JP2007022498A - 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】リスクポテンシャルに応じた反力制御および制駆動力制御を行うために、レーザレーダで検出される車間距離から適切な相対速度を算出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、自車両の前方障害物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が高い場合には、自車両に発生する駆動力を低下するとともに、アクセルペダルを操作するときに発生する操作反力を増大させる。リスクポテンシャルの算出に用いる相対速度は、レーザレーダによって検出する自車両と障害物との車間距離を微分演算用フィルタを用いて演算処理して算出する。該微分演算用フィルタは、高応答のフィルタ特性と、低応答のフィルタ特性とを備えており、運転者にオーバーライド意図がある場合は高応答のフィルタを選択し、オーバーライド意図がない場合は低応答のフィルタを選択する。
【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、自車両と自車両前方の障害物との車間距離および相対速度に基づいて自車両と前方障害物との接近状態を算出し、この接近状態を緩和するための減速度を自車両に発生させるとともに、アクセルペダルの操作反力を変化させている（例えば特許文献１参照）。この装置は、自車両の制動力およびアクセルペダル操作反力を制御することにより、運転者の注意を喚起して自車両と前方障害物との接近状態を緩和している。

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２００３−２６７２０１号公報

上述した装置は、制動力とアクセルペダル操作反力の制御により、前方障害物との接近状態を運転者に知覚させることが可能である。しかしながら、レーザレーダによって自車両前方の物体を検出し、検出した物体と自車両との距離を計測しているため、計測した距離を微分して得られる相対速度を用いて制御演算を行う場合には、演算処理に遅れが生じ、制御全体に遅れが出て運転者に違和感を与える可能性がある。

本発明による車両用運転操作補助装置は、自車両と自車両前方の障害物との車間距離を検出する車間距離検出手段と、車間距離検出手段で検出された車間距離を微分演算し、自車両と障害物との相対速度を算出するフィルタ手段と、少なくとも、車間距離検出手段で検出された車間距離と、フィルタ手段の演算結果とに基づいて、障害物に対する自車両の接近度合を表す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、運転者が自車両を運転操作するための運転操作機器に発生する操作反力、および自車両に発生する制駆動力の少なくともいずれかを制御する制御手段と、自車両の走行環境、制御手段における制御状態、および運転者の運転意図の少なくともいずれかに基づいて、フィルタ手段のフィルタ特性を変更するフィルタ特性変更手段とを備える。
本発明による車両用運転操作補助方法は、自車両と自車両前方の障害物との車間距離を検出し、フィルタ手段を用いて、検出された車間距離を微分演算して自車両と障害物との相対速度を算出し、少なくとも、車間距離と、相対速度とに基づいて、障害物に対する自車両の接近度合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に基づいて、運転者が自車両を運転操作するための運転操作機器に発生する操作反力、および自車両に発生する制駆動力の少なくともいずれかを制御し、自車両の走行環境、操作反力および／または制駆動力の制御状態、および運転者の運転意図の少なくともいずれかに基づいて、フィルタ手段のフィルタ特性を変更する。
本発明による車両は、自車両と自車両前方の障害物との車間距離を検出する車間距離検出手段と、車間距離検出手段で検出された車間距離を微分演算し、自車両と障害物との相対速度を算出するフィルタ手段と、少なくとも、車間距離検出手段で検出された車間距離と、フィルタ手段の演算結果とに基づいて、障害物に対する自車両の接近度合を表す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、運転者が自車両を運転操作するための運転操作機器に発生する操作反力、および自車両に発生する制駆動力の少なくともいずれかを制御する制御手段と、自車両の走行環境、制御手段における制御状態、および運転者の運転意図の少なくともいずれかに基づいて、フィルタ手段のフィルタ特性を変更するフィルタ特性変更手段とを有する車両用運転操作補助装置を備える。

本発明によれば、自車両の走行環境、制御手段における制御状態、および運転者の運転意図の少なくともいずれかに基づいて、車間距離から相対速度を微分演算するためのフィルタ手段のフィルタ特性を変更するので、運転操作機器に発生する操作反力および／または自車両に発生する制駆動力を介して自車両のリスクポテンシャルを運転者に伝達する際に、遅れなく算出された相対速度を用いた応答性のよい制御と、ノイズの少ないスムーズな値として算出された相対速度を用いたスムーズな制御とを選択的に切り換えて効果的な制御を実現することがでる。

《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る。

まず、車両用運転操作補助装置１の構成を説明する。車両用運転操作補助装置１は、レーザレーダ１０，車速センサ２０，舵角センサ３０，障害物検知装置４０，コントローラ５０，駆動力制御装置６０，アクセルペダル反力発生装置７０，および制動力制御装置９０等を備えている。

レーザレーダ１０は、例えば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、水平方向に赤外線レーザ光を照射して車両前方領域を走査し、自車両前方の障害物を検出する。図２に、レーザレーダ１０による障害物検出の原理を説明する図を示す。図２に示すように、レーザレーダ１０はレーザ光を出力する発光部１０ａと、自車両の前方にある反射物（通常、前方車の後端）で反射された反射光を検出する受光部１０ｂとを備えている。発光部１０ａはスキャニング機構が組み合わされており、図２に矢印で示すように左右方向に振れるように構成されている。発光部１０ａは角度を変化させながら所定角度範囲内で順次発光する。レーザレーダ１０は、発光部１０ａによるレーザ光の出射から受光部１０ｂにおける反射波の受光までの時間差に基づいて自車両から障害物までの距離を計測する。

レーザレーダ１０は、スキャニング機構により自車両の前方領域をスキャニングしながら、各スキャニング位置またはスキャニング角度について反射光を受光した場合に障害物までの距離を算出する。さらに、レーザレーダ１０は、障害物を検出したときのスキャニング角とその障害物までの距離とに基づいて、自車両に対する障害物の左右方向の位置も算出する。すなわち、レーザレーダ１０は、障害物の有無とともに自車両に対する障害物の相対的な位置を検出する。

図３に、レーザレーダ１０による障害物の検出結果の一例を示す。各スキャニング角で自車両に対して障害物の相対的な位置を特定することにより、図３に示すようにスキャニング範囲内で検出できる複数の物体についての平面的な存在状態図を得ることができる。
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する。

障害物検知装置４０は、レーザレーダ１０および車速センサ２０の検出結果に基づいて前方障害物に関する情報を取得する。具体的には、障害物検知装置４０は、レーザレーダ１０からスキャニング周期毎またはスキャニング角ごとに出力される検出結果に基づいて、検出した物体の動きを判別するとともに、物体間の近接状態や動きの類似性等に基づいて、検出した物体が同一物体であるか異なる物体であるかを判別する。障害物検知装置４０は、取得した自車速および前方障害物に関する情報をコントローラ５０へ出力する。

そして、障害物検知装置４０は、レーダ装置１０と車速センサ２０からの信号に基づいて、自車両周囲の障害物情報、すなわち自車両と前方障害物との車間距離、および自車両に対する前方障害物の左右方向距離を認識する。なお、障害物検知装置４０は、複数の前方障害物を検知した場合は各障害物についての情報を取得する。障害物検知装置４０は、取得した障害物情報をコントローラ５０へ出力する。

舵角センサ３０は、ステアリングコラムもしくはステアリングホイール（不図示）付近に取り付けられた角度センサ等であり、ステアリングシャフトの回転を操舵角として検出し、コントローラ５０へ出力する。

アクセルペダル６１には、アクセルペダル６１の踏み込み量（操作量）を検出するアクセルペダルストロークセンサ６２が設けられている。アクセルペダルストロークセンサ６２によって検出されたアクセルペダル操作量はコントローラ５０および駆動力制御装置６０に出力される。ブレーキペダル９１には、その踏み込み量（操作量）を検出するブレーキペダルストロークセンサ９２が設けられている。ブレーキペダルストロークセンサによって検出されたブレーキペダル操作量は、制動力制御装置９０に出力される。

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、車速センサ２０から入力される自車速、および障害物検知装置４０から入力される障害物情報から、自車両の走行状況を認識する。コントローラ５０は、走行状況に基づいて前方障害物に対する自車両の接近度合を表す物理量であるリスクポテンシャルを算出する。

そして、コントローラ５０は、障害物に対するリスクポテンシャルに基づいて、自車両に発生する制駆動力を制御するとともに、運転者が運転操作のために操作する運転操作機器に発生する操作反力を制御する。ここでは、運転操作機器としてアクセルペダル６１を用い、アクセルペダル６１を操作する際に発生する操作反力を制御する。

駆動力制御装置６０は、アクセルペダル６１の操作状態に応じた駆動力を発生するようにエンジン（不図示）を制御するとともに、外部からの指令に応じて、発生させる駆動力を変化させる。図４に、駆動力制御装置６０における駆動力制御のブロック図を示す。図５に、アクセルペダル操作量ＳＡとドライバ要求駆動力Ｆｄａとの関係を定めた特性マップを示す。駆動力制御装置６０は、図５に示すようなマップを用いて、アクセルペダル操作量ＳＡに応じてドライバ要求駆動力Ｆｄａを算出する。そして、駆動力制御装置６０は、ドライバ要求駆動力Ｆｄａに、後述する駆動力補正量ΔＤａを加えて目標駆動力を算出する。駆動力制御装置６０のエンジンコントローラは、目標駆動力に従ってエンジンへの制御指令を算出する。

制動力制御装置９０は、ブレーキペダル９１の操作状態に応じた制動力を発生するようにブレーキ液圧を制御するとともに、外部からの指令に応じて、発生させるブレーキ液圧を変化させる。図６に、制動力制御装置９０における制動力制御のブロック図を示す。図７に、ブレーキペダル操作量ＳＢとドライバ要求制動力Ｆｄｂとの関係を定めた特性マップを示す。制動力制御装置９０は、図７に示すようなマップを用いて、ブレーキペダル操作量ＳＢに応じてドライバ要求制動力Ｆｄｂを算出する。そして、制動力制御装置９０は、ドライバ要求制動力Ｆｄｂに、後述する制動力補正値ΔＤｂを加えて目標制動力を算出する。制動力制御装置９０のブレーキ液圧コントローラは、目標制動力に従ってブレーキ液圧指令を出力する。ブレーキ液圧コントローラからの指令に応じて各車輪に設けられたブレーキ装置９５が作動する。

アクセルペダル反力発生装置７０は、アクセルペダル６１のリンク機構に組み込まれたサーボモータ（不図示）を備えている。アクセルペダル反力発生装置７０は、コントローラ５０からの指令に応じてサーボモータで発生させるトルクを制御し、運転者がアクセルペダル６１を操作する際に発生する操作反力を任意に制御することができる。なお、反力制御を行わない場合のアクセルペダル反力は、例えばアクセルペダル操作量ＳＡに対して比例するように設定されている。

以下に、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の動作を説明する。まず、動作の概要を説明する。
車両用運転操作補助装置１のコントローラ５０は、障害物検知装置４０で検出した障害物情報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する。リスクポテンシャル（Risk Potential）は、「潜在的なリスク／危急」を意味し、ここでは特に、自車両と自車両前方に存在する障害物とが接近していくことにより増大するリスクの大きさを表す。したがって、リスクポテンシャルは、自車両と障害物とがどれほど近づいているか、すなわち自車両と障害物とが近づいている程度（接近度合）を表す物理量であるといえる。

