(57)【要約】【課題】簡単な方法により前後方向および左右方向の反力制御を両立させ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は、自車両に対する２つの障害物検出方向上の障害物を検出する障害物検出手段１０，２０と、障害物検出手段１０，２０による検出結果に基づいて、２つの障害物と自車両とが接触するまでの余裕時間をそれぞれ算出する余裕時間算出手段５０と、余裕時間算出手段５０で算出した余裕時間のうち、小さい方の第１の余裕時間に基づいて、自車両の左右方向の運転操作に関わる車両操作機器の操作反力を制御する左右方向操作反力制御手段５０，６０と、余裕時間算出手段５０で算出した余裕時間のうち、大きい方の第２の余裕時間に基づいて、自車両の前後方向の運転操作に関わる車両操作機器の操作反力を制御する前後方向操作反力制御手段５０，８０，９０とを備える。【選択図】  図１
2004362224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両に対する２つの障害物検出方向上の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による検出結果に基づいて、前記２つの障害物と前記自車両とが接触するまでの余裕時間をそれぞれ算出する余裕時間算出手段と、
前記余裕時間算出手段で算出した前記余裕時間のうち、小さい方の第１の余裕時間に基づいて、前記自車両の左右方向の運転操作に関わる車両操作機器の操作反力を制御する左右方向操作反力制御手段と、
前記余裕時間算出手段で算出した前記余裕時間のうち、大きい方の第２の余裕時間に基づいて、前記自車両の前後方向の運転操作に関わる車両操作機器の操作反力を制御する前後方向操作反力制御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、
前記前後方向操作反力制御手段は、前記第２の余裕時間が所定値よりも小さい場合に、前記前後方向の前記操作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、
前記障害物検出手段によって検出される前記障害物の種別を判別する障害物種別判別手段をさらに有し、
前記前後方向操作反力制御手段は、前記障害物種別判別手段によって前記２つの障害物検出方向上の前記障害物が同一であると判断された場合に、前記前後方向の前記操作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１から請求項３のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
前記走行状態検出手段による検出結果に応じて前記障害物検出方向を設定する障害物検出方向設定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、
前記障害物方向設定手段は、前記走行状態検出手段によって検出される自車速に応じて、前記２つの障害物検出方向がなす角度を設定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または請求項５に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記障害物方向設定手段は、前記走行状態検出手段によって検出される自車速および操舵角の少なくともいずれかに応じて、前記２つの障害物検出方向の中心線を設定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４から請求項６のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、前記障害物方向設定手段は、前記２つの障害物検出方向を前記自車両の前方に設定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から請求項７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、車両周囲の状況（障害物）を検出し、その時点における潜在的リスクポテンシャルを求めている（例えば、特許文献１参照）。この車両用運転操作補助装置は、算出したリスクポテンシャルに基づいて操舵補助トルクを制御することにより、不慮の事態に至ろうとす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】
特開平１０−１６６８９０号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような車両用運転操作補助装置にあっては、どの障害物を反力制御の対象としているかを運転者が容易に理解できるようにしながら、自車両周囲のリスクポテンシャルを車両操作機器の操作反力として確実に運転者に伝達す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、自車両に対する２つの障害物検出方向上の障害物を検出する障害物検出手段と、障害物検出手段による検出結果に基づいて、２つの障害物と自車両とが接触するまでの余裕時間をそれぞれ算出する余裕時間算出手段と、余裕時間算出手段で算出した余裕時間のうち、小さい方の第１の余裕時間に基づいて、自車両の左右方向の運転操作に関わる車両操作機器の操作反力を制御する左右方向操作反力制御手段と、余裕時間算出手段で算出した余裕時間のうち、大きい方の第２の余裕時間に基づいて、自車両の前後方向の運転操作に関わる車両操作機器の操作反力を制御する前後方向操作反力制御手段とを備える。
