JP3823989B2 - 車両用減速補助装置 - Google Patents

Description

本発明は、運転者の減速操作を補助する車両用減速補助装置に関する。

運転者の減速操作を補助する装置として、特開平８−０３４３２６号公報や特開２００１−９０８３１号公報に開示された装置等が知られている。これらの装置は、車両周囲の状況（障害物）を検出し、前方障害物に接近する際に障害物までの衝突を防止するために必要な減速度を求める。そして、算出された必要とされる減速度を自動的に発生させるよう、減速を制御する。

上述したような従来の自動減速装置は、減速度を自動的に制御している各時点で、衝突を防止するために必要な減速度を刻一刻と計算し、自動減速装置の能力範囲内であれば必要な減速度を常時発生させる構成となっている。このため、障害物への接近場面の大半を占める比較的緩やかな接近の場合には、ドライバ自らの減速操作が無くても障害物への接近を回避できる。

ところが、従来の自動減速装置において自動的に発生させることのできる減速度の能力には限界があり、装置の能力を超えた減速度が必要とされる場合には、ドライバ自らのブレーキ操作やハンドル操作による回避行動が必要となる。そこで、従来の自動減速装置では、装置の能力を超えた減速度を必要とするような場面においてドライバ自らの回避操作を促すため、警告音や表示などの報知・警告手段が必須であった。しかしながら、回避操作を促すための報知・警告は、自動減速装置の作動時に常に発生するものではなく、ドライバにとっては予期しない場面で警告が発生することとなり、煩わしいという問題があった。

本発明は、障害物までの接近状態を緩和し、運転者の減速操作を補助することのできる車両用減速補助装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による車両用減速補助装置は、障害物検出手段によって自車両から自車両前方の障害物までの距離と相対速度とを検出し、検出された距離と相対速度とから、障害物接近状態検出手段によって前記自車両の前記障害物までの接近状態を検出し、減速度決定手段によって自車両の障害物までの接近状態を緩和するために必要な第１の減速度を決定する。接近状態を緩和するために必要な第１の減速度は、障害物までの距離がなくなるまでに現在の相対速度を吸収するために必要な減速度よりも小さい値である。自車両と障害物とが接近状態であると検出された場合には、アクセルペダル反力制御開始手段はアクセルペダルの操作反力制御を開始するようアクセルペダル反力制御手段に指令を出力し、自動減速制御開始手段は自動減速制御を開始するよう指令を出力し、自動減速手段は自動減速制御開始手段からの指令に応じて第１の減速度を発生させる。

本発明によれば、自車両と障害物とが接近状態である場合に、接近状態を緩和するために必要な第１の減速度で自動減速制御を行うので、運転者の回避操作を促すための報知・警告を発生させて運転者に煩わしさを与えることなく、衝突が予測されるまでの時間的余裕を増加させて運転者の減速操作を補助することができる。また、アクセルペダルの操作反力の変化によって運転者に接近状態を報知することができる。

図１は、本発明の一実施の形態による車両用減速補助装置１の構成を示すシステム図であり、図２は、車両用減速補助装置１を搭載する車両の構成図である。

まず、車両用減速補助装置１の構成を説明する。障害物検出手段であるレーザレーダ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、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。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、自車両の走行車速を車輪の回転数等から検出し、検出した自車速をコントローラ５０へと出力する。

コントローラ５０は、レーザレーダ１０から入力される車間距離、および車速センサ３０から入力される自車速の信号に基づいて、自車両前方の障害物までの車間距離および相対速度等の障害物接近状態を検出する。さらに、コントローラ５０は、アクセルセンサ８３およびブレーキセンサ９３によって検出されるドライバのアクセルペダルおよびブレーキペダルの操作量に応じて、自動減速制御の開始および解除を行う。

コントローラ５０は、前方の障害物までの接近状況（自車両と障害物の車間距離、相対速度）とドライバの操作量（アクセルペダル操作量、ブレーキペダル操作量）とに応じて、自動減速制御で発生させる必要な減速度の大きさを決定し、自動減速制御の開始あるいは解除を行うかどうかを判断する。自動減速制御を行うと判断した場合は、決定した減速度を実現するよう自動減速手段であるスロットルアクチュエータ７０およびブレーキアクチュエータ７１に適切な指令値を出力する。また、コントローラ５０は、自車両が前方障害物に接近する状況において、自動減速制御に先立ってアクセルペダルの操作反力を増加させるために、アクセルペダル反力制御装置８０へ反力指令値を出力する。このように、コントローラ５０は本願発明の障害物接近状態検出手段と、減速度決定手段と、自動減速制御開始手段とを構成している。

アクセルペダル反力制御装置８０は、例えば図３の構成図に示すように、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を有している。アクセルペダル反力制御装置８０は、コントローラ５０からの反力指令値に応じた指令信号をサーボモータ８１に出力し、サーボモータ８１で発生させるトルクを制御する。これにより、ドライバがアクセルペダル８２を操作する際に発生する踏力を任意に制御することができる。なお、アクセルペダル８２のストローク量（操作量）はサーボモータ８１に組み込まれたアクセルペダル操作量検出手段であるアクセルペダルセンサ８３で常に検出されている。アクセルペダルセンサ８３は、リンク機構を介してサーボモータ８１の回転角に変換されたアクセルペダル８２の踏み込み量を検出する。アクセルペダルセンサ８３で検出される現在のアクセルペダル８２の操作量は、コントローラ５０へ出力される。

