转向辅助显示装置制造方法
【专利摘要】提供了一种转向辅助显示装置。根据本发明的转向辅助显示装置包括：确定单元，确定车辆所行驶的弯曲道路的半径、以及车辆的速度和转向角度；计算单元，基于转向角度、以及基于半径和车辆的速度确定的惯性力而计算车辆的行驶方向；以及显示单元，通过平视显示器来显示行驶方向。
【专利说明】转向辅助显示装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在对车辆进行转向时、向驾驶者显示所需信息的转向辅助显示装置。
【背景技术】
[0002]当在驾驶车辆时接近拐弯时，“预测将转向轮转动多远”的动作一般对于初学者比有经验的驾驶者来说困难得多。有经验的驾驶者可以以直觉方式、基于他的或她的视觉和经验、根据车速与拐弯半径之间的关系而理解车辆的预测行驶路径，并且可以根据该直觉理解来执行转向操作。另一方面，初学者通过查看拐弯上的相对近的点而执行转向操作。因此，初学者无法“读取”拐弯的结束，并且在处于曲线中的同时调整转向角度，这易于产生车辆行驶中的摇晃。
[0003]为了防止这种摇晃，日本专利申请公布第5-058196号(JP5-058196A)公开了通过在引擎罩附近的显示装置(诸如平视显示器(HUD))、向驾驶者显示虚拟车轮作为指示车轮的实际转向角度的参数。
[0004]然而，通过显示实际转向角度，仅可以提供当车辆在低速时的预测行驶路径，并且不可以提示初学者预测广泛车速范围中的行驶路径，因此无法提示初学者执行适当转向操作。换言之，利用现有技术，存在难以提示这样的驾驶者执行适当转向操作的问题。
【发明内容】
[0005]因此，本发明的目的是提供一种能够显示用于提示驾驶者执行适当转向操作的必需信息的转向辅助显示装置。
[0006]与本发明的一方面相关的转向辅助显示装置包括:检测单元，被配置成检测车辆所行驶的弯曲道路的半径以及车辆的速度和转向角度；计算单元，被配置成基于转向角度、以及基于半径和速度确定的惯性力，计算车辆的行驶方向；以及显示单元，被配置成通过HUD而显示行驶方向。
[0007]根据本发明的一方面的转向辅助显示装置，由于车辆的行驶方向是基于转向角度、以及基于半径和速度确定的惯性力所计算的，于是可以提示驾驶者执行适当的转向操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]将在以下参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中，相同的数字表示相同的元件，并且其中:
[0009]图1是示出根据本发明的第一实施例的转向辅助显示装置I的示意构成的示意框图；
[0010]图2是示出根据第一实施例的转向辅助显示装置I中的显示转向角度?的计算中所使用的参数的示意图；
[0011]图3是示出根据第一实施例的转向辅助显示装置I中的、基于速度V和半径R而计算校正转向角度Λ Θ的模式的示意图；
[0012]图4Α和图4Β是示出根据第一实施例的转向辅助显示装置I中的、使用用于显示转向角度?的辅助显示标记的显示模式的示意图；
[0013]图5是示出根据第一实施例的转向辅助显示装置I执行的控制的细节的流程图；
[0014]图6Α至图6Ε是示出根据第一实施例的转向辅助显示装置I中的、用于显示转向角度?的辅助显示标记的变型例的示意图；
[0015]图7是示出根据第二实施例的转向辅助显示装置I中的、预测行驶路径D的显示模式的示意图；
[0016]图8是示出根据第二实施例的转向辅助显示装置I执行的控制的细节的流程图；
[0017]图9是示出根据本发明的第三实施例的转向辅助显示装置I的示意构成的示意框图；
[0018]图10是示出根据第三实施例的转向辅助显示装置I中的、预测行驶路径D的显示模式的示意图；
[0019]图11是示出根据第三实施例的转向辅助显示装置I执行的控制的细节的流程图；
