(57)【要約】電動車両は、電動モータと、電動モータに電力を供給するバッテリと、電動モータの駆動力が伝達される駆動輪と、電動モータから駆動輪への駆動力伝達経路の接続と切断を切り替えるクラッチ機構と、ステアリングハンドルと、ステアリングハンドルに取り付けられ、乗員による操作に応じてクラッチ機構を駆動するクラッチ操作子と、クラッチ機構の接続と切断の切り替えに応じて２つの制御モードを切り替える制御装置と、を備える。これによれば、クラッチ機構の切断状態における電動モータの回転速度の調整容易化を図ることが可能となる。
2017056541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータと、
前記電動モータに電力を供給するバッテリと、
前記電動モータの駆動力が伝達される駆動輪と、
前記電動モータから前記駆動輪への駆動力伝達経路の接続と切断を切り替えるクラッチ機構と、
ステアリングハンドルと、
前記ステアリングハンドルに取り付けられ、乗員による操作に応じて前記クラッチ機構を駆動するクラッチ操作子と、
前記クラッチ機構の接続と切断の切り替えに応じて２つの制御モードを切り替える制御装置と、
を備える電動車両。
【請求項２】
前記クラッチ操作子の操作を検出する操作検出器をさらに備え、
前記制御装置は、前記クラッチ操作子の操作の有無により前記クラッチ機構の接続と切断の切り替えを判断する、
請求項１に記載の電動車両。
【請求項３】
前記クラッチ機構と前記クラッチ操作子が機械的に連結される、
請求項１に記載の電動車両。
【請求項４】
前記制御装置は、前記クラッチ機構の接続と切断の切り替えに応じて前記電動モータの２つの制御モードを切り替える、
請求項１に記載の電動車両。
【請求項５】
前記制御装置は、前記クラッチ機構が接続状態である場合に第１の制御モードで前記電動モータを制御し、前記クラッチ機構が切断状態である場合に、前記第１の制御モードよりも力行時における前記電動モータの回転速度の上昇を抑制する第２の制御モードで前記電動モータを制御する、
請求項４に記載の電動車両。
【請求項６】
前記制御装置は、前記クラッチ機構が接続状態である場合に第１の制御モードで前記電動モータを制御し、前記クラッチ機構が切断状態である場合に、前記第１の制御モードよりも回生時における前記電動モータの回転速度の下降を抑制する第２の制御モードで前記電動モータを制御する、
請求項４に記載の電動車両。
【請求項７】
スピーカーをさらに備え、
前記制御装置は、前記クラッチ機構が接続状態である場合に前記スピーカーから出力する音と、前記クラッチ機構が切断状態である場合に前記スピーカーから出力する音と、を異ならせる、
請求項１に記載の電動車両。
【請求項８】
前記クラッチ機構は、油圧式のクラッチ機構であり、
前記ステアリングハンドルに取り付けられ、第１位置と第２位置の間を移動するピストンを内部に有するマスターシリンダと、
前記クラッチ機構と前記マスターシリンダを接続するオイルホースと、
前記マスターシリンダ内の前記ピストンが前記第１位置に移動するときにオイル量を調整するリザーバータンクと、
をさらに備え、
前記クラッチ操作子は、乗員による操作に応じて前記マスターシリンダ内の前記ピストンを前記第２位置に向けて押し出す、
請求項２に記載の電動車両。
【請求項９】
前記制御装置は、前記操作検出器により検出される前記クラッチ操作子の位置が、前記クラッチ機構の接続に対応する範囲にある場合と、切断に対応する範囲にある場合とで、２つの制御モードを切り替える、
請求項８に記載の電動車両。
【請求項１０】
前記操作検出器は、前記クラッチ操作子の操作によりオンとオフが切り替わるスイッチであり、
前記スイッチのオンとオフが切り替わる前記クラッチ操作子の位置は、前記クラッチ機構が前記電動モータからの駆動力の少なくとも一部を前記駆動輪に伝達する状態に対応する範囲にある、
請求項８に記載の電動車両。
【請求項１１】
前記スイッチのオンとオフが切り替わる前記クラッチ操作子の位置は、前記クラッチ機構の接続と切断の中間状態に対応する範囲にある、
請求項１０に記載の電動車両。
【請求項１２】
前記クラッチ機構は、多板式のクラッチ機構である、
請求項１に記載の電動車両。
【請求項１３】
前記クラッチ機構、前記マスターシリンダ及び前記クラッチ操作子は、車両幅方向の中央に対して一方に配置される、
請求項１に記載の電動車両。
【請求項１４】
電動モータと、
前記電動モータに電力を供給するバッテリと、
前記電動モータの駆動力が伝達される駆動輪と、
前記電動モータから前記駆動輪への駆動力伝達経路の接続と切断を切り替える油圧式のクラッチ機構と、
ステアリングハンドルと、
前記ステアリングハンドルに取り付けられ、第１位置と第２位置の間を移動するピストンを内部に有するマスターシリンダと、
前記クラッチ機構と前記マスターシリンダを接続するオイルホースと、
前記マスターシリンダ内の前記ピストンが前記第１位置に移動するときにオイル量を調整するリザーバータンクと、
前記ステアリングハンドルに取り付けられ、乗員による操作に応じて前記マスターシリンダ内の前記ピストンを前記第２位置に向けて押し出すクラッチ操作子と、
前記クラッチ操作子の操作によりオンとオフが切り替わるスイッチと、
を備え、
前記スイッチのオンとオフが切り替わる前記クラッチ操作子の位置は、前記クラッチ機構が前記電動モータからの駆動力の少なくとも一部を前記駆動輪に伝達する状態に対応する範囲にある、
