JP7043965B2 - 車両の情報表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の情報表示装置、さらに詳しくは、車両のアダプティブクルーズコントロールにおける情報表示装置に関する。

運転者の負担軽減、安全運転支援を目的とした種々の走行制御装置、例えば、先行車がいない場合は定速走行し、先行車がいる場合は設定車間距離を維持して追従走行するアダプティブクルーズコントロール（ＡＣＣ）を行う走行制御装置が実用化されている。

このような走行制御装置を搭載した車両は、走行制御が作動中であることを運転者に知らせるための表示装置を備えている。例えば、特許文献１には、自車両表示と先行車両表示を含み、自車両と先行車両との車間距離の変化に応じて先行車両表示を変動させる表示装置が開示されている。

特開２０１３－５６５９７号公報

特許文献１の表示装置では、上記のような自車表示と先行車表示に加えて、それらに隣接した道路境界線や距離線を自車速度に合わせて流動させることにより自車が走行中であることを表示するようにしている。

しかし、常時定位置に存在する自車を先行車よりも大きく表示することは表示領域の無駄であるうえ、先行車表示と共に道路境界線や距離線を流動させた場合、これらの表示が走行中に常に流動するため、運転者が煩わしく感じる問題があった。

本発明は、上記のような実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、先行車との車間距離やその変化を簡潔かつ的確に表示可能な情報表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、
自車走行レーンを走行する先行車を検出する先行車検出手段と、
前記先行車がいない場合は設定車速に従って定速走行し、前記先行車がいる場合は設定車間距離を維持して追従走行するＡＣＣ制御を行う走行制御装置と、
を備えた車両の情報表示装置であって、
表示画面の上下を自車前方の遠近に対応させた走行レーン表示領域と、
前記走行レーン表示領域に表示される先行車インジケータと、
前記走行レーン表示領域に表示される適正車間距離インジケータと、
を備え、
前記先行車インジケータは、前記先行車検出手段に検出される先行車の位置に応じて前記走行レーン表示領域における表示位置および表示サイズが変化し、遠位置ほど上側に小さく、近位置ほど下側に大きく表示されるように構成され、
前記適正車間距離インジケータは、前記先行車が設定車間距離を含む適正車間距離範囲内にある場合のみ、前記走行レーン表示領域の前記設定車間距離に対応する位置に前記走行レーン表示領域を横切る方向に延びるバー状に表示されるように構成され、
先行車が未検出または所定車間距離以上離れている場合は、前記先行車インジケータが非表示となるように構成されていることを特徴とする。

本発明に係る車両の情報表示装置によれば、先行車の位置に応じて先行車インジケータの表示位置および表示サイズが変化し、遠位置ほど上側に小さく、近位置ほど下側に大きく表示される構成により、比較的小さな表示スペースにおいて、先行車との車間距離やその変化を感覚的に的確に表示可能であることに加えて、先行車が適正車間距離範囲内にある場合のみ適正車間距離インジケータが表示され、かつ、先行車が未検出または所定車間距離以上離れている場合は、先行車インジケータが非表示となる構成により、必要な情報のみが簡潔に表示され、運転者の負担や煩わしさを軽減できる。

車両のＡＣＣ制御システムを示すブロック図である。 ＡＣＣ制御システムの情報表示部と操作部、および、それらが配設される車両のインストルメントパネル付近を示す概略図である。 先行車との実車間距離と先行車インジケータの表示位置／表示サイズとの関係を示すグラフ、および、至近距離（３０ａ）、近距離（３０ｂ）、遠距離（３０ｃ）における先行車インジケータの表示例を示す概略図である。 先行車の位置に応じた情報表示部の各表示例を示す概略図である。 先行車インジケータおよび適正車間距離インジケータの表示制御を示すフローチャートである。 加減速インジケータの表示制御を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１において、ＡＣＣ制御システムは、システムの設定操作のためのスイッチ群からなるＡＣＣ操作部１０、自車走行レーンおよび先行車を検知するための外界センサ２１、内界センサ群を通じて取得される車両情報２２、それらに基づいて速度制御および車間距離制御を行うＡＣＣ制御ユニット２０、減速制御のためのＥＳＰコントローラ２３、加減速度制御のためのエンジンコントローラ２４、表示コントローラ２５、および、情報表示部３０から主に構成されている。

