(57)【要約】【課題】経路案内中に、案内ポイントにおいて車両が進むべき方向をより判り易く運転者に伝えること。【解決手段】案内経路における交差点等の案内ポイントに対して車両が接近したとき、右左折すべき方向にステアリングホイール３０を所定角度回転させ、即座に原位置に戻す回転・復帰動作を行なうことによって、案内ポイントにおける車両の右左折方向をステアリングホイール３０の回転方向によって案内する。車両の運転中、運転者はステアリングホイール３０を必ず保持しているので、運転者はステアリングホイール３０の回転方向から進むべき方向を容易に把握することができる。【選択図】      図３
2005321277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の現在位置を検出する現在位置検出手段と、
道路地図データを記憶する記憶手段と、
前記道路地図データに基づいて、目的地までの案内経路を設定する案内経路設定手段と、
操舵輪と機械的には分離されたステアリングホイールと、
前記車両の現在位置が前記案内経路における右左折すべき案内ポイントに接近したとき、当該車両が右左折すべき方向へ前記ステアリングホイールを回転させることにより、前記案内ポイントにおける右左折方向を案内するステアリング制御手段とを備えることを特徴とする車両用ナビゲーション装置。
【請求項２】
前記ステアリング制御手段は、前記車両が右左折すべき方向へ前記ステアリングホイールを所定角度回転させた後、同じ角度だけ反対方向に回転させて、ステアリングホイールの回転位置を原位置に戻す回転・復帰動作を実行することを特徴とする請求項１に記載の車両用ナビゲーション装置。
【請求項３】
前記ステアリング制御手段は、所定の案内タイミングにおいて、前記回転・復帰動作を複数回実行することを特徴とする請求項２に記載の車両用ナビゲーション装置。
【請求項４】
前記ステアリング制御手段は、同一の案内ポイントに対して複数回の案内タイミングを有し、各案内タイミングにおいて、前記ステアリングホイールを回転させる角度と、前記回転・復帰動作の実行回数との少なくとも一方を変化させることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の車両用ナビゲーション装置。
【請求項５】
前記ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段を備え、
前記ステアリング制御手段は、前記操舵角検出手段によって検出される操舵角が、所定角度以上である場合、前記ステアリングホイールの回転を中止することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の車両用ナビゲーション装置。
【請求項６】
前記ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段を備え、
前記ステアリング制御手段は、前記案内ポイントにおいて右左折すべき方向を案内すべく前記ステアリングホイールの回転中に、前記操舵角検出手段が検出する操舵角から運転者の操舵が開始されたことを検知すると、その時点で、前記ステアリングホイールの回転を終了することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の車両用ナビゲーション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目的地までの経路を案内する経路案内機能を備える車両用ナビゲーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用ナビゲーション装置は、一般に、経路案内機能を備えており、この経路案内機能の実行時には、自車位置が右左折すべき交差点、分岐点、高速道路の入口、出口といった所定の案内ポイントに近づいたとき、表示装置の画面表示が案内ポイント付近の拡大案内図に切り換えられる。それと同時に、例えば「○○ｍ先を左です。」といった音声案内が行なわれる。
【０００３】
この経路案内時に、運転者にとってより判り易い案内を行なうために、例えば特許文献１に記載のナビゲーション装置が知られている。このナビゲーション装置では、案内ポイントとしての交差点付近の拡大案内図を表示する際に、その交差点における退出道路のなす角度が所定角度以下であるとき、拡大案内図をさらに横方向に拡大して表示する。
【特許文献１】特開平１１−８３５１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、横方向に拡大された拡大案内図が表示されても、車両の運転中、運転者は、その表示画面を注視することはできない。従って、運転者は、僅かな時間だけ視線を表示装置に向け、進むべき方向を瞬時に判断する必要がある。このため、運転者は、進むべき方向を正しく認識できないことも考えられる。
【０００５】
また、従来のナビゲーション装置は、拡大案内図の表示に加えて音声によって進むべき方向を案内する。しかし、運転中に車室内で音楽やラジオ放送を聴いている場合には、その案内音声が聞き取りにくい場合もある。
