JP4867561B2 - 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。

従来の車両用運転操作補助装置は、レーザレーダ等のセンサにより自車両前方の障害物を検出し、自車両と障害物との接触の可能性が高い場合には制動制御を行って自車両を減速させるようにしている（例えば特許文献１）。この装置は、車速が高いほど制動制御における減速度を大きくすることにより、車速に関わらず運転者に同等の減速ショックを与えるように構成している。

特開平９−２８６３１３号公報

上述した装置のように障害物との接触の可能性に応じて制動制御を行う場合には、運転者が加速しようとアクセルペダルを踏み込んだ場合でも、意図に応じた加速度が得られないことがある。また、運転者がアクセルペダルを戻している場合には、予測以上の減速度が発生する等して、違和感を生じる可能性がある。

本発明による車両用運転操作補助装置は、自車両の前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、障害物検出手段の検出結果に基づいて、自車両の障害物に対するリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、リスクポテンシャル算出手段で算出されるリスクポテンシャルに基づいて、リスクポテンシャルが大きくなるほど大きな減速度を発生させるように、自車両に発生する制駆動力の制御量を算出する制駆動力制御量算出手段と、制駆動力制御量算出手段で算出された制駆動力制御量に基づいて、リスクポテンシャルに基づく減速度を発生するように駆動力を減少する駆動力制御を行い、駆動力制御のみでは減速度を得ることができない場合に制動力を増加する制動力制御を行うように設定された作動スケジュールに従って、自車両の駆動力および制動力を制御する制駆動力制御手段と、運転者の加減速意図を検出する加減速意図検出手段と、加減速意図検出手段の検出結果に基づいて、加速しようとしている意図が検出されると、駆動力制御のみを行うように作動スケジュールを変更する作動スケジュール変更手段とを備える。
本発明による車両用運転操作補助方法は、自車両の前方に存在する障害物を検出し、障害物の検出結果に基づいて、自車両の障害物に対するリスクポテンシャルを算出し、リスクポテンシャルに基づいて、リスクポテンシャルが大きくなるほど大きな減速度を発生させるように、自車両に発生する制駆動力の制御量を算出し、算出された制駆動力制御量に基づいて、リスクポテンシャルに基づく減速度を発生するように駆動力を減少する駆動力制御を行い、駆動力制御のみでは減速度を得ることができない場合に制動力を増加する制動力制御を行うように設定された作動スケジュールに従って、自車両の駆動力および制動力を制御し、運転者の加減速意図を検出し、加減速意図の検出結果に基づいて、加速しようとしている意図が検出されると、駆動力制御のみを行うように作動スケジュールを変更する。

障害物に対するリスクポテンシャルを自車両に発生する制駆動力を介して運転者に伝達する際に、運転者の緩減速意図を妨げることなく運転操作を適切な方向に促すことが可能となる。

《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、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。レーザレーダ１０は、車両の前方グリル部もしくはバンパ部等に取り付けられ、水平方向に赤外光パルスを照射して車両前方領域を走査する。レーザレーダ１０は、前方にある複数の反射物（通常、前方車の後端）で反射された赤外光パルスの反射波を計測し、反射波の到達時間より、複数の前方車までの車間距離とその存在方向を検出する。検出した車間距離及び存在方向はコントローラ５０へ出力される。なお、本実施の形態において、前方物体の存在方向は、自車両に対する相対角度として表すことができる。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。

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。

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、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情報から、自車両周囲の障害物状況、例えば自車両と各障害物との相対距離および相対速度といった障害物に対する走行状態を認識する。コントローラ５０は、障害物状況に基づいて各障害物に対する自車両の接近度合を表す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に基づいて、以下のような制御を行う。

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７２の踏み込み操作の際に発生する反力および自車両に発生する制駆動力を制御することによって、運転者による自車両の加減速操作を補助し、運転者の運転操作を適切にアシストするものである。そこで、コントローラ５０は、自車前方の障害物に対する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および制駆動力の補正量を算出する。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７０へと出力し、制駆動力の補正量を駆動力制御装置７３および制動力制御装置９３にそれぞれ出力する。

アクセルペダル反力制御装置７０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７２のリンク機構に組み込まれたサーボモータ７１で発生させるトルクを制御する。サーボモータ７１は、アクセルペダル反力制御装置７０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７２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。

アクセルペダルストロークセンサ７４は、リンク機構を介してサーボモータ７１の回転角に変換されたアクセルペダル７２の踏み込み量（操作量）を検出する。アクセルペダルストロークセンサ７４は、検出したアクセルペダル操作量をコントローラ５０および駆動力制御装置７３にそれぞれ出力する。ブレーキペダルストロークセンサ９４は、ブレーキペダル９２の踏み込み量（操作量）を検出する。ブレーキペダルストロークセンサ９４は、検出したブレーキペダル操作量をコントローラ５０および制動力制御装置９３にそれぞれ出力する。

駆動力制御装置７３は、エンジンへの制御指令を算出する。図３に、駆動力制御装置７３における駆動力制御のブロック図を示す。図４に、アクセルペダル操作量ＳＡとドライバ要求駆動力Ｆｄａとの関係を定めた特性マップを示す。駆動力制御装置７３は、図４に示すようなマップを用いて、アクセルペダル操作量ＳＡに応じてドライバ要求駆動力Ｆｄａを算出する。そして、駆動力制御装置７３は、ドライバ要求駆動力Ｆｄａに、後述する駆動力補正量Ｆａを加えて目標駆動力を算出する。駆動力制御装置７３のエンジンコントローラは、目標駆動力に従ってエンジンへの制御指令を算出する。

制動力制御装置９３は、ブレーキ液圧指令を出力する。図５に、制動力制御装置９３における制動力制御のブロック図を示す。図６に、ブレーキペダル操作量ＳＢとドライバ要求制動力Ｆｄｂとの関係を定めた特性マップを示す。制動力制御装置９３は、図６に示すようなマップを用いて、ブレーキペダル操作量ＳＢに応じてドライバ要求制動力Ｆｄｂを算出する。そして、制動力制御装置９３は、ドライバ要求制動力Ｆｄｂに、後述する制動力補正値Ｆｂを加えて目標制動力を算出する。制動力制御装置９３のブレーキ液圧コントローラは、目標制動力に従ってブレーキ液圧指令を出力する。ブレーキ液圧コントローラからの指令に応じて各車輪に設けられたブレーキ装置９５が作動する。

図７に、コントローラ５０の内部および周辺の構成を示すブロック図を示す。コントローラ５０は、例えばＣＰＵのソフトウェア形態により、障害物認識部５１、リスクポテンシャル算出部５２、アクセルペダル反力算出部５３、制駆動力補正量算出部５４、加減速意図検出部５５、作動スケジュール変更部５６、および制駆動力補正量変更部５７を構成する。

障害物認識部５１は、レーザレーダ１０および車速センサ２０から入力される検出値に基づいて自車両前方の障害物状況を認識する。リスクポテンシャル算出部５２は、障害物認識部５１で認識した障害物状況に基づいて、前方障害物に対する自車両の接近度合を表すリスクポテンシャルＲＰを算出する。

アクセルペダル反力算出部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ＲＰに基づいて、アクセルペダル７２に発生させる操作反力の制御量を算出する。制駆動力補正量算出部５４は、リスクポテンシャルＲＰに基づいて制駆動力制御における制駆動力補正量を算出する。加減速意図検出部５５は、アクセルペダルストロークセンサ７４およびブレーキペダルストロークセンサ９４から入力されるアクセルペダル操作量ＳＡおよびブレーキペダル操作量ＳＢに基づいて、自車両走行時における運転者の加減速意図を検出する。

制駆動力制御を実行する際には、制駆動力補正量算出部５４で算出した制駆動力補正量を用い、予め設定された作動スケジュールに従って自車両に発生する駆動力および制動力を制御する。作動スケジュール変更部５６は、この作動スケジュールを、加減速意図検出部５５で検出した運転者の加減速意図に基づいて変更する。制駆動力補正量変更部５７は、作動スケジュール変更部５６で変更した作動スケジュールに従って制駆動力補正量を変更する。変更された制駆動力補正量は駆動力制御装置７３および制動力制御装置９３に出力される。

以下に、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、図８を用いて詳細に説明する。図８は、第１の実施の形態のコントローラ５０における運転操作補助制御処理の処理手順のフローチャートを示す。本処理内容は、一定間隔、例えば５０msec毎に連続的に行われる。

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までの車間距離Ｘや存在方向、および車速センサ２０によって検出される自車両の走行車速Ｖｈを読み込む。

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、現在の障害物の自車両に対する相対位置やその移動方向・移動速度を認識する。そして、自車両の走行に対して障害物が、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。

ステップＳ３００では、自車両前方の障害物に対する自車両の接近度合を表すリスクポテンシャルＲＰを算出する。リスクポテンシャル（Risk Potential）は、「潜在的なリスク／危急」を意味し、ここでは特に、自車両と自車両周囲に存在する障害物とが接近していくことにより増大するリスクの大きさを表す。したがって、リスクポテンシャルＲＰは、自車両と障害物とがどれほど近づいているか、すなわち自車両と障害物とが近づいている程度（接近度合）を表す物理量であるといえる。以下に、リスクポテンシャルＲＰの算出方法を説明する。

図９（ａ）に示すように、自車両１００の前方に仮想的な弾性体３００を設けたと仮定し、この仮想的な弾性体３００が前方障害物２００、例えば先行車に当たって圧縮され、自車両１００に対する擬似的な走行抵抗を発生するというモデルを考える。ここで、前方障害物に対するリスクポテンシャルＲＰは、図９（ｂ）に示すように仮想弾性体３００が先行車２００に当たって圧縮された場合のバネ力と定義する。リスクポテンシャルＲＰの算出方法を、図１０のフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ３０１で、ステップＳ２００で認識された自車両前方の先行車と自車両との余裕時間ＴＴＣ（Time To Contact）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り、現在の走行状況が継続した場合、つまり自車速Ｖｈおよび相対車速Ｖｒ（＝自車速−先行車の速度）が一定の場合に、何秒後に車間距離Ｘがゼロとなり自車両と先行車とが接触するかを示す値である。先行車に対する余裕時間ＴＴＣは、以下の（式１）で求められる。
ＴＴＣ＝Ｘ／Ｖｒ ・・・（式１）

余裕時間ＴＴＣの値が小さいほど、障害物への接触が緊迫し、障害物への接近度合が大きいことを意味している。例えば障害物への接近時には、余裕時間ＴＴＣが４秒以下となる前に、ほとんどのドライバが減速行動を開始することが知られている。なお、自車両前方に障害物が存在しない場合は、余裕時間ＴＴＣは無限大となる。

ステップＳ３０２では、ステップＳ３０１で算出した余裕時間ＴＴＣが閾値Ｔｈよりも小さいか否かを判定する。閾値Ｔｈは、リスクポテンシャルＲＰに応じた操作反力制御および制駆動力制御を開始するか否かを判断するためのしきい値であり、予め適切な値を設定しておく。余裕時間ＴＴＣが制御開始を判断するために設定された閾値Ｔｈより小さい場合（ＴＴＣ＜Ｔｈ）は、ステップＳ３０３へ進み、仮想弾性体３００の長さを表す基準距離Ｌを算出する。基準距離Ｌは、閾値Ｔｈおよび自車両と障害物との相対距離Ｖｒを用いて以下の(式２)から算出する。
Ｌ＝Ｔｈ×Ｖｒ ・・・(式２)

