CN118046760A - 电动汽车 - Google Patents

Abstract

本公开提供电动汽车。在将电动马达用作行驶用的动力装置的电动汽车中，能够享受如具有序列式换挡装置的无离合器踏板的MT车辆的驾驶感觉。该电动汽车具备加速踏板、序列式换挡装置、以及控制装置。控制装置响应加速踏板的操作和序列式换挡装置的操作，使电动马达输出的马达转矩变化。详细而言，控制装置响应序列式换挡装置的操作，在预定的换挡时间的期间使马达转矩的变化率至少变化2次。

Description

电动汽车

技术领域

本公开涉及将电动马达用作行驶用的动力装置的电动汽车。

背景技术

在电动汽车中用作行驶用的动力装置的电动马达相对在以往车辆中用作行驶用的动力装置的内燃机，转矩特性大幅不同。根据动力装置的转矩特性的差异，相对以往车辆必备变速器，电动汽车一般不具备变速器。当然，电动汽车不具备通过驾驶员的手动操作切换变速比的手动变速箱(MT)。因此，在带MT的以往车辆(以下称为MT车辆)的驾驶和电动汽车的驾驶中，在驾驶感觉中存在大的差异。

另一方面，电动马达通过控制施加的电压、磁场能够比较容易地控制转矩。因此，在电动马达中，通过实施适当的控制，能够在电动马达的动作范围内得到期望的转矩特性。在例如专利文献1以及专利文献2中提出了发挥该特征控制电动汽车的转矩来模拟MT车辆特有的转矩特性的技术。在这些专利文献公开的电动汽车中，以能够得到如MT车辆的驾驶感觉的方式，设置有虚拟换挡装置和虚拟离合器踏板。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2021-118569号公报

专利文献2：日本特开2022-036845号公报

发明内容

离合器踏板的操作是只有MT车辆才有的操作，所以在电动汽车中设置虚拟离合器踏板吸引在电动汽车中希望享受如MT车辆的驾驶感觉的用户。但是，离合器踏板的操作是对于习惯带自动变速器的车辆的驾驶的最近的驾驶员而言有时麻烦甚至困难的操作。另外，如果必要的操作仅为换挡装置的操作，则也能够实现更快速的齿轮级的切换。

推测虽然希望享受如MT车辆的驾驶感觉但不擅长或者不需要离合器踏板的操作的用户存在一定数量。而且，推测这样的用户期望的驾驶感觉是严密而言不具有离合器踏板的无离合器踏板的MT车辆的驾驶感觉。在无离合器踏板的MT车辆中，使用序列式(sequential)换挡装置的例子多。还包括序列式换挡装置的操作感觉，无离合器踏板的MT车辆的驾驶感觉与具备离合器踏板的通常的MT车辆的驾驶感觉不同。

上述专利文献公开的电动汽车被设计成模拟具备离合器踏板的通常的MT车辆中的输出特性。因此，仅通过从上述专利文献公开的电动汽车简单地去掉虚拟离合器踏板，无法满足期望如具有序列式换挡装置的无离合器踏板的MT车辆的驾驶感觉的用户。

本公开是鉴于上述课题而完成的。本公开的1个目的在于在将电动马达用作行驶用的动力装置的电动汽车中，能够享受如具有序列式换挡装置的无离合器踏板的MT车辆的驾驶感觉。

本公开提供用于达成上述目的的电动汽车。本公开的电动汽车具备加速踏板和序列式换挡装置。另外，本公开的电动汽车具备响应加速踏板的操作和序列式换挡装置的操作而使电动马达输出的马达转矩变化的控制装置。控制装置构成为响应序列式换挡装置的操作，在预定的换挡时间的期间使马达转矩的变化率至少变化2次。

序列式换挡装置例如既可以是拨片式换挡装置，也可以是操纵杆式换挡装置。即，序列式换挡装置也可以是具有如与无离合器踏板的MT车辆具备的序列式换挡装置相同的构造、操作感的结构。但是，如上所述，序列式换挡装置是其操作对电动马达的马达转矩作用的结构，与无离合器踏板的MT车辆具备的序列式换挡装置在功能上不同。为了与无离合器踏板的MT车辆具备的序列式换挡装置区分，以下，将本公开的电动汽车具备的序列式换挡装置称为虚拟序列式换挡装置。

根据本公开的电动汽车的结构，通过虚拟序列式换挡装置的换挡操作，马达转矩以如序列式换挡装置被操作时的无离合器踏板的MT车辆的驱动轮转矩的输出特性变化。由此，驾驶员能够在电动汽车中享受如具有序列式换挡装置的无离合器踏板的MT车辆的驾驶感觉。

控制装置在换挡时间的期间使马达转矩的变化率至少变化2次也可以包括控制装置在换挡时间的期间使马达转矩降低至极小值后再次增加。通过使马达转矩临时地降低，模仿在无离合器踏板的MT车辆中通过序列式换挡装置的换挡操作将离合器临时地释放时的驾驶感觉。在该情况下，控制装置也可以将极小值设为零，在换挡时间内的预定时间将马达转矩维持为零。进而，控制装置也可以在换挡时间经过时使马达转矩过冲。通过虚拟序列式换挡装置的换挡操作得到的驾驶感觉依赖于换挡时间内的马达转矩的变化特性的设定。

例示的换挡时间内的马达转矩的变化特性既可以应用于虚拟序列式换挡装置的升挡操作，也可以应用于虚拟序列式换挡装置的降挡操作。

控制装置也可以在加速踏板的操作量恒定的情况下，在换挡时间经过前后使马达转矩产生与序列式换挡装置的换挡方向对应的差。如果虚拟序列式换挡装置的操作是升挡操作，则也可以在换挡时间经过前后使马达转矩降低。另外，如果是虚拟序列式换挡装置的降挡操作，则也可以在换挡时间经过前后使马达转矩增大。

