JP2022030834A - 電気自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者がＭＴ車両のシフト装置を操作しているかのような運転感覚を得ることができる電気自動車を提供する。
【解決手段】電気自動車は、加速用ペダルの操作量、疑似クラッチペダルの操作量及び、疑似シフト装置のシフト位置に基づき、ＭＴ車両モデルを用いて電気モータのトルクを制御する制御装置５０と、反力アクチュエータの作動によって疑似シフト装置の操作に対してシフト反力を発生させるシフト反力付加装置を備える。制御装置５０は、シフト装置の操作に応じたシフト反力の特性を模擬したシフト反力特性を記憶し、記憶されているシフト反力特性に従い疑似シフト装置の操作に応じたシフト反力を出力するよう、シフト反力付加装置を制御する。
【選択図】図４

Description

本開示は、電気モータを走行用の動力装置として用いる電気自動車に関する。

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

一方で電気モータは、印加する電圧や界磁を制御することで比較的容易にトルクを制御することができる。従って電気モータでは、適当な制御を実施することにより、電気モータの動作範囲内で所望のトルク特性を得ることが可能である。この特徴を活かして、ＥＶのトルクを制御してＭＴ車両特有のトルク特性を模擬する技術がこれまで提案されている。

特許文献１には、駆動モータにより車輪にトルクを伝達する車両において、疑似的なシフトチェンジを演出する技術が開示されている。この車両では、車速、アクセル開度、アクセル開速度、又はブレーキ踏み込み量により規定される所定の契機で、駆動モータのトルクを設定変動量だけ減少させた後、所定時間でトルクを再度増加させるトルク変動制御が行われる。これにより、有段変速機を備える車両に慣れた運転者に対して与える違和感が抑制されるとしている。

特開２０１８－１６６３８６号公報

しかしながら、上記の技術では、変速動作を模擬したトルク変動制御のタイミングを運転者自身の操作によって主体的に決めることはできない。特に、ＭＴ車両の運転に慣れた運転者にとっては、運転者自身による手動変速動作を介在しない疑似的な変速動作は、ＭＴを操る楽しさを求める運転者の運転感覚に違和感を与えるおそれがある。

このような事情を考慮し、本出願に係る発明者らは、ＥＶでＭＴ車両の運転感覚を得ることができるように、ＥＶに疑似シフト装置と疑似クラッチペダルを設けることを検討している。もちろん、単にこれらの疑似装置をＥＶに取り付けるのではない。本出願に係る発明者らは、疑似シフト装置と疑似クラッチペダルの操作によって、ＭＴ車両のトルク特性と同様のトルク特性が得られるように電気モータを制御できるようにすることを検討している。

ただし、ＥＶでＭＴ車両の運転感覚を得るための要素は、車両のトルク特性だけではない。すなわち、ＭＴ車両のシフト装置は、変速機を機械的に動作させるため、独特の操作感が必然的に発生する。疑似シフト装置によってこのような独特の操作感が得られない場合、ＭＴ車両の運転感覚を求める運転者は違和感を覚えるおそれがある。

本開示は、上述の課題を鑑みてなされたもので、運転者がＭＴ車両のシフト装置を操作しているかのような運転感覚を得ることができる電気自動車を提供することを目的とする。

第１の開示は、上記の課題を解決するため、電気モータを走行用の動力装置として用いる電気自動車に適用される。電気自動車は、加速用ペダルと、疑似クラッチペダルと、疑似シフト装置と、電気モータが出力するモータトルクを制御する制御装置と、を備える。制御装置は、メモリと、プロセッサと、を備える。メモリは、ガスペダルの操作によってトルクを制御される内燃機関とクラッチペダルの操作とシフト装置の操作とによってギア段が切り替えられるマニュアルトランスミッションとを有するＭＴ車両における駆動輪トルクのトルク特性を模擬したＭＴ車両モデルを記憶している。プロセッサは、加速用ペダルの操作量を、ＭＴ車両モデルに対するガスペダルの操作量の入力として受け付ける処理と、疑似クラッチペダルの操作量を、ＭＴ車両モデルに対するクラッチペダルの操作量の入力として受け付ける処理と、疑似シフト装置のシフト位置を、ＭＴ車両モデルに対するシフト装置のシフト位置の入力として受け付ける処理と、加速用ペダルの操作量と、疑似クラッチペダルの操作量と、疑似シフト装置のシフト位置とで定まる駆動輪トルクを、ＭＴ車両モデルを用いて計算する処理と、駆動輪トルクを電気自動車の駆動輪に与えるためのモータトルクを演算する処理と、を実行するように構成される。また、電気自動車は、反力アクチュエータの作動によって、疑似シフト装置の操作に対向する力であるシフト反力を発生させるシフト反力付加装置を備える。そして、制御装置は、疑似シフト装置の操作に応じて、シフト反力付加装置が出力するシフト反力を制御するように構成される。

第２の開示は、第1の開示において、更に以下の特徴を有している。
メモリは、シフト装置の操作に応じたシフト反力の特性を模擬したシフト反力特性を記憶している。プロセッサは、シフト反力特性に従いシフト反力付加装置が出力するシフト反力を制御する処理を実行するように構成される。

第３の開示は、第２の開示において、更に以下の特徴を有している。
メモリは、異なる特性の複数のシフト反力特性を記憶している。電気自動車は、複数のシフト反力特性の中から１つのシフト反力特性を選択するパターン選択スイッチを備えている。そして、プロセッサは、パターン選択スイッチで選択されたシフト反力特性に従いシフト反力付加装置が出力するシフト反力を制御する処理を実行するように構成される。

第４の開示は、第１から第３の何れか１つの開示において、更に以下の特徴を有している。
制御装置は、電気自動車の走行状態に応じて疑似シフト装置の動作を固定するためのシフト反力を付加する固定反力付加制御を実行するように構成される。

第５の開示は、第４の開示において、更に以下の特徴を有している。
固定反力付加制御において、制御装置は、疑似シフト装置のシフト位置がシフト装置のニュートラルポジションに対応する位置であり且つ疑似クラッチペダルの操作量が基準操作量よりも小さい場合、シフト位置をニュートラルポジションに固定するためのシフト反力を付加するように構成される。

第６の開示は、第４の開示において、更に以下の特徴を有している。
固定反力付加制御において、制御装置は、電気自動車の加速中において疑似クラッチペダルの操作量がゼロである場合、シフト位置を現在のシフト位置に固定するためのシフト反力を付加するように構成される。

第７の開示は、第１から第６の何れか１つの開示において、更に以下の特徴を有している。
疑似シフト装置は、シフト方向に並行に設けられた複数のシフトゲートと、複数のシフトゲートのそれぞれに連結され、セレクト方向に延びるセレクトゲートと、複数のシフトゲート及びセレクトゲートに沿って操作されることによりシフト位置を規定するシフトレバーと、を含んで構成される。セレクトゲートは、シフト装置のニュートラルポジションに対応するシフト位置である。シフトレバーがニュートラルポジションに操作されている場合、制御装置は、セレクトゲートの所定の基準位置に向かってシフト反力を付加する処理を実行するように構成される。

