JP2010520118A - 死角を排除する目的で搭載される自動車のバックミラーシフトシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ドライバー想定位置（２３）でバックミラー（１４）の死角を無くす。
【解決手段】外部の両サイドバックミラーと自動車内部に配置された中央バックミラーから構成され、制御システムは自動車内に配置され、外部の両サイドバックミラーの転回は、車体面に垂直なｚ軸を中心に両方向にミラーを転回させることによって達成され、中央バックミラーは、ｚ軸上を中心にして、両方向に転回し、かつ、その置かれている面に沿って制御される。さらにこのアクティブバックミラーシステムは、シフトおよび転回のために使用されるモータの制御に関するデータを備える制御システムを備え、それにより、各バックミラーは、二つの連続した角度の間で、所定の運動速度で、前もって決定した運動を実行し、バックミラーの最終位置は、ステアリングホイールの回転角度のパラメータ、方向指示器の状態ならびにドライバーによって決定される。
【選択図】図６ａ

Description

本発明が解決する技術上の問題は、自動車の運転の様々な条件で、死角を排除し、自動車のドライバーの視野を広げる目的のアクティブバックミラーシステムの設置によって示されているのであり、このシステムは、道路状況に対するドライバーの反応に関連して、ドライバーの介在関与によって作動させ、死角を算定し、その死角を排除するものである。

この死角の問題を解決するために、多くの試みがなされた。ここで記載する解決法に最も近い従来技術として、特許文献１（米国特許出願公開第６０／６４７６９９号明細書）（Ｋｈａｌｅｄ Ｍａｌｈａｓ）を挙げることができ、この特許文献１には、ボタンを押すことによって、または、自動車の方向指示器の作動によって作動する転回サイドバックミラーシステムが記載されている。このシステムは、死角の問題を部分的に、特定の状況においてのみ、解決する。この発明の長所は、既にサイドバックミラーのシフト用モータが取付けられている全ての自動車に設置できることである。ここに記載された解決法の短所は、中央（内部）バックミラーがシフトして、両方のサイドバックミラーのシフトによって消失した視野をカバーすることができないことである。また、前述の特許出願公開では、本発明によって提供される自動作動が不可能である。

ドライバーが死角を確認するとき、死角をカバーする上述の技術上の問題は、自動車の三つのバックミラー全部を動かすことにより、ドライバーの視野を、特定の状況において必要とされる区域に集中させるようにして、そのシフトを自動的に行なうことによって解決される。

多車線道路を運転するとき、車線変更は頻繁に行なわれる。車線変更中には、いわゆる死角から大きな危険が生じる。車線変更の前にドライバーは、各バックミラーを確認し、死角は、しばしば物理的障害によって、あるいは、単純に車間距離のせいで、無視されがちである。

従来の方法によって、死角を確認したとしても、それが不十分であるため、ドライバーが死角によって隠れた自動車または物体を見逃す危険性は依然として高い。大きな問題は、ドライバーが死角を確認しようとすると、頭部を後方に向けなければならないことである。したがって、数秒間、自動車の前方に何があるかを見ないため、それがより大きな危険となることさえある。この状況では、大部分のドライバーは経験に頼るが、一般的には、都市部での小さめの事故の大部分は、死角の誤った判断および不十分な確認の結果である。

ここに記載するアクティブバックミラーシステムは、ドライバーの任務を妨げたり、増やしたりすることなしに、死角を排除することができるのである。このシステムは、二つの異なるモードで作動することができる。すなわち、自動作動モードと半自動作動モードのいずれかである。

自動作動モードは、方向指示器の作動レバー装置、ステアリングホイールの回転センサおよび速度指示器にリンクしている。

半自動作動モードは、自動車のステアリングホイール上の複数のボタンにリンクしている。

可動部分：両サイドバックミラーは、鉛直方向のｚ軸（ｘ−ｙ平面が道路に平行であるとすると、ｚ軸は道路に垂直である）を時計方向および反時計方向に転回する。中央バックミラーは、横方向左右にシフトし、同時に、ｚ軸を中心にして外部バックミラーと同時転回する。自動車に配置された各バックミラーのこの複雑な動きは、死角を縮小するため、自動車自体の幾何学的形状を利用する。