【０００６】
本発明は上述した点に鑑みてなされたものであり、経路案内中に、案内ポイントにおいて車両が進むべき方向をより判り易く運転者に伝えることが可能な車両用ナビゲーション装置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、請求項１に記載の車両用ナビゲーション装置は、
車両の現在位置を検出する現在位置検出手段と、
道路地図データを記憶する記憶手段と、
道路地図データに基づいて、目的地までの案内経路を設定する案内経路設定手段と、
操舵輪と機械的には分離されたステアリングホイールと、
車両の現在位置が案内経路における右左折すべき案内ポイントに接近したとき、当該車両が右左折すべき方向へステアリングホイールを回転させることにより、案内ポイントにおける右左折方向を案内するステアリング制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
このように請求項１に記載の車両用ナビゲーション装置によれば、車両の現在位置が案内経路における右左折すべき案内ポイントに接近したときに、その右左折すべき方向にステアリングホイールを回転させることによって、案内ポイントにおける右左折方向を案内する。車両の運転中、運転者はステアリングホイールを必ず保持しているので、運転者はステアリングホイールの回転を体感することになる。従って、運転者に車両が進むべき方向をより判り易く伝えることができる。
【０００９】
なお、ステアリングホイールは機械的には操舵輪と分離されており、ステアリング制御手段によるステアリングホイールの回転によって操舵輪が転舵されることはない。
【００１０】
請求項２に記載したように、ステアリング制御手段は、車両が右左折すべき方向へステアリングホイールを所定角度回転させた後、同じ角度だけ反対方向に回転させて、ステアリングホイールの回転位置を原位置に戻す回転・復帰動作を実行することが好ましい。このようにステアリングホイールの回転後、原位置に戻すように反対方向に回転させることにより、車両の進行方向が変化しないにもかかわらずステアリングホイールのみが回転したままとなる状況が回避され、運転者の違和感を軽減することができる。
【００１１】
請求項３に記載したように、ステアリング制御手段は、所定の案内タイミングにおいて、回転・復帰動作を複数回実行することが好ましい。運転者に、より明確に右左折すべき方向を伝えるためである。
【００１２】
請求項４に記載したように、ステアリング制御手段は、同一の案内ポイントに対して複数回の案内タイミングを有し、各案内タイミングにおいて、ステアリングホイールを回転させる角度と、回転・復帰動作の実行回数との少なくとも一方を変化させることが好ましい。これにより、運転者は、案内ポイントにおいて右左折すべき方向のみでなく、案内ポイントに対する接近度合も認識することができるようになる。
【００１３】
請求項５に記載したように、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段を備えて、ステアリング制御手段は、操舵角検出手段によって検出される操舵角が、所定角度以上である場合、ステアリングホイールの回転を中止することが好ましい。操舵角検出手段によって検出される操舵角が所定角度以上である場合、例えば運転者がステアリングホイールを操舵してカーブ等を旋回走行中であることが考えられる。このような場合、ステアリングホイールを回転させると、運転者のステアリング操作に対する障害となる可能性がある。従って、運転者がステアリングホイールを操舵しているとみなされる状況においては、ステアリング制御手段によるステアリングホイールの回転を中止することが好ましい。
【００１４】
同様の理由から、請求項６に記載したように、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段を備えて、ステアリング制御手段は、案内ポイントにおいて右左折すべき方向を案内すべくステアリングホイールの回転中に、操舵角検出手段が検出する操舵角から運転者の操舵が開始されたことを検知すると、その時点で、ステアリングホイールの回転を終了することが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の実施形態による車両用ナビゲーション装置について図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係わる車両用ナビゲーション装置２０の概略構成を示すブロック図である。同図に示すように、本実施形態の車両用ナビゲーション装置２０は、位置検出器１、地図データ入力器６、操作スイッチ群７、表示装置９、音声出力装置１０、リモコンセンサ１１、及びこれらに接続されたナビゲーションＥＣＵ８を備えている。また、本実施形態においては、ナビゲーションＥＣＵ８にステアリング制御装置１３が接続されており、ナビゲーションＥＣＵ８は、経路案内中、所定の案内タイミングにおいて、交差点等の案内ポイントでの右左折すべき方向をステアリングホイールを介して案内するように、ステアリング制御装置１３に対して指示信号を出力する。
