JP7459721B2 - 電動車両の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、少なくともモータを駆動力源とする電動車両の制御装置に関するものである。

特許文献１には、モータを駆動力源とする電気自動車に関する発明が記載されている。この特許文献１に記載された電気自動車は、擬似的なシフトチェンジを演出するための所定の契機で、駆動モータのトルクを設定変動量だけ減少させた後に増加させるトルク変動制御を実行する。所定の契機は、例えば、車速、アクセル開度、および、ブレーキ踏み込み量などに基づいて規定されている。そして、この特許文献１に記載された電気自動車によれば、上記のようなトルク変動制御を行って擬似的なシフトチェンジを演出することにより、手動変速機を搭載した車両の運転に慣れた運転者が有段変速機を搭載しない電気自動車を運転する場合であっても、その運転者に違和感を与えてしまうことを抑制できる、とされている。

また、特許文献２に記載されている電気自動車は、上記の特許文献１に記載された電気自動車と同様に、擬似的なシフトチェンジを演出するための所定の契機で、インバータのキャリア周波数を設定変動量だけ変化させる周波数変動制御を実行する。この特許文献２に記載された電気自動車における周波数変動制御では、例えば、インバータのキャリア周波数を減少させることにより、モータが発生する低音のノイズが増大し、その増大したノイズによって擬似的なシフトチェンジを演出している。

特開２０１８－１６６３８６号公報 特開２０１８－１９１３６６号公報

通常、エンジンを駆動力源とする車両（エンジン車両）では、エンジンの回転数を変速して出力トルクを駆動輪へ伝達する変速機が併せて用いられる。近年、エンジン車両の変速機は、運転者によるクラッチ操作が不要な自動変速機（ＡＴ）が主流になっており、運転者がクラッチペダルおよびシフトレバーを操作してシフトチェンジを行う手動変速機（ＭＴ）は減少している。しかしながら、ＭＴは、ＡＴと比較して構造がシンプルであり、そのため、信頼性や耐久性に優れている。そして、ＭＴを搭載したいわゆる３ペダルの車両（ＭＴ車）では、運転者が、自ら変速操作を行い、意図する通りに車両を運転操作することによる、快適なドライビングフィールを得ることができる。そのため、依然として３ペダルのＭＴ車を支持する一定数のユーザーが存在する。そのような３ペダルのＭＴ車を好む運転者、あるいは、３ペダルのＭＴ車の運転操作に慣れた運転者は、ＡＴを搭載した車両、もしくは、ハイブリッド車両や変速機を必要としない電気自動車などの電動車両を運転する際に、車両の挙動および運転感覚がＭＴ車と異なっていることに起因する違和感や不足感を抱く場合がある。そこで、上記の特許文献１および特許文献２に記載された電気自動車では、上記のようなトルク変動制御や周波数変動制御を実行することにより、擬似的なシフトチェンジを演出している。

実際に３ペダルのＭＴ車を運転する場面では、運転者は、シフトチェンジの際に、クラッチペダルの操作に加えて、シフトレバー操作によるギヤ段の変更やアクセルペダル操作によるエンジン回転数の調整などを同時期に行っている。このように、３ペダルのＭＴ車を運転する際には、クラッチ操作、シフト操作、および、アクセル操作（場合によってはブレーキ操作も含めて）などの多様な運転操作を連携させ、タイミングを合わせて行っている。したがって、上記の特許文献１および特許文献２に記載された電気自動車のように、擬似的なシフトチェンジを演出するだけでは、３ペダルのＭＴ車を好む運転者、あるいは、３ペダルのＭＴ車の運転操作に慣れた運転者が抱く違和感や不足感を完全に払拭することはできない。例えば、通常のＭＴ車であれば、アクセルペダルの踏み込み量に応じてエンジン回転数が増大し、そのエンジン回転数が上限回転数（あるいは許容回転数）に達すると、フューエルカットなどの制御が実行され、それによって、運転者は、上限回転数に達したことを認識できる。しかしながら、特許文献１および特許文献２の構成では、運転者は上限回転数に達したことを認識する手段がなく、ひいてはＭＴ車を好む運転者に対して違和感あるいは不快感を与えるおそれがある。したがって、３ペダルのＭＴ車を好む運転者、あるいは、３ペダルのＭＴ車の運転操作に慣れた運転者に対して、違和感や不足感を与えずに、快適なドライビングフィールを与えることが可能な電動車両を構成するには、未だ改善の余地があった。

