JP2006176072A - 平衡感覚調整装置及び平衡感覚調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の運動性能を変えることなく、運転者の平衡感覚を安定させて直進時や旋回時の操舵のゆらぎを抑制する。
【解決手段】ステアリング１の中心位置Ｓ_０からステアリング１の半径Ｒ以上離れた位置、且つ、ステアリング１の上端部Ｓ_ｕから下端部Ｓ_ｄまでの範囲内、且つ、運転者の視野範囲内（具体的には、運転者から見て視野角±２０［deg］（見開き４０［deg］）の範囲内）に、車両の前後方向に伸びる直線形状の視覚要素（以下、直線視覚要素と表記）Ｅｌ，Ｅｒをステアリング１の中心位置Ｓ_０に対し略左右対称に提示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両中心軸に対し運転席が右方向又は左方向にオフセットしている車両を運転する運転者の平衡感覚を調整する平衡感覚調整装置及び平衡感覚調整方法に関する。

従来より、フロントウインドガラスの下端部を遮蔽して運転者の前方視界を走行状態に応じて調整することにより、安全性向上を図る視界調整方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この視界調整方法では、実車速や車間距離等を検出し、検出された値を演算方法の対応値と比較することにより、特に高速道路走行時に視界制限を行って運転者の疲労や眠気の発生を防止することにより安全運転を確保すると共に、中低速走行時には十分な視界を確保して車両直前の障害物の見落としを防止する。つまり、従来までの視界調整方法では、主に高速走行時に車両直前の視界が見え過ぎることによる神経の使い過ぎから生じる疲労の促進を防止することに主眼が置かれ、状況に応じてフロントウインドガラス下端の高さを変動させて視界面積を制限するようになっている。
特開２０００−２１１３５５号公報（第４頁、第４図）

ところで、一般的な車両では、運転席は車両中心軸に対し右方向又は左方向にオフセットしているために、車室内空間は運転者にとって左右不均等な状態になり、直進走行時や旋回時、空間内における自身の位置を把握することが運転者にとって容易ではなく、運転者がステアリング操作感に左右差を感じることがある。そして、このようなステアリング操作感の左右差により、特に初心者運転者の空間把握が不安定になり、例えば右旋回の際に左旋回時よりもステアリングを切り過ぎることにより脱輪したり、直進時に車両がふらついたり、車両が中央に対して右方向又は左方向に寄る等、操舵がゆらぐことがある。しかしながら、従来までの車両の視界調整方法は、フロントウインドガラスの下端部を遮蔽することにより運転者の前方視界を調整するものであるので、車両の運動性能を変えることなく、運転者の平衡感覚を安定させて直進時や旋回時の操舵のゆらぎを抑制することはできない。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、車両の運動性能を変えることなく、運転者の平衡感覚を安定させて直進時や旋回時の操舵のゆらぎを抑制することが可能な平衡感覚調整装置及び平衡感覚調整方法を提供することにある。

上述の課題を解決するために、本発明に係る平衡感覚調整装置及び平衡感覚調整方法は、車両中心軸に対し運転席が右方向又は左方向にオフセットしている車両を運転する運転者の平衡感覚を調整する平衡感覚調整装置及び平衡感覚調整方法であって、車室内、且つ、運転者の視野範囲内に少なくとも二つの視覚要素を左右対称に提示し、当該視覚要素によって運転者の平衡感覚を調整する。

本発明に係る平衡感覚調整装置及び平衡感覚調整方法によれば、左右対称の視界要素が提示されることにより、空間内における自身の位置を把握することが運転者にとって容易になり、運転者がステアリング操作感に左右差を感じることがなくなるので、車両の運動性能を変えることなく、運転者の平衡感覚を安定させて直進時や旋回時の操舵のゆらぎを抑制することができる。

以下、図面を参照して、本発明の第１及び第２の実施形態となる平衡感覚調整方法について詳しく説明する。なお、本発明の第１及び第２の実施形態となる平衡感覚調整方法はそれぞれ直進時及び旋回時における操舵のゆらぎを抑制するためのものである。また、以下に示す実施形態は、本発明に係る平衡感覚調整方法を運転席が車両中心軸に対し右方向にオフセットしている車両（右ハンドル車両）に適用したものであるが、同様の方法により本発明に係る平衡感覚調整方法は車両中心軸に対し運転席が左方向にオフセットしている車両（左ハンドル車両）にも適用できることは勿論である。

