JP4858036B2

JP4858036B2 - 車両の運動制御装置、及び加速期待値算出装置

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Publication number: JP4858036B2
Application number: JP2006253828A
Authority: JP
Inventors: 彰生松永; 雄介野▲崎▼; 真典嶋田; 栄一安田; 雅彦水野; 一剛武井; 英一小野; 位好寺澤; 三輝國分
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-09-20
Filing date: 2006-09-20
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2026-09-20
Also published as: JP2008076130A

Description

本発明は、ドライバの加速に関する期待感を定量的に算出し、その算出結果に従ってドライバが体感する加速感を制御する運動制御装置、及びその運動制御装置に適した加速期待値算出装置に関する。

車両の加速感に関する制御を行う装置として、シートレールの加速度といったドライバによる加速の認知に相関する物理量を検出し、その検出結果をニューラルネットワーク等を利用したモデルに与えることにより、自動変速装置の望ましい切り替え特性を決定し、得られた切り替え特性に従って自動変速装置の動作を制御する変速装置制御システムが知られている（例えば特許文献１参照）。その他に、本発明と関連する先行技術文献として特許文献２及び３が存在する。
特表２００４−５３００８８号公報特許第３２０３５３５号公報特許第３４３５４１３号公報

ドライバの加速要求操作とドライバが期待する加速感を定量的に関連付けるモデル等の手段を用意することにより、ドライバの加速要求操作に対応した加速の期待値評点を算出し、その算出された期待値評点に基づいて車両の加速性能等を制御して、ドライバが期待する加速感を実現しようとする試みがなされている。しかしながら、その制御の結果として得られる加速感がドライバの期待に必ずしも沿わないことがある。例えば、加速要求操作と加速の期待値とを関連付ける手段が、標準的なドライバ、車両、あるいは走行環境を想定して構築されている場合には、ドライバの年齢、性別、運転能力といった個性を反映した期待値評点を算出することができず、その結果、ドライバが期待する加速感を実現できないことがある。

そこで、本発明はドライバの加速に対する期待感を適切に反映して加速感を制御することが可能な車両の運動制御装置、及びドライバの加速に対する期待感を適切に反映した加速期待値を算出することが可能な加速期待値算出装置を提供することを目的とする。

本発明の車両の運動制御装置は、車両の加速操作部材に対するドライバの操作に基づいて該ドライバの加速に対する期待感を定量化した期待値評点を算出する期待値評点演算手段と、前記ドライバが体感する加速感に影響する車両の状態量に基づいて前記ドライバが体感する加速感を定量化した官能評点を算出する官能評点演算手段と、前記期待値評点と前記官能評点との偏差が解消するように前記ドライバが体感する加速感に影響する制御要素を操作する加速感制御手段と、前記加速操作部材の操作履歴に基づいて、前記加速感制御手段の制御にて実現される加速感に対して前記ドライバが前記加速操作部材を追加操作した程度を定量的に評価する評価手段と、前記評価手段の評価結果に基づいて前記期待値評点を補正する補正手段と、を備えることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。

加速感制御手段の制御によって実現された加速感がドライバの期待する加速感に対してずれている場合、ドライバはそのずれを解消して自らが期待する加速感を得るために車両の加速操作部材を追加操作することが通例である。車両が定速走行している状態から加速に移るときのようにドライバが車両を加速させるべく加速操作部材を操作した場合と、加速操作部材を操作した結果として得られた加速感を修正すべく加速操作部材を追加操作した場合とでは、加速操作部材の操作目的が異なることから、その目的に応じて加速操作部材の操作内容、あるいは操作特性に差が現れると考えられる。

従って、加速操作部材の操作履歴を取得してこれを分析することにより、加速感制御手段の制御によって実現された加速感に対してドライバが加速操作部材を追加操作した程度を定量的に評価することができる。そして、評価結果に応じて、つまり追加操作の程度に応じて期待値評点を補正すれば、加速感制御手段による制御要素の操作にもその補正の影響が反映され、ドライバによる追加操作の必要を減じる方向へと加速感の制御が修正される。これにより、ドライバの加速に対する期待を加速感の制御に対してより適切に反映させることが可能となる。

