JP4238593B2

JP4238593B2 - VEHICLE DRIVE OPERATION ASSISTANCE DEVICE AND VEHICLE HAVING THE DEVICE

Info

Publication number: JP4238593B2
Application number: JP2003044051A
Authority: JP
Inventors: 卓馬鈴木
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2023-02-21
Also published as: JP2004249889A

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を求めている（例えば、特許文献１参照）。この車両用運転操作補助装置は、算出した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ことにより、不慮の事態に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
【特許文献２】
特開平１０−１６６８８９公報
【特許文献３】
特開平１０−１６６８９０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、車両周囲の障害物状況に応じて操舵反力が制御されるため、自車両との相対的な障害物状況が変化するたびに操舵反力が変動し、運転者が肉体的疲労や煩わしさを感じるという問題があった。
【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の状態を検出する障害物状態検出手段と、障害物状態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、障害物に対する自車両の走行状態を判定する走行状態判定手段と、走行状態判定手段によって判定された走行状態に応じて、リスクポテンシャルに対する操作反力のゲインを変更することにより、操作反力を補正する反力補正手段とを備え、反力補正手段は、走行状態判定手段によって、自車両が障害物に対して定常状態で並走していると判定されると、操作反力を低減するように、操作反力のゲインを所定時間経過後に徐々に減少する。
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の状態を検出する障害物状態検出手段と、障害物状態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、障害物に対する自車両の走行状態を判定する走行状態判定手段と、走行状態判定手段によって判定された走行状態に応じて、リスクポテンシャルに対する操作反力のゲインを変更することにより、操作反力を補正する反力補正手段とを備え、反力補正手段は、走行状態判定手段によって、自車両が障害物を追い抜く状態で並走していると判定されると、操作反力を低減するように、操作反力のゲインを徐々に減少する。
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の状態を検出する障害物状態検出手段と、障害物状態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、障害物に対する自車両の走行状態を判定する走行状態判定手段と、走行状態判定手段によって判定された走行状態に応じて、リスクポテンシャルに対する操作反力のゲインを変更することにより、操作反力を補正する反力補正手段とを備え、反力補正手段は、走行状態判定手段によって、自車両が障害物に追い抜かれる状態で並走していると判定されると、操作反力を低減するように、操作反力のゲインを所定時間経過後に徐々に減少する。
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の状態を検出する障害物状態検出手段と、障害物状態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、障害物に対する自車両の走行状態を判定する走行状態判定手段と、走行状態判定手段によって判定された走行状態に応じて、リスクポテンシャルに対する操作反力のゲインを変更することにより、操作反力を補正する反力補正手段とを備え、反力補正手段は、走行状態判定手段によって、自車両と障害物とが定常状態または自車両が障害物に追い抜かれる状態で障害物が自車両の後側方に存在していると判定されると、操作反力のゲインを一定の基準値とする。
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の状態を検出する障害物状態検出手段と、障害物状態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、障害物に対する自車両の走行状態を判定する走行状態判定手段と、走行状態判定手段によって判定された走行状態に応じて、リスクポテンシャルに対する操作反力のゲインを変更することにより、操作反力を補正する反力補正手段とを備え、障害物状態検出手段は、自車両と障害物との相対速度および相対距離を検出し、走行状態判定手段は、障害物状態検出手段によって検出された相対速度および相対距離に基づいて、自車両と障害物との相対位置関係を含む走行状態を判定する。
【０００５】
【発明の効果】
自車両の走行状態に応じて、リスクポテンシャルに対する操作反力のゲインを変更するので、反力制御を行う際に運転者に与える煩わしさや肉体的疲労を軽減することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
《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、本発明による車両用運転操作補助方法を適用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、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。なお、レーザレーダ１０は、前方車両までの車間距離およびその存在方向だけでなく、自車前方に存在する歩行者等の障害物までの相対距離およびその存在方向を検出する。
【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】
後側方カメラ２１は、リアウインドウ上部の左右端付近に取り付けられた２つの小型のＣＣＤカメラ、もしくはＣＭＯＳカメラ等である。後側方カメラ２１は、自車後方の道路、特に隣接車線上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。
【００１０】
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。
【００１１】
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、ＣＰＵのソフトウェア形態により後述するような車両用運転操作補助装置１全体の制御を行う。
【００１２】
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および後側方カメラ２１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検出する。なお、コントローラ５０は、前方カメラ２０および後側方カメラ２１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しては、自車両前方を走行する他車両までの車間距離、隣接車線を自車両後方から接近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。
【００１３】
コントローラ５０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。さらに、コントローラ５０は、それぞれの障害物に対するリスクポテンシャルを総合して自車両周囲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制御を行う。
【００１４】
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からの指令に応じて、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を操作する際に発生する操舵反力を任意に制御することができる。
【００１５】
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反力を制御し、運転者がアクセルペダル８２を操作する際に発生する踏力を任意に制御することができる。
【００１６】
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。その動作の概略を以下に述べる。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８２の踏み込み操作やステアリングホイール操作の際に発生する反力をリスクポテンシャルに応じて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や操舵操作を補助し、運転者の運転操作を適切にアシストするものである。
【００１７】
コントローラ５０は、自車両の走行車速、および自車両周囲に存在する他車両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の自車両周囲の障害物状況を認識する。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求める。コントローラ５０はさらに、各障害物に対するリスクポテンシャルを前後・左右方向の成分毎に加算することにより、前後方向の反力制御量および左右方向の反力制御量を算出する。
【００１８】
算出された前後方向の反力制御量は、前後方向の反力制御指令値として、アクセルペダル反力制御装置８０へ出力される。アクセルペダル反力制御装置８０は、入力された反力制御指令値に応じて、サーボモータ８１を制御することにより、アクセルペダル反力特性を変更する。アクセルペダル反力特性を変更することにより、運転者の実際のアクセルペダル操作量を適切な値に促すように制御する。
【００１９】
一方、算出された左右方向の反力制御量は、左右方向の反力制御指令値として、操舵反力制御装置６０へ出力される。操舵反力制御装置６０は、入力された制御反力指令値に応じて、サーボモータ６１を制御することにより、操舵反力特性を変更する。操舵反力特性を変更することにより、運転者の実際の操舵角を適正な操舵角に促すように制御する。
【００２０】
以下に、第１の実施の形態において、どのように反力特性指令値、すなわち反力制御指令値を決定するかについて、図３を用いて説明する。図３は、第１の実施の形態によるコントローラ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。
【００２１】
−コントローラ５０の処理フロー（図３）−
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で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および後側方カメラ２１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、および自車両周囲に存在する障害物までの相対距離と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および後側方カメラ２１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。
【００２２】
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。
【００２３】
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）を障害物毎に算出する。余裕時間ＴＴＣは、車間距離Ｄを相対速度Ｖｒで除したものである。余裕時間ＴＴＣは、障害物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、つまり相対車速Ｖｒが一定の場合に、何秒後に自車両と障害物が接触するかを示す値である。障害物ｋに対する余裕時間ＴＴＣｋは、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：自車両に対する障害物ｋの相対速度、σ（Ｄｋ）：相対距離のばらつき、σ（Ｖｒｋ）：相対速度のばらつき、をそれぞれ示す。
【００２４】
相対距離のばらつきσ（Ｄｋ）、および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。
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や後側方カメラ２１による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２０，２１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。
【００２５】
相対速度Ｖｒｋのばらつきσ（Ｖｒｋ）は、例えばレーザレーダ１０で相対距離Ｄｋを検出した場合、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２０，２１で相対距離Ｄｋ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。
【００２６】
なお、レーザレーダ１０とカメラ２０、２１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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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２０，２１で検出される自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。すなわち、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）
【００３０】
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（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°とし、障害物ｋが車両後方向に存在する場合、θｋ＝１８０°とする。
【００３１】
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。左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralは、以下の（式５）で算出される。
【数５】
ＲＰlateral＝Σ（ＲＰｋ×ｓｉｎθｋ）（式５）
【００３２】
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。前後方向リスクポテンシャルＲＰlongitudinalに対する反力制御指令値ＦＡの特性は予め適切に設定され、コントローラ５０のメモリに記憶されている。例えば、アクセルペダル反力制御指令値特性は、前後方向リスクポテンシャルＲＰlongitudinalが大きくなるほど反力制御指令値ＦＡが大きくなるように設定されている。
【００３３】
ステップＳ１０８では、ステップＳ１０１で読み込んだ走行状態データに基づいて、自車両に対する障害物の走行状態判定処理を行う。ここでは、左右方向制御指令値、すなわち操舵反力制御装置６０へ出力する反力制御指令値ＦＳを算出するために、自車両の左右方向に存在する障害物の走行状態を判定する。具体的には、相対速度および相対距離を用いて、隣接車線に存在する他車両が自車両に対してどのように移動し、相対的にどのような走行状態であるかを判定する。
【００３４】
以下に、ステップＳ１０８における走行状態判定処理を、図４のフローチャートを用いて詳細に説明する。ステップＳ２０１では、ステップＳ１０１で読み込んだ走行状態データから、隣接車線に存在する他車両と自車両との相対速度Ｖｒａを認識する。ここで、相対速度Ｖｒａ＝自車速Ｖａ−他車両の車速Ｖｂである。
【００３５】
ステップＳ２０２では、ステップＳ２０１で認識した相対速度Ｖｒａと、予め設定したしきい値Ｖ１，Ｖ２とを比較する。しきい値Ｖ１としきい値Ｖ２は、Ｖ１＜Ｖ２の関係があり、例えばＶ１＝−５[km/h]、Ｖ２＝＋５[km/h]に設定する。相対速度Ｖｒａがしきい値Ｖ１未満の場合（Ｖｒａ＜Ｖ１）、すなわち自車速Ｖａよりも他車速Ｖｂの方が速く、例えば相対速度Ｖｒａ＝−１０[km/h]の場合は、ステップＳ２０３へ進む。相対速度Ｖｒａがしきい値Ｖ２を上回る場合（Ｖ２＜Ｖｒａ）、すなわち他車速Ｖｂよりも自車速Ｖａの方が速く、例えば相対速度Ｖｒａ＝１０[km/h]の場合、ステップＳ２０５へ進む。一方、相対速度Ｖｒａがしきい値Ｖ１以上、かつしきい値Ｖ２以下の場合、すなわち自車速Ｖａと他車速Ｖｂとの差が小さい定常状態で、例えば相対速度Ｖｒａ＝３[km/h]の場合、ステップＳ２０４へ進む。
【００３６】
ステップＳ２０３では、ステップＳ１０１で読み込んだ走行状態データから、自車両から隣接車線に存在する他車両までの相対距離Ｌを認識する。ステップＳ２０６では、ステップＳ２０３で認識した相対距離Ｌと、予め設定したしきい値Ｌ１，Ｌ２とを比較する。しきい値Ｌ１としきい値Ｌ２は、Ｌ１＜Ｌ２の関係があり、例えばＬ１＝−１０[m]、Ｌ２＝＋１０[m]に設定する。ここでは、自車両側面の中央部を基準として、自車両進行方向の前側に存在する他車両との相対距離Ｌを正の値で表し、自車両進行方向の後側に存在する他車両との相対距離Ｌを負の値で表す。
【００３７】
相対距離Ｌがしきい値Ｌ１未満の場合（Ｌ＜Ｌ１）、すなわち他車両が自車両の後側方に存在し、例えば相対距離Ｌ＝−１５[m]の場合は、ステップＳ２０９へ進む。ステップＳ２０９では、自車両に対する他車両の走行状態を、状態Ａと判定する。相対距離Ｌがしきい値Ｌ１以上、かつしきい値Ｌ２以下の場合（Ｌ１≦Ｌ≦Ｌ２）、すなわち自車両と他車両とがほぼ並走し、例えば相対距離Ｌ＝３[m]の場合は、ステップＳ２１０へ進む。ステップＳ２１０では、自車両に対する他車両の走行状態を、状態Ｂと判定する。一方、相対距離Ｌがしきい値Ｌ２を上回る場合（Ｌ２＜Ｌ）、すなわち他車両が自車両の前側方に存在し、例えば相対距離Ｌ＝１５[m]の場合は、ステップＳ２１１へ進む。ステップＳ２１１では、自車両に対する他車両の走行状態を、状態Ｃと判定する。
【００３８】
ステップＳ２０４では、ステップＳ２０３と同様に自車両と他車両との相対距離Ｌを認識し、ステップＳ２０７において相対距離Ｌとしきい値Ｌ１，Ｌ２とを比較する。相対距離Ｌがしきい値Ｌ１未満の場合（Ｌ＜Ｌ１）は、ステップＳ２１２へ進み、自車両に対する他車両の走行状態を状態Ｄと判定する。相対距離Ｌがしきい値Ｌ１以上、かつしきい値Ｌ２以下の場合（Ｌ１≦Ｌ≦Ｌ２）は、ステップＳ２１３へ進み、自車両に対する他車両の走行状態を状態Ｅと判定する。一方、相対距離Ｌがしきい値Ｌ２を上回る場合（Ｌ２＜Ｌ）は、ステップＳ２１４へ進み、自車両に対する他車両の走行状態を状態Ｆと判定する。
【００３９】
ステップＳ２０５では、ステップＳ２０３と同様に自車両と他車両との相対距離Ｌを認識し、ステップＳ２０８において相対距離Ｌとしきい値Ｌ１，Ｌ２とを比較する。相対距離Ｌがしきい値Ｌ１未満の場合（Ｌ＜Ｌ１）は、ステップＳ２１５へ進み、自車両に対する他車両の走行状態を状態Ｇと判定する。相対距離Ｌがしきい値Ｌ１以上、かつしきい値Ｌ２以下の場合（Ｌ１≦Ｌ≦Ｌ２）は、ステップＳ２１６へ進み、自車両に対する他車両の走行状態を状態Ｈと判定する。一方、相対距離Ｌがしきい値Ｌ２を上回る場合（Ｌ２＜Ｌ）は、ステップＳ２１７へ進み、自車両に対する他車両の走行状態を状態Ｉと判定する。
【００４０】
このように、ステップＳ１０８では相対車速Ｖｒａおよび相対距離Ｌとに基づいて、自車両と他車両との走行状態を状態Ａ〜Ｉに分類する。図５に、９つの走行状態Ａ〜Ｉと、走行状態に対応する自車両と他車両の相対位置関係を示す。図５に示すように、相対速度Ｖｒａがしきい値Ｖ１よりも小さい場合（Ｖｒａ＜Ｖ１）、自車両は後側方を走行していた他車両に追いつかれて並走し、追い抜かれる。すなわち、Ｖｒａ＜Ｖ１の場合、状態Ａにある自車両と他車両との走行状態は、状態Ｂから状態Ｃへと遷移する。
【００４１】
相対速度Ｖｒａが所定範囲以内（Ｖ１≦Ｖｒａ≦Ｖ２）の場合、自車両と他車両との走行状態は相対距離Ｌに応じて一定の状態Ｄ、Ｅ、Ｆとなる。ここで、相対速度Ｖｒａが所定範囲以内の場合、すなわち自車両と他車両との相対位置関係がほぼ変化しない状態を、定常状態とする。相対速度Ｖｒａがしきい値Ｖ２よりも大きい場合（Ｖ２＜Ｖｒａ）、自車両は前側方を走行する他車両に追いついて並走し、追い抜く。すなわち、Ｖ２＜Ｖｒａの場合、状態Ｉにある自車両と他車両との走行状態は、状態Ｈから状態Ｇへと遷移する。
【００４２】
ステップＳ１０８において自車両と他車両との走行状態を判定した後、ステップＳ１０９へ進む。ステップＳ１０９では、ステップＳ１０８で判定した走行状態に応じて、左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralに対するリスクポテンシャル係数αlateralを算出する。リスクポテンシャル係数αlateralの算出については後述する。
【００４３】
ステップＳ１１０では、左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralとリスクポテンシャル係数αlateralとを用いて、左右方向制御指令値、すなわち操舵反力制御装置６０へ出力する操舵反力制御指令値ＦＳを算出する。ステップＳ１１０における操舵反力制御処理を、図６のフローチャートを用いて説明する。
【００４４】
ステップＳ４０１では、ステップＳ１０６で算出した左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralを読み込む。ステップＳ４０２では、ステップＳ１０９で算出した左右方向リスクポテンシャル係数αlateralを読み込む。ステップＳ４０３では、以下の（式６）を用いて操舵反力制御指令値ＦＳを算出する。
【数６】
ＦＳ＝αlateral×ＲＰlateral （式６）
【００４５】
ステップＳ１１０において操舵反力制御指令値ＦＳを算出した後、ステップＳ１１１へ進む。ステップＳ１１１では、ステップＳ１０７で算出した反力制御指令値ＦＡをアクセルペダル反力制御装置８０へ出力し、ステップＳ１１０で算出した操舵反力制御指令値ＦＳを操舵反力制御装置６０へ出力する。これにより、今回の処理を終了する。
【００４６】
つぎに、ステップＳ１０９における左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralに対するリスクポテンシャル係数αlateralの算出処理について説明する。ここでは、予め設定したリスクポテンシャル係数基準値αlateral0を、ステップＳ１０８で判定した走行状態に応じて補正することにより、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralを算出する。以下に、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralの算出方法を、走行状態毎に詳細に説明する。
【００４７】
（１）状態Ａ、Ｄ、Ｆ、Ｉ
自車両の後側方に存在する他車両が自車両に追いついてくる状態Ａ、自車両と後側方に存在する他車両との走行状態が定常である状態Ｄ、自車両と前側方に存在する他車両との走行状態が定常である状態Ｆ、および自車両の前側方に存在する他車両に自車両が追いついていく状態Ｉにおいては、予め設定されたリスクポテンシャル係数基準値αlateral0を補正せずにリスクポテンシャル係数αlateralとして用いる。
【００４８】
図７に、状態Ａ、Ｄ、Ｆ、Ｉにおける、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。状態Ａ、Ｄ、Ｆ、Ｉにおいてはリスクポテンシャル係数αlateralは基準値αlateral0であり、操舵反力制御指令値ＦＳは左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralに比例した値として算出される。図７に示すように、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、操舵角を戻す方向、つまりステアリングホイール６２を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。これにより、車両周囲のリスクを避ける方向へと運転者の操舵操作を促す。
【００４９】
なお、図７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。左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralの絶対値が増加して所定値｜ＲＰｍ｜に達すると、操舵反力制御指令値ＦＳを所定値Ｆmaxあるいは所定値Ｆminで固定し、操舵反力指令値ＦＳを制限する。
【００５０】
（２）状態Ｅ
相対速度Ｖｒａが所定範囲以内（Ｖ１≦Ｖｒａ≦Ｖ２）の定常状態で自車両と他車両とが並走する状態Ｅにおいては、リスクポテンシャル係数αlateralを徐々に低下させる。図８のフローチャートを用いて、状態Ｅにおけるリスクポテンシャル係数αlateralの算出処理を説明する。この処理は、ステップＳ１０８において走行状態が状態Ｅであると判定されてステップＳ１０９へ移行することにより、スタートする。
【００５１】
ステップＳ３１１では、今回のステップＳ１０８で判定された走行状態と、時間Δｔ前の前回周期で判定された走行状態が同じであるか否かを判定する。１サイクル前に判定された走行状態が状態Ｅである場合は、ステップＳ３１３へ進む。一方、１サイクル前に判定された走行状態が状態Ｅ以外の場合、例えば、今回状態Ｄから状態Ｅに遷移した場合は、ステップＳ３１２へ進む。
【００５２】
ステップＳ３１２では、タイマTIMERに所定値TIMER0をセットする。所定値TIMER0は、例えば５秒から１０秒であり、走行状態が状態Ｅに遷移してから何秒後にリスクポテンシャル係数αlateralの低下を開始するかを示している。タイマTIMERに所定値TIMER0をセットした後、ステップＳ３１３へ進む。
【００５３】
ステップＳ３１３では、タイマTIMERをカウントダウンする。具体的には、前回周期で設定されたタイマTIMERの値、あるいはステップＳ３１２で設定されたタイマTIMERの値から、この処理のサイクル時間Δｔをマイナスし、現在のタイマTIMERの値を算出する。
【００５４】
ステップＳ３１４では、ステップＳ３１３で算出した現在のタイマTIMERの値が、０以上であるか否かを判定する。現在のタイマTIMERの値が０以上であり、自車両と他車両との走行状態が状態Ｅに遷移してから所定時間TIMER0が経過していない場合は、ステップＳ３１６へ進む。ステップＳ３１６では、リスクポテンシャル係数基準値αlateral0を左右方向リスクポテンシャル係数αlateralとして設定する。すなわち、走行状態が状態Ｅに遷移してから所定時間TIMER0が経過するまでの間は、リスクポテンシャル係数αlateralを低下させず、予め設定したリスクポテンシャル補正基準値αlateralをそのままリスクポテンシャル係数αlateralとして用いる。
【００５５】
一方、ステップＳ３１４において現在のタイマTIMERの値が０未満であり、自車両と他車両との走行状態が状態Ｅに遷移してから所定時間TIMER0が経過している場合は、ステップＳ３１５へ進む。ステップＳ３１５では、前回周期で設定した左右方向リスクポテンシャル係数αlateral_zを読み込む。ステップＳ３１７では、前回周期のリスクポテンシャル係数αlateral_zから所定値Δαlateralを減算し、リスクポテンシャル係数αlateralを算出する。なお、所定値Δαlateralは、１サイクル毎のリスクポテンシャル係数αlateralの変化量を示しており、予め適切な値に設定される。
【００５６】
続くステップＳ３１８では、ステップＳ３１７で算出した左右方向リスクポテンシャル係数αlateralが、所定の最小値αmin以上であるか否かを判定する。ステップＳ３１８が肯定判定されると、ステップＳ３１７で算出した値をそのまま今回の左右方向リスクポテンシャル係数αlateralとして設定する。一方、ステップＳ３１８が否定判定され、ステップＳ３１７で算出した値が最小値αminを下回る場合は、ステップＳ３１９へ進む。ステップＳ３１９では、予め設定した最小値αminを、今回の左右方向リスクポテンシャル係数αlateralとして設定する。これにより、今回の処理を終了する。
【００５７】
図９に、時間軸に対する左右方向リスクポテンシャル係数αlateralの変化を示す。なお、図９は自車両と他車両との走行状態が状態Ｄから状態Ｅに遷移し、その後状態Ｅが継続した場合を示している。走行状態が状態Ｄである時間ａから時間ｂの間は、上述したように左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは基準値αlateral0で一定である。時間ｂにおいて走行状態が状態Ｄから状態Ｅに遷移すると、タイマTIMERのカウントダウンを開始する。このとき、状態Ｅに遷移してから所定時間TIMER0が経過するまで、すなわち時間ｂから時間ｃの間は、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは基準値αlateral0で一定である。
【００５８】
時間ｃで状態Ｅに遷移してから所定時間TIMER0が経過すると、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは徐々に低下を始める。具体的には、左右方向リスクポテンシャル係数算出処理のサイクル時間毎に所定量Δαlateralずつ、すなわち傾き−Δαlateral／Δｔで、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralが低下する。時間ｃ以降、状態Ｅが継続する間、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは徐々に低下する。時間ｄで左右方向リスクポテンシャル係数αlateralが最小値αminまで低下すると、これ以降、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは最小値αminで固定される。
【００５９】
（３）状態Ｈ
自車両が他車両を追い抜く走行状況における左右方向リスクポテンシャル係数αlateralの算出処理について説明する。この場合の走行状態は、状態Ｉから状態Ｈ、状態Ｇへと遷移する。上述したように、前側方に存在する他車両に追いついていく状態Ｉにおいては、予め設定したリスクポテンシャル係数基準値αlateral0を左右方向リスクポテンシャル係数αlateralとして用いる。
【００６０】
並走する他車両を自車両が追い抜いていく状態Ｈにおいては、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralを徐々に低下させる。図１０のフローチャートを用いて、状態Ｈにおけるリスクポテンシャル係数αlateralの算出処理を説明する。この処理は、ステップＳ１０８において走行状態が状態Ｈであると判定されてステップＳ１０９へ移行することにより、スタートする。
【００６１】
ステップＳ３２０では、前回周期で設定した左右方向リスクポテンシャル係数αlateral_zを読み込む。ステップＳ３２１では、前回周期のリスクポテンシャル係数αlateral_zから所定値Δαlateralを減算し、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralを算出する。なお、所定値Δαlateralは、１サイクル毎のリスクポテンシャル係数αlateralの変化量を示しており、予め適切な値に設定される。
【００６２】
ステップＳ３２２では、ステップＳ３２１で算出した左右方向リスクポテンシャル係数αlateralが、所定の最小値αmin以上であるか否かを判定する。ステップＳ３２２が肯定判定されると、ステップＳ３２１で算出した値をそのまま今回の左右方向リスクポテンシャル係数αlateralとして設定する。一方、ステップＳ３２２が否定判定され、ステップＳ３２１で算出した値が最小値αminを下回る場合は、ステップＳ３２３へ進む。ステップＳ３２３では、予め設定した最小値αminを、今回の左右方向リスクポテンシャル係数αlateralとして設定する。これにより、今回の処理を終了する。
【００６３】
図１１に、時間軸に対する左右方向リスクポテンシャル係数αlateralの変化を示す。なお、図１１は自車両と他車両との走行状態が状態Ｉから状態Ｈに遷移した場合を示している。走行状態が状態Ｉである時間ａから時間ｂの間は、上述したように左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは基準値αlateral0で一定である。時間ｂにおいて走行状態が状態Ｉから状態Ｈに遷移すると、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは徐々に低下を始める。具体的には、左右方向リスクポテンシャル係数算出処理のサイクル時間毎に所定量Δαlateralずつ、すなわち傾き−Δαlateral／Δｔで、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralが低下する。時間ｂ以降、状態Ｈが継続する間、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは徐々に低下する。時間ｃで左右方向リスクポテンシャル係数αlateralが最小値αminまで低下すると、これ以降、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは最小値αminで固定される。
【００６４】
（４）状態Ｇ
例えば状態Ｈにおいて自車両が他車両を追い抜き、他車両が自車両の後側方に存在する状態Ｇにおいては、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralを徐々に増加させる。図１２のフローチャートを用いて、状態Ｇにおけるリスクポテンシャル係数αlateralの算出処理を説明する。この処理は、ステップＳ１０８において走行状態が状態Ｇであると判定されてステップＳ１０９へ移行することにより、スタートする。
【００６５】
ステップＳ３３１では、今回のステップＳ１０８で判定された走行状態と、時間Δｔ前の前回周期で判定された走行状態が同じであるか否かを判定する。１サイクル前に判定された走行状態が状態Ｇである場合は、ステップＳ３３３へ進む。一方、１サイクル前に判定された走行状態が状態Ｇ以外の場合、例えば、今回状態Ｈから状態Ｇへ遷移した場合は、ステップＳ３３２へ進む。
【００６６】
ステップＳ３３２では、タイマTIMERに所定値TIMER0をセットする。所定値TIMER0は、例えば５秒から１０秒であり、走行状態が状態Ｇに遷移してから何秒後にリスクポテンシャル係数αlateralの増加を開始するかを示している。タイマTIMERに所定値TIMER0をセットした後、ステップＳ３３３へ進む。
【００６７】
ステップＳ３３３では、タイマTIMERをカウントダウンする。具体的には、前回周期で設定されたタイマTIMERの値、あるいはステップＳ３３２で設定されたタイマTIMERの値から、この処理のサイクル時間Δｔをマイナスし、現在のタイマTIMERの値を算出する。
【００６８】
ステップＳ３３４では、ステップＳ３３３で算出した現在のタイマTIMERの値が、０以上であるか否かを判定する。現在のタイマTIMERの値が０以上であり、自車両と他車両との走行状態が状態Ｇに遷移してから所定時間TIMER0が経過していない場合は、ステップＳ３３６へ進む。ステップＳ３３６では、前回周期で設定された左右方向リスクポテンシャル係数αlateral_zを今回の左右方向リスクポテンシャル係数αlateralとして設定する。すなわち、走行状態が状態Ｇに遷移してから所定時間TIMER0の間は、リスクポテンシャル係数αlateralを増加させず、前回周期で設定した左右方向リスクポテンシャル係数αlateral_zをそのままリスクポテンシャル係数αlateralとして用いる。
【００６９】
一方、ステップＳ３３４において現在のタイマTIMERの値が０未満であり、自車両と他車両との走行状態が状態Ｇに遷移してから所定時間TIMER0が経過している場合は、ステップＳ３３５へ進む。ステップＳ３３５では、前回周期で設定した左右方向リスクポテンシャル係数αlateral_zを読み込む。ステップＳ３３７では、ステップＳ３３５で読みこんだ前回周期の左右方向リスクポテンシャル係数αlateral_zが、予め設定したリスクポテンシャル係数基準値αlateral0以上であるか否かを判定する。
