JP2005153563A - 車両用運転操作補助装置および車両用運転操作補助装置を備える車両 - Google Patents

Abstract

【課題】
車両や運転者の状況によらず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、自車両周囲の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を算出し、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。ただし、運転者がアクセルペダル反力から受ける感覚は、車両や運転者の状況によって変化するので、車両や運転者の状況を表す車両設定状態を検出し、車両設定状態に応じて先行車に対するリスクポテンシャルを補正する。
【選択図】 図１

Description

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。

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。

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。

特開平１０−１６６８８９号公報 特開平１０−１６６８９０号公報 特開２０００−５４８６０号公報

このような車両用運転操作補助装置にあっては、車両や運転者の状況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。

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、自車両の車両操作設定状態を検出する設定状態検出手段と、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、設定状態検出手段によって検出される車両設定状態に基づいて、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、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。

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、運転者の体格を検出する体格検出手段と、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、体格検出手段によって検出される運転者の体格に基づいて、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、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。

本発明による車両用運転操作補助装置によれば、車両や運転者の状況を表す車両設定状態に基づいて自車両周囲のリスクポテンシャルを補正することにより、車両や運転者の状況によって異なる運転者のリスク感覚の違いに対応した車両操作機器の操作反力制御を行うことができる。

本発明による車両用運転操作補助装置によれば、運転者の体格を検出し、運転者の体格差に応じて自車両周囲のリスクポテンシャルを補正するので、体格の違いによって操作反力の感じ方が異なる場合でも、一定の大きさの操作反力を感じさせることができる。

図１は、本発明の一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。

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。

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。

また、コントローラ５０には、パーキングブレーキ３１，スノーモードスイッチ３２，パワーモードスイッチ３３，サス設定スイッチ３４，シート位置センサ３５，ステアリング位置センサ３６，およびワイパースイッチ３７からの信号が入力される。

パーキングブレーキ３１からはパーキングブレーキ操作状態を表す信号がコントローラ５０に入力される。スノーモードスイッチ３２およびパワーモードスイッチ３３は、オートマチックトランスミッション（Ａ／Ｔ）のモードを設定するスイッチであり、例えばステアリングホイール９０の近傍に取り付けられている。スノーモードスイッチ３２がオンされてスノーモードが選択されると、雪路や砂路等の低摩擦路面走行用のシフトパターンが選択される。パワーモードスイッチ３３がオンされてパワーモードが選択されると、登坂時や加速時用のシフトパターンが選択される。

サス設定スイッチ３４は、可変サスペンションのセッティングを選択するスイッチであり、例えばセンターコンソールに設けられている。可変サスペンションは、サスペンションのバネ定数やショックアブソーバの減衰力を変更することにより、サスペンション性能を変更することができる。サス設定スイッチ３４によって、例えばハード、ミディアム、ソフトの３種類のサスペンション性能を選択することができる。

シート位置センサ３５は、運転座席の車両前後方向位置を検出する。ステアリング位置センサ３６は、ステアリングホイール９０の位置、例えばステアリングホイール９０が上下方向に移動したときのチルト位置や前後方向に移動したときのテレスコ位置を検出する。ワイパースイッチ３７は、例えば間欠、弱、強等に設定されるワイパーの設定状態を検出する。

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。さらに、上述した各種スイッチ３１〜３７から入力される自車両の操作設定状態に基づいてリスクポテンシャルを補正する。コントローラ５０は、車両操作設定状態に基づいて補正したリスクポテンシャルに応じて、アクセルペダルの操作反力制御を行う。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。

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の操作量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１４参照）。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。

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を算出し、算出したリスクポテンシャルＲＰに応じた操作反力をアクセルペダル８０に発生させる。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。

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。そこで、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ＲＰを算出する。

ただし、算出したリスクポテンシャルＲＰに基づいて一義的にアクセルペダル反力を制御すると、例えば、以下の（ａ）〜（ｄ）に示すような状況においては、運転者に知らせたい情報を適切に伝達することが難しい。
（ａ）車両の状況によって運転者がアクセルペダル反力から受ける感覚が異なる。
（ｂ）運転者の状況によって運転者がアクセルペダル反力から受ける感覚が異なる。
（ｃ）車両や運転者の状況によっては、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰに基づいて操作反力を発生させることによって、運転者の繊細なペダル操作を妨げてしまう可能性がある。
（ｄ）自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰよりも運転者に知覚させたい車両状況が発生する場合がある。
そこで、第１の実施の形態においては、車両や運転者の状況を表す車両の設定状態を検出し、車両設定状態に基づいてリスクポテンシャルを補正する。

