(57)【要約】  電動車両は、電動モータから駆動輪までの動力伝達経路が動力伝達状態にあると検出されたときに、前記電動モータのトルク制御が行われ、前記動力伝達経路が動力切断状態にあると検出されたときに、前記電動モータの回転数制御が行われる制御ルーチンを実行して前記電動モータを制御するモータ制御装置を備え、前記回転数制御では、推定装置で推定された前記動力伝達経路において、その動力伝達経路の切り換え部分の上流側回転体の角速度が前記切り換え部分の下流側回転体の角速度に近づくように前記電動モータの回転数が制御され、前記動力切断状態から前記動力伝達状態に切り換えられると、前記回転数制御から所定の移行制御を行ったうえで前記トルク制御に切り換えられ、前記移行制御では、前記トルク制御に比べて、前記電動モータの出力トルクが運転者の要求する目標トルクに到達するまでのトルク変化率を小さくするように前記電動モータが制御される。
2013061360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動輪に動力伝達経路を介して伝達される走行動力を発生する電動モータと、
前記電動モータから前記駆動輪までの動力伝達経路が、前記電動モータからの動力を前記駆動輪に伝達可能な動力伝達状態にあるか動力切断状態にあるかを検出可能な伝達状態検出装置と、
前記動力切断状態を検出すると次に切り換えられる動力伝達経路を推定する推定装置と、
前記伝達状態検出装置で前記動力伝達状態にあると検出されたときに、前記電動モータのトルク制御が行われ、前記伝達状態検出装置で前記動力切断状態にあると検出されたときに、前記電動モータの回転数制御が行われる制御ルーチンを実行して前記電動モータを制御するモータ制御装置と、を備え、
前記回転数制御では、前記推定装置で推定された前記動力伝達経路において、その動力伝達経路の切り換え部分の上流側回転体の角速度が前記切り換え部分の下流側回転体の角速度に近づくように前記電動モータの回転数が制御され、
前記動力切断状態から前記動力伝達状態に切り換えられると、前記回転数制御から所定の移行制御を行ったうえで前記トルク制御に切り換えられ、
前記移行制御では、前記トルク制御に比べて、前記電動モータの出力トルクが運転者の要求する目標トルクに到達するまでのトルク変化率を小さくするように前記電動モータが制御される、電動車両。
【請求項２】
前記モータ制御装置は、前記移行制御の内容を車両状態値に応じて変更する、請求項１に記載の電動車両。
【請求項３】
前記モータ制御装置は、前記移行制御の内容を運転者による運転指令値に応じて変更する、請求項１又は２に記載の電動車両。
【請求項４】
前記モータ制御装置は、前記移行制御の内容を前記電動モータの目標トルクを決定するためのパラメータに応じて変更する、請求項１乃至３のいずれかに記載の電動車両。
【請求項５】
前記モータ制御装置は、前記上流側回転体の角速度と前記下流側回転体の角速度との差、又は、前記電動モータの目標トルクと出力トルクとの差が予め定める許容値未満になると前記移行制御から前記トルク制御に移行する、請求項１乃至４のいずれかに記載の電動車両。
【請求項６】
前記移行制御では、前記回転数制御と同等に前記電動モータが制御される、請求項１乃至５のいずれかに記載の電動車両。
【請求項７】
前記移行制御では、時間経過に伴って出力トルクが目標トルクに徐々に近づくように前記電動モータが制御される、請求項１乃至５のいずれかに記載の電動車両。
【請求項８】
運転者の操作に機械的に連動して複数の動力伝達経路から１つを選択して動力伝達経路を切り換える手動変速機を更に備えている、請求項１乃至７のいずれかに記載の電動車両。
【請求項９】
前記電動車両は、自動二輪車である、請求項１乃至８のいずれかに記載の電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータからの動力を変速する変速機を搭載した電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気自動車では、電動モータと変速機との間に介設されたメインクラッチが切断されたときに、電動モータの回転数を車輪側クラッチ盤の回転数と一致させるように電動モータを回転数制御し、メインクラッチが接続されたときに、アクセルペダルの踏み込み量に応じたトルクを発生させるように電動モータをトルク制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３２０８９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、変速動作が素早く行われることで回転数制御が実行される時間がかなり短い場合には、電動モータの回転数が車輪側クラッチ盤の回転数に合わせられないまま回転数制御が終了してトルク制御が開始するため、変速ショックが十分に抑制されない可能性がある。また、回転数制御が行われている間に運転者がアクセルを大きく操作しておいた場合には、回転数制御からトルク制御に切り換わったときのトルク変動が大きくなり、変速ショックが大きくなる可能性がある。【０００５】
そこで本発明では、変速によって回転数制御からトルク制御に移行するときの衝撃を好適に抑制することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電動車両は、駆動輪に動力伝達経路を介して伝達される走行動力を発生する電動モータと、前記電動モータから前記駆動輪までの動力伝達経路が、前記電動モータからの動力を前記駆動輪に伝達可能な動力伝達状態にあるか動力切断状態にあるかを検出可能な伝達状態検出装置と、前記動力切断状態を検出すると次に切り換えられる動力伝達経路を推定する推定装置と、前記伝達状態検出装置で前記動力伝達状態にあると検出されたときに、前記電動モータのトルク制御が行われ、前記伝達状態検出装置で前記動力切断状態にあると検出されたときに、前記電動モータの回転数制御が行われる制御ルーチンを実行して前記電動モータを制御するモータ制御装置と、を備え、前記回転数制御では、前記推定装置で推定された前記動力伝達経路において、その動力伝達経路の切り換え部分の上流側回転体の角速度が前記切り換え部分の下流側回転体の角速度に近づくように前記電動モータの回転数が制御され、前記動力切断状態から前記動力伝達状態に切り換えられると、前記回転数制御から所定の移行制御を行ったうえで前記トルク制御に切り換えられ、前記移行制御では、前記トルク制御に比べて、前記電動モータの出力トルクが運転者の要求する目標トルクに到達するまでのトルク変化率を小さくするように前記電動モータが制御される。【０００７】
前記構成によれば、動力伝達経路が動力切断状態から動力伝達状態になって回転数制御からトルク制御に切り換わるときに、切り換わり直後からトルク制御が行われる場合に比べてトルク変化率が小さくなるように回転数制御とトルク制御との間に移行制御が介在する。よって、動力伝達経路が動力切断状態から動力伝達状態になるときに、上流側回転体と下流側回転体との角速度の差が大きいままである場合や、目標トルクと出力トルクとの差が大きい場合であっても、トルク制御に移行するときの衝撃を抑制することができる。【０００８】
前記モータ制御装置は、前記移行制御の内容を車両状態値に応じて変更してもよい。【０００９】
前記構成によれば、車両状態値に応じて移行制御における制御内容が調整されるので、車両の運転状態に応じた好適なフィーリングを実現できる。【００１０】
前記モータ制御装置は、前記移行制御の内容を運転者による運転指令値に応じて変更してもよい。【００１１】
前記構成によれば、運転指令値に応じて移行制御における制御内容が調整されるので、運転者の運転意思に応じた好適なフィーリングを実現できる。【００１２】
前記モータ制御装置は、前記移行制御の内容を前記電動モータの目標トルクを決定するためのパラメータに応じて変更してもよい。【００１３】
前記構成によれば、例えば、アクセル操作量などのような目標トルクを決定するためのパラメータが回転数制御中に大きく増減していたときに、トルク制御への移行時の衝撃を緩和することができる。【００１４】
前記モータ制御装置は、前記上流側回転体の角速度と前記下流側回転体の角速度との差、又は、前記電動モータの目標トルクと出力トルクとの差が予め定める許容値以下になると前記移行制御から前記トルク制御に移行してもよい。【００１５】
前記構成によれば、上流側回転体と下流側回転体との間の相対角速度が小さくなってから移行制御を終了してトルク制御に移行するので、トルク制御開始時の衝撃を安定的に緩和することができる。【００１６】
前記移行制御では、前記回転数制御と同等に前記電動モータが制御されてもよい。【００１７】
