JP2015101310A - 車両の走行状態表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】運転者に車両の走行状態に関する十分な情報を伝達できる車両の走行状態表示装置を提供する。【解決手段】随時算出される各車輪の駆動力と、その駆動力に応じて変化する車両加速度Gの大きさと方向とが、車内ディスプレイ62の模擬車両図64上に同時に表示されるため、運転者は、各車輪の駆動力、および車両加速度Gの大きさと方向との関係を随時把握することができる。従って、運転者はこれらの関係を踏まえた運転が可能となる。【選択図】図3
Description
本発明は、車両の走行状態表示装置に係り、特に、車内ディスプレイに表示される模擬車両図を用いて車両の走行状態を表示する表示装置に関する。
車内ディスプレイに表示される模擬車両図を用いて車両の走行状態を表示する表示装置が知られている。特許文献1の車両用トルク表示装置もその1つである。特許文献1にあっては、模擬車両図上の各駆動輪の駆動力が複数個のセグメントで表示されている。また、他の表示装置の態様として、車両加速度や操舵角を単独で表示するものも提案されている。
ところで、特許文献1のような走行中の各車輪の駆動力配分を表示して、運転者に駆動力配分状態を随時知らせるものは提案されているが、駆動力配分とその駆動力配分と関連するパラメータとの関連性を直感的に把握できる表示とはなっていなかった。例えば駆動力配分が変化すると、それに応じて車両加速度が変化する。しかしながら、特許文献1をはじめとする従来の表示装置では、各車輪の駆動力と車両加速度などそれに関連するパラメータとがそれぞれ単独で表示されており、これらの関係がわかりにくいものとなっていた。従って、運転者には、走行状態に関する情報が十分に伝達されておらず、改善の余地があった。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、運転者に車両の走行状態に関する十分な情報を伝達できる車両の走行状態表示装置を提供することにある。
上記目的を達成するための、第1発明の要旨とするところは、(a)車内ディスプレイの模擬車両図を用いて車両の走行状態を表示する車両の走行状態表示装置であって、(b)前記模擬車両図上ないしその近傍に、少なくとも前輪もしくは後輪の駆動力、および車両加速度の大きさと方向とを表示することを特徴とする。
このようにすれば、少なくとも前輪もしくは後輪の駆動力と、その駆動力に応じて変化する車両加速度の大きさと方向とが模擬車両図上ないしその近傍に同時に表示されるため、運転者は、車輪の駆動力、および車両加速度の大きさと方向との関係を随時把握することができる。従って、運転者はこれを踏まえた運転が可能となる。
また、第2発明の要旨とするところは、第1発明の車両の走行状態表示装置において、前記車両加速度大きさおよび方向の表示は、直接検出された車両加速度ないしは計算に基づいて算出された車両加速度を、前記模擬車両図上で視覚的に把握可能な状態に変換したものである。このようにすれば、直接検出された車両加速度ないしは算出された車両加速度が、模擬車両図上で視覚的に把握可能な状態に変換されるので、走行中であっても車両加速度の状態を視覚で容易に把握することができる。
また、第3発明の要旨とするところは、第1発明または第2発明の車両の走行状態表示装置において、前記車両加速度の大きさと方向は、同心に配置されている複数個の同心円上に配置されている記号の位置で表示され、その記号の位置が前記同心から遠ざかるほど車両加速度が大きい。このようにすれば、記号の位置から車両加速度の方向を把握でき、また、同心円の中心と記号との間の距離から車両加速度の大きさについても容易に把握することができる。
また、第4発明の要旨とするところは、第3発明の車両の走行状態表示装置において、前記同心円の中心は、前記模擬車両図の中心近傍ないしは運転者着座位置近傍とする。模擬車両図の中心近傍に同心円の中心が位置することで、車両加速度の表示が見やすくなり、また、運転者着座位置近傍に同心円の中心が位置することで、車両加速度が運転者に感覚的に伝わりやすくなる。
また、第5発明の要旨とするところは、第3発明または第4発明の車両の走行状態表示装置において、前記記号の移動軌跡を示す残像を表示し、過去の像ほど薄く表示される。このようにすれば、車両加速度の移動軌跡から車両加速度の変化を容易に把握することができる。
また、第6発明の要旨とするところは、第3発明乃至第5発明の何れか1の車両の走行状態表示装置において、前記記号の大きさ、濃淡ないしは色をその記号の位置に応じて変更し、その記号の位置が前記複数個の同心円の中心から遠ざかるほど、ないしは前記同心円の中心と前記記号との距離が所定距離に到達すると、その記号を大きく表示する、濃色表示する、ないしは別色で表示する。このようにすれば、記号の大きさ、濃淡、色によって車両加速度の大きさが一層明確になる。
また、第7発明の要旨とするところは、第3発明乃至第6発明の何れか1の車両の走行状態表示装置において、前記車両の遠近表示に合わせて、前記同心円も遠近表示する。このように同心円が車両の遠近表示に合わせて表示されることで、同心円の表示上の違和感をなくすことができる。
また、第8発明の要旨とするところは、第1発明または第2発明の車両の走行状態表示装置において、前記車両加速度の大きさと方向とを、前記模擬車両図上の一点を原点とする矢印で表示する。このようにすれば、矢印の方向から車両加速度の方向を把握することができ、さらに矢印の長さや太さから、車両加速度の大きさを容易に把握することができる。
また、第9発明の要旨とするところは、第3発明乃至第6発明の何れか1の車両の走行状態表示装置において、前記車両加速度の検出ないし算出に異常が発生した場合は、前記記号を前記同心円の中心に固定する、ないしは前記記号を表示しない。このようにすれば、前記異常の発生を運転者は即座に認識することができる。
