JP2023173978A - 疑似手動変速式ｅｖ車両のシフト装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】選択することのできる疑似変速段の数が表示部に一度に表示できる疑似変速段ポジションに制限されず、しかも運転者の意図をより反映した疑似手動変速を可能にするＥＶ車両のシフト装置を提供する。【解決手段】複数の変速段ポジションを有するとともに手動操作によって選択する疑似変速段が前記変速段ポジションに割り付けられた変速段配列パターンを表示する表示部２７と、表示部２７における変速段配列パターンの表示内容の切替指示をする表示切替指示部とを備え、切替指示部からの指示により切り替えられる変速段配列パターンの表示内容は、変速段ポジションの数と変速段ポジションに割り付けられている疑似変速段との少なくともいずれか一方が異なっている。【選択図】図４

Description

この発明は、電動機を駆動力源とする電気自動車などのＥＶ車両のシフト装置に関し、特に内燃機関を駆動力源としかつ手動変速機を備えた車両での変速操作時の挙動を模擬した挙動を生じさせるように構成されたシフト装置に関するものである。
手動変速を模擬した変速操作を行い、また手動変速操作に伴う挙動を模擬した挙動を生じる車両の一例が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載されている電気自動車は、手動変速車両における手動変速操作を擬似的に再現可能に構成された車両であり、複数の擬似的な変速段のそれぞれに対応させてトルク特性（回転数もしくは車速とトルクとの関係）を予め設定しておき、運転者がシフト装置を操作することにより、それらのトルク特性を選択し、その選択された特性でのトルクを出力するように構成されている。そのトルク特性もしくはプリセットパターンの数やパターンは、任意に設定することが可能であり、例えばトルク特性の数に相当する変速段数は六段以上もしくは以下にすることができ、またトルク特性を表している曲線の一部を低トルク側に変位させて新たなトルク特性とすることが可能である。したがって、設定できるトルク特性のパターンが制限されずに多様であり、それらのパターンを運転者が適宜に選択できるから、運転者の意図を反映した多様な走行が可能である。
特許文献１には、シフト操作の例として、従来一般的な手動変速車両におけるシフト装置と同様に、シフトレバーを各変速段ポジションに移動させる操作が記載されている。例えば、直線的なセレクト路に直交するように複数のシフト路を設定し、それらのシフト路の端部を前進段や後進段の変速段ポジションとして設定し、さらにセレクト路とシフト路とのいずれかの交差部分をニュートラルポジションとしている。このようないわゆる変速段ポジションの配列パターンは、特許文献１の電気自動車においては、シフトレバーのノブの頂面あるいはシフト装置の適宜の箇所に表示することが可能である。
特許第６７８７５０７号公報
特許文献１に記載された電気自動車では、設定可能な擬似的な変速段（以下、単に変速段と記すことがある。）は、機械的構成上あるいは機械的構造上の制約を殆ど受けないので、その変速段数やトルク特性のパターンなどは、極めて多様に設定できる。それらのトルク特性のパターンをシフト装置を操作することにより選択するので、選択した変速段でのトルク特性は、画一化されず、運転者の志向に合致したものとすることが可能である。しかしながら、シフト装置は、所定の配列パターンで位置が決められている変速段ポジションをシフトレバーによって選択するように構成されているので、選択可能なトルク特性（変速段）の数は、変速段ポジションの数に限定されてしまう。すなわち、トルク特性のパターンや変速段数などの多様性を必ずしも十分には生かすことができない。
また一方、特許文献１に記載されている電気自動車のように、擬似的な手動変速を行うように構成する場合、手動操作で選択する変速段ポジションやトルク特性のパターンが機械的構成もしくは装置の構造からの制約を受けないから、選択されて設定されている変速段や次に選択することのできる変速段などは、シフトレバーなどの操作機器の位置からは直ちに知り得ない場合がある。例えば、スペース上の制約で、いずれか一つの変速段ポジションに複数のトルク特性のパターン（あるいは変速段）を割り当てることが可能であるが、そのような場合には、一つの変速段ポジションに対応する変速段もしくはトルク特性が複数存在することになるから、シフトレバーなどの操作機器の位置からは、選択されている変速段や次に選択することの可能な変速段を知ることができない。
結局、従来では、回転機（もしくは電動機）を駆動力源とする電気自動車を擬似的な手動変速車両として構成する場合、擬似的な変速段の数やトルク特性のパターンなどを適宜に設定することのできる自由度を十分に生かして、車両のドライバビリティを向上させるのには未だ技術開発の余地が多分にある。
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであって、擬似的に手動変速操作を行うことのできる電気自動車（ＥＶ車両）において、運転者の意図に即して、より多様な変速操作もしくはトルク特性を設定でき、また疑似変速段もしくはトルク特性を容易に選択できるシフト装置を提供することを目的とするものである。