電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動車両においても、スポーティな走行を実現するために多板式のクラッチ機構が設けられることがある。国際公開第２０１２／０９０２５５号には、クラッチレバーの操作量をポジションセンサで検出し、電動アクチュエータを介して多板式のクラッチ機構を駆動する電動車両が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、電動車両ではクラッチ機構を切断状態にすると、電動モータの回転速度が瞬時に上昇してしまうため、乗員の所望の回転速度に保持することが困難である。また、電動車両のモータ音はエンジン車両のエンジン音と比べて静かであるため、乗員が電動モータの回転速度をモータ音によって感覚的に把握することは困難である。【０００４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、クラッチ機構の切断状態における電動モータの回転速度の調整容易化を図ることが可能な電動車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の電動車両は、電動モータと、前記電動モータに電力を供給するバッテリと、前記電動モータの駆動力が伝達される駆動輪と、前記電動モータから前記駆動輪への駆動力伝達経路の接続と切断を切り替えるクラッチ機構と、ステアリングハンドルと、前記ステアリングハンドルに取り付けられ、乗員による操作に応じて前記クラッチ機構を駆動するクラッチ操作子と、前記クラッチ機構の接続と切断の切り替えに応じて２つの制御モードを切り替える制御装置と、を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によると、クラッチ機構の接続と切断の切り替えに応じて２つの制御モードを切り替えられるので、クラッチ機構の切断状態における電動モータの回転速度の調整容易化を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動車両の側面図である。
【図２】電動車両の要部を拡大した平面図である。
【図３】電動車両の要部を拡大した底面図である。
【図４】電動車両の要部を切断した断面図である。
【図５】クラッチ操作レバーの位置とクラッチ機構の状態の関係を表す模式図である。
【図６】クラッチ操作レバーの位置とクラッチ機構の状態の関係を表す模式図である。
【図７】クラッチ操作レバーの位置とクラッチ機構の状態の関係を表す模式図である。
【図８】クラッチ操作レバーの位置とクラッチ機構の状態とスイッチの切替点の関係を表すグラフである。
【図９】電動車両のシステム構成を示すブロック図である。
【図１０】電動車両の車両制御装置が実行する処理を示すブロック図である。
【図１１】電動車両の車両制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。
【図１２】力行時における第１の制御例を示すグラフである。
【図１３】力行時における第２の制御例を示すグラフである。
【図１４】力行時における第３の制御例を示すグラフである。
【図１５】回生時における第１の制御例を示すグラフである。
【図１６】回生時における第２の制御例を示すグラフである。
【図１７】電動車両の車両制御装置が実行する処理を示すブロック図である。
【図１８】変形例に係るシステム構成及び処理を示すブロック図である。
【図１９】クラッチアクチュエータの動作量とクラッチ機構の状態と判定ポイントの関係を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態に係る電動車両１の側面図である。電動車両１は、例えば鞍乗型電動車両である。以下では、鞍乗型電動車両の一例としての電動二輪車について説明する。これに限定されず、電動車両１は、例えば不整地走行車両などの電動四輪車であってもよい。図１中に示される矢印Ｆは、電動車両１の前方を表している。また、以下の説明において、左方及び右方とは、前方を向いて電動車両１に跨がった乗員にとっての左方及び右方を指すものとする。
【００１０】
電動車両１は、例えばモノコック形式の車体フレーム２を備えている。車体フレーム２の前部に設けられたヘッドパイプ２１には、フロントフォーク３が左右方向に回転可能に支持されている。フロントフォーク３の下部には前輪４が支持されており、フロントフォーク３の上部には操舵のためのステアリングハンドル５が設けられている。車体フレーム２の下部に設けられたピボット軸６には、スイングアーム７が上下方向に揺動可能に支持されている。スイングアーム７の後部には後輪８が支持されている。
【００１１】
電動車両１は、後輪８を駆動する駆動力を発生する動力源としての電動モータ３１と、電動モータ３１に電力を供給するエネルギー源としてのバッテリ２３とを備えている。バッテリ２３としては、例えばリチウムイオン電池が好適である。電動モータ３１の駆動力は、減速機３３により減速されて出力軸３５に伝達され、出力軸３５からチェーン又はベルト等の伝達部材７２を介して後輪８に伝達される。
【００１２】
電動車両１は、電動モータ３１から後輪８への駆動力伝達経路の接続と切断を切り替えるクラッチ機構９を備えている。本実施形態では、クラッチ機構９は、電動モータ３１と同軸に設けられており、電動モータ３１が車両幅方向の中央に対して右方に配置され、クラッチ機構９が車両幅方向の中央に対して左方に配置されている。本実施形態では、クラッチ機構９は、例えば油圧式で多板式のクラッチ機構である。
【００１３】
電動車両１は、乗員による操作に応じてクラッチ機構９を駆動するクラッチ操作アッセンブリ５０を備えている。クラッチ操作アッセンブリ５０は、ステアリングハンドル５に取り付けられ、クラッチ機構９と機械的に連結されている。クラッチ操作アッセンブリ５０は、クラッチ操作子の一例としてのクラッチ操作レバー５２を含んでおり、ステアリングハンドル５の左端部に設けられたグリップ５１の近傍に配置されている。
【００１４】
本実施形態では、クラッチ機構９とクラッチ操作アッセンブリ５０のどちらも、車両幅方向の中央に対して左方に配置されている。また、本実施形態では、クラッチ操作アッセンブリ５０は、オイルホース９２を介してクラッチ機構９に接続されている。これに限られず、クラッチ操作アッセンブリ５０はワイヤーを介してクラッチ機構９に接続されてもよい。
【００１５】
