JP2019139441A - 車両の制御装置及び車両の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両が走行している路面状態に応じて車間距離に関する表示を最適に行う。【解決手段】車軸に設けられたハブユニットセンサからの検出値に基づいて第１の路面摩擦係数を算出する第１の路面摩擦係数算出部２１０と、路面状態を非接触で検出する非接触センサからの検出値に基づいて第２の路面摩擦係数を算出する第２の路面摩擦係数算出部２２０と、第１の路面摩擦係数及び第２の路面摩擦係数に基づいて、車両が走行している路面よりも摩擦係数が低い路面が車両前方に存在する場合に、車間距離に関する表示を制御する表示制御部２４０と、を備える車両の制御装置２００が提供される。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の制御装置及び車両の制御方法に関する。

従来、例えば下記の特許文献１には、リアウインドウをスクリーンとして使用し、後続車両のドライバに対し、自車両の状態を通知することが記載されている。また、下記の特許文献２には、自車と後続車との車間距離に応じて、後続車のドライバから視認される注意喚起部の視認長さが帯状に伸縮変化する表示装置を備える構成が記載されている。

特開２０００−１６８３５２号公報 特開２０１４−１０２７７０号公報

また、近時では、顔の画像情報に基づいて人の状態を認識する技術が一般的となっている。例えば、下記の非特許文献１には、顔認識により運転中のドライバの状態を監視する技術が記載されている。

しかしながら、適切な車間距離は、車両が走行する路面状態によって変化する。例えば、路面摩擦係数が低い場合は、路面摩擦係数が高い場合に比べて車両がスリップする可能性が高くなるため、車間距離をより広く保つことが望ましい。

上記特許文献１，２に記載された手法では、車両が走行する路面状況を考慮していないため、路面状況に応じて車間距離に関する表示を行うことができなかった。特に、上記特許文献１，２に記載された手法では、車両が走行している路面に対して、車両前方により摩擦係数の低い路面があるような場合など、路面摩擦係数が変化する状況では、車間距離に関する表示を最適に行うことは困難である。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、車両が走行している路面状態に応じて車間距離に関する表示を最適に行うことが可能な、新規かつ改良された車両の制御装置及び車両の制御方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、車軸に設けられたハブユニットセンサからの検出値に基づいて第１の路面摩擦係数を算出する第１の路面摩擦係数算出部と、路面状態を非接触で検出する非接触センサからの検出値に基づいて第２の路面摩擦係数を算出する第２の路面摩擦係数算出部と、前記第１の路面摩擦係数及び前記第２の路面摩擦係数に基づいて、車間距離に関する表示を制御する表示制御部と、を備える、車両の制御装置が提供される。

前記表示制御部は、前記第１の路面摩擦係数が前記第２の路面摩擦係数よりも所定値以上の小さい場合に、前記車間距離に関する表示を制御するものであっても良い。

また、後方車との距離を取得する環境情報取得部を備え、前記表示制御部は、前記第１の路面摩擦係数が前記第２の路面摩擦係数よりも所定値以上の小さく、且つ前記後方車との距離が所定範囲内の場合に、前記車間距離に関する表示を制御するものであっても良い。

また、前記表示制御部は、前記後方車との距離に応じて前記車間距離に関する表示を変更するものであっても良い。

また、前記表示制御部は、前記車間距離に関する表示として、前記後方車との距離に応じて増減する指標の表示を制御するものであっても良い。

また、前記表示制御部は、前記後方車との距離が前記所定範囲の下限値以下の場合は、前記後方車又は自車のドライバに向けた警告のための表示を制御するものであっても良い。

また、前記環境情報取得部は前記後方車の距離に加えて前記後方車の位置を取得し、
前記表示制御部は、後方車の位置とドライバの位置とに応じて、前記車間距離に関する表示の前記窓部上での位置を制御するものであっても良い。

また、前記表示制御部は、車両速度が所定値以下の場合は、前記車間距離に関する表示を行わないものであっても良い。

また、前記表示制御部は、車両後方の窓部に表示を行う表示装置に表示される、前記車間距離に関する表示を制御するものであっても良い。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、車軸に設けられたハブユニットセンサからの検出値に基づいて第１の路面摩擦係数を算出するステップと、路面状態を非接触で検出する非接触センサからの検出値に基づいて第２の路面摩擦係数を算出するステップと、前記第１の路面摩擦係数及び前記第２の路面摩擦係数に基づいて、車間距離に関する表示を制御するステップと、を備える、車両の制御方法が提供される。