前記構成によれば、移行制御によって実質的に回転数制御の期間が延長されることとなり、変速機の動力伝達経路の切り換え動作が素早い場合でも、変速ショックを緩和することができる。【００１８】
前記移行制御では、時間経過に伴って出力トルクが目標トルクに徐々に近づくように前記電動モータが制御されてもよい。【００１９】
前記構成によれば、移行制御においてトルク制御をしながらもトルク変化が抑制されるので、変速ショックの緩和とドライバビリティとを両立することができる。【００２０】
運転者の操作に機械的に連動して複数の動力伝達経路から１つを選択して動力伝達経路を切り換える手動変速機を更に備えていてもよい。【００２１】
前記構成によれば、動力伝達経路のうち手動変速機以外の部分が動力伝達可能に繋がった状態において変速操作した場合でも、動力伝達経路の切り換えによる衝撃を緩和するよう電動モータが制御されるので、変速機を手動式とした電動車両であっても、変速ショックを抑えることができる。例えば、電動車両が電動モータと手動変速機との間にメインクラッチを備える場合、クラッチ接続状態を維持したまま変速してもショックを抑えることができる。また、電動車両が電動モータと手動変速機との間にメインクラッチを備えない場合も、変速ショックを抑えることができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、動力伝達経路が動力切断状態から動力伝達状態になるときに、上流側回転体と下流側回転体との角速度の差が大きいままである場合や、目標トルクと出力トルクとの差が大きい場合であっても、トルク制御に移行するときの衝撃を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る電動二輪車の右側面図である。
【図２】図１に示す電動二輪車の動力伝達系統を説明する概略図である。
【図３】図２に示すシフトドラムの展開図である。
【図４】図２に示すＥＣＵ及びその入出力を説明するブロック図である。
【図５】図４に示すＥＣＵによるトルク制御及び回転数制御の低速時における各実行条件を示すマップである。
【図６】図４に示すＥＣＵによるトルク制御及び回転数制御の高速時における各実行条件を示すマップである。
【図７】図４に示すＥＣＵによる制御を説明するフローチャートである。
【図８】図７に示す移行制御を説明するフローチャートである。
【図９】図１に示す電動二輪車の変速時におけるモータ回転数の変化を説明するグラフである。
【図１０】図７に示す移行制御の別の例を説明するフローチャートである。
【図１１】図７に示す移行制御の別の例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は、本発明の実施形態に係る自動二輪車である電動二輪車１（電動車両）の右側面図である。図１に示すように、電動二輪車１は、従動輪である前輪２と駆動輪である後輪３とを備えている。前輪２は、フロントフォーク４の下端部に回転自在に支持されており、フロントフォーク４の上部は上下一対のブラケット４ａ，４ｂを介してステアリング軸（図示せず）に支持されている。そのステアリング軸は車体側のヘッドパイプ５に内挿された状態で回転自在に支持されており、上側のブラケット４ｂには左右へ延びるバー型のハンドル６が取り付けられている。ハンドル６の右側には運転者の右手により把持されて、手首のひねりによって回転するアクセルグリップ７が設けられ、そのアクセルグリップ７の前側にはブレーキ操作子８（ブレーキレバー）が設けられている。また、ハンドル６の左側には、運転者の左手により把持される固定グリップ（図示せず）が設けられ、その固定グリップの前側には図示しないクラッチ操作子（クラッチレバー）が設けられている。
【００２６】
電動二輪車１の車体フレーム９には、動力装置１０、バッテリ１１及びインバータ１２が支持されている。車体フレーム９の後部には後輪３を支持するスイングアーム１４の前部が揺動自在に支持されている。スイングアーム１４の中間部と車体フレーム９との間にはリヤサスペンション１５が介設されている。図１において仮想線で示すように、スイングアーム１４の上方には騎乗用のシート１６が配設され、このシート１６は車体フレーム９に接続された図示しないシートレールによって支持されている。なお、シート１６の前方には、運転者が両膝で挟めるダミータンク１７が設けられている。
【００２７】
動力装置１０のケース１０ａには、走行動力を発生する電動モータ１８と、電動モータ１８からの回転動力を変速して後輪３に伝達するための手動変速機１９とが収容されている。電動モータ１８は、インバータ１２を介してバッテリ１１から供給される電力により回転動力を発生する。車体フレーム９には、後述するＥＣＵ２０が配設されている。アクセルグリップ７には、電動モータ１８の目標トルクを決定するためのパラメータであるアクセル操作量を検出するためのアクセル操作量センサ２４が設けられている。前輪２には、前輪回転数を検出することで電動二輪車１の走行速度を検出するための車速センサ２５が設けられている。なお、走行速度は、前輪回転数ではなく後輪回転数から求めてもよい。車体フレーム９には、車体を直立状態から横方向へ傾斜させたときの車体傾斜角を検出するためのバンク角センサ２６が設けられている。
【００２８】
図２は、図１に示す電動二輪車１の動力伝達系統を説明する概略図である。図２に示すように、電動モータ１８の出力軸１８ａは、動力伝達機構３２（例えば、プーリー・ベルト機構）及びメインクラッチ３３（例えば、多板クラッチ）を介して手動変速機１９のインプットシャフト３１に動力伝達可能に接続されている。メインクラッチ３３は、運転者によりクラッチ操作子（図示せず）が操作されているときに、電動モータ１８と手動変速機１９との間の動力伝達を切断し、運転者によりクラッチ操作子（図示せず）が操作されていないときに、電動モータ１８と手動変速機１９とを動力伝達可能に接続する。インプットシャフト３１は、減速比の異なる複数組のギヤ列３９を介してアウトプットシャフト３４に動力伝達可能に結合されている。ギヤ列３９の入力側歯車３９ａは、インプットシャフト３１に固定され、インプットシャフト３１と一体回転する。ギヤ列３９の出力側歯車３９ｂは、アウトプットシャフト３４と同軸に設けられ、アウトプットシャフト３４に対して回転自在に嵌合する。入力側歯車３９ａと出力側歯車３９ｂとは、常時かみ合いしている。アウトプットシャフト３４の端部は、図示しない動力伝達機構（例えば、チェーン・スプロケット機構）を介して後輪３に動力伝達可能に接続されている。
【００２９】
手動変速機１９には、運転者の操作に機械的に連動して複数組のギヤ列３９から１組を選択して動力伝達経路を切り換えて変速を行うギヤシフタ３８が設けられている。手動変速機１９の変速段は、複数設けられ、全ての変速段を個別に手動選択可能である。ギヤシフタ３８は、アウトプットシャフト３４にスライド自在に設けられて複数組のギヤ列３９から１組を選択して係合するドッグギヤ３５（ドッグクラッチとも言う）と、ドッグギヤ３５をアウトプットシャフト３４に沿って移動させるシフトフォーク３６と、シフトフォーク３６を動作させるシフトドラム３７とを備えている。
【００３０】
また、シフトドラム３７には、シフトドラム３７の回転角度を検出可能なシフトドラムポテンショメータ２１が設けられている。なお、ギヤ位置を検出するためには、ポテンショメータではなく、通常のギヤポジションセンサを用いてもよい。電動モータ１８の出力軸１８ａには、その出力軸１８ａの回転数を検出するモータ回転数センサ２２が設けられている。アウトプットシャフト３４には、アウトプットシャフト３４の回転数を検出するアウトプットシャフト回転数センサ２３が設けられている。なお、本例では、ドッグギヤ３５をアウトプットシャフト３４に設けた構成としたが、インプットシャフト３１に設けた構成としてもよい。ドッグギヤ３５は、アウトプットシャフト３４に軸方向に摺動可能であり、かつ、同軸回転方向にはアウトプットシャフト３４に固定されている。
【００３１】
シフトドラム３７の外周面には、各シフトフォーク３６に夫々対応して所定形状の溝３７ａが設けられている（図３参照）。シフトドラム３７の溝３７ａには、シフトフォーク３６の基端部の突起（図示せず）がスライド自在に嵌合している。つまり、シフトフォーク３６によってドッグギヤ３５が軸方向に移動することで、ドッグギヤ３５と出力側歯車３９ｂとが軸方向に係合して互いに一体回転する動力伝達状態と、ドックギヤ３５と出力側歯車３９ｂとの係合が解除されて相対回転可能な動力切断状態とが切換え可能に構成されている。
【００３２】
