JP2004114896A - 車両用運転操作補助装置、車両用運転操作補助方法、およびその方法を適用した車両 - Google Patents

Abstract

【課題】反力制御によって運転者に与える煩わしさを低減するとともに、リスクポテンシャルを知らせる必要がある場合には迅速に運転者に情報を伝達することができる車両用運転操作補助装置を提供する。
【解決手段】車両用運転操作補助装置１は、自車両周囲の走行環境を検出する走行環境検出手段１０，２０と、走行環境検出手段１０，２０によって検出される走行環境に基づいて、自車両の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５０と、リスクポテンシャル算出手段５０によって算出されるリスクポテンシャルに応じて、運転者が車両機器６２を操作する際に発生する操作反力を制御する反力制御手段６０と、反力制御手段６０による反力制御を開始するリスクポテンシャルのしきい値を可変で設定する反力制御開始しきい値設定手段５０とを有する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転者の操作を補助する車両用運転操作補助装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用運転操作補助装置は、前方車両との車間距離を検出し、検出した車間距離が所定値以下の場合にアクセルペダルの操作反力制御を行うものである（例えば、特許文献１参照）。この車両用運転操作補助装置は、アクセルペダル操作量および操作速度に基づいてアクセルペダル操作反力を可変としている。
本願発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
【特許文献１】
特開平１０−１６６８８９号公報
【特許文献２】
特開平１０−１６６８９０号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような車両用運転操作補助装置は、運転者のペダル操作に基づいて順次アクセルペダル反力を制御するものであり、車両周囲のリスクポテンシャルの変化をより一層速やかに反力制御に反映することが望まれている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明による車両用運転操作補助装置は、自車両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って検出される走行環境に基づいて、自車両の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て、運転者が車両機器を操作する際に発生する操作反力を制御する反力制御手段と、反力制御手段による反力制御を開始するリスクポテンシャルのしきい値を可変で設定する反力制御開始しきい値設定手段とを有する。
【０００５】
【発明の効果】
反力制御を開始するリスクポテンシャルのレベルを可変で設定するので、運転者に与える煩わしさを低減するとともに、リスクポテンシャルを知らせる必要がある場合には迅速に運転者に情報を伝達することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
《第１の実施の形態》
本発明の第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置について、図面を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置１の構成を示すシステム図であり、図２は、車両用運転操作補助装置１を搭載し、本発明による車両用運転操作補助方法を適用する車両の構成図である。
【０００７】
まず、車両用運転操作補助装置１の構成を説明する。レーザレーダ１０は、車両の前方グリル部もしくはバンパ部等に取り付けられ、水平方向に赤外光パルスを走査する。レーザレーダ１０は、前方にある複数の反射物（通常、前方車の後端）で反射された赤外光パルスの反射波を計測し、反射波の到達時間より、複数の前方車までの車間距離と自車両との相対車速を検出する。検出した車間距離及び相対車速はコントローラ５０へ出力される。レーザレーダ１０によりスキャンされる前方の領域は、自車正面に対して±６ｄｅｇ程度であり、この範囲内に存在する前方物体が検出される。
【０００８】
車速センサ２０は、車輪の回転数等から自車両の走行車速を検出し、コントローラ５０へ出力する。
【０００９】
