JP2022030838A - 電気自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者がＭＴ車両のような運転感覚を、ＭＴ車両に特有の苦労を味わうことなく楽しむことができる電気自動車を提供する。【解決手段】電気自動車の制御装置５０は、内燃機関とマニュアルトランスミッションを有するＭＴ車両を模擬したＭＴ車両モデル５３０を用いて、電気モータのモータトルクを演算する。また、制御装置５０は、疑似クラッチペダルの操作モードを切り替える操作モード切替部５００を備える。第１操作モードでは、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をＭＴ車両モデル５３０の入力に用い、疑似クラッチペダルの操作と疑似シフト装置の操作を電気モータの制御に反映する。疑似クラッチペダルの操作を必要としない第２操作モードでは、疑似クラッチペダルの操作量に代えて、ドライバモデル５５０によって算出されたクラッチペダルの操作量をＭＴ車両モデル５３０の入力に用いる。【選択図】図４

Description

本発明は、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（ＣＶ：Conventional Vehicle）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、ＣＶ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、ＭＴ車両の運転は特有の苦労を伴うのも事実である。特に、クラッチペダルの操作は、自動変速機（ＡＴ：Automatic Transmission）を有するＡＴ車両の運転に慣れた昨今の運転者にとっては、場合によっては面倒であり難しくもある操作である。例えば、後退時のクラッチ操作、坂道発進でのクラッチ操作、急カーブでのクラッチ操作、渋滞時のクラッチ操作、踏切でのクラッチ操作、車庫入れでのクラッチ操作、砂利道でのクラッチ操作などは、とりわけ苦労が多い操作であると言える。このことは、ＥＶにおいてＭＴ車両の運転感覚を再現する場合にも同様に起こりうる課題である。ＭＴ車両で必要とされる操作をそのままＥＶに適用しただけでは、ＭＴ車両に特有の苦労までもが再現されてしまい、運転者はＭＴ車両のような運転感覚を楽しめなくなるおそれがある。

本発明は、上述の課題を鑑みてなされたもので、ＭＴ車両のような運転感覚をＭＴ車両に特有の苦労を味わうことなく楽しむことができる電気自動車を提供することを目的とする。

本発明に係る電気自動車は、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、操作モード切替装置と、制御装置とを備える。操作モード切替装置は、第１操作モードと第２操作モードとの間で操作モードを切り替える装置である。第１操作モードは、疑似クラッチペダルの操作と疑似シフト装置の操作とを電気モータの制御に反映させる操作モードである。第２操作モードは、疑似クラッチペダルの操作を電気モータの制御において必要としない操作モードである。制御装置は、操作モード切替装置で選択された操作モードに従い電気モータが出力するモータトルクを制御する装置である。

制御装置は、メモリと、プロセッサとを備える。メモリは、ＭＴ車両モデルと、第１ドライバモデルとを記憶する。ＭＴ車両モデルは、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。ここでいうＭＴ車両とは、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車両である。第１ドライバモデルは、ＭＴ車両を模範運転者が運転する場合の模範運転者によるクラッチペダルの操作を模擬したモデルである。

プロセッサは、第１操作モードが選択された場合、以下の第１乃至第５の処理を実行する。第１の処理は、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である。第２の処理は、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である。第３の処理は、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である。第４の処理は、ガスペダルの操作量と、クラッチペダルの操作量と、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である。そして、第５の処理は、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である。

プロセッサは、第１操作モードが選択された場合、以下の第６乃至第１２の処理を実行する。第６の処理は、疑似クラッチペダルの操作を無効にする処理である。第７の処理は、第１ドライバモデルを用いてクラッチペダルの操作量を計算する処理である。第８の処理は、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である。第９の処理は、第１ドライバモデルで算出された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である。第１０の処理は、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である。第１１の処理は、ガスペダルの操作量と、クラッチペダルの操作量と、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である。そして、第１２の処理は、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である。

