(57)【要約】【課題】車両の躍度を考慮して車両を制御することで、滑らかでかつ高い運動性能を発揮させることができる車両の運動制御装置を提供する。【解決手段】アクセル開度に対応する第１の目標加速度Ａ１の変化（躍度）を制限した第２の目標過速度Ａ２を演算し、該第２の目標過速度Ａ２から目標出力（目標仕事率）を設定し、更に、前記目標出力（目標仕事率）を目標吸気圧力に変換する。そして、前記目標吸気圧力の変化を演算し、該目標吸気圧力変化を実現するためのスロットル通過空気流量を求め、前記スロットル通過空気流量に見合うスロットル開度に制御する。【選択図】図２
2007239606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者が車両の運動を制御すべく操作する操作部材の操作量を検出する操作量検出手段と、
前記操作量に基づき車両位置の導関数の目標値を演算する手段であって、前記車両位置の導関数の３階以上の成分に制限を加えて前記目標値を演算する目標値演算手段と、
前記車両位置の導関数の目標値に基づき、車両運動量の導関数の２階以上の成分に相当する目標を定め、該目標に基づいて前記車両の運動に関わる制御対象の指令値を演算する指令値演算手段と、
を含んで構成されたことを特徴とする車両の運動制御装置。
【請求項２】
前記操作量検出手段が、前記操作部材としてのアクセルの操作量を検出することを特徴とする請求項１記載の車両の運動制御装置。
【請求項３】
前記目標値演算手段における車両位置の導関数の３階以上の成分を、３階導関数の躍度とすることを特徴とする請求項１又は２記載の車両の運動制御装置。
【請求項４】
前記目標値演算手段が、車両位置の導関数の目標値として、車両の目標加速度を演算することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両の運動制御装置。
【請求項５】
前記目標値演算手段が、前記操作量に基づいて演算される第１の目標加速度の変化を制限した第２の目標加速度を最終的な目標加速度とすることを特徴とする請求項４記載の車両の運動制御装置。
【請求項６】
前記目標値演算手段が、前記第１の目標加速度の変化量を所定範囲内に制限してから積分して前記第２の目標加速度を求めることを特徴とする請求項５記載の車両の運動制御装置。
【請求項７】
前記目標値演算手段が、前記第１の目標加速度の変化量に所定係数を乗じた値を積分して前記第２の目標加速度を求めることを特徴とする請求項５記載の車両の運動制御装置。
【請求項８】
前記指令値演算手段における車両運動量の導関数の２階以上の成分を、力の変化率又は力の変化率に相当する成分とすることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の車両の運動制御装置。
【請求項９】
前記車両が、スロットルバルブで吸入空気量が制御される内燃機関を動力源として走行する車両であって、
前記指令値演算手段が、前記スロットルバルブの開度又は開口面積を前記指令値として演算することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の車両の運動制御装置。
【請求項１０】
前記車両が、スロットルバルブで吸入空気量が制御される内燃機関を動力源として走行する車両であって、
前記指令値演算手段が、前記車両の目標加速度から目標仕事率を演算し、更に、前記目標仕事率から目標吸気圧を演算し、前記目標吸気圧に基づいて前記スロットルバルブの目標開度又は目標開口面積を前記指令値として演算することを特徴とする請求項４〜７のいずれか１つに記載の車両の運動制御装置。
【請求項１１】
前記指令値演算手段が、前記目標吸気圧の変化量を演算すると共に、前記スロットルバルブ下流の空間容積から流出する空気の流量を演算し、前記目標吸気圧の変化量と前記流出流量とから前記空間容積に対する空気の流入流量を演算し、前記流入流量を得るための前記スロットルバルブの目標開度又は目標開口面積を前記指令値として演算することを特徴とする請求項１０記載の車両の運動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、車両の運動に関わる制御対象を制御する運動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エレベータ速度指令制御システムにおいて、所定のジャーク（躍度）を積分して指令加速度を得る一方、指令速度が得られるように前記指令加速度を積分し、前記指令速度を、エレベータを移動させるための速度指令システムに用いることが開示されている。
