JP2014240260A - 操舵補助表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】見栄え向上を図ることができる操舵補助表示装置を提供すること。
【解決手段】本発明の操舵補助表示装置１は、車両の走行する曲線道路の半径Ｒと車両の車速Ｖと舵角θを検出する検出手段２ａと、半径Ｒと車速Ｖに基づいて定まる慣性力と舵角θとに基づいて車両の進行方向（ΘｏｒＤ）を算出する算出手段２ｂと、進行方向をヘッドアップディスプレイにより表示する表示手段２ｃと、含むことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の操舵時に運転者に必要な情報を表示する操舵補助表示装置に関する。

車両の運転中にあるコーナーに差し掛かったとき、「ステアリングをどれだけ切ればよいかを予測する」と言うことは一般に熟練者に比べて初心者では難しい。熟練者は自身の視覚や体感に基づく車速やコーナーの半径との関係から車両の予想進路を感覚で掴むことができ、その感覚に合わせてステアリング操作を行っている。これに対し初心者はコーナーの比較的近い所を見てステアリング操作を行っている。このため初心者は、コーナーの先を読むことができず、カーブの途中でステアリングの操作角を切り直すため、走行にふらつきが発生することを招きやすい。

このようなふらつきを防止するため、車輪の実舵角を示すパラメータとして疑似車輪をボンネット近傍にヘッドアップディスプレイ等の表示装置により運転者に表示することが下記の特許文献１に開示されている。
特開平５−０５８１９６号公報

ところが、実舵角のみの表示では車両の低速域でしか予想進路を提供できず、初心者に幅広い車速域において進路予測を促すことはできないため、適切な操舵を促すことができない。すなわち従来技術では、運転者に適切な操舵を促すことが困難であるという問題があった。

そこで本発明は、運転者に適切な操舵を促すにあたり必要な情報を表示できる操舵補助表示装置を提供することを目的とする。

上記の問題を解決するため、本発明に係る操舵補助表示装置は、車両の走行する曲線道路の半径と前記車両の車速と舵角を検出する検出手段と、前記半径と前記車速に基づいて定まる慣性力と前記舵角とに基づいて前記車両の進行方向を算出する算出手段と、当該進行方向をヘッドアップディスプレイにより表示する表示手段と、含むことを特徴とする。

本発明の操舵補助表示装置によれば、半径と車速に基づいて定まる慣性力と舵角に基づいて車両の進行方向を算出してヘッドアップディスプレイにより運転者に表示するため、運転者に適切な操舵を促すことができる。

本発明に係る実施例１の操舵補助表示装置１の概略構成を示す模式ブロック図である。 実施例１の操舵補助表示装置１における表示舵角Θの算出に用いられるパラメータを示す模式図である。 実施例１の操舵補助表示装置１における車速Ｖと半径Ｒに基づく補正舵角Δθの算出態様を示す模式図である。 実施例１の操舵補助表示装置１における表示舵角Θの補助表示マークを用いての表示態様を示す模式図である。 実施例１の操舵補助表示装置１における制御内容の詳細を示すフローチャートである。 実施例１の操舵補助表示装置１における表示舵角Θの補助表示マークの変形例を示す模式図である。 実施例２の操舵補助表示装置１における予測進路Ｄの表示態様を示す模式図である。 実施例２の操舵補助表示装置１における制御内容を示すフローチャートである。 本発明に係る実施例３の操舵補助表示装置１の概略構成を示す模式ブロック図である。 実施例３の操舵補助表示装置１における予測進路Ｄの表示態様を示す模式図である。 実施例３の操舵補助表示装置１における制御内容を示すフローチャートである。 実施例３の操舵補助表示装置１における予測進路Ｄの表示態様の変形例を示す模式図である。 実施例３の操舵補助表示装置１における予測進路Ｄの表示態様の変形例を示す模式図である。 実施例３の操舵補助表示装置１における制御内容の変形例を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、本実施例１の操舵補助表示装置１は、ＨＵＤユニットＥＣＵ２（Head Up Display Unit Electronic Control Unit）と、表示器４と、車両のフロントウィンドシールド３に表示器４の表示画像を投影する凹面鏡５と、フロントウィンドシールド３に設けられて表示画像を反射する反射面３ａと、を含む。ＨＵＤユニットＥＣＵ２は、カーナビゲーションＥＣＵ６、ブレーキＥＣＵ７、ＥＰＳＥＣＵ８にＣＡＮ等の通信規格により接続される。

