(57)【要約】【課題】走行経路に予め設定されているグローバル目標速度以下の速度で車両を加減速させて車両の速度をグローバル目標速度に近付ける。【解決手段】速度制御装置１０は、実位置取得部１１と実速度取得部１２と実加減速度取得部１３と目標加減速度算出部１４と加減速度制御部１５とを備える。車両１を加速させる場合には、目標加減速度算出部１４は、車両１が道路区間Ｃの開始位置ｐ１に到達したときから、規制速度Ｃを目標速度ｖｔとし、車両１の実速度ｖｒを目標速度ｖｔに追従させるための目標加減速度ａｔをＬＱ制御によって算出する。車両１を減速させる場合には、先ず、目標加減速度算出部１４は、ローカル目標速度ｖｌを設定し、道路区間Ａの上記所定の位置ｐ３からローカル目標速度ｖｌを目標速度ｖｔとし、車両１の実速度ｖｒを目標速度ｖｔに追従させるための目標加減速度ａｔをＬＱＩ制御によって算出する。【選択図】図２
2018142161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グローバル目標速度が相違する複数の道路区間から構成され、前記複数の道路区間が第１〜第４の道路区間を含む走行経路に沿って走行する車両の速度を制御する速度制御装置であって、
前記車両の実際の速度である実速度を取得する実速度取得部と、
前記車両の実際の加速度である実加減速度を取得する実加減速度取得部と、
前記車両の実際の位置である実位置を取得する実位置取得部と、
前記車両の実速度を所定の目標速度に追従させるための目標加減速度を算出する目標加減速度算出部と、
前記目標加減速度算出部が算出する目標加減速度に基づいて前記車両の加減速度を制御する加減速度制御部と、を備え、
前記第２の道路区間の第２のグローバル目標速度は、前記第１の道路区間の第１のグローバル目標速度よりも高速であり、
前記目標加減速度算出部は、前記車両の実位置が前記第１の道路区間から前記第２の道路区間に移動する場合、前記第２の道路区間の開始位置から、前記第２のグローバル目標速度を前記所定の目標速度に設定し、前記第２のグローバル目標速度に対する実速度の速度偏差と実加減速度とを状態量とし、予め設定された加速時の状態フィードバックゲインと前記状態量とを乗じて目標加減速度を算出し、
前記第４の道路区間の第４のグローバル目標速度は、前記第３の道路区間の第３のグローバル目標速度よりも低速であり、
前記目標加減速度算出部は、前記車両の実位置が前記第３の道路区間から前記第４の道路区間に移動する場合、前記第３の道路区間の所定の位置から前記第４の道路区間の開始位置へ近づくほど前記第３のグローバル目標速度から前記第４のグローバル目標速度へ向かって低下するローカル目標速度を設定し、前記第３の道路区間の前記所定の位置から、前記ローカル目標速度を前記所定の目標速度に設定し、前記ローカル目標速度に対する実速度の速度偏差と実加減速度とを状態量とし、予め設定された減速時の状態フィードバックゲインと前記状態量とを乗じた状態フィードバック項と、前記ローカル目標速度に対する実速度の速度偏差の積分値と予め設定された積分ゲインとを乗じた積分項とに基づいて、目標加減速度を算出する
ことを特徴とする速度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、速度制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、走行路面上に敷設された誘導線に沿って車両を自動運転させる自動運転装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−１４２５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車両の自動運転システムには、乗員等が所定のスタート地点から所定のゴール地点までの走行経路を設定すると、設定された走行経路に沿って車両が自動で（自律的に）走行制御を行う場合がある。この場合、乗員等による操作が行われないので、走行経路に予め設定されている規制速度（グローバル目標速度）を超過しないように、車両側で確実に車両の速度を制御する必要がある。例えば、加速時には、車両の速度が目標となる規制速度を上回るオーバーシュートの発生を抑制するために、車両の速度を目標となる規制速度以下に抑える必要があり、一方、減速時には、規制速度が高い速度から低い速度に変化する地点までに車両の減速が完了するように、車両の速度を目標となる規制速度以下に抑える必要がある。