【０００５】
【発明の効果】
自車両に対する２つの障害物検出方向上の障害物に対する余裕時間をそれぞれ算出し、小さい方の余裕時間に基づいて車両左右方向の反力制御を行い、大きい方の余裕時間に基づいて車両前後方向の反力制御を行うので、どの障害物を対象とした反力制御が行われているかを明確にしながら車両前後および左右方向の反力制御を両立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、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。
【０００７】
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、車両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、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５０へ出力される。なお、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。なお、レーザレーダ１０は、前方車両までの車間距離およびその存在方向だけでなく、自車前方に存在する歩行者等の障害物までの相対距離およびその存在方向を検出する。
【０００８】
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による検知領域は自車両正面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。
【０００９】
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。操舵角センサ４０は、ステアリングホイール６２の操舵角を検出する。検出された操舵角はコントローラ５０に出力される。
【００１０】
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、車両用運転操作補助装置１の全体の制御を行う。コントローラ５０は、車速センサ３０から入力される自車速と、レーザレーダ１０から入力される距離情報と、前方カメラ２０から入力される車両周辺の画像情報とから、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、自車両前方を走行する他車両までの車間距離、および車線識別線（レーンマーカ）に対する自車両の左右位置、つまり相対位置と角度、さらにレーンマーカの形状などである。また、自車両前方を横断する歩行者や二輪車等も障害物状況として検出される。
【００１１】
コントローラ５０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し、後述するようにリスクポテンシャルに応じた制御を行う。
【００１２】
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５０からの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。
【００１３】
アクセルペダル反力制御装置８０は、コントローラ５０からの信号に応じてサーボモータ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トルクおよび回転角を制御し、運転者がアクセルペダル８２を操作する際に発生する操作反力を任意に制御することができる。
【００１４】
アクセルペダル反力制御を行わない場合の、通常のアクセルペダル反力特性は、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Ｆがリニアに増加するように設定されている。通常のアクセルペダル反力特性は、例えばアクセルペダル８２の回転中心に設けられたねじりバネ（不図示）のバネ力によって実現することができる。
【００１５】
ブレーキペダル反力制御装置９０は、コントローラ５０からの指令に応じて、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。
【００１６】
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。その動作の概略を以下に述べる。
コントローラ５０は、自車両周囲に存在する障害物、例えばレーンマーカおよび自車両前方の先行車に対するリスクポテンシャルを算出する。そして、リスクポテンシャルに応じて操舵反力、アクセルペダル反力およびブレーキペダル反力を制御し、車両前後方向および左右方向の反力制御を行う。