【００７０】
ステップＳ３３７が否定判定され、前回周期の左右方向リスクポテンシャル係数αlateral_zがリスクポテンシャル係数基準値αlateral0未満の場合は、ステップＳ３３８へ進む。ステップＳ３３８では、前回周期の左右方向リスクポテンシャル係数αlateral_zに所定値Δαlateralを加算し、リスクポテンシャル係数αlateralを算出する。なお、所定値Δαlateralは、１サイクル毎のリスクポテンシャル係数αlateralの変化量を示しており、予め適切な値に設定される。
【００７１】
一方、ステップＳ３３７が肯定判定され、前回周期の左右方向リスクポテンシャルαlateral_zがリスクポテンシャル係数基準値αlateral0以上の場合は、ステップＳ３３９へ進む。ステップＳ３３９では、リスクポテンシャル係数基準値αlateral0を、今回の左右方向リスクポテンシャル係数αlateralとして設定する。これにより、今回の処理を終了する。
【００７２】
図１３に、時間軸に対する左右方向リスクポテンシャル係数αlateralの変化を示す。なお、図１３は自車両と他車両との走行状態が状態Ｈから状態Ｇに遷移した場合を示している。走行状態が状態Ｈである時間ａから時間ｂの間は、最小値αminに達するまで、上述したように左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは所定値Δαlateralずつ徐々に低下する。時間ｂにおいて走行状態が状態Ｈから状態Ｇに遷移すると、タイマTIMERのカウントダウンを開始する。このとき、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは、時間ｂにおける値αlateral_bで固定される。これにより、状態Ｇに遷移してから所定時間TIMER0が経過するまで、すなわち時間ｂから時間ｃの間は、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは状態Ｇに移行した時点での係数αlateral_bで一定となる。
【００７３】
時間ｃで状態Ｇに遷移してから所定時間TIMER0が経過すると、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは徐々に増加を始める。具体的には、左右方向リスクポテンシャル係数算出処理のサイクル時間毎に所定量Δαlateralずつ、すなわち傾きΔαlateral／Δｔで、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralが増加する。時間ｃ以降、状態Ｇが継続する間、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは徐々に増加する。時間ｄで左右方向リスクポテンシャル係数αlateralが基準値αlateral0まで増加すると、これ以降、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは基準値αlateral0で固定される。
【００７４】
（５）状態Ｂ
自車両が他車両に追い抜かれる走行状況における左右方向リスクポテンシャル係数αlateralの算出処理について説明する。この場合の走行状態は、状態Ａから状態Ｂ、状態Ｃへと遷移する。上述したように、後側方に存在する他車両に追いつかれる状態Ａにおいては、予め設定したリスクポテンシャル係数基準値αlateral0を左右方向リスクポテンシャル係数αlateralとして用いる。
【００７５】
並走する他車両に自車両が追い抜かれる状態Ｂにおいては、状態Ｂに遷移してから所定時間TIMER0経過後に、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralを徐々に低下させる。状態Ｂにおける左右方向リスクポテンシャル係数αlateralの算出処理、および左右方向リスクポテンシャル係数αlateralの時間軸に対する変化は、図８および図９を用いて上述した状態Ｅと同様である。
【００７６】
（６）状態Ｃ
例えば状態Ｂにおいて自車両が他車両に追い抜かれ、他車両が自車両の前側方に存在する状態Ｃにおいては、状態Ｃに遷移してから所定時間TIMER0経過後に、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralを徐々に増加させる。状態Ｃにおける左右方向リスクポテンシャル係数αlateralの算出処理、および左右方向リスクポテンシャル係数αlateralの時間軸に対する変化は、図１２および図１３を用いて上述した状態Ｇと同様である。
【００７７】
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を算出そ、リスクポテンシャルＲＰに応じて操作反力制御を行う。さらに、コントローラ５０は障害物に対する自車両の走行状態を判定し、判定した走行状態に応じて操舵反力のゲインを変更する。ステアリングホイール６２には自車両と障害物との走行状態を加味した操舵反力が発生するので、運転者に与える違和感や肉体的疲労を軽減した適切な操舵反力制御を行うことができる。
（２）走行状態が、自車両が障害物に対して定常状態で並走する状態Ｅであると判定されると、図９に示すように、状態Ｅに移行してから所定時間TIMER0だけ経過した後、操舵反力のゲイン、すなわち左右方向リスクポテンシャル係数αlateralを徐々に減少する。すなわち、状態Ｅが継続する場合はリスクポテンシャルが徐々に低下し、ステアリングホイール６２に発生する操舵反力が徐々に低下する。これにより、隣接車両との並走状態が継続した場合に、隣接車両とのわずかな車間距離変化によって操舵反力が変動するといった煩わしさや肉体的疲労を軽減することができる。
（３）走行状態が、自車両が障害物を追い抜く状態で並走している状態Ｈであると判定されると、図１１に示すように、状態Ｈに移行すると左右方向リスクポテンシャルαlateralを徐々に減少する。これにより、障害物に接近して追い抜こうとしている場合に、車間距離の急な減少によりリスクポテンシャルＲＰが増加して操舵反力が急に増加するといった煩わしさや肉体的疲労を軽減するとともに、安定した操舵操作を行うことができる。
（４）走行状態が、自車両が障害物を追い抜いた状態Ｇであると判定されると、図１３に示すように、状態Ｇに移行してから所定時間TIMER0だけ経過した後、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralを徐々に増加する。これにより、状態Ｈにおいて低下させた操舵反力のゲインが増加し、自車両周囲のリスクポテンシャルに応じた操舵反力制御に復帰させることができる。
（５）走行状態が、自車両が障害物に追い抜かれる状態で並走している状態Ｂであると判定されると、図９に示すように、状態Ｂに移行してから所定時間TIMER0だけ経過した後、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralを徐々に減少する。これにより、障害物が接近して自車両を追い抜こうとしている場合に、車間距離の急な減少によりリスクポテンシャルＲＰが増加して操舵反力が急に増加するといった煩わしさや肉体的疲労を軽減するとともに、安定した操舵操作を行うことができる。また、状態Ｂに移行してから所定時間TIMER0が経過するまでは操舵反力のゲインを低下させないので、運転者にとって認識しづらい自車両の後側方から障害物が接近してくる場合でも、操舵反力の変化から障害物の接近を認識することができる。
（６）走行状態が、自車両が障害物に追い抜かれた状態Ｃであると判定されると、図１３に示すように、状態Ｃに移行してから所定時間TIMER0だけ経過した後、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralを徐々に増加する。これにより、状態Ｂにおいて低下させた操舵反力のゲインが増加し、自車両周囲のリスクポテンシャルに応じた操舵反力制御に復帰させることができる。
（７）走行状態が、自車両の後側方に存在する他車両が自車両に追いついてくる状態Ａ、あるいは自車両と後側方に存在する他車両との走行状態が定常である状態Ｄであると判定されると、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralを基準値αlateral0に設定する。これにより、リスクポテンシャルに応じた適切な操舵反力制御を行うことができる。
（８）コントローラ５０は、自車両と障害物との相対速度Ｖｒａおよび相対距離Ｌを検出し、相対速度Ｖｒａおよび相対距離Ｌに基づいて自車両と障害物との走行状態を判定する。ここで、図５に示すように自車両と障害物との相対位置関係を含んだ走行状態を判定するので、具体的な走行状況に即した走行状態を判定して適切な操舵反力制御を行うことができる。
（９）車両用運転操作補助装置１は、操舵反力制御に加えてアクセルペダル反力制御も行うので、自車両周囲のリスクポテンシャルをアクセルペダル反力として運転者に伝達することもできる。
【００７８】
《第２の実施の形態》
以下、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。ここでは、第１の実施の形態との相違点を主に説明する。
【００７９】
第２の実施の形態においては、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralの変化パターンを、自車両と他車両との相対速度Ｖｒａに応じて変更する。以下に、自車両が他車両を追い抜いていく状態Ｈおよび状態Ｇを例として、第２の実施の形態における左右方向リスクポテンシャル係数αlateralの算出処理について説明する。まず、状態Ｇにおける左右方向リスクポテンシャル係数αlateralの算出方法を、図１４を用いて説明する。図１４は、状態Ｉから状態Ｈに遷移した場合の、時間軸に対する左右方向リスクポテンシャル係数αlateralの変化を示している。
【００８０】
図１４に示すように、走行状態が状態Ｉである時間ａから時間ｂの間は、上述したように左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは基準値αlateral0で一定である。時間ｂにおいて走行状態が状態Ｉから状態Ｈに遷移すると、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは徐々に低下を始める。ここで、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは、自車両と他車両との相対速度Ｖｒａに応じて異なる変化パターンで減少する。具体的には、相対速度Ｖｒａが大きくなるほど左右方向リスクポテンシャル係数αlateralの低下速度が速くなるように、変化量Δαlateralを相対速度Ｖｒａに応じて設定する。
【００８１】
図１４は、状態Ｈに移行した時間ｂ以降の左右方向のリスクポテンシャル係数αlateralの変化を、相対速度Ｖｒ１，Ｖｒ２，Ｖｒ３毎に示している。ここで、相対速度Ｖｒ１，Ｖｒ２，Ｖｒ３は、Ｖｒ１＜Ｖｒ２＜ｖｒ３の関係である。図１４に示すように、相対速度Ｖｒａ＝Ｖｒ３の場合、時間ｂで状態Ｈに移行すると左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは速やかに低下を始め、時間ｃ１で最小値αminまで低下する。時間ｃ１以降、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは最小値αminで固定される。
【００８２】
相対速度Ｖｒａ＝Ｖｒ２の場合、時間ｂ以降、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは徐々に低下し、時間ｃ２で最小値αminまで低下する。時間ｃ２以降、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは最小値αminで固定される。また、相対速度Ｖｒａ＝Ｖｒ１の場合、時間ｂ以降、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは緩やかに低下し、時間ｃ３で最小値αminまで低下する。時間ｃ３以降、左右方向リスクポテンシャルαlateralは最小値αminで固定される。ここで、相対速度Ｖｒ１，Ｖｒ２，Ｖｒ３における左右方向リスクポテンシャル係数αlateralの変化量Δαlateral1、Δαlateral2、Δαlateral3は、Δαlateral1＜Δαlateral2＜Δαlateral3の関係である。
【００８３】
状態Ｉから状態Ｈに移行し、自車両が他車両に追いついて追い抜くような状況では、相対速度Ｖｒａが大きいほど自車両と他車両との車間距離Ｌが急激に減少する。すなわち、相対速度Ｖｒａが大きいほど左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralが急激に増加する。これにより、ステアリングホイール６２には大きな操舵反力が発生し、運転者に煩わしさを与える可能性がある。そこで、自車両が他車両を追い抜こうとして並走している状態Ｈにおいては、相対速度Ｖｒａが大きいほど左右方向のリスクポテンシャル係数αlateralを速やかに低下させ、左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralの急激な増加を抑制する。一方、相対速度Ｖｒａが小さいほど左右方向のリスクポテンシャル係数αlateralを緩やかに低下させる。
【００８４】
つぎに、状態Ｇにおける左右方向リスクポテンシャル係数αlateralの算出方法について図１５を用いて説明する。図１５は、状態Ｈから状態Ｇに遷移した場合の、時間軸に対する左右方向リスクポテンシャル係数αlateralの変化を示している。
【００８５】
図１５に示すように、走行状態が状態Ｈである時間ａから時間ｂの間は、上述したように最小値αminに達するまで左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは徐々に低下する。時間ｂにおいて走行状態が状態Ｈから状態Ｇに遷移すると、タイマTIMERのカウントダウンを開始する。このとき、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは、時間ｂにおける値αlateral_bで固定される。これにより、状態Ｇに遷移してから所定時間TIMER0が経過するまで、すなわち時間ｂから時間ｃの間は、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは状態Ｇに移行した時点における係数αlateral_bで一定となる。
【００８６】
時間ｃで状態Ｇに遷移してから所定時間TIMER0が経過すると、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは徐々に増加を始める。ここで、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは、自車両と他車両との相対速度Ｖｒａに応じて異なる変化パターンで増加する。具体的には、相対速度Ｖｒａが大きくなるほど左右方向リスクポテンシャル係数αlateralの増加速度が速くなるように、変化量Δαlateralを相対速度Ｖｒａに応じて設定する。
【００８７】
図１５は、時間ｃ以降の左右方向のリスクポテンシャル係数αlateralの変化を、相対速度Ｖｒ１，Ｖｒ２，Ｖｒ３毎に示している。ここで、相対速度Ｖｒ１，Ｖｒ２，Ｖｒ３は、Ｖｒ１＜Ｖｒ２＜ｖｒ３の関係である。図１５に示すように、相対速度Ｖｒａ＝Ｖｒ３の場合、時間ｃで状態Ｇに移行してから所定時間TIMER0だけ経過すると、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは速やかに増加を始め、時間ｄ１で予め設定した基準値αlateral0まで増加する。時間ｄ１以降、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは基準値αlateral0で固定される。
【００８８】
相対速度Ｖｒａ＝Ｖｒ２の場合、時間ｃ以降、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは徐々に増加し、時間ｄ２で基準値αlateral0まで増加する。時間ｄ２以降、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは基準値αlateralで固定される。また、相対速度Ｖｒａ＝Ｖｒ１の場合、時間ｃ以降、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは緩やかに増加し、時間ｄ３で基準値αlateralまで増加する。時間ｄ３以降、左右方向リスクポテンシャルαlateralは基準値αlateralで固定される。ここで、相対速度Ｖｒ１，Ｖｒ２，Ｖｒ３における左右方向リスクポテンシャル係数αlateralの変化量Δαlateral1、Δαlateral2、Δαlateral3は、Δαlateral1＜Δαlateral2＜Δαlateral3の関係である。
【００８９】
状態Ｈから状態Ｇに移行し、並走していた自車両が他車両を追い抜いていくような状況では、相対速度Ｖｒａが大きいほど自車両と他車両との車間距離Ｌが急激に増加する。すなわち、相対速度Ｖｒａが大きいほど左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralが急激に減少する。これにより、ステアリングホイール６２の操舵反力は大きく変化し、運転者に違和感を与える可能性がある。そこで、並走していた自車両が他車両を追い抜いていく状態Ｇにおいては、相対速度Ｖｒａが大きいほど左右方向のリスクポテンシャル係数αlateralを速やかに増加させ、左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralの急激な減少を抑制する。一方、相対速度Ｖｒａが小さいほど左右方向のリスクポテンシャル係数αlateralを緩やかに増加させる。
【００９０】
このように、上述した第２の実施の形態においては第１の実施の形態による効果に加えて次のような作用効果を奏することができる。コントローラ５０は、自車両と障害物との相対速度に応じて左右方向リスクポテンシャル係数αlateralの変化量Δαlateralを変更する。これにより、自車両がどのように障害物を追い抜くか、あるいどのように追い抜かれるといった具体的な走行状況に応じて適切な操舵反力制御を行うことができる。
【００９１】
《第３の実施の形態》
以下、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。ここでは、第１の実施の形態との相違点を主に説明する。第３の実施の形態では、自車両と他車両との相対速度Ｖｒａに応じて、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralの変化パターンを変更する。
【００９２】
以下に、自車両が他車両を追い抜いていく状態Ｈおよび状態Ｇを例として、第３の実施の形態における左右方向リスクポテンシャル係数αlateralの算出処理について説明する。まず、状態Ｈにおける左右方向リスクポテンシャルαlateralの算出方法を、図１６を用いて説明する。図１６は、状態Ｉから状態Ｈに遷移した場合の、時間軸に対する左右方向リスクポテンシャル係数αlateralの変化を示している。
【００９３】
図１６に示すように、走行状態が状態Ｉである時間ａから時間ｂ１の間は、上述したように左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは基準値αlateral0で一定である。時間ｂ１において走行状態が状態Ｉから状態Ｈに遷移すると、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは徐々に低下を始める。ここで、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは、自車両と他車両との相対速度Ｖｒａに応じて異なるタイミングおよび傾きで減少を開始する。具体的には、相対速度Ｖｒａが大きくなるほど左右方向リスクポテンシャル係数αlateralを早いタイミングで低下するとともに、その低下速度が速くなるように、低下量Δαlateralを相対速度Ｖｒａに応じて設定する。
【００９４】
図１６は、状態Ｈに移行した時間ｂ１以降の左右方向のリスクポテンシャル係数αlateralの変化を、相対速度Ｖｒ１，Ｖｒ２，Ｖｒ３毎に示している。ここで、相対速度Ｖｒ１，Ｖｒ２，Ｖｒ３は、Ｖｒ１＜Ｖｒ２＜ｖｒ３の関係である。図１６に示すように、相対速度Ｖｒａ＝Ｖｒ３の場合、時間ｂ１で状態Ｈに移行すると同時に左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは速やかに低下を始め、時間ｃ１で最小値αminまで低下する。時間ｃ１以降、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは最小値αminで固定される。
【００９５】
相対速度Ｖｒａ＝Ｖｒ２の場合、時間ｂ１で状態Ｈに遷移してから所定時間TIMER1だけ経過した後、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは徐々に低下し、時間ｃ２で最小値αminまで低下する。時間ｃ２以降、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは最小値αminで固定される。また、相対速度Ｖｒａ＝Ｖｒ１の場合、時間ｂ１で状態Ｈに遷移してから所定時間TIMER2だけ経過した後、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは緩やかに低下し、最小値αminまで低下するとその値で固定される。ここで、TIMER1＜TIMER2であり、相対速度Ｖｒ１，Ｖｒ２，Ｖｒ３における左右方向リスクポテンシャル係数αlateralの変化量Δαlateral1、Δαlateral2、Δαlateral3は、Δαlateral1＜Δαlateral2＜Δαlateral3の関係である。
【００９６】
自車両が他車両を追い抜こうとして並走している状態Ｈにおいては、相対速度Ｖｒａが大きいほど左右方向のリスクポテンシャル係数αlateralを早いタイミングで、かつ速やかに低下させ、左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralの急激な増加を抑制する。一方、相対速度Ｖｒａが小さいほど左右方向のリスクポテンシャル係数αlateralを遅いタイミングで、かつ緩やかに低下させる。
【００９７】
つぎに、状態Ｇにおける左右方向リスクポテンシャル係数αlateralの算出方法について図１７を用いて説明する。図１７は、状態Ｈから状態Ｇに遷移した場合の、時間軸に対する左右方向リスクポテンシャル係数αlateralの変化を示している。
【００９８】
図１７に示すように、走行状態が状態Ｈである時間ａから時間ｂの間は、上述したように最小値αminに達するまで左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは徐々に低下する。時間ｂにおいて走行状態が状態Ｈから状態Ｇに遷移すると、タイマTIMERのカウントダウンを開始する。このとき、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは、時間ｂにおける値αlateral_bで固定される。これにより、状態Ｇに遷移してから所定時間が経過して左右方向リスクポテンシャル係数αlateralが増加し始めるまで、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは状態Ｇに移行した時点における値αlateral_bで一定となる。
【００９９】
状態Ｇに遷移してから所定時間が経過すると、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは徐々に増加を始める。ここで、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralが増加を開始するタイミングは自車両と他車両との相対速度Ｖｒａに応じて異なり、さらに、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは相対速度Ｖｒａに応じて異なる傾きで増加する。具体的には、相対速度Ｖｒａが大きくなるほど、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralが早いタイミングで増加するとともに、その増加速度が速くなるように、増加量Δαlateralを設定する。
【０１００】
図１７は、時間ｃ１以降の左右方向のリスクポテンシャル係数αlateralの変化を、相対速度Ｖｒ１，Ｖｒ２，Ｖｒ３毎に示している。ここで、相対速度Ｖｒ１，Ｖｒ２，Ｖｒ３は、Ｖｒ１＜Ｖｒ２＜ｖｒ３の関係である。図１７に示すように、相対速度Ｖｒａ＝Ｖｒ３の場合、状態Ｇに移行してから所定時間TIMER3だけ経過した時間ｃ１で、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは速やかに増加を始め、時間ｄ１で予め設定した基準値αlateral0まで増加する。時間ｄ１以降、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは基準値αlateral0で固定される。
【０１０１】
相対速度Ｖｒａ＝Ｖｒ２の場合、状態Ｇに移行してから所定時間TIMER4だけ経過した時間ｃ２で、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは徐々に増加を始め、時間ｄ２で基準値αlateral0まで増加する。時間ｄ２以降、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは基準値αlateralで固定される。また、相対速度Ｖｒａ＝Ｖｒ１の場合、状態Ｇに移行してから所定時間TIMER5だけ経過した時間ｃ３で、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralは緩やかに増加を始め、基準値αlateralまで増加するとその値で固定される。ここで、TIMER3＜TIMER4＜TIMER5であり、相対速度Ｖｒ１，Ｖｒ２，Ｖｒ３における左右方向リスクポテンシャル係数αlateralの変化量Δαlateral1、Δαlateral2、Δαlateral3は、Δαlateral1＜Δαlateral2＜Δαlateral3の関係である。
【０１０２】
状態Ｈから状態Ｇ移行し、自車両が並走していた他車両を追い抜いていく状態Ｇにおいては、相対速度Ｖｒａが大きいほど左右方向リスクポテンシャル係数αlateralを早いタイミングで速やかに増加させ、左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralの急激な減少を抑制する。一方、相対速度Ｖｒａが小さいほど左右方向のリスクポテンシャル係数αlateralを遅いタイミングで緩やかに増加させる。
【０１０３】
このように、上述した第３の実施の形態においては第１および第２の実施の形態による効果に加えて、つぎのような作用効果を奏することができる。コントローラ５０は、自車両と障害物との相対速度に応じて左右方向リスクポテンシャル係数αlateralの変化量Δαlateralを変更するとともに、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralを変化させるタイミングを変更する。これにより、自車両がどのように障害物を追い抜くか、あるいどのように追い抜かれるといった具体的な走行状況に応じてより適切な操舵反力制御を行うことができる。
【０１０４】
なお、第３の実施の形態においては左右方向リスクポテンシャル係数αlateralを変化させるタイミングおよび傾きを変更したが、例えばタイミングのみを相対速度Ｖｒａに応じて変更することもできる。この場合も走行状況に応じて適切な操舵反力制御を行うことができる。
【０１０５】
上記第１から第３の実施の形態においては、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralを走行状態に応じて変化させる際に、経過時間に対して一定の傾きで増加あるいは減少させたが、これには限定されない。例えば、経過時間に対して変化量Δαlateralの大きさを変更し、左右方向リスクポテンシャル係数αlateralを指数関数的に変化させることもできる。
【０１０６】
自車両と他車両との走行状態は、自車両と他車両との走行状態に応じて操舵反力を適切に制御することができれば、図５に示す９つの状態には限定されない。また、図５においては自車両の左側に他車両が存在する場合を例として説明したが、自車両の右側に他車両が存在する場合も、同様にして左右方向リスクポテンシャル係数αlateralを算出する。なお、自車両の左右両側に他車両が存在する場合は、例えば右側に存在する他車両に対して左右方向リスクポテンシャルＲＰlateralおよび左右方向リスクポテンシャル係数αlateralを算出し、これらを用いて右側車両に対する操舵反力制御指令値ＦＳを算出する。同様にして左側車両に対する操舵反力制御指令値ＦＳを算出し、これらを加算して総合的な操舵反力制御指令値ＦＳとする。
【０１０７】
なお、上記第１から第３の実施の形態においては、余裕時間ＴＴＣの逆数に重みｗを掛けてリスクポテンシャルＲＰを算出したが、これに限定されるものではない。リスクポテンシャルＲＰは、余裕時間ＴＴＣの関数として定義され、余裕時間ＴＴＣが小さくなるほどリスクポテンシャルＲＰが大きくなるようなものであれば、同様の効果を得ることができる。さらに、自車両周囲の障害物状況に応じて障害物に対するリスクポテンシャルを的確に示すことができれば、余裕時間ＴＴＣを用いずにリスクポテンシャルを算出することもできる。
【０１０８】
また、余裕時間ＴＴＣｋ、およびリスクポテンシャルＲＰｋを算出する際に、各障害物ｋまでの相対距離、相対速度のばらつきσ（Ｄｋ）、σ（Ｖｒｋ）、および各障害物ｋの重みｗｋをそれぞれ考慮したが、これには限定されない。例えば、ばらつきσを考慮せずに余裕時間ＴＴＣｋを算出したり、重みｗｋ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、ばらつきσを設定する際に、検出器の種別のみに応じてばらつきσを設定したり、検出器の種別と障害物の種別とを組み合わせてばらつきσを決定することもできる。ただし、検出器の種別および障害物の種別に応じてばらつきσを決定し、ばらつきσと重みｗｋとを考慮することにより、より精度の高い余裕時間およびリスクポテンシャルを算出することができる。
【０１０９】
上記第１から第３の実施の形態においては、アクセルペダル反力制御装置８０を用いて車両の前後方向の運動を制御するように構成したが、これには限定されない。例えばブレーキペダル反力制御装置を加え、ブレーキペダルを操作する際に発生する操作反力を前後方向リスクポテンシャルＲＰlongitudinalに応じて制御することもできる。また、上記第１から第３の実施の形態における操舵反力の算出方法を、アクセルペダル反力の算出に適用することもできる。例えば、自車両と他車両との走行状態に応じてアクセルペダル反力制御指令値ＦＡのゲインを変更する。なお、アクセルペダル反力制御装置８０を省略し、操舵反力制御装置６０によって車両の左右方向の運動のみを制御するように構成することもできる。
【０１１０】
本発明による車両用運転操作補助方法が適用される車両は、図２に示す構成には限定されない。
【０１１１】
以上説明した本発明による車両用運転操作補助装置の一実施の形態においては、障害物状態検出手段として、レーザレーダ１０，前方カメラ２０，後側方カメラ２１および車速センサ３０を用いたが、自車両周囲に存在する障害物を検出することができればこれには限定されず、例えばミリ波レーダを用いることもできる。また、リスクポテンシャル算出手段、操作反力算出手段、走行状態判定手段、反力補正手段として、コントローラ５０を用いた。また、操舵反力発生手段として操舵反力制御装置６０を用い、アクセルペダル反力発生手段としてアクセルペダル反力制御装置８０を用いた。ただし、本発明による車両用運転操作補助装置は、これらには限定されない。例えば、前方カメラ２０および後側方カメラ２１から入力される画像信号に画像処理を施す画像処理装置を設け、これを障害物状態検出手段とすることもできる。
【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の実施の形態の車両用運転操作補助装置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。
【図４】自車両と他車両との走行状態判定処理の処理手順を示すフローチャート。
【図５】自車両と他車両との走行状態および走行状況の具体例を示す図。
【図６】操舵反力算出処理の処理手順を示すフローチャート。
【図７】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８】状態Ｂ，Ｅにおける左右方向リスクポテンシャル係数補正処理の処理手順を示すフローチャート。
【図９】状態Ｂ、Ｅにおける左右方向リスクポテンシャル係数の時間変化を示す図。
【図１０】状態Ｈにおける左右方向リスクポテンシャル係数補正処理の処理手順を示すフローチャート。
【図１１】状態Ｈにおける左右方向リスクポテンシャル係数の時間変化を示す図。
【図１２】状態Ｃ、Ｇにおける左右方向リスクポテンシャル係数補正処理の処理手順を示すフローチャート。
【図１３】状態Ｃ、Ｇにおける左右方向リスクポテンシャル係数の時間変化を示す図。
【図１４】第２の実施の形態における状態Ｈの左右方向リスクポテンシャル係数の時間変化を示す図。
【図１５】第２の実施の形態における状態Ｇの左右方向リスクポテンシャル係数の時間変化を示す図。
【図１６】第３の実施の形態における状態Ｈの左右方向リスクポテンシャル係数の時間変化を示す図。
【図１７】第３の実施の形態における状態Ｇの左右方向リスクポテンシャル係数の時間変化を示す図。
【符号の説明】
１０：レーザレーダ
２０：前方カメラ
２１：後側方カメラ
３０：車速センサ
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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a driving operation assisting device for a vehicle that assists a driver's operation.
[0002]
[Prior art]
Conventional vehicle driving assistance devices detect the situation (obstacles) around the vehicle and determine the potential risk potential at that time (see, for example, Patent Document 1). This vehicular driving operation assisting device controls the steering assist torque based on the calculated risk potential, thereby suppressing a steering operation that leads to an unexpected situation.
Prior art documents related to the present invention include the following.
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-211886
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-166889
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-166890
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the steering reaction force is controlled according to the situation of obstacles around the vehicle in the above-described vehicle driving assistance device as described above, the steering reaction force is changed every time the obstacle situation relative to the host vehicle changes. There was a problem that the driver felt physical fatigue and annoyance.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
