JP2013189143A - ステアリング制御装置、ステアリング制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者の操作負担が増大することを抑制しつつ、自車両の横位置を運転者に認識させる。
【解決手段】走行車線を認識し、路面に標示された通行区分線ＬＤを検出し（ステップＳ２０４）、通行区分線ＬＤに対して幅員方向に沿ったノッチ位置Ｌｉを設定する（ステップＳ２０５）。また、自車両の横位置、つまり通行区分線ＬＤから自車両までの横方向距離ｄを算出し（ステップＳ２０６）、自車両が車線外側に横変位し、自車位置がノッチ位置Ｌｉに到達するか否かを判定する（ステップＳ２０７）。そして、自車位置がノッチ位置Ｌｉに到達したときに、付加反力Ｔｐを振動させるためのパターンを設定し（ステップＳ２０８〜Ｓ２１１）、設定したパターンに従って付加反力Ｔｐを振動させる（ステップＳ２１２）。
【選択図】図７

Description

本発明は、ステアリング制御装置、及びステアリング制御方法に関するものである。

特許文献１に記載された従来技術は、電動パワーステアリング装置により、走行車線を維持するためにアシストトルクを発生させるものである。このアシストトルクは、目標ヨーレートと実ヨーレートとの偏差が所定値を超えたときから、指数関数のように急激に増加するように設定されている。

特開２０１０−６２７９号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された従来技術のように、ステアリング操作に対する反力を増加させ過ぎると、ステアリング操作が重くなるだけでなく、運転者が操舵量を戻そうとしたときに、戻し過ぎてしまう可能性もある。すなわち、反力を指数関数のように連続的に増加させると、かえって運転者の操作負担が大きくなってしまう。
本発明の課題は、運転者の操作負担が増大することを抑制しつつ、自車両の横位置を運転者に認識させることである。

本発明の一態様に係る運転操作支援装置は、運転者のステアリング操作に対して操作反力を付与するものである。そして、自車両の横変位可能な境界線を検出し、境界線から自車両までの間を予め定めた間隔で分割することで、境界線から自車両までの横方向距離に対して複数の閾値を設定する。そして、横方向距離と閾値との関係に応じて、操作反力を周期的に変動させる。

本発明によれば、操作反力を横方向距離に応じて増加させ続けるのではなく、横方向距離と閾値との関係に応じて周期的に変動させるだけなので、運転者の操作負担が増大することを抑制しつつ、自車両の横位置を運転者に認識させることができる。

ステアリングバイワイヤによるステアリング装置の概略構成図である。 コントローラ２０の概略構成である。 車速Ｖに応じた舵角比Ｒの算出に用いるマップである。 操舵角θｓに応じた舵角比Ｒの算出に用いるマップである。 操舵反力制御部２２を示すブロック図である。 ベース反力設定処理を示すフローチャートである。 付加反力設定処理を示すフローチャートである。 通行区分線に対するノッチ位置を示す図である（等間隔）。 通行区分線に対するノッチ位置を示す図である（不等間隔）。 付加反力Ｔｐの波形図である。 周波数ｆの設定に用いるマップである。 振幅Ａの設定に用いるマップである（距離ｄ）。 振幅Ａの設定に用いるマップである（カウント値Ｃ）。 振幅Ａの設定に用いるマップである（車速Ｖ）。 付与時間ｔの設定に用いるマップである。 比較例について説明した図である。 比較例と実施例との操作負荷を示した図である。 第２実施形態の付加反力設定処理を示すフローチャートである。 付加反力Ｔｐの設定に用いるマップである。 振幅Ａの設定に用いるマップである（ノッチ位置）。 側方車両に対するノッチ位置を示す図である（等間隔）。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
《第１実施形態》
《構成》
本実施形態は、運転者のステアリング操作を誘導することで、運転操作支援を行うものであり、特に極低速で或る程度の大きな操作量と操作精度が求められるようなシーンにおいて、適切なステアリング操作を促すものである。
図１は、ステアリングバイワイヤによるステアリング装置の概略構成図である。
ステアリングホイール１は、ステアリングシャフト２に連結され、転舵輪（操向輪）３Ｌ及び３Ｒは、ナックルアーム４、タイロッド５、及びラックアンドピニヨン６を順に介してピニヨンシャフト７に連結される。ステアリングシャフト２及びピニヨンシャフト７は、クラッチ１０を介して断続可能な状態で連結されている。

したがって、クラッチ１０を接続（締結）した状態では、ステアリングホイール１を回転させると、ステアリングシャフト２、クラッチ１０、及びピニヨンシャフト７が回転する。ピニオンシャフト７の回転運動は、ラック＆ピニヨン６によってタイロッド５の進退運動となり、ナックルアーム４を介して転舵輪３Ｌ及び３Ｒが転舵される。
ピニオンシャフト７には、転舵モータ９を連結してあり、クラッチ１０を遮断した状態で、転舵モータ９を駆動すると、ピニオンシャフト７が回転することで、転舵輪３Ｌ及び３Ｒが転舵される。したがって、ステアリングホイール１の操舵角θｓを検出し、検出した操舵角θｓに応じて転舵モータ９を駆動制御することで、転舵輪３Ｌ及び３Ｒの転舵角θｗが制御される。

ステアリングシャフト２には、反力モータ８を連結してあり、クラッチ１０を遮断した状態で、反力モータ８を駆動すると、ステアリングシャフト２に反力トルクが付与される。したがって、転舵輪３Ｌ及び３Ｒを転舵したときに路面から受ける反力を検出又は推定し、検出又は推定した反力に応じて反力モータ８を駆動制御することで、運転者のステアリング操作に対して操作反力が付与される。

通常は、クラッチ１０を遮断した状態で、転舵モータ９を駆動制御すると共に、反力モータ８を駆動制御することで、ステアバイワイヤを実行し、所望のステアリング特性や旋回挙動特性を実現し、且つ良好な操作フィーリングを実現する。一方、システムに異常が生じた場合には、ステアバイワイヤを中止し、フェールセーフとしてクラッチ１０を締結状態に戻すことで、機械的なバックアップを確保する。

転舵モータ９及び反力モータ８は、例えばマイクロコンピュータで構成されたコントローラ２０によって駆動制御される。コントローラ２０は、操舵角センサ１１、転舵角センサ１２、ハブセンサ１３、車速センサ１４、ヨーレートセンサ１５、トルクセンサ３１、横加速度センサ３２で検出される各種信号を入力する。さらに、コントローラ２０は、前方カメラ３３、ナビゲーションシステム３４、及びレーダ装置３５から各種データを入力する。

操舵角センサ１１は、ステアリングシャフト２の操舵角θｓを検出する。この操舵角センサ１１は、例えばステアリングシャフト２と同期して回転する検出ギヤに内蔵された磁石の回転を、二つのＭＲ（ferro-Magneto Resistance）素子で検出し、ステアリングシャフト２の回転に伴う磁界方向のベクトル変化を電気信号に変換してコントローラ２０に入力する。コントローラ２０は、入力された電気信号からステアリングシャフト２の操舵角θｓを判断する。なお、操舵角センサ１１は、右旋回を正の値として検出し、左旋回を負の値として検出する。

転舵角センサ１２は、ピニヨンシャフト７の転舵角θｗを検出する。この転舵角センサ１２は、例えばピニヨンシャフト７と同期して回転する検出ギヤに内蔵された磁石の回転を、二つのＭＲ（ferro-Magneto Resistance）素子で検出し、ピニヨンシャフト７の回転に伴う磁界方向のベクトル変化を電気信号に変換してコントローラ２０に入力する。コントローラ２０は、入力された電気信号からピニヨンシャフト７の転舵角θｗを判断する。なお、転舵角センサ１２は、右旋回を正の値として検出し、左旋回を負の値として検出する。

ハブセンサ１３は、タイヤ横力Ｆｙを検出する。このハブセンサ１３は、左右輪の夫々のハブユニットに設けられ、例えばホール素子と着磁式のエンコーダを用いて、ハブユニット内の軸受における内輪と外輪の変位差の変化を電気信号に変換してコントローラ２０に入力する。コントローラ２０は、入力された電気信号からタイヤ横力を判断する。なお、タイヤ横力Ｆｙは、ハブセンサ１３で検出された左右輪のタイヤ横力の合計値とする。