シフトドラム３７には、変速段に対応する第１〜第６ドラム角度位置（１〜６速）がそれぞれ設定され、各ドラム角度位置で複数のうち対応する１つのドッグギヤ３５のみが対応する出力側歯車３９ｂに係合し、残余のドッグギヤと出力側歯車との係合が解除される。注目するドラム角度位置から、隣接するドラム角度位置へシフトドラム３７が角変位する間に、注目するドラム角度位置に対応するドッグギヤ３５と出力側歯車３９ｂとの係合が解除され、すべてのドックギヤ３５と出力側歯車３９ｂとの係合が解除された状態を経由して、隣接するドラム角度位置に対応するドッグギヤと出力側歯車とが係合する。即ち、変速途中には、すべてのドッグギヤ３５が出力側歯車３９ｂに係合していない動力切断状態が存在する。なお、変速途中には、係合するドッグギヤ及び係合解除するドッグギヤ以外のドッグギヤは、スライド移動しないようになっている。
【００３３】
運転者によるシフト操作子の操作に連動してシフトドラム３７が回転すると、各シフトフォーク３６が溝３７ａ（図３）に案内されて、所望のシフトフォーク３６がドッグギヤ３５をアウトプットシャフト３４に沿ってスライドさせる。これにより、入力側歯車３９ａ及び出力側歯車３９ｂの複数組のうちから運転者が望む減速比の１組をドッグギヤ３５と係合させて、所望の変速段の動力伝達経路を選択することが可能となる。なお、変速時期は、エンジン状態にかかわらず運転者の手動操作で決定されるため、変速時のショックが大きくなりうる。また、手動により変速されるために、一度の変速操作で大きく減速比が変わる変速（例えば、１速から２速を飛ばして３速以上の変速段に移行する等）が行われる可能性もあり、変速時のショックが大きくなりうる。また、シフトドラム３７においては、例えば、１速から３速までシフトドラム３７が急回転される場合、動力伝達経路も動力切断状態を経て１速から３速まで順番に急変化することになる。なお、シフト操作子は、例えば、シフトペダルやシフトレバー等でよく、運転者の足又は手で操作できるものでよい。
【００３４】
図４は、図２に示すＥＣＵ２０及びその入出力を説明するブロック図である。図４に示すように、ＥＣＵ２０には、シフトドラムポテンショメータ２１、モータ回転数センサ２２、アウトプットシャフト回転数センサ２３、アクセル操作量センサ２４、車速センサ２５、バンク角センサ２６及びブレーキ圧センサ２７が入力として接続されている。なお、ブレーキ圧センサ２７は、ブレーキ操作量（制動量）を検出するものである。
【００３５】
ＥＣＵ２０は、変速状態検出部４１、推定部４２、クラッチ判定部４３及びモータ制御部４４を備えている。変速状態検出部４１は、シフトドラムポテンショメータ２１からの信号値によってシフトドラム３７の回転角度（位相角）を検出し、手動変速機１９の現在のギヤポジションを判定可能である。ギヤポジションは、複数の変速位置（例えば、１〜６速）とニュートラル位置とを有している。変速状態検出部４１は、ポテンショメータ２１から得られるシフトドラム３７の回転角度に対して、各ギヤポジションに対応する所定の判定帯域Ａ（図３参照）と、隣接する判定帯域の間に介在する不感帯域Ｂ（図３参照）とを設定している。即ち、変速状態検出部４１は、シフトドラム３７の回転角度が不感帯域にあるときに、手動変速機１９が動力伝達経路の切り換え途中である動力切断状態にあると判定し、シフトドラム３７の回転角度が判定帯域にあるときに、動力伝達経路の切り換えを完了した動力伝達状態にあると判定する。
【００３６】
図３に示すように、詳細には、各判定帯域は、ドッグギヤ３５がギヤ列３９に係合した状態におけるシフトドラム３７の回転角度範囲を含み、その回転角度範囲より僅かに大きい範囲に設定されている。不感帯域Ｂは、それら判定帯域Ａ以外の回転角度範囲に対応しており、ギヤポジションの切り替え途中に全てのドッグギヤ３５がギヤ列３９と係合していない状態となる回転角度範囲に設定されている。よって、変速操作時にシフトドラム３７の回転角度が不感帯域Ｂから判定帯域Ａに切り換わる瞬間は、ドッグギヤ３５がギヤ列３９に係合する直前の状態である。
【００３７】
各判定帯域Ａの幅は、互いに同一でもよいが、各ギヤポジションに対応して個別に設定されて、各ポジションの特性に合わせて幅が異ならせることで、個々の変速判定をより正確に行うことができる。特定のギヤポジションへシフトチェンジしたときのポテンショメータ２１からの出力信号に生じる変動幅、他の特性を採用して、判定帯域Ａの幅が設定される。ＥＣＵ２０は、ポテンショメータ２１からの信号値に基づいて判断したギヤポジションに基づいて電動モータ１２を制御するが、不感帯域Ｂを設定することで、ギヤポジション判定結果が微小時間中に変動することを防止できる。
【００３８】
推定部４２は、手動変速機１９の動力切断状態を検出すると次に切り換えられる動力伝達経路を推定する。具体的には、推定部４２は、ポテンショメータ２１からの信号値の変化率（回転角度の変化率）の正負によってギヤポジションの変更がシフトアップ及びシフトダウンの何れであるかを判定する。そして、推定部４２は、ギヤポジションの変更がシフトアップと判定したときには、直前のギヤポジションの１つ上のギヤポジションが次に切り換えられる動力伝達経路であると推定する。他方、推定部４２は、ギヤポジションの変更がシフトダウンと判定したときには、直前のギヤポジションの１つ下のギヤポジションが次に切り換えられる動力伝達経路であると推定する。
【００３９】
クラッチ判定部４３は、メインクラッチ３３が動力伝達状態にあるか動力切断状態にあるかを判定する。具体的には、クラッチ判定部４３は、シフトドラムポテンショメータ２１、モータ回転数センサ２２及びアウトプットシャフト回転数センサ２３からの各信号からメインクラッチ３３の動作状態を判定する。即ち、クラッチ判定部４３は、シフトドラムポテンショメータ２１からの信号値により手動変速機１９が１つの変速位置で動力伝達状態にあると判断されるときに、モータ回転数センサ２２及びアウトプットシャフト回転数センサ２３から得られる各回転数がその変速位置の減速比に合う値になっていれば、メインクラッチ３３が動力伝達状態にあると判定し、そうでなければメインクラッチ３３が動力切断状態にあると判定する。なお、クラッチ判定部４３は、ギヤポジションがニュートラル位置にあるときは、メインクラッチ３３が動力伝達状態にあるものとして判定してもよい。つまり、ニュートラル位置では緩和制御を実施しないように設定している。例えば、ニュートラル位置では、モータ１８を停止するように制御されてもよい。なお、ニュートラル位置から動力伝達位置に切り換わるときには、緩和制御を実施する。
【００４０】
クラッチ判定部４３は、モータ回転数Ｍ、駆動輪回転数Ｗ、最終減速比αに基づいて演算してもよい。即ち、手動変速機１９が動力伝達状態で、かつ、Ｍ・αの値とＷの値との差が所定の許容誤差以上であれば、クラッチ３３が動力切断状態であると判定してもよい。また、駆動輪回転数及び最終減速比に変えて、動力伝達方向に関してクラッチ３３の前後の回転体での減速比を考慮した回転数が同じでない場合に、クラッチ３３が動力切断状態であると判定してもよい。例えば、モータ回転数Ｍと、変速機入力軸Ｉと、モータ１８から変速機入力軸α０までの減速比とに基づいて、Ｍ・α０の値とＩの値との差が所定の許容誤差以上であれば、クラッチ３３が動力切断状態であると判定してもよい。この場合には、変速機１９の動力伝達状態にかかわらず、クラッチ動力切断状態を判定することができる。
【００４１】
モータ制御部４４は、シフトドラムポテンショメータ２１、モータ回転数センサ２２、アウトプットシャフト回転数センサ２３、アクセル操作量センサ２４、車速センサ２５、バンク角センサ２６、ブレーキ圧センサ２７、変速状態検出部４１、推定部４２及びクラッチ判定部４３からの各情報を入力とし、インバータ１８を介して電動モータ１２を制御する。具体的には、モータ制御部４４は、後述する条件に応じて電動モータ１２の制御方式を決定し、トルク制御と回転数制御を切り換える。トルク制御は、モータの出力トルクを目標値として与えるものである。具体的には、トルク制御は、運転者のアクセル操作量と電動モータ１２の目標トルクとの間の相関関係を示したトルクマップを参照し、アクセル操作量センサ２４からの情報に基づいて電動モータ１２の目標トルクを決定する制御方式である。なお、トルクマップは、ＥＣＵ２０に予め記憶されている。回転数制御は、モータ出力軸の回転数を目標値として与えるものである。本実施形態では、変速過程の少なくとも一部過程を除いて、アクセル操作量に応じたトルク制御が行われる。なお、目標トルクは、移行制御ではない通常のトルク制御において目標とするトルクであって、車両状態値および運転指令値（アクセル開度、アクセル開度の変化率、走行速度、ギヤ比）を元に、演算式またはデータベース（本例ではトルクマップ）から求められる値である。
【００４２】