本発明がこのシステムを制御するために使用する過程は、極めて単純である。ドライバーは、標準的なコマンドを使用して、外部の両サイドバックミラーの位置を決定する。このようにして選択された位置は、スタートすなわちゼロ地点とされ、標準的な方法のうちの一つで中央システムと信号のやりとりをし、また、自動車はこの位置をゼロ地点と認めることができる。中央バックミラーは、標準的な方法、すなわち手動で位置決定され、この位置もまた標準すなわちゼロ地点とされ、標準的な方法の一つで中央制御システムと信号のやりとりをする。

外部バックミラーのゼロ位置からの最大傾斜は、自動車の型に依存し、７〜１６°の範囲にプログラムされる。中央バックミラーのゼロ位置からの横シフトは、自動車の型に依存し、４〜１２ｃｍの範囲である。中央バックミラーのゼロ位置からの最大転回は、自動車の型に依存し、６〜２８°の範囲である。当然のことながら、ここに記載した各数値は、本発明の本質をより容易に理解するためのおおよその数値にすぎない。

本システムの半自動作動の場合、二つのボタンが自動車のステアリングホイール上に配置されている。一つは、ステアリングホイールの左側、もう一つは右側に配置されている。ドライバーが左ボタンを押すと、左サイドバックミラーがそのゼロ位置から前もってプログラムされた終点位置まで、時計方向にそのｚ軸を中心にして転回する。同時に、中央バックミラーが、右側横方向に、前もってプログラムされた数値までシフトし、その最終位置に到達するまで時計方向にｚ軸を中心にして転回する。右サイドバックミラーは、動かない。左サイドバックミラーおよび中央バックミラーがその最終位置に到達すると、ドライバーがボタンを解除するまで、それらのミラーは一定位置にある。ドライバーがボタンを解除すると、左サイドバックミラーおよび車内バックミラーはすぐにその初期位置に戻る。

ドライバーが右ボタンを押すと、右バックミラーがそのゼロ位置から前もってプログラムされた終点位置まで、反時計方向にｚ軸を中心にして転回する。同時に、中央バックミラーが、左側横方向に、前もってプログラムされた数値までシフトし、その最終位置に到達するまで反時計方向にｚ軸を中心にして転回する。左サイドバックミラーは、全く動かない。右サイドバックミラーおよび中央バックミラーがその最終位置に到達すると、ドライバーがボタンを解除するまで、それらのミラーはその位置にある。ドライバーがボタンを解除すると、右サイドバックミラーおよび内部バックミラーはすぐにその初期位置に戻る。

バックミラーがその最終位置に到達する前にドライバーがボタンを解除すると、両方のバックミラーはすぐにその初期位置に戻り、ドライバーの現在の道路状況の判断について、ドライバーを妨げることがない。

本システムの自動作動の場合、システムは、二つの方法、すなわち、方向指示器の作動およびステアリングホイールの回転によって、自動的に作動される。

方向指示器によってメカニズムを作動させるとき、車線変更の前にドライバーは、例えば、左方向指示器を作動させる。すると、左サイドバックミラーは、そのｚ軸を中心に時計方向に転回する。中央バックミラーもまた時計方向に転回し、横方向右にシフトする。右サイドバックミラーは、シフトしない。したがって、中央バックミラーが作動し、左サイドバックミラーがシフトし、その最終位置まで転回する。バックミラーは、ドライバーが死角を確認する時間が十分にあるように、しばらくの間、その新しい位置を保持する。ドライバーが隣の車線にシフトしたことをステアリングホイールのセンサが検出すると、バックミラーはすぐにその初期位置に戻る。サイドおよび中央バックミラーがその最終位置に到達したあと、システムがステアリングホイールの回転を記録せず、それらの各バックミラーがそこに０．５〜３秒間固定されたままになり、ドライバーに状況を確認する十分な時間を提供すると、システムは、ミラーをその初期位置に戻す。バックミラーが方向指示器によって作動した後、その初期位置に戻るためには、ステアリングホイールのゼロ位置に対して１５°以上のステアリングホイールの回転だけが適切である。また、ステアリングホイールのゼロ位置は、方向指示器が作動されたときにステアリングホイールがその瞬間あった位置によって決定される。ドライバーが方向指示器を作動しないようにすると、車外および車内のバックミラーは、いつでも、すぐにその初期位置に戻る。

