(57)【要約】【課題】触覚情報に加えて視覚情報を用いてリスクポテンシャルを運転者に伝達する車両用運転操作補助装置を提供する。【解決手段】車両用運転操作補助装置は、自車両と前方障害物との接近度合を表すリスクポテンシャルに応じた操作反力を発生するようにアクセルペダル操作反力制御を行う。このとき、自車両前方に存在するどの障害物を対象としてリスクポテンシャルを算出し、反力制御を行っているかをわかりやすく運転者に伝えるために、ＨＵＤの先行車に対応する位置に参照枠を表示する。参照枠の大きさ、表示色、および輝度をリスクポテンシャルに応じて設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、
前記障害物検出手段からの信号に基づいて、前記自車両の前記障害物に対するリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、
前記リスクポテンシャル算出手段で算出される前記リスクポテンシャルを、運転者が前記自車両を運転操作するときの運転操作機器を介した触覚情報として運転者に伝達する触覚情報伝達手段と、
前記リスクポテンシャル算出手段において前記リスクポテンシャルを算出する際の対象となった障害物（以降、対象障害物と呼ぶ）を、視覚情報として伝達する視覚情報伝達手段とを備えることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記触覚情報伝達手段は、前記リスクポテンシャルに基づいて前記運転操作機器に発生する操作反力を制御する操作反力制御手段であることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記視覚情報伝達手段は、前記対象障害物に対する前記リスクポテンシャルの大きさを視覚情報として伝達することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記視覚情報伝達手段は、前記リスクポテンシャルを表す表示を前記対象障害物に重畳することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項５】
請求項４に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記視覚情報伝達手段は、ヘッドアップディスプレイを備え、前記リスクポテンシャルを表す表示を前記ヘッドアップディスプレイの前記対象障害物に対応する位置に重ね合わせて表示することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項６】
請求項４に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記自車両の前方領域を撮影する撮影手段をさらに備え、
前記視覚情報伝達手段は、前記撮影手段によって撮影された前記前方領域の画像において前記対象障害物に対応する位置に前記リスクポテンシャルを表す表示を重ね合わせて表示することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項７】
請求項６に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記視覚情報伝達手段は、前記前方領域の画像および前記リスクポテンシャルを表す表示を、ナビゲーション装置のモニタ装置に表示することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項８】
請求項４に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記視覚情報伝達手段は、前記対象障害物を後方から見た場合、側方から見た場合、および上方から見た場合の少なくともいずれかの画像を生成し、生成した前記対象障害物の画像に前記リスクポテンシャルを表す表示を重ね合わせて表示することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項９】
請求項４から請求項８のいずれか１項に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記視覚情報伝達手段は、前記対象障害物が変化すると、前記リスクポテンシャルを表す表示の形状を変更することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項１０】
請求項４から請求項９のいずれか１項に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記視覚情報伝達手段は、前記リスクポテンシャルの大きさに応じて、前記リスクポテンシャルを表す表示の大きさを変更することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項１１】
請求項４から請求項１０のいずれか１項に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記視覚情報伝達手段は、前記リスクポテンシャルの大きさに応じて、前記リスクポテンシャルを表す表示の色を変更することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項１２】
請求項４から請求項１１のいずれか１項に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記視覚情報伝達手段は、前記リスクポテンシャルの大きさに基づいて、前記リスクポテンシャルを表す表示を点滅することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項１３】
請求項４から請求項１２のいずれか１項に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記自車両と前記対象障害物との相対的な走行状態を判定する相対走行状態判定手段をさらに備え、
前記視覚情報伝達手段は、前記相対走行状態判定手段によって判定される前記相対的な走行状態に応じて、前記リスクポテンシャルを表す表示の輝度を変化させることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項１４】
請求項４から請求項１３のいずれか１項に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記自車両と前記対象障害物との接近度合を算出する接近度合算出手段をさらに備え、
前記視覚情報伝達手段は、前記接近度合算出手段によって算出される前記接近度合に応じて、前記リスクポテンシャルを表す表示の表示位置をオフセットすることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記視覚情報伝達手段は、前記自車両と前記対象障害物とが近づいている場合は前記リスクポテンシャルを表す表示を前記対象障害物に対して下方にオフセットし、前記自車両と前記対象障害物とが遠ざかっている場合は前記リスクポテンシャルを表す表示を前記対象障害物に対して上方にオフセットすることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項１６】
自車両前方に存在する障害物を検出し、
前記障害物に検出結果に基づいて、前記自車両の前記障害物に対するリスクポテンシャルを算出し、
前記リスクポテンシャルを、運転者が前記自車両を運転操作するときの運転操作機器を介した触覚情報として運転者に伝達し、
前記リスクポテンシャルを算出する際の対象となった障害物を、視覚情報として伝達することを特徴とする車両用運転操作補助方法。
【請求項１７】
自車両前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、
前記障害物検出手段からの信号に基づいて、前記自車両の前記障害物に対するリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、
前記リスクポテンシャル算出手段で算出される前記リスクポテンシャルを、運転者が前記自車両を運転操作するときの運転操作機器を介した触覚情報として運転者に伝達する触覚情報伝達手段と、
前記リスクポテンシャル算出手段において前記リスクポテンシャルを算出する際の対象となった障害物を、視覚情報として伝達する視覚情報伝達手段とを有する車両用運転操作補助装置を備えることを特徴とする車両。
【請求項１８】
自車両前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、
前記障害物検出手段からの信号に基づいて、前記自車両の前記障害物に対するリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、
前記リスクポテンシャル算出手段で算出される前記リスクポテンシャルを、運転者が前記自車両を運転操作するときの運転操作機器を介した触覚情報として運転者に伝達する触覚情報伝達手段と、
前記触覚情報伝達手段における制御の対象である障害物（以降、対象障害物と呼ぶ）に対するリスクポテンシャルを、視覚情報として伝達する視覚情報伝達手段とを備えることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記リスクポテンシャル算出手段は、自車両前方に存在する複数の障害物に対するリスクポテンシャルをそれぞれ算出し、
前記視覚情報伝達手段は、前記複数の障害物に対する前記リスクポテンシャルを表示手段に表示させることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記視覚情報伝達手段は、前記複数の障害物のうち、将来的に前記対象障害物となる可能性のある障害物に対するリスクポテンシャルを表示させることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項２１】
請求項１９に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記視覚情報伝達手段は、前記複数の障害物のうち、前記リスクポテンシャルが所定値以上の障害物に対するリスクポテンシャルを表示させることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項２２】
請求項１８に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記視覚情報伝達手段は、前記対象障害物に対する前記リスクポテンシャルの大きさを表す等高線を表示手段に表示させることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項２３】
請求項１８に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記視覚情報伝達手段は、前記リスクポテンシャルを表すマークを表示する表示手段を含み、前記対象障害物が切り替わった場合に、前記リスクポテンシャルを表す前記マークの表示形態を変えることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項２４】
請求項１８に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記視覚情報伝達手段は、前記リスクポテンシャルを表すマークを表示する表示手段を含み、前記自車両との距離に応じて変化する前記対象障害物の見た目の面積に応じて前記リスクポテンシャルを表す前記マークの大きさを変更することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項２５】
請求項１８に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記視覚情報伝達手段は、前記リスクポテンシャルを表すマークを表示する表示手段を含み、前記対象障害物と前記自車両との車間距離に応じて前記リスクポテンシャルを表す前記マークの大きさを変更することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項２６】
請求項１８に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記リスクポテンシャル算出手段によって算出される前記リスクポテンシャルに基づいて、前記自車両に発生する制駆動力を制御する第１の制駆動力制御手段と、
前記対象障害物までの車間距離を維持するように前記自車両の制駆動力を制御する第２の制駆動力制御手段と、
運転者の運転操作状態に基づいて前記第２の制駆動力制御手段の作動がオーバーライド状態であることを検出するオーバーライド検出手段とをさらに備え、
前記視覚情報伝達手段は、前記リスクポテンシャルを表すマークを表示する表示手段を含み、前記オーバーライド検出手段によって前記オーバーライド状態が検出されると前記リスクポテンシャルを表す前記マークの表示形態を変えることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項２７】
請求項１８に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記リスクポテンシャル算出手段によって算出される前記リスクポテンシャルに基づいて、前記自車両に発生する制駆動力を制御する制駆動力制御手段をさらに備え、
前記視覚情報伝達手段は、前記リスクポテンシャルを表すマークを表示する表示手段を含み、前記制駆動力制御手段による前記制駆動力の制御量に応じて前記リスクポテンシャルを表す前記マークの大きさを変更することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転者の操作を補助する車両用運転操作補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車間距離制御を行うシステムにおいて、自車両の前方に先行車が出現すると車両前方画像中に先行車の存在を示す先行車捕捉表示を重ね合わせて表示する表示装置が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−５８９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
