(57)【要約】【課題】  加速レスポンス、ショックおよびジャークの自動適合を行う。【解決手段】  加速レスポンスを表す代表値Ｒｅが予め定められた目標値を満たしかつショックを表す代表値Ｓｈが予め定められた目標値を満たすように燃料噴射量をフィードホワード制御し、ジャークを表す代表値Ｊｅが予め定められた目標値を満たすように燃料噴射量をフィードバック制御する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の加速レスポンスを表す代表値、ショックを表す代表値およびジャークを表す代表値を検出する検出手段と、加速レスポンスを表す代表値が予め定められた目標値を満たしかつショックを表す代表値が予め定められた目標値を満たすように燃料噴射量をフィードホワード制御するフィードホワード制御手段と、ジャークを表す代表値が予め定められた目標値を満たすように燃料噴射量をフィードバック制御するフィードバック制御手段とを具備した自動適合装置。
【請求項２】
アクセルペダルが踏込まれたときの車両加速度変化の極大値および極小値が求められ、これら極大値および極小値に基づいて加速レスポンスを表す代表値、ショックを表す代表値およびジャークを表す代表値が算出される請求項１に記載の自動適合装置。
【請求項３】
アクセルペダルが踏込まれたときから車両加速度が最初に極大値に達するまでの時間がレスポンスを表す代表値とされ、この代表値が目標値以下になったときに該代表値が目標値を満たしていると判断される請求項２に記載の自動適合装置。
【請求項４】
アクセルペダルが踏込まれたときの車両加速度の最初の極大値よりも２番目の極大値が大きく、かつ２番目の極大値に対する最初の極大値の割合が予め定められた割合よりも小さいときには、アクセルペダルが踏込まれたときから車両加速度が２番目の極大値になるまでの時間がレスポンスを表す代表値とされ、この代表値が目標値以下になったときに該代表値が目標値を満たしていると判断される請求項２に記載の自動適合装置。
【請求項５】
アクセルペダルが踏込まれたときの車両加速度の最初の極大値から最初の極小値までの低下量に車両加速度の振動周期を乗算した値がショックを表す代表値とされ、この代表値が目標値以下になったときに該代表値が目標値を満たしていると判断される請求項２に記載の自動適合装置。
【請求項６】
アクセルペダルが踏込まれたときの車両加速度の２番目の極大値よりも３番目の極大値が大きく、かつ３番目の極大値に対する２番目の極大値の割合が予め定められた割合よりも小さいときには、車両加速度の最初の極大値から２番目の極小値までの低下量に車両加速度の振動周期を乗算した値がショックを表す代表値とされ、この代表値が目標値以下になったときに該代表値が目標値を満たしていると判断される請求項２に記載の自動適合装置。
【請求項７】
アクセルペダルが踏込まれたときに車両加速度が最初の極大値になったときから車両加速度の振動の振幅が予め定められた振幅となるまでの時間がジャークを表す代表値とされ、この代表値が目標値以下になったときに該代表値が目標値を満たしていると判断される請求項２に記載の自動適合装置。
【請求項８】
基本噴射量信号を発生する信号発生手段と、フィルタ手段とを具備し、上記フィードホワード制御手段は基本噴射量信号に該フィルタ手段によるフィルタ処理を施してフィードホワード信号を生成し、該フィードホワード信号により基本噴射量信号が補正される請求項１に記載の自動適合装置。
【請求項９】
上記フィルタ手段は車両振動の振動周波数に応じてゲインが可変であり、車両振動の共振周波数から定まる予め定められた特定の振動周波数における該フィルタ手段のゲインを制御して加速レスポンスを表す代表値が予め定められた目標値を満たしかつショックを表す代表値が予め定められた目標値を満たすようにした請求項８に記載の自動適合装置。
【請求項１０】
上記フィルタ手段のゲインは車両振動の振動周波数の増大に伴ない急速に低下し、次いで車両振動の共振周波数において最下点に達した後に急速に上昇するほぼＶ字型に変化する基本特性を有し、車両振動の共振周波数よりも高周波側の帯域における高周波側ゲインと、ゲイン最下点と、ゲインがＶ字型に変化するゲイン変化帯域巾とを予め定められた操作順序で予め定められた操作方向に順次操作し、加速レスポンスを表す代表値が予め定められた目標値を満たしかつショックを表す代表値が予め定められた目標値を満たすようにした請求項１に記載の自動適合装置。
【請求項１１】
加速レスポンスを表す代表値が予め定められた目標値を満たしていないときにはまず初めに上記高周波側ゲインを増大させ、高周波側ゲインを増大させても加速レスポンスを表す代表値が依然として予め定められた目標値を満たさないときには上記ゲイン最下点を増大させ、ゲイン最下点を増大させても加速レスポンスを表す代表値が依然として予め定められた目標値を満たさないときには上記ゲイン変化帯域巾を小さくするようにした請求項１０に記載の自動適合装置。
【請求項１２】
ショックを表す代表値が予め定められた目標値を満たしていないときにはまず初めに上記ゲイン最下点を減少させ、ゲイン最下点を減少させてもショックを表す代表値が依然として予め定められた目標値を満たさないときには上記高周波側ゲインを減少させ、高周波側ゲインを減少させてもショックを表す代表値が依然として予め定められた目標値を満たさないときには上記ゲイン変化帯域巾を大きくするようにした請求項１０に記載の自動適合装置。
【請求項１３】
アクセルペダルが踏込まれたときの車両加速度変化の極大値および極小値が求められ、これら極大値および極小値に基づいて加速レスポンスを表す代表値およびショックを表す代表値が算出され、アクセルペダルが踏込まれたときの車両加速度の最初の極大値よりも２番目の極大値が大きく、かつ２番目の極大値に対する最初の極大値の割合が予め定められた割合よりも大きいときには２段加速であると判断され、２段加速であると判断されたときには車両加速度の最初の極大値を上昇させる２段加速解消処理を行う請求項１０に記載の自動適合装置。
