JP7106998B2 - 運転支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、運転支援装置に関する。

従来、運転支援装置に関する技術文献として、特開２００３－０６３４３０号公報が知られている。この公報には、将来において必要な運転操作量を推定し、運転者に対して必要な運転操作量を促すように車両の機器の動作を制御する装置が記載されている。

特開２００３－０６３４３０号公報

しかしながら、運転者に対して必要な運転操作量を促すように操作干渉が行われると、運転者の運転操作に対する主体感の低下に繋がる。このため、運転者の主体感を維持しつつ、運転者の操作量が適切となるように運転支援を行うことが求められている。

本発明の一態様は、車両の運転者の運転操作を支援する運転支援装置であって、車両の操作部に対する運転者の操作量を認識する操作量認識部と、運転者の操作量の履歴である操作履歴を記憶する操作履歴記憶部と、車両の外部環境を認識する外部環境認識部と、運転者の操作履歴と外部環境とに基づいて、運転者が外部環境に対応して行う操作量である適正操作量を予測する適正操作量予測部と、適正操作量予測部により適正操作量が予測された場合に、適正操作量を含む適正操作量範囲を設定する適正操作量範囲設定部と、適正操作量の予測時刻に対応する運転者の操作量が適正操作量範囲に含まれるか否かを判定する判定部と、判定部により適正操作量の予測時刻に対応する運転者の操作量が適正操作量範囲に含まれないと判定された場合に、当該判定時における操作量である判定時操作量から適正操作量範囲に至るまでの操作量の増加に対する反力増加量と比べて、適正操作量範囲における操作量の増加に対する反力増加量が大きくなるように操作部の反力特性を変更する、又は、判定時操作量から適正操作量範囲に至るまでの操作量の減少に対する反力減少量と比べて、適正操作量範囲における操作量の減少に対する反力減少量が大きくなるように操作部の反力特性を変更する反力特性変更部と、を備える。

本発明の一態様に係る運転支援装置では、適正操作量の予測時刻に対応する運転者の操作量が適正操作量範囲に含まれないと判定された場合において、判定時操作量から適正操作量範囲に至るまでの操作量の増加に対する反力増加量（例えばステアリングホイールを基準位置から一方向に回転させるときの反力増加量）と比べて、適正操作量範囲における操作量の増加に対する反力増加量が大きくなるように操作部の反力特性を変更する。この場合、運転者の操作量が適正操作量範囲に入ると操作量の増加に対する反力増加量が大きくなるので、運転者が更なる操作のために必要な力が増大して運転者の操作量が適正操作量範囲を超えてしまうことを抑制することができ、運転者の操作量を適正操作量範囲に留めやすくすることができる。

又は、この運転支援装置では、適正操作量の予測時刻に対応する運転者の操作量が適正操作量範囲に含まれないと判定された場合において、判定時操作量から適正操作量範囲に至るまでの操作量の減少に対する反力減少量（例えばステアリングホイールを基準位置に戻すように回転させるときの基準位置に戻ろうとする反力の減少量）と比べて、適正操作量範囲における操作量の減少に対する反力減少量が大きくなるように操作部の反力特性を変更する。この場合、運転者の操作量が適正操作量範囲に入ると操作量の減少に対する反力減少量が大きくなって運転者の操作を後押しする反力が減少するので、運転者の操作量が適正操作量範囲を超えてしまうことを抑制することができ、運転者の操作量を適正操作量範囲に留めやすくすることができる。更に、この運転支援装置では、操作部の反力特性の変更により運転者の操作量を適正操作量範囲に留めやすくするので、運転者の操作量が適正操作量となるように強制的に操作干渉する場合と比べて、運転者の主体感を維持することができる。従って、この運転支援装置では、運転者の主体感を維持しつつ、運転者の操作量が適切となるように運転支援を行うことができる。

本発明の一態様に係る運転支援装置において、操作量認識部は、操作部に対する運転者の操作量として車両の操舵部に対する運転者の操舵量を認識し、適正操作量予測部は、適正操作量として運転者の適正操舵量を予測し、適正操作量範囲設定部は、適正操作量範囲として適正操舵量範囲を設定し、判定部は、適正操舵量の予測時刻に対応する運転者の操舵量が適正操舵量範囲に含まれるか否かを判定し、反力特性変更部は、判定部により適正操舵量の予測時刻に対応する運転者の操舵量が適正操舵量範囲に含まれないと判定された場合に、当該判定時における操舵量である判定時操舵量から適正操作量範囲に至るまでの操舵量の増加に対する反力増加量と比べて適正操舵量範囲における反力増加量が大きくなるように操舵部の反力特性を変更する、又は、判定時操舵量から適正操舵量範囲に至るまでの操舵量の減少に対する反力減少量と比べて適正操舵量範囲における反力減少量が大きくなるように操舵部の反力特性を変更してもよい。
この運転支援装置によれば、運転者の操舵量が適正操舵量範囲に入ると操舵量の増加に対する反力増加量が大きくなる、又は、運転者の操舵量が適正操舵量範囲に入ると操舵量の減少に対する反力減少量が大きくなることで、運転者の操舵量を適正操舵量範囲に留めやすくすることができる。また、この運転支援装置では、操作部の反力特性の変更により運転者の操舵量を適正操舵量範囲に留めやすくするので、運転者の操舵量が適正操舵量となるように強制的に操作干渉される場合と比べて、運転者の主体感を維持しつつ、運転者の操舵量が適切となるように運転支援を行うことができる。

本発明の他の態様は、車両の運転者の運転操作を支援する運転支援装置であって、車両の操作部に対する運転者の操作量を認識する操作量認識部と、運転者の操作量の履歴である操作履歴を記憶する操作履歴記憶部と、車両の外部環境を認識する外部環境認識部と、運転者の操作履歴と外部環境とに基づいて、運転者が外部環境に対応して行う操作量である適正操作量を予測する適正操作量予測部と、適正操作量予測部により適正操作量が予測された場合に、適正操作量を含む適正操作量範囲を設定する適正操作量範囲設定部と、適正操作量の予測時刻に対応する運転者の操作量が適正操作量範囲に含まれるか否かを判定する判定部と、判定部により適正操作量の予測時刻に対応する運転者の操作量が適正操作量範囲に含まれないと判定された場合に、判定部により操作量が適正操作量範囲に含まれたと判定された場合の操作部の反力特性から微小変更を行うことで、運転者の操作量が適正操作量範囲に留まりやすい主体感維持反力特性に操作部の反力特性を変更する反力特性変更部と、を備える。

この運転支援装置によれば、適正操作量の予測時刻に対応する運転者の操作量が適正操作量範囲に含まれないと判定された場合に、操作部の反力特性の微小変更により、運転者の操作量が適正操作量範囲に留まりやすい主体感維持反力特性に変更することで、運転者の操作量を適正操作量範囲に留めやすくすることができる。また、この運転支援装置では、操作部の反力特性の微小変更により運転者の操作量を適正操作量範囲に留めやすくするので、運転者の操作量が適正操作量となるように強制的に操作干渉される場合と比べて、運転者の主体感を維持しつつ、運転者の操作量が適切となるように運転支援を行うことができる。

本発明の他の態様に係る運転支援装置において、車両がカーブを走行中であるか否かを判定するカーブ走行判定部を更に備え、操作量認識部は、操作部に対する運転者の操作量として車両の操舵部に対する運転者の操舵量を認識し、適正操作量予測部は、適正操作量として運転者の適正操舵量を予測し、適正操作量範囲設定部は、適正操作量範囲として適正操舵量範囲を設定し、判定部は、適正操舵量の予測時刻に対応する運転者の操舵量が適正操舵量範囲に含まれるか否かを判定し、反力特性変更部は、判定部により適正操舵量の予測時刻に対応する運転者の操舵量が適正操舵量範囲に含まれないと判定された場合であって、カーブ走行判定部により車両がカーブを走行中であると判定されたときに、車両の操舵部の反力特性を主体感維持反力特性に変更してもよい。
この運転支援装置によれば、判定部により適正操舵量の予測時刻に対応する運転者の操舵量が適正操舵量範囲に含まれないと判定された場合であって、カーブ走行判定部により車両がカーブを走行中であると判定されたときに、車両の操舵部の反力特性を主体感維持反力特性に変更するので、運転者の適切な操舵が求められるカーブ走行時に運転者の操舵量を適正操舵量範囲に留めやすくすることができる。また、この運転支援装置では、操舵部の反力特性の変更により運転者の操舵量を適正操舵量範囲に留めやすくするので、運転者の操舵量が適正操舵量となるように強制的に操作干渉される場合と比べて、運転者の主体感を維持しつつ、運転者の操舵量が適切となるように運転支援を行うことができる。

