JP2006264635A - 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】
さまざまな走行状況において適切なリスク情報を伝達する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、コントローラにおいて自車両の過去の車線内横位置および道路曲率に基づいて運転者の主観的なレーン中心位置を算出し、主観的レーン中心位置と隣接車両の有無に基づいて基準位置を設定する。コントローラは設定した基準位置に従って自車両の左右方向に関するリスクポテンシャルを算出し、シートの左右サイド部からの押圧力として左右方向のリスクポテンシャルを運転者に伝達する。
【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、自車両の近くに障害物が検出された場合にシート内に設けられた振動体を駆動して乗員に報知している（例えば特許文献１参照）。この装置は、自車両の後方または後側方の他車両が所定の警報距離よりも接近すると振動体を駆動する。

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２０００−２２５８７７号公報 特開２００３−２１１９９９号公報

上述した従来の装置では、障害物が所定の警報距離よりも接近すると運転者に報知しているが、障害物の接近状態から運転者が感じるリスクは、自車両の走行状況や運転者の運転特性から影響を受ける。すなわち、このような車両用運転操作補助装置にあっては、自車両の走行状況や運転者特性を考慮してさまざまな走行状況において適切なリスク情報を伝達する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、車線に対する自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、自車両の走行環境、運転者の運転特性および運転意図の少なくとも一つに基づく基準位置と、走行状態検出手段によって検出される走行状態との偏差に基づいて、車線に対する自車両のリスクを表すリスクポテンシャルを算出する処理手段と、処理手段で算出されたリスクポテンシャルを触覚情報として運転者に伝達する触覚情報伝達手段とを備える。
本発明による車両用運転操作補助方法は、車線に対する自車両の走行状態を検出し、自車両の走行環境、運転者の運転特性および運転意図の少なくとも一つに基づく基準位置と、走行状態との偏差に基づいて、車線に対する自車両のリスクを表すリスクポテンシャルを算出し、リスクポテンシャルを触覚情報として運転者に伝達する。
本発明による車両は、車線に対する自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、自車両の走行環境、運転者の運転特性および運転意図の少なくとも一つに基づく基準位置と、走行状態検出手段によって検出される走行状態との偏差に基づいて、車線に対する自車両のリスクを表すリスクポテンシャルを算出する処理手段と、処理手段で算出されたリスクポテンシャルを触覚情報として運転者に伝達する触覚情報伝達手段とを備える車両用運転操作補助装置を備える。

本発明によれば自車両の走行環境、運転者の運転特性および運転意図の少なくとも一つに基づく基準位置と自車両の走行状態との変化に基づいて、車線に対する自車両のリスクを表すリスクポテンシャルを算出するので、運転者の車両感覚に対応したリスクポテンシャルを算出して運転者に伝達することができる。

《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。車速センサ１０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。

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による検知領域は車両の前後方向中心線に対して水平方向に±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。

側方カメラ３０は自車両の左右サイドミラーにそれぞれ取り付けられており、前方カメラ２０と同等の性能で自車両の左右側方領域の状況を画像として検出する。側方カメラ３０で撮像された画像はコントローラ５０へ出力される。

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、自車両の走行状況に基づいて車線に対する自車両のリスク度合、すなわち自車両の左右方向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を触覚を介して運転者に伝達する。具体的には、リスクポテンシャルを触覚刺激情報として運転席（シート）を通して運転者に伝達する。

コントローラ５０は、例えばＣＰＵのソフトウェア形態により、走行状態認識部５１、主観的レーン中心算出部５２、隣接車線状況検出部５３、基準位置算出部５４、伝達情報算出部５５およびシート制御量算出部５６を構成する。

走行状態認識部５１は、前方カメラ２０で検出された自車両前方の画像信号に所定の画像処理を施し、自車両が走行する車線のレーンマーカ（車線識別線）を認識する。さらに、認識したレーンマーカの情報から、自車線に対する自車両の横方向位置(車線内横位置)ｘ、自車角度θおよび道路曲率ρを検出する。

主観的レーン中心算出部５２は、自車両の過去の車線内横位置ｘおよび道路曲率ρに基づいて、主観的レーン中心位置を算出する。自車両が走行する際の自車両と車線との相対位置関係は、自車両の走行環境や運転意図、さらに運転者個人の特性により変化する。すなわち、走行状況や運転者特性によっては車線中央を走行せずに自車両中心がレーン中心から逸脱した状態で走行する。主観的レーン中心算出部５２は、実際のレーン中心とは別に、走行の基準となっている自車両の左右方向中心位置を運転者の主観的なレーン中心位置として算出する。

隣接車線状況検出部５３は、側方カメラ３０で検出された自車両の左右方向領域の画像信号に所定の画像処理を施し、自車両の左右隣接車線上に存在する他車両を検出する。基準位置算出部５４は、主観的レーン中心算出部５２で算出された主観的レーン中心位置と隣接車線状況検出部５３の検出結果に基づいて、自車両の左右方向のリスクポテンシャルを算出する際の基準とする基準位置ｘ０を算出する。

伝達情報算出部５５は、走行状態認識部５１で認識した自車両の走行状況および基準位置算出部５４で算出した基準位置ｘ０に基づいて、運転者に伝達する情報であるリスクポテンシャルＲＰを算出する。シート制御量算出部５６は、伝達情報算出部５５で算出したリスクポテンシャルＲＰを触覚情報として運転者に伝えるためのシート制御量を算出する。コントローラ５０は、算出したシート制御量信号をシート押圧力調整機構７０へ出力する。

シート押圧力調整構７０は、コントローラ５０からの指令に応じて、レーンマーカに対するリスクポテンシャルＲＰを触覚刺激情報として運転者に伝達するために、シートの形状を変更する。図３（ａ）（ｂ）に、車両用運転操作補助装置１を備えた車両に搭載され、シート押圧力調整機構７０によってその形状が制御される運転者用シート７１の構成を示す。

図３（ａ）（ｂ）に示すように、シート７１は、クッション部７２，シートバック部７３，およびヘッドレスト７４から構成される。シートバック部７３は、シートバックフレーム７３ａと、左右のサイドフレーム７３ｂ、７３ｃとを備え、これらのフレーム７３ａ〜７３ｃをウレタンパッド７５でカバーしている。シートバックフレーム７３ａには、ウレタンパッド７５を支持するスプリング７３ｄが取り付けられている。

シート押圧力調整機構７０は、左右シートサイドアクチュエータとしてシートバック部７３の左右サブフレーム７３ｂ、７３ｃをそれぞれ回動するモータユニット７３ｅ、７３ｆを備えている。シートバック部７３に取り付けられたモータユニット７３ｅ、７３ｆの回転トルクは、トルクケーブル７３ｇ、７３ｈを介してそれぞれサブフレーム７３ｂ、７３ｃに伝えられ、左右サブフレーム７３ｂ、７３ｃをシートバックフレーム７３ａの左右端を中心としてそれぞれ回転させる。

シート押圧力調整機構７０は、コントローラ５０からの指令に応じてモータユニット７３ｅ、７３ｆを制御してシートバック部７３の左右サイド部７３ｉ、７３ｊをそれぞれ回動させる。すなわち、シートバック部７３の左右サイド部７３ｉ、７３ｊは運転者に押しつけられ、または運転者から離れるように回動し、運転者の脇腹を押す押圧力を発生することにより、レーンマーカに対するリスクポテンシャルＲＰを運転者に伝達する。

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の動作を図４を用いて詳細に説明する。図４は、第１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Ｓ１０１では、自車両の走行状態を検出する。具体的には、前方カメラ２０によって検出される自車両前方領域の画像信号に画像処理を施し、自車線のレーンマーカを認識する。そして、認識したレーンマーカから、自車両の車線内横位置ｘ、レーンに対する自車両の角度θ、および道路曲率ρを算出するとともに、自車線に隣接する隣接車線が存在するかを検出する。さらに、車速センサ１０で検出される自車速Ｖを検出する。

