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
【課題】
自車両が車線変更を行う際に運転者に違和感を与えることなく速やかな情報伝達を行う車両用運転操作補助装置を提供する。
【解決手段】
車両用運転操作補助装置は、自車両前方の先行車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応じてアクセルペダル反力制御を行う。運転意図推定装置によって運転者の車線変更意図が推定されると、アクセルペダル反力制御の対象を切り換える。ただし、車線変更意図が推定されたときに隣接車線上の車両に対するリスクポテンシャルが小さく、かつアクセルペダルが戻し方向に操作されている場合、または隣接車線上の車両に対するリスクポテンシャルが大きく、かつアクセルペダルが保持または踏み込まれている場合は、反力制御の対象の切替を緩やかに実行する。
自車両が車線変更を行う際に運転者に違和感を与えることなく速やかな情報伝達を行う車両用運転操作補助装置を提供する。
【解決手段】
車両用運転操作補助装置は、自車両前方の先行車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応じてアクセルペダル反力制御を行う。運転意図推定装置によって運転者の車線変更意図が推定されると、アクセルペダル反力制御の対象を切り換える。ただし、車線変更意図が推定されたときに隣接車線上の車両に対するリスクポテンシャルが小さく、かつアクセルペダルが戻し方向に操作されている場合、または隣接車線上の車両に対するリスクポテンシャルが大きく、かつアクセルペダルが保持または踏み込まれている場合は、反力制御の対象の切替を緩やかに実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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１参照）。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。
【０００３】
本願発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
【特許文献１】特開平１０−１６６８８９号公報
【特許文献２】特開平１０−１６６８９０号公報
【特許文献３】特開２０００−５４８６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような従来の装置においては、車間距離に基づいてアクセルペダル反力を変更しているため、車線変更により反力制御の対象が切換わった場合に運転者の意図に反して大きな反力が発生するという問題があった。ただし、車線変更時に一義的に反力の発生を抑制すると的確な情報伝達が行えなくなってしまう。このような車両用運転操作補助装置にあっては、運転者が車線変更を行おうとする場合に煩わしさを与えることなく必要な情報を伝達する制御を行うことが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による車両用運転操作補助装置は、自車両周囲の障害物状況を検出する障害物検出手段と、障害物検出手段による検出結果に基づいて、自車両周囲のリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、リスクポテンシャル算出手段によって算出されるリスクポテンシャルに基づいて、車両操作機器に発生させる操作反力を算出する操作反力算出手段と、操作反力算出手段によって算出された操作反力を車両操作機器に発生させる操作反力発生手段と、運転者の車線変更意図を推定する車線変更意図推定手段と、車線変更意図推定手段の推定結果に基づいて、自車両の将来の走行状況を予測する走行状況予測手段と、走行状況予測手段によって予測される将来の走行状況に応じて、車両操作機器に発生させる操作反力を補正する補正手段とを備える。
本発明による車両用運転操作補助方法は、自車両周囲の障害物状況に基づいて、自車両周囲の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、車両操作機器に発生させる操作反力を算出し、操作反力を車両操作機器に発生させ、運転者の車線変更意図を推定し、車線変更意図の推定結果に基づいて自車両の将来の走行状況を予測し、将来の走行状況に応じて、車両操作機器に発生させる操作反力を補正する。
本発明による車両は、自車両周囲の障害物状況を検出する障害物検出手段と、障害物検出手段による検出結果に基づいて、自車両周囲のリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、リスクポテンシャル算出手段によって算出されるリスクポテンシャルに基づいて、車両操作機器に発生させる操作反力を算出する操作反力算出手段と、操作反力算出手段によって算出された操作反力を車両操作機器に発生させる操作反力発生手段と、運転者の車線変更意図を推定する車線変更意図推定手段と、車線変更意図推定手段の推定結果に基づいて、自車両の将来の走行状況を予測する走行状況予測手段と、走行状況予測手段によって予測される将来の走行状況に応じて、車両操作機器に発生させる操作反力を補正する補正手段とを有する車両用運転操作補助装置を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、運転者の車線変更意図の推定結果に基づいて自車両の将来の走行状況を予測し、予測した将来の走行状況に応じて車両操作機器に発生させる操作反力を補正するので、運転者が車線変更を行おうとすることが推定される場合には、予め将来の走行状況に応じた適切な反力制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
《第１の実施の形態》
本発明の第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置について、図面を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置１の構成を示すシステム図であり、図２は、車両用運転操作補助装置１を搭載した車両の構成図である。
【０００８】
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自車両の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、先行車の後端）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、先行車までの車間距離と相対速度を検出する。検出した車間距離及び相対速度はコントローラ６０へ出力される。レーザレーダ１０によりスキャンされる前方の領域は、自車正面に対して±６deg 程度であり、この範囲内に存在する前方物体が検出される。
【０００９】
前方カメラ２０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する。前方カメラ２０からの画像信号は画像処理装置３０で画像処理を施され、コントローラ６０へと出力される。前方カメラ２０による検知領域は車両の前後方向中心線に対して水平方向に±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。
【００１０】
車速センサ４０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６０に出力する。
【００１１】
運転意図推定装置１００は、例えばマイクロコンピュータから構成され、運転意図を有する仮想のドライバを複数設定し、実際のドライバの運転操作と仮想ドライバの運転操作とを比較することにより、実際のドライバ（運転者）の運転意図を推定する。運転意図推定装置１００の推定結果は、コントローラ６０へ出力される。
【００１２】
コントローラ６０は、ＣＰＵと、ＲＯＭおよびＲＡＭ等のＣＰＵ周辺部品とから構成される。コントローラ６０は、例えばＣＰＵのソフトウェア形態により、リスクポテンシャル計算部６１，アクセルペダル反力指令値計算部６２，リスクポテンシャル比較部６３，およびアクセルペダル反力指令値補正部６４を構成する。
【００１３】
リスクポテンシャル計算部６１は、レーザレーダ１０および車速センサ４０から入力される自車速、車間距離および先行車両との相対車速と、画像処理装置３０から入力される車両周辺の画像情報とから、自車両周囲の障害物に対するリスクポテンシャルＲＰを算出する。アクセルペダル反力指令値計算部６２は、リスクポテンシャル計算部６１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８２に発生させるアクセルペダル反力の指令値ＦＡを算出する。
【００１４】
リスクポテンシャル比較部６３は、リスクポテンシャル計算部６１で算出された自車両周囲の複数の障害物に対するリスクポテンシャルＲＰを比較する。具体的には、例えば図３に示すように自車両が左側の隣接車線に車線変更するときに、車線変更前の車線に存在する先行車（自車線先行車）ＡのリスクポテンシャルＲＰｏと、車線変更後の車線に存在する先行車（隣接車線先行車）ＢのリスクポテンシャルＲＰnextとを比較する。
【００１５】
アクセルペダル反力指令値補正部６４は、リスクポテンシャル比較部６３の比較結果、運転意図推定装置１００の推定結果、および運転者のアクセルペダル操作に基づいて、アクセルペダル反力指令値計算部６２で算出されたアクセルペダル反力指令値ＦＡを補正する。アクセルペダル反力指令値補正部６４で補正されたアクセルペダル反力指令値ＦＡｃは、アクセルペダル反力制御装置７０へ出力される。
【００１６】
アクセルペダル反力制御装置７０は、コントローラ６０からの指令値に応じてアクセルペダル操作反力を制御する。図４に示すように、アクセルペダル８２には、リンク機構を介してサーボモータ８０およびアクセルペダルストロークセンサ８１が接続されている。サーボモータ８０は、アクセルペダル反力制御装置７０からの指令に応じてトルクと回転角とを制御し、運転者がアクセルペダル８２を操作する際に発生する操作反力を任意に制御する。アクセルペダルストロークセンサ８１は、リンク機構を介してサーボモータ８０の回転角に変換されたアクセルペダル８２のストローク量（操作量）Ｓを検出する。
【００１７】
なお、アクセルペダル反力制御を行わない場合の通常のアクセルペダル反力特性は、例えば、操作量Ｓが大きくなるほどアクセルペダル反力がリニアに大きくなるよう設定されている。通常のアクセルペダル反力特性は、例えばアクセルペダル８２の回転中心に設けられたねじりバネ（不図示）のバネ力によって実現することができる。
【００１８】
次に、第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置１の動作を説明する。まず、その概要を説明する。
コントローラ６０は、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰに基づいてアクセルペダル８２に発生させる操作反力を制御し、リスクポテンシャルＲＰを運転者に伝達する。自車両が車線変更を行って反力制御の対象となる前方障害物が変化すると、アクセルペダル８２に発生する操作反力も変化するため、運転者に違和感を与えてしまう可能性がある。
【００１９】
そこで、車線変更前後のリスクポテンシャルＲＰ、すなわち、自車線前方の先行車Ａに対するリスクポテンシャルＲＰｏと、隣接車線上の車両Ｂに対するリスクポテンシャルＲＰnextとを比較し、リスクポテンシャルＲＰの変化量が大きい場合にはアクセルペダル反力が緩やかに変化するように補正を行うことが考えられる。この場合、車線変更時のアクセルペダル反力増加を抑制して違和感を低減することはできる。しかしながら、車線変更後の先行車、すなわち隣接車線上の車両に対するリスク情報を運転者に速やかに伝達することは困難である。
【００２０】
第１の実施の形態においては、運転意図推定装置１００によって推定される運転者の運転意図、具体的には車線変更意図を利用することにより、車線変更によって反力制御の対象が切り替わる際に運転者に与える違和感を低減しながら、速やかな情報伝達を行う。さらに、運転意図推定装置１００が運転意図を誤推定してしまう可能性を考慮して、運転意図推定結果と、状況に応じた運転者のアクセルペダル操作とから、反力制御の対象を切り換えるか否かを判断するようにする。
【００２１】
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５を用いて詳細に説明する。図５は、コントローラ６０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。
【００２２】
ステップＳ１０１で、レーザレーダ１０、前方カメラ２０および車速センサ４０によって検出される自車両周囲の走行環境を表す環境状態量を読み込む。具体的には、自車両と先行車（自車線先行車Ａまたは隣接車線先行車Ｂ）との車間距離Ｄ、先行車速Ｖ２、自車速Ｖ１および自車両のレーン内横位置ｘを読み込む。
【００２３】
ステップＳ１０２では、運転意図推定装置１００による運転意図推定結果を読み込む。ここで、運転意図推定装置１００によって実行される運転意図推定処理について図６のフローチャートを用いて説明する。図６に示す処理の処理内容は、一定間隔（例えば５０msec）ごとに連続的に行われる。
【００２４】
ステップＳ１０２１では、自車両の車両周囲状態、車両状態および運転操作量に関するデータを読み込む。具体的には、現在の自車両の車線内横位置ｘ、自車両のヨー角ψおよび操舵角θｒｄを読み込む。図７に示すように、車線内横位置ｘは、自車線の車線中央線から自車両中心点Ｏまでの左右方向距離であり、ヨー角ψは、自車線の直進方向に対する自車両の回転角である。
【００２５】
ステップＳ１０２２では、複数の仮想ドライバと実際のドライバの運転操作量に関する近似度合を算出し、運転意図尤度を算出する。まず、複数の仮想ドライバの運転操作量Ｏｉｄを算出する。ここでは、車線維持（ＬＫ）、右車線変更（ＬＣＲ）および左車線変更（ＬＣＬ）の運転意図を持つ３人の仮想ドライバを設定する。そして、それぞれの仮想ドライバがその運転意図を遂行するために必要な運転操作量Ｏｉｄを算出する。ここでは、仮想ドライバが行う操舵操作の操舵角θｉｄを、運転操作量Ｏｉｄとして算出する。以下に、仮想ドライバの運転操作量Ｏｉｄの算出方法を説明する。
【００２６】
（１）仮想ドライバの運転意図が車線維持の場合
