JP4367214B2 - 車両用運転操作補助装置および車両用運転操作補助装置を備えた車両 - Google Patents

Description

本発明は、運転者の操作を補助する車両用運転操作補助装置に関する。

自車両が走行車線から逸脱しそうになると逸脱を防止するよう運転操作を補助するものが知られている（例えば特許文献１参照）。この装置は、自車両が走行車線から逸脱しそうであると判断されると、左右輪の制動力差によって逸脱を回避する方向にヨーモーメントを発生させる。

本願発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
特開２００１−３１０７１９号公報

上述した装置は、走行車線から逸脱しそうであると判断された場合に、逸脱を防止するための制御を行うことができる。しかしながら、走行車線からの逸脱のリスクが高まり、逸脱しそうであると判断される以前から、逸脱するリスクの度合いを運転者にわかりやすく伝えることが望まれている。

本発明による車両用運転操作補助装置は、車両周囲の走行環境を検出する走行環境検出手段と、走行環境検出手段による検出結果に基づいて、自車線に対する自車両の逸脱度を算出する逸脱度算出手段と、逸脱度算出手段によって算出される逸脱度に基づいて、自車両の前後方向の運転操作に関わる運転操作装置に発生する操作反力（以降、前後方向操作反力とする）を制御する前後方向反力制御手段と、逸脱度算出手段によって算出される逸脱度に基づいて、自車両の左右方向の運転操作に関わる運転操作装置に発生する操作反力（以降、左右方向操作反力とする）を制御する左右方向反力制御手段と、逸脱度に対する前後方向操作反力の増加率、および逸脱度に対する左右方向操作反力の増加率を調整する操作反力調整手段とを備え、操作反力調整手段は、逸脱度について低逸脱度領域と高逸脱度領域とを設け、低逸脱度領域では前後方向操作反力の増加率を左右方向操作反力の増加率よりも大きく設定し、高逸脱度領域では左右方向操作反力の増加率を前後方向操作反力の増加率よりも大きく設定する。
本発明による車両用運転操作補助装置は、車両周囲の走行環境を検出する走行環境検出手段と、走行環境検出手段による検出結果に基づいて、自車線に対する自車両の逸脱度を算出する逸脱度算出手段と、逸脱度算出手段によって算出される逸脱度に基づいて、自車両の前後方向の運転操作に関わる運転操作装置に発生する操作反力（以降、前後方向操作反力とする）を制御する前後方向反力制御手段と、逸脱度算出手段によって算出される逸脱度に基づいて、自車両の左右方向の運転操作に関わる運転操作装置に発生する操作反力（以降、左右方向操作反力とする）を制御する左右方向反力制御手段と、逸脱度に対する前後方向操作反力の増加率、および逸脱度に対する左右方向操作反力の増加率を調整する操作反力調整手段とを備え、操作反力調整手段は、逸脱度について低逸脱度領域と高逸脱度領域とを設け、低逸脱度領域では左右方向操作反力の増加率を前後方向操作反力の増加率よりも大きく設定し、高逸脱度領域では前後方向操作反力の増加率を左右方向操作反力の増加率よりも大きく設定する。

逸脱度に基づいて車両前後方向の操作反力および左右方向の操作反力を制御し、各操作反力の増加率を調整することにより、自車両が自車線から逸脱していくような状況において、逸脱の度合いを操作反力として運転者にわかりやすく伝えるとともに、逸脱度を低減するような運転操作を促すことができる。

《第１の実施の形態》
本発明の第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置について、図面を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置１の構成を示すシステム図であり、図２は、車両用運転操作補助装置１を搭載した車両の構成図である。

まず、車両用運転操作補助装置１の構成を説明する。車両用運転操作補助装置１は、前方カメラ１０と、車速センサ２０と、アクセルペダル６２に発生する操作反力を制御するアクセルペダル反力制御装置６０と、ステアリングホイール７２に発生する操舵反力を制御する操舵反力制御装置７０と、車両用運転操作補助装置１の全体の制御を行うコントローラ５０等を備えている。

前方カメラ１０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１０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。コントローラ５０は、前方カメラ１０による撮像画像に所定の画像処理を施し、自車線内における自車両の位置に関する信号を取得する。具体的には、自車両のヨー角Φ、車線中心からの横変位Ｘ、および走行車線の曲率βを取得する。

車速センサ２０は、車輪の回転数や変速機の出力側の回転数を計測することにより自車両の車速を検出し、検出した自車速をコントローラ５０に出力する。舵角センサ３０は、ステアリングコラムもしくはステアリングホイール７０付近に取り付けられた角度センサ等であり、ステアリングシャフトの回転を操舵角として検出し、コントローラ５０へ出力する。

アクセルペダル６２には、アクセルペダル６２の踏み込み量（操作量）を検出するアクセルペダルストロークセンサ６３が設けられている。アクセルペダルストロークセンサ６３によって検出されたアクセルペダル操作量はコントローラ５０に出力される。

コントローラ５０は、ＣＰＵと、ＲＯＭおよびＲＡＭ等のＣＰＵ周辺部品とから構成されており、車両用運転操作補助装置１全体の制御を行う。コントローラ５０は、前方カメラ１０による撮像画像から取得した自車両の走行環境情報に基づいて、自車両が自車線から逸脱するリスク（以降、逸脱リスク度と呼ぶ）を算出する。そして、逸脱リスク度に基づいて、アクセルペダル６２に発生する操作反力およびステアリングホイール７２に発生する操舵反力をそれぞれ制御する。そこで、コントローラ５０は、逸脱リスク度に基づく操作反力および操舵反力の指令値をアクセルペダル反力制御装置８０および操舵反力制御装置７０にそれぞれ出力する。これらの制御の詳細は後述する。

アクセルペダル反力制御装置６０は、コントローラ５０から入力される反力指令値に応じて、アクセルペダル６２のリンク機構に組み込まれたサーボモータ６１で発生させるトルクを制御する。サーボモータ６１は、アクセルペダル操作反力制御装置６０からの指令値に応じて発生させる反力を制御し、運転者がアクセルペダル６２を操作する際に発生する踏力を任意に制御することができる。なお、逸脱リスク度に応じたアクセルペダル反力制御を行っていない場合の反力特性（通常反力特性）は、例えばアクセルペダル６２の操作量の増加に比例してペダル反力が増加するように設定されている。この通常反力特性は、例えばアクセルペダル６２の回動中心に設けられたねじりばね（不図示）のバネ力によって実現することができる。

操舵反力制御装置７０は、車両の操舵系に組み込まれ、コントローラ５０から出力される反力指令値に応じて、サーボモータ７１で発生させるトルクを制御する。サーボモータ７１は、操舵反力制御装置７０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７２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。

なお、ステアリングホイール７２を操舵操作すると、セルフアライニングトルクが作用して反力が発生するとともに、パワーステアリング装置（不図示）からのアシスト力も発生する。逸脱リスク度に応じた操舵反力制御を行う場合、操舵反力制御装置７０は、セルフアライニングトルクやパワーステアリング装置による反力に、逸脱度に応じた操舵反力を加算することにより、ステアリングホイール７２に所望の操舵反力を発生させる。

つぎに、第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置１の動作を、図３のフローチャートを用いて説明する。図３は、第１の実施の形態のコントローラ５０における運転操作補助制御処理の処理手順のフローチャートを示す。本処理内容は、一定間隔、例えば５０ｍｓｅｃ毎に連続的に行われる。

ステップＳ１００では、前方カメラ１０および車速センサ２０から検出信号を入力し、自車両の走行状態データを読み込む。コントローラ５０は、前方カメラ１０の撮像画像に画像処理を施し、自車両前方にある白線（車線識別線）等の境界線を抽出識別し、自車線内における自車両の位置に関する走行状態データを取得する。走行状態データは、自車速Ｖ、自車両のヨー角Φ、車線中心から自車両の中心までの横変位Ｘ，走行車線の曲率β、および操舵角δ等である。また、アクセルペダルストロークセンサ６３によって検出されるアクセルペダル操作量も読み込む。ステップＳ１１０では、ステップＳ１００で読み込んだ走行状態データから、自車線に対する自車両の相対位置関係といった自車両の周囲状況を認識する。