特許文献２には、運転者が操作したアクセル開度に基づいて内燃機関の燃焼によって発生すべき要求図示トルクを演算し、この要求図示トルクに基づいて目標スロットル開度を演算し、この目標スロットル開度に基づいてスロットルアクチュエータを制御する電子スロットル制御装置が開示されている。
【特許文献１】特許第３０３７９７０号公報
【特許文献２】特開２００２−３０３１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記特許文献１のものは、躍度を考慮して加速度，或いは速度，位置指令を作り出すことで、エレベータの乗り心地の改善を図るが、これは、エレベータのように予め指定された位置にまでエレベータを移動させる場合に有効な手段ではあるものの、運転者がアクセル操作によってパワートレインや制動力を調整する自動車などでは、同様な制御処理を適用して乗り心地を改善することはできない。
【０００４】
また、特許文献２のものでは、アクセル操作に対して発生させるトルクを制御するが、トルクの変化率や躍度を調整する構成ではないため、車両の運動における滑らかさと応答性とを広い領域で合理的に制御することが困難であり、運転者の意図に対して車両位置の躍度（加加速度）が過剰になってショックを与えたり、逆にアクセル操作に対して加速遅れが生じたりして、微妙なアクセル操作が要求されることがあった。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、車両の運動における滑らかさと応答性とを広い領域で合理的に制御できるようにすると共に、車両位置の導関数の目標を体感的に精度良く実現する車両制御を行える車両の運動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】
そのため、本発明に係る車両の運動制御装置は、運転者が車両の運動を制御すべく操作する操作部材の操作量を検出する手段と、前記操作量に基づき車両位置の導関数の目標値を演算する手段であって、前記車両位置の導関数の３階以上の成分に制限を加えて前記目標値を演算する手段と、前記車両位置の導関数の目標値に基づき、車両運動量の導関数の２階以上の成分に相当する目標を定め、該目標に基づいて前記車両の運動に関わる制御対象の指令値を演算する手段と、を含んで構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記の構成によると、車両位置の導関数の３階以上の成分に制限を加えて、操作量に対応する車両位置の導関数の目標値を演算するから、例えば、３階導関数である躍度（加加速度）を制限するようにすれば、運転者の意図よりも躍度が大きくなったり、加速遅れが生じたりすることを回避できる。
更に、車両の搭乗者の加速フィーリングは、車両の運動量の２階導関数（例えば力の変化率）に応じて大きく変化することが本願発明者の実験によって確認されており、車両位置の導関数の目標値に基づき車両運動量の導関数の２階以上の成分の目標を定め、この目標に従って車両の運動に関わる制御対象の指令値を演算することで、車両位置の導関数の目標値を体感的に精度良く実現できる車両制御を行わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
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。
【０００９】
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に介装される電制スロットル７によって調整される。
【００１０】
前記電制スロットル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で開閉駆動する機構である。
各気筒の吸気ポート部には、燃料噴射弁９がそれぞれ設けられ、各気筒の吸気ポート内に燃料（ガソリン）を噴射する。
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。
【００１１】
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それぞれには、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。
【００１２】
前記燃焼室１０内の燃焼排気は、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によって制御される。