仮想ドライバの操舵角θidを算出するために、まず仮想ドライバの運転意図が車線維持である場合の前方参照点ＬＫ（ｉ）を設定し、前方参照点ＬＫ（ｉ）の横位置p_lkを算出する。前方参照点ＬＫ（ｉ）の個数は任意であるが、ここでは自車両の前後方向中心線上に２つの前方参照点ＬＫ１，ＬＫ２を設定した場合を例として説明する。図７に示すように、自車両中心点Ｏから前方参照点ＬＫ１，ＬＫ２までの距離px(i)は、例えばpx(1)＝１０ｍ、px(2)＝３０ｍに設定する（px＝｛１０ｍ、３０ｍ｝）。距離px(i)は、例えば自車速に応じて設定することもできる。
【００２７】
現在自車両が走行する車線の中央線から前方参照点ＬＫ（ｉ）までの左右方向距離lat_pos(px(i))は、自車両のヨー角ψと前方地点ＬＫ（ｉ）までの距離ｐｘ（ｉ）に依存し、例えば前方カメラからの画像信号に基づいて算出することができる。車線維持の場合の前方参照点ＬＫ（ｉ）の横位置p_lk(px(i))は、以下の（式１）で表すことができる。
p_lk(px(i))=lat_pos(px(i)) i={1,...,n}・・・（式１）
ここで、ｎ＝２である。
【００２８】
前方参照点ＬＫ（ｉ）の横位置p_lk(px(i))を用いて、車線維持の場合の仮想ドライバの操舵角θid_lkを以下の（式２）から算出することができる。
θid_lk＝Σ｛a(i)×p_lk(px(i))｝ ・・・（式２）
ここで、a(i)は前方参照点ＬＫ（ｉ）における横位置p_lk(px(i))に重み付けをする重み付け係数であり、予め適切な値を設定しておく。
【００２９】
（２）仮想ドライバの運転意図が右車線変更の場合
仮想ドライバの操舵角θidを算出するために、仮想ドライバの運転意図が右車線変更である場合の前方参照点ＬＣＲ（ｉ）を設定する。図７には、自車両の前方に２つの前方参照点ＬＣＲ１，ＬＣＲ２を設定した場合を例として示している。
【００３０】
右車線変更の場合の前方参照点ＬＣＲ（ｉ）の横位置p_lcr(px(i))は、以下の（式３）で表すように、車線維持の場合の前方参照点ＬＫ（ｉ）の左右方向距離lat_pos(px(i))にオフセット量lc_offset_lcrを加算して算出することができる。
p_lcr(px(i))=lat_pos(px(i))+lc_offset_lcr i={1,...,n}・・・（式３）
ここで、ｎ＝２である。オフセット量lc_offset_lcrは、右車線変更の場合の前方参照点ＬＣＲ（ｉ）の横位置p_lcr(px(i))を設定するために予め適切な値、例えばlc_offset_lcr＝−１．７５に設定する。
【００３１】
前方参照点ＬＣＲ（ｉ）の車線内横位置p_lcr(px(i))を用いて、右車線変更の場合の操舵角θid_lcrを以下の（式４）から算出することができる。
θid_lcr＝Σ｛a(i)×p_lcr(px(i))｝ ・・・（式４）
ここで、a(i)は前方参照点ＬＣＲ（ｉ）における車線内横位置p_lcr(px(i))に重み付けをする重み付け係数であり、予め適切な値を設定しておく。
【００３２】
（３）仮想ドライバの運転意図が左車線変更の場合
仮想ドライバの操舵角θidを算出するために、仮想ドライバの運転意図が左車線変更である場合の前方参照点ＬＣＬ（ｉ）を設定する。図７には、自車両の前方に２つの前方参照点ＬＣＬ１，ＬＣＬ２を設定した場合を例として示している。
【００３３】
左車線変更の場合の前方参照点ＬＣＬ（ｉ）の横位置p_lcl(px(i))は、以下の（式５）で表すように、車線維持の場合の前方参照点ＬＫ（ｉ）の左右方向距離lat_pos(px(i))にオフセット量lc_offset_lclを加算して算出することができる。
p_lcl(px(i))=lat_pos(px(i))+lc_offset_lcl i={1,...,n}・・・（式５）
ここで、ｎ＝２である。オフセット量lc_offset_lclは、左車線変更の場合の前方参照点ＬＣＬ（ｉ）の横位置p_lcl(px(i))を設定するために予め適切な値、例えばlc_offset_lcl＝１．７５に設定する。
【００３４】
前方参照点ＬＣＬ（ｉ）の車線内横位置p_lcl(px(i))を用いて、左車線変更の場合の仮想ドライバの操舵角θid_lclを以下の（式６）から算出することができる。
θid_lcl＝Σ｛a(i)×p_lcl(px(i))｝ ・・・（式６）
ここで、a(i)は前方参照点ＬＣＬ（ｉ）における車線内横位置p_lcl(px(i))に重み付けをする重み付け係数であり、予め適切な値を設定しておく。
【００３５】
つぎに、各運転意図における仮想ドライバの運転操作量Oidと、ステップＳ１０２１で検出した実際のドライバの運転操作量Ordとを用いて、仮想ドライバの運転操作量近似度合Pidを算出する。ここでは、運転意図が車線維持の場合、右車線変更の場合、および左車線変更の場合の近似度合Pid_lk, Pid_lcr, Pid_lclをまとめてPidで表す。同様に、運転意図が車線維持の場合、右車線変更の場合、および左車線変更の場合の仮想ドライバの操舵角θid_lk, θid_lcr, θid_lclをまとめてθidで表す。
【００３６】
仮想ドライバ運転操作量近似度合Pidは、実際のドライバの操舵角θrdを平均値、所定値ρrdを標準偏差とする正規分布に対して、仮想ドライバの操舵角θidの正規化（規準化）値の対数確率として、以下の（式７）から算出することができる。
Pid＝log｛Probn（（θid−θrd）／ρrd）｝ ・・・（式７）
ここで、Probnは、与えられた標本が、正規分布で表される母集団から観測される確率を計算するための確率密度変換関数である。
【００３７】
このように、（式７）を用いて車線維持の場合の近似度合Pid_lk、右車線変更の場合の近似度合Pid_lcr、および左車線変更の場合の近似度合Pid_lclをそれぞれ算出する。ここで、（式８）に示すように、右車線変更の場合の近似度合Pid_lcrおよび左車線変更の場合の近似度合Pic_lclの最大値を、車線変更の場合の近似度合Pid_lcとして設定する。
Pid_lc＝max{Pid_lcr, Pid_lcl} ・・・（式８）
なお、車線維持の場合の近似度合Pid_lkは、実際のドライバが車線維持をする尤度（車線維持尤度Pr（LK））を表し、車線変更の場合の近似度合Pid_lcは、実際のドライバが車線変更をする尤度（車線変更尤度Pr（LC））を表す。このようにして実際のドライバの運転意図尤度を算出した後、ステップＳ１０２３へ進む。
【００３８】
ステップＳ１０２３では、ステップＳ１０２２で算出した車線維持尤度Ｐｒ（ＬＫ）および車線変更尤度Ｐｒ（ＬＣ）を用いて、以下の（式９）から車線変更意図スコアＳｃを算出する。
【数１】
【００３９】
（式９）で算出される車線変更意図スコアＳｃは、０〜１の間で連続的に変化し、車線変更の確信度（確率）が車線維持の確信度よりも相対的に高いほど大きな値をとる。例えば車線変更と車線維持の確信度が５０：５０のときに、スコアＳｃ＝０．５となり、車線変更の確信度が１００％のときに、スコアＳｃ＝１となる。
【００４０】
つづくステップＳ１０２４では、ステップＳ１０２３で算出された車線変更意図スコアＳｃを用いて実際のドライバの運転意図を推定する。具体的には、車線変更意図スコアＳｃを車線変更意図推定しきい値Ｔと比較する。車線変更意図推定しきい値Ｔは、車線維持中に車線変更と誤って推定しまう頻度と、車線変更意図を正しく推定する頻度のバランスを考慮して設定される。一般的には、車線変更意図推定しきい値Ｔ＝０．５程度に設定する。Ｓｃ＞Ｔであれば運転意図が車線変更であると推定する。一方、Ｓｃ≦Ｔであれば運転意図が車線維持であると推定する。
【００４１】
ステップＳ１０２５では、ステップＳ１０２４で推定した実際のドライバの運転意図の推定結果をコントローラ６０に出力する。
このように運転意図推定装置１００で推定された運転意図推定結果をステップＳ１０２で読み込んだ後、ステップＳ１０３へ進む。
【００４２】
ステップＳ１０３では、ステップＳ１０１で読み込んだ走行環境に基づいて、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰを算出する。ここでは、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰを算出するために、先行車に対する余裕時間ＴＴＣと車間時間ＴＨＷとを算出する。
【００４３】
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る。余裕時間ＴＴＣは、現在の走行状況が継続した場合、つまり自車速Ｖ１、先行車速Ｖ２および相対車速Ｖｒ（Ｖｒ＝Ｖ２−Ｖ１）が一定の場合に、何秒後に車間距離Ｄがゼロとなり自車と先行車両とが接触するかを示す値である。余裕時間ＴＴＣは、以下の（式１０）により求められる。
ＴＴＣ＝−Ｄ／Ｖｒ ・・・（式１０）
【００４４】
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、ほとんどの運転者が減速行動を開始することが知られている。
【００４５】
車間時間ＴＨＷは、自車両が先行車に追従走行している場合に、想定される将来の先行車の車速変化による余裕時間ＴＴＣへの影響度合、つまり相対車速Ｖｒが変化すると仮定したときの影響度合を示す物理量である。車間時間ＴＨＷは、以下の（式１１）で表される。
ＴＨＷ＝Ｄ／Ｖ１ ・・・（式１１）
【００４６】
車間時間ＴＨＷは、車間距離Ｄを自車速Ｖ１で除したものであり、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。この車間時間ＴＨＷが大きいほど、周囲の環境変化に対する予測影響度合が小さくなる。つまり、車間時間ＴＨＷが大きい場合には、もしも将来に先行車の車速が変化しても、先行車までの接近度合には大きな影響を与えず、余裕時間ＴＴＣはあまり大きく変化しないことを示す。なお、自車両が先行車に追従し、自車速Ｖ１＝先行車速Ｖ２である場合は、（式１１）において自車速Ｖ１の代わりに先行車速Ｖ２を用いて車間時間ＴＨＷを算出することもできる。
【００４７】
そして、算出した余裕時間ＴＴＣと車間時間ＴＨＷとを用いて先行車に対するリスクポテンシャルＲＰを算出する。先行車に対するリスクポテンシャルＲＰは、以下の（式１２）を用いて算出することができる。
ＲＰ＝ａ／ＴＨＷ＋ｂ／ＴＴＣ ・・・（式１２）
【００４８】
（式１２）に示すように、リスクポテンシャルＲＰは、余裕時間ＴＴＣと車間時間ＴＨＷとから連続的に表現される物理量である。ここで、ａ、ｂは、車間時間ＴＨＷおよび余裕時間ＴＴＣにそれぞれ適切な重み付けをするための定数であり、予め適切な値を設定しておく。定数ａ、ｂは、例えばａ＝１，ｂ＝８（ａ＜ｂ）に設定する。
【００４９】
図８（ａ）〜（ｃ）に、自車両が車線変更を行う際の走行状況、車線内横位置ｘの時系列変化、および先行車のリスクポテンシャルＲＰの時系列変化を示す。ここでは図８（ａ）に示すように、車線内横位置ｘは、自車両が現在存在する車線の中心線を０として左側を正の値、右側を負の値で表す。
【００５０】
図８（ａ）に示すように自車両が右側の車線に車線変更を行っていく場合は、図８（ｂ）に示すように車線内横位置ｘが小さくなっていく。自車両がレーンマーカをまたいで隣接車線に移動すると、車線内横位置ｘは車線変更後の隣接車線内の値が検出される。そのため、図８（ｂ）に示すように自車両がレーンマーカをまたぐ前後では車線内横位置ｘの絶対値が大きく、レーンマーカをまたいだ時点ｔｂで車線内横位置ｘの符号が逆転する。この時間ｔｂで、実際に車線変更が実行されたと判断する。
【００５１】
コントローラ６０は、図８（ｃ）に破線で示すように、時間ｔｂまでは自車線先行車Ａを対象としてリスクポテンシャルＲＰｏを算出し、時間ｔｂ以降は隣接車線先行車Ｂを対象としてリスクポテンシャルＲＰnextを算出する。ただし、運転意図推定装置１００によって車線変更意図が推定された場合は、車線変更意図の推定時点ｔａで制御対象を切り換える。すなわち、図８（ｃ）に実線で示すように、時間ｔａまでは自車線先行車Ａを対象としてリスクポテンシャルＲＰｏを算出し、時間ｔａ以降は隣接車線先行車Ｂを対象としてリスクポテンシャルＲＰｎextを算出する。
【００５２】
ステップ１０４では、アクセルペダルストロークセンサ８１によって検出されるアクセルペダル８２の操作量Ｓを読み込む。ステップＳ１０５では、ステップＳ１０３で算出したリスクポテンシャルＲＰに基づいて、アクセルペダル反力指令値ＦＡを算出する。まず、リスクポテンシャルＲＰに応じた反力増加量ΔＦを算出する。
【００５３】
図９に、先行車に対するリスクポテンシャルＲＰと反力増加量ΔＦとの関係を示す。図９に示すように、リスクポテンシャルＲＰが最小値ＲＰmin以下の場合は、反力増加量ΔＦを０とする。これは、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰが非常に小さいときにアクセルペダル反力ＦＡを増加することによって、運転者に煩わしさを与えてしまうことを避けるためである。最小値ＲＰminは、予め適切な値を設定しておく。
【００５４】
リスクポテンシャルＲＰが最小値ＲＰminを超える領域では、リスクポテンシャルＲＰに応じて反力増加量ΔＦが指数関数的に増加するように設定する。反力増加量ΔＦは、以下の（式１３）で表される。
ΔＦ＝ｋ・ＲＰｎ ・・・（式１３）
ここで、定数ｋ、ｎはそれぞれ車種等によって異なり、ドライブシミュレータや実地試験によって取得される結果に基づいて、リスクポテンシャルＲＰを効果的に反力増加量ΔＦに変換できるように予め適切に設定しておく。
【００５５】
さらに、（式１３）に従って算出した反力増加量ΔＦを、アクセルペダル操作量Ｓに応じた通常の反力特性に加算することにより、アクセルペダル反力指令値ＦＡを算出する。
【００５６】
ステップＳ１０６では、車線変更意図推定時のペダル反力補正制御（推定時遅延制御）が実行中であるか否か、すなわち推定時遅延制御フラグCCflag＝１か否かを判定する。推定時遅延制御が実行されていない場合は、ステップＳ１０７へ進む。推定時遅延制御が実行中の場合は、ステップＳ１２１へ進む。
【００５７】
ステップＳ１０７では、ステップＳ１０２で読み込んだ運転意図推定結果が車線変更意図であるか否かを判定する。車線変更意図が推定されなかった場合でも、自車両が実際に車線変更を行った場合はステップＳ１０７が肯定判定される。
【００５８】
ステップＳ１０８では、車線変更意図が推定されたときのシーンを決定する。具体的には、現在の制御対象である自車線先行車Ａに対するリスクポテンシャルＲＰｏと将来の制御対象である隣接車線先行車Ｂに対するリスクポテンシャルＲＰnextとの差、および運転者のアクセルペダル操作に基づいて、自車両の走行状況および走行状況に応じた反力補正方法を決定する。そこで、図１０に示すように、自車線先行車Ａに対するリスクポテンシャルＲＰｏと隣接車線先行車Ｂに対するリスクポテンシャルＲＰnextとの差、およびアクセルペダル操作に基づいて、自車両の走行状況をシーン１からシーン４に分類する。
【００５９】
（１）シーン１
