(57)【要約】【課題】走行体の加速特性を上限値に基づいて制御する場合に、乗員が違和感を持つことを抑制することの可能な駆動力制御装置を提供する。【解決手段】走行体を推進させるための推力を制御する駆動装置と、走行体の乗員により操作される操作装置と、操作装置の操作に基づいて、走行体における目標加速度を求める目標加速度決定装置と、決定された目標加速度に基づいて、駆動装置の出力を制御するコントローラとを有する駆動力制御装置において、走行体の目標加速度の上限値として異なる上限値を算出可能な上限値算出手段（ステップＳ２，Ｓ３）と、目標加速度の上限値以下の範囲内における目標加速度を、操作装置の操作に対して指数関数を用いて変化させるとともに、目標加速度の上限値が異なる場合は、目標加速度の変化特性を異ならせる目標加速度算出手段（ステップＳ４）とを有する。【選択図】図１
2009057874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行体を推進させるための推力を制御する駆動装置と、前記走行体の乗員により操作される操作装置と、この操作装置の操作に基づいて、前記走行体における目標加速度を求める目標加速度決定装置と、決定された目標加速度に基づいて、前記駆動装置の出力を制御するコントローラとを有する駆動力制御装置において、
前記走行体の目標加速度の上限値として異なる上限値を算出可能な上限値算出手段と、
前記目標加速度の上限値以下の範囲内における目標加速度を、前記操作装置の操作に対して指数関数を用いて変化させるとともに、前記目標加速度の上限値が異なる場合は、前記目標加速度の変化特性を異ならせる目標加速度算出手段と
を有することを特徴とする駆動力制御装置。
【請求項２】
前記目標加速度算出手段は、
前記走行体で発生する要求駆動力と前記目標加速度との関係を表す指数関数の数式を用いて、前記目標加速度を変化させる手段と、
前記指数関数の数式を変更することにより、前記目標加速度を変化特性を異ならせる手段と
を含むことを特徴とする請求項１に記載の駆動力制御装置。
【請求項３】
前記目標加速度算出手段により変更される指数関数の数式は、べき乗指数が異なることを特徴とする請求項２に記載の駆動力制御装置。
【請求項４】
前記目標加速度算出手段は、前記指数関数を表す数式の一部に、前記操作装置の操作により発生する要求駆動力を有する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の駆動力制御装置。
【請求項５】
前記上限値算出手段は、前記走行体と、この走行体の走行予定経路に存在する障害物との間の距離、または、前記走行体と、この走行体の走行予定経路に存在するカーブの入り口との間の距離に基づいて、前記目標加速度の上限値を求める手段を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の駆動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、走行体の乗員により操作装置が操作され、この操作装置の操作状態に基づいて、走行体の目標加速度を求める制御をおこなう駆動力制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、走行体においては、乗員により操作される操作装置と、この操作装置の操作状態および記憶されているデータに基づいて、前記走行体の目標駆動力を決定する電子制御装置と、目標駆動力に基づいて走行体を推進させる推力を制御する駆動装置とが搭載されている。このように、駆動装置を電子制御装置により制御するように構成された走行体、具体的には、車両の駆動力制御装置の一例が、特許文献１に記載されている。この特許文献１においては、エンジントルクが、自動変速機および減速機を経由して車輪に伝達されるように構成されている。また、各車輪の制動力を制御する制動流体圧制御装置が設けられている。さらに、自車両の前方の状態を検出する前方状態検出装置、各車輪の回転速度を検出する車輪速度センサ、アクセル開度センサ、設定車速および設定車間距離を入力する手動スイッチが設けられている。そして、渋滞路などにおいて、自車両が先行車を追従して走行する場合は、手動スイッチの操作により設定された「設定車間距離」および「設定車速」を読み込み、自車両の走行速度に応じた目標車間距離を算出する。さらに、自車両の目標走行速度を算出する。ついで、目標走行速度と、実際の走行速度との偏差に基づいて、仮の目標加速度を算出する。さらに、仮の目標加速度に走行抵抗を加算して、最終的な目標加速度を算出する。その後、最終的な目標加速度と、実際の加速度とを比較して、自動変速機のギヤ位置を制御する。このような制御により、車両を確実に発進させ、かつ、エンジンの燃費を改善できるように、変速機のギヤ位置として、最適なギヤ位置を選択できるものとされている。なお、このような車両の駆動力制御装置は、特許文献２および特許文献３にも記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−７６７７２号公報
