(57)【要約】【課題】加速度の初期応答を満足させつつ滑らかな加速感を車両の運転者に与えることができる車両制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関を搭載した車両の加速度Ｇがアクセル開度ａｃｃｐに応じて演算された初期応答目標値Ｇｒｅｓに達するように内燃機関を操作する初期応答制御から、車両の運転者が加速感を感じる範囲内で加々速度ΔＧが変化するように内燃機関を操作する加速伸び感制御へ切り替える。加速度Ｇが初期応答目標値Ｇｒｅｓに達した時に加々速度ΔＧが加速伸び感制御の開始初期値である開始加々速度ΔＧ０よりも大きい場合、初期応答制御から加速伸び感制御へ切り替わる過程で、その切り替わりを運転者が感じない範囲内で加々速度ΔＧを開始加々速度ΔＧ０まで減少させる。【選択図】図２
2008254600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の運転者に作用する前記車両の前後方向に関する加速度の初期応答目標値を前記車両に搭載された加速度操作部材の操作量に応じて演算し、前記加速度が前記初期応答目標値に達するように前記加速度に影響する前記車両の制御要素を操作する初期応答制御を実行し、その後前記車両の運転者が加速感を感じる範囲内で前記加速度の時間的変化である加々速度が変化するように前記制御要素を操作する加速伸び感制御へ切り替える車両制御装置であって、
前記加速伸び感制御を開始する際の前記加々速度の初期値である開始加々速度を演算する開始加々速度演算手段と、前記加速度が前記初期応答目標値に達した時に前記加々速度が前記開始加々速度よりも大きい場合、前記初期応答制御から前記加速伸び感制御へ切り替わる過程で、その切り替わりを前記車両の運転者が感じない範囲内で前記加々速度が前記開始加々速度まで減少するように前記制御要素を操作する切替時制御手段と、を備えることを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
前記車両の状態に応じて発生させ得る前記加速度の上限値である限界加速度を演算する限界加速度演算手段を更に備え、
前記切替時制御手段は、前記加速度が前記初期応答目標値に達した時に前記加々速度が前記開始加々速度よりも小さい場合、前記加速度が前記限界加速度に維持されながら前記加々速度が前記開始加々速度まで増加するように前記制御要素を操作することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記車両の状態に応じて発生させ得る前記加速度の上限値である限界加速度を演算する限界加速度演算手段を更に備え、
前記初期応答制御の際に、前記加速度が前記限界加速度を維持しながら前記初期応答目標値に達するように前記制御要素を操作することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両制御装置。
【請求項４】
前記切替時制御手段は、変化前の前記加々速度に対する前記加々速度の変化の比として定義されるウェーバー比を、運転者が前記切り替わりを感じない範囲に設定し、そのウェーバー比を利用して、前記加々速度が前記開始加々速度まで減少するように前記制御要素を操作することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の運転者に作用する加速度を制御する車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に生じさせる加速度の制御内容を切り替える際に車両の運転者が体感する不連続感を緩和するため、制御の切り替え時において加速度が滑らかに変化するようになまし処理を行うことが周知である。例えば、運転者の加速要求と排気エミッションの制約とを考慮して内燃機関の目標トルクを設定し、その目標トルク到達時に運転者が体感する加速感の段差が無くなるように、目標トルクの増加前後で目標トルクのなまし処理を実施する車両制御装置が知られている（特許文献１）。その他、本発明に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。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１３８２６５号公報
【特許文献２】特開２００３−３１２３１８号公報
【特許文献３】特開２００４−２２５６８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の制御装置は、目標トルクのなましの程度を定めたなまし度を目標トルクの大きさに応じてなまし処理の際に変化させているが、制御内容の切り替え前後の様々な運転条件を考えた場合には必ずしも十分な効果が得られない。
【０００５】
