JP2007245865A - 転舵誘導装置および転舵誘導方法 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者の転舵操作における左右の転舵速度の差を補正して、転舵操作の乱れを防ぐことができる転舵誘導装置を提供する。
【解決手段】ステアリング１０に対して行われる運転者の転舵操作における転舵角度を転舵角検出部１１により検出し、検出された転舵角度に基づいて、制御部１２により視覚刺激提示部１３が行う回転移動を制御する。このとき、左右に方向が異なる同一の転舵角度について、左方向の転舵角度に対する値と右方向の転舵角度に対する値に差を付けて回転角度を設定することにより、転舵操作における左右の転舵速度の差を補正するように運転者を誘導する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の走行中に運転者が適切な転舵操作を行うように運転者を誘導する技術に関する。

従来、運転者の運転姿勢、特に頭部挙動を安定させることにより、車両の旋回時における運転者の転舵操作の乱れを抑える技術が知られている。たとえば特許文献１には、車両の中心位置付近から車幅方向両側に向けて一様に下降傾斜する形状で視界調整部分を配置して車両のフロントガラスの下端部を遮蔽することにより、車両旋回時における運転者の前方視界の傾きを抑制して運転者の運転姿勢を安定させ、転舵操作の乱れを防ぐ方法が開示されている。

特開２００５−７５１８７号公報

車両の旋回時に運転者が行う転舵操作において、右旋回時に行う右方向の転舵速度と、左旋回時に行う左方向の転舵速度とは、一般的に一致しないことが知られている。たとえば右ハンドル車である場合は、右方向の転舵速度が左方向の転舵速度よりも一般的に大きくなる傾向にあり、特に運転者が不慣れな初心者であれば、その傾向は顕著となる。このように、転舵速度には左右で差が生じることから、特許文献１に開示される方法では転舵操作の乱れを防ぐことができない場合がある。

本発明による転舵誘導装置は、車両に対する運転者の転舵操作を検出し、その検出結果に基づいて、転舵操作における左右の転舵速度の差を補正するように運転者を誘導する。

本発明によれば、運転者の転舵操作における左右の転舵速度の差を補正して、転舵操作の乱れを防ぐことができる。

−第１の実施の形態−
本発明による転舵誘導装置の第１の実施の形態について以下に説明する。図１は、第１の実施の形態における転舵誘導装置の構成図である。図１に示す転舵誘導装置１は、車両のステアリング１０に接続された転舵角検出部１１、制御部１２および視覚刺激提示部１３を備えている。

転舵角検出部１１は、ステアリング１０に対して行われる運転者の転舵操作における転舵角度を検出する。転舵角検出部１１は、たとえば車両内の情報通信ネットワークを構築するＣＡＮ（Controller Area Network）から得られるＣＡＮ情報に基づいて、転舵角度を検出する。あるいは、ステアリング１０のシャフトに取り付けられた図示しない電動パワーステアリング用モータの出力電圧に基づいて、転舵角度を検出することとしてもよい。これらの検出方法以外にも、転舵角検出部１１において転舵角度を検出するために様々な方法を用いることができる。

制御部１２は、転舵角検出部１１によって検出された転舵角度に基づいて、視覚刺激提示部１３が行う回転移動を制御する。制御部１２には、視覚刺激提示部１３を回転移動させるために、転舵角検出部１１による転舵角度の検出結果に基づいて出力電圧を調節する制御回路や、制御回路からの出力電圧に応じた回転位置まで回転駆動するＡＣサーボモータなどを有している。

視覚刺激提示部１３は、運転者が運転中にその視野内に入るよう車両内に設置されており、制御部１２の制御によって、運転者の転舵操作における転舵角度に応じて回転する。車両を左旋回させるために運転者が左方向の転舵操作を行っている場合は、基準位置から転舵角度に応じた位置まで視覚刺激提示部１３が左側に回転し、車両を右旋回させるために運転者が右方向の転舵操作を行っている場合は、基準位置から転舵角度に応じた位置まで視覚刺激提示部１３が右側に回転する。こうして運転者の転舵操作中に視覚刺激提示部１３を回転させ、運転者にとっての視覚情報を変化させることにより、転舵操作の状況を運転者に提示する。すると運転者の視覚が刺激され、転舵操作が影響される。これを利用して、後で説明するように運転者の転舵操作における左右の転舵速度の差を補正し、適切な転舵操作を行うように運転者を誘導することができる。

図２は、車両における視覚刺激提示部１３の配置例を示している。図２に示すように、たとえばスピードメータ２１の上部に、横方向に細長い形状を有する回転体が視覚刺激提示部１３として配置される。この視覚刺激提示部１３を車両進行方向に垂直な方向、すなわち車両の横方向から見たときの断面図の例を図３に示す。スピードメータ２１の上に制御部１２が設置されており、そこから運転者に向かって突き出た回転軸２２の先に、視覚刺激提示部１３が取り付けられている。この回転軸２２は制御部１２の内部に設けられたＡＣサーボモータと繋がっており、ＡＣサーボモータが動作することで、視覚刺激提示部１３が回転軸２２を中心に回転する。

なお、図２および図３で説明した視覚刺激提示部１３の配置はあくまで一例であるため、他の配置としてもよい。視覚刺激提示部１３が運転席からの視野内に入っており、運転者が転舵操作をしているときに視覚刺激提示部１３の回転動作によって運転者の視覚を刺激できるような配置である限り、どのような配置としてもよい。

ところで、車両の旋回時に運転者が行う転舵操作において、右旋回時に行う右方向の転舵操作における転舵速度と、左旋回時に行う左方向の転舵操作における転舵速度とは、一般的に一致しないことが知られている。たとえば右ハンドル車である場合は、右方向の転舵速度が左方向の転舵速度よりも一般的に大きくなる傾向にあり、特に運転者が不慣れな初心者であれば、その傾向は顕著となる。

図４は、一般的な初心者ドライバーが行う転舵操作の特性として、テストコースにおいて車両をスラローム走行させた際に得られた転舵角度のデータをグラフ化したものである。このグラフの横軸は経過時間を表している。縦軸は転舵角度を表しており、直進方向に対して右方向への転舵角度を正の値、左方向への転舵角度を負の値としている。なお、このときの走行条件は、３０ｍ間隔に設置したパイロンの間を時速５０ｋｍで走行するというものであった。