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。

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。

ステップＳ１２０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を表す余裕時間ＴＴＣと、過渡状態である場合のリスクを表す車間時間ＴＨＷとを算出する。

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）

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。

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）

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。

ステップＳ１３０では、ステップＳ１２０で算出した車間時間ＴＨＷと余裕時間ＴＴＣとを用いて、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰを算出する。自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰは、以下の（式３）で算出することができる。
ＲＰ＝ａ／ＴＨＷ＋ｂ／ＴＴＣ ・・・（式３）
ここで、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。

ステップＳ１４０では、車両の状況や運転者の状況を検出するために、車両の設定状態を検出する。具体的には、パーキングブレーキ３１，スノーモードスイッチ３２，パワーモードスイッチ３３，サス設定スイッチ３４，シート位置センサ３５，ステアリング位置センサ３６およびワイパースイッチ３７からの信号を読み込み、現在の車両設定状態を認識する。

つづくステップ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ＲＰを、ステップＳ１４０で読み込んだ車両設定状態に基づいて補正する。車両設定状態に応じてどのようにリスクポテンシャルＲＰを補正するかを、図６および図７を用いて詳細に説明する。図６は、リスクポテンシャル補正処理の処理手順を示すフローチャートであり、図７は、各車両設定状態に基づくリスクポテンシャル補正の概要を説明する図である。図７に示すように各車両設定状態に基づくリスクポテンシャル補正には優先順位が付けられており、以下に説明するように、コントローラ５０はこの優先順位に従ってリスクポテンシャルＲＰの補正を行う。なお、図７に示すａ〜ｄは、上述した（ａ）〜（ｄ）の状況に対応している。

まず、ステップＳ１５０１で、パーキングブレーキ３１から入力される信号によりパーキングブレーキ３１がオンされているかを判定する。パーキングブレーキ３１がオンされている場合は、ステップＳ１５０２へ進む。パーキングブレーキ３１の操作状態は、先行車に対するリスクポテンシャルＲＰよりも運転者に知覚させたい車両状況であるので、ステップＳ１５０２では、パーキングブレーキ３１の操作状態に応じたリスクポテンシャルＲＰの補正（ＰＫＢ補正）を行う。具体的には、パーキングブレーキ３１を解除せずに発進しようとする運転者に警告を与え、パーキングブレーキ３１の解除を促すようにリスクポテンシャルＲＰを補正する。

図８に、パーキングブレーキ操作状態によるリスクポテンシャル補正マップを示す。図８の横軸はステップＳ１３０で算出された先行車に対するリスクポテンシャルＲＰを表し、縦軸は補正後の出力値ＲＰoutを表している。図８に示すように、パーキングブレーキ３１がオンされている場合は、先行車に対するリスクポテンシャルＲＰの大きさに関わらず、出力値ＲＰoutを所定値ＲＰstopに設定する。

このように、パーキングブレーキ３１が操作されている場合は、先行車に対するリスクポテンシャルＲＰの代わりに所定値ＲＰstopを設定する。パーキングブレーキ３１が操作されている場合は通常、車両は停止しているが、所定値ＲＰstopに基づいててアクセルペダル反力制御を行うことにより、車両発進時のアクセルペダル踏み込みに対して運転者に警告を与える。ＰＫＢ補正の後、ステップＳ１５１０へ進む。

ステップＳ１５０１でパーキングブレーキ３１が操作されていないと判定されると、ステップＳ１５０３へ進む。ステップＳ１５０３では、スノーモードスイッチ３２がオンされてＡ／Ｔモードがスノーモードに設定されているか否かを判定する。スノーモードが選択されている場合は、ステップＳ１５０４へ進む。Ａ／Ｔモードがスノーモードに設定されている場合は、滑りやすい路面を走行しているという車両状況によって、アクセルペダル反力から受ける運転者の感覚が変化する。また、このような車両状況において先行車両に対するリスクポテンシャルＲＰに応じたアクセルペダル反力を発生すると、運転者の繊細なペダル操作を妨げてしまう可能性がある。