ブレーキペダル９２（図２参照）の構成は、図３に示したアクセルペダル８２の構成と同様であり、ブレーキペダル９２のリンク機構に組み込まれたブレーキペダル操作量検出手段であるブレーキペダルセンサ９３で検出される現在のブレーキペダル９２の操作量は、コントローラ５０へ出力される。

次に、一実施の形態による車両用運転操作補助装置１の作用の概略を説明する。
コントローラ５０は、自車両走行車線上の前方に存在する障害物までの距離Ｄ、障害物と自車両との相対速度Ｖｒおよび自車両の走行車速Ｖといった走行状況を認識し、障害物までの接近状態を検出する。また、アクセルペダル８２，ブレーキペダル９２の操作量を検出する。コントローラ５０は、自車両と障害物とが接近した接近状態であると検出された場合に、アクセルペダル反力を増加させる指令値をアクセルペダル反力制御装置８０に出力する。アクセルペダル反力制御装置８０は、入力された指令値に基づいてサーボモータ８１を制御し、必要な反力をアクセルペダル８２に発生させる。

アクセルペダル８２に必要な反力を発生させた後、所定時間内にドライバがアクセルペダル８２を開放する操作を行わない場合には、距離Ｄおよび相対速度Ｖｒに基づいて、自車両と障害物との接近状態を緩和するために必要な減速度を算出する。そして、必要な減速度を発生するように、スロットルアクチュエータ７０およびブレーキアクチュエータ７１に適切な指令値を出力する（減速制御１）。スロットルアクチュエータ７０およびブレーキアクチュエータ７１を制御して必要な減速度を発生させた後、アクセルペダル８２が開放された場合には、発生させた減速度に所定量だけ増加した減速度を発生させる（減速制御２）。

なお、もともとアクセルペダル８２を踏み込んでいない場合にも、距離Ｄおよび相対速度Ｖｒに基づいて自車両と障害物との接近状態を緩和するために必要な減速度を算出する。コントローラ５０は、必要な減速度を発生するよう、スロットルアクチュエータ７０およびブレーキアクチュエータ７１に適切な指令値を出力する（減速制御３）。

これらの減速制御１〜３によって発生される減速度は、別途設定する所定の解除条件が成立するまで一定に保持される。なお、コントローラ５０から減速度発生の指令値が出力されると、指令値に応じて必要な減速度を発生させるように、スロットルアクチュエータ７０はエンジンの出力を制限し、ブレーキアクチュエータ７１は自動的に制動を行う。

本発明の一実施の形態による車両用減速補助装置においては、上述したように接近状態に応じてアクセルペダル反力を増加させたり、減速制御１〜３において車速Ｖや車間距離Ｄ等に基づいて算出される必要な減速度を発生させる。これらの制御は障害物と自車両との衝突を自動的に回避するためのものではなく、ドライバに減速操作を促したり減速度を認識させたりするものである。つまり、本発明の一実施の形態による車両用減速補助装置は、アクセルペダル反力を増加させたり、減速度を自動的に発生させることにより、ドライバの減速操作を補助するものである。そこで、本発明の一実施の形態による車両用減速補助装置において行う制御をまとめて減速補助制御と呼ぶ。

以下に、図４，図５のフローチャートを用いて減速補助制御の詳細について説明する。図４，図５は、一実施の形態による車両用減速補助装置のコントローラ５０における減速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、イグニッションスイッチＩＧがオンとなることによって開始され、一定間隔（例えば、５０ｍｓｅｃ）毎に連続的に行われる。

−コントローラ５０における減速補助制御（図４）−
ステップＳ１１０で、レーザレーダ１０および車速センサ３０で検出された現在の自車両の走行車速Ｖと、車間距離（自車両から障害物までの距離）Ｄとを読み込む。ステップＳ１２０で、前方障害物までの接近度合を算出する。接近度合は、ステップＳ１１０で読み込んだ車間距離Ｄの所定時間内の変化量を意味する相対速度Ｖｒと、現在の車間距離Ｄとを用いて以下の（式１）で表される。
接近度合１／ＴＴＣ＝Ｖｒ／Ｄ （式１）

（式１）に示すように接近度合１／ＴＴＣは、車間距離Ｄを相対速度Ｖｒで除した余裕時間ＴＴＣの逆数として定義される。なお、余裕時間ＴＴＣは現在の接近状態が継続した場合に何秒後に衝突に至るかを示す物理量である。余裕時間ＴＴＣが小さくなるほど、前方障害物との衝突までの時間が短くなる。つまり余裕時間の逆数１／ＴＴＣが大きくなるほど、前方の障害物への接近度合は大きくなることを示している。

