JPH04339030A - 車両の速度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の速度制御装置に
関し、更に詳しくは、駆動制御装置および制動制御装置
の少なくとも一方を備えた、車両の速度をドライバーが
望む速度およびコース形状・状態等に対して定められた
速度の少なくとも一方になるように制御する車両の速度
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
の車両の速度制御装置としては、定速走行装置等がある
。定速走行装置は、ドライバーが定めた目標速度で自動
運転するための装置である。この装置では、リジューム
時（ドライバーが設定した車速に追従する時）には目標
車速に達するまでは例えば一定加速度となるような加速
度制御を行い、目標速度に達してからは速度が目標速度
と一致するような速度制御を行なう必要がある。この事
から明らかなように、２つの制御をどの様にして両立さ
せるかが問題となる。この２つの制御を両立させるため
には、車両の速度を与えられた目標速度軌道に滑らかに
追従させることが可能な制御方法が必要である。しかし
、従来の技術の多くはＰＩＤ（比例積分微分）制御則を
用いており、現在の速度偏差、加速度偏差のみから制御
を行なっている。そのため、目標速度が一定の場合は良
いが、変動する目標速度への追従は困難であり、例えば
目標速度到達点でのオーバシュート・アンダーシュート
等が生じ易いといった問題点がある。このように、速度
軌道を変化させた場合において、その目標軌道に滑らか
に追従できないという点はドライバーフィーリング向上
の面で限界があることになる。

【０００３】また、制御対象（車両）は、その特性が速
度・シフト位置等により変動したり、坂路等の外乱も加
わる。しかし、これらの制御則の多くはＰＩＤ制御則で
構築されているため、ロバスト（影響を受けない）性は
十分といえない。そのため、それらの変動や外乱により
、加速し過ぎたり、加速が不十分であるなどドライバー
フィーリング上好ましくないことが生ずる。

【０００４】また、その制御則は試行錯誤により構築し
たものであるため、設計に非常に時間を費やさなければ
ならない。そのため、車両が変わると最初から試行錯誤
を始めなければならないといった問題がある。

【０００５】本発明の目的は、ドライバーが設定した目
標車速および／またはコースの形状・状態等に対して設
定された目標車速に、ドライバーが不安を感じず、かつ
、車両運動上危険な状態に入らないように車両の制御を
行なう装置を提供することにある。

【０００６】本発明者らは、上述の従来技術の問題を解
決するために以下のことに着眼したものである。

【０００７】上記、従来技術の問題点は、加速度制御と
速度制御との２つを両立させた制御則ではないこと、現
在の情報だけで未来目標値等の未来情報を用いていない
こと、ロバスト性を特に考慮していないことである。そ
こで、本発明者らは、速度の未来予測値と未来速度目標
軌道の偏差を最小にするような制御系を構成して、上記
問題点を解決することに着眼した。

【０００８】すなわち、車両モデルを用いて未来の速度
を予測し、その予測値とドライバーが設定した車速およ
び／またはコース形状・状態に対して設定された目標速
度軌道との偏差を最小にするような制御則を求め、車両
の速度制御を行なうようにした。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の車両速度制御装
置は、図１に示すように、車両の速度と車両の駆動力に
関する変数とを含む車両の状態量を検出する車両状態量
検出手段１０と、ドライバーが設定した目標速度あるい
はコースに対して設定されている目標速度を入力する目
標速度入力手段２０と、前記目標速度に基づいて車両の
未来の目標速度軌道を生成する未来目標速度軌道生成手
段３０と、現在以前の車両の状態量を用いて車両の未来
速度の予測値を演算する数学モデルを車両モデルとして
求める車両モデル生成手段４０と、前記車両モデルと実
際の車両との間のモデル化誤差及び外乱の影響により生
ずる未来速度の予測誤差を補正するための補正量を求め
る補正手段５０と、前記車両モデル、補正量及び現在以
前の車両速度を用いて車両の未来速度の予測値を求める
補助変数を演算するための補助変数演算手段６０と、前
記未来目標速度軌道と前記補助変数とから未来目標速度
軌道と未来予測速度との偏差を最小にするような車両の
駆動力を制御する制御入力を演算する制御入力演算手段
７０と、前記制御入力をアクチュエータを駆動させる信
号に変換する駆動手段８０と、前記駆動手段で変換され
た信号をもとに前記制御入力とアクチュエータの出力応
答とが一致するようにアクチュエータを制御するアクチ
ュエータ制御手段９０と、を具備している。

【００１０】

【作用】上記構成よりなる本発明の作用は以下の通りで
ある。すなわち、本発明の車両速度制御装置においては
、車両状態量検出手段１０において、車両の速度と、車
両の駆動力を制御する制御変数及び車両重量等の車両の
駆動力に影響する変数とを含む車両の状態量を検出する
。また、目標速度入力手段２０において、ドライバーが
設定した速度あるいはコースに対して設定されている目
標速度を入力する。

【００１１】未来目標速度軌道生成手段３０は、目標速
度をもとに車両の未来の目標速度軌道を生成する。この
場合、前記目標速度ではドライバーが不安を感じるおよ
び車両運動上危険な状況になるの少なくとも一方になる
場合には目標速度を修正し、前記目標速度あるいは修正
した目標速度に対して、ドライバーが不安を感じないよ
うにおよび／または車両運動上危険な状況にならないよ
うに車両の速度を追従させるための車両の未来の目標速
度軌道を生成し、目標速度軌道信号として出力する。

【００１２】次に、車両モデル生成手段４０において、
現在以前の車両の状態量を用いて車両の未来速度の予測
値を演算する数学モデル、例えば、駆動力を制御する制
御変数と速度間の特性を表わした数学モデルを車両モデ
ルとして出力する。

【００１３】次に、補正手段５０において、前記車両モ
デルを構成する際の近似誤差やシフトチェンジおよび乗
員変化等による車両の特性変動や坂路等の外乱の影響に
より生ずる未来速度の予測誤差の補正を行なうための補
正量、すなわち車両モデルと実際の車両との間のモデル
化誤差及び外乱の影響により生ずる未来速度の予測誤差
を補正するための補正量を生成し、出力する。

【００１４】次に、補助変数演算手段６０において、前
記車両モデル、補正量及び現在以前の車両速度を用いて
車両の未来速度の予測値を求めるための補助変数を演算
し、出力する。

【００１５】次に、制御入力演算手段７０において、前
記未来目標速度軌道生成手段より出力された未来目標速
度軌道と前記補助変数演算手段より出力された補助変数
とから、未来目標速度軌道と未来予測速度との偏差を最
小にするような制御入力信号を演算し、制御入力信号と
して出力する。