换挡时间内的马达转矩的变化特性也可以可变更。例如，在本公开的电动汽车具备驱动模式选择开关的情况下，控制装置也可以根据通过驱动模式选择开关选择出的驱动模式，变更换挡时间内的马达转矩的变化特性。根据该结构，驾驶员通过适当地选择驱动模式，能够任意地得到符合心情的驾驶感觉、与驾驶场面对应的驾驶感觉。

驾驶员得到的驾驶感觉依赖于视觉信息。因此，通过视觉上表现只有无离合器踏板的MT车辆才有的举动，期待对驾驶员提供更现实的驾驶感觉。本公开的电动汽车也可以作为在视觉上表现只有无离合器踏板的MT车辆才有的举动的装置，具备虚拟引擎转速表。在虚拟引擎转速表显示本公开的电动汽车模拟的无离合器踏板的MT车辆的假想引擎转速。作为一个例，在虚拟序列式换挡装置被升挡操作的情况下，也可以响应该升挡操作，将在换挡时间的期间单调地降低的假想引擎转速显示于虚拟引擎转速表。作为其他例子，在虚拟序列式换挡装置被降挡操作的情况下，也可以响应该降挡操作，将在换挡时间内的预定的定时上升的假想引擎转速显示于虚拟引擎转速表。

也可以使用模拟无离合器踏板的MT车辆中的驱动轮转矩的输出特性而得到的无离合器踏板的MT车辆模型，通过控制装置计算马达转矩。关于无离合器踏板的MT车辆模型和使用其的马达转矩的计算方法，在后述本公开的实施方式中说明。

如以上叙述，根据本公开的电动汽车，驾驶员能够享受如具有序列式换挡装置的无离合器踏板的MT车辆的驾驶感觉。

附图说明

图1是示意地示出本公开的实施方式所涉及的电动汽车的结构的图。

图2是示出图1所示的电动汽车的控制系统的结构的框图。

图3是示出图1所示的电动汽车的控制装置的功能的框图。

图4是示出图3所示的控制装置具备的无离合器踏板的MT车辆模型的一个例子的框图。

图5是示出构成图4所示的无离合器踏板的MT车辆模型的引擎模型的一个例子的图。

图6是示出构成图4所示的无离合器踏板的MT车辆模型的离合器模型的一个例子的图。

图7是示出构成图4所示的无离合器踏板的MT车辆模型的序列式变速箱模型的一个例子的图。

图8是将通过使用无离合器踏板的MT车辆模型的马达控制实现的电动马达的转矩特性与通过作为电动汽车的通常的马达控制实现的电动马达的转矩特性比较示出的图。

图9是示出响应升挡操作而进行的使用无离合器踏板的MT车辆模型的马达转矩的运算的一个例子的图。

图10是示出响应升挡操作而进行的使用无离合器踏板的MT车辆模型的马达转矩的运算的其他例子的图。

图11是示出响应降挡操作而进行的使用无离合器踏板的MT车辆模型的马达转矩的运算的一个例子的图。

图12是示出响应降挡操作而进行的使用无离合器踏板的MT车辆模型的马达转矩的运算的其他例子的图。

图13是示意地示出本公开的实施方式所涉及的电动汽车的结构的变形例的图。

(符号说明)

2：电动马达；8：驱动轮；10：电动汽车；16：逆变器；26：虚拟拨片换挡装置(虚拟序列式换挡装置)；28：操纵杆式虚拟换挡装置(虚拟序列式换挡装置)；42：驱动模式选择开关；44：虚拟引擎转速表；50：控制装置；520：控制信号计算部；530：无离合器踏板的MT车辆模型；540：要求马达转矩计算部。

具体实施方式

1.电动汽车的结构

图1是示意地示出本实施方式所涉及的电动汽车10的动力系统的结构的图。如图1所示，在电动汽车10中，作为动力源具备电动马达2。电动马达2例如是无刷DC马达、三相交流同步马达。在电动马达2中，设置有用于检测其转速的转速传感器40。电动马达2的输出轴3经由齿轮机构4与传动轴5的一端连接。传动轴5的另一端经由差速齿轮6与车辆前方的驱动轴7连接。

电动汽车10具备作为前车轮的驱动轮8和作为后车轮的从动轮12。驱动轮8分别设置于驱动轴7的两端。在各车轮8、12设置有车轮速传感器30。在图1中，代表地仅描绘了右后轮的车轮速传感器30。车轮速传感器30还被用作用于检测电动汽车10的车速的车速传感器。车轮速传感器30通过控制器局域网(CAN)等车载网络与后述控制装置50连接。

电动汽车10具备蓄电池14和逆变器16。蓄电池14积蓄驱动电动马达2的电能。即，电动汽车10是通过积蓄于蓄电池14的电能行驶的蓄电池电动汽车(BEV)。逆变器16将从蓄电池14输入的直流电力变换为电动马达2的驱动电力。通过利用控制装置50的PWM控制，进行利用逆变器16的电力变换。逆变器16通过车载网络与控制装置50连接。

在电动汽车10中，作为用于驾驶员针对电动汽车10输入动作要求的动作要求输入装置，具备用于输入加速要求的加速踏板22和用于输入制动要求的制动踏板24。在加速踏板22设置有用于检测作为加速踏板22的操作量的加速开度的加速位置传感器32。另外，在制动踏板24设置有用于检测作为制动踏板24的操作量的制动器踩下量的制动器位置传感器34。加速位置传感器32以及制动器位置传感器34通过车载网络与控制装置50连接。