【００１３】
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、前記電制スロットル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メータ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の踏み込み量（アクセル開度）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。
【００１４】
尚、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、エアフローメータ２２で検出される吸入空気流量Ｑａと、回転速度センサ２４で検出される機関回転速度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。
【００１５】
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。
【００１６】
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、前記基本燃料噴射量Ｔｐ（機関負荷）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。
【００１７】
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、前記電制スロットル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）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す。
まず、ステップＳ１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を入力する。
【００１８】
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し、アクセル開度センサ２６が操作量検出手段に相当する。
次のステップＳ２では、前記アクセル開度ＡＰＯ等に基づいて第１の目標加速度Ａ１を演算する。
【００１９】
更に、ステップＳ３では、前記第１の目標加速度Ａ１に基づいて第２の目標加速度Ａ２を演算する。
前記第２の目標加速度Ａ２は、前記第１の目標加速度Ａ１に基づく躍度に制限を加えたときの目標加速度であり、この第２の目標加速度Ａ２に基づいてスロットル開度が制御される。
【００２０】
尚、車両位置の１階導関数が速度ｖ、２階導関数が加速度ａ、３階導関数が躍度ｊである。
即ち、本実施形態では、アクセル開度ＡＰＯ等に基づいて、車両位置の２階導関数（加速度）を制御目標として演算するときに、車両位置の３階導関数である躍度に制限を加えて、最終的な２階導関数の目標を演算する。
【００２１】
上記のステップＳ２，３の機能が、目標値演算手段に相当する。
ステップＳ４では、前記第２の目標加速度Ａ２に基づいて目標出力及び目標吸気圧Ｐtgを演算し、更に、次のステップＳ５では、前記目標出力及び目標吸気圧Ｐtgに基づいて目標スロットル開度ＴＶＯtgを演算する。
上記のステップＳ４，５の機能が、指令値演算手段に相当し、本実施形態では、車両の運動に関わる制御対象が前記電制スロットル７であり、前記目標スロットル開度ＴＶＯtgが指令値に相当する。
【００２２】
前記エンジンコントロールユニット２１は、前記目標スロットル開度ＴＶＯtgを演算すると、この目標スロットル開度ＴＶＯtgと前記スロットルセンサ２７で検出される実際のスロットル開度ＴＶＯとを比較し、実際のスロットル開度ＴＶＯが前記目標スロットル開度ＴＶＯtgに近づくように、前記スロットルモータ（スロットルアクチュエータ）７ｂの駆動信号をフィードバック制御する。
【００２３】
次に、上記ステップＳ１〜ステップＳ５それぞれにおける処理を詳細に説明する。
前記ステップＳ１では、前記アクセル開度センサ２６のアナログ信号をＡ／Ｄ変換して読込み、Ａ／Ｄ変換されたセンサ出力値を、予め備えられている変換テーブルによって、アクセル開度ＡＰＯのデータに変換する。
前記ステップＳ２では、そのときのアクセル開度ＡＰＯ及び機関回転速度Ｎｅ（又は車速ＶＳＰ）に基づいて、第１の目標加速度Ａ１を演算する。
【００２４】
具体的には、図３に示すように、アクセル開度ＡＰＯと機関回転速度Ｎｅ（又は車速ＶＳＰ）とに対応する第１の目標加速度Ａ１を記憶したマップが、予めエンジンコントロールユニット２１のメモリに格納されている。
