JP6137600B2 - 車両用走行状態表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、運転支援装置を備えた車両の走行状態を履歴表示する車両用走行状態表示装置に関する。

近年、レーダやカメラ等を用いて車両前方の走行環境を検出し、その検出情報に基づいて車両の走行状態を制御する運転支援装置が開発されている。例えば、特許文献１には、ステレオカメラとステレオ画像認識装置とを備え、該ステレオ画像認識装置で認識した先行車両の情報に基づき追従機能付車速制御を行う車両用運転支援装置が記載されている。即ち、特許文献１に開示された車両用運転支援装置は、所定の目標車速になるよう定速走行制御を行い、先行車両を認識した場合には、先行車両との車間距離が所定の目標距離になるよう追従走行制御を行う。

また、例えば、特許文献２には、ステレオカメラで撮影した画像情報から白線や縁石を抽出することにより走行路を認識し、車両が前記走行路を維持するよう運転者の操作を支援する操舵制御（車線維持支援操舵制御）を行う操舵支援制御装置が記載されている。

また、従来、運転者にとって重要な燃費や車速等の走行状態に関する情報を表示する様々な技術が知られている。例えば、特許文献３には、車両の燃費を経時変化として棒グラフで表示する燃費表示装置が開示されている。

特開２０１２−２０６５９４号公報（第４−７頁、第１図） 特開２０１１−５７０３７号公報（第３−４頁、第１図） 特開２００７−７８６９９号公報（第３−５頁、第１図）

運転支援装置を作動させることによって、例えば燃費等の車両の走行性能がどのように変化するのかという情報は、車両の効率的な走行につながる適切な運転操作を行うための重要な情報である。そのため、実際に車両を運転する運転者から、それら運転支援装置の効果に関する情報を知りたいという要望があった。

しかしながら、従来技術の車両では、それら重要な情報を運転者が把握できないという問題点があった。例えば、特許文献１に開示された車両用運転支援装置では、設定情報や画像認識時の制御情報を表示する表示装置を備えているが、それら制御情報を燃費等の走行状況と関連付けて経時的に表示することができなかった。また、特許文献３に開示された燃費表示装置では、車両の燃費情報を遡って表示させることができるが、安全支援制御との関連性については、表示することができない。

そのため、運転者は、ハンドルの操作やアクセル、ブレーキの操作の減少から運転支援装置による操作面の効果をある程度体感することができるが、燃費や車速等の走行性能に関連する効果については、客観的な情報を得ることができなかった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、運転支援制御が車両の走行状態に及ぼす影響を分かりやすく表示して運転者に伝えることができる車両用走行状態表示装置を提供することを目的とする。

本発明の車両用走行状態表示装置は、車両周辺の走行環境を検出する走行環境検出手段と、前記走行環境検出手段による検出信号に基づき前記車両の走行状態を制御する走行状態制御手段と、前記走行状態制御手段の作動若しくは非作動を運転者の操作により切り換え可能な切換手段と、前記走行状態制御手段による制御のうち前記車両の走行状態に関する情報を表示する表示手段と、前記表示手段に表示する前記情報を選択可能な選択手段と、を備え、前記表示手段は、前記選択手段により選択された前記情報を履歴表示可能であると共に、前記情報が前記走行状態制御手段の作動状態におけるものなのか非作動状態におけるものなのかを識別可能な状態で表示可能であることを特徴とする。

本発明の車両用走行状態表示装置によれば、表示手段は、選択手段により選択された車両に関する情報を履歴表示可能であると共に、前記情報が走行状態制御手段の作動状態におけるものなのか非作動状態におけるものなのかを識別可能な状態で表示することができる。そのため、運転支援制御を行う走行状態制御手段の作動状況と燃費等の車両の走行状況に関する情報とを関連付けて表示し、運転支援制御の効果を分かりやすく運転者に伝えることができる。