在电动汽车10中，作为动作输入装置，还具备虚拟拨片换挡装置26。拨片换挡装置、即拨片式的序列式换挡装置是操作序列式手动变速箱(SMT)的装置，但当然电动汽车10不具备SMT。虚拟拨片换挡装置26只不过为与本来的拨片换挡装置不同的虚设部件。一般而言，具备拨片换挡装置的MT车辆是不具备离合器踏板的无离合器踏板的MT车辆。因此，电动汽车10具备虚拟拨片换挡装置26，但不具备模仿离合器踏板的虚拟离合器踏板。

虚拟拨片换挡装置26具有模仿无离合器踏板的MT车辆具备的拨片换挡装置的构造。虚拟拨片换挡装置26安装于方向盘。虚拟拨片换挡装置26具备升挡开关26u和降挡开关26d。升挡开关26u设置于方向盘的右侧，降挡开关26d设置于方向盘的左侧。升挡开关26u和降挡开关26d能够独立操作。升挡开关26u通过被拨向跟前发出信号，降挡开关26d也通过被拨向跟前发出信号。以下，将把升挡开关26u拨向跟前的操作称为升挡操作，将通过升挡操作升挡开关26u发出的信号称为升挡信号。另外，将把降挡开关26d拨向跟前的操作称为降挡操作，将通过降挡操作降挡开关26d发出的信号称为降挡信号。升挡开关26u和降挡开关26d通过车载网络与控制装置50连接。

电动汽车10具备驱动模式选择开关42。驱动模式选择开关42是选择电动汽车10的驱动模式的开关。在图1所示的例子中，能够通过驱动模式选择开关42选择A模式、B模式、以及C模式这3个驱动模式。关于驱动模式，针对每个其种类对驾驶员提供的驾驶感觉不同。作为驱动模式的例子，可以举出运动模式、舒适模式、赛车模式、通常模式等。驱动模式至少与电动马达2的输出特性关联起来。驱动模式选择开关42通过车载网络与控制装置50连接。

电动汽车10具备虚拟引擎转速表44。引擎转速表是针对驾驶员显示内燃机(引擎)的转速的装置，但当然电动汽车10不具备引擎。虚拟引擎转速表44只不过为与本来的引擎转速表不同的虚设部件。虚拟引擎转速表44具有模仿以往车辆具备的引擎转速表的构造。虚拟引擎转速表44既可以是机械式也可以是液晶显示式。或者，也可以是利用抬头显示器的投影显示式。在液晶显示式、投影显示式的情况下，也可以能够任意地设定转速极限。虚拟引擎转速表44通过车载网络与控制装置50连接。

典型而言，控制装置50是搭载于电动汽车10的电子控制单元(ECU)。控制装置50也可以是多个ECU的组合。控制装置50具备接口52、存储器54、以及处理器56。对接口52连接了车载网络。存储器54包括临时地记录数据的RAM和保存能够由处理器56执行的程序、与程序关联的各种数据的ROM。程序由多个指令构成。处理器56从存储器54读出并执行程序、数据，根据从各传感器取得的信号生成控制信号。

图2是示出本实施方式所涉及的电动汽车10的控制系统的结构的框图。控制装置50至少受理来自车轮速传感器30、加速位置传感器32、制动器位置传感器34、升挡开关26u、降挡开关26d、转速传感器40、以及驱动模式选择开关42的信号输入。在这些传感器与控制装置50之间的通信中使用车载网络。虽然图示省略，除了这些以外将各种传感器也搭载到电动汽车10，通过车载网络与控制装置50连接。

另外，控制装置50至少向逆变器16和虚拟引擎转速表44输出信号。在这些设备与控制装置50之间的通信中使用车载网络。虽然图示省略，除了这些以外将各种致动器、显示器也搭载到电动汽车10，通过车载网络与控制装置50连接。

控制装置50具备作为控制信号计算部520的功能。详细而言，通过由处理器56执行存储于存储器54的程序，处理器56至少作为控制信号计算部520发挥功能。控制信号计算是指，计算针对致动器、设备的控制信号的功能。在控制信号中，至少包括用于对逆变器16进行PWM控制的信号和使虚拟引擎转速表44显示信息的信号。以下，说明控制装置50具有的功能。

2.控制装置的功能

2-1.马达转矩计算功能

图3是示出本实施方式所涉及的控制装置50的功能、特别是与针对电动马达2的马达转矩指令值的计算相关的功能的框图。控制装置50通过该框图所示的功能计算马达转矩指令值，生成用于根据马达转矩指令值对逆变器16进行PWM控制的控制信号。

如图3所示，控制信号计算部520具备无离合器踏板的MT车辆模型530和要求马达转矩计算部540。对控制信号计算部520至少输入来自车轮速传感器30、加速位置传感器32、升挡开关26u、降挡开关26d、以及驱动模式选择开关42的信号。控制信号计算部520处理来自这些传感器以及开关的信号，计算使电动马达2输出的马达转矩。

无离合器踏板的MT车辆模型530是在将电动汽车10假设为无离合器踏板的MT车辆的情况下，计算应通过加速踏板22以及虚拟拨片换挡装置26的操作得到的驱动轮转矩的模型。无离合器踏板的MT车辆是虽然具备引擎、SMT、以及连接引擎和SMT的离合器，但由于自动地操作离合器而不具备离合器踏板的MT车辆。无离合器踏板的MT车辆中的驱动轮转矩通过控制针对引擎的燃料供给的油门踏板的操作和切换SMT的齿轮级的拨片换挡装置的操作决定。引擎既可以是火花点火式引擎，也可以是柴油引擎。以下，将通过无离合器踏板的MT车辆模型530假想地实现的引擎、离合器、以及SMT分别称为假想引擎、假想离合器、假想SMT。