【特許文献２】特開２００５−７６７６９号公報
【特許文献３】特開２００７−３０５５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された車両の駆動力制御装置では、エンジンの燃費を改善するように、変速機のギヤ位置が制御されるため、自車両の加速特性が、自車両の乗員にとって不快に感じられる虞があった。
【０００５】
この発明の目的は、走行体の目標加速度に上限値が設定される場合に、乗員の感覚に合わせて走行体の加速特性を制御することの可能な、駆動力制御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、請求項１の発明は、走行体を推進させるための推力を制御する駆動装置と、前記走行体の乗員により操作される操作装置と、この操作装置の操作に基づいて、前記走行体における目標加速度を求める目標加速度決定装置と、決定された目標加速度に基づいて、前記駆動装置の出力を制御するコントローラとを有する駆動力制御装置において、前記走行体の目標加速度の上限値として異なる上限値を算出可能な上限値算出手段と、前記目標加速度の上限値以下の範囲内における目標加速度を、前記操作装置の操作に対して指数関数を用いて変化させるとともに、前記目標加速度の上限値が異なる場合は、前記目標加速度の変化特性を異ならせる目標加速度算出手段とを有することを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記目標加速度算出手段は、前記走行体で発生する要求駆動力と前記目標加速度との関係を表す指数関数の数式を用いて、前記目標加速度を変化させる手段と、前記指数関数の数式を変更することにより、前記目標加速度を変化特性を異ならせる手段とを含むことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２の構成に加えて、前記目標加速度算出手段により変更される指数関数の数式は、べき乗指数が異なることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１の構成に加えて、前記目標加速度算出手段は、前記指数関数を表す数式の一部に、前記操作装置の操作により発生する要求駆動力を有する手段を含むことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの構成に加えて、前記上限値算出手段は、前記走行体と、この走行体の走行予定経路に存在する障害物との間の距離、または、前記走行体と、この走行体の走行予定経路に存在するカーブの入り口との間の距離に基づいて、前記目標加速度の上限値を求める手段を含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、走行体の乗員が操作装置を操作すると、目標加速度の上限値および目標加速度が求められ、目標加速度の上限値以下の範囲で、操作装置の操作に対して、目標加速度が指数関数を用いて制御される。そして、決定された目標加速度に基づいて、駆動装置の出力が制御されて走行体の加速特性が制御される。したがって、走行体の加速度の変化が、乗員の駆動力要求に適合したものになるので、乗員が違和感を持つことを抑制できる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、要求駆動力と目標加速度との関係を表す指数関数の数式を用いて、目標加速度が変化される。また、指数関数の数式を変更することにより、目標加速度の変化特性を異ならせることができる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、請求項２の発明と同様の効果を得られる他に、変更される指数関数の数式は、べき乗指数が異なる。
【００１４】
請求項４の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、指数関数を表す数式の一部に、走行体で発生する要求駆動力が含まれる。
【００１５】
請求項５の発明によれば、請求項１ないし４のいずれかの発明と同様の効果を得られる他に、走行体と障害物との間の距離、または、走行体とカーブの入り口との間の距離に基づいて、目標加速度の上限値を求めることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
この発明における走行体は、駆動装置で発生する推力で地上を走行するものであり、この走行体には、具体的には、乗用車、フォークリフト、トラック、トレーラ、バスなどが含まれる。この発明において、走行体には乗員が操作する操作装置が設けられており、この操作装置は、乗員の身体の一部で操作されるものであり、手または足のいずれにより操作される構成でもよい。また操作装置は、乗員から操作力が加えられる装置であり、その操作力が加えられて一定方向に動作する構成、または一定方向には動作しない構成のいずれでもよい。操作力が加えられて一定方向に動作する構成の操作装置としては、レバー、ペダル、ボタン、ノブなどが挙げられる。また、操作装置の動作態様としては、回転運動、往復運動が挙げられる。なお、回転運動には、予め定められた角度範囲内での回転が含まれる。操作装置が操作により一定方向に動作する場合、乗員が操作装置を引く操作、または乗員が操作装置を押す操作のいずれでもよい。