第８の開示は、第７の開示において、更に以下の特徴を有している。
疑似シフト装置は、リバースロック制御の作動及び解除を切り替えるリバースロックスイッチを備える。リバースロックスイッチによりリバースロック制御が作動されている場合、制御装置は、リバースロック制御が解除されている場合よりも、シフト位置をリバースギアに対応するシフトゲートに操作することに対する反力を増大させるように構成される。

第９の開示は、第１から第８の何れか１つの開示において、更に以下の特徴を有している。
メモリは、疑似シフト装置のシフト位置にＭＴ車両モデルに対するシフト装置のシフト位置を対応付けた複数のシフトパターンを記憶している。電気自動車は、複数のシフトパターンの中から１つのシフトパターンを選択するシフトパターン選択スイッチを備える。プロセッサは、シフトパターン選択スイッチで選択されたシフトパターンに従い、疑似シフト装置のシフト位置を、ＭＴ車両モデルに対するシフト装置のシフト位置の入力として受け付ける処理を実行するように構成される。

以上の構成によれば、運転者は、内燃機関とマニュアルトランスミッションとを有するＭＴ車両のように電気自動車を運転することができる。また、電気自動車は、反力アクチュエータの作動によって、疑似シフト装置の操作に対してシフト反力を発生させるシフト反力付加装置を備えている。シフト反力付加装置が出力するシフト反力は、運転者の疑似シフト装置の操作に応じて制御される。これにより、運転者は、ＭＴ車両のシフト装置を操作しているかのような運転感覚を得ることが可能となる。

また、第２の開示によれば、メモリは、シフト装置の操作に応じたシフト反力の特性を模擬したシフト反力特性を記憶している。このため、このシフト反力特性に従いシフト反力付加装置が出力するシフト反力を制御することにより、疑似シフト装置のシフト反力特性を、ＭＴ車両のシフト装置のシフト反力特性に近づけることができる。

第３の開示によれば、運転者は、複数のシフト反力特性の中から好みのシフト反力特性を選択することが可能となる。これにより、疑似シフト装置の操作感に運転者の好みを反映することが可能となる。

第４の開示によれば、電気自動車の走行状態に応じて疑似シフト装置の動作を固定するためのシフト反力シフトを付加することができる。特に、第５の開示によれば、ニュートラルポジションにおいて疑似クラッチペダルの操作量が基準クラッチ操作量よりも小さい場合、シフト位置をニュートラルポジションに固定するためのシフト反力が付加される。これにより、クラッチペダルの踏み込み操作を行っていない場合にシフト装置の操作が制限されるＭＴ車両の操作感覚を演出することができる。或いは、第6の開示によれば、電気自動車の加速中において疑似クラッチペダルが踏み込まれていない場合、シフト位置を現在の位置に固定するためのシフト反力が付加される。これにより、電気自動車の加速中における疑似シフト装置の誤操作を防ぐことができる。

第７の開示によれば、シフトレバーがニュートラルポジションに操作されている場合、セレクトゲートの所定の基準位置に向かってシフト反力が付加される。これにより、ＭＴ車両におけるニュートラルポジションでの操作感覚を演出することができる。

第８の開示によれば、疑似シフト装置に備えられたリバースロックスイッチによりリバースロック制御が作動されている場合、リバースギアに対応するシフトゲートに操作することに対する反力が増大される。これにより、リバースギアに対応するシフト位置への誤操作を防ぐことができる。

第９の発明によれば、運転者が複数のシフトパターンの中から任意のシフトパターンを選択することができる。これにより、運転者の好みを反映したシフト操作が可能になる。

本実施の形態に係る電気自動車の動力系の構成を模式的に示す図である。 疑似シフト装置の構成を説明するための図である。 図１に示す電気自動車の制御システムの構成を示すブロック図である。 図１に示す電気自動車の制御装置の機能を示すブロック図である。 図４に示す制御装置が備えるモータトルク指令マップの一例を示す図である。 図４に示す制御装置が備えるＭＴ車両モデルの一例を示すブロック図である。 図６に示すＭＴ車両モデルを構成するエンジンモデルの一例を示す図である。 図６に示すＭＴ車両モデルを構成するクラッチモデルの一例を示す図である。 図６に示すＭＴ車両モデルを構成するＭＴモデルの一例を示す図である。 ＭＴ走行モードで実現される電気モータのトルク特性を、ＥＶ走行モードで実現される電気モータのトルク特性と比較して示す図である。 疑似シフト装置のシフト方向のシフト反力特性の一例を示す図である。 疑似シフト装置のセレクト方向のシフト反力特性の一例を示す図である。 実施の形態２の固定反力付加制御の手順を示すフローチャートである。 実施の形態３の固定反力付加制御の手順を示すフローチャートである。 実施の形態４の疑似シフト装置の構成を説明するための図である。 実施の形態４のリバースロック制御の手順を示すフローチャートである。 実施の形態４の疑似シフト装置の構成を説明するための図である。

以下、図面を参照して本開示の実施形態について説明する。ただし、以下に示す実施形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この開示が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この開示に必ずしも必須のものではない。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
１－１．電気自動車の構成
図１は、本実施の形態に係る電気自動車１０の動力系の構成を模式的に示す図である。図１に示すように、電気自動車１０は、動力源として電気モータ２を備えている。電気モータ２は、例えばブラシレスＤＣモータや三相交流同期モータである。電気モータ２には、その回転速度を検出するための回転速度センサ４０が設けられている。電気モータ２の出力軸３は、ギア機構４を介してプロペラシャフト５の一端に接続されている。プロペラシャフト５の他端は、デファレンシャルギア６を介して、車両前方のドライブシャフト７に接続されている。

電気自動車１０は、前車輪である駆動輪８と、後車輪である従動輪１２とを備えている。駆動輪８は、ドライブシャフト７の両端にそれぞれ設けられている。各車輪８，１２には、車輪速センサ３０が設けられている。図１では、代表して右後輪の車輪速センサ３０のみが描かれている。車輪速センサ３０は、電気自動車１０の車速を検出するための車速センサとしても用いられる。車輪速センサ３０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）などの車載ネットワークによって後述する制御装置５０に接続されている。

電気自動車１０は、バッテリ１４と、インバータ１６とを備えている。バッテリ１４は、電気モータ２を駆動する電気エネルギを蓄える。インバータ１６は、バッテリ１４から入力される直流電力を電気モータ２の駆動電力に変換する。インバータ１６による電力変換は、制御装置５０によるＰＷＭ（Pulse Wave Modulation）制御によって行われる。インバータ１６は、車載ネットワークによって制御装置５０に接続されている。

電気自動車１０は、運転者が電気自動車１０に対する動作要求を入力するための動作要求入力装置として、加速要求を入力するためのアクセルペダル（加速用ペダル）２２と、制動要求を入力するためのブレーキペダル２４とを備えている。アクセルペダル２２には、アクセルペダル２２の操作量であるアクセル開度Ｐａｐ［％］を検出するためのアクセルポジションセンサ３２が設けられている。またブレーキペダル２４には、ブレーキペダル２４の操作量であるブレーキ踏み込み量を検出するためのブレーキポジションセンサ３４が設けられている。アクセルポジションセンサ３２及びブレーキポジションセンサ３４、車載ネットワークによって制御装置５０に接続されている。

