JP2009157490A - 車両の運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両旋回走行時における内輪差を運転者に意識させる表示を行うことにより、内輪差に起因する車体の接触を防止することができる運転支援装置を提供する。
【解決手段】 車両旋回走行時に、車両の旋回中心点から水平方向で最も離れた車両の所定部位Ｐ１の軌跡と、車両の旋回方向内側後輪の軌跡との水平方向の距離である仮想車幅ＷＡを操舵角θＳＴに応じて算出するとともに、所定部位Ｐ１と旋回中心ＯＴＣとを結ぶ線分と、後輪車軸と平行な直線とのなす角を旋回角度θＴＲＮとして算出する。旋回角度θＴＲＮと仮想車幅ＷＡを用いて、所定部位Ｐ１から（ＷＡ／２）の距離にある中点Ｐ３を求め、ヘッドアップディスプレイにより運転者の前方に表示する。
【選択図】 図２

Description

本発明の車両の運転支援装置に関し、特に車両の旋回走行時における運転支援のための表示を行うものに関する。

特許文献１には、車両の運転者を支援するための光学式コーナポール装置が示されている。この装置によれば、運転者と逆側のフロントバンパ端部を示すコーナポールの像がヘッドアップディスプレイを用いて表示される。

実用新案登録第２５１８１７９号公報

車両の旋回走行時には、いわゆる内輪差があるために、狭い道路での旋回時に車体を旋回方向内側に位置する障害物に擦ってしまうおそれがある。この内輪差に起因する車体と障害物との接触は、上記光学式コーナポールでは防ぐことは困難である。

本発明はこの点に着目してなされたものであり、車両旋回走行時における内輪差を運転者に意識させる表示を行うことにより、内輪差に起因する車体の接触を防止することができる運転支援装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、車両に搭載され、運転者の運転を支援する運転支援装置において、前記車両の操舵輪の操舵角（θＳＴ）を検出する操舵角検出手段と、前記車両の旋回中心点から水平方向で最も離れた前記車両の所定部位（Ｐ１）の軌跡と、前記車両の旋回方向内側後輪の軌跡との水平方向の距離である仮想車幅（ＷＡ）を、前記操舵角（θＳＴ）に応じて演算する仮想車幅演算手段と、前記車両が走行している道路面から所定高さの平面であって前記道路面と平行な平面を対象平面と定義し、該対象平面上の旋回中心点（ＯＴＣ）と、前記所定部位（Ｐ１）に対応する前記対象平面上の点（Ｐ１ａ）とを結ぶ第１の線分（Ｌ４）と、前記車両の後輪車軸と平行である、前記対象平面上の第２の線分（Ｌ５）との角度である旋回角度（θＴＲＮ）を、前記操舵角（θＳＴ）に応じて演算する旋回角度演算手段と、前記第１の線分（Ｌ４）上で、前記所定部位に対応する点（Ｐ１ａ）から前記仮想車幅の半分の距離（ＷＡ／２）にある中点（Ｐ３）の位置を、前記旋回角度（θＴＲＮ）に基づいて演算する中点位置演算手段と、前記運転者の前方に設けられ、前記中点（Ｐ３）を表示する表示手段とを有することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の運転支援装置において、前記表示手段は、前記第１の線分の、前記所定部位に対応する点（Ｐ１ａ）から前記中点（Ｐ３）までの部分を表示することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の運転支援装置において、前記中点（Ｐ３）を示す表示マークの大きさを前記操舵角（θＳＴ）が大きくなるほど大きくすることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、車両に搭載され、運転者の運転を支援する運転支援装置において、前記車両の方向指示器の作動を検出する作動検出手段（１４）と、前記車両の最大舵角時の旋回中心点から水平方向で最も離れた前記車両の所定部位（Ｐ１）の軌跡と、前記車両の旋回方向内側後輪の軌跡との水平方向の距離である仮想車幅（ＷＡ２）と、前記車両が走行している道路面から所定高さの平面であって前記道路面と平行な平面を対象平面と定義し、該対象平面上の前記最大舵角時の旋回中心点と、前記所定部位に対応する前記対象平面上の点とを結ぶ線分（Ｌ４）上で、前記所定部位に対応する点（Ｐ１ａ）から前記仮想車幅の半分の距離（ＷＡ２／２）に相当する中点（Ｐ３ＭＡＸ）とを演算する演算手段と、運転者の前方に設けられ、前記作動検出手段（１４）により方向指示器の作動が検出されたときに前記中点（Ｐ３ＭＡＸ）を表示する表示手段とを有することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の運転支援装置において、前記表示手段は、前記線分の、前記所定部位に対応する点（Ｐ１ａ）から前記中点（Ｐ３ＭＡＸ）までの部分を表示することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、旋回走行時における仮想車幅が算出され、仮想車幅の中点が運転者の前方に表示されるので、運転者が仮想車幅が旋回方向内側に増加することを運転者が視覚的に確認し、内輪差を意識した操舵を行うことにより、車体の接触を防止することができる。