コントローラ５０は、算出したリスクポテンシャルに応じて、自車両に発生する制駆動力および運転者が自車両を運転する際に操作する運転操作機器から発生する操作反力を制御する。これにより、自車両が前方障害物、例えば先行車に近づいていくと、アクセルペダル６１からの操作反力が大きくなるとともに、自車両の駆動力が低下、あるいは制動力が増大し、運転者にリスクポテンシャルの大きさを伝達することができる。

コントローラ５０は、リスクポテンシャルを算出する際に、後述するようにレーザレーダ１０で検出された先行車と自車両との車間距離を微分して得られる相対速度を用いている。微分演算用のフィルタを用いて車間距離から相対速度を演算する場合、ノイズの少ないスムーズな演算結果を得るためには遅れが生じるので、車両用運転操作補助装置１で行う操作反力および制駆動力の制御全体に遅れが生じてしまう。例えば、先行車が急減速した場合に、その情報を伝達するための制御作動が遅れてしまう。また、先行車が減速から加速操作に移行した場合に、自車両の速やかな加速を遅れさせてしまう。このように、相対速度演算の遅れにより、運転者に違和感を与える可能性がある。

そこで、第１の実施の形態の車両用運転操作補助装置１は、異なるフィルタ特性を有する複数の微分演算用のフィルタを備え、条件によって複数のフィルタを切り換えて使用するようにする。具体的には、システムによる制御が行われている状態で運転者がアクセルペダル６１の踏増し等の介入操作を行った場合に、運転者の運転意図を考慮して高応答のフィルタ特性を有するフィルタを使用するようにする。

ここでは、リスクポテンシャルに応じた操作反力および制駆動力の制御が行われており、制御と運転者による運転操作とがほぼ安定した状態から、運転者が意図的に安定状態を変化させて自らの運転操作を優先させようとする運転者の意図を、オーバーライド意図という。例えば、適切な運転操作を促すためにアクセルペダル６１から発生する操作反力に抗してアクセルペダル６１の踏増し操作が行われると、オーバーライド意図があるといえる。

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８を用いて詳細に説明する。図８は、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。

まず、ステップＳ１１０で、車速センサ２０によって検出される自車速Ｖｈと、舵角センサ３０によって検出される自車両の操舵角δのデータを読み込む。ステップＳ１２０では、アクセルペダルストロークセンサ６２によって検出されるアクセルペダル操作量ＳＡを読み込む。つづくステップＳ１３０で、レーザレーダ１０および車速センサ２０の検出結果に従って障害物検知装置４０で算出した複数の前方障害物に関する情報を読み込む。前方障害物に関する情報は、例えば各障害物までの前後方向の距離（車間距離）Ｄと、自車両に対する障害物の左右方向位置ｘおよび前後方向位置ｙである。

ステップＳ１４０では、ステップＳ１１０で読み込んだ自車速Ｖｈおよび操舵角δに基づいて、自車両の進路を推定する。以下に、予測進路の推定方法を図９および図１０を用いて説明する。予測進路を推定するために、図９に示すように自車両が矢印方向に進行している場合の旋回半径Ｒを算出する。まず、自車両の旋回曲率ρ（１／ｍ）を算出する。旋回曲率ρは、自車速Ｖｈおよび操舵角δに基づいて、以下の（式１）で算出できる。
ρ＝１／｛Ｌ（１＋Ａ・Ｖｈ^２）｝×δ／Ｎ ・・・（式１）
ここで、Ｌ：自車両のホイールベース、Ａ：車両に応じて定められたスタビリティファクタ（正の定数）、Ｎ：ステアリングギア比である。

旋回半径Ｒは、旋回曲率ρを用いて以下の（式２）で表される。
Ｒ＝１／ρ ・・・（式２）
（式２）を用いて算出した旋回半径Ｒを用いることで、図９に示すように自車両の走行軌道を半径Ｒの円弧として予測することができる。そして、図１０に示すように、旋回半径Ｒの円弧を中心線とした幅Ｔｗの領域を、自車両が走行するであろう予測進路として設定する。幅Ｔｗは、自車両の幅に基づいて予め適切に設定しておく。

ステップＳ１５０では、障害物検知装置４０によって検出され、ステップＳ１４０で設定した自車両の予測進路内にあると判定した障害物のうち、自車両に最も近い物体を、前方障害物として選択する。この前方障害物は、以降の処理で自車両のリスクポテンシャルＲＰを算出する対象となる障害物である。

ステップＳ１６０では、運転者のオーバーライド意図を判断する。具体的には、運転者のアクセルペダル６１の操作状態に基づいて、現在の安定した状態を超えて運転操作しようとするオーバーライド意図があるか否かを判断する。ここでの処理を、図１１のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ１６０１では、現在、リスクポテンシャルＲＰに応じた制駆動力制御および操作反力制御が行われているか否かを判定する。具体的には、前回周期でリスクポテンシャルＲＰとして算出された車間時間ＴＨＷがしきい値Ｔｈ１よりも小さい、または余裕時間ＴＴＣがしきい値Ｔｈ２よりも小さく、制御反発力Ｆｃが算出されていたか否かを判定する。リスクポテンシャルＲＰと制御反発力Ｆｃの算出方法およびしきい値Ｔｈ１，Ｔｈ２については後述する。ステップＳ１６０１が否定判定されるとステップＳ１６０２へ進み、ステップＳ１２０で検出した現在のアクセルペダル操作量ＳＡを、制御開始初期値ＳＡ０として記憶する。ステップＳ１６０３では、運転者にオーバーライド意図がないと判定する。

ステップＳ１６０１が肯定判定され、すでに制駆動力制御及び操作反力制御が行われている場合は、ステップＳ１６０４へ進む。ステップＳ１６０４では、ステップＳ１２０で検出された現在のアクセルペダル操作量ＳＡと制御開始初期値ＳＡ０との大小関係を比較する。ＳＡ≧ＳＡ０で、制御開始されてからアクセルペダル６１が踏増し操作されている場合は、ステップＳ１６０５へ進む。ステップＳ１６０５では、現在のアクセルペダル操作量ＳＡと制御開始初期値ＳＡ０との差（ＳＡ−ＳＡ０）が閾値ＳＡ_ovrよりも大きいか否かを判定する。

閾値ＳＡ_ovrは、運転者がオーバーライドする意図があるか否かを判断するために用いるしきい値であり、アクセルペダル操作によって自車両に大きな加速を発生させ、例えば自車両が前方障害物を追い越すための駆動トルクを得るのに必要なアクセルペダル操作量に相当するように、予め適切に設定しておく。（ＳＡ−ＳＡ０）＞ＳＡ_ovrの場合は、ステップＳ１６０６へ進んで運転者にオーバーライド意図があると判断する。（ＳＡ−ＳＡ０）≦ＳＡ_ovrの場合は、ステップＳ１６０８へ進む。

ステップＳ１６０４で現在のアクセルペダル操作量ＳＡが制御開始初期値ＳＡ０よりも小さいと判定されると、ステップＳ１６０７へ進み、制御開始初期値ＳＡ０を現在のアクセルペダル操作量ＳＡで置き換える。ステップＳ１６０８では、オーバーライド意図がないと判断する。

なお、アクセルペダル６１の操作状態に基づいて、運転者がアクセルペダル６１を踏んでいる場合にはオーバーライド意図あり、運転者がアクセルペダル６１を解放している場合にはオーバーライド意図なしと判断することも可能である。これにより、簡単な処理でオーバーライド意図が判断できるので、意図判断のための演算時間およびプログラム用量を低減することができる。
このように、ステップＳ１６０で運転者のオーバーライド意図を判断した後、ステップＳ１７０へ進む。

ステップＳ１７０では、ステップＳ１３０で読み込んだ、レーザレーダ１０で検出された自車両と前方障害物との車間距離Ｄを用いて微分演算を行い、自車両と前方障害物との相対速度Ｖｒを算出する。コントローラ５０は、相対速度算出のための微分演算装置５１を備えている。微分演算装置５１は、図１２に示すように、微分演算用の２つのフィルタ５１ａ，５１ｂと、それぞれのフィルタ５１ａ，５１ｂに対応する重み付け部５１ｃ、５１ｄと、加算部５１ｅとから構成される。

第１フィルタ５１ａは、低応答のフィルタ特性を備えており、ゆっくりとした車間距離Ｄの変化に対応する相対速度Ｖｒのみを出力する微分演算用フィルタである。第１フィルタ５１ａは、ラプラス演算子ｓと時定数Ｔ１とを用いたラプラス関数｛ｓ／（１＋Ｔ１・ｓ）｝で表される。重み付け部５１ｃは、重み付け係数（１−Ｋ）を用いて第１フィルタ５１ａの出力値に重み付けをする。

第２フィルタ５１ｂは、高応答のフィルタ特性を備えており、車間距離Ｄの速い変化にも対応した相対速度Ｖｒを出力する微分演算用フィルタである。第２フィルタ５１ｂは、ラプラス演算子ｓと時定数Ｔ２とを用いたラプラス関数｛ｓ／（１＋Ｔ２・ｓ）｝で表される。重み付け部５１ｄは、重み付け係数Ｋを用いて第２フィルタ５１ｂの出力値に重み付けをする。第１フィルタ５１ａの時定数Ｔ１と第２フィルタ５１ｂの時定数Ｔ２とは、Ｔ１＞Ｔ２となるように予め適切な値を設定する。

加算部５１ｅは、重み付け部５１ｃ、５１ｄの出力を加算して自車両と前方障害物との相対速度Ｖｒを算出する。重み付け係数Ｋは、図１３に示すように０から１の間で変化し、運転者にオーバーライド意図があると判断されるとＫ＝１，オーバーライド意図がないと判断されるとＫ＝０に設定される。したがって、オーバーライド意図があると判断された場合は高応答の第２フィルタ５１ｂを用いて演算された相対速度Ｖｒが選択される。一方、オーバーライド意図がないと判断された場合は低応答の第１フィルタ５１ａを用いて演算された相対速度Ｖｒが選択される。

オーバーライド意図の判断結果が変化したときには、重み付け係数Ｋを０から１、または１から０へと徐々に変化させる。この処理を、図１４のフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ１７０１では、ステップＳ１６０におけるオーバーライド意図の判断結果が前回周期における判断結果から変化しているか否かを判定する。オーバーライド意図の判断結果に変化がある場合は、ステップＳ１７０２へ進む。ステップＳ１７０２では、意図判断結果がオーバーライド意図なしからありへと変化し、重み付け係数Ｋを０から１へ変化させる必要があるか否かを判定する。ステップＳ１７０２が肯定判定されるとステップＳ１７０３へ進み、重み付け係数Ｋが０から１へ変化することを示す遷移フラグFlg1に１を設定する。ステップＳ１７０４では、遷移フラグFlg2を０にクリアする。

ステップＳ１７０２が否定判定されるとステップＳ１７０５へ進み、意図判断結果がオーバーライド意図ありからなしへと変化し、重み付け係数Ｋを１から０に変化させる必要があるか否かを判定する。ステップＳ１７０５が肯定判定されるとステップＳ１７０６へ進み、重み付け係数Ｋが１から０へ変化することを示す遷移フラグFlg2に１を設定する。ステップＳ１７０７では、遷移フラグFlg1を０にクリアする。

