JP6760827B2 - 操舵角表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、操舵角表示装置に関する。
従来の技術として、車両に実装されるステアリングホイールの全周のうち、少なくとも一部の領域に設置された発光源と、車両が自動運転中であること、及びステアリングホイールが回転していることが外部から視認できるように、発光源を発光させる発光制御部と、を備えたステアリングホイール内表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
このステアリングホイール内表示装置は、ステアリングホイールの回転方向と逆の方向にステアリングホイールの回転角度と同じ角度だけ、発光させる発光源の位置を移動させる。ステアリングホイール内表示装置は、ステアリングホイール上の発光位置をステアリングホイールの回転に依らず、固定することができる。
特開２０１４−６９６７１号公報
この従来のステアリングホイール内表示装置は、自動運転中にステアリングホイールが回転するので、運転者は、回転するステアリングホイールに触れないようにしなければならず、煩わしい。しかし運転者は、ステアリングホイールが回転していないと、自動運転中なのか自身が運転しなければならないのかが分からず、心理的に負担になる。
従って本発明の目的は、運転者に与える煩わしさや心理的な負担を軽減することができる操舵角表示装置を提供することにある。
本発明の一態様は、車両のステアリングのリング部に沿って配置された表示部と、ステアリングを回転させることなく、道路状況に応じて車両の操舵角を制御する自動運転制御時において、制御された操舵角に応じた表示部の位置に制御された操舵角を示す操舵角表示を表示させる制御部と、を備えた操舵角表示装置を提供する。
本発明によれば、運転者に与える煩わしさや心理的な負担を軽減することができる。
図１（ａ）は、第１の実施の形態に係る操舵角表示装置の一例が搭載された車両内部の概略図であり、図１（ｂ）は、操舵角表示装置の表示部の一例が配置されたステアリグの概略図である。 図２（ａ）は、第１の実施の形態に係る操舵角表示装置のブロック図の一例であり、図２（ｂ）は、操舵角表示装置が接続された車両通信システムのブロック図の一例である。 図３（ａ）は、第１の実施の形態に係る操舵角表示装置のステアリングが基準位置にある際の表示の一例を示す概略図であり、図３（ｂ）は、自動運転時の操舵が左側に行われた際の表示の一例を示す概略図であり、図３（ｃ）は、自動運転時の操舵が右側に行われた際の表示の一例を示す概略図である。 図４は、第１の実施の形態に係る操舵角表示装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図５（ａ）は、第２の実施の形態に係る操舵角表示装置のブロック図の一例であり、図５（ｂ）及び図５（ｃ）は、自動運転を解除する動作の一例を示す概略図である。 図６は、第２の実施の形態に係る操舵角表示装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図７（ａ）は、第３の実施の形態に係る操舵角表示装置の一例を示す概略図であり、図７（ｂ）は、第４の実施の形態に係る操舵角表示装置の一例を示す概略図であり、図７（ｃ）は、第５の実施の形態に係る操舵角表示装置の一例を示す概略図である。
（実施の形態の要約）
実施の形態に係る操舵角表示装置は、車両のステアリングのリング部に沿って配置された表示部と、ステアリングを回転させることなく、道路状況に応じて車両の操舵角を制御する自動運転制御時において、制御された操舵角に応じた表示部の位置に制御された操舵角を示す操舵角表示を表示させる制御部と、を備えて概略構成されている。
この操舵角表示装置は、ステアリングが回転しないようにされた自動運転時に、表示部の操舵角表示によって現在の制御された操舵角を表示することができる。よって運転者は、自動運転中なのか自身が運転しなければならないのかの判断を容易に行うことができる。また運転者は、自動運転時にステアリングが回転しないので、回転するステアリングに足などが当たることを気にしなくても良くなる。従って操舵角表示装置は、この構成を採用しない場合と比べて、運転者に与える煩わしさや心理的な負担を軽減することができる。