本発明に係る電気自動車によれば、第１操作モードが選択されている場合、疑似クラッチペダルの操作と疑似シフト装置の操作とがＭＴ車両モデルを用いたモータトルクの計算に反映されるので、運転者は、ＭＴ車両のようにクラッチ操作とシフト操作を楽しむことができる。操作モードが第２操作モードに切り替えられた場合、第１ドライバモデルによってクラッチペダルの操作量が算出されるので、疑似クラッチペダルの操作の必要はなくなり、運転者は、ＭＴ車両に特有の苦労を味合わなくて済む。これにより、運転者は、ＭＴ車両のような運転感覚をＭＴ車両に特有の苦労を味わうことなく電気自動車において楽しむことができる。

本発明に係る電気自動においては、操作モード切替装置は、操作モードとして第１操作モードと第２操作モードとに加えて第３操作モードをさらに有してもよい。第３操作モードは、疑似シフト装置の操作と疑似クラッチペダルの操作とを電気モータの制御において必要としない操作モードである。また、メモリは、ＭＴ車両モデルと第１ドライバモデルとに加えて第２ドライバモデルをさらに記憶してもよい。第２ドライバモデルは、ＭＴ車両を模範運転者が運転する場合の模範運転者によるクラッチペダルの操作とシフト装置の操作とを模擬したモデルである。

上記の第３操作モードが選択された場合、プロセッサは、以下の第１３乃至第１９の処理を実行してもよい。第１３の処理は、疑似クラッチペダルの操作と疑似シフト装置の操作とを無効にする処理である。第１４の処理は、第２ドライバモデルを用いてクラッチペダルの操作量とシフト装置のシフト位置とを計算する処理である。第１５の処理は、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である。第１６の処理は、第２ドライバモデルで算出された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である。第１７の処理は、第２ドライバモデルで算出された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である。第１８の処理は、ガスペダルの操作量と、クラッチペダルの操作量と、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である。そして、第１９の処理は、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である。

操作モードが第３操作モードに切り替えられた場合、第２ドライバモデルによってクラッチペダルの操作量とシフト装置のシフト位置とが算出されるので、疑似クラッチペダルの操作と疑似シフト装置の操作の必要はなくなる。よって、運転者は、クラッチ操作だけでなくシフト操作からも解放され、ＭＴ車両に特有の苦労を味合わなくて済むようになる。

操作モード切替装置は、運転者の選択に従って操作モードを切り替えるように構成されてもよい。また、操作モード切替装置は、予め定められた規則に従い、運転場面に応じて操作モードを自動で切り替えるように構成されてもよい。さらに、操作モード切替装置は、運転者による操作モードの選択と、運転者が操作モードを切り替えたきの運転場面との関係を学習し、学習された関係に従い、運転場面に応じて操作モードを自動で切り替えるように構成されてもよい。

以上述べたように、本発明によれば、ＭＴ車両のような運転感覚をＭＴ車両に特有の苦労を味わうことなく楽しむことができる電気自動車を提供することができる。

本発明の実施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。 本発明の実施形態に係る電気自動車の情報収集系の構成を模式的に示す図である。 図１及び図２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及び図２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ＭＴ車両モデルの一例を示すブロック図である。 図５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５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５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車両モデルを用いたモータ制御で実現される電気モータのトルク特性を、ＥＶとしての通常のモータ制御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。 図４に示す制御装置が備える操作モード切替部の機能の一例を示す図である。 図４に示す制御装置が備えるドライバモデルのクラッチ操作代行モードでの機能を示す図である。 図４に示す制御装置が備えるドライバモデルのシフト・クラッチ操作代行モードでの機能を示す図である。

以下、図面を参照して本発明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、この発明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、この発明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。

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、動作入力装置として、さらに疑似シフトレバー（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。シフトレバー（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。疑似シフトレバー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。