コントローラ５０は、ＣＰＵと、ＲＯＭおよびＲＡＭ等のＣＰＵ周辺部品とから構成されており、ＣＰＵのソフトウェア形態により、車両用運転操作補助装置１全体の制御を行う。コントローラ５０は、車速センサ２０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／車速情報とに基づいて、自車両周囲の障害物に対する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、後述するようにリスクポテンシャルに応じたアクセルペダル反力制御を行う。
【００１０】
アクセルペダル反力制御装置６０は、コントローラ５０からの指令に応じて、アクセルペダル６２のリンク機構に組み込まれたサーボモータ６１で発生させるトルクを制御する。サーボモータ６１は、アクセルペダル操作反力制御装置６０からの指令値に応じて発生させる反力を制御し、運転者がアクセルペダル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。
【００１１】
次に第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置１の作用を説明する。その作用の概略を以下に述べる。
コントローラ５０は、自車両の走行車速、および自車両と障害物との相対距離および相対車速に基づいて、自車両のリスクポテンシャルＲＰを算出する。そして、算出したリスクポテンシャルＲＰに応じたアクセルペダル反力制御量を算出する。図３に、リスクポテンシャルＲＰに対するアクセルペダル反力増加量ΔＦの特性の一例を示す。図３に示すように、リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰ０を上回ると、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど反力増加量ΔＦが大きくなる。図３では、リスクポテンシャルＲＰに対して反力増加量ΔＦが指数関数的に増加するように設定されている。算出されたアクセルペダル反力制御量ΔＦは、反力制御指令値としてアクセルペダル反力制御装置６０へ出力される。アクセルペダル反力制御装置６０は、入力された反力制御指令値に応じてサーボモータ６１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。
【００１２】
なお、アクセルペダル反力制御装置６０は、アクセルペダルストローク量に応じて変化する通常のペダル反力特性に反力増加量ΔＦを付加することにより、アクセルペダル反力特性を変更する。
【００１３】
図３に示すようにリスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰ０以下の場合には反力増加量ΔＦ＝０であり、アクセルペダル６２には反力増加量ΔＦを付加しない通常の反力特性によるペダル反力が発生する。すなわち、図４に示すアクセルペダル反力制御開始前後の時間軸に対するリスクポテンシャルＲＰの変化の一例からわかるように、リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰ０に達するタイミングｔ１以前においては、リスクポテンシャルＲＰは発生しているがそれに応じたペダル反力制御を行わない。これにより、リスクポテンシャルＲＰが小さい領域でアクセルペダルの操作反力を制御して運転者に煩わしさを与えてしまうことを防止する。
【００１４】
ただし、図４に示すように、リスクポテンシャルＲＰが確実に所定値ＲＰ０を超える場合には、より早いタイミングでペダル反力制御を開始し、運転者に速やかにリスクポテンシャルＲＰを伝達することが望ましい。そこで、本発明の第１の実施の形態においては、図５に示すように反力制御開始のしきい値となる所定値ＲＰ０を可変で設定し、リスクポテンシャルＲＰが確実に所定レベルを超える場合には、タイミングｔ１より早いタイミングｔ１ａで反力制御を開始する。具体的には、リスクポテンシャルＲＰの変化率ΔＲＰを算出し、変化率ΔＲＰに応じて反力制御開始しきい値ＲＰ０を設定する。
【００１５】
以下に、第１の実施の形態における反力制御開始しきい値ＲＰ０の設定およびアクセルペダル反力制御について、図６を用いて説明する。図６は、第１の実施の形態によるコントローラ５０における運転操作補助制御処理の処理手順を示すフローチャートである。本処理内容は、一定間隔、例えば５０ｍｓｅｃ毎に連続的に行われる。なお、以下では車両周囲の障害物として先行車両を検出した場合を一例として説明する。
【００１６】
まず、ステップＳ１０１で走行環境データを読み込む。ここで走行環境データは、レーザレーダ１０で検出される先行車までの相対距離Ｄおよび相対速度Ｖｒ、および車速センサ２０によって検出される自車速Ｖｆ等である。