バッテリ２３は、シート２９の下方に設けられたバッテリケース２０に収容されている。バッテリケース２０は、車体フレーム２の一部として構成されている。バッテリケース２０は、上方に向かって開放された箱状に形成されており、その上部には開閉可能なカバー２５が取り付けられている。シート２９が取り外され、カバー２５が開放されたときに、バッテリケース２０の内側にアクセス可能となる。
【００１６】
本実施形態では、バッテリ２３は、バッテリケース２０から取り外された後に外部の充電器によって充電される。また、本実施形態では、複数のバッテリ２３がバッテリケース２０に収容されている。一つ当たりのバッテリ２３のサイズ及び重量は、人手での持ち運びに適したものとなるように設計されている。これにより、バッテリ２３の人手での持ち運びやすさと、電動車両１の走行に必要な出力及び容量の確保とを両立させている。
【００１７】
バッテリケース２０の下方には、電動モータ３１、減速機３３及び出力軸３５を収容するモータケース３０が配置されている。モータケース３０には、バッテリ２３から電動モータ３１に供給される電力を制御するモータ駆動装置３９も収容されている。電動モータ３１はモータケース３０の前後方向の中央に位置しており、モータ駆動装置３９は電動モータ３１の前方に位置している。
【００１８】
モータ駆動装置３９は、バッテリ２３からの直流電力を交流電力に変換して電動モータ３１に供給するインバータと、インバータを制御するモータ制御装置（いわゆるＥＣＵ）とを含んでいる。
【００１９】
モータケース３０は、上方に向かって開放された箱状に形成されており、バッテリケース２０の下端に連結されている。具体的には、モータケース３０の上縁は、バッテリケース２０の下縁に対応する形状を有しており、バッテリケース２０の下縁とモータケース３０の上縁とが互いに合わせられている。バッテリケース２０とモータケース３０は、例えばアルミニウム、鉄、マグネシウム又はそれらの合金などでできている。
【００２０】
図２、図３及び図４は、電動車両１のステアリングハンドル５の左端部を拡大した平面図、底面図及び断面図である。図３では、乗員が手を離しているときのクラッチ操作レバー５２を実線で表し、乗員が手で握ったときのクラッチ操作レバー５２を二点鎖線で表している。図４は、図２中のＩＶ−ＩＶ線で切断したときの断面図である。
【００２１】
クラッチ操作アッセンブリ５０は、ホルダー５９によってステアリングハンドル５に取り付けられる本体部５３を備えており、本体部５３には、車両幅方向の外方に延びるクラッチ操作レバー５２が、回転中心部５３２を中心に回転可能に支持されている。クラッチ操作レバー５２は、車両幅方向の内方へ突出したスイッチ側作用部５２１と、ステアリングハンドル５の方向へ突出したオイル側作用部５７とを有している。
【００２２】
本体部５３には、車両幅方向の内方に延びるマスターシリンダ５４が設けられており、マスターシリンダ５４の上方には、オイル量を調整するためのリザーバータンク５５が一体的に設けられている。オイルで満たされたマスターシリンダ５４の内部には、車両幅方向に沿って移動可能なピストン５４１と、ピストン５４１を車両幅方向の外方へ押し出すスプリング５４３とが収容されている。
【００２３】
マスターシリンダ５４の車両幅方向の外方には、ピストン５４１を車両幅方向の内方へ押し出すためのプッシュロッド５４５が配置されており、プッシュロッド５４５は、クラッチ操作レバー５２のオイル側作用部５７に連結されている。マスターシリンダ５４の車両幅方向の内方の端部には、オイルホース９２が連結されている。
【００２４】
乗員がクラッチ操作レバー５２を握ると、オイル側作用部５７がプッシュロッド５４５を介してピストン５４１を車両幅方向の内方へ押し出し、これにより、クラッチ機構９が駆動される。一方、乗員がクラッチ操作レバー５２を離すと、スプリング５４３がピストン５４１を車両幅方向の外方へ押し出し、これにより、クラッチ操作レバー５２がグリップ５１から離れた位置に戻される。
【００２５】
リザーバータンク５５は、ダイアフラム５５２、プレート５５４及びキャップ５５６によって覆われている。ダイアフラム５５２は、ネジ留めされたプレート５５４及びキャップ５５６によって下方に押し付けられており、リザーバータンク５５の内部のオイルに圧力を与えている。リザーバータンク５５の内部は、オイル通路５５ｂ，５５ｃを通じてマスターシリンダ５４の内部と繋がっている。
【００２６】
乗員がクラッチ操作レバー５２を離し、クラッチ操作レバー５２がグリップ５１から離れた位置に戻るときに、リザーバータンク５５はオイル量を調整する。具体的には、マスターシリンダ５４に収容されたピストン５４がオイル通路５５ｂよりも車両幅方向の外方まで移動したときに、リザーバータンク５５はオイル通路５５ｂを通じてマスターシリンダ５４にオイルを供給する、又はマスターシリンダ５４からオイルを回収する。
【００２７】
クラッチ操作アッセンブリ５０は、クラッチ操作レバー５２の操作によりオンとオフが切り替わるスイッチ５８をさらに備えている。スイッチ５８は、操作検出器の一例であって、本実施形態では押しボタン５８２を備えるモーメンタリ動作方式のスイッチである。スイッチ５８は、本体部５３に取り付けられており、クラッチ操作レバー５２のスイッチ側作用部５２１によって押しボタン５８２が押されたり離されたりする。
【００２８】
具体的には、乗員がクラッチ操作レバー５２を握ると、スイッチ側作用部５２１がスイッチ５８の押しボタン５８２から離れて、スイッチ５８はオフ信号を出力する。一方、乗員がクラッチ操作レバー５２を離し、クラッチ操作レバー５２がグリップ５１から離れた位置に戻るときに、スイッチ側作用部５２１がスイッチ５８の押しボタン５８２を押して、スイッチ５８はオン信号を出力する。
【００２９】
