JP4419513B2 - VEHICLE DRIVE OPERATION ASSISTANCE DEVICE AND VEHICLE HAVING VEHICLE DRIVE OPERATION ASSISTANCE DEVICE - Google Patents

VEHICLE DRIVE OPERATION ASSISTANCE DEVICE AND VEHICLE HAVING VEHICLE DRIVE OPERATION ASSISTANCE DEVICE Download PDF

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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。   The present invention relates to a driving operation assisting device for a vehicle that assists a driver's operation.

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。   A conventional driving assistance device for a vehicle detects a situation (obstacle) around the vehicle and obtains a potential risk potential at that time (see, for example, Patent Document 1). This device controls a steering assist torque based on the calculated risk potential, thereby suppressing a steering operation that tends to lead to an unexpected situation.

本願発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
特開平10−211886号公報 特開平10−166889号公報 特開平10−166890号公報
Prior art documents related to the present invention include the following.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-211886 Japanese Patent Laid-Open No. 10-166889 Japanese Patent Laid-Open No. 10-166890

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、算出したリスクポテンシャルを操舵トルクとして運転者に伝達するため、運転者による運転操作を妨げるような操舵トルクが発生することがある。運転者の運転操作を補助する装置にあっては、違和感を与えることなく運転者に自車両周囲のリスクを伝えることが望まれている。   However, since the vehicle driving operation assisting device as described above transmits the calculated risk potential to the driver as steering torque, steering torque that may hinder driving operation by the driver may occur. In an apparatus that assists a driver's driving operation, it is desired to convey the risk around the host vehicle to the driver without giving a sense of incongruity.

本発明による車両用運転操作補助装置は、自車両周囲の障害物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、ステアリングホイールに発生させる操舵トルクを算出する操舵トルク算出手段と、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段と、操舵角検出手段によって検出される操舵角を、自車両が目標とする横位置へ移動するための必要操舵角と比較する操舵角比較手段と、操舵角比較手段によって操舵角が必要操舵角よりも大きいと判定されると、操舵トルク算出手段によって算出される操舵トルクをステアリングホイールに発生し、操舵角が必要操舵角よりも小さいと判定されると、操舵トルクを前記ステアリングホイールに発生させないように制御することによって、運転者がステアリングホイールを操作する際に発生する操舵反力を制御する操舵トルク制御手段とを備える。
The vehicle driving operation assistance device according to the present invention includes an obstacle detection means for detecting obstacles around the own vehicle, and a risk potential for calculating a risk potential for the obstacle of the own vehicle based on a detection result by the obstacle detection means. A calculating means; a steering torque calculating means for calculating a steering torque generated in the steering wheel based on the risk potential calculated by the risk potential calculating means; a steering angle detecting means for detecting a steering angle of the steering wheel; When the steering angle detected by the detecting means is compared with a required steering angle for moving the host vehicle to a target lateral position, and when the steering angle is larger than the required steering angle by the steering angle comparing means If determined, the steering torque calculated by the steering torque calculation means is applied to the steering wheel. Raw and, when the steering angle is determined to be smaller than the required steering angle, by controlling so as not to generate a steering torque to the steering wheel, the steering reaction force generated when the driver operates the steering wheel and a steering torque control means controlling for.

本発明による車両用運転操作補助装置は、自車両周囲の障害物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、ステアリングホイールに発生させる操舵トルクを算出する操舵トルク算出手段と、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段と、運転者による操舵操作がリスクポテンシャルを高める方向への操舵であるかを判定する操舵方向判定手段と、操舵方向判定手段によって操舵操作がリスクポテンシャルを高める方向への操舵であると判定されると、操舵トルク算出手段によって算出される操舵トルクをステアリングホイールに発生し、操舵操作がリスクポテンシャルを高める方向への操舵ではないと判定されると、操舵トルクをステアリングホイールに発生させないように制御することによって、運転者がステアリングホイールを操作する際に発生する操舵反力を制御する操舵トルク制御手段と、ステアリングホイールに発生する操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段とを備え、操舵方向判定手段は、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と、操舵角検出手段によって検出される操舵角と、操舵トルク検出手段によって検出される操舵トルクとに基づいて、操舵操作がリスクポテンシャルを高める方向への操舵であるかを判定する。 The vehicle driving operation assistance device according to the present invention includes an obstacle detection means for detecting obstacles around the own vehicle, and a risk potential for calculating a risk potential for the obstacle of the own vehicle based on a detection result by the obstacle detection means. A calculation means; a steering torque calculation means for calculating a steering torque generated in the steering wheel based on the risk potential calculated by the risk potential calculation means; a steering angle detection means for detecting a steering angle of the steering wheel; Steering direction determination means for determining whether the steering operation by the steering is in a direction to increase the risk potential, and if the steering operation is determined by the steering direction determination means to be in the direction to increase the risk potential, the steering torque Steering wheel calculated by the calculation means Occurs, the steering operation is determined not to be steered in the direction increasing the risk potential, by controlling so as not to generate a steering torque to the steering wheel, generated when the driver operates the steering wheel Steering torque control means for controlling the steering reaction force, and steering torque detection means for detecting steering torque generated in the steering wheel. The steering direction determination means includes a risk potential calculated by the risk potential calculation means, and a steering angle. Based on the steering angle detected by the detection means and the steering torque detected by the steering torque detection means, it is determined whether the steering operation is a steering in a direction to increase the risk potential.

現在の操舵角が所定操舵角よりも大きいと判定されると、リスクポテンシャルに基づいた操舵トルクをステアリングホイールに発生させるので、自車両周囲のリスクを操舵反力として運転者に確実に知らせることができるとともに、操舵角が所定操舵角以下のときは操舵トルクを補正しないので、運転者に煩わしさを与えることがない。   If it is determined that the current steering angle is larger than the predetermined steering angle, a steering torque based on the risk potential is generated in the steering wheel, so that the driver can be surely notified of the risk around the vehicle as a steering reaction force. In addition, since the steering torque is not corrected when the steering angle is equal to or smaller than the predetermined steering angle, the driver is not bothered.

運転者による操舵操作が自車両のリスクポテンシャルを高める方向への操舵であると判定されると、リスクポテンシャルに基づく操舵トルクをステアリングホイールに発生させるので、自車両周囲のリスクを操舵反力として運転者に確実に知らせることができるとともに、リスクポテンシャルを低下させるような方向への操舵操作である場合は操舵トルクを補正しないので、運転者に煩わしさを与えることがない。   If it is determined that the steering operation by the driver is steering in a direction that increases the risk potential of the host vehicle, a steering torque based on the risk potential is generated in the steering wheel. When the steering operation is in such a direction as to reduce the risk potential, the steering torque is not corrected, so that the driver is not bothered.

《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を搭載する車両の構成図である。
<< 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 vehicle driving assistance device 1 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a configuration diagram of a vehicle on which the vehicle driving assistance device 1 is mounted. .

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自車両の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。   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 the front area of the host vehicle by irradiating 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.

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。
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。
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.
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.

後方カメラ21は、リヤウイ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、前方カメラ20と同等の性能で、後方および側方の道路状況を検出し、コントローラ50へ出力する。   The rear camera 21 is a small CCD camera, a CMOS camera, or the like attached to the upper part of the rear window. The rear camera 21 detects rear and side road conditions with the same performance as the front camera 20 and outputs it to the controller 50.

舵角センサ90は、ステアリングコラムもしくはステアリングホイール62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転舵によるハンドル角として検出し、コントローラ50へ出力する。
操舵トルクセンサ91は、ステアリングコラム付近に取り付けられたトルクセンサであり、ステアリングシャフトに作用するトルクを検出し、コントローラ50へ出力する。
The steering angle sensor 90 is an angle sensor or the like attached in the vicinity of the steering column or the steering wheel 62, detects rotation of the steering shaft as a steering wheel angle by steering, and outputs it to the controller 50.
The steering torque sensor 91 is a torque sensor attached in the vicinity of the steering column, detects torque acting on the steering shaft, and outputs it to the controller 50.

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、例えばCPUのソフトウェア形態により後述する車両用運転操作補助装置1全体の制御を行う。   The controller 50 includes a CPU and CPU peripheral components such as a ROM and a RAM. The controller 50 controls the entire vehicle driving assistance device 1 to be described later using, for example, a software form of the CPU.

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。さらに、操舵角センサ90から入力される操舵角と、操舵トルクセンサ91から入力される操舵トルクとから、運転者による操舵操作によって自車両のリスクが増加するか否か、すなわち運転者の操舵操作がリスクの発生方向に自車両を導く操作であるか否かを判断する。   The controller 50 detects the obstacle around the own vehicle from the own vehicle speed inputted from the vehicle speed sensor 30, the distance information inputted from the laser radar 10, and the image information around the vehicle inputted from the front camera 20 and the rear camera 21. Detect physical conditions. Further, whether or not the risk of the host vehicle is increased by the steering operation by the driver from the steering angle input from the steering angle sensor 90 and the steering torque input from the steering torque sensor 91, that is, the driver's steering operation. Is an operation for guiding the vehicle in the direction of occurrence of the risk.

なお、コントローラ50は、前方カメラ20および後方カメラ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。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、以下のようにリスクポテンシャルに応じた制御を行う。   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 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. 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 overall risk potential around the host vehicle by summing up the risk potential for each obstacle, and performs control according to the risk potential as follows.

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の踏み込み操作やハンドル(ステアリングホイール)62の操舵操作の際に発生する反力を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。そこで、コントローラ50は、自車両周囲の各障害物に対するリスクポテンシャルを、それぞれ車両前後方向および左右方向に分けて加算し、それぞれの加算結果から車両前後方向の反力制御量および車両左右方向の反力制御量を算出する。コントローラ50は、算出した前後方向の反力制御量をアクセルペダル反力制御装置80へと出力し、算出した左右方向の反力制御量を操舵反力制御装置60へと出力する。   The vehicular driving operation assisting apparatus 1 according to the first embodiment controls the reaction force generated when the accelerator pedal 82 is depressed and the steering wheel (steering wheel) 62 is steered. This assists the acceleration / deceleration operation and steering operation, and assists the driving operation of the driver appropriately. Therefore, the controller 50 adds the risk potential for each obstacle around the host vehicle separately in the vehicle front-rear direction and the left-right direction, and from each addition result, the reaction force control amount in the vehicle front-rear direction and the reaction in the vehicle left-right direction Calculate the force control amount. The controller 50 outputs the calculated reaction force control amount in the front-rear direction to the accelerator pedal reaction force control device 80, and outputs the calculated reaction force control amount in the left-right direction to the steering reaction force control device 60.

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から出力される反力制御量に応じて、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、運転者がハンドル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。   The steering reaction force control device 60 is incorporated in the vehicle steering system, and controls the torque generated by the servo motor 61 in accordance with the reaction force control amount output 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 handle 62.

アクセルペダル反力制御装置80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。   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 according to the reaction force control amount output 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. .

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の動作を説明する。まず、その概要を説明する。
コントローラ50は、自車両の走行車速、および自車両と自車前方や後側方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。
Next, the operation of the vehicle driving operation assistance device 1 according to the first embodiment will be described. First, the outline will be described.
The controller 50 determines the traveling vehicle speed of the host vehicle, the relative position between the host vehicle and other vehicles existing in the front or rear side of the host vehicle, the moving direction thereof, the relative position of the host vehicle with respect to the lane identification line (white line), and the like. Recognize obstacles around your vehicle. 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.

