(57)【要約】【課題】自車両周囲のリスクポテンシャルの変化を早い段階で運転者に伝え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、自車両の車両状態および自車両周囲の走行環境を検出する状況認識手段２０，２１と、状況認識手段２０，２１の検出結果に基づいて、自車両周囲に存在する障害物に対する接近度合を算出する接近度合算出手段５０と、運転者によるウィンカ操作を検出するウィンカ操作検出手段５０，７１と、ウィンカ操作検出手段５０，７１によってウィンカ操作が検出されたとき、接近度合算出手段５０で算出される接近度合に基づいて自車両の反応を変更するウィンカ反応調整手段５０とを有する。【選択図】  図１
2004331023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の車両状態および自車両周囲の走行環境を検出する状況認識手段と、
前記状況認識手段の検出結果に基づいて、前記自車両周囲に存在する障害物に対する接近度合を算出する接近度合算出手段と、
運転者によるウィンカ操作を検出するウィンカ操作検出手段と、
前記ウィンカ操作検出手段によって前記ウィンカ操作が検出されたとき、前記接近度合算出手段で算出される前記接近度合に基づいて前記自車両の反応（以降、ウィンカ反応とする）を変更するウィンカ反応調整手段とを有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、
前記状況認識手段は、前記自車両周囲の走行環境として、自車線に隣接する隣接車線上の他車両に関する情報を検出し、
前記接近度合算出手段は、前記障害物に対する接近度合として、前記自車両と前記他車両との車両前後方向の距離および相対速度の少なくとも一方を算出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、
前記ウィンカ反応調整手段は、ウィンカレバーを中立位置で固定して動かないように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、
前記ウィンカ反応調整手段は、ウィンカレバーが操作されるときのウィンカレバー反力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５】
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、
前記ウィンカ反応調整手段は、ウィンカレバーが操作された後に、前記ウィンカレバーを自動的に中立位置に戻す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、
前記ウィンカ反応調整手段は、ウィンカレバーが操作されたときの方向指示灯の点滅および／または点滅音の発生を禁止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、
前記ウィンカ反応調整手段は、ウィンカレバーが操作されたときの方向指示灯の点滅パターンおよび／または点滅音の発生パターン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８】
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、
前記ウィンカ反応調整手段は、ウィンカレバーが操作される時に前記ウィンカレバーに振動を発生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９】
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、
前記ウィンカ反応調整手段は、（ａ）ウィンカレバーを中立位置で固定して動かないようにする、（ｂ）前記ウィンカレバーが操作されるときの反力を変更する、（ｃ）前記ウィンカレバーが操作された後に、前記ウィンカレバーを自動的に前記中立位置に戻す、（ｄ）前記ウィンカレバーが操作された際の方向指示灯の点滅および／または点滅音の発生を禁止する、（ｅ）前記ウィンカレバーが操作された際の前記方向指示灯の点滅パターンおよび／または前記点滅音の発生パターンを変更する、または（ｆ）前記ウィンカレバーが操作される時に前記ウィンカレバーに振動を発生させ、前記接近度合に応じて前記ウィンカ反応を前記（ａ）〜（ｆ）のいずれかに切り換え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１から請求項９のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記状況認識手段の検出結果に基づいて、前記自車両周囲の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応じて、車両操作機器に発生する操作反力を制御する反力制御手段をさらに有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１０に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記車両操作機器はステアリングホイールであり、