つづくステップＳ１２０では、ステップＳ１００で読み込んだ走行状態データに基づいて、自車両が将来的に自車線から逸脱する可能性を表す逸脱リスク度ＲＰoutを算出する。逸脱リスク度ＲＰoutを算出するために、まず、自車両が自車線から逸脱するまでの予測時間（逸脱予測時間）Ｔoutを算出する。図４に自車両の走行状況の一例を示す。図４に示すように、横変位Ｘは自車線の中央線から自車両の重心ｏまでの距離を表している。コントローラ５０は、例えば前回周期で検出した横変位Ｘ_zと今回検出した横変位Ｘとから横変位の変化量ｄＸを算出する。そして、自車両の重心ｏから白線までの距離（Ｌ/２-Ｘ）と横変位Ｘの変化量ｄＸとから、以下の（式１）を用いて自車両が自車線を逸脱するまでの逸脱予測時間Ｔoutを算出する。
Ｔout＝（Ｌ／２−Ｘ）／ｄＸ ・・・（式１）

ただし、逸脱予測時間Ｔoutの最大値リミットのため、Ｔout≦Ｔmaxとする（Ｔmaxは所定値）。なお、自車両の重心が車線中央線から右側の領域にある場合は横変位Ｘを正の値で表し、左側の領域にある場合は横変位Ｘを負の値で表している。これにより、横変位Ｘの符号に基づいて自車両の逸脱方向を判断することができる。ただし、（式１）においては横変位Ｘの絶対値を用いている。

ここでは自車両の横変位Ｘとその変化量ｄＸとを用いたが、自車両のヨー角Φ、走行車線の曲率β、自車両のヨーレイト、または操舵角等により自車線からの逸脱予測時間Ｔoutを算出することも可能である。

このようにして算出した逸脱予測時間Ｔoutに基づいて、逸脱リスク度ＲＰoutを算出する。逸脱予測時間Ｔoutが短くなると将来的に自車両が自車線から逸脱するというリスクが大きくなるため、逸脱リスク度ＲＰoutは、例えば図５に示すように逸脱予測時間Ｔoutが短くなるほど高くなるように設定する。また、逸脱予測時間Ｔoutに対して逸脱リスク度ＲＰoutが線形的に変化するように設定することも可能である。

図６（ａ）〜（ｄ）を用いて、自車線に対する自車両の位置と逸脱リスク度ＲＰoutとの関係を説明する。図６（ａ）〜（ｃ）は自車両が片側２車線の道路において左レーンから右レーンに移動（逸脱）していく様子を示し、図６（ｄ）は自車両が左レーンから右レーンに逸脱していくときの自車両の横変位Ｘに対する逸脱リスク度ＲＰoutの変化を表している。なお、図６（ａ）〜（ｃ）に示す状況において自車両の横変位Ｘの変化量ｄＸは一定であるとする。

図６（ａ）に示すように自車両が自車線のほぼ中央を走行している場合は、横変位Ｘが小さく逸脱予測時間Ｔoutが大きいため図６（ｄ）に点Ａで示すように逸脱リスク度ＲＰoutは小さい値となる。自車両が右側のレーン端に接近していくと、逸脱リスク度ＲＰoutが徐々に大きくなり、図６（ｂ）に示すように自車両の重心ｏが右側のレーン端（白線）をまたいだときに逸脱リスク度ＲＰoutが最大となる（点Ｂ）。右側の白線をまたいだ後は、自車両が車線の中央方向に移動するため逸脱予測時間Ｔoutが長くなり、逸脱リスク度ＲＰoutが急に低下する（点Ｃ）。

ステップＳ１２０で逸脱リスク度ＲＰoutを算出した後、ステップＳ１３０へ進む。ステップＳ１３０では、ステップＳ１２０で算出した逸脱リスク度ＲＰoutに基づいて、アクセルペダル操作反力および操舵反力の反力指令値ＦＡ，ＦＳをそれぞれ算出する。図７（ａ）（ｂ）に、逸脱リスク度ＲＰoutに対するアクセルペダル反力指令値ＦＡ，および操舵反力指令値ＦＳの関係をそれぞれ示す。アクセルペダル反力指令値ＦＡおよび操舵反力指令値ＦＳは、それぞれ逸脱リスク度ＲＰoutの増加に比例して大きくなるように設定されている。

つづくステップＳ１４０では、ステップＳ１３０で算出したアクセルペダル反力指令値ＦＡおよび操舵反力指令値ＦＳを、それぞれアクセルペダル反力制御装置６０および操舵反力制御装置７０に出力する。アクセルペダル反力制御装置６０は、コントローラ５０からの指令に応じて、アクセルペダル操作量ＳＡに応じた通常反力特性に反力指令値ＦＡを加算した値をアクセルペダル反力として発生するようにサーボモータ６１を制御する。また、操舵反力制御装置７０は、コントローラ５０からの指令に応じてサーボモータ７１を制御し、自車両が自車線から逸脱する方向への操舵操作が重くなるように、すなわち逸脱する方向へ操舵操作を行った場合の操舵反力が大きくなるように操舵反力を発生させる。これにより、今回の処理を終了する。

以下に、第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置１の作用を説明する。図６（ａ）〜（ｄ）に示すように、例えば自車両が左レーンから右レーンに逸脱していく場合、逸脱リスク度ＲＰoutが高くなるに従って、アクセルペダル６２に発生する操作反力が大きくなるとともに、逸脱方向への操舵操作を抑制する方向の操舵反力が大きくなる。運転者はアクセルペダル６２およびステアリングホイール７２からの反力を感じることによって、自車両が将来的に自車線から逸脱するリスクが大きくなっていることを直感的に認識することができる。

−第１の実施の形態の変形例−
逸脱リスク度ＲＰoutに対するアクセルペダル反力指令値ＦＡおよび操舵反力指令値ＦＳの関係を、図７（ａ）（ｂ）に代えて、図８（ａ）（ｂ）または図９（ａ）（ｂ）に示すように設定することもできる。

図８（ａ）（ｂ）は、逸脱リスク度ＲＰoutが大きくなるほど反力指令値ＦＡ，ＦＳともに増加しているが、逸脱リスク度ＲＰoutの変化に対するアクセルペダル反力指令値ＦＡの変化形態および操舵反力指令値ＦＳの変化形態が異なっている。すなわち、アクセルペダル反力指令値ＦＡは、逸脱リスク度ＲＰoutが発生し始めると急激に増加し、その後は逸脱リスク度ＲＰoutの増加に伴って徐々に増加する。一方、操舵反力指令値ＦＳは、逸脱リスク度ＲＰoutが発生し始めると緩やかに増加し、その後は逸脱リスク度ＲＰoutの増加に伴って急激に増加する。

すなわち、逸脱予測時間Ｔoutに応じた逸脱リスク度ＲＰoutについて、最小値と最大値の間に低リスク領域と高リスク領域を設けたとすると、低リスク領域では、逸脱リスク度ＲＰoutの増加に対するアクセルペダル反力指令値ＦＡの増加率の方が、逸脱リスク度ＲＰoutの増加に対する操舵反力指令値ＦＳの増加率よりも大きい。一方、高リスク領域では、逸脱リスク度ＲＰoutの増加に対する操舵反力指令値ＦＳの増加率の方が、逸脱リスク度ＲＰoutの増加に対するアクセルペダル反力指令値ＦＡの増加率よりも大きい。

