JP2022147552A - 車両システム - Google Patents

Abstract

【課題】ステアバイワイヤ式の操舵装置において、運転者が、操舵角と転舵角との位相ずれを解消するための操作を行う際に、車輪の実際の転舵状態を視覚的に認識できるようにする。
【解決手段】操作部材（ステアリングホイール）の操舵角と車輪の転舵角とが位相ずれ状態であるか否かを判定し、位相ずれ状態である場合には、その位相ずれ状態を改善する位相合わせの操作を運転者に促す案内表示として、案内文字４２が表示され、同時に、車輪の実際の転舵状態を表す実状態表示として、車輪画像４３が表示される。さらに、操作部材の現在の状態を表す第１操作部材画像４４と、位相合わせの目標とする状態を表す第２操作部材画像４５とが重ねて表示される。
【選択図】図２

Description

本発明は、ステアバイワイヤ式の操舵装置及びそれを制御する制御装置などからなる車両システムに関する。

ステアバイワイヤ式の操舵装置では、運転者が操作するステアリングホイールと、車輪を転舵させるラック軸とが機械的に切り離され、操舵角センサによりステアリングホイールの操舵角を検出して、その操舵角に応じて転舵アクチュエータにより車輪を転舵させる構成となっている。

一方、ステアバイワイヤ式の操舵装置では、車両システムが停止している状態で運転者がステアリングホイールを動かすと、ステアリングホイールの操舵角と車輪の転舵角との間に位相ずれが発生する場合がある。この位相ずれが発生した状態で車両を発進させると、運転者の意図しない方向に車両が動き出すため、位相ずれを解消する位相合わせが停車状態で行われることが必要となる。

このようなステアバイワイヤ式の操舵装置における位相合わせに関する技術として、従来、操舵角と転舵角との間に位相ずれがある場合に、その位相ずれを解消するための位相合わせの操作の要領を、ステアリングホイールに設けたＬＥＤの点灯状況により運転者に通知する技術が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１５－１６８１４号公報

さて、従来の技術では、ステアリングホイールの頂部に最も近い位置にあるＬＥＤを基準ＬＥＤとして、その基準ＬＥＤに対して、操舵角と転舵角とのずれ角に応じて、左右に離れた位置にあるＬＥＤを点灯させるものとしている。これにより、運転者は、位相ずれを解消するための操作方向と操作量とを認識することができる。

一方、運転者が、操舵角と転舵角との位相ずれを解消するための操作を行う際に、運転者が、実際に車輪がどの方向に向いているかという車輪の実際の転舵状態を視覚的に認識したいという要望がある。しかしながら、従来の技術では、このような要望に応える配慮は何らなく、運転者が、車輪の実際の転舵状態を視覚的に認識できないという問題があった。

本発明は、このような背景に鑑み、ステアバイワイヤ式の操舵装置において、運転者が、操舵角と転舵角との位相ずれを解消するための操作を行う際に、車輪の実際の転舵状態を視覚的に認識できる車両用操舵装置を提供することを課題とする。

このような課題を解決するために、本発明のある実施形態は、運転者が操作する操作部材（ステアリングホイール１３）と車輪（４）を転舵する転舵部材（ラック軸１２）とが機械的に切り離されて、前記操作部材に反力を付与する反力アクチュエータ（１７）、および前記転舵部材を駆動する転舵アクチュエータ（１６）を備えた操舵装置（１１）と、前記操舵装置に関する制御を行う制御装置（２１）と、前記操舵装置に関する情報を表示する表示装置（３１）と、を備えた車両システム（１）であって、前記制御装置は、前記操作部材の操舵角と前記車輪の転舵角とが位相ずれ状態であるか否かを判定し、前記位相ずれ状態である場合には、その位相ずれ状態を改善する位相合わせの操作を運転者に促す案内表示と、前記車輪の実際の転舵状態を表す実状態表示とを、前記表示装置に行わせる。

この構成によれば、車輪の実際の転舵状態を表す表示が行われるため、運転者が、車輪の実際の転舵状態を視覚的に認識できる。これにより、運転者は、車輪の実際の転舵状態に基づいて、車両の進行方向を予測できるため、運転者の意図しない方向に車両が動き出すことを避けることができる。

また、上記構成において、前記制御装置は、前記表示装置に、前記操作部材の現在の状態を表す第１操作部材画像と、位相合わせの目標とする状態を表す第２操作部材画像とを重ねて表示するとよい。

この構成によれば、運転者が、位相ずれ状態、すなわち、操作部材の目標とする操舵角と現在の操舵角とのずれの状態を直感的に認識することができる。また、運転者が、目標とする操作部材の状態を容易に認識して、位相合わせのために必要な操作部材の操作を容易に実行することができる。

また、上記構成において、前記制御装置は、前記表示装置に、前記実状態表示として、前記車輪を含む車体側方を撮影するカメラによる撮影画像を表示するとよい。

この構成によれば、運転者が、撮影画像に写る車輪の実際の状態を目視して、車輪の転舵状態をより正確に認識することができる。

また、上記構成において、前記表示装置に、車体前方を撮影するカメラによる撮影画像を表示すると共に、前記実状態表示として、前記撮影画像上に、車両の進行方向を示す予想進路線を表示するとよい。