前記ウィンカ反応調整手段によって前記ウィンカ反応の変更が行われた場合に、前記ステアリングホイールの前記操作反力を補正する反力補正手段をさらに有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１から請求項１１のいずれかに記載の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。
【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】
従来の車両用運転操作補助装置は、自車両周囲の障害物状況を検出し、障害物状況に応じて算出したリスクポテンシャルに基づいて操舵反力を制御するものである（例えば、特許文献１参照）。この車両用運転操作補助装置は、自車両周囲のリスクポテンシャルに応じて運転者による操舵操作を抑制する。
本願発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
【特許文献１】
特開平１０−２１１８８６号公報
【特許文献２】
特開平１０−１６６８８９号公報
【特許文献３】
特開平１０−１６６８９０号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
車両用運転操作補助装置は、自車両が追い越し等のために車線変更を行う場合に自車両周囲のリスクポテンシャルの変化を速やかに運転者に伝えることが望まれている。
【０００４】
【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、自車両の車両状態および自車両周囲の走行環境を検出する状況認識手段と、状況認識手段の検出結果に基づいて、自車両周囲に存在する障害物に対する接近度合を算出する接近度合算出手段と、運転者によるウィンカ操作を検出するウィンカ操作検出手段と、ウィンカ操作検出手段によってウィンカ操作が検出されたとき、接近度合算出手段で算出される接近度合に基づいて自車両の反応を変更するウィンカ反応調整手段とを有する。
【０００５】
【発明の効果】
自車両と障害物との接近度合に応じてウィンカ操作に対する車両の反応を変更するので、車線変更を行おうとしたときの自車両周囲の障害物状況をウィンカ反応として運転者に知覚させることができる。
【０００６】
【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、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る。
【０００７】
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（図８参照）、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。
【０００８】
後側方カメラ２１は、リアウインドウ上部の左右端付近に取り付けられた２つの小型のＣＣＤカメラ、もしくはＣＭＯＳカメラ等である（図８参照）。後側方カメラ２１は、自車後方の道路、特に隣接車線上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。
【０００９】
コントローラ５０は、ＣＰＵと、ＲＯＭおよびＲＡＭ等のＣＰＵ周辺部品とから構成されており、ＣＰＵのソフトウェア形態により後述するような車両用運転操作補助装置１全体の制御を行う。
【００１０】
コントローラ５０は、前方カメラ２０および後側方カメラ２１から入力される車両周辺の画像情報から、自車両周囲の障害物状況を検出する。なお、コントローラ５０は、前方カメラ２０および後側方カメラ２１から入力される画像情報を画像処理することにより自車両の走行車線を認識するとともに隣接車線上の障害物状況を検出する。また、コントローラ５０は、運転者によるウィンカ操作の有無およびウィンカレバー７１の操作方向を検出する。コントローラ５０は、検出した障害物状況に基づいて運転者によるウィンカ操作に対するウィンカ反応を変更する。ウィンカ操作に対する反応の変更方法については後述する。
【００１１】
ウィンカ反応制御装置７０は、コントローラ５０からの指令に応じて、運転者がウィンカ操作を行う際のウィンカ反応を制御する。ここで、ウィンカ反応は、運転者がウィンカレバー７１を操作する時のウィンカレバー７１の動作、およびウィンカレバー７１の操作に伴う方向指示灯７２およびウィンカ音の動作を含む。ウィンカ反応制御装置７０は、ウィンカキャンセル機構のピンと連動するバネのバネ力によりウィンカレバー７１を操作する際の反力を変更したり、ソレノイドを駆動してウィンカレバー７１が操作されないように固定することができる。また、ウィンカ反応制御装置７０は、コントローラ５０からの指令に応じて、方向指示灯７２およびウィンカ音（点滅音）を発生するスピーカ７３を制御する。
【００１２】
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の動作を説明する。車両用運転操作補助装置１においては、自車両周囲の障害物状況に応じて、運転者がウィンカ操作を行うときのウィンカ反応を変更する。具体的には、自車両が車線変更を行おうとするときに自車両の後側方から接近してくる他車両が存在する場合には、ウィンカ操作に対するウィンカレバー７１等の反応形態を変更し、運転者に警報を与える。
【００１３】
以下に、運転者によるウィンカ操作に対するウィンカ反応をどのように変更するかについて図２を用いて説明する。図２は、第１の実施の形態のコントローラ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毎に連続的に行われる。