そこで、ステップＳ１５０４では、スノーモードが設定されている場合に対応したリスクポテンシャルＲＰの補正（スノーモード補正）を行う。図９に、スノーモード補正によるリスクポテンシャル補正マップを示す。図９の横軸はステップＳ１３０で算出された先行車に対するリスクポテンシャルＲＰを表し、縦軸は補正後の出力値ＲＰoutを表している。図９に示すように、スノーモードが設定されている場合は、先行車に対するリスクポテンシャルＲＰ（先行車との接近度合）の変化に対する出力値ＲＰoutの変化を鈍くする。さらに、先行車に対するリスクポテンシャルＲＰに対して出力値ＲＰoutの最小値を大きく設定するとともに、最大値を制限する。

このように、スノーモードスイッチ３２がオンされている場合は、先行車に対するリスクポテンシャルＲＰに対して、出力値ＲＰoutを全体的に高めに設定するとともにその変化を緩やかにする。これにより、滑りやすい路面を走行するときにリスクを高めに感じる運転者のリスク感の変化に対応しつつ、低摩擦路での運転者の微妙な操作を妨げないようなリスクポテンシャルを設定する。スノーモード補正の後、ステップＳ１５１０へ進む。

ステップＳ１５０３でスノーモードスイッチ３２がオンされていないと判定されると、ステップＳ１５０５へ進む。ステップＳ１５０５では、ワイパースイッチ３７が操作されているか否かを判定する。ワイパースイッチ３７が操作されてワイパーが作動している場合は、ステップＳ１５０６へ進む。降雨や降雪等によりワイパーが作動しているような車両状況では、アクセルペダル反力から受ける運転者の感覚が異なるので、ステップＳ１５０６では、ワイパー設定状態に応じたリスクポテンシャルＲＰの補正（雨天時補正）を行う。具体的には、降雨や降雪時における前方視界の悪化、さらには降雨量や降雪量の違いによる前方視界の変化に起因する運転者のリスク感覚の変化に対応してリスクポテンシャルＲＰを補正する。

図１０に、ワイパー設定状態によるリスクポテンシャル補正マップを示す。図１０の横軸はステップＳ１３０で算出された先行車に対するリスクポテンシャルＲＰを表し、縦軸は補正後の出力値ＲＰoutを表している。図１０に示すように、ワイパーが作動している場合は、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるように補正する。また、降雨量が増加してワイパーの動作速度が速くなるほど、すなわちワイパーの設定状態が、間欠、弱、強と変化するにつれてリスクポテンシャルＲＰが一層大きくなるように出力値ＲＰoutを設定する。雨天時補正の後、ステップＳ１５１０へ進む。

ステップＳ１５０５でワイパースイッチ３７が操作されていないと判定されると、ステップＳ１５０７へ進む。ステップＳ１５０７では、パワーモードスイッチ３３がオンされてＡ／Ｔモードがパワーモードに設定されているか否かを判定する。パワーモードが選択されている場合は、ステップＳ１５０８へ進む。Ａ／Ｔモードがパワーモードに設定されている場合は、加速等を行って、よりスポーティな運転をしたいという運転者の状況によって、アクセルペダル反力から受ける運転者の感覚が変化する。また、このような状況において周囲状況によるリスクポテンシャルＲＰに応じたアクセルペダル反力を発生すると、運転者が意図的に行うペダル操作を妨げてしまう可能性がある。

そこで、ステップＳ１５０８では、スポーティな運転をしたいという運転者の状況に対応したリスクポテンシャルＲＰの補正（スポーティ補正）を行う。図１１に、スポーティ補正によるリスクポテンシャル補正マップを示す。図１１の横軸はステップＳ１３０で算出された先行車に対するリスクポテンシャルＲＰを表し、縦軸は補正後の出力値ＲＰoutを表している。図１１に示すように、パワーモードが設定されている場合は、先行車に対するリスクポテンシャルＲＰ（先行車との接近度合）の変化に対する出力値ＲＰoutの変化を鈍くするとともに、先行車に対するリスクポテンシャルＲＰに対して出力値ＲＰoutの最大値を制限する。

