(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
実際には存在しない仮想の先行車を運転者の前方に表示する仮想先行車表示手段と、
自車両前方の道路状況を検出する前方道路状況検出手段と、
自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
前記前方道路状況検出手段により検出された前方道路状況と前記走行状態検出手段により検出された走行状態とに基づき、前記仮想先行車表示手段で表示される仮想先行車の走行状態を変更する仮想先行車制御手段とを有し、
前記仮想先行車制御手段は、前記走行状態検出手段により検出された走行状態と前記前方道路状況検出手段により検出された前方道路状況とに基づき、前記仮想先行車のロール、ピッチ、ヨーを変更して表示することを特徴とする車両用表示装置。
【請求項２】
実際には存在しない仮想の先行車を運転者の前方に表示する仮想先行車表示手段と、
自車両前方の道路状況を検出する前方道路状況検出手段と、
自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
前記前方道路状況検出手段により検出された前方道路状況と前記走行状態検出手段により検出された走行状態とに基づき、前記仮想先行車表示手段で表示される仮想先行車の走行状態を変更する仮想先行車制御手段とを有し、
前記仮想先行車制御手段は、前記前方道路状況検出手段により検出された前方道路状況により自車両前方に車両が存在しないと判断した場合にのみ、前記仮想先行車を表示させることを特徴とする車両用表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両用表示装置において、
前記仮想先行車制御手段は、前記前方道路状況検出手段により検出された前方道路状況により自車両前方に車両が存在しない状態から存在する状態へと変化したと判断した場合、該前方道路状況に応じて、少なくとも、前記仮想先行車に実際の先行車を追い越させる手段、前記仮想先行車を路肩に停止させる手段、前記仮想先行車を右左折させる手段のいずれかを選択し、前記仮想先行車の表示を中断する手段を有することを特徴とする車両用表示装置。
【請求項４】
請求項２に記載の車両用表示装置において、
前記仮想先行車制御手段は、前記前方道路状況検出手段により検出された前方道路状況により自車両前方に車両が存在する状態から存在しない状態へと変化したと判断した場合、該前方道路状況に応じて、少なくとも、前記仮想先行車を遠方から自車両へ接近させる手段、前記仮想先行車をカーブを曲ったところから走行させる手段のいずれかを選択し、前記仮想先行車の表示を開始する手段を有することを特徴とする車両用表示装置。
【請求項５】
請求項２に記載の車両用表示装置において、
前記仮想先行車制御手段は、自車両前方に実際の車両が存在し前記仮想先行車を表示しない場合で、前記走行状態検出手段により検出された走行状態と前記前方道路状況検出手段により検出された前方道路状況とに基づき自車両の減速を要すると判断した場合、該減速判断の対象となる自車両前方の実際の車両又は障害物に対し印を付けることを特徴とする車両用表示装置。
【請求項６】
実際には存在しない仮想の先行車を運転者の前方に表示する仮想先行車表示手段と、
自車両前方の道路状況を検出する前方道路状況検出手段と、
自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
前記前方道路状況検出手段により検出された前方道路状況と前記走行状態検出手段により検出された走行状態とに基づき、前記仮想先行車表示手段で表示される仮想先行車の走行状態を変更する仮想先行車制御手段とを有し、
前記仮想先行車制御手段は、前記前方道路状況検出手段により検出された前方道路状況により、自車両前方に実際の車両が存在し、かつ該実際の車両が運転者から認識困難と判断した場合、前記仮想先行車を表示させることを特徴とする車両用表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用表示装置及び表示装置を有する自動車に関し、具体的には自車両前方の障害物やカーブといった道路状況に関する情報を運転者に対して表示する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自車両前方の状況を各種の外界認識センサなどを用いて検出し、その内容を運転者に認識させるものとして、例えば特開平１１−３３９１９２号公報に示すものがある。この公報では、自車両周辺に存在する車両をディスプレイ上に表示し、該周辺車両と自車両間の距離などに応じて判断した該周辺車両の緊急度に応じて、ディスプレイ上に表示される車両の色などの表示形態を変更するものが記載されている。
【０００３】
