JP7476908B2

JP7476908B2 - 電気自動車の制御装置

Info

Publication number: JP7476908B2
Application number: JP2022008605A
Authority: JP
Inventors: 謙太郎神崎; 泰則松本; 陽一郎勇; 悠太塚田; 浩之天野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2022-01-24
Filing date: 2022-01-24
Publication date: 2024-05-01
Anticipated expiration: 2042-01-24
Also published as: EP4215405A1; JP2023107412A; US20230234589A1; CN116476651A

Description

本発明は、電動機を駆動力源とした電気自動車において、エンジンと手動変速機とを搭載した車両の挙動を再現させるための制御装置に関するものである。

特許文献１には、駆動力源としての回転機と駆動輪とがギヤ機構やプロペラシャフトを介して連結された電気自動車によって、エンジンと駆動輪との間に、運転者によるシフト操作に応じた変速段を設定する手動変速機を備えた車両の挙動を模擬するように構成された制御装置が記載されている。この電気自動車は、運転者によって操作される動作要求入力装置としてのアクセルペダル、シフトレバー、およびクラッチペダルを備えていて、制御装置は、それらの動作要求入力装置の操作量に応じて回転機の出力トルクを定めるように構成されている。具体的には、制御装置は、アクセル操作量に応じて仮想のエンジンの出力トルクを演算し、その仮想のエンジンの出力トルクに、クラッチペダルの操作量に応じたゲインを乗算することによって、回転機の出力トルクを定めるように構成されている。なお、制御装置は、回転機の出力トルクに加えて、仮想のエンジンの回転数を演算するように構成されている。

特許第６７８７５０７号公報

特許文献１に記載された制御装置は、エンジンおよび手動変速機を備えていない電気自動車によって、エンジンおよび手動変速機を備えた車両の挙動を模擬するように構成されている。したがって、例えば、アクセルペダルの操作量が少ない状態で、クラッチペダルの踏み込み量を減じた場合などには、エンジンストールを模擬することもできる。そのようなエンジンストールを模擬する場合には、駆動力源である回転機のトルクが０（ゼロ）になるため、例えば、登坂路でエンジンストールを模擬した場合に、運転者によってクラッチペダルが踏み込まれると、意図せずに車両が後退するなど、エンジンストールを模擬することが好ましくない場合がある。一方、そのような不都合が生じることを防止するために、エンジンストールを模擬しないとすると、車両の操作性を嗜好する運転者が違和感を抱く可能性がある。

本発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであって、エンジンストールを模擬するとともに、エンジンストールを模擬することによって不都合な事態が生じることを抑制できる電気自動車の制御装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、上記の目的を達成するために、車輪にトルクを伝達する回転機と前記車輪に制動トルクを付与する制動装置とを備え、エンジンと前記エンジンに連結される変速機と前記エンジンから前記車輪に対するトルクの断続を行うクラッチ機構とを備えていずに前記回転機と前記車輪とが常時連結されている電気自動車の制御装置であって、運転者によって操作され前記電気自動車の駆動要求量を定めるアクセル操作部と、前記運転者によって操作され前記変速機の操作を模擬するためのシフト操作部と、前記運転者によって操作され前記クラッチ機構の操作を模擬するためのクラッチ操作部と、前記制動装置を制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、前記アクセル操作部と前記クラッチ操作部との操作量に基づいて前記エンジンの仮想の回転速度を算出する仮想エンジン回転速度算出部を備え、前記仮想エンジン回転速度算出部によって算出された前記エンジンの仮想の回転速度が予め定められた所定回転速度未満となった場合に、前記回転機の回転およびトルクの出力を停止するエンジンストール制御を実行し、前記エンジンストール制御が実行された場合に、前記制動装置によって前記車輪に制動トルクを付与するホールドアシスト制御を実行することを特徴としている。

本発明においては、前記コントローラは、前記アクセル操作部の操作量に基づいて前記回転機の出力トルクを定めるように構成され、前記エンジンストール制御を実行した場合に、前記アクセル操作部の操作量に基づいて前記回転機からトルクを出力することを禁止してよい。

本発明においては、前記コントローラは、前記エンジンストール制御を実行した場合に、前記エンジンのストールから復帰するための復帰通知を行ってよい。

本発明においては、前記運転者によって操作され前記制動装置の制動トルクを定めるブレーキ操作部を更に備え、前記復帰通知は、前記制動装置による制動トルクを増加させる前記ブレーキ操作部の操作、および前記クラッチ機構の解放を模擬するための前記クラッチ操作部の操作とを含んでよい。