ステップＳ１７０１が否定判定されるとステップＳ１７０８へ進み、遷移フラグFlg1＝１であるか否かを判定する。遷移フラグFlg1＝１で、重み付け係数Ｋを０から１へ変化させる場合は、ステップＳ１７０９へ進み、前回周期で設定された重み付け係数Ｋに所定の変化量ΔＫを加算する。続くステップＳ１７１０では、ステップＳ１７０９で算出した重み付け係数Ｋが１以上であるか否かを判定する。Ｋ≧１の場合はステップＳ１７１１へ進み、重み付け係数Ｋ＝１に設定し、ステップＳ１７１２で遷移フラグFlg1を０にクリアする。ステップＳ１７１０が否定判定されると、ステップＳ１７０９で算出した重み付け係数Ｋをそのまま使用する。

ステップＳ１７０８が否定判定されるとステップＳ１７１３へ進み、遷移フラグFlg2＝１であるか否かを判定する。遷移フラグFlg2＝１で、重み付け係数Ｋを１から０へ変化させる場合は、ステップＳ１７１４へ進み、前回周期で設定された重み付け係数Ｋから所定の変化量ΔＫを減算する。続くステップＳ１７１５では、ステップＳ１７１４で算出した重み付け係数Ｋが０以下であるか否かを判定する。Ｋ≦０の場合はステップＳ１７１６へ進み、重み付け係数Ｋ＝０に設定し、ステップＳ１７１７で遷移フラグFlg2を０にクリアする。ステップＳ１７１５が否定判定されると、ステップＳ１７１４で算出した重み付け係数Ｋをそのまま使用する。

加算部５１ｅは、以上説明したように算出した重み付け係数Ｋで重み付けされた第１フィルタ５１ａおよび第２フィルタ５１ｂの出力値を加算し、相対速度Ｖｒを算出する。これにより、図１３に示すように重み付け係数Ｋが１に近いほど高応答の相対速度Ｖｒが演算され、重み付け係数Ｋが０に近いほど低応答でスムーズな相対速度Ｖｒが演算される。

なお、オーバーライド意図の判断結果が変化した場合に、図１４に示す処理を行わず、重み付け係数Ｋを０から１へ、または１から０へ一気に変化させることも可能である。
以上説明したようにステップＳ１７０で微分演算により自車両と前方障害物との相対速度Ｖｒを算出した後、ステップＳ１８０へ進む。

ステップＳ１８０では、ステップＳ１５０で前方障害物として選択した障害物について、自車両のリスクポテンシャルＲＰを算出する。ここでは、リスクポテンシャルＲＰとして、自車両と前方障害物、例えば先行車との車間時間ＴＨＷおよび余裕時間ＴＴＣを算出する。車間時間ＴＨＷは、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物理量であり、以下の（式３）から算出される。
ＴＨＷ＝Ｄ／Ｖｈ ・・・（式３）

先行車に対する余裕時間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Ｖｈおよび相対車速Ｖｒ（自車速−先行車速）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。障害物に対する余裕時間ＴＴＣは、以下の（式４）で求められる。
ＴＴＣ＝Ｄ／Ｖｒ ・・・（式４）

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。このように、車間時間ＴＨＷおよび余裕時間ＴＴＣが小さいほど自車両と先行車とが近づいていることを表すので、車間時間ＴＨＷおよび余裕時間ＴＴＣはそれぞれ自車両と先行車との接近度合を表すリスクポテンシャルＲＰといえる。

ステップＳ１９０では、アクセルペダル操作反力および制駆動力補正量を算出する際の基準となる制御反発力Ｆｃを算出する。制御反発力Ｆｃは以下のようにして算出する。
制御反発力Ｆｃの算出のために、図１５（ａ）に示すように、自車両前方に長さｌの仮想的な弾性体１００を設けたと仮定し、この仮想的な弾性体１００が前方車両に当たって圧縮され、自車両に対する擬似的な走行抵抗を発生するというモデルを考える。制御反発力Ｆｃは、図１５（ｂ）に示すように仮想弾性体１００が前方車両に当たって圧縮された場合の反発力と定義する。

ここでは、車間時間ＴＨＷに関連づけた仮想弾性体、および余裕時間ＴＴＣに関連づけた仮想弾性体とを自車両と前方障害物との間に設定したモデルを想定し、それぞれの仮想弾性体による反発力を、車間時間ＴＨＷに基づく制御反発力Ｆｃ１および余裕時間ＴＴＣに基づく制御反発力Ｆｃ２として算出する。制御反発力Ｆｃの算出処理を、図１６のフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ１９０１では、車間時間ＴＨＷをしきい値Ｔｈ１と比較する。車間時間ＴＨＷが制御開始を判断するために適切に設定されたしきい値Ｔｈ１（例えば１sec）より小さい場合（ＴＨＷ＜Ｔｈ１）は、ステップＳ１９０２へ進む。ステップＳ１９０２では、自車速Ｖｈと車間時間ＴＨＷを用いて、以下の（式５）から車間時間ＴＨＷに基づく制御反発力Ｆｃ１を算出する。
Ｆｃ１＝ｋ１×（Ｔｈ１−ＴＨＷ）×Ｖｈ ・・・（式５）
（式５）においてｋ１は車間時間ＴＨＷに関連付けた仮想弾性体のばね定数であり、Ｔｈ１・Ｖｈは仮想弾性体の長さに相当する。
ステップＳ１９０１でＴＨＷ≧Ｔｈ１と判定された場合は、ステップＳ１９０３へ進んで制御反発力Ｆｃ１＝０にする。

ステップＳ１９０４では、余裕時間ＴＴＣをしきい値Ｔｈ２と比較する。余裕時間ＴＴＣが制御開始を判断するために適切に設定されたしきい値Ｔｈ２（例えば１０sec）より小さい場合（ＴＴＣ＜Ｔｈ２）は、ステップＳ１９０５へ進む。ステップＳ１９０５では、相対速度Ｖｒと余裕時間ＴＴＣを用いて、以下の（式６）から余裕時間ＴＴＣに基づく制御反発力Ｆｃ２を算出する。
Ｆｃ２＝ｋ２×（Ｔｈ２−ＴＴＣ）×Ｖｒ ・・・（式６）
（式６）においてｋ２は余裕時間ＴＴＣに関連付けた仮想弾性体のばね定数であり、Ｔｈ２・Ｖｒは仮想弾性体の長さに相当する。
ステップＳ１９０４でＴＴＣ≧Ｔｈ２と判定された場合は、ステップＳ１９０６へ進んで制御反発力Ｆｃ２＝０にする。

つづくステップＳ１９０７では、ステップＳ１９０２またはＳ１９０３で算出した車間時間ＴＨＷに基づく制御反発力Ｆｃ１と、ステップＳ１９０５またはＳ１９０６で算出した余裕時間ＴＴＣに基づく制御反発力Ｆｃ２のうち、大きい方の値を最終的な制御反発力Ｆｃとして選択する。
このようにステップＳ１９０で制御反発力Ｆｃを算出した後、ステップＳ２００へ進む。

ステップＳ２００では、ステップＳ１９０で算出した制御反発力Ｆｃを用いて、制駆動力制御を行う際の駆動力補正量ΔＤａおよび制動力補正量ΔＤｂを算出する。ここでの制駆動力補正量の算出処理を、図１７を用いて説明する。

まずステップＳ２００１で、ステップＳ１２０で読み込んだアクセルペダル操作量ＳＡに基づいて、アクセルペダル６１が踏みこまれているか否かを判定する。アクセルペダル６１が踏み込まれていない場合には、ステップＳ２００２へ進み、アクセルペダル６１が急に解放されたか否かを判定する。例えば、アクセルペダル操作量ＳＡから算出するアクセルペダル６１の操作速度が所定値未満であった場合は、アクセルペダル６１がゆっくりと戻されたと判断し、ステップＳ２００３へ進む。ステップＳ２００３では、駆動力補正量ΔＤａとして０をセットし、つづくステップＳ２００４で制動力補正量ΔＤｂとして、ステップＳ１９０で算出した制御反発力Ｆｃをセットする。

一方、ステップＳ２００２でアクセルペダル６１が急に戻されたと判定されると、ステップＳ２００５へ進む。ステップＳ２００５では駆動力補正量ΔＤａを漸減させ、ステップＳ２００６で制動力補正量ΔＤｂを制御反発力Ｆｃまで漸増させる。具体的には、アクセルペダル６１が急に戻された場合は、アクセルペダル操作中には駆動力を制御反発力Ｆｃ分だけ減少させるように設定していた駆動力補正量ΔＤａ（＝−Ｆｃ）を、０まで徐々に変化させる。また、アクセルペダル６１が急に戻されてから制動力補正量ΔＤｂを制御反発力Ｆｃまで徐々に増加させる。このように、アクセルペダル６１が急に戻された場合は、最終的に駆動力補正量ΔＤａが０に、制動力補正量ΔＤｂがＦｃになるように変化させる。

一方、ステップＳ２００１が肯定判定され、アクセルペダル６１が踏み込まれている場合は、ステップＳ２００７へ進んでドライバ要求駆動力Ｆｄａを推定する。コントローラ５０内には、駆動力制御装置６０内に記憶されたドライバ要求駆動力算出マップ（図５）と同一のものが用意されており、アクセルペダル操作量ＳＡに従って、ドライバ要求駆動力Ｆｄａを推定する。

つづくステップＳ２００８で、ステップＳ２００７で推定したドライバ要求駆動力Ｆｄａと制御反発力Ｆｃとの大小関係を比較する。ドライバ要求駆動力Ｆｄａが制御反発力Ｆｃ以上（Ｆｄａ≧Ｆｃ）の場合は、ステップＳ２００９へ進む。ステップＳ２００９では、駆動力補正量ΔＤａとして−Ｆｃをセットし、ステップＳ２０１０で制動力補正量ΔＤｂに０をセットする。すなわち、Ｆｄａ−Ｆｃ≧０であることから、駆動力Ｆｄａを制御反発力Ｆｃにより補正した後も正の駆動力が残る。従って、補正量の出力は駆動力制御装置６０のみで行うことができる。この場合、車両の状態としては、ドライバがアクセルペダル６１を踏んでいるにも関わらず期待した程の駆動力が得られない状態となる。補正後の駆動力が走行抵抗より大きい場合には、加速が鈍くなる挙動としてドライバに感じられ、補正後の駆動力が走行抵抗より小さい場合には、減速する挙動としてドライバに感じられる。

一方、ステップＳ２００８が否定判定され、ドライバ要求駆動力Ｆｄａが制御反発力Ｆｃより小さい場合（Ｆｄａ＜Ｆｃ）は、駆動力制御装置６０のみでは目標とする補正量を出力できない。そこで、ステップＳ２０１１において駆動力補正量ΔＤａに−Ｆｄａをセットし、ステップＳ２１１２で制動力補正量ΔＤｂとして、補正量の不足分（Ｆｃ−Ｆｄａ）をセットする。この場合、車両の減速挙動としてドライバには察知される。