また、本発明の運動制御装置によれば、官能評点と期待値評点との偏差が解消するように加速感が制御されることにより、期待値評点に見合った官能評点が得られるように加速感が制御されるが、その制御が行われても未だにドライバが加速操作部材を追加操作している場合に、その追加操作の程度に応じて期待値評点が補正される。そして、その補正された期待値評点に見合った官能評点が得られるように加速感が制御されることにより、ドライバの期待をより適切に反映した加速感が実現される。

官能評点演算手段を備えた上記の形態においては、前記期待値評点及び前記官能評点のそれぞれについての所定時間内における平均値を算出して両平均値の偏差を求める評点偏差演算手段と、前記平均値の偏差が所定範囲内に保持されているか否かを判定し、前記平均値の偏差が所定範囲内に保持されていると判定されたことを条件として前記評価手段の評価結果に基づく前記期待値評点の補正を許可し、前記偏差が前記所定範囲を超えていると判定されている間は前記期待値評点の新たな補正を禁止する補正制御手段とをさらに備えてもよい（請求項２）。

期待値評点と官能評点のそれぞれの平均値間の偏差がほぼ解消していれば、見かけ上はドライバの期待感がほぼ満たされるように加速感が制御されていると考えられる。しかしながら、期待値評点がドライバの期待感を正確に反映していないといった理由により、現実にはドライバの期待が満たされていない場合には、偏差がほぼ解消していてもドライバが加速操作部材を追加操作することになる。一方、偏差が解消していない状態では、ドライバによる加速操作部材の操作が加速感のずれを解消するために行われているとは限らず、ドライバの加速に対する期待感が変化した結果として加速操作部材が操作されることもある。そこで、平均値間の偏差が所定の範囲内に保持されていることを条件として、追加操作の程度の評価結果に基づく期待値評点の補正を許可し、偏差が所定範囲を超えている間は期待値評点の新たな補正を禁止することにより、見かけ上はドライバの期待が満たされていても現実にはドライバの期待を満たす加速感が得られていない場合に限って期待値評点を補正し、それにより、ドライバの期待をより適切に反映した加速感を実現することができる。

本発明の運動制御装置の一形態において、前記評価手段は、前記加速操作部材の操作履歴として、所定の評価区間内における車両のアクセルペダルの開度変化を周波数分析し、前記周波数分析の結果に基づいて前記追加操作の程度を評価してもよい（請求項３）。

上述したように、加速操作部材としてのアクセルペダルの開度変化を所定の評価区間に亘って取得してこれを周波数分析すれば、アクセルペダルの開度変化の緩急に応じて周波数分布が変化する。その周波数分布からアクセルペダルの操作状況を推定し、ドライバが車両を加速させるべくアクセルペダルを操作したのか、あるいはアクセルペダルを操作した結果として得られた加速感を修正すべくアクセルペダルをさらに追加操作したのかを判別して、追加操作の程度を定量的に評価することができる。

開度変化を周波数分析を利用する上記の形態において、前記評価手段は、前記開度変化を周波数分析して得られた周波数応答のうち、所定の高周波域の応答結果に基づいて前記追加操作の程度を評価してもよい（請求項４）。加速感を修正すべくアクセルペダルを追加操作した場合、その操作は加速を開始する際のアクセルペダルの操作と比較して周期の短い操作、言い換えれば周波数の高い操作が主体になると考えられる。従って、アクセルペダルの開度変化を周波数分析して得られた周波数応答のうち、高周波域の応答がどの程度現れているかによって追加操作が行われた程度を推定し、その程度を定量的に評価することができる。

さらに、高周波域の周波数応答から追加操作の程度を定量的に評価する形態として、前記評価手段は、前記高周波域における周波数応答の平均値を算出することにより前記追加操作の程度を定量的に評価してもよく、この場合、前記補正手段は、前記平均値が大きいほど前記期待値評点の補正量を増加させてもよい（請求項５）。アクセルペダルの開度変化を周波数分析して得られた周波数応答から、所定の高周波域の応答の平均値を算出すれば、開度変化に含まれている高周波成分の大小を定量的に表現して追加操作の程度を取得することができる。そして、平均値が大きいほど追加操作の程度も大きいものと推定することができるから、平均値が大きいほど期待値評点の補正量を増加させることにより、ドライバの期待を加速感の制御に対してより適切に反映させることができる。