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。   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.

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。   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 according to 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.

上述した制御において、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、以下に、図3を用いて説明する。図3は、本発明の第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。なお、本処理内容は、一定間隔、例えば10msec毎に連続的に行われる。   In the above-described control, how to determine the reaction force characteristic command value, that is, the reaction force control command value will be described below with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing the procedure of the driving assist control process in the controller 50 according to the first embodiment of the present invention. This processing content is continuously performed at a constant interval, for example, every 10 msec.

−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。そこで、レーザレーダ10により検出される前方走行車までの相対距離や相対角度と、前方カメラ20および後方カメラ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、白線の形状および前方走行車までの相対距離や相対角度と、車速センサ30によって検出される自車両の走行車速、舵角センサ90によって検出される操舵角、および操舵トルクセンサ91によって検出される操舵トルクを読み込む。さらに、前方カメラ20および後方カメラ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。
-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. Therefore, the relative distance and relative angle to the forward vehicle detected by the laser radar 10 and the relative position of the white line relative to the host vehicle based on the image input from the front camera 20 and the rear camera 21, that is, the displacement and relative angle in the left-right direction. The white line shape and the relative distance and relative angle to the vehicle traveling ahead, the traveling vehicle speed of the host vehicle detected by the vehicle speed sensor 30, the steering angle detected by the steering angle sensor 90, and the steering torque sensor 91 are detected. Read steering torque. Further, based on the images detected by the front camera 20 and the rear camera 21, the type of obstacle existing around the host vehicle, that is, whether the obstacle is a four-wheeled vehicle, a two-wheeled vehicle, a pedestrian, or the like is recognized. .

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。   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.

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 Contact)を障害物毎に算出する。ここで、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。
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)、σ(Vrk):相対距離のばらつきおよび相対速度のばらつき、をそれぞれ示す。
In step S103, a margin time TTC (Time To Contact) for each recognized obstacle is calculated for each obstacle. Here, the margin time TTCk for the obstacle k is obtained by the following (Equation 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), σ (Vrk): variation in relative distance and variation in relative speed, respectively Show.

相対距離のばらつきσ(Dk)、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および後方カメラ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。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の大きさによらず、そのばらつきσ(Dk)をほぼ一定値に設定する。   The relative distance variation σ (Dk) and the relative velocity variation σ (Vrk) are recognized as the obstacle k in consideration of the magnitude of the influence when the detector uncertainty or unexpected situation occurs. It is set according to the type of sensor and the type of recognized obstacle k. The laser radar 10 detects the correct distance regardless of the detection distance, that is, the relative distance between the vehicle and the obstacle, as compared with the detection of the obstacle by the front camera 20 and the rear camera 21 using a camera such as a CCD. can do. 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 magnitude of the relative distance Dk.

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)が例えば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10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。   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 by the camera more accurately than when the relative distance Dk is detected by the laser radar 10, so that the relative distance variation σ (Dk ) Is set smaller.

ステップS104では、ステップS103で算出した余裕時間TTC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。
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TTCの逆数を用いて、余裕時間TTCkの関数として表される。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。
In step S104, the risk potential RPk for each obstacle k is calculated using the margin time TTC calculated in step S103. Here, the risk potential RPk for each obstacle k is obtained by the following (Equation 2).
RPk = 1 / TTCk × wk (Formula 2)
Here, wk: indicates the weight of the obstacle k. As shown in (Formula 2), the risk potential RPk is expressed as a function of the margin time TTCk using the reciprocal of the margin time TTC. The larger the risk potential RPk, the greater the degree of approach to the obstacle k.

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を異なるように設定することができる。   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 weight at the time of proximity of the own vehicle differs, so the weight wk is different. Can be set as follows.

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、レーンマーカについては、微小角度に分割してそれぞれのリスクポテンシャルを算出し、微小角度毎のリスクポテンシャルをレーンマーカの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度RPlaneは、以下の(式3)で表される。

Figure 0004419513
The lane marker is distributed in a certain range of existing directions, rather than being determined in one direction. Therefore, the lane marker is divided into minute angles to calculate each risk potential, and the risk potential RPlane is calculated by integrating the risk potential for each minute angle in the range of the lane marker existence direction. That is, the risk degree RPlane for the lane marker is expressed by the following (Equation 3).
Figure 0004419513

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。

Figure 0004419513
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。 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.
Figure 0004419513
Here, θk: indicates the direction in which the obstacle k is present with respect to the own vehicle, and when the obstacle k exists in the front direction of the vehicle, that is, in front of the own vehicle, θk = 0 and the obstacle k exists in the rear direction of the vehicle , Θk = 180.

つづくステップS106では、ステップS104で算出した障害物k毎のリスクポテンシャル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。

Figure 0004419513
In the subsequent step S106, components in the left-right direction of the vehicle are extracted from the risk potential RPk for each obstacle k calculated in step S104 and added to calculate a comprehensive left-right risk potential for all obstacles existing around the vehicle. To do. The left-right risk potential RPlateral is calculated by the following (Formula 5).
Figure 0004419513

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を戻す方向へ大きな制御反力を発生させるように、適切な反力制御指令値FAを算出する。   In step S107, the front-rear direction control command value, that is, the reaction force control command value FA to be 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 longitudinal risk potential RPlongitudinal, an appropriate reaction force control command value FA is calculated so that a larger control reaction force is generated in a direction in which the accelerator pedal 82 is returned as the risk potential is larger.

ステップS108では、運転者による操舵操作の方向判断を行う。具体的には、ドライバの意図による操舵操作が自車両をリスクの高くなる方向へ導いているか、もしくはリスクの低くなる方向へ導いているかを、操舵トルクおよび操舵角に基づいて判定する。操舵操作の方向判定の詳細は、後述する。   In step S108, the direction of the steering operation by the driver is determined. Specifically, it is determined based on the steering torque and the steering angle whether the steering operation intended by the driver is leading the vehicle in a direction in which the risk is increased or in a direction in which the risk is decreased. Details of the steering operation direction determination will be described later.

ステップS109では、自車両が走行するレーン内において、自車両を所定の横位置へ移動させるために必要な操舵角θ*を算出する。必要操舵角θ*の算出方法は、後述する。
ステップS110では、左右方向の制御指令値の算出を行う。ここでは、ステップS108で運転者による操舵操作が自車両をリスクが高くなる方向へ導いていると判定される場合に、左右方向リスクポテンシャルRPlateralを操舵反力を介して運転者に伝達する。左右方向制御指令値の算出方法は、後述する。
In step S109, a steering angle θ * necessary for moving the host vehicle to a predetermined lateral position in the lane in which the host vehicle travels is calculated. A method for calculating the required steering angle θ * will be described later.
In step S110, the control command value in the left-right direction is calculated. Here, if it is determined in step S108 that the steering operation by the driver is leading the vehicle in a direction in which the risk increases, the left-right risk potential RPlateral is transmitted to the driver via the steering reaction force. A method for calculating the left-right direction control command value will be described later.

ステップS111では、ステップS107で算出した前後方向の制御指令値と、ステップS110で算出した左右方向の制御指令値を、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60へそれぞれ出力する。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60は、それぞれコントローラ50からの指令に従ってアクセルペダル反力および操舵反力を制御し、自車両周囲のリスクポテンシャルRPを運転者に伝達する。これにより、今回の処理を終了する。   In step S111, the control command value in the front-rear direction calculated in step S107 and the control command value in the left-right direction calculated in step S110 are output to the accelerator pedal reaction force control device 80 and the steering reaction force control device 60, respectively. The accelerator pedal reaction force control device 80 and the steering reaction force control device 60 control the accelerator pedal reaction force and the steering reaction force in accordance with commands from the controller 50, respectively, and transmit the risk potential RP around the host vehicle to the driver. Thus, the current process is terminated.

−操舵方向判定処理(S108)−
つぎに、上述した図3のステップS108における操舵方向判定処理について、図4のフローチャートを用いて詳細に説明する。ここでは、運転者が自車両をリスクの高くなる方向へ導くような操舵操作を行っているかを判定する。
-Steering direction determination process (S108)-
Next, the steering direction determination process in step S108 of FIG. 3 described above will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. Here, it is determined whether or not the driver is performing a steering operation that guides the host vehicle in a direction of increasing risk.

まず、ステップS201で、図3のステップ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。ここで、左右方向リスクポテンシャルRPlateralは、自車両の右側にリスクが存在する場合は正の値、自車両の左側にリスクが存在する場合は負の値で示される。つづくステップS202で、操舵角センサ90によって計測される実際の操舵角θを読み込む。ここで、右操舵の場合は操舵角θが正の値で表され、左操舵の場合は操舵角θが負の値で表される。   First, in step S201, the left-right risk potential RPlateral calculated in step S106 of FIG. 3 is read. Here, the risk potential RPlateral in the left-right direction is indicated by a positive value when a risk exists on the right side of the host vehicle, and a negative value when a risk exists on the left side of the host vehicle. In step S202, the actual steering angle θ measured by the steering angle sensor 90 is read. Here, in the case of right steering, the steering angle θ is represented by a positive value, and in the case of left steering, the steering angle θ is represented by a negative value.

ステップS203では、ドライバによって、リスクを増加させる方向に操舵操作が行われているかを判定する。具体的には、ステップS201で読み込んだ左右方向リスクポテンシャルRPlateralとステップS202で読み込んだ現在の操舵角θとの積(RPlateral×θ)を、予め設定した閾値α1と比較する。左右方向リスクポテンシャルRPlateralと操舵角θとの積が閾値α1以上の場合(RPlateral×θ≧α1)は、リスクが増加する方向に操舵操作を行っていると判定し、閾値α1未満の場合は、リスクが増加する方向への操舵操作ではないと判定する。   In step S203, it is determined whether or not the driver is performing a steering operation in a direction that increases the risk. Specifically, the product (RPlateral × θ) of the left-right risk potential RPlateral read in step S201 and the current steering angle θ read in step S202 is compared with a preset threshold value α1. When the product of the left-right risk potential RPlateral and the steering angle θ is greater than or equal to the threshold α1 (RPlateral × θ ≧ α1), it is determined that the steering operation is performed in a direction in which the risk increases, and when the product is less than the threshold α1, It is determined that the steering operation is not in the direction in which the risk increases.

ここで、閾値α1は、ゼロもしくは、ゼロ付近の負の値を予め適切に設定しておく。閾値α1を負の値に設定した場合は、リスクの高くなる方向へ転舵せずにほぼ直進しているような場合も、リスクが高まる方向への転舵として判定される。   Here, the threshold value α1 is appropriately set to zero or a negative value near zero in advance. When the threshold value α1 is set to a negative value, it is determined that the vehicle is steered in a direction in which the risk increases even when the vehicle is traveling straight without turning in the direction in which the risk is increased.