車速センサ１４は、車体速度（以下、車速と称す）Ｖを検出する。この車速センサ１４は、例えばトランスミッションにおける出力側のドリブンギヤに設けられ、センサロータの磁力線を検出回路によって検出しており、センサロータの回転に伴う磁界の変化をパルス信号に変換してコントローラ２０に入力する。コントローラ２０は、入力されたパルス信号から車速Ｖを判断する。

ヨーレートセンサ１５は、車体のヨーレートγを検出する。このヨーレートセンサ１５は、バネ上となる車体に設けられ、例えば水晶音叉からなる振動子を交流電圧によって振動させ、そして角速度入力時のコリオリ力によって生じる振動子の歪み量を電気信号に変換してコントローラ２０に入力する。コントローラ２０は、入力された電気信号から車両のヨーレートγを判断する。なお、ヨーレートセンサ１５は、右旋回を正の値として検出し、左旋回を負の値として検出する。

トルクセンサ３１は、ステアリングシャフト２に入力されるトルクＴｓを検出する。このトルクセンサ３１は、ステアリングシャフト２の入力側と出力側との間に介在させたトーションバーの捩れ角を、例えばホール素子で検出し、多極磁石とヨークとの相対角度変位としてによって生じる磁束密度の変化を電気信号に変換してコントローラ２０に入力する。なお、トルクセンサ３１は、運転者の右操舵を正の値として検出し、左操舵を負の値として検出する。

横加速度センサ３２は、車両の横加速度を検出する。この横加速度センサ９は、例えば固定電極に対する可動電極の位置変位を静電容量の変化として検出しており、横加速度と方向に比例した電圧信号に変換してコントローラ６に入力する。コントローラ６は、入力された電圧信号から横加速度を判断する。
なお、コントローラ２０は、センサ類から各検出信号を直接入力しているが、これに限定されるものではない。コントローラ２０を他のコントロールユニットと接続し、例えばＣＳＭＡ／ＣＡ方式の多重通信（ＣＡＮ：Controller Area Network）を介して各種データを受信してもよい。

前方カメラ３３は、車体の前方を撮像する。この前方カメラ３３は、車室内のフロントウィンドウ上部に設けられた例えばＣＣＤの広角カメラからなり、撮像した車体前方の画像データをコントローラ２０に入力する。
レーダ装置３４は、車体の斜め前方や斜め後方を含む側方に存在する側方物体までの距離を検出する。このレーダ装置３４は、車体側面に設けられたミリ波レーダからなり、ＦＭ‐ＣＷ（Frequency Modulation-Continuous Wave）方式で距離と相対速度を検出し、ＤＢＦ（Digital Beam Forming）方式で方位を検出し、各種データをコントローラ２０に入力する。

ナビゲーションシステム１７は、自車両の現在位置と、その現在位置における道路情報を認識する。このナビゲーションシステム１７は、ＧＰＳ受信機を有し、四つ以上のＧＰＳ衛星から到着する電波の時間差に基づいて自車両の位置（緯度、経度、高度）と進行方向とを認識する。そして、ＤＶＤ‐ＲＯＭドライブやハードディスクドライブに記憶された道路種別、道路線形、車線幅員、車両の通行方向等を含めた道路情報を参照し、自車両の現在位置における道路情報を認識しコントローラ２０に入力する。なお、安全運転支援システム（ＤＳＳＳ：Driving Safety Support Systems）として、双方向無線通信（ＤＳＲＣ：Dedicated Short Range Communication）を利用し、各種データをインフラストラクチャから受信してもよい。

図２は、コントローラ２０の概略構成である。
コントローラ２０は、図２に示すように、転舵モータ９を駆動制御する転舵角制御部２１と、反力モータ８を駆動制御する操舵反力制御部２２と、を備える。
転舵角制御部２１は、操舵角θｓに対する転舵角θｗの舵角比Ｒ（＝θｓ／θｗ）を決定してから、転舵モータ９を駆動することで転舵角θｗを制御する。

舵角比Ｒは、例えば下記の要領で決定する。
例えば、図３のマップを参照し、車速Ｖに応じて舵角比Ｒを算出する。
図３は、車速Ｖに応じた舵角比Ｒの算出に用いるマップである。
このマップによれば、車速Ｖが低いほど舵角比Ｒが小さくなる。したがって、据え切り時や低速走行時には、小さな操舵角θｓで大きな転舵角θｗが得られるので、運転者の操作負担が軽減される。一方、高速走行時には、操舵角θｓの変化に対する転舵角θｗの変化が抑制されるので、過敏な車両挙動が抑制され、走行安定性が確保される。

また、図４のマップを参照し、操舵角θｓに応じて舵角比Ｒを算出してもよい。
図４は、操舵角θｓに応じた舵角比Ｒの算出に用いるマップである。
このマップによれば、操舵角θｓが小さいほど舵角比Ｒが大きくなる。したがって、操舵角θｓを切り増しするほど、大きな転舵角θｗが得られるので、運転者の操作負担が軽減される。一方、略直進走行しているときのようなシーンでは、操舵角θｓの変化に対する転舵角θｗの変化が抑制されるので、過敏な車両が抑制され、走行安定性が確保される。

なお、車速Ｖ及び操舵角θｓの双方に応じて舵角比Ｒを決定してもよい。すなわち、車速Ｖに応じた舵角比Ｒｖ、及び操舵角θｓに応じた舵角比Ｒｓを個別に算出し、これらの平均を算出したり、夫々に重み付けをしてから加算したりする等して、最終的な舵角比Ｒを決定すればよい。
上記のように、舵角比Ｒを決定してから、操舵角θｓ及び舵角比Ｒに応じて、目標転舵角θｗ^＊を算出し、この目標転舵角θｗ^＊に転舵角θｗが一致するように、例えばロバストモデルマッチング手法などを用いて転舵モータ９を駆動制御する。

図５は、操舵反力制御部２２を示すブロック図である。
操舵反力制御部２２は、ベース反力設定部２３と、付加反力設定部２４と、加算部２５と、駆動制御部２６と、を備える。ここで、ベース反力設定部２３は、運転者のステアリング操作に対するベース反力Ｔｂを設定し、付加反力設定部２４は、運転者のステアリング操作を誘導するための付加反力Ｔｐを設定する。また、加算部２５は、ベース反力Ｔｂと付加反力Ｔｐとを加算して最終的な操舵反力Ｔｒを設定し、駆動制御部２６は、操舵反力Ｔｒに応じて反力モータ８を駆動制御する。

次に、ベース反力設定部２３で実行するベース反力設定処理について説明する。
図６は、ベース反力設定処理を示すフローチャートである。
先ずステップＳ１０１では、操舵角θｓを時間微分して操舵速度ｄθｓを算出する。
続くステップＳ１０２では、下記（１）に示すように、操舵角θｓにゲインＫａを乗じて角度項トルクＴａを算出する。
Ｔａ＝Ｋａ×θｓ ………（１）

続くステップＳ１０３では、下記（２）式に示すように、操舵速度ｄθｓにゲインＫｓを乗じて速度項トルクＴｓを算出する。
Ｔｓ＝Ｋｓ×ｄθｓ ………（２）
続くステップＳ１０４では、下記（３）式に示すように、角度トルクＴａと速度項トルクＴｓとを加算してベース反力Ｔｂを算出する。
Ｔｂ＝Ｔａ＋Ｔｓ ………（３）

続くステップＳ１０５では、車速Ｖ、ヨーレートγ、及び横加速度Ｙｇに基づいて路面摩擦係数μを算出する。
続くステップＳ１０６では、車速Ｖ、操舵角θｓ、及び路面摩擦係数μに基づいて操舵反力の上限値ＴＬを算出する。
続くステップＳ１０７では、ベース反力Ｔｂと上限値ＴＬとのうち、小さい方の値を最終的なベース反力Ｔｂとして算出してから所定のメインプログラムに復帰する。

次に、付加反力設定部２４で実行する付加反力設定処理について説明する。
図７は、第１実施形態の付加反力設定処理を示すフローチャートである。
先ずステップＳ２０１では、操舵角θを時間微分して操舵角速度θ′を算出する。
続くステップＳ２０２では、操舵トルクの絶対値｜Ｔｓ｜が操舵反力の絶対値｜Ｔｒ｜よりも大きい、又は操舵角速度の絶対値｜θ′｜が予め定めた値ｔｈよりも小さいか否かを判定する。ここで、ｔｈは、運転者がステアリングホイール１から手を放している状態で、操舵反力Ｔｒによってステアリングホイール１が回転するときの操舵角速度θ′と、運転者がステアリングホイール１を把持している状態で、操舵反力Ｔｒによってステアリングホイール１が回転するときの操舵角速度θ′との中間値に相当する。

