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】自車両に起因する様々なリスクを区別して運転者に分かりやく伝達する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、自車両を要因とする複数の異なるリスクについてリスクポテンシャルをそれぞれ算出する。自車両の運動エネルギに起因するリスクポテンシャルは、リスクポテンシャルが増大するに従って徐々に増加する反力をアクセルペダルから発生させることによって、運転者に伝達する。自車両の走行規則に起因するリスクポテンシャルは、そのリスクが発生したときに不連続に変化する付加反力をアクセルペダルに付加することによって運転者に伝達する。
【解決手段】車両用運転操作補助装置は、自車両を要因とする複数の異なるリスクについてリスクポテンシャルをそれぞれ算出する。自車両の運動エネルギに起因するリスクポテンシャルは、リスクポテンシャルが増大するに従って徐々に増加する反力をアクセルペダルから発生させることによって、運転者に伝達する。自車両の走行規則に起因するリスクポテンシャルは、そのリスクが発生したときに不連続に変化する付加反力をアクセルペダルに付加することによって運転者に伝達する。
【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、自車両周囲の様々な障害物を検出し、自車両がこれらの障害物へ接近する頻度を低下させるように運転者への情報提供を行う（特許文献１参照）。この公報に記載の車両用運転操作補助装置は、自車両の車両状態および車両周囲の走行環境に基づいて、アクセルペダル操作反力や操舵反力を連続的に変化させる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−６３４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した公報に記載の装置は、アクセルペダル操作反力や操舵反力の変化により、自車両周囲の様々なリスクを運転者に知覚させることが可能である。ただし、自車両に対するリスクの要因は多岐にわたり、運転者にとっては複数のリスク要因をアクセルペダル操作反力や操舵反力から別々に理解することは困難である。
【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、自車両自体に関する複数のリスク要因を検出するリスク要因検出手段と、複数のリスク要因のうち、第１のリスク要因に起因する第１のリスクポテンシャルを算出する第１リスクポテンシャル算出手段と、複数のリスク要因のうち、第１のリスク要因とは異なる第２のリスク要因に起因する第２のリスクポテンシャルを算出する第２リスクポテンシャル算出手段と、第１リスクポテンシャル算出手段で算出された第１のリスクポテンシャルと、第２リスクポテンシャル算出手段で算出された第２のリスクポテンシャルを、単一のリスク伝達手段を用いて区別して運転者に伝達する伝達制御手段とを備える。
本発明による車両用運転操作補助方法は、自車両自体に関する複数のリスク要因を検出し、複数のリスク要因のうち、第１のリスク要因に起因する第１のリスクポテンシャルを算出し、複数のリスク要因のうち、第１のリスク要因とは異なる第２のリスク要因に起因する第２のリスクポテンシャルを算出し、第１のリスクポテンシャルと第２のリスクポテンシャルを、単一のリスク伝達手段を用いて区別して運転者に伝達する。
本発明による車両は、自車両自体に関する複数のリスク要因を検出するリスク要因検出手段と、複数のリスク要因のうち、第１のリスク要因に起因する第１のリスクポテンシャルを算出する第１リスクポテンシャル算出手段と、複数のリスク要因のうち、第１のリスク要因とは異なる第２のリスク要因に起因する第２のリスクポテンシャルを算出する第２リスクポテンシャル算出手段と、第１リスクポテンシャル算出手段で算出された第１のリスクポテンシャルと、第２リスクポテンシャル算出手段で算出された第２のリスクポテンシャルを、単一のリスク伝達手段を用いて区別して運転者に伝達する伝達制御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、自車両自体に関する複数のリスク要因に起因する異なるリスクポテンシャルを、別々に運転者に分かりやすく伝えることが出来る。
【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る。
【０００８】
まず、車両用運転操作補助装置１の構成を説明する。車両用運転操作補助装置１は、車両状態計測装置１０，規則情報取得装置２０、反力演算装置３０、アクセルペダル反力発生装置４０、および操舵反力発生５０等を備えている。
【０００９】
車両状態計測装置１０は、自車両の車両状態を検出する手段であり、車速センサ１１と舵角センサ１２等を備えている。車速センサ１１は、車輪の回転数や変速機の出力側の回転数を計測することにより自車両の車速を検出する。舵角センサ１２は、例えばステアリングコラムもしくはステアリングホイール５１付近に取り付けられた角度センサであり、ステアリングシャフトの回転からドライバの転舵による操舵角を検出する。なお、車両状態計測装置１０は、さらに自車両のヨーレート、横加速度、および前後加速度をそれぞれ検出するセンサを備えている。
【００１０】
規則情報取得装置２０は、車両が道路を走行する際に従うべき走行規則に関する情報を取得する手段であり、例えばナビゲーションシステムを備えている。ナビゲーションシステムは地図情報と関連付けた推奨速度データベースを備えている。ここで、推奨速度は、自車両が走行する道路の制限速度に基づいて、自車両がその速度を超えないように走行することが推奨される速度として設定される。規則情報取得装置２０は、ナビゲーションシステムから自車両の走行位置に応じた推奨速度の情報、および進入禁止路の情報等を取得する。
【００１１】
反力演算装置３０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。具体的には、反力演算装置３０は、車両状態計測装置１０から入力される自車両の車両状態に関する情報に基づいて、車両状態に関する自車両のリスクポテンシャルＲ１を算出するとともに、規則情報取得装置２０から入力される走行規則に関する情報に基づいて、走行規則に関する自車両のリスクポテンシャルＲ２を算出する。そして、リスクポテンシャルＲ１，Ｒ２に基づいてアクセルペダル４１に付加的に発生させる反力、およびステアリングホイール５１に付加的に発生させる反力をそれぞれ算出する。
【００１２】
アクセルペダル反力発生装置４０は、反力演算装置３０からの指令値に応じてアクセルペダル４１に付加的に操作反力を発生させる。アクセルペダル反力発生装置４０は、例えばアクセルペダル４１のリンク機構に組み込まれたサーボモータ（不図示）を備え、反力指令値に応じてサーボモータで発生させるトルクを制御する。サーボモータは、操作反力を発生させる反力アクチュエータであり、運転者がアクセルペダル４１を操作する際に発生する操作反力（踏力）を任意に制御することができる。なお、アクセルペダル反力発生装置４０による反力制御を行わない場合のベース反力特性（図７参照）は、例えばリターンスプリング（不図示）のバネ力により、アクセルペダル４１の踏み込み量が大きくなるほど大きな反力が発生するように設定されている。
【００１３】
操舵反力発生装置５０は、車両の操舵系に組み込まれ、反力演算装置３０からの指令値に応じてステアリングホイール５１に付加的に操舵反力を発生させる。操舵反力発生装置５０は、例えばサーボモータ（不図示）を備え、指令値に応じてサーボモータで発生させるトルクを制御する。サーボモータは、トルク制御により、運転者がステアリングホイール５１を操作する際に発生する操舵反力を任意に制御することができる。
【００１４】
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。
車両の走行中には自車両周囲に存在する障害物との接近度合等、様々なリスクが発生するが、リスクを発生する要因のうち、自車両周囲の障害物とは関係なく、自車両自体に関するリスク要因としては、自車両の運動エネルギによるもの、および走行規則によるものが挙げられる。例えば車速が増大して運動エネルギが増大すると、車両停止に時間がかかり不慮の状況に遭遇した場合の影響が大きくなる。したがって、運動エネルギおよび運動エネルギを構成する物理量は自車両に起因するリスク要因であるといえる。また、走行規則は一般的に人為的に設定されたものであるが、走行規則に従わずに走行すると不慮の状況に遭遇する可能性が高くなるため、走行規則も自車両に起因するリスク要因であるといえる。
【００１５】
そこで、反力演算装置３０は、運動エネルギに起因する自車両のリスクポテンシャルＲ１と走行規則に起因する自車両のリスクポテンシャルＲ２をそれぞれ算出する。リスクポテンシャルＲ１，Ｒ２は、それぞれ自車両の潜在的なリスクの大きさを物理量として表すために設定された値であり、潜在的なリスクが大きいほど大きな値を示す。リスクポテンシャルＲ１，Ｒ２に基づいてアクセルペダル４１およびステアリングホイール５１にそれぞれ付加的に操作反力を発生させることにより、リスクポテンシャルＲ１，Ｒ２を運転者に伝達する。
【００１６】
ただし、リスクポテンシャルＲ１，Ｒ２のリスク要因は異なるので、リスクポテンシャルＲ１を伝達する場合と、リスクポテンシャルＲ２を伝達する場合で反力の発生方法を変更する。これにより、異なる要因によるリスクが発生していることを操作反力もしくは操舵反力を介して運転者が容易に理解できるようにする。
【００１７】
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２を用いて詳細に説明する。図２は、反力演算装置３０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。
【００１８】
ステップＳ１１０で、車両状態計測装置１０において車両状態を表す物理量である自車速Ｖ１，操舵角δ、ヨーレートθ、横加速度ａｙ、および前後加速度ａｘを取得する。ステップＳ１２０で、規則情報取得装置２０において自車両が走行中の道路の推奨速度に関する情報と、進入禁止路に関する情報を取得する。具体的には、ナビゲーションシステムにおいて自車両の現在位置の座標（緯度、経度）を検出し、地図情報に基づいて自車両が走行中の道路を特定する。そして自車両が走行中の道路について、推奨速度を含む道路情報（道路属性）を取得する。さらに、自車両の進行方向前方に存在する分岐道路に関する情報（進入禁止路に関する情報を含む）を取得する。
【００１９】
ステップＳ１３０では、ステップＳ１１０で取得した自車両の車両状態に関する情報に基づいて、自車両の運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１を算出する。ここでは、自車両の前後方向運動に関する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘと、左右方向運動に関する左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙをそれぞれ算出する。
【００２０】
前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘは、例えば自車速Ｖ１に基づいて算出する。図３に、自車速Ｖ１と前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘとの関係を示す。前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘは、自車速Ｖ１が速くなるほど、すなわち前後方向の運動エネルギが増大するほど、指数関数的に大きくなる。左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙは、例えば自車両の横加速度ａｙに基づいて算出する。図４に、横加速度ａｙと左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙとの関係を示す。左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙは、横加速度ａｙが大きくなるほど、すなわち左右方向の運動エネルギが増大するほど、指数関数的に大きくなる。なお、横加速度ａｙは、右方向の横加速度の場合に正の値、左方向の横加速度の場合に負の値で表されるが、左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙの算出時には横加速度ａｙの絶対値を用いる。
【００２１】
ステップＳ１４０では、ステップＳ１２０で取得した推奨速度情報と進入禁止路情報に基づいて、自車両の走行規則に起因するリスクポテンシャルＲ２を算出する。ここでは、推奨速度情報に基づく前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘと、進入禁止路情報に基づく左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙをそれぞれ算出する。前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘは、自車速Ｖ１が推奨速度を超えた場合に車両前後方向のリスクが大きいと判断してＲ２＿Ｘ＝１とし、自車速Ｖ１が推奨速度以下の場合にリスクが小さいと判断してＲ２＿Ｘ＝０とする。
【００２２】
左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙは、自車両の進行方向にある道路が進入禁止路であるか否かに基づいて算出する。そこで、まず、ステップＳ１１０で取得した操舵角δから自車両が右左折しようとしているかを判断する。自車両が右折しようとしているときに、右折先の道路が進入禁止路の場合は、右方向のリスクが大きいと判断して、Ｒ２＿Ｙ＝１とする。一方、自車両が左折しようとしているときに、左折先の道路が進入禁止路の場合は、左方向のリスクが大きいと判断して、Ｒ２＿Ｙ＝−１とする。これら以外の場合、例えば右左折先の道路が進入禁止路ではない場合、または自車両が直進する場合では、リスクが低いと判断してＲ２＿Ｙ＝０とする。
【００２３】
ステップＳ１５０では、ステップＳ１３０およびステップＳ１４０で算出した前後方向のリスクポテンシャルＲ１＿Ｘ、Ｒ２＿Ｘに基づいて、アクセルペダル４１に付加する操作反力の指令値Ｆ＿ＡＰを算出する。まず、自車両の運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘに基づいて反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿１を算出する。図５に示すように、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘが大きくなるほど反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿１が大きくなるように設定する。
【００２４】
次に、自車両の走行規則に起因する前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘに基づいて反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿２を算出する。前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘ＝０のとき、すなわち自車速Ｖ１が推奨速度以下の場合は、反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿２＝０とする。前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘ＝１のとき、すなわち自車速Ｖ１が推奨速度を超える場合は、反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿２＝Ｆ１とする。なお、所定値Ｆ１は、操作反力にＦ１を付加することによって運転者が反力変化を明確に知覚できる程度の値を設定しておく。
【００２５】
アクセルペダル反力指令値Ｆ＿ＡＰは、反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿１、Ｆ＿ＡＰ＿２に基づいて以下の（式１）から算出する。
Ｆ＿ＡＰ＝Ｆ＿ＡＰ＿１＋Ｆ＿ＡＰ＿２ ・・・（式１）
【００２６】
ステップＳ１６０では、ステップＳ１３０およびステップＳ１４０で算出した左右方向のリスクポテンシャルＲ１＿Ｙ、Ｒ２＿Ｙに基づいて、ステアリングホイール５１に付加するトルクの指令値Ｔ＿ＳＴを算出する。まず、自車両の運動エネルギに起因する左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙに基づいてトルク制御量Ｔ＿ＳＴ＿１を算出する。図６に、左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙとトルク制御量Ｔ＿ＳＴ＿１との関係を示す。操舵角δから自車両が右旋回中であるか左旋回中であるかを検出し、右旋回中の場合は左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙが大きくなるほど、トルク制御量Ｔ＿ＳＴ＿１が正方向に大きくなる。左旋回中は左右方向のリスクポテンシャルＲ１＿Ｙが大きくなるほど、トルク制御量Ｔ＿ＳＴ＿１が負方向に大きくなる。
【００２７】
次に、自車両の走行規則に起因する左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙに基づいてトルク制御量Ｔ＿ＳＴ＿２を算出する。左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙ＝０のときは、トルク制御量Ｔ＿ＳＴ＿２＝０とする。左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙ＝１のとき、すなわち右折先の道路が進入禁止路は、トルク制御量Ｔ＿ＳＴ＿２＝Ｔ１とする。また、左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙ＝−１のとき、すなわち左折先の道路が進入禁止路の場合は、トルク制御量Ｔ＿ＳＴ＿２＝−Ｔ１とする。なお、所定値Ｔ１，−Ｔ１は、操舵トルクにＴ１もしくは−Ｔ１を付加することによって運転者が反力変化を明確に知覚できる程度の値を設定しておく。
【００２８】
トルク指令値Ｔ＿ＳＴは、トルク制御量Ｔ＿ＳＴ＿１、Ｔ＿ＳＴ＿２に基づいて以下の（式２）から算出する。
Ｔ＿ＳＴ＝Ｔ＿ＳＴ＿１＋Ｔ＿ＳＴ＿２ ・・・（式２）
なお、トルク指令値Ｔ＿ＳＴが正の値の場合は、ステアリングホイール５１を左に戻す方向の操舵反力が発生し、負の値の場合は、右に戻す方向の操舵反力が発生することを表す。
【００２９】
つづくステップＳ１７０では、ステップＳ１５０で算出したアクセルペダル反力指令値Ｆ＿ＡＰと、ステップＳ１７０で算出したトルク指令値Ｔ＿ＳＴを、それぞれアクセルペダル反力発生装置４０および操舵反力発生装置５０に出力する。アクセルペダル反力発生装置４０は、反力演算装置３０から入力された反力指令値Ｆ＿ＡＰに従ってサーボモータを制御し、運転者がアクセルペダル４１を操作するときに発生する操作反力を制御する。これにより、図７に示すように、アクセルペダル踏み込み量に応じたベース反力特性に反力指令値Ｆ＿ＡＰを加算した値が、アクセルペダル操作反力として発生する。
【００３０】
操舵反力発生装置５０は、反力演算装置３０から入力されたトルク指令値Ｔ＿ＳＴに従ってサーボモータを制御し、運転者がステアリングホイール５１を操舵するときに発生する操舵反力を制御する。反力演算装置３０が操舵反力発生装置５０にトルク指令値Ｔ＿ＳＴを出力する際の処理手順を、図８のフローチャートを用いて説明する。
【００３１】
ステップＳ１７０１で、操舵角δから自車両が右旋回中であるか否かを判定する。右旋回中である場合はステップＳ１７０２へ進み、運転者による操舵操作が右方向への切り増し操作であるか否かを判定する。右方向への切り増し操作の場合は、ステップＳ１７０３へ進み、ステップＳ１６０で算出したトルク指令値Ｔ＿ＳＴが正の値であるか否かを判定する。Ｔ＿ＳＴ＞０の場合は、ステップＳ１７０４へ進んでトルク指令値Ｔ＿ＳＴを操舵反力発生装置５０へ出力する。
【００３２】
これにより、自車両が右旋回中に運転者が右方向への切り増し操作を行った場合に、ステアリングホイール５１を左に戻す方向に操舵反力が付加される。さらに、右折先の道路が進入禁止路の場合は、ステアリングホイール５１を左に戻す方向に不連続に操舵反力が増大する。
【００３３】
ステップＳ１７０１が否定判定されるとステップＳ１７０５へ進み、運転者による操舵操作が左方向への切り増し操作であるか否かを判定する。自車両が左旋回中に左方向へ切り増し操作が行われている場合は、ステップＳ１７０６へ進む。ステップＳ１７０６では、トルク指令値Ｔ＿ＳＴが負の値であるか否かを判定する。Ｔ＿ＳＴ＜０の場合は、ステップＳ１７０７へ進んでトルク指令値Ｔ＿ＳＴを操舵反力発生装置５０へ出力する。
【００３４】
これにより、自車両が左旋回中に運転者が左方向への切り増し操作を行った場合に、ステアリングホイール５１を右に戻す方向に操舵反力が付加される。さらに、左折先の道路が進入禁止路の場合は、ステアリングホイール５１を右に戻す方向に不連続に操舵反力が増大する。
【００３５】
ステップＳ１７０２、Ｓ１７０３，Ｓ１７０５，またはＳ１７０６が否定判定された場合は、ステップＳ１７０８へ進み、トルク指令値Ｔ＿ＳＴを０に補正して出力する。これにより、例えば自車両が直進中、または切り増し操作を行っていない場合等は、左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙ，Ｒ２＿Ｙに応じた操舵反力は発生しない。これにより、今回の処理を終了する。
【００３６】
以下に、第１の実施の形態の作用を図９（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。ここでは、例として、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ２＿Ｘに基づいてアクセルペダル４１に発生する操作反力を制御する場合の作用を説明する。図９（ａ）〜（ｃ）は、それぞれアクセルペダル踏み込み量、自車速Ｖ１、およびアクセルペダル反力指令値Ｆ＿ＡＰの時間変化を示す。アクセルペダル４１を略一定に踏み込んで自車速Ｖ１が徐々に増加していく場合、自車両の運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘが徐々に増加し、アクセルペダル反力指令値Ｆ＿ＡＰが徐々に増加する。このときのアクセルペダル反力指令値Ｆ＿ＡＰは、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘに応じた反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿１に等しい。
【００３７】
時間ｔ１で自車速Ｖ１が推奨速度を超えると、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘに応じた反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿１に、自車両の走行規則に起因する前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘに応じた反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿２が加算された反力指令値Ｆ＿ＡＰが発生する。これにより、アクセルペダル操作反力が不連続的に増加し、走行規則に起因するリスクが増大したこと、具体的には自車速Ｖ１が推奨速度を超えたことを操作反力の瞬時的な増加から運転者に明確に知覚させることができる。
