特許 7510604 電気自動車のパワートレインシステム

(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】2024-06-26

(45)【発行日】2024-07-04

(54)【発明の名称】電気自動車のパワートレインシステム

(51)【国際特許分類】

   B60L 15/20 20060101AFI20240627BHJP

【ＦＩ】

B60L15/20 J

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020113863

(22)【出願日】2020-07-01

(65)【公開番号】P2022012205

(43)【公開日】2022-01-17

【審査請求日】2023-03-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100059959

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 稔

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100130937

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100168871

【弁理士】

【氏名又は名称】岩上 健

(72)【発明者】

【氏名】梅津 大輔

(72)【発明者】

【氏名】森下 慎也

【審査官】清水 康

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１８０１４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／０７９９８３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１３／０８８５５３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－１１５２２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１９６１５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１８４３７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０１４３１４（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

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モーターと、
上記モーターの出力トルクを単一の減速比で駆動輪に伝達する動力伝達機構と、
アクセルペダルの開度を検出するアクセルペダル開度センサーと、
直接的又は間接的に、上記モーター及び上記アクセルペダル開度センサーと電気的に接続されたコントローラーと、
を有する電気自動車のパワートレインシステムであって、
ドライバーが運転中に操作可能な位置に設けられ、直接的又は間接的に、上記コントローラーと電気的に接続された操作スイッチを更に有し、
上記コントローラーは、
プログラムを格納するメモリーと、
上記プログラムを実行するプロセッサーと、を含み、
上記プロセッサーは、
上記アクセルペダルの開度と上記モーターの出力トルク及び回生トルクとの関係を予め定義した制御情報に基づき、上記アクセルペダルの開度に応じて上記モーターの出力トルク及び回生トルクを制御し、
上記操作スイッチへの操作に基づき、上記モーターの出力トルク及び回生トルクの制御に使用する上記制御情報を変更するように構成され、
上記操作スイッチは、第１の操作及び第２の操作を繰り返し受け付け可能に構成されており、
上記モーターの出力トルク及び回生トルクの制御に使用する上記制御情報は、
上記操作スイッチへの第１の操作を受け付ける毎に、同一の上記アクセルペダルの開度に応じた上記モーターの出力トルクが増大し、同一の上記アクセルペダルの開度に応じた上記モーターの回生トルクが減少し、
上記操作スイッチへの第２の操作を受け付ける毎に、同一の上記アクセルペダルの開度に応じた上記モーターの出力トルクが減少し、同一の上記アクセルペダルの開度に応じた上記モーターの回生トルクが増大するように設定されている、
電気自動車のパワートレインシステム。

【請求項2】

上記モーターの出力トルク及び回生トルクの制御に使用する上記制御情報は、
上記操作スイッチへの第１の操作を受け付ける毎に、上記モーターの出力トルク及び回生トルクが０になる上記アクセルペダルの開度が小さくなり、
上記操作スイッチへの第２の操作を受け付ける毎に、上記モーターの出力トルク及び回生トルクが０になる上記アクセルペダルの開度が大きくなるように設定されている、
請求項１に記載の電気自動車のパワートレインシステム。

【請求項3】

上記操作スイッチは、上記電気自動車のステアリングホイールに設けられている、請求項１又は２に記載の電気自動車のパワートレインシステム。

【請求項4】

モーターと、
上記モーターの出力トルクを単一の減速比で駆動輪に伝達する動力伝達機構と、
アクセルペダルの開度を検出するアクセルペダル開度センサーと、
直接的又は間接的に、上記モーター及び上記アクセルペダル開度センサーと電気的に接続されたコントローラーと、
を有する電気自動車のパワートレインシステムであって、
ドライバーが運転中に操作可能な位置に設けられ、直接的又は間接的に、上記コントローラーと電気的に接続された操作スイッチを更に有し、
上記コントローラーは、
プログラムを格納するメモリーと、
上記プログラムを実行するプロセッサーと、を含み、
上記プロセッサーは、
上記アクセルペダルの開度と上記モーターの出力トルク及び回生トルクとの関係を予め定義した制御情報に基づき、上記アクセルペダルの開度に応じて上記モーターの出力トルク及び回生トルクを制御し、
上記操作スイッチへの操作に基づき、上記モーターの出力トルク及び回生トルクの制御に使用する上記制御情報を変更するように構成され、
上記操作スイッチは、第１の方向及び第２の方向に異なるストロークの操作を受け付け可能に構成されており、
上記モーターの出力トルク及び回生トルクの制御に使用する上記制御情報は、
上記操作スイッチへの第１の方向の操作ストロークが大きくなるほど、同一の上記アクセルペダルの開度に応じた上記モーターの出力トルクが増大し、同一の上記アクセルペダルの開度に応じた上記モーターの回生トルクが減少し、
上記操作スイッチへの第２の方向の操作ストロークが大きくなるほど、同一の上記アクセルペダルの開度に応じた上記モーターの出力トルクが減少し、同一の上記アクセルペダルの開度に応じた上記モーターの回生トルクが増大するように設定されている、
電気自動車のパワートレインシステム。

