JP5764656B2 - 車両運動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の運動状態が好適になるよう車両を加減速する車両運動制御装置及び車両運動制御システムに関する。

従来、ドライバの運転負荷を低減する車両運動制御システムとして、ナビゲーションシステムのカーブ情報や旋回時の横加速度から、車両に発生する横加速度が設定値よりも過大となる際に、ドライバの代わりに減速を行うシステムが知られている（例えば特開２００９−５１４８７号公報）。

このような車両運動制御システムでは、カーブ情報を取得するため、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）やカメラのような撮像手段といったコース形状を取得する装置が必要となり、価格が高価なものとなる。

このような装置を必要とせずに加減速を制御するシステムとして、ドライバ操作により発生する横加加速度に基づく加減速度の作成方法が提案されている（例えば特開２００８−２８５０６６号公報、自動車技術会論文集Ｖｏｌ３９，Ｎo.３，２００８）。

この方法により、カーブ毎に減速度の時間変化を設定することなくスキルドライバと同様の加減速を行うことができる。これにより連続カーブを走行する際、ドライバのブレーキ操作回数を減らすことができ、ドライバの運転負荷を低減することができる。

またドライバのアクセルペダル，ブレーキペダルの踏み変え動作低減という観点から、アクセルペダルの操作で減速度を発生させる方法として、走行状況（街中，郊外のワインディング等）に基づいて減速度を付加する方法（例えば特開平９−２７２４１９号公報）や、アクセルペダル位置に応じて減速度を付加する方法（例えば特開２０００−２３３７３０号公報）が提案されている。これらの方法では、アクセルペダル操作のみで減速度を発生可能である。

しかし走行状況に応じた減速度では必ずしもドライバが意図した減速度となるとは限らず、またアクセルペダル位置に応じた減速では、ドライバは減速度を制御するために常にアクセルペダルを操作しなければならない。

本発明の目的は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、ドライバによる操作性がよく、ペダル操作を低減可能な車両運動制御装置及び車両運動制御システムを提案することである。

この課題を解決するために、本発明の車両運動制御装置は、車両に発生した前後加速度，横加速度、及び車体速度を取得する運動状態情報取得手段と、ドライバのペダル操作情報を取得するペダル操作量取得手段と、運動状態情報取得手段とペダル操作量取得手段と、から取得された情報に基づいて前後加速度指令値を演算し、演算した前後加速度指令値を実現する指令値を出力する車両運動制御指令演算手段と、を有し、車両運動制御指令演算手段は、ドライバのペダル開放操作に基づく前後加加速度と同程度の前後加加速度となる前後加速度を発生するように、取得した情報に基づいて前記前後加速度指令値を演算する構成とする。

また、本発明の車両運動制御システムは、車両に発生した前後加速度，横加速度、及び車体速度を取得する運動状態情報取得手段と、ドライバのペダル操作情報を取得するペダル操作量取得手段と、運動状態情報取得手段とペダル操作量取得手段と、から取得された情報に基づいて前後加速度指令値を演算し、演算した前記前後加速度指令値を実現する指令値を出力する運動制御車両指令演算手段と、を有する車両運動制御装置と、運動制御車両指令演算手段から出力された指令値に基づいて車両に前後加速度制御を行う前後加速度発生手段と、運動制御車両指令演算手段から出力された指令値に基づいてドライバに認識可能な情報を提示する前後加速度制御状態手段と、を有し、車両運動制御指令演算手段は、ドライバのペダル開放操作に基づく前後加加速度と同程度の前後加加速度となる前後加速度を発生するように、取得した情報に基づいて前後加速度指令値を演算する構成とする。

本発明の前後加速度指令値による減速制御時の概念を示す図である。 本発明の前後加速度指令値による減速中に、ドライバがアクセルペダルを操作した際の前後加速度指令値変化の概念を示す図である。 本発明の前後加速度指令値による減速中に、ドライバがブレーキペダルを操作した際の前後加速度指令値の概念を示す図である。 本発明の前後加速度指令値による減速中に、ドライバがハンドルを操作し、横加速度を発生した際の前後加速度指令値の概念を示す図である。 本発明の前後加速度指令値による減速中に、車体速度が低下した際の前後加速度指令値変化の概念を示す図である。 本発明に係る車両運動制御装置の第一の実施形態を示すシステムブロック図である。 図６の他の実施形態を示すシステムブロック図である。 図６の車両運動制御指令演算部の演算フローチャートを示す図である。 図６の車両運動制御指令演算部の演算フローチャートを示す図である。 図６におけるドライバのアクセルペダル操作量と目標前後加加速度の関係を示す図である。 図６におけるドライバの目標前後加加速度と目標前後加速度の関係を示す図である。 図６におけるドライバの車体速度と前後加速度指令値下限値２の関係を示す図である。 本発明に係る車両運動制御装置の第二の実施形態を示すシステムブロック図である。 図１３の他の実施形態を示すシステムブロック図である。 図１３の車両運動制御指令演算部の演算フローチャートを示す図である。 本発明の前後加速度指令値による加速制御時の概念を示す図である。 本発明による前後加速度指令値による加速中に、ドライバがアクセルペダルを操作した際の前後加速度指令値変化の概念を示す図である。 本発明の前後加速度指令値による加速中に、ドライバがブレーキペダルを操作した際の前後加速度指令値の概念を示す図である。 本発明の前後加速度指令値による加速中に、ドライバがハンドルを操作し、横加速度を発生した際の前後加速度指令値の概念を示す図である。 本発明の前後加速度指令値による加速中に、車体速度が増加した際の前後加速度指令値変化の概念を示す図である。 本発明に係る車両運動制御装置の第三の実施形態を示すシステムブロック図である。 図２１の車両運動制御指令演算部の演算フローチャートを示す図である。 図２１の車両運動制御指令演算部の演算フローチャートを示す図である。 図２１におけるドライバのブレーキペダル操作量と目標前後加加速度の関係を示す図である。 図２１における目標前後加加速度と目標前後加速度の関係を示す図である。 図２１における車体速度と目標車体速度の差分と、前後加速度指令値上限値２の関係を示す図である。

（アクセルペダル操作に基づく前後加速度制御方法）
本発明では、ドライバのペダル操作により発生した前後加加速度に基づいて、前後加速度の制御を行う。実施形態の説明に先立ち、本発明の理解が容易になるよう、以下、図１から図５を用いて、ドライバのアクセルペダル操作により発生した前後加加速度に基づいて、負の前後加速度、すなわち減速度を制御する方法について説明する。なお本明細において、前後加速度は加速側が正、減速側が負である。

図１に本発明による前後加速度指令値による減速制御時の概念図を示す。

図１では、あるアクセルペダル操作量（ＡＰ）が、ＡＰ０となるアクセルペダル位置からアクセルペダルを開放し始め、アクセルペダル操作量を０とした時に発生する前後加速度（Ｇ_xa,Ｇ_xb），前後加加速度（Ｊ_xa,Ｊ_xb）を表している。

また図１（Ａ），（Ｂ）では、アクセルペダル操作速度が異なり、図１（Ａ）よりも図１（Ｂ）はアクセルペダル操作速度が大きい条件となっている。図１（Ａ）のＧ_xaa，図１（Ｂ）のＧ_xabは、それぞれ何も制御しない時に発生する前後加速度を、図１（Ａ）のＪ_xaa，図１（Ｂ）のＪ_xabは、この時の前後加加速度である。図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、アクセルペダル操作速度が異なることで、アクセルペダル開放中に発生する前後加加速度は、−Ｊ_x1と−Ｊ_x2と、その値が異なるが、前後加速度Ｇ_xaa，Ｇ_xabは、最終的に同程度の値−Ｇ_x0となる。

本発明ではこのＪ_xaaとＪ_xabの違いに着目し、Ｊ_xaaとＪ_xabの違いによって異なる前後加速度を付加し、最終的に発生する前後加速度を変化させる。

具体的には、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、アクセルペダルの開放操作終了時Ｔ_1a，Ｔ_1bにおいて、制御により発生する前後加加速度Ｊ_xaa′，Ｊ_xab′が、ドライバのペダル操作により発生した前後加加速度−Ｊ_x1，−Ｊ_x2と同程度となるような前後加速度Ｇ_xaa′，Ｇ_xab′を発生させる。

またＧ_xaa′は最終的に−Ｇ_x1，Ｇ_xab′は−Ｇ_x2となるように、Ｇ_xaa′，Ｇ_xab′の最終的な大きさは、−Ｊ_x1，−Ｊ_x2の大きさによって異なり、その絶対値が大きいほど最終的に発生する前後加速度の絶対値が大きくなるように、前後加速度を付加する。つまり、ドライバのペダル開放操作に基づく前後加加速度の絶対値が大きいほど、演算された前後加速度指令値Ｇ_xcmdの絶対値が大きくなる。

これによりアクセルペダル操作で発生可能な前後加速度の領域を広げることができ、ドライバはアクセルペダル開放時に発生する前後加加速度を制御することで、最終的に発生する前後加速度の大きさを制御することができる。また、ドライバが発生させた前後加加速度と同程度となる前後加加速度を発生させる、つまり、ドライバのペダル開放操作に基づく前後加加速度と同程度の前後加加速度となる前後加速度を発生するように、前後加速度指令値を演算することで、不連続感のない前後加速度制御を実現でき、ドライバフィーリングを向上することができる。