そして、アクセル開度センサ２６で検出されたアクセル開度ＡＰＯと回転速度センサ２４で検出された機関回転速度Ｎｅ（又は車速センサ２８で検出された車速ＶＳＰ）とに対応する第１の目標加速度Ａ１を、前記マップから検索する。
【００２５】
尚、前記第１の目標加速度Ａ１を記憶したマップを、変速機のギヤ比などの走行条件に対応させて複数用意して、参照するマップをそのときの走行条件に応じて切り換えることができる。
前記ステップＳ３では、下記の（１）式に従って前記第２の目標加速度Ａ２を所定の演算周期毎に更新する。
（１）・・・Ａ２＝Ａ２ｚ＋ｆ（Ａ１−Ａ２ｚ）
尚、（１）式において、Ａ２ｚは、第２の目標加速度Ａ２の前回値（演算周期の１サイクル前の値）である。
【００２６】
前記（１）式は、前記第１の目標加速度Ａ１を微分して、該微分値（車両位置の３階導関数）に補正を加えてから積分することで、第２の目標加速度Ａ２を求めるものである。
従って、上記のようにして、第２の目標加速度Ａ２を決定すれば、結果的に車両位置の躍度を適切に調整した上で最終的な目標加速度を設定するから、加速の滑らかさと応答性とを広い運転領域で合理的に制御することができ、シンプルな制御方法と少ないチューニング工数でより高い運転性を実現することができる。
【００２７】
前記関数ｆ（Ａ１−Ａ２ｚ）として、例えば図４に示すような上下限リミッタ処理を行う関数を設定する。
前記図４に示すような上下限リミッタ処理は、予め設定された躍度の上限値と下限値とで挟まれる領域内の躍度のみを許容し、前記許容範囲を超える躍度を上限値又は下限値にリセットする処理である。
【００２８】
ここで、リミッタ処理を上限側のみ或いは下限側のみとすることができ、更に、アクセル開度や運転条件などに応じて上下限リミッタ処理における限界値を可変に設定させても良い。
前記図４に示す関数ｆによってリミッタ処理を行えば、車両位置の躍度（加加速度）が所定範囲内に制限されることになり、許容される範囲内の躍度に制御されるから、運転者の意図よりも躍度が大きくなることを回避でき、運転者に微妙なアクセル操作を要求する必要がなくなる（図５参照）。
【００２９】
前記関数ｆは、図４に示した上下限リミッタ処理を行う関数に限定されるものではなく、例えば、下記の（２）式に示される関数ｆを用いることができる。
（２）・・・ｆ（Ａ１−Ａ２ｚ）＝Ｃ×（Ａ１−Ａ２ｚ）
即ち、上記（２）式を用いて第２の目標加速度Ａ２を演算する場合には、係数Ｃ（時定数）によって第２の目標加速度Ａ２が第１の目標加速度Ａ１に対して応答遅れを生じる特性に制限される（図６参照）。
【００３０】
これにより、躍度を滑らかに変化させることができるので、上下限リミッタ処理を行う場合に比べてより滑らかな乗り心地にすることができる。換言すれば、躍度が滑らかに変化するような第２の目標加速度Ａ２が演算されることになる。
ここで、前記係数Ｃは、微分係数と見なせるので、前記（２）式が車両位置の４階導関数に相当し、この（２）式を用いて第２の目標加速度Ａ２を演算する（１）式は、車両位置の４階導関数に応じて第２の目標加速度Ａ２を演算する式であると見なすことができる。
【００３１】
前記ステップＳ４では、前記第２の目標加速度Ａ２に基づいてパワートレインの目標出力及び目標吸気圧Ｐtgを演算するが、まず、前記第２の目標加速度Ａ２を目標出力（目標仕事率）に変換する。
前記第２の目標加速度Ａ２の目標出力（目標仕事率）への変換は、ニュートンの運動方程式Ｆ＝ｍａ又はＰ＝ｍｖａを用いて行われる。
【００３２】
ここで、ｍは車両の質量、Ｆは力、Ｐは出力（仕事率ｋＷ）、ｖは車両の速度、ａは車両の加速度（目標加速度Ａ２）である。
運動量はｍｖであり、力Ｆは、Ｆ＝ｄ／ｄｔ（ｍｖ）＝ｍａであるから、力Ｆは運動量（ｍｖ）の１階導関数であり、力Ｆの変化率ｄＦ／ｄｔは運動量ｍｖの２階導関数であり、前記第２の目標加速度Ａ２の目標出力（目標仕事率）への変換は、運動量ｍｖの２階導関数への変換であると見なすことができる。
【００３３】
また、車両の搭乗者の加速フィーリングは、車両の運動量ｍｖの２階導関数である力の変化率（躍度）に応じて大きく変化することが本願発明者の実験によって確認されている。
ここで、車両位置の２階導関数である前記第２の目標加速度Ａ２を実現するためには、対応する運動量ｍｖの導関数を操作する必要があるが、運動量ｍｖの導関数として２階導関数である仕事率（ｋＷ）を、前記第２の目標加速度Ａ２に対応する目標として設定することで、前記第２の目標加速度Ａ２の変化を体感的に精度良く実現することができる。
【００３４】