【００１６】
ナビゲーションＥＣＵ８は通常のコンピュータとして構成されており、内部には周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ及びこれらの構成を接続するバスラインが備えられている。ＲＯＭには、ナビゲーションＥＣＵ８が実行するためのプログラムが書き込まれており、このプログラムに従ってＣＰＵ等が所定の演算処理を実行する。
【００１７】
位置検出器１は、いずれも周知の地磁気センサ２、ジャイロスコープ３、車速センサ（距離センサ）４、及び衛星からの電波に基づいて車両の位置を検出するＧＰＳ（Global Positioning System）のためのＧＰＳ受信機５を有している。これらは、各々が性質の異なる誤差を持っているため、複数のセンサにより各々補完しながら使用するように構成されている。ナビゲーションＥＣＵ８は、位置検出器１の各センサ等からの信号に基づいて、車両の現在位置及び進行方向を検出する。なお、各センサの精度によっては位置検出器１を上述した内の一部で構成しても良いし、他のセンサを用いても良い。
【００１８】
地図データ入力器６は、ノードデータ及びリンクデータからなる道路地図データ、地名等の目印データ等、道路地図を描画するために必要な地図データをナビゲーションＥＣＵ８に入力する装置である。この地図データ入力器６は、地図データを記憶する記憶媒体を備え、その記憶媒体としては、記憶するデータ量からＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等を用いるのが一般的であるが、メモリカードやハードディスクなどの書き換え可能な媒体を用いてもよい。
【００１９】
ここで、ノードデータ及びリンクデータの構成について説明する。ノードデータは、複数の道路が交差、合流、分岐するノード毎に固有の番号を付したノードＩＤ、ノード座標、ノード名称、ノードに接続する全てのリンクのリンクＩＤが記述される接続リンクＩＤ、交差点種類、信号機の有無、規制情報、ノードコスト等の各データから構成されている。リンクデータは、道路毎に固有の番号を付したリンクＩＤ、リンク長、始点及び終点のノード座標、高速道路、有料道路、一般道路、市街地／郊外道路等の道路種別、道路幅員、車線数、リンク走行時間、法定制限速度、リンクコスト等の各データから構成されている。すなわち、リンクデータのリンクとは、地図上の各道路を、交差点、分岐点などを示すノードにより複数に分割し、２つのノード間をリンクとして規定したものである。
【００２０】
これらのノードデータ及びリンクデータにより、地図上に道路を描画したり、ダイクストラ法等の公知の手法を用いて、出発地から目的地までの案内経路を探索することが可能になる。
【００２１】
操作スイッチ群７は、例えば、後述する表示装置９と一体になったタッチスイッチもしくはメカニカルなスイッチとして構成され、各種入力に使用される。例えば、本実施形態のナビゲーション装置２０は、車両の現在位置及びその周辺の地図を表示する通常のナビゲーション機能に加え、経路案内機能を有し、案内経路を設定するために、操作スイッチ群７により出発地、経由地、目的地を指定することが可能である。なお、出発地は特に指定されない限り、車両の現在位置となり、また経由地の指定は任意である。
【００２２】
出発地及び目的地が指定されると、ナビゲーションＥＣＵ８は、公知のダイクストラ法等の手法を用いて出発地から目的地に達する案内経路を探索する。そして、探索された案内経路による経路案内を開始することが操作スイッチ群７の操作によって指示されたとき、ナビゲーションＥＣＵ８は、経路案内を開始する。また、ナビゲーション装置２０は、各種の入力を行なう装置としてリモートコントローラー（リモコン）１２も備えており、リモコン１２が操作された場合には、その操作信号をリモコンセンサ１１が受信し、ナビゲーションＥＣＵ８に入力する。
【００２３】
表示装置９は、液晶ディスプレイによって構成され、表示装置９の画面には、例えば、位置検出器１から入力された車両の現在位置に対応する自車位置マークと、地図データ入力器６より入力された地図データによって生成される車両周辺の道路地図が表示される。また、上述した経路案内時には、表示装置９の画面に、案内経路が強調表示された道路地図が表示される。
【００２４】
音声出力装置１０は、例えば経路案内が行なわれている時、進むべき方向等を案内する音声を出力する。
【００２５】
さらに、本実施形態では、ナビゲーションＥＣＵ８からステアリング制御装置１３に指示信号を出力することにより、案内経路における交差点等の案内ポイントに対して車両が接近したとき、右左折すべき方向にステアリングホイールを所定角度回転させ、即座に原位置に戻す回転・復帰動作を行なわせて、案内ポイントにおける車両の右左折方向を案内する。車両の運転中、運転者はステアリングホイールを必ず保持しているので、運転者はステアリングホイールの回転方向から進むべき方向を容易に把握することができる。
【００２６】
