JP4110999B2 - 車両用運転操作補助装置およびその装置を備える車両 - Google Patents

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、先行車と自車両との車間距離に基づき、アクセルペダルの操作反力を変更している（例えば特許文献１）。この装置は、車間距離の減少に伴いアクセルペダルの反力を増加させることによって、運転者の注意を喚起する。
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。
【特許文献１】
特開平１０−１６６８９０号公報
【特許文献２】
特開平１０−１６６８８９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、反力制御の対象としている先行車が隣接車線に移動したり、自車両が車線変更を行って先行車が検出されなくなった場合に、アクセルペダル反力が急に変化して運転者に違和感を与えてしまうという問題があった。
【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、自車両前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、障害物検出手段からの信号に基づいて、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からの信号に基づいて、リスクポテンシャルが大きくなるほど車両操作機器に発生させる操作反力を大きくするように操作反力を決定する操作反力決定手段と、操作反力決定手段からの信号に基づいて、車両操作機器に発生する操作反力を制御する車両操作機器制御手段と、障害物検出手段によって検出された障害物が誤認識である確信度を、障害物検出手段によって障害物が検出されてからの経過時間に基づいて算出する誤認識確信度算出手段と、障害物検出手段によって検出されていた障害物が、障害物検出手段による検知可能領域外もしくは自車線外に到達することにより反力制御の対象外となる確信度を算出する対象外確信度算出手段と、障害物検出手段によって検出される障害物が検知可能領域外もしくは自車線外に到達したかを判定し、障害物が検知可能領域外もしくは自車線外に到達して反力制御の対象外となったと判定すると、車両操作機器に発生させる操作反力がリスクポテンシャルに応じて低下する際の変化パターンを、誤認識確信度算出手段によって算出された誤認識確信度および対象外確信度算出手段によって算出された対象外確信度に基づいて補正する操作反力補正手段とを備える。
【０００５】
【発明の効果】
本発明によれば、誤認識確信度および対象外確信度に基づいて、リスクポテンシャルに応じて車両機器に発生する操作反力の変化パターンを補正するので、障害物が反力制御の対象外となった場合でも運転者の違和感を低減した反力制御を行うことができる。
【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、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。
【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、前方障害物までの縦方向距離と横方向距離を検出する。検出した縦方方向距離及び横方向距離はコントローラ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±６[deg]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する。検出した自車速はコントローラ５０へ出力される。
【０００９】
操舵角センサ３０は、ステアリングホイール、またはステアリングホイールと一体で回転するステアリングシャフト（不図示）の回転変位から操舵角度を検出する。操舵角センサ３０は、例えば、ギヤ機構等の増幅器とロータリーエンコーダあるいはポテンショメータ等の角度検出機構からなり、ステアリングホイールの回転変位をギヤ機構で増幅した後、角度検出機構により操舵角検出信号として検出する。検出した操舵角検出信号はコントローラ５０へ出力される。
【００１０】
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、図３に示すように障害物認識部５１，リスクポテンシャル算出部５２，運転操作反力決定部５３，誤認識確信度算出部５４，検知可能領域算出部５５，対象外確信度算出部５６および運転操作反力補正部５７を構成している。
【００１１】
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、操舵角センサ３０から入力される操舵角とから道路形状を推定する。また、レーザレーダ１０から入力される縦方向距離、横方向距離、および推定した道路形状から自車前方の障害物状況を検出する。コントローラ５０は、検出した障害物状況に基づいて障害物に対する自車両のリスクポテンシャルを算出する。さらに、コントローラ５０は、障害物に対するリスクポテンシャルから、以下のようにリスクポテンシャルに応じた制御を行う。
【００１２】
本発明の第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置１は、アクセルペダルを操作する際に発生する反力を制御することによって、運転者の運転操作を適切にアシストする。そこで、コントローラ５０は、算出したリスクポテンシャルに基づいて車両前後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６０へと出力する。
【００１３】
アクセルペダル反力制御装置６０は、コントローラ５０から出力される反力制御量に応じて、アクセルペダル６２のリンク機構に組み込まれたサーボモータ６１で発生させるトルクを制御する。サーボモータ６１は、アクセルペダル操作反力制御装置６０からの指令値に応じて発生させるトルクおよび回転角を制御し、運転者がアクセルペダル６２を操作する際に発生する操作反力を任意に制御することができる。なお、リスクポテンシャルに応じた反力制御を行わない場合のアクセルペダル反力特性を、通常の反力特性とする。通常の反力特性は、例えばアクセルペダル６２の回動中心に設けられたばねのバネ力により実現することができる。
【００１４】
図３に示すコントローラ５０の障害物認識部５１は、レーザレーダ１０からの信号を読み込み、自車両と前方障害物との縦方向距離、横方向距離、縦方向相対速度および横方向相対速度を算出する。リスクポテンシャル算出部５２は、障害物認識部５１からの信号に基づいて、前方障害物に対する自車両のリスクポテンシャルを算出する。運転操作反力決定部５３は、リスクポテンシャル算出部５２で算出されたリスクポテンシャルから前後方向の反力制御量を算出する。誤認識確信度算出部５４は、障害物認識部５１からの信号に基づいて、検出された障害物が誤認識である確信度を算出する。
【００１５】
検知可能領域算出部５５は、車速センサ２０から入力される自車速と、操舵角センサ３０から入力される操舵角とから、レーザレーダ１０による自車線内の検知可能領域を算出する。対象外確信度算出部５６は、障害物認識部５１によって算出された前方障害物の位置、移動速度および移動方向と、検知可能領域算出部５５によって算出された自車線内の検知可能領域とから、障害物が自車線内の検知可能領域をどのように移動しているかを推定し、その障害物が対象外となる確信度を算出する。ここで、障害物が自車線あるいはレーダの検知可能領域から離脱し、アクセルペダル反力制御を行う対象の障害物でなくなった状態を対象外とする。
【００１６】
運転操作反力補正部５７は、誤認識確信度算出部５４で算出された誤認識確信度、及び対象外確信度算出部５６で算出された対象外確信度に基づいて、運転操作反力決定部５３で算出された反力制御量を補正する。
【００１７】
次に本発明の実施の形態による車両用運転操作補助装置１の動作を詳細に説明する。図４は、本発明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５０[msec]毎に連続的に行われる。
【００１８】
まず、ステップＳ１００で走行状態を読み込む。ここで、走行状態は、自車前方の障害物状況を含む自車両の走行状況に関する情報である。そこで、レーザレーダ１０により検出される前方障害物、例えば自車両前方を走行する車両までの縦方向距離および横方向距離と、車速センサ２０によって検出される自車両の走行車速、操舵角センサ３０によって検出される操舵角を読み込む。
【００１９】
ステップＳ２００では、ステップＳ１００で読み込み、認識した走行状態データに基づいて、前方障害物の状況を認識する。ここでは、前回の処理周期以前に検出され、コントローラ５０のメモリに記憶されている自車両に対する前方障害物の相対位置やその移動方向・移動速度と、ステップＳ１００で得られた現在の走行状態データとにより、現在の前方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。ここでは、前方障害物の自車両に対する縦方向距離、横方向距離、縦方向相対速度および横方向相対速度を認識する。そして、自車両の走行に対して障害物が、自車両の前方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。なお、自車両の前後方向を縦方向とし、自車両の左右方向を横方向とする。
【００２０】
ステップＳ３００では、前方障害物に対するリスクポテンシャルＲＰを算出する。前方障害物に対するリスクポテンシャルＲＰを算出するために、まず、認識された前方障害物に対する余裕時間（ＴＴＣ：Time To Collision）を算出する。ここで、前方障害物に対する余裕時間ＴＴＣは、以下の（式１）で求められる。
【数１】

ここで、Ｌ：自車両から前方障害物までの相対距離、Ｖｒ：自車両に対する前方障害物の相対速度をそれぞれ示す。余裕時間ＴＴＣは、前方障害物に対する現在の自車両の接近度合を示す物理量であり、現在の走行状況が継続した場合、つまり相対車速Ｖｒが一定の場合に、何秒後に自車両と障害物が接触するかを示す値である。
【００２１】
算出した余裕時間ＴＴＣを用いて、前方障害物に対するリスクポテンシャルＲＰを算出する。前方障害物に対するリスクポテンシャルＲＰは以下の（式２）で求められる。
【数２】

