明 細 書
技術分野
[0001]
本発明は、外部電力線との接触を介しての充電又は給電に用いる通電アームを備える電動車両に関する。
背景技術
[0002]
特開２０１３－２３３０３７号公報（以下「ＪＰ ２０１３－２３３０３７ Ａ」という。）では、電動車両１０の走行中に、充電アーム１８を車幅方向に延出し、正極架線２４ｐ及び負極架線２４ｎからなる架線２４に接触させて給電装置２６から充電を行う（要約）。架線２４には、図示しない外部電源装置から直流又は交流の高電圧が印加される（［００２３］）。充電アーム１８と架線２４との接触は、スライドレール３７上でアクチュエータ３８を移動させて充電アーム１８を延出させることにより行われる（［００３４］、［００３５］、［００４５］）。
発明の概要
[0003]
上記のように、ＪＰ ２０１３－２３３０３７ Ａでは、スライドレール３７上でアクチュエータ３８を移動させて充電アーム１８を延出させることにより、充電アーム１８と架線２４とを接触させる（［００３４］、［００３５］、［００４５］）。すなわち、充電アーム１８と架線２４との位置合わせは、運転者がステアリングを操作して電動車両１０の姿勢を調整することにより行う。
[0004]
電動車両１０の走行中に充電アーム１８（通電アーム）を架線２４（外部電力線）に接触させる場合、走行に起因する車体の姿勢の変化（移動を含む。）に伴って接触状態が不安定となるおそれがある。接触状態が不安定となると、接触と非接触が交互に生じることで充電アーム１８と架線２４の間にアークが発生する等の不具合が生じる可能性がある。
[0005]
本発明は、上記のような課題を考慮してなされたものであり、走行中において通電アームと外部電力線との接触状態を安定させることが可能な電動車両を提供することを目的とする。
[0006]
本発明に係る電動車両は、電源と、車体に対して回転可能に連結された固定端と、前記固定端での回転に伴って車幅方向への変位が可能な自由端と、前記固定端と前記自由端との間に配置された導電部材とを有し、前記導電部材のうち前記固定端側が前記電源と電気的に接続された通電アームと、前記通電アームの回転角度を検出する角度検出器と、外部電力線に対する前記自由端の接触を検出する接触検出器と、前記車体の姿勢を制御する姿勢制御装置とを備えるものであって、前記電動車両の走行中に前記接触検出器が前記自由端の接触を検出しているとき、前記姿勢制御装置は、前記通電アームの回転角度が目標回転角度又は目標回転角度範囲に近づくように前記車体の姿勢を制御することを特徴とする。
[0007]
本発明によれば、通電アームの自由端が外部電力線に接触しているとき、通電アームの回転角度が目標回転角度又は目標回転角度範囲に近づくように車体の姿勢を制御する。これにより、外部電力線に対する通電アームの接触を安定させることが可能となる。
[0008]
すなわち、電動車両の走行中に通電アームの自由端を外部電力線に接触させる場合、走行に起因する車体の姿勢の変化（移動を含む。）に伴って接触状態が不安定となるおそれがある。接触状態が不安定となると、接触と非接触が交互に生じることで自由端と外部電力線の間にアークが発生する等の不具合が生じる可能性がある。本発明によれば、このような不具合を防止することが可能となる。
[0009]
前記電動車両は、電動パワーステアリング機構を備え、前記電動パワーステアリング機構は、ステアリングと、前記ステアリングに反力を付与するステアリング反力付与装置と、前記ステアリング反力付与装置を制御するステアリング反力制御装置とを備え、前記ステアリング反力制御装置は、前記回転角度が前記目標回転角度と一致していると判定した場合又は前記回転角度が前記目標回転角度範囲内に入っていると判定した場合、前記ステアリングの舵角の変化を抑制するように前記ステアリング反力を前記ステアリング反力付与装置に発生させ、前記回転角度が前記目標回転角度と一致していないと判定した場合又は前記回転角度が前記目標回転角度範囲内に入っていないと判定した場合、前記回転角度が前記目標回転角度又は前記目標回転角度範囲に近づくように前記ステアリング反力を前記ステアリング反力付与装置に発生させてもよい。
[0010]
これにより、通電アームの自由端と外部電力線との接触状態を保つように運転者のステアリング操作を誘導することが可能となる。
[0011]
前記電動車両は、操舵輪のトー角を制御するトー角制御アクチュエータと、前記トー角制御アクチュエータを制御するトー角制御装置とを備え、前記トー角制御装置は、前記回転角度が前記目標回転角度と一致していると判定した場合又は前記回転角度が前記目標回転角度範囲内に入っていると判定した場合、前記トー角の変化を抑制するように前記トー角制御アクチュエータを制御し、前記回転角度が前記目標回転角度と一致していないと判定した場合又は前記回転角度が前記目標回転角度範囲内に入っていないと判定した場合、前記回転角度を前記目標回転角度又は前記目標回転角度範囲に近付けるように前記トー角制御アクチュエータを制御してもよい。
[0012]
これにより、通電アームの自由端と外部電力線との接触状態を保つように操舵輪のトー角を自動で調整することが可能となる。
[0013]
前記電動車両は、左右駆動輪の駆動力配分を調整する駆動力配分調整機構を備え、前記駆動力配分調整機構は、前記回転角度が前記目標回転角度と一致していると判定した場合又は前記回転角度が前記目標回転角度範囲内に入っていると判定した場合、前記駆動力配分を維持し、前記回転角度が前記目標回転角度と一致していないと判定した場合又は前記回転角度が前記目標回転角度範囲内に入っていないと判定した場合、前記回転角度を前記目標回転角度又は前記目標回転角度範囲に近付けるように前記駆動力配分を変化させてもよい。
[0014]
これにより、通電アームの自由端と外部電力線との接触状態を保つように左右駆動輪の駆動力配分を自動で調整することが可能となる。
[0015]
前記電動車両は、左右輪の制動力配分を調整する制動力配分調整機構を備え、前記制動力配分調整機構は、前記回転角度が前記目標回転角度と一致していると判定した場合又は前記回転角度が前記目標回転角度範囲内に入っていると判定した場合、前記制動力配分を維持し、前記回転角度が前記目標回転角度と一致していないと判定した場合又は前記回転角度が前記目標回転角度範囲内に入っていないと判定した場合、前記回転角度を前記目標回転角度又は前記目標回転角度範囲に近付けるように前記制動力配分を変化させてもよい。
[0016]
これにより、通電アームの自由端と外部電力線との接触状態を保つように左右輪の制動力配分を自動で調整することが可能となる。
[0017]
本発明に係る電動車両は、電源と、走行路に沿って線状（すなわち、直線状又は曲線状）に配置される外部電力線に接触する受電部を一端に有し、他端が前記電源に電気的に接続される通電アームと、走行中に前記通電アームを車体の外方に向かって変位させるアーム変位機構と、前記外部電力線と前記受電部が接触しながら前記電動車両が走行している際、前記外部電力線と前記受電部との間で所定の接触状態を維持するように又は前記所定の接触状態に誘導するように前記電動車両の姿勢を維持又は変化させる姿勢制御装置とを有することを特徴とする。
[0018]
本発明によれば、外部電力線と充電アームの受電部が接触しながら電動車両が走行している際、外部電力線と受電部との間で所定の接触状態を維持するように又は前記所定の接触状態に誘導するように電動車両の姿勢を維持又は変化させる。これにより、電動車両の走行中において外部電力線に対する電動車両の相対位置を制御し易くすることができる。
[0019]
また、例えば、所定の接触状態を維持するように電動車両の姿勢を維持又は変化させる場合、外部から電源への充電中に又は電源から外部への給電中に外部電力線と受電部の接触圧力を維持し易くなる。従って、外部電力線と受電部の間にアークを発生し難くして、電源への充電又は電源からの給電を安定的に行うことが可能となる。
図面の簡単な説明
[0020]
[図1] 本発明の第１実施形態に係る電動車両を備える充電システムの概略構成図である。
[図2] 第１実施形態における前記充電システムの一部を強調して示す平面図である。
[図3] 第１実施形態における前記充電システムの一部を強調して示す正面図である。
[図4] 第１実施形態における外部給電装置の一部を概略的に示す外観図である。
[図5] 第１実施形態における通電アーム制御のフローチャートである。
[図6] 第１実施形態における車体姿勢制御のフローチャートである。
[図7] 第１実施形態における目標ステアリング反力の算出に関する説明図である。
[図8] 本発明の第２実施形態に係る電動車両を備える充電システムの概略構成図である。