本発明の第１の実施形態となる平衡感覚調整方法は、図１に示すように、ステアリング１の中心位置Ｓ_０からステアリング１の半径Ｒ以上離れた位置、且つ、ステアリング１の上端部Ｓ_ｕから下端部Ｓ_ｄまでの範囲内、且つ、運転者の視野範囲内（具体的には、運転者から見て視野角±２０［deg］（見開き４０［deg］）の範囲内）に、車両の前後方向に伸びる直線形状の視覚要素（以下、直線視覚要素と表記）Ｅｌ，Ｅｒをステアリング１の中心位置Ｓ_０に対し略左右対称に提示する。

一般に、運転者が左右のドアトリム上端部から受ける視覚要素は、車両直進時、運転者の進行方向知覚に大きく影響し、運転者は路上の白線や道路のきめの流れと視覚要素との位置関係に基づいて進行方向を把握している。しかしながら、通常、運転席は車両中心軸に対し右方向にオフセットしているために、図２に示すように、運転者から遠い方のドアトリム上端部から受ける直線視覚要素Ｅｌと運転者に近いドアトリム上端部から受ける直線視覚要素Ｅｒはステアリング１の中心位置Ｓ_０に対して略対称であると運転者には感じられない。このため、従来までの車両では、直進走行時、空間内における自身の位置を把握することが運転者にとって困難になり、運転者がステアリング操作感に左右差を感じることにより、運転者の平衡感覚が不安定になり、操舵がゆらぐことがある。

これに対して、本発明の第１の実施形態となる平衡感覚調整方法では、上述の通り、直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒをステアリング１の中心位置Ｓ_０に対して略左右対称の位置に提示するので、運転者はステアリング１を握る身体の周辺に対し左右対称の視界調整要素を得る。このため、本発明の第１の実施形態となる平衡感覚調整方法によれば、直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒを利用して空間内における自身の位置を把握することが運転者にとって容易になり、運転者がステアリング操作感に左右差を感じることがなくなり、車両の運動性能を変えることなく、運転者の平衡感覚を安定させて直進時の操舵のゆらぎを抑制することができる。

ここで、直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒは、具体的には図３に示すように、ステアリング１の中心位置Ｓ_０に対し右側のドアトリムの上端部と対称な位置、且つ、車両中心軸に対して略平行に、右側のドアトリムの上端部と同じ高さを有する板Ｐを配置し、板Ｐの上端部及び右側のドアトリム上端部とサイドウインドウガラスとの交点（ドアウエストライン）ＷＬとをそれぞれ直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒとすることにより提示することができる。

なお、本願発明者らは、図３に示す直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒを装備した車両と装備していない車両とで左右方向の転舵角力を実験により比較した結果、直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒを装備した車両における転舵角力の分散値は、直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒを装備していない車両と比較して１５〜２０［％］程度低くなり、且つ、左右への転舵角度のばらつきが減少していることがわかった（図４参照）。

このことからも、本発明の第１の実施形態となる平衡感覚調整方法によれば、直進時の操舵のゆらぎを効果に抑制することができることが分かる。なお、図４に示す実験結果において、直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒを装備していない車両における転舵角力の平均値，標準偏差，及び分散値はそれぞれ、−０．０２９３，０．０４５０，０．０２０３、直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒを装備した車両における転舵角力の平均値，標準偏差，及び分散値はそれぞれ、−０．０２１４，０．０４１４，０．０１７２である。

なお、上記実施形態では、ドアウエストラインＷＬを運転者の右側に配置する直線視覚要素Ｅｒとして用いたが、これは、一般的な乗用車においては、ドアウエストラインＷＬは車両中心軸に対して略平行であり、また既存の車両デザインを崩したり、構成部品を増やしたりすることなく直線視覚要素Ｅｒを安価に装備することができるためである。従って、図５（ａ），（ｂ）に示すように、ドアトリムに取り付けられる装飾品である木目板等の部品Ｂの合わせ目Ｆや部品Ｂ自体を直線視覚要素Ｅｒとして用いてもよい。また、ドアトリムや部品ＢのハイライトラインＨＬを直線視覚要素Ｅｒとして用いてもよい。

一方、運転者の左側に配置される直線視覚要素Ｅｌは、図５（ａ）に示すように、インストルメントパネルの中央部Ｃを用いたり、エアコンの吹き出し口やオーディオ等の構成部品をインストルメントパネルからステアリング位置まで延長し、構成部品のキャラクタラインや部品の合わせ目に直線視覚要素を付加することにより実現することもできる。なお、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す線分ＡＡ’におけるドアトリムの断面図を示す。

