特許 7494816 電気自動車

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-27

(45)【発行日】2024-06-04

(54)【発明の名称】電気自動車

(51)【国際特許分類】

   B60L 15/20 20060101AFI20240528BHJP

   B60L 9/18 20060101ALI20240528BHJP

   G09B 9/042 20060101ALI20240528BHJP

   G09B 19/00 20060101ALI20240528BHJP

【ＦＩ】

B60L15/20 K

B60L9/18 J

G09B9/042 A

G09B19/00 H

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2021127454

(22)【出願日】2021-08-03

(65)【公開番号】P2022036908

(43)【公開日】2022-03-08

【審査請求日】2023-09-22

(31)【優先権主張番号】P 2020141254

(32)【優先日】2020-08-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】勇 陽一郎

(72)【発明者】

【氏名】天野 浩之

(72)【発明者】

【氏名】大島 享之

(72)【発明者】

【氏名】高野 誠

(72)【発明者】

【氏名】塚田 悠太

(72)【発明者】

【氏名】早水 京介

(72)【発明者】

【氏名】小寺 広明

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 良雄

(72)【発明者】

【氏名】今村 達也

(72)【発明者】

【氏名】西峯 明子

(72)【発明者】

【氏名】江渕 弘章

【審査官】清水 康

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１０４８７５６２９（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１６６３８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／１６７６０１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】実開昭５６－１５６０５６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特公昭５２－０４４２４７（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２００３－１０６２１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１８１８５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／００８３９５８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－００８３６４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｌ １／００ － ３／１２

Ｂ６０Ｌ ７／００ － １３／００

Ｂ６０Ｌ １５／００ － ５８／４０

Ｇ０９Ｂ ９／０４２

Ｇ０９Ｂ １９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

インバータから電力が供給され、車輪に伝達するトルクを出力する回転電機と、
運転者による操作に応じて、前記回転電機から前記車輪へのトルクの断接を疑似的に切り替え可能なクラッチ装置と、
前記クラッチ装置が操作されている状態において操作することにより、模擬的に再現された複数のギア段からいずれか一つを選択可能なシフト装置と、
前記運転者による前記クラッチ装置および前記シフト装置のうち少なくとも一方の操作または当該操作のタイミングに基づいて、前記運転者の操作内容を採点するスコア算出部と、
前記スコア算出部の採点結果を前記運転者に通知可能な出力装置と、を備え、
前記スコア算出部は、前記運転者が前記シフト装置の操作により選択したギア段の変更先と車速に対応したギア段の変更先との乖離量、及び、前記クラッチ装置の操作量と前記シフト装置の操作タイミングとの関係に基づいて、前記運転者の操作内容を採点する、電気自動車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車輪に伝達するトルクを出力する回転電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される電気自動車において、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。この電気自動車では、疑似的なシフトチェンジを演出する所定の契機で、駆動モータのトルクを、設定変動量だけ減少させた後、増加させるトルク変動制御を所定時間で遂行することによって変速感を演出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】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】

特許文献１に開示された電気自動車は、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）が備える変速操作用のクラッチ装置やシフト装置を有していない。そのため、運転者による変速操作を介在しない疑似的なシフトチェンジでは、ＭＴ車両を操る運転者の運転感覚に違和感を与える虞がある。そこで、電気自動車に変速操作用のクラッチ装置とシフト装置とを設けて、運転者によるクラッチ装置とシフト装置との変速操作に応じて疑似的なシフトチェンジを行うことが考えられる。

【0005】

しかしながら、単にクラッチ装置とシフト装置とを設けただけの電気自動車では、実際のＭＴ車両とは異なりクラッチ装置の操作ミスやシフト装置の操作ミスがあっても走行可能である。このため、運転者が車速やギア段等の車両の状態に応じたクラッチ装置およびシフト装置の最適な操作を学習したり訓練したりすることができない虞がある。

