特許 7529003 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】2024-07-29

(45)【発行日】2024-08-06

(54)【発明の名称】電気自動車

(51)【国際特許分類】

   B60L 15/20 20060101AFI20240730BHJP

   B60K 35/21 20240101ALI20240730BHJP

【ＦＩ】

B60L15/20 J

B60K35/21

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2022184176

(22)【出願日】2022-11-17

(65)【公開番号】P2024073134

(43)【公開日】2024-05-29

【審査請求日】2023-09-19

(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】110003199

【氏名又は名称】弁理士法人高田・高橋国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】勇 陽一郎

(72)【発明者】

【氏名】水谷 賢治

(72)【発明者】

【氏名】池上 裕貴

(72)【発明者】

【氏名】安江 昭人

【審査官】上野 力

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１６６３８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－０３０８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２１３２７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１３６２０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１５６２６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｌ １５／２０

Ｂ６０Ｋ ３５／２１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気モータを走行用の動力装置として用いる電気自動車であって、
アクセルペダルと、
シーケンシャルシフターと、
前記アクセルペダルの操作と前記シーケンシャルシフターの操作とに応答して前記電気モータが出力するモータトルクを変化させる制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記シーケンシャルシフターの操作に応答して、所定のシフト時間の間に前記モータトルクの変化率を少なくとも２回変化させる電気自動車において、
前記制御装置は、前記シフト時間の間に、前記モータトルクをゼロまで低下させ、前記シフト時間内の所定時間、前記モータトルクをゼロに維持してから再び増加させ、前記シフト時間の経過時に前記モータトルクをオーバーシュートさせる、ように構成されている
ことを特徴とする電気自動車。

【請求項2】

電気モータを走行用の動力装置として用いる電気自動車であって、
アクセルペダルと、
シーケンシャルシフターと、
前記アクセルペダルの操作と前記シーケンシャルシフターの操作とに応答して前記電気モータが出力するモータトルクを変化させる制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記シーケンシャルシフターの操作に応答して、所定のシフト時間の間に前記モータトルクの変化率を少なくとも２回変化させる電気自動車において、
ドライブモード選択スイッチをさらに備え、
前記制御装置は、前記ドライブモード選択スイッチにより選択されたドライブモードに応じて、前記シフト時間内の前記モータトルクの変化特性を変更する、ように構成されている
ことを特徴とする電気自動車。

【請求項3】

電気モータを走行用の動力装置として用いる電気自動車であって、
アクセルペダルと、
シーケンシャルシフターと、
前記アクセルペダルの操作と前記シーケンシャルシフターの操作とに応答して前記電気モータが出力するモータトルクを変化させる制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記シーケンシャルシフターの操作に応答して、所定のシフト時間の間に前記モータトルクの変化率を少なくとも２回変化させる電気自動車において、
仮想エンジン回転速度を表示する疑似エンジン回転速度メーターをさらに備え、
前記疑似エンジン回転速度メーターは、前記シーケンシャルシフターのアップシフト操作に応答して、前記シフト時間の間、前記仮想エンジン回転速度を単調に低下させる、ように構成されている
ことを特徴とする電気自動車。

【請求項4】

電気モータを走行用の動力装置として用いる電気自動車であって、
アクセルペダルと、
シーケンシャルシフターと、
前記アクセルペダルの操作と前記シーケンシャルシフターの操作とに応答して前記電気モータが出力するモータトルクを変化させる制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記シーケンシャルシフターの操作に応答して、所定のシフト時間の間に前記モータトルクの変化率を少なくとも２回変化させる電気自動車において、
前記制御装置は、
クラッチペダルレスＭＴ車両モデルを記憶したメモリと、
前記メモリに結合されたプロセッサと、を備え、
前記クラッチペダルレスＭＴ車両モデルは、ガスペダルの操作によってエンジントルクを制御される内燃機関と、シーケンシャル式のシフターの操作によってギア段が切り替えられるシーケンシャルマニュアルトランスミッションと、前記内燃機関と前記シーケンシャルマニュアルトランスミッションとを接続するクラッチと、を有し、前記シフターの操作に応答して前記エンジントルクの一時的なカットと前記クラッチの係合及び解放とが自動で行われるクラッチペダルレスＭＴ車両における駆動輪トルクの出力特性を模擬したモデルであり、
前記プロセッサは、
前記アクセルペダルの操作を、前記クラッチペダルレスＭＴ車両モデルに対する前記ガスペダルの操作の入力として受け付ける処理と、
前記シーケンシャルシフターの操作を、前記クラッチペダルレスＭＴ車両モデルに対する前記シフターの操作の入力として受け付ける処理と、
前記ガスペダルの操作の入力と前記シフターの操作の入力とに基づいて、前記エンジントルクと前記ギア段と前記クラッチの接続状態とで定まる前記駆動輪トルクを、前記クラッチペダルレスＭＴ車両モデルを用いて計算する処理と、
前記駆動輪トルクを前記電気自動車の駆動輪に与えるように前記モータトルクを変化させる処理と、を実行するように構成され、
前記電気自動車は、ドライブモード選択スイッチをさらに備え、
前記クラッチペダルレスＭＴ車両モデルは、前記出力特性の異なるクラッチペダルレスＭＴ車両を模擬した複数のモデルを含み、
前記制御装置は、前記ドライブモード選択スイッチにより選択されたドライブモードに応じて、前記複数のモデルの中から１つのモデルを選択する、ように構成されている
ことを特徴とする電気自動車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電気モータを走行用の動力装置として用いる電気自動車に関する。

【背景技術】

【0002】

電気自動車において走行用の動力装置として用いられる電気モータは、従来車両において走行用の動力装置として用いられてきた内燃機関に対して、トルク特性が大きく異なっている。動力装置のトルク特性の違いにより、従来車両は変速機が必須であるのに対し、一般に電気自動車は変速機を備えていない。もちろん、電気自動車は、運転者の手動操作により変速比を切り替えるマニュアルトランスミッション（ＭＴ）は備えていない。このため、ＭＴ付きの従来車両（以下、ＭＴ車両という）の運転と電気自動車の運転とでは、運転感覚に大きな違いがある。

【0003】

一方で電気モータは、印加する電圧や界磁を制御することで比較的容易にトルクを制御することができる。従って電気モータでは、適当な制御を実施することにより、電気モータの動作範囲内で所望のトルク特性を得ることが可能である。この特徴を活かし電気自動車のトルクを制御してＭＴ車両特有のトルク特性を模擬する技術が、例えば特許文献１及び特許文献２において提案されている。これらの特許文献に開示された電気自動車には、ＭＴ車両のような運転感覚を得ることができるように疑似シフターと疑似クラッチペダルが設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２１－１１８５６９号公報

【文献】特開２０２２－０３６８４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

クラッチペダルの操作はＭＴ車両ならではの操作であるので、電気自動車に疑似クラッチペダルを設けることは、電気自動車でＭＴ車両のような運転感覚を楽しみたいユーザに訴求する。しかし、クラッチペダルの操作は、自動変速機付き車両の運転に慣れた昨今の運転者にとっては、場合によっては面倒であり、難しくもある操作である。また、必要な操作がシフターの操作だけであれば、より素早いギア段の切り替えを実現することもできる。