本発明によれば、車両が走行している路面状態に応じて車間距離に関する表示を最適に行うことが可能となる。

本発明の一実施形態に係る車両システムの構成を示す模式図である。 自発光中間膜を用いたＨＵＤ装置を示す模式図である。 ドライバセンサがドライバを撮影している状態を示す模式図である。 ドライバの顔領域に基づいて、顔が向いている角度等を算出する様子を示す模式図である。 第２の摩擦係数算出部が路面状態を判定する際に使用するマップを示す模式図である。 図５Ａのマップ３次元マップを２次元マップに分解して示す模式図である。 図５Ａのマップ３次元マップを２次元マップに分解して示す模式図である。 図５Ａのマップ３次元マップを２次元マップに分解して示す模式図である。 図５Ａのマップ３次元マップを２次元マップに分解して示す模式図である。 路面状態と摩擦係数の関係を予め規定したデータベースの例を示す模式図である。 Ｌ_ＣとＶ_Ｆの関係を示す特性図である。 Ｌ_ｍｉｎとＶ_Ｆの関係を示す特性図である。 本実施形態に係る車両システムで行われる処理を示すフローチャートである。 ＨＵＤ装置による車両のリアガラスへの表示の例を示す模式図である。 ＨＵＤ装置による車両のリアガラスへの表示の例を示す模式図である。 ＨＵＤ装置による車両のリアガラスへの表示の例を示す模式図である。 リアガラスに表示を行う場合に、表示を適正な位置に表示する原理を示す模式図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両システム１０００の構成を示す模式図である。車両システム１０００は、基本的には自動車などの車両に構成されるシステムである。図１に示すように、車両システム１０００は、車外センサ１００、車速センサ１１０、ドライバセンサ１２０、ルームミラーセンサ１３０、第１の路面摩擦係数センサ１５０、第２の路面摩擦係数センサ１６０、制御装置２００、ＨＵＤ装置５００、ナビゲーション装置６００を有して構成されている。

車外センサ１００は、ステレオカメラ、単眼カメラ、ミリ波レーダ、赤外線センサ等から構成され、自車両周辺の人や車両などの位置、速度を測定する。車外センサ１００がステレオカメラから構成される場合、ステレオカメラは、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を有する左右１対のカメラを有して構成され、車両外の外部環境を撮像し、撮像した画像情報を制御装置２００へ送る。一例として、ステレオカメラは、色情報を取得可能なカラーカメラから構成され、車両のフロントガラスの上部に設置される。車速センサ１１０は、車両速度Ｖを検出するセンサである。

ドライバセンサ１２０は、カメラ、視線センサ、モーションセンサ等から構成され、ドライバ（運転者）の頭や腕の動き、視線方向などを測定する。ドライバセンサ１２０がカメラから構成される場合、カメラが撮像した画像を画像処理することで、頭や腕の動き、視線方向などを取得する。ドライバセンサ１２０が視線センサから構成される場合、角膜反射法などの方法により視線検出を行う。

ルームミラーセンサ１３０は、車内に備えられるルームミラーの角度、方向を検出するセンサである。後述するように、ルームミラーの角度と、ドライバの目の位置と、後続車の位置に基づいて、リアガラスの所望の位置へＨＵＤ装置５００による表示が行われる。

第１の路面摩擦係数センサ１５０、及び第２の路面摩擦係数センサ１６０は、路面摩擦係数を取得するための各種パラメータを検出する。第１の路面摩擦係数センサ１５０は、車輪のハブに設けられるハブユニットセンサから構成され、車両の前輪及び後輪に作用する作用力を検出する。第１の路面摩擦係数センサ１５０によって検出される作用力には、前後方向力Ｆｘ、横力Ｆｙおよび上下力Ｆｚを含む三方向の分力と、ハブ（車軸）の軸周りのトルクＴｙとがある。前後方向力Ｆｘは、前輪及び後輪の接地面に発生する摩擦力のうち車輪中心面に平行な方向（ｘ軸方向、前後方向）に発生する分力であり、横力Ｆｙは、車輪中心面に直角な方向（ｙ軸方向、横方向）に発生する分力である。なお、車輪中心面は、車軸と直交し、車輪幅の中央を通る面をいうものとする。一方、上下力Ｆｚは、鉛直方向（ｚ軸）に作用する力、いわゆる、垂直荷重である。トルクＴｙは、タイヤの車軸回りのトルク（ねじり力）である。

例えば、前輪及び後輪は、ひずみゲージと、このひずみゲージから出力される電気信号を処理し、作用力に応じた検出信号を生成する信号処理回路とを主体に構成されている。ハブに生じる応力は作用力に比例するという知得に基づき、ひずみゲージをハブに埋設することにより、作用力が直接的に検出される。なお、検出部４２０の具体的な構成については、例えば、特開平０４−３３１３３６号公報、特開平１０−３１８８６２号公報、特許第４２７７７９９号等に開示されている構成を採用できる。第１の路面摩擦係数センサ１５０は、前輪又は後輪に駆動力を伝達するドライブシャフトに設けられていても良い。

ＨＵＤ（Ｈｅａｄ−ｕｐ Ｄｉｓｐｌａｙ）装置５００は、人間の視野に直接情報を映し出す表示装置であって、自動車のフロントガラスやリアガラスなどのガラス上に実像を表示する。ＨＵＤは虚像を表示する装置が一般的に知られているが、本実施形態では、実像を映し出す表示装置を用いる。ＨＵＤ装置５００は、実像を表示しているため、視野角がほぼ３６０°あり、車内外から表示を視認することが可能である。

