JP2006159941A - 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た車両 - Google Patents

Abstract

【課題】
アクセルペダルの解放指令が継続して出力されている場合に、運転者に対して確実にアクセルペダルの解放を促す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、自車両周囲のリスクポテンシャルを算出し、リスクポテンシャルの増加に伴ってアクセルペダル反力を増加することによって、アクセルペダルを解放するように促す。アクセルペダルの解放指令が継続して出力されている場合は、運転者がアクセルペダルの踏み込み操作を行っている場合のみ、アクセルペダル反力を増加するように補正を行う。アクセルペダルの踏み込み操作が行われていない場合は、アクセルペダル反力の増加補正は行わない。
【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、自車両周囲の走行状況に応じてアクセルペダルの解放を促すようにアクセルペダルに反力を発生させている（例えば特許文献１参照）。この装置は、アクセルペダル解放指令が出力されると、アクセルペダル解放指令の出力経過時間とアクセルペダル操作量とに基づいて、アクセルペダル反力を増加する。

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２００４−９７５５号公報

上述したような従来の装置は、アクセルペダル解放指令が出力された場合に運転者のアクセルペダル操作を徐々に解放へと誘導することができる。しかしながら、アクセルペダル解放指令の出力経過時間に伴って一義的に反力を増加させると、運転者にとっては反力変化がわかりづらくなるという問題があった。

本発明による車両用運転操作補助装置は、自車両の前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、障害物検出手段による検出結果に基づいて、自車両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、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基づいて、アクセルペダルに発生させる操作反力を算出するアクセルペダル反力算出手段と、アクセルペダル反力算出手段で算出された操作反力をアクセルペダルに発生させるアクセルペダル反力発生手段と、アクセルペダルの操作を検出するアクセルペダル操作検出手段と、アクセルペダル操作変化検出手段によってアクセルペダル操作が検出された場合のみ、アクセルペダル反力算出手段によって算出される操作反力が増加するように補正するアクセルペダル反力補正手段とを備える。
本発明による車両用運転操作補助装置は、自車両の前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、障害物検出手段による検出結果に基づいて、自車両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、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基づいて、アクセルペダルに発生させる操作反力を算出するアクセルペダル反力算出手段と、アクセルペダル反力算出手段で算出された操作反力をアクセルペダルに発生させるアクセルペダル反力発生手段と、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルペダル操作量検出手段と、アクセルペダル操作量検出手段によって検出されるアクセルペダル操作量に基づいて、アクセルペダルの操作量変化を検出するアクセルペダル操作量変化検出手段と、アクセルペダル操作量変化検出手段によって操作量変化が検出された場合のみ、アクセルペダル反力算出手段によって算出される操作反力が増加するように補正するアクセルペダル反力補正手段とを備える。
本発明による車両用運転操作補助装置は、自車両周囲の障害物状況に基づいて自車両のリスクポテンシャルを算出し、リスクポテンシャルに応じてアクセルペダルに発生する操作反力を制御する車両用運転操作補助装置において、アクセルペダルが踏み込み操作されているときのみ、リスクポテンシャルに応じた操作反力を増加補正する。
本発明による車両用運転操作補助装置は、自車両周囲の障害物状況に基づいて自車両のリスクポテンシャルを算出し、リスクポテンシャルに応じてアクセルペダルに発生する操作反力を制御する車両用運転操作補助装置において、アクセルペダルが踏み込み操作されていないときは、リスクポテンシャルに応じた操作反力の増加補正を行わない。
本発明による車両は、自車両の前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、障害物検出手段による検出結果に基づいて、自車両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、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基づいて、アクセルペダルに発生させる操作反力を算出するアクセルペダル反力算出手段と、アクセルペダル反力算出手段で算出された操作反力をアクセルペダルに発生させるアクセルペダル反力発生手段と、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルペダル操作量検出手段と、操作量検出手段によって検出されるアクセルペダル操作量に基づいて、アクセルペダルの操作量変化を検出するアクセルペダル操作量変化検出手段と、アクセルペダル操作量変化検出手段によって操作量変化が検出された場合のみ、アクセルペダル反力算出手段によって算出される操作反力が増加するように補正するアクセルペダル反力補正手段とを有する車両用運転操作補助装置を備える。
本発明による車両は、自車両周囲の障害物状況に基づいて自車両のリスクポテンシャルを算出し、リスクポテンシャルに応じてアクセルペダルに発生する操作反力を制御し、アクセルペダルが踏み込み操作されているときのみ、リスクポテンシャルに応じた操作反力を増加補正する車両用運転操作補助装置を備える。
本発明による車両は、自車両周囲の障害物状況に基づいて自車両のリスクポテンシャルを算出し、リスクポテンシャルに応じてアクセルペダルに発生する操作反力を制御し、アクセルペダルが踏み込み操作されていないときは、リスクポテンシャルに応じた操作反力を増加補正しない車両用運転操作補助装置を備える。

本発明によれば、アクセルペダルの操作量変化が検出された場合のみ、あるいはアクセルペダルが踏み込み操作されている場合のみ、自車両周囲のリスクポテンシャルに応じた操作反力を増加補正するので、運転者がアクセルペダルの反力変化を敏感に知覚することができる状態であるかを考慮して効果的な情報伝達を行うことができる。

