(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライバの前方視界内における前方景色と該前方景色の下端を遮る車両構成部品との境界線の形状を、予め定めた車速で微小操舵を行って走行した際の前後速度を無視した流線を連続させて生成した曲線と平行または略平行になるように形成した車両。
【請求項２】
前記曲線の原点が、前記境界線の車両幅方向中心、または前記境界線のドライバシートの前方に位置するようにした請求項１記載の車両。
【請求項３】
前記境界線の形状は、車両フードの見切り線の形状、車両インスツルメントパネルの見切り線の形状、ウインドシールドガラスに形成されたセラミックラインの上端の形状、ワイパーのブレード部の上端の形状、またはアーム部の上端の形状である請求項１または請求項２記載の車両。
【請求項４】
前記曲線を以下の関数で表した請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の車両。
ｙ２＝Ａｘ２＋２Ｂｘ＋Ｃ
ただし、ｘは、俯角、ｙは、方位角、Ａは、視点高に対する視点高とロール軸との間の距離の比と、ロール率と視点高との積の逆数との和で表される定数、Ｂは、ロール率の逆数で表される定数、Ｃは、前記定数Ａ、前記定数Ｂ、及びドライバの視線方向の俯角で表される定数である。
【請求項５】
ウインドシールドガラスの下端部に沿ってドライバの前方視界内の景色の下端部分を遮るように配置された上辺の形状が変更可能な遮蔽部材と、
車速を検出する車速検出手段と、
前記遮蔽部材の上辺の形状が、前記車速検出手段で検出された車速で微小操舵を行って走行した際の前後速度を無視した流線を連続させて生成した曲線と平行または略平行になるように変形する変形手段と、
を含む車両制御装置。
【請求項６】
前記曲線を以下の関数で表した請求項５記載の車両制御装置。
ｙ２＝Ａｘ２＋２Ｂｘ＋Ｃ
ただし、ｘは、俯角、ｙは、方位角、Ａは、視点高に対する視点高とロール軸との間の距離の比と、ロール率と視点高との積の逆数との和で表される定数、Ｂは、車速が大きくなるに従って小さくなる係数、Ｃは、前記定数Ａ、前記定数Ｂ、及びドライバの視線方向の俯角で表される定数である。
【請求項７】
予め定めた車速で微小操舵を行って走行した際の前後速度を無視した流線を連続させて生成した曲線を求め、ドライバの前方視界内における前方景色の下端を遮る車両構成部品の形状が、前記曲線で表される形状となるように車両を製造する車両製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両、車両制御装置及び車両製造方法にかかり、特に、視覚情報で感じるロール感を向上させることができる車両、車両制御装置及び車両製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両が旋回走行を行っていると、遠心力の作用によりロール運動を生じ、ロール運動によりロール感を感じたドライバの操舵に影響を与える。ロール感を向上させるため、サスペンションのばね定数を高くする等により、ロール剛性を高めてロールを小さくすることも考えられるが、ロール剛性を高めることにより、通常走行状態での乗り心地が低下する。
【０００３】
この問題を解消するため、旋回走行状態では、スタビライザの捩れ量を横加速度に応じて定まる目標捩れ量に速やかに調整してロールを小さくし、直進走行状態では、左右車輪に略等しい復元力が供給可能な中立捩れ量に徐々に変更することで、中立状態保持制御に起因するロール方向の衝撃的な振動を抑制し、乗り心地を向上する車両が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
また、フロントガラスに液晶パネルで表示した見切り線の形状を、ロール発生時にロールの発生方向と逆向きに見切り線を傾けて表示することによって、見かけのロール角を小さく感じさせる装置が提案されている（例えば、特許文献２）。
【特許文献１】特許２５５３８６１号公報
【特許文献２】特開２００５−２６２９５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術ではスタビライザの捩れ量をアクティブに制御するための機構が必要であり、また、特許文献２の技術では、ロール方向及びロール角を算出する必要があるため、制御が複雑になる、という問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、簡単な構成で、旋回走行時等のロール感を向上させることができる車両、車両制御装置及び車両製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の車両は、ドライバの前方視界内における前方景色と該前方景色の下端を遮る車両構成部品との境界線の形状を、車両幅方向中心から車両幅方向に向かって曲率が徐々に小さくなり、かつ上に凸の曲線になるように形成するか、または、ドライバの前方視界内における前方景色と該前方景色の下端を遮る車両構成部品との境界線の形状を、予め定めた車速で微小操舵を行って走行した際の前後速度を無視した流線を連続させて生成した曲線と平行または略平行になるように形成したものである。