これにより、逸脱リスク度ＲＰoutが小さいときは操舵反力に対してアクセルペダル反力が先行して大きくなるので、アクセルペダル６２の操作反力として運転者の注意を喚起することができるとともに、アクセルペダル６２の踏み込みを緩めて逸脱までの時間的余裕を稼ぐという効果も期待できる。一方、逸脱リスク度ＲＰoutが大きくなるとアクセルペダル反力に対して操舵反力の増加率が大きくなるので、逸脱方向への操舵操作を抑制して自車線からの逸脱予防の支援を行うことができる。

図９（ａ）（ｂ）は、逸脱リスク度ＲＰoutが大きくなるほど反力指令値ＦＡ，ＦＳともに増加しているが、逸脱リスク度ＲＰoutの変化に対するアクセルペダル反力指令値ＦＡの変化形態および操舵反力指令値ＦＳの変化形態が異なっている。すなわち、アクセルペダル反力指令値ＦＡは、逸脱リスク度ＲＰoutが発生し始めると緩やかに増加し、その後は逸脱リスク度ＲＰoutの増加に伴って急激に増加する。一方、操舵反力指令値ＦＳは、逸脱リスク度ＲＰoutが発生し始めると急激に増加し、その後は逸脱リスク度ＲＰoutの増加に伴って緩やかに増加する。

すなわち、逸脱予測時間Ｔoutに応じた逸脱リスク度ＲＰoutについて、最小値と最大値の間に低リスク領域と高リスク領域を設けたとすると、低リスク領域では、逸脱リスク度ＲＰoutの増加に対する操舵反力指令値ＦＳの増加率の方が、逸脱リスク度ＲＰoutの増加に対するアクセルペダル反力指令値ＦＡの増加率の方よりも大きい。一方、高リスク領域では、逸脱リスク度ＲＰoutの増加に対するアクセルペダル反力指令値ＦＡの増加率の方が、逸脱リスク度ＲＰoutの増加に対する操舵反力指令値ＦＳの増加率の方よりも大きい。

これにより、逸脱リスク度ＲＰoutが小さいときはアクセルペダル反力に対して操舵反力が先行して大きくなるので、逸脱方向への操舵操作を抑制して自車線からの逸脱予防の支援を早い段階から行うことができる。逸脱リスク度ＲＰoutが大きくなるとアクセルペダル反力の増加率が大きくなるので、自車線からの逸脱のリスクが大きくなっていることを運転者に直感的に知らせることができる。

このように、以上説明した第１の実施の形態においては、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）車両用運転操作補助装置１は、自車両周囲の走行環境に基づいて、自車線に対する自車両の逸脱度を算出し、逸脱度に基づいて、自車両の前後方向の運転操作に関わる運転操作装置（アクセルペダル６２）に発生する前後方向操作反力と、自車両の左右方向の運転操作に関わる運転操作装置（ステアリングホイール７２）に発生する左右方向操作反力をそれぞれ制御する。ここで、逸脱度に対する前後方向操作反力の増加率および左右方向の増加率をそれぞれ調整する。これにより、自車両が自車線から逸脱していくような状況において、逸脱の度合いを運転操作装置の操作反力として運転者にわかりやすく伝えることができる。また、前後方向操作反力の増加率と左右方向操作反力の増加率をそれぞれ逸脱度に応じて調整することにより、逸脱の度合いに応じて必要な情報を伝えるとともに逸脱度を低減するような運転操作を促して運転者の運転操作を補助することができる。
（２）コントローラ５０は、自車両周囲の走行環境に基づいて、自車両が将来的に自車線から逸脱するリスク（逸脱リスク度ＲＰout）を逸脱度として算出する。これにより、自車両が将来的に自車線から逸脱するリスクが高いのか、あるいは高くなっているのかといった情報を操作反力を介して運転者に伝えるとともに、将来的なリスクに対応した運転操作を促すことができる。
（３）コントローラ５０は、自車両周囲の走行環境に基づいて、自車両が自車線から逸脱するまでの逸脱予測時間Ｔoutを予測し、逸脱予測時間Ｔoutを用いて逸脱リスク度Ｔoutを算出する。これにより、将来的な逸脱のリスクを操作反力を介して運転者に伝えるとともに、将来的なリスクに対応した運転操作を促すことができる。
（４）コントローラ５０は、図７（ａ）（ｂ）に示すように、逸脱リスク度ＲＰoutの増加に対して、前後方向操作反力の増加率および左右方向操作反力の増加率を略一致させる。これにより、ある時点での逸脱リスク度ＲＰoutに対してアクセルペダル６２とステアリングホイール７２から同等の操作反力が発生するため、運転者は逸脱の可能性を感覚的に把握することができる。
（５）図８（ａ）（ｂ）に示すように、逸脱リスク度ＲＰoutについて低リスク領域（低逸脱度領域）と高リスク領域（高逸脱度領域）とを設け、低リスク領域では前後方向操作反力の増加率を左右方向操作反力の増加率よりも大きく設定し、高リスク領域では左右方向操作反力の増加率を前後方向操作反力の増加率よりも大きく設定することもできる。この場合、逸脱リスク度ＲＰoutが小さいときにはアクセルペダル反力によって将来的な逸脱のリスクがあることを運転者に感覚的に知らせ、逸脱リスク度ＲＰoutが大きくなると操舵反力を大きくして逸脱を回避する方向への操舵操作を促すことができる。
（６）図９（ａ）（ｂ）に示すように、低リスク領域では左右方向操作反力の増加率を前後方向操作反力の増加率よりも大きく設定し、高リスク領域では前後方向操作反力の増加率を左右方向操作反力の増加率よりも大きく設定することもできる。この場合、逸脱リスク度ＲＰoutが小さい段階から将来の逸脱を回避する方向への操舵操作を促し、逸脱リスク度ＲＰoutが大きくなると操舵操作の支援に加えてアクセルペダル反力として逸脱のリスクを運転者に伝えることができる。

《第２の実施の形態》
本発明の第２の実施の形態による車両用運転操作補助装置について、図面を用いて説明する。図１０は、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２の構成を示すシステム図であり、図１１は、車両用運転操作補助装置２を搭載した車両の構成図である。なお、第２の実施の形態においては、自動変速機およびコンベンショナルディファレンシャルを備えた後輪駆動車に車両用運転操作補助装置２を搭載する場合を例として説明する。図１０および図１１において、図１および図２に示した第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置１と同様の機能を有する箇所には同一の符号を付している。ここでは、第１の実施の形態との相違点を主に説明する。

第２の実施の形態による車両用運転操作補助装置２は、前後左右の各車輪に与える制動力（制動液圧）を個々に制御する各輪液圧制御装置９０をさらに備えている。コントローラ５０Ａは、逸脱リスク度ＲＰoutに基づいてアクセルペダル操作反力制御および操舵反力制御を行うとともに、自車線からの逸脱リスク度ＲＰoutに基づいて左右輪に制動力差をつけて逸脱を回避する方向のヨーモーメントを発生させる。そこで、コントローラ５０Ａは、逸脱リスク度ＲＰoutに基づくブレーキ液圧の指令値を各輪液圧制御装置９０に出力する。

各輪液圧制御装置９０は、車両の左前輪に設けられたブレーキ装置９１、右前輪に設けられたブレーキ装置９２、左後輪に設けられたブレーキ装置９３、および右後輪に設けられたブレーキ装置９４をそれぞれ制御する。ここで、左右前後輪ブレーキ装置９１〜９４は、それぞれブレーキディスクと、液圧の供給によりブレーキディスクを摩擦挟持して車輪にブレーキ力（制動力）与えるホイールシリンダとを備えている。各輪液圧制御装置９０は、各ブレーキ装置９１〜９４のホイールシリンダにそれぞれ液圧を供給することにより、各車輪を個々に制動する。