車線内横位置ｘはレーン中心から自車両中心までの横方向距離であり、図５に示すように、自車線のレーン中心を０、右側のレーンマーカ位置を+１、左側のレーンマーカ位置を-１とするように正規化される。自車角度θは、レーン中心に対して自車両の前後方向中心線が右方向を向いている場合に正の値で表す。道路曲率ρは右コーナの場合に正の値で表し、直線路の場合、道路曲率ρ＝０である。

ステップＳ１０２では、隣接車線上に存在する他車両を検出する。具体的には、側方カメラ３０によって検出される自車両の左右側方領域の画像信号にそれぞれ画像処理を施し、図６に示すように右隣接車線の所定領域内および左隣接車線の所定領域内に他車両が存在するかを検出する。他車両を検出する他車両検出エリアは、図６に示すように左右隣接車線上に、自車両の所定距離前方から所定距離後方までの範囲Ｒｒ，Ｒｌとして設定される。これらの他車両検出エリアＲｒ，Ｒｌ内に他車両が存在する場合は、隣接車線のリスクが高いと判断する。なお、隣接車線が存在しない場合は他車両の検出も行わない。

ステップＳ１０３では、ステップＳ１０１で検出した自車両の走行状態に基づいて運転者の主観的レーン中心位置を算出する。主観的レーン中心位置は、自車線内を走行するときに、運転者が走行の基準としていると推定される車線内の横位置であるといえる。まず、自車両の現在の車線内横位置ｘと、前回周期以前に検出されてコントローラ５０のメモリに記憶されている過去の所定期間の車線内横位置ｘのデータとを用いて、現在から過去の所定期間における車線内横位置ｘの平均値x_s1を算出する。

自車両がコーナを通過する場合には、運転者は一般的にコーナ内側のレーンマーカを意識した運転操作を行うので、主観的レーン中心位置をコーナ内側にずらすようにする。そこで、道路曲率ρおよび自車速Ｖに基づいて主観的レーン中心位置の移動量dx_s1を以下の（式１）から算出する。
dx_s1＝ｋ１・ρ・Ｖ ・・・（式１）
（式１）においてｋ１は予め適切に設定された係数である。道路曲率ρ＝０で自車線が直線の場合は移動量dx_s1＝０となる。

車線内横位置平均値x_s1と移動量dx_s1とから、以下の（式２）を用いて主観的レーン中心位置x_s2を算出する。
x_s2＝x_s1+dx_s1 ・・・（式２）
車線内横位置平均値x_s1に道路曲率ρに基づく移動量dx_s1を付加することにより、コーナ走行時にコーナ外側への逸脱のリスクが高まることも考慮して主観的レーン中心位置x_s2を算出することができる。

つづくステップＳ１０４では、リスクポテンシャルＲＰを算出する際の基準となる基準位置ｘ０を主観的レーン中心位置x_s2から算出する。
（ａ）主観的レーン中心位置x_s2が自車線の右側領域（x_s2≧０）の場合
右隣接車線上の検出エリアＲｒに他車両が存在する場合は基準位置ｘ０＝０とし、それ以外の場合はｘ０＝x_s2とする。
（ｂ）主観的レーン中心位置x_s2が自車線の左側領域（x_s2＜０）の場合
左隣接車線上の検出エリアＲｌに他車両が存在する場合は基準位置ｘ０＝０とし、それ以外の場合はｘ０＝x_s2とする。

このように、隣接車線上に他車両が存在しない場合は主観的レーン中心位置x_s2を基準位置ｘ０として設定し、隣接車線上に他車両が存在する場合は、その存在方向へは基準位置ｘ０を移動させないようにする。基準位置ｘ０を移動する場合は、所定の変化率リミッタにより基準位置ｘ０を前回値から徐々に変化させる。

ステップＳ１０５では、ステップＳ１０１で検出した自車両の走行状態およびステップＳ１０４で算出した基準位置ｘ０とを用いて、以下の（式３）から自車両の左右方向のリスクポテンシャルＲＰを算出する。
ＲＰ＝ｋ２・（ｘ−ｘ０）+ｋ３・sinθ ・・・（式３）
（式３）においてｋ２、ｋ３はそれぞれ予め適切に設定された係数である。

（式３）に示すようにリスクポテンシャルＲＰは基準位置ｘ０からの自車両の左右方向の変位と車線に対する自車両の角度θとから算出される。すなわち、基準位置ｘ０に対する自車両の横方向位置の偏差と自車角度θの重み付け和として算出される。基準位置ｘ０からの変位が大きくなるほど、また車線に対する自車角度θが大きくなるほどリスクポテンシャルＲＰが大きくなる。リスクポテンシャルＲＰは自車両がレーン境界への接近、および自車線からの逸脱のリスクを表しており、運転者に伝達する情報量に相当する。ＲＰ≧０の場合は右方向への逸脱のリスクがあり、ＲＰ＜０の場合は左方向への逸脱のリスクがあることを表している。

ステップＳ１０６では、自車線からの逸脱のリスクに応じた押圧力を発生させるために、リスクポテンシャルＲＰに基づいてシート７１の制御量を算出する。ここでは、シートバック部７３の右サイド部７３ｉの制御量ｙ＿Ｒと、左サイド部７３ｊの制御量ｙ＿ＬをリスクポテンシャルＲＰに応じて以下の（式４）または（式５）から算出する。

（Ａ）右方向への逸脱リスクがある場合（ＲＰ≧０）
ｙ＿Ｒ＝ｋ４・ＲＰ
ｙ＿Ｌ＝０ ・・・（式４）
（Ｂ）左方向への逸脱リスクがある場合（ＲＰ＜０）
ｙ＿Ｒ＝０
ｒ＿Ｌ＝-ｋ４・ＲＰ ・・・（式５）
（式４）（式５）においてｋ４は、リスクポテンシャルをシート７１からの押圧力に相当する制御量に変換するように予め適切に設定された係数である。

続くステップＳ１０７では、ステップＳ１０６で算出した左右サイド部７３ｉ，７３ｊの制御量ｙ＿Ｒ，ｙ＿Ｌをシート押圧力調整機構７０へ出力する。シート押圧力調整機構７０は、コントローラ５０からの信号に応じてシート７１の左右サイド部７３ｉ，７３ｊを回動し、運転者に押圧力を与える。これにより、リスクポテンシャルＲＰが触覚刺激として運転者に伝達される。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。
例えば図７（ａ）に示すように、隣接車両が存在しない状態で主観的レーン中心位置x_s2が自車線の実際のレーン中心よりも右側の領域にあるとすると、主観的レーン中心位置x_s2が基準位置ｘ０として設定される。この場合、基準位置ｘ０からの自車両の偏差と自車角度θの重み付け和がリスクポテンシャルＲＰとして算出されて運転者に伝達される。

具体的には、自車角度θが一定であるとすると、図７（ｂ）に示すように自車両が基準位置ｘ０から右方向にずれるほど、実線で示すようにシートバック部７３の右サイド部７３ｉからの押圧力が大きくなる。このとき、左サイド部７３ｊから押圧力は発生しない。一方、自車両が基準位置ｘ０から左方向にずれるほど、破線で示すようにシートバック部７３の左サイド部ｊからの押圧力が大きくなる。このとき、右サイド部７３ｉから押圧力は発生しない。