【００１４】
−コントローラ５０の処理フロー（図２）−
ステップＳ１１０では、前方カメラ２０からの画像入力により、自車両の走行車線を認識する。コントローラ５０は前方カメラ２０から入力される画像信号に画像処理を施すことにより、図３に示すように自車両前方領域における走行車線を認識し、レーンマーカ（白線）に対する自車両の相対位置関係を検出する。ここでは、自車両のレーンマーカからの距離Ｘを検出し、自車両がレーンマーカからどれくらい側方（自車両の横方向）にずれているかを検出する。
【００１５】
ステップＳ１２０では、後側方カメラ２１からの画像入力により、自車線に隣接する隣接車線を走行する他車両（以降、並走車とする）を認識する。コントローラ５０は、後側方カメラ２１から入力される画像信号に画像処理を施し、ステップＳ１１０で認識したレーンマーカに対する自車両の相対位置関係を元にして隣接車線領域を特定する。そして、図４に示すように隣接車線領域内に存在する並走車までの車両前後方向の距離Ｄを算出する。
【００１６】
ステップＳ１３０では、ステップＳ１２０で算出した並走車までの距離Ｄの時間変化に基づいて、自車両と並走車との相対速度Ｖｒを算出する。相対速度Ｖｒは、自車両と並走車との接近度合、すなわち並走車が自車両に接近しているか離脱しているかを示す値として用いられる。
【００１７】
ステップＳ１４０では、自車両と並走車との接近度合に応じて、運転者によるウィンカ操作に対する反応形態を選択する。図５に、並走車までの距離Ｄと相対速度Ｖｒに対するウィンカ反応形態のマップを示す。図５において横軸は並走車までの距離Ｄを示し、縦軸は並走車との相対速度Ｖｒを示している。コントローラ５０は、ステップＳ１２０で算出した並走車までの距離Ｄと、ステップＳ１３０で算出した相対速度Ｖｒとから、自車両と並走車との接近度合が図５のマップ上のどの領域に分類されるかを判定する。なお、接近度合がいずれの領域にも該当しない場合は、ウィンカ反応形態は変更しない。
【００１８】
図６に、図５のマップ上に分類される領域１−１〜２−３に対応するウィンカ反応形態を示す。各領域において、以下のようにウィンカ操作に対するウィンカ反応を制御する。
【００１９】
（１−１）レバーを動かなくする。
ソレノイド等の駆動によりウィンカレバー７１を中立位置で固定し、並走車が存在する方向にウィンカレバー７１を操作しようとしても、操作できないようにする。
【００２０】
（１−２）反力を制御してレバーを重くする。
ウィンカレバー７１の根本部分に取り付けられたバネ要素のバネ定数を一時的に変更する。並走車が存在する方向にウィンカレバーを操作する場合はウィンカレバー７１を操作する際の操作反力を大きくして、ウィンカ操作に普段よりも大きな力を要するようにする。
【００２１】
（１−３）所定時間後にレバーを戻す。
ウィンカレバー７１のラッチ部を駆動し、並走車が存在する方向にウィンカレバー７１を操作した場合、所定時間後、例えばウィンカレバー７１が操作されてから１秒後にウィンカレバー７１を中立位置に戻すようにする。
【００２２】
（２−１）方向指示灯が点滅しない。
並走車が存在する方向にウィンカレバー７１を操作しても、メータクラスタ内の方向指示灯７２が点滅しない、あるいはウィンカ操作に伴うウィンカ音が発生しないようにする。なお、この場合も車両外側に設けられた方向指示灯は通常通り作動させる。
【００２３】
（２−２）点滅のパターンを変更する。
並走車が存在する方向にウィンカレバー７１を操作した場合、メータクラスタ内の方向指示灯７２の点滅の間隔、またはウィンカ音の間隔を変更する。例えば、通常よりも短い間隔で方向指示灯７２を点滅させたりウィンカ音を発生させる。
【００２４】
（２−３）レバーに振動を発生する
ウィンカレバー７１に取り付けられた微小の振動子を振動させる。並走車が存在する方向にウィンカレバー７１を操作する場合に、運転者が指先からウィンカレバー７１の振動を感じるようにする。
【００２５】
図５に示すように自車両と並走車とが接近している場合は、並走車との距離Ｄに応じて領域１−１，１−２または１−３に分類する。これにより、並走車が接近していく場合は、ウィンカレバー７１を操作するときのウィンカレバー７１の動作を変更して通常通り操作できないようにし、運転者に並走車の接近度合を強く伝える。
【００２６】
一方、自車両と並走車との相対速度Ｖｒが小さい場合、および並走車が自車両から離脱している場合は、並走車との距離に応じて領域１−１，２−３，２−１または２−２に分類する。これにより、並走車との相対速度Ｖｒが小さい場合、または並走車が遠ざかっている場合でも、並走車が自車両に近いときはウィンカレバー７１を操作できないように、あるいはウィンカレバー７１に振動が発生するようにする。また、並走車との距離Ｄが大きくなると、ウィンカレバー７１を操作したときの反応、すなわち方向指示灯７２およびウィンカ音の動作を変更し、運転者に並走車の接近度合を知らせる。
【００２７】
ステップＳ１４０でウィンカ反応形態を選択したのち、ステップＳ１５０へ進む。ステップＳ１５０では、ステップＳ１２０で認識した並走車が存在する方向にウィンカ操作が行われたか否かを判定する。ここで、コントローラ５０は、ウィンカレバー７１の操作が開始されるとウィンカ操作が行われたと判断する。ステップＳ１５０が肯定判定されると、ステップＳ１６０へ進む。ステップＳ１６０では、ステップＳ１４０で設定したウィンカ反応形態に従ってウィンカ反応を調整するようにウィンカ反応制御装置７０に指令を出力する。ウィンカ反応制御装置７０はコントローラ５０からの指令に応じてウィンカレバー７１，方向指示灯７２および／またはウィンカ音スピーカ７３を制御し、ウィンカ反応を調整する。