本発明の加速期待値算出装置は、車両の加速操作部材に対するドライバの操作に基づいて該ドライバの加速に対する期待感を定量化した期待値評点を算出する車両の加速期待値算出装置であって、前記ドライバが体感する加速感に影響する車両の状態量に基づいて前記ドライバが体感する加速感を定量化した官能評点を算出する官能評点演算手段と、前記期待値評点と前記官能評点との偏差が解消するように前記ドライバが体感する加速感に影響する制御要素が操作される加速感の制御によって実現される加速感に対して前記ドライバが前記加速操作部材を追加操作した程度を該加速操作部材の操作履歴に基づいて定量的に評価する評価手段と、前記評価手段の評価結果に基づいて前記期待値評点を補正する補正手段と、を備えることにより、上述した課題を解決する（請求項６）。

本発明の加速期待値算出装置によれば、期待値評点に基づいて制御された加速感がドライバの期待する加速感に対してずれ、ドライバが自らが期待する加速感を得るために車両の加速操作部材を追加操作した場合に、その追加操作の程度を加速操作部材の操作履歴に基づいて定量的に評価し、その評価結果に応じて期待値評点を補正することができる。そして、補正された期待値評点を利用して加速感を制御すれば、ドライバによる追加操作の必要を減じる方向へと加速感の制御を修正して、ドライバの加速に対する期待を加速感の制御に対してより適切に反映させることが可能となる。また、官能評点と期待値評点との偏差が解消するように加速感が制御されることにより、期待値評点に見合った官能評点が得られるように加速感が制御されるが、その制御が行われても未だにドライバが加速操作部材を追加操作している場合に、その追加操作の程度に応じて期待値評点が補正される。そして、その補正された期待値評点に見合った官能評点が得られるように加速感が制御されることにより、ドライバの期待をより適切に反映した加速感が実現される。

本発明の加速期待値算出装置は、前記期待値評点及び前記官能評点のそれぞれについての所定時間内における平均値を算出して両平均値の偏差を求める評点偏差演算手段と、前記平均値の偏差が所定範囲内に保持されているか否かを判定し、前記平均値の偏差が所定範囲内に保持されていると判定されたことを条件として前記評価手段の評価結果に基づく前記期待値評点の補正を許可し、前記偏差が前記所定範囲を超えていると判定されている間は前記期待値評点の新たな補正を禁止する補正制御手段とを備えてもよい。

また、本発明の加速期待値算出装置において、前記評価手段は、前記加速操作部材の操作履歴として、所定の評価区間内における車両のアクセルペダルの開度変化を周波数分析し、前記周波数分析の結果に基づいて前記追加操作の程度を評価してもよい。この場合において、前記評価手段は、前記開度変化を周波数分析して得られた周波数応答のうち、所定の高周波域の応答結果に基づいて前記追加操作の程度を評価してもよい。さらに、前記評価手段は、前記高周波域における周波数応答の平均値を算出することにより前記追加操作の程度を定量的に評価し、前記補正手段は、前記平均値が大きいほど前記期待値評点の補正量を増加させてもよい。

以上に説明したように、本発明によれば、車両の加速操作部材の操作履歴に基づいてドライバが加速感を修正すべく加速操作部材を追加操作している程度を定量的に評価し、その評価結果に基づいて期待値評点を補正するようにしたので、ドライバの加速に対する期待感を適切に反映した加速期待値を算出して、ドライバの加速に対する期待感を加速感の制御に対してより適切に反映させることができる。

図１は本発明の一形態に係る車両の運動制御装置の制御ブロック図である。運動制御装置１は、車両の各部の動作を制御するための制御システムの一部として車両に搭載されるものである。運動制御装置１は、車両の加速に関するドライバの期待値評点ＰＤを算出する期待値評点演算部１０と、加速に関するドライバの官能評点ＰＲを算出する官能評点演算部１１とを備えている。期待値評点ＰＤは、車両の加速に関するドライバの期待感を一定の手法で定量化した値であり、期待感が高いほど期待値評点ＰＤも大きい。一方、官能評点ＰＲは、ドライバが体感する加速感を一定の手法で定量化した値であり、加速感が高いほど官能評点ＰＲも大きい。また、ドライバが期待する通りの加速感が得られていると推定される場合には期待値評点ＰＤと官能評点ＰＲとが一致する。