对无离合器踏板的MT车辆模型530，作为假想引擎的油门踏板的操作量，输入由加速位置传感器32检测的加速开度Pap。另外，对无离合器踏板的MT车辆模型530，作为决定假想SMT的齿轮级的拨片换挡装置的操作的输入，输入从升挡开关26u发送的升挡信号Su和从降挡开关26d发送的降挡信号Sd。进而，对无离合器踏板的MT车辆模型530，作为表示车辆的负荷状态的信号，还输入由车轮速传感器30检测的车速Vw(或者车轮速)。

对无离合器踏板的MT车辆模型530，从驱动模式选择开关42输入模式选择信号。无离合器踏板的MT车辆模型530包括模拟输出特性不同的无离合器踏板的MT车辆的多个模型。各模型与通过驱动模式选择开关42选择的驱动模式关联起来。在图3所示的例子中，无离合器踏板的MT车辆模型530包括与A模式对应的A模式用模型、与B模式对应的B模式用模型、与C模式对应的C模式用模型。根据通过驱动模式选择开关42选择的驱动模式，从这些模型中选择1个模型，选择的模型被用于计算驱动轮转矩Tw。

要求马达转矩计算部540将由无离合器踏板的MT车辆模型530计算的驱动轮转矩Tw变换为要求马达转矩Tm。要求马达转矩Tm是由无离合器踏板的MT车辆模型530计算的驱动轮转矩Tw的实现必要的马达转矩。在驱动轮转矩Tw的向要求马达转矩Tm的变换中，使用从电动马达2的输出轴3至驱动轮8的减速比。

2-2.无离合器踏板的MT车辆模型

2-2-1.概要

接下来，说明无离合器踏板的MT车辆模型530。图4是示出无离合器踏板的MT车辆模型530的一个例子的框图。无离合器踏板的MT车辆模型530包括引擎模型531、离合器模型532、SMT模型533、车轴/驱动轮模型534、以及PCU模型535。在引擎模型531中，对假想引擎进行模型化。本实施方式的假想引擎是通过节气门的开度控制转矩的火花点火式引擎。在离合器模型532中，对假想离合器进行模型化。在SMT模型533中，对假想SMT进行模型化。在车轴/驱动轮模型534中，对从车轴至驱动轮的假想的转矩传递系进行模型化。而且，在PCU模型535中，对假想引擎、假想离合器、以及对假想SMT进行综合控制的假想的工厂控制单元(PCU)的一部分的功能进行模型化。各模型例如既可以用计算式表示也可以用映射(map)表示。

在各模型之间进行计算结果的输入输出。另外，在PCU模型535中使用输入到无离合器踏板的MT车辆模型530的加速开度Pap、升挡信号Su、以及降挡信号Sd。在多个模型中使用车速Vw(或者车轮速)。在无离合器踏板的MT车辆模型530中，根据这些输入信号，计算驱动轮转矩Tw和假想引擎转速Ne。

2-2-2.PCU模型

PCU模型535计算假想引擎的假想节气门开度、假想离合器的假想离合器开度、以及假想SMT的假想齿轮级。PCU模型535包括计算假想节气门开度的节气门开度模型、计算假想离合器开度的离合器开度模型、以及计算假想齿轮级的齿轮级模型。

节气门开度模型接受加速开度Pap、升挡信号Su、以及降挡信号Sd的输入并输出假想节气门开度TA。在节气门开度模型中，假想节气门开度TA与加速开度Pap关联起来，随着加速开度Pap变大，假想节气门开度TA变大。但是，在输入了升挡信号Su时以及在输入了降挡信号Sd时，假想节气门开度TA与加速开度Pap无关地临时地降低。其意味着，在进行了虚拟拨片换挡装置26的换挡操作时，假想节气门临时地关闭。从节气门开度模型输出的假想节气门开度TA被输入给引擎模型531。

离合器开度模型接受升挡信号Su以及降挡信号Sd的输入并输出假想离合器开度CP。假想离合器开度CP基本上设为零％。即，假想离合器的基本的状态是卡合的状态。在被输入了升挡信号Su时以及在被输入了降挡信号Sd时，假想离合器开度CP临时地设为0％。其意味着，在进行了虚拟拨片换挡装置26的换挡操作时，假想离合器被临时地释放。在将假想离合器卡合时的假想离合器开度CP的计算中，使用车速Vw和假想引擎转速。离合器开度模型以使根据车速Vw计算的假想SMT的输入轴的转速和假想引擎转速平滑地一致的方式，根据转速差计算假想离合器开度CP。从离合器开度模型输出的假想离合器开度CP被输入给离合器模型532。

齿轮级模型接受升挡信号Su以及降挡信号Sd的输入并输出假想齿轮级GP。假想SMT的齿轮级数是N(N是2以上的自然数)。假想齿轮级GP每当被输入升挡信号Su时提升1级。但是，在假想齿轮级GP成为第N级时，即使在被输入升挡信号Su的情况下假想齿轮级GP仍被维持为第N级。另外，假想齿轮级GP每当被输入降挡信号Sd时下降1级。但是，在假想齿轮级GP成为第1级时，即使在被输入降挡信号Sd的情况下假想齿轮级GP仍被维持为第1级。从齿轮级模型输出的假想齿轮级GP被输入给SMT模型533。

2-2-3.引擎模型

引擎模型531计算假想引擎转速Ne和假想引擎输出转矩Teout。引擎模型531包括计算假想引擎转速Ne的模型和计算假想引擎输出转矩Teout的模型。在假想引擎转速Ne的计算中，例如，使用用下式(1)表示的模型。在下式(1)中，根据车轮8的转速Nw、综合减速比R、以及假想离合器的滑动率Rslip计算假想引擎转速Ne。

【式1】

在式(1)中，通过车轮速传感器30检测车轮8的转速Nw。根据用后述SMT模型533计算的齿轮比(变速比)r和用车轴/驱动轮模型534规定的减速比计算综合减速比R。用后述离合器模型532计算滑动率Rslip。假想引擎转速Ne显示于虚拟引擎转速表44。