この構成によれば、運転者が、カメラによる自車両の前方の撮影画像上に表示された予想進路線を目視することで、自車両の進行方向をより正確に認識することができる。

また、上記構成において、前記表示装置は、一方向に配列された複数の発光部（８２）を有し、複数の前記発光部の発光状況を変化させることにより、前記実状態表示としての前記転舵角と前記操舵角との両方を表示するとよい。

この構成によれば、運転者が、転舵角及び操舵角の各々の方向及び大きさや、それらの間の位相ずれの状態を即座に認識することができる。この場合、転舵角を表す発光部が、転舵角専用の所定色で発光し、また、操舵角を表す発光部が、操舵角専用の所定色で発光するものとしてもよい。

また、上記構成において、前記制御装置は、前記位相合わせが完了した場合に、その位相合わせが完了したことを表す完了表示を前記表示装置に行わせるとよい。

この構成によれば、運転者が、位相合わせが完了したことを容易に認識することができる。

また、上記構成において、前記制御装置は、前記位相ずれ状態では、前記操作部材に付与する反力が、復元力が働かないフリクション反力として作用するように前記反力アクチュエータを制御し、前記位相合わせが完了すると、前記操作部材に付与する反力が低減するように前記反力アクチュエータを制御するとよい。

この構成によれば、位相合わせの最中に、操作部材が目標位置に向けて自動的に動くことを防止できる。また、運転者が、位相合わせが完了したことを体感により容易に認識することができる。

また、上記構成において、前記制御装置は、前記転舵アクチュエータに関する出力状態に関する情報を取得し、前記位相ずれ状態に関する情報を取得し、前記出力状態に関する情報と、前記位相ずれ状態に関する情報とに基づき、前記転舵アクチュエータの駆動力により前記位相ずれ状態を所定時間内に改善できるか否かを判定し、前記位相ずれ状態を所定時間内に改善できないと判定した場合に、前記案内表示と前記実状態表示とを前記表示装置に行わせるとよい。

この構成によれば、転舵アクチュエータの駆動力が不足することで、転舵アクチュエータの駆動力により位相合わせを実施できない場合に、運転者の操作により位相合わせを実施して、位相ずれ状態を確実に解消することができる。

また、上記構成において、前記表示装置は、前記操作部材に設けられ、前記制御装置は、前記操作部材が回転しても前記表示装置に表示される画面（位相合わせ案内画面５３）の向きを一定に保持するように制御するとよい。

この構成によれば、表示装置が操作部材に設けられているため、運転者が、位相ずれが発生して位相合わせが必要であることや、位相合わせのために必要な操作部材の操作要領を、より直感的に認識することができる。また、操作部材が回転しても表示装置の表示が回転しないため、運転者が、表示装置の表示を支障なく目視することができる。

また、上記構成において、前記操作部材は、少なくとも前記操作部材の中心を挟んだ左右にそれぞれ振動部（９２）を備え、前記制御装置は、前記位相ずれ状態では、前記位相合わせのための前記操作部材の操作方向に対応する位置において前記振動部を振動させる
とよい。

この構成によれば、運転者が、位相ずれが発生して位相合わせが必要であることと、位相合わせのために必要な操作部材の操作方向とを、体感により容易に認識することができる。

以上の構成によれば、車輪の実際の転舵状態を表す表示が行われるため、運転者が、車輪の実際の転舵状態を視覚的に認識できる。これにより、運転者は、車輪の実際の転舵状態に基づいて、車両の進行方向を予測できるため、運転者の意図しない方向に車両が動き出すことを避けることができる。

第１実施形態に係る操舵装置が搭載される車両の概略構成図 第１実施形態に係る表示装置に表示される位相合わせのための画面を示す図 第１実施形態に係る反力アクチュエータの反力特性を示すグラフ 第１実施形態に係る制御装置の動作手順を示すフロー図 ステアリングホイールの操舵角と車輪の転舵角との関係を示す図 ステアリングホイールの操舵角と車輪の転舵角との関係を示すグラフ 第１実施形態の変形例に係るステアリングホイールの正面図 第２実施形態に係る表示装置に表示される位相合わせ案内画面を示す図 第３実施形態に係る表示装置に表示される位相合わせ案内画面を示す図 第４実施形態に係る表示装置の正面図 第５実施形態に係るステアリングホイールの正面図

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る車両システム１を備えた車両の概略構成図である。図示されるように、車両は、車体２にサスペンション３を介して支持された４つの車輪４を有する４輪自動車である。

車両システム１は、車輪４を駆動するパワープラント５（走行用駆動装置）と、パワープラント５から車輪４への駆動力伝達モードを変更するトランスミッション６（変速装置）とを備えている。パワープラント５は、内燃機関及び電動モータの少なくとも一方であり、パワープラント５の駆動力及び制動力（エンジンブレーキ）が車輪４に伝達される。パワープラント５は、運転者のアクセル操作に応じて制御される。また、トランスミッション６は、運転者のシフト操作に応じて制御される。