ＨＵＤ装置５００として、より具体的には、図２に示すような自発光中間膜５１０を用いる装置を用いることができる。この場合、車両のフロントガラス、リアガラス等において、表裏の２枚のガラス５２０で挟むように自発光中間膜５１０を配置する。自発光中間膜５１０には発光材料が含まれており、車内に設置するプロジェクター５３０からレーザ光を照射すると、照射された部分が発光し、文字や画像が表示される。表示物は全角度からの視認性を有し、運転席以外の席や、車両外部からも視認することができる。なお、ＨＵＤ装置５００は、自発光タイプのデバイスを車両のガラスに配置することで構成することもできる。この場合、例えば有機ＥＬ素子を用いた透明スクリーン、または透過型液晶装置等を用いることもできる。また、表示デバイスとして、ＨＵＤ装置５００以外のデバイスを用いても良く、例えばインパネに設置した大型液晶装置やＬＥＤ表示装置などを用いても良い。なお、以下では、表示装置として車両の窓部（ガラス）に表示を行うＨＵＤ装置５００を例に挙げて説明するが、本発明に係る表示装置はこれに限定されるものではなく、車両の内部又は外部に設けられた表示装置の全ての態様を含む。例えば、本実施形態に係る表示装置は、車両外部の窓部以外（ボディーなど）に設けられていても良く、車両内部の窓部以外（インパネ、座席など）に設けられていても良い。また、車両の内部に設けられた表示装置と車両の外部に設けられた表示装置は一体であっても良いし、別体であっても良い。

ナビゲーション装置６００は、地図情報に基づいて、現在地から目的地までの経路を検索する。このため、ナビゲーション装置６００は、グローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等により車両の現在位置を取得することができる。また、ナビゲーション装置６００は現在地まで車両が走行してきた経路を記憶している。

制御装置２００は、車外センサ１００、ドライバセンサ１２０、第１の路面昌係数センサ１５０、第２の路面摩擦係数センサ１６０等が検出した情報に基づいて、ＨＵＤ装置５００による表示を制御する。このため、制御装置２００は、環境情報取得部２０２、ドライバ情報取得部２０４、第１の摩擦係数算出部２１０、第２の摩擦係数算出部２２０、車間距離判定部２３０、表示制御部２４０を有している。なお、制御装置２００の各構成要素は、回路（ハードウェア）、またはＣＰＵなどの中央演算処理装置とこれを機能させるためのプログラム（ソフトウェア）によって構成されることができる。

環境情報取得部２０２は、車外センサ１００を構成するステレオカメラの左右１組のカメラによって撮像した左右１組のステレオ画像対に対し、対応する位置のずれ量から三角測量の原理によって対象物までの距離情報を生成して取得することができる。これにより、環境情報取得部は、自車と後続車との車間距離Ｌ_Ｍを取得できる。同時に、環境情報取得部２０２は、画像情報から被写体の位置情報を取得することができる。また、環境情報取得部２０２は、三角測量の原理によって生成した距離情報に対して、周知のグルーピング処理を行い、グルーピング処理した距離情報を予め設定しておいた三次元的な立体物データ等と比較することにより、立体物データや白線データ等を検出する。これにより、制御装置２００は、人物、他車両、一時停止の標識、停止線、ＥＴＣゲートなどを認識することもできる。

また、環境情報取得部２０２は、三角測量の原理によって生成した人物、他車両との距離情報を用いて、人物や他車両との距離の変化量、相対速度を算出することができる。距離の変化量は、単位時間ごとに検知されるフレーム画像間の距離を積算することにより求めることができる。また、相対速度は、単位時間ごとに検知される距離を当該単位時間で割ることにより求めることができる。

このように、環境情報取得部２０２は、車外センサ１００から得られる車両外の画像情報を取得して画像分析処理を行い、画像情報を分析して車両外の環境情報を取得する。

図３は、ドライバセンサ１２０がカメラから構成される場合に、ドライバセンサ１２０がドライバを撮影している状態を示す模式図である。図３に示すように、ドライバセンサ１２０は、一例としてステアリングコラムの上部に設置される。

ドライバセンサ１２０がカメラから構成される場合、ドライバセンサ１２０によって撮影された画像は、制御装置２００に入力される。ドライバ情報取得部２０４は、入力画像からエッジ検出、顔検出等の画像処理技術を用いてドライバの顔領域を取得し、顔領域に基づいて顔向きを取得する。また、ドライバ情報取得部２０４は、目、鼻、口など顔の各部位の特徴点の位置情報を検知する。

図４は、検出されたドライバの顔領域１０に基づいて、顔が向いている角度等を算出する様子を示す模式図である。画像情報から得られるドライバの顔領域１０に基づいて、ドライバの顔向きが予め定めた領域を外れているか否かをモニタリングすることで、脇見の可能性を判定することができる。なお、ドライバの顔領域１０は、目、鼻、口など顔の各部位の特徴点の位置情報から設定できる。また、顔向きは、一例として、正面から見た時の目の間隔を基準とし、この基準と画像情報から得られる目の間隔とを比較することで推定することができる。画像情報から得られる目の間隔が基準値よりも小さい程、顔向きが正面から横向きにずれていると判断できる。なお、これらの手法は、例えば前述した非特許文献１に記載された手法を用いることができる。