【０００５】
そこで、本発明は、走行経路に予め設定されているグローバル目標速度以下の速度で車両を加減速させて車両の速度をグローバル目標速度に近付けることが可能な速度制御装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、走行経路に沿って走行する車両の速度を制御する速度制御装置であって、実速度取得部と実加減速度取得部と実位置取得部と目標加減速度算出部と加減速度制御部とを備える。走行経路は、グローバル目標速度が相違する複数の道路区間から構成され、複数の道路区間が第１〜第４の道路区間を含む。実速度取得部は、車両の実際の速度である実速度を取得する。実加減速度取得部は、車両の実際の加速度である実加減速度を取得する。実位置取得部は、車両の実際の位置である実位置を取得する。目標加減速度算出部は、車両の実速度を所定の目標速度に追従させるための目標加減速度を算出する。加減速度制御部は、目標加減速度算出部が算出する目標加減速度に基づいて車両の加減速度を制御する。なお、上記走行経路内で連続する実際の道路区間の各々は、第１〜第４の道路区間のうちの１つのみに対応していてもよく、或いは第１〜第４の道路区間のうちの複数に対応していてもよい。
【０００７】
第２の道路区間の第２のグローバル目標速度は、第１の道路区間の第１のグローバル目標速度よりも高速である。目標加減速度算出部は、車両の実位置が第１の道路区間から第２の道路区間に移動する場合、第２の道路区間の開始位置から、第２のグローバル目標速度を上記所定の目標速度に設定し、第２のグローバル目標速度に対する実速度の速度偏差と実加減速度とを状態量とし、予め設定された加速時の状態フィードバックゲインと状態量とを乗じて目標加減速度を算出する。
【０００８】
第４の道路区間の第４のグローバル目標速度は、第３の道路区間の第３のグローバル目標速度よりも低速である。目標加減速度算出部は、車両の実位置が第３の道路区間から第４の道路区間に移動する場合、第３の道路区間の所定の位置から第４の道路区間の開始位置へ近づくほど第３のグローバル目標速度から第４のグローバル目標速度へ向かって低下するローカル目標速度を設定し、第３の道路区間の上記所定の位置から、ローカル目標速度を上記所定の目標速度に設定し、ローカル目標速度に対する実速度の速度偏差と実加減速度とを状態量とし、予め設定された減速時の状態フィードバックゲインと状態量とを乗じた状態フィードバック項と、前記ローカル目標速度に対する実速度の速度偏差の積分値と予め設定された積分ゲインとを乗じた積分項とに基づいて、目標加減速度を算出する。
【０００９】
上記構成では、目標加減速度算出部は、車両の実位置が第１の道路区間から第２の道路区間に移動する場合（車両を加速させる場合）と、車両の実位置が第３の道路区間から第４の道路区間に移動する場合（車両を減速させる場合）とで、異なる方法で目標加減速度を算出し、加減速度制御部は、目標加減速度算出部が算出する目標加減速度に基づいて車両の加減速度を制御する。
【００１０】
車両の実位置が第１の道路区間から第２の道路区間に移動する場合には、目標加減速度算出部は、第２の道路区間の開始位置から、車両の実速度を第２のグローバル目標速度（上記所定の目標速度）に追従させるための目標加減速度を算出する。このように、車両を加速させる場合には、第２の道路区間の開始位置から車両を加速させるので、第１の道路区間を走行中に、車両の実速度が第１のグローバル目標速度を超えてしまうことを防止することができる。