ステアリングホイールを回すことによる作動は、特に、このシステムが作動するとドライバーを大きく助けることができるカーブにおいて重要である。バックミラーの転回およびシフトは、図８に示したように、ステアリングホイールの回転角度によって決定され、各カーモデルについては実験実測的に決定される。ドライバーが左カーブを通過するとき、左サイドバックミラーは、そのｚ軸を中心にして時計方向に、実験実測的に決定された位置まで転回する。同時に、中央バックミラーは、右にシフトし、そのＺ軸を中心に時計方向に、所定の位置まで転回する。右サイドバックミラーは動かない。ドライバーが右カーブを通過するとき、外部の右サイドバックミラーは、その初期位置から、そのｚ軸を中心にして反時計方向に転回し、一方、同時に、中央バックミラーは左にシフトし、そのｚ軸を中心に同じ方向に、カーモデルによって実験実測的に決定された位置まで転回する。左サイドバックミラーは全く動かない。それらの動作は、連続して実行される。左および右サイドバックミラーは、中央バックミラーと同様に、例えば、図７に図示した曲線によって転回およびシフトし、その曲線は、同様に実験実測的に決定されるか、あるアルゴリズムによって算出されたものであることを述べることは極めて重要である。前記グラフによると、始点のミラーのシフトおよび転回は、最大速度で行なわれ、その後、ミラーがその最終位置に近づくにつれて速度が減少し、このようにして、ミラーが位置を変更する間でもドライバーはミラーを使用することができる。

本発明を実現する方法のうち、可能な方法の一つを、添付図面によって示した。
自動車Ａ、Ｂが、隣接する車線を並行して走行する状況。 本発明に係るアクティブバックミラーシステムを備えた自動車Ａ。 標準的なバックミラーを備える自動車Ｃが急カーブに入る状況。 本発明に係るアクティブバックミラーシステムを備えた自動車Ｅが急カーブに入る状況。 中央バックミラーの構造の単純化した本発明の一実施例。 直線走行時の本発明に係る中央バックミラーの状態。 左カーブ走行時の本発明に係る中央バックミラーの状態。 右カーブ走行時の本発明に係る中央バックミラーの状態。 バックミラーの転回角度又はシフトと、転回速度又はシフト速度との関係を示すグラフ。 ステアリングホイールの回転パーセントと、バックミラーの転回又はシフトとの関係の実験実測的に決定される関数依存性の一実施例。

図１は、自動車ＡおよびＢが、二つの隣接する車線を並行して走行する標準的な状況を図示している。自動車Ａのドライバーにとって、自動車Ｂは死角（５）によって覆われている。ウィンドシールドを介した視野（４）および両方のサイドバックミラーの視野（２）および（３）は、死角（５）をカバーしない。自動車Ａのドライバーにとって、自動車Ｂは完全に死角に入っている。前記状況で、自動車Ａのドライバーが左側の車線に移ろうとすると、自動車Ａのドライバーに自動車Ｂが見えないため、事故は不可避であるが、もちろん、ここでは、自動車Ｂは自動車Ａと比較して走行速度が速いことが仮定されている。

図２は、アクティブバックミラーシステムを備えた自動車Ａを図示している。自動車Ａのドライバーは、車線変更する前に、左方向指示器を作動させ、これによって、アクティブバックミラーシステムを作動させる。左サイドバックミラーは、自動車Ａのドライバーが車Ｂを見ることができるように位置決めされる。中央バックミラーもシフトし、その視野（５）をカバーするように、その位置をシフトするのであり、この視野は、左バックミラーがその位置をシフトするときに、カバーされないまま残った区域であり、この視野をカバーすることができるようになるのである。このようにして、自動車Ａのドライバーは、その視野（６）に自動車Ｂを見ることができるのである。この状況では、中央バックミラーの視野（５）および右サイドバックミラーの視野（３）は、ドライバーに関係ある残りの区域をカバーする。死角（７）は、小さくなり、無視できる範囲になる。

