JP2022036823A - Electric vehicle - Google Patents

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Abstract

To suppress a driving force shortage relative to required driving force while achieving a drive feeling desired by a driver.SOLUTION: An electric vehicle includes: an electric motor for traveling; and a control device which includes a torque control section capable of executing a manual shift traveling mode to control the torque of the electric motor so as to give a torque characteristic corresponding to a shift stage mode selected by the operation of a clutch device and a shift device by a driver. The control device includes a determination section which, during traveling in the manual shift traveling mode, compares driving force capable of being output with the torque characteristic of the currently selected shift stage mode with required driving force, and which determines whether a driving force shortage relative to the required driving force occurs or not. When it is determined by the determination section that the driving force shortage relative to the required driving force occurs, the torque control section raises the upper limit value of the driving force in the currently selected shift traveling mode.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、電動車両に関する。 The present invention relates to an electric vehicle.

特許文献1には、電動機を動力源とする電動車両において、変速感を演出するために、車速、アクセル開度、ブレーキ踏み込み量に応じて、電動機のトルクを変動させる制御を実行することが開示されている。 Patent Document 1 discloses that in an electric vehicle powered by an electric motor, control is performed to change the torque of the electric motor according to a vehicle speed, an accelerator opening degree, and a brake depression amount in order to produce a feeling of shifting. Has been done.

特開2018-166386号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-166386

特許文献1に記載された構成では、運転席にクラッチペダルやシフトレバーが存在しないため、運転者自身による変速操作が介在しない疑似的な変速制御となる。そのため、MT車両を操作するような運転の楽しさを求める運転者に対しては違和感を与えてしまう。そこで、運転者が求める運転感覚を実現するために、クラッチペダルとシフトレバーとを電動車両に設けることが考えられる。この電動車両では、クラッチペダルおよびシフトレバーの操作に応じて変速制御を実行する手動変速走行モードに選択可能である。 In the configuration described in Patent Document 1, since the clutch pedal and the shift lever do not exist in the driver's seat, the pseudo shift control is performed without the intervention of the shift operation by the driver himself / herself. Therefore, it gives a sense of discomfort to the driver who seeks the enjoyment of driving such as operating an MT vehicle. Therefore, in order to realize the driving feeling required by the driver, it is conceivable to provide a clutch pedal and a shift lever in the electric vehicle. In this electric vehicle, it is possible to select a manual shift running mode in which shift control is executed according to the operation of the clutch pedal and the shift lever.

しかしながら、手動変速走行モードでは、複数の変速段を疑似的に再現するために、変速段モードごとにモータの駆動力に制限値を設けている。そのため、手動走行モードで走行中、車両に要求される駆動力(要求駆動力)が大きい場合には、その変速段モードにおける駆動力の制限値よりも大きな駆動力が必要になり、要求駆動力に対する駆動力不足が生じる虞がある。 However, in the manual shift traveling mode, a limit value is set for the driving force of the motor for each shift mode in order to simulate a plurality of shift stages. Therefore, when the driving force required for the vehicle (required driving force) is large while driving in the manual driving mode, a driving force larger than the limit value of the driving force in the shift stage mode is required, and the required driving force is required. There is a risk that the driving force will be insufficient.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、運転者が求める運転感覚を実現しつつ、要求駆動力に対する駆動力不足を抑制することができる電動車両を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an electric vehicle capable of suppressing a shortage of driving force with respect to a required driving force while realizing a driving sensation required by a driver. ..

本発明は、走行用の電動機と、運転者により操作されるクラッチ装置と、前記電動機の回転数に対するトルク特性が段階的に異なる複数の変速段モードのうちのいずれか一つの変速段モードを選択するシフト装置と、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操作により選択された前記変速段モードに応じたトルク特性となるように前記電動機のトルクを制御する手動変速走行モードを実行可能なトルク制御部を有する制御装置と、を備えた電動車両であって、前記制御装置は、前記手動変速走行モードで走行中、現在選択されている前記変速段モードのトルク特性で出力可能な駆動力と要求駆動力を比較して、前記要求駆動力に対する駆動力不足が生じるか否かを判定する判定部を有し、前記トルク制御部は、前記判定部により前記要求駆動力に対する駆動力不足が生じると判定された場合に、前記現在選択されている変速走行モードにおける駆動力の上限値を引き上げることを特徴とする。 The present invention selects one of a traveling motor, a clutch device operated by the driver, and a plurality of gear modes in which the torque characteristics with respect to the rotation speed of the motor are stepwise different. It is possible to execute a manual shift traveling mode in which the torque of the electric motor is controlled so as to have torque characteristics corresponding to the shift device selected by the driver's operation of the clutch device and the shift device. An electric vehicle including a control device having a torque control unit, wherein the control device is running in the manual shift travel mode and can output a driving force that can be output with the torque characteristics of the shift mode currently selected. The torque control unit has a determination unit for determining whether or not the driving force is insufficient for the required driving force by comparing the required driving force with the torque control unit. When it is determined that the torque is generated, the upper limit of the driving force in the currently selected shift traveling mode is raised.

