(57)【要約】【課題】  燃費の悪化を抑制しつつ、運転者の所望する加速度を発生させることができる車両の運転支援装置を提供する。【解決手段】  運転者の要求加速度を予測する要求加速度予測部7と、要求加速度を得るアクセルペダル操作量である許可操作量を演算する許可操作量演算部8と、アクセルペダル操作量が許可操作量を超えた場合、あらかじめ設定されたアクセルペダル反力特性に基づくアクセルペダル反力に対し、アクセルペダル反力を大きくするアクセルペダル反力制御部10と、を備えた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者の要求加速度を予測する要求加速度予測手段と、
前記要求加速度を得るアクセルペダル操作量である許可操作量を演算する許可操作量演算手段と、
アクセルペダル操作量が前記許可操作量を超えた場合、あらかじめ設定されたアクセルペダル反力特性に基づくアクセルペダル反力に対し、アクセルペダル反力を大きくするアクセルペダル反力制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両の運転支援装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の運転支援装置において、
前記要求加速度予測手段は、自車周囲の走行環境に基づいて前記要求加速度を予測することを特徴とする車両の運転支援装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の車両の運転支援装置において、
前記要求加速度予測手段は、運転者の運転操作に基づいて前記要求加速度を予測することを特徴とする車両の運転支援装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の車両の運転支援装置において、
前記要求加速度予測手段は、車両状態に基づいて前記要求加速度を予測することを特徴とする車両の運転支援装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の車両の運転支援装置において、
前記要求加速度予測手段は、推定される自車の走行経路の平均車速と現在の自車速度との差分が大きいほど前記要求加速度を高い値とすることを特徴とする車両の運転支援装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の車両の運転支援装置において、
前記要求加速度予測手段は、先行車および／または後続車との相対関係に基づいて前記要求加速度を予測することを特徴とする車両の運転支援装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の車両の運転支援装置において、
前記許可操作量演算手段は、自車に作用する横加速度が所定値を超えた場合には、前記所定値を下回るまでの間、前記所定値を超える直前に演算した許可操作量を維持することを特徴とする車両の運転支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の運転支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１，２には、アクセルペダルの踏み込み時、最適な燃料消費率を得るアクセルペダル操作量の近傍でアクセルペダル反力を屈曲的に増加させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2007-076468号公報
【特許文献２】特開2007-182196号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術にあっては、運転者が加速を望むシーンであっても最適な燃料消費率を得るアクセルペダル操作量を超えるアクセルペダル操作が抑制されるため、運転者は所望する加速度を発生させることができないという問題があった。
本発明の目的は、燃費の悪化を抑制しつつ、運転者の所望する加速度を発生させることができる車両の運転支援装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明では、アクセルペダル操作量が予測した運転者の要求加速度を得る許可操作量を超えた場合、あらかじめ設定されたアクセルペダル反力特性に基づくアクセルペダル反力に対し、アクセルペダル反力を大きくする。