【0006】

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、運転者が車両の状態に応じたクラッチ装置およびシフト装置の最適な操作を学習したり訓練したりすることのできる電気自動車を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる電気自動車は、インバータから電力が供給され、車輪に伝達するトルクを出力する回転電機と、運転者による操作に応じて、前記回転電機から前記車輪へのトルクの断接を疑似的に切り替え可能なクラッチ装置と、前記クラッチ装置が操作されている状態において操作することにより、模擬的に再現された複数のギア段からいずれか一つを選択可能なシフト装置と、前記運転者による前記クラッチ装置および前記シフト装置のうち少なくとも一方の操作または当該操作のタイミングに基づいて、前記運転者の操作内容を採点するスコア算出部と、前記スコア算出部の採点結果を前記運転者に通知可能な出力装置と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、出力装置によって、運転者がクラッチ装置およびシフト装置のうち少なくとも一方の操作または当該操作のタイミングに基づいたスコア算出部による操作内容の採点結果を知ることができる。これにより、運転者が車両の状態に応じたクラッチ装置およびシフト装置の最適な操作を学習したり訓練したりすることのできる電気自動車を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施形態の電気自動車の例示的かつ模式的な構成図である。

【図2】図２は、実施形態の電気自動車の回転電機のトルク制御に関する制御装置の機能ブロックを示した図である。

【図3】図３は、実施形態の電気自動車の仮想エンジン出力トルクの算出マップを示した図である。

【図4】図４は、実施形態の電気自動車のトルク伝達ゲインの算出マップを示した図である。

【図5】図５は、実施形態の電気自動車のギア比の算出マップを示した図である。

【図6】図６は、実施形態の電気自動車の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した動作フロー図である。

【図7】図７は、実施形態の電気自動車のＭＴ訓練モードの一例を示したフローチャートである。

【図8】図８は、変形例の電気自動車の複数のモードに対応する回転電機のトルク特性を例示した図である。

【図9】図９は、変形例の電気自動車のトルク特性設定処理に関する構成及び機能を示したブロック図である。

【図10】図１０は、変形例の電気自動車のタッチパネルを用いたトルク特性設定処理の一例を示した図である。

【図11】図１１は、変形例の電気自動車の制御装置の機能ブロックを示した図である。

【図12】図１２は、変形例の電気自動車の仮想排出ガス量の算出マップを示したフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の例示的な実施形態および変形例が開示される。以下に示される実施形態および変形例の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および効果は、一例である。本発明は、以下の実施形態および変形例に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。

【0011】

また、以下に開示される実施形態および変形例には、同様の構成要素が含まれる。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される。なお、以下の実施形態および変形例において各要素の個数、数量、量、範囲など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、本発明が限定されるものではない。また、以下の実施形態において説明する構造やステップなどは、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、本発明に必ずしも必須のものではない。

【0012】

［実施形態］
図１は、実施形態の電気自動車１０の例示的かつ模式的な構成図である。図１に示されるように、電気自動車１０は、駆動源としての回転電機２を備えている。回転電機２は、例えば、三相交流モータである。回転電機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と、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ている。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。

【0013】

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、回転電機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ＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０から入力される目標駆動トルクに基づいて、回転電機２の駆動トルクを制御する機能を有している。

【0014】

電気自動車１０は、運転者が電気自動車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。

【0015】

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およびクラッチペダル２８を備えている。シフトレバー２６は、シフト装置の一例であり、クラッチペダル２８は、クラッチ装置の一例である。ただし、本実施形態の電気自動車１０は、回転電機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。

【0016】

シフトレバー２６は、回転電機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、疑似的に再現された複数のギア段である、前進段としての１速～６速、後進段としてのリバース、及びニュートラルに対応した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、回転電機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。

【0017】

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。

【0018】

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、運転者によって操作され、回転電機２から駆動輪８へのトルクの断接を疑似的に切り替え可能である。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。

【0019】

電気自動車１０の回転電機２は、ＥＣＵ５０によって制御される。ＥＣＵ５０は、制御装置の一例である。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（Central Processing Unit）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、上述した回転電機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。

【0020】

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。

【0021】

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に伝達される回転電機２の駆動トルクＴｐが回転電機２の要求駆動トルクＴｐｒｅｑとなるように、回転電機２の駆動トルクＴｐ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。

【0022】

ここで、回転電機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を回転電機２の要求駆動トルク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。

【0023】

図２は、回転電機２のトルク制御に関するＥＣＵ５０の機能ブロックを示した図である。図２に示されるように、ＥＣＵ５０は、回転電機２のトルク制御に関連する機能ブロックとしてトルク制御部５２０を有している。トルク制御部５２０は、例えば、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。

