JP4079079B2 - 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

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、先行車と自車両との車間距離に基づき、アクセルペダルの操作反力を変更している（例えば特許文献１参照）。この装置は、車間距離の減少に伴いアクセルペダルの反力を増加させることによって、運転者の注意を喚起する。

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。

特開平１０−１６６８８９号公報 特開平１０−１６６８９０号公報

上述したような従来の装置は、先行車までの車間距離に応じてアクセルペダル反力が増加するので、例えば車間距離が短くアクセルペダル反力が増大している状態で運転者がアクセルペダルを踏み直した場合には、アクセルペダルを操作しづらいという問題があった。特にアクセルペダルを一旦離した状態から再度踏み込む場合にアクセルペダルの操作性が悪くなるため、改善が望まれている。

本発明による車両用運転操作補助装置は、自車両周囲の障害物状況として、少なくとも自車両と障害物との車間距離を検出する障害物検出手段と、障害物検出手段による検出結果に基づいて、障害物に対する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、アクセルペダルが踏み込まれているときにリスクポテンシャルをアクセルペダルの操作反力により運転者に伝達するように、リスクポテンシャルが大きくなるほどアクセルペダルの操作反力が大きくなるように操作反力を算出するアクセルペダル反力算出手段と、アクセルペダルに操作反力を発生させる操作反力発生手段と、アクセルペダルの踏み込み状態を検出し、検出した踏み込み状態に基づいて、アクセルペダルが完全に解放されたことを判定するペダルオフ判定手段と、アクセルペダルの踏み込み状態を検出し、検出した踏み込み状態に基づいて、アクセルペダルが踏み込まれたことを判定するペダルオン判定手段と、ペダルオフ判定手段によってアクセルペダルが完全に解放されたと判定された状態から、ペダルオン判定手段によってアクセルペダルが踏み込まれていると判定されると、アクセルペダルが踏み直されたと判定する踏み直し判定手段と、ペダルオフ判定手段によってアクセルペダルが完全に解放されたと判定されると、アクセルペダル反力算出手段によって算出される操作反力を、アクセルペダルを踏み直す際のアクセルペダルの操作性を向上させる程度に低下させ、踏み直し判定手段によってアクセルペダルが踏み直されたと判定されると、低下させていた操作反力をアクセルペダル反力算出手段によって算出される操作反力まで徐々に変化させるアクセルペダル反力補正手段とを備える。

アクセルペダルが完全に解放されたと判定されるとアクセルペダル反力を低下するので、操作反力が増大しているような状態でアクセルペダルを一旦解放してから踏み直す場合に、運転者に板踏み感を与えることがない。また、アクセルペダルが踏み直されたと判定されると、低下していたアクセルペダル反力を徐々に自車両周囲のリスクポテンシャルに応じた値まで変化させるので、リスクポテンシャルを操作反力として運転者に伝えながら、踏み直し時のペダル操作性を向上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、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２０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判定する。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。

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は、アクセルペダル６２を操作する際に発生する反力を制御することによって、運転者に周囲の環境を知らせるとともに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、障害物状況から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、アクセルペダル６２の反力制御量を算出する。

ただし、リスクポテンシャルのみに応じて反力制御量を決定すると、運転者がアクセルペダル６２を踏み直す場合の操作性を損なってしまう可能性がある。例えば、リスクポテンシャルに応じて反力が増大した状態でアクセルペダル６２を踏み直す場合、運転者はペダル反力が重くて操作しづらい、いわゆる板踏み感を感じ、ペダルの微調整がしづらくなってしまう。特に、アクセルペダル６２を一旦離した状態から踏み直す際に、板踏み感が顕著になりアクセルペダル６２の操作性が低下する。

そこで、コントローラ５０は、運転者によるアクセルペダル６２の操作状態とリスクポテンシャルとに基づいてアクセルペダル６２の操作性を向上させるように反力制御量を補正し、補正した反力制御量をアクセルペダル反力制御装置６０へと出力する。

アクセルペダル反力制御装置６０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６２のリンク機構に組み込まれたサーボモータ６１で発生させるトルクを制御する。サーボモータ６１は、アクセルペダル反力制御装置６０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６２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。