各輪液圧制御装置９０は、前後左右の各液圧供給系（各チャンネル）それぞれに対応するアクチュエータを備えている。アクチュエータとしては、例えば各ホイルシリンダ液圧を任意の制動液圧に制御可能なように比例ソレノイド弁を使用する。なお、各輪液圧制御装置９０は、コントローラ５０Ａからの指令に応じてブレーキペダル９５の操作によるマスタシリンダからの油圧を調節し、各輪のホイルシリンダへ供給する制動液圧を制御する。

また、車両用運転操作補助装置２は、運転者のブレーキ操作に応じたマスタシリンダの液圧Ｐｍを検出するマスタシリンダ液圧センサ９６、自車両の前後加速度Ｘｇ，横加速度Ｙｇを検出する加速度センサ３１、および自車両に発生するヨーレイトφを検出するヨーレイトセンサ３２をさらに備えている。これらのセンサによる検出信号は、それぞれコントローラ５０Ａに入力される。

つぎに、第２の実施の形態による車両用運転操作補助装置２の動作を、図１２のフローチャートを用いて説明する。図１２は、第２の実施の形態のコントローラ５０Ａにおける運転操作補助制御処理の処理手順のフローチャートを示す。本処理内容は、一定間隔、例えば５０ｍｓｅｃ毎に連続的に行われる。ステップＳ２００〜Ｓ２２０における処理は、図３に示したフローチャートのステップＳ１００〜Ｓ１２０における処理と同様であるので説明を省略する。なお、ステップＳ２００では、走行状態データとして加速度センサ３１によって検出される前後加速度Ｘｇ，横加速度Ｙｇ、ヨーレイトセンサ３２によって検出されるヨーレイトφ、およびマスタシリンダ液圧センサ９６によって検出されるマスタシリンダ液圧Ｐｍも読み込む。

ステップＳ２３０では、逸脱リスク度ＲＰoutの算出に用いた逸脱予測時間Ｔoutと、予め設定した逸脱判断しきい値Ｔｓとを比較し、自車両の逸脱判断を行う。Ｔout＜Ｔｓの場合は将来的な逸脱の可能性が高いと判断し、逸脱判断フラグＦout＝ＯＮにする。一方、Ｔout≧Ｔｓの場合は将来的な逸脱の可能性が低いと判断し、逸脱判断フラグＦout＝ＯＦＦにする。

ステップＳ２４０では、ステップＳ２００で読み込んだヨーレイトφおよび横加速度Ｙｇを用いて自車両の旋回状態を判断する。ヨーレイトφおよび横加速度Ｙｇは、左旋回の場合に正の値を示す。横加速度Ｙｇが設定値Ｙｇ１以上になった場合は急旋回と判断する。また、ヨーレイトφについては、操舵角δと自車速Ｖより定まる目標ヨーレイトφｒｅｆとの比較により車両のアンダーステアおよびオーバーステアを判断する。

つづくステップＳ２５０では、自車線からの逸脱を回避するために自車両に発生させる目標ヨーモーメントＭｓを算出する。ここでは、車線中央からの自車両の横変位Ｘとその変化量ｄＸより、以下の（式２）に従って目標ヨーモーメントＭｓを算出する。
Ｍｓ＝Ｋ１・Ｘ+Ｋ２・ｄＸ ・・・（式２）
ここで、Ｋ１，Ｋ２は、自車速Ｖに応じて変動するゲインであり、例えば図１３に示すように設定する。

また、自車両の走行車線に対するヨー角Φと横変位Ｘおよび前方走行車線曲率βより、以下の（式３）に従って目標ヨーモーメントＭｓを算出することも可能である。
Ｍｓ＝Ｋａ・Φ+Ｋｂ・Ｘ+Ｋｃ・β ・・・（式３）
ここで、Ｋａ、Ｋｂ，Ｋｃは、自車速Ｖに応じて変動するゲインであり、例えば図１３および図１４に示すように設定する。

続くステップＳ２６０では、ステップＳ２３０で設定した逸脱判断フラグＦout、ステップＳ２５０で算出した目標ヨーモーメントＭｓ、およびマスタシリンダ液圧Ｐｍに基づいて、前後左右の各車輪の目標制動液圧Ｐｓｉを算出する。ここで、添え字ｉは各車輪を示し、左前輪をｆｌ、右前輪をｆｒ、左後輪をｒｌ、右後輪をｒｒで表す。逸脱判断フラグＦout＝ＯＦＦで将来的な逸脱の可能性が低い場合は、各車輪の目標制動液圧Ｐｓｉは以下の（式４）および（式５）に示すようにマスタシリンダ液圧Ｐｍとなる。
Ｐｓｆｌ＝Ｐｓｆｒ＝Ｐｍ ・・・（式４）
Ｐｓｒｌ＝Ｐｓｒｒ＝Ｐｍｒ ・・・（式５）
ここで、Ｐｍｒはマスタシリンダ液圧Ｐｍから算出される前後配分を考慮した後輪用マスタシリンダ液圧である。

一方、逸脱判断フラグＦout＝ＯＮで将来的な逸脱の可能性が高いは、目標ヨーモーメントＭｓの大きさに応じて、目標ヨーモーメントＭｓが設定値Ｍｓ１より小さい場合は後輪左右輪の制動力に差を発生させ、設定値Ｍｓ１より大きい場合は前後左右輪で制動力差を発生させるようにする。まず、前輪左右輪の目標制動液圧差ΔＰｓｆ、および後輪左右輪の目標制動液圧差ΔＰｓｒを、目標ヨーモーメントＭｓを用いて以下の（式６）〜（式９）から算出する。

（１）Ｍｓ＜Ｍｓ１の場合
ΔＰｓｆ＝０・・・（式６）
ΔＰｓｒ＝２・Ｋｂｒ・Ｍｓ/Ｔ ・・・（式７）
（２）Ｍｓ≧Ｍｓ１の場合
ΔＰｓｆ＝２・Ｋｂｆ・（Ｍｓ−Ｍｓ１）/Ｔ ・・・（式８）
ΔＰｓｒ＝２・Ｋｂｒ・Ｍｓ１/Ｔ ・・・（式９）

ここで、Ｔはトレッドを示す。簡単のため、ここでは前後のトレッドを同じとする。また、Ｋｂｆ，Ｋｂｒは制動力を制動液圧に換算する場合の換算係数であり、ブレーキ諸元により定まる。前輪のみで制御することにして、以下の（式１０）のように設定することもできる。
ΔＰｓｆ＝２・Ｋｂｆ・Ｍｓ/Ｔ ・・・（式１０）

つぎに、自車線からの逸脱方向と、ステップＳ２４０で判断した旋回状態とから自車両を減速させるように左右両輪に制動力を発生させるかを判断し、運転者による制動操作であるマスタシリンダ液圧Ｐｍも考慮して、各車輪の目標制動液圧Ｐｓｉを算出する。以下に、例として左旋回時の各車輪の目標制動液圧Ｐｓｉを表す。

（１）旋回内側に逸脱しようとしている場合（｜φ｜≧｜φｒｅｆ｜）
Ｐｓｆｌ＝Ｐｍ
Ｐｓｆｒ＝Ｐｍ+ΔＰｓｆ ・・・（式１１）
Ｐｓｒｌ＝Ｐｍｒ
Ｐｓｒｒ＝Ｐｍｒ+ΔＰｓｒ

（２）急旋回でなく（Ｙｇ＜Ｙｇ１）、かつ旋回外側に逸脱しようとしている場合（｜φ｜＜｜φｒｅｆ｜）
Ｐｓｆｌ＝Ｐｍ+ΔＰｓｆ
Ｐｓｆｒ＝Ｐｍ ・・・（式１２）
Ｐｓｒｌ＝Ｐｍｒ+ΔＰｓｒ
Ｐｓｒｒ＝Ｐｍｒ