【００１７】
これに対して、一定方向に動作しない構成の操作装置としては、感圧型のタッチパネル（液晶パネル）、流体が充填された密封袋または流体室を有する操作装置が挙げられる。ここで、流体としては気体および液体が挙げられる。この発明において、一定方向に動作可能な操作装置が用いられている場合、操作装置に加えられる操作力または操作装置の操作量または操作速度のうち、少なくとも１つの事項が検知または判断される。ここで、操作量とは、操作装置の動作量を意味している。操作装置が回転運動する構成である場合、操作装置の回転角度が、操作装置の操作量に相当する。また、操作装置が直線運動する構成である場合、操作装置の直線的な移動距離が操作量に相当する。これに対して、一定方向に動作しない操作装置が用いられている場合、操作装置に加えられる操作力が判断される。このような操作装置の操作状態に基づいて、走行体の目標加速度が求められる。そして、走行体の操作に対して、走行体の目標加速度が指数関数的に変化される。
【００１８】
この発明において、駆動装置は走行体を走行させる推力を発生させる装置である。前記走行体が地上を走行する車両である場合は、駆動装置から車輪に伝達される動力が発生する。また、駆動装置には、車輪に伝達する動力を発生する駆動力源自体と、駆動力源から車輪に至る経路に配置される動力伝達装置とが含まれる。前記動力源は、動力を発生する装置であり、動力源には、エンジン、電動モータ、油圧モータ、フライホイールシステムなどが含まれる。そして、前述の目標加速度に基づいて、動力源の動力、具体的には、トルクおよび回転数が制御される。前記動力伝達装置は、動力源で発生した動力を車輪に伝達する装置であり、動力伝達装置には、変速機、流体伝動装置、クラッチなどが含まれる。そして、目標加速度に基づいて、変速機の変速比、変速機のトルク容量、流体伝動装置のトルク容量、流体伝動装置のトルク比、クラッチのトルク容量などが制御される。この発明における障害物は、固定物（停止物）または移動物のいずれでもいよい。移動物としては、自車両の周囲の車両が挙げられる。固定物としては、自車両の周囲の車両、倒木、縁石、樹木などが挙げられる。
【００１９】
つぎに、この発明の具体例を図面に基づいて説明する。この具体例では、走行体の一種である車両について説明する。図２は、車両１のパワートレーンの構成、および車両１の制御系統を示す概念図である。また、図３は、車両１のパワートレーンの構成を具体的に示した概念図である。図２および図３において、車両１には駆動力源としてエンジン２が搭載されている。このエンジン２は車輪３に伝達される動力を出力する動力装置である。この図２および図３に示された車両１は、エンジン２から出力された動力が、動力伝達軸１４を経由して車輪（後輪）３に伝達されるように構成されたＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）型のものである。エンジン２は燃料を燃焼させた場合に発生する熱エネルギを運動エネルギとして出力する装置であり、例えば内燃機関を用いることができる。内燃機関としては、具体的には、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなどを用いることができる。ここでは、便宜上、ガソリンエンジンを用いている場合について説明する。このエンジン１は、燃料噴射装置４、点火時期制御装置５、電子スロットルバルブ６などを有する公知のものである。燃料噴射装置４により燃料噴射量を制御し、点火時期制御装置５により点火時期を制御し、電子スロットルバルブ６の開度の制御により吸入空気量を制御することが可能である。そして、エンジン１における燃料噴射量または点火時期または吸入空気量のうち、少なくとも１つを制御することにより、エンジン出力（トルク×回転数）が制御されるように構成されている。
【００２０】
また、エンジン２から車輪３に至る動力伝達経路には、電動モータ７および流体伝動装置８ならびに変速機９が設けられている。電動モータ７は電気エネルギを運動エネルギに変換して出力する動力装置である。電気モータ７としては、直流モータまたは交流モータのいずれを用いてもよい。さらに、電動モータ７として、力行機能と回生機能とを兼備したモータ・ジェネレータを用いることも可能である。電動モータ７はロータ１０およびステータ１１を有しており、蓄電装置１２がインバータ１３を介在させて電動モータ７に接続されている。蓄電装置１２にはキャパシタおよびバッテリが含まれる。また、蓄電装置１２の他に、燃料電池（図示せず）を設け、その燃料電池から電動モータ７に電力を供給するように構成してもよい。そして、エンジン２のクランクシャフトが動力伝達軸１４に連結され、その動力伝達軸１４にロータ１０が動力伝達可能に接続されている。前記流体伝動装置８は、ポンプインペラ１５とタービンランナ１６との間で、流体の運動エネルギにより動力伝達をおこなう伝動装置である。そして、ポンプインペラ１５が、動力伝達軸１４に動力伝達可能に接続されている。さらに、タービンランナ１６が変速機９の入力軸１７に動力伝達可能に接続されている。また、流体伝動装置８として、トルク増幅をおこなうことの可能なトルクコンバータが用いられている。