【請求項１４】
上記２段加速解消処理では、まず初めに上記高周波側ゲインが増大され、高周波側ゲインが増大されても最初の極大値が２番目の極大値を越えないときには上記ゲイン最下点が増大される請求項１３に記載の自動適合装置。
【請求項１５】
上記フィードホワード制御を行った後に上記フィードバック制御が行われる請求項１に記載の自動適合装置。
【請求項１６】
上記フィードバック制御手段は機関回転数に基いて機関回転数の変動量が収束するように燃料噴射量のフィードバック補正量を制御する請求項１に記載の自動適合装置。
【請求項１７】
機関回転数の変動に対するフィードバック補正量の変動の位相遅れと、フィードバック補正量の変動巾とを調整しうる調整手段を具備し、ジャークを表す代表値が予め定められた目標値を満たすための上記位相遅れと補正量の変動巾とが探索される請求項１６に記載の自動適合装置。
【請求項１８】
車両モデルを具えており、車両モデルに基いて燃料噴射量のフィードホワード制御およびフィードバック制御が行われる請求項１に記載の自動適合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動適合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より新しい内燃機関を開発するときには最適な機関の出力値を得ることのできる機関運転制御用パラメータの値を探索する作業、即ち適合作業が行われる。この適合作業では、燃料噴射量や燃料噴射時期のようなパラメータの各値を経験に基づいて少しずつ変化させることにより長い時間をかけて最適な機関の出力値、例えば最適な排気エミッション量を得ることのできるパラメータの適合値が探索される。これは新しい車両を開発するときについても同様である。
【０００３】
しかしながらこのように経験に基づいてパラメータの適合値を探索するといってもパラメータの数が多くなると最適な各パラメータの適合値を見い出すことが困難となり、しかもパラメータの適合値を見い出すためには長い時間を要するために開発に時間を要するばかりでなく、多大の労力を必要とするという問題がある。
【０００４】
そこでパラメータの適合作用を自動的に行うようにした自動適合装置が既に提案されている（特許文献１参照）。この自動適合装置では、一つの出力値に対して夫々最も影響を与える一つのパラメータを予め定めておき、即ち出力値とパラメータとの組合せを予め定めておき、各パラメータのパラメータ適合値を探索するために各パラメータは、各パラメータと夫々組合されている出力値が夫々対応する目標出力値となるように同時にフィードバック制御される。
【特許文献１】特開２００２−１３８８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながらこの自動適合装置では最適な加速運転性を得るための適合作業が行われていない。
本発明は最適な加速運転性を得ることのできる自動適合装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明によれば、車両の加速レスポンスを表す代表値、ショックを表す代表値およびジャークを表す代表値を検出する検出手段と、加速レスポンスを表す代表値が予め定められた目標値を満たしかつショックを表す代表値が予め定められた目標値を満たすように燃料噴射量をフィードホワード制御するフィードホワード制御手段と、ジャークを表す代表値が予め定められた目標値を満たすように燃料噴射量をフィードバック制御するフィードバック制御手段とを具備している。
【発明の効果】
【０００７】
最適な車両の加速運転性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１を参照すると、１は機関本体、２は各気筒３の燃焼室内に向けて燃料を噴射するための電気制御式燃料噴射弁、４は吸気マニホルド、５は排気マニホルド、６は排気ターボチャージャを夫々示す。吸気マニホルド４は排気ターボチャージャ６の吸気コンプレッサ６ａの出口部に連結され、吸気コンプレッサ６ａの入口部は吸気ダクト７を介してエアクリーナ８に連結される。吸気ダクト７内にはステップモータのようなアクチュエータ９により駆動される吸気絞り弁１０が配置される。
【０００９】
一方、排気マニホルド５は排気ターボチャージャ６の排気タービン６ｂの入口部に連結され、排気タービン６ｂの出口部は排気管１２に連結される。吸気マニホルド４と排気マニホルド５とは排気ガス再循環（以下、ＥＧＲと称す）通路１３を介して互いに連結され、ＥＧＲ通路１３内にはステップモータのようなアクチュエータ１４により駆動されるＥＧＲ制御弁１５が配置されている。
【００１０】
一方、燃料噴射弁２は燃料供給管１６を介してコモンレール１７に連結される。このコモンレール１７内へは電気制御式の吐出量可変な燃料ポンプ１８から燃料が供給され、コモンレール１７内に供給された燃料は各燃料供給管１６を介して燃料噴射弁２に供給される。コモンレール１７にはコモンレール１７内の燃料圧を検出するための燃料圧センサ１９が取付けられ、燃料圧センサ１９の出力信号に基づいてコモンレール１７内の燃料圧が目標燃料圧となるように燃料ポンプ１８の吐出量が制御される。
【００１１】