（３）急旋回であり（Ｙｇ≧Ｙｇ１）、かつ旋回外側に逸脱しようとしている場合（｜φ｜＜｜φｒｅｆ｜）
Ｐｓｆｌ＝Ｐｍ+ΔＰｙａｗ+ΔＰｓｆ
Ｐｓｆｒ＝Ｐｍ+ΔＰｙａｗ ・・・（式１３）
Ｐｓｒｌ＝Ｐｍｒ+ΔＰｓｒ
Ｐｓｒｒ＝Ｐｍｒ

ここで、ΔＰｙａｗは以下の（式１４）で表され、自車両のアンダーステアの量に応じて減速度を発生させる。
ΔＰｙａｗ＝Ｋｙ・｜φｒｅｆ−φ｜ ・・・（式１４）
（式１４）においてＫｙは制御ゲインであり、自車速Ｖによらず一定である。

このようにステップＳ２６０で各車輪の目標制動液圧Ｐｓｉを算出した後、ステップＳ７０へ進む。ステップＳ２７０では、逸脱リスク度ＲＰoutに基づいてアクセルペダル反力指令値ＦＡおよび操舵反力指令値ＦＳを算出する。ここでの処理は図３のステップＳ１３０での処理と同様である。

ステップＳ２８０では、ステップＳ２６０で算出した各車輪の目標制動液圧Ｐｓｉを各輪液圧制御装置９０に出力する。各輪液圧制御装置９０はコントローラ５０Ａから入力される液圧指令値に応じて前後左右輪のブレーキ装置９１〜９４のホイールシリンダにそれぞれ液圧を供給し、各車輪を個々に制動する。

ステップＳ２９０では、ステップＳ２７０で算出したアクセルペダル反力指令値ＦＡおよび操舵反力指令値ＦＳを、それぞれアクセルペダル反力制御装置６０および操舵反力制御装置７０に出力する。これにより、今回の処理を終了する。

なお、上述したステップＳ２３０の逸脱判断において、例えば方向指示スイッチの操作状態を検出し、運転者に車線変更の意図がある場合は、Ｔout＜Ｔｓでも逸脱フラグＦoutをOFFに設定するように構成することも可能である。

以下に第２の実施の形態による車両用運転操作補助装置２の作用を説明する。
直進走行時で、逸脱判断フラグＦout＝ＯＮの場合は、図１５（ａ）に示すように目標ヨーモーメントＭｓの大きさに応じて左右輪の制動力に差を発生させる。具体的には、目標ヨーモーメントＭｓが設定値Ｍｓ１よりも小さい場合は、上記（式６）（式７）に示すように後輪左右輪の制動力に差を発生させる。また、目標ヨーモーメントＭｓが設定値Ｍｓ１以上の場合は、上記（式８）（式９）に示すように後輪左右輪に加えて前輪左右輪でも制動力差を発生させる。

旋回内側に逸脱しようとしている場合は、図１５（ｂ）に示すように少なくとも旋回外輪に制動力を発生させる（（式１１）参照）。これにより、旋回時に逸脱を回避する方向にヨーモーメントを発生させることができる。
また、急旋回であり、かつ旋回外側に逸脱しようとしている場合は、図１５（ｃ）に示すように左右両輪に制動力を発生するとともに、旋回内輪の制動力の比率を高める（（式１３）（式１４）参照）。これにより、旋回時に逸脱を回避する方向にヨーモーメントを発生させることができる。

なお、図１５（ａ）〜（ｃ）に示すいずれの状況においても、逸脱リスク度ＲＰoutに応じたアクセルペダル反力および操舵反力が発生しているため、将来的な逸脱のリスクがあること、およびその度合いを運転者にわかりやすく伝えることができる。

このように、以上説明した第２の実施の形態においては、上述した第１の実施の形態による効果に加えて以下のような作用効果を奏することができる。
車両用運転操作補助装置２は、自車線からの逸脱を回避する方向に、左右輪の制動力差によってヨーモーメントを発生させる各輪液圧制御装置９０をさらに備えている。これにより、アクセルペダル反力および操舵反力を介した逸脱リスク度ＲＰoutの伝達に加えて、逸脱のリスクが高い場合は左右輪に制動力差を発生させて逸脱防止の制御を行うことができる。また、逸脱のリスクが高くなってヨーモーメントによる逸脱防止制御を開始する前から、運転者はアクセルペダル反力および操舵反力として逸脱リスク度ＲＰoutを直感的に認識することができるので、運転者が逸脱の状況を把握した状態で、効果的な逸脱防止制御を行うことができる。また逸脱防止制御が行われている間も、運転者は逸脱のリスクを操作反力として認識することができる。

《第３の実施の形態》
つぎに、本発明の第３の実施の形態による車両用運転操作補助装置について説明する。第３の実施の形態による車両用運転操作補助装置の構成は、図１０および図１１に示した第２の実施の形態と同様である。ここでは、第２の実施の形態との相違点を主に説明する。

第３の実施の形態においては、逸脱リスク度ＲＰoutに基づく操作反力（アクセルペダル反力および操舵反力）制御を行う際に、自車線から逸脱する場合の自車両の白線（車線識別線）に対する進入角度θｉに基づいて、それぞれの操作反力の配分を変化させる。ここで、アクセルペダル６２は自車両の前後方向の運転操作に関わる運転操作機器であるので、アクセルペダル操作反力を車両前後方向の操作反力とし、ステアリングホイール７２は自車両の左右方向の運転操作に関わる運転操作機器であるので、操舵反力を車両左右方向の操作反力とする。

以下に、第３の実施の形態による車両用運転操作補助装置の動作を、図１６のフローチャートを用いて説明する。図１６は、第３の実施の形態のコントローラ５０Ａにおける運転操作補助制御処理の処理手順のフローチャートを示す。本処理内容は、一定間隔、例えば５０ｍｓｅｃ毎に連続的に行われる。ステップＳ３００〜Ｓ３４０における処理は、図１２に示したフローチャートのステップＳ２００〜Ｓ２４０における処理と同様であるので説明を省略する。

ステップＳ３５０では、自車両が接近している、すなわち逸脱方向にある白線への自車両の進入角度θｉを検出する。ここで、進入角度θｉは、図１７（ａ）（ｂ）に示すように自車両の前後方向中心線と白線とのなす角であり、ステップＳ３００で取得した自車両のヨー角Φを用いることができる。

つづくステップＳ３６０とＳ３７０での処理は、図１２のステップＳ２５０とＳ２６０での処理と同様であるので説明を省略する。
ステップＳ３８０では、図１８（ａ）（ｂ）に示す関係に従ってアクセルペダル反力指令値ＦＡおよび操舵反力指令値ＦＳを算出する。つづくステップ３９０では、ステップＳ３８０で算出したアクセルペダル反力指令値ＦＡと操舵反力指令値ＦＳ、すなわち前後方向操作反力と左右方向操作反力の配分（比率）を決定する。図１９に、レーン進入角度θｉに対する操作反力の配分（前後方向反力／左右方向反力）の関係を示す。

図１９に示すように、白線への進入角度θｉが小さい場合は、前後方向反力／左右方向反力の配分（比率）が小さく、進入角度θｉが大きくなるにつれて前後方向反力／左右方向反力の比率が大きくなる。すなわち、例えば図１７（ａ）に示すように進入角θｉが小さい場合は、左右方向反力に対して前後方向反力の割合を小さくし、図１７（ｂ）に示すように進入角θｉが大きい場合は、左右方向反力に対して前後方向反力の割合を大きくする。

これにより、進入角θｉが小さい場合はアクセルペダル反力に対して大きな操舵反力が発生するので、自車両が逸脱を回避するような方向への操舵操作を支援することができる。進入角θｉが大きい場合はアクセルペダル反力の割合が大きくなるので自車両が将来的に自車線から逸脱するリスクをアクセルペダル反力として運転者に認識させ、注意を喚起することができる。