アクセルペダルストロークセンサ６３は、リンク機構を介してサーボモータ６１の回転角に変換されたアクセルペダル６２の操作量を検出する。アクセルペダルストロークセンサ６３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、アクセルペダル反力算出部５３，反力変化量算出部５４，踏み直し判定部５５，およびアクセルペダル反力補正部５６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２０からの信号を入力し、自車両前方の障害物状況を認識する。具体的には、先行車との車間距離および相対速度を算出し、さらに自車速を検出する。リスクポテンシャル算出部５２は、障害物認識部５１の認識結果に基づいて、前方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。アクセルペダル反力算出部５３は、リスクポテンシャル算出部５２で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６２の反力制御指令値を算出する。

反力変化量算出部５４は、リスクポテンシャルに基づいて、運転者がアクセルペダル６２を踏み直したときにアクセルペダル反力制御指令値を補正するための反力変化量を算出する。踏み直し判定部５５は、アクセルペダルストロークセンサ６３から入力されるアクセルペダル操作量に基づいて、運転者がアクセルペダル６２を踏み直したか否かを判定する。アクセルペダル反力補正部５６は、反力変化量算出部５４から入力される反力変化量と、踏み直し判定部５５の判定結果とに基づいて、アクセルペダル反力算出部５３で算出されたアクセルペダル反力制御指令値を補正し、反力指令値補正値を算出する。

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の動作を詳細に説明する。図４に、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１０msec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Ｄや存在方向と、車速センサ２０によって検出される自車両の走行車速Ｖを読み込む。

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、障害物に対するリスクポテンシャルＲＰを算出する。障害物に対するリスクポテンシャルＲＰは以下のようにして算出する。
まず、認識された障害物に対する余裕時間ＴＴＣ（Time To Contact）を算出する。障害物に対する余裕時間ＴＴＣは、以下の（式１）で求められる。
ＴＴＣ＝Ｄ／Ｖｒ ・・・（式１）
ここで、Ｄ：自車両と前方障害物との車間距離、Ｖｒ：自車両と前方障害物との相対速度をそれぞれ示す。

さらに、（式１）から算出した余裕時間ＴＴＣを用いて、前方障害物に対するリスクポテンシャルＲＰを算出する。前方障害物に対するリスクポテンシャルＲＰは以下の（式２）で求められる。
ＲＰ＝１／ＴＴＣ ・・・（式１）
（式２）に示すように、リスクポテンシャルＲＰは余裕時間ＴＴＣの逆数を用いて、余裕時間ＴＴＣの関数として表され、リスクポテンシャルＲＰが大きいほど障害物への接近度合が大きいことを示している。

ステップＳ４００では、ステップＳ３００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６２に発生させる操作反力の反力制御指令値ＦＡを算出する。リスクポテンシャルＲＰが大きいほど、アクセルペダル６２を戻す方向へ操作反力を発生させる。

図５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よりも小さい場合は、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど、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。

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、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。一方、リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰmaxより大きい場合は、アクセルペダル反力制御指令値ＦＡを最大にして運転者がアクセルペダル６２を解放するように促す。

ステップＳ５００では、ステップＳ３００で算出したリスクポテンシャルＲＰに基づいて、ペダル踏み直し時にアクセルペダル反力制御指令値ＦＡを補正するための反力変化量ΔＦＡを算出する。

図６に、リスクポテンシャルＲＰとアクセルペダル反力変化量ΔＦＡとの関係を示す。図６に示すように、リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰmaxよりも小さい場合は、リスクポテンシャルＲＰが大きいほど、アクセルペダル６２を踏み直してから速やかに反力制御指令値ＦＡまで復帰させるように、大きなアクセルペダル反力変化量ΔＦＡ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、最大の変化量で反力制御指令値ＦＡまで復帰するように、アクセルペダル反力変化量ΔＦＡを最大値ΔＦＡmaxに固定する。また、リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰminよりも小さい場合は、アクセルペダル反力変化量ΔＦＡを最小値ΔＦＡminに固定する。

