系統ユニット８０Ｂ、第３の電源系統８０Ｃ、第４の電源系統８０Ｄを構成する電源系統をそれぞれ１個とし、各連動駆動１４、１３、１２、１１が１個の発電機、１個の電動モータによって駆動されるようにしているが、第１の電源系統ユニット８０Ａ、第２の電源系統ユニット８０Ｂ、第３の電源系統８０Ｃ、第４の電源系統８０Ｄのうちいずれか１つ、またはいずれか２つ、またはいずれか３つ、またはすべてを構成する電源系統を複数個とし、連動駆動軸１４、１３、１２、１１のうちいずれか１つ、またはいずれか２つ、またはいずれか３つ、またはすべてを複数個の発電機、複数個の電動モータによって駆動されるように構成してもよい。
【０２３３】
また、図１２（ａ）では、第１車軸１１、第２車軸１２、第３車軸１３、第４車軸を連動駆動軸としているが、第１車軸１１、第２車軸１２、第３車軸１３、第４車軸のうちいずれか１つ、またはいずれか２つ、またはいずれか３つ、またはすべてを独立駆動軸として、左右の駆動輪を異なる電動モータで駆動するようにしてもよい。この場合、１駆動輪当り、２以上の電動モータによって駆動されるように構成することが望ましい。
【０２３４】
（第１５実施例）
第１５実施例の電動車両１００は、図１２（ｂ）に示すように、４つの車軸１１、１２、１３、１４が備えられ、電動モータ７０の作動に応じて駆動輪１、２、３、４、５、６、７、８が駆動される６輪車である。
【０２３５】
４つの車軸、つまり第１車軸１１、第２車軸１２、第３車軸１３、第４車軸１４は、連動駆動軸として構成されている。
【０２３６】
電源系統８０は、第１の電源系統ユニット８０Ａ、第２の電源系統ユニット８０Ｂからなる。第１の電源系統ユニット８０Ａは、電源系統８１、８２からなり、第２の電源系統ユニット８０Ｂは、電源系統８３、８４からなる。電源系統８１は、連動駆動軸１４に連結され、電源系統８２は、連動駆動軸１３に連結され、電源系統８３は、連動駆動軸１２に連結され、電源系統８４は、連動駆動軸１１に連結されている。
【０２３７】
電源系統８１、８２の各電源線６１、６２には、共通の蓄電手段９１が電気的に接続されており、同様に、電源系統８３、８４の各電源線６３、６４には、共通の蓄電手段９２が電気的に接続されている。
【０２３８】
図１２（ｂ）では、第１の電源系統ユニット８０Ａを構成する電源系統を複数個とし、連動駆動軸１４、１３が個々に１個の発電機、１個の電動モータによって駆動されるように構成しているが、第１の電源系統ユニット８０Ａを構成する電源系統を１個として、両連動駆動１４、１３併せて１個の発電機、１個の電動モータによって駆動されるように構成してもよい。なお、本発明では、発電機１つづつに発電インバータ１つが対応し、電動モータ１つづつに駆動インバータ１つが対応して電源系統を構成することは今まで述べたとおりである。
【０２３９】
また、図１２（ｂ）では、第２の電源系統ユニット８０Ｂを構成する電源系統を複数個とし、連動駆動軸１２、１１が個々に１個の発電機、１個の電動モータによって駆動されるように構成しているが、第２の電源系統ユニット８０Ｂを構成する電源系統を１個として、両連動駆動１２、１１併せて１個の発電機、１個の電動モータによって駆動されるように構成してもよい。
【０２４０】
また、図１２（ｂ）では、第１車軸１１、第２車軸１２、第３車軸１３、第４車軸１４を連動駆動軸としているが、第１車軸１１、第２車軸１２、第３車軸１３、第４車軸１４のうちいずれか１つ、またはいずれか２つ、またはいずれか３つ、またはすべてを独立駆動軸として、左右の駆動輪を異なる電動モータで駆動するようにしてもよい。この場合、１駆動輪当り、２以上の電動モータによって駆動されるように構成することが望ましい。
【０２４１】
（第１６実施例）
図２２は、全ての車輪にそれぞれ独立した電動モータが備えられた電動車両１００を示している。このような電動車両１００を、本明細書では「インホイールモータ」タイプの電動車両と呼ぶものとする。すなわち、車輪とそれを駆動するモータが一対一に対応している場合には、モータを車輪の内側に格納する形式だけなく、車輪の外に設ける形式をも総称して本願においてはこのように呼ぶものとする。
【０２４２】
本実施例では、かかる「インホイールモータ」タイプの電動車両に、前述の第１実施例ないし第１５実施例で説明した発明を適用したものである。
【０２４３】
図２２に示す第１６実施例の電動車両１００は、２つの車軸１１、１２が備えられた４輪車である。
【０２４４】
車軸１１は、左右の駆動輪１、２が独立して駆動される独立駆動軸として構成されているともに、車軸１２は、左右の駆動輪３、４が独立して駆動される独立駆動軸として構成されている。
【０２４５】
電源系統８０は、２つの電源系統８１、８２からなる。電源系統８１、８２は、各独立駆動軸１１、１２毎に、設けられている。電源系統８１は、発電機２１と、発電インバータ４１と、駆動インバータ５１、５２と、発電インバータ４１と駆動インバータ５１、５２とを電気的に接続する電源線６１と、駆動インバータ５１、５２それぞれに電気的に接続された電動モータ７１、７２とを含んで構成されている。電動モータ７１、７２はそれぞれ左右の駆動輪（前輪）１、２に連結されている。また、電源系統８２は、発電機２２と、発電インバータ４２と、駆動インバータ５３、５４と、発電インバータ４２と駆動インバータ５３、５４とを電気的に接続する電源線６２と、駆動インバータ５３、５４それぞれに電気的に接続された電動モータ７３、７４とを含んで構成されている。電動モータ７３、７４はそれぞれ左右の駆動輪（後輪）３、４に連結されている。このように独立駆動軸１１の左右の駆動輪１、２のそれぞれには、電源系統８１を構成する電動モータ７１、７２が個別に連結されているとともに、独立駆動軸１２の左右の駆動輪３、４のそれぞれには、電源系統８２を構成する電動モータ７３、７４が個別に連結されている。
【０２４６】
このため、たとえば前輪１、２の電源系統８１で電源線６１が短絡する故障が起きたり、発電インバータ４１、駆動インバータ５１、５２で故障が起きたりして、この電源系統８１の電動モータ７１あるいは７２に電力が供給されなくなり、電源系統８１の電動モータ７１、７２によって前輪の左駆動輪１あるいは右駆動輪２あるいは両駆動輪１、２が駆動されなくなったとしても、この電源系統８１とは独立した他の電源系統８２の電動モータ７３、７４には故障なく電力が供給されるので、この電源系統８２の電動モータ７３、７４によって後輪３、４が確実に駆動される。同様にして電源系統８２が故障したとしても他の電源系統８１によって前輪１、２が確実に駆動される。これにより独立駆動軸１１、１２の少なくとも一方の左右車輪１、２あるいは３、４の駆動が確保され車両１００が走行不能に陥る事態を回避できる。
【０２４７】
図２２では、４輪車を想定したが、３つ以上の車軸を備えた６輪車、８輪車等に適用してもよい。その場合、３つ以上の車軸１１、１２、１３…のすべてが独立駆動軸として構成されており、電源系統８１、８２、８３…は、各独立駆動軸１１、１２、１３毎に、設けられており、独立駆動軸１１、１２、１３…の左右の駆動輪１、２、３、４、５、６…のそれぞれに、電源系統８１、８２、８３…を構成する電動モータ７１、７２、７３、７４、７５、７６…が個別に連結されていればよい。
【０２４８】
（第１７実施例）
ところで、防災用オフロード車は、災害救援のみならず、多目的な活用が要求される。このため仕様によっては、走行駆動系のみならず種々の補機（電源負荷）が車体に追加搭載されることになる。しかも、防災用オフロード車に搭載される補機は、エンジンの出力の２０〜３０％を超える大容量の電源負荷であり、それによって走行性能が低下したり、走行が不能になることが予測される。以下では、大容量の負荷が搭載されたとしてもそれによって走行性能が低下したり、走行が不能になることを回避できる実施例について説明する。
【０２４９】
図２３は、第１７実施例の電動車両１００を示している。
【０２５０】
本実施例の電動車両１００は、第１６実施例と同様の「インホイールモータ」タイプの電動車両である。
【０２５１】
同図２３に示すように、２つの車軸１１、１２が備えられ、電動モータ７１、７２、７３、７４の作動に応じて左右の駆動輪１、２、３、４が駆動されるものである。
【０２５２】
電動車両１００には、発電機２１と、発電インバータ４１と、駆動インバータ５１、５２と、発電インバータ４１と駆動インバータ５１、５２とを電気的に接続する電源線６１と、駆動インバータ５１、５２それぞれに電気的に接続された電動モータ７１、７２とを含み、エンジン１１０の動力を電気エネルギーに変換して電動モータ７１、７２を作動させる第１の電源系統８１と、発電機２２と、発電インバータ４２と、駆動インバータ５３、５４と、発電インバータ４２と駆動インバータ５３、５４、５５とを電気的に接続する電源線６２と、駆動インバータ５１、５２それぞれに電気的に接続された電動モータ７３、７４とを含み、エンジン１１０の動力を電気エネルギーに変換して電動モータ７３、７４を作動させる第２の電源系統８２とが設けられている。第１の電源系統８１によって前輪１、２が駆動され、第２の電源系統８２によって後輪３、４が駆動される。
【０２５３】
かかる図２３の電動車両１００では、図２２に示す構成の電動車両１００（これを標準仕様と呼ぶ）にトレーラ１９９が追加されているとともに、第２の電源系統８２に、トレーラ１９９を駆動するための補機（電源負荷）として駆動インバータ５５と電動モータ７５が追加されている。
【０２５４】
電源ブリッジ２１０は、２つの電源系統８１、８２間に電気的に接続されており、一方の電源系統８１から他方の電源系統８２に電力を供給する。
【０２５５】
