JP2007161056A - 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】自車両周囲のリスクポテンシャルをよりわかりやすく伝え、適切な運転操作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、先行車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アクセルペダルに発生する操作反力を制御する。リスクポテンシャルが高リスク領域にあるときは、テンポの遅い音楽データグループの中から自動的に選曲を行い、演奏を開始する。演奏中にリスクポテンシャルが増加する場合は、演奏中の音楽の音量を段階的に下げる。
【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。

車両用運転操作補助装置において、自車両周囲に存在する障害物に対する接近のリスクの大きさをアクセルペダルから発生する操作反力を介して運転者に伝達するものが知られている（特許文献１参照）。この装置は、個々の運転者の特性に応じた反力制御を行う。具体的には、自車両が先行車に追従走行している場合に、自車両と先行車との車間時間の変化に基づいて運転者が先行車に対する接近のリスクに対して敏感であるかを判定し、運転者が敏感である場合には操作反力が小さくなるように補正を行う。

特開２００４−２４９８４６号公報

上述した特許文献１の装置は、運転者がアクセルペダルを操作するときに発生する操作反力を制御することにより、自車両周囲のリスクポテンシャルを運転者に伝えることができる。ただし、車両用運転操作補助装置においては、リスクポテンシャルを運転者により判りやすく伝達し、適切な運転操作を促す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、自車両周囲に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、障害物検出手段からの信号に基づいて、自車両の障害物に対する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で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させる操作反力を制御する操作反力制御手段と、リスクポテンシャルに関する付加情報を音楽として提供する付加情報提供手段とを備える。
本発明による車両用運転操作補助方法は、自車両周囲に存在する障害物を検出し、障害物の検出信号に基づいて、自車両の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させる操作反力を制御し、リスクポテンシャルに関する付加情報を音楽として提供する。
本発明による車両は、自車両周囲に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、障害物検出手段からの信号に基づいて、自車両の障害物に対する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で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させる操作反力を制御する操作反力制御手段と、リスクポテンシャルに関する付加情報を音楽として提供する付加情報提供手段とを有する車両用運転操作補助装置を備える。

リスクポテンシャルに関する付加情報を音楽として提供することにより、リスクポテンシャルを運転操作機器に発生する操作反力として運転者に伝達するとともに、リスクポテンシャルに応じた適切な方向への運転操作を自然に促すことが可能となる。

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。

車両用運転操作補助装置１は、車両制御系ＩＴＳ（Intelligent Transport Systems）システム１０、オーディオシステム２０およびナビゲーションシステム３０から構成される。まず、車両制御系ＩＴＳシステム１０の構成を説明する。車両制御系ＩＴＳシステム１０は、レーザレーダ１１０、前方カメラ１２０、車速センサ１３０、コントローラ１５０、アクセルペダル反力制御装置１７０、およびブレーキペダル反力制御装置１８０等を備えている。

レーザレーダ１１０は、車両の前方グリル部もしくはバンパ部等に取り付けられ、水平方向に赤外光パルスを走査する。レーザレーダ１１０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、複数の前方障害物までの相対距離と自車両との相対車速を検出する。検出した相対距離及び相対車速はコントローラ１５０へ出力される。レーザレーダ１１０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。

前方カメラ１２０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１５０へと出力する。前方カメラ１２０による検知領域は水平方向に±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。

車速センサ１３０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１５０に出力する。

コントローラ１５０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、ＣＰＵのソフトウェア形態により車両制御系ＩＴＳシステム１全体の制御を行う。コントローラ１５０は、車速センサ１３０から入力される自車速と、レーザレーダ１１０から入力される距離情報と、前方カメラ１２０から入力される車両前方の画像情報とから、自車両周囲の障害物状況を検出する。なお、コントローラ１５０は、前方カメラ１２０から入力される画像情報を画像処理することにより自車両周囲の障害物状況を検出する。

ここで、自車両周囲の障害物状況とは、自車両と自車両周囲に存在する障害物とが相対的にどのような関係をもって走行しているかを表しており、具体的には、自車両前方を走行する他車両までの車間距離、および車線識別線（白線）に対する自車両の左右位置、つまり相対位置と角度、さらに車線識別線の形状などである。また、自車両前方を横断する歩行者や二輪車等も障害物状況として検出される。

コントローラ１５０は、検出した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、自車両と自車両周囲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１５０は、算出したリスクポテンシャルを、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として運転者に伝達する。コントローラ１５０における処理は後述する。運転操作機器は、例えばアクセルペダル１７２、およびブレーキペダル１８２である。