[図9] 第２実施形態における車体姿勢制御のフローチャートである。
[図10] 第２実施形態におけるトー角の補正に関する説明図である。
[図11] 本発明の第３実施形態に係る電動車両を備える充電システムの概略構成図である。
[図12] 第３実施形態における車体姿勢制御のフローチャートである。
[図13] 第３実施形態における駆動力配分比の補正に関する説明図である。
[図14] 本発明の第４実施形態に係る電動車両を備える充電システムの概略構成図である。
[図15] 第４実施形態における車体姿勢制御のフローチャートである。
[図16] 第４実施形態における制動力配分比の補正に関する説明図である。
発明を実施するための形態
[0021]
Ｉ．第１実施形態
１Ａ．構成
［１Ａ－１．全体構成］
図１は、本発明の第１実施形態に係る電動車両１２を備える充電システム１０の概略構成図である。図２は、充電システム１０の一部を強調して示す平面図である。図３は、充電システム１０の一部を強調して示す正面図である。図１～図３に示すように、充電システム１０は、電動車両１２（以下「車両１２」ともいう。）に加え、外部給電装置１４（以下「給電装置１４」ともいう。）を含む。図２及び図３における方向（「前」、「後」、「左」、「右」、「上」及び「下」）は、いずれも車両１２を基準とした方向である（図４も同様である。）。
[0022]
第１実施形態では、給電装置１４から車両１２に対して電力を供給し、車両１２の走行用バッテリ２４（図１）の充電等が行われる。反対に、車両１２から外部装置（給電装置１４等）に電力を供給してもよい。
[0023]
［１Ａ－２．電動車両１２］
（１Ａ－２－１．車両１２の全体構成）
図１～図３に示すように、車両１２は、走行モータ２０（以下「モータ２０」ともいう。）と、インバータ２２と、走行用バッテリ２４（以下「バッテリ２４」ともいう。）と、ＳＯＣセンサ２６と、通電アーム２８と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０と、コンデンサ３２と、電圧センサ３４と、電流センサ３６と、アーム展開機構３８（以下「展開機構３８」ともいう。）と、アーム展開スイッチ４０と、車速センサ４２と、ヨーレートセンサ４４と、電動パワーステアリング機構４６（以下「ＥＰＳ機構４６」という。）と、通電電子制御装置４８（以下「通電ＥＣＵ４８」又は「ＥＣＵ４８」という。）とを有する。
[0024]
（１Ａ－２－２．走行モータ２０）
モータ２０は、３相交流ブラシレス式であり、インバータ２２を介してバッテリ２４から供給される電力に基づいて車両１２の駆動力Ｆ［Ｎ］（又はトルク［Ｎ・ｍ］）を生成する。また、モータ２０は、回生を行うことで生成した電力（回生電力Ｐｒｅｇ）［Ｗ］をバッテリ２４に出力することでバッテリ２４の充電を行う。回生電力Ｐｒｅｇは、図示しない降圧型コンバータ、低電圧バッテリ及び補機に出力してもよい。
[0025]
（１Ａ－２－３．インバータ２２）
インバータ２２は、３相フルブリッジ型の構成とされて、バッテリ２４からの直流を３相の交流に変換してモータ２０に供給する一方、回生動作に伴う交流／直流変換後の直流をバッテリ２４等に供給する。
[0026]
（１Ａ－２－４．バッテリ２４及びＳＯＣセンサ２６）
バッテリ２４は、複数のバッテリセルを含む蓄電装置（エネルギストレージ）であり、例えば、リチウムイオン２次電池、ニッケル水素電池等を利用することができる。或いは、バッテリ２４の代わりに又はバッテリ２４に加えて、キャパシタ等の蓄電装置を用いることも可能である。なお、インバータ２２とバッテリ２４との間に図示しないＤＣ／ＤＣコンバータを設け、バッテリ２４の出力電圧又はモータ２０の出力電圧を昇圧又は降圧してもよい。
[0027]
ＳＯＣセンサ２６は、バッテリ２４の残容量（ＳＯＣ：State of Charge）を検出してＥＣＵ４８に出力する。
[0028]
（１Ａ－２－５．通電アーム２８）
通電アーム２８（以下「アーム２８」ともいう。）は、給電装置１４からの電力によりバッテリ２４を充電する際に給電装置１４と接触する部位である。図２に示すように、アーム２８は、前輪Ｗｆ及び後輪Ｗｒの間において、その一端（固定端）が回転軸５０を中心として回動可能に車体５２に連結されている。このため、アーム２８は、給電装置１４との接触時に車両１２の車幅方向又は側方（本実施形態では右側）に向かって展開（変位）可能である。
[0029]
通電アーム２８の先端には、受電部６２（通電部）及び接触センサ６３を有する通電ヘッド６０が設けられる。受電部６２は、正極端子６４ｐ及び負極端子６４ｎを含む。正極端子６４ｐ及び負極端子６４ｎは、それぞれ図示しない導電部材を介して固定端側と電気的に接続される。受電部６２が給電装置１４の外部電力線１７０と接触することにより車両１２と給電装置１４が電気的に接続される。
[0030]
接触センサ６３は、通電ヘッド６０と外部給電装置１４（後述する外部電力線１７０）との接触を検出するものであり、例えば、通電ヘッド６０の一部に配置された圧力センサからなる。或いは、接触センサ６３は、受電部６２とコンバータ３０との間に配置された電圧センサとして構成してもよい。
[0031]
通電アーム２８の主な構成については、例えば、ＪＰ ２０１３－２３３０３７ Ａに記載のものを用いることができる。
[0032]
（１Ａ－２－６．ＤＣ／ＤＣコンバータ３０）
ＤＣ／ＤＣコンバータ３０（以下「コンバータ３０」又は「車両側コンバータ３０」ともいう。）は、給電装置１４の出力電圧（以下「出力電圧Ｖｓ」又は「給電電圧Ｖｓ」という。）を変圧してインバータ２２及びバッテリ２４に出力する。本実施形態では、コンバータ３０は、給電電圧Ｖｓを降圧して車両１２側に出力する。しかしながら、コンバータ３０は、給電電圧Ｖｓの昇圧のみを行うもの又は昇圧及び降圧を行うものであってもよい。
[0033]
（１Ａ－２－７．コンデンサ３２）
コンデンサ３２は、アーム２８の受電部６２とコンバータ３０との間に配置される。コンデンサ３２は、例えば、給電装置１４からの電力を一時的に蓄えて電圧変動を抑制する。
[0034]
（１Ａ－２－８．電圧センサ３４及び電流センサ３６）
電圧センサ３４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０と分岐点７０ｐ、７０ｎとの間に配置され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の２次側（出力側）の電圧（以下「コンバータ出力電圧Ｖｃ２」、「コンバータ２次電圧Ｖｃ２」又は「２次電圧Ｖｃ２」という。）を検出する。
[0035]
電流センサ３６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０と分岐点７０ｐとの間に配置され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の２次側の電流（以下「コンバータ出力電流Ｉｃ２」、「コンバータ２次電流Ｉｃ２」又は「２次電流Ｉｃ２」という。）を検出する。
[0036]
（１Ａ－２－９．アーム展開機構３８及びアーム展開スイッチ４０）
アーム展開機構３８（アーム変位機構）は、アーム２８を展開させるものであり、図２に示すように、スライダユニット８０と、ダンパユニット８２と、アーム角度センサ８４（以下「角度センサ８４」又は「センサ８４」ともいう。）とを有する。スライダユニット８０は、スライダ９０及びスライダ支持部９２を含む。スライダ９０は、ＥＣＵ４８からの指令に基づき、スライダ支持部９２に対して摺動可能である。スライダ９０は、例えば、電磁式又は空気圧式のリニアアクチュエータである。
[0037]
ダンパユニット８２は、その一端（第１端）がスライダ９０に回動自在に連結され、他端（第２端）がアーム２８に回動自在に連結されている。アーム２８を展開する際には、スライダ９０を車両１２の前側に変位させてダンパユニット８２の第１端を前方に変位させる。アーム２８を収納する際には、スライダ９０を車両１２の後ろ側に変位させてダンパユニット８２の第１端を後方に変位させる。
[0038]
角度センサ８４は、アーム２８の回転角度（以下「回転角度θａｒｍ」、「アーム角度θａｒｍ」又は「検出角度θａｒｍ」という。）［度］を検出するものであり、例えば、ポテンショメータにより構成される。ここでの回転角度θａｒｍは、例えば、アーム２８の初期位置（図２において２点鎖線で示す位置）を基準とする角度とすることができる。或いは、回転角度θａｒｍは、車両１２の前後方向において回転軸５０を通過する仮想直線（図示せず）に対する角度としてもよい。
[0039]