また、特開平１１−１４３７９号公報には、所謂ナビゲーションシステムを用いた車両において、自車両前方にカーブの存在を認識した時、該カーブへ進入する際の適正速度を算出し、自車両速度が該適正速度を超えていると判断した時、ディスプレイ上にその旨を警告表示し運転者に注意を喚起するものが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１１−３３９１９２号公報に記載の技術にあっては、どれが緊急度の高い車両かは認識しやすいものの、色などの表示形態の変更だけでは、緊急度の程度を認識し、それに対しどのような対応動作をすべきか、運転者が瞬時に判断するのは困難である。また、従来この種の表示装置を使用していない運転者にとっては、習熟するまで違和感を持つといった問題もある。
【０００５】
特開平１１−１４３７９号公報に記載の技術にあっても、警告表示では自車両前方におけるカーブの存在と自車両が速度超過にあることは認識できても、どの程度減速すれば良いかが分かり難い。例え、ディスプレイ上に表示される地図情報に自車両前方のカーブの曲率が示されていても、これにより自車両の減速度合いを推定するのは習熟を要し、特に警告表示後では該地図情報を見る余裕も無い場合もあり、適正な速度でカーブに進入できない恐れもある。
【０００６】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、自車両前方の障害物やカーブといった道路状況に関する情報を違和感無く適度に運転者に伝え、該道路状況に応じた適切な運転操作を可能とする車両用表示装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、図１および図２のクレーム概念図に示すように、実際には存在しない仮想の先行車を運転者の前方に表示する仮想先行車表示手段と、
自車両前方の道路状況を検出する前方道路状況検出手段と、
自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
前記前方道路状況検出手段により検出された前方道路状況と前記走行状態検出手段により検出された走行状態とに基づき、前記仮想先行車表示手段で表示される仮想先行車の走行状態を変更する仮想先行車制御手段とを有し、
前記仮想先行車制御手段は、前記走行状態検出手段により検出された走行状態と前記前方道路状況検出手段により検出された前方道路状況とに基づき、前記仮想先行車のロール、ピッチ、ヨーを変更して表示することを特徴とする。
【００１９】
請求項２記載の発明では、実際には存在しない仮想の先行車を運転者の前方に表示する仮想先行車表示手段と、
自車両前方の道路状況を検出する前方道路状況検出手段と、
自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
前記前方道路状況検出手段により検出された前方道路状況と前記走行状態検出手段により検出された走行状態とに基づき、前記仮想先行車表示手段で表示される仮想先行車の走行状態を変更する仮想先行車制御手段とを有し、
前記仮想先行車制御手段は、前記前方道路状況検出手段により検出された前方道路状況により自車両前方に車両が存在しないと判断した場合にのみ、前記仮想先行車を表示させることを特徴とする。
【００２０】
請求項３記載の発明では、請求項２に記載の車両用表示装置において、
前記仮想先行車制御手段は、前記前方道路状況検出手段により検出された前方道路状況により自車両前方に車両が存在しない状態から存在する状態へと変化したと判断した場合、該前方道路状況に応じて、少なくとも、前記仮想先行車に実際の先行車を追い越させる手段、前記仮想先行車を路肩に停止させる手段、前記仮想先行車を右左折させる手段のいずれかを選択し、前記仮想先行車の表示を中断する手段を有することを特徴とする。
【００２１】
請求項４記載の発明では、請求項２に記載の車両用表示装置において、
前記仮想先行車制御手段は、前記前方道路状況検出手段により検出された前方道路状況により自車両前方に車両が存在する状態から存在しない状態へと変化したと判断した場合、該前方道路状況に応じて、少なくとも、前記仮想先行車を遠方から自車両へ接近させる手段、前記仮想先行車をカーブを曲ったところから走行させる手段のいずれかを選択し、前記仮想先行車の表示を開始する手段を有することを特徴とする。
【００２２】
請求項５記載の発明では、請求項２に記載の車両用表示装置において、
前記仮想先行車制御手段は、自車両前方に実際の車両が存在し前記仮想先行車を表示しない場合で、前記走行状態検出手段により検出された走行状態と前記前方道路状況検出手段により検出された前方道路状況とに基づき自車両の減速を要すると判断した場合、該減速判断の対象となる自車両前方の実際の車両又は障害物に対し印を付けることを特徴とする。
【００２３】
請求項６記載の発明では、実際には存在しない仮想の先行車を運転者の前方に表示する仮想先行車表示手段と、
自車両前方の道路状況を検出する前方道路状況検出手段と、