【００１７】
ここで、例えば自車両の周囲３６０°の範囲に存在する障害物に対してそれぞれリスクポテンシャルを算出する場合を考える。この場合、自車両周囲の全障害物に対するリスクポテンシャルを前後方向および左右方向の成分毎に積分することにより、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できる。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に応じた反力制御量により、前後／左右の連続的な反力制御を行うことができる。
【００１８】
ただし、このように自車両周囲に存在する全ての障害物を検出し、各障害物に対するリスクポテンシャルを総合して前後／左右の反力制御を行った場合、実際に反力制御の対象となっている障害物が何であるかを、運転者が理解しづらくなってしまう。また、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ための処理が複雑になるとともに、前後方向および左右方向における反力制御のバランスを適切に設定することが困難である。
【００１９】
そこで、第１の実施の形態においては、自車両の前方に障害物を検出するための２方向を設定し、設定した障害物検出方向上に存在する障害物に対するリスクポテンシャルをそれぞれ算出する。そして、２つの障害物に対するリスクポテンシャルを比較し、前後方向および左右方向の反力制御量のバランスを適切に設定する。
【００２０】
以下に、第１の実施の形態において、どのように反力制御量、すなわち操舵反力制御、アクセルペダル反力制御およびブレーキペダル反力制御を行う際の反力制御指令値を決定するかについて、図３を用いて説明する。図３は、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。本処理内容は、一定間隔、例えば５０ｍｓｅｃ毎に連続的に行われる。
【００２１】
−コントローラ５０の処理フロー（図３）−
まず、ステップＳ１１０で走行状態を読み込む。ここでは、レーザレーダ１０で検出される前方走行車までの相対距離および相対角度、また、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（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と相対角度を読み込む。さらに、車速センサ３０によって検出される自車速、および操舵角センサ４０によって検出される操舵角を読み込む。また、コントローラ５０は、前方カメラ２０で検出される画像に基づいて、検出した障害物の種別、つまり障害物が四輪車両、二輪車両、歩行者またはレーンマーカであるかを認識する。
【００２２】
ステップＳ１２０では、ステップＳ１１０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５０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やその移動方向／移動速度と、ステップＳ１１０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やその移動方向／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。
【００２３】
ステップＳ１３０では、障害物検出方向を決定する。具体的には、図４に示すように、２つの障害物検出方向の中心線を決定する中心角θと、中心線と各障害物検出方向とがなす開き角αとをそれぞれ決定する。具体的には、ステップＳ１１０で検出した自車速Ｖと操舵角ＳＴＲから自車両のおよその進行方向を推定し、自車両正面に対する進行方向にほぼ一致する角度を中心角θとする。自車両の進行方向は操舵角ＳＴＲに比例し、自車速Ｖにほぼ反比例するため、操舵角ＳＴＲが大きくなるほど中心角θは大きくなり、反対に自車速Ｖが大きくなるほど中心角θは小さくなる。
【００２４】
開き角αは、自車速Ｖに応じて決定する。図５に、自車速Ｖと開き角αの関係を示す。開き角αは、操舵角ＳＴＲが微小角度だけ変化したときに予測される自車両の進行方向の変化を示している。自車速Ｖが大きくなるほど操舵角ＳＴＲの変化に対する進行方向の変化は小さいため、図５に示すように、自車速Ｖが大きくなるほど開き角αは小さくなるよう設定される。
【００２５】
ステップＳ１４０では、ステップＳ１３０で決定した２つの障害物検出方向上に存在する障害物ｋに対する余裕時間ＴＴＣ（Ｔｉｍｅ  Ｔｏ  Ｃｏｎｔａｃｔ）をそれぞれ算出する。各障害物ｋに対する余裕時間ＴＴＣは以下の（式１）で算出できる。
【数１】
ＴＴＣｋ＝Ｄｋ／Ｖｒｋ                            （式１）
【００２６】