外界センサ２１は、自車走行レーンおよび先行車を検知するためのセンサ、例えば、レーダ（ミリ波レーダ）、カメラ（ステレオカメラ、単眼カメラ）などで構成される。カメラにより走行レーンおよび先行車を検知し、レーダまたはステレオカメラにより先行車との車間距離を取得する。車両情報２２は、車速センサ、ヨーレートセンサ、加速度センサなどの内界センサ群に取得される車両の運動状態を表す物理量である。

ＥＳＰコントローラ２３は、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）を包括してスタビリティコントロールシステム（車両挙動安定化制御システム）を構成する。ＥＳＰコントローラ２３は、ＡＣＣ制御ユニット２０からの減速指令を受けて、ブレーキの制動力を制御することにより車速を制御する。

エンジンコントローラ２４は、ＡＣＣ制御ユニット２０からの加減速指令を受けて、スロットル開度を制御することによりエンジンの駆動力を制御して車速を制御する。

ＡＣＣ制御ユニット２０は、ＡＣＣ操作部１０の設定、外界センサ２１の検知情報と車両情報２２に基づき、ＥＳＰコントローラ２３に減速指令、エンジンコントローラ２４に加減速指令を出し、ＡＣＣ機能、すなわち、先行車がいない場合は、設定速度（クルーズコントロールセット速度）を目標車速として定速走行し、先行車に追いついた場合（先行車速度が設定速度以下の場合）には、先行車の速度に合わせて、設定されたタイムギャップ（車間時間＝車間距離／自車速）に応じた設定車間距離を維持しながら先行車に追従走行する制御を行うものであり、上記機能を実行するためのコンピュータ、すなわち、プログラム及びデータを記憶したＲＯＭ、演算処理を行うＣＰＵ、前記プログラム及びデータを読出し、動的データや演算処理結果を記憶するＲＡＭ、および、入出力インターフェースなどで構成されている。

ＡＣＣ操作部１０は、図２に示すように、ステアリングホイール４１のスポーク部分に配設されており、ＡＣＣシステムを起動するためのメインスイッチ１１、設定速度（クルーズコントロールセット速度）を調整するための車速調整スイッチ１２、車間距離設定スイッチ１３、および、キャンセルスイッチ１４などで構成されている。

情報表示部３０は、ＡＣＣシステムの制御情報や先行車の検出情報を表示するための情報表示装置であり、図２に示す例では、インストルメントパネル４０のメータークラスター４２に配設されており、好適には、ＬＣＤ，ＯＬＥＤなど、ドットマトリクスによる表示画面で構成され、ＡＣＣ制御ユニット２０における設定値や状態値を反映した表示画像が表示コントローラ２５で生成され、情報表示部３０に表示される。

情報表示部３０の表示画面は、図２に示すように、画面中央から左側部分にかけて、上下を自車前方の遠近に対応させた透視図法（遠近法）を考慮した略台形状の走行レーン表示領域３５に、先行車インジケータ３１、適正車間距離インジケータ３３、加減速インジケータ３４を状況に応じて表示するとともに、画面右側部分に車間距離設定インジケータ３２を表示するようにしている。なお、図中省略されているが、画面右側の余白部分には設定速度の数値表示やＡＣＣ作動表示がなされる。

先行車インジケータ３１は、後方視による先行車（乗用車）を模した画像（アイコン表示）であり、外界センサ２１（ミリ波レーダ）に検出される先行車の位置（車間距離）に応じて走行レーン表示領域３５における表示位置と表示サイズが変化し、基本的に、先行車が遠位置にあるほど上側に小さく表示され、近位置にあるほど下側に大きく表示されるように表示画像が調整される。また、先行車が未検出または所定車間距離以上離れている場合は、先行車インジケータ３１は非表示となる。