【００２８】
一方、ステップＳ１５０が否定判定されると、そのまま処理を終了する。なお、ウィンカ操作が行われても並走車との接近度合が図５のマップのいずれの領域にも該当しない場合は、ウィンカ反応の調整は行わない。この場合は、ウィンカ操作に応じてウィンカレバー７１，方向指示灯７２およびウィンカ音スピーカ７３を通常通り作動させる。
【００２９】
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）コントローラ５０は、自車両周囲に存在する障害物に対する接近度合を算出し、算出した接近度合に基づいてウィンカ操作に対するウィンカ反応を変更する。運転者によるウィンカ操作に対するウィンカ反応、すなわち車両の反応を変更することにより、車線変更を行おうとしたときの自車両周囲の障害物状況を運転者に伝えて警報を与えることができる。
（２）自車両と隣接車線上に存在する並走車との車両前後方向の距離Ｄおよび相対速度Ｖｒを算出し、自車両と並走車との接近度合を算出する。これにより、運転者が車線変更を行おうとしてウィンカ操作を行った場合に、車線変更の障害となる並走車が隣接車線上に存在するかどうかを、ウィンカ操作を行う時点で速やかに運転者に理解させることができる。なお、並走車までの距離Ｄおよび相対距離Ｖｒのいずれかを並走車までの接近度合として用いることもできるが、距離Ｄおよび相対距離Ｄの両方を用いた方が、並走車までの接近度合をよりきめ細かく判定することができる。
（３）コントローラ５０は、並走車までの接近度合に応じて、ウィンカレバー７１を中立位置で一時的に固定する。運転者は、ウィンカレバー７１を操作しようとしても動かないため、車線変更の障害となる並走車が隣接車線上に存在することを、ウィンカレバー７１を操作する時点で容易に認識することができる。
（４）コントローラ５０は、並走車までの接近度合に応じて、ウィンカレバー反力を変更する。並走車までの接近度合が高いときにウィンカレバー反力を大きくすることにより、運転者は車線変更の障害となる並走車が隣接車線上に存在することを、ウィンカレバー７１を操作する時点で容易に認識することができる。
（５）コントローラ５０は、並走車までの接近度合に応じて、ウィンカレバー７１が操作されてから所定時間後に、ウィンカレバー７１を自動的に中立位置に戻す。このとき、ウィンカレバー７１が中立位置に戻ることにより方向指示灯７２およびウィンカ音の作動も停止する。これにより、運転者はウィンカ操作に対するウィンカ反応が通常とは異なることから、車線変更の障害となる並走車が隣接車線上に存在することを認識し、車線変更のタイミングを遅らせる等適切な運転操作を行うことができる。
（６）コントローラ５０は、並走車までの接近度合に応じて、ウィンカレバー７１が操作されたときの方向指示灯７２の点滅またはウィンカ音の発生を禁止する。これにより、運転者はウィンカ操作に対するウィンカ反応が通常とは異なることから、車線変更の障害となる並走車が隣接車線上に存在することを認識し、車線変更のタイミングを遅らせる等適切な運転操作を行うことができる。なお、ウィンカレバー７１が操作されたときに、方向指示灯７２の点滅とウィンカ音の発生の両方を禁止することもできる。
（７）コントローラ５０は、並走車までの接近度合に応じて、ウィンカレバー７１が操作されたときの方向指示灯７２の点滅パターンまたはウィンカ音の発生パターンを変更する。これにより、運転者はウィンカ操作に対するウィンカ反応が通常とは異なることから、車線変更の障害となる並走車が隣接車線上に存在することを認識し、車線変更のタイミングを遅らせる等適切な運転操作を行うことができる。なお、ウィンカレバー７１が操作されたときに、方向指示灯７２の点滅パターンとウィンカ音の発生パターンの両方を変更することもできる。
（８）コントローラ５０は、並走車までの接近度合に応じて、ウィンカレバー７１が操作されるときにウィンカレバー７１に振動を発生させる。これにより、運転者はウィンカ操作に対するウィンカレバー７１の反応が通常とは異なることから、車線変更の障害となる並走車が隣接車線上に存在することを認識し、車線変更のタイミングを遅らせる等適切な運転操作を行うことができる。
（９）コントローラ５０は、自車両と並走車との接近度合を図５に示すように分類し、分類された接近度合に応じてウィンカ操作に対するウィンカ反応を切り換える。すなわち、現在の障害物状況に適したウィンカ反応を実現するようにウィンカ反応を変更する。これにより、運転者はウィンカ反応の形態から、車線変更を行ったときの隣接車線上の並走車とのリスクがどれくらいであるかを容易に理解することができる。
【００３０】
《第２の実施の形態》
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、図面を用いて説明する。図７は、第２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であり、図８は、車両用運転操作補助装置２を搭載する車両の構成図である。なお、図７および図８において、上述した第１の実施の形態と同様の機能を有する部分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。
