(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪にトルクを伝達する回転機を備え、エンジン及び当該エンジンに連結される変速機及びクラッチ機構を備えていない電気自動車において、
運転者によって操作され、前記変速機の操作を模擬するためのシフト装置と、
前記シフト装置の操作時に運転者によって操作され、前記クラッチ機構の操作を模擬するためのクラッチ装置と、
前記回転機のトルクを制御するトルク制御部と、を備え、
前記シフト装置は、前記回転機の回転速度に対するトルク特性が段階的に異なる複数のモードの中から１つのモードを選択し、選択したモードを含む信号を前記トルク制御部に出力するように構成され、
前記クラッチ装置は、前記クラッチ装置の操作量を含む信号を前記トルク制御部に出力するように構成され、
前記トルク制御部は、前記クラッチ装置の操作量を含む信号と、前記シフト装置によって選択されたモードを含む信号とに基づいて前記回転機のトルクを制御するように構成されることを特徴とする電気自動車。
【請求項２】
前記トルク制御部は、
前記クラッチ装置の操作量が大きくなるに従って、前記回転機のトルクをゼロに向かって変化させるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車。
【請求項３】
前記トルク制御部は、
前記クラッチ装置の操作量が小さくなるに従って、前記回転機のトルクを選択された前記モードに応じた値に向かって変化させるように構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気自動車。
【請求項４】
前記トルク制御部は、
前記クラッチ装置の操作量が所定の操作量より大きいときに前記シフト装置によるモードの選択を許容するように構成されることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の電気自動車。
【請求項５】
前記トルク制御部は、
前記複数のモードのトルク特性が規定されたプリセットパターンを複数種類有し、
複数種類の前記プリセットパターンの選択の中から選択されたプリセットパターンに従い前記回転機のトルクを制御するように構成されることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の電気自動車。
【請求項６】
前記トルク制御部は、
前記電気自動車の運転状態に基づいて、前記電気自動車の走行状態がエンジンの駆動力によって実現されていると仮定したときのエンジン回転速度を模擬した仮想エンジン回転速度を取得し、
取得した前記仮想エンジン回転速度に応じてエンジン音を付加する
ように構成されることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の電気自動車。
【請求項７】
前記複数のモードのトルク特性を任意に設定する入力装置を更に備えることを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載の電気自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪にトルクを伝達する回転機を備えた電気自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、駆動モータによって駆動する車両において、疑似的なシフトチェンジを演出する技術が開示されている。この車両では、車速、アクセル開度、アクセル開速度、又はブレーキ踏込量により規定される所定の契機で、駆動モータのトルクを設定変動量だけ減少させた後に増加させるトルク変動制御が行われる。これにより、有段変速機を備える車両に慣れた運転者に対して与える違和感が抑制されるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−１６６３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
変速用のシフト装置とクラッチ装置を備えたいわゆるマニュアルトランスミッション車両（以下、「ＭＴ車両」と表記する）では、運転者がクラッチ装置の踏み込み時にシフトレバーを操作することによって変速段の切り換えを行う。このような手動変速動作では、クラッチの解放時及び接続時に車輪に伝達されるトルクに瞬間的な変動が生じる。上記の技術によれば、駆動モータのトルク変動制御によって手動変速動作のトルク変動が疑似的に再現される。
【０００５】
しかしながら、上記の技術では、変速動作を模擬したトルク変動制御のタイミングを運転者自身の操作によって主体的に決めることはできない。上記技術の車両は、ＭＴ車両に備えられているクラッチ装置やシフト装置を有していないからである。このように、運転者自身による手動変速動作を介在しない疑似的な変速動作は、ＭＴ車両を操る楽しさを求める運転者の運転感覚に違和感を与えるおそれがある。