ステップＳ６００では、アクセルペダル操作量Ｓに基づいて、運転者がアクセルペダル６２を踏み直したか否かを判定する。ステップＳ６００で行うアクセル踏み直し判定処理を図７のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ６０１で、アクセルペダルストロークセンサ６３によって検出されるアクセルペダル操作量Ａを読み込む。ステップＳ６０２では、ステップＳ６０１で読み込んだペダル操作量Ａがゼロか否かを判定する。ステップＳ６０２が肯定判定されると、ステップＳ６０３へ進む。

ステップＳ６０３では、アクセルペダル操作量Ａがゼロとなってからの経過時間を表すカウンタAcntが所定時間Ｔ０よりも小さいか否かを判定する。ここで、所定時間Ｔ０は、例えば処理周期が１０msecの場合は、例えば２０（＝２００msec）に設定する。ステップＳ６０３が肯定判定されると、ステップＳ６０４に進み、カウンタAcntをインクリメントして終了する。

ステップＳ６０３が否定判定され、アクセルペダル操作量Ａがゼロになってから所定時間Ｔ０以上経過している場合は、アクセルペダル６２を完全に離していると判断し、ステップＳ６０５へ進む。ステップＳ６０５では、アクセルＯＮフラグfAccelに０をセットして終了する。ステップＳ６０２が否定判定された場合は、アクセルペダル６２を踏んでいると判断し、ステップＳ６０６へ進んでカウンタAcntを０にクリアする。その後、ステップＳ６０７では、アクセルＯＮフラグfAccelに１をセットして終了する。

このように、ステップＳ６００においてアクセルペダル６２の踏み直し判定処理を行った後、ステップＳ７００へ進む。ステップＳ７００では、ステップＳ５００で算出したアクセルペダル反力変化量ΔＦＡと、ステップＳ６００でセットしたアクセルＯＮフラグfAccelとに基づいて、ステップＳ４００で算出したアクセルペダル反力制御指令値ＦＡを補正する。

具体的には、アクセルペダル６２を完全に離していると判定された場合は、アクセルペダル反力制御指令値ＦＡを０に補正する。また、アクセルペダル６２を踏んでいると判定された場合は、アクセルペダル６２を離しているときに０に補正した反力制御指令値を、リスクポテンシャルＲＰに応じたアクセルペダル反力制御指令値ＦＡまで、アクセルペダル反力変化量ΔＦＡで徐々に復帰させる。

以下に、ステップＳ７００で行うアクセルペダル反力補正処理を図８を用いて説明する。
ステップＳ７０１では、ステップＳ６００でセットされたアクセルＯＮフラグfAccelが０か否かを判定する。ステップＳ７０１が肯定判定され、アクセルペダル６２が離されている場合は、ステップＳ７０２へ進む。ステップＳ７０２では、反力指令値補正値ＦＡhoseiに０をセットする。

ステップＳ７０１が否定判定され、アクセルペダル６２が踏まれている場合は、ステップＳ７０３に進む。ステップＳ７０３では、ステップＳ４００で算出された反力制御指令値ＦＡが、反力指令値補正値の前回値ＦＡhosei_zとステップＳ５００で算出したアクセルペダル反力変化量ΔＦＡとの和（ＦＡhosei_z＋ΔＦＡ）よりも大きいか否かを判定する。ステップＳ７０３が肯定判定されると、ステップＳ７０４に進み、反力指令値補正値ＦＡhoseiを以下の（式３）に従って算出する。
ＦＡhosei＝ＦＡhosei_z＋ΔＦＡ ・・・（式３）

ステップＳ７０３が否定判定されると、ステップＳ７０５に進む。ステップＳ７０５では、反力指令値補正値ＦＡhoseiに、ステップＳ４００で算出された反力制御指令値ＦＡをそのままセットする。