図１１（ａ）（ｂ）に示すように、車線変更意図推定時点ｔａにおいて隣接車線先行車Ｂ１，Ｂ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextが自車線先行車Ａに対するリスクポテンシャルＲＰｏよりも小さい、またはＲＰnextとＲＰｏとの差が所定範囲内で同等とみなせる場合で、かつアクセルペダル８２が戻し方向に操作されている場合を、シーン１とする。
【００６０】
（２）シーン２
図１３（ａ）（ｂ）に示すように、車線変更意図推定時点ｔａにおいて隣接車線先行車Ｂ１，Ｂ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextが自車線先行車Ａに対するリスクポテンシャルＲＰｏよりも大きい場合で、かつアクセルペダル８２が戻し方向に操作されている場合を、シーン２とする。
【００６１】
（３）シーン３
図１５（ａ）（ｂ）に示すように、車線変更意図推定時点ｔａにおいて隣接車線先行車Ｂ１，Ｂ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextが自車線先行車Ａに対するリスクポテンシャルＲＰｏよりも小さい場合で、かつアクセルペダル８２が踏み込み方向に操作、あるいは保持されている場合を、シーン３とする。
【００６２】
（４）シーン４
図１７（ａ）（ｂ）に示すように、車線変更意図推定時点ｔａにおいて隣接車線先行車Ｂ１，Ｂ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextが自車線先行車Ａに対するリスクポテンシャルＲＰｏよりも大きい、またはＲＰnextとＲＰｏとの差が所定範囲内で同等とみなせる場合で、かつアクセルペダル８２が踏み込み方向に操作、あるいは保持されている場合を、シーン４とする。
【００６３】
つぎに、自車両の走行状況シーンに従って、反力補正方法を決定する。図１９に示すように、シーン１およびシーン４では制御対象が自車線先行車Ａから隣接車線先行車Ｂに切り替わるときにアクセルペダル反力を遅く変化させる。すなわち、制御対象の切り替えをゆっくりと行う。シーン２およびシーン３では、制御対象が切り替わるときにアクセルペダル反力を早く変化させる。すなわち、制御対象の切り替えを速やかに行う。以下に、各シーンにおいてアクセルペダル反力指令値ＦＡをどのように補正するかを説明する。なお、以下では補正後のアクセルペダル反力指令値ＦＡをＦＡｃと表す。
【００６４】
（１）シーン１
図１１（ａ）（ｂ）に示すようなシーン１においては、制御対象が切り替わる車線変更意図推定時点ｔａからアクセルペダル反力を遅く変化させる。これにより、とくに隣接車線先行車Ｂ１，Ｂ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextが自車線先行車Ａに対するリスクポテンシャルＲＰｏよりも小さい場合に、自車線先行車Ａと自車両との距離の調整を行いやすくする。
【００６５】
具体的には、図１２（ａ）に示すように、車線変更意図推定時点ｔａで制御対象が切り替わった後、所定時間（反力保持時間）は自車線先行車Ａを対象としたアクセルペダル反力指令値ＦＡｃを保持する。反力保持時間が経過してからは、隣接車線先行車Ｂ１、Ｂ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextに応じてアクセルペダル反力指令値ＦＡｃを算出し、隣接車線先行Ｂ１，Ｂ２を対象としたアクセルペダル反力制御を開始する。ＲＰnext≦ＲＰｏであるので、アクセルペダル反力指令値ＦＡｃは速やかに低下する。
【００６６】
なお、アクセルペダル反力を保持する反力保持時間は、隣接車線先行車Ｂ１，Ｂ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextが大きいほど大きくなるように設定する。
【００６７】
（２）シーン２
図１３（ａ）（ｂ）に示すようなシーン２においては、制御対象が切り替わる車線変更意図推定時点ｔａからアクセルペダル反力を早く変化させる。これにより、例えば道路の合流地点で隣接車線に割り込むような状況において、隣接車線上の車両に対するリスクが高いという情報を早い段階で運転者に伝えるようにする。
【００６８】
具体的には、図１４（ａ）に示すように、車線変更意図推定時点ｔａで制御対象が切り替わるとすぐに、隣接車線先行車Ｂ１、Ｂ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextに応じてアクセルペダル反力指令値ＦＡｃを算出し、隣接車線先行Ｂ１，Ｂ２を対象としたアクセルペダル反力制御を開始する。
【００６９】
（３）シーン３
図１５（ａ）（ｂ）に示すようなシーン３においては、制御対象が切り替わる車線変更意図推定時点ｔａからアクセルペダル反力を早く変化させる。これにより、例えば道路の合流地点で隣接車線に割り込むような状況において隣接車線上の車両に対するリスク情報を早い段階で運転者に伝え、スムーズな運転操作を実現するようにする。
【００７０】
具体的には、図１６（ａ）に示すように、車線変更意図推定時点ｔａで制御対象が切り替わるとすぐに、隣接車線先行車Ｂ１、Ｂ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextに応じてアクセルペダル反力指令値ＦＡｃを算出し、隣接車線先行Ｂ１，Ｂ２を対象としたアクセルペダル反力制御を開始する。
【００７１】
（４）シーン４
図１７（ａ）（ｂ）に示すようなシーン４においては、制御対象が切り替わる車線変更意図推定時点ｔａからアクセルペダル反力を遅く変化させる。これにより、とくに隣接車線先行車Ｂ１，Ｂ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextが自車線先行車Ａに対するリスクポテンシャルＲＰｏよりも大きい場合に、アクセルペダル反力の大きな変化を抑制する。
【００７２】
具体的には、図１８（ａ）に示すように、車線変更意図推定時点ｔａで制御対象が切り替わった後、所定時間（反力保持時間）は自車線先行車Ａを対象としたアクセルペダル反力指令値ＦＡｃを保持する。反力保持時間が経過してからは、隣接車線先行車Ｂ１、Ｂ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextに応じてアクセルペダル反力指令値ＦＡｃを算出し、隣接車線先行Ｂ１，Ｂ２を対象としたアクセルペダル反力制御を開始する。ＲＰnext≧ＲＰｏであるので、アクセルペダル反力指令値ＦＡｃは速やかに増加する。
【００７３】
なお、アクセルペダル反力を保持する反力保持時間は、隣接車線先行車Ｂ１，Ｂ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextが大きいほど大きくなるように設定する。
つづくステップＳ１０９では、ステップＳ１０８で決定した走行状況シーンがシーン１またはシーン４であり、制御対象の切り替えを遅くするか否か、すなわちアクセルペダル反力の推定時遅延制御を行うか否かを判定する。
【００７４】
ステップＳ１０９が肯定判定されるとステップＳ１１０へ進み、車線変更意図推定時の遅延制御開始を示すフラグCCflag＝１にセットする。ステップＳ１１１では、自車両の走行状況シーンに応じて、上述したようにアクセルペダル反力指令値ＦＡを補正する。
【００７５】
一方、ステップＳ１０７またはＳ１０９が否定判定されて車線変更意図推定時の遅延制御を行わない場合は、ステップＳ１１２へ進み、ステップＳ１０５で算出したアクセルペダル反力指令値ＦＡをそのまま制御用の反力指令値ＦＡｃとして設定する。
【００７６】
ステップＳ１０６で車線変更意図推定時の遅延制御が実行中であると判定されると、ステップＳ１２１へ進む。ステップＳ１２１では、現在実行中の推定時遅延制御を解除するか否かを判定する。具体的には、以下の（ａ）〜（ｃ）のいずれかの状況が検出された場合に、推定時遅延制御を解除する。
（ａ）車線変更後の先行車に対するリスクポテンシャルの時間当たりの増加量（増加率）ΔＲＰｖが所定値ΔＲＰｖｏを超える場合。
（ｂ）運転者のアクセルペダル踏み込み速度ACCvが所定値ACCvoを超える場合。
（ｃ）車線変更後の先行車に対するリスクポテンシャルＲＰが所定の最大値ＲＰmaxを超える場合。
【００７７】
状況（ａ）については、例えば車線変更後の先行車が急減速をした場合等への対応である。状況（ｂ）については、運転者が大きなペダル反力の発生を予測してアクセルペダル８２を勢いよく踏み込んだ場合等への対応である。アクセルペダル踏み込み速度ACCvは、例えばアクセルペダルストロークセンサ８１によって検出されるストローク量Ｓから算出することができる。状況（ｃ）については、リスクポテンシャルＲＰが非常に大きい場合には、その情報を即座に伝えるためである。
【００７８】
推定時遅延制御を解除する場合は、ステップＳ１２２へ進み、推定時遅延制御解除を示すフラグCCflag＝０にセットする。ステップＳ１２３では、ステップＳ１０５で算出したアクセルペダル反力指令値ＦＡをそのまま制御用の反力指令値ＦＡｃとして設定する。
【００７９】
一方、推定時遅延制御を継続する場合は、ステップＳ１１１へ進み、推定時遅延制御を開始した時点でのシーンに応じたアクセルペダル反力指令値ＦＡｃを算出し、隣接車線先行車Ｂを対象とした反力制御に移行していく。
【００８０】
ステップＳ１２４では、ステップＳ１１１、Ｓ１１２またはＳ１２３で算出した制御用反力指令値ＦＡｃ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６０から入力された指令に従ってサーボモータ８０を制御する。これにより、今回の処理を終了する。
【００８１】
次に、車両用運転操作補助装置１の作用を説明する。
シーン１においては、図１２（ａ）に示すように車線変更意図推定時点ｔａまでは、自車線先行車Ａを対象としたアクセルペダル反力指令値ＦＡｃが発生する。自車両が実際に車線変更を実行するタイミングｔｂよりも早い時点ｔａで制御対象が切り替わるので、時点ｔａからアクセルペダル反力指令値ＦＡｃは実線で示すように急に低下する。
【００８２】
上述したようにシーン１に対応する推定時遅延制御を行うことにより、車線変更時点ｔａから隣接車線先行車Ｂ１またはＢ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextに応じた反力保持時間が経過するまで、アクセルペダル反力指令値ＦＡｃが保持される。反力保持時間が経過してからは、隣接車線先行車Ｂ１，Ｂ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextに応じた値までアクセルペダル反力指令値ＦＡｃが徐々に低下する。
【００８３】
シーン２においては、図１４（ａ）に示すように車線変更意図推定時点ｔａまでは、自車線先行車Ａを対象としたアクセルペダル反力指令値ＦＡｃが発生する。自車両が実際に車線変更を実行するタイミングｔｂよりも早い時点ｔａで制御対象が切り替わり、時点ｔａから実線で示すように、アクセルペダル反力指令値ＦＡｃは隣接車線先行車Ｂ１、Ｂ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextに応じた値まで速やかに増加する。
【００８４】
シーン３においては、図１６（ａ）に示すように車線変更意図推定時点ｔａまでは、自車線先行車Ａを対象としたアクセルペダル反力指令値ＦＡｃが発生する。自車両が実際に車線変更を実行するタイミングｔｂよりも早い時点ｔｂで制御対象が切り換わり、時点ｔａから実線で示すように、アクセルペダル反力指令値ＦＡｃは隣接車線先行車Ｂ１，Ｂ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextに応じた値まで速やかに減少する。
【００８５】
シーン４においては、図１８（ａ）に示すように車線変更意図推定時点ｔａまでは、自車線先行車Ａを対象としたアクセルペダル反力指令値ＦＡｃが発生する。自車両が実際に車線変更を実行するタイミングｔｂよりも早い時点ｔａで制御対象が切り替わるので、時点ｔａからアクセルペダル反力指令値ＦＡｃは実線で示すように急に増加する。
【００８６】
上述したようにシーン４に対応する推定時遅延制御を行うことにより、車線変更時点ｔａから隣接車線先行車Ｂ１またはＢ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextに応じた反力保持時間が経過するまで、アクセルペダル反力指令値ＦＡｃが保持される。反力保持時間が経過してからは、隣接車線先行車Ｂ１，Ｂ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextに応じた値までアクセルペダル反力指令値ＦＡｃが徐々に増加する。
【００８７】
このように、以上説明した一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６０は、自車両周囲の障害物状況に基づいて自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰを算出し、リスクポテンシャルＲＰに基づいて車両操作機器、具体的にはアクセルペダル８２に発生させる操作反力の指令値ＦＡを算出する。コントローラ６０は、運転者の車線変更意図を推定する運転意図推定装置１００の推定結果に基づいて自車両の将来の走行状況を予測し、アクセルペダル８２に発生させる操作反力を補正する。これにより、運転者が車線変更を行う意図を持っていると推定される場合に、将来の走行状況に応じて予め適切な反力制御を行うことができる。
（２）コントローラ６０は、リスクポテンシャルＲＰに基づいて算出される反力指令値ＦＡを補正する。これにより、アクセルペダル８２の操作反力を介してリスクポテンシャルＲＰを運転者に伝達しながら、将来の走行状況を考慮して適切な情報伝達を行うことができる。
（３）コントローラ６０は、操作反力をアクセルペダル８２に発生させる付与タイミングを、将来の走行状況に応じて補正する。具体的には、図８（ｃ）に示すように、車線変更意図が推定されると、実際に車線変更を行うタイミングｔｂよりも早い車線変更意図推定タイミングｔａで、車線変更後の隣接車線上に存在する車両に対するリスクポテンシャルＲＰnextに応じた操作反力の付与を開始する。さらに、図１１（ａ）（ｂ）に示すようなシーン１および図１７（ａ）（ｂ）に示すようなシーン４においては、隣接車線先行車Ｂに対するリスクポテンシャルＲＰnextに応じた操作反力の付与タイミングを、車線変更意図推定タイミングｔａよりも遅らせる。これにより、図１３（ａ）（ｂ）に示すようなシーン２や、図１５（ａ）（ｂ）に示すようなシーン３のように、隣接車線先行車Ｂに対するリスクポテンシャルＲＰnextを早く知らせることが望ましい走行状況が予測される場合は、操作反力の付与タイミングを早くする。一方、シーン１やシーン４では、操作反力の付与タイミングを遅くすることによって、自車線先行車Ａとの車間距離を調整しやすくしたり、アクセルペダル反力の急な変化を抑制する。これにより、予測される将来の走行状況に応じて、運転者に与える違和感を軽減しながら、必要な情報を確実に運転者に伝えることができる。