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のコントローラ５０は、自車両の走行環境、運転者の運転特性および運転意図の少なくとも一つに基づく基準位置と、車線に対する自車両の走行状態との偏差に基づいて、車線に対する自車両のリスクを表すリスクポテンシャルＲＰを算出する。算出されたリスクポテンシャルＲＰは、触覚情報として運転者に伝達される。このように、走行環境、運転特性および運転意図の少なくとも一つに基づく基準位置を用いることにより、運転者の車両感覚に対応したリスクポテンシャルＲＰを算出して適切な情報伝達を行うことができる。運転者の車両感覚にあった情報が伝達されるので、運転者に対して違和感のない自然な運転支援効果を発揮することが可能となる。
（２）コントローラ５０は、自車両の走行環境、運転者の運転特性および運転意図の少なくとも一つに基づいて、リスクポテンシャルＲＰを算出するための基準とする基準位置ｘ０を算出する基準位置算出部５４と、リスクポテンシャルＲＰを算出する手段である伝達情報算出部５５とを備えている。算出されたリスクポテンシャルＲＰは、シート７１の左右端部、たとえばシートバック部７３の左右サイド部７３ｉ，７３ｊからの押圧力として運転者に伝えられる。運転者が常に接触しているシート７１からの押圧力を介してリスクポテンシャルＲＰを伝えることにより、安定した情報提供を行うことができる。また、シート７１の左右端部からそれぞれ押圧力を伝えることにより、自車両が車線に対して左右どちらに偏って走行しているかを運転者に直感的に認識させ、適切な運転操作を促すことが可能となる。
（３）基準位置算出部５４は、運転者の運転特性である自車両の車線内の走行履歴に基づいて基準位置ｘ０を算出する。具体的には、走行状態認識部５１で認識され、記憶された自車両の過去の所定期間の車線内横位置ｘを用いて基準位置ｘ０を算出する。例えば自車両が車線内で右に偏って継続的に走行している場合は、レーン中心よりも右寄りを基準位置ｘ０として設定する。これにより、運転者の車両感覚に対応した基準位置ｘ０を算出することができる。
（４）車両用運転操作補助装置１は、自車両の走行環境である自車両が走行する道路の道路曲率ρを検出し、基準位置算出部５４において道路曲率ρが大きいほど基準位置ｘ０をカーブ内側に移動させる。運転者はカーブ走行時にカーブ内側のレーンマーカを意識して運転操作を行うので、道路曲率ρに応じて基準位置ｘ０をシフトすることにより、運転者の運転感覚にあった基準位置ｘ０を算出することができる。
（５）基準位置算出部５４は、自車速Ｖが速いほど基準位置ｘ０をさらにカーブ内側に移動する。カーブ走行時には自車速Ｖが速いほどカーブ外側への逸脱のリスクが高まるので、基準位置ｘ０をカーブ内側にシフトすることにより、逸脱のリスクを低減するような情報伝達を行うことが可能となる。
（６）隣接車線状況検出部５３は、隣接車線上に存在する障害物を検出して自車両に対する隣接車線のリスクを判断する。基準位置算出部５４は、隣接車線状況検出部５３によって右側隣接車線のリスクが高いと判断され、かつ走行履歴に基づく基準位置x_s1が自車線のレーン中心よりも右側に設定された場合、または左側隣接車線のリスクが高いと判断され、かつ走行履歴に基づく基準位置x_s1が自車線のレーン中心よりも左側に設定された場合は、自車線のレーン中心を基準位置ｘ０として再設定する。図６に示すように自車両の側方に設定される他車両検出エリアＲｒ，Ｒｌに他車両が存在し、隣接車線のリスクが高いと判断される場合は自車線のレーン中心を基準位置ｘ０として設定するので、隣接車線のリスクも考慮した情報伝達を行って適切な運転操作を促すことができる。
（７）車両用運転操作補助装置１は、走行状態として自車両の車線内横位置ｘと車線に対する自車角度θとを検出し、基準位置ｘ０に対する車線内横位置ｘの偏差と、自車角度θの重み付け和として上述した（式３）からリスクポテンシャルＲＰを算出する。これにより、車線に対するリスクを、運転者の車両感覚を考慮して的確に算出することができる。シート７１の左右サイド部７３ｉ，７３ｊからは、図７（ｂ）に示すように車線内横位置ｘが基準位置ｘ０から離れるほど大きくなる押圧力が発生し、レーン境界への接近および車線からの逸脱のリスクを運転者に知らせることができる。

なお、上述した図４のフローチャートのステップＳ１０４の処理において、他車両検出エリアＲｒ，Ｒｌでの隣接車両の出現頻度が高い場合、すなわち、隣接車線のリスクが頻繁に高まる場合は、基準位置ｘ０のオフセットを禁止することも可能である。

《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の実施の形態は、リスクポテンシャルＲＰ、すなわち伝達情報の算出方法のみが第１の実施の形態と異なっている。以下に、リスクポテンシャルＲＰの算出方法を説明する。
（ａ）基準位置ｘ０が自車線の右側領域の場合（ｘ０≧０）
（ａ−１）車線内横位置ｘがｘ＜０のとき
ＲＰ＝ｋ２・ｘ+ｋ３・sinθ ・・・（式６）
（ａ−２）車線内横位置ｘが０≦ｘ＜ｘ０のとき
ＲＰ＝ｋ３・sinθ ・・・（式７）
（ａ−３）車線内横位置ｘがｘ≧ｘ０のとき
ＲＰ＝ｋ２/（１−ｘ０）・（ｘ−ｘ０）+ｋ３・sinθ ・・・（式８）

（ｂ）基準位置ｘ０が自車線の左側領域の場合（ｘ０＜０）
（ｂ−１）車線内横位置ｘがｘ≧０のとき
ＲＰ＝ｋ２・ｘ+ｋ３・sinθ ・・・（式９）
（ｂ−２）車線内横位置ｘがｘ０≦ｘ＜０のとき
ＲＰ＝ｋ３・sinθ ・・・（式１０）
（ｂ−３）車線内横位置ｘがｘ＜ｘ０のとき
ＲＰ＝ｋ２/（１＋ｘ０）・（ｘ−ｘ０）+ｋ３・sinθ ・・・（式１１）
コントローラ５０は、（式６）から（式１１）のいずれかにより算出したリスクポテンシャルＲＰを用いて、シート制御量ｙ＿Ｒ，ｙ＿Ｌをそれぞれ算出する。

これにより、例えば図８に示すように基準位置ｘ０が自車線の右側領域に設定された場合には、自車角度θが一定であるとすると、自車両が基準位置ｘ０から右方向にずれるほど、実線で示すようにシートバック部７３の右サイド部７３ｉからの押圧力が大きくなる。なお、基準位置ｘ０が右側のレーンマーカに近づくほど基準位置ｘ０からの自車両の偏差に対する右サイド部７３ｉの押圧力の変化率が大きくなる。また、自車両がレーン中心から左方向にずれるほど、破線で示すようにシートバック部７３の左サイド部ｊからの押圧力が大きくなる。

レーン中心と基準位置ｘ０との間の領域は、車線内横位置ｘによって押圧力が変化しない不感帯となっている。車線内横位置ｘがこの不感帯領域にあるときは、（式７）または（式１０）から自車角度θのみに基づいて算出されたリスクポテンシャルＲＰが押圧力を介して運転者に伝えられる。

このように、以上説明した第２の実施の形態においては、以下のような作用効果を奏することができる。
コントローラ５０は、基準位置ｘ０と自車線のレーン中心との間の領域を、車線内横位置ｘが変化してもリスクポテンシャルＲＰが変化しない不感帯として設定する。具体的には、図８に示すように基準位置ｘ０が自車線の右側領域に設定されている場合に、車線内横位置ｘがレーン中心と基準位置ｘ０との間にある場合は、シート７１から車線内横位置ｘに応じた押圧力が発生しないようなリスクポテンシャルＲＰを算出する。車線内横位置ｘが基準位置ｘ０よりも右方向へ逸脱するほど右サイド部７３ｉからの押圧力が大きくなり、車線内横位置ｘがレーン中心よりも左方向へ逸脱するほど左サイド部７３ｊからの押圧力が大きくなる。これにより、車線中央付近では情報量を低減して違和感を与えないようにしながら、レーン境界へ接近して自車線から逸脱するリスクが高まっていることを運転者に知らせることが可能となる。

