JP2008265752A - 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】
交通環境に応じた適切な操作反力制御および制駆動力制御を行う車両用運転操作補助装置を提供する。
【解決手段】
コントローラは、自車両と前方障害物と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応じてアクセルペダルに発生させる操作反力の反力制御指令値および自車両に発生する制駆動力の補正量を算出する。アクセルペダルの操作状態から運転者の加減速意図を検出し、運転者の意図が加速意図を示す場合は、制御パターンを変更し、制御作動領域を短くしていく。例えば自車両が混雑した交通流を走行し、アクセルペダル操作による自車速の調整を行っている場合には、制御作動領域が自動的に短いものに切り替えられるので、運転者にわずらわしさを与えることのない制御を行うことができる。
【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においては、自車両周囲のリスクの大きさおよび自車両と障害物との接触の可能性に基づいて、アクセルペダルに発生する操作反力および自車両に制駆動力を制御している（例えば特許文献１参照）。

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２００５−１１２２４２号公報

上述した装置は、運転者の運転操作を補助するように、自車両周囲のリスクの大きさと障害物との接触の可能性を、アクセルペダルから発生する操作反力および自車両の減速感として運転者に伝えている。しかしながら、混雑した交通環境や合流部等、先行車との車間距離を運転者が意図的に短くして走行しているような状況で、運転者の意図に反して過剰な制御がかかるなど、交通環境に対応して運転者が運転操作を行っている場合に適切な制御が困難であ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、少なくとも、自車両前方に存在する障害物と自車両との距離、および自車速を検出する走行状態検出手段と、走行状態検出手段の検出結果に基づいて、自車両と障害物との相対位置関係を算出する相対位置算出手段と、運転者によるアクセルペダルの操作状態を検出する操作状態検出手段と、複数の制御パターンの中から、操作状態検出手段によって検出される運転者のアクセルペダル操作状態、および自車両と障害物との相対位置関係に基づいて、制御パターンを決定する制御パターン決定手段と、制御パターン決定手段で決定された制御パターンに従い、走行状態検出手段の検出結果に基づいて、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を備える。
本発明による車両用運転操作補助方法は、少なくとも、自車両前方に存在する障害物と自車両との距離、および自車速を検出に基づいて、自車両と障害物との相対位置関係を算出し、運転者によるアクセルペダルの操作状態を検出し、複数の制御パターンの中から、運転者のアクセルペダル操作状態、および自車両と障害物との相対位置関係に基づいて、制御パターンを決定し、決定された制御パターンに従い、少なくとも距離および自車速に基づいて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し、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。
本発明による車両は、少なくとも、自車両前方に存在する障害物と自車両との距離、および自車速を検出する走行状態検出手段と、走行状態検出手段の検出結果に基づいて、自車両と障害物との相対位置関係を算出する相対位置算出手段と、運転者によるアクセルペダルの操作状態を検出する操作状態検出手段と、複数の制御パターンの中から、操作状態検出手段によって検出される運転者のアクセルペダル操作状態、および自車両と障害物との相対位置関係に基づいて、制御パターンを決定する制御パターン決定手段と、制御パターン決定手段で決定された制御パターンに従い、走行状態検出手段の検出結果に基づいて、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、自車両周囲の交通環境によって変化するアクセルペダルの操作状態および自車両と障害物との相対位置関係を考慮して適切な制御パターンを選択するので、操作反力もしくは制駆動力を用いた情報の伝達と、意図しない制御の発生によるわずらわしさの低減とを両立させることができる。

《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、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３０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３０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接近度合を表すリスクポテンシャルを算出する。さらに、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、以下のような制御を行う。

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７２の踏み込み操作の際に発生する反力を制御することによって、運転者による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車両前後方向の反力制御量を算出する。コントローラ５０は、算出した前後方向の反力制御量をアクセルペダル反力制御装置７０へと出力する。

アクセルペダル反力制御装置７０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７２のリンク機構に組み込まれたサーボモータ７１で発生させるトルクを制御する。サーボモータ７１は、アクセルペダル反力制御装置７０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７２を操作する際に発生する操作反力（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７４は、リンク機構を介してサーボモータ７１の回転角に変換されたアクセルペダル７２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７４は、検出したアクセルペダル操作量をコントローラ５０に出力する。

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、意図検出部５３、制御パターン決定部５４、およびアクセルペダル反力算出部５５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３０から入力される検出値に基づいて自車両周囲の障害物状況を認識する。リスクポテンシャル算出部５２は、障害物認識部５１で認識した障害物状況に基づいて、前方障害物に対する自車両の接近度合を表すリスクポテンシャルＲＰを算出する。意図検出部５３は、アクセルペダルストロークセンサ７４によって検出されるアクセルペダル７２の操作状態に基づいて、運転者の意図、具体的には加減速意図を検出する。

制御パターン決定部５４は、自車両周囲の障害物状況、前方障害物に対するリスクポテンシャルＲＰ，および運転者の加減速意図に基づいて、アクセルペダル反力制御を行うための制御パターンを決定する。アクセルペダル反力算出部５５は、制御パターン決定部５４で決定した制御パターンにしたがって、リスクポテンシャルＲＰに基づくアクセルペダル操作反力の制御指令値（反力制御量）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、図４を用いて詳細に説明する。図４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Ｘや存在方向と、車速センサ３０によって検出される自車両の走行車速Ｖｈを読み込む。また、アクセルペダルストロークセンサ７４で検出されるアクセルペダル操作量ＳＡも読み込む。

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が、自車両の前方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、運転者の運転意図、具体的には加減速意図を検出する。ここでの処理を、図５のフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ３０１で、アクセルペダル７２が踏まれていないかを判定する。アクセルペダルストロークセンサ７４で検出された現在のアクセルペダル操作量ＳＡが０で、アクセルペダル７２が解放されていると判定されると、ステップＳ３０２へ進み、運転者の意図を減速意図と判断してFlg_D＝２に設定する。

ステップＳ３０１が否定判定されてアクセルペダル７２が踏まれている場合は、ステップＳ３０３へ進み、アクセルペダル操作速度ｄＳを算出する。アクセルペダル操作速度ｄＳは、例えばアクセルペダル操作量ＳＡを時間微分することにより算出することができる。アクセルペダル操作速度ｄＳは、アクセルペダル７２が踏み込まれている場合に正の値、戻されている場合に負の値を示す。

