JP4604790B2 - 車両用運転操作補助装置および車両用運転操作補助装置を備えた車両 - Google Patents

Description

本発明は、運転者の操作を補助する車両用運転操作補助装置に関する。

運転者にリスクを報知する装置として、運転座席に振動体を設置し、車両周囲のリスク発生方向に対応した振動体を振動させて運転者に警報を与えるものが知られている（例えば特許文献１参照）。この運転座席は、ヘッドレスト、シートバック部およびクッション部の表面付近に複数の振動体を内設し、リスクの発生方向に対応する振動体を振動させてリスクの高い方向を運転者に報知する。

本願発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
特開２００１−１９９２９６号公報

上述した特許文献１の装置のように運転席からの圧力刺激により運転者にリスクを伝達するシステムにおいては、同一部位に長時間、圧力を与えるとその部位の感覚が低下して確実な情報伝達を行うことが難しくなるという可能性がある。運転者の運転操作を補助する装置においては、情報伝達を長時間行う場合でも適切な運転操作を促すように情報を確実に提供することが望まれている。

本発明による車両用運転操作補助装置は、自車両周囲の走行環境を検出する走行環境検出手段と、走行環境検出手段による検出結果に基づいて、走行環境における自車両のリスクを表すリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、リスクポテンシャル算出手段によって算出されるリスクポテンシャルに応じた操作反力を運転操作機器から発生させる操作反力発生手段と、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応じた押圧力を運転操作機器とは異なる車両構成部材から発生させる押圧力発生手段と、押圧力発生手段で発生した押圧力から運転者に与えられた触覚刺激のレベルを算出する刺激レベル算出手段と、触覚刺激のレベルに応じて運転操作機器の操作反力を増加するとともに、車両構成部材からの押圧力を減少する補正制御手段とを備える。
本発明による車両用運転操作補助方法は、自車両周囲の走行環境を検出し、走行環境における自車両のリスクを表すリスクポテンシャルを算出し、算出されるリスクポテンシャルに応じた操作反力を運転操作機器から発生させ、算出されるリスクポテンシャルに応じた押圧力を運転操作機器とは異なる車両構成部材から発生させ、発生した押圧力から運転者に与えられた触覚刺激のレベルを算出し、触覚刺激のレベルに応じて運転操作機器の操作反力を増加するとともに、車両構成部材からの押圧力を減少する。

本発明によれば、リスクポテンシャルを伝達するための触覚刺激によって発生する運転者の圧迫感もしくは触覚刺激に対する感度の低下を軽減するように触覚刺激を補正するので、リスクポテンシャルを運転者に直感的に認識させながら、圧迫感や感度低下を軽減して確実な情報伝達を行うことができる。

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

まず、車両用運転操作補助装置１の構成を説明する。
前方カメラ１０は、フロントウィンドウ上部に取り付けられた小型のＣＣＤカメラ、またはＣＭＯＳカメラ等であり、前方道路の状況を画像として検出し、コントローラ５０へと出力する。前方カメラ１０による検知領域は車両の前後方向中心線に対して水平方向に±３０deg程度であり、この領域に含まれる前方道路風景が画像として取り込まれる。

車速センサ２０は、車輪の回転数や変速機の出力側の回転数を計測することにより自車両の車速を検出し、検出した自車速をコントローラ５０に出力する。ナビゲーションシステム３０は、ＧＰＳ受信機３１を介して自車両の現在位置を検出する。そして、自車両の現在位置とデータベース（不図示）に格納された地図情報や道路情報から、自車両が走行する道路に関する情報を取得してコントローラ５０に出力する。

コントローラ５０は、ＣＰＵと、ＲＯＭおよびＲＡＭ等のＣＰＵ周辺部品とから構成され、車両用運転操作補助装置１全体の制御を行う。コントローラ５０は、例えばＣＰＵのソフトウェア形態により、レーンマーカ検出部５１，リスクポテンシャル算出部５２，基準車速算出部５３，超過車速算出部５４、シート作動量算出部５５、刺激レベル算出部５６およびシート作動量補正部５７を構成する。

レーンマーカ検出部５１は、前方カメラ１０から入力される車両前方の画像情報に画像処理を施し、自車線の車線識別線（レーンマーカ）を検出する。リスクポテンシャル算出部５２は、レーンマーカ検出部５１からの信号に基づいて自車線における自車両のレーン内横位置を算出し、レーンマーカへの接近および自車線からの逸脱のリスクを表す自車両の横方向のリスクポテンシャルを算出する。

基準車速算出部５３は、ナビゲーションシステム３０から入力される情報に基づいて、自車両が現在走行する道路の基準車速を算出する。ここでは、自車両が走行する道路の制限車速、道路曲率、車速センサ２０の誤差、および燃費等を考慮したときに自車速として推奨される車速を、基準車速とする。超過車速算出部５４は、車速センサ２０によって検出される自車両の現在の自車速が、基準車速算出部５３で算出された基準車速をどれだけ超過しているかを表す超過車速を算出する。

シート作動量算出部５５は、リスクポテンシャル算出部５２で算出したレーンに対するリスクポテンシャル、および超過車速算出部５４で算出した超過車速に基づいて、運転者用シートの各部位から押圧力を発生させるシート押圧力調整機構７０の作動量を算出する。刺激レベル算出部５６は、シート作動量算出部５５で算出された作動量から運転者に与えられている刺激のレベルを算出する。シート作動量補正部５７は、刺激レベルに応じて運転者に与える押圧力を補正する。コントローラ５０は、シート作動量補正部５７の算出結果をシート押圧力調整機構７０およびシート振動発生装置８０にそれぞれ出力する。

このように、コントローラ５０はレーンに対する自車両のリスクポテンシャルと自車両の車速に関する情報をそれぞれシートから発生する押圧力として運転者に伝達するとともに、刺激レベルに応じて押圧力を補正するよう制御を行う。

シート押圧力調整機構７０は、コントローラ５０からの指令に応じて車両構成部材であるシートの複数の部位を個別に駆動して運転者に押圧力を与える。シート振動発生装置８０は、シートの押圧力の発生部位から振動を発生させる。図３（ａ）（ｂ）に、車両用運転操作補助装置１を備えた車両に搭載され、シート押圧力調整機構７０およびシート振動発生装置８０によって駆動される運転者用シート７１の構成を示す。

図３（ａ）に示すように、シート７１は、クッション部７２，シートバック部７３，およびヘッドレスト７４から構成される。第１の実施の形態においては、シート押圧力調整機構７０によってシートバック部７３の左右サイド部７３ａ，７３ｂをそれぞれ駆動することにより、運転者に押圧力を与える。また、シート振動発生装置８０によって左右サイド部７３ａ，７３ｂから振動を発生させる。以下に、シート押圧力調整機構７０およびシート振動発生装置８０の構成を説明する。

図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ断面図、すなわちシートバック部７３の下部断面図を示している。図３（ｂ）に示すように、シート押圧力調整機構７０は、シートバックフレーム７３ｄの右端部に設けられたモータ７１１と、モータ７１１によって駆動される右サイドフレーム７１２、およびシートバックフレーム７３ｄの左端部に設けられたモータ７２１と、モータ７２１によって駆動される左サイドフレーム７２２とから構成される。

