JP2004203315A - 駐車支援装置 - Google Patents

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克博 酒井
Yasuo Shimizu
康夫 清水
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    • B62D1/24Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted
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    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

【課題】ドライバーがハンドルを操作する負担をできるだけ軽減し得る駐車支援装置を提供する。
【解決手段】電動パワーステアリングモードの状態で(ステップS2)、駐車スペースに対して所定の位置に車両が停止しており、駐車支援のスタートスイッチがオンされ、ドライバーがハンドル操作をしていないと(ステップS3〜S5)、ハンドル回転モードになってアクチュエータがハンドルを自動的に転舵し(ステップS6)、転舵角が目標転舵角になるとアクチュエータが停止する(ステップS7,S8)。その状態から、ドライバーがハンドルの角度を微調整しながら車両を後進させるだけで、車両を駐車スペースに導くことができる。ハンドル回転モードにあるときにドライバーがハンドルに触れると、自動的にパワーステアリングモードに復帰する(ステップS5,S9)。
【選択図】 図16

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の車輪を転舵するアクチュエータを利用してドライバーによる駐車操作を支援するための駐車支援装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
かかる駐車支援装置は下記特許文献により公知である。この駐車支援装置は、駐車支援の開始位置や駐車支援の途中の前後進切換位置等で、制御装置からの指令によりドライバーがハンドルをフル転舵することで、車両を駐車スペースに移動させるようになっている。
【0003】
【特許文献】
特開2001−322520号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記従来のものは、駐車支援の開始位置や駐車支援の途中の前後進切換位置等でドライバーがハンドルをフル転舵する必要があるため、ドライバーの操作負担が大きくなる問題がある。
【0005】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ドライバーがハンドルを操作する負担をできるだけ軽減し得る駐車支援装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、車両の車輪を転舵するアクチュエータと、目標転舵角を設定するとともに、開始指示に応じてアクチュエータを駆動して車輪を前記目標転舵角に転舵する制御手段と、車両の移動状態を含む車両状態を検出する車両状態検出手段とを備え、前記開始指示がなされたときに、車両状態検出手段により車両が停止状態あるいは略停止状態にあることを含む所定の開始条件が検出されると、制御手段が車輪を前記目標転舵角に転舵すべくアクチュエータを駆動することを特徴とする駐車支援装置が提案される。
【0007】
上記構成によれば、駐車支援の開始指示がなされたときに、車両状態検出手段により車両が実質的に停止していることが検出されると、制御手段がアクチュエータを駆動して車輪を目標転舵角に転舵するので、ドライバーは自らハンドルを操作することなく、車両を移動させるだけで駐車スペースに停止させることが可能となり、ドライバーの操作負担が軽減される。
【0008】
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、車両の乗員による操舵操作を検出する操舵操作検出手段を備え、前記開始条件が、車両が停止状態あるいは略停止状態にあることに加えて、操舵操作検出手段が車両の乗員による操舵操作を検出しないことであることを特徴とする駐車支援装置が提案される。
【0009】
上記構成によれば、駐車支援の開始条件が、車両が実質的に停止しており、かつ操舵操作検出手段が乗員による操舵操作を検出しないことであるため、乗員が操舵操作を行っているときに駐車支援が行われるのを禁止して乗員の自発的な操舵操作を優先させることができる。
【0010】
また請求項3に記載された発明によれば、請求項2の構成に加えて、前記開始条件が成立したことによる駐車支援の開始後に、操舵操作検出手段により車両の乗員による操舵操作が行われたことが検出されると駐車支援が中断され、前記操舵操作が行われたことが検出されなくなると駐車支援が再開されることを特徴とする駐車支援装置が提案される。
【0011】
上記構成によれば、駐車支援の開始後に乗員による操舵操作が行われると駐車支援が中断され、乗員による操舵操作が行われなくなると駐車支援が再開されるので、一旦中断された駐車支援を再開するのに特別の操作が不要になって利便性が向上する。
【0012】
また請求項4に記載された発明によれば、請求項1〜請求項3の何れか1項の構成に加えて、車両の前進および後進を選択的に切り換え可能な前後進切換手段を備え、前記目標転舵角が前後進切換手段による前進選択時および後進選択時の各々で設定されることを特徴とする駐車支援装置が提案される。