図４のグラフにおいて符号３１に示す部分は、右方向から左方向に転舵方向を切り返す際の転舵角度が一定となる期間を表している。このように転舵角度が一定である期間は保舵時間と呼ばれている。図４のグラフより、転舵角度が上昇から下降に転じる部分、すなわち右転舵から左転舵への切り返しの際には保舵時間が長くなり、転舵角度が下降から上昇に転じる部分、すなわち左転舵から右転舵への切り返しの際には保舵時間が短くなることが分かる。なお図５は、転舵角度のデータをグラフ化したときの保舵時間を概念的に示した図である。

上記のような切り返し方向による保舵時間の差は、運転席からの視界の違いによって生じる。すなわち、車両が右ハンドル車である場合は、運転者にとって車両の右側の方が良く見えるために、運転者は右方向への転舵角度をより大きくする傾向にある。その結果、車両は右方向へより早く旋回するため、左方向への旋回時よりも保舵時間が長くなると考えられる。さらに、左方向への転舵速度よりも右方向への転舵速度の方が大きくなるため、車両のロールレートが上昇する。その結果、運転者の運転姿勢が不安定となり、転舵操作の乱れにつながる。

以上説明したように、運転者の転舵操作において左右の転舵速度の差が生じることにより、転舵操作に乱れが生じる。そこで本発明では、車両に対する運転者の転舵操作を検出し、その検出結果に基づいて、転舵操作における左右の転舵速度の差を補正し、適切な転舵操作を行うように運転者を誘導する。その具体的な方法について、以下に詳しく説明する。

図６は、転舵角検出部１１によって検出される転舵角度と、制御部１２の制御回路からＡＣサーボモータへの出力電圧の関係の一例を表したグラフである。横軸は転舵角度を表しており、右方向の転舵角度を正の値、左方向の転舵角度を負の値によってそれぞれ表している。縦軸は出力電圧を表している。このグラフに示されるように、右方向の転舵角度に対しては、左方向の転舵角度に対する値よりも大きな出力電圧を設定する。たとえば、転舵角度＋３０度のときには出力電圧を＋５Ｖとし、転舵角度−３０度のときには出力電圧を−１．６６Ｖとする。このようにすることで、左右に方向が異なる同一の転舵角度について、左方向の転舵角度に対する値と右方向の転舵角度に対する値に差を付けて、ＡＣサーボモータの回転角度を設定することができる。なお、転舵角度が−３０度から＋３０度の間にない場合は、出力電圧を一定とする。すなわち、転舵角度＋３０度以上では出力電圧＋５Ｖ、転舵角度−３０度以下では出力電圧−１．６６Ｖである。

図７は、出力電圧が＋５Ｖのときの回転角度が＋３０度、出力電圧が−５Ｖのときの回転角度が−３０度となるようなＡＣサーボモータを使用したときに、転舵角度に応じて視覚刺激提示部１３が回転する様子を示した図である。なお、出力電圧が−５Ｖから０Ｖの間、および０Ｖから＋５Ｖの間は、ＡＣサーボモータの回転角度はそれぞれ直線的に変化し、０Ｖの場合は回転角度が０度であるものとする。

図７（ａ）は、転舵角度が０度の場合の例である。この場合は図６のグラフからＡＣサーボモータへの出力電圧が０Ｖとなり、ＡＣサーボモータの回転角度が０度となる。そのため、視覚刺激提示部１３は回転しない。

図７（ｂ）は、転舵角度が＋３０度の場合の例である。この場合は図６のグラフからＡＣサーボモータへの出力電圧が＋５Ｖとなり、ＡＣサーボモータの回転角度が＋３０度となる。そのため、視覚刺激提示部１３は右側へ３０度回転する。

図７（ｃ）は、転舵角度が−３０度の場合の例である。この場合は図６のグラフからＡＣサーボモータへの出力電圧が−１．６６Ｖとなり、ＡＣサーボモータの回転角度が−１０度となる。そのため、視覚刺激提示部１３は左側へ１０度回転する。

以上説明したように、転舵角検出部１１によって運転者の転舵操作における転舵角度を検出し、検出された転舵角度に基づいて、予め設定された図６のような操舵角度と出力電圧の関係により、制御部１２においてＡＣサーボモータへの出力電圧を設定する。こうして設定された出力電圧に応じてＡＣサーボモータを回転駆動させることにより、視覚刺激提示部１３の回転角度を設定し、その回転角度に応じて視覚刺激提示部１３を回転移動させる。このとき、左右に方向が異なる同一の転舵角度について、左方向の転舵角度に対する値と右方向の転舵角度に対する値に差を付けてＡＣサーボモータへの出力電圧を設定する。これにより、左方向の転舵角度に対する視覚刺激提示部１３の回転量と、右方向の転舵角度に対する視覚刺激提示部１３の回転量とに差を付けて、転舵操作における左右の転舵速度の差を補正するように運転者を誘導する。

本実施形態の転舵誘導装置１を用いて上記のような左右の転舵速度の差の補正を実施したときの平均保舵時間の変化の様子を図８に示す。この図に示すように、非実施時に比べて実施時には右転舵時の平均保舵時間が約３分の１程度減少していることが分かる。さらに、左転舵時の平均保舵時間についても約２０％程度減少していることが分かる。なお、図８のデータを測定したときの運転条件は、図４に示す転舵角度のデータを取得したときのものと同様である。

なお、図６に示す操舵角度と出力電圧の関係は、図４に示したような運転者の一般的な転舵特性に基づいて設定されたものである。すなわち本実施形態では、予め設定された転舵特性に基づいて、転舵操作における左右の転舵速度の差を補正するように運転者を誘導する。

上記のようなＡＣサーボモータによる視覚刺激提示部１３の回転角度の設定は、すなわち視覚刺激提示部１３によって提供される視覚情報の変化量を設定することに相当する。また、設定された回転角度に応じて視覚刺激提示部１３を回転移動させることは、すなわち設定された視覚情報の変化量に応じて視覚刺激提示部１３による視覚情報を変化させることに相当する。こうして視覚情報を変化させることにより、転舵操作の状況を運転者に提示することができる。