ステップＳ１３０で、アクセルペダルセンサ８３およびブレーキセンサ９３からの入力信号により、ドライバのアクセルペダル操作量およびブレーキペダル操作量を検出する。ステップＳ１４０で、ステップＳ１３０で検出されたペダル操作量に基づいて、ドライバがアクセルペダル８２を踏み込んでいるか否かを判定する。ステップＳ１４０が肯定判定されてアクセルペダル８２が踏み込まれている場合には、ステップＳ２１０へと進む。一方、ステップＳ１４０が否定判定されてアクセルペダル８２が踏み込まれていない場合には、図５のフローチャートに示す処理へと進む。図５のフローチャートの処理については後述する。

ステップＳ２１０では、現在アクセルペダル反力を増加させる制御を行っているか否かを判定する。ステップＳ２１０が否定判定されてアクセルペダル反力制御を行っていない場合は、ステップＳ２２０へ進む。ステップＳ２２０では、自車両と前方障害物との接近度合が所定値以上で、自車両と障害物とが接近状態であるか否かを判定する。ステップＳ２２０では、以下の（式２）で表されるような判定式を用いる。
接近度合１／ＴＴＣ≧（１／ＴＴＣ_{Ａ／ＰＤＬ}） （式２）

ここで、しきい値（１／ＴＴＣ_{Ａ／ＰＤＬ}）の逆数ＴＴＣ_{Ａ／ＰＤＬ}は、障害物への接近時にアクセルペダル反力制御を開始するか否かを判定するためのしきい値（一定値）であり、例えば６秒程度に設定する。ステップＳ２２０において（式２）が成立する場合には、ステップＳ２３０へ進み、アクセルペダル８２の操作反力を所定値だけ増加させるようにアクセルペダル反力制御装置８０に反力制御指令値を出力する。なお、アクセルペダル８２に発生させる反力の増加量は、アクセルペダル反力の増加をドライバに感覚として認識させることができる程度のものであればよく、予め実験等を行って適切な値を設定しておく。

ステップＳ２４０では、アクセルペダル反力制御を開始した現在の時刻を不図示のメモリに記憶して今回の処理を終了し、一定間隔後の次回の処理へと継続する。

上述したステップＳ２１０で、現在アクセルペダル反力を増加させる制御を行っていると肯定判定された場合は、ステップＳ２５０へと進む。ステップＳ２５０では、ステップＳ２４０で記憶されたアクセルペダル反力制御開始時刻からの経過時間を所定時間Ｔｗａｉｔと比較・判定し、判定結果に応じて以降の処理内容を決定する。ここで、所定時間Ｔｗａｉｔは、アクセルペダル反力を増加することによってドライバに障害物の接近を報知したことに対して、ドライバが自ら減速行動を開始することを待機している時間である。所定時間Ｔｗａｉｔ内にドライバがアクセルペダル８２を解放して減速行動を行えば、減速補助制御を行う必要はないと判断する。なお、所定時間Ｔｗａｉｔは、通常想定されるドライバの反応時間を考慮して、例えばＴｗａｉｔ＝１．５秒程度に設定すればよい。

ステップＳ２５０でアクセルペダル反力制御開始時刻からの経過時間が所定時間Ｔｗａｉｔ未満である場合には、ステップＳ２６０へ進む。ステップＳ２６０では、現在の接近度合１／ＴＴＣが所定値以下で、自車両の障害物への接近度合が低くなっていく離脱状態であるか否かを判定する。ステップＳ２６０で用いる離脱状態の判定式は、以下の（式３）で示される。
接近度合１／ＴＴＣ≦Ｒｓｅｐａｒａｔｅ （式３）

ここで、しきい値Ｒｓｅｐａｒａｔｅは、自車両と障害物との接近状態を判定し、アクセルペダル反力制御を解除するか否かを判定するためのしきい値（一定値）であり、例えばゼロに設定する。なお、上述した（式１）に示したように、接近度合１／ＴＴＣは、自車両と障害物との相対速度Ｖｒを車間距離Ｄで除したものである。つまり、自車両と障害物とが離脱状態にある場合は相対速度Ｖｒがマイナスの値となり、接近度合１／ＴＴＣもマイナスの値となる。これにより、自車両と障害物とが離脱状態にある場合は（式３）の判定式が成立し、ステップＳ２６０が肯定判定される。ステップＳ２６０が肯定判定されると、ステップＳ２７０へ進んでアクセルペダル反力制御を解除し、今回の処理を終了する。

一方、ステップＳ２６０が否定判定されると、アクセルペダル反力制御を継続したままで今回の処理を終了する。

ステップＳ２５０でアクセルペダル反力制御開始時刻からの経過時間が所定時間Ｔｗａｉｔと一致する場合には、ステップＳ２８０へ進む。ステップＳ２８０では、自車両と障害物との接近度合が所定値以上で、自車両と障害物とが接近状態にあるか否かを判定する。ここで用いる判定式は以下の（式４）で表される。
接近度合１／ＴＴＣ≧１／ＴＴＣ_ＤＥＣ１ （式４）