電気自動車１０は、動作入力装置として、さらに疑似シフト装置２６と、疑似クラッチペダル２８とを備えている。シフト装置とクラッチペダルはマニュアルトランスミッション（ＭＴ）を操作する装置であるが、当然ながら電気自動車１０はＭＴを備えていない。疑似シフト装置２６と疑似クラッチペダル２８は、あくまでも、本来のシフトレバーやクラッチペダルとは異なるダミーである。

疑似シフト装置２６は、ＭＴ車両が備えるシフトレバーを模擬した構造を有している。疑似シフト装置２６の配置は、実際のＭＴ車両と同等である。図２は、疑似シフト装置の構成を説明するための図である。この図に示すように、疑似シフト装置２６は、運転者によって操作されるシフトレバー２６０と、シフトレバー２６０の可動範囲を規制するためのゲート機構２６１とを備えている。ここでのゲート機構２６１は、シフト方向に並行に延びる複数のシフトゲート２６２（ここでは、四本）と、複数のシフトゲート２６２のそれぞれに直交するように連結され、セレクト方向に延びるセレクトゲート２６３と、を有する、いわゆるＨ型のゲート機構である。ゲート機構２６１の各シフトゲート２６２の端部には、例えば１速、２速、３速、４速、５速、及び６速の各ギア段に対応するシフトパターンが対応付けられている。また、ゲート機構２６１のセレクトゲート２６３の全幅には、ニュートラルポジションが対応付けられている。

シフトレバー２６０は、ゲート機構２６１に沿って操作可能に構成されている。疑似シフト装置２６には、シフトポジションセンサ３６が設けられている。シフトポジションセンサ３６は、シフトレバー２６０がゲート機構２６１のどのポジションにあるかを示すシフトポジションを検出する。シフトポジションセンサ３６は、車載ネットワークによって制御装置５０に接続されている。

電気自動車１０は、疑似シフト装置２６のシフトレバー２６０の操作感をＭＴ車両のシフトレバーの操作感に近づけるためのシフト反力付加装置４４を備えている。シフト反力付加装置４４は、疑似シフト装置２６の操作に応じて、シフトレバー２６０の操作方向に対する反力を発生させる装置である。シフト反力付加装置４４の構造に限定はない。例えば、シフト反力付加装置４４は、シフト方向のシフト反力を発生させる反力アクチュエータ４４２と、セレクト方向のシフト反力を発生させる反力アクチュエータ４４４と、を含んで構成される。反力アクチュエータ４４２，４４４には、例えば電気モータが使用される。疑似シフト装置２６は、車載ネットワークによって制御装置５０に接続されている。

疑似クラッチペダル２８は、ＭＴ車両が備えるクラッチペダルを模擬した構造を有している。疑似クラッチペダル２８の配置及び操作感は、実際のＭＴ車両と同等である。運転者は、疑似シフト装置２６によりギア段の設定変更をしたい場合に疑似クラッチペダル２８を踏み込み、ギア段の設定変更が終わると踏み込みをやめて疑似クラッチペダル２８を元に戻す。疑似クラッチペダル２８には、疑似クラッチペダル２８の踏み込み量Ｐｃ［％］を検出するためのクラッチポジションセンサ３８が設けられている。クラッチポジションセンサ３８は、車載ネットワークによって制御装置５０に接続されている。

電気自動車１０は、パターン選択スイッチ４６を備えている。パターン選択スイッチ４６は、電気自動車１０の疑似シフト装置２６のシフト反力特性を選択するスイッチである。詳細は後述するが、電気自動車１０には、複数の異なるシフト反力特性が記憶されている。パターン選択スイッチ４６は、複数のシフト反力特性の中から任意のシフト反力特性を選択可能に構成されている。パターン選択スイッチ４６は、例えば、インストルメントパネル付近に設置されたＨＭＩ（Human Machine Interface）ユニットに表示されたスイッチである。パターン選択スイッチ４６は、車載ネットワークによって制御装置５０に接続されている。

電気自動車１０は、モード選択スイッチ４２を備えている。モード選択スイッチ４２は、電気自動車１０の走行モードを選択するスイッチである。電気自動車１０の走行モードには、ＭＴモードとＥＶモードとがある。モード選択スイッチ４２は、ＭＴモードとＥＶモードのいずれか一方を任意に選択可能に構成されている。詳細は後述するが、ＭＴモードでは、電気自動車１０をＭＴ車両のように運転するための制御モード（第１モード）で電気モータ２の制御が行われる。ＥＶモードでは、一般的な電気自動車のための通常の制御モード（第２モード）で電気モータ２の制御が行われる。モード選択スイッチ４２は、車載ネットワークによって制御装置５０に接続されている。

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

図３は、本実施の形態に係る電気自動車１０の制御システムの構成を示すブロック図である。制御装置５０には、少なくとも車輪速センサ３０、アクセルポジションセンサ３２、ブレーキポジションセンサ３４、シフトポジションセンサ３６、クラッチポジションセンサ３８、回転速度センサ４０、モード選択スイッチ４２及びパターン選択スイッチ４６から信号が入力される。これらのセンサと制御装置５０との間の通信には車載ネットワークが用いられている。図示は省略するが、これらの他にも様々なセンサが電気自動車１０に搭載され、車載ネットワークによって制御装置５０に接続されている。

また、制御装置５０からは、少なくともインバータ１６とシフト反力付加装置４４へ信号が出力されている。これらの機器と制御装置５０との間の通信には車載ネットワークが用いられている。図示は省略するが、これらの他にも様々なアクチュエータや表示器が電気自動車１０に搭載され、車載ネットワークによって制御装置５０に接続されている。

制御装置５０は、シフト反力計算部５００としての機能と、制御信号算出部５２０としての機能を備える。詳しくは、メモリ５４（図１に参照）に記憶されたプログラムがプロセッサ５６（図１に参照）により実行されることで、プロセッサ５６は、少なくともシフト反力計算部５００と、制御信号算出部５２０として機能する。制御信号算出とは、アクチュエータや機器に対する制御信号を算出する機能である。制御信号には、少なくとも、インバータ１６をＰＷＭ制御するための信号が含まれる。以下、制御装置５０が有するこれらの機能について説明する。

１－２．制御装置の機能
１－２－１．モータトルク算出機能
図４は、本実施の形態に係る制御装置５０の機能、特に、電気モータ２に対するモータトルク指令値の算出に係る機能を示すブロック図である。制御装置５０は、このブロック図に示された機能によりモータトルク指令値を計算し、モータトルク指令値に基づいてインバータ１６をＰＷＭ制御するための制御信号を生成する。

図４に示すように、制御信号算出部５２０は、ＭＴ車両モデル５３０、要求モータトルク計算部５４０、モータトルク指令マップ５５０、及び切替スイッチ５６０を備える。制御信号算出部５２０には、車輪速センサ３０、アクセルポジションセンサ３２、シフトポジションセンサ３６、クラッチポジションセンサ３８、回転速度センサ４０、及びモード選択スイッチ４２からの信号が入力される。制御信号算出部５２０は、これらのセンサからの信号を処理し、電気モータ２に出力させるモータトルクを算出する。

