(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両周囲の走行環境として、前記自車両周囲に存在する障害物までの相対距離と、相対速度および／または自車速を検出する走行環境検出手段と、
前記走行環境検出手段による検出結果に基づいて、前記自車両周囲の前記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によって算出される前記リスクポテンシャルを、運転者がアクセルペダルを操作するときの操作反力として前記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よって算出される前記リスクポテンシャルに関する情報を表示手段に表示して、前記触覚情報伝達手段で前記操作反力を介して伝達する前記リスクポテンシャルを前記運転者に伝達する表示制御手段と、
前記触覚情報伝達手段によって前記アクセルペダルに前記操作反力を発生させても前記運転者が知覚できないような前記アクセルペダルの踏み込み操作であるときに、視覚情報により前記運転者に報知する報知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、
前記表示制御手段は、前記リスクポテンシャルに関する情報を図形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、
前記表示制御手段は、前記リスクポテンシャルに関する情報を数値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、
前記表示制御手段は、前記リスクポテンシャルに関する情報を、等高線を用い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、
前記表示制御手段は、前記リスクポテンシャル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、前記障害物を中心とした前記リスクポテンシャルの前記等高線を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２に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記表示制御手段は、前記リスクポテンシャルに関する情報を、折れ線グラフを用い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、
前記表示制御手段は、前記折れ線グラフにより、前記リスクポテンシャルに関する情報の時系列変化を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６または請求項７に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記表示制御手段は、前記折れ線グラフにより、前記リスクポテンシャルおよび前記リスクポテンシャルの過去平均値を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６から請求項８のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記表示制御手段は、前記リスクポテンシャルの絶対値または相対値を、前記折れ線グラフにより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１０】
請求項２に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記表示制御手段は、前記リスクポテンシャルに関する情報を、棒グラフを用い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１１】
請求項２に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記表示制御手段は、前記自車両を図形表示し、前記走行環境検出手段によって検出される前記自車両周囲の障害物を前記自車両と区別して図形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１２】
請求項２，および請求項４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において、
前記表示制御手段は、前記リスクポテンシャルに関する情報を表す図形の大きさ、明るさ、および／または点滅状態を制御して図形表示を行う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３に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記表示制御手段は、前記リスクポテンシャルを絶対値で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１４】
請求項３に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記表示制御手段は、前記リスクポテンシャルを相対値で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１５】
請求項１から請求項１４のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記表示制御手段における前記リスクポテンシャルに関する情報の前記表示形態を選択する選択手段をさらに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１６】
請求項１５に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記表示制御手段は、前記選択手段からの信号に応じて、前記リスクポテンシャルの絶対値および相対値を切り換え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１７】
請求項１から請求項１６のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記触覚情報伝達手段は、前記リスクポテンシャルを前記運転者に伝達するために、前記リスクポテンシャルに応じた刺激量を算出する刺激量算出手段を備え、
前記表示制御手段は、前記リスクポテンシャルに加えて、前記刺激量算出手段で算出される前記刺激量を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１８】
請求項１７に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記刺激量算出手段で算出される前記刺激量が最大値に達すると、前記表示制御手段は、前記刺激量が前記最大値に達したことを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１９】
請求項１から請求項１６のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記触覚情報伝達手段は、前記リスクポテンシャルを前記運転者に伝達するために、前記リスクポテンシャルに応じた刺激量を算出する刺激量算出手段を備え、
前記刺激量算出手段で算出される前記刺激量が最大値に達すると、前記表示制御手段は、前記刺激量が前記最大値に達したことを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２０】
請求項１から請求項１９のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記アクセルペダルの操作量を検出する操作量検出手段をさらに備え、
前記報知手段は、前記操作量検出手段によって検出される前記アクセルペダルの操作量が、前記運転者が前記操作反力の変化を知覚できない程度に小さい操作量の場合に、前記視覚情報により前記アクセルペダルの操作量が知覚できない程度に小さいことを報知することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項２１】
自車両周囲の走行環境として、前記自車両周囲に存在する障害物までの相対距離と、相対速度および／または自車速を検出する走行環境検出手段と、
前記走行環境検出手段による検出結果に基づいて、前記自車両周囲の前記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によって算出される前記リスクポテンシャルを、運転者がアクセルペダルを操作するときの操作反力として前記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よって前記アクセルペダルに前記操作反力を発生させても前記運転者が知覚できないような前記アクセルペダルの踏み込み操作であるときに、警報音を発生させる報知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２２】
請求項２１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の操作量を検出する操作量検出手段をさらに備え、
前記報知手段は、前記操作量検出手段によって検出される前記アクセルペダルの操作量が、前記運転者が前記操作反力の変化を知覚できない程度に小さい操作量の場合に、前記警報音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２３】
請求項２２に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記報知手段は、前記アクセルペダルの操作量が、前記運転者が前記操作反力の変化を知覚できない程度に小さい操作量まで低下する過程で、前記警報音の発生形態を前記アクセルペダルの操作量に応じて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２４】
請求項１から請求項２３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】
【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】
従来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き、アクセルペダルの操作反力を変更している（例えば特許文献１）。この装置は、車間距離の減少に伴いアクセルペダルの反力を増加させることによって、運転者の注意を喚起する。
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１０−１６６８８９号公報
【特許文献２】特開平１０−１６６８９０号公報
【特許文献３】特開２０００−５４８６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述したような車両用運転操作補助装置においては、運転者がアクセルペダルに軽く足をのせているだけの状態では、車両周囲の状況を把握することが難しいという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明による車両用運転操作補助装置は、自車両周囲の走行環境として、自車両周囲に存在する障害物までの相対距離と、相対速度および／または自車速を検出する走行環境検出手段と、走行環境検出手段による検出結果に基づいて、自車両周囲の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によって算出されるリスクポテンシャルを、運転者がアクセルペダルを操作するときの操作反力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よって算出されるリスクポテンシャルに関する情報を表示手段に表示して、触覚情報伝達手段で操作反力を介して伝達するリスクポテンシャルを運転者に伝達する表示制御手段と、触覚情報伝達手段によってアクセルペダルに操作反力を発生させても運転者が知覚できないようなアクセルペダルの踏み込み操作であるときに、視覚情報により運転者に報知する報知手段とを備える。
本発明による車両用運転操作補助装置は、自車両周囲の走行環境として、自車両周囲に存在する障害物までの相対距離と、相対速度および／または自車速を検出する走行環境検出手段と、走行環境検出手段による検出結果に基づいて、自車両周囲の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によって算出されるリスクポテンシャルを、運転者がアクセルペダルを操作するときの操作反力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よってアクセルペダルに操作反力を発生させても運転者が知覚できないようなアクセルペダルの踏み込み操作であるときに、警報音を発生させる報知手段とを備える。
【発明の効果】
【０００５】
リスクポテンシャルを運転者に報知することにより、自車両周囲の走行環境の変化を触覚とともに視覚から知覚することで正確に状況を把握することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
《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を搭載した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て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、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。
【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。
【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、ＣＰＵのソフトウェア形態により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、自車両周囲の走行環境すなわち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からの画像情報を画像処理し、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先行車両までの車間距離、隣接車線を走行する他車両の有無と接近度合、および車線識別線（レーンマーカ）およびガードレールに対する自車両の左右位置（相対位置と角度）、さらにレーンマーカおよびガードレールの形状などである。
【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アクセルペダル反力制御を行う。
【００１２】
