电动汽车的制作方法

1.本发明涉及将电动马达用作行驶用的动力装置的电动汽车。


背景技术：

2.在电动汽车(ev：electric vehicle)中被用作行驶用的动力装置的电动马达与在传统车辆(cv：conventional vehicle)中被用作行驶用的动力装置的内燃机相比，转矩特性大不相同。由于动力装置的转矩特性的差异，cv必须有变速器，而一般而言ev不具备变速器。当然，ev不具备通过驾驶员的手动操作来切换变速比的手动变速器(mt：manual transmission)。因此，在带mt的传统车辆(以下，称为mt车辆)的驾驶和ev的驾驶中，驾驶感觉存在很大的差异。
3.另一方面，电动马达能通过控制所施加的电压、磁场来比较容易地控制转矩。因此，在电动马达中，通过实施适当的控制，能在电动马达的动作范围内获得所希望的转矩特性。有效利用该特征，目前为止提出了控制ev的转矩来模拟mt车辆特有的转矩特性的技术。
4.在专利文献1中，公开了一种在通过驱动马达向车轮传递转矩的车辆中展现仿真的换挡的技术。在该车辆中进行如下转矩变动控制：在由车速、加速器开度、加速器打开速度或制动器踩踏量规定的特定的契机，使驱动马达的转矩减少设定变动量之后，以特定时间使转矩再次增加。由此，给习惯了具备有级变速器的车辆的驾驶员带来的不适感得到抑制。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：日本特开2018－166386号公报
8.然而，在上述的技术中，无法通过驾驶员自身的操作来自主地决定模拟了变速动作的转矩变动控制的定时。特别是，对于习惯了mt车辆的驾驶的驾驶员来说，不经由由驾驶员自身进行的手动变速动作的仿真的变速动作恐怕会给追求操纵mt的乐趣的驾驶员的驾驶感觉带来不适感。
9.考虑到这样的情形，本技术的发明者们为了能在ev中获得mt车辆的驾驶感觉而研究了在ev中设置仿真换挡装置和仿真离合器踏板。当然，并不是简单地将这些仿真装置装配于ev。本技术的发明者们为了能以通过仿真换挡装置和仿真离合器踏板的操作来获得与mt车辆的转矩特性同样的转矩特性的方式控制电动马达而进行了研究。
10.再者，转矩对加速操作的响应性的高低被表现为驾驶员驾驶车辆时的驾驶感觉的差异。在将内燃机用作动力装置的mt车辆和将电动马达用作动力装置的ev中，转矩对加速操作的响应性存在明显的差异。ev的转矩对加速器开度的变化线性地响应，而在mt车辆中，转矩相对于加速器开度的变化而延迟地变化，此外，其变化速度比ev中的转矩的变化速度慢。就是说，与ev相比，mt车辆的转矩的响应性低。因此，即使通过仿真装置的操作能像mt车辆那样驾驶ev，但若转矩响应性仍保持ev那样，则可能会给知道mt车辆的驾驶感觉的驾驶员带来不适感。


技术实现要素：

11.本发明是鉴于上述的问题而完成的，其目的在于提供一种能无不适感地享受像mt车辆那样的驾驶和作为通常的ev的驾驶这两者的电动汽车。
12.本发明的电动汽车是一种将电动马达用作行驶用的动力装置的电动汽车，具备加速用踏板、仿真离合器踏板、仿真换挡装置、模式切换装置以及控制装置。模式切换装置是在第一模式与第二模式之间手动或自动地选择电动马达的控制模式的装置。控制装置是按照由模式选择装置选择出的控制模式来控制电动马达所输出的马达转矩的装置。
13.控制装置具备存储器和处理器。存储器存储mt车辆模型和马达转矩指令映射图。mt车辆模型是模拟了mt车辆中的驱动轮转矩的转矩特性的模型。在此所说的mt车辆是指具有通过油门踏板的操作来控制转矩的内燃机和通过离合器踏板的操作和换挡装置的操作来切换挡位的手动变速器的车辆。mt车辆模型在第一模式下被使用。马达转矩指令映射图是规定了马达转矩相对于加速用踏板的操作量和电动马达的转速的关系的映射图。马达转矩指令映射图在第二模式下被使用。