制御信号算出部５２０によるモータトルクの計算は、ＭＴ車両モデル５３０と要求モータトルク計算部５４０とを用いた計算と、モータトルク指令マップ５５０を用いた計算の２通りがある。前者は、電気自動車１０をＭＴモードで走行させる場合のモータトルクの計算に用いられる。後者は、電気自動車１０をＥＶモードで走行させる場合のモータトルクの計算に用いられる。どちらのモータトルクを用いるかは、切替スイッチ５６０によって決まる。切替スイッチ５６０は、モード選択スイッチ４２から入力される信号によって動作する。

１－２－２．ＭＴモードでのモータトルクの計算
ＭＴ車両における駆動輪トルクは、エンジンに対する燃料供給を制御するガスペダルの操作と、ＭＴのギア段を切り替えるシフトレバー（シフト装置）の操作と、エンジンとＭＴとの間のクラッチを動作させるクラッチペダルの操作とによって決定付けられる。ＭＴ車両モデル５３０は、電気自動車１０がエンジン、クラッチ、及びＭＴを備えているのであれば、アクセルペダル２２、疑似クラッチペダル２８、及び疑似シフト装置２６の操作によって得られる駆動輪トルクを計算するモデルである。以下、ＭＴモードにおいて、ＭＴ車両モデル５３０により仮想的に実現されるエンジン、クラッチ、及びＭＴを仮想エンジン、仮想クラッチ、仮想ＭＴと称する。

ＭＴ車両モデル５３０には、仮想エンジンのガスペダルの操作量として、アクセルポジションセンサ３２の信号が入力される。仮想ＭＴのシフト装置のシフト位置として、シフトポジションセンサ３６の信号が入力される。さらに、仮想クラッチのクラッチペダルの操作量として、クラッチポジションセンサ３８の信号が入力される。また、ＭＴ車両モデル５３０には、車両の負荷状態を示す信号として車輪速センサ３０の信号も入力される。ＭＴ車両モデル５３０は、ＭＴ車両における駆動輪トルクのトルク特性を模擬したモデルである。ＭＴ車両モデル５３０は、運転者によるアクセルペダル２２、疑似シフト装置２６、及び疑似クラッチペダル２８の操作駆動輪トルクの値に反映されるように作成されている。ＭＴ車両モデル５３０の詳細については後述する。

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

１－２－３．ＥＶモードでのモータトルクの計算
図５は、ＥＶモードでのモータトルクの計算に用いられモータトルク指令マップ５５０の一例を示す図である。モータトルク指令マップ５５０は、アクセル開度とＰａｐと電気モータ２の回転速度とをパラメータとしてモータトルクを決定するマップである。モータトルク指令マップ５５０の各パラメータには、アクセルポジションセンサ３２の信号と、回転速度センサ４０の信号とが入力される。モータトルク指令マップ５５０からは、これらの信号に対応するモータトルクが出力される。

１－２－４．モータトルクの切り替え
モータトルク指令マップ５５０を用いて計算されたモータトルクをＴｅｖと表記し、ＭＴ車両モデル５３０及び要求モータトルク計算部５４０を用いて計算されたモータトルクをＴｍｔと表記する。２つのモータトルクＴｅｖ，Ｔｍｔのうち切替スイッチ５６０によって選択されたモータトルクが、電気モータ２に対してモータトルク指令値として与えられる。

ＥＶモードでは、運転者が疑似シフト装置２６や疑似クラッチペダル２８を操作しても、その操作は電気自動車１０の運転には反映されない。つまり、ＥＶモードでは、疑似シフト装置２６の操作と疑似クラッチペダル２８の操作は無効化される。ただし、モータトルクＴｅｖがモータトルク指令値として出力されている間も、ＭＴ車両モデル５３０を用いたモータトルクＴｍｔの計算は継続されている。逆に、モータトルクＴｍｔがモータトルク指令値として出力されている間も、モータトルクＴｅｖの計算は継続されている。つまり、切替スイッチ５６０には、モータトルクＴｅｖとモータトルクＴｍｔの両方が継続的に入力されている。

切替スイッチ５６０による入力の切り替えによって、モータトルク指令値は、モータトルクＴｅｖからモータトルクＴｍｔへ、或いは、モータトルクＴｍｔからモータトルクＴｅｖへ切り替えられる。このとき、２つのモータトルクの間にずれがある場合、切り替えに伴ってトルク段差が発生してしまう。このため、切り替え後暫くの間は、トルクの急激な変化が生じないように、モータトルク指令値に対して徐変処理が実施される。例えば、ＥＶモードからＭＴモードへの切り替えでは、モータトルク指令値を直ぐにモータトルクＴｅｖからモータトルクＴｍｔに切り替えるのではなく、所定の変化率でモータトルクＴｍｔへ向けて変化させる。ＭＴモードからＥＶモードへの切り替えでも同様の処理が行われる。

切替スイッチ５６０は、モード選択スイッチ４２で選択された走行モードに応じて動作する。モード選択スイッチ４２でＥＶモードが選択されている場合、切替スイッチ５６０は、モータトルク指令マップ５５０に接続し、モータトルク指令マップ５５０から入力されるモータトルクＴｅｖをモータトルク指令値として出力する。モード選択スイッチ４２でＭＴモードが選択された場合、切替スイッチ５６０は、接続先を要求モータトルク計算部５４０に切り替える。そして、切替スイッチ５６０は、要求モータトルク計算部５４０から入力されるモータトルクＴｍｔをモータトルク指令値として出力する。このような入力の切り替えが、モード選択スイッチ４２による行モードの選択に連動して行われる。

１－２－５．ＭＴ車両モデル
１－２－５－１．概要
次に、ＭＴ車両モデル５３０について説明する。図６は、ＭＴ車両モデル５３０の一例を示すブロック図である。ＭＴ車両モデル５３０は、エンジンモデル５３１と、クラッチモデル５３２と、ＭＴモデル５３３と、車軸・駆動輪モデル５３４とから構成されている。エンジンモデル５３１では、仮想エンジンがモデル化されている。クラッチモデル５３２では、仮想クラッチがモデル化されている。ＭＴモデル５３３は、仮想ＭＴがモデル化されている。車軸・駆動輪モデル５３４では、車軸から駆動輪までの仮想のトルク伝達系がモデル化されている。各モデルは計算式で表されてもよいしマップで表されてもよい。

各モデル間では計算結果の入出力が行われる。また、エンジンモデル５３１には、アクセルポジションセンサ３２で検出されたアクセル開度Ｐａｐが入力される。クラッチモデル５３２には、クラッチポジションセンサ３８で検出されたクラッチペダル踏み込み量Ｐｃが入力される。ＭＴモデルには５３３には、シフトポジションセンサ３６で検出されたシフトポジションＳｐが入力される。さらに、ＭＴ車両モデル５３０では、車輪速センサ３０で検出された車速Ｖｗ（或いは車輪速）が複数のモデルにおいて使用される。ＭＴ車両モデル５３０では、これらの入力信号に基づき、駆動輪トルクＴｗと仮想エンジン回転速度Ｎｅとが算出される。