車間距離設定インジケータ３２は、ＡＣＣ操作部１０の車間距離設定スイッチ１３により設定される「短」「中」「長」の３段階の設定車間距離（タイムギャップ）を３本のバーで表示するものであり、例えば、設定車間距離が「短」の場合は最下部のバーのみが表示され、「中」の場合は最下部および中央のバーが表示され、「長」の場合には３本のバー全てが表示されるようにすることで、運転者が設定車間距離を感覚的に認識できるようにしている。設定車間距離は、例えば、車速８０ｋｍ／ｈの場合、「短」が３５ｍ、「中」が４５ｍ、「長」が６５ｍである。なお、車間距離設定インジケータ３２は、バー表示の代わりにドット表示やエリア表示とすることもできる。

適正車間距離インジケータ３３は、走行レーン表示領域３５の道路面相当部分に、車間距離設定スイッチ１３により設定された設定車間距離に対応する位置を表示するものであり、図示例では１本のバーで表示されている。適正車間距離インジケータ３３が先行車インジケータ３１と共に表示されることで、運転者は、先行車が設定車間距離に対してどのような位置にあるか容易に把握できる。

なお、ここで言う「適正車間距離」とは、図４（ａ）に符号３３ａで示されるように、設定車間距離３２ａに対して制御の安定性を考慮して前後に所定距離を追加した範囲を指しており、適正車間距離インジケータ３３は、先行車がこの適正車間距離３３ａの範囲にある時のみ表示され、先行車がこの範囲を外れた場合には非表示となる。また、適正車間距離インジケータ３３の表示位置と先行車インジケータ３１の表示位置とがオーバーラップした場合は先行車インジケータ３１が最前面に表示される。

加減速インジケータ３４は、設定車間距離３２ａに対して、先行車が離れる方向に加速し、ＡＣＣ制御ユニット２０が設定車間距離を維持するためにエンジンコントローラ２４に閾値以上の加速指令を出した場合、または、先行車が近づく方向に減速し、ＡＣＣ制御ユニット２０がエンジンコントローラ２４に閾値以上の減速指令を出した場合に、適正車間距離インジケータ３３の下側に上向きの矢印（△、加速インジケータ）または下向きの矢印（▽、減速インジケータ）を表示する。

なお、図４（ｅ）および図４（ｆ）に示されるように、走行レーン表示領域３５の近距離側に表示される減速インジケータ３４（▽、図４（ｅ））に対して、それより遠距離側に表示される加速インジケータ３４′（△、図４（ｆ））が相対的に小さいサイズで表示されるようにすることが好ましい。このような表示とすることで、遠近感に即した違和感のない表示が可能となることに加えて、運転者が把握すべき情報としての重要度が高い先行車の接近が強調表示される利点もある。

（実車間距離と先行車インジケータの表示位置／表示サイズの関係）
次に、先行車との実車間距離と先行車インジケータ３１の表示位置／表示サイズとの関係について、図３を参照しながら詳細に説明する。なお、図３は便宜的な表示例であり、数値や表示サイズが必ずしも実際の寸法に厳密に対応するものではない。

基本的に、図３のグラフにおいて、先行車インジケータ３１の表示位置は、実線（Ｐ１）で示されるように、先行車との実車間距離が大きくなる程、表示画面の上方に表示される。一方、先行車インジケータ３１の表示サイズは、破線（Ｓ１，Ｓ２）で示されるように、先行車との実車間距離が大きくなる程、縮小表示される。

図３において、遠距離（実車間距離７５ｍ）の場合は、表示画面３０ｃに示されるように、走行レーン表示領域３５の上側７５％の表示位置に、最大サイズに対して約３５％の表示サイズに縮小された先行車インジケータ３１ｃが表示され、その下側（手前側）に適正車間距離インジケータ３３が表示されている。