【請求項5】

上記モーターの出力トルク及び回生トルクの制御に使用する上記制御情報は、
上記操作スイッチへの第１の方向の操作ストロークが大きくなるほど、上記モーターの出力トルク及び回生トルクが０になる上記アクセルペダルの開度が小さくなり、
上記操作スイッチへの第２の方向の操作ストロークが大きくなるほど、上記モーターの出力トルク及び回生トルクが０になる上記アクセルペダルの開度が大きくなるように設定されている、
請求項４に記載の電気自動車のパワートレインシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気自動車のパワートレインシステムに係わり、特に、ドライバーによるアクセルペダルの操作に応じてモーターの出力トルクを制御する電気自動車のパワートレインシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

この種の技術が、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１には、エンジンと電動機とを動力源とするハイブリッド車両が開示されている。一般的に、このようなハイブリッド車両では、電動機の動力を利用して走行する際、アクセルペダルの操作に応じて電動機の出力トルクを制御する。さらに、特許文献１に記載のハイブリッド車両では、運転者がシフトレバーのポジションを選択することにより、動力源ブレーキによる減速度を任意に設定可能とするための機構が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００５－１６８２８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、エンジンではなくモーターを一次的な動力源とした電気自動車においては、モーターの出力トルクを単一の減速比で駆動輪に伝達する構成を採用することが多い。この場合でも、アクセルペダルの開度に応じてモーターの出力トルクを制御することができる。例えば、平地での通常走行時に、アクセルペダルを踏む右足の筋負担が小さいペダル角度で一定車速を維持できるように、アクセルペダルの開度とモーターの出力トルクとの関係を設定することができる。

【0005】

しかしながら、モーターと駆動輪との間の減速比が固定された電気自動車では、路面勾配や向かい風等により走行抵抗が変化した場合、アクセルペダルの開度を調節してモーターの出力トルクを変化させなければ一定車速を保つことができない。したがって、平地での通常走行時には右足の筋負担が小さいペダル角度で一定車速を保つことができても、路面勾配などの外乱発生時に車速を一定に保とうとするとアクセルペダルの角度が右足の筋負担が小さい角度範囲から外れ、快適性や操作のし易さが損なわれてしまう。

【0006】

本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、路面勾配や風向き等の走行環境に関わらず、ドライバーが操作し易いアクセルペダルの角度でモーターから所望のトルクを出力させることができる電気自動車のパワートレインシステム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】

上記の目的を達成するために、本発明は、モーターと、モーターの出力トルクを単一の減速比で駆動輪に伝達する動力伝達機構と、アクセルペダルの開度を検出するアクセルペダル開度センサーと、直接的又は間接的に、モーター及びアクセルペダル開度センサーと電気的に接続されたコントローラーと、を有する電気自動車のパワートレインシステムであって、ドライバーが運転中に操作可能な位置に設けられ、直接的又は間接的に、コントローラーと電気的に接続された操作スイッチを更に有し、コントローラーは、プログラムを格納するメモリーと、プログラムを実行するプロセッサーと、を含み、プロセッサーは、アクセルペダルの開度とモーターの出力トルク及び回生トルクとの関係を予め定義した制御情報に基づき、アクセルペダルの開度に応じてモーターの出力トルク及び回生トルクを制御し、操作スイッチへの操作に基づき、モーターの出力トルク及び回生トルクの制御に使用する制御情報を変更するように構成され、操作スイッチは、第１の操作及び第２の操作を繰り返し受け付け可能に構成されており、モーターの出力トルク及び回生トルクの制御に使用する制御情報は、操作スイッチへの第１の操作を受け付ける毎に、同一のアクセルペダルの開度に応じたモーターの出力トルクが増大し、同一のアクセルペダルの開度に応じたモーターの回生トルクが減少し、操作スイッチへの第２の操作を受け付ける毎に、同一のアクセルペダルの開度に応じたモーターの出力トルクが減少し、同一のアクセルペダルの開度に応じたモーターの回生トルクが増大するように設定されている。
このように構成された本発明では、モーターと駆動輪との間の減速比が固定された電気自動車においても、ドライバーが操作スイッチを操作してモーターの出力トルク及び回生トルクの制御に使用する制御情報を変更することにより、アクセルペダルの開度を調節することなくモーターから出力されるトルク及びモーターの回生トルクを変更することができる。これにより、路面勾配や風向き等の走行環境に関わらず、ドライバーが操作し易いアクセルペダルの角度でモーターから所望のトルクを出力させ、モーターにより所望の回生トルクを発生させることができる。
また、ドライバーが操作スイッチを繰り返し操作してモーターの出力トルク及び回生トルクの制御に使用する制御情報を段階的に変更することができる。これにより、アクセルペダルの開度を調節することなくモーターから出力されるトルク及びモーターの回生トルクを段階的に変更することができ、ドライバーが一層操作し易いアクセルペダルの角度でモーターから所望のトルクを出力させ、モーターにより所望の回生トルクを発生させることができる。
本発明において、好ましくは、モーターの出力トルク及び回生トルクの制御に使用する制御情報は、操作スイッチへの第１の操作を受け付ける毎に、モーターの出力トルク及び回生トルクが０になるアクセルペダルの開度が小さくなり、操作スイッチへの第２の操作を受け付ける毎に、モーターの出力トルク及び回生トルクが０になるアクセルペダルの開度が大きくなるように設定されている。