請求項２に記載の発明によれば、仮想車幅の中点から車両の所定部位に対応する点までの線分が表示されるので、中点のみを表示する場合に比べてより明確に内輪差を運転者に意識させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、中点を示す表示マークが、操舵角が大きくなるほど大きくなるように制御されるので、操舵角が大きくなるほど増加する内輪差をより明確に運転者に意識させることができる。

請求項４に記載の発明によれば、方向指示器の作動が検出されると、最大舵角時の仮想車幅及び仮想車幅の中点が運転者の前方に直ちに表示されるので、運転者は内輪差が最も大きくなった状態を前もって意識しつつ操舵を行い、車体の接触を防止することができる。

請求項５に記載の発明によれば、方向指示器の作動が検出されると、仮想車幅の中点から車両の所定部位に対応する点までの線分が直ちに表示されるので、中点のみを表示する場合に比べてより明確に内輪差を運転者に意識させることができる。

以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１は本発明の一実施形態にかかる車両（自動車）の運転支援装置の構成を示すブロック図である。また図２は本実施形態における運転支援装置の動作を説明するための平面図であり、図３は運転支援装置により表示されるマークの表示例を示す図である。

本明細書では、当該車両が走行している道路面から所定高さＨ０（例えば８０ｃｍ）の平面であって、道路面と平行な平面を「対象平面」と定義し、この対象平面を基準平面として用いる。所定高さＨ０は、例えば従来の技術で説明したコーナポールの先端の高さと同程度の高さであって、運転者の視点から車体（バンパ）の端部の水平方向位置が視認可能な高さとする。

本実施形態では、車両が旋回走行する際の旋回中心点ＯＴＣから水平方向で最も離れた所定部位（通常の自動車では、旋回方向と反対側のフロントバンパ端部に相当する）Ｐ１の走行軌跡Ｌ１と、旋回方向内側後輪の、旋回中心点に最も近い端部Ｐ２の走行軌跡Ｌ３との水平方向の距離（ｒ１−ｒ３）を仮想車幅ＷＡとして算出するとともに、所定部位Ｐ１に対応する対象平面上の点Ｐ１ａと旋回中心ＯＴＣとを結ぶ線分Ｌ４上の、点Ｐ１ａから距離ＷＡ／２の点を仮想車幅の中点Ｐ３として求める。そして、対象平面上の中点Ｐ３を示すマーク（以下「表示マーク」という）Ｍを、図３（ａ）に示すようにヘッドアップディスプレイを用いて運転者の前方に表示する（図３（ａ）では表示マークＭとしてアルファベット「Ｈ」を丸で囲んだものが使用されている）。中点Ｐ３は、ステアリングホイール（操舵輪）の操舵角θＳＴが大きくなるほど旋回方向内側に移動するので、中点Ｐ３を表示することにより、運転者は仮想車幅ＷＡが旋回方向内側に拡大したことを容易に認識することが可能となる。なお、図２において旋回方向内側前輪の走行軌跡Ｌ２の半径ｒ２と、端部Ｐ２の走行軌跡Ｌ３の半径ｒ３と差（ｒ２−ｒ３）が、内輪差に相当する。

図１に示す運転支援装置は、制御装置１１と、操舵角θＳＴを検出する操舵角センサ１２と、当該車両の走行速度（車速）ＶＰを検出する車速センサ１３、ウインカ（方向指示器）のオンオフ切換を行うウインカスイッチ１４と、表示装置１５とを備えている。操舵角θＳＴは、左方向への操舵角を正値とし、右方向への操舵角を負値として検出される。

操舵角センサ１２及び車速センサ１３の検出信号、並びにウインカスイッチ１４の切換信号は、制御装置１１に供給される。制御装置１１は、入力回路、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、メモリ、出力回路を備えた電子制御装置であり、入力される信号に応じて表示装置１５の表示制御を行う。