【０００６】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたもので、マニュアルトランスミッション車両の手動変速動作を疑似的に再現可能な電気自動車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、車輪にトルクを伝達する回転機を備え、エンジン及び当該エンジンに連結される変速機及びクラッチ機構を備えていない電気自動車において、運転者によって操作され、変速機の操作を模擬するためのシフト装置と、シフト装置の操作時に運転者によって操作され、クラッチ機構の操作を模擬するためのクラッチ装置と、回転機のトルクを制御するトルク制御部と、を備えている。シフト装置は、回転機の回転速度に対するトルク特性が段階的に異なる複数のモードの中から１つのモードを選択し、選択したモードを含む信号をトルク制御部に出力するように構成される。クラッチ装置は、クラッチ装置の操作量を含む信号をトルク制御部に出力するように構成される。トルク制御部は、クラッチ装置の操作量を含む信号と、シフト装置によって選択されたモードを含む信号とに基づいて回転機のトルクを制御するように構成されている。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、更に以下の特徴を有する。
トルク制御部は、クラッチ装置の操作量が大きくなるに従って、回転機のトルクをゼロに向かって変化させるように構成されている。
【００１０】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、更に以下の特徴を有する。
トルク制御部は、クラッチ装置の操作量が小さくなるに従って、回転機のトルクを選択されたモードに応じた値に向かって変化させるように構成されている。
【００１１】
第４の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において、更に以下の特徴を有する。
トルク制御部は、クラッチ装置の操作量が所定の操作量より大きいときにシフト装置によるモードの選択を許容するように構成されている。
【００１２】
第５の発明は、第１乃至第４の何れか１つの発明において、更に以下の特徴を有する。
トルク制御部は、複数のモードのトルク特性が規定されたプリセットパターンを複数種類有し、複数種類のプリセットパターンの選択の中から選択されたプリセットパターンに従い回転機のトルクを制御するように構成されている。
【００１３】
第６の発明は、第１乃至第５の何れか１つの発明において、更に以下の特徴を有する。
トルク制御部は、電気自動車の運転状態に基づいて、電気自動車の走行状態がエンジンの駆動力によって実現されていると仮定したときのエンジン回転速度を模擬した仮想エンジン回転速度を取得し、取得した仮想エンジン回転速度に応じてエンジン音を付加するように構成されている。
【００１４】
第７の発明は、第１乃至第６の何れか１つの発明において、更に以下の特徴を有する。
電気自動車は、複数のモードのトルク特性を任意に設定する入力装置を更に備えている。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明によれば、電気自動車は、クラッチ装置を備えている。そして、トルク制御部は、クラッチ装置の操作量に応じて回転機のトルクを制御する。これにより、運転者のクラッチ装置の操作に対応して回転機のトルクが制御されるので、ＭＴ車両の手動変速動作を疑似的に再現することが可能となる。その結果、手動変速動作を求めて内燃機関のＭＴ車両を所有している人々に対して電気自動車へと乗り換える機会を与えることができるので、電気自動車の普及によるＣＯ２削減の効果が期待できる。
【００１６】
また、第１の発明によれば、シフト装置によって回転機の回転速度に対するトルク特性が段階的に異なる複数のモードのうちの何れか１つのモードを選択することができる。これにより、運転者のシフト装置の操作に対応して回転機のトルクが制御されるので、ＭＴ車両の手動変速動作を疑似的に再現することが可能となる。
【００１７】
第２の発明によれば、クラッチ装置の操作量が大きくなるに従って、回転機のトルクをゼロに近づけることができる。これにより、クラッチ装置の操作量を大きくする操作によってトルクがゼロに向かって抜ける感覚を再現することができるので、運転者は自身が手動変速動作を行っている運転感覚を強く持つことができる。
【００１８】