回転数制御は、手動変速機１９の動力伝達経路の切り換えによる衝撃を通常のトルク制御よりも緩和するための緩和制御の一例である。具体的には、回転数制御は、変速操作により手動変速機１９が動力切断状態にあると検知されたときに、推定部４２で推定された次のギヤポジションでの減速比とアウトプットシャフト回転数センサ２３で検出されたアウトプットシャフト回転数とに基づいて、前記推定されたギヤポジションにおけるドッグギヤ３５の入力側回転数を出力側回転数に一致させるように電動モータ１２の回転数を制御する。そうすると、推定された減速比が動力伝達経路の切換前の減速比に比べて小さい場合には、電動モータ１２が回転数を減少するよう制御され、推定された減速比が動力伝達経路の切換前の減速比に比べて大きい場合には、電動モータ１２が回転数を増加するよう制御されることになる。このようにすることで、手動変速機１９において動力伝達経路が切り換わった直後に手動変速機１９の切り換え部分（ドッグギヤ３５）で互いに結合される回転体同士の角速度差を少なくでき、ショックが好適に緩和される。
【００４３】
また、回転数制御を開始する時期は、動力伝達経路ごとに設定されている。例えば、不感帯域Ｂの幅（図３参照）やシフトドラム角速度の閾値（ステップＳ１１）が変速段ごとに設定されている。減速比が大きい場合には、連続変速の可能性が大きく、回転数制御に入りやすく且つ回転数制御から出にくくしてもよい。そうすると、変速位置の切り換え中にトルク制御が行われることを少なくでき、各シャフト３１，３４の回転数を合わせやすくなる。また、減速したコーナリング後の加速、発進時などの運転条件を判断して、連続減速の可能性が大きい場合には、回転数制御に入りやすく且つ回転数制御から出にくくしてもよい。
【００４４】
図５は、図３に示すＥＣＵ２０によるトルク制御及び回転数制御の低速時における各実行条件を示すマップである。図６は、図３に示すＥＣＵ２０によるトルク制御及び回転数制御の高速時における各実行条件を示すマップである。図５及び６に示すように、トルク制御と回転数制御との間の切り換え判断のためにメインクラッチ３３の状態を参酌するか否かが運転状態に応じて変えられている。具体的には、トルク制御と回転数制御との間の切り換え条件は、電動二輪車が所定の低速状態にあるか所定の高速状態にあるかによって異なっている。ここで、低速状態は、変速状態検出部４１で検出されたギヤポジションが低速位置（例えば、１〜３速）にある状態や、車速センサ２５で検出された車速が所定速度以上（例えば、４０ｋｍ以上）である状態などのうち少なくとも１つの状態をいい、高速状態は、変速状態検出部４１で検出されたギヤポジションが高速位置（例えば、４〜６速）にある状態や、車速センサ２５で検出された車速が所定速度未満（例えば、４０ｋｍ未満）である状態などのうち少なくとも１つの状態をいう。
【００４５】
図５に示すように、低速状態では、メインクラッチ３３の状態にかかわらず、手動変速機１９が動力伝達状態であるときにトルク制御が実行され、手動変速機１９が動力切断状態であるときに回転数制御が実行される。図６に示すように、高速状態では、手動変速機１９及びメインクラッチ３３の両方が動力伝達状態であるときにトルク制御が実行され、メインクラッチ３３が動力切断状態かつ手動変速機１９が動力伝達状態であるとき又は手動変速機１９が動力切断状態であるときに回転数制御が実行される。つまり、低速状態をトルク優先条件として、高速状態をショック抑制優先条件としている。これにより、運転状態がショック抑制優先条件を満たすときには、メインクラッチ３３の状態に応じて十分な回転数制御を行い、変速ショックを優先して抑制することができる。また、運転状態がトルク優先条件を満足するときには、メインクラッチ３３の状態を参酌しないことで回転数制御の期間を極力低減し、アクセル操作に応じたトルク制御の期間を極力確保することができる。
【００４６】
図７は、図３に示すＥＣＵ２０による制御を説明するフローチャートである。図７に示すように、モータ制御部４４は、電動二輪車１の電源がオンになると、フラグを「０」に設定する（ステップＳ１）。次いで、モータ制御部４４は、電動二輪車１が低速状態であるか否かを判定する（ステップＳ２）。低速状態であると判定されると、モータ制御部４４は、手動変速機１９が動力伝達状態であるか否かを判定する（ステップＳ３）。手動変速機１９が動力伝達状態であると判定されると、モータ制御部４４は、フラグが「０」であるか否かを判定する（ステップＳ４）。フラグが「０」であると判定されると、モータ制御部４４は、トルク制御を実行し（ステップＳ５）、ステップＳ２に戻る。
【００４７】
ステップＳ３において、手動変速機１９が変速操作により動力切断状態になったと判定された場合には、モータ制御部４４は、回転数制御を実行し（ステップＳ６）、フラグを「１」に設定する（ステップＳ７）し、ステップＳ２に戻る。次いで、手動変速機１９が動力切断状態から動力伝達状態に戻ると、ステップＳ３でＹｅｓと判定され、ステップＳ４でＮｏと判定されるので、モータ制御部４４は、後述する移行制御を実行したうえで（ステップＳ８）、フラグを「０」に設定し（ステップＳ９）、ステップＳ２に戻る。即ち、手動変速機１９が動力切断状態から動力伝達状態に戻ると、回転数制御から移行制御を経てトルク制御へと切り換えられる。
【００４８】
ステップＳ２で低速状態でないと判定された場合、即ち、高速状態にあると判定されたには、モータ制御部４４は、メインクラッチ３３が動力切断状態にあるか否かを判定する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０においてメインクラッチ３３が動力切断状態にないと判定されると、ステップＳ３に進む。ステップＳ１０においてメインクラッチ３３が動力切断状態にあると判定されると、ステップＳ６に進んで回転数制御を実行する。
【００４９】
以上のように、ステップＳ２で低速状態であると判定された場合及びステップＳ１０でメインクラッチ３３が動力伝達状態であると判定された場合に実行されるステップＳ３〜Ｓ９が第１制御ルーチンを構成している。また、ステップＳ１０でメインクラッチ３３が動力切断状態であると判定された場合に実行されるステップＳ６及びＳ７が第２制御ルーチンを構成している。このように、変速機１９を手動式とした電動二輪車１であっても、メインクラッチ３３の操作状態にかかわらず（例えば、変速操作時にメインクラッチ３３が動力伝達状態のままであっても）、第１制御ルーチンによって変速操作時のショックを抑えることができる。また、低速状態では、メインクラッチ３３が動力切断状態であっても手動変速機１９が動力伝達状態であれば電動モータ１８をトルク制御できるため、メインクラッチ３３が動力切断状態であるときにも運転者の意図通りに電動モータ１８のトルクを調整することが可能になる。これにより、例えばメインクラッチ３３を動力伝達状態に戻すときの加速レスポンスを高めるために、メインクラッチ３３が動力切断状態であるときに予めモータトルクを高めておくこともできる。
【００５０】
図８は、図７に示す移行制御を説明するフローチャートである。移行制御は、回転数制御からトルク制御への制御切換えに起因する衝撃を緩和するために設定され、動力伝達状態に切り換えられた直後から、通常行われるトルク制御を実施する場合に比べて、移行制御を行った方が目標トルクに達するまでのトルク変化率が小さくなるように設定される。なお、移行制御中に回転数制御することもトルク変化率が小さくなることに含まれる。
【００５１】
図８に示すように、移行制御では、モータ制御部４４は、変速操作時のシフトドラムポテンショメータ２１からの信号の出力変化率が所定の閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。出力変化率が閾値未満でない場合、即ち、運転者によるシフト操作が速すぎる場合には、回転数制御の実行時間が短すぎるため、モータ制御部４４は、引き続き回転数制御を実行する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２の回転数制御は、予め決められた時間Ｔにわたって実行され、その後は移行制御が終了して図７のステップＳ９に進む。
【００５２】
このように、運転者によるシフト操作が速すぎる場合に、移行制御として回転数制御（ステップＳ１２）を実行して全体として回転数制御の時間を延長することで、手動変速機１９のドッグギヤ３５で互いに結合される回転体同士の角速度差を十分に少なくでき、また、電動モータ１８の出力トルクが運転者の要求する目標トルクに達するまでの時間が移行制御がない場合に比べて長くなる。よって、手動変速機１９が動力切断状態から動力伝達状態になるときに、ドッグギヤ３５（下流側回転体）とそのドッグギヤ３５が係合するアウトプットシャフト３４上のギヤ（上流側回転体）との間の角速度差が大きいままである場合や、目標トルクと出力トルクとの差が大きい場合であっても、回転数制御からトルク制御に移行するときの衝撃を抑制することができる。（出力トルクは、実際にモータから出力されるトルクである。）
