(57)【要約】【課題】  運転者の感じるリスクに合ったリスクポテンシャルに基づいて操作反力制御を行う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、自車両の車両状態および走行環境に基づいて先行車に対するリスクポテンシャルＲＰoriginalを算出するとともに、自車両の運動状態に基づいてリスクポテンシャルＲＰｖｄを算出する。そして、ＲＰoriginalとＲＰｖｄから、セレクトハイにより値の大きな方をリスクポテンシャルとして選択し、選択したリスクポテンシャルに基づいてアクセルペダル反力を制御する。【選択図】  図１
2005153562.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、
前記自車両の運動状態を検出する運動状態検出手段と、
前記状況認識手段の検出結果に基づいて、前記自車両周囲の周囲状況リスクポテンシャルを算出する周囲状況リスクポテンシャル算出手段と、
前記自車両の運動状態に基づいて運動状態リスクポテンシャルを算出する運動状態リスクポテンシャル算出手段と、
前記周囲状況リスクポテンシャル算出手段によって算出される前記周囲状況リスクポテンシャルと、前記運動状態リスクポテンシャル算出手段によって算出される前記運動状態リスクポテンシャルとから、値の大きい方を制御用のリスクポテンシャルとして選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択されたリスクポテンシャルに基づいて、車両操作機器に発生する操作反力を制御する操作反力制御手段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、
前記運動状態検出手段は、前記自車両の前後加速度を検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に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記運動状態検出手段は、前記自車両の横加速度を検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、
前記運動状態リスクポテンシャル算出手段は、前記前後加速度が所定値を超える場合は、前記前後加速度が前記所定値以下の場合に比べて、前記前後加速度に対する前記運動状態リスクポテンシャルの変化量を大き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２に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記運動状態リスクポテンシャル算出手段は、前記前後加速度が最大値を超える場合は、前記前後加速度に対する前記運動状態リスクポテンシャルの変化を抑制することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項６】
請求項４に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記運動状態リスクポテンシャル算出手段は、前記前後加速度が前記所定値よりも大きな最大値を超える場合は、前記前後加速度に対する前記運動状態リスクポテンシャルの変化を抑制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５または請求項６に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記運動状態リスクポテンシャル算出手段は、前記前後加速度が前記最大値を超えた状態から前記最大値以下に低下する場合に、前記前後加速度に対する前記運動状態リスクポテンシャルにヒステリシスを持たせ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３に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記運動状態リスクポテンシャル算出手段は、前記横加速度が所定値を超える場合は、前記横加速度が前記所定値以下の場合に比べて、前記横加速度に対する前記運動状態リスクポテンシャルの変化量を大き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９】
請求項３に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記運動状態リスクポテンシャル算出手段は、前記横加速度が最大値を超える場合は、前記横加速度に対する前記運動状態リスクポテンシャルの変化を抑制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８に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記運動状態リスクポテンシャル算出手段は、前記横加速度が前記所定値よりも大きな最大値を超える場合は、前記横加速度に対する前記運動状態リスクポテンシャルの変化を抑制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９または請求項１０に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記運動状態リスクポテンシャル算出手段は、前記横加速度が前記最大値を超えた状態から前記最大値以下に低下する場合に、前記横加速度に対する前記運動状態リスクポテンシャルにヒステリシスを持たせ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に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記運動状態検出手段は、前記自車両の前後加速度および横加速度を検出し、