【発明の効果】
【０００６】
よって、要求加速度を得るアクセルペダル操作量を許容しつつ、過度なアクセルペダル操作を抑制できるため、燃費の悪化を抑制しつつ、運転者の所望する加速度を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１の車両の運転支援装置の構成図である。
【図２】アクセルペダル操作量に対するアクセルペダル反力特性を示す図である。
【図３】アクセルペダル反力制御装置2によるアクセルペダル反力制御の流れを示すフローチャートである。
【図４】右左折判定処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】右左折開始および右左折判定方法を示す図である。
【図６】カーブ通過判定処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】カーブ進入およびカーブ通過判定方法を示す図である。
【図８】先行車追い越し判定処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】合流時における要求加速度マップである。
【図１０】渋滞時、一時停止線までの加速時、踏み切りまでの加速時および信号停止位置までの加速時における要求加速度マップである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
〔実施例１〕
図１は、実施例１の車両の運転支援装置の構成図である。
運転支援装置は、アクセルペダル1の反力を制御して運転者の運転支援を行うもので、アクセルペダル反力制御装置（アクセルペダル反力制御手段）2と、アクチュエータ3とを有する。
アクセルペダル反力制御装置2は、運転者の要求加速度を予測して要求加速度を得るアクセルペダル操作量である許可操作量を演算し、アクセルペダル操作量が許可操作量を超えた場合、アクチュエータ3を駆動し、あらかじめ設定された通常アクセルペダル反力特性に基づくアクセルペダル反力（通常反力）に対し、アクチュエータ3の出力トルクによる反力を付加することにより、アクセルペダル反力を通常反力よりも大きくする。ここで、通常アクセルペダル反力特性（通常反力特性）は、例えば、アクセルペダル操作量が大きくなるほどアクセルペダル反力がリニアに大きくなるように設定されている（図２参照）。この特性は、例えば、アクセルペダル1の回転中心に設けられたねじりばね（不図示）のばね力によって実現できる。
アクチュエータ3は、例えば、サーボモータであり、アクセルペダル1の回転軸と接続されている。アクチュエータ3は、アクセルペダル反力制御装置2からの指令に基づき、アクセルペダル1の回転軸にトルクを付与することで、通常反力よりもアクセルペダル反力を大きくする。
【０００９】
アクセルペダル反力制御装置2は、走行環境取得部4、運転操作判定部5、車両状態判定部6、要求加速度予測部（要求加速度予測手段）7、許可操作量演算部（許可操作量演算手段）8、アクセルペダル反力演算部9およびアクセルペダル反力制御部（アクセルペダル反力制御手段）10を有する。
走行環境取得部4は、ナビゲーションシステム、車載カメラ、レーザレーダ、車輪速センサ、前後Gセンサ等からの情報に基づき、自車周囲の走行環境情報を取得する。走行環境情報は、カーブの曲率、カーブまでの距離、交差点位置、交差点までの距離、交差点内に居るか否か、道路勾配、制限速度、料金所、ETC通過、道路の種別(都市間高速、都市高速、国道、県道、本線、ランプ、インターチェンジ、ジャンクション、合流路)、一時停止位置までの距離、信号色の情報、信号切り替わりまでの時間、走行レーン(右折レーン、左折レーン、直進レーン)、先行車との車間距離、先行車との相対速度、先行車との相対速度変化、先行車の右左折、後続車との車間距離、後続車との相対速度、前方の渋滞位置までの距離、現在の車両走行路における平均車速、現在の走行区間の平均通過時間、合流する道路における平均車速等である。
【００１０】
運転操作判定部5は、アクセルペダル操作量センサ（またはアクセル開度センサ）、操舵角センサ、ウインカースイッチ等からの情報に基づき、運転者の運転操作（アクセルペダル操作、ハンドル操作、ウインカー操作等）を判定する。