図９は、図１に示す電動二輪車１の変速時におけるモータ回転数の変化を説明するグラフである。なお、図９はアクセル操作量と後輪への負荷とが一定であると仮定したときのシフトアップを説明するものである。図９に示すように、移行制御において、回転数制御の実行時間Ｔが長くなれば十分に変速ショックを和らげることができ、回転数制御の実行時間Ｔが短くなれば早くトルク制御に切り換えられてトルク応答性がよくなる。そこで、回転数制御の実行時間Ｔは、車両状態値及び／又は運転指令値の関数として可変に設定される。つまり、車両状態値及び／又は運転指令値に応じて回転数制御からトルク制御への移行タイミングが調節される。車両状態値は、運転者からの運転指令が無くとも変化しうる車両の状態に関する値を意味し、また、運転指令値は、運転者が電動二輪車１の走行状態を変えるための指令の値を意味する。具体的には、車両状態値は、走行速度、走行加速度、ギヤ比、モータ回転数、加速度、バンク角などの少なくとも１つの値を有しており、運転指令値は、アクセル操作量、ギヤポジション操作、クラッチ操作、ブレーキ操作などの少なくとも１つの値（操作量、操作変化率、操作タイミング）を有している。このようにすることで、車両の走行状態及び／又は運転者の運転意思に応じた好適なフィーリングを実現できる。例えば、アクセル操作量などのような目標トルクを決定するためのパラメータが移行制御前の回転数制御中に大きく増減していたときに、トルク制御への移行時の衝撃を緩和することができる。
【００５３】
以上のように、本実施形態の電動車両の変速機が手動変速機であるので、自動変速機に比べて、動力接続時の衝撃が発生しやすい。例えば、手動で（運転者の手や足で）素早く変速操作すると回転数制御における回転数合わせの期間が短くなってしまうので、本発明が有効になる。また、ゆっくり変速操作する間にアクセル操作量を急変化すると、回転数制御において回転数が一致しても、トルク差による衝撃が発生しやすく、本発明が有効になる。また、各車輪のうち、電動モータ１８からの駆動力が伝達されない従動輪２を備える乗り物は、変速時の衝撃が大きくなりやすく、本発明が有効になる。自動二輪車などの鞍乗り型車両（ハンドルバー型の乗り物）は、４輪車に比べて軽量であるので変速時の衝撃が大きくなりやすく、本発明が有効になる。また、運転者が足で変速操作する場合には、変速操作が雑になりやすいので、変速時の衝撃が大きくなりやすく、本発明が有効になる。
【００５４】
図１０は、図７に示す移行制御のまた別の例を説明するフローチャートである。図１０に示すように、本例の移行制御では、モータ制御部４４は、手動変速機１９の変速時の切り換え部分における上流側回転体の角速度と下流側回転体の角速度との差が予め定める許容値未満であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。角速度差が許容値未満でない場合には、回転数制御の実行時間が短すぎるため、モータ制御部４４は、引き続き回転数制御を実行し（ステップＳ２２）、ステップＳ２１に戻る。他方、角速度差が許容値未満である場合には、移行制御を終了して図７のステップＳ９に進む（トルク制御（ステップＳ５）に移行する）。このようにすることで、手動変速機１９におけるギヤ切り換え部分の下流側回転体と上流側回転体との間の相対角速度が所定値未満に小さくなってから移行制御を終了してトルク制御に移行するので、トルク制御開始時の衝撃を安定的に緩和することができる。
【００５５】
つまり、移行制御にて回転数制御を継続する場合、角度差またはトルク差が大きい場合、動力切断状態である期間が短い場合、ドラム回転角速度が所定以上となる場合、変速期間またはその直前におけるアクセルまたはブレーキ操作量の変化が大きい場合などには、回転制御による回転数あわせが追いつかない可能性が高いので、移行制御の期間を長くするとよい。また、モータ回転数がギヤ比ごとに設定される所定値よりも高い状態からシフトアップされる場合や、モータ回転数がギヤ比ごとに設定される所定値よりも低い状態からシフトダウンされる場合には、モータのイナーシャが過剰で回転数あわせが追いつかない可能性がある。このような場合も、移行制御の期間を長くしてもよい。
【００５６】
図１１は、図７に示す移行制御の別の例を示すグラフである。図１１に示すように、本例の移行制御では、トルク制御に比べてトルク変化率を小さくしたうえで時間経過に伴って出力トルクが目標トルクに徐々に近づくように電動モータ１８が制御されている。つまり、本例の移行制御を第１トルク制御とし、その後に続くトルク制御（ステップＳ５）を第２トルク制御としている。第２トルク制御は、変速操作とは無関係に目標トルクが設定されるものであり、第１トルク制御は、変速操作に関連して目標トルクが設定されるものである。第１トルク制御では、第２トルク制御に比べて、出力トルクが目標トルクに到達するまでの時間あたりのトルク変化量が抑制されている。つまり、第１トルク制御は、変速機１９が動力伝達状態に切り換えられた直後から第２トルク制御が行われたとした場合に比べて、切り換え直後に第２トルク制御で設定される目標トルクに到達するまでの時間当たりのトルク変化量を抑制する。
【００５７】
更に言い換えると、第１トルク制御の制御ゲインは、第２トルク制御の制御ゲインよりも小さく設定されている。これにより、移行制御は、その後のトルク制御に比べて出力トルクが運転者の要求する目標トルクに達するまでの時間を遅延させることとなる。よって、移行制御においてトルク制御をしながらもトルクの急変化が抑制されて、変速ショックの緩和とドライバビリティとを両立することができる。また、第１トルク制御は、予め定める切換条件を満足すると第２トルク制御に切り換わるようにするとよい。移行制御（第１トルク制御）のトルク抑制程度又は切換条件は、車両状態値及び／又は運転指令値に応じて変更される。これにより、電動二輪車１の運転状態に応じて移行制御（第１トルク制御）のトルク抑制程度又は切換条件が調節されるので、運転状態に応じたスムーズな移行を行うことができ、好適な運転フィーリングを実現できる。
【００５８】
また、移行制御（第１トルク制御）は、出力トルクが目標トルクに達するまでの時間を遅延させるように、そのトルク変化率が二次曲線状に変化するようにしてもよい。つまり、移行制御（第１トルク制御）の少なくとも初期のトルク変化率がトルク制御（第２トルク制御）のトルク変化率に比べて小さくなるようにしてもよい。更に言い換えると、本例の移行制御（第１トルク制御）の初期の制御ゲインは、第２トルク制御の制御ゲインよりも小さく設定されてもよい。
【００５９】
また、移行制御（第１トルク制御）は、連続的なトルク値の低減や断続的なトルク出力の間引きによって実現されてもよい。即ち、第２トルク制御で用いられるであろう通常トルク値よりも低い値を連続的に与えるか、前記通常トルク値と、前記通常トルク値よりも低いトルク値とを交互に与えることで、出力トルクの抑制を図ってもよい。また、第１トルク制御は、第２トルク制御で設定される目標トルクに達する前に終了してもよい。また、制御ゲインを小さくするほか、遅れ特性をもたせるために時定数を小さくしてもよいし、単位時間当たりのトルク変化に上限値を加えてもよいし、階段状に出力トルクを変化させてもよい。
【００６０】
第２トルク制御の目標トルクに達すると第２トルク制御に移行してもよいし、第２トルク制御の目標トルクに達しなくても、所定時間経過したり、第２トルク制御の予め定める割合分のトルク増加が発生したときに第２トルク制御に移行してもよい。第１トルク制御から第２トルク制御移行条件としては、車両状態または操作状態に応じて設定されてもよい。例えば、ある程度の変速時ショックを許容可能な運転条件であれば、第１トルク制御期間が短くなるように、所定条件が設定されてもよい。
【００６１】
第１トルク制御のトルク抑制量は、目標トルクと現状の出力トルクとの差、アウトプットシャフトとインプットシャフトとの回転数差が大きい場合には、抑制量または期間が大きくなるように設定されてもよい。また、走行速度が低い場合、変速比が大きい場合、アクセル操作量の加速側操作量または時間変化が大きい場合など、目標トルクが大きいと推定される場合には、抑制量または期間が大きくなるように設定されてもよい。また、目標トルクを与えた場合に車輪スリップが生じると判断される場合には、スリップ抑制可能な出力となるトルク抑制量としてもよい。
【００６２】