自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
前記前方道路状況検出手段により検出された前方道路状況と前記走行状態検出手段により検出された走行状態とに基づき、前記仮想先行車表示手段で表示される仮想先行車の走行状態を変更する仮想先行車制御手段とを有し、
前記仮想先行車制御手段は、前記前方道路状況検出手段により検出された前方道路状況により、自車両前方に実際の車両が存在し、かつ該実際の車両が運転者から認識困難と判断した場合、前記仮想先行車を表示させることを特徴とする。
【００２４】
請求項１８記載の表示装置を有する自動車では、請求項１に記載の車両用表示装置、もしくは、請求項２に記載の車両用表示装置が搭載されていることを特徴とする。
【００２５】
【発明の作用および効果】
請求項１記載の発明にあっては、実際には存在しない仮想の先行車を運転者の前方に表示し、自車両の走行状態と自車両前方の道路状況とに基づき、該仮想先行車の走行状態を変更するため、運転者は、該仮想先行車を通じて自車両における各種車両制御装置の作動状態や自車両前方の障害物の有無やカーブの曲率を違和感なく把握できる。
加えて、自車両の走行状態と自車両前方の道路状況とに基づき、前記仮想先行車のロール、ピッチ、ヨーを変更して表示することとしたため、運転者は、該仮想先行車の車両挙動を通じて自車両や自車両前方の情報を違和感無く把握することができる。
【００３７】
請求項２記載の発明にあっては、実際には存在しない仮想の先行車を運転者の前方に表示し、自車両の走行状態と自車両前方の道路状況とに基づき、該仮想先行車の走行状態を変更するため、運転者は、該仮想先行車を通じて自車両における各種車両制御装置の作動状態や自車両前方の障害物の有無やカーブの曲率を違和感なく把握できる。
加えて、自車両前方に車両が存在しない場合にのみ、仮想先行車を表示することとしたため、該仮想先行車と実際の先行車が干渉することが無く、運転者が違和感を持つことが無い。
【００３８】
請求項３記載の発明にあっては、自車両前方に車両が存在しない状態から存在する状態へと変化した場合、自車両前方の道路状況に応じて、少なくとも、前記仮想先行車に実際の先行車を追い越させる手段、前記仮想先行車を路肩に停止させる手段、前記仮想先行車を右左折させる手段のいずれかを選択し、該仮想先行車の表示を中断することとしたため、運転者にとって違和感無く該仮想先行車の表示を中断することができる。
【００３９】
請求項４記載の発明にあっては、自車両前方に車両が存在する状態から存在しない状態へと変化した場合、自車両前方の道路状況に応じて、少なくとも、前記仮想先行車を遠方から自車両へ接近させる手段、前記仮想先行車をカーブを曲ったところから走行させる手段のいずれかを選択し、前記仮想先行車の表示を開始することとしたため、運転者にとって違和感無く該仮想先行車の表示を開始することができる。
【００４０】
請求項５記載の発明にあっては、自車両前方に実際の車両が存在し前記仮想先行車を表示しない場合で、自車両の走行状態と自車両前方の道路状況とに基づき、自車両の減速を要すると判断した場合、該減速判断の対象となる自車両前方の実際の車両又は障害物に対し印を付けることとしたため、該仮想先行車が表示されていない場合でも、運転者は自車両前方の情報を的確に把握することができる。
【００４１】
請求項６記載の発明にあっては、実際には存在しない仮想の先行車を運転者の前方に表示し、自車両の走行状態と自車両前方の道路状況とに基づき、該仮想先行車の走行状態を変更するため、運転者は、該仮想先行車を通じて自車両における各種車両制御装置の作動状態や自車両前方の障害物の有無やカーブの曲率を違和感なく把握できる。
加えて、自車両前方に実際の車両が存在し、かつ該実際の車両を、大雨や霧により運転者が認識困難となった場合には、前記仮想先行車を表示することとしたため、運転者は実際に先行車がいる場合と同様に、該仮想先行車により自車両前方の情報を違和感無く適度に把握できる。
【００４２】
請求項１８記載の表示装置を有する自動車にあっては、請求項１に記載の車両用表示装置、もしくは、請求項２に記載の車両用表示装置が搭載されているため、自車両前方の障害物やカーブといった道路状況に関する情報を違和感無く適度に運転者に伝え、該道路状況に応じた適切な運転操作を可能な表示情報が得られる自動車を提供することができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態における車両用表示装置を、第１の実施例〜第３の実施例に基づいて説明する。
【００４４】
（第１の実施例）
まず、構成を説明する。
図３は第１の実施例の車両用表示装置を示す全体システム図である。