自車両周囲の障害物状況に基づくリスクポテンシャルに応じて操作反力制御を行う車両用運転操作補助装置は、操作反力を用いて触覚を介した情報提供を行うことができる。ただし、触覚による情報提供を行う装置では、どの障害物を対象にして制御が行われているか、また、どの程度のリスクポテンシャルが発生しているかを視覚情報として運転者に伝えることができない。そこで、リスクポテンシャルに応じて操作反力制御を行う装置において、操作反力の制御状態をわかりやすくするために視覚的な情報も運転者に伝えることが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による車両用運転操作補助装置は、自車両前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、障害物検出手段からの信号に基づいて、自車両の障害物に対するリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、リスクポテンシャル算出手段で算出されるリスクポテンシャルを、運転者が自車両を運転操作するときの運転操作機器を介した触覚情報として運転者に伝達する触覚情報伝達手段と、リスクポテンシャル算出手段においてリスクポテンシャルを算出する際の対象となった障害物（以降、対象障害物と呼ぶ）を、視覚情報として伝達する視覚情報伝達手段とを備える。
本発明による車両用運転操作補助方法は、自車両前方に存在する障害物を検出し、障害物に検出結果に基づいて、自車両の障害物に対するリスクポテンシャルを算出し、リスクポテンシャルを、運転者が自車両を運転操作するときの運転操作機器を介した触覚情報として運転者に伝達し、リスクポテンシャルを算出する際の対象となった障害物を、視覚情報として伝達する。
本発明による車両は、自車両前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、障害物検出手段からの信号に基づいて、自車両の障害物に対するリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、リスクポテンシャル算出手段で算出されるリスクポテンシャルを、運転者が自車両を運転操作するときの運転操作機器を介した触覚情報として運転者に伝達する触覚情報伝達手段と、リスクポテンシャル算出手段においてリスクポテンシャルを算出する際の対象となった障害物を、視覚情報として伝達する視覚情報伝達手段とを有する車両用運転操作補助装置を備える。
本発明による車両用運転操作補助装置は、自車両前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、障害物検出手段からの信号に基づいて、自車両の前記障害物に対するリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、リスクポテンシャル算出手段で算出されるリスクポテンシャルを、運転者が自車両を運転操作するときの運転操作機器を介した触覚情報として運転者に伝達する触覚情報伝達手段と、触覚情報伝達手段における制御の対象である障害物（以降、対象障害物と呼ぶ）に対するリスクポテンシャルを、視覚情報として伝達する視覚情報伝達手段とを備える。
【発明の効果】
【０００６】
リスクポテンシャルを触覚情報として伝達するとともに、リスクポテンシャルの算出の対象となった障害物を視覚情報として伝達するので、運転操作機器を介した触覚情報がどの障害物を対象として制御されているかを運転者に視覚的に確認させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置のシステム図。
【図２】図１に示す車両用運転操作補助装置を搭載した車両の構成図。
【図３】第１の実施の形態における運転操作補助制御プログラムの処理手順を示すフローチャート。
【図４】相対走行状態判定処理の処理手順を示すフローチャート。
【図５】（ａ）〜（ｄ）シーンＢ〜シーンＥの具体的な走行状態を示す図。
【図６】（ａ）（ｂ）自車両と先行車との関係と、ＨＵＤを通してみた自車両前方領域を示す図。
【図７】（ａ）（ｂ）参照点高さの算出方法を説明する図。
【図８】（ａ）（ｂ）参照点横位置の算出方法を説明する図。
【図９】表示制御処理の処理手順を示すフローチャート。
【図１０】リスクポテンシャルと参照枠の大きさとの関係を示す図。
【図１１】リスクポテンシャルと参照枠の表示色との関係を示す図。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）参照枠の形状の例を示す図。
【図１３】（ａ）〜（ｅ）シーンＡ〜シーンＥにおける参照枠の輝度の時間変化を示す図。
【図１４】リスクポテンシャルとアクセルペダル反力制御指令値との関係を示す図。
【図１５】シーンＡ〜シーンＥの作動内容を説明する図。
【図１６】第２の実施の形態における表示例を示す図。
【図１７】（ａ）〜（ｃ）先行車を後方、側方、および上方から見た場合の表示画像例を示す図。
【図１８】第３の実施の形態においてＨＵＤを通してみた自車両前方領域を示す図。
【図１９】自車両と先行車との接近度合と参照枠オフセット量との関係を示す図。
【図２０】本発明の第４の実施の形態による車両用運転操作補助装置のシステム図。
【図２１】第４の実施の形態における運転操作補助制御プログラムの処理手順を示すフローチャート。
【図２２】（ａ）（ｂ）第４の実施の形態による表示例を示す図。
【図２３】（ａ）（ｂ）自車両のリスクポテンシャルの概念を説明する図。
【図２４】リスクポテンシャル算出処理の処理手順を説明するフローチャート。
【図２５】リスクポテンシャルとアクセルペダル反力制御指令値との関係を示す図。
【図２６】第５の実施の形態における運転操作補助制御プログラムの処理手順を示すフローチャート。
【図２７】各仮想点におけるリスクポテンシャルの算出方法を説明する図。
【図２８】第５の実施の形態による表示例を示す図。
【図２９】リスクポテンシャルと表示色との関係を示す図。
【図３０】第６の実施の形態における運転操作補助制御プログラムの処理手順を示すフローチャート。
【図３１】（ａ）〜（ｃ）マーカの形状の例を示す図。
【図３２】第６の実施の形態による表示例を示す図。
【図３３】本発明の第７の実施の形態による車両用運転操作補助装置のシステム図。
【図３４】第７の実施の形態における運転操作補助制御プログラムの処理手順を示すフローチャート。
【図３５】（ａ）（ｂ）車線変更意図の有無に応じた制御対象となり得る障害物の選定方法を説明する図。
【図３６】第７の実施の形態による表示例を示す図。
【図３７】本発明の第８の実施の形態による車両用運転操作補助装置のシステム図。
【図３８】アクセルペダル操作量とドライバ要求駆動力との関係を示す図。
【図３９】第８の実施の形態における運転操作補助制御プログラムの処理手順を示すフローチャート。
【図４０】第８の実施の形態による表示例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
《第１の実施の形態》
図１は、本発明の第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置１の構成を示すシステム図であり、図２は、車両用運転操作補助装置１を搭載する車両の構成図である。
【０００９】
まず、車両用運転操作補助装置１の構成を説明する。レーザレーダ１０は、車両の前方グリル部もしくはバンパ部等に取り付けられ、水平方向に赤外光パルスを照射して自車両の前方領域を走査する。レーザレーダ１０は、前方にある複数の反射物（通常、先行車の後端）で反射された赤外光パルスの反射波を計測し、反射波の到達時間より、先行車までの車間距離と相対速度を検出する。検出した車間距離及び相対速度はコントローラ５０へ出力される。レーザレーダ１０によりスキャンされる前方の領域は、自車正面に対して±６deg程度であり、この範囲内に存在する前方物体が検出される。
【００１０】
前方カメラ２０は、フロントウィンドウ上部に取り付けられた小型のＣＣＤカメラ、またはＣＭＯＳカメラ等であり、前方道路の状況を画像として検出し、コントローラ５０へと出力する。前方カメラ２０による検知領域は車両の前後方向中心線に対して水平方向に±３０deg程度であり、この領域に含まれる前方道路風景が画像として取り込まれる。
【００１１】
車速センサ３０は、車輪の回転数や変速機の出力側の回転数を計測することにより自車両の車速を検出し、検出した自車速をコントローラ５０に出力する。舵角センサ３５は、ステアリングホイール３６もしくはステアリングコラム（不図示）付近に取り付けられた角度センサ等であり、ステアリングシャフトの回転を操舵角として検出し、コントローラ５０へ出力する。
【００１２】
アイポイント検出装置３７は、例えばステアリングホイール３６付近に設けられた小型の赤外線カメラを備え、地面から着座した運転者の目までの高さ（以降、アイポイント高さと呼ぶ）を算出するために運転者の顔画像を撮影する。コントローラ５０は、アイポイント検出装置３７からの信号に基づいて運転者のアイポイント高さを算出する。なお、アイポイント検出装置３７によって運転席シートの前後方向位置、シートベルトのアジャスタ位置やシートベルト巻き取り量を検出し、これらの検出値に基づいて推定される運転者の体重／身長（体格）に基づいてアイポイント高さを推定することもできる。
【００１３】
コントローラ５０は、車速センサ３０から入力される自車速、レーザレーダ１０から入力される距離情報、および前方カメラ２０で検出される自車両前方の画像情報から、自車両周囲の障害物状況、例えば自車両と各障害物との相対距離および相対速度といった障害物に対する走行状態を認識する。なお、コントローラ５０は、前方カメラ２０の撮像画像に所定の画像処理を施すことにより、自車両前方の障害物状況を認識する。コントローラ５０は、障害物状況に基づいて各障害物に対する自車両の接近度合を表すリスクポテンシャルを算出する。
【００１４】
コントローラ５０は、障害物に対するリスクポテンシャルに基づいて、運転者が自車両を運転操作する際の運転操作機器に発生する操作反力を制御する。ここでは、運転操作機器としてアクセルペダル７２を用いる。さらに、リスクポテンシャルに応じた操作反力制御の制御状態を視覚情報としても運転者に伝え、運転者の運転操作を適切な方向に導くように表示制御を行う。コントローラ５０における制御の詳細は後述する。
【００１５】
アクセルペダル反力制御装置７０は、コントローラ５０からの指令に応じて、アクセルペダル７２のリンク機構に組み込まれたサーボモータユニット７１で発生させるトルクを制御する。サーボモータユニット７１は、アクセルペダル反力制御装置７０からの指令値に応じて発生させる反力を制御し、運転者がアクセルペダル７２を操作する際に発生する操作反力（踏力）を任意に制御することができる。なお、操作反力制御が行われていない場合の通常の反力特性は、例えばねじりバネのばね力により、アクセルペダル７２の踏み込み量の増加に比例して操作反力が大きくなるように設定されている。
【００１６】
表示制御装置８０は、コントローラ５０からの指令に応じて表示装置８１に表示する画像を生成する。表示装置８１はヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）であり、フロントガラス全体を映像投影面として構成している。ＨＵＤ８１は、表示制御装置８０からの信号に応じた画像を表示し、運転者が前方を視認している状態で、リスクポテンシャル等の情報を運転者に提供できるようにしている。
【００１７】
警報装置９０は、スピーカを備え、コントローラ５０からの指令に応じて警報音を発生し、運転者の注意を喚起する。
【００１８】
次に、本発明の第１の実施の形態における車両用運転操作補助装置１の動作を、図３を用いて詳細に説明する。図３は、コントローラ５０における運転操作補助制御プログラムの処理手順を示すフローチャートである。本処理内容は、一定間隔（例えば５０msec）毎に連続的に行われる。
【００１９】
まず、ステップＳ１０００でリスクポテンシャルに応じた操作反力制御が実行されているか否かを判定する。具体的には、レーザレーダ１０によって自車両前方の障害物が検知され、リスクポテンシャルＲＰに応じた操作反力制御が実行可能な状態であるか否かを判定する。ステップＳ１０００が肯定判定されるとステップＳ１０１０へ進み、否定判定されるとこの処理を終了する。
【００２０】
ステップＳ１０１０では、自車両周囲の環境情報を読み込む。ここで、環境情報は、自車前方の障害物状況を含む自車両の走行状況に関する情報である。そこで、レーザレーダ１０により検出される前方障害物までの車間距離Ｄと相対速度Ｖｒ，および前方障害物の存在方向θ１、車速センサ３０によって検出される自車両の走行車速Ｖを読み込む。また、舵角センサ３５で検出されるステアリング操舵角Ｓも読み込む。
【００２１】
ステップＳ１０１１では、ドライバ情報を取得する。具体的には、アイポイント検出装置３７からの信号に基づいて運転者のアイポイント高さｈｅを算出する。さらに、自車両の先端（最前部）から運転者の目（アイポイント）までの前後方向距離ｄｃ、およびＨＵＤ８１からアイポイントまでの前後方向距離ｄｄを、運転席シートのシート位置に基づいて算出する。なお、前後方向距離ｄｃ，ｄｄは所定値として予め設定しておくこともできる。
【００２２】
ステップＳ１０２０では、前方障害物に対する自車両のリスクポテンシャルＲＰを算出する。まず、自車両と前方障害物との余裕時間ＴＴＣおよび車間時間ＴＨＷを算出する。
余裕時間ＴＴＣは、前方障害物、例えば先行車に対する現在の自車両の接近度合を示す物理量である。余裕時間ＴＴＣは、現在の走行状況が継続した場合、つまり自車速Ｖ、先行車速Ｖｆおよび相対車速Ｖｒが一定の場合に、何秒後に車間距離Ｄがゼロとなり自車両と先行車両とが接触するかを示す値である。なお、相対速度Ｖｒ＝Ｖ−Ｖｆとする。余裕時間ＴＴＣは、以下の（式１）により求められる。
ＴＴＣ＝Ｄ／Ｖｒ    ・・・（式１）
【００２３】
余裕時間ＴＴＣの値が小さいほど、先行車への接触が緊迫し、先行車への接近度合が大きいことを意味している。例えば先行車への接近時には、余裕時間ＴＴＣが４秒以下となる前に、ほとんどの運転者が減速行動を開始することが知られている。
【００２４】
車間時間ＴＨＷは、自車両が先行車に追従走行している場合に、想定される将来の先行車の車速変化による余裕時間ＴＴＣへの影響度合、つまり相対車速Ｖｒが変化すると仮定したときの影響度合を示す物理量である。車間時間ＴＨＷは、以下の（式２）で表される。
ＴＨＷ＝Ｄ／Ｖ      ・・・（式２）
【００２５】
車間時間ＴＨＷは、車間距離Ｄを自車速Ｖで除したものであり、先行車の現在位置に自車両が到達するまでの時間を示す。この車間時間ＴＨＷが大きいほど、周囲の環境変化に対する予測影響度合が小さくなる。つまり、車間時間ＴＨＷが大きい場合には、もしも将来に先行車の車速が変化しても、先行車までの接近度合には大きな影響を与えず、余裕時間ＴＴＣはあまり大きく変化しないことを示す。なお、自車両が先行車に追従し、自車速Ｖ＝先行車速Ｖｆである場合は、（式２）において自車速Ｖの代わりに先行車速Ｖｆを用いて車間時間ＴＨＷを算出することもできる。
【００２６】
つぎに、余裕時間ＴＴＣと車間時間ＴＨＷとを用いて以下の（式３）からリスクポテンシャルＲＰを算出する。
ＲＰ＝Ａ／ＴＨＷ＋Ｂ／ＴＴＣ    ・・・（式３）