ここで、しきい値（１／ＴＴＣ_ＤＥＣ１）の逆数ＴＴＣ_ＤＥＣ１は、アクセルペダル反力制御を行ったにも関わらずドライバ自らの減速動作が行われない場合に、減速制御を開始するかどうかを判定するためのしきい値（一定値）である。しきい値の逆数ＴＴＣ_ＤＥＣ１は、例えばステップＳ２２０でアクセルペダル反力制御開始の判定に用いたＴＴＣ_{Ａ／ＰＤＬ}と同じ値か、アクセルペダル反力制御の開始時よりもやや接近度合が大きい場合に減速制御を開始するようにＴＴＣ_{Ａ／ＰＤＬ}よりも小さい値に設定する。

ステップＳ２８０において（式４）が成立するような接近状態で、自車両が障害物に接近していると肯定判定されると、ステップＳ２９０へ進む。一方、ステップＳ２８０が否定判定されると、ステップＳ２６０へ進む。

ステップＳ２９０では、このときの相対車速Ｖｒおよび車間距離Ｄの状況に応じて減速制御を行うときに発生させる減速度α１（第１の減速度）を算出する。なお、減速度α１は、以下の（式５）を必ず満足する値として設定する。
減速度α１＜Ｖｒ^２／２Ｄ （式５）

ここで、（式５）の右辺は、車間距離Ｄが無くなるまでに現在の相対速度Ｖｒを吸収する、つまり相対速度Ｖｒをゼロとするために必要な減速度を示している。減速制御を行って発生させる減速度α１を（式５）の右辺以上の値に設定すると、本実施の形態による車両用減速補助装置の減速補助制御によって自動的に自車両と障害物との衝突を回避することになってしまう。発生させる減速度α１を（式５）の右辺未満の値に抑えて自動減速制御を行うことにより、アクセルペダル反力増加に対するドライバの減速操作移行への反応速度が遅れたとしても、衝突までの時間的余裕を増加させることができる。また、（式５）を満たすような減速度α１を発生させて衝突までの時間的余裕を増加させたとしても自動減速制御だけでは衝突を回避することはできないため、ドライバの減速操作が必要となる。（式５）を成立するような減速度α１は、例えば以下の（式６）によって算出する。
減速度α１＝Ｋ・Ｖｒ^２／２Ｄ （式６）
ここで、Ｋは０〜１の定数であり、例えばＫ＝０．８に設定する。

ステップＳ２９０で（式６）を用いて減速度α１を算出した後、ステップＳ３００に進み、算出した減速度α１を発生させる減速制御１を開始するためにスロットルアクチュエータ７０およびブレーキアクチュエータ７１に適切な指令値を出力する。

また、ステップＳ２５０でアクセルペダル反力制御開始時刻からの経過時間が所定時間Ｔｗａｉｔより大きい場合には、ステップＳ３１０へ進む。ステップＳ３１０では、現在の接近度合１／ＴＴＣが所定値以下で、自車両と障害物とが離脱状態であるか否かを判定する。ステップＳ３１０で用いる離脱状態の判定式は、上述したステップＳ２６０で用いた（式３）と同様であり、しきい値Ｒｓｅｐａｒａｔｅは例えばゼロに設定する。ステップＳ３１０が肯定判定されて自車両と障害物とがもはや接近していない場合には、ステップＳ３２０へ進む。ステップＳ３２０ではアクセルペダル反力制御を解除し、つづくステップＳ３３０では減速制御を解除する。これで今回の処理を終了し、次回の処理へと継続する。

−コントローラ５０における減速補助制御（図５）−
上述した図４のフローチャートのステップＳ１４０においてアクセルペダル８２を踏み込んでいないと否定判定されると、図５のフローチャートのステップＳ４１０へと進む。

ステップＳ４１０では、アクセルペダル反力制御を行っているか否かを判定する。ステップＳ４１０が肯定判定されると、ステップＳ４２０へ進み、アクセルペダル反力制御を解除する。これは、ドライバは既にアクセルペダル８２を踏み込んでいないのにアクセルペダル反力制御を行うという不必要な制御を解除するためである。ステップＳ４２０でアクセルペダル反力制御を解除した後、ステップＳ４３０へ進む。また、ステップＳ４１０でアクセルペダル反力制御を行っていないと判定された場合もステップＳ４３０へ進む。

ステップＳ４３０では、減速制御を行っているか否かを判定する。ステップＳ４３０が否定判定されて減速制御を行っていない場合は、ステップＳ４４０へと進む。ステップＳ４４０では、自車両と障害物との接近状態（接近度合）が所定値以上であるか否かを判定する。ステップＳ４４０で用いる判定式は、以下の（式７）で示される。
接近度合１／ＴＴＣ≧１／ＴＴＣ_ＤＥＣ３ （式７）

ここで、しきい値（１／ＴＴＣ_ＤＥＣ３）の逆数ＴＴＣ_ＤＥＣ３は、アクセルペダル８２が開放されている状況で、減速制御を開始するか否かを判定するためのしきい値（一定値）である。しきい値の逆数ＴＴＣ_ＤＥＣ３は、例えば図４のフローチャートのステップＳ２５０で減速制御１開始の判定に用いたＴＴＣ_ＤＥＣ１とほぼ同じ値か、減速制御１の開始時よりもやや接近度合が大きい場合にここでの減速制御を開始するようにＴＴＣ_ＤＥＣ１よりも小さい値に設定する。

