(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者が車両の運転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、
前記操作量に基づいて車両の目標加速度を演算する目標加速度演算手段と、
車両駆動系によって実現可能な瞬間限界躍度を演算する瞬間限界躍度演算手段と、
前記目標加速度を、その微分値である目標躍度が前記瞬間限界躍度を超えないように制限する目標加速度制限手段と、
前記制限した目標加速度に追従して車両を運動させるように、車両駆動系を制御する駆動系制御手段と、
を含んで構成したことを特徴とする車両の運動制御装置。
【請求項２】
車両の乗員に加わるショックを制限するための車両の常用限界躍度を演算する常用限界躍度演算手段を含み、
前記目標加速度制限手段は、目標加速度を、目標躍度が前記瞬間限界躍度及び常用限界躍度を超えないように制限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。
【請求項３】
前記瞬間限界躍度または常用限界躍度は、車両駆動出力を減少時に加速度減少方向の限界値である瞬間下限躍度または常用下限躍度であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両の運動制御装置。
【請求項４】
前記瞬間限界躍度または常用限界躍度は、車両駆動出力を増大時に加速度増大方向の限界値である瞬間上限躍度または常用上限躍度であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両の運動制御装置。
【請求項５】
前記駆動系制御手段は、車両搭載内燃機関の吸気系に備えられるスロットル弁の開度を制御することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の車両の運動制御装置。
【請求項６】
前記瞬間限界躍度演算手段は、前記スロットル弁の有効開度作動範囲から有効限界開度を演算し、少なくとも前記有効限界開度と吸気圧力とから限界吸気流量を演算し、少なくとも機関回転速度と吸気圧力とからシリンダ流入吸気流量を演算し、前記限界吸気流量と前記シリンダ流入吸気流量とから瞬間限界吸気圧力変化を演算し、前記瞬間限界吸気圧力変化が実現したときに予測される瞬間限界躍度を演算することを特徴とする請求項５に記載の車両の運動制御装置。
【請求項７】
前記瞬間限界躍度演算手段は、前記スロットル弁の有効開度作動範囲から有効限界開度を演算し、少なくとも前記有効限界開度と吸気圧力とから限界吸気流量を演算し、少なくとも機関回転速度と吸気圧力とからシリンダ流入吸気流量を演算し、前記限界吸気流量と前記シリンダ流入吸気流量とから瞬間限界吸気圧力変化を演算し、前記瞬間限界吸気圧力変化によって目標吸気圧力の変化量を制限することを特徴とする請求項５に記載の車両の運動制御装置。
【請求項８】
前記瞬間限界躍度演算手段は、機関回転速度の関数として求めた傾きを有した一次方程式を用いて、吸気圧力変化と機関トルク変化との相互変換演算を行うことを特徴とする請求項５〜請求項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】
前記傾きを用いて、吸気圧力と機関トルクとの相互変換演算を共有して行うことを特徴とする請求項８に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し、特に、加減速性能の改善技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、アクセル操作量に基づいて車両の目標加速度を決定し、該目標加速度で走行されるように、スロットル弁の開度等を制御する装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−１２５２１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１のように乗員が実感する車両加速度を目標値として制御することにより、機関トルクを目標値とする制御などに比較して、運転フィーリングの向上を図っている。