Ａ、Ｂは、車間時間ＴＨＷの逆数および余裕時間ＴＴＣの逆数にそれぞれ適切な重み付けをするための定数であり、予め適切な値、例えばＡ＝１，Ｂ＝８（Ａ＜Ｂ）に設定する。
【００２７】
リスクポテンシャル（Risk Potential）は、「潜在的なリスク／危急」を意味し、ここでは特に、自車両と自車両周囲に存在する障害物とが接近していくことにより増大するリスクの大きさを表す。したがって、リスクポテンシャルは、自車両と障害物とがどれほど近づいているか、すなわち自車両と障害物とが近づいている程度（接近度合）を表す物理量であるといえる。
【００２８】
ステップＳ１０３０では、自車両と前方障害物との相対的な走行状態を判定する。ここでの処理を、図４のフローチャートを用いて説明する。
ステップＳ１１００では、ステップＳ１０１０で読み込んだ操舵角Ｓに基づいて、自車両が車線変更を行っているかを推定する。例えば、自車両が車線内を維持して走行する場合の標準的な操舵角範囲よりも大きな操舵角Ｓが検出された場合に、自車両が車線変更しようとしていると判断することができる。あるいは、運転者によるウィンカ操作や、種々の手法による車線変更意図推定に基づいて、自車両の車線変更を推定することもできる。
【００２９】
ステップＳ１１００で車線変更が行われていないと判定されると、ステップＳ１１０５へ進み、レーザレーダ１０あるいは前方カメラ２０によって自車両前方の障害物、例えば先行車を検知しているか否かを判定する。先行車を検知している場合は、ステップＳ１１１０へ進み、前回周期においても先行車を検知していたかを判定する。前回周期から先行車を検知している場合はステップＳ１１１５へ進み、自車両が先行車に追従している（シーンＡ）と判断する。
【００３０】
ステップＳ１１００で車線変更が行われていると判定されると、ステップＳ１１２０へ進み、先行車を検知しているか否かを判定する。先行車を検知していない場合は、ステップＳ１１２５へ進む。この場合は、図５（ａ）に示すように自車両が車線変更を行うことによって先行車が検知されなくなったと判断する。このときの相対的な走行状態をシーンＢとする。一方、ステップＳ１１２０で先行車が検知されていると判定されると、ステップＳ１１３０へ進む。この場合は、図５（ｃ）に示すように自車両が車線変更することにより先行車が検知されるようになったと判断する。このときの相対的な走行状態をシーンＤとする。
【００３１】
ステップＳ１１０５で先行車を検知していないと判定されると、ステップＳ１１３２へ進み、前回周期においても先行車を検知していなかったか否かを判定する。前回周期では先行車を検知していた場合は、ステップＳ１１３５へ進む。この場合は、図５（ｂ）に示すように先行車が車線変更していくことにより先行車が検知されなくなったと判断する。このときの相対的な走行状態をシーンＣとする。一方、ステップＳ１１３２で前回周期から先行車を検知していないと判定されると、ステップＳ１１３７へ進み、先行車を検知していない（シーンＦ）と判断する。
【００３２】
ステップＳ１１１０で前回周期では先行車を検知していなかったと判定されると、ステップＳ１１４０へ進む。この場合は、図５（ｄ）に示すように先行車が車線変更してくることにより先行車が検知されるようになったと判断する。このときの相対的な走行状態をシーンＥとする。なお、シーンＥは、自車両が遠方に存在していた先行車に接近して検知開始した場合も含む。
【００３３】
このようにステップＳ１０３０で自車両と先行車との相対的な走行状態を判定した後、ステップＳ１０４０へ進む。ステップＳ１０４０では、ＨＵＤ８１に表示する画像の参照点を算出する。図６（ａ）（ｂ）に自車両と先行車との関係と、ＨＵＤ８１を通して先行車を見た場合のイメージを示す。
【００３４】
図６（ｂ）において、運転者のアイポイント、すなわち視線方向に対応する位置をＰ１，先行車の最後尾中心位置をＰ２で示す。ここでは、先行車の最後尾中心位置Ｐ２を参照点とする。アイポイント位置Ｐ１は、ドライバセンタとアイポイント高さｈｅに基づいて設定する。ＨＵＤ８１には、参照点Ｐ２を中心として丸い参照枠８２が表示される。参照枠８２は、リスクポテンシャルＲＰを算出する際の対象となった障害物を示しており、運転者から見て先行車に重畳する位置に表示される。ＨＵＤ８１には、タイムカウンタ８３も表示されるが、これについては後述する。
【００３５】
参照点Ｐ２は、ＨＵＤ８１上でのアイポイント位置Ｐ１に対する相対高さ（参照点高さ）ΔＲＰ１と相対横位置（参照点横位置）ΔＲＰ２から表される。まず、参照点高さΔＲＰ１の算出方法について説明する。図７（ａ）（ｂ）に自車両と先行車との関係と、参照点高さΔＲＰ１の算出概念図を示す。
【００３６】
図７（ｂ）において、アイポイント高さをｈｅ、アイポイントからＨＵＤ８１までの距離をｄｄ、アイポイントから先行車最後部までの距離をｄｌ、先行車の中心までの高さをｈｌとする。アイポイントから先行車最後部までの距離ｄｌは、レーザレーダ１０によって検出される車間距離Ｄに、アイポイントから自車両最前部までの距離ｄｃを加算した値として設定する。先行車高さｈｌは、先行車の車高の半分として設定する。ＨＵＤ８１上における参照点高さΔＲＰ１は、以下の（式４）から算出できる。
ΔＲＰ１＝ｄｄ（ｈｅ−ｈｌ）／ｄｌ    ・・・（式４）
【００３７】
つぎに、参照点横位置ΔＲＰ２の算出方法について説明する。図８（ａ）（ｂ）に自車両と先行車との関係と、参照点横位置ΔＲＰ２の算出概念図を示す。図８（ｂ）において、レーザレーダ１０によって検出される自車両に対する先行車の存在方向（角度）をθ１、自車両の前後方向中心（車両センタ）からアイポイント（ドライバセンタ）までの距離をｌｃ、アイポイントから先行車最後部までの距離を（ｄｃ＋ｄ・cosθ１）、アイポイントから先行車の横方向中心位置までの距離を（ｄ・sinθ１−ｌｃ）とする。ＨＵＤ８１上における参照点横位置ΔＲＰ２は、以下の（式５）から算出できる。
ΔＲＰ２＝ｄｄ｛（ｄ・sinθ１−ｌｃ）／（ｄ・cosθ１）｝    ・・・（式５）
【００３８】
つづくステップＳ１０５０では、ステップＳ１０３０で判定した先行車との相対走行状態およびステップＳ１０４０で算出した参照点に基づいて、ＨＵＤ８１の表示制御を行う。ここでの処理を、図９のフローチャートを用いて説明する。
【００３９】
まず、ステップＳ１０５２で、ステップＳ１０３０でシーンＡ（追従）と判断されたか否かを判定する。シーンＡと判断されている場合はステップＳ１０５３へ進み、先行車に対する追従走行状態が安定しているか否かを判定する。具体的には、ステップＳ１０２０で算出された車間時間ＴＨＷが所定時間、継続して所定の範囲内であるか否かを判定する。例えば、車間時間ＴＨＷが２±０．２５秒の範囲内で、５秒以上継続している場合に、安定した追従走行状態と判定してステップＳ１０５４へ進む。ステップＳ１０５４では、所定範囲内の車間時間ＴＨＷが所定時間継続してから、すなわちステップＳ１０５３が最初に肯定判定されてからの経過時間（追従時間）をカウントアップする。
【００４０】
ステップＳ１０５２またはステップ１０５３が否定判定された場合は、ステップＳ１０５５へ進み、追従時間をリセットする。
【００４１】
つづくステップＳ１０５６では、リスクポテンシャルＲＰ、先行車との相対走行状態、および参照点位置等に基づいて、ＨＵＤ８１に画像を表示させる表示形態を決定し、表示制御処理を行う。リスクポテンシャルＲＰの算出対象、すなわち反力制御の対象の障害物であることを示す参照枠８２は、ステップＳ１０４０で算出した参照点Ｐ２を中心として表示する。参照枠８２の外形の大きさは、図１０に示すようにリスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど大きくなるように設定する。リスクポテンシャルＲＰが所定値、例えばＲＰ＝２以上の場合は、運転者の注意を喚起するように参照枠８２を点滅させる。
【００４２】
また、参照枠８２の大きさを変化させるとともに、リスクポテンシャルＲＰに応じて参照枠８２の表示色を変化させる。具体的には、図１１に示すように、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど表示色を緑、青、黄、赤と徐々に変化させていく。ここでは、緑から赤まで表示色が徐々に変化するように設定しているが、リスクポテンシャルＲＰを複数の領域に分割し、領域ごとに表示色を割り当てるように設定することもできる。
【００４３】
参照枠８２は、図１２（ａ）に示すような円形、図１２（ｂ）に示すような四角形、および図１２（ｃ）に示すような多角形等の複数のパターンを予め設定しておく。これら以外の形状の参照枠８２を設定することももちろん可能である。そして、先行車が入れ替わるたびに参照枠８２の形状を切り替える。なお、参照枠８２の太さは、ＨＵＤ８１に先行車に重畳して表示した場合に車両前方の視認性を妨げないように設定しておく。
【００４４】
参照枠８２の輝度は、自車両と先行車との相対走行状態に応じて設定する。図１３（ａ）〜（ｅ）に、シーンＡからシーンＥにおける参照枠８２の輝度の時間変化を示す。自車両が先行車に追従しているシーンＡの場合は、図１３（ａ）に示すように参照枠８２の輝度を一定とする。シーンＢの場合は、図１３（ｂ）に示すようにシーンＢと判断された時間ｔ１から輝度が０となるまで徐々に低下するように設定する。シーンＣの場合は、図１３（ｃ）に示すようにシーンＣと判断された時間ｔ２から輝度が０となるまで徐々に低下するように設定する。このときの輝度の変化速度は、シーンＢの場合よりもゆっくりと変化するように設定する。
【００４５】
シーンＤの場合は、図１３（ｄ）に示すようにシーンＤと判断された時間ｔ３で、参照枠８２をフラッシュのように最大輝度で点灯する。参照枠８２を瞬間的に最大輝度で点灯した後、輝度を所定値まで低下して点灯を継続する。シーンＥの場合は、図１３（ｅ）に示すようにシーンＥと判断された時間ｔ４で、参照枠８２を最大輝度で点灯し、輝度を一時的に低下させた後、再び輝度を最大とする。すなわち、参照枠８２を二回フラッシュのように点灯してから、参照枠８２の輝度を所定値まで低下して点灯を継続する。なお、参照枠８２をフラッシュのように点灯するときの最大輝度は、運転者の運転操作を妨げないように適切に設定しておく。
【００４６】
このように参照枠８２の表示形態を決定し、設定した大きさ、色、および輝度でＨＵＤ８１上に参照枠８２を表示するように表示制御装置８０に信号を出力する。また、自車両が先行車に追従するシーンＡと判断された場合で、追従時間がカウントされている場合は、図６（ｂ）に示すように参照枠８２とともに追従時間をタイムカウンタ８３として表示させる。タイムカウンタ８３は、車両前方の視認性を妨害しないようにＨＵＤ８１の下方に表示することが望ましい。なお、追従時間がカウントされていない場合は、ランダムの数値を表示したり、タイムカウンタ８３を消灯する。
【００４７】
つづくステップＳ１０６０では、警報装置９０に指令を出力して警報音を発生させる。具体的には、シーンＤやシーンＥのように、レーザレーダ１０または前方カメラ２０により新たに先行車を検知した場合には、例えば「ポーン」という報知音を発生して先行車を検知し始めたことを運転者に知らせる。また、リスクポテンシャルＲＰが所定値、例えばＲＰ＝２よりも高い場合は、運転者の注意を喚起するように「ピピ」という報知音を発生する。
【００４８】
ステップＳ１０７０では、ステップＳ１０２０で算出したリスクポテンシャルＲＰに基づいてアクセルペダル７２に発生する操作反力を制御する。そこで、図１４に示すマップに従って、リスクポテンシャルＲＰに応じたアクセルペダル反力制御指令値ＦＡを算出する。アクセルペダル反力制御指令値ＦＡは、図１４に示すようにリスクポテンシャルＲＰが所定値RPminよりも大きくなるほど大きくなるように設定されている。リスクポテンシャルＲＰが所定値RPmaxよりも大きくなると反力制御指令値ＦＡは所定の最大値FAmaxに固定される。
【００４９】
コントローラ５０は、算出したアクセルペダル反力制御指令値ＦＡをアクセルペダル反力制御装置７０に出力する。アクセルペダル反力制御装置７０は、コントローラ５０から入力される指令値に応じてアクセルペダル７２に発生する操作反力を制御する。具体的には、アクセルペダル操作量ＳＡに応じた通常の反力特性に反力制御指令値ＦＡを加算した値を、アクセルペダル７２から発生させる。これにより、今回の処理を終了する。
【００５０】
以下に、第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置１の作用を説明する。図１５に、シーンＡ〜シーンＦにおける作動内容をまとめる。シーンＡの場合は、自車両が車線変更等を行うことなく先行車に追従しているので、適切な車間距離を保って追従走行が行えるように運転者の運転操作を導くようにする。そこで、反力制御の対象となっている障害物に重畳するように一定の輝度の参照枠８２を表示するとともに、安定した追従走行状態となってからの経過時間をタイムカウンタ８３としてＨＵＤ８１に表示する。このタイムカウンタ８３は、安定した追従走行状態が継続していることを運転者に知らせるインジケータとして機能する。
【００５１】
シーンＢの場合は、自車両が車線変更することにより先行車が検知されなくなることを、運転者に知らせるようにする。そこで、先行車に重畳して表示していた参照枠８２の残像が残るように、フェードアウトしながら消灯する。これにより、反力制御の対象となっていた先行車がいなくなるためアクセルペダル反力が低下していることを、運転者に視覚情報として確実に認識させることができる。
【００５２】
シーンＣの場合は、先行車が車線変更等を行うことにより検知されなくなることを、運転者に知らせるようにする。このときも、先行車に重畳して表示していた参照枠８２の残像が残るように、フェードアウトしながら消灯する。先行車の挙動により非検知となるので、参照枠８２はゆっくりとフェードアウトさせる。これにより、反力制御の対象となっていた先行車がいなくなるためアクセルペダル反力が低下していることを、運転者に視覚情報として確実に認識させることができる。先行車が非検知となった後に、新たに別の先行車を検知した場合は、参照枠８２の形状を変更して表示するとともに、報知音（ポーン）を発生させる。これにより、聴覚情報としても先行車の検知を知らせることができる。
【００５３】
シーンＤの場合は、自車両が車線変更することにより先行車を検知し始めたことを運転者に知らせるようにする。そこで、参照枠８２をフラッシュのように瞬間的に明るく表示した後、新たに反力制御の対象となる先行車に重畳するように表示する。また、報知音（ポーン）を発生させる。これにより、どの障害物を対象としてリスクポテンシャルＲＰが算出され、反力制御が行われるのかを運転者に明確に認識させることができる。また、リスクポテンシャルＲＰの大きさに応じて参照枠８２および表示色が変更するので、アクセルペダル７２から発生する操作反力を、視覚情報により確認することが出来る。
【００５４】