電子制御ユニット２０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス２１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンメモリ）２２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）２４、および入出力ポート２５を具備する。入出力ポート２５には燃料圧センサ１９、車両の加速度を検出するための加速度センサ２７、適合制御の目標値を車両の運転者が設定するための目標設定スイッチ２８等の種々のセンサの出力信号が夫々対応するＡＤ変換器２６を介して入力される。また、アクセルペダル２９にはアクセルペダル２９の踏込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ３０が接続され、この負荷センサ３０の出力信号が対応するＡＤ変換器２６を介して入出力ポート２５に入力される。クランク角センサ３１は例えば機関が１５°クランク角回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスが入出力ポート２５に入力される。一方、入出力ポート２５は対応する駆動回路３２を介して燃料噴射弁２、スロットル弁用アクチュエータ９、ＥＧＲ制御弁用アクチュエータ１４および燃料ポンプ１８に接続される。
【００１２】
図２は燃料噴射の停止されている減速運転時にアクセルペダル２９が踏込まれて加速運転が行われたときの車両加速度Ｇの変化を示している。図２に示されるようにアクセルペダル２９が踏込まれると、即ちアクセルオンになると車両加速度Ｇは急速に上昇し、その後車両加速度Ｇは一旦低下した後、振動し続ける。
【００１３】
さて、加速運転時における車両加速度の上昇速度が大きいほど、即ち、加速運転時における車両の加速レスポンスが良好なほど車両の加速運転性が良好に感じられられる。図２においてアクセルペダル２９が踏込まれたとき（時刻ｔo）から車両加速度Ｇが最初の極大値Ｇa1に達するまでの時間をＲｅとすると、この時間Ｒｅが短かくなるほど加速運転時における車両加速度の上昇速度は大きくなり、加速運転時における車両の加速レスポンスは良好となる。従って本発明ではアクセルペダル２９が踏込まれたとき（時刻ｔo）から車両加速度Ｇが最初の極大値Ｇa1に達するまでの時間Ｒｅが加速レスポンスを表す代表値とされる。
【００１４】
一方、アクセルペダル２９が踏込まれて機関の出力トルクが急激に増大すると機関の出力軸から駆動輪に至る動力伝達系に大きな捩りが発生する。このとき動力伝達系は捩れ角を減少させる方向の力を発生するので車両加速度Ｇは極大値Ｇa1から極小値Ｇb1に向けてＸだけ低下する。その後、動力伝達系の共振周波数でもって動力伝達系が捩り振動を生じ、その結果図２に示されるように車両の加速度Ｇが振動する。この車両加速度Ｇの振動の振巾は時間の経過と共に収束する。
【００１５】
ところで加速開始後、車両加速度ＧがＧa1からＧb1に低下するときに車両加速度Ｇの低下速度が大きいほど車両減速感、即ちショックが生じ、車両加速度Ｇの低下量Ｘが大きいほど車両減速感、即ちショックが生じる。ここで車両加速度Ｇの低下速度は車両加速度ＧがＧa1となった後の車両加速度Ｇの振動周期Ｔに比例しており、従ってアクセルペダル２９が踏込まれたときの車両加速度Ｇの最初の極大値Ｇa1から最初の極小値Ｇb1までの低下量Ｘに車両加速度Ｇの振動周期Ｔを乗算した値Ｘ・ＴがショックＳｈを表す代表値とされる。なお、本発明では車両加速度Ｇが最初の極大値Ｇa1となったとき（時刻ｔa1）から２周期２Ｔが経過して車両加速度Ｇが３番目の極大値Ｇa3になる（時刻ｔa3）までの経過時間（ｔa3−ｔa1）の１／２が振動周期Ｔとされる。
【００１６】
一方、車両加速度ＧがＧa1になった後に車両加速度Ｇが振動すると加速と減速とが繰返されるような感じとなり、このような加減速の繰返し感は振動の振巾が或る程度小さくなるまで生じる。このように加減速の繰返し感が生じている期間がジャークと称され、従って本発明による実施例ではアクセルペダル２９が踏込まれたときに車両加速度Ｇが最初の極大値Ｇa1になったときから車両加速度Ｇの振動の振幅が予め定められた振幅ＹＯとなるまでの時間Ｊｅがジャークを表す代表値とされる。
【００１７】
なお、図２に示される車両加速度Ｇの各極大値Ｇa1，Ｇa2，Ｇa3・・・および各極小値Ｇb1，Ｇb2，Ｇb3・・・は加速度センサ２７の出力信号から求められており、車両加速度Ｇの振動の振幅が予め定められた振幅ＹＯとなった時刻はこれら極大値および極小値から算出される。図３はこの時刻の求め方の一例を示している。
【００１８】
即ち、図３に示すようにＧｙを通る水平線およびＧｚを通る水平線を引き、Ｇｘ，Ｇｚを通る破線と符号が逆で傾きが同じでありかつＧｙを通る破線を引き、各部の長さを図示の如くΔｔ１，Δｔ２，Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２とすると、図３に示されるようにＸ１およびＸ２を算出することができるので、（Ｙ１＋Ｘ１）および（Ｙ２−Ｘ２）を算出することができる。（Ｙ１＋Ｘ１）および（Ｙ２−Ｘ２）が算出できると振動の振幅がＹＯとなる時間ｔｋを算出することができ、時間ｔｋが算出できるとジャークを表す代表値Ｊｅを算出することができる。このように本発明による実施例ではジャークを表す代表値は車両加速度Ｇの極大値および極小値から算出される。
【００１９】
さて、アクセルペダル２９が踏込まれたときに図４（Ａ）に示される如く車両加速度Ｇが最初の極大値Ｇa1となった後に車両加速度Ｇが若干低下して極小値Ｇb1となり、次いで車両加速度Ｇが最初の極大値Ｇa1よりも大きな極大値Ｇa2となるような場合がある。この場合には加速が２段階で行われたような形となり、このような加速状態は２段加速と称される。
【００２０】
ところで２番目の極大値Ｇa2に比べて最初の極大値Ｇa1が低いときには２段加速が行われたと感じられず、２段加速が行われたと感じるのは最初の極大値Ｇa1が比較的大きいときである。即ち、２段加速が行われたと感じるか否かは、２番目の極大値Ｇa2に対する最初の極大値Ｇa1の割合に依存しており、この割合が予め定められた割合、例えば０．７よりも低ければ２段加速と感じられず、この割合が予め定められた割合よりも高ければ２段加速と感じる。