本発明においては、前記コントローラは、前記ブレーキ操作部および前記クラッチ操作部が操作された場合に、前記エンジンストール制御を停止してよい。

本発明においては、前記コントローラは、前記運転者の運転技術が低いか否かを判断し、前記運転者の運転技術が低い場合に、前記ホールドアシスト制御を実行してよい。

本発明においては、前記コントローラは、前記運転者の運転技術が高く、かつ前記電気自動車が坂路に停車している場合に、前記ホールドアシスト制御を実行してよい。

本発明においては、前記運転者の運転技術が高く、かつ前記電気自動車の移動方向に他の車両がある場合に、前記ホールドアシスト制御を実行してよい。

本発明においては、前記コントローラは、前記電気自動車が発進可能な場合に、前記ホールドアシスト制御を停止してよい。

本発明においては、前記コントローラは、前記エンジンストール制御が実行された場合に、前記エンジンストール制御が再度実行されることを抑制する発進アシスト制御を実行してよい。

本発明においては、前記発進アシスト制御は、前記仮想エンジン回転速度算出部によって算出する前記エンジンの仮想の回転速度の下限値を、前記所定回転速度以上に設定して、前記エンジンストール制御が実行されることを禁止する制御を含んでよい。

本発明によれば、アクセル操作部とクラッチ操作部との操作量に基づいて、電気自動車が備えていないエンジンの仮想の回転速度を算出する。そして、その算出されたエンジンの仮想の回転速度が所定回転速度未満となった場合には、エンジンのストールを模擬するエンジンストール制御を実行する。すなわち、回転機を停止する。そのようにエンジンストール制御が実行された場合には、回転機からトルクが出力されなくなるため、本発明では、制動装置によって車輪に制動トルクを付与するホールドアシスト制御を実行する。したがって、例えば、再発進するためにクラッチ操作部を操作した場合に、電気自動車が意図せずに移動するなどの不都合が生じることを抑制できる。また、このようにホールドアシスト制御を行うことによって、エンジンストールを再現するエンジンストール制御を禁止する必要がなく、模擬する車両の挙動を忠実に再現することができる。

本発明の実施形態に係る電気自動車の構成を模式的に示す図である。ＥＣＵの構成を機能ブロックで示す図である。本発明の実施形態における制御装置で実行される制御例を説明するためのフローチャートである。運転者の運転技術に応じてアシスト制御の実行の有無を定める制御例を説明するためのフローチャートである。エンジンストール直前の車両の挙動を再現する制御例を説明するためのフローチャートである。

本発明を図に示す実施形態に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施形態は本発明を具体化した場合の一例に過ぎないのであって、本発明を限定するものではない。

図１は、本発明の実施形態における電気自動車（以下、車両と記す。）の一例を模式的に示しており、この車両Ｖｅは、駆動力源としてのモータ（ＭＧ）１を備え、そのモータ１から一対の前輪２にトルクを伝達して走行するフロントドライブ式の車両である。このモータ１は、従来知られている電気自動車やハイブリッド車両に設けられたモータと同様に、蓄電装置（ＢＡＴＴ）３から電力が供給されることにより駆動トルクを出力するモータとしての機能に加えて、外部から伝達されるトルクによって強制的に回転させられて発電する発電機としての機能を備えた、いわゆるモータ・ジェネレータによって構成することができる。具体的には、永久磁石式の同期電動機や誘導モータを使用することができる。なお、このモータ１が、本発明の実施形態における「回転機」に相当する。

モータ１の出力軸４はギヤ機構５に連結され、そのギヤ機構５は更にプロペラシャフト６を介して終減速機であるデファレンシャルギヤ機構７に連結されている。そして、モータ１の出力トルクは、このデファレンシャルギヤ機構７を介して左右のドライブシャフト８に分配され、それらのドライブシャフト８に連結された一対の前輪（駆動輪）２がモータ１によって駆動されて車両Ｖｅが走行するように構成されている。すなわち、この車両Ｖｅは、エンジン、エンジンに連結される変速機、およびエンジンと駆動輪とのトルクの伝達を遮断できるクラッチ機構を備えていない。また、各車輪２には、従来の車両と同様に、それぞれの車輪２に制動トルクを付与するブレーキ機構Ｂが設けられている。このブレーキ機構Ｂが、本発明の実施形態における「制動装置」に相当する。

なお、図１に示す車両Ｖｅは、フロントドライブ式の車両であるが、本発明における電気自動車は、モータ１から一対の後輪９にトルクを伝達して走行するリヤドライブ式の電気自動車であってもよく、また、トランスファを設けて、モータ１から一対の前輪２および一対の後輪９にトルクを伝達して走行する四輪駆動車であってもよい。

上記のモータ１に通電する電流の大きさや、各相に通電する電流の周波数を制御するためのインバータ（ＩＮＶ）１０が設けられ、そのインバータ１０には、直流電流を出力する蓄電装置（ＢＡＴＴ）３が接続されている。なお、インバータ１０に加えて、蓄電装置３から出力された電圧を増幅するためのコンバータなどの他の電気機器を設けていてもよく、また蓄電装置３は、リチウムイオン電池などの二次電池に加えて、キャパシタなどの蓄電部材を備えていてよい。