自動車Ａのドライバーがそのバックミラーに自動車Ｂを発見すると、それ以上車線変更せず、そのドライバーは方向指示器を戻し、その後、アクティブバックミラーシステムは、各バックミラーをそのスタート位置に戻す。

図３は、標準的なバックミラーを備える自動車Ｃが急な右カーブに入るときの状況を図示している。この自動車のドライバーがそのバックミラーを見るときの視野（８）は、この自動車の軌道に正接すなわち接線方向である。そのような急カーブでは、従来のバックミラーでは、交通状況を確認できない。この状況では死角（９）があり、この自動車Ｃのドライバーは関係ある全ての区域、例えば、自動車Ｄを見ることができない。区域（１０）は、自動車Ｃの前席右窓を通したドライバーの視野である。

図４は、図３に極めて類似した状況図である。その違いは、自動車Ｅがアクティブバックミラーシステムを備えることである。このアクティブバックミラーシステムは、ステアリングホイールの回転する角度を記録し、この角度に応じるとともに、その自動車の速度に基づいて、バックミラーの新しい位置を決定する（図８を参照）のである。右サイドバックミラーの機能の可能性は、従来のバックミラーの場合よりも、極めて効果的に利用される。アクティブバックミラーシステムでは、自動車Ｅのドライバーは、右サイドバックミラーの視野（１２）で、カーブ全体を見ることができる。中央バックミラーは、右サイドバックミラーが動くにつれて、自動車Ｅのドライバーの視野から従来は消失していた区域をカバーするように配置される。中央バックミラー（１１）の視野は、同様に、カーブの内側を向いている。したがって、死角（１３）は、もはや脅威を与えることがないような範囲に縮小されている。

図５は、中央バックミラーの構造の単純化した実施例を図示している。バックミラーは、フレーム（１４）を備えたミラー、ｚ軸を中心に回転する電気モータ（１５）、直線シフト運動用電気モータ（１９）、スライド（１６）、ラック（１７）、伝達ギア（１８）、電気モータ（１５）およびスライド（１６）間のリンク（２０）、スライド（１６）の固定用リング（２１）および伝達ギア（１８）とドライブ（１９）を接続する主軸（２２）によって構成されている。上述の要素（１５）、（１９）、（２０）、（２１）、（２２）と（１８）は、一つのユニットＧに統合されており、一方、他の要素（１６）、（１７）と（１４）は、可動ユニットの一部である。ユニットＧの取付けは、自動車の中の固定地点の一つ、例えば、その自動車の窓また天井に取り付けられ、したがって、自動車に対して動くことはない。

サイドバックミラーのシフトおよび転回システムは、現行技術で公知であり、したがって、ミラーを前述のｚ軸を中心にして転回させることができるものなら、市場で入手可能ないかなるシステムでも本発明の実現に使用することができる。よって、このシステムの説明は、ここでは余計であるとして、省略する。

図６は、中央バックミラーの、各々異なる位置での、三つの可能な状態を図示している。図６ａは、自動車が直線走行しているものと仮定するものである。中央バックミラーは、標準的な「ゼロ」位置にある。図６ｂは、自動車が左カーブを通過するときの状態、または、左へ車線変更するときの状態を図示している。この状態においては、バックミラーのフレーム（１４）は、ドライバーの想定位置（２３）から、右へシフトするとともに、Ｇ点のｚ軸を中心にして時計方向に転回する。図６ｃは、自動車が右折するときの状態、または、右へ車線変更するときの状態を図示している。この状態では、バックミラーのフレーム（１４）は、ドライバーの想定位置（２３）から、左へシフトするとともに、Ｇ点のｚ軸を中心にして反時計方向に転回する。