図１８に、駆動力および制動力の補正方法を説明する図を示す。図１８の横軸はアクセルペダル操作量ＳＡおよびブレーキペダル操作量ＳＢを示しており、原点０から右へ進むほどアクセルペダル操作量ＳＡが大きく、左へ進むほどブレーキペダル操作量ＳＢが大きいことを示している。図１８の縦軸は駆動力および制動力を示し、原点０から上へ進むほど駆動力が大きく、下へ進むほど制動力が大きいことを示している。

図１８において、アクセルペダル操作量ＳＡに応じた要求駆動力Ｆｄａ、およびブレーキペダル操作量ＳＢに応じた要求制動力Ｆｄｂをそれぞれ一点鎖線で示す。また、前方障害物との接触リスクポテンシャルに応じて補正した駆動力および制動力を実線で示す。

アクセルペダル操作量ＳＡが大きく、アクセルペダル操作量ＳＡに応じた要求駆動力Ｆｄａが制御反発力Ｆｃ以上の場合は、駆動力を補正量ΔＤａに応じて減少方向に補正する。一方、アクセルペダル操作量ＳＡが小さく、アクセルペダル操作量ＳＡに応じた要求駆動力Ｆｄａが制御反発力Ｆｃよりも小さい場合は、駆動力を発生しないような補正量ΔＤａを設定して駆動力を補正する。さらに、制御反発力Ｆｃと要求駆動力Ｆｄａとの差を補正量ΔＤｂとして設定する。これにより、アクセルペダル操作量ＳＡに応じた緩制動を行う。

ブレーキペダル９１が踏み込まれると、補正量ΔＤｂに基づいて制動力を増大方向に補正する。これにより、全体として車両の走行抵抗を補正量、すなわち仮想弾性体の制御反発力Ｆｃに相当して増大させるように制駆動力の特性を補正している。

このようにステップＳ２００で制駆動力補正量を算出した後、ステップＳ２１０へ進む。ステップＳ２１０では、ステップＳ１９０で算出した制御反発力Ｆｃに基づいて、アクセルペダル６１に発生する操作反力の制御量、すなわちアクセルペダル反力制御指令値ＦＡを算出する。図１９に、制御反発力Ｆｃとアクセルペダル反力制御指令値ＦＡとの関係を示す。図１９に示すように、制御反発力Ｆｃが大きくなるほどアクセルペダル反力制御指令値ＦＡが大きくなる。

つづくステップＳ２２０では、ステップＳ２００で算出した駆動力補正量ΔＤａ、及び制動力補正量ΔＤｂをそれぞれ駆動力制御装置６０、及び制動力制御装置９０に出力する。駆動力制御装置６０は、駆動力補正量ΔＤａと要求駆動力Ｆｄａとから目標駆動力を算出し、算出した目標駆動力を発生するようにエンジンコントローラに指令を出力する。また、制動力制御装置９０は、制動力補正量ΔＤｂと要求制動力Ｆｄｂとから目標制動力を算出し、目標制動力を発生するようにブレーキ液圧コントローラに指令を出力する。

ステップＳ２３０では、ステップＳ２１０で算出したアクセルペダル反力制御指令値ＦＡをアクセルペダル反力発生装置７０に出力する。アクセルペダル反力発生装置７０は、アクセルペダル操作量ＳＡに応じた通常の反力特性に、コントローラ５０から入力される指令値に応じた反力を付加するようにアクセルペダル反力を制御する。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、自車両と自車両前方の障害物との車間距離Ｄを検出し、フィルタ手段である微分演算装置５１において車間距離Ｄを微分演算して自車両と障害物との相対速度Ｖｒを算出する。そして、少なくとも車間距離Ｄと、微分演算により算出された相対速度Ｖｒとに基づいて、障害物に対する自車両の接近度合を表すリスクポテンシャルＲＰを算出する。車両用運転操作補助装置１は、リスクポテンシャルＲＰに基づいて運転者が自車両を運転操作するための運転操作機器に発生する操作反力および自車両に発生する制駆動力の少なくともいずれかを制御する。第１の実施の形態では、制御手段であるコントローラ５０において操作反力および制駆動力の両方を制御する。車両用運転操作補助装置１は、自車両の走行環境、制御手段の制御状態、および運転者の運転意図の少なくともいずれかに基づいて、フィルタ手段のフィルタ特性を変更する。第１の実施の形態では運転者の運転意図に基づいてフィルタ特性を変更する。これにより、車間距離Ｄからフィルタ手段を用いた微分演算により相対速度Ｖｒを算出するときに、運転者の運転意図を考慮して適切な相対速度を算出することができる。その結果、障害物に対するリスクポテンシャルＲＰを、運転操作機器であるアクセルペダル６１に発生する操作反力および自車両に発生する制駆動力を介して運転者に伝達するときに、運転者の意図を考慮し、必要に応じて、遅れのない制御またはスムーズな制御を実現することが可能となる。
（２）微分演算装置５１は、異なる特性をもつ複数のフィルタ５１ａ，５１ｂを備え、さらに、複数のフィルタ５１ａ，５１ｂの出力に対してそれぞれ重み付けをする重み付け部５１ｃ、５１ｄと、重み付けされた出力を加算する加算部５１ｅとを備える。具体的には、第１フィルタ５１ａは低応答のフィルタ特性を有し、第２フィルタ５１ｂは高応答のフィルタ特性を有する。重み付け部５１ｃ、５１ｄの重み付け係数Ｋを変更することにより、図１３に示すように算出される相対速度Ｖｒの特性が変化し、微分演算装置５１のフィルタ特性を変化させることができる。このように、特性の異なる複数のフィルタ５１ａ，５１ｂを備えることにより、低応答から高応答の間でフィルタ特性を変化させ、ノイズの少ないスムーズな演算結果、または車間距離Ｄの変化に敏感な遅れの小さい演算結果を選択的に得ることができる。
（３）コントローラ５０は、運転者の運転意図として、制御手段による制御に対して運転者が自らの運転操作を優先するオーバーライド意図を検出し、オーバーライド意図があると判断されると、オーバーライド意図がない場合に比べてフィルタ特性を高応答に変更する。これにより、運転者が意図的に積極的な運転操作を行っている場合に、自車両周囲の状況を遅れなく伝達することができる。
（４）コントローラ５０は、アクセルペダル６１の操作状態に基づいてオーバーライド意図を検出する。具体的には、リスクポテンシャルＲＰに応じた操作反力制御および制駆動力制御が行われている状態で、運転者によってアクセルペダル６１の踏増し操作が行われると、オーバーライド意図があると判断する。これにより、運転者が意図的に積極的な運転操作を行い、障害物に接近しているような状況で、自車両周囲の状況を遅れなく伝達することができる。

−第１の実施の形態の変形例１−
ここでは、自車両と先行車との車間距離Ｄに基づいて、運転者にオーバーライド意図があるか否かを判断する。ここでの処理を、図２０のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ１６１１では、現在、リスクポテンシャルＲＰに応じた制駆動力制御および操作反力制御が行われているか否かを判定する。ステップＳ１６１１が否定判定されるとステップＳ１６１２へ進み、ステップＳ１３０で検出した現在の自車両と先行車との車間距離Ｄを、制御開始初期値Ｄ０として記憶する。ステップＳ１６１３では、運転者にオーバーライド意図がないと判断する。

ステップＳ１６１１が肯定判定され、すでに制駆動力制御及び操作反力制御が行われている場合は、ステップＳ１６１４へ進む。ステップＳ１６１４では、ステップＳ１３０で検出された現在の車間距離Ｄと制御開始初期値Ｄ０との差を算出し、差の絶対値｜Ｄ−Ｄ０｜を閾値Ｄ_ovrと比較する。閾値Ｄ_ovrは、オーバーライド意図があるか否かを判断するために用いるしきい値であり、先行車との車間距離Ｄがほぼ一定で追従走行しているとみなせる程度の範囲を設定するように定義する。例えば、車間距離Ｄの変化、すなわち差（Ｄ−Ｄ０）が車間距離Ｄの約１０％以内であるかを判断するように閾値Ｄ_ovrを設定する。

｜Ｄ−Ｄ０｜＜Ｄ_ovrの場合は、ステップＳ１６１５へ進んでオーバーライド意図を判断するためのタイマを加算する。ステップＳ１６１６では、ステップＳ１６１５で加算したタイマの値が所定時間Ｔ_ovr以上であるか否かを判定する。所定時間Ｔ_ovrは、運転者にオーバーライド意図があるか否かを判断するために用いるしきい値であり、運転者が車間距離Ｄをほぼ一定に保っていると判断するのに充分な時間、例えば２０秒程度として予め適切に設定しておく。ステップＳ１６１６が肯定判定され、車間距離Ｄの変化が約１０％以内となってから所定時間Ｔ_ovr以上経過した場合は、車間距離Ｄをほぼ一定に保って先行車に追従していると判断できる。そこで、ステップＳ１６１７へ進んでオーバーライドの意図はないと判断する。

ステップＳ１６１４が否定判定され、車間距離Ｄの差の絶対値｜Ｄ−Ｄ０｜が閾値Ｄ_ovr以上の場合は、ステップＳ１６１８へ進む。ステップＳ１６１８では、制御開始初期値Ｄ０を現在の車間距離Ｄで置き換える。ステップＳ１６１９では、オーバーライド意図判断のためのタイマをリセットし、ステップＳ１６２０ではオーバーライド意図なしと判定する。

このように、コントローラ５０は、自車両と障害物との車間距離Ｄの所定時間内の変化に基づいてオーバーライド意図を検出する。具体的には、制御開始時の車間距離Ｄ０と現在の車間距離Ｄとの差｜Ｄ−Ｄ０｜が閾値Ｄ_ovrよりも小さい状態が所定時間Ｔ_ovr以上経過するとオーバーライド意図がないと判断する。オーバーライド意図がある場合はフィルタ特性を高応答にして車間距離Ｄの変動を運転者に遅れなく伝え、オーバーライド意図がなく先行車に追従する状態を維持しようとしている場合には、フィルタ特性を低応答にしてスムーズな制御を行うことができる。

−第１の実施の形態の変形例２−
ここでは、操舵角δに基づいて運転者にオーバーライド意図があるか否かを判断する。ここでの処理を、図２１のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ１６３１では、現在、リスクポテンシャルＲＰに応じた制駆動力制御および操作反力制御が行われているか否かを判定する。ステップＳ１６３１が否定判定されるとステップＳ１６３２へ進み、運転者にオーバーライド意図がないと判断する。

ステップＳ１６３１が肯定判定され、すでに制駆動力制御及び操作反力制御が行われている場合は、ステップＳ１６３３へ進む。ステップＳ１６３３では、ステップＳ１１０で検出された操舵角δに基づいて操舵角速度δ’を算出する。操舵角速度δ’は、例えば操舵角δを時間微分することにより算出できる。そして、操舵角速度の絶対値｜δ’｜を閾値δ’_ovrと比較する。閾値δ’_ovrは、運転者にオーバーライド意図があるか否かを判断するために用いるしきい値であり、車両が通常、緩いカーブも含めて自車線内を維持して走行する際に示す値よりもやや大きい値として設定する。