上記のインバータ１０のスイッチング素子やブレーキ機構Ｂを制御するための電子制御装置（以下、ＥＣＵと記す。）１１が設けられている。このＥＣＵ１１は、本発明の実施形態における「コントローラ」に相当するものであって、従来知られている車両に設けられたＥＣＵと同様にマイクロコンピュータを主体に構成されていて、種々のセンサから信号が入力され、その入力された信号や、予め記憶されている演算式、あるいはマップなどに基づいて演算を行い、その演算の結果を制御信号としてインバータ１０やブレーキ機構Ｂを制御する図示しないアクチュエータ、あるいは図示しないスピーカーなどの各装置に出力するように構成されている。

図１に示す車両Ｖｅは、運転者（図示せず）が加減速操作（出力増減操作）、すなわち車両Ｖｅの駆動要求量を定めるアクセルペダル１２と、その踏み込み量を検出するアクセルポジションセンサ１３とを備えている。また、減速あるいは停車のために運転者が踏み込み操作し、その踏み込み量などに応じてブレーキ機構Ｂの制動トルクを定めるためのブレーキペダル１４と、その踏み込み量やその踏力を検出するブレーキセンサ１５とが設けられている。さらに、プロペラシャフト６の回転速度（すなわち、車速）を検出する車速センサ（回転速度センサ）１６などが設けられている。これらのセンサ１３，１５，１６はＥＣＵ１１に接続され、それぞれの検出信号（検出したデータ）がＥＣＵ１１に入力されている。上記のアクセルペダル１２が、本発明の実施形態における「アクセル操作部」に相当し、ブレーキペダル１４が、本発明の実施形態における「ブレーキ操作部」に相当する。

さらに、図１に示す車両Ｖｅは、手動変速操作を模擬するための機器を備えている。先ず、実際には存在しない複数の前進段や後進段ならびにニュートラルポジションなどを手動によって選択操作するシフトレバーもしくはパドルスイッチなどを主体とするシフト機構１７が設けられている。手動変速機を搭載した車両において変速操作する場合、ギヤの連結やその解除を可能にするために、またシフトショックを低減するために、エンジンなどの駆動力源と駆動輪との間のトルクの伝達を一時的に遮断する。そのためのクラッチは、通常、クラッチペダルによって切断・接続（断続）するようになっている。図１に示す車両Ｖｅでは、このような手動変速機を搭載した車両を模して、クラッチ機構としてのクラッチペダル１８を備えている。なお、ステアリングホイールにクラッチペダル１８に代えた操作部を設けてもよい。上記のシフト装置１７が、本発明の実施形態における「シフト操作部」に相当し、クラッチペダル１８が、本発明の実施形態における「クラッチ操作部」に相当する。

そして、シフト機構１７によって選択された変速段などのポジション（もしくはモード）を検出するシフトポジションセンサ１９と、クラッチペダル１８の踏み込み量を検出するクラッチポジションセンサ２０とが設けられている。これらのセンサ１９，２０は上述したＥＣＵ１１に接続されていて、それぞれの検出信号（検出したデータ）がＥＣＵ１１に入力されている。

上述した車両Ｖｅは、アクセル開度として表される運転者の駆動要求に応じて駆動ならびに制動を行うようにモータ１のトルク制御を行う通常のＥＶ走行に加えて、エンジン、そのエンジンに連結される変速機（手動変速機）、およびクラッチ機構を備えた車両（以下、ＭＴ車両と記す。）の走行およびシフト操作を模擬した走行ならびにシフト操作時の挙動を出現させることが可能なように構成されている。そのＭＴ車両を模擬した走行のための制御は、前掲の特許文献１に記載されている制御であってよく、これを以下、簡単に説明する。

模擬しようとするＭＴ車両のモデルを予め設定し、これを数値モデルとしてＥＣＵ１１に記憶させておき、このモデル化されているＭＴ車両に、前述したアクセルポジションセンサ１３で検出された実際のアクセル開度（踏み込み量）や、シフトポジションセンサ１９によって検出されたシフト機構１７上でのシフトポジション、ならびにクラッチポジションセンサ２０によって検出されたクラッチペダル１８の実際の踏み込み量、および回転速度センサ１６によって検出されたプロペラシャフト６の実際の回転速度などを適用して、モータ１が出力するべきトルク（駆動トルクおよび制動トルク）を求め、そのトルクを実現するように、ＥＣＵ１１によってインバータ１０を制御する。