そこで、本発明は加速度の初期応答を満足させつつ滑らかな加速感を車両の運転者に与えることができる車両制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両制御装置は、車両の運転者に作用する前記車両の前後方向に関する加速度の初期応答目標値を前記車両に搭載された加速度操作部材の操作量に応じて演算し、前記加速度が前記初期応答目標値に達するように前記加速度に影響する前記車両の制御要素を操作する初期応答制御を実行し、その後前記車両の運転者が加速感を感じる範囲内で前記加速度の時間的変化である加々速度が変化するように前記制御要素を操作する加速伸び感制御へ切り替える車両制御装置であって、前記加速伸び感制御を開始する際の前記加々速度の初期値である開始加々速度を演算する開始加々速度演算手段と、前記加速度が前記初期応答目標値に達した時に前記加々速度が前記開始加々速度よりも大きい場合、前記初期応答制御から前記加速伸び感制御へ切り替わる過程で、その切り替わりを前記車両の運転者が感じない範囲内で前記加々速度が前記開始加々速度まで減少するように前記制御要素を操作する切替時制御手段と、を備えることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００７】
この車両制御装置によれば、初期応答制御から加速伸び感制御への切り替えの際に加々速度を加速伸び感制御の開始加々速度まで減少させた場合でも、その減少は運転者が感じない範囲に制限される。従って、初期応答制御によって初期応答を満足させた後に、運転者に対して加速伸び感制御への御の切り替わりを感じさせない滑らかな加速感を与えることができる。
【０００８】
本発明の車両制御装置の一態様においては、前記車両の状態に応じて発生させ得る前記加速度の上限値である限界加速度を演算する限界加速度演算手段を更に備え、前記切替時制御手段は、前記加速度が前記初期応答目標値に達した時に前記加々速度が前記開始加々速度よりも小さい場合、前記加速度が前記限界加速度に維持されながら前記加々速度が前記開始加々速度まで増加するように前記制御要素を操作してもよい（請求項２）。この態様によれば、初期応答制御から加速伸び感制御へ切り替わる過程で、加速度が限界加速度に維持されるため、初期応答制御から加速伸び感制御への切り替えが迅速かつ滑らかに実現される。
【０００９】
本発明の車両制御装置の一態様においては、前記車両の状態に応じて発生させ得る前記加速度の上限値である限界加速度を演算する限界加速度演算手段を更に備え、前記初期応答制御の際に、前記加速度が前記限界加速度を維持しながら前記初期応答目標値に達するように前記制御要素を操作してもよい（請求項３）。この態様によれば、初期応答目標値への加速度の到達時間が最短となるので、運転者に対して鋭い加速レスポンスを体感させることができる。
【００１０】
本発明の車両制御装置の一態様においては、前記切替時制御手段は、変化前の前記加々速度に対する前記加々速度の変化の比として定義されるウェーバー比を、運転者が前記切り替わりを感じない範囲に設定し、そのウェーバー比を利用して、前記加々速度が前記開始加々速度まで減少するように前記制御要素を操作してもよい（請求項４）。この態様によれば、初期応答制御から加速伸び感制御への切り替わりに関する運転者の知覚の有無を、生理学分野で確立されたウェーバー・フェヒナー（Ｗｅｂｅｒ−Ｆｅｃｈｎｅｒ）の法則から得られるウェーバー比を利用して定量化できるため、加々速度を変化させるための操作量を客観的に演算することができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明によれば、初期応答制御から加速伸び感制御への切り替えの際に加々速度を加速伸び感制御の開始加々速度まで減少させた場合でも、その減少は運転者が感じない範囲に制限されるため、初期応答制御によって初期応答を満足させた後に、運転者に対して加速伸び感制御への御の切り替わりを感じさせない滑らかな加速感を与えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は本発明の車両制御装置が適用された車両の概略を示している。車両１には制御要素としての内燃機関２が走行用動力源として搭載されている。内燃機関２は４つの気筒３が一列に並べられた直列４気筒型のガソリンエンジンとして構成される。各気筒３には、エアフィルタ５にて濾過された空気と燃料噴射弁６にて噴射された燃料とが混合した混合気が吸気通路４によって導かれる。内燃機関２の吸入空気流量は吸気通路４に設けられたスロットル弁７にて調整され、その吸入空気流量に応じた燃料が燃料噴射弁６にて噴射されることにより、各気筒３に導かれる混合気の空燃比が所定の空燃比に調整される。各気筒３に導かれた混合気は不図示の点火プラグにて着火され、その燃焼によりクランクシャフト８から所定トルクが出力される。各気筒３における燃焼後の排気は排気通路９に導かれ、その排気通路９に設けられた不図示の排気浄化装置にて排気中の有害物質が浄化されてから大気に放出される。