【００２１】
以下、便宜上、流体伝動装置８を「トルクコンバータ８」と記す。また、トルクコンバータ８には、ポンプインペラ１５およびタービンランナ１６に対して並列に、ロックアップクラッチ１８が設けられている。このロックアップクラッチ１８は、動力伝達軸１４と入力軸１７との間で、摩擦力により動力伝達をおこなう伝動装置である。この具体例では、ロックアップクラッチ１８の係合・解放を制御するコントローラとして、油圧制御装置１９が設けられている。ロックアップクラッチ１８を係合させると、動力伝達軸１４と入力軸１７との間で、摩擦力により動力伝達がおこなわれる。これに対して、ロックアップクラッチ１８を解放させると、ポンプインペラ１５とタービンランナ１６との間で、流体の運動エネルギにより動力伝達がおこなわれる。また、トルクコンバータ８はステータ（図示せず）を有しており、ロックアップクラッチ１８が解放された場合は、トルクコンバータ８でトルク増幅をおこなうことが可能である。前記変速機９は、入力軸１７の回転数と出力軸２０の回転数との比、つまり変速比を変更可能な伝動装置である。
【００２２】
この変速機９としては、有段変速機または無段変速機のいずれを用いてもよい。有段変速機とは、変速比を段階的（不連続）に変更可能な変速機である。無段変速機とは、変速比を無段階（連続的）に変更可能な変速機である。有段変速機としては、選択歯車式変速機、常時噛み合い式変速機、遊星歯車式変速機などを用いることが可能である。無段変速機としては、トロイダル型無段変速機、ベルト式無段変速機などを用いることが可能である。この具体例では、変速機９として有段変速機、特に、遊星歯車式変速機を用いた場合について説明する。すなわち、変速機９は、複数の遊星歯車機構２１と、遊星歯車機構２１の回転要素同士を接続するクラッチ、または回転要素の回転・停止を制御するブレーキなどの摩擦係合装置２２を有している。この摩擦係合装置２２を係合・解放させることにより、変速機９の変速比が変更されるように構成されている。この具体例では、摩擦係合装置２２の係合・解放制御が、前記油圧制御装置１９によりおこなわれるように構成されている。この油圧制御装置１９は、油路および圧力制御弁および切替弁などを有する公知のものである。この変速機９としては、例えば、前進ポジションで、変速比が異なる４種類の変速段を選択的に切り替え可能な変速機を用いることが可能である。４種類の変速段とは、第１速、第２速、第３速、第４速であり、第１速の変速比は第２速の変速比よりも大きく、第２速の変速比は第３速の変速比よりも大きく、第３速の変速比は第４速の変速比よりも大きい。さらに、この具体例では、変速機９の出力軸２０から車輪３に至る動力伝達経路が、プロペラシャフト２３および終減速機２４およびアクスルシャフト２５により構成されている。
【００２３】
さらに、乗員が加速意図をもって操作するアクセルペダル２６、乗員が減速意図を持って操作するブレーキペダル（図示せず）、変速機９の変速比の制御範囲を制御するために乗員により操作されるシフトレバー（図示せず）が設けられている。これらのアクセルペダル２６、ブレーキペダル、シフトレバーは車両１の室内に設けられている。特に、アクセルペダル２６の構成について説明すると、この具体例では、乗員がアクセルペダル２６を足で踏んで操作する。このアクセルペダル２６は、支持軸（図示せず）を中心として一定の角度範囲内で回転可能に構成されている。また、アクセルペダル２６に踏力が与えられない場合は、予め定められた位置でアクセルペダル２６が停止する構成を有している。
【００２４】
つぎに、車両１の制御系統を説明すると、コントローラとして電子制御装置２８が設けられており、この電子制御装置２８には、車速を示す信号、アクセルセンサー２９の信号、エンジン回転数を示す信号、シフトポジションを示す信号、ブレーキペダルの操作を示す信号などが入力される。アクセルセンサー２９は、アクセルペダル２６に加えられる操作力（踏力）、およびアクセルペダル２６の操作量、およびアクセルペダル２６の操作速度を検知する装置である。
【００２５】