《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。

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。

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。

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、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２０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から、自車両周囲の障害物状況、例えば自車両と各障害物との相対距離および相対速度といった障害物に対する走行状態を認識する。コントローラ５０は、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、算出したリスクポテンシャルに基づいて、以下のような制御を行う。

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は、アクセルペダル６２を操作する際に発生する反力を制御することによって、運転者に周囲の環境を知らせるとともに自車両の加減速操作を補助し、運転者の運転操作を適切にアシストするものである。そこで、コントローラ５０は、自車前方の障害物に対するリスクポテンシャルに基づいてアクセルペダル６２の反力制御量を算出し、自車両周囲のリスクが高い場合にアクセルペダル６２を解放するように促す。

また、リスクポテンシャルに応じてアクセルペダル反力が制御されている状態が継続する場合は、その経過時間が長くなるほど、すなわちアクセルペダル６２の解放指令の出力経過時間が長くなるほど、反力が徐々に増加するように補正する。これにより、アクセルペダル６２の解放を促すとともに、リスクポテンシャルが高い状態が継続していることを運転者に知らせる。

運転者が行うアクセルペダル操作は、踏み込み操作、戻し操作、および保持、の３つに分類することができる。リスクポテンシャルに応じてアクセルペダル反力を発生させる場合、アクセルペダル６２の踏み込み操作を行っているときに運転者は最も敏感に反力の変化を感じることができる。そこで、運転者がアクセルペダル６２の踏み込み操作を行っている場合のみ、アクセルペダル解放指令の出力経過時間とアクセルペダル６２の踏み込み量に基づいてアクセルペダル反力が増加するように補正する。

コントローラ５０は、リスクポテンシャルに基づく反力制御量を、アクセルペダル解放指令の出力経過時間とアクセルペダル踏み込み量に応じて補正し、補正した反力制御量をアクセルペダル反力制御装置６０へと出力する。

アクセルペダル反力制御装置６０は、コントローラ５０から出力される反力制御量に応じて、アクセルペダル６２のリンク機構に組み込まれたサーボモータ６１で発生させるトルクを制御する。サーボモータ６１は、アクセルペダル反力制御装置６０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６２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７１は、リンク機構を介してサーボモータ６１の回転角に変換されたアクセルペダル６２のストローク量（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は、例えば、アクセルペダル６２の操作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６２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。

図３に、コントローラ５０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５０は、例えばＣＰＵのソフトウェア形態により、障害物認識部５１、リスクポテンシャル算出部５２、アクセルペダル反力算出部５３，アクセル操作量変化検出部５４、反力補正値算出部５５およびアクセルペダル反力補正部５６を構成する。

障害物認識部５１は、レーザレーダ１０および車速センサ２０からの信号を入力し、自車両前方の障害物状況を認識する。具体的には、先行車との車間距離Dおよび相対速度Vrを算出し、さらに自車速V1を検出する。リスクポテンシャル算出部５２は、障害物認識部５１の認識結果に基づいて、前方障害物に対する自車両のリスクポテンシャルを算出する。アクセルペダル反力算出部５３は、リスクポテンシャル算出部５２で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６２の反力制御指令値を算出する。

アクセル操作量変化検出部５４は、アクセルペダルストロークセンサ７１で検出されたアクセルペダル６２の操作量Ｓに基づいて、どのようなアクセルペダル操作が行われているかを検出する。反力補正値算出部５５は、アクセル操作量変化検出部５４の検出結果、およびアクセルペダル反力制御の経過時間に基づいて、アクセルペダル反力制御指令値を補正するための補正値を算出する。アクセルペダル反力補正部５６は、反力補正値算出部５５で算出した補正値を用いて、アクセルペダル反力算出部５３で算出された反力制御指令値を補正し、反力指令補正値を算出する。

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の動作を詳細に説明する。図４に、第１の実施の形態のコントローラ５０における運転操作補助制御処理の処理手順の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。

まず、ステップＳ１００で走行状態を読み込む。ここで、走行状態は、自車前方の障害物状況を含む自車両の走行状況に関する情報である。そこで、レーザレーダ１０により検出される前方障害物までの車間距離Ｄや存在方向と、車速センサ２０によって検出される自車両の走行車速Ｖ１を読み込む。

ステップＳ２００では、ステップＳ１００で読み込み、認識した走行状態データに基づいて、前方障害物の状況を認識する。ここでは、前回の処理周期以前に検出され、コントローラ５０のメモリに記憶されている自車両に対する障害物の相対位置やその移動方向・移動速度と、ステップＳ１００で得られた現在の走行状態データとにより、現在の障害物の自車両に対する相対位置やその移動方向・移動速度を認識する。そして、自車両の走行に対して障害物およびレーンマーカが、自車両の周囲にどのように配置され、相対的にどのように移動しているかを認識する。

ステップＳ３００では、障害物、具体的には先行車に対するリスクポテンシャルＲＰを算出する。先行車に対するリスクポテンシャルＲＰは以下のようにして算出する。
まず、認識された先行車に対する余裕時間ＴＴＣ（Time To Contact）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り、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（＝Ｖ２−Ｖ１）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。先行車に対する余裕時間ＴＴＣは、以下の（式１）で求められる。
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、ほとんどのドライバが減速行動を開始することが知られている。