本発明では、ドライバのアクセルペダル操作に基づいて発生させた負の前後加速度（図１（Ａ）Ｇ_xaa′もしくは図１（Ａ）Ｇ_xab′）は、ドライバによるアクセルペダル操作量、もしくはドライバによるブレーキペダル操作量、もしくはドライバのハンドル操作により発生した横加加速度、もしくは車体速度に基づいて変化する。

図２に前後加速度指令値Ｇ_xcmdの値がＧ_xtgt0となる減速中に、ドライバがアクセルペダルを操作した際の前後加速度指令値変化の概念図を示す。

本発明では、ドライバのアクセルペダル操作量（ＡＰ）の時間変化、すなわちアクセルペダル操作速度から、前後加加速度要求値（アクセル）Ｊ_xreqAPを作成し、前後加加速度要求値（アクセル）Ｊ_xreqAPに基づいて前後加速度指令値Ｇ_xcmdを変化させる。

図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、アクセルペダル操作量が増加するように変化している場合、正の値となる前後加加速度要求値（アクセル）Ｊ_xreqAPが作成される。ここで前後加加速度要求値（アクセル）Ｊ_xreqAPはアクセルペダル操作速度が大きいほど大きな値となる。図２（Ａ）Ｔ_2a1からＴ_2a3に示すように、アクセルペダル操作速度が正となっている条件において、図２（Ａ）Ｔ_2a2に示すように、前後加速度指令値Ｇ_xcmdが０となった際、前後加加速度要求値（アクセル）Ｊ_xreqAPを０とし、前後加速度指令値Ｇ_xcmdによる減速制御を終了する。また図２（Ｂ）Ｔ_2b1からＴ_2b2に示すように、アクセルペダル操作速度が正となっている条件において、図２（Ｂ）Ｔ_2b2に示すように、アクセルペダル操作量が正で、前後加速度指令値Ｇ_xcmdが０では無い場合、前後加加速度要求値Ｊ_xreqminAPを前後加加速度要求値（アクセル）Ｊ_xreqAPの最小値として前後加速度指令値Ｇ_xcmdを変化させ、図２（Ｂ）Ｔ_2b3に示すように前後加速度指令値Ｇ_xcmdが０となった際に前後加加速度要求値（アクセル）Ｊ_xreqAPを０とする。

これにより前後加速度指令値Ｇ_xcmdによる減速中にドライバがアクセルペダルを操作した際、アクセルペダルの操作速度が小さい場合であっても前後加速度指令値Ｇ_xcmdを０とすることができ、アクセルペダル操作量に応じた加速が可能となる。

図３に前後加速度指令値Ｇ_xcmdの値がＧ_xtgt0となる減速中に、ドライバがブレーキペダルを操作した際の前後加速度指令値Ｇ_xcmdの概念図を示す。

本発明では、ドライバのブレーキペダル操作量（ＢＰ）から前後加速度要求値（ブレーキ）Ｇ_xreqBPを作成し、Ｇ_xreqBPの絶対値が前後加速度指令値Ｇ_xcmdの絶対値以上であれば、Ｇ_xreqBPの時間変化から前後加加速度要求値（ブレーキ）Ｊ_xreqBPを作成し、前後加加速度要求値（ブレーキ）Ｊ_xreqBPに基づいて前後加速度指令値Ｇ_xcmdを変化させる。つまり、前後加速度指令値が負の値（減速）の場合、ブレーキペダル操作量（ＢＰ）により発生する前後加速度要求値（ブレーキ）Ｇ_xreqBPの絶対値が前後加速度指令値Ｇ_xcmdの絶対値以上の場合、ブレーキペダル操作量（ＢＰ）の減少に基づいて、前後加速度指令値Ｇ_xcmdの絶対値が減少させる。

これにより前後加速度指令値Ｇ_xcmdによる減速中にドライバがブレーキペダル操作により、前後加速度制御により発生している減速度以上の減速度を発生させようとした際、ドライバのブレーキペダル操作に応じた減速が可能となる。

図４に前後加速度指令値Ｇ_xcmdの値がＧ_xtgt0となる減速中に、ドライバがハンドルを操作し、横加速度を発生した際の前後加速度指令値Ｇ_xcmdの概念図を示す。

本発明では、横加加速度に基づいて、前後加速度指令値の絶対値を変化させる。具体的には、ドライバが発生させる横加加速度から前後加速度要求値（横加加速度）Ｇ_xreqJyを作成し、Ｇ_xreqJyの絶対値が前後加速度指令値Ｇ_xcmdの絶対値以上であれば、図４（Ａ）に示すように、Ｇ_xreqJyの時間変化から前後加加速度要求値（横加加速度）Ｊ_xreqJyを作成し、前後加加速度要求値（横加加速度）Ｊ_xreqJyに基づいて前後加速度指令値Ｇ_xcmdを変化させる。

また前後加速度要求値（横加加速度）Ｇ_xreqJyの絶対値が発生している前後加速度指令値Ｇ_xcmdの絶対値よりも小さければ、図４（Ｂ）に示すように、前後加速度要求値（横加加速度）Ｇ_xreqJyの時間変化の正の成分のみを前後加加速度要求値（横加加速度）Ｊ_xreqJyとし、更に、横加速度の絶対値が所定値Ｇ_ylmt以上で、前後加速度指令値Ｇ_xcmdが０ではない場合、Ｊ_xreqminGyを前後加加速度要求値（横加加速度）Ｊ_xreqJyの最小値として、前後加速度指令値を変化させる。ここで横加加速度からＧ_xreqJyを作成する方法としては、自動車技術会論文集Ｖｏｌ３９，Ｎo.３，２００８に提案されている。

これにより前後加速度指令値Ｇ_xcmdによる減速制御中にドライバがハンドル操作を行った場合、発生した横加加速度に基づいて前後加速度指令値Ｇ_xcmdが変化し、横運動に連係した減速が可能となる。

図５に前後加速度指令値Ｇ_xcmdの値がＧ_xtgt0となる減速により、車体速度Ｖが低下した際の前後加速度指令値変化の概念図を示す。

本発明では、前後加速度指令値が負の値（減速）の場合、且つ車体速度が予め定めた車体速度以下の場合は、車体速度の減少に応じて前後加速度指令値の絶対値が減少する、具体的には、車体速度Ｖが予め定めた車体速度の値Ｖ_lmt以下の領域において、減速制御時の前後加速度指令値Ｇ_xcmdの絶対値が、車体速度Ｖの低下に応じて小さくなるように設定する。この方法として、例えば図５に示すように、前後加速度指令値Ｇ_xcmdの下限値である前後加速度指令下限値Ｇ_xcmdlmtLを、車体速度に依存せずに設定される前後加速度指令下限値１に加え、車体速度Ｖが小さくなるほど、前後加速度指令下限値の絶対値が小さな値となるように設定される前後加速度指令下限値２を備え、前後加速度指令下限値１，前後加速度指令下限値２の内、その絶対値が小さい方の値を前後加速度指令下限値Ｇ_xcmdlmtLとしておくことで、前後加速度指令値の絶対値を車体速度Ｖの低下に応じて小さくすることができる。

これにより前後加速度指令値Ｇ_xcmdによる減速制御により車両が停止する際に、急激な前後加速度変化が発生するのを抑制することが可能となる。

以上のように、本発明では、ドライバがアクセルペダルの操作により発生した前後加加速度に基づいて、負の前後加速度、すなわち減速度を車両に発生させ、更に発生した減速度を、ドライバのアクセルペダル操作、もしくはブレーキペダル操作、あるいはハンドル操作に応じて変化させることで、減速制御中にドライバが何らかの入力を行わなければ、（車体速度がある値よりも大きければ）一定の減速が行われ、ドライバが何らかの入力を行えば、その入力に応じた減速制御が行われる。

このようにアクセルペダル開放時の前後加加速度に応じて減速度を可変とすることで、ドライバは直感的に発生させる減速度を制御することができ、また減速度を一定に保つ操作は制御により行われるため、ドライバの運転負荷を低減することができる。

これにより例えば郊外のワインディング路のように連続したカーブ路を走行する際に、従来であれば、カーブ前でアクセルペダルからブレーキペダルの踏み変えを行い、ブレーキペダルによる減速操作とカーブに応じたハンドル操作後に再度アクセルペダルを踏み込むといった行動を、本発明では、ドライバはカーブ前でのアクセルペダル開放時の前後加加速度を制御することで、必要な減速度を発生させることができ、更にカーブを旋回する際のハンドル操作に応じて減速度が変化するため、アクセルペダルとブレーキペダルの踏み変え動作を低減することができる。

また街中で加減速を繰り返す先行車に追従しながら走行する際においても、ドライバはアクセルペダル開放時の前後加加速度を制御することで発生する減速度を変化させることができ、ペダルの踏み変え動作を低減することができる。

（発明を実施するための実施形態１）
以下、図６〜図１２を用いて、本発明の第１の実施形態による車両運動制御装置の構成及び動作について説明する。

図６は、本発明の第１の実施形態による車両運動制御装置１を有する車両運動制御システムのブロック図である。

本実施形態の車両運動制御装置１は車両に搭載されるものであり、加速度・加加速度情報取得手段２，車体速度取得手段３，アクセルペダル操作量取得手段４，ブレーキペダル操作量取得手段５，前後加速度制御スイッチ６，車両運動制御指令演算手段７からなり、前後加速度発生手段８、および前後加速度制御状態表示手段９への信号出力を行う。なお、加速度・加加速度情報取得手段２と車体速度取得手段３をまとめて運動状態情報取得手段とし、アクセルペダル操作量取得手段４とブレーキペダル操作量取得手段５とまとめてペダル操作量取得手段とする。よって、運動状態情報取得手段は、車両に発生した前後加速度，横加速度、及び車体速度を取得するものであり、ペダル操作量取得手段は、ドライバのアクセルペダルストローク，ブレーキ圧等のペダル操作情報を取得するものとする。