図３に示すように、アクセルペダル８２のリンク機構にはサーボモータ８１およびアクセルペダルストロークセンサ８３が組み込まれている。アクセルペダル反力制御装置８０は、コントローラ５０からの指令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。アクセルペダルストロークセンサ８３は、リンク機構を介してサーボモータ８１の回転角に変換されたアクセルペダル８２の操作量すなわちアクセルペダルストローク量を検出する。
【００１３】
なお、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、アクセルペダルストローク量が大きくなるほどアクセルペダル反力がリニアに大きくなるよう設定されている。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８４のバネ力によって実現することができる。
【００１４】
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、自車両の走行車速、および自車両と自車前方や隣接車線に存在する他車両との相対位置やその移動方向と、レーンマーカやガードレールに対する自車両の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５０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求める。さらに、算出したリスクポテンシャルに基づいてアクセルペダル８２の反力制御量を算出する。コントローラ５０は、リスクポテンシャルに応じた反力制御量を発生するような指令をアクセルペダル反力制御装置８０に出力し、アクセルペダル反力制御を行う。
【００１５】
このように、運転者がアクセルペダル８２を操作している場合に、自車両周囲のリスクポテンシャルをアクセルペダル反力として運転者に知らせることができる。ただし、運転者がアクセルペダル８２を操作していない場合、またはアクセルペダル８２に軽く足をのせているだけの場合には、自車両周囲のリスクポテンシャルをアクセルペダル反力として伝達することが困難となる。すなわち、一般的にアクセルペダル８２には遊びが持たせてあるため、アクセルペダル８２に足をのせているだけでは運転者はアクセルペダル反力の変化を正確に理解することができない。そこで、第１の実施の形態では、自車両周囲のリスクポテンシャルをアクセルペダル反力として運転者に伝達しにくい状況においてアクセルペダル８２に振動を発生させる。
【００１６】
以下に、第１の実施の形態におけるアクセルペダル反力制御について、図４を用いて詳細に説明する。図４は、第１の実施の形態のコントローラ５０によ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。この処理は、一定間隔、例えば５０msec毎に連続的に行われる。
【００１７】
ステップＳ１０１で、レーザレーダ１０，前方カメラ２０および車速センサ３０によって検出される自車両周囲の走行環境を読み込む。ここで検出される走行環境は、自車両周囲に存在する障害物までの相対距離Ｄ、相対速度Ｖｒおよび自車速Ｖｆ等である。
【００１８】
ステップＳ１０２で、ステップＳ１０１で検出した走行環境に基づいて、自車両周囲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を算出するために、まず、自車両と障害物、例えば先行車との余裕時間ＴＴＣおよび車間時間ＴＨＷを算出する。
【００１９】
余裕時間ＴＴＣは、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り、以下の（式１）により求められる。
余裕時間ＴＴＣ＝−Ｄ／Ｖｒ                  ・・・（式１）
【００２０】
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、ほとんどのドライバが減速行動を開始することが知られている。
【００２１】
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。
車間時間ＴＨＷ＝Ｄ／Ｖｆ                    ・・・（式２）
【００２２】
車間時間ＴＨＷは、車間距離Ｄを自車速Ｖｆ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ている場合は、（式２）において自車速Ｖｆの代わりに先行車速を用いて車間時間ＴＨＷを算出することもできる。
【００２３】
つぎに、上述したように算出した余裕時間ＴＴＣおよび車間時間ＴＨＷ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。リスクポテンシャルＲＰは以下の（式３）により算出できる。
ＲＰ＝ａ／ＴＨＷ＋ｂ／ＴＴＣ                  ・・・（式３）
ここで、定数ａ、ｂは、車間時間ＴＨＷおよび余裕時間ＴＴＣにそれぞれ適切な重み付けをするパラメータである。定数ａ、ｂは、ａ＜ｂとなるように予め適切に設定しておく（例えばａ＝１，ｂ＝８）。
【００２４】
ステップＳ１０３で、ステップＳ１０２で算出した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量、すなわち反力制御指令値ｆ１を算出する。図５に、リスクポテンシャルＲＰと反力制御指令値ｆ１との関係を示す。図５に示すように、反力制御指令値ｆ１は、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど増加する。
【００２５】
ステップＳ１０４では、アクセルペダルストロークセンサ８３によって検出されるアクセルペダルストローク量θを読み込む。つづくステップＳ１０５で、ステップＳ１０４で読み込んだアクセルペダルストローク量θが、閾値θ０より小さいか否かを判定する。ここで、閾値θ０は、アクセルペダル反力を変化させても運転者がその変化に気付かないようなストローク量θの範囲を示すものである。閾値θ０は、例えばアクセルペダル８２の遊びに対応して、アクセルペダル８２を完全に踏み込んだときのストローク量θの１％程度に設定する。現在のアクセルペダルストローク量θが閾値θ０よりも小さいと判定されると、リスクポテンシャルＲＰに応じたアクセルペダル反力の変化に運転者が気付かないと判断して、ステップＳ１０６へ進む。
【００２６】
ステップＳ１０６では、アクセルペダル８２に付加する振動反力ｆ２を設定する。振動反力ｆ２は、例えば周波数１００Hz、ｐ−ｐ振幅０．５kgfに設定する。このように、アクセルペダルストローク量θが０付近である場合は、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰをアクセルペダル反力として伝達しづらい状況であることを、アクセルペダル８２に振動を発生させることにより運転者に知らせる。一方、ステップＳ１０５が否定判定され、アクセルペダルストローク量θが閾値θ０以上である場合は、ステップＳ１０７へ進む。ステップＳ１０７では振動反力ｆ２＝０に設定し、振動を発生しないようにする。
【００２７】
ステップＳ１０８では、ステップＳ１０３で算出したリスクポテンシャルＲＰに応じた反力制御指令値ｆ１と、ステップＳ１０６またはステップＳ１０７で設定した振動反力ｆ２とから、実際にアクセルペダル８２に付加する反力の指令値ＦＡを算出する。反力指令値ＦＡは、ＦＡ＝ｆ１＋ｆ２である。ステップＳ１０９では、ステップＳ１０８で算出した反力指令値ＦＡをアクセルペダル反力制御装置８０に出力する。アクセルペダル反力制御装置８０は、入力された反力指令値ＦＡに応じてサーボモータ８１を制御し、アクセルペダル８２に発生する反力を制御する。これにより、今回の処理を終了する。
【００２８】
図６（ａ）〜（ｃ）に、第１の実施の形態による作用を説明するための図を示す。図６（ａ）は時間ｔに対するリスクポテンシャルＲＰとアクセルペダルストローク量θとの関係を示す。図６（ｂ）は、時間ｔに対する反力制御指令値ｆ１および振動反力ｆ２の変化を示し、図６（ｃ）は時間ｔに対する反力指令値ＦＡの変化を示す。
【００２９】
図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、アクセルペダル８２が閾値θ０以上のストローク量θで操作されている場合は、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰに応じた付加反力ＦＡ（＝ｆ１）が発生する。運転者がアクセルペダル８２を緩めはじめ、時間ｔ＝ｔ１においてアクセルペダルストローク量θが閾値θ０を下回ると、振動反力ｆ２が所定値に設定される。これにより、アクセルペダル８２にはリスクポテンシャルＲＰに対応する反力制御指令値ｆ１に振動反力ｆ２を上乗せした付加反力ＦＡ（＝ｆ１＋ｆ２）が発生する。アクセルペダル８２の振動は、アクセルペダルストローク量θが閾値θ０以上となるまで継続して発生する。運転者は、アクセルペダル８２に発生するわずかな振動を知覚することにより、アクセルペダルストローク量θが０付近であるためリスクポテンシャルＲＰがアクセルペダル反力ＦＡとして十分に伝わってこないことを理解することができる。
【００３０】
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、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰに応じてアクセルペダル８２の操作反力を制御するとともに、アクセルペダル８２の操作量θが所定値θ０を下回る場合にはその旨を運転者に報知する。これにより、アクセルペダルストローク量θが０付近で、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰの情報をアクセルペダル反力ＦＡから取得することが困難な状況であることを運転者に理解させることができる。
（２）コントローラ５０は、アクセルペダルストローク量θが所定値θ０よりも小さい場合は、アクセルペダル８２に振動を発生させる。アクセルペダルストローク量θが小さくてアクセルペダル反力ＦＡの変化に気付かないような状態でも、運転者は通常、アクセルペダル８２に発生する振動は知覚することができる。これにより、アクセルペダルストローク量θが０付近であることを運転者に理解させることができる。なお、アクセルペダル８２に発生する振動の振幅および周波数は、運転者に煩わしさを与えないように予め適切に設定しておくことが望ましい。
（３）所定量θ０は、アクセルペダル８２の操作量θの遊びに対応するように設定される。これにより、運転者はアクセルペダル８２を操作しているつもりでも実際には操作反力の変化に気付かないような操作量を適切に設定することができる。
【００３１】
《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、図面を用いて説明する。第２の実施の形態による車両用運転操作補助装置の構成は、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。
【００３２】
上述した第１の実施の形態においては、アクセルペダルストローク量θが閾値θ０を下回ると常にアクセルペダル８２に振動を発生させるようにしたが、第２の実施の形態においては、アクセルペダルストローク量θが閾値θ０を下回った状態でリスクポテンシャルＲＰが大きくなったときに、アクセルペダル８２に振動を発生させる。すなわち、第２の実施の形態においては、アクセルペダルストローク量θが閾値θ０を下回るか否かで、アクセルペダル反力制御のモードを変更する。
【００３３】
以下に、第２の実施の形態におけるアクセルペダル反力制御について、図７を用いて詳細に説明する。図７は、第２の実施の形態のコントローラ５０によ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。この処理は、一定間隔、例えば５０msec毎に連続的に行われる。
【００３４】
ステップＳ２０１およびＳ２０２における処理は、上述した第１の実施の形態で説明した図４のフローチャートのステップＳ１０１およびＳ１０２と同様である。ステップＳ２０３では、アクセルペダルストロークセンサ８３によって検出されるアクセルペダル８２のストローク量θを読み込む。
【００３５】
ステップＳ２０４では、ステップＳ２０３で読み込んだアクセルペダルストローク量θと閾値θ０とを比較し、アクセルペダル反力制御のモードを選択する。現在のアクセルペダルストローク量θが閾値θ０よりも小さい場合は、振動発生モードを選択し、ステップＳ２０５へ進む。
【００３６】
ステップＳ２０５では、アクセルペダル８２に付加する振動の振幅Ａを算出する。ここでは、ステップＳ２０２で算出したリスクポテンシャルＲＰに応じて振幅Ａを設定する。図８に、リスクポテンシャルＲＰと振幅Ａとの関係を示す。図８に示すように、リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰ０以下の領域では振幅Ａ＝０とし、振動は発生させない。リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰ０を越えて増加すると振幅Ａが徐々に大きくなり、リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰ１以上となると、振幅Ａ＝Ａ１に固定される。
【００３７】
ステップＳ２０６では、ステップＳ２０５で算出した振幅Ａでアクセルペダル８２に振動を発生するような指令を、アクセルペダル反力制御装置８０に出力する。ここで、振動の周波数ｆは例えば１００Hzとする。
【００３８】
一方、ステップＳ２０４でアクセルペダルストローク量θが閾値θ０以上であると判定されると、連続反力発生モードを選択し、ステップＳ２０７へ進む。ステップＳ２０７では、ステップＳ２０２で算出したリスクポテンシャルＲＰに応じてアクセルペダル反力制御指令値ｆ１を算出する。具体的には、上述した第１の実施の形態と同様に、図５のマップを用いてリスクポテンシャルＲＰに応じた反力制御指令値ｆ１を設定する。ステップＳ２０８では、ステップＳ２０７で算出した反力制御指令値ｆ１をアクセルペダル反力制御装置８０に出力し、リスクポテンシャルＲＰに応じた反力ＦＡ（＝ｆ１）をアクセルペダル８２に連続的に発生させる。これにより、今回の処理を終了する。
【００３９】
図９（ａ）（ｂ）に、第２の実施の形態による作用を説明するための図を示す。図９（ａ）は時間ｔに対するリスクポテンシャルＲＰとアクセルペダルストローク量θとの関係を示し、図９（ｂ）は、時間ｔに対する反力制御指令値ｆ１および振動反力ｆ２の変化を示す。
【００４０】
図９（ａ）（ｂ）に示すように、アクセルペダル８２が閾値θ０以上のストローク量θで操作されている場合は、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰに応じた付加反力ＦＡ（＝ｆ１）がアクセルペダル８２に発生する。運転者がアクセルペダル８２を緩めはじめ、アクセルペダルストローク量θが閾値θ０を下回ると、連続反力発生モードが終了する。すなわち、アクセルペダルストローク量θが０付近の状態では、リスクポテンシャルＲＰに応じた付加反力ＦＡ（＝ｆ１）は発生しない。また、アクセルペダルストローク量θが０付近、かつリスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰ０を下回った状態では、アクセルペダル８２に振動を発生させない。ここで、例えば先行車両の減速等により自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰが増加し、所定値ＲＰ０を越えると、アクセルペダル８２に振動が発生し始める。アクセルペダル８２に発生する振動は、リスクポテンシャルＲＰの増加に応じてその振幅が大きくなり、アクセルペダルストローク量θが閾値θ０以上となるまで継続して発生する。
