CN112334378B

CN112334378B - 转向控制装置、转向控制方法以及转向控制系统

Info

Publication number: CN112334378B
Application number: CN201980040445.3A
Authority: CN
Inventors: 中野裕士; 藤林智明; 高桥和也
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2018-07-12
Filing date: 2019-07-03
Publication date: 2023-02-17
Anticipated expiration: 2039-07-03
Also published as: DE112019003544T5; JP7152889B2; US11878733B2; WO2020013053A1; US20210269094A1; JP2020006917A; CN112334378A

Abstract

本发明提供了转向控制装置、转向控制方法及转向控制系统。本发明的转向控制装置取得通过外界识别部取得的与车辆的停车位置相关的信息，基于取得的与所述停车位置相关的信息，将使所述车辆的后部向停车宽度方向的设定的位置移动的指令向控制所述车辆的后轮的转向角的后轮转向装置输出。由此，即使在驾驶员操作转向轮的时刻和角度不适当的情况或在前轮的转向角具有限制的情况下，也容易使车辆停车在停车宽度方向上的规定位置。

Description

转向控制装置、转向控制方法以及转向控制系统

技术领域

本发明涉及在停车时控制后轮的转向角的转向控制装置、转向控制方法以及转向控制系统。

背景技术

专利文献1的转向控制装置在四轮车辆不平行于停车框时控制成前轮及后轮的转向方向为不同方向即逆相，在四轮车辆平行于停车框时控制成前轮及后轮的转向方向为相同方向的同相。

并且，在上述的转向控制装置中，当四轮车辆不平行于停车框时，由于成为反相，容易变更四轮车辆的方向，另外，当四轮车辆平行于停车框时，通过设为同相，维持四轮车辆的方向并平行移动，容易调整四轮车辆与停车框的左右间隙。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-225019号公报

发明内容

发明所要解决的问题

但是，在根据四轮车辆是否平行于停车框而将四轮转向切换为逆相和同相的转向控制中，虽然停车时的操作性提高，但由于不是辅助车辆停在停车宽度方向上的规定位置，所以有时不能容易地将车辆停车在停车宽度方向上的规定位置。

本发明的目的在于提供一种转向控制装置、转向控制方法以及转向控制系统，能够容易地将车辆停在停车宽度方向上的规定位置上。

用于解决问题的技术方案

根据本发明的一个方面，在其一个方式中，根据与车辆的停车位置相关的信息，将用于使车辆的后部移动到停车宽度方向上的设定位置的指令向控制车辆后轮的转向角的后轮转向装置输出。

根据本发明的一个方面，能够容易地将车辆停在停车宽度方向上的规定位置。

附图说明

图1是表示车辆的转向控制系统的构成的图；

图2是车辆的转向控制系统的功能框图；

图3是表示前进停车时的动作的俯视图；

图4是表示后退停车时的动作的俯视图；

图5是表示后轮转向控制的顺序的流程图。

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明的转向控制装置、转向控制方法以及转向控制系统的实施方式。

图1是本发明实施方式的转向控制系统的概略构成图。

图1的车辆1是具备左右一对前轮2、2、左右一对后轮3、3的四轮车辆。

转向轮(转向轮)4由驾驶员或省略图示的自动转向装置操作，前轮转向装置5通过转向轮4的输入操作前轮2、2的转向角。

另外，后轮转向装置6根据后述的来自转向控制装置7的指令操作后轮3、3的转向角。

此外，第一外界识别传感器8和第二外界识别传感器9是用于使用立体摄影机等外部检测设备来识别车辆1的停车位置和障碍物等的外部识别部。

这里，第一外界识别传感器8是为了取得与车辆1前方的停车位置及障碍物相关的信息而设置在车辆1前方的前方识别传感器，第二外界识别传感器9是为了取得与车辆1后方的停车位置及障碍物相关的信息而设置在车辆1后方的后方识别传感器。

转向控制装置7(转向控制部)具有通过控制后轮3、3的转向角来辅助车辆1的停车的功能。

在车辆1的停车时，如果驾驶员操作转向轮4的时机或角度不合适的情况下，或因机械因素或环境因素而在前轮2、2的转向角上有限制的情况下，仅通过手动或自动停车控制的前轮转向的话，必须进行多次前后方向的移动(切换)，否则，可能无法将车辆1停在停车宽度方向上的规定位置(例如，停车宽度方向的中央)。

因此，转向控制装置7基于与由转向轮4的角度或由外界识别传感器8、9识别的停车位置相关的信息等，检测车辆1不停在停车宽度方向上的规定位置的可能性，通过后轮转向修正车辆1的前进方向，从而容易将车辆1停在停车宽度方向上的规定位置。

