(57)【要約】【課題】運転者による前後方向および左右方向の運転操作を適切にアシストすることができ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１は、車両状態および車両周囲の走行環境を検出する走行状況認識手段１０，２０と、走行状況認識手段１０，２０による検出状況に応じて、アクセルペダル８０の開放を促すようアクセルペダル開放指令を出力する指令出力手段５０と、指令出力手段５０によってアクセルペダル開放指令が出力されると、アクセルペダル開放指令の出力経過時間を計測する計測手段５０と、アクセルペダル８０の操作量を検出する操作量検出手段７１と、計測手段５０によって計測されるアクセルペダル開放指令の出力経過時間と、操作量検出手段７１によって検出されるアクセルペダル操作量とに基づいて、アクセルペダル８０に発生させるアクセルペダル反力を制御する反力制御手段５０，６０とを有し、運転者の操作を補助する。【選択図】　図１
2004009755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両状態および車両周囲の走行環境を検出する走行状況認識手段と、
前記走行状況認識手段による検出状況に応じて、アクセルペダルの開放を促すようアクセルペダル開放指令を出力する指令出力手段と、
前記指令出力手段によって前記アクセルペダル開放指令が出力されると、前記アクセルペダル開放指令の出力経過時間を計測する計測手段と、
前記アクセルペダルの操作量を検出する操作量検出手段と、
前記計測手段によって計測される前記アクセルペダル開放指令の出力経過時間と、前記操作量検出手段によって検出されるアクセルペダル操作量とに基づいて、前記アクセルペダルに発生させるアクセルペダル反力を制御する反力制御手段とを有し、運転者の操作を補助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、
前記反力制御手段は、前記アクセルペダル開放指令の出力経過時間に応じて、前記アクセルペダル反力を徐々に増加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３】
請求項１に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記アクセルペダル開放指令の出力経過時間に応じて、前記アクセルペダル操作量に対する前記アクセルペダルの反力特性を変更する反力特性変更手段をさらに有し、
前記反力特性変更手段は、前記指令出力手段によって前記アクセルペダル開放指令が出力されると、まず、前記アクセルペダル操作量が前記操作量検出手段で検出される現在のアクセルペダル操作量よりも大きい領域を、前記アクセルペダル反力を通常の反力特性に対して増加させる反力増加領域として設定し、その後、前記アクセルペダル開放指令の出力経過時間に応じて前記反力増加領域を前記アクセルペダル操作量の小さい領域へ徐々に拡大するよう前記反力特性を変更し、
前記反力制御手段は、前記反力特性変更手段によって変更される反力特性に従って前記アクセルペダル反力を制御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、
前記反力特性変更手段は、前記反力増加領域を前記アクセルペダル操作量の小さい領域へ拡大する際の移動速度を、前記アクセルペダル操作量が大きいほど小さく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３または請求項４に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記反力特性変更手段は、前記反力増加領域を拡大するよう前記反力特性を変更した後に、前記操作量検出手段で検出される現在のアクセルペダル操作量とその時刻における前記反力特性とを比較し、現在のアクセルペダル操作量が前記反力増加領域に残存する場合は、前記アクセルペダル操作量が現在のアクセルペダル操作量以下の領域で前記アクセルペダル反力を減少するよう前記反力増加領域を一旦縮小し、その後、前記アクセルペダル開放指令の出力経過時間に応じて前記反力増加領域を前記アクセルペダル操作量の小さい領域へ徐々に拡大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１から請求項５のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記走行状況認識手段は、少なくとも自車両から先行車両までの車間距離および相対速度を検出し、