シーンＥの場合は、先行車が車線変更することにより先行車を検知し始めたこと、または自車両前方に新たな先行車を検知し始めたことを運転者に知らせるようにする。この場合は、自車両の運転操作に関わらず先行車が検知されるようになるので、先行車の検知を確実に認識させるように、参照枠８２を２回、フラッシュのように瞬間的に明るく表示した後、新たに反力制御の対象となる先行車に重畳するように表示する。また、報知音（ポーン）を発生させる。これにより、どの障害物を対象としてリスクポテンシャルＲＰが算出され、反力制御が行われるのかを運転者に明確に認識させることができる。また、リスクポテンシャルＲＰの大きさに応じて参照枠８２および表示色が変更するので、アクセルペダル７２から発生する操作反力を、視覚情報により確認することが出来る。
【００５５】
シーンＦは、先行車が存在しないのでアクセルペダル反力制御および表示制御を行わない。
【００５６】
このように、以上説明した第１の実施の形態においては、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）車両用運転操作補助装置１は、自車両前方に存在する障害物を検出し、障害物の検出結果に基づいて、自車両の障害物に対するリスクポテンシャルＲＰを算出する。そして、算出されるリスクポテンシャルＲＰを、運転者が自車両を運転操作するときの運転操作機器を介した触覚情報として運転者に伝達するとともに、リスクポテンシャルＲＰを視覚情報として運転者に伝達する。具体的には、リスクポテンシャルＲＰの算出の対象となった障害物（対象障害物）を視覚情報として伝達する。リスクポテンシャルＲＰを触覚情報とともに視覚情報としても運転者に伝達することにより、運転操作機器を介した触覚情報の伝達状態を運転者に視覚的に確認させ、触覚情報の理解を補助してわかりやすい制御を行うことができる。対象障害物を視覚情報として伝達することにより、運転操作機器から発生している操作反力が、どの障害物を対象として制御されているかを運転者に把握させることができる。
（２）車両用運転操作補助装置１は、リスクポテンシャルＲＰに基づいて運転操作機器に発生する操作反力を制御することにより触覚情報の伝達を行う。運転操作時に運転者が頻繁に接触する運転操作機器から発生する操作反力としてリスクポテンシャルＲＰを伝達することにより、リスクポテンシャルＲＰを連続的に、また、直感的に運転者に伝えることができる。
（３）車両用運転操作補助装置１は、対象障害物に対するリスクポテンシャルＲＰの大きさを視覚情報として伝達する。これにより、操作反力の大きさに加えて、視覚的に自車両のリスクポテンシャルＲＰの大きさを運転者に認識させることができる。
（４）車両用運転操作補助装置１は、リスクポテンシャルＲＰを表す表示を対象障害物に重畳する。これにより、どの障害物が対象障害物であるかをわかりやすく伝えることができる。
（５）車両用運転操作補助装置１はヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）８１を備え、リスクポテンシャルＲＰを表す表示をＨＵＤ８１の対象障害物に対応する位置に重ね合わせて表示する。例えば、図６（ｂ）に示すようにＨＵＤ８１の先行車に対応する位置に参照枠８２を表示し、運転者から見て先行車に参照枠８２が重なり合うように表示する。ここでは、参照枠８２がリスクポテンシャルＲＰを表す表示である。これにより、運転者は走行中に自車両前方を視認しながら、どの障害物に対してリスクポテンシャルＲＰが算出され、操作反力制御が行われているかを、瞬時に確実に把握することが可能となる。
（６）コントローラ５０は、対象障害物が変化すると、リスクポテンシャルＲＰを表す表示の形状を変更する。例えば図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように円形、四角形、および多角形の参照枠８２を用意し、車線変更等により先行車が入れ替わる場合、また、先行車を新たに検知した場合に、前回とは異なる形状の参照枠８２を表示する。これにより、対象障害物の入れ替わりを運転者に確実に認識させることができる。
（７）コントローラ５０は、リスクポテンシャルＲＰの大きさに応じて、リスクポテンシャルＲＰを表す表示の大きさを変更する。具体的には、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど参照枠８２の外形の大きさを大きくする。これにより、リスクポテンシャルＲＰが大きくなっていることを視覚的にわかりやすく伝えることができる。
（８）コントローラ５０は、リスクポテンシャルＲＰの大きさに応じて、リスクポテンシャルＲＰを表す表示の色を変更する。具体的には、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど参照枠８２の色を緑、青、黄、赤へと変化させていく。道路に設置される信号機のように表示色が変化するので、リスクポテンシャルＲＰの増加を運転者に直感的に知らせることができる。
（９）コントローラ５０は、リスクポテンシャルＲＰの大きさに基づいて、リスクポテンシャルＲＰを表す表示を点滅する。具体的には、リスクポテンシャルＲＰが高く（例えばＲＰ≧２）、自車両と障害物との接触の可能性が高いと判断されるような状況において参照枠８２を点滅することにより、運転者の注意を喚起することができる。
（１０）コントローラ５０は、自車両と対象障害物との相対的な走行状態を判定し、相対的な走行状態に応じて、リスクポテンシャルＲＰを表す表示の輝度を変化させる。具体的には、図１５に示すように自車両と先行車との相対的な走行状態を６つのシーンに分類し、それぞれのシーンに応じて図１３（ａ）〜（ｅ）に示すように参照枠８２の輝度を変化させる。先行車が検知されなくなるシーンＢ、Ｃでは、輝度を徐々に低下して参照枠８２をフェードアウトすることにより、将来的に先行車に対するリスクポテンシャルＲＰがなくなることを視覚的に運転者に伝えることができる。先行車の検知を開始するシーンＤ，Ｅでは、最大の輝度で点灯することにより参照枠８２をフラッシュのように光らせるので、新たな対象障害物に対して操作反力制御が開始することを視覚的に運転者に伝えることができる。
【００５７】
《第２の実施の形態》
以下に、本発明の第２の実施の形態における車両用運転操作補助装置について説明する。第２の実施の形態における車両用運転操作補助装置の基本構成は、図１および図２に示した第１の実施の形態と同様である。ここでは、第１の実施の形態との相違点を主に説明する。
【００５８】
第２の実施の形態による車両用運転操作補助装置は、表示装置８１として、ＨＵＤの代わりに、ナビゲーション装置の表示用モニタを利用する。リスクポテンシャルＲＰに応じた反力制御が開始されると、表示用モニタ８１に、前方カメラ２０で撮像した自車両前方領域の画像を表示するとともに、リスクポテンシャルＲＰの算出対象である前方障害物に参照枠８２を重畳して表示する。図１６に、表示用モニタ８１の表示画像の一例を示す。
【００５９】
表示用モニタ８１に表示する画像の表示形態は、上述した第１の実施の形態と同様に決定するが、参照枠８２の大きさや表示位置は、表示用モニタ８１の表示画面にあわせて調整する。参照枠８２は、第１の実施の形態で説明した手法以外に、例えば前方カメラ２０の撮影画像にパターン認識等の画像処理を施して表示位置を決定し、重畳表示させることもできる。具体的には、パターン認識により自車線前方に存在する先行車を認識し、認識した先行車の中心位置を表示用モニタ８１上の参照点Ｐ２として設定する。
【００６０】
なお、ナビゲーション装置の表示用モニタの代わりに、メータクラスタ内に設置された液晶モニタを表示装置８１として用いることも可能である。
【００６１】
このように、以上説明した第２の実施の形態においては、上述した第１の実施の形態による効果に加えて以下のような作用効果を奏することができる。
（１）車両用運転操作補助装置１は、自車両の前方領域を撮影する前方カメラ２０を備えており、前方カメラ２０によって撮影された前方領域の画像において対象障害物に対応する位置にリスクポテンシャルＲＰを表す表示を重ね合わせて表示する。例えば、図１６に示すように自車線の前方に存在する先行車に重ね合わせて参照枠８２を表示する。図１６に示すように前方カメラ２０で撮影される前方領域の画像には複数の障害物が含まれているが、参照枠８２を付すことにより、どの障害物を対象としてリスクポテンシャルＲＰが算出され、操作反力制御が実行されているかを運転者にわかりやすく伝えることができる。
（２）車両用運転操作補助装置１は、前方領域の画像およびリスクポテンシャルＲＰを表す表示を、ナビゲーション装置のモニタ装置８１に表示する。ナビゲーション装置のモニタ装置８１を表示装置として利用することにより、新たな表示装置の追加によるコストの上昇を避けることができる。
【００６２】
−第２の実施の形態の変形例−
ここでは、前方カメラ２０の撮影画像の代わりに、レーザレーダ１０および前方カメラ２０の検出結果に基づいてリスクポテンシャルＲＰの算出対象となっている障害物の画像を生成し、生成した画像を表示用モニタ８１に表示する。また、障害物を異なる方向から見た場合の複数の画像を生成し、運転者の操作に応じて選択した画像を表示する。
【００６３】
図１７（ａ）〜（ｃ）に生成画像の表示例を示す。表示画像中の先行車８４上には、リスクポテンシャルＲＰの算出対象であることを表す参照枠８２が重畳して表示される。参照枠８２の大きさ、表示色、形状等は、上述した第１の実施の形態と同様に決定される。図１７（ａ）は先行車を後方から見た場合の表示画像を示しており、運転者が実際に車内から先行車を見たときのように先行車８４と参照枠８２と自車線を示すレーンマーカ８５が表示される。
【００６４】
図１７（ｂ）は先行車を側方から見た場合の表示画像を示している。この表示画像においては、自車両と先行車との相対走行状態に応じて表示される先行車８４の大きさを変更する。具体的には、先行車の車線変更等により先行車が検知されなくなるシーンＣにおいて、表示される先行車８４の大きさを小さくしたり、先行車の車線変更等により先行車が検知され始めるシーンＥにおいて、表示される先行車８４の大きさを大きくしたりする。また、表示画面中において先行車８４の後方に相当する位置には、自車両と先行車との車間距離ＤやリスクポテンシャルＲＰの大きさを表すインジケータ８６を表示する。
【００６５】
図１７（ｃ）は先行車を上方から見た場合の表示画像を示している。この表示画像においては、自車両と先行車との相対走行状態に応じて、表示される先行車８４の横方向位置を矢印で示すように変化させる。例えば、自車両が右方向に車線変更していく場合には、表示画面において先行車８４を左方向にシフトし、自車両が左方向に車線変更していく場合には、先行車８４を右方向にシフトする。表示画面において先行車の後方に相当する位置には、自車両と先行車との車間距離ＤやリスクポテンシャルＲＰの大きさを表すインジケータ８６を表示する。
【００６６】
表示画像は、例えば表示用モニタ８１の近傍に設けられたジョイスティックレバー（不図示）を運転者が操作することにより切り替えることができる。あるいは、ナビゲーション装置に設けられる十字キー等を利用することもできる。ナビゲーション装置の表示用モニタの代わりに、メータクラスタ内に設置された液晶モニタを表示装置８１として用いることも可能である。
【００６７】
このように、コントローラ５０は、対象障害物を後方から見た場合、側方から見た場合、および上方から見た場合の少なくともいずれかの画像を生成し、生成した対象障害物の画像にリスクポテンシャルＲＰを表す表示を重ね合わせて表示する。これにより、様々な角度からみた対象障害物と自車両との関係を表示することができる。
【００６８】
《第３の実施の形態》
以下に、本発明の第３の実施の形態における車両用運転操作補助装置について説明する。第３の実施の形態における車両用運転操作補助装置の基本構成は、図１および図２に示した第１の実施の形態と同様である。ここでは、第１の実施の形態との相違点を主に説明する。
【００６９】
第３の実施の形態においては、自車両と先行車との接近度合に応じてＨＵＤ８１に表示する参照枠８２の表示位置を変化させる。具体的には、自車両が先行車に接近している場合には参照枠８２が仮想的に自車両に近づくように表示位置を下げる。一方、自車両が先行車から遠ざかる場合は、参照枠８２が仮想的に離れていくように表示位置を上げる。図１８に、自車両が先行車に接近していく場合にＨＵＤ８１を通して先行車を見た場合のイメージを示す。参照枠８２は、接近度合に応じてオフセット量ΔＲＰ１’だけ参照点Ｐ２よりも下方にオフセットされて表示されている。
【００７０】
図１９に、余裕時間ＴＴＣの逆数ＴＴＣｉとオフセット量ΔＲＰ１’との関係を示す。自車両と先行車とが接近するほど（ＴＴＣｉ＞０）オフセット量ΔＲＰ１’を負の方向に大きくし、自車両と先行車とが離れるほど（ＴＴＣｉ＜０）オフセット量ΔＲＰ１’を正の方向に大きくする。アイポイント位置Ｐ１に対する参照枠８２の中心位置Ｐ３の相対高さは、（ΔＲＰ１＋ΔＲＰ１’）と表される。
【００７１】
このように、以上説明した第３の実施の形態においては、上述した第１の実施の形態による効果に加えて以下のような作用効果を奏することができる。
（１）コントローラ５０は、自車両と対象障害物との接近度合を算出し、算出した接近度合に応じて、リスクポテンシャルＲＰを表す表示の表示位置をオフセットする。接近度合としては、例えば、余裕時間ＴＴＣの逆数ＴＴＣｉや相対速度Ｖｒを用いる。このように対象障害物に対してリスクポテンシャルＲＰを表す表示の表示位置をオフセットすることにより、自車両と対象障害物との接近状態が変化していることを視覚的に運転者に知らせることができる。
（２）コントローラ５０は、自車両と対象障害物とが近づいている場合はリスクポテンシャルＲＰを表す表示を対象障害物に対して下方にオフセットし、遠ざかっている場合はリスクポテンシャルＲＰを表す表示を対象障害物に対して上方にオフセットする。対象障害物に近づいており、将来的にリスクポテンシャルＲＰが増大すると予測される場合には、参照枠８２があたかも自車両に近づいているように下方にオフセットすることにより、将来的なリスクポテンシャルＲＰの増加を視覚的に運転者に知らせることができる。また、対象障害物が遠ざかっており、将来的にリスクポテンシャルＲＰが低下すると予測される場合には、参照枠８２があたかも自車両から遠のいているように上方にオフセットすることにより、将来的なリスクポテンシャルＲＰの低下を視覚的に運転者に知らせることができる。
【００７２】
なお、第３の実施の形態を上述した第２の実施の形態と組み合わせることも可能である。すなわち、前方カメラ２０の撮影画像に参照枠８２を重畳して表示する場合に、接近度合に応じて対象障害物に対して参照枠８２をオフセットして表示する。図１７（ａ）〜（ｃ）に示すような生成画像に参照枠８２を重畳する場合に適用することも可能である。ただし、図１７（ｂ）に示すように対象障害物を側方から見た図を表示する場合は、接近度合に応じて参照枠８２を左右方向、すなわち表示される対象障害物の前方あるいは後方にオフセットさせる。