制御装置２００の第１の摩擦係数算出部２１０は、第１の路面摩擦係数センサ１５０により前後方向力Ｆｘ、横力Ｆｙおよび上下力Ｆｚを含む三方向の分力が検出されると、これに基づいて路面の摩擦係数をリアルタイムに算出する。路面摩擦係数μ_Ｈは、以下の式から算出することができる。
μ_Ｈ＝√（Ｆｘ^２＋Ｆｙ^２）／Ｆｚ

第１の摩擦係数算出部２１０により路面摩擦係数μ_Ｈを算出し、タイヤの摩擦円に基づく制駆動力制御を行うことで、車両挙動を安定させることができる。一方、第１の摩擦係数算出部２１０が算出した路面摩擦係数μ_Ｈは、路面摩擦係数を計測しようとする路面にタイヤが実際に接地してから計測され、現在走行中の路面の摩擦係数である。このため、路面摩擦係数μ_Ｈに基づいて制駆動力制御を行うと、例えば、車両が高μ路から凍結路などの極端な低μ路に突入した場合に、ＦｘとＦｙの合力のベクトルが低μ路でのタイヤ摩擦円からはみ出してしまい、適切な制駆動力制御を実施する前にスリップを引き起こす可能性がある。

このため、本実施形態では、第１の路面摩擦係数センサ１５０を用いた路面摩擦係数μ_Ｈの推定とは別に、第２の路面摩擦係数センサ１６０を用いて、タイヤがまだ接地していない車両前方の路面の摩擦係数を推定する。第２の路面摩擦係数センサ１６０は、車両前方を撮像するカメラ、温度センサ（外気温センサ、路面温度センサ）、近赤外線センサ、レーザ光センサ（ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）センサ）等の非接触式センサを備えるハイブリッドタイプのセンサであり、車両前方の画像、温度、路面状態等を検出する。なお、第２の路面摩擦係数センサ１６０による路面状態の判別の際に、例えば特開２００６−４６９３６号公報に記載されている方法を採用しても良い。

制御装置２００の第２の摩擦係数算出部２２０は、第２の路面摩擦係数センサ１６０により車両前方の画像、温度等が検出されると、これに基づいて路面の摩擦係数をリアルタイムに算出する。

具体的に、第２の摩擦係数算出部２２０は、第２の路面摩擦係数センサ１６０のカメラの画像から車両前方の路面の色、路面粗さ等を取得する。また、第２の摩擦係数算出部２２０は、第２の路面摩擦係数センサ１６０の非接触式温度計から、外気温、路面温度を取得する。

また、第２の摩擦係数算出部２２０は、第２の路面摩擦係数センサ１６０の近赤外線センサの検出値から、路面の水分量を取得する。近赤外線を路面に照射した際に、路面に水分が多いと近赤外線の反射量が少なくなり、路面に水分が少ないと近赤外線の反射量が多くなる。従って、第２の摩擦係数算出部２２０は、近赤外線センサの検出値に基づいて、路面の水分量を取得することができる。

また、第２の摩擦係数算出部２２０は、第２の路面摩擦係数センサ１６０のレーザ光センサから、路面の粗さを取得する。より詳細には、レーザ光を照射してからその反射光が検出されるまでの時間に基づいて、車両前方の路面の粗さ（凹凸）を取得することができる。なお、第２の摩擦係数算出部２２０は、車両速度に基づいて、車両走行に伴う路面の移動分を考慮して、車両前方の領域の路面の粗さを取得する。

第２の摩擦係数算出部２２０は、第２の路面摩擦係数センサ１６０から取得したこれらの情報から、路面状態がドライ（Ｄ）、ウェット（Ｗ）、雪（Ｓ）、氷（Ｉ）であるかを判定する。図５Ａは、第２の摩擦係数算出部２２０が路面状態を判定する際に使用するマップを示す模式図である。図５Ａに示すマップは、路面温度、路面凹凸、及び路面の水分量のそれぞれを正規化した値をパラメータとする、３次元マップとされている。図５Ｂ〜図５Ｅは、図５Ａのマップ３次元マップを２次元マップに分解して示す模式図である。図５Ｂは、路面温度（Ｚ軸）、路面凹凸（Ｘ軸）、及び路面の水分量（Ｙ軸）の座標系を、図５Ｃは図５Ｂの（１）面の２次元マップを、図５Ｄは図５Ｂの（２）面の２次元マップを、図５Ｅは図５Ｂの（３）面の２次元マップを、それぞれ示している。第２の摩擦係数算出部２２０は、第２の路面摩擦係数センサ１６０による検出値から取得した路面温度、路面凹凸、路面水分量を図５Ａのマップに当てはめて、路面状態を判定する。

そして、第２の摩擦係数算出部２２０は、図５Ａのマップから判定した路面状態を、路面状態と路面摩擦係数の関係を予め規定したデータベースに反映させることで、路面摩擦係数μＮを算出する。図６は、路面状態と摩擦係数の関係を予め規定したデータベースの例を示す模式図である。図６に示す路面状態と摩擦係数との関係として、（株）日本交通事故鑑識研究所のホームページ（http://weekend.nikkouken.com/week47/409/）に記載された摩擦係数表を用いることができる。図６に示すデータベースでは、縦方向では、路面状況である「アスファルト」、「コンクリート」、「砂利」、「氷」、「雪」に応じた摩擦係数が示されている。また、横方向では、路面状況として、乾（ドライ（Ｄ））、濡（ウェット（Ｗ））に応じた摩擦係数が示されている。

