(57)【要約】【課題】運転者が実際に感じているリスクをアクセルペダル反力制御に反映させる車両用運転操作補助装置を提供する。【解決手段】車両状態および車両周囲の走行環境を検出する状況認識手段１０，２０と、状況認識手段１０，２０の検出結果に基づいて、自車両の先行車両までの現在の接近度合および／または将来予測される周囲環境変化による自車両への影響度合を算出し、将来の走行状況を予測する将来状況予測手段５０とを有する。状況予測手段５０によって予測される将来の走行状況に運転者の意図を加味してリスクポテンシャルを演算する。【選択図】図１
2007182226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両状態および車両周囲の走行環境を検出する状況認識手段と、
前記状況認識手段の検出結果に基づいて、自車両の先行車両までの現在の接近度合および／または将来予測される周囲環境変化による自車両への影響度合を算出し、将来の走行状況を予測する将来状況予測手段と、
前記状況予測手段によって予測される将来の走行状況に運転者の意図を加味してリスクポテンシャルを演算するリスクポテンシャル演算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、
前記リスクポテンシャル演算手段によって演算されるリスクポテンシャルに応じて、車両操作機器に発生させる操作反力を算出する反力算出手段と、
前記反力算出手段によって算出される操作反力を前記車両機器に発生させる反力発生手段と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３】
請求項２に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記車両操作機器はアクセルペダルであり、
前記反力算出手段は、前記アクセルペダルに発生させる操作反力を算出し、
前記反力発生手段は、前記アクセルペダルに前記操作反力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、
前記リスクポテンシャル演算手段によって演算されるリスクポテンシャルに応じて警報を出力する警報装置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５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記リスクポテンシャル演算手段は、自車両の加減速度から運転者の意図を推定し、前記リスクポテンシャルを演算することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記リスクポテンシャル演算手段は、自車両および先行車の加減速度から運転者の意図を推定し、前記リスクポテンシャルを演算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、
前記状況認識手段は、自車両および先行車両の車速と車間距離とを含む車両状態および車両周囲の走行環境を検出し、
前記将来状況予測手段は、周囲環境の変化による影響度合として、前記状況認識手段によって検出される車間距離と自車速、または車間距離と先行車速とに基づいて車間時間を算出し、
前記リスクポテンシャル演算手段は、前記車間時間の逆数に基づいて、前記リスクポテンシャルを演算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７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演算手段は、前記車間時間の逆数と、前記車間時間の逆数の時間微分値との線形和に基づいて、前記リスクポテンシャルを演算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７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演算手段は、前記車間時間の逆数と、前記車間時間の逆数の時間微分値と、前記車間時間の逆数の２回微分値との線形和に基づいて、前記リスクポテンシャルを演算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１から請求項５のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記状況認識手段は、自車両および先行車両の車速と車間距離とを含む車両状態および車両周囲の走行環境を検出し、
前記将来状況予測手段は、先行車両への接近度合として、前記状況認識手段によって検出される相対車速と車間距離とに基づいて余裕時間を算出し、
前記リスクポテンシャル演算手段は、前記余裕時間の逆数に基づいて、前記リスクポテンシャルを演算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、