以上説明した第１の実施の形態によれば、次の作用効果を奏することができる。
（１）転舵角検出部１１により、車両に対する運転者の転舵操作を検出し、その検出結果に基づいて、制御部１２および視覚刺激提示部１３により、転舵操作における左右の転舵速度の差を補正するように運転者を誘導することとした。このようにしたので、運転者の転舵操作における左右の転舵速度の差を補正して、転舵操作の乱れを防ぐことができる。

（２）予め設定された転舵特性に基づいて、転舵操作における左右の転舵速度の差を補正するように運転者を誘導することとしたので、複雑な処理をする必要がない。

（３）転舵操作の状況を、左方向の転舵操作に対する視覚情報と右方向の転舵操作に対する視覚情報に差を付けて、運転者に視覚情報によって提示することにより、転舵操作における左右の転舵速度の差を補正するように運転者を誘導することとした。具体的には、転舵角検出部１１により転舵操作における転舵角度を検出し、検出された転舵角度に基づいて、制御部１２により、左右に方向が異なる同一の転舵角度について、左方向の転舵角度に対する値と右方向の転舵角度に対する値に差を付けて視覚情報の変化量を設定する。そして視覚刺激提示部１３により、左右の転舵角度で異なる値を設定された視覚情報の変化量に応じて視覚情報を変化させて転舵操作の状況を運転者に提示することにより、転舵操作における左右の転舵速度の差を補正するように運転者を誘導する。このようにしたので、左右の転舵速度の差を確実に補正することができる。

（４）視覚刺激提示部１３を、制御部１２のＡＣサーボモータの回転駆動により、基準位置から設定された回転角度に対応する位置まで、回転軸２２を中心に回転移動する回転体とした。そして、制御部１２により視覚情報の変化量として回転体の回転角度を設定し、設定された回転角度に応じて視覚刺激提示部１３の回転体を回転移動させることにより、視覚情報を変化させることとした。このようにしたので、簡単な構成を用いて視覚情報を変化させ、転舵操作における左右の転舵速度の差を補正するように運転者を誘導することができる。

−第２の実施の形態−
本発明による第２の実施の形態について以下に説明する。前述の第１の実施の形態では、予め設定された転舵特性に基づいて、転舵操作における左右の転舵速度の差を補正するように運転者を誘導する例を説明した。これに対して本実施形態では、運転者の転舵特性を判断し、その判断結果に基づいて、前記転舵操作における左右の転舵速度の差を補正するように運転者を誘導する例を説明する。

図９は、第２の実施の形態における転舵誘導装置の構成図である。図９に示す転舵誘導装置２は、第１の実施の形態で説明した転舵角検出部１１、制御部１２および視覚刺激制御部１３に加えて、転舵角速度算出部１４および転舵特性判断部１５を備えている。

転舵角検出部１１は、第１の実施の形態と同様に、運転者の転舵操作における転舵角度を検出する。転舵角速度算出部１４は、転舵角検出部１１により検出された転舵角度に基づいてその時間微分値を求めることにより、転舵角速度を算出する。この転舵角速度は、運転者の転舵操作における転舵速度を表している。

転舵特性判断部１５は、転舵角速度算出部１４により算出された転舵角速度に基づいて運転者の転舵特性を判断する。具体的には、転舵角速度算出部１４により算出された転舵角速度を所定のサンプリング周期でサンプリングし、そのサンプリング結果を所定区間ごとにグループ分けして、各区間の発生頻度をそれぞれ積算する。この積算結果は転舵角速度の過去の履歴を表しており、転舵特性判断部１５において一定期間分記憶される。こうして記憶された各グループの発生度数から、転舵角速度の累積度数分布が得られる。転舵特性判断部１５は、このような転舵角速度の累積度数分布に基づいて、左右の転舵角速度に差があるか否かを判断することにより、運転者の転舵特性を判断する。

制御部１２は、第１の実施の形態と同様に、転舵角検出部１１によって検出された転舵角度に基づいて、視覚刺激提示部１３が行う回転移動を制御する。このとき、転舵特性判断部１５による運転者の転舵特性の判断結果に基づいて、ＡＣサーボモータへの出力電圧の設定値を変化させる。すなわち、転舵特性判断部１５において左右の転舵角速度に差があると判断された場合には、その差を打ち消すような方向で運転者を誘導できるように、左右に方向が異なる同一の転舵角度について、左方向の転舵角度に対する値と右方向の転舵角度に対する値に差を付けて、ＡＣサーボモータの回転角度を設定する。この具体的な方法については、後で詳しく説明する。

視覚刺激提示部１３は、第１の実施の形態と同様に、制御部１２の制御により運転者の転舵操作における転舵角度に応じて回転することにより、運転者にとっての視覚情報を変化させ、転舵操作の状況を運転者に提示する。これにより、運転者の転舵操作における左右の転舵速度の差を補正して、適切な転舵操作を行うように運転者を誘導する。

図１０は、転舵特性判断部１５において得られる転舵角速度の累積度数分布の例を表したグラフである。このグラフは、転舵角速度を５度おきの区間でグループ分けしてその発生頻度を積算したときの累積度数分布を示している。符号３２に示す部分は、転舵角速度が右方向に毎秒１０度から１５度の区間の累積度数を表している。一方、符号３３に示す部分は、転舵角速度が左方向に毎秒１０度から１５度の区間の累積度数を表している。これらの左右で対応する累積度数同士を比較すると、符号３３に示す左方向の累積度数の方が、符号３２に示す右方向の累積度数よりも大きいことが分かる。このような場合は、左右の転舵角速度に差があると転舵特性判断部１５において判断する。その際、左右どちらの転舵角速度が大きいかの判断も合わせて行う。図１０の例の場合は、左方向の転舵角速度の方が大きいと判断される。