モデル化されているＭＴ車両（以下、仮想車両と記す。）は、内燃機関（エンジン）とその出力側に連結された有段変速機とを備えており、そのエンジンの回転速度である仮想エンジン回転速度が、前述した各センサ１３，１９，２０，１６から入力される実際の運転状態に基づいて算出される。一例として、回転速度センサ１６によって検出されているプロペラシャフト６の回転速度に、シフト機構１７によって選択されているシフトポジション（変速段）での変速比を乗算し、さらにクラッチポジションセンサ２０によって検出されたクラッチペダル１８の踏み込み量に応じたスリップ率を乗算することにより、仮想エンジン回転速度を求めることができる。また、プロペラシャフト６の回転速度が０（ゼロ）であり、アクセルポジションセンサ１３によって検出されたアクセル開度が０％であり、クラッチポジションセンサ２０によって検出されたクラッチペダル１８の踏み込み量が所定量以上であって仮想車両におけるクラッチ機構がトルクを伝達しない程度まで踏み込まれている場合には、仮想エンジンがアイドリング中であることを想定して、仮想エンジン回転速度を所定のアイドリング回転速度として求めることができる。このような演算を行う機能的手段あるいは機能ブロックを「仮想エンジン回転速度算出部１１０」として図２に示してある。なお、仮想エンジン回転速度算出部１１０で演算された仮想エンジン回転速度は、図示しないスピーカーに出力され、エンジン音を模擬した音をスピーカーから発する。

仮想車両に搭載していると想定してある仮想のエンジンは、排気量や回転速度と出力トルクとの関係、効率などが設計上決めたエンジンであるから、仮想エンジン回転速度が算出されれば、その値と、アクセルポジションと、仮想エンジンについての回転速度と出力トルクとの関係を定めてあるマップとに基づいて仮想エンジンの出力トルクを算出することができる。このような演算を行う機能的手段あるいは機能ブロックを「仮想エンジン出力トルク算出部１１１」として図２に示してある。

仮想車両におけるクラッチ機構は、伝達トルク容量が連続的に変化する摩擦クラッチであることが想定されている。したがって、クラッチペダル１８の踏み込み量と、伝達トルク容量との間には、設計上決めた所定の関係が成立しており、その関係をマップとして予め用意し、ＥＣＵ１１に記憶させておくことができる。例えば、伝達トルク容量を「０」から「１」まで変化するゲインとして設定し、クラッチペダル１８の踏み込み量が「０」から所定値までの間はゲインが「１」となり、それ以上に踏み込み量が増大することにより、踏み込み量に応じてゲインが次第に（直線的に、もしくは比例的に）減少するマップとすることができる。したがって、仮想車両に搭載されていることが想定されている仮想のクラッチ機構から出力されるトルクは、上記のゲインによって決まり、そのゲインは、上記のマップと、クラッチポジションセンサ２０によって検出された実際のクラッチペダル１８の踏み込み量とに基づいて算出することができる。このような演算を行う機能的手段あるいは機能ブロックを「トルク伝達ゲイン算出部１１２」として図２に示してある。

仮想車両に搭載が想定されている手動変速機に入力されるトルクは、仮想エンジン出力トルクを上記のゲインに応じて変化させたトルクすなわちクラッチ出力トルクである。したがってそのクラッチ出力トルクは、上記の仮想エンジン出力トルク算出部１１１で算出した仮想エンジン出力トルクに、トルク伝達ゲイン算出部１１２で算出したゲインを乗算することにより算出することができる。このような演算を行う機能的手段あるいは機能ブロックを「クラッチ出力トルク算出部１１３」として図２に示してある。

仮想車両における手動変速機で設定されるギヤ比（変速比）を模擬するために、その手動変速機でのギヤ比を、上記の車両Ｖｅの実際の走行状態から算出する。ギヤ比は、仮想車両におけるエンジン回転速度と手動変速機の出力回転速度（具体的にはプロペラシャフト６の回転速度）との比であり、その仮想車両におけるエンジン回転速度に前述した仮想エンジン回転速度が相当し、また出力回転速度には前述した回転速度センサ１６によって検出されたプロペラシャフト６の回転速度が相当する。したがって、ギヤ比は、仮想エンジン回転速度をプロペラシャフト６の回転速度で除算することにより求められる。このような演算を行う機能的手段あるいは機能ブロックを「ギヤ比算出部１１４」として図２に示してある。

変速中の挙動を含めて上記の車両Ｖｅの挙動を仮想車両の挙動に一致もしくは近似させるためには、例えばプロペラシャフト６のトルクが、仮想車両における手動変速機の出力トルクに一致もしくは近似するように、モータ１の出力トルクを制御することになる。したがって、仮想車両における手動変速機の出力トルクを算出する必要があり、これは、図２に「変速機出力トルク算出部１１５」として記載してある機能的手段もしくは機能ブロックによって行われる。具体的には、手動変速機は入力されたトルクを変速比に応じて増減して出力するから、変速機出力トルクは、手動変速機に入力される前述したクラッチ出力トルクに変速比を乗算して算出される。そのクラッチ出力トルクは、上記のトルク伝達ゲイン算出部１１２で求められたゲインを反映したトルクであるから、変速過渡時におけるクラッチ機構の断続に伴う伝達トルク容量に応じたトルクとなる。したがって、変速機出力トルク算出部１１５で算出されたトルク（プロペラシャフト６でのトルク）を実現するようにインバータ１０をＥＣＵ１１によって制御することにより、仮想車両の変速時の挙動を模擬した挙動を上記の実際の車両Ｖｅで出現させることができる。