【００３１】
まず、車両用運転操作補助装置２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、自車両前方の領域を走査する。レーザレーダ１０は、前方にある複数の反射物（通常、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、複数の前方車までの車間距離とその存在方向を検出する。検出した車間距離及び存在方向はコントローラ５１へ出力される。なお、本実施の形態において、前方物体の存在方向は、自車両に対する相対角度として表すことができる。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。
【００３２】
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５１に出力する。
【００３３】
コントローラ５１は、ＣＰＵと、ＲＯＭおよびＲＡＭ等のＣＰＵ周辺部品とから構成されており、ＣＰＵのソフトウェア形態により後述するような車両用運転操作補助装置２全体の制御を行う。
【００３４】
コントローラ５１は、上述した第１の実施の形態と同様に、自車両と並走車との接近度合に基づいてウィンカ操作に対するウィンカ反応を調整するとともに、自車両周囲のリスクポテンシャルに基づいて車両操作機器の反力制御を行う。
【００３５】
そこで、コントローラ５１は、レーザレーダ１０，前方カメラ２０，後側方カメラ２１および車速センサ３０から入力される信号に基づいて、自車両周囲の障害物状況を検出する。ここで、自車両周囲の障害物状況としては、自車両周囲に存在する先行車または並走車までの相対距離、およびレーンマーカに対する自車両の相対位置関係とレーンマーカの形状などである。コントローラ５１は、検出した障害物状況に基づいて各障害物に対する自車両のリスクポテンシャルを算出する。さらに、コントローラ５１は、それぞれの障害物に対するリスクポテンシャルを総合して自車両周囲の総合的なリスクポテンシャルを算出し、以下のようにリスクポテンシャルに応じた反力制御を行う。
【００３６】
操舵反力制御装置６０は、車両の操舵系に組み込まれ、コントローラ５１から出力される指令に応じて、サーボモータ６１で発生させるトルクを制御する。サーボモータ６１は、操舵反力制御装置６０からの指令値に応じて発生させるトルクを制御し、運転者がステアリングホイール６２を操作する際に発生する操舵反力を任意に制御することができる。
【００３７】
アクセルペダル反力制御装置８０は、コントローラ５１から出力される指令に応じて、アクセルペダル８２のリンク機構に組み込まれたサーボモータ８１で発生させるトルクを制御する。サーボモータ８１は、アクセルペダル操作反力制御装置８０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８２を操作する際に発生する踏力を任意に制御することができる。
【００３８】
ブレーキペダル反力制御装置９０は、コントローラ５１から出力される指令に応じて、ブレーキブースタ９１で発生させるブレーキアシスト力を制御する。ブレーキブースタ９１は、ブレーキペダル反力制御装置９０からの指令値に応じて発生させるブレーキアシスト力を制御し、運転者がブレーキペダル９２を操作する際に発生する踏力を任意に制御することができる。ブレーキアシスト力が大きいほどブレーキペダル操作反力は小さくなり、ブレーキペダル９２を踏み込みやすくなる。なお、ここでは、ブレーキブースタ９１によってエンジンの負圧を利用してブレーキアシスト力を発生させているが、これには限定されず、例えばコンピュータ制御による油圧力を用いてブレーキアシスト力を発生させることもできる。
【００３９】
次に第２の実施の形態による車両用運転操作補助装置２の動作を説明する。その動作の概略を以下に述べる。
コントローラ５１は、自車両の走行車速、および自車両と自車前方や後側方に存在する他車両との相対位置やその移動方向と、自車両のレーンマーカに対する相対位置等の自車両周囲の障害物状況を認識する。コントローラ５１は、認識した障害物状況に基づいて、各障害物に対する自車両のリスクポテンシャルを算出し、各障害物に対するリスクポテンシャルを前後／左右方向の成分毎に加算することにより、前後方向および左右方向の総合的なリスクポテンシャルを算出する。そして、前後方向リスクポテンシャルおよび左右方向リスクポテンシャルに基づいて、前後方向の反力制御量および左右方向の反力制御量を算出する。
【００４０】
算出された前後方向の反力制御量は、前後方向の反力制御指令値として、アクセルペダル反力制御装置８０およびブレーキペダル反力制御装置９０へ出力される。アクセルペダル反力制御装置８０およびブレーキペダル反力制御装置９０は、それぞれ入力された反力制御指令値に応じて、サーボモータ８１およびブレーキブースタ９１を制御することにより、アクセルペダル反力特性およびブレーキペダル反力特性を変更する。アクセルペダル反力特性およびブレーキペダル反力特性を変更することにより、運転者の実際のアクセルペダル操作量およびブレーキペダル操作量を適切な値に促すように制御する。
【００４１】
一方、算出された左右方向の反力制御量は、左右方向の反力制御指令値として、操舵反力制御装置６０へ出力される。操舵反力制御装置６０は、入力された制御反力指令値に応じて、サーボモータ６１を制御することにより、操舵反力特性を変更する。操舵反力特性を変更することにより、運転者の実際の操舵角を適正な操舵角に促すように制御する。