なお、上記のようにして左右の転舵角速度に差があるか否かを判断する場合には、ある程度の積算結果が揃わないと正しい判断が得られない。したがって、転舵角速度の積算数が予め設定された所定値以下である場合は、判断を行わないようにする。また、累積度数の差が小さい場合、たとえば５００以下である場合は、左右の転舵角速度には実質的に差がないと判断することが好ましい。このとき、累積度数の差をその割合によって判断してもよい。たとえば、左右で対応する累積度数同士を比較し、いずれか一方の累積度数がもう一方の累積度数の７０％以上である場合は、左右の転舵角速度には実質的に差がないと判断する。

さらに、上記のような判断における転舵角速度の範囲を限定することとしてもよい。たとえば、１５度以上（−１５度以下）の転舵角速度の区間に限定して、左右で対応する累積度数同士を比較し、その比較結果から左右の転舵角速度に差があるか否かを判断することができる。このようにすれば、運転者の運転姿勢に影響しない部分を除いて転舵角速度の累積度数同士を比較することができるため、運転者の転舵特性をより一層正しく判断することができる。

以上説明したように、転舵特性判断部１５において、転舵角速度の累積度数分布に基づいて左右の転舵角速度に差があるか否かを判断することにより、運転者の転舵特性を判断するときのフローチャートを図１１に示す。このフローチャートは、たとえば車両のシフトレバーがドライブ位置にセットされることなどによって実行される。ステップＳ１０では、転舵角速度算出部１４から出力される転舵角速度を積算し、図１０に示すような累積度数分布を作成する。

ステップＳ２０では、ステップＳ１０においてそれまでに積算された転舵角速度の合計積算数が、予め定められた所定の規定値以上であるか否かを判定する。積算数が規定値以上であればステップＳ３０へ進む。規定値に満たなければステップＳ１０へ戻り、引き続き転舵角速度の積算を継続する。

ステップＳ３０では、ステップＳ１０の積算結果から得られた転舵角速度の累積度数分布に基づいて、左右で対応する累積度数同士を比較することにより、左右で差のある区間があるか否かを判断する。左右で差のある区間があればステップＳ４０へ進み、ない場合はステップＳ７０へ進む。以下、ステップＳ４０へ進んだ場合から先に説明する。

ステップＳ４０では、ステップＳ３０の判断結果に基づいて、右方向の転舵速度が速いか否かを判定する。右方向の転舵速度が速い場合、すなわち転舵角速度が大きい区間ほど累積度数分布において右方向の累積度数が大きくなっている場合は、ステップＳ５０へ進む。反対に左方向の転舵速度が速い場合、すなわち転舵角速度が大きい区間ほど累積度数分布において左方向の累積度数が大きくなっている場合は、ステップＳ６０へ進む。

ステップＳ５０では、右方向の転舵速度が速いことを示す右フラグを立てる。この右フラグが立っている場合は、制御部１２において、右方向の転舵角度に対して、左方向の転舵角度に対する値よりも大きな出力電圧を設定する。一方ステップＳ６０では、ステップＳ５０の場合とは逆に、左方向の転舵速度が速いことを示す左フラグを立てる。この左フラグが立っている場合は、制御部１２において、左方向の転舵角度に対して、右方向の転舵角度に対する値よりも大きな出力電圧を設定する。ステップＳ５０またはＳ６０のいずれかを実行したら、図１１のフローチャートを終了する。

次に、ステップＳ３０からステップＳ７０へ進んだ場合について説明する。ステップＳ７０では、ステップＳ２０の判定における転舵角速度の積算数の規定値をこれまでに再設定した回数が、予め定められた所定値以下であるか否かを判定する。積算数の規定値の再設定回数が所定値以下であればステップＳ８０へ進み、ステップＳ８０においてその規定値を再設定する。このとき、それまでに設定されていたよりも大きな規定値を設定する。ステップＳ８０を実行したらステップＳ１０へ戻り、転舵角速度の積算を再び開始する。

一方、ステップＳ７０において積算数の規定値の再設定回数が所定値よりも大きいと判定された場合は、図１１のフローチャートを終了する。このようにして転舵角速度の積算数の上限を決めることにより、運転者の転舵特性を判断するのに十分な積算数が得られた状態で左右の転舵角速度に差がないと判断された場合は、それ以降の積算を停止することができる。これにより、不要な転舵角速度の積算を行わないようにすることができる。

図１２および図１３は、転舵角検出部１１によって検出される転舵角度と、制御部１２の制御回路からＡＣサーボモータへの出力電圧の関係の一例を表したグラフである。これらのグラフでは、図６のグラフと同様に横軸は転舵角度を表しており、右方向の転舵角度を正の値、左方向の転舵角度を負の値によってそれぞれ表している。縦軸は出力電圧を表している。

図１２のグラフは、転舵特性判断部１５において右方向の転舵速度が速いと判断されたときの転舵角度と出力電圧の関係を示している。この場合は図６のグラフと同様に、右方向の転舵角度に対しては、左方向の転舵角度に対する値よりも大きな出力電圧を設定する。たとえば、転舵角度＋３０度のときには出力電圧を＋５Ｖとし、転舵角度−３０度のときには出力電圧を−１．６６Ｖとする。なお制御部１２は、前述の右フラグが立っていることにより、転舵特性判断部１５において右方向の転舵速度が速いと判断されたことを知ることができる。

一方図１３のグラフは、図１２の場合とは逆に、転舵特性判断部１５において左方向の転舵速度が速いと判断されたときの転舵角度と出力電圧の関係を示している。この場合、左方向の転舵角度に対して、右方向の転舵角度に対する値よりも大きな出力電圧を設定する。たとえば、転舵角度＋３０度のときは出力電圧を＋１．６６Ｖとし、転舵角度−３０度のときは出力電圧を−５Ｖとする。なお制御部１２は、前述の左フラグが立っていることにより、転舵特性判断部１５において左方向の転舵速度が速いと判断されたことを知ることができる。