（４）コントローラ６０は、運転者の運転操作量と、運転意図推定装置１００の推定結果とに基づいて、自車両の将来の走行状況を予測する。具体的には、車線変更意図が推定される場合に、図１０に示すように運転者の運転操作に基づいて自車両の将来の走行状況を予測する。これにより、運転者が車線変更を意図している場合に、将来的にどのような走行状況になるかを客観的に判定することができる。
（５）自車両の走行状況を予測する際の運転者の運転操作量としては、アクセルペダル８２の操作量Ｓを用いる。運転者は車線変更を行う際に走行状況に応じたアクセルペダル操作を行う。そこで、アクセルペダル操作量Ｓを用いて将来の走行状況を予測することにより、将来的にどのような走行状況になるかを的確に判定することができ、適切な操作反力制御を行うことが可能となる。
（６）コントローラ６０は、車線変更意図が推定される前後のリスクポテンシャルＲＰの変化と、運転操作量とに基づいて、将来の走行状況に対応するように操作反力を補正する。具体的には、図１９に示すように、自車線先行車ＡのリスクポテンシャルＲＰｏと隣接車線先行車ＢのリスクポテンシャルＲＰnextとの差と、アクセルペダル８２の操作状態との関係から、操作反力をどのように補正するかを決定する。これにより、車線変更を行うことにより自車両の将来的な走行状況がどのようになるかを判定し、適切な操作反力制御を行うことが可能となる。
【００８８】
−変形例−
ここでは、車線変更意図推定時の遅延制御を行う際に、シーン１またはシーン４において、一時遅れフィルタを用いてアクセルペダル反力を緩やかに変化させる。具体的には、一時遅れフィルタの時定数Ｔｓの係数Ｋｓｈを、隣接車線先行車Ｂに対するリスクポテンシャルＲＰnextに基づいて設定する。係数Ｋｓｈは、リスクポテンシャルＲＰnextが大きくなるほど大きくなるように設定する。
【００８９】
そして、図５のフローチャートのステップＳ１０５で算出したアクセルペダル反力指令値ＦＡにフィルタ処理を施す。係数Ｋｓｈを用いて補正した制御用の反力指令値ＦＡｃは、以下の（式１４）で表される。
ＦＡｃ＝Ｋ×１／（１＋（１＋Ｋｓｈ）×Ｔｓ）×ＦＡ ・・・（式１４）
（式１４）において、Ｋは適切に設定された定数である。
【００９０】
シーン１においては、図１２（ｂ）に示すように、車線変更意図推定時点ｔａまでは、自車線先行車Ａを対象としたアクセルペダル反力指令値ＦＡｃが発生する。自車両が実際に車線変更を実行するタイミングｔｂよりも早い時点ｔａで制御対象が切り替わるので、時点ｔａからアクセルペダル反力指令値ＦＡｃは実線で示すように急に低下する。
【００９１】
ここで、上述したようなフィルタ処理を行うことにより、車線変更意図推定時点ｔａからアクセルペダル反力指令値ＦＡｃが緩やかに低下する。リスクポテンシャルＲＰnextが大きいほど時定数Ｔｓの係数Ｋｓｈが大きくなるので、図１２（ｂ）に示すように隣接車線先行車Ｂ２を対象とした反力指令値ＦＡｃは、隣接車線先行車Ｂ１を対象とした反力指令値ＦＡｃに比べて一層緩やかに低下する。
【００９２】
シーン２においては、図１４（ｂ）に示すように、車線変更意図推定時点ｔａからアクセルペダル反力指令値ＦＡｃが速やかに増加する。シーン３においては、図１６（ｂ）に示すように、車線変更意図推定時点ｔａからアクセルペダル反力指令値ＦＡｃが速やかに低下する。
【００９３】
シーン４においては、図１８（ｂ）に示すように、車線変更意図推定時点ｔａまでは、自車線先行車Ａを対象としたアクセルペダル反力指令値ＦＡｃが発生する。自車両が実際に車線変更を実行するタイミングｔｂよりも早い時点ｔａで制御対象が切り替わるので、時点ｔａからアクセルペダル反力指令値ＦＡｃは実線で示すように急に増加する。
【００９４】
ここで、上述したようなフィルタ処理を行うことにより、車線変更意図推定時点ｔａからアクセルペダル反力指令値ＦＡｃが緩やかに増加する。リスクポテンシャルＲＰnextが大きいほど時定数Ｔｓの係数Ｋｓｈが大きくなるので、図１８（ｂ）に示すように隣接車線先行車Ｂ２を対象とした反力指令値ＦＡｃは、隣接車線先行車Ｂ１を対象とした反力指令値ＦＡｃに比べて一層緩やかに増加する。
【００９５】
このようにシーン１またはシーン４において反力指令値ＦＡｃの変化を緩やかにするように補正することによっても、上述した一実施の形態と同様の効果を得ることが可能となる。なお、時定数Ｔｓにかける係数Ｋｓｈを変更する代わりに、時定数Ｔｓ自体を変更することもできる。
【００９６】
なお、上述した一実施の形態においては、車線変更意図が推定された場合に、自車両の将来的な走行状況に応じて、アクセルペダル反力指令値補正部６４においてアクセルペダル反力指令値ＦＡを補正した。ただし、これには限定されず、リスクポテンシャル計算部６１で算出されるリスクポテンシャルＲＰを補正することもできる。アクセルペダル反力指令値ＦＡはリスクポテンシャルＲＰに基づいて算出されるので、リスクポテンシャルＲＰを補正することによっても、最終的にアクセルペダル８２に発生させる操作反力を補正することができる。
【００９７】
リスクポテンシャルＲＰを補正する場合も、図１９に示したように、車線変更意図が推定された場合に、各シーンに応じて制御対象を速やかにあるいはゆっくりと切り換える。コントローラ６０は、将来的な走行状況に応じて補正したリスクポテンシャルＲＰに基づいてアクセルペダル反力指令値ＦＡを算出する。
【００９８】
上述した一実施の形態においては、車線変更意図が検出された場合に、車線変更意図推定前後のリスクポテンシャルＲＰの差と、アクセルペダル操作量Ｓとに基づいて自車両の将来的な走行状況を予測したが、アクセルペダル操作量Ｓとは別に運転操作量を用いることも可能である。例えば、運転者による操舵操作を検出するセンサを備え、運転操作量としてハンドル操舵角を用いることができる。運転者は、車線変更を行う際に走行状況に応じた操舵操作を行うので、ハンドル操舵角を用いることによっても、自車両の将来的な走行状況を的確に判定することが可能である。
【００９９】
上述した一実施の形態においては、自車両と先行車との余裕時間ＴＴＣおよび車間時間ＴＨＷとを用いてリスクポテンシャルＲＰを算出した。ただしこれには限定されず、例えば余裕時間ＴＴＣの逆数をリスクポテンシャルとして用いることもできる。
【０１００】
上述した一実施の形態においては、運転意図推定装置１００において車線変更意図スコアＳｃを算出した運転者の車線変更意図を推定した。しかし運転意図の推定手法はこれには限定されず、例えば仮想ドライバと実際のドライバの運転操作量の近似度合、または系列的な近似度合から運転意図を推定することも可能である。あるいは、ウィンカの操作状態を用いて車線変更意図を推定することももちろん可能でである。
【０１０１】
以上説明した一実施の形態においては、レーザレーダ１０，車速センサ４０，および前方カメラ２０が障害物検出手段として機能し、リスクポテンシャル計算部６１がリスクポテンシャル算出手段として機能し、アクセルペダル反力指令値計算部６２が操作反力算出手段として機能し、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し、運転意図推定装置１００が車線変更意図推定手段として機能し、コントローラ６０が走行状況予測手段、補正手段およびリスクポテンシャル補正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指令値補正部６４は操作反力補正手段として機能し、アクセルペダルストロークセンサ８１は運転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の代わりに別方式のミリ波レーダ等を用いることもできる。また、操作反力発生手段として、アクセルペダル８２とは異なる車両操作機器、たとえば操舵装置に操舵反力を発生させる操舵反力制御装置や、車両の駆動指令を出力するジョイスティックレバーに反力を発生させる装置を用い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。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の一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】自車両周囲の走行状況の一例を示す図。
【図４】アクセルペダルおよびその周辺の構成を示す図。
【図５】一実施の形態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６】運転意図推定処理の処理手順を示すフローチャート。
【図７】仮想ドライバの運転操作量の算出方法を説明する図。
【図８】（ａ）自車両が車線変更を行う際の走行状況、（ｂ）車線内横位置の時系列変化及び（ｃ）リスクポテンシャルの時系列変化を示す図。
【図９】リスクポテンシャルと反力増加量との関係を示す図。
【図１０】自車両の走行状況シーンの分類方法を説明する図。
【図１１】（ａ）（ｂ）自車両が車線変更を行う場合のシーン１の具体例を示す図。
【図１２】（ａ）（ｂ）シーン１におけるアクセルペダル反力指令値の変化を示す図。
【図１３】（ａ）（ｂ）自車両が車線変更を行う場合のシーン２の具体例を示す図。
【図１４】（ａ）（ｂ）シーン２におけるアクセルペダル反力指令値の変化を示す図。
【図１５】（ａ）（ｂ）自車両が車線変更を行う場合のシーン３の具体例を示す図。
【図１６】（ａ）（ｂ）シーン３におけるアクセルペダル反力指令値の変化を示す図。
【図１７】（ａ）（ｂ）自車両が車線変更を行う場合のシーン４の具体例を示す図。
【図１８】（ａ）（ｂ）シーン４におけるアクセルペダル反力指令値の変化を示す図。
【図１９】各シーンにおける反力制御方法を説明する図。
【符号の説明】
【０１０３】
１０：レーザレーダ
２０：前方カメラ
４０：車速センサ
６０：コントローラ
７０：アクセルペダル反力制御装置
８０：サーボモータ
１００：運転意図推定装置
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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１参照）。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。
【０００３】
本願発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
【特許文献１】特開平１０−１６６８８９号公報
【特許文献２】特開平１０−１６６８９０号公報
【特許文献３】特開２０００−５４８６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような従来の装置においては、車間距離に基づいてアクセルペダル反力を変更しているため、車線変更により反力制御の対象が切換わった場合に運転者の意図に反して大きな反力が発生するという問題があった。ただし、車線変更時に一義的に反力の発生を抑制すると的確な情報伝達が行えなくなってしまう。このような車両用運転操作補助装置にあっては、運転者が車線変更を行おうとする場合に煩わしさを与えることなく必要な情報を伝達する制御を行うことが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による車両用運転操作補助装置は、自車両周囲の障害物状況を検出する障害物検出手段と、障害物検出手段による検出結果に基づいて、自車両周囲のリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、リスクポテンシャル算出手段によって算出されるリスクポテンシャルに基づいて、車両操作機器に発生させる操作反力を算出する操作反力算出手段と、操作反力算出手段によって算出された操作反力を車両操作機器に発生させる操作反力発生手段と、運転者の車線変更意図を推定する車線変更意図推定手段と、車線変更意図推定手段の推定結果に基づいて、自車両の将来の走行状況を予測する走行状況予測手段と、走行状況予測手段によって予測される将来の走行状況に応じて、車両操作機器に発生させる操作反力を補正する補正手段とを備える。
本発明による車両用運転操作補助方法は、自車両周囲の障害物状況に基づいて、自車両周囲の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、車両操作機器に発生させる操作反力を算出し、操作反力を車両操作機器に発生させ、運転者の車線変更意図を推定し、車線変更意図の推定結果に基づいて自車両の将来の走行状況を予測し、将来の走行状況に応じて、車両操作機器に発生させる操作反力を補正する。
本発明による車両は、自車両周囲の障害物状況を検出する障害物検出手段と、障害物検出手段による検出結果に基づいて、自車両周囲のリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、リスクポテンシャル算出手段によって算出されるリスクポテンシャルに基づいて、車両操作機器に発生させる操作反力を算出する操作反力算出手段と、操作反力算出手段によって算出された操作反力を車両操作機器に発生させる操作反力発生手段と、運転者の車線変更意図を推定する車線変更意図推定手段と、車線変更意図推定手段の推定結果に基づいて、自車両の将来の走行状況を予測する走行状況予測手段と、走行状況予測手段によって予測される将来の走行状況に応じて、車両操作機器に発生させる操作反力を補正する補正手段とを有する車両用運転操作補助装置を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、運転者の車線変更意図の推定結果に基づいて自車両の将来の走行状況を予測し、予測した将来の走行状況に応じて車両操作機器に発生させる操作反力を補正するので、運転者が車線変更を行おうとすることが推定される場合には、予め将来の走行状況に応じた適切な反力制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
《第１の実施の形態》
本発明の第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置について、図面を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置１の構成を示すシステム図であり、図２は、車両用運転操作補助装置１を搭載した車両の構成図である。
【０００８】