また、第10発明の要旨とするところは、第1発明の車両の走行状態表示装置において、運転者の操舵量を、前記模擬車両図のタイヤの切れ角で表示する。このようにすれば、模擬車両図上でタイヤの切れ角がさらに表示され、運転者は、タイヤの切れ角の変化による駆動力変化や車両加速度の変化を随時把握することができる。
また、第11発明の要旨とするところは、第10発明の車両の走行状態表示装置において、前記運転者の操舵量に対し、駆動力配分制御が切り換わるタイミングで表示量を変更する。このようにすれば、運転者の操舵量と車輪の駆動力配分との関連性を把握することができる。
また、第12発明の要旨とするところは、第10発明または第11発明の車両の走行状態表示装置において、前記車両の常用運転域での車両加速度の変化が、表示上切り換わりやすくなるようにゲインが設定されている。このようにすれば、車両の常用運転域において車両加速度の表示の感度が高くなり、小さな車両加速度の変化であってもその変化が模擬車両図上に表示され、運転者はその変化を把握することができる。
また、第13発明の要旨とするところは、第10発明ないし第12発明の何れか1の車両の走行状態表示装置において、前記運転者の操舵量の検出に異常が生じた場合には、前記切れ角を零に設定する。このようにすれば、操舵量が変化してもタイヤの切れ角が変化しないので、運転者は、操舵量の検出の異常を即座に認識することができる。
また、第14発明の要旨とするところは、第9発明または第13発明の車両の走行状態表示装置において、前記異常が発生した場合には、前記模擬車両図の表示部の一部ないし全部を消灯ないしは点滅させる、その模擬車両図上に文字ないし記号を表示する、あるいは音声を発生させることで、その異常の発生を運転者に報知する。このようにすれば、異常が発生するとその異常を運転者に報知する制御が実行されるので、運転者にその異常の発生を確実に認識させることができる。
また、第15発明の要旨とするところは、第1発明乃至第14発明の何れか1の車両の走行状態表示装置において、前記車両は、前後輪の駆動力配分、左右車輪の駆動力配分、ないしそれら両方の駆動力配分が可能な駆動装置を備える。これより、模擬車両図上に前後輪の駆動力配分、左右車輪の駆動力配分が表示され、さらに、車両加速度が表示されることで、各車輪の駆動力配分と車両加速度との関係を随時把握することができる。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
図1は、本発明が適用される車両10の概略構成を説明する図であると共に、車両10における各種制御の為の制御機能及び制御系統の要部を説明する図である。図1において、車両10は、エンジン12、左右の前輪14L,14R(以下、特に区別しない場合には前輪14という)、左右の後輪16L,16R(以下、特に区別しない場合には後輪16という)、エンジン12と前輪14との間の動力伝達経路であるエンジン12の動力を前輪14に伝達する第1の動力伝達経路、エンジン12と後輪16との間の動力伝達経路であるエンジン12の動力を後輪16に伝達する第2の動力伝達経路などを備えている。エンジン12は、例えばガソリンエンジン或いはディーゼルエンジン等の内燃機関であって、駆動力を発生する駆動力源である。前輪14は、二輪駆動走行状態(2WD走行状態)及び四輪駆動走行状態(4WD走行状態)のときに共に、前記第1の動力伝達経路を介してエンジン12から動力が伝達される駆動輪となる主駆動輪である。後輪16は、2WD走行状態のときに従動輪となり且つ4WD走行状態のときに前記第2の動力伝達経路を介してエンジン12から動力が伝達される駆動輪となる副駆動輪である。従って、車両10は、FFベースの前後輪駆動車両(4輪駆動車両)である。
前記第1の動力伝達経路は、変速機18、フロントデフ20、左右の前輪車軸22L,22R(以下、特に区別しない場合には前輪車軸22という)などを備えている。前記第2の動力伝達経路は、変速機18、エンジン12の動力を後輪16に分配する前後輪動力分配装置であるトランスファ24、トランスファ24にて分配されたエンジン12の動力を後輪16へ伝達する駆動力伝達軸であるプロペラシャフト26、プロペラシャフト26から入力された駆動力を左右の後輪16に配分する左右駆動力配分機構30、左右の後輪車軸32L,32R(以下、特に区別しない場合には後輪車軸32という)などを備えている。車両10は、エンジン12により発生させられた駆動力(トルク)を車両10の走行状況に応じて前後輪に配分するとともに、左右の後輪16の駆動力(トルク)配分が可能な駆動装置を備えた車両の一例であり、左右駆動力配分機構30によって低燃費でトラクション性能に優れた駆動系(動力伝達装置)を提供できる。
変速機18は、エンジン12と前輪14との間の前記第1の動力伝達経路及びエンジン12と後輪16との間の前記第2の動力伝達経路のうちの共通する動力伝達経路の一部を構成し、エンジン12の動力を前輪14側や後輪16側へ伝達する。変速機18は、例えば変速比γ(=変速機入力回転速度Nin/変速機出力回転速度Nout)が異なる複数の変速段が選択的に成立させられる公知の遊星歯車式多段変速機、変速比γが無段階に連続的に変化させられる公知の無段変速機、或いは公知の同期噛合型平行2軸式変速機などである。
左右駆動力配分機構30は、車両の走行状態に応じて、プロペラシャフト26から伝達される駆動力を左右の後輪16に伝達する。左右駆動力配分機構30は、後輪16L側および後輪16R側にそれぞれ設けられている、例えば湿式多板クラッチで構成される一対の電子制御カップリング(28L、28R)を含んで構成されており、その一対のカップリング(28L、28R)の係合力が調整されることで、左右の駆動力配分ならびに前後輪駆動力配分を調整することができる。例えば、後輪16L側のカップリング28Lの係合力が増加するに従って、後輪16Lに伝達される駆動力が増加し、後輪16R側のカップリング28Rの係合力が増加するに従って、後輪16R側に伝達される駆動力が増加するように構成されている。これより、一対のカップリング(28L、28R)の係合力を制御することで、左右の後輪16のトルク配分を0:100〜100:0の間で連続的に制御することができる。また、一対のカップリング(28L、28R)が何れも開放される場合、後輪16には駆動力が伝達されない。すなわち、後輪14への駆動力配分が零となる2輪駆動走行(2WD走行)となる。なお、左右の駆動力配分機構30は公知の技術であるため、具体的な構造や作動に関する詳細な説明は省略する。