【００１７】
ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で読み込んだ走行環境データに基づいて、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、例えば先行車までの余裕時間ＴＴＣ、および先行車までの車間時間ＴＨＷに基づいて、以下の（式１）を用いて算出することができる。
【数１】
ＲＰ＝ａ／ＴＨＷ＋ｂ／ＴＴＣ　　　　　　　　　　　（式１）
ここで、定数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パラメータであり、ａ＜ｂ（例えばａ＝１，ｂ＝８）となるように設定する。
【００１８】
余裕時間ＴＴＣは、先行車までの車間距離Ｄおよび相対速度Ｖｒを用いて以下の（式２）のように表され、車間時間ＴＨＷは、車間距離Ｄおよび自車速Ｖｆを用いて以下の（式３）のように表される。
【数２】
ＴＴＣ＝Ｄ／Ｖｒ　　　　　　　　　　　　　　　　（式２）
【数３】
ＴＨＷ＝Ｄ／Ｖｆ　　　　　　　　　　　　　　　　（式３）
なお、自車両が先行車両に追従する場合は、（式３）において自車速Ｖｆの代わりに先行車速Ｖａを用いることもできる。
【００１９】
ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２で算出したリスクポテンシャルＲＰが、予め設定した反力制御開始しきい値ＲＰ０を上回るか否かを判定する。ステップＳ１０３が肯定判定されると、ステップＳ１０９に進み、図３に従ってリスクポテンシャルＲＰに応じた反力増加量ΔＦを算出する。一方、ステップＳ１０３が否定判定されると、ステップＳ１０４へ進む。
【００２０】
ステップＳ１０４では、反力制御開始しきい値ＲＰ０の設定（変更）に利用するリスクポテンシャル変化率ΔＲＰを算出するための算出方法を設定する。具体的には、リスクポテンシャル変化率ΔＲＰを算出するために用いるデータ個数ｎを設定する。なお、今回の処理以前に算出されたリスクポテンシャルデータは、不図示のメモリに記憶されている。
【００２１】
図７に、所定のサンプリング周期毎に算出されるリスクポテンシャルＲＰを模式的に示し、図８に、リスクポテンシャルＲＰとリスクポテンシャル変化率ΔＲＰ算出のための使用データ個数ｎとの関係を示す。図７に示すように、現時点ｔより以前のリスクポテンシャルＲＰは、時間の経過につれて大きくなってきている。
【００２２】
図８に示すように、リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰａよりも小さい場合は使用データ個数ｎをｍ個（すなわち時間ｔ−ｍから時間ｔの間に算出されたリスクポテンシャル）に設定する。リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰａから所定値ＲＰｂの間（ＲＰａ＜ＲＰｂ）は、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほどデータ個数ｎを少なくし、所定値ＲＰｂよりも大きい場合はデータ個数ｎを最小値ｍｍに設定する。このように、リスクポテンシャルＲＰが大きい場合には、算出したリスクポテンシャルＲＰの感度を重視し、一方リスクポテンシャルＲＰが小さい場合にはリスクポテンシャルＲＰの安定性、つまり耐ノイズ性を重視して変化率ΔＲＰを設定する。なお、リスクポテンシャルＲＰがしきい値ＲＰ０以上の領域では、ｍ個のデータを用いてリスクポテンシャル変化率ΔＲＰを算出する。
【００２３】
ステップＳ１０５では、ステップＳ１０４で設定したｎ個のリスクポテンシャルデータを用いてリスクポテンシャル変化率ΔＲＰを算出する。リスクポテンシャル変化率ΔＲＰは、以下の（式４）により算出することができる。
【数４】

（式４）
図９に、時間軸に対するリスクポテンシャル変化率ΔＲＰの変化の一例を示す。
【００２４】
ステップＳ１０６では、ステップＳ１０５で算出したリスクポテンシャル変化率ΔＲＰに基づいて、反力制御しきい値ＲＰを変更し、新たな反力制御しきい値ＲＰ０’を設定する。反力制御しきい値ＲＰ０’は、例えば以下の（式５）のように、予め設定した反力制御しきい値ＲＰ０に係数ｋを積算することによって設定できる。
【数５】
ＲＰ０’＝ｋ×ＲＰ０　　　　（ｋ≦１）　　　　（式５）
【００２５】