つぎに、自車両と先行車との車間時間ＴＨＷを算出する。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表す。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Ｖ２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。

つぎに、余裕時間ＴＴＣと車間時間ＴＨＷ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Ｓ４００では、ステップＳ３００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６２に発生させる操作反力の反力制御指令値ＦＡを算出する。リスクポテンシャルＲＰが大きいほど、アクセルペダル６２を戻す方向へ操作反力を発生させる。

図５に、リスクポテンシャルＲＰとアクセルペダル反力制御指令値ＦＡとの関係を示す。図５に示すように、リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰmaxよりも小さい場合は、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど、大きなアクセルペダル反力を発生させるようにアクセルペダル反力制御指令値ＦＡを算出する。リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰmaxより大きい場合には、最大のアクセルペダル反力を発生させるように、アクセルペダル反力制御指令値ＦＡを最大値ＦＡmaxに固定する。

このように、リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰmaxより小さい場合は、アクセルペダル反力特性を変更し、リスクポテンシャルＲＰの大きさをアクセルペダル操作反力として運転者に知らせる。一方、リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰmaxより大きい場合は、アクセルペダル反力制御指令値ＦＡを最大にして運転者がアクセルペダル６２を解放するように促す。

ステップＳ５００では、アクセルペダル操作量Ｓの変化を検出し、運転者がどのようなアクセルペダル操作を行っているかを検出する。ここでの処理を、図６のフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ５０１で、アクセルペダルストロークセンサ７１で検出されるアクセルペダル操作量Ｓを読み込む。ステップＳ５０２では、アクセルペダル操作量Ｓの変化速度ｄＳを算出する。変化速度ｄＳは、例えば操作量Ｓを時間微分することによって算出する。

ステップＳ５０３では、ステップＳ５０２で算出したアクセルペダル操作量Ｓの変化速度ｄＳが０よりも小さいか否か、すなわちアクセルペダル６２が戻し操作されているか否かを判定する。ステップＳ５０３が肯定判定されるとステップＳ５０４へ進み、ストローク基準値Ｓ０に、現在のアクセルペダル操作量Ｓを設定するとともに、操作量絶対値ΔＳに０を設定する。ストローク基準値Ｓ０は、アクセルペダル６２の踏み込み操作が開始されたときにアクセルペダル６２がどれだけ踏み込まれていたかを示す基準値である。操作量絶対値ΔＳは、踏み込み操作が開始されてからのアクセルペダル６２の踏み込み量を示す値である。

ステップＳ５０３が否定判定されると、ステップＳ５０５へ進み、操作量絶対値ΔＳを以下の(式４)から算出する。
ΔＳ＝Ｓ−Ｓ０ ・・・(式４)
アクセルペダル６２の踏み込み操作が開始されてからは、ストローク基準値Ｓ０を固定し、基準値Ｓ０からの踏み込み量を操作量絶対値ΔＳとして算出する。

このようにステップＳ５００で操作量変化を検出した後、ステップＳ６００へ進む。
ステップＳ６００では、アクセルペダル解放指令が出力されてからの経過時間を算出する。ここでの処理を、図７のフローチャートを用いて算出する。

まず、ステップＳ６０１で、アクセルペダル解放指令が出力されているか否かを判定する。ステップＳ４００で算出したアクセルペダル反力制御指令値ＦＡが０よりも大きい場合は、解放指令が出力されていると判断してステップＳ６０２へ進む。ステップＳ６０２では、解放指令が出力されてからの経過時間Ｔを以下の(式５)から算出する。
Ｔ＝Ｔ+ΔＴ ・・・(式５)
ここで、ΔＴは経過時間Ｔをカウントするための所定値であり、例えば図７に示す処理の処理周期を用いる。

一方、アクセルペダル反力制御指令値ＦＡが０以下の場合は、解放指令が出力されていないと判断してステップＳ６０３へ進む。ステップＳ６０３では、経過時間Ｔを０にリセットする。

このようにステップＳ６００で解放指令が出力されてからの経過時間Ｔを算出した後、ステップＳ７００へ進む。
ステップＳ７００では、ステップＳ５００で検出したアクセルペダル６２の操作量変化およびステップＳ６００で算出した経過時間Ｔを用いて、ステップＳ４００で算出したアクセルペダル反力制御指令値ＦＡの補正処理を行う。ここでの処理を図８のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ７０１では、ステップＳ５００で算出した操作量絶対値ΔＳに基づいて、アクセルペダル６２が踏み込み操作されているか否かを判定する。ΔＳ＞０であり、現在アクセルペダル６２が踏み込み操作されている場合、または踏み込み後に保持されている場合は、ステップＳ７０２へ進む。ステップＳ７０２では、反力制御指令値ＦＡを補正するための補正係数Ｋ１，Ｋ２を、それぞれ操作量絶対値ΔＳと経過時間Ｔに基づいて算出する。