図７は、上記バックミラーの転回角度を関数とするバックミラーの転回速度（または中央バックミラーのシフト速度）をｙ軸上に示し、その転回速度はｘ軸に示されている。この図で明らかにされた資料から、バックミラーをシフトさせる速度は、極めて小さい転回の場合にも、きわめて大きい転回の場合にも遅く、一方、残りの転回角度の範囲では、できる限り速く、電気モータの仕様とその伝送比によって決定されることが見てとれる。

図８は、ｙ軸に、ステアリングホイールの回転を、１００％に対して、＋または−パーセント表示で示している。ｘ軸は、ステアリングホイールの回転に基づくゼロ位置からの中央バックミラーおよびサイドバックミラーの転回（またはシフト）の実験実測的に決定される関数依存性の一実施例を示している。

ここで、また、論理回路や、バックミラーのシフトおよび位置を管理する電子回路は、この分野の専門家にはそれ自体明白な方法で容易に達成できることも述べる必要がある。所定のシフトおよび速度は、標準的なハードウェアコントローラのメモリに前もって保存されたコマンドに無条件に従うステップモータによって最適に達成されるが、それらのコントローラは各バックミラーシフト用の各周辺モータを最適化することができる。もちろん、各々のカーモデルは、それ自体の各バックミラーを固有の方法で、特に、その結果、自動車の設計が利用される効率を最適化することができるように管理する。

本発明の産業上の利用分野は、明らかであって、特に、街を走行する自動車に適用できるものであり、もし、死角を縮小するか、または完全に排除するために、本発明を実行すれば、その自動車の各窓の面の設計を最大限に高めることができるものである。

１、２、３、４、８、１１、１２ 視野
５、７、９、１３ 死角
１４ バックミラーのフレーム
１５ 電気モータ
１６ スライド
１７ ラック
１８ 伝達ギア
１９ 電気モータ／ドライブ
２０ リンク
２１ リング
２２ 主軸
２３ ドライバーの想定位置
Ａ 自動車
Ｂ 自動車
Ｃ 自動車
Ｄ 自動車
Ｅ 自動車
Ｆ 自動車
Ｇ ユニット

米国特許出願公開第６０／６４７６９９号明細書

Claims (5)