另外，停车宽度方向是指停车空间的车宽方向(左右方向)。

图2是向后轮转向装置6输出与后轮3、3的转向相关的指令的转向控制装置7的功能框图。

另外，转向控制装置7是包括具有MPU(Microprocessor Unit：微处理器单元)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存储器)等的微型计算机的电子控制装置。

转向控制装置7作为软件具有作为信息处理部7A、目标轨道生成部7B以及促动器控制部7C的功能。

信息处理部7A除了输入来自外界识别传感器8、9的外界识别信息之外，还输入与车辆1的运转状态相关的信息、与驾驶员10的操作相关的信息。

在此，与车辆1的驾驶状态相关的信息是指车辆1的行驶速度(车速)的信息、和车辆1的前后方向的加速度及左右方向的加速度信息等，与驾驶员10的操作相关的信息是指驾驶员对10对加速踏板11的操作信息、驾驶员10对制动踏板12的操作信息、驾驶员10对操作轮4的操作信息等。

另外，信息处理部7A具有存储车辆1的技术指标信息的存储器。

信息处理部7A根据与车辆1的运转状态相关的信息、与驾驶员10的操作相关的信息、外界识别信息(与停车位置相关的信息)、乃至车辆1的各种技术指标信息，预测车辆1从当前位置的移动路径。

然后，信息处理部7A基于预测的移动路径(以下称为预测移动路径)，判断是否需要使车辆1在停车空间内的停车宽度方向上的规定位置停车的后轮转向控制(基于后轮转向的停车辅助)。

标轨道生成部7B基于信息处理部7A生成的预测移动路径，修正预测移动路径，生成用于使车辆1停在停车宽度方向上的规定位置的修正移动路径(目标轨道)。

然后，促动器控制部7C求出用于实现目标轨道生成部7B所生成的修正移动路径的时间序列的后轮转向角指令值(后轮转向轨道)，将求出的后轮转向角指令值(后轮转向轨道)依次输出到后轮转向装置6。

后轮转向装置6根据来自促动器控制部7C的后轮转向角指令值(转向角指令)控制转向促动器(例如电动马达)，将后轮3、3的转向角调整为后轮转向角指令值。

另外，外部识别传感器8和9可通过单镜头照相机的图像处理获得停车位置和障碍物的识别信息，并且还可通过作为立体摄像机和激光雷达等形状识别装置的外部识别设备获得停车位置和障碍物的识别信息。

另外，驾驶员10也可以是处理由外界识别传感器8、9取得的停车位置或障碍物的识别信息而自动进行停车操作(加速操作、刹车操作、前轮转向)的自动停车装置(电子控制装置)。

图3(A)～图3(C)是用于说明在车辆1进行前进停车时，通过由转向控制装置7控制后轮3、3的转向角，使车辆1停在停车空间的停车宽度方向上的规定位置(例如中央)的方法的示意图。

图3(A)表示识别车辆1前方的停车位置(停车位)的方法。

这里，转向控制装置7(信息处理部7A)通过设置在车辆1前方的第一外界识别传感器8识别划分停车空间的白线等停车框21、22，求出被停车框21、22夹着的停车位置与车辆1的相对位置关系。

被停车框21、22夹着的区域是相当于一辆车辆的停车空间，停车框21、22的排列方向是停车宽度方向(车宽度方向)。

另外，停车位置不限于被停车框(白线)夹着的区域，也可以是由其他车辆、墙壁、缘石等区分的空间。

图3(B)表示了车辆1的预测移动路径的生成方法。

另外，预测移动路径是指车辆1从车辆1的当前位置到停车位置的移动路径的预测数据。

转向控制装置7(信息处理部7A)基于停车框21、22、即停车位置的识别信息、加速踏板11的操作信息、制动踏板12的操作信息、转向轮4的操作信息、车速的信息、前后/左右加速度的信息、车辆的技术指标的信息等，生成车辆1从当前位置到停车位置的车辆1的预期移动路径FR。

然后，转向控制装置7基于预测移动路径FR求出车辆1的预测停车姿势PA，进而求出从预测停车姿势PA中的停车宽度方向的一端(停车框22)到车辆1的后端部中央的距离FD。