[第１の実施の形態]
（操舵角表示装置１の概要）
図１（ａ）は、第１の実施の形態に係る操舵角表示装置の一例が搭載された車両内部の概略図であり、図１（ｂ）は、操舵角表示装置の表示部の一例が配置されたステアリグの概略図である。図２（ａ）は、第１の実施の形態に係る操舵角表示装置のブロック図の一例であり、図２（ｂ）は、操舵角表示装置が接続された車両通信システムのブロック図の一例である。なお、以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。また図２（ａ）、図２（ｂ）及び図５（ａ）では、主な信号や情報の流れを矢印で示している。
この操舵角表示装置１は、例えば、図１（ａ）〜図２（ａ）に示すように、車両９のステアリング２のリング部２０に沿って配置された表示部３と、ステアリング２を回転させることなく、道路状況に応じて車両９の操舵角θを制御する自動運転制御時において、制御された操舵角θに応じた表示部３の位置に制御された操舵角θを示す操舵角表示３５を表示させる制御部４と、を備えて概略構成されている。
このステアリング２は、例えば、図２（ｂ）に示す自動運転制御装置９３によって自動運転制御が行われている間、回転しないようにされている。自動運転制御装置９３は、一例として、操舵装置９６を制御して道路状況に応じてステアリング２を回転させることなく、車両９の車輪の角度を変えて進行方向を変更するように構成されている。操舵角θは、この車輪の角度に対応したステアリング２の回転角を示している。
（ステアリング２の構成）
ステアリング２は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、運転者が把持するリング状の部材であるリング部２０と、操舵装置９６と連結するステアリングシャフトが接続され、内部にエアバッグやホーン装置などが収納された基部２２と、リング部２０と基部２２とを連結するスポーク部２３と、を備えて概略構成されている。
このステアリング２は、例えば、運転者がステアリング２を回転させることにより操舵装置９６を介して車輪の角度が変わり、車両９の進行方向が変わる。
操舵角θは、例えば、図１（ｂ）に示すように、車両９が直進するステアリング２の角度が基準（ゼロ）となり、ステアリング２の回転中心２２０と基準位置１００とを結んだ直線からの角度となっている。また操舵角θは、この直線から左側を負、右側を正としている。
リング部２０の上部中央の基準位置１００には、図１（ｂ）に示すように、基準マーク２５が印刷などによって設けられている。自動運転時には、この基準マーク２５の位置に操舵角表示３５が表示される。従って運転者は、操舵角θがゼロであっても操舵角表示３５の表示によって手動運転モードではなく自動運転モードであることを認知することができる。
この手動運転モードとは、自動運転制御が行われておらず、運転者がステアリング２やブレーキ装置９７などを操作する必要があるモードである。一方自動運転モードとは、運転者がステアリング２やブレーキ装置９７などを操作する必要がないモードである。この自動運転モードでは、ステアリング２は、基準位置１００に固定され、制御された操舵角θに応じて回転しない。従って回転しない自動運転モードでは、ステアリング２が基準位置１００で停止しているので、スポーク部２３に、自動運転中に使用可能なスイッチなどを配置することができる。
（表示部３の構成）
表示部３は、図１（ｂ）に示すように、運転者に面するリング部２０の側面２００に配置されている。そして表示部３は、例えば、基準位置１００を中心としてほぼ１周するように配置されている。従って表示部３の表示範囲３００は、リング部２０をほぼ１周する領域となっている。この表示部３は、例えば、液晶モニタとして構成されている。
表示部３は、制御部４から出力される表示制御信号Ｓ３に応じて操舵角θに対応する位置に操舵角表示３５を表示させるように構成されている。この操舵角表示３５は、例えば、図１（ｂ）に示すように、操舵角θに対応する位置が矩形に光る表示であるがこれに限定されず、マークを表示させても良いし、文字や画像などを表示させても良い。
