JP3797320B2 - 車両用運転操作補助装置およびその装置を備えた車両 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用運転操作補助装置は、車両周囲の状況（障害物）を検出し、その時点における潜在的リスクポテンシャルに基づいて操舵補助トルクを制御する（例えば特許文献１）。この装置は、操舵補助トルクを制御することにより、危急な状況へ至ろうとする操舵操作を抑制する。
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。
【特許文献１】
特開平１０−２１１８８６号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような車両用運転操作補助装置は、車両周囲の状況に応じて操舵トルクを制御するものであり、運転者の意図を考慮した、運転者が実際に感じるリスクをトルク制御に反映させることは困難であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明による車両用運転操作補助装置は、自車両の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からの信号に基づいて、ステアリングホイールに発生させる操作反力を算出する操作反力算出手段と、操作反力算出手段からの信号に基づいて、ステアリングホイールに操作反力を発生させる操舵反力発生手段と、運転者の運転意図を検出する運転意図検出手段と、運転意図検出手段による検出結果に応じて、運転意図検出手段によって所定の運転意図が検出された場合に、障害物検出手段からの信号による障害物認識判断の遅れを低減するようにリスクポテンシャルを調整して、操作反力の特性を調整する特性調整手段とを有し、特性調整手段は、運転意図検出手段によって所定の運転意図が検出されると、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対して低下する仮想リスクポテンシャルを設定する。
【０００５】
【発明の効果】
運転行動意図検出手段の検出結果に基づいて操作反力の特性を調整するようにしたので、運転者の運転行動意図に応じた反力制御を行うことができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
《第１の実施の形態》
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を搭載する車両の構成図である。
【０００７】
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走査する。レーザレーダ１０は、自車両の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、前方車までの車間距離と相対速度を検出する。検出した車間距離および相対速度はコントローラ５０へ出力される。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障害物が検出される。
【０００８】
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。
【０００９】
車速センサ３０は、車輪の回転数等から自車両の走行車速を検出し、検出した自車速をコントローラ５０に出力する。
【００１０】
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ており、車両用運転操作補助装置１の全体の制御を行う。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と、前方カメラ２０から入力される車両周辺の画像情報とから、自車両周囲の障害物状況を認識する。なお、コントローラ５０は、前方カメラ２０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認識する。ここで、自車両周囲の障害物状況としては、自車両前方を走行する先行車までの車間距離、隣接車線を走行する他車両の有無と接近度合、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、さらに白線の形状等である。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。
【００１１】
コントローラ５０は、認識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。そして、車両前後方向および車両左右方向の総合的なリスクポテンシャルを算出し、後述するようにリスクポテンシャルに応じた操舵反力制御およびアクセルペダル反力制御を行う。また、コントローラ５０は、認識した障害物状況に基づいて運転者の意図を検出し、ステアリングホイール６２およびアクセルペダル８２に発生する操作反力を調整する。
【００１２】
操舵反力制御装置６０は、車両の操舵系に組み込まれ、コントローラ５０から出力される指令に応じて、サーボモータ６１で発生させるトルクを制御する。サーボモータ６１は、操舵反力制御装置６０からの指令値に応じて発生させるトルクを制御し、運転者がステアリングホイール６２を操作する際の操舵反力を任意に制御することができる。
【００１３】
アクセルペダル反力制御装置８０は、コントローラ５０からの指令に応じて、アクセルペダル８２のリンク機構に組み込まれたサーボモータ８１で発生させるトルクを制御する。サーボモータ８１は、アクセルペダル操作反力制御装置８０からの指令値に応じて発生させるトルクと回転角を制御し、運転者がアクセルペダル８２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、リスクポテンシャルに応じたアクセルペダル反力制御を行わない場合の、通常のアクセルペダル反力特性は、例えば、アクセルペダルストローク量が大きくなるほどアクセルペダル反力がリニアに大きくなるよう設定されている。なお、通常の反力特性は、例えばアクセルペダル８２の回転中心に設けられたねじりバネのバネ力によって実現することができる。
【００１４】
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の動作を説明する。図３は、コントローラ５０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である。本処理内容は、一定間隔（例えば５０[msec]）毎に連続的に行われる。
【００１５】
まず、ステップＳ１０１で走行状態を読み込む。ここで、走行状態は、自車周囲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。具体的には、レーザレーダ１０により検出される前方走行車までの相対距離および相対角度、また、前方カメラ２０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）、白線の形状および前方走行車までの相対距離および相対角度を読み込む。さらに、車速センサ３０によって検出される自車速を読み込む。また、前方カメラ２０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。