即，距离FD表示车辆1移动到停车位置时的停车宽度方向上的车辆1的后部的预测位置。

图3(C)表示通过后轮转向使车辆1的后部成为停车宽度方向上的规定位置(中央)而停车在停车位置的方法。

转向控制装置7(目标轨道生成部7B)在基于预测停车姿势PA的距离FD比从车宽方向一端到停车空间的中央的距离FDth(停车空间的宽度的一半)长规定以上或短规定以上时，判断为需要修正后轮转向的移动路径。即，在距离FD与作为目标距离的距离FDth大致一致的情况下，转向控制装置7预测车辆1的后部位于停车宽度方向的中央，判断为不需要利用后轮转向修正移动路径。

另一方面，转向控制装置7预测距离FD与距离FDth的偏差越大，车辆1的后部越从停车宽度方向的中央向左右大幅偏离，判断为需要利用后轮转向来修正移动路径。

而且，转向控制装置7生成修正移动路径CR，其中距离FD与距离FDth的偏差的绝对值小于设定值，换言之，以车辆1的后部位于停车位置的大致中央(设定位置)。

在修正移动路径CR的生成中，转向控制装置7在从车辆1的当前位置到停车位置之间确定多个用于决定车辆1的后部位于停车位置的大致中央(设定位置)的移动路径的控制点，例如在通过B-曲线补充这些控制点之间插值求出插值点，适当采样插值点作为修正移动路径CR(目标移动路径)。

然后，转向控制装置7(促动器控制部7C)根据预测移动路径FR和修正移动路径CR的横向偏差等，按时间顺序设定后轮3、3的转向角(后轮转向角)的目标值，以使车辆1跟踪修正移动路径CR并向停车位置前进，将该目标值作为后轮转向指令依次输出至后轮转向装置6。

图4(A)-图4(C)是用于说明在车辆1进行后退停车时，通过由转向控制装置7控制后轮3、3的转向角，使车辆1停在停车空间的停车宽度方向上的规定位置(例如中央)的方法的示意图。

转向控制装置7在后退停车中也和前进停车同样，实施使车辆1在停车空间的停车宽度方向上的规定位置(中央)停车的后轮转向控制。

首先，转向控制装置7(信息处理部7A)通过设置在车辆1后方的第二外界识别传感器9识别划分停车空间的白线等停车框21、22，求出被停车框21、22夹着的停车位置与车辆1的相对位置关系(参照图4(A))。

接着，转向控制装置7(信息处理部7A)根据停车位置的识别信息、驾驶员10的操作信息、车辆1的运转状态的信息、车辆1的技术指标信息等，生成预测移动路径FR，并且，从基于预测移动路径FR的预测停车姿势PA求出从停车宽度方向的一端(停车框22)到车辆1的后端部中央的距离FD(参照图4(B))。

另外，转向控制装置7(目标轨道生成部7B)生成距离FD和距离FDth的偏差的绝对值小于设定值的修正移动路径CR(参照图4(C))。

然后，转向控制装置7(促动器控制部7C)按照时间序列设定后轮3、3的转向角(后轮转向角)的目标值，以使车辆1跟踪修正移动路径CR并向停车位置前进，将该目标值作为后轮转向指令依次向后轮转向装置6输出。

如上所述，如果预计车辆1的后部在从停车位置的停车宽度方向中央偏离的状态下停车，则转向控制装置7通过后轮转向控制来修正车辆1的移动路径，以在车辆1的后部位于停车位置的停车宽度方向中央的状态下停车的方式进行辅助。

因此，即使前轮转向的时机和角度不恰当的情况、前轮2、2的转向角有限制的情况下，也容易使车辆1停在停车位置的停车宽度方向中央。

另外，由于车辆1在前方及后方分别具备外界识别传感器8、9，所以转向控制装置7在前进停车及后退停车的双方中，能够实施用于辅助停车的后轮转向控制。

另外，外界识别传感器8、9(外界识别部)在停车动作开始时可以只进行一次停车位置的识别处理，另外，通过在停车动作中、即车辆1向停车位置移动中依次进行停车位置的识别处理，修正停车位置的识别信息。

另外，当外界识别传感器8、9识别出车辆1的移动路径以外的其他车辆、人、物等障碍物时，转向控制装置7(目标轨道生成部7B)可以生成修正的移动路径CR，以避免涉及的障碍物。

此外，转向控制装置7(信息处理部7A，目标轨道生成部7B)在停车动作开始时，可以只进行一次预测移动路径FR、修正移动路径CR的生成，另外，通过在停车动作中依次进行预测移动路径FR、修正移动路径CR的生成，由此能够依次修正后轮转向控制中的目标轨道。