このように、本実施形態のクラッチ操作アッセンブリ５０では、クラッチ操作レバー５２に設けられたオイル側作用部５７がクラッチ機構９を機械的に駆動する一方で、クラッチ操作レバー５２に設けられたスイッチ側作用部５２１によってクラッチ操作レバー５２の操作が電気的に検知される。なお、スイッチ５８に限られず、クラッチ操作レバー５２の操作量を検出可能な、例えばポテンショメータやポジションセンサ等のセンサが操作検出器として設けられてもよい。この場合、クラッチ操作レバー５２の操作量が所定の閾値を超えたか否かによってクラッチ操作レバー５２の操作の有無を検出すればよい。
【００３０】
図５、図６及び図７は、クラッチ操作レバー５２の位置とクラッチ機構９の状態の関係を表す模式図である。
【００３１】
クラッチ機構９は、クラッチ操作アッセンブリ５０のマスターシリンダ５４にオイルホース９２を介して接続されたレリーズシリンダ９３を備えている。レリーズシリンダ９３に収容されたピストン９４はプッシュロッド９５の一端に連結されており、プッシュロッド９５の他端はプレッシャープレート９６に連結されている。プレッシャープレート９６は、プッシュロッド９５からクラッチプレート９８を引き離す方向の力を受け、スプリング９７からクラッチプレート９８を押し付ける方向の力を受ける。
【００３２】
クラッチ操作アッセンブリ５０のマスターシリンダ５４内のピストン５４１は、（ａ）に示されるピストン５４１の先端がオイル通路５５ｂよりも基端方向に位置する第１の位置と、（ｂ）に示されるピストン５４１の先端がオイル通路５５ｂよりも先端方向に位置する第２の位置との間を移動可能に構成されている。ここで、先端方向と基端方向は、図２、図３及び図４の説明における車両幅方向の内方と外方にそれぞれ相当する。
【００３３】
乗員がクラッチ操作レバー５２を握り、マスターシリンダ５４内のピストン５４１が第２の位置に向けて押し込まれると、オイルホース９２を通じて伝達される油圧によりレリーズシリンダ９３内のピストン９４が押し出され、その結果、クラッチプレート９８が引き離されて、クラッチ機構９は切断状態となる。
【００３４】
乗員がクラッチ操作レバー５２を離すと、マスターシリンダ５４内のピストン５４１はスプリング５４３（図４を参照）によって第１の位置まで戻されると共に、レリーズシリンダ９３内のピストン９４もスプリング９７によって押し戻されて、クラッチ機構９は接続状態に戻る。
【００３５】
油圧式のクラッチ機構９を用いる場合、クラッチプレート９８が熱膨張したり摩耗しても、以下に説明するようなリザーバータンク５５の機能によって、クラッチ操作レバー５２の位置とクラッチ機構９の状態の関係が一定に保たれるという利点がある。図５は、クラッチプレート９８が熱膨張も摩耗もしていない新品時を表している。
【００３６】
図６は、クラッチプレート９８の熱膨張時を表している。クラッチプレート９８が熱膨張によって新品時よりも厚くなっている。このとき、スプリング９７が新品時よりも縮んだ状態となり、それに伴い、ピストン９４が新品時よりも押し出し方向にシフトするため、レリーズシリンダ９３内のオイル量は新品時よりも多くなる。しかしながら、マスターシリンダ５４のピストン５４１が第１の位置に戻るときに、オイル通路５５ｂを通じてリザーバータンク５５からマスターシリンダ５４にオイルが供給されるので、ピストン５４１及びクラッチ操作レバー５２の位置は変化しない。
【００３７】
図７は、クラッチプレート９８の摩耗時を表している。クラッチプレート９８が摩耗によって新品時よりも薄くなっている。このとき、スプリング９７が新品時よりも伸びた状態となり、それに伴い、ピストン９４が新品時よりも押し戻し方向にシフトするため、レリーズシリンダ９３内のオイル量は新品時よりも少なくなる。しかしながら、マスターシリンダ５４のピストン５４１が第１の位置に戻るときに、オイル通路５５ｂを通じてマスターシリンダ５４からリザーバータンク５５にオイルが回収されるので、ピストン５４１及びクラッチ操作レバー５２の位置は変化しない。
【００３８】
このように油圧式のクラッチ機構９では、クラッチ操作レバー５２の位置とクラッチ機構９の状態の関係が一定に保たれる。このため、操作検出器としてのスイッチ５８により検出されるクラッチ操作レバー５２の操作とクラッチ機構９の状態の関係も一定に保つことが可能である。
【００３９】
すなわち、油圧式のクラッチ機構９では、クラッチプレート９８が熱膨張したり摩耗しても、クラッチ操作レバー５２の位置とクラッチ機構９の状態の関係が一定に保たれるため、スイッチ５８によって検出されるクラッチ操作レバー５２の位置に基づき後述の車両制御装置１０において把握されるクラッチ機構９の接続／切断状態を、実際のクラッチ機構９の接続／切断状態に合わせておくことが可能である。
【００４０】
図８は、クラッチ操作レバー５２の位置とクラッチ機構９の状態とスイッチ５８の切替点の関係を表すグラフである。同グラフの横軸はクラッチ操作レバー５２の位置を表し、同グラフの縦軸はクラッチ機構９の状態を表している。スイッチ５８の切替点は、スイッチ５８のオンとオフが切り替わる点である。
【００４１】
クラッチ操作レバー５２がスイッチ５８の切替点よりも「握」の側（グリップ５１に近い側）にあるときは、スイッチ５８は操作が有ることを表すオフ信号を出力し、後述の車両制御装置１０はクラッチ機構９が切断状態であると把握する。クラッチ操作レバー５２がスイッチ５８の切替点よりも「離」の側（グリップ５１から遠い側）にあるときは、スイッチ５８は操作が無いことを表すオン信号を出力し、後述の車両制御装置１０はクラッチ機構９が接続状態であると把握する。
【００４２】
クラッチ機構９の状態には、駆動力を最大限伝達する接続状態と、駆動力を伝達しない切断状態との間に中間状態（いわゆる半クラッチ状態）が存在する。半クラッチ状態において、クラッチ機構９は電動モータ３１からの駆動力の一部を後輪８に伝達する。これらの状態に対応して、クラッチ操作レバー５２の位置は、接続状態に対応する接続対応範囲と、切断状態に対応する切断対応範囲と、半クラッチ状態に対応する半クラッチ対応範囲とに分けられる。
【００４３】