【0008】

本発明において、好ましくは、操作スイッチは、電気自動車のステアリングホイールに設けられている。
このように構成された本発明においては、ドライバーが走行中に容易にモーターの出力トルクの制御に使用する制御情報を変更するための操作を行うことができる。

【0009】

別の観点では、本発明は、モーターと、モーターの出力トルクを単一の減速比で駆動輪に伝達する動力伝達機構と、アクセルペダルの開度を検出するアクセルペダル開度センサーと、直接的又は間接的に、モーター及びアクセルペダル開度センサーと電気的に接続されたコントローラーと、を有する電気自動車のパワートレインシステムであって、ドライバーが運転中に操作可能な位置に設けられ、直接的又は間接的に、コントローラーと電気的に接続された操作スイッチを更に有し、コントローラーは、プログラムを格納するメモリーと、プログラムを実行するプロセッサーと、を含み、プロセッサーは、アクセルペダルの開度とモーターの出力トルク及び回生トルクとの関係を予め定義した制御情報に基づき、アクセルペダルの開度に応じてモーターの出力トルク及び回生トルクを制御し、操作スイッチへの操作に基づき、モーターの出力トルク及び回生トルクの制御に使用する制御情報を変更するように構成され、操作スイッチは、第１の方向及び第２の方向に異なるストロークの操作を受け付け可能に構成されており、モーターの出力トルク及び回生トルクの制御に使用する制御情報は、操作スイッチへの第１の方向の操作ストロークが大きくなるほど、同一のアクセルペダルの開度に応じたモーターの出力トルクが増大し、同一のアクセルペダルの開度に応じたモーターの回生トルクが減少し、操作スイッチへの第２の方向の操作ストロークが大きくなるほど、同一のアクセルペダルの開度に応じたモーターの出力トルクが減少し、同一のアクセルペダルの開度に応じたモーターの回生トルクが増大するように設定されている。
このように構成された本発明においては、モーターと駆動輪との間の減速比が固定された電気自動車においても、ドライバーが操作スイッチを操作してモーターの出力トルク及び回生トルクの制御に使用する制御情報を変更することにより、アクセルペダルの開度を調節することなくモーターから出力されるトルク及びモーターの回生トルクを変更することができる。これにより、路面勾配や風向き等の走行環境に関わらず、ドライバーが操作し易いアクセルペダルの角度でモーターから所望のトルクを出力させ、モーターにより所望の回生トルクを発生させることができる。
また、ドライバーが操作スイッチを操作するストロークに応じてモーターの出力トルク及び回生トルクの制御に使用する制御情報を段階的に変更することができる。これにより、アクセルペダルの開度を調節することなくモーターから出力されるトルク及びモーターの回生トルクを段階的に変更することができ、ドライバーが一層操作し易いアクセルペダルの角度でモーターから所望のトルクを出力させ、モーターにより所望の回生トルクを発生させることができる。

【0011】

本発明において、好ましくは、モーターの出力トルク及び回生トルクの制御に使用する制御情報は、操作スイッチへの第１の方向の操作ストロークが大きくなるほど、モーターの出力トルク及び回生トルクが０になるアクセルペダルの開度が小さくなり、操作スイッチへの第２の方向の操作ストロークが大きくなるほど、モーターの出力トルク及び回生トルクが０になるアクセルペダルの開度が大きくなるように設定されている。

【発明の効果】

【0012】

本発明の電気自動車のパワートレインシステムによれば、路面勾配や風向き等の走行環境に関わらず、ドライバーが操作し易いアクセルペダルの角度でモーターから所望のトルクを出力させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態による電気自動車のパワートレインシステムが適用された車両の概略構成を示す平面図である。

【図2】本発明の実施形態による電気自動車のパワートレインシステムの機能構成を示すブロック図である。

【図3】本発明の実施形態によるパドルスイッチを備えたステアリングホイールの正面図及び上面図である。

【図4】本発明の実施形態によるシフターの斜視図である。

【図5】本発明の実施形態による、車速毎のトルク制御マップの一例を示す図である。

【図6】本発明の実施形態によるモータートルク制御処理を示すフローチャートである。

【図7】本発明の別実施形態によるシフターの斜視図である。

【図8】本発明の別実施形態によるモータートルク制御処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による電気自動車のパワートレインシステムについて説明する。