以上説明したように、本発明の種々の態様によれば、運転者の主体感を維持しつつ、運転者の操作量が適切となるように運転支援を行うことができる。

一実施形態に係る運転支援装置を示すブロック図である。 （ａ）操舵部を基準位置から回転させる場合に生じる反力を説明するための図である。（ｂ）操舵部を基準位置に戻すように回転させる場合に生じる反力を説明するための図である。 基準位置から離れるように操舵部を回転させる場合の反力特性を示すグラフである。 基準位置に戻るように操舵部を回転させる場合の反力特性を示すグラフである。 基準反力特性から主体感維持反力特性への反力特性の変更量を説明するためのグラフである。 （Ａ）アクセルペダルを踏み込む場合の反力特性を示すグラフである。（Ｂ）アクセルペダルを戻す場合の反力特性を示すグラフである。 （Ａ）ブレーキペダルを踏み込む場合の反力特性を示すグラフである。（Ｂ）ブレーキペダルを戻す場合の反力特性を示すグラフである。 運転支援装置の機能的概要を説明するための図である。 反力特性変更処理の一例を示すフローチャートである。 反力制御処理の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、一実施形態に係る運転支援装置を示すブロック図である。図１に示す一実施形態に係る運転支援装置１００は、車両の操作部Ｔに対する運転者の操作量が適切な操作量となるように操作部Ｔの反力特性を変更する運転支援を行う。運転支援装置１００は、反力特性の微小変更により運転者の主体感を維持しながら運転支援を行う。

［運転支援装置の構成］
図１に示すように、運転支援装置１００は、装置を統括的に管理するＥＣＵ[Electronic Control Unit]１０を備えている。ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]、ＣＡＮ［Controller Area Network］通信回路等を有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１０では、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムをＣＰＵで実行することにより各種の機能を実現する。ＥＣＵ１０は、複数の電子ユニットから構成されていてもよい。

ＥＣＵ１０は、ＧＰＳ受信部１、外部センサ２、内部センサ３、運転操作検出部４、地図データベース５、操作履歴記憶部６、ＰＩＤ［Proportional Integral Differential］コントローラ７、及び反力アクチュエータ８と接続されている。

ＧＰＳ受信部１は、３個以上のＧＰＳ衛星から信号を受信することにより、車両の位置（例えば車両の緯度及び経度）を測定する。ＧＰＳ受信部１は、測定した車両の位置情報をＥＣＵ１０へ送信する。

外部センサ２は、車両の周辺の状況を検出する検出機器である。外部センサ２は、カメラ、レーダセンサのうち少なくとも一つを含む。

カメラは、車両の外部状況を撮像する撮像機器である。カメラは、車両のフロントガラスの裏側に設けられている。カメラは、車両の外部状況に関する撮像情報をＥＣＵ１０へ送信する。カメラは、単眼カメラであってもよく、ステレオカメラであってもよい。

レーダセンサは、電波（例えばミリ波）又は光を利用して車両の周辺の物体を検出する検出機器である。レーダセンサには、例えば、ミリ波レーダ又はライダー［LＩDAR：LightDetection and Ranging］が含まれる。レーダセンサは、電波又は光を車両の周辺に送信し、物体で反射された電波又は光を受信することで物体を検出する。レーダセンサは、検出した物体情報をＥＣＵ１０へ送信する。

内部センサ３は、車両の走行状態を検出する検出機器である。内部センサ３は、車速センサ、加速度センサ、及びヨーレートセンサを含む。車速センサは、車両の速度を検出する検出器である。車速センサとしては、例えば、車両の車輪又は車輪と一体に回転するドライブシャフト等に対して設けられ、車輪の回転速度を検出する車輪速センサが用いられる。車速センサは、検出した車速情報（車輪速情報）をＥＣＵ１０に送信する。

加速度センサは、車両の加速度を検出する検出器である。加速度センサは、例えば、車両の前後方向の加速度を検出する前後加速度センサと、車両の横加速度を検出する横加速度センサとを含んでいる。加速度センサは、例えば、車両の加速度情報をＥＣＵ１０に送信する。ヨーレートセンサは、車両の重心の鉛直軸周りのヨーレート（回転角速度）を検出する検出器である。ヨーレートセンサとしては、例えばジャイロセンサを用いることができる。ヨーレートセンサは、検出した車両のヨーレート情報をＥＣＵ１０へ送信する。

運転操作検出部４は、運転者による車両の操作部Ｔの操作を検出する。車両の操作部Ｔとは、運転者が車両の運転のための操作を入力する機器である。車両の操作部Ｔには、車両の操舵部、車両のアクセル操作部、及び車両のブレーキ操作部のうち少なくとも一つが含まれる。

操舵部とは、例えばステアリングホイールである。操舵部は、ホイール状である場合に限られず、ハンドルとして機能する構成であればよい。アクセル操作部とは、例えばアクセルペダルである。ブレーキ操作部とは、例えばブレーキペダルである。アクセル操作部及びブレーキ操作部は、必ずしもペダルである必要はなく、運転者による加速又減速の入力が可能な構成であればよい。

また、車両の操作部Ｔは基準位置を有している。基準位置とは、操作部Ｔの初期状態であり、運転者が操作をしていない場合には操作部Ｔは基準位置に復帰するように構成されている。操作部Ｔは、運転者の操作により基準位置から変化する場合、変化量（操作量）に応じた反力を生じさせる構成となっている。操作部Ｔは、運転者が基準位置に戻るように操作する場合には、運転者の操作を付勢するように反力（復元力）を生じさせる。

ここで、図２（ａ）は、操舵部ＳＴを基準位置から回転させる場合に生じる反力を説明するための図である。図２（ａ）に示す操舵部ＳＴは基準位置の状態となっている。図２（ａ）に示すように、運転者が操舵部ＳＴを基準位置から左回りに回転させる場合、操舵部ＳＴには運転者による回転を妨げるように反力が発生する。図２（ｂ）は、操舵部ＳＴを基準位置に戻すように回転させる場合に生じる反力を説明するための図である。図２（ｂ）に示す操舵部ＳＴは、基準位置から左向きに回転した状態となっている。図２（ｂ）では、運転者が操舵部ＳＴを基準位置に戻すように回転させる。この場合、図２（ｂ）に示すように、操舵部ＳＴには運転者による回転を後押し（付勢）するように反力が発生する。なお、操舵部ＳＴを例として反力について説明したが、アクセル操作部及びブレーキ操作部においても同様に基準位置（例えばペダルの初期位置）に復帰するように反力が発生する。

運転操作検出部４は、操舵センサ、アクセルセンサ、及びブレーキセンサのうち少なくとも一つを含んでいる。操舵センサは、運転者による操舵部の操作量を検出する。操舵部の操作量には、操舵角が含まれる。操舵部の操作量には、操舵トルクが含まれてもよい。アクセルセンサは、運転者によるアクセル操作部の操作量を検出する。アクセル操作部の操作量には、例えばアクセルペダルのペダルストローク（踏込み量）が含まれる。ブレーキセンサは、運転者によるブレーキ操作部の操作量を検出する。ブレーキ操作部の操作量には、例えばブレーキペダルのペダルストローク（踏込み量）が含まれる。アクセル操作部及びブレーキ操作部の操作量には踏込み速度が含まれてもよい。運転操作検出部４は、検出した運転者の操作量に関する操作量情報をＥＣＵ１０に送信する。

地図データベース５は、地図情報を記憶するデータベースである。地図データベース５は、例えば車両に搭載されたＨＤＤ［Hard Disk Drive］内に構成されている。地図情報には、道路の位置情報、道路形状の情報（例えばカーブ、直線部の種別、カーブの曲率等）、交差点及び分岐点の位置情報、及び構造物の位置情報などが含まれる。地図情報には、位置情報と関連付けられた法定速度などの交通規制情報も含まれていてもよい。なお、地図データベース５は、車両に搭載されている必要はなく、車両と通信可能なサーバに形成されていてもよい。