【００７３】
以上説明した第１〜第３の実施の形態においては、自車両と障害物との余裕時間ＴＴＣおよび車間時間ＴＨＷを用いてリスクポテンシャルＲＰを算出した。ただし、これには限定されず、例えば余裕時間ＴＴＣの逆数をリスクポテンシャルＲＰとして用いたり、車間時間ＴＨＷの逆数や車間距離ＤをリスクポテンシャルＲＰとして用いることも可能である。また、自車両の前方に仮想的な弾性体を設定し、仮想弾性体が先行車に当たって圧縮される場合の反発力をリスクポテンシャルＲＰとして算出することもできる。
【００７４】
上述した第１の実施の形態では、ＨＵＤ８１をフロントガラス全体に構成するとして説明した。ただし、これには限定されず、フロントガラスのうち、少なくとも自車線前方を含む運転者側の領域にＨＵＤ８１を構成することもできる。上述した第２の実施の形態では、リスクポテンシャルＲＰに応じた操作反力制御が行われる場合は、ナビゲーション装置のモニタ装置８１に前方画像と参照枠８２を表示するとして説明したが、スイッチ操作等によりナビゲーション装置の地図情報と前方画像とを切り替えられるように構成することもできる。
【００７５】
以上説明した第１〜第３の実施の形態においては、リスクポテンシャルＲＰの大きさに応じて、参照枠８２の大きさおよび表示色を変更するとして説明したが、大きさおよび表示色のいずれか一方を変更するように構成することもできる。また、先行車が入れ替わった場合でも参照枠８２の形状を固定とすることも可能である。自車両と先行車との相対的な走行状態に応じて参照枠８２の輝度を変化させるようにしたが、単純に、対象障害物が検知され始めると参照枠８２を点灯し、検知されなくなると参照枠８２を消灯するように構成することも可能である。シーンＣ、Ｄにおいて参照枠８２がフェードアウトするように消灯できれば、輝度の低下速度は上述した実施の形態には限定されない。また、シーンＤ，Ｅにおいてそれぞれ参照枠８２がフラッシュするように点灯したが、フラッシュの回数は上述した実施の形態に限定されない。
【００７６】
以上説明した第１〜第３の実施の形態においては、図１４を用いてリスクポテンシャルＲＰからアクセルペダル反力制御指令値ＦＡを算出した。しかし、リスクポテンシャルＲＰと反力制御指令値ＦＡとの関係は、図１４に示すものには限定されず、例えばリスクポテンシャルＲＰの増加に対して反力制御指令値ＦＡが指数関数的に増加するように構成することも可能である。また、リスクポテンシャルＲＰに応じて、アクセルペダル７２以外の運転操作機器、例えばブレーキペダルやステアリングホイール３６から操作反力を発生させることも可能である。
【００７７】
上述した第１〜第３の実施の形態では、図７（ａ）（ｂ）および図８（ａ）（ｂ）に示すように参照点高さΔＲＰ１および参照点横位置ΔＲＰ２を算出した。ただし、これらの算出方法は、上述した実施の形態に限定されず、種々の手法を採用することができる。また、参照点高さΔＲＰ１および参照点横位置ΔＲＰ２の算出の際にアイポイントから先行車最後部までの距離として異なる数値（ｄｌ、ｄｃ+ｄ・cosθ１）を用いたが、同一の数値を用いることも可能である。ただし、上述したように異なる数値を用いることにより、より詳細な参照点の算出を行うことができる。
【００７８】
以上説明した第１から第３の実施の形態においては、レーザレーダ１０および前方カメラ２０が障害物検出手段として機能し、コントローラ５０がリスクポテンシャル算出手段、相対走行状態判定手段、および接近度合算出手段として機能し、コントローラ５０およびアクセルペダル反力制御装置７０が触覚情報伝達手段および操作反力制御手段として機能し、コントローラ５０、表示制御装置８０および表示装置８１が視覚情報伝達手段として機能し、前方カメラ２０が撮影手段として機能することができる。ただし、これらには限定されず、障害物検出手段として、レーザレーダ１０の代わりに例えば別方式のミリ波レーダを用いることも可能である。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記の実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係になんら限定も拘束もされない。
【００７９】
《第４の実施の形態》
以下に、本発明の第４の実施の形態における車両用運転操作補助装置について説明する。図２０に、第４の実施の形態による車両用運転操作補助装置２の構成を示すシステム図を示す。図２０において、図１および図２に示した第１の実施の形態と同様の機能を有する箇所には同一の符号を付している。ここでは、第１の実施の形態との相違点を主に説明する。
【００８０】
車両用運転操作補助装置２は、レーザレーダ１０、前方カメラ２０、車速センサ３０、舵角センサ３５、アイポイント検出装置３７、アクセルペダル反力制御装置７０、表示制御装置８０、警報装置９０およびコントローラ１００を備えている。さらに、後述するように参照枠（マーカ、マーク）８２の表示サイズの決定方法を選択するために運転者によって操作される選択スイッチ９５も設けられている。
【００８１】
コントローラ１００は、障害物に対するリスクポテンシャルに基づいて、運転者が自車両を運転操作する際の運転操作機器に発生する操作反力を制御する。運転操作機器は、例えアクセルペダル７２である。さらに、リスクポテンシャルに応じた操作反力制御の制御状態を視覚情報としても運転者に伝え、運転者の運転操作を適切な方向に導くように表示制御を行う。具体的には、反力制御の対象となっている障害物に重畳するようにＨＵＤ８１上にマーカ８２を表示する。さらに、リスクポテンシャルＲＰの大きさとマーカ８２の大きさに対する運転者の感覚とが同等になるように、マーカ８２の大きさを変更する。
【００８２】
次に、本発明の第４の実施の形態における車両用運転操作補助装置２の動作を、図２１を用いて詳細に説明する。図２１は、コントローラ１００における運転操作補助制御プログラムの処理手順を示すフローチャートである。本処理内容は、一定間隔（例えば５０msec）毎に連続的に行われる。
【００８３】
まず、ステップＳ２０００でリスクポテンシャルに応じた操作反力制御が実行されているか否かを判定する。具体的には、レーザレーダ１０によって自車両前方の障害物が検知され、リスクポテンシャルＲＰに応じた操作反力制御が実行可能な状態であるか否かを判定する。ステップＳ２０００が肯定判定されるとステップＳ２０１０へ進み、否定判定されるとこの処理を終了する。
【００８４】
ステップＳ２０１０では、自車両周囲の環境情報を読み込む。ここで、環境情報は、自車前方の障害物状況を含む自車両の走行状況に関する情報である。そこで、レーザレーダ１０により検出される前方障害物までの車間距離Ｄと相対速度Ｖｒ，および前方障害物の存在方向θ１、車速センサ３０によって検出される自車両の走行車速Ｖを読み込む。
【００８５】
ステップＳ２０１１では、ドライバ情報を取得する。具体的には、アイポイント検出装置３７からの信号に基づいて運転者のアイポイント高さｈｅを算出する。さらに、自車両の先端（最前部）から運転者の目（アイポイント）までの前後方向距離ｄｃ、およびＨＵＤ８１からアイポイントまでの前後方向距離ｄｄを、運転席シートのシート位置に基づいて算出する。なお、前後方向距離ｄｃ，ｄｄは所定値として予め設定しておくこともできる。
【００８６】
ステップＳ２０２０では、前方障害物に対する自車両のリスクポテンシャルＲＰを算出する。リスクポテンシャルＲＰは、余裕時間ＴＴＣと車間時間ＴＨＷとを用いて上述した（式３）から算出する。ステップＳ２０３０では、ＨＵＤ８１に表示する画像の参照点Ｐ２を算出する。参照点Ｐ２の算出方法は、図３のフローチャートのステップ１０４０での処理と同様である（図６（ａ）〜図８（ｂ）参照）。
【００８７】
つづくステップＳ２０４０では、ステップＳ２０２０で算出したリスクポテンシャルＲＰに基づいて、マーカ８２の大きさを算出する。マーカ８２はＨＵＤ８１上において制御対象の障害物に重畳して表示される環状の表示枠であり、マーカ８２の大きさとはＨＵＤ８１に表示されるマーカ８２の外径の大きさを表す。ここで、リスクポテンシャルＲＰの基準値ＲＰｓに対するマーカ８２の大きさをＭｓとすると、任意のリスクポテンシャルＲＰ（＝ＲＰｌ）に対するマーカ８２の大きさＭｃは、以下の（式６）から算出することができる。
Ｍｃ＝Ｍｓ×（ＲＰｌ／ＲＰｓ）    ・・・（式６）
【００８８】
リスクポテンシャルＲＰの基準値ＲＰｓは、例えば０．８程度に設定する。マーカ８２の基準の大きさＭｓは、運転者のアイポイントから見て視角で３度程度となるように設定する。例えば、アイポイントからＨＵＤ８１までの距離を１ｍとすると、マーカ８２の基準の大きさＭｓは約５ｃｍとなる。これにより、基準値ＲＰｓに対してリスクポテンシャルＲＰが大きくなると、マーカ８２の大きさも基準の大きさに対して大きくなり、反対に基準値ＲＰｓに対してリスクポテンシャルＲＰが小さくなると、マーカ８２の大きさも小さくなる。
【００８９】
ステップＳ２０５０では、ステップＳ２０３０で算出した参照点Ｐ２を中心として、ステップＳ２０４０で大きさを設定したマーカ８２を、ＨＵＤ８１上に表示するように表示制御装置８０に信号を出力する。
【００９０】
つづくステップＳ２０６０では、警報装置９０に指令を出力して警報音を発生させる。具体的には、レーザレーダ１０または前方カメラ２０により新たに先行車を検知した場合には、例えば「ポーン」という報知音を発生して先行車を検知し始めたことを運転者に知らせる。また、リスクポテンシャルＲＰが所定値、例えばＲＰ＝２よりも高い場合は、運転者の注意を喚起するように「ピピ」という報知音を発生する。
【００９１】
ステップＳ２０７０では、ステップＳ２０２０で算出したリスクポテンシャルＲＰに基づいてアクセルペダル７２に発生する操作反力を制御する。具体的には、図３のフローチャートのステップＳ１０７０での処理と同様に、図１４のマップに従って、リスクポテンシャルＲＰに応じたアクセルペダル反力制御指令値ＦＡを算出し、算出したアクセルペダル反力制御指令値ＦＡをアクセルペダル反力制御装置７０に出力する。これに応じて、アクセルペダル反力制御装置７０は、コントローラ５０から入力される指令値に応じてアクセルペダル７２に発生する操作反力を制御する。これにより、今回の処理を終了する。
【００９２】
図２２（ａ）（ｂ）に、マーカ８２の表示例を示す。マーカ８２は、反力制御の対象となる自車両前方の障害物（先行車）に重畳するように表示されている。自車両が先行車との車間距離を略一定に保って略一定速度で先行車に追従し、リスクポテンシャルＲＰが変動しない状態では、図２２（ａ）に示すように先行車に重畳して表示されたマーカ８２の大きさは変化しない。その後、自車両と先行車とが接近してリスクポテンシャルＲＰが大きくなると、マーカ８２の大きさも大きくなる。これにより、リスクが大きくなっているという運転者のリスク感に合わせたマーカ８２の表示を行うことができる。
【００９３】
なお、自車両や障害物の車線変更等により反力制御の対象となる障害物が切り替わった場合には、マーカ８２の表示形態を変える。例えば、マーカ８２の表示形状を円形から四角形や多角形に変えることにより、対象障害物が切り替わったことを運転者に容易に認識させることができる。
【００９４】
なお、リスクポテンシャルＲＰの代わりに、リスクポテンシャルＲＰに基づいて算出されるアクセルペダル反力制御指令値ＦＡを用いてマーカ８２の大きさＭｃを算出することも可能である。
【００９５】
このように、以上説明した第４の実施の形態においては、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）車両用運転操作補助装置２は、自車両前方に存在する障害物を検出し、障害物の検出結果に基づいて、自車両の障害物に対するリスクポテンシャルＲＰを算出する。そして、算出されるリスクポテンシャルＲＰを、運転者が自車両を運転操作するときの運転操作機器を介した触覚情報として運転者に伝達するとともに、触覚情報伝達制御の対象である障害物に対するリスクポテンシャルＲＰを視覚情報として運転者に伝達する。具体的には、対象障害物に対するリスクポテンシャルＲＰの大きさを視覚情報として伝達する。これにより、運転操作機器を介した触覚情報の伝達状態を運転者に視覚的に確認させ、触覚情報の理解を補助してわかりやすい制御を行うことができる。対象障害物を視覚情報として伝達することにより、運転操作機器から発生している操作反力が、どの障害物を対象としてどの程度の大きさで制御されているかを運転者に把握させることができる。
（２）コントローラ１００は、対象障害物が切り替わった場合に、リスクポテンシャルＲＰを表すマーカの表示形態を変更する。例えば、対象障害物に重畳して表示するマーカ８２の形状を変更する。これにより、操作反力制御の対象となる障害物が切り替わったことを運転者に容易に認識させることができる。
【００９６】
−第４の実施の形態の変形例−
マーカ８２の大きさは、上述したようにリスクポテンシャルＲＰに基づいて算出する以外に、複数の算出方法の中から運転者が好みの算出方法を選択できるように構成することも可能である。
【００９７】
マーカ８２の大きさの算出方法には、例として以下のものがある。
（ａ）リスクポテンシャルＲＰに基づいて算出。
（ｂ）自車両と障害物との車間距離Ｄに基づいて算出。
（ｃ）投影面積に基づいて算出。
（ｄ）投影面積の大きさ感に応じて算出。
（ｅ）制御反発力に基づいて算出。
（ｆ）減速制御の制御内容に応じて算出。
【００９８】
運転者は、マーカサイズ選択スイッチ９５を操作することにより、上記（ａ）〜（ｆ）のいずれか一つを選択することができる。なお、デフォルトは（ａ）リスクポテンシャルＲＰに基づいてマーカ８２の大きさを選択するように設定されている。
【００９９】
以下に、各算出方法について説明する。（ａ）リスクポテンシャルＲＰに基づく算出については、上述したのでここでは省略する。
【０１００】
（ｂ）車間距離Ｄに基づく算出
運転者から見た場合の前方障害物の幅および高さは、自車両と障害物との車間距離Ｄが長くなるほど小さくなり、車間距離Ｄが短くなるほど大きくなる。そこで、車間距離Ｄの基準値Ｄｓに対するマーカ８２の大きさをＭｓとすると、任意の車間距離Ｄ（＝Ｄｌ）に対するマーカ８２の大きさＭｃは、以下の（式７）から算出することができる。
Ｍｃ＝Ｍｓ×（Ｄｓ／Ｄｌ）    ・・・（式７）
【０１０１】
車間距離Ｄの基準値Ｄｓは、例えば２０ｍ程度に設定する。マーカ８２の基準の大きさＭｓは、運転者のアイポイントから見て視角で３度程度となるように設定する。これにより、基準値Ｄｓに対して車間距離Ｄが大きくなると、マーカ８２の大きさは基準の大きさに対して小さくなり、反対に基準値ＲＰｓに対して車間距離Ｄが小さくなると、マーカ８２が大きくなる。
【０１０２】
（ｃ）投影面積に基づく算出。