但是，式(1)是通过假想离合器连接了假想引擎和假想SMT的状态下的假想引擎转速Ne的计算式。在假想离合器被断开的情况下，可视为在假想引擎中发生的假想引擎转矩Te被用于假想引擎转速Ne的上升。假想引擎转矩Te是对假想引擎输出转矩Teout加上由惯性矩形成的转矩而得到的转矩。在假想离合器被断开的情况下，假想引擎输出转矩Teout是零。因此，引擎模型531在假想离合器被断开的情况下，使用假想引擎转矩Te和假想引擎的惯性矩J通过下式(2)计算假想引擎转速Ne。在假想引擎转矩Te的计算中，使用将假想节气门开度TA作为参数的映射。

【式2】

此外，在无离合器踏板的MT车辆的空转中，进行将引擎转速维持为一定转速的怠速转速管控控制。因此，引擎模型531在假想离合器被切断、车速是0、并且假想节气门开度TA是0％的情况下，将假想引擎转速Ne计算为预定的空转转速(例如1000rpm)。在驾驶员在停车中踩下加速踏板22而进行空转的情况下，作为在式(2)中计算的假想引擎转速Ne的初始值使用空转转速。

引擎模型531根据假想引擎转速Ne以及假想节气门开度TA计算假想引擎输出转矩Teout。在假想引擎输出转矩Teout的计算中，例如，使用如图5所示的映射。该映射是规定稳定状态下的假想节气门开度TA、假想引擎转速Ne、以及假想引擎输出转矩Teout的关系的映射。在该映射中，按照每个假想节气门开度TA提供针对假想引擎转速Ne的假想引擎输出转矩Teout。图5所示的转矩特性既能够设定为设想自然吸气引擎的特性，也能够设定为设想增压引擎的特性。另外，关于图5所示的转矩特性，通过将假想节气门开度TA置换为假想燃料喷射量，还能够设定为设想柴油引擎的特性。由引擎模型531计算的假想引擎输出转矩Teout被输入给离合器模型532。

2-2-4.离合器模型

离合器模型532计算转矩传递增益k。转矩传递增益k是用于计算与假想离合器开度CP对应的假想离合器的转矩传递程度的增益。离合器模型532例如具有如图6所示的映射。在该映射中，针对假想离合器开度CP提供转矩传递增益k。在图6中，以在假想离合器开度CP为CP0至CP1的范围内成为1，在假想离合器开度CP为CP1至CP2的范围内以一定的斜率单调减少至0，在假想离合器开度CP为CP2至CP3的范围内成为0的方式，提供转矩传递增益k。在此，CP0与离合器开度0％对应，CP3与离合器开度100％对应。从CP0至CP1的范围和从CP2至CP3的范围是转矩传递增益k不会根据假想离合器开度CP变化的不灵敏带。

离合器模型532使用转矩传递增益k来计算离合器输出转矩Tcout。离合器输出转矩Tcout是从假想离合器输出的转矩。离合器模型532例如通过下式(3)，根据假想引擎输出转矩Teout以及转矩传递增益k，计算离合器输出转矩Tcout。由离合器模型532计算的离合器输出转矩Tcout被输入给SMT模型533。

【式3】

Tcout＝Teout×k…(3)

另外，离合器模型532计算滑动率Rslip。滑动率Rslip被用于在引擎模型531中计算假想引擎转速Ne。在滑动率Rslip的计算中，与转矩传递增益k同样地，能够使用针对离合器踏板踩下量Pc提供滑动率Rslip的映射。也可以代替这样的映射，通过表示滑动率Rslip和转矩传递增益的关系的下式(4)，根据转矩传递增益k计算滑动率Rslip。

【式4】

Rslip＝1-k…(4)

2-2-5.SMT模型

SMT模型533计算齿轮比(变速比)r。齿轮比r是在假想SMT中根据假想齿轮级GP决定的齿轮比。SMT模型533例如具有如图7所示的映射。在该映射中，针对假想齿轮级GP提供齿轮比r。如图7所示，假想齿轮级GP越大，齿轮比r变得越小。

SMT模型533使用齿轮比r来计算变速器输出转矩Tgout。变速器输出转矩Tgout是从假想SMT输出的转矩。MT模型533例如通过下式(5)，根据离合器输出转矩Tcout以及齿轮比r，计算变速器输出转矩Tgout。由MT模型533计算的变速器输出转矩Tgout被输入给车轴/驱动轮模型534。

【式5】

Tgout＝Tcout×r…(5)

2-2-5.车轴/驱动轮模型

车轴/驱动轮模型534使用预定的减速比rr来计算驱动轮转矩Tw。减速比rr是通过从假想SMT至驱动轮8的机械性的构造决定的固定值。对减速比rr乘以齿轮比r而得到的值是上述综合减速比R。车轴/驱动轮模型534例如通过下式(6)，根据变速器输出转矩Tgout、以及减速比rr，计算驱动轮转矩Tw。由车轴/驱动轮模型534计算的驱动轮转矩Tw被输出给要求马达转矩计算部540。

【式6】

Tw＝Tgout×rr…(6)

2-3.用无离合器踏板的MT车辆模型实现的电动马达的转矩特性

要求马达转矩计算部540将由无离合器踏板的MT车辆模型530计算的驱动轮转矩Tw变换为马达转矩。图8是将用使用无离合器踏板的MT车辆模型530的马达控制实现的电动马达2的转矩特性与用作为电动汽车(EV)的通常的马达控制实现的电动马达2的转矩特性比较示出的图。根据使用无离合器踏板的MT车辆模型530的马达控制，如图8所示，根据通过虚拟拨片换挡装置26设定的假想齿轮级，能够实现如模拟无离合器踏板的MT车辆的转矩特性的转矩特性(在图中实线)。此外，在图8中，假想SMT的齿轮级数成为6级。