本発明では、手動変速走行モードで走行中に、現在の変速段モードのトルク特性で出力可能な駆動力では要求駆動力に対して駆動力不足を生じると判定された場合には、その変速段モードにおける駆動力の上限値を引き上げることができる。これにより、運転者が求める運転感覚を実現しつつ、駆動力不足が生じることを抑制することができる。 In the present invention, when it is determined that the driving force that can be output by the torque characteristics of the current gear shifting mode causes insufficient driving force with respect to the required driving force while traveling in the manual shifting driving mode, the gear shifting stage thereof. The upper limit of the driving force in the mode can be raised. As a result, it is possible to suppress the occurrence of insufficient driving force while realizing the driving sensation required by the driver.

図1は、実施形態における電動車両を模式的に示すスケルトン図である。FIG. 1 is a skeleton diagram schematically showing an electric vehicle according to an embodiment. 図2は、制御装置の構成を説明するための機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram for explaining the configuration of the control device. 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。FIG. 3 is a diagram showing a calculation map of the virtual engine output torque. 図4は、トルク伝達ゲインの算出マップを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a calculation map of torque transmission gain. 図5は、ギヤ比の算出マップを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a calculation map of the gear ratio. 図6は、運転者によって実行される疑似的な手動変速操作の手順を示す操作フロー図である。FIG. 6 is an operation flow diagram showing a procedure of a pseudo manual shifting operation executed by the driver. 図7は、複数の変速段モードに対応するモータのトルク特性の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of torque characteristics of a motor corresponding to a plurality of shift speed modes. 図8は、手動変速走行モードで走行中に実施される駆動力判定フローを示すフローチャート図である。FIG. 8 is a flowchart showing a driving force determination flow carried out during traveling in the manual speed change traveling mode.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態における電動車両について具体的に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, the electric vehicle according to the embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below.

図1は、実施形態における電動車両を模式的に示すスケルトン図である。図1に示すように、電動車両10は、走行用の動力源として、モータ2を備えている。モータ2は、例えば三相交流モータである。モータ2の出力軸3は、ギヤ機構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ヤ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。電動車両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。また、プロペラシャフト5には、シャフト回転速度Npを検出するためのシャフト回転速度センサ40が配置されている。駆動輪8には、車輪回転速度Nwを検出するための車輪回転速度センサ42が配置されている。シャフト回転速度センサ40および車輪回転速度センサ42により検知された信号は、それぞれ制御装置50に出力される。 FIG. 1 is a skeleton diagram schematically showing an electric vehicle according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the electric vehicle 10 includes a motor 2 as a power source for traveling. The motor 2 is, for example, a three-phase AC motor. The output shaft 3 of the motor 2 is connected to one end of the propeller shaft 5 via the gear mechanism 4. The other end of the propeller shaft 5 is connected to the drive shaft 7 in front of the vehicle via the differential gear 6. The electric vehicle 10 includes a drive wheel 8 as a front wheel and a driven wheel 12 as a rear wheel. The drive wheels 8 are provided at both ends of the drive shaft 7. Further, a shaft rotation speed sensor 40 for detecting the shaft rotation speed Np is arranged on the propeller shaft 5. A wheel rotation speed sensor 42 for detecting the wheel rotation speed Nw is arranged on the drive wheel 8. The signals detected by the shaft rotation speed sensor 40 and the wheel rotation speed sensor 42 are output to the control device 50, respectively.

電動車両10は、バッテリ14と、インバータ16と、制御装置50と、を備えている。バッテリ14は、モータ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。このインバータ16は、制御装置50から入力される目標駆動トルクに基づいて、モータ2の駆動トルクを制御する機能を有している。つまり、モータ2は制御装置50によって制御される。 The electric vehicle 10 includes a battery 14, an inverter 16, and a control device 50. The battery 14 stores electrical energy used to drive the motor 2. The inverter 16 converts the direct current stored in the battery 14 into a three-phase alternating current by, for example, performing pulse width modulation processing (PWM). The inverter 16 has a function of controlling the drive torque of the motor 2 based on the target drive torque input from the control device 50. That is, the motor 2 is controlled by the control device 50.

また、電動車両10は、運転者が電動車両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およ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、それぞれ制御装置50に出力される。 Further, the electric vehicle 10 includes an accelerator pedal 22 for inputting an acceleration request and a brake pedal 24 for inputting a braking request as an operation request input device for the driver to input an operation request for the electric vehicle 10. , Is equipped. The accelerator pedal 22 is provided with an accelerator position sensor 32 for detecting the accelerator opening degree Pap (%). Further, the brake pedal 24 is provided with a brake position sensor 34 that detects the pedal depression amount. The signals detected by the accelerator position sensor 32 and the brake position sensor 34 are output to the control device 50, respectively.