また、車両システム１は、車輪４を操舵するステアバイワイヤ式の操舵装置１１を備えている。操舵装置１１は、ラック軸１２（転舵部材）と、ステアリングホイール１３（操作部材）と、操舵角センサ１４と、転舵角センサ１５と、転舵アクチュエータ１６（転舵装置）と、反力アクチュエータ１７（反力装置）と、操舵トルクセンサ１８と、を備えている。なお、操舵装置１１は、ラック軸１２とステアリングホイール１３とが機械的に連結されていない、いわゆるシャフトレスのステアバイワイヤシステムである。

ステアリングホイール１３は、運転者が操作する。操舵角センサ１４は、ステアリングホイール１３による操舵角（ハンドル角）を検出する。転舵角センサ１５は、車輪４の転舵角（タイヤ角）を検出する。転舵アクチュエータ１６は、ラック軸１２を押し引き駆動して車輪４を転舵させる。反力アクチュエータ１７は、運転者の操作力に対する反力をステアリングホイール１３に与える。操舵トルクセンサ１８は、ステアリングシャフト１９に作用する操舵トルクを検出する。

また、車両システム１は、制御装置２１（ＥＣＵ）と、車速センサ２２（走行条件検出手段、車速検出手段）と、加速度センサ２３と、を備えている。制御装置２１は、プロセッサおよびメモリなどで構成され、操舵角センサ１４、転舵角センサ１５、操舵トルクセンサ１８、車速センサ２２、および加速度センサ２３などのセンサ類の検出結果に基づいて、転舵アクチュエータ１６および反力アクチュエータ１７などを制御する。

また、車両システム１は、表示装置３１を備えている。この表示装置３１は、液晶表示パネルなどによる表示機能を備えたナビゲーション装置のディスプレイなどである。

また、車両システム１は、フロントカメラ３２と、リアカメラ３３と、左右のサイドカメラ３４と、を備えている。フロントカメラ３２は、車体２の前方を撮影する。リアカメラ３３は、車体２の後方を撮影する。サイドカメラ３４は、車体２の側方を撮影する。

このような構成の車両システム１においては、車両システム１が停止している状態で運転者がステアリングホイール１３を動かすと、ステアリングホイール１３の操舵角（ハンドル角）と車輪４の転舵角（タイヤ角）とが整合しない位相ずれが発生する。この位相ずれが発生した状態で車両を発進させると、運転者の意図しない方向に車両が動き出すため、位相ずれを解消する位相合わせが停車状態で行われる。ここで、転舵角と操舵角とが整合するとは、予め設定された転舵角と操舵角との間の関係が維持されていることを表す。

次に、第１実施形態に係る表示装置３１に表示される位相合わせのための画面について説明する。図２は、位相合わせのための画面を示す図である。図２（Ａ）は、位相合わせ案内画面４１を示し、図２（Ｂ）は、位相合わせ完了画面４７を示す。

本実施形態では、ステアリングホイール１３の操舵角と車輪４の転舵角とが整合しない位相ずれが検知されて、運転者の操作による位相合わせが必要と判定されると、図２（Ａ）に示す位相合わせ案内画面４１が表示される。なお、このとき、トランスミッション６のシフト操作を不能とするシフトロックなどにより車両の発進を禁止する制御が行われる。

この位相合わせ案内画面４１には、位相ずれが発生していることを運転者に通知して、位相ずれ状態を改善する位相合わせの操作を運転者に促す案内表示として、案内文字４２が表示される。これにより、運転者が、位相ずれが発生して位相合わせが必要であることを容易に認識することができる。

また、位相合わせ案内画面４１には、車輪４の実際の転舵状態を表す実状態表示として、車輪画像４３が表示される。これにより、運転者が、車輪４の実際の転舵状態を認識できる。

また、位相合わせ案内画面４１には、ステアリングホイール１３（操作部材）の現在の状態を表す第１操作部材画像４４と、車輪４の転舵角と整合する操舵角となるステアリングホイール１３の目標とする状態を表す第２操作部材画像４５とが重ねて表示される。具体的には、例えば、第１操作部材画像４４を前面に表示し、第２操作部材画像４５を背面に表示するものとしてもよい。また、前面側の第１操作部材画像４４を透過状態で表示するものとしてもよい。これにより、運転者が、位相ずれ状態、すなわち、ステアリングホイール１３の目標とする操舵角と現在の操舵角との違いを直感的に認識することができる。また、運転者が、目標とするステアリングホイール１３の状態を容易に認識して、位相合わせのために必要なステアリングホイール１３の操作を容易に実行することができる。

また、位相合わせ案内画面４１には、位相合わせの操作としてのステアリングホイール１３の操作方向を表す矢印画像４６が表示される。これにより、運転者が、位相合わせのために必要なステアリングホイール１３の操作方向を容易に認識できる。

運転者が、位相合わせ案内画面４１の表示にしたがってステアリングホイール１３を操作することにより、位相合わせが完了すると、図２（Ｂ）に示す位相合わせ完了画面４７が表示される。