ステップS203で左右方向リスクポテンシャルRPlateralと操舵角θとの積が閾値α1未満と判定され、運転者による操舵操作はリスクを高める方向への操作ではないと判断された場合は、ステップS208へ進む。ステップS208では、ドライバによる操舵がリスクを高める方向への操舵ではないことを示すFlg_STR=0に設定する。一方、左右方向リスクポテンシャルRPlateralと操舵角θとの積が閾値α1以上の場合は、ステップS204へ移行する。   If it is determined in step S203 that the product of the left-right risk potential RPlateral and the steering angle θ is less than the threshold α1, and it is determined that the steering operation by the driver is not an operation to increase the risk, the process proceeds to step S208. In step S208, Flg_STR = 0 indicating that the steering by the driver is not the steering in the direction of increasing the risk is set. On the other hand, if the product of the left-right risk potential RPlateral and the steering angle θ is greater than or equal to the threshold α1, the process proceeds to step S204.

このように、ステップS203では、運転者の現在の操舵角θに基づいて、運転者による操舵操作がリスクを高める方向への操作であるか否かを判定した。しかし、一般に操舵角θと操舵トルクTとの関係(操舵トルク特性)は、図5に示すような特性を有するため、現在の操舵角θのみに基づいて、運転者の操舵の方向とリスク増加方向との関係を正確に判断することは困難である。   As described above, in step S203, it is determined based on the current steering angle θ of the driver whether or not the steering operation by the driver is an operation in a direction of increasing the risk. However, in general, the relationship between the steering angle θ and the steering torque T (steering torque characteristics) has the characteristics shown in FIG. 5, and therefore, the driver's steering direction and risk increase based only on the current steering angle θ. It is difficult to accurately determine the relationship with the direction.

図5は、横軸に操舵角θ、縦軸に操舵トルクTを示している。操舵角θがゼロの状態(ステアリングホイール62が中立位置、原点O)から時計回り(操舵角θは正の値)に転舵し、つぎに反時計回り(操舵角θは負の値)に操舵して、その後原点Oへ戻るようなハンドル操作をする場合を考える。このとき、操舵角θと操舵トルクTとの関係は、原点Oから、点A、D、C、Bへと矢印に沿って進み、原点Oへ戻る。図5に示すように、切り増し側(点A、C)と切り戻し側(点D、B)とでは、操舵系のヒステリシスにより操舵角θに対する操舵トルクTが異なる。ステップS203における処理では、操舵角θの大きさ、すなわち操舵角θが点A、Dを示すか、あるいは点B、Cを示すかのみを判定しているため、さらに、切り増しをしているのか、切り戻しをしているのかも判断をする必要がある。   FIG. 5 shows the steering angle θ on the horizontal axis and the steering torque T on the vertical axis. When the steering angle θ is zero (the steering wheel 62 is in the neutral position, the origin O), the steering wheel is turned clockwise (the steering angle θ is a positive value) and then counterclockwise (the steering angle θ is a negative value). Consider a case in which a steering operation is performed to steer and then return to the origin O. At this time, the relationship between the steering angle θ and the steering torque T advances along the arrow from the origin O to points A, D, C, and B, and returns to the origin O. As shown in FIG. 5, the steering torque T with respect to the steering angle θ differs between the increase side (points A and C) and the return side (points D and B) due to the hysteresis of the steering system. In the processing in step S203, only the magnitude of the steering angle θ, that is, whether the steering angle θ indicates the points A and D or the points B and C is determined. It is also necessary to determine whether or not it is switching back.

そこで、ステップS204において、操舵トルクセンサ91によって計測される操舵トルクTを読み込む。次にステップS205で、ステップS204で読み込んだ操舵トルクTと、コントローラ50のメモリに記憶された数サイクル前までの操舵トルクによって、操舵トルクTの変化を導出する。具体的には、操舵トルクTの時間変化dT/dtを算出する。ここでは、操舵トルクTは、路面からの外乱や操舵系のフリクションやヒステリシス等の影響によるノイズを含むため、これらを除くためのフィルタ処理も行う。   Therefore, in step S204, the steering torque T measured by the steering torque sensor 91 is read. Next, in step S205, a change in the steering torque T is derived from the steering torque T read in step S204 and the steering torque stored in the memory of the controller 50 up to several cycles before. Specifically, the time change dT / dt of the steering torque T is calculated. Here, since the steering torque T includes noise due to disturbance from the road surface, friction of the steering system, hysteresis, and the like, filter processing for removing these is also performed.

ステップS206では、ドライバの操舵操作が切り増しか、切り戻しかを判定する。具体的には、ステップS205で算出した操舵トルクの変化dT/dtとステップS202で読み込んだ操舵角θとの積(dT/dt×θ)を、予め設定した閾値α2と比較する。操舵トルク変化dT/dtとθとの積が閾値α2以上の場合は、切り増し、閾値α2未満の場合は切り戻しと判断する。   In step S206, it is determined whether the driver's steering operation is increased or decreased. Specifically, the product (dT / dt × θ) of the steering torque change dT / dt calculated in step S205 and the steering angle θ read in step S202 is compared with a preset threshold value α2. When the product of the steering torque change dT / dt and θ is equal to or greater than the threshold value α2, the number is increased, and when the product is less than the threshold value α2, it is determined to be switched back.

上述した閾値α1と同様に、閾値α2はゼロもしくは、ゼロ付近の負の値として予め適切に設定する。閾値α2を負の値として設定した場合は、リスクが高まるような方向へ操舵トルクを加えずにほぼ直進しているような場合も、リスクが高まる方向への転舵として判断される。   Similar to the threshold value α1 described above, the threshold value α2 is appropriately set in advance as zero or a negative value near zero. When the threshold value α2 is set as a negative value, it is determined that the vehicle is steered in a direction in which the risk increases, even if the vehicle is traveling straight without applying steering torque in a direction in which the risk increases.

ステップS206で操舵トルク変化dT/dtと現在の操舵角θとの積が閾値α2を下回ると判断されると、ステップS208へ移行する。ステップS208では、ドライバによる操舵操作はリスクを高める方向への操作ではないことを示すFlg_STR=0に設定する。一方、操舵トルク変化dT/dtと現在の操舵角θとの積が閾値α2以上の場合は、ステップS207へ移行する。ステップS207では、ドライバーによる操舵操作がリスクを高める方向への操作であることを示すFlg_STR=1に設定する。   If it is determined in step S206 that the product of the steering torque change dT / dt and the current steering angle θ is less than the threshold value α2, the process proceeds to step S208. In step S208, Flg_STR = 0 is set to indicate that the steering operation by the driver is not an operation in the direction of increasing the risk. On the other hand, when the product of the steering torque change dT / dt and the current steering angle θ is equal to or greater than the threshold value α2, the process proceeds to step S207. In step S207, Flg_STR = 1 is set, which indicates that the steering operation by the driver is an operation in the direction of increasing the risk.

このように、ステップS108でドライバの操舵方向がリスクを高める方向への操舵であるか否かを判定した後、ステップS109へ進む。
−必要操舵角算出処理(S109)−
As described above, after determining whether or not the steering direction of the driver is steering in the direction of increasing the risk in step S108, the process proceeds to step S109.
-Necessary steering angle calculation process (S109)-

つぎに、上述した図3のステップS109における必要操舵角算出処理について、図6のフローチャートを用いて詳細に説明する。ここでは、自車線内の所定の横位置に移動するのに必要な操舵角を算出する。以降、所定の横位置として自車線の中央を設定した場合を例として説明する。   Next, the necessary steering angle calculation process in step S109 of FIG. 3 described above will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. Here, the steering angle required to move to a predetermined lateral position in the own lane is calculated. Hereinafter, a case where the center of the own lane is set as the predetermined lateral position will be described as an example.

ステップS301では、自車線に対する自車両の状態量Xを読み込む。例えば、状態量Xは、ヨーレイトφ'、ヨー角φ、横速度ycr'、横変位ycrなどであり、次式で定義する。
X=[φ’ φ ycr' ycr]・・・(式6)
ここで、Xは状態ベクトルであり、[]は転置行列を表す。
In step S301, the state quantity X of the own vehicle with respect to the own lane is read. For example, the state quantity X is a yaw rate φ ′, a yaw angle φ, a lateral velocity ycr ′, a lateral displacement ycr, and the like, and is defined by the following equation.
X = [φ ′ φ ycr ′ ycr] T (Formula 6)
Here, X is a state vector, and [] T represents a transposed matrix.

次にステップS302では、レギュレータゲインKの読み込みを行う。レギュレータのゲインKは車両の速度に依存するため、時々刻々に変化する車両速度のレギュレータゲインKを読み込む。ただし、各車速におけるレギュレータゲインKをマップとしてコントローラ50のROMに記憶しておくのは、ROMの制限上困難である。そこで、例えば速度10km/h程度のレギュレータゲインKをROMに記憶し、時々刻々変化する車速におけるレギュレータゲインKは、内挿法により求める。レギュレータゲインKは、次式で定義することができる。
K=[Kφ’φ Kycr' Kycr] ・・・(式7)
レギュレータゲインKの導出方法については、後述する。
In step S302, the regulator gain K is read. Since the gain K of the regulator depends on the speed of the vehicle, the regulator gain K of the vehicle speed that changes from moment to moment is read. However, it is difficult to store the regulator gain K at each vehicle speed as a map in the ROM of the controller 50 due to the limitation of the ROM. Therefore, for example, the regulator gain K at a speed of about 10 km / h is stored in the ROM, and the regulator gain K at a vehicle speed that changes from moment to moment is obtained by interpolation. The regulator gain K can be defined by the following equation.
K = [K φ ′ K φ Kycr ′ Kycr] (Expression 7)
A method for deriving the regulator gain K will be described later.

ステップS303では、必要操舵角θ*を導出する。必要操舵角θ*は、以下の(式8)に示すように、状態量XとレギュレータゲインKとの積で定義される。
θ*=−K×X ・・・(式8)
(式8)を用いて、ステップS301で読み込んだ状態量Xと、ステップS302で読み込んだレギュレータゲインKとから、必要操舵角θ*を算出する。
In step S303, the necessary steering angle θ * is derived. The required steering angle θ * is defined by the product of the state quantity X and the regulator gain K, as shown in (Equation 8) below.
θ * = − K × X (Formula 8)
Using (Expression 8), the necessary steering angle θ * is calculated from the state quantity X read in step S301 and the regulator gain K read in step S302.

以下に、必要操舵角θ*を算出するために用いたレギュレータゲインKの導出方法を説明する。レギュレータゲインKを導出するために、図7に示すような閉ループ系を考える。計測舵角θとレギュレータにより出力される制御指令舵角を追従させるようなサーボ系の構成であり、入力である操舵角θと状態量Xからなる評価関数Jを最小にするようなレギュレータゲインKを周知の最適制御理論に従い導出する。このように、レギュレータゲインKを導出する際には、図7に示すような閉ループ系を用いる。図8に、必要操舵角θ*算出の概念を示す。第1の実施の形態においては、図8に示すような開ループ系を用いて必要操舵角θ*を算出する。必要操舵角θ*を算出した後、ステップS110へ進む。   Hereinafter, a method for deriving the regulator gain K used for calculating the necessary steering angle θ * will be described. In order to derive the regulator gain K, consider a closed loop system as shown in FIG. The servo system is configured to follow the measured steering angle θ and the control command steering angle output by the regulator, and the regulator gain K that minimizes the evaluation function J composed of the input steering angle θ and the state quantity X Is derived according to a well-known optimal control theory. Thus, when the regulator gain K is derived, a closed loop system as shown in FIG. 7 is used. FIG. 8 shows the concept of calculating the required steering angle θ *. In the first embodiment, the required steering angle θ * is calculated using an open loop system as shown in FIG. After calculating the necessary steering angle θ *, the process proceeds to step S110.