しかしながら、実際には、スロットル弁での吸入空気量制御でのトルク制御の応答遅れによって、良好に目標加速度に追従した走行を行うことができなかった。
【０００４】
例えば、急減速時に目標加速度（目標減速度）に応じてスロットル開度を設定すると、最も閉じた状態に保持される時間が短く、実際の減速の遅れが大きくなって速やかな減速が行われず燃費も悪化する場合がある。
【０００５】
加速時も同様に、スロットル開度を最も増大した状態に保持される時間が短く、良好な加速応答性が得られないことがあった。
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、加速度の微分値である躍度を適切に制限することによって、目標値に近い加速度（減速度）で走行できるように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、運転者が車両の運転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、前記操作量に基づいて車両の目標加速度を演算する目標加速度演算手段と、車両駆動系によって実現可能な瞬間限界躍度を演算する瞬間限界躍度演算手段と、前記目標加速度を、その微分値である目標躍度が前記瞬間限界躍度を超えないように制限する目標加速度制限手段と、前記制御した目標加速度に追従して車両を運動させるように、車両駆動系を制御する駆動系制御手段と、
を含んで構成した。
【発明の効果】
【０００７】
上記の構成によると、例えばアクセルなどの操作部材の操作量が検出され、該操作量に基づいて目標加速度が設定されるが、この操作量に見合う目標加速度に基づいてそのまま車両を制御するのではなく、加速度の微分値である躍度が、車両駆動系によって実現可能な瞬間限界躍度を超えないように制限し、該制限した加速度に追従するように車両の運動を制御する。
【０００８】
従って、本発明に係る車両の運動制御装置によると、例えば、減速時には、瞬間限界躍度で制限した目標加速度（目標減速度）に対して、実際の減速度を良好に追従させることができ、応答性の高い減速を行え、燃費を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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）Ｖを検出する車速センサ２８などが設けられている。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
更に、前記エンジンコントロールユニット２１は、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。
ここで、本発明に係る構成として、減速時に応答よく減速を行いつつショックを回避するため、瞬間下限躍度と常用下限躍度とで目標加速度を制限するように、吸入空気量を制御する。
【００２４】
図２は、上記第１の実施形態における吸入空気量制御の概要構成を示す。
常用下限躍度演算部は、車両の乗員に加わるショックを制限できる常用下限躍度ｄαmin0を演算する。具体的には、−５ｍ／ｓ3以下に設定し、車種によっても適正値が相違するので、−５ｍ／ｓ3〜−２０ｍ／ｓ3の範囲内で適正値に設定する。この範囲は、将来的な性能向上に応じて変化しうることは勿論である。
【００２５】
瞬間下限躍度演算部は、車両駆動系によって実現可能な瞬間下限躍度ｄαmin１を演算する。
目標加速度演算部は、アクセル開度と機関回転速度または車速とに基づいて設定した目標加速度の基本値ｔα０を、加速度の微分値である躍度が前記常用下限躍度ｄαmin0以上、かつ、瞬間下限躍度ｄαmin1以上に維持されるように制限した目標加速度ｔαを演算する。
【００２６】