ここで、操舵トルクの絶対値｜Ｔｓ｜が操舵反力の絶対値｜Ｔｒ｜以下で、且つ操舵角速度の絶対値｜θ′｜が予め定めた値ｔｈ以上であるときには、運転者がステアリングホイール１を把持していないと判断してステップＳ２０３に移行する。一方、操舵トルクの絶対値｜Ｔｓ｜が操舵反力の絶対値｜Ｔｒ｜よりも大きい、又は操舵角速度の絶対値｜θ′｜が予め定めた値ｔｈよりも小さいときには、運転者がステアリングホイール１を把持していると判断してステップＳ２０４に移行する。

ステップＳ２０３では、付加反力Ｔｐを０にリセットしてから所定のメインプログラムに復帰する。
ステップＳ２０４では、前方カメラ３３で撮像した画像データに基づいて、車両通行帯である走行車線を認識する。すなわち、一般的な画像処理として、ソーベルフィルタによってエッジを抽出し、ハフ変換によって直線を検出し、モデルマッチングにより路面に標示された通行区分線を検出し、カルマンフィルタによってトラッキングする。
続くステップＳ２０５では、通行区分線に対して幅員方向に沿ったノッチ（刻み目）位置を設定する。

ここで、ノッチ位置について説明する。
図８は、通行区分線に対するノッチ位置を示す図である（等間隔）。
ここでは、車両通行帯における通行区分線をＬＤとし、左右両側の通行区分線ＬＤの中間位置となる幅員中心をＬＣとする。なお、左右両側の通行区分線ＬＤ同士の距離は、前方カメラ３３で撮像した画像データに基づいて算出してもよいし、あるいはナビゲーションシステム１７から取得してもよい。そして、通行区分線ＬＤから幅員中心ＬＣまでの領域を等間隔に分割し、通行区分線ＬＤの側から順にノッチ位置Ｌ１、Ｌ２、…、Ｌｎとして設定する。ノッチ位置とは、通行区分線ＬＤからの幅員方向に沿った距離Ｙであり、各ノッチ位置Ｌ１〜Ｌｎを、距離Ｙ１〜Ｙｎで表す。ここでは、通行区分線ＬＤから幅員中心ＬＣまでの領域を等間隔に５分割し、ノッチ位置Ｌ１〜Ｌ４を設定している。なお、左右を区別する際には、左輪に関わる符号に添え字Ｌを付し、右側に関わる符号に添え字Ｒを付して説明する。
なお、分割は等間隔でなくてもよい。

図９は、通行区分線に対するノッチ位置を示す図である（不等間隔）。
ここでは、通行区分線ＬＤに近いほど間隔が狭く、幅員中心ＬＣに近いほど間隔が広くなるように、通行区分線ＬＤから幅員中心ＬＣまでの領域を分割し、通行区分線ＬＤの側から順にノッチ位置Ｌ１、Ｌ２、…、Ｌｎとして設定する。ここでは、通行区分線ＬＤから幅員中心ＬＣまでの領域を５分割し、ノッチ位置Ｌ１〜Ｌ４を設定している。

続くステップＳ２０６では、通行区分線ＬＤに対する自車両の横位置を算出する。自車両の横位置とは、自車両の例えば車幅中心を基準線ＬＶとし、通行区分線ＬＤから基準線ＬＶまでの幅員方向に沿った横方向距離ｄである。ここでは、自車両の基準線ＬＶが幅員中心ＬＣよりも左側にあるときには、左側の通行区分線ＬＤ_Ｌからの横方向距離ｄを算出し、自車両の基準線ＬＶが幅員中心ＬＣよりも右側にあるときには、右側の通行区分線ＬＤ_Ｒからの横方向距離ｄを算出する。なお、横方向距離ｄは、通行区分線ＬＤから車幅中心までの距離となっているので、車幅又はトレッド幅の１／２だけ、横方向距離ｄから差し引くことで、通行区分線ＬＤから車体側面又はタイヤ中心までの離隔距離に換算してもよい。

続くステップＳ２０７では、自車両が車線外側に変位し、且つ横位置が何れかのノッチ位置Ｌｉ（ｉ＝１〜ｎ）に到達したか否かを判定する。すなわち、自車両の今回の横方向距離をｄ_（ｎ）とし、１サンプリング前の横方向距離をｄ_{（ｎ−１）}としたときに、ｄ_{（ｎ−１）}＞Ｙｉであり、且つｄ_（ｎ）≦Ｙｉであるか否かを判定する。なお、自車両の基準線ＬＶが幅員中心ＬＣよりも左側にある場合、車線外側とは左方向を指し（車線内側が右方向）、ノッチ位置Ｌ１_Ｌ〜Ｌ４_Ｌの全てに対して判定を実行する。また、自車両の基準線ＬＶが幅員中心ＬＣよりも右側にある場合、車線外側とは右方向を指し（車線内側が左方向）、ノッチ位置Ｌ１_Ｒ〜Ｌ４_Ｒの全てに対して判定を実行する。

ここで、自車両が車線内側に変位している、又は自車両の横位置が何れのノッチ位置にも到達していないときには、インフォメーションの提供は不要であると判断して前述したステップＳ２０３に移行する。一方、自車両が車線外側への変位し、且つ自車両の横位置が何れかのノッチ位置に到達しているときには、インフォメーションの提供が必要であると判断してステップＳ２０８に移行する。
ステップＳ２０８では、インフォメーションとして出力する付加反力Ｔｐの波形を設定する。

ここで、付加反力Ｔｐの波形について説明する。
図１０は、付加反力Ｔｐの波形図である。
図中の（ａ）は０と予め定めた振幅との間で、瞬間的な増減を繰り返す矩形波であり、（ｂ）は０と予め定めた振幅との間で、滑らかな増減を繰り返す正弦波である。また、図中の（ｃ）は０から予め定めた振幅との間で、漸次的な増減を繰り返す三角波であり、（ｄ）は０から予め定めた振幅との間で、漸次的な増加と瞬間的な減少とを繰り返す鋸波である。

例えば、操舵角θｓから操舵角速度θ′を算出し、操舵角速度θ′が予め定めた閾値より小さいときには、矩形波、正弦波、三角波の何れかに設定し、操舵角速度θ′が予め定めた閾値以上のときには、鋸波に設定する。あるいは、横加速度Ｇｙが予め定めた閾値より小さいときには、矩形波、正弦波、三角波の何れかに設定し、操舵角速度が予め定めた閾値以上のときには、鋸波に設定してもよい。

続くステップＳ２０９では、インフォメーションとして出力する付加反力Ｔｐの周波数ｆを設定する。ここでは、図１１のマップを参照し、横方向距離ｄに応じて、付加反力Ｔｐの周波数ｆを設定する。
図１１は、周波数ｆの設定に用いるマップである。
このマップでは、横方向距離ｄについては、０＜ｄ１の関係となるｄ１を予め定めておき、周波数ｆについては、０＜ｆ_ＭＩＮ＜ｆ_ＭＡＸの関係となる最小値ｆ_ＭＩＮ及び最大値ｆ_ＭＡＸを予め定めておく。そして、横方向距離ｄがｄ１以上のときには、周波数ｆが最大値ｆ_ＭＡＸを維持する。また、横方向距離ｄがｄ１から０の範囲にあるときには、横方向距離ｄが短いほど、周波数ｆが最大値ｆ_ＭＡＸから最小値ｆ_ＭＩＮの範囲で小さくなる。