モータ７１１が回転すると右サイドフレーム７１２が矢印方向、すなわちシートバック部７３の内側に回動し、右サイドフレーム７１２がウレタンパッド７３ｆを介して運転者の右脇腹に押しつけられる。モータ７２１が回転すると左サイドフレーム７２２が矢印方向、すなわちシートバック部７３の内側に回動し、左サイドフレーム７２２が運転者の左脇腹に押し付けられる。

シート振動発生装置８０は、シートバック部７３の右サイド部７３ａに内蔵された振動用モータ８１と、左サイド部７３ｂに内蔵された振動用モータ８２とから構成される。振動用モータ８１の駆動により右サイド部７３ａから振動が発生し、振動用モータ８２の駆動により左サイド部７３ｂから振動が発生する。

つぎに、第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置１の動作を説明する。まず、その概要を説明する。
車両用運転操作補助装置１においては、自車両が走行するために必要な複数の情報を、シート７１からの押圧力（触覚情報）としてそれぞれ運転者にわかりやすく伝達する。具体的には、図４に示すように自車両の左右方向のリスク情報をシートバック部７３の右サイド部７３ａまたは左サイド部７３ｂからの押圧力として運転者に伝達するとともに、自車両の前後方向のリスク情報を左右両側のサイド部７３ａ、７３ｂからの押圧力（締め付け力）として運転者に伝える。ここで、自車両の左右方向のリスク情報は自車両のレーンマーカへの接近度合であり、自車両の前後方向のリスク情報は自車両の超過車速である。

このように、自車両の左右方向の情報および前後方向のリスク情報をそれぞれシート７１の各部位からの押圧力として運転者に与えることにより、適切な情報伝達を行って状況に応じた運転操作を促すことが可能となる。ただし、同一の部位から長時間、押圧力を発生し、運転者に圧力刺激を与え続けると、その部位の血流が阻害されて圧迫感が発生したり、押圧力に対する感覚が低下する可能性がある。

そこで、第１の実施の形態においては、シート７１からの押圧力によって情報伝達を行うシステムにおいて、上述した圧迫感を解消するとともに、押圧力に対する感覚の低下、すなわち伝達情報に対する感度の低下を軽減するように制御を行う。

以下に、車両用運転操作補助装置１の動作を図５を用いて詳細に説明する。図５は、第１の実施の形態による車両用運転操作補助制御処理の処理手順を示すフローチャートである。本処理内容は、一定間隔、例えば５０msec毎に連続的に行われる。

ステップＳ１０１では、レーンマーカ検出部５１において、自車両が走行する車線のレーンマーカを検出する。具体的には、前方カメラ１０によって検出される自車両前方領域の画像信号に画像処理を施し、自車線のレーンマーカを認識する。

ステップＳ１０２では、リスクポテンシャル算出部５２において、ステップＳ１０１で認識したレーンマーカと自車両との相対位置関係から、自車両の左右方向リスクポテンシャルを算出する。具体的には、左右方向リスクポテンシャルとして、自車両前方領域の画像情報に基づいてレーン内における自車両の横位置ＲＰ＿Ｓを算出する。ここでは図６に示すように、自車両の所定距離Ｌ前方における、自車線のレーン中央から自車両の中心までの距離をレーン内横位置ＲＰ＿Ｓとする。レーン内横位置ＲＰ＿Ｓは、自車両のヨー角θと、自車線のレーン中央から現在位置での自車両の中心までの距離Ｘｐを用いて以下の（式１）から算出する。
ＲＰ＿Ｓ＝Ｌ・sinθ＋Ｘｐ ・・・（式１）
レーン内横位置ＲＰ＿Ｓは、自車線のレーン中央を０として、右方向を正の値で表す。

ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２で算出したレーン内横位置ＲＰ＿Ｓに基づいて、シート押圧力調整機構７０の作動量を算出するための作動量θＳ１を算出する。作動量θＳ１は、以下の（式２）から算出する。
θＳ１＝Ｋｓ・｜ＲＰ＿Ｓ｜ ・・・（式２）
ここで、係数Ｋｓは予め適切な値を設定しておく。作動量θＳ１は、レーン内横位置ＲＰ＿Ｓが所定値±ａを越えてレーン端に接近すると、固定値に設定される。

一方、ステップＳ１１１では、基準車速算出部５３において、自車両が走行する道路の基準車速を算出する。具体的には、ナビゲーションシステム３０から得られる自車両の現在位置と自車両が走行する道路の道路情報等から、基準車速Ｖｓを算出する。ステップＳ１１２では、超過車速算出部５４において、前後方向のリスク情報である超過車速ＲＰ＿Ｈを算出する。具体的には、以下の（式３）に示すように、車速センサ２０で検出される自車速ＶａからステップＳ１１１で算出した基準車速Ｖｓを引いた値を、超過車速ＲＰ＿Ｈとして算出する。
ＲＰ_Ｈ=Ｖａ-Ｖｓ （ＲＰ＿Ｈ≧０） ・・・（式３）

ステップＳ１１３では、ステップＳ１１２で算出した超過車速ＲＰ＿Ｈに基づいて、シート押圧力調整機構の作動量を算出するための作動量θＳ２を算出する。作動量θＳ２は、以下の（式４）から算出する。
θＳ２＝Ｋｈ・｜ＲＰ＿Ｈ｜ ・・・（式４）
ここで、係数Ｋｈは予め適切な値を設定しておく。

続くステップＳ１０４では、ステップＳ１０３で算出したレーン内横位置ＲＰ＿Ｓに対応する作動量θＳ１と、ステップＳ１１３で算出した超過車速ＲＰ＿Ｈに対応する作動量θＳ２とを用いて、シート押圧力調整機構７０においてシートバック部７３の右サイド部７３ａを駆動するための作動量θＳ＿Ｒと左サイド部７３ｂを駆動するための作動量θＳ＿Ｌをそれぞれ算出する。

自車両が右側のレーン端に接近している場合（ＲＰ＿Ｓ≧０）、作動量θＳ＿Ｒ，θＳ＿Ｌは以下の（式５）から算出する。
θＳ＿Ｒ＝θＳ１＋θＳ２
θＳ＿Ｌ＝θＳ２ ・・・（式５）
自車両が左側のレーン端に接近している場合（ＲＰ＜０）、作動量θＳ＿Ｒ，θＳ＿Ｌは以下の（式６）から算出する。
θＳ＿Ｒ＝θＳ２
θＳ＿Ｌ＝θＳ１＋θＳ２ ・・・（式６）

図７に、レーン内横位置ＲＰ＿Ｓと、シート押圧力調整機構７０の作動量θＳ＿Ｒ，θＳ＿Ｌとの関係を示す。車両が自車線の右側領域を走行している場合（ＲＰ≧０）、右サイド部７３ａの作動量θＳ＿ＲはθＳ１+θＳ２となり、左サイド部７３ｂの作動量θＳ＿ＬはθＳ２となる。一方、自車両が自車線の左側領域を走行している場合（ＲＰ＜０）、右サイド部７３ａの作動量θＳ＿ＲはθＳ２となり、左サイド部７３ｂの作動量θＳ＿ＬはθＳ１+θＳ２となる。