ここで、本明細書における「電源ブリッジ」とは、任意の２つの直流電源系統の間で供給される電力量を電子的に調整する機能を有する装置のことである。このため、例えば、開閉器やブレーカのように機械的な接点を介して２つの直流電源系統を電気的に直結して両電源系統間の電圧を強制的かつ厳密に等しくするものは除かれる。仮に、機械的な接点を介して２つの直流電源系統同士を繋ぐと両電源系統の電圧が連動してしまい、片方の電源系統が地絡したり過剰なサージが発生するなどの故障が起きた場合に、異常のない電源系統にも悪影響が及ぶことがあるからである。また機械的な接点では、制御系に組み込んで高頻度で作動させることによって接点自体が磨耗して劣化し、あるいは重故障時に瞬時に切り離せなくなることが懸念される。そのため本願では、具体的には、電子回路で構成した直流電圧変換器（例えばＤＣ−ＤＣコンバータ）を電源ブリッジとして２つの電源系統の間に介在させることにより、両電源系統の電圧を強制的に合致させることなく、かつ電圧が急変しないように、所要の電力を少なくとも一方の電源系統側に供給できるようなものを使用する。
【０２５６】
電源ブリッジ２１０は、下記の公知のものを使用することができる。
【０２５７】
・ ２つの電源系統８１、８２間で特定の一方向のみ、例えば図２３において電源系統８１から補機（駆動インバータ５５、電動モータ７５）が追加された電源系統８２に電力を供給する場合には、公知の片方向のみに電力を変換して供給できる片方向ＤＣ−ＤＣコンバータを用いて、電源ブリッジ２１０を構築することができる。
【０２５８】
・ ２つの電源系統８１、８２間で双方向に電力を供給する場合には、公知の双方向に電力を変換して供給できる双方向ＤＣ−ＤＣコンバータを用いたり、上記の片方向ＤＣ−ＤＣコンバータが互いに逆向きになるように、２つの電源系統８１、８２間に２つの片方向ＤＣ−ＤＣコンバータを接続することで、電源ブリッジ２１０を構築することができる。
【０２５９】
・ また、ＤＣ−ＤＣコンバータの代わりに、開閉自在で通電時に明確な電圧降下を生ずるスイッチング素子とリアクトル等を使用して電源回路を構成し、２つの電源系統を厳密に等電位にすることを避けながら、重故障時には２つの電源系統を瞬時に切り離せるようにして、これを電源ブリッジ２１０とすることもできる。
【０２６０】
制御手段３１０は、一方の電源系統８１に比べて他方の電源系統８２で電力が不足している場合に、一方の電源系統８１から他方の電源系統８２に電力が供給されるように電源ブリッジ２１０を制御する。具体的には、２つの電源系統８１、８２の一方の電源系統で電力が過剰になったことを検出するともに、他方の電源系統で電力が不足していることを検出し、かかる電源系統の負荷のアンバランスが発生した場合に、電力が過剰になっている電源系統から電力が不足している電源系統に向けて電源ブリッジ２１０を介して電力が供給されるように電源ブリッジ２１０を制御するものである。
【０２６１】
つぎに本実施例の作用効果について説明する。
【０２６２】
図２３の電動車両１００は、上述したように、標準仕様の電動車両１００にトレーラ１９９が追加されるとともに、第２の電源系統８２に、トレーラ１９９を駆動するための補機（電源負荷）として駆動インバータ５５と電動モータ７５が追加された車両である。ここで、電動モータ７５の定格出力を２０ｋＷとする。
【０２６３】
ここで比較例として図２２に示す標準仕様の電動車両１００を挙げる。この図２２に示す電動車両１００は、図２３に示す電動車両１００から、本発明の電源ブリッジ２１０および制御手段３１０を取り除いた構成の車両である。
【０２６４】
電動車両１００は、標準仕様でエンジン１１０の最大出力が１００ｋＷで、発電機２１、２２の定格出力がそれぞれ５０ｋＷであるとする。また標準仕様でエンジン１１０の最大出力の８０％の電力（８０ｋＷ）が駆動輪１、２、３、４の電動モータ７１、７２、７３、７４に供給されると全速力で登坂が可能であるとする。
【０２６５】
標準仕様の電動車両１００では、トレーラ１９９がないため、電動車両１００が坂道を全力で登坂しているとき、第１の電源系統８１においてエンジン１１０、発電機２１を介して前輪１、２の電動モータ７１、７２にそれぞれ２０ｋＷ、合計で４０ｋＷの電力が供給され、第２の電源系統８２においてエンジン１１０、発電機２２を介して後輪３、４の電動モータ７３、７４にそれぞれ２０ｋＷ、合計で４０ｋＷの電力が供給される。このとき第１の電源系統８１、第２の電源系統８２それそれで１０ｋＷづつ、合計で２０ｋＷの電力の余裕がある。
【０２６６】
しかし、標準仕様の電動車両１００に、２０ｋＷのトレーラ１９９を電動車両１００に繋ぎ、第２の電源系統８２に、トレーラ１９９を駆動するために、２０ｋＷに相当する駆動インバータ５５と電動モータ７５を接続したとすると、電動車両１００が全速力で登坂しようとするときに、第２の電源系統８２では、１０ｋＷの過負荷になってしまう。なお、このとき第１の電源系統８１には、１０ｋＷの電力の余裕がある。このため第２の電源系統８２で電圧が急低下するなどの動作不安定が起きるおそれがある。さらには第２の電源系統８２で後輪３、４側の電動モータ７３、７４に電力を安定して供給することができなくなるおそれがある。例えば滑りやすい状況にある登り坂では、前輪１、２がスリップするため後輪３、４で車両全体で発生する駆動力のうち過半数の駆動力を負担しなければならない。上述のように後輪３、４側の第２の電源系統８２が過負荷のために後輪３、４側の電動モータ７３、７４に電力を安定して供給できなくなると、後輪３、４側の電動モータ７３、７４で登坂に必要な駆動力が得られなくなり、電動車両１００が登坂できなくなる事態が予測される。
【０２６７】
これに対して、本実施例の電動車両１００では、上述したトレーラ１９９が繋がれて登坂走行をしている状況下で、一方の電源系統８１（１０ｋＷの余裕）に比べて他方の電源系統８２（１０ｋＷの過負荷）で電力が不足している場合に、１０ｋＷの余裕のある一方の電源系統８１から、１０ｋＷの過負荷の他方の電源系統８２に、不足分の電力１０ｋＷが供給される。このため後輪３、４側の第２の電源系統８２で電力が充足され、後輪３、４側の電動モータ７３、７４に電力が安定して供給されるようになり、後輪３、４側の電動モータ７３、７４で登坂に必要な駆動力が得られ、電動車両１００は全速力で登坂することができるようになる。
【０２６８】
以上のように、本実施例によれば、大容量の補機（駆動インバータ５５、電動モータ７５）が一方の電源系統８２に接続された場合によって生じる両電源系統８１、８２間の負荷のアンバランスが抑制され、大容量の補機が追加されたとしても必要十分な駆動力が得られ、電動車両１００の機能を維持することができる。
【０２６９】
また、電動車両１００のエンジン１１０の最大出力、発電機２１、２２の定格出力を変更するなど、エンジン、発電機などの基本的な仕様を変更する必要はない。このため本第１発明によれば、防災用オフロード車をシリーズハイブリッド電気自動車で構成した場合に、エンジン、発電機などの基本的な仕様を変更することなく、しかも上述したように走行性能を損なうことなく、大容量の補機を作動させることができるようになる。
【０２７０】
また、電源ブリッジ２１０は、２つの電源系統８１、８２間で特定の一方向のみ、例えば図２３に示すように、電源系統８１から補機（駆動インバータ５５、電動モータ７５）が追加された電源系統８２に電力を供給するように構成することができる。片方の電源系統だけが電力不足に陥るような場合に適用して好適であり、安価な回路構成とすることができる。
【０２７１】
また、電源ブリッジ２１０は、２つの電源系統８１、８２間で双方向に電力を供給するように構成することができる。この実施例によれば、２つの電源系統８１、８２のうちいずれか一方の電源系統８１（８２）が過負荷となり電力が不足している場合に、他方の電力に余裕のある電源系統８２（８１）から電力を、過負荷の電源系統８１（８２）に供給することができる。双方の電源系統８１、８２のいずれもが状況次第で電力不足に陥る可能性がある場合に適用して好適であり、電源全体の安定性を向上させることができる。
【０２７２】
なお、この第１７実施例では、第１６実施例と同様の「インホイールモータ」タイプの電動車両１００に適用される場合を想定して説明したが、前述の第１実施例ないし第１５実施例で掲げた構成の電動車両１００に適用する実施も当然に可能である。
【０２７３】
（第１８実施例）
図２４は、第１８実施例の電動車両１００を示す。
【０２７４】
同図２４に示す電動車両１００は、２つの車軸１１、１２が備えられ、電動モータ７１、７２の作動に応じて駆動輪１、２、３、４が駆動される４輪車である。
【０２７５】
２つの車軸１１、１２は、左右の駆動輪が連動して駆動される連動駆動軸として構成されている。
【０２７６】
電源系統８０は、２つの電源系統８１、８２からなる。２つの連動駆動軸１１、１２のそれぞれには、異なる電源系統８１、８２が連結されている。
【０２７７】
すなわち、電動車両１００には、発電機２１と、発電インバータ４１と、駆動インバータ５１と、発電インバータ４１と駆動インバータ５１とを電気的に接続する電源線６１と、駆動インバータ５１に電気的に接続された電動モータ７１と、電源線６１に電気的に接続された蓄電手段９１を含み、エンジン１１０の動力を電気エネルギーに変換して電動モータ７１を作動させる第１の電源系統８１と、発電機２２と、発電インバータ４２と、駆動インバータ５２と、発電インバータ４２と駆動インバータ５２とを電気的に接続する電源線６２と、駆動インバータ５２それぞれに電気的に接続された電動モータ７２と、電源線６２に電気的に接続された蓄電手段９２を含み、エンジン１１０の動力を電気エネルギーに変換して電動モータ７２を作動させる第２の電源系統８２とが設けられている。第１の電源系統８１によって前輪１、２が連動して駆動され、第２の電源系統８２によって後輪３、４が連動して駆動される。