ステップＳ４００では、ステップＳ３８０で算出したアクセルペダル反力指令値ＦＡおよび操舵反力指令値ＦＳを、ステップＳ３９０で決定した前後方向反力と左右方向反力の配分に従って補正する。これは、左右方向反力（操舵反力指令値ＦＳ）を一定として進入角度θｉが大きくなるほど前後方向反力（アクセルペダル反力指令値ＦＡ）を大きくしたり、逸脱リスク度ＲＰoutに応じた左右方向反力ＦＳと前後方向反力ＦＡとを加算した値のなかで、進入角度θｉに応じて左右方向反力ＦＳと前後方向反力ＦＡの比率を変えることで実現できる。

つづくステップＳ４１０では、ステップＳ３７０で算出した各車輪の目標制動液圧Ｐｓｉを各輪液圧制御装置９０に出力する。ステップＳ４２０では、ステップＳ４００で補正したアクセルペダル反力指令値ＦＡおよび操舵反力指令値ＦＳを、それぞれアクセルペダル反力制御装置６０および操舵反力制御装置７０に出力する。これにより、今回の処理を終了する。

−第３の実施の形態の変形例１−
レーン進入角度θｉに対する前後方向反力と左右方向反力の配分を、図２０に示す関係に従って設定することもできる。図２０は、レーン進入角度θｉに対する左右方向反力／前後方向反力の配分の関係を表している。
図２０に示すように、白線への進入角度θｉが小さい場合は、左右方向反力／前後方向反力の配分（比率）が小さく、進入角度θｉが大きくなるにつれて左右方向反力／前後方向反力の比率が大きくなる。すなわち、例えば図１７（ａ）に示すように進入角θｉが小さい場合は、前後方向反力に対して左右方向反力の割合を小さくし、図１７（ｂ）に示すように進入角θｉが大きい場合は、前後方向反力に対して左右方向反力の割合を大きくする。

これにより、進入角θｉが小さい場合は操舵反力に対して大きなアクセルペダル反力が発生するので、自車両が将来的に自車線から逸脱するリスクをアクセルペダル反力を介して運転者に直感的に認識させることができる。進入角θｉが大きい場合は操舵反力の割合が大きくなるので自車両が逸脱を回避するような方向への操舵操作を支援することができる。

−第３の実施の形態の変形例２−
自車両の白線への進入角θｉに代えて、ステップＳ３６０で算出する目標ヨーモーメントを用いて前後方向反力と左右方向反力の配分を決定することもできる。図２１（ａ）に示すように逸脱を回避させる方向の目標ヨーモーメントＭｓが小さい場合は、進入角θｉが小さい場合と同様に前後方向反力と左右方向反力の配分を決定し、図２１（ｂ）に示すように目標ヨーモーメントＭｓが大きい場合は、進入角θｉが大きい場合と同様に前後方向反力と左右方向反力の配分を決定する。

このように目標ヨーモーメントＭｓを用いて前後方向反力と左右方向反力の配分を決定するようにしても、進入角θｉを用いる場合と同様の効果を得ることができる。

このように、以上説明した第３の実施の形態においては、上述した第１および第２の実施の形態による効果に加えて以下のような作用効果を奏することができる。
（１）車両用運転操作補助装置は、自車両の逸脱方向にある自車線の車線境界線に対する自車両の進入角を検出し、検出した進入角に基づいて、逸脱度に応じた前後方向操作反力と左右方向操作反力の割合を調整する。これにより、将来的な逸脱のリスクに加えて、運転者は自車両がどのような角度で逸脱しようとしているかという逸脱の状況を、アクセルペダル反力と操舵反力の割合から感覚的に把握することができる。例えば、図１９に示すように前後方向操作反力／左右方向操作反力の配分を設定し、それぞれの反力の割合を決定すると、逸脱リスク度ＲＰoutが小さい段階ではアクセルペダル反力に対して大きな操舵反力が発生し、逸脱を回避する方向への運転操作を支援することができる。また、逸脱リスク度ＲＰoutが大きくなるとアクセルペダル反力の割合が大きくなり、将来的な逸脱のリスクをアクセルペダル反力として運転者に認識させることができる。一方、図２０に示すように左右方向操作反力／前後方向操作反力の配分を決定し、それぞれの反力の割合を決定すると、逸脱リスク度ＲＰoutが小さいときは操舵反力に対して大きなアクセルペダル反力が発生し、逸脱のリスクがあることを運転者に警告することができる。また、逸脱リスク度ＲＰoutが大きくなると操舵反力の割合が大きくなり、逸脱を回避する方向への操舵操作を促すことができる。
（２）車線境界線への進入角として、車線境界線に対する自車両のヨー角Φ、すなわち自車両の前後方向中心線と車線境界線とのなす角を検出する。これにより、運転者は逸脱の状況として、車線境界線に対する車両姿勢を感覚的に把握することができる。また、ヨー角Φが変化するとアクセルペダル反力と操舵反力の割合が変化するので、自車両の姿勢の変化を直感的に認識することができる。
（３）車線境界線への進入角として、自車線からの逸脱の防止に必要な目標ヨーモーメントＭｓを算出することもできる。逸脱回避のための目標ヨーモーメントＭｓが大きいときは車線境界線に対する自車両のヨー角Φも大きく、運転者は車線境界線に対する車両姿勢を感覚的に把握することができる。また、左右輪の制動力差を発生させて逸脱防止制御を行っている場合に、逸脱防止制御によってどの程度の目標ヨーモーメントＭｓを発生させているかを、運転者はアクセルペダル反力と操舵反力の割合から直感的に感じることができる。

《第４の実施の形態》
つぎに、本発明の第４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４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１０および図１１に示した第２の実施の形態と同様である。ここでは、第２の実施の形態との相違点を主に説明する。

第４の実施の形態においては、自車両が白線をまたいで車線変更を行った後、アクセルペダル反力と操舵反力を逸脱リスク度ＲＰoutに応じた反力制御を行わない通常の値まで復帰させる際の、反力の復帰のさせ方を調整する。

図６（ｄ）に示したように、自車両の重心ｏが白線をまたぐと逸脱リスク度ＲＰoutは急減する。これに伴ってアクセルペダル反力指令値ＦＡおよび操舵反力指令値ＦＳも急に低下し、運転者に違和感を与える可能性がある。そこで、自車両の重心ｏが白線をまたいで隣接車線に車線変更をした後は、例えば変化量リミッタによりアクセルペダル反力指令値ＦＡおよび操舵反力指令値ＦＳを緩やかに通常の値まで復帰させる。さらに、アクセルペダル反力制御の終了タイミングと操舵反力制御の終了タイミングが重ならないように調整する。

なお、終了タイミングが重なるとは、アクセルペダル反力制御と操舵反力制御の終了タイミングがぴたりと一致する場合だけでなく、２つの反力制御が続けて終了することにより運転者に違和感を与えてしまうようなタイミングも含む。

以下に、第４の実施の形態による車両用運転操作補助装置の動作を、図２２のフローチャートを用いて説明する。図２２は、第４の実施の形態のコントローラ５０Ａにおける運転操作補助制御処理の処理手順のフローチャートを示す。本処理内容は、一定間隔、例えば５０ｍｓｅｃ毎に連続的に行われる。ステップＳ５００〜Ｓ５４０における処理は、図１２に示したフローチャートのステップＳ２００〜Ｓ２４０における処理と同様であるので説明を省略する。

ステップＳ５５０では、自車両が隣接車線に車線変更したかを検出する。例えば、ステップＳ５００で取得した自車両の横変位Ｘに基づいて、横変位Ｘの符号が前回周期から反転した場合は、自車両の重心ｏが白線をまたぎ、自車両が車線変更したと判断する。

つづくステップＳ５６０とＳ５７０での処理は、図１２のステップＳ２５０とＳ２６０での処理と同様であるので説明を省略する。ステップＳ５８０では、図７（ａ）（ｂ）に示す関係に従ってアクセルペダル反力指令値ＦＡおよび操舵反力指令値ＦＳを算出する。