この発明は上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、ＭＴ車における車両の挙動を模擬的に再現することが可能な電動車両の制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、少なくともモータを有する駆動力源と、運転者によって操作されるアクセルペダルと、前記運転者により操作されるクラッチペダルと、前記運転者により操作されるシフト装置とを備え、前記クラッチペダルの操作、および、前記シフト装置の操作に応じて前記モータのトルクを定めるマニュアルモードを設定することが可能な電動車両の制御装置であって、前記車両を制御するコントローラを備え、前記コントローラは、前記マニュアルモードが設定されている際に、前記駆動力源として仮想エンジンを用いることを仮定し、前記アクセルペダルの操作量に応じて変化する前記仮想エンジンの回転数は、前記電動車両の出力軸の回転速度に基づいて算出され、前記仮想エンジンの回転数が予め定められた閾値以上の場合に、前記仮想エンジンの回転数を低下させる所定の制御を実行するように構成されていることを特徴とするものである。

この発明で制御の対象とする電動車両は、クラッチペダルを備えている。そのクラッチペダルは、いわゆる３ペダルのＭＴ車に設けられているクラッチペダルを想定した模擬的なものである。そのようなクラッチペダルが設けられることにより、運転者は、３ペダルのＭＴ車と同様の運転操作を疑似的に体感できる。特に、この発明では、仮想エンジン回転数が上限回転数である閾値に達したことを運転者に体感させるために所定の制御を実行するように構成されている。具体的には、仮想エンジン回転数が、閾値に達したら、それ相当のエンジン音（あるいは振動）を発生させて、仮想エンジン回転数を低下させる。また、出力トルクを低下させる。すなわち、通常のＭＴ車のエンジン回転数が上限回転数に達した際に生じるフューエルカットを模擬するように構成されている。この制御により、運転者は、あたかも３ペダルのＭＴ車を運転しているのと同様の運転感覚を体感できる。すなわち、実際のＭＴ車における車両の挙動をリアルに再現することができる。

また、このように、仮想エンジンの挙動を模擬することにより、従来の３ペダルのＭＴ車を好む運転者、あるいは、従来の３ペダルのＭＴ車の運転操作に慣れた運転者に対して、違和感や不足感を抱かせることなく、快適なドライビングフィールを与えることが可能となる。

この発明で制御対象にする電動車両の構成（駆動系統および制御系統）の一例を示す図である。 この発明の電動車両の制御装置によって実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。

この発明の実施形態を、図を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は、この発明を具体化した場合の一例に過ぎず、この発明を限定するものではない。

この発明の実施形態で制御の対象にする車両は、少なくとも一基のモータを駆動力源として備える電動車両である。駆動力源として一基または複数のモータを搭載した電気自動車であってもよい。あるいは、駆動力源としてエンジンおよびモータを搭載したいわゆるハイブリッド車両でもよい。それら電気自動車またはハイブリッド車両のいずれであっても、駆動力源のモータが出力するトルクを駆動輪に伝達して駆動力を発生する。駆動力は、運転者によるアクセルペダルの操作量に基づいて制御される。

また、この発明の実施形態で制御の対象にする電動車両は、いわゆる３ペダルのＭＴ車（クラッチペダルを備える手動変速機を搭載したエンジン車両）を模するように構成されている。すなわち、この発明の実施形態で制御の対象にする電動車両は、電動車両であっても、運転者が従来の３ペダルのＭＴ車と同様の運転操作を体感できるように構成されている。なお、本願出願人は、特願２０２０－００８９２６号の出願において、そのような従来の３ペダルのＭＴ車と同様の運転操作を体感できるように構成した電動車両に関する発明を提案している。この発明の実施形態における電動車両の制御装置は、基本的に、特願２０２０－００８９２６号の出願の明細書で詳細に説明されている電動車両を制御の対象にすることができる。