14.处理器在第一模式下控制电动马达的情况下，执行以下的第一处理至第五处理。第一处理是接受加速用踏板的操作量来作为对mt车辆模型进行的油门踏板的操作量的输入的处理。第二处理是接受仿真离合器踏板的操作量来作为对mt车辆模型进行的离合器踏板的操作量的输入的处理。第三处理是接受仿真换挡装置的换挡位置来作为对mt车辆模型进行的换挡装置的换挡位置的输入的处理。第四处理是使用mt车辆模型来计算由油门踏板的操作量、离合器踏板的操作量以及换挡装置的换挡位置确定的驱动轮转矩的处理。并且，第五处理是运算用于向电动汽车的驱动轮提供驱动轮转矩的马达转矩的处理。
15.处理器在第二模式下控制电动马达的情况下，执行以下的第六处理和第七处理。第六处理是使仿真离合器踏板的操作和仿真换挡装置的操作无效的处理。第七处理是基于加速用踏板的操作量和电动马达的转速，使用马达转矩指令映射图来运算马达转矩的处理。
16.并且，处理器在第一模式下以使马达转矩对加速用踏板的操作量的变化的响应性低于第二模式下的马达转矩对加速用踏板的操作量的变化的响应性的方式控制电动马达。就是说，处理器在第一模式下以利用马达转矩来再现在mt车辆中产生的转矩相对于加速用踏板的操作的响应延迟的方式控制电动马达。
17.根据以上的构成，驾驶员通过模式选择开关来选择第一模式，由此能像具有内燃机和手动变速器的mt车辆那样驾驶电动汽车。就是说，驾驶员能像mt车辆那样享受离合器踏板操作和换挡操作。而且，在第一模式下，mt车辆所特有的转矩相对于加速用踏板的操作的响应延迟也被再现，因此驾驶员能无不适感地享受通过离合器踏板操作和换挡操作进行的像mt车辆那样的驾驶。
18.发明效果
19.如上所述，根据本发明，能提供一种能无不适感地享受像mt车辆那样的驾驶和作为通常的ev的驾驶这两者的电动汽车。
附图说明
20.图1是示意性地表示本发明的实施方式的电动汽车的动力系统的构成的图。
21.图2是表示图1所示的电动汽车的控制系统的构成的框图。
22.图3是表示图1所示的电动汽车的控制装置的功能的框图。
23.图4是表示图3所示的控制装置所具备的马达转矩指令映射图的一个例子的图。
24.图5是表示图3所示的控制装置所具备的mt车辆模型的一个例子的框图。
25.图6是表示构成图5所示的mt车辆模型的发动机模型的一个例子的图。
26.图7是表示构成图5所示的mt车辆模型的离合器模型的一个例子的图。
27.图8是表示构成图5所示的mt车辆模型的mt模型的一个例子的图。
28.图9是将在mt模式下实现的电动马达的转矩特性与在ev行驶模式下实现的电动马达的转矩特性进行比较而示出的图。
29.图10是将ev模式下的马达转矩的响应特性与mt模式下的马达转矩的响应特性进行比较而示出的图。
30.附图标记说明
31.2：电动马达；8：驱动轮；10：电动汽车；16：逆变器；22：加速踏板；26：仿真换挡杆(仿真换挡装置)；28：仿真离合器踏板；30：车轮速度传感器；40：转速传感器；42：模式选择开关；44：仿真发动机转速表；50：控制装置；520：控制信号算出部；530：mt车辆模型；540：请求马达转矩计算部；550：马达转矩指令映射图；560：切换开关。
具体实施方式
32.以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。其中，在以下所示的实施方式中提及了各要素的个数、数量、量、范围等数值的情况下，除了特别明示的情况、原理上明显地确定为该数值的情况之外，本发明并不限定于该提及的数值。此外，就在以下所示的实施方式中说明的构造等而言，除了特别明示的情况、原理上明显地确定为该构造等的情况之外，在本发明中不一定是必须的。需要说明的是，在各图中，对相同或相当的部分标注相同的附图标记，对其重复说明适当简化或省略。
33.1.电动汽车的构成
34.图1是示意性地表示本实施方式的电动汽车10的动力系统的构成的图。如图1所示，电动汽车10具备电动马达2来作为动力源。电动马达2例如是无刷dc(direct current：直流)马达、三相交流同步马达。在电动马达2设有用于检测该电动马达2的转速的转速传感器40。电动马达2的输出轴3经由齿轮机构4连接于传动轴5的一端。传动轴5的另一端经由差动齿轮6连接于车辆前方的驱动轴7。