この位相合わせ完了画面４７では、位相合わせが完了したことを表す完了表示として、位相合わせ完了（ハンドル角修正完了）の案内文字４８が表示される。また、位相合わせ完了画面４７では、ステアリングホイール１３の現在の状態を表す第１操作部材画像４４が表示される。この第１操作部材画像４４は、図２（Ａ）に示す位相合わせ案内画面４１と異なる色で表示される。例えば、位相合わせ案内画面４１では灰色で表示された第１操作部材画像４４が、位相合わせ完了画面４７では青色に変化する。これにより、運転者が、位相合わせの完了を容易に認識できる。

位相合わせが完了してから所定時間が経過すると、表示装置３１の画面が消灯する。また、このとき、車両の発進禁止を解除する制御が行われる。

なお、本実施形態に係る位相合わせ案内画面４１および位相合わせ完了画面４７が表示される表示装置３１は、ナビゲーション装置のディスプレイでもよいが、この他に、メーターパネルのディスプレイや、ヘッドアップディスプレイ等でもよい。

次に、第１実施形態に係る制御装置２１で行われる反力制御について説明する。図３は、反力アクチュエータ１７の反力特性を示すグラフである。図３（Ａ）は、位相合わせの最中の状態を示し、図３（Ｂ）は、位相合わせが完了した際の状態を示し、図３（Ｃ）は、位相合わせが完了した後の状態を示す。ここで、グラフの横軸は、ステアリングホイール１３の操舵角であり、グラフの縦軸は、反力アクチュエータ１７により与えられる反力トルクである。

制御装置２１は、ステアリングホイール１３の操舵角に応じて、反力アクチュエータ１７によりステアリングホイール１３に付与する反力トルクを制御する。

図３（Ａ）は、位相合わせの最中の状態を示し、ステアリングホイール１３の現在位置と、転舵角と操舵角とが整合する状態（位相合わせが完了した状態）となるステアリングホイール１３の目標位置とがずれている。この状態では、反力アクチュエータ１７により一定の反力トルクがステアリングホイール１３に与えられる。このとき、制御装置２１は、反力アクチュエータ１７による反力が、ステアリングホイール１３に復元力が働かないフリクション反力として作用するように反力アクチュエータ１７を制御する。これにより、ステアリングホイール１３が目標位置に向けて自動的に動くことを防止できる。

一方、図３（Ｂ）に示すように、ステアリングホイール１３の現在位置と目標位置とが一致して、位相合わせが完了した状態になると、反力アクチュエータ１７による反力トルクは０になる。これにより、運転者が、位相合わせが完了したことを、体感（クリック感）として容易に認識することができる。なお、この状態では、ステアリングホイール１３に付与する反力を低減させればよく、必ずしも反力トルクを０にする必要はない。

また、図３（Ｃ）に示すように、位相合わせが完了してから所定時間が経過すると、通常の反力特性（据え切り反力）に変化する。

次に、第１実施形態に係る制御装置２１の動作手順について説明する。図４は、制御装置２１の動作手順を示すフロー図である。

制御装置２１は、起動するとまず、ステアリングホイール１３の操舵角と車輪４の転舵角とを取得し（ステップＳＴ１）、操舵角と転舵角との間で位相ずれがあるか否か、すなわち、操舵角及び転舵角の位相が整合していない不整合状態であるか否かを判定する（ステップＳＴ２）。

ここで、操舵角と転舵角との間で位相ずれがある場合（ＳＴ２：Ｙｅｓ）、制御装置２１は、位相ずれのタイプが逆位相であるか否かを判定する（ステップＳＴ３）。

ここで、位相ずれのタイプが逆位相である場合（ＳＴ３：Ｙｅｓ）、制御装置２１は、転舵アクチュエータ１６の最大出力（出力状態）を取得する（ステップＳＴ４）。そして、最大出力が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ５）。なお、転舵アクチュエータ１６の最大出力は、適宜なセンサにより検出されてもよく、あるいは適宜なセンサの検出結果から推定されてもよい。また、所定値は、車両が停止した状態で車輪４を所定速度で転舵できる値である。

ここで、転舵アクチュエータ１６の最大出力が所定値未満である場合（ＳＴ５：Ｎｏ）、制御装置２１は、転舵アクチュエータ１６の最大出力に基づいて、最大補正角、すなわち、車両が停止している状態で所定時間内に変更可能な転舵角の最大変更量を算出する（ステップＳＴ６）。

次に、制御装置２１は、同方向補正量、すなわち、転舵角と操舵角とを同位相にするために必要な補正量を算出し、この同方向補正量が最大補正角以下であるか否か、すなわち、操舵角と転舵角との間の位相ずれ状態を所定時間内に改善できるか否かを判定する（ステップＳＴ７）。なお、ここで位相ずれ状態を改善するとは、逆位相となる転舵角と操舵角とを同位相にする、すなわち、運転者が予想した進行方向と車両の実際の進行方向とが同じ向きになることである。

ここで、同方向補正量が最大補正角よりも大きい場合（ＳＴ７：Ｎｏ）、制御装置２１は、運転者の操作による手動での位相合わせが必要と判断して、表示装置３１に位相合わせ案内画面（図２（Ａ）参照）を表示すると共に、シフトロックなどにより車両の発進を禁止する制御を行う（ステップＳＴ８）。位相合わせ案内画面では、位相ずれの状態が表示されると共に、運転者に位相合わせ操作を促す文字が表示される。