１－２－５－２．エンジンモデル
エンジンモデル５３１は、仮想エンジン回転速度Ｎｅと仮想エンジン出力トルクＴｅｏｕｔを算出する。エンジンモデル５３１は、仮想エンジン回転速度Ｎｅを計算するモデルと仮想エンジン出力トルクＴｅｏｕｔを計算するモデルから構成される。仮想エンジン回転速度Ｎｅの計算には、例えば、次式（１）で表されるモデルが用いられる。次式（１）では、車輪８の回転速度Ｎｗ、総合減速比Ｒ、及び仮想クラッチのスリップ率ｓｌｉｐから仮想エンジン回転速度Ｎｅが算出される。

式（１）において、車輪８の回転速度Ｎｗは車輪速センサ３０によって検出される。総合減速比Ｒは、後述するＭＴモデル５３３で計算されるギア比（変速比）ｒと、車軸・駆動輪モデル５３４で規定されている減速比とから算出される。スリップ率ｓｌｉｐは、後述するクラッチモデル５３２で算出される。

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

なお、ＭＴ車両のアイドリング中は、エンジン回転速度を一定回転速度に維持するアイドルスピードコントロール制御（ＩＳＣ制御）が行われる。そこで、エンジンモデル５３１は、仮想クラッチが切られ、車速が０であり、かつアクセル開度Ｐａｐが０％である場合、仮想エンジン回転速度Ｎｅを所定のアイドリング回転速度（例えば１０００ｒｐｍ）として算出する。運転者が、停車中にアクセルペダル２２を踏み込んで空吹かしを行う場合、式（２）で計算される仮想エンジン回転速度Ｎｅの初期値としてアイドリング回転速度が用いられる。

エンジンモデル５３１は、仮想エンジン回転速度Ｎｅ及びアクセル開度Ｐａｐから仮想エンジン出力トルクＴｅｏｕｔを算出する。仮想エンジン出力トルクＴｅｏｕｔの計算には、例えば、図７に示すような２次元マップが用いられる。この２次元マップは、定常状態でのアクセル開度Ｐａｐと、仮想エンジン回転速度Ｎｅと、仮想エンジン出力トルクＴｅｏｕｔとの関係を規定したマップである。このマップでは、アクセル開度Ｐａｐ毎に仮想エンジン回転速度Ｎｅに対する仮想エンジン出力トルクＴｅｏｕｔが与えられる。図７に示すトルク特性は、ガソリンエンジンを想定した特性に設定することもできるし、ディーゼルエンジンを想定した特性に設定することもできる。また、自然吸気エンジンを想定した特性に設定することもできるし、過給エンジンを想定した特性に設定することもできる。例えば、インストルメントパネル付近にＨＭＩユニットを設置し、ＨＭＩユニットの操作によってＭＴモードでの仮想エンジンを運転者が好みの設定に切り替えられるようにしてもよい。エンジンモデル５３１で算出された仮想エンジン出力トルクＴｅｏｕｔは、クラッチモデル５３２に出力される。

１－２－５－３．クラッチモデル
クラッチモデル５３２は、トルク伝達ゲインｋを算出する。トルク伝達ゲインｋは、疑似クラッチペダル２８の踏み込み量に応じた仮想クラッチのトルク伝達度合いを算出するためのゲインである。クラッチモデル５３２は、例えば、図８に示すようなマップを有する。このマップでは、クラッチペダル踏み込み量Ｐｃに対してトルク伝達ゲインｋが与えられる。図８でトルク伝達ゲインｋは、クラッチペダル踏み込み量ＰｃがＰｃ０からＰｃ１の範囲で１となり、クラッチペダル踏み込み量ＰｃがＰｃ１からＰｃ２の範囲で０まで一定の傾きで単調減少し、クラッチペダル踏み込み量ＰｃがＰｃ２からＰｃ３の範囲で０となるように与えられる。ここで、Ｐｃ０はクラッチペダル踏み込み量Ｐｃが０％に対応し、Ｐｃ１はクラッチペダル踏み込み時の遊び限界に対応し、Ｐｃ３はクラッチペダル踏み込み量Ｐｃが１００％対応し、Ｐｃ２はＰｃ３から際の遊び限界に対応している。

図８に示すマップは一例であり、クラッチペダル踏み込み量Ｐｃの増加に対するトルク伝達ゲインｋの変化は、０に向かう広義単調減少であればその変化曲線に限定はない。例えば、Ｐｃ１からＰｃ２におけるトルク伝達ゲインｋの変化は、上に凸となる単調減少曲線でも良いし、下に凸となる単調減少でも良い。

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

１－２－５－４．ＭＴモデル
ＭＴモデル５３３は、ギア比（変速比）ｒを算出する。ギア比ｒは、仮想ＭＴにおいて疑似シフト装置２６のシフトポジションＳｐにより決まるギア比である。疑似シフト装置２６のシフトポジションＳｐと仮想ＭＴのギア段とは一対一の関係にある。ＭＴモデル５３３は、例えば、図９に示すようなマップを有する。このマップでは、ギア段に対してギア比ｒが与えられる。図９に示すように、ギア段が大きいほどギア比ｒは小さくなる。

ＭＴモデル５３３は、ギア比ｒを用いて変速機出力トルクＴｇｏｕｔを算出する。変速機出力トルクＴｇｏｕｔは、仮想変速機から出力されるトルクである。ＭＴモデル５３３は、例えば、次式（４）により、クラッチ出力トルクＴｃｏｕｔ、及びギア比ｒから変速機出力トルクＴｇｏｕｔを算出する。ＭＴモデル５３３で算出された変速機出力トルクＴｇｏｕｔは、車軸・駆動輪モデル５３４に出力される。

１－２－５－５．車軸・駆動輪モデル
車軸・駆動輪モデル５３４は、所定の減速比ｒｒを用いて駆動輪トルクＴｗを算出する。減速比ｒｒは、仮想ＭＴから駆動輪８までの機械的な構造により決まる固定値である。車軸・駆動輪モデル５３４は、例えば、次式（５）により、変速機出力トルクＴｇｏｕｔ、及び減速比ｒｒから駆動輪トルクＴｗを算出する。車軸・駆動輪モデル５３４算出された駆動輪トルクＴｗは、要求モータトルク計算部５４０に出力される。

１－２－６．ＭＴモードで実現される電気モータのトルク特性
要求モータトルク計算部５４０は、ＭＴ車両モデル５３０で算出された駆動輪トルクＴｗをモータトルクに変換する。図１０は、ＭＴ走行モードで実現される電気モータ２のトルク特性を、ＥＶ走行モードで実現される電気モータ２のトルク特性と比較して示す図である。ＭＴモードの場合、図１０に示されるように、疑似シフト装置２６により設定されるギア段に応じてＭＴ車両のトルク特性を模擬するようなトルク特性（図中実線）を実現することができる。

１－２－７．シフト反力付加制御
次に、シフト反力計算部５００によるシフト反力付加制御について説明する。実際のＭＴ車両のシフトレバーのシフト反力には、変速機などの機械部品の動作の影響が重畳する。このため、実際のＭＴ車両のシフト反力は、シフトポジションに応じた独特の変化特性を有している。本実施の形態のシフト反力付加装置４４は、このような実際のＭＴ車両の独特のシフト反力を演出するための装置である。