ステップＳ３０４では、アクセルペダル７２の踏み込み操作中であるか否かを判定する。ここでは、ステップＳ３０３で算出したアクセルペダル操作速度ｄＳを所定値ｄＳ１（＞０）と比較することによって判断する。ｄＳ≧ｄＳ１でアクセルペダル７２が踏み込み操作中であると判定されると、ステップＳ３０５へ進み、運転者の意図を加速意図と判断してFlg_D＝１に設定する。

ステップＳ３０４が否定判定されるとステップＳ３０６へ進み、アクセルペダル７２の戻し操作中であるか否かを判定する。アクセルペダル操作速度ｄＳを所定値ｄＳ２（＜０）と比較し、ｄＳ≦ｄＳ２の場合はアクセルペダル７２が戻し操作中であると判定する。アクセルペダル７２が戻し操作中の場合はステップＳ３０７へ進み、運転者の意図を減速意図と判断してFlg_D＝２に設定する。ステップＳ３０６が否定判定されｄＳ２＜ｄＳ＜ｄＳ１の場合は、運転者がアクセルペダル７２の操作を保持していると判断し、ステップＳ３０８へ進む。

ステップＳ３０８では、運転者の意図が加速でも減速でもない現状維持であると判断してFlg_D＝０に設定する。この場合の運転者の意図を定常(保持)意図とする。なお、所定値ｄＳ１，ｄＳ２は、運転者の加速意図、減速意図あるいは定常意図をアクセルペダル操作状態から判断するために予め適切に設定されたしきい値である。

このようにステップＳ３００で運転者の意図を推定した後、ステップＳ４００へ進む。
ステップＳ４００では、アクセルペダル反力制御を行うための制御パターンを決定する。制御パターンは、アクセルペダル反力制御をどのような形態で行うかを表しており、ここでは、制御パターンとしてアクセルペダル反力制御を実行する制御作動領域を決定する。制御パターンは、制御作動領域の長いパターン０（Flg＝０）、制御作動領域の中程度のパターン１（Flg＝１）、および制御作動領域の短いパターン２（Flg＝２）のいずれかを選択する。

制御パターン０は、制御作動領域が長いので、自車両前方に障害物が存在する場合に、早い段階から操作反力制御を開始して、前方障害物の状況を運転者に報知する。これにより、前方障害物との車間距離が適度に長く、比較的空いている交通環境で、運転者の運転操作を適切な方向へ促すことができる。制御パターン１は、制御作動領域が中程度であり、制御パターン０よりも前方障害物に接近している状態で操作反力制御を行う。

制御パターン２は、制御作動領域が短く、自車両と前方障害物との接触の可能性が高い場合に操作反力制御を行う。混雑した交通環境や合流地点等、運転者が意図的に前方障害物に接近して走行する場合は、運転者の運転操作を優先する。一方、接触の可能性が高くなると、大きな操作反力を発生させて運転者の注意を喚起し、接触の可能性を低減させる。

制御パターンの決定処理を図６のフローチャートを用いて説明する。
まず、ステップＳ４０１で、ステップＳ２００で認識された自車両前方の障害物、例えば先行車と自車両との余裕時間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Ｘ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＝Ｘ／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。なお、自車両前方に障害物が存在しない場合は、余裕時間ＴＴＣは無限大となる。

ステップＳ４０２では、現在、すなわち前回周期で設定した制御パターンが０（Flg＝０）であるか否かを判定する。制御パターンが０で長い制御作動領域が設定されている場合は、ステップＳ４０３へ進み、ステップＳ３００で検出した運転者の意図が加速意図（Flg_D＝１）であるか否かを判定する。ステップＳ４０３が肯定判定されるとステップＳ４０４へ進み、制御パターンを１（Flg＝１）に変更して中程度の制御作動領域に設定する。ステップＳ４０３が否定判定されると、前回周期で設定された制御パターン０をそのまま使用する。

ステップＳ４０２が否定判定されると、ステップＳ４０５へ進んで現在の制御パターンが１（Flg＝１）であるか否かを判定する。ステップＳ４０５が肯定判定されると、ステップＳ４０６へ進んで運転者の意図が加速意図（Flg_D＝１）であるか否かを判定する。ステップＳ４０６が肯定判定されるとステップＳ４０７へ進み、制御パターンを２（Flg＝２）に変更して短い制御作動領域に設定する。

ステップＳ４０６が否定判定されると、ステップＳ４０８へ進み、自車両前方に障害物が存在するか否かを判定する。具体的には、レーザレーダ１０が自車両前方の自車線上に存在する障害物を検知しているか否かを判定する。障害物、例えば先行車が存在する場合は、ステップＳ４０９へ進み、運転者の意図が減速意図（Flg_D＝２）であるか否かを判定する。ステップＳ４０９が肯定判定されると、ステップＳ４１０へ進んでステップＳ４０１で算出した余裕時間ＴＴＣをしきい値Ｔｈ０と比較する。しきい値Ｔｈ０は制御作動領域の長い制御パターン０を決定するためのしきい値であり、予め適切な値を設定しておく。

余裕時間ＴＴＣ＞Ｔｈ０の場合は、ステップＳ４１１へ進み、制御パターンを０（Flg＝０）に変更して長い制御作動領域に設定する。ステップＳ４０９またはＳ４１０が否定判定され、減速意図でない場合、あるいは余裕時間ＴＴＣ≦Ｔｈ０の場合は、前回周期で設定した制御パターン１をそのまま使用する。ステップＳ４０８が否定判定されて自車両前方に障害物が存在しない場合は、ステップＳ４１２へ進んで制御パターンを０（Flg＝０）に変更して長い制御作動領域に設定する。

ステップＳ４０５が否定判定され、現在制御パターン２が設定されている場合は、ステップＳ４１３へ進み、自車両前方に障害物が存在するか否かを判定する。障害物が存在する場合は、ステップＳ４１４へ進んで運転者の意図が減速意図（Flg_D＝２）であるか否かを判定する。ステップＳ４１４が肯定判定されると、ステップＳ４１５へ進んでステップＳ４０１で算出した余裕時間ＴＴＣをしきい値Ｔｈ１と比較する。しきい値Ｔｈ１は制御作動領域が中程度の制御パターン１を決定するためのしきい値であり、Ｔｈ１＜Ｔｈ０となるように、予め適切な値を設定しておく。