【００１６】
ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で読み込み、認識した走行状態データに基づいて、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５０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Ｓ１０１で得られた現在の走行状態データとにより、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。
【００１７】
ステップＳ１０３では、認識された各障害物に対する余裕時間ＴＴＣ（Time To Collision）を算出する。障害物ｋに対する余裕時間ＴＴＣｋは、障害物ｋに対する接近度合を示す物理量であり、以下の（式１）で求められる。
【数１】
ＴＴＣｋ＝（Ｄｋ−σ（Ｄｋ））／（Ｖｒｋ＋σ（Ｖｒｋ）） （式１）
ここで、Ｄｋ：自車両から障害物ｋまでの相対距離、Ｖｒｋ：自車両と障害物ｋとの相対速度、σ（Ｄｋ）、σ（Ｖｒｋ）：相対距離、相対速度のばらつき、をそれぞれ示す。
【００１８】
相対距離のばらつきσ（Ｄｋ）、相対速度のばらつきσ（Ｖｒｋ）は、検出器の不確定性や不測の事態が発生した場合の影響度合の大きさを考慮して、障害物ｋを認識したセンサの種類や、認識された障害物ｋの種別に応じて設定する。
【００１９】
レーザレーダ１０は、カメラ、例えばＣＣＤ等による前方カメラ２０を用いた障害物の検出と比べて、検出距離、つまり自車両と障害物との相対距離の大きさによらず正しい距離を検出することができる。そこで、レーザレーダ１０で障害物ｋまでの相対距離Ｄｋを検出した場合は、相対距離Ｄｋによらず、そのばらつきσ（Ｄｋ）をほぼ一定値に設定する。一方、カメラ２０で相対距離Ｄｋを検出した場合は、相対距離Ｄｋが大きくなるほどばらつきσ（Ｄｋ）が指数関数的に増加するように設定する。ただし、障害物ｋの相対距離Ｄｋが小さい場合、レーザレーダで相対距離Ｄｋを検出した場合に比べて、カメラによってより正確に相対距離を検出することができるので、相対距離のばらつきσ（Ｄｋ）を小さく設定する。
【００２０】
また、例えば、レーザレーダ１０の検出信号に基づいて相対速度Ｖｒｋを検出した場合、そのばらつきσ（Ｖｒｋ）は、相対速度Ｖｒｋに比例して大きくなるように設定する。一方、カメラ２０の検出信号に基づいて相対速度Ｖｒｋを検出した場合、相対速度Ｖｒｋが大きくなるほど相対速度のばらつきσ（Ｖｒｋ）が指数関数的に増加するように設定する。
【００２１】
前方カメラ２０によって障害物状況を検出した場合、検出画像に画像処理を行うことによって障害物の種別を認識することができる。この場合、認識される障害物の種別に応じて相対距離、相対速度のばらつきσ（Ｄｋ）、σ（Ｖｒｋ）を設定することもできる。カメラ２０による相対距離Ｄｋの検出は、障害物ｋの大きさが大きいほどその検出精度が高いため、障害物が四輪車両である場合の相対距離のばらつきσ（Ｄｋ）を二輪車両や歩行者の場合のばらつきσ（Ｄｋ）に比べて小さく設定する。一方、相対速度のばらつきσ（Ｖｒｋ）は、障害物ｋ毎に想定される移動速度が大きいほど、ばらつきσ（Ｖｒｋ）が大きくなるように設定する。
【００２２】
なお、レーザレーダ１０とカメラ２０の両方で障害物ｋを検出した場合は、例えば、値の大きな方のばらつきσ（Ｄｋ）、σ（Ｖｒｋ）を用いてその障害物ｋに対する余裕時間ＴＴＣｋを算出することができる。
【００２３】
ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３で算出した余裕時間ＴＴＣｋを用いて、各障害物ｋに対するリスクポテンシャルＲＰｋを算出する。ここで、各障害物ｋに対するリスクポテンシャルＲＰｋは以下の（式２）で求められる。
【数２】
ＲＰｋ＝（１／ＴＴＣｋ）×ｗｋ （式２）
ここで、ｗｋ：障害物ｋの重みを示す。（式２）に示すように、リスクポテンシャルＲＰｋは余裕時間ＴＴＣｋの逆数を用いて、余裕時間ＴＴＣｋの関数として表されており、リスクポテンシャルＲＰｋが大きいほど障害物ｋへの接近度合が大きいことを示している。
【００２４】
障害物ｋ毎の重みｗｋは、検出された障害物の種別に応じて設定する。例えば、障害物ｋが四輪車両、二輪車両あるいは歩行者である場合、自車両が障害物ｋに近接した場合の重要度、つまり影響度が高いため、重みｗｋ＝１に設定する。一方、障害物ｋがレーンマーカ（白線）である場合、自車両が近接あるいは接触した場合の重要度はその他の障害物に比べて相対的に小さくなるため、例えば重みｗｋ＝０．５程度に設定する。また、同じレーンマーカでも、その向こう側に隣接車線が存在する場合と、レーンマーカの向こう側に車線が存在せずガードレールのみの場合では、自車両の近接時の重要度が異なるため、重みｗｋが異なるように設定することもできる。
【００２５】
レーンマーカは、自車両に対する存在方向が一つの方向に定まるものではなく、ある存在方向範囲に分布するものである。そこで、カメラ２０で検出された車両周囲のレーンマーカを、自車両を基準として微小角度に分割し、微小角度分のレーンマーカの相対位置からそれぞれのリスクポテンシャルを算出する。さらに、微小角度分のリスクポテンシャルを存在方向範囲で積分してリスクポテンシャルＲＰlaneを算出する。レーンマーカに対するリスクポテンシャルＲＰlaneは、以下の（式３）で表される。
【数３】
ＲＰlane＝∫（（１／ＴＴＣlane）×ｗlane）ｄＬ （式３）
【００２６】
ステップＳ１０５では、ステップＳ１０４で算出した障害物ｋ毎のリスクポテンシャルＲＰｋから、車両前後方向の成分を抽出して加算し、車両周囲に存在する全障害物に対する総合的な前後方向リスクポテンシャルを算出する。前後方向リスクポテンシャルＲＰlongitudinalは、以下の（式４）で算出される。なお、各障害物ｋに対するリスクポテンシャルＲＰｋは、レーンマーカに対するリスクポテンシャルＲＰlaneを含む。
【数４】
ＲＰlongitudinal＝Σ_k（ＲＰｋ×ｃｏｓθｋ） （式４）
ここで、θｋ：自車両に対する障害物ｋの存在方向を示し、障害物ｋが車両前方向、つまり自車正面に存在する場合、θｋ＝０[deg]とし、障害物ｋが車両後方向に存在する場合、θｋ＝１８０[deg]とする。
【００２７】
つづくステップＳ１０６では、ステップＳ１０４で算出した障害物ｋ毎のリスクポテンシャルＲＰｋから、車両左右方向の成分を抽出して加算し、車両周囲に存在する全障害物に対する総合的な左右方向リスクポテンシャルを算出する。左右方向リスク度ＲＰlateralは、以下の（式５）で算出される。
【数５】
ＲＰlateral＝Σ_k（ＲＰｋ×ｓｉｎθｋ） （式５）
【００２８】
ステップＳ１０７では、ステップＳ１０５で算出した前後方向リスクポテンシャルＲＰlongitudinalから、前後方向制御指令値、すなわちアクセルペダル反力制御装置８０へ出力する反力制御指令値ＦＡを算出する。前後方向リスクポテンシャルＲＰlongitudinalに応じて、リスクポテンシャルが大きいほどアクセルペダル８２を戻す方向へ制御反力を発生させる。