【００１６】次に、駆動手段８０において、前記制御入
力演算手段からの出力である制御入力信号をスロットル
やブレーキ等に対するアクチュエータを駆動させる信号
に変換し、アクチュエータ指令値として出力する。

【００１７】次に、アクチュエータ制御手段９０におい
ては、前記駆動手段の出力であるアクチュエータ指令値
をもとに制御入力信号とアクチュエータの出力応答を一
致させるようにアクチュエータを制御する。 ［原理の説明］本発明で用いる予測制御手法の一例につ
いて説明する。

【００１８】説明を簡単にするため制御対象の入出力特
性が次式のように表わされるものとする。

【００１９】 　　ｙ（ｋ＋１）　＋ａ１　・ｙ（ｋ）　＋ａ２　・ｙ
（ｋ−１）　＝ｂ０　・ｕ（ｋ）　＋ｂ１　・ｕ（ｋ−
１）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　・・・（１）　　ここで、関
数ｙは被制御量であり、関数ｕは制御入力である。ａ１
、ａ２　、ｂ０　、ｂ１　は制御対象の特性を表わすパ
ラメータであり、ｋはステップ（時刻）を表わす。従っ
て、ｙ（ｋ＋１）　はｋ＋１ステップのときの被制御量
である。制御対象のモデル化方法は各種あるが、ここで
は上式のようなＡＲＭＡモデルを用いた場合についての
み示す。

【００２０】設計手法は各種提案されているが、ここで
はその一例について説明する。まず、演算子Δ＝１−ｚ
−１（ｚ−１は時間遅れ演算子）を導入する。つまり、
Δｙ（ｋ）　＝ｙ（ｋ）　−ｙ（ｋ−１）　である。こ
の演算子Δを　（１）式の両辺に乗じて、まとめると次
式を得る。

【００２１】 　　ｙ（ｋ＋１）　＝（１−ａ１　）・ｙ（ｋ）　＋（
ａ１　−ａ２　）・ｙ（ｋ−１）　＋ａ２　・ｙ（ｋ−
２　　　　　　　　　　　　　　）　＋ｂ０　・Δｕ（
ｋ）　＋ｂ１　・Δｕ（ｋ−１）　　・・・（２）　上
記より、ｋ＋１ステップのときの被制御量ｙの推定値ｙ
ｅ　（ｋ＋１）は次式のようになる。

【００２２】 　　ｙｅ　（ｋ＋１）　＝（１−ａ１　）・ｙ（ｋ）　
＋（ａ１　−ａ２　）・ｙ（ｋ−１）　＋ａ２　・ｙ（
ｋ　　　　　　　　　　　　　　−２）　＋ｂ０　・Δ
ｕ（ｋ）　＋ｂ１　・Δｕ（ｋ−１）　　・・・（３）
　　　　　　　　　　　　　上式のような変形を進めて
行くことで、被制御量ｙの予測値を求めていくことは可
能であるが、このままでは制御対象の変動や外乱等によ
り実際値との推定誤差が生ずる。そこで、現在の時刻（
ｋステップ）における実際のｙの値と推定値ｙｅ　との
推定誤差ｅｙ　＝ｙ（ｋ）　−ｙｅ　（ｋ）　を修正項
として、Ｎステップ先の予測値ｙ＊　（ｋ＋Ｎ）　を次
式のように構成する。

【００２３】 ｙ＊　（ｋ＋Ｎ）　＝ｙｅ　（ｋ＋Ｎ）　＋ｅｙ　（ｋ
）　・・・（４）従って、（３），（４）　式より現在
の時刻から１ステップ先（ｋ＋１ステップ）の予測値ｙ
＊　（ｋ＋１）　は次式のように表わされる。

【００２４】 　　ｙ＊　（ｋ＋１）　＝（１−ａ１　）・ｙ（ｋ）　
＋（ａ１　−ａ２　）・ｙ（ｋ−１）　＋ａ２　・ｙ（
ｋ　　　　　　　　　　　　　　　　−２）　＋ｂ０　
・Δｕ（ｋ）　＋ｂ１　・Δｕ（ｋ−１）　＋ｅｙ　（
ｋ）　・・・（５）さらに、（５）　式は次式のように
書き換えられる。

【００２５】 ｙ＊　（Ｋ＋１）　＝ｇ１　・Δｕ（ｋ）　＋ｆ１・・
・（６）ただし、 ｇ１　＝ｂ０　 ｆ１　＝（１−ａ１　）・ｙ（ｋ）　＋（ａ１　−ａ２
　）・ｙ（ｋ−１）　＋ａ２　・ｙ（ｋ−２）＋ｂ１　
・Δｕ（ｋ−１）　＋ｅｙ　（ｋ）である。