目標吸気圧力演算部は、車両が上記目標加速度ｔαに追従した加速度αで走行するのに必要な機関１のトルクが得られるように目標吸気圧力ｔＰBを演算する。
スロットル制御部は、前記電制スロットル７を、前記目標吸気圧力ｔＰBを得るのに必要なスロットル開度ＴＶＯとなるように制御する。
【００２７】
上記下限躍度で制限した制御による作用を、該制限を行わない場合と比較して説明する。
図３は、目標加速度を常用下限躍度ｄαmin0で制限した場合（Ｂ）の作用を、制限しない場合（Ａ）と比較して示している。
【００２８】
目標加速度ｔαの制限がないと、スロットル開度は、目標加速度ｔαの減少に応じて減少し、アクセル開放後まで全閉状態に維持される。目標加速度ｔαを微分して算出される目標躍度ｔｄαもマイナス方向に大きく増大し、ショック（つんのめり感）を生じる。
【００２９】
これに対し、目標躍度ｔｄαを常用下限躍度ｄαmin0以上に維持するように目標加速度ｔαを制限することにより、スロットル開度ＴＶＯの減少速度を遅らせてショックを抑制でき、減速時に滑らかに停車させることができる。
【００３０】
一方、急減速操作を行った場合は、目標加速度ｔαの変化が車両の駆動性能によって達成しうる実加速度の限界を超えてしまい、スロットル開度増大への戻しが早められ、減速応答性が損なわれてしまうことがある。
【００３１】
図４は、急減速操作時の目標加速度ｔαを瞬間下限躍度ｄαmin1で制限した場合（Ｂ）の作用を、制限しない場合（Ａ）と比較して示している。
アクセル開度の急減に伴い目標加速度ｔαも急減し、制限を行わない場合は、吸入空気量制御の遅れによって、実加速度の減少（実減速度）が追従できないまま、目標加速度ｔαが最小となる付近でこの目標加速度ｔαに維持しようとしてスロットル開度の増大制御に転じてしまう。この結果、本来急減速を所望しているにも関わらず、スロットル開度を最小に維持する時間が短すぎて、却って実際の減速が遅れてしまい、要求とおりの減速性が得られない。
【００３２】
これに対し、目標躍度ｔｄαをリアルタイムで駆動系性能によって達成しうる瞬間下限躍度ｄαL1以上に維持するように目標加速度ｔαを制限した場合は、目標加速度ｔαの減少が緩やかとなり、スロットル開度を最小に維持する時間を長引かせて、該制限後の目標加速度ｔαに実減速度を追従させることができ、減速応答性を最大限高めることができる。
【００３３】
図５は、目標加速度ｔαを常用下限躍度ｄαmin0と瞬間下限躍度ｄαmin1の両方で制限した場合（Ｂ）の作用を、何も制限しない場合（Ａ）と比較して示している。
瞬間下限躍度ｄαmin1によって目標加速度ｔαの減少を緩やかにし、実減速度を追従させて減速応答性を高めつつ、常用下限躍度ｄαmin0以上に維持することにより、ショックも抑制することができる。
【００３４】
このように、目標加速度を、常用下限躍度と瞬間下限躍度の両方で制限することで、減速応答性とショック抑制とを両立でき、望ましいが、車種等によって、許容下限躍度を下げる（絶対値を大きくする）ことが可能である場合など、瞬間下限躍度のみによる制限を行って、減速応答性を高めるだけの構成としたものであってもよい。
【００３５】
以下、図２に示した各部の演算の詳細を、図６以下のフローチャートにしたがって、説明する。ただし、常用下限躍度演算部における常用下限躍度ｄαmin0の演算は、上記のように予め定めた固定値の設定であるので、省略する。
【００３６】
図６は、前記瞬間下限躍度演算部のフローを示す。
車両の駆動源である内燃機関１のトルク変化が瞬間下限躍度を決める主要因であり、吸入空気量（吸気圧力）でトルク制御を行う機関では、吸入空気量変化（吸気圧力変化）がトルク変化に相当する。
【００３７】
したがって、ステップＳ１で内燃機関１が実現しうる瞬間下限吸気圧力変化ｄＰBminを演算し、ステップＳ２で該瞬間下限吸気圧力変化ｄＰBminに相当する瞬間下限図示トルク変化ｄＴEminを演算し、ステップＳ３で該瞬間下限図示トルク変化ｄＴEminに相当する瞬間下限躍度ｄαmin1を算出する。
