JP6204865B2 - 車両の運動制御システム、車両、および、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、車両の運動制御システムに関する。

近年、自車両が先行車両や障害物に衝突する可能性が高いときなど、リスクポテンシャルが高いときに、ドライバのブレーキ操作とは独立した自動ブレーキ制御を行うことで、衝突の防止を図る様々な自動ブレーキ制御装置が提案され、実用化されている。

特許文献１には、ブレーキペダルの操作がなされた場合や走行方向前方の先行車両や障害物との衝突を避ける場合等に、車両を減速するための要求制動力を算出し、回生能力がある場合には回生制動力を可能な限り大きく決定し、不足分を摩擦制動力で補う技術が開示されている。

特開２０１３−１６３４２２号公報

特許文献１の発明では、車両に要求される制駆動力に基づいて、前輪と後輪とに制駆動力を配分するとともに、前輪と後輪の少なくとも一方におけるスリップ率に対する制動力の割合が減少した際には、前輪と後輪のうち電動モータによって制駆動力が発生される車輪の制駆動力を減少させる。この方法は、通常の走行状況において、摩擦制動力の利用を極力減らし、回生制動により回収できるエネルギを最大化することができる。

しかしながら、特許文献１に記載の上記方法では、回生能力がある場合には回生制動力を可能な限り大きく決定し、不足分を摩擦制動力で補うように制御されるため、直ちに適正な制動力を得ることができないおそれがある。

本発明による車両の運動制御システムは、摩擦制動装置および回生制動装置を備えた車両において用いられるものであって、少なくとも外界情報および車両情報のいずれか一方に基づいて、車両のリスクポテンシャルを決定するリスクポテンシャル決定部と、リスクポテンシャル決定部で決定されたリスクポテンシャルに基づいて、摩擦制動装置による摩擦制動力の配分比率と、回生制動装置による回生制動力の配分比率と、を決定する配分比率決定部と、車両に対する操舵操作および車両の横運動のうちの一方または両方に基づいて、車両の減速度を決定する減速度決定部と、配分比率決定部で決定された摩擦制動力の配分比率および回生制動力の配分比率と、減速度決定部で決定された減速度と、に基づいて、摩擦制動力の大きさおよび回生制動力の大きさを決定する制動力決定部と、を備える。
本発明による車両は、車両の運動制御システムを備えている。
本発明によるプログラムは、摩擦制動装置および回生制動装置を備えた車両に搭載される演算処理装置において実行可能なプログラムであって、演算処理装置に、少なくとも外界情報および車両情報のいずれか一方に基づいて、車両のリスクポテンシャルを決定するリスクポテンシャル決定処理と、リスクポテンシャル決定処理で決定されたリスクポテンシャルに基づいて、摩擦制動装置による摩擦制動力の配分比率と、回生制動装置による回生制動力の配分比率と、を決定する配分比率決定処理と、車両に対する操舵操作および車両の横運動のうちの一方または両方に基づいて、車両の減速度を決定する減速度決定処理と、配分比率決定処理で決定された摩擦制動力の配分比率および回生制動力の配分比率と、減速度決定処理で決定された減速度と、に基づいて、摩擦制動力の大きさおよび回生制動力の大きさを決定する制動力決定処理と、を実行させる。

本発明によれば、たとえば緊急回避のための操舵操作を行う前や自動ブレーキが作動する前の段階において、リスクポテンシャルに基づいて、摩擦制動力の大きさを決定するための第１制御値を決定しておくことができる。このため、緊急回避時に運転者の操作に応じて、あるいは、自動で車両に制動力が発生した直後の初期段階においても車両に対して摩擦制動力を利用して適正な減速度を発生させることができる。すなわち、本発明によれば、緊急回避性能を向上させることができる。

（ａ）は車両がコーナーへ進入して脱出するまでの走行する様子を模式的に示す模式図、（ｂ）は横運動に連係した加減速運動を表すｇ−ｇダイアグラム。 操舵角、横加速度、横加加速度、加減速度、および、四輪の制動・駆動力について時刻暦波形として示した図。 （ａ）は操舵角、横加速度、横加加速度、加減速度、および、車速について時刻暦波形として示した図であり、（ｂ）は横運動に連係した加減速運動を表すｇ−ｇダイアグラム。 実験車の概略構成を示す図。 試験コースの概要を示す図。 試験コース（図５参照）を走行した際にＧＶＣを行わなかった場合（図中破線）、およびＧＶＣを行った場合（図中実線）のそれぞれの走行軌跡をＧＰＳ計測データから作成し、重ね合わせた図。 試験コース（図５参照）を走行した際にＧＶＣを行わなかった場合（図中破線）と、ＧＶＣを行った場合（図中実線）のそれぞれの操舵角の変化を示す図。 （ａ）は試験コース（図５参照）を走行した際にＧＶＣを行わなかった場合のｇ−ｇダイアグラム、（ｂ）は試験コース（図５参照）を走行した際にＧＶＣを行った場合のｇ−ｇダイアグラム。 （ａ）は試験コース（図５参照）を走行した際にＧＶＣを行わなかった場合のステアリングの操舵角に対するヨーレイトのリサージュ波形を示す図、（ｂ）は試験コース（図５参照）を走行した際にＧＶＣを行った場合のステアリングの操舵角に対するヨーレイトのリサージュ波形を示す図。 本発明の第１の実施の形態に係る車両の全体構成を示す図。 ＡＤＡＳコントローラ、摩擦ブレーキコントローラおよびパワートレインコントローラの機能ブロック図。 自車と先行車の相対関係を示す図。 （ａ）は自車と先行車の相対距離を示す図、（ｂ）は衝突余裕時間の逆数とリスクポテンシャルの関係を示す図。 リスクポテンシャルと摩擦制動力の配分比率の関係を示す図。 リスクポテンシャルとプリクラッシュブレーキ用の減速度の関係を示す図。 ＡＤＡＳコントローラによる摩擦制動力および回生制動力のそれぞれの配分比率の決定制御処理の動作を示したフローチャート。 （ａ）は定量的なリスクポテンシャルＲＰと、定性的なリスクポテンシャルの評価指標との対応表を示す図、（ｂ）はリスクポテンシャルＲＰに対する各システムの稼働状況を示した表、（ｃ）はエルクＥとの相対距離に応じて自動的に車両に作用する制動力と、ドライバの操舵操作により回避動作を行う車両に作用する制動力とを説明する説明図。 自動ブレーキによる減速度と、ＧＶＣによる横運動に連係した減速度との連係を説明する説明図。 第２の実施形態に係る車両の運動制御システムを構成するＡＤＡＳコントローラ、摩擦ブレーキコントローラおよびパワートレインコントローラの機能ブロック図。 （ａ）は総稼働時間（生涯稼働時間）に対する各リスクポテンシャルの発生頻度の統計を示す図、（ｂ）はリスクポテンシャルと正規化ゲインの関係を示す図、（ｃ）は正規化ゲインＫを１．０とした場合と第２の実施の形態とで正規化総稼働時間を比較した図。 操舵角速度とリスクポテンシャルの関係を示す図。 操舵角と操舵角速度とリスクポテンシャルの関係を示す図。 （ａ）は車両モデル推定値と、実測値との偏差を示すタイムチャート、（ｂ）は偏差とリスクポテンシャルの関係を示す図。 ポテンシャル決定用パラメータとリスクポテンシャルの関係を示す図。 衝突余裕時間の逆数とリスクポテンシャルの関係を示す図。 リスクポテンシャルと摩擦制動力の配分比率の関係を示す図。 （ａ）は、縦軸が単位横運動あたりの摩擦制動用目標減速度を表し、横軸がリスクポテンシャルを表したグラフ、（ｂ）は、縦軸が単位横運動あたりの回生制動用目標減速度を表し、横軸がリスクポテンシャルを表したグラフ。 リスクポテンシャルとプリクラッシュブレーキ用の減速度の関係を示す図。 リスクポテンシャルと正規化ゲインの関係を示す図。 縦軸が単位横運動あたりの車両の減速度を表し、横軸がリスクポテンシャルを表したグラフ。 記録媒体やデータ信号を通じてプログラムを提供する様子を示す図である。

本願発明者は、「Yamakado, M., Takahashi, J., Saito, S.,: “Comparison and combination of Direct-Yaw-moment Control and G-Vectoring Control”, Vehicle System Dynamics, Vol.48, Supplement、 pp.231-254， 2012」（以下、非特許文献１と記す）に記される発明をし、従来に比べて緊急回避性能を向上させることを実現した。

本願発明者は非特許文献１に記される発明をした後、各種実験および考察を重ねた結果、以下に示す課題を見出し、この課題を解決する車両の運動制御システムを発明した。さらに、この発明は、非特許文献１の発明に限らず、上記特許文献１に記載の発明の課題など、他の発明が抱える課題を解決することができるものであることが見出された。本明細書では、非特許文献１の発明に対する各種実験および考察から見出された課題を説明し、この課題を解決するための本発明の実施の形態について説明する。

＜横運動に連係した前後加速度制御（ＧＶＣ：G-Vectoring Control）＞
非特許文献１には、ステアリング１６の操舵操作による横運動に連係して自動的に加減速を行うことにより、前輪と後輪の間に荷重移動を発生させて車両の操縦性と安定性の向上を図る方法が記載されている。具体的な目標前後加速度Ｇ_ｘは、式（１）によって表される。なお、前後加速度とは、正であれば前方向の加速度を表し、負であれば後方向の加速度、すなわち減速度を表すもので、以下では前後加速度を加減速度とも記す。

ここで、Ｇ_ｙは車両の横加速度、Ｇ_ｙ＿ｄｏｔは車両の横加加速度、Ｃ_ｘｙはゲイン、Ｔは一次遅れ時定数、ｓはラプラス演算子である。右辺第一項は、横運動に連係した前後加速度である。右辺第二項のＧ_ｘ＿ＤＣは、横運動に連係しない前後加速度（オフセット値）であり、ドライバの操作に基づいて決定される前後加速度や自動ブレーキ制御により決定される減速度である。ｓｇｎ（シグナム）項は、右コーナー、左コーナーの両方に対して上記の動作が得られるように設けた項である。

式（１）で表される制御則では、基本的に横加加速度Ｇ_ｙ＿ｄｏｔにゲインＣ_ｘｙを乗じ、一次遅れを付与した値を目標前後加速度とする。これにより、エキスパートドライバの横運動と前後運動の連係制御ストラテジの一部が模擬でき、車両の操縦性・安定性の向上が実現できる。具体的には、後述するように、操舵角を増加させる操舵操作である切増し操作開始のターンイン時に減速し、定常旋回になると横加加速度が０となると減速を停止し、操舵角を減少させる操舵操作である切戻し操作開始時のコーナー脱出時に加速する動作が実現できる。

このように制御されると、前後加速度と横加速度の合成加速度Ｇが、横軸に車両の前後加速度、縦軸に車両の横加速度をとるｇ−ｇダイアグラム（図１（ｂ）参照）で、時間の経過とともに曲線的な遷移をするように方向付けられるため、「G-Vectoring（登録商標）制御（以下、ＧＶＣと記す）」と呼ばれている。

ＧＶＣを適用した場合の車両運動に関して、具体的な走行を想定して説明する。
図１（ａ）は、車両がコーナーへ進入して脱出するまでの走行する様子を模式的に示す模式図である。図１に示される走行経路は、直線部からなる直進区間Ａ、緩和曲線からなる過渡区間Ｂ、一定の曲率を有する曲線部からなる定常旋回区間Ｃ、緩和曲線からなる過渡区間Ｄ、直線部からなる直進区間Ｅとを有する。

図２は、操舵角、横加速度、横加加速度、式（１）にて計算した加減速度（目標前後加速度）、および、電動モータにより四輪に作用する制動・駆動力について時刻暦波形として示した図である。なお、左旋回において、前外輪は右前輪、前内輪は左前輪、後外輪は右後輪、後内輪は左後輪となる。前外輪と前内輪、後外輪と後内輪は、左右（内外）それぞれ同じ値となるように制動力・駆動力（以下、制駆動力と記す）が配分されている。

制駆動力とは、各車輪の車両前後方向に発生する力の総称である。制動力は車両を減速する向きに作用する力であり、駆動力は車両を加速する向きに作用する力である。なお、車両の走行中にドライバによる加減速操作は行われておらず、横運動に連係しない前後加速度Ｇ_ｘ＿ＤＣは０であるものとして説明する。

直進区間Ａから車両がコーナーに進入し、過渡区間Ｂ（点１〜点３）に入ると、ドライバが徐々に操舵角を増加させる切増し操作を行うにしたがって、車両の横加速度Ｇ_ｙが増加する。このため、過渡区間Ｂにおいて横加速度Ｇ_ｙが増加している間、横加加速度Ｇ_ｙ＿ｄｏｔは正の値をとることになり、横加速度Ｇ_ｙの増加が終了する点３の時点で横加加速度Ｇ_ｙ＿ｄｏｔは０に戻る。過渡区間Ｂでは、式（１）より、車両には横加速度Ｇ_ｙが増加している間、目標前後加速度Ｇ_ｘは減速度を表す負の値をとる。これにより、前外輪、前内輪、後外輪、および、後内輪のそれぞれに略同じ大きさの制動力（制駆動力は負の値）が加わることになる。

車両が定常旋回区間Ｃ（点３〜点５）に入ると、ドライバは切増し操作を止め、操舵角を一定に保つ。定常旋回区間Ｃにおいて、横加加速度Ｇ_ｙ＿ｄｏｔは０となるため、式（１）より、目標前後加速度Ｇ_ｘは０となる。よって、各車輪の制駆動力も０となる。

過渡区間Ｄ（点５〜点７）に入ると、ドライバが徐々に操舵角を減少させる切戻し操作を行うにしたがって、車両の横加速度Ｇ_ｙが減少する。このため、過渡区間Ｄにおいて横加速度が減少している間、横加加速度Ｇ_ｙ＿ｄｏｔは負の値をとることになり、横加速度Ｇ_ｙの減少が終了する点７の時点で横加加速度Ｇ_ｙ＿ｄｏｔは０に戻る。過渡区間Ｄでは、式（１）より、車両には横加速度Ｇ_ｙが減少している間、目標前後加速度Ｇ_ｘは加速度を表す正の値をとる。これにより、前外輪、前内輪、後外輪、および、後内輪のそれぞれに略同じ大きさの駆動力（制駆動力は正の値）が加わることになる。

直進区間Ｅに入ると、横加速度Ｇ_ｙが０となり、横加加速度Ｇ_ｙ＿ｄｏｔも０となるため加減速制御は行われない。以上のように、車両は、切増し操作開始時（点１）からコーナーの曲率が徐々に増加し、曲率が最大となるポイント（点３）にかけて減速し、曲率が一定の曲線部における定常旋回中（点３〜点５）には減速を止め、切戻し操作開始時（点５）からコーナー脱出時（点７）には加速する。このように、車両にＧＶＣを適用すれば、ドライバは旋回のための操舵操作（切増し、切戻し操作）を行うだけで、横運動に連係した前後加減速運動を実現することが可能となる。