図１に、この発明の実施形態で制御対象にする電動車両の構成（駆動系統および制御系統）の一例を概略的に示してある。図１に示す電動車両（以下、車両）Ｖｅは、駆動力源としてモータ（ＭＧ）１を搭載した電気自動車である。車両Ｖｅは、主要な構成要素として、駆動輪２、アクセルペダル３、ブレーキペダル４、検出部５、バッテリ（ＢＡＴＴ）６、および、コントローラ（ＥＣＵ）７を備えている。なお、この発明の実施形態における駆動力源は、モータ１の他に、一基または複数のモータを備えていてもよい。また、モータ１およびエンジン（図示せず）を備えていてもよい。あるいは、モータ１およびエンジン（図示せず）、ならびに、動力分割機構や変速機構など（図示せず）を備えたいわゆるハイブリッド駆動ユニットであってもよい。

モータ１は、例えば、永久磁石式の同期モータ、あるいは、誘導モータなどによって構成されている。モータ１は、少なくとも、電力が供給されることにより駆動されてトルクを出力する電動機としての機能を有している。また、モータ１は、外部からトルクを受けて駆動されることによって電力を発生する発電機として機能させてもよい。すなわち、モータ１は、電動機としての機能と発電機としての機能とを兼ね備えたいわゆるモータ・ジェネレータであってもよい。モータ１には、そのモータ１に通電する電流の大きさや、各相に通電する電流の周波数を制御するためのインバータ８が接続されている。また、そのインバータ８にはバッテリ６が接続されている。したがって、バッテリ６に蓄えられている電力をモータ１に供給し、モータ１を電動機として機能させて、駆動トルクを出力することができる。また、駆動輪２から伝達されるトルクによってモータ１を発電機として機能させて、その際に発生する回生電力をバッテリに蓄えることもできる。モータ１は、後述するコントローラ７によって出力回転数や出力トルクが電気的に制御される。また、モータ・ジェネレータであれば、上記のような電動機としての機能と発電機としての機能との切り替えなどが電気的に制御される。

駆動輪２は、モータ１が出力する駆動トルクが伝達されることにより、車両Ｖｅの駆動力を発生する。図１に示す実施形態では、駆動輪２は、減速ギヤ９、デファレンシャルギヤ１０、および、ドライブシャフト１１を介して、駆動力源（すなわちモータ１）に連結されている。なお、この発明の実施形態における車両Ｖｅは、図１に示す実施形態のように、駆動トルク（モータ１の出力トルク）を前輪に伝達し、前輪で駆動力を発生させる前輪駆動車であってもよい。あるいは、車両Ｖｅは、駆動トルクを、例えばプロペラシャフト（図示せず）等を介して後輪に伝達し、後輪で駆動力を発生させる後輪駆動車であってもよい。あるいは、車両Ｖｅは、トランスファ機構（図示せず）を設けて、駆動トルクを前輪および後輪の両方に伝達し、前輪および後輪の両方で駆動力を発生させる四輪駆動車であってもよい。

アクセルペダル３は、運転者の加速意図に応じて車両Ｖｅの駆動力を発生させるアクセル装置（図示せず）の操作部として設けられており、従来一般的な構成が用いられる。アクセル装置は、例えば、運転者によるアクセルペダル３やアクセルレバー（図示せず）などの操作部を操作することによって作動し、車両Ｖｅの駆動力あるいは加速度を発生させる。図１に示す実施形態では、アクセル装置は、運転者によるアクセルペダル３の踏み込み操作に応じて駆動力あるいは加速度を発生させるように構成されている。具体的には、アクセル装置は、アクセルペダル３の踏み込み量（操作量）に応じた駆動力あるいは加速度を発生する。

ブレーキペダル４は、車両Ｖｅの制動力を発生するブレーキ装置（図示せず）の操作部として設けられており、従来一般的な構成が用いられる。ブレーキ装置は、例えば、運転者によるブレーキペダル４やブレーキレバー（図示せず）などの操作部の操作によって作動し、車両Ｖｅの制動力（制動トルク）を発生する。図１に示す実施形態では、ブレーキ装置は、運転者によるブレーキペダル４の踏み込み操作に応じて制動力を発生するように構成されている。例えば、ブレーキ装置は、ブレーキペダル４の踏み込み量あるいは踏力に応じたブレーキ油圧が作用し、そのブレーキ油圧に応じた制動力を発生する。

