JP2007278082A - 車両の運動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクセル操作量に対する目標加速度のパターンを、運転性上の問題を発生させることなく、かつ、多くの適合工数を要することなく、容易に切り換えることができるようにする。
【解決手段】アクセル操作量と第１の目標加速度との相関を運転者のボタン操作に応じて可変に設定し、同時に、前記相関の変更に対応させてアクセル操作速度と目標躍度との相関を変更する。そして、前記第１の目標加速度に対して前記目標躍度で追従変化する第２の目標加速度を演算し、前記第２の目標加速度を実現すべく内燃機関のスロットル開度を制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、運転者が操作する操作部材の操作量に基づいて、車両の運動を制御する運動制御装置に関する。

特許文献１には、アクセル操作量に基づいて目標加速度を決定し、該目標加速度を得るために必要なトルクを求め、該必要トルクに基づいてモータ出力を制御する駆動制御装置が開示されている。
特開２００３−０８７９０６号公報

ところで、アクセル操作量に対する目標加速度の割り当ての適正値は、運転者の運転技能や好みによって変わるばかりではなく、同じ運転者であっても、そのときの運転意図によっても変化する。
しかし、アクセル操作量に対する目標加速度の相関を可変にすると、過渡運転時にショックが大きくなったり、アクセル操作に対する車両運動の反応が悪くなったりするなどの運転性の問題が発生することがある。

このため、アクセル操作量に対する目標加速度のパターンを可変とするためには、異なるパターンそれぞれについて、前述のような運転性上の問題が発生しないように個別に適合する必要が生じる。
従って、アクセル操作量に対する目標加速度のパターンを可変とするには、多くの適合工数を要すると共に、プログラム容量が多くなり、実際上は多くの異なるパターンを用意して選択させるようにすることは難しかった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、アクセル操作量に対する目標加速度のパターンを、運転性上の問題を発生させることなく、かつ、多くの適合工数を要することなく、容易に切り換えることができるようにすることを目的とする。

そのため、本発明に係る車両の運動制御装置は、運転者が車両の運動を制御すべく操作する操作部材の操作量を検出する手段と、前記操作量と目標加速度との相関を可変に設定する手段と、前記可変に設定される相関に基づいて前記操作量に対応する目標加速度を演算する手段と、前記操作量の変化速度を演算する手段と、前記操作量の変化速度に対応する目標躍度を演算する手段と、前記目標加速度と前記目標躍度とに基づいて最終的な制御目標値を演算する手段と、を含んで構成されたことを特徴とする。

上記構成によると、可変に設定される相関に基づいて運転者による操作量（例えばアクセル操作量）に対応する目標加速度が決定されるが、一方で、操作量の変化速度に基づいて目標躍度が個別に設定され、前記目標加速度と目標躍度とから最終的な制御目標値が演算される。
即ち、操作量と目標加速度との相関が変更されても、操作量に対応する目標加速度の時間微分値としての躍度に制御されるのではなく、前記目標加速度と共に、操作速度に対応して設定される目標躍度に基づいて最終的な制御目標値（例えば第２の目標加速度）を演算させることで、加速度と共に躍度を制御させ、過渡運転時にショックが大きくなったり、アクセル操作に対する車両運動の反応が悪くなったりするなどの運転性の悪化を防止する。

このため、操作量と目標加速度との相関を運転性の悪化を回避できるように予め適合しておく必要がなく、多くの適合工数を要することなく、相関の切り換え機能を容易に実現できる。

以下に本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る車両の運動制御装置が適用される車両用内燃機関のシステム図である。
図１に示す内燃機関１は、図示省略した自動車に搭載され、前記内燃機関１のクランク軸から取り出される機関発生トルクが、変速機を介して駆動輪に伝達されるようになっている。

前記内燃機関１は、多気筒からなる４サイクルガソリンエンジンであり、各気筒には、エアクリーナ２を通過した空気が、吸気ダクト３，吸気コレクタ４，吸気マニホールド５，吸気バルブ６を介して吸引される。
内燃機関１の吸入空気量は、前記吸気ダクト３に介装される電制スロットル７によって調整される。

