JP5104412B2 - 車両の運動制御装置及び運動制御方法 - Google Patents

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を制御する運動制御装置及び運動制御方法に関する。

特許文献１には、目標躍度に基づいて目標加速度を設定し、前記目標加速度に基づいて内燃機関のスロットル開度を制御する車両の運動制御装置が開示されている。
特開２００７−２３９６０９号公報

ところで、躍度の波形が方形波に近いとアクセル操作に対してリニアな加速感が得られることが、本願発明者によって実験的に確認された。
しかし、躍度の波形を、例えば躍度のリミッタ処理によって方形波に無理に近づけようとすると、運転者の操作に対する応答が悪化することがあった。

そこで、本願発明は、運転者の操作に対する応答の悪化を回避しつつ、躍度の波形を方形波に近づけることができるようにして、車両の操作フィーリングをより改善することを目的とする。

本発明は、運転者が車両の運動を操作する操作部材の操作量を入力する操作量入力手段と、前記操作量から第１の目標加速度を演算する第１目標加速度演算手段と、前記第１の目標加速度に追従する第２の目標加速度を演算する第２目標加速度演算手段と、前記第２目標加速度に基づいて、車両の駆動力を制御する駆動力制御手段と、前記操作量から操作速度を演算する操作速度演算手段と、前記操作速度から第１の目標躍度を演算する第１目標躍度演算手段と、前記第１の目標加速度を微分して第２の目標躍度を演算する第２目標躍度演算手段と、前記第１の目標躍度と前記第２の目標躍度とから延長時間を演算する延長時間演算手段と、前記延長時間を累積して累積延長時間を演算する累積延長時間演算手段と、前記第１の目標加速度と前記第２の目標加速度とから目標加速度差分を演算する目標加速度差分演算手段と、前記目標加速度差分を前記累積延長時間で除算して第３の目標躍度を演算する第３目標躍度演算手段と、を備え、前記第２目標加速度演算手段は、前記第２の目標加速度の前回値に前記第３の目標躍度を加算して前記第２の目標加速度を算出し、前記累積延長時間演算手段は、前記目標加速度差分を微分して目標加速度差分変化を演算し、前記目標加速度差分が正でかつ前記目標加速度差分変化が負であるとき、及び、前記目標加速度差分が負でかつ前記目標加速度差分変化が正であるときに、前記累積延長時間を周期的に所定時間だけ減算し、前記目標加速度差分の符号が反転した時点、又は、前記目標加速度差分が正の値又は負の値からゼロ付近に戻った時点で、前記累積延長時間を基準値にリセットすることを特徴とする。

上記構成によると、操作部材の操作量に対応する第１の目標加速度に対して、操作速度に対応する第１の目標躍度で追従変化する第２の目標加速度を設定するので、前記第２の目標加速度は、操作量に対応すると共に、操作速度に対して安定した躍度を示すことになり、力強いのにショックのない滑らかな加速となる。

更に、第１の目標加速度に対する第２の目標加速度の遅れ時間である累積延長時間を、目標加速度差分に応じて減算することで、第３の目標躍度の波形を方形波に近づけることができ、これによってより一層リニアな加速感が得られるようになる。

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及び運動制御方法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に介装される電子制御式スロットル７によって調整される。
前記電子制御式スロットル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で開閉駆動する装置であり、前記スロットルモータ７ｂへの通電量が制御されることで、スロットルバルブ７ａの開度が変化する。

各気筒の吸気ポート部には、燃料噴射弁９が設けられている。
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内の排気ガスは、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からの制御信号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、前記電子制御式スロットル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センサ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（操作部材）の開度（操作量）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、運転者によるアクセル操作は、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、エアフローセンサ２２で検出された吸入空気流量Ｑａと、回転速度センサ２４で検出された機関回転速度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、機関負荷を代表する前記基本燃料噴射量Ｔｐ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、前記電子制御式スロットル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し、一定時間毎に実行される。
まず、ステップＳ１では、アクセル開度センサ２６で検出されるアクセル開度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・内燃機関のフリクション、駆動軸・内燃機関の慣性モーメント、各種の補機負荷などから、前記目標タイヤトルクを得るための目標機関トルクを演算する。

ステップＳ４では、前記目標機関トルクとするための目標平均有効圧を演算する。
ステップＳ５では、前記目標平均有効圧に対応する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における目標平均有効圧の演算処理を省略し、目標機関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の実際の開度が、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への通電量をフィードバック制御する。