ここで、Ｄｋ：障害物ｋまでの車間距離、Ｖｒｋ：障害物ｋとの相対速度である。（式１）に示すように、余裕時間ＴＴＣは自車両と障害物との車間距離Ｄを相対速度Ｖｒで除したものであり、障害物に対する現在の自車両の接近度合を示す物理量である。ここで、２つの障害物検出方向において右側のライン上に存在する障害物に対する余裕時間ＴＴＣｋをＴＴＣｒ、左側のライン上に存在する障害物に対する余裕時間ＴＴＣｋをＴＴＣｌとする。なお、１つの障害物検出方向に複数の障害物が存在する場合は、自車両に最も近い障害物に対する余裕時間ＴＴＣを算出する。
【００２７】
ステップＳ１５０では、ステップＳ１４０で算出した左右の余裕時間ＴＴＣｒ、ＴＴＣｌを比較し、左右いずれの障害物に対する余裕時間ＴＴＣが小さいかを判定する。右側の障害物に対する余裕時間ＴＴＣｒが左側の障害物に対する余裕時間ＴＴＣｌよりも小さい場合は、ステップＳ１６０へ進む。ステップＳ１６０では、小さい方の右側の余裕時間ＴＴＣｒに基づいて、左右方向のリスクポテンシャルＲＰｌａｔｅｒａｌを算出する。図６に、余裕時間ＴＴＣと左右方向リスクポテンシャルＲＰｌａｔｅｒａｌとの関係を示す。図６に示すように、余裕時間ＴＴＣが小さくなり自車両と障害物との接近度合が大きくなるほど、左右方向リスクポテンシャルＲＰｌａｔｅｒａｌが大きくなる。余裕時間ＴＴＣが所定値ＴＴＣ１よりも小さいときは、左右方向リスクポテンシャルＲＰｌａｔｅｒａｌは所定値ＲＰｍに固定される。
【００２８】
つづくステップＳ１７０では、大きい方の左側の余裕時間ＴＴＣｌが所定値Ｔ０よりも小さいか否かを判定する。左側の余裕時間ＴＴＣｌが所定値Ｔ０よりも小さい場合は、ステップＳ１８０へ進む。ステップＳ１８０では、左側の余裕時間ＴＴＣｌに基づいて前後方向のリスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌを算出する。図７に、余裕時間ＴＴＣと前後方向リスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌとの関係を示す。図７に示すように、余裕時間ＴＴＣが小さくなり自車両と障害物との接近度合が大きくなるほど、前後方向リスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌが大きくなる。余裕時間ＴＴＣが所定値ＴＴＣ２よりも小さいときは、前後方向リスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌは所定値ＲＰｎに固定される。
【００２９】
ステップＳ１７０が否定判定され、大きい方の左側の余裕時間ＴＴＣｌが所定値Ｔ０以上の場合は、前後方向リスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌは算出しない。余裕時間ＴＴＣが所定値Ｔ０以上の場合には自車両と障害物との接近度合が小さいと判断し、前後方向の反力制御は行わないこととする。ここで、所定値Ｔ０は例えば７秒程度に設定する。
【００３０】
一方、ステップＳ１５０で、左側の障害物に対する余裕時間ＴＴＣｌが右側の障害物に対する余裕時間ＴＴＣｒ以下であると判定されると、ステップＳ２６０へ進む。ステップＳ２６０では、小さい方の左側の余裕時間ＴＴＣｌに基づいて、左右方向のリスクポテンシャルＲＰｌａｔｅｒａｌを算出する。ここでは、ステップＳ１６０と同様に図６のマップを用いて、左側の余裕時間ＴＴＣｌに応じた左右方向リスクポテンシャルＲＰｌａｔｅｒａｌを算出する。
【００３１】
つづくステップＳ２７０では、大きい方の右側の余裕時間ＴＴＣｒが所定値Ｔ０よりも小さいか否かを判定する。右側の余裕時間ＴＴＣｒが所定値Ｔ０よりも小さい場合は、ステップＳ２８０へ進む。ステップＳ２８０では、右側の余裕時間ＴＴＣｒに基づいて前後方向のリスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌを算出する。ここでは、ステップＳ１８０と同様に図７を用いて、右側の余裕時間ＴＴＣｒに応じた前後方向リスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌを算出する。ステップＳ２７０が否定判定され、大きい方の右側の余裕時間ＴＴＣｒが所定値Ｔ０以上の場合は、前後方向リスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌは算出せず、前後方向の反力制御を行わないようにする。
【００３２】
ステップＳ３１０では、ステップＳ１８０またはステップＳ２８０で算出した前後方向リスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌに基づいて、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を戻す方向へ制御反力を発生させ、また、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。これにより、運転者の操作をアクセルペダル操作からブレーキペダル操作へと促す。
【００３３】