前記指令出力手段は、前記走行状況認識手段によって検出される前記車間距離前記相対速度で割った余裕時間を算出し、算出される余裕時間が所定値よりも小さい場合に前記アクセルペダル開放指令を出力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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
運転者の操作を補助する車両用運転操作補助装置として、特開平１０−１６６８９０号公報に開示されたものが知られている。この車両用運転操作補助装置は、先行車と自車両との車間距離に基づいてアクセルペダルの操作反力を変更するものである。例えば、検出された車間距離が所定値よりも小さくなった場合に、アクセルペダル操作反力が重くなるよう設定してドライバに警報を与える。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、アクセルペダル操作反力が増加すると運転者は無意識のうちにペダル反力に抗してアクセルペダルを踏み込もうとする場合があり、上述したような運転操作補助装置では、運転者の操作を確実かつ迅速にアクセルペダルを開放する方向に誘導することが困難であった。
【０００４】
本発明は、自車両が先行車両に接近した際にアクセルペダルを開放するよう促すことができる車両用運転操作補助装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明による車両用運転操作補助装置は、車両状態および車両周囲の走行環境を検出する走行状況認識手段と、走行状況認識手段による検出状況に応じて、アクセルペダルの開放を促すようアクセルペダル開放指令を出力する指令出力手段と、指令出力手段によってアクセルペダル開放指令が出力されると、アクセルペダル開放指令の出力経過時間を計測する計測手段と、アクセルペダルの操作量を検出する操作量検出手段と、計測手段によって計測されるアクセルペダル開放指令の出力経過時間と、操作量検出手段によって検出されるアクセルペダル操作量とに基づいて、アクセルペダルに発生させるアクセルペダル反力を制御する反力制御手段とを有し、運転者の操作を補助する。
【０００６】
【発明の効果】
アクセルペダル開放指令の出力経過時間とアクセルペダル操作量とに応じたアクセルペダル反力を発生させるので、アクセルペダル開放指令が出力された場合に運転者のアクセルペダル操作を徐々に開放へと誘導することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
《第１の実施の形態》
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について、図面を用いて説明する。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。
【０００８】
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操作する。レーザレーダ１０は、前方にある複数の反射物（通常、前方車の後端）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、前方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。車速センサ２０は、車輪の回転数等から自車両の走行車速を検出し、検出した自車速をコントローラ５０へ出力する。
【０００９】
コントローラ５０は、車両用運転操作補助装置１全体の制御を行う。コントローラ５０は、車速センサ２０から入力される自車速と、レーザレーダ１０から入力される車間距離および相対速度とから、自車両前方に存在する先行車までの接近度合を算出し、現在の自車両の走行状況を推定する。コントローラ５０は、現在の走行状況に基づいてアクセルペダル操作反力を制御する。具体的には、自車両が先行車に接近し、運転者にアクセルペダル開放を促す必要がある場合には、アクセルペダル操作反力を増加するようアクセルペダル反力制御装置６０に反力指令値を出力する。コントローラ５０におけるアクセルペダル反力制御については、後述する。
【００１０】
アクセルペダル反力制御装置６０は、アクセルペダルストローク量に応じて、アクセルペダル８０のリンク機構に組み込まれたサーボモータ７０で発生させるトルクを制御する。図３にアクセルペダル８０周辺の構成図を示す。図３に示すように、アクセルペダルストローク量は、リンク機構を介してストロークセンサ７１によって検出される。サーボモータ７０は、アクセルペダル反力制御装置６０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８０を操作する際に発生する反力を任意に制御することができる。