第２の摩擦係数算出部２２０は、図５Ａのマップから判定した路面状態を図６のデータベースに当てはめ、路面摩擦係数μ_Ｎを算出する。この際、「アスファルト」、「コンクリート」、「砂利」の判定については、第２の路面摩擦係数センサ１６０のカメラから取得した路面の画像と、予め取得しておいた「アスファルト」、「コンクリート」、「砂利」の各画像との類似度を判定した結果から、車両前方の路面が「アスファルト」、「コンクリート」、「砂利」のいずれであるかを判定する。

更に、第２の摩擦係数算出部２２０は、車両前方の路面が「アスファルト」であると判定した場合に、第２の路面摩擦係数センサ１６０のカメラから取得した路面の画像と、予め取得しておいた「新舗装」、「普通舗装」、「舗装摩減」、「タール過剰」の各画像との類似度を判定した結果から、車両前方の路面が「アスファルト」であり、「新舗装」、「普通舗装」、「舗装摩減」、「タール過剰」ののいずれであるかを判定する。第２の摩擦係数算出部２２０は、車両前方の路面が「コンクリート」、「砂利」であると判定した場合も同様に、更に細分化した判定を行うことができる。

以上により、第２の摩擦係数算出部２２０は、路面状況と車両速度に基づいて、図６のデータベースから、車両前方の路面摩擦係数μ_Ｎを算出する。例えば、第２の路面摩擦係数センサ１６０のカメラの画像から、路面が「アスファルト」の「新舗装」であることが判定され、車速センサ１９０又は車輪速センサ１２７，１２８から検出される車両速度が４０ｋｍ／ｈであり、図５Ａのマップから路面状況が乾（ドライ（Ｄ））と判定された場合、路面摩擦係数μ_Ｎの値は０．８〜１．０として算出される。

本実施形態では、第１の路面摩擦係数センサ１５０と第２の路面摩擦係数センサ１６０を組み合わせることで、車両が現在走行している路面に対して、車両がまだ走行していない車両前方の路面が滑り易いかどうかを判定し、判定結果に応じて車間距離に関する情報を表示する。

具体的に、第１の路面摩擦係数センサ１５０の検出値に基づいて算出した、車両が実際に走行している路面の路面摩擦係数μ_Ｈと、第２の路面摩擦係数センサ１６０の検出値に基づいて算出した車両前方の路面の路面摩擦係数μ_Ｎを比較する。そして、路面摩擦係数μ_Ｈよりも路面摩擦係数μ_Ｎの方が一定値μ_Ｃよりも低い場合（μ_Ｈ−μ_Ｎ＞μ_Ｃ）に、車両のメータパネルへドライバ向けの表示を行ったり、車両の窓部（フロントガラス、リヤガラスなど）へドライバや後続車向けの表示を行う。そして、これらの表示により、後続車との車間距離Ｌ_Ｍを適切な距離に誘導する。表示制御部２４０は、これらの表示を行うため、ＨＵＤ装置５００やメータパネルの表示装置を制御する。

より詳細には、路面摩擦係数μ_Ｈよりも路面摩擦係数μ_Ｎの方が一定値μ_Ｃよりも低く（μ_Ｈ−μ_Ｎ＞μ_Ｃ）、且つ、かつ自車と後続車との車間距離ＬＭが、注意が必要な車間距離Ｌ_Ｃよりも小さく、最低限必要な車間距離Ｌ_ｍｉｎよりも大きい場合（Ｌ_Ｃ＞Ｌ_Ｍ＞Ｌ_ｍｉｎ）は、ＨＵＤ装置５００により、リアガラス上に後続車との車間距離を示す表示を行う。但し、Ｌ_ＣとＬ_ｍｉｎは自車位置の路面摩擦係数μ_Ｈと後続車の車速Ｖ_Ｆから定まる値である。

注意が必要な車間距離Ｌ_Ｃは、後続車の車速Ｖ_Ｆと余裕時間Ｍ_１により決定する。具体的に、車間距離Ｌ_Ｃは以下の式から求まる。
Ｌ_Ｃ＝Ｍ_１×Ｖ_Ｆ

但し、余裕時間Ｍ_１は、自車位置の路面摩擦係数μ_Ｈに基づいて決定される変数である。一例として、μ_Ｈ≧０．７の場合はＭ_１＝１．５［ｓ］、０．４≦μ_Ｈ＜０．７の場合はＭ_１＝１．８５［ｓ］、μ_Ｈ＜０．４の場合はＭ_１＝２．２［ｓ］とする。図７は、Ｌ_ＣとＶ_Ｆの関係を示す特性図である。Ｌ_Ｃの値は、Ｖ_Ｆの値が大きくなるほど大きくなる。

後続車の車速Ｖ_Ｆは、環境情報取得部２０２により後続車との相対速度Ｖ_Ｒを取得し、自車の車両速度Ｖと比較することで求めることができる。具体的に、車速Ｖ_Ｆは以下の式から求まる。
Ｖ_Ｆ＝Ｖ_Ｒ＋Ｖ