次に、制御装置２１は、位相合わせが完了したか否か、すなわち、転舵角と操舵角とが整合したか否かを判定する（ステップＳＴ９）。ここで、位相合わせが完了した場合（ＳＴ９：Ｙｅｓ）、表示装置３１に位相合わせ完了画面（図２（Ｂ）参照）を表示する（ステップＳＴ１０）。位相合わせ完了画面では、位相合わせが完了した状態が表示されると共に、位相合わせが完了したことを通知する文字が表示される。

次に、制御装置２１は、位相合わせが完了してから所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳＴ１１）。ここで、位相合わせが完了してから所定時間が経過した場合（ＳＴ１１：Ｙｅｓ）、制御装置２１は、表示装置３１の画面を消灯すると共に、車両の発進禁止を解除する制御を行う（ステップＳＴ１２）。

一方、操舵角と転舵角との間で位相ずれがない場合（ＳＴ２：Ｎｏ）、制御装置２１は本処理を終了する。

また、位相ずれのタイプが逆位相でない場合（ＳＴ３１：Ｎｏ）、転舵アクチュエータ１６の最大出力が所定値以上である場合（ＳＴ４：Ｙｅｓ）、及び同方向補正量が最大補正角以下である場合（ＳＴ６：Ｙｅｓ）、制御装置２１は、位相合わせ制御を実施する（ステップＳＴ１３）。この位相合わせ制御は、転舵アクチュエータ１６の駆動力を利用して位相合わせが行われる。なお、反力アクチュエータ１７を駆動するものとしてもよい。

このように本実施形態では、車両が停止している状態で、操舵角と転舵角との位相ずれを検知して、その位相ずれの状態を表示して、位相ずれを改善する位相合わせの操作を運転者に促す。これにより、車両を発進させる際に、位相ずれにより運転者の意図しない方向に車両が動き出すことを避けることができる。

また、転舵アクチュエータ１６の駆動力により位相合わせが実施できる場合には、位相合わせのための画面が表示装置３１に表示されないので、運転者が煩わしさを感じることを避けることができる。また、位相合わせが完了するまでの位相ずれ状態では、シフトロックなどにより車両の発進が禁止されるため、運転者が位相合わせのための画面の表示に気付かずに車両を発進させることを避けることができる。

また、位相合わせが完了してから所定時間が経過するまで、位相合わせ完了画面が表示される。これにより、運転者が、位相合わせが完了したことを認識することができる。また、位相合わせが完了してから所定時間が経過すると、表示装置３１の画面が消灯する。これにより、運転中に常に画面が表示されることにより運転者が感じる煩わしさを解消できる。

また、本実施形態では、転舵アクチュエータ１６の出力状態に関する情報を取得して、転舵アクチュエータの駆動力で位相合わせが実施できる場合は、位相合わせのための画面が表示されないため、表示装置３１の無用な画面表示により運転者が感じる煩わしさを解消できる。

なお、図４に示す例では、逆位相で、且つ、転舵アクチュエータ１６の駆動力が不足する場合に、運転者の手動による位相合わせを実施するために、位相合わせのための画面が表示装置３１に表示される。具体的には、転舵アクチュエータ１６の過熱等を理由に転舵アクチュエータ１６の出力が制限された状態（デグラデーション状態）では、転舵アクチュエータ１６の駆動力が不足して、転舵アクチュエータ１６の駆動力により逆位相の位相合わせができない場合があり、このような場合に、運転者の手動による位相合わせが実施される。

次に、位相ずれのタイプについて説明する。図５は、ステアリングホイール１３の操舵角と車輪４の転舵角との関係を示す図である。図６は、ステアリングホイール１３の操舵角と車輪４の転舵角との関係を示すグラフである。

図５に示すように、操舵角及び転舵角の位相がずれた状態（不整合状態）には、操舵角及び転舵角の位相の方向が互いに逆となる逆位相のタイプ（Ａ）と、操舵角及び転舵角の位相の方向が互いに同一となる同位相のタイプ（Ｂ）とがある。ここで、操舵角及び転舵角の位相の一方のみが０である、又は０と見做せる所定の角度範囲にある場合（以下、単に「０である場合」という）は同位相の位相ずれに分類される。したがって、同位相のタイプ（Ｂ）には、操舵角が０であり、転舵角が０でないタイプ（Ｂ１）と、転舵角の位相が操舵角の位相よりも大きいタイプ（Ｂ２）と、転舵角の位相が操舵角の位相よりも小さいタイプ（Ｂ３）と、転舵角が０であり、操舵角が右又は左に０より大きいタイプ（Ｂ４）との４つがある。

また、逆位相の１つのタイプ及び同位相の４つのタイプは、図６のグラフに示す通りである。なお、図４のステップＳＴ２において、操舵角と転舵角との間で位相ずれ（位相偏位）があるか否かの判定では、操舵角及び転舵角の位相関係が所定のギヤ比関係から変化しているか（図６に示される斜めのギヤ比の線から外れているか）否かが判定される。