ステップＳ７０６では、反力指令値補正値の前回値ＦＡhosei_zとして反力指令値補正値ＦＡhoseiをセットして終了する。

このようにステップＳ７００においてアクセルペダル反力指令値補正値ＦＡhoseiを算出した後、ステップＳ８００へ進む。
ステップＳ８００では、ステップＳ７００で算出した反力指令値補正値ＦＡhoseiを、アクセルペダル操作反力制御装置６０に出力する。アクセルペダル反力制御装置６０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）コントローラ５０は、自車両周囲の障害物状況に基づいて、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰを算出し、リスクポテンシャルＲＰ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。さらに、コントローラ５０はアクセルペダル６２の踏み直しを判定し、アクセルペダル６２が完全に解放されたと判定されると、リスクポテンシャルＲＰに応じたアクセルペダル反力を低下し、その後アクセルペダル６２が踏み直されたと判定されると、低下していたアクセルペダル反力をリスクポテンシャルＲＰに応じた値まで徐々に変化させる。これにより、例えば先行車までの車間距離が短くアクセルペダル反力が増大しているような状態でアクセルペダル６２を踏み直した場合でも、運転者は板踏み感を感じることがない。その結果、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰをアクセルペダル反力として運転者に伝えながら、踏み直し時のペダル操作性を向上させることができる。
（２）コントローラ５０は、アクセルペダルストロークセンサ６３によって検出されるアクセルペダル操作量Ａが略ゼロであるときに、アクセルペダル６２が完全に解放されたと判定するので、特別なセンサ等を用いることなくアクセルペダル６２が解放されたか否かを判定することができる。
（３）コントローラ５０は、アクセルペダル操作量Ａが略ゼロである状態が所定時間Ｔ０以上経過すると、アクセルペダル６２が完全に解放されたと判定する。これにより、アクセルペダル操作量Ａが瞬間的にゼロになった場合にはアクセルペダル６２が解放されていないと判断することができ、より正確な判断を行うことができる。
（４）コントローラ５０は、アクセルペダルストロークセンサ６３によって検出されるアクセルペダル操作量Ａが所定値以上、例えばゼロを上回るときに、アクセルペダル６２が踏み込まれていると判定するので、特別なセンサ等を用いることなくアクセルペダル６２が踏まれているか否かを判定することができる。
（５）コントローラ５０は、アクセルペダル６２が完全に解放されたと判定された状態から、アクセルペダル６２が踏み込まれていると判定されると、アクセルペダル６２が踏み直されたと判定するので、アクセルペダル６２の踏み直しを正確に判定することができる。
（６）コントローラ５０は、アクセルペダル６２が踏み直されたと判定されると、低下していたアクセルペダル反力を、リスクポテンシャルＲＰに応じた値まで、反力変化量（所定の変化量）ΔＦＡで徐々に変化させる。これにより、例えば先行車との車間距離が短くアクセルペダル反力が増大している状態でアクセルペダル６２を踏み直した場合でも、運転者は板踏み感を感じることがない。さらに、アクセルペダル６２を踏み直してからアクセルペダル反力が急激に増大することがないので、ペダル操作性を向上させることができる。
（７）コントローラ５０は、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰに応じて反力変化量ΔＦＡを変更するので、アクセルペダル６２の踏み直し時に、アクセルペダル反力が自車両周囲の状況に合った変化量ΔＦＡで復帰し、運転者の違和感を軽減することができる。
（８）自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰが大きいほど反力変化量ΔＦＡが大きくなるので、アクセルペダル踏み直し時の板踏み感を運転者に与えずに操作性を向上させるとともに、リスクポテンシャルＲＰが大きい場合には小さい場合に比べて運転者に早く適切な運転操作を促すことができる。

《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。第２の実施の形態による車両用運転操作補助装置の構成は、図１および図２に示した第１の実施の形態と同様である。ただし、第２の実施の形態による車両用運転操作補助装置は、アクセルペダルストロークセンサ６３の代わりに、運転者がアクセルペダル６２を操作する際の踏力を検出する踏力センサを備えている。踏力センサは、例えばアクセルペダル６２の表面に取り付けられたひずみゲージである。以降、第１の実施の形態との相違点を主に説明する。

図９に、第２の実施の形態におけるコントローラ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５０Ａ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、アクセルペダル反力算出部５３，時定数算出部５７，踏み直し判定部５８，およびアクセルペダル反力補正部５９を構成する。障害物認識部５１、リスクポテンシャル算出部５２およびアクセルペダル反力算出部５３における処理は、上述した第１の実施の形態と同様である。