此外，转向控制装置7(信息处理部7A)求出从停车位置的停车宽度方向一端到车辆1的后部中央的距离FD作为表示停车姿势的偏差的数据，但从停车宽度方向中央到车辆1的后部中央的距离、从停车宽度方向一端到车辆1的侧端的距离等可以作为表示停车姿势偏差的数据来求出。

另外，在停车位置被其他车辆或墙壁划分的情况下，其他车辆的侧端或墙壁可以作为表示停车姿势偏差的距离的测定基准。

另外，车辆1在停车宽度方向上的位置目标不限于中央，也可以是从中央向停车宽度方向(左右方向)偏移的位置，也可以构成为驾驶员在设定范围内能够任意变更停车宽度方向的位置目标。

图5的流程图表示由转向控制装置7进行的用于辅助停车的后轮转向控制的步骤。

首先，在步骤S101，转向控制装置7判断车辆1(自车辆)是否处于开始停车的状态。

转向控制装置7基于外界识别传感器8、9对停车场所的识别、驾驶员的停车指令(停车辅助开始指令、停车位置的选择指示)、GPS(全球定位系统)对车辆1的位置测定和地图数据的组合来识别停车场等，能够判断开始停车(用于辅助停车而启动后轮转向控制)。

当判断开始停车时，转向控制装置7进入步骤S102，从外界识别传感器8、9取得位于车辆1周围的停车框的位置或障碍物的位置等信息。

接下来，在步骤S103，转向控制装置7取得与驾驶员的操作信息和车辆1的运行状态(行为)相关的信息等。

驾驶员的操作信息是指加速踏板11的操作信息、刹车踏板12的操作信息、操作轮4的操作信息等。另外，与车辆1的运行状态相关的信息是指速度、前后/左右的加速度等信息。

接着，在步骤S104，转向控制装置7根据取得的各种信息预测车辆1到停车位置为止的移动路径，生成作为从当前位置到停车位置的轨迹的预测移动路径FR。

另外，在步骤S105，转向控制装置7基于预测移动路径FR求出车辆1的预测停车姿势PA，进而求出从预测停车姿势PA中的车辆1的后部中央到停车宽度方向的一端(停车框22)的距离FD。

接着，在步骤S106，转向控制装置7取得车辆1的后部的位置目标作为距离FD的目标值。距离FD的目标值例如是相当于停车宽度方向的中央的距离，并且可以是驾驶员任意设定的距离。

然后，在步骤S107中，转向控制装置7通过比较距离FD和基于步骤S106中求出的目标值的判断值(阈值)即距离FDth，预测车辆1的后部是否在停车宽度方向的大致中央停车。

这里，在距离FD近似距离FDth、且没有后轮转向控制的辅助的情况下，能够预测到车辆1的后部停在停车宽度方向的大致中央的情况下，转向控制装置7判断为现在不需要使后轮3、3转向的停车辅助，绕过为了辅助停车而进行后轮转向控制的步骤S108～步骤S110，进入步骤S110。

也就是说，在没有后轮转向控制的辅助下，可以预测到车辆1的后部被停在停车宽度方向的大致中央时，转向控制装置7停止用于辅助停车的后轮转向控制，不使后轮3、3转向。

另一方面，如果距离FD从距离FDth偏离规定以上、且没有后轮转向控制的辅助，则能够预测到车辆1的后部被停在从停车宽度方向的中央偏离的位置的情况下，转向控制装置7进入步骤S108～步骤S110，以在车辆1的后部位于停车宽度方向的中央的状态下停车的方式实施利用后轮转向修正移动轨迹的停车辅助。

在基于后轮转向的停车辅助中，在步骤S108，转向控制装置7生成修正移动路径CR，该修正移动路径CR使在停车位置的车辆1的后部位于停车宽度方向的大致中央(设定位置)。

接着，在步骤S109，转向控制装置7算出用于使车辆1沿着修正移动路径CR移动的后轮3、3的目标转向角的时间序列数据(后轮转向轨迹)。

然后，在接下来的步骤S110中，转向控制装置7将在步骤S108中求出的后轮3、3的目标转向角作为转向角指令输出到后轮转向装置6。

后轮转向装置6基于从转向控制装置7取得的目标转向角，控制后轮3、3的转向促动器，实施将后轮3、3的转向角调整为目标转向角的后轮转向。

接着，转向控制装置7进入步骤S111，判断车辆1的停车是否结束。

这里，转向控制装置7能够基于换档位置、停车刹车的开/关等驾驶员的转向信息、车辆的速度、加速度等车辆1的运转状态的信息、外界识别传感器8、9的识别信息、驾驶员的辅助结束指示等，判断车辆1的停车结束。