また、上記実施形態では、直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒの左右方向の幅Ｗについては言及しなかったが、本願発明者らは、直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒの左右方向の幅Ｗが同程度である時に運転者は直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒが左右均等であると一番強く感じることを知見した。また、直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒのどちらか一方にドアトリムを利用する場合には、ドアトリムの幅Ｗ_０に対して直線視覚要素の幅Ｗが同等又は薄い時に運転者は直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒが左右均等であると強く感じることを知見した（図６（ａ），（ｂ）参照）。また、直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒの車両上下方向の幅Ｈについては、幅Ｈがステアリング１を握る手の幅（１０ｃｍ程度）からステアリング幅Ｈ_０までの間にある時に運転者は直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒが左右均等であると強く感じ、幅Ｈがステアリング幅Ｈ_０より広くなると運転者は閉塞感を感じることを知見した（図６（ａ），（ｃ）参照）。

また、上記実施形態では、車両の内装部品により直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒを構成したが、図７に示すように、インストルメントパネル上のステアリング１に対し略対称位置に配置された伸縮可能な円筒２により直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒを構成してもよい。また、図８に示すように、ブラケット３とヒンジ５によってインストルメントパネルに結合され、インストルメントパネルに対する角度を調整可能なように構成された板４により直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒを構成してもよい。一般に、市街地等のステアリング１の操作が頻繁で且つ操作量が多い場所では、直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒの提示効果は得られにくいので、このような構成によれば、直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒが不要である際に直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒを格納することができる。また、このような構造体により直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒを構成することにより、車両の大きさや部品レイアウトに合わせて直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒを配置することができる。

また、図９に示すように、ドアトリム上面部、且つ、車両軸に対して略平行に配置されたＬＥＤ等の発光素子６により直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒを構成してもよい。なお、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す線分ＡＡ’におけるドアトリムの断面図を示す。また、発光素子６ではなく反射テープ等の反射素子を用いて光を反射することにより直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒを構成してもよい。このような構成によれば、運転者は、必要に応じて発光素子６を発光させて直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒを得ることができる。また、昼間時と比較して特に夜間時の走行において直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒを確実に提示することができる。また、発光素子６の光量を調整することにより視覚刺激の強さを変更することもできる。また、図１０に示すように、インストルメントパネルにレーザ素子７を設け、このレーザ素子７から発せられるレーザ光線により直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒを構成してもよい。これにより既存の車への直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒの搭載が容易になる。

また、上記実施形態では、直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒの車両前後方向の長さについては言及しなかったが、本願発明者らは、図１１に示すように、直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒの車両前後方向の長さがステアリング１の前端部Ｓ_Ｆから後端部Ｓ_Ｂを含む時に直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒの提示効果が強く得られることを知見した。なお、ステアリング１の前端部Ｓ_Ｆより前方側はインストルメントパネル上面から延長させてもよい。また、上記車両前方方向の長さの範囲は、ステアリング１を握る手の周辺に位置するので、運転者が前方を注視して運転している場合であっても、直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒは周辺視として認識され、ステアリング１を操作する手と直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒとの位置関係を認識することができる。

なお、直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒの車両前後方向の長さがステアリング１の前端部Ｓ_Ｆから運転者の肘までを含む時には、肘に対する空間が規制され、運転者は視覚心理的に肘を身体に引き寄せ脇が締まるために、転舵がより安定する。また、直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒの車両前後方向の長さがステアリング１の前端部Ｓ_Ｆから運転者の肩までを含む時には、肩に対する空間が規制され、視覚心理的に左右方向への上体移動が制限されるために、操舵がより安定する。

また、本願発明者らは、実験の結果、直線視覚要素Ｅｒをドアトリムの上端部（高さＺ０）に設定した場合、図１３に示すように、直線視覚要素Ｅｌがドアトリムの上端部よりも高くなると直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒの提示効果が得られにくいことを知見した。従って、直線視覚要素Ｅｌの高さＺは、図１２に示すように、ドアトリムの上端部の高さＺ０よりも低く、換言すれば、車両前方方向と運転者から遠い側のドアトリムの上端部とが成す角度θ２が車両前方方向と直線視覚要素Ｅｌの上端部とが成す角度θ１よりも大きくなるように設定することが望ましい。このような構成によれば、運転者から遠い側の車両横方向の下方角を悪化させることなく直線視覚要素Ｅｌを提示することができる。