図１０に、リスクポテンシャル変化率ΔＲＰと係数ｋとの関係の一例を示す。図１０に示すように、リスクポテンシャル変化率ΔＲＰが所定値ΔＲＰ１以上、すなわちリスクポテンシャルＲＰが変化率ΔＲＰ１以上で増加する場合には、変化率ΔＲＰが大きくなるほど係数ｋが小さくなる。また、リスクポテンシャル変化率ΔＲＰが所定値ΔＲＰ１未満の場合には、係数ｋ＝１に設定する。これにより、リスクポテンシャルＲＰが変化率ΔＲＰ１以上で増加する場合には、反力制御しきい値ＲＰ０’が、所定のしきい値ＲＰ０よりも小さくなるよう設定される。一方、変化率ΔＲＰが小さい場合およびリスクポテンシャルＲＰが低下する場合は、係数ｋ＝１であるので、反力制御しきい値ＲＰ０’＝ＲＰ０に設定される。
【００２６】
ステップＳ１０７では、ステップＳ１０２で算出したリスクポテンシャルＲＰが、ステップＳ１０６で設定した反力制御しきい値ＲＰ０’を上回るか否かを判定する。ステップＳ１０７が肯定判定されると、ステップＳ１０８へ進んでアクセルペダル反力制御マップを補正する。具体的には、図１１のリスクポテンシャル−反力増加量特性に示すように、リスクポテンシャルＲＰがＲＰ０’からＲＰ０の領域では、反力増加量ΔＦをリスクポテンシャルＲＰ０に対応する反力増加量ΔＦ０に設定する。なお、ステップＳ１０７が否定判定されると、アクセルペダル反力制御マップを変更しない。
【００２７】
ステップＳ１０９では、ステップＳ１０２で算出されたリスクポテンシャルＲＰに応じて、図３あるいは図１１に示す反力制御マップに従って反力増加量ΔＦを算出する。続くステップＳ１１０で、ステップＳ１０９で算出した反力増加量ΔＦをアクセルペダル反力制御装置６０へ出力し、今回の処理を終了する。
【００２８】
このように、以上説明した第１の実施の形態においては、以下のような効果を奏することができる。
（１）アクセルペダル反力制御を開始するリスクポテンシャルＲＰのレベル、すなわち反力制御開始しきい値ＲＰ０を可変で設定するので、運転者に与える煩わしさを低減するとともに、リスクポテンシャルＲＰを知らせる必要がある場合には迅速に運転者に情報を伝達することができる。
（２）リスクポテンシャルの変化率ΔＲＰに基づいて反力制御開始しきい値を設定するので、リスクポテンシャルＲＰを知らせる必要がある場合に迅速に運転者に情報提供をすることができる。
（３）図１０に示すように、リスクポテンシャル変化率ΔＲＰが増加するほど反力制御開始しきい値ＲＰ０が小さくなるように設定するので、リスクポテンシャルＲＰが確実に所定レベル以上になる場合にはより早いタイミングで運転者に情報を提供することができる。
（４）リスクポテンシャル変化率ΔＲＰの算出方法をリスクポテンシャルＲＰに応じて設定する。具体的には、現時点までに算出されたリスクポテンシャルの変化率の平均値をリスクポテンシャル変化率ΔＲＰとして算出し、変化率ΔＲＰ算出の際に用いるリスクポテンシャルのデータ個数を現在のリスクポテンシャルに応じて変更する。これにより、現時点までのリスクポテンシャルの変化状況に応じて変化率ΔＲＰを算出し、これをアクセルペダル反力制御に反映してより確実な反力制御を行うことができる。
（５）リスクポテンシャル変化率ΔＲＰを算出する際に、図８に示すようにリスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど使用データ個数を少なくするので、反力制御しきい値ＲＰ０以下でリスクポテンシャルＲＰが大きい場合には、算出されたリスクポテンシャルの感度を重視して反力制御開始のタイミングを決定することができる。一方、リスクポテンシャルＲＰが小さい場合には使用データ個数を多くするので、算出されたリスクポテンシャルの安定性を重視して運転者に煩わしさを与えないように反力制御開始のタイミングを決定することができる。
【００２９】
《第２の実施の形態》
つぎに、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。第２の実施の形態による車両用運転操作補助装置の構成は、図１および図２に示した第１の実施の形態と同様であるので、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。
【００３０】
第２の実施の形態においては、現在までに算出したリスクポテンシャルＲＰに基づいて将来のリスクポテンシャルＲＰｅおよびリスクポテンシャル変化率ΔＲＰｅを予測し、これらに基づいて反力制御開始しきい値ＲＰ０を変更する。
【００３１】
第２の実施の形態における反力制御開始しきい値ＲＰ０の設定およびアクセルペダル反力制御について、図１２を用いて説明する。図１２は、第２の実施の形態によるコントローラ５０における運転操作補助制御処理の処理手順を示すフローチャートである。本処理内容は、一定間隔、例えば５０ｍｓｅｃ毎に連続的に行われる。
【００３２】