アクセルペダル反力制御装置１７０は、コントローラ１５０からの指令に応じて、アクセルペダル１７２のリンク機構に組み込まれたサーボモータ１７１で発生させるトルクを制御する。サーボモータ１７１は、アクセルペダル操作反力制御装置１７０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１７２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。

ブレーキペダル反力制御装置１８０は、コントローラ１５０からの指令に応じて、ブレーキブースタ１８１で発生させるブレーキアシスト力を制御する。ブレーキブースタ１８１は、ブレーキペダル反力制御装置１８０からの指令値に応じて発生させるブレーキアシスト力を制御し、運転者がブレーキペダル１８２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。ブレーキアシスト力が大きいほどブレーキペダル操作反力は小さくなり、ブレーキペダル１８２を踏み込みやすくなる。

オーディオシステム２０は、音楽に関する情報を入力する入力部２１と、車両制御系ＩＴＳシステム１０またはナビゲーションシステム３０からの信号に応じて選曲する選曲部２２、音楽データを格納する音楽データ格納部２３、および選曲部２２によって選択された音楽を乗員に提供する音楽提供部２４を備えている。

入力部２１は、外部から音楽情報を受け付けて入力する。音楽情報は、予め受け付けて音楽データ格納部２３に格納される。あるいは、リアルタイムにインターネット等のネットワークを介して無線入力するように構成することもできる。車両制御系ＩＴＳシステム１０およびナビゲーションシステム３０からの信号等も入力部２１を介して入力される。

選曲部２２は、車両制御系ＩＴＳシステム１０およびナビゲーションシステム３０からの信号に基づいて、選曲テーブル２２ａに従って音楽を選曲（検索および並べ替え）し、選択した音楽の音量調節等の編集を行う。選曲テーブルには、楽曲を特定するための情報(曲名等)をキーとして、選曲の基準となり得る全ての情報が対応付けられて整理されている。具体的には、音楽の曲名、ジャンル、アーティスト、楽器、テンポ、キー(調)、リズムパターン等の情報を各音楽に対応付けてテーブル化している。

音楽データ格納部２３は、大量の音楽データを記録可能なハードディスク（ＨＤＤ）から構成される。音楽データは、楽曲の内容となる情報である。なお、音楽データ格納部２３は、音楽データを記録したＣＤ，ＭＤ，ＭＯ、またはカセットテープ等の不揮発性の記録媒体として構成することもできる。インターネット等を介して音楽データを取得する場合は、音楽データを供給するサーバが音楽データ格納部２３として機能することができる。

音楽提供部２４は、音楽再生手段として機能し、選曲部２２によって選曲され、編集された音楽をスピーカを介して乗員に提供する。

ナビゲーションシステム３０は、ＧＰＳ受信機と表示モニタ等を備えており、経路探索および経路案内等を行う。ナビゲーションシステム３０は、地図データベース３０ａを備えており、自車両が走行する道路の種別や道路幅員等の情報を取得することができる。ナビゲーションシステム３０に携帯電話あるいは自動車電話を接続することにより、公衆電話網を利用して外部の情報センターとの情報の送受信を行うテレマティクスを利用することができる。オーディオシステム２０をナビゲーションシステム３０に組み込んで一体化して構成することもできる。

次に、一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、その概要を説明する。
コントローラ１５０は、自車両の走行車速、および自車両周囲に存在する障害物との相対位置やその移動方向と、自車両の車線識別線（白線）に対する相対位置等、自車両と障害物との接近度合を示すリスクポテンシャルを算出するための自車両周囲の障害物状況を認識する。コントローラ１５０は、認識した障害物状況に基づいて障害物に対する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応じて運転操作機器の操作反力の制御量を算出する。これにより、障害物に対するリスクポテンシャルを運転操作機器から発生させる操作反力として運転者に伝達し、運転者の運転操作を適切にアシストする。

好きな音楽を聴きながらのドライブは、運転者にとって気持ちよいだけでなく、眠気防止や集中力向上といった効果も期待できる。ただし、音量の大きな音楽やテンポの速い音楽は、逆に運転時の集中力低下や決断力の低下をもたらすということが指摘されている。そこで、本実施の形態においては、リスクポテンシャルに応じた操作反力制御を行う際に、リスクポテンシャルに関する付加的な情報を音楽により運転者に提供する。ここで、リスクポテンシャルＲＰに関する付加的な情報とは、運転者に対してリスクポテンシャルＲＰに応じた適切な運転操作を促すための情報である。

以下に、本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３を用いて説明する。図３は、本実施の形態によるコントローラ１５０における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。