【００４２】
さらに、コントローラ５１は、隣接車線上の並走車と自車両との接近度合に応じてウィンカ操作に対する反応調整が行われている場合は、左右方向の反力制御量を補正する。
【００４３】
以下に、第２の実施の形態においてどのようにウィンカ反応調整および反力制御を行うかに付いて、図９を用いて説明する。図９は、第２の実施の形態によるコントローラ５１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毎に連続的に行われる。
【００４４】
−コントローラ５１の処理フロー（図９）−
まず、ステップＳ２１０で走行状態を読み込む。ここで、走行状態は、自車両周囲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走行車までの相対距離および相対角度と、前方カメラ２０からの画像入力に基づく自車両に対するレーンマーカの相対位置、すなわち左右方向の変位と相対角度、レーンマーカの形状および前方走行車までの相対距離および相対角度を読み込む。さらに、後側方カメラ２１からの画像入力に基づく隣接車線後方に存在する走行車両までの相対距離や相対角度と、車速センサ３０によって検出される自車両の走行車速を読み込む。
【００４５】
ステップＳ２２０では、ステップＳ２１０で読み込み、認識した走行状態データに基づいて、現在の車両周囲状況を認識する。ここでは、前回の処理周期以前に検出され、コントローラ５１のメモリに記憶されている自車両に対する各障害物の相対位置およびその移動方向／移動速度と、ステップＳ２１０で得られた現在の走行状態データとにより、現在の各障害物の自車両に対する相対位置およびその移動方向／移動速度を認識する。そして、自車両の走行に対して障害物となる他車両やレーンマーカが、自車両の周囲にどのように配置され、相対的にどのように移動しているかを認識する。
【００４６】
ステップＳ２３０では、認識された各障害物に対する余裕時間ＴＴＣ（Ｔｉｍｅ  ｔｏ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）を障害物毎に算出する。ここで、障害物ｋに対する余裕時間ＴＴＣｋは、以下の（式１）で求められる。
【数１】
ＴＴＣｋ＝Ｄｋ／Ｖｒｋ                    （式１）
【００４７】
ステップＳ２４０では、ステップＳ２３０で算出した余裕時間ＴＴＣを用いて、各障害物ｋに対するリスクポテンシャルＲＰｋを算出する。ここで、各障害物ｋに対するリスクポテンシャルＲＰｋは以下の（式２）で求められる。
【数２】
ＲＰｋ＝１／ＴＴＣｋ                    （式２）
（式２）に示すように、リスクポテンシャルＲＰｋは余裕時間ＴＴＣの逆数を用いて、余裕時間ＴＴＣｋの関数として表されており、リスクポテンシャルＲＰｋが大きいほど障害物ｋへの接近度合が大きいことを示している。
【００４８】
レーンマーカは、自車両に対する存在方向が一つの方向に定まるものではなく、ある存在方向範囲に分布するものである。そこで、カメラ２０，２１で検出される自車両周囲のレーンマーカを、自車両を基準として微小角度に分割し、微小角度分のレーンマーカの相対位置からそれぞれのリスクポテンシャルを算出する。さらに、微小角度分のリスクポテンシャルを存在方向範囲で積分してリスクポテンシャルＲＰｌａｎｅを算出する。すなわち、レーンマーカに対するリスクポテンシャルＲＰｌａｎｅは、以下の（式３）で表される。
【数３】
ＲＰｌａｎｅ＝∫（１／ＴＴＣｌａｎｅ）ｄＬ          （式３）
【００４９】
ステップＳ２５０では、ステップＳ２４０で算出した障害物ｋ毎のリスクポテンシャルＲＰｋから、車両前後方向の成分を抽出して加算し、車両周囲に存在する全障害物に対する総合的な前後方向リスクポテンシャルを算出する。前後方向リスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌは、以下の（式４）で算出される。なお、各障害物ｋに対するリスクポテンシャルＲＰｋは、レーンマーカに対するリスクポテンシャルＲＰｌａｎｅを含む。
【数４】
ＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ＝Σｋ（ＲＰｋ×ｃｏｓθｋ）        （式４）
ここで、θｋは自車両に対する障害物ｋの存在方向を示し、障害物ｋが車両前方向、つまり自車正面に存在する場合、θｋ＝０とし、障害物ｋが車両後方向に存在する場合、θｋ＝１８０とする。
【００５０】
つづくステップＳ２６０では、ステップＳ２４０で算出した障害物ｋ毎のリスクポテンシャルＲＰｋから、車両左右方向の成分を抽出して加算し、車両周囲に存在する全障害物に対する総合的な左右方向リスクポテンシャルを算出する。左右方向リスクポテンシャルＲＰｌａｔｅｒａｌは、以下の（式５）で算出される。
【数５】
ＲＰｌａｔｅｒａｌ＝Σｋ（ＲＰｋ×ｓｉｎθｋ）          （式５）
【００５１】
ステップＳ２７０では、ステップＳ２５０で算出した前後方向リスクポテンシャルポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌから、前後方向制御指令値、すなわちアクセルペダル反力制御装置８０へ出力する反力制御指令値ＦＡと、ブレーキペダル反力制御装置９０へ出力する反力制御指令値ＦＢとを算出する。前後方向リスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌに応じて、リスクポテンシャルが大きいほど、アクセルペダル８２に関しては、アクセルペダル８２を戻す方向へ制御反力を発生させ、ブレーキペダル９２に関しては、ブレーキペダル９２を踏み込みやすい方向へ制御反力を発生させる。