【0024】

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。

【0025】

Ｎｅ＝Ｎｐ×（１／ｒ）×ｓｌｉｐ ・・・（１）

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

図３は、仮想エンジン出力トルクＴｅｏｕｔの算出マップを示した図である。仮想エンジン出力トルク算出部５０２では、図３に示されるマップを用いて、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。

【0030】

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。

【0031】

図４は、トルク伝達ゲインｋの算出マップを示した図である。図４に示されるように、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に示されるマップを用いて、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。

【0032】

なお、図４に示されるクラッチペダル踏込量Ｐｃの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。

【0033】

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。

【0034】

Ｔｃｏｕｔ＝Ｔｅｏｕｔ×ｋ ・・・（２）

【0035】

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。

【0036】

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電機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。

【0037】

図５は、ギア比ｒの算出マップを示した図である。図５に示されるように、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に示されるマップを用いて、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。

【0038】

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とが入力される。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。

【0039】

Ｔｇｏｕｔ＝Ｔｃｏｕｔ×ｒ ・・・（３）

【0040】

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、回転電機２の要求駆動トルクＴｐｒｅｑとしてインバータ１６へ出力される。インバータ１６では、回転電機２の駆動トルクＴｐが算出された回転電機２の要求駆動トルクＴｐｒｅｑに近づくように、回転電機２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、回転電機２の駆動トルクＴｐが回転電機２の要求駆動トルクＴｐｒｅｑに制御される。

【0041】

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した動作フロー図である。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に示されるように、本実施形態の電気自動車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を踏み込む（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電機２の駆動トルク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のトルクが抜ける感覚を実感することができる。

【0042】

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。

【0043】

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Ｐｃ２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電機２の駆動トルクＴｐが現在のモードが反映された回転電機２の駆動トルク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。

【0044】

このように、本実施形態の電気自動車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。

【0045】

また、本実施形態では、ＥＣＵ５０は、運転者による疑似的なシフトチェンジに関連する機能ブロックとして、図２に示される検出部５１２と、スコア算出部５１４と、出力制御部５１６と、を有している。以下、それぞれの機能ブロックについて詳細に説明する。

【0046】

検出部５１２は、運転者によるクラッチペダル２８の操作やシフトレバー２６の操作、またはその操作のタイミング等を検出する機能ブロックである。検出部５１２は、例えば、クラッチペダル２８の踏込量や、シフトレバー２６のアップシフトやダウンシフトのシフト操作、上述したクラッチペダル２８を踏み込む操作（ステップＳ１００）と、シフトレバー２６のシフト操作（ステップＳ１０２）と、のタイミング等を検出可能である。

【0047】

スコア算出部５１４は、上述した検出部５１２が検出した操作に基づいて、運転者の操作内容を採点する機能ブロックである。スコア算出部５１４は、例えば、上述した検出部５１２が検出した操作と、車速やギア段に応じて設定された操作の手本（模範）となるデータベースと、の乖離量に基づいて、運転者の操作内容（運転）を採点可能に構成されている。

【0048】

具体的には、スコア算出部５１４は、運転者がシフトレバー２６の操作により選択したギア段の変更先と、車速に対応したギア段の変更先と、の乖離量が大きいほどスコアを減点し、乖離量が小さいほどスコアを加点することができる。

【0049】

また、スコア算出部５１４は、例えば、運転者がクラッチペダル２８を踏み込んでいない状態または踏み込みが浅い状態、言い換えると疑似的にクラッチが切れていない状態でシフトレバー２６の操作が行われた場合にスコアを減点し、疑似的にクラッチが切れている状態でシフトレバー２６の操作が行われた場合にスコアを加点することができる。

【0050】

また、スコア算出部５１４は、例えば、運転者がシフトレバー２６のアップシフトまたはダウンシフトの一度の操作で二度クラッチペダル２８を踏み込む、所謂ダブルクラッチ操作が正しく行われた場合にスコアを加点し、ダブルクラッチ操作が正しく行われなかった場合にスコアを減点することができる。

【0051】

出力制御部５１６は、スコア算出部５１４の採点結果に基づいて、スピーカー６０や表示装置６２等を制御する。本実施形態では、スピーカー６０は、運転者に音声ガイド等によってスコア算出部５１４による採点結果を通知可能に構成されている。スピーカー６０は、出力装置の一例である。