さらに、電動車両10は、変速用の動作要求入力装置として、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、この電動車両10は、モータ2により駆動される車両であり、動力源としてのエンジンを備えていないため、MT車両が備える変速機およ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およびクラッチペダル28には、実際の変速機およ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。 Further, the electric vehicle 10 includes a shift lever 26 and a clutch pedal 28 as an operation request input device for shifting. However, since the electric vehicle 10 is a vehicle driven by a motor 2 and does not have an engine as a power source, it does not have a transmission and a clutch mechanism included in an MT vehicle. Therefore, the shift lever 26 and the clutch pedal 28 are provided with the following functions in place of the functions of mechanically operating the actual transmission and the clutch mechanism.

シフトレバー26は、モータ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変速段モードの中から運転者が1つの変速段モードを選択するためのシフト装置として機能する。ここでの複数の変速段モードは、MT車両のギヤ段(変速段)を模擬したシフトモードであり、例えば1速(1st),2速(2nd),3速(3rd),4速(4th),5速(5th),6速(6th),およびニュートラル(N)の各変速段モードを含んでいる。各変速段モードのトルク特性は、例えば図7に示すように、MT車両のギヤ段を模擬したトルク特性にプリセットされている。すなわち、変速段モードごとにモータ2の駆動力に制限値(上限値)が設けられている。ただし、これらの各変速段モードは、あくまでもMT車両のギヤ段を模擬的に再現したものであるため、実際の固定ギヤ比に対応させるためのトルク特性の制約はない。つまり、複数の変速段モードのそれぞれのトルク特性は、モータ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。 The shift lever 26 functions as a shift device for the driver to select one shift mode from a plurality of shift modes in which torque characteristics with respect to the rotation speed of the motor 2 are defined stepwise. The plurality of shift modes here are shift modes simulating the gear stages (shift stages) of an MT vehicle, and are, for example, 1st speed (1st), 2nd speed (2nd), 3rd speed (3rd), and 4th speed (4th). ), 5th gear (5th), 6th gear (6th), and neutral (N) gear mode. As shown in FIG. 7, for example, the torque characteristics of each shift mode are preset to the torque characteristics simulating the gear stages of an MT vehicle. That is, a limit value (upper limit value) is provided for the driving force of the motor 2 for each shift mode. However, since each of these gear speed modes is a simulated reproduction of the gear gear of an MT vehicle, there are no restrictions on the torque characteristics for corresponding to the actual fixed gear ratio. That is, the torque characteristics of each of the plurality of shift speed modes can be freely preset as long as they are within the output range of the motor 2.

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の配置および操作感は、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変速段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、変速段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、制御装置50に出力される。 The shift lever 26 has a structure simulating a shift lever included in an MT vehicle. The arrangement and operation feeling of the shift lever 26 are the same as those of an actual MT vehicle. The shift lever 26 is provided with each position corresponding to a plurality of shift mode modes having different torque characteristics. The shift lever 26 is provided with a shift position sensor 36 that detects the shift position Gp indicating the position of the shift mode. The signal detected by the shift position sensor 36 is output to the control device 50.

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の配置および操作感は、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、制御装置50に出力される。 The clutch pedal 28 functions as a clutch device having a structure simulating a clutch pedal included in an MT vehicle. The clutch pedal 28 is stepped on when the driver operates the shift lever 26. The arrangement and operation feeling of the clutch pedal 28 are the same as those of an actual MT vehicle. The clutch pedal 28 is provided with a clutch position sensor 38 for detecting the clutch pedal depression amount Pc (%), which is the operation amount of the clutch pedal 28. The signal detected by the clutch position sensor 38 is output to the control device 50.

この電動車両10では、制御装置50の制御によって複数の走行モードを実現することが可能である。複数の走行モードには、手動変速走行モードと電動走行モードとが含まれる。手動変速走行モードには、運転者によるシフトレバー26およびクラッチペダル28の操作に応じてモータ2の駆動トルクが制御される走行モードである。電動走行モードは、シフトレバー26とクラッチペダル28の操作によらずにモータ2の駆動トルクが制御される走行モードである。つまり、手動変速走行モードは、MT車両のような操作感を実現する。電動走行モードは、AT車両のような操作感を与えるものであり、運転者によるシフトレバー26およびクラッチペダル28の操作を必要とせず、運転者によるアクセルペダル22およびブレーキペダル24の操作に応じてモータ2の駆動トルクを制御する。 In the electric vehicle 10, it is possible to realize a plurality of traveling modes by controlling the control device 50. The plurality of driving modes include a manual speed change driving mode and an electric driving mode. The manual shift running mode is a running mode in which the drive torque of the motor 2 is controlled according to the operation of the shift lever 26 and the clutch pedal 28 by the driver. The electric travel mode is a travel mode in which the drive torque of the motor 2 is controlled without operating the shift lever 26 and the clutch pedal 28. That is, the manual speed change driving mode realizes an operation feeling like that of an MT vehicle. The electric driving mode gives an operation feeling like that of an AT vehicle, does not require the driver to operate the shift lever 26 and the clutch pedal 28, and responds to the driver's operation of the accelerator pedal 22 and the brake pedal 24. The drive torque of the motor 2 is controlled.