上記表示画面３０ｃに対して、近距離（実車間距離２５ｍ）の場合は、表示画面３０ｂに示されるように、走行レーン表示領域３５の下側３０％の表示位置に、最大サイズに対して約６０％、上述した遠距離位置に対しては約１．７倍に拡大された先行車インジケータ３１ｂが表示されており、この場合、設定車間距離（４５ｍ）を下回っているため、適正車間距離インジケータは先行車インジケータ３１ｂで隠れて表示されない。

上記表示画面３０ｂにおいて、先行車インジケータ３１ｂは表示画面３０ｂのほぼ下端に到達しており、グラフに実線Ｐ２で示されるように、実車間距離２０ｍ（距離Ｄｘ）以下では先行車インジケータ３１を下方移動させることができない。

そこで、実車間距離２０ｍ以下の至近距離では、表示画面３０ａ（実車間距離４ｍ）に示されるように、先行車インジケータ３１ａは、下側２０％の下端位置に留めたまま、最大サイズまで拡大するとともに下側部分をカットすることで、先行車の接近を表示している。このような表示形態により、限られた表示範囲を活用して、車間距離の表示範囲を拡張可能である。

（先行車の位置に応じた情報表示部の表示例）
次に、上記実施形態に基づき、先行車の位置に応じた情報表示部３０の表示例について、図４を参照しながら説明する。

図４（ａ）の左側の概略平面図は、自車１の走行レーン５の前方における外界センサ２１（ミリ波レーダ）の検知範囲に先行車が存在せず、設定車速を維持して走行中の場合を示している。この状態において、情報表示部３０は、車間距離設定インジケータ３２のみが表示され、先行車インジケータ３１も適正車間距離インジケータ３３も非表示となっている。

図４（ｂ）では、自車１の走行レーン５の前方における外界センサ２１の検知範囲に先行車３が検出されたことで、情報表示部３０には先行車インジケータ３１がその車間距離に応じて上側の表示位置に小さい表示サイズで表示されているが、適正車間距離３３ａの範囲よりも前方にあるため、適正車間距離インジケータ３３は非表示のままである。

図４（ｃ）では、先行車３が適正車間距離３３ａ以内に接近したことで、情報表示部３０には先行車インジケータ３１が下方に移動しやや拡大表示されるとともに、適正車間距離インジケータ３３が表示される。これにより、運転者は、自車１が先行車３に追付いたことを確認できる。

図４（ｄ）では、先行車３が設定車間距離３２ａに位置しており、情報表示部３０には、上下方向のほぼ中央まで移動しさらに拡大された先行車インジケータ３１が、適正車間距離インジケータ３３に重ねて表示されている。これにより、運転者は、自車１と先行車３の車間距離が設定車間距離３２ａにて追従走行していることを確認できる。

図４（ｅ）は、追従していた先行車３が減速し、設定車間距離３２ａ以内に接近したことで、ＡＣＣ制御ユニット２０からの減速指令により減速制御に移行した場合を示しており、情報表示部３０には、さらに下方に移動しかつ拡大した先行車インジケータ３１の下側に、下向き矢印（▽）の加減速インジケータ３４（減速インジケータ）が表示される。これにより、運転者は、先行車３の減速と自車１の減速制御を確認できる。

一方、図４（ｆ）は、追従していた先行車３が加速し、設定車間距離３２ａから離れたことで、ＡＣＣ制御ユニット２０からの加速指令により加速制御に移行した場合を示しており、情報表示部３０には、上方に移動しかつ縮小した先行車インジケータ３１が表示されるとともに、適正車間距離インジケータ３３の下側に、上向き矢印（△）の加減速インジケータ３４′（加速インジケータ）が表示される。これにより、運転者は、先行車３の加速と自車１の加速制御を確認できる。

（先行車インジケータ、適正車間距離インジケータの表示制御）
次に、先行車インジケータ３１および適正車間距離インジケータ３３の表示制御について図５のフローチャートを参照しながら説明する。