時定数算出部５７は、リスクポテンシャルＲＰに基づいて、運転者がアクセルペダル６２を踏み直したときにアクセルペダル反力制御指令値を補正するための時定数を算出する。踏み直し判定部５８は、運転者がアクセルペダル６２を操作する際の踏力に基づいて、運転者がアクセルペダル６２を踏み直したか否かを判定する。アクセルペダル反力補正部５９は、時定数算出部５７から入力される時定数と、踏み直し判定部５８の判定結果とに基づいて、アクセルペダル反力算出部５３で算出されたアクセルペダル反力制御指令値を補正し、反力指令値補正値を算出する。

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１の動作を詳細に説明する。図１０に、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１０msec毎に連続的に行われる。

ステップＳ１００〜Ｓ４００での処理は、図４のフローチャートを用いて説明した第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。

ステップＳ５５０では、ステップＳ３００で算出したリスクポテンシャルＲＰに基づいて、一時遅れフィルタの時定数Ｔを算出する。
図１１に、リスクポテンシャルＲＰと一時遅れフィルタの時定数Ｔとの関係を示す。図１１に示すように、リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰmaxよりも小さい場合は、リスクポテンシャルＲＰが大きいほど、アクセルペダル６２を踏み直してから速やかに反力制御指令値ＦＡまで復帰させるように、小さな一時遅れフィルタの時定数Ｔ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、最小の時間で反力制御指令値ＦＡまで復帰するように、一時遅れフィルタの時定数Ｔを最小値Ｔminに固定する。また、リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰminよりも小さい場合は、一時遅れフィルタの時定数Ｔを最大値Ｔmaxに固定する。

ステップＳ６５０では、運転者がアクセルペダル６２を操作する際の踏力Ｆに基づいて、運転者がアクセルペダルを踏み直したか否かを判定する。ステップＳ６５０で行うアクセル踏み直し判定処理を図１２のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ６５１では、踏力センサによって検出される、運転者がアクセルペダル６２を操作する際の踏力Ｆを読み込む。ステップＳ６５２では、ステップＳ６５１で読み込んだ踏力Ｆがゼロか否かを判定する。ステップＳ６５２が肯定判定されると、ステップＳ６５３へ進む。

ステップＳ６５３では、アクセルペダル６２を操作する際の踏力Ｆがゼロになってからの経過時間を表すカウンタAcntが所定時間Ｔ０よりも小さいか否かを判定する。ここで、所定時間Ｔ０は、例えば２００msecに設定する（処理周期が１０msecの場合はＴ０＝４）。ステップＳ６５３が肯定判定されると、ステップＳ６５４に進み、カウンタAcntをインクリメントして終了する。

ステップＳ６５３が否定判定され、踏力Ｆがゼロになってから所定時間Ｔ０以上経過している場合は、アクセルペダル６２を完全に離していると判断し、ステップＳ６５５へ進む。ステップＳ６５５では、アクセルＯＮフラグfAccelに０をセットして終了する。ステップＳ６５２が否定判定されると、アクセルペダル６２を踏んでいると判断し、ステップＳ６５６へ進んでカウンタAcntを０にクリアする。つづくステップＳ６５７では、アクセルＯＮフラグfAccelに１をセットして終了する。

このように、ステップＳ６５０においてアクセルペダル６２の踏み直し判定処理を行った後、ステップＳ７５０へ進む。
ステップＳ７５０では、ステップＳ５５０で算出した一時遅れフィルタの時定数Ｔと、ステップＳ６５０でセットしたアクセルＯＮフラグfAccelとに基づいて、ステップＳ４００で算出したアクセルペダル反力制御指令値ＦＡを補正する。

具体的には、アクセルペダル６２を完全に離していると判定された場合は、アクセルペダル反力制御指令値ＦＡを０に補正する。また、アクセルペダル６２を踏んでいると判定された場合は、アクセルペダル６２を離しているときに０に補正した反力制御指令値を、時定数Ｔの一時遅れフィルタにより、リスクポテンシャルＲＰに応じたアクセルペダル反力制御指令値ＦＡまで復帰させる。