この発明の実施形態における車両Ｖｅは、いわゆる３ペダルのＭＴ車両（クラッチペダルを備える手動変速機を搭載したエンジン車両）を好む運転者、あるいは、３ペダルのＭＴ車の運転操作に慣れた運転者のニーズに応えるために、３ペダルのＭＴ車を模するように構成されている。そのために、車両Ｖｅは、クラッチペダル１２、および、シフトレバー（シフト装置）１３を備えている。

クラッチペダル１２は、運転者によって操作される模擬的な操作部である。この発明の実施形態における車両Ｖｅは電動車両であり、従来のエンジン車両に設けられているような手動変速機を搭載していない。したがって、車両Ｖｅは、エンジンと手動変速機との間の動力伝達を遮断するクラッチも有していない。このクラッチペダル１２は、実際にクラッチを動作させるためのものではなく、電動車両であっても３ペダルのＭＴ車の運転操作を疑似的に体感できるようにするために、模擬的に設けられている。クラッチペダル１２は、従来の３ペダルのＭＴ車で採用されているクラッチペダルと同様の構成のものが設けられている。なお、クラッチペダル１２とシフトレバー１３とが互いに連携して動作するように構成してもよい。また、クラッチペダル１２は、既存の３ペダルのＭＴ車で採用されているシステムを倣って、運転者がクラッチペダル１２を所定の操作量以上に踏み込んで動作させた場合に、車両Ｖｅのパワースイッチが起動可能な状態になるように構成してもよい。

シフトレバー１３は、運転者によって操作される模擬的な操作部である。上記のように、この発明の実施形態における車両Ｖｅは、従来のエンジン車両に設けられているような手動変速機を搭載していない。したがって、車両Ｖｅは、本来は手動変速機を動作させるためのシフト装置を必要としない。このシフトレバー１３は、実際に手動変速機を動作させるためのものではなく、電動車両であっても３ペダルのＭＴ車の運転操作を疑似的に体感できるようにするために、模擬的に設けられている。シフトレバー１３は、従来の３ペダルのＭＴ車で採用されているシフトレバーと同様の構成のものが設けられている。例えば、シフトレバー１３は、いわゆるＨパターンと呼ばれるシフトパターンをなぞって動作するように構成されている。また、シフトレバー１３は、クラッチペダル１２の動作と連携して動作するように構成してもよい。例えば、クラッチペダル１２が所定の操作量以上に踏み込まれた場合に、シフトレバー１３の動作が可能になるように構成してもよい。あるいは、クラッチペダル１２が所定の操作量未満の状態でシフトレバー１３が操作された場合は、疑似的にギヤが干渉する状態を演出するように構成してもよい。

検出部５は、車両Ｖｅを制御する際に必要な各種のデータや情報を取得するための機器あるいは装置であり、例えば、電源部、マイクロコンピュータ、センサ、および、入出力インターフェース等を含む。特に、この発明の実施形態における検出部５は、アクセルペダル３の操作量、クラッチペダル１２の操作量、および、シフトレバー１３の操作位置等に関連する各種データを検出する。具体的には、検出部５は、運転者によるアクセルペダル３の操作量（踏み込み量、アクセル開度など）を検出するアクセルペダルセンサ５ａ、運転者によるブレーキペダル４の操作量（踏み込み量、踏力など）を検出するブレーキペダルセンサ５ｂ、運転者によるクラッチペダル１２の操作量（踏み込み量、踏み込み角度など）を検出するクラッチペダルセンサ５ｃ、運転者によるシフトレバー１３の操作位置（例えば、第１速段から第６速段、後進段（Ｒ）、ニュートラル（Ｎ））を検出するシフトポジションセンサ５ｄ、モータ１の回転数を検出するモータ回転数センサ（または、レゾルバ）５ｅ、および、モータ１のトルクを検出もしくは算出するモータトルクセンサ５ｆなどを有している。その他、検出部５は、例えば、車両Ｖｅの車速を検出するための車速センサ（または、車輪速センサ）５ｇ、および、車両Ｖｅの加速度を検出するための加速度センサ５ｈなどの各種センサを有している。そして、検出部５は、後述するコントローラ７と電気的に接続されており、上記のような各種センサや機器・装置等の検出値または算出値に応じた電気信号を検出データとしてコントローラ７に出力する。