【0015】

＜システム構成＞
まず、図１から図４を参照して、本実施形態による電気自動車のパワートレインシステムの構成を説明する。図１は、本実施形態による電気自動車のパワートレインシステムが適用された車両の概略構成を示す平面図であり、図２は、本実施形態による電気自動車のパワートレインシステムの機能構成を示すブロック図である。

【0016】

図１に示すように、電気自動車１は、動力源としてモーター２を搭載する電気自動車である。モーター２は、例えば電気自動車１の車体前部に搭載されている。モーター２から出力されたトルクは、減速機４に伝達される。減速機４は、モーター２の出力トルクを単一の減速比で一対のドライブシャフト６に出力する。これにより、各ドライブシャフト６の車幅方向外側端部に取り付けられた一対の駆動輪８（図１の例では左右の前輪）が駆動される。

【0017】

モーター２に電力を供給するバッテリー１０は、例えば電気自動車１の車体後部に搭載されている。さらに、モーター２の近傍にインバーター１２が配置されている。インバーター１２は、バッテリー１０から供給された直流電力を交流電力に変換してモーター２に供給し、モーター２が発生させる回生電力を直流電力に変換してバッテリー１０に供給することによりバッテリー１０を充電する。また、インバーター１２はＥＣＵ１４（Electronic Control Unit）と電気的に接続されており、ＥＣＵ１４との間で制御信号を入出力できるようになっている。

【0018】

また、電気自動車１は、アクセルペダルの開度（ドライバーがアクセルペダルを踏み込んだ量に相当する）を検出するアクセルペダル開度センサー１６、及び、車速を検出する車速センサー１８を有する。これらの各センサーは、直接的に又は間接的にＥＣＵ１４と電気的に接続されており、それぞれの検出値に対応する検出信号をＥＣＵ１４に出力する。

【0019】

さらに、電気自動車１は、ステアリングホイール２０に設けられたパドルスイッチ２２、及び、センターコンソールに設けられたシフター２４を備えている。これらのパドルスイッチ２２やシフター２４は、ドライバーが運転中に操作可能な位置に配置されており、直接的又は間接的に、ＥＣＵ１４と電気的に接続されている。パドルスイッチ２２及びシフター２４は、ドライバーによって操作されると、その操作に応じた操作信号をＥＣＵ１４に出力する。

【0020】

この電気自動車１においては、ＥＣＵ１４が各種の制御を行う。本実施形態では、ＥＣＵ１４は電気自動車１のパワートレインシステムのコントローラーとして機能する。即ち、ＥＣＵ１４は、ドライバーによるアクセルペダルの操作に応じてインバーター１２を制御し、このインバーター１２を介してバッテリー１０からモーター２に電力を供給させ又はモーター２からバッテリー１０に回生電力を供給させることで、アクセル操作に応じた所望の出力トルク又は回生トルクが実現されるようにする。

【0021】

ＥＣＵ１４は、図２に示すように、プロセッサー２６、及び、当該プロセッサー２６上で解釈実行される各種のプログラム（ＯＳなどの基本制御プログラムや、ＯＳ上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）や各種のデータを記憶するためのプロセッサー２６（ＲＯＭやＲＡＭ等）を有している。

【0022】

次に、図３を参照して、本実施形態によるパドルスイッチ２２の構成について説明する。図３は、本実施形態によるパドルスイッチ２２を備えたステアリングホイール２０を示す図であり、（ａ）はステアリングホイール２０の上面図、（ｂ）は正面図である。

【0023】

図３に示すように、ステアリングホイール２０の背面側（反乗員側）に、一対のパドルスイッチ２２が設けられている。これらのパドルスイッチ２２は、それぞれ、ドライバーが手をステアリングホイール２０に添えた状態で手前（即ちドライバー側）に引く操作を行えるように構成されている。また、各パドルスイッチ２２は復帰式のスイッチとなっている。即ち、ドライバーがパドルスイッチ２２を手前に引く操作を行った後にパドルスイッチ２２から手を離すと、パドルスイッチ２２は操作前の位置（基準位置）に復帰する。これにより、ドライバーは各パドルスイッチ２２を繰り返し操作することができる。本実施形態においては、運転席側から見て右側のパドルスイッチ２２を手前に引く操作を「プラス操作」、左側のパドルスイッチ２２を手前に引く操作を「マイナス操作」と呼ぶものとする。何れか又は両方のパドルスイッチ２２が操作されると、操作されたパドルスイッチ２２に応じた操作信号がＥＣＵ１４に出力される。

【0024】

次に、図４を参照して、本実施形態によるシフター２４の構成について説明する。図４は、本実施形態によるシフター２４の斜視図である。

【0025】

図４に示すように、シフター２４は、ドライバーにより操作されるシフトレバー３０と、このシフトレバー３０の移動案内を行うゲートパネル３２とを備えている。このゲートパネル３２は、例えばセンターコンソールの上面に設けられる。ゲートパネル３２には、電気自動車１の前後方向に沿って延びるメインゲート３４と、このメインゲート３４の右側（運転席側）においてメインゲート３４と平行に延びるサブゲート３６とが形成されている。メインゲート３４には、シフトポジションとして、電気自動車１の前方から後方に向かってＰレンジ、Ｒレンジ及びＤレンジが直列に配置されている。また、サブゲート３６はメインゲート３４にＤレンジの位置で接続されており、この接続位置においてサブゲート３６上にＭレンジが配置されている。