スイッチ５８の切替点は、半クラッチ対応範囲にあることが好ましい。上述したように油圧式のクラッチ機構９では、クラッチプレート９８が熱膨張したり摩耗しても、クラッチ操作レバー５２の位置とクラッチ機構９の状態の関係が一定に保たれるため、スイッチ５８の切替点も変化することなく、半クラッチ対応範囲内に保たれる。なお、これに限られず、スイッチ５８の切替点は、例えば接続対応範囲のうちの半クラッチ対応範囲に近い部分に設定されてもよい。
【００４４】
図９は、電動車両１のシステム構成を示すブロック図である。同図では、電動車両１で実現されるシステムのうち、以下に説明する本実施形態の制御に係る構成を主として図示している。電動車両１は、マイクロプロセッサと記憶装置１０ｂを含む車両制御装置１０を備えている。車両制御装置１０は、記憶装置１０ｂに格納されているプログラムをマイクロプロセッサが実行することによって、種々の車両制御を実現する。
【００４５】
車両制御装置１０には、ステアリングハンドル５の右端部に設けられたアクセル操作子（不図示）の操作量に応じた信号を出力するアクセル操作センサ１１と、電動モータ３１の回転速度に応じた信号を出力するモータ回転速度センサ１２と、クラッチ操作レバー５２の操作を検知する上述のスイッチ５８とが接続されている。車両制御装置１０は、アクセル操作センサ１１等から取得する情報に基づいて電動モータ３１が出力すべきトルク値を算出し、算出したトルク値に応じた指令値（例えば電流指令値）を出力する。
【００４６】
また、車両制御装置１０には、モータ駆動装置３９が接続されている。モータ駆動装置３９は、バッテリ２３からの直流電力を交流電力に変換して電動モータ３１に供給するインバータ３９１と、インバータ３９１を制御するモータ制御装置３９３とを含んでいる。モータ制御装置３９３は、指令値に応じた電流がインバータ３９１から電動モータ３１に供給されるようにインバータ３９１を制御する。さらに、車両制御装置１０には、電気信号を音声に変換して出力するスピーカー１３が接続されている。
【００４７】
図１０は、電動車両１の車両制御装置１０が実行する処理を示すブロック図である。車両制御装置１０は、例えば、クラッチ接続時用のトルク算出部１５ａと、クラッチ切断時用のトルク算出部１５ｂと、トルク算出部１５ａ，１５ｂから出力されるトルク値の一方をクラッチ操作レバー５２の操作の有無に応じて選択する切替部１６と、切替部１６から出力されるトルク値に応じた指令値を算出し、モータ駆動装置３９に出力する指令値算出部１７とを備えている。
【００４８】
クラッチ接続時用のトルク算出部１５ａは、力行運転時には、アクセル操作センサ１１から入力されるアクセル操作量に基づいて電動モータ３１が出力すべきトルク値を算出する。例えば、記憶装置１０ｂに、アクセル操作量とトルク値を対応付ける制御マップが予め格納され、トルク算出部１５ａは制御マップを参照することで、アクセル操作量に対応するトルク値を取得する。また、トルク算出部１５ａは、アクセル操作量に加えて、モータ回転速度センサ１２から入力されるモータ回転速度に基づいて、電動モータ３１が出力すべきトルク値を算出してもよい。モータ回転速度に代えて、車速が用いられてもよい。また、トルク算出部１５ａは、回生運転時には、予め定められた回生のための負のトルク値を出力する。トルク算出部１５ａによるトルク値の算出は、第１の制御モードの一例であり、通常のトルク値の算出である。
【００４９】
クラッチ切断時用のトルク算出部１５ｂも、上記トルク算出部１５ａと同様にトルク値を算出するが、上記トルク算出部１５ａと比較して、力行運転時にはモータ回転速度の上昇を抑制するように、回生運転時にはモータ回転速度の下降を抑制するように、トルク値を算出する。トルク算出部１５ｂによるトルク値の算出は、第２の制御モードの一例である。トルク算出部１５ｂにより算出されるトルク値とそれに因るモータ回転速度の振る舞いについては、後述する。
【００５０】
例えば、記憶装置１０ｂに、クラッチ接続時用の制御マップとクラッチ切断時用の制御マップとが個別に格納され、トルク算出部１５ａがクラッチ接続時用の制御マップを参照し、トルク算出部１５ｂがクラッチ切断時用の制御マップを参照してよい。また、例えば、予め定められた算定式を用いてトルク値を算出する場合において、クラッチ操作レバー５２の操作の有無に応じて当該算定式の係数を切替えることで、クラッチ接続時用のトルク値とクラッチ切断時用のトルク値を算出するようにしてもよい。また、例えば、上述したようなポテンショメータ等のクラッチ操作レバー５２の操作量（クラッチ操作量）を検出可能なセンサを用いる場合には、クラッチ機構９の接続／切断状態が切り替わる領域（例えば半クラッチ対応領域）において、クラッチ操作量に応じてトルク値を変化させてもよい。これによると、アクセル操作量とクラッチ操作量の双方に基づいてトルク値が算出されるので、クラッチ機構９の接続／切断状態の切り替えの円滑化を期待できる。
【００５１】
切替部１６は、トルク算出部１５ａ，１５ｂから出力されるトルク値の一方をクラッチ機構９の状態に応じて選択する。具体的には、切替部１６は、スイッチ５８からクラッチ操作レバー５２の操作が無いことを表すオン信号が入力されている間、クラッチ接続時用のトルク算出部１５ａからのトルク値を指令値算出部１７に出力する。一方、切替部１６は、スイッチ５８からクラッチ操作レバー５２の操作が有ることを表すオフ信号が入力されている間、クラッチ切断時用のトルク算出部１５ｂからのトルク値を指令値算出部１７に出力する。
【００５２】
図１１は、電動車両１の車両制御装置１０が実行する処理を示すフローチャートである。車両制御装置１０は、車両の走行中、同図に示される一連の処理を所定の制御周期で繰り返し実行する。
【００５３】
車両制御装置１０は、クラッチ操作レバー５２が操作されているか否か、すなわちスイッチ５８からの信号がオン信号であるかオフ信号であるかを判定する（Ｓ１１）。クラッチ操作レバー５２が操作されていない場合、すなわちスイッチ５８からオン信号が入力されている場合（Ｓ１１：ＮＯ）、車両制御装置１０は、アクセル操作センサ１１から入力されるアクセル操作量に応じたクラッチ接続時用の通常のトルク値を設定し（Ｓ１２）、設定したトルク値に対応する指令値をモータ駆動装置３９に出力する（Ｓ１３）。
