JP6574940B2 - ステアリングハンドル - Google Patents

Description

本発明は、ステアリングハンドルに関し、特に、駐車時の支援を行うことができるステアリングハンドルに関する。

下記の特許文献１には、車両の各種情報をステアリングハンドルに表示させることが記載されている。

特許第５４９５３５５号公報

勾配が大きい坂道等の傾斜地に駐車を行った際、サイドブレーキの甘さや路面の悪状況などにより、下り方向に車両が動き出したり、滑り出したりする危険性がある。そうした危険性を低減する手段の一つとして、ステアリングハンドルを近傍の縁石や外側（登り方向の場合は逆側）に操舵しておくことが考えられる。

しかしながら、上述したステアリング操舵は、駐車の向きが登りか下りかによって操舵する向きを変えなければならない。また、ドライバが操舵自体を失念する可能性がある。従って、傾斜地への駐車時に、警告を表示し、路面や周辺の状況からステアリング操舵をどの程度行えば良いかを案内して、駐車時の支援をすることが望まれている。

本発明は上記課題に鑑みなされたもので、傾斜地への駐車時に、操舵案内をして、駐車時の支援を行うことができるステアリングハンドルを提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係るステアリングハンドルは、ドライバに把持されて車両の操舵輪の操舵を行う把持部と、前記把持部の前記ドライバ側の面に設けられた表示部と、駐車による停車時に、前記車両に設けられた傾斜検出手段による傾斜量が所定値以上のとき、前記操舵輪の現在の車輪操舵角の方向を前記表示部に表示すると共に、前記車両に設けられた撮影手段による画像の画像処理により前記車両の周辺の車止め手段を捜索し、前記車止め手段を認識した場合、前記車止め手段へ到達する方向を目標車輪操舵角の範囲として算出し、算出した前記目標車輪操舵角の範囲を前記表示部に表示する表示制御部とを有することを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係るステアリングハンドルは、上記第１の発明に記載のステアリングハンドルにおいて、前記表示制御部は、前記現在の車輪操舵角が前記目標車輪操舵角の範囲と重なっていない場合には、前記現在の車輪操舵角の表示部分に警告を表示することを特徴とする。

上記課題を解決する第３の発明に係るステアリングハンドルは、上記第１又は第２の発明に記載のステアリングハンドルにおいて、前記表示制御部は、前記車止め手段を認識できない場合、前記傾斜検出手段による前記傾斜量及び傾斜方向に基づいて、前記車両の動きを制限する前記目標車輪操舵角の範囲を算出することを特徴とする。

上記課題を解決する第４の発明に係るステアリングハンドルは、上記第３の発明に記載のステアリングハンドルにおいて、前記表示制御部は、前記傾斜量及び前記傾斜方向に加えて、前記車両に設けられた路面状況検出手段による路面状況に基づいて、前記目標車輪操舵角の範囲を算出することを特徴とする。

上記課題を解決する第５の発明に係るステアリングハンドルは、上記第１〜第４のいずれか１つの発明に記載のステアリングハンドルにおいて、前記表示制御部は、前記現在の車輪操舵角が前記目標車輪操舵角の範囲と重なっていない場合には、前記現在の車輪操舵角の表示部分の色、形及び点灯パターンのうちの少なくとも１つを用いて警告を表示することを特徴とする。

上記課題を解決する第６の発明に係るステアリングハンドルは、上記第１〜第４のいずれか１つの発明に記載のステアリングハンドルにおいて、前記表示制御部は、前記把持部の操舵により前記現在の車輪操舵角が前記目標車輪操舵角の範囲と重なった場合には、重なった位置において、色、形及び点灯パターンのうちの少なくとも１つを重なっていない場合の表示から異なるものへ変更することを特徴とする。

上記課題を解決する第７の発明に係るステアリングハンドルは、上記第１〜第６のいずれか１つの発明に記載のステアリングハンドルにおいて、前記表示制御部は、前記現在の車輪操舵角から前記目標車輪操舵角への操舵方向を表示することを特徴とする。

上記課題を解決する第８の発明に係るステアリングハンドルは、上記第１〜第７のいずれか１つの発明に記載のステアリングハンドルにおいて、前記表示制御部は、前記現在の車輪操舵角が前記目標車輪操舵角の範囲と重なるまで、前記現在の車輪操舵角の方向及び前記目標車輪操舵角の範囲を前記表示部に表示し続けることを特徴とする。

