JP4370984B2

JP4370984B2 - 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

Info

Publication number: JP4370984B2
Application number: JP2004177964A
Authority: JP
Inventors: 洋介小林; 原平内藤; 健木村; 雪徳西田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2004-06-16
Filing date: 2004-06-16
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2024-06-16
Also published as: JP2006001339A

Description

本発明は、運転者の操作を補助する車両用運転操作補助装置に関する。

従来の車両用運転操作補助装置は、自車両の車両状態と走行環境に基づいて、アクセルペダルの操作反力を変更している（例えば特許文献１参照）。この装置は、前方車両が存在するか否かを検出し、新たに前方車両を検出した場合に運転者に報知している。
これに対し、本出願人は、自車両周囲の障害物状況が変化する場合にアクセルペダル操作反力によりその情報を運転者に報知する装置を提案している（特許文献２参照）。この装置は、自車両と前方車両との接触の可能性が高い領域および低い領域でそれぞれリスクポテンシャルを算出し、接触の可能性が高い領域から低い領域へ移行する場合には、接触の可能性が高い領域におけるリスクポテンシャルに応じた操作反力を優先的に選択する。

本願発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
特開２００３−２４６２２６号公報特願２００４−５９０１９号公報

上述したような従来の装置は、自車両周囲の状況が変化した場合に、その情報を運転者に報知している。しかし、状況変化に関する情報を運転者に報知するべきか否かの判断を行っていないため、運転者にとっては正確な状況変化を把握することが困難であった。

本発明による車両用運転操作補助装置は、自車両前方の障害物状況を検出する障害物検出手段と、障害物検出手段による検出結果に基づいて、自車両前方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によって算出されるリスクポテンシャルに基づいて、アクセルペダルの操作反力を算出するアクセルペダル反力算出手段と、アクセルペダルに操作反力を発生させる操作反力発生手段と、自車両周囲の状況変化を判定する状況変化判定手段と、状況変化判定手段によって判定された状況変化を運転者に報知するかを判定する報知判定手段と、報知判定手段によって状況変化を報知すると判定された場合に、操作反力を、アクセルペダル反力算出手段によって算出された値から、自車両前方の障害物である前方車両と自車両との関係において状況変化が発生したことを報知するために設定された所定量を減算した後に、アクセルペダル反力算出手段によって算出された値に補正し、状況変化を選択的に報知する報知手段とを備える。

状況変化を報知する必要があるかを判定し、報知の必要があると判定した場合にアクセルペダル操作反力を補正して報知を行うことにより、運転者に選択的に必要な情報を必要なときに提供することができる。

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

まず、車両用運転操作補助装置１の構成を説明する。レーザレーダ１０は、車両の前方グリル部もしくはバンパ部等に取り付けられ、水平方向に赤外光パルスを照射して車両前方領域を走査する。レーザレーダ１０は、前方にある複数の反射物（通常、前方車の後端）で反射された赤外光パルスの反射波を計測し、反射波の到達時間より、複数の前方車までの車間距離とその存在方向を検出する。検出した車間距離及び存在方向はコントローラ５０へ出力される。なお、本実施の形態において、前方物体の存在方向は、自車両に対する相対角度として表すことができる。レーザレーダ１０によりスキャンされる前方の領域は、自車正面に対して±６deg程度であり、この範囲内に存在する前方物体が検出される。

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による検知領域は車両の前後方向中心線に対して水平方向に±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。
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。

コントローラ５０は、ＣＰＵと、ＲＯＭおよびＲＡＭ等のＣＰＵ周辺部品とから構成され、車両用運転操作補助装置１全体の制御を行う。コントローラ５０は、車速センサ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から、自車両周囲の障害物状況、例えば自車両と各障害物との相対距離および相対速度といった障害物に対する走行状態を判定する。さらに、前方カメラ２０から入力される画像情報に画像処理を施し、自車両とレーンマーカとの相対位置関係を認識する。コントローラ５０は、障害物状況に基づいて各障害物に対する自車両のリスクポテンシャルを算出する。さらに、コントローラ５０は、障害物に対するリスクポテンシャルに基づいて、以下のような制御を行う。

本発明の第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置１は、アクセルペダル６２を操作する際に発生する反力を制御することによって、運転者に周囲の環境を知らせるとともに自車両の加減速操作を補助し、運転者の運転操作を適切にアシストするものである。そこで、コントローラ５０は、自車前方の障害物に対するリスクポテンシャルに基づいて、アクセルペダル６２の反力制御量を算出する。

さらに、自車両周囲の状況が変化した場合には、その情報をアクセルペダル反力によって運転者に報知する。自車両周囲の状況が変化した場合とは、具体的にはレーザレーダ１０によって先行車が検出されなくなった場合である。先行車が検出されており、その先行車に対するリスクポテンシャルに応じたアクセルペダル反力が制御されていた状態から、アクセルペダル反力制御の対象としていた先行車が検出されなくなった場合は、その情報を運転者に報知する必要があるか否かを判断し、報知が必要であると判断した場合に、アクセルペダル反力により運転者に報知する。