余裕時間ＴＴＣ＞Ｔｈ１の場合は、ステップＳ４１６へ進み、制御パターンを１（Flg＝１）に変更して中程度の制御作動領域に設定する。ステップＳ４１４またはＳ４１５が否定判定され、減速意図でない場合、あるいは余裕時間ＴＴＣ≦Ｔｈ１の場合は、前回周期で設定した制御パターン２をそのまま使用する。ステップＳ４１３が否定判定されて自車両前方に障害物が存在しない場合は、ステップＳ４１７へ進んで制御パターンを０（Flg＝０）に変更して長い制御作動領域に設定する。

このようにステップＳ４００で制御パターンを決定した後、ステップＳ５００へ進む。
ステップＳ５００では、自車両前方の障害物、例えば先行車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。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。以下に、リスクポテンシャルＲＰの算出方法を説明する。

図７（ａ）に示すように、自車両１００の前方に仮想的な弾性体３００を設けたと仮定し、この仮想的な弾性体３００が前方車両２００に当たって圧縮され、自車両１００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。ここで、障害物に対するリスクポテンシャルＲＰは、図７（ｂ）に示すように仮想弾性体３００が前方車両２００に当たって圧縮された場合のバネ力と定義する。リスクポテンシャルＲＰの算出方法を、図８のフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ５０１で、ステップＳ４００で決定した制御パターンが０（Flg＝０）であるか否かを判定する。制御パターンが０で制御作動領域が長い場合は、ステップＳ５０２へ進み、リスクポテンシャルＲＰを算出するための余裕時間閾値Ｔｈとして、制御パターンが０であるかを判断するために用いたしきい値Ｔｈ０を設定する。

ステップＳ５０１が否定判定されると、ステップＳ５０３へ進んで制御パターンが１（Flg＝１）であるか否かを判定する。制御パターンが１で制御作動領域が中程度の場合は、ステップＳ５０４へ進み、余裕時間閾値Ｔｈとして、制御パターンが１であるかを判断するために用いたしきい値Ｔｈ１を設定する。ステップＳ５０３が否定判定されるとステップＳ５０５へ進み、余裕時間閾値Ｔｈとしてしきい値Ｔｈ２を設定する。しきい値Ｔｈ２は、制御パターン２の制御作動領域を決定するために用いる所定値であり、Ｔｈ２＜Ｔｈ１となるように、予め適切な値を設定しておく。

つづくステップＳ５０６では、ステップＳ４００で算出した自車両の先行車に対する余裕時間ＴＴＣが、ステップＳ５０２、Ｓ５０４，またはＳ５０５で設定した余裕時間閾値Ｔｈよりも小さいか否かを判定する。ＴＴＣ＜Ｔｈの場合は、ステップＳ５０７へ進み、仮想弾性体３００の長さを表す基準距離Ｌを算出する。基準距離Ｌは、余裕時間閾値Ｔｈおよび自車両と先行車との相対距離Ｖｒを用いて以下の(式２)から算出する。
Ｌ＝Ｔｈ×Ｖｒ ・・・(式２)

ステップＳ５０８では、ステップＳ５０７で算出した基準距離Ｌを用いて、以下の(式３)から、自車両の先行車に対するリスクポテンシャルＲＰを算出する。
ＲＰ＝Ｋ・（Ｌ−Ｘ） ・・・（式３）
ここで、Ｋは仮想弾性体３０のバネ定数である。これにより、自車両と先行車との車間距離Ｘが短くなり仮想弾性体３００が圧縮されるほど、リスクポテンシャルＲＰが大きくなる。

ステップＳ５０６が否定判定されて余裕時間ＴＴＣ≧Ｔｈの場合、すなわち図７（ａ）に示すように仮想弾性体３００が前方車両２００に接触していない場合は、自車両と先行車との接触のリスクが低いと判断してリスクポテンシャルＲＰ＝０とする。

このようにステップＳ５００でリスクポテンシャルＲＰを算出した後、ステップＳ６００へ進む。ステップＳ６００では、ステップＳ５００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７２に発生させる操作反力の反力制御指令値ＦＡを算出する。図９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９に示すように、リスクポテンシャルＲＰが所定の最小値ＲＰmin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、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が所定の最大値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。

ステップＳ７００では、ステップＳ６００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制御装置７０へ出力する。アクセルペダル反力制御装置７０は、コントローラ５０から入力される指令値に応じてアクセルペダル７２に発生する操作反力を制御する。これにより、今回の処理を終了する。

以下、図面を用いて第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１０（ａ）〜（ｅ）に、制御パターンが０から１、２へと変化する場合の、運転意図、制御パターン、車間距離Ｘ，リスクポテンシャルＲＰ，およびアクセルペダル反力制御指令値ＦＡの時間変化を示す。図１１（ａ）〜（ｅ）に、制御パターンが２から１、０へと変化する場合の、運転意図、制御パターン、車間距離Ｘ，リスクポテンシャルＲＰ，およびアクセルペダル反力制御指令値ＦＡの時間変化を示す。

渋滞路を走行する場合等、自車両が混雑した交通環境にある場合は、自車速Ｖｈや車間距離Ｘを調整するために運転者はアクセルペダル７２を頻繁に操作する。渋滞中や合流地点等、車間距離Ｘが短くならざるを得ない状況では、車間距離Ｘが短く先行車に対する接近度合が高いからといってアクセルペダル７２から大きな操作反力を発生させると、運転者のアクセルペダル操作を妨げてしまう。そこで、混雑した交通環境や合流地点等、先行車との車間距離Ｘが短くなってしまう状況、および先行車を追い越すために運転者が意図的に車間距離Ｘを短くしている状況において、運転者に走行しづらさやわずらわしさを与えないように、制御パターンを自動的に変更する。