[0020]图12是示出根据第三实施例的转向辅助显示装置I中的、预测行驶路径D的显示模式的变型例的示意图；
[0021]图13是示出根据第三实施例的转向辅助显示装置I中的、预测行驶路径D的显示模式的变型例的示意图；以及
[0022]图14是示出根据第三实施例的转向辅助显示装置I执行的控制的细节的变型例的流程图。
【具体实施方式】
[0023]以下，参照附图描述本发明的实施例。
[0024]如图1所示，根据第一实施例的转向辅助显示装置I包括HUD单元电子控制单元(ECT) 2、显示装置4、将显示装置4的显示图像投射在车辆的前挡风玻璃3上的凹透镜5、以及反射所显示的图像的设置在前挡风玻璃上的反射表面3at)HUD单元ECU2通过诸如控制器局域网(CAN)的通信标准而连接到汽车导航ECU6、制动E⑶7和电动助力转向(EPS)E⑶8。
[0025]前挡风玻璃3是位于车辆的前侧的玻璃窗户，并且反射表面3a通过适当的手段(诸如例如在要投射车厢内部的显示图像的区域的表面上设置合成器)而形成。
[0026]显示装置4由包括多个发光二极管(LED)元件的LED阵列和具有例如背光的薄膜晶体管(TFT)屏幕构成，并且将与本发明有关的车辆的显示图像投射到凹透镜5上。凹透镜5具有反射和放大所投射的显示图像的功能、以使得图像穿过仪器面板(未示出)中的开口以被投射到前挡风玻璃3的反射表面3a上，从而在车辆的前部形成虚拟图像。驾驶者通过查看反射表面3a而查看作为虚拟图像的显示图像。
[0027]HUD单元E⑶2由例如中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAN)、互连这些的数据总线、输入/输出接口等构成，并且CPU根据存储在ROM中的程序而执行以下所述的规定处理。HUD单元E⑶2包括检测单元2a、计算单元2b和显示单元2c。
[0028]汽车导航E⑶6通过全球定位系统(GPS)功能而检测车辆的位置，并且还从数据库读出包括车辆正沿其行驶的道路的半径R的地图信息，并经由CAN将该信息发送到HUD单元ECU2。
[0029]制动ECU7是控制车辆的整个制动功能的ECU。制动ECU7根据来自车轮速度传感器(未示出)的输出信号而计算车辆的速度V，并且将包括车辆速度V的数据帧发送到HUD单元ECU2。
[0030]EPS E⑶8是用于基于驾驶者对转向轮的操作而控制EPS的E⑶。EPS E⑶8通过转向角度传感器(未示出)而基于EPS检测车轮的转向角度Θ，并且将该转向角度Θ发送到HUD 单元 ECU2。
[0031]HUD单元E⑶2的检测单元2a基于与汽车导航E⑶6、制动E⑶7和EPS E⑶8的通信，从CAN检测车辆正在其上行驶的弯曲道路的半径R、车辆的速度V和转向角度Θ。HUD单元ECU2的计算单元2b基于转向角度Θ、以及根据半径R和车辆速度V确定的惯性力，计算车辆的行驶方向。
[0032]更具体地，计算单元2b根据半径R和车辆速度V而计算校正转向角度Λ Θ，并且通过从转向角度Θ减去校正转向角度Λ Θ而计算显示转向角度O= θ -Δ Θ作为行驶方向。HUD单元E⑶2的显示单元2c基于对显示装置4的控制,通过HUD在驾驶者前方显示通过以上公式算出的浅显示转向角度Θ。
[0033]这里，如图2所示，沿着具有半径R的弯曲道路以速度V行驶的车辆的转向角度被取作Θ1。如果忽略车辆速度V，则由转向角度传感器检测的并且由EPS E⑶8发送的实际转向角度Θ 2由Θ I = Θ 2给出。这基于如下事实:在第一实施例中执行作为惯性力校正的、基于校正转向角度Λ Θ的校正。因此，在该第一实施例中，转向角度传感器检测的转向角度被取作Θ，并且直接用在显示转向角度?的计算中。