車両状態判定部6は、車輪速センサ、横Gセンサ、前後Gセンサ等からの情報に基づき、車両状態（速度、横G）を判定する。
要求加速度予測部7は、走行環境取得部4で取得された走行環境情報、運転操作判定部5で判定された運転操作および車両状態判定部6で判定された車両状態に基づいて、走行シーンの判定、運転者の運転意図（加速意図、操舵意図）の推定を行い、走行シーンおよび運転意図から運転者が所望する加速度である要求加速度を予測する。
許可操作量演算部8は、要求加速度予測部7で演算された要求加速度が得られるようなアクセルペダル操作量を許可操作量として演算する。このとき、アクセルペダル操作量に対する車両の加速度は、走行抵抗（車速、道路勾配等）が大きいほど小さくなるため、走行抵抗が大きいほど許可操作量を増加補正することにより、走行抵抗にかかわらず、要求加速度に合致した許可操作量を演算できる。
また、許可操作量演算部8は、自車に作用する横Gが所定値を超えた場合には、横Gが所定値を下回るまでの間、所定値を超える直前に演算した許可操作量を維持する。
アクセルペダル反力演算部9は、許可操作量に基づいて図２に示すようなアクセルペダル操作量に対するアクセルペダル反力特性を設定し、アクセルペダル操作量から当該アクセルペダル反力特性を参照して目標アクセルペダル反力を演算する。図２に示すように、アクセルペダル反力特性は、アクセルペダル操作量が許可操作量を超えると、通常特性よりもアクセルペダル操作量の変化に対するアクセルペダル反力の変化が大きくなるように（例えば、2倍の傾き）設定される。なお、アクセルペダル反力には上限が設けられている。
アクセルペダル反力制御部10は、アクセルペダル反力演算部9で演算された目標アクセルペダル反力を得るアクチュエータ3の目標出力トルクを求め、実際の出力トルクが目標出力トルクと一致するようにアクチュエータ3の出力トルクをサーボ制御する。
【００１１】
［アクセルペダル反力制御］
図３は、アクセルペダル反力制御装置2によるアクセルペダル反力制御の流れを示すフローチャートである。
ステップS1では、走行環境取得部4において、自車周囲の走行環境情報を取得する。
ステップS2では、運転操作判定部5において、運転者の運転操作を判定する。
ステップS3では、車両状態判定部6において、車両状態を判定する。
ステップS4では、要求加速度予測部7において、走行環境情報、運転操作および車両状態に基づき、運転者の要求加速度を予測する。
ステップS5では、許可操作量演算部8において、要求加速度を得るアクセルペダル操作量としての許可操作量を演算する。
ステップS6では、アクセルペダル反力演算部9において、許可操作量に基づいてアクセルペダル操作量に対するアクセルペダル反力特性を設定し、アクセルペダル操作量と設定したアクセルペダル反力特性から目標アクセルペダル反力を演算する。
ステップS7では、アクセルペダル反力制御部10において、目標アクセルペダル反力が得られるようにアクチュエータ3の出力トルクをサーボ制御する。
【００１２】
［走行シーン判定］
次に、要求加速度予測部7による走行シーン判定の具体例として、右左折、カーブ通過、先行車追い越しの判定方法を説明する。
（右左折判定）
図４は、右左折判定処理の流れを示すフローチャートである。
ステップS11では、走行環境取得部4において、交差点情報を取得する。
ステップS12では、運転操作判定部5において、操舵角を取得する。
ステップS13では、自車位置が交差点から所定距離以内にあるか否かを判定し、YESの場合にはステップS14へ進み、NOの場合にはリターンへ進む。
ステップS14では、交差点進入を判定する。
ステップS15では、操舵角が第１操舵角しきい値以上であるか否かを判定し、YESの場合にはステップS16へ進み、NOの場合にはリターンへ進む。
ステップS16では、右左折の開始を判定する。図５に示すように、操舵方向が右である場合には右折開始と判定し、操舵方向が左である場合には左折開始と判定する。
ステップS17では、操舵角が第２操舵角しきい値以下であるか否かを判定し、YESの場合にはステップS18へ進み、NOの場合にはステップS17を繰り返す。図５に示すように、右左折を判定する第２操舵角しきい値と右左折開始を判定する第１操舵角しきい値とはヒステリシスが設定され、第２操舵角しきい値は第１操舵角しきい値よりも小さな値に設定されている。