【００１１】
また、車両を加速させる場合には、目標加減速度算出部は、第２のグローバル目標速度に対する実速度の速度偏差と実加減速度とを状態量とし、上記状態量と予め設定された加速時の状態フィードバックゲインとを乗じて目標加減速度を算出する。すなわち加速時には、目標加減速度算出部は、速度偏差と実加減速度とを状態量としてＬＱ（Linear Quadratic）制御によって目標加減速度を算出する。このため、加速時に、速度偏差の比例項と積分値とを用いるＰＩ（Proportional Integral）制御によって目標加減速度を算出する場合に比べて、実速度が第２のグローバル目標速度を超えてしまうオーバーシュート量を抑えることができる。
【００１２】
また、加速時にＬＱ制御で目標加減速度を算出するので、ＰＩ制御で目標加減速度を算出する場合に比べ、実速度が第１のグローバル目標速度から第２のグローバル目標速度に収束するまでの時間を抑えることができる。
【００１３】
一方、車両の実位置が第３の道路区間から第４の道路区間に移動する場合には、目標加減速度算出部は、第３の道路区間の所定の位置から第４の道路区間の開始位置へ近づくほど第３のグローバル目標速度から第４のグローバル目標速度へ向かって低下するローカル目標速度を設定し、第３の道路区間の上記所定の位置から、車両の実速度をローカル目標速度（上記所定の目標速度）に追従させるための目標加減速度を算出する。このように、車両を減速させる場合には、第４の道路区間の開始位置よりも手前の第３の道路区間の上記所定の位置から車両を減速させるので、第４の道路区間の開始位置から第４のグローバル目標速度に向かって減速させる場合とは異なり、車両の実速度が第４の道路区間で第４のグローバル目標速度を上回ってしまうことを抑制することができる。
【００１４】
また、車両を減速させる場合には、目標加減速度算出部は、ローカル目標速度に対する実速度の速度偏差と実加減速度とを状態量とし、予め設定された減速時の状態フィードバックゲインと上記状態量とを乗じた状態フィードバック項と、ローカル目標速度に対する実速度の速度偏差の積分値と予め設定された積分ゲインとを乗じた積分項とに基づいて、目標加減速度を算出する。すなわち、減速時には、目標加減速度算出部が、ＬＱ制御によって算出される状態フィードバック項と、ローカル目標速度に対する実速度の速度偏差の積分値から算出される積分項とに基づいて（すなわち、ＬＱＩ（Linear Quadratic Integral）制御によって）、目標加減速度を算出する。このため、減速時に、ＬＱ制御のみによって目標加減速度を算出する場合に比べ、実速度を早く減速させることができるので、車両の実速度が第４の道路区間の開始位置で第４のグローバル目標速度を上回ってしまうことを抑制することができ、車両の減速を第４の道路区間の開始位置までに完了させることができる。
【００１５】
また、減速時にＬＱＩ制御で目標加減速度を算出するので、ＰＩ制御で目標加減速度を算出する場合に比べ、実速度が第３のグローバル目標速度から第４のグローバル目標速度に達するまでの時間を抑えることができる。
【００１６】
従って、走行経路に予め設定されているグローバル目標速度以下の速度で車両を加減速させて車両の速度をグローバル目標速度に近付けることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、走行経路に予め設定されているグローバル目標速度以下の速度で車両を加減速させて車両の速度をグローバル目標速度に近付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】走行経路と規制速度との関係を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る速度制御装置を備える車両の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】ＬＱ制御のブロック線図である。