前記リスクポテンシャル演算手段は、前記余裕時間の逆数と、前記余裕時間の逆数の時間積分値との線形和に基づいて、前記リスクポテンシャルを演算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１０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演算手段は、前記余裕時間の逆数と、前記余裕時間の逆数の時間積分値と、前記余裕時間の逆数の時間微分値との線形和に基づいて、前記リスクポテンシャルを演算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】
請求項１から請求項１２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。
【請求項１４】
車両状態および車両周囲の走行環境を検出し、
検出された走行環境に基づいて、先行車両までの現在の接近度合および／または将来予測される周囲環境変化による自車両への影響度合を算出して、将来の走行状況を予測し、
予測された将来の走行状況に、運転者の意図を加味してリスクポテンシャルを演算することを特徴とするリスクポテンシャル演算方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載のリスクポテンシャル演算方法において、
周囲環境の変化による影響度合として、車間距離と自車速、または車間距離と先行車速とに基づいて車間時間を算出し、
前記車間時間の逆数と、前記車間時間の逆数の時間微分値との線形和に基づいて、前記リスクポテンシャルを演算することを特徴とするリスクポテンシャル演算方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載のリスクポテンシャル演算方法において、
周囲環境の変化による影響度合として、車間距離と自車速、または車間距離と先行車速とに基づいて車間時間を算出し、
前記車間時間の逆数と、前記車間時間の逆数の時間微分値と、前記車間時間の逆数の２回微分値との線形和に基づいて、前記リスクポテンシャルを演算することを特徴とするリスクポテンシャル演算方法。
【請求項１７】
請求項１４に記載のリスクポテンシャル算出方法において、
先行車両への接近度合として、相対車速と車間距離とに基づいて余裕時間を算出し、
前記余裕時間の逆数と、前記余裕時間の逆数の時間積分値との線形和に基づいて、前記リスクポテンシャルを演算することを特徴とするリスクポテンシャル演算方法。
【請求項１８】
請求項１４に記載のリスクポテンシャル算出方法において、
先行車両への接近度合として、相対車速と車間距離とに基づいて余裕時間を算出し、
前記余裕時間の逆数と、前記余裕時間の逆数の時間積分値と、前記余裕時間の逆数の時間微分値との線形和に基づいて、前記リスクポテンシャルを演算することを特徴とするリスクポテンシャル演算方法。
【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、その装置を備える車両およびリスクポテンシャル演算方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用運転操作補助装置は、自動走行制御中にレーザレーダ等で検出した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）。検出された車間距離が所定値よりも小さくなった場合に、アクセルペダル反力が重くなるよう設定してドライバに警報を与えたり、自動走行制御中にドライバがアクセルペダルに足をおけるようにアクセルペダル反力を重く設定する。
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は、自車両の先行車への接近度合が大きい場合に警報を与えるものであり、運転者が実際に感じているリスクをアクセルペダル反力制御に反映させることは困難であった。
【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、車両状態および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、自車両の先行車両までの現在の接近度合および／または将来予測される周囲環境変化による自車両への影響度合を算出し、将来の走行状況を予測する将来状況予測手段と、状況予測手段によって予測される将来の走行状況に運転者の意図を加味してリスクポテンシャルを演算するリスクポテンシャル演算手段とを有する。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、自車両の先行車両までの現在の接近度合および／または将来予測される周囲環境変化による自車両への影響度合を算出し、これらに運転者の意図を加味してリスクポテンシャルを演算するので、運転者の感覚に沿ったリスクポテンシャルを演算することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
《第１の実施の形態》