つづくステップ５９０では、ステップＳ５５０において自車両が隣接車線へ車線変更したと検出した場合に、ステップＳ５８０で算出したアクセルペダル反力指令値ＦＡと操舵反力指令値ＦＳを補正する。図２３に、自車両が車線変更した後、操作反力制御を終了する際のアクセルペダル反力指令値ＦＡと操舵反力指令値ＦＳの時間変化を示す。アクセルペダル反力指令値ＦＡと操舵反力指令値ＦＳは、図７（ａ）（ｂ）に従って算出されているため、自車両が白線をまたいだ時点（ｔ＝ｔ０）では同等の値を示している。

ここで、アクセルペダル反力指令値ＦＡと操舵反力指令値ＦＳに同じリミット値によって変化量リミッタを施すと、図２３に一点鎖線で示すように反力指令値ＦＡ，ＦＳは同じように低下し、同じタイミング（ｔ＝ｔａ）で両方の制御が終了する。同じタイミングでアクセルペダル反力制御と操舵反力制御が終了すると運転者に違和感を与える可能性があるので、操舵反力制御がアクセルペダル反力制御よりも早く終了するように、車線変更後の操舵反力指令値ＦＳをさらに補正する。

具体的には、操舵反力指令値ＦＳのリミット値をアクセルペダル反力指令値ＦＡのリミット値よりも大きく設定し、アクセルペダル反力指令値ＦＡおよび操舵反力指令値ＦＳそれぞれに変化量リミッタを施す。そして、アクセルペダル反力指令値ＦＡと、リミット値を変化させた補正後の操舵反力指令値ＦＳｃの差ΔＦが所定値ΔＦ１以上になると（ｔ＝ｔｂ）、操舵反力指令値ＦＳのリミット値をアクセルペダル反力指令値ＦＡのリミット値と同じ値に戻す。これにより、操舵反力制御は時間ｔ＝ｔｃで終了し、アクセルペダル反力制御はｔｃよりも後の時間ｔ＝ｔａで終了する。

つづくステップＳ６００では、ステップＳ５７０で算出した各車輪の目標制動液圧Ｐｓｉを各輪液圧制御装置９０に出力する。ステップＳ６１０では、ステップＳ５８０で算出したアクセルペダル反力指令値および操舵反力指令値ＦＳ、またはステップＳ５９０で補正を行った場合はこれらの補正値を、それぞれアクセルペダル反力制御装置６０および操舵反力制御装置７０に出力する。これにより、今回の処理を終了する。

なお、図８（ａ）（ｂ）または図９（ａ）（ｂ）を用いてアクセルペダル反力指令値ＦＡおよび操舵反力指令値ＦＳを算出し、図２４に示すように車線変更後に同じリミット値によって変化量リミッタを施しても２つの反力制御の終了タイミングが重ならない場合は、ステップＳ５９０における補正処理を行う必要はない。

−第４の実施の形態の変形例−
図８（ａ）（ｂ）または図９（ａ）（ｂ）を用いてアクセルペダル反力指令値ＦＡおよび操舵反力指令値ＦＳを算出し、かつ車線変更後に異なるリミット値によって変化量リミッタを施すことにより、２つの反力制御の終了タイミングが重なる場合は、ステップＳ５９０における補正処理を行う。

図２５は、自車両が白線をまたいだ時点（ｔ＝ｔ０）では、アクセルペダル反力指令値ＦＡの方が操舵反力指令値ＦＳよりも大きいが、操舵反力指令値ＦＳのリミット値がアクセルペダル反力指令値ＦＡのリミット値よりも大きいため、補正を行わないと２つの反力制御の終了タイミングが重なる例を示している。

そこで、車線変更後に操舵反力指令値ＦＳとアクセルペダル反力指令値ＦＡとの差ΔＦが所定値ΔＦ２以下となると（ｔ＝ｔｄ）、操舵反力指令値ＦＳのリミット値を大きくしてアクセルペダル反力指令値ＦＡのリミット値と同等にする。これにより、操舵反力制御はアクセルペダル反力制御の終了タイミング（ｔ＝ｔａ）よりも早い時間ｔ＝ｔｅで終了する。

なお、車線変更後に異なるリミット値によって変化量リミッタを施す場合でも、２つの反力制御の終了タイミングが重ならない場合は、ステップＳ５９０における補正処理を行う必要はない。

このように、以上説明した第４の実施の形態においては、上述した第１から第３の実施の形態による効果に加えて以下のような作用効果を奏することができる。
（１）車両用運転操作補助装置は、自車両が隣接車線に車線変更したかを検出し、隣接車線への車線変更を検出すると、前後方向操作反力と左右方向操作反力を、それぞれ逸脱リスク度ＲＰoutに基づく反力制御を行わない値（通常値）まで徐々に変化（復帰）させる。具体的には、車線変更が検出されると、アクセルペダル反力指令値ＦＡと操舵反力指令値ＦＳにそれぞれ変化量リミッタを施す。図６（ｄ）に示すように車線変更をした直後は逸脱リスク度ＲＰoutが非常に大きくなっているが、アクセルペダル反力と操舵反力を徐々に通常値まで復帰させることにより、反力制御終了時に運転者に与える違和感を軽減することができる。また、アクセルペダル反力および操舵反力の急減に伴って車両挙動が不所望に変化することを防止できる。
（２）車線変更後に、アクセルペダル反力制御が終了するタイミングと操舵反力制御が終了するタイミングが重ならないように、アクセルペダル反力の変化量と操舵反力の変化量をそれぞれ調整する。具体的には、車線変更後に、アクセルペダル反力指令値ＦＡに対する変化量リミッタのリミット値と、操舵反力指令値ＦＳに対する変化量リミッタのリミット値をそれぞれ適切に設定する。これにより、アクセルペダル反力制御と操舵反力制御が同時に終了して運転者に違和感を与えてしまうことを防止できる。
（３）車線変更後に、操舵反力制御をアクセルペダル反力制御よりも先に終了するように、アクセルペダル反力指令値ＦＡに対する変化量リミッタのリミット値と、操舵反力指令値ＦＳに対する変化量リミッタのリミット値をそれぞれ適切に設定する。これにより、逸脱回避の操舵操作を促していた操舵反力制御が早いタイミングで終了するので、運転者の意図による操舵操作を妨げることなく反力制御を終了させることができる。

図８（ａ）（ｂ）および図９（ａ）（ｂ）には、逸脱リスク度ＲＰoutに対してアクセルペダル反力指令値ＦＡおよび操舵反力指令値ＦＳが曲線的に変化する例を示したが、これには限定されない。例えば、逸脱リスク度ＲＰoutに対する反力指令値ＦＡ，ＦＳの傾きが変化する線形のグラフとすることも可能である。同様に、図１９および図２０においても、進入角θｉに対して前後方向操作反力と左右方向操作反力の配分が線形的に変化するように設定することも可能である。

上述した第２から第４の実施の形態においては、逸脱を回避するための目標ヨーモーメントMsに基づいて左右輪の制動力差を発生させたが、これに加えて自車両の駆動力を制御するように構成することも可能である。この場合、例えば急旋回で、かつ旋回外側に逸脱している場合に、アクセルペダル６２が操作されていても加速できないようにスロットルバルブを閉じるようにする。これにより、より効果的な逸脱防止制御を行うことができる。

上述した第１から第４の実施の形態においては、前後方向操作反力として逸脱リスク度ＲＰoutに応じてアクセルペダル反力を制御したが、これには限定されない。例えば、アクセルペダル反力とともにブレーキペダル反力を制御したり、アクセルペダル反力の変わりにブレーキペダル反力を制御することもできる。

上述した第２から第４の実施の形態においては、各車輪のブレーキ装置９１〜９４に供給する液圧を個々に制御することにより左右輪の制動力差を発生させたが、目標ヨーモーメントＭｓを左右輪の制動力差によって発生することができれば、この方法には限定されない。