運転者から見た場合の障害物の見た目の大きさは、自車両との距離に応じて変化する。そこで、マーカ８２の投影面積を、車間距離Ｄの２乗に反比例させる。そこで、車間距離Ｄの基準値Ｄｓに対するマーカ８２の大きさをＭｓとすると、任意の車間距離Ｄ（＝Ｄｌ）に対するマーカ８２の大きさＭｃは、以下の（式８）から算出することができる。
Ｍｃ＝Ｍｓ×（Ｄｓ／Ｄｌ）２    ・・・（式８）
【０１０３】
車間距離Ｄの基準値Ｄｓは、例えば２０ｍ程度に設定する。マーカ８２の基準の大きさＭｓは、運転者のアイポイントから見て視角で３度程度となるように設定する。これにより、基準値Ｄｓに対して車間距離Ｄが大きくなり、前方障害物の見た目の面積が小さくなると、マーカ８２の大きさは基準の大きさに対して小さくなり、反対に基準値ＲＰｓに対して車間距離Ｄが小さくなり、前方障害物の見た目の面積が大きくなると、マーカ８２が大きくなる。
【０１０４】
（ｄ）投影面積の大きさ感に応じた算出。
スティーブンスの冪関数の法則から、面積とその面積を知覚する感覚の強さとの関係は０．７乗の冪関数で表すことができるとの報告がある。すなわち、ある物体が接近したり遠ざかったりする場合に、面積（物理的な大きさ）の０．７乗の大きさを、その物体の大きさとして感じるというものである。そこで、車間距離Ｄの基準値Ｄｓに対するマーカ８２の大きさをＭｓとすると、任意の車間距離Ｄ（＝Ｄｌ）に対するマーカ８２の大きさＭｃは、以下の（式９）から算出することができる。
Ｍｃ＝｛Ｍｓ×（Ｄｓ／Ｄｌ）２｝０．７  ・・・（式９）
【０１０５】
車間距離Ｄの基準値Ｄｓは、例えば２０ｍ程度に設定する。マーカ８２の基準の大きさＭｓは、運転者のアイポイントから見て視角で３度程度となるように設定する。これにより、基準値Ｄｓに対して車間距離Ｄが大きくなり、前方障害物の面積が小さくなると、マーカ８２の大きさは基準の大きさに対して小さくなり、反対に基準値ＲＰｓに対して車間距離Ｄが小さくなり、前方障害物の面積が大きくなると、マーカ８２が大きくなる。
【０１０６】
（ｅ）制御反発力に基づく算出
上述した各実施の形態においては、障害物に対する自車両のリスクポテンシャルＲＰに基づいて運転操作装置に発生する操作反力を制御するように構成した。ただしこれには限定されず、リスクポテンシャルＲＰに応じて自車両に発生する制駆動力も制御するように構成することもできる。この場合、上述した（式３）から算出されるリスクポテンシャルＲＰに基づいて制駆動力制御を行うことももちろん可能であるが、以下のようなコンセプトに基づいて制駆動力制御を行うこともできる。
【０１０７】
図２３（ａ）に示すように、自車両２１０の前方に仮想的な弾性体２２０を設けたと仮定し、この仮想的な弾性体２２０が前方障害物２３０、例えば先行車に当たって圧縮され、自車両２１０に対する擬似的な走行抵抗を発生するというモデルを考える。ここで、前方障害物に対するリスクポテンシャルＲＰは、図２３（ｂ）に示すように仮想弾性体２２０が先行車２３０に当たって圧縮された場合のバネ力と定義する。リスクポテンシャルＲＰの算出方法を、図２４のフローチャートを用いて説明する。
【０１０８】
まず、ステップＳ１０で、自車両と先行車との余裕時間ＴＴＣ（Time To Contact）を算出する。ステップＳ２０では、ステップＳ１０で算出した余裕時間ＴＴＣが閾値Ｔｈよりも小さいか否かを判定する。閾値Ｔｈは、リスクポテンシャルＲＰに応じた制駆動力制御を開始するか否かを判断するためのしきい値であり、予め適切な値を設定しておく。ＴＴＣ＜Ｔｈの場合は、ステップＳ３０へ進み、仮想弾性体２２０の長さを表す基準距離Ｌを算出する。
【０１０９】
基準距離Ｌは、閾値Ｔｈおよび自車両と障害物との相対距離Ｖｒを用いて以下の(式１０)から算出する。
Ｌ＝Ｔｈ×Ｖｒ      ・・・(式１０)
【０１１０】
ステップＳ４０では、ステップＳ３０で算出した基準距離Ｌを用いて、以下の(式１１)から、自車両の障害物に対するリスクポテンシャルＲＰを算出する。
ＲＰ＝Ｋ・（Ｌ−Ｄ）    ・・・（式１１）
ここで、Ｋは仮想弾性体２２０のバネ定数である。これにより、自車両と障害物との車間距離Ｄが短くなり仮想弾性体２２０が圧縮されるほど、リスクポテンシャルＲＰが大きくなる。
【０１１１】
ステップＳ２０が否定判定されて余裕時間ＴＴＣ≧Ｔｈの場合は、自車両と先行車との接触のリスクが低いと判断してステップＳ５０へ進み、リスクポテンシャルＲＰ＝０とする。
【０１１２】
このようにリスクポテンシャルＲＰを算出した後、制駆動力制御における駆動力補正量と制動力補正量を算出するための反発力Ｆｃを算出する。ここで、反発力Ｆｃは、図２３（ａ）（ｂ）に示した仮想弾性体２２０の反発力として考えることができる。そこで、図２５に示すような関係にしたがって、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど反発力Ｆｃが大きくなるように反発力Ｆｃを算出する。そして、反発力Ｆｃ分だけ駆動力を低減し、制動力を増加させるように制駆動力補正量を算出し、リスクポテンシャルＲＰに応じた制駆動力制御を行う。
【０１１３】
以上説明したような制駆動力制御を行う際には、制駆動力制御の制御量である反発力Ｆｃに基づいてマーカ８２の大きさを設定することができる。反発力Ｆｃの基準値Frepsに対するマーカ８２の大きさをＭｓとすると、任意の反発力Ｆｃ（＝Frepc）に対するマーカ８２の大きさＭｃは、以下の（式１２）から算出することができる。
Ｍｃ＝Ｍｓ×（Frepc／Freps）    ・・・（式１２）
【０１１４】
反発力Ｆｃの基準値Frepsは、例えば４００Ｎ程度に設定する。マーカ８２の基準の大きさＭｓは、運転者のアイポイントから見て視角で３度程度となるように設定する。これにより、基準値Frepsに対して反発力Ｆｃが大きくなると、マーカ８２の大きさは基準の大きさに対して大きくなり、反対に基準値Frepsに対して反発力Ｆｃが小さくなると、マーカ８２が小さくなる。
【０１１５】
（ｆ）減速制御の制御内容に応じた算出
上述したような制駆動力制御において自車両に減速度を発生させる場合には、自車両に発生させる減速度に基づいてマーカ８２の大きさを設定することもできる。制駆動力制御における減速度は、上述した反発力Ｆｃから求めることが可能である。減速度の基準値ａｓに対するマーカ８２の大きさをＭｓとすると、任意の減速度ａｃに対するマーカ８２の大きさＭｃは、以下の（式１３）から算出することができる。
Ｍｃ＝Ｍｓ×（ａｃ／ａｓ）    ・・・（式１３）
【０１１６】
減速度の基準値ａｓは、例えば０．０２Ｇ程度に設定する。マーカ８２の基準の大きさＭｓは、運転者のアイポイントから見て視角で３度程度となるように設定する。これにより、基準値ａｓに対して減速度が大きくなると、マーカ８２の大きさは基準の大きさに対して大きくなり、反対に基準値ａｓに対して減速度が小さくなると、マーカ８２が小さくなる。
【０１１７】
《第５の実施の形態》
以下に、本発明の第５の実施の形態における車両用運転操作補助装置について説明する。第５の実施の形態による車両用運転操作補助装置の基本構成は、図２０に示した第４の実施の形態と同様である。ここでは、第４の実施の形態との相違点を主に説明する。
【０１１８】
第５の実施の形態においては、障害物に対する自車両のリスクポテンシャルＲＰの分布を等高線で表示する。第５の実施の形態における車両用運転操作補助装置２の動作を、図２６を用いて詳細に説明する。図２６は、コントローラ１００における運転操作補助制御プログラムの処理手順を示すフローチャートである。本処理内容は、一定間隔（例えば５０msec）毎に連続的に行われる。
【０１１９】
ステップＳ３０００でリスクポテンシャルに応じた操作反力制御が実行されているか否かを判定する。ステップＳ２０００が肯定判定されるとステップＳ３０１０へ進み、否定判定されるとこの処理を終了する。ステップＳ３０１０では、自車両周囲の環境情報を読み込む。ここで、環境情報は、自車前方の障害物状況を含む自車両の走行状況に関する情報である。そこで、レーザレーダ１０により検出される前方障害物までの車間距離Ｄと相対速度Ｖｒ，および前方障害物の存在方向θ１、車速センサ３０によって検出される自車両の走行車速Ｖを読み込む。さらに、隣接車線上に存在する隣接車両等、自車両周囲に存在する他車両の情報、および自車両が走行する車線のレーン情報も取得する。
【０１２０】
ステップＳ３０２０では、自車両周囲に存在する各障害物について、自車両のリスクポテンシャルＲＰを算出する。以降では、説明を簡単にするため、自車両前方に存在する制御対象の障害物（先行車）のみが検知されているとする。そこで、上述した（式３）を用いて先行車に対するリスクポテンシャルＲＰを算出する。
【０１２１】
ステップＳ３０３０ではＨＵＤ８１に表示する等高線を算出する。等高線を算出するために、図２７に示すような仮想平面上にリスクマップを作成する。仮想平面上において、例えば縦横２ｍ間隔で複数の仮想点を設定し、仮想点ｘにおけるリスクポテンシャルＲＰｘを算出する。
【０１２２】
（式３）を用いて算出したリスクポテンシャルＲＰは、Ａ/ＴＨＷを、相対速度Ｖｒと車間距離Ｄが変動し、自車両と障害物との接近状態が変化する過度状態におけるリスクポテンシャルRPsteady、Ｂ/ＴＴＣを、相対速度Ｖｒが略０で車間距離Ｄを略一定に保ちながら自車両が障害物に追従する定常状態におけるリスクポテンシャルRPtransientとすると、以下の（式１４）で表すことが出来る。
ＲＰ＝RPsteady＋RPtransient
＝Ａ/ＴＨＷ＋Ｂ/ＴＴＣ    ・・・（式１４）
【０１２３】
仮想点ｘにおけるリスクポテンシャルＲＰｘは、自車両と障害物との車間距離Ｄ，自車両と仮想点ｘとの距離ｒｘ１、仮想点ｘと障害物との距離ｒｘ２とを用いて、以下の（式１５）から算出することができる。
ＲＰｘ＝RPsteady×（ｒｘ１／Ｄ）＋RPtransient×（ｒｘ２／Ｄ）    ・・・（式１５）
【０１２４】
仮想平面上の各仮想点ｘについて（式１５）からリスクポテンシャルＲＰｘを算出した後、所定間隔、例えば０．５ずつ、リスクポテンシャルＲＰの算出値を結んで自車両を中心とした等高線を描く。
【０１２５】
続くステップＳ３０４０では、ステップＳ３０３０で算出した等高線をＨＵＤ８１に表示する。リスクポテンシャルＲＰの分布を表す等高線の表示例を、図２８に示す。ここで、リスクポテンシャルＲＰの大きさに応じて等高線の表示色を変更する。具体的には、図２９に示すように、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど表示色を緑、青、黄、赤と徐々に変化させていく。
【０１２６】
図２８に示す表示例では、自車両に最も近い２本の等高線が赤色で表示され、自車両から離れるに従って等高線の表示色が黄色、青色、緑色へと変化している。ここでは、緑から赤まで表示色が徐々に変化するように設定しているが、リスクポテンシャルＲＰを複数の領域に分割し、領域ごとに表示色を割り当てるように設定することもできる。
【０１２７】
最後に、ステップＳ３０５０で、ステップＳ３０２０で算出したリスクポテンシャルＲＰに基づいてアクセルペダル７２に発生する操作反力を制御する。これにより、今回の処理を終了する。
【０１２８】
なお、レーザレーダ１０や前方カメラ２０によって自車両周囲に存在する複数の障害物が検出されている場合は、各仮想点ｘにおけるリスクポテンシャルＲＰｘを、以下の（式１６）から算出する。
ＲＰｘ＝ΣＲＰｘ（ｎ）
＝Σ｛RPsteady（ｎ）×（ｒｘ１／Ｄ）＋RPtransient（ｎ）×（ｒｘ２／Ｄ）｝    ・・・（式１６）
【０１２９】
また、自車両周囲に存在する複数の障害物が検出されている場合に、車両用運転操作補助装置２による操作反力制御の対象である障害物と対象外の障害物とで、リスクポテンシャルＲＰの重みを変更することもできる。例えば、上記（式１６）から各仮想点ｘにおけるリスクポテンシャルＲＰｘを算出する際に、自車線前方に存在する制御対象の障害物に対するリスクポテンシャルＲＰ（＝RPsteady＋RPtransient）に対する重みを、隣接車線等に存在する制御対象外の障害物に対するリスクポテンシャルＲＰ（＝RPsteady＋RPtransient）に対する重みよりも大きくする。
【０１３０】
このように、以上説明した第５の実施の形態においては、上述した第４の実施の形態による効果に加えて以下のような作用効果を奏することができる。
（１）車両用運転操作補助装置２は、対象障害物に対するリスクポテンシャルＲＰの大きさを表す等高線を表示装置８１に表示させる。これにより、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰの分布を等高線としてリアルタイムに表示することができる。また、等高線の表示色をリスクポテンシャルＲＰに応じて変更するようにすれば、等高線の表示色と等高線の間隔からリスクポテンシャルＲＰの大きさと分布を容易に運転者に把握させることが可能となる。
【０１３１】
《第６の実施の形態》
以下に、本発明の第６の実施の形態における車両用運転操作補助装置について説明する。第６の実施の形態による車両用運転操作補助装置の基本構成は、図２０に示した第４の実施の形態と同様である。ここでは、第４の実施の形態との相違点を主に説明する。
【０１３２】
第６の実施の形態においては、センサによって検知された自車両周囲に存在する全ての障害物に対する自車両のリスクポテンシャルＲＰをマーカ８２によって表示する。第６の実施の形態における車両用運転操作補助装置２の動作を、図３０を用いて詳細に説明する。図３０は、コントローラ１００における運転操作補助制御プログラムの処理手順を示すフローチャートである。本処理内容は、一定間隔（例えば５０msec）毎に連続的に行われる。
【０１３３】
まず、ステップＳ４０００でリスクポテンシャルに応じた操作反力制御が実行されているか否かを判定する。ステップＳ４０００が肯定判定されるとステップＳ４０１０へ進み、否定判定されるとこの処理を終了する。ステップＳ４０１０では、自車両周囲の環境情報を読み込む。ここで、環境情報は、自車前方の障害物状況を含む自車両の走行状況に関する情報である。そこで、レーザレーダ１０により検出される前方障害物までの車間距離Ｄと相対速度Ｖｒ，および前方障害物の存在方向θ１、車速センサ３０によって検出される自車両の走行車速Ｖを読み込む。さらに、隣接車線上に存在する隣接車両等、自車両周囲に存在する他車両の情報、および自車両が走行する車線のレーン情報も取得する。
【０１３４】
ステップＳ４０１１では、ドライバ情報を取得する。具体的には、アイポイント検出装置３７からの信号に基づいて運転者のアイポイント高さｈｅを算出する。さらに、自車両の先端（最前部）から運転者の目（アイポイント）までの前後方向距離ｄｃ、およびＨＵＤ８１からアイポイントまでの前後方向距離ｄｄを、運転席シートのシート位置に基づいて算出する。なお、前後方向距離ｄｃ，ｄｄは所定値として予め設定しておくこともできる。
【０１３５】