まず、ステップＳ１１０で自車両の走行状況を読み込む。ここで、走行状況は、自車両の走行環境および自車周囲の障害物状況を含む情報である。自車両周囲の障害物として、自車両前方を走行する先行車を検出する場合を例として説明する。具体的には、レーザレーダ１１０で検出される前方障害物までの相対距離および相対角度、また、前方カメラ１２０からの画像入力に基づく自車両に対する白線の相対位置（すなわち左右方向の変位と相対角度）、および白線の形状等を読み込む。さらに、車速センサ１３０によって検出される自車速Ｖｆを読み込む。また、前方カメラ１２０で検出される画像に基づいて、自車周囲に存在する障害物の種別、つまり障害物が四輪車両、二輪車両、歩行者またはその他であるかを認識する。

ステップＳ１２０では、ステップＳ１１０で読み込み、認識した走行状況データに基づいて、現在の車両周囲状況を認識する。ここでは、前回の処理周期以前に検出され、コントローラ１５０のメモリに記憶されている自車両に対する各障害物の相対位置やその移動方向・移動速度と、ステップＳ１１０で得られた現在の走行状況データとにより、現在の各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となる他車両や白線が、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Ｓ１３０では、認識された前方障害物、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。リスクポテンシャルＲＰを算出するために、まず、自車両と先行車との余裕時間ＴＴＣおよび車間時間ＴＨＷを算出する。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Ｖｆ、先行車速Ｖａおよび相対車速Ｖｒ（＝Ｖａ−Ｖｆ）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とが接触するかを示す値であり、以下の（式１）により求められる。
ＴＴＣ＝Ｄ／Ｖｒ ・・・（式１）

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、余裕時間ＴＴＣが小さいほど、先行車への接触が緊迫し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）を用いて算出する。
ＴＨＷ＝Ｄ／Ｖｆ ・・・（式２）

車間時間ＴＨＷは、車間距離Ｄを自車速Ｖｆで除したものであり、先行車の現在位置に自車両が到達するまでの時間を示す。この車間時間ＴＨＷが大きいほど、周囲環境変化によ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、自車両が先行車両に追従して自車速Ｖｆ＝先行車速Ｖａである場合は、（式２）において自車速Ｖｆの代わりに先行車速Ｖａを用いることもできる。

先行車に対する接近度合を示す物理量であるリスクポテンシャルＲＰは、余裕時間ＴＴＣと車間時間ＴＨＷとに基づいて以下の（式３）から算出する。
ＲＰ＝ａ／ＴＨＷ＋ｂ／ＴＴＣ ・・・（式３）
（式３）に示すように、リスクポテンシャルＲＰは余裕時間ＴＴＣと車間時間ＴＨＷとを足し合わせて、連続的に表現される物理量である。なお、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パラメータであり、例えばａ＝１，ｂ＝８程度に設定する（ａ＜ｂ）。

つづくステップＳ１４０では、ステップＳ１３０で算出した先行車に対する自車両のリスクポテンシャルＲＰに基づいて、音楽情報提供処理を行う。ここでの処理は、車両制御系ＩＴＳシステムのコントローラ１５０からの信号に応じて、オーディオシステム２０において実行する。音楽情報提供処理の詳細は、後述する。

ステップＳ１５０では、ステップＳ１３０で算出したリスクポテンシャルＲＰに基づいてアクセルペダル１７２およびブレーキペダル１８２に発生させる操作反力の制御量（制御指令値）ＦＡ，ＦＢをそれぞれ算出する。アクセルペダル１７２に関しては、リスクポテンシャルＲＰが大きいほど、アクセルペダル１７２を戻す方向へ操作反力を発生させる。また、ブレーキペダル１８２に関しては、リスクポテンシャルＲＰが大きいほどブレーキペダル１７２を踏み込みやすい方向へ操作反力を発生させる。

図４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４に示すように、リスクポテンシャルＲＰが大きいほど、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。

図５に、リスクポテンシャルＲＰとブレーキペダル反力制御指令値ＦＢ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よりも大きい場合は、リスクポテンシャルＲＰが大きいほど、小さなブレーキペダル反力、すなわち大きなブレーキアシスト力を発生させるようにブレーキペダル反力制御指令値ＦＢを算出する。リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰ１より大きくなると、最小のブレーキペダル反力を発生させるように反力制御指令値ＦＢをＦＢｍｉｎに固定する。リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰｍａｘよりも小さい場合は、ブレーキペダル反力制御指令値ＦＢをゼロに設定し、ブレーキペダル反力特性は変化させない。