【図４】車両を加速させる場合の車両の速度の説明図である。
【図５】ＬＱＩ制御のブロック線図である。
【図６】車両を減速させる場合の車両の速度の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る速度制御装置１０を備える車両１（図２参照）は、予め設定される走行経路Ｒ及び目標速度に基づいて車両１を自動運転（停発進を含む自律的な走行）させることが可能な自動運転システムを搭載している。走行経路Ｒは、所定のスタート地点ｓ（例えば、車両１の現在位置）から所定のゴール地点ｇ（例えば、運転者等が入力したゴール地点ｇ）までの走行経路Ｒ（例えば、高速道路上の走行経路）である。
【００２１】
図２に示すように、車両１は、地図情報記憶部７と、実位置検出部２と、走行経路情報記憶部８と、実速度検出部３と、実加減速度検出部４と、ＥＣＭ５（車両用電子制御装置）と、ＥＢＳ６（電子制御ブレーキシステム）と、速度制御装置１０とを備える。
【００２２】
地図情報記憶部７は、地図情報を記憶している。地図情報には、地図表示や経路探索等に使用され、地図上の道路を示す道路情報が含まれている。道路情報には、道路の規制速度（グローバル目標速度）の情報が含まれる。なお、本発明に係るグローバル目標速度とは、車両１を走行させる際の速度の上限値であって、道路に予め設定される速度である。例えば、道路の規制速度（グローバル目標速度）は、道路に対して法定されている法定規制速度であってもよいし、工事等によって法定規制速度よりも低い速度に制限された制限速度などであってもよい。
【００２３】
実位置検出部２は、車両１に搭載されたＧＰＳ受信機等（図示省略）によって取得された車両１の経度、緯度を示す情報と、地図情報記憶部７に記憶されている地図情報とに基づいて、地図上における車両１の実際の位置である実位置（現在位置）を検出し、検出した実位置を速度制御装置１０に出力する。
【００２４】
走行経路情報記憶部８は、スタート地点ｓからゴール地点ｇまでの走行経路Ｒに関する走行経路情報を記憶する。走行経路情報には、走行経路Ｒ中の道路の規制速度（本実施形態では、規制速度Ａ〜Ｃ）ごとに分割された複数の道路区間（本実施形態では、道路区間Ａ〜Ｃ）と、各道路区間の両端の点（スタート地点ｓ、ゴール地点ｇ、及び規制速度の変化点ｐ１，ｐ２）とが含まれる。
【００２５】
図１に示すように、本実施形態に係る走行経路Ｒ中の道路には、規制速度Ａ〜Ｃが予め設定されており、走行経路Ｒは、規制速度Ａ〜Ｃごとに分割された道路区間Ａ〜Ｃを有する。道路の規制速度は、車両１が道路区間Ａから道路区間Ｂへ移動する際に規制速度Ａ（本実施形態では、８０ｋｍ／ｈ）から規制速度Ｂ（本実施形態では、６０ｋｍ／ｈ）にステップ状に減少し、車両１が道路区間Ｂから道路区間Ｃへ移動する際に規制速度Ｂ（本実施形態では、６０ｋｍ／ｈ）から規制速度Ｃ（本実施形態では、８０ｋｍ／ｈ）にステップ状に増大する。なお、図１では、走行経路Ｒの一例を破線で示し、規制速度の一例を実線で示している。また、図１では、分かり易くするために、規制速度をスタート地点ｓから急激な角度で増大させているが、実際には、スタート地点ｓからスタートしたと同時に規制速度がステップ状に増大する。すなわち、走行経路Ｒは、規制速度が相違する複数の道路区間から構成される。
【００２６】
実速度検出部３は、例えば、車速センサであり、車両１の実際の速度である実速度（走行速度）ｖｒ（ｋｍ／ｈ）を検出し、検出した実速度ｖｒを速度制御装置１０に出力する。
【００２７】
実加減速度検出部４は、例えば、加速度センサであり、車両１の実際の加速度または実際の減速度（負の方向の加速度）である実加減速度ａｒ（ｍ／ｓ２）を検出し、検出した実加減速度ａｒを速度制御装置１０に出力する。
【００２８】
ＥＣＭ５は、電子制御によってエンジン（図示省略）への燃料噴射量や吸気量等を制御する。
【００２９】
ＥＢＳ６は、電子制御によってブレーキ（図示省略）のブレーキ圧等を制御する。