[0034]此外，在计算校正转向角度Λ Θ时，使用关系表达式Λ θ = β mV2/R = aV2。这里，m是车辆重量，并且α和β是通过实验或仿真获得的系数。换言之，如图3所示，如果车辆速度V绘制在水平轴上并且校正转向角度Λ Θ绘制在垂直轴上，则半径R越小，所得到的二次曲线的梯度越大。
[0035]这里,如图4Α所示,显示单元2c基于向上凸起的横向长的半椭圆形状的辅助显示标记M的中心MC的旋转,显示显示转向角度Θ 0这里,在图4A中，单点线C指示车辆(车体)的前/后方向，并且显示转向角度?由示出辅助显示标记M的中心的箭头与单点线C之间的角度来指示。换言之，参考前/后方向C示出了显示转向角度O。
[0036]在确认图4A所示的浅显示转向角度O = Θ-Λ Θ时，驾驶者基于一般驾驶特性(反应特性，由此驾驶者识别对于当前转向操作，车辆正行驶到道路的曲线的外侧，并且使得车辆转向更急)而选择理想转向角度Θ+Λ Θ。如果如图4B所示车辆正沿着直的道路行驶，则转向角度Θ和显示转向角度?变为零，并且指示辅助显示标记M的中心的箭头与虚线C重合。
[0037]当检测单元2a在驾驶者修改之后检测到理想转向角度Θ+Λ Θ时，显示单元2c显示当前修改的转向角度Θ+Λ Θ，并且在接下来的控制时期中，显示单元2c基于新的车辆速度V、半径R和转向角度Θ而显示另一浅显示转向角度O。
[0038]接下来，将参照图5所示的流程图而描述根据第一实施例的HUD单元ECU2执行的控制的细节。如步骤SI所示，检测单元2a从CAN，检测和获取车辆速度V、转向角度Θ和包括半径R的地图信息。在步骤S2中，计算单元2b通过上述方法、根据半径R和车辆速度V计算作为惯性力校正的校正转向角度Λ Θ。
[0039]在步骤S3中，计算单元2b通过从转向角度Θ减去校正转向角度Δ Θ而计算显示转向角度O。在步骤S4中，显示单元2c通过使用HUD而显示该浅显示转向角度O。
[0040]这里，步骤S4中的显示处理继续，直至驾驶者响应于浅显示转向角度Θ的显示、基于一般驾驶特性选择了作为更紧的转向角度的理想转向角度Θ+Λ Θ为止，并且在步骤S5中，检测单元2a检测转向角度Θ+Λ Θ。当在步骤S5中检测到转向角度Θ+Λ Θ时，然后在步骤S6中，显示单元2c显示该显示转向角度Θ = θ +Δ Θ。
[0041]辅助显示标记M的模式不限于图4A和图4B所示的模式。例如，如图6A所示，辅助显示标记M可采用将粗线箭头与左/右方向上的横向条结合的模式。此外，如图6B所示，辅助显示标记M可采用将半椭圆形状与图6A所示的模式结合的模式。
[0042]另外，如图6C所示，辅助显示标记M可采用图6B中的模式，并且还包括指示粗虚线箭头的方向的虚线。此外，如图6D所示，辅助显示标记M还可以是由移除了底部边缘的具有不同角度的等边三角形形成的人字形形状，并且如图6E所示，辅助显示标记M还可包括指示人字形的朝向方向的虚线。
[0043]根据依照上述第一实施例的转向辅助显示装置1，可以获得以下动作和有益效果。更具体地，在第一实施例中，通过根据车辆速度V和半径R来确定考虑了惯性力的校正转向角度△ Θ并且浅浅地示出显示角度O，可以使得驾驶者选择作为考虑了惯性力的更紧转向角度的理想转向角度Θ+Λ Θ。换言之，在第一实施例中，可以提示通常无法实现的以高速进行的适当转向操作。
[0044]在上述第一实施例中，显示转向角度&用作车辆的行驶方向，但是还可以使用预测行驶路径。以下描述相关的第二实施例。根据第二实施例的转向辅助显示装置I的硬件构成与第一实施例所示的相同，因此描述关注于不同点。
[0045]在根据第二实施例的转向辅助显示装置I中，HUD单元E⑶2的计算单元2b根据半径R和车辆速度V而计算校正转向角度Λ Θ，通过从转向角度Θ减去校正转向角度Λ Θ而计算行驶转向角度?，并且基于行驶转向角度?和车辆速度V而计算预测行驶路径D作为车辆的行驶方向。换言之，计算单元2b例如通过自动导航，计算当在包括半径R的地图信息中包括的行驶路径方向B中继续时的行驶转向角度Θ和预测行驶路径D。显示单元2c在HUD上显示预测行驶路径D以及行驶路径方向B。