加速度・加加速度情報取得手段２は、車両に発生した前後加速度，横加速度，前後加加速度，横加加速度を取得する手段である。

前後加速度，横加速度を取得する方法として、センサ等により直接検出された値を取得しても、他の電子制御器が演算した結果を通信により取得してもよい。

また前後加加速度，横加加速度を取得する方法として、センサ等により直接検出された値を取得しても、他の電子制御器が演算した結果を通信により取得してもよい。ここで前後加加速度，横加加速度は必ずしも、加速度・加加速度情報取得手段２により取得される必要はなく、得られた前後加速度，横加速度を車両運動制御指令演算手段７において微分処理をすることで、前後加加速度，横加加速度を作成してもよい。

また前後加速度，前後加加速度は上述の方法によらず、アクセルペダル操作量取得手段４により得られたアクセルペダル操作量、もしくはブレーキペダル操作量取得手段５により得られたブレーキペダル操作量から推定する方法であってもよい。

また横加速度は上述の方法によらず、ドライバのハンドル操作による操舵角、もしくは車両の旋回方向の回転速度であるヨーレイトを取得し、車両運動制御指令演算手段７において車両モデルを用いて横加速度を推定する方法であってもよい。

車体速度取得手段３は、車両の移動速度である車体速度を取得する手段である。車体速度の取得手段として、ミリ波等を用いた対地速度測定センサにより検出された値を取得する方法であっても、他の電子制御器が演算した結果を通信により取得してもよい。また直接車体速度を検出せず、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）により自車両位置を取得し、車両運動制御指令演算手段７にて得られた自車両位置の時間変化から推定する方法であっても、各車輪の回転速度を取得し、車両運動制御指令演算手段７にて得られた回転速度とタイヤ半径から車体速度を推定する方法であってもよい。

アクセルペダル操作量取得手段４は、ドライバによるアクセルペダルストローク、又はアクセルペダル操作量を取得する手段である。

アクセルペダル操作量の取得手段として、アクセルペダルストロークセンサにより検出された値をアクセルペダル操作量として取得する方法であっても、アクセルペダル踏力センサにより検出された値をアクセルペダル操作量として取得する方法であっても、他の電子制御器が演算した結果を通信により取得してもよい。

また直接アクセルペダル操作量を検出せず、スロットル開度を取得し、車両運動制御指令演算手段７にて得られた前記スロットル開度から推定する方法であっても、アクセルペダルストロークセンサ、もしくアクセルペダル踏力センサにより得られた値、もしくはその両方に基づいて車両運動制御指令演算手段７にてアクセルペダル操作量を作成してもよい。

ブレーキペダル操作量取得手段５は、ドライバによるブレーキ圧又はブレーキペダル操作量を取得する手段である。

ブレーキペダル操作量の取得手段として、ブレーキペダルストロークセンサにより検出された値をブレーキペダル操作量として取得する方法であっても、ブレーキペダル踏力センサにより検出された値をブレーキペダル操作量として取得する方法であっても、ブレーキ圧センサにより検出された値をブレーキペダル操作量として取得する方法であっても、他の電子制御器が演算した結果を通信により取得してもよい。

またブレーキペダルストロークセンサ、もしくはブレーキペダル踏力センサ、もしくはブレーキ圧センサにより得られた値、もしくはこれらの少なくとも二つに基づいて車両運動制御指令演算手段７にてブレーキペダル操作量を作成してもよい。

なお、アクセルペダル操作量取得手段４で取得したアクセルペダルストローク、又はアクセルペダル操作量、及びブレーキペダル操作量取得手段５で取得したブレーキ圧又はブレーキペダル操作量をまとめてペダル操作情報とする。

前後加速度制御検出手段である前後加速度制御スイッチ６は、本発明による前後加速度制御のＯＮ又はＯＦＦを検出し、前後加速度制御検出信号を出力するスイッチである。ここで前後加速度制御スイッチ６は独立に設置されるスイッチではなく、他の入力と連動するものであってもよい。例えばアクセルペダル入力に対してエンジンの応答性を変更するモード切替えスイッチを備える場合、エンジンの応答性が最も高くなるモードでは、前後加速度制御がＯＮとなるようにしてもよい。

またドライバによる入力スイッチとシフトポジション位置から前後加速度制御のＯＮ／ＯＦＦを切替えるスイッチであってもよい。例えば、オートマティックトランスミッションの車両であれば、シフトポジションがＤレンジで、かつドライバによる入力スイッチがＯＮの時は前後加速度制御をＯＮとし、それ以外の条件では前後加速度制御をＯＦＦとするスイッチであってもよい。

また上述のシフトポジションによる処理は、シフトポジション情報を車両運動制御指令演算手段７に入力することで、車両運動制御指令演算手段７内で前後加速度制御のＯＮ／ＯＦＦを切替えるように行ってもよい。

車両運動制御指令演算手段７は、記憶領域、および演算処理能力、および信号の入出力手段をもつ演算装置であり、車両に発生させる前後加速度指令値を演算し、前後加速度発生手段８、および前後加速度制御状態手段９へと信号を送る。本発明では、車両運動制御指令演算手段７は、取得された情報に基づいて前後加速度指令値を演算し、演算した前後加速度指令値を実現する指令値を出力するものであり、ドライバのペダル開放操作に基づく前後加加速度と同程度の前後加加速度となる前後加速度を発生するように、取得した情報に基づいて前後加速度指令値を演算する。

前後加速度発生手段８は、車両に前後加速度を発生可能な加減速アクチュエータである。前記加減速アクチュエータとして、例えばエンジンのスロットル開度を制御することで前後加速度を発生させるエンジン、もしくはモータの駆動トルクを制御することで前後加速度を発生させるモータ、もしくは動力を各車輪に伝達する際の変速比を変えることで前後加速度を発生させる変速機、もしくは各車輪のブレーキパッドにブレーキディスクを押しつけることで前後加速度を発生させる摩擦ブレーキであり、これら加減速アクチュエータの内、車両運動制御装置１により演算された前後加速度指令値を実現可能なアクチュエータを前後加速度発生手段８として用いる。

前後加速度制御状態手段９は、ドライバが五感の少なくとも一つにより認識可能な情報を提示する情報提示器である。情報提示器としては、例えば表示ランプやディスプレイのようにドライバの視覚に情報を与える表示器、もしくはビープ音や音声のようにドライバの聴覚に情報を与える音発生器、もしくはまたハンドルやペダル、シートの振動のようにドライバの触覚に情報を与える振動発生器であり、前後加速度制御状態手段９として、表示器，音発生器，振動発生器を組合せて用いてもよい。

車両運動制御装置１から前後加速度発生手段８に送られる信号としては、前後加速度そのものではなく、加減速アクチュエータにより前後加速度指令値を実現する信号であればよい。例えば加減速アクチュエータの駆動制御器が、前後加速度指令値を実現するように加減速アクチュエータを制御可能な場合、前後加速度指令値を駆動制御器に指令信号として送る。

また加減速アクチュエータが油圧によりブレーキパッドをブレーキディスクに押し付ける油圧式摩擦ブレーキである場合、前後加速度指令値を実現する油圧指令値を油圧式摩擦ブレーキ制御器へ送る。

また油圧式摩擦ブレーキ制御器を介さず、前後加速度指令値を実現する油圧式摩擦ブレーキ駆動アクチュエータの駆動信号を油圧式摩擦ブレーキ駆動アクチュエータに直接送ってもよい。

また前後加速度指令値を実現する際に前後加速度指令値に応じて駆動制御を行う加減速アクチュエータを変更してもよい。例えば、モータの回生トルクを用いて自車両に減速度を発生させる回生ブレーキと油圧式摩擦ブレーキを前後加速度発生手段５とする場合、バッテリーの充電状態や回生ブレーキで発生可能な最大減速度と前後加速度指令値の関係から、回生ブレーキと油圧式摩擦ブレーキの駆動割合を変更するように、回生トルク指令値および油圧指令値をそれぞれ、回生ブレーキ，油圧式摩擦ブレーキへ送ってもよい。

車両運動制御装置１から前後加速度制御状態手段９に送られる信号としては、車両運動制御装置１の制御状態や、前後加速度指令値に基づいて、前後加速度制御状態手段９を駆動可能な信号を送る。例えば前後加速度制御状態手段９が表示器である場合、前後加速度制御のＯＮ／ＯＦＦ状態や前後加速度指令値に応じて表示ランプの点灯やディスプレイへの表示を行う指令値を送る。前後加速度制御状態手段９が音発生器である場合、車両に発生させる前後加速度に基づいてビープ音や音声による案内をする指令値を送る。前後加速度制御状態手段９が振動発生器である場合、車両に発生させる前後加速度に基づいてハンドルやペダル，シートを振動する振動発生器に指令値を送る。

ここで車両運動制御装置１から直接前後加速度発生手段８，前後加速度制御状態手段９を駆動制御する信号を送らず、図７に示すように他の車両制御装置１０に前後加速度指令値を送り、車両制御装置１０から前後加速度発生手段８，前後加速度制御状態手段９を駆動制御する信号を送る構成であってもよい。