車両には、加速操作部材としてのアクセルペダル３の開度（踏込み量）を検出するアクセル開度センサ２が設けられている。そのアクセル開度センサ２が検出したアクセル開度ＡＣＣは、ドライバの加速要求操作の操作量を示す物理量として期待値評点演算部１０に与えられる。期待値評点演算部１０には、アクセル開度ＡＣＣの変化特性とドライバの加速に関する期待値（加速期待値と呼ぶことがある。）とを関連付けた期待値モデルが設けられている。期待値モデルは、標準的なドライバや車両、あるいは走行環境を考慮して作成されたものでよい。期待値評点演算部１０は、与えられたアクセル開度ＡＣＣの変化を示す物理量、例えばアクセル開度ＡＣＣの時間微分値を期待値モデルに入力することにより、アクセル開度ＡＣＣの変化に対応する加速期待値を現在の期待値評点ＰＤとして算出して出力する。なお、加速期待値の用語はドライバの加速に関する期待感を定量的に表現した値の一般的呼称として使用し、現在のアクセル開度ＡＣＣの変化に対応する特定の加速期待値を期待値評点ＰＤと呼ぶ。

一方、官能評点演算部１１には、車両状態検出部４が検出した車両の状態量、特にはドライバが体感する加速感に影響を及ぼす状態量が入力情報として与えられる。例えば、ドライバが着席するシートの前後レール加速度、同シートのシートバック法線方向に作用する加速度、その加速度の時間的変化を示すシートバックジャークといった物理量が車両状態検出部４にて検出されて官能評点演算部１１に与えられる。官能評点演算部１１には、車両状態検出部４から与えられる状態量と加速に関するドライバの官能評価値とを関連付けた官能評価モデルが設けられている。官能評点演算部１１は、与えられた状態量を官能評価モデルに入力することにより、車両の状態量に対応する加速の官能評価値、つまりドライバが感じている加速感を定量化した値を現在の官能評点ＰＲとして算出して出力する。なお、官能評価値の用語はドライバが体感する加速感を定量的に表現した値の一般的呼称として使用し、現在の車両状態に対応する特定の官能評価値を官能評点ＰＲと呼ぶ。

期待値評点演算部１０から出力された期待値評点ＰＤは期待値評点補正部１２にて補正される。期待値評点補正部１２は、標準的なドライバ等を基準として作成された期待値モデルから出力される期待値評点ＰＤに補正係数Ｃａを乗算して、ドライバの個性が反映された期待値評点ＰＤｃ（＝Ｃａ・ＰＤ）を出力する。以下では、補正後の期待値評点ＰＤｃを、単純に期待値評点ＰＤｃと呼ぶことがある。補正係数Ｃａについては後述する。補正後の期待値評点ＰＤｃ、及び官能評点ＰＲは偏差演算部１３に与えられる。偏差演算部１３は、補正後の期待値評点ＰＤｃと官能評点ＰＲとの偏差ＤＰ（＝ＰＤｃ−ＰＲ）を算出する。算出された偏差ＤＰはエンジン制御部１４に出力される。エンジン制御部１４は、エンジン１５の運転状態を制御するコンピュータユニットとして構成されている。エンジン制御部１４は、偏差演算部１３から与えられた偏差ＰＤが解消するようにエンジン１５の目標トルクを設定し、その目標トルクが得られるようにエンジン１５の運転状態を制御する。例えば、エンジン制御部１４は、吸入空気量、燃料噴射量、燃料噴射時期、吸気弁の動弁特性等を変化させることにより目標トルクが得られるようにエンジン１５の運転状態を制御する。これにより、期待値評点ＰＤｃと官能評点ＰＲとが一致するようにエンジン１５のトルクが制御される。なお、目標トルクを得るためのエンジン１５の制御手順は公知のエンジン制御コンピュータのそれと同様でよい。