（第１実施形態の変形例）
次に、第１実施形態の変形例について説明する。なお、ここで特に言及しない点は前記の実施形態と同様である。図７は、第１実施形態の変形例に係るステアリングホイール１３の正面図である。

本変形例では、ステアリングホイール１３の中心部５１（ハブ部）に表示装置５２が設けられている。表示装置５２には、位相合わせ案内画面５３が表示される。

この位相合わせ案内画面５３には、位相ずれが発生していることを運転者に通知して、位相ずれ状態を改善する位相合わせの操作を運転者に促す案内表示として、案内文字５４が表示される。

また、位相合わせ案内画面５３には、車輪４の実際の転舵状態を表す実状態表示として、車輪画像５５が表示される。また、位相合わせ案内画面５３には、車輪４の転舵角と整合する操舵角となるステアリングホイール１３の目標とする状態を表す操作部材画像５６が表示される。

このように本変形例では、ステアリングホイール１３の中心部５１に位相合わせ案内画面５３が表示されるため、運転者が、位相ずれが発生して位相合わせが必要であることと、位相合わせのために必要なステアリングホイール１３の操作要領とを、より直感的に認識することができる。

また、制御装置２１は、ステアリングホイール１３が回転しても、表示される位相合わせ案内画面５３の向きを一定に保持するように制御する。すなわち、位相合わせ案内画面５３の上下が常時上下方向を向くように制御される。これにより、ステアリングホイール１３を回転させても、運転者が、位相合わせ案内画面５３を支障なく目視することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。なお、ここで特に言及しない点は前記の実施形態と同様である。図８は、第２実施形態に係る表示装置３１に表示される位相合わせ案内画面６１を示す図である。

本実施形態では、位相ずれが検知されると、表示装置３１に、図８に示す位相合わせ案内画面６１が表示される。

この位相合わせ案内画面６１には、位相ずれが発生していることを運転者に通知して、その位相ずれ状態を改善する位相合わせの操作を運転者に促す案内表示としての案内文字６２と、位相合わせの操作としてのステアリングホイール１３の操作方向を表す矢印画像６３と、が表示される。これにより、運転者が、位相ずれが発生して位相合わせが必要であることと、位相合わせのために必要なステアリングホイール１３の操作方向とを容易に認識することができる。

また、位相合わせ案内画面６１には、車輪４の実際の転舵状態を表す実状態表示として、車体２の側方を撮影するサイドカメラ３４による撮影画像６４が表示される。この撮影画像６４には、自車両の車輪４（前輪）が写る。これにより、運転者が、撮影画像６４を目視することで、自車両の車輪４の転舵状態をより正確に認識することができる。

なお、車体２の前後左右に設けられたフロントカメラ３２、リアカメラ３３およびサイドカメラ３４の各々の撮影画像を合成して生成されるアラウンドビューから前輪が写る領域を切り出して表示するものとしてもよい。

なお、本実施形態に係る位相合わせ案内画面６１が表示される表示装置３１は、ナビゲーション装置のディスプレイでもよいが、この他に、メーターパネルのディスプレイや、ヘッドアップディスプレイ等でもよい。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。なお、ここで特に言及しない点は前記の実施形態と同様である。図９は、第３実施形態に係る表示装置３１に表示される位相合わせ案内画面を示す図である。

本実施形態では、位相ずれが検知されると、表示装置３１に、図９に示す位相合わせ案内画面７１が表示される。

この位相合わせ案内画面７１には、位相ずれが発生していることを運転者に通知して、その位相ずれ状態を改善する位相合わせの操作を運転者に促す案内表示としての案内文字７２と、位相合わせの操作としてのステアリングホイール１３の操作方向を表す矢印画像７３と、が表示される。これにより、運転者が、位相ずれが発生して位相合わせが必要であることと、位相合わせのために必要なステアリングホイール１３の操作方向とを容易に認識することができる。

また、位相合わせ案内画面７１には、車体２の前方を撮影するフロントカメラ３２による撮影画像７４が表示される。この撮影画像７４上には、車輪４の実際の転舵状態を表す実状態表示として、予想進路線７５と車幅延長線７６とが表示される。予想進路線７５は、車輪４の実際の転舵角に応じた車両の進行方向を示す。また、車幅延長線７６は、車両が直進した場合の進行方向の目安となる。運転者は、予想進路線と車幅延長線とを比較することで、自車両の正確な進行方向を容易に認識することができる。

なお、トランスミッション６がドライブポジション（Ｄレンジ）である場合には、フロントカメラ３２による自車両の前方の撮影画像と予想進路線とが表示され、トランスミッション６がリバースポジション（Ｒレンジ）である場合には、リアカメラ３３による自車両の後方の撮影画像と予想進路線とが表示されるものとしてもよい。

また、本実施形態に係る位相合わせ案内画面７１が表示される表示装置３１は、ナビゲーション装置のディスプレイでもよいが、この他に、ルームミラー型のディスプレイや、ヘッドアップディスプレイ等でもよい。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態について説明する。なお、ここで特に言及しない点は前記の実施形態と同様である。図１０は、第４実施形態に係る表示装置８１の正面図である。図１０（Ａ）は、位相ずれが発生している状態を示し、図１０（Ｂ）は、位相合わせが完了した状態を示す。