【００５４】
クラッチ操作レバー５２が操作されている場合、すなわちスイッチ５８からオフ信号が入力されている場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、車両制御装置１０は、電動車両１が力行運転中であるか回生運転中であるかを判定する（Ｓ１４）。力行運転中である場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、車両制御装置１０は、モータ回転速度が上限値に到達しているか否かを判定し（Ｓ１５）、モータ回転速度が上限値に到達していない場合には（Ｓ１５：ＮＯ）、クラッチ接続時と同様に通常のトルク値を設定する（Ｓ１２）。
【００５５】
一方、モータ回転速度が上限値に到達している場合には（Ｓ１５：ＹＥＳ）、車両制御装置１０は、トルク値を０にし（Ｓ１６）、０であるトルク値に対応する指令値をモータ駆動装置３９に出力する（Ｓ１３）。これにより、力行運転中にクラッチ機構９が切断状態になったときのモータ回転速度の急激な上昇が抑制される。
【００５６】
図１２は、Ｓ１５，Ｓ１６の制御を説明するグラフである。（ａ）は、時間とトルク値の関係を表すグラフであり、任意のアクセル操作量に応じてクラッチ切断時に設定されるトルク値を実線で示し、クラッチ接続時に設定されるトルク値を二点鎖線で示している。（ｂ）は、時間とモータ回転速度の関係を表すグラフであり、クラッチ切断時のモータ回転速度を実線で示し、クラッチ切断時にクラッチ接続時と同じ制御をした場合のモータ回転速度を二点鎖線で示している。
【００５７】
クラッチ切断時であっても、モータ回転速度が上限値未満である場合には、車両制御装置１０は、クラッチ接続時と同様の、アクセル操作量に応じた通常のトルク値を設定する。これにより、モータ回転速度は上昇する。モータ回転速度が上限値に到達した場合に、車両制御装置１０はトルク値を０に設定する。これにより、モータ回転速度は上限値近傍に留まり、モータ回転速度の急激な上昇が抑制される。モータ回転速度が上限値に到達した場合のトルク値は０に限られず、モータ回転速度が上限値近傍に維持されるように０に近い正の値としてもよいし、モータ回転速度を減少させるために負の値としてもよい。
【００５８】
電動車両１における電動モータ３１は、エンジン車両におけるエンジンと比較するとイナーシャが小さいため、力行運転中にクラッチ機構９が切断状態になるとモータ回転速度が急激に上昇しやすいが、本実施形態によれば、力行運転中にクラッチ機構９が切断状態になったときのモータ回転速度の急激な上昇を抑制し、モータ回転速度の調整を容易にすることが可能である。
【００５９】
力行運転中にクラッチ機構９が切断状態になったときのモータ回転速度の急激な上昇を抑制するための制御としては、図１２に示す制御例に限られず、以下に説明する図１３又は図１４に示す制御例が適用されてもよい。
【００６０】
図１３は、Ｓ１５，Ｓ１６の制御の変形例を説明するグラフである。（ａ）は、アクセル操作量とトルク値の関係を表すグラフであり、クラッチ切断時に設定されるトルク値を実線で示し、クラッチ接続時に設定されるトルク値を二点鎖線で示している。（ｂ）は、図１２の（ｂ）と同様のグラフである。
【００６１】
車両制御装置１０は、クラッチ切断時において任意のアクセル操作量に対応するトルク値を、クラッチ接続時よりも例えば半分程度に少なく設定する。例えば、クラッチ接続時に参照される制御マップには、（ａ）の二点鎖線で示されるアクセル操作量とトルク値の関係が記述される。一方、クラッチ切断時に参照される制御マップには、（ａ）の二点鎖線よりもアクセル操作量に対するトルク値の傾きが小さい、（ａ）の実線で示されるアクセル操作量とトルク値の関係が記述される。
【００６２】
これにより、クラッチ切断時におけるモータ回転速度の時間上昇率が、クラッチ切断時にクラッチ接続時と同じ制御をした場合よりも小さくなり、モータ回転速度の急激な上昇が抑制される。このため、クラッチ機構９の切断状態におけるモータ回転速度の調整を容易にすることができる。
【００６３】
図１４は、Ｓ１５，Ｓ１６の制御の別の変形例を説明するグラフである。（ａ）及び（ｂ）は、図１２の（ａ）及び（ｂ）と同様のグラフである。なお、（ａ）では、クラッチ接続時のトルク値を表す二点鎖線と、クラッチ切断時のトルク値を表す実線は、説明のために正の領域において互いに離して描かれているが、実際は重なっているものとする。
【００６４】
クラッチ切断時において、車両制御装置１０は、クラッチ接続時と同様の、アクセル操作量に応じた通常の正のトルク値を設定するとともに、モータ回転速度を一時的に下降させるための負のトルク値を周期的に出現させる。負のトルク値が出現する期間は、正のトルク値が設定される期間と比べて短い。
【００６５】
これにより、クラッチ切断時にはモータ回転速度が上昇するものの周期的に下降するため、モータ回転速度の上昇は全体として、クラッチ切断時にクラッチ接続時と同じ制御をした場合よりも遅くなり、モータ回転速度の急激な上昇が抑制される。このため、クラッチ機構９の切断状態におけるモータ回転速度の調整を容易にすることができる。
【００６６】
図１１のフローチャートの説明に戻り、回生運転中である場合（Ｓ１４：ＮＯ）、車両制御装置１０は、回生のためのトルク値を制限し（Ｓ１７）、制限したトルク値に対応する指令値をモータ駆動装置３９に出力する（Ｓ１３）。これにより、回生運転中にクラッチ機構９が切断状態になったときのモータ回転速度の急激な下降が抑制される。
【００６７】
図１５は、Ｓ１７の制御を説明するグラフである。（ａ）は、時間とトルク値の関係を表すグラフであり、クラッチ切断時に設定される回生のためのトルク値を実線で示し、クラッチ接続時に設定される回生のためのトルク値を二点鎖線で示している。（ｂ）は、時間とモータ回転速度の関係を表すグラフであり、クラッチ切断時のモータ回転速度を実線で示し、クラッチ切断時にクラッチ接続時と同じ制御をした場合のモータ回転速度を二点鎖線で示している。