【０２７８】
かかる図２４の電動車両１００は、図３に示す構成の電動車両１００の電源系統８１、８２にそれぞれ、蓄電手段９１、９２を付加するとともに、補機２３１、２３２を付加したものとして構成されている。
【０２７９】
このように第１の電源系統８１には、前輪１、２側の電動モータ７１を駆動する駆動インバータ５１と、補機２３１が電源負荷として備えられているとともに、第２の電源系統８２には、後輪３、４側の電動モータ７２を駆動する駆動インバータ５２と、補機２３２が電源負荷として備えられている。
【０２８０】
蓄電手段９１は、第１の電源系統８１の電源負荷の電力消費に増減に比べて発電電力供給の応答が遅い場合に備え、第１の電源系統８１の電力供給の応答を早めるために設けられている。同様に、蓄電手段９２は、第２の電源系統８２の電源負荷の電力消費に増減に比べて発電電力供給の応答が遅い場合に備え、第２の電源系統８２の電力供給の応答を早めるために設けられている。
【０２８１】
発電機２１、２２は、永久磁石モータである。発電インバータ４１、４２はそれぞれ、発電機２１、２２の出力電圧を安定して直流電圧として電源線６１、６２に出力する。
【０２８２】
発電インバータ４１、４２の出力電圧および出力電流は、制御手段３１０に入力される。
【０２８３】
電源ブリッジ２１０は、２つの電源系統８１、８２間に電気的に接続されている。
【０２８４】
電源ブリッジ２１０は、２つの電源系統８１、８２間で双方向に電力を供給するように構成されている。片方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２１０Ａ、２１０Ｂが互いに逆向きになるように、２つの電源系統８１、８２間にこれら２つの片方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２１０Ａ、２１０Ｂが接続されることで、電源ブリッジ２１０が構成されている。片方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２１０Ａは、第２の電源系統８２を電源として第２の電源系統８２の電力を変換して第１の電源系統８１に電力を供給する。片方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２１０Ｂは、第１の電源系統８１を電源として第１の電源系統８１の電力を変換して第２の電源系統８２に電力を供給する。
【０２８５】
制御手段３１０は、発電インバータ４１、４２の出力電圧および出力電流に基づいて第１の電源系統８１、第２の電源系統８２の負荷状態を監視し、いずれか一方の電源系統が基準レベルに比しても電力が不足している状態にあり、他方の電源系統が基準レベルに比して電力に余裕がある状態にある場合に、電力に余裕のある電源系統から電力が不足している電源系統に対して電力が供給されるように、対応する一方の片方向ＤＣ−ＤＣコンバータのみに電力を変換させるための電力変換指令を与える。
【０２８６】
ただし、蓄電手段９１、９２に蓄積された電力で、発電能力の不足分を補える場合には、蓄電手段９１、９２に蓄積された電力を放出することで対処する。たとえば、エンジン１１０の定格出力を１００ｋＷ、発電インバータ４１、４２それぞれの瞬時最大出力を５０ｋＷとし、駆動インバータ５１、５２それぞれの瞬時最大負荷を４０ｋＷとし、補機２３１、２３２それぞれの瞬時最大負荷を２０ｋＷとする。すると、ある瞬間に全ての電源負荷が同時にかかっているとすると、２つの電源系統８１、８２の負荷の合計は、１２０ｋＷとなって、瞬時最大発電能力の１００ｋＷを超えてしまう。このように同時に全負荷がかかり発電能力を超えた場合には、蓄電手段９１、９２に蓄積された電力を自動的に放出することで瞬間的な電力需要に応えるようにする。
【０２８７】
２つの電源系統８１、８２のいずれかでそれぞれの蓄電手段９１、９２に蓄積された電力で補えないほど発電電力が不足した場合には、電源ブリッジ２１０に電力変換指令を与え両電源系統８１、８２の負荷のアンバランスを調整して対処する。
【０２８８】
また実施例装置は、以上のような対処が可能なように、２つの電源系統８１、８２の消費電力の合計が２つの電源系統８１、８２の発電電力の合計および蓄電手段９１、９２の蓄電電力の合計を超えることがないように設計されているものとする。
【０２８９】
以下、図２５を参照して制御手段３１０で行なわれる制御処理手順について説明する。
【０２９０】
図２５に示すように、まず、第１の電源系統８１で発電電力が不足中であるか否かが判断される。すなわち、第１の電源系統８１が、蓄電手段９１に蓄積された電力で補えないほど発電電力が不足すると、第１の電源系統８１の発電インバータ４１の直流出力電流が最大値に近づくとともに発電インバータ４１の直流出力電圧、つまり第１の電源系統８１の電源線６１の電圧が規定値よりも低下する。そこで、第１の電源系統８１の発電インバータ４１の出力電流が最大値に近づくとともに発電インバータ４１の出力電圧が規定値よりも低下したか否かを判断することによって、第１の電源系統８１で発電電力が不足中であるか否かが判断される（ステップ５０１）。
【０２９１】
つぎに、同様にして、第２の電源系統８２の発電インバータ４２の出力電流が最大値に近づくとともに発電インバータ４２の出力電圧が規定値よりも低下したか否かを判断することによって、第２の電源系統８２で発電電力が不足中であるか否かが判断される（ステップ５０２、ステップ５０３）。
【０２９２】
この結果、第１の電源系統８１で発電電力が不足中であり（ステップ５０１の判断「第１の電源系統は不足」）、かつ第２の電源系統８２で発電電力が不足中である（ステップ５０２の判断「第２の電源系統は不足」）と判断された場合には、異常が発生したとして非常措置をとる。すなわち、前述したように同時に全負荷がかかり発電能力を超えた場合には、蓄電手段９１、９２に蓄積された電力を自動的に放出することで瞬間的な電力需要に応えることができるように実施例装置は設計されている。したがって、２つの電源系統８１、８２の両方で発電電力が不足していると判断されている場合は、電源系統８１、８２を構成する電源負荷、蓄電手段、発電機のいずれかで故障が発生している可能性がある。よって、この場合は、異常発生とみなして、非常措置をとる。例えば通信機材など重要度の高い補機を運用している場合には、補機２３１あるいは２３２に電力を優先的に供給するために、「異常警報」を発して運転者に注意を促すとともに、駆動インバータ５１あるいは５２に供給させる電力を低下させて前輪１、２あるいは後輪３、４の駆動力を自動的に低下させる（ステップ５０４）。
【０２９３】
第１の電源系統８１で発電電力が不足中であり（ステップ５０１の判断「第１の電源系統は不足」）、かつ第２の電源系統８２で発電電力に余裕がある（ステップ５０２の判断「第２の電源系統は余裕あり」）と判断された場合には、第２の電源系統８２から第１の電源系統８１に電力が供給されるように、電源ブリッジ２１０に電力変換指令が出力される。すなわち、片方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２１０Ａ、２１０Ｂのうち、片方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２１０Ａだけに対して電力変換指令を与えて、第２の電源系統８２から第１の電源系統８１に電力を供給させる。制御装置３１０は、第１の電源系統８１の電力不足が解消されたと判断されるまで、片方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２１０Ａの出力電流を、例えばＰＩＤ制御によって調整する（ステップ５０５）。
【０２９４】
同様に、第１の電源系統８１で発電電力に余裕があり（ステップ５０１の判断「第１の電源系統は余裕あり」）、かつ第２の電源系統８２で発電電力が不足中である（ステップ５０３の判断「第２の電源系統は不足」）と判断された場合には、第１の電源系統８１から第１の電源系統８２に電力が供給されるように、電源ブリッジ２１０に電力変換指令が出力される。すなわち、片方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２１０Ａ、２１０Ｂのうち、片方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２１０Ｂだけに対して電力変換指令を与えて、第１の電源系統８１から第２の電源系統８２に電力を供給させる。制御装置３１０は、第２の電源系統８２の電力不足が解消されたと判断されるまで、片方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２１０Ｂの出力電流を、例えばＰＩＤ制御によって調整する（ステップ５０６）。
【０２９５】
第１の電源系統８１で発電電力に余裕があり（ステップ５０１の判断「第１の電源系統は余裕あり」）、かつ第２の電源系統８２でも発電電力に余裕がある（ステップ５０３の判断「第２の電源系統は余裕あり」）と判断された場合には、電源ブリッジ２１０への電力変換指令の出力はオフにされる。すなわち、片方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２１０Ａ、２１０Ｂのいずれにも電力変換指令は与えられない（ステップ５０７）。
【０２９６】
なお、この第１８実施例では、第３実施例のように各車軸１１、１２が連動駆動軸となっている電動車両１００に適用される場合を想定して説明したが、前述の第１実施例、第２実施例あるいは第４実施例ないし第１６実施例で掲げた構成の電動車両１００に適用する実施も当然に可能である。
【０２９７】
（第１９実施例）
図２６は、第１９実施例の電動車両１００を示す。
【０２９８】