【００３８】
図７は、前記図６のステップＳ１での瞬間下限吸気圧力変化ｄＰBminを演算するサブフローを示す。
ステップＳ１１では、下限有効スロットル開度ｔＴＶＯminを演算する。これは、図８に示すように、現在の目標スロットル開度（前回算出値）ｔＴＶＯｚに、電制スロットル７によってスロットルバルブ７ａを最大速度で閉方向に駆動したときの次回算出時までのスロットル開度変化量ｄＴＶＯを減算し、この減算した値と、最小開度ＴＶＯmin（例えば、０．５°）とのうち、大きい方を選択して求める。簡易的には、最小開度ＴＶＯminを下限有効スロットル開度ｔＴＶＯminとしてもよいが、上記の演算により、現実に取り得る目標値に近づけて、精度を高めることができる。
【００３９】
ステップＳ１２では、前記下限有効スロットル開度ｔＴＶＯminを、下限有効スロットル開口面積ｔＡminに変換する。
ステップＳ１３では、一次元定常エントロピー流れとして、前記下限有効スロットル開口面積ｔＡminに基づいて、次式に示すスロットルバルブ下流のコレクタに流入する下限吸気流量ｎ＿in＿minを演算する。
【００４０】
【数１】
0004910934.tif 000002
【００４１】
ｔＰBは目標吸気圧力、Ｐ０は大気圧、Ｒは吸気のガス定数である。
具体的には、図９に示すように、前記下限有効スロットル開口面積ｔＡminに、スロットルバルブ７ａをバイパスする吸気通路（アイドル制御弁やアシストエア通路など）の開口面積Ａetcを加算した下限有効開口面積ｔＡminと、スロットルバルブ７ａの前後圧力比の目標値ｔＰB／Ｐ０を臨界圧で制限した上で変換して求めた流量係数Ｆｃとを乗じ、この値を、吸気温度Ｔに吸気（空気）のガス定数Ｒを乗じた値の平方根（ＴＲ）1/2で除し、モル流量に換算して算出する。
【００４２】
ステップＳ１４では、次式に示すシリンダに流入する吸気流量（シリンダ吸入流量）ｎ＿outを、シリンダを容積ポンプとして近似し、コレクタから流出する流量として演算する。
【００４３】
ｎ＿out＝ｔＰB・ηｖ・Ｖｅ／（Ｔ・Ｒ・１２０）・・・(2)
ηｖはシリンダ体積効率、Ｖｅは排気量である。
具体的には、図１０に示すように、目標吸気圧力ｔＰ１を、吸気温度Ｔとガス定数Ｒとの乗算値Ｔ・Ｒで除した値と、機関回転速度Ｎｅに基づいてマップ参照等によって求めた体積効率ηｖと、サイクル換算定数１／１２０と、排気量Ｖｅと、を乗じてモル流量として演算する。
【００４４】
ステップＳ１５では、前記下限吸気流量ｎ＿in＿min、つまり、スロットル弁の開度を最速で減少したときにコレクタに流入する流量と、前記シリンダ吸入流量ｎ＿out、つまり、コレクタから流出する流量とに基づいて、次式により瞬間下限吸気圧力変化ｄＰBminを演算する。
【００４５】
ｄＰBmin＝（ｎ＿in＿min−ｎ＿out）・Ｒ・Ｔ／Ｖｃ・・・(3)
Ｒはガス定数、Ｔは吸気温度、Ｖｃはコレクタ容積である。
すなわち、図１１に示すように、単位時間内に、コレクタに流入する吸気流量ｎ＿in＿minから流出する吸気流量ｎ＿outを差し引いて、コレクタ内の吸気量の変化量を算出し、この吸気量変化量を吸気圧力変化量に換算して算出する。
【００４６】
図６に戻って、ステップＳ２では、前記瞬間下限吸気圧力変化ｄＰBminに基づいて、瞬間下限図示トルク変化ｄＴEを次式により演算する。
ｄＴE＝ｄＰBmin／ａ（Ｎｅ）・・・(4)
ａ（Ｎｅ）は、吸気圧力変化ｄＰBに対する図示トルク変化ｄＴEの傾きａ（＝ｄＴE／ｄＰB）であり、機関回転速度Ｎｅの関数として示される。
【００４７】
具体的には、図１２に示すように、機関回転速度Ｎｅ一定の条件で、吸気圧力ＰBと図示エンジントルクＴEとの関係は、所定の傾きａ（Ｎｅ）を有した一次関数で近似することができ、したがって、吸気圧力変化ｄＰBと図示トルク変化ｄＴEとの関係も同じ傾きａ（Ｎｅ）を有する。
【００４８】
そして、図１２に示すように、前記傾きａ（Ｎｅ）は、機関回転速度Ｎｅが低い（高い）ときほど大きい（小さい）特性を有する。