3.响应换挡操作的马达转矩的控制的例子

3-1.响应升挡操作的马达转矩的控制的例子

图9是示出响应虚拟拨片换挡装置26的升挡操作而进行的使用无离合器踏板的MT车辆模型530的马达转矩的运算的一个例子的图。在图9所示的例子中，在电动汽车10的加速时将加速开度保持为恒定的同时进行升挡操作。

通过虚拟拨片换挡装置26的升挡操作，从升挡开关26u输入升挡信号。接受升挡信号的输入，无离合器踏板的MT车辆模型530的PCU模型535使假想节气门开度以预定的速度减少，同时使假想离合器开度以预定的速度增大。在与假想节气门开度成为0％而假想节气门被完全关闭的定时大致相同的定时，假想离合器开度成为100％而假想离合器被完全释放。

在假想节气门被完全关闭、并且假想离合器被完全释放的定时，PCU模型535使假想SMT的假想齿轮级增加1级。而且，在使假想齿轮级增加1级后经过了预定时间的定时，PCU模型535使假想节气门开度以预定的速度增大，同时使假想离合器开度以预定的速度减少。在与假想节气门开度恢复到升挡操作前的原来的开度的定时大致相同的定时，假想离合器开度成为0％而假想离合器被完全卡合。由此，假想SMT的升挡完成。在本说明书中，将探测到虚拟拨片换挡装置26的升挡操作的时间点定义为升挡的开始时间点，将假想离合器被完全卡合的时间点定义为升挡的完成时间点。而且，在本说明书中，将从升挡的开始时间点至升挡的完成时间点的时间(图9所示的时间t)定义为升挡的换挡时间。

在换挡时间的期间，假想离合器被释放而假想节气门关闭，所以假想引擎由于惯性旋转。其结果，在换挡时间的期间，假想引擎转速单调地减少。而且，通过假想离合器再次成为卡合状态而假想节气门再次打开，假想引擎转速再次开始增大。驾驶员得到的驾驶感觉依赖于视觉信息，所以通过在虚拟引擎转速表44上显示响应升挡操作而变化的假想引擎转速，对驾驶员提供现实的驾驶感觉。

在图9的最下段，示出通过响应升挡操作而如上所述使假想节气门开度、假想离合器开度、以及假想齿轮级变化来达成的马达转矩的变化。在图9所示的例子中，马达转矩随着假想离合器的释放进展而降低，在假想离合器被完全释放的时间点降低至零。而且，在假想离合器被释放的期间，马达转矩被维持为零。在不久假想离合器的卡合开始后，马达转矩随着假想离合器的卡合进展而增大。但是，假想离合器完全卡合而升挡完成的时间点下的马达转矩低于升挡的开始时间点下的马达转矩。即，在响应升挡操作的马达转矩的控制中，进行在换挡时间经过前后使马达转矩降低。通过如以上所述控制马达转矩，驾驶员能够在电动汽车10中享受如在无离合器踏板的MT车辆中通过拨片换挡装置进行了升挡操作时的驾驶感觉。

在升挡完成后，计算与假想齿轮级和假想节气门开度对应的马达转矩。但是，也可以在刚刚换挡时间经过之后，考虑通过假想引擎的旋转提供的惯性量，如在图9中虚线所示使马达转矩比根据假想齿轮级和假想节气门开度决定的值过冲。或者，相反地，也可以使马达转矩比根据假想齿轮级和假想节气门开度决定的值下冲。

图10A以及图10B是示出响应虚拟拨片换挡装置26的升挡操作而进行的使用无离合器踏板的MT车辆模型530的马达转矩的运算的其他例子的图。

在图10A所示的例子中，进行在换挡时间的期间使马达转矩降低至极小值后再次增加，在换挡时间经过前后使马达转矩减少。极小值是零。关于使马达转矩临时地降低，图10A所示的例子与图9所示的例子共同。通过使马达转矩临时地降低，模仿在无离合器踏板的MT车辆中进行了拨片换挡装置的升挡操作时的驾驶感觉。

在图10B所示的例子中，进行使马达转矩以一定的变化率从升挡的开始时间点降低至升挡的结束时间点，在换挡时间经过前后使马达转矩减少。在图10B所示的例子中，不进行如图9所示的例子、图10A所示的例子在换挡时间的期间使马达转矩产生极小值。但是，在升挡的开始时间点和升挡的结束时间点，使马达转矩的变化率变化。即，在图10A所示的例子中，关于在换挡时间的期间使马达转矩的变化率至少变化2次，与图9所示的例子以及图10A所示的例子共同。此外，在图9、图10A、以及图10B所示的各例子中，也可以在从探测到升挡操作起经过预定的延迟时间之后使马达转矩的变化率变化。

根据无离合器踏板的MT车辆模型530，能够根据通过驱动模式选择开关42选择的驱动模式，切换在马达转矩的计算中使用的模型。例如，也可以将图9所示的马达转矩的变化特性设为在A模式下得到的变化特性，将图10A所示的马达转矩的变化特性设为在B模式下得到的变化特性，将图10B所示的马达转矩的变化特性设为在C模式下得到的变化特性。另外，例如，也可以马达转矩的变化特性的波形在驱动模式之间共同，使升挡的换挡时间针对每个驱动模式不同。如果马达转矩的变化特性不同，则驾驶员接受的驾驶感觉也变得不同。驾驶员通过用驱动模式选择开关42适当地选择驱动模式，能够任意地得到符合心情的驾驶感觉、与驾驶场面对应的驾驶感觉。