前記電制スロットル７は、バタフライ式のスロットルバルブ７ａをスロットルモータ（スロットルアクチュエータ）７ｂで開閉駆動する機構である。
各気筒の吸気ポート部には、燃料噴射弁９がそれぞれ設けられ、各気筒の吸気ポート内に燃料（ガソリン）を噴射する。
但し、燃料噴射弁９が燃焼室１０内に直接燃料を噴射する筒内直接噴射式内燃機関であっても良い。

前記燃料噴射弁９から噴射された燃料は、燃焼室１０内で点火プラグ１５による火花点火によって着火燃焼する。
前記点火プラグ１５それぞれには、パワートランジスタを内蔵する点火コイル１６が直付けされており、前記点火コイル１６への通電を制御することで、前記点火プラグ１５の点火時期及び点火エネルギーが調整される。

前記燃焼室１０内の燃焼排気は、排気バルブ１１，排気マニホールド１２，排気ダクト１３を介して大気中へ排出される。
前記排気ダクト１３には、排気中の有害成分を浄化するための触媒コンバータ１４が介装される。
前記スロットルモータ８、燃料噴射弁９、及び、点火コイル１６への通電を制御するパワートランジスタは、マイクロコンピュータを内蔵するエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２１によって制御される。

前記エンジンコントロールユニット２１には、各種センサからの検出信号が入力される。
前記各種センサとしては、前記電制スロットル７の上流側で内燃機関１の吸入空気流量Ｑａ（質量流量）を検出するエアフローメータ２２、前記触媒コンバータ１４の上流側で排気中の酸素濃度に基づいて空燃比を検出する空燃比センサ２３、内燃機関１の回転速度Ｎｅ（rpm）を検出する回転速度センサ２４、運転者が操作するアクセルペダル２５の踏み込み量（アクセル開度）ＡＰＯを検出するアクセル開度センサ２６、前記スロットルバルブ７ａの開度ＴＶＯ（deg）を検出するスロットルセンサ２７、内燃機関１が搭載される車両の走行速度（車速）ＶＳＰ（km/h）を検出する車速センサ２８などが設けられている。

尚、アクセル操作は、アクセルペダル２５の踏み込みによるものに限定されず、レバー操作、グリップ操作などによるものであっても良い。
前記エンジンコントロールユニット２１は、前記燃料噴射弁９による燃料噴射量を以下のようにして制御する。
まず、エアフローメータ２２で検出される吸入空気流量Ｑａと、回転速度センサ２４で検出される機関回転速度Ｎｅとから、そのときのシリンダ吸入空気量において目標空燃比の混合気を形成するための基本燃料噴射量Ｔｐを算出する。

また、内燃機関１の冷却水温度等に基づいて各種補正係数ＣＯを算出し、更に、空燃比センサ２３で検出される空燃比が目標空燃比に近づくように空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡを算出し、これら補正係数ＣＯ，ＡＬＰＨＡで前記基本燃料噴射量Ｔｐを補正して最終的な燃料噴射量Ｔｉを設定する。
そして、前記最終的な燃料噴射量Ｔｉに相当するパルス幅の噴射パルス信号を、各気筒の行程に合わせてそれぞれの燃料噴射弁９に出力する。

前記燃料噴射弁９が、その開弁時間に比例する量の燃料を噴射するように、燃料噴射弁９に供給される燃料の圧力が調整されるようになっており、前記噴射パルス信号のパルス幅、即ち、燃料噴射弁９の開弁時間に比例する量の燃料が噴射される。
また、前記エンジンコントロールユニット２１は、前記基本燃料噴射量Ｔｐ（機関負荷）及び機関回転速度Ｎｅから点火時期（点火進角値）を算出し、該点火時期及び所定の通電時間に基づいて前記点火コイル１６に内蔵されたパワートランジスタのオン・オフを制御する。

更に、前記エンジンコントロールユニット２１は、以下のようにして、前記電制スロットル７の開度を制御することで、内燃機関１の吸入空気量（出力トルク）を制御する。
図２のフローチャートは、前記スロットル開度制御のメインルーチンを示す。
まず、ステップＳ１では、アクセル開度ＡＰＯから車両の目標加速度（後述する第２の目標加速度Ａtg２）を演算する。