【００３８】
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、自車両自体に関する複数のリスク要因を検出し、複数のリスク要因から、あるリスク要因に起因するリスクポテンシャルＲ１（第１のリスクポテンシャル）と、別のリスク要因に起因するリスクポテンシャルＲ２（第２のリスクポテンシャル）を算出する。そして、リスクポテンシャルＲ１，Ｒ２を、単一の伝達手段を用いてそれぞれ区別して運転者に伝達する。なお、自車両自体に関する複数のリスク要因とは、自車両周囲に存在する障害物等、自車両周囲に存在するリスク要因とは異なり、自車両が走行する際に自車両自体の車両状態や走行状態等を原因とした潜在的なリスクを発生するものである。これにより、自車両自体を要因として発生する複数の異なるリスクを、別々に運転者に伝達することが可能となる。
（２）車両用運転操作補助装置１は、複数のリスク要因として、少なくとも自車速Ｖ１または横加速度ａｘ、および自車両の走行に関する走行規則を検出する。そして、自車速Ｖ１または横加速度ａｘに基づいて運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１を算出するとともに、走行規則に起因するリスクポテンシャルＲ２を算出する。リスクポテンシャルＲ１は、運転操作装置に発生する連続的な操作反力を介して運転者に伝達し、リスクポテンシャルＲ２は、運転操作装置に発生する不連続に変化する操作反力を介して運転者に伝達する。なお、リスク伝達手段として用いる運転操作装置は、運転者が自車両を運転操作するための装置であり、ここでは、アクセルペダル４１およびステアリングホイール５１を用いている。運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１が増大すると、不慮の状況に遭遇した場合の被害が増大するため、操作反力を介して連続的に伝達することにより効果的なリスクポテンシャルの報知を行うことができる。不連続に変化する操作反力を用いて走行規則に起因するリスクポテンシャルＲ２を伝達することにより、運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１とは異なるリスクが発生していることを、運転者に確実に伝達することが可能となる。
（３）反力演算装置３０は、運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１が大きくなるほど、操作反力を連続的に増加させる。これにより、リスクポテンシャルＲ１の増大を操作反力を介して運転者に確実に伝達し、運転者に適切な運転操作を促すことが可能となる。
（４）規則情報取得装置２０は、走行規則として、右左折方向の道路が進入禁止路であるか否かを検出する。これにより、右折先の道路が進入禁止路、または左折先の道路が進入禁止路である場合に、その情報を不連続的な操作反力を介して運転者に確実に伝達することが可能となる。
（５）反力演算装置３０は、自車両の走行が走行規則に従わない場合に、走行規則に起因するリスクポテンシャルＲ２が高いと判断し、リスクポテンシャルＲ２が高い場合に、操作反力を略ステップ状に増加させる。具体的には、車両前後方向に関しては、走行規則として取得した推奨速度を自車速Ｖ１が超えた場合に、図９（ｃ）に示すようにアクセルペダル４１に発生する操作反力を略ステップ状に増加させる。また、車両左右方向に関しては、右旋回中に右折先の道路が進入禁止路である場合、または左旋回中に左折先の道路が進入禁止路である場合に、ステアリングホイール５１に発生する操作反力を略ステップ状に増加させる。操作反力が略ステップ状に増加することにより、自車両が走行規則に従わない走行を行ったことを運転者に容易に認識させることができる。
【００３９】
なお、自車両の運動エネルギに起因する左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙを算出する場合に、横加速度センサで検出された横加速度ａｙを用いる代わりに、ヨーレートθ、もしくはヨーレートθと自車速Ｖ１から推定した横加速度を用いることもできる。
【００４０】
《第２の実施の形態》
本発明の第２の実施の形態による車両用運転操作補助装置について説明する。図１０に、第２の実施の形態における車両用運転操作補助装置２の基本構成を示すシステム図を示す。図１０において、図１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。
【００４１】
第２の実施の形態における車両用運転操作補助装置２は、路面状態を検出する路面状態センサ６０をさらに備えている。路面状態センサ６０は、光照射により取得した路面の光反射率に基づいて、路面状態を検出する手段である。反力演算装置３０は、路面状態センサ６０から取得した路面状態を加味して、自車両の運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１を算出する。
【００４２】
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２の動作を、図１１を用いて詳細に説明する。図１１は、反力演算装置３０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。
【００４３】
ステップＳ２１０で、車両状態計測装置１０において車両状態を表す物理量である自車速Ｖ１，操舵角δ、ヨーレートθ、横加速度ａｙ、および前後加速度ａｘを取得する。ステップＳ２１５では、路面状態センサ６０によって自車両が走行する道路の路面状態を検出する。具体的には、路面の光反射率に基づいて、路面状態が次の４つの段階のいずれであるかを判別する。
ａ：乾燥アスファルト
ｂ：湿潤路
ｃ：圧雪路
ｄ：凍結路
【００４４】
ステップＳ２２０では、規則情報取得装置２０において自車両が走行中の道路の推奨速度に関する情報と、進入禁止路に関する情報を取得する。
【００４５】
ステップＳ２３０では、自車両の運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１を算出する。具体的には、自車両の前後方向運動に関する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘを、自車速Ｖ１と路面状態に基づいて算出し、左右方向運動に関する左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙを、横加速度ａｙと路面状態に基づいて算出する。
【００４６】
そこで、まず、上述した図３および図４に従い、自車速Ｖ１に基づく前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘと、横加速度ａｙに基づく左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙをそれぞれ算出する。さらに、路面状態をリスクポテンシャルＲ１の算出に加味するために、ステップＳ２１５で検出した路面状態に応じて、次のようにリスク補正係数ｋを設定する。
ａ：乾燥アスファルトの場合、ｋ＝１．０
ｂ：湿潤路の場合、ｋ＝１．２
ｃ：圧雪路の場合、ｋ＝１．５
ｄ：凍結路の場合、ｋ＝２．０
【００４７】
そして、路面状態に応じて設定したリスク補正係数ｋを乗じることにより、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘと左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙを補正する。図１２に、自車速Ｖ１と補正後の前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘとの関係を示す。前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘは、自車速Ｖ１が速くなるほど、すなわち前後方向の運動エネルギが増大するほど、指数関数的に大きくなる。さらに、リスク補正係数ｋが大きいほど、すなわち減速が困難な滑りやすい路面状態であるほど、自車速Ｖ１が同じ場合に前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘが大きくなる。
【００４８】
図１３に、横加速度ａｙ（絶対値）と補正後の左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙとの関係を示す。左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙは、横加速度ａｙが大きくなるほど、すなわち左右方向の運動エネルギが増大するほど、指数関数的に大きくなる。さらに、リスク補正係数ｋが大きく、滑りやすい路面状態であるほど、横加速度ａｙが同じ場合に左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙが大きくなる。
【００４９】
ステップＳ２４０〜Ｓ２７０での処理は、図２に示したフローチャートのステップＳ１４０〜Ｓ１７０での処理と同様であるので説明を省略する。なお、反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿１およびトルク制御量Ｔ＿ＳＴ＿１は、それぞれ補正後のリスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ１＿Ｙを用いて算出する。
【００５０】
このように、路面状態を加味することにより、減速が困難な滑りやすい路面状態では運動エネルギによるリスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ１＿Ｙが高くなるように補正される。これにより、アクセルペダル４１およびステアリングホイール５１に発生する操作反力が大きくなり、運転者に対してより的確に運動エネルギに起因したリスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ１＿Ｙを知覚させることができる。
【００５１】
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。
反力演算装置３０は、路面状態センサ６０によって検出された自車両が走行する道路の路面状態に応じて、運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１に応じて連続的に増加する操作反力を補正する。具体的には、図１２，１３に示すように、運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ１＿Ｙを路面状態に応じて補正する。これにより、減速が困難な滑りやすい路面状態では操作反力が大きくなるように補正して、より効果的なリスクの伝達を行うことができる。
【００５２】
なお、路面状態を検出する手段として路面状態センサ６０を用いて路面状態を検出する代わりに、自車両が制動もしくは駆動した際の車輪のスリップ状態に基づいて自車側で路面状態を判断したり、路側等に設けられた情報提供システムから情報提供を受けて路面状態を判断することも可能である。
【００５３】
《第３の実施の形態》
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１４に、第３の実施の形態における車両用運転操作補助装置３の基本構成を示すシステム図を示す。図１４において、図１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。
【００５４】
第３の実施の形態における車両用運転操作補助装置３は、視界状態を検出する視界状態検出装置７０をさらに備えている。視界状態検出装置７０は、前照灯の点灯状態およびワイパー作動状態に基づいて、視界が良好であるか否かといった視界状態を判定する。反力演算装置３０は、視界状態検出装置７０から取得した視界状態を加味して、自車両の運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１を算出する。
【００５５】
以下に、第３の実施の形態による車両用運転操作補助装置３の動作を、図１５を用いて詳細に説明する。図１５は、反力演算装置３０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。
【００５６】
ステップＳ３１０で、車両状態計測装置１０において車両状態を表す物理量である自車速Ｖ１，操舵角δ、ヨーレートθ、横加速度ａｙ、および前後加速度ａｘを取得する。ステップＳ３１５では、視界状態検出装置７０によって自車両前方の視界状態を検出する。具体的には、前照灯およびフォグランプの点灯状態、およびワイパーの作動状態に基づいて、視界状態が良好であるか否かを判定する。図１６に、前照灯およびフォグランプの点灯状態とワイパー作動状態から判定される視界状態を示す。
【００５７】
ワイパーが停止または間欠作動している場合は、例えば昼間走行時等、前照灯が消灯している時に状態１、例えば夜間走行時等、前照灯が点灯しているときに状態２、霧等が発生しフォグランプが点灯しているときに状態３とする。ワイパーが連続作動している場合は、前照灯が消灯している時に状態２、前照灯が点灯しているときに状態３、フォグランプが点灯しているときに状態４とする。ワイパーが高速作動している場合は、前照灯が消灯している時に状態３、前照灯が点灯しているときに状態４、フォグランプが点灯しているときに状態４とする。なお、状態１、状態２、状態３、状態４の順番で視界が悪くなることを表している。
【００５８】
ステップＳ３２０では、規則情報取得装置２０において自車両が走行中の道路の推奨速度に関する情報と、進入禁止路に関する情報を取得する。
【００５９】
ステップＳ３３０では、自車両の運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１を算出する。具体的には、自車両の前後方向運動に関する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘを、自車速Ｖ１と視界状態に基づいて算出し、左右方向運動に関する左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙを、横加速度ａｙと視界状態に基づいて算出する。
【００６０】
そこで、まず、上述した図３および図４に従い、自車速Ｖ１に基づく前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘと、横加速度ａｙに基づく左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙをそれぞれ算出する。さらに、視界状態をリスクポテンシャルＲ１の算出に加味するために、ステップＳ３１５で検出した視界状態に応じて、次のようにリスク補正係数ｋを設定する。
状態１：視界状態良好、ｋ＝１．０
状態２：視界やや低下、ｋ＝１．１
状態３：視界低下、ｋ＝１．２
状態４：視界非常に低下、ｋ＝１．４
【００６１】
そして、視界状態に応じて設定したリスク補正係数ｋを乗じることにより、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘと左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙを補正する。図１７に、自車速Ｖ１と補正後の前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘとの関係を示す。前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘは、自車速Ｖ１が速くなるほど、すなわち前後方向の運動エネルギが増大するほど、指数関数的に大きくなる。さらに、リスク補正係数ｋが大きいほど、すなわち視界が低下するほど、自車速Ｖ１が同じ場合に前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘが大きくなる。
【００６２】
図１８に、横加速度ａｙ（絶対値）と補正後の左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙとの関係を示す。左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙは、横加速度ａｙが大きくなるほど、すなわち左右方向の運動エネルギが増大するほど、指数関数的に大きくなる。さらに、リスク補正係数ｋが大きく、視界が低下するほど、横加速度ａｙが同じ場合に左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙが大きくなる。
【００６３】
ステップＳ３４０〜Ｓ３７０での処理は、図２に示したフローチャートのステップＳ１４０〜Ｓ１７０での処理と同様であるので説明を省略する。なお、反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿１およびトルク制御量Ｔ＿ＳＴ＿１は、それそれ補正後のリスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ１＿Ｙを用いて算出する。
【００６４】
このように、視界状態を加味することにより、障害物等の発見が遅れがちな視界が低下した状態において、運動エネルギによるリスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ１＿Ｙが高くなるように補正される。これにより、アクセルペダル４１およびステアリングホイール５１に発生する操作反力が大きくなり、運転者に対してより的確に運動エネルギに起因したリスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ１＿Ｙを知覚させることができる。
【００６５】
このように、以上説明した第３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。
反力演算装置３０は、視界状態検出装置７０によって検出された自車両前方の視界状態に応じて、運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１に応じて連続的に増加する操作反力を補正する。具体的には、図１７，１８に示すように、運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ１＿Ｙを視界状態に応じて補正する。これにより、障害物等の発見が遅れがちな視界の低下した状態では操作反力が大きくなるように補正して、より効果的なリスクの伝達を行うことができる。
【００６６】
なお、視界状態を検出する手段として、視界状態検出装置７０において前照灯の灯火状態およびワイパー作動状態を用いて視界状態を判定したが、路側等に設けられた情報提供システムから霧発生情報等の提供を受け、これに基づいて視界状態を判定することもできる。また、車外の明るさによって前照灯の点灯状態を制御するオートライトシステム用のセンサ情報に基づき、視界状態の判定を行うことも可能である。
【００６７】
《第４の実施の形態》
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の実施の形態における車両用運転操作補助装置の基本構成は、図１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。
【００６８】
第４の実施の形態においては、運転者が自ら設定するスピードリミッタの上限速度に基づいて、自車両の運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘと走行規則に起因する前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘを算出する。スピードリミッタは、設定上限速度以上に加速できなくするものや、設定上限速度を超えると運転者に報知するもの等がある。ここでは、スピードリミッタとして、自車速Ｖ１が、運転者が任意で設定した上限速度を超えると運転者に報知するシステムを用いる。
【００６９】
運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘは、基本的には自車速Ｖ１に依存するが、実際の走行時におけるリスクは、自車速Ｖ１だけでなく、道路幅や交通量等の交通環境に大きく左右される。スピードリミッタの設定上限速度は、通常、道路幅や交通量等を考慮して、運転者によって設定される。そこで、第４の実施の形態においては、運転者が自ら設定した上限速度を利用し、設定上限速度へ接近すると前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘが増大するとみなす。
【００７０】
図１９に、自車速Ｖ１と自車両の運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘとの関係を示す。なお、運転者によって設定された上限速度をＶｓとする。自車速Ｖ１が所定値Ｖｓ０以下の場合は、Ｒ１＿Ｘ＝０とする。ここで、所定値Ｖｓ０は、自車速Ｖ１が設定上限速度Ｖｓに接近しつつあることを運転者に知らせ、自車両の運動エネルギに起因するリスクを運転者に報知するかを判断するためのしきい値であり、例えば設定上限速度Ｖｓの９０％程度の値とする。自車速Ｖ１が所定値Ｖｓ０を超えると、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘは徐々に、例えば指数関数的に大きくなり、上限設定速度Ｖｓで最大値Ｒ１＿Ｘmaxとなる。上限設定速度Ｖｓ以上では最大値Ｒ１＿Ｘmaxに固定される。
【００７１】
自車両の走行規則に起因する前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘは、自車速Ｖ１が設定上限速度Ｖｓを超えた場合にリスクが大きいと判断してＲ２＿Ｘ＝１とし、自車速Ｖ１が設定上限速度Ｖｓ以下の場合にリスクが小さいと判断してＲ２＿Ｘ＝０とする。
【００７２】
このように、設定上限速度Ｖｓを用いて算出した前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ２＿Ｘを用いて、反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿１およびトルク制御量Ｔ＿ＳＴ＿１を算出する。なお、自車両の運動エネルギに起因する左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙ，および走行規則に起因する左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙは、それぞれ第１の実施の形態と同様に算出する。
【００７３】
このように、以上説明した第４の実施の形態においては、上述した第１から第３の実施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。
規則情報取得装置２０は、自車速が運転者によって設定された設定上限速度Ｖｓを超えると報知するスピードリミッタ（上限速度報知手段）から、走行規則として設定上限速度Ｖｓを取得する。反力演算装置３０は、自車速Ｖ１が増大して設定上限速度Ｖｓに接近するにつれ、運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１＿Ｘを増大させる（図１９参照）。自車両が走行する際の実際のリスクは、道路幅、交通量等の交通環境に大きく左右される。交通環境等を考慮して運転者自らが設定した設定上限速度Ｖｓを基準とすることにより、運転者のリスク感に合ったリスクポテンシャルＲ１＿Ｘを算出することができる。