バッテリ６は、上記のモータ１で発生した電気を蓄える蓄電装置であり、モータ１に対して、電力の授受が可能なように接続されている。したがって、モータ１で発生した電気をバッテリ６に蓄えることができる。また、バッテリ６に蓄えた電気をモータ１に供給し、モータ１を駆動することができる。なお、蓄電装置としては、リチウムイオン電池などの二次電池に加えて、キャパシタなどの電子部品を備えていてよい。

コントローラ７は、例えば、マイクロコンピュータを主体にして構成される電子制御装置であり、特に、この発明の実施形態におけるコントローラ７は、主に、インバータ８を介してモータ１の動作を制御する。また、後述する模擬エンジン音生成部１７の動作を制御する。コントローラ７には、上記の検出部５で検出または算出した各種データが入力される。コントローラ７は、入力された各種データおよび予め記憶させられているデータや計算式等を使用して演算を行う。そして、コントローラ７は、その演算結果を制御指令信号として出力し、インバータ８ならびにモータ１を制御するように構成されている。なお、この発明の実施形態におけるコントローラ７は、車両Ｖｅの駆動力源として用いることを想定した仮想エンジンを演算処理上で仮定的に設定する。そして、図１では、一つのコントローラ７が設けられた例を示しているが、コントローラ７は、制御する装置や機器毎に、あるいは制御内容毎に、複数設けられていてもよい。

上述した車両Ｖｅは、運転者がシフトレバー１３を操作することなく、アクセルペダル３やブレーキペダル４を操作することにより、それらのペダル３，４の操作量に応じた駆動力や制動力を発生させて走行する通常のＥＶモード（あるいはＡＴモード）と、運転者が操作するシフトレバー１３の位置に応じた仮想ギヤ段に応じた駆動力や制動力を発生させて走行するマニュアル（ＭＴ）モードとを切り替えることができるように構成されている。

ＭＴモードは、エンジンおよびマニュアルトランスミッションを備えた車両（以下、ＭＴ車両とも記す）を模擬して走行するモードである。具体的には、クラッチペダル１２を踏み込んだ状態で、シフトレバー１３を操作することにより仮想ギヤ段を変更することができ、設定されている仮想ギヤ段とアクセルペダル３の操作量とに基づいたトルクをモータ１から出力し、あるいは仮想ギヤ段および車速に応じた仮想エンジン回転数Ｎｅを求め、その仮想エンジン回転数Ｎｅに応じた音を車載のスピーカ（例えばオーディオ装置のスピーカ）１４などの機器から発生させるなどを行う走行モードである。

上述したように、この発明の実施形態における車両Ｖｅは、従来の３ペダルのＭＴ車を好む運転者、あるいは、従来の３ペダルのＭＴ車の運転操作に慣れた運転者に対して、快適なドライビングフィールを与えることを目的として、３ペダルのＭＴ車の運転操作を模擬的に体感できるように構成されている。そのために、この車両Ｖｅのコントローラ７は、例えば、アクセルの踏み込み量に応じて仮想のエンジン回転数（模擬したエンジン回転数）を増大させ、その仮想のエンジン回転数が上限回転数、あるいは、許容回転数に達した場合には、その上限回転数に達したことを運転者に体感もしくは認識させるように構成されている。

ＭＴモードが設定されている場合には、車両Ｖｅは、仮想的に搭載されたエンジンを「仮想エンジン」として、トルク制御を行う。したがって、コントローラ７は、図１に示すように、モータ１の制御に関連する機能として、仮想エンジン回転数算出部１５、および、仮想エンジン出力トルク算出部１６、ならびに、模擬エンジン音生成部１７を備えている。