ステップS18では、右左折終了を判定する。ステップS16で右折開始と判定された場合には右折終了と判定し、左折開始と判定された場合には左折終了と判定する。
【００１３】
（カーブ通過判定）
図６は、カーブ通過判定処理の流れを示すフローチャートである。
ステップS21では、走行環境取得部4において、カーブ情報を取得する。
ステップS22では、カーブ曲率が自車速度に応じた第１カーブ曲率しきい値よりも小さいか否かを判定し、YESの場合にはステップS23へ進む、NOの場合にはリターンへ進む。図７に示すように、第１カーブ曲率しきい値は、自車速度が高くなるほど大きな値となるように設定されている。
ステップS23では、カーブ進入を判定する。
ステップS24では、カーブ曲率が自車速度に応じた第２カーブ曲率しきい値よりも大きいか否かを判定し、YESの場合にはステップS25へ進み、NOの場合にはステップS24を繰り返す。図７に示すように、カーブ通過を判定する第２カーブ曲率しきい値とカーブ進入を判定する第１カーブ曲率しきい値とはヒステリシスが設定され、第２カーブ曲率しきい値は第１カーブ曲率しきい値よりも大きな値に設定されている。
ステップS25では、カーブ通過を判定する。
【００１４】
（先行車追い越し判定）
図８は、先行車追い越し判定処理の流れを示すフローチャートである。
ステップS31では、走行環境取得部4において、先行車情報を取得する。
ステップS32では、車両状態判定部6において、横Gを取得する。
ステップS33では、先行車の減速かつ先行車左折ウインカーを検知したか否かを判定し、YESの場合にはステップS34へ進み、NOの場合にはステップS36へ進む。
ステップS34では、自車の減速かつ自車の右操舵を検知したか否かを判定し、YESの場合にはステップS35へ進み、NOの場合にはステップS36へ進む。右操舵の判定方法は、図５に示した右折開始判定方法と同一である。
ステップS35では、先行車追い越しを判定する。
ステップS36では、先行車の減速かつ先行車の右折ウインカーを検知したか否かを判定し、YESの場合にはステップS37へ進み、NOの場合にはステップS39へ進む。
ステップS37では、自車の減速かつ自車の左操舵を検知したか否かを判定し、YESの場合にはステップS38へ進み、NOの場合にはステップS39へ進む。左操舵の判定方法は、図５に示した左折開始判定方法と同一である。
ステップS38では、先行車追い抜きを判定する。
ステップS39では、先行車の減速かつ先行車のハザードを検知したか否かを判定し、YESの場合にはステップS40へ進み、NOの場合にはリターンへ進む。
ステップS40では、自車の減速かつ自車の右操舵を検知したか否かを判定し、YESの場合にはステップS41へ進み、NOの場合にはリターンへ進む。
ステップS41では、先行車追い越しを判定する。
【００１５】
［要求加速度予測方法］
以下に、要求加速度予測部7による要求加速度の予測方法を列挙する。
（加速推定）
自車速度とアクセルペダル操作量から要求加速度を予測する。アクセルペダル操作量が大きいほど、自車速度が低いほど要求加速度を高い値とする。または、推定される自車の走行経路の平均車速と自車速度との差分から要求加速度を予測する。差分が大きいほど要求加速度を高い値とする。平均車速に代えて、制限速度または走行道路区間における通過時間から算出された車速を用いてもよい。
（合流）
本線へ合流する道路を走行しているという情報を取得した場合、合流する道路の平均車速と自車速度との差分と、合流地点までの距離から要求加速度を予測する。図９は、合流時における要求加速度マップであり、平均車速と自車速度との差分が大きいほど、合流地点までの距離が短いほど要求加速度を高い値とする。平均車速に代えて、制限速度または走行道路区間における通過時間から算出された車速を用いてもよい。
（右左折）
交差点で右左折すると判定した場合、右左折後の走行路の平均車速から要求加速度を予測する。平均車速が高いほど要求加速度を高い値とする。平均車速に代えて、制限速度または走行道路区間における通過時間から算出された車速を用いてもよい。
（カーブ通過後加速）
