DE102021119980A1

DE102021119980A1 - Elektrofahrzeug

Info

Publication number: DE102021119980A1
Application number: DE102021119980.8A
Authority: DE
Inventors: Yoichiro ISAMI; Yoshio Itou; Hiroyuki Amano; Tatsuya Imamura; Akiko Nishimine; Hiroaki Ebuchi; Hiroaki KODERA
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-08-07
Filing date: 2021-08-02
Publication date: 2022-02-10
Also published as: US20220041066A1; CN114056115A; JP2022030868A; US11926222B2; CN114056115B; JP7294272B2

Abstract

Ein Elektrofahrzeug ist konfiguriert, um in der Lage sein, ein Fahren in einem MT-Modus, der einen Elektromotor mit einer Drehmomentcharakteristik wie ein MT-Fahrzeug mit einem manuellen Getriebe und einem Verbrennungsmotor steuert, und ein Fahren in einem EV-Modus, der den Elektromotor mit einer normalen Drehmomentcharakteristik steuert, durchzuführen. Das Elektrofahrzeug umfasst einen Modusumschaltschalter zum Umschalten auf das Fahren in dem MT-Modus.

Description

HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Elektrofahrzeug, das einen Elektromotor als Motor zum Fahren verwendet.
Stand der Technik
Ein Elektromotor, der in einem Elektrofahrzeug (EV) als Motor zum Fahren verwendet wird, hat eine signifikant andere Drehmomentcharakteristik als ein Verbrennungsmotor, der in einem konventionellen Fahrzeug als Motor zum Fahren verwendet wurde. Aufgrund des Unterschieds in der Drehmomentcharakteristik des Motors benötigen konventionelle Fahrzeuge ein Getriebe, während EVs in der Regel kein Getriebe enthalten. Selbstverständlich verfügen EVs auch nicht über ein manuelles Getriebe (MT), das die Getriebeübersetzung entsprechend der manuellen Bedienung durch den Fahrer ändert. Daher besteht ein signifikanter Unterschied im Sinne des Fahrens zwischen dem Fahren eines konventionellen Fahrzeugs, das ein MT umfasst (im Folgenden auch als „MT-Fahrzeug“ bezeichnet) und dem Fahren eines EVs.
Einerseits kann der Elektromotor das Drehmoment relativ einfach durch Steuerung der angelegten Spannung und des Feldmagneten steuern. Dementsprechend kann der Elektromotor eine gewünschte Drehmomentcharakteristik innerhalb eines Betriebsbereichs aufweisen, indem eine entsprechende Steuerung durchgeführt wird. Unter Ausnutzung dieser Eigenschaft wurde eine Technologie vorgeschlagen, die die Drehmomentcharakteristik eines MT-Fahrzeugs durch die Steuerung des Drehmoments eines EV-Fahrzeugs simuliert.
Die Patentschrift 1 offenbart eine Technologie, die einen Pseudo-Gangwechsel in einem Fahrzeug durchführt, das das Drehmoment über einen Antriebsmotor auf die Räder überträgt. In einem Fahrzeug gemäß der Patentschrift 1 wird eine Drehmomentschwankungssteuerung durchgeführt, die das Drehmoment des Antriebsmotors zu einem vorgegebenen Zeitpunkt um einen eingestellten Schwankungsbetrag verringert und dann das Drehmoment in einem vorgegebenen Zeitraum wieder erhöht. Dabei wird der vorgegebene Zeitpunkt durch eine Fahrzeuggeschwindigkeit, ein Fahrpedalbetätigungsausmaß, eine Fahrpedalbetätigungsgeschwindigkeit oder ein Bremsherabdrückausmaß vorgegeben. Dadurch wird ein Unbehaglichkeitsgefühl eines Fahrers, der an das Fahrzeug mit einem Stufengetriebe gewöhnt ist, unterdrückt.
Liste des Standes der Technik
Patentschrift 1: JP 2018-166386 A
ZUSAMMENFASSUNG
Bei der oben beschriebenen Technologie kann jedoch das Timing der Drehmomentschwankungssteuerung, die die Gangwechselbewegung simuliert, nicht durch die Bedienung des Fahrers bestimmt werden. Insbesondere für einen Fahrer, der an das Fahren eines MT-Fahrzeugs gewöhnt ist und Freude an der Bedienung eines MT empfindet, kann eine Pseudo-Gangwechselbewegung, die keine manuelle Bedienung des Fahrers für den Gangwechsel beinhaltet, dem Fahrgefühl des Fahrers ein Gefühl von Unbehagen vermitteln.
In Anbetracht solcher Umstände erwägen die Erfinder der vorliegenden Anmeldung, eine Pseudo-Schaltvorrichtung und ein Pseudo-Kupplungspedal in einem EV bereitzustellen, damit das EV das Gefühl gemäß dem Fahren des MT-Fahrzeugs vermitteln kann. Selbstverständlich werden diese Pseudo-Vorrichtungen nicht einfach an dem EV angebracht. Die Erfinder, die sich auf die vorliegende Anmeldung beziehen, erwägen, es zu ermöglichen, einen Elektromotor so zu steuern, dass das EV eine Drehmomentcharakteristik ähnlich der Drehmomentcharakteristik des MT-Fahrzeugs haben kann, indem eine Pseudo-Schaltvorrichtung und ein Pseudo-Kupplungspedal betrieben werden.
Wenn jedoch die Bedienung der Pseudo-Schaltvorrichtung und des Pseudo-Kupplungspedals ständig erforderlich ist, werden der Fahrkomfort, der eines der Merkmale des EV ist, und die dem konventionellen Fahrzeug überlegene Beschleunigungsleistung beeinträchtigt. Manchmal möchte der Fahrer wie ein MT-Fahrzeug fahren, und manchmal möchte der Fahrer wie ein gewöhnliches EV fahren, abhängig von der Fahrumgebung und der Stimmung des Fahrers. Als Verfahren zur Realisierung einer solchen Anforderung ist es denkbar, zwei Steuermodi des Elektromotors bereitzustellen, nämlich einen Steuermodus, der ein MT-Fahrzeug simuliert (im Folgenden auch als „MT-Modus“ bezeichnet) und einen normalen Steuermodus als EV (im Folgenden auch als „EV-Modus“ bezeichnet), und diese Modi umschaltbar zu machen.
Da sich das Fahrgefühl im MT-Modus von dem des normalen Steuerungsmodus als EV unterscheidet, ist es erforderlich, dass das Umschalten zwischen dem MT-Modus und dem EV-Modus durch einen bewussten Vorgang des Fahrers erfolgt. Es wird erwartet, dass das Umschalten in den MT-Modus relativ häufig in verschiedenen Situationen durchgeführt wird, z.B. bei Unterschieden in der Fahrumgebung, der Stimmung des Fahrers und bei einem Fahrerwechsel. Wenn die Bedienung durch den Fahrer für das Umschalten in den MT-Modus kompliziert ist, kann dies daher ein Gefühl der Verärgerung beim Fahrer hervorrufen.
Die vorliegende Offenbarung wird vor dem Hintergrund des oben genannten Problems gemacht. Ein Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, ein Elektrofahrzeug bereitzustellen, das es dem Fahrer ermöglicht, sowohl das Fahren wie ein gewöhnliches EV als auch das Fahren wie ein MT-Fahrzeug zu genießen, und das es dem Fahrer ermöglicht, leicht zum Fahren wie mit einem MT-Fahrzeug zu wechseln.
Ein Elektrofahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung ist ein Elektrofahrzeug, das einen Elektromotor als Motor zum Fahren verwendet.
Das Elektrofahrzeug weist auf:

ein Fahrpedal;
ein Pseudo-Kupplungspedal;
eine Pseudo-Schaltvorrichtung;
eine Steuerungsvorrichtung, die das von dem Elektromotor ausgegebene Motordrehmoment gemäß einem Steuermodus steuert, der zwei Modi umfasst, nämlich einen ersten Modus und einen zweiten Modus; und
eine Modusumschalteinrichtung, die den Steuermodus durch manuelle Betätigung auf den ersten Modus umschaltet.

Wobei die Steuerungsvorrichtung umfasst
einen Speicher, und
einen Prozessor,
wobei der Speicher speichert
ein MT-Fahrzeugmodell, das eine Drehmoment-charakteristik des Antriebsraddrehmoments in einem MT-Fahrzeug, das einen Verbrennungsmotor, der das Drehmoment durch Betätigung eines Fahrpedals steuert, und ein manuelles Getriebe, in dem eine Gangstufe durch Betätigung eines Kupplungspedals und Betätigung einer Schaltvorrichtung geschaltet wird, simuliert, und
ein Motordrehmomentanweisungskennfeld, das das Motordrehmoment entsprechend einem Betätigungsausmaß des Fahrpedals und einer Drehzahl des Elektromotors angibt.
Der Prozessor führt aus
wenn der Elektromotor im ersten Modus gesteuert wird,
einen Prozess, bei dem das Betätigungsausmaß des Fahrpedals als Eingabe eines Betätigungsausmaßes des Fahrpedals in das MT-Fahrzeugmodell übernommen wird,
einen Prozess, bei dem ein Betätigungsausmaß des Pseudo-Kupplungspedals als Eingabe eines Betätigungsausmaßes des Kupplungspedals in das MT-Fahrzeugmodell übernommen wird,
einen Prozess, bei dem eine Schaltposition der Pseudo-Schaltvorrichtung als Eingabe der Schaltvorrichtung in das MT-Fahrzeugmodell übernommen wird,
einen Prozess, bei dem das Antriebsraddrehmoment basierend auf dem MT-Fahrzeugmodell aus dem Betätigungsausmaß des Fahrpedals, dem Betätigungsausmaß des Pseudo-Kupplungspedals der Schaltposition der Pseudoschalteinrichtung berechnet wird, und
einen Prozess, bei dem das Motordrehmoment zur Abgabe des Antriebsradmoments an Antriebsräder des eigenen Fahrzeugs berechnet wird.
Der Prozessor führt aus
wenn der Elektromotor im zweiten Modus gesteuert wird,
einen Prozess, bei dem eine Betätigung des Pseudo-Kupplungspedals und eine Betätigung der Pseudo-Schaltvorrichtung deaktiviert sind, und
einen Prozess, bei dem das Motordrehmoment basierend auf dem Betätigungsausmaß des Fahrpedals und der Drehzahl des Elektromotors durch das Motordrehmomentanweisungskennfeld berechnet wird.