制御装置50はECU(Electronic Control Unit)である。制御装置(以下、ECUという)50の処理回路は、入出力インタフェース52と、メモリ54と、CPU56とを備えている。入出力インタフェース52は、電動車両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、電動車両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。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、電動車両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、上述したモータ2等の各種アクチュエータが含まれる。メモリ54には、電動車両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。CPU56は、制御プログラム等をメモリ54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。 The control device 50 is an ECU (Electronic Control Unit). The processing circuit of the control device (hereinafter referred to as ECU) 50 includes an input / output interface 52, a memory 54, and a CPU 56. The input / output interface 52 takes in sensor signals from various sensors attached to the electric vehicle 10, and outputs operation signals to various actuators included in the electric vehicle 10. In addition to the various sensors described above, the sensors that the ECU 50 captures signals include various sensors necessary for controlling the electric vehicle 10. The actuator for which the ECU 50 outputs an operation signal includes various actuators such as the motor 2 described above. Various control programs for controlling the electric vehicle 10, the latest shift position Gp, a map, and the like are stored in the memory 54. The CPU 56 reads a control program or the like from the memory 54 and executes it, and generates an operation signal based on the captured sensor signal.

ECU50により行われる電動車両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に伝達されるモータ駆動トルクTpがモータ要求駆動トルクTpreqとなるように、モータ2の駆動トルクを制御する。 The control of the electric vehicle 10 performed by the ECU 50 includes torque control for controlling the torque transmitted to the drive wheels 8. In the torque control here, the drive torque of the motor 2 is controlled so that the motor drive torque Tp transmitted to the propeller shaft 5 becomes the motor required drive torque Tpreq.

つまり、ECU50は、運転者から電動車両10に要求される駆動力(要求駆動力)を算出する要求駆動力算出部と、モータ2の駆動力が要求駆動力となるようにモータ2から出力されるトルクを制御するトルク制御部と、を有する。 That is, the ECU 50 is output from the motor 2 so that the required driving force calculation unit that calculates the driving force (required driving force) required by the driver for the electric vehicle 10 and the driving force of the motor 2 become the required driving force. It has a torque control unit that controls the torque.

要求駆動力算出部は、アクセル開度Papと車速とに基づいて要求駆動力を算出する。例えば、ECU50は車輪回転速度センサ42からの車輪回転速度Nwを用いて車速を検出する。そして、要求駆動力算出部は、所定のマップを用いて、アクセル開度Papと車速とに基づいて要求駆動力を算出する。このマップはECU50が備える記憶部に予め記憶されている。また、トルク制御部は、要求駆動力算出部により算出された要求駆動力を満たせる駆動力となるようにモータ2の駆動トルクを算出する。なお、ECU50は、車速を検出する際、車輪回転速度センサ42からの車輪回転速度Nwを用いて車速を検出する構成に限らず、シャフト回転速度センサ40からのシャフト回転速度Npを用いて車速を算出してもよい。 The required driving force calculation unit calculates the required driving force based on the accelerator opening degree Pap and the vehicle speed. For example, the ECU 50 detects the vehicle speed using the wheel rotation speed Nw from the wheel rotation speed sensor 42. Then, the required driving force calculation unit calculates the required driving force based on the accelerator opening degree Pap and the vehicle speed using a predetermined map. This map is stored in advance in a storage unit included in the ECU 50. Further, the torque control unit calculates the driving torque of the motor 2 so that the driving force can satisfy the required driving force calculated by the required driving force calculation unit. The ECU 50 is not limited to the configuration in which the vehicle speed is detected by using the wheel rotation speed Nw from the wheel rotation speed sensor 42 when detecting the vehicle speed, and the vehicle speed is determined by using the shaft rotation speed Np from the shaft rotation speed sensor 40. It may be calculated.

また、ECU50は、モータ2のトルク制御において、手動変速走行モード中には、電動車両10の走行状態が仮想のエンジンおよび変速機を搭載したMT車両により実現されていると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をモータ要求駆動トルクTpreqとして使用する。なお、以下の説明では、電動車両10に仮想的に搭載されたエンジンを「仮想エンジン」と記載し、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」と記載し、仮想エンジンの回転速度を「仮想エンジン回転速度Ne」と記載する。 Further, in the torque control of the motor 2, the ECU 50 performs an operation assuming that the traveling state of the electric vehicle 10 is realized by the MT vehicle equipped with the virtual engine and the transmission during the manual shifting traveling mode. Then, the ECU 50 calculates the transmission output torque Tgout output from the transmission, and uses the calculated transmission output torque Tgout as the motor required drive torque Tpreq. In the following description, the engine virtually mounted on the electric vehicle 10 is described as "virtual engine", the engine output torque of the virtual engine is described as "virtual engine output torque Teu", and the rotation speed of the virtual engine is described. Is described as "virtual engine rotation speed Ne".