上述した期待値評点ＰＤに対する補正係数Ｃａを求めるため、本形態の運動制御装置１には、期待値評点平均値演算部２０、官能評点平均値演算部２１、平均値差分演算部２２、期待値達成度判定部２３、アクセル開度変化周波数分析部２４、周波数応答平均値演算部２５及び補正係数演算部２６が設けられている。期待値評点平均値演算部２０は、期待値評点補正部１２から出力される期待値評点ＰＤｃを所定の時間長に亘って取得してその間の期待値評点ＰＤｃの平均値ＡＰＤを算出する。官能評点平均値演算部２１は、官能評点演算部１１から出力される官能評点ＰＲを所定の時間長に亘って取得してその間の官能評点ＰＲの平均値ＡＰＲを算出する。平均値差分演算部２２は、両演算部２０、２１にてそれぞれ演算された平均値ＡＰＤ、ＡＰＲの差分ＡＤＰ（＝ＡＰＤ−ＡＰＲ）を算出する。期待値達成度判定部２３は、差分ＡＤＰに基づいてドライバの期待を満たす加速感が得られているか否かを判定し、その判定結果を補正係数演算部２６に与える。差分ＡＤＰが所定の基準値よりも小さければ期待値評点ＰＤｃと略一致する官能評点ＰＲが得られていることから、ドライバの期待を満たす加速感が実現されていると判定され、差分ＡＤＰが基準値以上に拡大していればドライバの期待を満たす加速感が得られていないと判定される。

アクセル開度変化周波数分析部２４は、アクセル開度センサ２が検出したアクセルペダル３の開度ＡＣＣの変化を周波数分析してアクセル開度変化の周波数応答ＦＦＴＡＣＣを取得する。例えば、図２に示すようにアクセル開度ＡＣＣが変化している場合、アクセル開度変化周波数分析部２４はその変化波形に対して所定の時間長の評価区間Ａを設定し、その評価区間Ａにおけるアクセル開度ＡＣＣ（以下、区間アクセル開度と呼ぶことがある。）の変化波形を高速フーリエ変換して図３に示す周波数分布を取得する。周波数応答平均値演算部２５は、得られた周波数分布を、所定の周波数ｆｔｈよりも低周波側の通常使用範囲と、高周波側のドライバ追加操作範囲とに区分し、ドライバ追加操作範囲における周波数応答（周波数毎のパワー）ＦＦＴＡＣＣの平均値ＡＦＦＴＡＣＣを算出する。

ここで、平均値ＡＦＦＴＡＣＣを算出する意義について説明する。本形態の運動制御装置１では、期待値評点ＰＤｃと官能評点ＰＲとの偏差ＤＰが解消するようにエンジン１５のトルクを制御しているが、期待値評点ＰＤｃと官能評点ＰＲとが略一致していても、ドライバの加速に関する期待感が必ずしも満たされているとは限らない。すなわち、期待値評点ＰＤは標準的な期待値モデルから導き出される値であるため、その期待値評点ＰＤがドライバの実際の期待感からずれていればドライバが期待する通りの加速感は得られず、ドライバが期待感を満たすべくアクセルペダル３を操作することがある。あるいは、偏差ＤＰが十分に解消していない状態でドライバがアクセルペダル３を操作することにより、期待値評点ＰＤｃと官能評点ＰＲとが略一致し、見かけ上はドライバの期待感を満たすように加速感が制御されている場合もある。

ドライバの期待感が満たされていればアクセルペダル３の操作によって加速度が調整されることは殆どないのに対して、期待感が満たされていない場合にはドライバが積極的にアクセルペダル３を操作して自身が期待する加速感を得ようとするため、アクセル開度ＡＣＣの変化の周波数応答には高周波成分がより大きく現れる。従って、周波数応答平均値演算部２５にて算出した高周波域の周波数応答値の平均値が大きいほど、ドライバが加速の期待感を満たすべくアクセルペダル３をより高い周波数で操作していると推定することができる。つまり、周波数応答平均値演算部２５にて算出される平均値ＡＦＦＴＡＣＣは、期待値評点ＰＤｃと官能評点ＰＲとの偏差ＤＰに基づく制御によって実現されている加速感に対して、ドライバが加速の期待感を満たすべくアクセルペダル３を追加操作している程度を反映している。言い換えれば、ドライバの加速に対する実際の期待感と期待値評点ＰＤｃとのずれの程度が平均値ＡＦＦＴＡＣＣに反映されているとの推定が成り立つ。