上記の目的を達成するために、この発明は、駆動力源としての電動機の回転数とトルクとの関係であるトルク特性を複数備えるとともに、前記トルク特性のそれぞれに対応させた複数の疑似変速段が設定されており、手動操作することにより前記疑似変速段を選択する、疑似手動変速式ＥＶ車両のシフト装置であって、複数の変速段ポジションを有するとともに手動操作によって選択する前記疑似変速段が前記変速段ポジションに割り付けられた変速段配列パターンを表示する表示部と、前記表示部における前記変速段配列パターンの表示内容の切り替えを指示する表示切替指示部とを備え、前記表示切替指示部からの指示により切り替えられる前記変速段配列パターンの表示内容は、前記変速段ポジションの数と前記変速段ポジションに割り付けられている前記疑似変速段との少なくともいずれか一方が異なっていることを特徴とするものである。
この発明における前記変速段配列パターンは、前記変速段ポジションの数と前記変速段ポジションに割り付けられている前記疑似変速段との少なくともいずれか一方が異なる予め用意された複数の変速段配列パターンを含み、前記表示切替指示部は、複数の前記変速段配列パターンのいずれかを表示させる切替指示をするように構成されていてよい。
この発明における前記表示切替指示部は、前記表示部に表示する前記変速段配列パターンの部分を切り替える前記切替指示をすることとしてよい。
この発明においては、前記表示切替指示部は、車速に応じて前記切替指示を出力することとしてよい。
この発明においては、前記表示切替指示部は、前記ＥＶ車両の運転者による手動操作に基づいて前記切替指示をすることとしてよい。
この発明は、選択されている前記変速段ポジションに対応するトルク特性で前記電動機を制御することを指示するトルク特性指示部を更に備え、前記トルク特性指示部は、前記表示部での表示を切り替える前の前記変速段配列パターン上で選択されている前記変速段ポジションが前記表示部での表示の切り替え後の前記変速段配列パターン上では他の変速段ポジションに変化する場合に、既に指示している前記トルク特性を維持することとしてよい。
この発明においては、選択されている前記変速段ポジションに対応するトルク特性で前記電動機を制御することを指示するトルク特性指示部を更に備え、前記トルク特性指示部は、前記表示部での表示を切り替える前の前記変速段配列パターン上で選択されている前記変速段ポジションが前記表示部での表示の切り替え後の前記変速段配列パターン上では他の変速段ポジションに変化する場合に、前記他の変速段ポジションに割り付けられている前記疑似変速段に対応するトルク特性で前記電動機を制御することを指示することとしてよい。
この発明においては、トルク特性がそれぞれ対応している疑似変速段を割り付けてある複数の変速段ポジションからなる変速段配列パターンが表示部に表示され、いずれかの変速段ポジションを選択することによる疑似変速段すなわち電動機を運転するトルク特性を選択する。表示部に表示される変速段配列パターンは、変速段ポジションの数もしくは変速ダンクポジションに割り付けられている変速段が異なる変速段配列パターンに切り替えられるから、表示部に一度に表示できる変速段ポジション（疑似変速段）の数が限られていても、切り替え数を増大させることにより、表示させて選択することのできる変速段ポジション（疑似変速段）の数が増大する。したがって、選択できるトルク特性の数が、表示部に表示して選択できる疑似変速段の数に応じて増大するので、多様なトルク特性を設定できる電気自動車の機能を従来になく生かして車両のドライバビリティを向上させることができる。
表示できる変速段配列パターンを複数用意して、それらの変速段配列パターンを切り替えて表示するように構成した場合には、変速段配列パターンにおける変速段ポジションの配置に特には制約がないので、運転者の嗜好などに応じた多様な変速段配列パターンを使用することが可能になり、この点において、運転者の好みにあった車両として構成してドライバビリティを向上させることができる。
表示部には、変速段配列パターンの一部を表示し、その表示部分をスクロールするなどのことによって表示を切り替えることにより、変速段数を多くした場合に、運転者が視認する変速段配列パターンの連続性を担保でき、変速操作を行いやすくなる。
疑似変速段は、車速が増大することにより高回転数・低トルク側の疑似変速段に切り替える（いわゆるアップシフトする）のが通常であるから、車速に応じて変速段配列パターンの表示の切替指示を行うように構成することにより、表示切替の操作性が向上する。
また、変速段配列パターンの表示切替を手動操作に基づいて行うように構成することにより、疑似変速段もしくは変速段ポジションの選択の任意性が高くなり、複数の疑似変速段を超えて変速するいわゆる飛び変速の利便性が向上する。
表示部の表示内容を切り替えると、切替前の従前の変速段ポジションが、他の疑似変速段が割り付けられた変速段ポジションに切り替わるが、その場合に、従前のトルク特性を維持することにより、変速の意図がなく表示内容が変わることによる駆動力変化が生じないので、違和感を防止することができる。
そして、表示部の表示内容を切り替えると、切替前の従前の変速段ポジションが、他の疑似変速段が割り付けられた変速段ポジションに切り替わり、それに伴って、トルク特性を新たな変速段ポジションに対応するトルク特性に切り替え、その新たなトルク特性に基づいて電動機を制御するように構成することにより、迅速な変速が可能になって、機敏な走行に適した車両とすることができる。