前記運動状態リスクポテンシャル算出手段は、前記前後加速度および前記横加速度に基づく前記運動状態リスクポテンシャルをそれぞれ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１３】
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、
前記自車両の車両重量を検出する車両重量検出手段と、
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、
前記車両重量検出手段によって検出される前記車両重量に基づいて、前記リスクポテンシャル算出手段によって算出される前記リスクポテンシャルを補正するリスクポテンシャル補正手段と、
前記リスクポテンシャル補正手段によって補正された前記リスクポテンシャルに基づいて、車両操作機器に発生する操作反力を制御する操作反力制御手段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１４】
請求項１３に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記リスクポテンシャル補正手段は、前記車両重量に基づいて補正値を算出し、前記リスクポテンシャルに前記補正値を加算することにより前記リスクポテンシャルを補正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１参照）。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。
【０００３】
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】
【０００４】
このような車両用運転操作補助装置にあっては、自車両の運動状態や車両状態が変化した場合でもアクセルペダルに発生する反力と運転者のリスク感覚とがマッチするような、運転者の感じるリスクに合った反力制御を行うことが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による車両用運転操作補助装置は、自車両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、自車両の運動状態を検出する運動状態検出手段と、状況認識手段の検出結果に基づいて、自車両周囲の周囲状況リスクポテンシャルを算出する周囲状況リスクポテンシャル算出手段と、自車両の運動状態に基づいて運動状態リスクポテンシャルを算出する運動状態リスクポテンシャル算出手段と、周囲状況リスクポテンシャル算出手段によって算出される周囲状況リスクポテンシャルと、運動状態リスクポテンシャル算出手段によって算出される運動状態リスクポテンシャルとから、値の大きい方を制御用のリスクポテンシャルとして選択する選択手段と、選択手段によって選択されたリスクポテンシャルに基づいて、車両操作機器に発生する操作反力を制御する操作反力制御手段とを備える。
【０００６】
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、自車両の車両重量を検出する車両重量検出手段と、状況認識手段の検出結果に基づいて、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、車両重量検出手段によって検出される車両重量に基づいて、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補正するリスクポテンシャル補正手段と、リスクポテンシャル補正手段によって補正されたリスクポテンシャルに基づいて、車両操作機器に発生する操作反力を制御する操作反力制御手段とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明による車両用運転操作補助装置によれば、運転者のリスク感を変化させる自車両の運動状態を検出し、その検出結果に基づいて算出する運動状態リスクポテンシャルと、自車両周囲のリスクポテンシャルとから、大きい方の値を選択して操作反力制御を行うので、運転者の感じるリスクに合ったリスクポテンシャルを運転者に伝達することができる。
【０００８】
本発明による車両用運転操作補助装置によれば、自車両周囲のリスクポテンシャルを車両重量に基づいて補正するので、運転者が感じる加速感と車両操作機器の操作反力とをバランスさせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
《第１の実施の形態》
図１は、本発明の第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置１の構成を示すシステム図であり、図２は、車両用運転操作補助装置１を搭載する車両の構成図である。
【００１０】