ステップＳ４４０において（式７）が成立するような接近状態であると肯定判定されると、ステップＳ４５０へ進む。ステップＳ４５０では、このときの相対車速Ｖｒおよび車間距離Ｄの状況に応じて、減速制御を行う際に発生させる減速度α３を算出する。ここで算出する減速度α３は、上述したステップＳ２９０で算出した減速度α１と同様に、以下の（式８）を満足する値として設定され、例えば（式９）を用いて算出される。
減速度α３＜Ｖｒ^２／２Ｄ （式８）
減速度α３＝Ｋ・Ｖｒ^２／２Ｄ （式９）

ここで、（式９）のＫは、０〜１の定数であり、例えばＫ＝０．８に設定する。ステップＳ４６０では、ステップＳ４５０で算出した減速度α３を発生させて減速制御３を開始するために、スロットルアクチュエータ７０およびブレーキアクチュエータ７１に適切な指令値を出力する。

ステップＳ４３０で減速制御中であると肯定判定された場合は、ステップＳ４７０へ進む。ステップＳ４７０〜ステップＳ４９０は減速度補正手段を構成するものであり、ステップＳ４７０では、現在行われている減速制御が減速制御１であるか、それ以外（減速制御２，３）であるかを判定する。ステップＳ４７０で減速制御１が行われていると判定されると、ステップＳ４８０へ進み、減速制御２を行うための新たな減速度α２（第２の減速度）を算出する。

減速度α２は、減速制御１を行っている状況からドライバがアクセルペダル８２を開放した場合に発生させる減速度であり、現在発生させている減速度α１に対して所定値（一定値）だけ減速度を増加させる。これにより、ドライバはアクセルペダル８２を開放するという自らの操作によって減速度が増加し、障害物までの接近度合が変化したことを容易に認識することができる。なお、アクセルペダル８２の開放後に行う減速制御２は、減速制御を行わない車両においてアクセルペダル開放時にエンジンブレーキによって減速度が増加する現象と同様である。

減速度α２は、以下の（式１０）によって算出される。
減速度α２＝α１＋αｆｉｘ （式１０）
ここで、αｆｉｘは一定とし、例えばαｆｉｘ＝０．５ｍ／ｓ^２とすればよい。なお、減速度の増加量αｆｉｘは、予め実験等により設定しておく。

一方、ステップＳ４７０で減速制御１ではなく、減速制御２または減速制御３が行われていると判定された場合は、ステップＳ５００へ進む。ステップＳ５００では、現在の接近度合が所定値以下で、自車両と障害物とが離脱状態にあるか否かを判定する。なお、ステップＳ５００で用いる判定式は、上述したステップＳ２６０，ステップＳ３１０で用いた（式３）と同様である。ステップＳ５００が肯定判定されて自車両と障害物とが離脱状態にある場合は、ステップＳ５２０へ進む。

一方、ステップＳ５００が否定判定されると、ステップＳ５１０へ進む。ステップＳ５１０では、ドライバによるブレーキペダル９２の操作量が現在の接近状態を解消するのに十分であるか否かを判定する。ここで、ブレーキセンサ９３で検出されるブレーキペダル９２の操作量が所定値以上であるか否かによって、ブレーキ操作が十分であるか否かを判定することができる。また、ドライバによるブレーキ操作量に伴って発生する減速度（第３の減速度）を推定し、推定した減速度が現在行われている減速制御２，３の減速度α２，α３を上回る場合にブレーキ操作が十分であると判定することもできる。ブレーキ操作量から推定される減速度を減速制御解除のためのパラメータとすることにより、より精度の高い解除条件を得ることができる。これで今回の処理を終了し、次回の処理へと継続する。なお、以上述べたステップＳ５００〜ステップＳ５２０はブレーキ減速度予測手段と自動減速制御解除手段とを構成する。

図６〜図９を用いて、具体的な運転者のペダル操作状況と接近状態に対して上述した減速補助制御によりどのような処理を行うかを説明する。図６〜図９（ａ）は、以下の４つのケースについてそれぞれ運転者操作状況と障害物への接近状況の状況変化を示し、（ｂ）は、それぞれのケースにおける接近度合、運転者操作量、アクセルペダル反力制御および減速制御の時系列変化を示す。

ケース１（図６（ａ）、（ｂ））：アクセルペダル８２を踏み込んだアクセルオン状態から前方障害物に接近し、接近度合１／ＴＴＣが所定値以上に増加して接近状態となる。アクセルペダル反力制御を開始してアクセルペダル反力を増加させ、運転者はアクセルペダル反力増加に反応して所定時間Ｔｗａｉｔ未満でアクセルペダル８２を開放する。アクセルペダル８２が操作されていないので接近度合１／ＴＴＣは徐々に低下し、自車両と障害物とは接近状態から離脱状態となる。