本実施の形態の制御装置５０のメモリ５４には、実際のＭＴ車両のシフトレバーのシフト反力の特性を模擬したシフト反力特性が、疑似シフト装置２６のシフトポジションに対応付けられて記憶されている。制御装置５０は、記憶されているシフト反力特性を用いて、運転者による疑似シフト装置２６のシフトポジションに応じたシフト反力Ｗｓｔを計算する処理を実行する。

ただし、運転者が求めるシフトレバーの操作感覚は、必ずしも同じではない。運転者の中には、スポーツ系車両等の運転感覚を模擬した硬質なシフト操作を求める者もいれば、身体的負担の少ないソフトなシフト操作を求める者もいる。そこで、実施の形態１の制御装置５０は、クラッチペダルの操作感覚に運転者の好みを反映させるための以下の機能を更に備えている。

本実施の形態の制御装置５０のメモリ５４には、疑似シフト装置２６のシフトポジションに応じたシフト反力特性が、複数パターン記憶されている。図１１は、疑似シフト装置のシフト方向のシフト反力特性の一例を示す図である。図１２は、疑似シフト装置のセレクト方向のシフト反力特性の一例を示す図である。

図１１では、３速に対応するシフトポジションＰ３からニュートラルに対応するシフトポジションＰｎ２を跨いで４速に対応するシフトポジションＰ４まで、シフトレバー２６０をシフト方向に操作した場合のシフト反力の変化特性を例示している。なお。ここでは、３速と４速との間のシフトゲート２６２についてのシフト反力特性を例示したが、他のシフトゲートについても、同等のシフト反力特性がメモリ５４に記憶されている。

また、図１２では、セレクトゲート２６３において、シフトポジションＰｎ１の側から基準位置であるシフトポジションＰｎ２へと向かう方向のシフト反力、及びシフトポジションＰｎ３及びＰｎ４の側からシフトポジションＰｎ２に向かう方向のシフト反力がシフトレバー２６０に付加される変化特性を例示している。このようなセレクト方向のシフト反力特性によれば、疑似シフト装置２６のニュートラルポジションにおいて、シフトレバー２６０は、基準位置であるシフトポジションＰｎ２に戻るようにシフト反力が付加される。

図１１及び図１２では、シフト反力特性の異なる二種類のパターン（スポーツ、コンフォート）が例示されている。運転者は、パターン選択スイッチ４６によって好みのシフト反力特性のパターンを選択する。図４に示すように、シフト反力計算部５００には、シフトポジションセンサ３６で検出されたシフトポジション、及びパターン選択スイッチ４６により選択されたパターン信号が入力される。シフト反力計算部５００は、これらのセンサからの信号を処理し、選択されたシフト反力特性を用いて、シフトポジションに対応するシフト反力Ｗｓｔを算出する。

制御装置５０は、算出されたシフト反力Ｗｓｔを実現するための制御信号をシフト反力付加装置４４に出力する。シフト反力付加装置４４は、入力された制御信号に従い反力アクチュエータ４４２，４４４を動作させる。これにより、疑似シフト装置２６は、シフト方向のシフトレバー２６０の操作感覚、及び、ニュートラルポジションにおけるセレクト方向のガタつきが演出される。これにより、運転者は、ＭＴ車両のようなシフトレバーの操作感覚を容易に楽しむことができるようになる。また、シフト反力付加制御によれば、運転者の好みに合わせた疑似シフト装置２６のシフト反力を演出することも可能となる。

１－３．その他
上記実施形態に係る電気自動車１０は、１つの電気モータ２で前輪を駆動するＦＦ車である。しかし、電気モータを前と後ろに２基配置し、前輪と後輪のそれぞれを駆動する電気自動車にも本開示は適用可能である。また、本開示は、各輪にインホイールモータを備える電気自動車にも適用可能である。これらの場合のＭＴ車両モデルには、ＭＴ付き全輪駆動車をモデル化したものを用いることができる。この変形例は、後述する他の実施の形態の電気自動車にも適用することができる。

上記実施形態に係る電気自動車１０は、変速機を備えていない。しかし、有段或いは無段の自動変速機を備えた電気自動車にも本開示は適用可能である。この場合、ＭＴ車両モデルで計算されたモータトルクを出力させるように、電気モータ及び自動変速機からなるパワートレインを制御すればよい。この変形例は、後述する他の実施の形態の電気自動車にも適用することができる。

上記実施形態に係る電気自動車１０は、パターン選択スイッチ４６を備えている。しかし、パターン選択スイッチ４６を備えていない電気自動車にも本開示は適用可能である。この場合、メモリ５４に記憶された単一のシフト反力特性を常時使用すればよい。この変形例は、後述する他の実施の形態の電気自動車にも適用することができる。

上記実施形態に係る電気自動車１０は、複数種類のシフト反力特性が予めメモリ５４に記憶されている。しかし、シフト反力特性は、運転者が任意に設定可能に構成されていてもよい。この場合、例えば、ＨＭＩユニットの操作によってシフト反力特性を好みの特性に設定できるように構成すればよい。この変形例は、後述する他の実施の形態の電気自動車にも適用することができる。

実施の形態２．
２－１．実施の形態２の電気自動車の構成
実施の形態２の電気自動車の構成は、図１に示す実施の形態１の電気自動車１０と同一である。従って、実施の形態２の電気自動車１０の詳細な説明については省略する。

２－２．実施の形態２の電気自動車の特徴
実際のＭＴ車両におけるシフトレバーは、クラッチペダルの踏み込み時でなければスムーズな変速操作を行うことができない。そこで、実施の形態２の電気自動車１０は、クラッチペダルの踏み込み動作が行われていない場合、疑似シフト装置２６のニュートラルポジションからシフト方向への操作に対して、シフトレバー２６０の動作を固定するための固定反力を付加する固定反力付加制御に特徴を有している。以下、フローチャートを用いて実施の形態２の固定反力付加制御の具体的処理について説明する。

２－３．実施の形態２のシフト反力付加制御の手順
図１３は、実施の形態２の固定反力付加制御の手順を示すフローチャートである。図１３に示すルーチンは、制御装置５０のシフト反力計算部５００において、所定の制御周期で繰り返し実行される。ステップＳ１００では、現在の走行モードがＭＴモードかどうかが判定される。現在の走行モードがＥＶモードの場合、以降の処理はスキップされる。

現在の走行モードがＭＴモードの場合、ステップＳ１０２において、シフトポジションセンサ３６で検出される疑似シフト装置２６のシフトポジションがニュートラルポジションか否かが判定される。その結果、シフトポジションがニュートラルポジションである場合、処理は次のステップＳ１０４に進む。一方、シフトポジションがニュートラルポジションでない場合、以降の処理はスキップされる。

ステップＳ１０４において、クラッチポジションセンサ３８で検出される疑似クラッチペダル２８のペダル操作量が、所定の基準操作量よりも小さいか否かが判定される。ここでの基準操作量は、仮想クラッチが開放される操作量として、予め設定された値を用いることができる。その結果、ペダル操作量が基準操作量より小さい場合、処理は次のステップＳ１０６に進む。一方、ペダル操作量が基準操作量以上の場合、以降の処理はスキップされる。