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲でその構成を変更、追加、又は削除することができる。前記各実施形態は互いに任意に組み合わせてもよく、例えば１つの実施形態中の一部の構成又は方法を他の実施形態に適用してもよい。例えば、上述した実施形態では、電動二輪車１にメインクラッチ３３を設けているが、メインクラッチを設けなくてもよい。また、クラッチ判定部４３は、シフトドラムポテンショメータ２１、モータ回転数センサ２２及びアウトプットシャフト回転数センサ２３からの信号に基づいてクラッチ状態を判定しているが、メインクラッチ３３の動作を機械的に検出するクラッチスイッチからの信号に基づいてクラッチ状態を判定してもよい。
【００６３】
また、アウトプットシャフト回転数センサ２３の代わりに、手動変速機１９のドッグギヤ３５よりも動力伝達下流側にある何れかの回転体（例えば、後輪）の回転数を検出可能な回転数センサを設けてもよい。その場合には、当該回転体からアウトプットシャフトまでの減速比を考慮してアウトプットシャフトの回転数を演算すればよい。また、手動変速機１９のギヤ切り換え機構は、ドッグギヤ式でなくてもよい。
【００６４】
また、上述した実施形態では、緩和制御として、推定されたギヤポジションにおけるドッグギヤ３５の入力側回転数を出力側回転数に一致させるように回転数制御を行うものとしたが、完全に一致させようとしなくても入力側回転数を出力側回転数に近づけるように制御すればよい。また、緩和制御として、回転数制御の代わりに、電動モータ１８のトルクを低減又はゼロにするように制御してもよいし、また、電動モータのロータの回転慣性を打ち消す方向に電動モータ１８を制御してもよい。さらに、移行制御としての第１トルク制御では、図１１に示したもの限らず、アクセル要求に対応した目標トルクに対する実際のモータ出力トルクの応答性が緩慢になればよい。
【００６５】
また、変速期間またはその直前におけるアクセルまたはブレーキ操作によって、次に切替えられる動力伝達経路での切り換え部分の上流側及び下流側の回転体の角速度差が小さくなる側に手動操作されることが判断されると、移行期間を短くしたり、トルク変化率を大きくしたりして、移行制御による出力トルクの抑制を緩めてもよい。
【００６６】
また、走行速度が所定値よりも低い状態またはギヤ比が小さい状態でのシフトアップ、複数段のシフトアップ、加速度が所定値よりも大きい場合、加速方向へのアクセル操作量の時間変化が所定値よりも大きい場合など、車両状態値または運転指令値に基づいて、変速操作による衝撃よりも、加速が優先される状態であることを判断すると、移行制御の期間が短くなったり、トルク制御へ移行する許容角度差または許容トルク差が大きくなったり、移行制御でのトルク変化率を大きくしたりするように設定されてもよい。これによって衝撃よりも加速を優先する運転者の要求を満足することができる。
【００６７】
また、目標トルクが大きくなるようなパラメータ（たとえばギヤ比が小状態、アクセル操作量が加速側へ大変化、アクセル操作量の変化率が加速側へ大変化、走行速度が小、車体加速度が所定値以下、車体バンク角大から小へ変化、変速前のブレーキ操作など）変化がある場合には、トルク抑制量を高めたり、移行制御期間を延ばしたりして、変速ショックを緩和することができる。このように、走行速度、モータ回転数、ギヤ比、アクセル操作量、ブレーキ操作量、切断路前後の回転体の速度差、目標値と出力値とのトルク差の少なくともいずれか１つの車両状態値に基づいて、移行制御内容すなわち、出力トルクの抑制量または抑制期間を変更してもよい。
【００６８】
電動モータから駆動輪までの変速比に関して、動力切断状態を経由して第１の変速比から第１の変速比とは異なる第２の変速比に切換え可能な手動変速機を備える車両であれば本発明を適用可能であって、二輪車以外でも、４輪車および３輪車、小型滑走艇でも適用可能である。また、駆動輪を駆動する駆動源に関して回転数制御及びトルク制御の両方が実行可能であればよく、内燃機関と電動機とを有するハイブリッド車や、燃料電池を電源とする燃料電池車などでも本発明を適用可能である。
【００６９】
上述した実施形態の変速機構は、一例であって他の構造であってもよい。例えば、インプットシャフト側にドッグギヤが配置される変速機構でもよく、動力切断状態を経由して変速比が切り替わる構造であれば、ギヤ配置、レイアウトなどについては、既存の種々の構造を採用することができる。また、変速機は、運転者のシフト操作子を動作させる力を伝達して機械的に連動する構造について例示したがこれに限定されない。例えば、運転者によるシフト操作子の動作に電気的に連動してアクチュエータでシフトドラムを回転する構造であっても本発明に含まれる。
【００７０】
さらに、本実施形態では、シフトドラム３７が不感帯域Ｂに位置した場合に回転数制御を開始したが、シフトドラム３７が不感帯域Ｂに位置する前に回転数制御を開始してもよい。たとえばシフトドラム３７やシフト操作子（例えば、シフトペダル）等の変速時に角変位する角変位体において、その角変位時間変化率の絶対値が閾値を超えた場合に、変速機の動力切断状態を判断して、回転数制御を開始してもよい。この場合には、シフトドラム３７が不感帯域Ｂに位置する前に、変速動作を判断して、回転数制御をより速く開始することができる場合があり、モータ回転数を目標値に早く近づけて、変速にかかるショックを緩和できる。
【００７１】
また、本実施形態では、ドッグギヤ３５と歯車３９ｂとが互いに噛み合う時期は、運転者の変速操作に委ねられているので、回転数差が大きい状態でドッグギヤ３５と歯車３９ｂとが互いに噛み合う可能性がある。そこで、電動モータ１８の回転数制御だけでなく、シフトドラム３７の回転数に基づいて回転数差が所定以上であれば、ドッグギヤ３５と歯車３９ｂとの凹凸が噛み合うであろう時期には、出力トルクがゼロ又はゼロに近づくように制御してもよい。これによって、メインクラッチ３３がない場合又はメインクラッチ３３が動力伝達状態であっても、ドッグギヤ３５のドッグと歯車３９ｂとの凹凸がずれた場合や回転数差が大きい状態での変速ショックを低減できる。
【００７２】
さらに、本実施形態では、ポテンショメータ２１を用いて変速機１９の動力切断状態を判断したが、他の手段を用いて、変速機１９の動力切断状態を判断してもよい。例えば、シフトドラムポテンショメータ２１に代えてギヤポジションセンサ（接触式抵抗センサ）を用いてもよい。具体的には、ギヤポジションセンサを用いて、ドッグが歯車にかみ合うシフトドラム位置であることが判断可能である場合、ギヤポジションセンサからの信号値から、ギヤポジション位置以外の角度位置にシフトドラムが移動したり、ギヤポジション位置からずれたことを検知して、変速機の動力切断状態を判断してもよい。
【００７３】
また、シフト操作子から変速に伴う動力がシフトドラム３７に伝達される場合には、シフト操作子からシフトドラム３７の間に動力伝達経路に設けられた荷重センサ（ロードセル）を用いてもよい。具体的には、変速操作に伴う動力伝達経路の荷重変化を検知して、変速機１９の動力切断状態を判断してもよい。このほか、シフトドラム３７に連動して角変位する角変位体、例えばチェンジドラムの角度位置を検出するセンサの検出値を用いて、変速機の動力切断状態を判断してもよい。
【００７４】
また、インプットシャフト３１及びアウトプットシャフト３４の回転数差に基づいてもよい。具体的には、各シャフト３１，３４の回転数を検出するセンサを備え、各シャフト間での減速比を考慮した回転数差が所定値を超えた場合に、変速機１９の動力切断状態を判断してもよい。また、アウトプットシャフト３４に代えて、アウトプットシャフト３４よりも動力伝達方向下流側の回転体の回転数を用いてもよい。例えば、駆動輪の回転数検出センサの値から減速比を考慮してアウトプットシャフト３４の回転数を算出してもよい。また、メインクラッチが設けられない場合には、同様にインプットシャフト３１に代えて、インプットシャフト３１よりも動力伝達方向上流側の回転体、たとえばモータ出力軸の回転数から減速比を考慮してインプットシャフト３１の回転数を算出してもよい。仮にメインクラッチが設けられる場合についても、メインクラッチの動力伝達状態であると判断されていれば、クラッチよりも動力伝達方向上流側の回転体の回転数から減速比を考慮してインプットシャフト３１の回転数を算出してもよい。
【００７５】