[0046]例如,显示单元2c的显示模式如图7所示。换言之,显示单元2c以绿色显示作为虚线的预测行驶路径D，并且以白色显示作为实线的行驶路径方向B。以下，参照图8描述了根据第二实施例的转向辅助显示装置I的控制的细节。
[0047]如图8中的步骤Sll所示，检测单元2a从CAN获取车辆速度V、转向角度θ和包括半径R的地图信息。在步骤S12中，计算单元2b通过与第一实施例中类似的方法，根据半径R和车辆速度V计算作为惯性力校正的校正转向角度Λ θ。在步骤S13中，计算单元2b计算行驶转向角度O = θ-Λ θ，并且在步骤S14中，计算单元2b根据行驶转向角度Θ而计算预测行驶路径D。
[0048]在步骤S15中，计算单元2b根据半径R和地图信息而计算行驶路径方向B。在步骤S16中，显示单元2c参考行驶路径方向B而显示预测行驶路径D。
[0049]根据上述第二实施例的转向辅助显示装置1，可以获得以下动作和有益效果。更具体地，通过根据车辆速度V和半径R而确定考虑了惯性力的校正转向角度Λ Θ和浅行驶转向角度O = Θ-Λ Θ，以及基于行驶转向角度Θ显示浅预测行驶路径D，可以使得驾驶者选择作为考虑了惯性力的更紧转向角度的理想转向角度Θ+Λ Θ。换言之，在第二实施例中，可以提示通常无法实现的以高速进行的适当转向操作。
[0050]在上述第二实施例中，还可以基于驾驶者做出的选择而显示甚至更浅的预测行驶路径D。描述了相关的第三实施例。根据第三实施例的转向辅助显示装置I的硬件构成是选择器开关9作为选择单元被添加到第二实施例所示的构成。以下描述关注于不同点。
[0051]更具体地，根据第三实施例的转向辅助显示装置I包括选择器开关9作为能够选择用于在弯曲道路的半径R的内侧行驶的内侧模式的选择单元。驾驶者可以基于选择器开关9的适当操作而选择“内侧模式”。如图10所示，如果选择该“内侧模式”(图10中的α)，则与没有选择内侧模式(图10中的β)时相比，显示单元2c在半径R的外侧显示预测行驶路径D。
[0052]第三实施例的控制细节如图11中的流程图所示。在图11中的流程图中，步骤S17和S18被添加到图8所示的流程图。如步骤S17所示，如果选择器开关9选择了 “内侧模式”，则计算单元2b修改预测行驶路径D以便位于半径R的外侧。在步骤S16中，显示单元2c通过HUD显示修改后的预测行驶路径D和行驶路径方向B。
[0053]换言之，根据第三实施例，在第二实施例所示的转向辅助显示装置I中，可以基于驾驶者做出的选择而选择在弯曲道路的内侧行驶。另外，如果如图12中的对角线所示的关于弯曲道路的车辆的过去行驶轨迹可用，例如，在由汽车导航E⑶6控制的数据库中，此外，如果在上述数据库中如图13中的网状阴影所示的关于弯曲道路的车辆的过去滑行历史可用，则这些也可以由显示单元2c来显示。
[0054]换言之，选择器开关9 (选择单元)可以选择使得车辆沿着在弯曲道路上车辆的过去行驶轨迹行驶的“基于业绩的行驶模式”，并且如果选择了该基于业绩的行驶模式，则显示单元2c通过HUD显示行驶轨迹。
[0055]类似地，选择器开关9 (选择单元)可以选择使得车辆根据弯曲道路上的车辆的过去滑行历史行驶的“基于历史的行驶模式”，并且如果选择了该基于历史的行驶模式，则显示单元2c通过平视显示器显示滑行历史。如图14所示，通过将从步骤S19至步骤S22的处理细节添加到图11中的控制细节，由HUD单元ECU2执行这些控制细节。如果选择了该基于业绩的行驶模式则显示单元2c通过HUD显示行驶轨迹的步骤S19和步骤S20、以及如果选择了基于历史的行驶模式则显示单元2c通过平视显示器显示滑行历史的步骤中的仅一个可应用于如图14所示的控制流程图。