アーム展開スイッチ４０（以下「展開スイッチ４０」、「スイッチ４０」ともいう。）は、ユーザの操作によりアーム２８の展開を指令するものである。スイッチ４０は、例えば、ステアリング１００（特にステアリングホイール）（図１）の一部に形成される。スイッチ４０がオンのとき、展開機構３８を介してアーム２８を展開させ、スイッチ４０がオフのとき、展開機構３８を介してアーム２８を収納させる。
[0040]
（１Ａ－２－１０．車速センサ４２及びヨーレートセンサ４４）
車速センサ４２は、車両１２の車速Ｖ［ｋｍ／ｈ］を検出する。ヨーレートセンサ４４は、車両１２のヨーレートＹｒ［度／ｓｅｃ］を検出する。
[0041]
（１Ａ－２－１１．ＥＰＳ機構４６）
ＥＰＳ機構４６は、ステアリング１００（ここでは、ステアリングコラムを含む。）に加え、ＥＰＳモータ１０２と、ステアリング舵角センサ１０４（以下「舵角センサ１０４」又は「センサ１０４」ともいう。）と、ＥＰＳ電子制御装置１０６（以下「ＥＰＳ ＥＣＵ１０６」という。）とを有する。
[0042]
ＥＰＳモータ１０２は、ＥＰＳ ＥＣＵ１０６からの指令に基づいて、ステアリング１００に対して反力Ｆｓｔｒ（以下「操舵反力Ｆｓｔｒ」ともいう。）を付与する。ステアリング舵角センサ１０４は、ステアリング１００の舵角θｓｔｒ（以下「ステアリング舵角θｓｔｒ」ともいう。）を検出する。
[0043]
ＥＰＳ ＥＣＵ１０６は、ＥＰＳモータ１０２が生成する操舵反力Ｆｓｔｒを、ステアリング舵角θｓｔｒ、車速Ｖ及びヨーレートＹｒ等に基づいて制御する。ＥＰＳ ＥＣＵ１０６は、図示しない入出力部、演算部及び記憶部を有する。
[0044]
（１Ａ－２－１２．ＥＣＵ４８）
ＥＣＵ４８は、車両側通信線１１０（図１）を介して車両１２の各部からの入力を受け付け又は各部を制御するものであり、入出力部１２０、演算部１２２及び記憶部１２４を含む。本実施形態において、ＥＣＵ４８の演算部１２２は、アーム制御部１３０と、姿勢制御部１３２と、通電制御部１３４とを有する。アーム制御部１３０は、アーム展開機構３８を介して通電アーム２８を制御する。姿勢制御部１３２は、ＥＰＳ機構４６を介して車両１２（車体５２）の姿勢を制御する。通電制御部１３４は、バッテリ２４への充電又はバッテリ２４からの給電を制御する。
[0045]
［１Ａ－３．外部給電装置１４］
図４は、外部給電装置１４の一部を概略的に示す外観図である。図１～図４に示すように、給電装置１４は、直流電源１５０、接触給電部１５２、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５４（以下「コンバータ１５４」又は「外部コンバータ１５４」ともいう。）、ダイオード１５６、電圧センサ１５８、入力装置１６０及び制御装置１６２を有する。以下では、直流電源１５０、コンバータ１５４、ダイオード１５６、電圧センサ１５８、入力装置１６０及び制御装置１６２を電圧印加部１６４ともいう。電圧印加部１６４は、接触給電部１５２に対して電圧を印加する部位である。
[0046]
（１Ａ－３－１．直流電源１５０）
直流電源１５０（以下「電源１５０」ともいう。）は、車両１２に対して電力を供給する。本実施形態の電源１５０は、例えば、複数のバッテリが直列に接続されて構成される。或いは、電源１５０は、単一のバッテリとして構成されてもよい。或いは、電源１５０は、交流の商用電源とＡＣ／ＤＣコンバータとの組合せ（図示せず）により構成することも可能である。
[0047]
（１Ａ－３－２．接触給電部１５２）
（１Ａ－３－２－１．接触給電部１５２の全体）
接触給電部１５２（以下「給電部１５２」ともいう。）は、車両１２のアーム２８と接触して電源１５０からの電力を車両１２側に供給する部位である。図１～図４に示すように、本実施形態の接触給電部１５２は、外部電力線１７０と、電力線保持部１７２と、複数の支柱１７４とを含む。
[0048]
（１Ａ－３－２－２．外部電力線１７０）
外部電力線１７０（以下「電力線１７０」ともいう。）は、正極端子１８０ｐ及び負極端子１８０ｎを備える。図３及び図４に示すように、一対の正極端子１８０ｐ及び負極端子１８０ｎは、電力線保持部１７２に形成された溝部１８２内に形成される。このため、外部電力線１７０は、走行路１９０（図２等）の上方に配置された架線として構成される。また、図２に示すように、正極端子１８０ｐ及び負極端子１８０ｎは、車両１２の走行路１９０に沿って配置されている。特に本実施形態の正極端子１８０ｐ及び負極端子１８０ｎは、直線状に配置される。車両１２の進行方向における正極端子１８０ｐ及び負極端子１８０ｎの長さは、例えば、１～１００ｍの範囲におけるいずれかの値とすることができる。
[0049]
（１Ａ－３－２－３．電力線保持部１７２及び支柱１７４）
上記のように、電力線保持部１７２は、その溝部１８２において外部電力線１７０を保持する。支柱１７４は、走行路１９０の側方において垂直に設けられ、外部電力線１７０及び電力線保持部１７２を支持する。
[0050]
（１Ａ－３－３．外部コンバータ１５４）
コンバータ１５４は、電源１５０からの入力電圧（電源電圧Ｖｃｃ）を変圧して外部電力線１７０に出力する。コンバータ１５４は、例えば、昇降圧式コンバータである。或いは、電源電圧Ｖｃｃに依存して、コンバータ１５４は、昇圧式又は降圧式のコンバータとすることも可能である。
[0051]
コンバータ１５４の変圧率は、制御装置１６２が制御する。すなわち、コンバータ１５４に対する駆動信号Ｓｄ２のデューティ比を調整することにより、電源電圧Ｖｃｃを変圧して給電電圧Ｖｓを制御する。本実施形態の電源電圧Ｖｃｃは、比較的高圧であり、コンバータ１５４は、電源電圧Ｖｃｃを降圧して給電電圧Ｖｓとする。或いは、コンバータ１５４は、電源電圧Ｖｃｃの昇圧のみを行うもの又は昇圧及び降圧を行うものであってもよい。給電電圧Ｖｓが目標値に到達した後、制御装置１６２は、給電電圧Ｖｓを一定に保つ。
[0052]
（１Ａ－３－４．ダイオード１５６）
ダイオード１５６は、コンバータ１５４と正極端子１８０ｐの間に配置され、車両１２側から給電装置１４側に電流が流れることを防止する。
[0053]
（１Ａ－３－５．電圧センサ１５８）
電圧センサ１５８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５４の２次側（出力側）に配置され、コンバータ１５４の出力電圧Ｖｓを検出して、制御装置１６２に出力する。
[0054]
（１Ａ－３－６．入力装置１６０）
入力装置１６０は、給電装置１４の管理者の指令を制御装置１６２に入力するためのものである。入力装置１６０は、例えば、複数の操作ボタン、キーボード等の入力手段により構成することができる。
[0055]
（１Ａ－３－７．制御装置１６２）
制御装置１６２は、給電装置１４全体を制御するものであり、本実施形態では、主として外部コンバータ１５４を制御する。
[0056]
１Ｂ．各種制御
［１Ｂ－１．概要］
次に、給電装置１４から車両１２に対して電力を供給し、車両１２のバッテリ２４を充電する際の各種制御について説明する。ここでの制御には、通電アーム制御と、車体姿勢制御と、充電制御とが含まれる。
[0057]
通電アーム制御は、バッテリ２４の充電前、充電中及び充電後における通電アーム２８の制御であり、通電ＥＣＵ４８のアーム制御部１３０により実行される。車体姿勢制御は、通電アーム２８の展開に伴う車体５２（車両１２）の姿勢の制御であり、ＥＣＵ４８の姿勢制御部１３２により実行される。第１実施形態の車体姿勢制御は、主としてＥＰＳ機構４６を制御対象とする。充電制御は、車両１２のバッテリ２４を充電するための制御である。充電制御には、給電装置１４の制御装置１６２が実行する給電制御と、車両１２のＥＣＵ４８の通電制御部１３４が実行する受電制御とが含まれる。
[0058]
第１実施形態では、通電アーム制御と車体姿勢制御を組み合わせることで、充電制御中における給電装置１４の接触給電部１５２と車両１２の受電部６２の接触状態を良好に保つことが可能となる。
[0059]
［１Ｂ－２．通電アーム制御］
図５は、第１実施形態における通電アーム制御のフローチャートである。図５のステップＳ１において、ＥＣＵ４８は、通電アーム２８の展開開始条件が成立したか否かを判定する。当該展開開始条件としては、例えば、展開スイッチ４０がオンされたことを挙げることができる。
[0060]
これに加えて又はこれの代わりに、車両１２の進行方向における車両１２と接触給電部１５２との距離（走行方向距離）が所定の閾値（距離閾値）以下となったことを展開開始条件としてもよい。走行方向距離を判定するためには、例えば、図示しない現在位置検出装置（例えば、ナビゲーション装置）と、給電装置１４（給電部１５２）の位置情報を記憶した地図データベースとを車両１２に設けておく。そして、車両１２の現在位置と給電部１５２の位置との距離として走行方向距離を算出することができる。