第１の発明によれば、駐車による停車時において、車両の傾斜量が所定値以上のときには、即ち、勾配の大きい坂道に車両が停車しているときには、車止め手段（例えば、路肩の縁石）を捜索し、車止め手段へ到達する方向を目標車輪操舵角の範囲として算出し、操舵輪の現在の車輪操舵角の方向と目標車輪操舵角の範囲とをステアリングハンドルのグリップのドライバ側表面に表示するので、双方の変位量をドライバが視認することで駐車後の事故の危険性を低減することができる。つまり、ドライバに対して、駐車後の事故の危険性を低減するための支援を行うことができる。

第２の発明によれば、現在の車輪操舵角が目標車輪操舵角の範囲と重なっていない場合には、現在の車輪操舵角の表示部分に警告を表示し、目標車輪操舵角へのステアリング操舵を導くので、駐車後の事故の危険性をより確実に低減することができる。つまり、ドライバに対して、駐車後の事故の危険性を低減するための支援を確実に行うことができる。

第３の発明によれば、車止め手段を認識できない場合には、傾斜量及び傾斜方向に基づいて、車両の動きを制限する目標車輪操舵角の範囲を算出するので、操舵輪の向きにより車両の動きを制限することができ、駐車後の事故の危険性を低減することができる。

第４の発明によれば、路面状況も加味して、目標車輪操舵角の範囲を算出するので、駐車後の事故の危険性をより低減することができる。

第５の発明によれば、色、形及び点灯パターンのうちの少なくとも１つを用いて、現在の車輪操舵角の表示部分に警告を表示するので、現在の車輪操舵角の方向をドライバに認識させると共に、現在の車輪操舵角の方向のままでは車両が動いてしまう危険性があることをドライバに認識させることができる。

第６の発明によれば、現在の車輪操舵角が目標車輪操舵角の範囲と重なった場合には、重なっていないときの表示から、色、形及び点灯パターンのうちの少なくとも１つを異なるものへ変更するので、ステアリング操舵の結果、現在の車輪操舵角が目標車輪操舵角の範囲と重なったことが明確になる。

第７の発明によれば、現在の車輪操舵角から目標車輪操舵角への回転方向を表示するので、ステアリングハンドルの操舵方向が明確になり、ドライバは迷うことなく、ステアリング操舵を行うことができる。

第８の発明によれば、現在の車輪操舵角が目標車輪操舵角の範囲と重なるまで、現在の車輪操舵角の方向及び目標車輪操舵角の範囲を表示し続けるので、ステアリングハンドルの操舵方向をドライバに導くと共に、現在の車輪操舵角及び目標車輪操舵角の変化量をステアリング操舵と共にフィードバック表示することになり、ドライバは視線を前方に保ちつつ、現在の車輪操舵角及び目標車輪操舵角の変化量を視認できるようになる。

本発明に係るステアリングハンドルの実施形態の一例を説明するブロック図である。 図１に示したステアリングハンドルの構成の一例を示す概略図である。 駐車時における動作を説明するフローチャートである。 操舵前のステアリングハンドルの状態を示す図である。 図４に示した操舵前のステアリングハンドルの状態を表示するＨＵＤを示す図である。 操舵後のステアリングハンドルの状態を示す図である。

以下、本発明に係るステアリングハンドルの実施形態について、図１〜図６を参照して説明を行う。

[実施例１]
図１は、本実施例のステアリングハンドルを説明するブロック図である。まず、図１を参照して、本実施例のステアリングハンドルについて説明を行う。

本実施例のステアリングハンドルは、ドライバに把持されて車両の操舵輪の操舵を行うグリップ２０（把持部）と、グリップ２０のドライバ側の面の全周に設けられた表示装置２１（表示部）と、後述する現ホイール角Ａ（現在の車輪操舵角）の方向及び目標ホイール角Ｔ（目標車輪操舵角）の範囲を表示装置２１に表示する制御装置３０（表示制御部）とを有する。