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自車両の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、先行車の後端）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、先行車までの車間距離と相対速度を検出する。検出した車間距離及び相対速度はコントローラ６０へ出力される。レーザレーダ１０によりスキャンされる前方の領域は、自車正面に対して±６deg 程度であり、この範囲内に存在する前方物体が検出される。
【０００９】
前方カメラ２０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する。前方カメラ２０からの画像信号は画像処理装置３０で画像処理を施され、コントローラ６０へと出力される。前方カメラ２０による検知領域は車両の前後方向中心線に対して水平方向に±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。
【００１０】
車速センサ４０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６０に出力する。
【００１１】
運転意図推定装置１００は、例えばマイクロコンピュータから構成され、運転意図を有する仮想のドライバを複数設定し、実際のドライバの運転操作と仮想ドライバの運転操作とを比較することにより、実際のドライバ（運転者）の運転意図を推定する。運転意図推定装置１００の推定結果は、コントローラ６０へ出力される。
【００１２】
コントローラ６０は、ＣＰＵと、ＲＯＭおよびＲＡＭ等のＣＰＵ周辺部品とから構成される。コントローラ６０は、例えばＣＰＵのソフトウェア形態により、リスクポテンシャル計算部６１，アクセルペダル反力指令値計算部６２，リスクポテンシャル比較部６３，およびアクセルペダル反力指令値補正部６４を構成する。
【００１３】
リスクポテンシャル計算部６１は、レーザレーダ１０および車速センサ４０から入力される自車速、車間距離および先行車両との相対車速と、画像処理装置３０から入力される車両周辺の画像情報とから、自車両周囲の障害物に対するリスクポテンシャルＲＰを算出する。アクセルペダル反力指令値計算部６２は、リスクポテンシャル計算部６１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８２に発生させるアクセルペダル反力の指令値ＦＡを算出する。
【００１４】
リスクポテンシャル比較部６３は、リスクポテンシャル計算部６１で算出された自車両周囲の複数の障害物に対するリスクポテンシャルＲＰを比較する。具体的には、例えば図３に示すように自車両が左側の隣接車線に車線変更するときに、車線変更前の車線に存在する先行車（自車線先行車）ＡのリスクポテンシャルＲＰｏと、車線変更後の車線に存在する先行車（隣接車線先行車）ＢのリスクポテンシャルＲＰnextとを比較する。
【００１５】
アクセルペダル反力指令値補正部６４は、リスクポテンシャル比較部６３の比較結果、運転意図推定装置１００の推定結果、および運転者のアクセルペダル操作に基づいて、アクセルペダル反力指令値計算部６２で算出されたアクセルペダル反力指令値ＦＡを補正する。アクセルペダル反力指令値補正部６４で補正されたアクセルペダル反力指令値ＦＡｃは、アクセルペダル反力制御装置７０へ出力される。
【００１６】
アクセルペダル反力制御装置７０は、コントローラ６０からの指令値に応じてアクセルペダル操作反力を制御する。図４に示すように、アクセルペダル８２には、リンク機構を介してサーボモータ８０およびアクセルペダルストロークセンサ８１が接続されている。サーボモータ８０は、アクセルペダル反力制御装置７０からの指令に応じてトルクと回転角とを制御し、運転者がアクセルペダル８２を操作する際に発生する操作反力を任意に制御する。アクセルペダルストロークセンサ８１は、リンク機構を介してサーボモータ８０の回転角に変換されたアクセルペダル８２のストローク量（操作量）Ｓを検出する。
【００１７】
なお、アクセルペダル反力制御を行わない場合の通常のアクセルペダル反力特性は、例えば、操作量Ｓが大きくなるほどアクセルペダル反力がリニアに大きくなるよう設定されている。通常のアクセルペダル反力特性は、例えばアクセルペダル８２の回転中心に設けられたねじりバネ（不図示）のバネ力によって実現することができる。
【００１８】
次に、第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置１の動作を説明する。まず、その概要を説明する。
コントローラ６０は、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰに基づいてアクセルペダル８２に発生させる操作反力を制御し、リスクポテンシャルＲＰを運転者に伝達する。自車両が車線変更を行って反力制御の対象となる前方障害物が変化すると、アクセルペダル８２に発生する操作反力も変化するため、運転者に違和感を与えてしまう可能性がある。
【００１９】
そこで、車線変更前後のリスクポテンシャルＲＰ、すなわち、自車線前方の先行車Ａに対するリスクポテンシャルＲＰｏと、隣接車線上の車両Ｂに対するリスクポテンシャルＲＰnextとを比較し、リスクポテンシャルＲＰの変化量が大きい場合にはアクセルペダル反力が緩やかに変化するように補正を行うことが考えられる。この場合、車線変更時のアクセルペダル反力増加を抑制して違和感を低減することはできる。しかしながら、車線変更後の先行車、すなわち隣接車線上の車両に対するリスク情報を運転者に速やかに伝達することは困難である。
【００２０】
第１の実施の形態においては、運転意図推定装置１００によって推定される運転者の運転意図、具体的には車線変更意図を利用することにより、車線変更によって反力制御の対象が切り替わる際に運転者に与える違和感を低減しながら、速やかな情報伝達を行う。さらに、運転意図推定装置１００が運転意図を誤推定してしまう可能性を考慮して、運転意図推定結果と、状況に応じた運転者のアクセルペダル操作とから、反力制御の対象を切り換えるか否かを判断するようにする。
【００２１】
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５を用いて詳細に説明する。図５は、コントローラ６０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。
【００２２】
ステップＳ１０１で、レーザレーダ１０、前方カメラ２０および車速センサ４０によって検出される自車両周囲の走行環境を表す環境状態量を読み込む。具体的には、自車両と先行車（自車線先行車Ａまたは隣接車線先行車Ｂ）との車間距離Ｄ、先行車速Ｖ２、自車速Ｖ１および自車両のレーン内横位置ｘを読み込む。
【００２３】
ステップＳ１０２では、運転意図推定装置１００による運転意図推定結果を読み込む。ここで、運転意図推定装置１００によって実行される運転意図推定処理について図６のフローチャートを用いて説明する。図６に示す処理の処理内容は、一定間隔（例えば５０msec）ごとに連続的に行われる。
【００２４】
ステップＳ１０２１では、自車両の車両周囲状態、車両状態および運転操作量に関するデータを読み込む。具体的には、現在の自車両の車線内横位置ｘ、自車両のヨー角ψおよび操舵角θｒｄを読み込む。図７に示すように、車線内横位置ｘは、自車線の車線中央線から自車両中心点Ｏまでの左右方向距離であり、ヨー角ψは、自車線の直進方向に対する自車両の回転角である。
【００２５】
ステップＳ１０２２では、複数の仮想ドライバと実際のドライバの運転操作量に関する近似度合を算出し、運転意図尤度を算出する。まず、複数の仮想ドライバの運転操作量Ｏｉｄを算出する。ここでは、車線維持（ＬＫ）、右車線変更（ＬＣＲ）および左車線変更（ＬＣＬ）の運転意図を持つ３人の仮想ドライバを設定する。そして、それぞれの仮想ドライバがその運転意図を遂行するために必要な運転操作量Ｏｉｄを算出する。ここでは、仮想ドライバが行う操舵操作の操舵角θｉｄを、運転操作量Ｏｉｄとして算出する。以下に、仮想ドライバの運転操作量Ｏｉｄの算出方法を説明する。
【００２６】
（１）仮想ドライバの運転意図が車線維持の場合
仮想ドライバの操舵角θidを算出するために、まず仮想ドライバの運転意図が車線維持である場合の前方参照点ＬＫ（ｉ）を設定し、前方参照点ＬＫ（ｉ）の横位置p_lkを算出する。前方参照点ＬＫ（ｉ）の個数は任意であるが、ここでは自車両の前後方向中心線上に２つの前方参照点ＬＫ１，ＬＫ２を設定した場合を例として説明する。図７に示すように、自車両中心点Ｏから前方参照点ＬＫ１，ＬＫ２までの距離px(i)は、例えばpx(1)＝１０ｍ、px(2)＝３０ｍに設定する（px＝｛１０ｍ、３０ｍ｝）。距離px(i)は、例えば自車速に応じて設定することもできる。
【００２７】
現在自車両が走行する車線の中央線から前方参照点ＬＫ（ｉ）までの左右方向距離lat_pos(px(i))は、自車両のヨー角ψと前方地点ＬＫ（ｉ）までの距離ｐｘ（ｉ）に依存し、例えば前方カメラからの画像信号に基づいて算出することができる。車線維持の場合の前方参照点ＬＫ（ｉ）の横位置p_lk(px(i))は、以下の（式１）で表すことができる。
p_lk(px(i))=lat_pos(px(i)) i={1,...,n}・・・（式１）
ここで、ｎ＝２である。
【００２８】
前方参照点ＬＫ（ｉ）の横位置p_lk(px(i))を用いて、車線維持の場合の仮想ドライバの操舵角θid_lkを以下の（式２）から算出することができる。
θid_lk＝Σ｛a(i)×p_lk(px(i))｝ ・・・（式２）
ここで、a(i)は前方参照点ＬＫ（ｉ）における横位置p_lk(px(i))に重み付けをする重み付け係数であり、予め適切な値を設定しておく。
【００２９】
（２）仮想ドライバの運転意図が右車線変更の場合
仮想ドライバの操舵角θidを算出するために、仮想ドライバの運転意図が右車線変更である場合の前方参照点ＬＣＲ（ｉ）を設定する。図７には、自車両の前方に２つの前方参照点ＬＣＲ１，ＬＣＲ２を設定した場合を例として示している。
【００３０】
右車線変更の場合の前方参照点ＬＣＲ（ｉ）の横位置p_lcr(px(i))は、以下の（式３）で表すように、車線維持の場合の前方参照点ＬＫ（ｉ）の左右方向距離lat_pos(px(i))にオフセット量lc_offset_lcrを加算して算出することができる。
p_lcr(px(i))=lat_pos(px(i))+lc_offset_lcr i={1,...,n}・・・（式３）
ここで、ｎ＝２である。オフセット量lc_offset_lcrは、右車線変更の場合の前方参照点ＬＣＲ（ｉ）の横位置p_lcr(px(i))を設定するために予め適切な値、例えばlc_offset_lcr＝−１．７５に設定する。
【００３１】
前方参照点ＬＣＲ（ｉ）の車線内横位置p_lcr(px(i))を用いて、右車線変更の場合の操舵角θid_lcrを以下の（式４）から算出することができる。
θid_lcr＝Σ｛a(i)×p_lcr(px(i))｝ ・・・（式４）
ここで、a(i)は前方参照点ＬＣＲ（ｉ）における車線内横位置p_lcr(px(i))に重み付けをする重み付け係数であり、予め適切な値を設定しておく。
【００３２】
（３）仮想ドライバの運転意図が左車線変更の場合
仮想ドライバの操舵角θidを算出するために、仮想ドライバの運転意図が左車線変更である場合の前方参照点ＬＣＬ（ｉ）を設定する。図７には、自車両の前方に２つの前方参照点ＬＣＬ１，ＬＣＬ２を設定した場合を例として示している。
【００３３】
左車線変更の場合の前方参照点ＬＣＬ（ｉ）の横位置p_lcl(px(i))は、以下の（式５）で表すように、車線維持の場合の前方参照点ＬＫ（ｉ）の左右方向距離lat_pos(px(i))にオフセット量lc_offset_lclを加算して算出することができる。
p_lcl(px(i))=lat_pos(px(i))+lc_offset_lcl i={1,...,n}・・・（式５）
ここで、ｎ＝２である。オフセット量lc_offset_lclは、左車線変更の場合の前方参照点ＬＣＬ（ｉ）の横位置p_lcl(px(i))を設定するために予め適切な値、例えばlc_offset_lcl＝１．７５に設定する。
【００３４】
前方参照点ＬＣＬ（ｉ）の車線内横位置p_lcl(px(i))を用いて、左車線変更の場合の仮想ドライバの操舵角θid_lclを以下の（式６）から算出することができる。
θid_lcl＝Σ｛a(i)×p_lcl(px(i))｝ ・・・（式６）
ここで、a(i)は前方参照点ＬＣＬ（ｉ）における車線内横位置p_lcl(px(i))に重み付けをする重み付け係数であり、予め適切な値を設定しておく。
【００３５】
つぎに、各運転意図における仮想ドライバの運転操作量Oidと、ステップＳ１０２１で検出した実際のドライバの運転操作量Ordとを用いて、仮想ドライバの運転操作量近似度合Pidを算出する。ここでは、運転意図が車線維持の場合、右車線変更の場合、および左車線変更の場合の近似度合Pid_lk, Pid_lcr, Pid_lclをまとめてPidで表す。同様に、運転意図が車線維持の場合、右車線変更の場合、および左車線変更の場合の仮想ドライバの操舵角θid_lk, θid_lcr, θid_lclをまとめてθidで表す。
【００３６】
仮想ドライバ運転操作量近似度合Pidは、実際のドライバの操舵角θrdを平均値、所定値ρrdを標準偏差とする正規分布に対して、仮想ドライバの操舵角θidの正規化（規準化）値の対数確率として、以下の（式７）から算出することができる。
Pid＝log｛Probn（（θid−θrd）／ρrd）｝ ・・・（式７）
ここで、Probnは、与えられた標本が、正規分布で表される母集団から観測される確率を計算するための確率密度変換関数である。
【００３７】
このように、（式７）を用いて車線維持の場合の近似度合Pid_lk、右車線変更の場合の近似度合Pid_lcr、および左車線変更の場合の近似度合Pid_lclをそれぞれ算出する。ここで、（式８）に示すように、右車線変更の場合の近似度合Pid_lcrおよび左車線変更の場合の近似度合Pic_lclの最大値を、車線変更の場合の近似度合Pid_lcとして設定する。
Pid_lc＝max{Pid_lcr, Pid_lcl} ・・・（式８）
なお、車線維持の場合の近似度合Pid_lkは、実際のドライバが車線維持をする尤度（車線維持尤度Pr（LK））を表し、車線変更の場合の近似度合Pid_lcは、実際のドライバが車線変更をする尤度（車線変更尤度Pr（LC））を表す。このようにして実際のドライバの運転意図尤度を算出した後、ステップＳ１０２３へ進む。
【００３８】
ステップＳ１０２３では、ステップＳ１０２２で算出した車線維持尤度Ｐｒ（ＬＫ）および車線変更尤度Ｐｒ（ＬＣ）を用いて、以下の（式９）から車線変更意図スコアＳｃを算出する。