[0061]
或いは、車両１２及び給電装置１４それぞれに近距離通信用の通信装置を設けておき、両通信装置間に通信が確立されたときに展開開始条件が成立したと判定することも可能である。
[0062]
展開開始条件が不成立である場合（Ｓ１：ＮＯ）、今回の処理を終了し、所定期間の経過後に再びステップＳ１から開始する。展開開始条件が成立した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、ステップＳ２に進む。
[0063]
ステップＳ２において、ＥＣＵ４８は、収納状態にある通電アーム２８を展開するための展開処理を実行する。具体的には、ＥＣＵ４８は、スライダ９０を展開時目標位置Ｐｉｎｉｔａｒまで移動させる。これにより、通電アーム２８が所定の角速度で展開する。この際、通電アーム２８が給電部１５２（外部電力線１７０）に接触していない場合、通電アーム２８の回転角度（アーム角度θａｒｍ）が初期展開目標角度θｉｎｉｔａｒに到達する。初期展開目標角度θｉｎｉｔａｒは、例えば、アーム角度θａｒｍの最大値を設定する。これにより、通電アーム２８は、車両１２の車体５２から最も突出した状態で外部電力線１７０に接近することとなる。
[0064]
ステップＳ３において、ＥＣＵ４８は、通電アーム２８の展開終了条件が成立したか否かを判定する。当該展開終了条件としては、例えば、展開スイッチ４０がオフされたことを挙げることができる。
[0065]
これに加えて又はこれの代わりに、バッテリ２４の充電が完了したことを展開終了条件としてもよい。充電の完了は、ＳＯＣが所定の閾値（ＳＯＣ閾値）に到達したことで判定することができる。
[0066]
或いは、車両１２及び給電装置１４それぞれに近距離通信用の通信装置を設けておき、両通信装置間に通信が確立された後、通信が途絶えたときに展開終了条件が成立したと判定することも可能である。
[0067]
展開終了条件が成立した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、ステップＳ４において、ＥＣＵ４８は、展開状態にある通電アーム２８を収納するための収納処理を実行する。収納処理が終了すると、所定期間の経過後に再びステップＳ１から開始する。展開終了条件が不成立である場合（Ｓ３：ＮＯ）、ステップＳ３を繰り返す。
[0068]
［１Ｂ－３．車体姿勢制御］
（１Ｂ－３－１．車体姿勢制御の全体的な流れ）
図６は、第１実施形態における車体姿勢制御のフローチャートである。ステップＳ１１において、ＥＣＵ４８は、通電アーム２８が展開中であるか否かを判定する。アーム２８が展開中でない場合（Ｓ１１：ＮＯ）、ＥＣＵ４８は、今回の処理を終了し、所定期間の経過後に再びステップＳ１１から開始する。アーム２８が展開中である場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１２に進む。
[0069]
ステップＳ１２において、ＥＣＵ４８は、アーム２８が外部電力線１７０との接触を開始したか否かを判定する。当該判定は、例えば、接触センサ６３の出力に基づいて行う。アーム２８が電力線１７０との接触を開始していない場合（Ｓ１２：ＮＯ）、ステップＳ１３において、ＥＣＵ４８は、アーム２８の展開を終了するか否かを判定する。当該判定は、例えば、展開スイッチ４０がオフにされたか否かにより行う。アーム２８の展開を終了しない場合（Ｓ１３：ＮＯ）、ステップＳ１２に戻る。アーム２８の展開を終了する場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、今回の処理を終了し、所定期間の経過後に再びステップＳ１１から開始する。
[0070]
ステップＳ１２において、アーム２８が電力線１７０との接触を開始した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、ステップＳ１４において、ＥＣＵ４８は、アーム角度θａｒｍの目標値（以下「目標アーム角度θａｒｍｔａｒ」又は「目標角度θａｒｍｔａｒ」という。）を設定する。なお、目標角度θａｒｍｔａｒは、固定値又は変数のいずれとしてもよい。続くステップＳ１５において、ＥＣＵ４８は、角度センサ８４からアーム角度θａｒｍ（検出角度θａｒｍ）を取得する。ステップＳ１６において、ＥＣＵ４８は、目標角度θａｒｍｔａｒと検出角度θａｒｍの差（以下「差Δθａｒｍ」という。）を算出する。
[0071]
ステップＳ１７において、ＥＣＵ４８は、ＥＰＳ ＥＣＵ１０６を介して舵角センサ１０４からステアリング舵角θｓｔｒを取得する。ステップＳ１８において、ＥＣＵ４８は、単位時間当たりのステアリング舵角θｓｔｒの変化量Δθｓｔｒ［度／ｓｅｃ］を算出する。変化量Δθｓｔｒは、舵角θｓｔｒ（今回）と舵角θｓｔｒ（前回）の差として定義され、ステアリング１００の操舵方向Ｄｓｔｒを示す。なお、ここにいう「今回」は、今回の演算周期で取得した値を示し、「前回」は、前回の演算周期で取得した値を示す。
[0072]
ステップＳ１９において、ＥＣＵ４８は、差Δθａｒｍ及び変化量Δθｓｔｒに基づいて目標ステアリング反力Ｆｓｔｒｔａｒを算出する。目標ステアリング反力Ｆｓｔｒｔａｒの算出方法については、図７を参照して後述する。
[0073]
ステップＳ２０において、ＥＣＵ４８は、ステップＳ１９で算出した目標ステアリング反力Ｆｓｔｒｔａｒに基づいてステアリング反力Ｆｓｔｒを制御する。具体的には、ＥＣＵ４８は、目標ステアリング反力Ｆｓｔｒｔａｒに基づいてＥＰＳモータ１０２の目標入力電流（目標電流Ｉｍｏｔｔａｒ）を算出し、当該目標電流Ｉｍｏｔｔａｒに対応させてＥＰＳモータ１０２への入力電流を制御する。
[0074]
ステップＳ２１において、ＥＣＵ４８は、アーム２８の展開を終了するか否かを判定する。当該判定は、ステップＳ１３と同様に行うことができる。
[0075]
これに加えて又はこれの代わりに、バッテリ２４の充電が完了したことを展開終了条件としてもよい。充電の完了は、ＳＯＣが所定の閾値（ＳＯＣ閾値）に到達したことで判定することができる。
[0076]
展開終了条件が成立した場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、今回の処理を終了し、所定期間の経過後に再びステップＳ１１から開始する。展開終了条件が不成立である場合（Ｓ２１：ＮＯ）、ステップＳ１４に戻る。なお、目標アーム角度θａｒｍとして固定値を用いる場合、ステップＳ１４ではなく、ステップＳ１５に戻ってもよい。
[0077]
（１Ｂ－３－２．目標ステアリング反力Ｆｓｔｒｔａｒの算出）
（１Ｂ－３－２－１．概要）
図７は、目標ステアリング反力Ｆｓｔｒｔａｒの算出に関する説明図である。上記のように、ＥＣＵ４８は、差Δθａｒｍ及び変化量Δθｓｔｒに基づいて目標ステアリング反力Ｆｓｔｒｔａｒを算出する（図６のＳ１９）。より具体的には、ＥＣＵ４８は、外部電力線１７０に対する車両１２の位置関係を差Δθａｒｍに基づいて判定する。また、ＥＣＵ４８は、ステアリング１００の操舵方向Ｄｓｔｒを変化量Δθｓｔｒに基づいて判定する。そして、ＥＣＵ４８は、これらの判定結果に基づいて目標反力Ｆｓｔｒｔａｒを設定する。
[0078]
（１Ｂ－３－２－２．外部電力線１７０に対して車両１２が近すぎる場合）
検出角度θａｒｍが目標角度θａｒｍｔａｒよりも小さく（θａｒｍ＜θａｒｍｔａｒ）、差Δθａｒｍが正の値である場合（Δθａｒｍ＞０）、車両１２は、外部電力線１７０に近すぎであると判定可能である。
[0079]
ここで、ステアリング１００の操舵方向Ｄｓｔｒが、外部電力線１７０に対して車両１２が近づく方向である場合、ＥＣＵ４８は、目標反力Ｆｓｔｒｔａｒを大きくする。また、操舵方向Ｄｓｔｒが、外部電力線１７０に対して車両１２が遠ざかる方向である場合、ＥＣＵ４８は、目標反力Ｆｓｔｒｔａｒを小さくする。さらに、変化量Δθｓｔｒがゼロであり、舵角θｓｔｒが維持されている場合、ＥＣＵ４８は、目標反力Ｆｓｔｒｔａｒを中くらいの大きさとする。このように目標反力Ｆｓｔｒｔａｒを設定することにより、車両１２が外部電力線１７０から遠ざかるように（換言すると、検出角度θａｒｍが目標角度θａｒｍｔａｒに近づくように）ステアリング１００の操舵を誘導することができる。
[0080]
（１Ｂ－３－２－３．外部電力線１７０に対して車両１２が遠すぎる場合）
検出角度θａｒｍが目標角度θａｒｍｔａｒよりも大きく（θａｒｍ＞θａｒｍｔａｒ）、差Δθａｒｍが負の値である場合（Δθａｒｍ＜０）、ＥＣＵ４８は、外部電力線１７０に対して車両１２が遠すぎると判定可能である。