【００３０】
速度制御装置１０は、実位置取得部１１と、実速度取得部１２と、実加減速度取得部１３と、目標加減速度算出部１４と、加減速度制御部１５とを備える。速度制御装置１０は、走行経路Ｒに沿って走行する車両１の加減速度を制御し、車両１の速度を所定の目標速度（以下、単に目標速度という。）に追従させるように制御する。
【００３１】
実位置取得部１１は、実位置検出部２から出力された実位置を取得して目標加減速度算出部１４に出力する。
【００３２】
実速度取得部１２は、実速度検出部３から出力された実速度ｖｒを取得して目標加減速度算出部１４に出力する。
【００３３】
実加減速度取得部１３は、実加減速度検出部４から出力された実加減速度ａｒを取得して目標加減速度算出部１４に出力する。
【００３４】
目標加減速度算出部１４は、実位置取得部１１から入力される車両１の実位置と、地図情報記憶部７に記憶されている地図情報と、走行経路情報記憶部８に記憶されている走行経路情報とに基づいて、実位置を含む道路区間（以下、現道路区間という。）に設定されている規制速度と、現道路区間の次の道路区間（以下、単に次の道路区間という。）に設定されている規制速度とを比較し、現道路区間から次の道路区間に移動するに際して、車両１を加速させるか、或いは減速させるかを判定する。
【００３５】
図４に示すように、現道路区間が道路区間Ｂ（第１の道路区間）である場合には、次の道路区間である道路区間Ｃ（第２の道路区間）の規制速度Ｃ（第２のグローバル目標速度）が道路区間Ｂの規制速度Ｂ（第１のグローバル目標速度）よりも高速であるので、目標加減速度算出部１４は、車両１の実位置が道路区間Ｂから道路区間Ｃに移動するに際して、車両１を加速させると判定する。車両１を規制速度Ｂから規制速度Ｃまで加速させる場合（以下、単に車両１を加速させる場合という。）には、目標加減速度算出部１４は、車両１が道路区間Ｃの開始位置（道路区間Ｂの終了位置）ｐ１に到達したときから、規制速度Ｃを目標速度ｖｔ（ｋｍ／ｈ）とし、車両１の実速度ｖｒを目標速度ｖｔに追従させるための目標加減速度ａｔ（ｍ／ｓ２）を、後述するＬＱ（Linear Quadratic）制御によって算出する。
【００３６】
一方、図６に示すように、現道路区間が道路区間Ａ（第３の道路区間）である場合には、次の道路区間である道路区間Ｂ（第４の道路区間）の規制速度Ｂ（第４のグローバル目標速度）が道路区間Ａの規制速度Ａ（第３のグローバル目標速度）よりも低速であるので、目標加減速度算出部１４は、車両１の実位置が道路区間Ａから道路区間Ｂに移動するに際して、車両１を減速させると判定する。車両１を規制速度Ａから規制速度Ｂまで減速させる場合（以下、単に車両１を減速させる場合という。）には、目標加減速度算出部１４は、先ず、道路区間Ａの所定の位置ｐ３から道路区間Ｂの開始位置ｐ２に近づくほど規制速度Ａから規制速度Ｂに向かって低下するランプ状のローカル目標速度ｖｌ（図６に二点鎖線で示す）を設定する。次に、目標加減速度算出部１４は、道路区間Ａの上記所定の位置ｐ３から道路区間Ｂの開始位置ｐ２まで、ローカル目標速度ｖｌを目標速度ｖｔ（ｋｍ／ｈ）とし、車両１の実速度ｖｒを目標速度ｖｔ（ｖｌ）に追従させるための目標加減速度ａｔを、後述するＬＱＩ（Linear Quadratic Integral）制御によって算出する。これにより、目標加減速度算出部１４は、道路区間Ａから道路区間Ｂの開始位置ｐ２に到達するまでに、規制速度Ａから規制速度Ｂへの減速が完了するように、目標加減速度ａｔを算出する。なお、道路区間Ａの上記所定の位置ｐ３、及びローカル目標速度ｖｌは、例えば、所望の減速度（乗員が違和感を感じない減速度）を設定し、この減速度を用いてそれぞれ算出されてもよい。また、本実施形態では、ランプ状のローカル目標速度ｖｌを設定したが、これに限定されるものではなく、例えば、一次遅れで減速するローカル目標速度ｖｌを設定してもよい。
【００３７】