ステップＳ３０４では、ステップＳ３０３で算出した基準距離Ｌを用いて、以下の(式３)から、自車両の障害物に対するリスクポテンシャルＲＰを算出する。
ＲＰ＝Ｋ・（Ｌ−Ｘ） ・・・（式３）
ここで、Ｋは仮想弾性体３００のバネ定数である。これにより、自車両と障害物との車間距離Ｘが短くなり仮想弾性体３００が圧縮されるほど、リスクポテンシャルＲＰが大きくなる。

ステップＳ３０２が否定判定されて余裕時間ＴＴＣ≧Ｔｈの場合、すなわち図９（ａ）に示すように仮想弾性体３００が先行車２００に接触していない場合は、自車両と先行車との接触のリスクが低いと判断してステップＳ３０５へ進み、リスクポテンシャルＲＰ＝０とする。

このようにステップＳ３００でリスクポテンシャルＲＰを算出した後、ステップＳ４００へ進む。ステップＳ４００では、ステップＳ３００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７２に発生させる操作反力の反力制御指令値ＦＡを算出する。図１１に、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１１に示すように、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。リスクポテンシャルＲＰが所定の最大値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るように、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。

ステップＳ５００では、ステップＳ３００で算出したリスクポテンシャルＲＰに基づいて、制駆動力補正量を算出する。ここでの処理を、図１２のフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ５０１で制駆動力補正量を算出するために用いる反発力Ｆｃを、リスクポテンシャルＲＰに基づいて算出する。ここで、反発力Ｆｃは、図９（ａ）（ｂ）に示した仮想弾性体３００の反発力として考えることができる。そこで、図１３に示すような関係にしたがって、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど反発力Ｆｃが大きくなるように反発力Ｆｃを算出する。なお、リスクポテンシャルＲＰが所定値ＲＰｍを超えると、反発力Ｆｃを最大値Ｆｃmaxに固定する。

ステップＳ５０２では、ドライバ要求駆動力Ｆｄａを推定する。コントローラ５０には、図４と同様のマップが記憶されており、アクセルペダル操作量ＳＡに基づいてドライバ要求駆動力Ｆｄａを推定する。ステップＳ５１０では駆動力補正量Ｆａおよび制動力補正量Ｆｂをそれぞれ算出する。ここでの処理を図１４のフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ５１１で、ステップＳ５０１で算出した反発力ＦｃとステップＳ５０２で推定したドライバ要求駆動力Ｆｄａとの大小関係を比較する。Ｆｄａ≧Ｆｃの場合は、ステップＳ５１２へ進む。ステップＳ５１２では、駆動力補正量Ｆａとして−Ｆｃをセットし、ステップＳ５１３で制動力補正量Ｆｂに０をセットする。

すなわち、Ｆｄａ−Ｆｃ≧０であることから、駆動力Ｆｄａを反発力Ｆｃにより補正した後も正の駆動力が残る。従って、補正量の出力は駆動力制御装置７３のみで行うことができる。この場合、車両の状態としては、運転者がアクセルペダル７２を踏んでいるにも関わらず期待した程の駆動力が得られない状態となる。補正後の駆動力が走行抵抗より大きい場合には、加速が鈍くなる挙動として運転者に感じられ、補正後の駆動力が走行抵抗より小さい場合には、減速する挙動として運転者に感じられる。

一方、ステップＳ５１１が否定判定され、Ｆｄａ＜Ｆｃの場合は、駆動力制御装置７３のみでは目標とする補正量を出力できない。そこで、ステップＳ５１４へ進んで駆動力補正量Ｆａに−Ｆｄａをセットし、ステップＳ５１５で制動力補正量Ｆｂとして、補正量の不足分（Ｆｃ−Ｆｄａ）をセットする。この場合、車両の減速挙動として運転者には察知される。

図１５に、駆動力および制動力の補正方法を説明する図を示す。図１５の横軸はアクセルペダル操作量ＳＡおよびブレーキペダル操作量ＳＢを示しており、原点０から右へ進むほどアクセルペダル操作量ＳＡが大きく、左へ進むほどブレーキペダル操作量ＳＢが大きいことを示している。図１５の縦軸は駆動力および制動力を示し、原点０から上へ進むほど駆動力が大きく、下へ進むほど制動力が大きいことを示している。図１５において、アクセルペダル操作量ＳＡに応じた要求駆動力Ｆｄａ、およびブレーキペダル操作量ＳＢに応じた要求制動力Ｆｄｂをそれぞれ一点鎖線で示す。また、リスクポテンシャルＲＰに基づいて補正した駆動力および制動力を実線で示す。

アクセルペダル操作量ＳＡが大きく、アクセルペダル操作量ＳＡに応じた要求駆動力Ｆｄａが反発力Ｆｃ以上の場合は、駆動力を補正量Ｆａに応じて減少方向に補正する。一方、アクセルペダル操作量ＳＡが小さく、アクセルペダル操作量ＳＡに応じた要求駆動力Ｆｄａが反発力Ｆｃよりも小さい場合は、駆動力を発生しないような補正量Ｆａを設定して駆動力を補正する。さらに、反発力Ｆｃと要求駆動力Ｆｄａとの差を補正量Ｆｂとして設定する。これにより、アクセルペダル操作量ＳＡに応じた緩制動を行う。

ブレーキペダル９２が踏み込まれると、補正量Ｆｂに基づいて制動力を増大方向に補正する。これにより、全体として車両の走行抵抗を補正量、すなわち仮想弾性体の反発力Ｆｃに相当して増大させるように制駆動力の特性を補正している。

このように第１の実施の形態では、図１５に示すように、リスクポテンシャルＲＰに応じた補正量Ｆａ、Ｆｂを用い、アクセルペダル操作量ＳＡに応じた駆動力特性を減少方向に補正するとともに、ブレーキペダル操作量ＳＢに応じた制動力特性を増加方向に補正する、基本的な制駆動力制御の作動スケジュールが予め設定されている。すなわち、基本的な作動スケジュールは、まず、駆動力制御を行い、駆動力制御のみではリスクポテンシャルＲＰに応じた目標減速度を得ることができない場合に、制動力制御を行うように設定されている。具体的には、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど大きな減速度を発生させるように、加速抑制、エンジンブレーキ、緩減速、減速、および運転者のブレーキペダル操作と自動ブレーキの組み合わせ、の順番で制御を行うように設定されている。

ステップＳ５００で制駆動力補正量を算出した後、ステップＳ６００へ進む。ステップＳ６００では、アクセルペダル操作量ＳＡおよびブレーキペダル操作量ＳＢに基づいて、運転者の加減速意図を検出する。ここでの処理を、図１６のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ６０１で、アクセルペダルストロークセンサ７４で検出されるアクセルペダル操作量ＳＡを読み込み、アクセルペダル操作速度ｄＳを算出する。アクセルペダル操作速度ｄＳは、例えばアクセルペダル操作量ＳＡを時間微分することにより算出でき、アクセルペダル７２が踏み込み方向に操作されている場合に正の値で表される。ステップＳ６０２では、ブレーキペダルストロークセンサ９４で検出されるブレーキペダル操作量ＳＢを読み込む。

ステップＳ６０３では、アクセルペダル操作量ＳＡが０よりも大きいか否かを判定する。ＳＡ＞０で、アクセルペダル７２が踏み込まれている場合は、ステップＳ６０４へ進み、アクセルペダル操作速度ｄＳが所定値ｄＳ１以上であるか否かを判定する。所定値ｄＳ１は、アクセルペダル操作速度ｄＳから運転者の加速意図を判断するためのしきい値であり、予め適切な正の値を設定しておく。ｄＳ≧ｄＳ１の場合は、ステップＳ６０５へ進み、運転者の運転意図を加速意図と判断してフラグFlg＝１を設定する。

ステップＳ６０４が否定判定されるとステップＳ６０６へ進み、アクセルペダル操作速度ｄＳが所定値−ｄＳ２以上であるか否かを判定する。所定値−ｄＳ２は、アクセルペダル操作速度ｄＳから運転者が現在の車速Ｖｈを略一定に保とうとしているかを判断するためのしきい値であり、予め適切な負の値を設定しておく。ｄＳ≧−ｄＳ２の場合は、運転者が現在の車速Ｖｈを略一定に保とうとしていると判断してフラグFlg＝２を設定する。ここで、ｄＳ１＞ｄＳ＞−ｄＳ２で、現在の車速Ｖｈを略一定に保とうとする運転者の運転意図を一定意図とする。

ステップＳ６０６が否定判定されると、ステップＳ６０８へ進み、所定速度以上でアクセルペダル７２を戻す方向に操作しているので、運転者の運転意図をエンブレ意図と判断してフラグFlg＝３を設定する。この場合、アクセルペダル７２が踏み込まれているので実際にはエンジンブレーキが発生しない場合もあるが、アクセルペダル７２を所定速度以上で戻し操作していることから、運転者はエンジンブレーキの発生を予測して車速Ｖｈの低下を期待していると考えられる。そこで、ｄＳ＜−ｄＳ２の場合にエンブレ意図と判断している。

ステップＳ６０３が否定判定され、アクセルペダル７２が踏み込まれていない場合は、ステップＳ６０９へ進み、ブレーキペダル操作量ＳＢ＝０であるか否かを判定する。ＳＢ＝０でブレーキペダル９２も踏み込まれていない場合は、ステップＳ６１０へ進み、運転者の運転意図を緩減速意図と判断してフラグFlg＝４を設定する。この場合、ブレーキペダル９２は踏み込まれていないので、運転者は積極的な減速操作を行っていない。ただし、アクセルペダル７２も踏み込んでいないため、上述したエンブレ意図よりも大きな減速を期待していると考えられる。そこで、アクセルペダル７２もブレーキペダル９２も踏み込まれていない場合に緩減速意図と判断している。

ステップＳ６０９が否定判定され、ブレーキペダル９２が踏み込まれている場合は、ステップＳ６１１へ進み、運転者の運転意図を減速意図と判断してフラグFlg＝５を設定する。このように設定した加減速意図は、減速意図、緩減速意図、エンブレ意図、一定意図、および加速意図の順で、運転者が加速しようとする意図が強くなる。

このように、ステップＳ６００で運転者の加減速意図を検出した後、ステップＳ７００へ進む。ステップＳ７００では、制駆動力制御の作動スケジュールを変更する。図１７に、運転者の加減速意図と作動スケジュールとの関係を示す。第１の実施の形態においては、制駆動力制御における作動スケジュールを、加減速意図に応じて変更する。

具体的には、図１７に示すように、運転者の運転意図が加速意図の場合は制駆動力制御を加速抑制までに制限する。一定意図の場合はエンブレ程度の減速度まで発生させる制御までに制限する。エンブレ意図の場合は、シフトダウン程度の減速度まで発生させる緩減速までに制限する。緩減速意図の場合は、減速制御までに制限する。減速意図の場合は、制限を設けずに、運転者のブレーキペダル操作に応じた制動力にリスクポテンシャルＲＰに応じた補正量を加えて制動力制御を行う。