この発明の実施形態におけるＥＶ車両の駆動系統およびその制御系統を模式的に示すブロック図である。 そのセンターコンソールにシフトレバーを配置したシフト装置の一例を示す斜視図である。 モニター中に表示部を設けた例を示す模式図である。 一連の変速段配列パターンのうち、切り替えて表示される部分を示す図であり、（Ａ）は所定の車速以下の場合に表示される部分を示し、（Ｂ）は所定の車速を超えている場合に表示される部分を示す。 疑似変速段のポジションを異ならせた他の変速段配列パターンの例を示す図である。 疑似変速段のポジションをいわゆる櫛歯上に配列した疑似変速段配列パターンの一例を示す図である。 一連の変速段配列パターンのうちスクロールすることにより表示部に表示される部分を説明するための図である。 各疑似変速段ごとのトルク特性の一例を示す線図である。 この発明の実施形態における機能的構成を説明するためのブロック図である。 この発明の実施形態における変速段配列パターンの表示ならびにトルク特性の切り替えの制御を説明するためのフローチャートである。
以下、この発明の実施形態を図を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態はこの発明を実施した場合の一例に過ぎないのであって、この発明を限定するものではない。
この発明の実施形態における疑似手動変速式ＥＶ車両は、前述した特許文献１に記載されている電気自動車（ＥＶ車両）と同様の構成であってよい。その主たる構成ならびに機能を説明すると、以下のとおりである。図１に模式的に示すように、ＥＶ車両１は、駆動力源として、電動機２を搭載しており、蓄電装置（バッテリ）３から電動機２に供給する電流をインバータ（ＩＮＶ）４によって制御することにより、電動機２による駆動トルクが制御される。電動機２の出力トルクは、その出力軸（ロータ軸）５から、歯車機構や伝動軸などを含む伝動機構６を介して終減速機（デファレンシャルギヤ）７に伝達され、ここから左右の駆動輪８に伝達されて、ＥＶ車両１が走行する。すなわち、図１に示すＥＶ車両１では、電動機２から駆動輪８に到るトルクの伝達系統が、変速比が固定された構成になっており、変速比が変化する変速機能は備えていない。なお、図１における符号「９」は、他の車輪を示す。
加減速操作を行うためのアクセルペダル１０と、制動操作を行うためのブレーキペダル１１とが設けられている。運転者による駆動要求量を表すアクセルペダル１０の踏み込み量（すなわちアクセル開度）を検出するアクセル開度センサ１２、ならびに制動要求量であるブレーキペダル１１の踏み込み量もしくは踏力を検出するブレーキセンサ１３が設けられている。さらに、従来の手動変速車両における変速操作を模擬するために、クラッチペダル１４が設けられ、その操作量を検出するクラッチセンサ１５が設けられている。このクラッチペダル１４と併せて、擬似的な変速操作を行うシフトレバー１６が設けられている。このシフトレバー１６は、一例として、手動変速車両におけるシフトレバーと同様に、ＥＶ車両１の幅方向（図１の左右方向）に沿う直線的なセレクト路と、これに直交するシフト路との中を移動可能に構成され、シフト路の端部にまで移動させることにより当該端部に割り当てられている擬似的な変速段を選択し、またセレクト路といずれかのシフト路との交点部分に移動させることにより、ニュートラル状態を選択するように構成されている。このようなシフトレバー１６の動作位置、特に擬似的な変速段を選択する位置およびニュートラル位置とを検出するシフトポジションセンサ１７が設けられている。このシフトレバー１６およびシフトポジションセンサ１７を含むシフト装置１８については、後述する。なお、変速段は、後進段と複数の前進段とを含む。
前述したインバータ４を介して電動機２を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）１９が設けられている。ＥＣＵ１９は、ＣＰＵ（プロセッサ）２０と、ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ２１と、データの入力および出力を行う入出力インターフェース２２などからなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。前述したアクセル開度センサ１２、ブレーキセンサ１３、クラッチセンサ１５、シフトポジションセンサ１７がＥＣＵ１９に接続され、それぞれの検出信号をＥＣＵ１９に入力するようになっている。また、前述した伝動機構６の回転数（例えばプロペラシャフトの回転数）を検出する回転数センサ２３が設けられており、その検出信号がＥＣＵ１９に入力されている。
このＥＣＵ１９によるトルク制御は、一例として前掲の特許文献１に記載されているトルク制御と同様の制御であってよい。そのトルク制御の概略を説明すると、トルク制御では、伝動機構６に伝達される電動機２による駆動トルクが要求駆動トルクとなるように、電動機２の駆動トルクを制御する。そして、ここで説明している実施形態では、ＥＣＵ１９は、ＥＶ車両１のトルクやその変化の仕方が、従来の手動変速車両（ＭＴ車両）のトルクやその変化の仕方を模擬したものとなるように、電動機２の駆動トルクを制御する。したがって、例えばＥＶ車両１が走行している際に運転者が擬似的な手動変速操作を行う場合、先ず、クラッチペダル１４が踏み込まれてその踏み込み量が所定量を超えるとクラッチ出力トルクが踏み込み量に応じて次第に減少し、予め定めた上限量以上ではクラッチ出力トルクがゼロになる。