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て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。リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰｍａｘを超えると、アクセルペダル反力制御指令値ＦＡを最大として、運転者がアクセルペダル６２を解放するように促すとともに、ブレーキペダル反力制御指令値ＦＢを小さくして、運転者がブレーキ操作に移行した際にブレーキペダル９２を踏み込みやすいように制御する。

ステップＳ１６０では、ステップＳ１５０で算出したアクセルペダル反力制御指令値ＦＡとブレーキペダル反力制御指令値ＦＢを、それぞれアクセルペダル反力制御装置１７０およびブレーキペダル反力制御指令値１８０へ出力する。アクセルペダル反力制御装置１７０およびブレーキペダル反力制御装置１８０は、コントローラ１５０からの指令に応じてサーボモータ１７１およびブレーキブースタ１８１を制御し、運転者がアクセルペダル１７２を操作するときの操作反力およびブレーキペダル１８２を操作するときの操作反力をそれぞれ制御する。

つぎに、ステップＳ１４０で実行される音楽情報提供処理の処理手順について、図６のフローチャートを用いて説明する。この処理は、コントローラ１５０で算出されたリスクポテンシャルＲＰの信号を入力することにより開始される。なお、オーディオシステム２０は、リスクポテンシャルＲＰに応じた選曲を行うモードに設定されているとする。リスクポテンシャル対応モードが設定されていない場合は、通常通り乗員が好みに応じた選曲を行うことができる。

まず、ステップＳ１４０１でコントローラ１５０で算出されたリスクポテンシャルＲＰを読み込む。ステップＳ１４０２では、オーディオシステム２０の電源がオンであるか否かを判定する。電源がオンとなっている場合は、ステップＳ１４０３へ進んで選曲を開始する。電源がオフの場合はこの処理を終了する。ステップＳ１４０４では、選曲中のリスクポテンシャルＲＰの大きさを判定する。ここでは、ステップＳ１４０１で読み込んだ値を用いる。具体的には、リスクポテンシャルＲＰが低リスク領域（例えばＲＰ≦１．０）、中リスク領域（例えば１．０＜ＲＰ＜２．０）、および高リスク領域（例えばＲＰ≧２．０）のいずれの領域に該当するかを判定する。

リスクポテンシャルＲＰが低リスク領域にある場合は、ステップＳ１４０５へ進む。前方障害物に対するリスクポテンシャルＲＰが低い場合は、音楽データ格納部２３に格納された全音楽データの中から、テンポの速い音楽を選択する。音楽のテンポは、ＢＰＭ（Beats per Minute）という数値によって表すことができ、ＢＰＭ値が高いほどテンポの速い音楽であることを表す。そこで、全音楽データのうち、例えば６０ＢＰＭ以上の音楽データの中から選曲する。この選曲はランダムに行うことができるが、後述するように道路種別によって選曲可能グループを設定することもできる。

リスクポテンシャルＲＰが中リスク領域にある場合は、ステップＳ１４０６へ進む。リスクポテンシャルＲＰが中程度の場合は、音楽データ格納部２３に格納された全音楽データの中からテンポに関係なく選曲を行う。リスクポテンシャルＲＰが高リスク領域にある場合は、ステップＳ１４０７へ進む。リスクポテンシャルＲＰが高い場合は、全音楽データの中から、テンポのゆっくりとした音楽を選択する。例えば６０ＢＰＭ未満のゆっくりとした音楽はリラックス効果が期待できるので、ゆっくりとした音楽を選曲することにより、前方障害物とのリスクポテンシャルＲＰが高くなっている状態において運転者の集中力向上とリスクポテンシャルＲＰの低減を促す。

ステップＳ１４０８では、ステップＳ１４０５、Ｓ１４０６またはＳ１４０７でリスクポテンシャルＲＰに応じて選曲した音楽の演奏を開始する。

つづくステップＳ１４０９では、演奏開始後のリスクポテンシャルＲＰの変化を判定する。リスクポテンシャルＲＰの変化判定はコントローラ１５０で行い、オーディオシステム２０は、判定結果の信号をコントローラ１５０から取得する。なお、リスクポテンシャルＲＰを逐次コントローラ１５０から取得し、オーディオシステム２０内で変化判定を行うこともできる。

ここでは、演奏開始後のリスクポテンシャルＲＰが減少しているのか、安定しているのか、増加しているのかを判定する。例えば、現時点から１秒前の値に比べて０．５以上減少している場合は、リスクポテンシャルＲＰが減少していると判定し、１秒前からの値の変化量が−０．５から＋０．５の範囲内である場合は、リスクポテンシャルＲＰが安定していると判定する。１秒前の値に比べて０．５以上増加している場合は、リスクポテンシャルＲＰが増加していると判定する。