【0006】

ＭＴ車両のような運転感覚を楽しみたいが、クラッチペダルの操作を苦手とするか必要としないユーザは一定数存在するものと推定される。そして、そのようなユーザが所望している運転感覚は、厳密にはクラッチペダルを有しないクラッチペダルレスＭＴ車両の運転感覚であると推測される。クラッチペダルレスＭＴ車両では、シーケンシャルシフターが使用されている例が多い。シーケンシャルシフターの操作感覚も含めて、クラッチペダルレスＭＴ車両の運転感覚は、クラッチペダルを備えた通常のＭＴ車両の運転感覚とは異なっている。

【0007】

上記特許文献に開示された電気自動車は、クラッチペダルを備えた通常のＭＴ車両における出力特性を模擬するように設計されている。このため、上記特許文献に開示された電気自動車から単に疑似クラッチペダルを取り除いただけでは、シーケンシャルシフターを有するクラッチペダルレスＭＴ車両のような運転感覚を所望するユーザを満足させることはできない。

【0008】

本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものである。本開示の１つの目的は、電気モータを走行用の動力装置として用いる電気自動車において、シーケンシャルシフターを有するクラッチペダルレスＭＴ車両のような運転感覚を楽しめるようにすることにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示は上記目的を達成するための電気自動車を提供する。本開示の電気自動車は、アクセルペダルと、シーケンシャルシフターとを備える。また、本開示の電気自動車は、アクセルペダルの操作とシーケンシャルシフターの操作とに応答して電気モータが出力するモータトルクを変化させる制御装置を備える。制御装置は、シーケンシャルシフターの操作に応答して、所定のシフト時間の間にモータトルクの変化率を少なくとも２回変化させるように構成されている。

【0010】

シーケンシャルシフターは、例えば、パドル式シフターでもよいし、レバー式シフターでもよい。つまり、シーケンシャルシフターは、クラッチペダルレスＭＴ車両が備えるシーケンシャルシフターと同じような構造や操作感を有するものであってよい。ただし、上記のように、シーケンシャルシフターはその操作が電気モータのモータトルクに作用するものであって、クラッチペダルレスＭＴ車両が備えるシーケンシャルシフターとは機能において異なっている。クラッチペダルレスＭＴ車両が備えるシーケンシャルシフターと区別するため、以下、本開示の電気自動車が備えるシーケンシャルシフターを疑似シーケンシャルシフターと称する。

【0011】

本開示の電気自動車の構成によれば、疑似シーケンシャルシフターのシフト操作により、モータトルクは、シーケンシャルシフターが操作されたときのクラッチペダルレスＭＴ車両の駆動輪トルクのような出力特性で変化する。これにより、運転者は、シーケンシャルシフターを有するクラッチペダルレスＭＴ車両のような運転感覚を電気自動車において楽しむことができる。

【0012】

制御装置がシフト時間の間にモータトルクの変化率を少なくとも２回変化させることは、制御装置が、シフト時間の間に、モータトルクを極小値まで低下させてから再び増加させることを含んでもよい。モータトルクを一時的に低下させることで、クラッチペダルレスＭＴ車両においてシーケンシャルシフターのシフト操作によりクラッチが一時的に解放されたときの運転感覚が演出される。その場合、制御装置は、極小値をゼロとし、シフト時間内の所定時間、モータトルクをゼロに維持してもよい。さらに、制御装置は、シフト時間の経過時にモータトルクをオーバーシュートさせてもよい。疑似シーケンシャルシフターのシフト操作によって得られる運転感覚は、シフト時間内のモータトルクの変化特性の設定に依存する。

【0013】

例示したシフト時間内のモータトルクの変化特性は、疑似シーケンシャルシフターのアップシフト操作に適用されてもよいし、疑似シーケンシャルシフターのダウンシフト操作に適用されてもよい。

【0014】

制御装置は、アクセルペダルの操作量が一定の場合、シフト時間の経過の前後でシーケンシャルシフターのシフト方向に応じた差をモータトルクに生じさせてもよい。疑似シーケンシャルシフターの操作がアップシフト操作であるなら、シフト時間の経過の前後でモータトルクを低下させてもよい。また、疑似シーケンシャルシフターのダウンシフト操作であるなら、シフト時間の経過の前後でモータトルクを増大させてもよい。

【0015】

シフト時間内のモータトルクの変化特性は変更可能であってもよい。例えば、本開示の電気自動車がドライブモード選択スイッチを備える場合、制御装置は、ドライブモード選択スイッチにより選択されたドライブモードに応じて、シフト時間内のモータトルクの変化特性を変更してもよい。この構成によれば、運転者は、ドライブモードを適宜選択することによって、気分に合った運転感覚や運転場面に応じた運転感覚を任意に得ることができる。

【0016】

運転者が得る運転感覚は視覚情報に依存する。このため、クラッチペダルレスＭＴ車両ならではの挙動を視覚的に表現することで、よりリアルな運転感覚を運転者に与えることが期待される。本開示の電気自動車は、クラッチペダルレスＭＴ車両ならではの挙動を視覚的に表現する装置として、疑似エンジン回転速度メーターを備えてもよい。疑似エンジン回転速度メーターには、本開示の電気自動車が模擬しているクラッチペダルレスＭＴ車両の仮想エンジン回転速度が表示される。一つの例として、疑似シーケンシャルシフターがアップシフト操作される場合、そのアップシフト操作に応答して、シフト時間の間、単調に低下する仮想エンジン回転速度を疑似エンジン回転速度メーターに表示してもよい。別の例として、疑似シーケンシャルシフターがダウンシフト操作される場合、そのダウンシフト操作に応答して、シフト時間内の所定のタイミングで上昇する仮想エンジン回転速度を疑似エンジン回転速度メーターに表示してもよい。

【0017】

制御装置によるモータトルクの計算は、クラッチペダルレスＭＴ車両における駆動輪トルクの出力特性を模擬したクラッチペダルレスＭＴ車両モデルを用いて行われてもよい。クラッチペダルレスＭＴ車両モデルと、それを用いたモータトルクの計算の方法については、後述する本開示の実施形態において説明する。

【発明の効果】

【0018】

以上述べたように、本開示の電気自動車によれば、運転者は、シーケンシャルシフターを有するクラッチペダルレスＭＴ車両のような運転感覚を楽しむことができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本開示の実施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】図１に示す電気自動車の制御システムの構成を示すブロック図である。