また、本願発明者らは、実験の結果、図１４に示すように、直線視覚要素Ｅｌの車両上下方向に対する傾斜角度θが−１５［deg］以下及び＋１５［deg］以上になると提示効果が得られなくなることを知見した。従って、直線視覚要素Ｅｌの車両上下方向に対する傾斜角度θは−１５〜＋１５［deg］の範囲に設定することが望ましい。なお、直線視覚要素Ｅｒを同様の傾斜角度に設定してもよい。このような構成によれば、車両の内装部品を大きく変更することなく直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒを配置することができる。

また、本願発明者らは、実験の結果、図１６に示すように、直線視覚要素Ｅｌの車両中心軸Ｐ０（車両前後方向）に対する傾斜角度θが−１５［deg］以下及び＋１５［deg］以上になると提示効果が得られなくなることを知見した。従って、直線視覚要素Ｅｌの車両中心軸Ｐ０に対する傾斜角度θは−１５〜＋１５［deg］の範囲に設定することが望ましい。なお、直線視覚要素Ｅｒを同様の傾斜角度に設定してもよい。このような構成によれば、車両の内装部品を大きく変更することなく直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒを配置することができる。

また、本願発明者らは、実験の結果、図１７に示すように、直線視覚要素Ｅｌの車両水平方向に対する傾斜角度θが−１５［deg］以下及び＋１５［deg］以上になると提示効果が得られなくなることを知見した。従って、直線視覚要素Ｅｌの車両水平方向に対する傾斜角度θは−１５〜＋１５［deg］の範囲に設定することが望ましい。なお、直線視覚要素Ｅｒを同様の傾斜角度に設定してもよい。このような構成によれば、車両の内装部品を大きく変更することなく直線視覚要素Ｅｌ，Ｅｒを配置することができる。

本発明の第２の実施形態となる視界調整方法は、運転者の視野範囲内に視覚要素Ｅｌ，Ｅｒを配置し、運転者に加わる加速度ベクトルの車体進行方向軸まわりの角度変化に応じて、運転者の視線軸まわり、且つ、加速度ベクトルの角度変化方向と同方向に視覚要素Ｅｌ，Ｅｒの位置を変化させる。より具体的には、この視覚調整方法では、始めに、ガラスやアクリル板等により構成される板状構造体を車両の上下方向に移動可能な視覚要素Ｅｌ，Ｅｒとしてサイドウインドウガラス内側に配置する。なお、この実施形態では、視覚要素Ｅｌ，Ｅｒの初期位置は地球座標系の水平方向又は鉛直方向に対して平行になるように設定する。そして、車両が右旋回する際は、図１７（ａ）に示すように、左側及び右側の視覚要素Ｅｌ，Ｅｒを初期位置に対してそれぞれ上方及び下方に移動し、逆に車両が左旋回する際は、図１７（ｂ）に示すように、視覚要素Ｅｌ，Ｅｒを初期位置に対してそれぞれ下方及び上方に移動する。

一般に、左旋回時、運転者が内装部品から受ける視覚要素は回転する。具体的には、左旋回時、右側及び左側のドアトリムは、図１８に示すように、空間（路面）に対しそれぞれ下がる及び上がるように運転者に知覚されることにより、運転者は視覚要素が右方向に回転しているように知覚する。一方、運転者の視線軸まわりに発生する加速度ベクトルは車両の旋回によって発生する横方向加速度ｇｒと重力加速度ｇ０の和として与えられるので、旋回に伴う横方向加速度ｇｒの増加に伴い、加速度ベクトルと重力加速度ｇ０の成す角度は増加する（図１８参照）。

つまり、加速度ベクトルは左旋回時を例とすると左方向に回転する。従って、一般に、運転者は頭部の位置を加速度ベクトルに対して略鉛直に保とうとするので、このような加速度ベクトルの回転によれば、内装部品から得られる視覚要素は頭部回転から得られる回転要素と内装部品の回転要素を足し合わせたものとなり、運転者は車両が大きくロールしていると感じ、平衡感覚が乱れてしまう。なお、上記説明では、左旋回時を例としたが右旋回時においても同様である。

これに対して、本発明の第２の実施形態となる視界調整方法では、上述のように、運転者が受ける加速度ベクトルの角度変化と同方向に視覚要素Ｅｌ，Ｅｒを回転させるので、運転者は運転者と同方向に回転する視覚要素Ｅｌ，Ｅｒによって平衡感覚を安定に保つことができる。また、本発明の第２の実施形態となる視覚調整方法によれば、運転者から見て左右又は上下に２つ以上の視覚要素を配置するので、視覚要素のレイアウト性が高まり、車両への搭載が容易になる。また、本発明の第２の実施形態となる視覚調整方法によれば、視覚要素Ｅｌ，Ｅｒの初期位置は地球座標系の水平方向又は鉛直方向に対し平行になるように設定されているので、運転者は視覚要素の位置変化を認識することができる。