【００２９】
図４に、前後方向リスクポテンシャルＲＰlongitudinal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、前後方向リスクポテンシャルＲＰlongitudinalが所定値ＲＰｍａｘよりも小さい場合、前後方向リスクポテンシャルＲＰlongitudinal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。前後方向リスクポテンシャルＲＰlongitudinalが所定値ＲＰｍａｘ以上の場合には、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。
【００３０】
ステップＳ１０８では、ステップＳ１０６で算出した左右方向のリスクポテンシャルＲＰlateralから、左右方向制御指令値、すなわち操舵反力制御装置６０への操舵反力制御指令値ＦＳを算出する。左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralに応じて、リスクポテンシャルが大きいほど、ハンドル操舵角を戻す方向、つまりステアリングホイール６２を中立位置へと戻す方向へ大きな操舵反力を発生させる。
【００３１】
図５に、左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralと、操舵反力制御指令値ＦＳとの関係を示す。なお、図５において、左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralがプラスである場合は、右方向のリスクポテンシャルであることを示し、左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralがマイナスの場合は、左方向のリスクポテンシャルであることを示している。
【００３２】
図５に示すように、左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralの絶対値が所定値ＲＰｍａｘよりも小さい場合は、リスクポテンシャルの絶対値が大きくなるほど、ステアリングホイール６２を中立位置へ戻す方向の操舵反力が大きくなるように操舵反力制御指令値ＦＳを設定する。左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralの絶対値が所定値ＲＰｍａｘ以上の場合は、ステアリングホイール６２を迅速に中立位置に戻すように、最大の操舵反力制御指令値ＦＳｍａｘを設定する。
【００３３】
ステップＳ１０９では、運転者の意図に応じて実際にアクセルペダル８２およびステアリングホイール６２に発生させる操作反力を調整するよう、指令値の調整を行う。運転者の意図検出および指令値調整については、後述する。
【００３４】
ステップＳ１１０では、ステップＳ１０９で調整した指令値を、アクセルペダル反力制御装置８０および操舵反力制御装置６０へ出力する。これにより、今回の処理を終了する。
【００３５】
以下に、運転者の意図に応じた指令値調整について説明する。第１の実施の形態においては、障害物状況に基づいて算出したリスクポテンシャルＲＰを、運転者の意図に応じて調整することにより、アクセルペダル８２およびステアリングホイール６２に実際に発生する操作反力を調整する。
【００３６】
図６に、第１の実施の形態において想定される自車両周囲の障害物状況を示す。ここでは、自車両周囲の障害物ｋとして自車両の前方に存在する他車両が検出されている場合について説明する。具体的な走行状況を、図７および図８に示す。図７は、自車両が自車線前方の先行車Ａを追い越して車線変更を行う状況を示しており、図８は、自車両が自車線前方の先行車Ａを追い越して車線変更を行い、車線変更後の車線に先行車Ｂが存在する状況を示している。図９（ａ）〜（ｃ）および図１０（ａ）〜（ｃ）は、時間軸ｔに対する先行車認識フラグ、対象外判断フラグ、およびリスクポテンシャルＲＰの変化を示しており、図７および図８の走行状況にそれぞれ対応する。なお、ここでの運転者の意図は、追い越しあるいは車線変更である。
【００３７】
図７および図８に示すように、自車両が先行車Ａに追従して走行している状態から、先行車Ａを追い越して車線変更を行う場合、先行車Ａは自車両前方に存在しなくなるため、運転者は先行車Ａに対するリスクを小さく感じる。そこで、自車両の追い越しあるいは車線変更意図を検出し、運転者が先行車Ａの追い越しおよび車線変更を意図している場合は、先行車Ａを障害物として認識しない、すなわち反力制御の対象外とする。先行車Ａが対象外と認識されると、先行車Ａに対する計測リスクポテンシャルＲＰｍが小さくなるように調整し、仮想リスクポテンシャルＲＰｖを設定する。
【００３８】
なお、上述した図３のフローチャートのステップＳ１０４〜Ｓ１０６で算出したリスクポテンシャルを計測リスクポテンシャルＲＰｍとし、運転者の意図を考慮して計測リスクポテンシャルＲＰｍを調整した値を仮想リスクポテンシャルＲＰｖとする。図９（ａ）、図１０（ａ）に示す先行車認識フラグＦｖは、レーザレーダ１０あるいは前方カメラ２０が先行車を検出している場合はオンとなる。図９（ｂ）、図１０（ｂ）に示す対象外判断フラグＦｏは運転者の意図を示しており、先行車を対象外と判断すると、オンとなる。
【００３９】
ここで、第１の実施の形態における車両用運転操作補助装置１の作用を、図９（ａ）〜（ｃ）および図１０（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。まず、図９（ａ）〜（ｃ）を用いて、図７に示すように自車両が先行車Ａを追い越して車線変更を行った場合のリスクポテンシャルＲＰの変化を説明する。
【００４０】
時間ｔａまでは、自車両は先行車Ａを前方の障害物として認識しており（先行車認識フラグＦｖがオン）、先行車Ａに対する計測リスクポテンシャルＲＰｍが発生している。時間ｔａにおいて、運転者の追い越しあるいは車線変更意図が検出され、先行車Ａが対象外と判断されて対象外判断フラグＦｏがオンとなると、仮想リスクポテンシャルＲＰｖは０に漸近する。すなわち仮想リスクポテンシャルＲＰｖは計測リスクポテンシャルＲＰｍに対してリニアに減少を始める。その後、自車両が車線変更を完了し、時間ｔｂで自車両前方の障害物が検出されなくなると、先行車認識フラグＦｖがオフに切り換わり、これに伴って対象外判断フラグＦｏがオフに切り換わる。仮想リスクポテンシャルＲＰｖは、時間ｔｂまでリニアに減少を続ける。
【００４１】
時間ｔｂで対象外判断フラグＦｏがオフに切り換わると、その後、仮想リスクポテンシャルＲＰｖは計測リスクポテンシャルＲＰｍに漸近するように変化する。
【００４２】
このように、図７に示すような走行状況においては、運転者の追い越しあるいは車線変更意図が検出されると、仮想リスクポテンシャルＲＰｖがリニアに低下し、その後、車線変更を完了して先行車が検出されなくなると、仮想リスクポテンシャルＲＰｖは計測リスクポテンシャルＲＰｍに漸近する。
【００４３】
つぎに、図１０（ａ）〜（ｃ）を用いて、図８に示すように自車両が先行車Ａを追い越して車線変更を行い、車線変更後の車線に先行車Ｂが存在する場合のリスクポテンシャルＲＰの変化を説明する。