第３の発明によれば、クラッチ装置の操作量が小さくなるに従って、回転機のトルクを選択されたモードに応じた値に近づけることができる。これにより、クラッチ装置の操作量を小さくする操作によって車輪にトルクが伝達される感覚を再現することができるので、運転者は自身が手動変速動作を行っている運転感覚を強く持つことができる。
【００１９】
第４の発明によれば、クラッチ装置の操作量が所定の操作量よりも大きいときにシフト装置によるモードの選択が許容される。これにより、クラッチ装置を操作してシフト装置を操作するＭＴ車両の手動変速動作を忠実に再現することができる。
【００２０】
第５の発明によれば、モードに対応付けられたトルク特性のパターンを変更することができる。これにより、運転者の気分に応じたトルク特性を実現することができる。
【００２１】
第６の発明によれば、エンジンの回転速度を模擬した仮想回転速度に応じてエンジン音が付加される。これにより、運転者は、エンジン車両を運転している感覚を得ることができる。
【００２２】
第７の発明によれば、運転者は、入力装置を用いて、複数のモードのトルク特性を、好みに合わせて任意に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施の形態に係る電気自動車の構成を模式的に示す図である。
【図２】回転機のトルク制御に関するＥＣＵの機能ブロックを示す図である。
【図３】仮想エンジン出力トルクの算出マップを示す図である。
【図４】トルク伝達ゲインの算出マップを示す図である。
【図５】ギア比の算出マップを示す図である。
【図６】運転者によって実行される疑似的な手動変速動作の手順を示す動作フロー図である。
【図７】複数のモードに対応する回転機のトルク特性を例示した図である。
【図８】トルク特性設定処理に関する構成及び機能を示すブロック図である。
【図９】タッチパネルを用いたトルク特性設定処理の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【００２５】
実施の形態．
１．実施の形態の電気自動車の構成
図１は、実施の形態に係る電気自動車の構成を模式的に示す図である。図１に示すように、電気自動車１０は、駆動源としての回転機２を備えている。回転機２は、例えば三相交流モータである。回転機２の出力軸３は、ギア機構４を介してプロペラシャフト５の一端に接続されている。プロペラシャフト５の他端は、デファレンシャルギア６を介して、車両前方のドライブシャフト７に接続されている。電気自動車１０は、前車輪としての駆動輪８と後車輪としての従動輪１２を備えている。駆動輪８は、ドライブシャフト７の両端にそれぞれ設けられる。プロペラシャフト５には、シャフト回転速度Ｎｐを検出するための回転速度センサ４０が配置されている。
【００２６】
電気自動車１０は、バッテリ１４と、インバータ１６とを備えている。バッテリ１４は、回転機２の駆動に利用する電気エネルギを蓄える。インバータ１６は、例えばパルス幅変調処理（ＰＷＭ；Pulse Width Modulation）を行うことによってバッテリ１４に蓄えられている直流電流を三相交流電流に変換する。また、インバータ１６は、後述するＥＣＵ５０から入力される目標駆動トルクに基づいて、回転機２の駆動トルクを制御する機能を有している。
【００２７】
電気自動車１０は、運転者が当該電気自動車１０に対する動作要求を入力するための動作要求入力装置として、加速要求を入力するためのアクセルペダル２２と、制動要求を入力するためのブレーキペダル２４と、を備えている。アクセルペダル２２には、アクセル開度Ｐａｐ（％）を検出するためのアクセルポジションセンサ３２が設けられている。また、ブレーキペダル２４には、ペダル踏込量を検知するブレーキポジションセンサ３４が設けられている。アクセルポジションセンサ３２及びブレーキポジションセンサ３４により検知された信号は、それぞれ後述するＥＣＵ５０に出力される。
【００２８】
電気自動車１０は、動作要求入力装置として、更にシフトレバー２６とクラッチペダル２８とを備えている。ただし、本実施の形態の電気自動車１０は、回転機２により駆動される車両でありエンジンを備えていないため、ＭＴ車両が備える変速機及びクラッチ機構を備えていない。そのため、シフトレバー２６及びクラッチペダル２８には、実際の変速機及びクラッチ機構を機械的に操作する機能に換えて以下の機能が与えられている。
【００２９】
シフトレバー２６は、回転機２の回転速度に対するトルク特性が段階的に規定された複数のモードの中から運転者が１つのモードを選択するためのシフト装置として機能する。ここでの複数のモードは、ＭＴ車両のギア段を模擬したシフトモードであり、例えば、例えば１速，２速，３速，４速，５速，６速及びニュートラルの各モードを含んでいる。各モードのトルク特性は、ＭＴ車両のギア段を模擬したトルク特性にプリセットされている。ただし、これらの各モードはあくまでもＭＴ車両のギア段を模擬的に再現したものであるため、実際の固定ギア比に対応させるためのトルク特性の制約はない。つまり、複数のモードのそれぞれのトルク特性は、回転機２の出力範囲内であれば自由にプリセットすることができる。