A vehicle driving assistance device according to the present invention is based on an obstacle state detection unit that detects the state of an obstacle existing around the host vehicle and a signal from the obstacle state detection unit. Based on a risk potential calculation means for calculating a risk potential, an operation reaction force calculation means for calculating an operation reaction force generated on the steering wheel based on a signal from the risk potential calculation means, and a signal from the operation reaction force calculation means The steering reaction force generating means for generating an operation reaction force on the steering wheel, the traveling state determining means for determining the traveling state of the host vehicle with respect to the obstacle, and the risk determined according to the traveling state determined by the traveling state determining means Reaction force correction means for correcting the operation reaction force by changing the gain of the operation reaction force with respect to the potentialThe reaction force correction means increases the gain of the operation reaction force so as to reduce the operation reaction force when the traveling state determination means determines that the host vehicle is running parallel to the obstacle in a steady state. It gradually decreases after a predetermined time.
A vehicle driving assistance device according to the present invention is based on an obstacle state detection unit that detects the state of an obstacle existing around the host vehicle and a signal from the obstacle state detection unit. Based on a risk potential calculation means for calculating a risk potential, an operation reaction force calculation means for calculating an operation reaction force generated on the steering wheel based on a signal from the risk potential calculation means, and a signal from the operation reaction force calculation means The steering reaction force generating means for generating an operation reaction force on the steering wheel, the traveling state determining means for determining the traveling state of the host vehicle with respect to the obstacle, and the risk determined according to the traveling state determined by the traveling state determining means Reaction force correction means that corrects the operation reaction force by changing the gain of the operation reaction force against the potential. Stage by the traveling state determining means, the own vehicle when it is determined that run in parallel in a state in which overtake obstacles, so as to reduce the operation reaction force gradually decreases the gain of the operational reaction force.
A vehicle driving assistance device according to the present invention is based on an obstacle state detection unit that detects the state of an obstacle existing around the host vehicle and a signal from the obstacle state detection unit. Based on a risk potential calculation means for calculating a risk potential, an operation reaction force calculation means for calculating an operation reaction force generated on the steering wheel based on a signal from the risk potential calculation means, and a signal from the operation reaction force calculation means The steering reaction force generating means for generating an operation reaction force on the steering wheel, the traveling state determining means for determining the traveling state of the host vehicle with respect to the obstacle, and the risk determined according to the traveling state determined by the traveling state determining means Reaction force correction means that corrects the operation reaction force by changing the gain of the operation reaction force against the potential. When the traveling state determination means determines that the host vehicle is running in parallel with being overtaken by an obstacle, the stage gradually increases the operational reaction force gain after a predetermined time has elapsed so as to reduce the operational reaction force. To decrease.
A vehicle driving assistance device according to the present invention is based on an obstacle state detection unit that detects the state of an obstacle existing around the host vehicle and a signal from the obstacle state detection unit. Based on a risk potential calculation means for calculating a risk potential, an operation reaction force calculation means for calculating an operation reaction force generated on the steering wheel based on a signal from the risk potential calculation means, and a signal from the operation reaction force calculation means The steering reaction force generating means for generating an operation reaction force on the steering wheel, the traveling state determining means for determining the traveling state of the host vehicle with respect to the obstacle, and the risk determined according to the traveling state determined by the traveling state determining means Reaction force correction means that corrects the operation reaction force by changing the gain of the operation reaction force against the potential. When the vehicle state and the obstacle are in a steady state or the vehicle is overtaken by the obstacle, the stage is operated when the obstacle is present on the rear side of the vehicle. The reaction force gain is set to a constant reference value.
A vehicle driving assistance device according to the present invention is based on an obstacle state detection unit that detects the state of an obstacle existing around the host vehicle and a signal from the obstacle state detection unit. Based on the risk potential calculation means for calculating the risk potential and the signal from the risk potential calculation means, the operation reaction force generated on the steering wheel is calculated. An operating reaction force calculating means, a steering reaction force generating means for generating an operating reaction force on the steering wheel based on a signal from the operation reaction force calculating means, and a traveling state determination for determining a traveling state of the vehicle with respect to an obstacle Means and a reaction force correcting means for correcting the operation reaction force by changing the gain of the operation reaction force with respect to the risk potential in accordance with the traveling state determined by the traveling state determination unit, and an obstacle state detection unit Detects a relative speed and a relative distance between the host vehicle and the obstacle, and the traveling state determination means determines the relative speed between the host vehicle and the obstacle based on the relative speed and the relative distance detected by the obstacle state detection means. The running state including the positional relationship is determined.
[0005]
【The invention's effect】
Since the gain of the operation reaction force with respect to the risk potential is changed according to the traveling state of the host vehicle, it is possible to reduce bothersomeness and physical fatigue given to the driver when the reaction force control is performed.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<< First Embodiment >>
A vehicle operation assistance device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a system diagram showing a configuration of a vehicular driving assist device 1 according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is equipped with a vehicular driving assist device 1 for a vehicle according to the present invention. It is a block diagram of the vehicle to which a driving operation assistance method is applied.
[0007]
First, the configuration of the vehicle driving assistance device 1 will be described. The laser radar 10 is attached to a front grill part or a bumper part of the vehicle and scans infrared light pulses in the horizontal direction. The laser radar 10 measures the reflected wave of the infrared light pulse reflected by a plurality of reflectors in front (usually the rear end of the front vehicle), and determines the distance between the plurality of front vehicles from the arrival time of the reflected wave. Detect the distance and its direction. The detected inter-vehicle distance and presence direction are output to the controller 50. In the present embodiment, the presence direction of the front object can be expressed as a relative angle with respect to the host vehicle. The forward area scanned by the laser radar 10 is about ± 6 deg with respect to the front of the host vehicle, and a forward object existing within this range is detected. The laser radar 10 detects not only the inter-vehicle distance to the vehicle ahead and the direction in which it is present, but also the relative distance to the obstacle such as a pedestrian existing in front of the host vehicle and the direction in which it exists.
[0008]
The front camera 20 is a small CCD camera, a CMOS camera, or the like attached to the upper part of the front window, detects the state of the front road as an image, and outputs it to the controller 50. The detection area by the front camera 20 is about ± 30 deg in the horizontal direction, and the front road scenery included in this area is captured as an image.
[0009]
The rear side camera 21 is two small CCD cameras or CMOS cameras mounted near the left and right ends of the upper part of the rear window. The rear side camera 21 detects the road behind the host vehicle, in particular, the situation on the adjacent lane as an image, and outputs it to the controller 50.
[0010]
The vehicle speed sensor 30 detects the vehicle speed of the host vehicle by measuring the number of rotations of the wheels and the number of rotations on the output side of the transmission, and outputs the detected host vehicle speed to the controller 50.
[0011]
The controller 50 is composed of a CPU and CPU peripheral components such as a ROM and a RAM, and controls the entire vehicle driving operation assisting apparatus 1 as will be described later according to the software form of the CPU.
[0012]
The controller 50 uses the vehicle speed input from the vehicle speed sensor 30, the distance information input from the laser radar 10, and the vehicle periphery image information input from the front camera 20 and the rear side camera 21 to Detect obstacle status. The controller 50 detects an obstacle situation around the host vehicle by performing image processing on image information input from the front camera 20 and the rear side camera 21. Here, the obstacle situation around the host vehicle includes the inter-vehicle distance to the other vehicle traveling in front of the host vehicle, the presence and degree of approach of the other vehicle approaching the adjacent lane from the rear of the host vehicle, and the lane identification line (white line). The left and right positions of the vehicle, that is, the relative position and angle, and the shape of the lane identification line. Also, pedestrians and motorcycles that cross the front of the vehicle are detected as obstacles.
[0013]
The controller 50 calculates the risk potential of the host vehicle for each obstacle based on the detected obstacle situation. Further, the controller 50 calculates the total risk potential around the host vehicle by combining the risk potentials for the respective obstacles, and performs control according to the risk potential as will be described later.
[0014]
The steering reaction force control device 60 is incorporated in the steering system of the vehicle, and controls the torque generated by the servo motor 61 in response to a command from the controller 50. The servo motor 61 controls the torque generated according to the command value from the steering reaction force control device 60, and can arbitrarily control the steering reaction force generated when the driver operates the steering wheel 62.
[0015]
The accelerator pedal reaction force control device 80 controls the torque generated by the servo motor 81 incorporated in the link mechanism of the accelerator pedal 82 in response to a command from the controller 50. The servo motor 81 controls the reaction force generated according to the command value from the accelerator pedal operation reaction force control device 80, and can arbitrarily control the pedal force generated when the driver operates the accelerator pedal 82. .
[0016]
Next, the operation of the vehicle driving assistance device 1 according to the first embodiment will be described. The outline of the operation will be described below. The vehicle driving operation assisting device 1 according to the first embodiment controls the reaction force generated when the accelerator pedal 82 is depressed or the steering wheel is operated according to the risk potential, thereby allowing the driver to move the vehicle. It assists acceleration / deceleration operation and steering operation, and assists the driving operation of the driver appropriately.
[0017]
The controller 50 is configured to detect obstacles around the host vehicle such as the traveling speed of the host vehicle, the relative position of the host vehicle relative to other vehicles and the moving direction thereof, and the relative position of the host vehicle with respect to the lane identification line (white line). Recognize The controller 50 obtains the risk potential of the own vehicle for each obstacle based on the recognized obstacle situation. The controller 50 further calculates the reaction force control amount in the front-rear direction and the reaction force control amount in the left-right direction by adding the risk potential for each obstacle for each component in the front-rear direction and the left-right direction.
[0018]
The calculated reaction force control amount in the front-rear direction is output to the accelerator pedal reaction force control device 80 as a reaction force control command value in the front-rear direction. The accelerator pedal reaction force control device 80 changes the accelerator pedal reaction force characteristic by controlling the servo motor 81 in accordance with the input reaction force control command value. By changing the accelerator pedal reaction force characteristic, control is performed so as to prompt the driver's actual accelerator pedal operation amount to an appropriate value.
[0019]
On the other hand, the calculated reaction force control amount in the left-right direction is output to the steering reaction force control device 60 as a reaction force control command value in the left-right direction. The steering reaction force control device 60 changes the steering reaction force characteristic by controlling the servo motor 61 in accordance with the input control reaction force command value. By changing the steering reaction force characteristic, control is performed so as to promote the actual steering angle of the driver to an appropriate steering angle.
[0020]
Hereinafter, how the reaction force characteristic command value, that is, the reaction force control command value is determined in the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of the driving operation assistance control processing in the controller 50 according to the first embodiment. This processing content is continuously performed at regular intervals, for example, every 50 msec.
[0021]
-Processing flow of controller 50 (Fig. 3)-
First, the travel state is read in step S101. Here, the traveling state is information relating to the traveling state of the host vehicle including the obstacle state around the host vehicle. Specifically, the relative position and angle of the white line with respect to the own vehicle based on the relative distance and relative angle to the forward vehicle detected by the laser radar 10 and image input from the front camera 20 and the rear side camera 21 (ie, left and right). Direction displacement and relative angle), white line shape, and relative distance and angle to obstacles around the vehicle. Furthermore, the host vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 30 is read. Further, based on the images detected by the front camera 20 and the rear side camera 21, the type of obstacle existing around the vehicle, that is, whether the obstacle is a four-wheeled vehicle, a two-wheeled vehicle, a pedestrian, or the like. recognize.