表示装置８１は、一方向に配列された複数の発光部８２を有している。この複数の発光部８２の発光状況を変化させることにより、車輪４の転舵角とステアリングホイール１３の操舵角との両方が表示される。具体的には、車輪４の実際の転舵状態を表す実状態表示として、車輪４の転舵角を表す発光部８２ａが、転舵角専用の所定色（例えば青色）で発光する。また、ステアリングホイール１３の操舵角を表す発光部８２ｂが、操舵角専用の所定色（例えば赤色）で発光する。

中心位置の発光部８２ｃは、転舵角及び操舵角の中立点を表す。転舵角を表す発光部８２ａ及び操舵角を表す発光部８２ｂは、舵角の向きに応じて中立点の右側または左側で発光する。具体的には、左側の舵角では、中立点を挟んで左側の発光部８２が舵角専用の所定色で発光し、右側の舵角では、中立点を挟んで右側の発光部８２が舵角専用の所定色で発光する。これにより、運転者が、転舵角及び操舵角の方向を認識することができる。

また、運転者が、操舵角及び転舵角の各々の大きさを目視で比較して、操舵角と転舵角との位相ずれの状況を認識できるように、操舵角及び転舵角の各々がレベル値に換算して表示される。表示装置３１では、転舵角のレベル値が大きくなるのに応じて、中立点から離れた位置の発光部８２が転舵角専用の所定色で発光し、操舵角のレベル値が大きくなるのに応じて、中立点から離れた位置の発光部８２が操舵角専用の所定色で発光する。これにより、運転者が、転舵角及び操舵角の各々の大きさを認識することができる。

したがって、図１０（Ａ）に示すように、位相ずれが発生している状態では、転舵角を表す発光部８２ａと、操舵角を表す発光部８２ｂとがずれた状態となる。これにより、運転者が、転舵角及び操舵角の位相ずれの状態を容易に認識できる。

一方、図１０（Ｂ）に示すように、位相合わせが完了した状態では、位相合わせが完了したことを表す完了表示として、転舵角を表す発光部８２ａと、操舵角を表す発光部８２ｂとが一致する状態となる。具体的には、１つの発光部８２の半分が、転舵角専用の所定色で発光し、同じ発光部８２の残りの半分が、操舵角専用の所定色で発光する。これにより、運転者が、位相合わせが完了したことを容易に認識できる。

なお、中立点から転舵角を表す発光部８２ａまでの間に位置する発光部８２が、転舵角の大きさを表す所定色（例えば水色）で発光する。また、中立点から操舵角を表す発光部８２ｂまでの間に位置する発光部８２が、操舵角の大きさを表す所定色（例えば桃色）で発光する。ここで、図１０に示す例では、転舵角と操舵角とが同位相となり、中立点から転舵角を表す発光部８２ａまでの間に位置する発光部８２と、中立点から操舵角を表す発光部８２ｂまでの間に位置する発光部８２とが一部重複し、その重複する発光部８２は、優先する転舵角専用の所定色で発光する。

なお、本実施形態においても、前記の実施形態と同様に、位相ずれが発生していることを運転者に通知して、位相ずれ状態を改善する位相合わせの操作を運転者に促す案内表示が行われる。

また、本実施形態では、表示装置８１が、一方向に配列された複数の発光部８２を有するものとしたが、この複数の発光部８２の各々が１つの光源で構成され、各光源の点灯状況（点灯及び消灯、点灯色など）を制御するものとしてもよい。また、液晶表示パネルなどの表示パネルによる画面上に複数の発光部８２を表示させるものとしてもよい。

（第５実施形態）
次に、第５実施形態について説明する。なお、ここで特に言及しない点は前記の実施形態と同様である。図１１は、第５実施形態に係るステアリングホイール１３の正面図である。

本実施形態では、ステアリングホイール１３のリム部９１にリング状の振動部９２が設けられている。制御装置２１は、位相ずれを検知すると、振動部９２を振動させることで、位相ずれが発生していることを運転者に通知する。これにより、運転者が、位相ずれが発生して位相合わせが必要であることを容易に認識することができる。

また、振動部９２には、複数の振動子が周方向に並べて配置されている。制御装置２１は、位相ずれの状態に対応する位置の振動子を振動させて、位相ずれの状態を運転者に通知する。具体的には、位相合わせのためのステアリングホイール１３の操作方向に対応する位置において振動部９２を振動させることで、位相合わせのために必要なステアリングホイール１３の操作方向を運転者に通知する。例えば、ステアリングホイール１３を左周りに回転させる必要がある場合には、振動部９２における左側の位置で振動を発生させる。これにより、運転者が、位相合わせのために必要なステアリングホイール１３の操作方向を容易に認識することができる。

また、制御装置２１は、位相ずれの度合いに応じて、振動部９２における振動の強度を変化させて、振動の強弱で位相ずれの度合いを運転者に通知するものとしてもよい。これにより、運転者が、位相ずれの度合いを容易に認識することができる。