[0081]
ここで、操舵方向Ｄｓｔｒが、外部電力線１７０に対して車両１２が近づく方向である場合、ＥＣＵ４８は、目標反力Ｆｓｔｒｔａｒを小さくする。また、操舵方向Ｄｓｔｒが、外部電力線１７０に対して車両１２が遠ざかる方向である場合、ＥＣＵ４８は、目標反力Ｆｓｔｒｔａｒを大きくする。さらに、変化量Δθｓｔｒがゼロであり、舵角θｓｔｒが維持されている場合、ＥＣＵ４８は、目標反力Ｆｓｔｒｔａｒを中くらいの大きさとする。このように目標反力Ｆｓｔｒｔａｒを設定することにより、車両１２が外部電力線１７０に近づくように（換言すると、検出角度θａｒｍが目標角度θａｒｍｔａｒに近づくように）ステアリング１００の操舵を誘導することができる。
[0082]
（１Ｂ－３－２－４．車両１２と外部電力線１７０の距離Ｌｓが適切である場合）
検出角度θａｒｍが目標角度θａｒｍｔａｒと等しく（θａｒｍ＝θａｒｍｔａｒ）、差Δθａｒｍがゼロである場合（Δθａｒｍ＝０）、車両１２と外部電力線１７０との距離Ｌｓ（図２）は適切であると判定可能である。
[0083]
ここで、操舵方向Ｄｓｔｒが、外部電力線１７０に対して車両１２が近づく方向又は遠ざかる方向である場合、ＥＣＵ４８は、目標反力Ｆｓｔｒｔａｒを大きくする。また、変化量Δθｓｔｒがゼロであり、舵角θｓｔｒが維持されている場合、ＥＣＵ４８は、目標反力Ｆｓｔｒｔａｒを小さくする。このように目標反力Ｆｓｔｒｔａｒを設定することにより、車両１２と外部電力線１７０の距離Ｌｓを維持するように（すなわち、検出角度θａｒｍが目標角度θａｒｍｔａｒと一致又は近似している状態を維持するように）ステアリング１００の操舵を誘導することができる。
[0084]
［１Ｂ－４．給電装置１４での給電制御］
外部給電装置１４の制御装置１６２は、入力装置１６０を介して入力された管理者からの指令に基づいて外部電力線１７０を給電可能状態とする。具体的には、制御装置１６２は、外部コンバータ１５４のスイッチング素子（図示せず）に駆動信号Ｓｄ２（図１）を断続的に又は連続的に出力して電源１５０と電力線１７０とを接続する。これにより、電力線１７０は給電可能状態となる。そして、アーム２８の受電部６２が電力線１７０に接触したとき、当該電力線１７０を介して給電装置１４から車両１２への給電が行われる。
[0085]
［１Ｂ－５．車両１２での受電制御］
受電制御は、アーム２８が展開しているときに行われる。例えば、ＥＣＵ４８は、展開スイッチ４０が押されたことを契機として受電制御を開始する。
[0086]
受電制御において、ＥＣＵ４８は、バッテリ２４等への入力電流、入力電圧及び入力電力の少なくとも１つに関して目標値又は制限値を設定する。そして、ＥＣＵ４８は、当該目標値又は制限値に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ３０を制御する。受電制御は、例えば、特開２０１３－２０８００８号公報の第１ＤＣ／ＤＣコンバータ３１に対する制御（同公報の図４～図６参照）と同様に行うことが可能である。
[0087]
１Ｃ．第１実施形態の効果
以上のように、第１実施形態によれば、通電アーム２８の通電ヘッド６０（自由端）が外部電力線１７０に接触しているとき、通電アーム２８の回転角度θａｒｍが目標回転角度θａｒｍｔａｒに近づくように車体５２の姿勢を制御する（図６のＳ１９、Ｓ２０及び図７）。これにより、電力線１７０に対する通電アーム２８の接触を安定させることが可能となる。
[0088]
すなわち、電動車両１２の走行中に通電ヘッド６０を外部電力線１７０に接触させる場合、走行に起因する車体５２の姿勢の変化（移動を含む。）に伴って接触状態が不安定となるおそれがある。接触状態が不安定となると、接触と非接触が交互に生じることで通電ヘッド６０と外部電力線１７０の間にアークが発生する等の不具合が生じる可能性がある。本実施形態によれば、このような不具合を防止することが可能となる。
[0089]
本実施形態において、車両１２は、ＥＰＳ機構４６を備える（図１）。ＥＰＳ機構４６は、ステアリング１００と、ステアリング１００に反力Ｆｒを付与するＥＰＳモータ１０２（ステアリング反力付与装置）と、ＥＰＳモータ１０２を制御するＥＰＳ ＥＣＵ１０６（ステアリング反力制御装置）とを備える。ＥＰＳ ＥＣＵ１０６は、回転角度θａｒｍが目標回転角度θａｒｍｔａｒと一致していると判定した場合、ステアリング舵角θｓｔｒの変化を抑制するようにステアリング反力ＦｓｔｒをＥＰＳモータ１０２に発生させる（図６のＳ１９、Ｓ２０及び図７）。また、ＥＰＳ ＥＣＵ１０６は、回転角度θａｒｍが目標回転角度θａｒｍｔａｒと一致していないと判定した場合、回転角度θａｒｍが目標回転角度θａｒｍｔａｒに近づくようにステアリング反力ＦｓｔｒをＥＰＳモータ１０２に発生させる（図６のＳ１９、Ｓ２０及び図７）。
[0090]
これにより、通電ヘッド６０と外部電力線１７０との接触状態を保つように運転者のステアリング操作を誘導することが可能となる。
[0091]
ＩＩ．第２実施形態
２Ａ．構成（第１実施形態との相違）
図８は、本発明の第２実施形態に係る電動車両１２ａを備える充電システム１０Ａの概略構成図である。第１実施形態と同様、第２実施形態では、給電装置１４から電動車両１２ａ（以下「車両１２ａ」ともいう。）に対して電力を供給し、車両１２ａの走行用バッテリ２４の充電等が行われる。以下では、第１実施形態と同様の構成要素には、同一の参照符号を付して説明を省略する。なお、第２実施形態の外部給電装置１４は、第１実施形態と同じものである。
[0092]
第２実施形態の車両１２ａは、操舵輪としての前輪Ｗｆのトー角θｔを制御するトー角制御機構２００を有する。図８に示すように、トー角制御機構２００は、第１実施形態と同様の舵角センサ１０４に加え、トー角制御アクチュエータ２０２（以下「アクチュエータ２０２」ともいう。）と、サスペンション電子制御装置２０４（以下「サスペンションＥＣＵ２０４」又は「ＥＣＵ２０４」という。）を有する。
[0093]
アクチュエータ２０２は、前輪Ｗｆのナックル２０６を変位させるものであり、例えば、電磁式又は空気圧式のリニアアクチュエータにより構成される。サスペンションＥＣＵ２０４は、例えば、車速Ｖ及びステアリング舵角θｓｔｒに基づいてアクチュエータ２０２を制御して前輪Ｗｆのトー角θｔを調整する。トー角制御機構２００の具体的な構成は、例えば、特開２０１０－２４１２９４号公報に記載のものを用いることができる。
[0094]
２Ｂ．各種制御
［２Ｂ－１．概要（第１実施形態との相違）］
第２実施形態では、車体姿勢制御が第１実施形態と異なる。すなわち、第１実施形態の車体姿勢制御（図６）では、ＥＰＳ機構４６を用いて（換言すると、いわゆる操舵アシストを行うことにより）車体５２の姿勢を制御するものであった。これに対し、第２実施形態の車体姿勢制御は、トー角制御機構２００を用いて車体５２の姿勢を制御する。
[0095]
［２Ｂ－２．車両姿勢安定化制御］
図９は、第２実施形態における車体姿勢制御のフローチャートである。図９のステップＳ３１～Ｓ３６、Ｓ３９は、図６のステップＳ１１～Ｓ１６、Ｓ２１と同様である。ステップＳ３７、Ｓ３８において、通電ＥＣＵ４８は、トー角制御機構２００を用いた制御を行う。
[0096]
すなわち、ステップＳ３７において、ＥＣＵ４８は、差Δθａｒｍ（＝目標アーム角度θａｒｍｔａｒ－アーム角度θａｒｍ）に基づいてトー角θｔの補正量（以下「トー角補正量Δθｔｃ」又は「補正量Δθｔｃ」という。）を算出する。
[0097]
図１０は、トー角θｔの補正に関する説明図である。検出角度θａｒｍが目標角度θａｒｍｔａｒよりも小さく（θａｒｍ＜θａｒｍｔａｒ）、差Δθａｒｍが正の値である場合（Δθａｒｍ＞０）、車両１２ａは、外部電力線１７０に近すぎると判定可能である。この場合、ＥＣＵ４８は、車両１２ａ（通電ヘッド６０）が電力線１７０から遠ざかるように補正量Δθｔｃを算出する。本実施形態では、通電アーム２８が車体５２の右側部に設けられている（図２）。このため、車両１２ａ（通電ヘッド６０）を電力線１７０から遠ざけるためには、前輪Ｗｆがより左に（平面視で反時計周りに）回転するようにトー角補正量Δθｔｃを算出する。
[0098]
また、検出角度θａｒｍが目標角度θａｒｍｔａｒよりも大きく（θａｒｍ＞θａｒｍｔａｒ）、差Δθａｒｍが負の値である場合（Δθａｒｍ＜０）、車両１２ａは、外部電力線１７０から遠すぎると判定可能である。この場合、ＥＣＵ４８は、車両１２ａを外部電力線１７０に近付けるように補正量Δθｔｃを算出する。すなわち、前輪Ｗｆがより右に（平面視で時計周りに）回転するようにトー角補正量Δθｔｃを算出する。