図８に車両運動制御装置１の車両運動制御指令演算手段７における演算フローチャートＡ１を示す。なお演算フローチャートＡ１では、加速度・加加速度情報取得手段２により得られる信号を、前後加速度，横加速度，車体速度取得手段３により得られる信号を各車輪の車輪速度，アクセルペダル操作量取得手段４により得られる信号をアクセルペダルストローク，ブレーキペダル操作量取得手段５により得られる信号をブレーキ圧，前後加速度制御スイッチ６により得られる信号をスイッチのＯＮ／ＯＦＦ信号とする。

Ｓ０００では、加速度・加加速度情報取得手段２により前後加速度Ｇ_x，横加速度Ｇ_y，車体速度取得手段３により得られる各車輪の車輪速度Ｖ_w［ｘ］（ｘには各車輪番号、左前輪：０，右前輪：１，左後輪：２，右後輪：３がそれぞれ入る）、アクセルペダル操作量取得手段４により得られるアクセルペダルストロークＡＰＳ、ブレーキペダル操作量取得手段５により得られるブレーキ圧Ｐ_m、前後加速度制御スイッチ６により得られるスイッチＯＮ／ＯＦＦ信号ＧＳＷを取得，演算を行う。演算後Ｓ１００へ進む。

Ｓ１００では、Ｓ０００により得られた信号から、制御に必要な制御用信号として、前後加加速度Ｊ_x，横加加速度Ｊ_y，車体速度Ｖ，アクセルペダル操作量ＡＰ，ブレーキペダル操作量ＢＰを演算する。ここで前後加加速度Ｊ_x，横加加速度Ｊ_yは、前後加速度Ｇ_x，横加速度Ｇ_yを微分することで得られる。また車体速度Ｖとしては、４輪の車輪速度Ｖ_w［ｘ］の平均値、もしくはセレクトハイにより得られる値、もしくはその両者を組合せた値を用いる。組合せる方法としては、前輪左右輪の平均値と後輪左右輪の平均値の内のどちらか高い方の平均値を車体速度Ｖとする。またアクセルペダル操作量ＡＰとしては、得られたアクセルペダルストロークＡＰＳにペダルの遊びを考慮した不感帯処理，フィルタ処理等を加えた値とする。ブレーキペダル操作量ＢＰは、ブレーキ圧Ｐｍにフィルタ処理等を加えた値とする。演算後Ｓ２００へ進む。

Ｓ２００では、前後加速度制御許可フラグＦＯＫを作成する。前後加速度制御許可フラグＦＯＫは、（車体速度Ｖが閾値以上もしくは前後加速度指令値Ｇ_xcmdによる前後加速度制御中）、かつ、（スイッチＯＮ／ＯＦＦ信号ＧＳＷがＯＮ）であればＦＯＫを１とし、それ以外の条件であれば０とする。また上述のようにシフトポジションが入力されている場合、前後加速度制御許可フラグＦＯＫは、（車体速度Ｖが閾値以上もしくは前後加速度指令値Ｇ_xcmdによる前後加速度制御中）、かつ、（スイッチＯＮ／ＯＦＦ信号ＧＳＷがＯＮ）、かつ、（シフトポジションがＤレンジ）であればＦＯＫを１とし、それ以外の条件であれば０とする。演算後Ｓ３００へ進む。

Ｓ３００では、前後加速度指令値初期値Ｇ_xcmdの演算を行う。図９に前後加速度指令値Ｇ_xcmdの演算フローチャートＡ２を示す。

Ｓ３０１では、前後加速度制御許可フラグＦＯＫの判定を行う。前後加速度制御許可フラグＦＯＫが０であればＳ３０２に、０でなければＳ３０３へと進む。

Ｓ３０２では、目標前後加加速度Ｊ_xtgt，目標前後加速度Ｇ_xtgt，前後加加速度指令値Ｊ_xcmd，前後加加速度要求値Ｊ_xreq，前後加速度指令値Ｇ_xcmdを０として、図８のＳ４００へ進む。

Ｓ３０３では、前後加加速度Ｊ_x、およびアクセルペダル操作量ＡＰに基づいて、目標前後加加速度Ｊ_xtgtを演算する。目標前後加加速度Ｊ_xtgtの演算方法としては、図１０に示すように、アクセルペダル操作量ＡＰが減少開始してから０となる期間ΔＴにおいて発生した前後加加速度Ｊ_xの最小値をＪ_xtgtlmtとし、アクセルペダル操作量ＡＰが増加開始した際に目標前後加加速度Ｊ_xtgtを０とする。ここで目標前後加加速度Ｊ_xtgtは期間ΔＴの最小値ではなく、平均値としてもよい。

また前後加加速度Ｊ_xの値が減少する方向と増加する方向で異なる時定数のフィルタをかけた値をＪ_xtgtとし、増加する方向の時定数を減少する方向の時定数よりも非常に大きな値としてもよい。またアクセルペダル操作量ＡＰの時間変化に基づいて、発生する前後加加速度を推定し、この推定値をＪ_xAPとすると、Ｊ_xAPとＪ_xの内、その絶対値が大きい方の値を用いて目標前後加加速度Ｊ_xtgtを作成してもよい。

また前後加速度Ｇ_xと車両速度Ｖを微分して得られる前後加速度Ｇ_xVとの差分から路面の縦勾配を推定し、ある閾値以上の上り勾配もしくは下り勾配にあると判定された場合、Ｊ_xAPに基づいてＪ_xtgtを作成してもよい。演算後Ｓ３０４へと進む。

Ｓ３０４では、目標前後加加速度Ｊ_xtgtに基づいて目標前後加速度Ｇ_xtgtを演算する。目標前後加速度Ｇ_xtgtの演算方法としては、図１１に示すように、目標前後加加速度Ｊ_xtgtと目標前後加速度Ｇ_xtgtは同符号で、目標前後加加速度Ｊ_xtgtの絶対値が大きいほど、目標前後加速度Ｇ_xtgtの絶対値が大きくなるように設定される。演算後Ｓ３０５へと進む。

Ｓ３０５では、目標前後加加速度Ｊ_xtgt，目標前後加速度Ｇ_xtgt，アクセルペダル操作量ＡＰ、および前後加速度指令値の前回値Ｇ_{xcmd_z1}に基づいて、前後加加速度指令値Ｊ_xcmdを演算する。前後加加速度指令値Ｊ_xcmdは、以下の式（１）により与えられる。演算後Ｓ３０６へと進む。

〔数１〕
Ｊ_xcmd＝Ｊ_xtgt（ＡＰ＝０かつ｜Ｇ_{xcmd_z1}｜≦｜Ｇ_xtgt｜）
Ｊ_xcmd＝０（上記条件以外） …（１）

Ｓ３０６では、横加速度Ｇ_y，横加加速度Ｊ_y，アクセルペダル操作量ＡＰ，ブレーキペダル操作量ＢＰ、および前後加速度指令値Ｇ_xcmdの前回値Ｇ_{xcmd_z1}に基づいて、前後加加速度要求値Ｊ_xreqを演算する。前後加加速度要求値Ｊ_xreqは、上述の図２から図４に示した前後加加速度要求値（アクセル）Ｊ_xreqAP，前後加加速度要求値（ブレーキ）Ｊ_xreqBP，前後加加速度要求値（横加加速度）Ｊ_xreqJyを以下の式（２）により加算して与えられる。演算後Ｓ３０７へと進む。

〔数２〕
Ｊ_xreq＝Ｊ_xreqAP＋Ｊ_xreqBP＋Ｊ_xreqJy …（２）

Ｓ３０７では、車体速度Ｖ，前後加加速度指令値Ｊ_xcmd，前後加加速度要求値Ｊ_xreq、および前後加速度指令値Ｇ_xcmdの前回値Ｇ_{xcmd_z1}に基づいて、前後加速度指令値Ｇ_xcmdを演算する。前後加速度指令値Ｇ_xcmdは、前後加加速度指令値Ｊ_xcmdと前後加加速度要求値Ｊ_xreqを加算した値を積分したものに、上限値を０、下限値を上述の図５に示した前後加速度指令下限値Ｇ_xcmdlmtLとした上下限値処理を行うことで演算される。

ここで車体速度Ｖに依存しない前後加速度指令下限値１は、予め設定される値であっても、路面で発生可能な加速度絶対値｜Ｇ_max｜に基づいて設定される値であっても、操舵時の旋回応答性まで考慮した加速度絶対値｜Ｇ_strlmt｜に基づいて設定される値であってもよい。ここで発生可能な｜Ｇ_max｜および｜Ｇ_strlmt｜は、各車輪の車輪速度変化と前後加速度Ｇ_xの関係から推測可能である。

また車体速度Ｖに依存する前後加速度指令値下限値２は、図１２に示すように、車体速度Ｖが０の時に最大値Ｇ_xlmtV0となり、車体速度Ｖの増加に応じてその値が減少するように設定される。ここで車体速度Ｖの増加に応じてその値を減少させる方法として、図１２（Ａ）のように線形的に減少するように設定しても、図１２（Ｂ）のように上に凸の曲線で減少するように設定してもよい。