【００１３】
内燃機関２のクランク軸８には前進５段、後退１段の変速段を持つトランスミッション１０が連結され、トランスミッション１０にて変速されたクランクシャフト８の回転はプロペラシャフト１１及び差動装置１２を介して左右の駆動輪１３に伝達される。これにより、内燃機関２は車両１の走行用動力源として機能する。車両１の運転状態は、運転者にて操作されるアクセルペダル１４の操作量に応じて演算される指令トルクが内燃機関２から出力されるように内燃機関２がエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２０にて操作されることにより制御される。車両制御装置としてのＥＣＵ２０はマイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＯＭ、ＲＡＭ等の周辺装置を備えたコンピュータユニットとして構成される。例えば、ＥＣＵ２０は吸入空気量、燃料噴射量、燃料噴射時期等の運転パラメータを変化させることにより指令トルクが得られるように内燃機関２を操作する。ＥＣＵ２０には、車両１の運転状態を制御するため各種のセンサからの信号が入力されるが、ここでは、本発明に関連するもののみを図示する。即ち、ＥＣＵ２０にはアクセルペダル１４の踏み込み量（アクセル開度）に応じた信号を出力するアクセル開度センサ２１、内燃機関２の機関回転速度、即ちクランクシャフト８の回転速度に応じた信号を出力するクランク角センサ２２、吸入空気流量に応じた信号を出力するエアフローメータ２３、車両１の速度（車速）に応じた信号を出力する車速センサ２４及び車両１の前後方向（図１の左右方向）の加速度（以下、単に加速度という。）に応じた信号を出力する加速度センサ２５からの信号がそれぞれ入力される。
【００１４】
本形態は運転者がアクセルペダル１４を踏み込んでから所要の加速度が得られるまでの加速過渡期における車両１の制御にその特徴がある。即ち、ＥＣＵ２０は、運転者に作用する加速度としての車両１の加速度を制御するにあたり、まず加速度の初期応答を満足させるための初期応答制御を実行し、その後運転者に加速の伸び感を与えるための加速伸び感制御へ切り替える。そして、ＥＣＵ２０はその切り替えを運転者に感じさせないように切り替えの過程で加速度の時間的変化である加々速度を変化させる。なお加速度及び加々速度は特に断わりのない限り車両の前後方向に沿ったものを言い、車両の前方を正の値とする。以下、加速過渡期においてＥＣＵ２０が行う制御について説明し、定常時におけるＥＣＵ２０の制御については説明を省略する。
【００１５】
図２はアクセル開度が開き方向にステップ的に変化した車両１の加速過渡期における第１の制御例を示したタイミングチャートであり、図３は第１の制御例とは制御挙動が相違する第２の制御例を示したタイミングチャートである。これらの図はいずれも初期応答制御から加速伸び感制御へ切り替わる際のアクセル開度ａｃｃｐ、加速度Ｇ、加々速度ΔＧ及び後述するウェーバー比ｗの時間的変化を示している。これらの図に示すように、初期応答制御は定常状態から運転者がアクセルペダル１４を踏み込むことにより時刻ｔ０から開始し、車両１の加速度Ｇがアクセル開度ａｃｃｐ等に基づいて演算される加速度の初期応答目標値Ｇｒｅｓに達した時刻ｔａに終了する。初期応答制御においては、加速度Ｇが初期応答目標値Ｇｒｅｓに達するまでの間、車両１の状態に応じて発生させ得る加速度の上限値である限界加速度Ｇｆｕｌｌに加速度Ｇが維持されるように内燃機関２が操作される。これにより初期応答目標値Ｇｒｅｓへの到達時間が最短となるので、運転者に対して鋭い加速レスポンスを体感させることができる。
【００１６】
加速伸び感制御は初期応答制御後において加速感、即ち加速の伸び感を運転者に体感させるものである。運転者が感じる加速感は加々速度に影響され、その加々速度の大小によって運転者は加速の緩急を判別できることが一般に知られている。従って、加速伸び感制御においては、加速の伸び感を運転者に体感させるため、加々速度ΔＧの変化を運転者が連続的に知覚できる範囲内で加々速度ΔＧが変化するように内燃機関２が操作される。
【００１７】
運転者が加々速度の変化を知覚できるか否かは、生理学分野で確立されたウェーバー・フェヒナー（Ｗｅｂｅｒ−Ｆｅｃｈｎｅｒ）の法則を利用して定量化できる。ここでは、基準刺激としての変化前の加々速度と、加々速度の変化とをこの法則に当てはめることによりウェーバ比ｗを次の式１で定義する。
【００１８】
ｗ＝加々速度の変化／変化前の加々速度                                ・・・１
【００１９】