ステップＳ１０６では、シフトレバー２６０のシフト方向の操作に対して固定反力が付加される。ここでは、シフト方向のシフト反力を発生させる反力アクチュエータ４４２を用いて、シフトレバー２６０のシフト方向への操作を打ち消す大きさの反力が付加される。このような固定反力付加制御によれば、運転者は、ＭＴ車両のように、クラッチペダルを踏み込むことをせずに変速動作を行うことができない。これにより、運転者は、ＭＴ車両を運転しているような感覚を得ることができる。

２－４．その他
上記実施形態に係る固定反力付加制御では、疑似シフト装置２６のニュートラルポジションからのシフト方向の操作に対して固定反力を付加することとしたが、シフト方向の操作全般に固定反力を付加することとしてもよい。

実施の形態３．
３－１．実施の形態３の電気自動車の構成
実施の形態３の電気自動車の構成は、図１に示す実施の形態１の電気自動車１０と同一である。従って、実施の形態３の電気自動車１０の詳細な説明については省略する。

３－２．実施の形態３の電気自動車の特徴
電気自動車１０の走行中、シフトレバー２６０の誤操作や車両の振動等によって疑似シフト装置２６のギア段が意図せずにニュートラルポジションに外れてしまうことがある。このような動作は、「シフト抜け」とも呼ばれる。電気自動車１０の加速中等、アクセルペダル（加速用ペダル）２２を踏み込んでいる最中にシフト抜けが発生すると、車両挙動が急激に変化するため、運転者は不安感を覚えるおそれがある。

そこで、実施の形態３の電気自動車１０は、電気自動車１０の加速中において、所謂シフト抜けを防止するための固定反力を疑似シフト装置２６に付加する固定反力付加制御に特徴を有している。以下、フローチャートを用いて実施の形態３の固定反力付加制御の具体的処理について説明する。

３－３．実施の形態３のシフト反力付加制御の手順
図１４は、実施の形態３の固定反力付加制御の手順を示すフローチャートである。図１４に示すルーチンは、制御装置５０のシフト反力計算部５００において、所定の制御周期で繰り返し実行される。ステップＳ１１０では、現在の走行モードがＭＴモードかどうかが判定される。現在の走行モードがＥＶモードの場合、以降の処理はスキップされる。

現在の走行モードがＭＴモードの場合、ステップＳ１１２において、電気自動車１０が加速中であるか否かが判定される。ここでは、例えば、アクセルポジションセンサ３２から検出されるアクセルペダル２２の踏込量が所定の踏込量以上か否かが判定される。その結果、電気自動車１０が加速中である場合、処理は次のステップＳ１１４に進む。一方、電気自動車１０が加速中でない場合、以降の処理はスキップされる。

ステップＳ１１４では、疑似クラッチペダル２８が踏み込まれているか否かが判定される。ここでは、クラッチポジションセンサ３８で検出される疑似クラッチペダル２８の操作量（ペダル踏込量）がゼロであるか否かが判定される。その結果、疑似クラッチペダル２８が踏み込まれている場合、以降の処理はスキップされる。一方、疑似クラッチペダル２８が踏み込まれていない場合、処理はステップＳ１１６に進む。

ステップＳ１１６では、シフトレバー２６０のニュートラルポジションに向かうシフト方向の操作に対して固定反力が付加される。ここでは、シフト方向のシフト反力を発生させる反力アクチュエータ４４２を用いて、シフトレバー２６０のシフト方向への操作を打ち消す大きさの反力が付加される。このような固定反力付加制御によれば、電気自動車１０の加速中のシフト抜けが抑制される。

実施の形態４．
４－１．実施の形態４の電気自動車の構成
実施の形態４の電気自動車の構成は、疑似シフト装置２６の構成を除き、図１に示す実施の形態１の電気自動車１０と同一である。図１５は、実施の形態４の疑似シフト装置の構成を説明するための図である。実施の形態４の疑似シフト装置２６は、リバースギア段への誤操作を防止するためのリバースロックスイッチ４８を備える。実際のＭＴ車両では、リバースギア段への誤操作を防止するためのリバースロック機構がシフトレバーに備えられていることが一般的である。実施の形態４のリバースロックスイッチ４８は、リバースロック機構の動作を模擬するための装置である。ただし、実際のリバースロック機構がリバースギアへの操作を機械的に固定するのに対して、実施の形態４のリバースロックスイッチ４８は、シフト反力付加装置４４を利用したリバースロック制御の作動及び解除を切り替えるスイッチとして機能する。リバースロック制御が作動されている場合、制御装置５０は、リバースロック制御が解除されている場合よりもリバースギア段への操作に対するシフト反力を増大させる。以下、フローチャートを用いて実施の形態４のリバースロック制御の具体的処理について説明する。

４－２．実施の形態４のリバースロック制御の手順
図１６は、実施の形態４のリバースロック制御の手順を示すフローチャートである。図１６に示すルーチンは、制御装置５０のシフト反力計算部５００において、所定の制御周期で繰り返し実行される。ステップＳ１２０では、現在の走行モードがＭＴモードかどうかが判定される。現在の走行モードがＥＶモードの場合、以降の処理はスキップされる。

現在の走行モードがＭＴモードの場合、ステップＳ１２２において、リバースロックスイッチ４８が解除されたか否かが判定される。その結果、リバースロックスイッチ４８が解除されている場合、以降の処理はスキップされる。一方、リバースロックスイッチ４８が解除されていない場合、処理はステップＳ１２４の処理に進む。

ステップＳ１２４では、リバースロックスイッチ４８が解除されている場合と比べて、シフトレバー２６０のリバースギア段へ向かうシフト方向の操作に対してのシフト反力が増大される。このようなリバースロック制御によれば、電気自動車１０のリバースギアへの誤操作が抑制される。

実施の形態５．
５－１．実施の形態５の電気自動車の構成
実施の形態５の電気自動車の構成は、疑似シフト装置２６の構成を除き、図１に示す実施の形態１の電気自動車１０と同一である。図１７は、実施の形態４の疑似シフト装置の構成を説明するための図である。実施の形態５の疑似シフト装置２６は、シフトパターンを選択するためのシフトパターン選択スイッチ４９を備える。実際のＭＴ車両では、１速から６速までのギア段を有するシフトパターンや、１速から５速までのギア段を有するシフトパターン等、種々のシフトパターンが存在する。また、各ギア段の配置についても、種々のシフトパターンが存在する。実施の形態５の制御装置５０のメモリ５４には、仮想ＭＴのギア段の配置及び段数を規定した複数のシフトパターンが記憶されている。シフトパターン選択スイッチ４９は、メモリ５４に記憶されている複数のシフトパターンの中から運転者が好みのシフトパターンを選択するためのスイッチである。シフトパターン選択スイッチ４９は、例えば、インストルメントパネル付近に設置されたＨＭＩユニットに表示されたスイッチである。シフトパターン選択スイッチ４９は、車載ネットワークによって制御装置５０に接続されている。