図３において、１は運転者の操舵量を表す操舵角を検出する操舵角センサ、２はアクセル操作量を表すアクセル開度を検出するアクセル開度センサ、３はブレーキ操作量を表すマスタシリンダ液圧を検出するマスタシリンダ液圧センサであり、それぞれ運転者の運転状態を検出する（走行状態検出手段の運転操作検出手段に相当）。
【００４５】
４は前方の物体を検出するレーザーレーダーであり、レーザーレーダー４の検出信号は前方検知コントローラ２１に入力される。また、７はミリ波レーダーであり、このミリ波レーダー７の検出信号も前方検知コントローラ２１に入力される。前方検知コントローラ２１では、両方の検出結果信号を信号処理し、先行車が存在する場合には車間距離などの算出を行う。５は自車両前方をモニタする単眼カメラであり、この単眼カメラ５により検出された映像情報は画像コントローラ２２に入力され、路面上の白線を検知し、自車両の横位置、前方道路の曲率などを算出する。これらレーザーレーダー４、ミリ波レーダー７及び単眼カメラ５により自車両から自立的に車両前方の道路状態を検出する（前方道路状況検出手段の前方道路環境認識手段に相当）。
【００４６】
１２はＧＰＳコントローラであり、数個の人工衛星からの信号により、自車両の位置を正確に検出する。この位置情報は、データベース化された地図情報と比較参照することで、自車両の地図上の位置や車両前方の路面形状などが算出される（前方道路状況検出手段の自車位置検出手段に相当）。
【００４７】
１３は道路に設置されたインフラからの情報を受信する路車間通信用受信機であり、インフラが設置されている場合は、前方の路面情報を検出することができる（前方道路状況検出手段のインフラ情報受信手段に相当）。
【００４８】
８はヨーレイトセンサ、９は前後及び左右の加速度センサ、１４は各輪の車輪速センサであり、これらのセンサ８，９，１４により自車両の走行状態を検出する（走行状態検出手段の車両挙動検出手段に相当）。
【００４９】
６は運転者の状態をモニタする運転者モニタ用カメラであり、検出された画像は顔画像コントローラ２３に入力され、運転者の目の位置を検出する。
【００５０】
２０は表示コントローラであり、上記各種センサ１，２，３，８，９，１４やＧＰＳコントローラ１２、路車間通信用受信機１３、前方検知コントローラ２１、画像コントローラ２２及び顔画像コントローラ２３からの信号が入力される。
【００５１】
１０はフロントガラス１１の内面に、表示コントローラ２０からの指令に従って仮想の先行車を投影する投影器である（仮想先行車表示手段に相当）。また、１６は運転者の警告音を発する警報用スピーカであり、運転者に急な制動を促す場合に警報を発生する。また、１５は仮想先行車の表示を行う仮想先行車表示スイッチであり、運転者の操作により、仮想先行車の表示のＯＮ／ＯＦＦが選択できるようになっている（表示切換え手段に相当）。
【００５２】
ここで、投影器１０について、図４を用いて説明する。レーザーレーダー４及びミリ波レーダー７の車間距離測定部の先端とフロントガラス１１における車両モデルの投影部Ｐとの間の距離をｍとすると、仮想先行車までの車間距離Ｌと上記距離ｍとを加えた距離「Ｌ＋ｍ」の距離に仮想先行車が存在するように、フロントガラス１１上に車両モデルを投影すればよい。投影器１０の画像ＡＢ、フロントガラス１１に投影される画像をＰＱとすると、投影器１０の倍率ｎは、ｎ＝ＰＱ／ＡＢとなる。距離「Ｌ＋ｍ」離れた位置にある先行車の像をＸＹとすると、ＰＱ＝ＸＹとなるように倍率ｎを調整すればよい。上記ｎ＝ＰＱ／ＡＢの式を図４のａとｓに置き換えると、ｎ＝ｓ／ａとなり、投影器１０からフロントガラス１１までの距離を固定すると、前述の倍率ｎとなるように、レンズ１０ａと画像表示器１０ｂとの距離ａを調整すればよい。これによりフロントガラス１１上には、図６に示すように、前方の風景の中に車両モデル２００が投影される。
【００５３】
次に、作用を説明する。
【００５４】
図５は表示コントローラ２０により実行される制御プログラムの一例を示すフローチャートであり、仮想先行車制御手段に相当するものである。この処理は図示せざるオペレーティングシステムで一定時間毎の定時割り込み遂行される。
【００５５】
まず、ステップ１００では、各種センサ１，２，３，８，９，１４から操舵角δ、アクセル開度Ａcc、マスタシリンダ液圧Ｐｍ、ヨーレイトｄφ、前後加速度Ｘg、横加速度Ｙg、各車輪速Ｖwi（ｉ＝１〜４）が読み込まれる。仮想先行車表示スイッチ１５からはスイッチ信号Ｆonが読み込まれる。また、画像コントローラ２２より、自車両の横変位Ｙoff、前方の道路曲率βが、また、前方検知コントローラ２１より、先行車までの車間距離Ｌが読み込まれる。また、顔画像コントローラ２３より、運転者の目の高さＨｍが読み込まれ、さらに、路車間通信用受信機１３より、前方の障害物までの距離Ｘｍ、または、前方のカーブまでの距離Ｘｃ及びカーブの半径Ｒｃが読み込まれ、ＧＰＳコントローラ１２より、自車両の座標（Ｘao，Ｙao）と前方の道路旋回半径Ｒｇがそれぞれ読み込まれる。
【００５６】