作動スケジュール変更処理を、図１８のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ７０１では、ステップＳ６００で検出された運転者の運転意図が加速意図（Flg＝１）であるか否かを判定する。加速意図の場合はステップＳ７０２へ進み、加速抑制までを許可する作動スケジュールSchedule＝１に設定する。ステップＳ７０１が否定判定されるとステップＳ７０３へ進み、一定意図（Flg＝２）であるか否かを判定する。一定意図の場合はステップＳ７０４へ進み、エンブレ程度の減速までを許可する作動スケジュールSchedule＝２に設定する。

ステップＳ７０３が否定判定されるとステップＳ７０５へ進み、エンブレ意図（Flg＝３）であるか否かを判定する。エンブレ意図の場合はステップＳ７０６へ進み、緩減速制御までを許可する作動スケジュールSchedule＝３に設定する。ステップＳ７０５が否定判定されるとステップＳ７０７へ進み、緩減速意図（Flg＝４）であるか否かを判定する。緩減速意図の場合はステップＳ７０８へ進み、減速制御までを許可する作動スケジュールSchedule＝４に設定する。ステップＳ７０７が否定判定されるとステップＳ７０９へ進み、全範囲の制駆動力制御を許可する作動スケジュールSchedule＝５に設定する。

このようにステップＳ７００で作動スケジュールを変更した後、ステップＳ８００へ進む。ステップＳ８００では、ステップＳ７００で変更した作動スケジュールに従って、ステップＳ５００で算出した制駆動力補正量Ｆａ，Ｆｂを変更する。ここでの処理を図１９のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ８０１で作動スケジュールSchedule＝１であるか否かを判定する。ステップＳ８０１が肯定判定されるとステップＳ８１０へ進み、加速抑制処理を行う。ステップＳ８０１が否定判定されるとステップＳ８０２へ進み、作動スケジュールSchedule＝２であるか否かを判定する。ステップＳ８０２が肯定判定されるとステップＳ８２０へ進み、エンブレ処理を行う。

ステップＳ８０２が否定判定されるとステップＳ８０３へ進み、作動スケジュールSchedule＝３であるか否かを判定する。ステップＳ８０３が肯定判定されるとステップＳ８３０へ進み、緩減速制御処理を行う。ステップＳ８０３が否定判定されるとステップＳ８０４へ進み、作動スケジュールSchedule＝４であるか否かを判定する。ステップＳ８０４が肯定判定されるとステップＳ８４０へ進み、減速処理を行う。ステップＳ８０４が否定判定されるとステップＳ８５０へ進み、運転者によるブレーキ操作と制動力制御の加算処理を行う。

ステップＳ８１０における加速抑制処理、ステップＳ８２０におけるエンブレ処理、ステップＳ８３０における緩減速制御処理、ステップ８４０における減速制御処理、およびステップＳ８５０における加算処理について、以下に説明する。

まず、ステップＳ８１０における加速抑制処理について、図２０のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ８１１で走行抵抗Ｆ０を算出する。走行抵抗Ｆ０は、図２１に従って自車速Ｖｈに基づいて算出する。走行抵抗Ｆ０は自車速Ｖｈが大きくなるほど大きくなる。なお、走行抵抗Ｆ０を自車両の加速度や車重等に基づいて別の方法により算出することもできる。

ステップＳ８１２では、アクセルペダル操作量ＳＡに応じた要求駆動力Ｆｄａに駆動力補正量Ｆａを加算した値（Ｆｄａ＋Ｆａ）が、ステップＳ８１１で算出した走行抵抗Ｆ０以上であるか否かを判定する。（Ｆｄａ＋Ｆａ）≧Ｆ０の場合は、ステップＳ８１３へ進む。ステップＳ８１３では、変更後の駆動力補正量Fahosei＝Ｆａに設定する。（Ｆｄａ＋Ｆａ）＜Ｆ０の場合は、ステップＳ８１４へ進み、変更後の駆動力補正量Fahosei＝（−Ｆｄａ＋Ｆ０）に設定する。つづくステップＳ８１５では、変更後の制動力補正量Fbhosei＝０に設定する。

これにより、図２２に示すようにリスクポテンシャルＲＰに応じた駆動力制御を行う際の駆動力の下限値が走行抵抗Ｆ０に相当する値に制限される。すなわち、駆動力を減少するように補正制御を行う場合でも、最低限、走行抵抗Ｆ０相当の駆動力は発生することになる。これにより、加速を抑制する制御が行われる。

つぎに、ステップＳ８２０におけるエンブレ処理について、図２３のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ８２１では、変更後の駆動力補正量Fahosei＝Ｆａに設定する。ステップＳ８２２では、変更後の制動力補正量Fbhosei＝０に設定する。これにより、図２２に示すように駆動力の下限値が０に設定され、駆動力を０まで低下させる制御を行うことができる。ただし、制動力は発生させない。これにより、エンジンブレーキ程度の減速度を発生させる制御が行われる。

ステップＳ８３０における緩減速制御処理について、図２４のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ８３１では、変更後の駆動力補正量Fahosei＝Ｆａに設定する。ステップＳ８３２では、制動力補正量Ｆｂが所定値Ｆｂ０以上であるか否かを判定する。所定値Ｆｂ０は、シフトダウン相当の緩減速を発生させる制動力として予め適切な値を設定しておく。Ｆｂ≧Ｆｂ０の場合は、ステップＳ８３３へ進み、変更後の制動力補正量Fbhosei＝Ｆｂ０に設定する。すなわち、制動力補正量Ｆｂを所定値Ｆｂ０でリミットする。Ｆｂ＜Ｆｂ０の場合は、ステップＳ８３４へ進み、変更後の制動力補正量Fbhosei＝Ｆｂに設定する。

これにより、リスクポテンシャルＲＰに応じた制動力制御を行う際の制動力は、ドライバ要求制動力Ｆｄｂに所定値Ｆｂ０を加えた値に制限される。すなわち、制動力を増大するように補正制御を行う場合でも、制動力の増加量は所定値Ｆｂ０に制限される。これにより、緩減速を発生させる制御が行われる。

つぎに、ステップＳ８４０における緩減速制御処理について、図２５のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ８４１では、変更後の駆動力補正量Fahosei＝Ｆａに設定する。ステップＳ８４２では、制動力補正量Ｆｂが所定値Ｆｂ１以上であるか否かを判定する。所定値Ｆｂ１は、運転者が通常行うブレーキペダル操作による制動力の範囲内で、緩減速制御で用いた所定値Ｆｂ０よりも大きな値として予め適切な値を設定しておく。Ｆｂ≧Ｆｂ１の場合は、ステップＳ８４３へ進み、変更後の制動力補正量Fbhosei＝Ｆｂ１に設定する。すなわち、制動力補正量Ｆｂを所定値Ｆｂ１でリミットする。Ｆｂ＜Ｆｂ１の場合は、ステップＳ８４４へ進み、変更後の制動力補正量Fbhosei＝Ｆｂに設定する。

これにより、リスクポテンシャルＲＰに応じた制動力制御を行う際の制動力はドライバ要求制動力Ｆｄｂに所定値Ｆｂ１を加えた値に制限される。すなわち、制動力を増大するように補正制御を行う場合でも、制動力の増加量は所定値Ｆｂ１に制限される。

最後に、ステップＳ８５０における加算処理について、図２６のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ８５１では、変更後の駆動力補正量Fahosei＝Ｆａに設定する。ステップＳ８５２では、変更後の制動力補正量Fbhosei＝Ｆｂに設定する。これにより、図２２に示すようにリスクポテンシャルＲＰに応じた制動力制御を行う際に、運転者のブレーキペダル操作に応じた要求制動力ＦｄｂにリスクポテンシャルＲＰに応じた補正量Ｆｂを加えた値が制動力として発生する。

このように、ステップＳ８００で制駆動力補正量変更処理を行った後、ステップＳ９００へ進む。ステップＳ９００では、ステップＳ４００で算出したアクセルペダル反力制御指令値ＦＡをアクセルペダル反力制御装置７０へ出力する。アクセルペダル反力制御装置７０は、コントローラ５０から入力される指令値に応じてアクセルペダル反力を制御する。

ステップＳ１０００では、ステップＳ８００で算出した変更後の駆動力補正量Fahosei、及び変更後の制動力補正量Fbhoseiをそれぞれ駆動力制御装置７３、及び制動力制御装置９３に出力する。駆動力制御装置７３は、変更後の駆動力補正量Fahoseiと要求駆動力Ｆｄａとから目標駆動力を算出し、算出した目標駆動力を発生するようにエンジンコントローラを制御する。また、制動力制御装置９３は、変更後の制動力補正量Fbhoseiと要求制動力Ｆｄｂとから目標制動力を算出し、目標制動力を発生するようにブレーキ液圧コントローラを制御する。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は、自車両の前方に存在する障害物を検出し、障害物の検出結果に基づいて自車両の障害物に対するリスクポテンシャルＲＰを算出する。そして、リスクポテンシャルＲＰに基づいて自車両に発生する制駆動力の制御量Ｆａ，Ｆｂを算出し、制駆動力制御量Ｆａ，Ｆｂに基づいて、予め設定された作動スケジュールにしたがって自車両の駆動力および制動力を制御する。車両用運転操作補助装置１のコントローラ５０は、運転者の加減速意図を検出し、その検出結果に基づいて、制駆動力制御の作動スケジュールを変更する。これにより、自車両に発生する制駆動力の変化により障害物に対するリスクポテンシャルＲＰを運転者に伝達することができるとともに、運転者の加減速意図に基づいて制駆動力制御の作動スケジュールを変更するので、運転者の加減速意図を妨げることなく運転操作を適切な方向に促すことが可能となる。
（２）作動スケジュールは、リスクポテンシャルＲＰに応じて駆動力制御から制動力制御の順に制御を行うように設定されている。具体的には、アクセルペダル７２が操作されている場合は、まずリスクポテンシャルＲＰに応じて駆動力制御のみを行い、リスクポテンシャルＲＰが大きくなると駆動力制御に加えて制動力制御を行うように作動スケジュールが設定されている。運転者が加速しようとしている意図が検出されると、コントローラ５０は、駆動力制御のみを行うように作動スケジュールを変更する。これにより、運転者が加速しようとしている場合に、その意図に反してシステムにより自車両が減速してしまうことを防止できる。
（３）作動スケジュールは、リスクポテンシャルＲＰに応じて、加速抑制、エンジントルクダウン、緩減速、制動の順に制御を行うように設定されており、コントローラ５０は、加減速意図に基づいて、運転者が加速しようとしている場合には加速抑制のみを行うようにし、加速しようとするする意図が小さくなるほど、加速抑制に、エンジントルクダウン、緩減速、制動の順で制御を加えるように作動スケジュールを変更する。具体的には、図１７に示すように加速意図、一定意図、エンブレ意図、緩減速意図、減速意図の順に加速しようとする意図が小さくなるほど、加速抑制に、エンジントルクダウン、緩減速、制動の順で制御を加えるように作動スケジュールを変更する。ここで、エンブレ制御がエンジントルクダウンに相当し、ドライバブレーキ操作と制動制御の加算が制動に相当する。これにより、運転者が加速しようとしている場合に、その意図に反してシステムにより自車両が減速してしまうことを防止できるとともに、運転者が積極的に減速操作を行っている場合には、それを補助するように制動制御を行うことができる。
（４）コントローラ５０は、運転者の加減速意図が、加速意図、車速一定意図、エンブレ意図、緩減速意図、および減速意図の何れであるかを検出する。これにより、運転者の加減速意図に応じてきめ細かな制駆動力制御の設定を行うことができる。
（５）車両用運転操作補助装置１は、運転者によるアクセルペダル操作量ＳＡとブレーキペダル操作量ＳＢを検出する。そして、コントローラ５０においてアクセルペダル操作量ＳＡとブレーキペダル操作量ＳＢに基づいて、加減速意図を検出する。アクセルペダル７２およびブレーキペダル９２は、運転者が自車両を加速させたり減速させたりする場合に操作する運転操作機器であるので、これらの操作状態から加減速意図を検出することにより、運転者の運転操作から直接的に意図検出を行うことができる。