続くステップＳ２１０では、インフォメーションとして出力する付加反力Ｔｐの振幅Ａを設定する。ここでは、図１２のマップを参照し、横方向距離ｄに応じて、付加反力Ｔｐの振幅Ａを設定する。
図１２は、振幅Ａの設定に用いるマップである（距離ｄ）。
このマップでは、横方向距離ｄについては、０＜ｄ２（ｄ２＜ｄ１）の関係となるｄ２を予め定めておき、振幅Ａについては、０＜Ａ_ＭＩＮ＜Ａ_ＭＡＸの関係となる最小値Ａ_ＭＩＮ及び最大値Ａ_ＭＡＸを予め定めておく。ここで、振幅Ａの最小値Ａ_ＭＩＮとは、ある標準となる感覚刺激からはっきりと弁別できる刺激の最小の差異である弁別閾（ＪＮＤ：Just Noticeable Difference）に応じて設定した値である。また、振幅Ａの最大値Ａ_ＭＡＸは、操舵反力Ｔｒとして法規的に付与可能な最大値よりも小さい値である。そして、横方向距離ｄがｄ２より大きいときには、横方向距離ｄが短いほど、振幅Ａが最小値Ａ_ＭＩＮから最大値Ａ_ＭＡＸの範囲で大きくなる。また、横方向距離ｄがｄ２以下のときには、振幅Ａが最大値Ａ_ＭＡＸを維持する。

なお、付加反力Ｔｐの振幅Ａは、他の要素に基づいて設定してもよい。
例えば、予め設定した期間（例えば過去５分間）内に、自車両が車線外側に変位し、且つ自車両の横位置が何れかのノッチ位置Ｌｉに到達した回数をカウントしておき、図１３のマップを参照し、そのカウント値Ｃに応じて振幅Ａを設定するようにしてもよい。
図１３は、振幅Ａの設定に用いるマップである（カウント値Ｃ）。

このマップでは、カウント値Ｃについては、０＜Ｃ１＜Ｃ２の関係となるＣ１及びＣ２を予め定めておく。そして、カウント値ＣがＣ１以下のときには、振幅Ａが最小値Ａ_ＭＩＮを維持する。また、カウント値ＣがＣ１からＣ２の範囲にあるときには、カウント値Ｃが多いほど、振幅Ａが最小値Ａ_ＭＩＮから最大値Ａ_ＭＡＸの範囲で大きくなる。また、カウント値ＣがＣ２以上のときには、振幅Ａが最大値Ａ_ＭＡＸを維持する。

さらに、図１４のマップを参照し、車速Ｖに応じて振幅Ａを設定するようにしてもよい。
図１４は、振幅Ａの設定に用いるマップである（車速Ｖ）。
このマップでは、車速Ｖについては、０＜Ｖ１＜Ｖ２の関係となるＶ１及びＶ２を予め定めておく。そして、車速ＶがＶ１以下のときには、振幅Ａが最小値Ａ_ＭＩＮを維持する。また、車速ＶがＶ１からＶ２の範囲にあるときには、車速Ｖが高いほど、振幅Ａが最小値Ａ_ＭＩＮから最大値Ａ_ＭＡＸの範囲で大きくなる。また、車速ＶがＶ２以上のときには、振幅Ａが最大値Ａ_ＭＡＸを維持する。

なお、横方向距離ｄ、ノッチ位置に到達したカウント値Ｃ、車速Ｖの何れか一つに応じて、振幅Ａを設定する場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、距離ｄ、カウント値Ｃ、及び車速Ｖの全てに応じて、振幅Ａを設定するようにしてもよい。例えば、距離ｄに応じて振幅Ａｄを算出し、カウント値Ｃに応じて振幅Ａｃを算出し、車速Ｖに応じて振幅Ａｖを算出し、これらの振幅Ａｄ、Ａｃ、Ａｖの積又は和を用いて、最終的な振幅Ａを設定してもよい。このとき、Ａｄ、Ａｃ、Ａｖの重みは同一（１：１：１）としてもよいし、夫々に異なる重み付けをしてもよい。

続くステップＳ２１１では、図１５のマップを参照し、予め設定した期間（例えば過去５分間）内に、自車両が車線外側に変位し、且つ自車両の横位置が何れかのノッチ位置に到達したカウント値Ｃに応じて、付加反力Ｔｐの付与時間ｔを設定する。
図１５は、付与時間ｔの設定に用いるマップである。

このマップでは、カウント値Ｃについては、０＜Ｃ３＜Ｃ４の関係となるＣ３及びＣ４を予め定めておき、付与時間ｔについては、０＜ｔ_ＭＩＮ＜ｔ_ＭＡＸの関係となる最小値ｔ_ＭＩＮ及び最大値ｔ_ＭＡＸを予め定めておく。ここで、付与時間ｔの最小値ｔ_ＭＩＮとは、運転者が付加反力Ｔｐを知覚するまでに要する時間（例えば２０msec）よりも長い値である。また、付与時間ｔの最大値ｔ_ＭＡＸは、運転者のステアリング操作を邪魔しない時間（例えば１０００msec）以下の値である。そして、カウント値ＣがＣ３以下のときには、付与時間ｔが最小値ｔ_ＭＩＮを維持する。また、カウント値ＣがＣ３からＣ４の範囲にあるときには、カウント値Ｃが多いほど、付与時間ｔが最小値ｔ_ＭＩＮから最大値ｔ_ＭＡＸの範囲で大きくなる。また、カウント値ＣがＣ４以上のときには、付与時間ｔが最大値ｔ_ＭＡＸを維持する。
続くステップＳ２１２では、上記のように設定した波形、周波数ｆ、振幅Ａ、付与時間ｔに従った付加反力Ｔｐを出力してから所定のメインプログラムに復帰する。

《作用》
次に、第１実施形態の作用について説明する。
先ず走行車線を認識し、路面に標示された通行区分線ＬＤを検出し（ステップＳ２０４）、図８や図９に示すように、通行区分線ＬＤに対して幅員方向に沿ったノッチ位置Ｌｉを設定する（ステップＳ２０５）。また、自車両の横位置、つまり通行区分線ＬＤから自車両までの横方向距離ｄを算出し（ステップＳ２０６）、自車両が車線外側に横変位し、自車位置がノッチ位置Ｌｉに到達するか否かを判定する（ステップＳ２０７）。

ここで、図８のようなシーンを例に説明する。
ここでは、通行区分線ＬＤ_Ｒから幅員中心ＬＣまでの領域を等間隔に５分割し、ノッチ位置Ｌ１_Ｒ〜Ｌ４_Ｒを設定している。そして、自車両の基準線ＬＶが幅員中心ＬＣよりも右側にあるので、自車両が右方向に横変位し、各ノッチ位置Ｌ１_Ｒ〜Ｌ４_Ｒに到達するか否かを半定する。
そして、自車位置がノッチ位置Ｌｉに到達したときに、付加反力Ｔｐを振動させるためのパターンを設定し（ステップＳ２０８〜Ｓ２１１）、設定したパターンに従って付加反力Ｔｐを振動させる（ステップＳ２１２）。

先ず、横方向距離ｄが短くなるほど、周波数ｆを小さくする（ステップＳ２０８）。したがって、自車両の基準線ＬＶが、ノッチ位置Ｌ４_Ｒに到達するときよりも、ノッチ位置Ｌ１_Ｒに到達するときの方が、振動周波数ｆが小さくなる。すなわち、自車両がほぼ車線中央を走行していれば、例えばノッチ位置Ｌ４_Ｒに到達しても、振動周波数ｆは大きく設定される。逆に、走行車線における自車両の走行位置が片側に片寄っており、例えばノッチ位置Ｌ１_Ｒに到達したときには、走行車線からの逸脱傾向が強く、運転者に注意を喚起する必要があるため、振動周波数ｆが小さく設定される。このように、自車両が通行区分線ＬＤに近いほど、早い周期で振動する付加反力Ｔｐを付与することで、運転者に注意を喚起することができる。また、運転者が運転に集中し、自車両がほぼ車線中央を走行しているときには、遅い周期で振動する付加反力Ｔｐを付与することで、運転者に煩わしさを与えることがない。

また、横方向距離ｄが短くなるほど、振幅Ａを大きくする（ステップＳ２０９）。したがって、自車両の基準線ＬＶが、ノッチ位置Ｌ４_Ｒに到達するときよりも、ノッチ位置Ｌ１_Ｒに到達するときの方が、振動振幅Ａが大きくなる。すなわち、自車両がほぼ車線中央を走行していれば、例えばノッチ位置Ｌ４_Ｒに到達しても、振動振幅Ａは小さく設定される。逆に、走行車線における自車両の走行位置が片側に片寄っており、例えばノッチ位置Ｌ１_Ｒに到達したときには、走行車線からの逸脱傾向が強く、運転者に注意を喚起する必要があるため、振動振幅Ａが大きく設定される。このように、自車両が通行区分線ＬＤに近いほど、大きく振動する付加反力Ｔｐを付与することで、運転者に注意を喚起することができる。また、運転者が運転に集中し、自車両がほぼ車線中央を走行しているときには、小さく振動する付加反力Ｔｐを付与することで、運転者に煩わしさを与えることがない。