図2は、制御装置の構成を説明するための機能ブロック図である。ECU50は、モータ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、ギヤ比算出部508と、変速機出力トルク算出部510と、判定部512とを備えている。 FIG. 2 is a functional block diagram for explaining the configuration of the control device. The ECU 50 has a virtual engine rotation speed calculation unit 500, a virtual engine output torque calculation unit 502, a torque transmission gain calculation unit 504, a clutch output torque calculation unit 506, and gears as functional blocks related to torque control of the motor 2. It includes a ratio calculation unit 508, a transmission output torque calculation unit 510, and a determination unit 512.

例えば電動車両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。具体的には、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に対応するギヤ比(変速比)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とを用いた下式(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)
For example, while the electric vehicle 10 is traveling, the ECU 50 dynamically calculates the virtual engine rotation speed Ne based on the operating state. Specifically, the ECU 50 has a shaft rotation speed Np of the propeller shaft 5, a gear ratio (gear ratio) r corresponding to the shift position Gp, and a slip ratio slip of the clutch mechanism calculated from the clutch pedal depression amount Pc and the like. From the following equation (1) using the above, the virtual engine rotation speed Ne during running is calculated back.
Ne = Np × (1 / r) × slip ... (1)

なお、仮想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。 Of the energy output from the virtual engine, it can be assumed that the kinetic energy that is not used for torque transmission to the propeller shaft 5 is used for increasing the virtual engine rotation speed Ne. Therefore, the virtual engine rotation speed Ne may be dynamically calculated based on an equation of motion based on kinetic energy.

また、MT車両を想定した際、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、かつアクセル開度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。 Further, assuming an MT vehicle, idle speed control control (ISC control) for maintaining the engine rotation speed at a constant rotation speed is performed while the MT vehicle is idling. Therefore, in consideration of ISC control in the virtual engine, the ECU 50 indicates that the virtual engine is idling when, for example, the shaft rotation speed Np is 0 (zero) and the accelerator opening Pap is 0%. Is assumed, the virtual engine rotation speed Ne is output as a predetermined idling rotation speed (for example, 1000 rpm). The calculated virtual engine rotation speed Ne is output to the virtual engine output torque calculation unit 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。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。そのマップの一例が図3に示されている。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。 The virtual engine output torque calculation unit 502 executes a process of calculating the virtual engine output torque Teu. The accelerator opening degree Pap and the virtual engine rotation speed Ne are input to the virtual engine output torque calculation unit 502. The memory 54 of the ECU 50 stores a map in which the virtual engine output torque Teout with respect to the virtual engine rotation speed Ne is defined for each accelerator opening Pap. An example of the map is shown in FIG. The virtual engine output torque calculation unit 502 calculates the virtual engine output torque Teu corresponding to the input accelerator opening degree Pap and the virtual engine rotation speed Ne by using the map shown in FIG. The calculated virtual engine output torque Teout is output to the clutch output torque calculation unit 506.

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。トルク伝達ゲインkは、仮想エンジンに接続されたクラッチ機構を操作するため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。そのマップの一例が図4に示されている。トルク伝達ゲインkは、図4に示すように、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Pc1からPc2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。 The torque transmission gain calculation unit 504 executes a process of calculating the torque transmission gain k. The torque transmission gain k is a gain for calculating the degree of torque transmission according to the amount of depression of the clutch for operating the clutch mechanism connected to the virtual engine. The clutch pedal depression amount Pc is input to the torque transmission gain calculation unit 504. The memory 54 of the ECU 50 stores a map in which the torque transmission gain k with respect to the clutch pedal depression amount Pc is defined. An example of the map is shown in FIG. As shown in FIG. 4, the torque transmission gain k becomes 1 when the clutch pedal depression amount Pc is in the range of pc0 to pc1, and when the clutch pedal depression amount Pc is in the range of Pc1 to Pc2, the clutch pedal depression amount Pc increases. It is specified that the amount of depression of the clutch pedal Pc gradually decreases toward 0 and becomes 0 in the range of Pc1 to Pc2. Here, Pc0 corresponds to the position where the clutch pedal depression amount Pc corresponds to 0%, Pc1 corresponds to the position of the play limit when depressing from Pc0, and Pc3 corresponds to the position where the clutch pedal depression amount Pc corresponds to 100%. , Pc2 corresponds to the position of the play limit at the time of returning from Pc3. The torque transmission gain calculation unit 504 calculates the torque transmission gain k corresponding to the input clutch pedal depression amount Pc using the map shown in FIG. The calculated torque transmission gain k is output to the clutch output torque calculation unit 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。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を乗算する下式(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。
The clutch output torque calculation unit 506 executes a process of calculating the clutch output torque Tcout. The clutch output torque Tcout is the torque output from the clutch mechanism connected to the virtual engine. The virtual engine output torque Teu and the torque transmission gain k are input to the torque transmission gain calculation unit 504. In the clutch output torque calculation unit 506, the clutch output torque Tcout is calculated by using the following equation (2) in which the virtual engine output torque Teu is multiplied by the torque transmission gain k. The calculated clutch output torque Tcout is output to the transmission output torque calculation unit 510.
Tcout = Teu x k ... (2)
The actual clutch mechanism often includes a damping device such as a spring or a damper. Therefore, the clutch output torque Tcout may calculate the dynamic transmission torque in consideration of each characteristic.