[0022]
In step S102, the current vehicle surroundings are recognized based on the driving state data read and recognized in step S101. Here, the relative position, the moving direction and the moving speed of each obstacle with respect to the host vehicle detected before the previous processing cycle and stored in the memory of the controller 50, and the current running state data obtained in step S101. Thus, the current relative position of each obstacle to the host vehicle, the moving direction and the moving speed thereof are recognized. Then, it recognizes how other vehicles or white lines that are obstacles to the traveling of the host vehicle are arranged around the host vehicle and how they move relatively.
[0023]
In step S103, a margin time TTC (Time To Collision) for each recognized obstacle is calculated for each obstacle. The margin time TTC is obtained by dividing the inter-vehicle distance D by the relative speed Vr. The allowance time TTC is a physical quantity indicating the current degree of approach of the host vehicle to the obstacle. When the current driving state continues, that is, when the relative vehicle speed Vr is constant, the host vehicle and the obstacle contact after each second. It is a value indicating whether to do. The margin time TTCk for the obstacle k is obtained by the following (Equation 1).
[Expression 1]
TTCk = (Dk−σ (Dk)) / (Vrk + σ (Vrk)) (Formula 1)
Here, Dk: relative distance from the host vehicle to the obstacle k, Vrk: relative speed of the obstacle k with respect to the host vehicle, σ (Dk): variation in relative distance, σ (Vrk): variation in relative speed, respectively Show.
[0024]
Relative distance variation σ (Dk) and relative velocity variation σ (Vrk) recognize obstacle k in consideration of the degree of influence in the event of uncertainties in the detector and unforeseen circumstances. It is set according to the type of the sensor and the type of the recognized obstacle k.
The laser radar 10 is a correct distance regardless of the detection distance, that is, the relative distance between the host vehicle and the obstacle, as compared with the detection of an obstacle by the front camera 20 or the rear side camera 21 using a camera such as a CCD. Can be detected. Therefore, when the laser radar 10 detects the relative distance Dk to the obstacle k, the variation σ (Dk) is set to a substantially constant value regardless of the relative distance Dk. On the other hand, when the relative distance Dk is detected by the cameras 20 and 21, the variation σ (Dk) is set to increase exponentially as the relative distance Dk increases. However, when the relative distance Dk of the obstacle k is small, the relative distance can be detected more accurately by the camera than when the relative distance Dk is detected by the laser radar. Set to a smaller value.
[0025]
For example, when the laser radar 10 detects the relative distance Dk, the variation σ (Vrk) of the relative speed Vrk is set to increase in proportion to the relative speed Vrk. On the other hand, when the relative distance Dk is detected by the cameras 20 and 21, the relative speed variation σ (Vrk) is set to increase exponentially as the relative speed Vrk increases.
[0026]
When the obstacle k is detected by both the laser radar 10 and the cameras 20 and 21, for example, the margin time TTCk for the obstacle k using the larger variations σ (Dk) and σ (Vrk). Can be calculated.
[0027]
In step S104, the risk potential RPk for each obstacle k is calculated using the margin time TTCk calculated in step S103. Here, the risk potential RPk for each obstacle k is obtained by the following (Equation 2).
[Expression 2]
RPk = (1 / TTCk) × wk (Formula 2)
Here, wk: indicates the weight of the obstacle k. As shown in (Expression 2), the risk potential RPk is expressed as a function of the allowance time TTCk using the reciprocal of the allowance time TTCk. The larger the risk potential RPk, the greater the degree of approach to the obstacle k. Show.
[0028]
The weight wk for each obstacle k is set according to the type of the detected obstacle. For example, when the obstacle k is a four-wheeled vehicle, a two-wheeled vehicle, or a pedestrian, the weight wk = 1 is set because the importance, that is, the degree of influence when the own vehicle approaches the obstacle k is high. On the other hand, when the obstacle k is a lane marker, the importance when the host vehicle approaches or comes into contact is relatively smaller than other obstacles, so the weight wk is set to about 0.5, for example. Also, even when the same lane marker has an adjacent lane beyond the lane marker, and when there is no lane beyond the lane marker and only a guardrail is present, the weighting wk differs because the importance of the vehicle is close. It can also be set as follows.
[0029]
The lane marker is distributed in a certain range of existing directions, rather than being determined in one direction. Therefore, the lane markers around the own vehicle detected by the cameras 20 and 21 are divided into minute angles based on the own vehicle, and the respective risk potentials are calculated from the relative positions of the lane markers for the minute angles. Further, the risk potential RPlane is calculated by integrating the risk potential for a minute angle in the existence direction range. That is, the risk potential RPlane for the lane marker is expressed by the following (Equation 3).
[Equation 3]
RPlane = ∫ ((1 / TTClane) × wlane) dL (Formula 3)
[0030]
In step S105, components in the vehicle front-rear direction are extracted from the risk potential RPk for each obstacle k calculated in step S104 and added to calculate a total front-rear risk potential for all obstacles existing around the vehicle. . The front-rear risk potential RPlongitudinal is calculated by the following (formula 4). The risk potential RPk for each obstacle k includes the risk potential RPlane for the lane marker.
[Expression 4]
RPlongitudinal = Σ (RPk × cos θk) (Formula 4)
Here, θk: indicates the direction in which the obstacle k exists with respect to the host vehicle, and when the obstacle k exists in the front direction of the vehicle, that is, in front of the host vehicle, θk = 0 ° and the obstacle k exists in the rear direction of the vehicle. In this case, θk = 180 °.
[0031]
In subsequent step S106, components in the left-right direction of the vehicle are extracted and added from the scoping potential RPk for each obstacle k calculated in step S104, and a comprehensive left-right risk potential for all obstacles existing around the vehicle is calculated. To do. The left-right risk potential RPlateral is calculated by the following (Formula 5).
[Equation 5]
RPlateral = Σ (RPk × sin θk) (Formula 5)
[0032]
In step S107, the front-rear direction control command value, that is, the reaction force control command value FA output to the accelerator pedal reaction force control device 80 is calculated from the front-rear risk potential RPlongitudinal calculated in step S105. In accordance with the forward / backward risk potential RPlongitudinal, the control reaction force is generated in the direction in which the accelerator pedal 82 is returned as the risk potential increases. The characteristics of the reaction force control command value FA with respect to the longitudinal risk potential RPlongitudinal are appropriately set in advance and stored in the memory of the controller 50. For example, the accelerator pedal reaction force control command value characteristic is set such that the reaction force control command value FA increases as the longitudinal risk potential RPlongitudinal increases.
[0033]
In step S108, an obstacle traveling state determination process for the host vehicle is performed based on the traveling state data read in step S101. Here, in order to calculate the left-right direction control command value, that is, the reaction force control command value FS output to the steering reaction force control device 60, the running state of the obstacle present in the left-right direction of the host vehicle is determined. Specifically, using the relative speed and the relative distance, it is determined how the other vehicle existing in the adjacent lane moves relative to the host vehicle, and the relative driving state.
[0034]
Hereinafter, the running state determination process in step S108 will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. In step S201, the relative speed Vra between the other vehicle and the host vehicle existing in the adjacent lane is recognized from the running state data read in step S101. Here, relative speed Vra = own vehicle speed Va−vehicle speed Vb of another vehicle.
[0035]
In step S202, the relative speed Vra recognized in step S201 is compared with preset threshold values V1 and V2. The threshold value V1 and the threshold value V2 have a relationship of V1 <V2, and are set to V1 = −5 [km / h] and V2 = + 5 [km / h], for example. If the relative speed Vra is less than the threshold value V1 (Vra <V1), that is, if the other vehicle speed Vb is faster than the host vehicle speed Va, for example, the relative speed Vra = −10 [km / h], go to step S203. move on. When the relative speed Vra exceeds the threshold value V2 (V2 <Vra), that is, when the host vehicle speed Va is faster than the other vehicle speed Vb, for example, the relative speed Vra = 10 [km / h], the process proceeds to step S205. On the other hand, when the relative speed Vra is not less than the threshold value V1 and not more than the threshold value V2, that is, in a steady state where the difference between the own vehicle speed Va and the other vehicle speed Vb is small, for example, the relative speed Vra = 3 [km / h] If yes, go to Step S204.
[0036]
In step S203, the relative distance L from the own vehicle to other vehicles existing in the adjacent lane is recognized from the traveling state data read in step S101. In step S206, the relative distance L recognized in step S203 is compared with preset threshold values L1 and L2. The threshold value L1 and the threshold value L2 have a relationship of L1 <L2, and are set to L1 = −10 [m] and L2 = + 10 [m], for example. Here, the relative distance L with respect to the other vehicle existing in the front side of the own vehicle traveling direction is expressed as a positive value on the basis of the central part of the side surface of the own vehicle, and The relative distance L is represented by a negative value.
[0037]
When the relative distance L is less than the threshold value L1 (L <L1), that is, when another vehicle exists behind the host vehicle, for example, the relative distance L = −15 [m], the process proceeds to step S209. In step S209, the traveling state of the other vehicle relative to the host vehicle is determined as state A. When the relative distance L is greater than or equal to the threshold value L1 and less than or equal to the threshold value L2 (L1 ≦ L ≦ L2), that is, when the host vehicle and another vehicle run substantially in parallel, for example, when the relative distance L = 3 [m] Advances to step S210. In step S210, the traveling state of the other vehicle relative to the host vehicle is determined as state B. On the other hand, when the relative distance L exceeds the threshold value L2 (L2 <L), that is, when another vehicle exists on the front side of the host vehicle, for example, the relative distance L = 15 [m], the process proceeds to step S211. In step S211, the traveling state of the other vehicle relative to the host vehicle is determined as state C.
[0038]
In step S204, as in step S203, the relative distance L between the host vehicle and the other vehicle is recognized, and in step S207, the relative distance L is compared with threshold values L1 and L2. When the relative distance L is less than the threshold value L1 (L <L1), the process proceeds to step S212, and the traveling state of the other vehicle with respect to the host vehicle is determined as the state D. When the relative distance L is not less than the threshold value L1 and not more than the threshold value L2 (L1 ≦ L ≦ L2), the process proceeds to step S213, and the traveling state of the other vehicle relative to the own vehicle is determined as the state E. On the other hand, when the relative distance L exceeds the threshold value L2 (L2 <L), the process proceeds to step S214, and the traveling state of the other vehicle with respect to the host vehicle is determined as the state F.
[0039]
In step S205, the relative distance L between the host vehicle and the other vehicle is recognized in the same manner as in step S203, and in step S208, the relative distance L is compared with the threshold values L1 and L2. When the relative distance L is less than the threshold value L1 (L <L1), the process proceeds to step S215, and the traveling state of the other vehicle with respect to the host vehicle is determined as the state G. When the relative distance L is not less than the threshold value L1 and not more than the threshold value L2 (L1 ≦ L ≦ L2), the process proceeds to step S216, and the traveling state of the other vehicle with respect to the own vehicle is determined as the state H. On the other hand, when the relative distance L exceeds the threshold value L2 (L2 <L), the process proceeds to step S217, and the traveling state of the other vehicle with respect to the host vehicle is determined as the state I.
[0040]
Thus, in step S108, based on the relative vehicle speed Vra and the relative distance L, the traveling state between the host vehicle and the other vehicle is classified into states A to I. FIG. 5 shows nine traveling states A to I and the relative positional relationship between the host vehicle and the other vehicle corresponding to the traveling state. As shown in FIG. 5, when the relative speed Vra is smaller than the threshold value V1 (Vra <V1), the host vehicle is overtaken by the other vehicle that has been running on the rear side and runs in parallel. That is, in the case of Vra <V1, the traveling state of the host vehicle and the other vehicle in the state A transitions from the state B to the state C.
[0041]
When the relative speed Vra is within a predetermined range (V1 ≦ Vra ≦ V2), the traveling state between the host vehicle and the other vehicle becomes the constant states D, E, and F according to the relative distance L. Here, when the relative speed Vra is within the predetermined range, that is, a state where the relative positional relationship between the host vehicle and the other vehicle does not substantially change is defined as a steady state. When the relative speed Vra is larger than the threshold value V2 (V2 <Vra), the host vehicle catches up with the other vehicle traveling on the front side and runs in parallel to overtake. That is, when V2 <Vra, the running state of the host vehicle and the other vehicle in the state I transitions from the state H to the state G.
[0042]
After determining the traveling state of the host vehicle and the other vehicle in step S108, the process proceeds to step S109. In step S109, a risk potential coefficient αlateral with respect to the left-right risk potential RPlateral is calculated according to the running state determined in step S108. The calculation of the risk potential coefficient αlateral will be described later.
[0043]
In step S110, the left-right direction control command value, that is, the steering reaction force control command value FS output to the steering reaction force control device 60 is calculated using the left-right direction risk potential RPlateral and the risk potential coefficient αlateral. The steering reaction force control process in step S110 will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0044]
In step S401, the left-right risk potential RPlateral calculated in step S106 is read. In step S402, the left-right risk potential coefficient αlateral calculated in step S109 is read. In step S403, the steering reaction force control command value FS is calculated using the following (formula 6).
[Formula 6]
FS = αlateral × RPlateral (Formula 6)
[0045]
After calculating the steering reaction force control command value FS in step S110, the process proceeds to step S111. In step S111, the reaction force control command value FA calculated in step S107 is output to the accelerator pedal reaction force control device 80, and the steering reaction force control command value FS calculated in step S110 is output to the steering reaction force control device 60. Thus, the current process is terminated.