ステアリング制御装置１３の構成を図２に基づいて説明する。図２は、ステアリング制御装置１３の概略構成を示す構成図である。
【００２７】
図２に示すように、ステアリング制御装置１３は、ステアリングホイール３０のシャフトに接続され、ステアリングホイール３０に、車速及び操舵角に応じた反力を与える反力発生モータ３２を備えている。また、ステアリングホイール３０の操舵角を検出するために、操舵角センサ３１が設けられている。
【００２８】
ステアリング制御装置１３は、ステアリングＥＣＵ３３を備え、このステアリングＥＣＵ３３は、車速センサ４及び操舵角センサ３１の検出信号に基づいて、ステアリングホイール３０に付与すべき反力を反力発生モータ３２によって発生させる。例えば、ステアリングＥＣＵ３３は、車速が高くなるほど、反力が高くなるように、またステアリングホイール３３の操舵角が大きくなるほど、反力が高くなるように、反力発生モータ３２に制御信号を出力する。
【００２９】
また、ステアリングＥＣＵ３３には、操舵力発生モータ３４が接続されている。この操舵力発生モータ３４は、ステアリングＥＣＵ３３からの制御信号に応じて、操舵輪である前輪３８の向きを変更する。例えば、操舵力発生モータ３４の駆動軸先端とステアリングラック３５とが相互に噛み合うようにネジ部が形成されることにより、操舵力発生モータ３４の回転力がステアリングラック３５の左右の動きに変換される。ステアリングラック３５の両端には、タイロッド３６が取り付けられており、そのタイロッド３６によりナックルアーム３７を介して前輪３８の向きを変化させる。ステアリングＥＣＵ３６は、操舵角センサ３１によってステアリングホイール３０の操舵角を検出しており、そのステアリングホイール３０が操舵量に応じた角度だけ、前輪３８の向きを変化させるように、操舵力発生モータ３４に制御信号を出力する。
【００３０】
ステアリング制御装置１３は、上述した構成を有し、ステアリングホイール３０と操舵輪である前輪３７とは機械的に分離されている。従って、案内ポイントにおける右左折方向を案内するために、ステアリングＥＣＵ３３が反力発生モータ３２を介して、ステアリングホイール３０を所定角度回転させても、前輪３８の向きに変化はなく、車両の走行状態に影響を与えることはない。
【００３１】
次に、本実施形態の特徴部分に関する、ステアリングホイール３０の回転による右左折方向の案内を行なうための処理を、図３のフローチャートに基づいて説明する。
【００３２】
まず、ステップＳ１００では、出発地、目的地等が指定されて案内経路が設定されており、かつその案内経路に従って経路案内中であるか否かが判定される。このとき、経路案内中であると判定されるとステップＳ１１０に進み、設定されている案内経路と現在位置とを対比する。
【００３３】
そして、ステップＳ１２０において、案内経路と現在位置との対比結果に基づいて、案内ポイントに対する案内タイミングであるか否かを判定する。例えば、案内経路における交差点、分岐点、高速道路入り口や出口等の案内ポイントに対して、現在位置が所定距離まで接近しているときに、案内タイミングであると判定される。案内タイミングではないと判定されるとステップＳ１００の処理に戻り、案内タイミングと判定されると、ステップＳ１３０の処理に進む。
【００３４】
ステップＳ１３０では、表示装置９に案内ポイントにおいて進むべき方向を示す拡大案内図を表示するとともに、音声出力装置１０から案内ポイントにおける右左折方向を音声にて報知する。
【００３５】
次に、ステップＳ１４０では、操舵角センサ３１の検出信号に基づいて、ステアリングホイール３０が操作されているか否かを判定する。このとき、ステアリングホイール３０の操舵角が、中立位置から所定角度範囲に属し、車両がほぼ直進しているとみなされる場合、運転者はステアリングホイール３０を操作していないと判定する。このような判定を行なう理由は、運転者がステアリングホイール３０を操作して、車両を旋回させているときに、右左折方向を案内するためにステアリングホイール３０を回転させて、運転者のステアリング操作の妨げになることを防止するためである。
【００３６】
従って、ステップＳ１４０において、ステアリング操作中と判定された場合には、ステップＳ１６０に進み、ステアリングによる右左折方向の案内の中止処理を行なう。一方、ステアリング操作中ではないと判定された場合には、ステップＳ１５０に進んで、ステアリングホイール３０を所定角度回転させることにより、案内ポイントにおける右左折方向を案内する。運転者は、ステアリングホイール３０の回転を体感することにより、案内ポイントにおける右左折方向を確実に認識できる。
【００３７】
このステアリングホイール３０の回転による右左折方向の案内について、詳しく説明する。ステアリングＥＣＵ３３は、ナビゲーション装置２０のナビゲーションＥＣＵ８から、案内ポイントにおける右左折すべき方向に関する情報を指示信号によって取得する。ステアリングＥＣＵ３３は、その情報に基づいて、右折すべき場合には、ステアリングホイール３０を右方向に所定角度回転させ、左折すべき場合には、左方向に所定角度回転させる。このように、右左折すべき方向と同方向にステアリングホイール３０を回転させることにより、運転者は右左折方向を確実に認識できるのである。