Gemäß dem Elektrofahrzeug nach der vorliegenden Offenbarung kann der Fahrer bei der Steuerung des Elektromotors im ersten Modus die manuelle Bedienung wie bei einem MT-Fahrzeug genießen, da die Betätigung des Pseudo-Kupplungspedals und die Betätigung der Pseudo-Schaltvorrichtung durch das vom MT-Fahrzeugmodell berechnete Motordrehmoment reflektiert werden. Und wenn der Elektromotor im zweiten Modus gesteuert wird, kann der Fahrer das Elektrofahrzeug wie ein gewöhnliches EV fahren und die Leichtigkeit des Fahrens und die Beschleunigungsleistung genießen. Darüber hinaus kann der Fahrer den Steuermodus leicht in den ersten Modus umschalten, indem er den im Elektrofahrzeug enthaltenen Modusumschaltschalter betätigt.
Der Prozessor kann so konfiguriert sein, dass er Folgendes ausführt
wenn der Steuermodus nicht der erste Modus ist,
einen Bestimmungsprozess, der bestimmt, ob sich das eigene Fahrzeug in einem gestoppten Zustand befindet, das Bremspedal betätigt ist, das Pseudo-Kupplungspedal nicht betätigt ist und die Schaltposition der PseudoSchalteinrichtung die Neutralposition ist, und
einen Prozess, der das Umschalten des Steuermodus in den ersten Modus durch die Modusumschalteinrichtung ablehnt, während ein Ergebnis des Bestimmungsprozesses negativ ist.
Durch die Ausführung dieser Prozesse durch den Prozessor wird das Umschalten in den MT-Modus durch eine Fehlbedienung reduziert, und es kann verhindert werden, dass das eigene Fahrzeug ungewollt im MT-Modus betrieben wird.
Wie oben beschrieben, ist es gemäß der vorliegenden Offenbarung somit möglich, ein Elektrofahrzeug bereitzustellen, das es dem Fahrer ermöglicht, sowohl das Fahren als gewöhnliches EV als auch das Fahren wie mit einem MT-Fahrzeug zu genießen, und das es dem Fahrer ermöglicht, leicht zum Fahren wie mit einem MT-Fahrzeug zu wechseln.
Figurenliste

1 ist eine Darstellung, die schematisch eine Konfiguration eines Antriebsstrangsystems eines Elektrofahrzeugs gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt.
2 ist eine Darstellung, die ein Konfigurationsbeispiel eines Steuerungssystems zum autonomen Fahren in einem Fall zeigt, in dem das Elektrofahrzeug gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Steuerung zum autonomen Fahren durchführt.
3 ist eine Blockdarstellung, die eine Konfiguration eines Steuersystems des Elektrofahrzeugs gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt.
4 ist eine Blockdarstellung, die eine Funktion der Steuerungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
5 ist eine Darstellung, die ein Beispiel des Motordrehmomentanweisungskennfelds zeigt.
6 ist eine Blockdarstellung, die ein Beispiel für das MT-Fahrzeugmodell zeigt.
7 ist eine Darstellung, die ein Beispiel für das Maschinenmodell zeigt.
8 ist eine Darstellung, die ein Beispiel für das Kupplungsmodell zeigt.
9 ist eine Darstellung, die ein Beispiel für das MT-Modell zeigt.
10 ist eine Darstellung, die eine Drehmomentkennlinie des im MT-Modus realisierten Elektromotors zeigt.
11 ist eine Blockdarstellung, die die Funktionen des Elektrofahrzeugs gemäß dem vorliegenden modifizierten Ausführungsbeispiel zeigt.
12 ist eine Darstellung, die einen Überblick eines Prozesses zeigt, der vom Prozessor in der Fahrmodusbestimmungseinheit 500 im Elektrofahrzeug gemäß dem vorliegenden modifizierten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird.
13 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Prozess veranschaulicht, der von dem Prozessor in der Fahrmodusbestimmungseinheit in dem Elektrofahrzeug gemäß dem vorliegenden modifizierten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es sei angemerkt, dass, wenn die Werte der Zahlen, die Mengen, die Beträge, die Bereiche und dergleichen der jeweiligen Elemente in den nachfolgend gezeigten Ausführungsbeispielen erwähnt werden, die vorliegende Erfindung nicht auf die genannten Werte beschränkt ist, es sei denn, speziell ausdrücklich anders beschrieben, oder wenn die Erfindung ausdrücklich durch die Werte theoretisch spezifiziert ist. Ferner sind die Strukturen und dergleichen, die in den nachfolgend gezeigten Ausführungsbeispielen beschrieben sind, für die Erfindung nicht immer unabdingbar, es sei denn, es wird ausdrücklich etwas anderes gezeigt oder die Erfindung wird durch die Strukturen und dergleichen theoretisch explizit spezifiziert. Es ist zu beachten, dass in den jeweiligen Zeichnungen gleiche oder korrespondierende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und redundante Erläuterungen der Teile entsprechend vereinfacht oder weggelassen werden.
1. KONFIGURATION DES ELEKTROFAHRZEUGS
1 ist eine Darstellung, die schematisch eine Konfiguration eines Antriebsstrangsystems eines Elektrofahrzeugs 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. Wie in 1 dargestellt, umfasst das Elektrofahrzeug 10 einen Elektromotor 2 als Maschine. Der Elektromotor 2 ist beispielsweise ein bürstenloser Gleichstrommotor oder ein Dreiphasen-Wechselstrom-Synchronmotor. Der Elektromotor 2 ist mit einem Drehzahlsensor 40 zur Erfassung einer Drehzahl des Elektromotors 2 versehen. Eine Ausgangswelle 3 des Elektromotors 2 ist über einen Getriebemechanismus 4 mit einem Ende einer Propellerwelle 5 verbunden. Das andere Ende der Propellerwelle 5 ist über ein Differentialgetriebe 6 mit einer Antriebswelle 7 in einer Fahrzeugfront verbunden.
Das Elektrofahrzeug 10 umfasst Antriebsräder 8, die Vorderräder sind, und angetriebene Räder 12, die Hinterräder sind. Jedes der Antriebsräder 8 ist an beiden Enden der Antriebswelle 7 vorgesehen. Jedes der Räder 8 und 12 ist mit einem Raddrehzahlsensor 30 versehen. In 1 ist typischerweise nur der Raddrehzahlsensor 30 eines rechten Hinterrades dargestellt. Der Raddrehzahlsensor 30 wird auch als Fahrzeuggeschwindigkeitssensor zur Erfassung einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs 10 verwendet. Der Raddrehzahlsensor 30 ist über ein fahrzeuginternes Netzwerk, wie z.B. ein CAN (Controller Area Network), mit einer später beschriebenen Steuerungsvorrichtung 50 verbunden.
Das Elektrofahrzeug 10 umfasst eine Batterie bzw. einen Akkumulator 14 und einen Wechselrichter 16. Die Batterie 14 speichert elektrische Energie, die den Elektromotor 2 antreibt. Der Wechselrichter 16 wandelt eine Gleichstromleistung, die von der Batterie 14 eingespeist wird, in eine elektrische Antriebsleistung für den Elektromotor 2 um. Die Leistungsumwandlung durch den Wechselrichter 16 erfolgt durch PWM-Steuerung (Pulswellenmodulation) durch die Steuerungsvorrichtung 50. Der Wechselrichter 16 ist über das fahrzeuginterne Netzwerk mit der Steuerungsvorrichtung 50 verbunden.
Das Elektrofahrzeug 10 umfasst Eingabevorrichtungen, mit denen der Fahrer eine Betriebsanforderung an das Elektrofahrzeug 10 eingibt. Insbesondere umfasst das Elektrofahrzeug 10 ein Fahrpedal (Beschleunigerpedal) 22 zur Eingabe einer Beschleunigungsanforderung und ein Bremspedal (Pedal zum Bremsen) 24 zur Eingabe einer Bremsanforderung. Das Fahrpedal 22 ist mit einem Fahrpedalpositionssensor 32 zum Erfassen einer Fahrpedalöffnung bzw. eines Fahrpedalbetätigungsausmaßes Pap[%] versehen, was ein Betätigungsausmaß des Fahrpedals 22 ist. Das Bremspedal 24 ist mit einem Bremspositionssensor 34 zum Erfassen eines Bremspedalbetätigungsausmaßes bzw. Bremspedalherabdrückausmaßes Pb[%] versehen, was ein Betätigungsausmaß des Bremspedals 24 ist. Der Fahrpedalpositionssensor 32 und der Bremspositionssensor 34 sind über das fahrzeuginterne Netzwerk mit der Steuerungsvorrichtung 50 verbunden.
Das Elektrofahrzeug 10 umfasst ferner einen Pseudo-Schalthebel (Pseudo-Schaltvorrichtung) 26 und ein Pseudo-Kupplungspedal 28. Ein Schalthebel (Schaltvorrichtung) und ein Kupplungspedal sind Vorrichtungen, die ein Schaltgetriebe bzw. manuelles Getriebe (MT) betätigen, aber das Elektrofahrzeug 10 umfasst selbstverständlich kein MT. Der Pseudo-Schalthebel 26 und das Pseudo-Kupplungspedal 28 sind nur Attrappen, die sich von einem gewöhnlichen Schalthebel und Kupplungspedal unterscheiden.
Der Pseudo-Schalthebel 26 weist eine Struktur auf, die einen Schalthebel simuliert, der normalerweise in einem MT-Fahrzeug enthalten ist. Der Pseudo-Schalthebel 26 ist so konstruiert, dass er in seiner Anordnung und Bedienung einem echten MT-Fahrzeug entspricht. Der Pseudo-Schalthebel 26 ist mit Positionen versehen, die den jeweiligen Gangstufen entsprechen, z.B. erster Gang, zweiter Gang, dritter Gang, vierter Gang, fünfter Gang, sechster Gang, Rückwärtsgang und Neutral bzw. Leerlauf. Der Pseudo-Schalthebel 26 ist mit einem Schaltpositionssensor 36 versehen, der eine Schaltposition Sp erkennt, die anzeigt, in welcher Position sich der Pseudo-Schalthebel 26 befindet. Die jeweiligen Schaltpositionen Sp entsprechen Gangstufen eines MT-Fahrzeugmodells (später beschrieben) in Eins-zu-eins-Entsprechung, und durch Änderung der Schaltposition Sp ändert sich das Motordrehmoment entsprechend einem der Schaltposition Sp entsprechenden Gangzustand. Wenn die Schaltposition Sp beispielsweise eine Position des Leerlaufs (Neutralstellung) anzeigt, wird ein Drehmomentverlauf durch das MT-Fahrzeugmodell so simuliert, dass er dem Leerlaufzustand eines realen MT-Fahrzeugs entspricht, bei dem eine Kupplung nicht mit einem Schaltgetriebe verbunden ist. Der Schaltpositionssensor 36 ist über das fahrzeuginterne Netzwerk mit der Steuerungsvorrichtung 50 verbunden.