ここでクラッチ出力トルクは、ＭＴ車両を模擬するように仮想したクラッチから出力するトルクであり、その時点で電動機２から駆動輪８に向けて出力されている仮想エンジントルクに、クラッチペダル１４の踏み込み量に応じて変化するゲインを掛けて求めることができる。なお、そのゲインは、クラッチペダル１４の踏み込み量が所定量に増大するまでは例えば「１」（１００％）とされ、それ以降は踏み込み量の増大に応じて小さい値になるように設定される。
また、仮想エンジントルクは、仮想のエンジンの出力特性から求めることができる。例えば、車両に用いられる適宜のエンジンを想定し、そのエンジンにおける回転数と出力トルクとの関係を模擬した出力特性を、仮想のエンジンの出力特性として定める。その仮想のエンジンの回転数は、駆動輪８の回転数ならびにその時点の仮想の変速比および所定の滑り量を考慮して算出し、その算出した回転数と出力特性とから仮想のエンジンの出力トルクを求める。
クラッチトルクがゼロになってトルクが「抜ける」感覚が生じると、運転者はシフトレバー１６を操作して、所定の変速段を選択する。その操作については後述する。シフト操作の後に、クラッチペダル１４が踏み戻されてその踏み込み量が次第に減少する。それに伴って前述したゲインが増大するので、クラッチトルクが増大する。一方、シフト操作によって新たな変速段が選択されることにより、仮想のエンジン回転数を求める際に使用する変速比が変化しており、それに伴って仮想のエンジンの回転数ならびに仮想のエンジントルクが変化している。その変化した仮想のエンジントルクとクラッチトルクとによって決まるトルクが電動機２から出力される。
すなわち、電動機２は擬似的なシフト操作に基づいて選択された新たなトルク特性（回転数と出力トルクとの関係）となるように制御される。このように、擬似的なシフト操作によって変速比（変速段）の切り替えが模擬され、そのためにクラッチ操作およびシフトレバーによるシフト操作が行われるから、運転者は、電動機２を駆動力源としたＥＶ車両１であるにも拘わらず、ＭＴ車両の運転状態を体感することができる。なお、上述した模擬的なシフト操作に基づく電動機２あるいは駆動トルクの制御の一例の詳細は、前掲の特許文献１に記載されているとおりであってよい。
ここで、シフト装置１８について説明する。この発明の実施形態におけるシフト装置１８は、模擬的に設定してあるトルク特性を、運転者が手動操作によって選択するように構成された装置である。したがって、先ず、運転者が手動操作するいわゆる操作部が設けられている。その操作部の一例は、前述したシフトレバー１６である。そのシフトレバー１６は、車室のフロアもしくはセンターコンソールから延び出ているタイプのもの、あるいはステアリングコラムに取り付けられているタイプのものなど、適宜の構造であってよい。また、操作部は、従来、パドルシフトと称される操作のための指で操作できる小型のレバーであって、ステアリングホイールの近くに設けられていたものであってもよい。
図２には、センターコンソール２４に設けられているシフトレバー１６の例を模式的に示しており、ゴムブーツ２５から延び出ている頂部に、運転者が把持しやすい形状に構成したノブ２６が設けられている。このシフトレバー１６は、ＭＴ車両におけるフロアータイプのシフトレバーを模擬したものであって、車幅方向（横方向）への動作であるセレクト動作と、車両の前後方向（縦方向）への動作であるシフト動作が可能なように構成されている。特には図示しないが、一例として、横方向に設けられた一本のセレクト路とこれに直交する複数のシフト路に沿って移動するシフトレバー１６を移動させることができるように構成されている。したがって、従来のＭＴ車両におけるシフトレバーを転用してもよい。
なお、シフトレバー１６は、セレクト路に沿う移動と、それに続くシフト路に沿う移動とによって、擬似的な変速段の選択を行うことができればよいので、選択可能な変速段と同数のシフトポジション（シフト路の端部のポジション）を備えている必要はなく、例えば、横方向での２箇所と、それら２箇所から縦方向での前後２箇所（合計４箇所）に移動できるようになっていてもよい。このような構成の場合、シフトレバー１６は、シフトポジションにとどまる必要はなく、セレクト路中に設けた適宜の原点位置に戻ってとどまるように構成されていてもよい。
前述したシフトポジションセンサ１７は、このようなシフトレバー１６の動きを検出して信号を出力し、あるいはシフト路の端部であるシフトポジション（変速段ポジション）にシフトレバー１６が移動したことを検出してその位置の信号を出力するように構成されている。
シフトレバー１６が動作している位置や、選択可能なシフトポジションの位置（シフトレバー１６を移動させることのできる方向もしくは位置）、現在選択されているシフトポジション（疑似変速段）などを表示する表示部２７が設けられている。この表示部２７は、液晶パネルなどによって構成され、電気信号として送られた任意の図形や文字、色彩などを表示する部分であり、図２に示す例では、ノブ２６の頂面に設けられている。