【００１１】
次に第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。その作用の概略を以下に述べる。
コントローラ５０により、自車両と先行車との車間距離および相対車速、自車両の走行車速といった走行状況を認識し、認識した走行状況に基づいて、自車両と先行車両が接近状態であるかを判定する。接近状態である場合には、運転者のアクセルペダル踏み込み操作を開放する方向へと促すようなアクセルペダル反力指令値を算出し、この指令値をアクセルペダル反力制御装置６０へと出力する。アクセルペダル反力制御装置６０は、入力された指令値に応じてサーボモータ７０を制御することによりアクセルペダル反力−ストローク特性を変更する。
【００１２】
図５に、アクセルペダルストローク量Ｓに対するアクセルペダル反力Ｆの変化特性（Ｆ−Ｓ特性）の一例を示す。本発明では、図５に示すような通常状態、すなわちアクセルペダル反力制御を行わない状態の反力特性に対して、ストローク量Ｓによらず網掛け部のような制御可能範囲を設定し、先行車との接近状態に応じてこの範囲内でアクセルペダル反力Ｆを増加させる。これにより、アクセルペダル８０を開放する必要性を運転者に認識させることができる。
【００１３】
上述したアクセルペダル反力制御において、どのように反力指令値を決定するかについて、以下に、図４を用いて説明する。図４は、本発明の第１の実施の形態によるコントローラ５０における運転操作補助制御処理の処理手順を示すフローチャートである。なお、本処理内容は、一定間隔、例えば５０ｍｓｅｃ毎にコントローラ５０で連続的に行われる。
【００１４】
−コントローラ５０の処理フロー（図４）−
まず、ステップＳ１１０で、自車速Ｖｆ、先行車までの車間距離Ｄ、相対速度Ｖｒおよび先行車速Ｖａといった走行状態を読み込む。なお、先行車速Ｖａは、例えば自車速Ｖｆと相対速度Ｖｒとから算出することができる。ステップＳ１２０では、読み込んだ走行状態に基づいて自車両の先行車に対する接近状態を判定し、運転者へのアクセルペダル開放の指示が必要であるか否かを判定する。ここでは、自車両の先行車に対する接近状態を判定するために、まず、以下の（式１）で表される余裕時間ＴＴＣ（Ｔｉｍｅ　Ｔｏ　Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）を算出する。
【数１】
ＴＴＣ＝Ｄ／Ｖｒ　　　　　　　　　　　　　　　　（式１）
【００１５】
余裕時間ＴＴＣは、先行車に対する自車両の現在の接近度合を示す物理量であり、現在の走行状況、すなわち自車速Ｖｆおよび先行車速Ｖａが継続した場合に、何秒後に車間距離Ｄがゼロとなり自車両が先行車に追いつくかを示している。本実施の形態では、余裕時間ＴＴＣが所定値以下となる場合を自車両と先行車との接近状態と定義し、この場合にアクセルペダル開放を運転者に促すための指令を出力する。ここで、接近状態を判定する余裕時間ＴＴＣの所定値は、例えば４秒に設定する。
【００１６】
ステップＳ１２０が肯定判定されると、ステップＳ１３０へ進む。ステップＳ１３０では、アクセルペダル８０の開放を促すようにアクセルペダル８０に発生させる反力Ｆを算出する。ここで、アクセルペダル開放指令に応じて発生させるアクセルペダル反力Ｆは、アクセルペダル開放指令が発せられてからの経過時間に応じて徐々に増加するように設定する。なお、アクセルペダル開放指令の出力経過時間は不図示のタイマによって計測される。アクセルペダル開放指令の出力の開始と同時に出力経過時間の計測が開始され、アクセルペダル開放指令が出力されている間は継続して出力経過時間が計測される。
【００１７】
以下に、図６および図７を用いて具体的なアクセルペダル反力Ｆの制御を説明する。図６および図７は、時刻Ｔ＝ＴＡ０でアクセルペダル開放指令が発せられ、それ以降指令が継続して出力されている場合のアクセルペダル反力制御の一例を示している。なお、図６はアクセルペダル開放指令の発生前後の時間軸に対するアクセルペダル反力Ｆの変化特性を示し、図７は経過時間毎のアクセルペダルストローク量Ｓに対するアクセルペダル反力Ｆの特性（Ｆ−Ｓ特性）を示す。
【００１８】
図６に示すように、時刻Ｔ＝ＴＡ０でアクセルペダル開放指令が発生してからＴＡ１，ＴＡ２．．と時間が経過するほど、アクセルペダル反力Ｆを徐々に増加させる。図６においては、アクセルペダル８０は一定量だけ踏み込まれており、アクセルペダル開放指令出力前、すなわち時刻Ｔ＝ＴＡ０以前のアクセルペダル反力ＦをＦ０とする。時刻Ｔ＝ＴＡ３のときにアクセルペダル反力Ｆは制御可能範囲の最大値Ｆｍａｘに達し、時刻ＴＡ３以降のアクセルペダル反力Ｆは最大値Ｆｍａｘに固定される。