【００２６】次に、（５）　式より、現在の時刻より２
ステップ先の予測値ｙ＊　（ｋ＋２）　は予測値ｙ＊　
（ｋ＋１）　を用いれば次式のようになる。

【００２７】 　　ｙ＊　（ｋ＋２）　＝（１−ａ１　）・ｙ＊　（ｋ
＋１）　＋（ａ１　−ａ２　）・ｙ（ｋ）　＋ａ２　・
ｙ　　　　　　　　　　　　　　（ｋ−１）　＋ｂ０　
・Δｕ（ｋ＋１）　＋ｂ１　・Δｕ（ｋ）　＋ｅｙ　（
ｋ）　　　　　　　　　　　　　＝（１−ａ１　）・ｇ
１　・Δｕ（ｋ）　＋（１−ａ１　）・ｆ１　＋（ａ１
　−　　　　　　　　　　　　ａ２　）・ｙ（ｋ）　＋
ａ２　・ｙ（ｋ−１）　＋ｂ０　・Δｕ（ｋ＋１）　＋
ｂ１　・Δｕ　　　　　　　　　　　　（ｋ）　＋ｅｙ
　（ｋ）　　　　　　　　　　　＝［ｂ１　＋（１−ａ
１　）・ｇ１　　　ｂ０　］［Δｕ（ｋ）　　　Δｕ（
ｋ＋１）　］Ｔ　　　　　　　　　　　＋（１−ａ１　
）・ｆ１　＋（ａ１　−ａ２　）・ｙ（ｋ）　＋ａ２　
・ｙ（ｋ−１）　＋　　　　　　　　　　ｅｙ　（ｋ）
　 　　　　　　　　　　＝［ｇ２　　　ｇ１　］［Δｕ（
ｋ）　　　Δｕ（ｋ＋１）　］Ｔ　＋ｆ２　・・・（７
）　　　　　　　　　　　　　　ｇ２　＝ｂ１　＋（１
−ａ１　）・ｇ１　　　　　　　　　　　　　　　ｆ２
　＝（１−ａ１　）・ｆ１　＋（ａ１　−ａ２　）・ｙ
（ｋ）　＋ａ２　・ｙ　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　（ｋ−１）　＋ｅｙ　（ｋ）　ただし、
Ｔは転置行列を表す。以下、同様に求めて行くと予測値
ｙ＊は次式のように表わされる。 ｙ＊　（ｋ＋ｉ）　＝ 　　　　　　　　［ｇｉ　　　ｇｉ−１　・・・　ｇ１
　］［Δｕ（ｋ）　Δｕ（ｋ＋１）・・・　Δｕ（ｋ＋
ｉ−１）　］Ｔ　　　　　　　　　　　　　＋ｆｉ　　
　（Ｎ≧ｉ≧１）　　・・・（８）ただし、 　　　　　　　　ｇ１　＝ｂ０　 　　　　　　　　ｇ２　＝ｂ１　＋（１−ａ１　）・ｇ
１　　　　　　　　　ｇ３　＝（１−ａ１　）・ｇ２　
＋（ａ１　−ａ２　）・ｇ１　　　　　　　　　　：　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　：　　　　　　
　　　　ｇｉ　＝（１−ａ１　）・ｇｉ　−１＋（ａ１
　−ａ２　）・ｇｉ　−２＋ａ２　・ｇｉ−３　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　（Ｎ≧ｉ≧４）　　　　　　　　ｆ１　＝（１−
ａ１　）・ｙ（ｋ）　＋（ａ１　−ａ２　）・ｙ（ｋ−
１）　＋ａ２　・ｙ（ｋ　　　　　　　　　　　　　　
　　−２）　＋ｅｙ　（ｋ）　　　　　　　　　ｆ２　
＝（１−ａ１　）・ｆ１　＋（ａ１　−ａ２　）・ｙ（
ｋ）　＋ａ２　・ｙ（ｋ−１）　　　　　　　　　　　
　　　　　　＋ｅｙ　（ｋ）　　　　　　　　　ｆ３　
＝（１−ａ１）・ｆ２　　　＋（ａ１　−ａ２　）・ｆ
１　＋ａ２　・ｙ　（ｋ）　＋　　　　　　　　　　　
　　　　　ｅｙ　（ｋ）　　　　　　　　　　　　：　
　　　　　　　　　　　　　　　　：　　　　　　　　
　　ｆｉ　＝（１−ａ１　）・ｆｉ　−１＋（ａ１　−
ａ２　）・ｆｉ　−２＋ａ２　・ｆｉ−３　　　　　　
　　　　　　　　　　　＋ｅｙ　（ｋ）　　　　　（Ｎ
≧ｉ≧４）である。

【００２８】ここで、ｋステップ目で定めた制御入力ｕ
（ｋ）　すなわち現在時刻の制御入力でＮステップ先ま
で制御を行なうとすれば、 Δｕ（ｋ＋１）　＝Δｕ（ｋ＋２）　・・・　＝Δｕ（
ｋ＋Ｎ）　＝０である。これより、Ｎステップ先までの
予測値ｙ＊は次式の様に表わされる。

【００２９】

【数１】 ここで、ｙｍ　は目標速度軌道、ｒは入力の変動量に関
する重みである。上記の評価が最小になるように、つま
り、 　　　　　　∂Ｊ／∂Δｕ＝０　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　・・・（１１）　となるようにΔｕ（ｋ）
　を定める。（１１）式を計算することによって、次式
を得る。

【００３０】

【数２】 以上の結果を用いると、制御入力は次式のようになる。

【００３１】ｕ（ｋ）　＝ｕ（ｋ−１）　＋Δｕ（ｋ）
　・・・（１３）この様にして得られた入力は、未来の
目標速度と予測される速度との誤差を入力変動量を過大
にしないという制約条件下で最小となるように求めたも
のになっている。 従って、目標速度の変動に対して事前に考慮して制御量
を調整できかつ制御入力に制約を課しているため滑らか
な制御が可能になる。また、予測値を演算する際に、実
測値と推定値の偏差（推定誤差）をフィードバックする
ことにより補正しているので、予測値が外乱等に対して
影響を受けにくい。従って、外乱等に対してロバスト性
が良好な制御系の構成が可能になる。

【００３２】ここでは、上述したように補正項をそのま
まフィードバックした形で与えたがノイズやモデル化で
きていない高周波成分等をもフィードバックすることに
なりロバスト性が悪化する場合がある。そのため修正項
をフィルター処理した（高周波成分をカットした）値を
フィードバックすることも有効である。

【００３３】また、制御対象のモデル化が十分できてい
ればこの様な修正項は必要ではない。従って、対象に応
じて予測値（モデル）を構成する必要がある。

【００３４】

【実施例】

［第１実施例］本発明の第１実施例の車両の速度制御装
置を、図２ないし図４を用いて説明する。本実施例は本
発明の車両の速度制御装置を定速走行装置に適用したも
のである。

【００３５】本実施例装置は、マイクロコンピュータを
備えている。マイクロコンピュータを機能ブロックで図
２に基づいて説明すると、後述する車両状態量検出手段
と目標速度入力手段２１と未来目標速度軌道生成手段３
１と補正手段５１と補助変数演算手段６１と制御入力演
算手段７１と駆動手段８１とアクチュエータ制御手段９
１とから成る。また車両には、モータ１３０とエンジン
１４０とトランスミッション１５０とアクセル１６０と
スロットル１７０と電力供給源が設けられている。

【００３６】前記車両状態量検出手段は、車速センサ１
１１とスロットル開度センサ１１２とアクセル開度セン
サ１１３とからなる。車速センサ１１１は車両の速度を
検出するもので、タコジェネレータで構成されており、
トランスミッション１５０に組み込まれている。スロッ
トル開度センサ１１２はエンジン１４０のスロットル１
７０の開度を検出するものであり、ポテンショメータで
構成されている。アクセル開度センサ１１３はドライバ
ーのアクセル操作量を検出するものであり、ポテンショ
メータで構成されている。

【００３７】目標速度入力手段２１は、ドライバーの設
定した目標速度および／またはコースの形状・状態に対
して予め設定されたおよび／または走行中に外部から与
えられたおよび／または他の車両との位置および速度の
関係から求められた目標速度を入力する。

【００３８】未来目標速度軌道生成手段３１は、未来目
標速度軌道生成回路３１１からなり、目標速度入力手段
２１の出力である目標速度信号と車速センサ１１１の出
力である速度信号とから目標速度および／または目標速
度に達するまでの未来目標速度軌道を生成する。