[0099]
さらに、検出角度θａｒｍが目標角度θａｒｍｔａｒと等しく（θａｒｍ＝θａｒｍｔａｒ）、差Δθａｒｍがゼロである場合（Δθａｒｍ＝０）、車両１２ａと外部電力線１７０との距離Ｌｓは適切であると判定可能である。この場合、ＥＣＵ４８は、補正量Δθｔｃをゼロとし、トー角θｔを補正しない。
[0100]
２Ｃ．第２実施形態の効果
以上のような第２実施形態によれば、第１実施形態の効果に加え又はこれに代えて、以下の効果を奏することが可能となる。
[0101]
すなわち、第２実施形態において、電動車両１２ａは、前輪Ｗｆ（操舵輪）のトー角θｔを制御するトー角制御アクチュエータ２０２と、トー角制御アクチュエータ２０２を制御するサスペンションＥＣＵ２０４（トー角制御装置）とを備える。サスペンションＥＣＵ２０４は、回転角度θａｒｍが目標回転角度θａｒｍｔａｒと一致していると判定した場合、前輪Ｗｆのトー角θｔの変化を抑制するようにトー角制御アクチュエータ２０２を制御する（図９のＳ３７、Ｓ３８及び図１０）。また、サスペンションＥＣＵ２０４は、回転角度θａｒｍが目標回転角度θａｒｍｔａｒと一致していないと判定した場合、回転角度θａｒｍを目標回転角度θａｒｍｔａｒに近づけるようにトー角制御アクチュエータ２０２を制御する（図９のＳ３７、Ｓ３８及び図１０）。
[0102]
これにより、通電アーム２８の通電ヘッド６０（自由端）と外部電力線１７０との接触状態を保つように前輪Ｗｆのトー角θｔを自動で調整することが可能となる。
[0103]
ＩＩＩ．第３実施形態
３Ａ．構成（第１実施形態との相違）
図１１は、本発明の第３実施形態に係る電動車両１２ｂを備える充電システム１０Ｂの概略構成図である。第１・第２実施形態と同様、第３実施形態では、給電装置１４から電動車両１２ｂ（以下「車両１２ｂ」ともいう。）に対して電力を供給し、車両１２ｂの走行用バッテリ２４の充電等が行われる。以下では、同様の構成要素には、同一の参照符号を付して説明を省略する。なお、第３実施形態の外部給電装置１４は、第１・第２実施形態と同じものである。
[0104]
第３実施形態の車両１２ｂは、駆動輪としての左右後輪Ｗｒの駆動力配分を調整する駆動力配分調整機構３００（以下「調整機構３００」ともいう。）を備える。調整機構３００は、２つの走行モータ３０２ａ、３０２ｂと、２つのインバータ３０４ａ、３０４ｂと、駆動電子制御装置３０６（以下「駆動ＥＣＵ３０６」という。）とを有する。以下では、走行モータ３０２ａ、３０２ｂを「モータ３０２ａ、３０２ｂ」ともいうと共に、「モータ３０２」と総称する。また、モータ３０２ａを左モータ３０２ａと、モータ３０２ｂを右モータ３０２ｂともいう。左モータ３０２ａは、図示しない左側変速機を介して左後輪Ｗｒに連結される。右モータ３０２ｂは、図示しない右側変速機を介して右後輪Ｗｒに連結される。
[0105]
駆動ＥＣＵ３０６は、図示しないアクセルペダルの操作量等に基づいてモータ３０２ａ、３０２ｂの駆動力を制御する。さらに、駆動ＥＣＵ３０６は、モータ３０２ａ、３０２ｂの駆動力配分（左右配分）を用いて車体５２の姿勢を制御する。なお、車両１２ｂは、モータ３０２ａ、３０２ｂに加え、エンジン及び前輪モータの少なくとも一方を備えてもよい。
[0106]
３Ｂ．各種制御
［３Ｂ－１．概要（第１実施形態との相違）］
第３実施形態では、車体姿勢制御が第１・第２実施形態と異なる。例えば、第１実施形態の車体姿勢制御（図６）では、ＥＰＳ機構４６を用いて（換言すると、いわゆる操舵アシストを行うことにより）車体５２の姿勢を制御するものであった。これに対し、第３実施形態の車体姿勢制御は、モータ３０２ａ、３０２ｂの駆動力配分（左右配分）を用いて車体５２の姿勢を制御する。
[0107]
［３Ｂ－２．車両姿勢安定化制御］
図１２は、第３実施形態における車体姿勢制御のフローチャートである。図１２のステップＳ４１～Ｓ４６、Ｓ４９は、図６のステップＳ１１～Ｓ１６、Ｓ２１と同様である。ステップＳ４７、Ｓ４８において、通電ＥＣＵ４８は、モータ３０２ａ、３０２ｂの駆動力配分を用いた制御を行う。
[0108]
すなわち、ステップＳ４７において、ＥＣＵ４８は、差Δθａｒｍ（＝目標アーム角度θａｒｍｔａｒ－アーム角度θａｒｍ）に基づいて駆動力配分比Ｐｄ（以下「配分比Ｐｄ」ともいう。）の補正量（以下「駆動力配分比補正量ΔＰｄｃ」又は「補正量ΔＰｄｃ」という。）を算出する。配分比Ｐｄは、左モータ３０２ａの駆動力と右モータ３０２ｂの駆動力の比である。配分比Ｐｄを用いる代わりに、左モータ３０２ａの駆動力と右モータ３０２ｂの駆動力の差（駆動力配分差）を用いてもよい。
[0109]
図１３は、駆動力配分比Ｐｄの補正に関する説明図である。検出角度θａｒｍが目標角度θａｒｍｔａｒよりも小さく（θａｒｍ＜θａｒｍｔａｒ）、差Δθａｒｍが正の値である場合（Δθａｒｍ＞０）、車両１２ｂは、外部電力線１７０に近すぎると判定可能である。この場合、ＥＣＵ４８は、車両１２ｂ（通電ヘッド６０）が電力線１７０から遠ざかるように補正量ΔＰｄｃを算出する。本実施形態では、通電アーム２８が車体５２の右側部に設けられている（図２）。このため、車両１２ｂ（通電ヘッド６０）を電力線１７０から遠ざけるためには、左後輪Ｗｒの駆動力に対して右後輪Ｗｒの駆動力を相対的に大きくするように補正量ΔＰｄｃを算出する。
[0110]
また、検出角度θａｒｍが目標角度θａｒｍｔａｒよりも大きく（θａｒｍ＞θａｒｍｔａｒ）、差Δθａｒｍが負の値である場合（Δθａｒｍ＜０）、車両１２ｂは、外部電力線１７０から遠すぎると判定可能である。この場合、ＥＣＵ４８は、車両１２ｂを電力線１７０に近付けるように補正量ΔＰｄｃを算出する。すなわち、右後輪Ｗｒの駆動力に対して左後輪Ｗｒの駆動力を相対的に大きくするように補正量ΔＰｄｃを算出する。
[0111]
さらに、検出角度θａｒｍが目標角度θａｒｍｔａｒと等しく（θａｒｍ＝θａｒｍｔａｒ）、差Δθａｒｍがゼロである場合（Δθａｒｍ＝０）、車両１２ｂと電力線１７０との距離Ｌｓは適切であると判定可能である。この場合、ＥＣＵ４８は、補正量ΔＰｄｃをゼロとし、配分比Ｐｄを補正しない。
[0112]
３Ｃ．第３実施形態の効果
以上のような第３実施形態によれば、第１・第２実施形態の効果に加え又はこれに代えて、以下の効果を奏することが可能となる。
[0113]
すなわち、第３実施形態において、電動車両１２ｂは、左右後輪Ｗｒ（左右駆動輪）の駆動力配分を調整する駆動力配分調整機構３００を備える（図１１）。調整機構３００は、回転角度θａｒｍが目標回転角度θａｒｍｔａｒと一致していると判定した場合、駆動力配分比Ｐｄ（駆動力配分）を維持する（図１２のＳ４７、Ｓ４８及び図１３）。また、調整機構３００は、回転角度θａｒｍが目標回転角度θａｒｍｔａｒと一致していないと判定した場合、回転角度θａｒｍを目標回転角度θａｒｍｔａｒに近付けるように駆動力配分比Ｐｄを変化させる（図１２のＳ４７、Ｓ４８及び図１３）。
[0114]
これにより、通電アーム２８の通電ヘッド６０（自由端）と外部電力線１７０との接触状態を保つように左右後輪Ｗｒの駆動力配分を自動で調整することが可能となる。
[0115]
ＩＶ．第４実施形態
４Ａ．構成（第１実施形態との相違）
図１４は、本発明の第４実施形態に係る電動車両１２ｃを備える充電システム１０Ｃの概略構成図である。第１～第３実施形態と同様、第４実施形態では、給電装置１４から電動車両１２ｃ（以下「車両１２ｃ」ともいう。）に対して電力を供給し、車両１２ｃの走行用バッテリ２４の充電等が行われる。以下では、同様の構成要素には、同一の参照符号を付して説明を省略する。なお、第４実施形態の外部給電装置１４は、第１～第３実施形態と同じものである。
[0116]
第４実施形態の車両１２ｃは、左右輪（ここでは左右後輪Ｗｒ）の制動力配分を調整するブレーキ機構４００（制動力配分調整機構）を備える。ブレーキ機構４００は、２つの後輪用ブレーキ４０２ａ、４０２ｂと、ブレーキ電子制御装置４０４（以下「ブレーキＥＣＵ４０４」という。）とを有する。ブレーキ４０２ａは、左後輪Ｗｒ用であり、以下では、左ブレーキ４０２ａともいう。ブレーキ４０２ｂは、右後輪Ｗｒ用であり、以下では、右ブレーキ４０２ｂともいう。さらに、以下では、ブレーキ４０２ａ、４０２ｂを「ブレーキ４０２」と総称する。
[0117]
ブレーキＥＣＵ４０４は、図示しないブレーキペダルの操作量、先行車との距離等に基づいてブレーキ４０２ａ、４０２ｂの制動力を制御する。さらに、ブレーキＥＣＵ４０４は、ブレーキ４０２ａ、４０２ｂの制動力配分（左右配分）を用いて車体５２の姿勢を制御する。なお、左右の制動力配分を変化させることができれば、ブレーキＥＣＵ４０４の制御対象は、後輪用ブレーキ４０２ａ、４０２ｂに加え又はこれらに代えて前輪用ブレーキ（図示せず）としてもよい。