まず、車両用運転操作補助装置１の構成を説明する。レーザレーダ１０は、車両の前方グリル部もしくはバンパ部等に取り付けられ、水平方向に赤外光パルスを照射して自車両の前方領域を走査する。レーザレーダ１０は、前方にある複数の反射物（通常、先行車の後端）で反射された赤外光パルスの反射波を計測し、反射波の到達時間より、先行車までの車間距離と相対速度を検出する。検出した車間距離及び相対速度はコントローラ５０へ出力される。レーザレーダ１０によりスキャンされる前方の領域は、自車正面に対して±６deg程度であり、この範囲内に存在する前方物体が検出される。
【００１１】
車速センサ２０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。
車両状態検出装置３０は、自車両の運動状態を検出する。第１の実施の形態において、車両状態検出装置３０は車両前後方向の加速度を検出する前後加速度センサである。車両状態検出装置３０は、検出した前後加速度をコントローラ５０へ出力する。
【００１２】
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２０およびレーザレーダ１０から入力される自車速、車間距離および相対速度等の信号から、自車両周囲のリスクポテンシャルを算出する。また、車両状態検出装置３０によって検出される自車両の運動状態による運転者のリスク感と、算出したリスクポテンシャルとがマッチするようにリスクポテンシャルを補正する。さらに、補正したリスクポテンシャルに基づいてアクセルペダル反力制御を行うために、アクセルペダル反力制御装置６０へ反力指令値を出力する。コントローラ５０によるリスクポテンシャルの算出およびアクセルペダル反力制御については、後述する。
【００１３】
アクセルペダル反力制御装置６０は、コントローラ５０からの指令値に応じてアクセルペダル操作反力を制御する。図３に示すように、アクセルペダル８０には、リンク機構を介してサーボモータ７０およびアクセルペダルストロークセンサ７１が接続されている。サーボモータ７０は、アクセルペダル反力制御装置６０からの指令に応じてトルクと回転角とを制御し、運転者がアクセルペダル８０を操作する際に発生する操作反力を任意に制御する。アクセルペダルストロークセンサ７１は、リンク機構を介してサーボモータ７０の回転角に変換されたアクセルペダル８０のストローク量Ｓを検出する。
【００１４】
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Ｆｉは、例えば、ストローク量Ｓ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（図８参照）。通常のアクセルペダル反力特性Ｆｉは、例えばアクセルペダル８０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】
次に、本発明の第１の実施の形態における車両用運転操作補助装置１の動作を説明する。まず、その概要を以下に説明する。
コントローラ５０は、自車両周囲の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。そして、算出したリスクポテンシャルＲＰに応じた操作反力Ｆをアクセルペダル８０に発生させる。ここで、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰに基づいてアクセルペダル反力制御を行うときは、運転者が実際に感じるリスクをアクセルペダル反力Ｆとして運転者に伝達することが望ましい。
【００１６】
走行中に運転者が実際に感じるリスクは、自車両周囲の走行状況によって異なる。例えば、ある時点における自車両と先行車両との相対速度ｖｒおよび車間距離ｄが同じであっても、相対速度ｖｒが０、かつ車間距離ｄが一定で自車両が先行車に追従する場合、すなわち定常状態と、相対速度ｖｒおよび車間距離ｄが変動して自車両が先行車に接近していく場合、すなわち過渡状態とでは、運転者が感じるリスクが異なる。さらに、自車両の運動状態によっても、運転者が感じるリスクは変化する。
【００１７】
そこで、第１の実施の形態においては、自車両周囲の走行状況を定常状態とした場合のリスクと過渡状態とした場合のリスクを別々に定義し、運転者の感覚に合ったリスクポテンシャルを算出する。さらに、自車両の運動状態変化によって運転者が感じるリスクの変化を推定し、運転者のリスク感の変化に応じてリスクポテンシャルを補正する。具体的には、定常状態のリスクおよび過渡状態のリスクから算出するリスクポテンシャルと、車両運動状態に応じたリスクポテンシャルとから、セレクトハイにより実際に制御に用いるリスクポテンシャルを算出する。
【００１８】
以下に、第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置１の動作を、図４を用いて詳細に説明する。図４は、コントローラ５０における運転操作補助制御プログラムの処理手順を示すフローチャートである。本処理内容は、一定間隔（例えば５０msec）毎に連続的に行われる。
【００１９】
ステップＳ１１０で、レーザレーダ１０および車速センサ２０から自車両および車両周囲の走行状態を読み込む。図５に、自車両と自車両前方の先行車との走行状態を模式的に示す。自車両の走行状態を示すパラメータは、自車両の車両前後方向の現在位置ｘ１および自車速ｖ１である。先行車の走行状態を示すパラメータは、先行車の車両前後方向の現在位置ｘ２および先行車速ｖ２である。自車両と先行車の車間距離ｄはｄ＝ｘ２−ｘ１、相対速度ｖｒはｖｒ＝ｖ２−ｖ１として表される。