（制御部４の構成）
図３（ａ）は、第１の実施の形態に係る操舵角表示装置のステアリングが基準位置にある際の表示の一例を示す概略図であり、図３（ｂ）は、自動運転時の操舵が左側に行われた際の表示の一例を示す概略図であり、図３（ｃ）は、自動運転時の操舵が右側に行われた際の表示の一例を示す概略図である。
制御部４は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）などから構成されるマイクロコンピュータである。このＲＯＭには、例えば、制御部４が動作するためのプログラムが格納されている。ＲＡＭは、例えば、一時的に演算結果などを格納する記憶領域として用いられる。
制御部４は、例えば、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、制御された操舵角θに応じて仮想的に移動する基準位置１００の仮想位置１０１に、制御された操舵角θを示す操舵角表示３５を表示させるように構成されている。
なお操舵角表示３５は、制御された操舵角θを１周分の表示範囲３００に合わせた位置に表示するようにされても良い。具体的には、操舵角表示３５は、基準位置１００からおよそ±１８０°までは制御された操舵角θに追従し、それ以上の角度では、追従していた角度で表示を停止させる。
また変形例として、操舵角表示３５は、回転方向が視認できる矢印のような画像とし、制御された操舵角θに追従するように構成されても良い。この場合は、操舵角θが±１８０°を超えても操舵角表示３５が追従して表示される。
制御部４は、入力する操舵角情報Ｓ２に基づいて制御された操舵角θを取得し、この操舵角θを示す仮想位置１０１に操舵角表示３５を表示させる表示制御信号Ｓ３を生成して表示部３に出力する。この操舵角情報Ｓ２は、一例として、図２（ｂ）に示す自動運転制御装置９３から出力される。
制御部４は、上述のように、自動運転時において操舵角θがゼロの場合、図３（ａ）に示すように、基準位置１００に操舵角表示３５を表示させる。
また制御部４は、自動運転時において操舵角θが基準位置１００から左にθ１の角度に制御された場合、例えば、図３（ｂ）に示すように、ステアリング２が回転して基準位置１００が位置するはずの仮想位置１０１に操舵角表示３５を表示させる。
さらに制御部４は、自動運転時において操舵角θが基準位置１００から右にθ２の角度に制御された場合、例えば、図３（ｃ）に示すように、ステアリング２が回転して基準位置１００が位置するはずの仮想位置１０１に操舵角表示３５を表示させる。
（車両通信システム９０の構成）
車両通信システム９０は、車両９に搭載された電子機器間の相互の信号や情報のやり取りを行うためのシステムである。この車両通信システム９０は、一例として、図２（ｂ）に示すように、車両ＬＡＮ（Local Area Network）９１、車両制御部９２、自動運転制御装置９３、把持センサ９４、操舵角センサ９５、操舵装置９６、ブレーキ装置９７及びアクセル装置９８などが接続されている。
車両ＬＡＮ９１は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）やＬＩＮ（Local Interconnect Network）などによる通信を可能とする通信ネットワークである。車両制御部９２は、例えば、マイクロコンピュータであり、主に制御系の電子機器の制御を行うものである。
自動運転制御装置９３は、例えば、自動運転の制御を行うものである。この自動運転制御装置９３は、例えば、自動運転モードの開始と終了を示す表示指示信号Ｓ１を出力する。
把持センサ９４は、例えば、図１（ｂ）に示すように、ステアリング２のリング部２０に設けられている。そして把持センサ９４は、ステアリング２が把持されているのかを検出するセンサであり、把持されている場合、把持情報Ｓ４を出力するように構成されている。
操舵角センサ９５は、例えば、ステアリング２の実際の操舵角を検出してステアリング操舵角情報Ｓ５を出力するように構成されている。