｜δ’｜≦δ’_ovrの場合は、ステップＳ１６３４へ進んでオーバーライド意図を判断するためのタイマをリセットする。｜δ’｜＞δ’_ovrの場合は、ステップＳ１６３５へ進んでオーバーライド意図を判断するためのタイマを加算する。ステップＳ１６３６では、ステップＳ１６３５で加算したタイマの値が所定時間Ｔδ_ovrよりも大きいか否かを判定する。所定時間Ｔδ_ovrは、運転者にオーバーライド意図があるか否かを判断するために用いるしきい値であり、自車両が車線変更を行うために必要な操舵入力時間に相当する時間、例えば０．５秒程度として予め適切に設定しておく。ステップＳ１６３６が肯定判定されるとステップＳ１６３７へ進み、オーバーライド意図があると判断し、否定判定されるとステップＳ１６３２へ進んでオーバーライド意図がないと判断する。

このように、コントローラ５０は、運転者がステアリングホイールを操舵するときの操舵角δに基づいてオーバーライド意図を検出する。具体的には、操舵角δの変化を表す操舵角速度δ’を算出し、操舵角速度｜δ’｜が閾値δ'_ovrよりも大きい状態が所定時間Ｔδ_ovr以上継続すると、オーバーライド意図があると判断する。これにより、車線変更等のために運転者が意図的に積極的な運転操作を行っている状況で、自車両周囲の状況を遅れなく伝達することができる。

−第１の実施の形態の変形例３−
ここでは、運転者によるウィンカ（不図示）の操作状態に基づいて運転者にオーバーライド意図があるか否かを判断する。ここでの処理を、図２２のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ１６４１では、現在、リスクポテンシャルＲＰに応じた制駆動力制御および操作反力制御が行われているか否かを判定する。ステップＳ１６４１が否定判定されるとステップＳ１６４２へ進み、運転者にオーバーライド意図がないと判断する。ステップＳ１６４１が肯定判定され、すでに制駆動力制御及び操作反力制御が行われている場合は、ステップＳ１６４３へ進む。

ステップＳ１６４３では、ウィンカ操作状態を検出し、ウィンカがオフされている場合は、ステップＳ１６４４へ進んでオーバーライド意図を判断するためのタイマをリセットする。一方、ウィンカがオン操作されている場合は、ステップＳ１６４５へ進んでオーバーライド意図を判断するためのタイマを加算する。ステップＳ１６４６では、ステップＳ１６４５で加算したタイマの値が所定時間Ｔｗ_ovrよりも大きいか否かを判定する。所定時間Ｔｗ_ovrは、運転者にオーバーライド意図があるか否かを判断するために用いるしきい値であり、ウィンカがオン操作されてから自車両が車線変更を行うかを判断するための必要時間に相当する値、例えば１秒程度として予め適切に設定しておく。ステップＳ１６４６が肯定判定されるとステップＳ１６４７へ進み、オーバーライド意図があると判断し、否定判定されるとステップＳ１６４２へ進んでオーバーライド意図がないと判断する。

このように、コントローラ５０は、運転者がウィンカを操作するときのウィンカ操作状態に基づいてオーバーライド意図を検出する。具体的には、ウィンカがオン操作されてから所定時間Ｔｂ_ovr以上経過すると、オーバーライド意図があると判断する。これにより、車線変更等のために運転者が意図的に積極的な運転操作を行っている状況で、自車両周囲の状況を遅れなく伝達することができる。

《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。図２３に、第２の実施の形態による車両用運転操作補助装置２のシステム図を示す。図２３に示す車両用運転操作補助装置２において、図１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２３に示すように、車両用運転操作補助装置２は、自車両の前方領域を撮像するカメラ装置３５をさらに設けており、カメラ装置３５の撮像画像から算出される自車両の車線内横位置に基づいて運転者にオーバーライド意図があるか否かを判断する。

カメラ装置３５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５０Ａへと出力する。カメラ３５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。コントローラ５０Ａは、カメラ装置３５の撮像画像に所定の画像処理を施し、自車両が走行する道路の車線境界線（レーンマーカ）を認識する。

第２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２４を用いて詳細に説明する。図２４は、コントローラ５０Ａ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〜Ｓ１５０での処理は、図８のフローチャートにおける処理と同様であるので説明を省略する。

ステップＳ１５５では、カメラ装置３５で取得した自車両前方領域の画像に基づいて、自車両の車線内横位置を算出する。具体的には、自車両が走行する車線のレーン中心から自車両の中心位置までの横方向距離Ｌｘを自車両の車線内横位置として算出する。車線内横位置Ｌｘは、自車両が自車線の右側領域にある場合を正の値、左側領域にある場合を負の値で表す。

ステップＳ１６０では、ステップＳ１５５で算出した自車両の車線内横位置Ｌｘに基づいて、運転者にオーバーライド意図があるか否かを判断する。ここでの処理を図２５のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ１６５１では、現在、リスクポテンシャルＲＰに応じた制駆動力制御および操作反力制御が行われているか否かを判定する。ステップＳ１６５１が否定判定されるとステップＳ１６５２へ進み、運転者にオーバーライド意図がないと判断する。ステップＳ１６５１が肯定判定され、すでに制駆動力制御及び操作反力制御が行われている場合は、ステップＳ１６５３へ進む。

ステップＳ１６５３では、ステップＳ１５５で算出した自車両の車線内横位置の絶対値｜Ｌｘ｜が閾値Ｌｘ_ovrよりも大きいか否かを判定する。閾値Ｌｘ_ovrは、運転者にオーバーライド意図があるか否かを判断するために用いるしきい値であり、自車両がレーン中心からずれて自車両の左右方向端部がレーン境界に近い状態にあるかを検出するための値として設定する。そこで、閾値Ｌｘ_ovrを、例えば自車両の左右方向端部がレーン境界上となるときの車線内横位置Ｌｘの値（（自車線幅−自車幅）／２）よりもやや小さい値として設定する。｜Ｌｘ｜≦Ｌｘ_ovrで自車両がレーン中心付近を走行している場合は、ステップＳ１６５４へ進んでオーバーライド意図を判断するためのタイマをリセットする。

一方、｜Ｌｘ｜＞Ｌｘ_ovrで自車両がレーン端付近を走行している場合は、ステップＳ１６５５へ進んでオーバーライド意図を判断するためのタイマを加算する。ステップＳ１６５６では、ステップＳ１６５５で加算したタイマの値が所定時間Ｔｌ_ovrよりも大きいか否かを判定する。所定時間Ｔｌ_ovrは、運転者にオーバーライド意図があるか否かを判断するために用いるしきい値であり、運転者が意図的にレーン端付近を走行し、例えば車線変更を行おうとしていると判断するためのに充分な時間、例えば５秒程度として予め適切に設定しておく。ステップＳ１６５６が肯定判定されるとステップＳ１６５７へ進み、オーバーライド意図があると判断し、否定判定されるとステップＳ１６５２へ進んでオーバーライド意図がないと判断する。

このようにステップＳ１６０で運転者のオーバーライド意図を判断した後、ステップＳ１７０へ進む。ステップＳ１７０以降の処理は、図８のフローチャートでの処理と同様であるので説明を省略する。

なお、自車両の車線内横位置は、レーン中心から現在の自車両の中心位置までの横方向距離Ｌｘに限定されない。例えば自車線のレーン中心から、自車両の所定距離前方に設けた前方仮想点までの横方向距離を、車線内横位置として算出することもできる。また、自車両の横方向距離に、レーン中心に対するヨー角偏差を加味して車線内横位置を算出することもできる。あるいは、自車線の車線端から現在位置における自車両の中心位置までの横方向距離、車線端から前方仮想点における自車両の中心位置までの横方向距離を、車線内横位置として算出することもできる。

このように、以上説明した第２の実施の形態においては、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５０Ａは、上述した第１の実施の形態と同様に、運転者の運転意図として、制御手段による制御に対して運転者が自らの運転操作を優先するオーバーライド意図を検出し、オーバーライド意図があると判断されると、オーバーライド意図がない場合に比べてフィルタ特性を高応答に変更する。コントローラ５０Ａは、自車両の車線内横位置Ｌｘを検出し、自車両の車線内横位置Ｌｘに基づいて運転者のオーバーライド意図を検出する。具体的には、レーン中心からの自車両の横方向距離｜Ｌｘ｜が閾値Ｌｘ_ovrよりも大きく、自車両がレーン中心からずれた状態が所定時間Ｔｌ_ovr以上継続した場合に、オーバーライド意図があると判断する。これにより、車線変更等のために運転者が意図的に積極的な運転操作を行っている状況で、自車両周囲の状況を遅れなく伝達することができる。

−第２の実施の形態の変形例−
ここでは、自車両の車線内横位置の変化に基づいて運転者にオーバーライド意図があるか否かを判断する。ここでの処理を図２６のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ１６６１では、現在、リスクポテンシャルＲＰに応じた制駆動力制御および操作反力制御が行われているか否かを判定する。ステップＳ１６６１が否定判定されるとステップＳ１６６２へ進み、運転者にオーバーライド意図がないと判断する。ステップＳ１６６１が肯定判定され、すでに制駆動力制御及び操作反力制御が行われている場合は、ステップＳ１６６３へ進む。

ステップＳ１６６３では、ステップＳ１５５で算出した自車両の車線内横位置Ｌｘに基づいて、自車両の車線内横位置の変化、すなわち自車線に対する自車両の横方向速度Ｌｘ’を算出する。横方向速度Ｌｘ’は、例えば車線内横位置Ｌｘを時間微分することにより算出できる。そして、横方向速度の絶対値｜Ｌｘ’｜を閾値Ｌｘ’_ovrと比較する。閾値Ｌｘ’_ovrは、運転者にオーバーライド意図があるか否かを判断するために用いるしきい値であり、車線外へ逸脱しようとする自車両の動きを判断するために必要な値として設定する。車線幅の半分が１．６ｍ程度であることを考慮して、閾値Ｌｘ’_ovrを、例えば１ｍ/ｓとする。｜Ｌｘ’｜≦Ｌｘ’_ovrで自車両の横方向への移動速度がゆっくりである場合は、ステップＳ１６６４へ進んでオーバーライド意図を判断するためのタイマをリセットする。

一方、｜Ｌｘ’｜＞Ｌｘ’_ovrで自車両の横方向移動速度が速い場合は、ステップＳ１６６５へ進んでオーバーライド意図を判断するためのタイマを加算する。ステップＳ１６６６では、ステップＳ１６６５で加算したタイマの値が所定時間Ｔｍ_ovrよりも大きいか否かを判定する。所定時間Ｔｍ_ovrは、運転者にオーバーライド意図があるか否かを判断するために用いるしきい値であり、車線幅の半分が約１．６ｍであることを考慮して、例えば１秒程度として予め適切に設定しておく。ステップＳ１６６６が肯定判定され、自車両の横方向速度Ｌｘ’が１ｍ/ｓ以上である状態が１秒間以上継続した場合は、ステップＳ１６６７へ進み、オーバーライド意図があると判断する。ステップＳ１６６６が否定判定されるとステップＳ１６６２へ進んでオーバーライド意図がないと判断する。

なお、自車両の横方向速度は、車線内横位置Ｌｘの微分値には限定されない。例えば自車線に対する自車両のヨー角に自車速Ｖｈを乗じることによって横方向速度を算出することもできる。