【００１９】
図７（ａ）は、時刻Ｔ＝ＴＡ０のときのアクセルペダルストローク量Ｓに対するＦ−Ｓ特性を示している。このＦ−Ｓ特性はアクセルペダル制御を行っていない通常のＦ−Ｓ特性である。図７（ａ）に示すように、ペダル反力Ｆはストローク量Ｓが大きくなるほどリニアに大きくなる。時刻Ｔ＝ＴＡ０から時間が経過して時刻Ｔ＝ＴＡ１となったときのＦ−Ｓ特性を図７（ｂ）に示す。図７（ｂ）に示すように時刻Ｔ＝ＴＡ１では、破線で示す通常のＦ−Ｓ特性に対して、ストローク量Ｓが所定値Ｓ０以上の領域で、ストローク量Ｓに係わらずペダル反力ＦがΔＦ１だけ増加するようにＦ−Ｓ特性を変更する。さらに時間が経過して時刻Ｔ＝ＴＡ２となると、図７（ｃ）に示すように、ストローク量Ｓに係わらず通常のＦ−Ｓ特性に対してペダル反力ＦがΔＦ２だけ増加するようにＦ−Ｓ特性を変更する。さらにまた時間が経過して時刻Ｔ＝ＴＡ３となると、図７（ｄ）に示すように、ストローク量Ｓに係わらず通常のＦ−Ｓ特性に対してペダル反力ＦがΔＦ３だけ増加するようにＦ−Ｓ特性を変更する。なお、時刻Ｔ＝ＴＡ３でアクセルペダル反力Ｆは制御可能範囲の上限に達するので、それ以降は図７（ｄ）に示すＦ−Ｓ特性と同様である。
【００２０】
このように、アクセルペダル開放指令が出力されると、Ｆ−Ｓ特性を、通常のＦ−Ｓ特性に対して経過時間に応じた反力変化量ΔＦだけ増加させたＦ−Ｓ特性に変更する。反力変化量ΔＦはストローク量Ｓには関係なく経過時間が長くなるほど大きくなるので、変更後のＦ−Ｓ特性の傾きは通常のＦ−Ｓ特性の傾きと同じである。なお、ストローク量ＳがＳ０未満の領域では、経過時間が長くなるほどＦ−Ｓ特性の傾きが大きくなる。
【００２１】
コントローラ５０は、図６、図７に示すような特性に従い、アクセルペダル開放指令が発せられてからの経過時間およびストロークセンサ７１によって検出されるアクセルペダルストローク量Ｓに応じて、アクセルペダル８０に発生させるペダル反力Ｆを算出する。
【００２２】
つづくステップＳ１４０で、ステップＳ１３０で算出したペダル反力Ｆを発生させるような指令をアクセルペダル反力制御装置６０に出力する。一方、ステップＳ１２０が否定判定されてアクセルペダル開放指令が出力されない場合は、ステップＳ１５０へ進む。ステップＳ１５０では、次回以降の処理に備えてアクセルペダル開放指令の出力経過時間をリセットする。このとき、Ｆ−Ｓ特性が変更されている場合は通常反力特性に復帰させる。ステップＳ１４０、Ｓ１５０の処理により、今回の処理を終了する。
【００２３】
以上説明したように、自車両と先行車との車間距離Ｄおよび相対速度Ｖｒから余裕時間ＴＴＣを算出し、先行車への接近度合を判定した。余裕時間ＴＴＣが所定値よりも小さい場合、すなわち接近度合が大きい場合には、アクセルペダル開放指令を出力しペダル反力Ｆを徐々に増加させる。これにより、運転者にアクセルペダル８０の開放を促すことができる。また、アクセルペダル開放指令が出力されてからの経過時間が長くなるほどアクセルペダル８０に発生する反力Ｆを徐々に大きくする。その結果、運転者にアクセルペダル８０の開放をスムーズに促すことができるとともに、先行車への接近状態が継続していることを認識させることができる。
【００２４】
上述したように、本発明の第１の実施の形態においては、以下の様な効果を奏することができる。
（１）アクセルペダル開放指令の出力経過時間とアクセルペダル操作量Ｓとに応じたアクセルペダル反力Ｆを発生させるので、アクセルペダル開放指令が出力された場合に運転者のアクセルペダル操作を徐々に開放へと誘導することができる。
（２）アクセルペダル開放指令の出力時間に応じてアクセルペダル反力Ｆを徐々に増加させるので、運転者はアクセルペダル反力Ｆの変化を徐々に認識し、アクセルペダル操作を開放へとスムーズに誘導することができる。
（３）自車両と先行車両との車間距離と相対速度とから余裕時間ＴＴＣを算出し、余裕時間ＴＴＣが所定値よりも小さい場合にアクセルペダル開放指令を出力するようにしたので、自車両と先行車両との接近度合に応じてアクセルペダルの開放を促すことができる。
【００２５】
《第２の実施の形態》
以下に、本発明の第２の実施の形態による車両用運転操作補助装置について説明する。第２の実施の形態の車両用運転操作補助装置の構成は、図１〜図３を用いて説明した第１の実施の形態と同様であるので、詳細な説明を省略する。ここでは、第１の実施の形態との相違点であるコントローラ５０におけるアクセルペダル反力制御の処理について主に説明する。
【００２６】