【００３８】
所定角度回転させた後、ステアリングＥＣＵ３３は、即座に同じ角度だけステアリングホイールを反対方向に回転させ、原位置に戻す。この復帰動作により、車両の進行方向が変化しないにもかかわらずステアリングホイール３０のみが回転したままとなる状況が回避され、運転者の違和感を軽減することができる。
【００３９】
また、上述したステアリングホイール３０の回転・復帰動作は、複数回（例えば２回）実行される。これにより、運転者に、より明確に案内ポイントにおける右左折方向を伝えることができる。
【００４０】
さらに、ナビゲーション装置２０が、同一の案内ポイントに対して複数回、右左折すべき方向を案内する場合には、各案内タイミングにおいて、ステアリングホイール３０を回転させる角度と、回転・復帰動作の実行回数との少なくとも一方を変化させる。図４は、ステアリングホイール３０の回転角度を変化させた例を示すものであり、図４に示す例では、案内ポイントである交差点に対して、７００ｍ手前、３００ｍ手前、及び１００ｍ手前をそれぞれ案内タイミングとしている。そして、案内ポイントまでの距離が短くなるほど、ステアリングホイール３０の回転角度を大きくしている（１０度→１５度→２０度）。このようにすれば、運転者は、ステアリングホイール３０の回転・復帰動作から、案内ポイントにおいて右左折すべき方向のみでなく、案内ポイントに対する接近度合も認識することができるようになる。なお、ステアリングホイール３０の回転角度を一定として、回転・復帰動作の実行回数を変化させても良いし、ステアリングホイール３０の回転角度と回転・復帰動作の実行回数をともに変化させても良い。
【００４１】
このステアリングホイール３０の回転・復帰動作の実行中、すなわち、ステアリングホイール３０による右左折方向の案内中に、運転者がステアリングホイール３０の操作を開始したか否かをステップＳ１７０で判定する。上述したように、運転者によるステアリングホイール３０の操作中には、その操作の妨げとならないように、ステアリングホイール３０の回転・復帰動作を行なうべきではない。そのため、ステアリングホイール３０による右左折方向の案内中に、ステアリング操作が開始されたかを監視する。
【００４２】
なお、反力発生モータ３２によるステアリングホイール３０の回転・復帰動作が行なわれる場合、その操舵角変化は操舵角センサ３１によって検出できる。そして、操舵角センサ３１によって検出される操舵角の変化が、回転・復帰動作による操舵角変化と所定角度以上ずれた場合、運転者によるステアリング操作が開始されたと判定する。
【００４３】
ステップＳ１７０において、ステアリング操作が開始されたと判定された場合、ステップＳ１８０に進んで、反力発生モータ３２によるステアリングホイール３０の回転駆動を即座に終了する。
【００４４】
ステップＳ１９０では、現在位置が目的地に到着したか否かを判定し、まだ目的地に到着していないと判定される場合には、ステップＳ１００からの処理を繰り返す。
【００４５】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明による車両用ナビゲーション装置は、上述の実施形態に何ら制限されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することができる。
【００４６】
例えば、ステアリングホイールの回転・復帰動作を用いた右左折方向の案内において、ステアリングホイールの回転角度や実行回数を使用者が変更できるようにしても良い。これにより、各使用者の嗜好に合わせて、ステアリングホイールの回転・復帰動作を行なわせることができる。
【００４７】
また、良く知っている道を走行している場合など、却って右左折方向案内が煩わしいと感じる場合もあるので、ステアリングホイール３０を用いた右左折方向の実行可否を設定するスイッチを設けるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態に係わる、車両用ナビゲーション装置の概略構成を示す構成図である。
【図２】ステアリング制御装置１３の構成を示す構成図である。
【図３】経路案内を実行するための処理を示すフローチャートである。
【図４】ステアリングホイールの回転・復帰動作による右左折方向案内において、案内タイミングごとに、ステアリングホイール３０の回転角度を変化させた例を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…位置検出器
６…地図データ入力器
７…操作スイッチ群
８…ナビゲーションＥＣＵ
９…表示装置
１０…音声出力装置
１１…リモコンセンサ
１２…リモコン
１３…ステアリング制御装置
２０…車両用ナビゲーション装置
【図１】
2005321277.tif 000003
【図２】
2005321277.tif 000004
【図３】
2005321277.tif 000005
【図４】
2005321277.tif 000006