以上説明したように、転舵角検出部１１によって運転者の転舵操作における転舵角度を検出し、検出された転舵角度に基づいて、転舵角速度算出部１４により、転舵操作における転舵速度を算出する。そして、算出された転舵速度に基づいて、転舵特性判断部１５により運転者の転舵特性を判断する。この判断結果を用いて、検出された転舵角度と、判断された転舵特性とに基づいて、図１２または図１３のような操舵角度と出力電圧の関係により、制御部１２においてＡＣサーボモータへの出力電圧を設定する。こうして設定された出力電圧に応じてＡＣサーボモータを回転駆動させることにより、第１の実施の形態と同様に、視覚刺激提示部１３の回転角度を設定し、その回転角度に応じて視覚刺激提示部１３を回転移動させる。このとき、左右に方向が異なる同一の転舵角度について、左方向の転舵角度に対する値と右方向の転舵角度に対する値に差を付けてＡＣサーボモータへの出力電圧を設定する。これにより、左方向の転舵角度に対する視覚刺激提示部１３の回転量と、右方向の転舵角度に対する視覚刺激提示部１３の回転量とに差を付けて、転舵操作における左右の転舵速度の差を補正するように運転者を誘導する。

以上説明した第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態で説明したような作用効果に加えて、さらに次の作用効果を奏することができる。
（１）運転者の転舵特性を判断し、その判断結果に基づいて、転舵操作における左右の転舵速度の差を補正するように運転者を誘導することとしたので、様々な運転者の転舵特性に対しても、左右の転舵速度の差を適切に補正することができる。

（２）第１の実施の形態と同様に、転舵操作の状況を、左方向の転舵操作に対する視覚情報と右方向の転舵操作に対する視覚情報に差を付けて、運転者に視覚情報によって提示することにより、転舵操作における左右の転舵速度の差を補正するように運転者を誘導することとした。具体的には、転舵角検出部１１により転舵操作における転舵角度を検出し、検出された転舵角度に基づいて、転舵角速度算出部１４により、転舵操作における転舵速度を算出する。そして、算出された転舵速度に基づいて、転舵特性判断部１５により運転者の転舵特性を判断し、検出された転舵角度と、判断された転舵特性とに基づいて、制御部１２により、左右に方向が異なる同一の転舵角度について、左方向の転舵角度に対する値と右方向の転舵角度に対する値に差を付けて視覚情報の変化量を設定する。そして視覚刺激提示部１３により、左右の転舵角度で異なる値を設定された視覚情報の変化量に応じて視覚情報を変化させて転舵操作の状況を運転者に提示することにより、転舵操作における左右の転舵速度の差を補正するように運転者を誘導する。このようにしたので、左右の転舵速度の差を確実に補正することができる。

（３）転舵特性判断部１５において、転舵速度の過去の履歴に基づいて左右の転舵速度に差があるか否かを判断することにより、運転者の転舵特性を判断することとした。具体的には、転舵角速度算出部１４から出力される転舵角速度を積算し（ステップＳ１０）、図１０に示すような累積度数分布を作成する。この累積度数分布に基づいて、左右で対応する累積度数同士を比較することにより、左右で差のある区間があるか否かを判断する（ステップＳ３０）。このようにしたので、簡単な処理で運転者の転舵特性を確実に判断することができる。

−第３の実施の形態−
本発明による第３の実施の形態について以下に説明する。本実施形態では、前述の第１および第２の実施の形態とは異なる形態で視覚情報を変化させることにより、転舵操作の状況を運転者に提示する例について説明する。

図１４は、本実施形態における視覚刺激提示部１３Ａの車両内の配置例を示している。視覚刺激提示部１３Ａは、図２の視覚刺激提示部１３と同様に、車両内において運転者が運転中にその視野内に入るような位置に配置される。この視覚刺激提示部１３Ａを車両進行方向に垂直な方向、すなわち車両の横方向から見たときの断面図の例を図１５に示す。なお、ここでは車両のフロントガラス２３とスピードメータ２１に挟まれた場所に視覚刺激提示部１３Ａを配置した例を示しているが、これ以外の配置であってもよい。

視覚刺激提示部１３Ａは、内部に移動体１６を有している。移動体１６は、制御部１２の制御により、転舵操作における転舵角度に応じて、視覚刺激提示部１３Ａの中心を基準位置として左右方向に直線的に移動する。たとえば、移動体１６をベルト状の支持部に取り付け、そのベルト状の支持部を視覚刺激提示部１３Ａの左右両端で巻き取りまたは巻き出しするような機構とする。このときの巻き取り／巻き出し量を制御部１２によって転舵角度に応じて調節することにより、転舵角度に応じて移動体１６の移動距離を設定し、移動体１６を左右方向に直線的に移動することができる。このようにして、基準位置から設定された移動距離に対応する位置まで移動体１６を直線的に移動させることにより、運転者にとっての視覚情報を変化させることができる。なお、これ以外の方法で移動体１６を左右方向に直線的に移動させてもよい。

図１６は、視覚刺激提示部１３Ａにおいて、移動体１６が転舵角度に応じて左右方向に直線的に移動する様子を示している。図１６（ａ）は、転舵角度が０度の場合の例である。この場合は移動距離が０に設定されることにより、移動体１６は視覚刺激提示部１３Ａの中心の基準位置から移動しない。

図１６（ｂ）は、転舵角度が＋３０度の場合の例である。また図１６（ｃ）は、転舵角度が−３０度の場合の例である。これらの図に示すように、右方向の転舵角度に対しては、左方向の転舵角度に対する値よりも大きな移動距離が設定される。このようにすることで、第１の実施の形態と同様に、左右に方向が異なる同一の転舵角度について、左方向の転舵角度に対する値と右方向の転舵角度に対する値に差を付けて、視覚情報の変化量に当たる移動体１６の移動距離を設定することができる。これにより、転舵操作における左右の転舵速度の差を補正するように運転者を誘導することができる。

なお、上記のような視覚刺激提示部１３Ａを、第２の実施の形態において視覚刺激提示部１３に置き換えて用いることとしてもよい。すなわち、転舵特性判断部１５において左右の転舵角速度に差があると判断された場合には、その差を打ち消すような方向で運転者を誘導できるように、左右に方向が異なる同一の転舵角度について、左方向の転舵角度に対する値と右方向の転舵角度に対する値に差を付けて、視覚情報の変化量に当たる移動体１６の移動距離を設定する。このようにしても、転舵操作における左右の転舵速度の差を補正するように運転者を誘導することができる。