3-2.响应降挡操作的马达转矩的控制的例子

图11是示出响应虚拟拨片换挡装置26的降挡操作而进行的使用无离合器踏板的MT车辆模型530的马达转矩的运算的一个例子的图。在图11所示的例子中，在电动汽车10的减速时将加速开度保持为恒定的同时进行降挡操作。

通过虚拟拨片换挡装置26的降挡操作，从降挡开关26d输入降挡信号。接受降挡信号的输入，无离合器踏板的MT车辆模型530的PCU模型535使假想节气门开度以预定的速度减少，同时使假想离合器开度以预定的速度增大。在与假想节气门开度成为0％而假想节气门被完全关闭的定时大致相同的定时，假想离合器开度成为100％而假想离合器被完全释放。

在假想节气门被完全关闭、并且假想离合器被完全释放的定时，PCU模型535使假想SMT的假想齿轮级减少1级。而且，在从使假想齿轮级减少1级起经过了预定时间的定时，PCU模型535将假想节气门临时地打开。之后继续，PCU模型535使假想节气门开度以预定的速度增大，同时使假想离合器开度以预定的速度减少。在与假想节气门开度恢复到降挡操作前的原来的开度的定时大致相同的定时，假想离合器开度成为0％而假想离合器被完全卡合。由此，假想SMT的降挡完成。在本说明书中，将探测到虚拟拨片换挡装置26的降挡操作的时间点定义为降挡的开始时间点，将假想离合器被完全卡合的时间点定义为降挡的完成时间点。而且，在本说明书中，将从降挡的开始时间点至降挡的完成时间点的时间(图11所示的时间t)定义为降挡的换挡时间。

为了使假想引擎转速上升，使假想引擎转速与根据车速决定的假想SMT的输入轴的转速一致，而进行在假想离合器被释放的期间将假想节气门临时地打开的操作。在假想SMT的输入轴的转速与假想引擎转速之差收敛于预定的阈值以内时，开始假想离合器的卡合。在进行了降挡操作的情况下，在假想离合器被卡合而马达转矩增大以前假想引擎转速上升。通过在虚拟引擎转速表44上显示这样的假想引擎转速的变化，驾驶员能够根据视觉信息得到降挡时的驾驶感觉。

在图11的最下段，示出通过响应降挡操作而如上所述使假想节气门开度、假想离合器开度、以及假想齿轮级变化来达成的马达转矩的变化。在图11所示的例子中，马达转矩随着假想离合器的释放进展而降低，在假想离合器被完全释放的时间点降低至零。而且，在假想离合器被释放的期间，马达转矩被维持为零。在不久假想离合器的卡合开始后，马达转矩随着假想离合器的卡合进展而增大。但是，假想离合器完全卡合而降挡完成的时间点下的马达转矩高于降挡的开始时间点下的马达转矩。即，在响应降挡操作的马达转矩的控制中，进行在换挡时间经过前后使马达转矩增大。通过如以上所述控制马达转矩，驾驶员能够在电动汽车10中享受如在无离合器踏板的MT车辆中通过拨片换挡装置进行了降挡操作时的驾驶感觉。

在降挡完成后，计算与假想齿轮级和假想节气门开度对应的马达转矩。但是，也可以在刚刚换挡时间经过之后，考虑通过假想引擎的旋转得到的惯性量，如在图11中虚线所示使马达转矩比根据假想齿轮级和假想节气门开度决定的值过冲。或者，相反地，也可以使马达转矩比根据假想齿轮级和假想节气门开度决定的值下冲。

图12A以及图12B是示出响应虚拟拨片换挡装置26的降挡操作而进行的使用无离合器踏板的MT车辆模型530的马达转矩的运算的其他例子的图。

在图12A所示的例子中，进行在换挡时间的期间使马达转矩降低至极小值后再次增加，在换挡时间经过前后使马达转矩增大。极小值是零。关于使马达转矩临时地降低，图12A所示的例子与图11所示的例子共同。通过使马达转矩临时地降低，模仿在无离合器踏板的MT车辆中进行了拨片换挡装置的降挡操作时的驾驶感觉。

在图12B所示的例子中，进行使马达转矩以一定的变化率从降挡的开始时间点降低至降挡的结束时间点，在换挡时间经过前后使马达转矩增大。在图12B所示的例子中，不进行如图11所示的例子、图12A所示的例子在换挡时间的期间使马达转矩产生极小值。但是，在降挡的开始时间点和降挡的结束时间点使马达转矩的变化率变化。即，在图12A所示的例子中，关于在换挡时间的期间使马达转矩的变化率至少变化2次，与图11所示的例子以及图12A所示的例子共同。此外，在图11、图12A、以及图12B所示的各例子中，也可以在从探测到降挡操作起经过预定的延迟时间之后使马达转矩的变化率变化。

图11、图12A、以及图12B所示的马达转矩的变化特性能够与能够通过驱动模式选择开关42选择的驱动模式关联起来。例如，也可以将图11所示的马达转矩的变化特性设为在A模式下得到的变化特性，将图12A所示的马达转矩的变化特性设为在B模式下得到的变化特性，将图12B所示的马达转矩的变化特性设为在C模式下得到的变化特性。另外，例如，也可以马达转矩的变化特性的波形在驱动模式之间共同，使降挡的换挡时间针对每个驱动模式不同。

4.其他

图13是示意地示出上述实施方式所涉及的电动汽车10的结构的变形例的图。在该变形例中，作为虚拟序列式换挡装置具备操纵杆式的虚拟换挡装置28。操纵杆式的虚拟换挡装置28构成为通过将变速杆28a操作到前方而输出升挡信号，通过将变速杆28a操作到后方而输出降挡信号。操纵杆式的虚拟换挡装置28通过车载网络与控制装置50连接。