【００３９】補正手段５１は、推定速度演算回路５１１
と補正信号演算回路５１２とからなる。推定速度演算回
路５１１では、スロットル開度と速度との間の特性を表
わした車両モデルを用いて、制御入力演算手段７１の出
力でありかつ過去の制御入力であるスロットル開度指令
信号と過去の前記速度信号から現在の速度を推定し、推
定速度信号として出力する。補正信号演算回路５１２で
は、前記推定速度信号と現在の速度の誤差をとり、補正
信号として出力する。

【００４０】補助変数演算手段６１は、補助変数生成回
路６１１からなり、制御入力演算手段７１より出力され
た制御入力であるスロットル開度指令信号と速度センサ
１１１からの出力である速度信号と前記車両モデルとか
ら未来速度予測値を構成するための補助変数を演算し、
補助変数信号として出力する。

【００４１】制御入力演算手段７１は制御入力演算回路
７１１からなり、アクセル開度センサ１１３の出力であ
るアクセル開度信号と補助変数生成手段６１より出力さ
れた補助変数信号と目標速度軌道生成手段３１から出力
された目標速度軌道信号とから制御入力を演算し、スロ
ットル開度指令信号として出力する。

【００４２】駆動手段８１は制御入力演算手段７１から
出力されたスロットル開度指令信号に相当する量だけモ
ータを回転させる電流値または電圧値を演算するモータ
指令値演算回路８１１からなる。

【００４３】アクチュエータ制御手段９１は電力供給源
９３に接続されたモータ制御装置９２からなる。モータ
制御装置９２は、電力供給源９３とモータ１３０に接続
されると共に、モータ１３０に指令された電流または電
圧およびスロットル開度センサ１１２からの出力である
スロットル開度信号に基づいてモータ１３０を制御する
電流・電圧制御回路９２１からなる。

【００４４】電力供給源９３はモータ制御装置９２に接
続された、電力をモータに供給するバッテリーまたは発
電機からなる。

【００４５】モータ１３０はモータ回転に応じてスロッ
トル開度量が制御できるようにスロットル１７０に接続
され、モータ制御装置９２により、スロットル開度を連
続的に可変制御する。

【００４６】上記目標速度軌道生成回路３１１と推定速
度演算回路５１１と補正信号演算回路５１２と補助信号
演算回路６１１と制御入力演算回路７１１とモータ指令
値演算回路８１１と電流・電圧制御回路９２１はプログ
ラムに従って演算処理を行なう。

【００４７】上記目標速度軌道生成回路３１１と推定速
度演算回路５１１と補正信号演算回路５１２と補助信号
演算回路６１１における演算処理を、図３に基づいて詳
細に説明する。

【００４８】目標速度入力手段２１により入力された目
標車速ｙｍｓと車速センサ１１１よりｙ（ｋ）とアクセ
ル開度センサ１１３よりアクセル開度を、それぞれ読み
込む。但し、ドライバーによってオートドライブの作動
スイッチが入れられた時を時刻０（ステップ）とする（
ステップＰ１）。

【００４９】次に、オートドライブが作動されているか
（ＯＮ）、否か（ＯＦＦ）を判定する（ステップＰ２）
。

【００５０】ＯＦＦの場合は、制御入力演算回路７１１
においてアクセル開度に相当するスロットル開度を演算
しスロットル開度指令（ｕ）として出力する（ステップ
Ｐ７）。

【００５１】ＯＮの場合は、ステップＰ３に進む。次に
、目標速度軌道生成回路３１１では、現在の車速から目
標車速までの目標速度軌道ｙｍ（ｋ）　を次式により計
算する（図４参照）。

【００５２】 　　　　　　ｙｍ（ｋ＋１）　＝ｙｍ（ｋ）　＋ａ・Δ
Ｔ　　、　　ｙｍ（０）　＝ｙ（０）　だだし、ｙｍｓ
＞ｙ（０）　のとき、ｙｍｓ−ｙｍ（ｋ）　＜０．０と
なった時点以降ではｙｍ（ｋ）　＝ｙｍｓ、ｙｍｓ＜ｙ
（０）　のとき、ｙｍｓ−ｙｍ（ｋ）　＞０．０となっ
た時点以降はｙｍ（ｋ）＝ｙｍｓとする。

【００５３】ここで、ΔＴは制御周期（例えば０．１秒
）、ａは理想的な加速度もしくは減速度を各々表わして
いる（ステップＰ３）。

【００５４】次に、推定値ｙｅ　（ｋ）　次式の計算に
より求める。 ｙｅ　（ｋ）　＝（１−ａ１　）・ｙ（ｋ−１）　＋（
ａ１　−ａ２　）・ｙ（ｋ−２）　＋ａ２　・ｙ（ｋ−
３　　　　　　　　　　）　＋ｂ０　・Δｕ（ｋ−１）
　＋ｂ１　・Δｕ（ｋ−２）　さらに、補助信号ｅｙ　
（ｋ）　を次式の計算によりもとめる（ステップＰ４）
。

【００５５】ｅｙ　（ｋ）　＝ｙ（ｋ）　−ｙｅ　（ｋ
）次に、補助信号（ｆｉ　）を（８）式にしたがって、
次式の計算により求める。 　　　　ｆ１　＝（１−ａ１　）ｙ（ｋ）　＋（ａ１　
−ａ２　）ｙ（ｋ−１）　＋ａ２　・　ｙ（ｋ−２）　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　＋ｅｙ　（ｋ）　　　　　ｆ２　＝（１−ａ１　）
ｆ１　＋（ａ１　−ａ２　）ｙ（ｋ）　＋ａ２　・　ｙ
（ｋ−１）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　＋ｅｙ　（ｋ）　　　　　ｆ
３　＝（１−ａ１　）ｆ２　＋（ａ１　−ａ２　）ｆ１
　＋ａ２　・　ｙ（ｋ−１）　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　＋ｅｙ　（ｋ）　　　　　　　　
：　　　　　　　　　　　　　　　　　：　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　：　　　　ｆｉ　＝（１−
ａ１　）ｆｉ−１　＋（ａ１　−ａ２　）ｆｉ−２　＋
ａ２　・ｆｉ−３　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　＋ｅｙ　（ｋ）　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｎ≧ｉ≧
４次に、補助信号（ｇｉ　，ｇｇ）を（８）式にしたが
って、次式の計算により求める（ステップＰ５）。 　　　　ｇ０　＝ｂ０　 　　　　ｇ１　＝ｂ１　＋（１−ａ１　）・ｇ０　　　
　　ｇ２　＝（ａ１　−ａ２　）・ｇ０　＋（１−ａ１
　）・ｇ１　　　　　ｇ３　＝ａ２　・　ｇ０　　　＋
（ａ１　−ａ２　）・ｇ１　　　＋（１−ａ１　）・ｇ
２　　　　　　　　：　　　　　　　　　　　：　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　：　　　　　ｇｉ
　＝ａ２　・ｇｉ−３　＋（ａ１　−ａ２　）・ｇｉ　
−２＋（１−ａ１　）・ｇｉ−１　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　Ｎ≧ｉ≧４　　　　ｇｇ＝（ｇ０２＋ｇ１２＋・・・
＋ｇＮ−１２）＋ｒここでｒは、入力変動量にかける重
み（例えばｒ＝１）を表わしている。