なお、表示部２７の位置は、必要に応じて適宜に決めることができ、例えば図２に破線で示すように、シフト装置１８の化粧板（もしくはセンターコンソール２４の上面）に設けてもよく、あるいは図３に示すように、ナビゲーションシステムにおける地図情報やテレビ画像もしくはオーディオ情報などを表示するモニター２８の一部に表示部２７を設定してもよい。
表示部２７に表示する文字を含む図形が変速段配列パターンであり、予め作成して前述したメモリ２１に格納されている。その変速段配列パターンは、表示部２７に一度に表示できる大きさのものである場合には、複数用意されており、それら複数の変速段配列パターンを適宜に選択して表示部２７に表示できるように構成されている。また、変速段配列パターンが、表示部２７に一度に表示できない大きさのものである場合には、画面をスクロールし、あるいは画面にタッチしてドラッグすることにより、表示内容（表示部分）を変更するように構成されている。
変速段配列パターンの例を以下に示す。図４の（Ａ）は低速走行時用のパターンを示し、（Ｂ）は高速走行時用のパターンを示している。これらいずれのパターンであっても、セレクト路に相当する横線Ｌseに、シフト路に相当する複数本の縦線Ｌshを直交させた形状になっている。低速走行時用のパターンでは、シフト路に相当する縦線Ｌshの端部が後進段Ｒならびに低中速段である第１速から第６速の変速段ポジションになっている。なお、第１速と第２速とのポジションを規定している縦線Ｌshと横線Ｌseとの交点が、擬似的にニュートラル状態を設定するためのニュートラルポジションＮとされている。これに対して、高速走行時用のパターンは、シフト路に相当する縦線Ｌshの端部が、中高速段である第６速から第１１速の変速段ポジションとなっており、その配列順序は、低速走行時用のパターンとは反対に、図４の（Ｂ）の右側から左側に向けて、順に、高速側の変速段ポジションとなるように配列されている。
なお、各変速段ポジションの配列の順序は、必要に応じて適宜に設定してよく、図４に示す例では、図４における上側に奇数段を配列し、かつ図４における下側に偶数段を配列してあるが、これとは異なり、図５に示すように配列してもよい。図５に示す例は、運転者が好みに応じて配列を変更した例であり、第３速の変速段ポジションが設定されている縦線Ｌshの他方の端部が第５速の変速段ポジションとされ、かつこれらの変速段ポジションが設定されている縦線Ｌshに図５の右側に隣接する縦線Ｌshの端部に第５速と第６速との変速段ポジションが設定されている。また、図６に示す例は、セレクト路に相当する横線Ｌseに対して、その上下いずれか一方にのみ延びているシフト路に相当する縦線Ｌshを直交させ、その縦線Ｌshの端部を図６の左側から、第１速、第２速・・・の順に変速段ポジションに設定した例である。
さらに、図７に示す例は、表示部２７に一度には表示できない大きさのパターンの例である。ここに示す例は、例えば前述した図４の（Ａ）に示すパターンと（Ｂ）に示すパターンとを繋げた形状になっている例であり、表示部２７には、一例として図７に破線で囲って示してあるように、その３本の縦線Ｌshを限度として表示するようになっている。その表示は、車速や運転者によるスイッチ操作などに基づいて切り替わるように構成し、図７の左右方向にスクロールすることにより、現在選択して設定してある疑似変速段（図７に○印を付してある。）を中心にした複数の疑似変速段（もしくはその変速段ポジション。以下、これらをまとめて疑似変速段ということがある。）を表示する。
この発明の実施形態におけるシフト装置１８は、上述したように、表示部２７に表示される疑似変速段の数以上の疑似変速段をシフトレバー１６などの操作部によって選択することができるが、その操作部の可動範囲は、横線Ｌse上の所定の中立位置から左右および上下の合計４方向（４箇所）であってよい。それら操作部が移動した位置あるいは操作部で選択した位置は、前述したシフトポジションセンサ１７に設けられている位置センサによって検出することとしてもよく、あるいは操作部を左右方向あるいは上下方向に移動させた場合のそれぞれの移動量に応じてシフトポジションセンサ１７から信号を出力し、その信号をカウントして移動量および移動方向を検出して、選択された疑似変速段もしくは変速段ポジションを特定することとしてよい。
また、そのようにして選択もしくは特定されたポジションは、選択可能な疑似変速段の全数より少ないから、表示されている変速段配列パターン上で選択されている所定のポジションは、表示が切り替われば、表示上では、他のポジションを選択していることになる。したがって、選択もしくは特定されたポジションは、操作部による位置信号と、表示部２７に表示されている変速段配列パターンの信号との組み合わせによって判定もしくは決定するように構成される。なお、表示部２７に表示される変速段配列パターンが切り替わって、表示上は、操作部により選択もしくは特定したポジションが切り替わった場合、設定するべき疑似変速段を、表示に応じて切り替えてもよく、あるいは表示が切り替わった後、操作部がシフト操作された場合に、疑似変速段を切り替える実質的な変速を実行することとしてもよい。