尚、前記仕事率に代えて、内燃機関１の図示平均有効圧又は正味平均有効圧の導関数を目標として求めたり、運動エネルギーＫ＝1/2ｍｖ2の導関数を目標として求めたりすることができる。
前記第２の目標加速度Ａ２を目標出力（目標仕事率）Ｐに変換すると、次いで、前記目標出力（目標仕事率）Ｐと機関回転速度Ｎｅ（又は車速ＶＳＰ）とから、目標吸気圧Ｐtg（目標ブースト）を演算する。
【００３５】
具体的には、図７に示すように、前記目標出力（目標仕事率）Ｐを目標吸気圧Ｐtgに変換する特性を、機関回転速度Ｎｅ（又は車速ＶＳＰ）毎に持つマップが、予めエンジンコントロールユニット２１のメモリに格納されている。
そして、前記第２の目標加速度Ａ２から求めた目標出力（目標仕事率）Ｐと回転速度センサ２４で検出された機関回転速度Ｎｅ（又は車速センサ２８で検出された車速ＶＳＰ）とに対応する目標吸気圧Ｐtgを、前記マップから検索する。
【００３６】
ステップＳ５では、目標吸気圧Ｐtgから目標スロットル開度ＴＶＯtg（deg）を演算するが、これは、図８のフローチャートに示すような手順で行われる。
図８のフローチャートにおいて、まず、ステップＳ５１では、前記目標吸気圧Ｐtgを入力し、次のステップＳ５２では、前記目標吸気圧Ｐtgを微分することで、目標吸気圧変化ΔＰtgを設定する。
【００３７】
尚、前記目標吸気圧変化ΔＰtgに代えて、目標筒内流入モル流量変化率を演算させることができる。
ステップＳ５３では、前記吸気コレクタ４（スロットル下流の空間容積）からシリンダ側に流出する空気の流量ΔＮout（質量流量：kg/h）を求める。
尚、質量流量（kg/h）を求める代わりに、物質量流量（mol/s）を求めても良い。
【００３８】
ステップＳ５４では、前記流出流量ΔＮoutの条件下で前記目標吸気圧変化ΔＰtgを実現するために、前記吸気コレクタ４に流入させる空気の流入流量ΔＮin（質量流量：kg/h）を求める。
ステップＳ５５では、前記流入流量ΔＮinを得るための目標スロットル開口面積Ａtg（ｍ2）を演算し、次のステップＳ５６では、前記目標スロットル開口面積Ａtg（ｍ2）を目標スロットル開度ＴＶＯtg（deg）に変換する。
【００３９】
内燃機関１の吸気系を図９に示すようにモデル化し、前述のように、前記吸気コレクタ４からシリンダに流出する空気の流出流量をΔＮout、前記吸気コレクタ４に流入する空気の流入流量をΔＮinとする。
ここで、前記吸気コレクタ４における圧力の変化を、目標吸気圧変化ΔＰtgとするための流出流量ΔＮoutと流入流量ΔＮinとの相関は、理想気体の状態方程式に用いて以下のように示される。
（３）・・・ＰtgＶ＝ｎＲＴ
（４）・・・ΔＰtgＶ＝ΔｎＲＴ
（５）・・・ΔＰtgＶ＝（ΔＮin−ΔＮout）ＲＴ
（６）・・・ΔＮin−ΔＮout＝ΔＰtgＶ／ＲＴ
（７）・・・ΔＮin＝（ΔＰtgＶ／ＲＴ）＋ΔＮout
尚、上式において、Ｖは吸気コレクタ４の容積、ｎは質量（モル数）、Ｒは気体定数、Ｔは空気の温度である。
【００４０】
前記流出流量ΔＮoutは、シリンダに吸い込まれる空気の流量であるから、以下の（８）式で表すことができる。
（８）・・・ΔＮout＝（Ｐtg／ＲＴ）×Ｖcyl×η×（Ｎｅ／１２０）
ここで、Ｖcylは内燃機関１の排気量、ηは効率である。前記効率ηは、機関回転速度Ｎｅやバルブタイミングによって異なる値を与えても良い。
【００４１】
一方、前記流入流量ΔＮinの大半は、スロットルバルブ７ａを通過して吸気コレクタ４に流入する空気であるから、スロットル前後差圧が前記流入流量ΔＮinを実現する条件となる（図１０参照）。
ここでは、スロットル下流側の圧力を目標吸気圧Ｐtgとする。但し、スロットル下流側の圧力を、センサで検出した実際値や、運転条件に基づく推定値とすることができる。
【００４２】
また、前記流入流量ΔＮinを、スロットルバルブ７ａの通過空気量以外を含めてより精度良く演算させても良い。
スロットル下流側の圧力を圧力Ｐtgとする条件で流入流量ΔＮinを得る特性は、図１１に示すように、スロットルチャンバを先細ノズルと近似して準一次元定常等エントロピー流れで表現することができる。
【００４３】
そして、図１１のモデルによると、流入流量ΔＮinを得るためのスロート面積Ａは、以下の（９）（１０）の方程式によって表現できる。
（９）Ｍ＜１のとき
【００４４】
【数１】
2007239606.tif 000003
（１０）臨界状態Ｍ＝１のとき
【００４５】
【数２】
2007239606.tif 000004
上記の（９）（１０）式において、Ｐ0，Ｔ0は、スロットル上流側の空気の圧力，温度であり、κは比熱比である。