[0046]
Next, the processing for calculating the risk potential coefficient αlateral with respect to the left-right risk potential RPlateral in step S109 will be described. Here, the risk potential coefficient αlateral in the left-right direction is calculated by correcting the preset risk potential coefficient reference value αlateral0 according to the running state determined in step S108. Below, the calculation method of the left-right direction risk potential coefficient (alpha) lateral is demonstrated in detail for every driving | running | working state.
[0047]
(1) States A, D, F, I
State A in which the other vehicle behind the host vehicle catches up with the host vehicle, State D in which the traveling state between the host vehicle and the other vehicle existing in the rear side is steady, and exists in the front side of the host vehicle In the state F in which the traveling state with the other vehicle is steady and the state I in which the host vehicle catches up with the other vehicle existing in front of the host vehicle, the risk potential coefficient reference value αlateral0 set in advance is corrected. Without using it as the risk potential coefficient αlateral.
[0048]
FIG. 7 shows the relationship between the left-right risk potential RPlateral and the steering reaction force control command value FS in states A, D, F, and I. In states A, D, F, and I, the risk potential coefficient αlateral is a reference value αlateral0, and the steering reaction force control command value FS is calculated as a value proportional to the left-right risk potential RPlateral. As shown in FIG. 7, in accordance with the left-right risk potential RPlateral, the greater the risk potential, the greater the steering reaction force is generated in the direction of returning the steering angle, that is, in the direction of returning the steering wheel 62 to the neutral position. As a result, the driver's steering operation is urged in a direction to avoid risks around the vehicle.
[0049]
In FIG. 7, when the left-right risk potential RPlateral is positive, it indicates that the risk potential is in the right direction, and when the left-right risk potential RPlateral is negative, it indicates that the risk potential is in the left direction. ing. When the absolute value of the left-right risk potential RPlateral increases and reaches a predetermined value | RPm |, the steering reaction force control command value FS is fixed at the predetermined value Fmax or the predetermined value Fmin, and the steering reaction force command value FS is limited.
[0050]
(2) State E
In a state E in which the host vehicle and another vehicle run side by side in a steady state where the relative speed Vra is within a predetermined range (V1 ≦ Vra ≦ V2), the risk potential coefficient αlateral is gradually decreased. The calculation process of the risk potential coefficient αlateral in the state E will be described using the flowchart of FIG. This process starts when it is determined in step S108 that the running state is state E and the process proceeds to step S109.
[0051]
In step S311, it is determined whether or not the traveling state determined in this step S108 is the same as the traveling state determined in the previous cycle before time Δt. If the running state determined one cycle before is state E, the process proceeds to step S313. On the other hand, when the running state determined one cycle before is other than the state E, for example, when the current state D changes to the state E, the process proceeds to step S312.
[0052]
In step S312, a predetermined value TIMER0 is set in the timer TIMER. The predetermined value TIMER0 is, for example, 5 to 10 seconds, and indicates how many seconds after the running state transitions to the state E, the risk potential coefficient αlateral starts to decrease. After setting a predetermined value TIMER0 to the timer TIMER, the process proceeds to step S313.
[0053]
In step S313, the timer TIMER is counted down. Specifically, the current timer TIMER value is calculated by subtracting the cycle time Δt of this process from the timer TIMER value set in the previous cycle or the timer TIMER value set in step S312.
[0054]
In step S314, it is determined whether or not the current timer TIMER value calculated in step S313 is greater than or equal to zero. If the current timer TIMER value is 0 or more and the predetermined time TIMER0 has not elapsed since the running state of the host vehicle and the other vehicle transitioned to the state E, the process proceeds to step S316. In step S316, the risk potential coefficient reference value αlateral0 is set as the left-right direction risk potential coefficient αlateral. That is, the risk potential coefficient αlateral is not decreased until the predetermined time TIMER0 elapses after the running state transitions to the state E, and the preset risk potential correction reference value αlateral is used as the risk potential coefficient αlateral as it is.
[0055]
On the other hand, if the current timer TIMER value is less than 0 in step S314 and the predetermined time TIMER0 has elapsed since the running state of the host vehicle and the other vehicle has transitioned to state E, the process proceeds to step S315. In step S315, the left-right risk potential coefficient αlateral_z set in the previous cycle is read. In step S317, the risk potential coefficient αlateral is calculated by subtracting the predetermined value Δαlateral from the risk potential coefficient αlateral_z of the previous cycle. The predetermined value Δαlateral indicates the amount of change in the risk potential coefficient αlateral for each cycle, and is set to an appropriate value in advance.
[0056]
In subsequent step S318, it is determined whether or not the left-right risk potential coefficient αlateral calculated in step S317 is equal to or greater than a predetermined minimum value αmin. If a positive determination is made in step S318, the value calculated in step S317 is set as it is as the current risk risk coefficient αlateral in the left-right direction. On the other hand, if a negative determination is made in step S318 and the value calculated in step S317 is below the minimum value αmin, the process proceeds to step S319. In step S319, the preset minimum value αmin is set as the current left-right risk potential coefficient αlateral. Thus, the current process is terminated.
[0057]
FIG. 9 shows changes in the left-right risk potential coefficient αlateral with respect to the time axis. FIG. 9 shows a case where the traveling state of the host vehicle and the other vehicle transits from the state D to the state E, and then the state E continues. Between the time a and the time b when the running state is the state D, the left-right risk potential coefficient αlateral is constant at the reference value αlateral0 as described above. When the running state transitions from state D to state E at time b, the timer TIMER starts to count down. At this time, the left-right risk potential coefficient αlateral is constant at the reference value αlateral0 until the predetermined time TIMER0 elapses after the transition to the state E, that is, from the time b to the time c.
[0058]
When a predetermined time TIMER0 has elapsed since the transition to the state E at time c, the left-right risk potential coefficient αlateral begins to gradually decrease. Specifically, the left-right risk potential coefficient αlateral decreases by a predetermined amount Δαlateral for each cycle time of the left-right risk potential coefficient calculation process, that is, by a slope −Δαlateral / Δt. After time c, while the state E continues, the left-right risk potential coefficient αlateral gradually decreases. When the lateral risk potential coefficient αlateral decreases to the minimum value αmin at time d, the lateral risk potential coefficient αlateral is fixed at the minimum value αmin thereafter.
[0059]
(3) State H
The calculation process of the left-right direction risk potential coefficient αlateral in the traveling situation in which the host vehicle overtakes other vehicles will be described. The running state in this case transitions from state I to state H and state G. As described above, in the state I catching up with other vehicles existing on the front side, the preset risk potential coefficient reference value αlateral0 is used as the left-right risk potential coefficient αlateral.
[0060]
In the state H in which the host vehicle overtakes other vehicles running in parallel, the left-right risk potential coefficient αlateral is gradually reduced. The calculation process of the risk potential coefficient αlateral in the state H will be described using the flowchart of FIG. This process starts when it is determined in step S108 that the traveling state is the state H and the process proceeds to step S109.
[0061]
In step S320, the left-right risk potential coefficient αlateral_z set in the previous cycle is read. In step S321, the predetermined value Δαlateral is subtracted from the risk potential coefficient αlateral_z of the previous cycle to calculate the left-right direction risk potential coefficient αlateral. The predetermined value Δαlateral indicates the amount of change in the risk potential coefficient αlateral for each cycle, and is set to an appropriate value in advance.
[0062]
In step S322, it is determined whether the left-right risk potential coefficient αlateral calculated in step S321 is equal to or greater than a predetermined minimum value αmin. If an affirmative determination is made in step S322, the value calculated in step S321 is set as the current risk potential coefficient αlateral in the left-right direction as it is. On the other hand, if a negative determination is made in step S322 and the value calculated in step S321 is below the minimum value αmin, the process proceeds to step S323. In step S323, the preset minimum value αmin is set as the current left-right risk potential coefficient αlateral. Thus, the current process is terminated.
[0063]
FIG. 11 shows changes in the left-right risk potential coefficient αlateral with respect to the time axis. FIG. 11 shows a case where the traveling state of the host vehicle and the other vehicle transitions from state I to state H. Between the time a and the time b in which the running state is the state I, the left-right risk potential coefficient αlateral is constant at the reference value αlateral0 as described above. When the running state transitions from state I to state H at time b, the left-right risk potential coefficient αlateral begins to gradually decrease. Specifically, the left-right risk potential coefficient αlateral decreases by a predetermined amount Δαlateral for each cycle time of the left-right risk potential coefficient calculation process, that is, by a slope −Δαlateral / Δt. After time b, while the state H continues, the left-right risk potential coefficient αlateral gradually decreases. When the lateral risk potential coefficient αlateral decreases to the minimum value αmin at time c, the lateral risk potential coefficient αlateral is fixed at the minimum value αmin thereafter.
[0064]
(4) State G
For example, in the state H in which the host vehicle overtakes the other vehicle and the other vehicle is present behind the host vehicle, the left-right risk potential coefficient αlateral is gradually increased. The calculation process of the risk potential coefficient αlateral in the state G will be described using the flowchart of FIG. This process starts when it is determined in step S108 that the traveling state is the state G and the process proceeds to step S109.
[0065]
In step S331, it is determined whether or not the traveling state determined in this step S108 is the same as the traveling state determined in the previous cycle before time Δt. When the traveling state determined one cycle before is the state G, the process proceeds to step S333. On the other hand, when the traveling state determined one cycle before is other than the state G, for example, when the current state H changes to the state G, the process proceeds to step S332.
[0066]
In step S332, a predetermined value TIMER0 is set in the timer TIMER. The predetermined value TIMER0 is, for example, 5 to 10 seconds, and indicates how many seconds after the running state transitions to the state G, the risk potential coefficient αlateral starts to increase. After setting a predetermined value TIMER0 to the timer TIMER, the process proceeds to step S333.
[0067]
In step S333, the timer TIMER is counted down. Specifically, the current timer TIMER value is calculated by subtracting the cycle time Δt of this process from the timer TIMER value set in the previous cycle or the timer TIMER value set in step S332.
[0068]
In step S334, it is determined whether or not the current timer TIMER value calculated in step S333 is greater than or equal to zero. If the current timer TIMER value is 0 or greater and the predetermined time TIMER0 has not elapsed since the running state of the host vehicle and the other vehicle transitioned to the state G, the process proceeds to step S336. In step S336, the horizontal risk potential coefficient αlateral_z set in the previous cycle is set as the current horizontal risk potential coefficient αlateral. That is, the risk potential coefficient αlateral is not increased during the predetermined time TIMER0 after the traveling state transitions to the state G, and the left-right risk potential coefficient αlateral_z set in the previous cycle is used as it is as the risk potential coefficient αlateral.
[0069]
On the other hand, if the current timer TIMER value is less than 0 in step S334 and the predetermined time TIMER0 has elapsed since the running state of the host vehicle and the other vehicle transitioned to state G, the process proceeds to step S335. In step S335, the left-right risk potential coefficient αlateral_z set in the previous cycle is read. In step S337, it is determined whether or not the left-right risk potential coefficient αlateral_z of the previous period read in step S335 is greater than or equal to a preset risk potential coefficient reference value αlateral0.
[0070]
If the determination in step S337 is negative and the left-right risk potential coefficient αlateral_z of the previous cycle is less than the risk potential coefficient reference value αlateral0, the process proceeds to step S338. In step S338, a predetermined value Δαlateral is added to the left-right risk potential coefficient αlateral_z in the previous cycle to calculate the risk potential coefficient αlateral. The predetermined value Δαlateral indicates the amount of change in the risk potential coefficient αlateral for each cycle, and is set to an appropriate value in advance.
[0071]
On the other hand, if the determination in step S337 is affirmative and the left-right risk potential αlateral_z in the previous cycle is greater than or equal to the risk potential coefficient reference value αlateral0, the process proceeds to step S339. In step S339, the risk potential coefficient reference value αlateral0 is set as the current risk potential coefficient αlateral in the left-right direction. Thus, the current process is terminated.
[0072]
FIG. 13 shows changes in the left-right risk potential coefficient αlateral with respect to the time axis. FIG. 13 shows a case where the running state of the host vehicle and the other vehicle transitions from state H to state G. Between time a and time b when the running state is state H, the left-right risk potential coefficient αlateral gradually decreases by a predetermined value Δαlateral as described above until the minimum value αmin is reached. When the running state transitions from the state H to the state G at time b, the timer TIMER starts to count down. At this time, the left-right risk potential coefficient αlateral is fixed at the value αlateral_b at time b. As a result, the left-right risk potential coefficient αlateral is constant at the coefficient αlateral_b at the time of transition to the state G until the predetermined time TIMER0 elapses after the transition to the state G, that is, from the time b to the time c.
[0073]