表示装置２１としては、例えば、グリップ２０の全周に設けられた環状の表示パネル（例えば、液晶パネル）やタッチパネルでも良いし、又は、グリップ２０の全周に等間隔で設けられた複数の可変色発光素子（例えば、可変色のＬＥＤ）でも良い。

制御装置３０には、車両の操舵輪のホイール角を検出するホイール角センサ４１と、車両のステアリングハンドルのハンドル角を検出するハンドル角センサ４２と、車両の車速を検出する車速センサ４３と、車両の変速位置を検出する変速位置センサ４４と、車両の周辺を撮影するカメラ４５（路面状況検出手段、撮影手段）と、車両の駐車位置での傾斜を検出する加速度センサ４６（傾斜検出手段）とが接続されている。カメラ４５は、車両の前方、後方及び側方に設けた複数のカメラからなり、これらを用いて、車両の周辺を撮影するようにしている。

なお、後述するように、カメラ４５による画像の画像処理により、路面状況を認識しているが、カメラ４５とは別に、車両の駐車位置の路面状況を検出するセンサを設けても良い。また、加速度センサ４６に代えて、ナビゲーション・システムを用いても良く、その場合、ナビゲーション・システムが有する勾配情報を用いて、車両の駐車位置での傾斜を検出すれば良い。

そして、制御装置３０は、演算部３１と処理部３２とを有しており、詳細は後述するが、ホイール角センサ４１、ハンドル角センサ４２、車速センサ４３、変速位置センサ４４、カメラ４５、加速度センサ４６から入力された入力情報に基づいて、演算部３１において、所定の演算を行い、処理部３２において、所定の処理を行って、表示装置２１などへ出力情報を出力している。

制御装置３０の処理部３２からの出力情報は、主に、グリップ２０に設けた表示装置２１に出力されるが、表示装置２１だけでなく、ドライバの目線上に設けたＨＵＤ（Head-UP Display）などの表示装置５１に出力しても良いし、ドライバへの警告時には、警報装置５２へ出力しても良い。

なお、制御装置３０は、表示装置２１と共にグリップ２０に設けても良いし、グリップ２０以外のステアリングハンドルの部分（例えば、ステアリングパッドの部分など）に設けても良いし、ステアリングハンドル以外の部分（例えば、ステアリングハンドルを回転可能に支持する支持部分など）に設けたりしても良い。

次に、図２を参照して、表示装置２１での基本的な表示について説明する。なお、図２は、図１に示したステアリングハンドルの構成の一例を示す概略図である。

制御装置３０は、ホイール角センサ４１からの入力情報に基づいて、演算部３１において、車両の操舵輪の現在のホイール角θｗ（点線参照）を演算し、処理部３２において、演算したホイール角θｗに対応する現ホイール角Ａの出力情報を表示装置２１に出力する。そして、表示装置２１は、図２に示すように、処理部３２からの出力情報に基づいて、表示装置２１上に現ホイール角Ａの方向を表示する。現ホイール角Ａとしては、後述するように、目標ホイール角Ｔとの差分に応じた色、形及び点灯パターンの領域を表示装置２１上に表示すれば良い。

このとき、制御装置３０は、ハンドル角センサ４２からの入力情報に基づいて、演算部３１において、車両のステアリングハンドルの現在のハンドル角を演算し、処理部３２においては、演算したハンドル角を考慮して、現ホイール角Ａの出力情報を補正しており、現ホイール角Ａの方向を表示装置２１上の正しい位置に表示するようにしている。

これは、ステアリングハンドルのハンドル角の変化量と操舵輪のホイール角の変化量とが同じではなく（１対１に対応していない）、現ホイール角Ａを表示装置２１上の同じ位置に表示したままにしていると、現ホイール角Ａが本来表示すべき位置からずれてしまうからである。そのため、演算したハンドル角を考慮して、現ホイール角Ａの方向を表示装置２１上の正しい位置に表示するようにしている。このハンドル角を考慮した表示は、後述する目標ホイール角Ｔでも同様である。

