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公開番号2025041443
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-26
出願番号2023148754
出願日2023-09-13
発明の名称電動車両の制御装置
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人
主分類G10K 15/04 20060101AFI20250318BHJP(楽器;音響)
要約【課題】電動車両本来の静音性を損なうことなく、自動変速機を搭載した従来の車両と同様の操作感覚を、適切に、かつ、リアルに、運転者に体感させることが可能な電動車両の制御装置を提供する。
【解決手段】モータを駆動力源とする電動車両の制御装置において、モータの回転数(または車速)に対するトルク特性が段階的に異なる複数のレンジに分けて要求駆動トルクを設定し、自動制御により選択されたレンジに応じて設定される要求駆動トルクに基づいてモータの出力トルクを制御し、疑似的な自動変速を実行するとともに、疑似エンジン音が付加される疑似ATモードが設定された場合は、その後、疑似ATモードがキャンセルされ、シフトポジションがDポジションに設定されるまで、疑似エンジン音の付加を継続する(ステップS103,S104)。
【選択図】図15
特許請求の範囲【請求項１】
駆動力源として少なくともモータを備え、要求駆動力に対応して設定される制御目標値に基づいて前記モータを制御する電動車両の制御装置であって、
運転者によって手動操作される選択装置と、
前記モータが作動する際のモータ音を発生する第１音源と、
前記電動車両の走行状態に応じて生成した疑似運転音を発生する第２音源と、
前記電動車両を制御するコントローラと、を備え、
前記選択装置は、
前記電動車両の走行モードとして、少なくとも、
前記モータの出力で前記電動車両を前進走行させるドライブポジションを設定するモードと、
前記電動車両を後進走行させるリバースポジション、前記電動車両の停止状態を保持するパーキングポジション、および、前記駆動力源と駆動輪との間の動力伝達を遮断するニュートラルポジションのいずれかを設定するモードと、
自動変速機を搭載した既存の車両を模した疑似的な自動変速を行うモードと、
を前記手動操作で選択的に設定することが可能であり、
前記コントローラは、
前記ドライブポジションが設定された場合に、前記モータ音を発生または付加するとともに、前記ドライブポジションから、前記リバースポジション、前記パーキングポジション、および、前記ニュートラルポジションのいずれかに移行された際に、前記モータ音を発生または付加する状態を保持し、
前記疑似的な自動変速を行うモードが設定された場合に、前記疑似運転音を付加するとともに、前記疑似的な自動変速を行うモードから、前記リバースポジション、前記パーキングポジション、および、前記ニュートラルポジションのいずれかに移行された際に、前記疑似運転音を付加する状態を保持する
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
続きを表示（約 4,300 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電動車両の制御装置であって、
前記選択装置は、
前記走行モードとして、
前記ドライブポジションを設定するモードであり、前記モータ音が発生または付加される第１モードと、
前記リバースポジション、前記パーキングポジション、および、前記ニュートラルポジションのいずれかを設定するモードである第２モードと、
前記第１モードから移行し、前記モータの回転数に対するトルク特性が段階的に異なる複数のレンジに分かれて設定された前記制御目標値のいずれかが前記手動操作で選択され、選択された前記制御目標値に基づいて前記モータの出力トルクを制御するとともに、前記疑似運転音が付加される第３モードと、
前記第１モードまたは前記第３モードから移行し、前記手動操作で選択された前記制御目標値に基づいて前記出力トルクを制御するとともに、前記疑似運転音が付加され、かつ、前記疑似運転音が付加される状態を保持する第４モードと、
前記疑似的な自動変速を行うモードであり、前記複数のレンジに分かれて設定された前記制御目標値のいずれかが自動制御で選択され、選択された前記制御目標値に基づいて前記出力トルクを制御するとともに、前記疑似運転音が付加される第５モードと、
を選択的に設定することが可能であり、
前記手動操作により、前記走行モードのいずれか一つを選択するとともに、前記第３モード、または、前記第４モードを選択した際に、前記複数のレンジのうちのいずれか一つを選択するシフト装置を含み、
前記コントローラは、
前記シフト装置で前記第５モードが選択された際に、前記自動制御として、車速および前記要求駆動力に基づいて、前記複数のレンジのうちのいずれか一つを設定する、または、前記レンジを連続的に変更する疑似自動変速制御を実行し、
前記シフト装置で選択されたいずれかの前記走行モードおよび前記レンジに対応して設定される前記制御目標値、もしくは、前記疑似自動変速制御で選択または変更された前記レンジに対応して設定される前記制御目標値に基づいて、前記出力トルクを制御するとともに、
前記走行モードが前記第３モードに設定された場合は、前記第３モードから前記第１モードまたは前記第４モードに移行されることにより、前記第３モードを解除し、