When a predetermined time TIMER0 has elapsed since the transition to the state G at time c, the left-right risk potential coefficient αlateral starts to gradually increase. Specifically, the left-right risk potential coefficient αlateral increases by a predetermined amount Δαlateral for each cycle time of the left-right risk potential coefficient calculation process, that is, with a slope Δαlateral / Δt. After time c, while the state G continues, the left-right risk potential coefficient αlateral gradually increases. When the left-right risk potential coefficient αlateral increases to the reference value αlateral0 at time d, the left-right risk potential coefficient αlateral is fixed at the reference value αlateral0 thereafter.
[0074]
(5) State B
A calculation process of the left-right risk potential coefficient αlateral in a traveling situation in which the host vehicle is overtaken by another vehicle will be described. The running state in this case transitions from state A to state B and state C. As described above, in the state A in which the vehicle is caught up by another vehicle existing on the rear side, the risk potential coefficient reference value αlateral0 set in advance is used as the left-right risk potential coefficient αlateral.
[0075]
In the state B in which the host vehicle is overtaken by another vehicle running in parallel, the risk potential coefficient αlateral in the left-right direction is gradually decreased after a predetermined time TIMER0 has elapsed since the transition to the state B. The calculation process of the left-right risk potential coefficient αlateral in the state B and the change of the left-right risk potential coefficient αlateral with respect to the time axis are the same as those in the state E described above with reference to FIGS.
[0076]
(6) State C
For example, in the state C in which the host vehicle is overtaken by another vehicle in the state B and the other vehicle is present on the front side of the host vehicle, the left-right risk potential coefficient αlateral is gradually increased after a predetermined time TIMER0 has elapsed since the transition to the state C. Increase to. The calculation process of the left-right risk potential coefficient αlateral in the state C and the change of the left-right risk potential coefficient αlateral with respect to the time axis are the same as those in the state G described above with reference to FIGS.
[0077]
As described above, the following effects can be achieved in the first embodiment described above.
(1) The controller 50 calculates a risk potential RP around the host vehicle based on the obstacle situation around the host vehicle, and performs an operation reaction force control according to the risk potential RP. Furthermore, the controller 50 determines the traveling state of the host vehicle with respect to the obstacle, and changes the gain of the steering reaction force according to the determined traveling state. Since a steering reaction force that takes into account the traveling state of the host vehicle and the obstacle is generated on the steering wheel 62, it is possible to perform appropriate steering reaction force control that reduces discomfort and physical fatigue given to the driver.
(2) If it is determined that the traveling state is the state E in which the host vehicle runs parallel to the obstacle in a steady state, as shown in FIG. 9, a predetermined time TIMER0 has elapsed since the transition to the state E. After that, the gain of the steering reaction force, that is, the left-right risk potential coefficient αlateral is gradually decreased. That is, when the state E continues, the risk potential gradually decreases, and the steering reaction force generated in the steering wheel 62 gradually decreases. Thereby, when the parallel running state with the adjacent vehicle is continued, it is possible to reduce bothersomeness and physical fatigue that the steering reaction force fluctuates due to a slight change in the inter-vehicle distance with the adjacent vehicle.
(3) If it is determined that the running state is a state H in which the host vehicle is running side by side over an obstacle, as shown in FIG. To decrease. As a result, when approaching an obstacle and overtaking it, the risk potential RP increases due to a sudden decrease in the inter-vehicle distance, and the annoyance and physical fatigue that the steering reaction force suddenly increases are reduced. A stable steering operation can be performed.
(4) If it is determined that the traveling state is the state G in which the host vehicle has passed the obstacle, as shown in FIG. Gradually increase the potential coefficient αlateral. Thereby, the gain of the steering reaction force decreased in the state H is increased, and it is possible to return to the steering reaction force control according to the risk potential around the host vehicle.
(5) If it is determined that the driving state is the state B in which the host vehicle is running in parallel with being overtaken by an obstacle, as shown in FIG. After the lapse, the risk potential coefficient αlateral in the left / right direction is gradually decreased. This reduces annoyance and physical fatigue, such as when the obstacle approaches and overtakes the host vehicle, the risk potential RP increases due to a sudden decrease in the inter-vehicle distance and the steering reaction force suddenly increases. In addition, a stable steering operation can be performed. In addition, since the gain of the steering reaction force is not decreased until the predetermined time TIMER0 has elapsed since the transition to the state B, even when an obstacle approaches from the rear side of the own vehicle that is difficult for the driver to recognize, The approach of the obstacle can be recognized from the change in the steering reaction force.
(6) If it is determined that the traveling state is the state C in which the host vehicle has been overtaken by an obstacle, as shown in FIG. The risk potential coefficient αlateral is gradually increased. Thereby, the gain of the steering reaction force decreased in the state B is increased, and the steering reaction force control according to the risk potential around the host vehicle can be returned.
(7) A state where the other vehicle existing behind the host vehicle catches up with the host vehicle, or a state D where the traveling state between the host vehicle and the other vehicle existing rearward is steady. If it is determined, the left-right risk potential coefficient αlateral is set to the reference value αlateral0. Thereby, suitable steering reaction force control according to risk potential can be performed.
(8) The controller 50 detects the relative speed Vra and the relative distance L between the host vehicle and the obstacle, and determines the traveling state between the host vehicle and the obstacle based on the relative speed Vra and the relative distance L. Here, as shown in FIG. 5, since the traveling state including the relative positional relationship between the host vehicle and the obstacle is determined, the traveling state according to the specific traveling state is determined, and appropriate steering reaction force control is performed. It can be carried out.
(9) Since the vehicular driving operation assisting apparatus 1 performs the accelerator pedal reaction force control in addition to the steering reaction force control, the risk potential around the host vehicle can be transmitted to the driver as the accelerator pedal reaction force.
[0078]
<< Second Embodiment >>
Hereinafter, the driving operation assistance device for a vehicle according to the second embodiment of the present invention will be described. The configuration of the vehicular driving assistance device according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIGS. Here, differences from the first embodiment will be mainly described.
[0079]
In the second embodiment, the change pattern of the left-right risk potential coefficient αlateral is changed according to the relative speed Vra between the host vehicle and the other vehicle. Hereinafter, the calculation process of the left-right risk potential coefficient αlateral in the second embodiment will be described by taking the state H and the state G where the host vehicle overtakes other vehicles as an example. First, a calculation method of the left-right risk potential coefficient αlateral in the state G will be described with reference to FIG. FIG. 14 shows changes in the left-right risk potential coefficient αlateral with respect to the time axis when transitioning from state I to state H.
[0080]
As shown in FIG. 14, between the time a and the time b when the running state is the state I, the left-right risk potential coefficient αlateral is constant at the reference value αlateral0 as described above. When the running state transitions from state I to state H at time b, the left-right risk potential coefficient αlateral begins to gradually decrease. Here, the left-right risk potential coefficient αlateral decreases with different change patterns according to the relative speed Vra between the host vehicle and the other vehicle. Specifically, the amount of change Δαlateral is set according to the relative speed Vra so that the decreasing speed of the left-right risk potential coefficient αlateral increases as the relative speed Vra increases.
[0081]
FIG. 14 shows changes in the risk potential coefficient αlateral in the left-right direction after the time b when the state is shifted to the state H for each of the relative speeds Vr1, Vr2, and Vr3. Here, the relative speeds Vr1, Vr2, and Vr3 have a relationship of Vr1 <Vr2 <vr3. As shown in FIG. 14, when the relative speed Vra = Vr3, when shifting to the state H at time b, the left-right risk potential coefficient αlateral starts to decrease rapidly and decreases to the minimum value αmin at time c1. After time c1, the left-right risk potential coefficient αlateral is fixed at the minimum value αmin.
[0082]
When the relative velocity Vra = Vr2, the risk potential coefficient αlateral in the left-right direction gradually decreases after time b, and decreases to the minimum value αmin at time c2. After the time c2, the left-right risk potential coefficient αlateral is fixed at the minimum value αmin. When the relative speed Vra = Vr1, the risk potential coefficient αlateral in the left-right direction gradually decreases after time b and decreases to the minimum value αmin at time c3. After the time c3, the left-right risk potential αlateral is fixed at the minimum value αmin. Here, the changes Δαlateral1, Δαlateral2, and Δαlateral3 of the risk risk coefficient αlateral in the left-right direction at the relative speeds Vr1, Vr2, and Vr3 are in a relationship of Δαlateral1 <Δαlateral2 <Δαlateral3.
[0083]
In a situation where the state I shifts from the state I to the state H and the own vehicle catches up and overtakes the other vehicle, the inter-vehicle distance L between the own vehicle and the other vehicle decreases rapidly as the relative speed Vra increases. That is, as the relative speed Vra increases, the left-right risk potential RPlateral increases rapidly. As a result, a large steering reaction force is generated on the steering wheel 62, which may be annoying to the driver. Therefore, in the state H in which the host vehicle is running in parallel to overtake another vehicle, the risk potential coefficient αlateral in the left-right direction decreases more rapidly as the relative speed Vra increases, and the left-right risk potential RPlateral increases rapidly. Suppress. On the other hand, the risk potential coefficient αlateral in the left-right direction is gradually decreased as the relative speed Vra is smaller.
[0084]
Next, a calculation method of the left-right risk potential coefficient αlateral in the state G will be described with reference to FIG. FIG. 15 shows changes in the left-right risk potential coefficient αlateral with respect to the time axis when transitioning from state H to state G.
[0085]
As shown in FIG. 15, during the time a to the time b when the running state is the state H, the left-right risk potential coefficient αlateral gradually decreases until the minimum value αmin is reached as described above. When the running state transitions from the state H to the state G at time b, the timer TIMER starts to count down. At this time, the left-right risk potential coefficient αlateral is fixed at the value αlateral_b at time b. As a result, the left-right risk potential coefficient αlateral is constant at the coefficient αlateral_b at the time of transition to the state G until the predetermined time TIMER0 elapses after the transition to the state G, that is, from the time b to the time c.
[0086]
When a predetermined time TIMER0 has elapsed since the transition to the state G at time c, the left-right risk potential coefficient αlateral starts to gradually increase. Here, the left-right risk potential coefficient αlateral increases in different change patterns depending on the relative speed Vra between the host vehicle and the other vehicle. Specifically, the change amount Δαlateral is set according to the relative speed Vra so that the increasing speed of the left-right risk potential coefficient αlateral increases as the relative speed Vra increases.
[0087]
FIG. 15 shows changes in the risk potential coefficient αlateral in the left-right direction after time c for each of the relative speeds Vr1, Vr2, and Vr3. Here, the relative speeds Vr1, Vr2, and Vr3 have a relationship of Vr1 <Vr2 <vr3. As shown in FIG. 15, in the case of relative speed Vra = Vr3, the left-right risk potential coefficient αlateral starts to increase rapidly after a predetermined time TIMER0 has elapsed since the transition to the state G at time c, and is preset at time d1. Increased to the reference value αlateral0. After time d1, the left-right risk potential coefficient αlateral is fixed at the reference value αlateral0.
[0088]
When the relative speed Vra = Vr2, the left-right risk potential coefficient αlateral gradually increases after time c and increases to the reference value αlateral0 at time d2. After time d2, the left-right risk potential coefficient αlateral is fixed at the reference value αlateral. Further, when the relative speed Vra = Vr1, the risk potential coefficient αlateral in the left-right direction gradually increases after time c, and increases to the reference value αlateral at time d3. After time d3, the horizontal risk potential αlateral is fixed at the reference value αlateral. Here, the changes Δαlateral1, Δαlateral2, and Δαlateral3 of the risk risk coefficient αlateral in the left-right direction at the relative speeds Vr1, Vr2, and Vr3 are in a relationship of Δαlateral1 <Δαlateral2 <Δαlateral3.
[0089]
In a situation where the vehicle moves from state H to state G and the host vehicle running in parallel overtakes the other vehicle, the inter-vehicle distance L between the host vehicle and the other vehicle increases rapidly as the relative speed Vra increases. That is, the risk potential RPlateral in the left-right direction decreases rapidly as the relative speed Vra increases. As a result, the steering reaction force of the steering wheel 62 changes greatly, which may give the driver a feeling of strangeness. Therefore, in the state G in which the host vehicle running in parallel overtakes other vehicles, the risk potential coefficient αlateral in the left-right direction increases rapidly as the relative speed Vra increases, and the left-right risk potential RPlateral decreases rapidly. Suppress. On the other hand, the risk potential coefficient αlateral in the left-right direction is gradually increased as the relative speed Vra is smaller.
[0090]
As described above, in the second embodiment described above, the following operational effects can be obtained in addition to the effects of the first embodiment. The controller 50 changes the amount of change Δαlateral of the left-right risk potential coefficient αlateral according to the relative speed between the host vehicle and the obstacle. As a result, it is possible to perform appropriate steering reaction force control in accordance with a specific traveling situation such as how the host vehicle overtakes an obstacle or how it is overtaken.
[0091]
<< Third Embodiment >>