最低限必要な車間距離Ｌ_ｍｉｎは、後続車の車速Ｖ_Ｆと余裕時間Ｍ_２により決定する。具体的に、車間距離Ｌ_ｍｉｎは以下の式から求まる。
Ｌ_ｍｉｎ＝Ｍ_２×Ｖ_Ｆ

但し、余裕時間Ｍ_２は自車位置の路面摩擦係数μ_Ｈにより決定される変数である。一例として、μ_Ｈ≧０．７の場合はＭ_２＝０．８［s］、０．４≦μ_Ｈ＜０．７の場合はＭ_２＝１．１［ｓ］、μ_Ｈ＜０．４の場合はＭ_２＝１．４［ｓ］である。図８は、Ｌ_ｍｉｎとＶ_Ｆの関係を示す特性図である。Ｌ_ｍｉｎの値は、Ｖ_Ｆの値が大きくなるほど大きくなる。

車間距離判定部２３０は、注意が必要な車間距離Ｌ_Ｃと、最低限必要な車間距離Ｌ_ｍｉｎとに基づいて、環境情報取得部２０２が取得した自車と後続車との車間距離Ｌ_ＭがＬ_Ｃ＞Ｌ_Ｍ＞Ｌ_ｍｉｎの条件を満たすか否かを判定する。

路面摩擦係数μ_Ｈよりも路面摩擦係数μ_Ｎの方が一定値一定値μ_Ｃよりも低い場合は、車両が走行している自車位置の路面に対して、車両前方の路面の方がより摩擦係数が低下している状態である。このような場合、前方の路面に車両が突入すると、摩擦係数の低下によりスリップ等が発生する可能性もあるため、後続車との車間距離をより長く確保しておくことが望ましい。従って、路面摩擦係数μ_Ｈよりも路面摩擦係数μ_Ｎの方が一定値以上低く、且つ、かつ自車と後続車との車間距離Ｌ_Ｍが、注意が必要な車間距離Ｌ_Ｃ以下の場合は、リアガラス上に後続車との車間距離に関する示す表示を行う。リアガラス上への表示は、ＨＵＤ装置５００を表示制御部２４０が制御することによって行われる。これにより、後続車のドライバは、車間距離の表示に基づいて前方車との間の車間距離が短くなっていることを認識でき、車間距離をより長く確保しようとするため、追突などが発生する可能性を抑制できる。

なお、後続車との車間距離Ｌ_Ｍが、注意が必要な車間距離Ｌ_Ｃ以上の場合（Ｌ_Ｍ＞Ｌ_Ｃの場合）は、後続車との間で十分な車間距離が確保されているため、後続車向けに車間距離を示す表示を行う必要性は低く、車外向けの表示は行わない。

リアガラス上への表示は、車間距離Ｌ_Ｍが短くなるにつれ段階的に変化させても良い。この表示は車両の内外から見えるため、自車や後続車のドライバに注意を促す表示としても機能する。また、ドライバ向けに、メータパネルやフロントガラス上へ注意を促す表示を行ってもよい。フロントガラス上への表示もＨＵＤ装置５００により行うことができる。

また、後続車との車間距離Ｌ _Ｍ が最低限必要な車間距離Ｌ_ｍｉｎ以下の場合（Ｌ_ｍｉｎ≧Ｌ_Ｍ）は、ＨＵＤ装置５００により、リアガラス上に後続車向けの注意喚起の表示を行う。この場合も、ドライバ向けに、メータパネルやフロントガラス上へ注意を促す表示を行ってもよい。

後続車との車間距離Ｌ _Ｍ が最低限必要な車間距離Ｌ_ｍｉｎ以下の場合は、後続車が非常に接近しており、路面摩擦係数μ_Ｈ，μ_Ｎの値に関わらず、追突などの危険が生じる可能性がある。従って、この場合は、路面摩擦係数μ_Ｈ，μ_Ｎの値によらず、リアガラス等へ注意喚起の表示を行う。これにより、追突などが発生する可能性を抑制できる。

更に、自車両の車両速度Ｖが、車外向けの表示を行うしきい値の速度Ｖ_Ｃより遅い場合（Ｖ＜Ｖ_Ｃ）は、車外表示を行わないようにする。車両速度Ｖがしきい値の速度Ｖ_Ｃよりも低い場合は、車両が比較的遅い速度で走行している状態である。このような場合は、後続車向けに車間距離を示す表示を行う必要性が低いため、車外向けの表示は行わない。このように、車外表示を行うか否かを決定するためのしきい値Ｖ_Ｃを設定し、車両速度Ｖがしきい値Ｖ_Ｃ以上の場合のみ車外向けの表示を行うことで、渋滞や市街地など必然的に車間距離が短くなる場面では、車外表示を行わないようにする。

しきい値のＶ_Ｃの値は、環境情報取得部２０２が取得した環境情報、ナビゲーション装置６００から得られる地図情報等に基づいて、道路の種類と混雑具合を判断して決定する。一例として、空いた高速道路を走行中の場合はＶ_Ｃ＝８ｋｍ／ｈ、混雑した高速道路を走行中の場合はＶ_Ｃ＝６０ｋｍ／ｈ、混雑した２車線の国道を走行中の場合はＶ_Ｃ＝４０ｋｍ／ｈ、などのようにＶ_Ｃの値を決定する。