図１（ｂ）は、横運動に連係した加減速運動を表すｇ−ｇダイアグラムである。図１（ｂ）に示す座標系は、目標前後加速度Ｇ_ｘを横軸（ｘ軸）、横加速度Ｇ_ｙを縦軸（ｙ軸）で表す座標系である。各点に付される符号１〜７は、図１（ａ）の点１〜点７に対応している。

車両の前方向をｘ軸の正、車両の左方向をｙ軸の正とした車両固定座標系で、車両にｙ方向に正である左側の操舵入力があった場合、あるいは車両がｙ方向に正である左旋回を開始した場合、ＧＶＣにより車両には、横加速度が正の方向に発生するとともに、前後加速度が負の方向に発生する。

これにより、ｇ−ｇダイアグラムでは、前後加速度と横加速度を表す座標の軌跡が、原点近傍から第２象限に向けて、時計回りの滑らかな曲線となるように、すなわち時計回りの円を描くように遷移する特徴的な運動になる。換言すれば、ＧＶＣにより決定される目標前後加速度Ｇ_ｘは、このｇ−ｇダイアグラムで前後加速度と横加速度を表す座標が、時間の経過とともに曲線的に遷移するように決定される。

なお、遷移は、左コーナーに進入し、脱出する場合には、図１（ｂ）に示すように時計回りの遷移となり、右コーナーに進入し、脱出する場合には、図示しないが、ｘ軸について反転した遷移経路となり、その遷移方向は反時計回りとなる。このように遷移すると前後加速度により車両に発生するピッチング運動と、横加速度により発生するロール運動が好適に連係し、ロールレイト、ピッチレイトのピーク値が低減される。

式（１）で表される制御則は、左右の運動に対する符号関数、一次遅れ項を省略して考えると式（２）で表される。横運動に連係する目標前後加速度Ｇ_ｘは、横加加速度（Ｇ_ｙ＿ｄｏｔ）にゲイン（−Ｃ_ｘｙ）を掛け合わせた値であり、ゲイン（−Ｃ_ｘｙ）を大きくすることより、同一の横加加速度Ｇ_ｙ＿ｄｏｔに対して、目標前後加速度Ｇ_ｘを大きくすることができる。

図３は、図１および図２と同一のシチュエーションでゲインを通常値とした通常ゲインの状態での走行と、ゲインを通常値よりも高い値とした高ゲインの状態での走行から得られた図である。図３（ａ）は、操舵角、横加速度、横加加速度、式（１）にて計算した加減速度（目標前後加速度）、および、車速について時刻暦波形として示した図である。図３（ａ）において、通常ゲインの状態（図２）を破線で示し、高ゲインの状態を実線で示している。

図３（ａ）に示すように、高ゲインの状態では、旋回開始時（点１）の減速度が通常ゲインの状態に比べて大きくなっている。これにより、通常ゲイン時に比べ、車速が低下し、同一操舵操作に対しても横加速度が小さくなり旋回時の安全性が向上している。

図３（ｂ）は、横運動に連係した加減速運動を表すｇ−ｇダイアグラムであり、通常ゲインの状態（破線）と高ゲインの状態（実線）とを示している。高ゲインの状態では、ｘ方向に膨れた形になり、ｙ方向は速度低下の影響を受け、若干すぼまる傾向となる。

なお、通常の運転中にも高ゲインの状態にしておく場合、微小な操舵操作に対しても大きな加減速度が生じるようになり、ドライバおよびパッセンジャは強い減速感およびピッチング運動を感じるようになる。したがって、通常、ＧＶＣのゲインＣ_ｘｙは制御効果とフィーリングがバランスする０．２５程度に調整することが好ましい。

ＧＶＣを前輪、あるいは後輪の回生制動で実現する場合に想定される課題として、以下のようなものが挙げられる。
（ｉ）二輪（前輪のみまたは後輪のみ）の制動では、四輪の制動に比べてタイヤに対する負担率が増加し、早期にタイヤの摩擦限界に到達しやすい。
（ｉｉ）電動モータの特性上、回生制動力にはモータの回転速度に応じた限界がある。
（ｉｉｉ）ドライブシャフトのねじれによる共振を抑制するために、モータの高速応答に限界がある。
（ｉｖ）蓄電装置の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）により、受け入れ可能な回生制動力が変化する。
このように（ｉ）以外は、モータの数に関わらず、回生制動装置を有する車両にとって、共通の課題であり、回生制動力のみを利用してＧＶＣによる減速制御を行う場合、ＧＶＣによる目標とする減速度を得ることができないおそれがある。

これに対して、各車輪に備えられる摩擦制動装置には、上記（ｉ）〜（ｉｖ）のような、車両側の都合により制動力が左右される問題点はほとんどなく、摩擦係数がある程度以上確保されている状況では、指令値どおりの減速度を発生させることができる。

＜ＧＶＣによる車両の運動性の検証＞
左前輪および右前輪に回生制動力を付与できる車両において、ＧＶＣを適用した場合のライントレース性、操縦性を評価するために、ドライアスファルト路で実車試験を実施した。

図４は、実験車の概略構成を示す図である。実験車は、モータおよびインバータにより前輪を駆動する車両であり、回生制動力は左前輪および右前輪のみに作用し、左後輪および右後輪には作用しない。ＥＶコントローラは、車速、操舵角、アクセルペダル操作量およびブレーキペダル操作量などの車両情報から式（１）で表す目標前後加速度Ｇ_ｘを決定する機能を有している。ＥＶコントローラは、目標前後加速度Ｇ_ｘをＣＡＮ（Control Area Network）を介してインバータに送り、モータによる制駆動力を制御する構成とされている。

図５は、試験コースの概要を示す図である。試験コースは、地点Ａから地点Ｂまでが直線部からなる直進路であり、地点Ｂから地点Ｅまでが半径４０ｍの半円状の曲線部からなるコーナーとされ、地点Ｅより先は直線部からなる直進路とされている。地点Ｂから地点Ｅまでの区間には、内側半径３８ｍのライン上および外側半径４２ｍのライン上のそれぞれにおいて、複数のパイロンが所定の間隔で配置され、内側のパイロンと外側のパイロンとの間に走行ラインが形成されている。

実験車は、地点Ａより走行を開始し、地点Ｂから地点Ｅまでは走行ラインに沿って走行し、その後、Ｅ地点以降の直進路を走行する。実験の際、ドライバには、コーナへの進入速度を指定した車速（６０，７０，８０ｋｍ/ｈ）に調整すること、および、地点Ｂから地点Ｅまでの区間では、極力、内側のパイロンに沿って走行することを指示した。また、旋回中にはブレーキ操作は行わないように指示し、アクセル操作は任意のタイミングで実施するように指示した。

図６は、試験コース（図５参照）を走行した際にＧＶＣを行わなかった場合（図中破線）、およびＧＶＣを行った場合（図中実線）のそれぞれの走行軌跡をＧＰＳ計測データから作成し、重ね合わせた図である。図中、左側からコーナへの進入速度を６０，７０，８０ｋｍ／ｈとした試験の結果である。６０，７０ｋｍ／ｈでは、それぞれの走行軌跡に差異は見られない。これに対して、８０ｋｍ/ｈでは、ＧＶＣを行った場合と行わなかった場合とで、コーナーにおける走行軌跡において、半径方向で最大４ｍの差が生じた。つまり、８０ｋｍ／ｈでは、ＧＶＣを行わない場合、旋回半径が大きくなり、ライントレースが適切にできていないという結果になった。

特に、旋回初期での差が大きい。旋回初期においてライントレースが適切にできていないということは、緊急回避を想定すると、最初に障害物をよけるための旋回動作が遅れることを意味している。このように、ＧＶＣを行った場合では、８０ｋｍ／ｈにおいても適切にライントレースができており、ＧＶＣを行うことで、ＧＶＣを行わない場合に比べて回避性能が大きく向上していることがわかる。

図７は、試験コース（図５参照）を走行した際にＧＶＣを行わなかった場合（図中破線）と、ＧＶＣを行った場合（図中実線）のそれぞれの操舵角［ｄｅｇ］の変化を示す図である。図中、左側からコーナへの進入速度を６０，７０，８０ｋｍ／ｈとした試験の結果である。進入車速が６０ｋｍ／ｈのときには、ＧＶＣを行った場合と行わなかった場合とで差はほとんどなかった。進入速度が７０ｋｍ／ｈでは、ＧＶＣを行った場合、コーナーへ進入した直後の初期段階での操舵角の大きさ（操作量）が、ＧＶＣを行わなかった場合に比べて小さく、操舵角の変化率も小さい。すなわち、ドライバは、ＧＶＣが行なわれる場合には、ＧＶＣが行われない場合に比べて少ない切増し操作量で適切なライントレースを行うことができる。また、操舵角の時間変化率も小さくてよいため、操作性が向上している。

進入速度が８０ｋｍ／ｈのときには、コーナーへ進入した直後の初期段階での操舵角の変化に差がほとんどない。本来ならば、８０ｋｍ／ｈという高速で、ほぼ半径４０ｍのコーナーに進入した場合、操舵操作はすばやく、かつ、大きくなり、横加加速度も大きくなるはずである。よって横加加速度に比例する減速度制御であるＧＶＣが行われれば、大きな減速度が加わり、後輪から前輪へタイヤ垂直荷重が移動し、舵が効きやすくなり、また車速も低下する。このために、ＧＶＣによる指令値どおりの減速度が実現される場合、操舵角は、ＧＶＣを行わなかった場合に比べてかなり小さくなることが予想されていた。この予想と、実際の挙動との乖離については、後述する。

図８（ａ）は試験コース（図５参照）を走行した際にＧＶＣを行わなかった場合のｇ−ｇダイアグラムであり、図８（ｂ）は試験コース（図５参照）を走行した際にＧＶＣを行った場合のｇ−ｇダイアグラムである。図中、左側からコーナへの進入速度を６０，７０，８０ｋｍ／ｈとした試験の結果である。図８において、横軸（ｙ軸）は車両の前後加速度Ｇ_ｘの大きさを表し、縦軸（ｙ軸）は車両の横加速度Ｇ_ｙを表している。

図８（ａ）および（ｂ）において、実線は、試験コースを走行した際に、車両の加速度センサにより計測された横加速度および前後加速度の合成加速度の軌跡を示している。図８（ｂ）において、破線は、試験コースを走行した際に、車両の加速度センサにより計測された横加速度の実測値と、ＧＶＣによる目標前後加速度Ｇ_ｘの指令値との合成加速度の軌跡を示している。なお、図８（ａ）では、目標前後加速度Ｇ_ｘの指令値は生成されない。

図８（ａ）に示すように、ＧＶＣを行わなかった場合では、アクセルペダルを放す操作（アクセルオフ）によるエンジンブレーキ（エンブレ）相当の回生制動（−０．０２Ｇ程度）のみが作用した状態でコーナーに進入すると横加速度が急激に立ち上がるため、大きく直線的な遷移となっている。

図８（ｂ）に示すように、ＧＶＣを行った場合では、進入速度６０，７０ｋｍ／ｈのそれぞれにおいて、横加速度の立ち上がりと連係して減速しているために、旋回初期の遷移がＧＶＣ特有の右回りの円弧を辿るような滑らかな遷移となっている。破線で示したＧＶＣの指令値にも良く追従している。

進入速度８０ｋｍ／ｈでは、旋回初期から指令値との乖離が大きく、−０．１５Ｇからはｇ−ｇダイアグラムの図示左上斜め方向に直線的な推移となっている。これは、上述したように、（ｉｉ）モータ特性上、回生制動力に限界があること、および、（ｉｉｉ）高速応答に限界があることが主な要因と考えられる。

一般的に今回のような試験コースをトレースするようなタスクの場合、車速が高くなるにつれ、ドライバの操舵操作が急になる。これにより、旋回初期の横加速度の立ち上がりが急になり、横加加速度が大きくなるため、式（１）で表されるＧＶＣによる前後加速度はより大きく、より早い応答を必要とするようになる。

しかしながら、電動モータは車速が高くなり、モータの回転速度が高くなるほど得られる回生制動力は小さくなるという、相反する性質を持っており、回生制動力に限界があり、高速応答にも制限がある。実験車では、８０ｋｍ／ｈからＧＶＣによる減速度が十分に得られなくなり、その結果として図７の８０ｋｍ／ｈのグラフで示されるような非線形特性が出始めていると考えられる。さらに実験車は、上述したとおり、前輪でのみ回生制動を行う構成である。このため、上述したように、（ｉ）タイヤの摩擦限界に到達することで、制動力により前輪のコーナリングフォースが低下している可能性ももちろん無視できない。

図９は、ステアリングの操舵角に対するヨーレイトのリサージュ波形を示す図である。図９において、横軸は操舵角［ｄｅｇ］、縦軸はヨーレイト［ｄｅｇ／ｓ］を表している。図９（ａ）は試験コース（図５参照）を走行した際にＧＶＣを行わなかった場合のステアリングの操舵角に対するヨーレイトのリサージュ波形を示し、図９（ｂ）は試験コース（図５参照）を走行した際にＧＶＣを行った場合のステアリングの操舵角に対するヨーレイトのリサージュ波形を示している。

図９（ａ）および図９（ｂ）のそれぞれにおいて、左側からコーナーへの進入速度を６０，７０，８０ｋｍ／ｈとした試験の結果について示している。６０ｋｍ／ｈでは、ＧＶＣを行わなかった場合および行った場合のいずれの場合でも操舵角とヨーレイトの線形性が保たれている。

７０ｋｍ／ｈになると、ＧＶＣを行わなかった場合では１２０［ｄｅｇ］付近で非線形性が見られるが滑らかに線形範囲に収束している。これに対し、ＧＶＣを行った場合では線形性が保たれている。８０ｋｍ／ｈでは、ＧＶＣを行わなかった場合、１４０［ｄｅｇ］付近で一気にヨーレイトが低下して線形性が破綻しかけているが、再び持ち直している。ＧＶＣを行った場合では１２０［ｄｅｇ］付近に非線形性が見られるが滑らかに線形範囲に収束している。

以上のことから、ＧＶＣの効果により、７０ｋｍ／ｈまでは、操舵応答特性を線形領域に留めることが出来ていると考えることができる。一方、８０ｋｍ／ｈになると、若干非線形特性が発生することに注意を要する。たとえば、この非線形特性が緊急回避時に発生すれば、図９（ｂ）に示すような操舵角とヨーレイトの非線形関係から、回避に必要なヨー角（ヨーレイトの一階積分）と横移動量（横加速度の２階積分）を得るためには、図７に示すように、操舵角の変化がＧＶＣを行わなかった場合と同様になってしまうことが懸念される。