仮想エンジン回転数算出部１５は、車両Ｖｅの走行中に運転状態に基づいて仮想エンジンの回転速度Ｎｅを動的に演算する。具体的には、出力軸（プロペラシャフト）の回転速度Ｎｐと、シフトレバー１３のシフト位置に対応するギヤ比ｒと、クラッチペダル１２の踏み込み量Ｐｃから演算されるクラッチのスリップ率Ｓとから求めることができる。これを演算式で示すと、以下のように示すことができる。
Ｎｅ＝Ｎｐ×（１／ｒ）×Ｓ・・・（１）
なお、エンジンから出力されたエネルギのうち、出力軸へのトルク伝達に使用されない運動エネルギが、仮想エンジン回転数Ｎｅの上昇に使用されたと仮定できる。したがって、仮想エンジン回転数Ｎｅは、運転エネルギを基に運動方程式に基づいて動的に算出してもよい。

また、ＭＴ車両のアイドリング中は、エンジン回転数Ｎｅを一定の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）が実行される。そこで、コントローラ７は、仮想エンジンでのＩＳＣ制御を考慮して、例えばシフトレバー１３がＮポジションであって、かつアクセルペダル３の操作量であるアクセル開度が「０」である場合には、仮想エンジン回転数Ｎｅを所定のアイドル回転数（例えば１０００ｒｐｍ程度）に制御する。

仮想エンジン出力トルク算出部１６は、仮想エンジンでの出力トルクを算出し、例えばアクセルペダル３の踏み込み量（すなわちアクセル開度）と、上述の仮想エンジン回転数Ｎｅとから算出される。

模擬エンジン音生成部１７は、仮想エンジンの運転状態を模した運転音、または、振動を発生する。なお、仮想エンジンは、この車両Ｖｅの駆動力源として用いられることを仮定した仮想の内燃機関（例えば、仮想のガソリンエンジン、あるいは、仮想のディーゼルエンジン）であり、コントローラ７の演算処理上で仮定的に設定される。模擬エンジン音生成部１７は、アクセルペダル３の操作量（踏み込み量）に応じて仮想エンジンの回転数が変動する（変動すると想定される）場合に、その仮想エンジンの回転数に対応する運転音または振動を発生する。例えば、車両Ｖｅのオーディオ装置を利用し、オーディオ装置のスピーカ１４から仮想エンジンの運転音を発生させる。あるいは、専用のスピーカ（図示せず）や振動発生装置（図示せず）を設け、仮想エンジンの運転音や振動を発生させてもよい。また、仮想エンジンの運転音と共に振動を同時に互いに連動して発生させてもよい。

図２は、この発明の実施形態における制御の一例を示すフローチャートであって、上述したように、仮想エンジン回転数Ｎｅが上限回転数に達したことを運転者に体感させるように構成されている。なお、この制御例は、ＭＴモードが設定されている場合に実行される。

先ず、アクセルＯＮされているか否かを判断する（ステップＳ１）。上述したように、この発明の実施形態では、仮想エンジン回転数Ｎｅが上限回転数に達した際の制御であり、その仮想エンジン回転数Ｎｅはアクセルペダル３の踏み込み量に応じて増大する。したがって、アクセルＯＦＦの場合には、このステップＳ１で否定的に判断され、その場合には、以降の制御を実行することなく、この図２のフローチャートで示すルーチンを一旦終了する。なお、アクセルＯＮされているか否かは、上述のアクセルペダルセンサ５ａによって検出される。

それとは反対に、このステップＳ１で肯定的に判断された場合、すなわちアクセルＯＮされている場合には、仮想エンジン回転数Ｎｅが閾値α以上か否かを判断する（ステップＳ２）。これは、仮想エンジン回転数Ｎｅが閾値（上限回転数）αに達したら、後述するステップＳ３の制御を実行するための前提のステップであって、したがって、未だ仮想エンジン回転数Ｎｅが閾値αに達していない場合には、このステップＳ２で否定的に判断される。なお、上限回転数は、車種等によって予め定められており、また、その閾値αは、一律に決定された回転数ではなく、所定の許容範囲をもった回転数（許容回転数）であってよい。

また仮想エンジン回転数Ｎｅは、クラッチを係合した状態、すなわちシフトポジションがニュートラルではない場合（例えば第６速段）には、上述の計算式、車速との関係で予め定めたマップ、あるいは、アクセルペダル３の操作量（アクセル開度）から算出する。クラッチを解放した状態、すなわちシフトポジションがニュートラルの場合には、アクセル開度に基づいて算出する。したがって、このステップＳ３で否定的に判断された場合、すなわち仮想エンジン回転数Ｎｅが未だ閾値αに達していない場合には、以降の制御を実行することなく、この図２のフローチャートで示すルーチンを一旦終了する。