【0026】

各シフトポジションには、シフトレバー３０の位置を検出するためのシフトポジションセンサーが設けられており、シフトレバー３０が、Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｄレンジ、Ｍレンジの何処に配置されているかが検出できるようになっている。また、Ｍレンジの前後には、Ｍレンジの前後へのシフトレバー操作を検出するセンサーが設けられている。シフトレバー３０が操作されると、これらのセンサーがシフトレバー３０の位置に応じた操作信号をＥＣＵ１４に出力する。

【0027】

また、サブゲート３６はＭレンジを基準位置とする復帰式のゲートとなっている。即ち、ドライバーがシフトレバー３０を前方（図４では＋側）に動かす操作（プラス操作）又は後方（図４では－側）に動かす操作（マイナス操作）を行った後にシフトレバー３０から手を離すと、シフトレバー３０は基準位置（図４ではＭレンジ）に復帰する。これにより、ドライバーはシフトレバー３０を繰り返し操作することができる。

【0028】

＜アクセルペダル開度とモータートルクとの関係＞
次に、図５を参照して、アクセルペダル開度とモーター２の出力トルク及び回生トルク（モータートルク）との関係について説明する。図５は、本実施形態による、車速毎のトルク制御マップの一例を示す図である。具体的には、図５（ａ）は、３０ｋｍ／ｈの車速において適用するトルク制御マップを示し、図５（ｂ）は、６０ｋｍ／ｈの車速において適用するトルク制御マップを示し、図５（ｃ）は、１００ｋｍ／ｈの車速において適用するトルク制御マップを示している。図５（ａ）～（ｃ）は、それぞれ、横軸にアクセルペダル開度［％］を示し、縦軸にモータートルク［Ｎｍ］を示している。また、縦軸のモータートルクが正値であるときはモーター２の出力トルクを示し、負値であるときはモーター２の回生トルクを示している。
なお、図５では、３０ｋｍ／ｈ、６０ｋｍ／ｈ及び１００ｋｍ／ｈにおいて適用するトルク制御マップを一例として示しているに過ぎず、実際には、これら以外の種々の車速について適用するトルク制御マップが用意される。これらのトルク制御マップは、ＥＣＵ１４のプロセッサー２６に記憶されている。

【0029】

本実施形態においては、パドルスイッチ２２又はサブゲート３６に入ったシフトレバー３０を操作することにより、アクセルペダルの開度とモーター２の出力トルク及び回生トルクとの関係を変更することができる。具体的には、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、車速毎にＤ－－、Ｄ－、Ｄ、Ｄ＋及びＤ＋＋の５段階のトルク制御マップが用意されている。これらのトルク制御マップにおいては、同一のアクセルペダル開度に応じたモーター２の出力トルクは、Ｄ－－、Ｄ－、Ｄ、Ｄ＋、Ｄ＋＋の順に大きくなる。また、同一のアクセルペダル開度に応じたモーター２の回生トルクは、Ｄ－－、Ｄ－、Ｄ、Ｄ＋、Ｄ＋＋の順に小さくなる。

【0030】

また、何れのトルク制御マップにおいても、アクセルペダル開度が大きくなるほど、モーター２の回生トルクは小さく、出力トルクは大きくなるように設定されている。そして、アクセルペダル開度が１００％に近づくにつれて、Ｄ－－、Ｄ－、Ｄ、Ｄ＋、Ｄ＋＋のそれぞれのトルク制御マップにおけるモーター２の出力トルクが各車速における最大出力トルクに収束するようになっている。また、車速が大きくなるほど、出力トルクが０（回生トルクも０）になるアクセルペダル開度は大きくなるように設定されている。本実施形態においては、出力トルクが０（回生トルクも０）になるアクセルペダル開度は、車速が３０ｋｍ／ｈの場合に約１０～２５％、６０ｋｍ／ｈの場合に約１５～３０％、１００ｋｍ／ｈの場合に約２０～４０％となっている。

【0031】

＜制御処理＞
次に、図６を参照して、本実施形態によるモータートルク制御処理について説明する。図６は、本実施形態によるモータートルク制御処理を示すフローチャートである。このフローは、電気自動車１の電源がＯＮにされるとＥＣＵ１４によって開始され、所定の周期で繰り返し実行される。

【0032】

まず、ステップＳ１において、ＥＣＵ１４は、車速センサー１８が検出した車速、及び、アクセル開度センサーが検出したアクセルペダル開度（詳しくは、アクセルペダル開度センサー１６が出力した検出信号に基づき、ＥＣＵ１４が取得したアクセルペダル開度）を取得する。