【0013】
上記構成によれば、前後進切換手段が車両の前進および後進を選択的に切り換えるのに応じて、前進選択時および後進選択時の各々で標転舵角が設定されるので、駐車の過程で前後進の切り換えを行う場合であっても車両を駐車スペースに的確に導くことができる。
【0014】
また請求項5に記載された発明によれば、請求項1〜請求項4の何れか1項の構成に加えて、車両の目標転舵角がフル転舵角であることを特徴とする駐車支援装置が提案される。
【0015】
上記構成によれば、駐車支援を行う際の車両の目標転舵角をフル転舵角に設定したので、車両を駐車スペースに導くのに必要なスペースを最小限に抑えることができる。
【0016】
また請求項6に記載された発明によれば、請求項1〜請求項5の何れか1項の構成に加えて、車両の目標転舵角の方向を選択可能な選択手段を備えたことを特徴とする駐車支援装置が提案される。
【0017】
上記構成によれば、選択手段によって車両の目標転舵角の方向を選択できるので、車両と駐車スペースとの位置関係に応じて適切な方向の目標転舵角を得ることができる。
【0018】
また請求項7に記載された発明によれば、請求項1〜請求項6の何れか1項の構成に加えて、前記開始指示は車両の前後進の切換時に行われることを特徴とする駐車支援装置が提案される。
【0019】
上記構成によれば、アクチュエータを駆動して車輪を前記目標転舵角に転舵する開始指示を車両の前後進の切換時に行うので、駐車の過程で車両の前後進を切り換えても車両を駐車スペースに正しく導くことができる。
【0020】
また請求項8に記載された発明によれば、請求項1〜請求項7の何れか1項の構成に加えて、車両の旋回状態を検出する旋回状態検出手段を備え、前記制御手段は、駐車支援の開始指示時の車両位置に応じて車両の過去の通過軌跡上に基準位置を設定するとともに、旋回状態検出手段により検出される前記基準位置から開始指示時の車両位置あるいは開始指示時の車両位置以降の車両位置までの旋回状態に応じて前記目標転舵角を設定することを特徴とする駐車支援装置が提案される。
【0021】
上記構成によれば、駐車支援の開始指示時の車両位置に応じて車両の過去の通過軌跡上に基準位置を設定し、旋回状態検出手段で検出した基準位置から開始指示時の車両位置あるいは開始指示時の車両位置以降の車両位置までの旋回状態に応じて制御手段が目標転舵角を設定するので、旋回状態に応じて変化する車両と駐車スペースとの位置関係に応じた最適の目標転舵角を設定することができる。
【0022】
また請求項9に記載された発明によれば、請求項8の構成に加えて、旋回状態検出手段は、車両のヨー角をヨーレートあるいはホイールベースと転舵角とに基づいて算出することを特徴とする駐車支援装置が提案される。
【0023】
上記構成によれば、車両のヨー角をヨーレートあるいはホイールベースと転舵角とに基づいて算出するので、ヨー角を正確に算出することができる。
【0024】
また請求項10に記載された発明によれば、請求項1〜請求項9の何れか1項の構成に加えて、開始指示時の直進状態に対する転舵方向に基づいて前記目標転舵角を与える方向を設定することを特徴とする駐車支援装置が提案される。
【0025】
上記構成によれば、開始指示時の直進状態に対する転舵方向に基づいて目標転舵角の方向を設定するので、ドライバーによる特別のスイッチ操作を必要とせずに目標転舵角の方向を設定することができる。
【0026】
また請求項11に記載された発明によれば、請求項10の構成に加えて、開始指示に応じて車両を後進させるときに、開始指示時の転舵方向と逆方向に前記目標転舵角を与えることを特徴とする駐車支援装置が提案される。
【0027】
上記構成によれば、開始指示に応じて車両を後進させるときの目標転舵角が、開始指示時の転舵方向と逆方向に与えられるので、車両を駐車スペースに正しく導くことができる。
【0028】
尚、実施例の各センサSa〜Shは本発明の車両状態検出手段に対応し、実施例の操舵トルクセンサSaは本発明の操舵操作検出手段に対応し、実施例のヨーレートセンサShは本発明の旋回状態検出手段に対応し、実施例の電子制御ユニットUは本発明の制御手段に対応し、実施例の前輪Wfは本発明の車輪に対応し、実施例の選択スイッチ19′は本発明の選択手段に対応し、実施例のシフトレバー22は本発明の前後進切換手段に対応する。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【0030】
図1〜図14は本発明の第1実施例を示すもので、図1は車両の操舵装置の全体構成図、図2は車両を後進させて駐車スペースに移動させる場合の作用説明図、図3は車両を後進させる過程で切り返しを行う場合の作用説明図、図4は車両のヨー角θの説明図、図5は車両の移動距離Lの説明図、図6は車両のヨー角θと目標転舵角δとの関係を示す図、図7〜図14は左バック駐車の作用説明図である。
【0031】
図1に示すように、ドライバーにより操作されるハンドル11と一体に回転するステアリングシャフト12の下端にピニオン13が設けられており、このピニオン13に噛み合うラック14が一体に形成されたステアリングロッド15の両端が、それぞれタイロッド16,16を介して左右の前輪Wf,Wfに接続される。電気モータよりなるアクチュエータ17が、ウオームギヤ機構18を介してステアリングシャフト12の下部に接続される。