1. 死角を排除すること目的で搭載された自動車のバックミラーシフトシステムであり、外部の左右両サイドバックミラーと自動車自体の内部に配置された中央バックミラーから構成され、該バックミラーシフトシステムの制御システムは車内に配置され、前記両サイドバックミラーのシフトは、自動車の平面に垂直なｚ軸を中心にして「ゼロ」位置から両方向にミラーをシフトさせることによって達成され、前記中央バックミラーのシフトは、二つの基準点を中心にして前記ｚ軸上を両方向に、そして、該中央バックミラーが置かれている平面に沿って実行され、
   該バックミラーシフトシステムは、さらに、前記シフトおよび転回のために使用されるモータの制御に関するデータを備える制御システムを備え、該制御システムにより、前記中央バックミラーと両サイドバックミラーとが、二つの連続した角度の間で、所定の運動速度で、前もって決定した運動を実行するものであり、これにおいて前記各バックミラーの最終位置は、ステアリングホイールの回転角度のパラメータ、ならびにドライバーによって作動されるシステムの論理が決定する、方向指示器の状態によって決定されることを特徴とする、バックミラーシフトシステム。
2. 請求項１に記載のバックミラーシフトシステムであって、前記バックミラーシフトシステムの制御部分は、また、該自動車内のステアリングホイール上に二つのボタンを備え、その一つは該ステアリングホイールの左側に左ボタン、もう一つは右側に右ボタンが配置され、
   ａ．）前記左ボタンを押すと、前記左サイドバックミラーは、前記ｚ軸を中心にして、時計方向に、そのゼロ位置から前もってプログラムされた終点位置まで転回し、
   ｂ．）同時に、前記中央バックミラーは、その最終位置に到達するまで、横方向右側に、前もってプログラムされた位置にシフトし、前記ｚ軸を中心にして、時計方向に転回し、
   ｃ．）前記左サイドバックミラーおよび前記中央バックミラーがその最終位置に到達するまで、前記右サイドバックミラーは動かず、その後、該ドライバーがボタンを解除するまで、該位置に固定され、
   または、
   ｄ．）前記右ボタンを押すと、前記右サイドバックミラーは、そのｚ軸を中心にして、反時計方向に、そのゼロ位置から前もってプログラムされた終点位置まで転回し、
   ｅ．）同時に、前記中央バックミラーは、その最終位置に到達するまで、横方向左側に、前もってプログラムされた値にシフトし、ｚ軸を中心にして、反時計方向に転回し、
   ｆ．）前記右サイドバックミラーおよび前記中央バックミラーがその最終位置に到達するまで、前記左サイドバックミラーは全く動かず、その後、該ドライバーがボタンを解除するまで、該位置に固定され、
   そして、
   該ドライバーがボタンを解除すると、関係する前記サイドバックミラーおよび前記中央バックミラーはすぐにその初期位置に戻ることを特徴とする、バックミラーシフトシステム。
3. 請求項１に記載のバックミラーシフトシステムであって、前記方向指示器によって作動され、該方向指示器が左に作動されると、下記の動作、すなわち；
   ａ．）前記左サイドバックミラーは、そのｚ軸を中心にして、時計方向に転回し、
   ｂ．）自動車内の前記中央バックミラーは、同様に、時計方向に転回し、横方向右側にシフトし、
   ｃ．）前記右サイドバックミラーは動かず、したがって、前記中央バックミラーおよび前記左サイドバックミラーを作動させ、それらの最終位置までシフトおよび転回し、
   ｄ．）前記各バックミラーは、所定の期間、その新しい位置を保持し、その結果、ドライバーは、死角を確認するのに十分な時間を持ち、そして、さらに、
   ｅ．）ドライバーが隣の車線にシフトしたことをステアリングホイールのセンサが検出すると、前記各バックミラーはすぐにそれらの初期位置に戻り、
   ｆ．）そして、前記サイドバックミラーおよび前記中央バックミラーがそれらの最終位置に到達した後に、該バックミラーシフトシステムがステアリングホイールの回転を記録せず、また、該ドライバーが状況を確認するのに十分な時間が与えるためにそれらの前記各バックミラーが０．５〜３秒間固定されると、該バックミラーシフトシステムはミラーを初期位置に戻し、
   これにおいて、検討されるステアリングホイールの回転角度がゼロ位置から１５°越えており、そして、
   前記方向指示器が右に作動されると、前記自動車を縦方向に二分割する対称面に関して、前記各バックミラーが、鏡面対称の動きを実行することを特徴とする、バックミラーシフトシステム。
4. 請求項１に記載のバックミラーシフトシステムであって、前記各バックミラーの転回およびシフトが、実験実測的（図８）またはコンピュータによる計算によって、自動車の各モデルごとに別個に決定されたステアリングホイールの回転角度によって決定される、ステアリングホイールの回転によって作動するシステムにおいて、
   ａ．）該ドライバーが左カーブを通過するとき、前記左サイドバックミラーは、その初期位置から、そのｚ軸を中心にして時計方向に転回し、同時に、前記中央バックミラーは、その所定の位置に到達するまで右へシフトし、前記ｚ軸を中心にして同方向に転回し、一方、右サイドバックミラーは動かない、ことからなる動作、
   または、
   ｂ．）該ドライバーが右カーブを通過するとき、前記右サイドバックミラーは、その初期位置から、そのｚ軸を中心にして反時計方向に転回し、同時に、前記中央バックミラーは、その所定の位置に到達するまで左へシフトし、前記ｚ軸を中心にして同方向に転回し、一方、前記左サイドバックミラーは動かない、ことからなる動作、
   そして、前記動作ａおよびｂが実行される速度、実験実測的に（図７）またはコンピュータのシミュレーションによって決定され、これにおいて全ての必要なパラメータは制御システムに保存されていることを特徴とする、バックミラーシフトシステム。
5. 該ドライバーが、いつでも、請求項２〜４に記載のバックミラーシフトシステムが実行する方法の一つを選択することができることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか一つに記載のバックミラーシフトシステム。

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