続くステップ１０１では、自車の車速Ｖが算出される。本実施例では、通常走行時は各輪の車輪速より次式に従って前輪車輪速Ｖw1，Ｖw2の平均で車速Ｖが算出される。
Ｖ＝（Ｖw1＋Ｖw2）／２            …(1)
なお、本実施例では、前輪が従動輪、後輪が駆動輪のいわゆる後輪駆動車を例として扱っている。
また、ＡＢＳ制御などが作動している場合は、ＡＢＳ制御内で推定された推定車速を用いるようにする。
【００５７】
続くステップ１０２では、自車両位置（Ｘａ，Ｙａ）が算出される。本実施例では、ＧＰＳコントローラ１２内で既に人工衛星からの信号に基づいた車両位置を基に地図情報とのマッチングを行うことで算出された自車両の座標（Ｘao，Ｙao）に対し、画像コントローラ２２からの自車両の横変位Ｙoffにより補正を加え、自車両位置（Ｘａ，Ｙａ）を算出する。例えば、図７に示すように、自車両の座標（Ｘao，Ｙao）が走行車線の中心にあり、かつ、画像コントローラ２２からの自車両の横変位Ｙoffが０でない場合、実際には横変位Ｙoffだけずれていることになるため、自車両位置を（Ｘａ，Ｙａ）＝（Ｘao，Ｙao＋Ｙoff）と修正する。
【００５８】
続くステップ１０３では、仮想先行車位置（Ｘｂ，Ｙｂ）が算出される。本実施例では、基本状態は、自車両の前方走行車線上に基準車間距離Ｌroだけ離れた位置を仮想先行車位置とする。ここで、基準車間距離Ｌroは、車速Ｖに応じて図８の車速Ｖが高いほど長い基準車間距離Ｌroとする特性に従って求められるものとする。簡単のためＸ軸方向に車両が進行しているとすると、仮想先行車位置は、（Ｘｂ，Ｙｂ）＝（Ｘａ＋Ｌro，Ｙａ）となる。
【００５９】
続くステップ１０４では、減速判断が行われる。本実施例では、２つの方法で減速判断を行う。第１の判断は、ステップ１０３で算出した仮想先行車位置（Ｘｂ，Ｙｂ）まで自車両が現在の走行状態を維持したまま走行していった場合に、スムーズに走行するには減速すべきか否かにより判断する。第２の判断は、道路に設置されたインフラ設備から路車間通信で前方の路面情報が受信できる場合で、かつ、障害物の存在や急カーブの情報がある場合には、その情報に従って、減速判断するものである。
【００６０】
第１の判断について、詳しく説明する。
（１−ａ）見通しの悪いカーブを走行中の場合〈インフラ情報無し〉
簡単のため、仮想先行車位置（Ｘｂ，Ｙｂ）が道路の直進部分から旋回部分にさしかかった場合について考える。ＧＰＳコントローラ１２からの入力信号である前方の道路旋回半径Ｒｇと車速Ｖより、今後発生する左右加速度予測値Ｙgfを次式にて算出する。
Ｙgf＝Ｖ２／Ｒｇ              …(2)
次に、この左右加速度予測値Ｙgfが減速走行しきい値Ｙglmt（例えば、０．３５ｇ）に比較して大きい場合（Ｙgf≧Ｙglmt）には、減速すべきと判断する。
次に、仮想先行車の目標減速度Ｘgksを次式にて算出する。
Ｘgks＝（Ｖ−Ｖks）／Ｔｓ          …(3)
ここで、Ｖksは仮想先行車の目標車速であり、次式で算出する。
Ｖks＝√（Ｙglmt・Ｒｇ）            …(4)
また、Ｔｓは減速時間であり、次式で算出する。
Ｔｓ＝Ｌro／Ｖ                      …(5)
以上のようにして、仮想先行車を目標減速度Ｘgksで減速させる判断を行う。
【００６１】
次に、第２の判断について説明する。この場合、路車間通信用受信機１３より、前方の障害物までの距離Ｘｍ、または、前方のカーブまでの距離Ｘｃ及びカーブの旋回半径Ｒｃが分かっているので、その情報に基づいて減速判断する。
【００６２】
（２−ａ）見通しの悪いカーブを走行中の場合〈インフラ情報有り〉
まず、インフラ情報から（１−ａ）同様、今後発生する左右加速度予測値Ｙgfを次式にて算出する。
Ｙgf＝Ｖ２／Ｒｃ                  …(6)
次に、この左右加速度予測値Ｙgfが減速走行しきい値Ｙglmt（例えば、０．３５ｇ）に比較して大きい場合（Ｙgf≧Ｙglmt）には、減速すべきと判断する。
次に、仮想先行車の目標減速度Ｘgksを次式にて算出する。
Ｘgks＝（Ｖ−Ｖksc）／Ｔs2          …(7)
ここで、Ｖkscは仮想先行車の目標車速であり、次式で算出する。
Ｖksc＝√（Ｙglmt・Ｒｃ）            …(8)
また、Ｔs2は減速時間であり、次式で算出する。
Ｔs2＝Ｘｃ／Ｖ                      …(9)
以上のようにして、仮想先行車を目標減速度Ｘgksで減速させる判断を行う。
【００６３】
（２−ｂ）前方に障害物のある場合〈インフラ情報有り〉
まず、前方の障害物までの距離Ｘｍに基づき、仮想先行車の目標減速度Ｘgksを次式にて算出する。
Ｘgks＝Ｖ２／２Ｘｍ                …(10)