ギヤ比算出部508は、ギヤ比rを算出する処理を実行する。ギヤ比rは、複数の変速段モードに対応するモータ2のトルク特性であり、変速機のギヤ比を模擬したものである。ギヤ比算出部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に対するギヤ比rが規定されたマップを記憶している。そのマップの一例が図5に示されている。ギヤ比rは、図5に示すように、シフトポジションGpがハイギヤであるほどギヤ比rが低くなるように規定されている。ギヤ比算出部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対応するギヤ比rが算出される。算出されたギヤ比rは、変速機出力トルク算出部510に出力される。 The gear ratio calculation unit 508 executes a process of calculating the gear ratio r. The gear ratio r is a torque characteristic of the motor 2 corresponding to a plurality of gear ratio modes, and simulates the gear ratio of the transmission. The shift position Gp is input to the gear ratio calculation unit 508. The memory 54 of the ECU 50 stores a map in which the gear ratio r with respect to the shift position Gp is defined. An example of the map is shown in FIG. As shown in FIG. 5, the gear ratio r is defined so that the gear ratio r becomes lower as the shift position Gp is in higher gear. The gear ratio calculation unit 508 calculates the gear ratio r corresponding to the input shift position Gp using the map shown in FIG. The calculated gear ratio r is output to the transmission output torque calculation unit 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。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とギヤ比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にギヤ比rを乗算する下式(3)を用いて、変速機出力トルクTgoutが算出される。
Tgout=Tcout×r・・・(3)
The transmission output torque calculation unit 510 executes a process of calculating the transmission output torque Tgout. The transmission output torque Tgout is the torque output from the transmission. The clutch output torque Tcout and the gear ratio r are input to the transmission output torque calculation unit 510. In the transmission output torque calculation unit 510, the transmission output torque Tgout is calculated by using the following equation (3) in which the clutch output torque Tcout is multiplied by the gear ratio r.
Tgout = Tcout × r ... (3)

このようにECU50は、手動変速走行モード中の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、ギヤ比算出部508、およ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。そして、算出された変速機出力トルクTgoutは、モータ要求駆動トルクTpreqとしてインバータ16へ出力される。インバータ16では、モータ駆動トルクTpが算出されたモータ要求駆動トルクTpreqに近づくように、モータ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、モータ駆動トルクTpがモータ要求駆動トルクTpreqに制御される。 As described above, in the torque control during the manual shift running mode, the ECU 50 calculates the virtual engine output torque calculation unit 502, the torque transmission gain calculation unit 504, the clutch output torque calculation unit 506, the gear ratio calculation unit 508, and the transmission output torque. The processes in unit 510 are executed in order. Then, the calculated transmission output torque Tgout is output to the inverter 16 as the motor required drive torque Tpreq. In the inverter 16, the command value to the motor 2 is controlled so that the motor drive torque Tp approaches the calculated motor required drive torque Tpreq. In torque control, the motor drive torque Tp is controlled by the motor required drive torque Tpreq by repeatedly executing such processing in a predetermined control cycle.

電動車両10の運転者は、手動変速走行モードを選択した状態で、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、電動車両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、まずクラッチペダル28踏み込む(ステップS101)。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モータ駆動トルク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。 The driver of the electric vehicle 10 performs a manual shift operation at an arbitrary timing during operation with the manual shift traveling mode selected. FIG. 6 is an operation flow diagram showing a procedure of a pseudo manual shift operation executed by the driver. As shown in FIG. 6, when the driver performs a pseudo manual shifting operation in the electric vehicle 10, the driver first depresses the clutch pedal 28 (step S101). When the clutch pedal depression amount Pc exceeds Pc1, the clutch output torque Tcout changes toward 0 as the clutch pedal depression amount Pc increases. When the clutch pedal depression amount Pc exceeds Pc2, the clutch output torque Tcout becomes 0. According to such a depressing operation of the clutch pedal 28, the motor drive torque Tp changes toward 0 in response to the depressing operation of the clutch pedal 28, so that when the driver depresses the clutch pedal of the MT vehicle, the driver depresses the clutch pedal. You can feel the torque coming off.

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)。例えば、シフトレバー26の変速段モードが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。 Next, the driver operates the shift lever 26 with the clutch pedal 28 depressed (step S102). For example, the shift mode of the shift lever 26 is operated from the first speed to the second speed. By operating the shift lever 26 accompanied by depressing the clutch pedal 28, the driver can obtain a feeling close to the manual shifting operation of the MT vehicle.