【００２２】
（式２）に示すように、リスクポテンシャルＲＰは余裕時間ＴＴＣの逆数を用いて、余裕時間ＴＴＣの関数として表される。リスクポテンシャルＲＰが大きいほど前方障害物への接近度合が大きいことを示している。なお、このリスクポテンシャルＲＰは、前方走行車に対するリスクポテンシャルであり、自車両前後方向のリスクポテンシャルを示している。
【００２３】
ステップＳ４００では、ステップＳ３００で算出した前後方向リスクポテンシャルＲＰ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６０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ＲＰが大きいほど、アクセルペダル６２を戻す方向へ制御反力を発生させる。
【００２４】
図５に、前後方向リスクポテンシャルＲＰと、アクセルペダル反力制御指令値ＦＡとの関係を示す。図５に示すように、前後方向リスク度ＲＰが所定値ＲＰmaxよりも小さい場合、前後方向リスクポテンシャルＲＰが大きいほど、大きなアクセルペダル反力を発生させるようにアクセルペダル反力制御指令値ＦＡを算出する。前後方向リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰmaxより大きい場合には、最大のアクセルペダル反力を発生させてアクセルペダル６２の開放を促すように、アクセルペダル反力制御指令値ＦＡを最大値ＦＡmaxに固定する。
【００２５】
ステップＳ５００では、レーザレーダ１０により検出された前方障害物が誤認識である確信度を算出する。レーザレーダ１０等のセンサによる障害物との車間距離検出は、１００％の信頼性を得られるものではない。例えば、自車両前方に反力制御の対象となる障害物がいないにも関わらず、車線周辺の看板等を前方障害物であると誤認識してしまう可能性がある。誤認識した物体に対して反力制御を行うと、実際には自車両前方に対象障害物が存在しないのにアクセルペダル反力が発生し、運転者に煩わしさを与えてしまう。そこで、ここではレーザレーダ１０によって検出された前方障害物が反力制御の対象とすべき対象障害物ではない、すなわち誤認識をしたという確信度を算出する。ステップＳ５００における誤認識確信度算出処理を、図６〜図９を用いて詳細に説明する。
【００２６】
図６は、ステップＳ５００における誤認識確信度算出処理の処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ５２０では、ステップＳ２００で算出された自車両と障害物との距離および相対速度から、自車前方の障害物状態を判定する。ステップＳ５４０では、ステップＳ５２０で判定された障害物状態に基づいて、障害物を認識してからの経過時間を算出する。ステップＳ５６０では、ステップＳ５４０で算出された、障害物を認識してからの経過時間に基づいて、誤認識確信度を算出する。
【００２７】
まず、ステップＳ５２０における障害物状態判定処理を、図７のフローチャートを用いて詳細に説明する。ここでは、自車前方に存在する障害物を検知している場合は、先行車検知フラグflgLOCKを１とする。また、自車前方に新たに障害物を検知した場合、若しくは自車前方の障害物が入れ替わった場合は、先行車入れ替わりフラグflgCHANGEを１とする。
【００２８】
ステップＳ５２１では、自車前方に存在する障害物、すなわち先行車を検知しているか否かを判定する。先行車を検出している場合はステップＳ５２２に進み、先行車検知フラグflgLOCKに１をセットする。ステップＳ５２３では、先行車検知フラグの前回値flgLOCK_zが１か否かを判定する。ステップＳ５２３が肯定判定され、前回周期においても先行車を検知していた場合は、ステップＳ５２４に進む。
【００２９】
ステップＳ５２４では、自車両と先行車との車間距離Ｌと車間距離の前回値Ｌ_zとの差（｜Ｌ−Ｌ_z｜）が、所定値Ｌ０よりも小さいか否かを判定する。ステップＳ５２４が肯定判定されると、ステップＳ５２５に進む。ステップＳ５２５では、相対速度Ｖｒと相対速度の前回値Ｖｒ_zとの差（｜Ｖｒ−Ｖｒ_z｜）が、所定値Ｖｒ０よりも小さいか否かを判定する。ステップＳ５２５が肯定判定されると、ステップＳ５２６へ進む。
【００３０】
ステップＳ５２６では、先行車との車間距離Ｌおよび相対速度Ｖｒに大きな変化がないため同一の障害物を検知し続けていると判断し、先行車入れ替わりフラグflgCHANGEに０をセットする。一方、ステップＳ５２３からステップＳ５２５のいずれかが否定判定されると、ステップＳ５２７へ進む。ステップＳ５２７では、自車前方に存在する障害物を新たに検知したか、若しくは自車前方の障害物が入れ替わったと判断し、先行車入れ替わりフラグflgCHANGEに１をセットする。
【００３１】
ステップＳ５２１が否定判定され、先行車が検知されていない場合は、ステップＳ５２８へ進む。ステップＳ５２８では、先行車検知フラグflgLOCKに０をセットし、ステップＳ５２９で先行車入れ替わりフラグflgCHANGEに０をセットする。
【００３２】
ステップＳ５３０では、今回検出あるいは設定した車間距離Ｌ、相対速度Ｖｒおよび先行車検知フラグflgLOCKを、それぞれの前回値Ｌ_z、Ｖｒ_z、flgLOCK_zにセットして終了する。
【００３３】
ステップＳ５２０において障害物状態を判定したのち、ステップＳ５４０へ進む。以下に、ステップＳ５４０における障害物認識経過時間算出処理を、図８のフローチャートを用いて詳細に説明する。
【００３４】
ステップＳ５４１では、ステップＳ５２０で設定した先行車検知フラグflgLOCKが１か否かを判定する。ステップＳ５４１が肯定判定されると、ステップＳ５４２に進み、先行車入れ替わりフラグflgCHANGEが０か否かを判定する。ステップＳ５４２が肯定判定され、同一障害物を継続して検知している場合は、ステップＳ５４３に進む。
【００３５】
ステップＳ５４３では、障害物認識後の経過時間カウンタLOCK_Tに１を加算して終了する。ステップＳ５４１、若しくはステップＳ５４２が否定判定され、自車前方に障害物が存在しない、あるいは自車前方の障害物が入れ替わった場合は、ステップＳ５４４へ進む。ステップＳ５４４では、障害物認識後の経過時間カウンタLOCK_Tを０にクリアして終了する。
【００３６】
ステップＳ５４０において障害物認識後経過時間を算出した後、ステップＳ５６０へ進む。ステップＳ５６０では、ステップＳ５４０で算出された、障害物を認識してからの経過時間LOCK_Tに基づいて誤認識確信度Ｓ１を算出する。
【００３７】
図９に、障害物を認識してからの経過時間LOCK_Tと誤認識確信度Ｓ１との関係を示す。図９に示すように、経過時間LOCK_Tが所定値LOCK_T0、例えば２秒よりも小さい場合、前方障害物の検出が誤認識である可能性が高いと判断し、誤認識確信度Ｓ１を１００％に設定する。経過時間LOCK_Tが所定値LOCK_T0よりも大きい場合は、前方障害物の誤認識の可能性が次第に低くなると考えられるので、誤認識確信度Ｓ１を徐々に小さくする。そして経過時間LOCK_Tが所定値LOCK_T1、例えば１０秒よりも大きい場合は誤認識の可能性は非常に低くなるので、誤認識確信度Ｓ１を０％に設定する。ここで、LOCK_T0＜LOCK_T1である。
【００３８】
このように、ステップＳ５００において前方障害物の誤認識確信度Ｓ１を算出した後、ステップＳ６００へ進む。
【００３９】
ステップＳ６００では、レーザレーダ１０によりスキャンされる前方の領域、例えば自車正面に対して±６ｄｅｇから、レーザーレーダ１０による自車線内の検知可能領域を算出する。自車線内の検知可能領域は、例えば次のようにして算出できる。なお、以下の計算においては、レーザレーダ１０は自車両前方中央に取り付けられており、自車両は車線中央を走行していると仮定する。
【００４０】
図１０および図１１に示すように、自車両前面の中心位置を原点として、前方にｙ軸、右方にｘ軸となる座標系を設定する。図１０は自車線が直線路である場合を示し、図１１は自車線が曲線路である場合を示している。なお、レーザレーダ１０のスキャニング幅を２θ、最長検知距離をｙmaxとし、車線幅をＤとする。
【００４１】
《直線路の場合》
まず、図１０を用いて直線路におけるレーザレーダ１０の検知可能領域の算出処理を説明する。なお、図１０に示すハッチング部分が自車線内の検知可能領域である。
【００４２】
レーザレーダ１０によるスキャン範囲の右側境界は、（式３）で表される。
【数３】