次に、この目標減速度Ｘgksが減速走行しきい値Ｘglmt（例えば、０．５ｇ）に比較して大きい場合（Ｘgf≧Ｘglmt）には、減速するべきと判断し、仮想先行車を目標減速度Ｘgksで減速させる判断を行う。減速する必要がない場合、目標減速度Ｘgks＝０とする。
【００６４】
続くステップ１０５では、先行車の存在の判断が行われる。本実施例では、前方検知コントローラ２１からの信号である先行車との車間距離Ｌとステップ１０３で算出した基準車間距離Ｌroとから次式に従って、先行車の存在判断を行う。Ｌ＜Ｋａ・Ｌro＋Ｌｍ                …(11)
ここで、Ｋａは余裕係数（例えば、１．１）、Ｌｍは車両の長さなどを考慮したマージンで定数（例えば、５ｍ）である。
【００６５】
このステップ１０５で先行車有りと判断した場合、つまり、仮想先行車を表示するには近すぎる位置に実在の先行車が存在する場合は、ステップ１１０へ進み、仮想先行車がいない場合の表示設置を行う。なお、先行車存在判断により、先行車無しの状態から先行車有りの状態に状態が変化した場合には、状態変動フラグＦchg＝１をセットする。この状態変動フラグＦchgは、ハンチング防止のため、一度セットされると一定時間保持され、その後、０リセットされるものとする。
【００６６】
一方、このステップ１０５で先行車無しと判断した場合、つまり、仮想先行車を表示するのに十分な前方距離があると判断した場合には、ステップ１０６へ進み、仮想先行車の挙動設定を行う。なお、先行車存在判断により、先行車有りの状態から先行車無しの状態に状態が変化した場合には、状態変動フラグＦchg＝２をセットする。この状態変動フラグＦchgは、ハンチング防止のため、一度セットされると一定時間保持され、その後、０リセットされるものとする。
【００６７】
ステップ１０６では、まず、目標減速度Ｘgksに応じて減速した場合、発生するピッチング量φｐを仮想先行車モデルから次式に従って算出する。
φｐ＝Ｘgks・Ｗ・ｈｐ／（Ｋｐ−Ｗ・ｈｐ）    …(12)
ここで、Ｗは車重、Ｋｐはピッチングの剛性、ｈｐは車両重心点とピッチセンタ間の距離であり、定数として扱う。
このピッチング量φｐに従って、仮想先行車にピッチング挙動を発生させるものとする。
【００６８】
また、目標減速度Ｘgksに従って減速した場合の、自車両との車間距離Ｌｒを次式に従って算出する。（初期値はＬroである。）
Ｌｒ(n)＝Ｌｒ(n-1)−Ｋg1・Ｖs(n-1)＋Ｋg2・Ｖ(n-1)    …(13)
ここで、ｎは計算周期を表す添え字でｎ−１はｎの一回前の値である。また、Ｋg1，Ｋg2は計算周期に依存した換算計数である。また、Ｖsは仮想先行車の車速であり、次式で表される。（初期値はＶ）
Ｖs(n)＝Ｖs(n-1)−Ｋg3・Ｘgks                    …(14)
ここで、Ｋg3は計算周期に依存した換算計数である。
この車間距離Ｌｒに従って、仮想先行車と自車両の車間距離を表現するものとする。図９には、自車両と仮想先行車の距離を表すイメージ図を示す。直進走行時の状態（ａ）と、直進から旋回に入った状態（ｂ）を示す。仮想先行車の減速により、自車両と仮想先行車の車間距離が減少していることが分かる。
【００６９】
また、旋回状態に応じて発生するロール量φｒを、仮想先行車モデルから次式に従って算出する。
φｒ＝Ｙgks・Ｗ・ｈｒ／（Ｋrf＋Ｋrr−Ｗ・ｈｒ）    …(15)
ここで、Ｗ波同じく車重、Ｋrf，Ｋrrはロール剛性（前後）、ｈｒは車両重心点とロール軸間の距離であり、定数として扱う。また、Ｙgksは仮想先行車の左右加速度であり、次式で算出する。なお、仮想先行車は自車両の前方の車線の中央を走行するものとする。
Ｙgks＝Ｖs２／Ｒ                              …(16)
ここで、Ｒはカーブの旋回半径（ＲｇまたはＲｃ）、Ｖsは仮想先行車の車速である。
【００７０】
また、仮想先行車のヨー角φｙについても仮想先行車モデルから次式に従って算出する。
ｄφｙ＝Ｖs・Ｒ                    …(17)
φｙ＝∫ｄφｙｄｔ                  …(18)
ただし、このヨー角φｙは仮想先行車の初期状態に対するヨー角であるので、自車両からどのように見えるかが必要であるため、ヨー角φｙに対し、自車両のヨー角φｙ_org（検出している自車両のヨーレイトの積分から算出）を用いて、自車両に対する仮想先行車のヨー角φｙｈを次式で算出する。
φｙｈ＝φｙ−φｙ_org                …(19)
続くステップ１０７では、仮想先行車の画像作成が行われる。本実施例では、仮想先行車表示スイッチ１５からのスイッチ信号ＦonがＯＮ状態の時のみ加速先行車の画像作成を行うものとする。すなわち、仮想先行車表示スイッチ１５よりＦon＝ＯＮの場合、ステップ１０６で算出した、ピッチング量φｐ、ロール量φｒ、ヨー角φｙｈ、車間距離Ｌｒ、及び、ステップ１０４の減速判断に従って仮想先行車の画像作成を行う。なお、減速判断されている場合は、仮想先行車のストップランプを点灯している画像を作成する。