【図3】図１に示す電気自動車の制御装置の機能を示すブロック図である。

【図4】図３に示す制御装置が備えるクラッチペダルレスＭＴ車両モデルの一例を示すブロック図である。

【図5】図４に示すクラッチペダルレスＭＴ車両モデルを構成するエンジンモデルの一例を示す図である。

【図6】図４に示すクラッチペダルレスＭＴ車両モデルを構成するクラッチモデルの一例を示す図である。

【図7】図４に示すクラッチペダルレスＭＴ車両モデルを構成するシーケンシャルトランスミッションモデルの一例を示す図である。

【図8】クラッチペダルレスＭＴ車両モデルを用いたモータ制御で実現される電気モータのトルク特性を、電気自動車としての通常のモータ制御で実現される電気モータのトルク特性と比較して示す図である。

【図9】アップシフト操作に応答して行われるクラッチペダルレスＭＴ車両モデルを用いたモータトルクの演算の一例を示す図である。

【図10】アップシフト操作に応答して行われるクラッチペダルレスＭＴ車両モデルを用いたモータトルクの演算の別の例を示す図である。

【図11】ダウンシフト操作に応答して行われるクラッチペダルレスＭＴ車両モデルを用いたモータトルクの演算の一例を示す図である。

【図12】ダウンシフト操作に応答して行われるクラッチペダルレスＭＴ車両モデルを用いたモータトルクの演算の別の例を示す図である。

【図13】本開示の実施形態に係る電気自動車の構成の変形例を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

１．電気自動車の構成
図１は、本実施の形態に係る電気自動車１０の動力系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、動力源として電気モータ２を備えている。電気モータ２は、例えばブラシレスＤＣモータや三相交流同期モータである。電気モータ２には、その回転速度を検出するための回転速度センサ４０が設けられている。電気モータ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。

【0021】

電気自動車１０は、前車輪である駆動輪８と、後車輪である従動輪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。各車輪８，１２には、車輪速センサ３０が設けられている。図１では、代表して右後輪の車輪速センサ３０のみが描かれている。車輪速センサ３０は、電気自動車１０の車速を検出するための車速センサとしても用いられる。車輪速センサ３０は、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）などの車載ネットワークによって後述する制御装置５０に接続されている。

【0022】

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、電気モータ２を駆動する電気エネルギを蓄える。すなわち、電気自動車１０は、バッテリ１４に蓄えられた電気エネルギで走行するバッテリ電気自動車（ＢＥＶ）である。インバータ１６は、バッテリ１４から入力される直流電力を電気モータ２の駆動電力に変換する。インバータ１６による電力変換は、制御装置５０によるＰＷＭ制御によって行われる。インバータ１６は、車載ネットワークによって制御装置５０に接続されている。

【0023】

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、アクセルペダル２２の操作量であるアクセル開度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、ブレーキペダル２４の操作量であるブレーキ踏み込み量を検出するための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は、車載ネットワークによって制御装置５０に接続されている。

【0024】

電気自動車１０は、動作入力装置として、さらに疑似パドルシフター２６を備えている。パドルシフター、すなわち、パドル式のシーケンシャルシフターはシーケンシャルマニュアルトランスミッション（ＳＭＴ）を操作する装置であるが、当然ながら電気自動車１０はＳＭＴを備えていない。疑似パドルシフター２６は、あくまでも、本来のパドルシフターとは異なるダミーである。一般的に、パドルシフターを備えるＭＴ車両は、クラッチペダルを備えないクラッチペダルレスＭＴ車両である。ゆえに、電気自動車１０は、疑似パドルシフター２６を備えているが、クラッチペダルに似せた疑似クラッチペダルは備えていない。

【0025】

疑似パドルシフター２６は、クラッチペダルレスＭＴ車両が備えるパドルシフターに似せた構造を有している。疑似パドルシフター２６は、ステアリングホイールに取り付けられている。疑似パドルシフター２６は、アップシフトスイッチ２６ｕとダウンシフトスイッチ２６ｄを備える。アップシフトスイッチ２６ｕは、ステアリングホイールの右側に設けられ、ダウンシフトスイッチ２６ｄは、ステアリングホイールの左側に設けられている。アップシフトスイッチ２６ｕとダウンシフトスイッチ２６ｄは独立に操作することができる。アップシフトスイッチ２６ｕは手前に引かれることで信号を発し、ダウンシフトスイッチ２６ｄも手前に引かれることで信号を発する。以下、アップシフトスイッチ２６ｕを手前に引く操作をアップシフト操作と称し、アップシフト操作によってアップシフトスイッチ２６ｕが発する信号をアップシフト信号と称する。また、ダウンシフトスイッチ２６ｄを手前に引く操作をダウンシフト操作と称し、ダウンシフト操作によってダウンシフトスイッチ２６ｄが発する信号をダウンシフト信号と称する。アップシフトスイッチ２６ｕとダウンシフトスイッチ２６ｄは車載ネットワークによって制御装置５０に接続されている。

【0026】

電気自動車１０は、ドライブモード選択スイッチ４２を備えている。ドライブモード選択スイッチ４２は、電気自動車１０のドライブモードを選択するスイッチである。図１に示す例では、Ａモード、Ｂモード、及びＣモードの３つのドライブモードがドライブモード選択スイッチ４２によって選択可能である。ドライブモードはその種類ごとに運転者に与える運転感覚が異なる。ドライブモードの例としては、スポーツモード、コンフォートモード、レーシングモード、通常モード等を挙げることができる。ドライブモードは少なくとも電気モータ２の出力特性に関連付けられている。ドライブモード選択スイッチ４２は、車載ネットワークによって制御装置５０に接続されている。

【0027】

電気自動車１０は、疑似エンジン回転速度メーター４４を備えている。エンジン回転速度メーターは、運転者に対して内燃機関（エンジン）の回転速度を表示する装置であるが、当然ながら電気自動車１０はエンジンを備えていない。疑似エンジン回転速度メーター４４は、あくまでも、本来のエンジン回転速度メーターとは異なるダミーである。疑似エンジン回転速度メーター４４は、従来車両が備えるエンジン回転速度メーターに似せた構造を有している。疑似エンジン回転速度メーター４４は、機械式でもよいし液晶表示式でもよい。或いは、ヘッドアップディスプレイによる投影表示式でもよい。液晶表示式や投影表示式の場合、レブリミットを任意に設定できるようにしてもよい。疑似エンジン回転速度メーター４４は、車載ネットワークによって制御装置５０に接続されている。

【0028】

制御装置５０は、典型的には、電気自動車１０に搭載される電子制御ユニット（ＥＣＵ）である。制御装置５０は、複数のＥＣＵの組み合わせであってもよい。制御装置５０は、インターフェース５２と、メモリ５４と、プロセッサ５６とを備えている。インターフェース５２には車載ネットワークが接続されている。メモリ５４は、データを一時的に記録するＲＡＭと、プロセッサ５６で実行可能なプログラムやプログラムに関連する種々のデータを保存するＲＯＭとを含んでいる。プログラムは複数のインストラクションで構成されている。プロセッサ５６は、プログラムやデータをメモリ５４から読み出して実行し、各センサから取得した信号に基づいて制御信号を生成する。