そこで、図１３に示すように、傾きａ（Ｎｅ）をマップ化しておけば、機関回転速度Ｎｅに基づいて検索した傾きａ（Ｎｅ）を用いるだけの極めて容易な演算で、瞬間下限図示トルク変化ｄＴEminを算出することができる。
【００４９】
ステップＳ３では、前記下限図示トルク変化ｄＴEminに基づいて、瞬間下限躍度ｄαmin1を次式により算出する。なお、瞬時のエンジントルク変化による車両の転がり抵抗の変化や走行抵抗の変化は小さいので無視できる。
【００５０】
ｄαmin1＝ｄＴEmin・ＲD・ｉ／（Ｉ＋ＩE）・・・(5)
ＲDは駆動輪の半径、ｉは減速比、Ｉは車体等価慣性モーメント、ＩEは駆動系回転部分の慣性モーメント
具体的には、図１４に示すようにして算出する。
【００５１】
車体重量Ｍに駆動輪半径ＲDの二乗ＲD2を乗算して車体等価慣性モーメントＩを算出し、これに、駆動系回転部分の慣性モーメントＩEを加算して求めた駆動輪回りの慣性モーメントを、減速比ｉの二乗ｉ2で除算することにより、エンジンの慣性モーメント[＝（Ｉ＋ＩE）／ｉ2]に変換する。
【００５２】
下限図示トルク変化ｄＴEを、エンジンの慣性モーメント[＝（Ｉ＋ＩE）／ｉ2]で除算することにより、エンジンの下限回転角加速度ωEαL[＝ｄＴEmin・ｉ2／（Ｉ＋ＩE）]を算出する。
【００５３】
前記エンジンの下限回転角加速度ωEαLを、減速比ｉで除算して駆動輪の下限回転角加速度ωRαLとし、さらに駆動輪半径ＲDを乗じることで車両加速度の変化量ｄαの下限値、すなわち、瞬間下限躍度ｄαmin1[＝ｄＴE・ＲD・ｉ／（Ｉ＋ＩE）]を算出する。
【００５４】
図１５は、以上のように設定、算出した常用下限躍度ｄαmin0及び瞬間下限躍度ｄαmin1以上に維持されるように制限した目標加速度ｔαを演算する前記目標加速度演算部の詳細を示す。
【００５５】
前記のようにアクセル開度と機関回転速度または車速とに基づいて設定した目標加速度ｔα０と、最終的に設定される目標加速度ｔαの前回値ｔα-1との偏差を、演算周期ｓｔで除算して、制限なしでの目標躍度ｔｄαBを算出する。
【００５６】
一方、前記常用下限躍度と瞬間下限躍度とのうち、大きい方を選択する。ここで下限躍度は負の値であるから、大きい方とは負の絶対値が小さい方である。
上記のように選択した大きい方の下限躍度ｄαminと、制限無しでの目標躍度ｔｄαBとのうち、大きい方を、最終的な目標躍度ｔｄαとして選択する。
【００５７】
そして、前記目標躍度ｔｄαに演算周期ｓｔを乗じた値を、目標加速度ｔαの前回値ｔα-1に加算して、新たな目標加速度ｔαを設定する。
すなわち、常用下限躍度ｄαmin0と瞬間下限躍度ｄαmin1との大きい方の下限躍度ｄαminで制限した目標加速度ｔαが設定される。
【００５８】
図１６は、上記のように下限躍度ｄαmin以上に制限した目標加速度ｔαが得られるように、エンジンのスロットル制御を行うフローを示す。
ステップＳ２１では、上記のように演算された目標加速度ｔαを読み込む。
【００５９】
ステップＳ２２では、前記目標加速度ｔαを得るのに必要な目標駆動力ｔＦを、次式により演算する。
ｔＦ＝（Ｍ＋ＭE）／ｇ・α＋μr・Ｍ＋μ1・Ａｃ・Ｖ2・・・(6)
Ｍは車重、ＭEは駆動系回転部分の重量、μrは転がり抵抗係数、Ａｃは車の前面投影面積、Ｖは車速である。
【００６０】
ステップＳ２３では、目標エンジントルクｔＴE0を次式により演算する。
ｔＴE0＝Ｆ・ＲD／（ｉ・ηt・ｔ）＋Ｔetc・・・(7)
右辺の前項は、前記目標駆動力Ｆの発生に必要なトルク、Ｔetcは、駆動軸・エンジンのフリクションや慣性モーメント、補機負荷等を加算したトルクである。
【００６１】
ステップＳ２４では、前記目標エンジントルクｔＴE0をエンジン効率ηEで除算して、目標エンジントルクＴE0を正味エンジントルクとして得るのに必要な目標図示エンジントルクｔＴEi、あるいは、これに相当する目標図示平均有効圧ｔＰｉを、算出する。
【００６２】
ステップＳ２５では、前記目標図示エンジントルクｔＴEi、あるいは、目標図示平均有効圧ｔＰｉを得るのに必要な目標吸気圧力ｔＰBを算出する。