コントローラ５０は、先行車が検出されなくなった状況を報知する必要があると判断した場合には、リスクポテンシャルに応じた反力制御量を補正し、補正した反力制御量をアクセルペダル反力制御装置６０へと出力する。

アクセルペダル反力制御装置６０は、コントローラ５０から出力される反力制御量に応じて、アクセルペダル６２のリンク機構に組み込まれたサーボモータ６１で発生させるトルクを制御する。サーボモータ６１は、アクセルペダル反力制御装置６０からの指令値に応じて発生させる反力を制御し、運転者がアクセルペダル６２を操作する際に発生する踏力を任意に制御することができる。

なお、アクセルペダル反力制御を行わない場合の通常のアクセルペダル反力特性は、例えば、アクセルペダル６２の操作量が大きくなるほどアクセルペダル反力がリニアに大きくなるよう設定されている。通常のアクセルペダル反力特性は、例えばアクセルペダル６２の回転中心に設けられたねじりバネ（不図示）のバネ力によって実現することができる。

図３に、コントローラ５０の内部および周辺の構成を示すブロック図を示す。コントローラ５０は、例えばＣＰＵのソフトウェア形態により、障害物認識部５１、リスクポテンシャル算出部５２、アクセルペダル反力算出部５３，状況変化判定部５４、報知判定部５５およびアクセルペダル反力補正部５６を構成する。

障害物認識部５１は、レーザレーダ１０および車速センサ３０からの信号を入力し、自車両前方の障害物状況を認識する。具体的には、先行車との車間距離Dおよび相対速度Vrを算出し、さらに自車速V1を検出する。リスクポテンシャル算出部５２は、障害物認識部５１の認識結果に基づいて、前方障害物に対する自車両のリスクポテンシャルを算出する。アクセルペダル反力算出部５３は、リスクポテンシャル算出部５２で算出したリスクポテンシャルに基づいてアクセルペダル６２の反力制御指令値を算出する。

状況変化判定部５４は、障害物認識部５１で認識した障害物状況と、前方カメラ２０の画像情報から取得される白線情報に基づいて、自車両周囲の状況が変化したか否かを判定する。具体的には、レーザレーダ１０によって検出されていた先行車が検出されなくなったかどうかを判定する。報知判定部５５は、状況変化判定部５４で状況が変化したと判定された場合に、その情報を運転者に報知するか否かを判定する。

アクセルペダル反力補正部５６は、報知判定部５５で、状況が変化したことを運転者に報知すると判定された場合に、アクセルペダル反力算出部５３で算出された反力制御指令値を補正し、反力指令値補正値を算出する。

以下に、第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置１の動作を詳細に説明する。図４に、第１の実施の形態のコントローラ５０における運転操作補助制御処理の処理手順のフローチャートを示す。本処理内容は、一定間隔、例えば５０msec毎に連続的に行われる。

まず、ステップＳ１００で走行状態を読み込む。ここで、走行状態は、自車前方の障害物状況を含む自車両の走行状況に関する情報である。そこで、レーザレーダ１０により検出される前方障害物までの車間距離Ｄや存在方向と、車速センサ３０によって検出される自車両の走行車速Ｖ１を読み込む。さらに、前方カメラ２０からの画像情報に画像処理を施し、自車両が走行する車線のレーンマーカ（白線）を認識する。

ステップＳ２００では、ステップＳ１００で読み込み、認識した走行状態データに基づいて、前方障害物の状況を認識する。ここでは、前回の処理周期以前に検出され、コントローラ５０のメモリに記憶されている自車両に対する障害物の相対位置やその移動方向・移動速度と、ステップＳ１００で得られた現在の走行状態データとにより、現在の障害物の自車両に対する相対位置やその移動方向・移動速度を認識する。そして、自車両の走行に対して障害物およびレーンマーカが、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。

ステップＳ３００では、障害物に対するリスクポテンシャルＲＰを算出する。障害物に対するリスクポテンシャルＲＰは以下のようにして算出する。
まず、認識された障害物に対する余裕時間ＴＴＣ（Time To Contact）を算出する。余裕時間ＴＴＣは、先行車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、つまり自車速Ｖ１、先行車速Ｖ２および相対車速Ｖｒ（＝Ｖ２−Ｖ１）が一定の場合に、何秒後に車間距離Ｄがゼロとなり自車両と先行車両とが接触するかを示す値である。障害物に対する余裕時間ＴＴＣは、以下の（式１）で求められる。
ＴＴＣ＝−Ｄ／Ｖｒ・・・（式１）

余裕時間ＴＴＣの値が小さいほど、先行車への接触が緊迫し、先行車への接近度合が大きいことを意味している。例えば先行車への接近時には、余裕時間ＴＴＣが４秒以下となる前に、ほとんどのドライバが減速行動を開始することが知られている。

つぎに、自車両と先行車との車間時間ＴＨＷを算出する。車間時間ＴＨＷは、自車両が先行車に追従走行している場合に、想定される将来の先行車の車速変化による余裕時間ＴＴＣへの影響度合、つまり相対車速Ｖｒが変化すると仮定したときの影響度合を示す物理量である。車間時間ＴＨＷは、以下の（式２）で表される。
ＴＨＷ＝Ｄ／Ｖ１・・・（式２）