同図２６に示す電動車両１００は、図２４に示す第１８実施例装置に、蓄電部２２０が設けられ、これらが第１８実施例装置と同様の制御手段３１０によって制御される。
【０２９９】
蓄電部２２０は、２つの電源系統８１、８２それぞれに電気的に接続されており、電源系統８１、８２に電力を供給するとともに、電源系統８１、８２の電力を蓄えるものである。
【０３００】
具体的には、蓄電部２２０は、蓄電機能部２２１と、内部バス２２２と、出力バス２２３と、片方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２２４Ｃ１と、片方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２２４Ｃ２と、通電時に明確な電圧降下を生ずる電子スイッチ２２５Ａ、２２５Ｂと、内蔵コントローラ２２６と、冷却装置２２７とから構成されている。
【０３０１】
蓄電機能部２２１は、電力を蓄積する蓄電機能を有する機器、たとえば電池やキャパシタで構成されている。
【０３０２】
内部バス２２２は、蓄電機能部２２１に電気的に接続され、蓄電機能部２２１に入出力される直流電流が流れる電気信号線で構成されている。
【０３０３】
電子スイッチ２２５Ａの一方の端子は、蓄電部２２０側のコネクタ２５１、車体側のコネクタ２５２を介して第１の電源系統８１の電源線６１に電気的に接続されている。同様に電子スイッチ２２５Ｂの一方の端子は、蓄電部２２０側のコネクタ２５１、車体側のコネクタ２５２を介して第２の電源系統８２の電源線６２に電気的に接続されている。
【０３０４】
電子スイッチ２２５Ａ、２２５Ｂの他方の端子は、出力バス２２３に電気的に接続されている。電子スイッチ２２５Ａ、２２５Ｂは、内蔵コントローラ２２６から与えられる投入指令に応じて閉動作する。したがって投入指令が電子スイッチ２２５Ａに与えられると、電子スイッチ２２５Ａが投入されて接点が閉じられ、第１の電源系統８１の電源線６１と出力バス２２３が同電位となる。同様に電子スイッチ２２５Ｂが投入されると、第２の電源系統８２の電源線６２と出力バス２２３が同電位となる。電子スイッチ２２５Ａ、２２５Ｂは、ＧＴＯ、ＩＧＢＴなどの半導体部品を使用することができる。
【０３０５】
片方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２２４Ｃ１、２２４Ｃ２は互いに逆向きになるように、内部バス２２２と出力バス２２３の間を電気的に接続されている。片方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２２４Ｃ１は、内部バス２２２を直流電圧を電源として内部バス２２２の電力を変換して出力バス２２３に電力を供給する。片方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２２４Ｃ２は、出力バス２２３の直流電圧を電源として出力バス２２３の電力を変換して内部バス２２２に電力を供給する。片方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２２４Ｃ１、２２４Ｃ２は、内蔵コントローラ２２６から出力される電力変換指令によって動作する。片方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２２４Ｃ１が動作すると、蓄電機能部２２１に蓄積された電力が内部バス２２２、片方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２２４Ｃ１、出力バス２２３、電子スイッチ２２５Ａまたは／および電子スイッチ２２５Ｂを介して第１の電源系統８１または／および第２の電源系統８２に供給される。また、片方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２２４Ｃ２が動作すると、第１の電源系統８１または／および第２の電源系統８２の電力が、電子スイッチ２２５Ａまたは／および電子スイッチ２２５Ｂ、出力バス２２３、片方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２２４Ｃ２、内部バス２２２を介して蓄電機能部２２１に供給される。
【０３０６】
冷却装置２２７は、蓄電部２２０内の電力を利用して蓄電機能部２２１などの発熱体を冷却する。これにより蓄電部２２０における発熱体が過熱することが防止され、蓄電部２２０を正常に動させることができる。
【０３０７】
内蔵コントローラ２２６は、内部バス２２２の電圧、出力バス２２３の電圧、蓄電機能部２２１の蓄積電力残量、冷却装置２２７による発熱体の冷却温度、片方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２２４Ｃ１、２２４Ｃ２の出力電流および出力電圧等を監視し、冷却装置２２７、片方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２２４Ｃ１、２２４Ｃ２、電子スイッチ２２５Ａ、２２５Ｂを制御する。内蔵コントローラ２２６は、制御手段３１０との間で信号の授受を行い、制御手段３１０から与えられる放電指令あるいは充電指令に応じて、電子スイッチ２２５Ａ、２２５Ｂに投入指令を与えるとともに、片方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２２４Ｃ１、２２４Ｃ２に電力変換指令を与える。
【０３０８】
制御手段３１０は、電源ブリッジ２１０を制御するとともに、内蔵コントローラ２２６を介して蓄電部２２０の動作を制御する。すなわち、制御手段３１０は、電源系統８１、８２で電力が不足している場合に、蓄電部２２０から電源系統８１、８２に電力が供給されるように蓄電部２２０を制御するとともに、電源系統８１、８２で電力に余裕がある場合に、電源系統８１、８２の電力が蓄電部２２０に蓄えられるように蓄電部２２０を制御する。
【０３０９】
蓄電部２２０は、上述の蓄電機能部２２１等が内蔵され、可搬性のある筐体のパッケージとして構成されている。筐体の外側にはコネクタ２５１が設けられている。よって、蓄電部２２０のコネクタ２５１を電動車両１００の車体側のコネクタ２５２に接続するという容易な作業だけで、蓄電部２２０を電動車両１００の車体に装着することができる。内蔵コントローラ２２６と制御手段３１０を結ぶ信号線にもコネクタを設けることができるのはいうまでもない。
【０３１０】
さて、上述の第１８実施例では、２つの電源系統８１、８２の消費電力の合計が２つの電源系統８１、８２の発電電力の合計および蓄電手段９１、９２の蓄電電力の合計を超えることがないように設計されていることを前提とし、その前提から外れた場合には、異常が発生したとして非常措置をとることとした（図２５のステップ５０４）。
【０３１１】
しかし、防災用オフロード車は、エンジン１１０を稼動させないで長時間走行することがある。たとえば、トンネル内を走行するときや夜間に走行するときであり、このような状況では、エンジン１１０の稼動を停止して、排気ガスやエンジンの騒音を全く発生させないで走行させたいとの要請がある。この場合、既存の電動車両１００であれば、既存の蓄電手段９１、９２によって電力需要を賄うことになるが、エンジン１１０の稼動を停止しての長時間の電力需要には、蓄電手段９１、９２の蓄電電力だけでは到底賄うことができない。
【０３１２】
そこで、本実施例では、上述の第１８実施例と異なり、２つの電源系統８１、８２の消費電力の合計が２つの電源系統８１、８２の発電電力の合計および蓄電手段９１、９２の蓄電電力の合計を超える可能性があることを想定し、そのような場合には、異常が発生したとして非常措置をとるのではなく、蓄電部２２０に蓄積された電力を放電し電源系統８１、８２に供給することで対処するようにしている。また、逆に電源系統８１、８２の電力に余裕がある場合には、電源系統８１、８２の電力を蓄電部２２０に供給し蓄電部２２０を充電し、蓄電部２２０に蓄積される電力を補充するようにしている。
【０３１３】
以下、図２７、図２８、図２９を参照して制御手段３１０および蓄電部２２０の内蔵コントローラ２２６で行なわれる制御処理手順について説明する。
【０３１４】
図２７に示すように、ステップ６０１、ステップ６０２、ステップ６０３、ステップ６０５、ステップ６０６では、図２５のステップ５０１、ステップ５０２、ステップ５０３、ステップ５０５、ステップ５０６と同様の処理が行われる。以下では、重複する説明は適宜省略し、図２５のステップ５０４、ステップ５０７に対応する図２７のステップ６０４、ステップ６０７の処理を中心に説明する。
【０３１５】
すなわち、第１の電源系統８１で発電電力が不足中であり（ステップ６０１の判断「第１の電源系統は不足」）、かつ第２の電源系統８２で発電電力が不足中である（ステップ６０２の判断「第２の電源系統は不足」）と判断された場合には、制御手段３１０は、蓄電部２２０の内蔵コントローラ２２６に対して放電指令を与える（ステップ６０４）。
【０３１６】
ステップ６０４以下の処理は、図２８に示される。
【０３１７】
まず、制御手段３１０は、蓄電部２２０の内蔵コントローラ２２６に対して放電指令を与える（ステップ７０１）。
【０３１８】