【００５６】次に、上式の結果を用いて次式を計算する
。 　　　　　　Δｕ（ｋ＋ｉ）　＝ｇｉ　・（ｙｍ（ｋ＋
ｉ＋１）　−ｆｉ＋１）　　／ｇｇ　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　ｉ＝０、１、２、・・・、Ｎ−１　　上式
より、制御入力を次式のように、計算する（ステップＰ
６）。

【００５７】ｕ（ｋ）　＝ｕ（ｋ−１）　＋Δｕ（ｋ）
スロットル開度指令値信号としてｕを出力する。（ステ
ップＰ８） 上記プログラムと図２の各回路との関係を示すと、以下
のようである。

【００５８】 ・目標速度軌道生成回路３１１　　　　　　　　→ステ
ップＰ３・推定速度演算回路５１１　　　　　　　　　
　　　→ステップＰ４・補正信号演算回路５１２　　　
　　　　　　　　　→ステップＰ４・補助信号演算回路
６１１　　　　　　　　　　　　→ステップＰ５・制御
則演算回路７１１　　　　　　　　　　　　　　→ステ
ップＰ６，Ｐ７，　Ｐ８ 上記構成からなる本実施例の作用及び効果は、以下のよ
うである。

【００５９】まず、ドライバーがオートドライブを作動
させると、目標速度入力手段２１の出力である目標速度
と車速センサ１１１の出力である速度信号が目標速度軌
道生成手段３１に入力される。

【００６０】また、前記速度信号と制御入力演算手段７
１の出力であるスロットル開度指令信号は補助信号演算
手段６１と補正手段５１に入力される。

【００６１】まず、目標速度軌道生成手段３１では、目
標速度軌道生成回路３１１において前記目標速度信号と
前記速度信号とから、目標速度軌道信号ｙｍ（ｋ＋ｉ）
が演算され、制御入力演算手段７１に出力される。

【００６２】補助信号演算手段６１において、前記速度
信号と前記スロットル開度指令とから補助信号ｆｉ　，
ｇｉ　，ｇｇを算出し、制御入力演算手段７１に出力さ
れる。

【００６３】制御入力演算手段７１では、制御則演算回
路７１１において、前記目標速度軌道信号ｙｍ（ｋ＋ｉ
）と前記補助信号ｆｉ　，ｇｉ　，ｇｇとから操作量Δ
ｕ（ｋ）　が演算される。次に、１ステップ前のスロッ
トル開度指令値ｕ（ｋ−１）に操作量Δｕ（ｋ）　を加
えて、スロットル開度指令値として駆動手段８１に出力
する。

【００６４】駆動手段８１では、前記スロットル開度指
令値信号をそれに相当するだけモータを回転させる電流
値または電圧値に変換し、モータ指令値信号としてアク
チュェータ手段７１に出力される。

【００６５】アクチュエータ手段９１では、前記モータ
指令値信号に基づきモータを制御することにより、スロ
ットル開度を制御する。

【００６６】これにより、ドライバーがオートドライブ
装置を作動させると、現在の車速と目標速度から、ドラ
イバーに不安感を与えずかつ速やかに目標速度に達する
ような目標速度軌道が演算される。更に、入力変動量が
過大にならないような制約条件下で、前記目標速度軌道
と車両モデルを用いて算出した予測速度軌道との偏差が
、最小になるようにスロットル開度の制御が行なわれる
。このため、一般に、目標速度軌道が一定になる所（目
標速度軌道が変動する時点）では、目標速度に対してオ
ーバーシュート・アンダーシュート等を生じ易いが、本
発明では滑らかに目標速度に追従させることができる。 また、上記のように目標速度軌道を与えているため、オ
ートドライブ作動時のドライバーフィーリングをより向
上させることが可能になっている。

【００６７】また、原理の説明で述べたように、制御対
象の変動や外乱を考慮して制御系を構成しているため、
坂路等における速度変動を減少でき、かつ、シフトチェ
ンジや乗員変動に対しても制御性能が低下することを防
止することができる。 ［第２実施例］本発明の第２実施例の車両の速度制御装
置を、図５ないし図７を用いて、第１実施例との相違点
を中心に詳細に記述する。

【００６８】本実施例の車両の速度制御装置は、第１実
施例と同様に車両の定速走行装置に適用したものである
。本実施例装置は、マイクロコンピュータを備えている
。マイクロコンピュータを機能ブロックで図５に基づい
て説明すると、後述する車両状態量検出手段と目標速度
入力手段２２と未来目標速度軌道生成手段３２と車両モ
デル生成手段４２と補正手段５２と補助変数演算手段６
２と制御入力演算手段７２と駆動手段８２とアクチュエ
ータ制御手段９４とから成る。また車両はモータ１３０
とエンジン１４０とトランスミッション１５０とアクセ
ル１６０とスロットル１７０とハンドル１８０とを備え
ている。

【００６９】前記車両状態検出手段は、車速センサ１２
１とスロットル開度センサ１２２とアクセル開度センサ
１２３とハンドル角センサ１２４からなる。車速センサ
１２１とスロットル開度センサ１２２とアクセル開度セ
ンサ１２３は前記第１実施例と同様に構成する。ハンド
ル角センサ１２４はドライバーのハンドル操舵量を検出
するものであり、ポテンショメータで構成されている。

【００７０】未来目標速度軌道生成手段３２は、横加速
度推定回路３２１と目標速度軌道演算回路３２２とから
なり、前記目標速度入力手段２２より出力された目標速
度信号と前記車速センサ１２１より出力された速度信号
とハンドル角センサ１２４より出力された操舵角信号と
から、未来目標速度軌道を演算する。このハンドル角セ
ンサ１２４を用いるのが第１実施例と異っている。