Das Pseudo-Kupplungspedal 28 weist eine Struktur auf, die ein Kupplungspedal simuliert, das normalerweise in einem MT-Fahrzeug enthalten ist. Das Pseudo-Kupplungspedal 28 ist so konstruiert, dass die Positionierung und das Betriebsgefühl denen eines echten MT-Fahrzeugs entsprechen. Der Fahrer betätigt das Pseudo-Kupplungspedal 28, wenn er versucht, die Einstellung einer Gangstufe mit dem Pseudo-Schalthebel 26 zu ändern, und wenn die Änderung der Einstellung der Gangstufe beendet ist, hört der Fahrer auf, das Pedal zu betätigen, und stellt das Pseudo-Kupplungspedal 28 in den Leerlauf zurück. Das Pseudo-Kupplungspedal 28 ist mit einem Kupplungspositionssensor 38 zum Erfassen eines Betätigungsausmaßes Pc[%] des Kupplungspedals 28 versehen. Der Kupplungspositionssensor 38 ist über das fahrzeuginterne Netzwerk mit der Steuerungsvorrichtung 50 verbunden.
Das Elektrofahrzeug 10 umfasst einen Pseudo-Maschinendrehzahlmesser 44. Ein Maschinendrehzahlmesser ist eine Vorrichtung, die dem Fahrer die Drehzahl eines Verbrennungsmotors anzeigt, aber das Elektrofahrzeug 10 umfasst selbstverständlich keinen Verbrennungsmotor. Der Pseudo-Maschinendrehzahlmesser 44 ist nur eine Attrappe, die sich von einem gewöhnlichen Maschinendrehzahlmesser unterscheidet. Der Pseudo-Maschinendrehzahlmesser 44 weist eine Struktur auf, die einen Maschinendrehzahlmesser simuliert, der in einem herkömmlichen Fahrzeug enthalten ist. Der Pseudo-Maschinendrehzahlmesser 44 kann mechanisch oder als Flüssigkristallanzeige ausgeführt sein. Alternativ kann der Pseudo-Maschinendrehzahlmesser 44 eine Projektionsanzeige in Form eines Head-up-Displays sein. Bei einem Flüssigkristallanzeigetyp und einem Projektionsanzeigetyp kann eine Drehzahlgrenze beliebig eingestellt werden. Der Pseudo-Maschinendrehzahlmesser 44 ist über das fahrzeuginterne Netzwerk mit der Steuerungsvorrichtung 50 verbunden.
Das Elektrofahrzeug 10 umfasst einen Modusumschaltschalter (Modusumschalteinrichtung) 42. Der Modusumschaltschalter 42 ist ein Schalter, der einen Modus des Elektrofahrzeugs 10 umschaltet. Die Fahrmodi umfassen einen MT-Modus und einen EV-Modus. Der Modusumschaltschalter 42 ist so konfiguriert, dass er entweder den MT-Modus oder den EV-Modus manuell auswählen kann. Obwohl Details später beschrieben werden, wird bei Auswahl des MT-Modus die Steuerung des Elektromotors 2 in einem Steuermodus (erster Modus) durchgeführt, um das Elektrofahrzeug 10 wie das MT-Fahrzeug zu fahren. Wenn der EV-Modus ausgewählt ist, wird die Steuerung des Elektromotors 2 in einem normalen Steuermodus (zweiter Modus) für ein gewöhnliches Elektrofahrzeug ausgeführt. Es sei angemerkt, dass der Modusumschaltschalter 42 eine Vorrichtung ist, mit der der Fahrer den Fahrmodus manuell auswählen kann, aber das Umschalten in den EV-Modus kann automatisch erfolgen. In diesem Fall kann der Modusumschaltschalter 42 so konfiguriert sein, dass er nur den MT-Modus auswählen kann. Wenn das Umschalten in den EV-Modus automatisch durchgeführt wird, ist das Umschalten so konfiguriert, dass es auf der Grundlage von Fahrzeugperipherieinformationen durchgeführt wird, die von externen Sensoren wie einer Kamera und LIDAR (Light Detection And Ranging) erfasst werden, sowie von Positionsinformationen auf einer Karte, die beispielsweise von einer Navigationsvorrichtung erfasst werden können. Der Modusumschaltschalter 42 ist über das fahrzeuginterne Netzwerk mit der Steuerungsvorrichtung 50 verbunden.
Das Elektrofahrzeug 10 umfasst die Steuerungsvorrichtung 50. Die Steuerungsvorrichtung 50 ist eine Vorrichtung, die das vom Elektromotor 2 über den Wechselrichter 16 abgegebene Motordrehmoment steuert. Weiterhin berechnet die Steuerungsvorrichtung 50 eine Motordrehzahl (virtuelle Motordrehzahl) in einem virtuellen Motor, der das MT-Fahrzeug simuliert, und gibt ein Signal aus, das bewirkt, dass der Pseudo-Maschinendrehzahlmesser 44 Informationen anzeigt. Die Steuerungsvorrichtung 50 ist typischerweise eine ECU (elektronische Steuerungseinheit), die im Elektrofahrzeug 10 untergebracht ist. Die Steuerungsvorrichtung 50 kann eine Kombination aus einer Vielzahl von ECUs sein. Alternativ kann die Steuerungsvorrichtung 50 eine informationsverarbeitende Vorrichtung außerhalb des Elektrofahrzeugs 10 sein. Die Steuerungsvorrichtung 50 umfasst eine Schnittstelle 52, einen Speicher 54 und einen Prozessor 56. Die Schnittstelle 52 ist mit dem fahrzeuginternen Netzwerk verbunden. Der Speicher 54 umfasst einen RAM (Random Access Memory), der Daten temporär speichert, und einen ROM (Read Only Memory), der ein vom Prozessor 56 ausführbares Steuerprogramm und verschiedene Daten in Bezug auf das Steuerprogramm speichert. Der Prozessor 56 liest das Steuerprogramm und die Daten aus dem Speicher 54 und führt das Steuerprogramm aus und erzeugt ein Steuersignal auf der Grundlage der von jedem der Sensoren erfassten Informationen.
Das Elektrofahrzeug 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann so konfiguriert sein, dass es eine Steuerung zum autonomen Fahren durchführen kann, die das Fahren des Fahrzeugs automatisch steuert. Die Steuerung zum autonomen Fahren wird von einer Steuerung zum autonomen Fahren 70 ausgeführt, die in 1 nicht dargestellt ist. Die Steuerung zum autonomen Fahren legt einen Fahrplan zu einem Ziel fest und führt eine Fahrzeugsteuerung durch, so dass das Fahrzeug automatisch entlang einer Zielfahrroute fährt, die auf der Grundlage des Fahrplans erzeugt wurde. Die Fahrzeugsteuerung umfasst die Beschleunigungssteuerung, die Bremssteuerung und die Lenksteuerung. Die Fahrzeugsteuerung wird durchgeführt, indem Fahrumgebungsinformationen eines eigenen Fahrzeugs erfasst werden, Steuersignale für das autonome Fahren an jedes der Steuerungsvorrichtungen erzeugt werden, die Beschleunigung, Bremsen und Lenkung basierend auf den Fahrumgebungsinformationen verwalten, und die Steuersignale an jedes der Steuerungsvorrichtungen ausgegeben werden.
2 ist eine Darstellung, die ein Konfigurationsbeispiel einer Steuerung zum autonomen Fahren in einem Fall zeigt, in dem das Elektrofahrzeug 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Steuerung zum autonomen Fahren durchführt. Das Elektrofahrzeug 10 umfasst eine Kamera 60, ein Radar 62 und ein LIDAR 64 als externe Sensoren zur Erfassung der Fahrumgebungsinformationen um das eigene Fahrzeug. Die Kamera 60 und das Radar 62 sind so angebracht, dass sie zumindest Objektinformationen vor dem eigenen Fahrzeug, Straßeninformationen und Verkehrsinformationen erfassen können. Der LIDAR 64 ist beispielsweise auf einem Dach des Fahrzeugs angebracht und erfasst die Fahrumgebungsinformationen im Umfeld des eigenen Fahrzeugs. Weiterhin umfasst das Elektrofahrzeug 10 eine Navigationsvorrichtung 66, die auf Basis von Karteninformationen und GPS-Informationen eine aktuelle Position des eigenen Fahrzeugs auf einer Karte schätzt. Die externen Sensoren 60, 62 und 64 und die Navigationsvorrichtung 66 sind über das fahrzeuginterne Netzwerk mit der Steuerungsvorrichtung zum autonomen Fahren 70 verbunden.
Bei der Durchführung der Steuerung zum autonomen Fahren umfasst das Elektrofahrzeug 10 die Steuerung zum autonomen Fahren 70. Die Steuerung zum autonomen Fahren 70 ist eine der ECUs, und deren Konfiguration ist gleich der Konfiguration der Steuerungsvorrichtung 50. Mit anderen Worten, die Steuerung zum autonomen Fahren 70 umfasst eine Schnittstelle, einen Speicher und einen Prozessor. Die Schnittstelle ist mit dem fahrzeuginternen Netzwerk verbunden. Der Speicher umfasst einen RAM und einen ROM. Der Prozessor liest ein Steuerprogramm und Daten aus dem Speicher und erzeugt ein Steuersignal für das autonome Fahren auf der Grundlage der erfassten Informationen.
Die Steuerungsvorrichtung zum autonomen Fahren 70 erfasst über das fahrzeuginterne Netzwerk die Fahrumgebungsinformationen des eigenen Fahrzeugs von jedem der Sensoren und jedem der Steuerungsvorrichtungen, die im eigenen Fahrzeug enthalten sind. Dabei umfassen die jeweiligen Sensoren auch Sensoren, die mit dem fahrzeuginternen Netzwerk verbunden sind und Betätigungsgrößen für das Fahren des eigenen Fahrzeugs erfassen (z.B. der Fahrpedalpositionssensor 32 und der Bremspositionssensor 34, in 2 nicht dargestellt). Die von den jeweiligen Steuerungsvorrichtungen erfassten Informationen sind Informationen über die von den jeweiligen Steuerungsvorrichtungen berechneten Steuerbeträge und dergleichen.
Die Steuerung zum autonomen Fahren 70 führt einen Prozess zur Berechnung des Beschleunigungssteuerungsbetrags 700, einen Prozess zur Berechnung des Bremssteuerungsbetrags 720 und einen Prozess zur Berechnung des Lenkungssteuerungsbetrags 740 auf der Grundlage der Fahrumgebungsinformationen aus, die wie oben beschrieben erfasst werden. Genauer gesagt, werden die im Speicher der Steuerungsvorrichtung zum autonomen Fahren 70 gespeicherten Programme vom Prozessor der Steuerungsvorrichtung zum autonomen Fahren 70 gelesen, dann führt der Prozessor diese Prozesse aus.