操舵装置９６は、例えば、ステアリング２による操作を補助するパワーステアリングやステアリングトルクの調整などを行うものである。また操舵装置９６は、例えば、自動運転制御装置９３の制御に従ってステアリング２の操作がなくても、道路状況に応じて車両９の車輪の角度を変えて進行方向を調整するように構成されている。
ブレーキ装置９７及びアクセル装置９８は、例えば、運転者による操作を受け付けると共に、自動運転制御装置９３の指示を受け付けるように構成されている。
以下に本実施の形態の操舵角表示装置１の動作の一例について図４のフローチャートに従って説明する。
（動作）
操舵角表示装置１の制御部４は、自動運転の開始を示す表示指示信号Ｓ１が入力して自動運転の開始を確認すると（Ｓｔｅｐ１）、制御された操舵角θの情報である操舵角情報Ｓ２を取得する（Ｓｔｅｐ２）。
制御部４は、取得した操舵角情報Ｓ２に基づく操舵角θに応じた仮想位置１０１に操舵角表示３５を表示させる表示制御信号Ｓ３を表示部３に出力する。表示部３は、表示制御信号Ｓ３に基づいて操舵角表示３５を仮想位置１０１に表示させる（Ｓｔｅｐ３）。
制御部４は、自動運転の終了を示す表示指示信号Ｓ１が入力するまで（Ｓｔｅｐ４：Ｎｏ）、ステップ２に進み、操舵角情報Ｓ２に基づいて操舵角表示３５の表示を行わせる。制御部４は、自動運転の終了を示す表示指示信号Ｓ１が入力すると（Ｓｔｅｐ４：Ｙｅｓ）、操舵角表示３５の表示を停止して自動運転時の動作を終了する（Ｓｔｅｐ５）。
（第１の実施の形態の効果）
本実施の形態に係る操舵角表示装置１は、運転者に与える煩わしさや心理的な負担を軽減することができる。具体的には、この操舵角表示装置１は、ステアリング２が回転しないようにされた自動運転時に、表示部３の操舵角表示３５によって現在の制御された操舵角θを表示することができる。よって運転者は、自動運転中なのか自身が運転しなければならないのかの判断を容易に行うことができる。また運転者は、自動運転時にステアリング２が回転しないので、回転するステアリング２に足などが当たることを気にしなくても良く、リラックスすることができる。従って操舵角表示装置１は、この構成を採用しない場合と比べて、運転者に与える煩わしさや心理的な負担を軽減することができる。
操舵角表示装置１は、自動運転中にステアリング２を回転させなくても良いので、スポーク部２３などに自動運転中にも操作可能な電子機器を操作するスイッチや操作部、自動運転の開始と終了のトリガーとなるトリガースイッチなどを配置することができる。
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、ステアリング２の適切な操作によって自動運転を解除できる点で第１の実施の形態と異なっている。
図５（ａ）は、第２の実施の形態に係る操舵角表示装置のブロック図の一例であり、図５（ｂ）及び図５（ｃ）は、自動運転を解除する動作の一例を示す概略図である。なお以下に記載する実施の形態において、第１の実施の形態と同じ機能及び構成を有する部分は、第１の実施の形態と同じ符号を付し、その説明は省略するものとする。
本実施の形態の操舵角表示装置１の制御部４は、運転者によってステアリング２が操作され、操舵角表示３５の位置とリング部２０の基準位置１００が一致した場合、自動運転制御を解除させる解除信号Ｓ６を出力するように構成されている。
自動運転制御装置９３は、例えば、車両ＬＡＮ９１を介して解除信号Ｓ６が入力すると、自動運転を解除するように構成されている。
具体的には、運転者は、例えば、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、自動運転を解除させるため、ステアリング２を回転させて基準マーク２５と操舵角表示３５とを一致させる。
制御部４は、ステアリング２の操舵角θ３と自動運転によって制御された操舵角θ４とを比較し、一致した場合、解除信号Ｓ６を出力する。
このステアリング２の操舵角θ３は、例えば、操舵角センサ９５によって検出された操舵角である。操舵角センサ９５は、検出したステアリグ２の操舵角をステアリング操舵角情報Ｓ５として車両ＬＡＮ９１を介して操舵角表示装置１に出力する。
また制御部４は、例えば、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、ステアリング２が回転している際、ステアリング２の回転方向と逆方向に操舵角表示３５を表示する位置を変え、運転者から見て操舵角表示３５が移動していないように表示部３を制御する。