《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。第２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１および図２に示した第１の実施の形態と同様である。ここでは、上述した第１の実施の形態との相違点を主に説明する。

第２の実施の形態では、運転者の加減速意図に基づいて、リスクポテンシャルＲＰに応じてアクセルペダル７２に発生させる操作反力も変更する。そこで、第２の実施の形態における車両用運転操作補助装置１のコントローラ５０Ａは、図２７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、アクセルペダル反力算出部５３、制駆動力補正量算出部５４、加減速意図検出部５５、作動スケジュール変更部５６、制駆動力補正量変更部５７、およびアクセルペダル反力変更部５８を備えている。

アクセルペダル反力変更部５８は、アクセルペダル反力算出部５３で算出した操作反力の制御指令値ＦＡを、作動スケジュールに従って変更する。変更された反力制御指令値がアクセルペダル反力制御装置７０へ出力される。

以下に、第２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、図２８を用いて詳細に説明する。図２８は、第２の実施の形態のコントローラ５０Ａにおける運転操作補助制御処理の処理手順のフローチャートを示す。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Ｓ１００〜Ｓ８００での処理は、図８に示したフローチャートにおける処理と同様であるので説明を省略する。

ステップＳ８６０では、ステップＳ７００で変更した作動スケジュールに従って、ステップＳ４００で算出したアクセルペダル反力制御指令値ＦＡを変更する。ここでの処理を、図２９のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ８６１では、アクセルペダル反力制御指令値ＦＡを変更するための反力変更ゲインＧａを算出する。ここでの処理を図３０のフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ８７１で、作動Schedule＝１であるか否かを判定する。作動Schedule＝１の場合はステップＳ８７２へ進み、反力変更ゲインＧａ＝Ga1を設定する。ステップＳ８７１が否定判定されるとステップＳ８７３へ進み、作動Schedule＝２であるか否かを判定する。作動Schedule＝２の場合はステップＳ８７４へ進み、反力変更ゲインＧａ＝Ga2を設定する。ステップＳ８７３が否定判定されるとステップＳ８７５へ進み、反力変更ゲインＧａ＝１に設定する。ここで、反力変更ゲインＧａは、Ga1＞Ga2＞１となるように予め適切な値を設定しておく。

作動Schedule＝１の場合、または作動Schedule＝２の場合、すなわち運転者の運転意図が加速意図または一定意図の場合には、反力変更ゲインＧａを１よりも大きな値Ga1、Ga2に設定することにより、アクセルペダル７２に発生する操作反力を強調する。作動Schedule＝１または２以外の場合、すなわち運転者の運転意図が車速Ｖｈを低下させようとする意図である場合には、リスクポテンシャルＲＰに応じた操作反力をそのまま発生させるように、反力変更ゲインＧａを１に設定する。

ステップＳ８７６では、ステップＳ８７２、Ｓ８７４、またはＳ８７５で設定した反力変更ゲインＧａが、反力変更ゲインＧａの前回値Ga_zに所定の変化量ΔＧａを加算した値よりも大きいか否かを判定する。Ｇａ＞（Ga_z＋ΔGa）の場合は、ステップＳ８７７へ進み、反力変更ゲインＧａ＝Ga_z＋ΔGaに設定する。これにより、反力変更ゲインＧａに変化率リミッタをかける。

ステップＳ８７６が否定判定され、Ｇａ≦(Ga_z＋ΔGa)の場合は、ステップＳ８７８へ進む。ステップＳ８７８では、反力変更ゲインＧａが前回値Ga_zから所定の変化量ΔＧａを減算した値よりも小さいか否かを判定する。Ｇａ＜（Ga_z−ΔGa）の場合は、ステップＳ８７９へ進み、反力変更ゲインＧａ＝Ga_z−ΔGaに設定する。これにより、反力変更ゲインＧａに変化率リミッタをかける。

ステップＳ８７８が否定判定されると、ステップＳ８７２、Ｓ８７４、またはＳ８７５で設定した反力変更ゲインＧａをそのまま使用する。ステップＳ８８０では、ステップＳ８７２、Ｓ８７４、またはＳ８７５で設定した反力変更ゲインＧａを、前回値Ga_zとして設定する。

このようにステップＳ８６１でアクセルペダル反力変更ゲインＧａを算出した後、ステップＳ８６２へ進む。ステップＳ８６２では、ステップＳ４００で算出したアクセルペダル反力制御指令値ＦＡを、ステップＳ８６１で算出した反力変更ゲインＧａを用いて変更する。変更後の反力制御指令値FAhoseiは、以下の（式４）で表される。
FAhosei＝Ｇａ×ＦＡ ・・・（式４）

これにより、運転者の運転意図が加速意図または一定意図の場合（作動Schedule＝１，２）には、アクセルペダル反力制御指令値ＦＡが増加するように補正され、アクセルペダル７２に発生する操作反力が強調される。運転者の運転意図が加速意図または一定意図以外の場合（作動Schedule＝１、２以外）、すなわち運転者が車速Ｖｈを低下させようとしている場合には、リスクポテンシャルＲＰに応じた反力制御指令値ＦＡをそのまま発生させる。

このように、以上説明した第２の実施の形態においては、上述した第1の実施の形態による効果に加えて以下のような作用効果を奏することができる。
（１）コントローラ５０Ａは、リスクポテンシャルＲＰに基づいて運転操作機器に発生する操作反力ＦＡを算出し、変更された作動スケジュールに基づいて操作反力ＦＡを補正する。そして、補正された操作反力FAhoseiを運転操作機器に発生させる。これにより、リスクポテンシャルＲＰを運転操作機器からの操作反力として運転者に伝達する場合に、制駆動力制御と連動した効果的な制御を行うことが可能となる。
（２）コントローラ５０Ａは、加速抑制のみを行うように作動スケジュールが変更されている場合に、操作反力を増加補正する。これにより、運転者の加速意図に対応して加速抑制のみを行うように制駆動力制御を制限した場合に、運転操作機器から発生する操作反力を強調し、運転者に与える違和感の低減と確実な情報伝達を両立することが可能となる。

上述した第１及び第２の実施の形態では、運転者の加減速意図が加速意図、一定意図、エンブレ意図、緩減速意図、および減速意図のいずれであるかを検出した。ただし、これには限定されず、少なくとも加速しようとする意図があるか否かを検出するように構成することもできる。また、作動スケジュールを加速抑制、エンブレ、緩減速制御、減速制御、ドライバブレーキ操作と制動制御の加算の順に設定したが、少なくとも加速抑制およびドライバブレーキペダル操作と制動制御の加算を実施するように設定することもできる。

上述した第１および第２の実施の形態では、リスクポテンシャルＲＰに応じてアクセルペダル操作反力制御と制駆動力制御とを行うように構成したが、これには限定されず、リスクポテンシャルＲＰに応じて自車両に発生する制駆動力のみを制御することもできる。また、運転操作機器としてブレーキペダル９２を用い、リスクポテンシャルＲＰに応じてブレーキペダル９２に発生する操作反力を制御することも可能である。

上述した第１および第２の実施の形態においては、リスクポテンシャルＲＰとして余裕時間ＴＴＣに関連付けた仮想弾性体３００の反発力を算出した。ただしこれには限定されず、自車両から障害物の現在位置までの到達時間を表す車間時間ＴＨＷ（＝Ｘ/Ｖｈ）に関連付けた仮想弾性体を設定し、この反発力をリスクポテンシャルＲＰとして算出することもできる。また、余裕時間ＴＴＣに基づく反発力と車間時間ＴＨＷに基づく反発力からセレクトハイによりリスクポテンシャルＲＰを算出することもできる。あるいは、車間時間ＴＨＷの逆数の関数と余裕時間ＴＴＣの逆数の関数とを加算したり、これらからセレクトハイにより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と反力制御指令値ＦＡとの関係は図１１に示すものには限定されず、リスクポテンシャルＲＰが増加するほど反力制御指令値ＦＡが増加するように設定することができる。

上述した第２の実施の形態においては、作動スケジュール変更部５６からの信号に基づいてアクセルペダル反力制御指令値ＦＡを補正するようにした。ただし、これには限定されず、加減速意図検出部５５の検出結果に基づいてアクセルペダル反力制御指令値ＦＡを補正するように構成することもできる。

以上説明した第１および第２の実施の形態においては、レーザレーダ１０が障害物検出手段として機能し、リスクポテンシャル算出部５２がリスクポテンシャル算出手段として機能し、制駆動力補正量算出部５４、駆動力制御装置７３および制動力制御装置９３がが制駆動力制御量算出手段および制駆動力制御手段として機能し、加減速意図検出部５５が加減速意図検出手段として機能し、作動スケジュール変更部５６が作動スケジュール変更手段として機能することができる。また、アクセルペダル反力算出部５３が操作反力算出手段として機能し、アクセルペダル反力変更部５８が操作反力補正手段として機能し、アクセルペダル反力制御装置７０が操作反力発生手段として機能することができる。さらに、アクセルペダルストロークセンサ７４がアクセルペダル操作量検出手段として機能し、ブレーキペダルストロークセンサ９４がブレーキペダル操作量検出手段として機能することができる。ただし、これらには限定されず、障害物検出手段として、レーザレーダ１０の代わりに例えば別方式のミリ波レーダを用いることも可能である。また、加減速意図検出手段として、アクセルペダル７２の操作状態のみに基づいて加減速意図を検出するように構成することも可能である。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なんら限定も拘束もされない。

《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。図３１に、第３の実施の形態による車両用運転操作補助装置３の構成を示すシステム図を示す。図３１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３は、レーザレーダ１０，車速センサ２０，舵角センサ３０，障害物検知装置４０，コントローラ５０Ｂ，アクセルペダル反力制御装置７０，駆動力制御装置７３，および制動力制御装置９３等を備えている。

障害物検知装置４０は、レーザレーダ１０および車速センサ２０の検出結果に基づいて前方障害物に関する情報を取得する。具体的には、障害物検知装置４０は、レーザレーダ１０からスキャニング周期毎またはスキャニング角ごとに出力される検出結果に基づいて、検出した物体の動きを判別するとともに、物体間の近接状態や動きの類似性等に基づいて、検出した物体が同一物体であるか異なる物体であるかを判別する。