その上で、図２及び図３に示すように、ウェーバー比ｗの範囲を、運転者が加々速度ΔＧの変化を知覚できる知覚可能範囲ＡＲ１と、運転者が加々速度ΔＧの変化を知覚できない知覚不能範囲ＡＲ２とに分ける。知覚可能範囲ＡＲ１と知覚不能範囲ＡＲ２とのそれぞれの具体的数値範囲は実験的に定められる。これらの図において、知覚不能範囲ＡＲ２は上限が正の値に設定され下限が負の値に設定されている。これは知覚不能範囲ＡＲ２の上限を超えた場合に運転者が加々速度の増加を感じることができ、その下限を下回った場合に加々速度の減少を感じることができることを意味する。
【００２０】
図２及び図３に示すように、加速伸び感制御においては、加々速度ΔＧの増加を運転者に体感させる必要があるため、加々速度ΔＧを、開始加々速度ΔＧ０を起点とし知覚可能範囲ＡＲ１の範囲内で変化（増加）させる。加々速度ΔＧを刻々と変化させる単位時間は人間が知覚可能な範囲に設定される。
【００２１】
以上の初期応答制御から加速伸び感制御へ切り替えるにあたり、加速度Ｇが初期応答目標値Ｇｒｅｓに達した時に、その時の加々速度ΔＧと加速伸び感制御の開始初期値である開始加々速度ΔＧ０とがずれたまま、仮に初期応答制御の終了後直ちに加速伸び感制御へ切り替えると加々速度ΔＧの変化が顕著になりその切り替わりを運転者が感じるおそれがある。
【００２２】
特に、加速度Ｇが初期応答目標値Ｇｒｅｓに達した時に加々速度ΔＧが開始加々速度ΔＧ０よりも大きい場合、伸び感制御に切り替わる過程で加々速度ΔＧが急減少する。このため、初期応答制御から伸び感制御への切り替わりを運転者に感じさせるばかりでなく、加々速度ΔＧが増加から減少へ転じることにより運転者に加速の頭打ち感を感じさせることになる。図２は、加速度Ｇが初期応答目標値Ｇｒｅｓに達した時に加々速度ΔＧが開始加々速度ΔＧ０よりも大きい場合を示している。図２に示すように、初期応答制御の終了時刻ｔａから伸び感制御の開始時刻ｔｂまでの間、ウェーバー比ｗを知覚不能範囲ＡＲ２の範囲内に維持しつつ加々速度ΔＧが開始加々速度ΔＧ０まで減じられる。これにより、運転者に対して加々速度ΔＧの変化（減少）を感じさせることなく、加速伸び感制御へ切り替えることができる。そのため、初期応答を満足させつつ、頭打ち感のない滑らかで気持ち良い加速感を運転者へ体感させることが可能となる。
【００２３】
一方、図３は加速度Ｇが初期応答目標値Ｇｒｅｓに達した時に加々速度ΔＧが開始加々速度ΔＧ０よりも小さい場合を示している。この場合は加々速度ΔＧが図２のように増加から減少へ転じることがないので、図３に示すように、初期応答制御の終了時刻ｔａから加速伸び感制御の開始時刻ｔｂまでの間、加速度Ｇを限界加速度Ｇｆｕｌｌに維持しながら加々速度ΔＧが開始加々速度ΔＧ０まで増やされる。これにより、初期応答制御から加速伸び感制御への切り替えが迅速かつ滑らかに実現される。
【００２４】
図２及び図３の制御例は、例えば図４〜図８に示す制御ルーチンをＥＣＵ２０が実行することにより実現される。図４は加速制御の制御ルーチンの一例を示したフローチャートである。このルーチンのプログラムはＥＣＵ２０のＲＯＭに保持されており、適時に読み出されて所定の演算周期で繰り返し実行される。また、図５〜図８は図４のサブルーチンを示している。
【００２５】
図４に示すように、ＥＣＵ２０はステップＳ１において、現在の車両１の状態を把握するため、加速制御に使用する各種の車両運転パラメータを取得する。例えば、ＥＣＵ２０は車両運転パラメータとして、アクセルペダル１４の操作量としてのアクセル開度ａｃｃｐ、内燃機関２の機関回転速度ｅｎｅ、吸入空気流量Ｇａ及びトランスミッション１０の変速段ｓｈｉｆｔ等を取得する。アクセル開度ａｃｃｐはアクセル開度センサ１４の出力信号に基づいて、機関回転速度ｅｎｅはクランク角センサ２２の出力信号に基づいて、吸入空気流量Ｇａはエアフローメータ２３の出力信号に基づいてそれぞれ取得される。変速段ｓｈｉｆｔは車速センサ２４の出力信号から取得される車速Ｖと機関回転速度ｅｎｅとからの推定により取得できる。もっとも、トランスミッション１０が自動変速装置の場合は、その制御に用いられる変速段の信号を参照することにより変速段ｓｈｉｆｔを直接的に取得することも可能である。また、トランスミッション１０が無段変速装置の場合は変速段ｓｈｉｆｔの代りに変速比を取得してもよい。
【００２６】
次に、ステップＳ２においては上限トルクＴｆｕｌｌを取得する。上限トルクＴｆｕｌｌは内燃機関２が現在出力し得る出力トルクの上限値としての意味を持つ。吸入空気流量Ｇａに基づいて算出される出力トルクの基本値と、排気エミッション等の信頼性の観点から算出される出力トルクの制限値とを比較して小さい方が上限トルクＴｆｕｌｌとして取得される。次に、ステップＳ３において、車両１の現在の加速度Ｇを取得する。加速度Ｇは加速度センサ２５の出力信号に基づいて取得される。次に、車両１の現在の加々速度ΔＧを取得する。一般に加々速度は厳密には加速度の時間微分値であるが、本形態では演算周期が十分に小さいため、加々速度ΔＧを演算周期当たりの加速度Ｇの変化量として定義する。即ち、前回処理で取得した加速度Ｇと今回処理で取得した加速度Ｇとの差が加々速度ΔＧに相当する。なお、このような処理に代えて、車両１に加々速度センサを設けることにより加々速度を直接取得することも可能である。