図８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８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が大きくなるようにアクセルペダル反力制御指令値ＦＡが増加する。前後方向リスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌが所定値ＲＰｍａｘ以上となると、最大のアクセルペダル反力を発生させるように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。
【００３４】
図９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９に示すように、所定値ＲＰｍａｘ以上で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を小さく、すなわちブレーキアシスト力を大きくするようにブレーキペダル反力制御指令値ＦＢが小さくなる。
【００３５】
なお、ステップＳ１７０またはステップＳ２７０が否定判定された場合は前後方向の反力制御は行わず、アクセルペダル８２およびブレーキペダル９２にはそれぞれの操作量に応じた通常のペダル反力が発生する。
【００３６】
ステップＳ３２０では、ステップＳ１６０またはステップＳ２６０で算出した左右方向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を中立位置へと戻す方向へ大きな操舵反力を発生させる。
【００３７】
図１０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。図１０に示すように、左右方向リスクポテンシャルＲＰｌａｔｅｒａｌが大きくなるほど操舵反力制御指令値ＦＳが大きくなり、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。なお、図１０において、右側の障害物検出方向上に存在する障害物に対する左右方向リスクポテンシャルＲＰｌａｔｅｒａｌはプラスの領域に示し、左側の障害物検出方向上に存在する障害物に対する左右方向リスクポテンシャルＲＰｌａｔｅｒａｌはマイナスの領域に示している。
【００３８】
ステップＳ３３０では、ステップＳ３１０で算出した前後方向制御指令値ＦＡ、ＦＢを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に出力し、ステップＳ３２０で算出した左右方向制御指令値ＦＳを操舵反力制御指令値６０に出力する。これにより、今回の処理を終了する。
【００３９】
図１１（ａ）（ｂ）に、第１の実施の形態の作用を説明するための図を示す。図１１（ａ）は自車両が直線路を走行している状態を示し、図１１（ｂ）は自車両がカーブ路を走行している状態を示している。
【００４０】
図１１（ａ）に示す走行状況において、自車両は自車線の左寄りを直進している。自車両の進行方向はほぼ自車両正面であるため、中心角θは０となり、開き角αは自車両正面に対して左右にα°である。中心角θと開き角αによって設定された２つの障害物検出方向上には、障害物として自車両右側および左側のレーンマーカが存在する。そこで、コントローラ５０はそれぞれのレーンマーカに対する余裕時間ＴＴＣｒ、ＴＴＣｌを算出する。
【００４１】
図１１（ａ）に示すように自車両は自車線の左寄りを走行しているため、左側のレーンマーカに対する余裕時間ＴＴＣｌが右側のレーンマーカに対する余裕時間ＴＴＣｒよりも小さくなる。したがって、コントローラ５０は、左側の余裕時間ＴＴＣｌに基づいて左右方向リスクポテンシャルＲＰｌａｔｅｒａｌを算出し、左右方向リスクポテンシャルＲＰｌａｔｅｒａｌに応じて操舵反力を制御する。また、右側の余裕時間ＴＴＣｒが所定値Ｔ０よりも小さい場合は、コントローラ５０は、余裕時間ＴＴＣｒに基づいて前後方向リスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌを算出し、前後方向リスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌに応じてアクセルペダル反力制御およびブレーキペダル反力制御を行う。これにより、左側のレーンマーカに対応する操舵反力が発生し、また、右側のレーンマーカに対応するアクセルペダル反力およびブレーキペダル反力が発生する。このように前後および左右のバランスを適切に設定した操作反力が発生し、運転者の運転操作を適切な方向へ促す。なお、図１１（ａ）に示すような走行状況においては右側の余裕時間ＴＴＣｒが比較的大きいため、車両前後方向の反力制御量は小さくなる。したがって、反力制御を行うことによって運転者のアクセルペダル操作およびブレーキペダル操作を妨げることがない。
【００４２】
図１１（ｂ）に示す走行状況において、自車両はカーブ路走行中に自車線から逸脱しようとしている。自車両の進行方向はほぼ自車両正面であるため、中心角θは０となり、開き角αは自車両正面に対して左右にα°である。中心角θと開き角αによって設定された２つの障害物検出方向上には、障害物としてレーンマーカが存在する。そこで、コントローラ５０は２つの障害物検出方向上のレーンマーカに対する余裕時間ＴＴＣｒ、ＴＴＣｌをそれぞれ算出する。
【００４３】