以下に本実施の形態の操舵角表示装置１の動作の一例について図６のフローチャートに従って説明する。ここでは車両９は、自動運転中であるのもとする。
（動作）
操舵角表示装置１の制御部４は、自動運転の開始を示す表示指示信号Ｓ１が入力して自動運転の開始を確認した後（Ｓｔｅｐ１０）、ステップ１１の「Ｙｅｓ」が成立する、つまり入力したステアリング操舵角情報Ｓ５に基づいてステアリング２の回転が検出されると（Ｓｔｅｐ１１：Ｙｅｓ）、ステアリング２が把持されているか否かを確認する。
制御部４は、把持情報Ｓ４に基づいてステアリング２が把持されていると判定した場合（Ｓｔｅｐ１２：Ｙｅｓ）、操舵角情報Ｓ２とステアリング操舵角情報Ｓ５に基づいて基準マーク２５と操舵角表示３５とが一致するか、つまり制御された操舵角とステアリング２の操舵角が一致するかを監視する。
制御部４は、ステップ１３の「Ｙｅｓ」が成立する、つまり基準マーク２５と操舵角表示３５とが一致すると（Ｓｔｅｐ１３：Ｙｅｓ）、自動運転を解除させる解除信号Ｓ６を、車両ＬＡＮ９１を介して自動運転制御装置９３に出力する（Ｓｔｅｐ１４）。なお変形例として制御部４は、基準マーク２５と操舵角表示３５とが予め定められた時間の間、一致する場合に解除信号Ｓ６を出力するように構成されても良い。
ここでステップ１２において制御部４は、ステアリング２が把持されていない場合（Ｓｔｅｐ１２：Ｎｏ）、解除信号Ｓ６の出力を停止して自動運転を継続させる（Ｓｔｅｐ１５）。
なお変形例として操舵角表示装置１の制御部４は、例えば、雨や雪などの滑りやすい路面を走行している場合、ステアリング２の操舵角と制御された操舵角とが一致しても自動運転を解除しないように構成されても良い。この制御部４は、一例として、車両制御部９２や自動運転制御装置９３からの情報に基づいて路面状況を判定するように構成される。
（第２の実施の形態の効果）
本実施の形態の操舵角表示装置１は、運転者がステアリング２を操作することで自動運転を解除することができる。また操舵角表示装置１は、ステアリング２が把持されている場合に解除信号Ｓ６を出力するように構成されているので、この構成を採用しない場合と比べて、足などがステアリング２に当たって運転者の意志に反して自動運転が解除されることが抑制される。
操舵角表示装置１は、ステアリング２の操作によって自動運転から手動運転に移行することができるので、音声や光による告知によって移行する場合と比べて、運転手の手動運転を引き受ける心理的な準備を促すことができる。
なお変形例として操舵角表示装置１は、ステアリング２のみが操作され、ブレーキ装置９７やアクセル装置９８が操作されていない場合、自動運転を解除しないように構成されても良い。
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態は、操舵角表示３５がグラデーション表示３６される点で他の実施の形態と異なっている。
図７（ａ）は、第３の実施の形態に係る操舵角表示装置の一例を示す概略図である。この操舵角表示装置１の制御部４は、例えば、図７（ａ）に示すように、制御された操舵角θに至るステアリング２の回転方向に応じて表示部３にグラデーション表示３６を行わせる表示制御信号Ｓ３を出力するように構成されている。
グラデーション表示３６の端に位置する最も濃い表示は、操舵角θを示す操舵角表示３５である。制御部４は、この操舵角表示３５の右側又は左側に、操舵角表示３５よりも薄い表示を並べることでグラデーション表示３６を形成する。
この薄い表示は、操作方向の逆方向に尾を引くように表示される。図７（ａ）では、ステアリング２が時計回りに回転しているので、操舵角表示３５を起点として反時計回りに表示が薄くなってグラデーション表示３６を形成している。
操舵角表示装置１は、例えば、表示部３がリング部２０の全周に亘って設けられた場合、操舵角表示３５のみでは操作方向が分からないので操舵角θが分かり辛い。一例として、ステアリング２が基準位置１００から時計回りに２００°回転した場合、操舵角表示３５のみでは、運転者から見るとステアリング２が時計回りに２００°回転しているのか、反時計回りに１６０°回転しているのかが分からない。