【数１】
【００３９】
（式９）で算出される車線変更意図スコアＳｃは、０〜１の間で連続的に変化し、車線変更の確信度（確率）が車線維持の確信度よりも相対的に高いほど大きな値をとる。例えば車線変更と車線維持の確信度が５０：５０のときに、スコアＳｃ＝０．５となり、車線変更の確信度が１００％のときに、スコアＳｃ＝１となる。
【００４０】
つづくステップＳ１０２４では、ステップＳ１０２３で算出された車線変更意図スコアＳｃを用いて実際のドライバの運転意図を推定する。具体的には、車線変更意図スコアＳｃを車線変更意図推定しきい値Ｔと比較する。車線変更意図推定しきい値Ｔは、車線維持中に車線変更と誤って推定しまう頻度と、車線変更意図を正しく推定する頻度のバランスを考慮して設定される。一般的には、車線変更意図推定しきい値Ｔ＝０．５程度に設定する。Ｓｃ＞Ｔであれば運転意図が車線変更であると推定する。一方、Ｓｃ≦Ｔであれば運転意図が車線維持であると推定する。
【００４１】
ステップＳ１０２５では、ステップＳ１０２４で推定した実際のドライバの運転意図の推定結果をコントローラ６０に出力する。
このように運転意図推定装置１００で推定された運転意図推定結果をステップＳ１０２で読み込んだ後、ステップＳ１０３へ進む。
【００４２】
ステップＳ１０３では、ステップＳ１０１で読み込んだ走行環境に基づいて、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰを算出する。ここでは、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰを算出するために、先行車に対する余裕時間ＴＴＣと車間時間ＴＨＷとを算出する。
【００４３】
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る。余裕時間ＴＴＣは、現在の走行状況が継続した場合、つまり自車速Ｖ１、先行車速Ｖ２および相対車速Ｖｒ（Ｖｒ＝Ｖ２−Ｖ１）が一定の場合に、何秒後に車間距離Ｄがゼロとなり自車と先行車両とが接触するかを示す値である。余裕時間ＴＴＣは、以下の（式１０）により求められる。
ＴＴＣ＝−Ｄ／Ｖｒ ・・・（式１０）
【００４４】
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、ほとんどの運転者が減速行動を開始することが知られている。
【００４５】
車間時間ＴＨＷは、自車両が先行車に追従走行している場合に、想定される将来の先行車の車速変化による余裕時間ＴＴＣへの影響度合、つまり相対車速Ｖｒが変化すると仮定したときの影響度合を示す物理量である。車間時間ＴＨＷは、以下の（式１１）で表される。
ＴＨＷ＝Ｄ／Ｖ１ ・・・（式１１）
【００４６】
車間時間ＴＨＷは、車間距離Ｄを自車速Ｖ１で除したものであり、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。この車間時間ＴＨＷが大きいほど、周囲の環境変化に対する予測影響度合が小さくなる。つまり、車間時間ＴＨＷが大きい場合には、もしも将来に先行車の車速が変化しても、先行車までの接近度合には大きな影響を与えず、余裕時間ＴＴＣはあまり大きく変化しないことを示す。なお、自車両が先行車に追従し、自車速Ｖ１＝先行車速Ｖ２である場合は、（式１１）において自車速Ｖ１の代わりに先行車速Ｖ２を用いて車間時間ＴＨＷを算出することもできる。
【００４７】
そして、算出した余裕時間ＴＴＣと車間時間ＴＨＷとを用いて先行車に対するリスクポテンシャルＲＰを算出する。先行車に対するリスクポテンシャルＲＰは、以下の（式１２）を用いて算出することができる。
ＲＰ＝ａ／ＴＨＷ＋ｂ／ＴＴＣ ・・・（式１２）
【００４８】
（式１２）に示すように、リスクポテンシャルＲＰは、余裕時間ＴＴＣと車間時間ＴＨＷとから連続的に表現される物理量である。ここで、ａ、ｂは、車間時間ＴＨＷおよび余裕時間ＴＴＣにそれぞれ適切な重み付けをするための定数であり、予め適切な値を設定しておく。定数ａ、ｂは、例えばａ＝１，ｂ＝８（ａ＜ｂ）に設定する。
【００４９】
図８（ａ）〜（ｃ）に、自車両が車線変更を行う際の走行状況、車線内横位置ｘの時系列変化、および先行車のリスクポテンシャルＲＰの時系列変化を示す。ここでは図８（ａ）に示すように、車線内横位置ｘは、自車両が現在存在する車線の中心線を０として左側を正の値、右側を負の値で表す。
【００５０】
図８（ａ）に示すように自車両が右側の車線に車線変更を行っていく場合は、図８（ｂ）に示すように車線内横位置ｘが小さくなっていく。自車両がレーンマーカをまたいで隣接車線に移動すると、車線内横位置ｘは車線変更後の隣接車線内の値が検出される。そのため、図８（ｂ）に示すように自車両がレーンマーカをまたぐ前後では車線内横位置ｘの絶対値が大きく、レーンマーカをまたいだ時点ｔｂで車線内横位置ｘの符号が逆転する。この時間ｔｂで、実際に車線変更が実行されたと判断する。
【００５１】
コントローラ６０は、図８（ｃ）に破線で示すように、時間ｔｂまでは自車線先行車Ａを対象としてリスクポテンシャルＲＰｏを算出し、時間ｔｂ以降は隣接車線先行車Ｂを対象としてリスクポテンシャルＲＰnextを算出する。ただし、運転意図推定装置１００によって車線変更意図が推定された場合は、車線変更意図の推定時点ｔａで制御対象を切り換える。すなわち、図８（ｃ）に実線で示すように、時間ｔａまでは自車線先行車Ａを対象としてリスクポテンシャルＲＰｏを算出し、時間ｔａ以降は隣接車線先行車Ｂを対象としてリスクポテンシャルＲＰｎextを算出する。
【００５２】
ステップ１０４では、アクセルペダルストロークセンサ８１によって検出されるアクセルペダル８２の操作量Ｓを読み込む。ステップＳ１０５では、ステップＳ１０３で算出したリスクポテンシャルＲＰに基づいて、アクセルペダル反力指令値ＦＡを算出する。まず、リスクポテンシャルＲＰに応じた反力増加量ΔＦを算出する。
【００５３】
図９に、先行車に対するリスクポテンシャルＲＰと反力増加量ΔＦとの関係を示す。図９に示すように、リスクポテンシャルＲＰが最小値ＲＰmin以下の場合は、反力増加量ΔＦを０とする。これは、自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰが非常に小さいときにアクセルペダル反力ＦＡを増加することによって、運転者に煩わしさを与えてしまうことを避けるためである。最小値ＲＰminは、予め適切な値を設定しておく。
【００５４】
リスクポテンシャルＲＰが最小値ＲＰminを超える領域では、リスクポテンシャルＲＰに応じて反力増加量ΔＦが指数関数的に増加するように設定する。反力増加量ΔＦは、以下の（式１３）で表される。
ΔＦ＝ｋ・ＲＰｎ ・・・（式１３）
ここで、定数ｋ、ｎはそれぞれ車種等によって異なり、ドライブシミュレータや実地試験によって取得される結果に基づいて、リスクポテンシャルＲＰを効果的に反力増加量ΔＦに変換できるように予め適切に設定しておく。
【００５５】
さらに、（式１３）に従って算出した反力増加量ΔＦを、アクセルペダル操作量Ｓに応じた通常の反力特性に加算することにより、アクセルペダル反力指令値ＦＡを算出する。
【００５６】
ステップＳ１０６では、車線変更意図推定時のペダル反力補正制御（推定時遅延制御）が実行中であるか否か、すなわち推定時遅延制御フラグCCflag＝１か否かを判定する。推定時遅延制御が実行されていない場合は、ステップＳ１０７へ進む。推定時遅延制御が実行中の場合は、ステップＳ１２１へ進む。
【００５７】
ステップＳ１０７では、ステップＳ１０２で読み込んだ運転意図推定結果が車線変更意図であるか否かを判定する。車線変更意図が推定されなかった場合でも、自車両が実際に車線変更を行った場合はステップＳ１０７が肯定判定される。
【００５８】
ステップＳ１０８では、車線変更意図が推定されたときのシーンを決定する。具体的には、現在の制御対象である自車線先行車Ａに対するリスクポテンシャルＲＰｏと将来の制御対象である隣接車線先行車Ｂに対するリスクポテンシャルＲＰnextとの差、および運転者のアクセルペダル操作に基づいて、自車両の走行状況および走行状況に応じた反力補正方法を決定する。そこで、図１０に示すように、自車線先行車Ａに対するリスクポテンシャルＲＰｏと隣接車線先行車Ｂに対するリスクポテンシャルＲＰnextとの差、およびアクセルペダル操作に基づいて、自車両の走行状況をシーン１からシーン４に分類する。
【００５９】
（１）シーン１
図１１（ａ）（ｂ）に示すように、車線変更意図推定時点ｔａにおいて隣接車線先行車Ｂ１，Ｂ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextが自車線先行車Ａに対するリスクポテンシャルＲＰｏよりも小さい、またはＲＰnextとＲＰｏとの差が所定範囲内で同等とみなせる場合で、かつアクセルペダル８２が戻し方向に操作されている場合を、シーン１とする。
【００６０】
（２）シーン２
図１３（ａ）（ｂ）に示すように、車線変更意図推定時点ｔａにおいて隣接車線先行車Ｂ１，Ｂ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextが自車線先行車Ａに対するリスクポテンシャルＲＰｏよりも大きい場合で、かつアクセルペダル８２が戻し方向に操作されている場合を、シーン２とする。
【００６１】
（３）シーン３
図１５（ａ）（ｂ）に示すように、車線変更意図推定時点ｔａにおいて隣接車線先行車Ｂ１，Ｂ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextが自車線先行車Ａに対するリスクポテンシャルＲＰｏよりも小さい場合で、かつアクセルペダル８２が踏み込み方向に操作、あるいは保持されている場合を、シーン３とする。
【００６２】
（４）シーン４
図１７（ａ）（ｂ）に示すように、車線変更意図推定時点ｔａにおいて隣接車線先行車Ｂ１，Ｂ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextが自車線先行車Ａに対するリスクポテンシャルＲＰｏよりも大きい、またはＲＰnextとＲＰｏとの差が所定範囲内で同等とみなせる場合で、かつアクセルペダル８２が踏み込み方向に操作、あるいは保持されている場合を、シーン４とする。
【００６３】
つぎに、自車両の走行状況シーンに従って、反力補正方法を決定する。図１９に示すように、シーン１およびシーン４では制御対象が自車線先行車Ａから隣接車線先行車Ｂに切り替わるときにアクセルペダル反力を遅く変化させる。すなわち、制御対象の切り替えをゆっくりと行う。シーン２およびシーン３では、制御対象が切り替わるときにアクセルペダル反力を早く変化させる。すなわち、制御対象の切り替えを速やかに行う。以下に、各シーンにおいてアクセルペダル反力指令値ＦＡをどのように補正するかを説明する。なお、以下では補正後のアクセルペダル反力指令値ＦＡをＦＡｃと表す。
【００６４】
（１）シーン１
図１１（ａ）（ｂ）に示すようなシーン１においては、制御対象が切り替わる車線変更意図推定時点ｔａからアクセルペダル反力を遅く変化させる。これにより、とくに隣接車線先行車Ｂ１，Ｂ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextが自車線先行車Ａに対するリスクポテンシャルＲＰｏよりも小さい場合に、自車線先行車Ａと自車両との距離の調整を行いやすくする。
【００６５】
具体的には、図１２（ａ）に示すように、車線変更意図推定時点ｔａで制御対象が切り替わった後、所定時間（反力保持時間）は自車線先行車Ａを対象としたアクセルペダル反力指令値ＦＡｃを保持する。反力保持時間が経過してからは、隣接車線先行車Ｂ１、Ｂ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextに応じてアクセルペダル反力指令値ＦＡｃを算出し、隣接車線先行Ｂ１，Ｂ２を対象としたアクセルペダル反力制御を開始する。ＲＰnext≦ＲＰｏであるので、アクセルペダル反力指令値ＦＡｃは速やかに低下する。
【００６６】
なお、アクセルペダル反力を保持する反力保持時間は、隣接車線先行車Ｂ１，Ｂ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextが大きいほど大きくなるように設定する。
【００６７】
（２）シーン２
図１３（ａ）（ｂ）に示すようなシーン２においては、制御対象が切り替わる車線変更意図推定時点ｔａからアクセルペダル反力を早く変化させる。これにより、例えば道路の合流地点で隣接車線に割り込むような状況において、隣接車線上の車両に対するリスクが高いという情報を早い段階で運転者に伝えるようにする。
【００６８】
具体的には、図１４（ａ）に示すように、車線変更意図推定時点ｔａで制御対象が切り替わるとすぐに、隣接車線先行車Ｂ１、Ｂ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextに応じてアクセルペダル反力指令値ＦＡｃを算出し、隣接車線先行Ｂ１，Ｂ２を対象としたアクセルペダル反力制御を開始する。
【００６９】
（３）シーン３
図１５（ａ）（ｂ）に示すようなシーン３においては、制御対象が切り替わる車線変更意図推定時点ｔａからアクセルペダル反力を早く変化させる。これにより、例えば道路の合流地点で隣接車線に割り込むような状況において隣接車線上の車両に対するリスク情報を早い段階で運転者に伝え、スムーズな運転操作を実現するようにする。
【００７０】
具体的には、図１６（ａ）に示すように、車線変更意図推定時点ｔａで制御対象が切り替わるとすぐに、隣接車線先行車Ｂ１、Ｂ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextに応じてアクセルペダル反力指令値ＦＡｃを算出し、隣接車線先行Ｂ１，Ｂ２を対象としたアクセルペダル反力制御を開始する。
【００７１】
（４）シーン４
図１７（ａ）（ｂ）に示すようなシーン４においては、制御対象が切り替わる車線変更意図推定時点ｔａからアクセルペダル反力を遅く変化させる。これにより、とくに隣接車線先行車Ｂ１，Ｂ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextが自車線先行車Ａに対するリスクポテンシャルＲＰｏよりも大きい場合に、アクセルペダル反力の大きな変化を抑制する。
【００７２】
具体的には、図１８（ａ）に示すように、車線変更意図推定時点ｔａで制御対象が切り替わった後、所定時間（反力保持時間）は自車線先行車Ａを対象としたアクセルペダル反力指令値ＦＡｃを保持する。反力保持時間が経過してからは、隣接車線先行車Ｂ１、Ｂ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextに応じてアクセルペダル反力指令値ＦＡｃを算出し、隣接車線先行Ｂ１，Ｂ２を対象としたアクセルペダル反力制御を開始する。ＲＰnext≧ＲＰｏであるので、アクセルペダル反力指令値ＦＡｃは速やかに増加する。