【0029】

図２は、本実施の形態に係る電気自動車１０の制御システムの構成を示すブロック図である。制御装置５０は、少なくとも車輪速センサ３０、アクセルポジションセンサ３２、ブレーキポジションセンサ３４、アップシフトスイッチ２６ｕ、ダウンシフトスイッチ２６ｄ、回転速度センサ４０、及びドライブモード選択スイッチ４２からの信号の入力を受け付ける。これらのセンサと制御装置５０との間の通信には車載ネットワークが用いられている。図示は省略するが、これらの他にも様々なセンサが電気自動車１０に搭載され、車載ネットワークによって制御装置５０に接続されている。

【0030】

また、制御装置５０は、少なくともインバータ１６と疑似エンジン回転速度メーター４４へ信号を出力する。これらの機器と制御装置５０との間の通信には車載ネットワークが用いられている。図示は省略するが、これらの他にも様々なアクチュエータや表示器が電気自動車１０に搭載され、車載ネットワークによって制御装置５０に接続されている。

【0031】

制御装置５０は、制御信号算出部５２０としての機能を備える。詳しくは、メモリ５４に記憶されたプログラムがプロセッサ５６により実行されることで、プロセッサ５６は、少なくとも制御信号算出部５２０として機能する。制御信号算出とは、アクチュエータや機器に対する制御信号を算出する機能である。制御信号には、少なくとも、インバータ１６をＰＷＭ制御するための信号と、疑似エンジン回転速度メーター４４に情報を表示させる信号とが含まれる。以下、制御装置５０が有する機能について説明する。

【0032】

２．制御装置の機能
２－１．モータトルク算出機能
図３は、本実施の形態に係る制御装置５０の機能、特に、電気モータ２に対するモータトルク指令値の算出に係る機能を示すブロック図である。制御装置５０は、このブロック図に示された機能によりモータトルク指令値を計算し、モータトルク指令値に基づいてインバータ１６をＰＷＭ制御するための制御信号を生成する。

【0033】

図３に示すように、制御信号算出部５２０は、クラッチペダルレスＭＴ車両モデル５３０と要求モータトルク計算部５４０を備える。制御信号算出部５２０には、少なくとも車輪速センサ３０、アクセルポジションセンサ３２、アップシフトスイッチ２６ｕ、ダウンシフトスイッチ２６ｄ、及びドライブモード選択スイッチ４２からの信号が入力される。制御信号算出部５２０は、これらのセンサ及びスイッチからの信号を処理し、電気モータ２に出力させるモータトルクを算出する。

【0034】

クラッチペダルレスＭＴ車両モデル５３０は、電気自動車１０をクラッチペダルレスＭＴ車両であると仮定した場合に、アクセルペダル２２及び疑似パドルシフター２６の操作によって得られるはずの駆動輪トルクを計算するモデルである。クラッチペダルレスＭＴ車両は、エンジン、ＳＭＴ、及びエンジンとＳＭＴとを接続するクラッチを備えるが、クラッチは自動で操作されるためクラッチペダルを備えないＭＴ車両である。クラッチペダルレスＭＴ車両における駆動輪トルクは、エンジンに対する燃料供給を制御するガスペダルの操作と、ＳＭＴのギア段を切り替えるパドルシフターの操作とによって決定付けられる。エンジンは火花点火式エンジンでもよいし、ディーゼルエンジンでもよい。以下、クラッチペダルレスＭＴ車両モデル５３０により仮想的に実現されるエンジン、クラッチ、及びＳＭＴをそれぞれ仮想エンジン、仮想クラッチ、仮想ＳＭＴと称する。

【0035】

クラッチペダルレスＭＴ車両モデル５３０には、仮想エンジンのガスペダルの操作量として、アクセルポジションセンサ３２で検出されたアクセル開度Ｐａｐが入力される。また、クラッチペダルレスＭＴ車両モデル５３０には、仮想ＳＭＴのギア段を決定するパドルシフターの操作の入力として、アップシフトスイッチ２６ｕから発信されたアップシフト信号Ｓｕと、ダウンシフトスイッチ２６ｄから発信されたダウンシフト信号Ｓｄとが入力される。さらに、クラッチペダルレスＭＴ車両モデル５３０には、車両の負荷状態を示す信号として車輪速センサ３０で検出された車速Ｖｗ（或いは車輪速）も入力される。

【0036】

クラッチペダルレスＭＴ車両モデル５３０には、ドライブモード選択スイッチ４２からモード選択信号が入力される。クラッチペダルレスＭＴ車両モデル５３０は、出力特性の異なるクラッチペダルレスＭＴ車両を模擬した複数のモデルを含む。各モデルは、ドライブモード選択スイッチ４２により選択されるドライブモードに関連付けられている。図３に示す例では、クラッチペダルレスＭＴ車両モデル５３０は、Ａモードに対応するＡモード用モデル、Ｂモードに対応するＢモード用モデル、Ｃモードに対応するＣモード用モデルを含む。ドライブモード選択スイッチ４２により選択されたドライブモードに応じて、これらのモデルの中から１つのモデルが選択され、選択されたモデルが駆動輪トルクＴｗの計算に用いられる。

【0037】

要求モータトルク計算部５４０は、クラッチペダルレスＭＴ車両モデル５３０で算出された駆動輪トルクＴｗを要求モータトルクＴｍに変換する。要求モータトルクＴｍは、クラッチペダルレスＭＴ車両モデル５３０で算出された駆動輪トルクＴｗの実現必要なモータトルクである。駆動輪トルクＴｗの要求モータトルクＴｍへの変換には、電気モータ２の出力軸３から駆動輪８までの減速比が用いられる。

【0038】

２－２．クラッチペダルレスＭＴ車両モデル
２－２－１．概要
次に、クラッチペダルレスＭＴ車両モデル５３０について説明する。図４は、クラッチペダルレスＭＴ車両モデル５３０の一例を示すブロック図である。クラッチペダルレスＭＴ車両モデル５３０は、エンジンモデル５３１、クラッチモデル５３２、ＳＭＴモデル５３３、車軸・駆動輪モデル５３４、及びＰＣＵモデル５３５から構成されている。エンジンモデル５３１では、仮想エンジンがモデル化されている。本実施形態の仮想エンジンは、スロットルの開度によってトルクが制御される火花点火式エンジンである。クラッチモデル５３２では、仮想クラッチがモデル化されている。ＳＭＴモデル５３３では、仮想ＳＭＴがモデル化されている。車軸・駆動輪モデル５３４では、車軸から駆動輪までの仮想のトルク伝達系がモデル化されている。そして、ＰＣＵモデル５３５では、仮想エンジン、仮想クラッチ、及び仮想ＳＭＴを統合制御する仮想のプラントコントロールユニット（ＰＣＵ）の一部の機能がモデル化されている。各モデルは、例えば、計算式で表されてもよいしマップで表されてもよい。

【0039】

各モデル間では計算結果の入出力が行われる。また、クラッチペダルレスＭＴ車両モデル５３０に入力されたアクセル開度Ｐａｐ、アップシフト信号Ｓｕ、及びダウンシフト信号Ｓｄは、ＰＣＵモデル５３５で用いられる。車速Ｖｗ（或いは車輪速）は複数のモデルにおいて使用される。クラッチペダルレスＭＴ車両モデル５３０では、これらの入力信号に基づき、駆動輪トルクＴｗと仮想エンジン回転速度Ｎｅとが算出される。