このように、ＧＶＣを行った場合、７０ｋｍ／ｈまではＧＶＣを行わない場合に比べて緊急回避性能が向上していることが確認できたが、８０ｋｍ／ｈでは緊急回避性能に向上の余地があることがわかった。

以上のとおり、本願発明者は、各種実験および考察の結果、非特許文献１に記載の発明において、緊急回避性能に向上の余地があり、緊急回避性能を向上させるためには、減速度が指令値どおりに実現されないという課題を解決することで、緊急回避性能の向上という目標を達成できると考えた。さらに、本願発明者は、このような課題を解決するために、上述した（ｉ）〜（ｉｖ）のような車両の都合により制動力が左右されることがほとんどない摩擦制動装置を利用した運動制御システムであって、ステアリングの操舵操作が行われる前や自動ブレーキが作動する前の段階において、摩擦制動力および回生制動力のそれぞれの大きさを決定するための制御値をリスクポテンシャルに基づいて決定しておくことで、操舵操作が行われた直後や自動ブレーキが作動した直後であっても減速度を指令値どおりに発生させることができる運動制御システムを着想した。

以下、図面を参照して、本発明の運動制御システムを備えた車両の実施の形態について説明する。本発明は、エンジンと電動モータ（以下、モータと記す）の双方によって駆動されるハイブリッド型の電気自動車やモータのみによって走行する純粋な電気自動車に適用することができる。以下、電気自動車（以下、車両と記す）に本発明を適用した例について説明する。

−第１の実施の形態−
図１０は、本発明の第１の実施の形態に係る車両０の全体構成を示す図である。なお、図１０において、二次電池やキャパシタ等の蓄電素子を複数備える蓄電装置についての図示は省略している。車両０は、ドライバの操作部材と、操舵機構、加速機構、減速機構のそれぞれとの間に機械的な結合が無い、いわゆるバイワイヤシステムで構成されている。つまり、車両０は、自動運転も可能な構成とされている。なお、ドライバの操作部材と操舵機構のみを機械的に結合を有し、ドライバが直接操舵角を調整できる構成としてもよい。

車両０は、モータ１により左後輪６３および右後輪６４（以下、総称して後輪とも記す）を駆動する後輪駆動車（Rear Motor Rear Drive：RR車）である。左前輪６１、右前輪６２、左後輪６３、および、右後輪６４（以下、総称して車輪とも記す）のそれぞれには車輪速検出用ロータが設けられ、車輪のそれぞれの近傍における車体側には車輪速ピックアップが設けられ、各車輪の車輪速を検出できる構成となっている。車輪速の情報は、後述する摩擦ブレーキコントローラ４５に入力され、車速Ｖが演算される。

車両０は、アクセルペダルセンサ３１と、ブレーキペダルセンサ３２と、ペダルコントローラ４８と、ＡＤＡＳ（Advanced driver assistance system）コントローラ４０と、パワートレインコントローラ４６とを備えている。

アクセルペダルセンサ３１は、ドライバのアクセルペダル１０の踏込み操作量（以下、アクセル操作量と記す）およびアクセルペダル１０を開放する方向の操作速度であるペダル角速度を検出する。アクセルペダルセンサ３１で検出されたアクセル操作量を表す信号は、ペダルコントローラ４８を介してＡＤＡＳコントローラ４０に入力される。アクセルペダル１０には、アクセルペダル１０の踏込み操作に対する反力を発生させるアクセルペダル反力モータ５１が接続されている。アクセルペダル反力モータ５１で発生させる反力は、ＡＤＡＳコントローラ４０からの指令によって制御されるペダルコントローラ４８により調整される。

ブレーキペダルセンサ３２は、ドライバのブレーキペダル１１の踏込み操作量（以下、ブレーキ操作量と記す）およびブレーキペダル１１を踏込む方向の操作速度であるペダル角速度を検出する。ブレーキペダルセンサ３２で検出されたブレーキ操作量を表す信号は、ペダルコントローラ４８を介してＡＤＡＳコントローラ４０に入力される。ブレーキペダル１１には、ブレーキペダル１１の踏込み操作に対する反力を発生させるブレーキペダル反力モータ５２が接続されている。ブレーキペダル反力モータ５２で発生させる反力は、ＡＤＡＳコントローラ４０からの指令によって制御されるペダルコントローラ４８により調整される。

車両０には、各車輪（四輪）に対応して摩擦制動装置６５が設けられている。摩擦制動装置６５は、車輪側に設けられるブレーキロータ６５ｒと、車体側に設けられるキャリパー６５ｃを含んで構成される。キャリパー６５ｃは、ブレーキロータ６５ｒをパッドで挟み込むことにより摩擦による制動力を発生させ、車輪を減速させる。

キャリパー６５ｃは、油圧式あるいはキャリパー毎に電動モータを有する電機式のキャリパーを採用することができる。油圧式の場合、周知の負圧ブースタに代え、中空モータとその内部のボールねじをアクチュエータとしてマスタシリンダ油圧を発生させるというシンプルな方式を採用し、車両の走行用のモータ１による回生ブレーキと協調して、自然なペダルフィーリングで必要な摩擦制動力を確保できる電動アクチュエーターを用いることができる。また、ＩＴＳ（Intelligent Transport Systems）対応のＥＳＣ（Electronic Stability Control）の多筒プランジャポンプやギヤポンプで加圧する構成を採用することもできる。

ＡＤＡＳコントローラ４０は、アクセル操作量やブレーキ操作量などの車両情報や外界情報等に基づいて、摩擦制動用目標減速度および回生制動用目標減速度を決定し、摩擦ブレーキコントローラ４５およびパワートレインコントローラ４６のそれぞれに出力する。ＡＤＡＳコントローラ４０、摩擦ブレーキコントローラ４５およびパワートレインコントローラ４６は、それぞれＣＰＵや記憶装置であるＲＯＭやＲＡＭ、その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成される。

摩擦ブレーキコントローラ４５から出力される制御信号に応じて各キャリパー６５ｃが動作すると、車両０に摩擦制動力が付与される。パワートレインコントローラ４６は、ＡＤＡＳコントローラ４０から出力される目標前後加速度を表す指令に応じて、図示しないインバータに制御信号を出力し、インバータよりモータ１を制御し、力行運転および回生運転を行う。回生運転が行われることで車両０に回生制動力が付与される。

モータ１で出力された回転トルクは、電子制御トランスミッション２を介して、左後輪６３および右後輪６４のそれぞれに伝達される。電子制御トランスミッション２は、パワートレインコントローラ４６により制御される。

車両０の操舵系は、ドライバの操舵操作に応じて左前輪６１および右前輪６２（以下、総称して前輪と記す）が駆動する前輪操舵装置を備えている。前輪操舵装置は、ドライバにより操作されるステアリング１６と、ステアリング１６の操舵角および操舵角速度を検出する操舵角センサ３３と、前輪の切れ角を検出する切れ角センサ（不図示）を有するパワーステアリング７と、ステアリングコントローラ３０とを備えている。上述したように、前輪操舵装置は、ステアリング１６とパワーステアリング７との間に機械的な結合の無い、いわゆるステアバイワイヤ構造とされている。

操舵角センサ３３により検出されたステアリング１６の操舵角を表す信号は、ステアリングコントローラ３０を介して、ＡＤＡＳコントローラ４０に入力される。ステアリングコントローラ３０は、操舵角センサ３３で検出された操舵角に応じて、パワーステアリング７を制御し、前輪の切れ角を調整する。ステアリング１６には、ステアリング１６の操舵操作に対する反力を発生させるステア反力モータ５３が接続されている。ステア反力モータ５３で発生させる反力は、ＡＤＡＳコントローラ４０からの指令によって制御されるステアリングコントローラ３０により調整される。

車両０は、車両０の横加速度を検出する横加速度センサ２１と、車両０の前後加速度を検出する前後加速度センサ２２と、車両０のヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ３８とを備えている。図示するように、横加速度センサ２１および前後加速度センサ２２、ヨーレイトセンサ３８は、それぞれ車両０の重心点の近傍に配設されている。

横加速度センサ２１は、検出された横加速度Ｇ_ｙを微分して横加加速度Ｇ_ｙ＿ｄｏｔを求める微分回路２３を備え、前後加速度センサ２２は、検出された前後加速度を微分して前後加加速度を求める微分回路２４を備えている。横加速度および横加加速度、前後加速度および前後加加速度、ならびに、ヨーレイトを表す信号は、それぞれＡＤＡＳコントローラ４０に入力される。なお、微分回路２３，２４は、各センサ２１，２２に設ける場合に限定されるものではない。センサ２１，２２に微分回路２３，２４を設けることに代えて、ＡＤＡＳコントローラ４０にセンサ２１，２２から直接、加速度信号を入力して、ＡＤＡＳコントローラ４０で横加速度および前後加速度のそれぞれに対して微分処理を実行し、横加加速度および前後加加速度を求めるようにしてもよい。

なお、横加加速度および前後加加速度を求める方法は、上述した横加速度および前後加速度を微分して求める方法に限定されない。たとえば、非特許文献１に示されるように、車速、操舵角、車両運動モデルを用いた推定ヨーレイト・横加速度を用いて横加加速度を求めてもよいし、これらをセレクト・ハイなどの処理により組み合わせて用いてもよい。なお、非特許文献１の車両は、ヨーレイトセンサ３８の信号を用いて車両運動モデルによる推定精度を向上するような構成となっている。

ＧＰＳ（Global Positioning System）ナビセンサ３９は、ＧＰＳ衛星で得られた位置情報を通信により配信されるダイナミックマップデータと照らし合わせ、自車前方のコーナーの曲率などのコース形状の情報、信号機の情報、標識情報、勾配情報などの外界情報を取得し、ＡＤＡＳコントローラ４０に出力する。

さらに、車両０には、ステレオカメラ７０とステレオ画像処理装置７０１とが搭載されている。ステレオカメラ７０は、左右一対のＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラで構成されている。

ステレオカメラ７０を構成する左右一対のＣＣＤカメラは、たとえば車室内のルームミラー（不図示）を挟むような形で配置され、車両０の前方に存在する物体を、それぞれ車両固定系の異なる座標から個別に撮像し、画像情報をステレオ画像処理装置７０１に出力する。なお、ＣＣＤカメラに代えて、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）カメラを採用してもよい。

ステレオ画像処理装置７０１には、ＡＤＡＳコントローラ４０を介して摩擦ブレーキコントローラ４５から車速Ｖを表す信号が入力される。ステレオ画像処理装置７０１は、撮像した画像情報や車速Ｖの情報に基づき、車両０の前方に存在する物体や白線等の情報を認識し、自車走行路を推定する。ステレオ画像処理装置７０１で得られた情報は、ＡＤＡＳコントローラ４０に入力される。

ステレオ画像処理装置７０１は、車両０が、今後走行していく路上に障害物や先行車等の物体が存在しているかを検出し、検出された複数の物体のうちで車両０に最も近い物体を、衝突防止制御を実行するための障害物として認識し、ＡＤＡＳコントローラ４０に出力する。ステレオ画像処理装置７０１は、障害物として認識した物体を識別し、その大きさや車両０からの相対位置およびその時間変化から相対速度を求めて、それらの情報をＡＤＡＳコントローラ４０に出力する。なお、相対速度や相対位置は、ミリ波レーダやレーザレーダにより検出するようにしてもよい。

車両０には、ドライバへ運転をアシストするための情報としてシステム稼働情報を伝えるＨＶＩ(Human Vehicle Interface)５５が搭載されている。ＨＶＩ５５は、表示装置や音出力装置等で構成され、後述するように、表示装置の表示画面に出力される警告画像や音出力装置から出力される警告音でドライバに車両の状態（リスクポテンシャルの大きさ）を伝える。また、ＨＶＩ５５は、システムの稼働情報をドライバに伝える。

図１１は、ＡＤＡＳコントローラ４０、摩擦ブレーキコントローラ４５およびパワートレインコントローラ４６の機能ブロック図である。ＣＡＮのＩ／Ｏポートの入出力情報に基づき、ＡＤＡＳコントローラ４０から出力される摩擦制動用目標減速度Ｇ_ｘＦを摩擦ブレーキコントローラ４５に入力すれば、摩擦制動装置６５により発生する摩擦制動力により車両０の減速度を制御できる。ＣＡＮのＩ／Ｏポートの入出力情報に基づき、ＡＤＡＳコントローラ４０から出力される回生制動用目標減速度Ｇ_ｘＲをパワートレインコントローラ４６に入力すれば、モータ１により発生する回生制動力により車両０の減速度を制御できる。

ＡＤＡＳコントローラ４０は、リスクポテンシャル決定部４１と、配分比率決定部４２と、摩擦制動用減速度決定部４３と、回生制動用減速度決定部４４とを機能的に備えている。摩擦制動用減速度決定部４３および回生制動用減速度決定部４４は、それぞれ式（１）に基づいて、目標前後加速度Ｇｘを決定する前後加速度決定部４０Ａを有している。つまり、本実施の形態は、上述した非特許文献１と同様の構成を備え、ＧＶＣを行うことができる。

リスクポテンシャル決定部４１は、少なくとも外界情報および車両情報のいずれか一方に基づいて、車両０のリスクポテンシャルＲＰを決定する。以下、リスクポテンシャルＲＰの定量的な評価方法について説明する。本実施の形態では、外界情報および車両情報から得られた衝突余裕時間（ＴＴＣ：Time-To-Collision）ｔｃの逆数（１／ｔ_ｃ）を用いてリスクポテンシャルＲＰを決定する。

図１２は、自車（すなわち車両０）と先行車１０１の相対関係を示す図である。図１２に示すように、ｘ方向に走行中の車両０の前に、先行車１０１が走行している場合において、車両０の位置をｘｆ、車速をｖｆ、加速度をａｆとし、先行車１０１の位置をｘｐ、車速をｖｐ、加速度をａｐとすると、相対距離ｘｒ、相対速度ｖｒおよび相対加速度ａｒは、それぞれ次式で表される。
ｘｒ=ｘｆ-ｘｐ
ｖｒ=ｖｆ-ｖｐ
ａｒ=ａｆ-ａｐ

外界情報である車両０の前方に存在する物体の撮像画像および車両情報である車速Ｖから得られる相対距離ｘｒおよび相対速度ｖｒは、上述したように、ステレオ画像処理装置７０１からＡＤＡＳコントローラ４０に入力される。

衝突余裕時間ｔ_ｃの逆数（１／ｔｃ）は、式（３）で表される。

衝突余裕時間の逆数である１／ｔ_ｃは、先行車１０１などの障害物の大きさ（先行車に対する視覚）の増加率の時間変化、または車間距離（車両０と前方の障害物との相対距離）の対数の時間変化と等価となる指標であり、先行車１０１などの障害物へ車両０が接近するにしたがって増加する傾向となる。