車両10は、例えば前後輪の駆動力配分ならびに左右後輪16の駆動力配分を制御したり、車両10の走行状態を表示する模擬車両図の表示状態を制御する電子制御装置40を備えている。図2は、上記車両10の駆動状態を制御する電子制御装置40(4WD−ECU42、表示系制御ECU46等)の制御機能(制御構成)を説明する機能ブロック線図である。電子制御装置40は、例えばCPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUはRAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、車両10の駆動状態を車両の走行状態に応じて制御する。電子制御装置40には、各種センサによって検出される情報が供給される。例えば各車輪の回転速度を検出する車輪速センサによって検出される各車輪速Nr、加速度センサによって検出される車両加速度G(車両前後加速度および車両左右加速度を含む)、ヨーレートセンサによって検出される車両のヨーレートY(ヨー角)、操舵角センサによって検出される操舵角θ、運転席に設けられている4WDモードスイッチからのモード切替信号等の情報が供給される。また、電子制御装置40には、エンジン12を制御する図示しないエンジンECU(E/G−ECU)等から、要求駆動力Tr(駆デマ要求)や要求制動力Br(ブレーキ要求)などが供給される。また、図示しないが、車速センサによって検出される車速V、アクセル開度センサによって検出されるアクセル開度Acc、スロットル開度センサによって検出されるスロットル開度θth、エンジン回転速度センサによって検出されるエンジン回転速度Ne、ナビゲーションシステムからの道路勾配情報等も供給される。なお、車両加速度Gについては、車速センサによって検出される車速Vの変化量を随時算出することで求めることもできる。また、電子制御装置40および車内ディスプレイ62の模擬車両図64等を含んで、本発明の走行状態表示装置が構成される。
また、電子制御装置40は、センサ信号処理部48、走行状態判定部50、4WD駆動力演算部52、左右駆動力配分制御部56、フェール・ダイアグ制御部58、および表示制御部60を機能的に含んで構成されている。
センサ信号処理部48は、各種センサから出力される電圧信号を、各種センサに基づく情報として信号処理し、車両走行状態判定部50に出力する。車両走行状態判定部50は、現在の走行状態を、センサ信号処理部48によって処理された各種情報、具体的には、車輪速センサによって検出される車輪速Nr、加速度センサによって検出される車両加速度G、ヨーレートセンサによって検出されるヨーレートY、操舵角センサによって検出される操舵角θ、要求駆動力Tr、要求制動力Br等の情報に基づいて車両10の最適な駆動状態を判定する。
車両走行状態判定部50は、例えばアクセル開度Acc、要求駆動力Tr、並びに車速V等に基づいて車両の駆動力変化が小さい定常走行状態にあると判断すると、左右駆動力配分機構30に備えられている一対のカップリング(28L、28R)を開放して後輪16への駆動力配分を零とする2輪駆動走行(2WD走行)するよう判定し、駆動力変化が大きいと判断した場合には、一対のカップリング28(28L、28r)を係合乃至スリップ係合させて後輪16に駆動力を配分する4輪駆動走行(4WD走行)するよう判定する。また、車両走行状態判定部50は、例えば操舵角θ並びにヨーレートYに基づいて車両が旋回中でないことを判断すると2WD走行するよう判定し、車両が旋回中であることを判断すると、車両10がスムーズに旋回するよう後輪16に最適な駆動力を配分して4WD走行するよう判定する。また、車両走行状態判定部50は、ナビゲーションシステムからの情報に基づいて路面が雪道などの低μ路であることを判断すると、4WD走行するよう判定する。また、車両走行状態判定部50は、車輪速Nrに基づいて前後輪の回転速度差が所定値を超えたことを判断すると、スリップを抑制するために4WD走行するよう判定する。
4WD駆動力演算部52は、各種センサからの入力信号に基づいて最適な前後輪および左右後輪の駆動力配分を算出する。4WD駆動力演算部52は、例えば走行中のスロットル開度θth、エンジン回転速度Neなどの信号からエンジントルクTeを算出し、最大限の加速性能が確保されるように前後輪の駆動力配分を算出する。また、4WD駆動力演算部52は、例えばスロットル開度θth、車速V、車輪速Nrなどから、運転者の操作状況や車両の駆動力変化が安定していると判定すると、後輪14への駆動力配分を低下させて、前輪駆動に近い状況にして燃費を向上させる。また、4WD駆動力演算部52は、例えば低速での旋回時においてタイトコーナブレーキング現象を防止するため、後輪14への駆動力配分を低下させる。なお、車両走行状態判定部50に基づいて、車両の走行状態を2WD走行とするよう判定された場合には、一対のカップリング28の係合力が零に制御されることで、後輪14への駆動力配分が零となる。
左右駆動力配分制御部56は、走行状態判定部50および4WD駆動力演算部52によって算出された駆動力配分となるように、左右駆動力配分機構30の一対のカップリング28の係合力を制御する電磁ソレノイドに指令信号を出力する。
フェール・ダイアグ制御部58は、車両10の駆動状態を切り替えるシステムの異常を検出する。例えば、電源がオンされると、電子制御装置40の通信状態、各センサなどのセルフチェック行い、さらに一対のカップリング20を制御する電磁ソレノイドに電流を流してこれらが正常に作動するか否かを判定する。フェール・ダイアグ制御部58は、何らかの異常が検出されると、その異常を表示系制御ECU46に送信する。