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±６[deg]程度であり、この範囲内に存在する前方物体が検出される。車速センサ２０は、自車両の走行車速を車輪の回転数などから検出し、コントローラ５０へと出力する。
【０００８】
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、自車前方を走行する先行車両に対するリスクポテンシャルを算出する。さらに、算出したリスクポテンシャルに基づいて、アクセルペダル反力制御装置６０へ反力指令値を出力する。
【０００９】
アクセルペダル反力制御装置は、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。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、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６参照）。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７０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。
【００１０】
警報装置９０は、コントローラ５０からの信号に応じて、先行車に対するリスクポテンシャルを運転者に知らせる。警報装置９０は、例えば表示モニタおよび警報ブザーである。
【００１１】
次に、本発明の車両用運転操作補助装置１における動作を説明する。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５０[msec]）毎に連続的に行われる。
【００１２】
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，自車速ｖ１，および自車加速度ａ１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，先行車速ｖ２，および先行車加速度ａ２である。自車両と先行車の車間距離ｄ＝ｘ２−ｘ１、相対速度ｖｒ＝ｖ２−ｖ１，相対加速度ａｒ＝ａ２−ａ１として表される。
【００１３】
ステップＳ１２０では、ステップＳ１１０で読み込んだパラメータを用いて、現在の先行車までの接近度合と、今後の周囲環境変化による自車両への予測影響度合とを算出する。ここでは、先行車までの接近度合として余裕時間ＴＴＣを、予測影響度合として車間時間ＴＨＷを算出する。
【００１４】
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り、以下の（式１）により求められる。
余裕時間ＴＴＣ：τｃ＝−ｄ／ｖｒ                      （式１）
【００１５】
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。
【００１６】
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：τｈ＝ｄ／ｖ１                    （式２）
【００１７】
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。
【００１８】
ステップＳ１３０では、ステップＳ１２０で算出した余裕時間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の演算方法については後述する。
【００１９】
ステップＳ１４０では、ステップＳ１３０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ΔＦを算出する。アクセルペダル反力増加量ΔＦは、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど増加し、例えばリスクポテンシャルＲＰに比例するように設定される（ΔＦ＝ｋ・ＲＰ）。
【００２０】
つづくステップＳ１５０で、ステップＳ１４０で算出した反力増加量ΔＦ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、通常の反力特性に反力増加量ΔＦを加算したペダル反力Ｆを発生するように、サーボモータ７０を制御する。図６に、ストローク量Ｓとペダル反力Ｆとの関係を示す。図６に示すように、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど大きなペダル反力Ｆが発生する。
【００２１】
ステップＳ１６０では、リスクポテンシャルＲＰに応じて表示モニタおよび警報ブザー等の警報装置９０に作動指令を出力する。例えば、リスクポテンシャルＲＰが所定値を越えると警報ブザーを発令させ、また、表示モニタにその旨を表示するような指令を出力する。これにより、今回の処理を終了する。
【００２２】
このように、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および警報出力を行うことにより、運転者にリスクポテンシャルＲＰを認識させる。また、リスクポテンシャルＲＰを伝達することにより、運転者の運転操作を適切な方向へと促すように補助する。