それとは反対に、このステップＳ２で肯定的に判断された場合、すなわち仮想エンジン回転数Ｎｅが閾値α以上の場合には、仮想エンジン回転数Ｎｅを低下させる所定の制御を実行する（ステップＳ３）。通常のＭＴ車の場合には、運転者がアクセルペダル３を踏み込むと、その踏み込み量に応じてエンジン回転数が上昇する。また、そのエンジン回転数が上限回転数に達した場合には、エンジンの保護を図るために、フューエルカットをしたり、電子制御スロットルを戻したりして、それ以上回転数が上がらない制御が実行される（いわゆるレブリミッター）。それにより、運転者は、エンジン回転数が上限回転数に達したことを認識あるいは体感できる。

一方、この発明の実施形態では、エンジンは、仮想エンジンであるから、アクセルペダル３を踏み込みすぎた場合でも、フューエルカットなどの制御が介入することがなく、運転者は、仮想エンジン回転数Ｎｅが上限回転数に達したことに気づかない。そのため、ＭＴ車の運転に慣れた運転者に対して違和感や不快感を与えるおそれがある。そこで、この発明の実施形態では、ステップＳ２で、仮想エンジン回転数Ｎｅが閾値αに達した場合には、そのことを体感させる（あるいは認識させる）ように構成されている。

具体的には、エンジンにおけるフューエルカットの動作を模擬させる。そのフューエルカットの動作を模擬する内容は、例えば模擬エンジン音生成部１７で生成したエンジン音（すなわち閾値αに達した際にフューエルカットを模擬したそれ相当のエンジン音）をスピーカ１４から出力する。また仮想エンジンの振動を発生させてもよい。また、仮想エンジンの運転音と共に振動を同時に互いに連動して発生させてもよい。また、併せて、仮想エンジンの吸入空気量、燃料噴射量など、エンジンに関するパラメータを制御して、仮想エンジン回転数Ｎｅを低下させてもよい。

さらに、クラッチを繋いだ状態、すなわちニュートラル以外のシフトポジション（例えば第６速段）である場合には、モータ１の出力トルクを低下させ、駆動輪２に伝達されるトルクを低下させる。また、仮想エンジン回転数Ｎｅを示すメーター（インストルメントパネルに設けられるいわゆるタコメーター）を設け、そのメーターによって視覚的にエンジン回転数Ｎｅが低下したことを示す。それら制御により、体感的、視覚的に仮想エンジン回転数Ｎｅが低下したこと、すなわち、仮想エンジン回転数Ｎｅが上限回転数に達したことを認識させる。なお、クラッチを繋いでいないニュートラルの場合には、駆動力は発生しないので、エンジン音、振動、メーター表示によって、仮想エンジン回転数Ｎｅが低下したことを運転者に体感あるいは認識させる。

ついで、仮想エンジン回転数Ｎｅが所定の閾値β以下になったか否かを判断する（ステップＳ４）。これは、ステップＳ３で低下させた仮想エンジン回転数Ｎｅが、閾値β以下になったら、後述するステップＳ５の制御を実行するための前提のステップである。なお、所定の閾値βは、上述の閾値αより低く、それら回転数の差は、回転数αおよび回転数βをそれぞれ跨ぐことによる振動が頻繁に生じない程度の回転数差（例えば５００回転）である。すなわち回転数αと閾値βと差が比較的小さいことにより、連続的な振動が生じることを抑制できるヒステリスを設ける。このステップＳ４で否定的に判断された場合、すなわち未だ、仮想エンジン回転数Ｎｅが閾値βより大きい場合には、以降の制御を実行することなく、この図２のフローチャートで示すルーチンを一旦終了する。