ステップＳ２では、車両の重量や走行抵抗（勾配抵抗、空気・転がり抵抗など）から、前記ステップＳ１で演算した目標加速度（第２の目標加速度Ａtg２）を得るための目標タイヤトルクを演算する。
ステップＳ３では、前記目標タイヤトルク、減速比、駆動軸・エンジンのフリクション、駆動軸・エンジンの慣性モーメント、補機負荷などから、前記目標タイヤトルクを得るための目標エンジントルクを演算する。

ステップＳ４では、前記目標エンジントルクとするための目標平均有効圧（ＩＭＥＰ）を演算する。
ステップＳ５では、前記目標平均有効圧とするために必要な吸入空気量を得るための目標吸気圧力を演算する。
尚、前記ステップＳ４を省略し、目標エンジントルクから直接的に目標吸気圧力を求めることができる。

ステップＳ６では、前記目標吸気圧力とするための目標スロットル通過吸気流量を演算する。
ステップＳ７では、前記目標スロットル通過吸気流量とするための目標スロットル開口面積を、前記目標吸気圧力或いは吸気圧の検出値、大気圧等から演算する。
ステップＳ８では、予め記憶されているスロットル開口面積とスロットル開度との相関から、前記目標スロットル開口面積に対応する目標スロットル開度を演算する。

ステップＳ９では、スロットルセンサ２７で検出されるスロットルバルブ７ａの開度が前記目標スロットル開度に近づくように、スロットルモータ（スロットルアクチュエータ）７ｂをフィードバック制御する（制御手段）。
上記ステップＳ９でのスロットルバルブ開度の制御によって、ステップＳ１で設定された目標加速度（第２の目標加速度Ａtg２）が実現される。

ここで、前記ステップＳ１における目標加速度の演算を、図３のフローチャートに従って詳細に説明する。
ステップＳ１１では、アクセル開度ＡＰＯ（deg）と第１の目標加速度Ａtg１（m/s²）との相関における傾きＡｓ（図４参照）を決定するための係数ｎを、運転者（搭乗者）のボタン操作に応じて演算し（相関可変手段）、後述するステップＳ１３で、前記傾きＡｓで規定される相関に基づいてそのときのアクセル開度ＡＰＯ（deg）に対応する第１の目標加速度Ａtg１（m/s²）を演算させるようにする。

前記アクセル開度ＡＰＯ（deg）と第１の目標加速度Ａtg１（m/s²）との相関は、

として表され、前記傾きＡｓ（m/s²/deg）は、該傾きＡｓの基準値をＡｓ０としたときに、係数Ｓ，ｎを用いて、

として算出される。
ここで、前記基準値Ａｓ０及び係数Ｓを予め設定した値に固定する一方、運転者（搭乗者）のボタン操作に応じて係数ｎを変更することで、傾きＡｓ引いてはアクセル開度ＡＰＯ（deg）と第１の目標加速度Ａtg１（m/s²）との相関を変更する。
図４に示すように、傾きＡｓを変更することで、アクセル開度ＡＰＯ（deg）と第１の目標加速度Ａtg１（m/s²）との相関を変更させれば、簡単に前記相関の可変機能を実現でき、プログラムの規模が小さく、運転者にとって使い易い切り替え機能を提供できる。

前記係数ｎの選択は、例えば、図５に示すように、ステアリング１０１にプラスボタン１０２及びマイナスボタン１０３を設け、これらのボタン１０２，１０３の操作に基づく変更指示信号（アップ指示信号，ダウン指示信号）を前記エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２１に読み込ませて行われる。
具体的には、運転者がプラスボタン１０２を操作する毎に前記係数ｎが１だけ増大設定され、マイナスボタン１０３を操作する毎に前記係数ｎが１だけ減少設定されるようになっている。

上記のボタン１０２，１０３（スイッチ）の操作に基づく係数ｎの選択においては、予め定めた最大値及び最小値の間で係数ｎが可変設定できるようにする。
そして、前記エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２１は、記憶されている前回までの係数ｎと新たな変更指示信号（アップ指示信号，ダウン指示信号）の入力に基づいて、係数ｎを更新演算する。