【００７１】車両モデル生成手段４２は、車両モデル推
定回路４２１とモデル修正回路４２２とからなる。車両
モデル推定回路４２１では、前記制御入力演算手段７２
からの出力であるスロットル開度指令信号と前記車速セ
ンサ１２１からの出力である速度信号とから車両モデル
の特性を推定する。モデル修正回路４２２では、車両モ
デル推定回路で推定した車両モデルが現在の車両の数学
モデルと比較して変動している場合は、車両モデルを修
正して出力する。

【００７２】補正手段５２は、推定速度演算回路５２１
と補正信号演算回路５２２とからなる。推定速度演算回
路５２１では、前記車両モデル生成手段４２からの出力
である車両モデルを用いて、制御入力演算手段７２の出
力である過去のスロットル開度指令信号と過去の前記速
度信号から現在の速度を推定し、推定速度信号として出
力する。補正信号演算回路５２２では、前記推定速度信
号と現在の速度の誤差をとり、補正信号として出力する
。

【００７３】補助変数演算手段６２は、補助変数演算回
路６２１からなり、制御入力演算手段７２より出力され
た制御入力であるスロットル開度指令信号と速度センサ
１２１からの出力である速度信号と前記車両モデル生成
手段４２からの出力である車両モデルとから未来速度予
測値を構成するための補助変数を演算し、補助変数信号
として出力する。

【００７４】制御入力演算手段７２と、駆動手段８２と
、アクチュエータ制御手段９４と、モータ１３０は前記
第１実施例と同様に構成する。

【００７５】上記横加速度推定回路３２１と目標速度軌
道演算回路３２２と車両モデル推定回路４２１とモデル
修正回路４２２と推定速度演算回路５２１と補正信号演
算回路５２２と補助変数演算回路６２１と制御入力演算
回路７２１とモータ指令値演算回路８２１と電流・電圧
制御回路９５１はプログラムに従って演算処理を行なう
。

【００７６】まず、上記回路の機能の説明の前に、横加
速度推定回路３２１内で行なわれる横加速度推定演算の
原理に付いて簡単に述べる。

【００７７】

【外１】 としスリップ角をβ、操舵角をδＳＷ、車両の速度をｙ
とすると、次式のように表わすことができる。

【００７８】

【数３】 ここで、ｃｆ　，ｃｒ　は各々前後輪のコーナリングパ
ワーであり、ａｆ　，ａｒ　は各々車両重心−前輪車軸
間および車両重心−後輪車軸間の距離であり、ｍは車両
重量、Ｉｚ　はヨ一慣性、ＧＲ　はステアリングギア比
である。

【００７９】このとき、横加速度の定常ゲインは次式の
ようになる。

【００８０】

【数４】 以下では横加速度推定回路３２１と目標速度軌道演算回
路３２２と車両モデル推定回路４２１とモデル修正回路
４２２と推定速度演算回路５２１と補正信号演算回路５
２２と補助変数演算回路６２１と制御入力演算回路７２
１で行なう機能を図６に基づいて詳細に説明する。

【００８１】目標速度入力手段２２により入力された目
標車速ｙｍｓ０と車速センサ１２１より速度ｙ（ｋ）と
アクセル開度センサ１２３よりアクセル開度とハンドル
角センサから操舵角δＳＷ（ｋ）　を、それぞれ読み込
む（ステップＰ１）。但し、ドライバーによってオート
ドライブの作動スイッチが入れられた時を時刻０（ステ
ップ）とし、ｋはオートドライブ作動後の時刻（ステッ
プ数）を表わす。

【００８２】次に、オートドライブが作動されているか
（ＯＮ）、否か（ＯＦＦ）を判定する（ステップＰ２）
。

【００８３】ＯＦＦの場合は、制御入力演算回路７２１
においてアクセル開度に相当するスロットル開度を演算
しスロットル開度指令（ｕ）として出力する（ステップ
Ｐ９）。

【００８４】ＯＮの場合は、ステップＰ３に進む。次に
、横加速度推定回路３２１では、次式により、横加速度
の推定値ａｅ　を求める。

【００８５】 　　　　　　　　ａｅ　＝ｆ（δＳＷ，ｙｍｓ）　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　・・・（１７）ここで、関数ｆは車速と
操舵角と横加速度定常値の関係を実験的に求めたものか
、あるいは車両運動力学的に求めた（１４）式等を用い
て求めたものである。以下では、関数ｆを（１４）式を
用いて求めた横加速度である（１５）式の右辺とする。

【００８６】このとき、推定横加速度ａｅが次式を満足
しているならば ａｅ≧ａＬ　 目標速度ｙｍｓを（１６）式より、次式のように変更す
る。但し、ａＬ　は限界横加速度である。

【００８７】

【数５】 次に、現在の舵角及び速度に対してａｅ≦ａＬとなった
（なっている）ならば、 ｙｍｓ＝ｙｍｓ０　 とする。

【００８８】次に、 ｙｍｓ＞ｙ（０）　かつｙｍｓ＞ｙｍ（ｋ）ｙｍｓ＜ｙ
（０）　かつｙｍｓ＜ｙｍ（ｋ）であるならば、以下の
ように現在の車速から目標車速までの目標速度軌道ｙｍ
　（ｋ）　　を次式により計算する（図７参照）。

【００８９】 ｙｍ　（ｋ　　）　＝ｙ（０）　　　　　　　　　　　
　　　　（ｋ≦Ｎ）ｙｍ　（ｋ＋１）　＝ｙｍ　（ｋ）
　＋ａ・ΔＴ　　　　（ｋ＞Ｎ）ただし、ｙｍｓ＞ｙ（
０）　のとき、ｙｍ（ｋ）−ｙｍｓ＜０．０となった時
点以降ではｙｍ　（ｋ）　＝ｙｍｓ、ｙｍｓ＜ｙ（０）
　のとき、ｙｍ　（ｋ）　−ｙｍｓ＞０．０となった時
点以降はｙｍ　（ｋ）　＝ｙｍｓとする。

【００９０】ここで、Ｎは予測ステップ数（例えば１０
）であり、ΔＴは制御周期（例えば０．１秒）、ａは理
想的な加速度もしくは減速度を各々表わしている。

【００９１】上記以外の条件では、ｙｍ　（ｋ）　＝ｙ
ｍｓとする（ステップＰ４）。次に、車両モデル推定回
路４２１では、スロットル開度指令から速度間の特性を
表わすパラメータ（（１）式のパラメータａ１　、ａ２
　、ｂ０　、ｂ１　）を、以下に示すような逐次最小自
乗法にしたがって推定する。すなわち、パラメータａ１
　、ａ２　、ｂ０　、ｂ１　をＰを用いて修正する。