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（第２の目標加速度Ａtg２）の演算処理を、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、アクセル開度センサ２６で検出されたアクセル開度ＡＰＯ（deg）を入力する（操作量入力手段）。
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する。

次のステップＳ１２では、前記アクセル開度ＡＰＯに基づいて第１の目標加速度Ａtg１（m/s²）を演算する（第１目標加速度演算手段）。
前記第１の目標加速度Ａtg１は、図４に示すように、アクセル開度ＡＰＯ（アクセル操作量）と加速度との相関を示すテーブルが予め記憶されており、該テーブルからそのときのアクセル開度ＡＰＯに対応する加速度を検索して、該検索結果を、前記第１の目標加速度Ａtg１（m/s²）に設定する。

前記第１の目標加速度Ａtg１（m/s²）は、アクセル開度ＡＰＯが全閉であるときに零に設定され、開度が増大するに従ってより大きな値に設定されるが、高開度領域では、開度変化に対する加速度変化が小さくなるようにしてある。

尚、前記第１の目標加速度Ａtg１は、アクセル開度ＡＰＯと機関トルクとの相関に基づいて演算させることができ、また、アクセル開度ＡＰＯ及びエンジン回転速度或いは車速に基づいて、第１の目標加速度Ａtg１を演算させることもできる。

また、図４に示すようなテーブルを用いずに、アクセル開度ＡＰＯを変数とする関数から第１の目標加速度Ａtg１を算出することができる。
ステップＳ１３では、前記アクセル開度ＡＰＯの今回値（今回ステップＳ１１で入力した値）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）。

尚、本願において、前回値とは、図３のフローチャートに示すルーチンの前回実行時に求めた値である。
ステップＳ１４では、前記アクセル操作速度ｄＡＰＯから第１の目標躍度Ｊtg１（m/s³）を演算する（第１目標躍度演算手段）。

ここでは、例えば図５に示すように、前記アクセル操作速度ｄＡＰＯと第１の目標躍度Ｊtg１との相関を示すテーブルが予め記憶されており、該デーブルを参照してそのときのアクセル操作速度ｄＡＰＯに対応する第１の目標躍度Ｊtg１を求める。

前記図５のテーブルに示される、前記アクセル操作速度ｄＡＰＯと第１の目標躍度Ｊtg１との相関は、両対数グラフ上において直線で表される特性であり、前記アクセル操作速度ｄＡＰＯと第１の目標躍度Ｊtg１との相関は非線形である。

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、アクセル操作速度ｄＡＰＯに対して第１の目標躍度Ｊtg１を非線形の特性として与えることが好ましい。

ここで、上記のように両対数グラフを用いれば、前記非線形の特性を直線の特性として表すことができ、アクセル操作速度ｄＡＰＯに対する第１の目標躍度Ｊtg１の適切な設定を簡便に行わせることができる。

但し、前記アクセル操作速度ｄＡＰＯと第１の目標躍度Ｊtg１との相関は線形であっても良く、また、図５に示すようなテーブルを用いずに、アクセル操作速度ｄＡＰＯを変数とする関数から第１の目標躍度Ｊtg１を算出することができる。

更に、運転者の好み，運転者の運転履歴，車両の走行環境などに応じて、前記アクセル操作速度ｄＡＰＯと第１の目標躍度Ｊtg１との相関を、任意に或いは自動的に切り換えられるようにすることができる。

ステップＳ１５では、数１に従って、前記第１の目標加速度Ａtg１の今回値Ａtg１と前回値Ａtg１zとの差（第１の目標加速度Ａtg１の時間微分値）に基づき、第２の目標躍度Ｊtg２を演算する（第２目標躍度演算手段）。

ステップＳ１６では、数２に従って、前記第１の目標躍度Ｊtg１及び前記第２の目標躍度Ｊtg２に基づき、延長時間Δｔを演算する（延長時間演算手段）。

前記第２の目標躍度Ｊtg２は、第１の目標加速度Ａtg１の微分値に対応する値であるが、第１の目標躍度Ｊtg１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、Ｊtg２＝Ｊtg１とは限らない。

そして、Ｊtg２≧Ｊtg１であるとすると、図６に示すように、第２の目標躍度Ｊtg２に従って目標加速度を変化させる場合に比べて、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Ｓ１７では、数３に従って、前記延長時間Δｔを積分して累積延長時間ΔＴを演算する（累積延長時間演算手段）。
尚、数３において、ｄｔは、演算周期である。