【００３０】
シフトレバー２６は、ＭＴ車両が備えるシフトレバーを模擬した構造を有している。シフトレバー２６の配置及び操作感は、実際のＭＴ車両と同等である。シフトレバー２６は、トルク特性の異なる複数のモードに対応した各ポジションが設けられている。シフトレバー２６には、モードの位置を表すシフトポジションＧｐを検知するシフトポジションセンサ３６が設けられている。シフトポジションセンサ３６により検知された信号は、後述するＥＣＵ５０に出力される。
【００３１】
クラッチペダル２８は、ＭＴ車両が備えるクラッチペダルを模擬した構造を有したクラッチ装置として機能する。クラッチペダル２８は、運転者がシフトレバー２６を操作する際に踏み込まれる。クラッチペダル２８の配置及び操作感は、実際のＭＴ車両と同等である。クラッチペダル２８には、クラッチペダル２８の操作量であるクラッチペダル踏込量Ｐｃ（％）を検出するためのクラッチポジションセンサ３８が設けられている。クラッチポジションセンサ３８により検知された信号は、後述するＥＣＵ５０に出力される。
【００３２】
電気自動車１０の回転機２は、制御装置５０によって制御される。制御装置５０はＥＣＵ(Electronic Control Unit)である。ＥＣＵ５０の処理回路は、少なくとも入出力インタフェース５２と少なくとも１つのメモリ５４と少なくとも１つのＣＰＵ（プロセッサ）５６とを備えている。入出力インタフェース５２は、電気自動車１０に取り付けられた各種センサからセンサ信号を取り込むとともに、電気自動車１０が備える各種アクチュエータに対して操作信号を出力するために設けられている。ＥＣＵ５０が信号を取り込むセンサには、上述した各種センサのほか、電気自動車１０の制御に必要な各種のセンサが含まれる。ＥＣＵ５０が操作信号を出すアクチュエータには、上述した回転機２等の各種アクチュエータが含まれる。メモリ５４には、電気自動車１０を制御するための各種の制御プログラム、最新のシフトポジションＧｐ、マップ等が記憶されている。ＣＰＵ（プロセッサ）５６は、制御プログラム等をメモリから読み出して実行し、取り込んだセンサ信号に基づいて操作信号を生成する。
【００３３】
なお、ＥＣＵ５０の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。また、ＥＣＵ５０の処理回路が少なくとも１つの専用のハードウェアを備える場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはこれらを組み合わせたものである。ＥＣＵ５０の各部の機能がそれぞれ処理回路で実現されても良い。また、ＥＣＵ５０の各部の機能がまとめて処理回路で実現されても良い。また、ＥＣＵ５０の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、他の一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、ＥＣＵ５０の各機能を実現する。
【００３４】
２．ＥＣＵの機能
ＥＣＵ５０により行われる電気自動車１０の制御には、駆動輪８に伝達されるトルクを制御するトルク制御が含まれる。ここでのトルク制御では、プロペラシャフト５に伝達される回転機駆動トルクＴｐが回転機要求駆動トルクＴｐｒｅｑとなるように、回転機２の駆動トルクを制御する。つまり、ＥＣＵ５０は、電気自動車１０が備えるトルク制御部として機能する。
【００３５】
ここで、回転機２のトルク制御では、ＥＣＵ５０は、電気自動車１０の走行状態が仮想のエンジン及び変速機を搭載したＭＴ車両により実現されている仮定した演算を行う。そして、ＥＣＵ５０は、変速機から出力される変速機出力トルクＴｇｏｕｔを算出し、算出された変速機出力トルクＴｇｏｕｔを回転機要求駆動トルクＴｐｒｅｑとして使用する。以下の説明では、電気自動車１０に仮想的に搭載されたエンジンを「仮想エンジン」を表記し、仮想エンジンのエンジン出力トルクを「仮想エンジン出力トルクＴｅｏｕｔ」と表記し、そして仮想エンジンの回転速度を「仮想エンジン回転速度Ｎｅ」と表記する。
【００３６】
図２は、回転機のトルク制御に関するＥＣＵ５０の機能ブロックを示す図である。ＥＣＵ５０は、回転機２のトルク制御に関連する機能ブロックとして、仮想エンジン回転速度算出部５００と、仮想エンジン出力トルク算出部５０２と、トルク伝達ゲイン算出部５０４と、クラッチ出力トルク算出部５０６と、ギア比算出部５０８と、変速機出力トルク算出部５１０と、を備えている。以下、それぞれの機能ブロックについて詳細に説明する。