【００４４】
時間ｔｃまでは、自車両は先行車Ａを前方の障害物として認識しており（先行車認識フラグＦｖがオン）、先行車Ａに対する計測リスクポテンシャルＲＰｍが発生している。時間ｔｃにおいて、運転者の追い越しあるいは車線変更意図が検出され、先行車Ａが対象外と判断されて対象外判断フラグＦｏがオンとなると、仮想リスクポテンシャルＲＰｖが計測リスクポテンシャルＲＰｍに対してリニアに減少を始める。その後車線変更を行い、時間ｔｄで車線変更後の車線に存在する先行車Ｂを検出すると、先行車Ｂを反力制御の対象障害物として認識する。この場合、先行車認識フラグＦｖはオンのままであり、それに伴って対象外判断フラグＦｏも継続してオンとなる。時間ｔｄで先行車Ｂを検出した後は、先行車Ｂに対する計測リスクポテンシャルＲＰｍを算出するが、仮想リスクポテンシャルＲＰｖはリニアに減少し続ける。
【００４５】
時間ｔｅで、対象外判断フラグＦｏがオンとなってから所定時間Ｔoffが経過すると、先行車認識フラグＦｖがオンであっても、対象外判断フラグＦｏがオフに切り換わる。これにより、仮想リスクポテンシャルＲＰｖは計測リスクポテンシャルＲＰｍに漸近するように変化する。
【００４６】
このように、図８に示すような走行状況においては、運転者の追い越しあるいは車線変更意図が検出されると、仮想リスクポテンシャルＲＰｖがリニアに低下する。車線変更後の車線に先行車Ｂが存在する場合は、運転者の追い越し意図が検出されてから所定時間Ｔoff後に、仮想リスクポテンシャルＲＰｖは先行車Ｂに対する計測リスクポテンシャルｍに漸近するように変化する。
【００４７】
このように、第１の実施の形態においては、運転者の意図として先行車の追い越しあるいは車線変更意図が検出された場合に、リスクポテンシャルＲＰを調整する。以下に、リスクポテンシャルＲＰをどのように調整するかについて、詳細に説明する。まず、図１１を用いて運転者の車線変更意図の検出について説明する。図１１は、コントローラ５０において実行される運転者意図検出プログラム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５０[msec]）毎に連続的に行われる。
【００４８】
まず、ステップＳ２０１で、先行車認識フラグＦｖを読み込む。ステップＳ２０２で、ステップＳ２０１で読み込んだ先行車認識フラグＦｖがオンであるか否かを判定する。先行車が存在する場合はステップＳ２０２が肯定判定され、ステップＳ２０３へ進む。
【００４９】
ステップＳ２０３では、運転者の車線変更意図を検出するために、対象外判別関数を読み込む。運転者の車線変更意図は、自車両と、車線変更前の自車線前方に存在する先行車Ａとの位置関係に基づいて、先行車Ａを反力制御の対象障害物とするか、対象外とするかを判断することにより検出する。具体的には、現在の自車両の状態から前方に投影される自車両の位置と、先行車Ａとの位置関係により、先行車Ａを対象外とするか否かを判断する。先行車Ａが対象外であれば車線変更意図ありと判断する。
【００５０】
図１２に、自車両と先行車Ａとの位置関係を示す。図１２において、Ｌｌ：車線幅、Ｌｘ：レーザレーダ１０で計測される先行車Ａとの距離、Δｙ：前方カメラ２０で計測される車線中心からの自車両の横変位、φ：前方カメラ２０で計測される車線に対する自車ヨー角、である。図１２は、走行車線を走行する、ヨー角φ、横変位Δｙの自車両が、同一車線上の先行車Ａを追い越そうとしているシーンを示している。
【００５１】
このようなシーンにおいて、自車両の運転者に先行車Ａを追い抜く意図があるか否かは、図１２上の点Ｐａと点Ｐｂとの車両左右方向の位置関係により判断する。なお、点Ｐａは、先行車Ａの後端を車両左右方向に延長した線と白線との交点であり、点Ｐｂは、自車両を先行車Ａとの車間距離Ｌｘだけ自車両前方向（白線を基準として角度φ傾いた方向）に投影したときの自車両左後端の位置である。図１２に示すように、点Ｐｂが点Ｐａに対して白線よりも外側、すなわち追い越し車線側にある場合は、先行車Ａを対象外と判断し、自車両の運転者に追い越しおよび車線変更の意図があると判断する。一方、点Ｐｂが点Ｐａに対して白線よりも内側、すなわち自車線内にある場合は、先行車Ａを対象障害物と判断し、自車両の運転者に追い越しおよび車線変更の意図がないと判断する。
【００５２】
点Ｐｂが点Ｐａに対して内側にあるか外側にあるかを判別するための評価関数ｆは、車線幅Ｌｌ、先行車Ａとの距離Ｌｘ、車線中心からの自車両の横変位Δｙ、自車ヨー角φを用いて、以下の（式６）により表される。
【数６】

（式６）からわかるように、評価関数ｆは、自車両と先行車Ａとの距離と、自車両と白線との位置関係により決定する。
【００５３】
なお、先行車の現在位置の基準となる点Ｐａを、先行車Ａの後端の車両左右方向の延長線と白線との交点とすることにより、先行車Ａの操舵による横運動の影響を受けることなく先行車Ａの対象外判断を行うことができる。例えば、先行車の右後端を基準点Ｐａとすると、先行車Ａが左右方向にふらついて走行した場合には点Ｐａが移動する。すなわち、先行車Ａの挙動が反映されて対象外判断を正確に行うことが困難となってしまう。そこで、白線上の点を基準点Ｐａとすることにより、先行車Ａの左右方向のふらつきの影響を受けることなく、対象外判断を正確に行うことができる。
【００５４】
ステップＳ２０４では、ステップＳ２０３で読み込んだ対象外評価関数の判定を行う。図１３に、自車両と障害物との距離Ｌｘにおいて、車線中心からの自車両の横変位Δｙおよび自車ヨー角φと、評価関数ｆ（Ｌｘ、Δｙ、φ）との関係を示す。評価関数ｆ（Ｌｘ、Δｙ、φ）＝０に囲まれた領域、すなわちｆ（Ｌｘ、Δｙ、φ）≧０の領域を、先行車Ａを対象とする対象領域とし、対象領域以外の領域、すなわちｆ（Ｌｘ、Δｙ、φ）＜０の領域を、先行車Ａを対象外とする対象外領域とする。
【００５５】
ステップＳ２０３で読み込んだ評価関数ｆがｆ（Ｌｘ、Δｙ、φ）＜０の場合、点Ｐｂは点Ｐａに対して白線よりも外側にあり、先行車Ａは対象外であると判定する。すなわち、自車両の運転者に追い越しおよび車線変更意図があると判定する。このとき、ステップＳ２０５へ進む。
【００５６】
ステップＳ２０５では、前回周期で設定された対象外判断フラグＦｏがオンであるか否かを判定する。前回周期の対象外判定フラグＦｏがオフであった場合、すなわち前回周期で先行車Ａが対象障害物として認識されていた場合は、ステップＳ２０６へ進む。ステップＳ２０６では、自車両の運転者に追い越しおよび車線変更の意図があることを示す対象外判断フラグＦｏをオンにセットする。つづくステップＳ２０７で、対象外判断フラグＦｏをオンからオフに切り換えるまでの時間を示すタイマーTIMERに所定時間Ｔoffをセットする。所定時間Ｔoffは、例えば３．０[sec]とする。
【００５７】
一方、ステップＳ２０５で、前回周期の対象外判断フラグＦｏがオンであった場合、すなわち前回周期で先行車Ａがすでに対象外と認識されていた場合は、ステップＳ２０８へ進む。ステップＳ２０８では、タイマーTIMERをカウントダウンする。具体的には、タイマーTIMERの前回値から処理プログラムのサンプル周期ΔＴ（ここでは、ΔＴ＝５０[msec]）を引いた値を、タイマーTIMERとしてセットする。