上述したような混雑した交通流や合流地点の走行時、および追越時等には、図１０（ａ）に示すように運転者は加速意図を示す。運転者に加速意図がある場合は、図１０（ｂ）に示すように制御パターンが０から１，２へと変化していく。図１０（ｃ）に示すように車間距離Ｘは徐々に短くなり自車両と先行車とが接近しつつあるが、制御パターンの変化により制御作動領域が変化するので、リスクポテンシャルＲＰは図１０（ｄ）に実線で示すように不連続に段階的に変化する。

制御パターン０，１，２は余裕時間閾値Ｔｈが異なり制御作動領域が異なるので、各制御パターンにおけるリスクポテンシャルＲＰは、図１０（ｄ）に点線で示すように異なるタイミングで発生し始める。制御パターン０が設定されると制御パターン０に対応するリスクポテンシャルＲＰが選択され、制御パターン１が設定されると制御パターン１に対応するリスクポテンシャルＲＰが選択されるので、図１０（ｄ）に示すように制御用のリスクポテンシャルＲＰは増加し続けずに不連続に変化する。

図１０（ｅ）に示すようにアクセルペダル反力制御指令値ＦＡもリスクポテンシャルＲＰに応じて変化する。その結果、アクセルペダル操作反力が過度に増大することがなく、運転者にわずらわしさを与えたり運転操作しづらくなることを防止できる。また、操作反力の不連続な変化により、運転者は制御パターンが切り替わったことを容易に認識することができる。

運転者が減速意図を持っている場合は、アクセルペダル７２からいつまでも大きな操作反力を発生させていると、運転者に違和感を与えてしまう。そこで、図１１（ａ）に示すように運転者が減速意図を示している場合は、自車両と先行車との余裕時間ＴＴＣに基づいて制御パターンを自動的に切り替える。余裕時間ＴＴＣがしきい値Ｔｈ１よりも大きくなると制御パターンを２から１に変更し、余裕時間ＴＴＣがさらにしきい値Ｔｈ０よりも大きくなると制御パターンを１から０に変更する。このように、制御パターンを制御作動領域の長いものへと徐々に切り換えていく。なお、図１１（ｃ）は車間距離Ｘが急変した時点で障害物が検出されなくなったことを表している。

このとき、制御パターン２のときは制御パターン２に対応するリスクポテンシャルＲＰが選択され、制御パターン１のときは制御パターン１に対応するリスクポテンシャルＲＰが選択され、制御パターン０のときは制御パターン０に対応するリスクポテンシャルＲＰが選択されるので、図１１（ｄ）に実線で示すように制御用のリスクポテンシャルＲＰは０まで低下した後、ＲＰ＝０を維持する。

図１１（ｅ）に示すようにアクセルペダル反力制御指令値ＦＡもリスクポテンシャルＲＰに応じて変化する。その結果、運転者が減速しようとしているときに、アクセルペダル操作反力を速やかに低減して運転者の感覚にあった操作反力制御を行うことができる。また、障害物が検出されなくなると制御パターンを最も制御作動領域の長い制御パターン０に設定しておくので、新たに障害物を検出したときに、早いタイミングでリスクポテンシャルＲＰを算出して運転者に対する報知を行うことができる。

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のコントローラ５０は、少なくとも、自車両前方に存在する障害物と自車両との距離Ｘ、および自車速Ｖｈを検出し、その検出結果に基づいて、自車両と障害物との相対位置関係を算出する。さらに、運転操作機器であるアクセルペダル７２の運転者による操作状態を検出し、複数の制御パターンの中から、運転者のアクセルペダル操作状態および自車両と障害物との相対位置関係に基づいて、制御パターンを決定する。コントローラ５０は、決定された制御パターンに従い、車間距離Ｘおよび自車速Ｖｈ等に基づいて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ＲＰを算出し、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７２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の実施の形態ではアクセルペダル操作反力を制御した。これにより、自車両周囲の交通環境によって変化するアクセルペダル７２の操作状態および自車両と障害物との相対位置関係を考慮して、適切な制御パターンを選択することができ、操作反力を用いた情報の伝達と、運転者の意図に反する操作反力の発生によって運転者に与えるわずらわしさの低減を両立した操作反力制御を行うことが可能となる。
（２）コントローラ５０の意図検出部５３は、運転者のアクセルペダル操作状態に基づいて、加速意図、減速意図、および定常意図から運転者の運転意図を推定する。複数の制御パターンは、それぞれ異なる制御作動領域を有し、コントローラ５０の制御パターン決定部５４は、アクセルペダル操作状態に基づいて推定された運転意図を用いて制御パターンを決定する。これにより、運転者の運転意図を考慮した制御パターンを選択して適切な操作反力制御を行うことができる。
（３）制御パターン決定部５０は、加速意図が推定されると、現在の制御作動領域よりも短い制御作動領域を有する制御パターンを選択する。運転者が加速意図を示し、障害物に接近していこうとしている場合は、制御作動領域が短い制御パターンを選択することにより、自車両と障害物との接触の可能性が高くなるまでは操作反力制御が作動しない。これにより、運転者の運転操作、具体的にはアクセルペダル操作を妨げることがない。一方、接触の可能性が高くなるとアクセルペダル７２から大きな操作反力が発生されるので、運転者の注意を喚起して接触の可能性を低減することが可能となる。
（４）制御パターン決定部５０は、減速意図が推定され、自車両と障害物とが離れる方向に相対位置関係が変化している場合は、現在の制御作動領域よりも長い制御作動領域を有する制御パターンを選択する。これにより、運転者が減速しようとしている場合は制御作動領域が段々長くなるので、運転者の感覚にあった操作反力制御を実行することが可能となる。
（５）制御パターン決定部５０は、走行状態検出手段であるレーザレーダ１０で今まで検出されていた障害物が検出されなくなると、最も長い制御作動領域を有する制御パターンを選択する。これにより、次に障害物が検出され始めたときに、早い段階から操作反力制御を開始することができる。
（６）コントローラ５０は、自車両と障害物との相対位置関係として、車間距離Ｘおよび相対速度Ｖｒに基づいて自車両と障害物との余裕時間ＴＴＣを算出し、制御作動領域を余裕時間ＴＴＣの長さとして定義する。これにより、混雑した交通流、合流地点、追越時等、さまざまな交通環境における運転者の運転特性を考慮して制御パターンを適切に設定することができる。