【００３７】
２−１．仮想エンジン回転速度算出部５００
電気自動車１０の走行中、ＥＣＵ５０は、運転状態に基づいて仮想エンジン回転速度Ｎｅを動的に演算している。例えば、ＥＣＵ５０は、プロペラシャフト５のシャフト回転速度Ｎｐと、シフトポジションＧｐに対応するギア比ｒと、クラッチペダル踏込量Ｐｃ等から演算されるクラッチ機構のスリップ率ｓｌｉｐとを用いた以下の式（１）から、走行中の仮想エンジン回転速度Ｎｅを逆算する。
Ｎｅ＝Ｎｐ×（１／ｒ）×ｓｌｉｐ    ・・・（１）
【００３８】
なお、エンジンから出力されたエネルギのうち、プロペラシャフト５へのトルク伝達に使用されない運動エネルギが、仮想エンジン回転速度Ｎｅの上昇に使用されたと仮定することができる。そこで、仮想エンジン回転速度Ｎｅは、運動エネルギをベースとした運動方程式に基づいて動的に算出する方法でもよい。
【００３９】
また、ＭＴ車両のアイドリング中は、エンジン回転速度を一定回転速度に維持するアイドルスピードコントロール制御（ＩＳＣ制御）が行われる。そこで、ＥＣＵ５０は、仮想エンジンでのＩＳＣ制御を考慮して、例えばシャフト回転速度Ｎｐが０（ゼロ）であり且つアクセル開度Ｐａｐが０％であるときは、仮想エンジンがアイドリング中であることを想定して、仮想エンジン回転速度Ｎｅを所定のアイドリング回転速度（例えば１０００ｒｐｍ）として出力する。算出された仮想エンジン回転速度Ｎｅは、仮想エンジン出力トルク算出部５０２に出力される。
【００４０】
２−２．仮想エンジン出力トルク算出部５０２
仮想エンジン出力トルク算出部５０２は、仮想エンジン出力トルクＴｅｏｕｔを算出する処理を実行する機能ブロックである。仮想エンジン出力トルク算出部５０２には、アクセル開度Ｐａｐと仮想エンジン回転速度Ｎｅが入力される。ＥＣＵ５０のメモリ５４は、仮想エンジン回転速度Ｎｅに対する仮想エンジン出力トルクＴｅｏｕｔがアクセル開度Ｐａｐ毎に規定されたマップを記憶している。図３は、仮想エンジン出力トルクの算出マップを示す図である。仮想エンジン出力トルク算出部５０２では、図３に示すマップを用いて、入力されたアクセル開度Ｐａｐと仮想エンジン回転速度Ｎｅに対応する仮想エンジン出力トルクＴｅｏｕｔが算出される。算出された仮想エンジン出力トルクＴｅｏｕｔは、クラッチ出力トルク算出部５０６に出力される。
【００４１】
２−３．トルク伝達ゲイン算出部５０４
トルク伝達ゲイン算出部５０４は、トルク伝達ゲインｋを算出する処理を実行する機能ブロックである。トルク伝達ゲインｋは、仮想エンジンのクラッチの踏込量に応じたトルク伝達度合を演算するためのゲインである。トルク伝達ゲイン算出部５０４には、クラッチペダル踏込量Ｐｃが入力される。ＥＣＵ５０のメモリ５４は、クラッチペダル踏込量Ｐｃに対するトルク伝達ゲインｋが規定されたマップを記憶している。図４は、トルク伝達ゲインの算出マップを示す図である。図４に示すように、トルク伝達ゲインｋは、クラッチペダル踏込量Ｐｃがｐｃ０からｐｃ１の範囲では１となり、クラッチペダル踏込量ＰｃがＰｃ１からＰｃ２の範囲では、クラッチペダル踏込量Ｐｃが増大するほど０に向かって徐々に減少し、クラッチペダル踏込量ＰｃがＰｃ２からＰｃ３の範囲では０となるように規定されている。ここで、Ｐｃ０はクラッチペダル踏込量Ｐｃが０％の位置に対応し、Ｐｃ１はＰｃ０からの踏み込み時の遊び限界の位置に対応し、Ｐｃ３はクラッチペダル踏込量Ｐｃが１００％の位置に対応し、Ｐｃ２はＰｃ３からの戻し時の遊び限界の位置に対応している。トルク伝達ゲイン算出部５０４では、図４に示すマップを用いて、入力されたクラッチペダル踏込量Ｐｃ対応するトルク伝達ゲインｋが算出される。算出されたトルク伝達ゲインｋは、クラッチ出力トルク算出部５０６に出力される。
【００４２】
なお、図４に示すクラッチペダル踏込量Ｐｃが増大に対するトルク伝達ゲインｋの変化は、０に向かう広義単調減少（単調非増加）であればその変化曲線に限定はない。例えば、Ｐｃ１からＰｃ２の範囲のトルク伝達ゲインｋの変化は、直線的な単調減少に限らず、上に凸となる単調減少曲線でもよいし、また、下に凸となる単調減少曲線でもよい。
【００４３】
２−４．クラッチ出力トルク算出部５０６
クラッチ出力トルク算出部５０６は、クラッチ出力トルクＴｃｏｕｔを算出する処理を実行する機能ブロックである。クラッチ出力トルクＴｃｏｕｔは、仮想エンジンに接続されたクラッチ機構から出力されるトルクである。トルク伝達ゲイン算出部５０４には、仮想エンジン出力トルクＴｅｏｕｔとトルク伝達ゲインｋが入力される。クラッチ出力トルク算出部５０６では、仮想エンジン出力トルクＴｅｏｕｔにトルク伝達ゲインｋを乗算する以下の式（２）を用いて、クラッチ出力トルクＴｃｏｕｔが算出される。算出されたクラッチ出力トルクＴｃｏｕｔは、変速機出力トルク算出部５１０に出力される。