このように、パワーモードスイッチ３３がオンされている場合は、先行車に対するリスクポテンシャルＲＰに対して、出力値ＲＰoutを全体的に低めに設定するとともにその変化を緩やかにする。これにより積極的にスポーティな運転をしたい状態で運転者が感じるリスクの変化に対応するとともに、運転者の意図的なペダル操作を妨げないようなリスクポテンシャルを設定する。スポーティ補正の後、ステップＳ１５１０へ進む。

ステップＳ１５０７でパワーモードスイッチ３３がオンされていないと判定されると、ステップＳ１５０９へ進む。ステップＳ１５０９では、サス設定スイッチ３４の操作によりサスペンション性能がハードに設定されているか否かを判定する。サスペンション性能がハードに設定されている場合は、ステップＳ１５０８へ進む。可変サスペンションがハード設定の場合は、よりスポーティな運転をしたいという運転者の状況によって、アクセルペダル反力から受ける運転者の感覚が変化する。また、このような状況において周囲状況によるリスクポテンシャルＲＰに応じたアクセルペダル反力を発生すると、運転者が意図的に行うペダル操作を妨げてしまう可能性がある。

そこで、パワーモードが設定されていたときと同様に、ステップＳ１５０８へ進んでリスクポテンシャルＲＰのスポーティ補正を行う。図１１に示すように、可変サスペンションがハードに設定されている場合は、先行車に対するリスクポテンシャルＲＰに対して、出力値ＲＰoutを全体的に低めに設定するとともにその変化を緩やかにする。これにより積極的にスポーティな運転をしたい状態で運転者が感じるリスクの変化に対応するとともに、運転者の意図的なペダル操作を妨げないようなリスクポテンシャルを設定する。

ステップＳ１５０９で可変サスペンションがハード設定でない場合は、ステップＳ１５１０へ進む。
ステップＳ１５１０では、シート位置センサ３５から入力される運転座席の前後方向位置（シート位置）およびステアリング位置センサ３６から入力されるステアリングホイール９０のチルト位置およびテレスコ位置に応じて、先行車に対するリスクポテンシャルＲＰを補正する。なお、ステップＳ１５０２，Ｓ１５０４，Ｓ１５０６，Ｓ１５０８においてそれぞれリスクポテンシャルＲＰの補正を行った場合は、出力値ＲＰoutをさらに補正する。

例えば体格の違いといった運転者の状況によってシート位置およびステアリングホイール位置が変化すると、アクセルペダル反力から受ける運転者の感覚が異なるので、ステップＳ１５１０では、シート位置およびステアリングホイール位置に応じたリスクポテンシャルＲＰの補正（体格差補正）を行う。

図１２に、体格差に対応したリスクポテンシャル補正マップを示す。図１２の横軸はステップＳ１３０で算出された先行車に対するリスクポテンシャルＲＰ、またはＳ１５０２，Ｓ１５０４，Ｓ１５０６，またはＳ１５０８で設定された出力値ＲＰoutを表し、縦軸は体格差に応じて補正されたリスクポテンシャルＲＰｃを表している。

図１２に示すように、シート位置が前方でステアリングホイール位置が後方、すなわち運転者がアクセルペダル８０およびステアリングホイール９０に近い場合は、リスクポテンシャルＲＰまたはＲＰoutに対して補正値ＲＰｃが小さくなるように設定する。そして、シート位置が後方でステアリングホイール位置が前方、すなわち運転者がアクセルペダル８０およびステアリングホイール９０から離れるほど、リスクポテンシャルＲＰまたはＲＰoutに対して補正値ＲＰｃが大きくなるように補正する。

なお、ステップＳ１５１０では、リスクポテンシャルＲＰまたＲＰｃをシート位置に応じて補正し、その後ステアリング位置に応じて補正することも、ステアリング位置に応じて補正したリスクポテンシャルＲＰまたはＲＰｃを、シート位置に応じて補正することも可能である。さらに、シート位置またはステアリング位置に応じてリスクポテンシャルＲＰまたはＲＰｃを補正することもできる。