以上説明した第３の実施の形態によれば、視覚刺激提示部１３Ａは、基準位置から制御部１２によって設定された移動距離に対応する位置まで直線的に移動する移動体１６を有する。そして、制御部１２により視覚情報の変化量として移動体１６の移動距離を設定し、設定された移動距離に応じて移動体１６を移動させることにより、視覚情報を変化させることとした。このようにしたので、第１および第２の実施の形態と同様に、簡単な構成を用いて視覚情報を変化させ、転舵操作における左右の転舵速度の差を補正するように運転者を誘導することができる。

−第４の実施の形態−
本発明による第４の実施の形態について以下に説明する。本実施形態では、前述の各実施の形態とはさらに異なる形態で視覚情報を変化させることにより、転舵操作の状況を運転者に提示する例について説明する。

図１７は、本実施形態における視覚刺激提示部１３Ｂの車両内の配置例を示している。図１８は、視覚刺激提示部１３Ｂを車両進行方向に垂直な方向、すなわち車両の横方向から見たときの断面図の例を示している。視覚刺激提示部１３Ｂは、図１４の視覚刺激提示部１３Ａと同様に、車両内において運転者が運転中にその視野内に入るように、車両のフロントガラス２３とスピードメータ２１に挟まれた場所に配置されている。なお、これ以外の配置であってもよい。

視覚刺激提示部１３Ｂは、画面上の任意の位置に図形画像を表示する表示ディスプレイである。たとえば、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどが用いられる。視覚刺激提示部１３Ｂに表示される図形画像は、制御部１２の制御により、転舵操作における転舵角度に応じてその表示位置が設定される。制御部１２により設定された表示位置に応じて表示ディスプレイに図形画像を表示させることにより、運転者にとっての視覚情報を変化させることができる。

図１９は、視覚刺激提示部１３Ｂにおいて表示された直線形状の図形画像が、転舵角度に応じて左右方向に回転する様子を示している。図１９（ａ）は、転舵角度が０度の場合の例である。この場合は回転角度が０度に設定されることにより、図形画像は回転せず、その表示位置は変化しない。なお、点１７は表示ディスプレイの中心点を表している。この中心点１７は実際には表示する必要がない。

図１９（ｂ）は、転舵角度が＋１０度の場合の例である。また図１９（ｃ）は、転舵角度が−１０度の場合の例である。これらの図に示すように、右方向の転舵角度に対しては、左方向の転舵角度に対する値よりも図形画像の回転角度が大きくなり、その表示位置が大きく変化する。

上記のように視覚刺激提示部１３Ｂにおいて直線形状を有する図形画像の表示位置を変化する方法を説明する。図２０は、視覚刺激提示部１３Ｂを構成する表示ディスプレイの拡大図である。視覚刺激提示部１３Ｂは、横Ｎドット、縦Ｍドットの表示ディスプレイによって構成されている。各ドットの座標を（Ｘ（ｎ），Ｙ（ｍ））と表すと、画面の中心点に位置するドットの座標は、Ｃ＝（Ｘ（Ｎ／２），Ｙ（Ｍ／２））と表される。なお、ｎとｍが取り得る値の範囲は、ｎ＝１〜Ｎであり、ｍ＝１〜Ｍである。

図１９（ａ）のように転舵角度が０度のときに図形画像を水平に表示する場合、図形画像の両端点に位置するドットの座標は、左端点をＬ、右端点をＲとすると、それぞれＬ＝（Ｘ（１），Ｙ（Ｎ／２））、Ｒ＝（Ｘ（Ｎ），Ｙ（Ｎ／２））と表される。また、図１９（ｂ）のように、転舵角度が＋１０度のときに図形画像を右方向に回転して表示する場合は、Ｌ＝（Ｘ（１），Ｙ（Ｎ／２−２０））、Ｒ＝（Ｘ（Ｎ），Ｙ（Ｎ／２＋２０））と表される。図１９（ｃ）のように転舵角度が−１０度で図形画像を左回転表示する場合は、Ｌ＝（Ｘ（１），Ｙ（Ｎ／２−１０））、Ｒ＝（Ｘ（Ｎ），Ｙ（Ｎ／２＋１０））と表される。こうして表される座標の両端点と中心点とを直線でつないで描画することにより、図１９のような図形画像が表示される。また、両端点の座標移動量を左転舵時よりも右転舵時の方を大きく設定しているため、右転舵の図形画像の回転角度をより大きくすることができる。

なお、上記のような視覚刺激提示部１３Ｂを、第２の実施の形態において視覚刺激提示部１３に置き換えて用いることとしてもよい。すなわち、転舵特性判断部１５において左右の転舵角速度に差があると判断された場合には、その差を打ち消すような方向で運転者を誘導できるように、左右に方向が異なる同一の転舵角度について、左方向の転舵角度に対する値と右方向の転舵角度に対する値に差を付けて、視覚情報の変化量に当たる図形画像の表示位置を設定する。このようにしても、転舵操作における左右の転舵速度の差を補正するように運転者を誘導することができる。

また、上記の説明では視覚刺激提示部１３Ｂの表示ディスプレイに直線形状の図形画像を表示し、その図形画像を回転させることにより視覚情報を変化させる例を説明したが、これ以外の図形画像を表示することとしてもよい。たとえば、表示ディスプレイの中央付近に円形状の図形画像を表示し、その図形画像の表示位置を水平方向に移動させることにより、視覚情報を変化させることができる。

さらに、視覚刺激提示部１３Ｂの表示ディスプレイの輝度を外来光の照度に応じて調節したり、あるいは運転者の操作によって調節したりすることにより、外界の視認性を損なわずに運転者の転舵を誘導することができる。または、表示する図形画像の色を変化させることによって表示コントラストを調節し、表示強度を調節することとしてもよい。

視覚刺激提示部１３Ｂの表示ディスプレイは、たとえば縦１５ｃｍ、横２５ｃｍ程度の大きさとすることができる。この大きさ以外であっても、運転者の転舵操作を妨げることなく、運転者の周辺視によってその表示内容の変化を知覚することができるような大きさであれば構わない。