運転者がメインスイッチ１１を操作すると、ＡＣＣシステムがシステムチェックを経て起動され、ＡＣＣシステムがセット状態となると（ステップ１００）、情報表示部３０にＡＣＣ走行中であることが表示され、設定速度（クルーズコントロールセット速度）が表示される。

ＡＣＣ制御ユニット２０に車両情報２２が取得され、設定速度（クルーズコントロールセット速度）を目標車速とした加減速制御が開始されるとともに、外界センサ２１により自車走行レーンの先行車の検出および車間距離計測が開始される（ステップ１０１）。

外界センサ２１に先行車が検出されると（ステップ１０２）、その車間距離に対応する先行車インジケータ３１の表示位置が読み込まれ（ステップ１０３）、この時の車速が表示切替え速度（この例では４０ｋｍ）以上か否かがチェックされる（ステップ１０４）。

現在の車速が、表示切替え速度（４０ｋｍ）以上の場合は、高速用インジケータ表示サイズが読み込まれ（ステップ１０５）、表示切替え速度（４０ｋｍ）未満の場合は、低速用インジケータ表示サイズが読み込まれ（ステップ１０６）、車速と車間距離に応じた表示サイズかつ表示位置の先行車インジケータ３１が情報表示部３０に表示される（ステップ１０７）。

ここで、高速用インジケータ表示サイズは、図３のグラフにおいて、距離Ｄｘ（実車間距離２０ｍ）以下まで一定の比率でサイズが変化する直線のグラフＳ１に対応する表示サイズであり、低速用インジケータ表示サイズは、距離Ｄｘ（実車間距離２０ｍ）以下でマイナスの傾きが大きくなる（低速になるほど表示サイズの拡大率が大きくなる）折れ線のグラフＳ２に対応する表示サイズである。

次いで、車間距離設定（設定車間距離３２ａ、図４）が読み込まれ（ステップ１１０）、設定車間距離インジケータ３２が表示されるとともに、自車の現在の車速に基づいて適正車間距離３３ａ（図４）が計算される（ステップ１１１）。この適正車間距離３３ａは設定車間距離３２ａを中心とした最大値と最小値（それらの間の範囲）である。

適正車間距離３３ａの範囲内に先行車が検知されると（ステップ１１２）、適正車間距離インジケータ３３が、走行レーン表示領域３５の設定車間距離３２ａに相当する位置に表示され（ステップ１１３）、さらに、適正車間距離インジケータ３３の表示位置が車速に依存して適宜変更される（ステップ１１４）。

一方、先行車が適正車間距離３３ａの範囲から外れた場合には適正車間距離インジケータ３３は非表示となる（ステップ１１５）。

さらに、先行車が外界センサ２１の検出範囲に検出されなくなると先行車インジケータ３１が不在表示（非表示）となり（ステップ１０８）、適正車間距離インジケータ３３も非表示に維持される（ステップ１０９）。

（加減速インジケータの表示制御）
次に、加減速インジケータ３４の表示制御について図６のフローチャートを参照しながら説明する。

ＡＣＣシステムがセット状態にあり、先行車が適正車間距離３３ａの範囲内にある場合において（ステップ２００）、ＡＣＣ制御ユニット２０からエンジンコントローラ２４に閾値以上の加速指令が出され、すなわち、エンジンコントローラ２４の要求トルクが正方向である場合（ステップ２０１）、加減速インジケータ３４には加速インジケータ３４′（△、図４（ｆ））が表示される（ステップ２０２）。

一方、ＡＣＣ制御ユニット２０からエンジンコントローラ２４に閾値以上の減速指令が出され、すなわち、エンジンコントローラ２４の要求トルクが負方向である場合（ステップ２０３）、加減速インジケータ３４には減速インジケータ３４（▽、図４（ｅ））が表示される（ステップ２０４）。