疑似シフトレバー２６は、ＭＴ車両が備えるシフトレバーを模擬した構造を有している。疑似シフトレバー２６の配置及び操作感は、実際のＭＴ車両と同等である。疑似シフトレバー２６には、例えば１速、２速、３速、４速、５速、６速、後退、及びニュートラルの各ギア段に対応するポジションが設けられている。疑似シフトレバー２６には、疑似シフトレバー２６がどのポジションにあるかを判別することでギア段を検出するシフトポジションセンサ３６が設けられている。シフトポジションセンサ３６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、疑似シフトレバー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、疑似エンジン回転速度メーター４４を備えている。エンジン回転速度メーターは、運転者に対して内燃機関（エンジン）の回転速度を表示する装置であるが、当然ながら電気自動車１０はエンジンを備えていない。疑似エンジン回転速度メーター４４は、あくまでも、本来のエンジン回転速度メーターとは異なるダミーである。疑似エンジン回転速度メーター４４は、従来車両が備えるエンジン回転速度メーターを模擬した構造を有している。疑似エンジン回転速度メーター４４は、機械式でもよいし液晶表示式でもよい。或いは、ヘッドアップディスプレイによる投影表示式でもよい。液晶表示式や投影表示式の場合、レブリミットを任意に設定できるようにしてもよい。疑似エンジン回転速度メーター４４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、ＨＭＩ（Human Machine Interface）ユニット４２を備えている。運転者は、ＨＭＩユニット４２を用いて、疑似シフトレバー２６と疑似クラッチペダル２８の操作に係る操作モードを選択することができる。この場合において、ＨＭＩユニット４２は操作モード選択装置として機能する。詳細について後述するが、ＨＭＩユニット４２で選択可能な操作モードは、手動操作モード、クラッチ操作代行モード、シフト・クラッチ操作代行モード、及び、自動切替モードの４つである。ＨＭＩユニット４２は、例えば、タッチパネル型のＨＭＩでもよいし、音声による対話型のＨＭＩでもよい。ＨＭＩユニット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。

図２は、本実施の形態に係る電気自動車１０の情報収集系の構成を模式的に示す図である。図２に示すように、電気自動車１０は、自車両が置かれている状況を検出するための外部センサとして、カメラ６０とレーダー６２とＬＩＤＡＲ６４とを備えている。カメラ６０は、少なくとも自車両の前方を撮像するように取り付けられている。カメラ６０は、例えばＣＭＯＳイメージセンサー搭載したステレオカメラである。レーダー６２は、具体的にはミリ波レーダーであり、車両のフロント部分に取り付けられている。ＬＩＤＡＲ６４は、例えば車両の屋根に取り付けられている。また、電気自動車１０は、地図情報とＧＰＳ情報とに基づいて、地図上での自車両の現在位置を推定するナビゲーション装置６６を備えている。外部センサ６０，６２，６４とナビゲーション装置６６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、ＨＭＩユニット４２、カメラ６０、レーダー６２、ＬＩＤＡＲ６４、及びナビゲーション装置６６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と疑似エンジン回転速度メーター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、操作モード切替部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、少なくとも操作モード切替部５００と、制御信号算出部５２０として機能する。操作モードの切り替えとは、手動操作モード、クラッチ操作代行モード、及び、シフト・クラッチ操作代行モードのうちのどの操作モードを採用するかを判定する機能である。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と、疑似エンジン回転速度メーター４４に情報を表示させる信号とが含まれる。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。

２．制御装置の機能
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、及びドライバモデル５５０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、及びクラッチポジションセンサ３８、及び回転速度センサ４０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。

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をエンジン、クラッチ、及びＭＴを備えたＭＴ車両であると仮定した場合に、アクセルペダル２２、疑似クラッチペダル２８、及び疑似シフトレバー２６の操作によって得られるはずの駆動輪トルクを計算するモデルである。以下、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をそれぞれ仮想エンジン、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で検出されたアクセル開度Ｐａｐが入力される。仮想ＭＴのシフトレバーのシフト位置として、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Ｓｐｄ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で検出されたクラッチペダル踏み込み量Ｐｃｄ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で検出された車速Ｖｗ（或いは車輪速）も入力される。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で算出された駆動輪トルクＴｗを要求モータトルクＴｍに変換する。要求モータトルクＴｍは、ＭＴ車両モデル５３０で算出された駆動輪トルクＴｗの実現必要なモータトルクである。駆動輪トルクＴｗの要求モータトルクＴｍ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。