【００４１】
このように、以上説明した第２の実施の形態においては、以下のような効果を奏することができる。
コントローラ５０は、アクセルペダルストローク量θが所定値θ０より小さく、かつ自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰ０よりも大きい場合に、アクセルペダル８２に振動を発生させる。すなわち、アクセルペダルストローク量θが所定値θ０よりも小さいか否かで、アクセルペダル反力の制御モードを変更する。具体的には、アクセルペダルストローク量θが所定値θ０以上の場合は、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰに応じたアクセルペダル反力ＦＡを発生する。一方、アクセルペダルストローク量θが所定値θ０よりも小さい場合は、リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰ０よりも大きくなるとアクセルペダル８２に振動を発生させる。これにより、アクセルペダルストローク量θが０付近で、アクセルペダル反力ＦＡの変化を運転者が十分に認識できないような状況でも、アクセルペダル８２を振動させることによって自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰの増加を運転者に伝達することができる。さらに、リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰ０以下の場合にはアクセルペダル８２に振動が発生しないので、アクセルペダルストローク量θが０付近の場合に常にアクセルペダル８２に振動が発生するといった煩わしさを運転者に与えることがない。
【００４２】
なお、以上説明した第２の実施の形態では、アクセルペダルストローク量θが所定値θ０より小さくなり、連続反力発生モードが終了するとリスクポテンシャルＲＰに応じたアクセルペダル反力ＦＡの発生を停止したが、これには限定されない。例えば、連続反力発生モードが終了して振動発生モードに移行してからも、リスクポテンシャルＲＰに応じたアクセルペダル反力ＦＡ（＝ｆ１）は継続して発生させ、リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰ０より大きくなった場合に、アクセルペダル反力ｆ１に振動反力ｆ２を付加することもできる。
【００４３】
《第３の実施の形態》
つぎに、本発明の第３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。第３の実施の形態による車両用運転操作補助装置の構成は、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。
【００４４】
上述した第１の実施の形態では、アクセルペダルストローク量θが所定値θ０未満となったときにアクセルペダル８２に振動を付加したが、第３の実施の形態では、これに加えて視覚情報によりアクセルペダルストローク量θが所定値θ０を下回ることを運転者に知らせる。
【００４５】
具体的には、図１０（ａ）に示すようなリスクポテンシャル表示装置９０を自車両のメータクラスタ内に設置する。リスクポテンシャル表示装置９０は、リスクポテンシャルＲＰの変化に応じて点灯範囲が変化するように設定されている。アクセルペダルストロークセンサ８３によって検出されるアクセルペダルストローク量θが所定値θ０を下回ると、アクセルペダル８２に振動を発生させるとともに、図１０（ｂ）に示すようにリスクポテンシャル表示装置９０を点滅させる。
【００４６】
これにより、アクセルペダルストローク量θが０付近で、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰがアクセルペダル反力ＦＡとして十分に伝わってこないことを、より確実に運転者に知らせることができる。
【００４７】
なお、図１０（ａ）（ｂ）に示すリスクポテンシャル表示装置９０に代えて、図１１（ａ）（ｂ）に示す報知ランプ１００をメータクラスタ内に設置することもできる。アクセルペダルストローク量θが所定値θ０以上である場合は、図１１（ａ）に示すように報知ランプ１００は消灯している。アクセルペダルストローク量θが所定値θ０を下回ると、アクセルペダル８２に振動が発生するとともに、報知ランプ１００が図１１（ｂ）に示すように点灯する。これにより、アクセルペダルストローク量θが０付近であることを確実に運転者に知らせることができる。
【００４８】
以上説明したように、第３の実施の形態においては、アクセルペダルストローク量θが所定値θ０を下回ることを、アクセルペダル８２の振動および視覚情報から運転者に知らせた。しかし、これには限定されず、リスクポテンシャル表示装置９０の点滅、または報知ランプ１００の点灯といった視覚情報のみで、アクセルペダルストローク量θが０付近であることを運転者に知らせることもできる。視覚情報によるリスクポテンシャルＲＰの伝達については、第７の実施の形態以降で詳細に説明する。
【００４９】
《第４の実施の形態》
つぎに、本発明の第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態による車両用運転操作補助装置の構成は、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。ただし、第４の実施の形態による車両用運転操作補助装置は、警報音を発生するブザーをさらに備えている。上述した第３の実施の形態においては、アクセルペダルストローク量θが所定値θ０未満の場合に、アクセルペダル８２を振動させるとともに、視覚情報を出力したが、第４の実施の形態では、警報音を発生させる。
【００５０】
図１２（ａ）〜（ｃ）に、第４の実施の形態による作用を説明するための図を示す。図１２（ａ）は、時間ｔに対するリスクポテンシャルＲＰおよびアクセルペダルストローク量θの変化を示し、図１２（ｂ）は、時間ｔに対するアクセルペダル付加反力ＦＡの変化を示す。また、図１２（ｃ）は警報音の出力状態を示す。
【００５１】
図１２（ａ）（ｂ）に示すように、アクセルペダル８２が閾値θ０以上のストローク量θで操作されている場合（領域Ａ）は、リスクポテンシャルＲＰに応じた付加反力ＦＡ（＝ｆ１）がアクセルペダル８２に発生する。時間ｔ＝ｔ１でアクセルペダルストローク量θが閾値θ０を下回ると、リスクポテンシャルＲＰに対応する反力制御量ｆ１に振動反力ｆ２を付加した付加反力ＦＡ（＝ｆ１＋ｆ２）がアクセルペダル８２に発生する。さらに、図１２（ｃ）に示すように警報音が出力される。
【００５２】
これにより、アクセルペダルストローク量θが０付近になり、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰがアクセルペダル反力ＦＡとして十分に伝わってこないことを、より確実に運転者に知らせることができる。
【００５３】
以上説明したように、第４の実施の形態においては、アクセルペダルストローク量θが所定値θ０を下回ることを、アクセルペダル８２の振動および警報音の発生により運転者に知らせた。しかし、これには限定されず、警報音の発生のみで、アクセルペダルストローク量θが０付近であることを運転者に知らせることもできる。
【００５４】
《第５の実施の形態》
本発明の第５の実施の形態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。第５の実施の形態による車両用運転操作補助装置の構成は、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。
【００５５】
第５の実施の形態では、上述した第１の実施の形態と同様に、アクセルペダル８２に振動を発生させてアクセルペダルストローク量θが０付近であることを運転者に知らせる。このとき、アクセルペダルストローク量θが小さくなっていく段階で、アクセルペダルストローク量θの大きさに応じて振動の大きさを変化させる。
【００５６】
以下に、第５の実施の形態におけるアクセルペダル反力制御について、図１３を用いて詳細に説明する。図１３は、第５の実施の形態のコントローラ５０によ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。この処理は、一定間隔、例えば５０msec毎に連続的に行われる。
【００５７】
ステップＳ３０１〜Ｓ３０４における処理は、上述した第１の実施の形態で説明した図４のフローチャートのステップＳ１０１〜Ｓ１０４と同様である。ステップＳ３０５では、ステップＳ３０４で読み込んだアクセルペダルストローク量θが閾値θ１よりも小さいか否かを判定する。ここで、閾値θ１は、例えばアクセルペダル８２を完全に踏み込んだときのストローク量θの５％程度に設定する。閾値θ１は、上述した第１の実施の形態で設定した閾値θ０よりも大きい値であり（θ１＞θ０）、アクセルペダルストローク量θが小さくなっていることを示すものである。
【００５８】
ステップＳ３０５で、アクセルペダルストローク量θが閾値θ１よりも小さいと判定されると、ステップＳ３０６へ進む。ステップＳ３０６では、アクセルペダルストローク量θに応じて振動反力ｆ２を設定する。具体的には、アクセルペダルストローク量θに応じて、アクセルペダル８２に発生させる振動の振幅Ａの大きさを設定する。図１４に、アクセルペダルストローク量θと振幅Ａとの関係を示す。図１４に示すように、閾値θ１未満の領域でアクセルペダルストローク量θが小さくなるほど、振幅Ａが大きくなる。これにより、アクセルペダルストローク量θが０に近づくほど、アクセルペダル８２に大きな振動が発生する。振動の周波数ｆは、例えばｆ＝１００Hzに設定する。このようにして、振動反力ｆ２を設定する。
【００５９】
一方、ステップＳ３０５が否定判定されると、ステップＳ３０７へ進む。ステップＳ３０７では、振動反力ｆ２＝０に設定し、アクセルペダル８２に振動を発生させないようにする。ステップＳ３０８ではステップＳ３０３で算出した反力制御指令値ｆ１と、ステップＳ３０６またはＳ３０７で算出した振動反力ｆ２とから、反力指令値ＦＡを算出する（ＦＡ＝ｆ１＋ｆ２）。つづくステップＳ３０９では、ステップＳ３０８で算出した反力指令値ＦＡをアクセルペダル反力制御装置８０に出力する。これにより、今回の処理を終了する。
【００６０】
図１５（ａ）〜（ｃ）に、第５の実施の形態による作用を説明するための図を示す。図１５（ａ）は時間ｔに対するリスクポテンシャルＲＰとアクセルペダルストローク量θとの関係を示す。図１５（ｂ）は、時間ｔに対する反力制御指令値ｆ１および振動反力ｆ２の変化を示し、図１５（ｃ）は時間ｔに対する反力指令値ＦＡの変化を示す。
【００６１】
図１５（ａ）〜（ｃ）に示すように、アクセルペダル８２が閾値θ１以上のストローク量θで操作されている場合は、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰに応じた付加反力ＦＡが発生する。運転者がアクセルペダル８２を緩めはじめ、時間ｔ＝ｔ２においてアクセルペダルストローク量θが閾値θ１を下回ると、アクセルペダル８２には振動が発生し始める。具体的には、リスクポテンシャルＲＰに対応する反力制御指令値ｆ１に、アクセルペダルストローク量θに応じた振幅Ａの振動反力ｆ２を上乗せした付加反力ＦＡがアクセルペダル８２に発生する。アクセルペダル８２に発生する振動は、アクセルペダルストローク量θが小さくなるほど振幅Ａが大きくなり、アクセルペダルストローク量θが閾値θ１以上となるまで継続して発生する。
【００６２】
このように、以上説明した第５の実施の形態においては、以下のような効果を奏することができる。
コントローラ５０は、アクセルペダルストローク量θが所定値θ０よりも大きな値θ１から所定値θ０以下に低下する過程で、アクセルペダル８２に振動を発生させる。このとき、アクセルペダルストローク量θに応じて振動の形態、すなわち振幅Ａを変更する。これにより、アクセルペダルストローク量θが小さくなるとアクセルペダル８２に振動が発生し、アクセルペダルストローク量θが０に近づくほど振動の振幅Ａが大きくなる。その結果、アクセルペダルストローク量θが０付近であることを運転者に知らせることができる。さらに、振動の振幅Ａの変化により、アクセルペダルストローク量θが０付近となってアクセルペダル反力ＦＡからリスクポテンシャルＲＰの情報を得ることができなくなるまでの余裕を、運転者に理解させることができる。すなわち、運転者は振幅Ａの大きさにより現在のアクセルペダルストローク量θを理解することができる。
【００６３】
《第６の実施の形態》
本発明の第６の実施の形態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。第６の実施の形態による車両用運転操作補助装置の構成は、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。ただし、第６の実施の形態による車両用運転操作補助装置は、警報音を発生するブザーをさらに備えている。ここでは、第１の実施の形態との相違点を主に説明する。
【００６４】
第６の実施の形態においては、アクセルペダルストローク量θが０付近で、リスクポテンシャルＲＰの変化がアクセルペダル反力から十分に伝わってこないことを、警報音により運転者に知らせる。このとき、アクセルペダルストローク量θが小さくなっていく段階で、警報音を出力する間隔をアクセルペダルストローク量θの大きさに応じて変化させる。
【００６５】
以下に、第６の実施の形態における制御について、図１６を用いて詳細に説明する。図１６は、第６の実施の形態のコントローラ５０によ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。この処理は、一定間隔、例えば５０msec毎に連続的に行われる。
【００６６】
ステップＳ４０１〜Ｓ４０４における処理は、上述した第１の実施の形態で説明した図４のフローチャートのステップＳ１０１〜Ｓ１０４と同様である。ステップＳ４０５では、ステップＳ４０３で算出したリスクポテンシャルＲＰに応じた反力制御指令値ｆ１をアクセルペダル反力制御装置８０に出力する。
【００６７】
ステップＳ４０６では、ステップＳ４０４で検出した現在のアクセルペダルストローク量θが閾値θ２よりも小さいか否かを判定する。ここで、閾値θ２は、例えばアクセルペダル８２を完全に踏み込んだときのストローク量θの３％程度に設定する。閾値θ２は、上述した第１の実施の形態で設定した閾値θ０よりも大きい値であり（θ２＞θ０）、アクセルペダルストローク量θが小さくなっていることを示すものである。なお、警報音を発生させることにより運転者に煩わしさを与えないように、閾値θ２は、上述した第５の実施の形態で設定したアクセルペダル８２に振動を発生させるための閾値θ１よりも小さい値とすることが望ましい。