尚、係数ｎの選択は、１つのボタン又はスイッチが操作される毎（変更指示信号の入力毎）に、例えば０→１→２→１→０→１・・・や０→１→２→０→１→２→０・・・のように、係数ｎを予め設定された可変範囲内でループ的に順繰りに変化させるようにできる。
また、ボリュームやダイヤルの操作によって連続的に変化する変更指示信号を発生させ、この変更指示信号に基づいて係数ｎを無段階に変化させることができる。

また、例えば快適モード、一般モード、熟練モードなど複数のモードを設定して、このモード別に予め係数ｎを記憶しておき、運転者がモード選択スイッチで選択したモードに対応する係数ｎを選択させることができる。
更に、運転者個々の特性や車両の走行環境などの情報、また、外部からの係数ｎを指定する信号に基づいて、自動的に係数ｎが選択されるようにすることもでき、運転者による係数ｎの選択を、運転者個々の特性や車両の走行環境などに基づいて制限することもできる。

前記運転者個々の特性としては、年齢・性別や、免許履歴・運転資格、更には、過去の運転におけるギヤシフト・アクセル操作速度の傾向などを含めることができ、車両の走行環境としては、走行地域、制限速度、混雑状況、路面勾配、天候（気温・降雨・積雪）、更には、乗員数や時間帯などを含めることができる。
また、係数ｎと共に、又は係数ｎに代えて係数Ｓを変更させても良いし、係数Ｓ及び／又は係数ｎを変更する代わりに、係数Ｓⁿを変更させても良い。

ステップＳ１２では、アクセル開度センサ２６で検出されたアクセル開度ＡＰＯ（deg）を入力する。
ここで、アクセルペダル２５が、運転者が車両の運動を制御すべく操作する操作部材に相当し、前記アクセル開度ＡＰＯが、前記操作部材の操作量に相当し、アクセル開度センサ２６が操作量検出手段に相当する。

ステップＳ１３では、前記ステップＳ１１で決定した傾きＡｓ（係数ｎ）を用い、前記数１に基づいてステップＳ１２で検出したアクセル開度ＡＰＯ（deg）に対応する第１の目標加速度Ａtg１（m/s²）を演算する。
尚、前記第１の目標加速度Ａtg１を、アクセル開度ＡＰＯとエンジン回転速度或いは車速とから演算させることもできる。

ステップＳ１４では、前記第１の目標加速度Ａtg１の今回値と前回値との差（第１の目標加速度Ａtg１の時間微分値）から第１の目標躍度Ｊtg１を演算する。
ステップＳ１５では、前記アクセル開度ＡＰＯの今回値と前回値との差（アクセル開度ＡＰＯの時間微分値）から、アクセル操作速度ｄＡＰＯ（deg/s）を演算する（操作速度演算手段）。

ステップＳ１６では、前記ステップＳ１１で演算された傾きＡｓを決定するための係数ｎを共通的に用いて、前記アクセル操作速度ｄＡＰＯと目標躍度Ｊtg（m/s³）との相関を決定する係数Ｈ，Ｃ，ｄＡＣＣを演算する（第２相関可変手段）。
本実施形態においては、アクセル操作速度ｄＡＰＯと目標躍度Ｊtgとの相関は、数３に示されるように、前記係数Ｈ，Ｃ，ｄＡＣＣを用いた指数関数で表される。

上記係数Ｈ，Ｃ，ｄＡＣＣの基準値をＨ０，Ｃ０，ｄＡＣＣ０としたときに、前記係数Ｈ，Ｃ，ｄＡＣＣは、係数Ｓ，ｎを用いて数４に示すように表される。

ここで、基準値Ｈ０，Ｃ０，ｄＡＣＣ０及び係数Ｓを予め設定した値に固定する一方、係数ｎとして運転者のボタン操作で指定された値を用いることで、前記係数Ｈ，Ｃ，ｄＡＣＣを変更し、引いては、アクセル操作速度ｄＡＰＯと目標躍度Ｊtg（m/s³）との相関（相関を規定する関数）を変更する（図６参照）。
即ち、本実施形態では、アクセル開度ＡＰＯと第１の目標加速度Ａtg１との相関が可変に設定され、例えば運転者が任意に前記相関を変更できるようになっていると共に、アクセル開度ＡＰＯと第１の目標加速度Ａtg１との相関が変更されることに連動して、アクセル操作速度ｄＡＰＯと目標躍度Ｊtg（m/s³）との相関が変更されるようになっている。