表示系制御ECU46は、車内ディスプレイ62上に設けられている模擬車両図64の表示状態を制御する表示制御部60を機能的に備えている。表示制御部60は、車両走行状態判定部50、4WD駆動力演算部52、およびフェール・ダイアグ制御部58からの情報に基づいて、車内ディスプレイ62上に設けられている模擬車両図64を用いて車両10の駆動状態を表示する。以下、表示制御部60によって表示される、車内ディスプレイ62の模擬車両図64上に表示される駆動状態の表示態様を示す。
図3は、模擬車両図64の一態様を示している。図3の模擬車両図64では、車両10が斜め後方から見た斜視図で遠近表示されている。具体的には、表示上のエンジン70(エンジン12に相当)、表示上の変速機72(変速機18に相当)、表示上のトランスファ74(トランスファ24に相当)、表示上のプロペラシャフト76(プロペラシャフト26に相当)、表示上の左右駆動力分配機構78(左右駆動力分配機構30に相当)、表示上の前輪車軸80L、80R(前輪車軸22に相当)、表示上の後輪車軸82L、82R(後輪車軸32に相当)、表示上の左右の前輪84L、84R(左右の前輪14に相当)、および表示上の左右の後輪86L、86R(左右の後輪16に相当)が示されている。すなわち、車両10の駆動装置(駆動系)を構成する主な部材が表示されている。
表示制御部60は、各車輪(84L、84R、96L、96R)の傍に、各車輪の駆動力(配分)を示すセグメントを表示する。なお、図3にあっては、黒塗りのセグメントが点灯状態を示し、白抜きのセグメントが消灯状態を示している。この点灯状態のセグメントの数が多いほど、駆動力配分が大きいことを示している。例えば図3にあっては、前輪84の各車輪のセグメントがそれぞれ3個点灯し、後輪86の各車輪のセグメントが2個点灯しており、各車輪に駆動力が伝達される4WD走行状態であることを示している。また、2WD走行状態にあっては、後輪86のセグメントが全て消灯し、前輪84のセグメントが全て(5個)点灯する。また、左右駆動力配分機構30によって左右の駆動力配分が異なる場合には、それに応じて左右の後輪86の点灯するセグメントの数が異なって表示される。なお、点灯するセグメントの数は、4WD駆動力演算部52によって算出される各車輪の駆動力からその配分比を算出し、その大きさに基づいて決定される。
また、表示制御部60は、操舵角センサによって検出される、運転者の操舵量に対応する操舵角θに応じて前輪84の切れ角を段階的に変化させて表示する。例えば、図3にあっては、車両10が右旋回していることを示している。そして、操舵角θが大きくなるほど、前輪84の切れ角も大きく表示される。また、直進中であれば、後輪86と同様に前輪84が直進状態で表示される。このように、運転者の操舵量(操舵角θ)が前輪84の切れ角で表示される。図4は、操舵角θ(操舵量)と前輪14の切れ角表示量をとの関係を示している。図4(a)の横軸が操舵角θ(操舵量)を示し、縦軸が前輪84(タイヤ)の切れ角表示量を示している。この縦軸の切れ角表示量(1〜5)は、図4(b)に表示の前輪84の切れ角(スリップ角)の表示1〜5(表示2、4は省略)に対応していている。具体的には、図4(a)に示すように、操舵角θが0度〜90度の間は切れ角表示量が1となり、このとき、図3の前輪84が、図4(b)の実線で示す表示1に対応する切れ角(直進状態表示)で表示される。なお、図4(b)にあっては、前輪84の切れ角をわかりやすいように平面で示しているが、図3の模擬車両図64では斜視図で表示されるものとする。また、図4(a)に示すように操舵角θが180度〜270度の間は図4(a)に示す切れ角表示量が3となり、このとき、図3の前輪84が、図4(b)の破線で示す表示3に対応する切れ角で表示される。また、図4(a)に示すように操舵角θが360度を超えると切れ角表示量が5となり、このとき、図3の前輪84が、図4(b)の一点鎖線で示す表示5に対応する切れ角で表示される。なお、図4(b)にあっては、切れ角表示量2および4が省略されているが、実際には表示1と表示3との間に表示2に対応する前輪84の切れ角が存在し、表示3と表示5との間に表示4に対応する切れ角が存在しており、表示の数が大きくなるほど前輪84の切れ角も大きく表示される。
また、表示制御部60は、加速度センサないしは計算によって算出された車両加速度Gを、模擬車両図上でその車両加速度Gの大きさおよび方向が視覚的に把握できる状態に変換して表示する。模擬車両図64の中心近傍には、共通の中心66に配置されている複数個(本実施例では5個)の同心円88が表示されている。なお、これら同心円88は、模擬車両図64の遠近表示に合わせて遠近表示されている。さらに、この同心円上にはボール90(本発明において記号)が表示されている。この同心円88およびボール90によって車両加速度Gの大きさおよび方向が示されている。例えば、図3にあっては、同心円の左下側にボール90が位置している。このとき、車両前後方向では負であって車両左側に車両加速度Gが作用していることを示している。例えば、右旋回加速時にあっては、車両加速度Gは前後方向では負方向、左右方向では左方向に作用する。このようなとき、図3に示す左下側にボール90が表示される。また、例えば左旋回加速時にあっては、車両加速度Gは前後方向で負方向、左右方向で右方向に作用するため、右下にボール90が表示される。また、右旋回減速時は、車両加速度Gが前後方向で正方向、左右方向で左方向に作用するため、左上側にボール90が表示される。また、左旋回減速時は、車両加速度Gが前後方向で正方向、左右方向で右方向に作用するため、右上側にボール90が表示される。さらに、同心円の中心66からボール90の位置が遠ざかるほど、その車両加速度Gが大きいことを示している。