《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１２に、第２の実施の形態による車両用運転操作補助装置２のシステム図を示し、図１３に、図１２に示す車両用運転操作補助装置２を搭載した車両を示す。なお、図１２、図１３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、上述した第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は、自車両に発生する駆動力を制御する駆動力制御装置７３、自車両に発生する制動力を制御する制動力制御装置９３、およびブレーキペダルストロークセンサ９４をさらに備えている。ブレーキペダルストロークセンサ９４は、ブレーキペダル９２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９４は、検出したブレーキペダル操作量をコントローラ５０Ａに出力する。

駆動力制御装置７３は、エンジンへの制御指令を算出する。図１４に、駆動力制御装置７３における駆動力制御のブロック図を示す。図１５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７３は、図１５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７３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７３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９３は、ブレーキ液圧指令を出力する。図１６に、制動力制御装置９３における制動力制御のブロック図を示す。図１７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９３は、図１７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９３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９３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。

図１８に、コントローラ５０Ａ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、意図検出部５３、制御パターン決定部５４、アクセルペダル反力算出部５５，反発力算出部５６、および制駆動力補正量算出部５７を構成する。

反発力算出部５６は、リスクポテンシャルＲＰに基づいて、制駆動力補正量を算出する際の基準となる反発力を算出する。制駆動力補正量算出部５７は、反発力算出部５６で選択した反発力に基づいて、自車両に発生させる制駆動力の補正量を算出する。

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２の動作を、図１９を用いて詳細に説明する。図１９は、第２の実施の形態のコントローラ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。ステップＳ１００〜Ｓ６００での処理は、図４に示した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Ｓ６２０では、ステップＳ５００で算出したリスクポテンシャルＲＰに基づいて、制駆動力補正量を算出する際に用いる反発力Ｆｃを算出する。ここで、反発力Ｆｃは、図７（ａ）（ｂ）に示した仮想弾性体３００の反発力として考えることができる。そこで、図２０に示すような関係にしたがって、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど反発力Ｆｃが大きくなるように反発力Ｆｃを算出する。なお、リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰ１を超えると、反発力Ｆｃを最大値Ｆｃmaxに固定する。

ステップＳ６５０では、ステップＳ６２０で算出した反発力Ｆｃに基づいて、自車両に発生する駆動力を補正する駆動力補正量と、制動力を補正する制動力補正量をそれぞれ算出する。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Ｓ６５１では、ドライバ要求駆動力Ｆｄａを推定する。コントローラ５０Ａには、図１５と同様のマップが記憶されており、アクセルペダル操作量ＳＡに基づいてドライバ要求駆動力Ｆｄａを推定する。

ステップＳ６５２では、ステップＳ６５１で推定したドライバ要求駆動力Ｆｄａと、ステップＳ６２０で算出した反発力Ｆｃとの大小関係を比較する。Ｆｄａ≧Ｆｃの場合は、ステップＳ６５３へ進む。ステップＳ６５３では、駆動力補正量ΔＤａとして−Ｆｃをセットし、ステップＳ６５４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７３のみで行うことができる。この場合、車両の状態としては、運転者がアクセルペダル７２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運転者に感じられ、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運転者に感じられる。

一方、ステップＳ６５２が否定判定され、Ｆｄａ＜Ｆｃの場合は、駆動力制御装置７３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Ｓ６５５へ進んで駆動力補正量ΔＤａに−Ｆｄａをセットし、ステップＳ６５６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運転者には察知される。

図２２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２２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２２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２２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をそれぞれ一点差線で示す。また、反発力Ｆｃに基づい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、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９２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Ｓ６５０で制駆動力補正量を算出した後、ステップＳ７００へ進む。ステップＳ７００では、ステップＳ６００で算出したアクセルペダル反力指令値ＦＡをアクセルペダル反力制御装置７０へ出力する。アクセルペダル反力制御装置７０は、コントローラ５０Ａから入力される指令値に応じてアクセルペダル反力を制御する。

ステップＳ８００では、ステップＳ６５０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７３、及び制動力制御装置９３に出力する。駆動力制御装置７３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を制御する。また、制動力制御装置９３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を制御する。これにより、今回の処理を終了する。

以下、図面を用いて第２の実施の形態による車両用運転操作補助装置２の作用を説明する。図２３（ａ）〜（ｆ）に、制御パターンが０から１、２へと変化する場合の、運転意図、制御パターン、車間距離Ｘ，リスクポテンシャルＲＰ，アクセルペダル反力制御指令値ＦＡおよび反発力Ｆｃの時間変化を示す。図２４（ａ）〜（ｆ）に、制御パターンが２から１、０へと変化する場合の、運転意図、制御パターン、車間距離Ｘ，リスクポテンシャルＲＰ，アクセルペダル反力制御指令値ＦＡおよび反発力Ｆｃの時間変化を示す。

制御パターンが０から１，２へと変化する場合、リスクポテンシャルＲＰおよびアクセルペダル反力制御指令値ＦＡは、図２３（ｄ）（ｅ）に示すように制御パターンの切り替わりに応じて不連続に変化する。これに伴って、図２３（ｆ）に示すように反発力Ｆｃも不連続に変化する。これにより、自車両の駆動力が低下しすぎる、もしくは過度の減速度が発生することがなく、運転者にわずらわしさを与えたり走行しづらくなることを防止できる。また、操作反力の不連続な変化により、運転者は制御パターンが切り替わったことを容易に認識することができる。

制御パターンが２から１，０へと変化する場合、リスクポテンシャルＲＰおよびアクセルペダル反力制御指令値ＦＡは、図２４（ｄ）（ｅ）に示すように０まで低下した後、０を維持する。これに伴って、図２４（ｆ）に示すように反発力Ｆｃも０まで低下した後、０を維持する。これにより、運転者が自ら減速しようとしているときには運転者の要求にあった駆動力もしくは制動力を発生させることができる。また、障害物が検出されなくなると制御パターンを最も制御作動領域の長い制御パターン０に設定しておくので、新たに障害物を検出したときに、速いタイミングでリスクポテンシャルＲＰを算出して運転者に対する報知を行うことができる。