内蔵コントローラ２２６に放電指令が与えられると、これを受けて内蔵コントローラ２２６は、片方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２２４Ｃ１に電力変換指令を与える。また出力バス２２３の出力電圧と内部バス２２２の出力電圧を入力し、片方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２２４Ｃ１の入力電源電圧と出力電圧の現在値を認識する。さらに、第１の電源系統８１の電源線６１の電圧と第２の電源系統８１の電源線６１の電圧を入力する。第１の電源系統８１の電源線６１の電圧と第２の電源系統８１の電源線６１の電圧のデータは、制御手段３１０を介して内蔵コントローラ２２６に送られる。ここで、前回の制御ステップで行われた電子スイッチ２２５Ａ、２２５Ｂの閉動作は維持されている。たとえば前回の制御ステップで電子スイッチ２２５Ａのみが閉じられ蓄電部２２０から電源系統８１への放電動作が行なわれたのであれば、電子スイッチ２２５Ａのみが閉じられたままとなっている。また制御をはじめて行なうのであれば、電子スイッチ２２５Ａ、２２５Ｂは両方とも開かれている（ステップ７０２）。
【０３１９】
つぎに、内蔵コントローラ２２６は、第１の電源系統８１の電源線６１の電圧と第２の電源系統８１の電源線６１の電圧を比較し、どちらの電源系統の電圧が低いかを判断する（ステップ７０３）。
【０３２０】
第１の電源系統８１の電圧が第２の電源系統８２の電圧よりも低い場合には（ステップ７０３の判断「第１の電源系統が低電圧」）、第１の電源系統８１の電力不足を解消するために第１の電源系統８１に蓄電機能部２２１の蓄積電力を供給すべく、電子スイッチ２２５Ａだけに投入指令が与えられる。これにより電子スイッチ２２５Ａが投入される。この結果、蓄電機能部２２１に蓄積された電力が放電され電子スイッチ２２５Ａを介して第１の電源系統８１に供給される。他方の電子スイッチ２２５Ｂを同時に投入しない理由は、電子スイッチ２２５Ｂを同時に投入すると、第２の電源系統８２から第１の電源系統８１への電力の流れが生じ、第２の電源系統８２の電力不足が生じる場合があるので、これを避けるためである。
【０３２１】
なお、電子スイッチ２２５Ａの投入後、後段のステップ７０７の処理によって第１の電源系統８１の電力不足が解消され、第１の電源系統８１の蓄電手段９１が充電されて電源線６１の電圧が上昇して、第１の電源系統８１の電圧と第２の電源系統８２の電圧が等しくなれば、つぎの制御サイクルでは、下記のステップ７０５の処理が実行されることになる（ステップ７０４）。
【０３２２】
第１の電源系統８１の電圧と第２の電源系統８２の電圧がほぼ同じである（電圧差が誤差範囲内に収まっている）場合には（ステップ７０３の判断「両電源系統の電圧がほぼ同じ」）、電子スイッチ２２５Ａおよび電子スイッチ２２５Ｂの両方に投入指令が与えられる。これにより電子スイッチ２２５Ａおよび電子スイッチ２２５Ｂが同時に投入される。これは、第１の電源系統８１の電圧と第２の電源系統８２の電圧との電圧差が誤差範囲内、例えば電子スイッチ２２５Ａ、２２５Ｂにおける電圧降下に相当する電圧に比して十分に小さい電圧差であるならば、電子スイッチ２２５Ａおよび電子スイッチ２２５Ｂを同時に投入したとしても、電子スイッチ２２５Ａ、２２５Ｂにおける電圧降下に阻まれて、第１の電源系統８１と第２の電源系統８２との間で電力の流れは生じないからである。電子スイッチ２２５Ａおよび２２５Ｂの同時投入により蓄電機能部２２１に蓄積された電力が放電され電子スイッチ２２５Ａ、２２５Ｂを介して第１の電源系統８１および第２の電源系統８２に供給される。
【０３２３】
なお、電子スイッチ２２５Ａおよび２２５Ｂの同時投入後、後段のステップ７０７の処理によって第１の電源系統８１（あるいは第２の電源系統８２）の電力不足が解消され、第１の電源系統８１の蓄電手段９１（あるいは第２の電源系統８２の蓄電手段９２）が充電されて電源線６１（あるいは電源線６２）の電圧が上昇して、電子スイッチ２２５Ａ、２２５Ｂの電圧降下分の電圧値の範囲で第１の電源系統８１の電圧と第２の電源系統８２の電圧との間で電圧差が大きくなってくる場合がある。その場合には、つぎの制御サイクルでは、上記のステップ７０４の処理または下記のステップ７０６の処理が実行されることになる（ステップ７０５）。
【０３２４】
第２の電源系統８２の電圧が第１の電源系統８１の電圧よりも低い場合には（ステップ７０３の判断「第２の電源系統が低電圧」）、第２の電源系統８２の電力不足を解消するために第２の電源系統８２に蓄電機能部２２１の蓄積電力を供給すべく、電子スイッチ２２５Ｂだけに投入指令が与えられる。これにより電子スイッチ２２５Ｂが投入される。この結果、蓄電機能部２２１に蓄積された電力が放電され電子スイッチ２２５Ｂを介して第２の電源系統８２に供給される。他方の電子スイッチ２２５Ａを同時に投入しない理由は、電子スイッチ２２５Ａを同時に投入すると、第１の電源系統８１から第２の電源系統８２への電力の流れが生じ、第１の電源系統８１の電力不足が生じる場合あるので、これを避けるためである。
【０３２５】
なお、電子スイッチ２２５Ｂの投入後、後段のステップ７０７の処理によって第２の電源系統８２の電力不足が解消され、第２の電源系統８２の蓄電手段９２が充電されて電源線６２の電圧が上昇して、第１の電源系統８１の電圧と第２の電源系統８２の電圧が等しくなれば、つぎの制御サイクルでは、上記のステップ７０５の処理が実行されることになる（ステップ７０６）。
【０３２６】
上記ステップ７０４あるいはステップ７０５あるいはステップ７０６の処理後、片方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２２４Ｃ１は、その出力電流が所定の制限電流値を超えない範囲で、その出力電圧が、制御開始の初期電圧から僅かな電圧分ΔＶ（Ｖ）だけ上昇するように制御するためのステップ７０７を加えてもよい。電圧上昇分ΔＶは、たとえば下記式、
ΔＶ＝Ｋ１|Ｖa−Ｖb|＋Ｖｃ
に示すように、第１の電源系統８１の電圧値Ｖaと第２の電源系統８２の電圧値Ｖbの差に絶対値に対し比例係数Ｋ１を乗算したものに、固定値Ｖｃを加算したものとして設定することができる。また第１の電源系統８１の電圧値Ｖaと第２の電源系統８２の電圧値Ｖbの電圧差の時間微分や積分を考慮して、電圧上昇分ΔＶを定めてもよい（ステップ７０７）。
【０３２７】
内蔵コントローラ２２６は、蓄電機能部２２１の蓄積電力の残量を監視している。蓄電機能部２２１の蓄積電力の残量が基準レベル以下となり、蓄積電力が不足していると判断された場合には、片方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２２４Ｃ１に対する電力変換指令は解除されて、蓄電機能部２２１から電源系統８１、８２への電力供給が停止される。
【０３２８】
図２７のステップ６０５では、図２５のステップ５０５と同様に第２の電源系統８２の電力が電源ブリッジ２１０を介して第１の電源系統８１に供給されることになる。このとき電子スイッチ２２５Ａ、２２５Ｂには投入指令を与えないように制御手段３１０から内蔵コントローラ２２６に指令が与えられる。この結果、蓄電部２２０と電源系統８１、８２は電気的に遮断され、電源ブリッジ２１０を介してのみ第１の電源系統８１に電力が供給されることになる。これによって第１の電源系統８１の電力不足を第２の電源系統８２の電力によって補うことができれば、つぎの制御ステップも同じステップ６０５に移行され同じ処理が行われることになる。しかし、ステップ６０５の処理の結果、第２の電源系統８２についても電力が不足した場合には、つぎの制御ステップでは、ステップ６０４に移行されて、蓄電部２２０と電源系統８１、８２が電気的に接続され、蓄電部２２０の蓄積電力によって電源系統８１、８２の電力不足が解消されることになる（ステップ６０５）。
【０３２９】
図２７のステップ６０６では、図２５のステップ５０６と同様に第１の電源系統８１の電力が電源ブリッジ２１０を介して第２の電源系統８２に供給されることになる。このとき電子スイッチ２２５Ａ、２２５Ｂには投入指令を与えないように制御手段３１０から内蔵コントローラ２２６に指令が与えられる。この結果、蓄電部２２０と電源系統８１、８２は電気的に遮断され、電源ブリッジ２１０を介してのみ第２の電源系統８２に電力が供給されることになる。これによって第２の電源系統８２の電力不足を第１の電源系統８１の電力によって補うことができれば、つぎの制御ステップも同じステップ６０６に移行され同じ処理が行われることになる。しかし、ステップ６０６の処理の結果、第１の電源系統８１についても電力が不足した場合には、つぎの制御ステップでは、ステップ６０４に移行されて、蓄電部２２０と電源系統８１、８２が電気的に接続され、蓄電部２２０の蓄積電力によって電源系統８１、８２の電力不足が解消されることになる（ステップ６０６）。
【０３３０】
さて、上述したように、内蔵コントローラ２２６は、蓄電機能部２２１の蓄積電力の残量を監視している。蓄電機能部２２１の蓄積電力の残量が基準レベル以下となり、蓄積電力が不足する可能性がある判断された場合には、内蔵コントローラ２２６は、充電指令を与えるように制御手段３１０に要求する。制御手段３１０は、この要求を受けると、第１の電源系統８１および第２の電源系統８２の両方で電力に余裕があるとの条件が成立したこと（ステップ６０１の判断「第１の電源系統は余裕あり」かつステップ６０３の判断「第２の電源系統は余裕あり」）をもって、内蔵コントローラ２２６に充電指令を与える。
【０３３１】
この場合、第１の電源系統８１と第２の電源系統８２の間には電源ブリッジ２１０があるため、両方の電源系統８１、８２の電力を蓄電部２２０に充電させることも可能である。ただし以下では、説明を簡単にするために、より大きな余裕のある方の電源系統の電力を用いて蓄電部２２０に充電させる制御について説明する。
【０３３２】
すなわち、第１の電源系統８１で発電電力に余裕があり（ステップ６０１の判断「第１の電源系統は余裕あり」）、かつ第２の電源系統８２でも発電電力に余裕がある（ステップ６０３の判断「第２の電源系統は余裕あり」）と判断された場合には、制御手段３１０は、蓄電部２２０の内蔵コントローラ２２６に対して充電指令を与える（ステップ６０７）。