【００９２】

【数６】 ここで、ｐ１　（ｋ）　はａ１　を、ｐ２　（ｋ）　は
ａ２　を、ｐ３　（ｋ）　はｂ０　を、ｐ４　（ｋ）は
ｂ１　を各々推定するパラメータである。また、λは０
＜λ≦１である。

【００９３】初期条件は、例えば以下のように設定する
。

【００９４】

【数７】 ここで、ａ１０、ａ２０、ｂ００、ｂ０１は各々（１）
式の初期パラメータａ１　、ａ２　、ｂ０　、ｂ１　で
ある。

【００９５】上記の計算をオートドライブセット後、Ｔ
ｅ　秒間（例えば５秒）行なう。推定した結果をＰｉと
して、 Ｐｉ　＝［ｐｉ１（ｋ）　　　ｐｉ２（ｋ）　　　ｐｉ
３（ｋ）　　　ｐｉ３（ｋ）　］Ｔ　以下の計算を行な
う。

【００９６】

【数８】 ただし、ＮＥは平均回数（例えば１０）である。

【００９７】次に、Ｐｍ　の各要素に対して以下の計算
を行なう。 （｜ｐｍ１−ａ１　｜／ａ１　）≧０．１（｜ｐｍ２−
ａ２　｜／ａ２　）≧０．１（｜ｐｍ３−ｂ０　｜／ｂ
０　）≧０．１（｜ｐｍ４−ｂ１　｜／ｂ１　）≧０．
１上記の条件を満たすパラメータに対しては、以下のよ
うにしてパラメータの更新を行なう。

【００９８】 ａ１　＝ｐｍ１ ａ２　＝ｐｍ２ ｂ０　＝ｐｍ３ ｂ１　＝ｐｍ４ 但し、上記条件を満たさないパラメータは前回までのパ
ラメータ値をそのまま使用する。

【００９９】また、パラメータ推定を行なった回数が平
均回数ＮＥに満たない場合は初期のパラメータ値をその
まま用いる（ステップＰ５）。

【０１００】次に、推定値ｙｅ　（ｋ）　を次式の計算
により求める。 　　ｙｅ　（ｋ）　＝（１−ａ１　）・　ｙ（ｋ−１）
　＋（ａ１　−ａ２　）・ｙ（ｋ−２）　＋ａ２　・ｙ
（ｋ　　　　　　　　　　　　−３）　＋ｂ０　・Δｕ
（ｋ−１）　＋ｂ１　・Δｕ（ｋ−２）　さらに、補正
信号ｅｙ　（ｋ）　を次式の計算によりもとめる（ステ
ップＰ６）。

【０１０１】ｅｙ　（ｋ）　＝ｙ（ｋ）　−ｙｅ　（ｋ
）次に、補助信号（ｆｉ　）を（８）式にしたがって、
次式の計算により求める。

【０１０２】 　　　　ｆ１　＝（１−ａ１　）ｙ（ｋ）　＋（ａ１　
−ａ２　）ｙ（ｋ−１）　＋ａ２　・ｙ（ｋ−２）　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　＋ｅｙ　（ｋ）　　　　　ｆ２　＝（１−ａ１　）ｆ
１　＋（ａ１　−ａ２　）ｙ（ｋ）　＋ａ２　・ｙ（ｋ
−１）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　＋ｅｙ　（ｋ）　　　　　ｆ３　＝（１−ａ１　）
ｆ２　＋（ａ１　−ａ２　）ｆ１　＋ａ２　・ｙ（ｋ−
１）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　＋ｅｙ　（ｋ）　　　　　　　：　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　：　　　　ｆｉ　＝（１−ａ１　）ｆｉ−１　＋（ａ
１　−ａ２　）ｆｉ−２　＋ａ２　・ｆｉ−３　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＋ｅｙ　（
ｋ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　Ｎ≧ｉ≧４次に、補助信号
（ｇｉ　，ｇｇ）を（８）式にしたがって、次式の計算
により求める（ステップＰ７）。

【０１０３】 　　　　　　ｇ０　＝ｂ０　 　　　　　　ｇ１　＝ｂ１　＋（１−ａ１　）・　ｇ０
　　　　　　　ｇ２　＝（ａ１　−ａ２　）ｇ０　＋（
１−ａ１　）・　ｇ１　　　　　　　ｇ３　＝ａ２　・
　ｇ０　　　＋（ａ１　−ａ２　）・　ｇ１　　　＋（
１−ａ１　）・ｇ２　　　　　　　　　　：　　　　　
　　　　　　　：　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　：　　　　　　ｇｉ　＝ａ２　・　ｇｉ−３　＋
（ａ１　−ａ２　）・　ｇｉ−２　＋（１−ａ１　）・
ｇｉ−１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　Ｎ≧ｉ≧４　　　　　
　ｇｇ＝（ｇ０２＋ｇ１２＋・・・＋ｇＮ−１２）＋ｒ
ここでｒは、入力変動量にかける重み（例えばｒ＝１）
を表わしている。

【０１０４】次に、上式の結果を用いて次式を計算する
。 　　　　　　Δｕ（ｋ＋ｉ）　＝ｇｉ　・（ｙｍ（ｋ＋
ｉ＋１）　−ｆｉ＋１）　　／ｇｇ　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　ｉ＝０、１、２、・・・、Ｎ−１上式より
、制御入力を次式のように、計算する（ステップＰ８）
。

【０１０５】ｕ（ｋ）　＝ｕ（ｋ−１）　＋Δｕ（ｋ）
スロットル開度指令信号としてｕを出力する（ステップ
Ｐ９）。

【０１０６】上記プログラムと図５の各回路との関係を
示すと、以下のようである。 ・横加速度推定回路３２１　　　　　　　　　　　　→
ステップＰ３・目標速度軌道演算回路３２２　　　　　
　　　→ステップＰ４・車両モデル推定回路４２１　　
　　　　　　　　→ステップＰ５・モデル修正回路４２
２　　　　　　　　　　　　　　→ステップＰ５・推定
速度演算回路５２１　　　　　　　　　　　　→ステッ
プＰ６・補正信号演算回路５２２　　　　　　　　　　
　　→ステップＰ６・補助変数演算回路６２１　　　　
　　　　　　　　→ステップＰ７・制御入力演算回路７
２１　　　　　　　　　　　　→ステップＰ８，Ｐ９，
　Ｐ１０ 上記構成からなる本実施例の作用及び効果は、以下のよ
うである。

【０１０７】まず、ドライバーがオートドライブを作動
させると、目標速度入力手段２２の出力である目標速度
と車速センサ１２１の出力である速度信号とハンドル角
センサ１２４の出力である操舵角信号を未来目標速度軌
道生成手段３２に入力し、前記速度信号と制御入力演算
回路７２の出力であるスロットル開度指令信号を車両モ
デル生成手段４２に入力し、前記速度信号と前記スロッ
トル開度指令値信号を補正信号演算手段５２と補助信号
演算手段６２に入力する。