操作履歴記憶部６は、運転者の操作履歴を記憶するデータベースである。操作履歴記憶部６は、例えば車両に搭載されたＨＤＤ内に構成されている。運転者の操作履歴とは運転者の操作量の履歴である。

操作履歴記憶部６は、車両の走行してからの運転者の操作履歴を記憶している。操作履歴記憶部６は、車両のトリップ毎に分けて運転者の操作履歴を記憶していてもよい。操作履歴記憶部６は、車両に運転者の個人認証の機能が搭載されている場合には、個人認証された運転者ごとに過去の操作履歴を記憶していてもよい。操作履歴記憶部６は、個人認証することなく車両を運転した全ての運転者の操作履歴（運転者を個人ごとに区別しない操作履歴）を記憶していてもよい。また、操作履歴記憶部６は、運転者の操作履歴と、操作時における車両の外部環境及び車両状態とを関連付けて記憶していてもよい。外部環境及び車両状態について詳しくは後述する。なお、操作履歴記憶部６は、車両に搭載されている必要はなく、車両と通信可能なサーバに形成されていてもよい。

ＰＩＤコントローラ７は、車両の操作部Ｔの反力に関するＰＩＤ制御を行うコントローラである。ＰＩＤコントローラ７は、運転者の操作量に応じたＥＣＵ１０からの制御信号と車両の制御結果とから反力アクチュエータ８に送信する指令値を演算して送信する。これにより、ＰＩＤコントローラ７は、路面状況などの外乱による操作部Ｔへの影響を抑制する。

反力アクチュエータ８は、車両の操作部Ｔの反力をコントロールするアクチュエータである。反力アクチュエータ８は、ＰＩＤコントローラ７を介してＥＣＵ１０に接続されている。反力アクチュエータ８には、操舵反力アクチュエータ、アクセル反力アクチュエータ、及びブレーキ反力アクチュエータのうちの少なくとも一つが含まれる。

操舵反力アクチュエータは、車両の操舵部の反力をコントロールする。操舵反力アクチュエータは、例えばステアリングシャフトに設けられ、ステアリングシャフトを通じて操舵部に反力（トルク）を付与する電動モータである。操舵反力アクチュエータとしては、ＥＰＳ［Electric Power Steering］モータを用いてもよい。操舵反力アクチュエータとしては、操舵部のステアバイワイヤシステムにおけるアクチュエータを用いてもよい。操舵反力アクチュエータは反力の全てを出力する必要はなく、タイヤから機械的に伝わってくる反力に合わせて出力を変えることで運転者が感じる反力を調節してもよい。操舵反力アクチュエータは、ＰＩＤコントローラ７から送信された指令値に基づいて操舵部に反力を付与する。

アクセル反力アクチュエータは、車両のアクセル操作部の反力をコントロールする。アクセル反力アクチュエータは、例えばアクセルペダルに設けられ、アクセルペダルに反力を付与する電動モータである。アクセル反力アクチュエータは、ＰＩＤコントローラ７から送信された指令値に基づいてアクセルペダル（アクセル操作部）に反力を付与する。ブレーキ反力アクチュエータは、車両のブレーキ操作部の反力をコントロールする。ブレーキ反力アクチュエータは、例えばブレーキペダルに設けられ、ブレーキペダルに反力を付与する電動モータである。ブレーキ反力アクチュエータは、ＰＩＤコントローラ７から送信された指令値に基づいてブレーキペダル（ブレーキ操作部）に反力を付与する。

次に、ＥＣＵ１０の機能的構成について説明する。ＥＣＵ１０は、車両位置認識部１１、外部環境認識部１２、車両状態認識部１３、カーブ走行判定部１４、操作量認識部１５、適正操作量予測部１６、適正操作量範囲設定部１７、判定部１８、反力特性変更部１９、及び反力制御部２０を有している。なお、以下に説明するＥＣＵ１０の機能の一部は、車両と通信可能なサーバにおいて実行される態様であってもよい。

車両位置認識部１１は、ＧＰＳ受信部１の位置情報及び地図データベース５の地図情報に基づいて、車両の地図上の位置を認識する。また、車両位置認識部１１は、地図データベース５の地図情報に含まれた電柱等の固定障害物の位置情報及び外部センサ２の検出結果を利用して、ＳＬＡＭ［Simultaneous Localization and Mapping］技術により車両の位置を認識する。車両位置認識部１１は、その他、周知の手法により車両の地図上の位置を認識してもよい。

外部環境認識部１２は、外部センサ２の検出結果（カメラの撮像画像及び／又はレーダセンサの物体情報）及び車両位置認識部１１の認識した車両の地図上の位置及び地図情報に基づいて、車両の外部環境を認識する。外部環境には、車両の周囲の道路状況及び車両の周囲の物体状況が含まれる。

道路状況には、車両が走行する走行道路の曲率が含まれる。道路状況には、勾配が含まれてもよく、車線幅が含まれてもよく、車線数が含まれてもよい。外部環境認識部１２は、地図情報及び／又は外部センサ２の検出結果から道路状況を認識することができる。物体状況には、車両に対する物体の位置が含まれる。物体状況には、車両に対する物体の移動方向及び車両に対する物体の相対速度が含まれていてもよい。外部環境認識部１２は、外部センサ２の検出結果から物体状況を認識することができる。

車両状態認識部１３は、内部センサ３の検出結果に基づいて、走行中の車両の状態を認識する。車両状態には、車両の車速、車両の加速度、車両のヨーレートのうち少なくとも一つが含まれる。車両状態認識部１３は、車速センサの車速情報に基づいて、車両の車速を認識することができる。車両状態認識部１３は、加速度センサの加速度情報に基づいて、車両の加速度（前後加速度及び横加速度）を認識することができる。車両状態認識部１３は、ヨーレートセンサのヨーレート情報に基づいて、車両のヨーレートを認識することができる。

カーブ走行判定部１４は、車両がカーブを走行しているか否かを判定する。カーブ走行判定部１４は、外部環境認識部１２の認識した走行道路の曲率に基づいて、車両がカーブを走行しているか否かを判定する。

操作量認識部１５は、運転操作検出部４の操作量情報に基づいて、車両の操作部Ｔに対する運転者の操作量を認識する。操作量認識部１５は、車両の操舵部に対する運転者の操舵量、車両のアクセル操作部に対する運転者のアクセル操作量、及び車両のブレーキ操作部に対する運転者のブレーキ操作量のうち少なくとも一つを運転者の操作量として認識する。操作量認識部１５は、運転者の操作量の認識結果を操作履歴記憶部６に記憶させてもよい。

適正操作量予測部１６は、操作履歴記憶部６に記憶された運転者の操作履歴、外部環境認識部１２の認識した外部環境、及び車両状態認識部１３の認識した車両状態に基づいて、運転者の適正操作量を予測する。運転者の操作履歴としては、例えば現時点から一定時間前（例えば数秒前）までの操作履歴を少なくとも用いることができる。

適正操作量とは、運転者の操作履歴に沿って運転者が外部環境に対応して通常行うであろう操作量である。適正操作量は、運転者の操作履歴、外部環境、及び車両状態に基づいて、運転者が外部環境及び車両状態を把握して適切な運転操作を行ったと仮定した場合の操作量として予測される。適正操作量は、一例として、車両が走行車線の中央付近を走行し、先行車などの周囲の物体と車両との距離を一定距離以上に確保できる操作量とすることができる。適正操作量には、操舵量に対応する適正操舵量、アクセル操作量に対応する適正アクセル操作量、及びブレーキ操作量に対応する適正ブレーキ操作量のうち少なくとも一つが含まれる。

適正操作量予測部１６は、予め設定された予測時刻における適正操作量を予測する。予測時刻とは、適正操作量の予測対象となる時刻である。予測時刻は、例えば現時点から０．５秒後、１秒後、２秒後などとすることができる。予測時刻は、制御を実施した時点で過去とならないように車両の制御周期よりは長い時間が経過した後の時刻とすることができる。