【００６８】
車両制御装置１０は、クラッチ切断時に設定される回生のためのトルク値をクラッチ接続時よりも制限する。具体的には、車両制御装置１０は、クラッチ切断時に設定される回生のための負のトルク値を、クラッチ接続時に設定される回生のための負のトルク値よりも大きくする、すなわち絶対値を小さくする。これにより、クラッチ切断時におけるモータ回転速度の時間下降率が、クラッチ切断時にクラッチ接続時と同じ制御をした場合よりも小さくなり、モータ回転速度の急激な下降が抑制される。
【００６９】
電動車両１における電動モータ３１は、エンジン車両におけるエンジンと比較するとイナーシャが小さいため、回生運転中にクラッチ機構９が切断状態になるとモータ回転速度が急激に下降しやすいが、本実施形態によれば、回生運転中にクラッチ機構９が切断状態になったときのモータ回転速度の急激な下降を抑制し、モータ回転速度の調整を容易にすることが可能である。
【００７０】
図１６は、Ｓ１７の制御の変形例を説明するグラフである。（ａ）及び（ｂ）は、図１５の（ａ）及び（ｂ）と同様のグラフである。なお、（ａ）では、クラッチ接続時のトルク値を表す二点鎖線と、クラッチ切断時のトルク値を表す実線は、説明のために負の領域において互いに離して描かれているが、実際は重なっているものとする。
【００７１】
クラッチ切断時において、車両制御装置１０は、クラッチ接続時と同様の、回生のための負のトルク値を設定するとともに、モータ回転速度の下降を一時的に止めるための０のトルク値を周期的に出現させる。０のトルク値が出現する期間は、負のトルク値が設定される期間と比べて短い。
【００７２】
これにより、クラッチ切断時にはモータ回転速度が下降するものの周期的に下降が止められるため、モータ回転速度の下降は全体として、クラッチ切断時にクラッチ接続時と同じ制御をした場合よりも遅くなり、モータ回転速度の急激な下降が抑制される。このため、クラッチ機構９の切断状態におけるモータ回転速度の調整を容易にすることができる。
【００７３】
図１７は、電動車両１の車両制御装置１０が実行する処理の変形例を示すブロック図である。車両制御装置１０は、例えば、クラッチ切断時用の音声生成部１８と、クラッチ操作レバー５２の操作中に音声生成部１８から出力される音声信号をスピーカー１３に出力する切替部１９とを備えている。
【００７４】
具体的には、スイッチ５８からクラッチ操作レバー５２の操作が無いことを表すオン信号が入力されている間、切替部１９は音声生成部１８からの音声信号を遮断し、これによりスピーカー１３は音声を出力しない（第１の制御モードの一例）。一方、スイッチ５８からクラッチ操作レバー５２の操作が有ることを表すオフ信号が入力されている間、切替部１９は音声生成部１８からの音声信号を通過させ、これによりスピーカー１３は音声を出力する（第２の制御モードの一例）。このようにクラッチ操作レバー５２が操作されてクラッチ機構９が切断状態になったときにスピーカー１３から音声が出力されることで、乗員はモータ回転速度の急激な上昇又は下降が起こり得る状態にあることを認識できる。このため、クラッチ機構９の切断状態におけるモータ回転速度の調整がユーザにとって容易となる。
【００７５】
音声生成部１８は、モータ回転速度センサ１２から入力されるモータ回転速度に応じてスピーカー１３から出力される音声を変化させてもよい。例えば、音声生成部１８は、モータ回転速度が上昇するほどスピーカー１３から出力される音声の周波数が高くなるように音声信号を生成してよい。これによると、スピーカー１３から出力される音声がモータ回転速度に応じて変化することで、乗員はモータ回転速度の急激な上昇又は下降が起こり得る状態であることを認識できる上に、モータ回転速度を感覚的に把握することが可能である。このため、クラッチ機構９の切断状態におけるモータ回転速度の調整がユーザにとってより容易となる。
【００７６】
なお、これに限られず、クラッチ操作レバー５２が操作されていないときに所定の音声をスピーカー１３から出力する一方で、クラッチ操作レバー５２が操作されたときに当該音声とは異なる音声をスピーカー１３から出力してもよい。これによっても、乗員はモータ回転速度の急激な上昇又は下降が起こり得る状態にあることを認識できる。
【００７７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が当業者にとって可能であるのはもちろんである。
【００７８】
以上に説明した例では、クラッチ操作レバー５２の操作の有無に応じて２つの制御モードを切り替える対象を電動モータ３１又はスピーカー１３としていたが、これに限られず、他の電動デバイスとしてもよい。対象となる他の電動デバイスとしては、クラッチ機構９の切断状態におけるモータ回転速度の調整の容易化を図ることに繋がるものであることが好ましい。
【００７９】
以上に説明した例では、クラッチ操作アッセンブリ５０とクラッチ機構９は、油圧又はワイヤーにより機械的に連結されている。このような機械的に連結されたクラッチ機構の方が、スポーティな走行やパワーユニットの小型化の観点からは有利である。これにより、クラッチ機構を切断状態にして電動モータの回転速度を上昇させた後にクラッチ機構を接続状態に切り替えたり、走行中にクラッチ機構の接続状態を微調整したりと、駆動輪に伝達される駆動力を乗員の意図に応じて調整し易くなる。
【００８０】
これに限られず、クラッチ操作アッセンブリ５０とクラッチ機構９は、以下に説明する変形例のように電気的に連結されてもよい。
【００８１】
図１８に示されるように、変形例に係る電動車両１は、車両制御装置１０からの指令に応じてクラッチ機構９を駆動するクラッチアクチュエータ９９を備えている。クラッチアクチュエータ９９は、例えば電動モータからなり、プッシュロッド９５を介してプレッシャープレート９６を軸方向に移動させて、プレッシャープレート９６とクラッチプレート９８を互いに押し付け又は引き離す。クラッチアクチュエータ９９は、例えば油圧モータ等のアクチュエータであってもよい。