【００２７】
次に、ステップＳ５において加速度目標値Ｇｄｅｍを演算する。加速度目標値Ｇｄｅｍは運転者が最終的な目標として要求する加速度の目標値であり、アクセル開度ａｃｃｐ及び機関回転速度ｅｎｅに基づいて演算される。図９は機関回転数ｅｎｅとアクセル開度ａｃｃｐとを変数として加速度目標値Ｇｄｅｍを与えるマップの一例を示した説明図である。この図に示すように、同一アクセル開度においては機関回転速度が高くなるほど加速度目標値Ｇｄｅｍが小さくなるようにマップが作成されている。ＥＣＵ２０は図９に示すようなマップをＲＯＭに記憶しており、そのマップを参照することにより、先の処理で取得した機関回転数ｅｎｅとアクセル開度ａｃｃｐとに基づいて加速度目標値Ｇｄｅｍを演算する。
【００２８】
次に、ステップＳ６においては初期応答目標値Ｇｒｅｓを演算する。初期応答目標値Ｇｒｅｓは運転者がアクセルペダル１４を踏み込んだ初期の段階で要求する加速度の目標値である。初期応答目標値Ｇｒｅｓは加速度目標値Ｇｄｅｍと同様に、図９と同傾向を持つマップを利用してアクセル開度ａｃｃｐ及び機関回転数ｅｎｅに基づいて演算される。但し、車両１の状態及びアクセル開度ａｃｃｐが同一の場合、初期応答目標値Ｇｒｅｓは加速度目標値Ｇｄｅｍよりも小さくなるようにそのマップは作成されている。
【００２９】
次に、ステップＳ７においては限界加速度Ｇｆｕｌｌを演算する。限界加速度ＧｆｕｌｌはステップＳ２で取得した上限トルクＴｆｕｌｌに基づいて演算される。限界加速度Ｇｆｕｌｌは内燃機関２から上限トルクＴｆｕｌｌが出力された場合に得られる車両１の加速度を意味する。車両１の加速度は内燃機関２から同一の出力トルクが出力されてもトランスミッション１０の変速段や車両重量等の種々の要因によって変化する。そのため、例えばこれらの要因を考慮した次の式２を利用して限界加速度Ｇｆｕｌｌを演算できる。
【００３０】
Ｇｆｕｌｌ＝（（Ｔｆｕｌｌ−Ｆｆ）×ｎｔ×ｎｆ／ｒｔ−Ｆｓ）／Ｗ      ・・・２
【００３１】
ここで、Ｆｆは内燃機関２の内部フリクション、ｎｔはトランスミッション１０の変速比、ｎｆは最終減速比、ｒｔは駆動輪半径、Ｆｓは車両１の走行による空気抵抗、Ｗは車両１の重量である。なお、限界加速度Ｇｆｕｌｌを演算するにあたり、式２では考慮されていない車両１の慣性や車両１が走行する路面の勾配等の要因を考慮することもできる。
【００３２】
次に、ステップＳ８においては開始加々速度ΔＧ０を演算する。開始加々速度ΔＧ０は加速伸び感制御を開始する初期値であり、開始加々速度ΔＧ０は変速段ｓｈｉｆｔが大きくなるほど小さな値となるように演算される。言い換えれば、開始加々速度ΔＧ０はトランスミッション１０の変速比が小さくなるほど小さな値となるように演算される。図１０は変速段ｓｈｉｆｔを変数として開始加々速度ΔＧ０を与えるマップの一例を示した説明図である。ＥＣＵ２０は図１０に示すようなマップをＲＯＭに記憶しており、そのマップを参照することにより、先の処理で取得した変速段ｓｈｉｆｔに基づいて開始加々速度ΔＧ０を演算する。
【００３３】
次に、ステップＳ９においては加速度Ｇが初期応答目標値Ｇｒｅｓよりも大きいか否かを判定する。加速度Ｇが初期応答目標値Ｇｒｅｓ以下の場合は、十分な初期応答が得られていない状況にあるので、初期応答制御を開始又は継続させるべくステップＳ１０に進んで、今回のルーチンで実現すべき要求加々速度ΔＧｔを演算し、その後ステップＳ１４に進む。一方、加速度Ｇが初期応答目標値Ｇｒｅｓよりも大きい場合は初期応答制御が完了し、かつ初期応答制御から加速伸び感制御への切り替え過程で実施される切替時制御の実施中又は加速伸び感制御への切り替え後のいずれかの状況にある。
【００３４】
そこで、ステップＳ１１に進んで切替時制御の完了又は未了を切替時制御完了フラグｆｌａｇの値を参照して判定する。切替時制御完了フラグｆｌａｇはＥＣＵ２０のＲＡＭの所定領域に割り当てられており、「１」の場合に切替時制御の完了を意味し、「０」の場合にその未了を意味する。切替時制御が未了の場合はこれを開始又は続行するためステップＳ１２に進んで、今回のルーチンで実現すべき要求加々速度ΔＧｔを演算し、その後ステップＳ１４に進む。一方、切替時制御が完了の場合は加速伸び感制御を開始又は続行するためステップＳ１３に進んで、今回のルーチンで実現すべき要求加々速度ΔＧｔを演算し、その後ステップＳ１４に進む。
【００３５】