【００２３】
以下に、第１の実施の形態におけるリスクポテンシャルＲＰの演算方法について説明する。
先行車に対するリスクポテンシャルＲＰは、余裕時間ＴＴＣと車間時間ＴＨＷとを用いて、以下の（式３）によって算出する方法が考えられる。
ＲＰ０＝ａ／ＴＨＷ＋ｂ／ＴＴＣ                    （式３）
ここで、余裕時間の逆数１／ＴＴＣは先行車に対する接近度合、車間時間の逆数１／ＴＨＷは将来予測される自車両への影響度合を示している。ａ、ｂは影響度合および接近度合にそれぞれ適切な重み付けをするための定数であり、例えばａ＝１，ｂ＝８程度に設定する（ただし、ａ＜ｂ）。
【００２４】
リスクポテンシャルＲＰ０を（式３）を用いて算出することにより、先行車への追従走行中から先行車への接近中まで、連続的な状況変化に対応して、その状況における接近度合を表現することができる。
【００２５】
このリスクポテンシャルＲＰ０は、現在の車間時間ＴＨＷおよび余裕時間ＴＴＣの値によってのみ定義される。すなわち、（式３）によって表されるリスクポテンシャルＲＰ０は、車間距離ｄ、現在の自車速ｖ１および先行車速ｖ２のみによって定義されており、運転者が自ら加速しながら先行車に接近している場合でも、減速しながら接近している場合でも、車間距離ｄおよび車速ｖ１，ｖ２が同じ条件であれば、同じリスクポテンシャルＲＰ０を示すことになる。
【００２６】
しかしながら、リスクポテンシャルＲＰ０が同じ値であっても、自ら加速して先行車に接近している場合には将来、より接近することが予想されるため、運転者は高いリスクを感じ、一方、減速して接近している場合には、運転者は加速している場合に比べて低いリスクを感じている。したがって、（式３）によって算出されるリスクポテンシャルＲＰ０に基づいてアクセルペダル操作反力制御あるいは接近警報発令等を行うと、運転者が実際に感じているリスクと異なり、違和感が大きくなってしまう。また、先行車が急減速を行っているような状況においては、運転者は先行車の減速度により将来のリスクが増大することを予測し、大きなリスクを感じる。しかし、（式３）のリスクポテンシャルＲＰ０では先行車の加速度ａ２を考慮していない。
【００２７】
そこで、本発明の車両用運転操作補助装置１においては、リスクポテンシャルＲＰの算出において、運転者の意図を加味して運転者が実際に感じるリスクと同等のリスクポテンシャル値を算出し、アクセルペダル反力制御や警報出力を行った際の運転者の違和感を低減するようにする。さらに、先行車が急減速または急加速するような状況においても、運転者の違和感の小さい操作反力制御および警報発令を行うようにする。
【００２８】
図７に、以降説明する第１から第４の実施の形態におけるリスクポテンシャル算出式の一覧を示す。まず、第１の実施の形態では、自車両の加減速度を用い、運転者の加減速意図をリスクポテンシャル算出に組み込む。以下に、第１の実施の形態におけるリスクポテンシャルＲＰの演算方法について詳細に説明する。
【００２９】
ここでは、リスクポテンシャルＲＰを算出するためのベース式として、車間時間の逆数Ｐ＝１／ＴＨＷを用いる。第１の実施の形態におけるリスクポテンシャルＲＰ１は、ベース式Ｐを用いて、以下の（式４）で表される。
ＲＰ１＝α１・Ｐ＋β１・Ｐ’                        （式４）
ここで、α１，β１はＰ、Ｐ’にそれぞれ適切な重みを付けるための定数である。ここで、Ｐ’はベース式Ｐの一回微分を示す。
【００３０】
（式４）に示すように、リスクポテンシャルＲＰ１は、ベース式Ｐとベース式Ｐを１回微分した式の線形和により求められる。（式４）は、図５に示すパラメータを用いて計算すると、以下の（式５）のように表される。
【数１】
2007182226.tif 000003
ここで、τ１＝ｖ１／ａ１である。
【００３１】
（式５）に示すように、リスクポテンシャルＲＰ１は、車間時間ＴＨＷ＝τｈ、および余裕時間ＴＴＣ＝τｃ、さらに自車両の加速度ａ１に応じる項１／τ１を含む式によって算出される。これにより、自車加速度ａ１が大きくなると、リスクポテンシャルＲＰ１が大きくなる。従って、車間時間ＴＨＷおよび余裕時間ＴＴＣが同じ値であっても、自車両の加速時にはリスクポテンシャルＲＰ１が相対的に大きくなり、自車両の減速時には相対的に小さく演算される。
【００３２】
このように、第１の実施の形態においては、リスクポテンシャルＲＰに応じてアクセルペダル８０に発生する操作反力を制御することにより、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰを的確に運転者に伝達することができる。とくに、第１の実施の形態では、リスクポテンシャル算出に、運転者の加減速意図が直接反映される自車加速度ａ１を組み込んでいるため、実際に運転者が感じるリスクと同等のリスクポテンシャル値を算出することができる。これにより、アクセルペダル８０の反力特性がその場の状況、すなわち現在の自車両の走行状況および運転者の感覚と一致し、運転者の違和感を低減したアクセルペダル反力制御を行うことができる。