図９に、アクセルペダル６２の操作量絶対値ΔＳと補正係数Ｋ１との関係を示す。図９に示すように、操作量絶対値ΔＳが０であり、アクセルペダル６２が戻し操作されている場合は、補正係数Ｋ１＝０とする。操作量絶対値ΔＳが大きくなるほど補正係数Ｋ１が大きくなり、操作量絶対値ΔＳが所定値Ｓ１以上となると補正係数Ｋ１＝１に固定する。

図１０に、アクセルペダル解放指令が出力されてからの経過時間Ｔと補正係数Ｋ２との関係を示す。図１０に示すように、解放指令が出力されてから時間Ｔ０が経過するまでは、補正係数Ｋ２＝１に設定する。その後、経過時間Ｔが長くなるほど補正係数Ｋ２が大きくなり、経過時間Ｔが所定時間Ｔ１以上となると補正係数Ｋ２＝Ｋ２ｍａｘに固定する。

つづくステップＳ７０３では、ステップＳ７０２で算出した補正係数Ｋ１，Ｋ２を用いて、アクセルペダル反力補正量ΔＦhoseiを算出する。反力補正量ΔＦhoseiは、予め適切に設定された基準値ＦＡ０を用いて、以下の(式６)から算出する。
ΔＦhosei＝Ｋ１・Ｋ２・ＦＡ０ ・・・(式６)

ステップＳ７０４では、ステップＳ７０３で算出した反力補正量ΔＦhoseiを用いて、アクセルペダル反力制御指令値ＦＡの補正値ＦＡhoseiを以下の(式７)から算出する。
ＦＡhosei＝ＦＡ+ΔＦhosei ・・・(式７)
(式７)に示すように、操作量絶対値ΔＳまたは経過時間Ｔが大きくなり、反力補正量ΔＦhoseiが大きくなるほど、リスクポテンシャルＲＰに基づく反力制御指令値ＦＡに対して補正値ＦＡhoseiが大きくなる。

一方、ステップＳ７０１が否定判定され、アクセルペダル６２の踏み込み操作が行われておらず、戻し操作されている場合は、ステップＳ７０５へ進む。ステップＳ７０５では、アクセルペダル反力補正量ΔＦhoseiを０に設定し、つづくステップＳ７０６で、ステップＳ４００で算出された反力制御指令値ＦＡを、補正値ＦＡhoseiとして設定する。

このようにステップＳ７００でアクセルペダル反力指令補正値ＦＡhoseiを算出した後、ステップＳ８００へ進む。ステップＳ８００では、ステップＳ７００で算出した反力指令補正値ＦＡhosei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指令値６０は、コントローラ５０からの指令値に応じてサーボモータ６１を制御し、アクセルペダル６２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。

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の作用を説明する。
図１１（ａ）〜（ｅ）に、アクセルペダル解放指令の出力経過時間Ｔ，ペダル操作量Ｓ、操作量絶対値ΔＳ，反力補正量ΔＦhosei、およびアクセルペダル反力の時間変化の一例を示す。なお、図１１（ｅ）に示すアクセルペダル反力は、アクセルペダル操作量Ｓに応じた通常の反力特性に反力指令補正値ＦＡhoseiを加えた後の、実際にアクセルペダル６２に発生する反力を示している。図１１（ａ）に示すようにアクセルペダル解放指令が継続的に出力されている状態を例として説明する。

図１１（ｂ）に示すように、操作量Ｓが一定でアクセルペダル６２が保持されている状態から時間ｔａで踏み込み操作が開始されると、図１１（ｃ）に示すように操作量絶対値ΔＳが増加し始める。これに伴って、図１１（ｄ）に示すように反力補正量ΔＦhoseiも増加し始める。時間ｔｂで操作量ΔＳが所定値Ｓ１以上となると、経過時間Ｔ＜Ｔ０であるので反力補正量ΔＦhoseiが固定される。踏み込んでからアクセルペダル６２が保持された後、時間ｔｃで操作量Ｓが減少し始めてアクセルペダル６２が戻し操作されると、操作量絶対値ΔＳと反力補正量ΔＦhoseiがともに０となる。

時間ｔｄで再び踏み込み操作が開始されると、操作量絶対値ΔＳの増加に伴って反力補正量ΔＦhoseiが増加する。時間ｔｅで操作量ΔＳが所定値Ｓ１以上となると、反力補正量ΔＦhoseiは固定される。このとき、アクセルペダル解放指令の出力経過時間Ｔ＞Ｔ１であるので、反力補正量ΔＦhoseiの値は、前回踏み込み操作が行われたときよりも大きな値に設定される。

図１１（ｅ）に示すように、アクセルペダル反力は反力補正量ΔＦhoseiの変化に応じて増減する。運転者はアクセルペダル６２の踏み込み操作を行い、反力変化に敏感な状態であるので、アクセルペダル反力の変化を一層容易に知覚することができる。また、アクセルペダル解放指令が出力されている状態が長くつづくほど反力補正量ΔＦhoseiが大きくなり、アクセルペダル反力の増加量も大きくなるので、運転者にリスクが高い状態が継続していることを認識させることができる。