【0032】
電子制御ユニットUには、駐車支援の開始を指令するスタートスイッチ19と、ステアリングハンドル11に入力される操舵トルクを検出する操舵トルクセンサSaと、ステアリングハンドル11の操舵角から前輪Wf,Wfの転舵角を検出する転舵角センサSbと、ブレーキペダル20の操作量を検出するブレーキセンサScと、アクセルペダル21の操作量を検出するアクセルセンサSdと、シフトレバー22で選択されたシフトポジションを検出するシフトポジションセンサSeと、前輪Wf,Wfの回転速度から車速を検出する車速センサSfと、前輪Wf,Wfの回転数の積算値から車両の移動距離を検出する移動距離センサSgと、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサShとが接続される。電子制御ユニットUの内部には、駐車支援を行う際の目標転舵角δを設定する目標転舵角設定手段23が設けられる。尚、車速センサSfで検出した車速を時間で積分すれば車両の移動距離を算出できるので、その場合には移動距離センサSgを省略することができる。
【0033】
スタートスイッチ19がオフしているときには通常の電動パワーステアリングモードとなり、ドライバーがハンドル11を操作することで発生する操舵トルクを操舵トルクセンサSaで検出し、その操舵トルクが減少する方向にアクチュエータ17を駆動してアシストトルクを発生させ、ドライバーによるハンドル11の操作をアシストすることができる。このとき、車速センサSfで検出した車速が高い場合にはアクチュエータ17が発生するアシストトルクを減少させて車両の直進安定性を高め、また車速センサSfで検出した車速が低い場合にはアクチュエータ17が発生するアシストトルクを増加させて据え切り時等のハンドル11の操作力を軽くすることができる。
【0034】
またスタートスイッチ19をオンすると、所定の条件が満たされている場合に、上記電動パワーステアリングモードからハンドル回転モードに切り換わり、ドライバーがハンドル11を操作することなく、アクチュエータ17によってハンドル11が自動的に操作される。
【0035】
具体的には、図2(a)に示す位置に車両Vを停止させてスタートスイッチ19をオンすると、アクチュエータ17が作動して前輪Wf,Wfが左に転舵される。そして転舵角センサSbで検出した前輪Wf,Wfの転舵角が目標転舵角設定手段23で設定した目標転舵角δ(ここではフル転舵角)に達すると、アクチュエータ17が停止してハンドル回転モードから電動パワーステアリングモードに復帰する。このように、ドライバーの代わりにアクチュエータ17がハンドル11を操作するので、ドライバーの操作負担が軽減される。ハンドル回転モードから電動パワーステアリングモードに復帰した後は、ドライバーがハンドル11の位置を微調整しながら車両Vを後進させて駐車スペースに導けば良い。
【0036】
尚、ハンドル回転モードが設定されるには、スタートスイッチ19がオンされることに加えて、車両Vが停止していること(車速が極低速の場合を含む)と、ドライバーがハンドル11を操作していないこととが必要である。前者の条件は、車速センサSfで検出した車速が所定値以下であること、ブレーキセンサScで検出したブレーキペダル20の操作量が所定値以上であること、アクセルセンサSdで検出したアクセルペダル21の操作量が所定値以下であることの全てが、あるいは一部が成立しているときに満たされるものとする。また後者の条件は、操舵トルクセンサSaで検出した操舵トルクが所定値以下であるときに満たされるものとする。車速が所定値以下(例えば、5km/h以下)のときにハンドル回転モードに入るようにすれば、据え切りが行われなくなるのでアクチュエータ17の消費電力を削減することができる。
【0037】
ところで、ドライバーが車両Vを一旦停止させ、そこから後進で駐車する場合を考えると、図2(a)に示すように、通路に対する車両Vの傾きが小さく、後進で略90°方向を変えないと駐車スペースに駐車できない場合、通常はハンドル11をフル転舵する。しかしながら、図2(b)に示すように、通路に対して車両Vがある程度傾いている場合には、フル転舵すると切り込み過ぎてしまうので、フル転舵よりも小さい適当な転舵角にする必用がある。更に、一旦切り返してから後進する場合には、図2(c)に示すように、ほぼ駐車スペースの向きまで傾いているので、ハンドル11を僅かに切るだけで良い。
【0038】
また切り返して前進する場合を考えると、後進の場合と同様に、図3(a)に示すように、通路に対してあまり傾きが大きくない場合にはフル転舵までハンドル11を切って前進することで傾きを大きくする。図3(b)に示すように、既に傾きがついている場合には、フル転舵までハンドル11を切る必用はなく、適当な転舵角で前進すれば良い。図3(c)に示すように、ほぼ駐車スペースの向きまで傾いている場合には、ハンドル11を切らずに前進するだけで充分である。
【0039】