図5に、車両前後加速度GとG表示量(図3の同心円の中心からの同心円位置)との関係を示す。図5の横軸は実際に検出ないし算出された車両前後加速度G(車両加速度G)を示し、縦軸が車両前後加速度GのG表示量(同心円の中心からの同心円位置)を示している。図5に示すように、車両加速度Gが0.1GとなるとG表示量が1となる。また、車両加速度Gが0.2GとなるとG表示量が2となり、車両加速度Gが0.3GとなるとG表示量が3となり、車両加速度Gが0.4GとなるとG表示量が4となり、車両加速度が0.5以上となるとG表示量が5となる。このG表示量の数は、図3の複数個の同心円88に対応している。具体的に説明すると、図3において、最内周の円がG表示量1の同心円88に対応し、そのG表示量1に対応する同心円(最内周の同心円)から最外周の同心円88に向かって順番に、G表示量2、G表示量3、G表示量4、およびG表示量5の同心円(最外周の同心円)に対応している。そして、G表示量が決定されると、それに対応する同心円上にボール90が配置される。例えばG表示量が1であった場合には、G表示量の1に対応する同心円(最内周の同心円)上にボール90が配置される。このようにして、表示制御部60は、検出した車両加速度Gから図5に基づいてG表示量を決定し、決定されたG表示量に対応する同心上にボール90を表示する。そして、車両加速度Gが大きくなるほどG表示量も大きくなるので、外周側の同心円88にボール90が配置され、ボール90の位置が中心66から遠ざかる。なお、図5にあっては、車両前後加速度によってG表示量が決定されているが、車両左右加速度も考慮して決定することもできる。
また、ボール90の位置が同心円88の中心66から遠ざかるほど、ボール90の大きさを大きくする、濃色表示する、ないしはボール90の色を切り換えてボール90を連続的に変化させることで、車両加速度Gの大きさを一層明確にすることもできる。例えば、図3のボール90は、ボール90よりも内周側の同心円88に配置されたときのボール90'に比べて大きく表示される。或いは、同心円88の中心66とボール90との距離が予め設定されている所定距離に到達(接近)する毎に、ボール90の大きさを大きくする、濃色表示する、ないしはボール90の色を切り換えてボール90を段階的に変化させることで、車両加速度Gの大きさを一層明確にすることもできる。
表示制御部60は、各車輪の駆動力、車両加速度G、並びに前輪84の切れ角を同時に表示することで、各車輪の駆動力に基づく車両加速度Gの関係を把握することが可能となり、運転者はこれに応じた運転が可能となる。さらに、前輪84の切れ角が操舵角θに応じて段階的に表示されることで、前輪84の切れ角の変化に基づく駆動力配分および車両加速度Gの変化を把握することができる。
また、表示制御部60は、フェール・ダイアグ制御部58によって、加速度センサ等に異常が発生して車両加速度Gを検出できないことが判断されると、ボール90を同心円88の中心66に固定して表示する、あるいはボール90を表示しないことで異常の発生を報知する。また、異常の発生を報知する他の態様として、例えば、模擬車両図全体ないしは同心円88を点滅、消灯、あるいは図6に示すように破線等で表示するなどして異常の発生を報知することもできる。また、図6に示すような文字や記号を模擬車両図上に表示することで異常の発生を報知することもできる。また、音声によって異常の発生を報知することもできる。また、これらを組み合わせて異常の発生を報知しても構わない。
また、表示制御部60は、フェール・ダイアグ制御部58によって、操舵角センサ等に異常が発生して操舵角θを検出できないことが判断されると、模擬車両図64の前輪84の切れ角を零に固定するなどして異常の発生を報知する。また、異常の発生を報知する他の態様として、前輪84を消灯、点滅させるなどして報知することもできる。また、図6のような文字や記号によって異常を報知することもできる。また、音声によって異常の発生を報知することもできる。また、これらを組み合わせて異常の発生を報知しても構わない。
図7は、電子制御装置40の制御作動の要部、運転者が車両10の走行状態を随時把握できる模擬車両図を表示する制御作動を説明するフローチャートである。このフローチャートは、例えば数msec乃至数十msec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。
先ず、4WD駆動力演算部52および表示制御部60に対応するステップS1(以下、ステップを省略する)において、各車輪の駆動力が算出され、その各車輪の駆動力から各車輪の駆動力配分、すなわち各車輪のセグメントの表示量が算出される。表示制御部60に対応するS2では、加速度センサや計算によって求められる車両加速度Gに基づいて、模擬車両図64の同心円上に表示するボール90の位置が算出される。表示制御部60に対応するS3では、操舵角センサによって検出される操舵角θに基づいて前輪84の切れ角が決定される。次いで、フェール・ダイアグ制御部58に対応するS4において、加速度センサや操舵角センサ等に異常が発生したか否かが判定される。S4が否定される場合、表示制御部60に対応するS5において、S1乃至S3で決定された各車輪のセグメント表示量、同心円上のボール90の位置、および前輪84の切れ角が模擬車両図上に表示される。S4が肯定される場合、表示制御部60に対応するS6において、例えば図6で示すような異常発生を報知する表示に切り換えられる。
上述のように、本実施例によれば、各車輪の駆動力と、その駆動力に応じて変化する車両加速度Gの大きさと方向とが模擬車両図64上に同時に表示されるため、運転者は、各車輪の駆動力、および車両加速度Gの大きさと方向との関係を随時把握することができる。従って、運転者はこれを踏まえた運転が可能となる。
また、本実施例によれば、加速度センサによって検出された車両加速度Gないしは算出された車両加速度Gが、模擬車両図上で視覚的に把握可能な状態に変換されるので、走行中であっても車両加速度Gの状態を視覚で容易に把握することができる。