ステップＳ１８では、数４に従って、今回ステップＳ１２で演算した前記第１の目標加速度Ａtg１と前記第２の目標加速度Ａtg２の前回値Ａtg２zとから、目標加速度差分ΔＡtgを演算する（目標加速度差分演算手段）。

ステップＳ１９では、数５に従って、前記目標加速度差分ΔＡtgと累積延長時間ΔＴとから、第３の目標躍度Ｊtg３を演算する（第３目標躍度演算手段）。

ステップＳ２０では、数６に従って、今回ステップＳ１９で演算した前記第３の目標躍度Ｊtg３と前記第２の目標加速度Ａtg２の前回値Ａtg２zとから、第２の目標加速度Ａtg２を演算する（第２目標加速度演算手段）。

ステップＳ２１では、数７に従って、今回ステップＳ１８で演算した前記目標加速度差分ΔＡtgと、該目標加速度差分ΔＡtgの前回値ΔＡtgzとから、加速度差分変化ｄΔＡtgを演算する。換言すれば、前記目標加速度差分ΔＡtgを微分して加速度差分変化ｄΔＡtgを演算する。

ステップＳ２２では、前記目標加速度差分ΔＡtgが０を上回っている（ΔＡtg＞０である）か否か、換言すれば、前記目標加速度差分ΔＡtgが正の値であるか否かを判断する。
ここで、ΔＡtg＞０である（目標加速度差分ΔＡtgが正の値である）と判断されると、ステップＳ２４へ進む。

ステップＳ２４では、前記加速度差分変化ｄΔＡtgが０を下回っている（ｄΔＡtg＜０である）か否か、換言すれば、前記目標加速度差分ΔＡtgが負の値であるか否かを判断する。

ここで、ｄΔＡtg＜０である（加速度差分変化ｄΔＡtgが負の値である）と判断されると、ステップＳ２５へ進む。
ステップＳ２５では、数８に従って、前記累積延長時間ΔＴから離散周期（演算周期）ｄｔを減算する（累積延長時間減算手段）。即ち、ステップＳ２５は、周期的に累積延長時間ΔＴを所定時間だけ減算する処理を行うことになり、具体的には、演算周期毎に演算周期ｄｔだけ累積延長時間ΔＴを減算させことで、経過時間分だけ累積延長時間ΔＴが減るようにしてある。

尚、前記累積延長時間ΔＴは、離散周期（演算周期）ｄｔ以上に制限されるものとする。
前記累積延長時間ΔＴを０以上に制限する構成としても良いが、その場合、目標加速度差分ΔＡtgを累積延長時間ΔＴで除算して第３の目標躍度Ｊtg３を演算する場合に、目標加速度差分ΔＡtgを０で除算する場合が生じるので、本実施形態では、前記累積延長時間ΔＴの最小値を離散周期（演算周期）ｄｔとする。

一方、前記ステップＳ２４で、ｄΔＡtg＜０ではない（加速度差分変化ｄΔＡtgが負の値ではない）と判断された場合、即ち、加速度差分変化ｄΔＡtgが０又は正の値である（ｄΔＡtg≧０である）場合には、ステップＳ２５を迂回して本ルーチンを終了させることで、前記累積延長時間ΔＴの減算処理は行わないようになっている。

また、前記ステップＳ２２で、ΔＡtg＞０ではない（目標加速度差分ΔＡtgが正の値ではない）と判断された場合、即ち、目標加速度差分ΔＡtgが０又は負の値である（ΔＡtg≦０である）場合には、ステップＳ２３へ進む。

ステップＳ２３では、前記加速度差分変化ｄΔＡtgが０を下回っている（ｄΔＡtg＜０である）か否か、換言すれば、前記目標加速度差分ΔＡtgが負の値であるか否かを判断する。

そして、ステップＳ２３で、ｄΔＡtg＜０である（目標加速度差分ΔＡtgが負の値である）と判断された場合は、ステップＳ２５を迂回して本ルーチンを終了させることで、前記累積延長時間ΔＴの減算処理は行わない。

一方、ステップＳ２３で、ｄΔＡtg＜０ではない（加速度差分変化ｄΔＡtgが負の値ではない）と判断された場合、即ち、加速度差分変化ｄΔＡtgが０又は正の値である（ｄΔＡtg≧０である）場合には、ステップＳ２５へ進む。