そこで本実施例では、車両Vのヨー角θを検出し、そのヨー角θに基づいて目標転舵角δを設定する。図4に示すように、電動パワーステアリングモードのときに、現在の車両位置をP1とし、その車両位置P1よりも移動距離Lだけ過去に通過した基準位置をP0としたとき、基準位置P0のヨー角θを基準(θ=0)とした現在の車両位置P1のヨー角θを算出する。このヨー角θは車両Vが所定距離(例えば、10cm)前進して車両位置P1が変化する毎に逐次更新される。前記移動距離Lの大きさは車両Vの最小旋回半径Rmとされる。図5から明らかなように、移動距離Lを車両Vの最小旋回半径Rmとすれば、現在の車両位置P1からフル転舵状態で後進させることで車両Vを駐車スペースに正しく移動させることができる。尚、車両Vの移動距離Lは移動距離センサSgにより検出され、ヨー角θはヨーレートセンサShで検出したヨーレートを積分することで検出される。
【0040】
本システムの作用について説明する。ここでは、通路の左側にある駐車スペースに車両Vをバックで駐車する左バック駐車を例に説明する。
【0041】
先ず、図7のように、ドライバーは車両Vを通路に沿って直進させて駐車スペース正面を通過する。このとき、車両Vは駐車スペースの正面では通路に沿った方向を向いていることになる。即ち、図7のように、基準位置P0以前から車両Vを通路に沿って直進させていた場合では、基準位置P0における規準ヨー角の方向線は通路とほぼ平行であり、また直進しているので車両位置P1のヨー角θは0、つまり基準位置P0の規準ヨー角と同様に通路と平行である。また、これは駐車スペースに対しては直角、即ち90°であることを意味する。
【0042】
ドライバーは通路に沿って車両Vを前進させて駐車スペースを通過した後、図8のように、通路の左側に駐車するために、前輪を右に転舵して車両Vを右に傾けながら、目測で駐車スペースをLだけ通過した位置に車両Vを停車させる。このとき、規準位置P0は図7での車両位置P1、即ち駐車スペースのほぼ正面に位置している。そして、前述したように、この位置では車両Vを通路に沿って通過させているので、規準位置P0における規準ヨー角(θ=0)の方向は通路とほぼ平行である。従って、停車した車両位置P1におけるヨー角θは通路の方向に対する傾きにほぼ一致し、駐車スペースに駐車するにためには、このヨー角θを直角、即ち90°に傾ければ良いことになる。図8において、車両位置P1からバックで駐車スペースに停車するために、シフトレバー22がRポジションに操作されたことがシフトポジションセンサSeにより検出された状態で、スタートスイッチ19がオンされると、電子制御ユニットUの目標転舵角設定手段23が目標転舵角δを算出する。尚、シフトレバー22がRポジションに操作されたことをシフトポジションセンサSeが検出したことをもってシステムの開始信号とすることで、スタートスイッチ19を省略しても良い。
【0043】
図6において、ヨー角θが0°から90°に向けて増加するに伴い、目標転舵角δはフル転舵角から0に向けて減少する。ヨー角θが右向きの場合には、駐車スペースが通路の左側にあると判断され、目標転舵角δの方向は左転舵になる。逆に、ヨー角θが左向きの場合には、駐車スペースが通路の右側にあると判断され、目標転舵角δの方向は右転舵になる。
【0044】
図8においてはθが右向きであるから、駐車スペースが左にあると判断され、目標転舵角δの方向は左転舵となる。またヨー角θ=θaは小さく、バックで駐車時のヨー角θ=90°まで更に大きく車両Vを傾けなければならないため、図6に示すように目標転舵角δとしてフル転舵が設定される。そして転舵角がフル転舵に一致するようにアクチュエータ17によってハンドル11が自動的に回転する。転舵角がフル転舵になった後、ドライバーはハンドル11の角度を必要に応じて微調整しながら車両Vをバックさせると、前述のようにLは車両Vの最小回転半径Rmとしているので、概ね駐車スペースに車両Vが誘導される。駐車スペースに停車してシフトレバー22をPポジションにすると、ハンドル回転モードが解除されて電動パワーステアリングモードに復帰する。尚、例えば、図9のように、通路の幅が広く、車両Vのヨー角θを大きく傾けることができる場合(θ=θb)、前輪をフル転舵すると切り込みすぎてしまうので、図6に示すように、目標転舵角δをフル転舵より小さい適切な値δbに設定することにより、切り込みすぎるのを防ぐことができる。
【0045】
また図10のように、駐車スペースの正面に対して移動距離Lより大きく前進した車両位置P1で停車した場合、車両位置P1からLだけ過去の規準位置P0は駐車スペースの正面を過ぎた位置、即ち駐車スペースの中心線より左にずれた位置になる。このとき、規準位置P0に対する車両位置P1のヨー角θはθaとして求められるが、左バック駐車するために駐車スペースの正面を過ぎてから車両Vを右に傾けて前進しているから、規準位置P0で規準ヨー角の方向は通路と平行ではなく、θ′の傾きを持つことになる。従って、車両Vの通路に対するヨー角θは、実際にはθaより大きいθa+θ′となるが、目標転舵角δの設定にはθaが用いられるため、実際に適切な転舵角より大きい値が目標として設定される。従って、この目標転舵角δでバックした場合、切り込みすぎてしまう。また基準位置P0が駐車スペースの左側にずれていることから、更に切り込み方向にずれが大きくなる。しかしながら、前輪の転舵角はフル転舵角から戻す方向には修正できるので、この場合にはドライバーがバックしている過程で前輪をフル転舵から戻す方向に調整することで、駐車スペースに車両Vを誘導することができる。
【0046】