35.电动汽车10具备作为前车轮的驱动轮8和作为后车轮的从动轮12。驱动轮8分别设于驱动轴7的两端。在各车轮8、12设有车轮速度传感器30。在图1中，作为代表仅绘制出右后轮的车轮速度传感器30。车轮速度传感器30也被用作用于检测电动汽车10的车速的车速传感器。车轮速度传感器30通过can(controller area network：控制器局域网络)等车载网络连接于后述的控制装置50。
36.电动汽车10具备电池14和逆变器16(inverter)。电池14蓄存驱动电动马达2的电能。逆变器16将从电池14输入的直流电力转换为电动马达2的驱动电力。由逆变器16实现的电力转换通过由控制装置50实现的pwm(pulse wave modulation：脉冲波调制)控制来进行。逆变器16通过车载网络连接于控制装置50。
37.电动汽车10具备用于输入加速请求的加速踏板(加速用踏板)22和用于输入制动请求的制动踏板24来作为用于供驾驶员输入对电动汽车10的动作请求的动作请求输入装置。在加速踏板22设有用于检测作为加速踏板22的操作量的加速器开度pap[％]的加速器位置传感器32。此外，在制动踏板24设有用于检测作为制动踏板24的操作量的制动器踩踏量的制动器位置传感器34。加速器位置传感器32和制动器位置传感器34通过车载网络连接于控制装置50。
[0038]
电动汽车10还具备仿真换挡杆(仿真换挡装置)26和仿真离合器踏板28来作为动作输入装置。换挡杆(换挡装置)和离合器踏板是对手动变速器(mt)进行操作的装置，但当然电动汽车10不具备mt。仿真换挡杆26和仿真离合器踏板28只不过是与本来的换挡杆、离合器踏板不同的虚设物。
[0039]
仿真换挡杆26具有模拟了mt车辆所具备的换挡杆的构造。仿真换挡杆26的配置和操作感等同于实际的mt车辆。在仿真换挡杆26设有例如与1挡、2挡、3挡、4挡、5挡、6挡、倒车挡以及空挡的各挡位对应的位置。在仿真换挡杆26设有通过判别仿真换挡杆26位于哪个位置来检测挡位的换挡位置传感器36。换挡位置传感器36通过车载网络连接于控制装置50。
[0040]
仿真离合器踏板28具有模拟了mt车辆所具备的离合器踏板的构造。仿真离合器踏板28的配置和操作感等同于实际的mt车辆。驾驶员在想要通过仿真换挡杆26来进行挡位的设定变更的情况下踩踏仿真离合器踏板28，当挡位的设定变更完成时停止踩踏而使仿真离合器踏板28复原。在仿真离合器踏板28设有用于检测仿真离合器踏板28的踩踏量pc[％]的离合器位置传感器38。离合器位置传感器38通过车载网络连接于控制装置50。
[0041]
电动汽车10具备仿真发动机转速表44。发动机转速表是对驾驶员显示内燃机(发动机)的转速的装置，但当然电动汽车10不具备发动机。仿真发动机转速表44只不过是与本来的发动机转速表不同的虚设物。仿真发动机转速表44具有模拟了传统车辆所具备的发动机转速表的构造。仿真发动机转速表44既可以是机械式也可以是液晶显示式。或者，还可以是由平视显示器实现的投影显示式。在液晶显示式、投影显示式的情况下，可以做到能任意地设定转速极限(revolution limit)。仿真发动机转速表44通过车载网络连接于控制装置50。
[0042]
电动汽车10具备模式选择开关42。模式选择开关42是选择电动汽车10的行驶模式的开关。电动汽车10的行驶模式有mt模式和ev模式。模式选择开关42被配置为能任意地选择mt模式和ev模式中的任一方。详情将在后文叙述，在mt模式下，以用于像mt车辆那样驾驶电动汽车10的控制模式(第一模式)进行电动马达2的控制。在ev模式下，以用于一般的电动汽车的通常的控制模式(第二模式)进行电动马达2的控制。模式选择开关42通过车载网络连接于控制装置50。
[0043]