適正操作量予測部１６は、機械学習により最適化された運転行動モデルを用いて適正操作量を予測する。運転行動モデルは、運転者の操作履歴、外部環境、及び車両状態を入力すると、予測時刻における適正操作量を出力するように生成されている。適正操作量予測部１６は、統計モデルを用いて適正操作量を予測してもよい。適正操作量予測部１６は、運転者の操作履歴、外部環境、及び車両状態とその後の運転者の操作量とが関連付けられた膨大な統計データから、運転者の操作履歴、外部環境、及び車両状態が類似するケースを探索し、類似ケースにおける運転者の操作量を用いて適正操作量を予測することができる。統計データは、例えば車両と通信可能なサーバに記憶される。なお、適正操作量予測部１６による適正操作量の予測方法は特に限定されず、種々の方法を採用可能である。

適正操作量範囲設定部１７は、適正操作量予測部１６により適正操作量が予測された場合に、適正操作量を含む適正操作量範囲を設定する。適正操作量範囲とは、適正操作量を含む操作量の範囲である。適正操作量範囲は、適正操作量を中央値とした範囲として設定してもよい。適正操作量範囲は予め設定された一定の範囲とすることができる。なお、適正操作量範囲は、必ずしも適正操作量を中央値とする必要はなく、適正操作量が中央から外れた値となっていてもよい。

適正操作量範囲には、適正操舵量に対応する適正操舵量範囲、適正アクセル操作量に対応する適正アクセル操作量範囲、及び適正ブレーキ操作量に対応する適正ブレーキ操作量範囲のうち少なくとも一つが含まれる。具体的な例として、適正操舵量範囲は、右回りの操舵を正の操舵角として、適正操舵量を中央値とした－１０ｄｅｇ～＋１０ｄｅｇの範囲とすることができる。適正操舵量範囲は、適正操舵量を中央値とした－５ｄｅｇ～＋５ｄｅｇの範囲としてもよい。適正アクセル操作量範囲の場合には、適正アクセル操作量を中央値とした一定のアクセル操作量の範囲とすることができる。適正ブレーキ操作量範囲の場合も同様である。

判定部１８は、操作量認識部１５の認識した運転者の操作量と適正操作量範囲設定部１７の設定した適正操作量範囲とに基づいて、適正操作量の予測時刻に対応する運転者の操作量が適正操作量範囲に含まれるか否かを判定する。

適正操作量の予測時刻に対応する運転者の操作量とは、例えば予測時刻に認識された運転者の操作量である。適正操作量の予測時刻に対応する運転者の操作量として、予測時刻の直前（例えば一つ前の操作量の認識のタイミング）に認識された運転者の操作量を用いてもよい。以下、判定部１８により適正操作量の予測時刻に対応する運転者の操作量が適正操作量範囲に含まれないと判定されたときの運転者の操作量を判定時操作量と呼ぶ。判定時操作量には、判定時操舵量、判定時アクセル操作量、判定時ブレーキ操作量のうち少なくとも一つが含まれる。

反力特性変更部１９は、判定部１８により適正操作量の予測時刻に対応する運転者の操作量が適正操作量範囲に含まれないと判定された場合であって、カーブ走行判定部１４により車両がカーブを走行していると判定されたとき、操作部Ｔの反力特性を主体感維持反力特性に変更する。

反力特性変更部１９は、例えば機械学習によって最適化された仮想モデルを用いて反力特性の変更を行うことができる。仮想モデルは、操作部Ｔの種類（操舵部、アクセル操作部、ブレーキ操作部の種類）、適正操作量、運転者の操作量、及び現在の操作量を入力すると、主体感維持反力特性を出力する。仮想モデルの入力には、操作部Ｔの基準反力特性及び適正操作量範囲のうち少なくとも一方を含めてもよい。反力特性変更部１９は、予め用意された主体感維持反力特性のパターンの中から操作部Ｔの種類、適正操作量、及び適正操作量範囲に応じて選択することで、主体感維持反力特性への変更を行ってもよい。反力特性変更部１９は、物理モデル、数学モデル、統計モデルを用いてもよい。反力特性変更部１９による反力特性の変更の方法は特に限定されず、種々の方法を採用可能である。

操作部Ｔの反力特性とは、操作部Ｔに対する運転者の操作量に応じて操作部Ｔに付与される反力の特性である。反力特性は、操作部Ｔに対する運転者の操作量の変化に応じた反力の変化量に関係する。反力特性は、運転者が操作部Ｔから感じる力覚特性に関連する。

ここで、判定部１８により適正操作量の予測時刻に対応する運転者の操作量が適正操作量範囲に含まれたと判定された場合の操作部Ｔの反力特性を基準反力特性と呼ぶ。主体感維持反力特性は、基準反力特性からの微小変更により設定することができる。微小変更とは、運転者の主体感を維持できる程度の変更と言う意味である。

主体感維持反力特性は、運転者の主体感を維持しつつ、運転者の操作量が適正操作量範囲に留まりやすい反力特性を意味する。運転者の主体感とは、運転者の車両の運転操作に対する主体感である。運転者の主体感は運転者の運転操作に対する意欲に関係する。運転者の運転操作に対する過剰な操作介入は運転者の運転操作に対する意欲を低下させ主体感を損なわせてしまう。

主体感維持反力特性は、一例として、運転者の操作量が適正操作量範囲に含まれないと判定された判定時操作量から適正操作量範囲に至るまでの操作量の増加に対する反力増加量と比べて、適正操作量範囲における操作量の増加に対する反力増加量が大きくなる反力特性とすることができる。「操作量の変化に対して反力が増加するとき」とは、操作部を基準位置から離れるように操作しているときである。具体的に、運転者が操舵部を基準位置（基準角度）から遠ざかるように一方向に回転させているときが含まれる。また、運転者がアクセルペダル又はブレーキペダルを基準位置から踏み込んでいるときが含まれる。

この場合、運転者は、操作部Ｔに対する操作量を適正操作量（例えば車両の走行するカーブの曲率に応じた操作量）に近づくように変更させる中で、操作量が適正操作量範囲に至る前と比べて適正操作量範囲に至った後に感じる反力増加量が大きくなる。このため、運転者は、操作量を更に増加して適正操作量範囲を超えて逸脱する可能性が低減し、運転者の操作量が適正操作量範囲に留まりやすくなる。

具体的に、図３は、基準位置から離れるように操舵部ＳＴを回転させる場合の反力特性を示すグラフである。図３の縦軸は操舵反力、横軸は操舵角である。基準位置を０ｄｅｇとする。図３に、適正操舵量Ｐｓ、適正操舵量範囲Ｅｓ、基準反力特性Ｂ、及び主体感維持反力特性Ｍの例を示す。図３において適正操舵量Ｐｓを３０ｄｅｇ、適正操舵量範囲Ｅｓを２５ｄｅｇ～３５ｄｅｇとする。また、図３においては、前提として車両がカーブを走行中であり、操舵部ＳＴの現在の操舵角が０ｄｅｇ～２５ｄｅｇ未満となっている状況とする。すなわち、現在の操舵角は適正操舵量範囲Ｅｓに含まれておらず、適正操舵量Ｐｓに至るためには基準位置から離れるように操舵角を増大させる必要がある。

図３に示す状況において、反力特性変更部１９は、判定部１８により適正操舵量の予測時刻に対応する運転者の操舵角（操舵量）が適正操舵量範囲Ｅｓに含まれないと判定されると共に、カーブ走行判定部１４により車両がカーブを走行していると判定されることから、操舵部ＳＴの反力特性を基準反力特性Ｂから主体感維持反力特性Ｍに変更する。なお、主体感維持反力特性Ｍは、適正操舵量Ｐｓ（ここでは３０ｄｅｇ）において基準反力特性Ｂと同じ反力（操舵反力）となっている。すなわち、運転者は、操作量が適正操舵量Ｐｓに至ると基準反力特性Ｂの場合と同じ反力を受ける。

反力特性変更部１９は、基準反力特性Ｂと比べて、適正操舵量範囲Ｅｓにおける操舵角の増加に対する反力増加量が大きくなるように微小変更を行うことで、主体感維持反力特性Ｍに変更する。主体感維持反力特性Ｍでは、運転者の操舵量が適正操舵量範囲Ｅｓに含まれないと判定された判定時操舵量から適正操舵量範囲Ｅｓに至るまでの操舵量の増加に対する反力増加量（基準反力特性Ｂに沿った反力増加量）と比べて、適正操舵量範囲Ｅｓにおける操作量の増加に対する反力増加量が大きくなる。