またＧ_xlmtV0としては、停車状態を維持可能な制動力を各輪に発生可能な指令値を前後加速度発生手段８へ送信できる値とする。演算後、図８のＳ４００へと進む。

Ｓ４００では、前後加速度制御許可フラグＦＯＫが１であれば、前後加速度指令値Ｇ_xcmdを実現する指令値を、前後加速度制御許可フラグＦＯＫが０であれば、前後加速度制御を行わないような指令値を前後加速度発生手段８、および前後加速度制御状態表示手段９へ送信する。

ここで前後加速度制御許可フラグＦＯＫが１の時に前後加速度発生手段８に送信する信号は、上述の通り、前後加速度指令値Ｇ_xcmdを送信することで前記前後加速度発生手段８により前後加速度指令値Ｇ_xcmdを実現できる場合、前後加速度指令値Ｇ_xcmdを制御指令値として送信する。

また前後加速度発生手段８に応じた指令値にする必要があれば、前後加速度指令値Ｇ_xcmdに基づいて前後加速度発生手段８を制御する指令値を作成し、送信する。例えば前後加速度発生手段８が油圧式摩擦ブレーキであり、油圧指令値を油圧式摩擦ブレーキ制御器に送ることで前後加速度制御を行う場合、前後加速度指令値Ｇ_xcmdに基づいて油圧指令値を作成し、作成した油圧指令値を制御指令値として送信する。これにより車両に前後加速度指令値Ｇ_xcmdに基づく前後加速度を発生させる。

また上述のように、前後加速度指令値Ｇ_xcmdを実現する指令を複数の前後加速度発生手段８に送信してもよい。例えば、上述のモータと油圧式摩擦ブレーキを前後加速度発生手段８とする場合、一定の前後加速度指令値Ｇ_xcmdをモータへ送信し、横加加速度に基づく前後加速度指令値Ｇ_xcmdの増減分を油圧式摩擦ブレーキに送信し、最終的に車両に発生する前後加速度が前後加速度指令値Ｇ_xcmdになるようにしてもよい。

前後加速度制御状態表示手段９への指令値としては、例えば前後加速度制御許可フラグＦＯＫが１であれば、アクセルペダル操作により前後加速度制御が行われることをドライバへ報知するよう表示器への駆動指令値を送信し、前後加速度指令値Ｇ_xcmdによる前後加速度制御中は、制御中であることをドライバへ伝えるよう表示器、または音発生器への駆動指令値を送信する。また前後加速度指令値Ｇ_xcmdの大きさに応じて表示器、または音発生器の出力が変化するように駆動指令値を送信してもよい。

また上述の図７に示したように、車両制御装置１０へと信号を送信する構成である場合、車両制御装置１０への指令値として前後加速度指令値Ｇ_xcmdを送信し、車両制御装置１０により、前後加速度発生手段８、および前後加速度制御状態提示手段９を駆動制御する指令値を送信する。

以上のように、本発明では、ドライバのアクセルペダル操作により発生する前後加加速度に基づいて前後加速度を制御することで、ドライバがアクセルペダルにより発生可能な前後加速度の範囲を効果的に広げることができ、ペダルの踏み変え動作を低減することができる。

また本実施例では、車両運動制御装置１への入力信号として、加速度・加加速度情報取得手段２により得られる信号を、前後加速度，横加速度、車体速度取得手段３により得られる信号を各車輪の車輪速度、アクセルペダル操作量取得手段４により得られる信号をアクセルペダルストローク、ブレーキペダル操作量取得手段５により得られる信号をブレーキ圧、前後加速度制御スイッチ６により得られる信号をスイッチのＯＮ／ＯＦＦ信号として説明を行ったが、必ずしもこれらすべての信号が入力される場合に限ったものではない。

例えば、車両運動制御装置１への入力信号として、加速度・加加速度情報取得手段２により得られる信号を、横加速度のみとし、目標前後加加速度Ｊ_xtgtをアクセルペダル操作量ＡＰの時間変化であるＪ_xAPから演算してもよい。

（発明を実施するための実施形態２）
以下、図１３〜図１５を用いて、本発明の第２の実施形態による車両運動制御装置１′の構成及び動作について説明する。

図１３は、本発明の第２の実施形態による車両運動制御装置１′を有する車両運動制御システムのブロック図である。

本実施形態の車両運動制御装置１′は車両に搭載されるものであり、センサ信号取得手段１１，センサ信号演算手段１２からなり、車載ネットワーク１３への信号の入出力を行う。また車体速度取得手段３，アクセルペダル操作量取得手段４，ブレーキペダル操作量取得手段５，前後加速度制御スイッチ６，前後加速度発生手段８，前後加速度制御状態表示手段９，車両制御装置１０は上述の実施形態１と同様である。ここで前後加速度制御スイッチ６は、必ずしも車載ネットワーク１３へ接続されている必要はなく、図１４に示すように、車両制御装置１０に接続されていてもよい。

センサ情報取得手段１１は、車両制御に利用可能な情報を取得するセンサであり、センサ信号取得手段１１としては、加速度センサであっても、回転速度センサであっても、加速度と回転速度の両方を取得可能なセンサであっても、車体速度センサであってもよく、何らかの車両制御に必要とされる情報を取得可能なセンサであればよい。

センサ信号演算手段１２は、記憶領域、および演算処理能力、および信号の入出力手段をもつ演算装置であり、センサ信号取得手段１１により得られた信号の処理、および車両に発生させる前後加速度指令値を演算し、車載ネットワーク１３に、センサ信号取得手段１１により得られた信号処理値、および前後加速度指令値を送る。例えばセンサ信号取得手段１１が車両に発生する前後加速度と横加速度を検出可能な加速度センサである場合、センサ信号演算手段１２は、加速度センサにより得られた信号から前後加速度，横加速度を演算する。更に車載ネットワークとの通信によりアクセルペダルストローク，ブレーキ圧，車輪速度，シフトポジション等の情報を取得し、前後加速度，横加速度から前後加速度指令値を演算し、前後加速度，横加速度と前後加速度指令値を車載ネットワークへ送る。

図１５に車両運動制御装置１′のセンサ信号演算手段１２における演算フローチャートＢ１を示す。なお演算フローチャートＢ１では、センサ信号取得手段１１として、加速度と回転速度の両方を取得可能なセンサとし、本センサは車両重心に発生する前後加速度，横加速度，車両旋回方向の回転速度であるヨーレイトを取得するように取り付けられているものとする。また車載ネットワーク１３を介して取得する信号を、車輪速度，アクセルペダルストローク，ブレーキ圧，前後加速度制御スイッチＯＮ／ＯＦＦ信号とする。

Ｓ０１０では、センサ信号取得手段１１により、前後加速度Ｇ_x，横加速度Ｇ_y，ヨーレイトｒを演算するのに必要なセンサ信号値を取得する。ここで加速度の検出手段としては、加速によるセンサ内部の物体の位置変化を検出する方法であっても、加熱されたガスの移動を検出する方法であってもよい。また回転速度の検出手段としては、コリオリ力を利用する方法であっても、サニャック効果を利用する方法であってもよい。信号取得後、Ｓ０２０へと進む。

Ｓ０２０では、センサ信号取得手段１１により得られた信号から、前後加速度Ｇ_x，横加速度Ｇ_y，ヨーレイトｒを演算する。演算後、Ｓ０３０へと進む。

Ｓ０３０では、車載ネットワーク１３を介して、車輪速度，アクセルペダルストローク，ブレーキ圧，前後加速度制御スイッチＯＮ／ＯＦＦ信号を取得する。演算後、Ｓ１００へと進む。

Ｓ１００からＳ３００での演算は、上述の実施形態１と同様である。

Ｓ４１０では、前後加速度Ｇ_x，横加速度Ｇ_y，ヨーレイトｒ、および前後加速度制御許可フラグＦＯＫが１であれば、前後加速度指令値Ｇ_xcmdを実現する指令値を、車載ネットワーク１３へ送信する。ここで前後加速度制御許可フラグＦＯＫが１の時に車載ネットワーク１３に送信する信号は、上述の通り、前後加速度指令値Ｇ_xcmdを送信することで車両制御装置１０により前後加速度指令値Ｇ_xcmdを実現できる場合、前後加速度指令値Ｇ_xcmdを制御指令値として送信する。また前後加速度発生手段８に応じた指令値を車両制御装置１０に送信する必要があれば、前後加速度指令値Ｇ_xcmdに基づいて前後加速度発生手段８を制御する指令値を作成し、送信する。

このように車載に搭載する必要があるセンサの信号処理部に本発明を組み込むことで、車両に搭載される部品点数を増加させることなく、本発明を実現することができる。更に上述のように本発明を実現する上で必要な信号を取得するセンサに組み込むことにより、本発明を実施する際に必要な信号を取得する際の遅れや精度低下を抑制することができる。これにより例えば前後加加速度や横加加速度といった信号を前後加速度，横加速度から作成する場合であっても、より精度良く、遅れの小さい信号を作成することができる。

（ブレーキペダル操作に基づく前後加速度制御方法）
本発明では、ドライバのペダル操作により発生した前後加加速度に基づいて、前後加速度の制御を行う。実施形態の説明に先立ち、本発明の理解が容易になるよう、以下、図１６から図２０を用いてドライバのブレーキペダル操作により発生した前後加加速度に基づいて、正の前後加速度を制御する方法について説明する。