尚、係数ｎを共通的に用いて全ての係数Ｈ，Ｃ，ｄＡＣＣを算出させることができる他、係数Ｈ，Ｃ，ｄＡＣＣのうちの一部についてのみ係数ｎを変化させて変更しても良い。
また、ステップＳ１１で、係数ｎと共に、又は係数ｎに代えて係数Ｓを変更させる場合、係数Ｓ及び／又は係数ｎを変更する代わりに、Ｓⁿを変更させる場合には、ステップＳ１６でも、係数Ｓ又は係数Ｓⁿを変更して、係数Ｈ，Ｃ，ｄＡＣＣを決定させる。

但し、アクセル操作速度ｄＡＰＯから目標躍度Ｊtgを求める式を前記数３に限定するものではない。
ステップＳ１７では、ステップＳ１６で算出された係数Ｈ，Ｃ，ｄＡＣＣに基づいて決定される数３の関数に従って、そのときのアクセル操作速度ｄＡＰＯから目標躍度Ｊtg（m/s³）を演算する。

ステップＳ１８では、前記第１の目標躍度Ｊtg１、前記目標躍度Ｊtg、前記第１の目標加速度Ａtg１、後述する第２の目標加速度Ａtg２の前回値Ａtg２_zに基づいて、運動制御の最終的な制御目標値としての第２の目標加速度Ａtg２を演算する。
前記ステップＳ１では、上記のようにして、前記第２の目標加速度Ａtg２を演算・出力し、前記ステップＳ２〜Ｓ９では、前記第２の目標加速度Ａtg２が得られるような目標スロットル開度が演算されて、内燃機関におけるスロットルバルブ７ａの開度（吸入空気量）が制御される。

ここで、前記ステップＳ１８における、前記第１の目標躍度Ｊtg１，前記目標躍度Ｊtg，前記第１の目標加速度Ａtg１，第２の目標加速度Ａtg２の前回値Ａtg２_zに基づく、第２の目標加速度Ａtg２の演算処理を、図７のフローチャートに従ってより詳細に説明する。
ステップＳ１０１では、前記第１の目標躍度Ｊtg１及び前記目標躍度Ｊtgから延長時間Δｔを演算する。

前記第１の目標躍度Ｊtg１は、アクセル開度ＡＰＯと第１の目標加速度Ａtg１との相関に対応する値であるが、目標躍度Ｊtgはアクセル操作速度ｄＡＰＯに基づいて個別に設定される値であり、Ｊtg１＝Ｊtgとは限らない。
そして、Ｊtg１≧Ｊtgであるとすると、図８に示すように、第１の目標躍度Ｊtg１に従って目標加速度を変化させる場合に比べて、目標躍度Ｊtgに従って目標加速度を変化させる場合には、同じ加速度に到達するのに余分な過渡運転時間Δｔを要することになり、これを本願では、過渡運転の延長時間として演算するものである。

次のステップＳ１０２では、前記延長時間Δｔを積分して累積延長時間ΔＴを演算する。

上記数６において、ｄｔはサンプリング周期（演算周期）を示し、Δｔ_zは延長時間Δｔの前回値を示し、延長時間Δｔの積分値からサンプリング周期ｄｔを引くことで、経過時間分が毎回減算されるようにしてある。
尚、車両の加速度を制御する場合には、Δｔ≧０或いはＪtg１≧Ｊtgとなるように制限を加えるようにしても良く、ΔＴが所定値（０又はｄｔ）以下にならないようにしても良い。

また、ブレーキ制御により車両の減速度を制御する場合には、Ｊtg１≦Ｊtgとなるように制限を加えるようにしても良い。
ステップＳ１０３では、前記第１の目標加速度Ａtg１と第２の目標加速度Ａtg２の前回値Ａtg２_zとの偏差（加速度偏差）ΔＡtgを演算する。