このように、以上説明した第２の実施の形態においては、以下のような作用効果を奏することができる。
車両用運転操作補助装置２のコントローラ５０Ａは、少なくとも、自車両前方に存在する障害物と自車両との距離Ｘ、および自車速Ｖｈを検出し、その検出結果に基づいて、自車両と障害物との相対位置関係を算出する。さらに、運転操作機器であるアクセルペダル７２の運転者による操作状態を検出し、複数の制御パターンの中から、運転者のアクセルペダル操作状態および自車両と障害物との相対位置関係に基づいて、制御パターンを決定する。コントローラ５０Ａは、決定された制御パターンに従い、車間距離Ｘおよび自車速Ｖｈ等に基づいて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ＲＰを算出し、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７２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２の実施の形態ではアクセルペダル操作反力および自車両に発生させる制駆動力を両方制御した。これにより、自車両周囲の交通環境によって変化するアクセルペダル７２の操作状態および自車両と障害物との相対位置関係を考慮して、適切な制御パターンを選択して操作反力制御および制駆動力制御を行うことができる。

《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１２および図１３に示した第２の実施の形態と同様である。ここでは、上述した第２の実施の形態との相違点を主に説明する。

上述した第２の実施の形態では、制御パターンが変化すると、リスクポテンシャルＲＰと反発力Ｆｃとを変化させ、アクセルペダル反力制御指令値ＦＡと制駆動力制御補正量ΔＤａ，ΔＤｂを両方とも調整した。第３の実施の形態では、制御パターンの変化に応じてリスクポテンシャルＲＰと反発力Ｆｃとを個々に変化させて、アクセルペダル反力制御指令値ＦＡと制駆動力制御補正量ΔＤａ，ΔＤｂを別々に調整する。

具体的には、アクセルペダル反力制御指令値ＦＡを算出するための反力算出用のリスクポテンシャルＲＰfaと、反発力算出用のリスクポテンシャルＲＰfcをそれぞれ算出する。そして、制御パターンの変化に応じて反発力算出用のリスクポテンシャルＲＰfcを切り替える一方、反力算出用のリスクポテンシャルＲＰfaは変化させない。

以下に、リスクポテンシャルＲＰfa、ＲＰfcの算出方法を、図２５のフローチャートを用いて説明する。この処理は、図１９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Ｓ５２１〜Ｓ５２９での処理は、図８のステップＳ５０１〜Ｓ５０９での処理と同様である。ただし、ステップＳ５２８、Ｓ５２９で算出したリスクポテンシャルＲＰは、反発力算出用のリスクポテンシャルＲＰfcとする。

ステップＳ５３０では、余裕時間ＴＴＣが、制御パターン０の領域を決定するために用いた余裕時間閾値Ｔｈ０よりも小さいか否かを判定する。ＴＴＣ＜Ｔｈ０の場合はステップＳ５３１へ進み、余裕時間閾値Ｔｈ０と相対速度Ｖｒを用いて、以下の（式４）から基準距離Ｌ０を算出する。
Ｌ０＝Ｔｈ０×Ｖｒ ・・・（式４）

ステップＳ５３２では、ステップＳ５３１で算出した基準距離Ｌ０を用いて、以下の（式５）から反力算出用のリスクポテンシャルＲＰfaを算出する。
ＲＰfa＝Ｋ×（Ｌ０−Ｘ） ・・・（式５）
ステップＳ５３０が否定判定されると、ステップＳ５３３へ進んで反力算出用のリスクポテンシャルＲＰfa＝０に設定する。

このように、反力算出用のリスクポテンシャルＲＰfaは、余裕時間ＴＴＣが余裕時間閾値Ｔｈ０よりも小さくなると、実際の制御パターンに関係なく、制御パターン０に対応する値として算出される。

このようにしてリスクポテンシャルＲＰfa、ＲＰfcを算出した後、ステップＳ６００では、反力算出用のリスクポテンシャルＲＰfaに基づいてアクセルペダル反力制御指令値ＦＡを算出する。図２６に、リスクポテンシャルＲＰfaとアクセルペダル反力制御指令値ＦＡとの関係を示す。図２６に示すように、リスクポテンシャルＲＰfaが所定の最小値ＲＰfa_minよりも大きくなると、リスクポテンシャルＲＰfaが大きくなるほどアクセルペダル反力制御指令値ＦＡを徐々に大きくする。リスクポテンシャルＲＰfaが所定の最大値ＲＰfa_maxを超えると、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。

ステップＳ６２０では、反発力算出用のリスクポテンシャルＲＰfcに基づいて反発力Ｆｃを算出する。図２７に、リスクポテンシャルＲＰfcと反発力Ｆｃとの関係を示す。図２７に示すように、リスクポテンシャルＲＰfcが大きくなるほど反発力Ｆｃを徐々に大きくする。リスクポテンシャルＲＰfcが所定値ＲＰfc1を超えると、反発力Ｆｃを最大値Ｆｃmaxに固定する。
ステップＳ６５０以降の処理は、第２の実施の形態と同様である。

以下、図面を用いて第３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２８（ａ）〜（ｇ）に、制御パターンが０から１、２へと変化する場合の、運転意図、制御パターン、車間距離Ｘ，反力算出用リスクポテンシャルＲＰfa，反発力算出用リスクポテンシャルＲＰfc、アクセルペダル反力制御指令値ＦＡおよび反発力Ｆｃの時間変化を示す。図２９（ａ）〜（ｇ）に、制御パターンが２から１、０へと変化する場合の、運転意図、制御パターン、車間距離Ｘ，反力算出用リスクポテンシャルＲＰfa，反発力算出用リスクポテンシャルＲＰfc、アクセルペダル反力制御指令値ＦＡおよび反発力Ｆｃの時間変化を示す。

制御パターンが０から１，２へと変化する場合、図２８（ｄ）に示すように、反力算出用リスクポテンシャルＲＰfaは、制御パターン０に対応する値として算出され、徐々に連続的に増加する。図２８（ｅ）に示すように、反発力算出用リスクポテンシャルＲＰfcは、上述した第２の実施の形態と同様に制御パターンの変化に応じて不連続に変化する。これにより、図２８（ｆ）に示すようにアクセルペダル反力制御指令値ＦＡは徐々に連続的に増加する。一方、図２８（ｇ）に示すように反発力Ｆｃは不連続に変化する。反発力算出用リスクポテンシャルＲＰfcを制御パターン０に対応する値として算出すると、反発力Ｆｃは、図２８（ｇ）に点線で示すように徐々に増加する。