【０３３３】
ステップ６０７以下の処理は、図２９に示される。
【０３３４】
まず、制御手段３１０は、蓄電部２２０の内蔵コントローラ２２６に対して充電指令を与える（ステップ８０１）。
【０３３５】
内蔵コントローラ２２６に充電指令が与えられると、これを受けて内蔵コントローラ２２６は、片方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２２４Ｃ２に電力変換指令を与える。また出力バス２２３の出力電圧と内部バス２２２の出力電圧を入力し、片方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２２４Ｃ１の入力電源電圧と出力電圧の現在値を認識する。さらに、第１の電源系統８１の電源線６１の電圧と第２の電源系統８１の電源線６１の電圧を入力する。第１の電源系統８１の電源線６１の電圧と第２の電源系統８１の電源線６１の電圧のデータは、制御手段３１０を介して内蔵コントローラ２２６に送られる。ここで、前回の制御ステップで行われた電子スイッチ２２５Ａ、２２５Ｂの閉動作は維持されている。たとえば前回の制御ステップで電子スイッチ２２５Ａのみが閉じられ電源系統８１から蓄電部２２０への充電動作が行なわれたのであれば、電子スイッチ２２５Ａのみが閉じられたままとなっている。また制御をはじめて行なうのであれば、電子スイッチ２２５Ａ、２２５Ｂは両方とも開かれている（ステップ８０２）。
【０３３６】
つぎに、内蔵コントローラ２２６は、第１の電源系統８１の電源線６１の電圧と第２の電源系統８１の電源線６１の電圧を比較し、どちらの電源系統の電圧が高いかを判断する（ステップ８０３）。
【０３３７】
第１の電源系統８１の電圧が第２の電源系統８２の電圧よりも高い場合には（ステップ８０３の判断「第１の電源系統が高電圧」）、より電力の余裕のある第１の電源系統８１から蓄電機能部２２１に電力を供給すべく、電子スイッチ２２５Ａだけに投入指令が与えられる。これにより電子スイッチ２２５Ａが投入される。この結果、第１の電源系統８１の電力が電子スイッチ２２５Ａを介して蓄電機能部２２１に供給され、蓄電機能部２２１が充電される。他方の電子スイッチ２２５Ｂを同時に投入しない理由は、電子スイッチ２２５Ｂを同時に投入すると、第１の電源系統８１から第２の電源系統８２への電力の流れが生じ、第１の電源系統８１の電力余裕が減少するので、これを避けるためである。
【０３３８】
なお、電子スイッチ２２５Ａの投入後、後段のステップ８０７の処理によって第１の電源系統８１の電力余裕が減少し、第１の電源系統８１の電圧と第２の電源系統８２の電圧が等しくなれば、つぎの制御サイクルでは、下記のステップ８０５の処理が実行されることになる（ステップ８０４）。
【０３３９】
第１の電源系統８１の電圧と第２の電源系統８２の電圧がほぼ同じである（電圧差が誤差範囲内に収まっている）場合には（ステップ８０３の判断「両電源系統の電圧がほぼ同じ」）、電子スイッチ２２５Ａおよび電子スイッチ２２５Ｂの両方に投入指令が与えられる。これにより電子スイッチ２２５Ａおよび電子スイッチ２２５Ｂが同時に投入される。これは、第１の電源系統８１の電圧と第２の電源系統８２の電圧との電圧差が誤差範囲内、例えば電子スイッチ２２５Ａ、２２５Ｂにおける電圧降下に相当する電圧に比して十分に小さい電圧差であるならば、電子スイッチ２２５Ａおよび電子スイッチ２２５Ｂを同時に投入したとしても、電子スイッチ２２５Ａ、２２５Ｂにおける電圧降下に阻まれて、第１の電源系統８１と第２の電源系統８２との間で電力の流れは生じないからである。電子スイッチ２２５Ａおよび２２５Ｂの同時投入により第１の電源系統８１および第２の電源系統８２の電力が電子スイッチ２２５Ａ、２２５Ｂを介して蓄電機能部２２１に供給され、蓄電機能部２２１が充電される。
【０３４０】
なお、電子スイッチ２２５Ａおよび２２５Ｂの同時投入後、後段のステップ８０７の処理によって第１の電源系統８１（あるいは第２の電源系統８２）の電力余裕が減少され、電子スイッチ２２５Ａ、２２５Ｂの電圧降下分の電圧値の範囲で第１の電源系統８１の電圧と第２の電源系統８２の電圧との間で電圧差が大きくなってくる場合がある。その場合には、つぎの制御サイクルでは、上記のステップ８０４の処理または下記のステップ８０６の処理が実行されることになる（ステップ８０５）。
【０３４１】
第２の電源系統８２の電圧が第１の電源系統８１の電圧よりも高い場合には（ステップ８０３の判断「第２の電源系統が高電圧」）、より電力の余裕のある第２の電源系統８２から蓄電機能部２２１に電力を供給すべく、電子スイッチ２２５Ｂだけに投入指令が与えられる。これにより電子スイッチ２２５Ｂが投入される。この結果、第２の電源系統８２の電力が電子スイッチ２２５Ｂを介して蓄電機能部２２１に供給され、蓄電機能部２２１が充電される。他方の電子スイッチ２２５Ａを同時に投入しない理由は、電子スイッチ２２５Ａを同時に投入すると、第２の電源系統８２から第１の電源系統８１への電力の流れが生じ、第２の電源系統８２の電力余裕が減少するので、これを避けるためである。
【０３４２】
なお、電子スイッチ２２５Ｂの投入後、後段のステップ８０７の処理によって第２の電源系統８２の電力余裕が減少し、第１の電源系統８１の電圧と第２の電源系統８２の電圧が等しくなれば、つぎの制御サイクルでは、上記のステップ８０５の処理が実行されることになる（ステップ８０６）。
【０３４３】
上記ステップ８０４あるいはステップ８０５あるいはステップ８０６の処理後、片方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２２４Ｃ２は、その出力電流が所定の制限電流値を超えない範囲で、かつ、蓄電機能部２２１が充電電流に耐えられる範囲内で、その出力電流が、制御開始の初期電流から僅かな電流分ΔＩ（Ａ）だけ上昇するように制御される（ステップ８０７）。
【０３４４】
内蔵コントローラ２２６は、蓄電機能部２２１の蓄積電力の残量を監視している。蓄電機能部２２１の蓄積電力の残量が基準レベル以上となり、蓄積電力が満充電に近づいているあるいは満充電に達したと判断された場合には、片方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２２４Ｃ２に対する電力変換指令は解除されて、電源系統８１、８２から蓄電機能部２２１への電力供給が停止される。
【０３４５】
以上のように本実施例の蓄電部２２０は、２つの電源系統８１、８２に共通の蓄電手段として構成されている。このため１つのパッケージ化された蓄電部２２０を、コネクタ２５１、２５２を介して電源系統８１、８２に接続するだけで、電源系統８１、８２に不足している電力を供給することができるとともに、電力の余裕がある電源系統８１、８２から電力の供給を受け蓄えることができる。よって、予め各電源系統８１、８２それぞれに別々の蓄電手段を接続しておく必要がなく、１つの蓄電部２２０のパッケージを、コネクタ２５１、２５２を介して電源系統８１、８２に接続するだけで、トンネル内走行や夜間走行などの特殊な任務に迅速に対処することができる。これにより特殊な任務以外のときであっても車両の重量の増加を招いたり、車内の場積が狭まるという問題を回避できる。また、蓄電手段を装着する際に取り扱いが容易で、簡易に装着することができる。
【０３４６】
以上のように本実施例によれば、防災用オフロード車をシリーズハイブリッド電気自動車で構成した場合に、大容量の蓄電手段を容易に取り扱え、簡易に装着できるようになり、夜間走行、トンネル内走行などの特殊な任務に迅速に対処できる。
【０３４７】
なお、実施例では、電源ブリッジ２１０に加え、蓄電部２２０が設けられた構成を想定して説明したが、電源ブリッジ２１０の配設を省略する実施も可能である。
【０３４８】
なお、また、この第１９実施例では、第３実施例のように各車軸１１、１２が連動駆動軸となっている電動車両１００に適用される場合を想定して説明したが、前述の第１実施例、第２実施例あるいは第４実施例ないし第１６実施例で掲げた構成の電動車両１００に適用する実施も当然に可能である。
【０３４９】
（第２０実施例）
第１９実施例では、片方向ＤＣ−ＤＣコンバータを用いて蓄電部２２０を構成するようにしたが、図３０に示すように、電子スイッチ２２５Ａ、２２５Ｂの一方の端子をそれぞれ第１の電源系統８１の電源線６１、第２の電源系統８２の電源線６２に電気的に接続するとともに、電子スイッチ２２５Ａ、２２５Ｂの他方の端子をそれぞれ双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２２４の一方の端子に電気的に接続し、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２２４の他方の端子を蓄電機能部２２１に電気的に接続して、蓄電部２２０を構成してもよい。
【０３５０】
（第２１実施例）
第１９実施例、第２０実施例では、電子スイッチ２２５Ａ、２２５Ｂを用いて蓄電部２２０を構成しているが、電子スイッチ２２５Ａ、２２５Ｂを用いることなく蓄電部２２０を構成する実施も可能である。
【０３５１】
図３１では、電源ブリッジ２１０が備えられていない構成の装置を示している。
【０３５２】
すなわち、第１の電源系統８１の電源線６１、第２の電源系統８２の電源線６２それぞれに、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２２４Ｄ１、２２４Ｄ２の一方の端子が電気的に接続されるとともに、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２２４Ｄ１、２２４Ｄ２の他方の端子がそれぞれ、蓄電機能部２２１に電気的に接続されて、蓄電部２２０が構成されている。