【０００８】
予め定めた車速で微小操舵を行って走行した際の前後速度を無視した流線を連続させて生成した曲線は、車両幅方向中心から車両幅方向に向かって曲率が徐々に小さくなり、かつ上に凸の曲線になる。この曲線は、方位角と俯角とで表される。本発明の車両によれば、ドライバの前方視界内における前方景色と該前方景色の下端を遮る車両構成部品との境界線、いわゆる見切り線の形状を、車両幅方向中心から車両幅方向に向かって曲率が徐々に小さくなり、かつ上に凸の曲線になるように形成するため、ドライバの前方視界内における前方景色と前方景色の下端を遮る車両構成部品との境界線の形状が、流線を連続させて生成した曲線と平行または略平行になり、視覚情報として認識されるロール運動が認識されにくくなり、旋回走行時等のロール感を向上させることができる。
【０００９】
上記曲線は双曲線関数で表すことができ、また、上記曲線の原点は、前記境界線の車両幅方向中心、または前記境界線のドライバシートの前方に位置するようにすることができる。このように、曲線の原点を車幅方向中心に位置させることにより、ドライバ以外の乗員のロール感も向上させることができ、また曲線の原点をドライバシートの前方に位置させることにより、曲線の原点をドライバの視界の中心を通る鉛直線上に位置させることができるので、ドライバのロール感をより向上させることができる。
【００１０】
また、本発明の車両の前記境界線の形状は、車両フードの見切り線の形状、車両インスツルメントパネルの見切り線の形状、ウインドシールドガラスに形成されたセラミックラインの上端の形状、ワイパーのブレード部の上端の形状、またはアーム部の上端の形状とすることができる。
【００１１】
上記曲線を以下の関数で表すことができる。
ｙ２＝Ａｘ２＋２Ｂｘ＋Ｃ
ただし、ｘは、俯角、ｙは、方位角、Ａは、視点高に対する視点高とロール軸との間の距離の比と、ロール率と視点高との積の逆数との和で表される定数、Ｂは、ロール率の逆数で表される定数、Ｃは、前記定数Ａ、前記定数Ｂ、及びドライバの視線方向の俯角で表される定数である。
【００１２】
上記境界線の形状は、車両走行状態に関わらず固定形状としても良いが、車速に応じて最適な境界線の形状が得られるように、車速が大きくなるに従って曲線の凸の度合いが大きくなるように変更するようにしてもよい。
【００１３】
上記のように境界線の形状を変更する本発明の車両制御装置は、ウインドシールドガラスの下端部に沿ってドライバの前方視界内の景色の下端部分を遮るように配置された上辺の形状が変更可能な遮蔽部材と、車速を検出する車速検出手段と、前記遮蔽部材の上辺の形状が、前記車速検出手段で検出された車速で微小操舵を行って走行した際の前後速度を無視した流線を連続させて生成した曲線と平行または略平行になるように変形する変形手段と、を含んで構成することができる。
【００１４】
本発明の車両制御装置において、境界線の形状を上記の関数で表した場合、上記関数の係数Ｂは車速が大きくなるに従って小さくなるように定められる。
【００１５】
上記車両は、予め定めた車速で微小操舵を行って走行した際の前後速度を無視した流線を連続させて生成した曲線を求めて、ドライバの前方視界内における前方景色の下端を遮る車両構成部品の形状が、前記曲線で表される形状となるように車両を製造する車両製造方法により製造することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように本発明によれば、簡単な構成で、旋回走行時等のロール感を向上させることができる、という効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本実施の形態の車両１０のドライバシートより前方の内部の一部を示す概略図である。車両１０は、ウインドシールドガラス１２、及びインスツルメントパネル１４を有する。ウインドシールドガラス１２を通して目視できるドライバの前方視界内における前方景色は、ウインドシールドガラス１２の下端部を遮るインスツルメントパネル１４により下端が遮られ、インスツルメントパネル１４の上辺によって、前方景色と前方景色の下端を遮る車両構成部品との境界である見切り線１６を形成している。見切り線１６の形状は、後述する双曲線によって表される。