【００７１】
また、ステップ１０５の先行車存在判断により、先行車有りの状態から先行車無しの状態に状態が変化したと判断されている場合、つまり、状態変動フラグＦchg＝２がセットされている場合は、現在表示されていない仮想先行車を表示する。状態変動フラグＦchgは一度セットされると一定時間保持されるので、その一定時間の間に運転者にとって自然な形で仮想先行車を出現させる。出現のさせ方は、ＧＰＳコントローラ１２からの自車両位置に基づき、前方の道路形状などに応じて変更する。例えば、ある程度直進が続くような前方の見通しのいい状況の場合は、仮想先行車が遠方から徐々に近づいてくるようにする。また、前方がカーブなどの場合は、仮想先行車がカーブを曲がったところで見えてくるなど、運転者にとって違和感なく表示を開始する。
【００７２】
続くステップ１０８では、仮想先行車の画像が出力される。本実施例では、ステップ１０７で作成された仮想先行車の画像を運転者にとって違和感のない位置に見えるように、投影器１０によりフロントガラス１１上に仮想先行車を投影する。この場合、ＧＰＳコントローラ１２からの前方の路面状況の情報、及び、顔画像コントローラ２３で検出された運転者の目の高さＨｍを考慮して、自車両前方の走行車線上に仮想先行車が走行しているように投影する。
【００７３】
一方、ステップ１０５で先行車有りと判断され、ステップ１１０に進んだ場合には、仮想先行車がいない場合の表示設置を行う。本実施例では、雨や霧などで前方視界の悪い場合には、運転者の目視ではよく見えない先行車を、ミリ波レーダー７などで検知し、前方検知コントローラ２１で先行車の位置が検出できる場合波、その位置に先行車が存在することを示すように車両の画像をフロントガラス１１に投影する。
また、視界が悪くない状態では、先行車の急制動や急な障害物などにより運転者にブレーキ操作を促す場合には、先行車、または障害物など、その減速操作の対象となった物体にマークを付けることにより、どの物体が減速操作の対象となったもので今後も注意を要する物体であることを運転者に認知させる表示を行う。
【００７４】
また、ステップ１０５の先行車存在判断により、先行車無しの状態から先行車有りの状態に状態が変化したと判断されている場合、つまり、状態変動フラグＦchg＝１がセットされている場合は、現在表示されている仮想先行車を表示しなくする。状態変動フラグＦchgは一度セットされると一定時間保持されるので、その一定時間の間に運転者にとって自然な形で仮想先行車の表示をなくす。非表示のさせ方は、ＧＰＳコントローラ１２からの自車両位置に基づき、前方の道路形状などに応じて変更する。例えば、仮想先行車が実先行車を追い越して先に行く、仮想先行車が路肩に寄って停止する、仮想先行車が交差点などを曲がって行くなど、運転者にとって違和感なく表示終了する。
【００７５】
そして、ステップ１０９では、警報の設定を行う。警報が設定されると、警報用スピーカ１６が警報を発生する。警報は先行車の有無、つまり、仮想先行車を表示していない場合や表示している場合とは無関係に、急な減速を運転者に促す場合に警報を発生する。仮想先行車を表示している場合に、通常の減速度を運転者に促す場合は、仮想先行車を減速させることで十分であるが、さらに大きな減速が必要な場合は、当然、仮想先行車も急減速させるが、脇見などにより運転者が前方を十分に見ていなかった場合なども考えられるので、同時に警報を発生させることで、運転者の認知を助ける。仮想先行車を表示していない場合も、ステップ１０４で記しているような運転者の減速を促す必要がある場合には、減速操作の対象となった物体にマークを付けると同時に警報を発生させる。
【００７６】
以上述べた構成とすることにより、自車両の走行状態と前方道路状況とから運転者の減速操作を促す状況であると判断した場合には、仮想先行車を減速状態とすることで、運転者には、通常の運転状態（実在の先行車がいる場合など）と同様に先行車が自車に近づいてくるため、先行車との距離感や先行車の減速状態により、緊急度が適度に分かり、どれくらい減速操作を行えばいいのかが、違和感無く把握できる。また、通常の運転状態と同じなので、装置対する慣れなども必要ない。
【００７７】
さらに、大きな減速操作を要求するような緊急状態でない場合にも効果がある。見通しの悪いコーナでカーブの曲率を考慮すると、車両の大きな横加速度が発生すると予想される場合は、スムーズに走行できる車速まで仮想先行車を減速させることで、自車両の運転者に適度な減速を促すことができる。これにより、運転者が行うべき次の運転操作を事前にかつ自然に運転者に認識させることで、運転者の運転負荷を軽減することができる。
【００７８】
上記第１の実施例では、運転者の意志に基づき減速が行われるものとして、仮想先行車の表示により、運転者に情報を与える例を示している。しかし、仮想先行車を減速させたり、警報を発生した場合でも運転者が何らかの理由で減速操作に入らない場合、自動的に制動力を発生させて車両を自動減速させる自動減速制御と併用しても良い。