本発明の実施形態に係る車両用走行状態表示装置の概略構成図である。 同上、表示スイッチ及び運転支援スイッチの配置を説明する図である。 同上、表示画面の例（車速表示画面）を示す説明図である。 同上、表示画面の例（燃費表示画面）を示す説明図である。 同上、表示画面の例（ブレーキ回数表示画面）を示す説明図である。 同上、表示画面の例（スロットル開度率表示画面）を示す説明図である。 同上、表示画面の例（ハンドル角変化率表示画面）を示す説明図である。 同上、表示画面の例（走行可能距離表示画面）を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態に係る車両用走行状態表示装置を図面に基づき詳細に説明する。

図１は、車両１に搭載した車両用走行状態表示装置１０の概略構成を示す図である。図１に示すように、車両用走行状態表示装置１０は、運転支援装置１２と、表示のための主な演算処理や記憶処理を行う表示制御ユニット（表示 ＥＣＵ）１１と、表示手段としての多機能ディスプレイ１６と、を備えている。

また、車両用走行状態表示装置１０は、運転支援装置１２による運転支援制御を実行するか否かを切り換え可能な切換手段としての運転支援スイッチ１８と、多機能ディスプレイ１６に表示する情報を選択する選択手段としての表示スイッチ１７と、を備えている。

運転支援装置１２は、追従機能付車速制御や車線維持支援操舵制御を行うものであり、走行環境検出手段としてのステレオカメラ１３及びステレオ画像認識装置１４と、走行状態制御手段としての走行制御ユニット１５と、を備えている。

走行制御ユニット１５は、表示制御ユニット１１、及び車両１のエンジン制御ユニット（Ｅ／Ｇ ＥＣＵ）２、ブレーキ制御ユニット（ＢＲＫ ＥＣＵ）３、トランスミッション制御ユニット（Ｔ／Ｍ ＥＣＵ）４、ステアリング制御ユニット（ステアリング ＥＣＵ）５等に双方向通信可能に接続されている。

ステレオカメラ１３は、左右に配置された一組のＣＣＤカメラで構成され、車両前方を異なる視線からステレオ撮影するものである。ステレオカメラ１３で撮影された画像情報は、ステレオ画像認識装置１４に出力されるよう構成されている。

ステレオ画像認識装置１４は、ステレオカメラ１３で撮影された画像情報を解析して、先行車両や走行路等、車両前方の走行環境を認識するものである。ステレオ画像認識装置１４には、例えば、トランスミッション制御ユニット４からの車速情報等、その他の走行情報も入力されるよう構成されている。

運転支援スイッチ１８は、エンジン制御ユニット２若しくはステアリング制御ユニット５を介して、または直接、走行制御ユニット１５に信号入力可能に接続されている。そして、運転支援スイッチ１８は、走行中に運転者が容易に操作をできるように、ステアリング８に配置されている（図２参照）。運転支援スイッチ１８には、追従機能付車速制御や車線維持支援操舵制御の実行及び停止、目標車速の設定、目標車間距離の設定等を行えるよう各機能を割り当てられた複数のスイッチが配置されている。尚、各スイッチの機能割り当てやスイッチの形状、配置等は、種々の実施形態が考えられる。

表示制御ユニット１１は、所定の演算、記録処理を実行して車両１の走行状態を記録し、それら走行状態に関する情報を多機能ディスプレイ１６に表示させるものである。

ここで、車両１は、例えば、車速検出器２１、燃料噴射量検出器２２、ブレーキ検出器２３、スロットル開度検出器２４及びハンドル角センサ２５等の車両の走行状態を検出するための手段を備えている。そして、各検出器２１〜２５は、表示制御ユニット１１に、各制御ユニット２〜５を介して、または直接、通信可能に接続されている。尚、各検出器２１〜２５で実際に情報量を検出する方法に代えて、各制御ユニット２〜５の制御指令値を表示制御ユニット１１へと出力して、それら制御指令値を基準に表示するデータの演算を行うよう構成しても良い。

多機能ディスプレイ１６は、例えば、液晶パネル等からなる表示画面を有する表示手段であり、表示制御ユニット１１に通信可能に接続されている。そして、多機能ディスプレイ１６は、車両１の車室内部の前方（例えば、ダッシュボード部等）に、運転者から該表示画面が見えるように配置されている。尚、多機能ディスプレイ１６を図示しないナビゲーションシステムの表示装置と共用するよう構成しても良い。