控制装置50典型地是搭载于电动汽车10的ecu(electronic control unit：电子控制单元)。控制装置50可以是多个ecu的组合。控制装置50具备接口52、存储器54以及处理器56。在接口52连接有车载网络。存储器54包括暂时地记录数据的ram(random access memory：随机存取存储器)和保存能由处理器56执行的控制程序、与控制程序关联的各种数据的rom(read only memory：只读存储器)。处理器56从存储器54读出并执行控制程序、数据，基于从各传感器获取到的信号来生成控制信号。
[0044]
图2是表示本实施方式的电动汽车10的控制系统的构成的框图。至少从车轮速度
传感器30、加速器位置传感器32、制动器位置传感器34、换挡位置传感器36、离合器位置传感器38、转速传感器40以及模式选择开关42向控制装置50输入信号。在这些传感器与控制装置50之间的通信中使用车载网络。虽然省略图示，但除了这些传感器之外，各种各样的传感器也搭载于电动汽车10，并通过车载网络连接于控制装置50。
[0045]
此外，从控制装置50至少向逆变器16和仿真发动机转速表44输出信号。在这些设备与控制装置50之间的通信中使用车载网络。虽然省略图示，但除了这些设备之外，各种各样的致动器、显示器也搭载于电动汽车10，并通过车载网络连接于控制装置50。
[0046]
控制装置50具备作为控制信号算出部520的功能。详细而言，由处理器56(参照图1)执行存储于存储器54(参照图1)的程序，由此处理器56至少作为控制信号算出部520发挥功能。控制信号算出是指算出对致动器、设备的控制信号的功能。在控制信号中至少包括用于对逆变器16进行pwm控制的信号和使仿真发动机转速表44显示信息的信号。以下，对控制装置50所具有的这些功能进行说明。
[0047]
2.控制装置的功能
[0048]
2－1.马达转矩算出功能
[0049]
图3是表示本实施方式的控制装置50的功能、特别是与对电动马达2的马达转矩指令值的算出相关的功能的框图。控制装置50通过在该框图中示出的功能来计算马达转矩指令值，并基于马达转矩指令值来生成用于对逆变器16进行pwm控制的控制信号。
[0050]
如图3所示，控制信号算出部520具备mt车辆模型530、请求马达转矩计算部540、马达转矩指令映射图550以及切换开关560。来自车轮速度传感器30、加速器位置传感器32、换挡位置传感器36、离合器位置传感器38、转速传感器40以及模式选择开关42的信号被输入至控制信号算出部520。控制信号算出部520对来自这些传感器的信号进行处理，并算出使电动马达2输出的马达转矩。
[0051]
由控制信号算出部520进行的马达转矩的计算有以下这两种：使用mt车辆模型530和请求马达转矩计算部540的计算；以及使用马达转矩指令映射图550的计算。前者用于使电动汽车10在mt模式下行驶的情况下的马达转矩的计算。后者用于使电动汽车10在ev模式下行驶的情况下的马达转矩的计算。使用哪个马达转矩由切换开关560决定。切换开关560通过从模式选择开关42输入的信号进行动作。
[0052]
2－2.mt模式下的马达转矩的计算
[0053]
mt车辆中的驱动轮转矩由控制对发动机的燃料供给的油门踏板的操作、切换mt的挡位的换挡杆(换挡装置)的操作以及使发动机与mt之间的离合器进行动作的离合器踏板的操作来决定。如果电动汽车10具备发动机、离合器以及mt，则mt车辆模型530是计算通过加速踏板22、仿真离合器踏板28以及仿真换挡杆26的操作而获得的驱动轮转矩的模型。以下，将在mt模式下通过mt车辆模型530虚拟地实现的发动机、离合器以及mt称为虚拟发动机、虚拟离合器、虚拟mt。
[0054]