フロントウィンドシールド３は車両の前方側のガラスであり、室内側の表示画像が投影される領域の面に例えばコンバイナを設ける等の適宜の手段により反射面３ａが形成されている。

表示器４は、例えばＬＥＤ素子を複数含むＬＥＤアレイやバックライト付きのＴＦＴ画面により構成され、本発明に関する車両の進行方向を含む表示画像を凹面鏡５に対して照射する。凹面鏡５は投射された表示画像を拡大反射して図示しないインストルメントパネルの開口を通過させてフロントウィンドシールド３の反射面３ａに投影して車両前方に虚像を結像する機能を有する。この反射面３ａを運転者が視認することにより表示画像が虚像として認識される。

ＨＵＤユニットＥＣＵ２は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを相互に接続するデータバスと、入出力インターフェース等から構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが以下に述べる所定の処理を行う。ＨＵＤユニットＥＣＵ２は検出手段２ａ、算出手段２ｂ、表示手段２ｃを構成する。

カーナビゲーションＥＣＵ６は、ＧＰＳ機能により車両の位置を検出するとともに、車両が走行している道路の半径Ｒを含む地図情報をデータベースから読み出して、ＣＡＮを介してＨＵＤユニットＥＣＵ２に送信する。

ブレーキＥＣＵ７は車両の制動機能全般を制御するＥＣＵである。ブレーキＥＣＵ７は図示しない車輪速センサの出力信号から車両の車速Ｖを演算し、車速Ｖを含むデータフレームをＨＵＤユニットＥＣＵ２に送信する。

ＥＰＳＥＣＵ８は運転者のステアリングホイールの操作に基づいてＥＰＳ（Electronic Power Steering：電動操舵装置）を制御するＥＣＵである。ＥＰＳＥＣＵ８はＥＰＳによる車両の車輪の舵角θを図示しない舵角センサにより検出してＨＵＤユニットＥＣＵ２に送信する。

ＨＵＤユニットＥＣＵ２の検出手段２ａは、ＣＡＮ上から車両の走行する曲線道路の半径Ｒと車両の車速Ｖと舵角θをカーナビゲーションＥＣＵ６、ブレーキＥＣＵ７、ＥＰＳＥＣＵ８との通信に基づいて検出する。ＨＵＤユニットＥＣＵ２の算出手段２ｂは、半径Ｒと車速Ｖに基づいて定まる慣性力と舵角θとに基づいて車両の進行方向を算出する。

より具体的には、算出手段２ｂは、半径Ｒと車速Ｖから補正舵角Δθを算出して舵角θから補正舵角Δθを減じて進行方向としての表示舵角Θ＝θ−Δθを算出する。ＨＵＤユニットＥＣＵ２の表示手段２ｃは上式により求められる甘めの表示舵角θを表示器４の制御に基づいて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。

ここで図２に示すように半径Ｒの曲線道路を車速Ｖで走行している車両の舵角をθ１とする。舵角センサにより検出されＥＰＳＥＣＵ８により送信される実際の舵角θ２は車速Ｖを無視すればθ１＝θ２とおける。このことは本実施例１では慣性力補正分である補正舵角Δθによる補正を行うことに基づく。そこで、本実施例１では、舵角センサにより検出される蛇角をθとしてそのまま表示舵角Θの演算に用いている。

また補正舵角Δθを算出するに当たっては、関係式Δθ＝βｍＶ^２／Ｒ＝αＶ^２を用いる。ここでｍは車両重量で、α、βは実験又はシミュレーションにより得られる係数である。つまり図３に示すように、横軸に車速Ｖ、縦軸に補正舵角Δθを取ると、半径Ｒが小さいほど傾きが大きい二次曲線の関係を示す。

ここで表示手段２ｃは、図４（ａ）に示すように、表示舵角Θを形状が上に凸の横長の半楕円である補助表示マークＭの中心ＭＣの回転に基づいて表示する。ここで図４（ａ）中、一点鎖線Ｃは車両（車体）の前後方向を示しており、表示舵角Θは補助表示マークＭの中心である矢印と一点鎖線Ｃとの間の角度で示される。つまり、表示舵角Θは前後方向Ｃを基準として表示される。