【００５２】
図１０に、前後方向リスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌと、アクセルペダル反力制御指令値ＦＡとの関係を示す。図１０に示すように、前後方向リスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌが大きくなるほど、アクセルペダル反力制御指令値ＦＡを大きくする。前後方向リスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌが所定値ＲＰｍａｘより大きい場合には、アクセルペダル反力制御指令値ＦＡを最大値ＦＡｍａｘに固定する。
【００５３】
図１１に、前後方向リスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌと、ブレーキペダル反力制御指令値ＦＢとの関係を示す。図１１に示すように、前後方向リスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌが大きくなるほど、ブレーキペダル反力制御指令値ＦＢを小さくして、大きなブレーキアシスト力を発生させるようにする。前後方向リスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌが所定値ＲＰｍａｘよりも小さい場合は、ブレーキペダル反力制御指令値ＦＢをゼロに設定し、ブレーキペダル反力特性は変化させない。
【００５４】
このように、前後方向リスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌが所定値ＲＰｍａｘより小さい場合は、アクセルペダル反力特性を変更し、前後方向リスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌをアクセルペダル操作反力として運転者に知らせる。一方、前後方向リスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌが所定値ＲＰｍａｘより大きい場合は、アクセルペダル反力制御指令値を最大として、運転者がアクセルペダル８２を解放するように促す。さらに、ブレーキペダル反力制御指令値を小さくして、運転者がブレーキ操作に移行した際にブレーキペダル９２を踏み込みやすいように制御する。
【００５５】
ステップＳ２８０では、ステップＳ２６０で算出した左右方向のリスクポテンシャルＲＰｌａｔｅｒａｌから、左右方向制御指令値、すなわち操舵反力制御装置６０へ出力する操舵反力制御指令値ＦＳを算出する。左右方向のリスクポテンシャルＲＰｌａｔｅｒａｌに応じて、リスクポテンシャルが大きいほど、ステアリングホイール６２を中立位置へ戻す方向に大きな操舵反力を発生させる。
【００５６】
図１２に、左右方向リスクポテンシャルＲＰｌａｔｅｒａｌと、操舵反力制御指令値ＦＳとの関係を示す。なお、図１２において、左右方向リスクポテンシャルＲＰｌａｔｅｒａｌがプラスである場合は、右方向のリスクポテンシャルであることを示し、左右方向リスクポテンシャルＲＰｌａｔｅｒａｌがマイナスである場合は、左方向のリスクポテンシャルであることを示している。図１２に示すように、左右方向リスクポテンシャルＲＰｌａｔｅｒａｌが大きくなるほど、ステアリングホイール６２を中立位置へ戻す方向の操舵反力が大きくなるように操舵反力制御指令値ＦＳを大きくする。
【００５７】
ステップ２８１では、ウィンカ反応調整処理を行う。ここでは、第１の実施の形態で説明したウィンカ反応調整処理を、図２のフローチャートに従ってサブルーチンとして実行する。並走車との接近度合に応じてウィンカ操作に対する反応調整を行った場合は、反応調整を行った時間をコントローラ５１のメモリに記憶し、前回行ったウィンカ反応調整からの経過時間を算出する。
【００５８】
ステップＳ２８２では、前回のウィンカ反応調整から所定時間Ｔ以上経過しているか否かを判定する。ここで、所定時間Ｔは、運転者がウィンカ操作を行ってから一連の車線変更動作を行うのに要する時間を想定して、例えば５秒程度に設定する。前回のウィンカ反応調整から所定時間Ｔ以上経過していない場合は、ウィンカ反応調整が既に行われており、運転者は隣接車線上に並走車が存在することを既に認識していると判断して、ステップＳ２８３へ進む。
【００５９】
ステップＳ２８３では、ステップＳ２８０で算出した左右方向制御指令値ＦＳを補正する。すなわち、ウィンカ操作に対する反応調整により、運転者は既に隣接車線上の並走車の存在を認識しているため、並走車に関する情報を操舵反力として運転者に強く伝達する必要はない。そこで、ステップＳ２８０で算出した操舵反力制御指令値ＦＳを減少し（例えばＦＳ＝０）、補正した値を操舵反力制御指令値ＦＳとして設定する。一方、ステップＳ２８２で前回のウィンカ反応調整から所定時間以上経過していると判定されると、左右方向制御指令値ＦＳの補正は行わない。
【００６０】