上述したようにして選択されて特定される各疑似変速段のそれぞれに電動機２で出力するべきトルク特性が割り付けられている。ここでトルク特性とは、電動機２で出力するトルクと回転数との関係であって、前述したメモリ２１に制御マップとして予め記憶しておく。このトルク特性は、ＭＴ車両における駆動力特性を模擬した特性であるが、この発明の実施形態では、選択可能な疑似変速段の数がＭＴ車両より多いから、通常のＭＴ車両に比較して、より細かくトルク特性が設定されている。図８にその一例を線図で示してあり、第１速から任意の第ｎ速までのそれぞれの変速比（設計上想定した変速比。）で出力できる回転数とトルクとの関係を定めてある。電動機２は、これらのトルク特性で決まる回転数および出力トルクとなるように制御される。
「疑似変速段にトルク特性が割り付けられている」とは、選択される各疑似変速段ごとにトルク特性が関係づけられていることであり、前述したようにして疑似変速段が選択されて特定されると、その疑似変速段に関係づけられているトルク特性が読み出され、そのトルク特性に基づいて電動機２の出力が制御される。この発明の実施形態では、疑似変速段やそれらに割り付けられるトルク特性の数は、機械的構造や電動機２の容量などの物理的要因による制約以外では任意である。また、トルク特性は、ＭＴ車両を模擬して設定することが好ましいが、それとは異なり、新たな疑似手動変速式ＥＶ車両の特性として適宜に設定してよい。
上述した表示部２７に表示する変速段配列パターンの選択、その表示される変速段パターンの切り替え、選択された疑似変速段の判定ならびにそれに伴うトルク特性の選択、選択された疑似変速段の表示の指示、選択されたトルク特性に基づく電動機２の制御などは、前述したＥＣＵ１９によって行うように構成されている。そのためのＥＣＵ１９の機能的構成の一例を図９にブロック図で示してある。ＥＣＵ１９には、前述したシフトポジションセンサ１７からの信号、車速信号、表示する変速段配列パターンを選択する選択スイッチ２９からの信号などが入力されている。なお、車速信号は、前述した回転数センサ２３からの信号であってよい。また、選択スイッチ２９は、ＥＶ車両１のインストルメントパネルやステアリングホイール（それぞれ図示せず。）に設けてもよく、あるいは適宜のタッチパネル上のボタンであってもよい。
ＥＣＵ１９は、前述したように変速段配列パターンを記憶しており、それらの中から変速段配列パターンを選択するパターン選択部３０を備えている。このパターン選択部３０は、上記のシフトポジションセンサ１７から入力される信号や車速信号ならびに選択スイッチ２９に基づいて、表示部２７に表示する変速段配列パターンを選択する。選択される変速段配列パターンの例は、前述した図４ないし図７を参照して説明したとおりであり、一連の配列パターンを分割した部分的なパターンを切り替えたり、スクロールして他の部分を表示するなどのことにより選択する。
こうして選択された変速段配列パターン上で、運転者がシフトレバー１６などの前述した操作部を操作することにより選択された疑似変速段を判定する疑似変速段判定部３１が設けられている。シフトレバー１６などの操作部を移動させて選択することのできるポジションの数がスペース上もしくは構造上、限られているのに対して、設定可能な疑似変速段あるいはそれに対応するトルク特性の数が多いので、パターン選択部３０で選択された変速段配列パターンと、シフトポジションセンサ１７から入力される信号とに基づいて、選択された変速段配列パターン上でのポジションとして、疑似変速段が判定される。
各疑似変速段ごとにトルク特性が割り付けられているので、運転者によって選択されている疑似変速段が疑似変速段判定部３１で判定されると、その疑似変速段に割り付けられているトルク特性がトルク特性選択部３２によって選択される。そのトルク特性選択部３２によって選択されたトルク特性に基づいて前述したインバータ４ならびに電動機２を制御する出力制御部３３が設けられている。これらトルク特性選択部３２および出力制御部３３がこの発明の実施形態におけるトルク特性指示部に相当する。さらに、選択された変速段配列パターンや、その変速段配列パターン上で選択されている疑似変速段を表示部２７に表示させる表示出力部３４が設けられている。この表示出力部３４がこの発明の実施形態における表示切替指示部に相当する。
図１０に上記のＥＣＵ１９による制御の一例をフローチャートで示してある。先ず、表示切替のための信号の有無が判断される（ステップＳ１）。前述した図４の（Ａ）および（Ｂ）に示す変速段配列パターンを表示する場合、車速に応じて表示切替のための信号が出力される。例えば図４の（Ａ）に示す変速段配列パターンが表示部２７に表示されている状態で、車速が予め定めた車速（例えば１００ｋｍ／ｈ）以上になると、図４の（Ｂ）に示す変速段配列パターンに切り替えることを指示する信号が出力される。また、前述した選択スイッチ２９が操作されることにより切り替え信号が出力され、図５ないし図７に示すいずれかの変速段配列パターンを表示する要求がなされる。ステップＳ１では、このような車速あるいは手動操作に基づく切替信号の有無が判断される。
ステップＳ１で否定的に判断された場合には、基本表示を行う指示が実行される（ステップＳ２）。基本表示とは、設計上予め定めた表示であり、その一例は前述した図４の（Ａ）もしくは（Ｂ）に示す表示である。これとは異なり、ＥＶ車両１が再始動する直前に表示部２７に表示されていた変速段配列パターンを基本表示としてもよい。他方、ステップＳ１で肯定的に判断された場合、すなわち表示切替の信号があった場合には、表示部２７における表示の内容を切り替える（ステップＳ３）。すなわち、表示切替の信号によって要求されている変速段配列パターンを表示部２７に表示する制御が実行される。