リスクポテンシャル決定部４１は、相対距離ｘｒと相対速度ｖｒに基づいて式（３）により衝突余裕時間の逆数（１／ｔ_ｃ）を演算する。

図１３（ａ）は自車と先行車の相対距離ｘｒを示す図であり、図１３（ｂ）は衝突余裕時間の逆数（１／ｔ_ｃ）とリスクポテンシャルＲＰの関係を示す図である。なお、相対速度ｖｒは、図１３（ａ）に示す各自車位置のそれぞれにおいて同じ値であるとする。図１３（ａ）に示すように、先行車１０１との相対距離ｘｒがｘｒ０→ｘｒ１→ｘｒ２→ｘｒ３と縮まると、１／ｔ_ｃが１／ｔ_ｃ０→１／ｔ_ｃ１→１／ｔ_ｃ２→１／ｔ_ｃ３と増加する。リスクポテンシャルは、１／ｔ_ｃの増加にしたがって増加する。

ＡＤＡＳコントローラ４０の記憶装置には、図１３（ｂ）に示す１／ｔ_ｃに対するリスクポテンシャルＲＰの特性が予めルックアップテーブル形式で記憶されている。１／ｔ_ｃに対するリスクポテンシャルＲＰの増加特性は、図中実線で示されるように段階的に変化するように決定されている。

リスクポテンシャル決定部４１は、リスクポテンシャルＲＰの特性（図１３（ｂ）参照）を参照し、１／ｔ_ｃに対応するリスクポテンシャルＲＰを読み出す。

リスクポテンシャルＲＰは、１／ｔ_ｃ０＜１／ｔ_ｃ＜１／ｔ_ｃ１ではＲＰ_０に決定され、１／ｔ_ｃ１≦１／ｔ_ｃ＜１／ｔ_ｃ２ではＲＰ_１に決定され、１／ｔ_ｃ２≦１／ｔ_ｃ＜１／ｔ_ｃ３ではＲＰ_２に決定され、１／ｔ_ｃ３≦１／ｔ_ｃではＲＰ_３に決定される。なお、１／ｔ_ｃ０，１／ｔ_ｃ１，１／ｔ_ｃ２，１／ｔ_ｃ３の大小関係は、１／ｔ_ｃ０＜１／ｔ_ｃ１＜１／ｔ_ｃ２＜１／ｔ_ｃ３であり、ＲＰ_０，ＲＰ_１，ＲＰ_２，ＲＰ_３の大小関係は、ＲＰ_０＜ＲＰ_１＜ＲＰ_２＜ＲＰ_３である。

図１１に示すように、リスクポテンシャル決定部４１で決定されたリスクポテンシャルＲＰの情報は、配分比率決定部４２、摩擦制動用減速度決定部４３および回生制動用減速度決定部４４、ＨＶＩ５５（図１０参照）のそれぞれに出力される。

配分比率決定部４２は、車両０に作用する総制動力を摩擦制動力と回生制動力とに配分するために、摩擦制動力および回生制動力のそれぞれの配分比率を決定する。配分比率決定部４２は、リスクポテンシャル決定部４１で決定されたリスクポテンシャルＲＰに基づいて、摩擦制動力の配分比率Ｒ_ＦＲおよび回生制動力の配分比率Ｒ_Ｒを決定する。

図１４は、リスクポテンシャルＲＰと摩擦制動力の配分比率Ｒ_ＦＲの関係を示す図である。ＡＤＡＳコントローラ４０の記憶装置には、図１４に示すリスクポテンシャルＲＰに対する摩擦制動力の配分比率Ｒ_ＦＲの特性が予めルックアップテーブル形式で記憶されている。配分比率決定部４２は、配分比率Ｒ_ＦＲのテーブル（図１４参照）を参照し、リスクポテンシャル決定部４１で決定されたリスクポテンシャルＲＰに対応する摩擦制動力の配分比率Ｒ_ＦＲを読み出す。

なお、摩擦制動力の配分比率Ｒ_ＦＲと回生制動力の配分比率Ｒ_Ｒとの関係は次式で表される。
Ｒ_ＦＲ＋Ｒ_Ｒ＝１
配分比率決定部４２は、テーブルから読み出された配分比率Ｒ_ＦＲから次式により回生制動力の配分比率Ｒ_Ｒを演算する。
Ｒ_Ｒ＝１−Ｒ_ＦＲ

配分比率決定部４２は、リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_０の場合、摩擦制動力の配分比率Ｒ_ＦＲの値を０．０とし（Ｒ_ＦＲ＝０．０）、回生制動力の配分比率Ｒ_Ｒの値を１．０とする（Ｒ_Ｒ＝１．０）。配分比率決定部４２は、リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_１の場合、摩擦制動力の配分比率Ｒ_ＦＲの値を０．４とし（Ｒ_ＦＲ＝０．４）、回生制動力の配分比率Ｒ_Ｒの値を０．６とする（Ｒ_Ｒ＝０．６）。

配分比率決定部４２は、リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_２の場合、摩擦制動力の配分比率Ｒ_ＦＲの値を０．６とし（Ｒ_ＦＲ＝０．６）、回生制動力の配分比率Ｒ_Ｒの値を０．４とする（Ｒ_Ｒ＝０．４）。配分比率決定部４２は、リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_３の場合、摩擦制動力の配分比率Ｒ_ＦＲの値を１．０とし（Ｒ_ＦＲ＝１．０）、回生制動力の配分比率Ｒ_Ｒの値を０．０とする（Ｒ_Ｒ＝０．０）。

つまり、リスクポテンシャルＲＰが高くなるにしたがって、摩擦制動力の配分比率Ｒ_ＦＲは大きくなり、回生制動力の配分比率Ｒ_Ｒは小さくなる。

図１１に示すように配分比率決定部４２で決定された摩擦制動力の配分比率Ｒ_ＦＲの情報は、摩擦制動用減速度決定部４３に出力され、配分比率決定部４２で決定された回生制動力の配分比率Ｒ_Ｒの情報は、回生制動用減速度決定部４４に出力される。

摩擦制動用減速度決定部４３および回生制動用減速度決定部４４の前後加速度決定部４０Ａは、リスクポテンシャル決定部４１で決定されたリスクポテンシャルＲＰに応じてプリクラッシュブレーキ用の減速度Ｇ_{ｘ＿ＤＣ＿Ｒ}を決定する。

図１５は、リスクポテンシャルＲＰとプリクラッシュブレーキ用の減速度の関係を示す図である。ＡＤＡＳコントローラ４０の記憶装置には、図１５に示すリスクポテンシャルＲＰに対するプリクラッシュブレーキ用の減速度Ｇ_{ｘ＿ＤＣ＿Ｒ}の特性が予めルックアップテーブル形式で記憶されている。リスクポテンシャルＲＰに対する減速度Ｇ_{ｘ＿ＤＣ＿Ｒ}の増加特性は、図中実線で示されるように段階的に変化するように決定されている。

前後加速度決定部４０Ａは、プリクラッシュブレーキ用の減速度Ｇ_{ｘ＿ＤＣ＿Ｒ}のテーブル（図１５参照）を参照し、リスクポテンシャル決定部４１で決定されたリスクポテンシャルＲＰに対応するプリクラッシュブレーキ用の減速度Ｇ_{ｘ＿ＤＣ＿Ｒ}を読み出す。

前後加速度決定部４０Ａは、リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_０およびＲＰ_１の場合、衝突回避のための自動ブレーキの作動は必要ないものとして、減速度Ｇ_{ｘ＿ＤＣ＿Ｒ}の値を０．００［Ｇ］とする（Ｇ_{ｘ＿ＤＣ＿Ｒ}＝０．００）。前後加速度決定部４０Ａは、リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_２の場合、減速度Ｇ_{ｘ＿ＤＣ＿Ｒ}の値を０．４０［Ｇ］とし（Ｇ_{ｘ＿ＤＣ＿Ｒ}＝０．４０）、リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_３の場合、減速度Ｇ_{ｘ＿ＤＣ＿Ｒ}の値を１．００［Ｇ］とする（Ｇ_{ｘ＿ＤＣ＿Ｒ}＝１．００）。つまり、前後加速度決定部４０Ａは、リスクポテンシャルＲＰが高くなるほど、減速度Ｇ_{ｘ＿ＤＣ＿Ｒ}を高い値に決定する。

なお、式（１）および（２）で表されるＧ_ｘ＿ＤＣは、プリクラッシュブレーキ用の減速度Ｇ_{ｘ＿ＤＣ＿Ｒ}とドライバのブレーキペダル１１の操作やアクセルペダル１０の操作に応じて求められる前後加速度Ｇ_{ｘ＿ＤＣ＿Ｄ}との和から求められる。本実施の形態では、説明の便宜上、ドライバのブレーキペダル１１の操作やアクセルペダル１０の操作に応じて求められる前後加速度Ｇ_{ｘ＿ＤＣ＿Ｄ}の値は０である、すなわちドライバのペダル操作は行われていないものとして説明する。

前後加速度決定部４０Ａは、プリクラッシュブレーキ用の減速度Ｇ_{ｘ＿ＤＣ＿Ｒ}、横加速度センサ２１で検出された横加速度Ｇ_ｙおよび微分回路２３で求められた横加加速度Ｇ_ｙ＿ｄｏｔに基づき、式（１）より目標前後加速度Ｇ_ｘを決定する。

リスクポテンシャルＲＰがＲＰ_０の場合、緊急回避の操舵操作に伴う急激な横移動をアシストする可能性が低いため、横運動に連係した前後加速度（式（１）の右辺第一項）の大きさは、横運動によるロールと前後運動によるピッチがドライバにとって違和感のない範囲に留めておくことが重要となる。本実施の形態では、リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_０の場合に良好のフィーリングを得るために、ゲインＣ_ｘｙを０．２５（一定値）とした。ゲインＣ_ｘｙは、ＡＤＡＳコントローラ４０の記憶装置に予め記憶されている。

図１１に示すように、摩擦制動用減速度決定部４３は、目標前後加速度Ｇ_ｘに摩擦制動力の配分比率Ｒ_ＦＲを乗じて、摩擦制動用目標減速度Ｇ_ｘＦを求め、摩擦ブレーキコントローラ４５に出力する。摩擦制動用目標減速度Ｇ_ｘＦは、式（４）で表される。

回生制動用減速度決定部４４は、目標前後加速度Ｇ_ｘに回生制動力の配分比率Ｒ_Ｒ（＝１−Ｒ_Ｒ）を乗じて、回生制動用目標減速度Ｇ_ｘＲを求め、パワートレインコントローラ４６に出力する。回生制動用目標減速度Ｇ_ｘＲは、式（５）で表される。

摩擦ブレーキコントローラ４５は、摩擦制動用目標減速度Ｇ_ｘＦに基づいて、摩擦制動装置６５を構成するキャリパー６５ｃを制御し、摩擦制動力を発生させる。パワートレインコントローラ４６は、回生制動用目標減速度Ｇ_ｘＲに基づいて、回生制動力を発生させる。摩擦ブレーキコントローラ４５およびパワートレインコントローラ４６は、車両０に実際に作用する前後加速度が目標前後加速度Ｇ_ｘ（指令値）となるように、摩擦制動装置６５およびモータ１を制御する。

以下、ＡＤＡＳコントローラ４０による摩擦制動力および回生制動力のそれぞれの配分比率の決定制御を、図１６のフローチャートを用いて説明する。図１６は、ＡＤＡＳコントローラ４０による摩擦制動力および回生制動力のそれぞれの配分比率の決定制御処理の動作を示したフローチャートである。イグニッションスイッチ（不図示）がオンされると、図示しない初期決定が行われた後、図１６に示す処理を行うプログラムが起動され、ＡＤＡＳコントローラ４０で、所定の制御周期ごとにステップＳ１００〜Ｓ１６０の処理が繰り返し実行される。図１６に示す処理を行うプログラムは、ＡＤＡＳコントローラ４０の記憶装置に格納されている。

ステップＳ１００（情報取得処理）において、ＡＤＡＳコントローラ４０は、外界情報および車両情報を取得し、ステップＳ１１０へ進む。

ステップＳ１１０（リスクポテンシャル決定処理）において、ＡＤＡＳコントローラ４０は、式（３）により衝突余裕時間の逆数（１／ｔｃ）を演算し、図１３（ｂ）に示すテーブルを参照して、演算された１／ｔｃに対応するリスクポテンシャルＲＰを読み出し、ステップＳ１２０へ進む。

ステップＳ１２０において、ＡＤＡＳコントローラ４０は、ステップＳ１００で取得された車両情報である横加加速度に基づいて、横運動に連係する前後加速度（Ｃ_ｘｙ・Ｇ_ｙ＿ｄｏｔ）を決定し、ステップＳ１３０へ進む。

ステップＳ１３０において、ＡＤＡＳコントローラ４０は、ステップＳ１１０で決定されたリスクポテンシャルＲＰに対応する横運動に連係しない前後加速度Ｇ_ｘ＿ＤＣを図１５に示すテーブルから読み出し、ステップＳ１４０へ進む。Ｇ_ｘ＿ＤＣはリスクポテンシャルＲＰに基づいて決定されるＧ_{ｘ＿ＤＣ＿Ｒ}と、ドライバのアクセルペダル１０の操作量およびブレーキペダル１１の操作量に基づいて決定されるＧ_{ｘ＿ＤＣ＿Ｄ}との和から求められるが、ここではドライバのペダル操作は無いもとしている（Ｇ_{ｘ＿ＤＣ＿Ｄ}＝０）。

ステップＳ１４０において、ＡＤＡＳコントローラ４０は、ステップＳ１２０で決定されたＣ_ｘｙ・Ｇ_ｙ＿ｄｏｔとステップＳ１３０で決定されたＧ_ｘ＿ＤＣとを加算して、目標前後加速度Ｇ_ｘを求め、ステップＳ１５０へ進む。

ステップＳ１５０において、ＡＤＡＳコントローラ４０は、ステップＳ１１０で決定されたリスクポテンシャルＲＰに基づいて、摩擦制動力の配分比率Ｒ_ＦＲおよび回生制動力の配分比率Ｒ_Ｒを決定し（図１４参照）、ステップＳ１６０へ進む。

ステップＳ１６０において、ＡＤＡＳコントローラ４０は、ステップＳ１５０で決定された摩擦制動力の配分比率Ｒ_ＦＲと、ステップＳ１４０で求められた目標前後加速度Ｇ_ｘとを乗算して、摩擦制動用目標減速度Ｇ_ｘＦを求める。また、ステップＳ１６０において、ＡＤＡＳコントローラ４０は、ステップＳ１５０で決定された回生制動力の配分比率Ｒ_Ｒと、ステップＳ１４０で求められた目標前後加速度Ｇ_ｘとを乗算して、回生制動用目標減速度Ｇ_ｘＲを求める。ＡＤＡＳコントローラ４０は、摩擦制動用目標減速度Ｇ_ｘＦを摩擦ブレーキコントローラ４５に出力するとともに回生制動用目標減速度Ｇ_ｘＲをパワートレインコントローラ４６に出力する。なお、各処理の順番は、このフローチャートに示す順番に限定されない。