【００７９】
（第２の実施例）
第２の実施例では、第１の実施例に対してさらに実用性を考慮して、新たに運転者が表示する仮想先行車の車両画像を選択できる図外の選択スイッチを設け、その選択スイッチにより、運転者の嗜好や見やすさに応じて、車両のタイプ、形、色などを選択できるようにしたものである（仮想先行車選択手段に相当）。
【００８０】
この場合、図５のステップ１０７の仮想先行車の画像作成時に、第１の実施例同様、ステップ１０６で算出した、ピッチング量φｐ、ロール量φｒ、ヨー角φｙｈ、車間距離Ｌｒ、及び、ステップ１０４の減速判断に従って仮想先行車の画像作成を行うが、この時の車両を、例えば、セダンタイプの車両モデルからワンボックスタイプの車両モデルとすることで、運転者がより見やすい場合などに選択スイッチで選択できる。また、道路環境や天候などにより、仮想先行車の色なども自由に選択できるものとする。
【００８１】
（第３の実施例）
第３の実施例は、仮想先行車表示手段として、図１０に示すように、運転者がみずから装着するモニタ用めがね３０に、運転者から見て時車両の進行方向の車線内に仮想先行車が見えるように、仮想先行車を表示するタイプのものである。この場合、制御の流れは、第１の実施例の図５と同様であるが、ステップ１０８の仮想先行車画像出力部分が異なる。
【００８２】
すなわち、第１の実施例の場合、「仮想先行車の画像を運転者にとって違和感のない位置に見えるように、投影器１０によりフロントガラス１１上に仮想先行車を投影する。この場合、ＧＰＳコントローラ１２からの前方の路面状況の情報、及び、顔画像コントローラ２３で検出された運転者の目の高さＨｍを考慮して、自車両前方の走行車線上に仮想先行車が走行しているように投影する。」となっているが、運転者がみずから装着するモニタ用めがね３０に画像を投影する場合は、固定のフロントガラス１１に投影する場合とは異なり、自由に動く頭の位置に応じて車両モデルを写し出す必要がある。このため、モニタ用めがね３０には、両端に図１０に示すような発信器が装着されている。車両側にもフロントガラス１１の上部両端に受信機があり、これによりモニタ用めがね３０の両端の位置座標が検出される。これにより、顔の方向を確定し、車両の前方を見ている場合に、前方車線が見える方向に車両モデルを投影する。
【００８３】
以上のように、モニタ用めがね３０を利用することでも、第１の実施例と同様に、仮想先行車表示による運転者への注意喚起が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に記載された車両用表示装置を示すクレーム概念図である。
【図２】請求項２に記載された車両用表示装置を示すクレーム概念図である。
【図３】第１の実施例の車両用表示装置を示す全体システム図である。
【図４】第１の実施例の車両用表示装置における投影器を示す図である。
【図５】第１の実施例の車両用表示装置における表示コントローラで実行される表示制御処理を示すフローチャートである。
【図６】第１の実施例の車両用表示装置でフロントガラスを通した前方の風景の中に投影された車両モデルを示す図である。
【図７】第１の実施例で自車両位置を算出する一例を示す図である。
【図８】第１の実施例で仮想先行車位置を算出するための基準車間距離を決める車速に対する基準車間距離特性図である。
【図９】直進走行状態と直進から旋回に入った状態での自車両と仮想先行車の距離を示すイメージ図である。
【図１０】第３の実施例で仮想先行車表示手段として用いられるモニタ用めがねを示す斜視図である。
【符号の説明】
１  操舵角センサ
２  アクセル開度センサ
３  マスタシリンダ液圧センサ
４  レーザーレーダー
５  単眼カメラ
６  運転者モニタ用カメラ
７  ミリ波レーダー
８  ヨーレイトセンサ
９  加速度センサ
１０  投影器
１１  フロントガラス
１２  ＧＰＳコントローラ
１３  路車間通信用受信機
１４  車輪速センサ
１５  表示スイッチ
１６  警報用スピーカ
２０  表示コントローラ
２１  前方検知コントローラ
２２  画像コントローラ
２３  顔画像コントローラ
３０  モニタ用めがね
２００  車両モデル
【図１】
0003675330.tif 000002
【図２】
0003675330.tif 000003
【図３】
0003675330.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0003675330.tif 000007
【図７】
0003675330.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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