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）車両用運転操作補助装置１は、自車両前方に存在する障害物に対するリスクポテンシャルＲＰに基づいてアクセルペダル６２に操作反力を発生し、リスクポテンシャルＲＰが高くなるとアクセルペダル６２を解放するように促す。ここで、コントローラ５０は、アクセルペダル６２の操作量Ｓに基づいて操作量変化を検出し、操作量変化が検出された場合のみ、アクセルペダル反力が増加するように補正を行う。とくにアクセルペダル操作を行っている場合、運転者はアクセルペダル６２に発生する反力の変化に敏感であるので、アクセルペダル反力を増加することによってリスクポテンシャルＲＰの伝達を効果的に行い、確実にアクセルペダル６２の解放を促すことができる。
（２）アクセル操作量変化検出部５４は、アクセルペダル６２の操作量変化として、アクセルペダル６２が所定量以上操作されることを検出する。具体的には、踏み込み操作が開始されてからの踏み込み量である操作量絶対値ΔＳが０よりも大きくなることを検出する。これにより、運転者がアクセルペダル６２の踏み込み操作を行っているかを確実に検出することができる。
（３）反力補正値算出部５５は、アクセルペダル反力制御を開始し、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６２に発生させ始めてからの経過時間Ｔを算出する。すなわちアクセルペダル解放指令が出力され始めてからの経過時間Ｔを算出する。そして、経過時間Ｔに基づいて反力補正量ΔＦhoseiを算出する。これにより、アクセルペダル解放指令が出力されている場合に、アクセルペダル６２を解放するように徐々に促すことができる。
（４）反力補正量ΔＦhoseiは、経過時間Ｔの増加に伴って幾何級数（等比級数）的に増加するように算出される。具体的には、図１０に示すように経過時間Ｔが長くなるほどアクセルペダル反力制御指令値ＦＡを補正するための補正係数Ｋ２が大きくなるように設定する。これにより、アクセルペダル解放指令が継続して出力されている場合に、アクセルペダル６２を解放するように確実に運転者を促すことができる。
（５）車両用運転操作補助装置１は、アクセルペダル６２が踏み込み操作されているときのみ、アクセルペダル反力の増加補正を行う。すなわち、アクセルペダル６２が踏み込み操作されていない場合は、アクセルペダル反力の増加補正を行わない。これにより、運転者がアクセルペダル６２の反力変化に敏感になっているときにリスクポテンシャルＲＰの伝達を効果的に行うことができるとともに、反力変化に対して敏感でない状態では増加補正を行わないので、効率的な補正を行うことができる。

《第２の実施の形態》
以下に、本発明の第２の実施の形態による車両用運転操作補助装置について説明する。第２の実施の形態による車両用運転操作補助装置の基本構成は、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。

第２の実施の形態においては、アクセルペダル解放指令が出力されてからの経過時間Ｔ、アクセルペダル操作量Ｓの変化速度ｄＳ、およびリスクポテンシャルＲＰを用いてアクセルペダル反力制御指令値ＦＡを補正する。

まず、図１２のフローチャートを用いてアクセルペダル操作量Ｓの変化を検出する。この処理は、図４に示したフローチャートのステップＳ５００で実行される。ステップＳ５１１では、アクセルペダルストロークセンサ７１で検出されるアクセルペダル操作量Ｓを読み込む。ステップＳ５１２では、ステップＳ５１１で読み込んだ操作量Ｓに基づいてアクセルペダル操作量Ｓの変化速度ｄＳを算出する。

つぎに、上述した第１の実施の形態と同様にステップＳ６００でアクセルペダル解放指令が出力されてからの経過時間Ｔを算出した後、ステップＳ７００に進み、アクセルペダル反力補正処理を行う。ここでの処理を、図１３のフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ７１１で、アクセルペダル変化速度ｄＳが０よりも大きいか否かを判定する。ｄＳ＞０で、現在アクセルペダル６２の踏み込み操作が行われている場合は、ステップＳ７１２へ進む。ステップＳ７１２では、アクセルペダル反力制御指令値ＦＡを補正するための補正係数Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４を算出する。補正係数Ｋ２は、上述した図１０に従って解放指令の出力経過時間Ｔに基づいて算出する。補正係数Ｋ３，Ｋ４は、それぞれアクセルペダル変化速度ｄＳとリスクポテンシャルＲＰに基づいて算出する。

図１４に、アクセルペダル変化速度ｄＳと補正係数Ｋ３との関係を示す。図１４に示すように変化速度ｄＳが０以下の場合は補正係数Ｋ３＝０とする。変化速度ｄＳが０から大きくなり、アクセルペダル６２の踏み込み速度ｄＳが速くなるほど、補正係数Ｋ３が徐々に大きくなる。踏み込み速度ｄＳが所定値Ｓ２以上となると補正係数Ｋ３を１に固定する。

図１５に、リスクポテンシャルＲＰと補正係数Ｋ４との関係を示す。リスクポテンシャルＲＰ＝０の場合は補正係数Ｋ４＝Ｋ４ｍｉｎとして、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど補正係数Ｋ４が大きくなる。リスクポテンシャルＲＰが最大値ＲＰｍａｘ以上となると、補正係数Ｋ４＝Ｋ４ｍａｘに固定する。