その後、運転者は、クラッチペダル28を戻す(ステップS103)。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モータ駆動トルクTpが現在のモードが反映されたモータ駆動トルク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。 After that, the driver returns the clutch pedal 28 (step S103). When the clutch pedal depression amount Pc is less than Pc3, the clutch output torque Tcout changes toward the virtual engine output torque Teout as the clutch pedal depression amount Pc decreases. When the clutch pedal depression amount Pc is less than Pc1, the clutch output torque Tcout becomes the virtual engine output torque Teu. According to such a return operation of the clutch pedal 28, the motor drive torque Tp changes toward the motor drive torque Tp reflecting the current mode in response to the return operation of the clutch pedal 28. You can feel the torque connected when the clutch pedal of the MT vehicle is released.

このように、電動車両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車両の独特の変速感を疑似的に体感することができる。また、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、ギヤ比算出部508、および変速機出力トルク算出部510は、手動変速走行モードを実行可能にするトルク制御部として機能する。 As described above, according to the electric vehicle 10, the torque changes according to the operation of the clutch pedal 28, so that the driver can experience the unique shifting feeling of the MT vehicle by the manual shifting operation in a pseudo manner. Further, the virtual engine output torque calculation unit 502, the torque transmission gain calculation unit 504, the clutch output torque calculation unit 506, the gear ratio calculation unit 508, and the transmission output torque calculation unit 510 are torques that enable the manual shift running mode to be executed. Functions as a control unit.

判定部512は、電動車両10が走行中に、要求駆動力に対する駆動力不足が生じるか否かを判定する処理を実行する。この判定部512は、手動変速走行モードで走行中に、現在選択されている変速段モードで出力可能な駆動力と、運転者が電動車両10に要求する要求駆動力とを比較して、要求駆動力に対する駆動力不足が生じるか否かを判定する。 The determination unit 512 executes a process of determining whether or not the driving force is insufficient for the required driving force while the electric vehicle 10 is traveling. The determination unit 512 compares the driving force that can be output in the currently selected shift stage mode with the required driving force required by the driver for the electric vehicle 10 while traveling in the manual shift driving mode, and requests the driving force. It is determined whether or not the driving force is insufficient with respect to the driving force.

図8は、手動変速走行モードで走行中に実施される駆動力判定フローを示すフローチャート図である。なお、図8に示す制御は、走行モードが手動変速走行モードに選択されている最中にECU50によって繰り返し実行される。 FIG. 8 is a flowchart showing a driving force determination flow carried out during traveling in the manual speed change traveling mode. The control shown in FIG. 8 is repeatedly executed by the ECU 50 while the traveling mode is selected as the manual shifting traveling mode.

ECU50は、手動変速走行モードで走行中、現在選択されている変速段モードで出力可能な駆動力と要求駆動力とを比較して、要求駆動力に対する駆動力不足が生じるか否かを判定する(ステップS201)。ステップS201では、判定部512による判定処理が実施される。例えば、電動車両10が斜度の大きな登坂路を走行する際に、要求駆動力が大きくなる。 The ECU 50 compares the driving force that can be output in the currently selected shift stage mode with the required driving force while traveling in the manual shifting driving mode, and determines whether or not the driving force is insufficient for the required driving force. (Step S201). In step S201, the determination process by the determination unit 512 is performed. For example, when the electric vehicle 10 travels on an uphill road having a large slope, the required driving force becomes large.

このステップS201において判定部512は、例えば現在選択中の変速段モードが3速である場合、3速の変速段モードにおけるトルク特性で出力可能な駆動力と、要求駆動力とを比較する。すなわち、3速の変速段モードで設定されたモータ2の駆動力の上限値を用いて、その駆動力の上限値と要求駆動力とを比較する。そして、要求駆動力のほうが大きい場合には、現在選択されている3速の変速段モードでは駆動力不足が生じると判定される。 In step S201, for example, when the currently selected shift mode is 3rd gear, the determination unit 512 compares the driving force that can be output by the torque characteristic in the 3rd gear shift mode with the required driving force. That is, the upper limit value of the driving force of the motor 2 set in the 3rd speed shift mode is used to compare the upper limit value of the driving force with the required driving force. When the required driving force is larger, it is determined that the driving force is insufficient in the currently selected 3-speed shift mode.

要求駆動力に対する駆動力不足が生じないと判定された場合(ステップS201:No)、この制御ルーチンは終了する。 When it is determined that the driving force is insufficient with respect to the required driving force (step S201: No), this control routine ends.

要求駆動力に対する駆動力不足が生じると判定された場合(ステップS201:Yes)、ECU50は、現在の変速段モードにおける駆動力の上限値を引き上げる(ステップS202)。ステップS202では、現在選択されている変速段モードとしてプリセットされているトルク特性(例えば図7に示す)について、そのトルク特性における駆動力の上限値がより大きな値となるように、駆動力の上限値が変更される。 When it is determined that the driving force is insufficient for the required driving force (step S201: Yes), the ECU 50 raises the upper limit value of the driving force in the current shift stage mode (step S202). In step S202, for the torque characteristic (for example, shown in FIG. 7) preset as the currently selected shift mode, the upper limit of the driving force is set so that the upper limit of the driving force in the torque characteristic becomes a larger value. The value is changed.