そして、障害物検知装置４０は、レーザレーダ１０と車速センサ２０からの信号に基づいて、自車両周囲の障害物情報、すなわち自車両と前方障害物との車間距離と相対速度、自車両に対する前方障害物の左右方向距離、および前方障害物の幅等を認識する。なお、障害物検知装置４０は、複数の前方障害物を検知した場合は各障害物についての情報を取得する。障害物検知装置４０は、取得した障害物情報をコントローラ５０Ｂへ出力する。

舵角センサ３０は、ステアリングコラムもしくはステアリングホイール付近に取り付けられた角度センサ等であり、ステアリングシャフトの回転を操舵角として検出し、コントローラ５０Ｂへ出力する。

コントローラ５０Ｂ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３全体の制御を行う。コントローラ５０Ｂは、車速センサ２０から入力される自車速、および障害物検知装置４０から入力される障害物情報から、自車両の走行状況を認識する。コントローラ５０Ｂは、走行状況に基づいて前方障害物に対する自車両の接近度合を表す物理量であるリスクポテンシャルを算出する。

コントローラ５０Ｂは、障害物に対するリスクポテンシャルに基づいて、自車両に発生する制駆動力を制御するとともに、運転者が運転操作のために操作する運転操作機器に発生する操作反力を制御する。ここで、運転操作機器は、例えば運転者が自車両を加速したり減速したりするときに操作するアクセルペダル７２である。なお、リスクポテンシャルに基づくアクセルペダル反力制御を行わない場合は、アクセルペダル７２には例えばアクセルペダル操作量ＳＡに応じた引っ張りバネ（不図示）のバネ力が反力として作用する。

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３の動作を説明する。まず、動作の概要を説明する。
コントローラ５０Ｂは、運転者の加減速意図を検出し、検出した加減速意図、およびリスクポテンシャルに基づいて、自車両に発生する制駆動力の補正量、およびアクセルペダル７２に発生させる反力制御量を調整する。具体的には、加減速意図に応じて制駆動力補正量と反力制御量とが連動して変化するように調整する。

第３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３２を用いて詳細に説明する。図３２は、第３の実施の形態のコントローラ５０Ｂにおける運転操作補助制御処理の処理手順の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。

まず、ステップＳ２０１０で、車速センサ２０によって検出される自車速Ｖｈと、舵角センサ３０によって検出される自車両の操舵角δのデータを読み込む。ステップＳ２０２０では、アクセルペダルストロークセンサ７４によって検出されるアクセルペダル操作量ＳＡを読み込む。ステップＳ２０３０では、レーダ装置１０および車速センサ２０の検出結果に従って障害物検知装置４０で算出した複数の前方障害物に関する情報を読み込む。前方障害物に関する情報は、例えば各障害物までの前後方向の距離（車間距離）Ｄと、自車両に対する障害物の左右方向位置ｘおよび前後方向位置ｙである。

ステップＳ２０４０では、ステップＳ２０１０で読み込んだ自車速Ｖｈおよび操舵角δに基づいて、自車両の進路を推定する。以下に、予測進路の推定方法を図３３および図３４を用いて説明する。予測進路を推定するために、図３３に示すように自車両が矢印方向に進行している場合の旋回半径Ｒを算出する。まず、自車両の旋回曲率ρ（１／ｍ）を算出する。旋回曲率ρは、自車速Ｖｈおよび操舵角δに基づいて、以下の（式５）で算出できる。
ρ＝１／｛Ｌ（１＋Ａ・Ｖｈ２）｝×δ／Ｎ ・・・（式５）
ここで、Ｌ：自車両のホイールベース、Ａ：車両に応じて定められたスタビリティファクタ（正の定数）、Ｎ：ステアリングギア比である。

旋回半径Ｒは、旋回曲率ρを用いて以下の（式６）で表される。
Ｒ＝１／ρ・・・（式６）
（式６）を用いて算出した旋回半径Ｒを用いることで、図３３に示すように自車両の走行軌道を半径Ｒの円弧として予測することができる。そして、図３４に示すように、旋回半径Ｒの円弧を中心線とした幅Ｔｗの領域を、自車両が走行するであろう予測進路として設定する。幅Ｔｗは、自車両の幅に基づいて予め適切に設定しておく。

ステップＳ２０５０では、障害物検知装置４０によって検出され、ステップＳ２０４０で設定した自車両の予測進路内にあると判定した障害物のうち、自車両に最も近い物体を、前方障害物として選択する。この前方障害物は、以降の処理で自車両のリスクポテンシャルＲＰを算出する対象となる障害物である。

ステップＳ２０６０では、ステップＳ２０５０で前方障害物として選択した障害物について、自車両のリスクポテンシャルＲＰを算出する。ここでの処理を、図３５のフローチャートを用いて説明する。以降では、自車両前方を走行する先行車を前方障害物として説明する。まず、ステップＳ２０６１で、自車両と前方障害物との車間時間ＴＨＷおよび余裕時間ＴＴＣを算出する。車間時間ＴＨＷは、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物理量であり、以下の（式７）から算出される。
ＴＨＷ＝Ｄ／Ｖｈ ・・・（式７）

先行車に対する余裕時間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り、現在の走行状況が継続した場合、つまり自車速Ｖｈ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。なお、相対速度ＶｒはＶｒ＝（自車速−先行車速）であり、自車速が先行車速よりも低い場合はＶｒ＝０とする。障害物に対する余裕時間ＴＴＣは、以下の（式８）で求められる。
ＴＴＣ＝Ｄ／Ｖｒ ・・・（式８）

余裕時間ＴＴＣの値が小さいほど、先行車への接触が緊迫し、先行車への接近度合が大きいことを意味している。例えば先行車への接近時には、余裕時間ＴＴＣが４秒以下となる前に、ほとんどのドライバが減速行動を開始することが知られている。車間時間ＴＨＷおよび余裕時間ＴＴＣが小さいほど自車両と先行車とが近づいていることを表す。

ここでは、車間時間ＴＨＷに関連づけた仮想弾性体、および余裕時間ＴＴＣに関連づけた仮想弾性体を自車両と前方障害物との間に設定したモデルを想定し、それぞれの仮想弾性体による反発力を、車間時間ＴＨＷに基づくリスクポテンシャルRP_THWおよび余裕時間ＴＴＣに基づくリスクポテンシャルRP_TTCとして算出する。

ステップＳ２０６２で、車間時間ＴＨＷをしきい値TH_THWと比較する。車間時間ＴＨＷが制御開始を判断するためのしきい値TH_THWより小さい場合（ＴＨＷ＜TH_THW）は、ステップＳ２０６３へ進む。ステップＳ２０６３では、自車速Ｖｈと車間時間ＴＨＷを用いて、以下の（式９）から車間時間ＴＨＷに基づくリスクポテンシャルRP_THWを算出する。
RP_THW＝K_THW×（TH_THW−ＴＨＷ）×Ｖｈ ・・・（式９）
（式９）においてK_THWは車間時間ＴＨＷに関連付けた仮想弾性体のばね定数であり、TH_THW・Ｖｈは仮想弾性体の長さに相当する。

ステップＳ２０６２でＴＨＷ≧TH_THWと判定された場合は、ステップＳ２０６４へ進んでリスクポテンシャルRP_THW＝０にする。

ステップＳ２０６５では、余裕時間ＴＴＣをしきい値TH_TTCと比較する。余裕時間ＴＴＣが制御開始を判断するためのしきい値TH_TTCより小さい場合（ＴＴＣ＜TH_TTC）は、ステップＳ２０６６へ進む。ステップＳ２０６６では、相対速度Ｖｒと余裕時間ＴＴＣを用いて、以下の（式１０）から余裕時間ＴＴＣに基づくリスクポテンシャルRP_TTCを算出する。
RP_TTC＝K_TTC×（TH_TTC−ＴＴＣ）×Ｖｒ ・・・（式１０）
（式１０）においてK_TTCは余裕時間ＴＴＣに関連付けた仮想弾性体のばね定数であり、TH_TTC・Ｖｒは仮想弾性体の長さに相当する。

ステップＳ２０６５でＴＴＣ≧TH_TTCと判定された場合は、ステップＳ２０６７へ進んでリスクポテンシャルRP_TTC＝０にする。

つづくステップＳ２０６８では、ステップＳ２０６３またはＳ２０６４で算出した車間時間ＴＨＷに基づくリスクポテンシャルRP_THWと、ステップＳ２０６６またはＳ２０６７で算出した余裕時間ＴＴＣに基づくリスクポテンシャルRP_TTCのうち、大きい方の値をリスクポテンシャルＲＰとして選択する。

このようにステップＳ２０６０でリスクポテンシャルＲＰを算出した後、ステップＳ２０７０へ進む。ステップＳ２０７０では、ステップＳ２０６０で算出した前方障害物に対する自車両のリスクポテンシャルＲＰに基づいて、目標制駆動力およびアクセルペダル反力制御指令値を算出する際に用いる制御反発力Ｆｃを算出する。そこで、上述した図１３に示すような関係にしたがって、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど反発力Ｆｃが大きくなるように反発力Ｆｃを算出する。

つづくステップＳ２０８０では、アクセルペダル操作量ＳＡに基づいて、運転者の加減速意図を検出する。ここでの処理を、図３６のフローチャートを用いて説明する。
まず、ステップＳ２０８１で、アクセルペダル７２が踏み込まれているか否かを判定する。具体的には、ステップＳ２０２０で読み込んだアクセルペダル操作量ＳＡが所定値TH_0よりも大きい場合に、アクセルペダル７２の踏み込み操作ありと判定する。所定値TH_0は、０％に誤差相当の値を加えた値として予め適切に設定しておく。踏み込み操作なしと判定されるとステップＳ２０８２へ進み、アクセルペダル７２が解放されており運転者が減速しようとしていると判断し、加減速意図フラグＳＴをＳＴ４（減速意図）に設定する。

ステップＳ２０８１でアクセルペダル７２の踏み込み操作ありと判定されると、ステップＳ２０８３へ進み、アクセルペダル７２が踏増し操作されているか否かを判定する。具体的には、アクセルペダル７２の操作速度が所定値dTH_1よりも大きい場合に、アクセルペダル７２が踏増しされていると判定する。アクセルペダル操作速度は、例えばアクセルペダル操作量ＳＡを時間微分することにより算出でき、踏み込み方向に操作されている場合に正の値で表される。所定値dTH_1は、誤差分を考慮してアクセルペダル７２が踏増しされていると判断できる正の値として予め適切に設定しておく。

アクセルペダル７２が踏増しされていると判定されると、ステップＳ２０８４へ進み、運転者が加速しようとしている判断し、加減速意図フラグＳＴをＳＴ１（加速意図）に設定する。