また、本実施例によれば、同心円88に配置されるボール90の位置から車両加速度Gの方向を把握でき、また、同心円88の中心66とボール90との間の距離から車両加速度Gの大きさについても容易に把握することができる。
また、本実施例によれば、模擬車両図64の中心近傍に同心円88の中心66が位置することで、車両加速度Gの表示が見やすくなる。
また、本実施例によれば、ボール90の大きさ、濃淡ないしは色をボール90の位置に応じて変更し、そのボール90の位置が同心円88の中心66から遠ざかるほど、そのボール90を大きく表示する、濃色表示する、ないしは別色で表示することで、車両加速度Gの大きさが一層明確になる。
また、本実施例によれば、模擬車両図64に記載される同心円88が車両の遠近表示に合わせて表示されることで、同心円88の表示上の違和感をなくすことができる。
また、本実施例によれば、車両加速度Gの検出ないし算出に異常が発生した場合は、ボール90を表示しないことで、前記異常の発生を運転者は即座に認識することができる。また、操舵角θの検出に異常が発生した場合には、前輪84の切れ角を零に設定することで、運転者は、操舵角θの検出の異常を即座に認識することができる。さらに、前記異常が発生した場合には、模擬車両図64の表示部の一部ないし全部を消灯ないしは点滅させる、模擬車両図上に文字ないし記号を表示する、あるいは音声を発生させることで、その異常の発生を運転者に報知するこで、運転者にその異常の発生を確実に認識させることができる。
また、本実施例によれば、操舵角θを模擬車両図64の前輪84の切れ角で表示することで、運転者は、前輪84の切れ角の変化による駆動力変化や車両加速度Gの変化を随時把握することができる。
つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
図8は、本発明の他の実施例である模擬車両図100の態様を示している。図8の模擬車両図100にあっては、車両加速度Gを示す複数個の同心円102の中心104が運転者着座位置近傍に設定されている。このような位置に同心円102の中心104が設定されることで、模擬車両図100において運転者を中心にして車両加速度Gが表示されるので、運転者にとって車両加速度Gが感覚的にも一層把握しやすくなる。
上述のように、本実施例においても前述の実施例と同様の効果を得ることができ、同心円102の中心104を運転者着座位置近傍に設定することで、運転者が車両加速度Gを感覚的にも一層把握しやすくなるという効果も得ることができる。
図9は、本発明のさらに他の実施例である模擬車両図110の態様を示している。図9の模擬車両図110にあっては、図3で示した模擬車両図64の車両加速度Gの大きさおよび方向を示すボール90に代わって、車両加速度Gが矢印114で表示されている。図9に示す矢印114は、同心円112の中心を根元にして、その先端が車両加速度Gの作用する方向を指し示している。また、矢印114の長さが車両加速度Gの大きさを示しており、矢印114の長さが長くなるに従って車両加速度Gの大きさも大きくなる。このようにして、車両加速度Gの方向および大きさを矢印114を用いて表示することもできる。また、車両加速度Gの検出に異常が発生した場合には、例えば矢印を消灯、点滅させるなどして異常の発生を報知しても構わない。また、車両加速度Gが大きくなるに従って、矢印114の太さを太くするなどして、車両加速度Gの大きさを一層明確に表示することもできる。
上述のように、本実施例においても前述の実施例と同様の効果を得ることができ、また、前述したボール90に代わって車両加速度Gの大きさを矢印114で表示することでも車両加速度Gの方向や大きさを容易に把握することができる。
図10は、本発明のさらに他の実施例である模擬車両図120の車両加速度Gを示す同心円124の一部(右上のみ)を拡大したものである。なお、模擬車両図120の他の表示部については前述の実施例と同様であるため省略した。図10に示す最外周に位置するボール122-aが、現時点(最新)の車両加速度Gを示している。ボール112-aの内側に位置するボール122-bが、現時点の車両加速度Gに対して所定時間前(ないしは1周期前)の車両加速度Gの状態を示している。ボール122-bのさらに内側に位置するボール122-cが、ボール122-bに対してさらに所定時間前(ないしは1周期前)の車両加速度Gの状態を示している。すなわち、ボール122-bおよびボール122-cは、過去の車両加速度Gであり、車両加速度Gの軌跡(車両加速度Gの変化)を示している。
ここで、現時点の車両加速度Gを示すボール122-aを最も濃くあるいは明るく表示し、過去の車両加速度Gを示すボール(122-b、122-c)ほど段階的に薄くあるいは暗く表示する。従って、最も過去の車両加速度Gを示すボール122-cが最も薄く表示される。このようにすると、現時点の車両加速度Gに対応するボール122-aに対して過去の車両加速度Gに対応するボール122-b、122-cが残像で表示され、現時点の車両加速度Gと過去の車両加速度Gとが区別しやすくなり、運転者が車両加速度Gの変化を把握しやすくなる。或いは、現時点の車両加速度Gを示すボール122-aを最も大きく表示し、過去の車両加速度Gを示すボール(122-b、122-c)ほど段階的に小さく表示する。従って、最も過去の車両加速度Gを示すボール122-cが最も小さく表示される。このように、ボール122の大きさを変更することでも、現時点の車両加速度Gと過去の車両加速度Gとが区別しやすくなり、運転者も車両加速度Gの変化を把握しやすくなる。
上述のように、本実施例においても前述の実施例と同様に効果が得られ、さらに、過去の車両加速度Gを模擬車両図120に表示することで、車両加速度Gの変化を随時把握でき、運転者はこれに基づいた運転を実行することができる。