以上説明した第４の実施の形態によれば、視覚刺激提示部１３Ｂを、画面上の任意の位置に図形画像を表示する表示ディスプレイとした。そして、制御部１２により視覚情報の変化量として表示ディスプレイにおける図形画像の表示位置を設定し、設定された表示位置に応じて表示ディスプレイに図形画像を表示させることにより、視覚情報を変化させることとした。このようにしたので、前述の各実施の形態と同様に、簡単な構成を用いて視覚情報を変化させ、転舵操作における左右の転舵速度の差を補正するように運転者を誘導することができる。

−第５の実施の形態−
本発明による第５の実施の形態について以下に説明する。本実施形態では、前述の第３の実施の形態における表示ディスプレイを複数配置した例について説明する。

図２１は、本実施形態における視覚刺激提示部１３Ｃおよび１３Ｄの車両内の配置例を示している。視覚刺激提示部１３Ｃおよび１３Ｄは、図１７に示す第４の実施の形態における視覚刺激提示部１３Ｂと同様に、画面上の任意の位置に図形画像を表示する表示ディスプレイであり、たとえば液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどが用いられる。スピードメータ２１の位置や大きさなどにより、図１７に示すような位置に表示ディスプレイを設置できない場合には、図２１のように複数の表示ディスプレイを設置して以下に説明するような表示をすることで、同様の効果を得ることができる。

図２２は、視覚刺激提示部１３Ｃおよび１３Ｄにおいて表示される図形画像の例を示している。第４の実施の形態で説明したような視覚刺激提示部１３Ｂに対して、視覚刺激提示部１３Ｃおよび１３Ｄには、それぞれ図中に示すような表示領域が割り当てられる。この表示領域に対応する図形画像の一部を、視覚刺激提示部１３Ｃおよび１３Ｄにおいてそれぞれ表示する。

図２３は、視覚刺激提示部１３Ｃおよび１３Ｄの配置を上空方向から眺めた図である。図中の直線２４は、運転者の視線方向を表している。この図に示すように、視覚刺激提示部１３Ｃおよび１３Ｄを運転者の視線方向に対して左右対称な位置に配置することが好ましい。このようにすれば、運転者にとって見やすい配置となる。

以上説明した第５の実施の形態によれば、視覚刺激提示部１３Ｃおよび１３Ｄを、運転者の視線方向に対して左右対称な位置に複数配置された表示ディスプレイとした。そして、この複数の表示ディスプレイに図形画像の一部をそれぞれ表示することとした。このようにしたので、表示ディスプレイの設置場所に制約がある場合であっても、転舵操作における左右の転舵速度の差を補正するように運転者を誘導することができる。

以上説明した各実施の形態では、転舵角検出手段を転舵角検出部１１、制御手段を制御部１２、転舵速度算出手段を転舵角速度算出部１４、転舵特性判断手段を転舵特性判断部１５によりそれぞれ実現し、提示手段を視覚刺激提示部１３、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃまたは１３Ｄによって実現することとした。しかし、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は何ら限定も拘束もされない。

以上説明した各実施の形態や各種の変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されない。

第１の実施の形態における転舵誘導装置の構成図である。 第１の実施の形態における視覚刺激提示部の配置例を示す図である。 第１の実施の形態において視覚刺激提示部を車両の横方向から見たときの断面図の例である。 一般的な初心者ドライバーが行う転舵操作の特性を示すグラフである。 転舵角度のデータをグラフ化したときの保舵時間を概念的に示す図である。 転舵角度と出力電圧の関係の一例を表したグラフである。 転舵角度に応じて視覚刺激提示部が回転する様子を示す図である。 左右の転舵速度の差の補正を実施したときの平均保舵時間の変化の様子を示す図である。 第２の実施の形態における転舵誘導装置の構成図である。 転舵角速度の累積度数分布の例を表したグラフである。 転舵角速度の累積度数分布に基づいて左右の転舵角速度に差があるか否かを判断することにより、運転者の転舵特性を判断するときのフローチャートである。 右方向の転舵速度が速いと判断されたときの転舵角度と出力電圧の関係を示すグラフである。 左方向の転舵速度が速いと判断されたときの転舵角度と出力電圧の関係を示すグラフである。 第３の実施の形態における視覚刺激提示部の配置例を示す図である。 第３の実施の形態において視覚刺激提示部を車両の横方向から見たときの断面図の例である。 視覚刺激提示部において移動体が転舵角度に応じて左右方向に直線的に移動する様子を示す図である。 第４の実施の形態における視覚刺激提示部の配置例を示す図である。 第４の実施の形態において視覚刺激提示部を車両の横方向から見たときの断面図の例である。 視覚刺激提示部において図形画像が転舵角度に応じて左右方向に回転する様子を示す図である。 表示ディスプレイの拡大図である。 第５の実施の形態における視覚刺激提示部の配置例を示す図である。 第５の実施の形態において表示される図形画像の例を示す図である。 視覚刺激提示部の配置を上空方向から眺めた図である。

符号の説明

１１：転舵角検出部 １２：制御部
１３、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ：視覚刺激提示部
１４：転舵角速度算出部 １５：転舵特性判断部

Claims (17)