【００３３】
さらに、上述したように算出したリスクポテンシャルＲＰに応じて警報装置９０を作動させるので、アクセルペダル反力制御に加えて、的確な警報作動を行うことができる。
【００３４】
上述したように、第１の実施の形態においては、車間時間ＴＨＷの逆数を用いてリスクポテンシャルＲＰを算出する。具体的には、車間時間ＴＨＷの逆数と、車間時間ＴＨＷの逆数の微分値とを足し合わせてリスクポテンシャルＲＰを演算する。これにより、自車両の加速度ａ１がリスクポテンシャルＲＰに反映され、車室内で運転者がうける感覚を反映した反力制御を行うことができる。
【００３５】
なお、コントローラ５０におけるリスクポテンシャルＲＰ１の算出は、コントローラ５０のＣＰＵの形態や、状況認識手段、ここではレーザレーダ１０および車速センサ２０の構成等により、（式４）および（式５）のいずれをも適宜選択することができる。
【００３６】
（式４）を用いる場合は、ベース式Ｐ＝１／ＴＨＷの値を時間経過とともにコントローラ５０のメモリに記憶し、その時間変化よりベース式Ｐの微分値を直接求めてリスクポテンシャルＲＰ１を算出することで、過去からの連続性を考慮したリスクポテンシャルＲＰを演算することができる。（式５）を用いる場合は、実際に検出される現在の自車速ｖ１，先行車速ｖ２，車間距離ｄ，および自車の加速度ａ１から、直接、リスクポテンシャルＲＰ１を算出することで、タイムリーなリスクポテンシャルＲＰを演算することができる。
【００３７】
《第２の実施の形態》
つぎに、本発明の第２の実施の形態におけるリスクポテンシャルＲＰの演算方法について説明する。第２の実施の形態においては、自車加減速度に加えて先行車の加減速度を組み込み、先行車が急減速または急加速するような状況においても運転者の違和感を低減するようなリスクポテンシャルＲＰの算出を行う。
【００３８】
第２の実施の形態におけるリスクポテンシャルＲＰ２はベース式Ｐを用いて以下の（式６）で表される。
ＲＰ２＝α２・Ｐ＋β２・Ｐ’＋γ２・Ｐ”              （式６）
ここで、α２，β２、γ２はＰ、Ｐ’、Ｐ”にそれぞれ適切な重みを付けるための定数である。ここで、Ｐ’はベース式Ｐの一回微分を、Ｐ”は二回微分を示している。
【００３９】
（式６）に示すように、リスクポテンシャルＲＰ２は、ベース式Ｐと、ベース式Ｐを１回微分した式と、ベース式Ｐを２回微分した式との線形和により求められる。（式６）は、図５に示すパラメータを用いて計算すると、以下の（式７）のように表される。
【数２】
2007182226.tif 000004
ここで、τｒ＝ｖｒ／ａｒである。
【００４０】
（式７）に示すように、リスクポテンシャルＲＰ２は、車間時間ＴＨＷ＝τｈ、および余裕時間ＴＴＣ＝τｃ、さらに自車両の加速度ａ１に応じる項１／τ１を含む式によって算出される。これにより、自車加速度ａ１が大きくなると、リスクポテンシャルＲＰ１が大きくなる。従って、車間時間ＴＨＷおよび余裕時間ＴＴＣが同じ値であっても、自車両の加速時にはリスクポテンシャルＲＰ１が相対的に大きくなり、自車両の減速時には相対的に小さく演算される。さらに、リスクポテンシャルＲＰ２は、自車両と先行車の相対加速度ａｒに応じる項１／τｒを含んでいる。これにより、自車加速度ａ１が同じ値であっても、先行車が減速すると、リスクポテンシャルＲＰ２が大きくなる。
【００４１】
このように、第２の実施の形態においては、リスクポテンシャル算出に自車加速度ａ１に加えて、先行車の加速度ａ２および相対加速度ａｒを組み込んだため、上述した第１の実施の形態の効果に加えて、先行車の動きも加味してリスクポテンシャルＲＰを演算することができる。これにより、先行車の急減速場面等において実際に運転者が感じるリスクと同等のリスクポテンシャル値を算出することができる。その結果、運転者の違和感を低減したアクセルペダル反力制御および警報作動を行うことができる。
【００４２】
なお、コントローラ５０におけるリスクポテンシャルＲＰ２の算出は、第１の実施の形態と同様に、（式６）および（式７）のいずれかを、コントローラ５０の仕様に応じて適宜選択することができる。
【００４３】
《第３の実施の形態》
つぎに、本発明の第３の実施の形態におけるリスクポテンシャルＲＰの演算法について説明する。第３の実施の形態においては、リスクポテンシャルＲＰを算出するためのベース式として、余裕時間の逆数Ｑ＝１／ＴＴＣを用いる。第３の実施の形態におけるリスクポテンシャルＲＰ３は、ベース式Ｑを用いて、以下の（式８）で表される。
ＲＰ３＝α３・∫Ｑｄｔ＋β３・Ｑ              （式８）
ここで、α３，β３は∫Ｑｄｔ，Ｑにそれぞれ適切な重みを付けるための定数である。
【００４４】
（式８）に示すように、リスクポテンシャルＲＰ３は、ベース式Ｑとベース式Ｑを１回積分した式との線形和により求められる。（式８）は、図５に示すパラメータを用いて計算すると、以下の（式９）のように表される。
【数３】