表示装置１５は、ヘッドアップディスプレイであり、図３（ａ）に示すようにフロントウインドウの下部を表示面１６に、上述した表示マークＭを表示する。

図４は、制御装置１１のＣＰＵで実行される表示制御処理のフローチャートである。この処理は所定時間（例えば３０ミリ秒）毎に実行される。
ステップＳ１１では車速ＶＰが所定車速ＶＰ０（例えば３０ｋｍ／ｈ）以上であるか否かを判別する。この答が否定（ＮＯ）であるときは、ウインカスイッチ１４がオフ状態であるか否かを判別する（ステップＳ１２）。ステップＳ１１またはＳ１２の答が肯定（ＹＥＳ）であるとき、すなわちＶＰ≧ＶＰ０またはウインカスイッチ１４がオフ状態であるときは、直ちに本処理を終了する。

ステップＳ１２でウインカスイッチ１４がオン状態であるときは、操舵角θＳＴを検出し（ステップＳ１３）、操舵角θＳＴの絶対値が所定角度θＳＴ０（例えば１０度）以下であるか否かを判別する（ステップＳ１４）。

ステップＳ１４の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは直ちに本処理を終了する。ステップＳ１４で｜θＳＴ｜＞θＳＴ０であるときは、図５に示す表示対象演算処理を実行し（ステップＳ１５）、その演算結果に基づいて表示装置１５に制御信号を出力する（ステップＳ１６）。

図５は、図４のステップＳ１５で実行される表示対象演算処理のフローチャートである。
ステップＳ２１では、操舵角θＳＴの絶対値を、当該車両前輪の旋回方向内側の舵角（以下「内側車輪舵角」という）θＩＳに変換する。操舵角θＳＴの絶対値と、内側車輪舵角θＩＳとが比例するときは、「１」より小さい係数を乗算することにより変換を行う。また、θＳＴとθＩＳとの関係が線形でないときは、操舵角θＳＴの絶対値から内側車輪舵角θＩＳを算出するためのテーブルを作成しておき、テーブル検索により算出する。

ステップＳ２２では、内側車輪舵角θＩＳに応じて図６（ａ）に示すＷＡテーブルを検索し、図２に示した仮想車幅ＷＡを算出する。図６（ａ）に示すＷＡ１は実際の車幅に相当し、例えば１．７ｍに設定される。またＷＡ２は、内側車輪舵角θＩＳの最大値θＭＡＸ（例えば４０度）に対応する仮想車幅であり、例えば２．８ｍに設定される。

ステップＳ２３では、内側車輪舵角θＩＳに応じて図６（ｂ）に示すθＴＲＮテーブルを検索し、図２に示す旋回角度θＴＲＮを算出する。旋回角度θＴＲＮは、対象平面上の旋回中心点ＯＴＣと、当該車両の所定部位Ｐ１に対応する対象平面上の点Ｐ１ａとを結ぶ線分（直線）Ｌ４と、当該車両の後輪車軸と平行である、対象平面上の線分（直線）Ｌ５とのなす角である。

ステップＳ２４では、図２に示す中点Ｐ３の位置を算出する。中点Ｐ３の位置は、当該車両に固定した座標系（後輪車軸をｘ軸とし、後輪車軸の中点においてｘ軸と直交する直線をｙ軸とする座標系）を用いると、以下のように算出することができる。

所定部位Ｐ１の座標は既知であるので（ｘＰ１，ｙＰ１）とすると、中点Ｐ３の座標（ｘＰ３，ｙＰ３）は、左旋回時は下記式（１）及び（２）で与えられる。また右旋回時のｘ座標は、下記式（１ａ）で与えられる。
ｘＰ３＝ｘＰ１−（ＷＡ／２）ｃｏｓθＴＲＮ （１）
ｘＰ３＝ｘＰ１＋（ＷＡ／２）ｃｏｓθＴＲＮ （１ａ）
ｙＰ３＝ｙＰ１−（ＷＡ／２）ｓｉｎθＴＲＮ （２）

なお、このような座標を用いなくても、旋回方向、旋回角度θＴＲＮと、仮想車幅ＷＡの組み合わせによって、中点Ｐ３の位置は特定可能である。

ステップＳ２５では、表示マークＭの大きさ、具体的な図２に示す円形マークの直径ＤＭを、操舵角θＳＴの絶対値に応じて算出する。直径ＤＭは、操舵角θＳＴの絶対値が増加するほど、大きくなるように設定される。

表示装置１５は、制御装置１１から供給される上記中点座標（ｘＰ３，ｙＰ３）及び表示マークＭの直径ＤＭを示す情報に応じて、例えば図３（ａ）に示すように表示マークＭの表示を行う。