さらに、動力伝達経路の推定について、ポテンショメータ２１の時間変化率の絶対値が所定値を超えて正である場合にシフトアップ、所定値を超えて負である場合にシフトダウンと判断したが、シフトドラム３７の回転角度の変化率を用いたがこれに限らない。たとえばシフトドラム３７またはシフトドラム３７と連動して角変位するチェンジレバー等の角変位体の回転方向を用いて、減速比が大きくなる回転方向か、減速比が小さくなる回転方向かを判断してもよい。また他の操作手段の操作に基づいて切替えられる動力伝達経路を推定してもよい。たとえば変速操作以前に、減速にかかる操作（ブレーキ操作、低速時のターンシグナル点灯操作）および減速にかかる運転状態を判断して、シフトダウンを判断して減速比が大きくなる経路への移行と推定してもよい。例えば、ブレーキ操作などによって速度低下後のクラッチ操作による動力遮断状態に移行すると、シフトダウンを判断してもよい。同様に、加速操作などによって速度増加後のクラッチ操作による動力遮断状態に移行するとシフトアップを判断してもよい。
【００７６】
上記実施形態では、変速機による動力切断状態に応じて回転制御とトルク制御とを切り換えたが、クラッチによる動力切断状態に応じて回転制御とトルク制御とを切り換えてもよい。また、本実施形態では、移行制御を行うとしたが、角度差またはトルク差が所定値よりも小さい場合には、移行制御を行わないようにしたり、移行期間を短くしたりしてもよい。また、移行制御において、回転数制御とトルク抑制制御を順に行うようにしてもよい。これによってさらに衝撃を抑制することができる。また、状況に応じて回転数制御とトルク抑制制御とを切替えるようにしてもよい。角度差とトルク差とを比較して、角度差による衝撃が大きいと判断すると回転数制御の比率を高め、トルク差による衝撃が大きいと判断するとトルク抑制制御の比率を行うようにしてもよい。また、変速操作とクラッチ操作とが可能な乗り物の場合には、少なくともいずれかが動力切断状態の間には回転数制御または移行制御を継続するようにしてもよい。これによって運転者の意図をモータ制御に反映することができる。たとえば変速操作により動力切断状態では回転数制御を行い、クラッチ操作により動力切断状態の間は移行制御を行ってもよい。
【００７７】
また、走行停止状態からの発進状態であることを、運転状態（たとえば車速、モータ回転数、ギヤ比、アクセル操作量などの時間変化）から判断すると、シフトアップの可能性を判断して、変速時に減速比が小さくなる経路への移行と推定してもよい。例えば変速操作よりも前に所定走行速度以下で加速側にアクセル操作子が操作されていると、発進時の変速操作と判断して、変速時にシフトアップを判断して減速比が小さくなる経路への移行と推定してもよい。
【００７８】
また、変速操作時に出力トルクが要求されるであろう運転条件（例えば上り坂、加速、追越し等を表す運転条件）を判断して、シフトダウンを判断して変速比が大きくなる経路への移行と推定してもよいし、変速操作時に出力トルクの低減が要求されるであろう運転条件（例えば下り坂、定速走行）を判断して、シフトアップを判断して変速比が小さくなる経路への移行と推定してもよい。
【００７９】
また、ギヤ位置がニュートラル位置で、走行速度に対して、インプットシャフト側の回転数が高い場合には、インプットシャフト側の回転数を低減するようにモータを回転数制御してもよい。たとえばギヤ位置がニュートラル位置で、走行停止状態でかつインプットシャフト側の回転数がアイドル回転数よりも高い場合には、アイドル回転数に近づくようにモータを回転数制御してもよい。また、過去の変速履歴とそのときの運転状態を記憶し、学習制御を用いて、記憶値に基づいて移行されるであろう変速比を推定してもよい。このようにシフトドラムの回転数のほか、車両の運転状態または運転者の操作状態に基づいて、変速時において移行する動力伝達経路を推定してもよい。
【００８０】
さらに、トルク制御に関して、アクセル操作量と目標トルクとの相関関係が示されるマップを用いてモータをトルク制御ものに限られず、可及的に運転者のアクセル要求に応じた出力トルクを得るように構成されればよく、アクセル操作量のほか、アクセル操作量の時間変化率、変速比、走行速度、モータ回転数などのパラメータに応じて目標トルクを設定してもよい。また、車両の状態に応じて目標トルクを補正するようにしてもよい。たとえば電池残量が少ない場合、バッテリ温度が高い場合など、運転者の要求するトルクに対して目標トルク値を抑制するように出力トルクを設定してもよい。またマップのほか、各パラメータを係数とする演算式を用いてもよい。
【００８１】
さらに、本実施形態では、ＥＣＵ２０は、変速時の動力切断状態を判断した場合に、運転状態および操作条件に応じて回転数制御の実行の有無を切り替え、クラッチ操作および走行速度に応じて、特定の条件で回転数制御を行わずにトルク制御を継続させている。このほか、変速時の動力切断状態を判断した場合に、上記条件の他のトルク優先条件を満足すると、回転数制御（緩和制御）以外の制御を実行してもよい。また、変速操作よりも前のアクセル操作量が小さい状態において、所定値よりも走行速度が高い場合、又は、モータ回転数が高い場合、又は、変速比が小さい場合などには、変速時の動力切断状態でトルク制御を継続させてもよい。
【００８２】
また、インプットシャフト３１とアウトプットシャフト３４との回転数差が所定許容範囲内で変速に伴うショックが小さいと判断される場合には、トルク制御を継続してもよい。たとえば、変速時の減速比差の大小を考慮して、変速前後の減速比の差に応じて所定許容範囲が変速比ごとに設定されてもよい。また、サーキット走行モードが選択されるなど変速に伴うショックが許容される場合には、前記所定許容範囲を大きくするようにしてもよい。また、運転者の要求で前記所定許容範囲を設定可能としてもよい。また電池容量が少ない場合など、回生制御を効果的に行う制御を実行してもよい。このようにクラッチが存在しない場合でも、運転状態または操作状態に応じて、トルク優先条件を設定してもよい。
【００８３】
さらに、回転数制御又は第１トルク制御による移行制御は所定条件満足するまで継続するようにすればよい。このように移行制御（回転制御または第１トルク制御）は、変速機１９を動力伝達状態に移行した場合にショックが小さくなるであろう所定条件を満足するまで継続してもよい。たとえば、移行後制御は、上述したように、図８に示したシフトドラム３７の回転変化率、図１０に示したアウトプットシャフト３４とインプットシャフト３１との回転数差が許容値以上であることを所定条件として、変速機１９の動力伝達時に継続してもよい。また、移行制御を終了するシフトドラム３７の回転変化率、各シャフト３１，３４の回転数差の許容値が、変速比ごとに対応して設定されてもよい。たとえば変速比が大きい場合のほうが許容値を小さくしてもよい。また、現状の出力トルクに対して目標トルクを得るための出力増加量が所定値未満になるまで、移行制御を継続してもよい。また、走行速度または走行速度の時間変化の大小に応じて、移行制御の継続・終了を判断してもよい。このように移行制御からトルク制御に切替える所定条件は、運転状態または操作状態に応じて設定されてもよい。たとえば走行速度、走行加速度、ギヤポジション、アクセル操作量、車体バンクのうち、少なくとも１つを含む運転状態に応じて、移行制御からトルク制御へ復帰してもよい。
【００８４】
また、緩和制御は、変速機１９が動力切断状態になる前に、動力伝達状態に移行することを判断して緩和制御を開始してもよい。そうすることで、変速ショックを防ぎながら早期の変速が可能になる。例えば、変速指令、回転数差、シフトドラムの回転変化率などに基づくことで、隣り合う変速位置の間の中間位置に達する前に回転数制御を開始できる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
以上のように、本発明に係る電動車両は、変速機が動力切断状態から動力伝達状態になるときに、上流側回転体と下流側回転体との角速度の差が大きいままである場合や、目標トルクと出力トルクとの差が大きい場合であっても、回転数制御からトルク制御に移行するときの衝撃を抑制することができる優れた効果を有し、この効果の意義を発揮できる電動二輪車等に広く適用すると有益である。
【符号の説明】
【００８６】
１    電動二輪車（電動車両）
３    後輪（駆動輪）
１８  電動モータ
１９  手動変速機
３３  メインクラッチ
４１  変速状態検出部（変速状態検出装置）
４２  推定部（推定装置）
４３  クラッチ判定部
４４  モータ制御部（モータ制御装置）
【図１】
2013061360.tif 000003
【図２】
2013061360.tif 000004
【図３】
2013061360.tif 000005
【図４】
2013061360.tif 000006
【図５】
2013061360.tif 000007
【図６】
2013061360.tif 000008
【図７】
2013061360.tif 000009
【図８】
2013061360.tif 000010
【図９】