【００２０】
ステップＳ１２０では、運転者のリスク感の変化を推定するために、自車両の運動状態を検出する。ここでは、車両運動状態として前後加速度センサ３０によって検出される自車両の前後加速度ａを読み込む。自車両の前後加速度ａが高い場合は、運転者が大きなリスクを感じていると推定できる。
【００２１】
ステップＳ１３０では、自車両周囲の走行状況が定常状態である場合のリスクポテンシャル（定常項）ＲＰsteadyと、過渡状態である場合のリスクポテンシャル（過渡項）transientとをそれぞれ算出し、先行車に対するリスクポテンシャルを算出する。以降、定常項ＲＰsteadyと過渡項ＲＰtransientから算出するリスクポテンシャルを、ＲＰoriginalと表す。定常項ＲＰsteadyと過渡項ＲＰtransientとを算出するために、まず、先行車に対する余裕時間ＴＴＣと車間時間ＴＨＷとを算出する。
【００２２】
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ｖ１、先行車速ｖ２および相対車速ｖｒが一定の場合に、何秒後に車間距離ｄがゼロとなり自車両と先行車両とが接触するかを示す値である。余裕時間ＴＴＣは、以下の（式１）により求められる。
ＴＴＣ＝−ｄ／ｖｒ            ・・・（式１）
【００２３】
余裕時間ＴＴＣの値が小さいほど、先行車への接触が緊迫し、先行車への接近度合が大きいことを意味している。例えば先行車への接近時には、余裕時間ＴＴＣが４秒以下となる前に、ほとんどの運転者が減速行動を開始することが知られている。
【００２４】
車間時間ＴＨＷは、自車両が先行車に追従走行している場合に、想定される将来の先行車の車速変化による余裕時間ＴＴＣへの影響度合、つまり相対車速ｖｒが変化すると仮定したときの影響度合を示す物理量である。車間時間ＴＨＷは、以下の（式２）で表される。
ＴＨＷ＝ｄ／ｖ１                ・・・（式２）
【００２５】
車間時間ＴＨＷは、車間距離ｄを自車速ｖ１で除したものであり、先行車の現在位置に自車両が到達するまでの時間を示す。この車間時間ＴＨＷが大きいほど、周囲の環境変化に対する予測影響度合が小さくなる。つまり、車間時間ＴＨＷが大きい場合には、もしも将来に先行車の車速が変化しても、先行車までの接近度合には大きな影響を与えず、余裕時間ＴＴＣはあまり大きく変化しないことを示す。なお、自車両が先行車に追従し、自車速ｖ１＝先行車速ｖ２である場合は、（式２）において自車速ｖ１の代わりに先行車速ｖ２を用いて車間時間ＴＨＷを算出することもできる。
【００２６】
定常項ＲＰsteadyおよび過渡項ＲＰtransientは、それぞれ（式２）より算出した車間時間ＴＨＷと（式１）より算出した余裕時間ＴＴＣを用いて、以下の（式３）および（式４）のように表される。
ＲＰsteady＝１／ＴＨＷ            ・・・（式３）
ＲＰtransient＝１／ＴＴＣ      ・・・（式４）
【００２７】
さらに、算出した定常項ＲＰsteadyと過渡項ＲＰtransientとを用いて先行車に対するリスクポテンシャルＲＰoriginalを算出する。
先行車に対するリスクポテンシャルＲＰoriginalは、以下の（式５）を用いて算出することができる。
ＲＰoriginal＝Ａ・ＲＰsteady＋Ｂ・ＲＰtransient        ・・・（式５）
ここで、Ａ、Ｂは、定常項ＲＰsteadyおよび過渡項ＲＰtransientにそれぞれ適切な重み付けをするための定数であり、予め適切な値を設定しておく。定数Ａ、Ｂは、例えばＡ＝１，Ｂ＝８（Ａ＜Ｂ）に設定する。
【００２８】
つづくステップＳ１４０では、車両運動状態による運転者のリスク感に応じたリスクポテンシャルＲＰｖｄを算出する。具体的には、ステップＳ１２０で検出した自車両の前後加速度ａに基づいてリスクポテンシャルＲＰｖｄを算出する。図６に、前後加速度ａとリスクポテンシャルＲＰｖｄとの関係を示す。
【００２９】
図６に示すように、前後加速度ａをＡからＥの領域に分割し、それぞれの領域において前後加速度ａに応じたリスクポテンシャルＲＰｖｄを算出する。まず、急加速や急減速を行わない通常の運転走行において発生する前後加速度ａの範囲を領域Ａ（０≦ａ＜ａ１）とする。領域Ａにおいては、前後加速度ａが増加するほどリスクポテンシャルＲＰｖｄが徐々に増加する。ここで、所定値ａ１は例えばａ１＝１．０m/s2とする。
【００３０】
領域Ｂ（ａ１≦ａ＜ａ２）においては、前後加速度ａが増加するほどリスクポテンシャルＲＰｖｄが大きく増加する。領域Ｂにおける前後加速度ａに対するリスクポテンシャルＲＰｖｄの傾きは、領域Ａよりも大きく設定されている。所定値ａ２は、例えばａ２＝２．０m/s2と設定する。前後加速度ａが領域Ｂの範囲にある場合は通常の運転走行に対して過加速状態であると判断し、運転者の注意を喚起して自車速を低下させるように、リスクポテンシャルＲＰｖｄを大きく設定する。
【００３１】
領域Ｃ（ａ＞ａ２）においては、リスクポテンシャルＲＰｖｄを最大値、例えばＲＰｖｄ＝２に固定する。前後加速度ａが領域Ｃにある場合は、現在の車両運動状態が車両運動限界に近いと判断する。このような状態では運転者のアクセルペダル操作を妨げるようなアクセルペダル反力の増加を抑制するため、リスクポテンシャルＲＰｖｄを固定値とする。