図11は、本発明のさらに他の実施例における操舵角θと前輪84の切れ角表示との関係を示すものであり、前述の実施例の図4(a)に対応している。前述の図4(a)にあっては、操舵角θに対する前輪84の切れ角表示量が線形の関係にあった。これに対して本実施例では、図11に示すように、操舵角θに対する前輪84の切れ角表示量が非線形の関係にある。具体的には、例えば操舵角θが15度に到達すると前輪84の切れ角表示量が2に切り換わり、操舵角θが120度に到達すると切れ角表示量が3に切り換わり、操舵角θが180度に到達すると切れ角表示量が4に切り換わり、操舵角θが240度に到達すると切れ角表示量が5に切り換わる。本実施例においては、この切れ角表示量が切り換わる操舵角θは、車両の駆動力制御が切り換わる操舵角に設定されている。例えば、操舵角θが15度に到達すると、2WD走行から前後輪に駆動力が配分される駆動力配分制御(トルク配分制御)に移行される。すなわち、操舵角θの15度が、駆動力配分制御(トルク配分制御)に移行される閾値となる。また、例えば操舵角θが180度に到達すると、タイトコーナブレーキング現象を防止する駆動力配分制御が開始され、それに伴って前後輪間の駆動力配分が変更される。すなわち、操舵角θの180度が、タイトコーナブレーキング現象を防止する制御か開始される閾値となる。このような前後輪(ないしは左右輪)の駆動力配分に関連する制御が切り換わる操舵角θ(タイミング)において、前輪84の切れ角表示量が変化するように設定されることで、駆動力配分制御の切り換わりとともに、前輪84の切れ角表示が変更されるので、操舵角θと駆動力配分との関連性が一層わかりやすくなる。従って、運転者は、操舵角θの変化に基づく駆動力配分制御の切り換わりを容易に把握することができる。なお、具体的な制御態様については、前述した図4の操舵角θと前輪84の切れ角表示量との関係に代わって、図11に示す関係に基づいて前輪84の切れ角が表示されるだけであるので、その説明を省略する。
上述のように、本実施例においても前述した実施例と同様の効果を得ることができる。また、駆動力配分制御が切り換わる操舵角θで前輪84の切れ角表示量も切り換わるように設定されることで、操舵角θの変化に基づく駆動力配分制御の関連性を、運転者は容易に把握することができる。
図12は、本発明のさらに他の実施例における車両加速度Gと車両加速度GのG表示量(同心円の中心からの同心円位置)との関係を示しており、前述した図5に対応している。図5にあっては、車両加速度Gに対して車両加速度GのG表示量(同心円の中心からの同心円位置、ボール90の表示位置)が線形に変化していた。本実施例では、図12に示すように、車両加速度Gに対してG表示量が非線形に変化している。具体的に説明すると、車両加速度Gが小さい領域において車両加速度GのG表示量の変化が大きくなっている。すなわち、車両加速度Gが小さい領域において車両加速度GのG表示が切り換わりやすくなるように、車両加速度Gの小さい領域のゲインが大きい領域に比べて大きく設定されている。従って、車両加速度Gの小さい領域において、車両加速度Gの表示が切り換わりやすくなり、運転者は車両加速度Gの小さな変化であってもその変化を把握することができる。このような表示は、例えば車両10が常用運転領域にある場合に設定される。なお、常用運転領域は、車両10にかかる負荷が小さい運転領域(例えば低アクセル開度、低車速領域)に設定されている。
上述のように、本実施例においても前述の実施例と同様の効果を得ることができ、車両の常用運転領域において、車両加速度Gの表示が切り換わりやすくゲインが設定されることで、運転者は、車両加速度Gの小さな変化であっても把握することができる。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、前述の各実施例はそれぞれ独立した態様として記載されているが適宜組み合わせて実施することもできる。例えば、実施例1の模擬車両図64において、実施例3乃至実施例6の態様少なくとも1を適用して実施することができる。また、実施例2の模擬車両図100において、実施例3乃至実施例6の態様の少なくとも1を適用して実施することもできる。
また、前述の実施例では、模擬車両図64において車両10が斜視図で示されているが、必ずしもこれに限定されない。例えば車両10を上方から見た図、すなわち車両10が平面的に示される図であっても構わない。
また、前述の実施例では、模擬車両図上に各車輪の駆動力、車両加速度G、および前輪84の切れ角が同時に表示されているが、前輪84の切れ角が変化しない態様であっても構わない。
また、前述の実施例のフローチャートにおいて、ステップの順番は適宜変更しても構わない。例えば、ステップS4の異常検出を最初に実行することができ、ステップS1乃至S3の順番は特に限定されず自由に変更することができる。また、ステップS1乃至S3は同時に実行されても構わない。また、ステップS4およびステップS6を省略して実施することもできる。すなわち、異常が検出されたときの異常を報知する表示を省略して実施することもできる。
また、前述の実施例では、同心円状にはボール90が表示されるが、必ずしも球形状に限定されず、三角、四角、あるいは星形など運転者が車両加速度Gを把握できる記号であれば適宜変更しても構わない。
また、前述の実施例では、模擬車両図上において、車両加速度Gがボール90あるいは矢印114などで表示されているが、これらの表示態様を運転者の好みに合わせて切り換えられるように設定されていても構わない。
また、前述の実施例では、図10において、現時点の車両加速度Gに加えて過去の車両加速度Gが2つ示されているが、この過去の車両加速度Gを示す個数は特に限定されない。例えば1つ前の車両加速度Gのみ、或いは過去の車両加速度Gを3個以上示すこともできる。
また、前述の実施例では、図11において、操舵角θが15度で前輪84の切れ角表示量が切り換わり、120度、180、240度において切れ角表示量が切り換えられているが、この具体的な数値は一例であって、車両の制御態様等に応じて適宜切り換えられる。