表示スイッチ１７は、走行中に運転者が容易に操作をできるように、ステアリング８に配置されており（図２参照）、表示制御ユニット１１に信号入力可能に接続されている。表示スイッチ１７は、例えば、送りスイッチ１７ａ（図２参照）や戻りスイッチ１７ｂ（図２参照）、セットスイッチ１７ｃ（図２参照）等、表示させる情報の選択や各種表示の設定を行うための複数のスイッチを備えている。

また、車両１は、例えば、エンジン制御ユニット２に通信可能に接続されエンジンに吸入される空気量を制御する電子制御スロットル弁６や、ブレーキ制御ユニット３に通信可能に接続されブレーキ回路の油圧を上昇させるブレーキブースタ７、ステアリング制御ユニット５に通信可能に接続されステアリングの操作を補助する電動パワーステアリング装置９等、その他の走行制御機器を備えている。

次に、以上の構成を備えた車両１における運転支援制御について説明する。運転支援スイッチ１８が押されると、運転支援装置１２によって、追従機能付車速制御や車線維持支援操舵制御等の運転支援制御が実行される。

先ず、ステレオカメラ１３は、左右に配置された一組のＣＣＤカメラで、車両前方を異なる視線からステレオ撮影し、その撮影された画像情報をステレオ画像認識装置１４に出力する。

ステレオ画像認識装置１４は、ステレオカメラ１３で撮影された左右一組の画像情報を三角測量の原理で解析して距離情報を付加し、画像の輝度差から物体のエッジを解析し、パターンマッチングにより白線、側壁、立体物等を認識する。更に、ステレオ画像認識装置１４は、画像から認識した各立体物の距離変化と車両１の車速情報とから先行車両やその車速等を認識する。また更に、ステレオ画像認識装置１４は、車両１の走行路に対するヨー角を検出する。そして、ステレオ画像認識装置１４で検出された走行路や先行車両等の情報は、走行制御ユニット１５へと出力される。

走行制御ユニット１５は、ステレオ画像認識装置１４からの検出信号、即ち検出された走行環境に関する情報の信号、に基づき、車両１の各制御ユニット２〜５等に信号を送信し、走行状態を制御する。また、同時に、走行制御ユニット１５は、追従機能付車速制御及び車線維持支援操舵制御等の運転支援制御が各々実行中（作動状態）であるか停止中（非作動状態）であるかを示す信号を表示制御ユニット１１へと出力する。

そして、例えば、追従機能付車速制御では、先行車両が検出されていなければ、走行制御ユニット１５は、車両１の車速が運転者によって設定された所定の目標車速になるよう定速走行制御を行う。他方、ステレオ画像認識装置１４で先行車両が検出された場合、走行制御ユニット１５は、先行車両との車間距離が所定の目標距離になるよう車両１の車速を調整する追従走行制御を行う。

尚、車速の制御は、走行制御ユニット１５で目標加速度を演算し、その目標値に応じてエンジン制御ユニット２へ信号を送信し、エンジン制御ユニット２を通じて電子制御スロットル弁６の開度を調節することにより行われる。即ち、エンジンの出力制御である。また、減速時において、電子制御スロットル弁６の開度調節のみでは目標とする減速加速度を得られない場合、走行制御ユニット１５は、ブレーキ制御ユニット３へ信号を送信し、ブレーキ制御ユニット３を通じてブレーキブースタ７による油圧制御（自動ブレーキ介入制御）を行う。

また、車線維持支援操舵制御では、走行制御ユニット１５は、車両１の走行路に対するヨー角の信号に基づき目標操舵トルクを算出し、ステアリング制御ユニット５へと出力して、ステアリング制御ユニット５を通じて電動パワーステアリング装置９を制御する。

尚、走行制御ユニット１５は、前述のヨー角の他に、車速や、操舵トルクセンサ（図示せず）等によって検出された運転者の操舵トルク、ヨーレートセンサ（図示せず）等によって検出されたヨーレート（ヨー角速度）等に基づいて目標操舵トルクを算出している。また、目標操舵トルクの演算においては、その他図示しない検出手段（例えば、運転者を撮影するカメラ等）によって検出された情報（例えば、運転者のまぶたの動きや視線の変化等）から運転者の注意力の低下の度合い等を評価し、これらを考慮して操作量を算出しても良い。