ドライバモデル５５０は、ＭＴ車両を模範運転者が運転する場合の模範運転者によるクラッチペダルの操作、或いは、シフトレバー（シフト装置）とクラッチペダルの操作を模擬したモデルである。模範運転者とは、ＭＴ車両を操作する上での模範となる仮想の運転者である。ドライバモデル５５０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Ｓｐｄと、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Ｐｃｄとが入力される。また、車輪速センサ３０で検出された車速Ｖｗ（或いは車輪速）、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、及びＭＴ車両モデルで計算された仮想エンジン回転速度Ｎｅも、ドライバモデル５５０に入力される。ＭＴ車両モデル５３０に入力されるシフトポジションＳｐｄは、ドライバモデル５５０で算出されたシフトポジションＳｐｍに切り替えることができる。また、ＭＴ車両モデル５３０に入力されるクラッチペダル踏み込み量Ｐｃｄは、ドライバモデル５５０で算出されたクラッチペダル踏み込み量Ｐｃｍに切り替えることができる。ドライバモデル５５０の詳細については後述する。

ドライバモデル５５０には、操作モード切替部５００からモード切替信号が入力される。モード切替信号は、ドライバモデル５５０からＭＴ車両モデル５３０に入力されるシフトポジション信号をシフトポジションＳｐｄとシフトポジションＳｐｍとの間で切り替える信号である。また、モード切替信号は、ドライバモデル５５０からＭＴ車両モデル５３０に入力されるクラッチポジション信号をクラッチペダル踏み込み量Ｐｃｄとクラッチペダル踏み込み量Ｐｃｍとの間で切り替える信号でもある。操作モード切替部５００には、ＨＭＩユニット４２、ナビゲーション装置６６、及び外部センサ６０、６３、６４からの信号が入力される。操作モード切替部５００は、これらの信号に基づき、ドライバモデル５５０に出力するモード切替信号を決定する。操作モード切替部５００の詳細については後述する。

２－２．ＭＴ車両モデル
２－２－１．概要
次に、ＭＴ車両モデル５３０について説明する。図５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、クラッチペダル踏み込み量Ｐｃが入力される。クラッチペダル踏み込み量Ｐｃ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Ｐｃｄ、又は、ドライバモデル５５０で算出されたクラッチペダル踏み込み量Ｐｃｍである。ＭＴモデルには５３３には、シフトポジションＳｐが入力される。シフトポジションＳｐ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Ｓｐｄ、又は、ドライバモデル５５０で算出されたシフトポジションＳｐｍである。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。

２－２－２．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。仮想エンジン回転速度Ｎｅは、ＭＴモードの選択時、疑似エンジン回転速度メーター４４に表示される。

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６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６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。ＭＴモードでの仮想エンジンを切り替えるスイッチを設けて、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。

２－２－３．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７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７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％の位置に対応し、Ｐｃ１はクラッチペダル踏み込み時の遊び限界の位置に対応し、Ｐｃ３はクラッチペダル踏み込み量Ｐｃが１００％の位置に対応し、Ｐｃ２はＰｃ３からの戻し時の遊び限界の位置に対応している。

図７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。

また、クラッチモデル５３２は、スリップ率ｓｌｉｐを算出する。スリップ率ｓｌｉｐは、エンジンモデル５３１での仮想エンジン回転速度Ｎｅの計算に用いられる。スリップ率ｓｌｉｐの算出には、トルク伝達ゲインｋと同様に、クラッチペダル踏み込み量Ｐｃに対してスリップ率ｓｌｉｐが与えられるマップを用いることができる。そのようなマップに代えて、スリップ率ｓｌｉｐとトルク伝達ゲインとの関係を表す次式（４）によって、トルク伝達ゲインｋからスリップ率ｓｌｉｐを算出してもよい。

２－２－４．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レバー２６のシフトポジションＳｐにより決まるギア比である。疑似シフトレバー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８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８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（５）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。

２－２－５．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。減速比ｒｒにギア比ｒを乗じて得られる値が前述の総合減速比Ｒ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。

２－２－６．ＭＴ車両モデルを用いたモータ制御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９は、ＭＴ車両モデル５３０を用いたモータ制御で実現される電気モータ２のトルク特性を、ＥＶとしての通常のモータ制御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車両モデル５３０を用いたモータ制御によれば、図９に示されるように、疑似シフトレバー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。