【００５８】
つづくステップＳ２０９で、ステップＳ２０８でセットしたタイマーTIMERの値が正であるか否かを判定する。ステップＳ２０９が肯定判定されると、対象外判断フラグＦｏをオンとしたままで今回の処理を終了し、再びステップＳ２０１から先行車の対象外判断の処理を行う。一方、ステップＳ２０９が否定判定された、すなわち自車両前方の先行車が検出されている状態で、対象外判断フラグＦｏがオンとなってから所定時間Ｔoff以上が経過した場合は、ステップＳ２１０へ進む。ステップＳ２１０では、対象外判断フラグＦｏをオフに切り換えるとともに、タイマーTIMERをリセットする。
【００５９】
ステップＳ２０２が否定判定された場合、先行車が検出されていないので、ステップＳ２１１へ進んで対象外判断フラグＦｏをオフにセットする。また、ステップＳ２０４が否定判定され、評価関数ｆがｆ（Ｌｘ、Δｙ、φ）≧０の場合、点Ｐｂは点ＰＡに対して白線よりも内側にあり、先行車Ａは対象障害物であると判断する。すなわち自車両の運転者に追い越しおよび車線変更意図がないと判断し、ステップＳ２１２へ進んで対象外判断フラグＦｏをオフにセットする。
【００６０】
このようにして設定した対象外判断フラグＦｏを用いて、仮想リスクポテンシャルＲＰｖを決定する。図１４は、仮想リスクポテンシャルＲＰｖの算出方法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５０[msec]）毎に連続的に行われる。
【００６１】
まず、ステップＳ３０１で、先行車認識フラグＦｖを読み込む。ステップＳ３０２で、ステップＳ３０１で読み込んだ先行車認識フラグＦｖがオンであるか否かを判定する。先行車が存在する場合はステップＳ３０２が肯定判定され、ステップＳ３０３へ進む。
【００６２】
ステップＳ３０３で、現時点（時刻ｔ）における対象外判断フラグＦｏ（ｔ）を読み込む。ステップＳ３０４で、ステップＳ３０３で読み込んだ現在の対象外判断フラグＦｏ（ｔ）がオンであるか否かを判定する。現在の対象外判断フラグＦｏ（ｔ）がオンである場合は、ステップＳ３０５へ進む。
【００６３】
ステップＳ３０５では、タイマーTIMERgのカウントアップを行う。具体的には、前回周期で設定されたTIMERgの値に、処理プログラムのサンプル周期ΔＴを加算して今回のタイマーTIMERgの値を設定する。タイマーTIMERgは、先行車を対象外と判断してからの経過時間、すなわち対象外判断フラグＦｏがオンとなってからの経過時間を示している。
【００６４】
つづくステップＳ３０６では、仮想リスクポテンシャルＲＰｖを算出するための、仮想リスクポテンシャル補正係数Ｇｎ（ｓ）を算出する。仮想リスクポテンシャルＲＰｖは、（式７）に示すように、計測リスクポテンシャルＲＰｍに仮想リスクポテンシャル補正係数Ｇｎ（ｓ）を積算することにより算出できる。
【数７】
ＲＰｖ＝Ｇｎ（ｓ）・ＲＰｍ （式７）
ここで、ｎ：１，２，３である。
【００６５】
ここでは、対象外判断フラグＦｏがオンとなってからの経過時間TIMERgを用いて、仮想リスクポテンシャル補正係数Ｇ２（ｓ）を算出する。仮想リスクポテンシャル補正係数Ｇ２（ｓ）を、以下の（式８）に示す。
【数８】
Ｇ２（ｓ）＝−Ｔ２×TIMERg＋１ （式８）
ここで、Ｔ２：仮想リスクポテンシャル補正係数Ｇ２（ｓ）を決定するための定数である。
【００６６】
つづくステップＳ３０７で、ステップＳ３０６で算出した仮想リスクポテンシャル補正係数Ｇ２（ｓ）を用いて、仮想リスクポテンシャルＲＰｖを算出する。仮想リスクポテンシャルＲＰｖは、ＲＰｖ＝Ｇ２（ｓ）×ＲＰｍとなる。これにより、対象外判断フラグＦｏがオンとなってからの経過時間TIMERgが大きくなるほど、仮想リスクポテンシャルＲＰｖは計測リスクポテンシャルＲＰｍに対してリニアに低下する。
【００６７】
なお、定数Ｔ２は、対象外判断フラグＦｏがオンとなってからオフに切り換えるまでの所定時間Ｔoffを３．０[sec]とした場合に、例えば０．２[1/sec]に設定する。定数Ｔ２＝０．２[1/sec]とすると、対象外判断フラグＦｏがオンとなってから所定時間Ｔoff＝３．０[sec]が経過した時点で、仮想リスクポテンシャルＲＰｖは計測リスクポテンシャルＲＰｍの４０[％]まで低下し、運転者の感覚にあった変化を示す。所定時間Ｔoff、定数Ｔ２の値は、仮想リスクポテンシャルＲＰｖをリニアに低下させた際に、リスクポテンシャル変化率が運転者の感覚にあったものとなるように、予め適切な値を設定しておく。
【００６８】
ステップＳ３０４が肯定判定され、現在の対象外判断フラグＦｏ（ｔ）がオフである場合は、ステップＳ３０８へ進む。ステップＳ３０８では、タイマーTIMERgを０にする。つづくステップＳ３０９では、１ステップ前の時刻ｔ−Δｔにおける対象外判断フラグＦｏ（ｔ−Δｔ）を読み込む。ステップＳ３１０では、ステップＳ３０９で読み込んだ１ステップ前の対象外判断フラグＦｏ（ｔ−Δｔ）がオンであるか否かを判定する。ステップＳ３１０が肯定判定され、今回の周期で対象判断フラグＦｏがオフに移行した場合は、ステップＳ３１１へ進む。
【００６９】
ステップＳ３１１では、仮想リスクポテンシャル補正係数Ｇ３（ｓ）を算出する。仮想リスクポテンシャル補正係数Ｇ３（ｓ）は、以下の（式９）で表される。
【数９】
Ｇ３（ｓ）＝１／（Ｔ３・ｓ＋１） （式９）
ここで、ｓ：ラプラス演算子、Ｔ３：仮想リスクポテンシャル補正係数Ｇ３（ｓ）を決定するための定数である。（式９）に示すように、仮想リスクポテンシャル補正係数Ｇ３（ｓ）は、時定数Ｔ３による一次フィルタ処理の伝達関数である。
【００７０】
つづくステップＳ３１２で、ステップＳ３１１で算出した仮想リスクポテンシャル補正係数Ｇ３（ｓ）を用いて、仮想リスクポテンシャルＲＰｖを算出する。仮想リスクポテンシャルＲＰｖは、ＲＰｖ＝Ｇ３（ｓ）×ＲＰｍとなる。このように、仮想リスクポテンシャルＲＰｖを計測リスクポテンシャルＲＰｍに漸近させる際に、仮想リスクポテンシャル補正係数Ｇ３（ｓ）を用いて一次フィルタ処理を行うことにより、仮想リスクポテンシャルＲＰｖを滑らかに計測リスクポテンシャルＲＰｍに漸近させることができる。
【００７１】
なお、時定数Ｔ３の逆数は、仮想リスクポテンシャル補正係数Ｇｎ（ｓ）が、（式９）に示す補正係数Ｇ３（ｓ）に切り換わった時点でのＧ３（ｓ）の勾配である。そのため、時定数Ｔ３が小さいほど、仮想リスクポテンシャルＲＰｖが計測リスクポテンシャルＲＰｍに漸近する時間が短くなる。ここでは、補正係数Ｇ（ｓ）が切り換わる際に運転者に与える違和感を低減するように、例えばＴ３＝０．５[1/s]とする。時定数Ｔ３＝０．５[1/s]とすると、補正係数Ｇｎ（ｓ）がＧ３（ｓ）に切り換わってから約１秒後に、仮想リスクポテンシャルＲＰｖが計測リスクポテンシャルＲＰｍの９０[%]となり、約２秒後に、仮想リスクポテンシャルＲＰｖと計測リスクポテンシャルＲＰｍとが一致する。これにより、仮想リスクポテンシャルＲＰｖが運転者の感覚にあった変化を示す。
【００７２】