【００７４】
−第４の実施の形態の変形例−
ここでは、自車速Ｖ１と設定上限速度Ｖｓとに基づいて運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘを算出する。図２０に自車速Ｖ１と前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘとの関係を示す。自車速Ｖ１が大きくなるほど、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘが大きくなる。自車速Ｖ１が所定値Ｖｓ０を超えると前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘが指数関数的に大きくなり、設定上限速度Ｖｓを超えると、再び自車速Ｖ１の増大に伴って前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘが大きくなる。
【００７５】
ここで算出する運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘは、自車速Ｖ１の増加に伴って増大するリスクポテンシャルに、設定上限速度Ｖｓへの接近によって増大するリスクポテンシャルを加えた値に相当する。これにより、自車速Ｖ１の増大によるリスクポテンシャルＲ１＿Ｘの増加を連続的に運転者に伝達しながら、設定上限速度Ｖｓに接近するとこれを強調して伝達するので、より効果的なリスクの報知を行うことができる。
【００７６】
《第５の実施の形態》
本発明の第５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５の実施の形態における車両用運転操作補助装置の基本構成は、図１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。
【００７７】
運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘは、基本的には自車速Ｖ１に依存するが、実際の走行時におけるリスクは、自車速Ｖ１だけでなく交通環境、例えば道路種別によっても左右される。例えば路地や住宅地等を走る生活道路の制限速度は、幹線道路や高速道路と比較して低い速度に定められている。第５の実施の形態においては、とくに生活道路を走行する場合に走行環境に適したリスク感を運転者に伝達するように、自車両の運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘを算出する。
【００７８】
図２１に、自車速Ｖ１と自車両の運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘとの関係を示す。なお、生活道路を走行する際の自車両の車速として推奨される上限速度をＶｌとする。上限速度Ｖｌは、生活道路における制限速度を参考に、例えば３５ｋｍ/ｈ程度に設定する。自車速Ｖ１が所定値Ｖｌ０以下の場合は、Ｒ１＿Ｘ＝０とする。ここで、所定値Ｖｌ０は、徐行相当の車速であり、例えばＶｌ０＝１０ｋｍ/ｈに設定する。自車速Ｖ１が所定値Ｖｌ０を超えると、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘは徐々に、例えば指数関数的に大きくなり、上限速度Ｖｌで最大値Ｒ１＿Ｘmaxとなる。上限速度Ｖｌ以上では最大値Ｒ１＿Ｘmaxに固定される。
【００７９】
このように、以上説明した第５の実施の形態においては、上述した第１から第３の実施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。
規則情報取得装置２０は、生活道路を走行する際の自車両の車速として推奨される上限速度Ｖｌを、走行規則として取得する。反力演算装置３０は、自車速Ｖ１が増大して上限速度Ｖｌに接近するにつれ、運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１＿Ｘを増大させる（図２１参照）。自車両が走行する際の実際のリスクは、道路幅、交通量等の交通環境に大きく左右される。自車両が生活道路を走行している場合には、生活道路の走行に適した上限速度Ｖｌを基準とすることにより、環境に適したリスクポテンシャルＲ１＿Ｘを算出することができる。
【００８０】
−第５の実施の形態の変形例−
ここでは、自車速Ｖ１と道路種別とに基づいて運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘを算出する。図２２に自車速Ｖ１と前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘとの関係を示す。自車速Ｖ１が大きくなるほど、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘが大きくなる。自車速Ｖ１が所定値Ｖｌ０を超えると前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘが指数関数的に大きくなり、上限速度Ｖｌを超えると、再び自車速Ｖ１の増大に伴って前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘが大きくなる。
【００８１】
ここで算出する運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘは、自車速Ｖ１の増加に伴って増大するリスクポテンシャルに、上限速度Ｖｌへの接近によって増大する、道路種別を考慮したリスクポテンシャルを加えた値に相当する。これにより、自車速Ｖ１の増大によるリスクポテンシャルＲ１＿Ｘの増加を連続的に運転者に伝達しながら、上限速度Ｖｌに接近するとこれを強調して伝達するので、より効果的なリスクの報知を行うことができる。
【００８２】
《第６の実施の形態》
本発明の第６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６の実施の形態における車両用運転操作補助装置の基本構成は、図１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。
【００８３】
第６の実施の形態においては、自車両の運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘに応じた反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿１を、アクセルペダル４１に付加するとともに、運転者によるアクセルペダル４１の踏増し操作が検出された場合に、自車両の走行規則に起因する前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘを運転者に伝達するようにする。
【００８４】
反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿１は、上述した図５のマップに従い、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘに基づいて算出する。前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘに基づく反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿２の算出方法を、図２３のフローチャートを用いて説明する。
【００８５】
ステップＳ１５６１では、走行規則に起因する前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘ＝１であるか否かを判定する。Ｒ２＿Ｘ＝１で、例えば自車速Ｖ１が推奨速度を超えている場合は、ステップＳ１５６２へ進む。ステップＳ１５６２では、アクセルペダル踏み込み速度ΔＡＰを算出する。アクセルペダル踏み込み速度ΔＡＰは、例えばアクセルペダルストロークセンサ（不図示）によって検出されるアクセルペダル４１の踏み込み量を時間微分することにより算出できる。
【００８６】
ステップＳ１５６３では、ステップＳ１５６２で算出したアクセルペダル踏み込み速度ΔＡＰ＞０であるか否かを判定する。ΔＡＰ＞０、すなわちアクセルペダル４１が踏増し操作されている場合は、ステップＳ１５６４へ進み、反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿２を以下の（式３）から算出する。
Ｆ＿ＡＰ＿２＝Ｋａｐ×ΔＡＰ ・・・（式３）
Ｋａｐは制御定数であり、アクセルペダル踏み込み速度ΔＡＰに応じて十分な反力変化をアクセルペダル４１に与えられるような値としてあらかじめ適切に設定しておく。
【００８７】
ステップＳ１５６１が否定判定されて前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘ＝０の場合、またはステップＳ１５６３が否定判定されてアクセルペダル４１が踏増し操作されていない場合は、ステップＳ１５６５へ進み、反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿２＝０に設定する。
【００８８】
このように、自車速Ｖ１が推奨速度を超えた場合（Ｒ２＿Ｘ＝１）に、図２４に示すようにアクセルペダル４１が踏増し操作されるとその操作速度ΔＡＰに応じて反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿２が算出される。これにより、自車速Ｖ１が推奨速度を超えた状態で、運転者がアクセルペダル４１をさらに踏み込もうとした場合に、運動エネルギに基づく付加反力に加えて、アクセルペダル４１が非常に固くなるような操作反力が発生する。
【００８９】
このように以上説明した第６の実施の形態によると、上述した第１から第５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。
反力演算装置３０は、自車両の走行が走行規則に従わない場合に走行規則に起因するリスクポテンシャルＲ２が高いと判断し、リスクポテンシャルＲ２が高い場合に運転操作装置の操作速度に応じて操作反力を増加させる。具体的には、アクセルペダル４１の踏み込み操作速度ΔＡＰを算出し、図２４に示すようにアクセルペダル踏み込み速度ΔＡＰが大きくなるほど反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿２が大きくなるように算出する。これにより、走行規則に従わない状態でアクセルペダル４１を速く踏み込んだ場合に、アクセルペダル４１が非常に固くなり、走行規則に起因するリスクポテンシャルＲ２＿Ｘが高いことを運転者に明確に知覚させることができる。
【００９０】
《第７の実施の形態》
本発明の第７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７の実施の形態における車両用運転操作補助装置の基本構成は、図１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。
【００９１】
第７の実施の形態においては、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘ、Ｒ２＿Ｘ、および左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙ，Ｒ２＿Ｙを、アクセルペダル４１およびステアリングホイール５１から発生する振動を用いて運転者に伝達する。具体的には、振動の周波数により、リスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ２＿Ｘ，Ｒ１＿Ｙ，Ｒ２＿Ｙの大きさ、種別を運転者に知覚させる。第7の実施の形態においては、アクセルペダル反力発生装置４０および操舵反力発生装置５０において、それぞれ振動的な反力、すなわち周期的に大きさが変化する反力を発生することにより、アクセルペダル４１およびステアリングホイール５１からそれぞれ振動を発生させる。
【００９２】
まず、アクセルペダル４１に発生させる振動の周波数の算出方法について説明する。
ここでは、例として、上述した第４の実施の形態において算出した設定上限速度Ｖｓに基づく前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ２＿Ｘを用いて、振動周波数FREQ_AP_1、FREQ_AP_2をそれぞれ算出する。図２５に、運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘと振動周波数FREQ_AP_1との関係を示す。図２５に示すように、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘが大きくなるほど、振動周波数FREQ_AP_1が初期値FREQ0から徐々に大きくなる。
【００９３】
走行規則に起因する前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘ＝０のときは、振動周波数FREQ_AP_2＝０とし、前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘ＝１のときは、振動周波数FREQ_AP_2＝FREQ1とする。所定値FREQ1は、図２５に従って算出する振動周波数FREQ_AP_1がとり得る上限の値よりも高い周波数値として設定される。そして、運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘに基づく振動周波数FREQ1と、走行規則に起因する前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘに基づく振動周波数FREQ2とを比較し、周波数が高い方の値を、周波数指令値FREQ_APとして選択する。
【００９４】
次に、ステアリングホイール５１に発生させる振動の周波数の算出方法について説明する。
ここでは、例として、上述した第１の実施の形態において算出した左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙ，Ｒ２＿Ｙを用いて、振動周波数FREQ_ST_1、FREQ_ST_2をそれぞれ算出する。図２６に、運動エネルギに起因する左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙと振動周波数FREQ_ST_1との関係を示す。図２６に示すように、左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙが所定値R1_Y0を超えて大きくなるほど、振動周波数FREQ_ST_1が徐々に大きくなる。
【００９５】
走行規則に起因する左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙ＝０のときは、振動周波数FREQ_ST_2＝０とし、左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙ＝１または−１のときは、振動周波数FREQ_ST_2＝FREQ2とする。所定値FREQ2は、図２６に従って算出する振動周波数FREQ_ST_1がとり得る上限の値よりも高い周波数値として設定される。
【００９６】
前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ２＿Ｘに基づいて算出した振動的反力、すなわち周波数指令値FREQ_APは、アクセルペダル反力発生装置４０へ出力される。アクセルペダル反力発生装置４０は周波数指令値FREQ_APに従ってサーボモータを制御し、アクセルペダル４１には、図２７に示すようにベース反力特性に周期的に増減する付加反力が加算された操作反力が発生する。
【００９７】
左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙ，Ｒ２＿Ｙに基づいて算出した振動周波数FREQ_ST_1、FREQ_ST_2は、操舵反力発生装置５０へ出力される。振動周波数FREQ_ST_1、FREQ_ST_2の出力方法を、図２８のフローチャートを用いて説明する。
【００９８】
ステップＳ１７７１では、走行規則に起因する左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙ＝１であるか否かを判定する。Ｒ２＿Ｙ＝１で、右折先の道路が進入禁止路の場合は、ステップＳ１７７２へ進み、操舵角δから右方向に操舵されているか否かを判定する。操舵方向が右方向である場合は、ステップＳ１７７３へ進み、走行規則に起因する左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙに応じて算出した振動周波数FREQ_ST_2を操舵反力発生装置５０へ出力する。操舵反力発生装置５０は、振動周波数FREQ_ST_2の振動を発生するようにサーボモータを制御し、ステアリングホイール５１には周期的に増減する操舵反力が発生する。
【００９９】
ステップＳ１７７１が否定判定されるとステップＳ１７７４へ進み、左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙ＝−１であるか否かを判定する。Ｒ２＿Ｙ＝−１で、左折先の道路が進入禁止路の場合は、ステップＳ１７７５へ進み、操舵角δから左方向に操舵されているか否かを判定する。操舵方向が左方向である場合は、ステップＳ１７７３へ進み、走行規則に起因する左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙに応じて算出した振動周波数FREQ_ST_2を操舵反力発生装置５０へ出力する。
【０１００】
ステップＳ１７７２，Ｓ１７７４、またはＳ１７７５が否定判定され、走行規則に起因する左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙに応じた振動を発生しない場合は、ステップＳ１７７６へ進む。ステップＳ１７７６では、運動エネルギに起因する左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙに応じた振動周波数FREQ_ST_1＝０であるか否かを判定する。FREQ_ST_1＝０の場合は、ステップＳ１７７７へ進み、ステアリングホイール５１からの振動発生は行わない。
【０１０１】
ステップＳ１７７６が否定判定されるとステップＳ１７７８へ進み、例えば操舵角δに基づき、運転者によってステアリングホイール５１の切り増し操作が行われたか否かを判定する。運転者によってさらに切り増し操作が行われた場合には、ステップＳ１７７９へ進み、運動エネルギに起因する左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙに応じた振動周波数FREQ_ST_1を操舵反力発生装置５０へ出力する。操舵反力発生装置５０は、振動周波数FREQ_ST_1の振動を発生するようにサーボモータを制御し、ステアリングホイール５１には周期的に増減する操舵反力が発生する。
【０１０２】
このように以上説明した第７の実施の形態によると、上述した第１から第６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）車両用運転操作補助装置１は、リスクポテンシャルＲ１，Ｒ２を、運転操作装置に発生する異なる周波数の振動により運転者に伝達する。異なる周波数の振動を用いることにより、異なるリスク要因に起因するリスクポテンシャルＲ１，Ｒ２を単一の運転操作装置から別々に区別して運転者に伝達することができる。
（２）走行規則に起因するリスクポテンシャルＲ２を伝達する際の振動周波数FREQ_AP_2を、運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１を伝達する際の振動周波数FREQ_AP_1よりも高く設定する。これにより、走行規則に従わない走行を行った場合に、その情報を運転者に明確に知覚させることができる。
【０１０３】
−第７の実施の形態の変形例−
ここでは、運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘをアクセルペダル４１に発生する操作反力によって伝達するとともに、走行規則に起因する前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘをアクセルペダル４１の振動により伝達する。
【０１０４】
具体的には、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘに基づいて、図５のマップに従って反力制御量F_AP_1を算出し、反力制御量F_AP_1を反力指令値Ｆ＿ＡＰとしてアクセルペダル反力発生装置４０へ出力する。そして、前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘ＝０のときに振動周波数FREQ_AP_2＝０とし、Ｒ２＿Ｘ＝１のときに振動周波数FREQ_AP_2＝FREQ1として、算出した振動周波数FREQ_AP_2をアクセルペダル反力発生装置４０へ出力する。
【０１０５】
第７の実施の形態の変形例における前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ２＿Ｘの作用を図２９（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。図２９（ａ）〜（ｃ）は、それぞれアクセルペダル踏み込み量、自車速Ｖ１、およびアクセルペダル反力指令値Ｆ＿ＡＰの時間変化を示す。アクセルペダル４１を略一定に踏み込んで自車速Ｖ１が徐々に増加していく場合、自車両の運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘが徐々に増加し、アクセルペダル反力指令値Ｆ＿ＡＰ（＝F_AP_1）が徐々に増加する。
【０１０６】
時間ｔ１で自車速Ｖ１が設定上限速度Ｖｓを超えると、自車両の走行規則に起因する前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘに応じた振動周波数FREQ_AP_2で、アクセルペダル４１に振動が発生する。これにより、運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘに応じた操作反力が発生しているアクセルペダル４１に、さらに振動が発生することになる。振動の発生により、走行規則に起因するリスクが増大したこと、具体的には自車速Ｖ１が設定上限速度Ｖｓを超えたことを運転者に明確に知覚させることができる。
【０１０７】
このように、リスクポテンシャルＲ１に応じた連続的な操作反力を発生するとともに、走行規則に従わない走行が行われた場合には振動を発生させる。すなわち、異なるリスク要因に起因する異なるリスクポテンシャルＲ１，Ｒ２を、単一の運転操作装置を用いて異なる手法により伝達するので、異なるリスクポテンシャルＲ１，Ｒ２を別々に区別して運転者に分かりやすく伝達することが可能となる。
【０１０８】
《第８の実施の形態》
本発明の第８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８の実施の形態における車両用運転操作補助装置の基本構成は、図１に示した第１の実施の形態と同様である。ここでは、第１の実施の形態との相違点を主に説明する。
【０１０９】