２－３．操作モードの切り替え機能
２－３－１．各操作モードの概要
上述のＭＴ車両モデル５３０によれば、運転者による疑似シフトレバー２６と疑似クラッチペダル２８の操作をモータトルクに反映させることで、あたかもＭＴ車両のように電気自動車１０を運転することができる。しかし、ＭＴ車両の運転に慣れていない運転者にとっては、クラッチ操作やシフト操作に困難を感じる場面は多々ある。また、ＭＴ車両の運転に慣れた運転者であっても、クラッチ操作やシフト操作を行わずに楽に運転したいと思うことは十分にあり得る。このような課題への対策として、制御装置５０は、クラッチ操作やシフト操作を運転者に代わって代行する機能を備えている。詳しくは、運転者によるクラッチ操作とシフト操作のモードとして、以下の３つの操作モードが用意されている。

まず、制御装置５０が用意する第１操作モードは、疑似クラッチペダル２８の操作と疑似シフトレバー２６の操作とを電気モータ２の制御に反映させるモードである。第１操作モードでは、運転者は、疑似クラッチペダル２８の操作と疑似シフトレバー２６の操作とによりモータトルクを制御し、ＭＴ車両のように電気自動車１０を運転することができる。以下、第１操作モードを手動操作モードという。

制御装置５０が用意する第２操作モードは、疑似クラッチペダル２８の操作を電気モータ２の制御において必要としないモードである。第２操作モードでは、ＭＴ車両の運転において必要なクラッチ操作が制御装置５０によって代行される。以下、第２操作モードをクラッチ操作代行モードという。

第３操作モードは、疑似シフトレバー２６の操作と疑似クラッチペダル２８の操作とを電気モータ２の制御において必要としないモードである。第３操作モードでは、ＭＴ車両の運転において必要なクラッチ操作とシフト操作の両方が制御装置５０によって代行される。以下、第３操作モードをシフト・クラッチ操作代行モードという。

２－３－２．操作モード切替部
上記の３つの操作モードの切り替えは、操作モード切替部５００によって行われる。操作モード切替部５００は、モード切替信号出力部５０２と自動切替判定部５０４とを含む。モード切替信号出力部５０２は、ＨＭＩユニット４２で選択された操作モードに応じたモード切替信号をドライバモデル５５０に出力する。自動切替判定部５０４は、ＨＭＩユニット４２で選択された操作モードが自動切替モードの場合に機能する。自動切替判定部５０４には、ナビゲーション装置６６からの信号と外部センサ６０、６３、６４からの信号とが入力される

モード切替信号出力部５０２は、ＨＭＩユニット４２で手動操作モードが選択された場合、手動操作フラグ５０２ａを立てる。手動操作フラグ５０２ａが立てられると、モード切替信号出力部５０２からドライバモデル５５０へ、手動操作モードへの切り替えを指示するモード切替信号が入力される。

モード切替信号出力部５０２は、ＨＭＩユニット４２でクラッチ操作代行モードが選択された場合、クラッチ操作代行フラグ５０２ｂを立てる。クラッチ操作代行フラグ５０２ｂが立てられると、モード切替信号出力部５０２からドライバモデル５５０へ、クラッチ操作代行モードへの切り替えを指示するモード切替信号が入力される。

モード切替信号出力部５０２は、ＨＭＩユニット４２でシフト・クラッチ操作代行モードが選択された場合、シフト・クラッチ操作代行フラグ５０２ｃを立てる。シフト・クラッチ操作代行フラグ５０２ｃが立てられると、モード切替信号出力部５０２からドライバモデル５５０へ、シフト・クラッチ操作代行モードへの切り替えを指示するモード切替信号が入力される。

２－３－３．運転場面に応じた操作モードの自動切替
自動切替判定部５０４は、運転場面登録部５０４ａを有している。運転場面登録部５０４ａには、運転者がクラッチ操作の代行を欲する典型的な場面と、運転者がシフト操作とクラッチ操作の両方の代行を欲する典型的な場面とが予め記憶されている。自動切替判定部５０４は、ＨＭＩユニット４２で自動切替モードが選択された場合、手動操作モード、クラッチ操作代行モード、及びシフト・クラッチ操作代行モードの中で、現在の運転場面に合った操作モードを自動で選択する。