以上が表示装置２１での基本的な表示の説明であるが、駐車時においては、図４に示すように、更に、目標ホイール角Ｔの範囲も表示するようにしている。

そこで、図３〜図６を参照して、駐車時における表示装置２１での表示について説明する。なお、図３は、駐車時における動作を説明するフローチャートである。また、図４は、操舵前のステアリングハンドルの状態を示す図であり、図５は、図４に示した操舵前のステアリングハンドルの状態を表示するＨＵＤを示す図である。また、図６は、操舵後のステアリングハンドルの状態を示す図である。ここでは、駐車位置が下り坂の場合を例に取って以降の説明を行う。また、道路は、左側通行とする。

（ステップＳ１）
制御装置３０は、自車両が駐車状態にあるかどうかを確認する。例えば、車速センサ４３を用いて、自車両が停止している状態か確認すると共に、変速位置センサ４４を用いて、ギアがＰレンジに入っているか確認している。つまり、自車両が停止した状態であり、かつ、ドライバがギアをＰレンジに入れたとき、以下の支援が始まる。なお、例えば、サイドブレーキを引いた後に、自車両の車速及びギアを確認し、上記条件を満たしているときに、支援を始めるようにしても良い。

（ステップＳ２）
次に、制御装置３０は、加速度センサ４６を用いて、自車両の駐車位置での傾斜量及び傾斜方向を検出する。ここでは、駐車位置が下り坂であるので、傾斜方向は前方となる。

（ステップＳ３）
加速度センサ４６で検出した傾斜量が所定値（例えば、１０°）以上の場合には、ステップＳ４へ進み、所定値より小さい場合には、以降の動作を行わず、終了する。つまり、自車両の駐車位置の勾配が大きい場合には、ステップＳ４へ進み、勾配が大きくない場合には、以降の動作を行わず、終了する。

（ステップＳ４〜Ｓ５）
次に、制御装置３０は、カメラ４５を用いて、自車両の駐車位置の周辺を撮影し、自車両の駐車位置の周辺状況をカメラ４５で撮影した画像の画像処理により認識する。ここでは、まず、カメラ４５で撮影した画像の画像処理により、自車両の駐車位置の周辺に、車止め手段として機能する路肩の縁石がないか捜索し、縁石を認識した場合は、認識した縁石へ到達する方向を目標ホイール角Ｔの範囲として算出する。一例として、最短距離で縁石へ到達する方向を目標ホイール角Ｔとして算出すれば良い。なお、縁石に代えて、その同等物、例えば、ガードレールや塀などでも良い。

縁石を認識できない場合は、制御装置３０は、加速度センサ４６により検出した傾斜量及び傾斜方向に基づいて、自車両の動きを制限する方向を目標ホイール角Ｔの範囲として算出する。このとき、目標ホイール角Ｔは、傾斜量が大きくなるに従って大きくなるように算出されている。

加えて、カメラ４５で撮影した画像の画像処理により、自車両の駐車位置の周辺の路面状況を認識し、認識した路面状況を考慮して、目標ホイール角Ｔを算出しても良い。これは、路面の摩擦係数を推測するためである。例えば、路面の摩擦係数に直接的な影響がある路面状況として、路面が乾いているかどうか、路面が舗装されているかどうかなどを認識すれば良い。このとき、目標ホイール角Ｔは、路面の摩擦係数が小さくなるに従って大きくなるように算出されている。

ここでは、目標ホイール角Ｔは、傾斜方向が前方であるので、即ち、下り坂であるので、ステアリングハンドルを左側（路肩側）に切るように算出される。

（ステップＳ６）
上述した現ホイール角Ａが算出した目標ホイール角Ｔの範囲と重なっているか確認し、重なっていない場合はステップＳ７へ、重なっている場合はステップＳ８へ進む。

（ステップＳ７）
現ホイール角Ａが目標ホイール角Ｔの範囲と重なっていない場合は、図４に示すように、現ホイール角Ａの方向と共に目標ホイール角Ｔの範囲を表示装置２１上に表示する。このとき、上述したように、ステアリングハンドルのハンドル角を考慮して、表示装置２１上の正しい位置に表示するようにしている。

目標ホイール角Ｔの表示部分としては、例えば、表示装置２１上に青色点灯の領域を帯状に表示する。一方、現ホイール角Ａの表示部分としては、目標ホイール角Ｔとの差分に応じた色、形及び点灯パターンを用いて表示するようにしており、例えば、目標ホイール角Ｔとの差分が比較的大きくなる場合（例えば、差分が１０°以上の場合）には、赤色点滅の領域を帯状に表示するようにし、目標ホイール角Ｔとの差分が比較的小さくなる場合（例えば、差分が１０°未満の場合）には、黄色点滅の領域を帯状に表示するようにしている。