加減速度制御部１５は、目標加減速度算出部１４により算出された目標加減速度ａｔが正の値である場合、目標加減速度ａｔに応じてアクセルマップを参照してアクセル開度を決定し、決定したアクセル開度に応じてＥＣＭ５を制御する。すなわち、加減速度制御部１５は、目標加減速度ａｔに基づいてＥＣＭ５を制御することによって車両１の加速度を制御する。なお、本実施形態では、目標加減速度ａｔが正の値である場合に、加減速度制御部１５がアクセル開度を決定し、決定したアクセル開度に応じてＥＣＭ５を制御したが、これに限定されるものではなく、例えば、加減速度制御部１５は、燃料噴射量や吸気量等を決定してＥＣＭ５を制御してもよい。
【００３８】
また、加減速度制御部１５は、目標加減速度算出部１４により算出された目標加減速度ａｔが負の値である場合、車両１が減速するようにＥＣＭ５を制御するとともに、目標加減速度ａｔに応じて制動力を決定し、決定した制動力に応じてＥＢＳ６を制御する。すなわち、加減速度制御部１５は、目標加減速度ａｔに基づいてＥＣＭ５及びＥＢＳ６を制御することによって車両１の減速度を制御する。なお、本実施形態では、目標加減速度ａｔが負の値である場合に、加減速度制御部１５が制動力を決定し、決定した制動力に基づいてＥＣＭ５及びＥＢＳ６を制御したが、これに限定されるものではなく、例えば、加減速度制御部１５がブレーキ圧やブレーキ操作量等を決定し、決定したブレーキ圧やブレーキ操作量等に基づいてＥＣＭ５及びＥＢＳ６を制御してもよい。
【００３９】
次に、車両１の実位置が道路区間Ｂから道路区間Ｃに移動することに伴い、規制速度が規制速度Ｂから規制速度Ｃに増大する場合の制御について、図３及び図４に基づいて説明する。なお、図４では、規制速度を一点鎖線で示し、ＬＱ制御による速度変化を実線で示し、ＰＩ制御による速度変化を破線で示している。
【００４０】
車両１を加速させる場合には、速度制御装置１０は、道路区間Ｃの開始位置ｐ１から、目標速度ｖｔ（規制速度Ｃ）に対する実速度ｖｒの速度偏差ｖｅ（ｖｅ＝ｖｔ−ｖｒ）と、実加減速度ａｒとを状態量ｘとし、目標加減速度ａｔを操作量ｕとしてＬＱ制御で車両１の速度を制御する。ＬＱ制御は、システムの特性を評価する評価関数Ｊを事前に設定し、この評価関数Ｊを最小化にする最適状態フィードバック入力を求めるものである。ＬＱ制御では、一般的に、下記の状態方程式（１）と下記の出力方程式（２）とで状態空間モデルが構成される。
【数１】
2018142161.tif 000003
【数２】
2018142161.tif 000004
但し、
ｘ：状態変量（状態量）
ｕ：制御入力（操作量）
ｙ：出力変量
Ａ：状態行列
Ｂ：入力行列
Ｃ：出力行列
ここで、行列Ａ，Ｂは可制御である。そして、一般的に評価関数Ｊは下記の式（３）のように示され、評価関数Ｊを最小化する解は下記の式（４）のように示される。
【数３】
2018142161.tif 000005
【数４】
2018142161.tif 000006
但し、
Ｑ：状態変量の重み行列
Ｒ：制御入力の重み行列
Ｋ：状態フィードバックゲイン
Ｐ：下記のリカッチ行列方程式（５）の唯一の正定解
【数５】
2018142161.tif 000007
ここで、行列Ｑは準正定、行列Ｒは正定行列とし、シミュレーションによって予め設定される。また、状態フィードバックゲインＫは、シミュレーションによって評価関数Ｊを最小化して予め算出して記憶されている。
【００４１】
目標加減速度算出部１４は、加速時には、ＬＱ制御によって目標加減速度ａｔを下記式（６）のように算出する。
【数６】
2018142161.tif 000008
但し、
Ｋ：状態フィードバックゲイン  Ｋ＝［Ｋ１  Ｋ２］
Ｋ１：速度偏差の状態フィードバックゲイン
Ｋ２：実加減速度の状態フィードバックゲイン
【００４２】
次に、車両１の実位置が道路区間Ａから道路区間Ｂに移動することに伴い、規制速度が規制速度Ａから規制速度Ｂに減少する場合の制御について、図５及び図６に基づいて説明する。なお、図６では、規制速度を一点鎖線で示し、ローカル目標速度ｖｌを二点鎖線で示し、ＬＱＩ制御による速度変化を実線で示し、ＬＱ制御による速度変化を破線で示している。