ここで、上記実施形態において、図１９に示すように、運転者の視線軸ＥＡを中心軸とした円柱を定義し、この円柱の表面上ＶＰ１，ＶＰ２，ＶＰ３に視覚要素Ｅｌ，Ｅｒを配置するようにしてもよい。より具体的には、図２０（ａ）に示すように、運転者の視線軸ＥＡを中心とした半径Ｒ１の円周上に視覚要素Ｅｌ，Ｅｒを配置し、右旋回時は図２０（ｂ）に示すように視覚要素Ｅｌを下方に移動し、左旋回時には図２０（ｃ）に示すように視覚要素Ｅｒを上方に移動してもよい。このような構成によれば、運転者は、初期位置では左右略等距離の視覚要素Ｅｌ，Ｅｒを知覚し、視覚要素の移動量が十分小さければ旋回時においても運転者の視線軸ＥＡから略等距離をに表示することができる。

なお、上記視線軸ＥＡは、無限遠方注視の状態（がほぼ０度）の右眼と左眼の瞳孔間の中点を通り車両前後方向と略平行な軸であるとする。また、運転者の視点の位置は、身長の約９３％の高さに位置すると仮定すると（「設計のための人体寸法データ集」人間生活研究センター発行参照）、乗員のシート位置から推定することができる。また、運転者の左右眼の位置は画像解析により検出することができる。また、視線軸ＥＡは、乗員の頭部の移動に線形的に対応することが望ましいが、運転者の頭部の位置は運転行動以外でも常に変化するために、運転者の本来の視線軸から半径５０ｍｍ程度ずれていても支障はないので、運転者の頭部位置を推定した結果から固定した軸を用いても良い。

また、視覚誘導性の自己運転感覚は、運動視覚要素が移動を開始してから観測者が自己運動感覚を得るまでに遅れが生じることが知られている。このため、自動車運転においては、旋回による車両のロールが発生する前に視覚要素Ｅｌ，Ｅｒの移動を開始する必要がある。そこで、以下の数式２にステアリング１の操舵角θを代入することにより、ステアリング１の操舵角θに合わせて視覚要素Ｅｌ，Ｅｒを結ぶ仮想線ＶＬの回転角度φを調整するようにしてもよい（図２１参照）。このような構成によれば、ロール発生前に視覚要素Ｅｌ，Ｅｒの移動が可能になる。なお、数式２中の比例定数ｋは、運転状況に応じて変化させてもよいし、車両の特性に応じて予め設定しておいてもよい。

また、運転者が旋回時に受ける横方向加速度ｇｒは、旋回半径Ｒ（図２２（ａ）参照）と車速Ｖにより以下の数式３のように表される。また、旋回半径Ｒは車両の前輪の舵角βとホイールベースＬにより以下の数式４のように表される。従って、運転者が旋回時に受ける横方向加速度ｇｒは、数式４を数式３に代入することにより、前輪の転舵角β，車速Ｖ，及びホイールベールＬにより以下の数式５のように表される。一方、運転者の加わる加速度ベクトルと重力加速度ｇ０の成す角度φ１（図２２（ｂ）参照）は重力加速度ｇｒと横方向加速度ｇｒにより以下の数式６のように表される。

従って、角度φ１は、数式５を数式６に代入することにより、数式車両の前輪の舵角β（＝操舵角θ／ステアリングギア比ｎ），ホイールベースＬ，車速Ｖ，及び重力加速度ｇ０により以下の数式７のように表される。そして、視覚要素の角度位置変化量φは、比例定数をαとすると、以下の数式８のように表されるので、数式６と数式７を用いることにより、視覚要素の角度位置変化量φを算出するようにしてもよい。なお、比例定数αが１であれば、視覚要素は振り子のように運転者が受ける加速度ベクトルの角度変化と同様に角度変化する。また、０＜α＜１の範囲であれば、運転者が受ける加速度ベクトルの角度変化より小さい角度変化量となる。一般的に、乗員の頭部の旋回による傾きの範囲はこの範囲に含まれることが実験的に分かっている。