【００２１】
２段加速と感じられない場合には加速が開始されたときには車両加速度Ｇが滑らかに２番目の極大値Ｇa2まで上昇したとみなすことができる。この場合には図４（Ａ）に示されるように最初の極大値Ｇa1と最初の極小値Ｇb1は無視され、２番目の極大値Ｇa2および２番目の極小値Ｇb2が夫々最初の極大値Ｇa1および最初の極小値Ｇb1とみなされる。即ち、本発明による実施例ではアクセルペダル２９が踏込まれたときの車両加速度Ｇの最初の極大値Ｇa1よりも２番目の極大値Ｇa2が大きく、かつ２番目の極大値Ｇa2に対する最初の極大値Ｇa1の割合Ｇa1／Ｇa2が予め定められた割合よりも小さいときには、アクセルペダル２９が踏込まれたときから車両加速度Ｇが２番目の極大値Ｇa2になるまでの時間Ｒｅが加速レスポンスを表す代表値とされる。
【００２２】
これに対して、２番目の極大値Ｇa2に対する最初の極大値Ｇa1の割合Ｇa1／Ｇa2が予め定められた割合よりも大きいとき、即ち２段加速が行われたと感じられる場合には後述するように２段加速を解消すべく最初の極大値Ｇa1を高くする処理が行われる。
【００２３】
一方、図４（Ｂ）に示されるように車両加速度Ｇが最初の極大値Ｇa1から低下する際に車両加速度Ｇが最初の極小値Ｇb1となった後に車両加速度Ｇが若干上昇して極大値Ｇa2となり、次いで車両加速度Ｇが最初の極小値Ｇb1よりも小さな極小値Ｇb2となるような場合がある。このように最初の極大値Ｇa1と３番目の極大値Ｇa3との間に表われる２番目の極大値Ｇa2がこれら極大値Ｇa1，Ｇa3よりも小さくなることは通常あり得ず、従って最初の極小値Ｇb1および２番目の極大値Ｇa2は極値を表すデータとしては不適切であると考えられる。
【００２４】
従って本発明による実施例では３番目の極大値Ｇa3に対する２番目の極大値Ｇa2の割合Ｇa2／Ｇa3が予め定められた割合、例えば１／１．１よりも小さいときには最初の極小値Ｇb1および２番目の極大値Ｇa2をデータから削除し、２番目の極小値Ｇb2を最初の極小値Ｇb1とし、３番目の極大値Ｇa3が２番目の極大値Ｇa2とされる。従って本発明による実施例では、アクセルペダル２９が踏込まれたときの車両加速度Ｇの２番目の極大値Ｇa2よりも３番目の極大値Ｇa3が大きく、かつ３番目の極大値Ｇa3に対する２番目の極大値Ｇa2の割合Ｇa2／Ｇa3が予め定められた割合よりも小さいときには、車両加速度Ｇの最初の極大値Ｇa1から２番目の極小値Ｇb2までの低下量に車両加速度Ｇの振動周期を乗算した値がショックを表す代表値とされる。
【００２５】
次に図５および図６を参照しつつ加速レスポンスの代表値Ｒｅ、ショックの代表値Ｓｈ、ジャークの代表値Ｊｅを算出するためのルーチンについて説明する。
【００２６】
図５および図６を参照するとまず初めにステップ１００では減速運転状態のときにアクセルペダル２９が踏込まれたか否かが判別される。減速運転状態でないとき、又はアクセルペダル２９が踏込まれたときでない場合には処理サイクルを完了する。これに対し、減速運転状態のときにアクセルペダル２９が踏込まれたときにはステップ１０１に進んでタイマがオンとされる。即ち、図２においてアクセルオンとされる時刻ｔoにおいてタイマがオンとされる。
【００２７】
次いでステップ１０２では加速度センサ２７の出力信号から車両加速度Ｇが極大値になったか否かが判別される。車両加速度Ｇが極大値になったときにはステップ１０３に進んで最初の極大値であれば車両加速度ＧがＧa1とされ、最初の極大値でなければ検出された順序に従ってＧa2，Ｇa3，Ｇa4等とされる。次いでステップ１０４ではタイマにより計測されている時刻ｔが極大値の検出順に従ってＴai（ｉ＝１，２，３，４・・・）とされる。次いでステップ１０５では検出された極大値が最初の極大値Ｇa1であるか否かが判別され、検出された極大値が最初の極大値Ｇa1であるときにはステップ１０２に戻る。これに対して検出された極大値が最初の極大値Ｇa1でないときにはステップ１１１に進む。
【００２８】
一方、ステップ１０２において車両加速度Ｇが極大値となっていないと判別されたときにはステップ１０６に進んで加速度センサ２７の出力信号から車両加速度Ｇが極小値になったか否かが判別される。車両加速度Ｇが極小値になったときにはステップ１０７に進んで最初の極小値であれば車両加速度ＧがＧb1とされ、最初の極小値でなければ検出された順序に従ってＧb2，Ｇb3，Ｇb4等とされる。次いでステップ１０８ではタイマにより計測されている時刻ｔが極小値の検出順に従ってｔbj（ｊ＝１，２，３，４・・・）とされる。次いでステップ１０９では検出された極小値が最初の極小値Ｇb1であるか否かが判別され、検出された極小値が最初の極小値Ｇb1であるときにはステップ１０２に戻る。これに対して検出された極小値が最初の極小値Ｇb1でないときにはステップ１１７に進む。
【００２９】
さて、ステップ１０５からステップ１１０に進むと検出された極大値が２番目の極大値Ｇa2であるか否かが判別される。検出された極大値が２番目の極大値Ｇa2であるときにはステップ１１１に進んで２番目の極大値Ｇa2に対する最初の極大値Ｇa1の割合Ｇa1／Ｇa2が予め定められた割合、例えば０．７よりも小さいか否か、即ち２段加速が行われていると感じないか否かが判別される。Ｇa1＜０．７Ｇa2のとき、即ち２段加速が行われていると感じられないときにはステップ１１２に進んで図４（Ａ）に示されるようにＧa1，Ｇb1がキャンセルされ、次いでステップ１１３においてＧa2がＧa1とされ、Ｇb2がＧb1とされる。次いでステップ１１７に進む。
【００３０】