以上のように、周囲の状況を考慮して表示を行うことにより、自然に後続車との車間距離を保つことが可能となる。

図９は、本実施形態に係る車両システム１０００で行われる処理を示すフローチャートである。図９に示す処理は、制御装置２００の各構成要素によって行われ、所定の制御周期毎に繰り返し行われる。先ず、ステップＳ１０では、車外センサ１００、またはナビゲーション装置６００から得られる情報に基づいて、しきい値の速度Ｖ_Ｃを求める。次のステップＳ１２では、車速センサ１１０より車両速度Ｖを取得する。

次のステップＳ１４では、Ｖ＞Ｖ_Ｃであるか否かを判定し、Ｖ＞Ｖ_Ｃの場合はステップＳ１６へ進む。一方、Ｖ≦Ｖ_Ｃの場合は、車間距離に関する表示を行う必要性が低いため、処理を終了する。ステップＳ１６では、後続車の車速Ｖ_Ｆを取得する。次のステップＳ１８では、第１の摩擦係数算出部２１０が、車両が走行している自車位置での路面摩擦係数μ_Ｈを算出する。次のステップＳ２０では、第２の路面摩擦係数算出部２２０が、車両前方の路面摩擦係数μ_Ｎを算出する。

次のステップＳ２２では、後続車の車速Ｖ_Ｆと自車位置の路面摩擦係数μ_Ｈに基づいて、注意が必要な車間距離Ｌ_Ｃと最低車間距離Ｌ_ｍｉｎを決定する。次のステップＳ２４では、車外センサ１００から得られる車両外の画像情報に基づいて、後続車との車間距離Ｌ_Ｍを取得する。

次のステップＳ２６では、Ｌ_Ｃ＞Ｌ_Ｍであるか否かを判定し、Ｌ_Ｃ＞Ｌ_Ｍの場合はステップＳ２８へ進む。一方、Ｌ_Ｃ≦Ｌ_Ｍの場合は、車間距離に関する表示を行う必要性が低いため、処理を終了する（ＥＮＤ）。

ステップＳ２８では、Ｌ_ｍｉｎ≧Ｌ_Ｍであるか否かを判定し、Ｌ_ｍｉｎ≧Ｌ_Ｍの場合はステップＳ３０へ進む。ステップＳ３０では、後続車向けの注意喚起の表示を行う。

また、ステップＳ２８でＬ_ｍｉｎ＜Ｌ_Ｍの場合はステップＳ３２へ進む。ステップＳ３２では、μ_Ｈ−μ_Ｎ＞μ_Ｃであるか否かを判定し、μ_Ｈ−μ_Ｎ＞μ_Ｃの場合はステップＳ３４へ進み、Ｌ_Ｍに応じた表示を行う。一方、ステップＳ３２でμ_Ｈ−μ−≦μ_Ｃの場合は処理を終了する（ＥＮＤ）。

図１０〜図１２は、ＨＵＤ装置５００による車両のリアガラス８００への表示の例を示す模式図である。図１０は、車間距離に応じたリアガラス上への表示を示す模式図である。なお、図１０及び図１１は、いずれもＬ_Ｃ＞Ｌ_Ｍ＞Ｌ_ｍｉｎの場合を示しており、図９のステップＳ３４で行われる表示を示している。

また、図１０〜図１２のそれぞれにおいて、左側の図は、自車７００と後続車７１０との車間距離に応じて自車７００の外側から見たリアガラス８００上の表示８１０が変化する様子を示しており、右側の図は、車両内部からリアガラス８００を見た状態を示している。

図１０では、自車７００と後続車７１０との車間距離に応じてリアガラス８００上への台形状の表示８１０が変化する様子を示している。図１０中の上段の図は、自車７００と後続車７１０との車間距離が比較的長い場合を示しており、この場合、リアガラス８００上の台形状の表示８１０は複数段に表示される。

また、図１０中の中段の図は、上段の図よりも自車７００と後続車７１０との車間距離が短くなった場合を示している。この場合、リアガラス８００上の台形状の表示８１０の数が上段の図よりも少なくなる。

また、図１０中の中段の図は、中段の図よりも自車７００と後続車７１０との車間距離が更に短くなった場合を示している。この場合、リアガラス８００上の台形状の表示８１０の数が中段の図よりも更に少なくなる。従って、後続車７１０のドライバは、台形状の表示８１０を認識することで、台形状の表示８１０の段数に基づいて車間距離を認識できる。

また、図１０中の右側の図に示すように、車両内部から後方を見た場合、表示８１０は、リアシート８２０の後ろのリアガラス８００に表示される。そして、リアガラス８００に投影された後続車７１０の下方に表示８１０が配置される。後方から見た場合と同様に、車間距離が短くなるほど、台形状の表示８１０の数が少なくなる。従って、自車７００のドライバは、表示８１０を認識することで、台形状の表示８１０の段数に基づいて車間距離を認識できる。