上述した仮想車両は、クラッチペダル１８を踏み込んだ停車時には、仮想エンジン回転速度が、クラッチ機構の出力側の仮想出力回転速度よりも速くなる。したがって、発進時にクラッチペダル１８の踏み込み量を減じると、クラッチ機構の出力側から仮想エンジンに抵抗トルクが作用する。そのため、その抵抗トルクよりも大きなトルクを仮想エンジンが発生することにより、クラッチ機構を介して仮想エンジンから駆動トルクが伝達される。その場合、仮想エンジンが発生するトルクが、抵抗トルクよりも大きい場合には、余剰の仮想エンジンのトルクによって仮想エンジン回転速度が増加し、抵抗トルクよりも小さい場合には、その余剰の抵抗トルクによって仮想エンジン回転速度が低下する。

したがって、仮想エンジン回転速度算出部１１０は、発進時には、仮想エンジン出力トルク算出部１１１によって求められた仮想エンジンの出力トルクと、クラッチペダル１８の踏み込み量および現時点の仮想エンジン回転速度に基づいて求められる抵抗トルクとのトルク差を求め、そのトルク差と、仮想エンジンの予め定められた慣性モーメントとから仮想エンジン回転速度の変化率を演算して、仮想エンジン回転速度を変化（更新）させる。

そして、仮想エンジン回転速度が、予め定められた回転速度未満となった場合に、エンジンストールを模擬するエンジンストール制御を実行する。具体的には、エンジンストールに至った状態を模擬するために、スピーカーからのエンジン音を停止、またアクセルペダル１２の操作量に応じたトルクの出力を禁止する。つまり、アクセル要求をリジェクトする。

一方、例えば、車両Ｖｅが登坂路でエンジンストール制御を実行した場合には、上記のようにエンジンストールを模擬してアクセル要求をリジェクトすると、運転者が再度発進操作するためにクラッチペダル１８を踏み込んだときに車両Ｖｅが後退する可能性がある。そのため、本発明の制御装置は、エンジンストール制御を実行した場合に車両Ｖｅが移動することを抑制するように構成されている。その制御の一例を図３に示してある。

図３に示す例では、まず、エンジンストール制御を実行したか否かを判断する（ステップＳ１）。このステップＳ１は、上述したように仮想エンジン回転速度算出部１１０によって演算された仮想エンジン回転速度が、自律回転可能な回転速度などの予め定められた第１所定回転速度未満となったか否か、または仮想エンジン回転速度が０（ゼロ）であり、かつアクセル要求をリジェクトするフラグがオンされているか否かなどに基づいて判断することができる。なお、上記の第１所定回転速度が、本発明の実施形態における「所定回転速度」に相当する。

エンジンストール制御を実行していないことによりステップＳ１で否定的に判断された場合は、そのままこのルーチンを一旦終了する。それとは反対に、エンジンストール制御を実行したことによりステップＳ１で肯定的に判断された場合は、車両位置を固定するホールドアシスト制御を実行する（ステップＳ２）。このホールドアシスト制御は、従来のヒルホールド制御などを転用することにより行うことができる。すなわち、運転者がブレーキ操作していない場合であっても、各車輪２，９に設けられたブレーキ機構Ｂによって制動トルクを作用させる。また、ステップＳ２では、例えば、運転者によるアクセル操作量に基づくことなく、車両Ｖｅに作用する前後方向の荷重に対抗した荷重を発生するようにモータ１に通電してトルクを出力してもよい。

ついで、エンジンストール制御からの復帰操作を行うための通知（復帰通知）を出力する（ステップＳ３）。具体的には、ブレーキ機構Ｂによる制動トルクを増加させるためにブレーキペダル１４を踏み込み、クラッチ機構の解放を模擬するためにクラッチペダル１８を踏み込み、シフト機構１７によって前進第１速段（発進段）を選択し、再発進操作することの各手順を順に行う通知を出力する。このステップＳ３は、ＥＣＵ１１からスピーカーに信号を出力して、音声で復帰通知してもよく、図示しないインストルメントパネルに信号を出力して、そのインストルメントパネルに表示することにより復帰通知してもよい。上記の再発進操作は、踏み込んであるクラッチペダル１８の踏み込み量を減じるとともに、アクセルペダル１２の踏み込み量を増加させる操作であって、通常のＭＴ車両の発進操作と同一である。なお、この制御例では、ブレーキペダル１４およびクラッチペダル１８が踏み込まれることにより、仮想エンジンを始動する。つまり、仮想エンジンの回転速度をアイドル回転速度に設定して、そのアイドル回転速度に応じた音や振動を発生させる。また、シフト機構１７によって前進第１速段を選択したことにより、アクセル要求のリジェクトを解除する。なお、ブレーキペダル１４およびクラッチペダル１８が踏み込まれたことを条件に、アクセル要求のリジェクトを解除してもよい。すなわち、少なくともブレーキペダル１４およびクラッチペダル１８を踏み込むことによって、エンジンストール制御が終了する。