なお、予め設定した期間（例えば過去５分間）内に、自車両が車線外側に変位し、且つ自車両の横位置が何れかのノッチ位置Ｌｉに到達した回数をカウントしておき、そのカウント値Ｃに応じて振幅Ａを調整するようにしてもよい。この場合、カウント値Ｃが多いほど、振幅Ａを大きくする。したがって、走行車線における自車両の走行位置が安定しており、殆どノッチ位置に到達しないときには、仮に自車両の横位置がノッチ位置に到達したとしても、振動振幅Ａが小さく設定される。逆に、自車両が横方向にふらつき、ノッチ位置への到達が多いときには、振動振幅Ａが大きく設定される。このように、自車両が横方向にふらつき、横位置が不安定なときほど、大きく振動する付加反力Ｔｐを付与することで、運転者に注意を喚起することができる。また、運転者が運転に集中し、自車両の横位置が安定しているときには、小さく振動する付加反力Ｔｐを付与することで、運転者に煩わしさを与えることがない。

また、車速Ｖに応じて振幅Ａを設定するようにしてもよい。この場合、自車速Ｖが速いほど、大きい振幅Ａで付加反力Ｔｐを変動させる。一般に、車速Ｖが高くなるほど、運転者のステアリング操作を安定させるために、大きなベース反力Ｔｂが設定される。このようにベース反力Ｔｂが大きくなると、それに加算される付加反力Ｔｐが小さいと、付加反力Ｔｐを知覚しにくくなる。そこで、自車速Ｖが速いほど、大きく振動する付加反力Ｔｐを付与することで、運転者が知覚しやすくなる。

そして、予め設定した期間（例えば過去５分間）内に、自車両が車線外側に変位し、且つ自車両の横位置が何れかのノッチ位置に到達したカウント値Ｃに応じて、付加反力Ｔｐの付与時間ｔを設定する（ステップＳ２１１）。この場合、カウント値Ｃが多いほど、長い時間ｔに亘って付加反力Ｔｐを変動させる。したがって、走行車線における自車両の走行位置が安定しており、殆どノッチ位置に到達しないときには、仮に自車両の横位置がノッチ位置に到達したとしても、振動時間ｔが短く設定される。逆に、自車両が横方向にふらつき、ノッチ位置への到達が多いときには、振動時間ｔが長く設定される。このように、自車両が横方向にふらつき、横位置が不安定なときほど、長く振動する付加反力Ｔｐを付与することで、運転者に注意を喚起することができる。また、運転者が運転に集中し、自車両の横位置が安定しているときには、短く振動する付加反力Ｔｐを付与することで、運転者に煩わしさを与えることがない。

なお、運転者のステアリング操作に対して操舵反力Ｔｒを付与した後に、運転者がステアリングホイール１を把持していれば、操舵反力Ｔｒ相当のトルクがステアリングシャフト２に作用する。また、運転者がステアリングホイール１を把持しているので、ステアリングホイール１が急に回転することもない。すなわち、操舵反力Ｔｒを付与した後に、ステアリングシャフト２に作用するトルクＴｓと、ステアリングホイール１の角速度θ′を観測すれば、運転者がステアリングホイール１を把持しているか否かを判定できる。

そこで、操舵トルクＴｓが操舵反力Ｔｒより大きい、又は操舵角速度θ′がｔｈよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ２０２）。このとき、操舵トルクＴｓが操舵反力Ｔｒよりも大きかったり、又は操舵角速度θ′がｔｈよりも小さければ、運転者がステアリングホイール１を把持しているので、上記のような付加反力Ｔｐの設定出力を継続して行う（ステップＳ２１２）。一方、操舵トルクＴｓが操舵反力Ｔｒ以下で、且つ操舵角速度θ′がｔｈ以上であれば、運転者がステアリングホイール１を把持していないので、上記のような付加反力Ｔｐの設定出力を中止する（ステップＳ２０３）。これにより、運転者が手放し運転をしているときに、不必要に付加反力Ｔｐを設定出力することを抑制することができる。

次に、比較例と実施例とについて説明する。
図１６は、比較例について説明した図である。
ここでは、車線中央から離れるほど、操舵反力を増加させている。ウェーバー・フェヒナーの法則によれば、弁別閾は原刺激の値に応じて比例的に変化する。すなわち、車線中央から僅かに離れた位置で、車線外側へ横変位したときに、操舵反力のΔｔの増加を運転者が知覚できたとしても、車線中央から大きく離れた位置で、さらに車線外側へ横変位したときに、操舵反力のΔｔの増加だけでは運転者は知覚することができない。そこで、運転者に操舵反力の増加を知覚させ続けるには、スティーブンスのべき法則により、車線中央から離れるほど、操舵反力をべき乗に増加させ続けなければならない。

しかしながら、このように操舵反力をべき乗に増加させ続けると、ステアリング操作が重くなるだけでなく、運転者が操舵量を戻そうとしたときに、戻し過ぎてしまう可能性もある。すなわち、操舵反力を指数関数のように連続的に増加させると、かえって運転者の操作負担が大きくなってしまう。

図１７は、比較例と実施例との操作負荷を示した図である。
ここでは、付加反力Ｔｐと車線中央からの距離との積によって、夫々の操作負荷を算出している。比較例の操作負荷は２４.５０［Ｎ］であったのに対して、実施例の操作負荷は３.００［Ｎ］であった。すなわち、比較例に対して実施例では、（３.００［Ｎ］／２４.５０［Ｎ］）×１００＝１３となり、１３［％］まで操作負担が軽減されることが分った。
このように、付加反力Ｔｐを横方向距離ｄに応じて増加させ続けるのではなく、横方向距離ｄに応じて周期的に変動させることで、運転者の操作負担が増大することを抑制しつつ、自車両の横位置を運転者に知覚させることができる。

以上、付加反力設定部２４が「反力制御手段」に対応し、ステップＳ２０４の処理が「境界線検出手段」に対応し、ステップＳ２０６の処理が「横方向距離検出手段」に対応し、ステップＳ２０５の処理が「閾値設定手段」に対応する。また、ステアリングホイール１が「ステアリング操作子」に対応し、トルクセンサ３１が「トルク検出手段」に対応し、操舵角センサ１１及びステップＳ２０１の処理が「角速度検出手段」に対応し、ステップＳ２０２の処理が「把持状態判定手段」に対応する。

《効果》
次に、第１実施形態における主要部の効果を記す。
（１）本実施形態に係る運転操作支援装置では、運転者のステアリング操作に対して付加反力Ｔｐを付与するものであり、自車両の横変位可能な通行区分線ＬＤを検出し、通行区分線ＬＤ検出手段で検出した通行区分線ＬＤから自車両までの横方向距離ｄを検出する。そして、通行区分線ＬＤから自車両までの間を予め定めた間隔で分割することで、通行区分線ＬＤから自車両までの横方向距離ｄに対して複数のノッチ位置Ｌｉを設定する。そして、横方向距離ｄとノッチ位置Ｌｉに応じて、付加反力Ｔｐを周期的に変動させる。
このように、付加反力Ｔｐを横方向距離ｄに応じて増加させ続けるのではなく、横方向距離ｄ及びノッチ位置Ｌｉに応じて周期的に変動させるだけなので、運転者の操作負担が増大することを抑制しつつ、自車両の横位置を運転者に知覚させることができる。

（２）本実施形態に係る運転操作支援装置では、横方向距離ｄが減少傾向にあり、且つ横方向距離ｄが何れかのノッチ位置Ｌｉに到達したときに、予め定めたパターンで付加反力Ｔｐを変動させる。
このように、横方向距離ｄが何れかのノッチ位置Ｌｉに到達したときに、予め定めたパターンで付加反力Ｔｐを変動させるだけなので、運転者の操作負担が増大することを抑制しつつ、自車両の横位置を運転者に知覚させることができる。また、横方向距離ｄが減少傾向にある、つまり自車両が通行区分線ＬＤに近づくときだけ、付加反力Ｔｐを変動させるので、自車両が通行区分線ＬＤから離れるようなときに、不必要に付加反力Ｔｐを変動させることを抑制できる。