2007182226.tif 000005
ここで、Ｃ３は定数である。
（式９）に示すように、リスクポテンシャルＲＰ３は、余裕時間ＴＴＣ＝τｃおよび車間距離ｄを含む式によって算出される。
【００４５】
一般的に、所定車速以上の中高速領域では、運転者は車速によらず、先行車と一定の車間時間ＴＨＷを保とうとして運転操作を行う。一方、車速が低い場合、例えば車速が４０km/h未満の場合には、運転者は車間時間ＴＨＷを一定に保とうとするのではなく、車速によらず、先行車との車間距離ｄを一定に保つような運転操作を行う。
【００４６】
リスクポテンシャルＲＰ３は、車間時間ＴＨＷではなく、自車両と先行車との車間距離ｄの対数と、余裕時間ＴＴＣの逆数とを用いて算出され、車間距離ｄが小さくなるほどリスクポテンシャルＲＰ３が大きく演算される。これにより、特に車速が低い領域では、運転者の実際の感覚に近いリスクポテンシャル値を算出することができる。
【００４７】
このように、リスクポテンシャル演算に車間距離ｄを組み込むことにより、車間距離ｄに応じた基本的なペダル反力を設定することができる。これに加えて、相対車速ｖｒを加味したリスクポテンシャルＲＰを演算するので、ペダル反力をより的確に設定することができる。第３の実施の形態においては、実際に運転者が感じているリスクと同等のリスクポテンシャル値を算出することができ、その結果、運転者の違和感を低減したアクセルペダル反力制御および警報作動を行うことができる。
【００４８】
なお、コントローラ５０におけるリスクポテンシャルＲＰ３の算出は、第１の実施の形態と同様に、（式８）および（式９）のいずれかを、コントローラ５０の仕様に応じて適宜選択することができる。
【００４９】
《第４の実施の形態》
つぎに、本発明の第４の実施の形態におけるリスクポテンシャルＲＰの演算方法について説明する。第４の実施の形態におけるリスクポテンシャルＲＰ４は、ベース式Ｑを用いて、以下の（式１０）で表される。
ＲＰ４＝α４・∫Ｑｄｔ＋β４・Ｑ＋γ４・Ｑ’            （式１０）
ここで、α４，β４，γ４は∫Ｑｄｔ，Ｑ，Ｑ’にそれぞれ適切な重みを付けるための定数である。ここで、Ｑ’はベース式Ｑの一回微分を示している。
【００５０】
（式１０）に示すように、リスクポテンシャルＲＰ４は、ベース式Ｑと、ベース式Ｑを１回積分した式と、ベース式Ｑを１回微分した式との線形和により求められる。（式１０）は、図５に示すパラメータを用いて計算すると、以下の（式１１）のように表される。
【数４】
2007182226.tif 000006
ここで、Ｃ４は定数であり、τｎ＝−ｖｒ／ａ１である。
【００５１】
（式１１）に示すように、リスクポテンシャルＲＰ４は、余裕時間ＴＴＣ＝τｃおよび車間距離ｄ、さらに自車両の加速度ａ１に応じる項１／τｎを含む式によって算出される。これにより、自車加速度ａ１が大きくなると、リスクポテンシャルＲＰ４が大きくなる。従って、余裕時間ＴＴＣおよび車間距離ｄが同じ値であっても、自車両の加速時にはリスクポテンシャルＲＰ４が相対的に大きくなり、自車両の減速時には相対的に小さく演算される。
【００５２】
第４の実施の形態においては、余裕時間ＴＴＣの逆数の微分値を用いているため、自車両の加減速を考慮したリスクポテンシャルを演算することができる。このように、リスクポテンシャル算出に車間距離ｄおよび自車加速度ａ１を組み込むことにより、車間距離ｄに応じて基本的なペダル反力を設定することができ、これに加えて、自車両の加減速に応じたリスクポテンシャルＲＰを演算することによって、より的確なペダル反力を設定することができる。
【００５３】
これにより、上述した第３の実施の形態と同様の効果が得られるとともに、実際に運転者が感じているリスクと同等のリスクポテンシャル値を算出することができる。その結果、運転者の違和感を低減したアクセルペダル反力制御および警報作動を行うことができる。
【００５４】
なお、コントローラ５０におけるリスクポテンシャルＲＰ４の算出は、第１の実施の形態と同様に、（式１０）および（式１１）のいずれかを、コントローラ５０の仕様に応じて適宜選択することができる。
【００５５】
上述した実施の形態においてはアクセルペダル反力および警報によって運転者にリスクポテンシャルＲＰを知らせるようにしたが、警報およびアクセルペダル反力のいずれか一方により、運転者にリスクポテンシャルＲＰを知らせることもできる。また、上述したように算出したリスクポテンシャルＲＰを用いて、さらにブレーキペダル反力制御を行うこともできる。あるいは、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およびブレーキペダル反力制御のいずれかのみを行うこともできる。
【００５６】