運転者がクラッチ操作の代行を欲する場面としては、後退時、急カーブ、渋滞時、踏切、車庫入れ、砂利道を例に挙げることができる。運転場面登録部５０４ａには、これらの場面がクラッチ操作代行モードと関連付けて登録されている。また、渋滞時は、運転者がシフト操作とクラッチ操作の両方の代行を欲する場面の一例である。運転場面登録部５０４ａには、このような場面がシフト・クラッチ操作代行モードと関連付けて登録されている。自動切替判定部５０４は、現在の運転場面に合った操作モードを運転場面登録部５０４ａに登録されデータに従って選択し、選択した操作モードをモード切替信号出力部５０２に入力する。なお、自動切替判定部５０４において基本モードとして選択されているのは手動操作モードである。運転場面登録部５０４ａに登録されている場面でのみ、手動操作モードからクラッチ操作代行モードへ、或いは、手動操作モードからシフト・クラッチ操作代行モードへの操作モードの切り替えが行われる。

２－３－４．操作モードの機械学習
自動切替判定部５０４は、機械学習部５０４ｂを有している。機械学習部５０４ｂは、運転者がＨＭＩユニット４２で手動操作モード、クラッチ操作代行モード、或いはシフト・クラッチ操作代行モードを選択したとき、その選択が行われた運転場面を識別する。運転場面の識別には、ナビゲーション装置６６により得られる地図上での自車両の位置情報や、外部センサ６０、６２、６４により得られる自車両の周辺情報が用いられる。機械学習部５０４ｂは、これらの情報に基づき、現在、車両がどのような運転場面にいるのかを識別する。

機械学習部５０４ｂは、運転者がＨＭＩユニット４２で選択した操作モードと、その選択時点での運転場面との関係を機械学習によって学習する。機械学習部５０４ｂによる学習には、例えば、教師有り学習が用いられる。教師有り学習では、ＨＭＩユニット４２で選択された操作モードを出力とし、その選択時点での運転場面を入力とする教師データが用いられる。教師有り学習のアルゴリズムとしては、ｋ－近傍法、決定木、ランダムフォレスト、サポートベクトルマシン、ロジスティック回帰、ディープラーニングを含むニューラルネットワークなどを用いることができる。

２－４．ドライバモデル
２－４－１．手動操作モードでの機能
次に、ドライバモデル５５０について説明する。ドライバモデル５５０の機能は操作モードによって異なる。基本の操作モードである手動操作モードでは、ドライバモデル５５０は機能しない。図４において、シフトポジションセンサ３６からドライバモデル５５０に入力されたシフトポジションＳｐｄは、そのままドライバモデル５５０からＭＴ車両モデル５３０に入力される。また、クラッチポジションセンサ３８からドライバモデル５５０に入力されたクラッチペダル踏み込み量Ｐｃｄは、そのままドライバモデル５５０からＭＴ車両モデル５３０に入力される。つまり、手動操作モードでは、疑似クラッチペダル２８の操作と疑似シフトレバー２６の操作とがＭＴ車両モデル５３０を用いたモータトルクの計算に反映される。これにより、運転者は、ＭＴ車両のようにクラッチ操作とシフト操作を楽しむことができる。

２－４－２．クラッチ操作代行モードでの機能
操作モード切替部５００により手動操作モードからクラッチ操作代行モードへの切り替えが指示された場合、ドライバモデル５５０は、図１１に示す第１ドライバモデル５５０ａとして機能する。第１ドライバモデル５５０ａでは、クラッチポジションセンサ３８からの信号は使用されず、運転者による疑似クラッチペダル２８の操作は無効にされる。

第１ドライバモデル５５０ａは、クラッチ操作モデル５５２を有する。クラッチ操作モデル５５２は、模範運転者のクラッチ操作を模擬したモデルである。クラッチ操作モデル５５２には、車輪速センサ３０で検出された車速Ｖｗ（或いは車輪速）と、仮想エンジン回転速度Ｎｅと、シフトポジションセンサ３６からの信号とが入力される。