このように、ＰＫＢ補正、スノーモード補正、雨天時補正、およびスポーティ補正の有無に関わらず、シート位置センサ３５およびステアリング位置センサ３６によって検出される運転者の体格差に応じた体格差補正は必ず行う。すなわち、Ａ／Ｔモードや可変サスペンションの切換設定は行わない場合もあるが、運転者の体格によってシート位置やステアリング位置は必ず変化するので、シート位置やステアリング位置に基づくリスクポテンシャルＲＰの体格差補正の優先順位を最も高くしている。

体格差補正以降は、ＰＫＢ補正、スノーモード補正、雨天時補正、およびスポーティ補正の順にリスクポテンシャル補正の優先順位を設定している。そして、優先順位の高い車両設定状態に基づいてリスクポテンシャルＲＰを補正していくので、その時点で運転者に知らせる必要性の高い情報を、アクセルペダル反力として運転者に伝えることができる。

このようにステップＳ１５０でリスクポテンシャルＲＰを補正した後、ステップＳ１６０へ進む。
ステップＳ１６０では、ステップＳ１５０で補正したリスクポテンシャルＲＰｃに基づいて、アクセルペダル反力増加量ｄＦを算出する。図１３に、リスクポテンシャル補正値ＲＰｃとアクセルペダル反力増加量ｄＦとの関係を示す。図１３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補正値ＲＰｃが大きくなるほど増加する。リスクポテンシャル補正値ＲＰｃ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。

これにより、リスクポテンシャル補正値ＲＰｃが最大値ＲＰｍａｘに達するまでは、アクセルペダル反力によりリスクポテンシャル補正値ＲＰｃを運転者に伝達し、リスクポテンシャル補正値ＲＰｃ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。

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１４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。