次に、車両用走行状態表示装置１０の走行状態情報表示について説明する。

表示制御ユニット１１は、各検出器２１〜２５で検出された車速、燃料噴射量、ブレーキ作動状況、スロットル開度、ステアリング角等の情報を受け取り、所定の演算処理を実行して情報値に換算し、時系列に記録する。ここで、各情報値は、表示制御ユニット１１に備えられた記録部（ＲＡＭ）に記録される。

情報値の換算とは、例えば、各検出値の記録単位時間当たりの平均値への換算や、燃料噴射量と車速情報を基にした記録単位時間当たりの平均燃費の算出、記録単位時間当たりのブレーキ作動回数の算出、記録単位時間当たりのハンドル角変化率の算出等である。

尚、ここで、各検出器２１〜２５で実際に情報値を検出する方法に代えて、各制御ユニット２〜５の制御指令値を基準にして各情報値を演算により求めても良い。例えば、走行制御ユニット１５から図示しない電子制御式燃料噴射装置へと出力される燃料噴射量に関する信号を基に、燃料消費量を演算記録しても良い。また、エンジンに吸入される燃焼用空気量を測定する空気流量計等を設け、燃焼用空気量から燃料消費量を算出しても良い。その他、周知の演算方法により、走行状態を示す各情報値を求めることができる。

また、表示制御ユニット１１は、前記各情報値の記録と併せて、走行制御ユニット１５から受信した運転支援制御の作動状態に関する情報を記録部に記録する。即ち、追従機能付車速制御及び車線維持支援操舵制御が各々作動中であるか否かを記録する。

そして、表示制御ユニット１０は、表示スイッチ１７で選択された情報に関する値を前記記録部から読み出し、所定の表示条件に基づき描画処理を行い、多機能ディスプレイ１６に表示する。

ここで、多機能ディスプレイ１６に表示される情報は、履歴が分かるように時系列に表示されると共に、各時点における値が運転支援制御の作動状態におけるものなのか非作動状態におけるものなのかを視覚的に識別できるよう、例えば、色分けして表示される。

図３ないし図８は、多機能ディスプレイ１６の表示画面の例を示す説明図であり、図３は、走行状態を示す情報として平均車速を選択した場合の表示画面１６ａの例である。

図３に示すように、多機能ディスプレイ１６の画面１６ａには、現在までの平均車速の変化が、縦軸を平均車速（ｋｍ／ｈ）、横軸を時間（ｈ）として、折れ線グラフで表示される。また、前記グラフでは、追従機能付車速制御を実行中のデータについては、色分け（符号Ａ）をして識別可能に表示している。これにより、車速の推移と追従機能付車速制御との関連を視覚的に分かりやすく運転者に伝えることができる。運転者は、追従機能付車速制御の効果を客観的に容易に把握することができる。

追従機能付車速制御を行っている状態における車速データと、行っていない状態における車速データと、を識別する表示方法として、前述のように色分けする方法に代えて、グラフの線種や太さ、ハッチング等の塗り潰しパターン、輝度等を変えて識別可能に表示する方法を採用して良い。また、点滅その他の動的な視覚効果を発揮する描画方法を採用して識別可能に表示しても良い。

また、グラフとして履歴表示するデータ範囲（横軸の時間範囲）は、表示スイッチ１７（図２参照）等から設定することができる。表示制御ユニット１１（図１参照）は、設定された範囲内のデータについて描画のための演算処理を実行して、多機能ディスプレイ１６に表示する。

図４は、走行状態を示す情報として燃費を選択した場合の表示画面１６ｂの例である。図４に示すように、多機能ディスプレイ１６の画面１６ｂには、現在までの単位時間当たり平均燃費の変化が、縦軸を燃費（ｋｍ／Ｌ）、横軸を時間（ｈ）として、折れ線グラフで表示される。また、前記グラフでは、追従機能付車速制御を実行中のデータについては、色分け（符号Ｂ）をして識別可能に表示している。これにより、燃費の推移と追従機能付車速制御との関連を視覚的に分かりやすく運転者に伝えることができる。その結果、運転者は、追従機能付車速制御による燃費を向上させる効果を容易に把握することができるようになり、更なる効率的な運転操作に役立てることができる。