（３）本実施形態に係る運転操作支援装置では、横方向距離ｄが短いほど、低い周波数ｆで付加反力Ｔｐを変動させる。
このように、横方向距離ｄが短いほど、低い周波数ｆで付加反力Ｔｐを変動させることで、自車両が通行区分線ＬＤに近づくようなときに、運転者にとって知覚しやすい付加反力Ｔｐを付与することができる。

（４）本実施形態に係る運転操作支援装置では、横方向距離ｄが短いほど、大きい振幅Ａで付加反力Ｔｐを変動させる。
このように、横方向距離ｄが短いほど、大きい振幅Ａで付加反力Ｔｐを変動させることで、自車両が通行区分線ＬＤに近づくようなときに、運転者にとって知覚しやすい付加反力Ｔｐを付与することができる。

（５）本実施形態に係る運転操作支援装置では、予め定めた期間内に、横方向距離ｄが減少し、且つ横方向距離ｄが何れかのノッチ位置Ｌｉに到達した回数をカウントし、そのカウント値Ｃが多いほど、大きい振幅Ａで付加反力Ｔｐを変動させる。
このように、ノッチ位置Ｌｉに到達した回数が多いほど、大きい振幅Ａで付加反力Ｔｐを変動させることで、自車両が通行区分線ＬＤに繰り返し近づくようなときに、運転者にとって知覚しやすい付加反力Ｔｐを付与することができる。

（６）本実施形態に係る運転操作支援装置では、自車速Ｖが速いほど、大きい振幅Ａで付加反力Ｔｐを変動させる。
このように、自車速Ｖが速いほど、大きい振幅Ａで付加反力Ｔｐを変動させることで、ベース反力Ｔｂが大きくなっても、運転者にとって知覚しやすい付加反力Ｔｐを付与することができる。

（７）本実施形態に係る運転操作支援装置では、予め定めた期間内に、横方向距離ｄが減少し、且つ横方向距離ｄが何れかのノッチ位置Ｌｉに到達した回数をカウントし、そのカウント値Ｃが多いほど、長い時間ｔに亘って付加反力Ｔｐを変動させる。
このように、ノッチ位置Ｌｉに到達した回数が多いほど、長い時間ｔに亘って付加反力Ｔｐを変動させることで、運転者にとって知覚しやすい付加反力Ｔｐを付与することができる。

（８）本実施形態に係る運転操作支援装置では、横方向距離ｄが増加傾向にあるときには、付加反力Ｔｐの変動を中止する。
このように、横方向距離ｄが増加傾向にあるときには、付加反力Ｔｐの変動を中止することで、自車両が通行区分線ＬＤから離れるようなときに、不必要に付加反力Ｔｐを変動させることを抑制できる。
（９）本実施形態に係る運転操作支援装置では、走行車線の通行区分線ＬＤを境界線として検出する。
このように、走行車線の通行区分線ＬＤを境界線として検出することで、通行区分線ＬＤに対する自車両の横位置を、運転者に知覚させることができる。

（１０）本実施形態に係る運転操作支援装置では、通行区分線ＬＤに近いほど間隔が狭く、自車両に近いほど間隔が広くなるように、通行区分線ＬＤから自車両までの間を分割することで、通行区分線ＬＤから自車両までの横方向距離ｄに対して複数のノッチ位置を設定する。
このように、通行区分線ＬＤに近いほど間隔が狭く、自車両に近いほど間隔が広くなるように、通行区分線ＬＤから自車両までの領域を分割することで、自車両が通行区分線ＬＤに近づくほど、付加反力Ｔｐを変動させる頻度が増加し、通行区分線ＬＤに対する自車両の横位置を、効果的に運転者に知覚させることができる。

（１１）本実施形態に係る運転操作支援装置では、ステアリングホイール１に対して付加反力Ｔｐを付与したときに、操舵トルクＴｓが予め定めた値よりも小さく、且つ操舵角速度θ′が予め定めた値よりも大きいときには、運転者が手放し状態であると判定し、付加反力Ｔｐの変動を中止する。
このように、操舵トルクＴｓが予め定めた値よりも小さく、且つ操舵角速度θ′が予め定めた値よりも大きいときには、運転者が手放し状態であると判定することで、手放し状態を容易に検知することができる。また、手放し状態のときに、不必要に付加反力Ｔｐを変動させることを抑制できる。

（１２）本実施形態に係る運転操作支援装置では、自車両の横変位可能な通行区分線ＬＤを検出し、通行区分線ＬＤから自車両までの横方向距離ｄを検出し、運転者のステアリング操作に対して付与する付加反力Ｔｐを、横方向距離ｄに応じて周期的に変動させる。
このように、付加反力Ｔｐを横方向距離ｄに応じて増加させ続けるのではなく、横方向距離ｄに応じて周期的に変動させるだけなので、運転者の操作負担が増大することを抑制しつつ、自車両の横位置を運転者に知覚させることができる。

《第２実施形態》
《構成》
本実施形態は、横方向距離ｄに応じた周期に従って、付加反力Ｔｐを変動させるものである。
前述した第１実施形態では、横方向距離ｄがノッチ位置に到達した時点で、予め定めたパターンの付加反力Ｔｐを一回だけ付与（再生）していたが、本実施形態では、自車両の横方向距離ｄに対応付けて付加反力Ｔｐを増減させるものである。
装置構成は、前述した第１実施形態と同様である。

以下、付加反力設定部２４で実行する付加反力設定処理について設定する。
図１８は、第２実施形態の付加反力設定処理を示すフローチャートである。
ここでは、前述したステップＳ２０７〜Ｓ２１１の処理を、新たなステップＳ３０１の処理に変更しており、他のステップＳ２０１〜Ｓ２０６、Ｓ２１２の処理については、前述した第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
ステップＳ３０１では、横方向距離ｄに応じて付加反力Ｔｐを設定するためのマップを設定する。

図１９は、付加反力Ｔｐの設定に用いるマップである。
図中の（ａ）は右方向へ横変位するときの付加反力Ｔｐを示し、（ｂ）は左方向へ横変位するときの付加反力Ｔｐを示している。なお、（ａ）のマップでは、左方向へ横変位するときの付加反力Ｔｐは０であり、（ｂ）のマップでは、右方向へ横変位するときの付加反力Ｔｐは０である。
ここでは、横方向距離ｄに応じて絶対的に定まる付加反力Ｔｐを設定している。すなわち、横方向距離ｄが各ノッチ位置Ｌｉに近づくほど、付加反力Ｔｐが漸次的に増加し、横方向距離ｄが各ノッチ位置Ｌｉに到達したときに、付加反力Ｔｐが瞬間的に０まで減少するような鋸波状のマップを設定する。

ここで、各ノッチ位置Ｌｉでの付加反力Ｔｐの振幅にについて説明する。
先ず、図２０のマップを参照し、ノッチ位置（距離Ｙ）に応じて、付加反力Ｔｐの振幅Ａを設定する。
図２０は、振幅Ａの設定に用いるマップである（ノッチ位置）。
このマップでは、ノッチ位置については、０＜Ｙ１の関係となるＹ１を予め定めておき、振幅Ａについては、０＜Ａ_ＭＩＮ＜Ａ_ＭＡＸの関係となる最小値Ａ_ＭＩＮ及び最大値Ａ_ＭＡＸを予め定めておく。ここで、振幅Ａの最小値Ａ_ＭＩＮとは、ある標準となる感覚刺激からはっきりと弁別できる刺激の最小の差異である弁別閾（ＪＮＤ：Just Noticeable Difference）に応じて設定した値である。また、振幅Ａの最大値Ａ_ＭＡＸは、操舵反力Ｔｒとして法規的に付与可能な最大値よりも小さい値である。そして、ノッチ位置（距離Ｙ）がＹ１より大きいときには、ノッチ位置が通行区分線ＬＤに近いほど、振幅Ａが最小値Ａ_ＭＩＮから最大値Ａ_ＭＡＸの範囲で大きくなる。また、ノッチ位置（距離Ｙ）がＹ１以下のときには、振幅Ａが最大値Ａ_ＭＡＸを維持する。ノッチ位置（距離Ｙ）＝０とは、ノッチ位置Ｙ＝通行区分線ＬＤの状態を意味する。