【００４３】
車両１を減速させる場合には、速度制御装置１０は、道路区間Ａの所定の位置ｐ３から道路区間Ｂの開始位置ｐ２まで、ＬＱ制御によって算出される状態フィードバック項と後述する積分項とに基づいたＬＱＩ制御によって、目標加減速度ａｔを算出して車両１の速度を制御する。状態フィードバック項は、目標速度ｖｔ（ローカル目標速度ｖｌ）に対する実速度ｖｒの速度偏差ｖｅと実加減速度ａｒとを状態量ｘとし、目標加減速度ａｔを操作量ｕとして、上述したＬＱ制御の上記式（６）で算出される。積分項は、目標速度ｖｔ（ｖｌ）に対する実速度ｖｒの速度偏差ｖｅの積分値ｗと予め設定された積分ゲインＫｉとを乗じて算出される。積分値ｗは、下記の式（７）で計算される。
【数７】
2018142161.tif 000009
但し、
ｒ：目標値（ｒ＝０）
ｙ：目標速度ｖｔ（ｖｌ）に対する実速度ｖｒの速度偏差ｖｅ
【００４４】
目標加減速度算出部１４は、減速時には、ＬＱＩ制御によって目標加減速度ａｔを下記式（８）のように算出する。
【数８】
2018142161.tif 000010
但し、
Ｋ：状態フィードバックゲイン  Ｋ＝［Ｋ１  Ｋ２］
Ｋ１：速度偏差の状態フィードバックゲイン
Ｋ２：実加減速度の状態フィードバックゲイン
Ｋｉ：速度偏差の積分値の積分ゲイン
【００４５】
次に、車両１の加減速に関するシミュレーションを行った結果について、図４及び図６に基づいて説明する。このシミュレーションでは、車両１の重量を２５ｔに設定し、道路勾配をゼロに設定した状態で、車両１を加速させる場合にはＬＱ制御を、車両１を減速させる場合にはＬＱＩ制御を行った。図４には、６０ｋｍ／ｈから８０ｋｍ／ｈに加速した際の速度変化を、図６には、８０ｋｍ／ｈから６０ｋｍ／ｈに減速した際の速度変化をそれぞれ示す。なお、図４及び図６の縦軸は速度（ｋｍ／ｈ）であり、横軸は走行距離（ｍ）である。
【００４６】
図４に示すように、車両１の実位置が道路区間Ｂから道路区間Ｃに移動することに伴い、道路区間の規制速度が規制速度Ｂ（６０ｋｍ／ｈ）から規制速度Ｃ（８０ｋｍ／ｈ）に増大する場合に、ＬＱ制御によって目標加減速度ａｔを算出すると、速度偏差の比例項と積分値とを用いるＰＩ（Proportional Integral）制御によって目標加減速度ａｔを算出する場合（図４に破線で示す）に比べて、実速度ｖｒが規制速度Ｃを上回るオーバーシュート量ｏｓを抑制できることが確認された。また、ＰＩ制御で目標加減速度ａｔを算出する場合に比べ、実速度ｖｒが規制速度Ｂから規制速度Ｃに収束するまでの時間（又は距離）を短縮できることが確認された。
【００４７】
図６に示すように、車両１の実位置が道路区間Ａから道路区間Ｂに移動することに伴い、道路区間の規制速度が規制速度Ａ（８０ｋｍ／ｈ）から規制速度Ｂ（６０ｋｍ／ｈ）に減少する場合に、ＬＱＩ制御によって目標加減速度ａｔを算出すると、ＬＱ制御のみによって目標加減速度ａｔを算出する場合（図６に破線で示す）とは異なり、道路区間Ｂの開始位置ｐ２の時点で車両１の速度を少なくとも６０ｋｍ／ｈ（規制速度Ｂ）以下に減速可能であることが確認された。また、ＰＩ制御（図示省略）によって目標加減速度ａｔを算出する場合に比べて、実速度ｖｒが規制速度Ｂを下回るアンダーシュート量ｕｓを抑制できることが確認された。また、ＰＩ制御（図示省略）で目標加減速度ａｔを算出する場合に比べ、実速度ｖｒが規制速度Ａから規制速度Ｂに達するまでの時間（又は距離）を短縮できることが確認された。
【００４８】
上記のように構成された速度制御装置１０では、車両１を加速させる場合、道路区間Ｃの開始位置ｐ１から車両１を加速させるので、道路区間Ｂを走行中に実速度ｖｒが規制速度Ｂを超えてしまうことを防止することができる。
【００４９】