なお、第２の実施の形態では、図８に示すように基準位置ｘ０がレーン中心よりも右側領域に設定された場合に、右サイド部７３ｉからの情報伝達の基準として基準位置ｘ０を利用し、左サイド部７３ｊからの情報伝達の基準としてレーン中心を利用している。すなわち、自車両の右方向の基準位置と左方向の基準位置とをそれぞれ設定し、右方向のリスクポテンシャルと左方向のリスクポテンシャルをそれぞれ算出しているといえる。

《第３の実施の形態》
以下に、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。

第３の実施の形態では、シートバック部７３の右サイド部７３ｉから発生させる押圧力に対応する右リスクポテンシャルＲＰ＿ｒと、左サイド部７３ｊから発生させる押圧力に対応する左リスクポテンシャルＲＰ＿ｌとをそれぞれ算出する。以下に、左右リスクポテンシャルＲＰ＿ｒ、ＲＰ＿ｌの算出方法を説明する。

（ａ）基準位置ｘ０が自車線の右側領域の場合（ｘ０≧０）
（ａ−１）車線内横位置ｘがｘ＜０のとき
ＲＰ＿ｒ＝０
ＲＰ＿ｌ＝-ｋ２・ｘ-ｋ３・sinθ+ｋ５・ｘ０ ・・・（式１２）
（ａ−２）車線内横位置ｘが０≦ｘ＜ｘ０のとき
ＲＰ＿ｒ＝ｋ５・ｘ+ｋ３・sinθ
ＲＰ＿ｌ＝-ｋ５・（ｘ-ｘ０）-ｋ３・sinθ ・・・（式１３）
（ａ−３）車線内横位置ｘがｘ≧ｘ０のとき
ＲＰ＿ｒ＝ｋ２・（ｘ−ｘ０）+ｋ３・sinθ+ｋ５・ｘ０
ＲＰ＿ｌ＝０ ・・・（式１４）

（ｂ）基準位置ｘ０が自車線の左側領域の場合（ｘ０＜０）
（ｂ−１）車線内横位置ｘがｘ≧０のとき
ＲＰ＿ｒ＝ｋ２・ｘ+ｋ３・sinθ+ｋ５・ｘ０
ＲＰ＿ｌ＝０ ・・・（式１５）
（ｂ−２）車線内横位置ｘがｘ０≦ｘ＜０のとき
ＲＰ＿ｒ＝ｋ５・（ｘ−ｘ０）+ｋ３・sinθ
ＲＰ＿ｌ＝-ｋ５・ｘ-ｋ３・sinθ ・・・（式１６）
（ｂ−３）車線内横位置ｘがｘ＜ｘ０のとき
ＲＰ＿ｒ＝０
ＲＰ＿ｌ＝-ｋ２・（ｘ−ｘ０）-ｋ３・sinθ-ｋ５・ｘ０ ・・・（式１７）
（式１２）から（式１７）において、ｋ５は予め適切に設定された係数であり、ｋ５＜ｋ２である。

コントローラ５０は、（式１２）から（式１７）のいずれかにより算出したリスクポテンシャルＲＰを用いて、以下の（式１８）からシート制御量ｙ＿Ｒ，ｙ＿Ｌをそれぞれ算出する。
ｙ＿Ｒ＝ｋ４・ＲＰ＿ｒ
ｙ＿Ｌ＝ｋ４・ＲＰ＿ｌ ・・・（式１８）

これにより、例えば図９に示すように基準位置ｘ０が自車線の右側領域に設定された場合には、自車角度θが一定であるとすると、自車両がレーン中心から右方向にずれるほど、実線で示すようにシートバック部７３の右サイド部７３ｉからの押圧力が大きくなる。また、自車両が基準位置ｘ０から左方向にずれるほど、破線で示すようにシートバック部７３の左サイド部ｊからの押圧力が大きくなる。

なお、レーン中心と基準位置ｘ０との間の領域は、ｘ≧ｘ０またはｘ＜０の場合に比べて車線内横位置ｘの変化に対する押圧力の変化の感度を下げている。これにより、車線内横位置ｘの変化に対して押圧力が緩やかに変化する。すなわち、シート制御量ｙ＿Ｒ，ｙ＿Ｌは、車線内横位置ｘに対して傾きが変化するように設定されている。

以上説明したように、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、基準位置算出部５４において基準位置ｘ０として自車両の右方向と左方向の基準位置をそれぞれ算出し、右方向と左方向の基準位置と走行状態との偏差に基づいて、自車両の右方向と左方向のリスクポテンシャルＲＰ＿ｒ、ＲＰ＿ｌをそれぞれ算出する。シート押圧力調整機構７０は、右方向のリスクポテンシャルＲＰ＿ｒをシート７１の右端部からの押圧力として、左方向のリスクポテンシャルＲＰ＿ｌをシート７１の左端部からの押圧力として運転者に伝える。これにより、自車両の左右方向のリスクポテンシャルＲＰ＿ｒ、ＲＰ＿ｌを独立して運転者に伝えることが可能となる。
（２）基準位置算出部５４は、右方向と左方向の基準位置のうち、一方を自車両の走行環境、運転者の運転特性、および運転意図の少なくとも一つに基づいて算出し、他方を自車両が現在走行する自車線のレーン中心とする。これにより、自車両の左右方向のリスクポテンシャルＲＰ＿ｒ、ＲＰ＿ｌをそれぞれ独立した情報として算出し、左右それぞれの方向から必要な情報を提供することが可能となる。
（３）コントローラ５０は、車線内横位置ｘが基準位置ｘ０と自車線のレーン中心との間にある場合と、それ以外の場合では、リスクポテンシャル算出式の重みを変更する。具体的には、上述した（式１２）から（式１７）に示したように車線内横位置ｘと、基準位置ｘ０およびレーン中心との関係に従って、リスクポテンシャル算出式の係数を変更している。これにより、運転者の車両感覚にあうように設定された基準位置ｘ０、自車両の現在の車線内横位置ｘ、および自車線のレーン中心との関係を考慮して適切な情報伝達を行うことが可能となる。
（４）コントローラ５０は、車線内横位置ｘが基準位置ｘ０とレーン中心との間にある場合には、それ以外の場合に比べて偏差の重みを小さくする。具体的には、（式１２）から（式１７）において係数ｋ５＜ｋ２となるように設定する。その結果、図９に示すようにレーン中心と基準位置ｘ０との間で車線内横位置ｘの変化に対する押圧力変化の感度が低下し、レーン中心付近において過度の情報伝達により運転者に違和感を与えてしまうことを抑制できる。

-変形例-
伝達情報の算出方法は、上述した第１から第３の実施の形態には限定されず、種々の変形が可能である。
例えば図１０に示すように基準位置ｘ０が自車線の右側領域に設定された場合に、自車角度θが一定であるとすると、自車両がレーン中心から右方向にずれるほど、実線で示すようにシートバック部７３の右サイド部７３ｉからの押圧力を大きくする。また、自車両が基準位置ｘ０から左方向にずれるほど、破線で示すようにシートバック部７３の左サイド部ｊからの押圧力を大きくする。これにより、車線内横位置ｘがレーン中心と基準位置ｘ０との間の領域にある場合は、右サイド部７３ｉおよび左サイド部７３ｊの両方から押圧力が発生する。

図１０に示す例では、レーン中心と基準位置ｘ０との間の領域において車線内横位置ｘの変化に対する押圧力の変化の感度を下げない。したがって、情報伝達量の算出処理が容易である。