それとは反対に、このステップＳ４で肯定的に判断された場合、すなわち仮想エンジン回転数Ｎｅが閾値β以下の場合には、通常の制御に復帰する（ステップＳ５）。上述したように、仮想エンジン回転数Ｎｅが閾値αに達した場合には、仮想エンジン回転数Ｎｅの低下に伴って、モータ１のトルクを低下させる。それに伴って車速も低下する。一方、通常のＭＴ車の場合、エンジン回転数ならびに車速が低下して、再度アクセルペダル３を踏み込んだ場合には、アクセルペダル３の操作量に応じて出力トルクおよび車速は増大する。したがって、このステップＳ５では、通常のＭＴ車の挙動を再現するために、仮想エンジン回転数Ｎｅが所定の閾値β以下になったら、再度アクセルペダル３の操作量に応じた仮想エンジン回転数Ｎｅ、および、モータトルクに制御する。

具体的には、仮想エンジン回転数Ｎｅを増大させるとともに、モータトルクを増大させる。なお、仮想エンジン回転数Ｎｅの増大は、上述したようにスピーカ１４により模擬エンジン音を発生させる。また、仮想エンジン回転数Ｎｅ、および、トルクの増大に伴って、振動を発生させる。さらに、仮想エンジンの回転数Ｎｅを示すメーターによりその回転数Ｎｅの増大を示す。そして、このステップＳ５の制御が実行されると、その後、この図２に示すフローチャートで示すルーチンを一旦終了する。

このように、この発明の実施形態では、ＭＴモードが設定されている場合に、仮想エンジン回転数Ｎｅが上限回転数である閾値αに達したことを運転者に体感させるために所定の制御を実行するように構成されている。具体的には、仮想エンジン回転数Ｎｅが、閾値αに達したら、それ相当のエンジン音（あるいは振動）を発生させて、仮想エンジン回転数Ｎｅを低下させる。また、出力トルクを低下させる。すなわち、通常のＭＴ車のエンジン回転数Ｎｅが上限回転数に達した際に生じるフューエルカットを模擬するように構成されている。この制御により、運転者は、あたかも３ペダルのＭＴ車を運転しているのと同様の運転感覚を体感できる。すなわち、実際のＭＴ車における車両の挙動をリアルに再現することができる。

また、このように、仮想エンジンの挙動を模擬することにより、従来の３ペダルのＭＴ車を好む運転者、あるいは、従来の３ペダルのＭＴ車の運転操作に慣れた運転者に対して、違和感や不足感を抱かせることなく、快適なドライビングフィールを与えることが可能となる。

以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上述した実施形態に限定されないのであって、この発明の目的の範囲で適宜に変更して実施してよい。上述の実施形態では、フューエルカットを模擬するために、仮想エンジン回転数Ｎｅの低下させる制御を、模擬エンジン音による回転数変化、振動、あるいはメーター表示など複数の制御を実行するように構成したものの、これら制御は少なくともいずれかの制御が実行されればよい。また、上述の一連の制御技術は、例えば、運転教習用のドライブシミュレーターや、娯楽用のシミュレーションゲームなどに適用することもできる。

１ モータ（ＭＧ）
２ 駆動輪
３ アクセルペダル
４ ブレーキペダル
５ 検出部
６ バッテリ（ＢＡＴＴ）
７ コントローラ（ＥＣＵ）
１２ クラッチペダル
１３ シフトレバー
１４ スピーカ
１７ 模擬エンジン音生成部
Ｖｅ 車両（電動車両）

Claims (1)

1. 少なくともモータを有する駆動力源と、運転者によって操作されるアクセルペダルと、前記運転者により操作されるクラッチペダルと、前記運転者により操作されるシフト装置とを備え、
   前記クラッチペダルの操作、および、前記シフト装置の操作に応じて前記モータのトルクを定めるマニュアルモードを設定することが可能な電動車両の制御装置であって、
   前記車両を制御するコントローラを備え、
   前記コントローラは、
   前記マニュアルモードが設定されている際に、前記駆動力源として仮想エンジンを用いることを仮定し、
   前記アクセルペダルの操作量に応じて変化する前記仮想エンジンの回転数は、前記電動車両の出力軸の回転速度に基づいて算出され、
   前記仮想エンジンの回転数が予め定められた閾値以上の場合に、前記仮想エンジンの回転数を低下させる所定の制御を実行するように構成されている
   ことを特徴とする電動車両の制御装置。

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