図１６に本発明による前後加速度指令値Ｇ_xcmdによる加速制御時の概念図を示す。図１６（Ａ），（Ｂ）ではある正の車体速度Ｖ₀での走行中に、図１６（Ｃ）では停車中に、あるブレーキペダル操作量ＢＰとなるブレーキペダル位置からブレーキペダルを開放し始め、ブレーキペダル操作量を０とした時に発生する前後加速度，前後加加速度を表している。

また図１６（Ａ），（Ｂ）では、ブレーキペダル操作速度が異なり、図１６（Ａ）よりも図１６（Ｂ）はブレーキペダル操作速度が大きい条件となっている。図１６（Ａ）のＧ_xba，図１６（Ｂ）のＧ_xbbは、それぞれ何も制御しない時に発生する前後加速度を、図１６（Ａ）のＪ_xba，図１６（Ｂ）のＪ_xbbは、この時の前後加加速度である。図１６（Ａ），（Ｂ）に示すように、アクセルペダル操作速度が異なることで、アクセルペダル開放中に発生する正の前後加加速度は、Ｊ_xbaではＪ_xb1，Ｊ_xbbではＪ_xb2とその値が異なるが、最終的に発生する前後加速度Ｇ_xba，Ｇ_xbbは、それぞれ同程度の値−Ｇ_xb0となる。

本発明では、この前後加加速度Ｊ_xbaとＪ_xbbの違いに着目し、Ｊ_xbaとＪ_xbbの違いによって異なる前後加速度を付加し、最終的に発生する前後加速度を変化させる。

具体的には、図１６（Ａ），（Ｂ）に示すように、ブレーキペダルの開放操作終了時Ｔ_xba，Ｔ_xbbにおいて、制御により発生する前後加加速度Ｊ_xba′，Ｊ_xbb′が、ドライバのブレーキペダル操作により発生した前後加加速度Ｊ_xb1，Ｊ_xb2と同程度となるような前後加速度Ｇ_xba′，Ｇ_xbb′を発生させる。

またＧ_xba′は最終的に−Ｇ_xb1，Ｇ_xbb′はＧ_xb2となるように、Ｇ_xba′，Ｇ_xbb′の最終的な大きさは、Ｊ_xb1，Ｊ_xb2の大きさによって異なり、その絶対値が大きいほど最終的に発生する前後加速度の絶対値が大きくなるように、前後加速度を付加する。またオートマティックトランスミッション搭載車両では、ギア位置がドライブレンジであれば駆動輪に駆動トルクが働いており、ブレーキペダルの開放により、アクセルペダルを踏み込まなくとも、車両がある車体速度まで加速する（いわゆるクリープ現象）。近年ではオートマティックトランスミッション搭載車両ではなくとも、ブレーキペダルの開放により、ある駆動トルクが付加されるよう制御される車両がある。

これらの車両では、図１６（Ｃ）のＧ_xbcに示すように、ブレーキペダルの開放により、正の前後加速度が発生し、その後前後加速度は減少していき、ある車体速度で一定となる。この時発生する前後加加速度はＪ_xbcに示すように、Ｔ_xbcにおいて正から負へと反転する形になるが、本発明ではこの時発生する正の前後加加速度Ｊ_xbc1に着目し、Ｊ_xbc′に示すように、Ｊ_xbc1となる前後加加速度で、最終的にＧ_xbc1となる前後加速度Ｇ_xbc′を発生させる。

これによりブレーキペダル操作で発生可能な前後加速度の領域を広げることができ、ドライバはブレーキペダル開放する際に発生する前後加加速度を制御することで、最終的に発生する前後加速度の大きさを制御することができる。

また、ドライバが発生させた前後加加速度と同程度となる前後加加速度を発生させることで、不連続感のない前後加速度制御を実現でき、ドライバフィーリングを向上することができる。また非オートマティックトランスミッション搭載車両や、電気自動車のようにクリープ現象が発生しない車両に、ブレーキペダルを開放することによる発進制御を付加する際においても、ブレーキペダル操作速度からドライバが期待する前後加加速度を推定することで、ブレーキペダル操作に応じて発生する前後加速度を変化させることができる。

本発明では、ドライバのブレーキペダル操作に基づいて発生させた前後加速度（図１６（Ａ）Ｇ_xba′、もしくは図１６（Ｂ）Ｇ_xbb′、もしくは図１６（Ｃ）Ｇ_xbc′）は、ドライバによるアクセルペダル操作量、もしくはドライバによるブレーキペダル操作量、もしくはドライバのハンドル操作により発生した横加加速度、もしくは車体速度に基づいて変化する。

図１７に前後加速度指令値Ｇ_xcmdの値がＧ_xtgt0となる減速中に、ドライバがアクセルペダルを操作した際の前後加速度指令値Ｇ_xcmdの概念図を示す。本発明では、ドライバのアクセルペダル操作量から前後加速度要求値（アクセル）Ｇ_xreqAPを作成し、Ｇ_xreqAPの絶対値が前後加速度指令値Ｇ_xcmdの絶対値以上であれば、Ｇ_xreqAPの時間変化から前後加加速度要求値（アクセル）Ｊ_xreqAPを作成し、前後加加速度要求値（アクセル）Ｊ_xreqAPに基づいて前後加速度指令値Ｇ_xcmdを変化させる。これにより前後加速度指令値Ｇ_xcmdによる加速中にドライバがアクセルペダル操作により、前後加速度制御により発生している加速度以上の加速度を発生させようとした際、ドライバのアクセルペダル操作に応じた加速が可能となる。

図１８に前後加速度指令値Ｇ_xcmdの値がＧ_xtgt0となる加速中に、ドライバがブレーキペダルを操作した際の前後加速度指令値変化の概念図を示す。

本発明では、ドライバのブレーキペダル操作量の時間変化、すなわちブレーキペダル操作速度から、前後加加速度要求値（ブレーキ）Ｊ_xreqBPを作成し、前後加加速度要求値（ブレーキ）Ｊ_xreqBPに基づいて前後加速度指令値Ｇ_xcmdを変化させる。

図１８（Ａ），（Ｂ）に示すように、ブレーキペダル操作量が増加するように変化している場合、負の値となる前後加加速度要求値（ブレーキ）Ｊ_xreqBPが作成される。ここで前後加加速度要求値（ブレーキ）Ｊ_xreqBPはブレーキペダル操作速度が大きいほど大きな値となる。

図１８（Ａ）Ｔ_18a1からＴ_18a3に示すように、ブレーキペダル操作速度が正となる条件において、図１８（Ａ）Ｔ_18a2に示すように、前後加速度指令値Ｇ_xcmdが０となった際、前後加加速度要求値（ブレーキ）Ｊ_xreqBPを０とし、前後加速度指令値Ｇ_xcmdによる減速制御を終了する。

また図１８（Ｂ）Ｔ_18b1からＴ_18b2に示すように、ブレーキペダル操作速度が正となる条件において、図１８（Ｂ）Ｔ_18b2に示すように、ブレーキペダル操作量が正で、前後加速度指令値Ｇ_xcmdが０では無い場合、前後加加速度要求値を前後加加速度要求値（ブレーキ）Ｊ_xreqBPの最小値（Ｊ_xreqminBP）として前後加速度指令値Ｇ_xcmdを変化させ、図１８（Ｂ）Ｔ_18b3に示すように前後加速度指令値が０となった際に前後加加速度要求値（ブレーキ）Ｊ_xreqBPを０とする。これにより前後加速度指令値Ｇ_xcmdによる加速中にドライバがブレーキペダルを操作した際、ブレーキペダルの操作速度が小さい場合であっても前後加速度指令値Ｇ_xcmdを０とすることができ、ブレーキペダルの操作量に応じた減速が可能となる。

図１９に前後加速度指令値Ｇ_xcmdの値がＧ_xtgt0となる加速中に、ドライバがハンドルを操作し、横加速度を発生した際の前後加速度指令値Ｇ_xcmdの概念図を示す。本発明では、ドライバが発生させる横加加速度から前後加速度要求値（横加加速度）Ｇ_xreqJyを作成し、図１９（Ａ）に示すように、Ｇ_xreqJyの時間変化から前後加加速度要求値（横加加速度）Ｊ_xreqJyを作成し、前後加加速度要求値（横加加速度）Ｊ_xreqJyに基づいて前後加速度指令値Ｇ_xcmdを変化させ、前後加速度指令値が０となった際、前後加加速度要求値（横加加速度）Ｊ_xreqJyを０とする。

またＧ_xreqJyの絶対値が発生している前後加速度指令値Ｇ_xcmdの絶対値よりも小さく、図１９（Ｂ）に示すように、前後加速度要求値（横加加速度）Ｇ_xreqJyが負で前後加速度指令値Ｇ_xcmdが０ではない場合、Ｊ_xreqminGyを前後加加速度要求値（横加加速度）Ｊ_xreqJyの最大値として、前後加速度指令値Ｇ_xcmdを変化させる。ここで横加加速度からＧ_xreqJyを作成する方法としては、自動車技術会論文集Ｖｏｌ３９，Ｎo.３，２００８に提案されている。

これにより前後加速度指令値Ｇ_xcmdによる加速制御中にドライバがハンドル操作を行った場合、発生した横加加速度に基づいて前後加速度指令値Ｇ_xcmdが変化し、横運動に連係した加減速が可能となる。