尚、グラフ表示する際の平均燃費を算出する基準となる単位時間（表示単位時間）は、データ記録時に予め設定された単位時間（記録単位時間）の他、表示スイッチ１７（図２参照）等から任意に設定することもできる。表示制御ユニット１１（図１参照）は、グラフ描画制御を実行する際、記録部からデータを読み込み、設定された表示単位時間毎の平均燃費を計算して描画を行う。

図５は、走行状態を示す情報としてブレーキ作動回数を選択した場合の表示画面１６ｃの例である。図５に示すように、多機能ディスプレイ１６の画面１６ｃには、現在までの表示単位時間当たりブレーキ回数の変化が、縦軸をブレーキ回数（回／表示単位時間）、横軸を時間（ｈ）として、棒グラフで表示される。また、このグラフでは、追従機能付車速制御を実行中のデータについては、色分け（符号Ｃ）をして識別可能に表示している。これにより、ブレーキ回数の推移と追従機能付車速制御との関連を視覚的に分かりやすく運転者に伝えることができる。その結果、運転者は、追従機能付車速制御によってブレーキ作動回数が減少するという効果を容易に把握することができるようになる。

尚、ブレーキ作動回数をカウントする基準となる表示単位時間は、表示スイッチ１７（図２参照）等から設定することができる。表示制御ユニット１１（図１参照）は、グラフ描画制御を実行する際、設定された表示単位時間内のブレーキ作動回数を積算する演算処理を実行する。

図６は、走行状態を示す情報としてスロットル開度率（実際のスロットル開度／全開時のスロットル開度）を選択した場合の表示画面１６ｄの例である。図６に示すように、多機能ディスプレイ１６の画面１６ｄには、現在までのスロットル開度率の変化が、縦軸をスロットル開度率（％）、横軸を時間（ｈ）として、折れ線グラフで表示される。また、このグラフでは、追従機能付車速制御を実行中のデータについては、色分け（符号Ｄ）をして識別可能に表示している。これにより、スロットル開度率の推移と追従機能付車速制御との関連を視覚的に分かりやすく運転者に伝えることができる。その結果、運転者は、追従機能付車速制御によってスロットル開度率の変化が減少し無駄な加速が抑制されることを理解することができるようになる。

図７は、走行状態を示す情報としてハンドル角変化率を選択した場合の表示画面１６ｅの例である。図７に示すように、多機能ディスプレイ１６の画面１６ｅには、現在までの表示単位時間当たりのハンドル角変化率の変化が、縦軸をハンドル角変化率（ｄｅｇ／ｓｅｃ）、横軸を時間（ｈ）として、折れ線グラフで表示される。また、このグラフでは、車線維持支援操舵制御を実行中のデータについては、色分け（符号Ｅ）をして識別可能に表示している。これにより、ハンドル角変化率の推移と車線維持支援操舵制御との関連を視覚的に分かりやすく運転者に伝えることができる。運転者は、車線維持支援操舵制御によってハンドル角の変動が少ない安定した操舵制御が行われていることを容易に把握することができるようになる。

尚、グラフ表示する際のハンドル角変化率を算出する基準となる表示単位時間は、データ記録時に予め設定された記録単位時間でも良いし、別途表示スイッチ１７（図２参照）等から設定することもできる。表示制御ユニット１１（図１参照）は、グラフ描画制御を実行する際、記録部からデータを読み込み、設定された表示単位時間毎のハンドル角変化率を計算して描画を行う。