図１１は、車間距離に応じたリアガラス上への表示の他の例を示す模式図である。図１１においても、図１０に示す表示８１０と同様、車間距離に応じて表示８２０の表示状態が変化する。図１１に示す例では、車間距離が短くなるほど、車間距離を示すインジケータの表示８２０の数が増加する。従って、後続車７１０のドライバ、自車のドライバ７００は、表示８１０を認識することで、車間距離を認識できる。

図１２は、後続車向けの注意喚起の例を示す模式図である。図９のステップＳ３０において、自車７００と後続車７１０との車間距離がＬ_ｍｉｎよりも短くなると、図１２に示す後続車向けの注意喚起の表示８３０が行われる。図１２に示す例では、「車間注意」という表示８３０をリアガラス８００に表示した例を示している。後続車のドライバは、表示８３０を認識することで、前方車両（自車８００）との車間距離に注意して運転することができる。また、自車７００のドライバは、ルームミラー越しに表示８３０を認識することで、後続車７１０が近づいていることを認識できる。

図１３は、リアガラス８００に表示８１０を行う場合に、表示８１０を適正な位置に表示する原理を示す模式図である。ドライバ情報取得部２０４は、ドライバセンサ１２０から得た情報よりドライバの頭部位置（ｘ_１，ｙ_１，ｚ_１）及び顔向きθ_１を取得する。また、ルームミラーセンサ１３０によりルームミラー８４０の角度θ_２を取得する。ルームミラー８４０の位置（ｘ_２，ｙ_２，ｚ_２）は既知であるものとする。また、環境情報取得部２０２は、車外センサ１００により後続車７１０の位置（ｘ_３，ｙ_３，ｚ_３）を取得する。これにより、ドライバの頭部位置（ｘ_１，ｙ_１，ｚ_１）及び顔向きθ_１、ルームミラー８４０位置（ｘ_２，ｙ_２，ｚ_２）及び角度θ_２、後続車７１０の位置（ｘ_３，ｙ_３，ｚ_３）と、リアガラス８００の位置、傾きに応じて表示８１０の位置を制御することで、リアガラス８００上に投影された後続車７１０の位置に合わせてリアガラス８００上に表示８１０を表示することが可能である。

以上説明したように本実施形態によれば、第１の路面摩擦係数算出部２１０が算出した路面摩擦係数μ_Ｈと第２の路面摩擦係数算出部２２０が算出した路面摩擦係数μ_Ｎとに基づいて車間距離に関する表示を行うことで、路面状態に応じた最適な表示を行うことが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

２００ 制御装置
２０２ 環境状態取得部
２１０ 第１の路面摩擦係数算出部
２２０ 第２の路面摩擦係数算出部
２４０ 表示制御部

Claims (10)

1. 車軸に設けられたハブユニットセンサからの検出値に基づいて第１の路面摩擦係数を算出する第１の路面摩擦係数算出部と、
   路面状態を非接触で検出する非接触センサからの検出値に基づいて第２の路面摩擦係数を算出する第２の路面摩擦係数算出部と、
   前記第１の路面摩擦係数及び前記第２の路面摩擦係数に基づいて、車間距離に関する表示を制御する表示制御部と、
   を備えることを特徴とする、車両の制御装置。
2. 前記表示制御部は、前記第１の路面摩擦係数が前記第２の路面摩擦係数よりも所定値以上の小さい場合に、前記車間距離に関する表示を制御する特徴とする、請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 後方車との距離を取得する環境情報取得部を備え、
   前記表示制御部は、前記第１の路面摩擦係数が前記第２の路面摩擦係数よりも所定値以上の小さく、且つ前記後方車との距離が所定範囲内の場合に、前記車間距離に関する表示を制御する特徴とする、請求項２に記載の車両の制御装置。
4. 前記表示制御部は、前記後方車との距離に応じて前記車間距離に関する表示を変更することを特徴とする、請求項３に記載の車両の制御装置。
5. 前記表示制御部は、前記車間距離に関する表示として、前記後方車との距離に応じて増減する指標の表示を制御することを特徴とする、請求項４に記載の車両の制御装置。
6. 前記表示制御部は、前記後方車との距離が前記所定範囲の下限値以下の場合は、前記後方車又は自車のドライバに向けた警告のための表示を制御することを特徴とする、請求項３〜５のいずれかに記載の車両の制御装置。
7. 前記環境情報取得部は前記後方車の距離に加えて前記後方車の位置を取得し、
   前記表示制御部は、後方車の位置とドライバの位置とに応じて、前記車間距離に関する表示の前記窓部上での位置を制御することを特徴とする、請求項３〜６のいずれかに記載の車両の制御装置。
8. 前記表示制御部は、車両速度が所定値以下の場合は、前記車間距離に関する表示を行わないことを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の車両の制御装置。
9. 前記表示制御部は、車両後方の窓部に表示を行う表示装置に表示される、前記車間距離に関する表示を制御することを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の車両の制御装置。
10. 車軸に設けられたハブユニットセンサからの検出値に基づいて第１の路面摩擦係数を算出するステップと、
    路面状態を非接触で検出する非接触センサからの検出値に基づいて第２の路面摩擦係数を算出するステップと、
    前記第１の路面摩擦係数及び前記第２の路面摩擦係数に基づいて、車間距離に関する表示を制御するステップと、
    を備えることを特徴とする、車両の制御方法。

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