運転者は図４（ａ）に示す甘めの表示舵角Θ＝θ−Δθを視認すると、一般的な運転特性（現在の操舵では道路曲線の外側に車両が進行してしまうと認識してよりきつめに操舵する反動特性）に基づいて理想の舵角θ＋Δθを選択する。車両が図４（ｂ）に示すように直線道路を走行している場合には、舵角θも表示舵角Θもゼロとなり、補助表示マークＭの中心である矢印も一点鎖線Ｃと一致する表示となる。

なお、検出手段２ａが、運転者が修正した後の理想の舵角θ＋Δθを検出すると、表示手段２ｃは、現在の修正後の舵角θ＋Δθを表示し、次の制御周期において新たな車速Ｖと半径Ｒ、舵角θに基づいて再度の甘めの表示舵角Θの表示を行う。

次に本実施例１のＨＵＤユニットＥＣＵ２の制御内容について図４に示すフローチャートを用いて説明する。ステップＳ１に示すように、検出手段２ａは、ＣＡＮ上から車速Ｖ、舵角θ、半径Ｒを含む地図情報を検出し取得する。ステップＳ２において、算出手段２ｂは、上述した手法により半径Ｒと車速Ｖから慣性力補正分である補正舵角Δθを算出する。

ステップＳ３において算出手段２ｂは、表示舵角Θを舵角θから補正舵角Δθを差し引いて算出する。ステップＳ４において、表示手段２ｃはこの甘めの表示舵角Θを、ヘッドアップディスプレイを用いて表示する。

ここで、ステップＳ４の表示処理は、甘めの表示舵角Θの表示に対して運転者が一般的な運転特性に基づききつめの舵角である理想の舵角θ＋Δθを選択してステップＳ５において、検出手段２ａが舵角θ＋Δθを検出するまで継続する。ステップＳ５において舵角θ＋Δθを検出した後は、ステップＳ６において、表示手段２ｃは、表示舵角Θ＝θ＋Δθを表示する。

なお補助表示マークＭの形態については図４に示す形態に限られることはない。例えば図６（ａ）に示すように、補助表示マークＭは、太線矢印に左右方向を示す横棒を組み合わせた形態であってもよい。また、図６（ｂ）に示すように、補助表示マークＭは、図６（ａ）の形態に半楕円を組み合わせる形態であってもよい。

さらに図６（ｃ）に示すように、補助表示マークＭは、図６（ｂ）の形態に太線矢印の指向方向である破線をさらに含む形態としてもよい。また、図６（ｄ）に示すように、補助表示マークＭは、角度の異なる二等辺三角形の底辺を除去して組み合わせてなる矢尻形状であってもよく、さらに、図６（ｅ）に示すように、矢尻の指向方向である破線をさらに含むこととしてもよい。

以上述べた本実施例１の操舵補助表示装置１によれば以下に述べる作用効果を得ることができる。つまり、本実施例１は、車速Ｖと半径Ｒから慣性力を考慮した補正舵角Δθを求めて表示舵角Θを甘め表示とすることで、運転者にきつめの舵角であって慣性力を考慮した理想の舵角θ＋Δθを選択させることができる。つまり本実施例１では、従来技術においては実現できなかった高速域での適切な操舵を促すことができる。

上述した実施例１においては車両の進行方向として表示舵角Θを用いたが、予測進路を用いることもできる。以下それについての実施例２について述べる。実施例２の操舵補助表示装置１のハード構成は実施例１に示したものと同様であるため、相違点を主に説明する。

本実施例２の操舵補助表示装置１では、ＨＵＤユニットＥＣＵ２の算出手段２ｂは、半径Ｒと車速Ｖから補正舵角Δθを算出して舵角θから補正舵角Δθを減じて進行舵角Θを算出して、進行舵角Θと車速Ｖに基づいて車両の進行方向としての予測進路Ｄを算出する。つまり、算出手段２ｂは、進行舵角Θを、半径Ｒを含む地図情報に含まれる進路方向Ｂにおいて継続した場合の予測進路Ｄを例えば自律航法により算出する。表示手段２ｃは予測進路Ｄを進路方向Ｂとともにヘッドアップディスプレイにより表示する。