【００８２】
クラッチアクチュエータ９９には、クラッチアクチュエータ９９の動作量に応じた検出信号を車両制御装置１０に出力する動作量検出器１４が設けられている。車両制御装置１０は、動作量検出器１４からの検出信号に基づいてクラッチ機構９の状態を把握する。動作量検出器１４は、例えばロータリーエンコーダ又はポテンショメータであり、クラッチアクチュエータ９９としての電動モータの回転量に応じた検出信号を車両制御装置１０に出力する。
【００８３】
図１９に示されるように、クラッチアクチュエータ９９の動作量はクラッチ機構９の状態に対応している。例えば、クラッチアクチュエータ９９の動作量の増加に伴ってクラッチ機構９の状態は接続状態から半クラッチ状態を経て切断状態に遷移し、クラッチアクチュエータ９９の動作量の減少に伴ってクラッチ機構９の状態は切断状態から半クラッチ状態を経て接続状態に遷移する。対応関係はこれと逆であってもよい。
【００８４】
動作量検出器１４は、クラッチアクチュエータ９９の動作量を検出するセンサに限られず、例えばプレッシャープレート９６の付近に設けられ、プレッシャープレート９６の軸方向の位置を検出するセンサであってもよい。
【００８５】
車両制御装置１０は、上述のトルク算出部１５ａ，１５ｂ、切替部１６及び指令値算出部１７に加えて、駆動処理部７１と接続／切断判定部７３とを備えている。駆動処理部７１は、クラッチ操作レバー５２の操作を検知するスイッチ５８からのオン／オフ信号に応じてクラッチアクチュエータ９９に駆動信号を出力する。接続／切断判定部７３は、動作量検出器１４からの検出信号に基づいてクラッチ機構９が接続状態であるか切断状態であるかを判定し、判定結果を切替部１６に出力する。
【００８６】
接続／切断判定部７３は、例えばクラッチアクチュエータ９９の動作量が予め定められた判定ポイントを上回ったときにクラッチ機構９が切断状態であると判定し、クラッチアクチュエータ９９の動作量が予め定められた判定ポイントを下回ったときにクラッチ機構９が接続状態であると判定する。図１９に示されるように、判定ポイントは、例えば半クラッチ対応範囲に設定される。これに限られず、判定ポイントは、例えば接続対応範囲のうちの半クラッチ対応範囲に近い部分に設定されてもよい。
【００８７】
切替部１６は、接続／切断判定部７３の判定結果に応じて、トルク算出部１５ａ，１５ｂから出力されるトルク値の一方を選択する（すなわち、制御モードを切り替える）。具体的には、切替部１６は、クラッチ機構９が接続状態であると判定されている間、クラッチ接続時用のトルク算出部１５ａからのトルク値を指令値算出部１７に出力する。一方、切替部１６は、クラッチ機構９が切断状態であると判定されている間、クラッチ切断時用のトルク算出部１５ｂからのトルク値を指令値算出部１７に出力する。
【００８８】
切替部１６は、上述の実施形態と同様に、クラッチ操作レバー５２の操作を検知するスイッチ５８からのオン／オフ信号に応じて、又はクラッチ操作レバー５２の操作量を検出するセンサからの操作量を表す信号に応じて、トルク算出部１５ａ，１５ｂからのトルク値を切り替えてもよい。
【００８９】
なお、本変形例では、クラッチ操作レバー５２の操作をスイッチ５８により電気的に検知してクラッチアクチュエータ９９を駆動するが、クラッチアクチュエータ９９の応答性により、クラッチ操作レバー５２を操作してからクラッチ機構９の接続／切断状態が実際に切り替わるまでにタイムラグが発生する可能性がある。そこで、車両制御装置１０は、タイムラグの発生を見越して制御モードを切り替えてもよい。
【００９０】
例えば、図１９に示される判定ポイントを、クラッチアクチュエータ９９の動作量が増加するとき、すなわちクラッチ機構９が接続状態から切断状態に切り替わるときには、動作量が比較的小さい側に設定してよい。例えば、クラッチアクチュエータ９９の動作量が増加するときの判定ポイントは、接続対応範囲、又は半クラッチ対応範囲の接続対応範囲に近い部分に設定されてよい。
【００９１】
また、判定ポイントを、クラッチアクチュエータ９９の動作量が減少するとき、すなわちクラッチ機構９が切断状態から接続状態に切り替わるときには、動作量が比較的大きい側に設定してよい。例えば、クラッチアクチュエータ９９の動作量が減少するときの判定ポイントは、切断対応範囲、又は半クラッチ対応範囲の切断対応範囲に近い部分に設定されてよい。
【図１】
2017056541.tif 000003
【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】
2017056541.tif 000011
【図１０】
2017056541.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2017056541.tif 000015
【図１４】
2017056541.tif 000016
【図１５】
2017056541.tif 000017
【図１６】
2017056541.tif 000018
【図１７】
2017056541.tif 000019
【図１８】
2017056541.tif 000020
【図１９】
2017056541.tif 000021
【国際調査報告】
2017056541.tif 000022
2017056541.tif 000023
2017056541.tif 000024
2017056541.tif 000025
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2017056541.tif 000027
2017056541.tif 000028
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