【００１８】
ここで、見切り線１６の形状となる双曲線の導出方法について説明する。
【００１９】
図２は、ロール感が重要な車速である１００ｋｍ／ｈで微小操舵スラローム走行をしたときの流線を示した図である。微小操舵の周期は、常用域（通常０．５Ｈｚ）とした。前方視界において前後速度を無視した場合の道路の相対的な動きを流線として表している。この流線を連続させて生成した曲線は、ロール運動の影響によって前方無限遠における消失点を原点とした上に凸の曲線となる。
【００２０】
図３は、車速１００ｋｍ／ｈでロール角が生じないように走行したときの流線を示した図である。図２の場合と同様に、前方視界において前後速度を無視した場合の道路の相対的な動きを流線として表している。この流線を連続させて生成した曲線は、水平面に対して平行な直線となる。
【００２１】
このことから、流線を連続させて生成した曲線に沿って見切り線１６の形状を設計することにより、見切り線１６と走行路面の相対的な動きは、ロールが生じないときの動きに近くなり、ロール運動に対してドライバが視覚情報から認識する感度が低下するため、ロール感を向上することができる。
【００２２】
さらに、ロール感の向上を実験結果により示す。見切り線１６の形状を水平面と平行のストレート形状とし、車速１００ｋｍ／ｈで走行する前後運動を被験者の前方スクリーンに模擬表示すると同時に、６自由度の任意の運動が模擬できる加振機を用いて、横運動、ロール運動、ピッチ運動、及びヨー運動を被験者に与え、運動毎に被験者が運動を認識した時点の振幅（「認識閾値」という。）を測定した。
【００２３】
ロール運動の認識閾値の測定は、ロール運動以外の横運動、ピッチ運動、及びヨー運動を与えた状態で、徐々にロール振幅を増加させていき、被験者がロール運動を認識した時点の振幅を測定することにより行った。
【００２４】
見切り線１６の形状を図２における流線に沿った形状に近似した上に凸の曲線とした場合についても、同様の条件で各運動について認識閾値を測定した。
【００２５】
図４は、各運動の認識閾値を示す図である。見切り線１６の形状をストレート形状とした場合の認識閾値を１として、見切り線１６の形状を上に凸の曲線とした場合の認識閾値を示している。ピッチ運動及びヨー運動に関しては、見切り線１６の形状による影響がないのに対して、ロール運動に関しては、見切り線１６の形状を上に凸の曲線とすることによって、認識閾値が２倍ほど大きくなっており、ロール運動に対する感度が落ちていることがわかる。
【００２６】
さらに、図５に、見切り線１６の形状に対するロール感の官能評価の調査結果を示す。実車にて、低中速から高速において、スラローム走行、レーンチェンジ走行、及び旋回走行を行った際のロール感を、０（悪い）〜１０（良い）の評点により評価したところ、見切り線１６の形状がストレート形状の場合には５点、見切り線１６の形状が上に凸の曲線の場合には８点と、見切り線１６の形状を上に凸の曲線にすることによりロール感が向上していることが確認された。
【００２７】
このように、見切り線１６を前方の流線に沿った形状とすることで、ドライバが、見切り線１６と道路との相対的な動きから視覚情報として認識するロール運動は、認識されにくくなり、結果的にロールが小さく感じられる。このため、サスペンション制御等によってロールを小さく抑制した場合と官能上等価な効果が得られ、アクティブ制御を用いることなくロール感を向上させることができる。
【００２８】
ここで、見切り線１６の形状は、ロール角の大きさとは無関係に、ロール角と、横移動及びヨー角とのバランスから決定されるものであり、車両の諸元に応じた適値が存在することになる。
【００２９】
そこで、望ましい見切り線１６の形状を示す双曲線の詳細式を導出する。流線を連続して生成した双曲線を導出するために、微小操舵を行って走行したときの前方視界の流線を導出し、この微小運動の関係式を微分方程式で記述し、さらにこれを解くことによって双曲線の詳細式を導出する。
【００３０】
まず、ドライバの視点を基準としたロール運動は、図６に示すように、直進時における進行方向の無限遠点を原点Ｏとして、俯角をｘ［ｒａｄ］（水平線より上の仰角方向を正、水平線より下の俯角方向を負として表記）、方位角をｙ［ｒａｄ］とするｘｙ座標系において、原点Ｏを中心とした円運動となる。任意の点Ｐの位置が（ｘ，ｙ）、原点Ｏと点Ｐとを結んだ直線ＯＰとｙ軸とのなす角がｐａの場合に、ロール角φが微小量ｄφ変化したとき、点Ｐの位置は（ｘ＋ｄｘ，ｙ＋ｄｙ）に変化する。ただし、
【数１】
0004718568.tif 000002
である。
【００３１】