このように、コントローラ５０Ａは、車線内横位置Ｌｘが急変し、自車両の横方向速度｜Ｌｘ'|が閾値Ｌｘ’_ovrよりも大きい状態が所定時間Ｔｍ_ovr以上継続する場合にオーバーライド意図があると判断することによっても、車線変更等のために運転者が意図的に積極的な運転操作を行っている状況で、自車両周囲の状況を遅れなく伝達することができる。

《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基本構成は、図１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。

上述した第１及び第２の実施の形態では、運転者のオーバーライド意図の有無に応じて微分演算用のフィルタの特性を切り換えたが、第３の実施の形態においては、自車両の制御状態に応じてフィルタ特性を切り替える。ここで、制御状態とは、リスクポテンシャルＲＰに応じた操作反力制御および制駆動力制御がどのように行われているかを表している。ここでは特に、リスクポテンシャルＲＰを表す車間時間ＴＨＷおよび余裕時間ＴＴＣの大きさを制御状態として用いる。

第３の実施の形態による車両用運転操作補助装置の動作を、図２７を用いて詳細に説明する。図２７は、第３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Ｓ３１０〜Ｓ３５０での処理は、図８のフローチャートに示したステップＳ１１０〜Ｓ１５０おける処理と同様であるので説明を省略する。

ステップＳ３６０では、自車両の制御状態を判断する。ここでの処理を図２８を用いて説明する。ステップＳ３６０１では、前回周期で算出した自車両と前方障害物との車間時間ＴＨＷが所定値Ｔｈ３以下であるか否かを判定する。所定値Ｔｈ３は、制御反発力Ｆｃの算出に用いる車間時間ＴＨＷの制御開始しきい値Ｔｈ１よりも小さい値で、比較的リスクポテンシャルＲＰが高い状態を判断するように設定される。

ＴＨＷ≦Ｔｈ３の場合、すなわち、すでにリスクポテンシャルＲＰに応じた操作反力制御および制駆動力制御が開始されており、そのリスクポテンシャルＲＰが比較的高い状態である場合は、ステップＳ３６０３へ進む。一方、ＴＨＷ＞Ｔｈ３の場合は、ステップＳ３６０２へ進み、前回周期で算出した自車両と前方障害物との余裕時間ＴＴＣが所定値Ｔｈ４以下であるか否かを判定する。所定値Ｔｈ４は、制御反発力Ｆｃの算出に用いる余裕時間ＴＴＣの制御開始しきい値Ｔｈ２よりも小さい値で、比較的リスクポテンシャルＲＰが高い状態を判断するように設定される。

ＴＴＣ≦Ｔｈ４の場合、すなわち、すでにリスクポテンシャルＲＰに応じた操作反力制御および制駆動力制御が開始されており、そのリスクポテンシャルＲＰが比較的高い状態である場合は、ステップＳ３６０３へ進む。一方、ＴＴＣ＞Ｔｈ４の場合は、ステップＳ３６０４へ進む。ステップＳ３６０３では、ステップＳ３７０の微分演算処理で用いる重み付け係数Ｋ＝１に設定し、ステップＳ３６０４では、重み付け係数Ｋ＝０に設定する。

このようにステップＳ３６０で制御状態判断を行った後、ステップＳ３７０へ進む。ステップＳ３７０では、ステップＳ３６０で設定した重み付け係数Ｋを用いて第１フィルタ５１ａおよび第２フィルタ５１ｂの出力値にそれぞれ重み付けをし、相対速度Ｖｒを算出する。なお、制御状態が変化し、重み付け係数Ｋが０から１、または１から０へ変化する場合に、上述した第１の実施の形態と同様に重み付け係数Ｋを徐々に変化させることもできる。

ステップＳ３８０以降の処理は、図８のフローチャートのステップＳ１８０以降の処理と同様であるので説明を省略する。

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）第３の実施の形態による車両用運転操作補助装置は、制御状態として、制御手段であるコントローラ５０において制御する力の制御量の大きさを判断し、制御量が大きくなっていると判断されると、制御量が小さくなっている場合に比べてフィルタ特性を高応答に変更する。これにより、制御量が大きく、運転者への情報伝達の必要性が高い状況において、自車両周囲の状況を遅れなく伝達することができる。なお、制御量は、コントローラ５０においてリスクポテンシャルＲＰに応じて操作反力および制駆動力を制御する際のアクセルペダル反力制御指令値ＦＡおよび制駆動力補正量ΔＤａ，ΔＤｂを意味するが、アクセルペダル反力制御指令値ＦＡおよび制駆動力補正量ΔＤａ，ΔＤｂを算出するために用いた制御反発力Ｆｃも制御量に含まれる。
（２）コントローラ５０は、リスクポテンシャルＲＰの大きさから制御量の大きさを判断する。具体的には、リスクポテンシャルＲＰとして算出する自車両と障害物との車間時間ＴＨＷが所定値Ｔｈ３以下の場合、または余裕時間ＴＴＣが所定値Ｔｈ４以下の場合には、リスクポテンシャルＲＰが大きいので制御量も大きいと判断する。これにより、リスクポテンシャルＲＰが大きく自車両周囲の状況を速やかに運転者に伝えたい場合に、遅れのない制御を実現することができる。

−第３の実施の形態の変形例１−
ここでは、リスクポテンシャルＲＰを表す車間時間ＴＨＷおよび余裕時間ＴＴＣの変化に基づいて自車両の制御状態を判断する。ここでの処理を図２９のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ３６１１では、自車両と前方障害物との車間時間ＴＨＷが急減しているか否かを判定する。例えば車間時間ＴＨＷの微分値が、車間時間ＴＨＷの変化を判断するために予め適切に設定された負の所定値よりも小さい場合は、車間時間ＴＨＷが急減し、リスクポテンシャルＲＰが急に高まっていると判断し、ステップＳ３６１３へ進む。

ステップＳ３６１１が否定判定されるとステップＳ３６１２へ進み、自車両と前方障害物との余裕時間ＴＴＣが急減しているか否かを判定する。例えば余裕時間ＴＴＣの微分値が、余裕時間ＴＴＣの変化を判断するために予め適切に設定された負の所定値よりも小さい場合は、余裕時間ＴＴＣが急減し、リスクポテンシャルＲＰが急に高まっていると判断し、ステップＳ３６１３へ進む。ステップＳ３６１２が否定判定されるとステップＳ３６１４へ進む。

ステップＳ３６１３では、ステップＳ３７０の微分演算処理で用いる重み付け係数Ｋ＝１に設定し、ステップＳ３６１４では、重み付け係数Ｋ＝０に設定する。

このように、コントローラ５０は、リスクポテンシャルＲＰの変化に基づいて制御量の大きさを判断する。具体的には、車間時間ＴＨＷが急減する場合、または余裕時間ＴＴＣが急減する場合には、リスクポテンシャルＲＰが急激に増加しており、制御量も大きいと判断する。これにより、リスクポテンシャルＲＰが急に増加して自車両周囲の状況の変化を速やかに運転者に伝えたい場合に、遅れのない制御を実現することができる。

−第３の実施の形態の変形例２−
ここでは、リスクポテンシャルＲＰに基づいて算出した制御反発力Ｆｃに基づいて自車両の制御状態を判断する。具体的には、リスクポテンシャルＲＰに基づいて制動力を発生させる制動力制御を行っているか否かを判断する。ここでの処理を図３０のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ３６２１では、前回周期で算出した制御反発力Ｆｃが０よりも大きいか否かを判定する。Ｆｃ≦０の場合は、駆動力制御も制動力制御も行われていないので、ステップＳ３６２２へ進んで重み付け係数Ｋ＝０に設定する。Ｆｃ＞０の場合は、ステップＳ３６２３へ進み、制御反発力Ｆｃが、アクセルペダル操作量ＳＡに基づくドライバ要求駆動力Ｆｄａよりも大きいか否かを判定する。Ｆｃ≦Ｆｄａの場合は、駆動力を低下させる駆動力制御は行われているが、制動力を発生させる制動力制御は行われていないので、ステップＳ３６２４へ進んで重み付け係数Ｋ＝０に設定する。

Ｆｃ＞Ｆｄａの場合は、駆動力制御も制動力制御も行われているので、ステップＳ３６２５へ進んで重み付け係数Ｋ＝１に設定する。

このように、コントローラ５０は、自車両に制動力を発生させる制動力制御が行われているかに基づいて制御量の大きさを判断する。具体的には、アクセルペダル操作量ＳＡに応じたドライバ要求駆動力Ｆｄａよりも制御反発力Ｆｃが大きく、制動力補正量ΔＤｂ（＝Ｆｃ−Ｆｄａ）が発生している場合には、制御量が大きいと判断する。これにより、駆動力を低下するだけでなく、制動力を発生させて自車両を減速させる必要のある場合に、遅れのない制御を実現することができる。

−第３の実施の形態の変形例３−
ここでは、リスクポテンシャルＲＰに応じてアクセルペダル６１に付加される付加反力、すなわちアクセルペダル反力制御指令値ＦＡに基づいて、自車両の制御状態を判断する。ここでの処理を図３１のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ３６３１では、現在、リスクポテンシャルＲＰに応じた制駆動力制御および操作反力制御が行われているか否かを判定する。ステップＳ３６３１が否定判定されるとステップＳ３６３２へ進み、重み付け係数Ｋ＝０に設定する。ステップＳ３６３１が肯定判定されて制駆動力制御及び操作反力制御がすでに行われている場合は、ステップＳ３６３３へ進む。ステップＳ３６３３では、前回周期で算出したアクセルペダル反力制御指令値ＦＡが所定値ＦＡ１以上であるか否かを判定する。しきい値ＦＡ１は、例えば操作反力制御および制駆動力制御が行われている状態で自車両が先行車に追従走行する場合に発生する反力制御指令値ＦＡよりも充分に大きな値として予め適切に設定しておく。

ＦＡ＜ＦＡ１の場合は、ステップＳ３６３４へ進み、重み付け係数Ｋ＝０に設定する。ＦＡ≧ＦＡ１の場合は、アクセルペダル６１に大きな操作反力が付加されており、リスクポテンシャルＲＰが高い状態であると判断し、ステップＳ３６３５へ進んで重み付け係数Ｋ＝１に設定する。

このように、コントローラ５０は、運転操作機器に発生させる操作反力に基づいて制御量の大きさを判断する。具体的には、運転操作機器であるアクセルペダル６１の反力制御指令値ＦＡが所定値ＦＡ１以上の場合に、制御量が大きいと判断する。これにより、リスクポテンシャルＲＰが大きく自車両周囲の状況を速やかに運転者に伝えたい場合に、遅れのない制御を実現することができる。

《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。第４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。

上述した第１及び第２の実施の形態では運転者のオーバーライド意図に基づいて、第３の実施の形態では自車両の制御状態に基づいてフィルタ特性を切り替えた。第４の実施の形態では、自車両の走行環境に基づいてフィルタ特性を切り替える。ここで、走行環境とは、自車両がその環境下で走行することによりリスクポテンシャルＲＰの急変が予測されるものを表している。ここでは特に、自車両と前方障害物との車間距離Ｄを走行環境として用いる。