【0040】

２－２－２．ＰＣＵモデル
ＰＣＵモデル５３５は、仮想エンジンの仮想スロットル開度、仮想クラッチの仮想クラッチ開度、及び仮想ＳＭＴの仮想ギア段を算出する。ＰＣＵモデル５３５は、仮想スロットル開度を計算するスロットル開度モデル、仮想クラッチ開度を計算するクラッチ開度モデル、及び仮想ギア段を計算するギア段モデルから構成される。

【0041】

スロットル開度モデルは、アクセル開度Ｐａｐ、アップシフト信号Ｓｕ、及びダウンシフト信号Ｓｄの入力を受けて仮想スロットル開度ＴＡを出力する。スロットル開度モデルでは、仮想スロットル開度ＴＡはアクセル開度Ｐａｐに関連付けられ、アクセル開度Ｐａｐが大きくなるにつれて仮想スロットル開度ＴＡは大きくされる。ただし、アップシフト信号Ｓｕが入力されたとき、及びダウンシフト信号Ｓｄが入力されたとき、仮想スロットル開度ＴＡはアクセル開度Ｐａｐに関わらず一時的に低下される。これは、疑似パドルシフター２６のシフト操作が行われたとき、仮想スロットルは一時的に閉じられることを意味する。スロットル開度モデルから出力される仮想スロットル開度ＴＡは、エンジンモデル５３１に入力される。

【0042】

クラッチ開度モデルは、アップシフト信号Ｓｕ及びダウンシフト信号Ｓｄの入力を受けて仮想クラッチ開度ＣＰを出力する。仮想クラッチ開度ＣＰは、基本的にはゼロ％とされている。すなわち、仮想クラッチの基本の状態は係合された状態である。アップシフト信号Ｓｕが入力されたとき、及びダウンシフト信号Ｓｄが入力されたとき、仮想クラッチ開度ＣＰは一時的に０％にされる。これは、疑似パドルシフター２６のシフト操作が行われたとき、仮想クラッチは一時的に解放されることを意味する。仮想クラッチを係合する際の仮想クラッチ開度ＣＰの計算には、車速Ｖｗと仮想エンジン回転速度とが用いられる。クラッチ開度モデルは、車速Ｖｗから計算される仮想ＳＭＴの入力軸の回転速度と、仮想エンジン回転速度とを滑らかに一致させるように、回転速度差に基づいて仮想クラッチ開度ＣＰを計算する。クラッチ開度モデルから出力される仮想クラッチ開度ＣＰは、クラッチモデル５３２に入力される。

【0043】

ギア段モデルは、アップシフト信号Ｓｕ及びダウンシフト信号Ｓｄの入力を受けて仮想ギア段ＧＰを出力する。仮想ＳＭＴのギア段数はＮ（Ｎは２以上の自然数）である。仮想ギア段ＧＰは、アップシフト信号Ｓｕが入力される毎に１段上げられる。ただし、仮想ギア段ＧＰが第Ｎ段になっているときは、アップシフト信号Ｓｕが入力された場合でも仮想ギア段ＧＰは第Ｎ段に維持される。また、仮想ギア段ＧＰは、ダウンシフト信号Ｓｄが入力される毎に１段下げられる。ただし、仮想ギア段ＧＰが第１段になっているときは、ダウンシフト信号Ｓｄが入力された場合でも仮想ギア段ＧＰは第１段に維持される。ギア段モデルから出力される仮想ギア段ＧＰは、ＳＭＴモデル５３３に入力される。

【0044】

２－２－３．エンジンモデル
エンジンモデル５３１は、仮想エンジン回転速度Ｎｅと仮想エンジン出力トルクＴｅｏｕｔを算出する。エンジンモデル５３１は、仮想エンジン回転速度Ｎｅを計算するモデルと仮想エンジン出力トルクＴｅｏｕｔを計算するモデルから構成される。仮想エンジン回転速度Ｎｅの計算には、例えば、次式（１）で表されるモデルが用いられる。次式（１）では、車輪８の回転速度Ｎｗ、総合減速比Ｒ、及び仮想クラッチのスリップ率Ｒｓｌｉｐから仮想エンジン回転速度Ｎｅが算出される。

【数1】

【0045】

式（１）において、車輪８の回転速度Ｎｗは車輪速センサ３０によって検出される。総合減速比Ｒは、後述するＳＭＴモデル５３３で計算されるギア比（変速比）ｒと、車軸・駆動輪モデル５３４で規定されている減速比とから算出される。スリップ率Ｒｓｌｉｐは、後述するクラッチモデル５３２で算出される。仮想エンジン回転速度Ｎｅは疑似エンジン回転速度メーター４４に表示される。

【0046】

ただし、式（１）は、仮想クラッチによって仮想エンジンと仮想ＳＭＴとが接続されている状態での仮想エンジン回転速度Ｎｅの計算式である。仮想クラッチが切られている場合には、仮想エンジンで発生する仮想エンジントルクＴｅは、仮想エンジン回転速度Ｎｅの上昇に使用されるとみなすことができる。仮想エンジントルクＴｅは、仮想エンジン出力トルクＴｅｏｕｔに慣性モーメントによるトルクを加えたトルクである。仮想クラッチが切られている場合、仮想エンジン出力トルクＴｅｏｕｔはゼロである。ゆえに、エンジンモデル５３１は、仮想クラッチが切られている場合、仮想エンジントルクＴｅと仮想エンジンの慣性モーメントＪとを用いて次式（２）により仮想エンジン回転速度Ｎｅを算出する。仮想エンジントルクＴｅの計算には、仮想スロットル開度ＴＡをパラメータとするマップが用いられる。

【数2】

【0047】

なお、クラッチペダルレス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が行われる。そこで、エンジンモデル５３１は、仮想クラッチが切られ、車速が０であり、且つ仮想スロットル開度ＴＡが０％である場合、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）として算出する。運転者が、停車中にアクセルペダル２２を踏み込んで空吹かしを行う場合、式（２）で計算される仮想エンジン回転速度Ｎｅの初期値としてアイドリング回転速度が用いられる。

【0048】

エンジンモデル５３１は、仮想エンジン回転速度Ｎｅ及び仮想スロットル開度ＴＡから仮想エンジン出力トルクＴｅｏｕｔを算出する。仮想エンジン出力トルクＴｅｏｕｔの計算には、例えば、図５に示すようなマップが用いられる。このマップは、定常状態での仮想スロットル開度ＴＡと、仮想エンジン回転速度Ｎｅと、仮想エンジン出力トルクＴｅｏｕｔとの関係を規定したマップである。このマップでは、仮想スロットル開度ＴＡ毎に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が与えられる。図５に示すトルク特性は、自然吸気エンジンを想定した特性に設定することもできるし、過給エンジンを想定した特性に設定することもできる。また、図５に示すトルク特性は、仮想スロットル開度ＴＡを仮想燃料噴射量に置き換えることで、ディーゼルエンジンを想定した特性に設定することもできる。エンジンモデル５３１で算出された仮想エンジン出力トルクＴｅｏｕｔは、クラッチモデル５３２に入力される。