次に、ドライバの視点を基準とした横運動は、図７に示すように、ｙ軸に平行な運動となる。路面上の任意の点Ｐの位置（ｘ，ｙ）から、微小な横位置変化ｄＹが生じたときの点Ｐの位置は（ｘ＋ｄｘ，ｙ＋ｄｙ）に変化する。ただし、
【数２】
0004718568.tif 000003
である。ここで、ｈｅｙｅは路面を基準とした視点の高さ（アイレベル）である。なお、横運動については、路面上の位置のみを考慮することから、ｘ＜０としている。
【００３２】
横位置変化ｄＹとロール角変化ｄφとの関連は、ロール率Ｋｒｏｌｌ、操舵周波数ｆ、及びロール発生時の視点の横移動から、
【数３】
0004718568.tif 000004
と表せる。ここで、ｈｒｏｌｌは、視点高とロール軸との距離を示す。（５）式を（４）式に代入して、
【数４】
0004718568.tif 000005
となる。
【００３３】
次に、ドライバの視点を基準としたヨー運動は、図８に示すように、ｙ軸に平行な運動となる。路面上の任意の点Ｐの位置（ｘ，ｙ）から、微小なヨー角変化ｄψが生じたときの点Ｐの位置は（ｘ＋ｄｘ，ｙ＋ｄｙ）に変化する。ただし、
【数５】
0004718568.tif 000006
である。ヨー角変化ｄψとロール角変化ｄφとの関連は、両者の位相の相違を無視すると、
【数６】
0004718568.tif 000007
と表せる。ここで、ｕは車速である。（９）式を（８）式に代入して、
【数７】
0004718568.tif 000008
となる。
【００３４】
以上の運動を統合すると、任意の点Ｐの位置（ｘ，ｙ）の変化は、式（１）〜（３）、（６）〜（８）、及び（１０）から、
【数８】
0004718568.tif 000009
となる。この微分方程式を整理すると、
【数９】
0004718568.tif 000010
となり、（１３）式を解いて、
【数１０】
0004718568.tif 000011
となる。さらに、（１４）式の示す双曲線が、方位角ｙ＝０で俯角ｘ＝θになるような積分定数Ｃを導出すると、以下の関係が導出される。
【数１１】
0004718568.tif 000012
この関係式から、俯角の２次の係数Ａ（（１６）式）は、ロール軸と視点高との距離に応じて単調増加、視点高に応じて単調減少、ロール率に応じて単調減少し、俯角の１次の係数Ｂ（（１７）式）は、ロール率に応じて単調減少することがわかる。
【００３５】
また、俯角の１次の係数Ｂは車速ｕを含み、車速ｕに応じて単調減少する。車速ｕとしてロール感が重要な速度（例えば、１００ｋｍ／ｈとすることができるが、車種に応じて予め定めることができる）、操舵周波数ｆとして微小操舵の常用域の周波数（通常０．５Ｈｚ）、視線高ｈｅｙｅ及び俯角θとして標準値、ロール軸と視線高との距離ｈｒｏｌｌ及びロール率Ｋｒｏｌｌとして設計する車両の値を各々用いることにより、上記（１５）式の双曲線を一意に定めることができる。この双曲線と平行または略平行な曲線を定めることによって、目的とする車両のインスツルメントパネル１４の見切り線１６の形状を定めることができる。
【００３６】
なお、視点高ｈｅｙｅ、俯角θ、ロール軸と視点高との距離ｈｒｏｌｌ、及びロール率Ｋｒｏｌｌとして設計する車両を運転するドライバ個人の値、及び設計する車両の値を各々用いて上記（１５）式の双曲線を定めることにより、特定のドライバに最適になるようにインスツルメントパネル１４の見切り線１６の形状を設計することができる。インスツルメントパネル１４の形状が、この設計に基づいた形状となるように車両を製造する。
【００３７】
なお、本実施の形態では、インスツルメントパネル１４の見切り線１６の形状を双曲線とする例について説明したが、ウインドシールドガラス１２越しの車両フードの見切り線の形状、ウインドシールドガラス１２に形成されたセラミックラインの上端の形状、ワイパーのブレード部の上端の形状、またはアーム部の上端の形状等を双曲線としても良い。
【００３８】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、ドライバの前方視界内の下端を遮る車両構成部品の形状を、車両の目標とする設計車速に応じた見切り線１６の形状として設計する場合について説明したが、第２の実施形態では、車両に車両制御装置を設け、見切り線の形状を車速に応じた形状に制御する場合について説明する。なお、第２の実施形態の車両の構成において、上記第１の実施形態の車両１０の構成と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００３９】
図９は、第２の実施形態の車両制御装置１８を備えた車両１０の概略図である。
【００４０】