【００４３】
これにより、自車線右端とレーダスキャン範囲の右側境界との交点（ｘ１，ｙ１）は、それぞれ（式４）（式５）で表される。
【数４】

【数５】

【００４４】
同様に、レーダスキャン範囲の左側境界は、（式６）のように表される。
【数６】

【００４５】
したがって、自車線左端とレーダスキャン範囲の左側境界との交点（ｘ２，ｙ２）は、以下の（式７）（式８）となる。
【数７】

【数８】

【００４６】
これらを用いて、直線路の場合の自車線内の検知可能領域は、以下のように表すことができる。
・ｙmax≧ｙ≧ｙ１（＝ｙ２）のとき
【数９】

・ｙ１（＝ｙ２）≧ｙ（＞０）のとき
【数１０】

【００４７】
《曲線路の場合》
つぎに、曲線路におけるレーザレーダ１０の検知可能領域の算出処理を説明する。ここでは、図１１に示すように自車線が左カーブである場合を考える。なお、図１１に示すハッチング部分が自車線内の検知可能領域である。
【００４８】
まず、曲率半径Ｒは、操舵角センサ３０から入力される操舵角ＳＴＲ、及びステアリングギヤ比STR_GR、ホイールベースｌ、スタビリティファクタＡを用いて、以下の（式１１）により算出することができる。
【数１１】

【００４９】
曲率半径Ｒのカーブ路の自車線右端は、（式１２）で表される。
【数１２】

【００５０】
レーダスキャン範囲の右側境界と自車線右端との交点（ｘ１．ｙ１）は、上述した（式３）および（式１２）を連立することにより、以下の（式１３）（式１４）で表される。
【数１３】

【数１４】

【００５１】
同様に、レーダスキャン範囲の左側境界と自車線右端との交点（ｘ２，ｙ２）は、上述した（式６）および（式１２）を連立することにより、以下の（式１５）および（式１６）で表される。
【数１５】

【数１６】

【００５２】
これらを用いて、曲線路の場合の自車線内の検知可能領域は、以下のように表すことができる。
・ｙ２≧ｙ≧ｙ１、かつｙmax≧ｙのとき
【数１７】

・ｙ１≧ｙ（＞０）のとき
【数１８】

なお、自車線が右カーブの場合も、同様にして自車線内の検知可能領域を算出することができる。
【００５３】
なお、ここでは車速と操舵角とから曲率半径Ｒを算出し、道路形状を推定しているが、これに限らず、例えば前方風景を撮影したカメラ画像を画像処理して白線を認識したり、ナビゲーションシステムから得られた道路情報を元に道路形状を推定することもできる。
【００５４】
このようにステップＳ６００でレーザレーダ１０の検知可能領域を算出した後、ステップＳ７００へ進む。
【００５５】
ステップＳ７００では、ステップＳ２００で認識された現在の障害物の自車両に対する相対位置やその移動方向・移動速度と、ステップＳ６００で算出された自車線内の検知可能領域とから、対象外確信度を算出する。レーザレーダ１０等のセンサによる障害物との車間距離の検出は、１００％の信頼性を得られるものではない。例えば、センサの不具合や道路形状等によって自車両前方に障害物が存在するにも関わらず、前方障害物を検知できなくなってしまう可能性がある。このとき、前方障害物が存在しなくなったと判断してアクセルペダル反力制御を終了すると、運転者はアクセルペダル反力の変動に対して自らが瞬時に対応しなくてはいけない。この結果、運転者の負担が増大するとともに、運転者がシステムに対する不信感を抱いてしまう可能性がある。そこで、ここでは、自車両前方の障害物が自車線外に離脱するなどして反力制御の対象障害物ではなくなったという確信度を算出する。
【００５６】
ステップＳ７００における対象外確信度算出処理の処理手順を、図１２のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ７２０では、自車前方に存在する障害物が自車線内の検知可能領域の外に出るまでの時間を算出する。ステップＳ７４０では、自車前方の障害物が自車線外に出るまでの時間を算出する。ステップＳ７６０では、ステップＳ７２０で算出した検知可能領域外到達時間、及びステップＳ７４０で算出した自車線外到達時間から、対象外確信度を算出する。
【００５７】
以下に、図１３から図１７を用いてステップＳ７２０〜Ｓ７６０における処理を詳細に説明する。
ステップＳ７２０では、自車前方の障害物が自車線内の検知可能領域の外に出るまでの時間を算出する。ここで、図１３及び図１４に示すように、自車前方の障害物が黒丸●の位置にいるとき、レーザレーダ１０による自車線内の検知可能領域の外、すなわちクロス×の位置に到達するまでの時間を、自車前方の障害物が自車線内の検知可能領域の外に出るまでの時間とする。検知可能領域外到達時間Ｔ１は、以下のように算出できる。なお、現在の前方障害物の位置を（ｘ（０）、ｙ（０））、自車両と前方障害物との相対速度を（ｄｘ、ｄｙ）とする。
【００５８】
前方障害物の移動軌跡は、以下の（式１９）あるいは（式２０）で表される。
【数１９】

【数２０】

【００５９】
また、時間Ｔ後の前方障害物の位置（ｘ（Ｔ）、ｙ（Ｔ））は、（式２１）（式２２）で表される。
【数２１】

【数２２】

【００６０】
《直線路の場合》
まず、図１３を用いて、自車線が直線路である場合の検知可能領域外到達時間Ｔ１の算出処理について、前方障害物の移動方向別に説明する。
○遠方へ移動中（図１３、▲１▼）
以下の（式２３）および（式２４）を満たす場合、前方障害物は遠方に移動中であると判断することができる。
【数２３】

【数２４】

このとき、検知可能領域外到達時間Ｔ１は、（式２５）で算出できる。
【数２５】

【００６１】
○隣接車線へ移動中（図１３、▲２▼）
・ｄｘ＞０のとき、（式２６）を満たす場合は、前方障害物は右車線に移動中であると判断することができる。
【数２６】

このとき、検知可能領域外到達時間Ｔ１は、（式２７）で算出できる。
【数２７】

・ｄｘ＜０のとき、（式２８）を満たす場合は、前方障害物は左車線に移動中であると判断することができる。
【数２８】

このとき、検知可能領域外到達時間Ｔ１は、（式２９）で算出することができる。
【数２９】

【００６２】
○自車線内検知可能領域外に移動中（図１３、▲３▼）
・ｄｘ＞０のとき、（式３０）を満たす場合は、前方障害物は自車線内右側検知可能領域外に移動中であると判断することができる。
【数３０】

前方障害物の移動軌跡とレーダスキャン範囲の右側境界との交点は、上述した（式３）と（式１９）を連立することにより、（式３１）（式３２）で表される。
【数３１】

【数３２】

これにより、検知可能領域外到達時間Ｔ１は、（式３３）で算出できる。
【数３３】

・ｄｘ＜０のとき、（式３４）を満たす場合は、前方障害物は自車線内左側検知可能領域外に移動中であると判断することができる。
【数３４】

【００６３】
前方障害物の移動軌跡とレーダスキャン範囲の左側境界との交点は、上述した（式６）と（式１９）を連立することにより、（式３５）（式３６）で表される。
【数３５】

【数３６】

これにより、検知可能領域外到達時間Ｔ１は、以下の（式３７）で算出できる。
【数３７】

【００６４】
《曲線路の場合》
つぎに、自車線が曲線路である場合の検知可能領域外到達時間Ｔ１の算出処理について、図１４および図１５（ａ）（ｂ）を用いて、前方障害物の移動方向別に説明する。
【００６５】
図１５（ａ）（ｂ）に示す、レーザレーダ１０の最長検知距離ｙmaxにおけるカーブ路の自車線右端上の点Ａの座標（ｘ３，ｙ３）は、（式３８）で表される。
【数３８】

【００６６】
これにより、以下の（式３９）を満たす場合は、図１５（ａ）に示すような、レーザレーダ１０の最長検知距離ｙmaxにおいてレーダスキャン範囲とカーブ路の自車線右端とが交わるようなカーブである。
【数３９】