前記走行モードが前記第４モードに設定された場合は、前記第４モードから前記第３モードに移行されることにより、前記第４モードを解除し、
前記走行モードが前記第５モードに設定された場合は、前記第５モードから、前記第３モード、または、前記第４モードに移行されることにより、前記第５モードを解除する
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電動車両の制御装置であって、
前記シフト装置は、
少なくとも、常用の第１操作と、前記第１操作と異なる第２操作と、が可能であり、
前記第１モードと前記第２モードとの間の移行、前記第１モードと前記第３モードとの間の移行、前記第２モードと前記第５モードとの間の移行、前記第３モードから前記第２モードへの移行、前記第４モードから前記第１モードへの移行、前記第４モードから前記第２モードへの移行、および、前記第４モードから前記第３モードへの移行を、いずれも、前記第１操作で行い、
前記第２モードから前記第３モードへの移行、および、前記第２モードから前記第４モードへの移行を、いずれも、不可とし、
前記第１モードから前記第４モードへの移行、前記第３モードから前記第４モードへの移行、前記第３モードから前記第５モードへの移行、および、前記第４モードから前記第５モードへの移行を、いずれも、前記第２操作で行う
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電動車両の制御装置であって、
前記選択装置は、
前記手動操作によって前記第１音源または前記第２音源を選択する音源切替装置を更に含み、
前記音源切替装置は、
前記第２操作が可能であり、
前記第５モードから前記第１モードへの移行を、前記第２操作で行う
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電動車両の制御装置であって、
前記音源切替装置は、
前記電動車両の始動直後の前記第２モード、または、前記第１モードから移行された前記第２モードの状態に相当するＢＥＶ第２モードと、前記第５モードから移行された前記第２モードの状態に相当する疑似ＡＴ第２モードとの間の移行を、前記第２操作で行う
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項６】
請求項１に記載の電動車両の制御装置であって、
前記選択装置は、
前記走行モードとして、
前記ドライブポジションを設定するモードであり、前記モータ音が発生または付加される第１モードと、
前記リバースポジション、前記パーキングポジション、および、前記ニュートラルポジションのいずれかを設定するモードである第２モードと、
前記第１モードから移行し、前記モータの回転数に対するトルク特性が段階的に異なる複数のレンジに分かれて設定された前記制御目標値のいずれかが前記手動操作で選択され、選択された前記制御目標値に基づいて前記モータの出力トルクを制御するとともに、前記疑似運転音が付加される第３モードと、
前記第１モードまたは前記第３モードから移行し、前記手動操作で選択された前記制御目標値に基づいて前記出力トルクを制御するとともに、前記疑似運転音が付加され、かつ、前記疑似運転音が付加される状態を保持する第４モードと、
前記疑似的な自動変速を行うモードであり、前記複数のレンジに分かれて設定された前記制御目標値のいずれかが自動制御で選択され、選択された前記制御目標値に基づいて前記出力トルクを制御する第５モードと、
を選択的に設定することが可能であり、
前記手動操作により、前記走行モードのいずれか一つを選択するとともに、前記第３モード、または、前記第４モードを選択した際に、前記複数のレンジのうちのいずれか一つを選択するシフト装置と、
前記手動操作によって前記第１音源または前記第２音源を選択する音源切替装置と、
を含み、
前記コントローラは、
前記手動操作によって前記第５モードが選択された際に、前記自動制御として、車速および前記要求駆動力に基づいて、前記複数のレンジのうちのいずれか一つを選択する、または、前記レンジを連続的に変更する疑似自動変速制御を実行し、
前記手動操作で選択されたいずれかの前記走行モードおよび前記レンジに対応して設定される前記制御目標値、もしくは、前記疑似自動変速制御で選択または変更された前記レンジに対応して設定される前記制御目標値に基づいて、前記出力トルクを制御するとともに、
前記シフト装置で前記第１モードが選択された場合、または、前記音源切替装置で前記第１音源が選択された場合は、前記走行モードを前記第１モードに設定するとともに、前記モータ音を発生または付加し、かつ、前記走行モードが前記第１モードから前記第２モードに移行された際に、前記モータ音を発生または付加する状態を保持し、
前記シフト装置で前記第５モードが選択された場合、または、前記音源切替装置で前記第２音源が選択された場合は、前記走行モードを前記第５モードに設定するとともに、前記疑似運転音を付加し、かつ、前記走行モードが前記第５モードから前記第２モードに移行された際に、前記疑似運転音を付加する状態を保持する
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の電動車両の制御装置であって、
前記シフト装置は、
少なくとも、常用の第１操作と、前記第１操作と異なる第２操作と、が可能であり、
前記音源切替装置は、
前記第２操作が可能であり、
前記選択装置は、