このように、以上説明した一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、自車両の車両状態および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を算出し、算出したリスクポテンシャルＲＰを自車両の車両設定状態に基づいて補正する。例えばＡＴモードの設定状態等の車両設定状態は、車両や運転者の状況を表すファクターであるので、車両設定状態に基づいてリスクポテンシャルＲＰを補正することにより、車両や運転者の状況によって異なる運転者のリスク感覚の違いに対応し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、車両設定状態としてパーキングブレーキ３１の設定状態を検出する。パーキングブレーキ３１の設定状態は自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰよりも運転者に知覚させたい情報であるので、パーキングブレーキ３１の設定状態に基づいてリスクポテンシャルＲＰを補正することにより、知覚させたい情報をアクセルペダル反力として確実に運転者に伝達することができる。
（３）コントローラ５０は、車両設定状態としてトランスミッションのシフトパターンがスノーモードに設定されているかを検出する。スノーモードスイッチ３２がオンされてスノーモードが設定されている場合は、雪路等の車両状況によって運転者のリスク感覚が変化しアクセルペダル反力に対する感じ方が変化する。また、先行車に対するリスクポテンシャルＲＰのみに基づいてアクセルペダル反力を発生させた場合、低摩擦路面における運転者の繊細なアクセル操作を妨げてしまう可能性がある。そこで、Ａ／Ｔのスノーモードの設定状態に基づいてリスクポテンシャルＲＰを補正することにより、適切なアクセルペダル反力制御を行うことができる。
（４）コントローラ５０は、車両設定状態としてトランスミッションのシフトパターンがパワーモードに設定されているかを検出する。パワーモードスイッチ３３がオンされてパワーモードが設定されている場合は、スポーティーな運転をしたいという運転者の状況によって運転者のリスク感覚が変化しアクセルペダル反力に対する感じ方が変化する。また、先行車に対するリスクポテンシャルＲＰのみに基づいてアクセルペダル反力を発生させた場合、運転者の意図的なアクセル操作を妨げてしまう可能性がある。そこで、Ａ／Ｔのパワーモードの設定状態に基づいてリスクポテンシャルＲＰを補正することにより、適切なアクセルペダル反力制御を行うことができる。
（５）コントローラ５０は、車両設定状態として可変サスペンションの設定内容を検出する。サス設定スイッチ３４の操作により可変サスペンションがハード設定になっている場合は、スポーティーな運転をしたいという運転者の状況によって運転者のリスク感覚が変化しアクセルペダル反力に対する感じ方が変化する。また、先行車に対するリスクポテンシャルＲＰのみに基づいてアクセルペダル反力を発生させた場合、運転者の意図的なアクセル操作を妨げてしまう可能性がある。そこで、可変サスペンションの設定内容に基づいてリスクポテンシャルＲＰを補正することにより、適切なアクセルペダル反力制御を行うことができる。
（６）コントローラ５０は、車両設定状態として運転座席のシート位置を検出する。運転座席のシート位置が変化する、すなわち運転者の体格が異なると、運転者がアクセルペダル反力から受ける感覚が異なる。そこで、運転座席のシート位置に応じてリスクポテンシャルＲＰを補正することにより、適切なアクセルペダル反力制御を行うことができる。
（７）コントローラ５０は、車両設定状態としてステアリングホイール９０のチルト位置および／またはテレスコ位置を検出する。ステアリングホイール９０の位置が変化すると、すなわち運転者の体格が異なると、運転者がアクセルペダル反力から受ける感覚が異なる。そこで、ステアリングホイール９０の位置に応じてリスクポテンシャルＲＰを補正することにより、適切なアクセルペダル反力制御を行うことができる。
（８）コントローラ５０は、車両設定状態としてワイパーの設定状態を検出する。ワイパーの設定状態、すなわちワイパーのオン／オフおよびワイパーの作動速度が変化すると、前方視界の変化によって運転者のリスク感覚が変化してアクセルペダル反力から受ける感覚が異なる。そこで、ワイパーの設定状態に応じてリスクポテンシャルＲＰを補正することにより、適切なアクセルペダル反力制御を行うことができる。
（９）コントローラ５０は、複数の車両設定状態を検出し、優先順位の高い順から車両設定状態に基づくリスクポテンシャルＲＰの補正を行う。これにより、運転者のリスク感覚やアクセルペダル反力に対する感じ方が異なる複数のファクターが検出された場合でも、最も知らせたい情報から運転者に伝達することができる。
（１０）複数の車両設定状態の優先順位は、以下の通りである。
１．運転座席のシート位置およびステアリングホイール９０の位置
２．パーキングブレーキ３１の操作状態
３．ＡＴシフトパターンのスノーモードの設定状態
４．ワイパーの設定状態
５．ＡＴシフトパターンのパワーモードの設定状態および可変サスペンションの設定内容
このように優先順位を設定してリスクポテンシャルＲＰの補正を行うことにより、運転者に知らせたい情報から優先してアクセルペダル反力制御に反映させることができる。
（１１）コントローラ５０は、シート位置およびステアリング位置から運転者の体格を検出し、運転者の体格差に応じてリスクポテンシャルＲＰを補正する。これにより、体格の違いでアクセルペダル反力の感じ方が異なる運転者に対しても、一定の大きさのアクセルペダル反力を感じさせることができる。

なお、上述した一実施の形態においては、パーキングブレーキ３１，スノーモードスイッチ３２，パワーモードスイッチ３３，サス設定スイッチ３４，シート位置センサ３５，ステアリング位置センサ３６，およびワイパースイッチ３７からの信号を入力して複数の車両設定状態を検出したが、これには限定されず、単一の車両設定状態のみを検出してその車両設定状態に基づくリスクポテンシャル補正を行うこともできる。また、パワーモードスイッチ３３によりＡ／Ｔモードがパワーモードに設定されているかを検出したが、これに加えてマニュアルモードに設定されているかを検出することもできる。またはパワーモードの代わりにマニュアルモードのみを検出することも可能である。マニュアルモードが設定されている場合も、パワーモード設定時と同様に図１１を用いたスポーティ補正を行う。

上述した一実施の形態においては、運転者の体格を検出するために、シート位置センサ３５およびステアリング位置センサ３６を用いてシート位置およびステアリングホイール位置を検出したが、これには限定されず、いずれか一方を検出することもできる。また、ステアリングホイール位置としてステアリングホイール９０のチルト位置およびテレスコ位置を検出したが、これらのいずれかを検出することもできる。