ステップＳ１０４では、前記加速度偏差ΔＡtgを累積延長時間ΔＴで除算して、第３の目標躍度Ｊtg２を演算する。

前記累積延長時間ΔＴは、目標躍度Ｊtgで第１の目標加速度Ａtg１に追い付くのに要する時間であるから、結果的には、目標躍度Ｊtg≒第３の目標躍度Ｊtg２となり、上記第３の目標躍度Ｊtg２に従って第２の目標加速度Ａtg２を変化させれば、第２の目標加速度Ａtg２を、目標躍度Ｊtgで第１の目標加速度Ａtg１に追従変化させることになる。
そこで、ステップＳ１０５では、前記第３の目標躍度Ｊtg２を積分することで、第２の目標加速度Ａtg２を演算する。

上記のように、本実施形態では、運転者によって任意に設定される相関に基づいて、アクセル操作量ＡＰＯから第１の目標加速度Ａtg１を演算する一方、前記第１の目標加速度Ａtg１の時間微分値として、第１の目標躍度Ｊtg１を演算する。
また、アクセル操作量ＡＰＯと第１の目標加速度Ａtg１との相関とは個別に設定されるアクセル操作速度ｄＡＰＯと目標躍度Ｊtgとの相関を、アクセル操作量ＡＰＯと第１の目標加速度Ａtg１との相関に連動して変更し、該変更された相関に基づいてそのときのアクセル操作速度ｄＡＰＯに対応する目標躍度Ｊtgを演算する。

そして、前記目標躍度Ｊtgで第１の目標加速度Ａtg１に追従変化する第２の目標加速度Ａtg２を演算し、前記第２の目標加速度Ａtg２が実現されるように、車両の駆動力を発生する内燃機関のスロットル開度を制御する。
ここで、アクセル操作量ＡＰＯと第１の目標加速度Ａtg１との相関を変更できるので、運転者の変更指示に基づいて前記相関を任意に変更できるようにする場合には、運転者の意図に対して最適な特性で第１の目標加速度Ａtg１を設定させることができ、また、相関を自動的に変更させる場合には、運転者の意図を反映させることができる一方、例えば車両の安全などを考慮して、第１の目標加速度Ａtg１を強制的に抑えることなども可能となる。

更に、前記第１の目標加速度Ａtg１が実現されるように、内燃機関の発生トルクを制御するのでなく、別途独立に設定した目標躍度Ｊtgで前記第１の目標加速度Ａtg１に追従する第２の目標加速度Ａtg２を設定し、この第２の目標加速度Ａtg２が実現されるように、内燃機関の発生トルクを制御するので、アクセル操作量ＡＰＯに対する第１の目標加速度Ａtg１の傾きＡｓを大きくする変更がなされても、ショックを発生させることになる大きな躍度で加速されることを回避でき、逆に、アクセル操作量ＡＰＯに対する第１の目標加速度Ａtg１の傾きＡｓが小さく変更されても、ある程度以上の躍度を確保して、アクセル操作に対する車両運動の反応が大きく低下することを回避できる。

このため、アクセル操作量ＡＰＯと第１の目標加速度Ａtg１との相関をたとえ無段階に変更しても、ショックが発生したり車両の反応が悪くなったりするような第２の目標加速度Ａtg２に基づいて内燃機関が制御されることがないので、アクセル操作量ＡＰＯと第１の目標加速度Ａtg１との相関を運転性の悪化を回避できるように予め適合しておく必要がない。

従って、アクセル操作量ＡＰＯと第１の目標加速度Ａtg１との相関の変更を、運転性を悪化させることなく、しかも、多くの適合工数や大きなプログラム容量を必要とすることなく実現できる。
更に、アクセル操作量ＡＰＯと第１の目標加速度Ａtg１との相関変更に連動して、共通の係数ｎに基づきアクセル操作速度ｄＡＰＯと目標躍度Ｊtg（m/s³）との相関を変更するので、アクセル操作速度ｄＡＰＯに対する躍度の特性を、運転者の特性・意図に適合させて変化させることができると共に、アクセル操作量ＡＰＯと第１の目標加速度Ａtg１との相関に見合った特性に変更させることができる。

即ち、傾きＡｓを大きくすることで、力強いフィーリングを運転者に与え、また、アクセル操作速度ｄＡＰＯに対する目標躍度Ｊtg（m/s³）を大きくすると敏感なフィーリングになり、一般に、力強さを望む場合には、同時に敏感な特性が好まれることが多いので、本実施形態のように、傾きＡｓを大きく変更する場合に同時にアクセル操作速度ｄＡＰＯに対する目標躍度Ｊtg（m/s³）をより大きく変更すれば、両方の特性を運転者の好みに対応させて容易に変更させることができる。