−左右方向制御指令値算出処理(S110)−
図3のステップS110における左右方向制御指令値算出処理を、図9のフローチャートを用いて説明する。ここでは、リスクに対する操舵方向を示すFlg_STR、および必要操舵角θ*等を用いて、ステップS106で算出した左右方向リスクポテンシャルRPlateralから、実際に左右方向制御指令値を算出するためのリスクポテンシャルRPlateralを設定する。その後、設定した左右方向リスクポテンシャルRPlateralを用いて左右方向制御指令値Trpを算出する。
-Left-right direction control command value calculation process (S110)-
The left-right direction control command value calculation processing in step S110 of FIG. 3 will be described using the flowchart of FIG. Here, the risk potential RPlateral for actually calculating the left-right direction control command value is calculated from the left-right direction risk potential RPlateral calculated in step S106 using Flg_STR indicating the steering direction with respect to the risk, the necessary steering angle θ *, and the like. Set. Thereafter, the left-right direction control command value Trp is calculated using the set left-right direction risk potential RPlateral.

まず、ステップS401で、図3のステップS108の操舵方向判断で設定したFlg_STRを読み込む。ステップS402で、読み込んだFlg_STRが1であるか否かを判定する。ステップS402が肯定判定され、Flg_STR=1、すなわちリスクが高くなる方向へ転舵していると判断される場合は、ステップS403へ移行する。一方、ステップS402が否定判定され、Flg_STR=1ではない場合、すなわちリスクが高くなる方向への転舵ではない場合は、ステップS412へ移行する。ステップS412では、横方向のリスクポテンシャルRPlateral=0に設定する。   First, in step S401, Flg_STR set in the steering direction determination in step S108 of FIG. 3 is read. In step S402, it is determined whether or not the read Flg_STR is 1. If the determination in step S402 is affirmative and Flg_STR = 1, that is, it is determined that the vehicle is steered in a direction in which the risk increases, the process proceeds to step S403. On the other hand, if the determination in step S402 is negative and Flg_STR is not 1, that is, if the steering is not in a direction in which the risk increases, the process proceeds to step S412. In step S412, the horizontal risk potential RPlateral = 0 is set.

ドライバの操舵方向がリスクを高める方向への操舵である場合は、ステップS403で、図3のステップS109で算出した所定の横位置への必要操舵角θ*を読み込む。つづくステップS404で、実際の操舵角θを読み込む。   If the steering direction of the driver is to increase the risk, the necessary steering angle θ * to the predetermined lateral position calculated in step S109 of FIG. 3 is read in step S403. In step S404, the actual steering angle θ is read.

ステップS405では、ステップS403で読み込んだ必要操舵角θ*の方向を判定する。必要操舵角θ*が0を上回る場合(θ*>0)は、ステップS406へ移行する。一方、必要操舵角θ*が0以下の場合(θ*≦0)は、ステップS407へ移行する。図10に、必要操舵角θ*が0を上回る場合(θ*>0)の操舵角θと操舵トルクTとの関係を示す。図11に、必要操舵角θ*が0以下の場合(θ*≦0)の操舵角θと操舵トルクTとの関係を示す。まず、必要操舵角θ*がθ*>0である場合の左右方向リスクポテンシャルRPlateralの設定方法について説明する。   In step S405, the direction of the necessary steering angle θ * read in step S403 is determined. When the required steering angle θ * exceeds 0 (θ *> 0), the process proceeds to step S406. On the other hand, when the required steering angle θ * is 0 or less (θ * ≦ 0), the process proceeds to step S407. FIG. 10 shows the relationship between the steering angle θ and the steering torque T when the required steering angle θ * exceeds 0 (θ *> 0). FIG. 11 shows the relationship between the steering angle θ and the steering torque T when the required steering angle θ * is 0 or less (θ * ≦ 0). First, a method for setting the left-right risk potential RPlateral when the required steering angle θ * is θ *> 0 will be described.

ステップS406では、実際の操舵角θと必要操舵角θ*とを比較し、θ>θ*の場合、すなわち実際の操舵角θが、自車両を自車線の中央へ移動するのに必要な操舵角θ*以上である場合は、ステップS408へ移行する。ステップS408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を右転舵方向の正のリスクポテンシャルRPlateral(+)として設定する。図10において、ステップS408で設定するリスクポテンシャルRPlateralに対応する操舵角θを、領域Aで示す。   In step S406, the actual steering angle θ is compared with the required steering angle θ *, and if θ> θ *, that is, the actual steering angle θ is the steering required to move the host vehicle to the center of the host lane. If it is equal to or greater than the angle θ *, the process proceeds to step S408. In step S408, the left-right risk potential RPlateral calculated in step S106 is set as a positive risk potential RPlateral (+) in the right-turning direction. In FIG. 10, the steering angle θ corresponding to the risk potential RPlateral set in step S408 is indicated by a region A.

一方、ステップS406でθ≦θ*と判定され、実際の操舵角θが、自車両を自車線の中央へ移動するための操舵方向とは反対方向である場合は、ステップS409へ進む。ステップS409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を左転舵方向の負のリスクポテンシャルRPlateral(−)として設定する。図10において、ステップS409で設定するリスクポテンシャルRPlateralに対応する操舵角θを領域Bで示す。領域Bの操舵角θは、ドライバの操舵が、自車両を自車線の中央へ移動させるための操舵とは反対方向で自車線の外側へ向かい、自車両のリスクを高める方向への操舵であることを示している。   On the other hand, if it is determined in step S406 that θ ≦ θ * and the actual steering angle θ is opposite to the steering direction for moving the host vehicle to the center of the host lane, the process proceeds to step S409. In step S409, the left-right direction risk potential RPlateral calculated in step S106 is set as a negative risk potential RPlateral (−) in the left-turning direction. In FIG. 10, the steering angle θ corresponding to the risk potential RPlateral set in step S409 is indicated by a region B. The steering angle θ in the region B is steering in a direction in which the driver steers the vehicle toward the outside of the own lane in the opposite direction to the steering for moving the own vehicle to the center of the own lane, and increases the risk of the own vehicle. It is shown that.

なお、図10における領域Cは、上述したステップS412で設定するリスクポテンシャルRPlateralに対応する操舵角θ(必要操舵角θ*>0)に相当する。すなわち、実際の操舵角θが領域Cに該当する場合は、リスクに対する操舵方向を示すFlg_STR=0であり、ドライバが意図的に自車両を自車線の中央へ移動しようとしていると判断される。そこで、ステップS412では、左右方向リスクポテンシャルRPlateral=0に設定し、操舵トルク特性を補正せずに通常の操舵トルク特性とする。   Note that a region C in FIG. 10 corresponds to the steering angle θ (required steering angle θ *> 0) corresponding to the risk potential RPlateral set in step S412 described above. That is, when the actual steering angle θ corresponds to the region C, it is determined that Flg_STR = 0 indicating the steering direction with respect to the risk, and the driver intentionally moves the host vehicle to the center of the host lane. Therefore, in step S412, the left-right risk potential RPlateral = 0 is set to normal steering torque characteristics without correcting the steering torque characteristics.

ステップS405において必要操舵角θ*が0以下(θ*≦0)であると判定されると、ステップS407へ進んで、実際の操舵角θと必要操舵角θ*を比較する。実際の操舵角θが必要操舵角θ*よりも小さい場合(θ<θ*)、すなわち左操舵であって、実際の操舵角θが、自車両を自車線の中央へ移動するのに必要な操舵角θ*以上である場合は、ステップS410へ移行する。ステップS410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を左転舵方向の負のリスクポテンシャルRPlateral(−)として設定する。図11において、ステップS410で設定するリスクポテンシャルRPlateralに対応する操舵角θを、領域Dで示す。   If it is determined in step S405 that the required steering angle θ * is 0 or less (θ * ≦ 0), the process proceeds to step S407, where the actual steering angle θ and the required steering angle θ * are compared. When the actual steering angle θ is smaller than the required steering angle θ * (θ <θ *), that is, left steering, the actual steering angle θ is necessary to move the host vehicle to the center of the host lane. If it is greater than or equal to the steering angle θ *, the process proceeds to step S410. In step S410, the left-right risk potential RPlateral calculated in step S106 is set as a negative risk potential RPlateral (−) in the left-turning direction. In FIG. 11, a steering angle θ corresponding to the risk potential RPlateral set in step S410 is indicated by a region D.

一方、ステップS407でθ≧θ*と判定され、実際の操舵角θが、自車両を自車線の中央へ移動するための操舵方向とは反対方向である場合は、ステップS411へ進む。ステップS411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を右転舵方向の正のリスクポテンシャルRPlateral(+)として設定する。図11において、ステップS411で設定するリスクポテンシャルRPlateralに対応する操舵角θを領域Eで示す。領域Eの操舵角θは、ドライバの操舵が、自車両を自車線の中央へ移動させるための操舵とは反対方向で自車線の外側へ向かい、自車両のリスクを高める方向への操舵であることを示している。   On the other hand, if it is determined in step S407 that θ ≧ θ * and the actual steering angle θ is opposite to the steering direction for moving the host vehicle to the center of the host lane, the process proceeds to step S411. In step S411, the left-right risk potential RPlateral calculated in step S106 is set as a positive risk potential RPlateral (+) in the right-turning direction. In FIG. 11, the steering angle θ corresponding to the risk potential RPlateral set in step S411 is indicated by a region E. The steering angle θ in the region E is steering in a direction in which the driver steers the vehicle toward the outside of the own lane in the opposite direction to the steering for moving the own vehicle to the center of the own lane, and increases the risk of the own vehicle. It is shown that.

なお、図11における領域Fは、上述したステップS412で設定するリスクポテンシャルRPlateralに対応する操舵角θ(必要操舵角θ*≦0)に相当する。すなわち、実際の操舵角θが領域Fに該当する場合は、リスクに対する操舵方向を示すFlg_STR=0であり、ドライバが意図的に自車両を自車線の中央へ移動しようとしていると判断される。そこで、ステップS412では、左右方向リスクポテンシャルRPlateral=0に設定し、操舵トルク特性を補正せずに通常の操舵トルク特性とする。   Note that a region F in FIG. 11 corresponds to the steering angle θ (required steering angle θ * ≦ 0) corresponding to the risk potential RPlateral set in step S412 described above. That is, when the actual steering angle θ corresponds to the region F, it is determined that Flg_STR = 0 indicating the steering direction with respect to the risk, and the driver intentionally moves the host vehicle to the center of the host lane. Therefore, in step S412, the left-right risk potential RPlateral = 0 is set to normal steering torque characteristics without correcting the steering torque characteristics.

ステップS408〜S412で左右方向リスクポテンシャルRPlateralを設定した後、ステップS413へ移行する。ステップS413では、設定した左右方向リスクポテンシャルRPlateralと所定のゲインGrpとを乗算し、左右方向制御指令値として操舵トルク指令値Trpを算出する(Trp=Grp×RPlateral)。これにより、図10および図11に示すように、ドライバの操舵が自車両のリスクを高める方向への操舵である場合は、操舵トルク特性が補正され、操舵角θに応じた操舵トルクTが増加する。   After the left-right risk potential RPlateral is set in steps S408 to S412, the process proceeds to step S413. In step S413, the set left / right risk potential RPlateral is multiplied by a predetermined gain Grp to calculate a steering torque command value Trp as a left / right direction control command value (Trp = Grp × RPlateral). Thus, as shown in FIGS. 10 and 11, when the driver's steering is in the direction of increasing the risk of the host vehicle, the steering torque characteristic is corrected and the steering torque T corresponding to the steering angle θ is increased. To do.