ステップＳ７１３では、ステップＳ７１２で算出した補正係数Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４を用いて、以下の(式８)から反力補正量ΔＦhoseiを算出する。
ΔＦhosei＝Ｋ２・Ｋ３・Ｋ４・ＦＡ０ ・・・(式８)
つづくステップＳ７１４では、ステップＳ７１３で算出した反力補正量ΔＦhoseiを用いて、以下の(式９)に示すようにアクセルペダル反力制御指令値ＦＡの補正値ＦＡhoseiを算出する。
ＦＡhosei＝ＦＡ+ΔＦhosei ・・・(式９)

一方、ステップＳ７１１が否定判定され、アクセルペダル６２が戻し操作あるいは保持されている場合は、ステップＳ７１５へ進む。ステップＳ７１５では反力補正量ΔＦhosei＝０に設定し、つづくステップＳ７１６では、ステップＳ４００で算出された反力制御指令値ＦＡを、補正値ＦＡhoseiとして設定する。

このようにステップＳ７００で算出したアクセルペダル反力指令補正値ＦＡhoseiを、ステップＳ８００でアクセルペダル反力制御装置６０へ出力する。

以下に、第２の実施の形態による車両用運転操作補助装置の作用を説明する。
図１６（ａ）〜（ｆ）に、アクセルペダル解放指令の出力経過時間Ｔ，リスクポテンシャルＲＰ、ペダル操作量Ｓ、アクセルペダル変化速度ｄＳ，反力補正量ΔＦhosei、およびアクセルペダル反力の時間変化の一例を示す。なお、図１６（ｆ）に示すアクセルペダル反力は、アクセルペダル操作量Ｓに応じた通常の反力特性に反力指令補正値ＦＡhoseiを加えた後の、実際にアクセルペダル６２に発生する反力を示している。図１６（ａ）に示すようにアクセルペダル解放指令が継続的に出力されている状態を例として説明する。

図１６（ｄ）に示すように、時間ｔｆでアクセルペダル変化速度ｄＳが０を超えてアクセルペダル６２の踏み込み操作が開始されると、図１６（ｅ）に示すように反力補正量ΔＦhoseiも増加し始める。変化速度ｄＳが所定値Ｓ２以上となると、経過時間Ｔ＜Ｔ０であるので変化速度ｄＳに対しては反力補正量ΔＦhoseiが固定される。変化速度ｄＳが所定値Ｓ２よりも小さくなると反力補正量ΔＦhoseiも減少し、変化速度ｄＳが０以下になりアクセルペダル６２が保持または戻し操作される状態に移行すると、反力補正量ΔＦhoseiは０となる。

時間ｔｇで再びアクセルペダル６２の踏み込み操作が開始されると反力補正量ΔＦhoseiも増加し、変化速度ｄＳが所定値Ｓ２以上となると、経過時間Ｔ＜Ｔ０であるので変化速度ｄＳに対しては反力補正量ΔＦhoseiが固定される。このとき、前回アクセルペダル６２が踏み込み操作されたときに比べてリスクポテンシャルＲＰが増加しているので、反力補正量ΔＦhoseの値は、時間ｔｆからの踏み込み操作に応じた前回値よりも大きな値に設定される。

その後、時間ｔｈでアクセルペダル６２の踏み込み操作が開始されると、経過時間Ｔ＞Ｔ１であるので変化速度ｄＳが所定値Ｓ２以上となってからの反力補正量ΔＦhoseiは、経過時間Ｔ＜Ｔ０のときよりも大きな値に設定される。時間ｔｉで再びアクセルペダル６２の踏み込み操作が開始されると、前回踏み込み操作されたときに比べてリスクポテンシャルＲＰが増加しているので、変化速度ｄＳが所定値Ｓ２以上となってからの反力補正量ΔＦhoseiの値は、時間ｔｈからの踏み込み操作に応じた前回値よりも大きな値に設定される。

図１６（ｆ）に示すように、アクセルペダル反力は、反力補正量ΔＦhoseiの変化に応じて増減する。運転者はアクセルペダル６２の踏み込み操作を行い、反力変化に敏感な状態であるので、アクセルペダル反力の変化を一層容易に知覚することができる。また、アクセルペダル解放指令が出力されている状態が長くつづくほど、反力補正量ΔＦhoseiが大きくなりアクセルペダル反力の増加量も大きくなるので、運転者にリスクが高い状態が継続していることを認識させることができる。さらに、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど反力補正量ΔＦhoseiが大きくなるので、運転者にリスクが高まっていることを認識させることができる。

このように、アクセルペダル６２の踏み込み操作が行われている場合のみ、解放指令の出力経過時間ＴおよびリスクポテンシャルＲＰに基づく補正を行うので、アクセルペダル反力によるリスクポテンシャルＲＰの伝達を一層効果的に行うことができる。