従って、係数ｎを選択する運転者にとっては、選択操作に見合った加速フィーリングの変化を容易に体感でき、所望の加速フィーリングが得られる特性を見つけ易くなる。
また、人間の加速フィーリングは車両の躍度に対して非線形の特性を示すことが本願の発明者によって確かめられており、本実施形態では指数関数を決定する係数Ｈを例えばＨ＞1.0としてアクセル操作速度ｄＡＰＯに対して目標躍度Ｊtgを非線形の特性として与えれば、アクセル操作速度ｄＡＰＯに見合った加速フィーリングを実現できる。

更に、係数ｎを変更することで、アクセル操作速度ｄＡＰＯと目標躍度Ｊtg（m/s³）との相関を変更させる場合、人間が差を感じる程度の感度Ｓを設定し、この感度（係数）Ｓのｎ乗を係数Ｈ，Ｃ，ｄＡＣＣの基準値に乗じることで、係数ｎを０→１→２（或いは０→−１→−２）と変えるだけで、人間のフィーリングに対して適切なステップでアクセル操作速度ｄＡＰＯと目標躍度Ｊtgとの相関を切り替えることができる。

尚、本実施形態では、前記第２の目標加速度Ａtg２を実現するために内燃機関のスロットル開度を制御したが、第２の目標加速度Ａtg２を実現するための手段をスロットル開度制御（吸気量制御）に限定するものでなく、ディーゼルエンジンであれば、燃料量の制御によって第２の目標加速度Ａtg２を実現させることができ、内燃機関の発生トルクを制御する手段としては公知の種々の手段を適用できる。

また、制御対象を内燃機関に限定するものではなく、また、ステアリング操作に対する横加速度やブレーキ操作に対する減速度を制御することにも適用することができる。
即ち、力学的な作用・反作用を発揮するものであって、例えば発動機や発電機、摩擦力を用いたブレーキやクラッチを制御対象とすることができ、更に、発動機として、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンと各種トランスミッションとの組み合わせ、ハイブリッド車やモータのみを備えた電気自動車や燃料電池車であっても良い。

また、車両は、４輪車・２輪車をはじめ、人間が搭乗する車両であれば良く、更に、車両における横方向或いは角運動系の加速度制御にも本願の運動制御装置を適用できる他、航空機においても、加速度（躍度）ベクトル或いはモーメントの方向によらずに、本願の運動制御装置を適用することができる。
また、目標躍度Ｊtgに応じた第２の目標加速度Ａtg２に基づく制御をキャンセルし、アクセル操作量ＡＰＯに応じた第１の目標加速度Ａtg１に基づいて車両の運動を制御させる制御モードの選択スイッチを設けるようにすることができる。

更に、アクセル操作量ＡＰＯと第１の目標加速度Ａtg１との相関のみを可変とし、アクセル操作速度ｄＡＰＯと目標躍度Ｊtgとの相関を固定としても良い。

実施形態における車両用内燃機関のシステム図。 実施形態におけるスロットル制御のメインルーチンを示すフローチャート。 実施形態における目標加速度の演算処理を示すフローチャート。 実施形態におけるアクセル操作量に対する目標加速度の特性を示す線図。 実施形態においてステアリングに設けたスイッチを示す図。 実施形態におけるアクセル操作速度に対する目標躍度の特性をモード毎に示す線図。 実施形態における目標躍度に基づく第２の目標加速度の演算処理を示すフローチャート。 実施形態における延長時間Δｔを説明するためのタイムチャート。

符号の説明

１…内燃機関，２…エアクリーナ，３…吸気ダクト，４…吸気コレクタ，５…吸気マニホールド，６…吸気バルブ，７…スロットルバルブ，８…スロットルモータ，９…燃料噴射弁，１０…燃焼室，１１…排気バルブ，１２…排気マニホールド，１３…排気ダクト，１４…触媒コンバータ，２１…エンジンコントロールユニット，２２…エアフローメータ，２３…空燃比センサ，２４…回転速度センサ，２５…アクセルペダル，２６…アクセル開度センサ，２７…スロットルセンサ，２８…車速センサ