以上のように本実施形態では、車両の旋回走行時における仮想車幅ＷＡを算出し、対象平面上の仮想車幅ＷＡの中点Ｐ３を運転者の前方に表示するようにしたので、表示される中点Ｐ３が旋回方向に移動することによって運転者が仮想車幅が内側方向に増加していることを視覚的に確認し、内輪差を意識した操舵を行うことにより、車体の接触を防止することができる。

また中点３の表示マークの直径ＤＭを、操舵角θＳＴの絶対値が増加するほど、大きくなるように設定するようにしたので、操舵角｜θＳＴ｜が大きくなるほど増加する内輪差をより明確に運転者に意識させることができる。

本実施形態では、操舵角センサ１２が操舵角検出手段に相当し、表示装置１５が表示手段に相当する。また制御装置１１が仮想車幅演算手段、旋回角度演算手段、及び中点位置演算手段を構成する。具体的には、図５のステップＳ２２が仮想車幅算出手段に相当し、ステップＳ２３が旋回角度算出手段に相当し、ステップＳ２４が中点位置算出手段に相当する。

［第２の実施形態］
本実施形態は、ウインカスイッチ１４がオンされたときは、操舵角θＳＴの大きさに拘わらず、内側車輪舵角θＩＳが、最大操舵角θＳＴＭＡＸに対応する最大内側車輪舵角（最大舵角時の内側車輪舵角）θＭＡＸ（図６参照）であるときの仮想車幅ＷＡ２及び旋回角度θＴＲＮ（＝θＭＡＸ）を用いて、最大舵角時の仮想車幅の中点（以下「最大舵角中点」という）Ｐ３ＭＡＸの位置を算出し、その最大舵角中点Ｐ３ＭＡＸを、表示装置１５により表示するようにしたものである。以下に説明する点以外は、第１の実施形態と同一である。

本実施形態では、図４の処理に代えて図７に示す処理により、表示装置１５の表示制御が行われる。
図７は、図４のステップＳ１３及びＳ１４を削除し、ステップＳ１５をステップＳ１５ａに変更したものである。図７において、ステップＳ１２の答が否定（ＮＯ）、すなわちウインカスイッチがオンされたときは、直ちにステップＳ１５ａに進む。ステップＳ１５ａでは、最大舵角時の仮想車幅ＷＡ２及び旋回角度θＭＡＸを適用した下記式（３）または（３ａ）及び（４）により、最大舵角中点Ｐ３ＭＡＸの座標（ｘＰ３ＭＡＸ，ｙＰ３ＭＡＸ）を算出する。
ｘＰ３ＭＡＸ＝ｘＰ１−（ＷＡ２／２）ｃｏｓθＭＡＸ （３）
ｘＰ３ＭＡＸ＝ｘＰ１＋（ＷＡ２／２）ｃｏｓθＭＡＸ （３ａ）
ｙＰ３ＭＡＸ＝ｙＰ１−（ＷＡ２／２）ｓｉｎθＭＡＸ （４）

なお、最大舵角時の仮想車幅ＷＡ２及び旋回角度θＭＡＸは予め決まっている値であるので、最大舵角中点Ｐ３ＭＡＸの座標（ｘＰ３ＭＡＸ，ｙＰ３ＭＡＸ）を予めメモリに格納しておき、ステップＳ１５ａでは単に読み出す処理を行うようにしてもよい。

本実施形態では、ウインカスイッチ１４が操作されると、最大舵角中点Ｐ３ＭＡＸに対応する表示マークＭがヘッドアップディスプレイの表示面１６に表示されるので、運転者は内輪差が最も大きくなった状態を前もって意識しつつ操舵を行い、車体の接触を防止することができる。

本実施形態では、ウインカスイッチ１４が作動検出手段に相当し、表示装置１５が表示手段の一部に相当し、制御装置１１が演算手段及び表示手段の一部を構成する。具体的には、図７のステップＳ１５ａが演算手段に相当し、ステップＳ１２及びＳ１６が表示手段の一部に相当する。

なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した各実施形態では、表示装置１５は表示マークＭのみを表示するようにしたが、図３（ｂ）に示すように、中点Ｐ３と所定部位Ｐ１に対応する対象平面上の点Ｐ１ａとを結ぶ線分ＭＬを表示するようにしてもよい。このように線分ＭＬを表示すると、その線分ＭＬの長さが操舵角｜θＳＴ｜が増加するほど長くなるので、内輪差をより明確に運転者に意識させることができる。