ステップＳ３１０が否定判定されると、ステップＳ３１３へ進む。ステップＳ３１３では、仮想リスクポテンシャル補正係数Ｇ１（ｓ）を算出する。ここでは、運転者の追い越しや車線変更意図は検出されておらず、先行車を反力制御の対象障害物として認識しているので、仮想リスクポテンシャル補正係数Ｇ１（ｓ）＝１に設定する。つづくステップＳ３１４で、ステップＳ３１３で算出した仮想リスクポテンシャル補正係数Ｇ１（ｓ）を用いて仮想リスクポテンシャルＲＰｖを算出する。仮想リスクポテンシャルＲＰｖは、ＲＰｖ＝Ｇ１（ｓ）・ＲＰｍ＝ＲＰｍとなる。
【００７３】
一方、ステップＳ３０２が否定判定されて先行車が存在しない場合は、ステップＳ３１５へ進み、計測リスクポテンシャルＲＰｍをそのまま仮想リスクポテンシャルＲＰｖとして設定する（ＲＰｖ＝ＲＰｍ）。
【００７４】
上述したように算出した仮想リスクポテンシャルＲＰｖを用いて、アクセルペダル反力制御装置８０および操舵反力制御装置６０に出力する反力制御指令値ＦＡ，ＦＳを算出する。これにより、アクセルペダル８２およびステアリングホイール６２に発生する操作反力を運転者の意図に応じて調整することができる。なお、上述した運転者の意図に応じたリスクポテンシャルＲＰの調整は、各障害物ｋに対するリスクポテンシャルＲＰｋ、あるいは、総合的な前後方向リスクポテンシャルＲＰlongitudinalおよび左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralのいずれかを適宜選択して行う。
【００７５】
このように、上述した第１の実施の形態においては、以下のような効果を奏することができる。
（１）運転者の意図を検出し、検出された意図に応じて操作反力の特性を調整するので、運転者の意図および感覚にあった反力制御を行うことができる。
（２）所定の運転意図が検出された場合に、レーザレーダ１０あるいは前方カメラ２０からの検出信号による障害物認識判断の遅れを低減するようにリスクポテンシャルを調整し、操作反力の特性を調整する。これにより、運転者が障害物を反力制御の対象外として認識するタイミングと、レーザレーダ１０等が障害物を対象外として認識するタイミングとのずれを低減し、運転者の違和感を低減することができる。
（３）所定の運転意図として、運転者の車線変更意図あるいは追い越し意図を検出するので、自車両が先行車の追い越しおよび車線変更を行うような状況において、運転者の意図に応じた反力制御を行うことができる。
（４）レーザレーダ１０および前方カメラ２０によって検出される自車両と障害物、および自車両と車線との相対位置に基づいて、運転者の車線変更または追い越し意図を検出するので、運転者の意図を正確に検出することができる。また、自車両と障害物、および自車両と車線との相対位置を時系列に算出して運転者意図を検出することにより、反力制御を時系列的にコントロールすることができる。
（５）運転者の追い越しあるいは車線変更意図が検出されると、計測リスクポテンシャルＲＰｍに対して仮想リスクポテンシャルＲＰｖが低下するように調整するので、レーザレーダ１０等による障害物判断遅れを低減して運転者の違和感を低減することができる。
（６）運転者の追い越しあるいは車線変更意図が検出されてから所定時間Ｔoff経過すると、仮想リスクポテンシャルＲＰｖが計測リスクポテンシャルＲＰｍに漸近するように調整する。これにより、例えば車線変更後の車線に先行車が存在する場合に、その先行車に対するリスクポテンシャルに基づく反力制御を行い、運転者に車両周囲のリスクを認識させることができる。
（７）運転者の追い越しあるいは車線変更意図が検出されてから自車線前方の先行車が検出されなくなると、仮想リスクポテンシャルＲＰｖが計測リスクポテンシャルＲＰｍに漸近するように調整する。これにより、例えば車線変更後の車線に先行車が存在しない場合に、走行状況に応じた反力制御を行い、運転者に車両周囲のリスクを認識させることができる。
（８）運転者の追い越しあるいは車線変更意図が検出されると、計測リスクポテンシャルＲＰｍに対して仮想リスクポテンシャルＲＰｖがリニアに低下するように調整するので、レーザレーダ１０等による障害物判断遅れを効果的に低減することができる。
（９）計測リスクポテンシャルＲＰｍにフィルタ処理を施すことによって、仮想リスクポテンシャルＲＰｖが計測リスクポテンシャルＲＰｍに漸近するように調整するので、仮想リスクポテンシャルＲＰｖを滑らかに漸近させて運転者の違和感を低減することができる。
（１０）仮想リスクポテンシャルＲＰｖに基づいて操舵反力制御指令値ＦＳを算出し、操舵反力制御を行うので、運転者の意図に応じた効果的な反力制御を行うことができる。また、仮想リスクポテンシャルＲＰｖに基づいてアクセルペダル反力制御指令値ＦＡを算出し、ペダル反力制御を行うので、運転者の意図に応じた効果的な反力制御を行うことができる。
【００７６】
《第２の実施の形態》
次に、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、図面を用いて説明する。図１５は、第２の実施の形態による車両用運転操作補助装置２の構成を示すシステム図である。図１５において、上述した第１の実施の形態と同様の機能を有する部分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。
【００７７】
ターンシグナル検出器４０は、ウィンカーの操作状態を検出し、検出したターンシグナル信号をコントローラ５０Ａに出力する。ターンシグナル信号は、ウィンカー操作がオンされるとオンとなり、ウィンカー操作がオフされるとオフとなる。
【００７８】
コントローラ５０Ａは、ターンシグナル検出器４０から入力されるターンシグナル信号に基づいて運転者に追い越しあるいは車線変更の意図があるか否かを検出し、運転者の意図に応じてリスクポテンシャルＲＰを調整する。コントローラ５０Ａは、先行車が検出されている状態でターンシグナル信号がオンの場合には、運転者に追い越しあるいは車線変更の意図があると判断し、先行車を反力制御の対象外と判断する。一方、先行車が検出されている状態でターンシグナル信号がオフの場合には、運転者に追い越しおよび車線変更の意図がないと判断し、先行車を反力制御の対象障害物として認識する。第１の実施の形態における対象外判断フラグＦｏが、第２の実施の形態におけるターンシグナル信号に相当する。
【００７９】
図１６（ａ）〜（ｃ）に、時間軸ｔに対する先行車認識フラグ、ターンシグナル信号、およびリスクポテンシャルＲＰの変化を示す。図１６（ａ）〜（ｃ）を用いて、図７に示すように自車両が先行車Ａを追い越して車線変更を行った場合のリスクポテンシャルＲＰの変化を説明する。
【００８０】
時間ｔｆまでは、自車両は先行車Ａを対象障害物として認識しており（ターンシグナル信号オフ）、先行車Ａに対する計測リスクポテンシャルＲＰｍが発生している。時間ｔｆにおいて、ターンシグナル信号がオンとなり、運転者の追い越しあるいは車線変更意図が検出されて先行車Ａを対象外と判断すると、その時点で仮想リスクポテンシャルＲＰｖがステップ状に低下する。
【００８１】
以下に、リスクポテンシャルＲＰをどのように調整するかについて、図１７を用いて説明する。図１７は、コントローラ５０Ａにおいて実行される仮想リスクポテンシャル算出プログラム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５０[msec]）毎に連続的に行われる。