表示手段２ｃによる表示態様は、例えば図７に示すようなものとなる。つまり、表示手段２ｃは、予測進路Ｄを破線として緑色表示し、進路方向Ｂを実線として白色表示する。以下に本実施例２の操舵補助表示装置１の制御内容について図８を用いて説明する。

図８のステップＳ１１に示すように、検出手段２ａは車速Ｖ、舵角θ、半径Ｒを含む地図情報をＣＡＮ上から取得する。ステップＳ１２において、算出手段２ｂは、半径Ｒと車速Ｖから慣性力補正分である補正舵角Δθを実施例１と同様の手法で算出する。ステップＳ１３において、算出手段２ｂは、進行舵角Θ＝θ−Δθを算出して、ステップＳ１４において、算出手段２ｂは、進行舵角Θから予測進路Ｄを算出する。

ステップＳ１５において、算出手段２ｂは半径Ｒと地図情報から進路方向Ｂを算出する。ステップＳ１６において、表示手段２ｃは、進路方向Ｂを基準として予測進路Ｄを表示する。

以上述べた本実施例２の操舵補助表示装置１によれば以下に述べる作用効果を得ることができる。つまり、車速Ｖと半径Ｒから慣性力を考慮した補正舵角Δθ及び甘めの進行舵角Θ＝θ−Δθを求めて、進行舵角Θに基づく予測進路Ｄを甘め表示とすることで、運転者にきつめの舵角であって慣性力を考慮した理想の舵角θ＋Δθを選択させることができる。つまり本実施例２でも、従来技術においては実現できなかった高速域での適切な操舵を促すことができる。

上述した実施例２においては運転者の選択に基づいて予測進路Ｄをさらに甘めの表示とすることもできる。以下それについての実施例３について述べる。実施例２の操舵補助表示装置１のハード構成は実施例２に示したものに対して、選択手段としてセレクトスイッチ９が追加されている。以下、相違点を主に説明する。

つまり本実施例３の操舵補助表示装置１は、曲線道路の半径Ｒの内側を走行させる内側モードを選択可能な選択手段としてセレクトスイッチ９を含んでいる。運転者はセレクトスイッチ９の適宜の操作に基づいて、「内側モード」を選択できる。図１０に示すように、この「内側モード」が選択される場合（図１０中α）には、内側モードが選択されない場合（図１０中β）に比べて、表示手段２ｃは、予測進路Ｄを半径Ｒの外側に表示する。

本実施例３の制御内容は図１１のフローチャートに示すとおりである。図１１のフローチャートは、図８に示したものに比べて、ステップＳ１７、Ｓ１８が追加されている。ステップＳ１７に示すように、算出手段２ｂは、セレクトスイッチ９により「内側モード」が選択されている場合は、予測進路Ｄを半径Ｒの外側に位置するよう修正する。ステップＳ１６において、表示手段２ｃは修正された予測進路Ｄを進路方向Ｂとともにヘッドアップディスプレイによって表示する。

つまり本実施例３によれば、実施例２に示した操舵補助表示装置１に対して、運転者の選択に基づいて、曲線道路のより内側を走行することを選択可能とすることができる。さらに、図１２の斜線表示に示すような曲線道路に対しての車両の過去の走行軌跡が例えばカーナビゲーションＥＣＵ６により制御されるデータベース内に存在する場合、さらに、図１３の格子ハッチング表示に示すような曲線道路に対しての車両の過去のスリップ履歴が上述したデータベース内に存在する場合には、それらを併せて表示手段２ｃが表示することもできる。

つまり、曲線道路における車両の過去の走行軌跡に沿った走行をさせる「実績走行モード」がセレクトスイッチ９（選択手段）により選択可能として、実績走行モードが選択された場合に、表示手段２ｃがヘッドアップディスプレイにより走行軌跡を表示する。

同様に、曲線道路における車両の過去のスリップ履歴に沿った走行をさせる「履歴走行モード」がセレクトスイッチ９（選択手段）により選択可能として、履歴走行モードが選択された場合に、表示手段２ｃがヘッドアップディスプレイによりスリップ履歴を表示する。これらの制御内容は図１４に示すように、図１１の制御内容に対してステップＳ１９からＳ２２の処理内容を追加することによりＨＵＤユニットＥＣＵ２により実行される。