上記の推定に基づいて、補正係数演算部２６は、期待値評点ＰＤｃの平均値ＡＰＤと官能評点ＰＲの平均値ＡＰＲとが略一致して見かけ上はドライバの加速に対する期待感が満たされていることを条件として、周波数応答の平均値ＡＦＦＴＡＣＣに対応する期待値評点ＰＤの補正係数Ｃａを発生させる。平均値ＡＦＦＴＡＣＣと補正係数Ｃａとの関係は図４に例示したように、平均値ＡＦＦＴＡＣＣが０、つまりドライバによるアクセルペダル３の追加操作がないときに補正係数Ｃａが初期値１を取り、平均値ＡＦＦＴＡＣＣが増加するほど補正係数Ｃａが初期値１よりも正方向に増加するように設定される。なお、図４では、補正係数Ｃａが平均値ＡＦＦＴＡＣＣに対して正比例するものとしたが、補正係数Ｃａと平均値ＡＦＦＴＡＣＣとを関連付ける関数は適合試験、コンピュータシミュレーション等によって適宜に定めてよい。また、図３において、ドライバの追加操作範囲を決定付ける閾値となる周波数ｆｔｈは適合試験等によって定めればよい。

補正係数演算部２６にて算出された補正係数Ｃａは期待値評点補正部１２に与えられる。期待値評点補正部１２では、上述したように期待値モデルに従って算出した標準的な期待値評点ＰＤに対して補正係数Ｃａが乗算され、補正後の期待値評点ＰＤｃが出力される。これにより、ドライバが加速感を満たすべくアクセルペダル３を操作すればするほど、期待値モデルから得られた期待値評点ＰＤがより大きな期待値評点ＰＤｃへと補正される。そして、補正後の期待値評点ＰＤｃと官能評点ＰＲとが一致するようにエンジン１５のトルクが制御される結果、ドライバの加速に関する期待感が満たされる。

図５は、上述した運動制御装置１が期待値評点ＰＤを補正するために実行する期待値補正処理の手順を示したフローチャートである。図５の処理は、エンジン１５の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。まず、最初のステップＳ１においては、期待値評点平均値演算部２０にて期待値評点ＰＤｃの平均値ＡＰＤが算出され、次のステップＳ２では、官能評点平均値演算部２１にて官能評点ＰＲの平均値ＡＰＲが算出される。続くステップＳ３では、平均値差分演算部２２にて両評点の平均値の差分ＡＤＰが演算される。

次のステップＳ４において、アクセル開度変化周波数分析部２４にて区間アクセル開度ＡＣＣが取得され、続くステップＳ５にて同部２４により区間アクセル開度ＡＣＣの周波数応答ＦＦＴＡＣＣが算出される。さらに、ステップＳ６において、周波数応答平均値演算部２５によりドライバ追加操作範囲（図３参照）の周波数応答値の平均値ＡＦＦＴＡＣＣが算出される。続くステップＳ７において、期待値達成度判定部２３により期待値達成度ｄＡＤＰｂが算出される。期待値達成度ｄＡＤＰｂは、期待値評点ＰＤｃと官能評点ＰＲとが略一致して見かけ上はドライバの加速の期待感が満たされているか否かを判定するための閾値である。例えば、予め平均的なドライバ特性を想定して決定した定数を期待値達成度ｄＡＤＰｂとして設定してもよい。あるいは、運転状態を代表する車速、アクセル開度又はその時間平均値、また、路面状況等の走行状況に応じて変化する特性値に基づいて期待値達成度ｄＡＤＰｂを変化させてもよい。ドライバ特性を想定する場合、その特性は人によって変化する可能性があるが、適度な制御不感帯が生じるように平均的なドライバを想定して決定した値を期待値達成度ｄＡＤＰｂとして設定すればよい。走行状況等に応じて期待値達成度ｄＡＤＰｂを変化させる場合の例は次の通りである。車速に関しては、例えば高車速ほど安定性を重視して補正係数Ｃａの変化を抑制すべく期待値達成度ｄＡＤＰｂを小さく設定することが考えられる。アクセル開度に関しては、例えば低開度側ほど期待値達成度ｄＡＤＰｂを大きく設定して期待値評点の補正係数Ｃａの更新がより高い頻度で行われるように設定することが考えられる。さらに、路面状況に関しては、スリップし易い路面の場合に制御不感帯を拡大すべく期待値達成度ｄＡＤＰｂを小さく設定することが考えられる。続くステップＳ８では、期待値達成度判定部２３にて、平均値差分ＡＤＰと期待値達成度ｄＡＤＰｂが大小比較されて、見かけ上、ドライバの加速の期待感が満たされているか否かが判定される。