【0052】

表示装置６２は、例えば、インストルメントパネルや、センターモニター等である。本実施形態では、表示装置６２は、運転者に採点結果のスコアを数字で直接的に表示することの他、スコアに応じて色彩や、マーク、文字を異ならせること等によって、スコア算出部５１４による採点結果を通知可能に構成されている。表示装置６２は、出力装置の一例である。

【0053】

図７は、電気自動車１０のＭＴ訓練モードの一例を示したフローチャートである。図７に示されるように、電気自動車１０は、例えば、運転者によるクラッチペダル２８およびシフトレバー２６の操作内容を採点するＭＴ訓練モードと、運転者によるクラッチペダル２８およびシフトレバー２６の操作内容を採点しないＭＴ通常モードと、を切替可能に構成されている。この場合、電気自動車１０は、例えば、ＭＴ訓練モードとＭＴ通常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。

【0054】

図７に示されるように、ＭＴ訓練モードでは、まず、ＥＣＵ５０は、運転者によるクラッチペダル２８およびシフトレバー２６のうち少なくとも一方の操作またはその操作のタイミングを検出する（ステップＳ２００）。次に、ＥＣＵ５０は、検出したクラッチペダル２８の操作やシフトレバー２６の操作またはその操作のタイミングから運転者の操作内容のスコアを算出する（ステップＳ２０２）。次に、ＥＣＵ５０は、算出したスコアをスピーカー６０や表示装置６２から運転者に通知する（ステップＳ２０４）。そして、ＥＣＵ５０は、一連の制御を終了する。

【0055】

以上のように、本実施形態では、電気自動車１０は、運転者による操作に応じて、回転電機２から駆動輪８（車輪）へのトルクの断接を疑似的に切り替え可能なクラッチペダル２８（クラッチ装置）と、クラッチペダル２８が操作されている状態において操作することにより、模擬的に再現された複数のギア段からいずれか一つを選択可能なシフトレバー２６（シフト装置）と、運転者によるクラッチペダル２８およびシフトレバー２６のうち少なくとも一方の操作または当該操作のタイミングに基づいて、運転者の操作内容を採点するスコア算出部５１４と、スコア算出部５１４の採点結果を運転者に通知可能なスピーカー６０および表示装置６２（出力装置）と、を備える。

【0056】

このような構成によれば、例えば、スピーカー６０および表示装置６２のうち少なくとも一方によって、運転者がクラッチペダル２８およびシフトレバー２６のうち少なくとも一方の操作または当該操作のタイミングに基づいたスコア算出部５１４による操作内容の採点結果を知ることができる。これにより、運転者が車両の状態に応じたクラッチペダル２８およびシフトレバー２６の最適な操作を学習したり訓練したりすることのできる電気自動車１０を提供することができる。

【0057】

実施形態の電気自動車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。

【0058】

［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（ＭＴ訓練モードおよびＭＴ通常モード）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。

【0059】

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走行モードとに加えて、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。

【0060】

［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、本変形例の電気自動車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。

【0061】

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、本変形例の電気自動車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。

【0062】

［変形例３］
電気自動車１０では、回転電機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、本変形例の電気自動車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。

【0063】

図８は、複数のモードに対応する回転電機２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。

【0064】

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に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。

【0065】

［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。

【0066】

図９は、トルク特性設定処理に関する構成及び機能を示したブロック図である。図９に示されるように、ユーザープリセットパターンは、例えばタッチパネル７０を用いて設定することができる。タッチパネル７０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７２と、ディスプレイ上に出力情報を表示する出力装置７４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５１８を備えている。トルク特性設定部５１８は、入力装置７２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７４に出力する。

【0067】

図１０は、タッチパネル７０を用いたトルク特性設定処理の一例を示した図である。トルク特性設定処理では、トルク特性設定部５１８は、図１０に示される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７０の出力装置７４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５１８が任意のベースパターンを表示させてもよい。

【0068】

運転者がタッチパネル７０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５１８に入力される。トルク特性設定部５１８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５１８は、変形後のトルク曲線を出力装置７４に表示させる。図１０では、運転者が６速の高回転領域を回転電機２の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。