さらに、選択ポジションが読み込まれる（ステップＳ４）。選択ポジションとは、シフト装置１８におけるシフトレバー１６などの操作部を運転者が操作して選択されて疑似変速段（もしくはその変速段ポジション）であり、そのポジションは、前述したように、選択されて表示されている変速段配列パターンとシフトポジションセンサ１７による検出信号とに基づいて決まる。例えば図４の（Ａ）で符号「５」が付されているポジションがシフトポジションセンサ１７によって検出され、その場合の変速段配列パターンが図４の（Ａ）に示すパターンであれば、選択ポジションが疑似変速段である第５速になり、これに対して変速段配列パターンが図４の（Ｂ）に示すパターンであれば、選択ポジションは疑似変速段である第７速になる。
ついで、表示部２７に表示されている変速段配列パターン上に、選択されているポジションを重ねて表示する指示が実行される（ステップＳ５）。これと併せて、選択されている疑似変速段に割り付けてあるトルク特性を指示し（ステップＳ６）、図１０に示すルーチンを一旦終了する。
したがって、上述したこの発明の実施形態では、表示部２７に表示される変速段配列パターンを適宜に切り替えることができ、かつその切り替えて表示されている変速段配列パターン上で疑似変速段ならびにそれに割り付けられているトルク特性を選択することができるから、表示部２７に一度に表示できる疑似変速段の数が制約されているとしても、表示部２７での表示数を超えて、より多数の疑似変速段を選択することができる。すなわち、ＭＴ車両を模擬した変速操作で選択できる疑似変速段の数が、実質的に制約されないので、トルク特性を任意に設定できるＥＶ車両１の特性を従来になく生かした疑似手動変速式の車両を得ることができる。また、表示する変速段配列パターンの形状は特には制約されずに任意の形状とすることができるから、運転者の意向あるいは趣向などを反映させた趣味性あるいは趣味感に富んだ車両を得ることができる。また、特に、表示部２７に表示される変速段配列パターンを車速に基づいて切り替えるように構成した場合には、ＥＶ車両１の走行状態に適した疑似変速段（すなわちトルク特性）を表示して選択できるようになるので、最適な疑似変速段を容易に選択することができる。
なお、この発明は上述した実施形態に限られないのであって、いわゆるパドルシフトと称される変速操作が可能なように構成することができ、その場合は、操作部としてアップシフト用のレバーとダウンシフト用のレバーとを設けてもよく、あるいは１本のレバーでアップシフトとダウンシフトとの両方の操作を行うように構成してもよい。また、そのようなレバーによって変速操作を行う場合、レバーをプッシュもしくはプルする操作ごとに信号を出力させ、その信号ごとに疑似変速段が１段、切り替わるように構成することができる。したがって、表示部２７に表示される変速段配列パターン上で、選択されている疑似変速段を示すマークもしくはシンボルが、１段づつ移動するように構成することができる。
１ 車両
２ 電動機
４ インバータ
５ 出力軸（ロータ軸）
６ 伝動機構
７ 終減速機（デファレンシャルギヤ）
８ 駆動輪
１０ アクセルペダル
１１ ブレーキペダル
１２ アクセル開度センサ
１３ ブレーキセンサ
１４ クラッチペダル
１５ クラッチセンサ
１６ シフトレバー
１７ シフトポジションセンサ
１８ シフト装置
１９ 電子制御装置（ＥＣＵ）
２０ ＣＰＵ（プロセッサ）
２１ メモリ
２２ 入出力インターフェース
２３ 回転数センサ
２４ センターコンソール
２５ ゴムブーツ
２６ ノブ
２７ 表示部
２８ モニター
２９ 選択スイッチ
３０ パターン選択部
３１ 疑似変速段判定部
３２ トルク特性選択部
３３ 出力制御部
３４ 表示出力部
Ｌse 横線（セレクト路に相当する）
Ｌsh 縦線（シフト路に相当する）
Ｎ ニュートラルポジション
Ｒ 後進段

Claims (11)

  1. 駆動力源としての電動機の回転数とトルクとの関係であるトルク特性を複数備えるとともに、前記トルク特性のそれぞれに対応させた複数の疑似変速段が設定されており、手動操作することにより前記疑似変速段を選択する、疑似手動変速式ＥＶ車両のシフト装置であって、
    複数の変速段ポジションを有するとともに手動操作によって選択する前記疑似変速段が前記変速段ポジションに割り付けられた変速段配列パターンを表示する表示部と、
    前記表示部における前記変速段配列パターンの表示内容の切り替えを指示する表示切替指示部とを備え、
    前記表示切替指示部からの指示により切り替えられる前記変速段配列パターンの表示内容は、前記変速段ポジションの数と前記変速段ポジションに割り付けられている前記疑似変速段との少なくともいずれか一方が異なっている
    ことを特徴とする疑似手動変速式ＥＶ車両のシフト装置。
  2. 請求項１に記載の疑似手動変速式ＥＶ車両のシフト装置であって、
    前記変速段配列パターンは、前記変速段ポジションの数と前記変速段ポジションに割り付けられている前記疑似変速段との少なくともいずれか一方が異なる予め用意された複数の変速段配列パターンを含み、