【００８２】
まず、ステップＳ４０１で、先行車認識フラグＦｖを読み込む。ステップＳ４０２で、ステップＳ４０１で読み込んだ先行車認識フラグＦｖがオンであるか否かを判定する。先行車が存在する場合はステップＳ４０２が肯定判定され、ステップＳ４０３へ進む。
【００８３】
ステップＳ４０３では、ターンシグナル検出器４０によって検出されるターンシグナル信号を読み込む。つづくステップＳ４０４で、ステップＳ４０３で読み込んだターンシグナル信号がオフであるか否かを判定する。ターンシグナル信号がオフである場合、すなわち自車両の運転者に追い越しあるいは車線変更の意図がないと判断された場合は、ステップＳ４０５へ進む。ステップＳ４０５では、計測リスクポテンシャルＲＰｍをそのまま仮想リスクポテンシャルＲＰｖとして設定する（ＲＰｖ＝ＲＰｍ）。一方、ターンシグナル信号がオンである場合、すなわち自車両の運転者に追い越しおよび車線変更の意図があると判断された場合は、ステップＳ４０６へ進む。ステップＳ４０６では、仮想リスクポテンシャルＲＰｖをステップ状に低下させる。ここでは、仮想リスクポテンシャルＲＰｖ＝０に設定する。
【００８４】
ステップＳ４０２において先行車認識フラグＦｖがオフであり、先行車が存在しないと判定された場合は、ステップＳ４０７へ進む。ステップＳ４０７では、計測リスクポテンシャルＲＰｍをそのまま仮想リスクポテンシャルＲＰｖに設定する（ＲＰｖ＝ＲＰｍ）。
【００８５】
このように設定した仮想リスクポテンシャルＲＰｖを用いて、アクセルペダル反力制御装置８０および操舵反力制御装置６０へ出力する反力制御指令値ＦＡ，ＦＳを算出する。これにより、アクセルペダル８２およびステアリングホイール６２に発生する操作反力を運転者の意図に応じて調整することができる。
【００８６】
図１８，図２０に、ターンシグナル信号によって運転者意図を検出した場合の仮想リスクポテンシャルＲＰｖの別の変化パターンを示す。
【００８７】
図１８（ａ）〜（ｃ）に、仮想リスクポテンシャルＲＰｖを段階的に変化させる例を示す。図１８（ｃ）に示すように、時間ｔｆでターンシグナル信号がオフとなった時点から、仮想リスクポテンシャルＲＰｖは２段階で低下している。また、図１９（ａ）〜（ｃ）に、仮想リスクポテンシャルＲＰｖをリニアに変化させる例を示す。図１９（ｃ）に示すように、時間ｔｆでターンシグナル信号がオフとなった時点から、仮想リスクポテンシャルＲＰｖはリニアに低下している。なお、仮想リスクポテンシャルＲＰｖの変化パターンは、これらには限定されない。運転者に追い越しあるいは車線変更の意図がある場合に、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰを的確に運転者に知らせつつ、加速操作を容易に行えるような操作反力を運転者に与えることができるような変化パターンであればよい。
【００８８】
このように、上述した第２の実施の形態においては、以下のような効果を奏することができる。
（１）ターンシグナル検出器４０によってウィンカーの操作状態を検出し、検出したウィンカー操作状態に基づいて運転者の追い越しあるいは車線変更意図を検出する。これにより、運転者の意図を確実かつ容易に検出することができる。
（２）運転者の追い越しあるいは車線変更意図が検出されると、仮想リスクポテンシャルＲＰｖをステップ状に低下するので、レーザレーダ１０等による障害物判断遅れを効果的に低減することができる。
【００８９】
上述した第１および第２の実施の形態においては、（式１）に示すように障害物の種別や障害物を検出するセンサの種別に応じたばらつきσ、（式２）に示すように障害物の種別に応じた重みｗを設定し、これらを用いて障害物ｋに対するリスクポテンシャルＲＰｋを算出した。しかし、これには限定されず、ばらつきσや重みｗを考慮せずにリスクポテンシャルＲＰｋを算出することもできる。また、余裕時間ＴＴＣに加えて、車間距離を自車速あるいは先行車速で除した車間時間ＴＨＷを用いてリスクポテンシャルＲＰｋを算出することもできる。
【００９０】
上述した第１および第２の実施の形態においては、仮想リスクポテンシャルＲＰｖに応じて操舵反力制御およびアクセルペダル反力制御を行う場合を例として説明したが、これには限定されず、いずれか一方の反力制御を選択的に行うこともできる。また、仮想リスクポテンシャルＲＰｖに応じてブレーキペダルに発生する操作反力を制御することもできる。
【００９１】
上記第１および第２の実施の形態においては、運転者の意図に応じて仮想リスクポテンシャルＲＰｖを設定し、リスクポテンシャルを調整することによって操作反力を調整するように構成したが、これには限定されない。計測リスクポテンシャルＲＰｍに応じて算出される操作反力を運転意図に応じて調整することもできる。この場合、例えば先行車認識フラグＦｖおよび対象外判断フラグＦｏに基づいて算出される補正係数を、反力制御指令値ＦＡ、ＦＳに積算することによって、操作反力を調整することができる。また、第１および第２の実施の形態においては、アクセルペダル反力制御と操舵反力制御とを行ったが、これらのいずれかを行うこともできる。
【００９２】
上記第１および第２の実施の形態においては、自車両と障害物および自車両と車線との相対位置に基づく評価関数ｆ、あるいはターンシグナル信号に基づいて運転者の追い越しあるいは車線変更意図を検出したが、これには限定されない。例えば評価関数ｆおよびターンシグナル信号を用いて運転意図を検出することもできる。これにより、運転意図をより確実に検出することができる。また、運転者の視線方向に基づいて車線変更意図を検出することもできる。運転者の視線方向に基づく運転行動意図の検出は、例えば特願２００１−１３６６２８号公報に開示された手法を用いることができる。
【００９３】
上記第１および第２の実施の形態においては、障害物検出手段としてレーザレーダ１０、前方カメラ２０および車速センサ３０を用い、リスクポテンシャル算出手段、操作反力算出手段および特性調整手段としてコントローラ５０，５０Ａを用い、操作反力発生手段として操舵反力制御装置６０およびアクセルペダル反力制御装置８０を用いた。また、運転意図検出手段としてコントローラ５０，あるいはターンシグナル検出器およびコントローラ５０Ａを用いた。ただし、これらに限定させることなく、例えば障害物検出手段としてレーザレーダ１０の代わりに別方式のミリ波レーダ等を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 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２】 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。
【図３】 第１の実施の形態のコントローラ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。
【図４】 前後方向リスクポテンシャルに対するアクセルペダル反力制御指令値の特性を示す図。
【図５】 左右方向リスクポテンシャルに対する操舵反力制御指令値の特性を示す図。