ステップＳ２９０では、ステップＳ２７０で算出した前後方向制御指令値ＦＡ、ＦＢを、それぞれアクセルペダル反力制御装置８０およびブレーキペダル反力制御装置９０に出力する。さらに、ステップＳ２８０あるいはステップＳ２８３で算出した左右方向制御指令値ＦＳを、操舵反力制御装置６０へ出力する。これにより、今回の処理を終了する。
【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、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５１は、並走車との接近度合に基づいてウィンカ反応調整を行うとともに、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰに基づいて車両操作機器の反力制御を行う。これにより、運転者はウィンカ操作を行う際のウィンカ反応と車両操作機器を操作する際の操作反力とから自車両周囲のリスクポテンシャルを理解することができる。とくに、車線変更の障害となる並走車が存在する隣接車線へ車線変更を行おうとする場合には、ステアリング操作よりも先に行われるウィンカ操作の時点で並走車の存在を運転者に認識させることができる。
（２）コントローラ５１は、ウィンカ操作に対するウィンカ反応調整が既に行われている場合は、ステアリングホイール６２に発生する操舵反力を補正する。ウィンカ操作に対するウィンカ反応調整により並走車の存在を既に認識している状態で、運転者が敢えて車線変更を行う場合は、操舵反力を小さくする。これにより、不必要な操舵反力によるリスク上方の提供を抑制し、運転者の車線変更動作を妨げないようにする。
【００６２】
なお、上述した第１の実施の形態においては、余裕時間ＴＴＣの逆数に重みｗを掛けてリスク度ＲＰを算出したが、これに限定されるものではない。リスク度ＲＰは、余裕時間ＴＴＣの関数として定義され、余裕時間ＴＴＣが小さくなるほどリスク度ＲＰが大きくなるようなものであれば、同様の効果を得ることができる。
【００６３】
なお、上述した本発明の一実施の形態においては、余裕時間ＴＴＣの関数としてリスク度ＲＰを算出したが、自車両周囲の障害物状況に応じて障害物に対するリスク度を的確に示すことができれば、余裕時間ＴＴＣを用いずにリスク度を算出してもよい。また、余裕時間ＴＴＣｋ、リスク度ＲＰｋを算出する際に、各障害物ｋまでの相対距離、相対速度のばらつきσ（Ｄｋ）、σ（Ｖｒｋ）、および各障害物ｋの重みｗｋをそれぞれ考慮したが、これには限定されない。例えば、ばらつきσを考慮せずに余裕時間ＴＴＣｋを算出してもよいし、重みｗｋを考慮せずにリスク度ＲＰｋを算出してもよい。また、ばらつきσを設定する際に、検出器の種別のみに応じてばらつきσを設定してもよいし、検出器の種別と障害物の種別とを組み合わせてばらつきσを決定してもよい。ただし、検出器の種別および障害物の種別に応じてばらつきσを決定し、ばらつきσと重みｗｋとを考慮することにより、より精度の高い余裕時間およびリスク度を算出することができる。
【００６４】
以上説明した本発明による車両用運転操作補助装置の一実施の形態においては、障害物検出手段として、レーザレーダ１０，前方カメラ２０，後側方カメラ２１および車速センサ３０を用いたが、自車両周囲に存在する一つ以上の障害物を検出することができればこれには限定されず、例えばミリ波レーダを用いてもよい。また、障害物認識手段、リスク度判定手段、配分調整手段、リスク度変化予測手段、全リスク度方向算出手段および総合的リスク度判定手段として、コントローラ５０を用いたが、本発明による車両用運転操作補助装置は、これには限定されない。例えば、前方カメラ２０および後側方カメラ２１から入力される画像信号に画像処理を施す画像処理装置を設け、これを障害物認識手段としてもよい。
【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】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３】前方カメラによる検出領域を示す図。
【図４】後側方カメラによる検出領域を示す図。
【図５】並走車までの距離および相対速度に応じたウィンカ反応形態の分類を示す図。
【図６】図５に示す各領域におけるウィンカ反応形態の概要を示す図。
【図７】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のシステム図。
【図８】図７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９】第２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１０】前後方向リスクポテンシャルに対するアクセルペダル反力制御指令値の特性を示す図。
【図１１】前後方向リスクポテンシャルに対するブレーキペダル反力制御指令値の特性を示す図。
【図１２】左右方向リスクポテンシャルに対する操舵反力指令値の特性を示す図。
【符号の説明】
１０：レーザレーダ
２０：前方カメラ
２１：後側方カメラ
３０：車速センサ
５０，５１：コントローラ
６０：操舵反力制御装置
７０：ウィンカ反応制御装置
７１：ウィンカレバー
７２：方向指示灯
７３：スピーカ
８０：アクセルペダル反力制御装置
９０：ブレーキペダル反力制御装置
【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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