加速器位置传感器32的信号被输入至mt车辆模型530来作为虚拟发动机的油门踏板的操作量。换挡位置传感器36的信号被输入至mt车辆模型530来作为虚拟mt的换挡装置的换挡位置。而且，离合器位置传感器38的信号被输入至mt车辆模型530来作为虚拟离合器的离合器踏板的操作量。此外，车轮速度传感器30的信号也被输入至mt车辆模型530来作为表示车辆的负荷状态的信号。mt车辆模型530是模拟了mt车辆中的驱动轮转矩的转矩特性
的模型。mt车辆模型530被制成为：由驾驶员进行的加速踏板22、仿真换挡杆26以及仿真离合器踏板28的操作被反映至驱动轮转矩的值。mt车辆模型530的详情将在后文叙述。
[0055]
请求马达转矩计算部540将由mt车辆模型530算出的驱动轮转矩转换为请求马达转矩。请求马达转矩是实现由mt车辆模型530算出的驱动轮转矩所需的马达转矩。在驱动轮转矩向请求马达转矩的转换中使用从电动马达2的输出轴3起至驱动轮8为止的减速比。
[0056]
2－3.ev模式下的马达转矩的计算
[0057]
图4是表示用于ev模式下的马达转矩的计算的马达转矩指令映射图550的一个例子的图。马达转矩指令映射图550是将加速器开度pap和电动马达2的转速作为参数来决定马达转矩的映射图。加速器位置传感器32的信号和转速传感器40的信号被输入至马达转矩指令映射图550的各参数。从马达转矩指令映射图550输出与这些信号对应的马达转矩。
[0058]
2－4.马达转矩的切换
[0059]
将使用马达转矩指令映射图550计算出的马达转矩标记为tev，将使用mt车辆模型530和请求马达转矩计算部540计算出的马达转矩标记为tmt。两个马达转矩tev、tmt中的由切换开关560选择出的马达转矩被作为马达转矩指令值提供给电动马达2。
[0060]
在ev模式下，即使驾驶员对仿真换挡杆26、仿真离合器踏板28进行操作，该操作也不被反映至电动汽车10的驾驶。就是说，在ev模式下，仿真换挡杆26的操作和仿真离合器踏板28的操作被无效化。不过，在马达转矩tev作为马达转矩指令值被输出的期间，也持续进行使用mt车辆模型530的马达转矩tmt的计算。反之，在马达转矩tmt作为马达转矩指令值被输出的期间，也持续进行马达转矩tev的计算。就是说，马达转矩tev和马达转矩tmt这两者持续地被输入至切换开关560。
[0061]
通过由切换开关560进行的输入的切换，马达转矩指令值从马达转矩tev被切换向马达转矩tmt，或者从马达转矩tmt被切换向马达转矩tev。此时，在两个马达转矩之间存在偏差的情况下，会随着切换而产生转矩水平差。因此，在切换后短暂的期间，对马达转矩指令值实施渐变处理，以便不产生转矩的急剧变化。例如，在从ev模式向mt模式的切换中，以特定的变化率使马达转矩tev朝向马达转矩tmt变化，而不是立即将马达转矩指令值从马达转矩tev切换为马达转矩tmt。在从mt模式向ev模式的切换中也进行同样的处理。
[0062]
切换开关560根据由模式选择开关42选择出的行驶模式进行动作。在通过模式选择开关42选择了ev模式的情况下，切换开关560与马达转矩指令映射图550连接，并将从马达转矩指令映射图550输入的马达转矩tev作为马达转矩指令值输出。在通过模式选择开关42选择了mt模式的情况下，切换开关560将连接目标切换为请求马达转矩计算部540。并且，切换开关560将从请求马达转矩计算部540输入的马达转矩tmt作为马达转矩指令值输出。这样的输入的切换与由模式选择开关42进行的行驶模式的选择联动地进行。
[0063]
2－5.mt车辆模型
[0064]
2－5－1.概要
[0065]
接着，对mt车辆模型530进行说明。图5是表示mt车辆模型530的一个例子的框图。mt车辆模型530由发动机模型531、离合器模型532、mt模型533以及车轴/驱动轮模型534构成。在发动机模型531中，虚拟发动机被模型化。在离合器模型532中，虚拟离合器被模型化。在mt模型533中，虚拟mt被模型化。在车轴/驱动轮模型534中，从车轴起至驱动轮为止的虚拟的转矩传递系统被模型化。各模型既可以由计算式表示也可以由映射图表示。
[0066]