また、目標ホイール角Ｔとの差分が比較的大きい場合には、警報装置５２を用い、音や音声などによりドライバに警告するようにしても良い。

加えて、現ホイール角Ａと目標ホイール角Ｔとの間に、現ホイール角Ａから目標ホイール角Ｔへの操舵方向（回転方向）を示す矢印Ｓを表示しており、これにより、ステアリングハンドルの操舵方向が明確になり、ドライバは迷うことなく、ステアリング操舵を行うことができる。なお、矢印Ｓに代えて、現ホイール角Ａから目標ホイール角Ｔへ向かう点滅表示を行うことで、ステアリングハンドルの操舵方向を表示しても良い。

このように、ステアリングハンドルのグリップ２０のドライバ側表面において、表示装置２１が自車両の操舵輪の現ホイール角Ａと目標ホイール角Ｔと矢印Ｓとを表示しているので、ドライバは、これらの表示に従って、ステアリング操舵を行えば良い。

なお、現ホイール角Ａ、目標ホイール角Ｔ及び矢印Ｓは、表示装置２１と共に、図５に示すように、ＨＵＤなどの表示装置５１に表示しても良い。

（ステップＳ８）
現ホイール角Ａが目標ホイール角Ｔの範囲と重なった場合、例えば、表示装置２１の表示に従うステアリング操舵により、現ホイール角Ａが目標ホイール角Ｔの範囲と重なった場合には、図６に示すように、現ホイール角Ａと目標ホイール角Ｔとが重なった位置を、例えば、緑色点灯の領域に変化させる。これにより、ドライバは、現ホイール角Ａが目標ホイール角Ｔの範囲と重なったことが視認できる。なお、このときには、矢印Ｓは消去されることになる。そして、現ホイール角Ａが目標ホイール角Ｔの範囲と重なれば、一連の動作は終了し、駐車後の事故の危険性を低減する状態で自車両を駐車させることになる。

もし、ドライバがステアリングハンドルを回しすぎたり、誤って、逆方向に回したりした場合には、上述したように、現ホイール角Ａを黄色や赤色の点滅の領域に変化させるようにして、ドライバに警告するようにすれば良い。このとき、警報装置５２を用い、音や音声などによりドライバに警告するようにしても良い。

以上説明したように、駐車による停車時において、表示装置２１が、現ホイール角Ａ、目標ホイール角Ｔ及び矢印Ｓを表示しているので、ステアリング操舵に伴う現ホイール角Ａ及び目標ホイール角Ｔの変化量をフィードバックして表示することになり、ドライバは視線を前方に保ちつつ、現ホイール角Ａ及び目標ホイール角Ｔの変化量を視認できるようになる。そして、ドライバは、表示装置２１上の現ホイール角Ａ、目標ホイール角Ｔ及び矢印Ｓの表示に従って、現ホイール角Ａが目標ホイール角Ｔの範囲と重なるようにステアリング操舵をすることにより、駐車後の事故の危険性を低減する状態で自車両を駐車させることができる。つまり、表示装置２１上の現ホイール角Ａ、目標ホイール角Ｔ及び矢印Ｓの表示により、ドライバに対して、駐車時の支援をすることになる。

なお、表示装置２１は、現ホイール角Ａと目標ホイール角Ｔとを、色、形及び点灯パターンのうちの少なくとも１つを互いに異なるもので表示するようにしており、これにより、互いの識別が明確になり、それらの視認性を向上させることができる。

加えて、表示装置２１は、現ホイール角Ａと目標ホイール角Ｔとが重なった場合、重なった位置において、色、形及び点灯パターンのうちの少なくとも１つを、重なっていない場合の表示から異なるものへ変更するようにしており、これにより、現ホイール角Ａが目標ホイール角Ｔの範囲と重なったことが明確になり、その視認性を向上させることができる。