前記第５モードの選択、前記第１音源または前記第２音源の選択、および、前記第５モードから前記第１モードへの移行を、いずれも、前記第２操作で行う
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電動車両の制御装置であって、
前記音源切替装置は、
前記電動車両の始動直後の前記第２モード、または、前記第１モードから移行された前記第２モードの状態に相当するＢＥＶ第２モードと、前記第５モードから移行された前記第２モードの状態に相当する疑似ＡＴ第２モードとの間の移行を、前記第２操作で行う
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項９】
請求項８に記載の電動車両の制御装置であって、
前記選択装置は、
前記第２モードから前記第３モードへの移行、前記第２モードから前記第４モードへの移行、および、前記第３モードおよび前記第４モードにおける前記第１音源の選択を、いずれも、不可とし、
前記第１モードと前記第２モードとの間の移行、前記第１モードと前記第３モードとの間の移行、前記第２モードと前記第５モードとの間の移行、前記第３モードから前記第２モードへの移行、前記第４モードから前記第１モードへの移行、前記第４モードから前記第２モードへの移行、および、前記第４モードから前記第３モードへの移行を、いずれも、前記第１操作で行う
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の電動車両の制御装置であって、
前記コントローラは、
前記電動車両の駆動力をエンジンの出力で発生すると仮定して、前記電動車両の走行状態に基づいて前記エンジンの回転数を想定した仮想エンジン回転数を算出し、
前記第２音源は、
前記疑似運転音として、前記仮想エンジン回転数に応じて変化する疑似エンジン音を発生させる
ことを特徴とする電動車両の制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータを駆動力源とする電動車両の制御装置に関するものである。
続きを表示（約 3,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、モータを駆動力源とする電動車両が記載されている。この特許文献１に記載された電動車両は、ＥＣＵ（制御装置）と電気的に接続されたパドルスイッチおよびシフター（シフトレバー等）を備えている。ＥＣＵは、アクセルペダルの開度（操作量）とモータの出力トルクとの関係を規定した複数のトルクマップを用いて、アクセルペダルの開度に応じてモータの出力トルクを制御する。それとともに、ＥＣＵは、運転者によるパドルスイッチまたはシフターの操作に基づいて、モータの出力トルク制御に使用するトルクマップを選択的に変更する。トルクマップが変更されることにより、モータの出力トルク特性が変化する。その結果、モータの出力トルクによって発生させる電動車両の駆動力が段階的に変化する。すなわち、仮想の多段変速機による変速が疑似的に再現される。
【０００３】
また、特許文献２には、従来の手動変速機を搭載した車両（ＭＴ車両）の変速動作を疑似的に再現することを目的とした電気自動車（電動車両）が記載されている。この特許文献２に記載された電動車両は、運転者によって操作されるシフト装置およびクラッチ装置を備えている。シフト装置およびクラッチ装置は、それぞれ、ＭＴ車両に搭載されるものを想定した疑似的な装置であり、クラッチ装置は、運転者によるシフト装置の操作に連係して操作される。また、この特許文献２に記載された電動車両は、駆動力源のモータの出力トルクを制御するトルク制御部を備えている。トルク制御部は、クラッチ装置の操作量に応じてモータの出力トルクを制御する。それとともに、シフト装置は、モータの回転速度に対するトルク特性が段階的に異なる複数のレンジ（または、モード）から何れか一つのレンジを選択するように構成されており、トルク制御部は、シフト装置によって選択されたレンジに応じて、モータの出力トルクを制御する。更に、この特許文献２に記載された電動車両では、上記のような疑似的なシフト装置およびクラッチ装置のそれぞれの操作に対応した仮想のエンジン音（疑似エンジン音）が付加される。トルク制御部は、エンジンの出力トルクで電動車両の駆動力を発生していると仮定し、その場合のエンジンの回転数（仮想エンジン回転数）を算出する。そして、算出した仮想エンジン回転数に応じて疑似エンジン音を発生させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－１２２０５号公報
特許第６７８７５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
駆動力源として電動車両に搭載されるモータは、発進時や低速走行時から大きなトルクを出力することができる。そのため、駆動トルクを増幅するための変速機を搭載しない電動車両も存在する。上記の各特許文献に記載された電動車両は、いずれも、実際の変速機は搭載していないが、従来と同様のシフト装置やシフトスイッチなどが設けられている。それとともに、モータのトルク特性を異ならせた複数のトルクマップあるいはモードが設定されている。そして、上記の各特許文献に記載された電動車両では、そのような複数のトルクマップあるいはレンジを切り替えて設定するように構成することにより、従来の車両と同様の変速機が搭載されていることを仮想している。特許文献１に記載された電動車両によれば、運転者は、多段の自動変速機を搭載した従来の車両と同様に、ステップ的に駆動力が変化する自動変速の感覚を体感することが可能である。また、パドルスイッチやシフトレバー等を用いた手動の変速操作（シーケンシャルシフト）の感覚を体感することも可能である。更に、特許文献２に記載されているように、変速操作に対応した疑似エンジン音が付加されることにより、運転者は、より一層、実際のエンジン車両に近い運転感覚を体感できる。