【0033】

次に、ステップＳ２において、ＥＣＵ１４は、パドルスイッチ２２又はシフター２４のマイナス操作が行われたか否かを判定する。本実施形態においては、ＥＣＵ１４は、運転席側から見て左側のパドルスイッチ２２を手前に引く操作が行われた場合、又は、サブゲート３６に入ったシフトレバー３０を後方に動かす操作が行われた場合に、マイナス操作が行われたと判定する。

【0034】

ステップＳ２の判定の結果、パドルスイッチ２２又はシフター２４のマイナス操作が行われていた場合、ステップＳ３に進み、ＥＣＵ１４は、トルク制御マップを低出力側へ変更可能か否か、即ち同一のアクセルペダル開度に応じたモーター２の出力トルクが減少し、回生トルクは増大するように、トルク制御マップを変更可能か否かを判定する。本実施形態においては、ステップＳ３の判定を実行する時点で設定されているトルク制御マップがＤ－、Ｄ、Ｄ＋又はＤ＋＋である場合、トルク制御マップを低出力側へ変更可能である。一方、トルク制御マップがＤ－－である場合には、トルク制御マップを低出力側へ変更することができない。なお、トルク制御マップの初期値としては例えばＤが設定されている。

【0035】

ステップＳ３の判定の結果、トルク制御マップを低出力側へ変更可能である場合、ステップＳ４に進み、ＥＣＵ１４はトルク制御マップを一段階低出力側へ変更する。具体的には、トルク制御マップがＤ－であった場合にはＤ－－へ、トルク制御マップがＤであった場合にはＤ－へ、トルク制御マップがＤ＋であった場合にはＤへ、トルク制御マップがＤ＋＋であった場合にはＤ＋へ、トルク制御マップを変更する。これにより、アクセルペダルの開度に応じたモーター２の出力トルクが減少し、回生トルクは増大する。

【0036】

ステップＳ３の判定の結果、トルク制御マップを低出力側へ変更できない場合、又はステップＳ４の後、ステップＳ５に進み、ＥＣＵ１４は、その時点で設定されているトルク制御マップに基づき、ステップＳ１において取得した車速とアクセルペダル開度とに応じた目標モータートルクを設定する。本実施形態においては、ＥＣＵ１４は、ステップＳ１において取得した車速について適用されるトルク制御マップＤ－－、Ｄ－、Ｄ、Ｄ＋及びＤ＋＋の中から、ステップＳ５の実行時において設定されているトルク制御マップを読み込む。そして、読み込んだトルク制御マップに基づき、ステップＳ１において取得したアクセルペダル開度に応じたモーター２の出力トルク又は回生トルクを取得し、目標モータートルクとして設定する。

【0037】

また、ステップＳ２の判定の結果、パドルスイッチ２２又はシフター２４のマイナス操作が行われていなかった場合には、ステップＳ６に進み、ＥＣＵ１４は、パドルスイッチ２２又はシフター２４のプラス操作が行われたか否かを判定する。本実施形態においては、ＥＣＵ１４は、運転席側から見て右側のパドルスイッチ２２を手前に引く操作が行われた場合、又は、サブゲート３６に入ったシフトレバー３０を前方に動かす操作が行われた場合に、プラス操作が行われたと判定する。

【0038】

ステップＳ６の判定の結果、パドルスイッチ２２又はシフター２４のプラス操作が行われていた場合、ステップＳ７に進み、ＥＣＵ１４は、トルク制御マップを高出力側へ変更可能か否か、即ち同一のアクセルペダル開度に応じたモーター２の出力トルクが増大し、回生トルクは減少するように、トルク制御マップを変更可能か否かを判定する。本実施形態においては、トルク制御マップがＤ－－、Ｄ－、Ｄ又はＤ＋である場合、トルク制御マップを高出力側へ変更可能である。一方、トルク制御マップがＤ＋＋である場合には、トルク制御マップを高出力側へ変更することができない。

【0039】

ステップＳ７の判定の結果、トルク制御マップを高出力側へ変更可能である場合、ステップＳ８に進み、ＥＣＵ１４はトルク制御マップを一段階高出力側へ変更する。具体的には、トルク制御マップがＤ－－であった場合にはＤ－へ、トルク制御マップがＤ－であった場合にはＤへ、トルク制御マップがＤであった場合にはＤ＋へ、トルク制御マップがＤ＋であった場合にはＤ＋＋へ、トルク制御マップを変更する。これにより、アクセルペダルの開度に応じたモーター２の出力トルクが増大し、回生トルクは減少する。

【0040】

ステップＳ６の判定の結果、パドルスイッチ２２又はシフター２４のプラス操作が行われていない場合、ステップＳ７の判定の結果、トルク制御マップを高出力側へ変更できない場合、又はステップＳ８の後、ステップＳ５に進み、ＥＣＵ１４は、その時点で設定されているトルク制御マップに基づき、ステップＳ１において取得した車速とアクセルペダル開度とに応じた目標モータートルクを設定する。