Die Steuerungsvorrichtung zum autonomen Fahren 70 erzeugt Steuersignale zum autonomen Fahren, die Steuergrößen angeben, die durch Ausführen des Beschleunigungssteuergrößenberechnungsprozesses 700, des Bremssteuergrößenberechnungsprozesses 720 und des Lenksteuergrößenberechnungsprozesses 740 erhalten werden, und gibt die Steuersignale an eine ECU-Gruppe 80 aus, die die jeweiligen Steuerungsvorrichtungen umfasst, die Beschleunigung, Bremsen und Lenkung verwalten.
Die ECU-Gruppe 80 ist über das fahrzeuginterne Netzwerk mit der Steuerungsvorrichtung zum autonomen Fahren 70 verbunden. Die ECU-Gruppe 80 erfasst Steuersignale von der Steuerungsvorrichtung zum autonomen Fahren 70 und führt die Fahrzeugsteuerung (Beschleunigungssteuerung, Bremssteuerung und Lenksteuerung) aus, indem sie die mit den jeweiligen Steuerungsvorrichtungen verbundenen Aktuatoren entsprechend den Steuersignalen steuert.
Die ECU-Gruppe 80 umfasst die Steuerungsvorrichtung 50. Die Steuerungsvorrichtung 50 erhält das Steuersignal von der Steuerungsvorrichtung zum autonomen Fahren 70 und führt die Steuerung des vom Elektromotor 2 ausgegebenen Motordrehmoments entsprechend dem Steuersignal aus. Mit anderen Worten, die Steuerungsvorrichtung 50 ist eine der ECUs, die die Beschleunigung verwalten. Ferner fungiert die Steuerungsvorrichtung 50 bei der Durchführung einer Regenerationsbremsung unter Verwendung einer Regeneration des Elektromotors 2 auch als eine ECU, die das Bremsen verwaltet.
Beispiele für andere Steuerungsvorrichtungen, die in der ECU-Gruppe 80 enthalten sind, sind wie folgt. Als Beispiel für eine ECU, die das Bremsen verwaltet, wird eine Bremssteuerungs-ECU genannt, die Prozesse bezüglich eines ABS (Antiblockiersystem) und EBD (elektronische Bremskraftverteilung) ausführt. Als Beispiel für eine Steuerungsvorrichtung, das die Lenkung steuert, wird eine Lenksteuerungsvorrichtung genannt, die Prozesse bezüglich einer Servolenkung und einer Lenkung mit Steer-by-wire ausführt.
Es sei angemerkt, dass die vorgenannten Betriebsmodi (der MT-Modus und der EV-Modus) funktionieren, wenn die Steuerung zum autonomen Fahren nicht ausgeführt wird (d.h. während des manuellen Fahrens durch den Fahrer). Während der Ausführung der Steuerung zum autonomen Fahren wird die Steuerung des Elektromotors 2 gemäß einem Anforderungswert des Motordrehmoments durchgeführt, der von der Steuerungsvorrichtung zum autonomen Fahren 70 wie oben beschrieben ausgegeben wird. In diesem Fall wird die Berechnung des Anforderungswerts des Motordrehmoments auf der Grundlage einer Drehmomentkennlinie durch die gewöhnliche Motordrehmomentsteuerung des Elektromotors 2 durchgeführt. Mit anderen Worten, die Erkennung des Fahrens während der Ausführung der Steuerung zum autonomen Fahren ist äquivalent zur Erkennung des Fahrens des gewöhnlichen Elektrofahrzeugs.
Das Umschalten vom manuellen Fahren zur Steuerung zum autonomen Fahren ist so konfiguriert, dass es vom Fahrer absichtlich durchgeführt werden kann. Beispielsweise ist das Elektrofahrzeug 10 mit einem physischen oder elektronischen Schalter ausgestattet (in 1 nicht dargestellt), und das Umschalten vom manuellen Fahren zur Steuerung zum autonomen Fahren ist so konfiguriert, dass es durch Herunterdrücken des Schalters durch den Fahrer durchgeführt werden kann. Alternativ kann ein solcher Schalter so konfiguriert sein, dass er im Modusumschaltschalter 42 enthalten ist.
Das Umschalten von der Steuerung zum autonomen Fahren zum manuellen Fahren kann automatisch oder absichtlich vom Fahrer durchgeführt werden. Ein Fall, in dem das Umschalten zum manuellen Fahren absichtlich vom Fahrer durchgeführt wird, ist beispielsweise ein Fall, in dem das Umschalten durch den physischen oder elektronischen Schalter durchgeführt wird, der in dem Elektrofahrzeug 10 enthalten ist, wie oben beschrieben. Ein Fall, in dem das Umschalten auf den manuellen Fahrbetrieb automatisch durchgeführt wird, ist ein Fall, in dem die Steuerung zum autonomen Fahren 70 feststellt, dass sie die Steuerung zum autonomen Fahren basierend auf den Fahrumgebungsinformationen nicht beibehalten kann. Dies ist zum Beispiel ein Fall, in dem einige der Sensoren, die die Fahrumgebungsinformationen erfassen, ausfallen, ein Fall, in dem das Elektrofahrzeug 10 in einem Bereich fährt, in dem die Durchführung der Steuerung zum autonomen Fahren verboten ist, und dergleichen. Wenn das Umschalten auf das manuelle Fahren automatisch durchgeführt wird, wird der Fahrer unter dem Gesichtspunkt der Sicherheit im Allgemeinen im Voraus durch Ton und Anzeige über das Umschalten auf das manuelle Fahren informiert.
3 ist eine Blockdarstellung, die eine Konfiguration eines Steuerungssystems des Elektrofahrzeugs 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. Signale von den Raddrehzahlsensoren 30, dem Fahrpedalpositionssensor 32, dem Bremspositionssensor 34, dem Schaltpositionssensor 36, dem Kupplungspositionssensor 38, dem Drehzahlsensor 40 und dem Modusumschaltschalter 42 werden in die Steuerungsvorrichtung 50 eingegeben. Wenn eine Steuerung zum autonomen Fahren durchgeführt wird, wird außerdem ein Signal von der Steuerungsvorrichtung zum autonomen Fahren 70 eingegeben. Die Kommunikation zwischen diesen Vorrichtungen und der Steuerungsvorrichtung 50 erfolgt über das fahrzeuginterne Netzwerk. Obwohl in 3 nicht dargestellt, können neben diesen Vorrichtungen auch andere Vorrichtungen im Elektrofahrzeug 10 enthalten sein, die über das fahrzeuginterne Netzwerk mit der Steuerungsvorrichtung 50 verbunden sind.
Weiterhin werden von der Steuerungsvorrichtung 50 Signale zumindest an den Wechselrichter 16 und den Pseudo-Maschinendrehzahlmesser 44 ausgegeben.
Die Kommunikation zwischen diesen Vorrichtungen und der Steuerungsvorrichtung 50 erfolgt über das fahrzeuginterne Netzwerk. Obwohl in 3 nicht dargestellt, können neben diesen Vorrichtungen auch verschiedene Aktoren und Anzeigen, die von der Steuerungsvorrichtung 50 gesteuert werden, im Elektrofahrzeug 10 enthalten sein und sind über das fahrzeuginterne Netzwerk mit der Steuerungsvorrichtung 50 verbunden.
Die Steuerungsvorrichtung 50 umfasst eine Fahrmodusbestimmungseinheit 500 und eine Steuersignalberechnungseinheit 520. Im Einzelnen wird das in dem Speicher 54 gespeicherte Programm von dem Prozessor 56 gelesen und ausgeführt, wodurch der Prozessor 56 zumindest als Fahrmodusbestimmungseinheit 500 und als Steuersignalberechnungseinheit 520 fungiert. In der Fahrmodusbestimmungseinheit 500 wird der Fahrmodus des Elektrofahrzeugs 10 bestimmt, ob es sich um den MT-Modus oder den EV-Modus handelt. In der Steuersignalberechnungseinheit 520 werden Steuersignale zu den Aktuatoren und anderen Vorrichtungen, die von der Steuerungsvorrichtung 50 gesteuert werden, berechnet. Die Steuersignale umfassen mindestens ein Signal zur Steuerung des vom Elektromotor 2 über den Wechselrichter 16 abgegebenen Motordrehmoments und ein Signal, das den Pseudo-Maschinendrehzahlmesser 44 veranlasst, Informationen anzuzeigen. Nachfolgend werden diese Funktionen der Steuerungsvorrichtung 50 beschrieben.
2. FUNKTIONEN DER STEUERUNGSVORRICHTUNG
2-1. Funktion zur Berechnung des Motordrehmoments
4 ist eine Blockdarstellung, die eine Funktion der Steuerungsvorrichtung 50 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel veranschaulicht, insbesondere die Funktion, die sich auf die Berechnung eines Motordrehmomentanweisungswerts für den Elektromotor 2 bezieht. Die Steuerungsvorrichtung 50 berechnet den Motordrehmomentanweisungswert durch die im Blockdiagramm dargestellte Funktion und erzeugt ein Steuersignal, um eine Drehmomentsteuerung des Elektromotors 2 über den Wechselrichter 16 basierend auf dem Motordrehmomentanweisungswert durchzuführen.
Wie in 4 dargestellt, umfasst die Steuersignalberechnungseinheit 520 ein MT-Fahrzeugmodell 530, eine Motordrehmomentanforderungsberechnungseinheit 540, ein Motordrehmomentanweisungskennfeld 550 und einen Umschaltschalter 560. Signale von den Raddrehzahlsensoren 30, dem Fahrpedalpositionssensor 32, dem Schaltpositionssensor 36, dem Kupplungspositionssensor 38 und dem Drehzahlsensor 40 werden in die Steuersignalberechnungseinheit 520 eingegeben. Die Steuersignalberechnungseinheit 520 verarbeitet die Signale von diesen Sensoren und berechnet das Motordrehmoment, das der Elektromotor 2 ausgeben soll.