リスクポテンシャルＲＰが減少している場合は、ステップＳ１４１０へ進み、現在演奏中の音楽の音量を上げる。音量の増加量は、例えば１ｄＢとする。リスクポテンシャルＲＰが安定している場合は、ステップＳ１４１１へ進み、現在の音量を維持する。一方、リスクポテンシャルＲＰが増加している場合は、ステップＳ１４１２へ進み、現在演奏中の音楽の音量を下げる。音量の減少量は、例えば１ｄＢとする。リスクポテンシャルＲＰが増加している場合は、音量を下げて運転者をリラックスさせ、集中力の向上とリスクポテンシャルＲＰの低減を促す。

このようにステップＳ１４１０〜Ｓ１４１２でリスクポテンシャルＲＰの変化量に基づく音量調節を行った後、ステップＳ１４１３へ進む。ステップＳ１４１３では、選曲された音楽の演奏が継続しているか否かを判定する。演奏中である場合は、ステップＳ１４０９へ戻り、演奏が終了するまでリスクポテンシャルＲＰの変化量に応じた音量調整を行う。演奏が終了すると、ステップＳ１４１４へ進む。

ステップＳ１４１４では、オーディオシステム２０の電源がオンであるか否かを判定する。電源がオンである場合はステップＳ１４０３へ戻り、再びリスクポテンシャルＲＰに応じた選曲を行う。なお、リスクポテンシャルＲＰは選曲中に読み込まれるリアルタイムの値を利用する。オーディオシステム２０の電源がオフとなるとこの処理を終了する。

以下に、リスクポテンシャルＲＰに応じた選曲と音量調節の具体例を説明する。
選曲を開始したときのリスクポテンシャルＲＰがＲＰ＝１．５の場合、中リスク領域と判断して、音楽データ格納部２３に格納されている全音楽データの中から音楽を選択し、演奏を開始する。選択された音楽を演奏中に、例えば先行車の減速によりリスクポテンシャルＲＰが増加したとする。リスクポテンシャルＲＰが１秒間に０．５以上増加すると音量を１ｄＢ下げるように設定しているので、リスクポテンシャルＲＰが３秒間で２ポイント増加した場合は、音量を段階的に３ｄＢ下げる。

その後、先行車がいなくなり、リスクポテンシャルＲＰが低下すると、演奏中の音楽の音量を上げる。例えば、リスクポテンシャルＲＰが２秒間で２．５ポイント低下した場合は、音量を段階的に２ｄＢ上げる。このように、音楽の演奏中はリスクポテンシャルＲＰの変化に応じて音量調節を行う。演奏が終了すると、その時点でのリスクポテンシャルＲＰに応じて再び選曲を行う。

なお、上述したリスクポテンシャルＲＰの変化量および音量の調整量は、例である。これらの数値は実験データ等に基づいて適切に設定することが望ましい。

上述した実施の形態では、リスクポテンシャルＲＰが低リスク領域にあるときにテンポの速い音楽を選択するように構成した。ただし、これには限定されず、少なくともリスクポテンシャルＲＰが高リスク領域にあるときにテンポの遅い音楽を選択するように構成すれば、低リスク領域または中リスク領域において全音楽データの中から選曲するように構成することもできる。

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出来る。
（１）車両制御系ＩＴＳ１０のコントローラ１５０は、自車両周囲に存在する障害物を検出し、その検出信号に基づいて自車両の障害物に対するリスクポテンシャルＲＰを算出する。そして、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させる操作反力を制御する。車両用運転操作補助装置１は、さらに、リスクポテンシャルＲＰに関する付加情報を音楽として提供する。ここで、リスクポテンシャルＲＰに関する付加情報は、運転者に対してリスクポテンシャルＲＰに応じた適切な運転操作を促すための情報である。このような付加情報を音楽として提供することにより、操作反力としてリスクポテンシャルＲＰを伝達しながら、より適切な方向へ運転操作を促すことが可能となる。とくに、走行中に聞く音楽は、運転者をリラックスさせたり集中力を向上させたりする効果があるので、音楽により付加情報を提供することで、運転者の運転操作を自然に適切な方向へと促すことが可能となる。
（２）車両用運転操作補助装置１は、リスクポテンシャルＲＰに応じたテンポの音楽を選曲する。適切なテンポの音楽を選曲することにより、運転者をリラックスさせたり集中力を向上させたりして運転者の運転操作を自然に適切な方向へと促すことが可能となる。
（３）車両用運転操作補助装置１は、リスクポテンシャルＲＰを高リスク領域と低リスク領域とに分割し、リスクポテンシャルＲＰが高リスク領域にある場合は、低リスク領域にある場合に比べてテンポの遅い音楽を選曲する。テンポの遅い音楽、例えば６０ＢＰＭ未満の音楽はリラックス効果が期待できるので、リスクポテンシャルＲＰが高く、障害物との接触の可能性が高いような状況で、運転者の集中力を高めて自然と適切な運転操作へと促すことが可能となる。ここで、高リスク領域は、例えばＲＰ≧２．０の領域で、自車両と障害物との接触の可能性が高い状態を表している。低リスク領域は、例えばＲＰ≦１．０の領域で、自車両と障害物との接触の可能性が低い状態を表している。なお、ＲＰ＜２．０の領域を全て低リスク領域とすることもできる。
（４）車両用運転操作補助装置１は、リスクポテンシャルＲＰの変化に応じて演奏中の音楽の音量を調節する。走行中に聞く音楽の音量も運転者の集中力等に影響を与えるので、リスクポテンシャルＲＰが変化する場合には、音量を調節することにより運転者の集中力を向上させて適切な運転操作へと促すことが可能となる。
（５）リスクポテンシャルＲＰが増加している場合には、演奏中の音楽の音量を低下する。音量を低下し、運転者をリラックスさせることにより、リスクポテンシャルＲＰを低下させる方向への運転操作を促すことが可能となる。