以下に、第２の実施の形態における作用の概要を説明する。第２の実施の形態においては、図９に示すように、Ｆ−Ｓ特性を通常反力領域と反力増加領域とに分割する特性変更点ＳＤを、Ｆ−Ｓ特性上に設定する。アクセルペダルストローク量Ｓが特性変更点ＳＤ以下の場合は通常の反力特性に従ってアクセルペダル反力Ｆを発生させ、ストローク量Ｓが特性変更点ＳＤよりも大きい場合はアクセルペダル反力Ｆを通常よりも増加させるように制御する。そして、特性変更点ＳＤをストローク量Ｓの小さい方へ徐々に移動することにより、運転者にアクセルペダル８０の開放を促すことができる。アクセルペダル反力制御の詳細については後述する。
【００２７】
図８に、本発明の第２の実施の形態によるコントローラ５０における運転操作補助制御処理の処理手順を示すフローチャートを示す。なお、本処理内容は、一定間隔、例えば５０ｍｓｅｃ毎に連続的に行われる。
【００２８】
−コントローラ５０の処理フロー（図８）−
ステップＳ２１０，およびステップＳ２２０で行われる処理は図４に示したステップＳ１１０，Ｓ１２０での処理と同様であるので説明を省略する。
ステップＳ２２０が肯定判定されると、ステップＳ２３０へ進む。ステップＳ２３０では、ストロークセンサ７１によって検出されるアクセルペダルストローク量Ｓを読み込む。また、アクセルペダル開放指令の出力と同時に不図示のタイマによってアクセルペダル開放指令の出力経過時間の計測を開始する。なお、アクセルペダル開放指令が出力されている間は継続して出力経過時間が計測される。
【００２９】
ステップＳ２４０では、アクセルペダル開放指令が今回新たに出力されて経過時間がゼロであるか、もしくはステップＳ２３０で読み込んだ現在のストローク量Ｓが特性変更点ＳＤよりも大きいか否かを判定する。いずれか一方でも肯定されると、ステップＳ２４０は肯定判定される。
【００３０】
すなわち、アクセルペダル開放指令の出力経過時間がゼロの場合にはステップＳ２４０が肯定判定され、ステップＳ２６０へ進む。ステップＳ２６０では、アクセルペダル開放を促すためのペダル反力制御を開始するために、特性変更点ＳＤを現在のストローク量Ｓと同じ値に設定する。これにより、ストローク量Ｓが現在のストローク量Ｓ＝ＳＤよりも大きい領域は反力増加領域となり、現在の状態からアクセルペダル８０を踏み込む方向へ操作したときのアクセルペダル反力Ｆがステップ状に増加する。
【００３１】
一方、アクセルペダル開放指令の出力経過時間がゼロでない、すなわち既にアクセルペダル反力制御が行われている状態で、現在のストローク量Ｓが特性変更点ＳＤ以下となった場合は、ステップＳ２４０が否定判定され、ステップＳ２５０へ進む。ステップＳ２５０では、さらにアクセルペダルの開放を促すために特性変更点ＳＤをストローク量Ｓの小さい方向へ移動する。これにより、図９に示す矢印の方向に反力増加領域が拡大する。このとき、特性変更点ＳＤはアクセルペダル開放指令の出力経過時間に応じた移動量および速度で移動する。
【００３２】
ここで、特性変更点ＳＤを減少させる場合の具体的なアクセルペダル反力Ｆの制御を図１０および図１１を用いて説明する。図１０、図１１は、時刻Ｔ＝ＴＢ０でアクセルペダル開放指令が発せられ、それ以降指令が継続して出力されている場合のアクセルペダル反力制御の一例を示す。図１０は経過時間毎のアクセルペダルストローク量Ｓに対するアクセルペダル反力Ｆの特性（Ｆ−Ｓ特性）を示し、図１１はアクセルペダル開放指令の発生前後の時間軸に対する特性変更点ＳＤの変化特性を示す。
【００３３】
図１０（ａ）に示すように、時刻Ｔ＝ＴＢ０でアクセルペダル開放指令が発せられると、その時点でのストローク量Ｓを特性変更点ＳＤとしてＦ−Ｓ特性を変更する。具体的には、ストローク量Ｓが特性変更点ＳＤよりも大きい領域を反力増加領域として、通常のＦ−Ｓ特性に対してストローク量Ｓに係わらずペダル反力ＦをΔＦだけ増加させる。これによりＦ−Ｓ特性は特性変更点ＳＤを境にして通常反力領域と反力増加領域とに分割され、現在のストローク量Ｓよりも踏み込んだ場合に発生するアクセルペダル反力Ｆが通常に比べてステップ状に増加する。時刻Ｔ＝ＴＢ０から時間が経過して時刻Ｔ＝ＴＢ１となったときのＦ−Ｓ特性を図１０（ｂ）に示す。図１０（ｂ）に示すように、時刻Ｔ＝ＴＢ１において特性変更点ＳＤは時刻Ｔ＝ＴＢ０の位置からΔＳ１だけストローク量Ｓの小さい方向へと移動する。特性変更点ＳＤの移動に伴い反力増加領域がストローク量Ｓの小さい方向へと拡大し、アクセルペダル８０に発生する反力Ｆが増加するため実際のストローク量Ｓが減少する。
【００３４】