第1の実施の形態の作用を、図12を用いて説明する。図12は、実際の走行シーンの具体例として、片側3車線の道路において、左側のレーンAに他車両、中央のレーンBにレーン内の左側を走行している自車両、右側のレーンCに別の他車両がいる場合を示している。自車両は、レーンB内の左側を走行しているため、図12に示した時点での必要操舵角θ*は、自車両をレーンBの中央、すなわち右側へ移動するための正の値として算出される。   The operation of the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 shows, as a specific example of an actual driving scene, on a three-lane road on one side, another vehicle on the left lane A, a host vehicle traveling on the left side in the lane on the center lane B, and a lane C on the right side. The case where there is another vehicle is shown. Since the host vehicle is traveling on the left side in lane B, the necessary steering angle θ * at the time shown in FIG. 12 is a positive value for moving the host vehicle to the center of lane B, that is, to the right side. Calculated.

ここで、ドライバの操舵操作による実際の操舵角θが必要操舵角θ*よりも大きい場合(θ>θ*)、自車両がレーンBの中央をオーバーしてレーンC方向へ向かっていると判断する。そこで、図10の領域Aに示すように、操舵方向を左側へ戻そうとする操舵トルクTが発生する。ここで、操舵トルクTは、操舵トルク指令値Trp(Trp=Grp×RPlateral(+))を通常の操舵トルク特性に加算した値である。   Here, when the actual steering angle θ by the driver's steering operation is larger than the necessary steering angle θ * (θ> θ *), it is determined that the host vehicle is over the center of the lane B and is moving toward the lane C. To do. Therefore, as shown in a region A in FIG. 10, a steering torque T is generated to return the steering direction to the left side. Here, the steering torque T is a value obtained by adding a steering torque command value Trp (Trp = Grp × RPlateral (+)) to a normal steering torque characteristic.

ドライバが図12に示した状況から右側(+方向)へ必要操舵角θ*よりも小さい操舵角θで操舵をした場合は、自車両がレーンBの中央へ戻ろうとしていると判断する。そこで、図10の領域Cに示すように、操舵トルク特性の補正は行わず、通常の操舵トルク特性に従って操舵角θに応じた操舵トルクTを発生する。   If the driver steers to the right (+ direction) from the situation shown in FIG. 12 at a steering angle θ smaller than the required steering angle θ *, it is determined that the host vehicle is about to return to the center of lane B. Therefore, as shown in region C of FIG. 10, the steering torque characteristic is not corrected, and the steering torque T corresponding to the steering angle θ is generated according to the normal steering torque characteristic.

反対に、ドライバが図12に示す状況から左側(−方向)へ転舵した場合は、自車両がレーンA方向へ向かっていると判断し、図10の領域Bに示すように、操舵方向を右側へ戻そうとする操舵トルクTが発生する。ここで、操舵トルクTは、操舵トルク指令値Trp(Trp=Grp×RPlateral(−))を通常の操舵トルク特性に加算した値である。   Conversely, when the driver steers from the situation shown in FIG. 12 to the left (− direction), it is determined that the host vehicle is heading toward the lane A, and the steering direction is changed as shown in region B of FIG. A steering torque T is generated to return to the right side. Here, the steering torque T is a value obtained by adding a steering torque command value Trp (Trp = Grp × RPlateral (−)) to a normal steering torque characteristic.

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、自車両の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に基づいてステアリングホイール62に発生させる操舵トルクを算出する。コントローラ50は、運転者による現在の操舵角θが所定操舵角θ*よりも大きい場合に、リスクポテンシャルRPに基づく操舵トルクをステアリングホイール62に発生させる。これにより、所定操舵角θ*を超えるような操舵操作を行う場合は操舵反力としてリスクポテンシャルRPを運転者に伝達することができる。一方、所定操舵角θ*の範囲内では通常の操舵トルク特性に従って操舵角θに応じた操舵トルクが発生するので、運転者に煩わしさを与えることなく自車両周囲のリスクポテンシャルRPを運転者に知らせることができる。また、コントローラ50は自車両周囲のリスクポテンシャルRPに基づいてアクセルペダル82に発生する操作反力を制御するので、自車両前後方向のリスクをペダル反力として運転者に直感的に知らせることができる。
(2)コントローラ50は、運転者による操舵操作が自車両のリスクポテンシャルRPを高める方向への操作であるかを判定し、リスクポテンシャルRPを高める方向への操舵操作である場合に、リスクポテンシャルRPに基づく操舵トルクをステアリングホイール62に発生させる。これにより、運転者が障害物から離れようとして操舵操作を行っている場合にはリスクポテンシャルRPに応じた操舵トルクを発生しないので、運転者の意図に応じた運転操作を妨げることがない。また、運転者が、リスクポテンシャルRPを高める方向へ自車両を導くような操舵操作を行っている場合はリスクポテンシャルRPに応じた操舵トルクを発生するので、操舵反力として運転者にリスクポテンシャルRPを伝達し、運転者の操舵操作を適切な方向へ導くことが可能となる。
(3)コントローラ50は、現在の操舵角θが所定操舵角θ*よりも大きく、かつ運転者による操舵操作がリスクポテンシャルRPを高める方向への操作である場合に、リスクポテンシャルRPに応じた操舵トルクを発生する。これにより、運転者の意図による運転操作を妨げることなく、操舵反力としてリスクポテンシャルRPを適切に運転者に知らせることができる。
(4)所定操舵角θ*は、自車両が自車線の略中央を走行するために必要な操舵角として設定される。コントローラ50は、運転者がリスクポテンシャルRPが発生している方向へ操舵操作を行ったとしても、そのときの操舵角θが必要操舵角θ*よりも小さい場合は、自車両を車線中央へ戻すための操舵操作と判断し、リスクポテンシャルRPに基づく操舵トルク制御を行わない。これにより、運転者はスムーズな操舵操作を行うことができる。操舵角θが必要操舵角θ*を超えて自車両が車線中央を越えてしまうような操舵操作である場合は、リスクポテンシャルRPに基づいて操舵トルク制御を行うので、自車両周囲のリスクポテンシャルRPを速やかに運転者に知らせることができる。
Thus, in the first embodiment described above, the following operational effects can be achieved.
(1) The controller 50 calculates a risk potential RP for the obstacle of the host vehicle, and calculates a steering torque to be generated in the steering wheel 62 based on the risk potential RP. The controller 50 causes the steering wheel 62 to generate a steering torque based on the risk potential RP when the current steering angle θ by the driver is larger than the predetermined steering angle θ *. Thereby, when performing a steering operation exceeding the predetermined steering angle θ *, the risk potential RP can be transmitted to the driver as a steering reaction force. On the other hand, since the steering torque corresponding to the steering angle θ is generated in accordance with the normal steering torque characteristic within the range of the predetermined steering angle θ *, the risk potential RP around the host vehicle is given to the driver without bothering the driver. I can inform you. Further, since the controller 50 controls the operation reaction force generated in the accelerator pedal 82 based on the risk potential RP around the host vehicle, it is possible to intuitively notify the driver of the risk in the longitudinal direction of the host vehicle as the pedal reaction force. .
(2) The controller 50 determines whether or not the steering operation by the driver is an operation in a direction to increase the risk potential RP of the host vehicle. If the steering operation is in a direction to increase the risk potential RP, the risk potential RP A steering torque based on the above is generated in the steering wheel 62. As a result, when the driver is performing a steering operation so as to leave the obstacle, the steering torque corresponding to the risk potential RP is not generated, so that the driving operation according to the driver's intention is not hindered. In addition, when the driver is performing a steering operation that guides the host vehicle in a direction to increase the risk potential RP, a steering torque corresponding to the risk potential RP is generated, and therefore the risk potential RP is given to the driver as a steering reaction force. And the driver's steering operation can be guided in an appropriate direction.
(3) The controller 50 performs steering according to the risk potential RP when the current steering angle θ is larger than the predetermined steering angle θ * and the steering operation by the driver is an operation in a direction to increase the risk potential RP. Generate torque. Thus, the risk potential RP can be appropriately notified to the driver as the steering reaction force without disturbing the driving operation intended by the driver.
(4) The predetermined steering angle θ * is set as a steering angle necessary for the host vehicle to travel substantially in the center of the host lane. Even if the driver performs the steering operation in the direction in which the risk potential RP is generated, if the steering angle θ at that time is smaller than the necessary steering angle θ *, the controller 50 returns the host vehicle to the center of the lane. Therefore, the steering torque control based on the risk potential RP is not performed. As a result, the driver can perform a smooth steering operation. When the steering operation is such that the steering angle θ exceeds the necessary steering angle θ * and the host vehicle exceeds the center of the lane, the steering torque control is performed based on the risk potential RP. Can be promptly notified to the driver.

《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、以下に説明する。第2の実施の形態による車両用運転操作補助装置の構成は、図1および図2を用いて説明した第1の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。ここでは、第1の実施の形態との相違点を主に説明する。
<< Second Embodiment >>
A vehicle operation assistance device according to the second embodiment of the present invention will be described below. The configuration of the vehicle driving operation assisting device according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment described with reference to FIGS. Here, differences from the first embodiment will be mainly described.

第2の実施の形態においては、左右方向のリスクポテンシャルRPlateralに応じて、自車線内において自車両が目標とする横位置を変更する。そして、リスクポテンシャルRPに応じて設定した横位置へ移動するための必要操舵角θ*を算出する。   In the second embodiment, the target lateral position of the own vehicle is changed in the own lane according to the risk potential RPlateral in the left-right direction. Then, a necessary steering angle θ * for moving to the lateral position set according to the risk potential RP is calculated.

以下に、第2の実施の形態における車両用運転操作補助装置の動作を、図13のフローチャートを用いて説明する。図13は、第2の実施の形態のコントローラ50において実行され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り、一定間隔、例えば10msec毎に連続的に行われる。   Below, operation | movement of the driving operation assistance apparatus for vehicles in 2nd Embodiment is demonstrated using the flowchart of FIG. FIG. 13 is a flowchart showing a processing procedure of the driving operation assistance control process executed in the controller 50 of the second embodiment, and is performed continuously at regular intervals, for example, every 10 msec.

図13のステップS501〜S508での処理は、第1の実施の形態で説明した図3のフローチャートのステップS101〜S108での処理と同様であるので説明を省略する。ステップS509では、左右方向リスクポテンシャルRPlateralに基づいて、仮想車線を算出する。仮想車線の算出処理を、図14のフローチャートを用いて以下に説明する。   The processing in steps S501 to S508 in FIG. 13 is the same as the processing in steps S101 to S108 in the flowchart in FIG. 3 described in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. In step S509, a virtual lane is calculated based on the left-right direction risk potential RPlateral. The virtual lane calculation process will be described below with reference to the flowchart of FIG.