なお、上記数式６，７により算出される角度位置変化量φに従って視覚要素を移動させる際、視覚要素の回転角は車両の横方向加速度ｇｒによる慣性力と重力の合力と釣り合う方向に対し鉛直な仮想線と略平行になるように移動させるとよい。具体的には、直進時に得られる左右の視覚要素Ｅｌ，Ｅｒを結ぶ仮想線分ＶＬが水平方向に対して平行である場合（図２３（ａ）参照）、車両の横方向加速度ｇｒによる慣性力と重力の合力と釣り合う方向に対し鉛直な仮想線ＶＬ’と略平行になるように、視覚要素Ｅｌ，Ｅｒを車両上下方向と平行に移動させるとよい。なお、この場合、視覚要素Ｅｌ，Ｅｒを結ぶ線分の回転中心は必ずしも運転者の左右中心上にある必要はなく、どちらか一方の視覚要素の移動量を多くすることも、どちらか一方を静止させておくこともできる。また、運転者の両眼の中点を軸として視覚要素を回転させる場合には（図２４（ａ）参照）、車両の横方向加速度ｇｒによる慣性力と重力の合力と釣り合う方向に対し鉛直な仮想線ＶＬ’と略平行になるように、視覚要素Ｅｌ，Ｅｒを車両上下方向と平行に移動させるとよい。

また、一般的な車両においては、１．０〜１．４［Ｈｚ］程度の周波数ｆ０においてロール共振点が存在するので、ローパスフィルタを用いて２．０［Ｈｚ］等のロール共振点の周波数より若干高い周波数をカットすることが望ましい。このような構成によれば、微小な操舵の繰り返しや、路面や車速の微妙な変化等によって視覚要素が変動することを防ぎ、運転者の鬱陶しさを与えることを防ぐことができる。また、周波数をカットする領域は車両の特性に合わせて変更することが望ましい。

また、ローパスフィルタ処理は、車速Ｖ，操舵角θ，及び角度位置変化量φのいずれかに対して施すとよい。また、ステアリングの操舵角速度が所定値以上大きい場合には、視覚要素を提示した際、運転者はその視覚刺激の移動によって注意を引かれ、運転に支障をきたす恐れがある。このため、図２６に示すように操舵角速度に制限値θ０を設け、操舵角速度が制限値θ０以上である場合、視覚要素を移動させないことが望ましい。

なお、本発明の第２の実施形態となる平衡感覚調整方法における視覚要素Ｅｌ，Ｅｒとして、上記第１の実施形態となる平衡感覚調整方法における直線視覚要素を用いてもよい。具体的には、視覚要素Ｅｌ，Ｅｒとして図３に示す直線視覚要素である場合には、図２７に示すように、板Ｐを昇降するためのガイド１１及びモータ（Ｍ）１２と、モータを制御する制御部（図示せず）と、車両情報を検知若しくは推定する検知部（図示せず）を設けることにより、第２の実施形態となる平衡感覚調整方法を実現することができる。

また、この場合、板Ｐは不透明な遮蔽板でもよいが、ガラス等の透明又はスモーク等で不透明な板であってもよい。透明な板を用いることにより運転者が車室内を狭く感じることがなくなる。また、視覚要素は、板Ｐの上面部であるため、通常のガラスやアクリル等の透過性がある物質でも端部は光屈折により直線視覚要素が認められるために、視覚要素の提示効果が損なわれることがない。

また、視覚要素は、図２８に示すように、運転者の頭部位置周辺に板Ｐｌ，Ｐｒを配置することにより提示し、板Ｐｌ，Ｐｒをリンク１３により連結し、モータ１２によりリンク１３を介して板Ｐｌ，Ｐｒを運転者の視線軸Ｏを中心として右方向又は左方向に回転させることにより、第２の実施形態となる平衡感覚調整方法を実現してもよい。また、リンク１３の長さを調整することにより、図２９に示すように、運転者の両腕外側に板Ｐｌ，Ｐｒを配置することにより視覚要素を提示してもよい。

また、板Ｐｌ，Ｐｒのそれぞれに対してモータ１２と歯車１４と設け、板Ｐｌ，Ｐｒを独立して動作させてもよい。この場合、歯車１４の形状を直線形状から弓なりの形状にすることにより、板Ｐｌ，Ｐｒの移動軌跡を変更してもよい。また、車両乗降時、板Ｐｌ，Ｐｒがシートクッション位置まで下降することにより乗降を容易にすることが望ましい。また、板Ｐｌ，Ｐｒの初期位置は左右同じ高さにすることが望ましい。