ステップＳ１０５では、シート押圧力調整機構７０から運転者にどれほどの押圧力、すなわち刺激が与えられているかを算出する。具体的には、ステップＳ１０４で算出した作動量θＳ＿Ｒ，θＳ＿Ｌに基づいて、現在からの過去の所定時間ｔ０に発生した押圧力の積算値（以降、刺激レベルＩＳとする）を算出する。刺激レベルＩＳは、以下の（式７）から算出する。

（式７）において、Ｆはシート７１から発生する押圧力であり、上述した（式５）または（式６）で算出した作動量θＳ＿ＲまたはθＳ＿Ｌを代入する。ステップＳ１０５では、（式７）から、作動量θＳ＿Ｒを用いて右サイド部７３ａの刺激レベルＩＳ＿Ｒと、作動量θＳ＿Ｌを用いて左サイド部７３ｂの刺激レベルＩＳ＿Ｌをそれぞれ算出する。

図８に、右サイド部７３ａまたは左サイド部７３ｂに発生する押圧力Ｆの時間変化の一例を示す。現時点ｔから過去の所定時間ｔ０の間に発生した押圧力Ｆの積分値を刺激レベルＩＳとして定義する。

ステップＳ１０６では、ステップＳ１０５で算出した刺激レベルＩＳに従って、ステップＳ１０４で算出したシート押圧力調整機構７０の作動量θＳ＿Ｒ，θＳ＿Ｌを補正する。具体的には、刺激レベルＩＳが高い場合、すなわち同一の部位から押圧力が長時間発生している場合に、その部位から振動を発生させる。右サイド部７３ａの刺激レベルＩＳ＿Ｒが高い場合は右サイド部７３ａから振動を発生し、左サイド部７３ｂの刺激レベルＩＳ＿Ｌが高い場合は左サイド部７３ｂから振動を発生する。

図９に刺激レベルＩＳと振動周期ｆの関係を示す。図９に示すように、刺激レベルＩＳが所定値ＩＳ０未満の場合は振動を発生させない（振動周期ｆ＝０）。刺激レベルＩＳが所定値ＩＳ０以上となると、周期ｆ＝ｆ１の振動を発生させる。これにより、刺激レベルＩＳが低い場合は左右サイド部７３ａ、７３ｂから押圧力のみが発生し、刺激レベルＩＳが所定値ＩＳ０以上となると、対応する左右サイド部７３ａ，７３ｂから押圧力に加えて振動が発生する。

ステップＳ１０７ではステップＳ１０４で算出した作動量θＳ＿Ｒ、θＳ＿Ｌをシート押圧力調整機構７０に出力する。ステップＳ１０８では、ステップＳ１０６で算出した周期ｆの振動信号をシート振動発生装置８０に出力する。シート押圧力調整機構７０は、コントローラ５０からの指令値に応じてモータ７１１，７２１を駆動し、自車両の前後方向および左右方向のリスク情報を左右サイド部７３ａ，７３ｂからの押圧力として運転者に伝える。さらに、刺激レベルＩＳが高い場合は、シート振動発生装置８０により同一の部位から振動を発生する。これにより、今回の処理を終了する。

第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置１の作用を、図１０を用いて説明する。図１０は、例として右サイド部７３ａに発生する押圧力Ｆの時間変化の一例を示す。図１０に示すように、右サイド部７３ａからは、自車両の前後方向および左右方向のリスク情報を表す押圧力が継続的に発生する。時間ｔにおいて右サイド部７３ａからの押圧力の刺激レベルＩＳ＿Ｒが所定値ＩＳ０以上となると、右サイド部７３ａから周期ｆ１の振動を発生させる。この振動により血流を促進して継続的な押圧力の付加による圧迫感を解消するとともに、付加される押圧力に対して低下していた運転者の感覚を刺激して、確実な情報伝達を行えるようにする。

以上説明した第１の実施の形態においては、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）車両用運転操作補助装置１のコントローラ５０は、自車両周囲の走行環境を検出し、その検出結果に基づいて走行環境における自車両のリスクを表すリスクポテンシャルＲＰを算出する。コントローラ５０は、リスクポテンシャルＲＰを触覚刺激として運転者に伝達するとともに、その触覚刺激によって発生する運転者の圧迫感もしくは触覚刺激に対する運転者の感度の低下を軽減するように触覚刺激を補正する。触覚刺激を用いることによりリスクポテンシャルＲＰを運転者に直感的に認識させることができる。ただし、触覚刺激を長時間付加すると、触覚刺激を与えられている部位に圧迫感が発生したり、触覚刺激に対して運転者の感度が低下する可能性がある。そこで、圧迫感や感度低下を軽減するように触覚刺激を補正することにより、確実な情報伝達を遂行することが可能となる。
（２）車両用運転操作補助装置１は、触覚刺激としてリスクポテンシャルＲＰに応じた押圧力を車両構成部材から運転者に与える。コントローラ５０は、車両構成部材から発生する押圧力から触覚刺激のレベルを算出し、算出した触覚刺激のレベルに応じて車両構成部材から振動を発生させる。具体的には、シート７１のシートバック部７３の左右サイド部７３ａ、７３ｂから自車両の左右方向および前後方向のリスク情報に応じた押圧力を発生し、触覚刺激のレベルが高くなると、左右サイド部７３ａ，７３ｂから振動を発生させる。このように、運転者が常に接触しているシート７１からの押圧力を用いることにより、確実な情報伝達を行うことができるとともに、触覚刺激のレベルが高い場合は振動を発生することにより左右サイド部７３ａ，７３ｂに対応する部位の血流を促進して圧迫感の発生と感度低下を軽減することが可能となる。
（３）コントローラ５０は、押圧力の時間的積算量から触覚刺激のレベルを算出する。具体的には、図８に示すように現時点ｔから過去の所定時間ｔ０の間の押圧力Ｆの積分値を刺激レベルＩＳとして算出する。これにより、運転者にどれほどの押圧力が付加されているかを客観的に判断することができる。

《第２の実施の形態》
以下に、本発明の第２の実施の形態による車両用運転操作補助装置について説明する。図１１に、第２の実施の形態による車両用運転操作補助装置２の構成を示す。図１１において、図１および図２に示した第１の実施の形態と同様の機能を有する箇所には同一の符号を付している。ここでは、第１の実施の形態との相違点を主に説明する。

車両用運転操作補助装置２は、レーザレーダ１５、車速センサ２０、コントローラ５００、ペダル反力制御装置９０、およびシート押圧力調整機構７００を備えている。

レーザレーダ１５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、先行車の後端）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、先行車までの車間距離と相対速度を検出する。検出した車間距離及び相対速度はコントローラ５００へ出力される。レーザレーダ１５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。

コントローラ５００は、ＣＰＵと、ＲＯＭおよびＲＡＭ等のＣＰＵ周辺部品とから構成され、車両用運転操作補助装置２全体の制御を行う。コントローラ５０は、例えばＣＰＵのソフトウェア形態により、リスクポテンシャル算出部５０１、作動量算出部５０２、刺激レベル算出部５０３および作動量補正部５０４を構成する。

リスクポテンシャル算出部５０１は、レーザレーダ１５および車速センサ２０から入力される信号に基づいて自車両周囲のリスク情報、とくに自車両前方の障害物に対する接近のリスクを表すリスクポテンシャルＲＰを算出する。作動量算出部５０２は、リスクポテンシャル算出部５０１で算出されたリスクポテンシャルＲＰに応じて、アクセルペダル９１に発生させる操作反力の制御量を算出するとともに、シート７１から運転者に与える押圧力を算出する。