ケース２（図７（ａ）、（ｂ））：アクセルオン状態から前方障害物に接近し、接近度合１／ＴＴＣが所定値以上に増加すると、アクセルペダル反力制御によりアクセルペダル反力を増加させる。アクセルペダル反力制御開始から所定時間Ｔｗａｉｔ未満でアクセルペダル８２が開放されないため、減速度α１で減速制御１を開始する。その後、運転者がアクセルペダル８２を解放すると、減速度α２を発生させる減速制御２へと移行する。このケースでは、運転者がブレーキペダル９２を十分に操作することにより、減速制御が解除される。

ケース３（図８（ａ）、（ｂ））：アクセルオン状態から前方障害物に接近し、接近度合１／ＴＴＣが所定値以上に増加して接近状態となると、アクセルペダル反力制御によりアクセルペダル反力を増加させる。運転者はアクセルペダル反力増加に反応して所定時間Ｔｗａｉｔ未満でアクセルペダル８２を開放する。アクセルペダル８２の解放後（アクセルペダル反力制御解除後）もさらに障害物に接近して接近度合１／ＴＴＣが増加すると、減速度α３で減速制御３を開始する。このケースでは、運転者がブレーキペダル９２を十分に操作することにより、減速制御が解除される。

ケース４（図９（ａ）、（ｂ））：アクセルオン状態から前方障害物に接近し、接近度合１／ＴＴＣが所定値以上に増加してアクセルペダル反力制御が開始される前に運転者がアクセルペダル８２を開放する。アクセルペダル８２の解放後もさらに障害物に接近して接近度合１／ＴＴＣが増加すると、減速度α３で減速制御３を開始する。このケースでは、運転者がブレーキペダル９２を十分に操作することにより、減速制御が解除される。

以上説明したように、本発明の一実施の形態による車両用減速補助装置によれば、次のような作用効果を奏することができる。
（１）自車両と前方障害物までの距離Ｄと相対速度Ｖｒとを検出し、検出された値に基づいて自車両の障害物に対する接近状態（接近度合）を算出する。接近度合が所定値以上で自車両と障害物とが接近状態である場合には、第１の減速度で自動減速制御を開始する。第１の減速度は、自車両と障害物との接近状態を緩和するために必要な減速度であり、障害物との衝突が予測されるまでの時間的余裕を増加させるためのものである。そのため、自動減速制御を行った場合にも運転者の減速操作なしで自動的に衝突を防止するわけではなく、運転者が自動減速装置による自動減速制御の能力限界を理解する必要はない。これにより、自動減速制御の能力限界を知らせるための報知・警告を発生させて運転者に煩わしさを与えることがない。
（２）自車両と障害物とが接近状態であると検出されると、アクセルペダル８２の操作反力を変化させる。運転者はアクセルペダル８２の操作反力の変化によって接近状態を認識し、迅速に減速操作に移行することができる。さらに、接近状態である場合には自動減速制御を行うので、運転者の減速操作を適切に補助することができる。
（３）自車両と障害物とが接近状態であってアクセルペダル８２が踏み込まれている場合に、第１の減速度を発生させて自動減速制御を行うようにした。これにより、運転者自らが回避操作に移行することが必要なアクセル操作中に減速補助制御を行い、衝突が予測されるまでの時間的余裕を増加させることができる。
（４）第１の減速度による自動減速制御の開始後に運転者自らの操作でアクセルペダル８２を開放した場合には、自動減速制御で発生させる減速度を補正した第２の減速度を発生させて自動減速制御を行う。これにより、衝突が予測されるまでの時間的余裕はさらに増加させるとともに、運転者のさらなる減速操作を補助することが可能となる。また、現在行われている自動減速制御による第１の減速度を増加させることによって第２の減速度を設定するので（第１の減速度＜第２の減速度）、運転者は自らのアクセルペダル開放操作による減速度への影響を容易に認識することができ、その後に必要な減速操作を予測しやすくなる。
（５）自動減速制御で発生させる減速度は、自動減速制御を開始する前までに決定し、自動減速制御開始後は一定の減速度を保って制御を行う。これにより、自動減速制御中は一定の減速度で減速し、運転者は衝突までの時間的余裕の増加分を容易に予測することができ、その後に必要な自らの操作がどの程度であるかを理解しやすくなる。
（６）ブレーキペダル９２の操作量を検出し、検出されるブレーキペダル９２の操作量が所定値以上で十分に大きい場合には、自動減速制御を解除する。これにより、運転者自らの減速操作が行われた場合には不必要な減速補助制御を停止することができる。また、ブレーキペダル９２の操作量に伴って発生する第３の減速度を予測し、第３の減速度が第１の減速度を上回った場合に自動減速制御を解除するので、運転者の減速操作が行われ、かつその減速が十分である場合には、不必要な減速補助制御を停止することができる。さらに、障害物への接近度合が所定値未満で自車両と障害物とが接近状態ではなくなったと検出された場合に、自動減速制御を解除するので、状況変化や運転者自らの操作によって自動減速制御が不要となった場合に不必要な減速補助制御を速やかに停止することができる。
（７）自車両と障害物とが接近状態となるとアクセルペダル操作反力を変化させて運転者にアクセルペダルの開放を促す。その後所定時間未満にアクセルペダル８２が開放されない場合には自動減速制御を行う。つまり、障害物への接近時にはまず運転者自らの操作による減速行動を促し、運転者が減速操作を行わない場合のみ自動減速制御を行う。これにより、自車両が障害物に接近しすぎる前から運転者に接近状態を認識させ、速やかに減速操作へと移行させることができる。運転者による減速操作が行われない場合には自動減速制御を行うので、減速操作を補助することができる。さらに、アクセルペダルの開放を促すためにアクセルペダル反力を増大させることによって、運転者は、障害物への接近時にアクセルペダルを開放してブレーキペダルに踏み代えることの必要性を直感的に理解することができるとともに、増加するアクセルペダル反力に誘導されてアクセルペダル開放操作を容易に行うことができる。
（８）自車両と障害物とが接近状態となると運転者にアクセルペダルの開放を促し、その後アクセルペダルが開放されない場合には自動減速制御を行う。つまり、障害物への接近時にはまず運転者自らの操作による減速行動を促し、運転者が減速操作を行わない場合のみ自動減速制御を行う。これにより、自車両が障害物に接近しすぎる前から運転者に接近状態を認識させ、速やかに減速操作へと移行させることができる。さらに、アクセルペダルの開放を促すためにアクセルペダル反力を増大させることによって、運転者は、障害物への接近時にアクセルペダルを開放してブレーキペダルに踏み代えることの必要性を直感的に理解することができるとともに、増加するアクセルペダル反力に誘導されてアクセルペダル開放操作を容易に行うことができる。
（９）前方障害物への接近時にすでにアクセルペダル８２を開放している状況においては、接近状態を緩和するために必要な減速度を決定し、決定した減速度を発生させて自動減速制御を開始するので、障害物との衝突が予測されるまでの時間的余裕を増加させることができる。