操舵角の増加に対する反力増加量は、図３における基準反力特性Ｂ及び主体感維持反力特性Ｍの傾きに相当する。反力特性変更部１９は、適正操舵量範囲Ｅｓにおける傾きが基準反力特性Ｂと比べて３倍程度又は２倍程度となる主体感維持反力特性Ｍに操舵部ＳＴの反力特性を微小変更する。微小変更において、１．１倍～５倍の間の任意の倍率を採用してもよい。

図３に示すように、傾きが３倍程度の場合、操舵トルク増加は１２％程度となる。傾きが２倍程度の場合、操舵トルク増加は７％程度となる。なお、主体感維持反力特性Ｍにおいて、基準反力特性Ｂと比べた反力の増加分としては１５％を上限としてもよい。適正操舵量範囲Ｅｓにおいても運転者が過剰な負担を感じずに運転者の意志で操舵量を変更できる反力特性とする。

或いは、主体感維持反力特性は、判定時操作量から適正操作量範囲に至るまでの操作量の減少に対する反力減少量と比べて、適正操作量範囲における操作量の減少に対する反力減少量が大きくなる反力特性としてもよい。「操作量の変化に対して反力が減少するとき」とは、操作部を基準位置に戻すように操作しているときである。具体的には、運転者が操舵部を基準位置に戻すように回転させているときが含まれる。また、運転者がアクセルペダル又はブレーキペダルに対する踏み込み力を弱めて基準位置に戻そうとしているときが対応する。このとき、運転者が感じる反力は、運転者の操作を後押しする反力（操作部が基準位置に戻ろうとする反力）である。

この場合、運転者は、操作部Ｔに対する操作量を適正操作量に近づくように変更させる中で、操作量が適正操作量範囲に至る前と比べて適正操作量範囲に至った後に感じる反力減少量が大きくなる（運転者の操作を後押しする反力が減少しやすくなる）。このため、運転者は、操作量を更に増加して適正操作量範囲を超えて逸脱する可能性が低減し、運転者の操作量が適正操作量範囲に留まりやすくなる。

具体的に、図４は、基準位置に戻るように操舵部ＳＴを回転させる場合の反力特性を示すグラフである。図４の適正操舵量Ｐｓ及び適正操舵量範囲Ｅｓは図３と同じである。図４においては、前提として車両がカーブを走行中であり、操舵部ＳＴの現在の操舵角が３５ｄｅｇを超えている状況とする。すなわち、現在の操舵角は適正操舵量範囲Ｅｓに含まれておらず、適正操舵量Ｐｓに至るためには基準位置に近づくように操舵角を減少させる必要がある。

図４に示す状況において、反力特性変更部１９は、判定部１８により適正操舵量の予測時刻に対応する運転者の操舵角が適正操舵量範囲Ｅｓに含まれないと判定されると共に、カーブ走行判定部１４により車両がカーブを走行していると判定されることから、操舵部ＳＴの反力特性を基準反力特性Ｂから主体感維持反力特性Ｍに変更する。

反力特性変更部１９は、基準反力特性Ｂと比べて、適正操舵量範囲Ｅｓにおける操舵角の減少に対する反力減少量が大きくなるように微小変更を行うことで、主体感維持反力特性Ｍに変更する。主体感維持反力特性Ｍは、判定時操舵量から適正操舵量範囲Ｅｓに至るまでの操舵量の減少に対する反力減少量（基準反力特性Ｂに沿った反力減少量）と比べて、適正操舵量範囲Ｅｓにおける操舵量の減少に対する反力減少量が大きくなる。

操舵角の減少に対する反力減少量は、図４における基準反力特性Ｂ及び主体感維持反力特性Ｍの傾きに相当する。反力特性変更部１９は、適正操舵量範囲Ｅｓにおける傾きが基準反力特性Ｂと比べて３倍程度又は２倍程度となる主体感維持反力特性Ｍに操舵部ＳＴの反力特性を微小変更する。微小変更において、１．１倍～５倍の間の任意の倍率を採用してもよい。なお、主体感維持反力特性Ｍは、適正操舵量Ｐｓ（ここでは３０ｄｅｇ）において基準反力特性Ｂと同じ反力となっている。

図５は、基準反力特性Ｂから主体感維持反力特性Ｍへの反力特性の変更量を説明するためのグラフである。図５の縦軸は操舵反力、横軸は操舵角である。図５に適正操舵量範囲Ｅｓと反力特性の変更量を示す。

図５に示すグラフは、主体感維持反力特性Ｍへ微小変更するために、基準反力特性Ｂに対して追加した力覚インタラクションに相当する。反力特性の変更量は、力覚インタラクションの大きさに対応する。図５に示すように、適正操舵量範囲Ｅｓにおける傾きが大きくなるように微小変更が行われる。微小変更は、例えば、基礎反力特性に対して十分小さい変更（最大値の比較で５分の１以下などの変更）、又は、その変更により操作部Ｔが大きく動かない程度の変更とすることができる。反力特性変更部１９は、予測された適正操舵量Ｐｓ及び設定された適正操舵量範囲Ｅｓに応じて、基準反力特性Ｂに対して図５に示すような微小変更を加えることで主体感維持反力特性Ｍへ変更する。なお、反力特性変更部１９は、必ずしも図５に示すような変更量を予め用意して用いる必要はない。

上述のとおり、主体感維持反力特性について操舵部ＳＴの場合を例として説明したが、アクセル操作部及びブレーキ操作部においても同様とすることができる。

ここで、図６（Ａ）は、アクセルペダルを踏み込む場合の反力特性を示すグラフである。図６（Ａ）の縦軸はペダル反力、横軸はペダルストローク（ペダルの踏込み量）である。アクセルペダルのペダル反力とは、アクセルペダルが基準位置（ペダルの初期位置）に戻ろうとする力である。図６（Ａ）にアクセルペダルにおける主体感維持反力特性Ｍａ及び基準反力特性Ｂａの例を示す。また、図６（Ａ）に、適正アクセル操作量Ｐａ、適正アクセル操作量範囲Ｅａを示す。図６（Ａ）においては、前提として、現在のアクセルペダルのペダルストロークが適正アクセル操作量Ｐａ未満であり且つ適正アクセル操作量範囲Ｅａに含まれていない。運転者は、適正アクセル操作量Ｐａに至るためにアクセルペダルを踏み込む必要がある。

図６（Ａ）に示す状況において、反力特性変更部１９は、判定部１８により適正アクセル操作量Ｐａに対応する運転者のペダルストロークが適正アクセル操作量範囲Ｅａに含まれないと判定されることから、アクセルペダルの反力特性を基準反力特性Ｂａから主体感維持反力特性Ｍａに変更する。

反力特性変更部１９は、基準反力特性Ｂａと比べて、適正アクセル操作量範囲Ｅａにおけるアクセルペダルのペダルストロークの増加に対する反力増加量が大きくなるように微小変更を行うことで、主体感維持反力特性Ｍａに変更する。主体感維持反力特性Ｍａでは、運転者のアクセルペダルのペダルストロークが適正アクセル操作量範囲Ｅａに含まれないと判定された判定時アクセル操作量からペダルストロークが適正アクセル操作量範囲Ｅａに至るまでのペダルストロークの増加に対する反力増加量（基準反力特性Ｂａに沿った反力増加量）と比べて、適正アクセル操作量範囲Ｅａにおけるペダルストロークの増加に対する反力増加量が大きくなる。

なお、主体感維持反力特性Ｍａでは、基準反力特性Ｂａと比べて適正アクセル操作量範囲Ｅａにおける傾きを大きくするため、適正アクセル操作量範囲Ｅａよりペダルストロークの小さい範囲において傾きが小さくなっているが、負の傾きにはしない。すなわち、主体感維持反力特性Ｍａでは、ペダルストロークの増加によりペダル反力が減少することはない。

図６（Ｂ）はアクセルペダルを戻す場合の反力特性を示すグラフである。図６（Ｂ）においては、前提として、現在のアクセルペダルのペダルストロークが適正アクセル操作量Ｐａ以上であり且つ適正アクセル操作量範囲Ｅａを超えている。運転者は、適正アクセル操作量Ｐａに至るためにアクセルペダルを放して反力によりアクセルペダルを戻す必要がある。