逆に、図11のように、駐車スペースの正面から移動距離Lまで前進せずに車両位置P1で停車した場合、即ち、駐車スペースの中心線より右にずれた位置になる。このとき、車両Vを駐車スペースの正面に向けて通路に沿って直進させているので、基準位置P0での基準ヨー角の方向は通路と概ね平行になる。基準位置P0に対する車両位置P1のヨー角θはθaとして求められ、図6より目標転舵角δとしてフル転舵が選択されてアクチュエータ17により転舵される。この場合、フル転舵でバックしても更に切り込む側へは前輪の転舵角を修正できないから、図12のようにドライバーは車両Vを駐車スペースの右側にずれた車両位置P1に一旦停車して切り返す必要がある。このとき、ハンドル回転モードが開始するときに基準位置P0は固定され、この基準位置P0に対する車両位置P1のヨー角θは計算されているので、図12のように、現在の車両位置P1でのヨー角θはバック開始時のθaより増加したθbとして求められている。ドライバーがシフトポジションをDポジションにすると、これを開始信号として前進用の目標転舵角δが図6から設定される。即ち、既にヨー角θが増加しているため、目標転舵角δとしてフル転舵までは必要なく、それよりも小さい適切な値δbに設定される。そしてアクチュエータ17により目標転舵角δに一致するように前輪が転舵される。
【0047】
続いてドライバーが車両Vを前進させると、車両Vが右方向に向きを変えるのに伴ってヨー角θが更新されて増加する。そして図13の位置でシフトレバー22をRポジションに操作したとき、車両Vのヨー角θはθcまで増加しており、ほぼ駐車スペースの向きまで傾いているので、目標転舵角δは図6から0に設定され、アクチュエータ17により自動的に転舵される。そしてドライバーがハンドル11の角度を微調整しながら車両Vを後進させて駐車スペースに停止させ、シフトレバー22をPポジションにするとハンドル回転モードが解除されて電動パワーステアリングモードに復帰する。
【0048】
また図14のように、駐車スペースが通路の直角方向に対してθ′傾いている場合、基準位置P0が駐車スペース入口の正面になるように車両Vを停車させると、基準位置P0は駐車スペースの中心線より右側にずれる。また基準位置P0に対する車両位置P1のヨー角θはθaとして求められるが、駐車スペースの傾きを考慮すると実際にはθa+θ′のヨー角θがあるのと同等である。即ち、ヨー角θがθaであるから図6より目標転舵角δとしてフル転舵角が選択されたとしても、ヨー角θがθa+θ′のとき、実際に必要な転舵角はフル転舵角より小さい値となるので、フル転舵でバックすると切り込みすぎて駐車スペースの左側にずれることになる。これらのずれは互いに相殺し合うが、基準位置P0のずれの影響が大きく、車両Vが右にずれた場合には、前述のように切り返しをして駐車スペースに車両Vを誘導すれば良い。またヨー角θの影響が大きい場合には、前輪の転舵角をフル転舵から戻す方向に修正しながら駐車スペースに車両Vを誘導すれば良い。
【0049】
以上のように、車両Vが実質的に停止しており、かつドライバーがハンドル11を操作していないときにアクチュエータ17が作動して駐車支援が行われるので、つまりドライバーがハンドル11を操作すると駐車支援が中断されて通常の電動パワーステアリングモードに復帰するので、アクチュエータ17による操舵に対して乗員の自発的な操舵操作を優先させることができる。
【0050】
また駐車支援を開始する車両位置P1よりも距離Lだけ手前の通過軌跡上に基準位置P0を設定し、基準位置P0を基準とした車両位置P1でのヨー角θに応じて目標転舵角δを設定するので、車両位置P1における車両Vと駐車スペースとの位置関係に応じた最適の目標転舵角δを設定することができる。
【0051】
またアクチュエータ17で前輪Wf,Wfを転舵する目標転舵角δがフル転舵角であるので、車両を最小旋回半径で旋回させて駐車に必要なスペースを節減し、通路の幅が狭い場所での駐車を可能にすることができる。
【0052】
またアクチュエータ17を駆動して前輪Wf,Wfを目標転舵角δに転舵する操作が、駐車支援の開始時だけでなく、駐車支援の開始後の車両の前後進の切換時も行われるので、駐車の過程で切り返しを行っても車両Vを駐車スペースに正しく導くことができる。また駐車支援の開始時の直進状態に対するヨー角θの方向に基づいて目標転舵角δの方向を設定するので、ドライバーによる特別のスイッチ操作を必要とせずに目標転舵角δの方向を設定することができる。
【0053】
次に、図15および図16に基づいて本発明の第2実施例を説明する。
【0054】
図15に示すように、第2実施例では電子制御ユニットUが目標転舵角設定手段23を備えておらず、アクチュエータ17で前輪Wf,Wfを転舵する際の目標転舵角δは常にフル転舵角である。またシフトポジションセンサSeおよびヨーレートセンサShを備えておらず、スタートスイッチ19は左バック駐車スイッチ19aおよび右バック駐車スイッチ19bで構成される。
【0055】
図16のフローチャートにおいて、ステップS1でイグニッションスイッチをオンすると、ステップS2で電動パワーステアリングモードになる。この状態から、ステップS3で車両Vが停止しており、ステップS4でスタートスイッチ19の左バック駐車スイッチ19aあるいは右バック駐車スイッチ19bがオンされ、ステップS5でハンドル11が操作されていなければ、ステップS6でハンドル回転モードになる。ハンドル回転モードでは、前記ステップS4で左バック駐車スイッチ19aがオンされていればアクチュエータ17でハンドル11が左方向に転舵され、右バック駐車スイッチ19bがオンされていればアクチュエータ17でハンドル11が右方向に転舵される。
【0056】