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）アクセル操作量変化検出部５４は、アクセルペダル６２の操作量変化として、アクセルペダル６２の変化速度ｄＳが所定値以上であることを検出する。具体的には、変化速度ｄＳが０よりも大きいか否かを判定する。これにより、アクセルペダル６２の踏み込み操作が行われているかを確実に検出することができる。
（２）反力補正値算出部５５は、リスクポテンシャルＲＰに基づいて反力補正量ΔＦhoseiを算出する。具体的には、図１５に示すように、反力制御指令値ＦＡを補正するための補正係数Ｋ４を、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど大きくなるように設定する。運転者がアクセルペダル６２の反力変化に敏感な状態で、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほどアクセルペダル反力が大きくなるように補正されるので、自車両周囲のリスクが増大していることを運転者に確実に知らせることができる。

以上説明した第１及び第２の実施の形態においては、図１０に示すように経過時間Ｔに基づいて補正係数Ｋ２を算出し、アクセルペダル解放指令が出力されてからの経過時間Ｔが長くなるほど反力補正量ΔＦhoseiが大きくなるように算出した。ただし、これには限定されず、アクセルペダル解放指令が出力されている間は補正係数Ｋ２を１に設定し、操作量絶対値ΔＳやリスクポテンシャルＲＰに応じて反力補正量ΔＦhoseiを算出することも可能である。

また、第２の実施の形態では、経過時間Ｔ、アクセルペダル変化速度ｄＳ、およびリスクポテンシャルＲＰに基づいて反力補正量ΔＦhoseiを算出した。ただし、これには限定されず、アクセルペダル変化速度ｄＳの代わりに操作量絶対値ΔＳを用いることもできる。

上述した第１及び第２の実施の形態では、操作量絶対値ΔＳが０よりも大きい場合、またアクセルペダル変化速度ｄＳが０よりも大きい場合に、それぞれアクセルペダル６２が踏み込み操作されていると判断した。そして、アクセルペダル６２の踏み込み操作が行われているか否かでアクセルペダル反力の増加補正を行うか否かを決定した。そこで、アクセルペダル６２を保持している場合や操作量Ｓが若干不安定な状態での増加補正のハンチングを防止するために、操作量絶対値ΔＳまたは変化速度ｄＳが、０よりも大きい所定値以上の場合にアクセルペダル６２が踏み込み操作されていると判断することも可能である。この場合の所定値は、上述したようなハンチング等を防止するための値を予め適切に設定する。

上述した第１および第２の実施の形態においては、自車両と先行車との車間時間ＴＨＷおよび余裕時間ＴＴＣに基づいて、上述した（式３）からリスクポテンシャルＲＰを算出した。しかし、これには限定されず、例えば余裕時間ＴＴＣの逆数をリスクポテンシャルＲＰを算出することもできる。

上述した第１および第２の実施の形態においては、図５に示す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ＦＡを設定した。ただし、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど反力制御指令値ＦＡが大きくなるように設定すれば、図５のマップ以外のマップに従って反力制御指令値ＦＡを算出することもできる。

以上説明した第１および第２の実施の形態においては、レーザレーダ１０と車速センサ２０が障害物検出手段として機能し、リスクポテンシャル算出部５２がリスクポテンシャル算出手段として機能し、アクセルペダル反力算出部５３がアクセルペダル反力算出手段として機能し、アクセルペダル反力制御装置６０がアクセルペダル反力発生手段として機能し、アクセルペダルストロークセンサ７１がアクセルペダル操作量検出手段として機能し、アクセル操作量変化検出部５４がアクセルペダル操作量変化検出手段およびアクセルペダル操作速度算出手段として機能し、反力補正部算出部５５とアクセルペダル反力補正部５６がアクセルペダル反力補正手段として機能した。また、反力補正算出部５５は、経過時間算出手段としても機能した。ただし、これらには限定されず、障害物検出手段として、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や自車両の前方領域を撮像するカメラを用いることもできる。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記の実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係になんら限定も拘束もされない。

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。 第１の実施の形態の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。 第１の実施の形態による車両用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。 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。 アクセル操作量変化検出処理の処理手順を示すフローチャート。 解放指令出力からの経過時間算出処理の処理手順を示すフローチャート。 アクセルペダル反力補正処理の処理手順を示すフローチャート。 アクセルペダル操作量絶対値と補正係数との関係を示す図。 解放指令出力経過時間と補正係数との関係を示す図。 （ａ）〜（ｅ）解放指令出力経過時間、ペダル操作量、操作量絶対値、反力補正量、およびアクセルペダル反力の時間変化の一例を示す図。 第２の実施の形態におけるアクセル操作量変化検出処理の処理手順を示すフローチャート。 アクセルペダル反力補正処理の処理手順を示すフローチャート。 アクセルペダル変化速度と補正係数との関係を示す図。 リスクポテンシャルと補正係数との関係を示す図。 （ａ）〜（ｆ）解放指令出力経過時間、リスクポテンシャル、ペダル操作量、ペダル変化速度、反力補正量、およびアクセルペダル反力の時間変化の一例を示す図。

符号の説明

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
７１：アクセルペダルストロークセンサ

Claims (13)