クラッチ操作モデル５５２において、シフトポジションセンサ３６からの信号は、クラッチ操作のタイミングを計るために用いられる。クラッチ操作モデル５５２は、シフトポジションセンサ３６からの信号により運転者のシフト操作が検出されると、仮想クラッチを切るように、ＭＴ車両モデル５３０に入力するクラッチペダル踏み込み量Ｐｃｍを最大値にする。

クラッチ操作モデル５５２において、車速Ｖｗと仮想エンジン回転速度Ｎｅとは、クラッチペダル踏み込み量Ｐｃｍの計算に用いられる。車速Ｖｗから計算される仮想ＭＴの入力軸の回転速度と、仮想エンジン回転速度Ｎｅとを滑らかに一致させるように、クラッチ操作モデル５５２は、仮想ＭＴの入力軸の回転速度と仮想エンジン回転速度Ｎｅとの回転速度差に基づいてクラッチペダル踏み込み量Ｐｃｍを計算する。

以上のように、クラッチ操作代行モードでは、第１ドライバモデル５５０ａによってクラッチペダル踏み込み量Ｐｃｍが算出されるので、疑似クラッチペダル２８の操作の必要はない。ゆえに、運転者は、クラッチ操作に伴うＭＴ車両に特有の苦労を味合わなくて済む。これにより、運転者は、ＭＴ車両のような運転感覚をＭＴ車両に特有の苦労を味わうことなく電気自動車１０において楽しむことができる。

２－４－３．シフト・クラッチ操作代行モードでの機能
操作モード切替部５００により手動操作モードからシフト・クラッチ操作代行モードへの切り替えが指示された場合、ドライバモデル５５０は、図１２に示す第２ドライバモデル５５０ｂとして機能する。第２ドライバモデル５５０ｂでは、クラッチポジションセンサ３８からの信号は使用されず、運転者による疑似クラッチペダル２８の操作は無効にされる。同時に、シフトポジションセンサ３６からの信号も使用されず、運転者による疑似シフトレバー２６の操作も無効にされる。

第２ドライバモデル５５０ｂは、クラッチ操作モデル５５２とシフト操作モデル５５４とを有する。シフト操作モデル５５４は、模範運転者のシフト操作を模擬したモデルである。シフト操作モデル５５４には、車輪速センサ３０で検出された車速Ｖｗ（或いは車輪速）と、仮想エンジン回転速度Ｎｅとが入力される。クラッチ操作モデル５５２は、第１ドライバモデル５５０ａのものと共通である。ただし、第２ドライバモデル５５０ｂでは、クラッチ操作モデル５５２には、クラッチ操作のタイミングを計るための信号がシフト操作モデル５５４から入力される。

シフト操作モデル５５４では、車速Ｖｗと仮想エンジン回転速度Ｎｅと仮想ＭＴのギア段との関係を規定したシフトパターンマップが用いられる。シフト操作モデル５５４からＭＴ車両モデル５３０に入力されるシフトポジションＳｐｍは、仮想ＭＴのギア段に一対一で対応している。シフトパターンマップは、シフトアップ用とシフトダウン用が別々に用意されている。

シフト操作モデル５５４は、加速時には、シフトアップ用のシフトパターンマップを用いてシフトポジションＳｐｍを決定する。このシフトパターンマップは、例えば、仮想エンジン回転速度Ｎｅが所定のシフトアップ回転速度まで上昇した時にシフトアップが行われるように作成されている。シフトアップ回転速度は、エンジンモデル５３１におけるトルクバンドの手前の回転速度であり、ギア段ごとに設定されている。

シフト操作モデル５５４は、減速時には、シフトダウン用のシフトパターンマップを用いてシフトポジションＳｐｍを決定する。このシフトパターンマップは、例えば、仮想エンジン回転速度Ｎｅが所定のシフトダウン回転速度まで低下した時にシフトダウンが行われるように作成されている。シフトダウン回転速度は、シフトアップ回転速度よりも低い回転速度に設定されている。