車間時間ＴＨＷは、車間距離Ｄを自車速Ｖ１で除したものであり、先行車の現在位置に自車両が到達するまでの時間を表す。この車間時間ＴＨＷが大きいほど、周囲の環境変化に対する予測影響度合が小さくなる。つまり、車間時間ＴＨＷが大きい場合には、もしも将来に先行車の車速Ｖ２が変化しても、先行車までの接近度合には大きな影響を与えず、余裕時間ＴＴＣはあまり大きく変化しないことを示す。なお、自車両が先行車に追従し、自車速Ｖ１＝先行車速Ｖ２である場合は、（式２）において自車速Ｖ１の代わりに先行車速Ｖ２を用いて車間時間ＴＨＷを算出することもできる。

つぎに、余裕時間ＴＴＣと車間時間ＴＨＷを用いて、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰを算出する。自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰは、以下の（式３）で算出することができる。
ＲＰ＝ａ／ＴＨＷ＋ｂ／ＴＴＣ・・・（式３）
ここで、ａ、ｂは、車間時間ＴＨＷおよび余裕時間ＴＴＣにそれぞれ適切な重み付けをするための定数であり、予め適切な値を設定しておく。定数ａ、ｂは、例えばａ＝１，ｂ＝８（ａ＜ｂ）に設定する。

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

図５に、リスクポテンシャルＲＰとアクセルペダル反力制御指令値ＦＡとの関係を示す。図５に示すように、リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰmaxよりも小さい場合は、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど、大きなアクセルペダル反力を発生させるようにアクセルペダル反力制御指令値ＦＡを算出する。リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰmaxより大きい場合には、最大のアクセルペダル反力を発生させるように、アクセルペダル反力制御指令値ＦＡを最大値ＦＡmaxに固定する。

このように、リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰmaxより小さい場合は、アクセルペダル反力特性を変更し、リスクポテンシャルＲＰの大きさをアクセルペダル操作反力として運転者に知らせる。一方、リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰmaxより大きい場合は、アクセルペダル反力制御指令値ＦＡを最大にして運転者がアクセルペダル６２を解放するように促す。

ステップＳ５００では、ステップＳ１００で読み込み、ステップＳ２００で認識した障害物状況に基づいて、自車両周囲の状況変化を判定する。ここでは、レーザレーダ１０によって検出されてアクセルペダル反力制御の対象としていた先行車が検出されなくなった場合に、自車両周囲の状況が変化したと判定する。具体的には、図６に示すように、Ａ：自車両の車線変更、Ｂ：先行車の車線変更、Ｃ：先行車の遠方（レーザレーダ１０の検知範囲外）への移動、さらに、Ｄ：レーザレーダ１０の故障について判断する。ここでの処理を、図７のフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ５１０で自車両状況判断処理を行う。ここでは、自車両とレーンマーカとの相対位置関係に基づいて自車両が車線変更したか否かを判断する。自車両に対するレーンマーカの左右方向位置は、自車両の重心を基準として自車両の右側を正の値、左側を負の値で表す。例えば図８に示すように、自車線の車線幅をＷとした場合に、自車両の重心が車線中央にあるとき自車両に対する右側のレーンマーカの左右方向位置はＷ/２、左側のレーンマーカの左右方向位置は-Ｗ/２と表される。ここでの処理を、図９のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ５１１では、自車両の右側のレーンマーカの左右方向位置が負の値であるか否かを判定する。すなわち、前回周期までは自車両重心よりも右側に位置し、左右方向位置が正の値で表されていたレーンマーカが、今回周期で自車両重心よりも左側に移動し、左右方向位置が負の値で表されるようになったか否かを判定する。ステップＳ５１１が肯定判定されると、ステップＳ５１２へ進み、自車両が右方向に車線変更を行ったと判断する。

ステップＳ５１１が否定判定されると、ステップＳ５１３へ進む。ステップＳ５１３では、自車両の左側のレーンマーカの左右方向位置が正の値であるか否かを判定する。すなわち、前回周期までは自車両重心よりも左側に位置し、左右方向位置が負の値で表されていたレーンマーカが、今回周期で自車両重心よりも右側に移動し、左右方向位置が正の値で表されるようになったか否かを判定する。ステップＳ５１４が肯定判定されると、ステップＳ５１４へ進み、自車両が左方向に車線変更を行ったと判断する。

ステップＳ５１３が否定判定されると、ステップＳ５１５へ進んで自車両が車線変更していないと判断する。このように、ステップＳ５１０で自車両の車線変更の有無を判断した後、ステップＳ５２０へ進む。

ステップＳ５２０では、先行車両状況判断処理を行う。ここでの処理を、図１０のフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ５２１で、自車両と先行車との車間距離Ｄがレーザレーダ１０の検知範囲外であるか否かを判定する。これは、例えばレーザレーダ１０によって得られた現在までの車間距離Ｄの変化から判定することができる。ステップＳ５２１が肯定判定されると、ステップＳ５２２へ進み、先行車両が遠方へ移動したと判断する。