上述した一実施の形態においては、スノーモード補正におけるリスクポテンシャル補正マップを図９に示すように設定した。ただし、これには限定されず、先行車に対するリスクポテンシャルＲＰの変化に対して出力値ＲＰoutの変化が緩やかで全体的に高めのリスクに設定できれば、図９に示すマップには限定されない。また、雨天時補正、スポーティ補正、および体格差対応補正のマップに関しても同様に、図１０〜１２に示すマップには限定されない。

上述した一実施の形態においては、図１３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。

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、設定状態検出手段としてパーキングブレーキ３１，スノーモードスイッチ３２，パワーモードスイッチ３３，サス設定スイッチ３４，シート位置センサ３５，ステアリング位置センサ３６，およびワイパースイッチ３７を用いた。また、リスクポテンシャル算出手段および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、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。

本発明の一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。 アクセルペダル周辺の構成図。 一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。 自車両と先行車の走行状態を示す模式図。 リスクポテンシャル補正処理の処理手順を示すフローチャート。 リスクポテンシャル補正の概要を説明する図。 ＰＫＢ補正によるリスクポテンシャルの補正マップを示す図。 スノーモード補正によるリスクポテンシャルの補正マップを示す図。 雨天時補正によるリスクポテンシャルの補正マップを示す図。 スポーティ補正によるリスクポテンシャルの補正マップを示す図。 体格差補正によるリスクポテンシャルの補正マップを示す図。 リスクポテンシャルと反力増加量との関係を示す図。 アクセルペダルストローク量とアクセルペダル反力との関係を示す図。

符号の説明

１０：レーザレーダ
２０：車速センサ
３１：パーキングブレーキ
３２：スノーモードスイッチ
３３：パワーモードスイッチ
３４：サス設定スイッチ
３５：シート位置センサ
３６：ステアリング位置センサ
３７：ワイパースイッチ
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

Claims (12)

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、
   前記自車両の車両操作設定状態を検出する設定状態検出手段と、
   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、
   前記設定状態検出手段によって検出される前記車両設定状態に基づいて、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。
2. 請求項１に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記設定状態検出手段は、パーキングブレーキの操作状態を検出することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
3. 請求項１に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記設定状態検出手段は、トランスミッションのシフトパターンがスノーモードに設定されているかを検出することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
4. 請求項１に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記設定状態検出手段は、トランスミッションのシフトパターンがパワーモードまたはマニュアルモードに設定されているかを検出することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
5. 請求項１に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記設定状態検出手段は、可変サスペンションの設定内容を検出することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
6. 請求項１に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記設定状態検出手段は、運転座席のシート位置を検出することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
7. 請求項１に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記設定状態検出手段は、ステアリングホイールのチルト位置および／またはテレスコ位置を検出することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
8. 請求項１に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記設定状態検出手段は、ワイパーの設定状態を検出することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
9. 請求項１に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記設定状態検出手段は、複数の車両設定状態を検出し、
   前記リスクポテンシャル補正手段は、前記設定状態検出手段によって検出した前記複数の車両設定状態に基づいて前記リスクポテンシャルを補正する際に、所定の優先順位の高い順から前記車両設定状態に基づく前記リスクポテンシャルの補正を行うことを特徴とする車両用運転操作補助装置。
10. 請求項９に記載の車両用運転操作補助装置において、
    前記設定状態検出手段は、パーキングブレーキの操作状態、トランスミッションシフトパターンのスノーモードの設定状態、前記トランスミッションシフトパターンのパワーモードまたはマニュアルモードの設定状態、可変サスペンションの設定内容、運転座席のシート位置、ステアリングホイールのチルト位置および／またはテレスコ位置、およびワイパーの設定状態を検出し、
    前記所定の優先順位は、前記運転座席のシート位置および前記ステアリングホイールのチルト位置および／またはテレスコ位置、前記パーキングブレーキの操作状態、前記トランスミッションシフトパターンのスノーモードの設定状態、前記ワイパーの設定状態、前記トランスミッションシフトパターンのパワーモードまたはマニュアルモードの設定状態および前記可変サスペンションの設定内容の順であることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
11. 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、
    運転者の体格を検出する体格検出手段と、
    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、
    前記体格検出手段によって検出される前記運転者の体格に基づいて、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。
12. 請求項１から請求項１１のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置を備えることを特徴とする車両。
    

Images