【００６８】
ステップＳ４０６で、アクセルペダルストローク量θが閾値θ２よりも小さいと判定されると、ステップＳ４０７へ進む。ステップＳ４０７では、アクセルペダルストローク量θに応じて警報音の発生間隔を設定する。具体的には、アクセルペダルストローク量θに応じて、断続的に発生する警報音の発生間隔ｓを設定する。図１７に、アクセルペダルストローク量θと警報音の間隔ｓとの関係を示す。図１７に示すように、閾値θ２未満の領域でアクセルペダルストローク量θが小さくなるほど、警報音の発生間隔ｓが短くなる。これにより、アクセルペダルストローク量θが０に近づくほど、短い間隔で警報音が発生する。なお、警報音の出力時間は、所定値、例えば３０msに固定する。このようにして設定した間隔ｓで、警報音を発生する。
【００６９】
一方、ステップＳ４０６が否定判定されると、ステップＳ４０８へ進み、警報音は発生させない。また、警報音が発生していた場合には、その出力を停止する。これにより、今回の処理を終了する。
【００７０】
図１８（ａ）〜（ｃ）に、第６の実施の形態による作用を説明するための図を示す。図１８（ａ）は時間ｔに対するリスクポテンシャルＲＰとアクセルペダルストローク量θとの関係を示す。図１８（ｂ）は時間ｔに対する反力制御指令値ｆ１の変化を示し、図１８（ｃ）は警報音の出力状態を示す。
【００７１】
図１８（ａ）（ｂ）に示すように、アクセルペダル８２が閾値θ２以上のストローク量θで操作されている場合は、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰに応じた付加反力ＦＡが発生する。運転者がアクセルペダル８２を緩めはじめ、時間ｔ＝ｔ３においてアクセルペダルストローク量θが閾値θ２を下回ると、アクセルペダル８２には付加反力ＦＡ（＝ｆ１）が発生したままで、断続的に警報音が発生し始める。警報音の発生間隔ｓは、アクセルペダルストローク量θが小さくなるほど短くなり、アクセルペダルストローク量θが閾値θ２以上となるまで発生する。
【００７２】
このように、以上説明した第６の実施の形態においては、以下のような効果を奏することができる。
コントローラ５０は、アクセルペダルストローク量θが所定値θ０よりも大きな値θ２から所定値θ０以下に低下する過程で、警報音を発生する。このとき、警報音の発生形態、すなわち発生間隔ｓをアクセルペダルストローク量θに応じて変更する。これにより、アクセルペダルストローク量θが小さくなると断続的に警報音が発生し、アクセルペダルストローク量θが０に近づくほど警報音の発生間隔ｓが短くなる。その結果、アクセルペダルストローク量θが０付近であることを運転者に知らせることができる。さらに、警報音の発生間隔ｓの変化により、アクセルペダルストローク量θが０付近となってアクセルペダル反力ＦＡからリスクポテンシャルＲＰの情報を得ることができなくなるまでの余裕、すなわち現在のアクセルペダルストローク量θを運転者に理解させることができる。
【００７３】
上述した第１から第６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からリスクポテンシャルＲＰを算出したが、これには限定されず、例えば余裕時間ＴＴＣおよび車間時間ＴＨＷのいずれかを用いてリスクポテンシャルＲＰを算出することもできる。また、リスクポテンシャルＲＰと反力制御指令値ｆ１との関係は、図５に示すマップには限定されず、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ｆ１がリニアに増加するように設定することもできる。
【００７４】
上述した第１の実施の形態においては、アクセルペダル８２に発生する振動の周波数を１００Hz、ｐ−ｐ振幅を０．５kgfとして説明したが、これらには限定されず、アクセルペダルストローク量θが所定値θ０よりも小さい状態でアクセルペダル８２が振動していることを運転者に認識できる程度の周波数および振幅を設定することができる。
【００７５】
上述した第３の実施の形態では、図１０（ａ）（ｂ）に示すようなリスクポテンシャルＲＰの大きさに応じて点灯範囲が変化するリスクポテンシャル表示装置９０を用いたが、これには限定されない。例えばコントローラ５０が検出された障害物に対してアクセルペダル反力制御を行っている場合に点灯し、アクセルペダルストローク量θが所定値θ０を下回ると点滅するような表示ランプを設けることもできる。
【００７６】
本発明による車両用運転操作補助制御装置１が適用される車は、図２に示す構成には限定されない。
【００７７】
以上説明した第１から第６の実施の形態においては、走行環境検出手段として、レーザレーダ１０，前方カメラ２０および車速センサ３０を用い、操作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８０を用い、操作量検出手段としてアクセルペダルストロークセンサ８３を用いた。また、報知手段として、コントローラ５０，アクセルペダル反力制御装置８０，リスクポテンシャル表示装置９０または報知ランプ１００を用いた。ただし、これらには限定されず、走行環境検出手段として、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できる。
【００７８】
《第７の実施の形態》
次に、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について、図面を用いて説明する。
【００７９】
自車両周囲の走行環境から算出されるリスクポテンシャルを例えばアクセルペダル反力により運転者に伝達するシステムにおいては、アクセルペダルが運転者が直接触れて操作をする操作機器であることから、アクセルペダルを介して運転者の触覚を刺激することによりリスクポテンシャルを運転者に伝達することができる。ただし、このようなシステムにおいて、視覚情報を付加的に与えることが望ましい場合がある。例えば、触覚によりリスクポテンシャルを認識するシステムに慣れていない運転者にとっては、アクセルペダル反力からリスクポテンシャルを正確に判断することが難しいことが考えられる。
【００８０】
そこで、第７の実施の形態による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を、運転者の触覚を刺激する刺激量として伝達するとともに、視覚情報により運転者に伝達する。図１９は、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２の構成を示すシステム図であり、図２０は、車両用運転操作補助装置２を搭載した車両の構成図である。
【００８１】
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て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６０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。
【００８２】
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６０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。
【００８３】
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６０に出力する。
【００８４】
コントローラ６０は、ＣＰＵと、ＲＯＭおよびＲＡＭ等のＣＰＵ周辺部品とから構成され、車両用運転操作補助装置２全体の制御を行う。図２２に、コントローラ６０の内部および周辺の構成を示すブロック図を示す。コントローラ６０は、例えばＣＰＵのソフトウェア形態により、障害物状況認識部６０Ａ、リスクポテンシャル算出部６０Ｂ、必要情報判定部６０Ｃ、刺激量算出部６０Ｄ、および表示量算出部６０Ｅを構成する。
【００８５】
コントローラ６０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、自車両周囲の走行環境すなわち障害物状況を検出する。なお、コントローラ６０は、前方カメラ２０からの画像情報を画像処理し、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先行車両までの車間距離、隣接車線を走行する他車両の有無と接近度合、および車線識別線（レーンマーカ）およびガードレールに対する自車両の左右位置（相対位置と角度）、さらにレーンマーカおよびガードレールの形状などである。
【００８６】
コントローラ６０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アクセルペダル反力制御を行う。さらに、算出したリスクポテンシャルを視覚情報として運転者に伝達する。
【００８７】
図２１に示すように、アクセルペダル８２のリンク機構にはサーボモータ８１およびアクセルペダルストロークセンサ８３が組み込まれている。アクセルペダル反力制御装置８０は、コントローラ６０からの指令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。アクセルペダルストロークセンサ８３は、リンク機構を介してサーボモータ８１の回転角に変換されたアクセルペダル８２の操作量すなわちアクセルペダルストローク量を検出する。
【００８８】
なお、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、アクセルペダルストローク量が大きくなるほどアクセルペダル反力がリニアに大きくなるよう設定されている。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８４のバネ力によって実現することができる。
【００８９】
表示装置１１０は、例えば液晶モニタを備え、コントローラ６０で算出された自車両周囲のリスクポテンシャルを液晶モニタに表示して視覚情報として運転者に伝える。
【００９０】
次に、第７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。
コントローラ６０は、障害物状況認識部６０Ａにおいて、自車両の走行車速、および自車両と自車前方や隣接車線に存在する他車両との相対位置やその移動方向と、レーンマーカやガードレールに対する自車両の相対位置等の自車両周囲の障害物状況を認識する。リスクポテンシャル算出部６０Ｂは、障害物状況認識部６０Ａで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求める。
【００９１】
必要情報判定部６０Ｃは、リスクポテンシャル算出部６０Ｂで算出したリスクポテンシャルを触覚情報および視覚情報として運転者に伝達するために必要な情報を判定する。必要情報判定部６０Ｃは、例えばリスクポテンシャルが所定値以上であるかを判定する。刺激量算出部６０Ｄは、リスクポテンシャルに基づいて運転者に伝達する刺激量を算出する。ここで、刺激量は触覚を介してリスクポテンシャルを運転者に伝達するための物理量であり、具体的には、アクセルペダル８２の反力制御量である。刺激量算出部６０Ｄで算出された反力制御量は反力指令値としてアクセルペダル反力制御装置８０に出力され、アクセルペダル反力制御装置８０は、反力指令値に応じてアクセルペダル反力制御を行う。
【００９２】
このように、自車両周囲のリスクポテンシャルをアクセルペダル反力によって運転者に伝達することにより、運転者は触覚を介して直感的に情報を認識することができる。ただし、アクセルペダル反力から、すなわち触覚を介してリスクポテンシャルを伝達する場合、運転者の触覚を司る感覚器の分解能や個人差、また体調等による個人内差等によって十分な情報伝達が行えないことがある。そこで、第７の実施の形態では、自車両周囲のリスクポテンシャルをアクセルペダル反力として触覚を介して運転者に伝達するとともに、リスクポテンシャルを表示することにより視覚を介して運転者に伝達する。
【００９３】
具体的には、コントローラ６０の表示量算出部６０Ｅにおいて、リスクポテンシャルの表示量、すなわちリスクポテンシャルの表示内容を決定する。表示装置１１０は、表示量算出部６０Ｅで決定された表示内容に従って表示を行い、リスクポテンシャルを視覚情報として運転者に伝達する。
【００９４】
このように、リスクポテンシャルを触覚を介して運転者に伝達する際に、視覚情報を用いて、運転者が容易にリスクポテンシャルを認識できるように補助する。特に、触覚を介したリスクポテンシャルの伝達システムになれていない運転者に対しては、システムに慣れるまでの学習課程を短縮することができる。また、既にシステムに慣れた運転者に対しても、システムの作動を開始した時のリスクポテンシャルの容易な認識を補助することができる。
【００９５】
以下に、第７の実施の形態におけるアクセルペダル反力制御およびリスクポテンシャル表示制御について、図２３を用いて詳細に説明する。図２３は、第７の実施の形態のコントローラ６０によ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。この処理は、一定間隔、例えば５０msec毎に連続的に行われる。
【００９６】
ステップＳ１１００で、レーザレーダ１０，前方カメラ２０および車速センサ３０によって検出される自車両周囲の走行環境を読み込む。ステップＳ１２００で障害物状況認識部６０Ａは、ステップＳ１１００で読み込んだ走行環境から自車両周囲の障害物状況を認識する。なお、ここで認識される障害物状況は、自車両周囲に存在する障害物までの相対距離Ｄ、相対速度Ｖｒおよび自車速Ｖｆ等である。
【００９７】
ステップＳ１３００でリスクポテンシャル算出部６０Ｂは、ステップＳ１２００で認識した障害物状況に基づいて、自車両周囲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を算出するために、まず、自車両と障害物、例えば先行車との余裕時間ＴＴＣおよび車間時間ＴＨＷを算出する。
【００９８】
余裕時間ＴＴＣは、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り、以下の（式４）により求められる。
余裕時間ＴＴＣ＝−Ｄ／Ｖｒ                  ・・・（式４）
【００９９】
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、ほとんどのドライバが減速行動を開始することが知られている。
【０１００】
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５）で表される。
車間時間ＴＨＷ＝Ｄ／Ｖｆ                    ・・・（式５）
【０１０１】
車間時間ＴＨＷは、車間距離Ｄを自車速Ｖｆ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ている場合は、（式５）において自車速Ｖｆの代わりに先行車速を用いて車間時間ＴＨＷを算出することもできる。
【０１０２】