また、前述の実施例では、前輪84の切れ角が模擬車両図上で段階的に変化させるものであったが、前輪84の切れ角を連続的に変化させるものであっても構わない。また、前後輪の切れ角を変更可能な4輪操舵システムを備えたものであれば、前輪84に加えて後輪86についても切れ角を変更して表示しても構わない。
また、前述の実施例では、電子制御装置40において、駆動状態を制御する4ED−ECU42と表示系制御ECU46とが別個に設けられているが、1つのECUで4WD−ECUおよび表示系制御ECUの機能を実行するものであっても構わない。或いは、ECUが所定の機能毎にさらに細分化されても構わない。
また、前述の実施例では、車両10はFFベースの4輪駆動車両であったが、本発明は4輪駆動車両のみ限定されるものではなく、例えば前輪駆動方式もしくは後輪駆動方式の2輪駆動車両においても適用することができる。また、車両10にあっては、後輪86に左右駆動力配分機構30が設けられているが、左右駆動力配分が設けられておらず、前後輪の駆動力配分を制御する電子制御カップリングのみが設けられている構成であっても構わない。また、後輪16でなく、前輪14側に左右駆動力配分機構が設けられている構成や、前輪14および後輪16に左右駆動力配分機構が設けられている構成であっても構わない。また、駆動力配分を可能とする具体的な構成は、本実施例に限定されるものではなく、他の構成であっても本発明を適用することができる。
また、前述の実施例では、模擬車両図において車両10が遠近表示で表示されているが、必ずしも遠近表示する必要はなく、車両10が平面的に表示されても構わない。
また、前述の実施例では、同心円の中心が模擬車両図の中心近傍、ないしは運転者の着座位置近傍に設定されているが、運転者が車両加速度Gの状態を把握しやすい位置であれば他の位置であっても構わない。
また、前述の実施例では、図5に示すように、G表示量が車両前後加速度Gに基づいて決定されているが、車両左右加速度も考慮してG表示量を決定しても構わない。
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
10:車両
14:前輪(車輪)
16:後輪(車輪)
62:車内ディスプレイ
64、100、110、120:模擬車両図
40:電子制御装置(走行状態表示装置)
88、112、124:同心円
90、122:ボール(記号)
114:矢印
14:前輪(車輪)
16:後輪(車輪)
62:車内ディスプレイ
64、100、110、120:模擬車両図
40:電子制御装置(走行状態表示装置)
88、112、124:同心円
90、122:ボール(記号)
114:矢印
Claims (15)
- 車内ディスプレイの模擬車両図を用いて車両の走行状態を表示する車両の走行状態表示装置であって、
前記模擬車両図上ないしその近傍に、少なくとも前輪もしくは後輪の駆動力、および車両加速度の大きさと方向とを表示することを特徴とする車両の走行状態表示装置。 - 前記車両加速度大きさおよび方向の表示は、直接検出された車両加速度ないしは計算に基づいて算出された車両加速度を、前記模擬車両図上で視覚的に把握可能な状態に変換したものであることを特徴とする請求項1の車両の走行状態表示装置。
- 前記車両加速度の大きさと方向は、同心に配置されている複数個の同心円上に配置されている記号の位置で表示され、該記号の位置が前記同心から遠ざかるほど車両加速度が大きいことを特徴とする請求項1または2の車両の走行状態表示装置。
- 前記同心円の中心は、前記模擬車両図の中心近傍ないしは運転者着座位置近傍とすることを特徴とする請求項3の車両の走行状態表示装置。
- 前記記号の移動軌跡を示す残像を表示し、過去の像ほど薄く表示されることを特徴とする請求項3または4の車両の走行状態表示装置。
- 前記記号の大きさ、濃淡ないしは色を該記号の位置に応じて変更し、
前記記号の位置が前記複数個の同心円の中心から遠ざかるほど、ないしは前記同心円の中心と前記記号との距離が所定距離に到達すると、該記号を大きく表示する、濃色表示する、ないしは別色で表示することを特徴とする請求項3乃至5の何れか1の車両の走行状態表示装置。 - 前記車両の遠近表示に合わせて、前記同心円も遠近表示することを特徴とする請求項3乃至6の何れか1の車両の走行状態表示装置。
- 前記車両加速度の大きさと方向とを、前記模擬車両図上の一点を原点とする矢印で表示することを特徴とする請求項1または2の車両の走行状態表示装置。
- 前記車両加速度の検出ないし算出に異常が発生した場合は、前記記号を前記同心円の中心に固定する、ないしは前記記号を表示しないことを特徴とする請求項3乃至6の何れか1の車両の走行状態表示装置。
- 運転者の操舵量を、前記模擬車両図のタイヤの切れ角で表示することを特徴とする請求項1の車両の走行状態表示装置。
- 前記運転者の操舵量に対し、駆動力配分制御が切り換わるタイミングで表示量を変更することを特徴とする請求項10の車両の走行状態表示装置。
- 前記車両の常用運転域での車両加速度の変化が、表示上切り換わりやすくなるようにゲインが設定されていることを特徴とする請求項10または11の車両の走行状態表示装置。
- 前記運転者の操舵量の検出に異常が生じた場合には、前記切れ角を零に設定することを特徴とする請求項10乃至12の何れか1の車両の走行状態表示装置。
- 前記異常が発生した場合には、前記模擬車両図の表示部の一部ないし全部を消灯ないしは点滅させる、該模擬車両図上に文字ないし記号を表示する、あるいは音声を発生させることで、該異常の発生を運転者に報知することを特徴とする請求項9または13の車両の走行状態表示装置。
- 前記車両は、前後輪の駆動力配分、左右車輪の駆動力配分、ないしそれら両方の駆動力配分が可能な駆動装置を備えることを特徴とする請求項1乃至14の何れか1の車両の走行状態表示装置。
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