在车辆1的停车未结束的情况下，换言之，在车辆1处于停车途中的情况下，转向控制装置7返回到步骤S102，反复进行预测移动路径FR及修正移动路径CR的生成、以及基于修正移动路径CR的后轮转向。

此外，转向控制装置7从步骤S111返回到步骤S109，能够将基于停车开始时生成的修正移动路径CR的后轮转向持续到停车结束为止。

然后，当车辆1的停车结束时，转向控制装置7中止用于辅助停车的后轮转向控制。

如上所述，在停车时，车辆1的移动路径通过后轮转向被修正为停车位置处的车辆1的后部位于停车宽度方向上的规定位置的路径，因此容易使车辆1停在停车宽度方向上的规定位置。

在上述实施方式中说明的各技术思想只要不产生矛盾，就可以适当地组合使用。

另外，虽然参照优选实施方式具体说明了本发明的内容，但是本领域技术人员可以根据本发明的基本技术思想和教导，采用各种变形方式。

例如，在外部识别传感器8、9是照相机的情况下，可以在设置在车辆1的驾驶席上的监视器画面上显示外部识别传感器8、9拍摄的图像，并且还可以在该图像上重叠显示表示预测移动路径FR、修正移动路径CR的图像。

此外，转向控制装置7在即使实施后轮转向，也不能将车辆1移动到停车宽度方向上的规定位置时，可以通过画面显示和声音等警告驾驶员不能实施所预期的停车辅助。

此外，转向控制装置7在停车途中驾驶员使车辆1停止的情况下，能够中止后轮转向。

另外，本发明不限于上述实施方式，还包括各种变形例。例如，上述实施方式是为了容易理解地说明本发明而详细说明的，不一定限定于具备所说明的全部结构的实施方式。另外，可以将某个实施方式的结构的一部分置换为其他实施方式的结构，并且也可以在某个实施方式的结构中添加其他实施方式的结构。另外，对于各实施方式的构成的一部分，可以追加、删除、置换其他结构。

本申请基于2018年7月12日提交申请的日本专利申请第2018—132415号要求优先权。包括2018年7月12日提交的申请号为日本专利申请第2018-132415的说明书、权利要求书、附图和摘要的所有公开内容，通过参考整体编入本申请中。

附图标记说明

1：车辆

2：前轮

3：后轮

4：转向轮

5：前轮转向装置

6：后轮转向装置

7：转向控制装置(转向控制部)

8、9：外界识别传感器(外界识别部)

Claims

1.一种转向控制装置，所述转向控制装置取得由外界识别部取得的与车辆的停车位置相关的信息，

基于所取得的与所述停车位置相关的信息，将用于使所述车辆的后部移动到停车宽度方向上的设定位置的指令向控制所述车辆的后轮的转向角的后轮转向装置输出，

基于所述车辆与所述停车位置的所述停车宽度方向上的一端的距离，求出所述指令。

2.如权利要求1所述的转向控制装置，其中，

基于所述车辆的预测移动路径预测所述距离，根据基于所预测的所述距离生成的修正移动路径求出所述指令。

3.如权利要求2所述的转向控制装置，其中，

所述预测移动路径是基于所述车辆的位置、所述车辆的运动状态以及所述车辆的技术指标而求出的。

4.如权利要求3所述的转向控制装置，其中，

所述预测移动路径是还包含驾驶员的操作信息而求出的。

5.如权利要求2所述的转向控制装置，其中，

所述修正移动路径被要求避开由所述外界识别部取得的障碍物。

6.如权利要求2所述的转向控制装置，其中，

在停车动作中进行多次所述预测移动路径和所述修正移动路径的生成。

7.如权利要求1所述的转向控制装置，其中，

当由所述车辆的前轮的转向使所述车辆的后部移动到所述停车宽度方向上的设定位置时，停止所述后轮的转向。

8.一种转向控制方法，所述转向控制方法取得由外界识别部取得的与车辆的停车位置相关的信息，

9.一种转向控制系统，具有：

外界识别部，其取得与车辆的停车位置相关的信息；

转向控制部，其取得由所述外界识别部取得的与所述停车位置相关的信息，并基于所取得的与所述停车位置相关的信息，求出用于使所述车辆的后部移动到停车宽度方向上的设定位置的指令；

后轮转向装置，其被输入由所述转向控制部求出的所述指令，控制所述车辆的后轮的转向角，

所述转向控制部基于所述车辆与所述停车位置的所述停车宽度方向上的一端的距离，求出所述指令。