−変形例１−
上述した実施の形態においては、リスクポテンシャルＲＰに基づいて、テンポの速い音楽のグループ、テンポの遅い音楽のグループ、あるいはテンポに無関係な全音楽データグループの中から選曲を行った。選曲可能なグループを、自車両が走行する道路の種別に応じて設定することも可能である。道路種別に関する情報は、ナビゲーションシステム３０から取得することができる。

図７に、道路種別と選曲可能グループとの関係の一例を示す。道路種別が一般道路（国道）の場合は、全音楽データのうち、男性アーティストによる邦楽のグループを選択可能グループとする。国道以外の一般道路の場合は、女性アーティストによる邦楽のグループを選曲可能グループとする。高速道路または有料道路の場合は、歌詞のある洋楽のグループを選曲可能グループとし、道路幅員が狭い道路（例えば幅員が４ｍ未満）の場合は、歌詞のない洋楽のグループを選曲可能グループとする。

音楽情報提供処理において選曲を行う場合に、自車両が現在走行している道路の種別に応じて選曲可能なグループを選択し、選曲可能なグループの中から、リスクポテンシャルＲＰに応じた範囲内のテンポの音楽を選択する。例えば、自車両が高速道路を走行し、リスクポテンシャルＲＰが２．０を超える場合は、歌詞のある洋楽のグループから、テンポの遅い（例えば６０ＢＰＭ未満）音楽を選択する。

図７に示す道路種別と選曲可能なグループとの関係は、オーディオシステム２０の選曲部２２の選曲テーブル２２ａ内に予め設定しておく。なお、道路種別と選曲可能なグループとの関係は、図７に示すものには限定されず、道路種別に応じて運転者の適切な運転操作を促すことが出来るようなグループを設定することができる。また、ユーザが道路種別に応じて選曲可能なグループを設定できるように構成することもできる。

このように、車両用運転操作補助装置１は自車両が走行する道路の種別を検出し、検出される道路種別に応じた音楽を選曲する。これにより、道路種別が変化すると、変化後の道路種別に応じた選曲可能グループから選曲されるので、運転者の気分を一新して集中力を向上させることが期待できる。

−変形例２−
上述した実施の形態においては、選択した音楽の演奏が終了すると、リスクポテンシャルＲＰに基づいて選曲を再開した。ただし、これには限定されず、選曲開始のタイミングを自車両の走行環境の変化に合わせて設定することもできる。

例えば、以下のような条件で選曲を再開するように設定することができる。これらの条件は音楽を切り替えるトリガであるといえる。
・先行車の入れ替わり
・先行車の非検知状態への移行
・自車両の車線変更
・渋滞の最後尾への追いつき
・道路種別の変化

先行車の入れ替わりおよび非検知状態への移行は、例えばレーザレーダ１１０により検出される車間距離Ｄの変化から判断することができる。非検知状態とは、レーザレーダ等の検出器により先行車が検知されなくなった状態を意味する。自車両の車線変更は、例えば前方カメラ１２０によって検出される車線識別線と自車両の左右方向位置との相対関係から判断することができる。渋滞の最後尾への追いつきおよび道路種別の変化は、例えばナビゲーションシステム３０からの信号に基づいて判断することができる。