第８の実施の形態においては、走行規則に起因するリスクポテンシャルＲ２＿Ｘ，Ｒ２＿Ｙに応じて不連続的に変化する付加反力を付加した状態で、運転者がさらにアクセルペダル４１の踏み込み操作、またはステアリングホイール５１の切り増し操作を行った場合に、不連続的な付加反力の出力を停止する。すなわち、運転者によるアクセルペダル踏み込み操作もしくはステアリングホイール切り増し操作によって、走行規則に起因するリスクポテンシャルＲ２＿Ｘ，Ｒ２＿Ｙの伝達制御がオーバーライドする。なお、リスクポテンシャルＲ２＿Ｘ，Ｒ２＿Ｙの伝達制御を停止させるような運転者のアクセルペダル４１の踏み込み操作およびステアリングホイール５１の切り増し操作を、オーバーライド操作と呼ぶ。
【０１１０】
以下に、第８の実施の形態による車両用運転操作補助装置の動作を、図３０を用いて詳細に説明する。図３０は、反力演算装置３０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。ステップＳ８１０〜Ｓ８４０での処理は、図２に示したフローチャートのステップＳ１１０〜Ｓ１４０での処理と同様であるので説明を省略する。
【０１１１】
ステップＳ８４５では、運転者によるオーバーライド操作が行われたかを判断する。ここでの処理を、図３１および図３２のフローチャートに従って説明する。まず、図３１に従って、アクセルペダル４１の操作に関するオーバーライド操作を判断する。
【０１１２】
ステップＳ８４０１で、走行規則に起因する前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘ＝０であるか否かを判定する。Ｒ２＿Ｘ＝０の場合はこの処理を終了する。Ｒ２＿Ｘ＝１の場合は、ステップＳ８４０２へ進み、アクセルペダル４１が踏増し操作されているか否かを判定する。例えば、アクセルペダルストロークセンサ（不図示）によって検出されるアクセルペダル踏み込み量が所定量以上増加すると、アクセルペダル４１が踏増し操作されていると判定する。
【０１１３】
アクセルペダル４１が踏増し操作されている場合は、ステップＳ８４０３へ進み、前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘに応じたアクセルペダル操作反力の停止を判定する。具体的には、ステップＳ８５０において前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘに基づく反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿２を算出する際に、Ｆ＿ＡＰ＿２＝０とする。ステップＳ８４０２で踏増し操作なしと判定されると、オーバーライド操作なしと判断してこの処理を終了する。
【０１１４】
つぎに、図３２に従って、ステアリングホイール５１の操作に関するオーバーライド操作を判断する。
ステップＳ８４１１で、走行規則に起因する左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙ＝０であるか否かを判定する。Ｒ２＿Ｙ＝０の場合はこの処理を終了する。Ｒ２＿Ｙ＝１の場合は、ステップＳ８４１２へ進み、ステアリングホイール５１が切り増し操作されているか否かを判定する。舵角センサ１２によって検出される操舵角δが切り増し方向に所定量以上増加すると、ステアリングホイール５１が切り増し操作されていると判定する。
【０１１５】
ステアリングホイール５１が切り増し操作されている場合は、ステップＳ８４１３へ進み、左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙに応じた操舵反力の停止を判定する。具体的には、ステップＳ８６０において左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙに基づくトルク制御量Ｔ＿ＳＴ＿２を算出する際に、Ｔ＿ＳＴ＿２＝０とする。ステップＳ８４１２で切り増し操作なしと判定されると、オーバーライド操作なしと判断してこの処理を終了する。
【０１１６】
ステップＳ８５０では、運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘと走行規則に起因する前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘに基づいて、アクセルペダル反力指令値Ｆ＿ＡＰを算出する。なお、ステップＳ８４５のオーバーライド操作判断結果に基づき、オーバーライド操作ありと判断された場合には、走行規則に起因するリスクポテンシャルＲ２＿Ｘに基づく反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿２を算出しない（Ｆ＿ＡＰ＿２＝０）。
【０１１７】
ステップＳ８６０では、運動エネルギに起因する左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙと走行規則に起因する左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙに基づいて、トルク指令値Ｔ＿ＳＴを算出する。なお、ステップＳ８４５のオーバーライド操作判断結果に基づき、オーバーライド操作ありと判断された場合には、走行規則に起因するリスクポテンシャルＲ２＿Ｙに基づくトルク制御量Ｔ＿ＳＴ＿２を算出しない（Ｔ＿ＳＴ＿２＝０）。
【０１１８】
ステップＳ８７０では、ステップＳ８５０で算出したアクセルペダル反力指令値Ｆ＿ＡＰをアクセルペダル反力発生装置４０へ出力するとともに、ステップＳ８６０で算出したトルク指令値Ｔ＿ＳＴを操舵反力発生装置５０へ出力する。これにより、今回の処理を終了する。
【０１１９】
このように以上説明した第８の実施の形態によると、上述した第１から第７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。
車両用運転操作補助装置１は、さらに、運転操作装置の操作状態を検出し、走行規則に起因するリスクポテンシャルＲ２を伝達する操作反力が発生している場合に、運転操作装置がさらに操作されると、リスクポテンシャルＲ２を伝達する操作反力の発生を停止する。具体的には、アクセルペダル４１にリスクポテンシャルＲ２＿Ｘに応じた付加反力が発生しているときに、アクセルペダル４１が踏増し操作された場合、またはステアリングホイール５１にリスクポテンシャルＲ２＿Ｙに応じた付加反力が発生しているときに、ステアリングホイール５１が切り増し操作された場合に、付加反力の発生を停止する。これにより、運転者が自らの意思で踏増し操作または切り増し操作を行った場合は、運転者の運転意図を尊重し、わずらわしさを低減した制御を行うことができる。
【０１２０】
なお、走行規則に起因するリスクポテンシャルＲ２を振動を用いて伝達するシステムにも、オーバーライド操作ありと判断された場合に、リスクポテンシャルＲ２に応じた振動の発生を停止するように構成することが可能である。
【０１２１】
上述した第１から第８の実施の形態においては、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ２＿Ｘに基づいてアクセルペダル操作反力を制御するとともに、左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙ，Ｒ２＿Ｙに基づいて操舵反力を制御した。ただし、これには限定されず、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ２＿Ｘに基づいてアクセルペダル操作反力のみを制御するシステム、または左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙ，Ｒ２＿Ｙに基づいて操舵反力のみを制御するシステムを構成することもできる。なお、第２又は第３の実施の形態と、第４または第５の実施の形態とを組み合わせることもできる。
【０１２２】
上述した第１から第８の実施の形態では、走行規則に起因するリスクポテンシャルＲ２を、推奨車速の超過、設定上限速度Ｖｓの超過、および進入禁止路への進入操舵等から決定した。ただし、これらには限定されず、例えば自車両前方に設置された信号機が赤信号であるか否か、あるいは自車両前方に一時停止交差点が存在するか否か等に基づいて、走行規則に起因するリスクポテンシャルＲ２を決定することもできる。この場合は、赤信号である場合、または一時停止交差点がある場合に、前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘ＝１とし、アクセルペダル４１に不連続的に増加する付加反力を付加する。
【０１２３】
上述した第１から第８の実施の形態においては、運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ１＿Ｙを、自車両の車速Ｖ１および横加速度ａｙからそれぞれ算出した。車速Ｖ１または横加速度ａｙに加えて、車重を加味してリスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ１＿Ｙを算出することも可能である。すなわち、リスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ１＿Ｙは、自車両の前後方向および左右方向の運動エネルギに起因するリスクポテンシャルを的確に算出できれば、その算出方法は上述したものには限定されない。
【０１２４】
自車速Ｖ１と前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘとの関係、および横加速度ａｙと左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙとの関係は、図３，４に示すものには限定されず、自車速Ｖ１または横加速度ａｙが大きくなるほどリスクポテンシャルＲ１＿Ｘ、Ｒ１＿Ｙが大きくなるように設定された別のマップを用いることもできる。また、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘと反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿１との関係、および左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙとトルク制御量Ｔ＿ＳＴ＿１の関係も、図５，６に示すものには限定されない。
【０１２５】
以上説明した第１から第８の実施の形態において、車両状態計測装置１０および規則情報取得装置２０はリスク要因検出手段として機能し、反力演算装置３０は第１リスクポテンシャル算出手段、第２リスクポテンシャル算出手段および伝達制御手段として機能し、アクセルペダル反力発生装置４０および操舵反力発生装置１２はリスク伝達手段として機能することができる。また、路面状態センサ６０および視界状態検出装置７０は状態検出手段として機能し、アクセルペダル４１、ステアリングホイール５１および反力演算装置３０は操作速度検出手段および操作状態検出手段として機能することができる。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】
【０１２６】
【図１】本発明の第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置のシステム図。
【図２】第１の実施の形態による車両用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。
【図３】自車速と運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルとの関係を示す図。
【図４】横加速度と運動エネルギに起因する左右方向リスクポテンシャルとの関係を示す図。
【図５】運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルと反力制御量との関係を示す図。
【図６】運動エネルギに起因する左右方向リスクポテンシャルとトルク制御量との関係を示す図。
【図７】アクセルペダルに発生する操作反力を説明する図。
【図８】トルク指令値の出力処理手順を示すフローチャート。
【図９】（ａ）（ｂ）（ｃ）アクセルペダル踏み込み量、自車速およびアクセルペダル反力指令値の時間変化の一例をそれぞれ示す図。
【図１０】第２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１１】第２の実施の形態による車両用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。
【図１２】自車速と運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルとの関係を示す図。
【図１３】横加速度と運動エネルギに起因する左右方向リスクポテンシャルとの関係を示す図。
【図１４】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。
【図１５】第３の実施の形態による車両用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。
【図１６】前照灯点灯状態とワイパー作動状態に基づく視界状態の判定方法を説明する図。
【図１７】自車速と運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルとの関係を示す図。
【図１８】横加速度と運動エネルギに起因する左右方向リスクポテンシャルとの関係を示す図。
【図１９】第４の実施の形態における自車速と運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルとの関係を示す図。
【図２０】第４の実施の形態の変形例における自車速と運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルとの関係を示す図。
【図２１】第５の実施の形態における自車速と運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルとの関係を示す図。
【図２２】第５の実施の形態の変形例における自車速と運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルとの関係を示す図。
【図２３】第６の実施の形態における反力制御量算出処理の処理手順を示すフローチャート。
【図２４】アクセルペダル踏み込み速度と反力制御量との関係を示す図。
【図２５】第７の実施の形態における運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルと振動周波数との関係を示す図。
【図２６】運動エネルギに起因する左右方向リスクポテンシャルと振動周波数との関係を示す図。
【図２７】アクセルペダルに発生する操作反力の時間変化の一例を示す図。
【図２８】操舵反力発生装置への振動周波数出力処理の処理手順を示すフローチャート。
【図２９】（ａ）（ｂ）（ｃ）第７の実施の形態の変形例におけるアクセルペダル踏み込み量、自車速およびアクセルペダル操作反力の時間変化の一例をそれぞれ示す図。
【図３０】第８の実施の形態による車両用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。
【図３１】アクセルペダル操作に関するオーバーライド操作判断処理の処理手順を示すフローチャート。
【図３２】ステアリングホイール操作に関するオーバーライド操作判断処理の処理手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１２７】
１０：車両状態計測装置、２０：規則情報取得装置、３０：反力演算装置、４０：アクセルペダル反力発生装置、５０：操舵反力発生装置、６０：路面状態センサ、７０：視界状態検出装置
【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、自車両周囲の様々な障害物を検出し、自車両がこれらの障害物へ接近する頻度を低下させるように運転者への情報提供を行う（特許文献１参照）。この公報に記載の車両用運転操作補助装置は、自車両の車両状態および車両周囲の走行環境に基づいて、アクセルペダル操作反力や操舵反力を連続的に変化させる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−６３４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した公報に記載の装置は、アクセルペダル操作反力や操舵反力の変化により、自車両周囲の様々なリスクを運転者に知覚させることが可能である。ただし、自車両に対するリスクの要因は多岐にわたり、運転者にとっては複数のリスク要因をアクセルペダル操作反力や操舵反力から別々に理解することは困難である。
【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、自車両自体に関する複数のリスク要因を検出するリスク要因検出手段と、複数のリスク要因のうち、第１のリスク要因に起因する第１のリスクポテンシャルを算出する第１リスクポテンシャル算出手段と、複数のリスク要因のうち、第１のリスク要因とは異なる第２のリスク要因に起因する第２のリスクポテンシャルを算出する第２リスクポテンシャル算出手段と、第１リスクポテンシャル算出手段で算出された第１のリスクポテンシャルと、第２リスクポテンシャル算出手段で算出された第２のリスクポテンシャルを、単一のリスク伝達手段を用いて区別して運転者に伝達する伝達制御手段とを備える。
本発明による車両用運転操作補助方法は、自車両自体に関する複数のリスク要因を検出し、複数のリスク要因のうち、第１のリスク要因に起因する第１のリスクポテンシャルを算出し、複数のリスク要因のうち、第１のリスク要因とは異なる第２のリスク要因に起因する第２のリスクポテンシャルを算出し、第１のリスクポテンシャルと第２のリスクポテンシャルを、単一のリスク伝達手段を用いて区別して運転者に伝達する。
本発明による車両は、自車両自体に関する複数のリスク要因を検出するリスク要因検出手段と、複数のリスク要因のうち、第１のリスク要因に起因する第１のリスクポテンシャルを算出する第１リスクポテンシャル算出手段と、複数のリスク要因のうち、第１のリスク要因とは異なる第２のリスク要因に起因する第２のリスクポテンシャルを算出する第２リスクポテンシャル算出手段と、第１リスクポテンシャル算出手段で算出された第１のリスクポテンシャルと、第２リスクポテンシャル算出手段で算出された第２のリスクポテンシャルを、単一のリスク伝達手段を用いて区別して運転者に伝達する伝達制御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、自車両自体に関する複数のリスク要因に起因する異なるリスクポテンシャルを、別々に運転者に分かりやすく伝えることが出来る。
【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る。
【０００８】
まず、車両用運転操作補助装置１の構成を説明する。車両用運転操作補助装置１は、車両状態計測装置１０，規則情報取得装置２０、反力演算装置３０、アクセルペダル反力発生装置４０、および操舵反力発生５０等を備えている。
【０００９】
車両状態計測装置１０は、自車両の車両状態を検出する手段であり、車速センサ１１と舵角センサ１２等を備えている。車速センサ１１は、車輪の回転数や変速機の出力側の回転数を計測することにより自車両の車速を検出する。舵角センサ１２は、例えばステアリングコラムもしくはステアリングホイール５１付近に取り付けられた角度センサであり、ステアリングシャフトの回転からドライバの転舵による操舵角を検出する。なお、車両状態計測装置１０は、さらに自車両のヨーレート、横加速度、および前後加速度をそれぞれ検出するセンサを備えている。
【００１０】
規則情報取得装置２０は、車両が道路を走行する際に従うべき走行規則に関する情報を取得する手段であり、例えばナビゲーションシステムを備えている。ナビゲーションシステムは地図情報と関連付けた推奨速度データベースを備えている。ここで、推奨速度は、自車両が走行する道路の制限速度に基づいて、自車両がその速度を超えないように走行することが推奨される速度として設定される。規則情報取得装置２０は、ナビゲーションシステムから自車両の走行位置に応じた推奨速度の情報、および進入禁止路の情報等を取得する。
【００１１】
反力演算装置３０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。具体的には、反力演算装置３０は、車両状態計測装置１０から入力される自車両の車両状態に関する情報に基づいて、車両状態に関する自車両のリスクポテンシャルＲ１を算出するとともに、規則情報取得装置２０から入力される走行規則に関する情報に基づいて、走行規則に関する自車両のリスクポテンシャルＲ２を算出する。そして、リスクポテンシャルＲ１，Ｒ２に基づいてアクセルペダル４１に付加的に発生させる反力、およびステアリングホイール５１に付加的に発生させる反力をそれぞれ算出する。
【００１２】
アクセルペダル反力発生装置４０は、反力演算装置３０からの指令値に応じてアクセルペダル４１に付加的に操作反力を発生させる。アクセルペダル反力発生装置４０は、例えばアクセルペダル４１のリンク機構に組み込まれたサーボモータ（不図示）を備え、反力指令値に応じてサーボモータで発生させるトルクを制御する。サーボモータは、操作反力を発生させる反力アクチュエータであり、運転者がアクセルペダル４１を操作する際に発生する操作反力（踏力）を任意に制御することができる。なお、アクセルペダル反力発生装置４０による反力制御を行わない場合のベース反力特性（図７参照）は、例えばリターンスプリング（不図示）のバネ力により、アクセルペダル４１の踏み込み量が大きくなるほど大きな反力が発生するように設定されている。
【００１３】
操舵反力発生装置５０は、車両の操舵系に組み込まれ、反力演算装置３０からの指令値に応じてステアリングホイール５１に付加的に操舵反力を発生させる。操舵反力発生装置５０は、例えばサーボモータ（不図示）を備え、指令値に応じてサーボモータで発生させるトルクを制御する。サーボモータは、トルク制御により、運転者がステアリングホイール５１を操作する際に発生する操舵反力を任意に制御することができる。
【００１４】
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。
車両の走行中には自車両周囲に存在する障害物との接近度合等、様々なリスクが発生するが、リスクを発生する要因のうち、自車両周囲の障害物とは関係なく、自車両自体に関するリスク要因としては、自車両の運動エネルギによるもの、および走行規則によるものが挙げられる。例えば車速が増大して運動エネルギが増大すると、車両停止に時間がかかり不慮の状況に遭遇した場合の影響が大きくなる。したがって、運動エネルギおよび運動エネルギを構成する物理量は自車両に起因するリスク要因であるといえる。また、走行規則は一般的に人為的に設定されたものであるが、走行規則に従わずに走行すると不慮の状況に遭遇する可能性が高くなるため、走行規則も自車両に起因するリスク要因であるといえる。
【００１５】
そこで、反力演算装置３０は、運動エネルギに起因する自車両のリスクポテンシャルＲ１と走行規則に起因する自車両のリスクポテンシャルＲ２をそれぞれ算出する。リスクポテンシャルＲ１，Ｒ２は、それぞれ自車両の潜在的なリスクの大きさを物理量として表すために設定された値であり、潜在的なリスクが大きいほど大きな値を示す。リスクポテンシャルＲ１，Ｒ２に基づいてアクセルペダル４１およびステアリングホイール５１にそれぞれ付加的に操作反力を発生させることにより、リスクポテンシャルＲ１，Ｒ２を運転者に伝達する。
【００１６】