Ｔｃｏｕｔ＝Ｔｅｏｕｔ×ｋ    ・・・（２）
なお、実際のクラッチ機構は、バネやダンパ等の減衰装置を含むことが多い。このため、クラッチ出力トルクＴｃｏｕｔは、各々の特性を加味して動的な伝達トルクを算出してもよい。
【００４４】
２−５．ギア比算出部５０８
ギア比算出部５０８は、ギア比ｒを算出する処理を実行する機能ブロックである。ギア比ｒは、複数のモードに対応する回転機２のトルク特性であり、変速機のギア比を模擬したものである。ギア比算出部５０８には、シフトポジションＧｐが入力される。ＥＣＵ５０のメモリ５４は、シフトポジションＧｐに対するギア比ｒが規定されたマップを記憶している。図５は、ギア比の算出マップを示す図である。図５に示すように、ギア比ｒは、シフトポジションＧｐがハイギアであるほどギア比ｒが低くなるように規定されている。ギア比算出部５０８では、図５に示すマップを用いて、入力されたシフトポジションＧｐ対応するギア比が算出される。算出されたギア比ｒは、変速機出力トルク算出部５１０に出力される。
【００４５】
２−６．変速機出力トルク算出部５１０
変速機出力トルク算出部５１０は、変速機出力トルクＴｇｏｕｔを算出する処理を実行する機能ブロックである。変速機出力トルクＴｇｏｕｔは、変速機から出力されるトルクである。変速機出力トルク算出部５１０には、クラッチ出力トルクＴｃｏｕｔとギア比ｒが入力される。変速機出力トルク算出部５１０では、クラッチ出力トルクＴｃｏｕｔにギア比ｒを乗算する以下の式（３）を用いて、変速機出力トルクＴｇｏｕｔが算出される。
Ｔｇｏｕｔ＝Ｔｃｏｕｔ×ｒ    ・・・（３）
【００４６】
２−７．回転機のトルク制御
ＥＣＵ５０は、トルク制御において、仮想エンジン出力トルク算出部５０２、トルク伝達ゲイン算出部５０４、クラッチ出力トルク算出部５０６、ギア比算出部５０８、及び変速機出力トルク算出部５１０における処理を順に実行する。算出された変速機出力トルクＴｇｏｕｔは、回転機要求駆動トルクＴｐｒｅｑとしてインバータ１６へ出力される。インバータ１６では、回転機駆動トルクＴｐが算出された回転機要求駆動トルクＴｐｒｅｑに近づくように、回転機への指令値を制御する。トルク制御では、このような処理が所定の制御周期で繰り返し実行されることにより、回転機駆動トルクＴｐが回転機要求駆動トルクＴｐｒｅｑに制御される。
【００４７】
３．手動変速動作の具体的な動作フロー
電気自動車１０の運転者は、運転中の任意のタイミングで手動変速動作を行う。図６は、運転者によって実行される疑似的な手動変速動作の手順を示す動作フロー図である。図６に示すように、本実施の形態の電気自動車１０において運転者が疑似的な手動変速動作を行う場合、運転者は、先ずクラッチペダル２８踏み込む（ステップＳ１００）。クラッチペダル踏込量ＰｃがＰｃ１を超えると、クラッチペダル踏込量Ｐｃが大きくなるにつれてクラッチ出力トルクＴｃｏｕｔが０に向かって変化する。そして、クラッチペダル踏込量ＰｃがＰｃ２を超えると、クラッチ出力トルクＴｃｏｕｔが０になる。このようなクラッチペダル２８の踏み込み動作によれば、クラッチペダル２８の踏み込み動作に対応して回転機駆動トルクＴｐが０に向かって変化するので、運転者は、ＭＴ車両のクラッチペダルを踏み込んだときにトルクが抜ける感覚を実感することができる。
【００４８】
次に、運転者は、クラッチペダル２８を踏み込んだ状態でシフトレバー２６を操作する（ステップＳ１０２）。ここでは、例えば、シフトレバー２６のモードが１速から２速に操作される。このようなクラッチペダル２８の踏み込みを伴うシフトレバー２６の操作によれば、運転者は、ＭＴ車両の手動変速動作に近い感覚を得ることができる。
【００４９】
次に、運転者は、クラッチペダル２８を戻す（ステップＳ１０４）。クラッチペダル踏込量ＰｃがＰｃ３を下回ると、クラッチペダル踏込量Ｐｃが小さくなるにつれてクラッチ出力トルクＴｃｏｕｔが仮想エンジン出力トルクＴｅｏｕｔに向かって変化する。そして、クラッチペダル踏込量ＰｃがＰｃ１を下回ると、クラッチ出力トルクＴｃｏｕｔが仮想エンジン出力トルクＴｅｏｕｔになる。このようなクラッチペダル２８の戻し動作によれば、クラッチペダル２８の戻し動作に対応して回転機駆動トルクＴｐが現在のモードが反映された回転機駆動トルクＴｐに向かって変化するので、運転者は、ＭＴ車両のクラッチペダルを戻したときのトルクが繋がる感覚を実感することができる。
【００５０】
このように、本実施の形態の電気自動車１０によれば、クラッチペダル２８の操作に応じてトルクが変化するので、運転者は手動変速動作によるＭＴ車両の独特の挙動を疑似的に体感することができる。
【００５１】
４．実施の形態の電気自動車の変形例