1. 自車両の前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、
   前記障害物検出手段による検出結果に基づいて、前記自車両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基づいて、アクセルペダルに発生させる操作反力を算出するアクセルペダル反力算出手段と、
   前記アクセルペダル反力算出手段で算出された前記操作反力を前記アクセルペダルに発生させるアクセルペダル反力発生手段と、
   前記アクセルペダルの操作を検出するアクセルペダル操作検出手段と、
   前記アクセルペダル操作変化検出手段によって前記アクセルペダル操作が検出された場合のみ、前記アクセルペダル反力算出手段によって算出される前記操作反力が増加するように補正するアクセルペダル反力補正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. 自車両の前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、
   前記障害物検出手段による検出結果に基づいて、前記自車両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基づいて、アクセルペダルに発生させる操作反力を算出するアクセルペダル反力算出手段と、
   前記アクセルペダル反力算出手段で算出された前記操作反力を前記アクセルペダルに発生させるアクセルペダル反力発生手段と、
   前記アクセルペダルの操作量を検出するアクセルペダル操作量検出手段と、
   前記アクセルペダル操作量検出手段によって検出されるアクセルペダル操作量に基づいて、前記アクセルペダルの操作量変化を検出するアクセルペダル操作量変化検出手段と、
   前記アクセルペダル操作量変化検出手段によって前記操作量変化が検出された場合のみ、前記アクセルペダル反力算出手段によって算出される前記操作反力が増加するように補正するアクセルペダル反力補正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。
3. 請求項２に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記アクセルペダル操作量変化検出手段は、前記操作量変化として、前記アクセルペダルが所定量以上操作されること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２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操作量に基づいて、前記アクセルペダルの操作速度を算出するアクセルペダル操作速度算出手段をさらに有し、
   前記アクセルペダル操作量変化検出手段は、前記操作量変化として、前記アクセルペダルの前記操作速度が所定値以上であること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２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、
   前記アクセルペダルに前記リスクポテンシャルに応じた前記操作反力を発生させ始めてからの経過時間を算出する経過時間算出手段をさらに有し、
   前記アクセルペダル反力補正手段は、前記経過時間算出手段によって算出される前記経過時間に基づいて、前記操作反力の補正量を算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５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反力補正手段は、前記経過時間の増加に伴って幾何級数的に増加するように前記補正量を算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２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、
   前記アクセルペダル反力補正手段は、前記操作反力の補正量を、前記リスクポテンシャルが大きくなるほど大きくなるように算出することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
8. 自車両周囲の障害物状況に基づいて自車両のリスクポテンシャルを算出し、前記リスクポテンシャルに応じてアクセルペダルに発生する操作反力を制御する車両用運転操作補助装置において、
   前記アクセルペダルが踏み込み操作されているときのみ、前記リスクポテンシャルに応じた前記操作反力を増加補正することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
9. 自車両周囲の障害物状況に基づいて自車両のリスクポテンシャルを算出し、前記リスクポテンシャルに応じてアクセルペダルに発生する操作反力を制御する車両用運転操作補助装置において、
   前記アクセルペダルが踏み込み操作されていないときは、前記リスクポテンシャルに応じた前記操作反力を増加補正しないことを特徴とする車両用運転操作補助装置。
10. 自車両の前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、
    前記障害物検出手段による検出結果に基づいて、前記自車両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基づいて、アクセルペダルに発生させる操作反力を算出するアクセルペダル反力算出手段と、
    前記アクセルペダル反力算出手段で算出された前記操作反力を前記アクセルペダルに発生させるアクセルペダル反力発生手段と、
    前記アクセルペダルの操作量を検出するアクセルペダル操作量検出手段と、
    前記操作量検出手段によって検出されるアクセルペダル操作量に基づいて、前記アクセルペダルの操作量変化を検出するアクセルペダル操作量変化検出手段と、
    前記アクセルペダル操作量変化検出手段によって前記操作量変化が検出された場合のみ、前記アクセルペダル反力算出手段によって算出される前記操作反力が増加するように補正するアクセルペダル反力補正手段とを有する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。
11. 自車両周囲の障害物状況に基づいて自車両のリスクポテンシャルを算出し、前記リスクポテンシャルに応じてアクセルペダルに発生する操作反力を制御し、前記アクセルペダルが踏み込み操作されているときのみ、前記リスクポテンシャルに応じた前記操作反力を増加補正する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。
12. 自車両周囲の障害物状況に基づいて自車両のリスクポテンシャルを算出し、前記リスクポテンシャルに応じてアクセルペダルに発生する操作反力を制御し、前記アクセルペダルが踏み込み操作されていないときは、前記リスクポテンシャルに応じた前記操作反力を増加補正しない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。
13. 障害物検出手段で自車両の前方に存在する障害物を検出し、
    リスクポテンシャル算出手段で前記障害物検出手段による検出結果に基づいて前記自車両のリスクポテンシャルを算出し、
    アクセルペダル反力算出手段で、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基づいてアクセルペダルに発生させる操作反力を算出し、
    アクセルペダル反力発生手段で、前記アクセルペダル反力算出手段で算出された前記操作反力を前記アクセルペダルに発生させ、
    アクセルペダル操作検出手段で前記アクセルペダルの操作を検出し、
    アクセルペダル反力補正手段により、前記アクセルペダル操作が検出された場合のみ、前記アクセルペダル反力算出手段によって算出される前記操作反力が増加することを特徴とする車両用運転操作補助装置の制御方法。

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