    前記表示切替指示部は、複数の前記変速段配列パターンのいずれかを表示させる切替指示をする
    ことを特徴とする疑似手動変速式ＥＶ車両のシフト装置。
  3. 請求項１に記載の疑似手動変速式ＥＶ車両のシフト装置であって、
    前記表示部は、前記変速段配列パターンの一部を表示し、
    前記表示切替指示部は、前記表示部に表示する前記変速段配列パターンの部分を切り替える前記切替指示をする
    ことを特徴とする疑似手動変速式ＥＶ車両のシフト装置。
  4. 請求項１ないし３のいずれか一項に記載の疑似手動変速式ＥＶ車両のシフト装置であって、
    前記表示切替指示部は、車速に応じて前記切替指示を出力することを特徴とする疑似手動変速式ＥＶ車両のシフト装置。
  5. 請求項１ないし３のいずれか一項に記載の疑似手動変速式ＥＶ車両のシフト装置であって、
    前記表示切替指示部は、前記ＥＶ車両の運転者による手動操作に基づいて前記切替指示をすることを特徴とする疑似手動変速式ＥＶ車両のシフト装置。
  6. 請求項１ないし３のいずれか一項に記載の疑似手動変速式ＥＶ車両のシフト装置であって、
    選択されている前記変速段ポジションに対応するトルク特性で前記電動機を制御することを指示するトルク特性指示部を更に備え、
    前記トルク特性指示部は、前記表示部での表示を切り替える前の前記変速段配列パターン上で選択されている前記変速段ポジションが前記表示部での表示の切り替え後の前記変速段配列パターン上では他の変速段ポジションに変化する場合に、既に指示している前記トルク特性を維持する
    ことを特徴とする疑似手動変速式ＥＶ車両のシフト装置。
  7. 請求項１ないし３のいずれか一項に記載の疑似手動変速式ＥＶ車両のシフト装置であって、
    選択されている前記変速段ポジションに対応するトルク特性で前記電動機を制御することを指示するトルク特性指示部を更に備え、
    前記トルク特性指示部は、前記表示部での表示を切り替える前の前記変速段配列パターン上で選択されている前記変速段ポジションが前記表示部での表示の切り替え後の前記変速段配列パターン上では他の変速段ポジションに変化する場合に、前記他の変速段ポジションに割り付けられている前記疑似変速段に対応するトルク特性で前記電動機を制御することを指示する
    ことを特徴とする疑似手動変速式ＥＶ車両のシフト装置。
  8. 請求項４に記載の疑似手動変速式ＥＶ車両のシフト装置であって、
    選択されている前記変速段ポジションに対応するトルク特性で前記電動機を制御することを指示するトルク特性指示部を更に備え、
    前記トルク特性指示部は、前記表示部での表示を切り替える前の前記変速段配列パターン上で選択されている前記変速段ポジションが前記表示部での表示の切り替え後の前記変速段配列パターン上では他の変速段ポジションに変化する場合に、既に指示している前記トルク特性を維持する
    ことを特徴とする疑似手動変速式ＥＶ車両のシフト装置。
  9. 請求項５に記載の疑似手動変速式ＥＶ車両のシフト装置であって、
    選択されている前記変速段ポジションに対応するトルク特性で前記電動機を制御することを指示するトルク特性指示部を更に備え、
    前記トルク特性指示部は、前記表示部での表示を切り替える前の前記変速段配列パターン上で選択されている前記変速段ポジションが前記表示部での表示の切り替え後の前記変速段配列パターン上では他の変速段ポジションに変化する場合に、既に指示している前記トルク特性を維持する
    ことを特徴とする疑似手動変速式ＥＶ車両のシフト装置。
  10. 請求項４に記載の疑似手動変速式ＥＶ車両のシフト装置であって、
    選択されている前記変速段ポジションに対応するトルク特性で前記電動機を制御することを指示するトルク特性指示部を更に備え、
    前記トルク特性指示部は、前記表示部での表示を切り替える前の前記変速段配列パターン上で選択されている前記変速段ポジションが前記表示部での表示の切り替え後の前記変速段配列パターン上では他の変速段ポジションに変化する場合に、前記他の変速段ポジションに割り付けられている前記疑似変速段に対応するトルク特性で前記電動機を制御することを指示する
    ことを特徴とする疑似手動変速式ＥＶ車両のシフト装置。
  11. 請求項５に記載の疑似手動変速式ＥＶ車両のシフト装置であって、
    選択されている前記変速段ポジションに対応するトルク特性で前記電動機を制御することを指示するトルク特性指示部を更に備え、
    前記トルク特性指示部は、前記表示部での表示を切り替える前の前記変速段配列パターン上で選択されている前記変速段ポジションが前記表示部での表示の切り替え後の前記変速段配列パターン上では他の変速段ポジションに変化する場合に、前記他の変速段ポジションに割り付けられている前記疑似変速段に対応するトルク特性で前記電動機を制御することを指示する
    ことを特徴とする疑似手動変速式ＥＶ車両のシフト装置。
JP2022086559A 2022-05-27 2022-05-27 疑似手動変速式ｅｖ車両のシフト装置 Active JP7452576B2 (ja)

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