図１１（ｂ）に示すように自車両は右カーブを左側に逸脱しようとしているため、左側の余裕時間ＴＴＣｌが右側の余裕時間ＴＴＣｒよりも小さくなる。したがって、コントローラ５０は、左側の余裕時間ＴＴＣｌに基づいて左右方向リスクポテンシャルＲＰｌａｔｅｒａｌを算出し、左右方向リスクポテンシャルＲＰｌａｔｅｒａｌに応じて操舵反力を制御する。また、右側の余裕時間ＴＴＣｒが所定値Ｔ０よりも小さい場合は、コントローラ５０は、余裕時間ＴＴＣｒに基づいて前後方向リスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌを算出し、前後方向リスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌに応じてアクセルペダル反力制御およびブレーキペダル反力制御を行う。これにより、自車両に近い方の左側のレーンマーカに対応する操舵反力が発生し、また、自車両から遠い方の右側のレーンマーカに対応するアクセルペダル反力およびブレーキペダル反力が発生する。
【００４４】
したがって、図１１（ｂ）に示すように自車両がカーブを逸脱しようとしている場合には、ステアリングホイール６２を戻す方向に操舵反力が発生し、運転者の運転操作を適切な方向へ促す。このとき、右側の余裕時間ＴＴＣｒが比較的大きい場合は車両前後方向の反力制御量は小さい。自車両が前進をつづけてレーンマーカにより一層接近すると、左側の余裕時間ＴＴＣｌおよび右側の余裕時間ＴＴＣｒがともに小さくなり、車両左右方向および前後方向の反力制御量が大きくなる。これにより、自車両がカーブから逸脱しないように操舵反力を発生させるとともに、運転者による減速操作を促す。このように前後および左右の反力制御のバランスを適切に設定して反力制御を行う。
【００４５】
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、自車両に対する２つの障害物検出方向上に存在する障害物を検出し、それぞれの障害物に対する余裕時間ＴＴＣを算出する。そして、算出した余裕時間ＴＴＣのうち、小さい方の第１の余裕時間に基づいて左右方向リスクポテンシャルＲＰｌａｔｅｒａｌを算出し、車両左右方向の反力制御を行う。また、大きい方の第２の余裕時間に基づいて前後方向リスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌを算出し、車両前後方向の反力制御を行う。これにより、簡単な方法により車両前後方向および左右方向の反力制御を両立させるとともに、前後方向および左右方向の反力制御のバランスを適切に設定することができる。また、自車両周囲のどの障害物に対して反力制御が行われているかを、運転者が容易に理解することができる。
（２）コントローラ５０は、大きい方の第２の余裕時間が所定値Ｔ０よりも小さい場合に、車両前後方向の反力制御を行う。これにより、自車両と障害物との接近度合が大きい場合には、操舵角を戻すように操舵反力制御を行うとともに減速操作を促し、運転者の運転操作を適切な方向へ導くことができる。
（３）コントローラ５０は、自車両の走行状態に応じて自車両の前方に２つの障害物検出方向を設定するので、自車両の走行の障害となる障害物を適宜検出し、走行状況に応じた操作反力制御を行うことができる。
（４）コントローラ５０は、自車速Ｖに応じて２つの障害物検出方向がなす角度、すなわち自車両の進行方向に対する開き角αを設定する。これにより、自車速Ｖから予測される自車両の進行方向に応じて２つの障害物検出方向を設定し、自車両の走行に対して障害となる障害物を適切に検出することができる。
（５）コントローラ５０は、自車速Ｖおよび操舵角ＳＴＲに基づいて自車両の概略の進行方向を推定し、進行方向に応じて２つの障害物検出方向の中心線、すなわち中心角θを設定する。これにより、自車両の走行に対する障害物を検出するための障害物検出方向を適切に設定することができる。なお、上記実施の形態においては自車速Ｖおよび操舵角ＳＴＲに基づいて中心角θを設定したが、いずれか一方に基づいて中心角θを設定することもできる。ただし、自車速Ｖおよび操舵角ＳＴＲの両方を用いることにより、自車両の進行方向をより正確に推定することができる。
（６）２つの障害物検出方向は自車両の前方に設定されるので、自車両の走行の障害となる障害物を確実に検出することができる。
【００４６】
《第２の実施の形態》
つぎに、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の実施の形態による車両運転操作補助装置の構成は、図１および図２に示す第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。
【００４７】
第２の実施の形態においても、上述した第１の実施の形態と同様に自車両前方の２つの障害物検出方向上に存在する障害物を検出する。そして、それぞれの障害物に対する余裕時間ＴＴＣｒ、ＴＴＣｌに応じて車両左右方向および前後方向の反力制御を行う。ただし、第２の実施の形態においては、左右両側の障害物検出方向において同一の障害物を検出した場合のみ、車両前後方向の反力制御を行う。