【図６】 第１の実施の形態における走行状況を示す図。
【図７】 自車両が追い越しおよび車線変更を行う場合の走行状況を示す図。
【図８】 自車両が追い越しおよび車線変更を行う場合の走行状況を示す図。
【図９】（ａ）時間軸に対する先行車認識フラグの変化、（ｂ）対象外判断フラグの変化、（ｃ）リスクポテンシャルの変化を示す図。
【図１０】（ａ）時間軸に対する先行車認識フラグの変化、（ｂ）対象外判断フラグの変化、（ｃ）リスクポテンシャルの変化を示す図。
【図１１】 対象外判断フラグの判定処理の処理手順を示すフローチャート。
【図１２】 運転者意図判断のための評価関数設定方法を説明する図。
【図１３】 自車ヨー角と自車両横変位に対する評価関数の関係を示す図。
【図１４】 第１の実施の形態におけるリスクポテンシャル調整処理の処理手順を示すフローチャート。
【図１５】 第２の実施の形態における車両用運転操作補助装置の構成を示すシステム図。
【図１６】（ａ）時間軸に対する先行車認識フラグの変化、（ｂ）ターンシグナル信号の変化、（ｃ）リスクポテンシャルの変化を示す図。
【図１７】 第２の実施の形態におけるリスクポテンシャル調整処理の処理手順を示すフローチャート。
【図１８】（ａ）時間軸に対する先行車認識フラグの変化、（ｂ）ターンシグナル信号の変化、（ｃ）リスクポテンシャルの変化を示す図。
【図１９】（ａ）時間軸に対する先行車認識フラグの変化、（ｂ）ターンシグナル信号の変化、（ｃ）リスクポテンシャルの変化を示す図。
【符号の説明】
１０：レーザレーダ
２０：前方カメラ
３０：車速センサ
４０：ターンシグナル検出器
５０：コントローラ
６０：操舵反力制御装置
８０：アクセルペダル反力制御装置

Claims (11)

1. 自車両の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からの信号に基づいて、ステアリングホイールに発生させる操作反力を算出する操作反力算出手段と、
   前記操作反力算出手段からの信号に基づいて、前記ステアリングホイールに操作反力を発生させる操舵反力発生手段と、
   運転者の運転意図を検出する運転意図検出手段と、
   前記運転意図検出手段による検出結果に応じて、前記運転意図検出手段によって所定の運転意図が検出された場合に、前記障害物検出手段からの信号による障害物認識判断の遅れを低減するように前記リスクポテンシャルを調整して、前記操作反力の特性を調整する特性調整手段とを有し、
   前記特性調整手段は、前記運転意図検出手段によって所定の運転意図が検出されると、前記リスクポテンシャル算出手段によって算出されるリスクポテンシャルに対して低下する仮想リスクポテンシャルを設定す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、
   前記運転意図検出手段は、所定の運転意図として、運転者の車線変更意図または追い越し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。
3. 請求項２に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記障害物検出手段は、前記自車両と前記障害物、および前記自車両と車線との相対位置を検出し、
   前記運転意図検出手段は、前記障害物検出手段によって検出される前記相対位置に基づいて、運転者の車線変更意図または追い越し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。
4. 請求項２に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記運転意図検出手段は、ウィンカーの操作状態を検出し、検出したウィンカーの操作状態に基づいて、運転者の車線変更意図または追い越し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１から請求項４のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記特性調整手段は、前記運転意図検出手段によって所定の運転意図が検出されてから所定時間経過すると、前記仮想リスクポテンシャルが、前記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漸近するよう調整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４のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記特性調整手段は、前記運転意図検出手段によって所定の運転意図が検出された後、前記障害物検出手段によって前記障害物が検出されなくなると、前記仮想リスクポテンシャルが、前記リスクポテンシャル算出手段によって検出されるリスクポテンシャルに漸近するよう調整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１から請求項６のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記特性調整手段は、前記運転意図検出手段によって所定の運転意図が検出されると、前記仮想リスクポテンシャルをリニアに低下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１から請求項６のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記特性調整手段は、前記運転意図検出手段によって所定の運転意図が検出されると、前記仮想リスクポテンシャルをステップ状に低下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５または請求項６に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記特性調整手段は、前記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フィルタ処理を施すことによって、前記仮想リスクポテンシャルが漸近するよう調整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１から請求項９のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
    前記操作反力算出手段は、前記リスクポテンシャル算出手段からの信号に基づいて、アクセルペダルに発生させる操作反力をさらに算出し、
    前記操作反力算出手段からの信号に基づいて、前記アクセルペダルに操作反力を発生させるアクセルペダル反力発生手段をさらに有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１から請求項１０のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置を備えたことを特徴とする車両。

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