ステップＳ２０８３でアクセルペダル７２が踏み増しされていないと判定されると、ステップＳ２０８５へ進み、アクセルペダル７２が戻し方向に操作されているか否かを判定する。具体的には、アクセルペダル操作速度が所定値−dTH_1よりも小さい場合、すなわち所定値−dTH_1よりも速い速度で戻し操作されている場合に、アクセルペダル７２が戻し方向に操作されていると判定する。アクセルペダル７２が戻し方向に操作されていると判定されると、ステップＳ２０８６へ進み、加減速意図フラグＳＴをＳＴ３（エンブレ意図）に設定する。ここで、エンブレ意図とは、運転者はアクセルペダル７２を踏み込んでいるが加速しようとする意図は無く、エンブレ程度の弱めの減速を行おうとする意図を意味する。

ステップＳ２０８５でアクセルペダル７２の戻し操作なしと判定されると、ステップＳ２０８７へ進む。ステップＳ２０８７では、アクセルペダル７２を保持して自車速Ｖｈを略一定に保持しようとしていると判断し、加減速意図フラグＳＴをＳＴ２（一定速度意図）に設定する。

このように、ステップＳ２０８０で加減速意図検出処理を行った後、ステップＳ２０９０へ進む。ステップＳ２０９０では、ステップＳ２０６０で算出したリスクポテンシャルＲＰに基づく制駆動力制御と操作反力制御を、ステップＳ２０８０で検出した運転者の加減速意図に基づいて調整するための処理を行う。具体的には、運転者の加減速意図に基づいて制駆動力制御の制御量と操作反力制御の制御量とが連動して変化するように、ステップＳ２０７０で算出した制御反発力Ｆｃを調整する。ここでの処理を、図３７のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ２０９１では、ステップＳ２０７０で算出した制御反発力Ｆｃが０よりも大きいか否かを判定する。Ｆｃ＞０でリスクポテンシャルＲＰに応じた制駆動力制御および操作反力制御を実行する場合は、ステップＳ２０９２へ進む。ステップＳ２０９２では、ステップＳ２０８０で検出した加減速度意図フラグＳＴがＳＴ１（加速意図）であるか否かを判定する。ＳＴ＝ＳＴ１の場合は、ステップＳ２０９３へ進む。

ステップＳ２０９３では、ドライバ要求駆動力Ｆｄａを推定する。コントローラ５０Ｂには、図４と同様のマップが記憶されており、アクセルペダル操作量ＳＡに基づいてドライバ要求駆動力Ｆｄａを推定する。ステップＳ２０９４では、走行抵抗ＦＲを算出する。走行抵抗ＦＲは、駆動力推定値から（加速度／車重）を減算することにより算出することができる。加速度は、自車速Ｖｈを時間微分することによって得られる。また、加速度センサを設けて検出することも可能である。

ステップＳ２０９５では、制御反発力Ｆｃ，ドライバ要求駆動力Ｆｄａおよび走行抵抗ＦＲを用いて、制駆動力補正量算出用の制御反発力Ｆｃ１を算出する。具体的には、リスクポテンシャルＲＰに基づいて算出した制御反発力Ｆｃを、（Ｆｄａ−ＦＲ）でリミットする。すなわち、Ｆｃ≦（Ｆｄａ−ＦＲ）の場合は、ステップＳ２０７０で算出した制御反発力Ｆｃをそのまま制駆動力補正量算出用の制御反発力Ｆｃ１として用い、Ｆｃ＞（Ｆｄａ−ＦＲ）の場合は、Ｆｃ１＝（Ｆｄａ−ＦＲ）に制限する。

ステップＳ２０９２が否定判定されると、ステップＳ２０９６へ進む。ステップＳ２０９６では、加減速意図フラグＳＴがＳＴ３（エンブレ意図）またはＳＴ４（減速意図）であるか否かを判定する。ＳＴがＳＴ３，ＳＴ４以外、すなわち、ＳＴ＝ＳＴ２（一定速度意図）の場合は、ステップＳ２０９７へ進み、アクセルペダル操作量ＳＡに基づいてドライバ要求駆動力Ｆｄａを推定する。

ステップＳ２０９８では、制駆動力補正量算出用の制御反発力Ｆｃ１を算出する。具体的には、リスクポテンシャルＲＰに基づいて算出した制御反発力Ｆｃを、ドライバ要求駆動力Ｆｄａでリミットする。すなわち、Ｆｃ≦Ｆｄａの場合は、ステップＳ２０７０で算出した制御反発力Ｆｃをそのまま制駆動力補正量算出用の制御反発力Ｆｃ１として用い、Ｆｃ＞Ｆｄａの場合は、Ｆｃ１＝Ｆｄａに制限する。ステップＳ２０９６が肯定判定され、をＳＴ＝ＳＴ３（エンブレ意図）またはＳＴ＝ＳＴ４（減速意図）の場合は、ステップＳ２０９９へ進み、ステップＳ２０７０で算出した制御反発力Ｆｃをそのまま制駆動力補正量算出用の制御反発力Ｆｃ１として用いる。

つづくステップＳ２１００では、制駆動力補正量算出用の制御反発力Ｆｃ１を用いて、反力制御量算出用の制御反発力Ｆｃ２を算出する。反力制御量算出用の制御反発力Ｆｃ２は、以下の（式１１）を用いて算出できる。
Ｆｃ２＝Ｆｃ×Ｆｃ／Ｆｃ１ ・・・（式１１）
このように、制御反発力Ｆｃ２は、制御反発力Ｆｃ１が小さくなるほど大きくなり、制御反発力Ｆｃ１が大きくなるほど小さくなる。すなわち、反力制御量算出用の制御反発力Ｆｃ２の大きさは、制駆動力補正量算出用の制御反発力Ｆｃ１に連動して変化する。

ステップＳ２１０１では、ステップＳ２１００で算出した反力制御量算出用の制御反発力Ｆｃ２にリミットをかける。具体的には、反力制御量算出用の制御反発力Ｆｃ２をリスクポテンシャルＲＰに基づく制御反発力Ｆｃの２倍程度の値で制限する。ステップＳ２０９１が否定判定され、Ｆｃ＝０の場合は、ステップＳ２１０２へ進んで制駆動力補正量算出用の制御反発力Ｆｃ１＝０，反力制御量算出用の制御反発力Ｆｃ２＝０に設定する。

このように、ステップＳ２０９０で制駆動力補正量算出用の制御反発力Ｆｃ１と反力制御量算出用の制御反発力Ｆｃ２とを算出した後、ステップＳ２１１０へ進む。ステップＳ２１１０では、制駆動力補正量算出用の制御反発力Ｆｃ１を用いて、制駆動力制御を行うための駆動力補正量Ｆａおよび制動力補正量Ｆｂをそれぞれ算出する。ここでの処理を、図３８のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ２１１１では、アクセルペダル操作量ＳＡに基づいてドライバ要求駆動力Ｆｄａを推定する。ステップＳ２１１２では、ステップＳ２０９０で算出した制駆動力補正量算出用の制御反発力Ｆｃ１とステップＳ２１１１で推定したドライバ要求駆動力Ｆｄａとの大小関係を比較する。Ｆｄａ≧Ｆｃ１の場合は、ステップＳ２１１３へ進む。ステップＳ２１１３では、駆動力補正量Ｆａとして−Ｆｃ１をセットし、ステップＳ２１１４で制動力補正量Ｆｂに０をセットする。

すなわち、Ｆｄａ−Ｆｃ１≧０であることから、駆動力Ｆｄａを制御反発力Ｆｃ１により補正した後も正の駆動力が残る。従って、補正量の出力は駆動力制御装置７３のみで行うことができる。この場合、車両の状態としては、運転者がアクセルペダル７２を踏んでいるにも関わらず期待した程の駆動力が得られない状態となる。補正後の駆動力が走行抵抗より大きい場合には、加速が鈍くなる挙動として運転者に感じられ、補正後の駆動力が走行抵抗より小さい場合には、減速する挙動として運転者に感じられる。

一方、ステップＳ２１１２が否定判定され、Ｆｄａ＜Ｆｃ１の場合は、駆動力制御装置７３のみでは目標とする補正量を出力できない。そこで、ステップＳ２１１５へ進んで駆動力補正量Ｆａに−Ｆｄａをセットし、ステップＳ２１１６で制動力補正量Ｆｂとして、補正量の不足分（Ｆｃ１−Ｆｄａ）をセットする。この場合、車両の減速挙動として運転者には察知される。

ステップＳ２１１７では、ステップＳ２１１３またはＳ２１１５で算出した駆動力補正量Ｆａ、及びステップＳ２１１４またはＳ２１１６で算出した制動力補正量Ｄｂをそれぞれ駆動力制御装置７３、及び制動力制御装置９３に出力する。駆動力制御装置７３は、コントローラ５０Ｂからの指令に応じてエンジントルクを制御する。制動力制御装置９３は、コントローラ５０Ｂからの指令に応じてブレーキ液圧を制御する。

このように、ステップＳ２１１０で駆動力補正量Ｆａと制動力補正量Ｆｂをそれぞれ算出、出力した後、ステップＳ２１２０へ進む。ステップＳ２１１０では、ステップＳ２０９０で算出した反力制御量算出用の制御反発力Ｆｃ２に基づいて、アクセルペダル７２に発生させる操作反力の制御量、すなわちアクセルペダル反力制御指令値ＦＡを算出する。図３９に、制御反発力Ｆｃ２とアクセルペダル反力制御指令値ＦＡとの関係を示す。図３９に示すように、制御反発力Ｆｃ２が大きくなるほどアクセルペダル反力制御指令値ＦＡが大きくなる。

コントローラ５０Ｂは、制御反発力Ｆｃ２に基づいて算出したアクセルペダル反力制御指令値ＦＡを、アクセルペダル反力制御装置７０へ出力する。アクセルペダル反力制御装置７０は、アクセルペダル操作量ＳＡに応じた通常の反力特性に、コントローラ５０Ｂから入力される指令値に応じた反力を付加するようにアクセルペダル反力を制御する。これにより、今回の処理を終了する。

以上説明した第３の実施の形態の作用を、図４０および図４１（ａ）〜（ｈ）を用いて説明する。図４０は、リスクポテンシャルＲＰ、加減速意図、制駆動力制御、および操作反力制御の関係を概念的に示したものである。図４０において、連動制御処理を行わない場合の制駆動力制御と操作反力制御との関係を破線で示す。連動制御処理を行わない場合は、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど制駆動力制御の制御量と操作反力制御の制御量がともに大きくなる。

連動制御処理が行うことにより、加速意図が検出された場合は制駆動力制御に対して操作反力制御の作動が強くなる。反対に、減速意図が検出された場合は操作反力制御に対して制駆動力制御の作動を強くする。

図４１（ａ）〜（ｈ）は、アクセルペダル操作量ＳＡ，意図検出判定結果（加減速意図フラグＳＴ）、ドライバ要求駆動力Ｆｄａ、制御反発力Ｆｃ，制駆動力補正量算出用の制御反発力Ｆｃ１，反力制御量算出用の制御反発力Ｆｃ２，制駆動力補正量Ｆａ，Ｆｂ，および反力制御指令値ＦＡの時間変化の一例をそれぞれ示す。