車両制御装置１８は、ウインドシールドガラス１２の下端部にウインドシールドガラス１２の車幅方向一端から他端に向かって設けられ、見切り線１６を表示するための細長液晶パネル２０、車両１０の車速を検出する車速センサ２２、検出された車速に基づいて見切り線１６の形状を演算する演算部２４、及び演算された見切り線１６の形状に基づいて液晶パネル２０に見切り線１６が表示されるように液晶パネル２０を駆動する駆動部２６を有する。
【００４１】
液晶パネル２０は、マトリクス状に配列された画素により構成されており、駆動部２６の駆動により各画素が透過状態または遮蔽状態のいずれかとなるように制御される。ウインドシールドガラス１２下端部に遮蔽部を形成すると、遮蔽部の上端部が見切り線１６となる。
【００４２】
演算部２４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭを含んで構成されたマイクロコンピュータで構成され、記憶媒体としてのＲＯＭには、第１の実施形態の式（１５）〜（１８）のデータを含む後述する処理ルーチンのプログラムが記憶されている。演算部２４は、操舵周波数ｆとして微小操舵の常用域の周波数（通常０．５Ｈｚ）、視線高ｈｅｙｅ及び俯角θとして標準値、ロール軸と視線高との距離ｈｒｏｌｌ及びロール率Ｋｒｏｌｌとして設計する車両の値を各々（１６）〜（１８）式に代入することにより得られた（１５）式の双曲線を示す式に、車速ｕとして車速センサ２２から出力された車速を代入することにより目的とする双曲線を演算する。
【００４３】
駆動部２６は、演算部２４により求められた双曲線を境界線として、双曲線より上部の画素が透過状態、双曲線より下部の画素が遮蔽状態となるように、液晶パネル２０を駆動する。
【００４４】
次に、図１０を参照して、見切り線制御の処理ルーチンについて説明する。
【００４５】
ステップ１００で、車速センサ２２により、車両１０の車速を取り込む。次に、ステップ１０２で、取り込んだ車速を演算部２４に記憶された式に代入することにより、見切り線１６の形状となる双曲線の式を演算する。次に、ステップ１０４で、演算された双曲線に基づいてウインドシールドガラス１２の下端部に設けられた液晶パネル２０に見切り線１６が表示されるように液晶パネル２０を駆動する。
【００４６】
図１１に、見切り線１６の形状の速度特性を示す。車速５０ｋｍ／ｈ、１００ｋｍ／ｈ、２００ｋｍ／ｈ、及び停止の場合の見切り線１６の形状を示している。このように、車速が高くなるに従って上に凸の度合いが大きくなるように変形され、車速に応じた適切な見切り線１６を表示することができるため、車速に応じてロール感を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】第１の実施形態の車両内部の一部を示す概略図である。
【図２】車速１００ｋｍ／ｈで微小操舵スラロームするときの流線を示した図である。
【図３】ロール角が生じない車両において、車速１００ｋｍ／ｈで微小操舵スラロームするときの流線を示した図である。
【図４】運動の認識閾値を示すグラフである。
【図５】見切り線の形状に対するロール感の官能評価の調査結果を示すグラフである。
【図６】ロール運動を説明するための概略図である。
【図７】横運動を説明するための概略図である。
【図８】ヨー運動を説明するための概略図である。
【図９】第２の実施形態の車両制御装置を備えた車両の概略図である。
【図１０】第２の実施形態における見切り線制御の処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】見切り線の形状の速度特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１０   車両
１２   ウインドシールドガラス
１４   インスツルメントパネル
１６   見切り線
【図１】
0004718568.tif 000013
【図２】
0004718568.tif 000014
【図３】
0004718568.tif 000015
【図４】
0004718568.tif 000016
【図５】
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【図６】
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【図７】
0004718568.tif 000019
【図８】
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【図９】
0004718568.tif 000021
【図１０】
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【図１１】
0004718568.tif 000023