Es gibt zwei Berechnungen des Motordrehmoments durch die Steuersignalberechnungseinheit 502, eine Berechnung unter Verwendung des MT-Fahrzeugmodells 530 und der Motordrehmomentanforderungsberechnungseinheit 540 und eine Berechnung unter Verwendung des Motordrehmomentanweisungskennfelds 550. Die erste Berechnung wird verwendet, um das Motordrehmoment in einem Fall zu berechnen, in dem das Elektrofahrzeug 10 im MT-Modus betrieben wird. Die letztere Berechnung wird verwendet, um das Motordrehmoment zu berechnen, wenn das Elektrofahrzeug 10 im EV-Modus betrieben wird. Welches Motordrehmoment der Motordrehmomentanweisungswert ist, wird durch Schalten des Umschaltschalters 560 ausgewählt. Das Schalten des Umschaltschalters 560 wird basierend auf einem Bestimmungsergebnis durch die Fahrmodusbestimmungseinheit 500 durchgeführt. Während der Ausführung der Steuerung zum autonomen Fahren werden diese Motordrehmomente jedoch nicht verwendet, und es wird ein Motordrehmoment verwendet, das von der Steuerungsvorrichtung zum autonomen Fahren 70 ausgegeben wird. In diesem Fall wird die Bestimmung der Umschaltung durch den Umschaltschalter 560 durchgeführt.
2-2. Berechnung des Motordrehmoments im MT-Modus
Das Antriebsraddrehmoment im MT-Fahrzeug wird durch die Betätigung eines Fahrpedals, das die Kraftstoffzufuhr zum Motor bzw. zur Maschine steuert, durch die Betätigung des Schalthebels (Schaltvorrichtung), der die Gangstufe des MT schaltet, und durch die Betätigung des Kupplungspedals, das die Kupplung zwischen dem Motor bzw. der Maschine und dem MT betätigt, bestimmt. Im MT-Fahrzeugmodell 530 wird das Antriebsraddrehmoment entsprechend dem Fahrpedal 22, dem Pseudo-Kupplungspedal 28 und dem Pseudo-Schalthebel 26 berechnet. Im Folgenden werden im MT-Modus ein Motor bzw. eine Maschine, eine Kupplung und ein MT, die durch das MT-Fahrzeugmodell 530 virtuell realisiert werden, als virtueller Motor bzw. Maschine, virtuelle Kupplung und virtuelles MT bezeichnet.
In das MT-Fahrzeugmodell 530 wird als Simulation eines Betätigungsausmaßes eines Fahrpedals für den virtuellen Motor ein Signal vom Fahrpedalpositionssensor 32 eingegeben. Als Schaltposition eines Schalthebels für den virtuellen MT wird ein Signal vom Schaltpositionssensor 36 eingegeben. Als Betätigungsausmaß eines Kupplungspedals für die virtuelle Kupplung wird ein Signal vom Kupplungspositionssensor 38 eingegeben. Und als Signale, die einen Lastzustand des Fahrzeugs anzeigen, werden Signale von Raddrehzahlsensoren 30 eingegeben. Das MT-Fahrzeugmodell 530 ist ein Modell, das eine Drehmomentcharakteristik des Antriebsradmoments im MT-Fahrzeug simuliert. Das MT-Fahrzeugmodell 530 ist so gegeben, dass sich die Betätigungen des Fahrpedals 22, des Pseudo-Schalthebels 26 und des Pseudo-Kupplungspedals 28 in einem Wert des Antriebsradmoments widerspiegeln. Details des MT-Fahrzeugmodells 530 werden später beschrieben.
Die Motordrehmomentanforderungsberechnungseinheit 540 wandelt das im MT-Fahrzeugmodell 530 berechnete Antriebsdrehmoment in ein angefordertes Motordrehmoment um. Das angeforderte Motordrehmoment ist das Motordrehmoment, das erforderlich ist, um das im MT-Fahrzeugmodell 530 berechnete Antriebsdrehmoment zu realisieren. Zur Umwandlung des Antriebsdrehmoments in das angeforderte Motordrehmoment wird ein Drehzahluntersetzungsverhältnis von der Abtriebswelle 3 des Elektromotors 2 zum Antriebsrad 8 berücksichtigt.
2-3. Berechnung des Motordrehmoments im EV-Modus
5 ist eine Darstellung, die ein Beispiel für das Motordrehmomentanweisungskennfeld 550 zeigt, das bei der Berechnung des Motordrehmoments im EV-Modus verwendet wird. Das Motordrehmomentanweisungskennfeld 550 ist ein Kennfeld zur Bestimmung des Motordrehmoments entsprechend der Fahrpedalöffnung bzw. des Fahrpedalbetätigungsausmaßes Pap und der Drehzahl des Elektromotors 2. Dem Motordrehmomentanweisungskennfeld 50 werden das Signal des Fahrpedalpositionssensors 32 und das Signal des Drehzahlsensors 40 als Parameter eingegeben. Das Motordrehmomentanweisungskennfeld 550 gibt das Motordrehmoment aus, das entsprechend dieser Signale ermittelt wird.
2-4. Schalten des Motordrehmoments
Das über das Motordrehmomentanweisungskennfeld 550 berechnete Motordrehmoment wird als Tev beschrieben, und das von dem MT-Fahrzeugmodell 530 und der Motordrehmomentanforderungsberechnungseinheit 540 berechnete Motordrehmoment wird als Tmt beschrieben. Und das von der Steuerungsvorrichtung zum autonomen Fahren 70 ausgegebene Motordrehmoment wird als Tat bezeichnet. Von diesen Motordrehmomenten Tev, Tmt und Tat wird das durch Umschalten des Umschaltschalters 560 ausgewählte Motordrehmoment dem Elektromotor 2 als Motordrehmomentanweisungswert vorgegeben.
Während des manuellen Fahrens entspricht der erste Modus einem Fall, in dem das Motordrehmoment Tev durch den Umschaltschalter 560 ausgewählt wird, und der zweite Modus entspricht einem Fall, in dem das Motordrehmoment Tmt durch den Umschaltschalter 560 ausgewählt wird.
Im EV-Modus, selbst wenn der Fahrer den Pseudo-Schalthebel 26 und das Pseudo-Kupplungspedal 28 betätigt, spiegeln sich die Vorgänge nicht im Fahrbetrieb des Elektrofahrzeugs 10 wider. Mit anderen Worten, im EV-Modus sind die Betätigung des Pseudo-Schalthebels 26 und die Betätigung des Pseudo-Kupplungspedals 28 deaktiviert. Jedoch wird die Berechnung des Motordrehmoments Tmt durch das MT-Fahrzeugmodell 530 fortgesetzt, auch wenn das Motordrehmoment Tev als Motordrehmomentanweisungswert vorgegeben wird. Andererseits wird die Berechnung des Motordrehmoments Tev fortgesetzt, auch wenn das Motordrehmoment Tmt als Motordrehmomentanweisungswert vorgegeben wird. Ebenso werden die Berechnung des Motordrehmoments Tmt und die Berechnung des Motordrehmoments Tev fortgesetzt, auch wenn die Steuerung zum autonomen Fahren ausgeführt wird und das Motordrehmoment Tmt als Motordrehmomentanweisungswert vorgegeben wird. Mit anderen Worten werden sowohl das Motordrehmoment Tev als auch das Motordrehmoment Tmt kontinuierlich in den Umschaltschalter 560 eingegeben.
Mit dem Umschaltschalter 560 wird der Motordrehmomentanweisungswert wie folgt umgeschaltet. Vom Motordrehmoment Tev auf das Motordrehmoment Tmt oder Tat, oder vom Motordrehmoment Tmt auf das Motordrehmoment Tev oder Tat, oder vom Motordrehmoment Tat auf das Motordrehmoment Tmt oder Tev. Wenn eine Abweichung zwischen dem Motordrehmoment vor dem Schalten und dem Motordrehmoment nach dem Schalten besteht, entsteht nach dem Schalten eine Drehmomentdifferenz. Daher wird für eine Weile nach dem Umschalten ein langsamer Änderungsvorgang für den Motordrehmomentanweisungswert ausgeführt, um eine abrupte Änderung des Drehmoments zu unterdrücken. Wenn z.B. während des manuellen Fahrens vom EV-Modus in den MT-Modus umgeschaltet wird, wird der Motordrehmomentanweisungswert allmählich mit einer vorgegebenen Änderungsrate in Richtung des Motordrehmoments Tmt geändert, wobei nicht sofort auf das Motordrehmoment Tmt umgeschaltet wird. Ein ähnlicher Vorgang wird auch durchgeführt, wenn der Betriebsmodus vom MT-Modus in den EV-Modus umgeschaltet wird.
Das Schalten des Umschaltschalters 560 erfolgt auf Basis der Signale von der Fahrmodusbestimmungseinheit 500 und der Steuerung zum autonomen Fahren 70. Ein Signal des Modusumschaltschalters 42 wird in die Fahrmodusbestimmungseinheit 500 eingegeben. Die Fahrmodusbestimmungseinheit 500 bestimmt den dem Umschaltschalter 560 mitzuteilenden Fahrmodus auf der Grundlage des im Modusumschaltschalter 42 ausgewählten Fahrmodus. In diesem Fall, in dem das Umschalten in den EV-Modus wie oben beschrieben automatisch durchgeführt wird, kann die Fahrmodusbestimmungseinheit500 so konfiguriert sein, dass sie auf der Grundlage der Fahrumgebungsinformationen bestimmt, dass der Betriebsmodus der EV-Modus ist. In diesem Fall kann die Fahrmodusbestimmungseinheit 500 so konfiguriert sein, dass sie Signale von den externen Sensoren 60, 62 und 64 und dem Navigationsvorrichtung 66 und den anderen Sensoren (wie den Raddrehzahlsensoren 30, dem Fahrpedalpositionssensor 32 und dem Bremspositionssensor 34) empfängt.
Die Bestimmung, dass der Fahrmodus der MT-Modus ist, wird durchgeführt, wenn der Modusumschaltschalter 42 vom Fahrer betätigt wird und der MT-Modus ausgewählt ist. Hier kann die Fahrmodusbestimmungseinheit 500 auch dann, wenn der Modusumschaltschalter 42 vom Fahrer betätigt und der MT-Modus ausgewählt wird, so konfiguriert sein, dass sie auf der Grundlage der von den Sensoren erfassten Umgebungsinformationen nicht bestimmt, dass der Fahrmodus der MT-Modus ist. Die Bestimmung, dass der Fahrmodus der EV-Modus ist, wird durchgeführt, wenn der Modusumschaltschalter 42 vom Fahrer betätigt wird und der EV-Modus ausgewählt ist. Alternativ wird, wie oben beschrieben, die Bestimmung, dass der Fahrmodus der EV-Modus ist, auf der Grundlage der von den Sensoren erfassten Umgebungsinformationen durchgeführt.
Beim manuellen Fahren gibt der Umschaltschalter 560 den Motordrehmomentanweisungswert entsprechend dem Fahrmodus aus, der von der Fahrmodusbestimmungseinheit 500 gemeldet wird. Mit anderen Worten gilt, dass wenn die Bestimmung mitgeteilt wird, dass der Fahrmodus der MT-Modus ist, der Umschaltschalter 560 das Motordrehmoment Tmt als Motordrehmomentanweisungswert ausgibt, und wenn die Bestimmung mitgeteilt wird, dass der Fahrmodus der EV-Modus ist, der Umschaltschalter 560 das Motordrehmoment Tev als Motordrehmomentanweisungswert ausgibt.