第４の実施の形態による車両用運転操作補助装置の動作を、図３２を用いて詳細に説明する。図３２は、第４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Ｓ５１０〜Ｓ５５０での処理は、図８のフローチャートに示したステップＳ１１０〜Ｓ１５０おける処理と同様であるので説明を省略する。

ステップＳ５６０では、自車両の走行環境を判断する。ここでの処理を図３３を用いて説明する。ステップＳ５６０１では、ステップＳ５３０で読み込んだ自車両と前方障害物との車間距離Ｄが所定値Ｄ１以下であるか否かを判定する。所定値Ｄ１は、操作反力制御および制駆動力制御が作動する領域内で、リスクポテンシャルＲＰが高い状態を判断するように設定される。例えば、所定値Ｄ１は自車速Ｖｈに応じて切り替えるように設定し、自車速Ｖｈ≧８０ｋｍ/ｈのときにＤ１＝１５ｍ、自車速Ｖｈが４０〜８０ｋｍ/ｈのときにＤ１＝７ｍ、自車速Ｖｈ≦４０ｋｍ/ｈのときにＤ１＝５ｍとする。

自車速Ｖｈを考慮して車間距離Ｄ１≦Ｄ１と判定され、リスクポテンシャルＲＰが高い状態である場合は、ステップＳ５６０２へ進み、重み付け係数Ｋ＝１に設定する。一方、Ｄ＞Ｄ１と判定されるとステップＳ５６０３へ進み、重み付け係数Ｋ＝０に設定する。

このようにステップＳ５６０で走行環境判断を行った後、ステップＳ５７０へ進む。ステップＳ５７０では、ステップＳ５６０で設定した重み付け係数Ｋを用いて第１フィルタ５１ａおよび第２フィルタ５１ｂの出力値にそれぞれ重み付けをし、相対速度Ｖｒを算出する。なお、走行環境が変化し、重み付け係数Ｋが０から１、または１から０へ変化する場合に、上述した第１の実施の形態と同様に重み付け係数Ｋを徐々に変化させることもできる。

ステップＳ５８０以降の処理は、図８のフローチャートのステップＳ１８０以降の処理と同様であるので説明を省略する。

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。
コントローラ５０は、走行環境として自車両と障害物との車間距離Ｄを検出し、障害物が近距離にあると判断するために設定された所定値Ｄ１よりも車間距離Ｄが小さい場合に、フィルタ特性を高応答に変更する。障害物が近距離にある場合は、リスクポテンシャルＲＰが高いとともに、例えば自車両が市街地や渋滞中の道路を走行しており、先行車の加減速が激しいことが予測される。そこで、フィルタ特性を高応答に変更することにより、車間距離Ｄの変動を運転者に遅れなく伝えることが可能となる。また、自車速Ｖｈに応じて所定値Ｄ１を切り替えるので、リスクポテンシャルＲＰが高いときの制御の遅れの低減と、リスクポテンシャルＲＰが高くない場合のスムーズな制御との両立を図ることができる。

−第４の実施の形態の変形例−
ここでは、自車速Ｖｈ基づいて自車両の走行環境を判断する。ここでの処理を図３４のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ５６１１では、ステップＳ５１０で読み込んだ自車速Ｖｈが所定値Ｖｈ１以下であるか否かを判定する。所定値Ｖｈ１は、自車両が高速走行を行っているか否かを判断する基準として定義され、例えば所定値Ｖｈ１＝７０ｋｍ／ｈに設定する。自車速Ｖｈ≦Ｖｈ１の場合は、自車両が一般道や市街地を走行しており、前方障害物の減速等によりリスクポテンシャルＲＰが急に変動する可能性が高いと判断し、ステップＳ５６１２へ進んで重み付け係数Ｋ＝１に設定する。一方、Ｖｈ＞Ｖｈ１と判定されるとステップＳ５６１３へ進み、重み付け係数Ｋ＝０に設定する。

このように、コントローラ５０は、走行環境として自車速Ｖｈを検出し、自車速Ｖｈが高速であると判断するために設定された所定値Ｖｈ１よりも小さい場合には、自車速Ｖｈが所定値Ｖｈ１よりも大きい場合に比べてフィルタ特性を高応答に変更する。自車速Ｖｈが高速走行をしていない場合は、例えば自車両が市街地の道路を走行しており、先行車の加減速が激しいことが予測される。そこで、フィルタ特性を高応答に変更することにより、自車両周囲の状況を運転者に遅れなく伝えることが可能となる。

《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。図３５に、第５の実施の形態による車両用運転操作補助装置３のシステム図を示す。図３５に示す車両用運転操作補助装置３において、図１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３５に示すように、車両用運転操作補助装置３は、ＧＰＳ受信機３８を備えたナビゲーション装置３７をさらに備えており、コントローラ５０Ｂは、ナビゲーション装置３７から得られる情報に基づいて自車両の走行環境を判断する。なお、ナビゲーション装置３７は、自車両が走行中の道路に関する道路属性、および自車両が走行する道路の前方に存在するカーブの形状をも道路情報データベースに保存しているものとする。道路属性は、自車両が走行する道路が高速道路、高速道路以外の一般道（例えば国道や県道）、または市街地内を走る市街路（例えば市町村道）であるか、すなわち道路の種類を表している。ここでは、走行環境を表す道路属性として自車両が走行する道路が、多くの人家や商店が立ち並ぶ市街地内を走行する市街路であるかを判断する。

第５の実施の形態における走行環境の判断処理を、図３６のフローチャートを用いて説明する。この処理は、図３２に示したフローチャートのステップＳ５６０で実行される。
ステップＳ５６２１では、ナビゲーション装置３７から自車両が走行する道路の道路属性を表す情報を取り込む。ステップＳ５６２２では、ステップＳ５６２１で取り込んだ道路属性の情報と、ＧＰＳ受信機３８から得られる自車両の現在位置の情報に基づいて、自車両が市街路を走行しているか否かを判断する。自車両が市街路を走行している場合は、前方障害物の減速等によりリスクポテンシャルＲＰが急に変動する可能性が高いと判断し、ステップＳ５６２３へ進んで重み付け係数Ｋ＝１に設定する。一方、自車両が市街路を走行していない場合は、ステップＳ５６２４へ進んで重み付け係数Ｋ＝０に設定する。

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。
コントローラ５０Ｂは、走行環境として、自車両が走行する道路の種類（道路属性）を検出し、自車両が市街地内を走行していることが検出されると、市街地外をを走行している場合に比べてフィルタ特性を高応答に変更する。自車両が市街地内を走行している場合は先行車が急に減速する可能性が高いので、フィルタ特性を高応答に変更することにより、車間距離Ｄの変化を遅れなく制御に反映させることができる。

−第５の実施の形態の変形例−
ここでは、自車両が走行する道路の前方に存在するカーブの形状に基づいて自車両の走行環境を判断する。具体的には、先行車が前方のカーブを逸脱することなく走行できる速度で走行しているかを判断する。ここでの処理を図３７のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ５６３１では、ナビゲーション装置３７から自車両が存在する道路の前方に存在するカーブのカーブ曲率ρｃを読み込む。ステップＳ５６３２では、ステップＳ５６３１で読み込んだカーブ曲率ρｃに基づいて、前方のカーブを逸脱することなく走行するための適正旋回車速Ｖｓを算出する。適正旋回車速Ｖｓは、予め設定した適正旋回加速度ＹＧを用いて以下の（式７）から算出することができる。
Ｖｓ＝√（ρｃ×ＹＧ） ・・・（式７）

ステップＳ５６３３では、例えば自車速Ｖｈと相対速度Ｖｒとから自車両前方の先行車の車速Ｖｆを算出し、先行車速Ｖｆと、ステップＳ５６３２で算出した適正旋回車速Ｖｓとを比較する。Ｖｆ＞Ｖｓの場合は、先行車がカーブから逸脱しないように減速操作を行うことが予測されるので、ステップＳ５６３４へ進んで重み付け係数Ｋ＝１に設定する。一方、Ｖｆ≦Ｖｓの場合は、ステップＳ５６３５へ進んで重み付け係数Ｋ＝０に設定する。

このように、コントローラ５０Ｂは、走行環境として、自車両が走行する道路の前方に存在するカーブの形状を検出するとともに、カーブを逸脱することなく走行するための適正車速Ｖｓを算出する。そして、自車両前方の障害物の速度Ｖｆを算出し、カーブを走行する障害物の速度Ｖｆが適正車速Ｖｓよりも大きい場合は、適正車速Ｖｓよりも小さい場合に比べてフィルタ特性を高応答に変更する。障害物が高速でカーブに進入している場合は、障害物が減速することが予測されるので、フィルタ特性を高応答に変更することにより、車間距離Ｄの変化を遅れなく制御に反映させることができる。

《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。図３８に、第６の実施の形態による車両用運転操作補助装置４の構成を示す。図３８において、図１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。

第６の実施の形態による車両用運転操作補助装置４は、コントローラ５０Ｃにおいて自車両のリスクポテンシャルＲＰに基づいて制駆動力制御のみを行い、操作反力制御を行わない。そこで、車両用運転操作補助装置４は、アクセルペダル６１に操作反力を発生させるアクセルペダル反力発生装置７０を備えていない。

第６の実施の形態における車両用運転操作補助装置４の動作を、図３９のフローチャートを用いて説明する。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Ｓ７１０〜Ｓ８００における処理は、図８のフローチャートのステップＳ１１０〜Ｓ２００での処理と同様であるので説明を省略する。

ステップＳ８１０では、ステップＳ８００で算出した駆動力補正量ΔＤａと制動力補正量ΔＤｂを、それぞれ駆動力制御装置６０および制動力制御装置９０に出力する。
なお、ステップＳ７６０におけるオーバーライド意図判断処理の代わりに、第２の実施の形態で説明した自車両の車線内横位置を用いたオーバーライド意図判断を行うこともできる。また、オーバーライド意図判断処理の代わりに、第３の実施の形態および第４の実施の形態でそれぞれ説明した制御状態判断処理および走行環境判断処理を行うことも可能である。

上述した第１から第５の実施の形態においては、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰに応じたアクセルペダル操作反力制御および制駆動力制御を行った。ただし、これには限定されず、第６の実施の形態のように制駆動力制御のみを行うこともでき、アクセルペダル反力制御および制駆動力制御の少なくともいずれかを行うように構成することができる。また、駆動力制御および制動力制御のいずれか一方を行うことも可能である。また運転操作機器としてブレーキペダル９１を用い、リスクポテンシャルＲＰに応じてブレーキペダル９１に発生する操作反力を制御することもできる。

上述した第１から第６の実施の形態においては、障害物に対する接近度合いを表すリスクポテンシャルＲＰとして、自車両と障害物との車間時間ＴＨＷおよび余裕時間ＴＴＣをを算出した。ただし、これには限定されず、リスクポテンシャルＲＰとして、少なくとも、自車両と障害物との相対速度Ｖｒを用いる余裕時間ＴＴＣを算出することができる。また、車間時間ＴＨＷと余裕時間ＴＴＣとを加算してリスクポテンシャルＲＰを算出することも可能である。