刺激レベル算出部５０３は、作動量算出部５０２で算出されたシート７１の押圧力に基づいて運転者に与えられている刺激レベルを算出する。作動量補正部５０４は、算出された刺激レベルに応じて、アクセルペダル９１に発生させる操作反力と、シート７１からの押圧力を補正する。

アクセルペダル反力制御装置９０は、コントローラ５００からの指令値に応じて運転操作機器であるアクセルペダル操作反力を制御する。リンク機構を介してアクセルペダル９１に接続されたサーボモータ９２は、アクセルペダル反力制御装置９０からの指令に応じてトルクと回転角とを制御し、運転者がアクセルペダル９１を操作する際に発生する操作反力を任意に制御する。

なお、アクセルペダル反力制御を行わない場合の通常のアクセルペダル反力特性は、例えばアクセルペダル操作量が大きくなるほどアクセルペダル反力がリニアに大きくなるよう設定されている。通常のアクセルペダル反力特性は、例えばアクセルペダル９１の回転中心に設けられたねじりバネ（不図示）のバネ力によって実現することができる。

シート押圧力調整機構７００は、コントローラ５００からの指令に応じてシート７１の前端部を駆動することにより運転者に押圧力を与える。シート振動発生装置８００は、シート７１の押圧力の発生部位から振動を発生させる。図１３（ａ）（ｂ）に、車両用運転操作補助装置２を備えた車両に搭載され、シート押圧力調整機構７００およびシート振動発生装置８００によって駆動される運転者用シート７１の構成を示す。図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＡ-Ａ断面図である。

図１３（ａ）に示すように、シート押圧力調整機構７００はクッション部７２の前端部７２ａを駆動することによって運転者に押圧力を与える。シート振動発生装置８００は、クッション部７２の前端部７２ａから振動を発生する。以下に、シート駆動機構７００およびシート振動発生装置８００の構成を説明する。

図１３（ｂ）に示すように、シート押圧力調整機構７００はクッション部７２の前端部７２ａの表面付近に内蔵された空気袋７０１、空気袋７０１の内圧を調節する圧力ポンプ７０２，および空気袋７０１の内圧を検出する圧力センサ７０３を備えている。圧力ポンプ７０２はコントローラ５００によって制御され、圧力センサ７０３の検出信号はコントローラ５００へ出力される。空気袋７０１の内圧を調整することにより、運転者の大腿部裏側へ与えられる押圧力が変化する。

シート振動発生装置８００は、クッション部７２の前端部７２ａに内蔵された振動用モータ８０１を備える。振動用モータ８０１の駆動により前端部７２ａから振動が発生する。

次に、第２の実施の形態による車両用運転操作補助装置２の動作を説明する。まず、その概要を説明する。
第２の実施の形態においては、前方障害物への接近のリスクを表すリスクポテンシャルＲＰを、アクセルペダル９１およびシート７１のクッション前端部７２ａという２つのインターフェイスを介して運転者に伝達する。図１４に示すように、運転者はアクセルペダル９１からリスクポテンシャルＲＰに応じた反力ΔＦｐを受け、シート７１からリスクポテンシャルＲＰに応じた反力ΔＦｃを受ける。アクセルペダル９１は、運転者が運転操作を行う際に操作する操作系のインターフェイスであり、クッション前端部７２ａは運転操作に関する操作は行わない非操作系のインターフェイスである。

リスクポテンシャルＲＰが低い場合には、非操作系のインターフェイスを用いて情報伝達を行う。このとき、操作系のインターフェイスからの情報伝達を制限して運転者による運転操作を妨げないようにする。リスクポテンシャルＲＰが高い場合は、非操作系および操作系のインターフェイスを用いた情報伝達を行い、リスクポテンシャルＲＰが高くなっていることを運転者に知らせるとともに運転者の運転操作を安全な方向に誘導する。

このように操作系と非操作系のインターフェイスを用いることにより、リスクポテンシャルＲＰを確実に運転者に伝達するとともに、適切な運転操作を促すことができる。ただし、同一部位に長時間、圧力刺激を加えると、血流の阻害による圧迫感の発生や圧力変化に対する運転者の感度の低下が発生する可能性がある。具体的には、図１５に示すようにシート前端部７２ａからの押圧力が大きい状態が継続すると、運転者の大腿部の血流が阻害される。これに加えて、アクセルペダル９１の操作を行わない状態が継続すると、運転者の脚部の血流が阻害される。

そこで、第２の実施の形態においては、シート７１からの押圧力およびアクセルペダル９１の操作反力を用いて情報伝達を行うシステムにおいて、上述した圧迫感を解消するとともに、押圧力に対する感覚の低下、すなわち伝達情報に対する感度の低下を防止するように制御を行う。

以下に、車両用運転操作補助装置２の動作を図１６を用いて詳細に説明する。図１６は、第２の実施の形態による車両用運転操作補助制御処理の処理手順を示すフローチャートである。本処理内容は、一定間隔、例えば５０msec毎に連続的に行われる。

ステップＳ２０１で、レーザレーダ１５および車速センサ２０から自車両および車両周囲の走行状態を読み込む。具体的には、自車速Ｖａと、自車両と先行車との車間距離Ｄおよび相対速度Ｖｒを読み込む。相対速度Ｖｒは、（自車速Ｖａ-先行車速Ｖｆ）と表される。

ステップＳ２０２では、ステップＳ２０１で読み込んだ走行状態データに基づいて、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰ、具体的には先行車に対するリスクポテンシャルＲＰを算出する。まず、先行車に対する余裕時間ＴＴＣと車間時間ＴＨＷとを算出する。

余裕時間ＴＴＣは、先行車に対する現在の自車両の接近度合を示す物理量である。余裕時間ＴＴＣは、現在の走行状況が継続した場合、つまり自車速Ｖａおよび相対車速Ｖｒが一定の場合に、何秒後に車間距離Ｄがゼロとなり自車両と先行車両とが接触するかを示す値である。余裕時間ＴＴＣは、以下の（式８）により求められる。
ＴＴＣ＝Ｄ／Ｖｒ ・・・（式８）

車間時間ＴＨＷは、自車両が先行車に追従走行している場合に、想定される将来の先行車の車速変化による余裕時間ＴＴＣへの影響度合、つまり相対車速Ｖｒが変化すると仮定したときの影響度合を示す物理量である。車間時間ＴＨＷは、以下の（式９）で表される。
ＴＨＷ＝Ｄ／Ｖａ ・・・（式９）

車間時間ＴＨＷは、車間距離Ｄを自車速Ｖａで除したものであり、先行車の現在位置に自車両が到達するまでの時間を示す。この車間時間ＴＨＷが大きいほど、周囲の環境変化に対する予測影響度合が小さくなる。つまり、車間時間ＴＨＷが大きい場合には、もしも将来に先行車の車速が変化しても、先行車までの接近度合には大きな影響を与えず、余裕時間ＴＴＣはあまり大きく変化しないことを示す。なお、自車両が先行車に追従し、自車速Ｖａ＝先行車速Ｖｆである場合は、（式９）において自車速Ｖａの代わりに先行車速Ｖｆを用いて車間時間ＴＨＷを算出することもできる。