図８は、走行状態を示す情報として走行可能距離を選択した場合の表示画面１６ｆの例である。図８に示すように、多機能ディスプレイ１６の画面１６ｆには、現在までの走行可能距離の変化が、縦軸を走行可能距離（ｋｍ）、横軸を時間（ｈ）として、折れ線グラフで表示される。走行可能距離は、燃料計で検出した燃料の残量と所定の基準燃費とから計算によって求められる。基準燃費としては、予め設定した値を用いても良いし、実際に計測した平均燃費を用いても良い。また、このグラフでは、追従機能付車速制御を実行中のデータについては、色分け（符号Ｆ）をして識別可能に表示している。これにより、走行可能距離の推移と追従機能付車速制御との関連を視覚的に分かりやすく運転者に伝えることができる。運転者は、追従機能付車速制御による走行可能距離の減少を遅らせる効果を把握することができる。

以上説明の図３ないし図８に示す表示画面１６ａ〜１６ｆは、図２に示す表示スイッチ１７の送りスイッチ１７ａまたは戻りスイッチ１７ｂを押すことにより、多機能ディスプレイ１６（図１参照）に順番に表示される。これにより、運転者は、必要な情報を容易に呼び出して、その内容を知ることができる。

尚、図３ないし図８は、表示の一例を示すものであり、描画方法については、種々の変更が可能である。例えば、折れ線グラフで表現した情報を棒グラフで表現しても構わないし、その逆も可能である。また、その他のグラフ表現形式を採用しても構わない。また、図３ないし図８に示した２以上の情報を１つの画面に同時に表示することもできる。更にまた、図３ないし図８に示した情報以外の情報（例えば、現時点の制御情報等）を多機能ディスプレイ１６の一部分に同時に表示することもできる。

以上、図１ないし図８を参照して説明したように、本実施形態に係る多機能ディスプレイ１６には、表示スイッチ１７等により選択された車両１に関する情報を履歴表示可能であると共に、前記情報が安全支援制御の作動状態におけるものなのか非作動状態におけるものなのかを識別可能な状態で表示することができる。そのため、運転支援制御を行う走行制御ユニット１５の作動状況と燃費等の車両１の走行状況に関する情報とを関連付けて表示し、運転支援制御の効果を分かりやすく運転者に伝えることができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更実施が可能である。

１ 車両
１０ 走行状態表示装置
１１ 表示制御ユニット
１２ 運転支援装置
１３ ステレオカメラ
１４ ステレオ画像認識装置
１５ 走行制御ユニット
１６ 多機能ディスプレイ
１６ａ−１６ｆ 表示画面
１７ 表示スイッチ
１８ 運転支援スイッチ

Claims (4)

1. 車両周辺の走行環境を検出する走行環境検出手段と、
   前記走行環境検出手段による検出信号に基づき前記車両の走行状態を制御する走行状態制御手段と、
   前記走行状態制御手段の作動若しくは非作動を運転者の操作により切り換え可能な切換手段と、
   前記走行状態制御手段による制御のうち前記車両の走行状態に関する情報を表示する表示手段と、
   前記表示手段に表示する前記情報を選択可能な選択手段と、を備え、
   前記表示手段は、前記選択手段により選択された前記情報を履歴表示可能であると共に、前記情報が前記走行状態制御手段の作動状態におけるものなのか非作動状態におけるものなのかを識別可能な状態で表示可能であることを特徴とする車両用走行状態表示装置。
2. 前記情報は、車速、燃費、ブレーキ作動回数、スロットル開度またはハンドル角変化の何れかを含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用走行状態表示装置。
3. 前記走行状態制御手段は、少なくとも追従機能付車速制御を行うものであり、
   前記情報は、平均車速、平均燃費、単位時間あたりのブレーキ作動回数またはスロットル開度率の何れかを含み、
   前記表示手段は、前記平均車速、前記平均燃費、前記単位時間あたりのブレーキ作動回数または前記スロットル開度率の何れかを前記追従機能付車速制御の作動状態におけるものなのか非作動状態におけるものなのか識別可能な状態で履歴表示可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用走行状態表示装置。
4. 前記走行状態制御手段は、少なくとも車線維持支援操舵制御を行うものであり、
   前記情報は、ハンドル角変化率を含み、
   前記表示手段は、前記ハンドル角変化率を前記車線維持支援操舵制御の作動状態におけるものなのか非作動状態におけるものなのか識別可能な状態で履歴表示可能であることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の車両用走行状態表示装置。

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