【００３２】
領域Ｃにあった前後加速度ａが低下する場合、リスクポテンシャルＲＰｖｄにヒステリシスを持たせるため領域Ｄ（ａ１≦ａ＜ａ２）へ移行する。領域Ｄでは、領域ＣにおいてリスクポテンシャルＲＰｖｄが高く、大きなアクセルペダル反力が発生していた状態から、前後加速度ａが所定値ａ２を下回ることでリスクポテンシャルＲＰｖｄが急激に低下し、アクセルペダル反力が急に軽くなることを防止するために、リスクポテンシャルＲＰｖｄを最大値に保持する。
【００３３】
前後加速度ａが領域ＤからＥへ低下すると、前後加速度ａが通常の運転走行時のレベルまで低下したと判断し、前後加速度ａが小さくなるほどリスクポテンシャルＲＰｖｄを低下させる。
なお、コントローラ５０は、前後加速度ａが現在どの領域にあるかを判断するために、前回の前後加速度ａの領域を記憶しておく。
【００３４】
このようにステップＳ１４０で前後加速度ａに応じたリスクポテンシャルＲＰｖｄを算出した後、ステップ１５０へ進む。ステップＳ１５０では、ステップＳ１３０で算出した先行車に対するリスクポテンシャルＲＰoriginalとステップＳ１４０で算出した前後加速度ａに応じたリスクポテンシャルＲＰｖｄとからセレクトハイにより、実際の制御で用い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）で表される。
ＲＰ＝max（ＲＰoriginal、ＲＰｖｄ）            ・・・（式６）
【００３５】
ステップＳ１６０では、ステップＳ１５０で算出したリスクポテンシャルＲＰに基づいて、アクセルペダル反力増加量ｄＦを算出する。図７に、リスクポテンシャルＲＰとアクセルペダル反力増加量ｄＦとの関係を示す。図７に示すように、アクセルペダル反力増加量ｄＦは、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど増加する。リスクポテンシャルＲＰが最大値ＲＰｍａｘを超えると、反力増加量は最大値ｄＦｍａｘに固定される。
【００３６】
これにより、リスクポテンシャルＲＰが最大値ＲＰｍａｘに達するまでは、アクセルペダル反力により自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰを運転者に伝達し、リスクポテンシャルＲＰが最大値ＲＰｍａｘを超えるような状況では、アクセルペダル反力増加量ｄＦの増加を制限して、運転者の意図により追い越し等の運転操作を行うことができるようにする。なお、リスクポテンシャル最大値ＲＰｍａｘを、前後加速度ａが領域ＣまたはＤにあるときのリスクポテンシャルＲＰｖｄ（例えばＲＰｖｄ＝２）と同じ値に設定することが好ましい。これにより、前後加速度ａが領域ＣまたはＤにあるときは、反力増加量ｄＦを最大値に固定してアクセルペダル反力の変動を抑制することができる。
【００３７】
つづくステップＳ１７０で、ステップＳ１６０で算出した反力増加量ｄＦをアクセルペダル反力制御装置６０に出力する。アクセルペダル反力制御装置６０は、コントローラ５０からの指令に応じて、図８に示すように通常の反力特性Ｆｉに反力増加量ｄＦを加算したアクセルペダル反力Ｆを発生するように、サーボモータ７０を制御する。これにより、今回の処理を終了する。
【００３８】
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、自車両の車両状態と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ＲＰoriginal（周囲状況リスクポテンシャル）を算出し、算出したリスクポテンシャルＲＰoriginalを、自車両の運動状態に基づいて補正する。具体的には、コントローラ５０は自車両の運動状態に基づいてリスクポテンシャルＲＰｖｄ（運動状態リスクポテンシャル）を算出し、ＲＰoriginalおよびＲＰｖｄから、セレクトハイにより値の大きい方をリスクポテンシャルＲＰとして選択する。そして、選択したリスクポテンシャルＲＰに基づいて反力増加量ｄＦを算出し、車両操作機器、具体的にはアクセルペダル８０に発生させる操作反力を制御する。これにより、自車両の運動状態によって変化する運転者のリスク感を加味してリスクポテンシャルＲＰを算出することができ、運転者が感じるリスクに合ったアクセルペダル反力制御を行うことができる。また、先行車に対するリスクポテンシャルＲＰoriginalと運動状態に基づくリスクポテンシャルＲＰｖｄから大きい方の値を選択するので、運転者にわかりやすいアクセルペダル反力制御を行うことができる。
（２）コントローラ５０は、自車両の前後加速度ａを検出し、前後加速度ａに基づいてリスクポテンシャルＲＰｖｄを算出する。これにより、自車両の前後方向における車両運動に応じたリスクポテンシャルＲＰを設定することが可能となり、運転者の感覚にあった適切なアクセルペダル反力制御を行うことができる。
（３）図６に示すように、前後加速後ａが所定値ａ１を超える場合は、前後加速度ａが所定値ａ１以下の場合に比べて、前後加速度ａに対するリスクポテンシャルＲＰｖｄの変化量を大きくする。これにより、前後加速度ａが領域Ｂにあり、通常の運転走行に比べて過加速であるような場合には、大きなリスクポテンシャルＲＰを設定することが可能となる。その結果、アクセルペダル反力を増加して運転者の注意を喚起し、自車両が加速する間に低下した、リスクに対する運転者の感覚を適正な状態に戻すことが可能となる。