Hereinafter, a vehicle driving assistance device according to a third embodiment of the present invention will be described. The configuration of the vehicular driving assistance device according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIGS. Here, differences from the first embodiment will be mainly described. In the third embodiment, the change pattern of the left-right risk potential coefficient αlateral is changed according to the relative speed Vra between the host vehicle and the other vehicle.
[0092]
Hereinafter, the calculation process of the left-right direction risk potential coefficient αlateral in the third embodiment will be described by taking the state H and the state G in which the host vehicle overtakes other vehicles as an example. First, the calculation method of the left-right direction risk potential αlateral in the state H will be described with reference to FIG. FIG. 16 shows a change in the left-right risk potential coefficient αlateral with respect to the time axis when transitioning from state I to state H.
[0093]
As shown in FIG. 16, during the period from time a to time b1 when the running state is state I, the left-right risk potential coefficient αlateral is constant at the reference value αlateral0 as described above. When the running state transitions from state I to state H at time b1, the left-right risk potential coefficient αlateral begins to gradually decrease. Here, the left-right direction risk potential coefficient αlateral starts to decrease at different timings and inclinations depending on the relative speed Vra between the host vehicle and the other vehicle. Specifically, the amount of decrease Δαlateral is set in accordance with the relative speed Vra so that the risk potential coefficient αlateral in the left-right direction decreases at an earlier timing as the relative speed Vra increases, and the decrease speed increases.
[0094]
FIG. 16 shows the change in the risk potential coefficient αlateral in the left-right direction after the time b1 when the state is shifted to the state H for each of the relative speeds Vr1, Vr2, and Vr3. Here, the relative speeds Vr1, Vr2, and Vr3 have a relationship of Vr1 <Vr2 <vr3. As shown in FIG. 16, when the relative speed Vra = Vr3, the state shifts to the state H at time b1, and at the same time, the left-right risk potential coefficient αlateral starts to decrease rapidly and decreases to the minimum value αmin at time c1. After time c1, the left-right risk potential coefficient αlateral is fixed at the minimum value αmin.
[0095]
In the case of relative speed Vra = Vr2, after a predetermined time TIMER1 has elapsed since the transition to the state H at time b1, the left-right risk potential coefficient αlateral gradually decreases and decreases to the minimum value αmin at time c2. After time c2, the left-right risk potential coefficient αlateral is fixed at the minimum value αmin. Also, when the relative speed Vra = Vr1, after a predetermined time TIMER2 has passed since the transition to the state H at time b1, the left-right risk potential coefficient αlateral gradually decreases, and is fixed at that value when it decreases to the minimum value αmin. Is done. Here, TIMER1 <TIMER2 and the amounts of change Δαlateral1, Δαlateral2, and Δαlateral3 of the risk risk coefficient αlateral in the left-right direction at the relative speeds Vr1, Vr2, and Vr3 have a relationship of Δαlateral1 <Δαlateral2 <Δαlateral3.
[0096]
In the state H in which the host vehicle is running in parallel to overtake another vehicle, the risk potential coefficient αlateral in the left-right direction is reduced earlier and more quickly as the relative speed Vra is larger. Suppresses rapid increase. On the other hand, as the relative speed Vra is smaller, the risk potential coefficient αlateral in the left-right direction is gradually decreased at a slower timing.
[0097]
Next, a method of calculating the left-right risk potential coefficient αlateral in the state G will be described with reference to FIG. FIG. 17 shows changes in the left-right risk potential coefficient αlateral with respect to the time axis when transitioning from state H to state G.
[0098]
As shown in FIG. 17, during the time a to the time b when the running state is the state H, the left-right risk potential coefficient αlateral gradually decreases until the minimum value αmin is reached as described above. When the running state transitions from the state H to the state G at time b, the timer TIMER starts to count down. At this time, the left-right risk potential coefficient αlateral is fixed at the value αlateral_b at time b. As a result, the left-right risk potential coefficient αlateral is constant at the value αlateral_b at the time of transition to the state G until a predetermined time elapses after the transition to the state G and the left-right risk potential coefficient αlateral starts to increase.
[0099]
When a predetermined time elapses after the transition to the state G, the left-right risk potential coefficient αlateral starts to increase gradually. Here, the timing at which the left-right risk potential coefficient αlateral starts to increase differs according to the relative speed Vra between the host vehicle and the other vehicle, and the left-right risk potential coefficient αlateral increases at a different slope according to the relative speed Vra. To do. Specifically, the increase amount Δαlateral is set so that the risk potential coefficient αlateral in the left-right direction increases at an earlier timing as the relative speed Vra increases, and the increase speed increases.
[0100]
FIG. 17 shows changes in the risk potential coefficient αlateral in the left-right direction after time c1 for each of the relative speeds Vr1, Vr2, and Vr3. Here, the relative speeds Vr1, Vr2, and Vr3 have a relationship of Vr1 <Vr2 <vr3. As shown in FIG. 17, in the case of relative speed Vra = Vr3, the left-right risk potential coefficient αlateral starts to increase rapidly at time c1 after a predetermined time TIMER3 has elapsed from the transition to the state G, and is preset at time d1. Increased to the reference value αlateral0. After time d1, the left-right risk potential coefficient αlateral is fixed at the reference value αlateral0.
[0101]
When the relative speed Vra = Vr2, the left-right risk potential coefficient αlateral starts to gradually increase at a time c2 after a predetermined time TIMER4 has elapsed from the transition to the state G, and increases to the reference value αlateral0 at a time d2. After time d2, the left-right risk potential coefficient αlateral is fixed at the reference value αlateral. When the relative speed Vra = Vr1, the risk potential coefficient αlateral in the left-right direction starts to increase gradually at the time c3 when the predetermined time TIMER5 has elapsed since the transition to the state G, and is fixed at that value when increasing to the reference value αlateral. Is done. Here, TIMER3 <TIMER4 <TIMER5, and the amount of change Δαlateral1, Δαlateral2, and Δαlateral3 of the risk risk coefficient αlateral in the left-right direction at the relative speeds Vr1, Vr2, and Vr3 have a relationship of Δαlateral1 <Δαlateral2 <Δαlateral3.
[0102]
In the state G in which the vehicle transitions from the state H to the state G and overtakes the other vehicle in which the host vehicle is running in parallel, the larger the relative speed Vra, the quicker the left-right risk potential coefficient αlateral is increased at an earlier timing. Suppresses sudden decrease in risk potential RPlateral. On the other hand, the risk potential coefficient αlateral in the left-right direction is gradually increased at a later timing as the relative speed Vra is smaller.
[0103]
Thus, in the third embodiment described above, the following operational effects can be obtained in addition to the effects of the first and second embodiments. The controller 50 changes the change amount Δαlateral of the left-right risk potential coefficient αlateral according to the relative speed between the host vehicle and the obstacle, and changes the timing of changing the left-right risk potential coefficient αlateral. As a result, it is possible to perform more appropriate steering reaction force control in accordance with a specific traveling situation such as how the host vehicle overtakes an obstacle or how it is overtaken.
[0104]
In the third embodiment, the timing and inclination of changing the left-right risk potential coefficient αlateral are changed. However, for example, only the timing can be changed according to the relative speed Vra. Also in this case, appropriate steering reaction force control can be performed in accordance with the traveling situation.
[0105]
In the first to third embodiments, when the risk potential coefficient αlateral in the left-right direction is changed according to the driving state, it is increased or decreased with a constant inclination with respect to the elapsed time, but this is not limitative. Not. For example, the amount of change Δαlateral with respect to the elapsed time can be changed, and the left-right risk potential coefficient αlateral can be changed exponentially.
[0106]
The traveling state of the host vehicle and the other vehicle is not limited to the nine states shown in FIG. 5 as long as the steering reaction force can be appropriately controlled according to the traveling state of the host vehicle and the other vehicle. In FIG. 5, the case where another vehicle is present on the left side of the own vehicle has been described as an example. However, when the other vehicle is present on the right side of the own vehicle, the left-right risk potential coefficient αlateral is similarly calculated. If there are other vehicles on both the left and right sides of the host vehicle, for example, the left-right risk potential RPlateral and the left-right risk potential coefficient αlateral are calculated for the other vehicle on the right side, and these are used to steer the right vehicle. A reaction force control command value FS is calculated. Similarly, a steering reaction force control command value FS for the left vehicle is calculated and added to obtain a comprehensive steering reaction force control command value FS.
[0107]
In the first to third embodiments, the risk potential RP is calculated by multiplying the inverse of the margin time TTC by the weight w. However, the present invention is not limited to this. The risk potential RP is defined as a function of the margin time TTC, and the same effect can be obtained as long as the risk potential RP increases as the margin time TTC decreases. Furthermore, if the risk potential for the obstacle can be accurately shown according to the obstacle situation around the host vehicle, the risk potential can be calculated without using the margin time TTC.
[0108]
Further, when calculating the margin time TTCk and the risk potential RPk, the relative distance to each obstacle k, the relative speed variations σ (Dk), σ (Vrk), and the weight wk of each obstacle k are considered. However, it is not limited to this. For example, the margin time TTCk can be calculated without considering the variation σ, or the risk potential RPk can be calculated without considering the weight wk. When setting the variation σ, the variation σ can be set only according to the type of detector, or the variation σ can be determined by combining the type of detector and the type of obstacle. However, by determining the variation σ according to the type of the detector and the type of the obstacle and considering the variation σ and the weight wk, it is possible to calculate a more accurate margin time and risk potential.
[0109]
In the first to third embodiments, the accelerator pedal reaction force control device 80 is used to control the movement of the vehicle in the front-rear direction. However, the present invention is not limited to this. For example, a brake pedal reaction force control device may be added to control the operation reaction force generated when operating the brake pedal according to the longitudinal risk potential RPlongitudinal. Moreover, the calculation method of the steering reaction force in the first to third embodiments can be applied to the calculation of the accelerator pedal reaction force. For example, the gain of the accelerator pedal reaction force control command value FA is changed according to the traveling state of the host vehicle and the other vehicle. Note that the accelerator pedal reaction force control device 80 may be omitted, and the steering reaction force control device 60 may be configured to control only the lateral movement of the vehicle.
[0110]
The vehicle to which the vehicle driving operation assistance method according to the present invention is applied is not limited to the configuration shown in FIG.
[0111]
In the embodiment of the vehicle driving operation assisting device according to the present invention described above, the laser radar 10, the front camera 20, the rear side camera 21, and the vehicle speed sensor 30 are used as the obstacle state detecting means. The present invention is not limited to this as long as an obstacle present around the vehicle can be detected. For example, a millimeter wave radar can be used. Further, the controller 50 is used as a risk potential calculation unit, an operation reaction force calculation unit, a running state determination unit, and a reaction force correction unit. Further, the steering reaction force control device 60 is used as the steering reaction force generation means, and the accelerator pedal reaction force control device 80 is used as the accelerator pedal reaction force generation means. However, the vehicle driving assistance device according to the present invention is not limited to these. For example, an image processing apparatus that performs image processing on image signals input from the front camera 20 and the rear side camera 21 may be provided, and this may be used as an obstacle state detection unit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram of a vehicle driving assistance device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a vehicle equipped with the vehicle driving assist device shown in FIG.
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of a driving assistance control program in the vehicle driving assistance device of the first embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of traveling state determination processing between the host vehicle and another vehicle.
FIG. 5 is a diagram illustrating a specific example of a traveling state and a traveling state between the host vehicle and another vehicle.
FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure of a steering reaction force calculation process.
FIG. 7 is a diagram showing a characteristic of a steering reaction force control command value with respect to a left-right risk potential.
FIG. 8 is a flowchart showing a processing procedure of left-right risk potential coefficient correction processing in states B and E.
FIG. 9 is a diagram showing a temporal change in the left-right risk potential coefficient in states B and E.
FIG. 10 is a flowchart showing a processing procedure of left-right risk potential coefficient correction processing in state H;
FIG. 11 is a diagram showing a time change of the risk potential coefficient in the left-right direction in the state H.
FIG. 12 is a flowchart showing a processing procedure of left-right risk potential coefficient correction processing in states C and G;
FIG. 13 is a diagram showing a time change of the risk potential coefficient in the left-right direction in states C and G.
FIG. 14 is a diagram showing a time change of a risk potential coefficient in the left-right direction in the state H in the second embodiment.
FIG. 15 is a diagram showing a time change of a risk potential coefficient in the left-right direction in the state G in the second embodiment.
FIG. 16 is a diagram showing a time change of a risk potential coefficient in the left-right direction in the state H in the third embodiment.
FIG. 17 is a diagram showing a change over time of a risk potential coefficient in the left-right direction in the state G in the third embodiment.
[Explanation of symbols]
10: Laser radar
20: Front camera
21: Rear side camera
30: Vehicle speed sensor
50: Controller
60: Steering reaction force control device
80: Accelerator pedal reaction force control device