図１７（ａ）は、定量的なリスクポテンシャルＲＰと、定性的なリスクポテンシャルの評価指標との対応表を示す図である。図１７（ａ）に示すように、リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_０の場合（ＲＰ＝ＲＰ_０）には、衝突の可能性が無いと評価される。リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_１の場合（ＲＰ＝ＲＰ_１）には、衝突の可能性がある、すなわち減速が行われずに現在の状態が維持された場合に障害物と衝突する状況であると評価される。リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_２の場合（ＲＰ＝ＲＰ_２）には、衝突の可能性が高い、すなわちリスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_１の場合に比べて短時間で衝突する状況であると評価される。リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_３の場合（ＲＰ＝ＲＰ_３）には、衝突の可能性が非常に高い、すなわちリスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_２の場合に比べて短時間で衝突する状況であると評価される。

図１７（ｂ）は、リスクポテンシャルＲＰに対する各システムの稼働状況を示した表である。図１７（ｂ）に示すように、ＨＶＩ５５を構成する音出力装置は、リスクポテンシャルＲＰに応じて警告音を出力する。音出力装置は、リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_０の場合（ＲＰ＝ＲＰ_０）、音を出力しない。音出力装置は、リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_１またはＲＰ_２の場合（ＲＰ＝ＲＰ_１，ＲＰ＝ＲＰ_２）、「ピピピ・・・」と断続的に音を出力する。音出力装置は、リスクポテンシャルＲＰがＲＰ_３の場合（ＲＰ＝ＲＰ_３）、「ピーー・・・」と連続的に音を出力する。

図１７（ｂ）に示すように、ＨＶＩ５５を構成する表示装置は、リスクポテンシャルＲＰに応じて警告画像を表示画面に表示する。表示装置は、リスクポテンシャルＲＰがＲＰ_０の場合（ＲＰ＝ＲＰ_０）、警告画像を表示画面に表示しない。表示装置は、リスクポテンシャルＲＰがＲＰ_１、ＲＰ_２またはＲＰ_３の場合（ＲＰ＝ＲＰ_１，ＲＰ＝ＲＰ_２，ＲＰ＝ＲＰ_３）、「前方注意」の文字と、車両の背後を模式的に表す図とからなる警告画像を表示画面に表示する。

図１７（ｂ）に示すように、アクセルペダル反力モータ５１、ブレーキペダル反力モータ５２およびステア反力モータ５３は、それぞれリスクポテンシャルＲＰに応じて、アクセルペダル１０、ブレーキペダル１１およびステアリング１６に振動を発生させる。各反力モータ５１，５２，５３は、リスクポテンシャルＲＰがＲＰ_０の場合（ＲＰ＝ＲＰ_０）、振動を発生しない。各反力モータ５１，５２，５３は、リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_１、ＲＰ_２、ＲＰ_３の順に大きくなるように、「弱」「中」「強」の振動を発生させる。

図１７（ｃ）は、エルク（鹿）Ｅとの相対距離に応じて自動的に車両に作用する制動力と、ドライバの操舵操作により回避動作を行う車両に作用する制動力とを説明する説明図である。図１７（ｂ）および図１７（ｃ）を参照して、車両０が障害物であるエルクＥに接近する際の各システムの稼働状態や車両０に作用する制動力について説明する。

車両０とエルクＥとの相対距離が十分に長く、リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_０の場合、自動ブレーキは非作動である（図１５参照）。このため、ドライバが操舵操作を行わなければ車両０に制動力は発生しない。リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_０の場合、摩擦制動力の配分比率Ｒ_ＦＲの値は０．０であり、回生制動力の配分比率Ｒ_Ｒの値は１．０である。このとき、ドライバが操舵操作を行うと、後輪（二輪）にのみ横運動に連係した回生制動力が発生し、車両０が減速する。なお、リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_０の場合、音出力装置から警告音は出力されず、表示装置の表示画面に警告画像は表示されず、アクセルペダル１０、ブレーキペダル１１およびステアリング１６に振動は発生しない。

リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_１の場合、自動ブレーキは非作動であるため（図１５参照）、ドライバの操舵操作が行われなければ車両０に制動力は発生しない。音出力装置からは「ピピピ・・・」という警告音が出力され、アクセルペダル１０、ブレーキペダル１１およびステアリング１６に「弱」の振動が発生し、ドライバに対して衝突の可能性があることを知らせる。リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_１の場合、摩擦制動力の配分比率Ｒ_ＦＲの値は０．４であり、回生制動力の配分比率Ｒ_Ｒの値は０．６である。すなわち、リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_０の場合に比べて、摩擦制動力の配分比率Ｒ_ＦＲが高い値に決定されており、車両０の状態は回避ポテンシャルが向上された状態にある。このとき、ドライバが操舵操作を行うと、後輪（二輪）に横運動に連係した回生制動力が発生するとともに、四輪に横運動に連係した摩擦制動力が発生し、車両０が減速する。

リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_２の場合、警報ブレーキとしての自動ブレーキ（プリクラッシュブレーキ）が作動する（図１５参照）。音出力装置からは「ピピピ・・・」という警告音が出力され、アクセルペダル１０、ブレーキペダル１１およびステアリング１６に「中」の振動が発生し、表示装置の表示画面には警告画像が表示され、ドライバに対して衝突の可能性が高い状態であることを知らせる。リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_２の場合、摩擦制動力の配分比率Ｒ_ＦＲの値は０．６であり、回生制動力の配分比率Ｒ_Ｒの値は０．４である。このため、警報ブレーキによる制動力は、回生制動力と摩擦制動力とに配分され、車両０に作用する。なお、この状態は、リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_１の場合に比べて、摩擦制動力の配分比率Ｒ_ＦＲが高い値に決定されており、車両０の状態は回避ポテンシャルがさらに向上された状態である。ドライバが操舵操作を行うと、後輪（二輪）に横運動に連係した回生制動力が発生するとともに、四輪に横運動に連係した摩擦制動力が発生し、車両０が減速する。

リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_３の場合、緊急ブレーキとしての自動ブレーキ（プリクラッシュブレーキ）が作動する（図１５参照）。音出力装置からは「ピーー・・・」という警告音が出力され、アクセルペダル１０、ブレーキペダル１１およびステアリング１６に「強」の振動が発生し、表示装置の表示画面には警告画像が表示され、ドライバに対して衝突の可能性が非常に高い状態であることを知らせる。リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_３の場合、摩擦制動力の配分比率Ｒ_ＦＲの値は１．０であり、回生制動力の配分比率Ｒ_Ｒの値は０．０である。このため、緊急ブレーキによる制動力は、摩擦制動力として四輪に作用する。さらに、ドライバが操舵操作を行うと、四輪に横運動に連係した摩擦制動力が発生し、車両０が減速する。リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_３の場合、回生制動力の配分比率Ｒ_Ｒの値が０．０であり、摩擦制動力の配分比率Ｒ_ＦＲの値が１．０であるため、上述した（ｉ）〜（ｉｖ）のような問題は生じることがなく、四輪で最大限の減速度を得ることができ、緊急回避を有利に行うことができる。

図１８は、自動ブレーキによる減速度と、ＧＶＣによる横運動に連係した減速度との連係を説明する説明図である。図１８（ａ）は、前後加速度を表すｘ軸と、横加速度を表すｙ軸とからなる座標系において、前後加速度と横加速度の合成加速度Ｇ（Ｇ_ｘ，Ｇ_ｙ）がどのように推移するかを示すｇ−ｇダイアグラムを示している。

図１８に示すように、自動ブレーキのみが作動し、横運動に連係したブレーキが非作動である状態では、車両に作用する減速度はＧ_{ｘ＿ＤＣ＿Ｒ}のみであるため、Ｇ_ｘ軸上のみの減速度の推移となる。

一方、ステアリング１６を操舵操作した際の回避動作時のＧＶＣによる横運動に連係した減速度と横加速度の合成加速度Ｇ（Ｇ_ｘ，Ｇ_ｙ）の推移を示したものが、図中太い実線で示す曲線である。その始点は原点からで、左への回避の際は正の横加速度と、これに連係して前後方向の減速度が加わるので、横加速度が増加して左側の他車線に移動していくときは第２象限での推移となる。

自動ブレーキ制御として、ドライバによる操舵角、あるいは操舵角速度が大きくなると、制動制御を禁止する時間を決定することが行われる技術が特開２００９−２６２７０１号公報（以下、特許文献２と記す）に記載されている。この技術では、自動ブレーキが作動しているときに回避動作が行われると、自動ブレーキが非作動となる。

本実施の形態では、回避動作に伴い横加速度が発生するため、横運動に連係した減速度制御が行われる。このため、特許文献２と同様の技術を本実施の形態で行う場合、自動ブレーキが非作動となった時点から横運動に連係した減速度が作用するまでの間に、瞬間的に減速度の落ち込み、いわゆる「ブレーキ抜け（Ｇ抜け）」が発生する可能性がある。「ブレーキ抜け（Ｇ抜け）」の発生は、運転フィーリングの悪化を招くだけでなく、ピッチングによるドライバ視点の急激な変動、あるいはタイヤの接地荷重の変動の原因となり、操舵による回避性能の低下が懸念される。

そこで、本実施の形態では、ＡＤＡＳコントローラ４０の中に、自動ブレーキの作動中に操舵操作が行われたときに、操舵操作を開始した直後、急激に（ステップ状に）減速度が低下しないように、たとえば一次遅れフィルター（ローパスフィルタ）のような平滑手段（不図示）を設けている。平滑手段を設けることで、図１８（ｂ）に示すように、自動ブレーキが非作動とされたときに低下する横運動に連係しない減速度と、操舵操作の開始により発生し、横加加速度の増加により上昇する横運動に連係した減速度との間を、滑らかにつなぎ合わせ、図１８（ｃ）に示すように、自動ブレーキによる直線的な減速が行われた後、Ａ点からＢ点に円弧状に推移し、さらに横運動のみのＣ点へと滑らかに推移させることができる。これにより、ドライバの視点の安定、接地荷重変動を低減することができ、ドライバは緊急時でも落ち着いて回避動作を行いやすくなる。

上述した第１の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）摩擦制動力の大きさを決定するための配分比率Ｒ_ＦＲと、回生制動力の大きさを決定するための配分比率Ｒ_Ｒとを決定する配分比率決定部４２を備え、配分比率決定部４２は、リスクポテンシャル決定部４１で決定されたリスクポテンシャルＲＰに基づいて、配分比率Ｒ_ＦＲを決定する。配分比率Ｒ_ＦＲは、緊急回避などの操舵操作を行う前や自動ブレーキが作動する前の段階において、リスクポテンシャルに基づいて決定しておくことができる。したがって、リスクポテンシャル決定部４１で決定されたリスクポテンシャルＲＰが高くなった場合、摩擦制動力の大きさが大きくなるように、配分比率Ｒ_ＦＲを決定することで、緊急回避時に運転者の操作に応じて、あるいは、自動で車両に制動力が発生した直後の初期段階においても車両に対して摩擦制動力を利用した大きな減速度を発生させるとともに、横移動のためのコーナリングフォースを発生させることができる。すなわち、本発明によれば、緊急回避性能を向上させることができる。

（２）リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_１以下の場合には摩擦制動力の配分比率Ｒ_ＦＲ（≦０．４）を回生制動力の配分比率Ｒ_Ｒ（≧０．６）よりも小さい値とし、リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_２以上の場合には摩擦制動力の配分比率Ｒ_ＦＲ（≧０．６）を回生制動力の配分比率Ｒ_Ｒ（≦０．４）よりも大きい値とした。

これにより、衝突の可能性が低い状態では、回生制動力を主とした制動力を車両に付与することで電費の向上を図ることができるとともに摩擦制動装置６５の使用頻度を抑えることができる。摩擦制動装置６５の使用頻度を抑えることで摩擦制動装置６５の寿命を向上することができる。また、ＮＶＨ（Noise, Vibration, Harshness）性能が低く低価格の減速アクチュエータを摩擦制動装置６５に用いることで、車両の低コスト化を図ることもできる。一方、衝突の可能性が高い状態では、摩擦制動力を主とした制動力を車両に付与することで緊急回避性能を向上させることができる。

（３）リスクポテンシャルＲＰが高くなった場合に、摩擦制動力の大きさが大きくなるように配分比率Ｒ_ＦＲを決定することに伴って、リスクポテンシャルＲＰが高くなった場合に、回生制動力の大きさが小さくなるように配分比率Ｒ_Ｒを決定するようにした。つまり、摩擦制動力と回生制動力の和が車両０の要求制動力に適合するようになるため、ドライバの操作に適合した制動力を作用させることができる。

（４）リスクポテンシャルＲＰが高くなった場合、制動力が作用する車輪の数を増加させるようにしたので、タイヤに対する負担率を軽減させることができ、前輪のコーナリングフォースの低下を抑制することができる。その結果、緊急回避性能が向上する。

（５）プリクラッシュブレーキ用の減速度Ｇ_{ｘ＿ＤＣ＿Ｒ}を加味した目標前後加速度Ｇ_ｘと配分比率Ｒ_ＦＲとから摩擦制動用目標減速度Ｇ_ｘＦを求め、プリクラッシュブレーキ用の減速度Ｇ_{ｘ＿ＤＣ＿Ｒ}を加味した目標前後加速度Ｇ_ｘと配分比率Ｒ_Ｒとから回生制動用目標減速度Ｇ_ｘＲを求めるようにした。これにより、プリクラッシュ用ブレーキ（警報ブレーキおよび緊急ブレーキ）が発生している段階で摩擦制動力を効果的に発揮させることができるため、緊急回避性能の向上を図ることができる。

（６）プリクラッシュブレーキ用の減速度Ｇ_{ｘ＿ＤＣ＿Ｒ}は、リスクポテンシャルＲＰが高くなるにしたがって高くなるようにした。すなわち、緊急回避操作が必要な状況が高まるにしたがって減速度Ｇ_{ｘ＿ＤＣ＿Ｒ}が高くなるため、状況に応じて効果的に摩擦制動力を発揮させることができる。

（７）横運動に連係する前後加速度（Ｃ_ｘｙ・Ｇ_ｙ＿ｄｏｔ）を加味した目標前後加速度Ｇ_ｘと配分比率Ｒ_ＦＲとから摩擦制動用目標減速度Ｇ_ｘＦを求め、横運動に連係する前後加速度（Ｃ_ｘｙ・Ｇ_ｙ＿ｄｏｔ）を加味した目標前後加速度Ｇ_ｘと配分比率Ｒ_Ｒとから回生制動用目標減速度Ｇ_ｘＲを求めるようにした。これにより、緊急回避のための操舵操作に応じた横運動が行われたときにＧＶＣにより生じる制動力を、リスクポテンシャルに応じて摩擦制動力と回生制動力とに配分することができ、緊急回避性能の向上を図ることができる。