また、車両１にはナビゲーションシステム２７が搭載されており、ナビゲーションシステム２７の信号２７と電子制御装置２８との間で信号の授受がおこなわれる。このナビゲーションシステム２７は、各種のセンサ、外部記憶装置、受信機、コントローラなどを有している。このナビゲーションシステム２７は、車両１の現在位置を検知する機能、車両１の目的地を入力する機能、車両１の目的地までの走行経路を検索または入力する機能、走行経路の状況および天候などを検知する機能、車両１の走行軌跡を記憶する機能などを有している。車両１の現在位置は、自律航法または電波航法により求めることが可能である。自律航法とは、車両１の現在位置を、車両１に搭載されている外部記憶装置（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）に記録された地図データを基にして、地磁気センサ、操舵角センサ、車輪の回転速度センサなどの信号により求めるものである。
【００２６】
一方、電波航法とは、車両１の外部（地上、道路、宇宙空間など）に存在する外部設備と、車両１に搭載された受信機との間で信号の授受をおこない、地図上に置ける車両１の現在位置を検知するものである。電波航法では、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム：人工衛星）の電波（信号）、地上に設置されたビーコンまたはサインポストから発信される電波（信号）を受信して、車両１の現在位置を検知する。このようにして、地図上における車両１の現在位置を検知することにより、車両１の走行経路の前方の道路状況、具体的には、カーブ、登坂路、降坂路、砂利道、山道、市街地、渋滞、交通規則などを検知することができる。また、ナビゲーションシステム２７によれば、レーザレーダセンサ（ミリ波レーダ）、赤外線カメラなどの信号に基づいて、車両１と、車両１の周囲の障害物との間の距離を検知することが可能である。ここで、障害物には、移動可能な他車両、地上に固定された建築物および樹木およびガードレールおよび縁石などが含まれる。
【００２７】
ところで、電子制御装置２８には、ナビゲーションシステム２７の信号に基づいて、車両１の目標加速度の上限値を決定するためのデータおよびマップが記憶されている。また、アクセルペダル２６の操作に対して、目標加速度を制御するためのデータおよびマップが記憶されている。また、電子制御装置２８には、前記目標加速度に基づいてエンジン出力を制御するマップおよびデータ、前記目標加速度に基づいて変速機９の変速比を制御するマップ、目標加速度に基づいてロックアップクラッチ１８の係合・解放を制御するマップおよびデータ、前記目標加速度に基づいて電動モータ７の出力を制御するマップが記憶されている。なお、この具体例では、電子制御装置２８が、エンジン２を制御するエンジン用電子制御装置（エンジンＥＣＵ）３０、電動モータ７を制御するモータ用電子制御装置（モータＥＣＵ）３１、変速機９およびロックアップクラッチ１８を制御する変速機用電子制御装置（ＡＴ−ＥＣＵ）３２を有している。これらの電子制御装置同士の間で、相互に信号の授受がおこなわれる。さらに、定速走行制御実行スイッチ３３が設けられており、その信号が電子制御装置２８に入力される。この定速走行制御スイッチ３３がオンされている場合は、車両１の車速は、乗員が設定した車速に制御されるか、車両１と前方を走行する他車との車間距離が、乗員が設定した車間距離となるように、車両１の駆動力が制御される。具体的には、エンジン出力、電動モータ７の出力、変速機９の変速比、ロックアップクラッチ１８の係合・解放が制御されて、車両１の駆動力が増減、または一定に維持される。なお、車両１と前方を走行する他車との車間距離が、乗員が設定した車間距離となるように、車両１の駆動力を制御することが「追従走行制御」である。
【００２８】
上記のように構成された車両１においては、エンジン２で燃料が燃焼されてそのエンジン２からトルクが出力されると、そのトルクはトルクコンバータ８および変速機９およびプロペラシャフト２３および終減速機２４およびアクスルシャフト２５を経由して車輪３に伝達され、車両１の前後方向における駆動力が発生する。また、電動モータ７に電力が供給されると、電動モータ７のトルクが上記と同様に車輪３に伝達される。この具体例に示す車両１は、エンジン２または電動モータ７のうち、少なくとも一方の動力を車輪３に伝達することのできるハイブリッド車である。また、アクセルペダル２６の踏み込み量、車速、シフトポジションなどのデータ、および電子制御装置２８に記憶されているマップに基づいて、エンジン出力、電動モータ７の出力、ロックアップクラッチ１８の係合・解放、変速機９の変速比が制御される。さらに、定速走行制御実行スイッチ３３がオンされている場合は、車速がほぼ一定になるか、または自車両と他車両との車間距離が設定された距離となるように、エンジン出力、電動モータ７の出力、変速機９の変速比、ロックアップクラッチ１８の係合・解放のうち、少なくとも１つの事項が制御される。
【００２９】