ただし、リスクポテンシャルＲ１，Ｒ２のリスク要因は異なるので、リスクポテンシャルＲ１を伝達する場合と、リスクポテンシャルＲ２を伝達する場合で反力の発生方法を変更する。これにより、異なる要因によるリスクが発生していることを操作反力もしくは操舵反力を介して運転者が容易に理解できるようにする。
【００１７】
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２を用いて詳細に説明する。図２は、反力演算装置３０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。
【００１８】
ステップＳ１１０で、車両状態計測装置１０において車両状態を表す物理量である自車速Ｖ１，操舵角δ、ヨーレートθ、横加速度ａｙ、および前後加速度ａｘを取得する。ステップＳ１２０で、規則情報取得装置２０において自車両が走行中の道路の推奨速度に関する情報と、進入禁止路に関する情報を取得する。具体的には、ナビゲーションシステムにおいて自車両の現在位置の座標（緯度、経度）を検出し、地図情報に基づいて自車両が走行中の道路を特定する。そして自車両が走行中の道路について、推奨速度を含む道路情報（道路属性）を取得する。さらに、自車両の進行方向前方に存在する分岐道路に関する情報（進入禁止路に関する情報を含む）を取得する。
【００１９】
ステップＳ１３０では、ステップＳ１１０で取得した自車両の車両状態に関する情報に基づいて、自車両の運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１を算出する。ここでは、自車両の前後方向運動に関する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘと、左右方向運動に関する左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙをそれぞれ算出する。
【００２０】
前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘは、例えば自車速Ｖ１に基づいて算出する。図３に、自車速Ｖ１と前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘとの関係を示す。前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘは、自車速Ｖ１が速くなるほど、すなわち前後方向の運動エネルギが増大するほど、指数関数的に大きくなる。左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙは、例えば自車両の横加速度ａｙに基づいて算出する。図４に、横加速度ａｙと左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙとの関係を示す。左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙは、横加速度ａｙが大きくなるほど、すなわち左右方向の運動エネルギが増大するほど、指数関数的に大きくなる。なお、横加速度ａｙは、右方向の横加速度の場合に正の値、左方向の横加速度の場合に負の値で表されるが、左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙの算出時には横加速度ａｙの絶対値を用いる。
【００２１】
ステップＳ１４０では、ステップＳ１２０で取得した推奨速度情報と進入禁止路情報に基づいて、自車両の走行規則に起因するリスクポテンシャルＲ２を算出する。ここでは、推奨速度情報に基づく前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘと、進入禁止路情報に基づく左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙをそれぞれ算出する。前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘは、自車速Ｖ１が推奨速度を超えた場合に車両前後方向のリスクが大きいと判断してＲ２＿Ｘ＝１とし、自車速Ｖ１が推奨速度以下の場合にリスクが小さいと判断してＲ２＿Ｘ＝０とする。
【００２２】
左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙは、自車両の進行方向にある道路が進入禁止路であるか否かに基づいて算出する。そこで、まず、ステップＳ１１０で取得した操舵角δから自車両が右左折しようとしているかを判断する。自車両が右折しようとしているときに、右折先の道路が進入禁止路の場合は、右方向のリスクが大きいと判断して、Ｒ２＿Ｙ＝１とする。一方、自車両が左折しようとしているときに、左折先の道路が進入禁止路の場合は、左方向のリスクが大きいと判断して、Ｒ２＿Ｙ＝−１とする。これら以外の場合、例えば右左折先の道路が進入禁止路ではない場合、または自車両が直進する場合では、リスクが低いと判断してＲ２＿Ｙ＝０とする。
【００２３】
ステップＳ１５０では、ステップＳ１３０およびステップＳ１４０で算出した前後方向のリスクポテンシャルＲ１＿Ｘ、Ｒ２＿Ｘに基づいて、アクセルペダル４１に付加する操作反力の指令値Ｆ＿ＡＰを算出する。まず、自車両の運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘに基づいて反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿１を算出する。図５に示すように、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘが大きくなるほど反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿１が大きくなるように設定する。
【００２４】
次に、自車両の走行規則に起因する前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘに基づいて反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿２を算出する。前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘ＝０のとき、すなわち自車速Ｖ１が推奨速度以下の場合は、反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿２＝０とする。前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘ＝１のとき、すなわち自車速Ｖ１が推奨速度を超える場合は、反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿２＝Ｆ１とする。なお、所定値Ｆ１は、操作反力にＦ１を付加することによって運転者が反力変化を明確に知覚できる程度の値を設定しておく。
【００２５】
アクセルペダル反力指令値Ｆ＿ＡＰは、反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿１、Ｆ＿ＡＰ＿２に基づいて以下の（式１）から算出する。
Ｆ＿ＡＰ＝Ｆ＿ＡＰ＿１＋Ｆ＿ＡＰ＿２ ・・・（式１）
【００２６】
ステップＳ１６０では、ステップＳ１３０およびステップＳ１４０で算出した左右方向のリスクポテンシャルＲ１＿Ｙ、Ｒ２＿Ｙに基づいて、ステアリングホイール５１に付加するトルクの指令値Ｔ＿ＳＴを算出する。まず、自車両の運動エネルギに起因する左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙに基づいてトルク制御量Ｔ＿ＳＴ＿１を算出する。図６に、左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙとトルク制御量Ｔ＿ＳＴ＿１との関係を示す。操舵角δから自車両が右旋回中であるか左旋回中であるかを検出し、右旋回中の場合は左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙが大きくなるほど、トルク制御量Ｔ＿ＳＴ＿１が正方向に大きくなる。左旋回中は左右方向のリスクポテンシャルＲ１＿Ｙが大きくなるほど、トルク制御量Ｔ＿ＳＴ＿１が負方向に大きくなる。
【００２７】
次に、自車両の走行規則に起因する左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙに基づいてトルク制御量Ｔ＿ＳＴ＿２を算出する。左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙ＝０のときは、トルク制御量Ｔ＿ＳＴ＿２＝０とする。左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙ＝１のとき、すなわち右折先の道路が進入禁止路は、トルク制御量Ｔ＿ＳＴ＿２＝Ｔ１とする。また、左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙ＝−１のとき、すなわち左折先の道路が進入禁止路の場合は、トルク制御量Ｔ＿ＳＴ＿２＝−Ｔ１とする。なお、所定値Ｔ１，−Ｔ１は、操舵トルクにＴ１もしくは−Ｔ１を付加することによって運転者が反力変化を明確に知覚できる程度の値を設定しておく。
【００２８】
トルク指令値Ｔ＿ＳＴは、トルク制御量Ｔ＿ＳＴ＿１、Ｔ＿ＳＴ＿２に基づいて以下の（式２）から算出する。
Ｔ＿ＳＴ＝Ｔ＿ＳＴ＿１＋Ｔ＿ＳＴ＿２ ・・・（式２）
なお、トルク指令値Ｔ＿ＳＴが正の値の場合は、ステアリングホイール５１を左に戻す方向の操舵反力が発生し、負の値の場合は、右に戻す方向の操舵反力が発生することを表す。
【００２９】
つづくステップＳ１７０では、ステップＳ１５０で算出したアクセルペダル反力指令値Ｆ＿ＡＰと、ステップＳ１７０で算出したトルク指令値Ｔ＿ＳＴを、それぞれアクセルペダル反力発生装置４０および操舵反力発生装置５０に出力する。アクセルペダル反力発生装置４０は、反力演算装置３０から入力された反力指令値Ｆ＿ＡＰに従ってサーボモータを制御し、運転者がアクセルペダル４１を操作するときに発生する操作反力を制御する。これにより、図７に示すように、アクセルペダル踏み込み量に応じたベース反力特性に反力指令値Ｆ＿ＡＰを加算した値が、アクセルペダル操作反力として発生する。
【００３０】
操舵反力発生装置５０は、反力演算装置３０から入力されたトルク指令値Ｔ＿ＳＴに従ってサーボモータを制御し、運転者がステアリングホイール５１を操舵するときに発生する操舵反力を制御する。反力演算装置３０が操舵反力発生装置５０にトルク指令値Ｔ＿ＳＴを出力する際の処理手順を、図８のフローチャートを用いて説明する。
【００３１】
ステップＳ１７０１で、操舵角δから自車両が右旋回中であるか否かを判定する。右旋回中である場合はステップＳ１７０２へ進み、運転者による操舵操作が右方向への切り増し操作であるか否かを判定する。右方向への切り増し操作の場合は、ステップＳ１７０３へ進み、ステップＳ１６０で算出したトルク指令値Ｔ＿ＳＴが正の値であるか否かを判定する。Ｔ＿ＳＴ＞０の場合は、ステップＳ１７０４へ進んでトルク指令値Ｔ＿ＳＴを操舵反力発生装置５０へ出力する。
【００３２】
これにより、自車両が右旋回中に運転者が右方向への切り増し操作を行った場合に、ステアリングホイール５１を左に戻す方向に操舵反力が付加される。さらに、右折先の道路が進入禁止路の場合は、ステアリングホイール５１を左に戻す方向に不連続に操舵反力が増大する。
【００３３】
ステップＳ１７０１が否定判定されるとステップＳ１７０５へ進み、運転者による操舵操作が左方向への切り増し操作であるか否かを判定する。自車両が左旋回中に左方向へ切り増し操作が行われている場合は、ステップＳ１７０６へ進む。ステップＳ１７０６では、トルク指令値Ｔ＿ＳＴが負の値であるか否かを判定する。Ｔ＿ＳＴ＜０の場合は、ステップＳ１７０７へ進んでトルク指令値Ｔ＿ＳＴを操舵反力発生装置５０へ出力する。
【００３４】
これにより、自車両が左旋回中に運転者が左方向への切り増し操作を行った場合に、ステアリングホイール５１を右に戻す方向に操舵反力が付加される。さらに、左折先の道路が進入禁止路の場合は、ステアリングホイール５１を右に戻す方向に不連続に操舵反力が増大する。
【００３５】
ステップＳ１７０２、Ｓ１７０３，Ｓ１７０５，またはＳ１７０６が否定判定された場合は、ステップＳ１７０８へ進み、トルク指令値Ｔ＿ＳＴを０に補正して出力する。これにより、例えば自車両が直進中、または切り増し操作を行っていない場合等は、左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙ，Ｒ２＿Ｙに応じた操舵反力は発生しない。これにより、今回の処理を終了する。
【００３６】
以下に、第１の実施の形態の作用を図９（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。ここでは、例として、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ２＿Ｘに基づいてアクセルペダル４１に発生する操作反力を制御する場合の作用を説明する。図９（ａ）〜（ｃ）は、それぞれアクセルペダル踏み込み量、自車速Ｖ１、およびアクセルペダル反力指令値Ｆ＿ＡＰの時間変化を示す。アクセルペダル４１を略一定に踏み込んで自車速Ｖ１が徐々に増加していく場合、自車両の運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘが徐々に増加し、アクセルペダル反力指令値Ｆ＿ＡＰが徐々に増加する。このときのアクセルペダル反力指令値Ｆ＿ＡＰは、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘに応じた反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿１に等しい。
【００３７】
時間ｔ１で自車速Ｖ１が推奨速度を超えると、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘに応じた反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿１に、自車両の走行規則に起因する前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘに応じた反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿２が加算された反力指令値Ｆ＿ＡＰが発生する。これにより、アクセルペダル操作反力が不連続的に増加し、走行規則に起因するリスクが増大したこと、具体的には自車速Ｖ１が推奨速度を超えたことを操作反力の瞬時的な増加から運転者に明確に知覚させることができる。
【００３８】
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、自車両自体に関する複数のリスク要因を検出し、複数のリスク要因から、あるリスク要因に起因するリスクポテンシャルＲ１（第１のリスクポテンシャル）と、別のリスク要因に起因するリスクポテンシャルＲ２（第２のリスクポテンシャル）を算出する。そして、リスクポテンシャルＲ１，Ｒ２を、単一の伝達手段を用いてそれぞれ区別して運転者に伝達する。なお、自車両自体に関する複数のリスク要因とは、自車両周囲に存在する障害物等、自車両周囲に存在するリスク要因とは異なり、自車両が走行する際に自車両自体の車両状態や走行状態等を原因とした潜在的なリスクを発生するものである。これにより、自車両自体を要因として発生する複数の異なるリスクを、別々に運転者に伝達することが可能となる。
（２）車両用運転操作補助装置１は、複数のリスク要因として、少なくとも自車速Ｖ１または横加速度ａｘ、および自車両の走行に関する走行規則を検出する。そして、自車速Ｖ１または横加速度ａｘに基づいて運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１を算出するとともに、走行規則に起因するリスクポテンシャルＲ２を算出する。リスクポテンシャルＲ１は、運転操作装置に発生する連続的な操作反力を介して運転者に伝達し、リスクポテンシャルＲ２は、運転操作装置に発生する不連続に変化する操作反力を介して運転者に伝達する。なお、リスク伝達手段として用いる運転操作装置は、運転者が自車両を運転操作するための装置であり、ここでは、アクセルペダル４１およびステアリングホイール５１を用いている。運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１が増大すると、不慮の状況に遭遇した場合の被害が増大するため、操作反力を介して連続的に伝達することにより効果的なリスクポテンシャルの報知を行うことができる。不連続に変化する操作反力を用いて走行規則に起因するリスクポテンシャルＲ２を伝達することにより、運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１とは異なるリスクが発生していることを、運転者に確実に伝達することが可能となる。
（３）反力演算装置３０は、運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１が大きくなるほど、操作反力を連続的に増加させる。これにより、リスクポテンシャルＲ１の増大を操作反力を介して運転者に確実に伝達し、運転者に適切な運転操作を促すことが可能となる。
（４）規則情報取得装置２０は、走行規則として、右左折方向の道路が進入禁止路であるか否かを検出する。これにより、右折先の道路が進入禁止路、または左折先の道路が進入禁止路である場合に、その情報を不連続的な操作反力を介して運転者に確実に伝達することが可能となる。
（５）反力演算装置３０は、自車両の走行が走行規則に従わない場合に、走行規則に起因するリスクポテンシャルＲ２が高いと判断し、リスクポテンシャルＲ２が高い場合に、操作反力を略ステップ状に増加させる。具体的には、車両前後方向に関しては、走行規則として取得した推奨速度を自車速Ｖ１が超えた場合に、図９（ｃ）に示すようにアクセルペダル４１に発生する操作反力を略ステップ状に増加させる。また、車両左右方向に関しては、右旋回中に右折先の道路が進入禁止路である場合、または左旋回中に左折先の道路が進入禁止路である場合に、ステアリングホイール５１に発生する操作反力を略ステップ状に増加させる。操作反力が略ステップ状に増加することにより、自車両が走行規則に従わない走行を行ったことを運転者に容易に認識させることができる。
【００３９】
なお、自車両の運動エネルギに起因する左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙを算出する場合に、横加速度センサで検出された横加速度ａｙを用いる代わりに、ヨーレートθ、もしくはヨーレートθと自車速Ｖ１から推定した横加速度を用いることもできる。
【００４０】
《第２の実施の形態》
本発明の第２の実施の形態による車両用運転操作補助装置について説明する。図１０に、第２の実施の形態における車両用運転操作補助装置２の基本構成を示すシステム図を示す。図１０において、図１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。
【００４１】
第２の実施の形態における車両用運転操作補助装置２は、路面状態を検出する路面状態センサ６０をさらに備えている。路面状態センサ６０は、光照射により取得した路面の光反射率に基づいて、路面状態を検出する手段である。反力演算装置３０は、路面状態センサ６０から取得した路面状態を加味して、自車両の運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１を算出する。
【００４２】
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２の動作を、図１１を用いて詳細に説明する。図１１は、反力演算装置３０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。
【００４３】
ステップＳ２１０で、車両状態計測装置１０において車両状態を表す物理量である自車速Ｖ１，操舵角δ、ヨーレートθ、横加速度ａｙ、および前後加速度ａｘを取得する。ステップＳ２１５では、路面状態センサ６０によって自車両が走行する道路の路面状態を検出する。具体的には、路面の光反射率に基づいて、路面状態が次の４つの段階のいずれであるかを判別する。
ａ：乾燥アスファルト
ｂ：湿潤路
ｃ：圧雪路
ｄ：凍結路
【００４４】
ステップＳ２２０では、規則情報取得装置２０において自車両が走行中の道路の推奨速度に関する情報と、進入禁止路に関する情報を取得する。
【００４５】
ステップＳ２３０では、自車両の運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１を算出する。具体的には、自車両の前後方向運動に関する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘを、自車速Ｖ１と路面状態に基づいて算出し、左右方向運動に関する左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙを、横加速度ａｙと路面状態に基づいて算出する。
【００４６】
そこで、まず、上述した図３および図４に従い、自車速Ｖ１に基づく前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘと、横加速度ａｙに基づく左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙをそれぞれ算出する。さらに、路面状態をリスクポテンシャルＲ１の算出に加味するために、ステップＳ２１５で検出した路面状態に応じて、次のようにリスク補正係数ｋを設定する。
ａ：乾燥アスファルトの場合、ｋ＝１．０
ｂ：湿潤路の場合、ｋ＝１．２
ｃ：圧雪路の場合、ｋ＝１．５
ｄ：凍結路の場合、ｋ＝２．０
【００４７】
そして、路面状態に応じて設定したリスク補正係数ｋを乗じることにより、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘと左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙを補正する。図１２に、自車速Ｖ１と補正後の前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘとの関係を示す。前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘは、自車速Ｖ１が速くなるほど、すなわち前後方向の運動エネルギが増大するほど、指数関数的に大きくなる。さらに、リスク補正係数ｋが大きいほど、すなわち減速が困難な滑りやすい路面状態であるほど、自車速Ｖ１が同じ場合に前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘが大きくなる。
【００４８】
図１３に、横加速度ａｙ（絶対値）と補正後の左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙとの関係を示す。左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙは、横加速度ａｙが大きくなるほど、すなわち左右方向の運動エネルギが増大するほど、指数関数的に大きくなる。さらに、リスク補正係数ｋが大きく、滑りやすい路面状態であるほど、横加速度ａｙが同じ場合に左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙが大きくなる。
【００４９】