一方、ステップ１１０において検出された極大値が２番目の極大値Ｇa2でないと判断されたときにはステップ１１４に進んでＧa(i-1)＜（１／１．１）・Ｇaiであるか否か、即ちＧa(i-1)／Ｇai＜（１／１．１）であるか否かが判別される。例えばｉ＝３であればＧa2／Ｇa3＜（１／１．１）であるか否かが判別される。この場合、Ｇa2／Ｇa3＜（１／１．１）であればＧa1，Ｇb1はデータとして不適切であるとされ、従って図４（Ｂ）に示されるようにステップ１１５においてＧa(i-1)およびＧb(j-2)がキャンセルされ、次いでステップ１１６においてＧaiがＧa(i-1)とされ、Ｇb(j-1)がＧb(i-2)とされる。次いでステップ１１７に進む。なお、ステップ１１３，１１６において極大値、極小値の順番を表す番号が変えられると図４（Ａ），（Ｂ）に示されるように他の極大値、極小値の番号が順序よく並ぶように変えられる。
【００３１】
ステップ１１７では車両加速度Ｇの振動の振幅Ａｍｐが算出される。今、検出された極値が図３において極大値Ｇｚであったとするとこのときの振幅Ａｍｐは次式から算出される。
Ａｍｐ＝Ｙ２−Ｘ２＝（Ｇｚ−Ｇｙ）−（Ｙ１−Ｙ２）・Δｔ２／（Δｔ１＋Δｔ２）
次いでステップ１１８では車両加速度Ｇの振動の振幅Ａｍｐが予め定められた振幅ＹＯよりも小さくなった否かが判別される。Ａｍｐ≧Ｙ０のときにはステップ１０２に戻り、Ａｍｐ＜Ｙ０となるとステップ１１９に進んで加速レスポンスを表す代表値Ｒｅが算出される。次いでステップ１２０ではショックを表す代表値Ｓｈが算出され、次いでステップ１２１ではジャークを表す代表値Ｊｅが算出される。次いでステップ１２２ではタイマがクリアされ、処理サイクルを完了する。
【００３２】
ところで、加速レスポンスを表す代表値Ｒｅ、ショックを表す代表値Ｓｈおよびジャークを表す代表値Ｊｅについては夫々予め定められた目標値が設定されており、これら加速レスポンスを表す代表値Ｒｅ、ショックを表す代表値Ｓｈおよびジャークを表す代表値Ｊｅが予め定められた目標値を満たしているか否かは評価関数に基いて判断される。この評価関数は代表値／目標値で表される。即ち、加速レスポンスの評価関数は代表値Ｒｅ／目標値で表され、ショックの評価関数は代表値Ｓｈ／目標値で表され、ジャークの評価関数は代表値Ｊｅ／目標値で表される。
【００３３】
この場合、加速レスポンスを表す代表値Ｒｅが目標値以下になったときに加速レスポンスを表す代表値Ｒｅは目標値を満たしていると判断され、従って加速レスポンスを表す代表値Ｒｅが目標値を満たすのは評価関数の値、即ち評価値≦１．０のときである。また、ショックを表す代表値Ｓｈが目標値以下になったときにショックを表す代表値Ｓｈは目標値を満たしていると判断され、従ってショックを表す代表値Ｓｈが目標値を満たすのは評価値≦１．０のときである。また、ジャークを表す代表値Ｊｅが目標値以下になったときにジャークを表す代表値Ｊｅは目標値を満たしていると判断され、従ってジャークを表す代表値Ｊｅが目標値を満たすのは評価値≦１．０のときである。
【００３４】
さて、本発明では加速レスポンスが最も重要視され、加速レスポンスが良好となるように燃料噴射量の適合作用が行われる。この場合、加速レスポンスとショックとは相反関係があり、加速レスポンスを良好にしていくとショックが悪化していく。ただし、この場合でもショックを表す代表値Ｓｈが目標値を満たしていることが必要であり、従ってショックを表す代表値Ｓｈが目標値を満たす範囲で加速レスポンスを表す代表値Ｒｅが可能な限り小さくされる。
【００３５】
ところで加速レスポンスを制御するのにフィードバック制御では間に合わず、本発明ではフィードホワード制御によって加速レスポンスおよびショックが最適化される。一方、ジャークは動力伝達系の振動の発生状況に応じて制御が可能であり、従って本発明ではフィードバック制御によってジャークの最適化が行われる。
【００３６】
従って本発明では、車両の加速レスポンスを表す代表値Ｒｅ、ショックを表す代表値Ｓｈおよびジャークを表す代表値Ｊｅを検出する検出手段と、加速レスポンスを表す代表値Ｒｅが予め定められた目標値を満たしかつショックを表す代表値Ｓｈが予め定められた目標値を満たすように燃料噴射量をフィードホワード制御するフィードホワード制御手段と、ジャークを表す代表値Ｊｅが予め定められた目標値を満たすように燃料噴射量をフィードバック制御するフィードバック制御手段とを具備している。
【００３７】
なお、ジャークはショックにより誘発される振動であり、最適化の順序としてはショックを制御した後にジャークを制御するのが効率的である。従って本発明ではフィードホワード制御が優先的に行われ、フィードホワード制御により加速レスポンスおよびショックが最適化された後に、フィードバック制御によってジャークが最適化される。
【００３８】
なお、このジャークも加速レスポンスと相反関係にあり、加速レスポンスを良好にするとジャークが悪化する。従って本発明では加速レスポンスが目標値を満たしている状態を維持しつつジャークが目標値を満たすようにフィードバック制御が行われる。
【００３９】
図７に本発明による燃料噴射量制御の全体図を示す。
図７を参照すると本発明による燃料噴射量制御は、基本噴射量を表す信号を発生する信号発生手段と、フィードホワード制御を行うＱＪＥＲＫ１制御部と、フィードバック制御を行うＱＪＥＲＫ２制御部からなる。図７からわかるように基本噴射量信号発生手段にはアクセルペダル２９の踏込み量、即ちアクセル開度と機関回転数ＮＥとが入力される。基本噴射量はアクセル開度および機関回転数ＮＥの関数としてマップの形で予めＲＯＭ２２内に記憶されており、このマップから基本噴射量が算出される。
【００４０】
次にフィードホワード制御を行うＱＪＥＲＫ１制御部について説明する。
図７を参照するとＱＪＥＲＫ１制御部にはフィルタ手段が設けられており、このフィルタ手段に基本噴射量信号が入力される。この基本噴射量信号にはフィルタ手段によりフィルタ処理が施されてフィードホワード信号が生成され、このフィードホワード信号によって基本噴射量信号が補正される。もう少し省略に言うとフィルタ手段の出力信号に比例定数ＰＧが乗算されてフィードホワード信号が生成され、基本噴射量信号からフィードホワード信号を減算した結果がＱＪＥＲＫ１制御部の出力信号となる。