リスクポテンシャルＲＰに応じて選択された音楽の演奏中に、例えば他車両が割りこんできて先行車が入れ替わったとすると、その時点でのリスクポテンシャルＲＰに応じて再び選曲を行う。提供される音楽が変更されるので、運転者の気分一新を促して新しい先行車に対する運転者の注意を促すことが可能となる。

このように、車両用運転操作補助装置１は自車両の走行環境を検出し、走行環境が変化したことが検出されると、提供する音楽を変更する。これにより、運転者の気分を一新し、集中力を向上させることが期待できる。選曲トリガとなる走行環境の変化としては、（ａ）前方障害物の入れ替わり、（ｂ）前方障害物の非検知状態への移行、（ｃ）自車両の車線変更、（ｄ）渋滞の最後尾への追いつき、および（ｅ）道路種別の変化、のいずれかを検出する。これにより、リスクポテンシャルＲＰの変化を招くような走行環境の変化が発生したときに、音楽を切り替えることにより運転者の気分を一新し、集中力を向上させることが期待できる。

なお、上述した５つ全てを選曲トリガとして設定する必要はなく、どの条件で選曲を再開させたいかをユーザが設定できるように構成することもできる。また、上記以外の条件を選曲トリガとして設定することも出来る。

−変形例３−
上記実施の形態では、リスクポテンシャルＲＰに関する付加的な情報、すなわちリスクポテンシャルＲＰに応じた適切な運転操作を促すための情報を音楽により運転者に提供するように構成した。ただし、これには限定されず、リスクポテンシャルＲＰに関する付加的な情報を別の手段により運転者に提供することも可能である。

例えば、音楽に代えて、以下のような手段により情報提供を行うこともできる。
・警報音等を発生して聴覚情報として提供する
・光を用いた表示等による視覚情報として提供する
・エアコンからの風あるいは匂いを用いて情報提供する
・運転席シート、ステアリングホイール、アクセルペダルまたはブレーキペダルからの振動として情報提供する

これらのうちのいずれかの情報提供手段を用いる場合も、リスクポテンシャルＲＰの大きさに応じて提供する情報を選択し、リスクポテンシャルＲＰの変化に応じて情報提供量を調節するように構成する。また、複数の情報提供手段を備える場合に、上述した選曲トリガに応じて情報提供手段を切り替えるように構成することも可能である。

上記実施の形態ではリスクポテンシャルＲＰに応じて選曲を行ったが、これには限定されず、リスクポテンシャルＲＰに基づく反力制御指令値ＦＡ，ＦＢに応じて選曲することもできる。上記実施の形態では、リスクポテンシャルＲＰに応じたテンポの音楽を選曲し、さらに、演奏中にリスクポテンシャルＲＰが変化すると音量を調節したが、音量の調節を省略することも出来る。あるいは、運転者が好みで選曲した音楽に対して、リスクポテンシャルＲＰに応じた音量となるように調節することも可能である。すなわち、リスクポテンシャルＲＰに関する付加的な情報を音楽として乗員に提供し、リスクポテンシャルＲＰを低減する適切な運転操作を促すことができれば、種々の方法により音楽の音量やテンポの調節を行うことができる。

上記実施の形態では、先行車に対するリスクポテンシャルＲＰをアクセルペダル１７２およびブレーキペダル１８２を操作する際の操作反力として運転者に伝達する構成を説明した。しかし、これには限定されず、リスクポテンシャルＲＰをアクセルペダル１７２およびブレーキペダル１８２のいずれか一方から発生する操作反力として運転者に伝達することもできる。また、リスクポテンシャルＲＰに応じて自車両に発生する制駆動力を制御するシステムに、本発明を適用することももちろん可能である。

上記実施の形態では、自車両と先行車との余裕時間ＴＴＣおよび車間時間ＴＨＷを用いて、先行車に対する接近度合を表すリスクポテンシャルＲＰを算出した。ただし、これには限定されず、例えば余裕時間ＴＴＣと車間時間ＴＨＷのいずれか一方をに用いてリスクポテンシャルＲＰを算出することもできる。先行車に対するリスクポテンシャルＲＰは、自車両の前後方向についての潜在的なリスクであるといえるが、自車両の前後方向だけでなく、左右方向の状況によっても変化する潜在的なリスクを算出することもできる。