さらに時間が経過して時刻Ｔ＝ＴＢ２となると、図１０（ｃ）に示すように、特性変更点ＳＤを時刻Ｔ＝ＴＢ１の位置からさらにΔＳ２だけストローク量Ｓの小さい方向へ移動する。これに伴い反力増加領域がストローク量Ｓの小さい方向へ拡大し、実際のストローク量Ｓが減少する。さらにまた時間が経過して時刻Ｔ＝ＴＢ３となると、図１０（ｄ）に示すように、特性変更点ＳＤを時刻Ｔ＝ＴＢ２の位置からさらにまたΔＳ３だけストローク量Ｓの小さい方向へ移動する。この時点でＦ−Ｓ特性は全領域にわたって反力増加領域となり、実際のストローク量Ｓは０となる。
【００３５】
このように、特性変更点ＳＤを徐々にストローク量Ｓの小さい方向へと移動することにより、反力増加領域が拡大し、アクセルペダル８０を開放するよう促すことができる。例えば、特性変更点ＳＤの減少により現在のストローク量Ｓが反力増加領域に入った場合、ペダル反力Ｆが増加され、運転者の操作はアクセルペダル８０を開放する方向へと誘導される。一方、特性変更点ＳＤの減少後も現在のストローク量Ｓが通常反力領域にある場合は、特性変更点ＳＤを境にペダル反力Ｆがステップ状に増加するので、アクセルペダル８０を現在の状態からさらに踏み込むことを防止することができる。
【００３６】
特性変更点ＳＤをストローク量Ｓの小さい方向へ移動させるときの移動速度、すなわち単位時間の移動量ΔＳは、例えば図１１に示すようにアクセルペダル開放指令の出力経過時間に応じて設定する。図９に示すように、通常の反力特性においてストローク量Ｓが大きくなるほどアクセルペダル８０に発生する反力Ｆは大きくなる。つまり、アクセルペダル８０を大きく踏み込んでいるほど、運転者がアクセルペダル８０を踏み込む力は大きい。ストローク量Ｓが比較的大きい領域で特性変更点ＳＤを素早く移動させると、運転者はペダル反力の増加の意図に気づかずに無意識のうちにペダル反力Ｆに抗する踏力でアクセルペダル８０を踏み込む場合がある。この場合、ペダル反力Ｆが増加するだけで実際のストローク量Ｓは減少せず、アクセルペダル８０を開放する方向へとスムーズに誘導することができなくなる可能性がある。そこで、図１１に示すように、ストローク量Ｓが大きいほど単位時間ΔＴに対する特性変更点ＳＤの移動量ΔＳが小さくなるように、すなわち特性変更点ＳＤの移動速度が小さくなるように設定することが好ましい。これにより、運転者にＦ−Ｓ特性の変化を認識させながら徐々にアクセルペダル８０を開放するよう促すことができる。
【００３７】
なお、アクセルペダル開放指令が出力された時刻Ｔ＝ＴＢ０でのストローク量Ｓが大きくなるほど、最初に設定する特性変更点ＳＤも大きくなり、図１１に示す時間Ｔに対する特性変更点ＳＤの特性曲線が全体的に上方向に移動する。つまり、アクセルペダル開放指令が継続して出力された場合、特性変更点ＳＤが０となるまでに掛かる時間、すなわちアクセルペダル８０が開放されるまでの時間が長くなる。一方、時刻Ｔ＝ＴＢ０でのストローク量Ｓが小さくなるほど、最初に設定する特性変更点ＳＤも小さくなり、図１１の特性曲線が全体的に下方向に移動する。つまり、アクセルペダル開放指令が継続して出力された場合、アクセルペダル８０が開放されるまでの時間が短くなる。
以上、ステップＳ２４０が否定判定されてステップＳ２５０へ進んだ場合の制御について詳細に説明した。
【００３８】
一方、アクセルペダル開放指令の出力経過時間がゼロでない状態で、現在のストローク量Ｓが特性変更点ＳＤよりも大きい場合は、ステップＳ２４０が肯定判定され、ステップＳ２６０へ進む。これは、特性変更点ＳＤを移動して反力増加領域を拡大する際に、特性変更点ＳＤの移動速度が大きく、ペダル反力Ｆが大きくなっただけで実際にアクセルペダル８０の開放が誘導されていないことを示している。そこで、特性変更点ＳＤを現在のストローク量Ｓと同じ値に設定し直し、アクセルペダル反力制御を再開する。
【００３９】
ここで、アクセルペダル反力制御の途中でストローク量Ｓが減少せずに特性変更点ＳＤを上回った場合の、具体的なアクセルペダル反力Ｆの制御を図１２および図１３を用いて説明する。図１２、図１３は、時刻Ｔ＝ＴＢ０’でアクセルペダル開放指令が発せられ、それ以降指令が継続して出力されている場合のアクセルペダル反力制御の一例を示す。図１２は経過時間毎のアクセルペダルストローク量Ｓに対するアクセルペダル反力Ｆの特性（Ｆ−Ｓ特性）を示し、図１３はアクセルペダル開放指令の発生前後の時間軸に対する特性変更点ＳＤの変化特性を示す。なお、図１３において実際のアクセルペダルストローク量Ｓを白丸で示す。
【００４０】