Im Fall unter der Steuerung zum autonomen Fahren gibt der Umschaltschalter 560 das Motordrehmoment Tat als Motordrehmomentanweisungswert aus. Die Bestimmung, ob es sich unter der Steuerung zum autonomen Fahren befindet oder nicht, wird auf der Grundlage eines Signals durchgeführt, das von der Steuerungsvorrichtung zum autonomen Fahren 70 ausgegeben wird. Wenn zum Beispiel das Motordrehmoment Tat größer als Null ist, wird bestimmt, dass es unter der Steuerung zum autonomen Fahren befindet. Alternativ gibt die Steuerungsvorrichtung zum autonomen Fahren 70 ein Signal aus, das anzeigt, ob es sich unter der Steuerung zum autonomen Fahren befindet oder nicht, und die Bestimmung kann auf der Grundlage dieses Signals durchgeführt werden.
2-5. MT-Fahrzeugmodell
2-5-1. Überblick
Als nächstes wird das MT-Fahrzeugmodell 530 beschrieben. 6 ist eine Blockdarstellung, die ein Beispiel für das MT-Fahrzeugmodell 530 zeigt. Das MT-Fahrzeugmodell 530 besteht aus einem Motor- bzw. Maschinenmodell 531, einem Kupplungsmodell 532, einem MT-Modell 533 und einem Achs-/Antriebsradmodell 534. Im Maschinenmodell 531 wird eine virtuelle Maschine modelliert. Im Kupplungsmodell 532 wird eine virtuelle Kupplung modelliert. Im MT-Modell 533 wird ein virtuelles MT modelliert. Im Achs-/Antriebsradmodell 534 wird ein virtuelles Drehmomentübertragungssystem von der Achse zu den Antriebsrädern modelliert. Jedes der Modelle kann durch eine Formel oder durch ein Kennfeld ausgedrückt werden.
Die Berechnungsergebnisse in den jeweiligen Modellen werden gegenseitig zwischen den Modellen übertragen. Das vom Fahrpedalpositionssensor 32 erfasste Fahrpedalbetätigungsausmaß Pap wird in das Maschinenmodell 531 eingegeben. Das vom Kupplungspositionssensor 38 erfasste Ausmaß der Kupplungspedalbetätigung Pc wird in das Kupplungsmodell 532 eingegeben. Die vom Schaltpositionssensor erfasste Schaltposition Sp wird in das MT-Modell 533 eingegeben. Weiterhin wird in dem MT-Fahrzeugmodell 530 die vom Raddrehzahlsensor 30 erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit Vw (oder Raddrehzahl) in der Vielzahl der Modelle verwendet. Im MT-Fahrzeugmodell 530 werden das Antriebsraddrehmoment Tw und eine virtuelle Maschinen- bzw. Motordrehzahl Ne auf der Grundlage dieser Eingangssignale berechnet.
2-5-2. Maschinenmodell
Das Maschinenmodell 531 berechnet die virtuelle Motordrehzahl Ne und ein virtuelles Motorausgangsdrehmoment Teout. Das Maschinenmodell 531 besteht aus einem Modell, das die virtuelle Motordrehzahl Ne berechnet, und einem Modell, das das virtuelle Motorausgangsdrehmoment Teout berechnet. Bei der Berechnung der virtuellen Motordrehzahl Ne wird z.B. ein Modell verwendet, das durch den folgenden Ausdruck (1) ausgedrückt wird. In Ausdruck (1) unten wird die virtuelle Motordrehzahl Ne aus einer Drehzahl Nw des Rades 8, einem Gesamtuntersetzungsverhältnis R und einer Schlupfrate des Kupplungsmechanismus SLIP berechnet.
[Math. 1] $Ne = Nw \times R \times \frac{1}{1 - SLIP}$
In Ausdruck (1) wird die Drehzahl Nw des Rades 8 aus der vom Raddrehzahlsensor 30 erfassten Raddrehzahl berechnet. Das Gesamtübersetzungsverhältnis R wird aus einem Übersetzungsverhältnis (Getriebeübersetzung) r, das von dem später beschriebenen MT-Modell 533 berechnet wird, und einem Untersetzungsverhältnis, das von dem Achs-/Antriebsradmodell 534 vorgegeben wird, berechnet. Die Schlupfrate SLIP wird durch das später beschriebene Kupplungsmodell 532 berechnet. Die virtuelle Motordrehzahl Ne wird auf dem Pseudo-Maschinendrehzahlmesser 44 angezeigt, wenn der MT-Modus ausgewählt ist.
Ausdruck (1) ist jedoch eine Berechnungsformel für die virtuelle Motordrehzahl Ne, wenn der virtuelle Motor und die virtuelle MT durch die virtuelle Kupplung verbunden sind. Wenn die virtuelle Kupplung getrennt ist, ist das virtuelle Motordrehmoment Te, das im virtuellen Motor erzeugt wird, das Drehmoment, das durch Addition des Trägheitsmoments zum virtuellen Motorausgangsdrehmoment Teout erhalten wird. Wenn die virtuelle Kupplung getrennt ist, ist das virtuelle Motorabtriebsdrehmoment Teout gleich Null. Wenn die virtuelle Kupplung getrennt ist, berechnet das Maschinenmodell 531 daher die virtuelle Motordrehzahl Ne durch Ausdruck (2) unten unter Verwendung des virtuellen Motordrehmoments Te und eines Trägheitsmoments J des virtuellen Motors. Bei der Berechnung des virtuellen Motordrehmoments Te wird ein Kennfeld mit dem Fahrpedalbetätigungsausmaß Pap als Parameter verwendet.
[Math. 2] $J \times \frac{30}{π} \times \frac{d}{dt} Ne = Te$
Es sei angemerkt, dass während des Leerlaufs des MT-Fahrzeugs eine Leerlaufdrehzahlregelung (ISC-Regelung) durchgeführt wird, die die Motordrehzahl auf einer konstanten Drehzahl hält. Wenn also die virtuelle Kupplung getrennt ist, die Fahrzeuggeschwindigkeit Null ist und das Fahrpedalbetätigungsausmaß 0 % beträgt, berechnet das Maschinenmodell 531 die virtuelle Motordrehzahl Ne als eine vorgegebene Leerlaufdrehzahl (z.B. 1000 U/min). Wenn der Fahrer das Fahrpedal 22 im Leerlauf betätigt, wird die Leerlaufdrehzahl als Anfangswert der virtuellen Motordrehzahl Ne verwendet, die durch Ausdruck (2) berechnet wird.
Das Maschinenmodell 531 berechnet aus der virtuellen Motordrehzahl Ne und dem Fahrpedalbetätigungsausmaß Pap ein virtuelles Maschinenausgabedrehmoment Teout. Bei der Berechnung des virtuellen Maschinenausgabedrehmoments Teout wird z.B. ein zweidimensionales Kennfeld (wie in 7 dargestellt) verwendet. In dem zweidimensionalen Kennfeld ist das virtuelle Maschinenausgabedrehmoment Teout entsprechend der virtuellen Motordrehzahl Ne für jede Fahrpedalöffnung Pap angegeben. Die in 7 dargestellte Drehmomentkennlinie kann so eingestellt werden, dass sie eine Kennlinie simuliert, die einen Ottomotor voraussetzt, oder sie kann so eingestellt werden, dass sie eine Kennlinie simuliert, die einen Dieselmotor voraussetzt. Weiterhin kann die Drehmomentkennlinie so eingestellt werden, dass sie eine Kennlinie simuliert, die einen Saugmotor voraussetzt, oder so eingestellt werden, dass sie eine Kennlinie simuliert, die einen aufgeladenen Motor voraussetzt. Ein Schalter zum Ändern eines Typs des virtuellen Motors im MT-Modus kann vorgesehen sein, damit der Fahrer den virtuellen Motor auf eine gewünschte Einstellung umschalten kann. Das vom Maschinenmodell 531 berechnete virtuelle Motorausgangsdrehmoment Teout wird an das Kupplungsmodell 532 ausgegeben.
2-5-3. Kupplungsmodell
Das Kupplungsmodell 532 berechnet eine Drehmomentübertragungs-Verstärkung k. Die Drehmomentübertragungsverstärkung k ist eine Verstärkung zur Berechnung eines Drehmomentübertragungsgrades der virtuellen Kupplung entsprechend dem Herabdrückausmaß des Pseudo-Kupplungspedals 28. Das Kupplungsmodell 532 weist ein Kennfeld auf, wie es z.B. in 8 gezeigt ist. In dem Kennfeld ist die Drehmomentübertragungsverstärkung k entsprechend dem Kupplungspedalherabdrückausmaß Pc angegeben. In 8 ist die Drehmomentübertragungsverstärkung k wie folgt angegeben. Die Drehmomentübertragungsverstärkung k ist 1 in einem Bereich, in dem der Kupplungspedalherabdrückausmaß Pc Pc0 bis Pc1 ist, sinkt monoton auf Null mit einem konstanten Gradienten in einem Bereich, in dem der Kupplungspedalherabdrückausmaß Pc Pc1 bis Pc2 ist, und Null in einem Bereich, in dem der Kupplungspedalherabdrückausmaß Pc Pc2 bis Pc3 ist. Dabei entspricht Pc0 dem Kupplungspedal-Niederdrückbetrag Pc von 0 %, Pc1 entspricht einem Grenzwert des Spiels beim Niederdrücken des Kupplungspedals, Pc3 entspricht dem Kupplungspedalherabdrückausmaß Pc von 100 % und Pc2 entspricht einem Grenzwert des Spiels beim Zurückfahren des Kupplungspedals von Pc3.
Das in 8 gezeigte Kennfeld ist nur ein Beispiel, und solange die Änderung der Drehmomentübertragungsverstärkung k, die einer Erhöhung des Betätigungsausmaßes des Kupplungspedals Pc entspricht, eine monoton nicht ansteigende und gegen 0 abfallende Kurve ist, ist eine Änderungskurve der Drehmomentübertragungsverstärkung k nicht begrenzt. Zum Beispiel kann eine Änderung der Drehmomentübertragungsverstärkung k von Pc1 zu Pc2 eine monoton abfallende Kurve sein, die nach oben konvex ist, oder eine monoton abfallende Kurve, die nach unten konvex ist.