ステップＳ４０２０では、自車両周囲に存在する各障害物について、自車両のリスクポテンシャルＲＰを算出する。自車線前方に存在する先行車が検出されている場合は、上述した（式３）を用いて先行車に対するリスクポテンシャルＲＰを算出する。隣接車線上に他車両が存在する場合は、自車両と他車両との前後方向距離（車間距離）、自車速Ｖと他車両速度との差（相対速度）、および自車速Ｖを用いて、（式３）と同様の算出式からリスクポテンシャルＲＰを算出する。
【０１３６】
なお、自車両の進行方向には存在せず、自車両の走行に対して大きな影響を与えない障害物、例えば隣接車線上の他車両に対しては、算出したリスクポテンシャルＲＰに所定の係数ｋｏ（ｋｏ＜１）をかけた値をリスクポテンシャルＲＰとして用いる。所定の係数ｋｏは、自車線上の障害物と自車線外の障害物がそれぞれ自車両の走行に与える影響の大きさを考慮して、例えば０．２程度に設定する。
【０１３７】
さらに、自車両周囲の障害物について算出したリスクポテンシャルＲＰのうち所定値以下のものについては、以降の処理においてＲＰ＝０として扱う。ここで、所定値は、例えば０．２程度に設定する。
【０１３８】
ステップＳ４０３０では、ステップＳ４０２０で算出したリスクポテンシャルＲＰがＲＰ＞０となる各障害物について、ＨＵＤ８１に表示する画像の参照点Ｐ２を算出する。参照点Ｐ２の算出方法は、図３のフローチャートのステップＳ１０４０での処理と同様である（図６（ａ）〜図８（ｂ）参照）。
【０１３９】
つづくステップＳ４０４０では、ステップＳ４０２０で算出したリスクポテンシャルＲＰに基づいて、各障害物についてのマーカ８２の大きさを算出する。マーカ８２の大きさは、例えばマーカ８２を重畳して表示する障害物のリスクポテンシャルＲＰの大きさに基づいて、上述した（式６）から算出することができる。
【０１４０】
ステップＳ４０５０では、ステップＳ４０３０で算出した参照点Ｐ２を中心として、ステップＳ４０４０で大きさを設定した各障害物についてのマーカ８２を、ＨＵＤ８１上に表示するように表示制御装置８０に信号を出力する。マーカ８２を表示する際には、障害物ごとに異なる形状のマーカ８２を割り当てる。マーカ８２の形状としては、例えば、図３１（ａ）に示すような円形、図３１（ｂ）に示すような四角形、および図３１（ｃ）に示すような多角形等の複数のパターンを予め設定しておく。なお、同一の障害物が継続して検出されている間は、同一の形状のマーカを重畳して表示する。
【０１４１】
つづくステップＳ４０６０では、ステップＳ４０２０で算出した複数の障害物に対するリスクポテンシャルＲＰのうち、最も値の大きなリスクポテンシャルＲＰに基づいて、アクセルペダル７２に発生する操作反力を制御する。これにより、今回の処理を終了する。
【０１４２】
図３２に、マーカ８２の表示例を示す。図３２には、自車両前方領域に３つの障害物Ａ，Ｂ，Ｃが検出されている場合を例として示している。ステップＳ４０２０で算出されたリスクポテンシャルＲＰの値の最も大きな自車線前方の先行車Ａには、円形のマーカ８２Ａが重畳して表示されている。自車線の右側隣接車線上を走行する自車両に近い他車両Ｂには、三角形のマーカ８２Ｂが重畳して表示され、他車両Ｂよりも遠方の他車両Ｃにはひし形のマーカ８２Ｃが重畳して表示されている。これらのマーカ８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃの表示色はリスクポテンシャルＲＰに応じてそれぞれ設定されている。自車両と各障害物とのリスクポテンシャルＲＰが変化すると、マーカ８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃの大きさも変化する。
【０１４３】
このように、以上説明した第６の実施の形態においては、上述した第４および第５の実施の形態による効果に加えて以下のような作用効果を奏することができる。
（１）車両用運転操作補助装置２は、自車両前方に存在する複数の障害物に対するリスクポテンシャルＲＰをそれぞれ算出し、複数の障害物に対するリスクポテンシャルＲＰを表示装置８１に表示させる。具体的には、図３２に示すように、レーザレーダ１０や前方カメラ２０によって検出された自車両前方領域に存在する複数の障害物について、マーカ８２Ａ〜８２Ｃを表示する。これにより、センサによって検出される複数の障害物のリスクポテンシャルＲＰをそれぞれ表示させることが可能となる。
（２）複数の障害物のうち、リスクポテンシャルＲＰが所定値以上の障害物に対するリスクポテンシャルＲＰのみを表示させる。これにより、多数の障害物が検出された場合でも、自車両の走行に対するリスクをもつもののみを表示させることができる。
【０１４４】
なお、ＨＵＤ８１にマーカ８２を表示する代わりに、ナビゲーションシステムの表示画面を用いることもできる。この場合、前方カメラ２０で撮像した自車両前方領域の画像を表示画面に表示し、表示画面中の障害物の上にマーカ８２を重畳して表示する。このように、ＨＵＤ８１以外の表示装置を用いても、ＨＵＤ８１を用いる場合と同様な作用効果を得ることができる。
【０１４５】
《第７の実施の形態》
以下に、本発明の第７の実施の形態における車両用運転操作補助装置について説明する。図３３に、第７の実施の形態による車両用運転操作補助装置３の構成を示すシステム図を示す。図３３において、図２０に示した第４の実施の形態と同様の機能を有する箇所には同一の符号を付している。ここでは、第４の実施の形態との相違点を主に説明する。
【０１４６】
図３３に示すように、車両用運転操作補助装置３は、運転者の車線変更意図を推定する車線変更意図推定装置９７を備えている。車線変更意図推定装置９７は、例えばウィンカ操作レバーの操作信号を取得して運転者が車線変更を行おうとする運転操作意図を推定する。なお、ウィンカ操作以外にも、種々の手法を用いて車線変更意図を推定するように車線変更意図推定装置９７を構成することももちろん可能である。
【０１４７】
第７の実施の形態においては、自車両の向きに応じて、操作反力制御の対象となりうる障害物を先行して表示する。上述した第６の実施の形態で説明したように、自車両周囲に複数の障害物が存在する場合は、センサによって検知された複数の障害物のうち、リスクポテンシャルＲＰの最も大きい物体が制御対象の障害物として取り扱われる。ただし、隣接車線上に存在する他車両等、自車両との相対的な向きの傾き（相対角度）の小さい障害物は、自車両の車線変更等により将来的に制御対象となり得る可能性がある。そこで、第７の実施の形態に応じては、自車両周囲に存在する複数の障害物が検出されている場合に、将来的に制御対象となり得る障害物について、実際に制御対象となる以前から表示を行う。
【０１４８】
第７の実施の形態における車両用運転操作補助装置３の動作を、図３４を用いて詳細に説明する。図３４は、コントローラ１５０における運転操作補助制御プログラムの処理手順を示すフローチャートである。本処理内容は、一定間隔（例えば５０msec）毎に連続的に行われる。
【０１４９】
まず、ステップＳ５０００でリスクポテンシャルに応じた操作反力制御が実行されているか否かを判定する。ステップＳ５０００が肯定判定されるとステップＳ５０１０へ進み、否定判定されるとこの処理を終了する。ステップＳ５０１０では、自車両周囲の環境情報を読み込む。ここで、環境情報は、自車前方の障害物状況を含む自車両の走行状況に関する情報である。そこで、レーザレーダ１０により検出される前方障害物までの車間距離Ｄと相対速度Ｖｒ，および前方障害物の存在方向（相対角度）θ１、車速センサ３０によって検出される自車両の走行車速Ｖを読み込む。さらに、隣接車線上に存在する隣接車両等、自車両周囲に存在する他車両の情報、および自車両が走行する車線のレーン情報も取得する。また、車線変更意図推定装置９７から運転者のウィンカ操作に関する信号も取得する。
【０１５０】
ステップＳ５０１１では、ドライバ情報を取得する。具体的には、アイポイント検出装置３７からの信号に基づいて運転者のアイポイント高さｈｅを算出する。さらに、自車両の先端（最前部）から運転者の目（アイポイント）までの前後方向距離ｄｃ、およびＨＵＤ８１からアイポイントまでの前後方向距離ｄｄを、運転席シートのシート位置に基づいて算出する。なお、前後方向距離ｄｃ，ｄｄは所定値として予め設定しておくこともできる。
【０１５１】
ステップＳ５０２０では、ステップＳ５０１０で検出した複数の障害物について、車両用運転操作補助装置３による操作反力制御の対象となり得る障害物を選定する。具体的には、自車両との向き、すなわち相対角度θ１が所定範囲内となる障害物を制御対象となり得る障害物とする。制御対象となり得る障害物は、現在、操作反力制御の対象である障害物、および将来的に制御対象となる可能性のある障害物を含む。
【０１５２】
図３５（ａ）に示すように、自車両の前後方向中心線を基準（＝０）とした場合に、自車両との相対角度θ１が所定範囲θｌ内にはいる障害物（−θｌ/２°≦θ１≦＋θｌ/２°）を、制御対象となり得る障害物とする。所定範囲θｌは、自車両が走行する車線の車線幅Ｗｌと自車両前方の先行車までの車間距離Ｄとを用いて、以下の（式１７）から算出することができる。
θｌ＝２arctanＷｌ/２Ｄ    ・・・（式１７）
【０１５３】
所定範囲θｌ内に複数の障害物が存在する場合は、それら全てを制御対象となり得る障害物として選定する。なお、障害物を検出するレーザレーダ１０の検知可能範囲は、（式１７）で表される所定範囲θｌよりも十分広い。
【０１５４】
車線変更意図推定装置９７からのウィンカ操作に関する信号に基づいて、車線変更をしようとする運転者の意図が推定される場合は、所定範囲θｌを車線変更方向に拡張する。例えば、運転者が右隣接車線に車線変更しようとしていることが推定されると、図３５（ｂ）に示すように所定範囲θｌを、右方向に補正角度θｍ拡張する。したがって、車線変更意図が推定される場合の所定範囲θｌは、以下の（式１８）から求めることができる。
θｌ＝２arctanＷｌ/２Ｄ＋θｍ    ・・・（式１８）
ここで、補正角度θｍは、例えば１０°程度とする。
【０１５５】
図３５（ｂ）に示すように、所定範囲θｌを右方向に拡張することにより、図３５（ａ）に示すような車線変更意図のない場合には選定されなかった隣接車両も制御対象となり得る障害物として選定される。このように、車線変更意図が推定される場合に所定範囲θｌを拡張することにより、より広い角度から将来的に制御対象となる可能性のある障害物を検出することができる。
【０１５６】
ステップＳ５０３０では、ステップＳ５０２０で選定した制御対象となり得る障害物の中に、現在は制御対象ではないが、将来的に制御対象となる可能性のある障害物があるか否かを判定する。例えば図３５（ｂ）に示す隣接車両は、現在、操作反力制御の制御対象ではないが、自車両が車線変更しようとしているため将来的に制御対象となる可能性がある。このような他車両が検出されている場合は、ステップＳ５０３０を肯定判定してステップＳ５０９０へ進む。一方、現在の制御対象のみが検出されている場合等、将来的に制御対象となる可能性のある障害物が検出されていない場合は、ステップＳ５０４０へ進む。
【０１５７】
ステップＳ５０４０では、現在の制御対象に対するリスクポテンシャルＲＰを上述した（式３）から算出する。ステップＳ５０５０では、ＨＵＤ８１に表示する画像の参照点Ｐ２を算出する。参照点Ｐ２の算出方法は、図３のフローチャートのステップ１０４０での処理と同様である（図６（ａ）〜図８（ｂ）参照）。つづくステップＳ５０６０では、ステップＳ５０４０で算出したリスクポテンシャルＲＰに基づいて、制御対象である障害物についてのマーカ８２の大きさを算出する。マーカ８２の大きさは、例えばマーカ８２を重畳して表示する障害物のリスクポテンシャルＲＰの大きさに基づいて、上述した（式６）から算出することができる。
【０１５８】
ステップＳ５０９０では、現在の制御対象と、将来的に制御対象となる可能性のある障害物の両方について、リスクポテンシャルＲＰを算出する。現在の制御対象、例えば自車線前方に存在する先行車については、上述した（式３）を用いてリスクポテンシャルＲＰを算出する。将来的に制御対象となる可能性のある障害物、例えば隣接車線を走行する他車両については、自車両と他車両との前後方向距離（車間距離）、自車速Ｖと他車両速度との差（相対速度）、および自車速Ｖを用いて、（式３）と同様の算出式からリスクポテンシャルＲＰを算出する。
【０１５９】
なお、将来的に制御対象となる可能性のある障害物に対しては、算出したリスクポテンシャルＲＰに所定の係数ｋｏ（ｋｏ＜１）をかけた値をリスクポテンシャルＲＰとして用いる。所定の係数ｋｏは、自車線上の障害物と自車線外の障害物がそれぞれ自車両の走行に与える影響の大きさを考慮して、例えば０．２程度に設定する。
【０１６０】
ステップＳ５１００では、ステップＳ５０９０でリスクポテンシャルＲＰを算出した制御対象と将来的に制御対象となる可能性のある障害物について、ＨＵＤ８１に表示する画像の参照点Ｐ２を算出する。参照点Ｐ２の算出方法は、図３のフローチャートのステップＳ１０４０での処理と同様である（図６（ａ）〜図８（ｂ）参照）。
【０１６１】
つづくステップＳ５１１０では、ステップＳ５０９０で算出したリスクポテンシャルＲＰに基づいて、制御対象と将来的に制御対象となる可能性のある障害物についてのマーカ８２の大きさを算出する。マーカ８２の大きさは、例えばマーカ８２を重畳して表示する障害物のリスクポテンシャルＲＰの大きさに基づいて、上述した（式６）から算出することができる。
【０１６２】
ステップＳ５０７０では、ＨＵＤ８１上にマーカ８２を表示するように表示制御装置８０に信号を出力する。現在の制御対象のみが検出されている場合は、ステップＳ５０５０で算出した参照点Ｐ２を中心として、ステップＳ５０６０で大きさを設定したマーカ８２を制御対象に重畳するように表示する。将来的に制御対象となる可能性のある障害物も検出されている場合は、ステップＳ５１００で算出した参照点Ｐ２を中心として、ステップＳ５１１０で大きさを設定したマーカ８２を、将来的に制御対象となる可能性のある障害物に重畳するように表示する。このとき、将来的に制御対象となる可能性のある障害物に重畳するマーカ８２は、現在の制御対象に重畳するマーカ８２とは表示色および形状が異なるように設定される。
【０１６３】
つづくステップＳ５０８０では、ステップＳ５０４０もしくはＳ５０９０で算出した現在の制御対象の障害物に対するリスクポテンシャルＲＰに基づいて、アクセルペダル７２に発生する操作反力を制御する。これにより、今回の処理を終了する。
【０１６４】
図３６に、マーカ８２の表示例を示す。図３６は、自車両の右側隣接車線への車線変更意図が推定された状態で、自車両前方の制御対象の障害物Ａと、右側隣接車線上に将来的に制御対象となる可能性のある障害物Ｂが検出されている場合を例として示している。制御対象の障害物Ａには、円形のマーカ８２Ａが重畳して表示されている。右側隣接車線上を走行する障害物Ｂには、三角形のマーカ８２Ｂが重畳して表示されている。マーカ８２Ｂは、リスクポテンシャルＲＰに応じてマーカ８２Ａとは異なる表示色で表示されている。マーカ８２Ａは常時点灯され、マーカ８２Ｂは点滅し、将来的に制御対象となる可能性のある障害物であることを示す。