【０００６】
一方、電動車両は、モータの出力トルクだけで走行する場合、モータの特徴を活かした継ぎ目のないスムーズな駆動力の制御が可能であり、また、従来のエンジン車両と比較して騒音や振動が少なく、静音性に優れているといった利点を有している。そのような利点を維持するために、電動車両の通常の走行では、上記のような疑似エンジン音は不要である。したがって、上記のような仮想の自動変速機、および、その仮想の自動変速機を想定した疑似的な手動変速の機能を設ける場合には、仮想の自動変速機を想定しない通常の走行モードと、仮想の自動変速機を想定した疑似的な手動変速を行う走行モードとを区別して、上記のような疑似エンジン音を付加するように構成することが好ましい。例えば、通常の走行モードとなるＤ（ドライブ）ポジションでは、上記のような疑似エンジン音は付加しない。それに対して、ステップ的な自動変速を行う走行モードを設定するシフトポジション（仮に、ＡＴモードとする）や、シフトレバーやパドルスイッチ等を用いて手動の変速操作を行う走行モードを設定するシフトポジション（仮に、Ｍモードとする）のみに、上記のような疑似エンジン音や変速操作に伴う疑似操作音などを付加する。そのように構成することにより、通常の走行時の静音性を損なうことなく、仮想の自動変速機を想定した自動変速および手動の変速操作に対応した疑似的なエンジン音や操作音を付加して、従来の自動変速機を搭載したエンジン車両に近い運転感覚を運転者に体感させることができる。
【０００７】
但し、上記のようにＡＴモードやＭモードのみに疑似エンジン音や疑似操作音を付加するように構成すると、ＡＴモードやＭモードから他のシフトポジション（走行モード）に移行した際に、突然、疑似エンジン音や疑似操作音が消えてしまうことになる。その結果、従来の自動変速の感覚、あるいは、手動の変速操作と同様の感覚で運転していた運転者に違和感を与えてしまうおそれがある。例えば、運転者が、ＡＴモードまたはＭモードで運転操作を行っていた際に、電動車両を停止して駐車するような場面では、運転者がＡＴモードまたはＭモードからＲ（リバース）シフトポジションやＰ（パーキング）シフトポジションにシフトポジションを切り替えた途端に、疑似エンジン音や疑似操作音が消えてしまう。また、疑似エンジン音が消えてしまうことにより、ＰポジションやＮ（ニュートラル）ポジションでアクセルペダルを踏み込むことによって仮想エンジン回転数を上昇させる、いわゆるレーシング操作（仮想エンジンの空ぶかし）の状態も再現できなくなってしまう。
【０００８】
このように、電動車両本来の静音性を低下させることなく、自動変速機を搭載した従来の車両と同様の運転感覚を運転者に体感させることが可能な電動車両を構成するには、未だ改良の余地があった。
【０００９】
この発明は上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、電動車両本来の静音性を損なうことなく、自動変速機を搭載した従来の車両と同様の運転感覚を、適切に、かつ、リアルに、運転者に体感させることが可能な電動車両の制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、この発明は、駆動力源として少なくともモータを備え、要求駆動力に対応して設定される制御目標値に基づいて前記モータを制御する電動車両の制御装置であって、運転者によって手動操作される選択装置と、前記モータが作動する際のモータ音を発生する第１音源と、前記電動車両の走行状態に応じて生成した疑似運転音を発生する第２音源と、前記電動車両を制御するコントローラと、を備え、前記選択装置は、前記電動車両の走行モードとして、少なくとも、前記モータの出力で前記電動車両を前進走行させるドライブポジションを設定するモードと、前記電動車両を後進走行させるリバースポジション、前記電動車両の停止状態を保持するパーキングポジション、および、前記駆動力源と駆動輪との間の動力伝達を遮断するニュートラルポジションのいずれかを設定するモードと、自動変速機を搭載した既存の車両を模した疑似的な自動変速を行うモードと、を前記手動操作で選択的に設定することが可能であり、前記コントローラは、前記ドライブポジションが設定された場合に、前記モータ音を発生または付加するとともに、前記ドライブポジションから、前記リバースポジション、前記パーキングポジション、および、前記ニュートラルポジションのいずれかに移行された際に、前記モータ音を発生または付加する状態を保持し、前記疑似的な自動変速を行うモードが設定された場合に、前記疑似運転音を付加するとともに、前記疑似的な自動変速を行うモードから、前記リバースポジション、前記パーキングポジション、および、前記ニュートラルポジションのいずれかに移行された際に、前記疑似運転音を付加する状態を保持することを特徴とするものである。
（【００１１】以降は省略されています）

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