カーブを通過したと判定した場合、通過後の道路の平均車速と自車速度との差分から要求加速度を予測する。差分が大きいほど要求加速度を高い値とする。平均車速に代えて、制限速度または走行道路区間における通過時間から算出された車速を用いてもよい。
【００１６】
（先行車追従）
先行車の捕捉情報を取得した場合、先行車との車間距離から要求加速度を予測する。車間距離が長いほど要求加速度を高い値とする。ここで、車間距離に代えて、車間距離の変化、相対速度または相対速度の変化を用いてもよい。また、これらを複数組み合わせて予測しても良い。
（後続車）
後続車の接近を検知した場合、後続車との車間距離から要求加速度を予測する。車間距離が短いほど要求加速度を高い値とする。ここで、車間距離に代えて、車間距離の変化、相対速度または相対速度の変化を用いてもよい。また、これらを複数組み合わせて予測しても良い。
（先行車追い越し）
先行車の右左折または停車を検知、かつ、運転者の先行車追い越し操作を検知した場合、走行路の平均車速と自車速度との差分から要求加速度を予測する。差分が大きいほど要求加速度を高い値とする。平均車速に代えて、制限速度または走行道路区間における通過時間から算出された車速を用いてもよい。
（駐車場からの合流）
駐車場から道路への合流を検知した場合、合流する道路の平均車速と自車速度との差分から要求加速度を予測する。差分が大きいほど要求加速度を高い値とする。平均車速に代えて、制限速度または走行道路区間における通過時間から算出された車速を用いてもよい。
【００１７】
（料金所加速）
料金所の通過を判定した場合、料金所通過後の道路の平均車速と自車速度との差分から要求加速度を予測する。差分が大きいほど要求加速度を高い値とする。平均車速に代えて、制限速度または走行道路区間における通過時間から算出された車速を用いてもよい。
（渋滞時の加速）
自車前方の渋滞を検知した場合、自車速度と渋滞までの距離から要求加速度を予測する。図１０の要求加速度マップに示すように、自車速度が低いほど、渋滞までの距離が長いほど要求加速度を高い値とする。
（一時停止線までの加速）
自車前方の一時停止線を検知した場合、自車速度と一時停止線までの距離から要求加速度を予測する。一時停止線で停車することを前提とし、図１０の要求加速度マップに示すように、自車速度が低いほど、一時停止地点までの距離が長いほど要求加速度を高い値とする。
（踏み切りまでの加速）
自車前方の踏み切りを検知した場合、自車速度と踏み切りまでの距離から要求加速度を予測する。自車速度が低いほど、図１０の要求加速度マップに示すように、踏み切りまでの距離が長いほど要求加速度を高い値とする。
（信号停止位置までの加速）
自車前方の交差点到達時に信号が赤になり停車が必要と判定した場合、自車速度と信号停止位置までの距離から要求加速度を予測する。信号停止位置で停車することを前提とし、図１０の要求加速度マップに示すように、自車速度が低いほど、信号停止位置までの距離が長いほど要求加速度を高い値とする。
【００１８】
実施例１の運転支援装置にあっては、以下に列挙する作用効果を奏する。
(1) 運転者の要求加速度を予測する要求加速度予測部7と、要求加速度を得るアクセルペダル操作量である許可操作量を演算する許可操作量演算部8と、アクセルペダル操作量が許可操作量を超えた場合、あらかじめ設定されたアクセルペダル反力特性に基づくアクセルペダル反力に対し、アクセルペダル反力を大きくするアクセルペダル反力制御部10と、を備えた。
従来の運転支援装置では、アクセルペダルの踏み込み時、最適な燃料消費率を得るアクセルペダル操作量の近傍でアクセルペダル反力を急増させている。このため、運転者が加速を望むシーンであっても最適な燃料消費率を得るアクセルペダル操作量を超えるアクセルペダル操作が抑制され、運転者は所望する加速度を発生させることができない。一方、加速が必要なシーンを検知し、上記のようなアクセルペダル反力の急増を禁止する方策は知られているが、この場合、必要以上の加速が許容され、燃費の悪化を招く。
これに対し、実施例１の運転支援装置では、アクセルペダル操作量が許可操作量を超えた場合、通常ペダル反力よりもアクセルペダル反力を大きくする構成を採用したことにより、要求加速度を得るアクセルペダル操作量を許容しつつ、過度なアクセルペダル操作を抑制できる。よって、燃費の悪化を抑制しつつ、運転者の所望する加速度を発生させることができる。