在各模型间进行计算结果的输入输出。此外，由加速器位置传感器32检测到的加速器开度pap被输入至发动机模型531。由离合器位置传感器38检测到的离合器踏板踩踏量pc被输至离合器模型532。由换挡位置传感器36检测到的换挡位置sp被输入至mt模型533。而且，在mt车辆模型530中，由车轮速度传感器30检测到的车速vw(或者车轮速度)在多个模型中被使用。在mt车辆模型530中，基于这些输入信号来算出驱动轮转矩tw和虚拟发动机转速ne。
[0067]
2－5－2.发动机模型
[0068]
发动机模型531算出虚拟发动机转速ne和虚拟发动机输出转矩teout。发动机模型531由计算虚拟发动机转速ne的模型和计算虚拟发动机输出转矩teout的模型构成。在虚拟发动机转速ne的计算中，例如使用由以下算式(1)表示的模型。在以下算式(1)中，根据车轮8的转速nw、总减速比r以及虚拟离合器的滑移率slip来算出虚拟发动机转速ne。
[0069]
[数式1]
[0070][0071]
在算式(1)中，车轮8的转速nw由车轮速度传感器30检测。总减速比r根据由后述的mt模型533计算的齿轮传动比(变速比)r和由车轴/驱动轮模型534规定的减速比来算出。滑移率slip由后述的离合器模型532算出。虚拟发动机转速ne在选择mt模式时显示于仿真发动机转速表44。
[0072]
不过，算式(1)是虚拟发动机和虚拟mt通过虚拟离合器被连接的状态下的虚拟发动机转速ne的计算式。在虚拟离合器被断开的情况下，可以视为在虚拟发动机中产生的虚拟发动机转矩te用于虚拟发动机转速ne的上升。虚拟发动机转矩te是对虚拟发动机输出转矩teout加上由惯性矩产生的转矩而得到的转矩。在虚拟离合器被断开的情况下，虚拟发动机输出转矩teout为零。因此，发动机模型531在虚拟离合器被断开的情况下，使用虚拟发动机转矩te和虚拟发动机的惯性矩j通过以下算式(2)来算出虚拟发动机转速ne。在虚拟发动机转矩te的计算中，使用将加速器开度pap作为参数的映射图。
[0073]
[数式2]
[0074][0075]
需要说明的是，在mt车辆的怠速中，进行将发动机转速维持为恒定转速的怠速控制(idle speed control：isc控制)。因此，发动机模型531在虚拟离合器被断开、车速为0、并且加速器开度pap为0％的情况下，算出虚拟发动机转速ne来作为特定的怠速转速(例如1000rpm)。在驾驶员在停车中踩踏加速踏板22而进行空转的情况下，使用怠速转速来作为通过算式(2)计算的虚拟发动机转速ne的初始值。
[0076]
发动机模型531根据虚拟发动机转速ne和加速器开度pap来算出虚拟发动机输出转矩teout。在虚拟发动机输出转矩teout的计算中，例如使用如图6所示的二维映射图。该二维映射图是规定了稳定状态下的加速器开度pap、虚拟发动机转速ne以及虚拟发动机输出转矩teout的关系的映射图。在该映射图中，针对每个加速器开度pap赋予相对于虚拟发动机转速ne的虚拟发动机输出转矩teout。图6所示的转矩特性既能设定为假定了汽油发动
机的特性，也能设定为假定了柴油发动机的特性。此外，既能设定为假定了自然吸气发动机的特性，也能设定为假定了增压发动机的特性。例如，可以是，在仪表板附近设置hmi(human machine interface：人机接口)单元，通过hmi单元的操作能将mt模式下的虚拟发动机切换为驾驶员喜好的设定。由发动机模型531算出的虚拟发动机输出转矩teout被输出至离合器模型532。
[0077]
再者，一般而言，发动机所输出的转矩相对于加速器开度的变化具有响应延迟。发动机中的转矩的响应延迟即使与电动马达中的转矩的响应延迟相比也非常大。因此，在发动机模型531中，也模拟了发动机本来具有的转矩的响应延迟。就是说，发动机模型531被构建为：相对于被输入至发动机模型531的加速器开度pap的变化，从发动机模型531输出的虚拟发动机输出转矩teout延迟地变化。发动机模型531中的虚拟发动机输出转矩teout对加速器开度pap的响应特性可以简单地通过具有死区时间元素(dead time element)和一阶滞后元素(first order lag element)的传递函数来近似。