以上のように、シフト・クラッチ操作代行モードでは、第２ドライバモデル５５０ｂによってシフトポジションＳｐｍとクラッチペダル踏み込み量Ｐｃｍとが算出される。このため、運転者は、疑似クラッチペダル２８を操作する必要はなく、また、疑似シフトレバー２６を操作する必要もない。ゆえに、運転者は、クラッチ操作とシフト操作に伴うＭＴ車両に特有の苦労を味合わなくて済む。これにより、運転者は、ＭＴ車両のような運転感覚をＭＴ車両に特有の苦労を味わうことなく電気自動車１０において楽しむことができる。

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発明は適用可能である。また、本発明は、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。

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発明は適用可能である。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。

上記実施形態では、操作モード切替部５００は、ＨＭＩユニット４２とともに操作モード切替装置を構成する。操作モード切替部５００は制御装置５０の一機能であるが、操作モード切替部５００の機能の全てをＨＭＩユニット４２に移してもよい。つまり、ＨＭＩユニット４２を操作モード切替装置として構成してもよい。

２ 電気モータ
８ 駆動輪
１０ 電気自動車
１６ インバータ
２６ 疑似シフトレバー（疑似シフト装置）
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 ＨＭＩユニット
４４ 疑似エンジン回転速度メーター
５０ 制御装置
６０ カメラ（外部センサ）
６２ レーダー（外部センサ）
６４ ＬＩＤＡＲ（外部センサ）
６６ ナビゲーション装置
５００ 操作モード切替部
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 ドライバモデル
５５０ａ 第１ドライバモデル
５５０ｂ 第２ドライバモデル

Claims (5)

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、
   前記疑似クラッチペダルの操作と前記疑似シフト装置の操作とを前記電気モータの制御に反映させる第１操作モードと、前記疑似クラッチペダルの操作を前記電気モータの制御において必要としない第２操作モードと、の間で操作モードを切り替える操作モード切替装置と、
   前記操作モード切替装置で選択された前記操作モードに従い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車両モデルと、
   前記ＭＴ車両を模範運転者が運転する場合の前記模範運転者による前記クラッチペダルの操作を模擬した第１ドライバモデルと、を記憶し、
   前記プロセッサは、
   前記第１操作モードが選択された場合には、
   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、
   前記ガスペダルの操作量と、前記クラッチペダルの操作量と、前記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、
   前記第２操作モードが選択された場合には、
   前記疑似クラッチペダルの操作を無効にする処理と、
   前記第１ドライバモデルを用いて前記クラッチペダルの操作量を計算する処理と、
   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、
   前記第１ドライバモデルで算出された前記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、
   前記ガスペダルの操作量と、前記クラッチペダルの操作量と、前記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、を実行する
   ことを特徴とする電気自動車。
2. 前記操作モード切替装置は、前記操作モードとして、前記疑似シフト装置の操作と前記疑似クラッチペダルの操作とを前記電気モータの制御において必要としない第３操作モードをさらに有し、
   前記メモリは、前記ＭＴ車両を前記模範運転者が運転する場合の前記模範運転者による前記クラッチペダルの操作と前記シフト装置の操作とを模擬した第２ドライバモデルをさらに記憶し、
   前記プロセッサは、
   前記第３操作モードが選択された場合には、
   前記疑似クラッチペダルの操作と前記疑似シフト装置の操作とを無効にする処理と、
   前記第２ドライバモデルを用いて前記クラッチペダルの操作量と前記シフト装置のシフト位置とを計算する処理と、
   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、
   前記第２ドライバモデルで算出された前記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、
   前記第２ドライバモデルで算出された前記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、
   前記ガスペダルの操作量と、前記クラッチペダルの操作量と、前記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、を実行する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車。
3. 前記操作モード切替装置は、運転者の選択に従って前記操作モードを切り替える
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気自動車。
4. 前記操作モード切替装置は、予め定められた規則に従い、運転場面に応じて前記操作モードを自動で切り替える
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電気自動車。
5. 前記操作モード切替装置は、前記運転者による前記操作モードの選択と、前記運転者が前記操作モードを切り替えたときの運転場面との関係を学習し、学習された前記関係に従い、前記運転場面に応じて前記操作モードを自動で切り替える
   ことを特徴とする請求項３に記載の電気自動車。

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