ステップＳ８にて平均値差分ＡＤＰが期待値達成度ｄＡＤＰｂよりも小さい場合には、見かけ上、ドライバの加速の期待感が満たされていると判別されてステップＳ９に処理が進む。ステップＳ９では、補正係数演算部２６にて、周波数応答の平均値ＡＦＦＴＡＣＣを変数とする関数を利用して補正係数Ｃａが新たに算出される。つまり、ステップＳ８が肯定判断された場合に、新たに算出された平均値ＡＦＦＴＡＣＣに基づく期待値評点ＰＤｃの補正が許可される。ステップＳ８にて期待感が満たされていないと判定された場合にはステップＳ１０に処理が進み、前回の期待値評点補正処理で得られている補正係数Ｃａがそのまま維持される。つまり、ステップＳ８が否定判断された場合には、期待値評点ＰＤｃの新たな補正が保留される。

ステップＳ９又はステップＳ１０にて補正係数Ｃａが決定された後、ステップＳ１１へと処理が進み、期待値評点補正部１２にて、補正係数Ｃａを利用して期待値評点ＰＤが補正される。例えば、期待値評点ＰＤと補正係数Ｃａとが乗算されることにより補正後の期待値評点ＰＤｃが算出される。以上により、期待値補正処理が終了する。図５の処理で補正された期待値評点ＰＤｃが偏差演算部１３に与えられ、官能評点ＰＲとの偏差ＤＰに基づいてエンジン１５のトルクが制御されることにより、ドライバが期待する加速感とドライバが実際に体感する加速感との一致度が向上する。その結果、ドライバが加速感を満たすべくアクセルペダル３を操作する必要性が低下する。

以上の形態では、期待値評点演算部１０が期待値評点演算手段に、官能評点演算部１１が官能評点演算手段に、偏差演算部１３及びエンジン制御部１４の組み合わせが加速感制御手段に、アクセル開度変化周波数分析部２４及び周波数応答平均値演算部２５の組み合わせが評価手段に、補正係数演算部２６及び期待値評点補正部１２の組み合わせが補正手段に、期待値評点平均値演算部２０、官能評点平均値演算部２１及び平均値差分演算部２２の組み合わせが評点偏差演算手段に、期待値達成度判定部２３が補正制御手段にそれぞれ相当する。

上記の形態では、エンジン１５のトルクを制御することにより期待値評点ＰＤｃと官能評点ＰＲとを一致させているが、期待値評点に基づいて操作されるべき制御要素はエンジンのトルクに影響する機器に限らない。例えば、自動変速機の変速比、可変質量型のフライホイール等を制御要素として操作することにより加速感を制御してもよい。さらに、加速感に影響する制御要素は、車両に発生する現実の加速度に影響する制御要素のみに限らない。例えば、ドライバが体感する加速感はシートバックジャーク（座席のシートバックの法線方向における加々速度）と強い相関性を有していることから、車両の加速度が同一であっても、シートバックの操作、あるいはサスペンションの減衰特性の調整等によってシートバックの角加速度を変化させることにより、シートバックジャークを増減させてドライバが体感する加速感を変化させることができる。すなわち、本発明において、期待値評点に基づいて操作されるべき制御要素には、加速度そのものに影響する要素のみならず、加速感に影響を与える各種の要素が含まれる。

上記の形態では、期待値評点ＰＤｃと官能評点ＰＲとの偏差に基づいて加速感を制御することにより、官能評点ＰＲを帰還値とするフィードバック制御を実施しているが、官能評点ＰＲの算出、及び偏差ＤＰの算出を省略し、期待値評点ＰＤｃをエンジン制御部１４に与えて目標トルクを設定するといったフィードフォワード制御のみで加速感を制御してもよい。この場合でも、加速操作部材の操作履歴から、ドライバの加速に関する期待感とドライバが実際に感じている加速感とのずれを定量的に評価することができ、その評価結果に応じて期待値評点を補正することにより、ドライバの期待感と実際に感じている加速感とのずれを減少させ、又は解消することができる。