また、車両１を加速させる場合には、目標加減速度算出部１４は、ＬＱ制御によって目標加減速度ａｔを算出するので、ＰＩ制御によって目標加減速度ａｔを算出する場合（図４に破線で示す）に比べて、実速度ｖｒが規制速度Ｃを上回るオーバーシュート量ｏｓを抑えることができる。
【００５０】
また、車両１を加速させる場合には、ＬＱ制御で目標加減速度ａｔを算出するので、ＰＩ制御で目標加減速度ａｔを算出する場合（図４に破線で示す）に比べ、実速度ｖｒが規制速度Ｂから規制速度Ｃに収束するまでの時間（又は距離）を抑える（短縮する）ことができる。
【００５１】
また、車両１を加速させる場合には、ＬＱ制御で目標加減速度ａｔを算出するので、ＬＱＩ制御を行う場合に比べて、制御の簡略化を図ることができる。
【００５２】
また、車両１を減速させる場合には、道路区間Ｂの開始位置ｐ２よりも手前の道路区間Ａの上記所定の位置ｐ３から車両１を減速させるので、道路区間Ｂの開始位置ｐ２から減速させる場合とは異なり、車両１の実速度ｖｒが規制速度Ｂを上回ってしまうことを抑制することができる。
【００５３】
また、車両１を減速させる場合には、目標加減速度算出部１４は、ＬＱＩ制御によって、目標加減速度ａｔを算出する。このため、ＬＱ制御のみによって目標加減速度ａｔを算出する場合（図６に破線で示す）に比べ、実速度ｖｒを早く減速させることができるので、道路区間Ｂの開始位置ｐ２で実速度ｖｒが規制速度Ｂを上回ってしまうことを抑制することができ、車両１の減速を道路区間Ｂの開始位置ｐ２までに完了させることができる。
【００５４】
また、車両１を減速させる場合には、目標加減速度算出部１４がＬＱＩ制御によって目標加減速度ａｔを算出するので、ＰＩ制御によって目標加減速度ａｔを算出する場合（図示省略）に比べて、実速度ｖｒが規制速度Ｂを下回るアンダーシュート量ｕｓを抑えることができる。
【００５５】
また、車両１を減速させる場合には、ＬＱＩ制御で目標加減速度ａｔを算出するので、ＰＩ制御で目標加減速度ａｔを算出する場合（図示省略）に比べ、実速度ｖｒが規制速度Ａから規制速度Ｂに達するまでの時間（又は距離）を抑える（短縮する）ことができる。
【００５６】
このように、速度制御装置１０では、車両１を加速させる場合には、ＬＱ制御によって目標加減速度ａｔを算出し、減速させる場合には、ＬＱＩ制御によって目標加減速度ａｔを算出するので、車両１の加減速時（加速時及び減速時）に、走行経路Ｒに予め設定されている規制速度（グローバル目標速度）以下の速度で車両１を加減速させて車両１の速度を規制速度に近付けることができる。
【００５７】
なお、本実施形態では、目標加減速度算出部１４が、隣接する道路区間の規制速度をそれぞれ比較し、現道路区間から次の道路区間に移動するに際して、車両１を加速させるか、或いは減速させるかを判定したが、これに限定されるものではない。例えば、走行経路Ｒ及び道路区間を設定した段階で、各道路区間の規制速度をそれぞれ比較し、次の道路区間の規制速度が増大または減少するかの情報を、走行経路情報記憶部８に記憶される走行経路情報に、予め記憶してもよい。この場合、目標加減速度算出部１４は、走行経路情報記憶部８に記憶される走行経路情報から次の道路区間の規制速度が増大または減少するかの情報を取得し、取得した情報に応じてＬＱ制御またはＬＱＩ制御を行ってもよい。
【００５８】
以上、本発明について、上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではなく、当然に本発明を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。
【符号の説明】
【００５９】
１０：速度制御装置
１１：実位置取得部
１２：実速度取得部
１３：実加減速度取得部
１４：目標加減速度算出部
１５：加減速度制御部
【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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