[0118]
４Ｂ．各種制御
［４Ｂ－１．概要（第１実施形態との相違）］
第４実施形態では、車体姿勢制御が第１～第３実施形態と異なる。例えば、第１実施形態の車体姿勢制御（図６）では、ＥＰＳ機構４６を用いて（換言すると、いわゆる操舵アシストを行うことにより）車体５２の姿勢を制御するものであった。これに対し、第４実施形態の車体姿勢制御は、ブレーキ４０２ａ、４０２ｂの制動力配分（左右配分）を用いて車体５２の姿勢を制御する。
[0119]
［４Ｂ－２．車両姿勢安定化制御］
図１５は、第４実施形態における車体姿勢制御のフローチャートである。図１５のステップＳ５１～Ｓ５６、Ｓ５９は、図６のステップＳ１１～Ｓ１６、Ｓ２１と同様である。ステップＳ５７、Ｓ５８において、通電ＥＣＵ４８は、ブレーキ４０２ａ、４０２ｂの駆動力配分を用いた制御を行う。
[0120]
すなわち、ステップＳ５７において、ＥＣＵ４８は、差Δθａｒｍ（＝目標アーム角度θａｒｍｔａｒ－アーム角度θａｒｍ）に基づいて制動力配分比Ｐｂ（以下「配分比Ｐｂ」ともいう。）の補正量（以下「制動力配分比補正量ΔＰｂｃ」又は「補正量ΔＰｂｃ」という。）を算出する。配分比Ｐｂは、左ブレーキ４０２ａの制動力と右ブレーキ４０２ｂの制動力の比である。配分比Ｐｂを用いる代わりに、左ブレーキ４０２ａの制動力と右ブレーキ４０２ｂの制動力の差（制動力配分差）を用いてもよい。
[0121]
図１６は、制動力配分比Ｐｂの補正に関する説明図である。検出角度θａｒｍが目標角度θａｒｍｔａｒよりも小さく（θａｒｍ＜θａｒｍｔａｒ）、差Δθａｒｍが正の値である場合（Δθａｒｍ＞０）、車両１２ｃは、外部電力線１７０に近すぎると判定可能である。この場合、ＥＣＵ４８は、車両１２ｃ（通電ヘッド６０）が電力線１７０から遠ざかるように補正量ΔＰｂｃを算出する。本実施形態では、通電アーム２８が車体５２の右側部に設けられている（図２）。このため、車両１２ｃ（通電ヘッド６０）を電力線１７０から遠ざけるためには、右後輪Ｗｒの制動力に対して左後輪Ｗｒの制動力を相対的に大きくするように補正量ΔＰｂｃを算出する。
[0122]
また、検出角度θａｒｍが目標角度θａｒｍｔａｒよりも大きく（θａｒｍ＞θａｒｍｔａｒ）、差Δθａｒｍが負の値である場合（Δθａｒｍ＜０）、車両１２ｃは、外部電力線１７０から遠すぎると判定可能である。この場合、ＥＣＵ４８は、車両１２ｃを電力線１７０に近付けるように補正量ΔＰｂｃを算出する。すなわち、左後輪Ｗｒの駆動力に対して右後輪Ｗｒの駆動力を相対的に大きくするように補正量ΔＰｂｃを算出する。
[0123]
さらに、検出角度θａｒｍが目標角度θａｒｍｔａｒと等しく（θａｒｍ＝θａｒｍｔａｒ）、差Δθａｒｍがゼロである場合（Δθａｒｍ＝０）、車両１２ｃと電力線１７０との距離Ｌｓは適切であると判定可能である。この場合、ＥＣＵ４８は、補正量ΔＰｂｃをゼロとし、配分比Ｐｂを補正しない。
[0124]
４Ｃ．第４実施形態の効果
以上のような第４実施形態によれば、第１～第３実施形態の効果に加え又はこれに代えて、以下の効果を奏することが可能となる。
[0125]
すなわち、第４実施形態において、電動車両１２ｃは、左右後輪Ｗｒの制動力配分を調整するブレーキ機構４００（制動力配分調整機構）を備える（図１４）。ブレーキ機構４００は、回転角度θａｒｍが目標回転角度θａｒｍｔａｒと一致していると判定した場合、制動力配分を維持する（図１５のＳ５７、Ｓ５８及び図１６）。また、ブレーキ機構４００は、回転角度θａｒｍが目標回転角度θａｒｍｔａｒと一致していないと判定した場合、回転角度θａｒｍを目標回転角度θａｒｍｔａｒに近付けるように制動力配分比Ｐｂ（制動力配分）を変化させる（図１５のＳ５７、Ｓ５８及び図１６）。
[0126]
これにより、通電アーム２８の通電ヘッド６０（自由端）と外部電力線１７０との接触状態を保つように左右後輪Ｗｒの制動力配分を自動で調整することが可能となる。
[0127]
Ｖ．変形例
なお、本発明は、上記各実施形態に限らず、本明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。
[0128]
５Ａ．車両１２、１２ａ～１２ｃ
［５Ａ－１．車両１２、１２ａ～１２ｃの種類］
上記各実施形態では、自動四輪車である車両１２、１２ａ～１２ｃについて説明した（図２）。しかしながら、例えば、車体５２の姿勢を制御する観点からすれば、自動四輪車以外の車両にも本発明を適用可能である。例えば、車両１２、１２ａ～１２ｃは、自動二輪車、自動三輪車及び自動六輪車のいずれかとすることも可能である。或いは、車両１２、１２ａ～１２ｃ以外の移動物体（例えば、船舶）に対して本発明を適用することもできる。
[0129]
第１、第２、第４実施形態では、車両１２、１２ａ、１２ｃは、駆動源として走行モータ２０のみを有するいわゆる電気自動車（battery vehicle）を想定していた（図１、図８及び図１４）。しかしながら、例えば、車体５２の姿勢を制御する観点からすれば、車両１２、１２ａ、１２ｃは、電気自動車以外の車両であってもよい。例えば、車両１２、１２ａ、１２ｃは、ハイブリッド車両又は燃料電池車両としてもよい。第３実施形態の車両１２ｂについても同様である。
[0130]
第１、第２、第４実施形態の車両１２、１２ａ、１２ｃは、１つの走行モータ２０を有し（図１、図８及び図１４）、第３実施形態の車両１２ｂは、２つの走行モータ３０２ａ、３０２ｂを有していた（図１１）。しかしながら、例えば、車体５２の姿勢を制御する観点からすれば、３つ以上の走行モータを有してもよい。例えば、前輪側に１つの走行モータを配置し、後輪側に２つの走行モータを配置することも可能である。
[0131]
［５Ａ－２．回路構成］
上記各実施形態では、車両１２、１２ａ～１２ｃの電気的な回路構成を図１、図８、図１１及び図１４に示すものとした。しかしながら、例えば、車体５２の姿勢を制御する観点からすれば、これに限らない。例えば、車両側コンバータ３０を省略することも可能である。
[0132]
［５Ａ－３．通電アーム２８］
上記各実施形態では、車体５２の右側方に展開可能にアーム２８を配置した（図２及び図３）。しかしながら、例えば、車体５２の姿勢を制御する観点からすれば、これに限らず、車体５２の左側方又は上側若しくは下側にアーム２８を配置してもよい。なお、アーム２８の配置を変更した場合、給電装置１４の外部電力線１７０の配置も変更する必要が生じる。
[0133]
上記各実施形態では、通電アーム２８を接触給電部１５２に接近及び接触させる際、回転軸５０を中心にアーム２８を回転させた（図２）。しかしながら、例えば、車体５２の姿勢を制御する観点からすれば、これに限らない。例えば、アーム２８を直線的に変位させる機構を設け、アーム２８を直線的に給電部１５２に接近及び接触させることも可能である。
[0134]
上記各実施形態では、通電アーム２８の回転軸５０は、車両１２の進行方向前側に配置された（図２）。しかしながら、例えば、車体５２の姿勢を制御する観点からすれば、これに限らない。例えば、回転軸５０を進行方向後ろ側に配置することも可能である。
[0135]
５Ｂ．外部給電装置１４
［５Ｂ－１．外部電力線１７０］
上記各実施形態では、外部電力線１７０を直線状に配置した（図２）。しかしながら、例えば、車体５２の姿勢を制御する観点からすれば、カーブ路に沿って配置してもよい。
[0136]
［５Ｂ－２．その他］
上記各実施形態では、制御装置１６２により外部コンバータ１５４を制御することで外部電力線１７０の給電電圧Ｖｓを制御した。しかしながら、例えば、複数の直流電源（例えば、バッテリ）が直列に接続された集合体として電源１５０が構成される場合、コンバータ１５４及び制御装置１６２を省略することも可能である。
[0137]
５Ｃ．車体姿勢制御
［５Ｃ－１．全般］
第１～第４実施形態における各車体姿勢制御の２つ、３つ又は全てを組み合わせることも可能である。
[0138]
［５Ｃ－２．アーム角度θａｒｍの検出］
上記各実施形態では、回転軸５０の回転角度をアーム角度θａｒｍとして検出したが（図２参照）、アーム角度θａｒｍの検出は、これに限らない。例えば、展開時及び展開中のアーム２８を撮像可能なカメラ（図示せず）を設け、当該カメラが取得した画像に基づいてアーム角度θａｒｍを検出することも可能である。また、アーム２８自体の状態（直接的な指標）を監視してアーム角度θａｒｍを検出するのみならず、アーム２８とは異なるものの状態（間接的な指標）を監視してアーム角度θａｒｍを検出することも可能である。例えば、車体５２と外部電力線１７０又は電力線保持部１７２との距離を赤外線センサ等の非接触センサにより求め、当該距離に基づいてアーム角度θａｒｍを検出することも可能である。