実施の形態の電気自動車１０は、以下のように変形した態様を採用してもよい。なお、以下に幾つかの変形例について説明するが、これらの変形例は、適宜組み合わせた構造としてもよい。
【００５２】
４−１．変形例１：
電気自動車１０は、疑似的な手動変速動作を伴う走行を行うＭＴ走行モードと、疑似的な手動変速動作を伴わない一般的なＥＶ走行を行うＥＶ走行モードとを切替可能に構成されていてもよい。この場合、電気自動車１０は、ＭＴ走行モードとＥＶ走行モードとをスイッチ等によって切り替える構成を備えていればよい。
【００５３】
また、電気自動車１０が目的地までの自律走行を行う自動運転機能を備えている場合、ＭＴ走行モードとＥＶ走行モードに加えて、更に自律走行を行う自律走行モードを備えていてもよい。このような走行モードを切り替える構成によれば、使用目的に応じた走行モードの切り替えを行うことができるので、例えば当該電気自動車１０を父、母及び子の３人で使用している場合に、父の運転時はＭＴ走行モードを選択し、母の運転時はＥＶ走行モードを選択し、子の運転時は自律走行モードを選択する等、多様な使用形態に対応することが可能となる。
【００５４】
４−２．変形例２：
ＭＴ車両では、クラッチペダルを踏み込まなければギア段を変更することができない。そこで、本実施の形態の電気自動車１０では、ＭＴ車両の実際の操作感に近づけるために、シフトレバー２６の操作によるモードの選択動作は、運転者がクラッチペダル２８を踏み込んだときのみに許可する構成としてもよい。このような構成は、例えばＥＣＵ５０が、クラッチペダル踏込量Ｐｃが所定の踏込量Ｐｃｔｈよりも大きい場合に入力されたシフトポジションＧｐのみ、最新のシフトポジションとしてメモリ５４への書き込みを許可する構成とすればよい。
【００５５】
なお、ＭＴ車両では、ニュートラルポジションへのモードの変更はクラッチペダルを踏み込まなくとも行うことができるのが通常である。そこで、本実施の形態の電気自動車１０では、ＭＴ車両と同様に、ニュートラルポジションへのモードの変更はクラッチペダル２８の踏込み有無に限らず許可する構成としてもよい。これにより、ＭＴ車両の手動変速動作の操作感に更に近づけることができる。
【００５６】
４−３．変形例３：
電気自動車１０では、回転機２の出力範囲内であれば、トルク特性を自由に設定することができる。そこで、本実施の形態の電気自動車１０では、複数のモードに対応したトルク特性のプリセットパターンを複数種類備えることとし、これらのプリセットパターンの中から運転者が好みのプリセットパターンを選択可能とする構成を採用してもよい。
【００５７】
図７は、複数のモードに対応する回転機のトルク特性を例示した図である。この図では、トルク特性の第一プリセットパターンと、第一プリセットパターンよりもクロスレシオに設定されたトルク特性の第二プリセットパターンを例示している。ＥＣＵ５０のメモリ５４には、第一プリセットパターンに対応したギア比の算出マップと、第二プリセットパターンに対応したギア比の算出マップとが、それぞれ記憶されている。運転者は、車内のモード切替スイッチを操作して、希望するパターンを選択する。パターン選択結果は、ＥＣＵ５０に出力される。なお、トルク特性のプリセットパターンの数及びそのパターン内容には限定はない。
【００５８】
ギア比算出部５０８には、シフトポジションＧｐに加えて、パターン選択結果が入力される。ギア比算出部５０８では、パターン選択結果に対応するギア比の算出マップを用いて、入力されたシフトポジションＧｐ対応するギア比が算出される。このような構成によれば、運転者は、その日の気分によってトルク特性のパターンを選択することができる。これにより、運転者の気分に合わせた運転感覚を実現することが可能となる。
【００５９】
４−４．変形例４：
複数のモードに対応したトルク特性は、運転者が任意に設定可能に構成されていてもよい。以下の説明では、運転者によってトルク特性を設定する処理を「トルク特性設定処理」と表記し、設定されるトルク特性のパターンを「ユーザープリセットパターン」と表記する。図８は、トルク特性設定処理に関する構成及び機能を示すブロック図である。図８に示すように、ユーザープリセットパターンは、例えばタッチパネル６０を用いて設定することができる。タッチパネル６０は、ディスプレイ上の接触操作を入力情報として受信する入力装置６２と、ディスプレイ上に出力情報を表示する出力装置６４と、を備えている。ＥＣＵ５０は、トルク特性設定処理を実行する機能ブロックとしてトルク特性設定部５１２を備えている。トルク特性設定部５１２は、入力装置６２から運転者によって入力された入力情報に基づいてユーザープリセットパターンを設定し、その結果を出力装置６４に出力する。
【００６０】