そして、ステップＳ２５では、前記累積延長時間ΔＴから離散周期（演算周期）ｄｔを減算する（累積延長時間減算手段）。
上記のように、累積延長時間ΔＴの減算処理は、ΔＡtg＞０でかつｄΔＡtg＜０であるとき、及び、ΔＡtg≦０かつｄΔＡtg≧０であるときに実行され、ΔＡtg＞０でかつｄΔＡtg≧０であるとき、及び、ΔＡtg≦０でかつｄΔＡtg＜０であるときには実行されないようになっている（図７参照）。

ΔＡtg＞０でかつｄΔＡtg＜０が成立するのは、アクセルペダルが踏み込まれて（加速時で）、第１の目標加速度Ａtg１＞第２の目標加速度Ａtg２となり、かつ、第１の目標加速度Ａtg１の変化が収束して目標加速度差分ΔＡtgが減少傾向になっているときである。

また、累積延長時間ΔＴは、前述のように、離散周期（演算周期）ｄｔ以上に制限されるから、ΔＡtg＝０かつｄΔＡtg＝０である定常状態で、累積延長時間ΔＴが減少し続けることはない。

従って、ΔＡtg≦０かつｄΔＡtg≧０が成立してステップＳ２５へ進んでも、実質的に、累積延長時間ΔＴが減算されるのは、ΔＡtg＜０かつｄΔＡtg＞０のときであり、これは、アクセルペダルが戻されて（減速時で）、第１の目標加速度Ａtg１＜第２の目標加速度Ａtg２となり、かつ、第１の目標加速度Ａtg１の変化が収束して目標加速度差分ΔＡtgの絶対値が減少傾向になっているときである。

換言すれば、ΔＡtg＞０でかつｄΔＡtg＜０であるとき、及び、ΔＡtg＜０かつｄΔＡtg＞０であるときとは、ΔＡtgの絶対値が減少変化しているときであり、本実施形態では、ΔＡtgの絶対値が減少変化しているときに、前記累積延長時間ΔＴを減算処理する。

一方、前記第３の目標躍度Ｊtg３は、前記数５に示されるように、目標加速度差分ΔＡtgを累積延長時間ΔＴで除算した結果であり、加速時は、目標加速度差分ΔＡtgの増大変化中は累積延長時間ΔＴが増大変化し、目標加速度差分ΔＡtgの減少変化中は累積延長時間ΔＴも減少変化し、減速時は、目標加速度差分ΔＡtgの減少変化中は累積延長時間ΔＴが増大変化し、目標加速度差分ΔＡtgの増大変化中は累積延長時間ΔＴが減少変化する。

この結果、アクセルペダルが踏み込まれて加速するとき、及び、アクセルペダルが戻されて減速するときの前記第３の目標躍度Ｊtg３の波形は、図７に示すように、略方形波となる。

発明者らの実験によれば、躍度波形は方形波に近いとリニアな加速感になることが分かっており、上記のようにして、累積延長時間ΔＴを減算処理することで、第３の目標躍度Ｊtg３の波形を方形波に近づけることができれば、第３の目標躍度Ｊtg３に応じて変化する第２の目標加速度Ａtg２を実現すべく、スロットルバルブ開度（吸入空気量）を制御することで、リニアな加速感を得られることになる。

ここで、ΔＡtg＞０でかつｄΔＡtg≧０であるとき、及び、ΔＡtg≦０でかつｄΔＡtg＜０であるときに、累積延長時間ΔＴを減算させてしまうと、ΔＡtgのプラス又はマイナス方向の変化に対する累積延長時間ΔＴの増大変化を阻害し、第２の目標加速度Ａtg２が第１の目標加速度Ａtg１に追い付くことができなくなったり、第３の目標躍度Ｊtg３の波形が方形波から離れてしまったりするので、累積延長時間ΔＴを減算処理はキャンセルされる。

ところで、離散系の演算において、累積延長時間ΔＴの減算処理を、第２の目標加速度Ａtg２の演算処理よりも前に行うと、第３の目標躍度Ｊtg３の波形にスパイクが生じてしまうことがある。

そこで、上記実施形態では、累積延長時間ΔＴの減算処理を、第２の目標加速度Ａtg２の演算処理よりも後に行うことで、第３の目標躍度Ｊtg３の波形にスパイクが生じることを回避している。

尚、累積延長時間ΔＴの減算処理において、減算対象とする累積延長時間ΔＴを前回値としたり、累積延長時間ΔＴの減算処理を行うか否かの判断に用いる目標加速度差分ΔＡtgや加速度差分変化ｄΔＡtgを前回値としたりすれば、累積延長時間ΔＴの減算処理を、第２の目標加速度Ａtg２の演算処理よりも前に行っても、第３の目標躍度Ｊtg３の波形にスパイクが生じることを回避できる。