上述した色としては、例えば、青、赤、黄色、緑などが用いられ、形としては、例えば、帯状、線状などが用いられ、点灯パターンとしては、点灯、点滅などが用いられる。

また、ここでは、表示装置２１の上部に、現ホイール角Ａ、目標ホイール角Ｔ及び矢印Ｓを表示し、ドライバが視線を前方に保ちつつ情報を取得することが可能となっているが、上部だけに限らず、表示装置２１の下部にも、現ホイール角Ａ、目標ホイール角Ｔ及び矢印Ｓを表示しても良い。

また、ここでは、下り坂の場合を例にとって説明を行ったが、登り坂の場合は、ステアリングハンドルの操舵方向が右側（中心線側）になり、それ以外は、上述した手順と同様の手順により、駐車時の支援を行うことができる。また、ここでは、道路が左側通行の場合を例にとって説明を行ったが、道路が右側通行の場合、下り坂の場合は、ステアリングハンドルの操舵方向が右側（路肩側）になり、登り坂の場合は、ステアリングハンドルの操舵方向が左側（中心線側）になり、それ以外は、上述した手順と同様の手順により、駐車時の支援を行うことができる。

本発明は、ステアリングハンドルとして好適なものである。

２０ グリップ
２１ 表示装置
３０ 制御装置
４１ ホイール角センサ
４２ ハンドル角センサ
４５ カメラ
４６ 加速度センサ

Claims (8)

1. ドライバに把持されて車両の操舵輪の操舵を行う把持部と、
   前記把持部の前記ドライバ側の面に設けられた表示部と、
   駐車による停車時に、前記車両に設けられた傾斜検出手段による傾斜量が所定値以上のとき、前記操舵輪の現在の車輪操舵角の方向を前記表示部に表示すると共に、前記車両に設けられた撮影手段による画像の画像処理により前記車両の周辺の車止め手段を捜索し、前記車止め手段を認識した場合、前記車止め手段へ到達する方向を目標車輪操舵角の範囲として算出し、算出した前記目標車輪操舵角の範囲を前記表示部に表示する表示制御部とを有する
   ことを特徴とするステアリングハンドル。
2. 請求項１に記載のステアリングハンドルにおいて、
   前記表示制御部は、前記現在の車輪操舵角が前記目標車輪操舵角の範囲と重なっていない場合には、前記現在の車輪操舵角の表示部分に警告を表示する
   ことを特徴とするステアリングハンドル。
3. 請求項１又は請求項２に記載のステアリングハンドルにおいて、
   前記表示制御部は、前記車止め手段を認識できない場合、前記傾斜検出手段による前記傾斜量及び傾斜方向に基づいて、前記車両の動きを制限する前記目標車輪操舵角の範囲を算出する
   ことを特徴とするステアリングハンドル。
4. 請求項３に記載のステアリングハンドルにおいて、
   前記表示制御部は、前記傾斜量及び前記傾斜方向に加えて、前記車両に設けられた路面状況検出手段による路面状況に基づいて、前記目標車輪操舵角の範囲を算出する
   ことを特徴とするステアリングハンドル。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１つに記載のステアリングハンドルにおいて、
   前記表示制御部は、前記現在の車輪操舵角が前記目標車輪操舵角の範囲と重なっていない場合には、前記現在の車輪操舵角の表示部分の色、形及び点灯パターンのうちの少なくとも１つを用いて警告を表示する
   ことを特徴とするステアリングハンドル。
6. 請求項１から請求項４のいずれか１つに記載のステアリングハンドルにおいて、
   前記表示制御部は、前記把持部の操舵により前記現在の車輪操舵角が前記目標車輪操舵角の範囲と重なった場合には、重なった位置において、色、形及び点灯パターンのうちの少なくとも１つを重なっていない場合の表示から異なるものへ変更する
   ことを特徴とするステアリングハンドル。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１つに記載のステアリングハンドルにおいて、
   前記表示制御部は、前記現在の車輪操舵角から前記目標車輪操舵角への操舵方向を表示する
   ことを特徴とするステアリングハンドル。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１つに記載のステアリングハンドルにおいて、
   前記表示制御部は、前記現在の車輪操舵角が前記目標車輪操舵角の範囲と重なるまで、前記現在の車輪操舵角の方向及び前記目標車輪操舵角の範囲を前記表示部に表示し続ける
   ことを特徴とするステアリングハンドル。

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