制御パターンが２から１，０へと変化する場合、図２９（ｄ）に示すように、反力算出用リスクポテンシャルＲＰfaは、制御パターン０に対応する値として算出され、先行車が検出されなくなる、あるいは余裕時間ＴＴＣが閾値Ｔｈ０以上となると０まで低下する。図２９（ｅ）に示すように、反発力算出用リスクポテンシャルＲＰfcは、上述した第２の実施の形態と同様に、制御パターン２に対応して０まで低下した後、０を維持する。これにより、図２９（ｆ）に示すように、アクセルペダル反力制御指令値ＦＡは、反力算出用リスクポテンシャルＲＰfaに応じて低下し、０となる。図２９（ｇ）に示すように、反発力Ｆｃも反発力算出用リスクポテンシャルＲＰfcに応じて低下し、アクセルペダル反力制御指令値ＦＡよりも早いタイミングで０となる。反発力算出用リスクポテンシャルＲＰfcを制御パターン０に対応する値として算出すると、反発力Ｆｃは、図２９（ｇ）に点線で示すようにゆっくりと低下する。

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。
コントローラ５０Ａの制御パターン決定部５４は、操作反力を制御するための制御パターンを固定とし、制駆動力を制御するための制御パターンを、運転者の運転意図および自車両と障害物との相対位置関係に基づいて選択する。具体的には、アクセルペダル反力制御指令値ＦＡを算出するための反力算出用リスクポテンシャルＲＰfaを、最も制御作動領域の長い制御パターン０に対応する値として算出し、制駆動力補正量ΔDa,ΔDbを算出するための反発力算出用リスクポテンシャルＲＰfcを、選択された制御パターンに応じて切り替える。これにより、例えば、運転者が意図的に障害物に接近している場合には、アクセルペダル７２からの操作反力としてリスクポテンシャルＲＰの大きさを運転者に知らせながら、駆動力の低下量が大きくなりすぎないように調整することができるので、運転者のへの情報の伝達と、わずらわしさの低減とを効果的に両立させることができる。

以上説明した第１〜第３の実施の形態では、制御作動領域の短い制御パターン２と、制御作動領域の中程度の制御パターン１と、制御作動領域の長い制御パターン０の３つの制御パターンを設定し、この中から制御パターンを選択した。ただし、これには限定されず、制御パターンを２つ、あるいは４つ以上、設定することも可能である。すなわち、異なる制御作動領域を有する複数の制御パターンを設定することができる。

以上説明した第１〜第３の実施の形態では、制御パターンとして操作反力制御および／または制駆動力制御を行う制御作動領域を設定した。ただし、本明細書では、制御パターンは、制御作動領域を含めて、リスクポテンシャルＲＰに応じて運転操作機器に発生させる操作反力や自車両の制駆動力をどのように制御するかを示す制御内容（制御形態）を意味する。したがって、第３の実施の形態で説明したようにアクセルペダル反力制御指令値ＦＡを制御パターン０に対応する値に固定し、反発力Ｆｃを制御パターンに応じて調整するという制御内容も、制御パターンに含まれる。

以上説明した第１〜第３の実施の形態においては、制御パターンを決定するために、自車両と前方障害物との余裕時間ＴＴＣを用いた。ただし、これには限定されず、例えば自車両と前方障害物との車間時間ＴＨＷ，または車間距離Ｘを用いて制御パターンを決定することも可能である。車間時間ＴＨＷは、前方障害物の現在位置に自車両が到達するまでの時間を表し、車間距離Ｘを自車速Ｖｈで除することによって算出できる。自車両と前方障害物との余裕時間ＴＴＣ，車間時間ＴＨＷ，および車間距離Ｘは、自車両と前方障害物との相対位置関係を表しているといえる。

以上説明した第１〜第３の実施の形態では、運転者によるアクセルペダル７２の操作状態、具体的にはアクセルペダル操作速度ｄＳに基づいて運転者の加速意図、減速意図または定常意図を推定した。しかし、これには限定されず、例えばアクセルペダル７２の操作量ＳＡまたは踏増し量を用いて運転者の運転意図を推定することもできる。また、アクセルペダル７２の操作状態、ウィンカの操作状態もしくはステアリング操舵状態から、先行車を追い越そうとする追越意図（車線変更意図）をさらに推定することも可能である。車線変更意図が検出された場合は、加速意図が検出された場合と同様に制御パターンの決定を行う。

上述した第２の実施の形態において、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は行わず、制駆動力制御のみを行うように構成することも可能である。また、制動力制御は行わず、駆動力制御のみを行うこともできる。リスクポテンシャルＲＰに応じてブレーキペダル９２に操作反力を発生させることもできる。アクセルペダル７２およびブレーキペダル９２は、運転者が運転操作を行う際に操作する運転操作機器である。

以上説明した第１〜第３の実施の形態においては、図７（ａ）（ｂ）に示すモデルを設定し、前方障害物に圧縮されたときの仮想弾性体３００の反発力をリスクポテンシャルＲＰとして算出した。しかしこれには限定されず、自車両と前方障害物との余裕時間ＴＴＣまたは車間時間ＴＨＷを用いてリスクポテンシャルＲＰを算出したり、余裕時間ＴＴＣと車間時間ＴＨＷとを組み合わせてリスクポテンシャルＲＰを算出することもできる。