例えば、自車両の後側方領域を撮像する後側方カメラをさらに備え、レーザレーダ１０、前方カメラ２０および後側方カメラによって検出される自車両の周囲の複数の障害物について自車両との余裕時間ＴＴＣを算出する。そして、算出した各障害物の余裕時間ＴＴＣの前後方向成分を統合して前後方向のリスクポテンシャルとし、余裕時間ＴＴＣの左右方向成分を統合して左右方向のリスクポテンシャルとする。この場合、前後方向のリスクポテンシャルに基づいてアクセルペダル１７２およびブレーキペダル１８２に発生する操作反力を制御し、左右方向のリスクポテンシャルに基づいてステアリングホイールに発生する操舵反力を制御する。ステアリングホイールも、運転者が自車両を運転操作するための運転操作機器であるといえる。

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およびブレーキペダル反力制御指令値ＦＢとの関係は、図４および図５に示すものには限定されず、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制御指令値ＦＡが大きくなり、ブレーキペダル反力制御指令値ＦＢがマイナス方向に大きくなるような種々の関係を用いることが可能である。

上記実施の形態においては、ブレーキブースタ９１によってエンジンの負圧を利用してブレーキアシスト力を発生させているが、これには限定されず、例えばコンピュータ制御による油圧力を用いてブレーキアシスト力を発生させることもできる。

以上説明した実施の形態においては、レーザレーダ１１０および前方カメラ１２０が障害物検出手段および走行環境検出手段として機能し、コントローラ１５０がリスクポテンシャル算出手段として機能し、コントローラ１５０、アクセルペダル反力制御装置１７０およびブレーキペダル反力制御装置１８０が操作反力制御手段として機能し、オーディオシステム２０が付加情報提供手段として機能し、ナビゲーションシステム３０が道路種別検出手段として機能することができる。また、アクセルペダル１７２およびブレーキペダル１８２が運転操作機器として機能することができる。ただし、これらには限定されず、例えば障害物検出手段および走行環境検出手段として、レーザレーダ１１０の代わりに別方式の検出器、例えばミリ波レーダを用いることも可能である。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何等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。 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。 リスクポテンシャルとブレーキペダル反力制御指令値との関係を示す図。 オーディオシステムにおける音楽情報提供処理の処理手順を示すフローチャート。 道路種別と選曲可能グループとの関係の一例を示す図。

符号の説明

１０：車両制御系ＩＴＳシステム 、１１０：レーザレーダ、１２０：前方カメラ、１３０：車速センサ、１５０：コントローラ、１７０：アクセルペダル反力制御装置、１８０：ブレーキペダル反力制御装置、２０：オーディオシステム、２１：入力部、２２：選曲部、２３：音楽データ格納部２３、２４：音楽提供部、３０：ナビゲーションシステム

Claims (10)

1. 自車両周囲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からの信号に基づいて、前記自車両の前記障害物に対する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で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させる操作反力を制御する操作反力制御手段と、
   前記リスクポテンシャルに関する付加情報を音楽として提供する付加情報提供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、
   前記付加情報提供手段は、前記リスクポテンシャルに応じたテンポの音楽を選曲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２に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記付加情報提供手段は、前記リスクポテンシャルを高リスク領域と低リスク領域に分割し、前記リスクポテンシャルが前記高リスク領域にある場合は、前記リスクポテンシャルが前記低リスク領域にある場合に比べてテンポの遅い音楽を選曲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から請求項３のいずれか１項に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記付加情報提供手段は、前記リスクポテンシャルの変化に応じて演奏中の音楽の音量を調節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４に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記付加情報提供手段は、前記リスクポテンシャルが増加している場合に、前記演奏中の音楽の音量を低下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から請求項５のいずれか１項に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記自車両の走行環境を検出する走行環境検出手段をさらに備え、
   前記走行環境検出手段によって前記走行環境が変化したことが検出されると、前記付加情報提供手段は提供する前記音楽を変更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６に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記走行環境検出手段によって検出される前記走行環境の変化は、（ａ）前方障害物の入れ替わり、（ｂ）前方障害物の非検知状態への移行、（ｃ）前記自車両の車線変更、（ｄ）渋滞最後尾への追いつき、および（ｅ）道路種別の変化、のいずれかであ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から請求項５のいずれか１項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種別を検出する道路種別検出手段をさらに備え、
   前記付加情報提供手段は、前記道路種別検出手段で検出される道路種別に応じた音楽を選曲することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
9. 自車両周囲に存在する障害物を検出し、
   前記障害物の検出信号に基づいて、前記自車両の前記障害物に対する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させる操作反力を制御し、
   前記リスクポテンシャルに関する付加情報を音楽として提供することを特徴とする車両用運転操作補助方法。
10. 自車両周囲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からの信号に基づいて、前記自車両の前記障害物に対する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で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させる操作反力を制御する操作反力制御手段と、
    前記リスクポテンシャルに関する付加情報を音楽として提供する付加情報提供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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