以下に、ステップＳ７５０で行うアクセルペダル反力補正処理を図１３を用いて説明する。
ステップＳ７５１では、ステップＳ６５０でセットされたアクセルＯＮフラグfAccelが０か否かを判定する。ステップＳ７５１が肯定判定され、アクセルペダル６２が離されている場合は、ステップＳ７５２に進んで反力指令値補正値ＦＡhoseiに０をセットする。ステップＳ７５１が否定判定され、アクセルペダル６２が踏まれている場合は、ステップＳ７５３に進む。

ステップＳ７５３では、ステップＳ４００で算出された反力制御指令値ＦＡが、反力指令値補正値の前回値ＦＡhosei_zと予め設定した所定値ΔＦ０との和（ＦＡhosei_z＋ΔＦ０）よりも大きいか否かを判定する。ステップＳ７５３が肯定判定されると、ステップＳ７５４に進む。ステップＳ７５４では、反力指令値補正値ＦＡhoseiを以下の（式４）に示すように、ステップＳ５５０で算出した時定数Ｔの一時遅れフィルタを用いて算出する。
ＦＡ_hosei＝１／（Ｔｓ＋１）・ＦＡ・・・（式４）

ステップＳ７５３が否定判定されると、ステップＳ７５５に進み、反力指令値補正値ＦＡhoseiに、ステップＳ４００で算出された反力制御指令値ＦＡをそのままセットする。
ステップＳ７５６では、反力指令値補正値の前回値ＦＡhosei_zとして反力指令値補正値ＦＡhoseiをセットして終了する。

このように、ステップＳ７５０においてアクセルペダル反力指令値補正値ＦＡhoseiを算出した後、ステップＳ８００へ進む。
ステップＳ８００では、ステップＳ７５０で算出した反力指令値補正値ＦＡhoseiをアクセルペダル操作反力制御装置６０に出力し、今回の処理を終了する。

このように、以上説明した第２の実施の形態においては、上述した第１の実施の形態による効果に加えて以下のような作用効果を奏することができる。
（１）コントローラ５０Ａは、アクセルペダルを踏み込む際の踏力Ｆが略ゼロであるときに、アクセルペダル６２が完全に解放されたと判定するので、例えば運転者がアクセルペダル６２に足をのせているだけのような状態では、アクセルペダル６２が解放されていないと判断するので、アクセルペダル６２が解放されたか否かを、より正確に判定することができる。
（２）コントローラ５０Ａは、アクセルペダル６２を踏み込む際の踏力Ｆが略ゼロである状態が所定時間Ｔ０以上経過すると、アクセルペダル６２が完全に解放されたと判定する。これにより、踏力Ｆが瞬間的にゼロになった場合にはアクセルペダル６２が解放されていないと判断することができ、より正確な判断を行うことができる。
（３）コントローラ５０Ａは、踏力Ｆが所定値以上、例えばゼロを上回るときに、アクセルペダル６２が踏み込まれていると判定するので、アクセルペダル６２が踏まれているか否かを、より正確に判定することができる。
（４）コントローラ５０Ａは、アクセルペダル６２が踏み直されたと判定されると、低下していたアクセルペダル反力を、リスクポテンシャルＲＰに応じた値まで、所定の時定数Ｔを持った一時遅れフィルタにより徐々に変化させる。これにより、例えば先行車との車間距離が短くアクセルペダル反力が増大している状態でアクセルペダル６２を踏み直した場合でも、運転者は板踏み感を感じることがない。さらに、アクセルペダル６２を踏み直してからアクセルペダル反力が急激に増大することがないので、ペダル操作性を向上させることができる。
（５）コントローラ５０Ａは、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰに応じて時定数Ｔを変更するので、アクセルペダル６２の踏み直し時に、アクセルペダル反力が自車両周囲の状況に合った時定数Ｔで復帰し、運転者の違和感を軽減することができる。
（６）自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰが大きいほど時定数Ｔが小さくなるので、アクセルペダル踏み直し時の板踏み感を運転者に与えずに操作性を向上させるとともに、リスクポテンシャルＲＰが大きい場合には小さい場合に比べて運転者に早く適切な運転操作を促すことができる。