ステップＳ２４０〜Ｓ２７０での処理は、図２に示したフローチャートのステップＳ１４０〜Ｓ１７０での処理と同様であるので説明を省略する。なお、反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿１およびトルク制御量Ｔ＿ＳＴ＿１は、それぞれ補正後のリスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ１＿Ｙを用いて算出する。
【００５０】
このように、路面状態を加味することにより、減速が困難な滑りやすい路面状態では運動エネルギによるリスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ１＿Ｙが高くなるように補正される。これにより、アクセルペダル４１およびステアリングホイール５１に発生する操作反力が大きくなり、運転者に対してより的確に運動エネルギに起因したリスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ１＿Ｙを知覚させることができる。
【００５１】
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。
反力演算装置３０は、路面状態センサ６０によって検出された自車両が走行する道路の路面状態に応じて、運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１に応じて連続的に増加する操作反力を補正する。具体的には、図１２，１３に示すように、運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ１＿Ｙを路面状態に応じて補正する。これにより、減速が困難な滑りやすい路面状態では操作反力が大きくなるように補正して、より効果的なリスクの伝達を行うことができる。
【００５２】
なお、路面状態を検出する手段として路面状態センサ６０を用いて路面状態を検出する代わりに、自車両が制動もしくは駆動した際の車輪のスリップ状態に基づいて自車側で路面状態を判断したり、路側等に設けられた情報提供システムから情報提供を受けて路面状態を判断することも可能である。
【００５３】
《第３の実施の形態》
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１４に、第３の実施の形態における車両用運転操作補助装置３の基本構成を示すシステム図を示す。図１４において、図１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。
【００５４】
第３の実施の形態における車両用運転操作補助装置３は、視界状態を検出する視界状態検出装置７０をさらに備えている。視界状態検出装置７０は、前照灯の点灯状態およびワイパー作動状態に基づいて、視界が良好であるか否かといった視界状態を判定する。反力演算装置３０は、視界状態検出装置７０から取得した視界状態を加味して、自車両の運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１を算出する。
【００５５】
以下に、第３の実施の形態による車両用運転操作補助装置３の動作を、図１５を用いて詳細に説明する。図１５は、反力演算装置３０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。
【００５６】
ステップＳ３１０で、車両状態計測装置１０において車両状態を表す物理量である自車速Ｖ１，操舵角δ、ヨーレートθ、横加速度ａｙ、および前後加速度ａｘを取得する。ステップＳ３１５では、視界状態検出装置７０によって自車両前方の視界状態を検出する。具体的には、前照灯およびフォグランプの点灯状態、およびワイパーの作動状態に基づいて、視界状態が良好であるか否かを判定する。図１６に、前照灯およびフォグランプの点灯状態とワイパー作動状態から判定される視界状態を示す。
【００５７】
ワイパーが停止または間欠作動している場合は、例えば昼間走行時等、前照灯が消灯している時に状態１、例えば夜間走行時等、前照灯が点灯しているときに状態２、霧等が発生しフォグランプが点灯しているときに状態３とする。ワイパーが連続作動している場合は、前照灯が消灯している時に状態２、前照灯が点灯しているときに状態３、フォグランプが点灯しているときに状態４とする。ワイパーが高速作動している場合は、前照灯が消灯している時に状態３、前照灯が点灯しているときに状態４、フォグランプが点灯しているときに状態４とする。なお、状態１、状態２、状態３、状態４の順番で視界が悪くなることを表している。
【００５８】
ステップＳ３２０では、規則情報取得装置２０において自車両が走行中の道路の推奨速度に関する情報と、進入禁止路に関する情報を取得する。
【００５９】
ステップＳ３３０では、自車両の運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１を算出する。具体的には、自車両の前後方向運動に関する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘを、自車速Ｖ１と視界状態に基づいて算出し、左右方向運動に関する左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙを、横加速度ａｙと視界状態に基づいて算出する。
【００６０】
そこで、まず、上述した図３および図４に従い、自車速Ｖ１に基づく前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘと、横加速度ａｙに基づく左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙをそれぞれ算出する。さらに、視界状態をリスクポテンシャルＲ１の算出に加味するために、ステップＳ３１５で検出した視界状態に応じて、次のようにリスク補正係数ｋを設定する。
状態１：視界状態良好、ｋ＝１．０
状態２：視界やや低下、ｋ＝１．１
状態３：視界低下、ｋ＝１．２
状態４：視界非常に低下、ｋ＝１．４
【００６１】
そして、視界状態に応じて設定したリスク補正係数ｋを乗じることにより、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘと左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙを補正する。図１７に、自車速Ｖ１と補正後の前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘとの関係を示す。前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘは、自車速Ｖ１が速くなるほど、すなわち前後方向の運動エネルギが増大するほど、指数関数的に大きくなる。さらに、リスク補正係数ｋが大きいほど、すなわち視界が低下するほど、自車速Ｖ１が同じ場合に前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘが大きくなる。
【００６２】
図１８に、横加速度ａｙ（絶対値）と補正後の左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙとの関係を示す。左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙは、横加速度ａｙが大きくなるほど、すなわち左右方向の運動エネルギが増大するほど、指数関数的に大きくなる。さらに、リスク補正係数ｋが大きく、視界が低下するほど、横加速度ａｙが同じ場合に左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙが大きくなる。
【００６３】
ステップＳ３４０〜Ｓ３７０での処理は、図２に示したフローチャートのステップＳ１４０〜Ｓ１７０での処理と同様であるので説明を省略する。なお、反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿１およびトルク制御量Ｔ＿ＳＴ＿１は、それそれ補正後のリスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ１＿Ｙを用いて算出する。
【００６４】
このように、視界状態を加味することにより、障害物等の発見が遅れがちな視界が低下した状態において、運動エネルギによるリスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ１＿Ｙが高くなるように補正される。これにより、アクセルペダル４１およびステアリングホイール５１に発生する操作反力が大きくなり、運転者に対してより的確に運動エネルギに起因したリスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ１＿Ｙを知覚させることができる。
【００６５】
このように、以上説明した第３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。
反力演算装置３０は、視界状態検出装置７０によって検出された自車両前方の視界状態に応じて、運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１に応じて連続的に増加する操作反力を補正する。具体的には、図１７，１８に示すように、運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ１＿Ｙを視界状態に応じて補正する。これにより、障害物等の発見が遅れがちな視界の低下した状態では操作反力が大きくなるように補正して、より効果的なリスクの伝達を行うことができる。
【００６６】
なお、視界状態を検出する手段として、視界状態検出装置７０において前照灯の灯火状態およびワイパー作動状態を用いて視界状態を判定したが、路側等に設けられた情報提供システムから霧発生情報等の提供を受け、これに基づいて視界状態を判定することもできる。また、車外の明るさによって前照灯の点灯状態を制御するオートライトシステム用のセンサ情報に基づき、視界状態の判定を行うことも可能である。
【００６７】
《第４の実施の形態》
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の実施の形態における車両用運転操作補助装置の基本構成は、図１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。
【００６８】
第４の実施の形態においては、運転者が自ら設定するスピードリミッタの上限速度に基づいて、自車両の運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘと走行規則に起因する前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘを算出する。スピードリミッタは、設定上限速度以上に加速できなくするものや、設定上限速度を超えると運転者に報知するもの等がある。ここでは、スピードリミッタとして、自車速Ｖ１が、運転者が任意で設定した上限速度を超えると運転者に報知するシステムを用いる。
【００６９】
運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘは、基本的には自車速Ｖ１に依存するが、実際の走行時におけるリスクは、自車速Ｖ１だけでなく、道路幅や交通量等の交通環境に大きく左右される。スピードリミッタの設定上限速度は、通常、道路幅や交通量等を考慮して、運転者によって設定される。そこで、第４の実施の形態においては、運転者が自ら設定した上限速度を利用し、設定上限速度へ接近すると前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘが増大するとみなす。
【００７０】
図１９に、自車速Ｖ１と自車両の運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘとの関係を示す。なお、運転者によって設定された上限速度をＶｓとする。自車速Ｖ１が所定値Ｖｓ０以下の場合は、Ｒ１＿Ｘ＝０とする。ここで、所定値Ｖｓ０は、自車速Ｖ１が設定上限速度Ｖｓに接近しつつあることを運転者に知らせ、自車両の運動エネルギに起因するリスクを運転者に報知するかを判断するためのしきい値であり、例えば設定上限速度Ｖｓの９０％程度の値とする。自車速Ｖ１が所定値Ｖｓ０を超えると、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘは徐々に、例えば指数関数的に大きくなり、上限設定速度Ｖｓで最大値Ｒ１＿Ｘmaxとなる。上限設定速度Ｖｓ以上では最大値Ｒ１＿Ｘmaxに固定される。
【００７１】
自車両の走行規則に起因する前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘは、自車速Ｖ１が設定上限速度Ｖｓを超えた場合にリスクが大きいと判断してＲ２＿Ｘ＝１とし、自車速Ｖ１が設定上限速度Ｖｓ以下の場合にリスクが小さいと判断してＲ２＿Ｘ＝０とする。
【００７２】
このように、設定上限速度Ｖｓを用いて算出した前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ２＿Ｘを用いて、反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿１およびトルク制御量Ｔ＿ＳＴ＿１を算出する。なお、自車両の運動エネルギに起因する左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙ，および走行規則に起因する左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙは、それぞれ第１の実施の形態と同様に算出する。
【００７３】
このように、以上説明した第４の実施の形態においては、上述した第１から第３の実施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。
規則情報取得装置２０は、自車速が運転者によって設定された設定上限速度Ｖｓを超えると報知するスピードリミッタ（上限速度報知手段）から、走行規則として設定上限速度Ｖｓを取得する。反力演算装置３０は、自車速Ｖ１が増大して設定上限速度Ｖｓに接近するにつれ、運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１＿Ｘを増大させる（図１９参照）。自車両が走行する際の実際のリスクは、道路幅、交通量等の交通環境に大きく左右される。交通環境等を考慮して運転者自らが設定した設定上限速度Ｖｓを基準とすることにより、運転者のリスク感に合ったリスクポテンシャルＲ１＿Ｘを算出することができる。
【００７４】
−第４の実施の形態の変形例−
ここでは、自車速Ｖ１と設定上限速度Ｖｓとに基づいて運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘを算出する。図２０に自車速Ｖ１と前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘとの関係を示す。自車速Ｖ１が大きくなるほど、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘが大きくなる。自車速Ｖ１が所定値Ｖｓ０を超えると前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘが指数関数的に大きくなり、設定上限速度Ｖｓを超えると、再び自車速Ｖ１の増大に伴って前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘが大きくなる。
【００７５】
ここで算出する運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘは、自車速Ｖ１の増加に伴って増大するリスクポテンシャルに、設定上限速度Ｖｓへの接近によって増大するリスクポテンシャルを加えた値に相当する。これにより、自車速Ｖ１の増大によるリスクポテンシャルＲ１＿Ｘの増加を連続的に運転者に伝達しながら、設定上限速度Ｖｓに接近するとこれを強調して伝達するので、より効果的なリスクの報知を行うことができる。
【００７６】
《第５の実施の形態》
本発明の第５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５の実施の形態における車両用運転操作補助装置の基本構成は、図１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。
【００７７】
運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘは、基本的には自車速Ｖ１に依存するが、実際の走行時におけるリスクは、自車速Ｖ１だけでなく交通環境、例えば道路種別によっても左右される。例えば路地や住宅地等を走る生活道路の制限速度は、幹線道路や高速道路と比較して低い速度に定められている。第５の実施の形態においては、とくに生活道路を走行する場合に走行環境に適したリスク感を運転者に伝達するように、自車両の運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘを算出する。
【００７８】
図２１に、自車速Ｖ１と自車両の運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘとの関係を示す。なお、生活道路を走行する際の自車両の車速として推奨される上限速度をＶｌとする。上限速度Ｖｌは、生活道路における制限速度を参考に、例えば３５ｋｍ/ｈ程度に設定する。自車速Ｖ１が所定値Ｖｌ０以下の場合は、Ｒ１＿Ｘ＝０とする。ここで、所定値Ｖｌ０は、徐行相当の車速であり、例えばＶｌ０＝１０ｋｍ/ｈに設定する。自車速Ｖ１が所定値Ｖｌ０を超えると、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘは徐々に、例えば指数関数的に大きくなり、上限速度Ｖｌで最大値Ｒ１＿Ｘmaxとなる。上限速度Ｖｌ以上では最大値Ｒ１＿Ｘmaxに固定される。
【００７９】
このように、以上説明した第５の実施の形態においては、上述した第１から第３の実施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。
規則情報取得装置２０は、生活道路を走行する際の自車両の車速として推奨される上限速度Ｖｌを、走行規則として取得する。反力演算装置３０は、自車速Ｖ１が増大して上限速度Ｖｌに接近するにつれ、運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１＿Ｘを増大させる（図２１参照）。自車両が走行する際の実際のリスクは、道路幅、交通量等の交通環境に大きく左右される。自車両が生活道路を走行している場合には、生活道路の走行に適した上限速度Ｖｌを基準とすることにより、環境に適したリスクポテンシャルＲ１＿Ｘを算出することができる。
【００８０】
−第５の実施の形態の変形例−
ここでは、自車速Ｖ１と道路種別とに基づいて運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘを算出する。図２２に自車速Ｖ１と前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘとの関係を示す。自車速Ｖ１が大きくなるほど、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘが大きくなる。自車速Ｖ１が所定値Ｖｌ０を超えると前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘが指数関数的に大きくなり、上限速度Ｖｌを超えると、再び自車速Ｖ１の増大に伴って前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘが大きくなる。
【００８１】
ここで算出する運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘは、自車速Ｖ１の増加に伴って増大するリスクポテンシャルに、上限速度Ｖｌへの接近によって増大する、道路種別を考慮したリスクポテンシャルを加えた値に相当する。これにより、自車速Ｖ１の増大によるリスクポテンシャルＲ１＿Ｘの増加を連続的に運転者に伝達しながら、上限速度Ｖｌに接近するとこれを強調して伝達するので、より効果的なリスクの報知を行うことができる。
【００８２】
《第６の実施の形態》
本発明の第６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６の実施の形態における車両用運転操作補助装置の基本構成は、図１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。
【００８３】
第６の実施の形態においては、自車両の運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘに応じた反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿１を、アクセルペダル４１に付加するとともに、運転者によるアクセルペダル４１の踏増し操作が検出された場合に、自車両の走行規則に起因する前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘを運転者に伝達するようにする。
【００８４】
反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿１は、上述した図５のマップに従い、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘに基づいて算出する。前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘに基づく反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿２の算出方法を、図２３のフローチャートを用いて説明する。
【００８５】
ステップＳ１５６１では、走行規則に起因する前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘ＝１であるか否かを判定する。Ｒ２＿Ｘ＝１で、例えば自車速Ｖ１が推奨速度を超えている場合は、ステップＳ１５６２へ進む。ステップＳ１５６２では、アクセルペダル踏み込み速度ΔＡＰを算出する。アクセルペダル踏み込み速度ΔＡＰは、例えばアクセルペダルストロークセンサ（不図示）によって検出されるアクセルペダル４１の踏み込み量を時間微分することにより算出できる。
【００８６】
ステップＳ１５６３では、ステップＳ１５６２で算出したアクセルペダル踏み込み速度ΔＡＰ＞０であるか否かを判定する。ΔＡＰ＞０、すなわちアクセルペダル４１が踏増し操作されている場合は、ステップＳ１５６４へ進み、反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿２を以下の（式３）から算出する。
Ｆ＿ＡＰ＿２＝Ｋａｐ×ΔＡＰ ・・・（式３）
Ｋａｐは制御定数であり、アクセルペダル踏み込み速度ΔＡＰに応じて十分な反力変化をアクセルペダル４１に与えられるような値としてあらかじめ適切に設定しておく。
【００８７】
ステップＳ１５６１が否定判定されて前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘ＝０の場合、またはステップＳ１５６３が否定判定されてアクセルペダル４１が踏増し操作されていない場合は、ステップＳ１５６５へ進み、反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿２＝０に設定する。