そしてステップS7で転舵角がフル転舵角になるか、あるいは前記ステップS3で車両Vが移動すれば、ステップS8でスタートスイッチ19が自動的にオフしてアクチュエータ17が停止し、ステップS2で電動パワーステアリングモードに復帰する。また前記ステップS5でハンドル11が操作されると、ステップS9で電動パワーステアリングモードに復帰する。
【0057】
従って、ドライバーはハンドル11の角度を微調整しながら車両Vを後進させることで、車両Vを正しく駐車スペースに移動させることができる。このように駐車スペースに向けて後進を開始する前にアクチュエータ17によってハンドル11が自動的に切られるので、ドライバーの操作負担を軽減することができる。そして駐車スペースが通路の左側にあるときには左バック駐車スイッチ19aをオンし、駐車スペースが通路の右側にあるときには右バック駐車スイッチ19bをオンすることにより、車両Vをドライバーが意図する駐車スペースに確実に移動させることができる。
【0058】
またハンドル回転モードでアクチュエータ17によりハンドル11が自動的に回転しているときに、ドライバーがハンドル11に手を触れるとアクチュエータ17が停止して電動パワーステアリングモードに復帰するので、目標転舵角δであるフル転舵角まで転舵する必要のないときに、左バック駐車スイッチ19aあるいは右バック駐車スイッチ19bをいちいちオフすることなく、フル転舵角よりも小さい転舵角でアクチュエータ17を停止させることができる。
【0059】
またドライバーがハンドル11に触れた手を離すと再びハンドル回転モードに復帰してアクチュエータ17が作動するので、ドライバーが誤ってハンドル11に触れような場合でもハンドル回転モードが終了してしまうことがなく、しかも一端中断された駐車支援を再開するのに特別の操作が不要になって利便性が向上する。
【0060】
次に、図17および図18に基づいて本発明の第3実施例を説明する。
【0061】
図17に示すように、第3実施例は、第2実施例の左バック駐車スイッチ19aおよび右バック駐車スイッチ19bよりなるスタートスイッチ19を備えておらず、その代わりに左バック駐車スイッチ19a′および右バック駐車スイッチ19b′よりなる選択スイッチ19′を備えている。この選択スイッチ19′は通路の左側の駐車スペースに駐車するか、通路の右側の駐車スペースに駐車するかに応じてドライバーが操作することにより、アクチュエータ17による前輪Wf,Wfの転舵方向を選択するものである。そして第2実施例ではスタートスイッチ19でハンドル回転モードを選択していたが、第3実施例ではシフトレバー22がスタートスイッチ19の機能を発揮する。即ち、シフトレバー22をRポジションに操作したことをシフトポジションセンサSeが検出すると、ハンドル回転モードが選択される。
【0062】
図18のフローチャートにおいて、ステップS11でイグニッションスイッチをオンすると、ステップS12で電動パワーステアリングモードになる。この状態から、ステップS13で車両Vが停止しており、ステップS14でハンドル11が操作されておらず、ステップS15でシフトポジションがRポジションであれば、ステップS16でハンドル回転モードになる。ハンドル回転モードでは、選択スイッチ19′の左バック駐車スイッチ19a′がオンされていればアクチュエータ17でハンドル11が左方向に転舵され、右バック駐車スイッチ19b′がオンされていればアクチュエータ17でハンドル11が右方向に転舵される。そしてステップS17で転舵角が目標転舵角δであるフル転舵角になれば、前記ステップS12で電動パワーステアリングモードに復帰してアクチュエータ17が停止する。
【0063】
そして前記ステップS14でドライバーがハンドル11を操作するか、誤ってハンドル11に触れると、ステップS18で電動パワーステアリングモードに復帰してアクチュエータ17が停止する。この場合も、ドライバーがハンドル11から手を離せば、再びハンドル回転モードに復帰してアクチュエータ17が作動することで、目標転舵角δであるフル転舵角に向けて転舵が続行される。
【0064】
この第3実施例によれば、特別のスタートスイッチ19を操作することなく、シフトレバー22を操作するだけでハンドル回転モードになるので、ドライバーの操作負担が一層軽減される。
【0065】
次に、図19〜図21に基づいて本発明の第4実施例を説明する。
【0066】
図19に示すように、第4実施例は、左バック駐車スイッチ19aおよび右バック駐車スイッチ19bよりなるスタートスイッチ19を備えた第2実施例のものに、更にシフトレバー22およびシフトポジションセンサSeを設けたものである。また電子制御ユニットUに設けられた目標転舵角設定手段23には後進用の目標転舵角δおよび前進用の目標転舵角δが記憶されている。本実施例では、後進用および前進用の目標転舵角δは共にフル転舵角であり、左バック駐車スイッチ19aがオンしているときには、後進時の転舵方向は左で前進時の転舵方向は右であり、右バック駐車スイッチ19bがオンしているときには、後進時の転舵方向は右で前進時の転舵方向は左である。
【0067】