【０３５３】
（第２２実施例）
図３２は、第２２実施例の電動車両１００を示す。
【０３５４】
同図３２に示す電動車両１００は、図２４に示す第１８実施例装置に、補機電源ブリッジ２４０と、補機２３３、２３４が設けられる。
【０３５５】
補機電源ブリッジ２４０は、２つの電源系統８１、８２それぞれに電気的に接続され、電源系統８１、８２の電力を補機２３３、２３４に供給する。
【０３５６】
補機２３３、２３４は、補機電源ブリッジ２４０に電気的に接続されている。補機２３３、２３４は、交流電源負荷である。
【０３５７】
補機電源ブリッジ２４０は、補機インバータ２４１Ａ、２４１Ｂと、電力変換トランス２４２と、内蔵コントローラ２４３とから構成されている。
【０３５８】
補機インバータ２４１Ａは、第１の電源系統８１の電源線６１に電気的に接続されているとともに、電力変換トランス２４２の１次巻線２４２ａに電気的に接続されている。
【０３５９】
補機インバータ２４１Ｂは、第２の電源系統８２の電源線６２に電気的に接続されているとともに、電力変換トランス２４２の２次巻線２４２ｂに電気的に接続されている。補機インバータ２４１Ａ、２４１Ｂは、電圧型のインバータである。
【０３６０】
補機インバータ２４１Ａは、補機電源ブリッジ２４０側のコネクタ２５１、車体側のコネクタ２５２を介して第１の電源系統８１の電源線６１に電気的に接続されている。同様に補機インバータ２４１Ｂは、補機電源ブリッジ２４０側のコネクタ２５１、車体側のコネクタ２５２を介して第２の電源系統８２の電源線６２に電気的に接続されている。
【０３６１】
補機２３３、２３４は、電力変換トランス２４２の３次巻線２４２ｃに電気的に接続されている。
【０３６２】
電力変換トランス２４２は、１次巻線２４２ａ、２次巻線２４２ｂ、３次巻線２４２ｃが備えられ、三相交流の電圧の変換を行う。
【０３６３】
内蔵コントローラ２４３は、補機インバータ２４１Ａ、２４１Ｂの出力電圧および補機２３３、２３４の負荷状態（例えば負荷電流や力率）を監視している。内蔵コントローラ２４３は、制御手段３１０との間で信号の授受を行う。
【０３６４】
制御手段３１０は、内蔵コントローラ２４３から得られた情報に基づいて、エンジン１１０のトルクを制御するとともに発電インバータ４１、４２の出力電圧を制御する。
【０３６５】
内蔵コントローラ２４３は、補機インバータ２４１Ａ、２４１Ｂの出力電圧および補機２３３、２３４の負荷状態に基づいて、補機インバータ２４１Ａ、２４１Ｂの出力電圧を制御する。
【０３６６】
電力変換トランス２４２は、出力周波数をＡＣ６０ＨｚとＡＣ５０Ｈｚのいずれかに切り替えることが可能であり、例えば３相４４０Ｖで瞬時最大の有効電力として１００ｋＷを出力することができるよう、負荷の力率も考慮して大きめの皮相電力を想定して容量を選定する。
【０３６７】
補機電源ブリッジ２４０は、上述の電力変換トランス２４２等が内蔵され、可搬性のある筐体のパッケージとして構成されている。筐体の外側にはコネクタ２５１が設けられている。よって、補機電源ブリッジ２４０のコネクタ２５１を電動車両１００の車体側のコネクタ２５２に接続するという容易な作業だけで、補機電源ブリッジ２４０を電動車両１００の車体に装着することができる。内蔵コントローラ２４３と制御手段３１０の間の信号線にもコネクタがあることはいうまでもない。
【０３６８】
補機２３３は、例えば被災地に仮設した非常用飲料水の給水ポンプであり、ＡＣ４４０Ｖで３相６０ｋＷの電力を消費する。ただし、回生制動は行われない。補機２３４は、例えば非常用仮設昇降機の駆動モータであり、ＡＣ４４０Ｖ、３相４０ｋＷの電力を消費する。補機２３４は、回生制動を行い、２０ｋＷの電力を回生する。よって、給水ポンプを最大出力６０ｋＷで駆動中に、昇降機を最大出力４０ｋＷで上昇させれば、合計で１００ｋＷの電源負荷となる。
【０３６９】
以下では、補機２３３、２３４に電力を供給するときの動作について説明する。
【０３７０】
第１の電源系統８１の電源線６１の直流電力は、補機インバータ２４１Ａにより電力変換トランス２４２の１次巻線２４２ａに３相交流電力として出力される。電力変換トランス２４２は電圧の変換を行い、３次巻線２４２ｃにＡＣ４４０Ｖの３相交流電力を出力し、補機２３３、２３４に電力を供給する。同様に、第２の電源系統８２の電源線６２の直流電力は、補機インバータ２４１Ｂにより電力変換トランス２４２の２次巻線２４２ｂに３相交流電力として出力される。電力変換トランス２４２は電圧の変換を行い、３次巻線２４２ｃにＡＣ４４０Ｖの３相交流電力を出力し、補機２３３、２３４に電力を供給する。
【０３７１】
制御手段３１０は、補機２３３、２３４の負荷が大きい場合には、エンジン１１０のスロットル量を大きくしてエンジントルクを増加させ、補機２３３、２３４の負荷が小さい場合には、エンジン１１０のスロットル量を小さくしてエンジントルクを減少させるようにエンジントルクを制御する。また、制御手段３１０は、エンジントルクの変動によって発電インバータ４１、４２の出力電圧が変動しないように、発電インバータ４１、４２の出力電圧を制御する。このようにして補機２３３、２３４の電力負荷の変動に伴う電力需要の変動に対処することができる。ただし、第１の電源系統８１の電源負荷の電力消費に増減に比べて発電電力供給の応答が遅い場合には、蓄電手段９１に蓄積された電力が第１の電源系統８１の電源線６１に供給されて、第１の電源系統８１の電力供給の応答が早められる。同様に、第２の電源系統８２の電源負荷の電力消費に増減に比べて発電電力供給の応答が遅い場合には、蓄電手段９２に蓄積された電力が第２の電源系統８２の電源線６２に供給されて、第２の電源系統８２の電力供給の応答が早められる。さらに、上述した実施例の蓄電部２２０を追加して、蓄電部２２０から電力を供給することにより、過渡的な電力需要の急増に対して電力供給の応答を早めることができる。
【０３７２】
内蔵コントローラ２４３は、補機インバータ２４１Ａの負荷を、補機インバータ２４１Ｂの負荷よりも大きくして補機２３３、２３４に電力を供給する場合には、補機インバータ２４１Ａの出力電圧を補機インバータ２４１Ｂの出力電圧よりも増加させるとともに補機インバータ２４１Ａの出力電流を、補機インバータ２４１Ａの出力電流と補機インバータ２４１Ｂの出力電流の平均値よりも増加させるように調整する。これにより第１の電源系統８１側から、より大きくの電力を取り出して補機２３３、２３４に電力を供給させることができる。
【０３７３】
同様に、補機インバータ２４１Ｂの負荷を、補機インバータ２４１Ａの負荷よりも大きくして補機２３３、２３４に電力を供給する場合には、補機インバータ２４１Ｂの出力電圧を補機インバータ２４１Ａの出力電圧よりも増加させるとともに補機インバータ２４１Ｂの出力電流を、補機インバータ２４１Ａの出力電流と補機インバータ２４１Ｂの出力電流の平均値よりも増加させるように調整する。これにより第２の電源系統８２側から、より大きくの電力を取り出して補機２３３、２３４に電力を供給させることができる。
【０３７４】
同様にして、補機インバータ２４１Ａの負荷と補機インバータ２４１Ｂの負荷を同程度に調整することができる。これにより、第１の電源系統８１と第２の電源系統８２の負荷バランスを調整しつつ、電源系統８１、８２の電力を補機２３３、２３４に供給することができる。ただし、この制御によって、第１の電源系統８１と第２の電源系統８２の負荷バランスがとれない場合には、電源ブリッジ２１０を作動させ、電源ブリッジ２１０を介して第１の電源系統８１と第２の電源系統８２の間で電力を供給することにより負荷バランスをとることができる。
【０３７５】
さて、本実施例では、給水ポンプを最大出力６０ｋＷで駆動中に、昇降機を制動で降下させると、２０ｋＷの電力を回生することができる。しかし、負荷２３３、２３４全体としては４０ｋＷの電源負荷となる。したがって、本実施例では、電源系統８１、８２から補機電源ブリッジ２４０を介して補機２３３、２３４に電力が供給されるのみで、補機２３３、２３４から補機電源ブリッジ２４０を介して電源系統８１、８２に電力が回生される現象は発生しない。
【０３７６】
ただし、電源系統８１、８２に電力が回生される補機２３３、２３４を選択する実施も当然可能である。補機２３３、２３４から補機電源ブリッジ２４０を介して電源系統８１、８２に電力が回生される場合には、発電インバータ４１、４２をモータ作用させてエンジン１１０を逆駆動することで、エンジンブレーキの効果で回生エネルギーを熱エネルギーとして消費させることができる。また電源系統８１、８２に電力が回生される場合には、回生した電力で上述の実施例で説明した蓄電部２２０を充電することができる。これにより電源負荷から回生されたエネルギーが吸収され電源系統８１、８２を安定化させることができる。
【０３７７】
このように本実施例では、補機２３３、２３４は、補機電源ブリッジ２４０を介して、２つの電源系統８１、８２から電力が供給されるように構成されている。このため、１つのパッケージ化された補機電源ブリッジ２４０を、コネクタ２５１、２５２を介して電源系統８１、８２に接続し、補機電源ブリッジ２４０に補機２３３、２３４を接続するだけで、２つの電源系統８１、８２のいずれか一方若しくは両方から補機２３３、２３４に電力が供給される。よって、搭載される補機に合わせてエンジンの最大出力や発電機の定格出力などを変更したり、予め各電源系統８１、８２毎に補機を接続しておく必要がなく、１つの補機電源ブリッジ２４０のパッケージを、コネクタ２５１、２５２を介して電源系統８１、８２に接続し、補機電源ブリッジ２４０に補機２３３、２３４を接続するだけで、大容量の補機の電力需要に対処することができる。これにより予め車両に補機を搭載することによって生じる問題、つまり補機不使用時であっても車両の重量が増加したり車内の場積が狭まるという問題を回避できる。また、補機を装着する際に取り扱いが容易で、簡易に装着することができる。また、２つの電源系統８１、８２のいずれか一方若しくは両方から補機２３３、２３４に電力が供給されるため、電源系統８１、８２の一方が極端に過負荷になるという問題を回避でき、車両の走行性能を確保することができる。