【００８８】
このように、自車速Ｖ１が推奨速度を超えた場合（Ｒ２＿Ｘ＝１）に、図２４に示すようにアクセルペダル４１が踏増し操作されるとその操作速度ΔＡＰに応じて反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿２が算出される。これにより、自車速Ｖ１が推奨速度を超えた状態で、運転者がアクセルペダル４１をさらに踏み込もうとした場合に、運動エネルギに基づく付加反力に加えて、アクセルペダル４１が非常に固くなるような操作反力が発生する。
【００８９】
このように以上説明した第６の実施の形態によると、上述した第１から第５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。
反力演算装置３０は、自車両の走行が走行規則に従わない場合に走行規則に起因するリスクポテンシャルＲ２が高いと判断し、リスクポテンシャルＲ２が高い場合に運転操作装置の操作速度に応じて操作反力を増加させる。具体的には、アクセルペダル４１の踏み込み操作速度ΔＡＰを算出し、図２４に示すようにアクセルペダル踏み込み速度ΔＡＰが大きくなるほど反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿２が大きくなるように算出する。これにより、走行規則に従わない状態でアクセルペダル４１を速く踏み込んだ場合に、アクセルペダル４１が非常に固くなり、走行規則に起因するリスクポテンシャルＲ２＿Ｘが高いことを運転者に明確に知覚させることができる。
【００９０】
《第７の実施の形態》
本発明の第７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７の実施の形態における車両用運転操作補助装置の基本構成は、図１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。
【００９１】
第７の実施の形態においては、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘ、Ｒ２＿Ｘ、および左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙ，Ｒ２＿Ｙを、アクセルペダル４１およびステアリングホイール５１から発生する振動を用いて運転者に伝達する。具体的には、振動の周波数により、リスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ２＿Ｘ，Ｒ１＿Ｙ，Ｒ２＿Ｙの大きさ、種別を運転者に知覚させる。第7の実施の形態においては、アクセルペダル反力発生装置４０および操舵反力発生装置５０において、それぞれ振動的な反力、すなわち周期的に大きさが変化する反力を発生することにより、アクセルペダル４１およびステアリングホイール５１からそれぞれ振動を発生させる。
【００９２】
まず、アクセルペダル４１に発生させる振動の周波数の算出方法について説明する。
ここでは、例として、上述した第４の実施の形態において算出した設定上限速度Ｖｓに基づく前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ２＿Ｘを用いて、振動周波数FREQ_AP_1、FREQ_AP_2をそれぞれ算出する。図２５に、運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘと振動周波数FREQ_AP_1との関係を示す。図２５に示すように、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘが大きくなるほど、振動周波数FREQ_AP_1が初期値FREQ0から徐々に大きくなる。
【００９３】
走行規則に起因する前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘ＝０のときは、振動周波数FREQ_AP_2＝０とし、前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘ＝１のときは、振動周波数FREQ_AP_2＝FREQ1とする。所定値FREQ1は、図２５に従って算出する振動周波数FREQ_AP_1がとり得る上限の値よりも高い周波数値として設定される。そして、運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘに基づく振動周波数FREQ1と、走行規則に起因する前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘに基づく振動周波数FREQ2とを比較し、周波数が高い方の値を、周波数指令値FREQ_APとして選択する。
【００９４】
次に、ステアリングホイール５１に発生させる振動の周波数の算出方法について説明する。
ここでは、例として、上述した第１の実施の形態において算出した左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙ，Ｒ２＿Ｙを用いて、振動周波数FREQ_ST_1、FREQ_ST_2をそれぞれ算出する。図２６に、運動エネルギに起因する左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙと振動周波数FREQ_ST_1との関係を示す。図２６に示すように、左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙが所定値R1_Y0を超えて大きくなるほど、振動周波数FREQ_ST_1が徐々に大きくなる。
【００９５】
走行規則に起因する左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙ＝０のときは、振動周波数FREQ_ST_2＝０とし、左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙ＝１または−１のときは、振動周波数FREQ_ST_2＝FREQ2とする。所定値FREQ2は、図２６に従って算出する振動周波数FREQ_ST_1がとり得る上限の値よりも高い周波数値として設定される。
【００９６】
前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ２＿Ｘに基づいて算出した振動的反力、すなわち周波数指令値FREQ_APは、アクセルペダル反力発生装置４０へ出力される。アクセルペダル反力発生装置４０は周波数指令値FREQ_APに従ってサーボモータを制御し、アクセルペダル４１には、図２７に示すようにベース反力特性に周期的に増減する付加反力が加算された操作反力が発生する。
【００９７】
左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙ，Ｒ２＿Ｙに基づいて算出した振動周波数FREQ_ST_1、FREQ_ST_2は、操舵反力発生装置５０へ出力される。振動周波数FREQ_ST_1、FREQ_ST_2の出力方法を、図２８のフローチャートを用いて説明する。
【００９８】
ステップＳ１７７１では、走行規則に起因する左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙ＝１であるか否かを判定する。Ｒ２＿Ｙ＝１で、右折先の道路が進入禁止路の場合は、ステップＳ１７７２へ進み、操舵角δから右方向に操舵されているか否かを判定する。操舵方向が右方向である場合は、ステップＳ１７７３へ進み、走行規則に起因する左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙに応じて算出した振動周波数FREQ_ST_2を操舵反力発生装置５０へ出力する。操舵反力発生装置５０は、振動周波数FREQ_ST_2の振動を発生するようにサーボモータを制御し、ステアリングホイール５１には周期的に増減する操舵反力が発生する。
【００９９】
ステップＳ１７７１が否定判定されるとステップＳ１７７４へ進み、左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙ＝−１であるか否かを判定する。Ｒ２＿Ｙ＝−１で、左折先の道路が進入禁止路の場合は、ステップＳ１７７５へ進み、操舵角δから左方向に操舵されているか否かを判定する。操舵方向が左方向である場合は、ステップＳ１７７３へ進み、走行規則に起因する左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙに応じて算出した振動周波数FREQ_ST_2を操舵反力発生装置５０へ出力する。
【０１００】
ステップＳ１７７２，Ｓ１７７４、またはＳ１７７５が否定判定され、走行規則に起因する左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙに応じた振動を発生しない場合は、ステップＳ１７７６へ進む。ステップＳ１７７６では、運動エネルギに起因する左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙに応じた振動周波数FREQ_ST_1＝０であるか否かを判定する。FREQ_ST_1＝０の場合は、ステップＳ１７７７へ進み、ステアリングホイール５１からの振動発生は行わない。
【０１０１】
ステップＳ１７７６が否定判定されるとステップＳ１７７８へ進み、例えば操舵角δに基づき、運転者によってステアリングホイール５１の切り増し操作が行われたか否かを判定する。運転者によってさらに切り増し操作が行われた場合には、ステップＳ１７７９へ進み、運動エネルギに起因する左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙに応じた振動周波数FREQ_ST_1を操舵反力発生装置５０へ出力する。操舵反力発生装置５０は、振動周波数FREQ_ST_1の振動を発生するようにサーボモータを制御し、ステアリングホイール５１には周期的に増減する操舵反力が発生する。
【０１０２】
このように以上説明した第７の実施の形態によると、上述した第１から第６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）車両用運転操作補助装置１は、リスクポテンシャルＲ１，Ｒ２を、運転操作装置に発生する異なる周波数の振動により運転者に伝達する。異なる周波数の振動を用いることにより、異なるリスク要因に起因するリスクポテンシャルＲ１，Ｒ２を単一の運転操作装置から別々に区別して運転者に伝達することができる。
（２）走行規則に起因するリスクポテンシャルＲ２を伝達する際の振動周波数FREQ_AP_2を、運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１を伝達する際の振動周波数FREQ_AP_1よりも高く設定する。これにより、走行規則に従わない走行を行った場合に、その情報を運転者に明確に知覚させることができる。
【０１０３】
−第７の実施の形態の変形例−
ここでは、運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘをアクセルペダル４１に発生する操作反力によって伝達するとともに、走行規則に起因する前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘをアクセルペダル４１の振動により伝達する。
【０１０４】
具体的には、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘに基づいて、図５のマップに従って反力制御量F_AP_1を算出し、反力制御量F_AP_1を反力指令値Ｆ＿ＡＰとしてアクセルペダル反力発生装置４０へ出力する。そして、前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘ＝０のときに振動周波数FREQ_AP_2＝０とし、Ｒ２＿Ｘ＝１のときに振動周波数FREQ_AP_2＝FREQ1として、算出した振動周波数FREQ_AP_2をアクセルペダル反力発生装置４０へ出力する。
【０１０５】
第７の実施の形態の変形例における前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ２＿Ｘの作用を図２９（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。図２９（ａ）〜（ｃ）は、それぞれアクセルペダル踏み込み量、自車速Ｖ１、およびアクセルペダル反力指令値Ｆ＿ＡＰの時間変化を示す。アクセルペダル４１を略一定に踏み込んで自車速Ｖ１が徐々に増加していく場合、自車両の運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘが徐々に増加し、アクセルペダル反力指令値Ｆ＿ＡＰ（＝F_AP_1）が徐々に増加する。
【０１０６】
時間ｔ１で自車速Ｖ１が設定上限速度Ｖｓを超えると、自車両の走行規則に起因する前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘに応じた振動周波数FREQ_AP_2で、アクセルペダル４１に振動が発生する。これにより、運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘに応じた操作反力が発生しているアクセルペダル４１に、さらに振動が発生することになる。振動の発生により、走行規則に起因するリスクが増大したこと、具体的には自車速Ｖ１が設定上限速度Ｖｓを超えたことを運転者に明確に知覚させることができる。
【０１０７】
このように、リスクポテンシャルＲ１に応じた連続的な操作反力を発生するとともに、走行規則に従わない走行が行われた場合には振動を発生させる。すなわち、異なるリスク要因に起因する異なるリスクポテンシャルＲ１，Ｒ２を、単一の運転操作装置を用いて異なる手法により伝達するので、異なるリスクポテンシャルＲ１，Ｒ２を別々に区別して運転者に分かりやすく伝達することが可能となる。
【０１０８】
《第８の実施の形態》
本発明の第８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８の実施の形態における車両用運転操作補助装置の基本構成は、図１に示した第１の実施の形態と同様である。ここでは、第１の実施の形態との相違点を主に説明する。
【０１０９】
第８の実施の形態においては、走行規則に起因するリスクポテンシャルＲ２＿Ｘ，Ｒ２＿Ｙに応じて不連続的に変化する付加反力を付加した状態で、運転者がさらにアクセルペダル４１の踏み込み操作、またはステアリングホイール５１の切り増し操作を行った場合に、不連続的な付加反力の出力を停止する。すなわち、運転者によるアクセルペダル踏み込み操作もしくはステアリングホイール切り増し操作によって、走行規則に起因するリスクポテンシャルＲ２＿Ｘ，Ｒ２＿Ｙの伝達制御がオーバーライドする。なお、リスクポテンシャルＲ２＿Ｘ，Ｒ２＿Ｙの伝達制御を停止させるような運転者のアクセルペダル４１の踏み込み操作およびステアリングホイール５１の切り増し操作を、オーバーライド操作と呼ぶ。
【０１１０】
以下に、第８の実施の形態による車両用運転操作補助装置の動作を、図３０を用いて詳細に説明する。図３０は、反力演算装置３０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。ステップＳ８１０〜Ｓ８４０での処理は、図２に示したフローチャートのステップＳ１１０〜Ｓ１４０での処理と同様であるので説明を省略する。
【０１１１】
ステップＳ８４５では、運転者によるオーバーライド操作が行われたかを判断する。ここでの処理を、図３１および図３２のフローチャートに従って説明する。まず、図３１に従って、アクセルペダル４１の操作に関するオーバーライド操作を判断する。
【０１１２】
ステップＳ８４０１で、走行規則に起因する前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘ＝０であるか否かを判定する。Ｒ２＿Ｘ＝０の場合はこの処理を終了する。Ｒ２＿Ｘ＝１の場合は、ステップＳ８４０２へ進み、アクセルペダル４１が踏増し操作されているか否かを判定する。例えば、アクセルペダルストロークセンサ（不図示）によって検出されるアクセルペダル踏み込み量が所定量以上増加すると、アクセルペダル４１が踏増し操作されていると判定する。
【０１１３】
アクセルペダル４１が踏増し操作されている場合は、ステップＳ８４０３へ進み、前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘに応じたアクセルペダル操作反力の停止を判定する。具体的には、ステップＳ８５０において前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘに基づく反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿２を算出する際に、Ｆ＿ＡＰ＿２＝０とする。ステップＳ８４０２で踏増し操作なしと判定されると、オーバーライド操作なしと判断してこの処理を終了する。
【０１１４】
つぎに、図３２に従って、ステアリングホイール５１の操作に関するオーバーライド操作を判断する。
ステップＳ８４１１で、走行規則に起因する左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙ＝０であるか否かを判定する。Ｒ２＿Ｙ＝０の場合はこの処理を終了する。Ｒ２＿Ｙ＝１の場合は、ステップＳ８４１２へ進み、ステアリングホイール５１が切り増し操作されているか否かを判定する。舵角センサ１２によって検出される操舵角δが切り増し方向に所定量以上増加すると、ステアリングホイール５１が切り増し操作されていると判定する。
【０１１５】
ステアリングホイール５１が切り増し操作されている場合は、ステップＳ８４１３へ進み、左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙに応じた操舵反力の停止を判定する。具体的には、ステップＳ８６０において左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙに基づくトルク制御量Ｔ＿ＳＴ＿２を算出する際に、Ｔ＿ＳＴ＿２＝０とする。ステップＳ８４１２で切り増し操作なしと判定されると、オーバーライド操作なしと判断してこの処理を終了する。
【０１１６】
ステップＳ８５０では、運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘと走行規則に起因する前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘに基づいて、アクセルペダル反力指令値Ｆ＿ＡＰを算出する。なお、ステップＳ８４５のオーバーライド操作判断結果に基づき、オーバーライド操作ありと判断された場合には、走行規則に起因するリスクポテンシャルＲ２＿Ｘに基づく反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿２を算出しない（Ｆ＿ＡＰ＿２＝０）。
【０１１７】
ステップＳ８６０では、運動エネルギに起因する左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙと走行規則に起因する左右方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｙに基づいて、トルク指令値Ｔ＿ＳＴを算出する。なお、ステップＳ８４５のオーバーライド操作判断結果に基づき、オーバーライド操作ありと判断された場合には、走行規則に起因するリスクポテンシャルＲ２＿Ｙに基づくトルク制御量Ｔ＿ＳＴ＿２を算出しない（Ｔ＿ＳＴ＿２＝０）。
【０１１８】
ステップＳ８７０では、ステップＳ８５０で算出したアクセルペダル反力指令値Ｆ＿ＡＰをアクセルペダル反力発生装置４０へ出力するとともに、ステップＳ８６０で算出したトルク指令値Ｔ＿ＳＴを操舵反力発生装置５０へ出力する。これにより、今回の処理を終了する。
【０１１９】
このように以上説明した第８の実施の形態によると、上述した第１から第７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。
車両用運転操作補助装置１は、さらに、運転操作装置の操作状態を検出し、走行規則に起因するリスクポテンシャルＲ２を伝達する操作反力が発生している場合に、運転操作装置がさらに操作されると、リスクポテンシャルＲ２を伝達する操作反力の発生を停止する。具体的には、アクセルペダル４１にリスクポテンシャルＲ２＿Ｘに応じた付加反力が発生しているときに、アクセルペダル４１が踏増し操作された場合、またはステアリングホイール５１にリスクポテンシャルＲ２＿Ｙに応じた付加反力が発生しているときに、ステアリングホイール５１が切り増し操作された場合に、付加反力の発生を停止する。これにより、運転者が自らの意思で踏増し操作または切り増し操作を行った場合は、運転者の運転意図を尊重し、わずらわしさを低減した制御を行うことができる。
【０１２０】
なお、走行規則に起因するリスクポテンシャルＲ２を振動を用いて伝達するシステムにも、オーバーライド操作ありと判断された場合に、リスクポテンシャルＲ２に応じた振動の発生を停止するように構成することが可能である。
【０１２１】
上述した第１から第８の実施の形態においては、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ２＿Ｘに基づいてアクセルペダル操作反力を制御するとともに、左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙ，Ｒ２＿Ｙに基づいて操舵反力を制御した。ただし、これには限定されず、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ２＿Ｘに基づいてアクセルペダル操作反力のみを制御するシステム、または左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙ，Ｒ２＿Ｙに基づいて操舵反力のみを制御するシステムを構成することもできる。なお、第２又は第３の実施の形態と、第４または第５の実施の形態とを組み合わせることもできる。
【０１２２】
上述した第１から第８の実施の形態では、走行規則に起因するリスクポテンシャルＲ２を、推奨車速の超過、設定上限速度Ｖｓの超過、および進入禁止路への進入操舵等から決定した。ただし、これらには限定されず、例えば自車両前方に設置された信号機が赤信号であるか否か、あるいは自車両前方に一時停止交差点が存在するか否か等に基づいて、走行規則に起因するリスクポテンシャルＲ２を決定することもできる。この場合は、赤信号である場合、または一時停止交差点がある場合に、前後方向リスクポテンシャルＲ２＿Ｘ＝１とし、アクセルペダル４１に不連続的に増加する付加反力を付加する。
【０１２３】
上述した第１から第８の実施の形態においては、運動エネルギに起因するリスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ１＿Ｙを、自車両の車速Ｖ１および横加速度ａｙからそれぞれ算出した。車速Ｖ１または横加速度ａｙに加えて、車重を加味してリスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ１＿Ｙを算出することも可能である。すなわち、リスクポテンシャルＲ１＿Ｘ，Ｒ１＿Ｙは、自車両の前後方向および左右方向の運動エネルギに起因するリスクポテンシャルを的確に算出できれば、その算出方法は上述したものには限定されない。
【０１２４】