【００６７】
一方、以下の（式４０）を満たす場合は、図１５（ｂ）に示すような、レーザレーダ１０の最長検知距離ｙmaxにおいてレーダスキャン範囲とカーブ路の自車線右端とが交わらない、すなわちレーダスキャン範囲の左側境界とカーブ路の自車線右端とが交わるようなカーブである。
【数４０】

【００６８】
○遠方へ移動中
図１５（ａ）のようなカーブの場合、すなわち（式３９）を満たすとき、以下の（式４１）および（式４２）を満たす場合は、前方障害物は遠方に移動中であると判断することができる。
【数４１】

【数４２】

このとき、検知可能領域外到達時間Ｔ１は、（式４３）で算出できる。
【数４３】

【００６９】
○隣接車線へ移動中（図１４、▲１▼）
図１５（ａ）のようなカーブの場合、すなわち式（３９）を満たすとき、以下の（式４４）、あるいは（式４５）を満たす場合、前方障害物は右車線に移動中であると判断することができる。
・ｄｘ＞０のとき
【数４４】

・ｄｘ＜０のとき
【数４５】

【００７０】
一方、図１５（ｂ）のようなカーブの場合、すなわち式（４０）を満たすとき、以下の（式４６）あるいは（式４７）を満たす場合、前方障害物は右車線に移動中であると判断することができる。
・ｄｘ＞０のとき
【数４６】

・ｄｘ＜０のとき
【数４７】

【００７１】
ここで、検知可能領域外到達時間Ｔ１は、上述した（式１２）に（式２１）および（式２２）を代入することにより、以下のように表される。ここで、Ａ、Ｂ、Ｃを（式４８）のように仮定する。
【数４８】

・Ｂ^２−４・Ａ・Ｃ＞０のとき
Ｃ≦０の場合
【数４９】

Ｃ＞０の場合
【数５０】

・Ｂ^２−４・Ａ・Ｃ＝０のとき
【数５１】

【００７２】
○自車線内右側検知可能領域外に移動中（図１４、▲２▼）
・ｄｘ＞０のとき、以下の（式５２）を満たす場合、前方障害物は自車線内右側検知可能領域外に移動中であると判断することができる。
【数５２】

前方障害物の移動軌跡とレーダスキャン範囲の右側境界との交点は、上述した（式３）と（式１９）を連立することにより、（式５３）（式５４）で表される。
【数５３】

【数５４】

これにより、検知可能領域外到達時間Ｔ１は、（式５５）で算出できる。
【数５５】

【００７３】
○自車線内左側検知可能領域外に移動中（図１４、▲３▼）
図１５（ａ）のようなカーブの場合、すなわち（式３９）を満たすとき、以下の（式５６）および（式５７）を満たす場合、前方障害物は自車線内左側検知可能領域外に移動中であると判断することができる。
【数５６】

【数５７】

【００７４】
一方、図１５（ｂ）のようなカーブの場合、すなわち（式４０）を満たすとき、以下の（式５８）および（式５９）を満たす場合、前方障害物は自車線内左側検知可能領域外に移動中であると判断することができる。
【数５８】

【数５９】

【００７５】
前方障害物の移動軌跡とレーダスキャン範囲の左側境界との交点は、上述した（式６）と（式１９）を連立することにより、（式６０）（式６１）で表される。
【数６０】

【数６１】

これにより、検知可能領域外到達時間Ｔ１は、（式６２）で算出できる。
【数６２】

【００７６】
このように、ステップＳ７２０において検知可能領域外到達時間Ｔ１を算出した後、ステップＳ７４０での処理に移行する。
ステップＳ７４０では、自車前方の障害物が自車線外に出るまでの時間を算出する。ここで、図１６および図１７に示すように、自車前方の障害物が黒丸●の位置にいるとき、自車線外、すなわちクロス×の位置に到達するまでの時間を、自車前方の障害物が自車線外に出るまでの時間Ｔ２とする。自車線外到達時間Ｔ２は次のように算出できる。
【００７７】
《直線路の場合》
まず、自車線が直線路である場合の自車線外到達時間Ｔ２の算出処理を、図１６を用いて、前方障害物の移動方向別に説明する。
・ｄｘ＞０のとき、自車前方の障害物は自車線右端に移動しているので、自車線外到達時間Ｔ２は、（式６３）で表される。
【数６３】

・ｄｘ＜０のとき、自車前方の障害物は自車線左端に移動しているので、自車線外到達時間Ｔ２は、（式６４）で表される。
【数６４】

【００７８】
《曲線路の場合》
つぎに、自車線が曲線路である場合の自車線外到達時間Ｔ２の算出処理を、図１７を用いて、前方障害物の移動方向別に説明する。
○自車前方の障害物が自車線右端に移動している場合
自車線外到達時間Ｔ２は、上述した（式１２）に（式２１）および（式２２）を代入することにより、以下の様に算出することができる。ここで、Ａ、Ｂ、Ｃを（式４８）のように仮定する。
【数６５】

・Ｂ^２−４・Ａ・Ｃ＞０のとき
Ｃ≦０の場合
【数６６】

Ｃ＞０の場合、
【数６７】

・Ｂ^２−４・Ａ・Ｃ＝０のとき
【数６８】

【００７９】
○自車前方の障害物が自車線左端に移動している場合
曲率半径Ｒのカーブ路の自車線左端は、（式６９）で表される。
【数６９】

【００８０】
したがって、自車線外到達時間Ｔ２は、（式６９）に上述した（式２１）および（式２２）を代入することにより、以下のように算出できる。ここで、Ａ、Ｂ、Ｃを（式４８）のように仮定する。
【数７０】

・Ｂ^２−４・Ａ・Ｃ＞０のとき
Ｃ≦０の場合
【数７１】

Ｃ＞０の場合
【数７２】

・Ｂ^２−４・Ａ・Ｃ＝０のとき
【数７３】

【００８１】
このように、ステップＳ７４０において自車線外到達時間Ｔ２を算出した後、ステップＳ７６０の処理へ移行する。
ステップＳ７６０では、ステップＳ７２０算出した検知可能領域外到達時間Ｔ１、およびステップＳ７４０で算出した自車線外到達時間Ｔ２を用いて、対象外確信度Ｓ２を算出する。対象外確信度Ｓ２は、例えば以下の（式７４）を用いて算出することができる。
【数７４】