または、図７（ｂ）に示したように基準位置ｘ０からの自車両の偏差と自車角度θとの重み付け和としてリスクポテンシャルＲＰを算出する場合に、自車両が基準位置ｘ０から左右どちらにずれているかによってリスクポテンシャルＲＰを算出する際の重みを変化させることもできる。具体的には、図１１に示すように、基準位置ｘ０が自車線の右側領域に設定された場合に、ｘ≧ｘ０のときの車線内横位置ｘの変化に対する押圧力の変化率を、ｘ＜ｘ０のときの押圧力の変化率よりも大きくする。

《第４の実施の形態》
以下に、本発明の第４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１２に、第４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。図１２において、図１および図２に示した第１の実施の形態と同様の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１の実施の形態との相違点を主に説明する。

図１２に示すように、車両用運転操作補助装置２のコントローラ５０Ａは走行状態認識部５１、主観的レーン中心算出部５２、隣接車線状況検出部５３、基準位置算出部５４、伝達情報算出部５５、シート制御量算出部５６および走行モード判定部５７を備えている。コントローラ５０Ａには、ウィンカ４０の操作状態を表す信号が入力される。走行モード判定部５７は、走行状態認識部５１で検出される自車両の走行状態およびウィンカ操作信号に基づいて、自車両が自車線内を継続して走行する車線内走行モードであるか、車線変更を行う車線変更モードであるかを判定する。

以下に第４の実施の形態による車両用運転操作補助装置２の動作を図１３を用いて詳細に説明する。図１３は、第２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Ｓ２０１では、自車両の走行状態を検出する。具体的には、図１４に示すように自車両の車線内横位置ｘ、およびレーンに対する自車両の角度θを算出するとともに、自車線の車線幅ｗを算出する。また、自車線に隣接する隣接車線が存在するかを検出する。ステップＳ２０２では、隣接車線上の他車両検出エリアＲｒ，Ｒｌに存在する他車両を検出する。

ステップＳ２０３では、ウィンカ４０からの操作信号を取得し、自車両が車線内走行モードおよび車線変更モードのいずれの状態にあるかを判定する。ウィンカ４０がオン操作されると車線変更モードであると判定し、ウィンカ４０が操作されていない場合あるいはオフ操作された場合は車線内走行モードであると判定する。なお、走行モードはウィンカ操作信号の代わりに自車両の車線内横位置ｘの変化や操舵パターンに基づいて判定することも可能である。

ステップＳ２０４では、ステップＳ２０３で判定した自車両の走行モードに従って、運転者の主観的レーン中心位置x_s2を算出する。車線内走行モードの場合は、自車両が走行する車線のレーン中心をそのまま主観的レーン中心位置x_s2として設定する。一方、車線変更モードの場合は、運転者が車線変更を行おうとしている目標車線との車線境界線（レーンマーカ）を目標として主観的レーン中心位置x_s2を所定変化速度で徐々に変化させる。車線変更モードから車線内走行モードに移行すると、車線変更目標車線、すなわち車線変更後の自車線のレーン中心を目標として主観的レーン中心位置x_s2を所定変化速度で徐々に変化させる。

図１５に、車線変更モードおよび車線内走行モードにおける主観的レーン中心位置x_s2の時間変化を示す。図１５では、各車線の車線幅ｗの片側３車線の道路において、自車両が中央車線（車線変更前の自車線）から右隣接車線（車線変更目標車線）に車線変更する場合の主観的レーン中心位置x_s2の変化の一例を示している。ここでは車線変更前の自車線のレーン中心を基準としているので、車線変更目標車線のレーン中心では主観的レーン中心位置x_s2＝ｗと表される。

ウィンカ４０がオン操作されて時間ｔ０で車線変更モードに移行すると、主観的レーン中心位置x_s2は車線変更前の自車線のレーン中心から車線変更方向のレーン境界まで所定変化速度で変化する。時間ｔ１で主観的レーン中心位置x_s2がレーン境界に到達すると、車線変更モードの間、主観的レーン中心位置x_s2がレーン境界に固定される（x_s2＝ｗ／２）。

その後、ウィンカ４０がオフ操作されて時間ｔ２で車線内走行モードに移行すると、主観的レーン中心位置x_s2は車線変更目標車線のレーン中心まで、すなわち主観的レーン中心位置x_s2＝ｗとなるまで所定変化速度で変化する。なお、車線内走行モードが継続する場合は自車線のレーン中心を主観的レーン中心位置x_s2として設定する。
つづくステップＳ２０５からＳ２０８での処理は、図４に示したフローチャートのステップＳ１０４からＳ１０７での処理と同様であるので説明を省略する。

以下に、第４の実施の形態による車両用運転操作補助装置２の作用を図１６（ａ）（ｂ）を用いて説明する。運転者が右側隣接車線への車線変更を意図してウィンカ操作を行うと、車線変更モードと判定され、自車線と右側隣接車線（車線変更目標車線）とのレーン境界を目標として主観的レーン中心位置x_s2が設定される。これにより、図１６（ａ）に示すように自車両が自車線内を走行している間はシート７１の左サイド部７３ｊからレーン境界を基準とした押圧力が発生し、車線変更方向のレーン境界に対する情報を運転者に提供する。自車両がレーン境界をまたいで車線変更目標車線に進入した後は、図１６（ｂ）に示すようにシート７１の右サイド部７３ｉからレーン境界を基準とした押圧力が発生し、隣接車線進入後の急激な車線内移動を抑制するような情報を運転者に提供する。

このように、以上説明した第４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２においては、運転者の運転意図として、自車両の車線変更意図を検出する。基準位置算出部５４は車線変更意図が検出されると、現在、自車両が走行する自車線から車線変更の目標車線の方向へ基準位置ｘ０を徐々に変化させる。これにより、運転者が車線変更を行おうとしているときに、車線変更方向からの情報を運転者に伝えることが可能となる。
（２）基準位置算出部５４は、車線変更意図が検出されると自車線と車線変更の目標車線とのレーン境界を目標として基準位置ｘ０を徐々に変化させる。具体的には、図１５に示すように車線変更モードに移行すると主観的レーン中心位置x_s2を所定速度で徐々にレーン境界まで変化させる。これにより、車線変更を行おうとする場合に、車線変更方向のレーン境界に対する情報、すなわちレーン境界への接近の度合を運転者に提供することができる。また、車線変更モードのときは自車両がレーン境界をまたいだ後でもレーン境界が基準位置ｘ０として維持されるので、車線変更後の車線において急激な車線内移動を抑制するような運転操作を促すことが可能となる。

《第５の実施の形態》
以下に、本発明の第５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１２に示した第４の実施の形態と同様である。ここでは、第４の実施の形態との相違点を主に説明する。

第５の実施の形態においては、車線変更モードと判定されると、車線変更目標車線のレーン中心を目標として主観的レーン中心位置x_s2を設定する。そして、シートバック部７３の右サイド部７３ｉから発生させる押圧力に対応する右リスクポテンシャルＲＰ＿ｒと、左サイド部７３ｊから発生させる押圧力に対応する左リスクポテンシャルＲＰ＿ｌとをそれぞれ算出する。以下に、主観的レーン中心位置x_s2の算出方法と左右リスクポテンシャルＲＰ＿ｒ、ＲＰ＿ｌの算出方法を説明する。

車線内走行モードの場合は、自車両が走行する車線のレーン中心をそのまま主観的レーン中心位置x_s2として設定する。一方、車線変更モードの場合は、運転者が車線変更を行おうとしている車線変更目標車線のレーン中心を目標として主観的レーン中心位置x_s2を所定変化速度で徐々に変化させる。