図１２（ａ）に示すように、時刻Ｔ＝ＴＢ０’でアクセルペダル開放指令が発せられると、その時点でのストローク量Ｓを特性変更点ＳＤとしてＦ−Ｓ特性を反力増加領域と通常反力領域に分割する。時刻Ｔ＝ＴＢ０’から時間が経過して時刻Ｔ＝ＴＢ１’となったときのＦ−Ｓ特性を図１２（ｂ）に示す。図１２（ｂ）に示すように、時刻Ｔ＝ＴＢ１’において特性変更点ＳＤは時刻Ｔ＝ＴＢ０’の位置からΔＳ１’だけストローク量Ｓの小さい方向へと移動する。特性変更点ＳＤの移動に伴い反力増加領域がストローク量Ｓの小さい方向へと拡大し、アクセルペダル８０に発生する反力Ｆが増加する。ところが、ペダル反力Ｆの増加に抗して運転者がアクセルペダル８０を踏み込んだ場合などは、実際のストローク量Ｓは減少せずに反力増加領域に取り残されてしまう。このときペダル反力Ｆは既に増加されているので、この状態から特性変更点ＳＤをストローク量Ｓが小さい方向へ移動しても、運転者へアクセルペダル８０の開放を促すことは困難である。
【００４１】
そこで、図１２（ｃ）に示すように、時刻Ｔ＝ＴＢ２’において特性変更点ＳＤをストローク量Ｓが大きくなる方向へ移動し、現在のストローク量Ｓを特性変更点Ｓとして再設定する。つまり、反力増加領域を縮小し、増加させていたペダル反力Ｆを通常反力特性のペダル反力まで一旦減少させる。その後、時間が経過して時刻Ｔ＝ＴＢ３’となると、図１２（ｄ）に示すように、特性変更点ＳＤを時刻Ｔ＝ＴＢ２’の位置から再びΔＳ３’だけストローク量Ｓが小さくなる方向へ移動させる。ストローク量Ｓがゼロとなりアクセルペダル８０が開放されるまで同様の制御を継続する。図１３に示すように、特性変更点ＳＤは時刻Ｔ＝ＴＢ２’で一旦増加した後、再び経過時間に応じて減少する。これにより、ペダル反力Ｆだけが増加して実際のストローク量Ｓが減少しないような場合にも、アクセルペダル反力制御を再開してアクセルペダル８０を開放するよう促すことができる。
【００４２】
ステップＳ２７０では、ステップＳ２５０またはステップＳ２６０において説明したように、アクセルペダル開放指令の出力経過時間および現在のペダルストローク量Ｓに応じて新たに設定された特性変更点ＳＤにより、Ｆ−Ｓ特性を更新する。ステップＳ２８０では、更新したＦ−Ｓ特性に従って、現在のストローク量Ｓに応じたアクセルペダル反力Ｆを算出する。ステップＳ２９０で、ステップＳ２８０で算出したアクセルペダル反力Ｆを発生するような指令をアクセルペダル反力制御装置６０へ出力する。一方、ステップＳ２２０が否定判定され、アクセルペダル開放指令が出力されないときは、ステップＳ３００へ進み、アクセルペダル開放指令の出力経過時間をリセットする。このとき、Ｆ−Ｓ特性が変更されている場合は通常反力特性に復帰させる。ステップＳ２９０またはステップＳ３００での処理が行われると今回の処理を終了する。
【００４３】
以上説明したように、余裕時間ＴＴＣが所定値より小さく接近度合が大きい場合には、Ｆ−Ｓ特性を特性変更点ＳＤで通常反力領域と反力増加領域とに分割してアクセルペダル反力制御を行う。アクセルペダル開放指令の出力経過時間に応じて特性変更点ＳＤをストローク量Ｓの小さい方向へ徐々に移動するので、反力増加領域が拡大するのに伴うペダル反力Ｆの増加によりストローク量Ｓが減少する。これにより、運転者にアクセルペダル８０の開放を促すことができる。さらに、特性変更点ＳＤは、アクセルペダル８０のストローク量Ｓが大きいほどゆっくりと移動する、すなわちストローク量Ｓが小さくなる方向への移動量を少なくする。アクセルペダル８０を大きく踏み込んだ状態では、ペダル反力Ｆの変化に気づきにくく、ペダル反力Ｆが増加しても無意識のうちにアクセルペダル８０を踏み込んでしまうことがあるが、特性変更点ＳＤの移動速度を小さくするので、運転者にＦ−Ｓ特性の変化を認識させてアクセルペダル８０の開放を促すことができる。
【００４４】
さらに、ペダル反力Ｆを増加したにもかかわらずストローク量Ｓが減少しない場合には、特性変更点ＳＤを現在のストローク量Ｓに再設定し、アクセルペダル反力制御を再開するようにした。これにより、ペダル反力Ｆの増加に気づかない、あるいはストローク量Ｓの減少が不十分である場合にも、現在のストローク量Ｓを基準としてアクセルペダル反力制御を再開し、アクセルペダル８０の開放を確実に促すことができる。
【００４５】
上述したように、本発明の第２の実施の形態においては、以下の様な効果を奏することができる。
（１）アクセルペダル開放指令が出力されると、まず、現在のストローク量Ｓよりも大きなストローク量の領域を、アクセルペダル反力を増加させる反力増加領域とし、その後、アクセルペダル開放指令の出力経過時間に応じて反力増加領域をストローク量Ｓの小さい領域へと徐々に拡大する。すなわち、Ｆ−Ｓ特性上の現在のストローク量付近にアクセルペダル反力Ｆの壁を出現させ、この壁を徐々にストローク量Ｓの小さい領域へと移動させる。運転者はアクセルペダル反力の壁を先行車への接近度合として認識し、この反力増加領域の拡大によりストローク量Ｓを徐々にアクセルペダル８０を開放する方向へと誘導することができる。