（４）前後加速度ａが最大値ａ２を超えると、図６に示すように前後加速度ａに対するリスクポテンシャルＲＰｖｄの変化を抑制する。これにより、前後加速度ａが領域Ｃにあり、自車両の前後方向に関する運動状態が運動限界に近づいたと判断できるときは、リスクポテンシャルＲＰの増加を抑制することが可能となる。その結果、アクセルペダル反力が必要以上に増加することがないので、運転者によるペダル操作を妨げることがない。
（５）最大値ａ２を超えた状態から前後加速度ａが最大値ａ以下に低下する場合は、前後加速度ａに対するリスクポテンシャルＲＰｖｄにヒステリシスを持たせる。具体的には、図６に示すように領域Ｃから領域Ｄに移行するときに、リスクポテンシャルＲＰｖｄを最大値に保持する。これにより、前後加速度ａが最大値ａ２以下に低下したときにリスクポテンシャルＲＰが急激に低下することを防止することが可能となり、安定したアクセルペダル反力制御を行うことが可能となる。
【００３９】
《第２の実施の形態》
以下に、本発明の第２の実施の形態における車両用運転操作補助装置について説明する。第２の実施の形態における車両用運転操作補助装置の構成は、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。
【００４０】
第２の実施の形態においては、運転者のリスク感の変化を推定するために、車両運動状態として自車両の横加速度を検出する。ここで、車両状態検出装置３０は、車両横方向の加速度を検出する横加速度センサであり、検出した車両横加速度を、コントローラ５０へ出力する。
【００４１】
図９に横加速度ａｙとリスクポテンシャルＲＰｖｄとの関係を示す。
図９に示すように、横加速度ａｙをＡからＥの領域に分割し、それぞれの領域において横加速度ａｙに応じてリスクポテンシャルＲＰｖｄを算出する。まず、例えば自車両が直線道路やゆるやかなカーブを走行しているような通常の運転走行において発生する横加速度の範囲を領域Ａ（０≦ａｙ＜ａｙ１）とする。領域Ａにおいては、横加速度ａｙが増加するほどリスクポテンシャルＲＰｖｄが徐々に増加する。ここで、所定値ａｙ１は例えばａｙ１＝２．０m/s2とする。
【００４２】
領域Ｂ（ａｙ１≦ａｙ＜ａｙ２）においては、横加速度ａｙが増加するほどリスクポテンシャルＲＰｖｄが大きく増加する。領域Ｂにおける横加速度ａｙに対するリスクポテンシャルＲＰｖｄの傾きは、領域Ａよりも大きく設定されている。所定値ａｙ２は、例えばａｙ２＝４．０m/s2と設定する。横加速度ａｙが領域Ｂの範囲にある場合は通常の運転走行に対して過度の横加速度ａｙが発生していると判断し、運転者の注意を喚起して自車速を低下させるように、リスクポテンシャルＲＰｖｄを大きく設定する。
【００４３】
領域Ｃ（ａｙ＞ａｙ２）においては、リスクポテンシャルＲＰｖｄを最大値、例えばＲＰｖｄ＝２に固定する。横加速度ａｙが領域Ｃにある場合は、現在の車両運動状態が車両運動限界に近いと判断する。このような状態では運転者のアクセルペダル操作を妨げるようなアクセルペダル反力の増加を抑制するため、リスクポテンシャルＲＰｖｄを固定値とする。
【００４４】
領域Ｃにあった横加速度ａｙが低下する場合、リスクポテンシャルＲＰｖｄにヒステリシスを持たせるため領域Ｄ（ａｙ１≦ａｙ＜ａｙ２）へ移行する。領域Ｄでは、領域ＣにおいてリスクポテンシャルＲＰｖｄが高く、大きなアクセルペダル反力が発生していた状態から、横加速度ａｙが所定値ａｙ２を下回ることでリスクポテンシャルＲＰｖｄが急激に低下し、アクセルペダル反力が急に軽くなることを防止するために、リスクポテンシャルＲＰｖｄを最大値に保持する。
【００４５】
横加速度ａｙが領域ＤからＥへ低下すると、横加速度ａｙが通常の運転走行時のレベルまで低下したと判断し、横加速度ａｙが小さくなるほどリスクポテンシャルＲＰｖｄを低下させる。
なお、コントローラ５０は、横加速度ａｙが現在どの領域にあるかを判断するために、前回の横加速度ａｙの領域を記憶しておく。
【００４６】
コントローラ５０は、図９のマップを用いて横加速度ａｙに応じたリスクポテンシャルＲＰｖｄを算出した後、（式６）を用いてセレクトハイにより反力増加量ｄＦを算出するためのリスクポテンシャルＲＰを算出する。
【００４７】
このように、以上説明した第２の実施の形態においては、上述した第１の実施の形態による効果に加えて以下のような作用効果を奏することができる。
（１）コントローラ５０は、自車両の横加速度ａｙを検出し、横加速度ａｙに基づいてリスクポテンシャルＲＰｖｄを算出する。これにより、自車両の横（左右）方向における車両運動に応じたリスクポテンシャルＲＰを設定することが可能となり、運転者の感覚にあった適切なアクセルペダル反力制御を行うことができる。
（２）図９に示すように、横加速後ａｙが所定値ａｙ１を超える場合は、横加速度ａｙが所定値ａｙ１以下の場合に比べて、横加速度ａｙに対するリスクポテンシャルＲＰｖｄの変化量を大きくする。これにより、横加速度ａｙが領域Ｂにあり、通常の運転走行に比べて過度の横加速度ａｙが発生しているような場合には、大きなリスクポテンシャルＲＰを設定することが可能となる。その結果、アクセルペダル反力を増加し、旋回中に速度超過していることを運転者に知らせて注意を喚起することができる。