ステップＳ１４では、ステップＳ１０、ステップＳ１２又はステップＳ１３で演算された要求加々速度ΔＧｔに基づいて、今回のルーチンで内燃機関２から出力させるべき指令トルクＴｒｅｑを演算する。そして、続くステップＳ１５にて指令トルクＴｒｅｑが内燃機関２から出力されるように内燃機関２を操作して今回のルーチンを終了する。なお、指令トルクＴｒｅｑを得るための内燃機関２の制御手順は公知の制御装置のそれと同様でよい。図４の制御ルーチンが繰り返し実行されることにより、加速過渡期において初期応答制御、切替時制御及び加速伸び感制御のそれぞれが実施されることになる。
【００３６】
次に、図４の制御ルーチンで定義されたサブルーチンを図５〜図８を参照しながら説明する。図５は、図４のステップＳ１０の詳細を示し、初期応答制御に係る要求加々速度ΔＧｔの演算処理の処理手順の一例を示している。まず、ＥＣＵ２０はステップＳ１０ａにおいて切替時制御完了フラグｆｌａｇをクリア、即ちｆｌａｇ＝０とする。次に、ステップＳ１０ｂにおいて初期応答加々速度ΔＧｒｅｓを演算する。初期応答加々速度ΔＧｒｅｓは図４のステップＳ３で取得した現在の加速度ＧとステップＳ７で演算した限界加速度Ｇｆｕｌｌとの差として与えられる。即ち、ＥＣＵ２０は初期応答加々速度ΔＧｒｅｓを次の式３を利用して演算する。
【００３７】
ΔＧｒｅｓ＝Ｇｆｕｌｌ−Ｇ                              ・・・・・・・・・３
【００３８】
次に、ステップＳ１０ｃに進み、要求加々速度ΔＧｔを初期応答加々速度ΔＧｒｅｓに基づいて演算して処理を終了する。この形態では、ステップＳ１０ｂで演算した初期応答加々速度ΔＧｒｅｓの値を要求加々速度ΔＧｔとする。即ち、ΔＧｔ＝ΔＧｒｅｓとする。これにより、ステップＳ１０ａ〜ステップＳ１０ｃにて演算された要求加々速度ΔＧｔを実現する初期応答制御においては、加速度Ｇが限界加速度Ｇｆｕｌｌに維持されるように内燃機関２が操作される。従って、上述のように初期応答目標値Ｇｒｅｓへの到達時間が最短となるので、運転者に対して鋭い加速レスポンスを体感させることができる。
【００３９】
図６は、図４のステップＳ１２の詳細を示し、切替時制御に係る要求加々速度ΔＧｔの演算処理の処理手順の一例を示している。まず、ＥＣＵ２０はステップＳ１２ａにおいて現在の加々速度ΔＧが開始加々速度ΔＧ０よりも大きいか否かを判定する。加々速度ΔＧが開始加々速度ΔＧ０よりも大きい場合、つまり加速度Ｇが初期応答目標値Ｇｒｅｓに達した時に加々速度ΔＧが開始加々速度ΔＧ０よりも大きい場合はステップＳ１２ｂに進み、切替時制御用のウェーバー比ｗ′の値を知覚不能範囲ＡＲ２内に設定する（図２参照）。この形態では、ウェーバー比ｗ′は−０．１３＜ｗ′＜０の範囲内の値に設定される。なおウェーバー比ｗ′の値は図２に示すようにこの範囲内の定数でもよいし、この範囲内で変化する変数でもよい。
【００４０】
次に、ステップＳ１２ｃでは、今回のルーチンで実現すべき要求加々速度ΔＧｔを次の式４を利用して演算する。
【００４１】
ΔＧｔ＝ΔＧ×（１＋ｗ′）（Δｔ／ΔＴ）                ・・・・・・・・・４
【００４２】
ここで、Δｔは図４のステップＳ１５で実行するトルク制御の実行周期である。トルク制御は所定のクランク角毎に実行されるので、その実行周期は一定でなく機関回転速度ｅｎｅに応じて変化する。即ち、機関回転速度ｅｎｅが高くなるほどトルク制御の実行周期Δｔは短くなる。また、ΔＴは制御基準時間であり、これは加々速度ΔＧを刻々と変化させる単位時間として設定される。制御基準時間ΔＴは加々速度ΔＧの変化を人間が知覚可能な範囲、例えば２５０〜５５０ｍｓｅｃの範囲に設定される。
【００４３】
ステップＳ１２ｃで要求加々速度ΔＧｔが式４にて演算され、図４のステップＳ１５でトルク制御が実行されることにより、加々速度ΔＧは運転者が感じない範囲内で減じられる。次に、ステップＳ１２ｄにおいて、要求加々速度ΔＧｔが開始加々速度ΔＧ０よりも小さいか否かを判定する。即ち、この大小判定により、次回ルーチンまでの間に加々速度ΔＧが開始加々速度ΔＧ０よりも小さくなるか否かを予測することができる。要求加々速度ΔＧｔが開始加々速度ΔＧ０よりも小さい場合は、次回ルーチンまでの間に加々速度ΔＧが開始加々速度ΔＧ０に到達することが予測される。そこで、次回ルーチンで加速伸び感制御が開始されるように、ステップＳ１２ｅにおいて切替時制御完了フラグｆｌａｇをセット、即ちｆｌａｇ＝１として処理を終える。一方、要求加々速度ΔＧｔが開始加々速度ΔＧ０以上の場合は、次回ルーチンまでの間に加々速度ΔＧが開始加々速度ΔＧ０に到達しないものと予測できるので、次回ルーチンにおいても切替時制御が続行されるように、ステップＳ１２ｆにおいて切替時制御完了フラグｆｌａｇをクリア、即ちｆｌａｇ＝０として処理を終える。
【００４４】
一方、ステップＳ１２ａにおいて、加々速度ΔＧが開始加々速度ΔＧ０以下の場合、即ち、加速度Ｇが初期応答目標値Ｇｒｅｓに達した時に加々速度ΔＧが開始加々速度ΔＧ０よりも小さい場合はステップＳ１２ｇに進み、加々速度ΔＧを速やかに増加するように要求加々速度ΔＧｔを演算する。ここでは、次の式５を利用して、要求加々速度ΔＧｔが限界加速度Ｇｆｕｌｌと現在の加速度Ｇとの差として演算される。