上述实施方式所涉及的电动汽车10是用1个电动马达2驱动前轮的FF车辆。但是，在前后各配置电动马达而分别驱动前轮和后轮的电动汽车中也能够应用本发明。另外，本发明还能够应用于在各轮具备轮毂马达的电动汽车。在这些情况下的无离合器踏板的MT车辆模型中，能够使用对带SMT的全轮驱动车辆进行模型化而得到的模型。

上述实施方式所涉及的电动汽车10不具备变速器。但是，在具备有级或者无级的自动变速器的电动汽车中也能够应用本发明。在该情况下，以输出用无离合器踏板的MT车辆模型计算的马达转矩的方式控制包括电动马达以及自动变速器的动力传动系统即可。

本公开的马达转矩控制技术不限于蓄电池电动汽车，能够广泛应用于将电动马达用作行驶用的动力装置的电动汽车。例如，能够将本公开的马达转矩控制技术应用于具有仅通过电动马达的驱动力行驶的模式的混合动力电动汽车(HEV)、插电式混合动力电动汽车(PHEV)。另外，还能够将本公开的马达转矩控制技术应用于对电动马达供给用燃料电池发电的电能的燃料电池电动汽车(FCEV)。

Claims (17)

1.一种电动汽车，将电动马达用作行驶用的动力装置，其特征在于，具备：

加速踏板；

序列式换挡装置；以及

控制装置，响应所述加速踏板的操作和所述序列式换挡装置的操作而使所述电动马达输出的马达转矩变化，

所述控制装置响应所述序列式换挡装置的操作，在预定的换挡时间的期间使所述马达转矩的变化率至少变化2次。

2.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，

所述控制装置构成为在所述换挡时间的期间，使所述马达转矩降低至极小值后再次增加。

3.根据权利要求2所述的电动汽车，其特征在于，

所述控制装置构成为将所述极小值设为零，在所述换挡时间内的预定时间，将所述马达转矩维持为零。

4.根据权利要求3所述的电动汽车，其特征在于，

所述控制装置构成为在所述换挡时间经过时使所述马达转矩过冲。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的电动汽车，其特征在于，

所述控制装置构成为在从探测到所述序列式换挡装置的操作起经过预定的延迟时间后使所述马达转矩的变化率变化。

6.根据权利要求1至4中的任意一项所述的电动汽车，其特征在于，

还具备驱动模式选择开关，

所述控制装置构成为根据通过所述驱动模式选择开关选择出的驱动模式，变更所述换挡时间内的所述马达转矩的变化特性。

7.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，

所述控制装置构成为在所述加速踏板的操作量恒定的情况下，在所述换挡时间经过前后使所述马达转矩产生与所述序列式换挡装置的换挡方向对应的差。

8.根据权利要求7所述的电动汽车，其特征在于，

所述控制装置构成为在所述序列式换挡装置的操作是升挡操作的情况下，在所述换挡时间经过前后使所述马达转矩降低。

9.根据权利要求7所述的电动汽车，其特征在于，

所述控制装置构成为在所述序列式换挡装置的操作是降挡操作的情况下，在所述换挡时间经过前后使所述马达转矩增大。

10.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，

还具备显示假想引擎转速的虚拟引擎转速表，

所述虚拟引擎转速表构成为响应所述序列式换挡装置的升挡操作，在所述换挡时间的期间使所述假想引擎转速单调地降低。

11.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，

还具备显示假想引擎转速的虚拟引擎转速表，

所述虚拟引擎转速表构成为响应所述序列式换挡装置的降挡操作，在所述换挡时间内的预定的定时使所述假想引擎转速上升。

12.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，

所述序列式换挡装置是拨片式换挡装置。

13.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，

所述序列式换挡装置是操纵杆式换挡装置。

14.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，

所述电动汽车是无离合器踏板的车辆。

15.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，

所述控制装置具备：

存储器，存储有无离合器踏板的MT车辆模型；以及

处理器，与所述存储器结合，

所述无离合器踏板的MT车辆模型是模拟无离合器踏板的MT车辆中的驱动轮转矩的输出特性的模型，该无离合器踏板的MT车辆具有通过油门踏板的操作控制引擎转矩的内燃机、通过序列式的换挡装置的操作切换齿轮级的序列式手动变速箱、以及连接所述内燃机和所述序列式手动变速箱的离合器，响应所述换挡装置的操作而自动地进行所述引擎转矩的临时性切断和所述离合器的卡合以及释放，

所述处理器构成为执行：

将所述加速踏板的操作作为针对所述无离合器踏板的MT车辆模型的所述油门踏板的操作的输入受理的处理；

将所述序列式换挡装置的操作作为针对所述无离合器踏板的MT车辆模型的所述换挡装置的操作的输入受理的处理；

根据所述油门踏板的操作的输入和所述换挡装置的操作的输入，使用所述无离合器踏板的MT车辆模型计算由所述引擎转矩、所述齿轮级、以及所述离合器的连接状态决定的所述驱动轮转矩的处理；以及

以对所述电动汽车的驱动轮提供所述驱动轮转矩的方式使所述马达转矩变化的处理。

16.根据权利要求15所述的电动汽车，其特征在于，

还具备驱动模式选择开关，

所述无离合器踏板的MT车辆模型包括模拟所述输出特性不同的无离合器踏板的MT车辆的多个模型，

所述控制装置构成为根据通过所述驱动模式选择开关选择出的驱动模式，从所述多个模型中选择1个模型。

17.根据权利要求15所述的电动汽车，其特征在于，

还具备显示假想引擎转速的虚拟引擎转速表，

所述控制装置构成为还执行将使用所述无离合器踏板的MT车辆模型计算的所述内燃机的转速作为所述假想引擎转速显示于所述虚拟引擎转速表的处理。