【０３７８】
以上のように本第実施例によれば、防災用オフロード車をシリーズハイブリッド電気自動車で構成した場合に、エンジン、発電機などの基本的な仕様を変更することなく、しかも走行性能を損なうことなく、補機を作動させることができる。さらに、補機の追加搭載時に取り扱いが容易で、簡易に装着でき、災害救援などの特殊な用途に迅速に対処することができる。
【０３７９】
さて、上述の実施例では、補機２３３、２３４として災害救援用の給水ポンプなどを想定し、比較的長い期間電力需要が増加し長期間電力を供給しなければならない場合を想定した。しかし、補機の種類によっては、車両走行中に瞬間的に電力需要が大きくなったり、給水ポンプほど長期間にならないまでも、車両走行中にやや長めの期間の間電力需要が増大することがある。この場合の対処方法について説明する。
【０３８０】
１）瞬間的な電力需要の増加に対して
たとえばディジタル通信機やレーダのように０．１秒以下の瞬時の間大電力を消費する補機の場合には、０．１秒以下の瞬時の電力需要に対して高速に応答することができる大型の電源用平滑コンデンサで対処できる。なお、かかる高速応答は、通常の電池や蓄電用キャパシタでは得ることができない。大型の電源用平滑コンデンサは、通常、電源安定化のために電源系統８１、８２に設けられている。このため、電源系統８１、８２に既に設けられている既存のものを利用することができ、新たに機器を設置する必要がない。ただし、大型の電源用平滑コンデンサに蓄えられた電気エネルギーを放電して０．１秒以下の瞬時の間に補機に電力を供給する場合、第１の電源系統８１と第２の電源系統８２の負荷電流のアンバランスが問題になる。これについては、電源ブリッジ２１０を作動させて両電源系統８１、８２の負荷のバランスを調整することで対処できる。なお、瞬間的な電力需要増加の継続時間０．１秒の間に、電源ブリッジ２１０を複数回の制御サイクルで動作させるために、電源ブリッジ２１０の制御周期は、継続時間０．１秒に比べて十分短い時間、例えば０．０１秒以下にすることが望ましい。
【０３８１】
２）やや長めの電力需要の増加に対して
たとえばトレーラの車輪を電動モータで駆動する場合には、数秒間から数十分にわたって補機の電力需要が増加する。この場合には、電源ブリッジ２１０を作動させて両電源系統８１、８２の負荷のバランスを調整するとともに、両電源系統８１、８２に蓄電部２２０を接続して蓄電部２２０に蓄積された電力によって補機の電力需要に対処することが考えられる。
【０３８２】
なお、実施例では、電源ブリッジ２１０に加え、補機電源ブリッジ２４０および補機２３３、２３４が設けられた構成を想定して説明したが、電源ブリッジ２１０の配設を省略する実施も可能である。
【０３８３】
なお、また、この第２２実施例では、第３実施例のように各車軸１１、１２が連動駆動軸となっている電動車両１００に適用される場合を想定して説明したが、前述の第１実施例、第２実施例あるいは第４実施例ないし第１６実施例で掲げた構成の電動車両１００に適用する実施も当然に可能である。
【０３８４】
（第２３実施例）
さて、上述の第２２実施例では、補機２２３、２２４が交流電源負荷である場合を想定して補機電源ブリッジ２４０を構成しているが、補機２２３、２２４が直流電源負荷である場合にも同様に、補機電源ブリッジ２４０を構成することができる。
【０３８５】
図３３は、補機２２３、２２４が直流電源負荷である場合の補機電源ブリッジ２４０の構成例を示している。
【０３８６】
すなわち、第１の電源系統８１の電源線６１、第２の電源系統８２の電源線６２それぞれに、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２４４Ｄ１、２４４Ｄ２の一方の端子が電気的に接続されるとともに、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２４４Ｄ１、２４４Ｄ２の他方の端子がそれぞれ、補機２３３、２３４に電気的に接続されて、補機電源ブリッジ２４０が構成されている。第１の電源系統８１の電源線６１、第２の電源系統８２の電源線６２の直流電力はそれぞれ、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２４４Ｄ１、２４４Ｄ２を介して補機２３３、２３４に供給される。補機２３３、２３４が回生制動を行う機器であるならば、補機２３３、２３４の制動により発生した電力が双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２４４Ｄ１、２４４Ｄ２それぞれを介して第１の電源系統８１の電源線６１、第２の電源系統８２の電源線６２に直流電力として供給される。
【０３８７】
双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２４４Ｄ１、２４４Ｄ２それぞれの出力電流を調整することにより、第１の電源系統８１と第２の電源系統８２の負荷のバランスを調整することができる。
【０３８８】
補機２３３、２３４が回生制動を行わない電力消費専用の機器であるならば、２つの双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ２４４Ｄ１、２４４Ｄ２に代えて、補機２３３、２４４側に向けてのみ電力を供給できる２つの片方向ＤＣ−ＤＣコンバータを使用することができる。この場合も、２つの片方向ＤＣ−ＤＣコンバータそれぞれの出力電流を調整することにより、第１の電源系統８１と第２の電源系統８２の負荷のバランスを調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【０３８９】
【図１】図１はシリーズハイブリッド電気自動車の構成例を概略的に示した図である。
【図２】図２は、第２実施例の電動車両の構成図である。
【図３】図３は、第３実施例の電動車両の構成図である。
【図４】図４は、第４実施例の電動車両の構成図である。
【図５】図５は、第５実施例の電動車両の構成図である。
【図６】図６は、第６実施例の電動車両の構成図である。
【図７】図７は、第８実施例の電動車両の構成図である。
【図８】図８は、第９実施例の電動車両の構成図である。
【図９】図９は、第１０実施例の電動車両の構成図である。
【図１０】図１０は、第１１実施例の電動車両の構成図である。
【図１１】図１１（ａ）は、第１２実施例の電動車両の構成図で、図１１（ｂ）は、第１３実施例の電動車両の構成図である。
【図１２】図１２（ａ）は、第１４実施例の電動車両の構成図で、図１２（ｂ）は、第１５実施例の電動車両の構成図である。
【図１３】図１３は、第１実施例の電動車両の構成図である。
【図１４】図１４は、２つの電動モータの各出力を合成して取り出すための装置構成例を示した図である。
【図１５】図１５（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、実施例の動力伝達機構の配置関係を例示した図で、図１５（ａ）は、比較例の伝達機構の配置関係を例示した図である。
【図１６】図１６は、マスター発電機の発電インバータの制御の手順を示したフローチャートである。
【図１７】図１７は、スレーブ発電機の発電インバータの制御の手順を示したフローチャートである。
【図１８】図１８は、マスター発電機の発電インバータの制御と、スレーブ発電機の発電インバータの制御とを併せた制御手順を示したフローチャートである。
【図１９】図１９は、図１３に示した構成の変形例を示した図である。
【図２０】図２０は、等馬力となる特性のカーブを示した図である。
【図２１】図２１は、駆動インバータの制御装置の構成例を示した図である。
【図２２】図２２は、第１６実施例の電動車両の構成図である。
【図２３】図２３は、第１７実施例の電動車両の構成図である。
【図２４】図２４は、第１８実施例の電動車両の構成図である。
【図２５】図２５は、第１８実施例の制御手段で行なわれる制御処理手順のフローチャートである。
【図２６】図２６は、第１９実施例の電動車両の構成図である。
【図２７】図２７は、第１９実施例の制御手段および蓄電部の内蔵コントローラで行なわれる制御処理手順のフローチャートである。
【図２８】図２８は、第１９実施例の制御手段および蓄電部の内蔵コントローラで行なわれる制御処理手順のフローチャートである。
【図２９】図２９は、第１９実施例の制御手段および蓄電部の内蔵コントローラで行なわれる制御処理手順のフローチャートである。
【図３０】図３０は、第２０実施例の蓄電部の構成図である。
【図３１】図３１は、第２１実施例の蓄電部の構成図である。
【図３２】図３２は、第２２実施例の電動車両の構成図である。
【図３３】図３３は、第２３実施例の補機電源ブリッジの構成図である。
【符号の説明】
【０３９０】
１、２、３、４、５、６、７、８  駆動輪、１００  電動車両、１０２  ディファレンシャルギヤ、  １１０  エンジン、  ７０、７１、７２、７３、７５、７６、７７  電動モータ、８０、８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ、８０Ｄ、８１〜８６  電源系統、１３２  制御装置
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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