（３）横加速度ａｙが最大値ａｙ２を超えると、図９に示すように横加速度ａｙに対するリスクポテンシャルＲＰｖｄの変化を抑制する。これにより、横加速度ａｙが領域Ｃにあり、自車両の横方向に関する運動状態が運動限界に近づいたと判断できるときは、リスクポテンシャルＲＰの増加を抑制することが可能となる。その結果、アクセルペダル反力が必要以上に増加することがないので、運転者によるペダル操作を妨げることがない。
（４）最大値ａｙ２を超えた状態から横加速度ａｙが最大値ａｙ以下に低下する場合は、横加速度ａｙに対するリスクポテンシャルＲＰｖｄにヒステリシスを持たせる。具体的には、図９に示すように領域Ｃから領域Ｄに移行するときに、リスクポテンシャルＲＰｖｄを最大値に保持する。これにより、横加速度ａｙが最大値ａｙ２以下に低下したときにリスクポテンシャルＲＰが急激に低下することを防止することが可能となり、安定したアクセルペダル反力制御を行うことが可能となる。
【００４８】
《第３の実施の形態》
以下に、本発明の第３の実施の形態における車両用運転操作補助装置について説明する。第３の実施の形態における車両用運転操作補助装置の構成は、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。
【００４９】
第３の実施の形態においては、運転者のリスク感の変化を推定するために、自車両の重量を検出する。車両重量が重い場合と軽い場合とでは、アクセルペダル８０を踏み込んだときの自車両の加速感が異なる。すなわち、車両重量が重い場合はアクセルペダル８０を同じストローク量だけ踏み込んでも、重量が軽い場合ほどの加速が得られず、アクセルペダル８０に発生する反力は大きいが運転者が感じる加速感は低いというアンバランスが起きる。
【００５０】
そこで、車両重量によらず、アクセルペダル操作による加速感に対して略一定のアクセルペダル反力が発生するように、リスクポテンシャルを補正する。ここで、車両状態検出装置３０は、例えばサスペンションストロークを検出するセンサと各輪荷重を検出する輪荷重センサを備え、検出したサスペンションストロークと輪荷重とから、現在の車両重量を検出する。
【００５１】
第３の実施の形態においては、車両重量に応じてリスクポテンシャルＲＰｖｄを算出し、先行車に対するリスクポテンシャルＲＰoriginalを、リスクポテンシャルＲＰｖｄを用いて補正する。具体的には、リスクポテンシャルＲＰoriginalにＲＰｖｄを加えることにより、実際に制御に用いるリスクポテンシャルＲＰを算出する。
【００５２】
図１０に車両重量ｗに基づいてリスクポテンシャルＲＰｖｄを設定するためのマップを示す。図１０に示すように、車両重量ｗに応じたリスクポテンシャルＲＰｖｄは負の値で表され、車両重量ｗが基準値の場合にはリスクポテンシャルＲＰｖｄを０とする。ここで、例えば車両のみの重量に運転者一人分の重量を加えた程度の値を基準値とする。乗員人数の増加等により基準値に対して車両重量ｗが重くなるほど、リスクポテンシャルＲＰｖｄが小さくなる。
【００５３】
そして、コントローラ５０は、以下の（式７）に表すようにリスクポテンシャルＲＰoriginalと、車両重量ｗに基づいて算出したリスクポテンシャルＲＰｖｄとを足し合わせることにより、リスクポテンシャルＲＰを算出する。
ＲＰ＝ＲＰoriginal＋ＲＰｖｄ    ・・・（式７）
車両重量ｗに基づくリスクポテンシャルＲＰｖｄは負の値であるので、先行車に対するリスクポテンシャルＲＰoriginalは車両重量ｗに応じて小さくなるように補正される。
【００５４】
コントローラ５０は、（式７）より算出したリスクポテンシャルＲＰに基づいて、図６のマップから反力増加量ｄＦを算出する。これにより、車両重量ｗが重く、アクセルペダル８０を踏み込んでも運転者が期待したとおりの加速感が得られないような場合は、アクセルペダル反力が小さくなる。
【００５５】
このように、以上説明した第３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、自車両の車両状態と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ＲＰoriginalを算出し、算出したリスクポテンシャルＲＰoriginalを、自車両の車両重量ｗに基づいて補正する。自車両に発生する加速度および運転者が感じる加速感は、自車両の車両重量ｗによって変化する。そこで、先行車に対するリスクポテンシャルＲＰoriginalを車両重量ｗによって補正することにより、車両重量ｗの変化による加速感の変化によらず、同等のアクセルペダル反力を発生させることが可能となる。これにより、運転者の感覚にあったアクセルペダル反力制御を行うことができる。
（２）コントローラ５０は、図１０に示すように自車両の車両重量ｗに基づいてリスクポテンシャルＲＰｖｄ（補正値）を算出し、先行車に対するリスクポテンシャルＲＰoriginalに補正値ＲＰｖｄを加算することによって、リスクポテンシャルを補正する。これにより、車両重量ｗによって変化する運転者の感覚を加味した適切なリスクポテンシャルＲＰを算出することができる。
【００５６】
《第４の実施の形態》
以下に、本発明の第４の実施の形態における車両用運転操作補助装置について説明する。第３の実施の形態におけ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。