図１７に、車線変更モードおよび車線内走行モードにおける主観的レーン中心位置x_s2の時間変化を示す。図１７では、各車線の車線幅ｗの片側３車線の道路において、自車両が中央車線（車線変更前の自車線）から右隣接車線（車線変更目標車線）に車線変更する場合の主観的レーン中心位置x_s2の変化の一例を示している。ウィンカ４０がオン操作されて時間ｔ０で車線変更モードに移行すると、主観的レーン中心位置x_s2は車線変更前の自車線のレーン中心から車線変更目標車線のレーン中心まで所定変化速度で変化する。

時間ｔ３で主観的レーン中心位置x_s2が車線変更目標車線のレーン中心に到達してからは、車線変更目標車線のレーン中心が主観的レーン中心位置x_s2として設定される（x_s2＝ｗ）。その後、ウィンカ４０がオフ操作されて時間ｔ４で車線内走行モードに移行すると、車線変更目標車線、すなわち車線変更後の自車線のレーン中心を主観的レーン中心位置x_s2として維持する。

コントローラ５０Ａは以上説明したように設定した主観的レーン中心位置x_s2を用いて、第１の実施の形態と同様に基準位置ｘ０を算出する。そして、基準位置ｘ０を用いて右リスクポテンシャルＲＰ＿ｒと左リスクポテンシャルＲＰ＿ｌを算出する。
ウィンカ４０が右方向へ操作されて自車両が右側隣接車線へ車線変更を行う場合は、以下の（式１９）から左右リスクポテンシャルＲＰ＿ｒ、ＲＰ＿ｌを算出する。
ＲＰ＿ｒ＝max｛ｋ２・ｘ+ｋ３・sinθ，０｝
ＲＰ＿ｌ＝max｛-ｋ２・（ｘ−ｘ０）-ｋ３・sinθ，０｝ ・・・（式１９）

ウィンカ４０が左方向へ操作されて自車両が左側隣接車線へ車線変更を行う場合は、以下の（式２０）から左右リスクポテンシャルＲＰ＿ｒ、ＲＰ＿ｌを算出する。
ＲＰ＿ｒ＝max｛ｋ２・（ｘ−ｘ０）+ｋ３・sinθ，０｝
ＲＰ＿ｌ＝max｛-ｋ２・ｘ-ｋ３・sinθ，０｝ ・・・（式２０）

つぎに、（式１９）または（式２０）により算出したリスクポテンシャルＲＰを用いて、以下の（式２１）からシート制御量ｙ＿Ｒ，ｙ＿Ｌをそれぞれ算出する。
ｙ＿Ｒ＝ｋ４・ＲＰ＿ｒ
ｙ＿Ｌ＝ｋ４・ＲＰ＿ｌ ・・・（式２１）
これにより、例えば図１８（ａ）に示すように自車両が右側隣接車線へ車線変更を行う場合は、シート７１の左サイド部７３ｊから車線変更目標車線のレーン中心へ収束するような押圧力が発生し、右サイド部７３ｉからは急激な車線変更を抑制するような押圧力が発生する。

具体的には、左サイド部７３ｊからは図１８（ｂ）に破線で示すように車線変更目標車線のレーン中心を基準として、車線変更目標車線に近づくほど低下するような押圧力が発生する。一方、右サイド部７３ｉからは図１８（ｂ）に実線で示すように車線変更前の自車線のレーン中心を基準として、そのレーン中心から離れるほど増大するような押圧力が発生する。車線変更モードにおいてはシート７１の右サイド部７３ｉと左サイド部７３ｊから押圧力が発生して運転者を両側から締め付けることになるので、車線変更時に運転者の緊張感を高めることが可能となる。なお、図１８（ｂ）は説明を簡単にするために主観的レーン中心位置x_s2が車線変更目標車線のレーン中心に固定された場合を示している。

このように、以上説明した第５の実施の形態においては、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）基準位置算出部５４は、車線変更意図が検出されると車線変更の目標車線のレーン中心を目標として基準位置ｘ０を徐々に変化させる。具体的には、図１７に示すように車線変更モードに移行すると主観的レーン中心位置x_s2を所定速度で徐々に車線変更目標車線のレーン中心まで変化させる。これにより、車線変更を行おうとする場合に、車線変更目標車線のレーン中心へ収束するような運転操作を促すことが可能となる。
（２）また、コントローラ５０Ａは、基準位置算出部５４において基準位置として自車両の右方向と左方向の基準位置をそれぞれ算出し、左右方向の基準位置と走行状態との偏差に基づいて自車両の右方向のリスクポテンシャルＲＰ＿ｒと左方向のリスクポテンシャルＲＰ＿ｌをそれぞれ算出する。算出された左右方向のリスクポテンシャルＲＰ＿ｒ、ＲＰ＿ｌはそれぞれシート７１の左右端部からの押圧力として運転者に伝達される。具体的には、図１８（ａ）（ｂ）に示すように車線変更モードに移行すると、自車線のレーン中心を車線変更方向の基準位置とし、車線変更目標車線のレーン中心を反対側の基準位置として設定する。その結果、例えば自車両が右側隣接車線に車線変更を行おうとしている場合は、シート７１の左サイド部７３ｊからは右側隣接車線のレーン中心を基準とした押圧力が発生し、右サイド部７３ｉからは自車線のレーン中心を基準とした押圧力が発生する。これにより、左サイド部７３ｊからの押圧力により右側隣接車線に収束するような運転操作が誘導される。一方、右サイド部７３ｉからの押圧力は急激な車線変更を抑制するよう作用する。また、車線変更モードにおいてシート７１の左右サイド部７３ｉ，７３ｊから押圧力が発生し、運転者を両側から締め付けるような力が与えられるので、緊張感を高めるという効果も得られる。

−第５の実施の形態の変形例−
車線変更を容易に行うことができるように、車線変更方向から発生する押圧力のゲインを小さく設定することもできる。具体的には、左右リスクポテンシャルＲＰ＿ｒ、ＲＰ＿ｌからシート制御量ｙ＿Ｒ，ｙ＿Ｌを算出する際に、車線変更方向のリスクポテンシャルの係数を小さい値に設定する。自車両が右側隣接車線に車線変更を行う場合は、係数ｋ４よりも小さい係数ｋ５を用いて、以下の（式２２）からシート制御量ｙ＿Ｒ，ｙ＿Ｌを算出する。
ｙ＿Ｒ＝ｋ５・ＲＰ＿ｒ
ｙ＿Ｌ＝ｋ４・ＲＰ＿ｌ （ｋ５＜ｋ４） ・・・（式２２）

これにより、右側隣接車線に車線変更を行う場合は、図１９に示すようにシート７１の右サイド部７３ｉから発生する押圧力のゲインが、左サイド部７３ｊから発生する押圧力のゲインよりも小さくなる。自車両が左側隣接車線に車線変更を行う場合は、（式２２）においてシート制御量ｙ＿Ｌの算出式の係数ｋ４をｋ５に変更し、シート制御量ｙ＿Ｒの算出式の係数ｋ５をｋ４に変更する。

このように、車遠変更意図が検出された場合に、シート７１の左右サイド部７３ｉ，７３ｊのうち、車線変更方向からの押圧力を反対側からの押圧力よりも小さくすることにより、運転者に車線変更を行いやすくさせることができる。

なお、上述した第１の実施の形態と同様に主観的レーン中心位置x_s2および基準位置ｘ０を算出し、上述した（式１９）または（式２０）から左右リスクポテンシャルＲＰ＿ｒ，ＲＰ＿ｌをそれぞれ算出することもできる。

《第６の実施の形態》
以下に、本発明の第６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１２に示した第４の実施の形態と同様である。ここでは、第４の実施の形態との相違点を主に説明する。