ステップＳ２０１〜Ｓ２０３での処理は、上述した図６のフローチャートのステップＳ１０１〜Ｓ１０３での処理と同様である。
【００３３】
ステップＳ２０４では、反力制御開始しきい値ＲＰ０の変更に利用する将来のリスクポテンシャル変化率ΔＲＰｅを算出するための算出方法を設定する。具体的には、上述した第１の実施の形態と同様に、変化率ΔＲＰｅを算出するために用いるデータ個数ｎを設定する。さらに、どの時間領域のリスクポテンシャルデータを用いるか、すなわち使用データのうちの予測リスクポテンシャルＲＰｅの割合についても設定する。使用データ個数ｎは、図８に示したように、ステップＳ２０２で算出したリスクポテンシャルＲＰに応じて設定する。予測リスクポテンシャルＲＰｅの割合は、使用データ個数ｎは変更せずにデータを算出する時間軸をスライドし、予測リスクポテンシャル変化率ΔＲＰｅの比重μとして設定する。図１３に、所定のサンプリング周期毎に算出されるリスクポテンシャルＲＰおよび将来の予測リスクポテンシャルＲＰｅと、使用データ個数ｎと予測リスクポテンシャル変化率ΔＲＰｅの比重μとの関係を模式的に示す。
【００３４】
図１４に、リスクポテンシャルＲＰと予測リスクポテンシャル変化率ΔＲＰｅの比重μとの関係の一例を示す。図１４に示すように、リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰｃ以下の領域では、比重μを最小値μ０に設定し、所定値ＲＰｃから所定値ＲＰｄの間の領域では、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど比重μを大きくする。また、所定値ＲＰｄ以上の領域では、最大値μｍに設定する。このように、リスクポテンシャルＲＰが小さい場合には、予測リスクポテンシャルＲＰｅの個数を少なくし、すなわち過去のリスクポテンシャルデータを多く用いて確実な予測リスクポテンシャル変化率ΔＲＰｅを算出する。一方、リスクポテンシャルＲＰが大きい場合には、予測リスクポテンシャルＲＰｅの個数を多くし、より早いタイミングで反力制御を開始するようにする。
【００３５】
ステップＳ２０５では、ステップＳ２０４で設定した使用データ個数ｎおよび予測リスクポテンシャル変化率の比重μに従って、予測リスクポテンシャル変化率ΔＲＰｅを算出する。予測リスクポテンシャル変化率ΔＲＰｅを算出するために、まず予測リスクポテンシャルＲＰｅを算出する。将来予測されるリスクポテンシャルＲＰｅ（ｔ＋１）は、以下の（式６）に示すように、現時点ｔおよびそれ以前の時点（ｔ−１）、（ｔ−２）におけるリスクポテンシャルＲＰ（ｔ）、ＲＰ（ｔ−１）、ＲＰ（ｔ−２）を用いて、現時点ｔを中心としてテイラー展開を行うことにより算出することができる。
【数６】
ＲＰｅ（ｔ＋１）＝ＲＰ（ｔ）＋｛（ＲＰ（ｔ）−ＲＰ（ｔ−１）｝＋１／２｛ＲＰ（ｔ）−ＲＰ（ｔ−１）｝−１／２｛（ＲＰ（ｔ−１）−ＲＰ（ｔ−２）｝　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（式６）
【００３６】
使用データ個数ｎおよび比重μに応じて（式６）の時間軸をスライドし、必要な個数の予測リスクポテンシャルＲＰｅを算出する。
【００３７】
そして、上述した（式１）により、予測リスクポテンシャル変化率ΔＲＰｅを算出する。
【００３８】
ステップＳ２０６では、上述した図６のフローチャートのステップＳ１０６と同様に、図１０に従って係数ｋを算出し、（式５）より反力制御しきい値ＲＰ０’を設定する。これ以降のステップＳ２０７〜Ｓ２１０での処理は、上述した図６のステップＳ１０７〜Ｓ１１０と同様である。
【００３９】
このように、以上説明した第２の実施の形態においては、以下のような効果を奏することができる。
（１）現時点までの走行環境に基づいて将来のリスクポテンシャルＲＰｅを予測し、さらに、将来の予測リスクポテンシャル変化率ΔＲＰｅを算出する。予測リスクポテンシャル変化率ΔＲＰｅに基づいて反力制御開始しきい値ＲＰ０を設定するので、リスクポテンシャルＲＰを運転者に伝達する必要がある場合には迅速に情報を提供することができる。なお、予測されるリスクポテンシャル変化率ΔＲＰｅを用いて反力制御開始しきい値ＲＰ０を設定するので、第１の実施の形態に比べてより早い段階で反力制御開始のタイミングを決定することができる。
（２）予測リスクポテンシャル変化率ΔＲＰｅが増加するほど反力制御開始しきい値ＲＰ０が小さくなるように設定するので、リスクポテンシャルＲＰが確実に所定レベル以上になる場合にはより早いタイミングで運転者に情報を提供することができる。