【００４８】
以下に、第２の実施の形態において、どのように反力制御量、すなわち操舵反力制御、アクセルペダル反力制御およびブレーキペダル反力制御を行う際の反力制御指令値を決定するかについて、図１２を用いて説明する。図１２は、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。
【００４９】
−コントローラ５０の処理フロー（図１２）−
ステップＳ１１１０〜Ｓ１１６０における処理は、第１の実施の形態の図３のフローチャートを用いて説明したステップＳ１１０〜Ｓ１６０における処理と同様である。ステップＳ１１６０で、小さい方の右側の余裕時間ＴＴＣｒに基づいて左右方向リスクポテンシャルＲＰｌａｔｅｒａｌを算出した後、ステップＳ１１７０へ進む。
【００５０】
ステップＳ１１７０では、左右の障害物検出方向上の障害物が同一であるか否かを判定する。例えば図１３（ｂ）に示すように、左右の障害物検出方向上に同じレーンマーカが存在する場合は、ステップＳ１１８０へ進む。ステップＳ１１８０では、大きい方の左側の余裕時間ＴＴＣｌに基づいて前後方向リスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌを算出する。ここでは、上述した第１の実施の形態と同様に、図７のマップを用いて前後方向リスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌを算出する。一方、図１３（ａ）に示すように、左右の障害物検出方向上のレーンマーカが異なる場合は、前後方向リスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌを算出しない。なお、左右の障害物検出方向上の障害物が同一であるか否かは、前方カメラ２０による検出画像に画像処理を施し、検出された障害物の種別を判別することによって判断することができる。
【００５１】
ステップＳ１１５０で、左側の余裕時間ＴＴＣｌが右側の余裕時間ＴＴＣｒ以下であると判定されると、ステップＳ１２６０へ進む。ステップＳ１２６０では左側の余裕時間ＴＴＣｌに基づいて、図６により左右方向リスクポテンシャルＲｐｌａｔｅｒａｌを算出する。つづくステップＳ１２７０では左右の障害物検出方向上の障害物が同一であるか否かを判定する。左右の障害物検出方向において同一の障害物を検出している場合は、ステップＳ１２８０へ進む。ステップＳ１２８０では、右側の余裕時間ＴＴＣｒに基づいて、図７により前後方向リスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌを算出する。一方、左右の障害物検出方向上で検出される障害物が異なる場合は、前後方向リスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌは算出しない。
【００５２】
つづくステップＳ１３１０〜Ｓ１３３０における処理は、図３のフローチャートに示すステップＳ３１０〜Ｓ３３０における処理と同様である。
【００５３】
図１３（ａ）（ｂ）に、第２の実施の形態の作用を説明するための図を示す。図１３（ａ）は自車両が直線路を走行している状態（ヨー角小）を示し、図１３（ｂ）は自車両が直線路から逸脱しようとしている状態（ヨー角大）を示している。
【００５４】
図１３（ａ）に示す走行状況において、自車両は自車線の左寄りを直進している。自車両の進行方向はほぼ自車両正面であるため、中心角θは０となり、開き角αは自車両正面に対して左右にα°である。中心角θと開き角αによって設定された２つの障害物検出方向上には、障害物として自車両右側および左側のレーンマーカが存在する。そこで、コントローラ５０はそれぞれのレーンマーカに対する余裕時間ＴＴＣｒ、ＴＴＣｌを算出する。
【００５５】
コントローラ５０は、算出した左右の余裕時間ＴＴＣｒ、ＴＴＣｌのうち、小さい方の左側の余裕時間ＴＴＣｌに基づいて左右方向のリスクポテンシャルＲＰｌａｔｅｒａｌを算出する。そして、左右方向のリスクポテンシャルＲＰｌａｔｅｒａｌに応じて操舵反力制御を行う。このとき、図１３（ａ）に示すように左右の障害物検出方向上に存在する障害物は同一ではないので、前後方向リスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌは算出せず、前後方向反力制御は行わない。このように、左右の障害物検出方向において異なる障害物が検出される場合は、左右方向の反力制御のみを行う。
【００５６】
図１３（ｂ）に示すように、自車両のヨー角が大きく自車両が自車線から逸脱しようとしている走行状況においては、２つの障害物検出方向上で同一のレーンマーカが検出される。そこで、コントローラ５０は、小さい方の左側の余裕時間ＴＴＣｌに基づいて左右方向のリスクポテンシャルＲＰｌａｔｅｒａｌを算出し、左右方向リスクポテンシャルＲＰｌａｔｅｒａｌに応じて操舵反力制御を行う。また、大きい方の右側の余裕時間ＴＴＣｒに基づいて前後方向のリスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌを算出し、前後方向のリスクポテンシャルＲＰｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌに応じてアクセルペダル反力制御およびブレーキペダル反力制御を行う。