[0139]
［５Ｃ－３．アーム角度θａｒｍの目標値］
上記各実施形態では、特定の１つの値である目標アーム角度θａｒｍとなるようにアーム角度θａｒｍを制御した（図６のＳ１９、図９のＳ３７、図１２のＳ４７及び図１５のＳ５７）。しかしながら、例えば、車体５２の姿勢を制御する観点からすれば、これに限らない。例えば、アーム角度θａｒｍの目標範囲を設定し、アーム角度θａｒｍが当該目標範囲内に入るように制御してもよい。
[0140]
［５Ｃ－４．その他］
第３実施形態では、モータ駆動力の左右配分を調整することで車両１２の姿勢を制御した（図１２及び図１３）。しかしながら、例えば、駆動源の駆動力の左右配分を調整する観点からすれば、これに限らない。例えば、米国特許出願公開第２００５／０２１７９２１号公報及び特開２０１１－１３１６１８号公報に示す構成のように、１つの駆動源（エンジン、モータ等）の駆動力を分配する機構（駆動力分配機構）を用いて左右配分を調整することも可能である。
[0141]
第１実施形態では、アーム２８が外部電力線１７０との接触を開始したこと（図６のＳ１２：ＹＥＳ）を契機としてステアリング反力Ｆｓｔｒの自動制御（Ｓ１４～Ｓ２０）を開始した。しかしながら、ステアリング反力Ｆｓｔｒの自動制御を開始する契機は、これに限らない。例えば、車両１２、１２ａ～１２ｃの進行方向が、走行路１９０又は外部電力線１７０の進行方向と成す角度Ａｖが所定値となったこと（例えば、両者が平行となったこと）を契機とすることも可能である。第２～第４実施形態についても同様である。
[0142]
角度Ａｖは、例えば、ヘッド６０における電力線１７０との接触位置Ｐｈ（仮想水平面上における位置）と、アーム角度θａｒｍとに基づいて判定することが可能である。例えば、電力線１７０に対するヘッド６０の接触面を円弧状とした場合、接触位置Ｐｈ及びアーム角度θａｒｍに基づいて角度Ａｖを算出することができる。なお、ヘッド６０における電力線１７０との接触位置Ｐｈは、ヘッド６０の接触面に２次元の接触式圧力センサを設けることで検出可能である。
[0143]
５Ｄ．その他
上記各実施形態では、給電装置１４から車両１２への給電のみを行う構成について説明した。しかしながら、これとは反対に、車両１２から給電装置１４への給電を行う構成に本発明を適用することも可能である。その場合、車両１２においてガソリン等により発電機で発電を行うことができるのであれば、走行モータ２０に電力を供給するためのバッテリ２４又はその他の蓄電装置を設けないことも可能である。
[0144]
上記各実施形態では、給電装置１４から車両１２に対して直流で電力供給する場合に本発明を適用した。しかしながら、例えば、通電アーム２８を展開させた状態で充電をしている最中に車体５２の姿勢を制御する観点からすれば、給電装置１４から車両１２に対して交流で電力供給する場合に本発明を適用することも可能である。そのような場合、通電アーム２８及び接触給電部１５２は、それぞれ非接触充電（無線給電）のための構成（例えば、送電コイルと受電コイルを備える構成）に置換されることとなる。
請求の範囲
[請求項1]
電源（２４）と、
車体（５２）に対して回転可能に連結された固定端と、前記固定端での回転に伴って車幅方向への変位が可能な自由端（６０）と、前記固定端と前記自由端（６０）との間に配置された導電部材とを有し、前記導電部材のうち前記固定端側が前記電源（２４）と電気的に接続された通電アーム（２８）と、
前記通電アーム（２８）の回転角度を検出する角度検出器（８４）と、
外部電力線（１７０）に対する前記自由端（６０）の接触を検出する接触検出器（６３）と、
前記車体（５２）の姿勢を制御する姿勢制御装置（４８）と
を備える電動車両（１２、１２ａ～１２ｃ）であって、
前記電動車両（１２、１２ａ～１２ｃ）の走行中に前記接触検出器（６３）が前記自由端（６０）の接触を検出しているとき、前記姿勢制御装置（４８）は、前記通電アーム（２８）の回転角度が目標回転角度又は目標回転角度範囲に近づくように前記車体（５２）の姿勢を制御する
ことを特徴とする電動車両（１２、１２ａ～１２ｃ）。
[請求項2]
請求項１記載の電動車両（１２、１２ａ～１２ｃ）において、
前記電動車両（１２、１２ａ～１２ｃ）は、電動パワーステアリング機構（４６）を備え、
前記電動パワーステアリング機構（４６）は、
ステアリング（１００）と、
前記ステアリング（１００）に反力を付与するステアリング反力付与装置（１０２）と、
前記ステアリング反力付与装置（１０２）を制御するステアリング反力制御装置（１０６）と
を備え、
前記ステアリング反力制御装置（１０６）は、
前記回転角度が前記目標回転角度と一致していると判定した場合又は前記回転角度が前記目標回転角度範囲内に入っていると判定した場合、前記ステアリング（１００）の舵角の変化を抑制するように前記ステアリング反力を前記ステアリング反力付与装置（１０２）に発生させ、
前記回転角度が前記目標回転角度と一致していないと判定した場合又は前記回転角度が前記目標回転角度範囲内に入っていないと判定した場合、前記回転角度が前記目標回転角度又は前記目標回転角度範囲に近づくように前記ステアリング反力を前記ステアリング反力付与装置（１０２）に発生させる
ことを特徴とする電動車両（１２、１２ａ～１２ｃ）。
[請求項3]
請求項１又は２記載の電動車両（１２、１２ａ～１２ｃ）において、
前記電動車両（１２、１２ａ～１２ｃ）は、
操舵輪のトー角を制御するトー角制御アクチュエータ（２０２）と、
前記トー角制御アクチュエータ（２０２）を制御するトー角制御装置（２０４）と
を備え、
前記トー角制御装置（２０４）は、
前記回転角度が前記目標回転角度と一致していると判定した場合又は前記回転角度が前記目標回転角度範囲内に入っていると判定した場合、前記トー角の変化を抑制するように前記トー角制御アクチュエータ（２０２）を制御し、
前記回転角度が前記目標回転角度と一致していないと判定した場合又は前記回転角度が前記目標回転角度範囲内に入っていないと判定した場合、前記回転角度を前記目標回転角度又は前記目標回転角度範囲に近付けるように前記トー角制御アクチュエータ（２０２）を制御する
ことを特徴とする電動車両（１２、１２ａ～１２ｃ）。
[請求項4]
請求項１～３のいずれか１項に記載の電動車両（１２、１２ａ～１２ｃ）において、
前記電動車両（１２、１２ａ～１２ｃ）は、左右駆動輪の駆動力配分を調整する駆動力配分調整機構（３００）を備え、
前記駆動力配分調整機構（３００）は、
前記回転角度が前記目標回転角度と一致していると判定した場合又は前記回転角度が前記目標回転角度範囲内に入っていると判定した場合、前記駆動力配分を維持し、
前記回転角度が前記目標回転角度と一致していないと判定した場合又は前記回転角度が前記目標回転角度範囲内に入っていないと判定した場合、前記回転角度を前記目標回転角度又は前記目標回転角度範囲に近付けるように前記駆動力配分を変化させる
ことを特徴とする電動車両（１２、１２ａ～１２ｃ）。
[請求項5]
請求項１～４のいずれか１項に記載の電動車両（１２、１２ａ～１２ｃ）において、
前記電動車両（１２、１２ａ～１２ｃ）は、左右輪の制動力配分を調整する制動力配分調整機構（４００）を備え、
前記制動力配分調整機構（４００）は、
前記回転角度が前記目標回転角度と一致していると判定した場合又は前記回転角度が前記目標回転角度範囲内に入っていると判定した場合、前記制動力配分を維持し、
前記回転角度が前記目標回転角度と一致していないと判定した場合又は前記回転角度が前記目標回転角度範囲内に入っていないと判定した場合、前記回転角度を前記目標回転角度又は前記目標回転角度範囲に近付けるように前記制動力配分を変化させる
ことを特徴とする電動車両（１２、１２ａ～１２ｃ）。
[請求項6]
電源（２４）と、
走行路に沿って線状に配置される外部電力線（１７０）に接触する受電部（６２）を一端に有し、他端が前記電源（２４）に電気的に接続される通電アーム（２８）と、
走行中に前記通電アーム（２８）を車体（５２）の外方に向かって変位させるアーム変位機構（３８）と、
前記外部電力線（１７０）と前記受電部（６２）が接触しながら電動車両（１２、１２ａ～１２ｃ）が走行している際、前記外部電力線（１７０）と前記受電部（６２）との間で所定の接触状態を維持するように又は前記所定の接触状態に誘導するように前記電動車両（１２、１２ａ～１２ｃ）の姿勢を維持又は変化させる姿勢制御装置（４８）と
を有することを特徴とする電動車両（１２、１２ａ～１２ｃ）。
図面