自車速Ｖ１と前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘとの関係、および横加速度ａｙと左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙとの関係は、図３，４に示すものには限定されず、自車速Ｖ１または横加速度ａｙが大きくなるほどリスクポテンシャルＲ１＿Ｘ、Ｒ１＿Ｙが大きくなるように設定された別のマップを用いることもできる。また、前後方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｘと反力制御量Ｆ＿ＡＰ＿１との関係、および左右方向リスクポテンシャルＲ１＿Ｙとトルク制御量Ｔ＿ＳＴ＿１の関係も、図５，６に示すものには限定されない。
【０１２５】
以上説明した第１から第８の実施の形態において、車両状態計測装置１０および規則情報取得装置２０はリスク要因検出手段として機能し、反力演算装置３０は第１リスクポテンシャル算出手段、第２リスクポテンシャル算出手段および伝達制御手段として機能し、アクセルペダル反力発生装置４０および操舵反力発生装置１２はリスク伝達手段として機能することができる。また、路面状態センサ６０および視界状態検出装置７０は状態検出手段として機能し、アクセルペダル４１、ステアリングホイール５１および反力演算装置３０は操作速度検出手段および操作状態検出手段として機能することができる。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】
【０１２６】
【図１】本発明の第１の実施の形態による車両用運転操作補助装置のシステム図。
【図２】第１の実施の形態による車両用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。
【図３】自車速と運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルとの関係を示す図。
【図４】横加速度と運動エネルギに起因する左右方向リスクポテンシャルとの関係を示す図。
【図５】運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルと反力制御量との関係を示す図。
【図６】運動エネルギに起因する左右方向リスクポテンシャルとトルク制御量との関係を示す図。
【図７】アクセルペダルに発生する操作反力を説明する図。
【図８】トルク指令値の出力処理手順を示すフローチャート。
【図９】（ａ）（ｂ）（ｃ）アクセルペダル踏み込み量、自車速およびアクセルペダル反力指令値の時間変化の一例をそれぞれ示す図。
【図１０】第２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１１】第２の実施の形態による車両用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。
【図１２】自車速と運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルとの関係を示す図。
【図１３】横加速度と運動エネルギに起因する左右方向リスクポテンシャルとの関係を示す図。
【図１４】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。
【図１５】第３の実施の形態による車両用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。
【図１６】前照灯点灯状態とワイパー作動状態に基づく視界状態の判定方法を説明する図。
【図１７】自車速と運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルとの関係を示す図。
【図１８】横加速度と運動エネルギに起因する左右方向リスクポテンシャルとの関係を示す図。
【図１９】第４の実施の形態における自車速と運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルとの関係を示す図。
【図２０】第４の実施の形態の変形例における自車速と運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルとの関係を示す図。
【図２１】第５の実施の形態における自車速と運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルとの関係を示す図。
【図２２】第５の実施の形態の変形例における自車速と運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルとの関係を示す図。
【図２３】第６の実施の形態における反力制御量算出処理の処理手順を示すフローチャート。
【図２４】アクセルペダル踏み込み速度と反力制御量との関係を示す図。
【図２５】第７の実施の形態における運動エネルギに起因する前後方向リスクポテンシャルと振動周波数との関係を示す図。
【図２６】運動エネルギに起因する左右方向リスクポテンシャルと振動周波数との関係を示す図。
【図２７】アクセルペダルに発生する操作反力の時間変化の一例を示す図。
【図２８】操舵反力発生装置への振動周波数出力処理の処理手順を示すフローチャート。
【図２９】（ａ）（ｂ）（ｃ）第７の実施の形態の変形例におけるアクセルペダル踏み込み量、自車速およびアクセルペダル操作反力の時間変化の一例をそれぞれ示す図。
【図３０】第８の実施の形態による車両用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。
【図３１】アクセルペダル操作に関するオーバーライド操作判断処理の処理手順を示すフローチャート。
【図３２】ステアリングホイール操作に関するオーバーライド操作判断処理の処理手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１２７】
１０：車両状態計測装置、２０：規則情報取得装置、３０：反力演算装置、４０：アクセルペダル反力発生装置、５０：操舵反力発生装置、６０：路面状態センサ、７０：視界状態検出装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両自体に関する複数のリスク要因を検出するリスク要因検出手段と、
前記複数のリスク要因のうち、第１のリスク要因に起因する第１のリスクポテンシャルを算出する第１リスクポテンシャル算出手段と、
前記複数のリスク要因のうち、前記第１のリスク要因とは異なる第２のリスク要因に起因する第２のリスクポテンシャルを算出する第２リスクポテンシャル算出手段と、
前記第１リスクポテンシャル算出手段で算出された前記第１のリスクポテンシャルと、前記第２リスクポテンシャル算出手段で算出された前記第２のリスクポテンシャルを、単一のリスク伝達手段を用いて区別して運転者に伝達する伝達制御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、
前記リスク要因検出手段は、前記複数のリスク要因として、少なくとも、自車速または横加速度、および前記自車両の走行に関する走行規則を検出し、
前記第１リスクポテンシャル算出手段は、前記自車速または前記横加速度に基づいて運動エネルギに起因する前記第１のリスクポテンシャルを算出し、
前記第２リスクポテンシャル算出手段は、前記走行規則に起因する前記第２のリスクポテンシャルを算出し、
前記単一のリスク伝達手段は、単一の運転操作装置であり、
前記伝達制御手段は、前記第１のリスクポテンシャルを前記運転操作装置に発生する連続的な操作反力を介して前記運転者に伝達し、前記第２のリスクポテンシャルを前記運転操作装置に発生する不連続に変化する操作反力を介して前記運転者に伝達す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２に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記伝達制御手段は、前記第１のリスクポテンシャルが大きくなるほど、前記操作反力を連続的に増加させ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３に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記自車両が走行する道路の路面状態もしくは自車両前方の視界状態を検出する状態検出手段をさらに備え、
前記伝達制御手段は、前記状態検出手段によって検出された前記路面状態もしくは前記視界状態に応じて、前記第１のリスクポテンシャルに応じて連続的に増加す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装置。
【請求項５】
請求項３に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記リスク要因検出手段は、前記自車速が運転者によって設定された設定上限速度を超えると報知する上限速度報知手段から、前記走行規則として前記設定上限速度を取得し、
前記第１リスクポテンシャル算出手段は、前記自車速が増大して前記設定上限速度に接近するにつれ、前記第１のリスクポテンシャルを増大させ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３に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記リスク要因検出手段は、生活道路を走行する際の前記自車両の車速として推奨される上限速度を、前記走行規則として取得し、
前記第１リスクポテンシャル算出手段は、前記自車速が増大して前記上限速度に接近するにつれ、前記第１のリスクポテンシャルを増大させ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３に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記リスク要因検出手段は、前記走行規則として、右左折方向の道路が進入禁止路であるか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２から請求項７のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記第２リスクポテンシャル算出手段は、前記自車両の走行が前記走行規則に従わない場合に、前記第２のリスクポテンシャルが高いと判断し、
前記伝達制御手段は、前記第２のリスクポテンシャルが高い場合に、前記操作反力を略ステップ状に増加させることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項９】
請求項２から請求項７のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記運転操作装置の操作速度を検出する操作速度検出手段をさらに備え、
前記第２リスクポテンシャル算出手段は、前記自車両の走行が前記走行規則に従わない場合に、前記第２のリスクポテンシャルが高いと判断し、
前記伝達制御手段は、前記第２のリスクポテンシャルが高い場合に、前記運転操作装置の操作速度に応じて前記操作反力を増加させることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記運転操作装置の操作状態を検出する操作状態検出手段をさらに備え、
前記伝達制御手段は、前記第２のリスクポテンシャルを伝達する前記操作反力が発生している場合に、前記前記運転操作装置がさらに操作されると、前記第２のリスクポテンシャルを伝達する前記操作反力の発生を停止することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記リスク要因検出手段は、前記複数のリスク要因として、少なくとも自車速または横加速度、および前記自車両の走行に関する走行規則を検出し、
前記第１リスクポテンシャル算出手段は、前記自車速または前記横加速度に基づいて運動エネルギに起因する前記第１のリスクポテンシャルを算出し、
前記第２リスクポテンシャル算出手段は、前記走行規則に起因する前記第２のリスクポテンシャルを算出し、
前記単一のリスク伝達手段は、単一の運転操作装置であり、
前記伝達制御手段は、前記第１のリスクポテンシャルおよび前記第２のリスクポテンシャルを、前記運転操作装置に発生する異なる周波数の振動により運転者に伝達することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記伝達制御手段は、前記第２のリスクポテンシャルを伝達する際の振動周波数を、前記第１のリスクポテンシャルを伝達する際の振動周波数よりも高く設定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記運転操作装置は、アクセルペダルであることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項１４】
請求項１から請求項１２に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記運転操作装置は、ステアリングホイール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１５】
自車両自体に関する複数のリスク要因を検出し、
前記複数のリスク要因のうち、第１のリスク要因に起因する第１のリスクポテンシャルを算出し、
前記複数のリスク要因のうち、前記第１のリスク要因とは異なる第２のリスク要因に起因する第２のリスクポテンシャルを算出し、
前記第１のリスクポテンシャルと前記第２のリスクポテンシャルを、単一のリスク伝達手段を用いて区別して運転者に伝達することを特徴とする車両用運転操作補助方法。
【請求項１６】
自車両自体に関する複数のリスク要因を検出するリスク要因検出手段と、
前記複数のリスク要因のうち、第１のリスク要因に起因する第１のリスクポテンシャルを算出する第１リスクポテンシャル算出手段と、
前記複数のリスク要因のうち、前記第１のリスク要因とは異なる第２のリスク要因に起因する第２のリスクポテンシャルを算出する第２リスクポテンシャル算出手段と、
前記第１リスクポテンシャル算出手段で算出された前記第１のリスクポテンシャルと、前記第２リスクポテンシャル算出手段で算出された前記第２のリスクポテンシャルを、単一のリスク伝達手段を用いて区別して運転者に伝達する伝達制御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】
自車両自体に関する複数のリスク要因を検出するリスク要因検出手段と、
前記複数のリスク要因のうち、第１のリスク要因に起因する第１のリスクポテンシャルを算出する第１リスクポテンシャル算出手段と、
前記複数のリスク要因のうち、前記第１のリスク要因とは異なる第２のリスク要因に起因する第２のリスクポテンシャルを算出する第２リスクポテンシャル算出手段と、
前記第１リスクポテンシャル算出手段で算出された前記第１のリスクポテンシャルと、前記第２リスクポテンシャル算出手段で算出された前記第２のリスクポテンシャルを、単一のリスク伝達手段を用いて区別して運転者に伝達する伝達制御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、
前記リスク要因検出手段は、前記複数のリスク要因として、少なくとも、自車速または横加速度、および前記自車両の走行に関する走行規則を検出し、
前記第１リスクポテンシャル算出手段は、前記自車速または前記横加速度に基づいて運動エネルギに起因する前記第１のリスクポテンシャルを算出し、
前記第２リスクポテンシャル算出手段は、前記走行規則に起因する前記第２のリスクポテンシャルを算出し、
前記単一のリスク伝達手段は、単一の運転操作装置であり、
前記伝達制御手段は、前記第１のリスクポテンシャルを前記運転操作装置に発生する連続的な操作反力を介して前記運転者に伝達し、前記第２のリスクポテンシャルを前記運転操作装置に発生する不連続に変化する操作反力を介して前記運転者に伝達す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２に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記伝達制御手段は、前記第１のリスクポテンシャルが大きくなるほど、前記操作反力を連続的に増加させ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３に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記自車両が走行する道路の路面状態もしくは自車両前方の視界状態を検出する状態検出手段をさらに備え、
前記伝達制御手段は、前記状態検出手段によって検出された前記路面状態もしくは前記視界状態に応じて、前記第１のリスクポテンシャルに応じて連続的に増加す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装置。
【請求項５】
請求項３に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記リスク要因検出手段は、前記自車速が運転者によって設定された設定上限速度を超えると報知する上限速度報知手段から、前記走行規則として前記設定上限速度を取得し、
前記第１リスクポテンシャル算出手段は、前記自車速が増大して前記設定上限速度に接近するにつれ、前記第１のリスクポテンシャルを増大させ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３に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記リスク要因検出手段は、生活道路を走行する際の前記自車両の車速として推奨される上限速度を、前記走行規則として取得し、
前記第１リスクポテンシャル算出手段は、前記自車速が増大して前記上限速度に接近するにつれ、前記第１のリスクポテンシャルを増大させ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３に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記リスク要因検出手段は、前記走行規則として、右左折方向の道路が進入禁止路であるか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２から請求項７のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記第２リスクポテンシャル算出手段は、前記自車両の走行が前記走行規則に従わない場合に、前記第２のリスクポテンシャルが高いと判断し、
前記伝達制御手段は、前記第２のリスクポテンシャルが高い場合に、前記操作反力を略ステップ状に増加させることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項９】
請求項２から請求項７のいずれかに記載の車両用運転操作補助装置において、
前記運転操作装置の操作速度を検出する操作速度検出手段をさらに備え、
前記第２リスクポテンシャル算出手段は、前記自車両の走行が前記走行規則に従わない場合に、前記第２のリスクポテンシャルが高いと判断し、
前記伝達制御手段は、前記第２のリスクポテンシャルが高い場合に、前記運転操作装置の操作速度に応じて前記操作反力を増加させることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記運転操作装置の操作状態を検出する操作状態検出手段をさらに備え、
前記伝達制御手段は、前記第２のリスクポテンシャルを伝達する前記操作反力が発生している場合に、前記前記運転操作装置がさらに操作されると、前記第２のリスクポテンシャルを伝達する前記操作反力の発生を停止することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記リスク要因検出手段は、前記複数のリスク要因として、少なくとも自車速または横加速度、および前記自車両の走行に関する走行規則を検出し、
前記第１リスクポテンシャル算出手段は、前記自車速または前記横加速度に基づいて運動エネルギに起因する前記第１のリスクポテンシャルを算出し、
前記第２リスクポテンシャル算出手段は、前記走行規則に起因する前記第２のリスクポテンシャルを算出し、
前記単一のリスク伝達手段は、単一の運転操作装置であり、
前記伝達制御手段は、前記第１のリスクポテンシャルおよび前記第２のリスクポテンシャルを、前記運転操作装置に発生する異なる周波数の振動により運転者に伝達することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記伝達制御手段は、前記第２のリスクポテンシャルを伝達する際の振動周波数を、前記第１のリスクポテンシャルを伝達する際の振動周波数よりも高く設定することを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記運転操作装置は、アクセルペダルであることを特徴とする車両用運転操作補助装置。
【請求項１４】
請求項１から請求項１２に記載の車両用運転操作補助装置において、
前記運転操作装置は、ステアリングホイール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１５】
自車両自体に関する複数のリスク要因を検出し、
前記複数のリスク要因のうち、第１のリスク要因に起因する第１のリスクポテンシャルを算出し、
前記複数のリスク要因のうち、前記第１のリスク要因とは異なる第２のリスク要因に起因する第２のリスクポテンシャルを算出し、
前記第１のリスクポテンシャルと前記第２のリスクポテンシャルを、単一のリスク伝達手段を用いて区別して運転者に伝達することを特徴とする車両用運転操作補助方法。
【請求項１６】
自車両自体に関する複数のリスク要因を検出するリスク要因検出手段と、
前記複数のリスク要因のうち、第１のリスク要因に起因する第１のリスクポテンシャルを算出する第１リスクポテンシャル算出手段と、
前記複数のリスク要因のうち、前記第１のリスク要因とは異なる第２のリスク要因に起因する第２のリスクポテンシャルを算出する第２リスクポテンシャル算出手段と、
前記第１リスクポテンシャル算出手段で算出された前記第１のリスクポテンシャルと、前記第２リスクポテンシャル算出手段で算出された前記第２のリスクポテンシャルを、単一のリスク伝達手段を用いて区別して運転者に伝達する伝達制御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２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【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２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【公開番号】特開２００８−６９２１（Ｐ２００８−６９２１Ａ）
【公開日】平成２０年１月１７日（２００８．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１７８１９２（Ｐ２００６−１７８１９２）
【出願日】平成１８年６月２８日（２００６．６．２８）
【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２０年１月１７日（２００８．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月２８日（２００６．６．２８）
【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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