また、先端部に重り６が付いた振り子を板Ｐｌ，Ｐｒの回転中心軸に連結することにより、第２の実施形態となる平衡感覚調整方法を実現してもよい。このような構成によれば、板Ｐｌ，Ｐｒの回転角度を運転者の受ける加速度ベクトルの回転角度に線形的に対応させることができる。

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。

本発明の第１の実施形態となる平衡感覚調整方法を説明するための図である。 運転者が左右のドアトリム上端部から受ける視覚要素の構成を説明するための図である。 図１に示す平衡感覚調整方法の一具体例を説明するための図である。 図３に示す直線視覚要素を装備した車両と装備していない車両における転舵角力の分布状態を示す図である。 図１に示す平衡感覚調整方法の一具体例を説明するための図である。 直線視覚要素の左右方向及び上下方向の幅を示す図である。 図１に示す平衡感覚調整方法の一具体例を説明するための図である。 図１に示す平衡感覚調整方法の一具体例を説明するための図である。 図１に示す平衡感覚調整方法の一具体例を説明するための図である。 図１に示す平衡感覚調整方法の一具体例を説明するための図である。 直線視覚要素の車両前後方向の長さを示す図である。 直線視覚要素の高さとドアトリム上端部高さの関係を示す図である。 直線視覚要素の高さとドアトリム上端部高さの関係を示す図である。 車両上下方向に対する直線視覚要素の傾斜角度を示す図である。 車両前後方向に対する直線視覚要素の傾斜角度を示す図である。 水平方向に対する直線視覚要素の傾斜角度を示す図である。 本発明の第２の実施形態となる平衡感覚調整方法を説明するための図である。 直進時、右旋回時、及び左旋回時に運転者が受ける加速度ベクトルの向きを説明するための図である。 図１７に示す平衡感覚調整方法の一具体例を説明するための図である。 図１７に示す平衡感覚調整方法の一具体例を説明するための図である。 ステアリングの操舵角に応じた視覚要素を位置変化を説明するための図である。 車両前輪の転舵角，車両のホイールベース，車速，重力加速度，及び比例定数に応じた視覚要素の位置変化を説明するための図である。 図１７に示す平衡感覚調整方法の一具体例を説明するための図である。 図１７に示す平衡感覚調整方法の一具体例を説明するための図である。 図１７に示す平衡感覚調整方法の応用例を説明するための図である。 図１７に示す平衡感覚調整方法の応用例を説明するための図である。 視覚要素を動作させる機構の一具体例を示す図である。 視覚要素を動作させる機構の一具体例を示す図である。 視覚要素を動作させる機構の一具体例を示す図である。 視覚要素を動作させる機構の一具体例を示す図である。 視覚要素を動作させる機構の一具体例を示す図である。

符号の説明

１：ステアリング
Ｅｌ，Ｅｒ：視覚要素
Ｒ：ステアリング半径
Ｓ_ｄ：ステアリング下端位置
Ｓ_ｕ：ステアリング上端位置
Ｓ_０：ステアリング中心位置

Claims (22)