アクセルペダル操作量ＳＡは、時間ｔ１まで一定で、その後踏み込まれ、時間ｔ３から徐々に減少している。これに応じてドライバ要求駆動力Ｆｄａも増減している。時間ｔ１までは、運転者の加減速意図として一定速度意図（ＳＴ２）が検出されており、制御反発力Ｆｃ１は、ドライバ要求駆動力Ｆｄａを上限として制御反発力Ｆｃに基づいて算出される。これにより、自車両にはエンブレ程度の弱めの減速度が発生する。ただし、制動制御は行われない。制御反発力Ｆｃ２は、制御反発力Ｆｃ１が制限された代わりに増加するように調整されており、運転者はリスクポテンシャルＲＰの存在をアクセルペダル７２を介して連続的に知覚することができる。

時間ｔ１以降、アクセルペダル７２が踏み込まれると、加減速意図として加速意図（ＳＴ１）が検出される。制御反発力Ｆｃ１は（Ｆｄａ−ＦＲ）を上限として制御反発力Ｆｃに基づいて算出される。これにより、運転者の加速意図に応じて自車両は走行抵抗ＦＲに抗して加速を行うことが可能となる。これと連動して、制御反発力Ｆｃ２は増加方向に調整され、運転者はリスクポテンシャルＲＰの存在をアクセルペダル７２を介して連続して知覚することができる。

時間ｔ２でアクセルペダル操作量ＳＡが変動しなくなると、加減速意図として一定速度意図（ＳＴ２）が検出される。これにより、駆動力補正量Ｆａは０まで低下する。時間ｔ３以降、アクセルペダル７２が戻し方向に操作されると、加減速意図としてエンブレ意図（ＳＴ３）が検出される。この場合、制御反発力Ｆｃがそのまま制御反発力Ｆｃ１、Ｆｃ２として用いられる。これにより、制御反発力Ｆｃ１がドライバ要求駆動力Ｆｄａよりも大きい場合は、自車両に減速度が発生する。

時間ｔ４でアクセルペダル７２が解放されると、加減速意図として減速意図（ＳＴ４）が検出される。この場合、制御反発力Ｆｃがそのまま制御反発力Ｆｃ１、Ｆｃ２として用いられるので、自車両には減速度が発生する。

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。
（１）車両用運転操作補助装置３は、自車両の前方に存在する障害物を検出し、障害物の検出結果に基づいて自車両の障害物に対するリスクポテンシャルＲＰを算出する。そして、リスクポテンシャルＲＰに基づいて自車両に発生する制駆動力の制御量Ｆａ，Ｆｂを算出するとともに、運転操作機器に発生する操作反力の反力制御量ＦＡを算出する。そして、算出した制駆動力補正量（制駆動力制御量）Ｆａ，Ｆｂに基づいて自車両の駆動力および制動力を制御し、算出した反力制御指令値（反力制御量）ＦＡを運転操作機器に発生させる。ここで、運転操作機器はたとえばアクセルペダル７２である。コントローラ５０Ｂは、運転者の加減速意図を検出し、その検出結果とリスクポテンシャルＲＰに基づいて、自車両の駆動力および制動力と、運転操作機器に発生される操作反力とを連動制御する。これにより、制駆動力と操作反力とを連動して制御することができ、制駆動力の変化と操作反力の変化とを補完し合って、運転者に与える違和感を低減した制御を実現することが可能となる。
（２）加減速意図検出処理で検出する加減速意図は、運転者の加速意図および減速意図を含むので、運転操作に関する運転者の意図を検出することができる。
（３）コントローラ５０Ｂは、加減速意図の検出結果に応じて、制駆動力制御量Ｆａ，Ｆｂと反力制御量ＦＡとを修正する。これにより、リスクポテンシャルＲＰに応じて算出される制駆動力制御量Ｆａ，Ｆｂと反力制御量ＦＡとを加減速意図に応じて適切に修正できる。
（４）制駆動力制御量Ｆａ，Ｆｂは、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど、駆動力が小さく、もしくは制動力が大きくなるように算出され、反力制御量ＦＡは、リスクポテンシャルＲＰが大きくなるほど運転操作機器に発生する操作反力が大きくなるように算出される。これにより、自車両のリスクポテンシャルＲＰが大きくなっていることを自車両からの減速感および運転操作機器からの操作反力の大きさとして運転者に直感的に知覚させることができる。
（５）コントローラ５０Ｂは、運転者が加速しようとする意図が強くなるほど、駆動力の減少量もしくは制動力の増加量が小さくなるように制駆動力制御量Ｆａ，Ｆｂを修正する。ここで、加減速意図は、減速意図、エンブレ意図、一定速度意図、加速意図の順で運転者が加速しようとする意図が強くなる。運転者が加速しようとしている場合に、制駆動力制御量Ｆａ，Ｆｂが減少方向に調整されるので、運転者の加速意図を妨げることがなく、運転者は意図に応じた加速を得ることができる。
（６）コントローラ５０Ｂは、運転者が加速しようとする意図が強くなるほど、制駆動力制御量Ｆａ，Ｆｂに対する反力制御量ＦＡの大きさを大きくする。加速意図が検出されている場合、制駆動力制御量Ｆａ，Ｆｂは減少方向に調整されるため、反力制御量ＦＡを反対に大きくすることにより、運転者にリスクポテンシャルＲＰが存在することを確実に知覚させることができる。
（７）コントローラ５０Ｂは、運転者が減速しようとする意図が強くなるほど、駆動力の減少量もしくは制動力の増加量が大きくなるように制駆動力制御量Ｆａ，Ｆｂを修正する。ここで、加減速意図は、加速意図、一定速度意図、エンブレ意図、減速意図の順で運転者が減速しようとする意図が強くなる。運転者が減速しようとしている場合に、制駆動力制御量Ｆａ，Ｆｂが増加方向に調整されるので、運転者の減速操作を補助することができる。
（８）コントローラ５０Ｂは、運転者が減速しようとする意図が強くなるほど、制駆動力制御量Ｆａ，Ｆｂに対する反力制御量ＦＡの大きさを小さくする。減速意図が検出されている場合、制駆動力制御量Ｆａ，Ｆｂは増加方向に調整されるため、反力制御量ＦＡを反対に小さくすることにより、制駆動力制御と操作反力制御のバランスをとって運転者に与える違和感を低減することができる。
（９）コントローラ５０Ｂは、運転者の加速意図が検出された場合に、自車速が低下しないように制駆動力制御量Ｆａ，Ｆｂを修正する。これにより、運転者の加速意図を妨げることがなく、運転者は意図に応じた加速を得ることができる。
（１０）コントローラ５０Ｂは、運転者の減速意図が検出されなかった場合、制動力が増加しないように制駆動力制御量Ｆａ，Ｆｂを修正する。具体的には、一定速度意図（ＳＴ２）あるいは加速意図（ＳＴ１）が検出された場合には、制動力補正量Ｆｂ＝０とする。これにより、運転者が減速しないような意図をもって運転操作を行っている場合に運転者の意図を妨げることがない。
（１１）コントローラ５０Ｂは、加減速意図の検出結果に応じて制駆動力制御量Ｆａ，Ｆｂを修正した後、修正した制駆動力制御量Ｆａ，Ｆｂを用いて反力制御量ＦＡを修正する。具体的には、リスクポテンシャルＲＰと加減速意図に基づいて制駆動力補正量算出用の制御反発力Ｆｃ１を算出し、制御反発力Ｆｃ１を用いて反力制御量算出用の制御反発力Ｆｃ２を算出する。これにより、制駆動力制御に連動した操作反力制御を行うことができる。

《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。第４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３１に示した第３の実施の形態と同様である。ここでは、上述した第３の実施の形態との相違点を主に説明する。

第４の実施の形態では、加減速意図に基づいて制駆動力制御と操作反力制御とを連動させるような補正係数α、βを設定し、補正係数α、βを用いて制駆動力補正量算出用の制御反発力Ｆｃ１と反力制御量算出用の制御反発力Ｆｃ２をそれぞれ算出する。この処理を、図４２を用いて説明する。この処理は、図３２のフローチャートのステップＳ２０９０で実行される。

ステップＳ２２０１では、ステップＳ２０７０で算出した制御反発力Ｆｃが０よりも大きいか否かを判定する。Ｆｃ＞０でリスクポテンシャルＲＰに応じた制駆動力制御および操作反力制御を実行する場合は、ステップＳ２２０２へ進む。ステップＳ２２０２では、ステップＳ２０８０で検出した加減速意図に基づいて補正係数α、βを設定する。図４３に、加減速意図と補正係数α、βとの関係を示す。

加速意図（ＳＴ１）が検出された場合は、α＝α１、β＝β１、一定速度意図（ＳＴ２）が検出された場合は、α＝α２、β＝β２、エンブレ意図（ＳＴ３）が検出された場合は、α＝α３、β＝β３、減速意図（ＳＴ４）が検出された場合は、α＝α４、β＝β４とする。ここで、制駆動力補正量算出用の制御反発力Ｆｃ１を算出するための補正係数α１〜α４は、次の（式１２）を満たすように予め適切に設定される。
１≧α４≧α３≧α２≧α１≧０ ・・・（式１２）
例えば、α１＝０．２、α２＝０．６、α３＝１．０、α４＝１．０とする。

反力制御量算出用の制御反発力Ｆｃ２を算出するための補正係数β１〜β４は、次の（式１３）を満たすように予め適切に設定される。
β４≦β３≦β２≦β１ ・・・（式１３）
例えば、β１＝２、β２＝１．６、β３＝１．０、β４＝１．０とする。なお、補正係数βは、補正係数αの逆数（１／α）をαの１〜２倍程度の範囲に制限した値となるように設定する。

ステップＳ２２０３では、ステップＳ２０７０で算出した制御反発力Ｆｃに、ステップＳ２２０２で加減速意図に応じて設定した補正係数αを乗算することにより、制駆動力補正量算出用の制御反発力Ｆｃ１を算出する。制御反発力Ｆｃ１は、以下の（式１４）で表される。
Ｆｃ１＝Ｆｃ×α ・・（式１４）

ステップＳ２２０４では、ステップＳ２０７０で算出した制御反発力Ｆｃに、ステップＳ２２０２で加減速意図に応じて設定した補正係数βを乗算することにより、反力制御量算出用の制御反発力Ｆｃ２を算出する。制御反発力Ｆｃ２は、以下の（式１５）で表される。
Ｆｃ２＝Ｆｃ×β ・・（式１５）

ステップＳ２２０１が否定判定されるとステップＳ２２０５へ進み、制駆動力補正量算出用の制御反発力Ｆｃ１＝０、反力制御量算出用の制御反発力Ｆｃ２＝０とする。このように、ステップＳ２０９０で制駆動力補正量算出用の制御反発力Ｆｃ１と反力制御量算出用の制御反発力Ｆｃ２とを算出した後、ステップＳ２１１０の処理へ進む。

このように、加減速意図に基づいて設定した補正係数α、βを用いて制駆動力補正量算出用の制御反発力Ｆｃ１と反力制御量算出用の制御反発力Ｆｃ２を算出することによっても、上述した第３の実施の形態と同様の効果を奏することができる。補正係数α、βを予め適切な値に設定しておくことにより、Ｆｃ１，Ｆｃ２の算出を容易に行うことができる。