つぎに、上述したように算出した余裕時間ＴＴＣおよび車間時間ＴＨＷ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。リスクポテンシャルＲＰは以下の（式６）により算出できる。
ＲＰ＝ａ／ＴＨＷ＋ｂ／ＴＴＣ                  ・・・（式６）
ここで、定数ａ、ｂは、車間時間ＴＨＷおよび余裕時間ＴＴＣにそれぞれ適切な重み付けをするパラメータである。定数ａ、ｂは、ａ＜ｂとなるように予め適切に設定しておく（例えばａ＝１，ｂ＝８）。
【０１０３】
ステップＳ１４００で刺激量算出部６０Ｄは、ステップＳ１３００で算出したリスクポテンシャルＲＰに応じて刺激量、すなわちアクセルペダル反力制御量ｄＦを算出する。反力制御量ｄＦはリスクポテンシャルＲＰに比例し、例えば以下の（式７）より算出することができる。
ｄＦ＝ｋ１・ＲＰ     ・・・（式７）
ここで、ｋ１は定数であり、予め適切な値を設定しておく。
【０１０４】
つづくステップＳ１５００では、ステップＳ１４００で算出したアクセルペダル反力制御量ｄＦをアクセルペダル反力制御装置８０に出力する。アクセルペダル反力制御装置８０は、コントローラ６０からの指令に応じてアクセルペダル反力を制御し、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰを触覚情報として運転者に伝達する。
【０１０５】
また、ステップＳ１６００で表示量算出部６０Ｅは、ステップＳ１３００で算出したリスクポテンシャルＲＰに基づいて表示量、すなわち表示装置１１０に表示するリスクポテンシャルＲＰの表示内容を決定する。ここで決定するリスクポテンシャルＲＰの表示内容および表示形態については、後述する。
【０１０６】
ステップＳ１７００では、ステップＳ１６００で算出した表示量を表示装置１１０に出力する。表示装置１１０は、コントローラ６０からの指令に応じた表示内容を表示モニタに表示し、自車両周囲の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。これにより、今回の処理を終了する。
【０１０７】
つぎに、表示装置１１０においてどのようにリスクポテンシャルＲＰを表示するかについて説明する。リスクポテンシャルＲＰの表示形態としては、以下に示すものがある。
（１）リスクポテンシャルＲＰを数値で表示
（１−１）リスクポテンシャルＲＰを絶対値で表示
（１―２）リスクポテンシャルＲＰを相対値で表示
（２）リスクポテンシャルＲＰを図形で表示
（２−１）リスクポテンシャルＲＰのみを棒グラフで表示
（２−２）リスクポテンシャルＲＰと先行車の有無を表示
（２−２ａ）自車両と先行車を上方からみた図として表示
（２−２ｂ）先行車を後方からみた図として表示
（２−３）リスクポテンシャルＲＰと先行車までの車間距離を表示
（２−３ａ）リスクポテンシャルＲＰの表示エリアと車間距離の表示エリアを分離
（２−３ｂ）リスクポテンシャルＲＰの表示エリアと車間距離の表示エリアを共有
（２−３ｃ）リスクポテンシャルＲＰを等高線（曲線）で表示
（２−３ｄ）リスクポテンシャルＲＰを等高線（直線）で表示
【０１０８】
第７の実施の形態においては、ここに挙げた表示形態のうちのいずれかによりリスクポテンシャルＲＰを表示する。以下に、各表示形態の表示内容を、図面を用いて詳細に説明する。
【０１０９】
（１）リスクポテンシャルＲＰを数値で表示
（１−１）リスクポテンシャルＲＰを絶対値で表示
図２４（ａ）〜（ｃ）に、リスクポテンシャルＲＰを絶対値表示する場合の表示例を示す。表示量算出部６０Ｅは、リスクポテンシャル算出部６０Ｂで算出されたリスクポテンシャルＲＰの値をそのまま表示するように、表示装置１１０に指令を出力する。これにより、表示装置１１０の表示モニタには、図２４（ａ）〜（ｃ）に示すようにリスクポテンシャルＲＰの絶対値が表示される。
【０１１０】
（１―２）リスクポテンシャルＲＰを相対値で表示
図２５（ａ）〜（ｃ）に、リスクポテンシャルＲＰを相対値表示する場合の表示例を示す。表示量算出部６０Ｅは、一般的な運転行動の統計データから得られる規定値を上限１００％として、リスクポテンシャル算出部６０Ｂで算出されたリスクポテンシャルＲＰの相対値（％）を算出する。ここでは、例えば統計データにおけるリスクポテンシャルＲＰの９５％tile値を、規定値とする。表示量算出部６０Ｅは、リスクポテンシャルＲＰを相対値表示するように、表示装置１１０に指令を出力する。これにより、表示装置１１０の表示モニタには、図２５（ａ）〜（ｃ）に示すようにリスクポテンシャルＲＰの相対値（％）が表示される。
【０１１１】
（２）リスクポテンシャルＲＰを図形で表示
（２−１）リスクポテンシャルＲＰのみを棒グラフで表示
図２６（ａ）〜（ｃ）に、リスクポテンシャルＲＰを棒グラフで表示する場合の表示例を示す。図２６（ａ）〜（ｃ）は、リスクポテンシャルＲＰが小さい場合、中程度の場合、および大きい場合をそれぞれ示している。リスクポテンシャルＲＰが増加するに従って、図２６（ａ）〜（ｃ）に示すように表示モニタにおける棒グラフＡの点灯エリアが上昇する。また、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど濃い色で表示される。
【０１１２】
例えば、リスクポテンシャルＲＰが小さい場合は、図２６（ａ）に示すように棒グラフＡのうち、下から２つのエリアＡ１のみが薄い色で点灯し、残りのエリアは消灯している。リスクポテンシャルＲＰが増加すると、図２６（ｂ）に示すように棒グラフＡの点灯エリアが増加する。ここではエリアＡ１に加えてエリアＡ２がやや濃い色で点灯する。さらにリスクポテンシャルＲＰが増加すると、図２６（ｃ）に示すように棒グラフＡの全エリアが点灯する。リスクポテンシャルＲＰが大きい場合のエリアＡ４は、リスクポテンシャルＲＰが中程度の場合のエリアＡ２，Ａ３よりもさらに濃い色で点灯する。
【０１１３】
表示量算出部６０Ｅは、リスクポテンシャル算出部６０Ｂで算出されるリスクポテンシャルＲＰに基づいて表示モニタにおける棒グラフの点灯エリアを決定し、表示装置１１０に指令を出力する。
【０１１４】
（２−２）リスクポテンシャルＲＰと先行車の有無を表示
（２−２ａ）自車両と先行車を上方からみた図として表示
図２７（ａ）〜（ｃ）に、リスクポテンシャルＲＰと先行車の有無を、自車両と先行車を上方からみた図として表示する場合の表示例を示す。図２７（ａ）〜（ｃ）は、先行車が存在しない場合、先行車が存在する状態でリスクポテンシャルＲＰが小さい場合、および先行車が存在する状態でリスクポテンシャルＲＰが大きい場合をそれぞれ示している。
【０１１５】
図２７（ａ）に示すように、先行車が検出されていない場合は、自車両Ｂのみが表示モニタ上に表示される。なお、自車両Ｂは、表示モニタの下方、かつ自車線のレーンマーカを表すラインＣの間に、例えば五角形で表示される。自車両Ｂの前方、すなわち表示モニタの上方には何も表示されず、先行車が検出されていないことを示している。
【０１１６】
先行車が検出されている場合は、図２７（ｂ）（ｃ）に示すように、自車両Ｂの前方、すなわち表示モニタの上方に先行車Ｄが点灯し、自車両Ｂとともに表示モニタ上に表示される。先行車Ｄは、例えば自車両Ｂと同様に五角形で表す。また、自車両Ｂと先行車Ｄとの間のスペースをリスクポテンシャルＲＰの表示エリアとし、リスクポテンシャルＲＰを段階的にバー表示する。具体的には、リスクポテンシャルＲＰの大きさをバーの数で表し、リスクポテンシャルＲＰが増加するほど点灯するバーの数を増加させる。また、リスクポテンシャルＲＰの表示の全体は、自車両Ｂから離れるほど幅が広がる台形として表され、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど先行車Ｄ側の幅および高さが大きくなる。
【０１１７】
なお、表示モニタ上では自車両Ｂと先行車Ｄを容易に区別できるように、自車両Ｂと先行車Ｄの色を変えることが望ましい。例えば、自車両Ｂよりも先行車Ｄを濃い色、すなわち視認性の高い目立つ色で表示し、リスクポテンシャルＲＰを先行車Ｄと同色で表示する。
【０１１８】
（２−２ｂ）先行車を後方からみた図として表示
図２８（ａ）〜（ｄ）に、リスクポテンシャルＲＰと先行車の有無を、先行車を後方からみた図として表示する場合の表示例を示す。図２８（ａ）〜（ｄ）は、先行車が存在しない場合、先行車が存在する状態でリスクポテンシャルＲＰが小さい場合、先行車が存在する状態でリスクポテンシャルＲＰが中程度の場合、および先行車が存在する状態でリスクポテンシャルＲＰが大きい場合をそれぞれ示している。
【０１１９】
図２８（ａ）に示すように、先行車が検出されない場合は、先行車Ｅを薄い色、すなわち背景色に近い色で表示する。このとき、自車線のレーンマーカを表すラインＦも表示され、レーンマーカＦの表示の上方に先行車Ｅが表示される。レーンマーカＦは、遠近感を表すために先行車Ｅに近づくほど間隔が狭くなる。なお、先行車が検出されない場合は先行車を表示しないようにすることもできる。
【０１２０】
先行車が検出されると、図２８（ｂ）〜（ｄ）に示すように先行車Ｅを点灯、あるいは先行車Ｅの視認性を向上させるような目立つ色で表示する。このとき、先行車Ｅと自車両の間、すなわち表示モニタにおける先行車Ｅの下方、かつレーンマーカＦの間にリスクポテンシャルＲＰを表示する。リスクポテンシャルＲＰの大きさは、表示される楕円状のエリアの数で表され、リスクポテンシャルＲＰが増加するほど点灯エリアが多く、かつ大きくなる。
【０１２１】
例えばリスクポテンシャルＲＰが小さい場合は、図２８（ｂ）に示すように先行車Ｅの直下に楕円状のエリアを一つだけ表示する。リスクポテンシャルＲＰが中程度になると、図２８（ｃ）に示すように表示されるエリアの数が先行車Ｅの下方へ向かって増加する。このとき、先行車Ｅの下方ほど点とエリアの幅が大きくなる。さらにリスクポテンシャルＲＰが大きくなると、図２８（ｄ）に示すように点灯エリアの数がさらに増加し、点灯エリアの幅もさらに大きくなる。すなわち、リスクポテンシャルＲＰの全体は、先行車Ｅから離れるほど幅が広くなるピラミッド状に表示され、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど点灯エリアが拡大し、表示モニタ下方の仮想の自車両位置に近づくように表示される。
【０１２２】
（２−３）リスクポテンシャルＲＰと先行車までの車間距離を表示
（２−３ａ）リスクポテンシャルＲＰの表示エリアと車間距離の表示エリアを分離
図２９（ａ）〜（ｅ）に、リスクポテンシャルＲＰと先行車までの車間距離を、自車両と先行車を上方からみた図として表示する場合の表示例を示す。図２９（ａ）は先行車が存在しない場合、図２９（ｂ）は先行車が存在する状態でリスクポテンシャルＲＰが小さく車間距離が大きい場合、図２９（ｃ）は先行車が存在する状態でリスクポテンシャルＲＰおよび車間距離が小さい場合、図２９（ｄ）は先行車が存在する状態でリスクポテンシャルＲＰおよび車間距離が大きい場合、および図２９（ｅ）は先行車が存在する状態でリスクポテンシャルＲＰが大きく車間距離が小さい場合をそれぞれ示している。
【０１２３】
図２９（ａ）に示すように、先行車が存在しない場合は、表示モニタの下方、かつ自車線のレーンマーカを表すラインＨの間に自車両Ｇが表示される。自車両Ｇは例えば五角形で表される。このとき、自車両Ｇの前方、すなわち表示モニタの上方には何も表示されず、先行車が存在しないことを示している。先行車が存在する場合は、図２９（ｂ）〜（ｅ）に示すように、先行車Ｉが点灯し、さらに自車両と先行車との実際の車間距離に応じた表示位置に先行車Ｉが表示される。先行車Ｉは、例えば自車両Ｇと同様に五角形で表す。ここでは、車間距離を大と小の２つの領域に分類し、車間距離が大の領域にある場合は、図２９（ｂ）（ｄ）に示すように自車両Ｇから遠方の位置、すなわち表示モニタにおける上方に先行車Ｉを表示する。一方、車間距離が小の領域にある場合は、図２９（ｃ）（ｅ）に示すように自車両Ｇに近い位置に先行車Ｉを表示する。
【０１２４】
また、表示モニタ上の自車両Ｇと先行車Ｉとの間をリスクポテンシャルＲＰ表示エリアとし、リスクポテンシャルＲＰを段階的にバー表示する。具体的には、リスクポテンシャルＲＰの大きさをバーの数で表し、リスクポテンシャルＲＰが増加するほど点灯するバーの数を増加させる。また、リスクポテンシャルＲＰの表示の全体は、自車両Ｇから離れるほど幅が広がる台形として表され、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど先行車Ｉ側の幅および高さが大きくなる。このように、表示モニタにおいて上方を先行車の有無、および先行車までの車間距離を表示するエリアＪとし、車間距離の表示エリアＪと自車両Ｇとの間をリスクポテンシャルＲＰの表示エリアＫとする。
【０１２５】
すなわち、表示モニタ上で車間距離表示エリアＪとリスクポテンシャル表示エリアＫとを分離し、車間距離がセンサによって検出可能な最小の値となった場合でも、先行車Ｉは車間距離表示エリアＪ外には表示されない。また、リスクポテンシャルＲＰの表示エリアＫとしては、リスクポテンシャルＲＰの上限値を表示できるだけのスペースを確保する。表示モニタ上では自車両Ｇと先行車Ｉを容易に区別できるように、自車両Ｇと先行車Ｉの色を変えることが望ましい。例えば、自車両Ｇよりも先行車Ｉを濃い色、すなわち視認性の高い目立つ色で表示し、リスクポテンシャルＲＰを先行車Ｉと同色で表示する。
【０１２６】
（２−３ｂ）リスクポテンシャルＲＰの表示エリアと車間距離の表示エリアを共有
図３０（ａ）〜（ｅ）に、リスクポテンシャルＲＰと先行車までの車間距離を、自車両と先行車を上方からみた図として表示する場合の表示例を示す。図３０（ａ）は先行車が存在しない場合、図３０（ｂ）は先行車が存在する状態でリスクポテンシャルＲＰが小さく車間距離が大きい場合、図３０（ｃ）は先行車が存在する状態でリスクポテンシャルＲＰおよび車間距離が小さい場合、図３０（ｄ）は先行車が存在する状態でリスクポテンシャルＲＰおよび車間距離が大きい場合、および図３０（ｅ）は先行車が存在する状態でリスクポテンシャルＲＰが大きく車間距離が小さい場合をそれぞれ示している。
【０１２７】
図３０（ａ）に示すように、先行車が存在しない場合は、表示モニタの下方、かつ自車線のレーンマーカを表すラインＭの間に自車両Ｌが表示される。自車両Ｌは例えば五角形で表される。このとき、自車両Ｌの前方、すなわち表示モニタの上方には何も表示されず、先行車が存在しないことを示している。先行車が存在する場合は、図３０（ｂ）〜（ｅ）に示すように、先行車Ｎが点灯し、さらに自車両Ｌと先行車Ｎとの車間距離に応じた表示位置で先行車Ｎが表示される。先行車Ｎは、例えば自車両Ｌと同様に五角形で表す。ここでは、車間距離を大と小の２つの領域に分類し、車間距離が大の領域にある場合は、図３０（ｂ）（ｄ）に示すように自車両Ｌから遠方の位置、すなわち表示モニタにおける上方に先行車Ｎを表示する。一方、車間距離が小の領域にある場合は、図３０（ｃ）（ｅ）に示すように自車両Ｌに接近した位置に先行車Ｎを表示する。  
【０１２８】
表示モニタにおける自車両Ｌの上方には、リスクポテンシャルＲＰを段階的にバー表示する。リスクポテンシャルＲＰの大きさはバーの数で表され、リスクポテンシャルＲＰが増加するほど点灯するバーの数を増加させる。また、リスクポテンシャルＲＰの表示の全体は、自車両Ｌから離れるほど幅が広がる台形として表され、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど上辺の幅および高さが大きくなる。