期待値評点の補正は、期待値モデルから出力された期待値評点を補正係数によって修正する形態に限らず、各種の態様で補正を実施することができる。例えば、上記の形態においては、アクセル開度の周波数応答平均値ＡＦＴＴＡＣＣを参照して期待値モデルを修正することにより、ドライバの個性をより強く反映した期待値評点ＰＤが出力されるように補正を実施してもよい。

本発明の一形態に係る車両の運動制御装置の制御ブロック図。アクセル開度の時間変化の一例を示す図。アクセル開度変化を周波数分析した結果の一例を示す図。周波数応答の平均値と期待値評点補正係数との関係の一例を示す図。図１の運動制御装置にて実行される期待値評点補正処理の手順を示すフローチャート。

符号の説明

１運動制御装置
２アクセル開度センサ
３アクセルペダル（加速操作部材）
４車両状態検出部
１０期待値評点演算部（期待値評点演算手段）
１１官能評点演算部（官能評点演算手段）
１２期待値評点補正部（補正手段）
１３偏差演算部（加速感制御手段）
１４エンジン制御部（加速感制御手段）
２０期待値評点平均値演算部（評点偏差演算手段）
２１官能評点平均値演算部（評点偏差演算手段）
２２平均値差分演算部（評点偏差演算手段）
２３期待値達成度判定部（補正制御手段）
２４アクセル開度変化周波数分析部（評価手段）
２５周波数応答平均算出部（評価手段）
２６補正係数演算部（補正手段）

Claims

車両の加速操作部材に対するドライバの操作に基づいて該ドライバの加速に対する期待感を定量化した期待値評点を算出する期待値評点演算手段と、
前記ドライバが体感する加速感に影響する車両の状態量に基づいて前記ドライバが体感する加速感を定量化した官能評点を算出する官能評点演算手段と、
前記期待値評点と前記官能評点との偏差が解消するように前記ドライバが体感する加速感に影響する制御要素を操作する加速感制御手段と、
前記加速操作部材の操作履歴に基づいて、前記加速感制御手段の制御にて実現される加速感に対して前記ドライバが前記加速操作部材を追加操作した程度を定量的に評価する評価手段と、
を備えたことを特徴とする車両の運動制御装置。
前記期待値評点及び前記官能評点のそれぞれについての所定時間内における平均値を算出して両平均値の偏差を求める評点偏差演算手段と、前記平均値の偏差が所定範囲内に保持されているか否かを判定し、前記平均値の偏差が所定範囲内に保持されていると判定されたことを条件として前記評価手段の評価結果に基づく前記期待値評点の補正を許可し、前記偏差が前記所定範囲を超えていると判定されている間は前記期待値評点の新たな補正を禁止する補正制御手段と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の運動制御装置。
前記評価手段は、前記加速操作部材の操作履歴として、所定の評価区間内における車両のアクセルペダルの開度変化を周波数分析し、前記周波数分析の結果に基づいて前記追加操作の程度を評価することを特徴とする請求項１又は２に記載の運動制御装置。
前記評価手段は、前記開度変化を周波数分析して得られた周波数応答のうち、所定の高周波域の応答結果に基づいて前記追加操作の程度を評価することを特徴とする請求項３に記載の運動制御装置。
前記評価手段は、前記高周波域における周波数応答の平均値を算出することにより前記追加操作の程度を定量的に評価し、
前記補正手段は、前記平均値が大きいほど前記期待値評点の補正量を増加させることを特徴とする請求項４に記載の運動制御装置。
車両の加速操作部材に対するドライバの操作に基づいて該ドライバの加速に対する期待感を定量化した期待値評点を算出する車両の加速期待値算出装置であって、
前記ドライバが体感する加速感に影響する車両の状態量に基づいて前記ドライバが体感する加速感を定量化した官能評点を算出する官能評点演算手段と、
前記期待値評点と前記官能評点との偏差が解消するように前記ドライバが体感する加速感に影響する制御要素が操作される加速感の制御によって実現される加速感に対して前記ドライバが前記加速操作部材を追加操作した程度を該加速操作部材の操作履歴に基づいて定量的に評価する評価手段と、
前記評価手段の評価結果に基づいて前記期待値評点を補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とする車両の加速期待値算出装置。