−第２の実施の形態−
図１９を参照して、第２の実施の形態に係る車両の運動制御システムについて説明する。図１９は、第２の実施の形態に係る車両の運動制御システムを構成するＡＤＡＳコントローラ２４０、摩擦ブレーキコントローラ４５およびパワートレインコントローラ４６の機能ブロック図である。図１９では、煩雑化を避けるため、Ｇ_ｘ＿ＤＣ決定部４６０に入力される信号等の図示は省略している。なお、図中、第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。第２の実施の形態に係る車両は、第１の実施の形態の車両と同様の構成を有している（図１０参照）。

第１の実施の形態では、横加加速度Ｇ_ｙ＿ｄｏｔに乗じるゲインＣ_ｘｙを一定値とする例について説明した。これに対して、第２の実施の形態では、リスクポテンシャルＲＰに基づいて、横加加速度Ｇ_ｙ＿ｄｏｔに乗じるゲインを調整して、横運動に連係した減速度制御の強さを変化させる。

図１９に示すように、第２の実施の形態に係るＡＤＡＳコントローラ２４０は、リスクポテンシャル決定部４１と、配分比率決定部４２と、信号処理部２２３と、ゲイン決定部４１０と、第１ゲイン乗算部４３０Ｆ，４３０Ｒと、第２ゲイン乗算部４５０Ｆ，４５０Ｒと、プリクラッシュブレーキ用の減速度Ｇ_{ｘ＿ＤＣ＿Ｒ}およびドライバのアクセルペダル１０の操作およびブレーキペダル１１の操作に基づく前後加速度Ｇ_{ｘ＿ＤＣ＿Ｄ}を決定するＧ_ｘ＿ＤＣ決定部４６０と、比率乗算部４２０Ｆ，４２０Ｒと、加算器４６１Ｆ，４６１Ｒとを機能的に備えている。

リスクポテンシャル決定部４１は、第１の実施の形態と同様に、外界情報および車両情報に基づいて、リスクポテンシャルＲＰを決定する。配分比率決定部４２は、第１の実施の形態と同様に、リスクポテンシャルＲＰに基づいて、摩擦制動力の配分比率Ｒ_ＦＲおよび回生制動力の配分比率Ｒ_Ｒを決定する。

信号処理部２２３は、車両情報として入力された横加速度を微分して横加加速度Ｇ_ｙ＿ｄｏｔを決定し、第１ゲイン乗算部４３０Ｆ，４３０Ｒのそれぞれに出力する。つまり、信号処理部２２３は、第１の実施の形態の微分回路２３の機能をＡＤＡＳコントローラ２４０で実行するようにしたものであり、第２の実施の形態では第１の実施の形態の微分回路２３が省略されている。

第１ゲイン乗算部４３０Ｆは、入力された横加加速度Ｇ_ｙ＿ｄｏｔに横運動連係ゲイン（−Ｃ_ｘｙ）を乗じて、減速度（−Ｃ_ｘｙ・Ｇ_ｙ＿ｄｏｔ）を求め、第２ゲイン乗算部４５０Ｆに出力する。第２ゲイン乗算部４５０Ｆは、入力された減速度（−Ｃ_ｘｙ・Ｇ_ｙ＿ｄｏｔ）に正規化ゲイン（Ｋ）を乗じて、減速度（−Ｋ・Ｃ_ｘｙ・Ｇ_ｙ＿ｄｏｔ）を求め、加算器４６１Ｆに出力する。

加算器４６１Ｆは、入力された減速度（−Ｋ・Ｃ_ｘｙ・Ｇ_ｙ＿ｄｏｔ）に横運動に連係しない減速度Ｇ_ｘ＿ＤＣを加算して、目標前後加速度Ｇ_ｘを求め、比率乗算部４２０Ｆに出力する。比率乗算部４２０Ｆは、入力された目標前後加速度Ｇ_ｘに、摩擦制動力の配分比率Ｒ_ＦＲを乗じて、摩擦制動用目標減速度Ｇ_ｘＦを求め、この摩擦制動用目標減速度Ｇ_ｘＦを表す減速制御指令を摩擦ブレーキコントローラ４５に出力する。

摩擦ブレーキコントローラ４５は、第１の実施の形態と同様に、摩擦制動用目標減速度Ｇ_ｘＦに基づいて、摩擦制動装置６５を構成するキャリパー６５ｃを制御し、摩擦制動力を発生させる。

第１ゲイン乗算部４３０Ｒは、入力された横加加速度Ｇ_ｙ＿ｄｏｔに横運動連係ゲイン（−Ｃ_ｘｙ）を乗じて、減速度（−Ｃ_ｘｙ・Ｇ_ｙ＿ｄｏｔ）を求め、第２ゲイン乗算部４５０Ｒに出力する。第２ゲイン乗算部４５０Ｒは、入力された減速度（−Ｃ_ｘｙ・Ｇ_ｙ＿ｄｏｔ）に正規化ゲイン（Ｋ）を乗じて、減速度（−Ｋ・Ｃ_ｘｙ・Ｇ_ｙ＿ｄｏｔ）を求め、加算器４６１Ｒに出力する。

加算器４６１Ｒは、入力された減速度（−Ｋ・Ｃ_ｘｙ・Ｇ_ｙ＿ｄｏｔ）に横運動に連係しない減速度Ｇ_ｘ＿ＤＣを加算して、目標前後加速度Ｇ_ｘを求め、比率乗算部４２０Ｒに出力する。比率乗算部４２０Ｒは、入力された目標前後加速度Ｇ_ｘに、回生制動力の配分比率Ｒ_Ｒを乗じて、回生制動用目標減速度Ｇ_ｘＲを求め、この回生制動用目標減速度Ｇ_ｘＲを表す減速制御指令をパワートレインコントローラ４６に出力する。

パワートレインコントローラ４６は、第１の実施の形態と同様に、回生制動用目標減速度Ｇ_ｘＦに基づいて、回生制動力を発生させる。

図２０を参照して正規化ゲインＫの決定方法について説明する。図２０（ａ）は、総稼働時間（生涯稼働時間）に対する各リスクポテンシャル（ＲＰ_０，ＲＰ_１，ＲＰ_２，ＲＰ_３）の発生頻度の統計を示す図である。図２０（ａ）に示すように、ＲＰ_０の状態が他の状態に比べて約９８％と非常に高い。ＲＰ_１の頻度は約１．５％と低く、ＲＰ_２の頻度は約０．４％とさらに低い。ＲＰ_３の頻度は最も低く０．１％以下である。

図２０（ｂ）は、リスクポテンシャルＲＰと正規化ゲインＫの関係を示す図である。ＡＤＡＳコントローラ２４０の記憶装置には、図２０（ｂ）に示すリスクポテンシャルＲＰに対する正規化ゲインＫの特性が予めルックアップテーブル形式で記憶されている。リスクポテンシャルＲＰに対する正規化ゲインＫの増加特性は、図中実線で示されるように、リスクポテンシャルＲＰの増加に伴って段階的に増加するように決定されている。

ゲイン決定部４１０は、正規化ゲインＫのテーブル（図２０（ｂ）参照）を参照し、リスクポテンシャル決定部４１で決定されたリスクポテンシャルＲＰに対応する正規化ゲインＫを読み出す。

ゲイン決定部４１０は、リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_０の場合、正規化ゲインＫの値を０．０に決定し、リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_１の場合、正規化ゲインＫの値を１．０に決定する（Ｋ＝１．０）に決定する。ゲイン決定部４１０は、リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_２の場合、正規化ゲインＫの値を１．５に決定し（Ｋ＝１．５）、リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_３の場合、正規化ゲインＫの値を２．０に決定する（Ｋ＝２．０）。

リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_０の場合、ゲイン（Ｋ・Ｃ_ｘｙ）は０となり、横運動が発生しても目標前後加速度の値は０となる。図２０（ａ）に示すように、総稼働時間（生涯稼働時間）のうちのほとんどが、リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_０の通常の状態であるため、通常の状態でのゲイン（Ｋ・Ｃｘｙ）の値を０としておくことで、摩擦制動装置６５が使用される頻度を大幅に抑制することができる。

図２０（ｃ）は、正規化ゲインＫの値を１．０とした場合と第２の実施の形態とで正規化総稼働時間を比較した図である。図２０（ｃ）に示すように、リスクポテンシャルＲＰの値の大きさにかかわらずに正規化ゲインＫを１．０（一定値）とした場合（第１の実施の形態と同様）の稼働時間を１００％としたときに、第２の実施の形態での正規化した総稼働時間（稼働強さも考慮）を２．３％にまで低減することができる。

摩擦制動装置６５を構成する減速アクチュエータには、ポンプアップした油圧を用いて減速させるいわゆるＥＳＣを用いたものは、他のモータによる回生あるいは無段自動変速機（ＣＶＴ）等に比べて、ポンプ部の耐久性が課題となる場合が多い。さらに作動時の音なども課題となる場合が多い。これらの課題に対しては、多気筒のプランジャポンプやギヤポンプを用いた、いわゆる「プレミアム仕様」の構成を採用することで、通常領域からの稼働に対応することが考えられるが、コストが大幅に増加するという問題が生じる。つまり、価格レンジの低い車両においてもＥＳＣは義務付けられているが、これらの車両にはコストの制約上「プレミアム仕様」の構成を採用できないという問題が生じる。

本実施の形態では、上述したように、通常の状態でのゲイン（Ｋ・Ｃｘｙ）の値を０としておくことで、通常の状態で自動ブレーキによる減速や横運動に連係した減速が行われることがない。この結果、総稼働時間（生涯稼働時間）において、摩擦制動装置６５が使用される頻度を抑制することができるので、減速アクチュエータのポンプ部の耐久性に大きな影響を与える稼働時間を大幅に低減できるので、摩擦制動装置６５の寿命を向上することができる。すなわち、上述した「プレミアム仕様」の構成を採用しなくても、緊急回避性能を向上することができる。

このような第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の作用効果に加えて以下の作用効果を奏する。
（８）第２の実施の形態では、リスクポテンシャルＲＰが低くなるにしたがって、前後加速度に乗じるゲインが小さくなるようにした。これにより、「プレミアム仕様」の構成を採用しなくても、摩擦制動装置６５の寿命を向上することができる。リスクポテンシャルＲＰの値が高い状態では、多少の作動音、振動、ぎくしゃく感は容認されるため、ＮＶＨ性能が低く低価格の減速アクチュエータを摩擦制動装置６５に用いることで、車両の低コスト化を図ることができる。つまり、価格レンジの低い車両においても、本実施の形態の構成を採用して、緊急回避性能の向上を図ることができる。

（９）リスクポテンシャルＲＰの値が低い通常の状態では、摩擦制動力による減速度、回生制動力による減速度の両者を小さくできるため、操舵操作の際にぎくしゃくすることがなく、運転フィーリングの向上を図ることができる。一方、リスクポテンシャルＲＰの値が高い状態での緊急回避操舵時には減速度を発生させて、ドライバをアシストすることができる。

（１０）リスクポテンシャルＲＰが高くなるにしたがって、目標前後加速度に乗じるゲインを大きくしたので、衝突の可能性が高い状態では、回避性能の大幅な向上を図ることができる。

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。

（変形例１）
上述した実施の形態では、衝突余裕時間の逆数（１／ｔ_ｃ）を用いてリスクポテンシャルＲＰを決定する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。リスクポテンシャルＲＰは、少なくとも外界情報および車両情報のいずれか一方に基づいて決定されるものであり、種々の方法を採用できる。以下、上述した実施の形態とは異なる決定方法について説明する。

（変形例１−１）
操舵角速度に基づいてリスクポテンシャルを決定する例について説明する。この場合、ステアリング１６の操舵角を検出する操舵角センサ３３（図１０参照）が、リスクポテンシャルを決定するために用いる車両情報を取得する車両情報取得部として機能する。図２１は、操舵角速度とリスクポテンシャルＲＰの関係を示す図である。一般的に緊急回避を行う際の操舵操作は、通常時に比べて操舵角速度が速くなる。したがって、操舵角速度を用いてリスクポテンシャルＲＰを決定する場合、操舵角速度が速くなるほど、リスクポテンシャルＲＰが高くなるように定めればよい。

図２１は、横軸が操舵角速度を表し、縦軸がリスクポテンシャルを表している。操舵角速度が正の場合は右側に操舵操作が行われたことを表し、操舵角速度が負の場合は左側に操舵操作が行われたことを表している。図２１では、操舵角速度に対するリスクポテンシャルの特性が左側の操舵操作と右側の操舵操作とで同じ特性、すなわち図示左右対称になっているが、通行する車線に応じて非対称にしてもよい。

（変形例１−２）
複数の車両情報に基づいてリスクポテンシャルを決定する例として、操舵角と操舵角速度に基づいてリスクポテンシャルを決定する例について説明する。この場合、ステアリング１６の操舵角および操舵角速度を検出する操舵角センサ３３（図１０参照）が、リスクポテンシャルを決定するために用いる車両情報を取得する車両情報取得部として機能する。
図２２は、操舵角と操舵角速度とリスクポテンシャルＲＰの関係を示す図である。図２２では、横軸が操舵角を表し、縦軸が操舵角速度を表し、破線がリスクポテンシャルＲＰの特性を表している。左右のいずれか一方向に操舵している状態で、逆方向に急激に戻す操舵操作であるカウンターステアなどを考慮して、図２２に示すような操舵角と操舵角速度の２次元マップからリスクポテンシャルＲＰを決定してもよい。このように、リスクポテンシャルＲＰを決定するためのパラメータは、複数あってもよい。

（変形例１−３）
車両０の横運動の推定値と実測時との偏差に基づいてリスクポテンシャルを決定する例について説明する。この場合、前後加速度センサ２２で検出された前後加速度、横加速度センサ２１で検出された横加速度、操舵角センサ３３で検出されたステアリング１６の操舵角、ヨーレイトセンサ３８で検出されたヨーレイト、車輪速検出用ロータと車輪速ピックアップとからなる車輪速センサにより検出された車輪速から演算された車速、これらの情報から演算された車両横滑り角等が車両情報として取得される。

図２３（ａ）は車両モデル推定値と、実測値との偏差を示すタイムチャートであり、図２３（ｂ）は偏差とリスクポテンシャルＲＰの関係を示す図である。車両横運動モデルとして、たとえば、特開２０１０−０７６５８４号公報にて開示されているモデルが知られている。この車両横運動モデルを用いて計算された値（車両モデル推定値）は、車輪に発生するコーナリングフォースが車両横滑り角と線形関係にある間は、実測値と一致するように調整されている。