Das Kupplungsmodell 532 berechnet ein Kupplungsausgangsdrehmoment Tcout durch die Drehmomentübertragungsverstärkung k. Das Kupplungsausgangsdrehmoment Tcout ist ein von der virtuellen Kupplung ausgegebenes Drehmoment. Das Kupplungsmodell 532 berechnet das Kupplungsausgangsdrehmoment Tcout aus dem virtuellen Motorausgangsdrehmoment Teout und der Drehmomentübertragungsverstärkung k, z.B. durch Ausdruck (3) unten. Das vom Kupplungsmodell 532 berechnete Kupplungsausgangsdrehmoment Tcout wird an das MT-Modell 533 ausgegeben.
[Math. 3] $Tcout = Teout \times k$
Weiterhin berechnet das Kupplungsmodell 532 die Schlupfrate SLIP. Die Schlupfrate SLIP wird bei der Berechnung der virtuellen Motordrehzahl Ne im Maschinenmodell 531 verwendet. Bei der Berechnung der Schlupfrate SLIP kann die Schlupfrate SLIP ähnlich wie die Drehmomentübertragungsverstärkung k durch den nachstehenden Ausdruck (4), der eine Beziehung der Schlupfrate SLIP und der Drehmomentübertragungs-Verstärkung k zum Kupplungspedal-Betätigungsausmaß Pc ausdrückt, aus der Drehmomentübertragungsverstärkung k berechnet werden.
[Math. 4] $SLIP = 1 - k$
2-5-4. MT-Modell
Das MT-Modell 533 berechnet das Übersetzungsverhältnis (Getriebeübersetzung) r. Das Übersetzungsverhältnis bzw. die Getriebeübersetzung r ist ein Übersetzungsverhältnis, das durch die Schaltposition Sp des Pseudo-Schalthebels 26 im virtuellen MT bestimmt wird. Es besteht eine 1:1-Beziehung zwischen der Schaltposition Sp des Pseudo-Schalthebels 26 und der Gangstufe des virtuellen MT. Das MT-Modell 533 weist ein Kennfeld auf, wie es z.B. in 9 dargestellt ist. In dem Kennfeld ist das Übersetzungsverhältnis r entsprechend der Gangstufe angegeben. Wie in 9 gezeigt, wird das Übersetzungsverhältnis r kleiner, je größer die Gangstufe ist.
Das MT-Modell 533 berechnet ein Getriebeausgangsdrehmoment Tgout durch das Übersetzungsverhältnis r. Das Getriebeausgangsdrehmoment Tgout ist ein vom virtuellen Getriebe ausgegebenes Drehmoment. Das MT-Modell 533 berechnet das Getriebeausgangsdrehmoment Tgout aus dem Kupplungsausgangsdrehmoment Tcout und dem Übersetzungsverhältnis r z.B. durch den folgenden Ausdruck (5). Das vom MT-Modell 533 berechnete Getriebeausgangsdrehmoment Tgout wird an das Achs-/Antriebsradmodell 534 ausgegeben.
[Math. 5] $Tgout = Tcout \times r$
2-5-5. Achs-/Antriebsrad-Modell
Das Achs-/Antriebsradmodell 534 berechnet das Antriebsradmoment Tw durch ein vorgegebenes Untersetzungsverhältnis rr. Das Untersetzungsverhältnis rr ist ein fester Wert, der durch eine mechanische Struktur vom virtuellen MT zum Antriebsrad 8 bestimmt wird. Ein Wert, der sich aus der Multiplikation der Getriebeübersetzung mit dem Untersetzungsverhältnis rr ergibt, ist das oben erwähnte Gesamtuntersetzungsverhältnis R. Das Achs-/Antriebsradmodell 534 berechnet beispielsweise das Antriebsraddrehmoment Tw aus dem Getriebeausgangsdrehmoment Tgout und dem Untersetzungsverhältnis rr durch den folgenden Ausdruck (5). Das vom Achs-/Antriebsradmodell 534 berechnete Antriebsraddrehmoment Tw wird an die Motordrehmomentanforderungsberechnungseinheit 540 ausgegeben.
[Math. 6] $Tw = Tgout \times rr$
2-6. Drehmomentcharakteristik des Elektromotors, die im MT-Modus realisiert wird
Die Motordrehmomentanforderungsberechnungseinheit 540 wandelt das vom MT-Fahrzeugmodell 530 berechnete Antriebsraddrehmoment Tw in ein Motordrehmoment um. 10 ist eine Darstellung, die eine Drehmomentcharakteristik des Elektromotors 2 im MT-Modus zeigt. Im Detail ist 10 eine Darstellung, die eine Charakteristik des Motordrehmoments zur Motordrehzahl zeigt, indem es mit einer Drehmomentcharakteristik des Elektromotors 2 verglichen wird, die im EV-Modus realisiert ist. Im MT-Modus, wie in 10 dargestellt, kann eine Drehmomentkennlinie, die die Drehmomentkennlinie des MT-Fahrzeugs simuliert (durchgezogene Linien in 10), entsprechend der durch den Pseudo-Schalthebel 26 eingestellten Gangstufe realisiert werden.
3. EFFEKT
Wie vorstehend beschrieben, kann der Fahrer bei dem Elektrofahrzeug 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Elektrofahrzeug wie ein MT-Fahrzeug fahren, wenn der Fahrmodus der MT-Modus ist. Und wenn der Betriebsmodus der EV-Modus ist, kann der Fahrer das Elektrofahrzeug mit normaler Performanz fahren. Dadurch kann der Fahrer sowohl das Fahren wie ein MT-Fahrzeug als auch das Fahren wie ein gewöhnliches EV genießen.
Weiterhin umfasst das Elektrofahrzeug 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel den Modusumschaltschalter 42, der es dem Fahrer ermöglicht, den MT-Modus durch manuelle Bedienung auszuwählen. Dadurch kann der Fahrer leicht vom Fahrmodus in den MT-Modus wechseln.
4. ANHANG
Das Elektrofahrzeug 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Fahrzeug, das die Vorderräder mit dem einzelnen Elektromotor 2 antreibt. Allerdings ist die vorliegende Erfindung auch auf ein Elektrofahrzeug anwendbar, in dem zwei Elektromotoren jeweils in der Front und im Heck positioniert sind, und jedes der Vorderräder und Hinterräder antreiben. Ferner ist die vorliegende Erfindung auch auf ein Elektrofahrzeug anwendbar, das in jedem der Räder einen radinternen Motor aufweist. Als MT-Fahrzeugmodell kann in jedem dieser Fälle ein Modell eines allradgetriebenen Fahrzeugs mit MT verwendet werden.
Das Elektrofahrzeug 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst kein Getriebe. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auch auf ein Elektrofahrzeug anwendbar, das ein gestuftes oder stufenloses Automatikgetriebe umfasst. In diesem Fall kann ein Antriebsstrang mit einem Elektromotor und einem Automatikgetriebe so gesteuert werden, dass das im MT-Fahrzeugmodell berechnete Motordrehmoment ausgegeben wird.
5. MODIFIZIERTES BEISPIEL EINES ELEKTROFAHRZEUGS GEMÄß DEM VORLIEGENDEN AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
Das Elektrofahrzeug 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann wie folgt modifiziert werden.
Wenn in der Fahrmodusbestimmungseinheit500 eine der folgenden Bedingungen C1 bis C4 nicht erfüllt ist, kann der Prozessor 56 so konfiguriert sein, dass er ablehnt, dass der MT-Modus durch den Modusumschaltschalter 42 ausgewählt wird. Mit anderen Worten, das Umschalten des Steuermodus in den ersten Modus wird abgelehnt.

C1: Das eigene Fahrzeug befindet sich in einem gestoppten Zustand.
C2: Das Bremspedal 24 wird betätigt.
C3: Das Pseudo-Kupplungspedal 28 wird nicht betätigt.
C4: Die Schaltstellung des Pseudo-Schalthebels 26 ist eine Neutralstellung.

Damit der Prozessor 56 in der Fahrmodusbestimmungseinheit 500 einen Bestimmungsprozess ausführt, ob diese Bedingungen C1 bis C4 erfüllt sind oder nicht, muss die Fahrmodusbestimmungseinheit 500 Signale der Sensoren erfassen. 11 ist eine Blockdarstellung, die Funktionen des Elektrofahrzeugs 10 gemäß dem vorliegenden modifizierten Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Wie in 11 gezeigt, werden in dem vorliegenden modifizierten Ausführungsbeispiel zusätzlich zu dem Signal des Modusumschaltschalters 42 auch die Signale der Raddrehzahlsensoren 30, des Bremspositionssensors 34, des Schaltpositionssensors 36 und des Kupplungspositionssensors 38 in die Fahrmodusbestimmungseinheit 500 eingegeben. Die Fahrzeuggeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs wird durch den Raddrehzahlsensor 30 erfasst. Das Bremspedalbetätigungsausmaß Pb[%] wird vom Bremspositionssensor 34 erfasst. Die Schaltposition Sp wird durch den Schaltpositionssensor 36 erfasst. Der Betrag der Kupplungspedalbetätigung Pc[%] wird durch den Kupplungspositionssensor 38 erfasst. Außerdem sind die Bedeutung und die Funktion jedes der in 11 dargestellten Blöcke gleich der Bedeutung und der Funktion jedes der Blöcke in 4.
12 ist eine Darstellung, die den Ablauf eines Prozesses veranschaulicht, der von dem Prozessor 56 in der Fahrmodusbestimmungseinheit 500 in dem Elektrofahrzeug 10 gemäß dem vorliegenden modifizierten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird. Die horizontale Achse in den jeweiligen in 12 dargestellten Diagrammen ist eine gemeinsame Zeitachse, die gleiche Zeitpunkte bedeutet, wenn die Abstände in Richtung der horizontalen Achse gleich sind.
12 zeigt einen Betätigungszustand des Schalters zur Auswahl des MT-Modus des Modusumschaltschalters 42 (im Folgenden auch einfach als „Modusumschaltschalter 42“ bezeichnet), eine Fahrzeuggeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs, das Bremspedalherabdrückausmaß Pb[%] und das Kupplungspedalherabdrückausmaß Pc[%] sowie den von der Fahrmodusbestimmungseinheit 500 durch entsprechende Graphen bestimmten Fahrmodus in einem bestimmten Zeitraum. Zu einem Startzeitpunkt des in 12 dargestellten Zeitraums bestimmt die Fahrmodusbestimmungseinheit 500 den Fahrmodus als den EV-Modus. Es sei angemerkt, dass in 12 bestimmt wird, dass der Schalter zu einem Zeitpunkt gedrückt wird, zu dem der Herabdrückzustand des Schalters des Modusumschaltschalters 42 fällt, aber es kann auch bestimmt werden, dass der Schalter zu einem Zeitpunkt gedrückt wird, zu dem der Herabdrückzustand steigt.