つまりステップＳ１９に示すように、算出手段２ｂは、セレクトスイッチ９により「実績走行モード」が選択されているか否かを判定し、選択されている場合は、ステップＳ２０において表示手段２ｃが図１２に示すような過去の走行軌跡を表示する。また、ステップＳ２１において、算出手段２ｂは、セレクトスイッチ９により「履歴走行モード」が選択されているか否かを判定し、選択されている場合は、ステップＳ２２において表示手段２ｃが図１３に示すような過去のスリップ履歴を表示する。

なお図１２中に示される破線は、図１０に示した破線とは意義が異なり、過去の走行軌跡に併せて運転者がトレースすると予測される軌跡を示している。同様に図１３中に示される破線は、過去のスリップ履歴に併せて運転者がトレースすると予測される軌跡を示している。これにより運転者の走行実績に基づいたカスタム走行を可能とすることができる。ここでカスタム走行とはサーキットのスポーツ走行や試験走行での限界走行に適する走行モードである。

以上本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。

上述した実施例においては、検出手段２ａは、半径ＲはカーナビゲーションＥＣＵ６のＧＰＳ機能と地図情報に基づいて検出するものとしたが、白線検出装置により検出するものとしてもよい。

本発明は、車速Ｖと半径Ｒから慣性力を考慮した補正舵角Δθを求めて表示舵角Θ又は予測進路Ｄを甘めに表示することで、運転者に適切な操舵を促すことができる。従って、本発明の操舵補助表示装置は、種々の自動車に適用可能であるとともに有用なものである。

１ 操舵補助表示装置
２ ＨＵＤユニットＥＣＵ
２ａ 検出手段
２ｂ 算出手段
２ｃ 表示手段
３ フロントウィンドシールド（ガラス）
３ａ 反射面
４ 表示器
５ 凹面鏡
６ カーナビゲーションＥＣＵ
７ ブレーキＥＣＵ
８ ＥＰＳＥＣＵ
９ セレクトスイッチ（選択手段）

Claims (7)

1. 車両の走行する曲線道路の半径と前記車両の車速と舵角を検出する検出手段と、前記半径と前記車速に基づいて定まる慣性力と前記舵角とに基づいて前記車両の進行方向を算出する算出手段と、当該進行方向をヘッドアップディスプレイにより表示する表示手段と、含むことを特徴とする操舵補助表示装置。
2. 前記算出手段は前記半径と前記車速から補正舵角を算出して前記舵角から当該補正舵角を減じて前記進行方向としての表示舵角を算出し、前記表示手段は当該表示舵角を表示することを特徴とする請求項１に記載の操舵補助表示装置。
3. 前記表示手段は、前記表示舵角を形状が上に凸である補助表示マークの回転を用いて表示することを特徴とする請求項２に記載の操舵補助表示装置。
4. 前記算出手段は、前記半径と前記車速から補正舵角を算出して前記舵角から当該補正舵角を減じて進行舵角を算出して、当該進行舵角に基づいて前記車両の前記進行方向としての予測進路を算出し、前記表示手段は当該予測進路を表示することを特徴とする請求項１に記載の操舵補助表示装置。
5. 前記曲線道路の前記半径の内側を走行させる内側モードを選択可能な選択手段を含み、当該内側モードが選択される場合には当該内側モードが選択されない場合に比べて、前記表示手段は前記予測進路を前記半径の外側に表示することを特徴とする請求項４に記載の操舵補助表示装置。
6. 前記曲線道路における前記車両の過去の走行軌跡に沿った走行をさせる実績走行モードが前記選択手段により選択可能として、当該実績走行モードが選択された場合に、前記表示手段が前記走行軌跡を表示することを特徴とする請求項５に記載の操舵補助表示装置。
7. 前記曲線道路における前記車両の過去のスリップ履歴に沿った走行をさせる履歴走行モードが前記選択手段により選択可能として、当該履歴走行モードが選択された場合に、前記表示手段が前記スリップ履歴を表示することを特徴とする請求項６に記載の操舵補助表示装置。

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