【００１９】
(2) 要求加速度予測部7は、自車周囲の走行環境に基づいて要求加速度を予測する。
自車周囲の走行環境を見ることで、走行シーン（合流、カーブ通過、先行車および後続車の有無、料金所、渋滞、一時停止線、踏み切り、信号等）を判定できる。走行シーンが判ると、運転者が自車をどの程度加速させるのかを推定できるため、要求加速度を精度良く予測できる。
【００２０】
(3) 要求加速度予測部7は、運転者の運転操作に基づいて要求加速度を予測する。
運転操作を見ることで、運転者の運転意図（加減速、直進、右左折等）を推定できる。運転意図が判ると、運転者が自車をどの程度加速させるのかを推定できるため、要求加速度を精度良く予測できる。
【００２１】
(4) 要求加速度予測部7は、車両状態に基づいて要求加速度を予測する。
車両状態を見ることで、走行シーン（直進、旋回状態）を判定できる。走行シーンが判ると、運転者が自車をどの程度加速させるのかを推定できるため、要求加速度を精度良く予測できる。
【００２２】
(5) 要求加速度予測部7は、推定される自車の走行経路の平均車速と現在の自車速度との差分が大きいほど要求加速度を大きな値とする。
一般的に、運転者は、自車を交通の流れに合わせて走行させるため、加速後の自車速度は、推定される走行経路の平均車速であると推定できる。よって、推定される走行経路の平均車速と現在の自車速度との差分が大きいほど、運転者の所望する加速度は高くなる。そこで、当該差分が大きいほど要求加速度を大きな値とすることで、交通の流れに合わせた燃費運転支援を実現できる。
【００２３】
(6) 要求加速度予測部7は、先行車および後続車との相対関係に基づいて要求加速度を予測する。
一般的に、運転者は先行車や後続車との相対関係（例えば、車間距離）が一定に保たれるように自車を走行させるため、先行車との車間距離が開くほど、または後続車との車間距離が詰まるほど、運転者の所望する加速度は高くなる。そこで、先行車との車間距離が開くほど、後続車との車間距離が詰まるほど、要求加速度を大きな値とすることで、先行車および後続車の動きに合わせた加速を実現できる。また、先行車および後続車が交通の流れに合わせて走行している場合には、交通の流れに合わせた燃費運転支援を実現できる。
【００２４】
(7) 許可操作量演算部8は、自車に作用する横加速度が所定値を超えた場合には、所定値を下回るまでの間、所定値を超える直前に演算した許可操作量を維持する。
旋回中に許可操作量が変わるとアクセルペダル操作量が変化して車両挙動が乱れるおそれがある。よって、旋回中は許可操作量を一定に維持することにより、旋回時における車両挙動の安定化を図ることができる。
【００２５】
（他の実施例）
以上、本発明を実施するための形態を、実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、アクセルペダル操作量に対するアクセルペダル反力特性を、アクセルペダル操作量が許可操作量を超えた時点でアクセルペダル反力がステップ的に増大するような特性としても良い。つまり、アクセルペダル操作量が許可操作量を超えた場合には、あらかじめ設定されたアクセルペダル反力特性に基づくアクセルペダル反力に対し、アクセルペダル反力を大きくする構成であれば良い。
また、走行環境取得部で取得した情報は、走行状態判定部で取得するものとしてもよく、その逆でもよい（例えば、道路勾配は、ナビゲーション情報に限らず、Gセンサに基づき判断してもよい）。
【符号の説明】
【００２６】
1  アクセルペダル
2  アクセルペダル反力制御装置（アクセルペダル反力制御手段）
3  アクチュエータ
4  走行環境取得部
5  運転操作判定部
6  車両状態判定部
7  要求加速度予測部（要求加速度予測手段）
8  許可操作量演算部（許可操作量演算手段）
9  アクセルペダル反力演算部
10  アクセルペダル反力制御部（アクセルペダル反力制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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