ステップＳ５２１が否定判定されるとステップＳ５２３へ進む。ステップＳ５２３では、先行車の左右方向位置と自車両の右側のレーンマーカの左右方向位置を比較する。なお、先行車の左右方向位置は、例えばレーザレーダ１０の検出結果に基づいて算出され、自車両の重心を基準として右側を正の値、左側を負の値で表す。ここでは、自車両の重心に対する先行車の左端の左右方向位置が、右側のレーンマーカの左右方向位置よりも大きい値で表される場合は、ステップＳ５２３が肯定判定される。ステップＳ５２３が肯定判定されるとステップＳ５２４へ進み、先行車が右方向に車線変更を行ったと判断する。

ステップＳ５２３が否定判定されると、ステップＳ５２５へ進む。ステップＳ５２５では、先行車の左右方向位置と自車両の左側のレーンマーカの左右方向位置を比較する。自車両の重心に対する先行車の右端の左右方向位置が、左側のレーンマーカの左右方向位置よりも小さい値で表される場合は、ステップＳ５２５が肯定判定される、ステップＳ５２５が肯定判定されるとステップＳ５２６へ進み、先行車が左方向に車線変更を行ったと判断する。

ステップＳ５２５が否定判定されると、ステップＳ５２７へ進み、先行車は車線変更を行っていないと判断する。このようにステップＳ５２０で先行車の状況を判断した後、ステップＳ５３０へ進む。

ステップＳ５３０では、レーザレーダ１０の故障判断処理を行う。ここでの処理を図１１のフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ５３１で、レーザレーダ１０によって先行車が認識されているか否かを判定する。ステップＳ５３１が肯定判定されるとステップＳ５３２へ進み、レーザレーダ１０は正常に作動していると判断する。

ステップＳ５３１が否定判定されるとステップＳ５３３へ進む。ステップＳ５３３では、前方カメラ２０で先行車が認識されているか否かを判定する。ステップＳ５３３が肯定判定されると、前方カメラ２０で先行車が検知できる状況でレーザレーダ１０によって検知ができていないので、ステップＳ５３４へ進んでレーザレーダ１０が故障、もしくは性能が低下していると判断する。

ステップＳ５３３が否定判定されると、レーザレーダ１０でも前方カメラ２０でも先行車を検知していないので、ステップＳ５３５へ進んでレーザレーダ１０は正常に作動していると判断する。ステップＳ５３０によるレーザレーダ１０の故障判断処理が終了すると、ステップＳ５００での状況変化判定処理を終了し、ステップＳ６００へ進む。

ステップＳ６００では、ステップＳ５００での状況変化の判定結果に基づいて、先行車が検出されなくなったことを運転者に報知するか否かを判定する。ここでの処理を図１２のフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ６０１で、レーザレーダ１０によって先行車が検出されているか否かを判定する。ステップＳ６０１が肯定判定され、レーザレーダ１０によって先行車が検出されている場合は、ステップＳ６０２へ進んでフラグFlgに運転者に報知しないことを示す０を設定する。なお、ステップＳ５００の処理において、先行車が遠方へ移動していると判定された場合も、ステップＳ６０１が肯定判定され、フラグFlg＝０に設定する。

ステップＳ６０１が否定判定され、レーザレーダ１０によって先行車が検出されなくなった場合は、ステップＳ６０３へ進む。ステップＳ６０３では、レーザレーダ１０が故障しているか否かを判定する。ステップＳ６０３が肯定判定され、レーザレーダ１０が故障している場合は、ステップＳ６０４へ進んでフラグFlgに運転者に報知することを示す１を設定する。

ステップＳ６０３が否定判定されると、ステップＳ６０５へ進む。ステップＳ６０５では、自車両が車線変更を行ったか否かを判定する。ステップＳ６０５が肯定判定され、自車両が車線変更を行った場合は、運転者が意図的に行った動作であるので先行車が検出されなくなったことを報知する必要はないと判断する。そこで、ステップＳ６０６へ進み、フラグFlgに運転者に報知しないことを示す０を設定する。

ステップＳ６０５が否定判定されると、ステップＳ６０７へ進む。ステップＳ６０７では、先行車が車線変更を行ったか否かを判定する。ステップＳ６０７が肯定判定され、先行車が車線変更を行った場合は、運転者が先行車の車線変更を見逃している可能性があるので、先行車が検出されなくなったことを報知する必要があると判断する。そこで、ステップＳ６０８へ進み、フラグFlgに運転者に報知することを示す１を設定する。

ステップＳ６０７が否定判定されると、ステップＳ６０９へ進んでフラグFlgに運転者に報知することを示す１を設定する。これは、レーザレーダ１０は正常に作動している状況で、自車両、先行車ともに車線変更を行っていないのに先行車がいなくなった場合、例えば上り坂の頂上付近を走行している場合や、先行車の汚れ等により検出が不可能となった場合等であり、運転者が意図したものではないため、報知が必要であると判断する。
このように、ステップＳ６００において報知判定処理を行った後、ステップＳ７００へ進む。