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、将来状況予測手段およびリスクポテンシャル演算手段としてコントローラ５０を用いた。また、アクセルペダル反力算出手段としてコントローラ５０を用い、アクセルペダル反力発生手段として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。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【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】ストローク量に対するアクセルペダル反力の特性を示す図。
【図７】リスクポテンシャル算出式の一覧表。
【符号の説明】
【００５８】
１０：レーザレーダ
２０：車速センサ
５０：コントローラ
６０：アクセルペダル反力制御装置
７０：サーボモータ
７１：ストロークセンサ
８０：アクセルペダル
９０：警報装置
【図１】
2007182226.tif 000007
【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】
2007182226.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成19年2月13日(2007.2.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車速、自車両と先行車両との車間距離、および前記先行車両の車速を検出する状況認識手段と、
前記状況認識手段によって検出される前記車間距離と前記自車速、または前記車間距離と先行車速とに基づいて車間時間を算出する車間時間算出手段と、
前記車間時間算出手段によって算出される前記車間時間の逆数に基づいて、運転者が感じる潜在的なリスクの大きさを表すリスクポテンシャルを演算するリスクポテンシャル演算手段とを備えることを特徴とするリスクポテンシャル算出装置。
【請求項２】
自車両と先行車両との車間距離、および前記自車両と前記先行車両との相対車速を検出する状況認識手段と、
前記状況認識手段によって検出される前記相対車速と前記車間距離とに基づいて、前記自車両と前記先行車両とが接触するまでの余裕時間を算出する余裕時間算出手段と、
前記余裕時間算出手段によって算出される前記余裕時間の逆数に基づいて、運転者が感じる潜在的なリスクの大きさを表すリスクポテンシャルを演算するリスクポテンシャル演算手段とを備えることを特徴とするリスクポテンシャル算出装置。
【請求項３】
自車速、自車両と先行車両との車間距離、および前記先行車両の車速を検出し、
検出された前記車間距離と前記自車速、または前記車間距離と先行車速とに基づいて車間時間を算出し、
算出された前記車間時間の逆数に基づいて、運転者が感じる潜在的なリスクの大きさを表すリスクポテンシャルを演算することを特徴とするリスクポテンシャル演算方法。
【請求項４】
自車両と先行車両との車間距離、および前記自車両と前記先行車両との相対車速を検出し、
検出された前記相対車速と前記車間距離とに基づいて、前記自車両と前記先行車両とが接触するまでの余裕時間を算出し、
算出された前記余裕時間の逆数に基づいて、運転者が感じる潜在的なリスクの大きさを表すリスクポテンシャルを演算することを特徴とするリスクポテンシャル演算方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
本発明によるリスクポテンシャル算出装置は、自車速、自車両と先行車両との車間距離、および先行車両の車速を検出する状況認識手段と、状況認識手段によって検出される車間距離と自車速、または車間距離と先行車速とに基づいて車間時間を算出する車間時間算出手段と、車間時間算出手段によって算出される車間時間の逆数に基づいて、運転者が感じる潜在的なリスクの大きさを表すリスクポテンシャルを演算するリスクポテンシャル演算手段とを備える。
本発明によるリスクポテンシャル算出装置は、自車両と先行車両との車間距離、および自車両と先行車両との相対車速を検出する状況認識手段と、状況認識手段によって検出される相対車速と車間距離とに基づいて、自車両と先行車両とが接触するまでの余裕時間を算出する余裕時間算出手段と、余裕時間算出手段によって算出される余裕時間の逆数に基づいて、運転者が感じる潜在的なリスクの大きさを表すリスクポテンシャルを演算するリスクポテンシャル演算手段とを備える。
本発明によるリスクポテンシャル演算方法は、自車速、自車両と先行車両との車間距離、および先行車両の車速を検出し、検出された車間距離と自車速、または車間距離と先行車速とに基づいて車間時間を算出し、算出された車間時間の逆数に基づいて、運転者が感じる潜在的なリスクの大きさを表すリスクポテンシャルを演算する。
本発明によるリスクポテンシャル演算方法は、自車両と先行車両との車間距離、および自車両と先行車両との相対車速を検出し、検出された相対車速と車間距離とに基づいて、自車両と先行車両とが接触するまでの余裕時間を算出し、算出された余裕時間の逆数に基づいて、運転者が感じる潜在的なリスクの大きさを表すリスクポテンシャルを演算する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明によれば、運転者の感覚に沿ったリスクポテンシャルを演算することができる。