（３）予測リスクポテンシャル変化率ΔＲＰｅの算出方法をリスクポテンシャルＲＰに応じて設定する。具体的には、現時点までに算出されたリスクポテンシャルおよび予測されたリスクポテンシャルＲＰｅの変化率の平均値を、予測リスクポテンシャル変化率ΔＲＰｅとして算出し、予測変化率ΔＲＰｅ算出の際に用いるリスクポテンシャルＲＰおよび予測リスクポテンシャルＲＰｅのデータ個数を現在のリスクポテンシャルＲＰに応じて変更する。これにより、現時点までのリスクポテンシャルＲＰおよび予測リスクポテンシャルＲＰｅの変化状況に応じて予測変化率ΔＲＰｅを算出し、アクセルペダル反力制御開始の判断を早い段階で行うことができる。
（４）予測リスクポテンシャル変化率ΔＲＰｅを算出する際に、図８に示すようにリスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど使用データ個数を少なくするので、反力制御しきい値ＲＰ０以下でリスクポテンシャルＲＰが大きい場合には、算出されたリスクポテンシャルの感度を重視して反力制御開始のタイミングを決定することができる。一方、リスクポテンシャルＲＰが小さい場合には使用データ個数を多くするので、算出されたリスクポテンシャルの安定性を重視して運転者に煩わしさを与えないように反力制御開始のタイミングを決定することができる。
【００４０】
上記実施の形態においては、設定した反力制御開始しきい値ＲＰ０’に応じて、図１１に示すようにリスクポテンシャル−反力増加量特性を変更したが、変更方法はこれには限定されない。例えば、図１１に一点鎖線で示すように、リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰ０を上回る領域におけるリスクポテンシャル−反力増加量特性を、反力制御開始しきい値ＲＰ０’まで延長することもできる。この場合、しきい値ＲＰ０’以上の領域で、反力増加量ΔＦは指数関数的に増加する。また、破線で示すように、リスクポテンシャルＲＰがＲＰ０’からＲＰ０の領域で反力増加量ΔＦを初期値ΔＦ０までリニアに増加させることもできる。また、リスクポテンシャルＲＰに対する反力増加量ΔＦの特性は、指数関数的に増加することには限定されず、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど反力増加量ΔＦが増加すれば、例えばリニアに増加するように設定することもできる。
【００４１】
上記第２の実施の形態においては、予測リスクポテンシャル変化率ΔＲＰｅを算出し、これに基づいて反力制御開始しきい値ＲＰ０’を設定したが、本発明はこれには限定されない。例えば、算出した将来の予測リスクポテンシャルＲＰｅが予め設定した反力制御開始しきい値ＲＰ０を超えたら、アクセルペダル反力制御を開始することもできる。この場合、予測リスクポテンシャル変化率ΔＲＰｅを算出する必要がないので、コントローラ５０における処理を簡素化することができる。
【００４２】
上記実施の形態においては、余裕時間ＴＴＣと車間時間ＴＨＷとを用いて障害物に対するリスクポテンシャルＲＰを算出したが、これには限定されない。例えば余裕時間ＴＴＣの逆数をリスクポテンシャルＲＰとして用いることができる。また、車両周囲に存在する複数の障害物に対する余裕時間ＴＴＣを算出し、各障害物に対する余裕時間ＴＴＣの逆数の車両前後方向成分を加算して総合的なリスクポテンシャルＲＰを算出することもできる。
【００４３】
また、リスクポテンシャルＲＰに応じて制御する操作反力はアクセルペダル反力のみには限定されず、例えばブレーキペダル反力あるいは操舵反力をリスクポテンシャルＲＰに応じてそれぞれ制御することもできる。
【００４４】
本発明による車両用運転操作補助方法が適用される車両は、図２に示す構成には限定されない。
【００４５】
以上説明した本発明による車両用運転操作補助装置の一実施の形態においては、走行環境検出手段として、レーザレーダ１０および車速センサ２０を用いた。リスクポテンシャル算出手段と、反力制御開始しきい値設定手段と、リスクポテンシャル変化率算出手段と、変化率算出設定手段と、リスクポテンシャル予測手段と、予測リスクポテンシャル変化率算出手段と、予測変化率算出設定手段として、コントローラ５０を用いた。また、反力制御手段として、アクセルペダル反力制御装置６０およびコントローラ５０を用いた。ただし、本発明による車両用運転操作補助装置は、これらには限定されない。自車両周囲の走行環境を検出することができれば走行環境検出手段として、例えばＣＣＤやＣＭＯＳからなるカメラあるいはミリ波レーダ等を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置のシステム図。