【００４１】
即ち、図８（Ａ）に示されるようにアクセル開度がステップ状に一定値まで上昇せしめられるとそれに伴なって燃料噴射量は基本噴射量の増大分だけステップ状に増大せしめられ、次いで一定量に維持される。しかしながらこのように燃料噴射量がステップ状に増大せしめられ、次いで一定量に維持されると車両加速度は上昇後、図８（Ａ）に示されるように動力伝達系の共振周波数でもって激しく振動する。このように車両加速度が激しく振動するとショックが目標値を満たさなくなる。そこで本発明ではショックが目標値を満たすように車両加速度の振動が抑制される。
【００４２】
即ち、図８（Ｂ）は図８（Ａ）に示される車両加速度の振動強度と振動周波数との関係を示しており、図８（Ｂ）に示されるように車両加速度の振動強度は動力伝達系の共振周波数ｆｖにおいて最も高くなる。図８（Ａ）に示される燃料噴射量を表す信号は種々の周波数の振動の集まりであり、これら種々の周波数のうち振動強度が最も高くなる共振周波数成分の影響を低下させると車両加速度の振動を抑制することができる。そこで本発明による実施例では、図９（Ａ）に示されるように入力に対する出力の比を表すゲインが共振周波数ｆｖにおいて低下するような基本特性を有するフィルタ手段が用いられている。
【００４３】
このフィルタ手段としては例えば次のような伝達関数で表されるフィルタを用いることができる。
【数１】
2005248719.tif 000003
ここでＣＤ，ＰＧ，Ｓは制御定数を表わしている。
【００４４】
基本噴射量信号に図９（Ａ）に示すような基本特性を有するフィルタ手段によってフィルタ処理を行うと燃料噴射量は図９（Ｅ）に示されるように変化する噴射量となり、このとき図９（Ｅ）に示されるように車両加速度の振動が抑制される。このときの燃料噴射量の変化パターンを図９（Ｆ）に示す。即ち、燃料噴射開始時には一気に噴射量が増大する部分、即ちつの部分が表れ、次いで燃料噴射量が落ち込む部分、即ちえぐれ部分が表れる。
【００４５】
次にこれらつの部分やえぐれ部分と、前述した制御定数ＣＤ，ＰＧ，Ｓとの関係について説明する。
フィルタ手段のゲインは車両振動の振動周波数の増大に伴ない急速に低下し、次いで車両振動の共振周波数ｆｖにおいて最下点に達した後に急速に上昇するほぼＶ字型に変化する基本特性を有する。
【００４６】
この基本特性に対して図９（Ｂ）に示されるように車両振動の共振周波数ｆｖよりも高周波側の帯域における高周波側ゲインを変化させると図９（Ｆ）におけるつの部分の大きさが変化する。即ち、高周波側ゲインを増大させると噴射開始時における噴射量が増大するので図９（Ｆ）におけるつの部分が高くなる。伝達関数Ｇ1（ｓ）における制御定数ＣＤはこの高周波側ゲインを表しており、従って制御定数ＣＤを大きくすると図９（Ｆ）におけるつの部分が高くなる。つの部分が高くなると加速レスポンスは向上するがショックは悪化する。
【００４７】
一方、図９（ｃ）に示されるように共振周波数ｆｖにおけるゲイン最下点を変化させると図９（Ｆ）におけるえぐれ部分の大きさが変化する。即ち、ゲイン最下点を低下させると図９（Ｆ）におけるえぐれ部分が大きくなる。図７のＱＪＥＲＫ１制御部における比例定数ＰＧはこのえぐれ部分の大きさを表しており、比例定数ＰＧが大きくなると図９（Ｆ）におけるえぐれ部分が大きくなる。えぐれ部分が大きくなると加速レスポンスは悪くなるがショックは小さくなる。
【００４８】
一方、図９（Ｄ）に示されるようにゲインがＶ字型に変化するゲイン変化帯域巾を変化させると図９（Ｆ）においてえぐれ部分の時間幅が変化する。即ち、ゲイン変化帯域巾を広くすると図９（Ｆ）のえぐれ部分の時間幅が長くなる。伝達関数Ｇ1（ｓ）における制御定数Ｓはこのゲイン変化帯域巾を表わしており、従って制御定数Ｓを大きくすると図９（Ｆ）におけるえぐれ部分の時間幅Ｓが増大する。えぐれ部分の時間幅Ｓが増大すると加速レスポンスは悪くなるがショックは小さくなる。
【００４９】
このように本発明ではフィルタ手段の高周波側ゲイン、ゲイン最下点およびゲイン変化帯域巾を制御することによってショックが目標値を満たすように維持しながら最良の加速レスポンスが得られる。即ち、本発明ではフィルタ手段は車両振動の振動周波数に応じてゲインが可変であり、車両振動の共振周波数ｆｖから定まる予め定められた特定の振動周波数におけるフィルタ手段のゲインを制御して加速レスポンスを表す代表値Ｒｅが予め定められた目標値を満たしかつショックを表す代表値Ｓｈが予め定められた目標値を満たすようにしている。
【００５０】
次にフィードバック制御を行うＱＪＥＲＫ２制御部について説明する。
図７を参照するとＱＪＥＲＫ２制御部にはゲイン・位相調整手段が設けられており、このゲイン・位相調整手段に車両から機関回転数の変動信号ｄＮＥ／ｄｔが入力される。ゲイン・位相調整手段では機関回転数の変動量が収束するように燃料噴射量のフィードバック補正量が制御される。もう少し省略に言うとＱＪＥＲＫ１制御部の出力信号からゲイン・位相調整手段の出力信号を減算した結果がＱＪＥＲＫ２制御部の出力信号Ｑｆｉｎとされる。
【００５１】
このゲイン・位相調整手段としては例えば次のような伝達関数で表される調整手段を用いることができる。
【数２】
2005248719.tif 000004
ここでＫは制御定数であり、ｆａは制御周波数である。
【００５２】
図１０の実線は動力伝達系の共振周波数でもって変動している機関回転数と、この機関回転数の変動を抑制するための補正噴射量の基本的なフィードバック制御を示している。即ち、図１０からわかるように機関回転数が低下しているときには補正噴射量が増量され、機関回転数が増大しているときには補正噴射量が減量するように補正噴射量は機関回転数の変動に対して９０度の位相遅れをもって変化している。通常はこのようなフィードバック制御を行うと機関の回転数変動を早期に抑制することができる。