図８のフローチャートは、目標加速度（第２の目標加速度Ａtg２）の演算処理の第２実施形態を示す。
但し、図８のフローチャートに示すルーチンは、ステップＳ４１以降の累積延長時間ΔＴの減算処理の部分のみが、前記図３のフローチャートに示したルーチンと異なり、ステップＳ３１〜ステップＳ４０の各ステップは、前記ステップＳ１１〜ステップＳ２０と同様な処理を行う。

従って、以下では、ステップＳ４１以降の累積延長時間ΔＴの減算処理を説明し、ステップＳ３１〜ステップＳ４０の各ステップの説明は省略する。
ステップＳ４１では、目標加速度差分ΔＡtgが正の値又は負の値からゼロ付近に戻ったか否かを判断する。

具体的には、目標加速度差分ΔＡtgがゼロ近傍領域外から前記ゼロ近傍領域内に入ったときや、ゼロに近づく目標加速度差分ΔＡtgの変化が収束して目標加速度差分ΔＡtgが連続して略同じ値であるときに、目標加速度差分ΔＡtgが正の値又は負の値からゼロ付近に戻ったと判断する。

そして、目標加速度差分ΔＡtgが正の値又は負の値からゼロ付近に戻ると、その時点で、ステップＳ４２へ進み、前記累積延長時間ΔＴを初期値であるｄｔ（演算周期）にリセットする減算処理を実行する（累積延長時間減算手段）。

上記第２実施形態によると、図９に示すように、前記第１の目標加速度Ａtg１の変化が収束して略一定になった時点から、目標加速度差分ΔＡtgが０になるまでの間、前記累積延長時間ΔＴは減算されることなく、前記第１の目標加速度Ａtg１の変化が収束して略一定になった時点での値を保持し、目標加速度差分ΔＡtgが０になった時点で初期値であるｄｔ（演算周期）にリセットされる。

従って、目標加速度差分ΔＡtgの絶対値が減少変化するときに、前記累積延長時間ΔＴは、一定値を保持することになり、第３の目標躍度Ｊtg３の絶対値は、目標加速度差分ΔＡtgの絶対値の減少変化に対応して減少変化することになる。

そのため、第３の目標躍度Ｊtg３の波形を方形波に近い形で安定させることができ、第３の目標躍度Ｊtg３の波形が方形波から大きく崩れることで、運転者が加速を感じなくなったり、急激な加速に感じたりすることを抑止できる。

更に、第２実施形態によると、目標加速度差分ΔＡtgが正の値又は負の値からゼロ付近に戻った時点で、前記累積延長時間ΔＴをリセットするから、第１実施形態に比べて、累積延長時間ΔＴの減算処理を簡略化できる。

尚、前記ステップＳ４２では、前記累積延長時間ΔＴを０にリセットさせることができるが、前述のように、その場合、目標加速度差分ΔＡtgを累積延長時間ΔＴで除算して第３の目標躍度Ｊtg３を演算する場合に、目標加速度差分ΔＡtgを０で除算する場合が生じるので、本実施形態では、前記累積延長時間ΔＴを離散周期（演算周期）ｄｔにリセットする。

但し、前記累積延長時間ΔＴの最小値は、離散周期（演算周期）ｄｔに限定されるものではない。
図１０のフローチャートは、目標加速度（第２の目標加速度Ａtg２）の演算処理の第３実施形態を示す。

但し、図１０のフローチャートに示すルーチンは、ステップＳ６１の判定処理のみが、図８のフローチャートに示したルーチンと異なり、他のステップＳ５１〜Ｓ６０，Ｓ６２の各ステップは、前記ステップＳ３１〜Ｓ４０，Ｓ４２と同様な処理を行う。

図１０のフローチャートにおいて、ステップＳ６１では、前記目標加速度差分ΔＡtgの正負の符号が反転したか否かを判断する。
図１１に示すように、前記目標加速度差分ΔＡtgは、加速時に正の値として算出され、減速時に負の値として算出されるので、例えば加速された場合には、次に減速されるまで目標加速度差分ΔＡtg≧０を保持し、前記目標加速度差分ΔＡtgの符号が反転するのは、加速後に減速されたとき（アクセルを踏み込んだ後、アクセルを戻したとき）である。