つぎに、車両１の周囲の状況、およびアクセルペダル２６の操作状態に基づいて、車両１の前後方向における加速度の目標値、すなわち、目標加速度を制御する場合の一例を、図１のフローチャートに基づいて説明する。まず、定速走行制御実行スイッチ３３がオフされており、車両１の乗員がアクセルペダル２６を踏み込んで車両１が走行していることを前提として説明する。前記ナビゲーションシステム２７において、ＧＰＳの信号が受信され、かつ、地図データが読み込まれて、車両１の現在位置、および車両１が走行する走行予定経路の道路状況が検知される（ステップＳ１）。図４は、走行予定経路Ｚ１の模式図であり、車両１（以下、便宜上、「自車両１」と記すことがある）と、自車両１の周囲の車両（他車両）３４との車間距離ＬＡが求められる（ステップＳ２）。自車両１の周囲の他車両３４とは、自車両１の走行方向（通常は前方）に位置する車両である。この他車両３４には、停止車両および走行車両が含まれる。また、走行予定経路Ｚ１において、自車両１は直線部分Ｙ１を走行しており、その直線部分Ｙ１の前方にはカーブＸ１が存在している。そして、このステップＳ２では、自車両１と、自車両１の前方に存在するカーブ（コーナー）Ｘ１との間の距離ＬＢが算出される。ここで、自車両１とカーブＸ１との間の距離ＬＢとは、自車両１の前端から、直線部分Ｙ１とカーブＸ１との境界部分（入り口）までの直線距離を意味する。
【００３０】
このステップＳ２の算出結果に基づいて、自車両１の目標加速度の上限値ＧＬが求められる（ステップＳ３）。この上限値ＧＬは、例えば、数式１により求めることが可能である。
ＧＬ＝Ａ×Ｌｎ                     ・・・（１）
この数式１において、「Ａ」は一次関数の傾きを表す定数を意味し、「Ｌ」は目標車間距離を意味し、「ｎ（添え字）」は、べき乗指数を意味している。この目標加速度の上限値は、自車両１と他車両３４との間の車間距離ＬＡを、予め定められた距離以上に確保し、かつ、自車両１を加速することの可能な値である。この数式１により求められる上限値ＧＬの一例を、図５のマップに示す。この図５のマップは、電子制御装置２８に記憶されている。この図５のマップでは、横軸に目標車間距離Ｌが示され、縦軸に目標加速度の上限値ＧＬが示されている。この図５のマップに示すように、目標車間距離Ｌが長くなることにともない、目標加速度の上限値ＧＬが大きくなる特性を示す。具体的に説明すると、目標車間距離Ｌ１の方が目標車間距離Ｌ２よりも長い場合、目標車間距離Ｌ１で設定される上限値ＧＬ１は、目標車間距離Ｌ２で設定される上限値ＧＬ２よりも大きい。
【００３１】
このステップＳ３についで、アクセルペダル２６の操作に対して、目標加速度の上限値以下の範囲における目標加速度を、指数関数的に変化させる制御がおこなわれる（ステップＳ４）。このステップＳ４では、例えば、数式２を用いて目標加速度が指数関数的に変化される。
Ｇ＝Ａ×ＦＫｎ                      ・・・（２）
ここで、「Ａ」は、一次関数の傾きを表す定数であり、「Ｋｎ（添え字）」はべき乗指数である。べき乗指数は例えば、図６のマップにより求められる。この図６のマップは、電子制御装置２８に記憶されている。この図６のマップでは、横軸に目標加速度の上限値ＧＬが示され、縦軸にべき乗指数Ｋが示されている。ここで、上限値ＧＬ２に対応するべき乗指数Ｋ１は、上限値ＧＬ１に対応するべき乗指数Ｋ２よりも大きい。
【００３２】
そして、上限値ＧＬ１に対応するべき乗指数Ｋ２を、上記数式２にあてはめると、
Ｇ＝Ａ×ＦＫ２                      ・・・（３）
となる。また、上限値ＧＬ２に対応するべき乗指数Ｋ１を、上記数式２にあてはめると、
Ｇ＝Ａ×ＦＫ１                      ・・・（４）
となる。このようにして、上限値ＧＬ以下の範囲における目標加速度が求められる。数式３および数式４により求められる上限値ＧＬ以下の範囲における目標加速度の一例を、図７のマップに示す。この図７のマップは、電子制御装置２８に記憶されている。この図７のマップにおいては、横軸にアクセルペダル２６の踏力Ｆが示され、縦軸に目標加速度Ｇが示されている。そして、アクセルペダル２６の踏力が増加するほど、目標加速度Ｇが増加する特性を示している。また、図７のマップによれば、アクセルペダル２６に加えられる踏力が同じである場合、上限値ＧＬ１に対応する目標加速度Ｇよりも、上限値ＧＬ２に対応する目標加速度Ｇの方が小さい（低い）ことが分かる。
【００３３】
上記のステップＳ４についで、そのステップＳ４で求められた目標加速度に基づいて、パワートレーンを構成する駆動装置の出力が制御され（ステップＳ５）、この制御ルーチンを終了する。ステップＳ５の制御により、目標加速度が大きいほど、車両１の駆動力が高められる。このステップＳ５では、エンジン出力、電動モータ７の出力、変速機９の変速比（変速段）、ロックアップクラッチ１８の係合・解放などのうち、少なくとも１つの事項が制御される。エンジン出力を制御する場合、燃料噴射量、点火時期、吸入空気量のうち、少なくとも１つを制御することにより、エンジン出力を制御可能である。エンジン出力を制御することにより、車両１の駆動力が制御されて、実際の加速度を目標加速度に近づけることが可能である。具体的には、エンジン回転数またはエンジントルクを高めるほど、車両１の駆動力が増加する特性となる。これに対して、エンジン回転数またはエンジントルクを低下させるほど、車両１の駆動力が低下する特性となる。
【００３４】