【0041】

ステップＳ５の後、ステップＳ９に進み、ＥＣＵ１４は、ステップＳ５において設定した目標モータートルクに基づき、モーター２の出力トルク又は回生トルクを制御する。例えば、ＥＣＵ１４は、ステップＳ５において設定した目標モータートルクに基づきインバーター１２を制御し、このインバーター１２を介してバッテリー１０からモーター２に電力を供給させ又はモーター２からバッテリー１０に回生電力を供給させることで、目標モータートルクとして設定された所望の出力トルク又は回生トルクが実現されるようにする。

【0042】

以降、ＥＣＵ１４はステップＳ１からＳ９の処理を繰り返し実行する。これにより、パドルスイッチ２２又はシフター２４のプラス操作を受け付ける毎に、トルク制御マップがＤ＋＋となるまで、同一のアクセルペダルの開度に応じたモーター２の出力トルクが増大し、回生トルクは減少する。また、パドルスイッチ２２又はシフター２４のマイナス操作を受け付ける毎に、トルク制御マップがＤ－－となるまで、同一のアクセルペダルの開度に応じたモーター２の出力トルクが減少し、回生トルクは増大する。

【0043】

＜変形例＞
次に、本発明の別実施形態を説明する。この別実施形態においては、電気自動車１はパドルスイッチ２２を備えていないものとする。

【0044】

まず、図７を参照して、別実施形態によるシフター２４について説明する。図７は別実施形態によるシフター２４の斜視図である。図７に示すように、別実施形態によるシフター２４は、図４に示したシフター２４と基本的に同様の構成を有しているが、サブゲート３６の構成が異なっている。具体的には、別実施形態によるサブゲート３６は復帰式のゲートではなく、前方から後方に向かって＋＋、＋、Ｍ、－及び－－の５つのレンジが直列に配置されている。また、サブゲート３６は、Ｍレンジの位置において、メインゲート３４のＤレンジの位置に接続されている。

【0045】

サブゲート３６の各シフトポジションには、メインゲート３４と同様にシフトレバー３０の位置を検出するためのシフトポジションセンサーが設けられており、シフトレバー３０が、＋＋、＋、Ｍ、－及び－－の何れのレンジに配置されているかが検出できるようになっている。シフトレバー３０が操作されると、これらのセンサーがシフトレバー３０の位置に応じた操作信号をＥＣＵ１４に出力する。

【0046】

これにより、別実施形態においては、シフトレバー３０は、異なるストロークの操作を受け付け可能になっている。例えば、シフトレバー３０を＋＋レンジから＋レンジへ１段階下げたり、＋＋レンジから－レンジまで３段階下げたりすることができる。同様に、シフトレバー３０を－レンジからＭレンジまで１段階上げたり、－－レンジから＋＋レンジまで４段階上げたりすることもできる。

【0047】

次に、図８を参照して、別実施形態によるモータートルク制御処理について説明する。図８は、別実施形態によるモータートルク制御処理を示すフローチャートである。このフローは、電気自動車１の電源がＯＮにされるとＥＣＵ１４によって開始され、所定の周期で繰り返し実行される。

【0048】

まず、ステップＳ１１において、ＥＣＵ１４は、車速センサー１８が検出した車速、及び、アクセル開度センサーが検出したアクセルペダル開度を取得する。

【0049】

次に、ステップＳ１２において、ＥＣＵ１４は、シフター２４の位置を変更する操作が行われたか否かを判定する。別実施形態においては、ＥＣＵ１４は、サブゲート３６に入ったシフトレバー３０のレンジを変更する操作が行われた場合に、シフター２４の位置を変更する操作が行われたと判定する。

【0050】

ステップＳ１２の判定の結果、シフター２４の位置を変更する操作が行われていた場合、ステップＳ１３に進み、ＥＣＵ１４は、ＥＣＵ１４はトルク制御マップをシフター２４の変更後の位置に応じたトルク制御マップへ変更する。具体的には、シフトレバー３０のレンジが－－レンジに変更された場合にはＤ－－へ、－レンジに変更された場合にはＤ－へ、Ｍレンジに変更された場合にはＤへ、＋レンジに変更された場合にはＤ＋へ、＋＋レンジに変更された場合にはＤ＋＋へ、トルク制御マップを変更する。

【0051】

ステップＳ１２の判定の結果、シフター２４の位置を変更する操作が行われていない場合、又はステップＳ１３の後、ステップＳ１４に進み、ＥＣＵ１４は、その時点で設定されているトルク制御マップに基づき、ステップＳ１１において取得した車速とアクセルペダル開度とに応じた目標モータートルクを設定する。この別実施形態においては、ＥＣＵ１４は、ステップＳ１１において取得した車速について適用されるトルク制御マップＤ－－、Ｄ－、Ｄ、Ｄ＋及びＤ＋＋の中から、ステップＳ１４の実行時において設定されているトルク制御マップを読み込む。そして、読み込んだトルク制御マップに基づき、ステップＳ１１において取得したアクセルペダル開度に応じたモーター２の出力トルク又は回生トルクを取得し、目標モータートルクとして設定する。