[0078]
进一步而言，转矩对加速器开度的响应特性根据发动机的类型也不同。例如，在汽油发动机和柴油发动机中，转矩对加速器开度的响应特性不同。即使是相同的汽油发动机，在带自然吸气的发动机和带增压机的发动机中，转矩对加速器开度的响应特性也不同。此外，在一般的乘用车的发动机和赛车发动机之间，转矩对加速器开度的响应特性也不同。可以认为，如果驾驶员能任意地变更发动机模型531所模拟的发动机的类型，则驾驶员能更享受mt模式下的驾驶。发动机的类型例如可以通过上述的hmi单元来选择即可。并且，根据所选择的发动机的类型，例如，变更上述传递函数的例子中的死区时间元素和一阶滞后元素的每一个即可。
[0079]
2－5－3.离合器模型
[0080]
离合器模型532算出转矩传递增益k。转矩传递增益k是用于算出与仿真离合器踏板28的踩踏量相应的虚拟离合器的转矩传递程度的增益。离合器模型532例如具有如图7所示的映射图。在该映射图中，对离合器踏板踩踏量pc赋予转矩传递增益k。在图7中，以如下方式赋予转矩传递增益k：在离合器踏板踩踏量pc在pc0至pc1的范围内该转矩传递增益k成为1，在离合器踏板踩踏量pc在pc1至pc2的范围内该转矩传递增益k以恒定的斜率单调减少至0，在离合器踏板踩踏量pc在pc2至pc3的范围内该转矩传递增益k成为0。在此，pc0与离合器踏板踩踏量pc为0％的位置对应，pc1与离合器踏板踩踏时的游隙极限的位置对应，pc3与离合器踏板踩踏量pc为100％的位置对应，pc2与离合器踏板从pc3返回时的游隙极限的位置对应。
[0081]
图7所示的映射图是一个例子，转矩传递增益k相对于离合器踏板踩踏量pc的增加的变化只要是朝向0的广义单调减少即可，不限定于图7的变化曲线。例如，pc1至pc2中的转矩传递增益k的变化既可以是成为向上凸出的单调减少曲线，也可以是成为向下凸出的单调减少曲线。
[0082]
离合器模型532使用转矩传递增益k来算出离合器输出转矩tcout。离合器输出转矩tcout是从虚拟离合器输出的转矩。离合器模型532例如通过以下算式(3)根据虚拟发动机输出转矩teout和转矩传递增益k来算出离合器输出转矩tcout。由离合器模型532算出的离合器输出转矩tcout被输出至mt模型533。
[0083]
[数式3]
[0084]
tcout＝teout
×k…
(3)
[0085]
此外，离合器模型532算出滑移率slip。滑移率slip用于发动机模型531中的虚拟发动机转速ne的计算。在滑移率slip的算出中，与转矩传递增益k同样地，可以使用对离合器踏板踩踏量pc赋予滑移率slip的映射图。也可以代替那样的映射图，通过表示滑移率slip与转矩传递增益的关系的以下算式(4)根据转矩传递增益k来算出滑移率slip。
[0086]
[数式4]
[0087]
slip＝1-k
…
(4)
[0088]
2－5－4.mt模型
[0089]
mt模型533算出齿轮传动比(变速比)r。齿轮传动比r是在虚拟mt中由仿真换挡杆26的换挡位置sp决定的齿轮传动比。仿真换挡杆26的换挡位置sp与虚拟mt的挡位处于一对一的关系。mt模型533例如具有如图8所示的映射图。在该映射图中，对挡位赋予齿轮传动比r。如图8所示，挡位越大，齿轮传动比r越小。
[0090]
mt模型533使用齿轮传动比r来算出变速器输出转矩tgout。变速器输出转矩tgout是从虚拟变速器输出的转矩。mt模型533例如通过以下算式(5)根据离合器输出转矩tcout和齿轮传动比r来算出变速器输出转矩tgout。由mt模型533算出的变速器输出转矩tgout被输出至车轴/驱动轮模型534。
[0091]