この演算を行う代わりに、目標図示エンジントルクｔＴEiから、上述の図９に示したエンジントルクと吸気圧力との関係を用いて、次式により、目標吸気圧力ｔＰBを算出するようにしてもよい。
【００６３】
ｔＰB＝ａ（Ｎｅ）・ｔＴEi＋ｂ（Ｎｅ）・・・(8)
ｂ（Ｎｅ）は、機関回転速度Ｎｅの関数で示される切片であり、マップを作成して機関回転速度Ｎｅに基づいて検索する構成とすればよく、機関回転速度Ｎｅによる相違が小さい場合は、平均的な値を固定値として用いるようにしてもよい。
【００６４】
また、ｔＴEi＝ｔＴE0／ηEの関係より、ステップＳ２４を省略して、ｔＴE0を用いて次式により目標吸気圧力ｔＰBを算出することもできる。
ｔＰB＝ａ（Ｎｅ）・ｔＴE0／ηE＋ｂ（Ｎｅ）・・・(9)
以上のように、ａ（Ｎｅ）のマップを共用すれば、複雑な演算を行うことなく、容易に目標吸気圧力ｔＰBを算出することができる。
【００６５】
すなわち、「トルクと吸気圧力」、「トルク変化と吸気圧力変化」の、少なくとも４つの変換パターンを、１次方程式を変形するだけで適用できるので、マップの枚数が少なくて済むだけでなく、マップ１枚当たりのデータ量も通常量の平方根程度で済む。
【００６６】
また、「トルク」と「トルク変化」のように、微分したパラメータを、「トルクと吸気圧力」のマップから差分を取るなどの複雑な処理を省くことができるので、プログラムサイズや演算負荷も小さくて済む。
【００６７】
ステップＳ２５では、前記目標吸気圧力ｔＰBを満たすように前記吸気コレクタ４に流入させる空気の流入流量ｎ＿inを算出する。
具体的には、前記瞬間吸気圧力変化ｄＰBminを、コレクタ流出流量ｎ＿outと下限吸気流量ｎ＿in＿min（コレクタ流入流量）とを用いて算出したのと同様の手法で演算することができる。すなわち、コレクタ流出流量ｎ＿outを前記同様に(2)式を用いて算出すると共に、目標吸気圧力変化ｄ（ｔＰB）を目標吸気圧力ｔＰBの微分（今回値と前回値との偏差）演算等で算出し、これら、ｎ＿out及びｄ（ｔＰB）を用いて、(3)式を変形した形の次式により算出する。
【００６８】
ｎ＿in＝ｎ＿out＋ｄ（ｔＰB）・Ｖｃ／（Ｒ・Ｔ）・・・(10)
ステップＳ２６では、前記コレクタ流入流量ｎ＿ｉｎを得るための目標スロットル開口面積ｔＡを、(1)式を変形した形の次式により演算する。
【００６９】
【数２】
0004910934.tif 000003
【００７０】
次のステップＳ２７では、前記目標スロットル開口面積ｔＡを、目標スロットル開度ｔＴＶＯに変換する。
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ｔＴＶＯ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、目標加速度ｔαを実現する。
【００７１】
以上の第１の実施形態では、吸気系の応答によって決まる瞬間下限躍度を演算して目標加速度を制限することで、物理的に実現可能な指令値を出力することになるので、理想に近い速さでエンジン出力を低減させて、燃費を極力抑えることができる。
【００７２】
また、目標加速度以降の指令値が現実の物理値に、より近くなるため、トランスミッションのクラッチの締結油圧やＣＶＴの制御油圧を低く抑えて燃費を改善できるような効果も得られる。
【００７３】
ただし、吸気圧力変化の遅さが瞬間下限躍度を決める主要因であるので、該瞬間下限躍度で躍度を制限する代わりに、瞬間下限躍度の前に算出される瞬間吸気圧力変化を用いて、目標吸気圧力変化を制限する構成としてもよい。
【００７４】
図１７は、前記目標吸気圧力変化を瞬間吸気圧力変化で制限する第２の実施形態の制御ブロック図を示す。
目標加速度ｔｄαを常用下限躍度以上の躍度となるように制限することは第１の実施形態と同様であるが、瞬間下限躍度で直接制限する代わりに、目標加速度に応じて算出される目標吸気圧力の変化が瞬間吸気圧力変化以上とならないように目標吸気圧力を制限して設定する。