図20のフローチャートにおいて、ステップS21でイグニッションスイッチをオンすると、ステップS22で電動パワーステアリングモードになる。この状態から、ステップS23で車両Vが停止しており、ステップS24でスタートスイッチ19の左バック駐車スイッチ19aあるいは右バック駐車スイッチ19bがオンしており、ステップS25でハンドル11が操作されておらず、ステップS26でシフトポジションセンサSeで検出したシフトポジションがRポジションであれば、ステップS27で目標転舵角設定手段23に記憶されている後進用の目標転舵角δ(実施例ではフル転舵角)が選択され、ステップS28でハンドル回転モードになる。ハンドル回転モードでは、スタートスイッチ19の左バック駐車スイッチ19aがオンされていればアクチュエータ17でハンドル11が左方向に転舵され、右バック駐車スイッチ19bがオンされていればアクチュエータ17でハンドル11が右方向に転舵される。そしてステップS29で転舵角が目標転舵角δであるフル転舵角になれば、前記ステップS22で電動パワーステアリングモードに復帰してアクチュエータ17が停止する。
【0068】
また前記ステップS26でRポジションでなく、ステップS30でDポジションであれば、ステップS31で目標転舵角設定手段23に記憶されている前進用の目標転舵角δ(実施例ではフル転舵角)が選択され、ステップS28でハンドル回転モードになる。ハンドル回転モードでは、スタートスイッチ19の左バック駐車スイッチ19aがオンされていればアクチュエータ17でハンドル11が右方向に転舵され、右バック駐車スイッチ19bがオンされていればアクチュエータ17でハンドル11が左方向に転舵される。そしてステップS29で転舵角がフル転舵角になれば、前記ステップS22で電動パワーステアリングモードに復帰してアクチュエータ17が停止する。また前記ステップS23で車両Vが移動すれば、ステップS32でスタートスイッチ19がオフしてアクチュエータ17が停止し、ステップS22で電動パワーステアリングモードに復帰する。
【0069】
そして前記ステップS25でドライバーがハンドル11を操作するか、誤ってハンドル11に触れると、ステップS33で電動パワーステアリングモードに復帰してアクチュエータ17が停止する。この場合も、ドライバーがハンドル11から手を離せば、再びハンドル回転モードに復帰してアクチュエータ17が作動することで、目標転舵角δであるフル転舵角に向けて転舵が続行される。更に、前記ステップS26,S30でシフトポジションがRポジションでもDポジションでもなければ、つまりPポジションであれば、やはりステップS33で電動パワーステアリングモードに復帰してアクチュエータ17が停止する。
【0070】
ハンドル回転モードで左バック駐車を行う際の作用を図21に基づいて説明すると、車両Vを図21(a)の位置に停止させ、左バック駐車スイッチ19aをオンしてシフトレバー22をRポジションにシフトチェンジすると、アクチュエータ17によってハンドル11が左にフル転舵される。この状態からドライバーが車両Vを後進させ、必要に応じてハンドル11の角度を微調整して駐車スペースに停止させる。このとき、左バック駐車を開始する車両Vの停止位置が駐車スペースに近すぎると、ハンドル11の角度を微調整しても駐車スペースに停止させることができないため、図21(b)に示すように、切り返しを行うべくシフトレバー22をDポジションにシフトチェンジすると、アクチュエータ17によってハンドル11が右に転舵される。ハンドル11が右にフル転舵される手前の適当な位置でドライバーがハンドル11に触れると、その位置でアクチュエータ17が停止するので、そのまま車両Vを所定距離前進させる。
【0071】
続いて、図21(c)に示すように、シフトレバー22を再びRポジションにシフトチェンジすると、アクチュエータ17によってハンドル11が左に転舵される。ハンドル11が左にフル転舵される手前の適当な位置でドライバーがハンドル11に触れると、その位置でアクチュエータ17が停止して電動パワーステアリングモードに復帰するので、ドライバーがハンドル11の角度を微調整しながら車両Vを後進させることで駐車スペースに停止させることができる。
【0072】
このように、シフトレバー22が車両Vの前進および後進を選択的に切り換えるのに応じて目標転舵角δの方向が自動的に設定されるので、駐車の過程で前後進の切り換えを行う場合に車両Vを駐車スペースに的確に導くことができる。
【0073】
次に、図22および図23に基づいて本発明の第5実施例を説明する。
【0074】
図22に示すように、第5実施例は、第3実施例の左バック駐車スイッチ19a′および右バック駐車スイッチ19b′よりなる選択スイッチ19を備えておらず、その代わりに、後述するように前輪が転舵されている方向によって通路の左側の駐車スペースに駐車するか、通路の右側の駐車スペースに駐車するかが選択される。また第5実施例では第3実施例と同様にシフトレバー22がスタートスイッチ19の機能を発揮し、シフトレバー22をRポジションに操作したことをシフトポジションセンサSeが検出すると、ハンドル回転モードが選択される。
【0075】
図23のフローチャートにおいて、ステップS41でイグニッションスイッチをオンすると、ステップS42で電動パワーステアリングモードになる。この状態から、ステップS43で車両Vが停止しており、ステップS44でハンドル11が操作されておらず、ステップS45でシフトポジションがRポジションであれば、ハンドル回転モードにおける目標転舵角δの選択過程(ステップS46〜ステップS50)に進む。先ず、ステップS46で既に目標転舵角δが選択されているか確認される。システム開始時に目標転舵角δは選択されていないので、ステップS47以降で目標転舵角δが選択される。即ち、先ず転舵角センサSbによって前輪の転舵角が検出され、ステップS47で前輪が右に転舵されている場合、ステップS48で目標転舵角δには左フル転舵が選択される。また前記ステップS47で前輪が右に転舵されておらず、ステップS49で前輪が左に転舵されている場合、ステップS50で目標転舵角δには右フル転舵が選択される。このような選択過程について、左バック駐車を例に図2(a)を使って説明する。