以上説明した第１から第３の実施の形態においては、レーザレーダ１０および車速センサ３０が走行状態検出手段として機能し、アクセルペダルストロークセンサ７４が操作状態検出手段として機能し、制御パターン決定部５４が制御パターン決定手段として機能し、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５５、制駆動力補正量算出部５７、アクセルペダル反力制御装置７０、駆動力制御装置７３、および制動力制御装置９３が制御手段として機能することができる。また、意図検出部５３が運転意図推定手段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、走行状態検出手段として、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を用いたり、自車両前方領域の画像を検出するＣＣＤカメラ等の前方カメラ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。 コントローラの内部の構成を示すブロック図。 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。 運転者意図検出処理の処理手順を説明するフローチャート。 制御パターン決定処理の処理手順を説明するフローチャート。 （ａ）（ｂ）自車両のリスクポテンシャルの概念を説明する図。 リスクポテンシャル算出処理の処理手順を説明するフローチャート。 リスクポテンシャルとアクセルペダル反力制御量との関係を示す図。 （ａ）〜（ｅ）制御パターンが０から１，２へと変化する場合の運転者意図、制御パターン、車間距離、リスクポテンシャルおよび反力制御指令値の時間変化を示す図。 （ａ）〜（ｅ）制御パターンが２から１，０へと変化する場合の運転者意図、制御パターン、車間距離、リスクポテンシャルおよび反力制御指令値の時間変化を示す図。 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のシステム図。 図１２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。 駆動力制御の概要を説明する図。 アクセルペダル操作量と要求駆動力との関係を示す図。 制動力制御の概要を説明する図。 ブレーキペダル操作量と要求制動力との関係を示す図。 コントローラの内部の構成を示すブロック図。 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。 リスクポテンシャルと反発力との関係を示す図。 制駆動力補正量算出処理の処理手順を説明するフローチャート。 駆動力補正および制動力補正の特性を説明する図。 （ａ）〜（ｆ）制御パターンが０から１，２へと変化する場合の運転者意図、制御パターン、車間距離、リスクポテンシャル、反力制御指令値および反発力の時間変化を示す図。 （ａ）〜（ｆ）制御パターンが２から１，０へと変化する場合の運転者意図、制御パターン、車間距離、リスクポテンシャル、反力制御指令値および反発力の時間変化を示す図。 リスクポテンシャル算出処理の処理手順を説明するフローチャート。 反力算出用リスクポテンシャルと反力制御指令値との関係を示す図。 反発力算出用リスクポテンシャルと反発力との関係を示す図。 （ａ）〜（ｇ）制御パターンが０から１，２へと変化する場合の運転者意図、制御パターン、車間距離、反力算出用リスクポテンシャル、反発力算出用リスクポテンシャル、反力制御指令値および反発力の時間変化を示す図。 （ａ）〜（ｇ）制御パターンが２から１，０へと変化する場合の運転者意図、制御パターン、車間距離、反力算出用リスクポテンシャル、反発力算出用リスクポテンシャル、反力制御指令値および反発力の時間変化を示す図。

符号の説明

１０：レーザレーダ ３０：車速センサ
５０，５０Ａ：コントローラ ７０：アクセルペダル反力制御装置
７３：駆動力制御装置 ７４：アクセルペダルストロークセンサ
９３：制動力制御装置 ９４：ブレーキペダルストロークセンサ

Claims (9)

1. 少なくとも、自車両前方に存在する障害物と自車両との距離、および自車速を検出する走行状態検出手段と、
   前記走行状態検出手段の検出結果に基づいて、前記自車両と前記障害物との相対位置関係を算出する相対位置算出手段と、
   運転者によるアクセルペダルの操作状態を検出する操作状態検出手段と、
   複数の制御パターンの中から、前記操作状態検出手段によって検出される前記運転者のアクセルペダル操作状態、および前記自車両と前記障害物との前記相対位置関係に基づいて、制御パターンを決定する制御パターン決定手段と、
   前記制御パターン決定手段で決定された前記制御パターンに従い、前記走行状態検出手段の検出結果に基づいて、前記自車両と前記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、前記アクセルペダル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、
   前記操作状態検出手段によって検出される前記運転者のアクセルペダル操作状態に基づいて、加速意図、減速意図および定常意図から前記運転者の運転意図を推定する運転意図推定手段をさらに備え、
   前記複数の制御パターンは、それぞれ異なる制御作動領域を有し、前記制御パターン決定手段は、前記アクセルペダル操作状態に基づいて推定された前記運転意図を用いて、前記制御パターンを決定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、
   前記制御パターン決定手段は、前記運転意図推定手段によって前記加速意図が推定されると、現在の制御作動領域よりも短い制御作動領域を有する制御パターンを選択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または請求項３に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記制御パターン決定手段は、前記運転意図推定手段によって前記減速意図が推定され、前記自車両と前記障害物とが離れる方向に前記相対位置関係が変化している場合は、現在の制御作動領域よりも長い制御作動領域を有する制御パターンを選択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１項に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記制御パターン決定手段は、前記走行状態検出手段によって前記障害物が検出されなくなると、最も長い制御作動領域を有する制御パターンを選択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２に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記制御パターン決定手段は、前記操作反力を制御するための制御パターンを固定とし、前記制駆動力を制御するための制御パターンを、前記運転意図および前記相対位置関係に基づいて選択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、
   前記相対位置算出手段は、前記相対位置関係として、前記自車両と前記障害物との距離および相対速度に基づいて前記自車両と前記障害物との余裕時間を算出し、
   前記制御作動領域は、前記余裕時間の長さとして定義されることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
8. 少なくとも、自車両前方に存在する障害物と自車両との距離、および自車速を検出に基づいて、前記自車両と前記障害物との相対位置関係を算出し、
   運転者によるアクセルペダルの操作状態を検出し、
   複数の制御パターンの中から、前記運転者のアクセルペダル操作状態、および前記自車両と前記障害物との前記相対位置関係に基づいて、制御パターンを決定し、
   決定された前記制御パターンに従い、少なくとも前記距離および前記自車速に基づいて前記自車両と前記障害物との接近度合を示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、前記アクセルペダル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ことを特徴とする車両用運転操作補助方法。
9. 少なくとも、自車両前方に存在する障害物と自車両との距離、および自車速を検出する走行状態検出手段と、
   前記走行状態検出手段の検出結果に基づいて、前記自車両と前記障害物との相対位置関係を算出する相対位置算出手段と、
   運転者によるアクセルペダルの操作状態を検出する操作状態検出手段と、
   複数の制御パターンの中から、前記操作状態検出手段によって検出される前記運転者のアクセルペダル操作状態、および前記自車両と前記障害物との前記相対位置関係に基づいて、制御パターンを決定する制御パターン決定手段と、
   前記制御パターン決定手段で決定された前記制御パターンに従い、前記走行状態検出手段の検出結果に基づいて、前記自車両と前記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、前記アクセルペダル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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