【０１６５】
このように、以上説明した第７の実施の形態においては、上述した第４〜第６の実施の形態による効果に加えて以下のような作用効果を奏することができる。
（１）車両用運転操作補助装置３は、自車両周囲に存在する複数の障害物のうち、将来的に制御対象の障害物となる可能性のある障害物に対するリスクポテンシャルＲＰを表示する。これにより、将来の制御対象を早い段階から報知して運転者の注意を喚起することができる。また、図３６に示すように、将来的に制御対象となる可能性のある障害物を表すマーカ８２Ｂと、現在の制御対象を表すマーカ８２Ａとが明確に区別できるように表示することにより、現在の制御対象と将来の制御対象とを運転者に容易に認識させることができる。
【０１６６】
《第８の実施の形態》
以下に、本発明の第８の実施の形態における車両用運転操作補助装置について説明する。図３７に、第８の実施の形態による車両用運転操作補助装置４の構成を示すシステム図を示す。図３７において、図２０に示した第４の実施の形態と同様の機能を有する箇所には同一の符号を付している。ここでは、第４の実施の形態との相違点を主に説明する。
【０１６７】
図３７に示すように、車両用運転操作補助装置４は、自車両に発生する駆動力を制御する駆動力制御装置２６０と、自車両に発生する制動力を制御する制動力制御装置２７０と、アクセルペダル７２の踏み込み量（操作量）を検出するアクセルペダルストロークセンサ７３とをさらに備えている。
【０１６８】
駆動力制御装置２６０は、エンジンへの制御指令を算出し、コントローラ２５０から入力される目標減速度を実現するように自車両に発生する駆動力を制御する。具体的には、駆動力制御装置２６０は、図３８に示すような関係に従って、アクセルペダル操作量ＳＡに応じたドライバ要求駆動力drv_trqを算出する。そして、ドライバ要求駆動力drv_trqから目標減速度に相当する値を減算することにより、エンジンへの制御指令を算出する。なお、略一定の車間距離を保って先行車に追従するよう制御する追従走行制御においては、アクセルペダル操作量ＳＡに関わらず、設定された目標車間時間を実現するために自車両の加速制御を行う。
【０１６９】
制動力制御装置２７０は、ブレーキ液圧指令を出力し、コントローラ２５０から入力される目標減速度を実現するように、自車両に発生する制動力を制御する。制動力制御装置２７０からの指令に応じて各車輪に設けられたブレーキ装置が作動する。
【０１７０】
コントローラ２５０は、リスクポテンシャルＲＰに基づいてアクセルペダル７２に発生する操作反力を制御するとともに、自車両に減速度を発生させることにより、リスクポテンシャルＲＰを伝達して運転者の注意を喚起する（ＲＰ伝達制御）。さらに、コントローラ２５０は、運転者によって設定された目標車間時間に基づいて自車両と先行車との車間距離が略一定距離に保たれるように自車両の加減速度を制御する（追従走行制御）。コントローラ２５０は、ＲＰ伝達制御として自車両に減速度を発生させる場合は、図２３（ａ）（ｂ）に示すように自車両の前方に設けた仮想弾性体２２０の反発力Ｆｃに基づいて目標減速度を算出する。
【０１７１】
このように、コントローラ２５０は自車両に発生する減速度を制御する複数の異なる制御を実行可能である。ただし、ＲＰ伝達制御も追従走行制御も作動可能な状態では、ＲＰ伝達制御の作動に対して追従走行制御の作動が優先される。すなわち、実際には追従走行制御のみが作動する。この状態で、アクセルペダル７２が踏み込み操作されると追従走行制御がオーバーライド状態となり、ＲＰ伝達制御のみを作動させる状態に遷移する。すなわち、追従走行制御は運転者の運転操作状態に応じてオーバーライドされる。
【０１７２】
このように、ＲＰ伝達制御も追従走行制御も作動可能な状態でアクセルペダル７２が踏み込み操作されると、実際に作動する制御が追従走行制御からＲＰ伝達制御へ切り替わる。このとき、追従走行制御で目標としていた目標減速度とＲＰ伝達制御で新たに目標とする目標減速度との差に起因して、追従走行制御作動時よりも大きな減速度が自車両に発生する場合がある。この場合、運転者は自らアクセルペダル７２を踏み込み操作して加速しようとしたにも関わらず、運転者の意図に反した車両挙動となってしまう。
【０１７３】
そこで、第８の実施の形態においては、追従走行制御がオーバーライド状態となってＲＰ伝達制御のみを作動させる状態に遷移するときに、制御対象の障害物を示すマーカ８２を点滅させる。これにより、オーバーライド状態であることを運転者に知らせる。
【０１７４】
第８の実施の形態における車両用運転操作補助装置４の動作を、図３９を用いて詳細に説明する。図３９は、コントローラ２５０における運転操作補助制御プログラムの処理手順を示すフローチャートである。本処理内容は、一定間隔（例えば５０msec）毎に連続的に行われる。ステップＳ６０００〜Ｓ６０４０での処理は、図２１のフローチャートのステップＳ２０００〜Ｓ２０４０での処理と同様であるので説明を省略する。
【０１７５】
ステップＳ６０５０では、アクセルペダル７２が踏み込まれているか否かを判定する。具体的には、アクセルペダルストロークセンサ７３で検出されるアクセルペダル操作量ＳＡが０よりも大きい場合は、アクセルペダル７２が踏み込まれていると判断してステップＳ６０８０へ進む。この場合、アクセルペダル７２の踏み込み操作によって追従走行制御がオーバーライド状態となったと判断する。
【０１７６】
アクセルペダル操作量ＳＡ＝０の場合は、ステップＳ６０６０へ進む。ステップＳ６０６０では、ステップＳ６０３０で算出した参照点Ｐ２を中心として、ステップＳ６０４０で大きさを設定したマーカ８２を制御対象に重畳するように表示する。つづくステップＳ６０７０では、運転者によって設定された目標車間時間に基づいて自車両と先行車との車間距離が略一定距離に保たれるように自車両の加減速度を制御し、追従走行制御処理を行う。
【０１７７】
ステップＳ６０８０では、アクセルペダル操作量ＳＡに応じたドライバ要求駆動力drv_trqを反発トルクＦｃと比較する。ここで、反発トルクＦｃは、図２３（ａ）（ｂ）に示すような自車両の前方に設けた仮想弾性体２２０の反発力として図２５のマップに基づいて算出する。drv_trq＜Ｆｃの場合は、ＲＰ伝達制御によってドライバ要求駆動力drv_trqよりも大きな反発トルクＦｃが設定されており、アクセルペダル７２は踏み込まれているが自車両は加速していない状態である。この場合は、ステップＳ６０８０を肯定判定してステップＳ６０９０へ進む。
【０１７８】
ステップＳ６０９０では、ステップＳ６０３０で算出した参照点Ｐ２を中心として、ステップＳ６０４０で大きさを設定したマーカ８２を制御対象に重畳するように表示する。このとき、追従走行制御がオーバーライド状態で、かつアクセルペダル７２は踏み込まれているが自車両は加速していない状態であることを運転者に知らせるために、マーカ８２を遅い点滅で表示する。遅い点滅とは、例えばマーカ８２をゆっくりとした周波数、例えば０．８Ｈｚで点滅させる。
【０１７９】
一方、drv_trq≧Ｆｃの場合は、ＲＰ伝達制御によって設定された反発トルクＦｃよりもドライバ要求駆動力drv_trqが大きい。したがって、ＲＰ伝達制御が作動中で自車両が加速すると判断し、ステップＳ６１００へ進む。ステップＳ６１００では、ステップＳ６０３０で算出した参照点Ｐ２を中心として、ステップＳ６０４０で大きさを設定したマーカ８２を制御対象に重畳するように表示する。このとき、追従走行制御がオーバーライド状態で、かつアクセルペダル７２の踏み込みによって自車両が加速していることを運転者に知らせるために、マーカ８２を速い点滅で表示する。速い点滅とは、例えばマーカ８２を速い周波数、例えば２．０Ｈｚで点滅させる。
【０１８０】
その後、ステップＳ６１１０へ進み、ステップＳ６０２０で算出したリスクポテンシャルＲＰに基づいて、アクセルペダル７２に発生する操作反力を制御する。これにより、今回の処理を終了する。
【０１８１】
図４０に、追従走行制御のオーバーライド状態におけるマーカ８２の表示例を示す。アクセルペダル７２が踏み込まれて追従走行制御がオーバーライド状態となると、制御対象の障害物に重畳して表示されるマーカ８２が点滅表示される。このときの点滅周期は、オーバーライドした時点でのアクセルペダル操作量ＳＡと反発力Ｆｃとの関係から決定される。
【０１８２】
このように、以上説明した第８の実施の形態においては、上述した第４〜第７の実施の形態による効果に加えて以下のような作用効果を奏することができる。
（１）車両用運転操作補助装置４は、リスクポテンシャルＲＰに応じた操作反力制御を行うとともに、リスクポテンシャルＲＰに基づいて自車両に発生する制駆動力を制御し（第１の制駆動力制御手段）、また、対象障害物までの車間距離を維持するように自車両の制駆動力を制御する（第２の制駆動力制御手段）。そして、運転者の運転操作状態に基づいて、車間距離を維持する追従走行制御がオーバーライド状態であることが検出されると、リスクポテンシャルＲＰを表すマーカ８２の表示形態を変える。例えば、追従走行制御の作動中は対象障害物に重畳してマーカ８２を点灯表示し、追従走行制御がオーバーライド状態となると、図４０に示すようにマーカ８２を点滅表示する。これにより、車両用運転操作補助装置４による制御の作動状態を運転者に認識させることができる。
【０１８３】
上述した第４の実施の形態と第５の実施の形態とを組み合わせることもできる。第５の実施の形態では、図２８に示すようにリスクポテンシャルＲＰの分布を等高線で示したが、これに加えて現在の制御対象の障害物に重畳するようにマーカ８２を表示することもできる。または、第５の実施の形態と第６や第７の実施の形態とを組み合わせることももちろん可能である。
【０１８４】
マーカ８２を表示装置８１に表示する際に、リスクポテンシャルＲＰ等に応じてマーカ８２の輝度を変更するように構成することもできる。また、リスクポテンシャルＲＰ等に応じてマーカ８２の表示色と輝度のいずれか一方を変更することもできる。
【０１８５】
以上説明した第４から第８の実施の形態においては、レーザレーダ１０および前方カメラ２０が障害物検出手段として機能し、コントローラ１００，１５０，２５０がリスクポテンシャル算出手段として機能し、コントローラ１００，１５０およびアクセルペダル反力制御装置７０が触覚情報伝達手段として機能し、コントローラ１００，１５０，２５０、表示制御装置８０および表示装置８１が視覚情報伝達手段として機能し、コントローラ２５０、駆動力制御装置２６０、および制動力制御装置２７０が第１の制駆動力制御手段、第２の制駆動力制御手段および制駆動力制御手段として機能することができる。ただし、これらには限定されず、障害物検出手段として、レーザレーダ１０の代わりに例えば別方式のミリ波レーダを用いることも可能である。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記の実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係になんら限定も拘束もされない。
【符号の説明】
【０１８６】
１０：レーザレーダ、２０：前方カメラ、３０：車速センサ、３５：舵角センサ、３７：アイポイント検出装置、５０，１００，１５０，２５０：コントローラ、７０：アクセルペダル反力制御装置、８０：表示制御装置、８１:表示装置、９０：警報装置、９５：マーカサイズ選択スイッチ、９７：車線変更意図推定装置、２６０：駆動力制御装置、２７０：制動力制御装置
【図１】
2011070685.tif 000003
【図２】
2011070685.tif 000004
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
2011070685.tif 000039
【図３８】
2011070685.tif 000040
【図３９】
2011070685.tif 000041
【図４０】
2011070685.tif 000042
【手続補正書】
【提出日】平成22年10月18日(2010.10.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、
前記障害物検出手段からの信号に基づいて、前記自車両の前記障害物に対するリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、
前記リスクポテンシャル算出手段で算出される前記リスクポテンシャルに基づいてアクセルペダルに発生する操作反力を制御する操作反力制御手段と、
前記リスクポテンシャル算出手段において前記リスクポテンシャルを算出する際の対象となった障害物（以降、対象障害物と呼ぶ）を、視覚情報として伝達する視覚情報伝達手段とを備え、
前記視覚情報伝達手段は、視覚情報として、前記対象障害物に対する前記リスクポテンシャルの大きさと前記対象障害物とを関連付けて表示することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記視覚情報伝達手段は、前記リスクポテンシャルを表す表示を前記対象障害物に重畳することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記視覚情報伝達手段は、ヘッドアップディスプレイを備え、前記リスクポテンシャルを表す表示を前記ヘッドアップディスプレイの前記対象障害物に対応する位置に重ね合わせて表示することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項４】
請求項２に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記自車両の前方領域を撮影する撮影手段をさらに備え、
前記視覚情報伝達手段は、前記撮影手段によって撮影された前記前方領域の画像において前記対象障害物に対応する位置に前記リスクポテンシャルを表す表示を重ね合わせて表示することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明による車両用運転操作補助装置は、自車両前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、障害物検出手段からの信号に基づいて、自車両の障害物に対するリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、リスクポテンシャル算出手段で算出されるリスクポテンシャルに基づいてアクセルペダルに発生する操作反力を制御する操作反力制御手段と、リスクポテンシャル算出手段においてリスクポテンシャルを算出する際の対象となった障害物（以降、対象障害物と呼ぶ）を、視覚情報として伝達する視覚情報伝達手段とを備え、視覚情報伝達手段は、視覚情報として、対象障害物に対するリスクポテンシャルの大きさと対象障害物とを関連付けて表示する。