図２０に前後加速度指令値Ｇ_xcmdの値がＧ_xtgt0となる加速により、車体速度Ｖが増加した際の前後加速度指令値変化の概念図を示す。

本発明では、前後加速度指令値が正の値（加速）の場合、ドライバのペダル開放操作により発生した前後加加速度に基づいて設定された目標車体速度Ｖ_tgtから車体速度Ｖを差し引いた値ΔＶ_tgtの減少に応じて、前後加速度指令値の絶対値が減少する、具体的には、ドライバのブレーキペダル操作に応じて正の前後加速度を発生させる場合、ある目標車体速度Ｖ_tgtを設定し、目標車体速度Ｖ_tgtから車体速度Ｖを差し引いた値ΔＶ_tgtが小さくなるのに応じて前後加速度指令値Ｇ_xcmdの絶対値が、小さくなるように設定し、ΔＶ_tgtが０以下では前後加速度指令値Ｇ_xcmdの絶対値が０となるように設定する。

この方法として、例えば図２０に示すように、前後加速度指令値Ｇ_xcmdの上限値である前後加速度指令上限値Ｇ_xcmdlmtHを、ΔＶ_tgtに依存せずに設定される前後加速度指令上限値１に加え、ΔＶ_tgtが小さくなるほど、前後加速度指令上限値の絶対値が小さな値となるように設定される前後加速度指令上限値２を備え、前後加速度指令上限値１，前後加速度指令上限値２の内、その絶対値が小さい方の値を前後加速度指令上限値Ｇ_xcmdlmtHとしておくことで、前後加速度指令値Ｇ_xcmdの絶対値をΔＶ_tgtの低下に応じて小さくすることができる。

これにより前後加速度指令値Ｇ_xcmdによる加速制御により車両が目標車体速度Ｖ_tgtに達する際に、急激な前後加速度変化が発生するのを抑制することが可能となる。ここで目標車体速度Ｖ_tgtは予め設定される値であっても、前後加速度指令に応じて変化する値であってもよく、前後加速度指令が大きいほど目標車体速度Ｖ_tgtを大きな値に設定してもよい。

以上のように、本発明では、ドライバがブレーキペダルの操作により発生した前後加加速度、もしくはブレーキペダル操作によりドライバが期待した前後加加速度に基づいて、正の前後加速度、すなわち加速度を車両に発生させ、更に発生した加速度を、ドライバのアクセルペダル操作、もしくはブレーキペダル操作、もしくはハンドル操作に応じて変化させることで、加速制御中にドライバが何らかの入力を行わなければ、（車体速度がある値よりも大きければ）目標車体速度まで一定の加速が行われ、ドライバが何らかの入力を行えば、その入力に応じた加速制御が行われる。

このようにブレーキペダル開放時の前後加加速度に応じて加速度を可変とすることで、ドライバは直感的に発生させる加速度を制御することができ、また加速度を一定に保つ操作は制御により行われるため、ドライバの運転負荷を低減することができる。これにより例えば街中で加減速を繰り返す先行車に追従や、渋滞時に先行車に追従しながら走行する際においても、ドライバはブレーキペダル開放時の前後加加速度を制御することで発生する加速度を変化させることができ、ペダルの踏み変え動作を低減することができる。

（発明を実施するための実施形態３）
以下、図２１〜図２６を用いて、本発明の第３の実施形態による車両運動制御装置１″の構成及び動作について説明する。

図２１は、本発明の第３の実施形態による車両運動制御装置１″を有する車両運動制御システムのブロック図である。

本実施形態の車両運動制御装置１″は車両に搭載されるものであり、加速度・加加速度情報取得手段２，車体速度取得手段３，アクセルペダル操作量取得手段４，ブレーキペダル操作量取得手段５，前後加速度制御スイッチ６′，車両運動制御指令演算手段７′からなり、前後加速度発生手段８、および前後加速度制御状態表示手段９への信号出力を行う。

ここで、加速度・加加速度情報取得手段２，車体速度取得手段３，アクセルペダル操作量取得手段４，ブレーキペダル操作量取得手段５，前後加速度発生手段８、および前後加速度制御状態表示手段９は上述の実施形態１と同様である。

前後加速度制御スイッチ６′は、本発明による前後加速度制御のＯＮ／ＯＦＦを検出するスイッチである。ここで前後加速度制御スイッチ６′は独立に設置されるスイッチではなく、他の入力と連動するものであってもよい。例えばアクセルペダル入力に対してエンジンの応答性を変更するモード切替えスイッチを備える場合、エンジンの応答性が最も高くなるモードでは、前後加速度制御がＯＮとなるようにしてもよい。

またドライバによる入力スイッチとシフトポジション位置から前後加速度制御のＯＮ／ＯＦＦを切替えるスイッチであってもよい。例えば、オートマティックトランスミッションの車両であれば、シフトポジションがＤレンジで、かつドライバによる入力スイッチがＯＮの時は前後加速度制御をＯＮとし、それ以外の条件では前後加速度制御をＯＦＦとするスイッチであってもよい。

またカメラやミリ波のように、自車両周囲の障害物等を検出可能な外界情報取得手段を備える場合、シフトポジションとドライバによる入力スイッチに加え、外界情報取得手段に得られた情報に基づいて、自車両進行方向に接触する可能性がある物体が存在する場合は、前後加速度制御をＯＦＦするスイッチであってもよい。

また上述のシフトポジションによる処理は、もしくは外界情報による処理は、シフトポジション情報や外界情報を車両運動制御指令演算手段７′に入力することで、車両運動制御指令演算手段７′内で前後加速度制御のＯＮ／ＯＦＦを切替えるように行ってもよい。

車両運動制御指令演算手段７′は、記憶領域、および演算処理能力、および信号の入出力手段をもつ演算装置であり、車両に発生させる前後加速度指令値を演算し、前後加速度発生手段８、および前後加速度制御状態手段９へと信号を送る。

図２２に前記車両運動制御装置１″の車両運動制御指令演算手段７′における演算フローチャートＣ１を示す。なお演算フローチャートＣ１では、加速度・加加速度情報取得手段２により得られる信号を、前後加速度，横加速度、車体速度取得手段３により得られる信号を各車輪の車輪速度、アクセルペダル操作量取得手段４により得られる信号をアクセルペダルストローク、ブレーキペダル操作量取得手段５により得られる信号をブレーキ圧、前後加速度制御スイッチ６′により得られる信号をスイッチのＯＮ／ＯＦＦ信号とする。

Ｓ０００，Ｓ１００での演算は、上述の実施形態１と同様である。

Ｓ２５０では、前後加速度制御許可フラグＦＯＫを作成する。前後加速度制御許可フラグＦＯＫは、（スイッチＯＮ／ＯＦＦ信号ＧＳＷがＯＮ）であればＦＯＫを１とし、それ以外の条件であれば０とする。また上述のようにシフトポジションが入力されている場合、前後加速度制御許可フラグＦＯＫは、（スイッチＯＮ／ＯＦＦ信号ＧＳＷがＯＮ）、かつ、（シフトポジションがＤレンジ）であればＦＯＫを１とし、それ以外の条件であれば０とする。演算後Ｓ３５０へ進む。

Ｓ３５０では、前後加速度指令値初期値Ｇ_xcmdの演算を行う。図２３に前後加速度指令値Ｇ_xcmdの演算フローチャートＣ２を示す。

Ｓ３５１では、前後加速度制御許可フラグＦＯＫの判定を行う。前後加速度制御許可フラグＦＯＫが０であればＳ３５２に、０でなければＳ３５３へと進む。

Ｓ３５２では、目標前後加加速度Ｊ_xtgt，目標前後加速度Ｇ_xtgt，前後加加速度指令値Ｊ_xcmd，前後加加速度要求値Ｊ_xreq，前後加速度指令値Ｇ_xcmdを０として、Ｓ４５０へ進む。

Ｓ３５３では、前後加加速度Ｊ_x、およびブレーキペダル操作量ＢＰに基づいて目標前後加加速度Ｊ_xtgtを演算する。目標前後加速度Ｊ_xtgtの演算方法としては、図２４に示すように、ブレーキペダル操作量ＢＰが減少開始してから０となる期間ΔＴにおいて発生した前後加加速度Ｊ_xの最大値を目標前後加加速度Ｊ_xtgtとし、ブレーキペダル操作量ＢＰが増加開始した際に目標前後加加速度Ｊ_xtgtを０とする。ここで目標前後加加速度Ｊ_xtgtは期間ΔＴの最小値ではなく、平均値としてもよい。

また前後加速度Ｊ_xの値が減少する方向と増加する方向で異なる時定数のフィルタをかけた値をＪ_xtgtとし、減少する方向の時定数を増加する方向の時定数よりも非常に大きな値としてもよい。

またブレーキペダル操作量ＢＰの時間変化から発生する前後加加速度を推定し、この推定値Ｊ_xBPとＪ_xの内、その絶対値が大きい方の値を用いて目標前後加加速度Ｊ_xtgtを作成してもよい。また前後加速度Ｇ_xと車両速度Ｖを微分して得られる前後加速度Ｇ_xVとの差分から路面の縦勾配を推定し、ある閾値以上の上り勾配もしくは下り勾配にあると判定された場合、Ｊ_xBPに基づいて目標前後加加速度Ｊ_xtgtを作成してもよい。演算後Ｓ３５４へと進む。

Ｓ３５４では、目標前後加加速度Ｊ_xtgtに基づいて目標前後加速度Ｇ_xtgt，目標車体速度Ｖ_tgtを演算する。目標前後加速度Ｇ_xtgtの演算方法としては、図１１に示すように、目標前後加加速度Ｊ_xtgtと目標前後加速度Ｇ_xtgtは同符号で、目標前後加加速度Ｊ_xtgtの絶対値が大きいほど、目標前後加速度Ｇ_xtgtの絶対値が大きくなるように設定される。