【００７５】
図１７では、第１の実施形態の対応する図１５に比較して、瞬間下限躍度と常用下限躍度とを比較して大きい方を選択するブロックを省略し、常用下限躍度のみで変化を制限した目標加速度を設定する。
【００７６】
また、スロットル制御を示す図１６は、本実施形態でも共通して用いることができるが、ステップＳ１１では、目標加速度が上述のように常用下限躍度のみにより制限して算出され、ステップＳ１５で、目標吸気圧力を演算する際に、該目標吸気圧力の変化が瞬間下限圧力変化より小さい値とならないように（負値なので絶対値が大きい値とならないように）制限して目標吸気圧力が演算される。
【００７７】
図１８は、目標吸気圧力ｔＰBを瞬間下限圧力変化ｄＰBminで制限したときの（Ｂ）の作用を、何も制限しない場合（Ａ）とを比較して示す。
このように、瞬間下限圧力変化で制限する構成とすれば、瞬間下限躍度を算出する前に算出されるから、演算が簡単になり、プログラムサイズや演算負荷を軽減して、より安価なマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）を使用でき、製造コストを低減できる。
【００７８】
あるいは、第１の実施形態において、瞬間下限躍度の算出途中で算出される瞬間下限圧力変化を記憶しておき、通常は目標加速度を瞬間下限躍度で制限するが、瞬間下限圧力変化の後の演算のミスなどで、瞬間下限躍度の算出値の信頼性が乏しいと判断したときに、記憶させた瞬間下限圧力変化で目標吸気圧力を制限する方式に切り換えるような構成とすることもでき、信頼性を向上できる。
【００７９】
また、以上の実施形態では、下限躍度で制限する場合を示したが、正の加速時に躍度が上限躍度以下となるように制限することもできる。
図１９は、目標加速度を下限躍度と共に、上限躍度によっても制限する第３の実施形態の制御ブロック図を示す。
【００８０】
第１または第２の実施形態同様に、常用下限躍度ｄαmin0と瞬間下限躍度ｄαmin1のうち大きい方を下限躍度ｄαminとして選択する一方、加速時のショックを抑制するように常用上限躍度ｄαmax0を設定すると共に、駆動系によって達成しうる瞬間上限躍度ｄαmax1を算出する。
【００８１】
常用上限躍度ｄαmax0は、常用下限躍度ｄαmin0と同様、加速時に車両の乗員に加わるショックを制限できる大きさの値に設定する。
これら常用上限躍度ｄαmax0と瞬間上限躍度ｄαmax1のうち、小さい方を上限躍度ｄαmaxとして選択した上で、前記下限躍度ｄαmin以上に制限した目標躍度と比較し、小さい方を選択することで、上限躍度ｄαmax以下に制限した最終的な目標躍度を算出する。
【００８２】
そして、前記最終的に算出した目標躍度に演算周期ｓｔを乗算した値を、目標加速度の前回値ｔα-1に加算して、新たな目標加速度ｔαを算出する。
瞬間上限躍度ｄαmax1は、以下のように算出する。
【００８３】
図２０では、上限有効スロットル開度ｔＴＶＯmaxを、現在の目標スロットル開度（前回算出値）ｔＴＶＯｚに、電制スロットル７によってスロットルバルブ７ａを最大速度で開方向に駆動したときの次回算出時までのスロットル開度変化量ｄＴＶＯを加算し、この加算した値と、最大開度との小さい方を選択して求める。
【００８４】
以下、図９で下限有効スロットル開度ｔＴＶＯminの代わりに、上限有効スロットル開度ＴＶＯmaxを用いて、上限吸気流量ｎ＿in＿maxを算出し、図１１において、下限吸気流量ｎ＿in＿minの代わりに上限吸気流量ｎ＿in＿maxを用いると共に、図１０で算出したコレクタ流出流量ｎ＿outを用いて瞬間上限吸気圧力変化ｄＰBmaxを算出する。
【００８５】
さらに、図１２で、瞬間下限吸気圧力変化ｄＰBminの代わりに瞬間上限吸気圧力変化ｄＰBmaxを用いて、瞬間上限図示トルク変化ｄＴBmaxを算出し、図１３で瞬間下限図示トルク変化ｄＴBminの代わりに瞬間上限図示トルク変化ｄＴBmaxを用いて、瞬間上限躍度ｄαmax1を算出する。