【００８２】
ただし、０％≦Ｓ２≦１００％である。ここで、所定時間Ｔminは、自車前方の障害物の動きをそれまでの軌跡から精度よく推定できる時間であり、例えばＴmin＝５[sec]と設定できる。（式７４）の第１項において、検知可能領域外到達時間Ｔ１に係る係数−４は、対象外確信度Ｓ２が１秒当たりに４％減ることを示している。この係数および所定時間Ｔminは、実験等から適切な値を予め設定しておく。
【００８３】
（式７４）を用いて対象外確信度Ｓ２を算出することにより、例えば検知可能領域外到達時間Ｔ１が短いほど、（式７４）の第１項（−４・Ｔ１＋１００％）が大きくなる。すなわち、自車前方の障害物が検知可能領域の端部に近いほど、対象外確信度Ｓ２が大きくなることを示している。また、検知可能領域外到達時間Ｔ１と所定時間Ｔminとの和が自車線外到達時間Ｔ２よりも大きい場合、すなわち自車前方の障害物が自車線外に到達するまでの時間Ｔ２と、検知可能領域外に到達するまでの時間Ｔ１との差が所定時間Ｔmin以下の場合は、（式７４）の第２項（（Ｔ１＋Ｔmin）／Ｔ２）が大きくなる。すなわち、障害物が自車線外に到達するまで障害物を継続して検知し、障害物の動きを精度よく追跡できるので、対象外確信度Ｓ２が大きくなる。
【００８４】
このように、ステップＳ７００において対象外確信度Ｓ２を算出したのち、ステップＳ８００へと進む。
ステップＳ８００では、ステップＳ５００で算出された誤認識確信度Ｓ１、及びステップＳ７００で算出された対象外確信度Ｓ２に応じて、ステップＳ４００で算出された反力制御指令値ＦＡを補正し、反力指令値補正値ＦＡoutを算出する。ステップＳ８００における運転操作反力補正処理の処理手順を、図１８のフローチャートを用いて説明する。
【００８５】
ステップＳ８２０では、ステップＳ７００で算出された対象外確信度Ｓ２から、遅延時間Ｔ３を算出する。ステップＳ８４０では、ステップＳ５００で算出された誤認識確信度Ｓ１、及びステップＳ７００で算出された対象外確信度Ｓ２に応じて、反力制御指令値変化率ΔＦＡを算出する。ステップＳ８６０では、ステップＳ８２０算出した遅延時間Ｔ３、およびステップＳ８４０で算出した反力制御指令値変化率ΔＦＡに基づいて、反力制御指令値補正値ＦＡoutを算出する。以下、ステップＳ８２０〜Ｓ８６０における処理の詳細を、図１９から図２３を用いて説明する。
【００８６】
ステップＳ８２０では、ステップＳ７００で算出された対象外確信度Ｓ２から遅延時間Ｔ３を算出する。図１９に、対象外確信度Ｓ２と遅延時間Ｔ３との関係を示す。ここで、遅延時間Ｔ３は、前方障害物が反力制御の対象外となったときに、その時点から操作反力の低下を開始するまでの遅延時間である。
【００８７】
対象外確信度Ｓ２が所定値Ｓ２minよりも小さい場合は、障害物が反力制御の対象外である可能性が小さい。すなわち、実際には自車前方に障害物が存在するにもかかわらず、障害物を検出するセンサの一時的な性能低下や、道路の勾配等により障害物が非検知になった可能性が高い。したがって、図１９に示すように、遅延時間Ｔ３を最大値Ｔ３maxに設定する。また、対象外確信度Ｓ２が所定値Ｓ２maxよりも大きい場合は、自車前方の障害物が対象外である可能性が大きいので、遅延時間Ｔ３を０に設定する。ここで、Ｓ２min＜Ｓ２maxである。
【００８８】
ステップＳ８４０では、ステップＳ５００で算出された誤認識確信度Ｓ１、及びステップＳ７００で算出された対象外確信度Ｓ２に応じて、反力制御指令値変化率ΔＦＡを算出する。ここで、反力制御指令値変化率ΔＦＡは、前方障害物が反力制御の対象外となった後、反力制御指令値ＦＡを補正してリスクポテンシャルに対するアクセルペダル反力の変化パターンを補正する際の補正量を示している。ステップＳ８４０における反力制御指令値変化率算出処理を、図２０のフローチャートを用いて詳細に説明する。
【００８９】
ステップＳ８４１では、ステップＳ５００で算出された誤認識確信度Ｓ１から、反力制御指令値変化率補正係数ｋ１を算出する。図２１に、誤認識確信度Ｓ１と反力制御指令値変化率補正係数ｋ１との関係を示す。誤認識確信度Ｓ１が最大値Ｓ１maxよりも大きい場合は、レーザレーダ１０により検知された自車前方の障害物が誤認識である可能性が高い。そこで、図２１に示すように、障害物が反力制御の対象外となったときにアクセルペダル反力制御指令値ＦＡを速い速度で低下させるように、すなわちアクセルペダル反力を速やかに通常の反力特性に復帰させるように、反力制御指令値変化率補正係数ｋ１を最大値ｋ１maxに設定する。誤認識確信度Ｓ１が最大値Ｓ１maxから小さくなるにつれて、反力制御指令値変化率補正係数ｋ１が小さくなるように設定する。誤認識確信度Ｓ１が最小値Ｓ１minよりも小さい場合は、レーザレーダ１０により検知された自車前方の障害物が誤認識である可能性が低いので、反力制御指令値変化率補正係数ｋ１を１に設定する。
【００９０】
ステップＳ８４２では、ステップＳ７００で算出された対象外確信度Ｓ２から、反力制御指令値変化率補正係数ｋ２を算出する。図２２に、対象外確信度Ｓ２と反力制御指令値変化率補正係数ｋ２との関係を示す。対象外確信度Ｓ２が所定値Ｓ２minよりも小さい場合は、前方障害物が対象外となった可能性が小さい。すなわち。自車前方に障害物が存在するにもかかわらず、障害物を検出するセンサの一時的な性能低下や、道路の勾配等により障害物が非検知になった可能性が高い。そこで、障害物が対象外となったときにアクセルペダル反力制御指令値ＦＡを遅い速度で低下させるように、すなわちアクセルペダル反力を緩やかに通常の反力特性に復帰させるように、反力制御指令値変化率補正係数ｋ２を最小値ｋ２minに設定する。一方、対象外確信度Ｓ２が所定値Ｓ２maxよりも大きい場合は、自車前方の障害物が対象外である可能性が大きいので、反力制御指令値変化率補正係数ｋ２を１に設定する。
【００９１】
ステップＳ８４３では、ステップＳ８４１で算出した反力制御指令値変化率補正係数ｋ１と、ステップＳ８４２で算出した反力制御指令値変化率補正係数ｋ２とから、反力制御指令値変化率ΔＦＡを以下の（式７５）によって算出する。
【数７５】