上述した第１および第２の実施の形態においては、アクセルペダル操作量Ａまたはアクセルペダル６２を踏み込む際の踏力Ｆが０を上回る場合に、アクセルペダル６２が踏み込まれていると判定した。ここで、アクセルペダル操作量Ａまたは踏力Ｆが０を上回る所定値以上の場合に、アクセルペダル６２が踏み込まれていると判定することももちろん可能である。

上述した第１の実施の形態においては、図６に示すマップを用いてリスクポテンシャルＲＰに応じた反力変化量ΔＦＡを設定した。ただし、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど反力変化量ΔＦＡが大きくなるように設定すれば、図６のマップ以外のマップに従って反力変化量ΔＦＡを算出することもできる。同様に、第２の実施の形態においてリスクポテンシャルＲＰに応じた時定数Ｔを算出する際には、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど時定数Ｔが小さくなるように設定すれば、図１１に示すマップには限定されない。

上述した第１の実施の形態においては、アクセルペダル操作量Ａに基づいてアクセルペダル６２の踏み直し判定を行った。しかし、これには限定されず、第２の実施の形態と同様にアクセルペダル６２を操作する際の踏力Ｆに基づいて踏み直し判定を行うこともできる。また、第２の実際の形態において、アクセルペダル踏力Ｆの代わりにアクセルペダル操作量Ａに基づいて踏み直し判定を行うことも可能である。

上述した第１および第２の実施の形態においては、自車両と先行車との余裕時間ＴＴＣに基づいて自車両周囲の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、例えば自車両と先行車との車間時間ＴＨＷを加えてリスクポテンシャルＲＰを算出することもできる。

上述した第１および第２の実施の形態においては、アクセルペダル６２を完全に離していると判定されると、アクセルペダル反力制御指令値ＦＡを０に補正したが、これには限定されない。例えば、運転者がアクセルペダル６２を踏み直したときに、アクセルペダル６２が解放されたときに設定されていた反力制御指令値ＦＡよりも低い値から、リスクポテンシャルＲＰに基づいて算出される現時点での反力制御指令値ＦＡまで、アクセルペダル反力を徐々に変化させることも可能である。このように構成することによっても、第１および第２の実施の形態と実質的に同様の効果を得ることができる。

以上説明した第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および車速センサ２０を用い、リスクポテンシャル算出手段としてリスクポテンシャル算出部５２、アクセルペダル反力算出手段としてアクセルペダル反力算出部５３，アクセルペダル反力補正手段としてアクセルペダル反力補正部５６，５９を用いた。また、ペダルオフ判定手段、ペダルオン判定手段および踏み直し判定手段として、アクセルペダルストロークセンサ６３、踏力センサおよび踏み直し判定部５５，５８を用いた。ただし、これらには限定されず、障害物検出手段として、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、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラを用いることもできる。

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の実施の形態のコントローラの内部および周辺の構成を示すブロック図。 第１の実施の形態による車両用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アクセルペダル反力変化量との関係を示す図。 アクセルペダル踏み直し判定処理を説明するフローチャート。 アクセルペダル反力補正処理を説明するフローチャート。 第２の実施の形態のコントローラの内部および周辺の構成を示すブロック図。 第２の実施の形態による車両用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一時遅れフィルタの時定数との関係を示す図。 アクセルペダル踏み直し判定処理を説明するフローチャート。 アクセルペダル反力補正処理を説明するフローチャート。

符号の説明

１０：レーザレーダ
２０：車速センサ
５０：コントローラ
６０：アクセルペダル反力制御装置

Claims (14)