【００７３】
なお、アクセルペダル反力を保持する反力保持時間は、隣接車線先行車Ｂ１，Ｂ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextが大きいほど大きくなるように設定する。
つづくステップＳ１０９では、ステップＳ１０８で決定した走行状況シーンがシーン１またはシーン４であり、制御対象の切り替えを遅くするか否か、すなわちアクセルペダル反力の推定時遅延制御を行うか否かを判定する。
【００７４】
ステップＳ１０９が肯定判定されるとステップＳ１１０へ進み、車線変更意図推定時の遅延制御開始を示すフラグCCflag＝１にセットする。ステップＳ１１１では、自車両の走行状況シーンに応じて、上述したようにアクセルペダル反力指令値ＦＡを補正する。
【００７５】
一方、ステップＳ１０７またはＳ１０９が否定判定されて車線変更意図推定時の遅延制御を行わない場合は、ステップＳ１１２へ進み、ステップＳ１０５で算出したアクセルペダル反力指令値ＦＡをそのまま制御用の反力指令値ＦＡｃとして設定する。
【００７６】
ステップＳ１０６で車線変更意図推定時の遅延制御が実行中であると判定されると、ステップＳ１２１へ進む。ステップＳ１２１では、現在実行中の推定時遅延制御を解除するか否かを判定する。具体的には、以下の（ａ）〜（ｃ）のいずれかの状況が検出された場合に、推定時遅延制御を解除する。
（ａ）車線変更後の先行車に対するリスクポテンシャルの時間当たりの増加量（増加率）ΔＲＰｖが所定値ΔＲＰｖｏを超える場合。
（ｂ）運転者のアクセルペダル踏み込み速度ACCvが所定値ACCvoを超える場合。
（ｃ）車線変更後の先行車に対するリスクポテンシャルＲＰが所定の最大値ＲＰmaxを超える場合。
【００７７】
状況（ａ）については、例えば車線変更後の先行車が急減速をした場合等への対応である。状況（ｂ）については、運転者が大きなペダル反力の発生を予測してアクセルペダル８２を勢いよく踏み込んだ場合等への対応である。アクセルペダル踏み込み速度ACCvは、例えばアクセルペダルストロークセンサ８１によって検出されるストローク量Ｓから算出することができる。状況（ｃ）については、リスクポテンシャルＲＰが非常に大きい場合には、その情報を即座に伝えるためである。
【００７８】
推定時遅延制御を解除する場合は、ステップＳ１２２へ進み、推定時遅延制御解除を示すフラグCCflag＝０にセットする。ステップＳ１２３では、ステップＳ１０５で算出したアクセルペダル反力指令値ＦＡをそのまま制御用の反力指令値ＦＡｃとして設定する。
【００７９】
一方、推定時遅延制御を継続する場合は、ステップＳ１１１へ進み、推定時遅延制御を開始した時点でのシーンに応じたアクセルペダル反力指令値ＦＡｃを算出し、隣接車線先行車Ｂを対象とした反力制御に移行していく。
【００８０】
ステップＳ１２４では、ステップＳ１１１、Ｓ１１２またはＳ１２３で算出した制御用反力指令値ＦＡｃ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６０から入力された指令に従ってサーボモータ８０を制御する。これにより、今回の処理を終了する。
【００８１】
次に、車両用運転操作補助装置１の作用を説明する。
シーン１においては、図１２（ａ）に示すように車線変更意図推定時点ｔａまでは、自車線先行車Ａを対象としたアクセルペダル反力指令値ＦＡｃが発生する。自車両が実際に車線変更を実行するタイミングｔｂよりも早い時点ｔａで制御対象が切り替わるので、時点ｔａからアクセルペダル反力指令値ＦＡｃは実線で示すように急に低下する。
【００８２】
上述したようにシーン１に対応する推定時遅延制御を行うことにより、車線変更時点ｔａから隣接車線先行車Ｂ１またはＢ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextに応じた反力保持時間が経過するまで、アクセルペダル反力指令値ＦＡｃが保持される。反力保持時間が経過してからは、隣接車線先行車Ｂ１，Ｂ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextに応じた値までアクセルペダル反力指令値ＦＡｃが徐々に低下する。
【００８３】
シーン２においては、図１４（ａ）に示すように車線変更意図推定時点ｔａまでは、自車線先行車Ａを対象としたアクセルペダル反力指令値ＦＡｃが発生する。自車両が実際に車線変更を実行するタイミングｔｂよりも早い時点ｔａで制御対象が切り替わり、時点ｔａから実線で示すように、アクセルペダル反力指令値ＦＡｃは隣接車線先行車Ｂ１、Ｂ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextに応じた値まで速やかに増加する。
【００８４】
シーン３においては、図１６（ａ）に示すように車線変更意図推定時点ｔａまでは、自車線先行車Ａを対象としたアクセルペダル反力指令値ＦＡｃが発生する。自車両が実際に車線変更を実行するタイミングｔｂよりも早い時点ｔｂで制御対象が切り換わり、時点ｔａから実線で示すように、アクセルペダル反力指令値ＦＡｃは隣接車線先行車Ｂ１，Ｂ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextに応じた値まで速やかに減少する。
【００８５】
シーン４においては、図１８（ａ）に示すように車線変更意図推定時点ｔａまでは、自車線先行車Ａを対象としたアクセルペダル反力指令値ＦＡｃが発生する。自車両が実際に車線変更を実行するタイミングｔｂよりも早い時点ｔａで制御対象が切り替わるので、時点ｔａからアクセルペダル反力指令値ＦＡｃは実線で示すように急に増加する。
【００８６】
上述したようにシーン４に対応する推定時遅延制御を行うことにより、車線変更時点ｔａから隣接車線先行車Ｂ１またはＢ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextに応じた反力保持時間が経過するまで、アクセルペダル反力指令値ＦＡｃが保持される。反力保持時間が経過してからは、隣接車線先行車Ｂ１，Ｂ２に対するリスクポテンシャルＲＰnextに応じた値までアクセルペダル反力指令値ＦＡｃが徐々に増加する。
【００８７】
このように、以上説明した一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６０は、自車両周囲の障害物状況に基づいて自車両周囲のリスクポテンシャルＲＰを算出し、リスクポテンシャルＲＰに基づいて車両操作機器、具体的にはアクセルペダル８２に発生させる操作反力の指令値ＦＡを算出する。コントローラ６０は、運転者の車線変更意図を推定する運転意図推定装置１００の推定結果に基づいて自車両の将来の走行状況を予測し、アクセルペダル８２に発生させる操作反力を補正する。これにより、運転者が車線変更を行う意図を持っていると推定される場合に、将来の走行状況に応じて予め適切な反力制御を行うことができる。
（２）コントローラ６０は、リスクポテンシャルＲＰに基づいて算出される反力指令値ＦＡを補正する。これにより、アクセルペダル８２の操作反力を介してリスクポテンシャルＲＰを運転者に伝達しながら、将来の走行状況を考慮して適切な情報伝達を行うことができる。
（３）コントローラ６０は、操作反力をアクセルペダル８２に発生させる付与タイミングを、将来の走行状況に応じて補正する。具体的には、図８（ｃ）に示すように、車線変更意図が推定されると、実際に車線変更を行うタイミングｔｂよりも早い車線変更意図推定タイミングｔａで、車線変更後の隣接車線上に存在する車両に対するリスクポテンシャルＲＰnextに応じた操作反力の付与を開始する。さらに、図１１（ａ）（ｂ）に示すようなシーン１および図１７（ａ）（ｂ）に示すようなシーン４においては、隣接車線先行車Ｂに対するリスクポテンシャルＲＰnextに応じた操作反力の付与タイミングを、車線変更意図推定タイミングｔａよりも遅らせる。これにより、図１３（ａ）（ｂ）に示すようなシーン２や、図１５（ａ）（ｂ）に示すようなシーン３のように、隣接車線先行車Ｂに対するリスクポテンシャルＲＰnextを早く知らせることが望ましい走行状況が予測される場合は、操作反力の付与タイミングを早くする。一方、シーン１やシーン４では、操作反力の付与タイミングを遅くすることによって、自車線先行車Ａとの車間距離を調整しやすくしたり、アクセルペダル反力の急な変化を抑制する。これにより、予測される将来の走行状況に応じて、運転者に与える違和感を軽減しながら、必要な情報を確実に運転者に伝えることができる。
（４）コントローラ６０は、運転者の運転操作量と、運転意図推定装置１００の推定結果とに基づいて、自車両の将来の走行状況を予測する。具体的には、車線変更意図が推定される場合に、図１０に示すように運転者の運転操作に基づいて自車両の将来の走行状況を予測する。これにより、運転者が車線変更を意図している場合に、将来的にどのような走行状況になるかを客観的に判定することができる。
（５）自車両の走行状況を予測する際の運転者の運転操作量としては、アクセルペダル８２の操作量Ｓを用いる。運転者は車線変更を行う際に走行状況に応じたアクセルペダル操作を行う。そこで、アクセルペダル操作量Ｓを用いて将来の走行状況を予測することにより、将来的にどのような走行状況になるかを的確に判定することができ、適切な操作反力制御を行うことが可能となる。
（６）コントローラ６０は、車線変更意図が推定される前後のリスクポテンシャルＲＰの変化と、運転操作量とに基づいて、将来の走行状況に対応するように操作反力を補正する。具体的には、図１９に示すように、自車線先行車ＡのリスクポテンシャルＲＰｏと隣接車線先行車ＢのリスクポテンシャルＲＰnextとの差と、アクセルペダル８２の操作状態との関係から、操作反力をどのように補正するかを決定する。これにより、車線変更を行うことにより自車両の将来的な走行状況がどのようになるかを判定し、適切な操作反力制御を行うことが可能となる。
【００８８】
−変形例−
ここでは、車線変更意図推定時の遅延制御を行う際に、シーン１またはシーン４において、一時遅れフィルタを用いてアクセルペダル反力を緩やかに変化させる。具体的には、一時遅れフィルタの時定数Ｔｓの係数Ｋｓｈを、隣接車線先行車Ｂに対するリスクポテンシャルＲＰnextに基づいて設定する。係数Ｋｓｈは、リスクポテンシャルＲＰnextが大きくなるほど大きくなるように設定する。
【００８９】
そして、図５のフローチャートのステップＳ１０５で算出したアクセルペダル反力指令値ＦＡにフィルタ処理を施す。係数Ｋｓｈを用いて補正した制御用の反力指令値ＦＡｃは、以下の（式１４）で表される。
ＦＡｃ＝Ｋ×１／（１＋（１＋Ｋｓｈ）×Ｔｓ）×ＦＡ ・・・（式１４）
（式１４）において、Ｋは適切に設定された定数である。
【００９０】
シーン１においては、図１２（ｂ）に示すように、車線変更意図推定時点ｔａまでは、自車線先行車Ａを対象としたアクセルペダル反力指令値ＦＡｃが発生する。自車両が実際に車線変更を実行するタイミングｔｂよりも早い時点ｔａで制御対象が切り替わるので、時点ｔａからアクセルペダル反力指令値ＦＡｃは実線で示すように急に低下する。
【００９１】
ここで、上述したようなフィルタ処理を行うことにより、車線変更意図推定時点ｔａからアクセルペダル反力指令値ＦＡｃが緩やかに低下する。リスクポテンシャルＲＰnextが大きいほど時定数Ｔｓの係数Ｋｓｈが大きくなるので、図１２（ｂ）に示すように隣接車線先行車Ｂ２を対象とした反力指令値ＦＡｃは、隣接車線先行車Ｂ１を対象とした反力指令値ＦＡｃに比べて一層緩やかに低下する。
【００９２】
シーン２においては、図１４（ｂ）に示すように、車線変更意図推定時点ｔａからアクセルペダル反力指令値ＦＡｃが速やかに増加する。シーン３においては、図１６（ｂ）に示すように、車線変更意図推定時点ｔａからアクセルペダル反力指令値ＦＡｃが速やかに低下する。
【００９３】
シーン４においては、図１８（ｂ）に示すように、車線変更意図推定時点ｔａまでは、自車線先行車Ａを対象としたアクセルペダル反力指令値ＦＡｃが発生する。自車両が実際に車線変更を実行するタイミングｔｂよりも早い時点ｔａで制御対象が切り替わるので、時点ｔａからアクセルペダル反力指令値ＦＡｃは実線で示すように急に増加する。
【００９４】
ここで、上述したようなフィルタ処理を行うことにより、車線変更意図推定時点ｔａからアクセルペダル反力指令値ＦＡｃが緩やかに増加する。リスクポテンシャルＲＰnextが大きいほど時定数Ｔｓの係数Ｋｓｈが大きくなるので、図１８（ｂ）に示すように隣接車線先行車Ｂ２を対象とした反力指令値ＦＡｃは、隣接車線先行車Ｂ１を対象とした反力指令値ＦＡｃに比べて一層緩やかに増加する。
【００９５】
このようにシーン１またはシーン４において反力指令値ＦＡｃの変化を緩やかにするように補正することによっても、上述した一実施の形態と同様の効果を得ることが可能となる。なお、時定数Ｔｓにかける係数Ｋｓｈを変更する代わりに、時定数Ｔｓ自体を変更することもできる。
【００９６】
なお、上述した一実施の形態においては、車線変更意図が推定された場合に、自車両の将来的な走行状況に応じて、アクセルペダル反力指令値補正部６４においてアクセルペダル反力指令値ＦＡを補正した。ただし、これには限定されず、リスクポテンシャル計算部６１で算出されるリスクポテンシャルＲＰを補正することもできる。アクセルペダル反力指令値ＦＡはリスクポテンシャルＲＰに基づいて算出されるので、リスクポテンシャルＲＰを補正することによっても、最終的にアクセルペダル８２に発生させる操作反力を補正することができる。
【００９７】
リスクポテンシャルＲＰを補正する場合も、図１９に示したように、車線変更意図が推定された場合に、各シーンに応じて制御対象を速やかにあるいはゆっくりと切り換える。コントローラ６０は、将来的な走行状況に応じて補正したリスクポテンシャルＲＰに基づいてアクセルペダル反力指令値ＦＡを算出する。
【００９８】
上述した一実施の形態においては、車線変更意図が検出された場合に、車線変更意図推定前後のリスクポテンシャルＲＰの差と、アクセルペダル操作量Ｓとに基づいて自車両の将来的な走行状況を予測したが、アクセルペダル操作量Ｓとは別に運転操作量を用いることも可能である。例えば、運転者による操舵操作を検出するセンサを備え、運転操作量としてハンドル操舵角を用いることができる。運転者は、車線変更を行う際に走行状況に応じた操舵操作を行うので、ハンドル操舵角を用いることによっても、自車両の将来的な走行状況を的確に判定することが可能である。
【００９９】
上述した一実施の形態においては、自車両と先行車との余裕時間ＴＴＣおよび車間時間ＴＨＷとを用いてリスクポテンシャルＲＰを算出した。ただしこれには限定されず、例えば余裕時間ＴＴＣの逆数をリスクポテンシャルとして用いることもできる。