【００５７】
ここでは、上述した第１の実施の形態と第２の実施の形態とを組み合わせてリスクポテンシャルＲＰを算出する。図１１に、第４の実施の形態による車両用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。本処理内容は、一定間隔（例えば５０msec）毎に連続的に行われる。
【００５８】
ステップＳ２１０〜Ｓ２３０での処理は、図４のフローチャートのステップＳ１１０〜Ｓ１３０と同様であるので説明を省略する。ただし、ステップＳ２２０では、車両の前後加速度ａと横加速度ａｙの両方を読み込む。ステップＳ２４０では、図６を用いて前後加速度ａに基づくリスクポテンシャルＲＰｖｄ１を算出し、さらに図９を用いて横加速度ａｙに基づくリスクポテンシャルＲＰｖｄ２を算出する。
【００５９】
ステップＳ２５０では、ステップＳ２３０で算出した先行車両に対するリスクポテンシャルＲＰoriginalと、ステップＳ２４０で算出した前後加速度ａに基づくリスクポテンシャルＲＰｖｄ１および横加速度ａｙに基づくリスクポテンシャルＲＰｖｄ２から、セレクトハイによりリスクポテンシャルＲＰを算出する。
ステップＳ２６０およびＳ２７０での処理は、図４のステップＳ１６０およびＳ１７０と同様である。
【００６０】
これにより、自車両の前後加速度ａおよび横加速度ａｙに基づくリスクポテンシャルＲＰｖｄ１、ＲＰｖｄ２をそれぞれ算出し、自車両周囲の障害物状況および自車両の運動状態に基づいて算出した複数のリスクポテンシャルのなかから、最も大きな値を選択してリスクポテンシャルＲＰを設定することができる。その結果、現時点で最も大きなリスクをアクセルペダル反力として運転者に伝達することができる。
【００６１】
また、第３の実施の形態で説明したように車両重量ｗに応じて補正したリスクポテンシャルＲＰoriginalと、前後加速度ａに基づくリスクポテンシャルＲＰｖｄ１と、横加速度ａｙに基づくリスクポテンシャルＲＰｖｄ２とから、セレクトハイによりリスクポテンシャルＲＰを算出することもできる。
【００６２】
第１の実施の形態においては、前後加速度ａに対するリスクポテンシャルＲＰｖｄを、図６に示すように設定した。ただし、これには限定されず、例えば前後加速度ａの変化に対してリスクポテンシャルＲＰｖｄが滑らかに変化するように設定することもできる。横加速度ａｙに対するリスクポテンシャルＲＰｖｄも同様に、図９に示すマップには限定されない。
【００６３】
以上説明した第１から第４の実施の形態においては、自車両の状態を表すパラメータとして、前後加速度ａ、横加速度ａｙ、および車両重量ｗを用いた。ただし、これらには限定されず、その他のパラメータを用いて先行車に対するリスクポテンシャルＲＰoriginalを補正することもできる。
【００６４】
上述した第１から第４の実施の形態においては、図７に示すようにリスクポテンシャルＲＰに対して反力増加量ｄＦが比例するように設定したが、これには限定されず、例えばリスクポテンシャルＲＰの増加に対して反力増加量ｄＦが指数関数的に増加するように設定することもできる。
【００６５】
なお、本発明による車両用運転操作補助装置は、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を用い、運動状態検出手段および車両重量検出手段として車両状態検出装置３０を用い、周囲状況リスクポテンシャル算出手段、運動状態リスクポテンシャル算出手段、選択手段、リスクポテンシャル補正手段としてコントローラ５０を用いた。また、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６０を用いた。しかし、これらには限定されず、例えば状況認識手段としてレーザレーダ１０の代わりに別方式のミリ波レーダ等を用いたり、ＣＣＤカメラあるいはＣＭＯＳカメラを用いることもできる。また、操作反力制御手段としてブレーキペダル反力制御装置を用い、リスクポテンシャルＲＰに応じた操作反力をブレーキペダルに発生させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明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図。
【図４】第１の実施の形態のコントローラによ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】自車両と先行車の走行状態を示す模式図。
【図６】前後加速度とリスクポテンシャルとの関係を示す図。
【図７】リスクポテンシャルと反力増加量との関係を示す図。
【図８】アクセルペダルストローク量に対するアクセルペダル反力特性を示す図。
【図９】横加速度とリスクポテンシャルとの関係を示す図。
【図１０】車両重量とリスクポテンシャルとの関係を示す図。
【図１１】第４の実施の形態のコントローラによ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】
【００６７】
１０：レーザレーダ
２０：車速センサ
３０：車両状態検出装置
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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