Claims

Obstacle state detection means for detecting the state of obstacles existing around the host vehicle;
Risk potential calculation means for calculating a risk potential for the obstacle of the host vehicle based on a signal from the obstacle state detection means;
Based on a signal from the risk potential calculation means, an operation reaction force calculation means for calculating an operation reaction force to be generated in the steering wheel;
Based on a signal from the actuation reaction force calculating means, and the steering reaction force generating means for generating the operation reaction force to the steering wheel,
Traveling state determining means for determining a traveling state of the host vehicle with respect to the obstacle;
Reaction force correction means for correcting the operation reaction force by changing a gain of the operation reaction force with respect to the risk potential according to the running state determined by the running state determination unit ;
The reaction force correction means is configured to reduce the operation reaction force when the traveling state determination means determines that the host vehicle is running parallel to the obstacle in a steady state. A vehicular driving assist device, wherein the reaction force gain is gradually decreased after a predetermined time has elapsed .

Obstacle state detection means for detecting the state of obstacles existing around the host vehicle;
Risk potential calculation means for calculating a risk potential for the obstacle of the host vehicle based on a signal from the obstacle state detection means;
Based on a signal from the risk potential calculation means, an operation reaction force calculation means for calculating an operation reaction force to be generated in the steering wheel;
Steering reaction force generation means for generating the operation reaction force on the steering wheel based on a signal from the operation reaction force calculation means;
Traveling state determining means for determining a traveling state of the host vehicle with respect to the obstacle;
Reaction force correction means for correcting the operation reaction force by changing a gain of the operation reaction force with respect to the risk potential according to the running state determined by the running state determination unit;
The reaction force correction means is configured to reduce the operation reaction force so as to reduce the operation reaction force when the traveling state determination means determines that the host vehicle is running side by side while overtaking the obstacle. A vehicle driving operation assisting device characterized by gradually reducing the gain of the vehicle.

The vehicle driving operation assistance device according to claim 2 ,
The reaction force correction means gradually increases the gain of the operation reaction force after a predetermined time has elapsed when the traveling state determination means determines that the host vehicle has passed the obstacle. Operation assisting device.

Obstacle state detection means for detecting the state of obstacles existing around the host vehicle;
Risk potential calculation means for calculating a risk potential for the obstacle of the host vehicle based on a signal from the obstacle state detection means;
Based on a signal from the risk potential calculation means, an operation reaction force calculation means for calculating an operation reaction force to be generated in the steering wheel;
Steering reaction force generation means for generating the operation reaction force on the steering wheel based on a signal from the operation reaction force calculation means;
Traveling state determining means for determining a traveling state of the host vehicle with respect to the obstacle;
Reaction force correction means for correcting the operation reaction force by changing a gain of the operation reaction force with respect to the risk potential according to the running state determined by the running state determination unit;
The reaction force correction means, by the traveling state determining means, said if it is determined that the vehicle is run in parallel in a state that is pulled out chase to the obstacle, so as to reduce the operation reaction force, the operating A vehicular driving assist device, wherein the reaction force gain is gradually decreased after a predetermined time has elapsed .

The vehicle driving operation assistance device according to claim 4 ,
The reaction force correction means gradually increases the gain of the operation reaction force after a predetermined time elapses when the traveling state determination means determines that the host vehicle has been overtaken by the obstacle. Driving operation assist device for vehicles.

Obstacle state detection means for detecting the state of obstacles existing around the host vehicle;
Risk potential calculation means for calculating a risk potential for the obstacle of the host vehicle based on a signal from the obstacle state detection means;
Based on a signal from the risk potential calculation means, an operation reaction force calculation means for calculating an operation reaction force to be generated in the steering wheel;
Steering reaction force generation means for generating the operation reaction force on the steering wheel based on a signal from the operation reaction force calculation means;
Traveling state determining means for determining a traveling state of the host vehicle with respect to the obstacle;
Reaction force correction means for correcting the operation reaction force by changing a gain of the operation reaction force with respect to the risk potential according to the running state determined by the running state determination unit;
The reaction force correcting means is configured such that the obstacle is moved to the rear side of the own vehicle while the own vehicle and the obstacle are in a steady state or the own vehicle is overtaken by the obstacle. When it is determined that the vehicle operation is present, the operation reaction assist gain for the vehicle is set to a constant reference value .

In the driving assistance device for a vehicle according to any one of claims 1 to 6 ,
The obstacle state detecting means detects at least a relative speed between the host vehicle and the obstacle,
The vehicle driving operation assisting device, wherein the reaction force correcting means changes a change amount of a gain of the operation reaction force according to the relative speed detected by the obstacle state detecting means .

In the driving assistance device for a vehicle according to any one of claims 1 to 6 ,
The obstacle state detecting means detects at least a relative speed between the host vehicle and the obstacle,
The vehicle driving operation assisting apparatus, wherein the reaction force correcting means adjusts a timing for changing a gain of the operation reaction force according to the relative speed detected by the obstacle state detecting means .

In the driving assistance device for a vehicle according to any one of claims 1 to 6 ,
The obstacle state detecting means detects at least a relative speed between the host vehicle and the obstacle,
The reaction force correction unit changes a change amount of the operation reaction force gain and adjusts a timing of changing the operation reaction force gain according to the relative speed detected by the obstacle state detection unit. A driving operation assisting device for a vehicle.

Obstacle state detection means for detecting the state of obstacles existing around the host vehicle;
Risk potential calculation means for calculating a risk potential for the obstacle of the host vehicle based on a signal from the obstacle state detection means;
Based on a signal from the risk potential calculation means, an operation reaction force calculation means for calculating an operation reaction force to be generated in the steering wheel;
Steering reaction force generation means for generating the operation reaction force on the steering wheel based on a signal from the operation reaction force calculation means;
Traveling state determining means for determining a traveling state of the host vehicle with respect to the obstacle;
Reaction force correction means for correcting the operation reaction force by changing a gain of the operation reaction force with respect to the risk potential according to the running state determined by the running state determination unit;
The obstacle state detection means detects a relative speed and a relative distance between the host vehicle and the obstacle,
The traveling state determination unit determines a traveling state including a relative positional relationship between the host vehicle and the obstacle based on the relative speed and the relative distance detected by the obstacle state detection unit. A driving operation assisting device for a vehicle.

In the driving assistance device for vehicles according to any one of claims 1 to 10 ,
The operation reaction force calculation means further calculates an accelerator pedal reaction force to be generated by the accelerator pedal based on a signal from the risk potential calculation means,
The vehicular driving operation assisting apparatus further comprising an accelerator pedal reaction force generating means for generating the accelerator pedal reaction force in the accelerator pedal based on a signal from the operation reaction force calculating means .

A vehicle comprising the vehicle driving assistance device according to any one of claims 1 to 11.