【０１００】
上述した一実施の形態においては、運転意図推定装置１００において車線変更意図スコアＳｃを算出した運転者の車線変更意図を推定した。しかし運転意図の推定手法はこれには限定されず、例えば仮想ドライバと実際のドライバの運転操作量の近似度合、または系列的な近似度合から運転意図を推定することも可能である。あるいは、ウィンカの操作状態を用いて車線変更意図を推定することももちろん可能でである。
【０１０１】
以上説明した一実施の形態においては、レーザレーダ１０，車速センサ４０，および前方カメラ２０が障害物検出手段として機能し、リスクポテンシャル計算部６１がリスクポテンシャル算出手段として機能し、アクセルペダル反力指令値計算部６２が操作反力算出手段として機能し、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し、運転意図推定装置１００が車線変更意図推定手段として機能し、コントローラ６０が走行状況予測手段、補正手段およびリスクポテンシャル補正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指令値補正部６４は操作反力補正手段として機能し、アクセルペダルストロークセンサ８１は運転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の代わりに別方式のミリ波レーダ等を用いることもできる。また、操作反力発生手段として、アクセルペダル８２とは異なる車両操作機器、たとえば操舵装置に操舵反力を発生させる操舵反力制御装置や、車両の駆動指令を出力するジョイスティックレバーに反力を発生させる装置を用い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。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の一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】自車両周囲の走行状況の一例を示す図。
【図４】アクセルペダルおよびその周辺の構成を示す図。
【図５】一実施の形態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６】運転意図推定処理の処理手順を示すフローチャート。
【図７】仮想ドライバの運転操作量の算出方法を説明する図。
【図８】（ａ）自車両が車線変更を行う際の走行状況、（ｂ）車線内横位置の時系列変化及び（ｃ）リスクポテンシャルの時系列変化を示す図。
【図９】リスクポテンシャルと反力増加量との関係を示す図。
【図１０】自車両の走行状況シーンの分類方法を説明する図。
【図１１】（ａ）（ｂ）自車両が車線変更を行う場合のシーン１の具体例を示す図。
【図１２】（ａ）（ｂ）シーン１におけるアクセルペダル反力指令値の変化を示す図。
【図１３】（ａ）（ｂ）自車両が車線変更を行う場合のシーン２の具体例を示す図。
【図１４】（ａ）（ｂ）シーン２におけるアクセルペダル反力指令値の変化を示す図。
【図１５】（ａ）（ｂ）自車両が車線変更を行う場合のシーン３の具体例を示す図。
【図１６】（ａ）（ｂ）シーン３におけるアクセルペダル反力指令値の変化を示す図。
【図１７】（ａ）（ｂ）自車両が車線変更を行う場合のシーン４の具体例を示す図。
【図１８】（ａ）（ｂ）シーン４におけるアクセルペダル反力指令値の変化を示す図。
【図１９】各シーンにおける反力制御方法を説明する図。
【符号の説明】
【０１０３】
１０：レーザレーダ
２０：前方カメラ
４０：車速センサ
６０：コントローラ
７０：アクセルペダル反力制御装置
８０：サーボモータ
１００：運転意図推定装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両周囲の障害物状況を検出する障害物検出手段と、
前記障害物検出手段による検出結果に基づいて、自車両周囲のリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、
前記リスクポテンシャル算出手段によって算出される前記リスクポテンシャルに基づいて、車両操作機器に発生させる操作反力を算出する操作反力算出手段と、
前記操作反力算出手段によって算出された前記操作反力を前記車両操作機器に発生させる操作反力発生手段と、
運転者の車線変更意図を推定する車線変更意図推定手段と、
前記車線変更意図推定手段の推定結果に基づいて、前記自車両の将来の走行状況を予測する走行状況予測手段と、
前記走行状況予測手段によって予測される前記将来の走行状況に応じて、前記車両操作機器に発生させる前記操作反力を補正する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。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記補正手段は、前記操作反力算出手段によって算出される前記操作反力を補正する操作反力補正手段であることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記補正手段は、前記リスクポテンシャル算出手段によって算出される前記リスクポテンシャルを補正するリスクポテンシャル補正手段であることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記補正手段は、前記将来の走行状況に応じて前記操作反力を前記車両操作機器に発生させる付与タイミングを補正することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記運転者の運転操作量を検出する運転操作量検出手段をさらに備え、
前記走行状況予測手段は、前記運転操作量検出手段によって検出される前記運転操作量と、前記推定結果とに基づいて、前記将来の走行状況を予測することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項６】
請求項５に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記運転操作量検出手段は、前記運転操作量として、アクセルペダルの操作量を検出することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項７】
請求項５に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記運転操作量検出手段は、前記運転操作量として、ハンドル操舵角を検出することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項８】
請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記補正手段は、前記車線変更意図推定手段によって前記車線変更意図が推定される前後の前記リスクポテンシャルの変化と、前記運転操作量とに基づいて、前記将来の走行状況に対応するように前記操作反力を補正することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項９】
自車両周囲の障害物状況に基づいて、自車両周囲の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、車両操作機器に発生させる操作反力を算出し、
前記操作反力を前記車両操作機器に発生させ、
運転者の車線変更意図を推定し、
前記車線変更意図の推定結果に基づいて前記自車両の将来の走行状況を予測し、
前記将来の走行状況に応じて、前記車両操作機器に発生させる前記操作反力を補正することを特徴とする車両用運転操作補助方法。
【請求項１０】
自車両周囲の障害物状況を検出する障害物検出手段と、
前記障害物検出手段による検出結果に基づいて、自車両周囲のリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、
前記リスクポテンシャル算出手段によって算出される前記リスクポテンシャルに基づいて、車両操作機器に発生させる操作反力を算出する操作反力算出手段と、
前記操作反力算出手段によって算出された前記操作反力を前記車両操作機器に発生させる操作反力発生手段と、
運転者の車線変更意図を推定する車線変更意図推定手段と、
前記車線変更意図推定手段の推定結果に基づいて、前記自車両の将来の走行状況を予測する走行状況予測手段と、
前記走行状況予測手段によって予測される前記将来の走行状況に応じて、前記車両操作機器に発生させる前記操作反力を補正する補正手段とを有する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。
【請求項１】
自車両周囲の障害物状況を検出する障害物検出手段と、
前記障害物検出手段による検出結果に基づいて、自車両周囲のリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、
前記リスクポテンシャル算出手段によって算出される前記リスクポテンシャルに基づいて、車両操作機器に発生させる操作反力を算出する操作反力算出手段と、
前記操作反力算出手段によって算出された前記操作反力を前記車両操作機器に発生させる操作反力発生手段と、
運転者の車線変更意図を推定する車線変更意図推定手段と、
前記車線変更意図推定手段の推定結果に基づいて、前記自車両の将来の走行状況を予測する走行状況予測手段と、
前記走行状況予測手段によって予測される前記将来の走行状況に応じて、前記車両操作機器に発生させる前記操作反力を補正する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。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記補正手段は、前記操作反力算出手段によって算出される前記操作反力を補正する操作反力補正手段であることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記補正手段は、前記リスクポテンシャル算出手段によって算出される前記リスクポテンシャルを補正するリスクポテンシャル補正手段であることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記補正手段は、前記将来の走行状況に応じて前記操作反力を前記車両操作機器に発生させる付与タイミングを補正することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記運転者の運転操作量を検出する運転操作量検出手段をさらに備え、
前記走行状況予測手段は、前記運転操作量検出手段によって検出される前記運転操作量と、前記推定結果とに基づいて、前記将来の走行状況を予測することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項６】
請求項５に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記運転操作量検出手段は、前記運転操作量として、アクセルペダルの操作量を検出することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項７】
請求項５に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記運転操作量検出手段は、前記運転操作量として、ハンドル操舵角を検出することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項８】
請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記補正手段は、前記車線変更意図推定手段によって前記車線変更意図が推定される前後の前記リスクポテンシャルの変化と、前記運転操作量とに基づいて、前記将来の走行状況に対応するように前記操作反力を補正することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項９】
自車両周囲の障害物状況に基づいて、自車両周囲の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、車両操作機器に発生させる操作反力を算出し、
前記操作反力を前記車両操作機器に発生させ、
運転者の車線変更意図を推定し、
前記車線変更意図の推定結果に基づいて前記自車両の将来の走行状況を予測し、
前記将来の走行状況に応じて、前記車両操作機器に発生させる前記操作反力を補正することを特徴とする車両用運転操作補助方法。
【請求項１０】
自車両周囲の障害物状況を検出する障害物検出手段と、
前記障害物検出手段による検出結果に基づいて、自車両周囲のリスクポテンシャルを算出するリスクポテンシャル算出手段と、
前記リスクポテンシャル算出手段によって算出される前記リスクポテンシャルに基づいて、車両操作機器に発生させる操作反力を算出する操作反力算出手段と、
前記操作反力算出手段によって算出された前記操作反力を前記車両操作機器に発生させる操作反力発生手段と、
運転者の車線変更意図を推定する車線変更意図推定手段と、
前記車線変更意図推定手段の推定結果に基づいて、前記自車両の将来の走行状況を予測する走行状況予測手段と、
前記走行状況予測手段によって予測される前記将来の走行状況に応じて、前記車両操作機器に発生させる前記操作反力を補正する補正手段とを有する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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
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【図１０】
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【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００６−２３１９４４（Ｐ２００６−２３１９４４Ａ）
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−４５１７７（Ｐ２００５−４５１７７）
【出願日】平成１７年２月２２日（２００５．２．２２）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月２２日（２００５．２．２２）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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