【0052】

ステップＳ１４の後、ステップＳ１５に進み、ＥＣＵ１４は、ステップＳ１４において設定した目標モータートルクに基づき、モーター２の出力トルク又は回生トルクを制御する。

【0053】

以降、ＥＣＵ１４はステップＳ１１からＳ１５の処理を繰り返し実行する。これにより、シフター２４の操作ストロークが大きくなるほど、即ちサブゲート３６に入ったシフトレバー３０のレンジを変更したときの変更段数が多くなるほど、同一のアクセルペダルの開度に応じたモーター２の出力トルク及び回生トルクの変化量が大きくなる。例えば、シフトレバー３０を＋＋レンジから－レンジまで３段階下げた場合の、同一のアクセルペダルの開度に応じたモーター２の出力トルクの減少量及び回生トルクの増大量は、シフトレバー３０を＋＋レンジから＋レンジへ１段階下げた場合の、同一のアクセルペダルの開度に応じたモーター２の出力トルクの減少量及び回生トルクの増大量よりも大きい。

【0054】

＜作用効果＞
次に、上述した実施形態及び別実施形態による電気自動車のパワートレインシステムの作用効果について説明する。

【0055】

まず、ＥＣＵ１４は、アクセルペダルの開度とモーター２の出力トルクとの関係を予め定義したトルク制御マップに基づき、アクセルペダルの開度に応じてモーター２の出力トルクを制御し、パドルスイッチ２２やシフター２４への操作に基づき、モーター２の出力トルクの制御に使用するトルク制御マップを変更する。
したがって、モーター２と駆動輪８との間の減速比が固定された電気自動車１においても、ドライバーがパドルスイッチ２２やシフター２４を操作してトルク制御マップを変更することにより、アクセルペダルの開度を調節することなくモーター２から出力されるトルクを変更することができる。これにより、路面勾配や風向き等の走行環境に関わらず、ドライバーが操作し易いアクセルペダルの角度でモーター２から所望のトルクを出力させることができる。

【0056】

また、パドルスイッチ２２は、電気自動車１のステアリングホイール２０に設けられているので、ドライバーが走行中に容易にトルク制御マップを変更するための操作を行うことができる。

【0057】

また、ＥＣＵ１４は、アクセルペダルの開度とモーター２の回生トルクとの関係を予め定義したトルク制御マップに基づき、アクセルペダルの開度に応じてモーター２の回生トルクを制御し、パドルスイッチ２２やシフター２４への操作に基づき、モーター２の回生トルクの制御に使用するトルク制御マップを変更する。
したがって、モーター２と駆動輪８との間の減速比が固定された電気自動車１においても、ドライバーがパドルスイッチ２２やシフター２４を操作してトルク制御マップを変更することにより、アクセルペダルの開度を調節することなくモーター２の回生トルクを変更することができる。これにより、路面勾配や風向き等の走行環境に関わらず、ドライバーが操作し易いアクセルペダルの角度でモーター２により所望の回生トルクを発生させることができる。

【0058】

また、上述した実施形態においては、モーター２の出力トルクの制御に使用するトルク制御マップは、パドルスイッチ２２やシフター２４のプラス操作を受け付ける毎に、同一のアクセルペダルの開度に応じたモーター２の出力トルクが増大し、パドルスイッチ２２やシフター２４のマイナス操作を受け付ける毎に、同一のアクセルペダルの開度に応じたモーター２の出力トルクが減少するように設定されている。
したがって、ドライバーがパドルスイッチ２２やシフター２４を繰り返し操作してトルク制御マップを段階的に変更することができる。これにより、アクセルペダルの開度を調節することなくモーター２から出力されるトルクを段階的に変更することができ、ドライバーが一層操作し易いアクセルペダルの角度でモーター２から所望のトルクを出力させることができる。

【0059】

また、上述した別実施形態においては、モーター２の出力トルクの制御に使用するトルク制御マップは、シフター２４の操作ストロークが大きくなるほど、同一のアクセルペダルの開度に応じたモーター２の出力トルクが大きくなる又は小さくなるように設定されている。
したがって、ドライバーがシフター２４を操作するストロークに応じてトルク制御マップを段階的に変更することができる。これにより、アクセルペダルの開度を調節することなくモーター２から出力されるトルクを段階的に変更することができ、ドライバーが一層操作し易いアクセルペダルの角度でモーター２から所望のトルクを出力させることができる。

【符号の説明】

【0060】

１ 電気自動車
２ モーター
４ 減速機
６ ドライブシャフト
８ 駆動輪
１４ ＥＣＵ
１６ アクセルペダル開度センサー
２０ ステアリングホイール
２２ パドルスイッチ
２４ シフター
２６ プロセッサー
２８ メモリー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】