【図２】図１に示す車両用運転操作補助装置を搭載した車両の構成図。
【図３】リスクポテンシャルに対する反力増加量の特性を示す図。
【図４】時間軸に対するリスクポテンシャルの変化の一例を示す図。
【図５】反力制御開始タイミングの変化を示す図。
【図６】第１の実施の形態の車両用運転操作補助装置における運転操作補助制御プログラムの処理手順を示すフローチャート。
【図７】リスクポテンシャルの算出タイミングを示す図。
【図８】リスクポテンシャルと使用データ個数との関係を示す図。
【図９】時間軸に対するリスクポテンシャル変化率の変化の一例を示す図。
【図１０】リスクポテンシャル変化率と係数ｋとの関係を示す図。
【図１１】反力制御開始しきい値変更後のリスクポテンシャルに対する反力属領の特性を示す図。
【図１２】第２の実施の形態の車両用運転操作補助装置における運転操作補助制御プログラムの処理手順を示すフローチャート。
【図１３】リスクポテンシャルの算出タイミングと使用データ個数と予測リスクポテンシャルの比重との関係を示す図。
【図１４】リスクポテンシャルと予測リスクポテンシャルの比重との関係を示す図。
【符号の説明】
１０：レーザレーダ
２０：車速センサ
５０：コントローラ
６０：アクセルペダル反力制御装置

Claims (15)

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って検出される走行環境に基づいて、自車両の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リスクポテンシャルに応じて、運転者が車両機器を操作する際に発生する操作反力を制御する反力制御手段と、
   前記反力制御手段による反力制御を開始するリスクポテンシャルのしきい値（以降、反力制御開始しきい値とする）を可変で設定する反力制御開始しきい値設定手段とを有す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、
   前記リスクポテンシャルの変化率を算出するリスクポテンシャル変化率算出手段をさらに有し、
   前記反力制御開始しきい値設定手段は、前記リスクポテンシャル変化率算出手段で算出されるリスクポテンシャル変化率に基づいて、前記反力制御開始しきい値を設定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
3. 請求項２に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記反力制御開始しきい値設定手段は、前記リスクポテンシャル変化率が増加するほど、前記反力制御開始しきい値が小さくなるように設定することを特徴とする車両用運転走者補助装置。
4. 請求項２または請求項３に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記リスクポテンシャル変化率算出手段によるリスクポテンシャル変化率の算出方法を、前記リスクポテンシャルに応じて設定する変化率算出設定手段をさらに有することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
5. 請求項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変化率算出手段は、前記リスクポテンシャル算出手段によって現時点までに算出された複数のリスクポテンシャルの変化率の平均値を、前記リスクポテンシャル変化率として算出し、
   前記変化率算出設定手段は、現時点におけるリスクポテンシャルに応じて、前記リスクポテンシャル変化率を算出する際に用いる前記リスクポテンシャルのデータ個数を変更することにより、前記リスクポテンシャル変化率の算出方法を設定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
6. 請求項５に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記変化率算出設定手段は、前記反力制御開始しきい値以下で前記リスクポテンシャルが大きくなるほど、前記データ個数を少なくすることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
7. 請求項１に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記走行環境検出手段によって検出される現時点までの走行環境に基づいて、将来のリスクポテンシャル（以降、予測リスクポテンシャルとする）を予測するリスクポテンシャル予測手段と、