また目標車体速度Ｖ_tgtは、図２５に示すように、目標前後加加速度Ｊ_xtgtが正の値であれば、目標前後加加速度Ｊ_xtgtに応じて増加し、負の値であれば０とする。演算後Ｓ３５５へと進む。

Ｓ３５５では、目標前後加加速度Ｊ_xtgt，目標前後加速度Ｇ_xtgt，ブレーキペダル操作量ＢＰ、および前後加速度指令値の前回値Ｇ_{xcmd_z1}に基づいて、前後加加速度指令値Ｊ_xcmdを演算する。前後加加速度指令値Ｊ_xcmdは、以下の式（１）により与えられる。演算後Ｓ３０６へと進む。

〔数３〕
Ｊ_xcmd＝Ｊ_xtgt{(ＢＰ＝０もしくはＪ_x≦０)かつ(｜Ｇ_{xcmd_z1}｜≦｜Ｇ_xtgt｜)}
Ｊ_xcmd＝０（上記条件以外） …（３）

Ｓ３５６では、横加速度Ｇ_y，横加加速度Ｊ_y，アクセルペダル操作量ＡＰ，ブレーキペダル操作量ＢＰ、および前後加速度指令値Ｇ_xcmdの前回値Ｇ_{xcmd_z1}に基づいて、前後加加速度要求値Ｊ_xreqを演算する。前後加加速度要求値Ｊ_xreqは、上述の図１６から図２０に示した前後加加速度要求値（アクセル）Ｊ_xreqAP，前後加加速度要求値（ブレーキ）Ｊ_xreqBP，前後加加速度要求値（横加加速度）Ｊ_xreqJyを用いて、以下の式（４）により与えられる。演算後Ｓ３５７へと進む。

〔数４〕
Ｊ_xreq＝Ｊ_xreqAP＋Ｊ_xreqBP＋Ｊ_xreqJy …（４）

Ｓ３５７では、車体速度Ｖ，目標車体速度Ｖ_tgt，前後加加速度指令値Ｊ_xcmd，前後加加速度要求値Ｊ_xreq、および前後加速度指令値Ｇ_xcmdの前回値Ｇ_{xcmd_z1}に基づいて、前後加速度指令値Ｇ_xcmdを演算する。前後加速度指令値Ｇ_xcmdは、前後加加速度指令値Ｊ_xcmdと前後加加速度要求値Ｊ_xreqを加算した値を積分したものに、下限値を０、上限値を上述の図２０に示した前後加速度指令上限値Ｇ_xcmdlmtHとした上下限値処理を行うことで演算される。

ここで車体速度Ｖと目標車体速度Ｖ_tgtの差分ΔＶ_tgtに依存しない前後加速度指令上限値１は、予め設定される値であっても、路面で発生可能な加速度絶対値｜Ｇ_max｜に基づいて設定される値であっても、操舵時の旋回応答性まで考慮した加速度絶対値｜Ｇ_strlmt｜に基づいて設定される値であってもよい。

ここで発生可能な｜Ｇ_max｜および｜Ｇ_strlmt｜は、各車輪の車輪速度変化と前後加速度Ｇ_xの関係から推測可能である。またΔＶ_tgtに依存する前後加速度指令上限値２は、図２６に示すように、ΔＶ_tgtが０以下では０となり、ΔＶ_tgtの増加に応じてその値が増加するように設定される。

ここでΔＶ_tgtの増加に応じてその値を増加させる方法として、図２６（Ａ）のように線形的に増加するように設定しても、図２６（Ｂ）のように下に凸の曲線で増加するように設定してもよい。演算後Ｓ４５０へと進む。

Ｓ４５０では、前後加速度制御許可フラグＦＯＫが１であれば、前後加速度指令値Ｇ_xcmdを実現する指令値を、前後加速度制御許可フラグＦＯＫが０であれば、前後加速度制御を行わないような指令値を前後加速度発生手段８、および前後加速度制御状態表示手段９へ送信する。

ここで前後加速度制御許可フラグＦＯＫが１の時に前後加速度発生手段８に送信する信号は、上述の通り、前後加速度指令値Ｇ_xcmdを送信することで前後加速度発生手段８により前後加速度指令値Ｇ_xcmdを実現できる場合、前後加速度指令値Ｇ_xcmdを制御指令値として送信する。また前後加速度発生手段８に応じた指令値にする必要があれば、前後加速度指令値Ｇ_xcmdに基づいて前後加速度発生手段８を制御する指令値を作成し、送信する。例えば前後加速度発生手段８がエンジンであり、エンジントルク指令値をエンジン制御器に送ることで前後加速度制御を行う場合、前後加速度指令値Ｇ_xcmdに基づいてエンジントルク指令値を作成し、作成したエンジントルク指令値を制御指令値として送信する。これにより車両に前後加速度指令値Ｇ_xcmdに基づく前後加速度を発生させる。

また上述のように、前後加速度指令値を実現する指令を複数の前後加速度発生手段８に送信してもよい。例えば、上述のモータとエンジンを前後加速度発生手段８とする場合、一定の前後加速度指令値をエンジンへ送信し、横加加速度に基づく前後加速度指令値の増減分をモータに送信し、最終的に車両に発生する前後加速度が前後加速度指令値Ｇ_xcmdになるようにしてもよい。

前後加速度制御状態表示手段９への指令値としては、例えば前後加速度制御許可フラグＦＯＫが１であれば、ブレーキペダル操作により前後加速度制御が行われることをドライバへ報知するよう表示器への駆動指令値を送信し、前後加速度指令値Ｇ_xcmdによる前後加速度制御中は、制御中であることをドライバへ伝えるよう表示器、または音発生器への駆動指令値を送信する。また前後加速度指令値Ｇ_xcmdの大きさに応じて表示器、または音発生器の出力が変化するように駆動指令値を送信してもよい。

以上のように、本発明では、ドライバのブレーキペダル操作により発生する前後加加速度に基づいて前後加速度を制御することで、ドライバがブレーキペダルにより発生可能な前後加速度の範囲を効果的に広げることができ、ペダルの踏み変え動作を低減することができる。

また本実施例では、車両運動制御装置１″への入力信号として、加速度・加加速度情報取得手段２により得られる信号を、前後加速度，横加速度、車体速度取得手段３により得られる信号を各車輪の車輪速度、アクセルペダル操作量取得手段４により得られる信号をアクセルペダルストローク、ブレーキペダル操作量取得手段５により得られる信号をブレーキ圧、前後加速度制御スイッチ６′により得られる信号をスイッチのＯＮ／ＯＦＦ信号として説明を行ったが、必ずしもこれらすべての信号が入力される場合に限ったものではない。

例えば、車両運動制御装置１″への入力信号として、加速度・加加速度情報取得手段２により得られる信号を、横加速度のみとし、目標前後加加速度Ｊ_xtgtをブレーキペダル操作量ＢＰの時間変化であるＪ_xBPから演算してもよい。

また車両運動制御指令演算手段７′に上述の実施形態１にて述べた、アクセルペダル操作量による前後加速度指令値の演算も合わせて組込み、スイッチによりブレーキペダルによる加速制御とアクセルペダルによる減速制御を切替えてもよい。

逆に上述の実施形態２のセンサ信号演算手段１２に実施形態３のブレーキペダル操作量による前後加速度指令値の演算も合わせて組込み、スイッチによりブレーキペダルによる加速制御とアクセルペダルによる減速制御を切替えてもよい。

Claims (7)

1. ペダル操作量に基づき、ペダルの解放操作終了時の前後加速度である第一の前後加速度を求め、前記ペダル操作量およびペダル解放速度に基づき、ペダルの解放操作終了時以降における最終的な前後加速度である第二の前後加速度を求める演算手段と、
   ペダル解放開始からペダルの解放操作終了時までの間、ペダルの解放操作終了時に前記第一の前後加速度となるように、車両の加減速アクチュエータを制御し、
   ペダルの解放操作終了時以降に、前記第二の前後加速度となるように前記加減速アクチュエータを制御する車両運動制御装置。
2. 前記制御手段は、前記第一の前後加速度に到達する際に発生した前後加速度変化と同じとなるように、前記第一の加速度から前記第二の前後加速度へ車両を制御する請求項１に記載の車両運動制御装置。
3. 前記演算手段は、前記第一の前後加速度から前記第二の加速度へ変化する際の前後加速度変化が、前記第一の前後加速度に到達する際に発生する前後加速度変化と同じとなるように、前記第二の加速度を演算する請求項１に記載の車両運動制御装置。
4. 前記演算手段は、ペダル解放速度が大きいほど前記第二の前後加速度の絶対値が大きくなるようにする請求項１に記載の車両運動制御装置。
5. 前記演算手段は、前記第一の前後加速度に到達する際の前後加加速度の絶対値が大きいほど前記第二の前後加速度の絶対値を大きくする請求項１に記載の車両運動制御装置。
6. ペダルがブレーキペダルである場合、前記演算手段は、ペダル解放速度が大きいほど前記第二の前後加速度の値が大きくなるようにする請求項１に記載の車両運動制御装置。
7. 前記演算手段は、車両の横加加速度に基づいて前記第二の前後加速度を求める請求項１に記載の車両運動制御装置。

Images