【0049】

２－２－４．クラッチモデル
クラッチモデル５３２は、トルク伝達ゲインｋを算出する。トルク伝達ゲインｋは、仮想クラッチ開度ＣＰに応じた仮想クラッチのトルク伝達度合いを算出するためのゲインである。クラッチモデル５３２は、例えば、図６に示すようなマップを有する。このマップでは、仮想クラッチ開度ＣＰに対してトルク伝達ゲインｋが与えられる。図６でトルク伝達ゲインｋは、仮想クラッチ開度ＣＰがＣＰ０からＣＰ１の範囲で１となり、仮想クラッチ開度ＣＰがＣＰ１からＣＰ２の範囲で０まで一定の傾きで単調減少し、仮想クラッチ開度ＣＰがＣＰ２からＣＰ３の範囲で０となるように与えられる。ここで、ＣＰ０はクラッチ開度０％に対応し、ＣＰ３はクラッチ開度１００％に対応している。ＣＰ０からＣＰ１までの範囲とＣＰ２からＣＰ３までの範囲は、仮想クラッチ開度ＣＰによってトルク伝達ゲインｋが変わらない不感帯である。

【0050】

クラッチモデル５３２は、トルク伝達ゲインｋを用いてクラッチ出力トルクＴｃｏｕｔを算出する。クラッチ出力トルクＴｃｏｕｔは、仮想クラッチから出力されるトルクである。クラッチモデル５３２は、例えば、次式（３）により、仮想エンジン出力トルクＴｅｏｕｔ及びトルク伝達ゲインｋからクラッチ出力トルクＴｃｏｕｔを算出する。クラッチモデル５３２で算出されたクラッチ出力トルクＴｃｏｕｔは、ＳＭＴモデル５３３に入力される。

【数3】

【0051】

また、クラッチモデル５３２は、スリップ率Ｒｓｌｉｐを算出する。スリップ率Ｒｓｌｉｐは、エンジンモデル５３１での仮想エンジン回転速度Ｎｅの計算に用いられる。スリップ率Ｒｓｌｉｐの算出には、トルク伝達ゲインｋと同様に、クラッチペダル踏み込み量Ｐｃに対してスリップ率Ｒｓｌｉｐが与えられるマップを用いることができる。そのようなマップに代えて、スリップ率Ｒｓｌｉｐとトルク伝達ゲインとの関係を表す次式（４）によって、トルク伝達ゲインｋからスリップ率Ｒｓｌｉｐを算出してもよい。

【数4】

【0052】

２－２－５．ＳＭＴモデル
ＳＭＴモデル５３３は、ギア比（変速比）ｒを算出する。ギア比ｒは、仮想ＳＭＴにおいて仮想ギア段ＧＰにより決まるギア比である。ＳＭＴモデル５３３は、例えば、図７に示すようなマップを有する。このマップでは、仮想ギア段ＧＰに対してギア比ｒが与えられる。図７に示すように、仮想ギア段ＧＰが大きいほどギア比ｒは小さくなる。

【0053】

ＳＭＴモデル５３３は、ギア比ｒを用いて変速機出力トルクＴｇｏｕｔを算出する。変速機出力トルクＴｇｏｕｔは、仮想ＳＭＴから出力されるトルクである。ＭＴモデル５３３は、例えば、次式（５）により、クラッチ出力トルクＴｃｏｕｔ及びギア比ｒから変速機出力トルクＴｇｏｕｔを算出する。ＭＴモデル５３３で算出された変速機出力トルクＴｇｏｕｔは、車軸・駆動輪モデル５３４に入力される。

【数5】

【0054】

２－２－５．車軸・駆動輪モデル
車軸・駆動輪モデル５３４は、所定の減速比ｒｒを用いて駆動輪トルクＴｗを算出する。減速比ｒｒは、仮想ＳＭＴから駆動輪８までの機械的な構造により決まる固定値である。減速比ｒｒにギア比ｒを乗じて得られる値が前述の総合減速比Ｒである。車軸・駆動輪モデル５３４は、例えば、次式（６）により、変速機出力トルクＴｇｏｕｔ、及び減速比ｒｒから駆動輪トルクＴｗを算出する。車軸・駆動輪モデル５３４算出された駆動輪トルクＴｗは、要求モータトルク計算部５４０に出力される。

【数6】

【0055】

２－３．クラッチペダルレスＭＴ車両モデルで実現される電気モータのトルク特性
要求モータトルク計算部５４０は、クラッチペダルレスＭＴ車両モデル５３０で算出された駆動輪トルクＴｗをモータトルクに変換する。図８は、クラッチペダルレスＭＴ車両モデル５３０を用いたモータ制御で実現される電気モータ２のトルク特性を、電気自動車（ＥＶ）としての通常のモータ制御で実現される電気モータ２のトルク特性と比較して示す図である。クラッチペダルレスＭＴ車両モデル５３０を用いたモータ制御によれば、図８に示されるように、疑似パドルシフター２６により設定される仮想ギア段に応じて、クラッチペダルレスＭＴ車両のトルク特性を模擬するようなトルク特性（図中実線）を実現することができる。なお、図８では、仮想ＳＭＴのギア段数は６段とされている。

【0056】

３．シフト操作に応答したモータトルクの制御の例
３－１．アップシフト操作に応答したモータトルクの制御の例
図９は、疑似パドルシフター２６のアップシフト操作に応答して行われるクラッチペダルレスＭＴ車両モデル５３０を用いたモータトルクの演算の一例を示す図である。図９に示す例では、電気自動車１０の加速時においてアクセル開度を一定に保ちながらアップシフト操作が行われている。

【0057】

疑似パドルシフター２６のアップシフト操作により、アップシフトスイッチ２６ｕからアップシフト信号が入力される。アップシフト信号の入力を受けて、クラッチペダルレスＭＴ車両モデル５３０のＰＣＵモデル５３５は、仮想スロットル開度を所定の速度で減少させ、同時に仮想クラッチ開度を所定の速度で増大させる。仮想スロットル開度が０％になり仮想スロットルが完全に閉じられたタイミングと略同じタイミングで、仮想クラッチ開度は１００％となって仮想クラッチは完全に解放される。

【0058】

仮想スロットルが完全に閉じられ、且つ仮想クラッチが完全に解放されたタイミングで、ＰＣＵモデル５３５は仮想ＳＭＴの仮想ギア段を１段増加させる。そして、仮想ギア段を１段増加させてから所定時間が経過したタイミングで、ＰＣＵモデル５３５は、仮想スロットル開度を所定の速度で増大させ、同時に仮想クラッチ開度を所定の速度で減少させる。仮想スロットル開度がアップシフト操作前の元の開度に復帰したタイミングと略同じタイミングで、仮想クラッチ開度は０％となって仮想クラッチは完全に係合される。これにより、仮想ＳＭＴのアップシフトは完了する。本明細書では、疑似パドルシフター２６のアップシフト操作が検知された時点をアップシフトの開始時点と定義し、仮想クラッチが完全に係合された時点をアップシフトの完了時点と定義する。そして、本明細書では、アップシフトの開始時点からアップシフトの完了時点までの時間（図９に示す時間ｔ）をアップシフトのシフト時間と定義する。