上述した第１から第６の実施の形態では、コントローラ５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃが微分演算装置５１を備えるとして説明したが、微分演算装置５１を、コントローラ５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃとは別に独立して設けることも可能である。この場合、微分演算装置５１は、レーザレーダ１０で検出された車間距離Ｄを微分演算する際に、コントローラ５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃからの指令に応じてフィルタ特性を切り替えるようにする。

上述した第１から第６の実施の形態では、微分演算用のフィルタ５１ａ，５１ｂのフィルタ特性を変更するために、自車両の走行環境、制御状態、および運転者の運転意図のいずれか一つを用いたが、これらを組み合わせてフィルタ特性を変更することも可能である。例えば、各種条件に応じた重み付け係数Ｋのなかからセレクトハイによって重み付け係数Ｋを選択することもできる。

以上説明した第１から第６の実施の形態においては、車速センサ２０が自車速検出手段として機能し、レーザレーダ１０が車間距離検出手段として機能し、微分演算装置５１がフィルタ手段およびフィルタ特性変更手段として機能し、コントローラ５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃがリスクポテンシャル算出手段、運転意図検出手段、ウィンカ操作検出手段、制御量判断手段、および障害物速度算出手段として機能し、コントローラ５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ、アクセルペダル反力発生装置７０、駆動力制御装置６０、および制動力制御装置９０が制御手段として機能することができる。また、アクセルペダルストロークセンサ６２がアクセルペダル操作検出手段として機能し、舵角センサ３０が操舵角検出手段として機能し、カメラ装置３５が横位置検出手段として機能し、ナビゲーション装置３７が道路属性検出手段として機能し、ナビゲーション装置３７とコントローラ５０Ｂがカーブ形状検出手段として機能することができる。さらに、微分演算装置５１の重み付け部５１ｃ、５１ｄが重み付け手段として機能し、加算部５１ｅが加算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。 レーダ装置の測距原理を説明する図。 レーダ装置による検出結果の一例を示す図。 駆動力制御装置を説明する図。 アクセルペダル操作量と要求駆動力との関係を示す図。 制動力制御装置を説明する図。 ブレーキペダル操作量と要求制動力との関係を示す図。 第１の実施の形態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。 自車両の予測進路の算出方法を説明する図。 自車両の予測進路の算出方法を説明する図。 オーバーライド意図判断処理の処理手順を示すフローチャート。 微分演算装置の構成を示す図。 算出される相対速度の特性と重み付け係数との関係を示す図。 重み付け係数設定方法を説明するフローチャート。 （ａ）（ｂ）制御反発力の算出方法を説明する図。 制御反発力算出処理の処理手順を示すフローチャート。 制駆動力補正量算出処理の処理手順を示すフローチャート。 駆動力補正および制動力補正の特性を説明する図。 制御反発力とアクセルペダル反力制御指令値との関係を示す図。 車間距離に基づくオーバーライド意図判断処理の処理手順を示すフローチャート。 操舵角に基づくオーバーライド意図判断処理の処理手順を示すフローチャート。 ウィンカ操作に基づくオーバーライド意図判断処理の処理手順を示すフローチャート。 第２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２の実施の形態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。 車線内横位置に基づくオーバーライド意図判断処理の処理手順を示すフローチャート。 車線内横位置の変化に基づくオーバーライド意図判断処理の処理手順を示すフローチャート。 第３の実施の形態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。 リスクポテンシャルに基づく制御状態判断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の変化に基づく制御状態判断処理の処理手順を示すフローチャート。 制御反発力に基づく制御状態判断処理の処理手順を示すフローチャート。 アクセルペダル付加反力に基づく制御状態判断処理の処理手順を示すフローチャート。 第４の実施の形態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。 車間距離に基づく走行環境判断処理の処理手順を示すフローチャート。 自車速に基づく走行環境判断処理の処理手順を示すフローチャート。 第５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。 道路属性に基づく走行環境判断処理の処理手順を示すフローチャート。 カーブ形状に基づく走行環境判断処理の処理手順を示すフローチャート。 第６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６の実施の形態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。

符号の説明

１０：レーザレーダ ２０：車速センサ
３０：舵角センサ ３５カメラ装置
３７：ナビゲーション装置 ４０：障害物検知装置
５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ：コントローラ
５１：微分演算装置 ６０：駆動力制御装置
６１：アクセルペダル ７０：アクセルペダル反力発生装置
９０：制動力制御装置 ９１：ブレーキペダル

Claims (19)

1. 自車両と自車両前方の障害物との車間距離を検出する車間距離検出手段と、
   前記車間距離検出手段で検出された前記車間距離を微分演算し、前記自車両と前記障害物との相対速度を算出するフィルタ手段と、
   少なくとも、前記車間距離検出手段で検出された前記車間距離と、前記フィルタ手段の演算結果とに基づいて、前記障害物に対する自車両の接近度合を表す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、運転者が前記自車両を運転操作するための運転操作機器に発生する操作反力、および前記自車両に発生する制駆動力の少なくともいずれかを制御する制御手段と、
   前記自車両の走行環境、前記制御手段における制御状態、および運転者の運転意図の少なくともいずれかに基づいて、前記フィルタ手段のフィルタ特性を変更するフィルタ特性変更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、
   前記フィルタ手段は、異なる特性をもつ複数のフィルタを備え、
   前記フィルタ特性変更手段は、前記複数のフィルタの出力に対してそれぞれ重み付けをする重み付け手段と、前記重み付け手段で重み付けされた前記出力を加算する加算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１または請求項２に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記運転者の運転意図として、前記制御手段による制御に対して前記運転者が自らの運転操作を優先するオーバーライド意図を検出する運転意図検出手段をさらに備え、
   前記フィルタ特性変更手段は、前記運転意図検出手段によって前記オーバーライド意図があると判断されると、前記オーバーライド意図がない場合に比べて前記フィルタ特性を高応答に変更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３に記載の車両用運転操作補助装置において、
   アクセルペダルの操作状態を検出するアクセルペダル操作検出手段をさらに備え、
   前記運転意図検出手段は、前記アクセルペダル操作検出手段で検出される前記アクセルペダルの操作状態に基づいて、前記オーバーライド意図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３に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記運転意図検出手段は、前記車間距離検出手段で検出される前記車間距離の所定期間内の変化に基づいて、前記オーバーライド意図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３に記載の車両用運転操作補助装置において、
   操舵角を検出する操舵角検出手段をさらに備え、
   前記運転意図検出手段は、前記操舵角検出手段で検出される前記操舵角に基づいて、前記オーバーライド意図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３に記載の車両用運転操作補助装置において、
   ウィンカ操作状態を検出するウィンカ操作検出手段をさらに備え、
   前記運転意図検出手段は、前記ウィンカ操作検出手段で検出される前記ウィンカ操作状態に基づいて、前記オーバーライド意図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３に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記自車両の車線内横位置を検出する横位置検出手段をさらに備え、
   前記運転意図検出手段は、前記横位置検出手段で検出される前記車線内横位置に基づいて、前記オーバーライド意図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または請求項２に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記制御状態として、前記制御手段で制御する力の制御量の大きさを判断する制御量判断手段をさらに備え、
   前記フィルタ特性変更手段は、前記制御量判断手段によって前記制御量が大きくなっていると判断されると、前記制御量が小さくなっている場合に比べて前記フィルタ特性を高応答に変更する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、
    前記制御量判断手段は、前記リスクポテンシャル算出手段で算出される前記リスクポテンシャルの大きさから、前記制御量の大きさを判断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９に記載の車両用運転操作補助装置において、
    前記制御量判断手段は、前記リスクポテンシャル算出手段で算出される前記リスクポテンシャルの変化に基づいて、前記制御量の大きさを判断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９に記載の車両用運転操作補助装置において、
    前記制御量判断手段は、前記制御手段において前記自車両に制動力を発生させる制動力制御が行われているかに基づいて、前記制御量の大きさを判断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９に記載の車両用運転操作補助装置において、
    前記制御量判断手段は、前記制御手段において前記運転操作機器に発生させる前記操作反力に基づいて、前記制御量の大きさを判断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１または請求項２に記載の車両用運転操作補助装置において、
    前記走行環境は、前記自車両と前記障害物との前記車間距離であり、
    前記フィルタ特性変更手段は、前記障害物が近距離にあると判断するために設定された所定値よりも前記車間距離が小さい場合には、前記車間距離が前記所定値よりも大きい場合に比べて前記フィルタ特性を高応答に変更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１または請求項２に記載の車両用運転操作補助装置において、
    自車速を検出する自車速検出手段をさらに備え、
    前記走行環境は、前記自車速検出手段で検出される前記自車速であり、
    前記フィルタ特性変更手段は、前記自車速が高速であると判断するために設定された所定値よりも小さい場合には、前記自車速が前記所定値よりも大きい場合に比べて前記フィルタ特性を高応答に変更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１または請求項２に記載の車両用運転操作補助装置において、
    前記走行環境として、前記自車両が走行する道路の種類を検出する道路属性検出手段をさらに備え、
    前記フィルタ特性変更手段は、前記道路属性検出手段によって前記自車両が市街地内を走行していることが検出されると、前記自車両が市街地外を走行している場合に比べて前記フィルタ特性を高応答に変更することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
17. 請求項１または請求項２に記載の車両用運転操作補助装置において、
    前記走行環境として、前記自車両が走行する道路の前方に存在するカーブの形状を検出し、前記カーブを逸脱することなく走行するための適正速度を算出するカーブ形状検出手段と、
    前記障害物の速度を算出する障害物速度算出手段とをさらに備え、
    前記フィルタ特性変更手段は、前記障害物速度算出手段によって算出される前記カーブを走行する前記障害物の速度が前記適正速度よりも大きい場合は、前記適正速度よりも小さい場合に比べて前記フィルタ特性を高応答に変更することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
18. 自車両と自車両前方の障害物との車間距離を検出し、
    フィルタ手段を用いて、検出された前記車間距離を微分演算して前記自車両と前記障害物との相対速度を算出し、
    少なくとも、前記車間距離と、前記相対速度とに基づいて、前記障害物に対する自車両の接近度合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に基づいて、運転者が前記自車両を運転操作するための運転操作機器に発生する操作反力、および前記自車両に発生する制駆動力の少なくともいずれかを制御し、
    前記自車両の走行環境、前記操作反力および／または前記制駆動力の制御状態、および運転者の運転意図の少なくともいずれかに基づいて、前記フィルタ手段のフィルタ特性を変更することを特徴とする車両用運転操作補助方法。
19. 自車両と自車両前方の障害物との車間距離を検出する車間距離検出手段と、
    前記車間距離検出手段で検出された前記車間距離を微分演算し、前記自車両と前記障害物との相対速度を算出するフィルタ手段と、
    少なくとも、前記車間距離検出手段で検出された前記車間距離と、前記フィルタ手段の演算結果とに基づいて、前記障害物に対する自車両の接近度合を表す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、運転者が前記自車両を運転操作するための運転操作機器に発生する操作反力、および前記自車両に発生する制駆動力の少なくともいずれかを制御する制御手段と、
    前記自車両の走行環境、前記制御手段における制御状態、および運転者の運転意図の少なくともいずれかに基づいて、前記フィルタ手段のフィルタ特性を変更するフィルタ特性変更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。

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