1. 車両中心軸に対し運転席が右方向又は左方向にオフセットしている車両を運転する運転者の平衡感覚を調整する平衡感覚調整装置であって、
   車室内、且つ、運転者の視野範囲内に少なくとも二つの視覚要素を左右対称に提示し、当該視覚要素によって運転者の平衡感覚を調整すること
   を特徴とする平衡感覚調整装置。
2. 請求項１に記載の平衡感覚調整装置であって、
   前記視覚要素は、前記車両のステアリングの中心位置からステアリング半径以上離れた領域内、且つ、当該ステアリングの上端部高さから下端部高さまでの領域内、且つ、前記運転者の視野範囲内に、車両の前後方向に伸びる直線形状の二つの視覚要素をステアリングの中心軸に対し略左右対称に配置することにより提示することを特徴とする平衡感覚調整装置。
3. 請求項２に記載の平衡感覚調整装置であって、
   前記左右対称に配置された視覚要素の少なくとも一方は前記車両の内装部品により構成されていることを特徴とする平衡感覚調整装置。
4. 請求項２又は請求項３に記載の平衡感覚調整装置であって、
   前記左右対称に配置された視覚要素は前記車両の左右方向及び上下方向の少なくとも一方の方向に幅を有することを特徴とする平衡感覚調整装置。
5. 請求項２に記載の平衡感覚調整装置であって、
   前記左右対称に配置された視覚要素は構造体により構成されていることを特徴とする平衡感覚調整装置。
6. 請求項２に記載の平衡感覚調整装置であって、
   前記左右対称に配置された視覚要素の少なくとも一方は光学刺激により構成されていることを特徴とする平衡感覚調整装置。
7. 請求項２に記載の平衡感覚調整装置であって、
   前記左右対称に配置された視覚要素の少なくとも一方は光線により構成されていることを特徴とする平衡感覚調整装置。
8. 請求項２から請求項６のうち、いずれか１項に記載の平衡感覚調整装置であって、
   前記左右対称に配置された視覚要素の少なくとも一方の車両前後方向位置はステアリングの前端部から後端部までの位置を含むことを特徴とする平衡感覚調整装置。
9. 請求項２から請求項６のうち、いずれか１項に記載の平衡感覚調整装置であって、
   前記左右対称に配置された視覚要素の少なくとも一方の車両前後方向位置はステアリングの前端部から運転者の肘までの位置を含むことを特徴とする平衡感覚調整装置。
10. 請求項２から請求項６のうち、いずれか１項に記載の平衡感覚調整装置であって、
    前記左右対称に配置された視覚要素の少なくとも一方の車両前後方向位置はステアリングの前端部から運転者の肩までの位置を含むことを特徴とする平衡感覚調整装置。
11. 請求項２から請求項１０のうち、いずれか１項に記載の平衡感覚調整装置であって、
    前記左右対称に配置された視覚要素の高さは同じ、又は車両中央側に配置された視覚要素の高さが車両外側に配置された視覚要素の高さより低いことを特徴とする平衡感覚調整装置。
12. 請求項２から請求項１０のうち、いずれか１項に記載の平衡感覚調整装置であって、
    前記左右対称に配置された視覚要素は車両上下方向、車両前後方向、又は、車両水平方向に対して所定角度範囲内の傾斜角を有することを特徴とする平衡感覚調整装置。
13. 請求項１に記載の平衡感覚調整装置であって、
    前記運転者に加わる加速度ベクトルの車両進行方向軸まわりの角度変化に応じて、運転者の視線軸まわり、且つ、加速度ベクトルの角度変化方向と同方向に視覚要素の角度位置を変化させることを特徴とする平衡感覚調整装置。
14. 請求項１３に記載の平衡感覚調整装置であって、
    前記視覚要素は前記車両の左右方向又は上下方向に少なくとも二つ提示されていることを特徴とする平衡感覚調整装置。
15. 請求項１４に記載の平衡感覚調整装置であって、
    前記視覚要素を結ぶ線分の初期位置は地球座標系の水平方向又は鉛直方向に対し平行であることを特徴とする平衡感覚調整装置。
16. 請求項１４又は請求項１５に記載の平衡感覚調整装置であって、
    前記視覚要素は運転者の視線軸から略等距離の位置に提示されていることを特徴とする平衡感覚調整装置。
17. 請求項１３乃至請求項１６のうち、いずれか１項に記載の平衡感覚調整装置であって、
    前記視覚要素の角度位置はステアリングの操舵角に比例して変化することを特徴とする平衡感覚調整装置。
18. 請求項１３乃至請求項１６のうち、いずれか１項に記載の平衡感覚調整装置であって、
    前記視覚要素の角度位置は、車両前輪の転舵角β、車両のホイールベースＬ、車速Ｖ、重力加速度ｇ０、及び比例定数αを以下の数式に代入することにより算出される角度位置φに変化されることを特徴とする平衡感覚調整装置。
    
19. 請求項１７又は請求項１８に記載の平衡感覚調整装置であって、
    前記視覚要素の角度位置に対する指令値は一定値以上の周波数成分が入らないように制御されることを特徴とする平衡感覚調整装置。
20. 請求項１７乃至請求項１９のうち、いずれか１項に記載の平衡感覚調整装置であって、
    前記視覚要素は、ステアリングの操舵角度が一定値以上である場合、移動しないことを特徴とする平衡感覚調整装置。
21. 請求項１３乃至請求項２０のうち、いずれか１項に記載の平衡感覚調整装置であって、
    前記視覚要素は車両に設けられたモータにより移動制御されることを特徴とする平衡感覚調整装置。
22. 車両中心軸に対し運転席が右方向又は左方向にオフセットしている車両を運転する運転者の平衡感覚を調整する平衡感覚調整方法であって、
    車室内、且つ、運転者の視野範囲内に少なくとも二つの視覚要素を左右対称に提示し、当該視覚要素によって運転者の平衡感覚を調整すること
    を特徴とする平衡感覚調整方法。