つぎに、余裕時間ＴＴＣおよび車間時間ＴＨＷを用いて先行車に対するリスクポテンシャルＲＰを算出する。先行車に対するリスクポテンシャルＲＰは、以下の（式１０）を用いて算出する。
ＲＰ＝ａ/ＴＨＷ+ｂ/ＴＴＣ ・・・（式１０）
ここで、ａ、ｂは、車間時間ＴＨＷおよび余裕時間ＴＴＣにそれぞれ適切な重み付けをするための定数であり、予め適切な値を設定しておく。定数ａ、ｂは、例えばａ＝１，ｂ＝８（ａ＜ｂ）に設定する。

ステップＳ２０３では、ステップＳ２０２で算出したリスクポテンシャルＲＰに基づいて、アクセルペダル９１に発生させる操作反力を算出する。リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰ＿ｐを超えて大きくなるほどアクセルペダル９１の反力増加量ΔＦｐが増加するように設定する。

ステップＳ２０４では、ステップＳ２０２で算出したリスクポテンシャルＲＰに基づいてシート７１の前端部７２ａから発生させる押圧力を算出する。クッション前端部７２ａに内蔵された空気袋７０１には、運転者のすわり心地等を考慮して予め所定の内圧がかけられているので、ここでは基準の内圧に加えて発生させる押圧力を、シート前端部反力ΔＦｃとして算出する。シート前端部反力ΔＦｃは、リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰ＿ｃを超えて大きくなるほど増加するように設定する。

図１７に、リスクポテンシャルＲＰとペダル反力増加量ΔＦｐおよびシート前端部反力ΔＦｓとの関係を示す。図１７に実線で示すように、シート前端部反力ΔＦｃは所定値（反力増加開始値）ＲＰ＿ｃを超えると徐々に増加し、リスクポテンシャルＲＰの最大値ＲＰmaxで最大値に固定される。一方、ペダル反力増加量ΔＦｐは所定値（反力増加開始値）ＲＰ＿ｐまで０であり、その後、破線で示すようにリスクポテンシャルＲＰの増加に応じて上昇し、リスクポテンシャル最大値ＲＰmaxで最大値に固定される。これにより、ＲＰ＜ＲＰ＿ｐの低リスク領域ではシート前端部反力ΔＦｃのみが発生し、ＲＰ≧ＲＰ＿ｐの高リスク領域ではシート前端部反力ΔＦｃおよびペダル反力増加量ΔＦｓの両方が発生する。

つづくステップＳ２０５では、シート押圧力調整機構７００から運転者にどれほどの押圧力、すなわち刺激が与えられているかを算出する。具体的には、ステップＳ２０４で算出したシート前端部反力ΔＦｃに基づいて、現在からの過去の所定時間ｔ０に発生した押圧力を刺激レベルＩＳとして算出する。刺激レベルＩＳは、以下の（式１１）から算出する。

図１８に、シート前端部反力ΔＦｃの時間変化の一例を示す。現時点ｔから過去の所定時間ｔ０の間に発生した押圧力の積分値を刺激レベルＩＳとして定義する。

ステップＳ２０６では、ステップＳ２０５で算出した刺激レベルＩＳに従って、ステップＳ２０３で算出したペダル反力増加量ΔＦｐおよびステップＳ２０４で算出したシート前端部反力ΔＦｃをそれぞれ補正する。図１９に、刺激レベルＩＳと、シート前端部反力ΔＦｃの反力増加開始値ＲＰ＿ｃおよびペダル反力増加量ΔＦｐの反力増加開始値ＲＰ＿ｐとの関係を示す。図１９の縦軸は、反力増加開始値ＲＰ＿ｃ、ＲＰ＿ｐを表している。

図１９に示すように、刺激レベルＩＳが所定値ＩＳ１未満の場合は、ＲＰ＿ｃ、ＲＰ＿ｐはともに初期値ＲＰ＿ｃ１、ＲＰ＿ｐ１に固定される。刺激レベルＩＳが所定値ＩＳ１以上となると、ＲＰ＿ｃは徐々に増加し、ＲＰ＿ｐは徐々に低下する。刺激レベルＩＳが所定値ＩＳ２を超えると、ＲＰ＿ｃは最大値に固定され、ＲＰ＿ｐは０となる。これにより、ＩＳ１≦ＩＳ≦ＩＳ２の領域では、刺激レベルＩＳが大きくなるほどシート前端部反力ΔＦｃの反力増加開始値ＲＰ＿ｃが大きくなり、ペダル反力増加量ΔＦｐの反力増加開始値ＲＰ＿ｐが小さくなる。

図２０に、リスクポテンシャルＲＰに対する、刺激レベルＩＳに応じた補正後のシート前端部ΔＦｃとペダル反力増加量ΔＦｐの関係を示す。刺激レベルＩＳが所定値ＩＳ１以上となると、シート前端部反力ΔＦｓの反力増加開始値ＲＰ＿ｃが大きくなる。このとき、リスクポテンシャルＲＰmaxに対応するシート前端部反力ΔＦｓの最大値は変化しないので、図２０に実線で示すようにリスクポテンシャルＲＰの変化に対するシート前端部反力ΔＦｃの変化率（傾き）が大きくなる。

一方、刺激レベルＩＳが所定値ＩＳ１以上となると、ペダル反力増加量ΔＦｐの反力増加開始値ＲＰ＿ｐが小さくなる。このとき、リスクポテンシャルＲＰmaxに対応するペダル反力増加量ΔＦｐの最大値は変化しないので、図２０に破線で示すようにリスクポテンシャルＲＰの変化に対するペダル反力増加量ΔＦｃの変化率（傾き）が小さくなる。

ステップＳ２０７では、ステップＳ２０６で補正したアクセルペダル反力増加量ΔＦｐをアクセルペダル反力制御装置９０に出力する。アクセルペダル反力制御装置９０は、コントローラ５００からの指令に応じてサーボモータ９２を制御し、アクセルペダル９１に発生する操作反力を制御する。

ステップＳ２０８では、ステップＳ２０６で補正したシート前端部反力ΔＦｃをシート押圧力調整機構７００へ出力する。シート押圧力調整機構７００は、コントローラ５００からの指令に応じて空気袋７０１の内圧を調整し、運転者の大腿部裏側に与える押圧力を制御する。これにより、今回の処理を終了する。