【００４５】
ΔＧｔ＝Ｇｆｕｌｌ−Ｇ                                  ・・・・・・・・・５
【００４６】
次に、ステップＳ１２ｈにおいて、要求加々速度ΔＧｔが開始加々速度ΔＧ０よりも大きいか否かを判定する。即ち、この大小判定により、次回ルーチンまでの間に加々速度ΔＧが開始加々速度ΔＧ０よりも大きくなるか否かを予測できる。要求加々速度ΔＧｔが開始加々速度ΔＧ０よりも大きい場合は、次回ルーチンまでの間に加々速度ΔＧが開始加々速度ΔＧ０に到達することが予測される。そこで、次回ルーチンで加速伸び感制御が開始されるように、ステップＳ１２ｉにおいて切替時制御完了フラグｆｌａｇをセット、即ちｆｌａｇ＝１として処理を終える。一方、要求加々速度ΔＧｔが開始加々速度ΔＧ０以下の場合は、次回ルーチンまでの間に加々速度ΔＧが開始加々速度ΔＧ０に到達しないものと予測できるので、次回ルーチンにおいても切替時制御が続行されるように、ステップＳ１２ｊにおいて切替時制御完了フラグｆｌａｇをクリア、即ちｆｌａｇ＝０として処理を終える。
【００４７】
図６のルーチンによれば、ステップＳ１２ｃで要求加々速度ΔＧｔが式４にて演算され、図４のステップＳ１５でトルク制御が繰り返し実行されることにより、加々速度ΔＧは運転者が感じない範囲内で開始加々速度ΔＧ０まで減じられる（図２参照）。これにより、上述のように運転者に対して加々速度ΔＧの変化（減少）を感じさせることなく、加速伸び感制御へ切り替えることができるため、初期応答を満足させつつ、頭打ち感のない滑らかで気持ち良い加速感を運転者へ体感させることが可能となる。
【００４８】
また、ステップＳ１２ｇで要求加々速度ΔＧｔが式５にて演算され、図４のステップＳ１５でトルク制御が実行されることにより、加速度Ｇが限界加速度Ｇｆｕｌｌに維持されながら加々速度ΔＧが開始加々速度まで増加するように内燃機関２が操作される（図３参照）。従って、上述のように初期応答制御から加速伸び感制御への切り替えが迅速かつ滑らかに実現される。
【００４９】
図７は、図４のステップＳ１３の詳細を示し、加速伸び感制御に係る要求加々速度ΔＧｔの演算処理の処理手順の一例を示している。まず、ＥＣＵ２０はステップＳ１３ａにおいて、加速伸び感制御用のウェーバー比ｗの値を知覚可能範囲ＡＲ１内に設定する（図２及び図３参照）。この形態では、ウェーバー比ｗは、ｗ＞０．１３の範囲内の値に設定される。なお、ウェーバー比ｗの値はこれらの図に示すようにこの範囲内の定数でもよいし、この範囲内で変化する変数でもよい。次に、ステップＳ１３ｂにおいて、今回のルーチンで実現すべき要求加々速度ΔＧｔを次の式６を利用して演算し、処理を終える。
【００５０】
ΔＧｔ＝ΔＧ×（１＋ｗ）（Δｔ／ΔＴ）                  ・・・・・・・・・６
【００５１】
ここで、式４と同様に、Δｔはトルク制御の実行周期であり、ΔＴは制御基準時間である。制御基準時間ΔＴは加々速度ΔＧの変化を人間が知覚可能な範囲、例えば２５０〜５５０ｍｓｅｃの範囲に設定される。式６の制御基準時間ΔＴの具体的数値は、切替時制御の場合と同一でもよいし、その場合と相違させても構わない。
【００５２】
図７のルーチンによれば、ステップＳ１３ｂで要求加々速度ΔＧｔが式６にて演算され、図４のステップＳ１５でトルク制御が繰り返し実行されることにより、加々速度ΔＧは運転者がその変化を感じる範囲内で徐々に増加する（図２及び図３参照）。これにより、運転者に対して加速の伸び感を与えることができる。
【００５３】
図８は、図４のステップＳ１４の詳細を示し、上述した各処理で演算された要求加々速度ΔＧｔに基づいて内燃機関２から出力させるべき指令トルクＴｒｅｑを演算する処理手順の一例を示している。まず、ＥＣＵ２０はステップＳ１４ａにおいて次の式７を利用して今回のルーチンで実現すべき要求加速度Ｇｔを演算する。
【００５４】
Ｇｔ＝Ｇ＋ΔＧｔ×Δｔ                                  ・・・・・・・・・７
【００５５】
次に、ステップＳ１４ｂにおいて、図４のステップＳ５で算出した加速度目標値ＧｄｅｍとステップＳ１４ａで算出した要求加速度Ｇｔとを比較して、これらのうちの小さい方を要求加速度Ｇｔとすることにより、ステップＳ１４ａで算出した要求加速度Ｇｔを見直す。即ち、要求加速度Ｇｔは次の式８に従って見直される。運転者による加速要求は、初期応答を含んだ過渡的な加速度変化に従いながら最終的な加速度の目標値に到達することと言えるから、要求加速度Ｇｔが加速度目標値Ｇｄｅｍを超えないようにしている。
【００５６】
Ｇｔ＝ｍｉｎ（Ｇｄｅｍ，Ｇｔ）                          ・・・・・・・・・８
【００５７】