５－２．実施の形態５の電気自動車の特徴
運転者によってシフトパターンが選択されると、制御装置５０は、選択されたシフトパターンに応じて疑似シフト装置２６のシフトポジションＳｐと仮想ＭＴのギア段との対応関係を変更する。また、制御装置５０は、疑似シフト装置２６のゲート機構２６１が選択されたシフトパターンに対応したゲートパターンとなるように、シフト反力付加装置４４を作動させる。図１７では、１速から５速までのギア段を有するシフトパターンが選択された場合を例示している。この場合、制御装置５０は、図中のシフトポジションＰｎ３においてＰｎ４に向かうセレクト方向にシフトレバー２６０が操作されないように、シフト反力付加装置４４を作動させる。これにより、図中の鎖線の側のゲートにシフトレバー２６０が操作されることが防止される。

このように、実施の形態５の電気自動車１０によれば、運転者によって選択されたシフトパターンに応じて、各シフトゲートにギア段を対応付けるとともに、ゲート機構２６１の利用範囲を、選択されたシフトパターンの範囲に制限することができる。これにより、運転者は、好みのシフトパターンを利用した運転を体感することができる。

５－３．その他
上記実施形態に係る固定反力付加制御では、選択されたシフトパターンのリバースギア段に対して、リバースロックスイッチ４８を用いたリバースロック制御を適用可能に構成されていてもよい。

２ 電気モータ
８ 駆動輪
１０ 電気自動車
１６ インバータ
２６ 疑似シフト装置
２６０ シフトレバー
２６１ ゲート機構
２６２ シフトゲート
２６３ セレクトゲート
２８ 疑似クラッチペダル
３０ 車輪速センサ
４０ 回転速度センサ
４２ モード選択スイッチ
４４ シフト反力付加装置
４４２，４４４ 反力アクチュエータ
４６ パターン選択スイッチ
４８ リバースロックスイッチ
４９ シフトパターン選択スイッチ
５０ 制御装置
５００ シフト反力計算部
５２０ 制御信号算出部
５３０ ＭＴ車両モデル
５４０ 要求モータトルク計算部
５５０ モータトルク指令マップ
５６０ 切替スイッチ

Claims (9)

1. 電気モータを走行用の動力装置として用いる電気自動車であって、
   加速用ペダルと、
   疑似クラッチペダルと、
   疑似シフト装置と、
   前記電気モータが出力するモータトルクを制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   メモリと、
   プロセッサと、を備え、
   前記メモリは、ガスペダルの操作によってトルクを制御される内燃機関とクラッチペダルの操作とシフト装置の操作とによってギア段が切り替えられるマニュアルトランスミッションとを有するＭＴ車両における駆動輪トルクのトルク特性を模擬したＭＴ車両モデルを記憶し、
   前記プロセッサは、
   前記加速用ペダルの操作量を、前記ＭＴ車両モデルに対する前記ガスペダルの操作量の入力として受け付ける処理と、
   前記疑似クラッチペダルの操作量を、前記ＭＴ車両モデルに対する前記クラッチペダルの操作量の入力として受け付ける処理と、
   前記疑似シフト装置のシフト位置を、前記ＭＴ車両モデルに対する前記シフト装置のシフト位置の入力として受け付ける処理と、
   前記加速用ペダルの操作量と、前記疑似クラッチペダルの操作量と、前記疑似シフト装置のシフト位置とで定まる前記駆動輪トルクを、前記ＭＴ車両モデルを用いて計算する処理と、
   前記駆動輪トルクを前記電気自動車の駆動輪に与えるための前記モータトルクを演算する処理と、を実行し、
   反力アクチュエータの作動によって、前記疑似シフト装置の操作に対向する力であるシフト反力を発生させるシフト反力付加装置を備え、
   前記制御装置は、前記疑似シフト装置の操作に応じて、前記シフト反力付加装置が出力する前記シフト反力を制御する
   ように構成されることを特徴とする電気自動車。
2. 前記メモリは、前記シフト装置の操作に応じたシフト反力の特性を模擬したシフト反力特性を記憶し、
   前記プロセッサは、前記シフト反力特性に従い前記シフト反力付加装置が出力する前記シフト反力を制御する処理を実行する
   ように構成されることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車。
3. 前記メモリは、異なる特性の複数の前記シフト反力特性を記憶し、
   前記電気自動車は、前記複数のシフト反力特性の中から１つのシフト反力特性を選択するパターン選択スイッチを備え、
   前記プロセッサは、前記パターン選択スイッチで選択された前記シフト反力特性に従い前記シフト反力付加装置が出力する前記シフト反力を制御する処理を実行する
   ように構成されることを特徴とする請求項２に記載の電気自動車。
4. 前記制御装置は、前記電気自動車の走行状態に応じて前記疑似シフト装置の動作を固定するためのシフト反力を付加する固定反力付加制御を実行する
   ように構成されることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の電気自動車。
5. 前記固定反力付加制御において、前記制御装置は、
   前記疑似シフト装置のシフト位置が前記シフト装置のニュートラルポジションに対応する位置であり、且つ前記疑似クラッチペダルの操作量が基準操作量よりも小さい場合、前記シフト位置を前記ニュートラルポジションに固定するためのシフト反力を付加する
   ように構成されることを特徴とする請求項４に記載の電気自動車。
6. 前記固定反力付加制御において、前記制御装置は、
   前記電気自動車の加速中において前記疑似クラッチペダルの操作量がゼロである場合、前記シフト位置を現在のシフト位置に固定するためのシフト反力を付加する
   ように構成されることを特徴とする請求項４に記載の電気自動車。
7. 前記疑似シフト装置は、
   シフト方向に並行に設けられた複数のシフトゲートと、
   前記複数のシフトゲートのそれぞれに連結され、セレクト方向に延びるセレクトゲートと、
   前記複数のシフトゲート及び前記セレクトゲートに沿って操作されることにより前記シフト位置を規定するシフトレバーと、
   を含んで構成され、
   前記セレクトゲートは、前記シフト装置のニュートラルポジションに対応するシフト位置であり、
   前記シフトレバーが前記ニュートラルポジションに操作されている場合、前記制御装置は、前記セレクトゲートの所定の基準位置に向かって前記シフト反力を付加する処理を実行する
   ように構成されることを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載の電気自動車。
8. 前記疑似シフト装置は、リバースロック制御の作動及び解除を切り替えるリバースロックスイッチを備え、
   前記リバースロックスイッチにより前記リバースロック制御が作動されている場合、前記制御装置は、前記リバースロック制御が解除されている場合よりも、前記シフト位置をリバースギアに対応するシフトゲートに操作することに対する反力を増大させる
   ように構成されることを特徴とする請求項７に記載の電気自動車。
9. 前記メモリは、前記疑似シフト装置のシフト位置に前記ＭＴ車両モデルに対する前記シフト装置のシフト位置を対応付けた複数のシフトパターンを記憶し、
   前記電気自動車は、前記複数のシフトパターンの中から１つのシフトパターンを選択するシフトパターン選択スイッチを備え、
   前記プロセッサは、前記シフトパターン選択スイッチで選択された前記シフトパターンに従い、前記疑似シフト装置のシフト位置を、前記ＭＴ車両モデルに対する前記シフト装置のシフト位置の入力として受け付ける処理を実行する
   ように構成されることを特徴とする請求項１から請求項８の何れか１項に記載の電気自動車。

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