しかし本実施の形態の操舵角表示装置１は、操舵角θと操作方向をグラデーション表示３６によって表示することで操作の軌跡が目視できるので、操舵角θと操作方向が分かり易い。
［第４の実施の形態］
第４の実施の形態は、表示部３がリング部２０の全周ではなく一部に設けられている点で他の実施の形態と異なっている。
図７（ｂ）は、第４の実施の形態に係る操舵角表示装置の一例を示す概略図である。本実施の形態に係る操舵角表示装置１は、例えば、図７（ｂ）に示すように、ステアリング２の全周に亘って設けられておらず、基準位置１００から左右におよそ９０°ずつ設けられている。
この操舵角表示装置１は、一例として、操舵角θがおよそ±９０°となるまでは、制御された操舵角θに追従して操舵角表示３５を表示する。この操舵角表示３５は、例えば、操舵角θが基準位置１００から左右に９０°以上となると、表示範囲３００の端部に留まって表示される。
なお操舵角表示装置１は、例えば、ステアリング２の操舵角の全てを表示範囲３００に表示できるように割り当てて操舵角表示３５を表示するように構成されても良い。
［第５の実施の形態］
第５の実施の形態は、表示部３として複数の発光源３１が配置されている点で他の実施の形態と異なっている。
図７（ｃ）は、第５の実施の形態に係る操舵角表示装置の一例を示す概略図である。この操舵角表示装置１は、例えば、図７（ｃ）に示すように、表示部３が複数の発光源３１によって概略構成されている。この発光源３１は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子である。なお表示部３は、１つの発光源３１に複数のＬＥＤ素子を備えて構成されても良い。
以上述べた少なくとも１つの実施の形態の操舵角表示装置１によれば、運転者に与える煩わしさや心理的な負担を軽減することが可能となる。
以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１…操舵角表示装置、２…ステアリング、３…表示部、４…制御部、９…車両、２０…リング部、２２…基部、２４…スポーク部、２５…基準マーク、３１…発光源、３５…操舵角表示、３６…グラデーション表示、９０…車両通信システム、９１…車両ＬＡＮ、９２…車両制御部、９３…自動運転制御装置、９４…把持センサ、９５…操舵角センサ、９６…操舵装置、９７…ブレーキ装置、９８…アクセル装置、１００…基準位置、１０１…仮想位置、２００…側面、２２０…回転中心、３００…表示範囲

Claims (4)

  1. 車両のステアリングのリング部に配置され、前記リング部に沿って配置された表示部と、
    前記ステアリングを回転させることなく、道路状況に応じて前記車両の操舵角を制御する自動運転制御時において、制御された操舵角に応じた前記表示部の位置に前記制御された操舵角を示す操舵角表示を表示させる制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、自動運転の開始を示す表示指示信号の入力に基づいて前記操舵角表示を表示し、自動運転の終了を示す前記表示指示信号の入力に基づいて前記操舵角表示を終了する、
    操舵角表示装置。
  2. 前記表示部は、前記車両の直進状態における前記リング部の上部中央である基準位置から左右に配置され、
    前記制御部は、前記制御された操舵角に応じて仮想的に移動する前記基準位置の仮想位置に前記操舵角表示を表示させる、
    請求項１に記載の操舵角表示装置。
  3. 前記制御部は、前記制御された操舵角に至る前記ステアリングの回転方向に応じて前記表示部にグラデーション表示を行わせる、
    請求項１又は２に記載の操舵角表示装置。
  4. 前記制御部は、運転者によって前記ステアリングが操作され、前記操舵角表示の位置と前記リング部の基準位置が一致した場合、前記自動運転制御を解除させる解除信号を出力する、
    請求項１乃至３のいずれか１項に記載の操舵角表示装置。
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