【０１２９】
なお、先行車までの車間距離が小さい場合には、先行車ＮをリスクポテンシャルＲＰに重ね合わせて表示する。すなわち、車間距離の表示エリアとリスクポテンシャルＲＰの表示エリアを共有する。このとき、表示モニタ上で先行車ＮとリスクポテンシャルＲＰとを容易に区別できるように、それぞれの表示色が異なるように設定する。例えば、先行車Ｎの表示色に対してリスクポテンシャルＲＰを薄い色で表示する。また、自車両Ｌと先行車Ｎを容易に区別できるように、自車両Ｌと先行車Ｎの色を変えることが望ましい。
【０１３０】
なお、図３０（ａ）〜（ｅ）に示すように車間距離表示エリアとリスクポテンシャル表示エリアを共有する場合は、これらを分離する場合に比べて車間距離表示エリアを大きく取ることができる。そこで、例えば先行車までの車間距離を大、中、小の３段階に分類し、各領域に対応する位置に先行車を表示したり、実際の車間距離に対応した表示位置とすることもできる。
【０１３１】
（２−３ｃ）リスクポテンシャルＲＰを等高線（曲線）で表示
図３１（ａ）〜（ｃ）に、リスクポテンシャルＲＰと先行車までの車間距離を、自車両と先行車を上方からみた図として表示する場合の表示例を示す。図３１（ａ）は先行車が存在しない場合、図３１（ｂ）は先行車が存在する状態でリスクポテンシャルＲＰが小さい場合、および図３１（ｃ）は先行車が存在する状態でリスクポテンシャルＲＰが大きい場合をそれぞれ示している。
【０１３２】
図３１（ａ）に示すように、先行車が存在しない場合は、表示モニタの下方、かつ自車線のレーンマーカを表すラインＰの間に自車両Ｏが表示される。自車両Ｏは例えば五角形で表される。このとき、自車両Ｏの前方、すなわち表示モニタの上方には何も表示されず、先行車が存在しないことを示している。先行車が存在する場合は、図３１（ｂ）（ｃ）に示すように、先行車Ｑが点灯するとともに、リスクポテンシャルＲＰが先行車Ｑを基準とした等高線（曲線）Ｒで表示される。先行車Ｑは、例えば自車両Ｏと同様に五角形で表される。
【０１３３】
図３１（ｂ）（ｃ）において、リスクポテンシャルＲＰのレベルが等しい領域が等高線Ｒで区切られており、色の濃い領域ほどリスクポテンシャルＲＰが大きいことを示している。なお、等高線Ｒは、自車線内、すなわちレーンマーカＲの間に表示される。リスクポテンシャルＲＰ、すなわち等高線Ｒの表示範囲は、先行車Ｑに対するリスクポテンシャルＲＰに応じて変化する。具体的には、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど、等高線Ｒの表示範囲が表示モニタの下方に移動し、色の濃い領域が自車両Ｏに接近する。自車両Ｏと等高線Ｒの表示とが重なるときは、等高線Ｒの表示範囲の上に自車両Ｏを表示する。
【０１３４】
現在の自車両ＯのリスクポテンシャルＲＰのレベルは、自車両Ｏの先端部Ｏ１で示される。例えば、図３１（ｂ）に示すように自車両Ｏの先端部Ｏ１が色の薄い領域にある場合は、先行車Ｑに対するリスクポテンシャルＲＰが小さいことを示し、図３１（ｃ）に示すように自車両Ｏの先端部Ｏ１が色の濃い領域にある場合は、先行車Ｑに対するリスクポテンシャルＲＰが大きいことを示している。
【０１３５】
リスクポテンシャルＲＰの等高線Ｒは、上述した（式６）から算出されるリスクポテンシャルＲＰに基づいて先行車に対するリスクポテンシャルＲＰのレベルを表すように適切に設定される。なお、先行車付近でも、先行車の斜め後方は先行車の真後ろ比べてリスクポテンシャルＲＰが低いと考えられる。そこで、図３１（ｂ）（ｃ）に示すように、先行車Ｑの真後ろ、すなわち表示モニタにおける先行車Ｑの直下の領域のリスクポテンシャルＲＰが最も大きくなるように、等高線Ｒを曲線で表している。
【０１３６】
なお、表示モニタにおける自車両Ｏと先行車Ｑとの間隔は、先行車Ｏまでの車間距離に応じて変化する。例えば、表示モニタにおける自車両Ｏと先行車Ｑとの間隔を、実際の車間距離に対応させる。あるいは、車間距離を複数の領域に分類し、各領域に対応する位置で先行車Ｑを表示することもできる。表示モニタ上では自車両Ｏと先行車Ｑを容易に区別できるように、自車両Ｏと先行車Ｑの色を変えることが望ましい。例えば、自車両Ｏよりも先行車Ｑを濃い色、すなわち視認性の高い目立つ色で表示する。
【０１３７】
（２−３ｄ）リスクポテンシャルＲＰを等高線（直線）で表示
図３２（ａ）〜（ｃ）に、リスクポテンシャルＲＰと先行車までの車間距離を、自車両と先行車を上方からみた図として表示する場合の表示例を示す。図３２（ａ）は先行車が存在しない場合、図３２（ｂ）は先行車が存在する状態でリスクポテンシャルＲＰが小さい場合、および図３２（ｃ）は先行車が存在する状態でリスクポテンシャルＲＰが大きい場合をそれぞれ示している。
【０１３８】
図３２（ａ）に示すように、先行車が存在しない場合は、表示モニタの下方、かつ自車線のレーンマーカを表すラインＴの間に自車両Ｓが表示される。自車両Ｓは例えば五角形で表される。このとき、自車両Ｓの前方、すなわち表示モニタの上方には何も表示されず、先行車が存在しないことを示している。先行車が存在する場合は、図３２（ｂ）（ｃ）に示すように、先行車Ｕが点灯するとともに、リスクポテンシャルＲＰが先行車Ｕを基準とした等高線Ｖ（直線）で表示される。先行車Ｕは、自車両Ｓと同様に五角形で表される。リスクポテンシャルＲＰの等高線Ｖは、上述した（式６）から算出されるリスクポテンシャルＲＰに基づいて先行車Ｕに対するリスクポテンシャルＲＰのレベルを表すように適切に設定される。
【０１３９】
図３２（ｂ）（ｃ）において、リスクポテンシャルＲＰのレベルが等しい領域が等高線Ｖで区切られており、色の濃い領域ほどリスクポテンシャルＲＰが大きいことを示している。なお、等高線Ｖは、自車線内、すなわちレーンマーカＲの間に表示される。リスクポテンシャルＲＰ、すなわち等高線Ｖの表示範囲は、先行車Ｕに対するリスクポテンシャルＲＰに応じて変化する。具体的には、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど、等高線Ｕの表示範囲が表示モニタの下方に移動し、色の濃い領域が自車両Ｏに接近する。自車両Ｓと等高線Ｖの表示とが重なるときは、等高線Ｖの表示範囲の上に自車両Ｓを表示する。
【０１４０】
現在の自車両ＳのリスクポテンシャルＲＰのレベルは、自車両Ｓの先端部Ｓ１で示される。例えば、図３２（ｂ）に示すように自車両Ｓの先端部Ｓ１が色の薄い領域にある場合は、先行車Ｕに対するリスクポテンシャルＲＰが小さいことを示し、図３２（ｃ）に示すように自車両Ｓの先端部Ｓ１が色の濃い領域にある場合は、先行車Ｕに対するリスクポテンシャルＲＰが大きいことを示している。
【０１４１】
なお、表示モニタにおける自車両Ｓと先行車Ｕとの間隔は、先行車までの車間距離に応じて変化する。例えば、表示モニタにおける自車両Ｓと先行車Ｕとの間隔を、実際の車間距離に対応させる。あるいは、車間距離を複数の領域に分類し、各領域に対応する位置で先行車Ｕを表示することもできる。表示モニタ上では自車両Ｓと先行車Ｕを容易に区別できるように、自車両Ｓと先行車Ｕの色を変えることが望ましい。
【０１４２】
なお、図３１（ａ）〜（ｃ）、および図３２（ａ）〜（ｃ）に示す等高線表示において、表示モニタにおける先行車の表示位置を固定とすることもできる。この場合、例えば先行車に対するリスクポテンシャルＲＰの大きさに応じて、等高線で区切られる等リスクポテンシャル領域の形状を変更する。
【０１４３】
このように、以上説明した第７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６０は、レーザレーダ１０，前方カメラ２０および車速センサ３０によって検出される自車両周囲の走行環境に基づいて、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰを算出する。コントローラ６０は、算出したリスクポテンシャルＲＰを、触覚を介して運転者に伝達するとともに、リスクポテンシャルＲＰに関する情報を表示装置１１０に表示して、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。これにより、例えば運転者の触覚を司る感覚器の分解能、個人差、および個人内差等によって、触覚からだけではリスクポテンシャルＲＰを十分に伝達できないような状況においても、視覚情報によってリスクポテンシャルＲＰを正確に伝達することができる。また、触覚により自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰを認識するシステムに慣れていない運転者にとっては、視覚情報を付加的に得ることにより、リスクポテンシャルＲＰの認識を容易に行うことが可能となり、さらにシステムを学習する過程を短縮することができる。
（２）コントローラ６０は、リスクポテンシャルＲＰに関する情報を図形表示することにより、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。これにより、運転者はリスクポテンシャルＲＰを直感的に認識することができる。
（３）コントローラ６０は、リスクポテンシャルＲＰに関する情報を数値表示することにより、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。これにより、運転者はリスクポテンシャルＲＰの具体的な値を速やかに認識することができる。
（４）コントローラ６０は、リスクポテンシャルＲＰに関する情報を図形表示する際に、例えば等高線を用いて表示する。具体的には、図３１（ａ）〜（ｃ）、および図３２（ａ）〜（ｃ）に示すように、リスクポテンシャルＲＰのレベルの等しい領域を等高線で示す。より具体的には、障害物、すなわち先行車を中心としたリスクポテンシャルＲＰの等高線を描く。これにより、運転者は自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰの分布を、直感的に認識することができる。また、表示モニタに表示される自車両の先端部で現時点でのリスクポテンシャルＲＰを示すようにするので、運転者は、先行車に対するリスクポテンシャルＲＰの分布において自車両の現在のリスクポテンシャルＲＰがどの程度であるかを容易に認識することができる。
（５）コントローラ６０は、リスクポテンシャルＲＰに関する情報を図形表示する際に、例えば棒グラフを用いて表示する。具体的には、図２６（ａ）〜（ｃ）に示すように、表示モニタにおける棒グラフの点灯範囲をリスクポテンシャルＲＰに応じて変更する。これにより、運転者は自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰを直感的に認識することができる。
（６）さらに、コントローラ６０は、リスクポテンシャルＲＰに関する情報を図形表示する際に、自車両周囲に存在する障害物、すなわち先行車を自車両とは区別して表示する。例えば、図２７（ａ）〜（ｃ）に示すように、自車両前方の先行車がレーザレーダ１０および前方カメラ２０等のセンサによって検出されると、表示モニタにおいて先行車を点灯する。これにより、運転者は先行車がセンサによって検出されたことを認識できる。
（７）コントローラ６０は、リスクポテンシャルＲＰに関する情報、例えば先行車の有無、リスクポテンシャルＲＰの変化、およびリスクポテンシャルＲＰに応じた触覚情報、すなわち刺激量の変化等を、表示モニタにおける図形の大きさ、明るさ、および／または点滅状態を制御することにより提示する。例えば、先行車に対するリスクポテンシャルＲＰの変化は、図２７（ａ）〜（ｃ）に示すように、点灯するバーの数で表す。先行車の有無は、例えば図２８（ａ）〜（ｄ）に示すように、先行車の表示色により表すことができる。また、リスクポテンシャルＲＰに応じた刺激量の変化は、図３３および図３４を用いて後述するように、表示モニタに表示される先行車を点滅することにより表すことができる。このように、リスクポテンシャルＲＰに関する種々の情報を表示モニタにおける図形の大きさ、明るさ、および／または点滅状態によって提示することにより、運転者は各情報を容易に認識することができる。
（８）コントローラ６０は、リスクポテンシャルＲＰに関する情報を数値表示する際に、例えば絶対値を用いて表示する。具体的には、図２４（ａ）〜（ｃ）に示すように、自車両周囲の走行環境に基づいて算出したリスクポテンシャルＲＰの値を、そのまま表示モニタに表示する。このようにリスクポテンシャルＲＰの絶対値を表示することにより、本システムに慣れた運転者にとってはリスクポテンシャルＲＰを直接的に判定することができる。とくに、経験を積むことにより、表示装置１１０に表示されるリスクポテンシャルＲＰに対して、運転者が実際にどの程度のリスクを感じるかを理解することができるようになり、運転者自身の基準でリスクポテンシャルＲＰを判断することができる。
（９）コントローラ６０は、リスクポテンシャルＲＰに関する情報を数値表示する際に、例えば相対値を用いて表示する。具体的には、図２５（ａ）〜（ｃ）に示すように、自車両周囲の走行環境に基づいて算出したリスクポテンシャルＲＰの相対値を、表示モニタに表示する。ここで、上述したように、一般的な運転行動によるリスクポテンシャルＲＰの統計データから、例えば９５%tile値を上限１００％として設定し、リスクポテンシャルＲＰの相対値を算出する。これにより、運転者はリスクポテンシャルＲＰの度合を容易に理解することができる。とくに、リスクポテンシャルＲＰを数値で認識する経験を積んでいない運転者にとっては、統計データに基づいて設定したリスクポテンシャルＲＰの上限に対してリスクポテンシャルＲＰを相対値表示することにより、リスクポテンシャルＲＰの理解が容易になる。
（１０）車両用運転操作補助装置２は、自車両周囲のリスクポテンシャルをアクセルペダル反力として運転者に伝達する。具体的には、コントローラ６０は、リスクポテンシャルＲＰを触覚を介して運転者に伝達するために、リスクポテンシャルＲＰに応じた刺激量を算出する。ここで、刺激量はアクセルペダル８２の反力制御量ｄＦであり、アクセルペダル反力に反力制御量ｄＦを付加することにより、運転者の触覚を介してリスクポテンシャルＲＰを伝達する。走行中に運転者が接触している時間の長いアクセルペダル８２の反力を介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を運転者に確実に知らせることができる。
【０１４４】
−第７の実施の形態の変形例１−
上述した第７の実施の形態では、リスクポテンシャル算出部６０Ｂで算出されるリスクポテンシャルＲＰを触覚情報および視覚情報として運転者に伝達する例を説明した。ここでは、リスクポテンシャルＲＰを表す視覚情報と触覚情報とを連動させて運転者に伝達する。
【０１４５】
図３３に、第７の実施の形態の変形例１におけるリスクポテンシャルＲＰと反力制御量ｄＦとの関係を示す。図３４（ａ）〜（ｃ）に、リスクポテンシャルＲＰと先行車までの車間距離を、自車両と先行車を上方からみた図として表示する場合の表示例を示す。図３４（ａ）は先行車が存在しない場合、図３４（ｂ）は先行車が存在する状態でリスクポテンシャルＲＰが中程度の場合、および図３４（ｃ）は先行車が存在する状態でリスクポテンシャルＲＰが大きい場合をそれぞれ示している。