このように、以上説明した第２の実施の形態においては、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）車両用運転操作補助装置２のコントローラ５００は、自車両周囲の走行環境を検出し、その検出結果に基づいて走行環境における自車両のリスクを表すリスクポテンシャルＲＰを算出する。コントローラ５００は、リスクポテンシャルＲＰを触覚刺激として運転者に伝達するとともに、その触覚刺激によって発生する運転者の圧迫感もしくは触覚刺激に対する運転者の感度の低下を軽減するように触覚刺激を補正する。触覚刺激を用いることによりリスクポテンシャルＲＰを運転者に直感的に認識させることができる。ただし、触覚刺激を長時間付加すると、触覚刺激を与えられている部位に圧迫感が発生したり、触覚刺激に対して運転者の感度が低下する可能性がある。そこで、圧迫感や感度低下を軽減するように触覚刺激を補正することにより、確実な情報伝達を遂行することが可能となる。
（２）コントローラ５０は、リスクポテンシャルＲＰを低リスク領域と高リスク領域とに分類し、リスクポテンシャルＲＰが低リスク領域にあるときは圧迫感や感度低下を軽減すするための補正を行い、高リスク領域にあるときはリスクポテンシャルＲＰの伝達を優先して圧迫感や感度低下を軽減するための補正を行わない。具体的には、図２０に示すように、ＲＰ＜ＲＰ＿ｐ１の低リスク領域では刺激レベルＩＳに応じて運転者に与える圧迫感を軽減したり、血流を促進するようにシート前端部反力ΔＦｃおよびペダル反力増加量ΔＦｐを補正する。ただし、ＲＰ≧ＲＰ＿ｐ１の高リスク領域ではシート前端部反力ΔＦｃおよびペダル反力増加量ΔＦｐの発生量を確保する。これにより、圧迫感や感度低下を軽減しながら、リスクポテンシャルＲＰが高くなっていることを確実に運転者に伝えることができる。
（３）車両用運転操作補助装置２は、リスクポテンシャルＲＰに応じて操作反力を運転操作機器から発生させるとともに、リスクポテンシャルＲＰに応じた押圧力を運転操作機器とは異なる車両構成部材から発生させる。コントローラ５０は、車両構成部材から発生する押圧力から運転者に与えられた触覚刺激のレベルを算出し、算出した触覚刺激のレベルに応じて運転操作機器の操作反力を増加するとともに、車両構成部材からの押圧力を減少する。具体的には、図２０に示すように、刺激レベルＩＳに応じてシート前端部反力ΔＦｃの反力増加開始値ＲＰ＿ｃを大きくするとともに、ペダル反力増加量ΔＦｐの反力増加開始値ＲＰ＿ｐを小さくする。これにより、圧迫感や感度低下を軽減しながら、リスクポテンシャルＲＰが高くなっていることを確実に運転者に伝えることができる。また、アクセルペダル反力が大きくなると運転者は操作量を維持しようとしてアクセルペダル９１を踏み込もうとし、シート前端部７２ａからの押圧力が小さくなると運転者はアクセルペダル９１を踏み込みやすくなる。このように、アクセルペダル反力とシート前端部７２ａの押圧力を補正することにより、運転者の足先の筋肉の運動を促進させることができる。
（４）コントローラ５００は、車両構成部材から発生する押圧力の時間的積算量から触覚刺激のレベルを算出する。具体的には、図１８に示すように現時点ｔから過去の所定時間ｔ０の間のシート前端部反力ΔＦｃの積分値を刺激レベルＩＳとして算出する。これにより、運転者にどれほどの刺激が与えられているかを客観的に判断することができる。

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

第３の実施の形態にでは、シート前端部７２ａから発生する押圧力の刺激レベルＩＳと、アクセルペダル９１の操作頻度に応じて、圧迫感の解消と感度向上のための反力補正を行う。そこで、図示は省略するが、第３の実施の形態による車両用運転操作補助装置は、アクセルペダル９１の操作量を検出するアクセルペダルストロークセンサをさらに備えている。

以下に、第３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２１を用いて説明する。図２１は、第３の実施の形態による車両用運転操作補助制御処理の処理手順を示すフローチャートである。本処理内容は、一定間隔、例えば５０msec毎に連続的に行われる。ステップＳ３０１〜Ｓ３０５での処理は、図１６に示したフローチャートのステップＳ２０１からＳ２０５での処理と同様であるので説明を省略する。

ステップＳ３０６では、アクセルペダルストロークセンサ（不図示）で検出されるアクセルペダル９１の操作量Ｓを読み込み、現在からの過去の所定時間ｔ０の間のアクセルペダル操作頻度を算出する。ここでは、図２２に示すように、現時点ｔから過去の所定時間ｔ０の間にアクセルペダル操作量Ｓが所定値Ｓ０を超えた回数を、アクセルペダル９１の操作頻度ＩＰとして算出する。

ステップＳ３０７では、ステップＳ３０５で算出した刺激レベルＩＳおよびステップＳ３０６で算出したアクセルペダル操作頻度ＩＰに従って、ステップＳ３０３で算出したペダル反力増加量ΔＦｐおよびステップＳ３０４で算出したシート前端部反力ΔＦｃをそれぞれ補正する。図２３に、刺激レベルＩＳとペダル操作頻度ＩＰに対する反力増加開始値ＲＰ＿ｃ、ＲＰ＿ｐの補正量ΔＲＰを示す。補正量ΔＲＰは、図１７のマップにおいてシート前端部反力ΔＦｃのｘ軸切片ＲＰ＿ｃ、ペダル反力増加量ΔＦｐのｘ軸切片ＲＰ＿ｐの変化量に相当する。図２３において横軸はペダル操作頻度ＩＰ、縦軸は刺激レベルＩＳを示している。

図２３において、ハッチングを施された領域、すなわちペダル操作頻度ＩＰが高く、刺激レベルＩＳが低い領域では、補正量ΔＲＰ＝０とする。すなわち、シート前端部反力ΔＦｃの反力増加開始値ＲＰ＿ｃ、およびペダル反力増加量ΔＦｐの反力増加開始値ＲＰ＿ｐは、それぞれ所定値ＲＰ＿ｃ１、ＲＰ＿ｐ１のまま変化しない。

操作頻度ＩＰが小さくなり、刺激レベルＩＳが高くなるほど、補正量ΔＲＰを大きくする。これにより、図２４に示すようにシート前端部反力ΔＦｃの反力増加開始値ＲＰ＿ｃが所定値ＲＰ＿ｃ１よりも補正量ΔＲＰだけ大きくなり、ペダル反力増加量ΔＦｐの反力増加開始値ＲＰ＿ｐが補正量ΔＲＰだけ小さくなる。反力増加開始値ＲＰ＿ｃ、ＲＰ＿ｐは、以下の（式１２）で表される。
ＲＰ＿ｃ＝ＲＰ＿ｃ１＋ΔＲＰ
ＲＰ＿ｐ＝ＲＰ＿ｐ１−ΔＲＰ ・・・（式１２）

上述したように、シート前端部７２ａからの刺激レベルＩＳが高いほど血流の阻害と圧迫感が発生する。また、アクセルペダル９１の操作頻度が低い場合は足先からの血流が促進されないので、シート前端部７２ａから大腿部への圧迫の影響が大きくなる。そこで、刺激レベルＩＳとペダル操作頻度ＩＰに応じてシート前端部７２ａからの押圧力とアクセルペダル９１の操作反力を補正する。

なお、図２４に示すように、リスクポテンシャル最大値ＲＰmaxに対応するシート前端部反力ΔＦｃの最大値およびペダル反力増加量ΔＦｐの最大値は固定されているので、補正量ΔＲＰの増加に応じてリスクポテンシャルＲＰに対するシート前端部反力ΔＦｃの変化率が大きくなり、ペダル反力増加量ΔＦｐの変化率は小さくなる。

以上説明したようにステップＳ３０７で反力を補正した後、ステップＳ３０８で、反力増加量ΔＦｐをアクセルペダル反力制御装置９０に出力し、ステップＳ３０９ではシート前端部反力ΔＦｃをシート押圧力調整機構７００へ出力する。これにより、今回の処理を終了する。