【０１０８】次に、未来目標速度軌道生成手段３２では
、横加速度推定回路３２１において推定横加速度ａｅ　
を演算する。目標速度軌道演算回路３２２において、前
記推定横加速度が上限値（ａｌ　）　以上であるか否か
を判定し、上限値以上ならば前記目標速度信号を（１８
）式にしたがって修正する。修正したあるいは初期の目
標速度信号と前記速度信号とから、目標速度軌道信号ｙ
ｍ　（ｋ＋ｉ）　が演算され、制御入力演算手段７２に
出力される。

【０１０９】次に、車両モデル生成回路４２では、車両
モデル生成回路４２１では前記車速信号と前記スロット
ル開度指令信号とからスロットル開度と速度間の伝達特
性を表わすパラメータを（１９）式の逐次最小自乗法に
より推定し、車両モデル修正回路４２２において前記車
両モデル推定回路で推定したパラメータの平均値Ｐｍが
現在設定されている値より１０％以上変動した場合はそ
のＰｍ　を車両モデルのパラメータとして更新する。

【０１１０】補助信号演算手段６２において、前記速度
信号と前記スロットル開度指令値とから補助信号ｆｉ，
ｇｉ，ｇｇを算出し、制御入力演算手段７２に出力され
る。制御入力演算手段７２では、制御入力演算回路７２
１において、前記目標速度軌道信号ｙｍ　（ｋ＋ｉ）　
と前記補助信号ｆｉ　，ｇｉ　，ｇｇとから操作量Δｕ
（ｋ）　が演算される。次に、１ステップ前のスロット
ル開度指令値ｕ（ｋ−１）に操作量Δｕ（ｋ）　を加え
て、スロットル開度指令値として駆動手段８２に出力す
る。

【０１１１】駆動手段８２とアクチュエータ手段９４は
第１実施例と同様に作用する。以上の構成により、本第
２実施例の車両の速度制御装置は第１実施例の効果に加
えて以下のような効果を奏する。

【０１１２】まず、車両の横加速度を推定し、その推定
横加速度が限界値以上になる（目標速度で走行した場合
にドライバーが恐怖を感じるような状況や車両運動上危
険な状況になると予測される）場合は、その限界値内に
なるように目標車速軌道が自動的に調整される。これに
より、車両のスピンやドリフトアウト等を防止でき、よ
り安全な走行が可能になると共にドライバーフィーリン
グを向上させることが可能になる。

【０１１３】また、走行中に車両特性（パタメータ）の
推定を行い、車両特性が変化したと見なせる場合はその
推定値を基に制御系を構成し、制御則の自動調整を行な
っている。これにより、車両の経年変化やタイヤの変化
等による車両特性の変化をも考慮した制御を行なうこと
が可能になる。

【０１１４】さらに、目標速度軌道の立ち上がりを遅く
することにより、オートドライブセット時（設定車速へ
の追従時）の急激な加減速を防止できる。これにより、
滑らかなか加速が可能になり、オートドライブセット時
のドライバーフィーリングを向上させることができる。

【０１１５】

【発明の効果】本発明の車両の速度制御装置は以下のよ
うな効果がある。目標車速軌道生成装置においてはドラ
イバーに不安感を与えたり、車両運動上危険な状況にお
ちいらないような未来目標速度軌道が生成される。さら
に、その目標速度軌道と予測速度との偏差を最小にする
ように制御入力が構成される。つまり、将来の目標速度
の変動を考慮して現在の制御入力が構成されるため、滑
らかな目標速度軌道追従特性が得られる。従って、ドラ
イバーフィーリング向上に役立つと共に、安全性に優れ
た車両の速度制御が可能になる。

【０１１６】さらに、補正手段において車両の特性変動
や外乱等の影響による予測速度と実際の速度の補正を行
なっているため、ギアシフト変化、乗員変化等の車両特
性変化や坂路等の外乱に対してもロバスト（影響を受け
ない）な制御系が構成でき、常時良好な制御効果を発揮
することができる。

【０１１７】また、制御則を求めるために必要な補正手
段、補助変数演算手段、制御入力演算手段は車両モデル
を基に数学的な演算により決定することができ、従来の
ように試行錯誤による制御ゲインのチューニングに要し
た多大の時間を軽減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】特許請求の範囲に記載した発明に対応するブロ
ック図である。

【図２】第１実施例のブロック図

【図３】第１実施例の制御ルーチンを示す流れ図

【図４
】第１実施例の現在の車速から目標車速までの目標速度
軌道を示す線図

【図５】第２実施例のブロック図

【図６】第２実施例の制御ルーチンを示す流れ図

【図７
】第２実施例の現在の車速から目標車速までの目標速度
軌道を示す線図

【符号の説明】

１０　　　　　　車両状態量検出手段 ２０　　　　　　目標速度入力手段 ３０　　　　　　未来目標速度軌道生成手段４０　　　
　　　車両モデル生成手段 ５０　　　　　　補正手段 ６０　　　　　　補助変数演算手段 ７０　　　　　　制御入力演算手段 ８０　　　　　　駆動手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　　　車両の速度と車両の駆動力に関係
   する変数とを含む車両の状態量を検出する車両状態量検
   出手段と、ドライバーが設定した目標速度あるいはコー
   スに対して設定されている目標速度を入力する目標速度
   入力手段と、前記目標速度に基づいて車両の未来の目標
   速度軌道を生成する未来目標速度軌道生成手段と、現在
   以前の車両の状態量を用いて車両の未来速度の予測値を
   演算する数学モデルを車両モデルとして求める車両モデ
   ル生成手段と、前記車両モデルと実際の車両との間のモ
   デル化誤差及び外乱の影響により生ずる未来速度の予測
   誤差を補正するための補正量を求める補正手段と、前記
   車両モデル、前記補正量及び現在以前の車両速度を用い
   て車両の未来速度の予測値を求める補助変数を演算する
   ための補助変数演算手段と、前記未来目標速度軌道と前
   記補助変数とから未来目標速度軌道と未来予測速度との
   偏差を最小にするような車両の駆動力を制御する制御入
   力を演算する制御入力演算手段と、前記制御入力をアク
   チュエータを駆動する信号に変換する駆動手段と、前記
   駆動手段で変換された信号をもとに前記制御入力とアク
   チュエータの出力応答とが一致するようにアクチュエー
   タを制御するアクチュエータ制御手段と、を含む車両の
   速度制御装置。