ここで、ΔＦＡbaseは、反力制御指令値変化率基準値として予め定められた値であり、例えば３[kgf・s]である。
【００９２】
ステップＳ８６０では、ステップＳ８２０で算出した遅延時間Ｔ３、及びステップＳ８４０で算出した反力制御指令値変化率ΔＦＡに基づいて、反力指令値補正値ＦＡoutを算出する。ステップＳ８６０における反力制御指令値補正値算出処理の処理を、図２３のフローチャートを用いて詳細に説明する。
【００９３】
ステップＳ８６１では、自車前方の障害物が反力制御の対象外であるか、すなわちレーザレーダ１０により検知される障害物が自車線外に存在する、あるいは自車線内検知可能領域外に存在するか否かを判定する。ステップＳ８６１が肯定判定されると、ステップＳ８６２に進む。ステップＳ８６２では、ロスト経過時間カウンタCnt_lostが、ステップＳ８２０で算出された遅延時間Ｔ３よりも小さいか否かを判定する。ここで、ロスト経過時間カウンタCnt_lostは、自車前方の障害物が反力制御の対象外となってからの経過時間を示す。
【００９４】
ステップＳ８６２が肯定判定され、ロスト経過時間カウンタCnt_lostが遅延時間Ｔ３よりも短い場合は、ステップＳ８６３に進む。ステップＳ８６３では、反力制御指令値変化率ΔＦＡoutに０をセットする。一方、ステップＳ８６２が否定判定され、自車前方の障害物が対象外となってから遅延時間Ｔ３以上経過した場合は、ステップＳ８６４へ進む。ステップＳ８６４では、反力制御指令値変化率ΔＦＡoutに、ステップＳ８４０で算出した反力制御指令値変化率ΔＦＡをセットする。
【００９５】
ステップＳ８６５では、前回周期で算出した反力指令値補正値ＦＡoutが反力制御指令値変化率ΔＦＡoutよりも大きいか否かを判定する。ステップＳ８６５が肯定判定されると、ステップＳ８６６に進む。ステップＳ８６６では、ロスト経過時間カウンタCnt_lostに１を加算してカウントアップする。さらに、前回周期の反力指令値補正値ＦＡoutから反力制御指令値変化率ΔＦＡoutを減算して、新たな反力指令値補正値ＦＡoutを算出する。ステップＳ８６５が否定判定されると、ステップＳ８６７に進み、反力指令値補正値ＦＡoutに０をセットする。
【００９６】
一方、ステップＳ８６１が否定判定され、自車前方の障害物が反力制御の対象である場合は、ステップＳ８６８に進む。ステップＳ８６８では、ロスト経過時間カウンタCnt_lostを０にクリアする。さらに、ステップＳ４００で算出された反力制御指令値ＦＡをそのまま反力指令値補正値ＦＡoutとして設定する。
【００９７】
このようにしてステップＳ８００で算出された反力指令値補正値ＦＡoutは、アクセルペダル反力制御装置６０へ出力され、反力指令値補正値ＦＡoutに従ってアクセルペダル反力制御が行われる。
【００９８】
以下に、以上説明した第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２４〜図２６を用いて説明する。
【００９９】
図２４に、誤認識確信度Ｓ１と対象外確信度Ｓ２とから決定される反力制御の変化パターンを示す。図２４に示すように、誤認識確信度Ｓ１と対象外確信度Ｓ２がともに小さい場合は、パターン１とする。誤認識確信度Ｓ１が小さく対象外確信度Ｓ２が大きい場合は、パターン２、誤認識確信度Ｓ１が大きく対象外確信度Ｓ２が小さい場合は、パターン３、誤認識確信度Ｓ１と対象外確信度Ｓ２がともに大きい場合は、パターン４とする。
【０１００】
図２５（ａ）〜（ｃ）に、パターン１〜４における具体的な走行状況の例を示す。図２５（ａ）はパターン１の走行状況を示しており、例えば自車前方に障害物が存在するにもかかわらず、センサの一時的な性能低下や、道路の勾配等により障害物が非検知になった場合である。図２５（ｂ）はパターン２の走行状況を示しており、例えば自車前方の障害物が隣接車線へ離脱した場合である。図２５（ｃ）はパターン４の走行状況を示しており、例えば道路脇の看板等を対象障害物として誤認識した場合である。なお、パターン３の走行状況は、例えば前方車両の汚れなどによりセンサによる検知が困難で、センサによって前方障害物を一瞬だけ検知した後、すぐに非検知となった場合である。
【０１０１】
図２６は、時間軸に対する反力指令値補正値ＦＡoutの変化をパターン１〜４毎に示している。図２６に示すように、時間ｔ１で前方障害物が反力制御の対象外となると、それぞれのパターンに応じて反力指令値補正値ＦＡoutが減少する。
【０１０２】
図２６に示すように、パターン１は、時間ｔ１で前方障害物が対象外になってから遅延時間Ｔ３だけ遅延した後、アクセルペダル反力を遅い速度で徐々に低下させる。パターン２は、前方障害物が対象外となった時間ｔ１から、アクセルペダル反力を通常の速度、すなわち反力制御指令値変化率基準値ΔＦＡbaseで徐々に低下させる。パターン３は、時間ｔ１で前方障害物が対象外になってから遅延時間Ｔ３だけ遅延した後、アクセルペダル反力を速い速度で徐々に低下させる。パターン４は、前方障害物が対象外となった時間ｔ１から遅延せずに、パターン３よりもさらに速い速度で徐々に低下させる。なお、パターン１〜４における反力制御指令値の減少速度は、パターン１，２，３，４の順で速くなる。
【０１０３】
このように、上述した第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、レーザレーダ１０によって検知されている障害物が反力制御の対象とすべき障害物ではないという確信度Ｓ１、および検知されていた障害物が自車線外に離脱などして反力制御の対象ではなくなったという確信度Ｓ２を算出する。そして、検知されていた障害物が反力制御の対象外となった場合に、アクセルペダル６２に発生させる操作反力の変化パターンを、誤認識確信度Ｓ１および対象外確信度Ｓ２に基づいて補正する。これにより、障害物が反力制御の対象外となったとき場合でも、運転者は余裕を持ってシステムの状況を判断して適切な運転操作を行うことができるとともに、運転者に与える違和感を低減した反力制御を行うことができる。
（２）レーザレーダ１０によって検知されていた障害物が対象外となった場合に、その障害物に対する誤認識確信度Ｓ１が大きいほどアクセルペダル反力を速い速度で徐々に低下させる。誤認識確信度Ｓ１が大きい場合は、レーザレーダ１０により検知された自車前方の障害物が誤認識である可能性が高い。そこで、誤認識確信度Ｓ１が大きくなるほど反力制御指令値変化率補正係数ｋ１を大きく設定する。例えば、図２６のパターン３，４に示すように、道路脇の看板等の物体を前方障害物として誤認識していた場合は、反力指令値補正値ＦＡoutを速い速度で低下させる。これにより、誤認識していた物体が対象外となると、アクセルペダル反力を速やかに通常の反力特性に復帰させ、運転者の煩わしさを低減することができる。
（３）レーザレーダ１０によって検知されていた障害物が対象外となった場合に、その障害物に対する対象外確信度Ｓ２が大きいほどアクセルペダル反力を速い速度で徐々に低下させる。具体的には、対象外確信度Ｓ２が大きくなるほど反力制御指令値補正係数ｋ２が大きくなるように設定する。例えば図２６のパターン２に示すように対象外確信度Ｓ２が大きく、前方車両あるいは自車両が隣接車線に離脱したような場合は、対象外確信度Ｓ２が小さいパターン１に比べて反力指令値補正値ＦＡoutを速い速度で低下させる。車間距離が比較的小さい状態で前方車両に追従する状態では、リスクポテンシャルＲＰの増加とともに反力制御指令値ＦＡが増加する。ここで、前方車両が隣接車線に車線変更した場合、パターン２に示すようにアクセルペダル反力は速やかに低下する。これにより、運転者の違和感および煩わしさを低減させることができる。一方、対象外確信度Ｓ２が小さい場合は、障害物が実際に反力制御の対象外となった可能性が小さい、すなわち、自車前方に障害物が存在するにもかかわらず、レーザレーダ１０の一時的な性能低下や道路勾配等により障害物が一時的に非検知になった可能性が高い。そこで、対象外確信度Ｓ２が小さくなるほど、反力制御指令値変化率補正係数ｋ２が小さくなるよう設定する。これにより、図２６のパターン１に示すように反力指令値補正値ＦＡoutは緩やかに低下し、運転者に与える違和感を低減することができる。
（４）レーザレーダ１０によって検知されていた障害物が対象外となった場合に、その障害物に対する対象外確信度Ｓ２に応じた遅延時間Ｔ３だけ遅延した後、アクセルペダル反力を低下させる。具体的には、対象外確信度Ｓ２が小さいほど遅延時間Ｔ３を大きく設定する。例えば図２６のパターン１，３に示すように対象外確信度Ｓ２が小さい場合は、障害物が対象外となった時間ｔ１から遅延時間Ｔ３だけ遅延したのち反力指令値補正値ＦＡoutを低下する。一方、パターン２，４に示すように対象外確信度Ｓ２が大きい場合は、障害物が対象外となった時間ｔ１から反力指令値補正値ＦＡoutを低下する。これにより、センサの不具合や道路の勾配等により障害物を一時的に検知できなくなった場合にアクセルペダル反力が急に減少してしまうことを防止でき、運転者に与える違和感を低減することができる。
（５）コントローラ５０は、レーザレーダ１０によって自車両前方に存在する障害物を検出してからの経過時間LOCK_Tに基づいて、誤認識確信度Ｓ１を算出する。これにより、レーザレーダ１０による障害物誤検出の確信度Ｓ１を容易かつ正確に算出することができる。
（６）レーザレーダ１０によって同一の障害物を連続して検出している場合は、その障害物が自車両前方に存在する反力制御の対象となる障害物である可能性が高い。そこで、障害物を検出してからの経過時間LOCK_Tが長いほど、誤検出確信度Ｓ１を小さくすることにより、レーザレーダ１０による障害物誤検出の確信度Ｓ１を容易かつ正確に算出することができる。
（７）コントローラ５０は、自車両前方に存在する障害物がレーザレーダ１０による検知可能領域外に到達するまでの検知可能領域外到達時間Ｔ１と、その障害物が自車線外に到達するまでの自車線外到達時間Ｔ２を算出し、検知可能領域外到達時間Ｔ１および自車線外到達時間Ｔ２に基づいて対象外確信度Ｓ２を算出する。これにより、対象外確信度Ｓ２を容易且つ正確に算出することができる。
【０１０４】
《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、図面を用いて説明する。図２７は、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２の構成を示すシステム図であり、図２８は、車両用運転操作補助装置２を搭載する車両の構成図である。ここでは、第１の実施の形態との相違点を主に説明する。以下に、第２の実施の形態の作用の概略を説明する。
【０１０５】
車両用運転操作補助装置２は、自車前方の障害物を検出する検出器として、レーザレーダ１０に加えて前方カメラ１５をさらに備えている。前方カメラ１５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５１へと出力する。前方カメラ１５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。
【０１０６】
コントローラ５１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２全体の制御を行う。
【０１０７】
コントローラ５１は、レーザレーダ１０から入力される縦方向距離および横方向距離と、前方カメラ１５から入力される車両周辺の画像情報と、操舵角センサ３０から入力される操舵角と、車速センサ２０から入力される自車速とから、自車前方の障害物状況を検出する。コントローラ５１は、検出した障害物状況に基づいて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５１は、障害物に対するリスクポテンシャルに応じてアクセルペダル反力制御を行う。
【０１０８】
第２の実施の形態による運転操作補助制御処理は、図４のフローチャートのステップＳ５００における誤認識確信度算出処理、およびステップＳ７００における対象外確信度算出処理が、上述した第１の実施の形態と異なる。以下、第２の実施の形態のコントローラ５１において行われる誤認識確信度算出処理および対象外確信度算出処理について、詳細に説明する。
【０１０９】
まず、誤認識確信度算出処理について説明する。誤認識確信度算出処理の基本的な流れは、図６のフローチャートに示す第１の実施の形態と同様であるが、ステップＳ５６０における誤認識確信度算出処理が異なっている。第２の実施の形態においては、ステップＳ５４０で算出された障害物を認識してからの経過時間、及び障害物を検知している検出器の数に基づいて誤認識確信度Ｓ１を算出する。
【０１１０】
図２９（ａ）（ｂ）に、障害物を認識してからの経過時間LOCK_Tと誤認識確信度Ｓ１との関係を示す。図２９（ａ）は、１つの検出器のみで障害物を検出している場合の誤認識確信度Ｓ１のマップを示し、図２９（ｂ）は、複数の検出器で障害物を検出している場合の誤認識確信度Ｓ１のマップを示している。
【０１１１】
レーザレーダ１０および前方カメラ１５のいずれか一方によって前方障害物が検知されている場合は、図２９（ａ）に示すマップに基づいて誤認識確信度Ｓ１を算出する。経過時間LOCK_Tが所定値LOCK_T0、例えば２秒よりも小さい場合、誤認識の可能性が高いため、誤認識確信度Ｓ１を１００％に設定する。経過時間LOCK_Tが所定値LOCK_T0よりも大きくなると、誤認識の可能性が極端に低くなるので、誤認識確信度Ｓ１が指数関数的に小さくなるように設定する。これは、自車両が走行していることを考えると、誤認識した物体を検知し続ける可能性は急激に小さくなるためである。経過時間LOCK_Tが所定値LOCK_T1、例えば１０秒よりも大きい場合は、誤認識の可能性は非常に低くなるので、誤認識確信度Ｓ１を０％に設定する。
【０１１２】
一方、同一の障害物を複数の検出器、ここではレーザレーダ１０、及び前方カメラ１５が同時に検知している場合は、一つの検出器によって障害物を検知している場合に比べて、その障害物が誤認識である可能性が低い。そこで、図２９（ｂ）に示すマップに従って誤認識確信度Ｓ１を算出する。図２９（ｂ）に示すように、複数の検出器が障害物を検知している場合は、経過時間LOCK_Tが所定値LOCK_T0、例えば２秒よりも小さい場合は、誤認識確信度Ｓ１を一つの検出器で障害物を検知している場合に比べて小さく、例えば５０％に設定する。経過時間LOCK_Tが所定値LOCK_T0よりも大きくなると、誤認識の可能性が極端に低くなるので、誤認識確信度Ｓ１が指数関数的に小さくなるように設定する。経過時間LOCK_Tが所定値LOCK_T1'、例えば５秒よりも大きい場合は、誤認識の可能性は非常に低くなるので、誤認識確信度Ｓ１を０％に設定する。ここで、所定値LOCK_T1'は、図２９（ａ）のマップで用いた所定値LOCK_T1よりも小さい値に設定されている。
【０１１３】
次に、対象外確信度算出処理について説明する。対象外確信度算出処理の基本的な流れは、図１２のフローチャートに示す第１の実施の形態と同様である。ただし、第２の実施の形態においては、複数の検出器によって検知された障害物に対し、各々の検出器の検知可能領域外到達時間、及び自車線外到達時間を算出する。検知可能領域外到達時間および自車線外到達時間の算出方法は、上述した第１の実施の形態と同様である。ここでは、レーザレーダ１０によって検知された障害物の検知可能領域外到達時間をＴ１、自車線外到達時間をＴ２とし、前方カメラ１５によって検知された障害物の検知可能領域外到達時間をＴ１’、自車線外到達時間をＴ２’とする。
【０１１４】
レーザレーダ１０および前方カメラ１５によって検知された障害物に対する対象外確信度Ｓ２は、例えば以下の（式７６）により算出することができる。
【数７６】