図６（Ｂ）に示す状況においても、反力特性変更部１９は、判定部１８により適正アクセル操作量Ｐａに対応する運転者のペダルストロークが適正アクセル操作量範囲Ｅａに含まれないと判定されることから、アクセルペダルの反力特性を基準反力特性Ｂａから主体感維持反力特性Ｍａに変更する。

反力特性変更部１９は、基準反力特性Ｂａと比べて、適正アクセル操作量範囲Ｅａにおけるペダルストロークの減少に対する反力減少量が大きくなるように微小変更を行うことで、主体感維持反力特性Ｍａに変更する。主体感維持反力特性Ｍａでは、判定時アクセル操作量から適正アクセル操作量範囲Ｅａに至るまでのペダルストロークの減少に対する反力減少量（基準反力特性Ｂに沿った反力減少量）と比べて、適正アクセル操作量範囲Ｅａにおける操作量の減少に対する反力減少量が大きくなる。すなわち、ペダルストロークが適正アクセル操作量範囲Ｅａに入ると、アクセルペダルの戻りがゆっくりとなる。

ペダルストロークの減少に対する反力減少量は、図６（Ｂ）における基準反力特性Ｂａ及び主体感維持反力特性Ｍａの傾きに相当する。反力特性変更部１９は、適正アクセル操作量範囲Ｅａにおける傾きが基準反力特性Ｂａと比べて３倍程度又は２倍程度となる主体感維持反力特性Ｍａにアクセルペダルの反力特性を微小変更する。微小変更において、１．１倍～５倍の間の任意の倍率を採用してもよい。なお、主体感維持反力特性Ｍａは、適正アクセル操作量Ｐａにおいて基準反力特性Ｂａと同じ反力となっている。

図７（Ａ）は、ブレーキペダルを踏み込む場合の反力特性を示すグラフである。図７（Ａ）の縦軸はペダル反力、横軸はペダルストローク（ペダルの踏込み量）である。ブレーキペダルのペダル反力とは、ブレーキペダルが基準位置（ペダルの初期位置）に戻ろうとする力である。図７（Ａ）にブレーキペダルにおける主体感維持反力特性Ｍｂ及び基準反力特性Ｂｂの例を示す。また、図７（Ａ）に、適正ブレーキ操作量Ｐｂ、適正ブレーキ操作量範囲Ｅｂを示す。図７（Ａ）においては、前提として、現在のブレーキペダルのペダルストロークが適正ブレーキ操作量Ｐｂ未満であり且つ適正ブレーキ操作量範囲Ｅｂに含まれていない。運転者は、適正ブレーキ操作量Ｐｂに至るためにブレーキペダルを踏み込む必要がある。

図７（Ａ）に示す状況において、反力特性変更部１９は、判定部１８により適正ブレーキ操作量Ｐｂに対応する運転者のペダルストロークが適正ブレーキ操作量範囲Ｅｂに含まれないと判定されることから、ブレーキペダルの反力特性を基準反力特性Ｂｂから主体感維持反力特性Ｍｂに変更する。

反力特性変更部１９は、基準反力特性Ｂｂと比べて、適正ブレーキ操作量範囲Ｅｂにおけるブレーキペダルのペダルストロークの増加に対する反力増加量が大きくなるように微小変更を行うことで、主体感維持反力特性Ｍｂに変更する。主体感維持反力特性Ｍｂでは、運転者のブレーキペダルのペダルストロークが適正ブレーキ操作量範囲Ｅｂに含まれないと判定された判定時ブレーキ操作量からペダルストロークが適正ブレーキ操作量範囲Ｅｂに至るまでのペダルストロークの増加に対する反力増加量（基準反力特性Ｂｂに沿った反力増加量）と比べて、適正ブレーキ操作量範囲Ｅｂにおけるペダルストロークの増加に対する反力増加量が大きくなる。

なお、主体感維持反力特性Ｍｂでは、基準反力特性Ｂｂと比べて適正ブレーキ操作量範囲Ｅｂにおける傾きを大きくするため、適正ブレーキ操作量範囲Ｅｂよりペダルストロークの小さい範囲において傾きが小さくなっているが、負の傾きにはしない。

図７（Ｂ）はブレーキペダルを戻す場合の反力特性を示すグラフである。図７（Ｂ）においては、前提として、現在のブレーキペダルのペダルストロークが適正ブレーキ操作量Ｐｂ以上であり且つ適正ブレーキ操作量範囲Ｅｂを超えている。運転者は、適正ブレーキ操作量Ｐｂに至るためにブレーキペダルを放して反力によりブレーキペダルを戻す必要がある。

図７（Ｂ）に示す状況においても、反力特性変更部１９は、判定部１８により適正ブレーキ操作量Ｐｂに対応する運転者のペダルストロークが適正ブレーキ操作量範囲Ｅｂに含まれないと判定されることから、ブレーキペダルの反力特性を基準反力特性Ｂｂから主体感維持反力特性Ｍｂに変更する。

反力特性変更部１９は、基準反力特性Ｂｂと比べて、適正ブレーキ操作量範囲Ｅｂにおけるペダルストロークの減少に対する反力減少量が大きくなるように微小変更を行うことで、主体感維持反力特性Ｍｂに変更する。主体感維持反力特性Ｍｂでは、判定時ブレーキ操作量から適正ブレーキ操作量範囲Ｅｂに至るまでのペダルストロークの減少に対する反力減少量（基準反力特性Ｂに沿った反力減少量）と比べて、適正ブレーキ操作量範囲Ｅｂにおける操作量の減少に対する反力減少量が大きくなる。すなわち、ペダルストロークが適正ブレーキ操作量範囲Ｅｂに入ると、ブレーキペダルの戻りがゆっくりとなる。

ペダルストロークの減少に対する反力減少量は、図７（Ｂ）における基準反力特性Ｂｂ及び主体感維持反力特性Ｍｂの傾きに相当する。反力特性変更部１９は、適正ブレーキ操作量範囲Ｅｂにおける傾きが基準反力特性Ｂｂと比べて３倍程度又は２倍程度となる主体感維持反力特性Ｍｂにブレーキペダルの反力特性を微小変更する。微小変更において、１．１倍～５倍の間の任意の倍率を採用してもよい。なお、主体感維持反力特性Ｍｂは、適正ブレーキ操作量Ｐｂにおいて基準反力特性Ｂｂと同じ反力となっている。

反力制御部２０は、操作量認識部１５の認識した運転者の操作量と操作部Ｔの反力特性とに基づいて、操作部Ｔの反力を制御する。反力制御部２０は、運転者の操作量から操作部Ｔの反力特性に応じた反力指令値をＰＩＤコントローラ７に送信する。反力制御部２０は、ＰＩＤコントローラ７からＰＩＤ制御に応じた指令値が反力アクチュエータ８に送信されることで、操作部Ｔの反力を制御する。

反力制御部２０は、操作部Ｔの反力特性として基準反力特性が設定されている場合、運転者の操作量から基準反力特性に応じた反力指令値をＰＩＤコントローラ７に送信することで操作部Ｔの反力を制御する。また、反力制御部２０は、操作部Ｔの反力特性として主体感維持反力特性が設定されている場合、運転者の操作量から主体感維持反力特性に応じた反力指令値をＰＩＤコントローラ７に送信することで操作部Ｔの反力を制御する。

図８は、運転支援装置１００の機能的概要を説明するための図である。図８では、操舵部ＳＴの場合を例として説明する。図８の（Ａ）は、運転者の適正操舵量の予測を示す図である。図８の（Ａ）に示すように、適正操作量予測部１６は、運転者の操作履歴、外部環境、及び車両状態から運転行動モデルなどを用いて適正操作量を予測する。図８の（Ｂ）は、運転者の適正操舵量を示す図である。図８の（Ｂ）に示すように、現在の運転者の操舵量（実線）から予測時刻における適正操舵量（破線）を予測する。

図８の（Ｃ）は、予測時刻における運転者の操舵量（入力）を示す図である。運転者の操舵量は操舵角であってもよく、操舵トルクとして入力されてもよい。図８の（Ｄ）は、仮想モデルにより設定される主体感維持反力特性を示す図である。ここでは、既に操舵部ＳＴの反力特性が主体感維持反力特性に変更されているものとする。反力制御部２０は、図８の（Ｃ）に示される運転者の操作量から図８の（Ｄ）に示される主体感維持反力特性に応じた反力指令値をＰＩＤコントローラ７に送信する。ＰＩＤコントローラ７は、ＰＩＤ制御に応じた指令値を反力アクチュエータ８（操舵反力アクチュエータ）に送信する。