In dem in 12 dargestellten Zeitraum wird der Modusumschaltschalter 42 viermal gedrückt. Die jeweiligen Betätigungszeitpunkte werden als T1, T2, T3 und T4 in der Reihenfolge vom frühesten Zeitpunkt an bezeichnet.
Zum Zeitpunkt T1 befindet sich das eigene Fahrzeug nicht im gestoppten Zustand und die Schaltposition Sp ist nicht die Neutralstellung (die Bedingungen C1 und C4 sind nicht erfüllt). Dementsprechend verbleibt der Fahrmodus, als EV-Modus bestimmt zu werden.
Zum Zeitpunkt T2 befindet sich das eigene Fahrzeug in einem angehaltenen bzw. gestoppten Zustand, das Bremspedal 24 ist betätigt, und obwohl das Pseudo-Kupplungspedal 28 nicht betätigt ist, befindet sich die Schaltposition Sp des Pseudo-Schalthebels 26 nicht in der Neutralstellung (nur die Bedingung C4 ist nicht erfüllt). Dementsprechend verbleibt der Fahrmodus, als EV-Modus bestimmt zu werden.
Zum Zeitpunkt T3 befindet sich das eigene Fahrzeug in einem angehaltenen bzw. gestoppten Zustand, das Bremspedal 24 ist betätigt, das Pseudo-Kupplungspedal 28 ist nicht betätigt, und die Schaltposition Sp des Pseudo-Schalthebels 26 ist die Neutralstellung (die Bedingungen C1 bis C4 sind erfüllt). Dementsprechend wird der Fahrmodus als der MT-Modus bestimmt.
Zum Zeitpunkt T4 befindet sich das eigene Fahrzeug nicht in einem angehaltenen bzw. gestoppten Zustand, das Bremspedal 24 wird nicht betätigt und die Schaltposition Sp des Pseudo-Schalthebels 26 ist nicht die Neutralposition (die Bedingungen C1, C2 und C4 sind nicht erfüllt), aber da der Fahrmodus bereits als MT-Modus bestimmt ist, verbleibt der Fahrmodus, als MT-Modus bestimmt zu werden.
Obwohl nicht dargestellt, wird, wenn der Schalter zur Auswahl des EV-Modus des Modusumschaltschalters 42 gedrückt wird oder wenn der Betriebsmodus automatisch in den EV-Modus übertragen wird, der Betriebsmodus als EV-Modus bestimmt, unabhängig davon, ob die Bedingungen C1 bis C4 erfüllt sind oder nicht.
Durch das so modifizierte vorliegende Ausführungsbeispiel wird das Umschalten in den MT-Modus durch eine Fehlbedienung reduziert, und es kann verhindert werden, dass das eigene Fahrzeug ungewollt im MT-Modus betrieben wird.
13 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Prozess veranschaulicht, der von dem Prozessor 56 in der Fahrmodusbestimmungseinheit 500 in dem Elektrofahrzeug 10 gemäß dem vorliegenden modifizierten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird. Der in 13 dargestellte Prozess wird wiederholt in einer vorbestimmten Steuerperiode der Steuerungsvorrichtung 50 ausgeführt.
In Schritt S500 bestimmt der Prozessor 56, ob der Schalter zur Auswahl des MT-Modus im Modusumschaltschalter 42 gedrückt ist oder nicht. Wenn sich der Schalter in einer Steuerperiode unmittelbar davor in einem gedrückten Zustand befindet, aber in der aktuellen Steuerperiode in einem Zustand ist, in dem er nicht gedrückt ist (Herabdrückzustand fällt), wird bestimmt, dass der Schalter gedrückt ist. Alternativ kann, wenn sich der Schalter in dem Zustand befindet, in dem er in der unmittelbar vorhergehenden Steuerperiode nicht gedrückt ist, und sich der Schalter in der aktuellen Steuerperiode im gedrückten Zustand befindet (Herabdrückzustand steigt), bestimmt werden, dass der Schalter gedrückt ist. Wenn festgestellt wird, dass der Schalter gedrückt ist (Schritt S500; Ja), fährt der Prozess mit Schritt S501 fort. Wenn festgestellt wird, dass der Schalter nicht gedrückt ist (Schritt S500; Nein), wird der Prozess beendet.
In Schritt S501 bestimmt der Prozessor 56, ob der aktuell ermittelte Betriebsmodus der EV-Modus oder der MT-Modus ist. Wenn der aktuell ermittelte Betriebsmodus der EV-Modus ist (Schritt S501; Ja), fährt der Prozess mit Schritt S502 fort. Wenn der aktuell ermittelte Betriebsmodus der MT-Modus ist (Schritt S501; Nein), wird der Prozess beendet. Beim Beenden des Prozesses wird die Änderung des Fahrmodus nicht durchgeführt, obwohl der Fahrer den Modusumschaltschalter 42 betätigt. Dies kann zu einer Beunruhigung des Fahrers führen. Daher kann vor dem Beenden des Vorgangs ein Vorgang ausgeführt werden, der den Fahrer durch einen Ton oder eine Anzeige darauf hinweist, dass der Wechsel des Fahrmodus nicht durchgeführt wird. Dies kann die Beunruhigung des Fahrers verringern.
In Schritt S502 führt der Prozessor 56 den Bestimmungsprozess aus, der bestimmt, ob die Bedingungen C1 bis C4 erfüllt sind oder nicht. Wenn die Bedingungen C1 bis C4 erfüllt sind (Schritt S502; Ja), fährt der Prozess mit Schritt S503 fort, und der Betriebsmodus wird als der MT-Modus bestimmt. Wenn die Bedingungen C1 bis C4 nicht erfüllt sind (Schritt S502; Nein), wird der Prozess beendet. Bevor der Prozess beendet wird, kann der Prozess der Benachrichtigung, dass der Fahrmodus nicht geändert wird, durch einen Ton oder eine Anzeige ausgeführt werden, um die Beunruhigung des Fahrers zu verringern. In diesem Fall kann durch Ton oder Anzeige mitgeteilt werden, welche Bedingung nicht erfüllt ist.
Ein Elektrofahrzeug ist konfiguriert, um in der Lage sein, ein Fahren in einem MT-Modus, der einen Elektromotor mit einer Drehmomentcharakteristik wie ein MT-Fahrzeug mit einem manuellen Getriebe und einem Verbrennungsmotor steuert, und ein Fahren in einem EV-Modus, der den Elektromotor mit einer normalen Drehmomentcharakteristik steuert, durchzuführen. Das Elektrofahrzeug umfasst einen Modusumschaltschalter zum Umschalten auf das Fahren in dem MT-Modus.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2018166386 A [0005]

Claims

Elektrofahrzeug (10), das einen Elektromotor (2) als Motor zum Fahren verwendet, wobei das Elektrofahrzeug (10) aufweist: ein Fahrpedal (22); ein Pseudo-Kupplungspedal (28); eine Pseudo-Schaltvorrichtung (26); eine Steuerungsvorrichtung (50), die das von dem Elektromotor (2) ausgegebene Motordrehmoment gemäß einem Steuermodus steuert, der zwei Modi umfasst, die ein erster Modus und ein zweiter Modus sind; und eine Modusumschalteinrichtung (42), die den Steuermodus durch manuelle Betätigung auf den ersten Modus umschaltet, wobei die Steuerungsvorrichtung (50) umfasst: einen Speicher (54), und einen Prozessor (56), wobei der Speicher (54) speichert: ein MT-Fahrzeugmodell (530), das eine Drehmomentcharakteristik des Antriebsraddrehmoments in einem MT-Fahrzeug, das einen Verbrennungsmotor, der das Drehmoment durch Betätigung eines Fahrpedals steuert, und ein manuelles Getriebe, in dem eine Gangstufe durch Betätigung eines Kupplungspedals und Betätigung einer Schaltvorrichtung geschaltet wird, simuliert, und ein Motordrehmomentanweisungskennfeld, das das Motordrehmoment entsprechend einem Betätigungsausmaß des Fahrpedals (22) und einer Drehzahl des Elektromotors (2) angibt, und wobei der Prozessor (56) ausführt: wenn der Elektromotor (2) im ersten Modus gesteuert wird, einen Prozess, bei dem das Betätigungsausmaß des Fahrpedals (22) als Eingabe eines Betätigungsausmaßes des Fahrpedals in das MT-Fahrzeugmodell (530) übernommen wird, einen Prozess, bei dem ein Betätigungsausmaß des Pseudo-Kupplungspedals (28) als Eingabe eines Betätigungsausmaßes des Kupplungspedals in das MT-Fahrzeugmodell (530) übernommen wird, einen Prozess, bei dem eine Schaltposition der Pseudo-Schaltvorrichtung (26) als Eingabe der Schaltvorrichtung in das MT-Fahrzeugmodell übernommen wird, einen Prozess, bei dem das Antriebsraddrehmoment basierend auf dem MT-Fahrzeugmodell (530) aus dem Betätigungsausmaß des Fahrpedals (22), dem Betätigungsausmaß des Pseudo-Kupplungspedals (26) und der Schaltposition der Pseudoschalteinrichtung (26) berechnet wird, und einen Prozess, bei dem das Motordrehmoment zur Abgabe des Antriebsradmoments an Antriebsräder (8) des eigenen Fahrzeugs berechnet wird, wenn der Elektromotor (2) im zweiten Modus gesteuert wird, einen Prozess, bei dem eine Betätigung des Pseudo-Kupplungspedals (28) und eine Betätigung der Pseudo-Schaltvorrichtung (26) deaktiviert sind, und einen Prozess, bei dem das Motordrehmoment basierend auf dem Betätigungsausmaß des Fahrpedals (22) und der Drehzahl des Elektromotors (2) durch das Motordrehmomentanweisungskennfeld berechnet wird.
Elektrofahrzeug (10) gemäß Anspruch 1, mit: einem Bremspedal (24), wobei die Schaltposition der Pseudo-Schaltvorrichtung (26) umfasst: eine Neutralposition, die angibt, dass die Drehmomentcharakteristik in einem neutralen Zustand, in dem eine Kupplung des MT-Fahrzeugs nicht mit dem manuellen Getriebe verbunden ist, durch das MT-Fahrzeugmodell (530) simuliert wird, wobei der Prozessor ausführt, wenn der Steuermodus nicht der erste Modus ist, einen Bestimmungsprozess, der bestimmt, ob sich das eigene Fahrzeug in einem gestoppten Zustand befindet, das Bremspedal (24) betätigt ist, das Pseudo-Kupplungspedal (28) nicht betätigt ist und die Schaltposition der PseudoSchalteinrichtung (26) die Neutralposition ist, und einen Prozess, der das Umschalten des Steuermodus in den ersten Modus durch die Modusumschalteinrichtung ablehnt, während ein Ergebnis des Bestimmungsprozesses negativ ist.