   前記予測リスクポテンシャル、および前記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を用いて、将来のリスクポテンシャルの変化率（以降、予測リスクポテンシャル変化率とする）を算出する予測リスクポテンシャル変化率算出手段とをさらに有し、
   前記反力制御開始しきい値設定手段は、前記予測リスクポテンシャル変化率算出手段で算出される予測リスクポテンシャル変化率に基づいて、前記反力制御開始しきい値を設定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
8. 請求項７に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記反力制御開始しきい値設定手段は、前記予測リスクポテンシャル変化率が増加するほど、前記反力制御開始しきい値が小さくなるように設定することを特徴とする車両用運転走者補助装置。
9. 請求項７または請求項８に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記予測リスクポテンシャル変化率算出手段による予測リスクポテンシャル変化率の算出方法を、前記リスクポテンシャルに応じて設定する予測変化率算出設定手段をさらに有することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
10. 請求項９に記載の車両用運転操作補助装置において、
    前記予測リスクポテンシャル変化率算出手段は、前記リスクポテンシャル算出手段によって現時点までに算出された少なくとも一つのリスクポテンシャル、および、前記予測リスクポテンシャル算出手段によって算出された少なくとも一つの予測リスクポテンシャルの変化率の平均値を、前記予測リスクポテンシャル変化率として算出し、
    前記予測変化率算出設定手段は、現時点におけるリスクポテンシャルに応じて、前記予測リスクポテンシャル変化率を算出する際に用いる前記リスクポテンシャルおよび前記予測リスクポテンシャルのデータ個数を変更することにより、前記予測リスクポテンシャル変化率の算出方法を設定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
11. 請求項１０に記載の車両用運転操作補助装置において、
    前記予測変化率算出設定手段は、前記反力制御開始しきい値以下で前記リスクポテンシャルが大きくなるほど、前記データ個数を少なくすることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
12. 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って検出される走行環境に基づいて、自車両の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、
    前記走行環境検出手段によって検出される現時点までの走行環境に基づいて、将来のリスクポテンシャル（以降、予測リスクポテンシャルとする）を予測するリスクポテンシャル予測手段と、
    前記リスクポテンシャル予測手段によって算出される予測リスクポテンシャルが所定の反力制御開始しきい値を上回ると、前記リスクポテンシャル算出手段によって算出されるリスクポテンシャルに応じて、運転者が車両機器を操作する際に発生する操作反力を制御する反力制御手段とを有することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
13. 請求項１から請求項１２のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
    前記反力制御手段は、アクセルペダルに発生する操作反力を制御することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
14. 自車両周囲の走行環境を検出し、
    検出される走行環境に基づいて、自車両の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て、運転者が車両機器を操作する際に発生する操作反力を制御し、
    前記車両機器の反力制御を開始するリスクポテンシャルのレベルを前記走行環境の変化に応じて可変で設定することを特徴とする車両用運転操作補助方法。
15. 請求項１４に記載の運転操作補助方法を適用することを特徴とする車両。

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