また、電動モータ７のトルクを制御して車両１の駆動力を制御することにより、実際の加速度を目標加速度に近づけることが可能である。具体的には、電動モータ７のトルクを高めると、車両１の駆動力が高まる。これに対して、電動モータ７のトルクを低下させると、車両１の駆動力が低下する。また、変速機９の変速段を制御することにより、変速機９に入力されるトルクに対して、変速機９から出力されるトルクの増幅程度を変更することが可能である。具体的には、実際の駆動力を高める場合、変速機９の変速比を大きくする制御をおこなう。これに対して、実際の駆動力を低下させる場合、変速機９の変速比を小さくする制御をおこなう。また、変速機９の摩擦係合装置２２のトルク容量を増減することにより、実際の駆動力を制御することも可能である。具体的には、摩擦係合装置２２のトルク容量を増加すると、実際の駆動力が高まり、摩擦係合装置２２のトルク容量を低下させると、実際の駆動力が低下する。さらに、実際の駆動力を高める場合、ロックアップクラッチ１８を解放して、トルクコンバータ８でトルク増幅をおこなうことが可能である。これに対して、実際の駆動力を低下させる場合、ロックアップクラッチ１８を係合して、トルクコンバータ８におけるトルク増幅をおこなわないようにすることが可能である。
【００３５】
ここで、ステップＳ４およびステップＳ５の技術的意義を説明する。まず、本発明者らは、車両１の乗員によるアクセルペダル２６に加えられる踏力に対して、車両１の目標加速度の変化量を、人間の知覚特性に合わせて制御する研究に取り組んだ。このような人間の知覚特性に関し、ウェーバー・ヘフナー（Weber-Fechner ）の法則によれば、人間の感覚量は与えられた刺激の物理量の対数に比例すると言われている。そこで、アクセルペダル２６の踏力の変化量に対して、車両１の目標加速度を制御する場合に、踏力に対して車両１の目標加速度を指数関数的に変化させ、その目標加速度に基づいて実際の駆動力を制御すれば、踏力の変化量と車両１の実際の加速度との関係を、人間の知覚特性に沿ったものとすることができると考えられる。つまり、踏力の変化量と、車両の実際の加速度の変化量との関係に、車両１の乗員が違和感をもつことを抑制することが可能であると考えた。
【００３６】
このような、技術的思想に基づいて、上記の数式２を構築した。「べき乗指数Ｋ」は、ウェーバー比に基づく乗数である。ウエーバー比とは、刺激の強さや性質が変化したことを区別できる最小の差、または刺激の大小関係を区別できる最小の差であり、この「最小の差」は弁別閾と呼ばれている。ある範囲で、最小の差ΔＩと刺激の強さＩとの間に、
ΔＩ／Ｉ＝一定
とするウェーバーの法則が成り立つことが知られている。このウェーバー比は、感覚の種類により異なる値であることが知られている。このように、上記の数式２を用いることにより、アクセルペダル２６の踏力に対して、上限値ＧＬ以下の範囲で、車両１の目標加速度を指数関数的に制御することができる。
【００３７】
一方、前記定速走行制御実行スイッチ３３がオンされていた場合について説明する。この場合は、図５のマップに代えて、車両１の乗員が自ら設定した車間距離と、目標加速度の上限値ＧＬとの関係を定めたマップ（図示せず）を用いる。このマップも、車間距離と目標加速度の上限値との関係は、図５のマップと同じである。これ以外の制御は、定速走行制御実行スイッチ３３がオフされている場合の制御と同じであり、前述と同様の効果を得られる。さらに、ステップＳ３で、自車両１とカーブＸ１との間の距離ＬＢに基づいて上限値ＧＬを求める場合の制御を説明する。この場合に求められる上限値ＧＬは、自車両１の加速後に、カーブＸ１の手前で自車両１で急激な減速をおこなうことなく、カーブＸ１を円滑に旋回することの可能な値である。この上限値ＧＬは、車速、カーブＸ１の半径、道路勾配などのパラメータを基にして実験的に求め、求められた上限値ＧＬが電子制御装置２８に記憶されている。そして、ステップＳ３で説明した目標車間距離、および図４に示された目標車間距離を、距離ＬＢに置き換えればよい。これ以外の制御は、自車両１と他車両３４との間の目標車間距離に基づいて、上限値ＧＬを求める場合と同じであり、前述と同様の効果を得られる。
【００３８】
また、前記ステップＳ４においては、アクセルペダル２６に加えられる踏力Ｆに代えて、アクセルペダル２６の操作量、またはアクセルペダル２６の操作速度に対して、目標加速度Ｇを指数関数的に変化させる処理をおこなうことも可能である。この場合、数式２、数式３、数式４に示された「踏力Ｆ」を、アクセルペダル２６の操作量、またはアクセルペダル２６の操作速度に置換すればよい。なお、アクセルペダル２６の操作量とは、アクセルペダル２６が停止している位置からの踏み込み量（アクセル開度）である。
【００３９】
図１のステップＳ４においては、ウェーバー・ヘフナーの法則に則り、目標加速度の特性を演算しているが、ステップＳ４では、ウェーバー・ヘフナーの法則に代えて、スチーブンスの法則を用いることも可能である。スチーブンスの法則とは、感覚Ｅの大きさは刺激の強さＩのべき乗指数ｎであるとするものであり、数式５により表される。