【0059】

シフト時間の間は、仮想クラッチが解放されて仮想スロットルが閉じられるため、仮想エンジンは慣性で回転することになる。その結果、シフト時間の間は仮想エンジン回転速度は単調に減少する。そして、仮想クラッチが再び係合状態となり仮想スロットルが再び開かれることで、仮想エンジン回転速度は再び増大し始める。運転者が得る運転感覚は視覚情報に依存するため、アップシフト操作に応答して変化する仮想エンジン回転速度が疑似エンジン回転速度メーター４４に表示されることで、リアルな運転感覚が運転者に与えられる。

【0060】

図９の最下段には、アップシフト操作に応答して上記のように仮想スロットル開度、仮想クラッチ開度、及び仮想ギア段を変化させることで達成されるモータトルクの変化が示されている。図９に示す例では、モータトルクは、仮想クラッチの解放が進むに連れて低下し、仮想クラッチが完全に解放された時点でゼロまで低下する。そして、仮想クラッチが解放されている間、モータトルクはゼロに維持される。やがて、仮想クラッチの係合が開始されると、モータトルクは仮想クラッチの係合が進むに連れて増大する。ただし、仮想クラッチが完全に係合してアップシフトが完了した時点でのモータトルクは、アップシフトの開始時点でのモータトルクよりも低くされている。つまり、アップシフト操作に応答したモータトルクの制御では、シフト時間の経過の前後でモータトルクを低下させることが行われる。以上のようにモータトルクが制御されることにより、運転者は、クラッチペダルレスＭＴ車両においてパドルシフターによりアップシフト操作を行ったときのような運転感覚を電気自動車１０において楽しむことができる。

【0061】

アップシフトの完了後は、仮想ギア段と仮想スロットル開度に応じたモータトルクが算出される。ただし、シフト時間の経過直後、仮想エンジンの回転による慣性分を考慮して、図９に破線で示すようにモータトルクを仮想ギア段と仮想スロットル開度から決まる値よりもオーバーシュートさせてもよい。或いは、その逆に、モータトルクを仮想ギア段と仮想スロットル開度から決まる値よりもアンダーシュートさせてもよい。

【0062】

図１０Ａ及び図１０Ｂは、疑似パドルシフター２６のアップシフト操作に応答して行われるクラッチペダルレスＭＴ車両モデル５３０を用いたモータトルクの演算の別の例を示す図である。

【0063】

図１０Ａに示す例では、シフト時間の間にモータトルクを極小値まで低下させてから再び増加させ、シフト時間の経過の前後ではモータトルクを減少させることが行われている。極小値はゼロである。モータトルクを一時的に低下させることに関しては、図１０Ａに示す例は図９に示す例と共通する。モータトルクを一時的に低下させることで、クラッチペダルレスＭＴ車両においてパドルシフターのアップシフト操作が行われたときの運転感覚が演出される。

【0064】

図１０Ｂに示す例では、アップシフトの開始時点からアップシフトの終了時点まで一定の変化率でモータトルクを低下させ、シフト時間の経過の前後でモータトルクを減少させることが行われている。図１０Ｂに示す例では、図９に示す例や図１０Ａに示す例のようにシフト時間の間にモータトルクに極小値を生じさせることはしない。ただし、アップシフトの開始時点とアップシフトの終了時点においてモータトルクの変化率を変化させている。つまり、図１０Ａに示す例は、シフト時間の間にモータトルクの変化率を少なくとも２回変化させることに関して、図９に示す例及び図１０Ａに示す例と共通する。なお、図９、図１０Ａ、及び図１０Ｂに示す各例において、アップシフト操作が検知されてから所定の遅れ時間の経過後にモータトルクの変化率を変化させるようにしてもよい。

【0065】

クラッチペダルレスＭＴ車両モデル５３０によれば、ドライブモード選択スイッチ４２により選択されたドライブモードに応じてモータトルクの計算に使用するモデルを切り替えることができる。例えば、図９に示すモータトルクの変化特性をＡモードで得られる変化特性とし、図１０Ａに示すモータトルクの変化特性をＢモードで得られる変化特性とし、図１０Ｂに示すモータトルクの変化特性をＣモードで得られる変化特性としてもよい。また、例えば、モータトルクの変化特性の波形はドライブモード間で共通とし、アップシフトのシフト時間をドライブモード毎に異ならせてもよい。モータトルクの変化特性が異なれば、運転者が受ける運転感覚も異なったものになる。運転者は、ドライブモード選択スイッチ４２でドライブモードを適宜選択することによって、気分に合った運転感覚や運転場面に応じた運転感覚を任意に得ることができる。

【0066】

３－２．ダウンシフト操作に応答したモータトルクの制御の例
図１１は、疑似パドルシフター２６のダウンシフト操作に応答して行われるクラッチペダルレスＭＴ車両モデル５３０を用いたモータトルクの演算の一例を示す図である。図１１に示す例では、電気自動車１０の減速時においてアクセル開度を一定に保ちながらダウンシフト操作が行われている。

【0067】

疑似パドルシフター２６のダウンシフト操作により、ダウンシフトスイッチ２６ｄからダウンシフト信号が入力される。ダウンシフト信号の入力を受けて、クラッチペダルレスＭＴ車両モデル５３０のＰＣＵモデル５３５は、仮想スロットル開度を所定の速度で減少させ、同時に仮想クラッチ開度を所定の速度で増大させる。仮想スロットル開度が０％になり仮想スロットルが完全に閉じられたタイミングと略同じタイミングで、仮想クラッチ開度は１００％となって仮想クラッチは完全に解放される。

【0068】

仮想スロットルが完全に閉じられ、且つ仮想クラッチが完全に解放されたタイミングで、ＰＣＵモデル５３５は仮想ＳＭＴの仮想ギア段を１段減少させる。そして、仮想ギア段を１段減少させてから所定時間が経過したタイミングで、ＰＣＵモデル５３５は仮想スロットルを一時的に開く。その後続けて、ＰＣＵモデル５３５は、仮想スロットル開度を所定の速度で増大させ、同時に仮想クラッチ開度を所定の速度で減少させる。仮想スロットル開度がダウンシフト操作前の元の開度に復帰したタイミングと略同じタイミングで、仮想クラッチ開度は０％となって仮想クラッチは完全に係合される。これにより、仮想ＳＭＴのダウンシフトは完了する。本明細書では、疑似パドルシフター２６のダウンシフト操作が検知された時点をダウンシフトの開始時点と定義し、仮想クラッチが完全に係合された時点をダウンシフトの完了時点と定義する。そして、本明細書では、ダウンシフトの開始時点からダウンシフトの完了時点までの時間（図１１に示す時間ｔ）をダウンシフトのシフト時間と定義する。