【０１４６】
図３４（ａ）に示すように、先行車が存在しない場合は自車両Ｗのみを表示モニタに表示する。自車両Ｗは、レーンマーカを表すラインＸの間に、例えば五角形で表し、自車両Ｗの上方には何も表示しない。先行車が検出されると、図３４（ｂ）に示すように例えば五角形で表す先行車Ｙを点灯するとともに、自車両Ｗと先行車Ｙとの間にリスクポテンシャルＲＰを段階的にバー表示する。リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど、点灯するバーの数を多くする。また、リスクポテンシャルＲＰの表示の全体は、自車両Ｗから離れるほど幅が広がる台形として表され、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど上辺の幅および高さが大きくなる。
【０１４７】
リスクポテンシャルＲＰが所定の最大値ＲＰａを超えると、図３４（ｃ）に示すように点灯するバーの数が最大となる。さらにこのとき、先行車Ｙの表示が点滅する。ここでは、先行車Ｙの表示が点滅することを、先行車Ｙの回りに示すＺの表示で簡略化して示している。
【０１４８】
図３３に示すように、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるに従って、反力制御量ｄＦが増加する。リスクポテンシャルＲＰが上限値ＲＰａを超えると反力制御量ｄＦが微小に増減し、アクセルペダル８２に振動を発生させる。このように、リスクポテンシャルＲＰが最大値ＲＰａを超えると、表示装置１１０における先行車の表示が点滅するとともに、アクセルペダル８２には振動が発生する。なお、リスクポテンシャルＲＰが最大値ＲＰａを超えるか否かの判断は、コントローラ６０の必要情報判定部６０Ｃで行われる。
【０１４９】
以上説明したように、コントローラ６０は、リスクポテンシャルＲＰが最大値ＲＰａを超えると、表示モニタにおける先行車を点滅するとともにに、アクセルペダル８２を振動させる。これにより、リスクポテンシャルＲＰａが最大値に達したことを視覚情報および触覚情報により確実に運転者に知らせることができる。
【０１５０】
−第７の実施の形態の変形例２−
上述した第７の実施の形態では、リスクポテンシャル算出部６０Ｂによって算出される現在のリスクポテンシャルＲＰを種々の形態で表示装置１１０に表示する例を説明した。ここでは、現在のリスクポテンシャルＲＰとともに、過去の値を表示する。以下に、第７の実施の形態の変形例２の動作について説明する。
【０１５１】
図３５に、第７の実施の形態の変形例２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。この処理は、一定間隔、例えば５０msec毎に連続的に行われる。
ステップＳ２１００〜Ｓ２５００での処理は、図２３のフローチャートに示したステップＳ１１００〜Ｓ１５００での処理と同様である。なお、ステップＳ２３００で算出されるリスクポテンシャルＲＰは、算出されるたびにコントローラ６０のメモリに記憶される。
【０１５２】
ステップＳ２５５０では、コントローラ６０のメモリに記憶された過去のリスクポテンシャルＲＰから、走行開始、すなわちイグニッションキーがオンとなってからのリスクポテンシャルＲＰの過去平均値ＲＰaveを算出する。ステップＳ２６００では、現在のリスクポテンシャルＲＰおよび過去平均値ＲＰaveに基づいて表示量、すなわち表示装置１１０に表示するリスクポテンシャルＲＰの表示内容を決定する。ここで決定するリスクポテンシャルＲＰの表示内容および表示形態については、後述する。
【０１５３】
そして、ステップＳ２７００では、ステップＳ２６００で算出した表示量を表示装置１１０に出力する。これにより、今回の処理を終了する。
【０１５４】
つぎに、表示装置１１０におけるリスクポテンシャルＲＰの現在値と過去平均値の表示形態を説明する。ここでは、リスクポテンシャルＲＰの絶対値あるいは相対値を時系列表示する。具体的には、リスクポテンシャルＲＰの現在値および過去平均値の絶対値あるいは相対値を折れ線グラフで表示する。まず、リスクポテンシャルＲＰの絶対値を時系列表示する場合について説明する。
【０１５５】
（Ａ）リスクポテンシャルＲＰの絶対値の時系列表示
図３６（ａ）〜（ｃ）に、現在のリスクポテンシャルＲＰおよび過去平均値ＲＰenvの絶対値を時系列的に表示する場合の表示例を示す。図３６（ａ）〜（ｃ）はリスクポテンシャルＲＰの絶対値の時間変化を対数表示したものであり、現在のリスクポテンシャルＲＰが小さい場合（例えばＲＰ≦１．０）、中程度の場合（例えば１．０＜ＲＰ≦２．０）、および大きい場合（例えば２．０＜ＲＰ≦３．０）をそれぞれ示している。
【０１５６】
図３６（ａ）〜（ｃ）において、現在のリスクポテンシャルＲＰを○で示し、過去平均値ＲＰenvの時間変化を折れ線グラフで示している。例えば、現在から１５分前の値は、走行開始の時点から、１５分前の時点までのリスクポテンシャルＲＰの平均値を示している。ここでは、リスクポテンシャルＲＰの表示の上限を例えばＲＰ＝３．０とする。リスクポテンシャルＲＰの上限値は例えば太線で表し、算出されたリスクポテンシャルＲＰが上限値を超える場合は、リスクポテンシャルＲＰを上限値で固定して表示する。また、リスクポテンシャルＲＰが小さい領域、中程度、および大きい領域で、表示画面の背景色を変更する。具体的には、リスクポテンシャルＲＰが大きい領域ほど背景色を濃くして、リスクポテンシャルＲＰの値とのコントラストを大きくする。
【０１５７】
図３６（ａ）に示すように、現在のリスクポテンシャルＲＰが小さい場合は、現在のリスクポテンシャルＲＰと過去平均値ＲＰaveを同色で示す。リスクポテンシャルＲＰが小さい領域の背景色は淡い色である。図３６（ｂ）に示すように、現在のリスクポテンシャルＲＰが中程度の場合は、現在のリスクポテンシャルＲＰと過去平均値ＲＰaveを同色で示す。リスクポテンシャルＲＰが中程度の領域の背景色は、リスクポテンシャルＲＰが小さい領域よりも濃い色である。
【０１５８】
図３６（ｃ）に示すように、現在のリスクポテンシャルＲＰが大きい場合は、現在のリスクポテンシャルＲＰを、過去平均値ＲＰaveよりも明るい色で示す。リスクポテンシャルＲＰが大きい領域の背景色は、リスクポテンシャルＲＰが中程度の領域よりも濃い色である。従って、現在のリスクポテンシャルＲＰと過去平均値ＲＰave、およびリスクポテンシャルＲＰと背景色とのコントラストがそれぞれ大きくなり、現在のリスクポテンシャルＲＰの視認性が向上する。
【０１５９】
（Ｂ）リスクポテンシャルＲＰの相対値の時系列表示
図３７（ａ）〜（ｃ）に、現在のリスクポテンシャルＲＰおよび過去平均値ＲＰenvの相対値を時系列的に表示する場合の表示例を示す。図３７（ａ）〜（ｃ）はリスクポテンシャルＲＰの相対値の時間変化を対数表示したものであり、現在のリスクポテンシャルＲＰが小さい場合、中程度の場合、および大きい場合をそれぞれ示している。
【０１６０】
図３７（ａ）〜（ｃ）において、現在のリスクポテンシャルＲＰを○で示し、過去平均値ＲＰenvの時間変化を折れ線グラフで示している。例えば、現在から１５分前の値は、走行開始の時点から、１５分前の時点までのリスクポテンシャルＲＰの平均値を示している。表示量算出部６０Ｅは、一般的な運転行動の統計データから得られる規定値を上限１００％として、現在のリスクポテンシャルＲＰおよび過去平均値ＲＰaveの相対値（％）を算出する。ここでは、例えば統計データにおけるリスクポテンシャルＲＰの９５％tile値を、規定値とする。算出されたリスクポテンシャルＲＰの相対値が１００％を超える場合は、リスクポテンシャルＲＰの相対値を１００％に固定して表示する。リスクポテンシャルＲＰの相対値の上限（１００％）を太線で示している。
【０１６１】
ここで、例えばリスクポテンシャルＲＰの相対値の表示範囲（０〜１００％）を３つに分割し、値の小さい方からリスクポテンシャルＲＰの小さい領域、中程度の領域、および大きい領域とする。そして、リスクポテンシャルＲＰが小さい領域、中程度、および大きい領域で、表示モニタ上の背景色を変更する。具体的には、リスクポテンシャルＲＰが大きい領域ほど背景色を濃くして、リスクポテンシャルＲＰの値とのコントラストを大きくする。
【０１６２】
図３７（ａ）に示すように、現在のリスクポテンシャルＲＰの相対値が小さい場合は、現在のリスクポテンシャルＲＰと過去平均値ＲＰaveを同色で示す。リスクポテンシャルＲＰが小さい領域の背景色は淡い色である。図３７（ｂ）に示すように、現在のリスクポテンシャルＲＰの相対値が中程度の場合は、現在のリスクポテンシャルＲＰと過去平均値ＲＰaveを同色で示す。リスクポテンシャルＲＰが中程度の領域の背景色は、リスクポテンシャルＲＰが小さい領域よりも濃い色である。
【０１６３】
図３７（ｃ）に示すように、現在のリスクポテンシャルＲＰの相対値が大きい場合は、現在のリスクポテンシャルＲＰを、過去平均値ＲＰaveよりも明るい色で示す。リスクポテンシャルＲＰが大きい領域の背景色は、リスクポテンシャルＲＰが中程度の領域よりも濃い色である。従って、現在のリスクポテンシャルＲＰと過去平均値ＲＰave、およびリスクポテンシャルＲＰと背景色とのコントラストがそれぞれ大きくなり、現在のリスクポテンシャルＲＰの視認性が向上する。
【０１６４】
このように、以上説明した第７の実施の形態の変形例２においては、上述した第７の実施の形態の効果に加えて以下の作用効果を奏することができる。
（１）コントローラ６０は、リスクポテンシャルＲＰに関する情報を図形表示する際に、折れ線グラフを用いて表示する。例えば、図３６（ａ）〜（ｃ）または図３７（ａ）〜（ｃ）に示すように、リスクポテンシャルＲＰに関する情報の時系列変化を折れ線グラフで表示する。これにより、運転者は、過去のリスクポテンシャルＲＰの遷移に基づいて現在の状況を客観的に理解することが可能となる。
（２）コントローラ６０は、走行開始からのリスクポテンシャルＲＰの平均値を過去値として算出し、現在のリスクポテンシャルＲＰとともに、リスクポテンシャルＲＰの過去平均値ＲＰaveを表示する。これにより、運転者は、過去のリスクポテンシャルＲＰの遷移に基づいて現在の状況を客観的に理解することが可能となる。
（３）コントローラ６０は、リスクポテンシャルＲＰの絶対値または相対値を折れ線グラフを用いて表示する。リスクポテンシャルＲＰの絶対値を表示した場合、経験を積むことにより、表示装置１１０に表示されるリスクポテンシャルＲＰに対して、運転者が実際にどの程度のリスクを感じるかを理解することができるようになり、運転者自身の基準でリスクポテンシャルＲＰを判断することができる。一方、リスクポテンシャルＲＰの相対値を表示した場合、とくに、リスクポテンシャルＲＰを数値で認識する経験を積んでいない運転者にとっては、統計データに基づいて設定したリスクポテンシャルＲＰの上限に対してリスクポテンシャルＲＰを相対値表示することにより、リスクポテンシャルＲＰの理解が容易になる。
【０１６５】
《第８の実施の形態》
以下に、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について説明する。図３８に、第８の実施の形態による車両用運転操作補助装置２Ａの構成、特にコントローラ６０の内部および周辺の構成のブロック図を示す。図３８において、図２２に示した第７の実施の形態と同様な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７の実施の形態との相違点を主に説明する。
【０１６６】
図３８に示すように、車両用運転操作補助装置２Ａは、リスクポテンシャルＲＰの表示形態を選択するための選択スイッチ４０をさらに備えている。ここでは、選択スイッチ４０の操作により、リスクポテンシャルＲＰを絶対値表示あるいは相対値表示するかを、運転者の好みに応じて選択可能とする。
【０１６７】
選択スイッチ４０からの信号はコントローラ６０に入力され、必要情報判定部６０Ｃにおいて判定される。必要情報判定部６０Ｃは、選択スイッチ４０によってリスクポテンシャルＲＰの絶対値表示が選択された場合は、リスクポテンシャル算出部６０Ｂで算出されたリスクポテンシャルＲＰをそのまま表示装置１１０に表示するように、表示量算出部６０Ｅに指令を出力する。表示装置１１０には、例えば図２４（ａ）〜（ｃ）に示すようにリスクポテンシャルＲＰの絶対値が数値で、あるいは図３６（ａ）〜（ｃ）に示すようにリスクポテンシャルＲＰの絶対値の時系列変化が折れ線グラフで表示される。
【０１６８】
一方、選択スイッチ４０によってリスクポテンシャルＲＰの相対値表示が選択された場合は、リスクポテンシャル算出部６０Ｂで算出されたリスクポテンシャルＲＰの相対値を算出して表示するように、表示量算出部６０Ｅに指令を出力する。表示装置１１０には、例えば図２５（ａ）〜（ｃ）に示すようにリスクポテンシャルＲＰの相対値が数値で、あるいは図３７（ａ）〜（ｃ）に示すようにリスクポテンシャルＲＰの相対値の時系列変化が折れ線グラフで表示される。リスクポテンシャルＲＰの相対値の算出方法は、上述した第７の実施の形態と同様である。
【０１６９】
なお、リスクポテンシャルＲＰを数値で表示するか、あるいは折れ線グラフで表示するかを選択スイッチ４０で選択可能とすることもできる。さらには、上述した第７の実施の形態で説明した各種の表示形態を、選択スイッチ４０によって選択可能とすることもできる。
【０１７０】
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）表示装置１１０におけるリスクポテンシャルＲＰに関する情報の表示形態が切換可能であるので、走行環境や運転者の好みに応じて表示形態を切り換えることができる。
（２）運転者は、選択スイッチ４０を操作することにより、リスクポテンシャルＲＰの絶対値および相対値を切り換えて表示装置１１０に表示させることができる。これにより、運転者の好みに応じた表示形態でリスクポテンシャルＲＰに関する情報を提示することができる。とくに、リスクポテンシャルＲＰの絶対値を表示した場合、経験を積むことにより、表示装置１１０に表示されるリスクポテンシャルＲＰに対して、運転者が実際にどの程度のリスクを感じるかを理解することができるようになり、運転者自身の基準でリスクポテンシャルＲＰを判断することができる。一方、リスクポテンシャルＲＰの相対値を表示した場合、とくに、リスクポテンシャルＲＰを数値で認識する経験を積んでいない運転者にとっては、統計データに基づいて設定したリスクポテンシャルＲＰの上限に対してリスクポテンシャルＲＰを相対値表示することにより、リスクポテンシャルＲＰの理解が容易になる。
【０１７１】
《第９の実施の形態》
以下に、本発明の第９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。図３９に、第９の実施の形態による車両用運転操作補助装置２Ｂの構成、特にコントローラ６０の内部および周辺の構成のブロック図を示す。図３９において、図２２に示した第７の実施の形態と同様な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７の実施の形態との相違点を主に説明する。