ただし、０％≦Ｓ２≦１００％である。Ｐ、Ｑは、各検出器による確信度に適切な重み付けをするための係数である。
【０１１５】
図３０に、係数Ｐ、Ｑを設定したマップを示す。図３０に示すように、前方カメラ１５のみが前方障害物を検知している場合は、Ｐ＝０，Ｑ＝０．９に設定する。レーザレーダ１０のみが前方障害物を検知している場合は、Ｐ＝０．７，Ｑ＝０とする。また、前方カメラ１５およびレーザレーダ１０がともに前方障害物を検知している場合は、Ｐ＝０．４，Ｑ＝０．６に設定する。
【０１１６】
ここで、図３０に示すようにいずれか一方の検出器のみが障害物を検知している場合は、複数の検出器が自車両前方領域の検出を行っているにも関わらず、自車前方の障害物を捕らえきれていないので、対象外確信度Ｓ２を小さくするように係数を１よりも小さな値に設定している。また、レーザレーダ１０では操舵角センサ３０からの信号に基づいて道路曲率Ｒを推定するのに対し、前方カメラ１５では画像処理により車線識別線（白線）を検知し、自車前方の障害物が自車線上にいるか否かを精度よく判別することができる。そこで、前方カメラ１５の係数Ｑをレーザレーダ１０の係数Ｐよりも大きく設定し、前方カメラ１５による前方障害物検知の重み付けを大きくしている。
【０１１７】
このようにしてステップＳ７００で対象外確信度Ｓ２を算出した後、ステップＳ８００へ進む。
ステップＳ８００では、上述した第１の実施の形態と同様に、ステップＳ５００で算出された誤認識確信度Ｓ１、及びステップＳ７００で算出された対象外確信度Ｓ２に応じて、ステップＳ４００で算出された反力制御指令値ＦＡを補正し、反力指令値補正値ＦＡoutを算出する。算出した反力指令値補正値ＦＡoutはアクセルペダル反力制御装置６０に出力され、反力指令値補正値ＦＡoutに従ってアクセルペダル反力制御が行われる。
【０１１８】
このように、上述した第２の実施の形態においては第１の実施の形態の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）誤認識確信度Ｓ１は、障害物を検出する検出器によって自車両の前方に存在する障害物が検出されてからの経過時間LOCK_Tに応じて、指数関数的に変化する。具体的には、経過時間LOCK_Tが所定値LOCK_T0よりも長い場合は、経過時間LOCK_Tが長くなるほど誤認識確信度Ｓ１を指数関数的に小さくする。これにより、自車両の走行状況を考慮してより正確に誤認識確信度Ｓ１を算出することができる。
（２）車両用運転操作補助装置２は、自車両前方に存在する障害物を検出する複数の検出器、すなわちレーザレーダ１０および前方カメラ１５を備えている。ここで、レーザレーダ１０および前方カメラ１５が同一の障害物を検出している場合は、検出器の誤認識ではなく反力制御の対象となる前方障害物である可能性が高いので、いずれか一方が障害物を検出している場合に比べて誤認識確信度Ｓ１を小さくする。これにより、誤認識確信度Ｓ１を容易且つより正確に算出することができる。
（３）レーザレーダ１０および前方カメラ１５が検出していた障害物が同時に対象外となった、例えば自車両あるいは前方車両が隣接車線に離脱したような場合は、いずれか一方の検出器によって対象外となった場合に比べて対象外確信度Ｓ２を大きくする。これにより、対象外確信度Ｓ２を容易かつより正確に算出することができる。
【０１１９】
上述した第１および第２の実施の形態においては、誤認識確信度Ｓ１および対象外確信度Ｓ２に基づいて反力制御指令値ＦＡを補正し、障害物が対象外となった時のアクセルペダル操作反力を補正したが、いずれか一方の確信度に基づいてアクセルペダル操作反力を補正することもできる。ただし、誤認識確信度Ｓ１および対象外確信度Ｓ２をともに用いることにより、運転者の感覚にあったより適切な反力制御を行うことができる。
【０１２０】
上述した第１および第２の実施の形態においては、前方障害物に対するリスクポテンシャルＲＰに応じてアクセルペダル反力制御を行ったが、これには限らず、ブレーキペダル反力制御を行うこともできる。また、リスクポテンシャルＲＰの算出方法は上述した実施の形態には限定されず、例えば車間距離を自車速あるいは先行車速で除した車間時間ＴＨＷの関数を用いたり、余裕時間ＴＴＣの関数と車間時間ＴＨＷの関数とを組み合わせてリスクポテンシャルＲＰを算出することもできる。リスクポテンシャルＲＰに対するアクセルペダル反力制御指令値ＦＡの特性も、図５には限定されない。
【０１２１】
第１および第２の実施の形態において、レーザレーダ１０による検知可能領域の算出方法および障害物状態の判断方法について数式を用いて説明したが、障害物が自車線外あるいは検知可能領域外へと離脱して対象外となるときの状態を精度よく推定することができれば、上述した方法には限定されない。
【０１２２】
誤認識確信度Ｓ１に対する補正係数ｋ１，および対象外確信度Ｓ２に対する補正係数ｋ２の特性を、図２１および図２２にそれぞれ示したが、これには限定されない。これらのマップは、誤認識確信度Ｓ１が増加するほど補正係数ｋ１が増加し、対象外確信度Ｓ２が減少するほど補正係数ｋ２が減少するように適切に設定されることができる。
【０１２３】
上記第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１５、車速センサ２０および操舵角センサ３０を用い、車両操作機器制御手段として、アクセルペダル反力制御装置６０を用いた。ただし、これらには限定されず、例えば障害物検出手段としてレーザレーダ１０の代わりに別方式の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】 コントローラの内部構成を示すブロック図。
【図４】 第１の実施の形態のコントローラ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。
【図５】 前後方向リスクポテンシャルに対するアクセルペダル制御反力指令値の特性を示すマップ。
【図６】 誤認識確信度算出処理の処理手順を示すフローチャート。
【図７】 障害物状態判定処理の処理手順を示すフローチャート。
【図８】 障害物認識経過時間算出処理の処理手順を示すフローチャート。
【図９】 障害物認識経過時間に対する誤認識確信度の特性を示す図。
【図１０】 直線路における検知可能領域の算出方法を説明する図。
【図１１】 曲線路における検知可能領域の算出方法を説明する図。
【図１２】 対象外確信度算出処理の処理手順を示すフローチャート。
【図１３】 直線路における検知可能領域外到達時間の算出方法を説明する図。
【図１４】 曲線路における検知可能領域外到達時間の算出方法を説明する図。
【図１５】（ａ）（ｂ） 曲線路における検知可能領域外到達時間の算出方法を説明する図。
【図１６】 直線路における自車線外到達時間の算出方法を説明する図。
【図１７】 曲線路における自車線外到達時間の算出方法を説明する図。
【図１８】 反力制御指令値補正処理の処理手順を示すフローチャート。
【図１９】 対象外確信度に対する遅延時間の特性を示す図。
【図２０】 反力制御指令値変化率算出処理の処理手順を示すフローチャート。
【図２１】 誤認識確信度に対する補正係数の特性を示す図。
【図２２】 対象外確信度に対する補正係数の特性を示す図。
【図２３】 反力制御指令値補正値算出処理の処理手順を示すフローチャート。
【図２４】 誤認識確信度および対象外確信度による操作反力変化のパターンを示す図。
【図２５】（ａ）パターン１における具体的な走行状況を示す図、（ｂ）パターン２における具体的な走行状況を示す図、（ｃ）パターン４における具体的な走行状況を示す図。
【図２６】 各パターンにおける、時間軸に対する反力指令値補正値の変化を示す図。
【図２７】 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を示すシステム図。
【図２８】 図２７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２９】（ａ）一つの検出器で障害物を検出した場合の障害物認識経過時間に対する誤認識確信度の特性を示す図、（ｂ）複数の検出器で障害物を検出した場合の障害物認識経過時間に対する誤認識確信度の特性を示す図。
【図３０】 検知可能領域外到達時間および自車線外到達時間に係る係数と検出器との関係を示すマップ。
【符号の説明】
１０：レーザレーダ
１５：前方カメラ
２０：車速センサ
３０：操舵角センサ
４０：車速センサ
５０，５１：コントローラ
６０：アクセルペダル反力制御装置
６１：サーボモータ
６２：アクセルペダル