なお、本実施形態では、ステアリングホイール１３のリム部９１に全周に渡って振動部９２が配置された構成となっているが、少なくともステアリングホイール１３の中心を挟んだ左右の位置に振動部が設けられた構成とすればよい。これにより、運転者が、ステアリングホイール１３の操作方向を認識することができる。

また、反力アクチュエータ１７に設けられたモータが発生する振動を利用してステアリングホイール１３を振動させるものとしてもよい。この場合、モータを断続的に回転させることで、断続的な振動をステアリングホイール１３に発生させるものとしてもよい。これにより、運転者が、位相ずれが発生して位相合わせが必要であることを容易に認識することができる。

また、本実施形態に係る位相ずれを運転者に通知する構成は、第１実施形態などのように、位相合わせのための表示を表示装置３１などに行わせる構成に加えて、車両に適用されることができる。これにより、表示装置３１などが故障した場合でも、位相ずれが発生して位相合わせが必要であることを運転者に通知することができる。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。この他、各部材や部位の具体的構成や配置、数量、角度、手順など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更することができる。一方、上記実施形態に示した各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。

１ 車両システム
４ 車輪
１１ 操舵装置
１２ ラック軸（転舵部材）
１３ ステアリングホイール（操作部材）
１４ 操舵角センサ
１５ 転舵角センサ
１６ 転舵アクチュエータ
１７ 反力アクチュエータ
２１ 制御装置
３１ 表示装置
３２ フロントカメラ
３３ リアカメラ
３４ サイドカメラ
４１，５３，６１，７１ 位相合わせ案内画面
４２，４８，５４，６２，７２ 案内文字
４３，５５ 車輪画像
４４ 第１操作部材画像
４５ 第２操作部材画像
４６，６３，７３， 矢印画像
４７ 位相合わせ完了画面
５１ 中心部
５２ 表示装置
５６ 操作部材画像
６４，７４ 撮影画像
７５ 予想進路線
７６ 車幅延長線
８１ 表示装置
８２ 発光部
９１ リム部
９２ 振動部

Claims (10)

1. 運転者が操作する操作部材と車輪を転舵する転舵部材とが機械的に切り離されて、前記操作部材に反力を付与する反力アクチュエータ、および前記転舵部材を駆動する転舵アクチュエータを備えた操舵装置と、
   前記操舵装置に関する制御を行う制御装置と、
   前記操舵装置に関する情報を表示する表示装置と、を備えた車両システムであって、
   前記制御装置は、
   前記操作部材の操舵角と前記車輪の転舵角とが位相ずれ状態であるか否かを判定し、
   前記位相ずれ状態である場合には、その位相ずれ状態を改善する位相合わせの操作を運転者に促す案内表示と、前記車輪の実際の転舵状態を表す実状態表示とを、前記表示装置に行わせることを特徴とする車両システム。
2. 前記制御装置は、
   前記表示装置に、前記操作部材の現在の状態を表す第１操作部材画像と、位相合わせの目標とする状態を表す第２操作部材画像とを重ねて表示することを特徴とする請求項１に記載の車両システム。
3. 前記制御装置は、
   前記表示装置に、前記実状態表示として、前記車輪を含む車体側方を撮影するカメラによる撮影画像を表示することを特徴とする請求項１に記載の車両システム。
4. 前記表示装置に、車体前方を撮影するカメラによる撮影画像を表示すると共に、
   前記実状態表示として、前記撮影画像上に、車両の進行方向を示す予想進路線を表示することを特徴とする請求項１に記載の車両システム。
5. 前記表示装置は、一方向に配列された複数の発光部を有し、
   複数の前記発光部の発光状況を変化させることにより、前記実状態表示としての前記転舵角と前記操舵角との両方を表示することを特徴とする請求項１に記載の車両システム。
6. 前記制御装置は、
   前記位相合わせが完了した場合に、その位相合わせが完了したことを表す完了表示を前記表示装置に行わせることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の車両システム。
7. 前記制御装置は、
   前記位相ずれ状態では、前記操作部材に付与する反力が、復元力が働かないフリクション反力として作用するように前記反力アクチュエータを制御し、
   前記位相合わせが完了すると、前記操作部材に付与する反力が低減するように前記反力アクチュエータを制御することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の車両システム。
8. 前記制御装置は、
   前記転舵アクチュエータに関する出力状態に関する情報を取得し、
   前記位相ずれ状態に関する情報を取得し、
   前記出力状態に関する情報と、前記位相ずれ状態に関する情報とに基づき、前記転舵アクチュエータの駆動力により前記位相ずれ状態を所定時間内に改善できるか否かを判定し、
   前記位相ずれ状態を所定時間内に改善できないと判定した場合に、前記案内表示と前記実状態表示とを前記表示装置に行わせることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の車両システム。
9. 前記表示装置は、前記操作部材に設けられ、
   前記制御装置は、
   前記操作部材が回転しても前記表示装置に表示される画面の向きを一定に保持するように制御することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の車両システム。
10. 前記操作部材は、少なくとも前記操作部材の中心を挟んだ左右にそれぞれ振動部を備え、
    前記制御装置は、
    前記位相ずれ状態では、前記位相合わせのための前記操作部材の操作方向に対応する位置において前記振動部を振動させることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の車両システム。

Images