−仮想車線算出処理(S509)−
まず、ステップS601で、ステップS506で算出した左右方向のリスクポテンシャルRPlateralを読み込む。なお、ステップS506では、上述した(式5)に表されるように、自車両周囲の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RPlateralを算出している。ただし、仮想車線算出処理においては、左右方向のリスクポテンシャルRPlateralを、右側成分RPlateral(+)と左側成分lateral(−)として別々に認識する。右側成分RPlateral(+)は自車両の右側にリスクがある場合のリスクポテンシャルとして正の値で表され、左側成分lateral(−)は自車両の左側にリスクがある場合のリスクポテンシャルとして負の値で表される。リスクポテンシャルRPlateralの絶対値は、リスクの大きさを表している。なお、(式5)で表される総合的な左右方向リスクポテンシャルRPlateralは、右側成分RPlateral(+)と左側成分RPlateral(−)との和である。
-Virtual lane calculation process (S509)-
First, in step S601, the risk potential RPlateral in the left-right direction calculated in step S506 is read. In step S506, as shown in the above (Formula 5), a comprehensive left-right risk potential RPlateral for all obstacles around the host vehicle is calculated. However, in the virtual lane calculation process, the risk potential RPlateral in the left-right direction is recognized separately as the right component RPlateral (+) and the left component lateral (−). The right component RPlateral (+) is expressed as a positive risk potential when there is a risk on the right side of the host vehicle, and the left component lateral (−) is a negative value as a risk potential when there is a risk on the left side of the host vehicle. It is represented by The absolute value of the risk potential RPlateral represents the magnitude of the risk. Note that the overall left-right risk potential RPlateral represented by (Equation 5) is the sum of the right-hand component RPlateral (+) and the left-hand component RPlateral (−).

ステップS602では、ステップS601で読み込んだ左右方向リスクポテンシャルRPlateralの右側成分RPlateral(+)と左側成分RPlateral(−)の和ΔRPlateralを、以下の(式9)から算出する。
ΔRPlateral=RPlateral(+)+RPlateral(−) ・・・(式9)
In step S602, the sum ΔRPlateral of the right component RPlateral (+) and the left component RPlateral (−) of the left-right risk potential RPlateral read in step S601 is calculated from the following (formula 9).
ΔRPlateral = RPlateral (+) + RPlateral (−) (formula 9)

(式9)で算出されるΔRPlateralの大きさ(絶対値)は、右側成分RPlateral(+)と左側成分RPlateral(−)との差を表し、その符号は、右側成分RPlateral(+)と左側成分RPlateral(−)のどちらが大きいかを表す。すなわち、ΔRPlateralが正の値である場合は、自車両の右側のリスクが大きく、主に右側からリスクが発生していることを表し、負の値である場合は、自車両の左側のリスクが大きく、主に左側からリスクが発生していることを表している。   The magnitude (absolute value) of ΔRPlateral calculated by (Equation 9) represents the difference between the right component RPlateral (+) and the left component RPlateral (−), and its sign is the right component RPlateral (+) and the left component. Indicates which of RPlateral (-) is larger. That is, when ΔRPlateral is a positive value, the risk on the right side of the host vehicle is large, indicating that the risk is generated mainly from the right side. When the value is negative, the risk on the left side of the host vehicle is It is large and shows that the risk is generated mainly from the left side.

ステップS603では、左右方向リスクポテンシャルRPlateralの大きさを算出する。左右方向リスクポテンシャルRPlateralの大きさΣRPlateralは、右側成分RPlateral(+)と左側成分RPlateral(−)の差として、以下の(式10)で表される。
ΣRPlateral=RPlateral(+)−RPlateral(−) ・・・(式10)
In step S603, the magnitude of the left-right risk potential RPlateral is calculated. The magnitude ΣRPlateral of the left-right direction risk potential RPlateral is expressed by the following (Equation 10) as a difference between the right side component RPlateral (+) and the left side component RPlateral (−).
ΣRPlateral = RPlateral (+) − RPlateral (−) (Equation 10)

つづくステップS604では、ステップS602で算出した右側成分RPlateral(+)と左側成分RPlateral(−)との和ΔRPlateralと、ステップS603で算出した右側成分RPlateral(+)と左側成分RPlateral(−)との差ΣRPlateralとから、自車両が走行する仮想的な自車線、具体的にはその中央位置Ycr(0)を算出する。仮想車線の中央位置Ycr(0)は、所定のゲインGycr、および右側成分RPlateral(+)と左側成分RPlateral(−)との和ΔRPlateralを用いて、以下の(式11)で表される。
Ycr(0)=Gycr(ΣRPlateral)・ΔRPlateral・・・(式11)
In step S604, the difference between the right component RPlateral (+) and the left component RPlateral (−) calculated in step S602, and the difference between the right component RPlateral (+) and left component RPlateral (−) calculated in step S603. From ΣRPlateral, a virtual own lane on which the host vehicle travels, specifically, a center position Ycr (0) thereof is calculated. The center position Ycr (0) of the virtual lane is expressed by the following (formula 11) using a predetermined gain Gycr and a sum ΔRPlateral of the right component RPlateral (+) and the left component RPlateral (−).
Ycr (0) = Gycr (ΣRPlateral) · ΔRPlateral (Equation 11)

これにより、左右方向のリスクの和ΔRPlateralに応じて、自車線の中央位置を仮想的に移動させたこととなる。具体的には、自車両の右側のリスクが大きい場合は、仮想の車線中央位置が左側にずれる。一方、自車両の左側のリスクが大きい場合は、仮想の車線中央位置が右側にずれる。なお、所定のゲインGycrは、ΣRPlateralに応じて(式11)から算出される仮想車線の中央位置Ycr(0)が、約±0.5m以内の値となるように適切に設定しておく。すなわち、仮想車線の中央位置Ycr(0)は、実際の車線中央を、左右方向のリスクに応じて左右いずれかに若干移動するように設定される。   As a result, the center position of the own lane is virtually moved according to the risk sum ΔRPlateral in the left-right direction. Specifically, when the risk on the right side of the host vehicle is large, the virtual lane center position shifts to the left side. On the other hand, when the risk on the left side of the host vehicle is large, the virtual lane center position is shifted to the right side. Note that the predetermined gain Gycr is appropriately set so that the center position Ycr (0) of the virtual lane calculated from (Equation 11) according to ΣRPlateral is a value within about ± 0.5 m. In other words, the center position Ycr (0) of the virtual lane is set so that the actual lane center moves slightly to the left or right depending on the risk in the left-right direction.

図15に、ΣRPlateralを変更した場合の、ΔRPlateralと仮想中央位置Ycr(0)との関係を示す。図15に示すように、仮想中央位置Ycr(0)はΔRPlateralに比例し、ΔRPlateralが大きくなるほど仮想中央位置Ycr(0)が小さくなり、ΔRPlateralが小さくなるほど、仮想中央位置Ycr(0)が大きくなる。すなわち、右側のリスクが大きくなるほど、仮想中央位置Ycr(0)が実際の車線中央から左側に移動し、左側のリスクが大きくなるほど仮想中央位置Ycr(0)が右側に移動する。   FIG. 15 shows the relationship between ΔRPlateral and the virtual center position Ycr (0) when ΣRPlateral is changed. As shown in FIG. 15, the virtual center position Ycr (0) is proportional to ΔRPlateral, the larger the ΔRPlateral, the smaller the virtual center position Ycr (0), and the smaller the ΔRPlateral, the larger the virtual center position Ycr (0). . That is, as the risk on the right side increases, the virtual center position Ycr (0) moves from the actual lane center to the left side, and as the risk on the left side increases, the virtual center position Ycr (0) moves to the right side.

ただし、ΣRPlateralが大きくなると、仮想中央位置Ycr(0)はΔRPlateralが所定の閾値を超えてからΔRPlateralに対して変化する。ΣRPlateralが大きくなるほど閾値も大きくなる。これにより、例えば図16に示すように、片側3車線の中央のレーンBを自車両が走行するとき、自車両の片側の隣接車線Cのみに自車両のリスクに影響を与える他車両が存在し、ΣRPlateralが十分に小さい場合は、ΔRPlateralに比例して仮想車線中央位置Ycr(0)が設定される。また、図17に示すように、自車両の左右両側の隣接車線A、Cに他車両が存在し、ΣRPlateralが大きい場合は、ΔRPlateralが閾値以下のときは仮想中央位置Ycr(0)が実際の車線中央に一致する。そして、ΔRPlateralが閾値を超えると、ΔRPlateralに比例する仮想中央位置Ycr(0)が算出され、左右方向リスクポテンシャルRPlateralの発生方向およびその大きさに応じて仮想車線中央Ycr(0)が左右いずれかの方向にずれる。   However, as ΣRPlateral increases, the virtual center position Ycr (0) changes with respect to ΔRPlateral after ΔRPlateral exceeds a predetermined threshold. The threshold increases as ΣRPlateral increases. Thus, for example, as shown in FIG. 16, when the host vehicle travels in the center lane B of the three lanes on one side, there is another vehicle that affects the risk of the host vehicle only in the adjacent lane C on one side of the host vehicle. When ΣRPlateral is sufficiently small, the virtual lane center position Ycr (0) is set in proportion to ΔRPlateral. In addition, as shown in FIG. 17, when there are other vehicles in adjacent lanes A and C on both the left and right sides of the host vehicle and ΣRPlateral is large, the virtual center position Ycr (0) is actual when ΔRPlateral is less than or equal to the threshold value. Match the center of the lane. When ΔRPlateral exceeds the threshold value, a virtual center position Ycr (0) proportional to ΔRPlateral is calculated, and the virtual lane center Ycr (0) is either left or right depending on the generation direction and the magnitude of the left-right risk potential RPlateral. The direction is shifted.

図18に、仮想車線設定のイメージを示す。片側2車線の道路において左側のレーンAを自車両が走行し、右側のレーンBを他車両が走行している。レーンBを走行する他車両が自車両へ及ぼす左右方向のリスクポテンシャルRPlateralに応じて、仮想の車線中央位置Ycr(0)が、一点差線で示す本来の車線中央に対して左側に移動している。   FIG. 18 shows an image of virtual lane setting. The host vehicle travels on the left lane A and the other vehicle travels on the right lane B on a two-lane road. The virtual lane center position Ycr (0) moves to the left with respect to the original lane center indicated by the one-point difference line according to the risk potential RPlateral in the left-right direction that other vehicles traveling on the lane B exert on the host vehicle. Yes.

このようにステップS509において仮想車線の中央位置Ycr(0)を算出した後、ステップS510へ進む。ステップS510では、ステップS509で算出した仮想中央位置Ycr(0)を基準として必要操舵角θ*を算出する。具体的には、図19に示すような開ループ系において、実際の車線位置と自車両の状態から算出される横変位Ycrに、仮想横変位、すなわち仮想中央位置Ycr(0)を加え、上述したように周知の方法によりレギュレータゲインKを算出する。さらに、算出したレギュレータゲインKから(式8)を用いて自車両を仮想中央位置Ycr(0)に移動するための必要操舵角θ*を算出する。   As described above, after calculating the virtual lane center position Ycr (0) in step S509, the process proceeds to step S510. In step S510, the required steering angle θ * is calculated based on the virtual center position Ycr (0) calculated in step S509. Specifically, in the open loop system as shown in FIG. 19, the virtual lateral displacement, that is, the virtual center position Ycr (0) is added to the lateral displacement Ycr calculated from the actual lane position and the state of the host vehicle, As described above, the regulator gain K is calculated by a known method. Further, a necessary steering angle θ * for moving the host vehicle to the virtual center position Ycr (0) is calculated from the calculated regulator gain K using (Equation 8).