第６の実施の形態においては、第５の実施の形態と同様に、車線変更モードと判定されると車線変更目標車線のレーン中心を主観的レーン中心位置x_s2として設定する。そして、シートバック部７３の右サイド部７３ｉから発生させる押圧力に対応する右リスクポテンシャルＲＰ＿ｒと、左サイド部７３ｊから発生させる押圧力に対応する左リスクポテンシャルＲＰ＿ｌとをそれぞれ算出する。ただし、車線変更方向のリスクポテンシャルＲＰは、車線に対する自車角度θのみに基づいて算出する。以下に、左右リスクポテンシャルＲＰ＿ｒ、ＲＰ＿ｌの算出方法を説明する。

ウィンカ４０が右方向へ操作されて自車両が右側隣接車線へ車線変更を行う場合は、以下の（式２３）から左右リスクポテンシャルＲＰ＿ｒ、ＲＰ＿ｌを算出する。
ＲＰ＿ｒ＝max｛ｋ３・sinθ，０｝
ＲＰ＿ｌ＝max｛-ｋ２・（ｘ−ｘ０）-ｋ３・sinθ，０｝ ・・・（式２３）

ウィンカ４０が左方向へ操作されて自車両が左側隣接車線へ車線変更を行う場合は、以下の（式２４）から左右リスクポテンシャルＲＰ＿ｒ、ＲＰ＿ｌを算出する。
ＲＰ＿ｒ＝max｛ｋ２・（ｘ−ｘ０）+ｋ３・sinθ，０｝
ＲＰ＿ｌ＝max｛−ｋ３・sinθ，０｝ ・・・（式２４）
そして、（式２３）または（式２４）により算出したリスクポテンシャルＲＰを用いて、上述した（式２１）からシート制御量ｙ＿Ｒ，ｙ＿Ｌをそれぞれ算出する。

これにより、例えば図２０に示すように自車両が右側隣接車線へ車線変更を行う場合は、シート７１の左サイド部７３ｊから車線変更目標車線のレーン中心へ収束するような押圧力が発生し、右サイド部７３ｉからは急激な車線変更を抑制するような押圧力が発生する。この場合、右サイド部７３ｉからは自車両の現在位置を基準とした押圧力が発生するといえる。

以上説明したように構成しても、上述した第５の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

−第６の実施の形態の変形例−
車線変更方向のリスクポテンシャルＲＰを上述したように車線に対する自車角度θのみに基づいて算出するとともに、車線変更方向とは反対側のリスクポテンシャルＲＰを主観的レーン中心位置x_s2、すなわち基準位置ｘ０からの偏差のみに基づいて算出することもできる。

ウィンカ４０が右方向へ操作されて自車両が右側隣接車線へ車線変更を行う場合は、以下の（式２５）から左右リスクポテンシャルＲＰ＿ｒ、ＲＰ＿ｌを算出する。
ＲＰ＿ｒ＝max｛ｋ３・sinθ，０｝
ＲＰ＿ｌ＝max｛-ｋ２・（ｘ−ｘ０），０｝ ・・・（式２５）

ウィンカ４０が左方向へ操作されて自車両が左側隣接車線へ車線変更を行う場合は、以下の（式２６）から左右リスクポテンシャルＲＰ＿ｒ、ＲＰ＿ｌを算出する。
ＲＰ＿ｒ＝max｛ｋ２・（ｘ−ｘ０），０｝
ＲＰ＿ｌ＝max｛−ｋ３・sinθ，０｝ ・・・（式２６）
そして、（式２５）または（式２６）により算出したリスクポテンシャルＲＰを用いて、上述した（式２１）からシート制御量ｙ＿Ｒ，ｙ＿Ｌをそれぞれ算出する。

《第７の実施の形態》
以下に、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説明する。第７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１２に示した第４の実施の形態と同様である。ここでは、第４の実施の形態との相違点を主に説明する。

第７の実施の形態においては、車線変更モードと判定されると、自車両の現在の横位置を考慮して主観的レーン中心位置x_s2を算出する。具体的には、車線変更モードの場合は、自車両の現在の横位置を車線変更方向へ所定距離Δｘだけ移動させた位置を、主観的レーン中心位置x_s2として設定する。車線内走行モードの場合は、自車両が走行する車線のレーン中心をそのまま主観的レーン中心位置x_s2として設定する。

図２１に、車線変更モードおよび車線内走行モードにおける主観的レーン中心位置x_s2の時間変化を示す。図２１では、各車線の車線幅ｗの片側３車線の道路において、自車両が中央車線（車線変更前の自車線）から右隣接車線（車線変更目標車線）に車線変更する場合の主観的レーン中心位置x_s2の変化の一例を示している。ウィンカ４０がオン操作されて時間ｔ０で車線変更モードに移行すると、一点鎖線で示す現在の自車両の横位置ｘに所定距離Δｘを加えた位置が主観的レーン中心位置x_s2として設定される。

なお、車線内走行モードから車線変更モードに移行するときは、図２０に実線で示すように主観的レーン中心位置x_s2は車線変更前の自車線のレーン中心から所定の変化速度で、車線内横位置ｘを所定距離Δｘだけ車線変更方向へシフトした位置に移動する。このときの変化速度は、主観的レーン中心位置x_s2の最大変化速度として、リスクポテンシャルＲＰに応じた押圧力の制御が運転者の運転操作による車線変更速度の影響を受けないように予め適切な値を設定しておく。

時間ｔ５で主観的レーン中心位置x_s2が車線変更目標車線のレーン中心に到達すると、自車両の横位置ｘを所定距離Δｘだけシフトした位置がレーン中心を超える場合であっても、車線変更目標車線のレーン中心を主観的レーン中心位置x_s2として維持する(x_s2＝ｗ)。時間ｔ６で車線内走行モードに移行すると、車線変更目標車線、すなわち車線変更後の自車線のレーン中心を主観的レーン中心位置x_s2として設定する。

なお、車線変更モードでは、車線変更前の自車線のレーン中心を基準として自車両の横位置ｘを算出する。すなわち、自車両の横位置ｘが車線変更前の自車線のレーン境界を超えると、車線変更前の自車線のレーン中心からレーン境界までの距離ｗ/２に、レーン境界から自車両までの横方向距離を加えた値を、自車両の横位置ｘとする。

コントローラ５０Ａは、以上説明したように算出した主観的レーン中心位置x_s2から基準位置ｘ０を算出し、右リスクポテンシャルＲＰ＿ｒと左リスクポテンシャルＲＰ＿ｌをそれぞれ算出する。

以上説明したように構成しても、上述した第５の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

以上説明した第１から第７の実施の形態においては、自車線からの逸脱またはレーン境界への接近に関する自車両の左右方向のリスクポテンシャルＲＰを、シートバック部７３のサイド部７３ｉ、７３ｊを回動することによって運転者に伝達した。ただし、これには限定されず、クッション部７２の左右サイド部を回動することによって運転者に押圧力を与えることもできる。またはクッション部７２の左右サイド部とシートバック部７３の左右サイド部７３ｉ、７３ｊの両方から押圧力を発生させることもできる。

また、シート押圧力調整機構７０は、図３（ａ）（ｂ）に示す構成には限定されない。例えば、モータユニット７３ｆ，７３ｇの代わりにシート７１に空気袋等を内蔵し、空気袋の内圧により押圧力を与えるように構成することもできる。シート押圧力調整機構７０として空気袋を用いる場合は、運転者に対してリスクポテンシャルＲＰに応じた押圧力を与えるように、空気袋の内圧を制御する。