Claims (11)

1. 自車両前方に存在する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からの信号に基づいて、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からの信号に基づいて、前記リスクポテンシャルが大きくなるほど車両操作機器に発生させる操作反力を大きくするように前記操作反力を決定する操作反力決定手段と、
   前記操作反力決定手段からの信号に基づいて、前記車両操作機器に発生する操作反力を制御する車両操作機器制御手段と、
   前記障害物検出手段によって検出された前記障害物が誤認識である確信度を、前記障害物検出手段によって前記障害物が検出されてからの経過時間に基づいて算出する誤認識確信度算出手段と、
   前記障害物検出手段によって検出されていた前記障害物が、前記障害物検出手段による検知可能領域外もしくは自車線外に到達することにより反力制御の対象外となる確信度を算出する対象外確信度算出手段と、
   前記障害物検出手段によって検出される前記障害物が前記検知可能領域外もしくは前記自車線外に到達したか判定し、前記障害物が前記検知可能領域外もしくは前記自車線外に到達して反力制御の対象外となったと判定すると、前記車両操作機器に発生させる前記操作反力が前記リスクポテンシャルに応じて低下する際の変化パターンを、前記誤認識確信度算出手段によって算出された誤認識確信度および前記対象外確信度算出手段によって算出された対象外確信度に基づいて補正する操作反力補正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、
   前記操作反力補正手段は、前記障害物検出手段によって検出された前記障害物が対象外となった場合に、前記障害物に対する前記誤認識確信度が大きいほど速い速度で、前記車両操作機器に発生させる前記操作反力を低下するよう前記操作反力の変化パターンを補正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、
   前記操作反力補正手段は、前記障害物検出手段によって検出された前記障害物が対象外となった場合に、前記障害物に対する前記対象外確信度が大きいほど速い速度で、前記車両操作機器に発生させる前記操作反力を徐々に低下するよう前記操作反力の変化パターンを補正することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
4. 請求項１から請求項３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、
   前記操作反力補正手段は、前記障害物検出手段によって検出された前記障害物が対象外となった場合に、前記障害物に対する前記対象外確信度に応じた遅延時間だけ遅延した後、前記車両操作機器に発生させる前記操作反力を低下するよう前記操作反力の変化パターンを補正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、
   前記誤認識確信度算出手段は、前記障害物検出手段によって前記障害物が検出されてからの前記経過時間が長いほど、前記誤認識確信度を小さく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において、
   前記誤認識確信度算出手段は、前記障害物検出手段によって前記障害物が検出されてからの前記経過時間が所定時間よりも長い場合は、前記経過時間に応じて、前記誤認識確信度を指数関数的に小さ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から請求項６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、
   前記対象外確信度算出手段は、前記障害物が前記障害物検出手段による検知可能領域外に到達するまでの時間を算出する検知可能領域外到達時間算出手段と、前記障害物が自車線外に到達するまでの時間を算出する自車線外到達時間算出手段とを備え、前記検知可能領域外到達時間算出手段によって算出される検知可能領域外到達時間と、前記自車線外到達時間算出手段によって算出される自車線外到達時間とに基づいて、前記対象外確信度を算出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１から請求項７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、
   前記障害物検出手段は、前記障害物を検出する複数の検出器を備え、
   前記誤認識確信度算出手段は、前記障害物検出手段の前記複数の検出器が同一の障害物を検出している場合は、単一の検出器が障害物を検出している場合に比べて前記誤認識確信度を小さくすることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
9. 請求項１から請求項７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、
   前記障害物検出手段は、前記障害物を検出する複数の検出器を備え、
   前記対象外確信度算出手段は、前記障害物検出手段の前記複数の検出器によって検出されていた障害物が同時に対象外となった場合は、単一の検出器によって対象外となった場合に比べて前記対象外確信度を大きく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１から請求項９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、
    前記車両操作機器は、アクセルペダルであることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
11. 請求項１から請求項１０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たことを特徴とする車両。

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