ステップＳ７００では、ステップＳ６００での報知判定結果に基づいてステップＳ４００で算出した反力制御指令値ＦＡを補正する。ここでの処理を、図１３を用いて説明する。まず、ステップＳ７０１で、ステップＳ６００で設定したフラグFlgが０であるか否かを判定する。フラグFlg＝０の場合は、先行車が検出されなくなったことを運転者に報知しないので、ステップＳ７０２へ進んで反力補正値ＦＡhosei＝０に設定する。

ステップＳ７０１が否定判定されると、ステップＳ７０３へ進む。ステップＳ７０３では、フラグFlgが１であるか否かを判定する。フラグFlg＝１の場合は、先行車が検出されなくなったことを運転者に報知するため、ステップＳ７０４へ進む。ステップＳ７０４では、前回周期で設定した反力補正値ＦＡhosei_zから所定の変化量ΔFを引いた値が、最小値FAminよりも大きいか否かを判定する。ここで、最小値FAminは、先行車が検出されなくなったことを報知するために反力制御指令値FAを減少する際の、反力制御指令値FAのトータルの減少量である。

FAhosei_z-ΔF＞FAminの場合は、ステップＳ７０５へ進む。ステップＳ７０５では、反力補正値ＦＡhosei＝FAhosei_z-ΔFに設定する。一方、FAhosei_z−ΔF≦０の場合は、ステップＳ７０６へ進む。ステップＳ７０６では、反力補正値ＦＡhosei＝ＦＡminに設定する。さらに、フラグFlgに、反力補正値FAhoseiが最小値FAminまで減少したことを示す２を設定する。

ステップＳ７０３が否定判定されると、すなわちフラグFlg＝２である場合は、報知のために減少させていた反力制御指令値ＦＡを増加するためにステップＳ７０７へ進む。ステップＳ７０７では、前回周期で設定した反力補正値ＦＡhosei_zに所定の変化量ΔFを加算した値が、０よりも小さいか否かを判定する。FAhosei_z+ΔF＜０である場合は、ステップＳ７０８へ進んで、反力補正値ＦＡhosei＝FAhosei_z+ΔFに設定する。一方、ステップＳ７０７が否定判定されると、ステップＳ７０９へ進んで反力補正値FAhosei＝０に設定する。

つづくステップＳ７１０では、ステップＳ４００で算出したアクセルペダル反力制御指令値ＦＡに、ステップＳ７０２，Ｓ７０５，Ｓ７０６，Ｓ７０８またはＳ７０９で算出した反力補正値FAhosei（≦０）を加算して、反力指令値の補正値FAｃを算出する。反力指令値補正値FAｃは、以下の（式４）から算出できる。
FAｃ＝FA+FAhosei ・・・（式４）

このように、ステップＳ７００でアクセルペダル反力制御指令値ＦＡを補正した後、ステップＳ８００へ進む。ステップＳ８００では、ステップＳ７００で算出した反力指令値補正値ＦＡｃを、アクセルペダル反力制御装置６０に出力する。アクセルペダル反力制御指令値６０は、コントローラ５０からの指令値に応じてサーボモータ６１を制御し、アクセルペダル６２に発生する反力を制御する。これにより、今回の処理を終了する。