Claims (12)

1. 運転者が車両の運動を制御すべく操作する操作部材の操作量を検出する操作量検出手段と、
   前記操作量と目標加速度との相関を可変に設定する相関可変手段と、
   前記相関可変手段で可変に設定される前記相関に基づいて前記操作量に対応する目標加速度を演算する目標加速度演算手段と、
   前記操作量の変化速度を演算する操作速度演算手段と、
   前記操作量の変化速度に対応する目標躍度を演算する目標躍度演算手段と、
   前記目標加速度と前記目標躍度とに基づいて最終的な制御目標値を演算する制御目標演算手段と、
   を含んで構成されたことを特徴とする車両の運動制御装置。
2. 前記相関可変手段が、前記操作量に対する前記目標加速度の傾きを少なくとも可変に設定することを特徴とする請求項１記載の車両の運動制御装置。
3. 前記目標躍度演算手段が、前記操作量の変化速度と目標躍度との相関を可変に設定する第２相関可変手段を含み、前記第２相関可変手段で可変に設定される前記相関に基づいて前記操作量の変化速度に対応する目標躍度を演算することを特徴とする請求項１又は２記載の車両の運動制御装置。
4. 前記相関可変手段と第２相関可変手段とが相互に連動してそれぞれの相関を可変に設定することを特徴とする請求項３記載の車両の運動制御装置。
5. 前記操作量と目標加速度との相関を示す関数の係数と、前記操作量の変化速度と目標躍度との相関を示す関数の係数とを、共通の補正係数で補正させ、前記補正係数を変更することで、それぞれの相関を連動して変化させることを特徴とする請求項４記載の車両の運動制御装置。
6. 前記第２相関可変手段で可変に設定される相関が、前記操作量の変化速度をｄＡＰＯ、前記目標躍度をＪtgとしたときに、係数Ｈ，Ｃ，ｄＡＣＣを用いて、
   

   

   で表され、前記第２相関可変手段が、前記係数Ｈ，Ｃ，ｄＡＣＣのうちの少なくとも１つを変化させることで、前記操作量の変化速度と目標躍度との相関を可変に設定することを特徴とする請求項３〜５のいずれか１つに記載の車両の運動制御装置。
7. 前記係数Ｈ，Ｃ，ｄＡＣＣそれぞれの基準値をＨ０，Ｃ０，ｄＡＣＣ０としたときに、係数Ｓ，ｎを用いて、前記係数Ｈ，Ｃ，ｄＡＣＣが、
   

   

   として表され、前記第２相関可変手段が、前記係数Ｓ及び／又は係数ｎを可変とすることで、前記操作量の変化速度と目標躍度との相関を可変に設定することを特徴とする請求項６記載の車両の運動制御装置。
8. 前記相関可変手段で可変に設定される相関が、操作量をＡＰＯ、目標加速度をＡtg１としたときに、係数Ａｓ及びオフセット値ｂを用いて、
   

   

   として表され、かつ、
   前記係数Ａｓの基準値をＡｓ０としたときに、係数Ｓ，ｎを用いて、前記係数Ａｓが、
   

   

   として表され、前記相関可変手段が、前記第２相関可変手段と共通的に前記係数Ｓ及び／又は係数ｎを可変とすることで、前記操作量と目標加速度との相関を可変に設定することを特徴とする請求項７記載の車両の運動制御装置。
9. 前記相関可変手段及び／又は第２相関可変手段が、車両の搭乗者の意図に応じて前記相関を可変に設定することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の車両の運動制御装置。
10. 前記相関可変手段及び／又は第２相関可変手段が、車両の搭乗者による変更指示信号に基づいてそれぞれの相関を可変に設定することを特徴とする請求項９記載の車両の運動制御装置。
11. 前記制御目標演算手段が、前記目標躍度で前記目標加速度に追従する最終的な目標加速度を、前記制御目標値として演算することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の車両の運動制御装置。
12. 前記最終的な目標加速度に基づいて車両の運動を制御する制御手段を設けたことを特徴とする請求項１１記載の車両の運動制御装置。

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