また図３（ｃ）に示すように、中点Ｐ３に対して、線分ＭＬと点対称の関係にある線分ＭＬａをともに表示するようにしてもよい。ただし、線分ＭＬａの全体を表示面１６に表示することはできないので、表示可能な部分のみ表示する。その際、線分ＭＬａ（及び線分ＭＬ）の太さを図に示すように変化させることが望ましい。このように中点Ｐ３から離れるほど太くなるように（あるいは逆に細くなるように）表示することにより、破線で示す線分ＭＬａの表示できない部分を運転者に認識させ易くすることができる。さらに左右対称の図形や色を使うことにより、その効果を高めるようにしてもよい。このような表示を採用することにより、内輪差をさらに明確に運転者に意識させることができる。また図３（ｃ）に示すように中点Ｐ３の表示マークＭに車両進行方向を示す方向マークＭＬｂを付加するようにしてもよい。

また第１の実施形態（図４の処理）では、操舵角θＳＴの絶対値が所定角度θＳＴ０より大きいときのみ、表示マークＭを表示するようにしたが、ステップＳ１４を削除してステップＳ１３から直接ステップＳ１５に進むように構成し、操舵角θＳＴの大きさに拘わらず表示マークＭを表示するようにしてもよい。

本発明の一実施形態にかかる運転支援装置の構成を示す図である。 運転支援装置の動作を説明するための平面図である。 運転支援装置により表示されるマークの表示例を示す図である。 図１に示す制御装置で実行される表示制御処理のフローチャートである（第１の実施形態）。 図４の処理で実行されるサブルーチンのフローチャートである。 図５の処理で参照されるテーブルを示す図である。 図１に示す制御装置で実行される表示制御処理のフローチャートである（第２の実施形態）。

符号の説明

１１ 制御装置（仮想車幅演算手段、旋回角度演算手段、中点位置演算手段、演算手段、表示手段）
１２ 操舵角センサ（操舵角検出手段）
１４ ウインカスイッチ（作動検出手段）
１５ 表示装置（表示手段）

Claims (5)

1. 車両に搭載され、運転者の運転を支援する運転支援装置において、
   前記車両の操舵輪の操舵角を検出する操舵角検出手段と、
   前記車両の旋回中心点から水平方向で最も離れた前記車両の所定部位の軌跡と、前記車両の旋回方向内側後輪の軌跡との水平方向の距離である仮想車幅を、前記操舵角に応じて演算する仮想車幅演算手段と、
   前記車両が走行している道路面から所定高さの平面であって前記道路面と平行な平面を対象平面と定義し、該対象平面上の旋回中心点と、前記所定部位に対応する前記対象平面上の点とを結ぶ第１の線分と、前記車両の後輪車軸と平行である、前記対象平面上の第２の線分との角度である旋回角度を、前記操舵角に応じて演算する旋回角度演算手段と、
   前記第１の線分上で、前記所定部位に対応する点から前記仮想車幅の半分の距離にある中点の位置を、前記旋回角度に基づいて演算する中点位置演算手段と、
   前記運転者の前方に設けられ、前記中点を表示する表示手段とを有することを特徴とする運転支援装置。
2. 前記表示手段は、前記第１の線分の、前記所定部位に対応する点から前記中点までの部分を表示することを特徴とする請求項１に記載の運転支援装置。
3. 前記中点を示す表示マークの大きさを前記操舵角が大きくなるほど大きくすることを特徴とする請求項１または２に記載の運転支援装置。
4. 車両に搭載され、運転者の運転を支援する運転支援装置において、
   前記車両の方向指示器の作動を検出する作動検出手段と、
   前記車両の最大舵角時の旋回中心点から水平方向で最も離れた前記車両の所定部位の軌跡と、前記車両の旋回方向内側後輪の軌跡との水平方向の距離である仮想車幅と、
   前記車両が走行している道路面から所定高さの平面であって前記道路面と平行な平面を対象平面と定義し、該対象平面上の前記最大舵角時の旋回中心点と、前記所定部位に対応する前記対象平面上の点とを結ぶ線分上で、前記所定部位に対応する点から前記仮想車幅の半分の距離に相当する中点とを演算する演算手段と、
   運転者の前方に設けられ、前記作動検出手段により方向指示器の作動が検出されたときに前記中点を表示する表示手段とを有することを特徴とする運転支援装置。
5. 前記表示手段は、前記線分の、前記所定部位に対応する点から前記中点までの部分を表示することを特徴とする請求項４に記載の運転支援装置。

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