補正係数α、βは、上述した（式１２）（式１３）をそれぞれ満たす範囲内で、例えば以下のように設定することもできる。
図４４に示すように、 加速意図（ＳＴ１）が検出された場合は、α１＝０．２、β１＝２、一定速度意図（ＳＴ２）が検出された場合は、α２＝０．６、β２＝１．６、エンブレ意図（ＳＴ３）が検出された場合は、α３＝０．８、β３＝１．２、減速意図（ＳＴ４）が検出された場合は、α４＝１．０、β４＝１．０とする。このように、エンブレ意図（ＳＴ３）と減速意図（ＳＴ４）で補正係数α、βを細かく変化させる設定とすることにより、より滑らかな動作とすることが可能となる。

図４５に示すように、 加速意図（ＳＴ１）が検出された場合は、α１＝０．０、β１＝２、一定速度意図（ＳＴ２）が検出された場合は、α２＝０．６、β２＝１．０、エンブレ意図（ＳＴ３）が検出された場合は、α３＝０．８、β３＝１．０、減速意図（ＳＴ４）が検出された場合は、α４＝１．０、β４＝１．０とする。このように、加速意図（ＳＴ１）が検出され、補正係数α＝０としたときのみ補正係数βを１よりも大きく設定する。これにより、加速意図が検出されたことにより制駆動力制御が行われない状態を運転者に明確に知覚させることが可能となる。

なお、上述した第３及び第４の実施の形態では、リスクポテンシャルＲＰに基づいて算出した制御反発力Ｆｃから、制駆動力補正量算出用の制御反発力Ｆｃ１と反力制御量算出用の制御反発力Ｆｃ２とを算出した。ただし、Ｆｃ１，Ｆｃ２の算出方法はこれには限定されず、リスクポテンシャルＲＰを用いて制駆動力補正量算出用のリスクポテンシャルＲＰ１と反力制御量算出用のリスクポテンシャルＲＰ２を算出し、ＲＰ１，ＲＰ２を用いて制駆動力補正量算出用の制御反発力Ｆｃ１と反力制御量算出用の制御反発力Ｆｃ２をそれぞれ算出することもできる。あるいは、制御反発力Ｆｃ１，Ｆｃ２を算出することなく、リスクポテンシャルＲＰ１，ＲＰ２から直接、制駆動力補正量Ｆａ，Ｆｂ、および反力制御指令値ＦＡを算出することもできる。

以上説明した第３および第４の実施の形態においては、レーザレーダ１０が障害物検出手段として機能し、コントローラ５０Ｂで実行される処理のうち、リスクポテンシャル算出処理がリスクポテンシャル算出手段として機能し、制駆動力補正量算出処理が制駆動力制御量算出手段として機能し、反力算出処理が操作反力算出手段として機能し、加減速意図検出処理が加減速意図検出手段として機能し、連動制御処理が連動制御手段として機能することができる。また、駆動力制御装置７３および制動力制御装置９３が制駆動力制御手段として機能し、アクセルペダル制御装置７０が操作反力発生手段として機能することができる。ただし、これらには限定されず、障害物検出手段として、レーザレーダ１０の代わりに例えば別方式のミリ波レーダを用いることも可能である。また、加減速意図検出手段として、一定速度意図とエンブレ意図は省略し、加速意図と減速意図のみを検出するように構成したり、アクセルペダル７２とブレーキペダル９２の操作状態に基づいて加減速意図を検出するように構成することも可能である。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なんら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。 駆動力制御の概要を説明する図。 アクセルペダル操作量と要求駆動力との関係を示す図。 制動力制御の概要を説明する図。 ブレーキペダル操作量と要求制動力との関係を示す図。 コントローラの内部の構成を示すブロック図。 第１の実施の形態における運転操作補助制御プログラムの処理手順を示すフローチャート。 （ａ）（ｂ）自車両のリスクポテンシャルの概念を説明する図。 リスクポテンシャル算出処理の処理手順を説明するフローチャート。 リスクポテンシャルとアクセルペダル反力制御指令値との関係を示す図。 制駆動力補正量算出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反発力との関係を示す図。 駆動力補正量と制動力補正量の算出処理の処理手順を示すフローチャート。 駆動力補正および制動力補正の特性を説明する図。 加減速意図検出処理の処理手順を示すフローチャート。 加減速意図と作動スケジュールとの関係を示す図。 作動スケジュール変更処理の処理手順を示すフローチャート。 制駆動力補正量変更処理の処理手順を示すフローチャート。 加速抑制処理の処理手順を示すフローチャート。 自車速と走行抵抗との関係を示す図。 作動スケジュールの変更による駆動力特性および制動力特性の変化を説明する図。 エンブレ処理の処理手順を示すフローチャート。 緩減速制御処理の処理手順を示すフローチャート。 減速制御処理の処理手順を示すフローチャート。 加算処理の処理手順を示すフローチャート。 第２の実施の形態におけるコントローラの内部の構成を示すブロック図。 第２の実施の形態における運転操作補助制御プログラムの処理手順を示すフローチャート。 アクセルペダル反力変更処理の処理手順を示すフローチャート。 アクセルペダル反力変更ゲイン算出処理の処理手順を示すフローチャート。 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のシステム図。 第３の実施の形態における運転操作補助制御プログラムの処理手順を示すフローチャート。 自車両の予測進路の算出方法を説明する図。 自車両の予測進路の算出方法を説明する図。 リスクポテンシャル算出処理の処理手順を説明するフローチャート。 加減速意図検出処理の処理手順を示すフローチャート。 連動制御処理の処理手順を示すフローチャート。 駆動力補正量と制動力補正量の算出処理の処理手順を示すフローチャート。 反力制御量算出用の制御反発力とアクセルペダル反力制御指令値との関係を示す図。 第３の実施の形態による作用を説明するための図。 （ａ）〜（ｈ） 第３の実施の形態による作用を説明するための図。 第４の実施の形態による連動制御処理の処理手順を示すフローチャート。 加減速意図と補正係数との関係を示す図。 加減速意図と補正係数との別の関係を示す図。 加減速意図と補正係数との別の関係を示す図。

符号の説明

１０：レーザレーダ、２０：車速センサ、５０，５０Ａ、５０Ｂ：コントローラ、７０：アクセルペダル反力制御装置、７３：駆動力制御装置、７４：アクセルペダルストロークセンサ、９３：制動力制御装置、９４：ブレーキペダルストロークセンサ

Claims (8)

1. 自車両の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の検出結果に基づいて、前記自車両の前記障害物に対するリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、
   前記リスクポテンシャル算出手段で算出される前記リスクポテンシャルに基づいて、前記リスクポテンシャルが大きくなるほど大きな減速度を発生させるように、前記自車両に発生する制駆動力の制御量を算出する制駆動力制御量算出手段と、
   前記制駆動力制御量算出手段で算出された制駆動力制御量に基づいて、前記リスクポテンシャルに基づく前記減速度を発生するように駆動力を減少する駆動力制御を行い、駆動力制御のみでは前記減速度を得ることができない場合に制動力を増加する制動力制御を行うように設定された作動スケジュールに従って、前記自車両の駆動力および制動力を制御する制駆動力制御手段と、
   運転者の加減速意図を検出する加減速意図検出手段と、
   前記加減速意図検出手段の検出結果に基づいて、加速しようとしている意図が検出されると、前記駆動力制御のみを行うように前記作動スケジュールを変更する作動スケジュール変更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、
   前記リスクポテンシャルに基づいて、運転操作機器に発生する操作反力を算出する操作反力算出手段と、
   前記作動スケジュール変更手段からの信号に基づいて、前記操作反力算出手段で算出される前記操作反力を補正する操作反力補正手段と、
   前記操作反力補正手段で補正された前記操作反力を前記運転操作機器に発生させる操作反力発生手段とをさらに備えることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
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、
   前記作動スケジュールは、前記リスクポテンシャルが大きくなるほど、加速抑制、エンジントルクダウン、緩減速、制動の順に制御の範囲を拡大してより大きな減速度を発生できるように設定されており、
   前記作動スケジュール変更手段は、前記加減速意図検出手段によって検出される前記加減速意図に基づいて、前記運転者が加速しようとする意図が大きくなるほど、制動、緩減速、エンジントルクダウン、加速抑制の順に制御の範囲を制限し、前記運転者が加速しようとしている場合には加速抑制のみを行うように前記作動スケジュールを変更し、
   前記加速抑制は、駆動力制御を行う際の駆動力の下限値を走行抵抗に相当する値に制限する制御であり、
   前記エンジントルクダウンは、駆動力制御を行う際の駆動力の下限値を０に設定する制御であり、
   前記緩減速は、シフトダウン相当の減速度を発生させる制御であり、
   前記制動は、前記運転者のブレーキペダル操作に応じた要求制動力に前記リスクポテンシャルに応じた制御量を加えた値を制動力として発生する制御であることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
4. 請求項３に記載の車両用運転操作補助装置において、
   前記加減速意図検出手段は、前記運転者の前記加減速意図が、加速意図、車速一定意図、エンブレ意図、緩減速意図、および減速意図のいずれであるかを検出し、
   前記作動スケジュール変更手段は、前記運転者の前記加減速意図が、前記加速意図の場合は前記制御の範囲の前記加速抑制までに制限し、前記車速一定意図の場合は前記制御の範囲を前記エンジントルクダウンまでに制限し、前記エンブレ意図の場合は前記制御の範囲を前記緩減速までに制限し、前記緩減速意図の場合は前記制御の範囲を前記制動までに制限し、前記減速意図の場合は前記制御の範囲に制限を設けないように、前記作動スケジュールを変更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、
   前記運転者によるアクセルペダル操作量を検出するアクセルペダル操作量検出手段と、
   前記運転者によるブレーキペダル操作量を検出するブレーキペダル操作量検出手段とをさらに備え、
   前記加減速意図検出手段は、前記アクセルペダル操作量および前記ブレーキペダル操作量に基づいて、前記加減速意図を検出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、前記作動スケジュール変更手段によって加速抑制のみを行うように前記作動スケジュールが変更されている場合に、前記操作反力を増加補正し、
   前記加速抑制は、駆動力制御を行う際の駆動力の下限値を走行抵抗に相当する値に制限する制御であることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
7. 自車両の前方に存在する障害物を検出し、
   前記障害物の検出結果に基づいて、前記自車両の前記障害物に対するリスクポテンシャルを算出し、
   前記リスクポテンシャルに基づいて、前記リスクポテンシャルが大きくなるほど大きな減速度を発生させるように、前記自車両に発生する制駆動力の制御量を算出し、
   算出された制駆動力制御量に基づいて、前記リスクポテンシャルに基づく前記減速度を発生するように駆動力を減少する駆動力制御を行い、駆動力制御のみでは前記減速度を得ることができない場合に制動力を増加する制動力制御を行うように設定された作動スケジュールに従って、前記自車両の駆動力および制動力を制御し、
   運転者の加減速意図を検出し、
   前記加減速意図の検出結果に基づいて、加速しようとしている意図が検出されると、前記駆動力制御のみを行うように前記作動スケジュールを変更することを特徴とする車両用運転操作補助方法。
8. 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を備えることを特徴とする車両。

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