このステップS202の処理においてECU50は、選択中の変速段モードにおけるトルク特性について、モータ2の出力範囲内で、その変速段モードの駆動力の上限値を引き上げることが可能である。例えば、3速の変速段モードにおける駆動力の上限値を引き上げる場合、2速の変速段モードのトルク特性に近い大きさまで駆動力の上限値を変更することができる。このように、現在設定中の変速段よりも低変速段側のトルク特性に近づくように、駆動力の上限値を変更するができる。あるいは、モータ2の出力範囲の最大限まで上限値を変更することも可能である。要するに、要求駆動力を満たすことができる駆動力、あるいは駆動力の不足分を最小限にすることができる駆動力まで上限値を変更可能である。これにより、斜度の大きな登坂路であっても駆動力の上限値が上昇することにより、選択中の変速段モードのまま走行することが可能になる。その結果、ドライバビリティが向上する。このステップS202の処理を実施すると、この制御ルーチンは終了する。 In the process of step S202, the ECU 50 can raise the upper limit of the driving force of the shift mode within the output range of the motor 2 with respect to the torque characteristic in the selected shift mode. For example, when raising the upper limit value of the driving force in the 3rd speed shift mode, the upper limit value of the driving force can be changed to a magnitude close to the torque characteristic of the 2nd speed shift mode. In this way, the upper limit of the driving force can be changed so as to be closer to the torque characteristic on the lower shift stage side than the shift gear currently being set. Alternatively, it is possible to change the upper limit value to the maximum of the output range of the motor 2. In short, the upper limit can be changed to a driving force that can satisfy the required driving force or a driving force that can minimize the shortage of the driving force. As a result, even on an uphill road with a large slope, the upper limit of the driving force is increased, so that the vehicle can travel in the selected shift mode. As a result, drivability is improved. When the process of step S202 is executed, this control routine ends.

以上説明した通り、実施形態によれば、手動変速走行モードで走行中に、要求駆動力に対する駆動力不足が生じると判定された場合、現在の変速段モードにおける駆動力の上限値を引き上げることができる。これにより、駆動力不足を抑制することができる。さらに、手動変速走行モードを選択することによって、MT車両のような運転感覚を運転者に与えることが可能になる。 As described above, according to the embodiment, when it is determined that the driving force is insufficient for the required driving force while traveling in the manual shifting driving mode, the upper limit of the driving force in the current shifting stage mode can be raised. can. As a result, it is possible to suppress a shortage of driving force. Further, by selecting the manual speed change driving mode, it becomes possible to give the driver a driving feeling like that of an MT vehicle.

2 モータ
10 電動車両
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)
50 制御装置(ECU)
512 判定部
2 Motor 10 Electric vehicle 22 Accelerator pedal 24 Brake pedal 26 Shift lever (shift device)
28 Clutch pedal (clutch device)
50 Control unit (ECU)
512 Judgment unit

Claims (1)

走行用の電動機と、
運転者により操作されるクラッチ装置と、
前記電動機の回転数に対するトルク特性が段階的に異なる複数の変速段モードのうちのいずれか一つの変速段モードを選択するシフト装置と、
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操作により選択された前記変速段モードに応じたトルク特性となるように前記電動機のトルクを制御する手動変速走行モードを実行可能なトルク制御部を有する制御装置と、
を備えた電動車両であって、
前記制御装置は、前記手動変速走行モードで走行中、現在選択されている前記変速段モードのトルク特性で出力可能な駆動力と要求駆動力を比較して、前記要求駆動力に対する駆動力不足が生じるか否かを判定する判定部を有し、
前記トルク制御部は、前記判定部により前記要求駆動力に対する駆動力不足が生じると判定された場合に、前記現在選択されている変速走行モードにおける駆動力の上限値を引き上げる
ことを特徴とする電動車両。
With a motor for driving
A clutch device operated by the driver and
A shift device that selects one of a plurality of shift modes in which the torque characteristics with respect to the rotation speed of the motor are gradually different, and a shift device that selects one of the shift modes.
It has a torque control unit capable of executing a manual shift running mode that controls the torque of the electric motor so as to have torque characteristics corresponding to the shift mode selected by the operation of the clutch device and the shift device by the driver. With the control device
It is an electric vehicle equipped with
While traveling in the manual shift drive mode, the control device compares the drive force that can be output with the torque characteristic of the shift stage mode currently selected and the required drive force, and the driving force is insufficient with respect to the required drive force. It has a determination unit that determines whether or not it occurs, and has a determination unit.
The torque control unit is characterized by raising the upper limit value of the driving force in the currently selected shift traveling mode when the determination unit determines that the driving force is insufficient for the required driving force. vehicle.
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