【００８６】
このように、加速時に目標加速度ｔαを上限躍度ｄαmaxで制限する構成とすれば、下限躍度ｄαminで制限した場合と同様の効果が得られる。
すなわち、瞬間上限躍度ｄαmax1以下に制限することによって、スロットルバルブ７ａを最大開度に保持する時間を長引かせて加速応答性を高められ、また、常用上限躍度ｄαmax0以下に制限することによって、加速ショックも効果的に抑制することができる。
【００８７】
また、瞬間上限躍度で直接制限する代わりに、目標加速度に応じて算出される目標吸気圧力の変化が瞬間吸気圧力変化以上とならないように目標吸気圧力を制限して設定してもよいことも同様である。
【００８８】
さらに、本発明の実施形態としては、常用上限躍度の制限は行わず、瞬間上限躍度のみで制限する構成としたもの、また、下限躍度の制限は行わず、上限躍度のみで制限する構成の実施形態も含む。
【００８９】
なお、瞬間限界躍度による制限をすることによる過渡応答の改善は、上述したように、スロットル制御等、吸入空気量変化（吸気圧変化）の遅れが大きい機関で特に有効であるが、アクチュエータの応答が遅いことなどによる機関出力応答が遅い機関でも有効である。さらに、ハイブリッド車などモーターとエンジンとを併用する場合に、応答の差を縮めて運転性を高めるような効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【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】第１の実施形態における吸入空気量制御の概要を示すブロック図。
【図３】同じく目標加速度を常用下限躍度ｄαmin0で制限した場合（Ｂ）の作用を、制限しない場合（Ａ）と比較して示す図。
【図４】同じく、急減速操作時の目標加速度ｔαを瞬間下限躍度ｄαmin1で制限した場合（Ｂ）の作用を、制限しない場合（Ａ）と比較して示す図。
【図５】同じく、目標加速度ｔαを常用下限躍度ｄαmin0と瞬間下限躍度ｄαmin1の両方で制限した場合（Ｂ）の作用を、何も制限しない場合（Ａ）と比較して示す図。
【図６】同じく、瞬間下限躍度演算を示すフローチャート。
【図７】同じく、瞬間下限吸気圧力変化ｄＰBminを演算するサブフローを示すフローチャート。
【図８】同じく、下限有効スロットル開度ｔＴＶＯminを演算するブロック図。
【図９】同じく、コレクタに流入する下限吸気流量ｎ＿in＿minの演算を示すブロック図。
【図１０】同じく、コレクタから流出する吸気流量（シリンダ吸入流量）ｎ＿outの演算を示すブロック図。
【図１１】同じく、瞬間下限吸気圧力変化ｄＰBminの演算を示すブロック図。
【図１２】同じく、吸気圧力ＰBと図示エンジントルクＴEとの関係を示す図。
【図１３】同じく、瞬間下限図示トルク変化ｄＴEminの演算を示すブロック図。
【図１４】同じく、瞬間下限躍度ｄαmin1の演算を示すブロック図。
【図１５】同じく、常用下限躍度ｄαmin0及び瞬間下限躍度ｄαmin1以上に維持されるように制限した目標加速度ｔαの演算を示すブロック図。
【図１６】同じく、エンジンのスロットル制御のフローチャート。
【図１７】目標吸気圧力変化を瞬間吸気圧力変化で制限する第２の実施形態の制御ブロック図。
【図１８】同じく、目標吸気圧力ｔＰBを瞬間下限圧力変化ｄＰBminで制限したときの（Ｂ）の作用を、何も制限しない場合（Ａ）とを比較して示す図。
【図１９】同じく、目標加速度を下限躍度と共に、上限躍度によっても制限する第３の実施形態の制御ブロック図。
【図２０】同じく、上限有効スロットル開度ｔＴＶＯmaxの演算を示すブロック図。
【符号の説明】
【００９１】
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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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