このように、以上説明した第１の実施の形態においては、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）車両用運転操作補助装置１は、自車両前方の障害物状況に基づいて障害物に対するリスクポテンシャルＲＰを算出し、リスクポテンシャルＲＰに基づいてアクセルペダル操作反力を算出する。そして、アクセルペダル６２にリスクポテンシャルＲＰに応じた操作反力を発生して反力制御を行う。ここで、コントローラ５０は、自車両周囲における状況変化が発生したか否かを判定し、状況変化が発生した場合には、その情報を運転者に報知するか否かを判定する。状況変化を報知すると判定した場合には、アクセルペダル操作反力を、リスクポテンシャルＲＰに基づいて算出された値よりも小さく補正した後に、リスクポテンシャルＲＰに基づいて算出される値まで徐々に増加することにより、アクセルペダル操作反力を介して状況変化を運転者に報知する。このように、自車両周囲の状況変化を運転者に報知する必要があるか否かを判定し、報知の必要があると判定した場合のみアクセルペダル操作反力を補正して報知を行うようにする。これにより、運転者に必要な情報を必要なときに提供することができ、運転者は状況判断を容易に行うことができる。状況変化が起こったときにアクセルペダル反力をリスクポテンシャルＲＰに応じた値よりも小さく補正することにより、先行車が検出されなくなったことを強調して運転者に伝えることができる。また、自車両周囲の状況変化がない場合は、リスクポテンシャルＲＰに応じた操作反力がアクセルペダル６２に発生するので、アクセルペダル操作反力を通して運転者に自車両周囲の状況を伝達することができる。
（２）状況変化判定部５４は、自車両前方の障害物の有無による状況変化を判定する。具体的には、レーザレーダ１０によって検出され、アクセルペダル反力制御の対象となっていた先行車が検出されなくなると、状況変化が発生したと判定する。これにより、アクセルペダル反力制御の対象がいなくなった、あるいは変化した場合に、その情報を運転者に伝えることができる。
（３）状況変化判定部５４は、自車両周囲の状況変化が自車両前方の障害物の変化によるものか、運転者に意図によるものか、障害物検出手段であるレーザレーダ１０によるものかを判定する。すなわち、先行車が検出されなくなったときの状況を、先行車自体の変化、運転者の意図、レーザレーダ１０の状態について判定する。これにより、先行車が検出されなくなったという状況変化が、どのような原因によって発生したかを判定することができ、適切な情報提供を行うことができる。
（４）状況変化判定部５４は、先行車がレーザレーダ１０の検知範囲を逸脱する場合に、障害物の変化によって状況変化が起こったと判定する。これにより、先行車が検出されなくなったときに、その状況変化を運転者が把握できているかを判定できる。
（５）状況変化判定部５４は、自車両が車線変更を行う場合に、運転者の意図によって状況変化が起こったと判定する。これにより、先行車が検出されなくなったときに、その状況変化を運転者が把握できているかを判定できる。
（６）状況変化判定部５４は、レーザレーダ１０の故障、もしくは性能低下によって状況変化が起こったと判定する。これにより、先行車が検出されなくなったときに、その状況変化を運転者が把握できているかを判定できる。
（７）報知判定部５５は、状況変化判定部５４によって運転者の意図による状況変化と判定された場合には、状況変化を運転者に報知しないと判定する。これにより、先行車が検出されなくなった状況を運転者が理解している場合は、状況変化を運転者に報知することがなく、運転者にわずらわしさを与えることを防止できる。
（８）報知判定部５５は、状況変化判定部５４によってレーザレーダ１０に起因する状況変化と判定された場合に、状況変化を運転者に報知すると判定する。これにより、レーザレーダ１０の故障や性能低下等、運転者が意図しない理由で先行車が検出されなくなった場合にはその情報を運転者に報知することができる。
（９）報知判定部５５は、状況変化判定部５４によって前方障害物の変化による状況変化と判定された場合は、障害物の検出範囲からの逸脱の仕方に応じて、状況変化を報知するかを判定する。これにより、先行車がレーザレーダ１０の検出範囲から逸脱した場合に、運転者がその状況変化を予測できているかに基づいて、適切な報知を行うことができる。
（１０）報知判定部５５は、前方障害物がレーザレーダ１０の検出範囲から自車両の前後方向について遠方へ移動して逸脱した場合には、その状況変化を運転者に報知しないと判定する。先行車が遠方へ移動する場合は、先行車に対するリスクポテンシャルＲＰが低下しており、先行車に関する情報を運転者に提供する必要性は低いと判断できるので、状況変化を報知しないと判定する。これにより、運転者にわずらわしさを与えてしまうことを防止できる。
（１１）報知判定部５５は、前方障害物がレーザレーダ１０の検出範囲から側方に移動して逸脱した場合には、その状況変化を運転者に報知すると判定する。先行車が車線変更等を行って側方へ移動する場合は、運転者が見逃してしまう可能性があるので、報知を行うことにより、適切な情報提供を行うことができる。

《第２の実施の形態》
以下に、本発明の第２の実施の形態による車両用運転操作補助装置について説明する。図１４に、第２の実施の形態による車両用運転操作補助装置２の構成のブロック図を示し、図１５に、図１４に示す車両用運転操作補助装置２を搭載する車両の構成図を示す。図１４および図１５において、図１および図２に示した第１の実施の形態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の実施の形態においては、ウィンカー４０の操作状態に基づいて自車両が車線変更したか否かを判定する。そこで、コントローラ５０Ａにはウィンカー４０からの信号が入力される。なお、第２の実施の形態においては自車両とレーンマーカとの相対位置関係を検出しないので、前方カメラは設けていない。

図１６に、コントローラ５０Ａの内部および周辺の構成を示すブロック図を示す。状況変化判定部５４は、障害物認識部５１によって認識された障害物状況、およびウィンカー４０からの信号に基づいて、自車両周囲の状況が変化したか、すなわち先行車が検出されなくなったかを判定する。具体的には、図１７に示すように、ａ：先行車の右方向または左方向への移動、またはｂ：先行車の遠方へ移動について判定する。なお、ここでは、図１７に示すように自車両前方の自車線に相当する所定幅の領域を、レーザレーダ１０の検知範囲として設定している。

以下に、図１８のフローチャートを用いて状況変化判定処理について説明する。この処理は、図４に示したフローチャートのステップＳ５００において実行される。
まず、ステップＳ５４１で、自車両と先行車との車間距離Ｄがレーザレーダ１０の検知範囲外であるか否かを判定する。ステップＳ５４１が肯定判定されると、ステップＳ５４２へ進んで先行車が遠方へ移動していると判断する。