2013061360.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年8月22日(2014.8.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動輪に動力伝達経路を介して伝達される走行動力を発生する電動モータと、
インプットシャフト及びアウトプットシャフトを有し、前記電動モータからの動力を変速するために運転者の操作を動力として運転者の操作に連動して複数の動力伝達経路から１つを選択して動力伝達経路を切り換え、前記動力伝達経路を切り換えるにあたって前記インプットシャフトと前記アウトプットシャフトとの間での動力切断状態を経由する手動変速機と、
前記手動変速機の動力伝達経路が、前記電動モータからの動力を前記駆動輪に伝達可能な動力伝達状態にあるか動力切断状態にあるかを判定可能な伝達状態検出装置と、
前記動力切断状態を検出すると次に切り換えられる動力伝達経路を推定する推定装置と、
前記伝達状態検出装置で前記動力伝達状態にあると判定されたときに、前記電動モータのトルク制御が行われ、前記伝達状態検出装置で前記動力切断状態にあると判定されたときに、前記電動モータの回転数制御が行われる制御ルーチンを実行して前記電動モータを制御するモータ制御装置と、を備え、
前記回転数制御では、前記推定装置で推定された前記動力伝達経路において、その動力伝達経路の切り換え部分の上流側回転体の角速度が前記切り換え部分の下流側回転体の角速度に近づくように前記電動モータの回転数が制御され、
前記動力切断状態から前記動力伝達状態に切り換えられると、前記回転数制御から所定の移行制御を行ったうえで前記トルク制御に切り換えられ、
前記モータ制御装置は、前記伝達状態検出装置により前記手動変速機が前記動力切断状態から前記動力伝達状態に切り換えられたと判定されると、前記回転数制御から所定の移行制御を行ったうえで前記トルク制御に切り換え、前記移行制御では、前記回転数制御と同等に前記電動モータを制御する、電動車両。
【請求項２】
前記モータ制御装置は、前記手動変速機の運転者による変速操作が所定よりも速い場合に、前記伝達状態検出装置により前記動力切断状態から前記動力伝達状態に切り換えられたと判定された後も前記移行制御として回転数制御を実行する、請求項１に記載の電動車両。
【請求項３】
前記モータ制御装置は、前記手動変速機の減速比が大きい場合には、前記減速比が小さい場合に比べて、前記回転数制御に入りやすく且つ前記回転数制御から出にくくなるように設定されている、請求項１又は２に記載の電動車両。
【請求項４】
前記モータ制御装置は、発進時には、非発進時に比べて、前記回転数制御に入りやすく且つ前記回転数制御から出にくくなるように設定されている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電動車両。
【請求項５】
前記手動変速機は、運転者によるシフト操作子の操作に連動して回転するシフトドラムを有し、
前記伝達状態検出装置は、前記シフトドラムの回転角度に基づいて前記手動変速機が動力切断状態にあることを判定する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電動車両。
【請求項６】
前記手動変速機には、運転者の操作に機械的に連動して複数組のギヤ列から１組を選択して動力伝達経路を切り換えて変速を行うギヤシフタが設けられ、前記ギヤシフタは、前記複数組のギヤ列から１組を選択して係合するドッグギヤと、前記ドッグギヤを移動させるシフトフォークと、前記シフトフォークを動作させるシフトドラムとを有し、
前記伝達状態検出装置は、前記手動変速機が動力伝達状態にあると判定する判定帯域と、前記手動変速機が動力切断状態にあると判定する不感帯域とを設定し、前記判定領域は、前記ドッグギヤが前記ギヤ列に係合した状態における前記シフトドラムの回転角度範囲より大きい範囲に設定される、請求項５に記載の電動車両。
【請求項７】
前記シフトドラムの回転角度を検出可能な検出器を更に備え、
前記モータ制御装置は、前記伝達状態検出装置により前記動力切断状態から前記動力伝達状態に切り換えられたと判定されたとき、前記検出器からの信号の出力変化率が所定の閾値未満であるか否かを判定し、前記出力変化率が前記閾値未満でない場合には、前記移行制御として前記回転数制御を所定時間継続してから前記トルク制御に切り換え、前記出力変化率が前記閾値未満である場合には、前記トルク制御に切り換える、請求項５又は６に記載の電動車両。
【請求項８】
前記モータ制御装置は、前記伝達状態検出装置により前記動力切断状態から前記動力伝達状態に切り換えられたと判定されたとき、前記上流側回転体の角速度と前記下流側回転体の角速度との差が予め定める許容値未満であるか否かを判定し、前記角速度差が前記許容値未満でない場合には、前記移行制御として前記回転数制御を継続し、前記角速度差が前記許容値未満である場合には、前記トルク制御に切り換える、請求項１乃至７のいずれかに記載の電動車両。
【請求項９】
前記電動モータと前記手動変速機のインプットシャフトとの間の動力伝達を切断可能なメインクラッチと、
前記メインクラッチが動力伝達状態にあるか動力切断状態にあるかを判定するクラッチ判定部と、を更に備え、
前記モータ制御装置は、前記手動変速機が動力伝達状態であると判定され且つ前記メインクラッチが動力切断状態と判定された場合には、前記電動車両が所定の低速状態にあるとトルク制御が実行され、前記電動車両が所定の高速状態にあると回転数制御が実行される、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の電動車両。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明に係る電動車両は、駆動輪に動力伝達経路を介して伝達される走行動力を発生する電動モータと、インプットシャフト及びアウトプットシャフトを有し、前記電動モータからの動力を変速するために運転者の操作を動力として運転者の操作に連動して複数の動力伝達経路から１つを選択して動力伝達経路を切り換え、前記動力伝達経路を切り換えるにあたって前記インプットシャフトと前記アウトプットシャフトとの間での動力切断状態を経由する手動変速機と、前記手動変速機の動力伝達経路が、前記電動モータからの動力を前記駆動輪に伝達可能な動力伝達状態にあるか動力切断状態にあるかを判定可能な伝達状態検出装置と、前記動力切断状態を検出すると次に切り換えられる動力伝達経路を推定する推定装置と、前記伝達状態検出装置で前記動力伝達状態にあると判定されたときに、前記電動モータのトルク制御が行われ、前記伝達状態検出装置で前記動力切断状態にあると判定されたときに、前記電動モータの回転数制御が行われる制御ルーチンを実行して前記電動モータを制御するモータ制御装置と、を備え、前記回転数制御では、前記推定装置で推定された前記動力伝達経路において、その動力伝達経路の切り換え部分の上流側回転体の角速度が前記切り換え部分の下流側回転体の角速度に近づくように前記電動モータの回転数が制御され、前記動力切断状態から前記動力伝達状態に切り換えられると、前記回転数制御から所定の移行制御を行ったうえで前記トルク制御に切り換えられ、前記モータ制御装置は、前記伝達状態検出装置により前記手動変速機が前記動力切断状態から前記動力伝達状態に切り換えられたと判定されると、前記回転数制御から所定の移行制御を行ったうえで前記トルク制御に切り換え、前記移行制御では、前記回転数制御と同等に前記電動モータを制御する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
前記構成によれば、動力伝達経路が動力切断状態から動力伝達状態に切り換えられたと判定されて回転数制御からトルク制御に切り換わるときに、移行制御が介在する。よって、動力伝達経路が動力切断状態から動力伝達状態になるときに、上流側回転体と下流側回転体との角速度の差が大きいままである場合や、目標トルクと出力トルクとの差が大きい場合であっても、トルク制御に移行するときの衝撃を抑制することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
図８は、図７に示す移行制御を説明するフローチャートである。移行制御は、回転数制御からトルク制御への制御切換えに起因する衝撃を緩和するために設定される。
【国際調査報告】
2013061360.tif 000014
2013061360.tif 000015
2013061360.tif 000016
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