続いて、再発進可能か否かを判断する（ステップＳ４）。すなわち、ステップＳ３によって通知されたブレーキペダル１４、クラッチペダル１８、シフト機構１７、再発進操作を運転者が行ったか否かを判断する。このステップＳ４は、アクセルポジションセンサ１３、ブレーキセンサ１５、クラッチポジションセンサ２０、およびシフトポジションセンサ１９の検出信号に基づいて判断することができる。

ステップＳ３による復帰通知に基づく操作が行われていないことにより再発進することが不可能であってステップＳ４で否定的に判断された場合は、ステップＳ３にリターンする。すなわち、再発進可能な状態になるまで、復帰通知を継続して行う。それとは反対に、再発進可能であってステップＳ４で肯定的に判断された場合は、ステップＳ２で実行されたホールドアシスト制御を停止して（ステップＳ５）、このルーチンを一旦終了する。

なお、上述した制御例では、復帰通知に、シフト操作と再発進操作とを含んでいるものの、この復帰通知は、少なくともエンジンストール制御から復帰することができればよく、シフト操作や再発進操作についての通知を行わなくてもよい。その場合、ステップＳ４における再発進可能か否かの判断は、ブレーキ操作とクラッチ操作とを行っているか否かを判断すればよい。言い換えると、ホールドアシスト制御は、シフト操作と再発進操作が行われる以前に停止してもよい。

上述したようにエンジンストールを模擬するエンジンストール制御を実行した場合に、ホールドアシスト制御を実行して車両Ｖｅの位置を固定すること、言い換えると、車輪に制動トルクを作用させることによって、例えば、再発進するためにクラッチペダル１８を踏み込んだ場合に、車両Ｖｅが意図せずに後退するなどの事態が生じることを抑制できる。また、このようにホールドアシスト制御を行うことによって、エンジンストールを再現することを禁止する必要がなく、仮想車両の挙動を忠実に再現することができる。

上述した制御例では、エンジンストール制御を実行した場合に一律にホールドアシスト制御を実行するように構成されているものの、運転者によっては、そのようなホールドアシスト制御を過剰と感じる可能性がある。そのため、図４に示す制御例では、運転者の運転技術に応じてホールドアシスト制御を実行するか否かを定め、または車両Ｖｅの周辺状況に応じてホールドアシスト制御を実行するか否かを定めている。なお、図３と同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略する。

図４に示す例では、エンジンストール制御を実行したことによってステップＳ１で否定的に判断された場合は、運転者の運転技術が低いか否かを判断する（ステップＳ１０）。このステップＳ１０は、例えば、車両Ｖｅに乗車した時点で運転者がタッチパネルを操作して運転技術のレベルを選択し、その選択されたレベルをＥＣＵ１１に記憶しておくことによって判断してもよく、運転者の運転操作をＥＣＵ１１に記憶し、その運転操作の履歴に基づいて判断してもよい。

運転者の運転技術が低いことによりステップＳ１０で肯定的に判断された場合は、ステップＳ２に移行する。すなわち、ホールドアシスト制御を実行する。それとは反対に、運転者の運転技術が低くないことによりステップＳ１０で否定的に判断された場合は、坂路であるか否かを判断する（ステップＳ１１）。このステップＳ１１は、ホールドアシスト制御を実行することが好ましい状況であるか否かを判断するためのステップであって、ステップＳ１１における坂路は、降坂路および登坂路を含む。また、坂路であるか否かは、車両Ｖｅに搭載された加速度センサに基づいて判断してもよく、ナビゲーションシステムに記憶されている走行路の情報に基づいて判断してもよい。

坂路であることによりステップＳ１１で肯定的に判断された場合は、ステップＳ２に移行してホールドアシスト制御を実行する。それとは反対に、坂路でないことによりステップＳ１１で否定的に判断された場合は、ステップＳ３に移行する。すなわち、ホールドアシスト制御を実行しない。

上述した例では、運転者の運転技術が低いか否かに基づいてホールドアシスト制御を行うか否かを判断し、さらに運転者の運転技術が低くない場合には、坂路であるか否かに基づいてホールドアシスト制御を行うか否かを判断しているが、運転者の運転技術の程度を三段階に分けてホールドアシスト制御を行うか否かを判断してもよい。具体的には、運転者の運転技術が低い場合には、坂路であるか否かに拘わらずホールドアシスト制御を行い、運転技術が三段階のうちの中間のレベルである場合には、坂路の場合のみホールドアシスト制御を行い、運転技術が高い場合には、坂路であるか否かに拘わらずホールドアシスト制御を行わないように構成してもよい。あるいは、運転技術が高い場合には、車両Ｖｅが意図せずに移動する可能性がある方向、すなわち登坂路であれば後方に、降坂路であれば前方に他の車両があるか否かを車載カメラなどで検出し、他の車両がある場合に限りホールドアシスト制御を行うように構成してもよい。