ステップＳ５４１が否定判定されると、ステップＳ５４３へ進む。ステップＳ５４３では、先行車が右方向へ移動しているか否かを判定する。これは、例えばレーザレーダ１０の検出結果から得られる先行車の左右方向位置の変化方向から判定することができる。ステップＳ５４３が肯定判定されるとステップＳ５４４へ進み、ウィンカー４０が左方向に操作されているか否かを判定する。ステップＳ５４４が肯定判定され、先行車が右方向へ移動し、ウィンカー４０が左方向へ操作されている場合は、ステップＳ５４５へ進んで自車両が左方向へ車線変更していると判断する。一方、ステップＳ５４４が否定判定されると、ステップＳ５４６へ進んで先行車が右方向へ車線変更していると判断する。

ステップＳ５４３が否定判定されるとステップＳ５４７へ進む。ステップＳ５４７では、先行車が左方向へ移動しているか否かを判定する。ステップＳ５４７が肯定判定されるとステップＳ５４８へ進む。ステップＳ５４８ではウィンカー４０が右方向へ操作されているか否かを判定する。ステップＳ５４８が肯定判定され、先行車が左方向へ移動し、ウィンカー４０が右方向に操作されている場合は、ステップＳ５４９へ進んで自車両が右方向に車線変更していると判断する。一方、ステップＳ５４８が否定判定されると、ステップＳ５５０へ進んで先行車が左方向へ車線変更していると判断する。

ステップＳ５４７が否定判定されると、ステップＳ５５１へ進んで自車両も先行車も車線変更していないと判断する。このように、ステップＳ５００において状況変化の判定を行った後、ステップＳ６００へ進む。ステップＳ６００では、ステップＳ５００での判定結果に基づいて、先行車が検出されなくなったことを運転者に報知するか否かを判定する。ここでの処理を、図１９のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ６５１では、レーザレーダ１０によって先行車が検出されているか否かを判定する。ステップＳ６５１が肯定判定されると、ステップＳ６５２へ進んで運転者への報知を行わないことを示すフラグFlg＝０に設定する。なお、ステップＳ５００において先行車が遠方へ移動したと判定された場合も、ステップＳ６５１は肯定判定される。ステップＳ６５１が否定判定され、先行車が検出されなくなった場合は、ステップＳ６５３へ進む。ステップＳ６５３では、自車両が車線変更を行ったか否かを判定する。ステップＳ６５３が肯定判定されると、ステップＳ６５４へ進んで運転者への報知を行わないことを示すフラグFlg＝０に設定する。

ステップＳ６５３が否定判定されるとステップＳ６５５へ進む。ステップＳ６５５では、先行車が車線変更を行ったか否かを判定する。ステップＳ６５５が肯定判定されると、ステップＳ６５６へ進み、運転者への報知を行うことを示すフラグFlg＝１に設定する。ステップＳ６５５が否定判定された場合は、自車両、先行車ともに車線変更を行っていないにも関わらずレーザレーダ１０によって先行車が検出できなくなったので、レーザレーダ１０の故障や性能低下等が発生していると判断する。これは運転者が意図したものではないので、ステップＳ６５７へ進んで運転者に報知することを示すフラグFlg＝１に設定する。

このように、ステップＳ６００で報知判定処理を行った後、上述した第１の実施の形態と同様にアクセルペダル反力制御指令値ＦＡの補正値ＦＡｃを算出する。

このように、以上説明した第２の実施の形態においても、上述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、先行車がレーザレーダ１０の検出範囲の遠方へ移動して逸脱する場合は状況変化を運転者に報知せず、先行車がレーザレーダ１０の検出範囲の側方へ移動する場合は状況変化を運転者に報知する。また、自車両の車線変更の場合は運転者に状況変化を報知せず、先行車の車線変更の場合は状況変化を報知する。これにより、運転者が状況変化を予測できるような状況では報知を行わないようにして運転者にわずらわしさを与えることを防止し、運転者が意図しない状況変化ではその情報を確実に運転者に報知することができる。

上述した第１および第２の実施の形態においては、自車両と先行車との車間時間ＴＨＷおよび余裕時間ＴＴＣに基づいて、上述した（式３）からリスクポテンシャルＲＰを算出した。しかし、これには限定されず、例えば余裕時間ＴＴＣの逆数をリスクポテンシャルＲＰを算出することもできる。

上述した第１および第２の実施の形態においては、状況変化を報知するための反力補正値ＦＡhoseiの最小値ＦＡminを所定の値として設定した。しかし、これには限定されず、例えばリスクポテンシャルＲＰや自車速Ｖ１に応じて最小値ＦＡminを設定することも可能である。また、反力補正値ＦＡhoseiの変化量ΔＦを、リスクポテンシャルＲＰ等に応じて可変に設定することも可能である。

上述した第１および第２の実施の形態においては、図５に示すマップを用いてリスクポテンシャルＲＰに応じた反力制御指令値ＦＡを設定した。ただし、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど反力制御指令値ＦＡが大きくなるように設定すれば、図５のマップ以外のマップに従って反力制御指令値ＦＡを算出することもできる。