【0069】

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７０の入力装置７２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７２についてもタッチパネル７０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。

【0070】

［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、スピーカー６０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。

【0071】

［変形例６］
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。

【0072】

［変形例７］
図１１は、変形例の電気自動車１０のＥＣＵ５０の機能ブロックを示した図である。図１１に示されるように、ＥＣＵ５０は、電気自動車１０を使用したことによる環境保護への自身の貢献度を把握させるために、仮想排出ガス量算出部５１５を有してもよい。

【0073】

仮想排出ガス量算出部５１５は、上述したＭＴ走行モード（ＭＴ訓練モードやＭＴ通常モード）等での走行時に仮想エンジンから排出されたと予想される排出ガス量を算出する機能ブロックである。仮想排出ガス量算出部５１５には、例えば、運転者によるアクセルペダル２２の操作や、クラッチペダル２８の操作、シフトレバー２６の操作等が入力される。

【0074】

仮想排出ガス量算出部５１５は、例えば、上述した運転者によるＭＴ走行モード中の操作データと車両の走行距離とに基づいて、電気自動車１０の使用燃料量を算出する。そして、仮想排出ガス量算出部５１５は、この電気自動車１０の使用燃料量から仮想排出ガス量、具体的には、仮想ＣＯ２発生量を算出する。

【0075】

出力制御部５１６は、仮想排出ガス量算出部５１５の算出結果に基づいて、スピーカー６０や表示装置６２等を制御する。この場合、例えば、スピーカー６０は、音声ガイドによって運転者に仮想排出ガス量を通知可能であり、表示装置６２は、表示画面によって運転者に仮想排出ガス量を表示可能である。

【0076】

図１２は、変形例の電気自動車１０の仮想排出ガス量の算出マップを示したフローチャートである。図１２に示されるように、まず、運転者がイグニッション電源をＯＮの状態とする（ステップＳ３００）。次に、ＥＣＵ５０は、運転者によるＭＴ走行モード中の操作データと車両の走行距離とに基づいて、電気自動車１０の仮想排出ガス量を算出する（ステップＳ３０２）。

【0077】

次に、運転者がイグニッション電源をＯＦＦの状態とする（ステップＳ３０４）。そして、ＥＣＵ５０は、算出した仮想排出ガス量をスピーカー６０や表示装置６２等から運転者に通知する（ステップＳ３０６）。仮想排出ガス量算出部５１５は、例えば、イグニッション電源がＯＮの状態からＯＦＦの状態となるまでの運転者による操作データと車両の走行距離とに基づいて、仮想排出ガス量を算出することができる。

【0078】

なお、仮想排出ガス量算出部５１５は、この例には限定されず、例えば、運転者による以前の操作データと走行距離とに基づいて、仮想排出ガス量を算出してもよい。また、仮想排出ガス量は、車両単体（Tank to Wheel）の算出でも、ＬＣＡ（Life Cycle Assessment）に基づいた算出でもよい。

【0079】

また、ＥＣＵ５０は、例えば、仮想排出ガス量に応じて色彩や、マーク、文字等の表示を異ならせたり、他のサービスと連携してポイント等を付与したりしても良い。また、例えば、仮想排出ガス量算出部５１５が算出した仮想排出ガス量と、車両の走行距離等に応じて予め設定された排出ガス量の目安となるデータベースと、の乖離量に基づいて、運転者の操作内容（運転）が採点可能に構成されてもよい。これにより、運転者が環境に配慮した最適な運転操作を学習したり訓練したりすることができる。

【0080】

このように、本変形例では、電気自動車１０は、仮想排出ガス量算出部５１５を有するため、運転者がＭＴ走行モード等での走行時に発生したと予想される仮想排出ガス量を知ることができる。これにより、運転者に電気自動車１０を使用したことによる環境保護への自身の貢献度を把握させることのできる電気自動車１０を提供することができる。

【0081】

以上、本発明の実施形態および変形例が例示されたが、上記実施形態および変形例は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態および変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック（構造や、種類、方向、形式、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。

【符号の説明】

【0082】

２…回転電機
８…駆動輪（車輪）
１０…電気自動車
１６…インバータ
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）
５０…ＥＣＵ（制御装置）
６０…スピーカー（出力装置）
６２…表示装置（出力装置）
５１４…スコア算出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】