なお、付加反力Ｔｐの振幅Ａは、他の要素に基づいて設定してもよい。
例えば、予め設定した期間（例えば過去５分間）内に、自車両が車線外側に変位し、且つ自車両の横位置が何れかのノッチ位置Ｌｉに到達した回数をカウントしておき、前述した図１３のマップを参照し、そのカウント値Ｃに応じて振幅Ａを設定するようにしてもよい。さらに、前述した図１４のマップを参照し、車速Ｖに応じて振幅Ａを設定するようにしてもよい。

なお、横方向距離ｄ、ノッチ位置に到達したカウント値Ｃ、車速Ｖの何れか一つに応じて、振幅Ａを設定する場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、距離ｄ、カウント値Ｃ、及び車速Ｖの全てに応じて、振幅Ａを設定するようにしてもよい。例えば、距離ｄに応じて振幅Ａｄを算出し、カウント値Ｃに応じて振幅Ａｃを算出し、車速Ｖに応じて振幅Ａｖを算出し、これらの振幅Ａｄ、Ａｃ、Ａｖの積又は和を用いて、最終的な振幅Ａを設定してもよい。このとき、Ａｄ、Ａｃ、Ａｖの重みは同一（１：１：１）としてもよいし、夫々に異なる重み付けをしてもよい。
上記がマップの設定方法である。
ステップＳ３０２では、上記のように設定した図１９のマップを参照し、自車両の横方向距離ｄに応じて、付加反力Ｔｐを設定する。

《作用》
次に、第２実施形態の作用について説明する。
本実施形態では、横方向距離ｄに応じて付加反力Ｔｐを設定するためのマップを設定し（ステップＳ３０１）、このマップを参照し、横方向距離ｄに応じて付加反力Ｔｐを設定する（ステップＳ３０２）。
これにより、自車両の横方向距離ｄに対応付けて付加反力Ｔｐが増減するので、横方向距離ｄに応じた周期に従って付加反力Ｔｐが変動する。つまり、横方向距離ｄに応じて絶対的に付加反力Ｔｐが定まることになる。

したがって、自車両の横方向距離ｄが例えばノッチ位置Ｌ１_ＲとＬ２_Ｒとの間にあり、自車両の横方向距離ｄが減少して右方向に横変位してゆくと、付加反力Ｔｐが漸次的に増加するので、自ずと左方向へのステアリング操作が促される。そして、自車両の横方向距離ｄが増加して左方向に横変位してゆくと、付加反力Ｔｐが漸次的に減少する。このように、対象とするノッチ位置Ｌｓに近づくほど付加反力Ｔｐを増加させ、対象とするノッチ位置Ｌｓを越えたときに、付加反力Ｔｐを減少させることで、走行車線の中央に自車両を誘導することができる。

なお、ノッチ位置Ｌが短くなるほど、振幅Ａを大きくする。したがって、自車両の基準線ＬＶが、ノッチ位置Ｌ４_Ｒに近づくときよりも、ノッチ位置Ｌ１_Ｒに近づくときの方が、振動振幅Ａが大きくなる。すなわち、自車両がほぼ車線中央を走行していれば、例えばノッチ位置Ｌ４_Ｒに近づくとしても、振動振幅Ａは小さく設定される。逆に、走行車線における自車両の走行位置が片側に片寄っており、例えばノッチ位置Ｌ１_Ｒに近づくときには、走行車線からの逸脱傾向が強く、運転者に注意を喚起する必要があるため、振動振幅Ａが大きく設定される。このように、対象とするノッチ位置Ｌｓが通行区分線ＬＤに近いほど、大きく振動する付加反力Ｔｐを付与することで、運転者に注意を喚起することができる。また、運転者が運転に集中し、自車両がほぼ車線中央を走行しているときには、小さく振動する付加反力Ｔｐを付与することで、運転者に煩わしさを与えることがない。

また、予め設定した期間（例えば過去５分間）内に、自車両が車線外側に変位し、且つ自車両の横位置が何れかのノッチ位置Ｌｉに到達した回数をカウントしておき、そのカウント値Ｃに応じて振幅Ａを調整するようにしてもよい。この場合、カウント値Ｃが多いほど、振幅Ａを大きくする。したがって、走行車線における自車両の走行位置が安定しており、殆どノッチ位置に到達しないときには、仮に自車両の横位置がノッチ位置に到達したとしても、振動振幅Ａが小さく設定される。逆に、自車両が横方向にふらつき、ノッチ位置への到達が多いときには、振動振幅Ａが大きく設定される。このように、自車両が横方向にふらつき、横位置が不安定なときほど、大きく振動する付加反力Ｔｐを付与することで、運転者に注意を喚起することができる。また、運転者が運転に集中し、自車両の横位置が安定しているときには、小さく振動する付加反力Ｔｐを付与することで、運転者に煩わしさを与えることがない。

また、車速Ｖに応じて振幅Ａを設定するようにしてもよい。この場合、自車速Ｖが速いほど、大きい振幅Ａで付加反力Ｔｐを変動させる。一般に、車速Ｖが高くなるほど、運転者のステアリング操作を安定させるために、大きなベース反力Ｔｂが設定される。このようにベース反力Ｔｂが大きくなると、それに加算される付加反力Ｔｐが小さいと、付加反力Ｔｐを知覚しにくくなる。そこで、自車速Ｖが速いほど、大きく振動する付加反力Ｔｐを付与することで、運転者が知覚しやすくなる。
その他の作用については、前述した第１実施形態と同様である。

《効果》
（１）本実施形態に係る運転操作支援装置では、横方向距離ｄが複数のノッチ位置Ｌｉのうち、横方向距離ｄよりも小さい直近のノッチ位置Ｌを対象ノッチ位置Ｌｓとする。そして、横方向距離ｄが対象ノッチ位置Ｌｓに近づくほど付加反力Ｔｐを増加させ、横方向距離ｄが対象ノッチ位置Ｌｓを越えたときに付加反力Ｔｐを減少させる。
このように、横方向距離ｄが対象ノッチ位置Ｌｓに近づくほど付加反力Ｔｐを増加させ、横方向距離ｄが対象ノッチ位置Ｌｓを越えたときに付加反力Ｔｐを減少させることで、運転者の操作負担が増大することを抑制しつつ、自車両の横位置を運転者に知覚させることができる。また、横方向距離ｄが減少傾向にある、つまり自車両が通行区分線ＬＤに近づくときだけ、付加反力Ｔｐを変動させるので、自車両が通行区分線ＬＤから離れるようなときに、不必要に付加反力Ｔｐを変動させることを抑制できる。

（２）本実施形態に係る運転操作支援装置では、対象ノッチ位置Ｌｓが通行区分線ＬＤに近いほど、大きい振幅Ａで付加反力Ｔｐを変動させる。
このように、対象ノッチ位置Ｌｓが通行区分線ＬＤに近いほど、大きい振幅Ａで付加反力Ｔｐを変動させることで、自車両が通行区分線ＬＤに近づくようなときに、運転者にとって知覚しやすい付加反力Ｔｐを付与することができる。

（３）本実施形態に係る運転操作支援装置では、予め定めた期間内に、横方向距離ｄが減少し、且つ横方向距離ｄが何れかのノッチ位置Ｌｉに到達した回数Ｃをカウントし、そのカウント値Ｃが多いほど、大きい振幅Ａで付加反力Ｔｐを変動させる。
このように、ノッチ位置に到達した回数が多いほど、大きい振幅Ａで付加反力Ｔｐを変動させることで、自車両が通行区分線ＬＤに繰り返し近づくようなときに、運転者にとって知覚しやすい付加反力Ｔｐを付与することができる。

（４）本実施形態に係る運転操作支援装置では、自車速Ｖが速いほど、大きい振幅Ａで付加反力Ｔｐを変動させる。
このように、自車速Ｖが速いほど、大きい振幅Ａで付加反力Ｔｐを変動させることで、ベース反力Ｔｂが大きくなっても、運転者にとって知覚しやすい付加反力Ｔｐを付与することができる。

《第３実施形態》
《構成》
本実施形態は、レーダ装置３４で検出した側方物体までの距離を利用し、自車両の側方に存在する側方物体を境界線ＬＤとして設定するものである。
装置構成は、前述した第１実施形態と同様である。
次に、付加反力設定部２４で実行する付加反力設定処理について設定する。
ここでは、前述したステップＳ２０５の処理を変更しており、他の処理については、前述した第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
すなわち、側方物体に対して幅員方向に沿ったノッチ（刻み目）位置を設定する。