なお、加減速インジケータ３４は、先行車が適正車間距離３３ａの範囲内にある場合にのみ表示されるので、図５のフローチャートのステップ１１４の子プロセスとして実施されてもよい。

以上述べたような先行車インジケータ３１および適正車間距離インジケータ３３の表示制御、加減速インジケータ３４の表示制御が、表示コントローラ２５において所定のタイムレートで実行されることで、ＡＣＣ制御ユニット２０における設定値や状態値を反映した表示画像が生成され、情報表示部３０に表示される。

以上、本発明のいくつかの実施形態について述べたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいてさらに各種の変形および変更が可能であることを付言する。

１ 自車
３ 他車
５ 走行レーン
１０ ＡＣＣ操作部
１１ メインスイッチ
１２ 車速調整スイッチ
１３ 車間距離設定スイッチ
１４ キャンセルスイッチ
２０ ＡＣＣ制御ユニット
２１ 外界センサ
２２ 車両情報
２３ ＥＳＰコントローラ
２４ エンジンコントローラ
２５ 表示コントローラ
３０ 情報表示部
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ 表示画面
３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ 先行車インジケータ
３２ 車間距離設定インジケータ
３２ａ 設定車間距離
３３ 適正車間距離インジケータ
３３ａ 適正車間距離
３４ 加減速インジケータ（減速インジケータ）
３４′ 加減速インジケータ（加速インジケータ）
３５ 走行レーン表示領域
４０ インストルメントパネル
４１ ステアリングホイール
４２ メータークラスター

Claims (6)

1. 自車走行レーンを走行する先行車を検出する先行車検出手段と、
   前記先行車がいない場合は設定車速に従って定速走行し、前記先行車がいる場合は設定車間距離を維持して追従走行するＡＣＣ制御を行う走行制御装置と、
   を備えた車両の情報表示装置であって、
   表示画面の上下を自車前方の遠近に対応させた走行レーン表示領域と、
   前記走行レーン表示領域に表示される先行車インジケータと、
   前記走行レーン表示領域に表示される適正車間距離インジケータと、
   を備え、
   前記先行車インジケータは、前記先行車検出手段に検出される先行車の位置に応じて前記走行レーン表示領域における表示位置および表示サイズが変化し、遠位置ほど上側に小さく、近位置ほど下側に大きく表示されるように構成され、
   前記適正車間距離インジケータは、前記先行車が設定車間距離を含む適正車間距離範囲内にある場合のみ、前記走行レーン表示領域の前記設定車間距離に対応する位置に前記走行レーン表示領域を横切る方向に延びるバー状に表示されるように構成され、
   先行車が未検出または所定車間距離以上離れている場合は、前記先行車インジケータが非表示となるように構成されていることを特徴とする車両の情報表示装置。
2. 前記先行車インジケータの表示サイズの変化率は、前記先行車が所定の車間距離以下の場合、自車の車速が所定の表示切替え速度以上の高速側と前記表示切替え速度未満の低速側とで異なる特性が適用され、前記低速側では前記先行車との車間距離が小さくなるほど拡大率が大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の車両の情報表示装置。
3. 前記先行車インジケータは、前記先行車が所定の車間距離以下の至近距離にある場合は、表示位置が表示範囲の下端に固定されるように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の車両の情報表示装置。
4. 前記適正車間距離インジケータは、前記先行車インジケータと表示位置がオーバーラップした場合は、前記先行車インジケータが表示されるように構成されていることを特徴とする請求項１～３の何れか一項記載の車両の情報表示装置。
5. 前記先行車が設定車間距離を含む適正車間距離範囲内またはそれより近位置にあり、かつ、閾値以上の加速指令または減速指令が出ている場合に、上向きまたは下向きの矢印または三角形により加減速インジケータが表示されることを特徴とする請求項４記載の車両の情報表示装置。
6. 前記加減速インジケータは、前記適正車間距離インジケータが表示されている場合にその下側に表示されることを特徴とする請求項５記載の車両の情報表示装置。

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