（２）アクセルペダルストローク量Ｓが大きいほど、反力増加領域をストローク量Ｓの小さい領域へ拡大する移動速度を小さくするので、運転者が無意識のうちにペダル反力の増加に抗してアクセルペダル８０を踏み込んでしまうような状況において、ペダル反力をゆっくりと増加してアクセルペダル８０の開放をスムーズに誘導することができる。
（３）反力増加領域を拡大した後に、現在のストローク量Ｓが反力増加領域に残存する場合は、現在のストローク量Ｓ以下の領域においてアクセルペダル反力を減少するように反力増加領域を縮小する。その後、アクセルペダル開放指令の出力経過時間に応じて反力増加領域を拡大する制御を再開するようにした。これにより、ストローク量Ｓの減少量が不十分あるいはペダル反力の増加に抗してアクセルペダル８０を無意識のうちに踏み込んだ等によってアクセルペダル８０の開放を誘導することができなかった場合にも、現在のストローク量Ｓからアクセルペダル反力制御を再開し、アクセルペダル８０を開放する方向へと促すことができる。
【００４６】
なお、上述した実施の形態においては、走行状況認識手段としてレーザレーダ１０および車速センサ２０を、指令出力手段、計測手段および反力特性変更手段としてコントローラ５０を、反力制御手段としてコントローラ５０およびアクセルペダル反力制御装置６０を、さらに操作量検出手段としてストロークセンサ７１を用いたが、これらに限定されることはない。例えば、走行状況認識手段として、レーザレーダ１０の代わりにミリ波レーダ等の別方式のレーダを用いてもよいし、ＣＣＤカメラ等を用いて車両前方の画像を取り込み、画像処理を行ってもよい。
【００４７】
上述した実施の形態においては、自車両と先行車両との車間距離および相対車速から、先行車への接近度合を示す余裕時間ＴＴＣを算出し、接近度合が高い場合はアクセルペダル反力Ｆを増加させて運転者へ警告を出力するとともにアクセルペダル８０の開放を促すようにした。しかし、本発明はこれに限定されることはなく、例えばナビゲーションシステムや路車間通信等による情報に基づいて、自車両の走行車速が予め設定された制限車速を上回る場合にアクセルペダル反力Ｆを増加して警報し、アクセルペダル８０の開放を促すようにしてもよい。なお、先行車への接近度合を、余裕時間ＴＴＣを用いずに判定してもよい。すなわち、本発明による車両用運転操作補助装置は、アクセルペダル開放を促すための開放指令が出力されてからの経過時間とアクセルペダルストローク量Ｓとに応じて、アクセルペダル反力特性を変更し、アクセルペダル８０を開放する方向へと誘導する全ての車両用運転操作補助装置に適用される。
【図面の簡単な説明】
【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】アクセルペダル周辺の構成を示す図。
【図４】第１の実施の形態の車両用運転操作補助装置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５】第１の実施の形態によるＦ−Ｓ特性を示す図。
【図６】時間に対するペダル反力Ｆの変化を示す図。
【図７】（ａ）時刻Ｔ＝ＴＡ０でのＦ−Ｓ特性図、（ｂ）時刻Ｔ＝ＴＡ１でのＦ−Ｓ特性図、（ｃ）時刻Ｔ＝ＴＡ２でのＦ−Ｓ特性図、（ｄ）時刻Ｔ＝ＴＡ４でのＦ−Ｓ特性図。
【図８】第２の実施の形態の車両用運転操作補助装置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９】第２の実施の形態によるＦ−Ｓ特性を示す図。
【図１０】（ａ）時刻Ｔ＝ＴＢ０でのＦ−Ｓ特性図、（ｂ）時刻Ｔ＝ＴＢ１でのＦ−Ｓ特性図、（ｃ）時刻Ｔ＝ＴＢ２でのＦ−Ｓ特性図、（ｄ）時刻Ｔ＝ＴＢ４でのＦ−Ｓ特性図。
【図１１】時間に対する特性変更点の変化を示す図。
【図１２】（ａ）時刻Ｔ＝ＴＢ０’でのＦ−Ｓ特性図、（ｂ）時刻Ｔ＝ＴＢ１’でのＦ−Ｓ特性図、（ｃ）時刻Ｔ＝ＴＢ２’でのＦ−Ｓ特性図、（ｄ）時刻Ｔ＝ＴＢ４’でのＦ−Ｓ特性図。
【図１３】時間に対する特性変更点の変化を示す図。
【符号の説明】
１０：レーザレーダ
２０：車速センサ
５０：コントローラ
６０：アクセルペダル反力制御装置
７０：サーボモータ
７１：ストロークセンサ
８０：アクセルペダル
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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