【０１７２】
第９の実施の形態においては、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰとともに、リスクポテンシャルＲＰに応じた触覚情報、すなわち反力制御量を表示装置１１０に表示する。
【０１７３】
図３９に示すように、表示量算出部６０Ｅには、刺激量算出部６０Ｄからの信号が入力される。表示量算出部６０Ｅは、リスクポテンシャル算出部６０Ｂで算出されるリスクポテンシャルＲＰと、刺激量算出部６０Ｄで算出される反力制御量ｄＦに基づいて、表示装置１１０の表示内容を決定する。
【０１７４】
図４０に、表示装置１１０におけるリスクポテンシャルＲＰと反力制御量ｄＦの表示例を示す。図４０に示すように、リスクポテンシャルＲＰおよび反力制御量ｄＦの相対値の時系列変化が折れ線グラフで示されている。現在のリスクポテンシャルＲＰを、●で示している。図４０では、見やすくするために、リスクポテンシャルＲＰを実線で、反力制御量ｄＦを点線で示している。表示装置１１０に実際に表示する際は、これらを別々の色で表示することも可能である。リスクポテンシャルＲＰの相対値は、上述した第７の実施の形態と同様に一般的な運転行動の統計データから得られる規定値（例えば９５％tile値）を上限１００％として算出する。
【０１７５】
図４１に、リスクポテンシャルＲＰと反力制御量ｄＦとの関係を示す。上述した第７の実施の形態と同様に、反力制御量ｄＦはリスクポテンシャルＲＰに比例して増加する。ただし、リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰａを超えると、反力制御量ｄＦを最大値ｄＦｍａｘに固定する。所定値ＲＰａは、リスクポテンシャルＲＰを触覚情報として運転者に伝達するときのリスクポテンシャルＲＰの最大値である。反力制御量ｄＦの相対値（％）は、反力制御量の最大値ｄＦｍａｘを１００％として算出する。
【０１７６】
図４０に示すように、現在のリスクポテンシャルＲＰが最大値ＲＰａを超えて反力制御量の相対値が１００％を超えると、反力制御量ｄＦの相対値を１００％に固定して表示する。このとき、さらに現在のリスクポテンシャルＲＰを示す●を点滅させる。ここでは、表示モニタ内で現在のリスクポテンシャルＲＰの表示が点滅する様子を、ａの表示で示している。
【０１７７】
以下に、第９の実施の形態の動作を、図４２を用いて説明する。図４２は、第９の実施の形態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。この処理は、一定間隔、例えば５０msec毎に連続的に行われる。
【０１７８】
ステップＳ３１００〜Ｓ３５００での処理は、図２３のフローチャートに示したステップＳ１１００〜Ｓ１５００での処理と同様である。なお、ステップＳ３４００では、上述したように図４１のマップに従って反力制御量ｄＦを算出する。
【０１７９】
ステップＳ３５１０で必要情報判定部６０Ｃは、ステップＳ３３００で算出されたリスクポテンシャルＲＰが最大値ＲＰａを上回るか否かを判定する。ステップＳ３５１０が肯定判定され、現在のリスクポテンシャルＲＰが上限値ＲＰａを超える場合は、ステップＳ３５２０へ進む。ステップＳ３５２０では、表示モニタにおいて現在のリスクポテンシャルＲＰを点滅表示すると判定する。一方、ステップＳ３５１０が否定判定され、現在のリスクポテンシャルＲＰが上限値ＲＰａ以下の場合は、ステップＳ３５３０へ進む。ステップＳ３５３０では、表示モニタにおいて現在のリスクポテンシャルＲＰを点灯表示すると判定する。
【０１８０】
ステップＳ３６００で表示量算出部６０Ｅは、ステップＳ３３００で算出したリスクポテンシャルＲＰおよびステップＳ３４００で算出した反力制御量ｄＦに基づいて表示量、すなわち表示装置１１０に表示するリスクポテンシャルＲＰの表示内容を決定する。具体的には、上述したように現在のリスクポテンシャルＲＰおよび反力制御量ｄＦの相対値をそれぞれ算出し、リスクポテンシャルＲＰの相対値および反力制御量ｄＦの相対値の時系列変化を折れ線グラフで表示するように表示量を決定する。さらに、ステップＳ３５２０あるいはステップＳ３５３０での判定結果に応じて、現在のリスクポテンシャルＲＰを点滅表示するか、点灯表示するかを決定する。
【０１８１】
ステップＳ３７００では、ステップＳ３６００で算出した表示量を表示装置１１０に出力する。これにより、今回の処理を終了する。
【０１８２】
このように、以上説明した第９の実施の形態においては、上述した第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）コントローラ６０は、例えば図４０に示すように、リスクポテンシャルＲＰに加えて、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰに応じて算出する刺激量を表示する。刺激量は、具体的にはアクセルペダル反力に付加する反力制御量ｄＦである。これにより、リスクポテンシャルＲＰに連動してアクセルペダル反力がどのように変化するかを、運転者が視覚情報から容易に理解することが可能となる。
（２）図４１に示すように、反力制御量ｄＦはリスクポテンシャルＲＰの増加に応じて増加し、リスクポテンシャルＲＰが最大値ＲＰａを超えると最大値ｄＦｍａｘに固定される。このように、自車両周囲の走行環境から算出されるリスクポテンシャルＲＰは無限の値を取ることが可能であるが、アクセルペダル８２に発生させる反力は有限の値を取る。そこで、反力制御量ｄＦが最大値ｄＦｍａｘに達したことを表示することにより、本誌ステムによる最大のアクセルペダル反力が発生していることを視覚情報を介して運転者に確実に知らせることができる。コントローラ６０は、例えば図４０に示すように、リスクポテンシャルＲＰおよび反力制御量ｄＦの相対値の時系列変化を折れ線グラフにより表示する。反力制御量ｄＦが最大値ｄＦｍａｘに達し、反力制御量ｄＦの相対値が１００％に達すると、表示モニタにおいて現在のリスクポテンシャルＲＰの表示を点滅する。このように表示装置１１０の表示状態を制御することにより視認性が向上し、反力制御量ｄＦが最大、すなわちリスクポテンシャルＲＰが非常に大きいことを、運転者に確実に知らせることができる。
【０１８３】
なお、上述した第９の実施の形態では、図４０に示すようにリスクポテンシャルＲＰの相対値を折れ線グラフで表示したが、上述した第７の実施の形態の変形例２と同様に、リスクポテンシャルＲＰの過去平均値ＲＰaveを折れ線グラフで表示することもできる。また、リスクポテンシャルＲＰを反力制御量ｄＦを絶対値で表示することもできる。さらに、リスクポテンシャルＲＰに応じた反力制御量ｄＦのみを表示することもできる。
【０１８４】
上述した第７の実施の形態の変形例１では、触覚情報と視覚情報とを連動し、リスクポテンシャルＲＰが最大値ＲＰａを超えると表示モニタ上の先行車を点滅させるとともに、アクセルペダル８２を振動させた。ただし、これには限定されず、第９の実施の形態と同様に、リスクポテンシャルＲＰが最大値ＲＰａを超えると、反力制御量ｄＦを最大値ｄＦｍａｘに固定し、先行車表示を点滅することもできる。これにより、リスクポテンシャルＲＰが非常に大きく反力制御量ｄＦが最大となっていることを、視覚情報により運転者に知らせることができる。
【０１８５】
第７から第９の実施の形態で図示したリスクポテンシャルＲＰに関する情報の表示形態は一例である。本発明はこれらの表示形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、図３６（ａ）〜（ｃ）に示したように、リスクポテンシャルＲＰの絶対値を折れ線グラフで表示するときに、背景色を３段階に色分けしたが、これらを同色とすることもできる。ただし、この場合でも、背景色に対してリスクポテンシャルＲＰの時間変化をはっきりと視認することができ、とくにリスクポテンシャルＲＰが大きい領域では現在のリスクポテンシャルＲＰがより目立つように表示することが好ましい。
【０１８６】
また、上述した第７から第９の実施の形態においては、リスクポテンシャルＲＰを触覚を介して運転者に伝達するために刺激量を、アクセルペダル８２に発生させる反力制御量ｄＦとしたが、これには限定されない。例えば刺激量としてブレーキペダルの反力制御量を用いることも可能である。
【０１８７】
なお、第７から第９の実施の形態において説明した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システムを、リスクポテンシャルＲＰを触覚情報として運転者に伝達するシステムから独立して設けることも可能である。この場合、リスクポテンシャルＲＰから刺激量を算出する刺激量算出部を備える触覚コントローラと、リスクポテンシャルＲＰから表示内容を決定する表示量算出部を備える視覚コントローラとを別々に設けることができる。さらには、視覚コントローラのみを車両に搭載することも可能である。
【０１８８】
以上説明した第７から第９の実施の形態においては、走行環境検出手段として、レーザレーダ１０，前方カメラ２０および車速センサ３０を用い、リスクポテンシャル算出手段、表示制御手段、刺激量算出手段としてコントローラ６０を用い、触覚情報伝達手段としてコントローラ６０およびアクセルペダル反力制御装置８０を用いた。また、表示手段として表示装置１１０を用い、選択手段として選択スイッチ４０を用いた。ただし、これらには限定されず、走行環境検出手段として、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できる。また、選択手段として例えばコントローラ６０の必要情報判定部６０Ｃを用い、自車両周囲の走行環境が変化したと判定したときに表示量算出部６０Ｅに指令を出力して表示装置１１０の表示形態を変更するように構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１８９】
【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】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６】（ａ）時間に対するリスクポテンシャルおよびアクセルペダルストローク量の変化を示す図、（ｂ）時間に対するアクセルペダル反力制御指令値および振動反力の変化を示す図、（ｃ）時間に対するアクセルペダル付加反力の変化を示す図。
【図７】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８】リスクポテンシャルと振動の振幅との関係を示す図。
【図９】（ａ）時間に対するリスクポテンシャルおよびアクセルペダルストローク量の変化を示す図、（ｂ）時間に対するアクセルペダル反力制御指令値および振動反力の変化を示す図。
【図１０】（ａ）（ｂ）第３の実施の形態におけるリスクポテンシャル表示装置を示す図。
【図１１】（ａ）（ｂ）第３の実施の形態における報知ランプを示す図。
【図１２】（ａ）時間に対するリスクポテンシャルおよびアクセルペダルストローク量の変化を示す図、（ｂ）時間に対するアクセルペダル付加反力の変化を示す図、（ｃ）警報音の出力状態を示す図。
【図１３】第５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１４】アクセルペダルストローク量と振動の振幅との関係を示す図。
【図１５】（ａ）時間に対するリスクポテンシャルおよびアクセルペダルストローク量の変化を示す図、（ｂ）時間に対するアクセルペダル反力制御指令値および振動反力の変化を示す図、（ｃ）時間に対するアクセルペダル付加反力の変化を示す図。
【図１６】第６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１７】アクセルペダルストローク量と警報音の発生間隔との関係を示す図。
【図１８】（ａ）時間に対するリスクポテンシャルおよびアクセルペダルストローク量の変化を示す図、（ｂ）時間に対するアクセルペダル反力制御指令値の変化を示す図、（ｃ）警報音の出力状態を示す図。
【図１９】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２０】図１９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２１】アクセルペダル周辺の構成を示す図。
【図２２】図１９に示すコントローラの内部および周辺の構成を示すブロック図。
【図２３】第７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２４】（ａ）〜（ｃ）リスクポテンシャルを絶対値で表示した場合の表示例。
【図２５】（ａ）〜（ｃ）リスクポテンシャルを相対値で表示した場合の表示例。
【図２６】（ａ）〜（ｃ）リスクポテンシャルを棒グラフで表示した場合の表示例。
【図２７】（ａ）〜（ｃ）リスクポテンシャルを図形表示した場合の表示例。
【図２８】（ａ）〜（ｄ）リスクポテンシャルを図形表示した場合の表示例。
【図２９】（ａ）〜（ｅ）リスクポテンシャルを図形表示した場合の表示例。
【図３０】（ａ）〜（ｅ）リスクポテンシャルを図形表示した場合の表示例。
【図３１】（ａ）〜（ｃ）リスクポテンシャルを図形表示した場合の表示例。
【図３２】（ａ）〜（ｃ）リスクポテンシャルを図形表示した場合の表示例。
【図３３】第７の実施の形態の変形例１におけるリスクポテンシャルと反力制御量との関係を示す図。
【図３４】（ａ）〜（ｃ）リスクポテンシャルを図形表示した場合の表示例。
【図３５】第７の実施の形態の変形例２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３６】（ａ）〜（ｃ）リスクポテンシャルを図形表示した場合の表示例。
【図３７】（ａ）〜（ｃ）リスクポテンシャルを図形表示した場合の表示例。
【図３８】第８の実施の形態におけるコントローラの内部および周辺の構成を示すブロック図。
【図３９】第９の実施の形態におけるコントローラの内部および周辺の構成を示すブロック図。
【図４０】第９の実施の形態におけるリスクポテンシャルおよび反力制御量の表示例を示す図。
【図４１】第９の実施の形態におけるリスクポテンシャルと反力制御量との関係を示す図。
【図４２】第９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。
【符号の説明】
【０１９０】
１０：レーザレーダ
２０：前方カメラ
３０：車速センサ
５０：コントローラ
８０：アクセルペダル反力制御装置
８１：サーボモータ
８３：アクセルペダルストロークセンサ
６０：コントローラ
１１０：表示装置
【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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【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】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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