同様に、減速運転によって目標加速度差分ΔＡtgは負の値になって、再度加速されるまでΔＡtg≦０を保持するから、減速運転の開始によって符号が反転した後の反転タイミングは、減速後に加速されたとき（アクセルを戻した後、アクセルが踏み込まれたとき）である。

即ち、本願における符号の反転とは、ΔＡtg≧０の状態からΔＡtg＜０になったとき、及び、ΔＡtg≦０の状態からΔＡtg＞０になったときであり、換言すれば、加速後に減速運転が開始された時点、及び、減速後に加速運転が開始された時点である。

ステップＳ６１で前記目標加速度差分ΔＡtgの正負の符号が反転したと判断されると、ステップＳ６２へ進んで、前記累積延長時間ΔＴを初期値であるｄｔ（演算周期）にリセットする減算処理を実行する（累積延長時間減算手段）。

上記第３実施形態においても、第２実施形態と同様に、目標加速度差分ΔＡtgの絶対値が減少変化するときに、前記累積延長時間ΔＴは、一定値を保持することになり、第３の目標躍度Ｊtg３の絶対値は、目標加速度差分ΔＡtgの絶対値の減少変化に対応して減少変化することになる。

そのため、第３の目標躍度Ｊtg３の波形を方形波に近い形で安定させることができ、第３の目標躍度Ｊtg３の波形が方形波から大きく崩れることで、運転者が加速を感じなくなったり、急激な加速に感じたりすることを抑止できる。

ところで、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するが、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い。
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。

本願発明の実施形態における車両用内燃機関のシステム図。 本願発明の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。 本願発明に係る目標加速度の演算処理の第１実施形態を示すフローチャート。 本願発明の実施形態におけるアクセル操作量に対する目標加速度（Ａtg１）の特性を示す線図。 本願発明の実施形態におけるアクセル操作速度に対する目標躍度（Ｊtg１）の特性を示す線図。 本願発明の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。 前記第１実施形態におけるアクセル開度の変化に対する目標加速度、目標躍度等の変化を示すタイムチャート。 本願発明に係る目標加速度の演算処理の第２実施形態を示すフローチャート。 前記第２実施形態におけるアクセル開度の変化に対する目標加速度、目標躍度等の変化を示すタイムチャート。 本願発明に係る目標加速度の演算処理の第３実施形態を示すフローチャート。 前記第３実施形態におけるアクセル開度の変化に対する目標加速度、目標躍度等の変化を示すタイムチャート。

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 (3)

1. 運転者が車両の運動を操作する操作部材の操作量を入力する操作量入力手段と、
   前記操作量から第１の目標加速度を演算する第１目標加速度演算手段と、
   前記第１の目標加速度に追従する第２の目標加速度を演算する第２目標加速度演算手段と、
   前記第２目標加速度に基づいて、車両の駆動力を制御する駆動力制御手段と、
   前記操作量から操作速度を演算する操作速度演算手段と、
   前記操作速度から第１の目標躍度を演算する第１目標躍度演算手段と、
   前記第１の目標加速度を微分して第２の目標躍度を演算する第２目標躍度演算手段と、
   前記第１の目標躍度と前記第２の目標躍度とから延長時間を演算する延長時間演算手段と、
   前記延長時間を累積して累積延長時間を演算する累積延長時間演算手段と、
   前記第１の目標加速度と前記第２の目標加速度とから目標加速度差分を演算する目標加速度差分演算手段と、
   前記目標加速度差分を前記累積延長時間で除算して第３の目標躍度を演算する第３目標躍度演算手段と、
   を備え、
   前記第２目標加速度演算手段は、
   前記第２の目標加速度の前回値に前記第３の目標躍度を加算して前記第２の目標加速度を算出し、
   前記累積延長時間演算手段は、
   前記目標加速度差分を微分して目標加速度差分変化を演算し、前記目標加速度差分が正でかつ前記目標加速度差分変化が負であるとき、及び、前記目標加速度差分が負でかつ前記目標加速度差分変化が正であるときに、前記累積延長時間を周期的に所定時間だけ減算し、
   前記目標加速度差分の符号が反転した時点、又は、前記目標加速度差分が正の値又は負の値からゼロ付近に戻った時点で、前記累積延長時間を基準値にリセットする、
   ことを特徴とする車両の運動制御装置。
2. 前記所定時間は、演算周期に略一致する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両の運動制御装置。
3. 前記累積延長時間演算手段は、第２目標加速度演算手段による第２の目標加速度の演算処理より後に、前記累積延長時間の減算処理を行う、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両の運動制御装置。

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