図８の（Ｅ）は、操舵部ＳＴに反力を与えて運転者と協調している状態を示す図である。図８の（Ｅ）に示すように、反力制御部２０は、ＰＩＤコントローラ７を介して反力アクチュエータ８を制御することで、操舵部ＳＴの反力を制御する。反力制御部２０は、運転者の操舵量に合わせて主体感維持反力特性に応じた反力アクチュエータ８の制御を行うことで、運転者と協調した反力制御を実行する。運転者は、主体感維持反力特性に応じた反力を受けることにより、操舵量を適正操舵量範囲Ｅｓに留めやすくなる。運転者は、運転支援装置１００による反力制御による力覚の変化がほとんどなく、運転操作に対する主体感を維持し続けることができる。

［運転支援装置の処理］
次に、本実施形態に係る運転支援装置１００の処理について図面を参照して説明する。図９は、反力特性変更処理の一例を示すフローチャートである。図９に示す反力特性変更処理は、例えば車両の走行時に実行される。

図９に示すように、運転支援装置１００のＥＣＵ１０は、Ｓ１０として、カーブ走行判定部１４により車両がカーブを走行しているか否かを判定する。カーブ走行判定部１４は、外部環境認識部１２の認識した走行道路の曲率に基づいて、車両がカーブを走行しているか否かを判定する。ＥＣＵ１０は、車両がカーブを走行していると判定されなかった場合（Ｓ１０：ＮＯ）、今回の処理を終了する。ＥＣＵ１０は、一定時間経過後に再びＳ１０から処理を繰り返す。ＥＣＵ１０は、車両がカーブを走行していると判定された場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、Ｓ１２に移行する。

Ｓ１２において、ＥＣＵ１０は、適正操作量予測部１６による適正操作量の予測及び適正操作量範囲設定部１７による適正操作量範囲の設定を行う。適正操作量予測部１６は、操作履歴記憶部６に記憶された運転者の操作履歴、外部環境認識部１２の認識した外部環境、及び車両状態認識部１３の認識した車両状態に基づいて、運転者の適正操作量を予測する。適正操作量範囲設定部１７は、適正操作量を含む予め設定された範囲の適正操作量範囲を設定する。

Ｓ１４において、ＥＣＵ１０は、判定部１８により適正操作量の予測時刻に対応する運転者の操作量が適正操作量範囲に含まれるか否かを判定する。判定部１８は、操作量認識部１５の認識した運転者の操作量と適正操作量範囲設定部１７の設定した適正操作量範囲とに基づいて上記判定を行う。ＥＣＵ１０は、適正操作量の予測時刻に対応する運転者の操作量が適正操作量範囲に含まれると判定された場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、今回の処理を終了する。この場合、操作部Ｔの反力特性は基準反力特性のままである。ＥＣＵ１０は、一定時間経過後に再びＳ１０から処理を繰り返す。ＥＣＵ１０は、適正操作量の予測時刻に対応する運転者の操作量が適正操作量範囲に含まれないと判定された場合（Ｓ１４：ＮＯ）、Ｓ１６に移行する。

Ｓ１６において、ＥＣＵ１０は、反力特性変更部１９により操作部Ｔの反力特性を主体感維持反力特性に変更する。反力特性変更部１９は、例えば基準反力特性からの微小変更により反力特性を主体感維持反力特性に変更することができる。その後、ＥＣＵ１０は、処理を終了する。

続いて、運転支援装置１００の反力制御処理について説明する。図１０は、反力制御処理の一例を示すフローチャートである。反力制御処理は、図９のＳ１６において主体感維持反力特性への変更が行われた場合に実行される。反力特性が基準反力特性のままの場合については説明を省略する。

図１０に示すように、ＥＣＵ１０は、Ｓ２０として、操作量認識部１５により運転者の操作量を認識する。操作量認識部１５は、運転操作検出部４の操作量情報に基づいて、車両の操作部Ｔに対する運転者の操作量を認識する。

Ｓ２２において、ＥＣＵ１０は、反力制御部２０により主体感維持反力特性に応じた反力指令値を演算する。反力制御部２０は、操作量認識部１５の認識した運転者の操作量と主体感維持反力特性とに基づいて、反力指令値を演算する。

Ｓ２４において、ＥＣＵ１０は、反力制御部２０により反力アクチュエータ８に対する反力指令値の送信を行う。反力制御部２０は、ＰＩＤコントローラ７を介して反力アクチュエータ８に指令値を送信することで操作部Ｔの反力を制御する。

［運転支援装置の作用効果］
以上説明した本実施形態に係る運転支援装置１００によれば、適正操作量の予測時刻に対応する運転者の操作量が適正操作量範囲に含まれないと判定された場合において、操作部の反力特性の微小変更により、運転者の操作量が適正操作量範囲に留まりやすい主体感維持反力特性に変更することで、運転者の操作量を適正操作量範囲に留めやすくすることができる。

運転支援装置１００は、判定時操作量から適正操作量範囲に至るまでの操作量の増加に対する反力増加量と比べて、適正操作量範囲における操作量の増加に対する反力増加量が大きくなるように操作部の反力特性を主体感維持反力特性に変更する。この場合、運転者の操作量が適正操作量範囲に入ると操作量の増加に対する反力増加量が大きくなるので、運転者が更なる操作のために必要な力が増大して運転者の操作量が適正操作量範囲を超えてしまうことを抑制することができ、運転者の操作量を適正操作量範囲に留めやすくすることができる。

また、運転支援装置１００では、適正操作量の予測時刻に対応する運転者の操作量が適正操作量範囲に含まれないと判定された場合において、判定時操作量から適正操作量範囲に至るまでの操作量の減少に対する反力減少量と比べて、適正操作量範囲における操作量の減少に対する反力減少量が大きくなるように操作部の反力特性を主体感維持反力特性に変更する。この場合、運転者の操作量が適正操作量範囲に入ると操作量の減少に対する反力減少量が大きくなって運転者の操作を後押しする反力が減少するので、運転者の操作量が適正操作量範囲を超えてしまうことを抑制することができ、運転者の操作量を適正操作量範囲に留めやすくすることができる。

更に、運転支援装置１００では、操作部の反力特性の変更により運転者の操作量を適正操作量範囲に留めやすくするので、運転者の操作量が適正操作量となるように強制的に操作干渉する場合と比べて、運転者の主体感を維持することができる。従って、運転支援装置１００では、運転者の主体感を維持しつつ、運転者の操作量が適切となるように運転支援を行うことができる。その結果、運転支援装置１００によれば、運転者の主体感を損なわない微小な力覚インタラクションにより、運転者の操作量が適切となるように運転支援を行うことができ、運転者は自身の運転スキルが向上した感覚を持ち、運転行動の活発化を図ることができる。また、同じ車線を複数回走行する場合の運転者の操作ブレ（走行する度に操作量に大きな差が生じること）を抑制することができる。

また、運転支援装置１００によれば、判定部１８により適正操舵量の予測時刻に対応する運転者の操舵量が適正操舵量範囲に含まれないと判定された場合であって、カーブ走行判定部１４により車両がカーブを走行中であると判定されたときに、車両の操舵部ＳＴの反力特性を主体感維持反力特性に変更するので、運転者の適切な操舵が求められるカーブ走行時に運転者の操舵量を適正操舵量範囲に留めやすくすることができる。また、運転支援装置１００では、操舵部ＳＴの反力特性の変更により運転者の操舵量を適正操舵量範囲に留めやすくするので、運転者の操舵量が適正操舵量となるように強制的に操作干渉される場合と比べて、運転者の主体感を維持しつつ、運転者の操舵量が適切となるように運転支援を行うことができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。

運転支援装置１００は、必ずしもＰＩＤコントローラ７を用いる必要はない。ＥＣＵ１０は、反力アクチュエータ８と直接的に接続されていてもよい。この場合、ＥＣＵ１０は、ＰＩＤコントローラ７に代えて外乱の影響を抑制するフィードバック機能を有していてもよい。