以上、車両用減速補助装置の一実施の形態について説明したが、本発明による車両用減速補助装置は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、レーザレーダ１０の代わりにＣＣＤカメラを車両前方に設置し、ＣＣＤカメラによって撮像された画像に画像処理を施すことにより、前方障害物までの距離や相対車速を検出するようにしてもよい。また、アクセルペダル８２の操作量を検出するアクセルペダルセンサ８３の代わりにリミットスイッチ等を用い、アクセルペダル８２が所定量操作されたか否かを検出するようにしてもよい。この場合、例えばリミットスイッチがオンとなった場合にアクセルペダル８２が操作されたと判断することができる。

また、自車両と障害物とが接近状態であると検出された場合に、アクセルペダル反力を増加させる代わりに、例えば、アクセルペダル反力を急に減少させてから増加させるように操作反力を変化させてもよい。あるいは、アクセルペダル８２自体を振動させるようにしてもよい。つまり、アクセルペダル反力を変化させたりアクセルペダル８２を振動させることによって、運転者に接近状態を認識させ、アクセルペダル８２の開放を促すことができればよい。

なお、上述した一実施の形態において、レーザレーダ１０および車速センサ３０が請求項の障害物検出手段に対応し、コントローラ５０が請求項の障害物接近状態検出手段、減速度決定手段および自動減速制御開始手段に対応し、スロットルアクチュエータ７０およびブレーキアクチュエータ７１が請求項の自動減速手段に対応する。また、コントローラ５０が請求項のアクセルペダル反力制御開始手段に対応し、アクセルペダル反力制御装置８０およびサーボモータ８１が請求項のアクセルペダル反力制御手段に対応する。アクセルペダルセンサ８３が請求項のアクセルペダル操作量検出手段に対応し、コントローラ５０が減速度補正手段に対応する。さらに、アクセルペダル反力制御装置８０およびサーボモータ８１が請求項のアクセルペダル開放指示手段に対応し、コントローラ５０が請求項のアクセルペダル開放指示開始手段に対応する。

本発明の一実施の形態による車両用減速補助装置のシステム図。 一実施の形態による車両用減速補助装置を搭載した車両の構成図。 アクセルペダル反力制御装置の構成図。 一実施の形態の車両用減速補助装置における減速補助制御プログラムの処理手順を示すフローチャート。 一実施の形態の車両用減速補助装置における減速補助制御プログラムの処理手順を示すフローチャート。 （ａ）運転者操作状況と接近状況との状況変化を示す図、（ｂ）接近度合、運転者操作量、反力制御および減速制御の時系列変化を示す図。 （ａ）運転者操作状況と接近状況との状況変化を示す図、（ｂ）接近度合、運転者操作量、反力制御および減速制御の時系列変化を示す図。 （ａ）運転者操作状況と接近状況との状況変化を示す図、（ｂ）接近度合、運転者操作量、反力制御および減速制御の時系列変化を示す図。 （ａ）運転者操作状況と接近状況との状況変化を示す図、（ｂ）接近度合、運転者操作量、反力制御および減速制御の時系列変化を示す図。

符号の説明

１０：レーザレーダ
３０：車速センサ
５０：コントローラ
７０：スロットルアクチュエータ
７１：ブレーキアクチュエータ
８０：アクセルペダル反力制御装置
８１：サーボモータ
８２：アクセルペダル
８３：アクセルペダルストロークセンサ
９２：ブレーキペダル
９３：ブレーキペダルストロークセンサ