Ｅ＝ＫＩｎ                              ・・・（５）
ここで、Ｅを目標加速度とし、Ｋを定数とし、Ｉを踏力とし、べき乗指数ｎを、目標車間距離、または、自車両１とコーナーとの間の距離に対応する値とすればよい。このようにスチーブンスの法則を用いて目標加速度を指数関数的に変化させる場合も、ウェーバー・ヘフナーの法則を用いて目標加速度を指数関数的に変化させる場合と同様の効果を得られる。
【００４０】
また、図２および図３に示された車両１は、エンジン２および電動モータ７の動力が車輪（後輪）３に伝達される構成の二輪駆動車であるが、エンジン２および電動モータ７の動力が車輪（前輪）に伝達される構成の二輪駆動車においても、この発明を採用できる。さらに、エンジン２および電動モータ７の動力が車輪（前輪および後輪）に伝達される構成の四輪駆動車にも、この発明を採用できる。なお、動力源としてエンジンまたは電動モータのいずれか一方が設けられた車両にも、この発明を適用できる。さらにまた、ロックアップクラッチおよび変速機を制御するコントローラとして、電磁力を用いたコントローラを有する車両にも、この発明を適用可能である。また、図２に示された車両１は、エンジン２および電動モータ７のトルクが、共に同じ車輪に伝達される二輪駆動車であるが、エンジンのトルクが前輪に伝達され、電動モータのトルクが後輪に伝達されるように構成された四輪駆動車にも、この発明を適用可能である。さらに、エンジンおよび電動モータのトルクを、前輪および後輪の両方に伝達可能な四輪駆動車においても、この発明を適用可能である。また、駆動力源としてエンジンのみを有し、電動モータを備えていない車両においても、この発明を適用可能である。さらに、駆動力源として電動モータのみを有し、エンジンを備えていない車両においても、この発明を適用可能である。さらにまた、駆動力源として、油圧モータ、フライホイールシステムなどを有する車両にも、この発明を適用可能である。
【００４１】
ここで、この具体例で説明した構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、車両（自車両）１が、この発明の走行体に相当し、他車両３４が、この発明における障害物に相当し、エンジン２および電動モータ７および変速機９およびトルクコンバータ８およびロックアップクラッチ１８が、この発明における駆動装置に相当し、アクセルペダル２６が、この発明における操作装置に相当し、アクセルセンサ２９および電子制御装置２８が、この発明における目標加速度決定装置に相当し、電子制御装置２８および油圧制御装置１９が、この発明におけるコントローラに相当する。具体的には、エンジン用電子制御装置３０がエンジン２を制御するコントローラであり、油圧制御装置１９が、変速機９およびロックアップクラッチ１８およびトルクコンバータ８を制御するコントローラである。また、図１に示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ２およびステップＳ３が、この発明における上限値算出手段に相当し、ステップＳ４が、目標加速度算出手段に相当する。また、アクセルペダル２６に加えられる踏力、アクセルペダル２６の操作量、アクセルペダル２６の操作速度などのパラメータおよび車速により、この発明の要求駆動力が表される。また、他車両、倒木、縁石などが、この発明における障害物に相当し、車輪３にトルクが伝達されて発生する「駆動力」が、この発明における走行体の「推力」に相当する。なお、ステップＳ５は、車両１の実際の加速度を、ステップＳ４で求められた目標加速度に近づけるように、車両１の駆動力を制御する手段であり、その意味で「駆動力制御手段」として把握することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の駆動力制御装置のルーチンを示すフローチャートである。
【図２】図１に示すルーチンを実行可能な車両の構成を示す概念図である。
【図３】図２に示す車両のパワートレーンの構成を具体化した概念図である。
【図４】図１の制御をおこなう自車両と、他車両およびカーブとの距離を示す模式図である。
【図５】図１のフローチャートで用いるマップの一例である。
【図６】図１のフローチャートで用いるマップの一例である。
【図７】図１のフローチャートで用いるマップの一例である。
【符号の説明】
【００４３】
１…車両、  ２…エンジン、  ７…電動モータ、  ８…トルクコンバータ、  ９…変速機、  １８…ロックアップクラッチ、  １９…油圧制御装置、  ２６…アクセルペダル、  ２８…電子制御装置、  ２９…アクセルセンサ、  ３４…他車両、  ＬＡ…車間距離、  ＬＢ…距離、  Ｚ１…走行予定経路、  Ｘ１…カーブ。
【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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