【００５７】
このように、自車両が自車線から逸脱しようとしている場合には、操舵角を戻すとともに減速操作を促すように自車両の左右方向および前後方向の反力制御を行う。図１３（ｂ）に示す走行状況から自車両がより一層レーンマーカに接近すると、左右方向および前後方向の反力制御量が増加し、自車両が自車線から逸脱しない方向へと運転操作を促す。
【００５８】
このように、以上説明した第２の実施の形態においては、つぎのような作用効果を奏することができる。
コントローラ５０は、２つの障害物検出方向上に存在する障害物の種別を判別し、これらの障害物が同一である場合に車両前後方向の反力制御を行う。これにより、図１３（ｂ）に示すように自車両が自車線から逸脱しようとしている場合に、操舵角を戻すとともに減速操作を促して運転者の運転操作を適切な方向へ促すことができる。また、２つの障害物検出方向上に異なる障害物が存在する場合は車両前後方向の反力制御を行わないので、例えば左右の障害物検出方向において自車両の右側および左側のレーンマーカを検出している状態で、自車線の車線幅が減少して余裕時間ＴＴＣｒ、ＴＴＣｌが小さくなった場合でも、アクセルペダル反力の増加により運転者の運転操作を妨げることがない。
【００５９】
以上説明した第１および第２の実施の形態においては、左右の障害物検出方向においてレーンマーカを検出した場合について説明したが、障害物検出方向上に他車両等が存在する場合も同様にして左右方向および前後方向の反力制御を行う。このとき、検出される障害物の種別に応じて自車両との余裕時間ＴＴＣに重み付けを行うこともできる。
【００６０】
上記第１および第２の実施の形態においては、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を用いて車両の前後方向の運動を制御するように構成したが、これには限定されず、例えばいずれか一方のみを用いることもできる。また、上記第１および第２の実施の形態では、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。
【００６１】
本発明による車両用運転操作補助装置を備える車両は、図２に示す構成には限定されない。
【００６２】
以上説明した第１および第２の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および前方カメラ２０を用い、余裕時間算出手段、障害物判別手段、障害物方向設定手段としてコントローラ５０を用い、走行状態検出手段として車速センサ３０および操舵角センサ４０を用いた。また、左右方向操作反力制御手段としてコントローラ５０および操舵反力制御装置６０を用い、前後方向操作反力制御手段としてコントローラ５０、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を用いた。ただし、これらには限定されず、障害物検出手段として例えばミリ波レーダ、磁気ネイルまたはＤ−ＧＰＳ装置等を用いることもできる。また、前方カメラ２０からの画像信号に画像処理を施す装置をコントローラ５０とは独立して設けることもできる。
【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】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】自車両に対する障害物検出方向を示す図。
【図５】自車速と障害物検出方向の開き角との関係を示す図。
【図６】小さい方の余裕時間と左右方向リスクポテンシャルとの関係を示す図。
【図７】大きい方の余裕時間と前後方向リスクポテンシャルとの関係を示す図。
【図８】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９】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１０】左右方向リスクポテンシャルに対する操舵反力制御指令値の特性を示す図。
【図１１】（ａ）（ｂ）第１の実施の形態による作用を説明するための図。
【図１２】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１３】（ａ）（ｂ）第２の実施の形態による作用を説明するための図。
【符号の説明】
１０：レーザレーダ
２０：前方カメラ
３０：車速センサ
４０：操舵角センサ
５０：コントローラ
６０：操舵反力制御装置
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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【図１３】
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