【００５３】
しかしながら実際には機関回転数に対して位相遅れを９０度よりも大きくするか又は小さくした方が機関回転数の変動を早期に抑制しうる場合が多く、又補正噴射量についても最適な変動巾が存在する。ところで伝達関数Ｇ2（ｓ）において制御周波数ｆａを動力伝達系の共振周波数ｆｖよりも高くすると図１０において破線で示すように位相遅れは９０度よりも短かくなり、これとは逆に制御周波数ｆａを共振周波数ｆｖよりも低くすると位相遅れは９０度よりも長くなる。即ち、伝達関数Ｇ2（ｓ）は制御周波数ｆａに応じて位相遅れを変化させる機能を有している。一方、伝達関数Ｇ2（ｓ）において制御定数Ｋを大きくすれば補正噴射量の変動巾は大きくなり、従って制御定数Ｋを制御することによって補正噴射量の変動巾を制御することができる。
【００５４】
そこで本発明による実施例では制御定数Ｋと制御周波数ｆａを少しずつ変化させてジャークの評価点が最も小さくなる制御定数Ｋと制御周波数ｆａとが探索される。探索が行われたときの制御定数Ｋと、制御周波数ｆａと、ジャーク評価点との関係を図１１に示す。なお、図１１において破線で示される最適解が存在する領域は予めわかっており、従って実際には最適な制御定数Ｋと最適な制御周波数ｆａの探索は図１１の最適解存在領域内においてのみ行われる。
【００５５】
このように本発明によれば、機関回転数の変動に対するフィードバック補正量の変動の位相遅れと、フィードバック補正量の変動巾とを調整しうる調整手段が設けられており、ジャークを表す代表値Ｊｅが予め定められた目標値を満たすための位相遅れと補正量の変動巾とが探索される。
【００５６】
次に図１３に示す自動適合ルーチンについて説明する。
図１３を参照するとまず初めにステップ２００において加速レスポンスおよびショックの最適化処理が行われる。この加速レスポンスおよびショックの最適化処理は図１４に示されている。次いでステップ３００において加速レスポンスおよびジャークの最適化処理が行われる。この加速レスポンスおよびジャークの最適化処理は図１５に示されている。
【００５７】
図１４を参照するとまず初めにステップ２０１ではシャーシダイナモ上で車両を走行させ、減速運転をさせた後に加速運転を行わせる処理が行われる。ただし、実際に車両を運転している場合にはこのような処理は行われない。次いでステップ２０２では図５および図６に示されるＲｅ，Ｓｈ，Ｊｅの算出処理が実行され、加速レスポンスを表す代表値Ｒｅ、ショックを表す代表値Ｓｈおよびジャークを表す代表値Ｊｅが算出される。次いでステップ２０３では加速レスポンスおよびショックの最適化処理が完了したか否かが判別される。最適化処理が完了したときには図１３のステップ３００に進む。これに対し、最適化処理が完了していないときにはステップ２０４に進む。
【００５８】
ステップ２０４では加速運転開始時に２段加速であると感じる加速運転が行われたか否かが判別される。２段加速であると感じる加速運転が行われたときにはステップ２０５に進んで図１２において破線で示すように車両加速度Ｇの最初の極大値を上昇させる２段加速解消処理が行われる。この２段加速解消処理では最初の極大値が２番目の極大値よりも大きくなるまで高周波側ゲインおよびゲイン最下点が図１６に示される予め定められた操作順序で図１６に示される予め定められた操作方向に操作される。
【００５９】
即ち、操作順序は図１６に示される定数変更の順番であり、操作方向は図１６中に示される大、小である。従って２段加速解消処理では、まず初めに高周波側ゲイン（ＣＤ）が増大され、高周波側ゲイン（ＣＤ）が増大されても最初の極大値が２番目の極大値を越えないときにはゲイン最下点が増大される、即ちＰＧが小さくされる。
【００６０】
一方、ステップ２０４において２段加速であると感じる加速運転が行われていないと判断されたとき、或いは２段加速が解消されたと判断されたときにはステップ２０６に進んで加速レスポンスおよびショックの最適化処理が行われる。この加速レスポンスおよびショックの最適化処理では、まず初めに加速レスポンスの代表値Ｒｅ又はショックの代表値Ｓｈのいづれが対応する目標値を満たしていないかが判断され、目標値を満たしていない方の代表値が目標値を満たすように高周波側ゲイン、ゲイン最下点およびゲイン変化帯域巾が図１７に示される予め定められた操作順序で図１７に示される予め定められた操作方向に操作される。
【００６１】
この場合も操作方向は図１７に示される定数変更の順序であり、操作方向は図１７中に示される大、小である。従って例えば加速レスポンスを表す代表値Ｒｅが予め定められた目標値を満たしていないときにはまず初めに高周波側ゲイン（ＣＤ）が増大され、高周波側ゲイン（ＣＤ）が増大されても加速レスポンスを表す代表値Ｒｅが依然として予め定められた目標値を満たさないときにはゲイン最下点が増大され、即ちＰＧが小さくされ、ゲイン最下点を増大させても加速レスポンスを表す代表値Ｒｅが依然として予め定められた目標値を満たさないときにはゲイン変化帯域巾（５）が小さくされる。
【００６２】
これに対し、ショックを表す代表値Ｓｈが予め定められた目標値を満たしていないときにはまず初めにゲイン最下点が減少され、即ちＰＧが大きくされ、ゲイン最下点が減少されてもショックを表す代表値Ｓｈが依然として予め定められた目標値を満たさないときには高周波側ゲイン（ＣＤ）が減少され、高周波側ゲイン（ＣＤ）が減少されてもショックを表す代表値Ｓｈが依然として予め定められた目標値を満たさないときにはゲイン変化帯域巾（Ｓ）が大きくされる。このようにして加速レスポンスとショックの適合作用が行われる。
【００６３】