図２１は、側方車両に対するノッチ位置を示す図である（等間隔）。
ここでは、自車両の右側で並走する側方車両の境界線（左側の側面）をＬＤとし、自車両の基準線（右側の側面）をＬＶとする。そして、側方車両の境界線ＬＤから自車両の基準線ＬＶまでの領域を等間隔に分割し、側方車両の側から順にノッチ位置Ｌ１、Ｌ２、…、Ｌｎとして設定する。ここでは、境界線ＬＤから自車両の基準線ＬＤまでの領域を等間隔に４分割し、ノッチ位置Ｌ１〜Ｌ３を設定している。

《作用》
次に、第３実施形態の作用について説明する。
本実施形態では、側方車両の境界線ＬＤから自車両までの間を予め定めた間隔で分割することで、境界線ＬＤから自車両までの横方向距離ｄに対して複数のノッチ位置Ｌｉを設定する。そして、横方向距離ｄが減少傾向にあり、且つ横方向距離ｄが何れかのノッチ位置Ｌｉに到達したときに、予め定めたパターンで付加反力Ｔｐを変動させる。

このように、横方向距離ｄが何れかのノッチ位置Ｌｉに到達したときに、予め定めたパターンで付加反力Ｔｐを変動させるだけなので、運転者の操作負担が増大することを抑制しつつ、自車両の横位置を運転者に知覚させることができる。また、横方向距離ｄが減少傾向にある、つまり自車両が通行区分線ＬＤに近づくときだけ、付加反力Ｔｐを変動させるので、自車両が通行区分線ＬＤから離れるようなときに、不必要に付加反力Ｔｐを変動させることを抑制できる。

《効果》
（３）本実施形態に係る運転操作支援装置では、自車両の側方に存在する側方物体を境界線として検出する。
このように、側方物体を境界線ＬＤとして検出することで、側方物体に対する自車両の横位置を、運転者に知覚させることができる。
以上、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく実施形態の改変は、当業者にとって自明のことである。

１ ステアリングホイール
２ ステアリングシャフト
３Ｌ、３Ｒ 転舵輪
４ ナックルアーム
５ タイロッド
６ ラックアンドピニヨン
７ ピニヨンシャフト
８ 反力モータ
９ 転舵モータ
１０ クラッチ
１１ 操舵角センサ
１２ 転舵角センサ
１３ ハブセンサ
１４ 車速センサ
１５ ヨーレートセンサ
２０ コントローラ
２１ 転舵角制御部
２２ 操舵反力制御部
２３ ベース反力設定部
２４ 付加反力設定部
２５ 加算部
２６ 駆動制御部
３１ トルクセンサ
３２ 横加速度センサ
３３ 前方カメラ
３４ ナビゲーションシステム
３５ レーダ装置

Claims (17)

1. 運転者のステアリング操作に対して操作反力を付与する反力制御手段と、
   自車両の横変位可能な境界線を検出する境界線検出手段と、
   前記境界線検出手段で検出した境界線から自車両までの横方向距離を検出する横方向距離検出手段と、
   前記境界線から自車両までの間を予め定めた間隔で分割することで、前記境界線から自車両までの横方向距離に対して複数の閾値を設定する閾値設定手段を備え、を備え、
   前記反力制御手段は、
   前記横方向距離検出手段で検出した横方向距離、及び前記閾値設定手段で設定した閾値に応じて、前記操作反力を周期的に変動させることを特徴とするステアリング制御装置。
2. 前記反力制御手段は、
   前記横方向検出手段で検出した横方向距離が減少傾向にあり、且つ前記横方向距離が前記閾値設定手段で設定した何れかの閾値に到達したときに、予め定めたパターンで前記操作反力を変動させることを特徴とする請求項１に記載のステアリング制御装置。
3. 前記反力制御手段は、
   前記横方向検出手段で検出した横方向距離が短いほど、低い周波数で前記操作反力を変動させることを特徴とする請求項２に記載のステアリング制御装置。
4. 前記反力制御手段は、
   前記横方向検出手段で検出した横方向距離が短いほど、大きい振幅で前記操作反力を変動させることを特徴とする請求項２又は３に記載のステアリング制御装置。
5. 前記反力制御手段は、
   予め定めた期間内に、前記横方向検出手段で検出した横方向距離が減少し、且つ前記横方向距離が前記閾値設定手段で設定した何れかの閾値に到達した回数をカウントし、カウントした回数が多いほど、大きい振幅で前記操作反力を変動させることを特徴とする請求項２〜４の何れか一項に記載のステアリング制御装置。
6. 自車速を検出する車速検出手段を備え、
   前記反力制御手段は、
   前記車速検出手段で検出した自車速が速いほど、大きい振幅で前記操作反力を変動させることを特徴とする請求項２〜５の何れか一項に記載のステアリング制御装置。
7. 前記反力制御手段は、
   予め定めた期間内に、前記横方向検出手段で検出した横方向距離が減少し、且つ前記横方向距離が前記閾値設定手段で設定した何れかの閾値に到達した回数をカウントし、カウントした回数が多いほど、長い時間に亘って前記操作反力を変動させることを特徴とする請求項２〜６の何れか一項に記載のステアリング制御装置。
8. 前記反力制御手段は、
   前記横方向距離が前記閾値設定手段で設定した複数の閾値のうち、前記横方向検出手段で検出した横方向距離よりも小さい直近の閾値を対象閾値とし、
   前記横方向距離が前記対象閾値に近づくほど前記操作反力を増加させ、前記横方向距離が前記対象閾値を越えたときに前記操作反力を減少させることを特徴とする請求項１に記載のステアリング制御装置。
9. 前記反力制御手段は、
   前記対象閾値が前記境界線に近いほど、大きい振幅で前記操作反力を変動させることを特徴とする請求項８に記載のステアリング制御装置。
10. 前記反力制御手段は、
    予め定めた期間内に、前記横方向検出手段で検出した横方向距離が減少し、且つ前記横方向距離が前記閾値設定手段で設定した何れかの閾値に到達した回数をカウントし、カウントした回数が多いほど、大きい振幅で前記操作反力を変動させることを特徴とする請求項８又は９の何れか一項に記載のステアリング制御装置。
11. 前記反力制御手段は、
    自車速が速いほど、大きい振幅で前記操作反力を変動させることを特徴とする請求項８〜１０の何れか一項に記載のステアリング制御装置。
12. 前記反力制御手段は、
    前記横方向検出手段で検出した横方向距離が増加傾向にあるときには、前記操作反力の変動を中止することを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載のステアリング制御装置。
13. 前記境界線検出手段は、
    車両通行帯の通行区分線を前記境界線として検出することを特徴とする請求項１〜１２の何れか一項に記載のステアリング制御装置。
14. 前記境界線検出手段は、
    自車両の側方に存在する側方物体を前記境界線として検出することを特徴とする請求項１〜１３の何れか一項に記載のステアリング制御装置。
15. 前記閾値設定手段は、
    前記境界線に近いほど間隔が狭く、自車両に近いほど間隔が広くなるように、前記境界線から自車両までの間を分割することで、前記境界線から自車両までの横方向距離に対して複数の前記閾値を設定することを特徴とする請求項２〜１４の何れか一項に記載のステアリング制御装置。
16. 運転者によって操作されるステアリング操作子と、
    前記ステアリング操作子に入力されるトルクを検出するトルク検出手段と、
    前記ステアリング操作子の操舵角速度を検出する角速度検出手段と、
    前記反力制御手段が前記ステアリング操作子に対して操作反力を付与したときに、前記トルク検出手段で検出したトルクが予め定めた値よりも小さく、且つ前記角速度検出手段で検出した操舵角速度が予め定めた値よりも大きいときに、運転者が前記ステアリング操作子を把持していないと判定する把持状態判定手段と、を備え、
    前記反力制御手段は、
    前記把持状態判定手段で運転者が前記ステアリング操作子を把持していないと判定されたときには、前記操作反力の変動を中止することを特徴とする請求項１〜１５の何れか一項に記載のステアリング制御装置。
17. 自車両の横変位可能な境界線を検出し、
    前記境界線から自車両までの横方向距離を検出し、
    運転者のステアリング操作に対して付与する操作反力を、前記横方向距離に応じて周期的に変動させることを特徴とするステアリング制御方法。
    

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