一方、緊急回避時などの場合、操舵角が大きくなったり、横加速度が大きくなったりするため、タイヤ横滑り角とコーナリングフォースの線形性が崩れる。このような状況では、モデル推定の規範運動と実運動の間に大きな乖離が生じるようになる。結果的には、この乖離すなわち図２３（ａ）に示す偏差Ｄが小さいうちは緊急度は低く、乖離が大きくなるにつれて緊急度が増加していると考えることができる。したがって、規範運動と実運動との偏差Ｄに用いてリスクポテンシャルＲＰを決定する場合、図２３（ｂ）に示すように、偏差Ｄが大きくなるほど、リスクポテンシャルＲＰが高くなるように定めればよい。

（変形例１−４）
その他、種々の車両情報からリスクポテンシャルＲＰを決定するためのポテンシャル決定用パラメータを定めることができる。たとえば、車両情報であるアクセルペダル１０を開放する方向のペダル角速度や、車両情報であるブレーキペダル１１を踏込む方向のペダル角速度をポテンシャル決定用パラメータＰＰと定め、図２４に示すように、ポテンシャル決定用パラメータＰＰ（ペダル角速度）が大きくなるほど、リスクポテンシャルＲＰが高くなるように定めることができる。この場合、アクセルペダル１０の操作速度を検出するアクセルペダルセンサ３１や、ブレーキペダル１１の操作速度を検出するブレーキペダルセンサ３２が、リスクポテンシャルを決定するために用いる車両情報を取得する車両情報取得部として機能する。

なお、ポテンシャル決定用パラメータＰＰに対するリスクポテンシャルＲＰの特性は、ポテンシャル決定用パラメータＰＰが大きくなるにしたがって階段状に増加する特性（図中実線）や直線的に増加する特性（図中一点鎖線）、曲線状に増加する特性（図中破線）など、種々の変化特性を採用することができる。以下、リスクポテンシャルＲＰを決定するパラメータ（衝突余裕時間の逆数や操舵角、操舵角速度、ペダル角速度等）を総称してポテンシャル決定用パラメータＰＰと記す。

リスクポテンシャルＲＰの特性を決定する際には、回避操舵操作や回避制動操作が必要な危険な状況を想定して、実験やシミュレーション等により適宜設定することができる。危険な状況では、操作情報や車両の運動情報が大きく変化したり、急激に変化することが多いことも加味して設定することが好ましい。図１３に示す衝突余裕時間の逆数に対するリスクポテンシャルＲＰの特性も階段状とする場合に限定されることなく、図２５の破線で示すように、曲線状に連続的に変化する特性とすることもできる。

（変形例１−５）
その他、種々の外界情報からリスクポテンシャルＲＰを決定することができる。たとえば、車両前方の環境情報を取得し、路面の状態（摩擦係数など）を推定したり、路面勾配などを推定し、車両前方の走行環境に対するリスクポテンシャルの定量化を行ってもよい。ここで注意を要するのは、路面勾配が大きい下り坂の場合はリスクポテンシャルが高く、横運動連係ゲインを向上する方向でよいが、路面摩擦係数が低い場合は、リスクポテンシャルは高いが、横運動連係ゲインを向上すると車輪ロックの可能性があるため、ゲインを増加するとともに、周知の車輪過スリップ防止制御を実行する必要がある。

（変形例１−６）
ＧＰＳ（Global Positioning System）ナビセンサ３９は、ＧＰＳ衛星で取得した位置情報を通信により配信されるダイナミックマップデータと照らし合わせ、自車前方のコーナーの曲率などのコース形状の情報、信号機の情報、標識情報、勾配情報などの外界情報を得ることができる。ＡＤＡＳコントローラ４０は、これらの外界情報と、自車の車速などの車両情報から、たとえば前方のコーナーに対して速度が速すぎるとき（図５に示すようなコースに速度８０ｋｍ／ｈで進入するような状況）においては、リスクポテンシャルＲＰの値を高くする。

（変形例１−７）
式（６）で表される衝突余裕時間ｔｃを用いてリスクポテンシャルを決定してもよい。

衝突余裕時間は、現在の相対速度ｖｒが維持されると仮定して、自車が先行車に衝突するまでの時間を予測する指標である。

（変形例１−８）
式（７）で表される接近離間状態評価指標ＫｄＢを用いてリスクポテンシャルを決定してもよい。

ＫｄＢは、「ドライバが先行車の視覚的な面積変化によって接近・離間を検出しながら加減速操作を行っている」とする仮説に基づいて定義された指標である。

（変形例１−９）
式（８）で表される車間時間ＴＨＷ（Time-Head Way）を用いてリスクポテンシャルを決定してもよい。

車間時間ＴＨＷは、現在の自車速度で現在の先行車位置に到達する時間を示す指標である。

（変形例１−１０）
式（９）で表されるリスクフィーリングＲＦ（Risk Feeling）を用いてリスクポテンシャルを決定してもよい。

ａ，ｂは、予め求めた重みつけ定数である。
リスクフィーリングＲＦは、先行車追従時にドライバの車速制御特性を物理量で表現することを目的として、衝突余裕時間ＴＴＣと車間時間ＴＨＷのそれぞれの逆数の線形和を、ドライバが主観的に感じるリスクとして定義する指標である。

（変形例１−１１）
上述した実施の形態では、リスクポテンシャルを決定するために用いる外界情報を取得するために、ステレオカメラ７０とステレオ画像処理装置７０１を用いる例について説明したが、その他の例として以下のような外界情報取得部を採用することもできる。外界情報を取得する外界情報取得部としては、レーザーレーダやミリ波レーダなどの車両０の前方に存在する物体の情報を検出する車両前方情報検出部、車両０の周辺に存在する他の車両の情報を受信する車車間通信部、および、車両０の前方の環境情報を受信する路車間通信部などを採用することができる。たとえば、外界情報として、車両０の前方の通行帯が路面で凍結している情報、車両０の前方の通行帯の幅員が減少している情報、車両０の前方に急カーブなどが存在しているなどの道路情報を取得し、リスクポテンシャルを決定してもよい。

（変形例１−１２）
上述した実施の形態や、上述した（変形例１−１）〜（１−１１）で説明したリスクポテンシャルのうちの複数を求め、その中で最も高いリスクポテンシャルを選択し、選択したリスクポテンシャルに基づいて摩擦制動力および回生制動力のそれぞれの配分比率を決定してもよい。

（変形例２）
上述した実施の形態では、摩擦制動力の配分比率Ｒ_ＦＲが、リスクポテンシャルＲＰが高くなるにしたがって階段状で不連続的に大きくなる例について説明したが（図１４参照）、図２６に示すように、リスクポテンシャルＲＰが高くなるにしたがって連続的に摩擦制動力の配分比率Ｒ_ＦＲが高くなるようにしてもよい。なお、この場合、リスクポテンシャルＲＰは不連続値ではなく、ポテンシャル決定用パラメータＰＰが高くなるにしたがって連続的に変化する特性である。

連続的に変化するリスクポテンシャルＲＰに対応して、配分比率Ｒ_ＦＲが連続的に変化する場合、図２７（ａ）および図２７（ｂ）に示すような傾向が得られる。図２７（ａ）は、縦軸が単位横運動（たとえば横加加速度１ｍ／ｓ^３）あたりの摩擦制動用目標減速度Ｇ_ｘＦを表し、横軸がリスクポテンシャルＲＰを表したグラフである。図２７（ｂ）は、縦軸が単位横運動（たとえば横加加速度１ｍ／ｓ^３）あたりの回生制動用目標減速度Ｇ_ｘＲを表し、横軸がリスクポテンシャルＲＰを表したグラフである。

グラフに示されるＰＲ_ＳとＰＰ_Ｌの大小関係がＲＰ_Ｓ＜ＲＰ_Ｌの場合、ＲＰ_Ｌに対する摩擦制動用目標減速度Ｇ_ｘＦＬとし、ＲＰ_Ｓに対する摩擦制動用目標減速度Ｇ_ｘＦＳとすると、両者の大小関係は、Ｇ_ｘＦＬ＞Ｇ_ｘＦＳとなる。また、ＲＰ_Ｌに対する回生制動用目標減速度Ｇ_ｘＲＬとし、ＲＰ_Ｓに対する回生制動用目標減速度Ｇ_ｘＲＳとすると、両者の大小関係は、Ｇ_ｘＲＬ＜Ｇ_ｘＲＳとなる。

（変形例３）
上述した実施の形態では、プリクラッシュブレーキ用の減速度Ｇ_{ｘ＿ＤＣ＿Ｒ}が、リスクポテンシャルＲＰが高くなるにしたがって階段状で不連続的に大きくなる例について説明したが（図１５参照）、図２８に示すように、リスクポテンシャルＲＰが高くなるにしたがって連続的に減速度Ｇ_{ｘ＿ＤＣ＿Ｒ}が高くなるようにしてもよい。なお、この場合、リスクポテンシャルＲＰは不連続値ではなく、ポテンシャル決定用パラメータＰＰが高くなるにしたがって連続的に変化する特性である。

（変形例４）
第２の実施の形態では、正規化ゲインＫが、リスクポテンシャルＲＰが高くなるにしたがって階段状で不連続的に大きくなる例について説明したが（図２０（ｂ）参照）、図２９に示すように、リスクポテンシャルＲＰが高くなるにしたがって連続的に正規化ゲインＫが高くなるようにしてもよい。なお、この場合、リスクポテンシャルＲＰは不連続値ではなく、ポテンシャル決定用パラメータＰＰが高くなるにしたがって連続的に変化する特性である。

連続的に変化するリスクポテンシャルＲＰに対応して、正規化ゲインＫが連続的に変化する場合、図３０に示すような傾向が得られる。図３０は、縦軸が単位横運動（たとえば横加加速度１ｍ／ｓ^３）あたりの車両の目標前後加速度（減速度）Ｇ_ｘを表し、横軸がリスクポテンシャルＲＰを表したグラフである。

グラフに示されるＰＲ_ＳとＰＰ_Ｌの大小関係がＲＰ_Ｓ＜ＲＰ_Ｌの場合、ＲＰ_Ｌに対する目標前後加速度Ｇ_ｐＬとし、ＲＰ_Ｓに対する目標前後加速度Ｇ_ｐＳとすると、両者の大小関係は、Ｇ_ｐＬ＞Ｇ_ｐＳとなる。

（変形例５）
上述した実施の形態では、摩擦制動力の配分比率Ｒ_ＦＲを、摩擦制動力の大きさを決定するための第１制御値として決定し、回生制動力の配分比率Ｒ_Ｒを、回生制動力の大きさを決定するための第２制御値として決定する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、摩擦制動力の大きさを決定するための第１制御値αと、回生制動力の大きさを決定するための第２制御値βを、リスクポテンシャルＲＰに基づいて決定することとして、第１制御値αと第２制御値βの和が１以上になるようにすることができる。

この場合、たとえばリスクポテンシャルＲＰが高くなった場合に、第２制御値βは一定の値のままとし、第１制御値αだけを増加させることもできる。つまり、回生制動力を維持させたまま、摩擦制動力の大きさ（絶対量）だけを大きくすることができる。

（変形例６）
上述した実施の形態では、横運動に連係した前後加速度と横運動に連係しない前後加速度とを足し合わせて車両の目標前後加速度を決定する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。横運動に連係した前後加速度と、横運動に連係しない前後加速度のうち、絶対値の大きい方を選択して車両の目標前後加速度として決定してもよい。

（変形例７）
第２の実施の形態では、一定値である横運動連係ゲイン（−Ｃ_ｘｙ）と、リスクポテンシャルＲＰに応じて変化する正規化ゲイン（Ｋ）とを乗じて、減速度（−Ｋ・Ｃ_ｘｙ・Ｇ_ｙ＿ｄｏｔ）を求める例について説明したが、本発明はこれに限定されない。正規化ゲインＫを乗じることに代えて、横運動連係ゲイン（−Ｃ_ｘｙ）を変数として、横運動連係ゲイン（−Ｃ_ｘｙ）自体をリスクポテンシャルＲＰに応じて変化させるようにしてもよい。

（変形例８−１）
上述した実施の形態では、横加速度センサ２１で検出された横加速度を微分して横加加速度を演算し、この横加加速度とゲインＣ_ｘｙに基づいて横運動に連係した前後加速度を演算した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。ステアリング１６の操舵操作から横加加速度を演算し、この横加加速度とゲインＣ_ｘｙに基づいて横運動に連係した前後加速度を演算してもよい。さらに、横加速度から求められた横加加速度と、操舵操作から求められた横加加速度のうちの大きい方の横加加速度あるいは両者の平均値と、ゲインＣ_ｘｙに基づいて横運動に連係した前後加速度を演算してもよい。

（変形例８−２）
上述した実施の形態では、車両０の横加速度の絶対値が増加するにしたがって車両０を減速させ、車両０の横加速度の絶対値が減少するにしたがって車両を加速させるように前後加速度を決定する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。操舵角センサ３３で検出された操舵角の絶対値が増加するにしたがって車両０を減速させ、操舵角の絶対値が減少するにしたがって車両を加速させるように前後加速度を決定するようにしてもよい。

（変形例９）
上述した実施の形態では、たとえば、リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_０からＲＰ_３に変化した場合、制動力が作用する車輪が二輪から四輪に変化する例、すなわち、リスクポテンシャルＲＰが大きくなった場合、制動力が作用する車輪の数が増加する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、リスクポテンシャルＲＰの値がＲＰ_０のときに、摩擦制動力の配分比率を０．２として、リスクポテンシャルＲＰの大きさにかかわらず、制動力が作用する車輪を常に四輪としてもよい。また、モータの回生制動力が四輪のそれぞれに作用する構成とした場合、摩擦制動力の配分比率を０．０とした場合であっても制動力が作用する車輪は常に四輪となるが、このような構成においてもリスクポテンシャルＲＰが高くなるにしたがって摩擦制動力の配分比率を大きくすることで、緊急回避性能の向上を図ることができる。なお、回生制動は、前輪あるいは後輪のいずれかに作用する車両が多く、このような車両に対して、リスクポテンシャルが高くなった場合に制動輪の数を増加させることで、タイヤの負担率を低減することができるとともに、ＳＯＣによる回生制動力の変化の影響を抑えることができ、指令値に対する実際の減速度の追従性を向上することができる。

（変形例１０）
上述した実施の形態では、四輪を有する車両を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。六輪以上の車輪を有する車両に本発明を適用することもできる。

（変形例１１）
上述した実施の形態で説明した制御と合わせて、リスクポテンシャルＲＰの値が所定値以上となったときに摩擦制動のための油圧ブレーキの不感帯をつめるようなプレ・ブレーキ動作を自動で行うようにしてもよい。