運転支援装置１００は、必ずしもＧＰＳ受信部１及び地図データベース５を用いる必要はない。この場合には、ＥＣＵ１０は車両位置認識部１１を有する必要はない。外部環境認識部１２は、外部センサ２の検出結果だけから車両の外部環境を認識する態様であってもよい。

適正操作量予測部１６は、車両状態を用いずに適正操作量を予測してもよい。この場合には、ＥＣＵ１０は必ずしも内部センサ３と接続されている必要はなく、ＥＣＵ１０は車両状態認識部１３を有する必要はない。適正操作量は、運転者の操作履歴に沿って運転者が外部環境に対応して行う操作量であればよい。

適正操作量予測部１６は、運転者の運転傾向を用いて適正操作量を予測してもよい。運転者の運転傾向は、運転者の操作履歴から周知の評価手法を用いて求めることができる。

運転支援装置１００のＥＣＵ１０は、必ずしもカーブ走行判定部１４を有する必要はない。反力特性変更部１９は、車両がカーブを走行しているか否かに関わらず、判定部１８により適正操作量の予測時刻に対応する運転者の操作量が適正操作量範囲に含まれたと判定された場合に、操作部Ｔの反力特性を主体感維持反力特性に変更してもよい。

反力特性変更部１９は、運転者の運転傾向及び／又は運転スキルに応じて、主体感維持反力特性を変更してもよい。運転者の運転傾向及び運転スキルは、運転者の操作履歴から周知の評価手法を用いて求めることができる。運転スキルは、運転者の操作履歴と基準となる模範操作との比較結果に応じて特性（ベテラン特性、初心者特性など）が分類されてもよい。反力特性変更部１９は、運転者の運転スキルがベテラン特性である場合、運転者の運転スキルが初心者特性である場合と比べて、図３及び図４における主体感維持反力特性Ｍの適正操舵量範囲Ｅｓにおける傾きを小さくしてもよい。例えば運転者の運転スキルがベテラン特性である場合には基準反力特性Ｂの２倍程度の傾きとし、運転者の運転スキルが初心者特性である場合には基準反力特性Ｂの３倍程度の傾きとしてもよい。

反力特性変更部１９は、必ずしも基準反力特性を用いて主体感維持反力特性を設定する必要はない。反力特性変更部１９は、基準反力特性とは関係無く、主体感維持反力特性を設定してもよい。

運転支援装置１００は、運転者の主体感を維持しつつ、運転者の操舵量が適切となるように運転支援を行うが、状況に応じて強制的に操作干渉することを除外するものではない。運転支援装置１００は、車両と物体との接触回避が必要な状況などには、強制的に運転者の操作量を変更する操作干渉を行ってもよい。運転支援装置１００は、車両と物体との接触可能性があるか否かの判定を行い、接触可能性が無いと判定された場合に、主体感維持反力特性への変更を行う態様であってもよい。

１…ＧＰＳ受信部、２…外部センサ、３…内部センサ、４…運転操作検出部、５…地図データベース、６…操作履歴記憶部、７…ＰＩＤコントローラ、８…反力アクチュエータ、１０…ＥＣＵ、１１…車両位置認識部、１２…外部環境認識部、１３…車両状態認識部、１４…カーブ走行判定部、１５…操作量認識部、１６…適正操作量予測部、１７…適正操作量範囲設定部、１８…判定部、１９…反力特性変更部、２０…反力制御部、Ｔ…操作部、１００…運転支援装置。

Claims (4)

1. 車両の運転者の運転操作を支援する運転支援装置であって、
   前記車両の操作部に対する前記運転者の操作量を認識する操作量認識部と、
   前記運転者の前記操作量の履歴である操作履歴を記憶する操作履歴記憶部と、
   前記車両の外部環境を認識する外部環境認識部と、
   前記運転者の前記操作履歴と前記外部環境とに基づいて、前記運転者が前記外部環境に対応して行う前記操作量である適正操作量を予測する適正操作量予測部と、
   前記適正操作量予測部により前記適正操作量が予測された場合に、前記適正操作量を含む適正操作量範囲を設定する適正操作量範囲設定部と、
   前記適正操作量の予測時刻に対応する前記運転者の前記操作量が前記適正操作量範囲に含まれるか否かを判定する判定部と、
   前記判定部により前記適正操作量の予測時刻に対応する前記運転者の前記操作量が前記適正操作量範囲に含まれないと判定された場合に、当該判定時における前記操作量である判定時操作量から前記適正操作量範囲に至るまでの前記操作量の増加に対する反力増加量と比べて、前記適正操作量範囲における前記操作量の増加に対する前記反力増加量が大きくなるように前記操作部の反力特性を変更する、又は、前記判定時操作量から前記適正操作量範囲に至るまでの前記操作量の減少に対する反力減少量と比べて、前記適正操作量範囲における前記操作量の減少に対する前記反力減少量が大きくなるように前記操作部の前記反力特性を変更する反力特性変更部と、
   を備える、運転支援装置。
2. 前記操作量認識部は、前記操作部に対する前記運転者の操作量として前記車両の操舵部に対する前記運転者の操舵量を認識し、
   前記適正操作量予測部は、前記適正操作量として適正操舵量を予測し、
   前記適正操作量範囲設定部は、前記適正操作量範囲として適正操舵量範囲を設定し、
   前記判定部は、前記適正操舵量の予測時刻に対応する前記運転者の前記操舵量が前記適正操舵量範囲に含まれるか否かを判定し、
   前記反力特性変更部は、前記判定部により前記適正操舵量の予測時刻に対応する前記運転者の前記操舵量が前記適正操舵量範囲に含まれないと判定された場合に、当該判定時における前記操舵量である判定時操舵量から前記適正操作量範囲に至るまでの前記操舵量の増加に対する反力増加量と比べて前記適正操舵量範囲における前記反力増加量が大きくなるように前記操舵部の反力特性を変更する、又は、前記判定時操舵量から前記適正操舵量範囲に至るまでの前記操舵量の減少に対する反力減少量と比べて前記適正操舵量範囲における前記反力減少量が大きくなるように前記操舵部の前記反力特性を変更する、請求項１に記載の運転支援装置。
3. 車両の運転者の運転操作を支援する運転支援装置であって、
   前記車両の操作部に対する前記運転者の操作量を認識する操作量認識部と、
   前記運転者の前記操作量の履歴である操作履歴を記憶する操作履歴記憶部と、
   前記車両の外部環境を認識する外部環境認識部と、
   前記運転者の前記操作履歴と前記外部環境とに基づいて、前記運転者が前記外部環境に対応して行う前記操作量である適正操作量を予測する適正操作量予測部と、
   前記適正操作量予測部により前記適正操作量が予測された場合に、前記適正操作量を含む適正操作量範囲を設定する適正操作量範囲設定部と、
   前記適正操作量の予測時刻に対応する前記運転者の前記操作量が前記適正操作量範囲に含まれるか否かを判定する判定部と、
   前記判定部により前記適正操作量の予測時刻に対応する前記運転者の前記操作量が前記適正操作量範囲に含まれないと判定された場合に、前記判定部により前記操作量が前記適正操作量範囲に含まれたと判定された場合の前記操作部の反力特性から微小変更を行うことで、前記運転者の前記操作量が前記適正操作量範囲に留まりやすい主体感維持反力特性に前記操作部の反力特性を変更する反力特性変更部と、
   を備える、運転支援装置。
4. 前記車両がカーブを走行中であるか否かを判定するカーブ走行判定部を更に備え、
   前記操作量認識部は、前記操作部に対する前記運転者の操作量として前記車両の操舵部に対する前記運転者の操舵量を認識し、
   前記適正操作量予測部は、前記適正操作量として適正操舵量を予測し、
   前記適正操作量範囲設定部は、前記適正操作量範囲として適正操舵量範囲を設定し、
   前記判定部は、前記適正操舵量の予測時刻に対応する前記運転者の前記操舵量が前記適正操舵量範囲に含まれるか否かを判定し、
   前記反力特性変更部は、前記判定部により前記適正操舵量の予測時刻に対応する前記運転者の前記操舵量が前記適正操舵量範囲に含まれないと判定された場合であって、前記カーブ走行判定部により前記車両がカーブを走行中であると判定されたときに、前記操舵部の反力特性を前記主体感維持反力特性に変更する、請求項３に記載の運転支援装置。
   

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