1. 車両に対する運転者の転舵操作を検出し、その検出結果に基づいて、前記転舵操作における左右の転舵速度の差を補正するように運転者を誘導することを特徴とする転舵誘導装置。
2. 請求項１の転舵誘導装置において、
   予め設定された転舵特性に基づいて、前記転舵操作における左右の転舵速度の差を補正するように運転者を誘導することを特徴とする転舵誘導装置。
3. 請求項２の転舵誘導装置において、
   前記転舵操作の状況を、左方向の転舵操作に対する視覚情報と右方向の転舵操作に対する視覚情報に差を付けて、運転者に視覚情報によって提示することにより、前記転舵操作における左右の転舵速度の差を補正するように運転者を誘導することを特徴とする転舵誘導装置。
4. 請求項３の転舵誘導装置において、
   前記転舵操作における転舵角度を検出する転舵角検出手段と、
   前記転舵角検出手段により検出された転舵角度に基づいて前記視覚情報の変化量を設定する制御手段と、
   前記制御手段により設定された視覚情報の変化量に応じて前記視覚情報を変化させることにより、前記転舵操作の状況を運転者に提示する提示手段とを備え、
   前記制御手段は、左右に方向が異なる同一の転舵角度について、左方向の転舵角度に対する値と右方向の転舵角度に対する値に差を付けて視覚情報の変化量を設定し、
   前記提示手段は、前記制御手段により左右の転舵角度で異なる値を設定された視覚情報の変化量に応じて視覚情報を変化させて前記転舵操作の状況を運転者に提示することにより、前記転舵操作における左右の転舵速度の差を補正するように運転者を誘導することを特徴とする転舵誘導装置。
5. 請求項４の転舵誘導装置において、
   前記提示手段は、基準位置から設定された回転角度に対応する位置まで回転軸を中心に回転移動する回転体を有し、
   前記制御手段は、前記視覚情報の変化量として前記回転体の回転角度を設定し、
   前記提示手段は、前記制御手段により設定された回転角度に応じて前記回転体を回転移動させることにより、前記視覚情報を変化させることを特徴とする転舵誘導装置。
6. 請求項４の転舵誘導装置において、
   前記提示手段は、基準位置から設定された移動距離に対応する位置まで直線的に移動する移動体を有し、
   前記制御手段は、前記視覚情報の変化量として前記移動体の移動距離を設定し、
   前記提示手段は、前記制御手段により設定された移動距離に応じて前記移動体を移動させることにより、前記視覚情報を変化させることを特徴とする転舵誘導装置。
7. 請求項４の転舵誘導装置において、
   前記提示手段は、画面上の任意の位置に図形画像を表示する表示ディスプレイを有し、
   前記制御手段は、前記視覚情報の変化量として前記表示ディスプレイにおける図形画像の表示位置を設定し、
   前記提示手段は、前記制御手段により設定された表示位置に応じて前記表示ディスプレイに図形画像を表示させることにより、前記視覚情報を変化させることを特徴とする転舵誘導装置。
8. 請求項７の転舵誘導装置において、
   前記表示ディスプレイは、運転者の視線方向に対して左右対称な位置に複数配置されており、その複数の表示ディスプレイに前記図形画像の一部をそれぞれ表示することを特徴とする転舵誘導装置。
9. 請求項１の転舵誘導装置において、
   運転者の転舵特性を判断し、その判断結果に基づいて、前記転舵操作における左右の転舵速度の差を補正するように運転者を誘導することを特徴とする転舵誘導装置。
10. 請求項９の転舵誘導装置において、
    前記転舵操作の状況を、左方向の転舵操作に対する視覚情報と右方向の転舵操作に対する視覚情報に差を付けて、運転者に視覚情報によって提示することにより、前記転舵操作における左右の転舵速度の差を補正するように運転者を誘導することを特徴とする転舵誘導装置。
11. 請求項１０の転舵誘導装置において、
    前記転舵操作における転舵角度を検出する転舵角検出手段と、
    前記転舵角検出手段により検出された転舵角度に基づいて前記転舵操作における転舵速度を算出する転舵速度算出手段と、
    前記転舵速度算出手段により算出された転舵速度に基づいて運転者の転舵特性を判断する転舵特性判断手段と、
    前記転舵角検出手段により検出された転舵角度と、前記転舵特性判断手段により判断された転舵特性とに基づいて、前記視覚情報の変化量を設定する制御手段と、
    前記制御手段により設定された視覚情報の変化量に応じて前記視覚情報を変化させることにより、前記転舵操作の状況を運転者に提示する提示手段とを備え、
    前記制御手段は、左右に方向が異なる同一の転舵角度について、左方向の転舵角度に対する値と右方向の転舵角度に対する値に差を付けて視覚情報の変化量を設定し、
    前記提示手段は、前記制御手段により左右の転舵角度で異なる値を設定された視覚情報の変化量に応じて視覚情報を変化させて前記転舵操作の状況を運転者に提示することにより、前記転舵操作における左右の転舵速度の差を補正するように運転者を誘導することを特徴とする転舵誘導装置。
12. 請求項１１の転舵誘導装置において、
    前記転舵特性判断手段は、前記転舵速度の過去の履歴に基づいて左右の転舵速度に差があるか否かを判断することにより、運転者の転舵特性を判断することを特徴とする転舵誘導装置。
13. 請求項１１または１２のいずれかの転舵誘導装置において、
    前記提示手段は、基準位置から設定された回転角度に対応する位置まで回転軸を中心に回転移動する回転体を有し、
    前記制御手段は、前記視覚情報の変化量として前記回転体の回転角度を設定し、
    前記提示手段は、前記制御手段により設定された回転角度に応じて前記回転体を回転移動させることにより、前記視覚情報を変化させることを特徴とする転舵誘導装置。
14. 請求項１１または１２のいずれかの転舵誘導装置において、
    前記提示手段は、基準位置から設定された移動距離に対応する位置まで直線的に移動する移動体を有し、
    前記制御手段は、前記視覚情報の変化量として前記移動体の移動距離を設定し、
    前記提示手段は、前記制御手段により設定された移動距離に応じて前記移動体を移動させることにより、前記視覚情報を変化させることを特徴とする転舵誘導装置。
15. 請求項１１または１２のいずれかの転舵誘導装置において、
    前記提示手段は、画面上の任意の位置に図形画像を表示する表示ディスプレイを有し、
    前記制御手段は、前記視覚情報の変化量として前記表示ディスプレイにおける図形画像の表示位置を設定し、
    前記提示手段は、前記制御手段により設定された表示位置に応じて前記表示ディスプレイに図形画像を表示させることにより、前記視覚情報を変化させることを特徴とする転舵誘導装置。
16. 請求項１５の転舵誘導装置において、
    前記表示ディスプレイは、運転者の視線方向に対して左右対称な位置に複数配置されており、その複数の表示ディスプレイに前記図形画像の一部をそれぞれ表示することを特徴とする転舵誘導装置。
17. 車両に対する運転者の転舵操作を検出し、その検出結果に基づいて、前記転舵操作における左右の転舵速度の差を補正するように運転者を誘導することを特徴とする転舵誘導方法。

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