以上説明した第１から第４の実施の形態においては、走行環境検出手段として、前方カメラ１０を用い、逸脱度算出手段、操作反力調整手段、反力割合調整手段、および車線変更時反力制御手段としてコントローラ５０，５０Ａを用いた。また、前後方向反力制御手段としてコントローラ５０，５０Ａとアクセルペダル反力制御装置６０を用い、左右方向反力制御手段としてコントローラ５０，５０Ａと操舵反力制御装置７０を用いた。ヨーモーメント制御手段としてコントローラ５０Ａと各輪液圧制御装置９０を用い、進入角検出手段および車線変更検出手段として、前方カメラ１０およびコントローラ５０，５０Ａを用いた。ただし、これらには限定されず、走行環境検出手段として、ナビゲーションシステムから車両の位置情報を取得したり、路車間通信によって自車線に対する自車両の横変位Ｘを取得することも可能である。また、前方カメラ１０の撮像画像に対して画像処理を施す装置をコントローラ５０，５０Ａとは独立して設けることもできる。

本発明の第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置のシステム図。 図１に示す車両用運転操作補助装置を搭載した車両の構成図。 第１の実施の形態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。 自車線からの逸脱予測時間の算出方法を説明する図。 逸脱予測時間と逸脱リスク度との関係を示す図。 （ａ）〜（ｃ）自車両が右側車線に逸脱していく場合の走行状況を示す図、（ｄ）自車両の横変位に対する逸脱リスク度の変化を示す図。 （ａ）（ｂ）逸脱リスク度に対するアクセルペダル反力指令値と操舵反力指令値との関係を示す図。 （ａ）（ｂ）逸脱リスク度に対するアクセルペダル反力指令値と操舵反力指令値との関係を示す図。 （ａ）（ｂ）逸脱リスク度に対するアクセルペダル反力指令値と操舵反力指令値との関係を示す図。 本発明の第２の実施の形態による車両用運転操作補助装置のシステム図。 図１０に示す車両用運転操作補助装置を搭載した車両の構成図。 第２の実施の形態における運転操作補助制御プログラムの処理手順を示すフローチャート。 自車速と目標ヨーモーメント算出に用いるゲインとの関係を示す図。 自車速と目標ヨーモーメント算出に用いるゲインとの関係を示す図。 （ａ）〜（ｃ）第２の実施の形態による車両用運転操作補助装置の作用を説明する図。 第３の実施の形態における運転操作補助制御プログラムの処理手順を示すフローチャート。 （ａ）（ｂ）自車両の白線に対する進入角を示す図。 （ａ）（ｂ）逸脱リスク度に対するアクセルペダル反力指令値と操舵反力指令値との関係を示す図。 レーン進入角に対する前後方向反力／左右方向反力の配分を決定するための図。 レーン進入角に対する左右方向反力／前後方向反力の配分を決定するための図。 （ａ）（ｂ）自車線に対する自車両の目標ヨーモーメントを示す図。 第４の実施の形態における運転操作補助制御プログラムの処理手順を示すフローチャート。 車線変更後のアクセルペダル反力指令値と操舵反力指令値の時間変化を示す図。 車線変更後のアクセルペダル反力指令値と操舵反力指令値の時間変化を示す図。 車線変更後のアクセルペダル反力指令値と操舵反力指令値の時間変化を示す図。

符号の説明

１０：前方カメラ
２０：車速センサ
３０：操舵角センサ
３１：加速度センサ
３２：ヨーレイトセンサ
５０，５０Ａ：コントローラ
６０：アクセルペダル反力制御装置
７０：操舵反力制御装置
９０：各輪液圧制御装置
９１〜９４：前後左右輪ブレーキ装置
９６：マスタシリンダ液圧センサ

Claims (9)

1. 車両周囲の走行環境を検出する走行環境検出手段と、
   前記走行環境検出手段による検出結果に基づいて、自車線に対する自車両の逸脱度を算出する逸脱度算出手段と、
   前記逸脱度算出手段によって算出される前記逸脱度に基づいて、前記自車両の前後方向の運転操作に関わる運転操作装置に発生する操作反力（以降、前後方向操作反力とする）を制御する前後方向反力制御手段と、
   前記逸脱度算出手段によって算出される前記逸脱度に基づいて、前記自車両の左右方向の運転操作に関わる運転操作装置に発生する操作反力（以降、左右方向操作反力とする）を制御する左右方向反力制御手段と、
   前記逸脱度に対する前記前後方向操作反力の増加率、および前記逸脱度に対する前記左右方向操作反力の増加率を調整する操作反力調整手段とを備え、
   前記操作反力調整手段は、前記逸脱度について低逸脱度領域と高逸脱度領域とを設け、前記低逸脱度領域では前記前後方向操作反力の増加率を前記左右方向操作反力の増加率よりも大きく設定し、前記高逸脱度領域では前記左右方向操作反力の増加率を前記前後方向操作反力の増加率よりも大きく設定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
2. 車両周囲の走行環境を検出する走行環境検出手段と、
   前記走行環境検出手段による検出結果に基づいて、自車線に対する自車両の逸脱度を算出する逸脱度算出手段と、
   前記逸脱度算出手段によって算出される前記逸脱度に基づいて、前記自車両の前後方向の運転操作に関わる運転操作装置に発生する操作反力（以降、前後方向操作反力とする）を制御する前後方向反力制御手段と、
   前記逸脱度算出手段によって算出される前記逸脱度に基づいて、前記自車両の左右方向の運転操作に関わる運転操作装置に発生する操作反力（以降、左右方向操作反力とする）を制御する左右方向反力制御手段と、
   前記逸脱度に対する前記前後方向操作反力の増加率、および前記逸脱度に対する前記左右方向操作反力の増加率を調整する操作反力調整手段とを備え、
   前記操作反力調整手段は、前記逸脱度について低逸脱度領域と高逸脱度領域とを設け、前記低逸脱度領域では前記左右方向操作反力の増加率を前記前後方向操作反力の増加率よりも大きく設定し、前記高逸脱度領域では前記前後方向操作反力の増加率を前記左右方向操作反力の増加率よりも大きく設定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記逸脱度算出手段は、前記走行環境検出手段によって検出される前記車両周囲の走行環境に基づいて、前記自車両が将来的に前記自車線から逸脱するリスクを、前記逸脱度として算出することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
4. 請求項１または請求項２に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記逸脱度算出手段は、前記走行環境検出手段によって検出される前記車両周囲の走行環境に基づいて、前記自車両が前記自車線から逸脱するまでの時間（以降、逸脱予測時間と呼ぶ）を予測し、前記逸脱予測時間を用いて前記逸脱度を算出することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記自車線からの前記自車両の逸脱を回避する方向に、左右輪の制動力差によってヨーモーメントを発生させるヨーモーメント制御手段をさらに備えることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記自車両が隣接車線に車線変更したことを検出する車線変更検出手段と、
   前記車線変更検出手段によって前記隣接車線への車線変更が検出されると、前記前後方向操作反力と前記左右方向操作反力を、それぞれ前記逸脱度に基づく反力制御を行わない値まで徐々に変化させる車線変更時反力制御手段とをさらに備えることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
7. 請求項６に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記車線変更時反力制御手段は、前記車線変更が検出された後、前記前後方向操作反力の制御を終了するタイミングと、前記左右方向操作反力の制御を終了するタイミングが重ならないように、前記前後方向操作反力の変化量と前記左右方向操作反力の変化量をそれぞれ調整することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
8. 請求項７に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記車線変更時反力制御手段は、前記車線変更が検出された後、前記左右方向操作反力の制御を前記前後方操作反力の制御よりも先に終了させることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の車両用運転操作補助装置を備えることを特徴とする車両。

Images