次に加速レスポンスとジャークの最適化を行うための図１５に示すルーチンを参照するとまず初めにステップ３０１ではシャーシダイナモ上で車両を走行させ、減速運転をさせた後に加速運転を行わせる処理が行われる。ただし、実際に車両を運転している場合にはこのような処理は行われない。次いでステップ３０２では図５および図６に示されるＲｅ，Ｓｈ，Ｊｅの算出処理が実行され、加速レスポンスを表す代表値Ｒｅ、ショックを表す代表値Ｓｈおよびジャークを表す代表値Ｊｅが算出される。次いでステップ３０３では加速レスポンスおよびジャークの最適化処理が完了したか否かが判別される。最適化処理が完了したときには処理サイクルを完了する。これに対し、最適化処理が完了していないときにはステップ３０４に進んで加速レスポンスおよびジャークの最適化処理が行われる。
【００６４】
この最適化処理では図１１を参照しつつ既に説明したように最適解存在領域内において制御定数Ｋおよび制御周波数ｆａを少しずつ変えて最適なジャークが得られる制御定数Ｋと制御周波数ｆａとが探索される。図１８に探索方法の一実施例を示す。この実施例ではまず初めに制御周波数ｆａを共振周波数ｆｖとした状態で制御定数Ｋが０．１ずつ大きくされる。次いでＫ＝０．４よりもＫ＝０．５の方がジャーク評価点が悪い場合には矢印に示す如く制御周波数ｆａが（３／４）ｆｖとされ、Ｋ＝０．１とされる。このように制御定数Ｋを増大させたときにジャーク評価点が悪くなったときには図１８に示されるように制御周波数ｆａが変化され、それによって制御定数Ｋと制御周波数ｆａの最適値が探索される。
【００６５】
なお、加速レスポンスを表す代表値Ｒｅ、ショックを表す代表値Ｓｈおよびジャークを表す代表値Ｊｅの目標値は車両の種類や運転者の好みに応じて任意に設定できることが好ましい。そこで本発明による実施例では前述したように目標値を設定するための目標設定スイッチ２８（図１）が設けられている。
【００６６】
一方、車両モデルを具えている場合には、この車両モデルに基いて燃料噴射量のフィードホワード制御およびフィードバック制御を行うことができる。即ち、この場合には例えば図１９の自動適合ルーチンに示すように、ステップ４０１において車両モデルに基づき図１４に示されるルーチンにより加速レスポンスおよびショックの最適化を行い、次いでステップ４０２において実車に基づき図１４に示されるルーチンにより加速レスポンスおよびショックの最適化を行い、ステップ４０３において車両モデルに基づき図１５に示されるルーチンにより加速レスポンスおよびジャークの最適化を行い、次いでステップ４０４において実車に基づき図１５に示されるルーチンにより加速レスポンスおよびジャークの最適化を行うことができる。このように実車に基づいて最適化する前に車両モデルに基づいて最適化すると最適化するのに要する時間を短かくすることができる。
【００６７】
また、車両モデルとして図２０に示されるように常時実機と比較しながら学習するモデルを用いることもできる。このような車両モデルを用いた場合には車両モデルに基づいて加速レスポンス、ショックおよびジャークの自動適合を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】車両加速度を示す図である。
【図３】ジャークの算出方法を説明するための図である。
【図４】車両加速度を示す図である。
【図５】加速レスポンスの代表値Ｒｅ、ショックの代表値Ｓｈおよびジャークの代表値Ｊｅを算出するためのフローチャートである。
【図６】加速レスポンスの代表値Ｒｅ、ショックの代表値Ｓｈおよびジャークの代表値Ｊｅを算出するためのフローチャートである。
【図７】燃料噴射量制御の全体図である。
【図８】車両加速度等の変化を示す図である。
【図９】燃料噴射量等の変化を示す図である。
【図１０】補正噴射量を示す図である。
【図１１】制御定数および制御周波数の探索作業を説明するための図である。
【図１２】２段加速の解消方法を説明するための図である。
【図１３】自動適合を行うためのフローチャートである。
【図１４】加速レスポンスおよびショックを最適化するためのフローチャートである。
【図１５】加速レスポンスおよびジャークを最適化するためのフローチャートである。
【図１６】高周波側ゲイン等の操作順序と操作方向を示す図である。
【図１７】高周波側ゲイン等の操作順序と操作方向を示す図である。
【図１８】最適な制御定数と制御周波数との探索方法を説明するための図である。
【図１９】自動適合を行うためのフローチャートである。
【図２０】車両モデルと実機との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６９】
１…機関本体
２０…電子制御ユニット
２７…加速度センサ
【図１】
2005248719.tif 000005
【図２】
2005248719.tif 000006
【図３】
2005248719.tif 000007
【図４】
2005248719.tif 000008
【図５】
2005248719.tif 000009
【図６】
2005248719.tif 000010
【図７】
2005248719.tif 000011
【図８】
2005248719.tif 000012
【図９】
2005248719.tif 000013
【図１０】
2005248719.tif 000014
【図１１】
2005248719.tif 000015
【図１２】
2005248719.tif 000016
【図１３】
2005248719.tif 000017
【図１４】
2005248719.tif 000018
【図１５】
2005248719.tif 000019
【図１６】
2005248719.tif 000020
【図１７】
2005248719.tif 000021
【図１８】
2005248719.tif 000022
【図１９】
2005248719.tif 000023
【図２０】
2005248719.tif 000024