以上説明した第１から第７の実施の形態においては、前方カメラ２０および走行状態認識部５１が走行状態検出手段および道路曲率検出手段として機能し、コントローラ５０，５０Ａが処理手段として機能し、シート押圧力調整機構７０が触覚情報伝達手段として機能し、基準位置算出部５４が基準位置算出手段として機能し、伝達情報算出部５５がリスクポテンシャル算出手段として機能することができる。また車速センサ１０が車速検出手段として機能し、ウィンカ４０および走行モード判定部５７が車線変更意図検出手段として機能し、側方カメラ３０が隣接障害物検出手段として機能し、隣接車線状況検出部５３が隣接車線リスク判断手段として機能することができる。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。 （ａ）（ｂ）シート押圧力調整機構の構成を示す図。 第１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。 自車両の走行状態を示す図。 他車両検出エリアを示す図。 （ａ）自車両の主観的レーン中心位置を示す図、（ｂ）車線内横位置とシート制御量との関係を示す図。 第２の実施の形態における車線内横位置とシート制御量との関係を示す図。 第３の実施の形態における車線内横位置とシート制御量との関係を示す図。 車線内横位置とシート制御量との関係の変形例を示す図。 車線内横位置とシート制御量との関係の変形例を示す図。 第４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。 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。 自車両の走行状態を示す図。 第４の実施の形態における走行モードに対する主観的レーン中心の変化を示す図。 （ａ）（ｂ）車線変更モードと車線内走行モードにおける押圧力の発生を説明する図。 第５の実施の形態における走行モードに対する主観的レーン中心の変化を示す図。 （ａ）車線変更モードと車線内走行モードにおける押圧力の発生を説明する図、（ｂ）自車両の横位置とシート制御量との関係を示す図。 自車両の横位置とシート制御量との関係の変形例を示す図。 車線変更モードと車線内走行モードにおける押圧力の発生を説明する図、 第７の実施の形態における走行モードに対する主観的レーン中心の変化を示す図。

符号の説明

１０：車速センサ
２０：前方カメラ
３０：側方カメラ
４０：ウィンカ
５０，５０Ａ：コントローラ
７０：シート押圧力調整機構

Claims (18)

1. 車線に対する自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
   前記自車両の走行環境、運転者の運転特性および運転意図の少なくとも一つに基づく基準位置と、前記走行状態検出手段によって検出される前記走行状態との偏差に基づいて、前記車線に対する前記自車両のリスクを表すリスクポテンシャルを算出する処理手段と、
   前記処理手段で算出された前記リスクポテンシャルを触覚情報として前記運転者に伝達する触覚情報伝達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、
   前記処理手段は、前記自車両の走行環境、前記運転者の運転特性および前記運転意図の少なくとも一つに基づいて、前記リスクポテンシャルを算出するための基準とする前記基準位置を算出する基準位置算出手段と、前記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を備え、
   前記触覚情報伝達手段は、前記リスクポテンシャル算出手段で算出された前記リスクポテンシャルをシートの左右端部からの押圧力として前記運転者に伝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、
   前記基準位置算出手段は、前記基準位置として前記自車両の右方向と左方向の基準位置をそれぞれ算出し、
   前記リスクポテンシャル算出手段は、前記右方向と左方向の基準位置と前記走行状態との偏差に基づいて前記自車両の右方向と左方向のリスクポテンシャルをそれぞれ算出し、
   前記触覚情報伝達手段は、前記右方向のリスクポテンシャルを前記シートの右端部からの押圧力として、前記左方向のリスクポテンシャルを前記シートの左端部からの押圧力として運転者に伝え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、
   前記基準位置算出手段は、前記走行状態検出手段によって検出された前記自車両の前記車線内の走行履歴に基づいて前記基準位置を算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または請求項４に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記自車両が走行する道路の道路曲率を検出する道路曲率検出手段をさらに備え、
   前記基準位置算出手段は、前記道路曲率が大きいほど前記基準位置をカーブ内側に移動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、
   前記自車両の車速を検出する車速検出手段をさらに備え、
   前記基準位置算出手段は、前記自車速が速いほど前記基準位置をさらに前記カーブ内側に移動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に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記自車両の車線変更意図を検出する車線変更意図検出手段をさらに備え、
   前記車線変更意図検出手段によって前記車線変更意図が検出されると、前記基準位置算出手段は、現在、前記自車両が走行する自車線から車線変更の目標車線の方向へ前記基準位置を徐々に変化させることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
8. 請求項７に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記基準位置算出手段は、前記車線変更意図が検出されると、前記自車線と前記車線変更の目標車線とのレーン境界を目標として前記基準位置を徐々に変化させることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
9. 請求項７に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記基準位置算出手段は、前記車線変更意図が検出されると、前記車線変更の目標車線のレーン中心を目標として前記基準位置を徐々に変化させることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
10. 請求項４に記載の車両用運転操作補助装置において、
    隣接車線上に存在する障害物を検出する隣接障害物検出手段と、
    前記隣接障害物検出手段の検出結果に基づいて前記自車両に対する前記隣接車線のリスクを判断する隣接車線リスク判断手段とをさらに備え、
    前記基準位置算出手段は、前記隣接車線リスク判断手段によって右側隣接車線のリスクが高いと判断され、かつ前記走行履歴に基づく前記基準位置が前記自車線のレーン中心よりも右側に設定された場合、または左側隣接車線のリスクが高いと判断され、かつ前記走行履歴に基づく前記基準位置が前記自車線のレーン中心よりも左側に設定された場合は、前記自車線のレーン中心を前記基準位置として再設定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
11. 請求項３に記載の車両用運転操作補助装置において、
    前記基準位置算出手段は、前記右方向と左方向の基準位置のうち、一方を前記自車両の走行環境、運転者の運転特性および運転意図の少なくとも一つに基づいて算出し、他方を前記自車両が現在走行する自車線のレーン中心とすることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
12. 請求項２に記載の車両用運転操作補助装置において、
    前記走行状態検出手段は、前記走行状態として、前記自車両の車線内横位置と前記車線に対する自車角度とを検出し、
    前記リスクポテンシャル算出手段は、前記基準位置に対する前記車線内横位置の偏差と前記自車角度の重み付け和として前記リスクポテンシャルを算出することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
13. 請求項１２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算出手段は、前記車線内横位置が前記基準位置と自車線のレーン中心との間にある場合と、それ以外の場合では、前記リスクポテンシャルの算出式の重みを変更することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
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算出手段は、前記車線内横位置が前記基準位置と前記自車線のレーン中心との間にある場合には、それ以外の場合に比べて、前記偏差の重みを小さくすることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
15. 請求項１２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算出手段は、前記基準位置と前記自車線のレーン中心との間の領域を、前記車線内横位置が変化しても前記リスクポテンシャルが変化しない不感帯とすることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
16. 請求項２に記載の車両用運転操作補助装置において、
    前記自車両の車線変更意図を検出する車線変更意図検出手段をさらに備え、
    前記触覚情報伝達手段は、前記リスクポテンシャルをシートの左右端部からの押圧力として運転者に伝え、前記車線変更意図検出手段によって前記車線変更意図が検出されると、前記左右端部のうち、車線変更方向の端部からの押圧力を反対側の端部からの押圧力よりも小さくすることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
17. 車線に対する自車両の走行状態を検出し、
    前記自車両の走行環境、運転者の運転特性および運転意図の少なくとも一つに基づく基準位置と、前記走行状態との偏差に基づいて、前記車線に対する前記自車両のリスクを表すリスクポテンシャルを算出し、
    前記リスクポテンシャルを触覚情報として前記運転者に伝達することを特徴とする車両用運転操作補助方法。
18. 車線に対する自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
    前記自車両の走行環境、運転者の運転特性および運転意図の少なくとも一つに基づく基準位置と、前記走行状態検出手段によって検出される前記走行状態との偏差に基づいて、前記車線に対する前記自車両のリスクを表すリスクポテンシャルを算出する処理手段と、
    前記処理手段で算出された前記リスクポテンシャルを触覚情報として前記運転者に伝達する触覚情報伝達手段とを備え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。

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