1. 自車両周囲の障害物状況として、少なくとも自車両と障害物との車間距離を検出する障害物検出手段と、
   前記障害物検出手段による検出結果に基づいて、前記障害物に対する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、アクセルペダルが踏み込まれているときに前記リスクポテンシャルを前記アクセルペダルの操作反力により運転者に伝達するように、前記リスクポテンシャルが大きくなるほど前記アクセルペダルの操作反力が大きくなるように前記操作反力を算出するアクセルペダル反力算出手段と、
   前記アクセルペダルに前記操作反力を発生させる操作反力発生手段と、
   前記アクセルペダルの踏み込み状態を検出し、検出した踏み込み状態に基づいて、前記アクセルペダルが完全に解放されたことを判定するペダルオフ判定手段と、
   前記アクセルペダルの踏み込み状態を検出し、検出した踏み込み状態に基づいて、前記アクセルペダルが踏み込まれたことを判定するペダルオン判定手段と、
   前記ペダルオフ判定手段によって前記アクセルペダルが完全に解放されたと判定された状態から、前記ペダルオン判定手段によって前記アクセルペダルが踏み込まれていると判定されると、前記アクセルペダルが踏み直されたと判定する踏み直し判定手段と、
   前記ペダルオフ判定手段によって前記アクセルペダルが完全に解放されたと判定されると、前記アクセルペダル反力算出手段によって算出される前記操作反力を、前記アクセルペダルを踏み直す際の前記アクセルペダルの操作性を向上させる程度に低下させ、前記踏み直し判定手段によって前記アクセルペダルが踏み直されたと判定されると、低下させていた前記操作反力を前記アクセルペダル反力算出手段によって算出される前記操作反力まで徐々に変化させるアクセルペダル反力補正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、
   前記ペダルオフ判定手段は、前記アクセルペダルの踏み込み状態として、前記アクセルペダルの操作量を検出するペダル操作量検出手段を備え、前記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略ゼロであるときに前記アクセルペダルが完全に解放されたと判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、
   前記ペダルオフ判定手段は、前記アクセルペダルの操作量が略ゼロである状態が所定時間以上経過すると、前記アクセルペダルが完全に解放されたと判定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に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記ペダルオフ判定手段は、前記アクセルペダルの踏み込み状態として、運転者が前記アクセルペダルを操作する際の踏力を検出するペダル踏力検出手段を備え、前記ペダル踏力検出手段によって検出される前記アクセルペダルの踏力が略ゼロであるときに前記アクセルペダルが完全に解放されたと判定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、
   前記ペダルオフ判定手段は、前記アクセルペダルの踏力が略ゼロである状態が所定時間以上経過すると、前記アクセルペダルが完全に解放されたと判定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に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記ペダルオン判定手段は、前記アクセルペダルの踏み込み状態として、前記アクセルペダルの操作量を検出するペダル操作量検出手段を備え、前記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所定値以上であるときに前記アクセルペダルが踏み込まれていると判定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に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記ペダルオン判定手段は、前記アクセルペダルの踏み込み状態として、運転者が前記アクセルペダルを操作する際の踏力を検出するペダル踏力検出手段を備え、前記ペダル踏力検出手段によって検出される前記アクセルペダルの踏力が所定値以上であるときに前記アクセルペダルが踏み込まれていると判定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７のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記アクセルペダル反力補正手段は、前記踏み直し判定手段によって前記アクセルペダルが踏み直されたと判定されると、低下していた前記操作反力を前記アクセルペダル反力算出手段によって算出される前記操作反力まで、所定の変化量で徐々に変化させることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
9. 請求項８に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記アクセルペダル反力補正手段は、前記リスクポテンシャル算出手段によって算出される前記リスクポテンシャルに基づいて、前記所定の変化量を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、
    前記アクセルペダル反力補正手段は、前記リスクポテンシャルが大きくなるほど前記所定の変化量を大きく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７のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
    前記アクセルペダル反力補正手段は、前記踏み直し判定手段によって前記アクセルペダルが踏み直されたと判定されると、低下していた前記操作反力を前記アクセルペダル反力算出手段によって算出される前記操作反力まで、所定の時定数を持った一時遅れフィルタにより徐々に変化させることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
12. 請求項１１に記載の車両用運転操作補助装置において、
    前記アクセルペダル反力補正手段は、前記リスクポテンシャル算出手段によって算出される前記リスクポテンシャルに基づいて、前記所定の時定数を変更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１２に記載の車両用運転操作補助装置において、
    前記アクセルペダル反力補正手段は、前記リスクポテンシャルが大きくなるほど前記所定の時定数を小さく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から請求項１３のいずれかに記載の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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