【0069】

仮想クラッチが解放されている間に仮想スロットルを一時的に開く操作は、仮想エンジン回転速度を上昇させ、車速から決まる仮想ＳＭＴの入力軸の回転速度に仮想エンジン回転速度を一致させるために行われる。仮想ＳＭＴの入力軸の回転速度と仮想エンジン回転速度との差が所定の閾値以内に収まったときに仮想クラッチの係合が開始される。ダウンシフト操作が行われた場合、仮想クラッチが係合されてモータトルクが増大するよりも前に仮想エンジン回転速度は上昇する。このような仮想エンジン回転速度の変化が疑似エンジン回転速度メーター４４に表示されることで、運転者はダウンシフト時の運転感覚を視覚情報から得ることができる。

【0070】

図１１の最下段には、ダウンシフト操作に応答して上記のように仮想スロットル開度、仮想クラッチ開度、及び仮想ギア段を変化させることで達成されるモータトルクの変化が示されている。図１１に示す例では、モータトルクは、仮想クラッチの解放が進むに連れて低下し、仮想クラッチが完全に解放された時点でゼロまで低下する。そして、仮想クラッチが解放されている間、モータトルクはゼロに維持される。やがて、仮想クラッチの係合が開始されると、モータトルクは仮想クラッチの係合が進むに連れて増大する。ただし、仮想クラッチが完全に係合してダウンシフトが完了した時点でのモータトルクは、ダウンシフトの開始時点でのモータトルクよりも高くされている。つまり、ダウンシフト操作に応答したモータトルクの制御では、シフト時間の経過の前後でモータトルクを増大させることが行われる。以上のようにモータトルクが制御されることにより、運転者は、クラッチペダルレスＭＴ車両においてパドルシフターによりダウンシフト操作を行ったときのような運転感覚を電気自動車１０において楽しむことができる。

【0071】

ダウンシフトの完了後は、仮想ギア段と仮想スロットル開度に応じたモータトルクが算出される。ただし、シフト時間の経過直後、仮想エンジンの回転による慣性分を考慮して、図１１に破線で示すようにモータトルクを仮想ギア段と仮想スロットル開度から決まる値よりもオーバーシュートさせてもよい。或いは、その逆に、モータトルクを仮想ギア段と仮想スロットル開度から決まる値よりもアンダーシュートさせてもよい。

【0072】

図１２Ａ及び図１２Ｂは、疑似パドルシフター２６のダウンシフト操作に応答して行われるクラッチペダルレスＭＴ車両モデル５３０を用いたモータトルクの演算の別の例を示す図である。

【0073】

図１２Ａに示す例では、シフト時間の間にモータトルクを極小値まで低下させてから再び増加させ、シフト時間の経過の前後ではモータトルクを増大させることが行われている。極小値はゼロである。モータトルクを一時的に低下させることに関しては、図１２Ａに示す例は図１１に示す例と共通する。モータトルクを一時的に低下させることで、クラッチペダルレスＭＴ車両においてパドルシフターのダウンシフト操作が行われたときの運転感覚が演出される。

【0074】

図１２Ｂに示す例では、ダウンシフトの開始時点からダウンシフトの終了時点まで一定の変化率でモータトルクを低下させ、シフト時間の経過の前後でモータトルクを増大させることが行われている。図１２Ｂに示す例では、図１１に示す例や図１２Ａに示す例のようにシフト時間の間にモータトルクに極小値を生じさせることはしない。ただし、ダウンシフトの開始時点とダウンシフトの終了時点においてモータトルクの変化率を変化させている。つまり、図１２Ａに示す例は、シフト時間の間にモータトルクの変化率を少なくとも２回変化させることに関して、図１１に示す例及び図１２Ａに示す例と共通する。なお、図１１、図１２Ａ、及び図１２Ｂに示す各例において、ダウンシフト操作が検知されてから所定の遅れ時間の経過後にモータトルクの変化率を変化させるようにしてもよい。

【0075】

図１１、図１２Ａ、及び図１２Ｂに示すモータトルクの変化特性は、ドライブモード選択スイッチ４２により選択可能なドライブモードに関連付けることができる。例えば、図１１に示すモータトルクの変化特性をＡモードで得られる変化特性とし、図１２Ａに示すモータトルクの変化特性をＢモードで得られる変化特性とし、図１２Ｂに示すモータトルクの変化特性をＣモードで得られる変化特性としてもよい。また、例えば、モータトルクの変化特性の波形はドライブモード間で共通とし、ダウンシフトのシフト時間をドライブモード毎に異ならせてもよい。

【0076】

４．その他
図１３は、上記実施形態に係る電気自動車１０の構成の変形例を模式的に示す図である。この変形例では、疑似シーケンシャルシフターとしてレバー式の疑似シフター２８を備える。レバー式の疑似シフター２８は、シフトレバー２８ａを前方に倒すことでアップシフト信号を出力し、シフトレバー２８ａを後方に倒すことでダウンシフト信号を出力するように構成されている。レバー式の疑似シフター２８は車載ネットワークによって制御装置５０に接続されている。

【0077】

上記実施形態に係る電気自動車１０は、１つの電気モータ２で前輪を駆動するＦＦ車である。しかし、電気モータを前と後ろに２基配置し、前輪と後輪のそれぞれを駆動する電気自動車にも本発明は適用可能である。また、本発明は、各輪にインホイールモータを備える電気自動車にも適用可能である。これらの場合のクラッチペダルレスＭＴ車両モデルには、ＳＭＴ付き全輪駆動車をモデル化したものを用いることができる。

【0078】

上記実施形態に係る電気自動車１０は、変速機を備えていない。しかし、有段或いは無段の自動変速機を備えた電気自動車にも本発明は適用可能である。この場合、クラッチペダルレスＭＴ車両モデルで計算されたモータトルクを出力させるように、電気モータ及び自動変速機からなるパワートレインを制御すればよい。

【0079】

本開示のモータトルク制御技術は、バッテリ電気自動車に限らず、電気モータを走行用の動力装置として用いる電気自動車であれば広く適用可能である。例えば、電気モータの駆動力のみで走行するモードを有するハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）やプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）への本開示のモータトルク制御技術の適用は可能である。また、燃料電池で発電された電気エネルギを電気モータに供給する燃料電池電気自動車（ＦＣＥＶ）への本開示のモータトルク制御技術の適用も可能である。

【符号の説明】

【0080】

２ 電気モータ、８ 駆動輪、１０ 電気自動車、１６ インバータ、２６ 疑似パドルシフター（疑似シーケンシャルシフター）、２８ レバー式疑似シフター（疑似シーケンシャルシフター）、４２ ドライブモード選択スイッチ、４４ 疑似エンジン回転速度メーター、５０ 制御装置、５２０ 制御信号算出部、５３０ クラッチペダルレスＭＴ車両モデル、５４０ 要求モータトルク計算部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】