また、上述した第１および第２の実施の形態においては、アクセルペダル反力制御の対象としていた先行車が検出されなくなったことを、状況変化として判定した。これに加えて、自車両の車線変更等により反力制御の対象障害物が切り替わる場合も、上述したようにアクセルペダル反力を補正することにより、状況変化を運転者に報知することができる。

以上説明した第１および第２の実施の形態においては、障害物検出手段として、レーザレーダ１０、前方カメラ２０および車速センサ３０を用い、リスクポテンシャル算出手段としてリスクポテンシャル算出部５２を用い、アクセルペダル反力算出手段としてアクセルペダル反力算出部５３を用い，操作反力発生手段としてアクセルペダル反力制御装置６０を用い、状況変化判定手段として状況変化判定部５４を用い、報知判定手段として報知判定部５５を用い、報知手段としてアクセルペダル反力補正部５６を用いた。ただし、これらには限定されず、障害物検出手段として、レーザレーダ１０の代わりに例えば別方式のミリ波レーダを用いることもできる。また、操作反力発生手段として、ブレーキペダルに操作反力を発生させるブレーキペダル反力制御装置を加えることもできる。

本発明の第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置のシステム図。図１に示す車両用運転操作補助装置を搭載した車両の構成図。第１の実施の形態のコントローラの内部および周辺の構成を示すブロック図。第１の実施の形態による車両用運転操作補助制御プログラムの処理手順を示すフローチャート。リスクポテンシャルとアクセルペダル反力制御指令値との関係を示す図。先行車が検出されなくなったときの具体的な状況を説明する図。状況変化判定処理の処理手順を示すフローチャート。自車両が車線変更を行う様子を模式的に示す図自車両状況判断処理の処理手順を示すフローチャート。先行車状況判断処理の処理手順を示すフローチャート。レーザレーダ故障判断処理の処理手順を示すフローチャート。報知判定処理の処理手順を示すフローチャート。アクセルペダル反力補正処理の処理手順を示すフローチャート。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１４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の実施の形態のコントローラの内部および周辺の構成を示すブロック図。先行車が検出されなくなったときの具体的な状況を説明する図。状況変化判定処理の処理手順を示すフローチャート。報知判定処理の処理手順を示すフローチャート。

符号の説明

１０：レーザレーダ
２０：前方カメラ
３０：車速センサ
４０：ウィンカー
５０，５０Ａ：コントローラ
６０：アクセルペダル反力制御装置

Claims

自車両前方の障害物状況を検出する障害物検出手段と、
前記障害物検出手段による検出結果に基づいて、前記自車両前方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、
前記リスクポテンシャル算出手段によって算出される前記リスクポテンシャルに基づいて、アクセルペダルの操作反力を算出するアクセルペダル反力算出手段と、
前記アクセルペダルに前記操作反力を発生させる操作反力発生手段と、
前記自車両周囲の状況変化を判定する状況変化判定手段と、
前記状況変化判定手段によって判定された前記状況変化を運転者に報知するかを判定する報知判定手段と、
前記報知判定手段によって前記状況変化を報知すると判定された場合に、前記操作反力を、前記アクセルペダル反力算出手段によって算出された値から、前記自車両前方の障害物である前方車両と前記自車両との関係において前記状況変化が発生したことを報知するために設定された所定量を減算した後に、前記アクセルペダル反力算出手段によって算出された値に補正し、前記状況変化を選択的に報知する報知手段とを備えることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
請求項１に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記状況変化判定手段は、前記自車両前方の障害物の有無による状況変化を判定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
請求項２に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記状況変化判定手段は、前記自車両周囲の状況変化が、前記自車両前方の障害物の変化によるものか、運転者の意図によるものか、前記障害物検出手段によるものかを判定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
請求項３に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記状況変化判定手段は、前記障害物が前記障害物検出手段による検出範囲を逸脱する場合に、前記自車両前方の障害物の変化による状況変化と判定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
請求項３に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記状況変化判定手段は、前記自車両が車線変更を行う場合に、前記運転者の意図による状況変化と判定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
請求項３に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記状況変化判定手段は、前記障害物検出手段の故障、もしくは性能低下が発生した場合に、前記障害物検出手段による状況変化と判定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
請求項３から請求項６のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記報知判定手段は、前記状況変化判定手段によって前記運転者の意図による状況変化と判定された場合には、前記状況変化を運転者に報知しないと判定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
請求項３から請求項６のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記報知判定手段は、前記状況変化判定手段によって前記障害物検出手段による状況変化と判定された場合に、前記状況変化を運転者に報知すると判定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
請求項３から請求項６のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記報知判定手段は、前記状況変化判定手段によって前記障害物の変化による状況変化と判定された場合には、前記障害物の前記検出範囲の逸脱の仕方に応じて前記状況変化を運転者に報知するかを判定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
請求項９に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記報知判定手段は、前記障害物が前記検出範囲の前後方向遠方へ移動して逸脱した場合には、前記状況変化を運転者に報知しないと判定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
請求項９に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記報知判定手段は、前記障害物が前記検出範囲の側方へ移動して逸脱した場合には、前記状況変化を運転者に報知すると判定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
請求項１から請求項１１のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置を備えることを特徴とする車両。