また、図４に示す例では、ステップＳ３に続いて、再度、エンジンストール制御が実行されることを抑制するための発進アシスト制御を行い（ステップＳ１２）、ステップＳ４に移行する。この発進アシスト制御は、仮想エンジン回転速度の下限値を、仮想エンジンが自律回転できる仮想エンジン回転速度以上の回転速度、すなわちエンジンストール制御を実行する第１所定回転速度以上の回転速度に設定して、エンジンストールを模擬することを禁止する制御である。また、上記ホールドアシスト制御と同様に、運転者の運転技術に応じて発進アシスト制御を行うか否かを定めてもよい。具体的に例を挙げると、運転者の運転技術が低い場合には、坂路であるか否かに拘わらず発進アシスト制御を行い、運転技術が三段階のうちの中間のレベルである場合には、坂路の場合のみ発進アシスト制御を行い、運転技術が高い場合には、坂路であるか否かに拘わらず発進アシスト制御を行わない、または車両Ｖｅの移動方向に他の車両がある場合に限り発進アシスト制御を行うように構成してもよい。

このように運転者の運転技術に応じてホールドアシスト制御や発進アシスト制御を行うか否かを判断することにより、高い運転技術の運転者がアシスト制御が過剰と感じることを抑制できる。すなわち、運転者が嗜好する車両の挙動を再現することができる。

なお、本発明の制御装置は、エンジンストールに至る直前の挙動を再現するように構成してもよい。図５には、その制御例を説明するためのフローチャートを示してあり、図３および図４と同一のステップには同一の符号を付してある。

図５に示す例では、エンジンストール制御を実行していないことによりステップＳ１で否定的に判断された場合は、エンジンストール制御を実行する直前の状態であるか否かを判断する（ステップＳ２０）。具体的には、仮想エンジン回転速度算出部１１０によって演算された仮想エンジン回転速度が、アイドル回転速度などの予め定められた第２所定回転速度未満となったか否かを判断する。すなわち、エンジン回転速度が第１所定回転速度以上でありかつ第２所定回転速度未満の場合に、ステップＳ２０で肯定的に判断される。

エンジン回転速度が、第２所定回転速度以上でありエンジンストール制御を実行する直前の状態でないことによりステップＳ２０で否定的に判断された場合は、そのままこのルーチンを一旦終了する。それとは反対に、エンジン回転速度が、第２所定回転速度未満でありエンジンストール制御を実行する直前の状態であることによりステップＳ２０で肯定的に判断された場合は、エンジンストール直前のＭＴ車両の挙動を再現して（ステップＳ２１）、このルーチンを一旦終了する。すなわち、ステップＳ２１では、エンジンストール制御を実行する可能性があることを、エンジンストール直前のＭＴ車両の挙動を模擬することによって、エンジンストール制御を実行する可能性があることを運転者に認知させる。そのように運転者にエンジンストール制御を実行する予兆を認知させることによって、運転者がアクセルペダル１２を踏み込み、またはクラッチペダル１８を踏み込むなどの操作を促して、エンジンストール制御が実行されることを回避するように構成されている。このステップＳ２１における挙動の再現は、例えば、仮想エンジン回転速度の低下に伴ってスピーカーから車室内に発するエンジン音を変化させ、また前後方向の振動が生じるように、モータ１からステップ的なトルクを出力する。

上述した制御例のように、エンジンストール制御を実行する可能性がある場合に、エンジンストール直前のＭＴ車両の挙動を再現することによって、エンジンストール制御を実行する可能性があることを運転者に認知させることができる。そのように運転者にエンジンストール制御を実行する予兆を認知させることによって、運転者がアクセルペダル１２を踏み込み、またはクラッチペダル１８を踏み込むなどの操作を促して、エンジンストール制御が実行されることを回避することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されないのであって、本発明における回転機は、上述した発電機能のあるいわゆるモータ・ジェネレータであることが好ましいが、駆動トルクを出力するモータと、回生制動時に発電を行うジェネレータとを設けた構成であってもよい。また、変速段（変速比）を算出するための回転数を上述したプロペラシャフトの回転数に限られないのであって、車速に相当する適宜の回転部材の回転数であってよい。

１モータ
２，９車輪
１１電子制御装置（ＥＣＵ）
１２アクセルペダル
１４ブレーキペダル
１７シフト機構
１８クラッチペダル
１１０仮想エンジン回転速度算出部
１１１仮想エンジン出力トルク算出部
１１２トルク伝達ゲイン算出部
１１３クラッチ出力トルク算出部
１１４ギヤ比算出部
１１５変速機出力トルク算出部
Ｂブレーキ機構
Ｖｅ電気自動車