Claims (10)

1. 自車両から自車両前方の障害物までの距離と相対速度とを検出する障害物検出手段と、
   前記障害物検出手段によって検出された距離と相対速度とから、前記自車両の前記障害物までの接近状態を検出する障害物接近状態検出手段と、
   アクセルペダルの操作反力制御を開始するよう指令を出力するアクセルペダル反力制御開始手段と、
   前記アクセルペダル反力制御開始手段からの指令に応じて前記アクセルペダルの操作反力を変化させるアクセルペダル反力制御手段と、
   前記障害物検出手段によって検出された距離と相対速度とから、前記自車両の前記障害物までの接近状態を緩和するために必要な減速度を決定する減速度決定手段と、
   自動減速制御を開始するよう指令を出力する自動減速制御開始手段と、
   前記自動減速制御開始手段からの指令に応じて、前記減速度決定手段で決定された減速度を発生させる自動減速手段とを有し、
   前記接近状態を緩和するために必要な減速度は、前記障害物までの距離がなくなるまでに現在の相対速度を吸収するために必要な減速度よりも小さい値であり、
   前記障害物接近状態検出手段によって前記自車両と前記障害物とが接近状態であると検出された場合に、前記アクセルペダル反力制御開始手段はアクセルペダルの操作反力制御を開始するよう前記アクセルペダル反力制御手段に指令を出力し、前記自動減速制御開始手段は前記自動減速制御を開始するよう前記自動減速手段に指令を出力することを特徴とする車両用減速補助装置。
2. 請求項１に記載の車両用減速補助装置において、
   アクセルペダルの操作量を検出するアクセルペダル操作量検出手段をさらに備え、
   前記自動減速制御開始手段は、前記自車両と前記障害物とが接近状態である場合に、前記アクセルペダル操作量検出手段によって前記アクセルペダルが踏み込まれていることが検出されると、前記自動減速制御を開始するよう指令を出力することを特徴とする車両用減速補助装置。
3. 請求項１に記載の車両用減速補助装置において、
   アクセルペダルの操作量を検出するアクセルペダル操作量検出手段と、
   前記アクセルペダル操作量検出手段によって前記アクセルペダルが操作されていないと検出されると、前記減速度決定手段によって決定された第１の減速度を補正して第２の減速度を設定する減速度補正手段とをさらに備え、
   前記自動減速手段は、前記減速度決定手段によって決定された第１の減速度に代えて、前記減速度補正手段で補正して設定された第２の減速度を発生させることを特徴とする車両用減速補助装置。
4. 請求項３に記載の車両用減速補助装置において、
   前記減速度補正手段は、前記減速度決定手段で決定された第１の減速度を増加補正することによって第２の減速度を設定することを特徴とする車両用減速補助装置。
5. 請求項１に記載の車両用減速補助装置において、
   前記減速度決定手段は、前記自動減速制御開始手段によって前記自動減速制御開始の指令が出力される前に、前記接近状態を緩和するために必要な第１の減速度を決定し、前記自動減速制御開始の指令が出力された後は決定した第１の減速度を変更しないことを特徴とする車両用減速補助装置。
6. 請求項１に記載の車両用減速補助装置において、
   ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキペダル操作量検出手段と、
   前記ブレーキペダル操作量検出手段によって検出される前記ブレーキペダルの操作量が大きくなった場合に、前記自動減速制御を解除する自動減速制御解除手段とをさらに備えることを特徴とする車両用減速補助装置。
7. 請求項１に記載の車両用減速補助装置において、
   ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキペダル操作量検出手段と、
   前記ブレーキペダル操作量検出手段によって検出されるブレーキペダル操作量によって発生する第３の減速度を予測するブレーキ減速度予測手段と、
   前記ブレーキ減速度予測手段によって予測される第３の減速度が、現在行われている自動減速制御における第１の減速度以上となった場合に、前記自動減速制御を解除する自動減速制御解除手段とをさらに備えることを特徴とする車両用減速補助装置。
8. 請求項１に記載の車両用減速補助装置において、
   前記障害物接近状態検出手段によって前記自車両と前記障害物とが接近状態でなくなったと検出された場合に、前記自動減速制御を解除する自動減速制御解除手段をさらに備えることを特徴とする車両用減速補助装置。
9. 請求項１に記載の車両用減速補助装置において、
   前記アクセルペダルの操作量を検出するアクセルペダル操作量検出手段をさらに備え、
   前記自動減速制御開始手段は、前記アクセルペダル反力制御開始手段によってアクセルペダル反力制御開始指令が出力された後、前記アクセルペダル操作量検出手段によって検出される前記アクセルペダルの操作量が小さくならない場合にのみ、前記自動減速制御開始の指令を出力することを特徴とする車両用減速補助装置。
10. 請求項９に記載の車両用減速補助装置において、
    前記アクセルペダル反力制御手段は、前記アクセルペダル反力制御開始手段からの指令によって前記アクセルペダルの操作反力を増大させることを特徴とする車両用減速補助装置。
    

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