次に、ステップＳ１４ｃにおいて、要求加速度Ｇｔを指令トルクＴｒｅｑに換算する。この換算は例えば図４のステップＳ７で行われるトルクから加速度への演算と逆の手順で行ってもよい。
【００５８】
上記の形態において、ＥＣＵ２０は、図４のステップＳ８を実行することにより本発明に係る開始加々速度演算手段として、図４のステップＳ１２（図６のステップＳ１２ａ〜ステップＳ１２ｃ又はステップＳ１２ａ及びステップＳ１２ｇ）、図４のステップＳ１４及びステップＳ１５を実行することにより本発明に係る切替時制御手段として、図４のステップＳ７を実行することにより本発明に係る限界加速度演算手段として、それぞれ機能する。
【００５９】
但し、本発明は上記の形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の形態にて実施できる。上記の形態は内燃機関を搭載した車両の制御装置であるが、車両の走行用動力源は内燃機関に限らない。例えば、電動機を走行用動力源として搭載した車両に本発明を適用することもできるし、内燃機関とともに電動機を搭載したハイブリッド車両に本発明を適用することもできる。
【００６０】
上記の形態では内燃機関２を操作して車両１の加速度を変化させているが、運転者に作用する加速度を変化させる目的で操作されるべき制御要素は本形態の例に限らない。例えば、図４のルーチンで演算される要求加速度Ｇｔが得られるように可変質量型のフライホイール等を操作したり、車両のトランスミッションが無段階の自動変速装置として構成されている場合にはその変速比を要求加速度Ｇｔが得られるように操作することもできる。更に、運転者に作用する加速度に影響する制御要素は、車両に発生する加速度に影響する制御要素のみに限らない。例えば、内燃機関及びトランスミッション等の制御によって車両に与えられる加速度が同一であっても、車両の運転席のシートバックの角度、面圧等を変化させることにより運転者に作用する加速度を変化させることができる。また、車両のサスペンションが減衰特性を調整可能な構造を有する場合には、サスペンションの減衰特性を変化させて車両のスコート（ピッチング運動）を制御することにより、運転者に作用する加速度を変化させることができる。従って、要求加速度Ｇｔの少なくとも一部をシートバック角度又はサスペンションの減衰特性の制御によって得るようにすることもできる。
【００６１】
上記の形態では車両の加速度Ｇを加速度センサ２５の出力信号に基づいて取得しているが、この加速度Ｇは車両の状態に相関するパラメータから推定された値でもよい。これにより、加速度センサの搭載が不要となってコスト削減に貢献することができる。例えば、現在の燃料噴射量や機関回転速度等のパラメータに基づいて内燃機関の出力トルクを推定し、その出力トルクから車両に発生している加速度Ｇを推定してもよい。より具体的には、式２と同様な次の式９を利用することにより、加速度Ｇを推定することができる。
【００６２】
Ｇ＝（（Ｔｒｅｑ−Ｆｆ）×ｎｔ×ｎｆ／ｒｔ−Ｆｓ）／Ｗ              ・・・９
【００６３】
ここで、Ｔｒｅｑは内燃機関の出力トルクである。Ｆｆ、ｎｔ、ｎｆ、ｒｔ、Ｆｓ及びＷは、式２の場合と同様の物理量である。また、加速度Ｇを推定する場合にも、車両の慣性や車両が走行する路面の勾配等の要因を考慮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の車両制御装置が適用された車両の概略を示した図。
【図２】アクセル開度が開き方向にステップ的に変化した車両の加速過渡期における第１の制御例を示したタイミングチャート。
【図３】アクセル開度が開き方向にステップ的に変化した車両の加速過渡期における第２の制御例を示したタイミングチャート。
【図４】加速制御の制御ルーチンの一例を示したフローチャート。
【図５】初期応答制御に係る要求加々速度の演算処理の処理手順の一例を示したフローチャート。
【図６】切替時制御に係る要求加々速度の演算処理の処理手順の一例を示したフローチャート。
【図７】加速伸び感制御に係る要求加々速度の演算処理の処理手順の一例を示したフローチャート。
【図８】各処理で演算された要求加々速度に基づいて内燃機関から出力させるべき指令トルクを演算する処理手順の一例を示したフローチャート。
【図９】機関回転数とアクセル開度とを変数として加速度目標値を与えるマップの一例を示した説明図。
【図１０】変速段を変数として開始加々速度を与えるマップの一例を示した説明図。
【符号の説明】
【００６５】
１  車両
２  内燃機関（制御要素）
１４  アクセルペダル（加速操作部材）
２０  ＥＣＵ（車両制御装置、開始加々速度演算手段、切替時制御手段、限界加速度演算手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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