図９は、タッチパネルを用いたトルク特性設定処理の一例を示す図である。トルク特性設定処理では、トルク特性設定部５１２は、図９に示すようなトルク特性曲線のベースパターンをタッチパネル６０の出力装置６４に表示させる。ベースパターンは、記憶されているプリセットパターンから運転者が選択する構成でもよいし、トルク特性設定部５１２が任意のベースパターンを表示させてもよい。
【００６１】
運転者がタッチパネル６０に表示されているベースパターンのトルク曲線に対してタッチ・アンド・ドラッグ等の操作を行うと、その情報が入力情報としてトルク特性設定部５１２に入力される。トルク特性設定部５１２は、入力情報に基づいて、運転者がドラッグした方向にトルク曲線を変形させる。トルク特性設定部５１２は、変形後のトルク曲線を出力装置６４に表示させる。図９では、運転者が６速の高回転領域を回転機駆動力が増大する方向に変化させた場合を例示している。このようなトルク特性設定処理によれば、運転者は好みに合わせた任意のユーザープリセットパターンを設定することができる。
【００６２】
なお、上述の変形例では、運転者がベースパターンを任意のパターンに変形する例について説明したが、タッチパネル６０の入力装置６２を用いて運転者が０からパターンを設定する構成でもよい。また、入力装置６２についてもタッチパネル６０に限らず、釦による入力や音声入力等、他の入力手段を用いる構成でもよい。
【００６３】
４−５．変形例５：
エンジン音を付加してエンジン搭載のＭＴ車両を運転している感覚をさらに高めることとしてもよい。このような構成は、例えば、ＥＣＵ５０が仮想エンジン回転速度Ｎｅに応じたエンジン音を生成し、スピーカから出力する構成とすればよい。なお、エンジン音は、例えばエンジン型式に応じた複数種類の中から運転者が好みのエンジン音を選択可能に構成されていてもよい。この場合、ＥＣＵ５０は、運転者によって選択されたエンジン型式（例えばＶ８）と仮想エンジン回転速度Ｎｅに基づいて、選択されたエンジン型式のサウンドを模したエンジン音を生成すればよい。このような構成によれば、運転者は電気自動車１０を運転しながらＶ８サウンドを楽しむといった多様な使い方が可能となる。また、仮想エンジン回転速度Ｎｅに応じてエンジン音を生成しているので、ＭＴ車両での空吹かしや半クラッチ等の状況のエンジン音も再現することができる。
【００６４】
４−６．変形例６：
本実施の形態の電気自動車１０は、四輪のＭＴ車両に限らず二輪のＭＴ車両として構成されていてもよい。一般的な二輪のＭＴ車両は、手で操作するクラッチレバーと、足で操作するシフトペダルと、を備えている。そこで、電気自動車１０としての二輪車両では、四輪車両のシフトレバー２６に換えてシフト装置の機能をシフトペダルに持たせ、四輪車両のクラッチペダル２８に換えてクラッチ装置の機能をクラッチレバーに持たせるように構成すればよい。これにより、電気自動二輪車において、ＭＴ車両の手動変速動作を疑似的に再現することが可能となる。
【符号の説明】
【００６５】
２  回転機
３  出力軸
４  ギア機構
５  プロペラシャフト
６  デファレンシャルギア
７  ドライブシャフト
８  駆動輪
１０  電気自動車
１２  従動輪
１４  バッテリ
１６  インバータ
２２  アクセルペダル
２４  ブレーキペダル
２６  シフトレバー（シフト装置）
２８  クラッチペダル（クラッチ装置）
３２  アクセルポジションセンサ
３４  ブレーキポジションセンサ
３６  シフトポジションセンサ
３８  クラッチポジションセンサ
５０  制御装置（ＥＣＵ）
５２  入出力インタフェース
５４  メモリ
６０  タッチパネル
６２  入力装置
６４  出力装置
５００  仮想エンジン回転速度算出部
５０２  仮想エンジン出力トルク算出部
５０４  トルク伝達ゲイン算出部
５０６  クラッチ出力トルク算出部
５０８  ギア比算出部
５１０  変速機出力トルク算出部
【要約】
【課題】マニュアルトランスミッション車両の手動変速動作を疑似的に再現可能な電気自動車を提供する。
【解決手段】電気自動車は、車輪にトルクを伝達する回転機と、運転者によって操作されるクラッチ装置と、回転機のトルクを制御するトルク制御部と、を備える。そして、トルク制御部は、クラッチ装置の操作量に応じて回転機のトルクを制御する。なお、クラッチ装置は、シフト装置の操作時に操作される。シフト装置は、回転機の回転速度に対するトルク特性が段階的に異なる複数のモードのうちの何れか１つのモードを選択する。トルク制御部は、シフト装置によって選択されたモードに応じて、回転機のトルクを制御する。
【選択図】図１【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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