ステップS511では、上述した図9のフローチャートに従って、ステップS510で算出した必要操舵角θ*を用いて左右方向制御指令値Trpを算出する。なお、左右方向制御指令値Trpを算出する際に用いる左右方向リスクポテンシャルRPlateralは、(式5)から算出する左右方向の総合的なリスクポテンシャルRPlateralである。   In step S511, the left-right direction control command value Trp is calculated using the necessary steering angle θ * calculated in step S510 according to the flowchart of FIG. 9 described above. The left-right direction risk potential RPlateral used when calculating the left-right direction control command value Trp is the overall risk potential RPlateral in the left-right direction calculated from (Equation 5).

図20に、必要操舵角θ*が0を上回る場合(θ*>0)の操舵角θと操舵トルクTとの関係を示す。図21に、図20に対応する自車両の走行状況の具体例を示す。図20において、必要操舵角θ*は、左右方向リスクポテンシャルRPlateralに基づいて設定した仮想車線中央Ycr(0)を用いて算出された値であり、実際の車線中央を基準として必要操舵角θ*を算出した場合に比べて大きな値となっている。   FIG. 20 shows the relationship between the steering angle θ and the steering torque T when the required steering angle θ * exceeds 0 (θ *> 0). FIG. 21 shows a specific example of the traveling state of the host vehicle corresponding to FIG. In FIG. 20, the required steering angle θ * is a value calculated using the virtual lane center Ycr (0) set based on the left-right direction risk potential RPlateral, and the required steering angle θ * with reference to the actual lane center. It is a large value compared with the case where is calculated.

図20に示すように、実際の操舵角θが必要操舵角θ*を超える場合に、左右方向リスクポテンシャルRPlateral(+)に基づく操舵トルク指令値Trpを加算した操舵トルクTを発生させる。ここでは、操舵角θが必要操舵角θ*を超える場合のみ操舵トルクTが大きくなるように補正し、自車両が左側に操舵した場合(θ<0)の操舵トルク特性は補正しない。   As shown in FIG. 20, when the actual steering angle θ exceeds the necessary steering angle θ *, a steering torque T is generated by adding the steering torque command value Trp based on the left-right risk potential RPlateral (+). Here, only when the steering angle θ exceeds the necessary steering angle θ *, the steering torque T is corrected so as to increase, and the steering torque characteristic when the host vehicle is steered to the left (θ <0) is not corrected.

ステップS512では、ステップS511で算出した左右方向制御指令値TrpおよびステップS507で算出した前後方向制御指令値FAをそれぞれ操舵反力制御装置60およびアクセルペダル反力制御装置80へ出力し、今回の処理を終了する、   In step S512, the left-right direction control command value Trp calculated in step S511 and the front-rear direction control command value FA calculated in step S507 are output to the steering reaction force control device 60 and the accelerator pedal reaction force control device 80, respectively. Exit,

このように、以上説明した第2の実施の形態においては、上述した第1の実施の形態による効果に加えて以下のような作用効果を奏することができる。
(1)コントローラ50は、自車両が自車線の所定の横位置Ycr(0)(基準線)に沿って走行するために必要な操舵角として所定操舵角θ*を設定し、現在の操舵角θが必要操舵角θ*を越える場合にリスクポテンシャルRPに応じた操舵トルク制御を行う。これにより、状況に応じて自車両が走行する際の基準となる自車線の横位置Ycr(0)を決定し、適切な操舵トルク制御を行うことができる。
(2)コントローラ50は、左右方向のリスクポテンシャルRPに基づいて、自車線内の横位置Ycr(0)を決定する。これにより、左右方向のリスクポテンシャルRPが発生する方向に応じて、自車線内のやや右側、あるいはやや左側といった位置を自車両が走行する際の基準として設定することができる。従って、自車両周囲に障害物が存在する場合に、運転者が実際にとる障害物との位置関係に対応する位置を基準として操舵トルク制御を行うことができ、運転者の操舵操作を違和感なく制御することができる。
(3)コントローラ50は、左右方向のリスクポテンシャルRPが所定値を超える場合は、図15に示すように、左右方向リスクポテンシャルRPと横位置Ycr(0)との関係に、左右方向リスクポテンシャルRPが変化しても基準線の横方向位置Ycr(0)が変化しない範囲を設ける。これにより、例えば図17に示すように自車両の左右両側に隣接車両が存在し、左右方向のリスクポテンシャルRPlateralの大きさΣRPlateralが十分に大きい場合には、自車両が目標とする自車線内の横位置Ycr(0)が0,すなわち車線中央にほぼ一致する。これにより、左右方向のリスクポテンシャルRPに応じて横位置Ycr(0)を設定する場合に、走行状況に応じた適切な横位置を設定することができる。また、図17に示すように交通量の多い走行状況では隣接車両の入れ替わりが頻繁であるが、左右方向リスクポテンシャルRPが変化しても横位置Ycr(0)が変化しない範囲を設けることで、自車両の基準走行線がふらつくことがない。なお、この場合のΔRPlateralの所定値(範囲)は、予め適切な値を設定しておく。
Thus, in the second embodiment described above, the following operational effects can be obtained in addition to the effects of the first embodiment described above.
(1) The controller 50 sets a predetermined steering angle θ * as a steering angle necessary for the host vehicle to travel along a predetermined lateral position Ycr (0) (reference line) of the host lane, and sets the current steering angle. When θ exceeds the necessary steering angle θ *, steering torque control according to the risk potential RP is performed. As a result, the lateral position Ycr (0) of the host lane serving as a reference when the host vehicle travels can be determined according to the situation, and appropriate steering torque control can be performed.
(2) The controller 50 determines the lateral position Ycr (0) in the own lane based on the risk potential RP in the left-right direction. Thereby, according to the direction where the risk potential RP in the left-right direction is generated, a position such as a little right side or a little left side in the own lane can be set as a reference when the own vehicle travels. Therefore, when there are obstacles around the host vehicle, the steering torque control can be performed with reference to the position corresponding to the positional relationship with the obstacles actually taken by the driver, and the driver's steering operation is not uncomfortable. Can be controlled.
(3) When the risk potential RP in the left-right direction exceeds a predetermined value, the controller 50 determines the risk risk RP in the left-right direction based on the relationship between the risk potential RP in the left-right direction and the lateral position Ycr (0) as shown in FIG. A range is provided in which the horizontal position Ycr (0) of the reference line does not change even if changes. Thus, for example, as shown in FIG. 17, when there are adjacent vehicles on both the left and right sides of the host vehicle, and the magnitude ΣRPlateral of the risk potential RPlateral in the left and right direction is sufficiently large, The lateral position Ycr (0) is 0, that is, substantially coincides with the lane center. As a result, when the lateral position Ycr (0) is set according to the risk potential RP in the left-right direction, it is possible to set an appropriate lateral position according to the traveling situation. In addition, as shown in FIG. 17, in a driving situation where there is a lot of traffic, adjacent vehicles are frequently replaced, but by providing a range in which the lateral position Ycr (0) does not change even if the left-right risk potential RP changes, The reference running line of the vehicle does not fluctuate. In this case, an appropriate value is set in advance as the predetermined value (range) of ΔRPlateral.

上述した第1および第2の実施の形態においては、ステップS106またはS506において(式5)を用いて自車両周囲の全障害物に対する総合的な左右方向のリスクポテンシャルRPlateralを算出した。そして、ステップS110またはS511において左右方向制御指令値を算出する際には、総合的な左右方向リスクポテンシャルRPlateralを用いた。ただし、これには限定されず、ステップS106およびS506において自車両の右側のリスクポテンシャル(リスクポテンシャルの右側成分)および左側のリスクポテンシャル(リスクポテンシャルの左側成分)をそれぞれ算出することもできる。この場合、左右方向制御指令値を算出する図9のステップS408およびS411の処理においてリスクポテンシャルの右側成分のみを用い、ステップS409およびS410の処理においてリスクポテンシャルの左側成分のみを用いる。   In the first and second embodiments described above, the overall left-right risk potential RPlateral for all obstacles around the host vehicle is calculated using (Equation 5) in step S106 or S506. And when calculating the left-right direction control command value in step S110 or S511, comprehensive left-right direction risk potential RPlateral was used. However, the present invention is not limited to this, and the risk potential on the right side of the host vehicle (right component of the risk potential) and the risk potential on the left side (left component of the risk potential) can be calculated in steps S106 and S506, respectively. In this case, only the right component of the risk potential is used in the processing of steps S408 and S411 in FIG. 9 for calculating the left-right direction control command value, and only the left component of the risk potential is used in the processing of steps S409 and S410.

これにより、右操舵時の操舵トルク特性はリスクポテンシャルの右側成分に基づいて補正され、左操舵時の操舵トルク特性はリスクポテンシャルの左側成分に基づいて補正される。従って、例えばリスクポテンシャルの左側成分が発生していない場合は、左操舵時の操舵トルク特性は補正されないので、運転者の感覚にあった操舵トルク制御を行うことができる。   Thus, the steering torque characteristic during right steering is corrected based on the right component of the risk potential, and the steering torque characteristic during left steering is corrected based on the left component of the risk potential. Therefore, for example, when the left component of the risk potential is not generated, the steering torque characteristic at the time of left steering is not corrected, so that the steering torque control suitable for the driver can be performed.

上述した第1および第2の実施の形態においては、運転者による操舵操作がリスクポテンシャルRPを高める方向への操作である場合に、現在の操舵角θと必要操舵角θ*との比較結果に応じて操舵トルク特性を補正した。ただし、これには限定されず、例えば現在の操舵角θが必要操舵角θ*よりも大きい場合は常に操舵トルク特性を補正することもできる。   In the first and second embodiments described above, when the steering operation by the driver is an operation in the direction of increasing the risk potential RP, the comparison result between the current steering angle θ and the necessary steering angle θ * is obtained. The steering torque characteristics were corrected accordingly. However, the present invention is not limited to this. For example, when the current steering angle θ is larger than the necessary steering angle θ *, the steering torque characteristic can be always corrected.

上述した第1および第2の実施の形態においては、操舵反力制御とともに、アクセルペダル反力制御も行ったが、これには限定されず、操舵反力制御のみを行うようにすることもできる。また、各障害物kに対する余裕時間TTCkを算出する際に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)を組み込み、リスクポテンシャルRPkを算出する際に障害物kの重みwkを組み込んだ。ただし、これには限定されず、相対距離のばらつきσ(Dk)、相対速度のばらつきσ(Vrk)、および重みwkを考慮せずに余裕時間TTCk、およびリスクポテンシャルRPkを算出することもできる。   In the first and second embodiments described above, the accelerator pedal reaction force control is performed together with the steering reaction force control. However, the present invention is not limited to this, and only the steering reaction force control can be performed. . Also, when calculating the margin time TTCk for each obstacle k, the relative distance variation σ (Dk) and the relative speed variation σ (Vrk) are incorporated, and when calculating the risk potential RPk, the weight wk of the obstacle k is calculated. Incorporated. However, the present invention is not limited to this, and the margin time TTCk and the risk potential RPk can be calculated without considering the relative distance variation σ (Dk), the relative speed variation σ (Vrk), and the weight wk.