（変形例１２）
上述した実施の形態では、リスクポテンシャルＲＰが４段階に設定される例を説明したが、本発明はこれに限定されない。５段階以上としてもよいし、３段階以下としてもよい。また、リスクポテンシャル「有」と「無」の２段階としてもよい。本明細書において、リスクポテンシャル「有」とはリスクポテンシャル「無」に比べて、リスクポテンシャルが高いということと同義である。

（変形例１３）
緊急回避の際、高度な運転操作により回避を試みるドライバが存在する。このため、ドライバの操作による動作と「横運動に連係した前後加速度制御」とが干渉を及ぼす可能性がある。たとえば、後輪駆動車両の場合、操舵操作と合わせて、アクセルを全開にして、駆動力により後輪横力を低減させ、急激にヨーイング運動を立ち上げて回避を行うかもしれないし、パーキングブレーキを操作して後輪をロックさせて、いわゆるスピンターン状態で回避を行うかもしれない。このような状況に対しては、アクセル操作量やパーキングブレーキの操作量に予め閾値を設定しておき、この閾値を超えた操作量が検出されたときには、正規化ゲインＫをリスクポテンシャルに応じて決定された値に比べて小さくする、たとえば０に設定してもよい。これにより、ドライバからのアクセル操作量が、予め定めた閾値を超えて入力された場合に横運動に連係した前後加速度が０となり、ドライバの操作による動作との干渉を防止することができる。

（変形例１４）
上述した実施の形態では、車両の横運動に連動して制動力が作用するＧＶＣが行われた場合、あるいは、プリクラッシュブレーキが作動した場合に発生する車両の制動力を、リスクポテンシャルに基づいて決定された配分比率に応じて、摩擦制動力と回生制動力に配分する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。ドライバがブレーキペダル１１を操作する前の段階において、リスクポテンシャルに基づいて摩擦制動力および回生制動力のそれぞれの配分比率を決定しておき、ドライバのブレーキペダル１１の操作により発生させる車両の制動力を、リスクポテンシャルに基づいて決定された配分比率に応じて、摩擦制動力と回生制動力に配分することもできる。

（変形例１５）
上述した実施の形態では、リスクポテンシャルＲＰ、配分比率Ｒ_ＦＲ、減速度Ｇ_{ｘ＿ＤＣ＿Ｒ}、および、正規化ゲインＫの特性がルックアップテーブル形式で予めＡＤＡＳコントローラ４０の記憶装置に記憶されている例について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、ルックアップテーブル形式のデータに代えて、各特性を表す関数を予め記憶装置に記憶させておくこともできる。

（変形例１６）
上記実施の形態では、ＡＤＡＳコントローラ４０，２４０が実行する制御プログラムはＡＤＡＳコントローラ４０，２４０の記憶装置に格納されている例で説明したが、本発明はこれに限定されない。制御プログラムやそのインストールプログラムをＣＤ−ＲＯＭ９０４などの記録媒体で提供してもよい。さらに、それらのプログラムをインターネットなどに代表される通信回線などの伝送媒体を介して提供することも可能である。すなわち、プログラムを、伝送媒体を搬送する搬送波上の信号に変換して送信することも可能である。

図３１はその様子を示す図である。車載コントローラ９００は上述したＡＤＡＳコントローラ４０，２４０であり、通信回線９０１との接続機能を有する。コンピュータ９０２は上記プログラムを提供するサーバーコンピュータであり、ハードディスク９０３などの記録媒体にプログラムを格納する。通信回線９０１は、インターネット、パソコン通信などの通信回線、あるいは専用通信回線などである。コンピュータ９０２はハードディスク９０３を使用してプログラムを読み出し、通信回線９０１を介してプログラムを車載コントローラ９００に送信する。すなわち、プログラムをデータ信号として搬送波を介して、通信回線９０１を介して送信する。このように、プログラムは、記録媒体やデータ信号（搬送波）などの種々の形態のコンピュータ読み込み可能なコンピュータプログラム製品として供給できる。

本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

１ モータ、２ 電子制御トランスミッション、７ パワーステアリング、１０ アクセルペダル、１１ ブレーキペダル、１６ ステアリング、２１ 横加速度センサ、
２２ 前後加速度センサ、２３ 微分回路、２４ 微分回路、３０ ステアリングコントローラ、３１ アクセルペダルセンサ、３２ ブレーキペダルセンサ、３３ 操舵角センサ、３８ ヨーレイトセンサ、３９ ナビセンサ、４０ ＡＤＡＳコントローラ、４０Ａ 前後加速度決定部、４１ リスクポテンシャル決定部、４２ 配分比率決定部、４３ 摩擦制動用減速度決定部、４４ 回生制動用減速度決定部、４５ 摩擦ブレーキコントローラ、４６ パワートレインコントローラ、４８ ペダルコントローラ、５１ アクセルペダル反力モータ、５２ ブレーキペダル反力モータ、５３ ステア反力モータ、６１ 左前輪、６２ 右前輪、６３ 左後輪、６４ 右後輪、６５ 摩擦制動装置、６５ｃ キャリパー、６５ｒ ブレーキロータ、７０ ステレオカメラ、１０１ 先行車、２２３ 信号処理部、２４０ ＡＤＡＳコントローラ、４１０ ゲイン決定部、４２０Ｆ 比率乗算部、４２０Ｒ 比率乗算部、４３０Ｆ 第１ゲイン乗算部、４３０Ｒ 第１ゲイン乗算部、４５０Ｆ 第２ゲイン乗算部、４５０Ｒ 第２ゲイン乗算部、４６０ Ｇ_ｘ＿ＤＣ決定部、４６１Ｆ 加算器、４６１Ｒ 加算器、７０１ ステレオ画像処理装置、９００ 車載コントローラ、９０１ 通信回線、９０２ コンピュータ、９０３ ハードディスク

Claims (17)

1. 摩擦制動装置および回生制動装置を備えた車両において用いられる車両の運動制御システムであって、
   少なくとも外界情報および車両情報のいずれか一方に基づいて、前記車両のリスクポテンシャルを決定するリスクポテンシャル決定部と、
   前記リスクポテンシャル決定部で決定されたリスクポテンシャルに基づいて、前記摩擦制動装置による摩擦制動力の配分比率と、前記回生制動装置による回生制動力の配分比率と、を決定する配分比率決定部と、
   前記車両に対する操舵操作および前記車両の横運動のうちの一方または両方に基づいて、前記車両の減速度を決定する減速度決定部と、
   前記配分比率決定部で決定された前記摩擦制動力の配分比率および前記回生制動力の配分比率と、前記減速度決定部で決定された減速度と、に基づいて、前記摩擦制動力の大きさおよび前記回生制動力の大きさを決定する制動力決定部と、を備える車両の運動制御システム。
2. 請求項１に記載の車両の運動制御システムにおいて、
   前記リスクポテンシャルが第１の所定値である場合、前記制動力決定部は、前記車両の前輪に前記摩擦制動力と前記回生制動力のいずれも発生せずに、前記車両の後輪に前記回生制動力が発生するように、前記車両の各車輪に対する前記摩擦制動力の大きさおよび前記回生制動力の大きさを決定し、
   前記リスクポテンシャルが前記第１の所定値よりも高い第２の所定値である場合、前記制動力決定部は、前記車両の後輪に前記回生制動力が発生すると共に、前記車両の前輪および後輪に前記摩擦制動力がそれぞれ発生するように、前記車両の各車輪に対する前記摩擦制動力の大きさおよび前記回生制動力の大きさを決定する車両の運動制御システム。
3. 請求項１または２に記載の車両の運動制御システムにおいて、
   前記減速度決定部は、前記リスクポテンシャル決定部で決定されたリスクポテンシャルが所定の閾値以上である場合、前記操舵操作および前記横運動に関わらず前記車両を自動的に減速させるための第２の減速度をさらに決定し、
   前記制動力決定部は、前記配分比率決定部で決定された前記摩擦制動力の配分比率および前記回生制動力の配分比率と、前記減速度決定部で決定された前記減速度および前記第２の減速度と、に基づいて、前記摩擦制動力の大きさおよび前記回生制動力の大きさを決定する車両の運動制御システム。
4. 請求項３に記載の車両の運動制御システムにおいて、
   前記リスクポテンシャルが前記閾値以上の第３の所定値である場合、前記制動力決定部は、前記車両の後輪に前記回生制動力が発生すると共に、前記車両の前輪および後輪に前記摩擦制動力がそれぞれ発生するように、前記車両の各車輪に対する前記摩擦制動力の大きさおよび前記回生制動力の大きさを決定し、
   前記リスクポテンシャルが前記第３の所定値よりも高い第４の所定値である場合、前記制動力決定部は、前記車両の前輪と後輪のいずれにも前記回生制動力が発生せず、前記車両の前輪および後輪に前記摩擦制動力がそれぞれ発生するように、前記車両の各車輪に対する前記摩擦制動力の大きさおよび前記回生制動力の大きさを決定する車両の運動制御システム。
5. 請求項１ないし４のいずれか一項に記載の車両の運動制御システムにおいて、
   前記配分比率決定部は、前記リスクポテンシャル決定部で決定されたリスクポテンシャルが高くなった場合、前記摩擦制動力の配分比率が大きくなり、前記回生制動力の配分比率が小さくなるように、前記摩擦制動力の配分比率および前記回生制動力の配分比率を決定する車両の運動制御システム。
6. 請求項３または４に記載の車両の運動制御システムにおいて、
   前記減速度決定部で決定される前記第２の減速度は、前記リスクポテンシャルが高くなるにしたがって高くなる車両の運動制御システム。
7. 請求項１ないし６のいずれか一項に記載の車両の運動制御システムにおいて、
   前記外界情報を取得する外界情報取得部は、前記車両の前方に存在する物体の情報を検出する車両前方情報検出部、前記車両の周辺に存在する他の車両の情報を受信する車車間通信部、および、前記車両の前方の環境情報を受信する路車間通信部のうちの少なくとも一つから構成され、
   前記車両情報を取得する車両情報取得部は、前記車両の車速を検出する車速検出部、前記車両の操舵角を検出する操舵角検出部、前記車両の加速度を検出する加速度検出部、前記車両のヨーレイトを検出するヨーレイト検出部、前記車両のアクセルペダルの操作速度を検出するアクセル操作速度検出部、および、前記車両のブレーキペダルの操作速度を検出するブレーキ操作速度検出部のうちの少なくとも一つから構成されている車両の運動制御システム。
8. 請求項１ないし７のいずれか一項に記載の車両の運動制御システムにおいて、
   前記リスクポテンシャル決定部は、前記車両と障害物との衝突余裕時間、前記車両の操舵角、前記車両の横運動の推定値と実測値との偏差のうちの少なくとも一つに基づいて、前記リスクポテンシャルを決定する車両の運動制御システム。
9. 請求項１ないし８のいずれか一項に記載の車両の運動制御システムにおいて、
   前記リスクポテンシャルが高くなるにしたがって大きくなる前記摩擦制動力の配分比率の特性が予め記憶された第１記憶部を備え、
   前記配分比率決定部は、前記第１記憶部に記憶された前記摩擦制動力の配分比率の特性に基づいて前記リスクポテンシャルに対応した前記摩擦制動力の配分比率および前記回生制動力の配分比率を決定する車両の運動制御システム。
10. 請求項１ないし９のいずれか一項に記載の車両の運動制御システムにおいて、
    前記リスクポテンシャルが高くなるにしたがって大きくなるゲインの特性が予め記憶されたゲイン記憶部を備え、
    前記減速度決定部は、
    前記ゲイン記憶部に記憶された前記ゲインの特性に基づいて前記リスクポテンシャルに対応した前記ゲインを決定し、
    前記車両に対する操舵操作および前記車両の横運動のうちの一方または両方と、決定した前記ゲインとに基づいて、前記減速度を決定する車両の運動制御システム。
11. 請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の車両の運動制御システムにおいて、
    前記車両の横加速度を検出する横加速度検出部を備え、
    前記減速度決定部は、前記車両の横加速度の絶対値が増加するにしたがって前記車両を減速させるように前記減速度を決定する車両の運動制御システム。
12. 請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の車両の運動制御システムにおいて、
    前記車両の操舵角を検出する操舵角検出部を備え、
    前記減速度決定部は、前記車両の操舵角の絶対値が増加するにしたがって前記車両を減速させるように前記減速度を決定する車両の運動制御システム。
13. 請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の車両の運動制御システムにおいて、
    前記減速度決定部は、次式により前後加速度Ｇ_ｘを決定することで前記減速度を決定する車両の運動制御システム。
    

    

    ただし、Ｇ_ｙは車両の横加速度、Ｇ_ｙ＿ｄｏｔは車両の横加加速度、Ｃ_ｘｙはゲイン、Ｔは一次遅れ時定数、ｓはラプラス演算子、Ｇ_ｘ＿ＤＣは車両の横運動に連係しない前後加速度である。
14. 請求項１ないし１３のいずれか一項に記載の車両の運動制御システムにおいて、
    前記減速度決定部は、
    前記車両の前方向をｘ軸の正、前記車両の左方向をｙ軸の正とした車両固定座標系で、前記車両にｙ方向に正である左側の操舵入力があった場合、あるいは前記車両がｙ方向に正である左旋回を開始した場合に、前記車両の横加速度が正の方向に発生するとともに、前記車両の前後加速度が負の方向に発生することにより、前記車両の前後加速度をｘ軸、前記車両の横加速度をｙ軸とした座標系において、前後加速度と横加速度を表す座標の軌跡が、原点近傍から第２象限に向けて、時計回りの滑らかな曲線となるように、前記減速度を決定する車両の運動制御システム。
15. 請求項１ないし１４のいずれか一項に記載の車両の運動制御システムを備えている車両。
16. 摩擦制動装置および回生制動装置を備えた車両に搭載される演算処理装置において実行可能なプログラムであって、前記演算処理装置に、
    少なくとも外界情報および車両情報のいずれか一方に基づいて、前記車両のリスクポテンシャルを決定するリスクポテンシャル決定処理と、
    前記リスクポテンシャル決定処理で決定されたリスクポテンシャルに基づいて、前記摩擦制動装置による摩擦制動力の配分比率と、前記回生制動装置による回生制動力の配分比率と、を決定する配分比率決定処理と、
    前記車両に対する操舵操作および前記車両の横運動のうちの一方または両方に基づいて、前記車両の減速度を決定する減速度決定処理と、
    前記配分比率決定処理で決定された前記摩擦制動力の配分比率および前記回生制動力の配分比率と、前記減速度決定処理で決定された減速度と、に基づいて、前記摩擦制動力の大きさおよび前記回生制動力の大きさを決定する制動力決定処理と、を実行させるプログラム。
17. 請求項１６に記載のプログラムにおいて、
    前記配分比率決定処理では、前記リスクポテンシャル決定処理で決定されたリスクポテンシャルが高くなった場合、前記摩擦制動力の配分比率が大きくなり、前記回生制動力の配分比率が小さくなるように、前記摩擦制動力の配分比率および前記回生制動力の配分比率を決定するプログラム。

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