上記の（９）（１０）式は、流入流量ΔＮinを得るためのスロットル開口面積（スロットルチャンバの有効開口面積）を求める式であると見なすことができ、スロットル開口面積（ｍ2）は、スロットル前後差圧比と、スロットル上流全温度Ｔ0と、流入流量ΔＮinとから算出できることになる。
【００４６】
上記のようにして得られたスロットル開口面積は、目標吸気圧変化ΔＰtgを得るための値であり、このスロットル開口面積（ｍ2）は、図１２に示すようなテーブルを用いて目標スロットル開度ＴＶＯtg（deg）に変換される。
そして、エンジンコントロールユニット２１は、前記目標スロットル開度ＴＶＯtgを実現すべく、前記スロットルモータ（スロットルアクチュエータ）７ｂをフィードバック制御することで、目標吸気圧変化ΔＰtg、引いては、第２の目標加速度Ａ２を実現する。
【００４７】
上記のように、本実施形態において、前記第２の目標加速度Ａ２は、アクセル開度ＡＰＯに対応する第１の目標加速度Ａ１としたときの躍度を制限した値であり、また、第２の目標加速度Ａ２を実現するための運動量の導関数として、搭乗者の加速フィーリングに大きく影響する２階導関数（仕事率）を目標として定め、これを実現すべくスロットル開度を制御する。
【００４８】
従って、図１３に示すように、第１の目標加速度Ａ１に基づいて車両の運動を制御する場合に比べて、躍度が大きくなりすぎることを防止して、運転者によるアクセルの操作性を高めることができると共に、加速フィーリング（乗り心地）をより良くすることができる。
尚、上記実施形態では、車両に搭載される内燃機関のスロットル開度を制御対象としたが、燃料供給量などの他の要素を制御することで内燃機関の出力を制御させることができ、更に、制御対象とする動力源を内燃機関に限定するものではなく、電動モータなどを制御対象とすることができ、更に、ブレーキやクラッチなどの摩擦力の制御や発電機の発電量の制御などを併せて行うことができる。
【００４９】
また、運転者が車両の運動を制御すべく操作する操作部材として、ブレーキペダルの踏み込み量を検出し、ブレーキ力を制御することができ、更に、車両の前後方向の加速度ではなく、横方向の加速度を目標として定め、ステアリング操作に対する操舵輪の舵角変化を制御させることができ、操作部材及び車両の運動方向が限定されるものではない。
更に、車両位置の３階導関数よりも高階の導関数に制限を加えて、車両位置の導関数（例えば加速度）の目標を定めても良く、同様に、運動量ｍｖの２階導関数よりも高階の導関数を目標として定めることができる。
【００５０】
また、車両には、一般的な自動車の他、オートバイ、電車など種々のものが含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施形態における車両用内燃機関のシステム図。
【図２】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。
【図３】実施形態においてアクセル開度及びエンジン回転数（rpm）から第１の目標加速度Ａ１を演算する特性を示すブロック図。
【図４】実施形態における車両位置の躍度に対する上下限リミット処理の特性を示すブロック図。
【図５】実施形態において躍度に上下限リミット処理を施した場合の加速度の変化特性を示すタイムチャート。
【図６】実施形態において躍度に応答遅れ補正を施した場合の加速度の変化特性を示すタイムチャート。
【図７】実施形態における仕事率を吸気圧力に変換する特性を示すタイムチャート。
【図８】実施形態における目標スロットル開度の演算処理のサブルーチンを示すフローチャート。
【図９】実施形態における内燃機関の吸気系のモデルを示す状態図。
【図１０】実施形態におけるスロットル前後圧力比とスロットルバルブを通過する空気の質量流量との相関を示す線図。
【図１１】実施形態においてスロットルチャンバを先細ノズルに近似した様子を示す状態図。
【図１２】実施形態におけるスロットル開口面積とスロットル開度との相関を示す線図。
【図１３】実施形態におけるアクセル開度変化に対する加速度，躍度等の変化を示すタイムチャート。
【符号の説明】
【００５２】
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
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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