このように、以上説明した第３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。
コントローラ５００は、押圧力の時間的積算量から触覚刺激のレベルを算出し、算出した触覚刺激のレベルと運転操作機器の操作量に基づいて触覚刺激を補正する。具体的には、現時点ｔから過去の所定時間ｔ０の間のシート前端部反力ΔＦｃの積分値を刺激レベルＩＳとして算出し、所定時間ｔ０におけるアクセルペダル９１の操作回数をペダル操作頻度ＩＰとして算出する。そして、刺激レベルＩＰが大きいほど、またペダル操作頻度ＩＰが低いほど刺激レベル図２３に示すように反力増加量開始値ＲＰ＿ｐ、ＲＰ＿ｃの補正量ΔＲＰを大きくする。アクセルペダル９１の操作頻度が小さいと運転者の足部の血流が促進されず、シート７１からの押圧力による圧迫の影響を受けやすい。そこで、シート７１からの押圧力を減少して圧迫感を低下させるとともに、アクセルペダル反力を増加することにより、確実な情報伝達を行うことが可能となる。また、アクセルペダル反力が増加すると運転者の足が押し戻されるので、血流の促進にもつながる。

《第４の実施の形態》
以下に、本発明の第４の実施の形態による車両用運転操作補助装置について説明する。図２５に、第４の実施の形態による車両用運転操作補助装置３の構成図を示す。図２５において、図１１に示した第２の実施の形態と同様の機能を有する箇所には同一の符号を付している。ここでは第２の実施の形態との相違点を主に説明する。

図２５に示すように第４の実施の形態による車両用運転操作補助装置３は、アクセルペダル９１に振動を発生するペダル振動発生装置１００と、シート前端部７２ａから振動を発生させるシート振動発生装置８００とをさらに備えている。

ペダル振動発生装置１００は、図２６に示すようにアクセルペダル９１に取り付けられた振動用モータ１０１を備えており、コントローラ５００Ａからの指令に応じてアクセルペダル９１に振動を発生させる。シート振動発生装置８００は、図２７に示すようにクッション部７２の前端部７２ａに内蔵された振動用モータ８０１を備えており、コントローラ５００Ａからの指令に応じてシート前端部７２ａから振動を発生させる。

以下に、第４の実施の形態による車両用運転操作補助装置３の動作を、図２８を用いて説明する。図２８は、第４の実施の形態による車両用運転操作補助制御処理の処理手順を示すフローチャートである。本処理内容は、一定間隔、例えば５０msec毎に連続的に行われる。ステップＳ４０１〜Ｓ４０５での処理は、図１６に示したフローチャートのステップＳ２０１からＳ２０５での処理と同様であるので説明を省略する。

ステップＳ４０６では、ステップＳ４０５で算出した刺激レベルＩＳに従って、ステップＳ４０３で算出したペダル反力増加量ΔＦｐと、ステップＳ４０４で算出したシート前端部反力ΔＦｃを補正する。具体的には、刺激レベルＩＳが高く、シート前端部７２ａから長時間、押圧力が発生している場合に、シート前端部７２ａから振動を発生させ、さらにアクセルペダル９１からも振動を発生させる。

図２９に刺激レベルＩＳと振動周期ｆの関係を示す。図２９に示すように、刺激レベルＩＳが所定値ＩＳ３未満の場合はシート前端部７２ａからもアクセルペダル９１からも振動を発生させない（振動周期ｆ＝０）。刺激レベルＩＳが所定値ＩＳ３以上となると、実線で示すように周期ｆ＝ｆ２の振動をシート前端部７２ａから発生させる。さらに刺激レベルＩＳが上昇して所定値ＩＳ４以上となると、破線で示すように周期ｆ＝ｆ２の振動をアクセルペダル９１からも発生させる。

ステップＳ４０７ではステップＳ４０３で算出したペダル反力増加量ΔＦｐをアクセルペダル反力制御装置９０に出力し、ステップＳ４０８ではステップＳ４０４で算出したシート前端部反力ΔＦｃをシート押圧力調整機構７００に出力する。つづくステップＳ４０９では、ステップＳ４０６で算出した周期ｆの振動信号をペダル振動発生装置１００に出力し、ステップＳ４１０ではステップＳ４０４で算出した周期ｆの振動信号をシート振動発生装置８００に出力する。これにより、今回の処理を終了する。

第４の実施の形態による車両用運転操作補助装置３の作用を、図３０を用いて説明する。図３０においてシート前端部反力ΔＦｓを実線で、ペダル反力増加量ΔＦｐを破線で示す。図３０に示すようにシート前端部７２ａおよびアクセルペダル９１からは、リスクポテンシャルＲＰに応じた反力（押圧力）が連続的に発生する。時間ｔ１においてシート前端部７２ａからの刺激レベルＩＳが所定値ＩＳ３以上となると、シート前端部７２ａから周期ｆ２の振動を発生させる。さらに、時間ｔ２でシート前端部７２ａからの刺激レベルＩＳが所定値ＩＳ４以上となると、アクセルペダル９１からも周期ｆ２の振動を発生させる。

このように、シート前端部７２ａに振動を発生させ、その後、アクセルペダル９１から押圧力を振動を発生することにより、運転者の大腿部に作用する圧迫感を効果的に解消することができる。大腿部への圧迫の影響を低減して確実な情報提供を行うことができる。

以上説明した第４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。
車両用運転操作補助装置３では、触覚刺激のレベルに応じて車両構成部材から振動を発生させた後、運転操作機器から振動を発生させる。具体的には、図３０に示すようにリスクポテンシャルＲＰに応じたアクセルペダル反力とシート押圧力を発生させるときに、刺激レベルＩＳが所定値ＩＳ３以上となるとシート７１から振動を発生させ、その後刺激レベルＩＳがさらに増加して所定値ＩＳ４以上となるとアクセルペダル９１からも振動を発生させる。これにより、シート７１から運転者の大腿部に与えられる圧迫感を効果的に低減させることができ、運転者の感度低下を軽減して確実な情報提供を行うことが可能となる。

上述した第２の実施の形態では、図１９に示したように刺激レベルＩＳが所定値ＩＳ１以上となると反力増加開始値ＲＰ＿ｐ、ＲＰ＿ｃを変化させてペダル反力増加量ΔＦｐとシート前端部反力ΔＦｃをともに補正した。ただし、これには限定されず、シート前端部反力ΔＦｃが小さくなるように補正した後、ペダル反力増加量ΔＦｐが大きくなるように、異なるタイミングで補正を行うこともできる。

上述した第４の実施の形態において、第３の実施の形態と同様に、シート前端部反力ΔＦｃの時間的積算量から算出される刺激レベルＩＳと、アクセルペダル９１の操作頻度ＩＰとに基づいて振動の発生タイミングや振動周期ｆを設定することも可能である。また、振動周期ｆの代わりに振動の振幅を変更することもできる。

上述した第１及び第４の実施の形態においては、刺激レベルＩＳに応じて振動周期ｆをステップ状に増加したが、これには限定されず、例えば刺激レベルＩＳが大きくなるほど振動周期ｆを徐々に増加することもできる。