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,後方カメラ21,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、操舵トルク算出手段、操舵角比較手段、操舵方向判定手段、および基準線設定手段としてコントローラ50を用いた。また、操舵角検出手段として操舵角センサ90を用い、操舵トルク制御手段としてコントローラ50および操舵反力制御装置60を用いた。ただし、これらには限定されず、障害物検出手段として、レーザレーダ10の代わりに例えば別方式のミリ波レーダを用いたり、障害物検出手段としてカメラ20,21のみを用いることもできる。   In the first and second embodiments described above, the laser radar 10, the front camera 20, the rear camera 21, and the vehicle speed sensor 30 are used as obstacle detection means, and risk potential calculation means, steering torque calculation means, The controller 50 is used as a steering angle comparison unit, a steering direction determination unit, and a reference line setting unit. Further, the steering angle sensor 90 is used as the steering angle detection means, and the controller 50 and the steering reaction force control device 60 are used as the steering torque control means. However, the present invention is not limited to these. For example, another type of millimeter wave radar may be used as the obstacle detection means instead of the laser radar 10, or only the cameras 20 and 21 may be used as the obstacle detection means.

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。1 is a system diagram of a vehicle driving assistance device according to a first embodiment of the present invention. 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。The block diagram of the vehicle carrying the driving operation assistance apparatus for vehicles shown in FIG. 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。The flowchart which shows the process sequence of the driving operation assistance control program in 1st Embodiment. 操舵方向判定処理の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of a steering direction determination process. 操舵角と操舵トルクとの関係を示す図。The figure which shows the relationship between a steering angle and a steering torque. 必要操舵角算出処理の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of a required steering angle calculation process. レギュレータゲインを算出するための閉ループ系を説明する図。The figure explaining the closed loop system for calculating a regulator gain. 必要操舵角を算出するための開ループ系を説明する図。The figure explaining the open loop system for calculating a required steering angle. 左右方向制御指令値算出処理の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of a left-right direction control command value calculation process. 操舵トルク特性の補正を説明するイメージ図(θ*>0)。The image figure explaining correction | amendment of a steering torque characteristic ((theta) *> 0). 操舵トルク特性の補正を説明するイメージ図(θ*≦0)。The image figure explaining correction | amendment of a steering torque characteristic ((theta) * <= 0). 具体的な走行状況の一例を示す図。The figure which shows an example of a specific driving | running | working condition. 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。The flowchart which shows the process sequence of the driving operation assistance control program in 2nd Embodiment. 仮想車線算出処理の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of a virtual lane calculation process. ΣRPlateralに応じた、ΔRPlateralと仮想中央位置Ycr(0)との関係を示す図。The figure which shows the relationship between (DELTA) RPlateral and virtual center position Ycr (0) according to (SIGMA) RPlateral. 具体的な走行状況の一例を示す図。The figure which shows an example of a specific driving | running | working condition. 具体的な走行状況の一例を示す図。The figure which shows an example of a specific driving | running | working condition. 仮想車線中央の設定を説明する図。The figure explaining the setting of a virtual lane center. 必要操舵角を算出するための開ループ系を説明する図。The figure explaining the open loop system for calculating a required steering angle. 仮想車線中央を考慮した場合の操舵トルクの補正を説明するイメージ図。The image figure explaining correction | amendment of the steering torque when the virtual lane center is considered. 具体的な走行状況の一例を示す図。The figure which shows an example of a specific driving | running | working condition.

符号の説明Explanation of symbols

10:レーザレーダ
20、21: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
90:操舵角センサ
91:操舵トルクセンサ
10: laser radar 20, 21: camera 30: vehicle speed sensor 50: controller 60: steering reaction force control device 80: accelerator pedal reaction force control device 90: steering angle sensor 91: steering torque sensor

Claims (9)

自車両周囲の障害物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、前記自車両の前記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、ステアリングホイールに発生させる操舵トルクを算出する操舵トルク算出手段と、
前記ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段と、
前記操舵角検出手段によって検出される前記操舵角を、前記自車両が目標とする横位置へ移動するための必要操舵角と比較する操舵角比較手段と、
前記操舵角比較手段によって前記操舵角が前記必要操舵角よりも大きいと判定されると、前記操舵トルク算出手段によって算出される前記操舵トルクを前記ステアリングホイールに発生し、前記操舵角が前記必要操舵角よりも小さいと判定されると、前記操舵トルクを前記ステアリングホイールに発生させないように制御することによって、運転者が前記ステアリングホイールを操作する際に発生する操舵反力を制御する操舵トルク制御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。
Obstacle detection means for detecting obstacles around the vehicle;
Risk potential calculation means for calculating a risk potential for the obstacle of the host vehicle based on a detection result by the obstacle detection means;
Steering torque calculating means for calculating a steering torque to be generated in a steering wheel based on the risk potential calculated by the risk potential calculating means;
Steering angle detecting means for detecting the steering angle of the steering wheel;
Steering angle comparison means for comparing the steering angle detected by the steering angle detection means with a necessary steering angle for moving the host vehicle to a target lateral position ;
When the steering angle comparing means determines that the steering angle is larger than the required steering angle, the steering torque calculated by the steering torque calculating means is generated in the steering wheel, and the steering angle is the required steering angle. Steering torque control means for controlling a steering reaction force generated when a driver operates the steering wheel by controlling the steering wheel not to generate the steering torque when it is determined that the steering wheel is smaller than an angle. A driving operation assisting device for a vehicle, comprising:
請求項1に記載の車両用運転操作補助装置において、
運転者による操舵操作が前記リスクポテンシャルを高める方向への操舵であるかを判定する操舵方向判定手段をさらに備え、
前記操舵トルク制御手段は、前記操舵角が前記必要操舵角よりも大きいと判定され、かつ前記操舵方向判定手段によって前記操舵操作が前記リスクポテンシャルを高める方向への操舵であると判定されると、前記操舵トルクを前記ステアリングホイールに発生するよう制御することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
The vehicle driving assistance device according to claim 1,
Steering direction determination means for determining whether the steering operation by the driver is steering in a direction to increase the risk potential;
When the steering torque control means determines that the steering angle is larger than the required steering angle, and the steering direction determination means determines that the steering operation is steering in a direction to increase the risk potential, A driving operation assisting device for a vehicle, wherein the steering torque is controlled to be generated in the steering wheel.
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、
前記必要操舵角は、前記自車両が自車線の略中央を走行するために必要な操舵角であることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
In the driving assistance device for vehicles according to claim 1 or 2,
The vehicle driving operation assistance device according to claim 1, wherein the necessary steering angle is a steering angle necessary for the host vehicle to travel substantially in the center of the host lane.
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、
前記必要操舵角は、前記自車両が自車線内の基準線に沿って走行するために必要な操舵角であることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
In the driving assistance device for vehicles according to claim 1 or 2,
The required steering angle is a steering angle necessary for the host vehicle to travel along a reference line in the host lane.
請求項4に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記リスクポテンシャル算出手段で算出される前記リスクポテンシャルに基づいて、前記基準線を設定する基準線設定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。
The vehicle driving operation assistance device according to claim 4,
A vehicle driving operation assisting device, further comprising a reference line setting unit that sets the reference line based on the risk potential calculated by the risk potential calculating unit.
請求項5に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記リスクポテンシャル算出手段は、前記自車両の左右方向のリスクポテンシャルを算出し、
前記基準線設定手段は、前記左右方向のリスクポテンシャルの絶対値の和が所定値を超える場合は、前記左右方向リスクポテンシャルの絶対値の差と前記基準線との関係に、前記左右方向リスクポテンシャルの絶対値の差が変化しても前記基準線の横方向位置が変化しない範囲を設けることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
The vehicle driving assistance device according to claim 5,
The risk potential calculation means calculates a risk potential in the left-right direction of the host vehicle,
When the sum of absolute values of the risk potentials in the left-right direction exceeds a predetermined value, the reference line setting means determines whether the risk risk potential in the left-right direction is related to a difference between the absolute value of the risk potential in the left-right direction and the reference line. A driving operation assisting device for a vehicle, wherein a range is provided in which the horizontal position of the reference line does not change even if the difference between the absolute values of the reference line changes.
自車両周囲の障害物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、前記自車両の前記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、ステアリングホイールに発生させる操舵トルクを算出する操舵トルク算出手段と、
前記ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段と、
運転者による操舵操作が前記リスクポテンシャルを高める方向への操舵であるかを判定する操舵方向判定手段と、
前記操舵方向判定手段によって前記操舵操作が前記リスクポテンシャルを高める方向への操舵であると判定されると、前記操舵トルク算出手段によって算出される前記操舵トルクを前記ステアリングホイールに発生し、前記操舵操作が前記リスクポテンシャルを高める方向への操舵ではないと判定されると、前記操舵トルクを前記ステアリングホイールに発生させないように制御することによって、運転者が前記ステアリングホイールを操作する際に発生する操舵反力を制御する操舵トルク制御手段と
前記ステアリングホイールに発生する操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段とを備え、
前記操舵方向判定手段は、前記リスクポテンシャル算出手段によって算出される前記リスクポテンシャルと、前記操舵角検出手段によって検出される前記操舵角と、前記操舵トルク検出手段によって検出される前記操舵トルクとに基づいて、前記操舵操作が前記リスクポテンシャルを高める方向への操舵であ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。
Obstacle detection means for detecting obstacles around the vehicle;
Risk potential calculation means for calculating a risk potential for the obstacle of the host vehicle based on a detection result by the obstacle detection means;
Steering torque calculating means for calculating a steering torque to be generated in a steering wheel based on the risk potential calculated by the risk potential calculating means;
Steering angle detecting means for detecting the steering angle of the steering wheel;
Steering direction determination means for determining whether the steering operation by the driver is steering in a direction to increase the risk potential;
When the steering direction determining means determines that the steering operation is steering in a direction to increase the risk potential, the steering torque calculated by the steering torque calculating means is generated in the steering wheel, and the steering operation is performed. If it is determined that the steering is not in the direction of increasing the risk potential, the steering torque generated when the driver operates the steering wheel is controlled by controlling the steering torque not to be generated in the steering wheel. Steering torque control means for controlling force ;
Steering torque detection means for detecting steering torque generated in the steering wheel,
The steering direction determination means is based on the risk potential calculated by the risk potential calculation means, the steering angle detected by the steering angle detection means, and the steering torque detected by the steering torque detection means. And determining whether the steering operation is steering in a direction to increase the risk potential .
請求項2に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記ステアリングホイールに発生する操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段をさらに備え、
前記操舵方向判定手段は、前記リスクポテンシャル算出手段によって算出される前記リスクポテンシャルと、前記操舵角検出手段によって検出される前記操舵角と、前記操舵トルク検出手段によって検出される前記操舵トルクとに基づいて、前記操舵操作が前記リスクポテンシャルを高める方向への操舵であ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。
The vehicle driving operation assistance device according to claim 2 ,
A steering torque detecting means for detecting a steering torque generated in the steering wheel;
The steering direction determination means is based on the risk potential calculated by the risk potential calculation means, the steering angle detected by the steering angle detection means, and the steering torque detected by the steering torque detection means. And determining whether the steering operation is steering in a direction to increase the risk potential.
請求項1から請求項8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。   A vehicle comprising the vehicular driving assist device according to any one of claims 1 to 8.
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