[数式5]
[0092]
tgout＝tcout
×r…
(5)
[0093]
2－5－5.车轴/驱动轮模型
[0094]
车轴/驱动轮模型534使用特定的减速比rr来算出驱动轮转矩tw。减速比rr是由从虚拟mt起至驱动轮8为止的机械构造决定的固定值。对减速比rr乘以齿轮传动比r而得到的值是前述的总减速比r。车轴/驱动轮模型534例如通过以下算式(6)根据变速器输出转矩tgout和减速比rr来算出驱动轮转矩tw。由车轴/驱动轮模型534算出的驱动轮转矩tw被输出至请求马达转矩计算部540。
[0095]
[数式6]
[0096]
tw＝tgout
×
rr
…
(6)
[0097]
2－6.在mt模式下实现的电动马达的转矩特性
[0098]
请求马达转矩计算部540将由mt车辆模型530算出的驱动轮转矩tw转换为马达转矩。图9是将在mt模式下实现的电动马达2的转矩特性、详细而言将马达转矩相对于马达转速的特性与在ev行驶模式下实现的电动马达2的转矩特性进行比较而示出的图。在mt模式的情况下，如图9所示，能实现根据通过仿真换挡杆26设定的挡位来模拟mt车辆的转矩特性那样的转矩特性(图中实线)。
[0099]
2－7.马达转矩的响应特性的比较
[0100]
图10是表示将ev模式下的马达转矩的响应特性与mt模式下的马达转矩的响应特性进行比较而示出的图。如下层的曲线图中虚线所示的那样，在ev模式下电动马达2所输出的马达转矩对加速器开度大致线性地响应。这是电动马达2本来具有的马达转矩的响应特性本身。由此，在ev模式下，驾驶员能享受通过马达转矩的线性的响应特性实现的、ev独有的驾驶感觉。
[0101]
另一方面，相对于上层的曲线图所示的加速器开度的变化，mt模式下的马达转矩
如下层的曲线图中实线所示那样变化。如在“2－5－2.发动机模型”中说明的那样，发动机模型531被制成为模拟实际的发动机所具有的转矩的响应延迟。因此，在mt模式下电动马达2所输出的马达转矩从加速器开度的变化延迟地开始变化，与ev模式下的马达转矩相比，变化率也被抑制。如此，mt模式下的马达转矩以宛如发动机所输出的转矩那样的响应性变化。
[0102]
如上所述，mt模式下的马达转矩对加速器开度的响应性被设为比ev模式下的马达转矩对加速器开度的响应性低。通过在mt模式下实现这样的马达转矩的响应特性，驾驶员能在电动汽车10中无不适感地享受像mt车辆的那样的驾驶和作为通常的ev的驾驶这两者。
[0103]
3.其他
[0104]
上述实施方式的电动汽车10是用一个电动马达2来驱动前轮的ff(front engine front drive：前置发动机前轮驱动)车。但是，本发明也能应用于在前和后配置两台电动马达来驱动前轮和后轮的每一个的电动汽车。此外，本发明也能应用于在各轮具备轮内马达的电动汽车。在这些情况下的mt车辆模型中，可以使用将带mt的全轮驱动车模型化而成的mt车辆模型。
[0105]
上述实施方式的电动汽车10不具备变速器。但是，本发明也能应用于具备有级或无级的自动变速器的电动汽车。在该情况下，以输出由mt车辆模型计算出的马达转矩的方式控制包括电动马达和自动变速器的动力传动系(power train)即可。
[0106]
在上述实施方式中，mt模式和ev模式的选择的切换通过模式选择开关42来进行。模式选择开关42是手动地选择行驶模式的模式选择装置。但是，行驶模式的选择也可以自动地进行。例如，可以设置基于由摄像机、lidar(light detection and ranging：激光探测及测距)等外部传感器获取到的车辆的周边信息、能由导航装置获取的地图上的位置信息来自动地选择行驶模式的模式选择装置。
[0107]
需要说明的是，在mt车辆中，在使离合器踏板突然接合时会发生冲击。为了在电动汽车10中也表现该冲击，在mt模式下驾驶员进行了使仿真离合器踏板23的踩踏快速复原的操作的情况下，可以使电动马达2的转矩的响应速率等于或快于ev模式的响应速率。