上述した第２から第４の実施の形態においては、図１３（ａ）（ｂ）に示すように、クッション前部７２ａに内蔵される空気袋７０１の内圧を変化させることによって、シート７１から運転者の大腿部裏側に与える押圧力を調整した。ただし、これには限定されず、シート押圧力調整機構７００として、空気袋７０１の代わりに、押圧力を発生するモータ等を利用することもできる。この場合、モータの回転によりシート前端部７２ａに内蔵されたプッシュプレートを運転者の大腿部裏側に押し付けて、押圧力を与えるようにする。あるいは、クッション部７２を上下動させるリフターモータを用いることも可能である。

上述した第２〜第４の実施の形態においては、余裕時間ＴＴＣと車間時間ＴＨＷとを用いて(式１０)から先行車に対するリスクポテンシャルＲＰを算出した。ただしこれには限定されず、例えば車間距離Ｄの逆数や、余裕時間ＴＴＣの逆数をリスクポテンシャルＲＰとして用いることも可能である。

第１の実施の形態では自車両の左右方向のリスク情報ＲＰ＿Ｓと前後方向のリスクポテンシャルＲＰ＿Ｈをそれぞれシートバック部７３の左右サイド部７３ａ，７３ｂからの押圧力として運転者に伝達したが、左右方向のリスク情報ＲＰ＿Ｓのみを伝達することもできる。また、第１の実施の形態と、第２から第４の実施の形態のいずれかとを組み合わせることも可能である。

以上説明した第１から第４の実施の形態においては、前方カメラ１０、レーザレーダ１５、車速センサ２０およびナビゲーションシステム３０が走行環境検出手段として機能し、リスクポテンシャル算出部５２，５０１がリスクポテンシャル算出手段として機能し、シート押圧力調整機構高７０，７００、アクセルペダル反力制御装置９０が触覚情報伝達手段として機能し、コントローラ５０，５００、５００Ａ、シート押圧力調整機構高７０，７００、アクセルペダル反力制御装置９０シート振動発生装置８０，８００、およびペダル振動発生装置１００が触覚刺激補正手段として機能することができる。また、シート押圧力調整機構７０，７００が押圧力発生手段として機能し、アクセルペダル反力制御装置９０が操作反力発生手段として機能し、刺激レベル算出部５６，５０３が刺激レベル算出手段として機能することができる。シート振動発生装置８０は振動発生手段および構成部材振動発生手段として機能し、ペダル振動発生装置１００は操作機器振動発生手段として機能することとができる。アクセルペダルストロークセンサは操作量検出手段として機能することができる。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記の実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係に何等限定も拘束もされない。

本発明の第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置のシステム図。 図１に示す車両用運転操作補助装置を搭載した車両の構成図。 （ａ）（ｂ）シート押圧力調整機構とシート振動発生装置の構成を示す図。 第１の実施の形態による情報伝達を説明する図。 第１の実施の形態による車両用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。 自車両の左右方向リスクポテンシャルを説明する図。 リスクポテンシャルとシート左右サイド部の作動量との関係を示す図。 左右サイド部の押圧力の時間変化の一例を示す図。 刺激レベルと左右サイド部に発生する振動の周期との関係を示す図。 第１の実施の形態の作用を説明する図。 第２の実施の形態による車両用運転操作補助装置のシステム図。 アクセルペダルとその周囲の構成を示す図。 （ａ）（ｂ）シート押圧力調整機構の構成を示す図。 第２の実施の形態による情報伝達を説明する図。 第２の実施の形態による情報伝達を説明する図。 第２の実施の形態による車両用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。 リスクポテンシャルとペダル反力増加量およびシート前端部反力との関係を示す図。 シート前端部反力の時間変化の一例を示す図。 刺激レベルとペダル反力増加量およびシート前端部反力の増加開始値との関係を示す図。 リスクポテンシャルと、補正後のペダル反力増加量およびシート前端部反力との関係を示す図。 第３の実施の形態による車両用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。 アクセルペダル操作量の時間変化の一例を示す図。 刺激レベルおよびペダル操作頻度に対する反力増加開始値の補正量の変化を示す図。 リスクポテンシャルと、補正後のペダル反力増加量およびシート前端部反力との関係を示す図。 第４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。 アクセルペダルとその周囲の構成を示す図。 シート押圧力調整機構とシート振動発生装置の構成を示す図。 第４の実施の形態による車両用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。 刺激レベルとシート前端部およびアクセルペダルに発生する振動の周期との関係を示す図。 第４の実施の形態の作用を説明する図。

符号の説明

１０：前方カメラ
１５：レーザレーダ
２０：車速センサ
３０：ナビゲーションシステム
５０，５００、５００Ａ：コントローラ
７０，７００：シート押圧力調整機構
８０，８００：シート振動発生装置
９０：アクセルペダル反力制御装置
１００：ペダル振動発生装置

Claims (7)

1. 自車両周囲の走行環境を検出する走行環境検出手段と、
   前記走行環境検出手段による検出結果に基づいて、前記走行環境における自車両のリスクを表すリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、
   前記リスクポテンシャル算出手段によって算出される前記リスクポテンシャルに応じた操作反力を運転操作機器から発生させる操作反力発生手段と、
   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応じた押圧力を前記運転操作機器とは異なる車両構成部材から発生させる押圧力発生手段と、
   前記押圧力発生手段で発生した前記押圧力から運転者に与えられた触覚刺激のレベルを算出する刺激レベル算出手段と、
   前記触覚刺激のレベルに応じて前記運転操作機器の前記操作反力を増加するとともに、前記車両構成部材からの前記押圧力を減少する補正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。
2. 請求項１に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記刺激レベル算出手段は、前記押圧力の時間的積算量から前記触覚刺激のレベルを算出することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
3. 請求項１に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記運転操作機器の操作量を検出する操作量検出手段をさらに備え、
   前記刺激レベル算出手段は、前記押圧力の時間的積算量から前記触覚刺激のレベルを算出し、
   前記補正制御手段は、前記押圧力の時間的積算量と、前記操作量検出手段で検出される前記運転操作機器の操作量とに基づいて、前記操作反力の増加および前記押圧力の減少を行うことを特徴とする車両用運転操作補助装置。
4. 請求項１または請求項２に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記操作反力発生手段は、前記リスクポテンシャルが前記操作反力の増加開始値を超えて大きくなるほど前記操作反力を増加し、
   前記押圧力発生手段は、前記リスクポテンシャルが前記押圧力の増加開始値を超えて大きくなるほど前記押圧力を増加し、
   前記補正制御手段は、前記触覚刺激のレベルが大きくなるほど、前記操作反力の増加開始値を低下するとともに、前記押圧力の増加開始値を増加することによって、前記操作反力の増加および前記押圧力の減少を行うことを特徴とする車両用運転操作補助装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記運転操作機器は、アクセルペダルであり、
   前記車両構成部材は、運転席シートであることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
6. 自車両周囲の走行環境を検出し、
   前記走行環境における自車両のリスクを表すリスクポテンシャルを算出し、
   算出される前記リスクポテンシャルに応じた操作反力を運転操作機器から発生させ、
   算出される前記リスクポテンシャルに応じた押圧力を前記運転操作機器とは異なる車両構成部材から発生させ、
   発生した前記押圧力から運転者に与えられた触覚刺激のレベルを算出し、
   前記触覚刺激のレベルに応じて前記運転操作機器の前記操作反力を増加するとともに、前記車両構成部材からの前記押圧力を減少することを特徴とする車両用運転操作補助方法。
7. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の車両用運転操作補助装置を備えることを特徴とする車両。
   

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