Claims

車輪にトルクを伝達する回転機と前記車輪に制動トルクを付与する制動装置とを備え、エンジンと前記エンジンに連結される変速機と前記エンジンから前記車輪に対するトルクの断続を行うクラッチ機構とを備えていずに前記回転機と前記車輪とが常時連結されている電気自動車の制御装置であって、
運転者によって操作され前記電気自動車の駆動要求量を定めるアクセル操作部と、
前記運転者によって操作され前記変速機の操作を模擬するためのシフト操作部と、
前記運転者によって操作され前記クラッチ機構の操作を模擬するためのクラッチ操作部と、
前記制動装置を制御するコントローラと
を備え、
前記コントローラは、
前記アクセル操作部と前記クラッチ操作部との操作量に基づいて前記エンジンの仮想の回転速度を算出する仮想エンジン回転速度算出部を備え、
前記仮想エンジン回転速度算出部によって算出された前記エンジンの仮想の回転速度が予め定められた所定回転速度未満となった場合に、前記回転機の回転およびトルクの出力を停止するエンジンストール制御を実行し、
前記エンジンストール制御が実行された場合に、前記制動装置によって前記車輪に制動トルクを付与するホールドアシスト制御を実行する
ことを特徴とする電気自動車の制御装置。
車輪にトルクを伝達する回転機と前記車輪に制動トルクを付与する制動装置とを備え、エンジン、前記エンジンに連結される変速機、およびクラッチ機構を備えていない電気自動車の制御装置であって、
運転者によって操作され前記電気自動車の駆動要求量を定めるアクセル操作部と、
前記運転者によって操作され前記変速機の操作を模擬するためのシフト操作部と、
前記運転者によって操作され前記クラッチ機構の操作を模擬するためのクラッチ操作部と、
前記制動装置を制御するコントローラと
を備え、
前記コントローラは、
前記アクセル操作部と前記クラッチ操作部との操作量に基づいて前記エンジンの仮想の回転速度を算出する仮想エンジン回転速度算出部を備え、
前記仮想エンジン回転速度算出部によって算出された前記エンジンの仮想の回転速度が予め定められた所定回転速度未満となった場合に、前記エンジンのストールを模擬するように前記回転機を停止するエンジンストール制御を実行し、
前記エンジンストール制御が実行された場合に、前記制動装置によって前記車輪に制動トルクを付与するホールドアシスト制御を実行し、さらに
前記運転者の運転技術が低いか否かを判断し、
前記運転者の運転技術が低い場合に、前記ホールドアシスト制御を実行する
ことを特徴とする電気自動車の制御装置。
請求項１または２に記載の電気自動車の制御装置であって、
前記コントローラは、
前記アクセル操作部の操作量に基づいて前記回転機の出力トルクを定めるように構成され、
前記エンジンストール制御を実行した場合に、前記アクセル操作部の操作量に基づいて前記回転機からトルクを出力することを禁止する
ことを特徴とする電気自動車の制御装置。
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の電気自動車の制御装置であって、
前記コントローラは、
前記エンジンストール制御を実行した場合に、前記エンジンのストールから復帰するための復帰通知を行う
ことを特徴とする電気自動車の制御装置。
請求項４に記載の電気自動車の制御装置であって、
前記運転者によって操作され前記制動装置の制動トルクを定めるブレーキ操作部を更に備え、
前記復帰通知は、前記制動装置による制動トルクを増加させる前記ブレーキ操作部の操作、および前記クラッチ機構の解放を模擬するための前記クラッチ操作部の操作とを含む
ことを特徴とする電気自動車の制御装置。
請求項５に記載の電気自動車の制御装置であって、
前記コントローラは、
前記ブレーキ操作部および前記クラッチ操作部が操作された場合に、前記エンジンストール制御を停止する
ことを特徴とする電気自動車の制御装置。
請求項１ないし６のいずれか一項に記載の電気自動車の制御装置であって、
前記コントローラは、
前記運転者の運転技術が高く、かつ前記電気自動車が坂路に停車している場合に、前記ホールドアシスト制御を実行する
ことを特徴とする電気自動車の制御装置。
請求項１ないし６のいずれか一項に記載の電気自動車の制御装置であって、
前記運転者の運転技術が高く、かつ前記電気自動車の移動方向に他の車両がある場合に、前記ホールドアシスト制御を実行する
ことを特徴とする電気自動車の制御装置。
請求項１ないし８のいずれか一項に記載の電気自動車の制御装置であって、
前記コントローラは、
前記電気自動車が発進可能な場合に、前記ホールドアシスト制御を停止する
ことを特徴とする電気自動車の制御装置。
請求項１ないし９のいずれか一項に記載の電気自動車の制御装置であって、
前記コントローラは、
前記エンジンストール制御が実行された場合に、前記エンジンストール制御が再度実行されることを抑制する発進アシスト制御を実行する
ことを特徴とする電気自動車の制御装置。
請求項１０に記載の電気自動車の制御装置であって、
前記発進アシスト制御は、前記仮想エンジン回転速度算出部によって算出する前記エンジンの仮想の回転速度の下限値を、前記所定回転速度以上に設定して、前記エンジンストール制御が実行されることを禁止する制御を含む
ことを特徴とする電気自動車の制御装置。