[0056]换言之，如步骤S19所示，计算单元2b确定选择器开关9是否选择了 “基于业绩的行驶模式”，并且如果选择了该模式，则在步骤S20中，显示单元2c显示如图12所示的过去行驶轨迹。此外，在步骤S21中，计算单元2b确定选择器开关9是否选择了“基于历史的行驶模式”，并且如果选择了该模式，则在步骤S22中，显示单元2c显示如图13所示的过去滑行轨迹。
[0057]图12所示的虚线与图10所示的虚线实质不同，并且指示结合过去行驶轨迹预测驾驶者所跟踪的行驶路径。类似地，图13所示的虚线指示结合过去滑行历史预测驾驶者所跟踪的轨迹。因此，可以基于驾驶者的行驶业绩而提供定制行驶。这里，定制行驶是适合于在电路上的运动行驶或者测试期间的限制行驶的行驶模式。
[0058]以上详细描述了本发明的实施例，但是本发明不限于上述实施例，并且还可以将各种变型例和替换添加到以上给出的实施例，而不背离本发明的权利要求。
[0059]在上述实施例中，检测单元2a基于汽车导航E⑶6的GPS功能和地图信息而检测半径R，但是检测单元2a也可通过白线检测装置来检测半径R。
[0060]本发明的上述实施例可以通过根据车辆速度V和半径R确定考虑了惯性力的校正转向角度Λ Θ以及浅浅地显示显示转向角度Θ或预测行驶路径D，提示驾驶者执行适当转向操作。因此，根据本发明的实施例的转向辅助显示装置的用处在于其可以应用于各种汽车。
【权利要求】
1.一种转向辅助显示装置，其特征在于包括: 检测单元(2a)，被配置成检测车辆所行驶的弯曲道路的半径以及所述车辆的速度和转向角度； 计算单元(2b)，被配置成基于所述转向角度、以及基于所述半径和所述速度确定的惯性力，计算所述车辆的行驶方向；以及 显示单元(2c)，被配置成通过平视显示器(4)而显示所述车辆的所述行驶方向。
2.根据权利要求1所述的转向辅助显示装置，其中， 所述计算单元(2b)被配置成根据所述半径和所述速度而计算校正转向角度，以及通过从所述转向角度减去所述校正转向角度而计算作为所述行驶方向的显示转向角度；以及所述显示单元(2c)被配置成显示所述显示转向角度。
3.根据权利要求2所述的转向辅助显示装置，其中，所述显示单元(2c)被配置成通过具有向上凸起形状的辅助显示标记(M)的旋转,显示所述显示转向角度。
4.根据权利要求1所述的转向辅助显示装置，其中，所述计算单元(2b)被配置成根据所述半径和所述速度而计算校正转向角度，通过从所述转向角度减去所述校正转向角度而计算行驶转向角度，以及基于所述行驶转向角度而计算作为所述车辆的所述行驶方向的预测行驶路径，并且所述显示单元(2c)被配置成显示所述预测行驶路径。
5.根据权利要求4所述的转向辅助显示装置，还包括: 选择单元(9)，被配置成能够选择用于在所述弯曲道路的所述半径的内侧行驶的内侧模式； 其中，所述显示单元(2c)被配置成当选择了所述内侧模式时，与没有选择所述内侧模式时相比，在所述半径的外侧显示所述预测行驶路径。
6.根据权利要求5所述的转向辅助显示装置，其中， 所述选择单元(9)被配置成选择用于沿着所述弯曲道路上的所述车辆的过去行驶轨迹行驶的基于业绩的行驶模式；以及 所述显示单元(2c)被配置成当选择了所述基于业绩的行驶模式时，显示所述行驶轨迹。
7.根据权利要求5或6所述的转向辅助显示装置，其中， 所述选择单元(9)被配置成选择用于根据所述弯曲道路上的所述车辆的过去滑行历史行驶的基于历史的行驶模式；以及 所述显示单元(2c)被配置成当选择了所述基于历史的行驶模式时，显示所述滑行历史。
【文档编号】B60K35/00GK104228583SQ201410250705
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年6月6日 优先权日:2013年6月12日
【发明者】村松芳幸, 大泽敬 申请人:丰田自动车株式会社