【0076】
通路の左側の駐車スペースに駐車する場合、ドライバーは図2(a)に示すように駐車スペースを通過しながら前輪を右に転舵し、車両Vを駐車スペースと逆方向の右に傾けて停車する。従って、左バック駐車の場合、バックするためにシフトレバー22をRポジションにしたとき、前輪が右に転舵されている。このことから、システム開始時に前輪が右に転舵されている場合、左バック駐車であると判断できる。そして、通路の左側の駐車スペースにバック駐車する場合には、前輪を左に転舵するので目標転舵角δとして左フル転舵が選択される。
【0077】
右バック駐車の場合についても、同様にしてシフトレバー22をRポジションにしたとき、前輪が左に転舵されていれば判断でき、目標転舵角δとして右フル転舵が選択される。このようにして目標転舵角δが選択されると、ステップS51でハンドル回転モードが開始され、選択されている目標転舵角δに一致するようにアクチュエータ17によって前輪が転舵される。尚、ステップS47およびステップS49で転舵角が右あるいは左と判断されない場合、ステップS52で電動パワーステアリングモードになる。またハンドル回転モードが開始された後は、ステップS46では既に目標転舵角δが選択されていることが確認され、ステップS51に進んでハンドル回転モードが続行する。そしてステップS53で転舵角が目標転舵角δになれば前記ステップS42で電動パワーステアリングモードに復帰する。
【0078】
そして前記ステップS44でドライバーがハンドル11を操作するか、誤ってハンドル11に触れると、一旦ステップS52で電動パワーステアリングモードに復帰する。この場合もドライバーがハンドル11から手を離せば再びハンドル回転モードに復帰してアクチュエータ17が作動し、目標転舵角δに向けて転舵が続行される。
【0079】
この第5実施例によれば、ドライバーによる特別の選択スイッチ19の操作を必要とせず、駐車支援の開始時の前輪転舵角に基づいて目標転舵角δを選択してハンドル回転モードになるので、ドライバーの負担が一層軽減される。
【0080】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【0081】
例えば、車両のヨー角θをヨーレートに基づいて算出する代わりに、ホイールベースと転舵角とに基づいて算出することができる。
【0082】
また第1実施例では、図6のように前進用および後進用の目標転舵角データを共通としているが、各々専用のデータを設けても良い。
【0083】
また第2〜第5実施例では目標転舵角δをフル転舵角に設定しているが、目標転舵角δをフル転舵角以外の任意の転舵角に設定することも可能である。
【0084】
また音声やディスプレイの表示によって操作の手順やハンドル11の操作方向を指示するようにすれば、使い勝手が更に向上する。
【0085】
【発明の効果】
以上のように請求項1に記載された発明によれば、駐車支援の開始指示がなされたときに、車両状態検出手段により車両が実質的に停止していることが検出されると、制御手段がアクチュエータを駆動して車輪を目標転舵角に転舵するので、ドライバーは自らハンドルを操作することなく、車両を移動させるだけで駐車スペースに停止させることが可能となり、ドライバーの操作負担が軽減される。
【0086】
また請求項2に記載された発明によれば、駐車支援の開始条件が、車両が実質的に停止しており、かつ操舵操作検出手段が乗員による操舵操作を検出しないことであるため、乗員が操舵操作を行っているときに駐車支援が行われるのを禁止して乗員の自発的な操舵操作を優先させることができる。
【0087】
また請求項3に記載された発明によれば、駐車支援の開始後に乗員による操舵操作が行われると駐車支援が中断され、乗員による操舵操作が行われなくなると駐車支援が再開されるので、一旦中断された駐車支援を再開するのに特別の操作が不要になって利便性が向上する。
【0088】
また請求項4に記載された発明によれば、前後進切換手段が車両の前進および後進を選択的に切り換えるのに応じて、前進選択時および後進選択時の各々で標転舵角が設定されるので、駐車の過程で前後進の切り換えを行う場合であっても車両を駐車スペースに的確に導くことができる。
【0089】
また請求項5に記載された発明によれば、駐車支援を行う際の車両の目標転舵角をフル転舵角に設定したので、車両を駐車スペースに導くのに必要なスペースを最小限に抑えることができる。
【0090】
また請求項6に記載された発明によれば、選択手段によって車両の目標転舵角の方向を選択できるので、車両と駐車スペースとの位置関係に応じて適切な方向の目標転舵角を得ることができる。
【0091】
また請求項7に記載された発明によれば、アクチュエータを駆動して車輪を前記目標転舵角に転舵する開始指示を車両の前後進の切換時に行うので、駐車の過程で車両の前後進を切り換えても車両を駐車スペースに正しく導くことができる。
【0092】
また請求項8に記載された発明によれば、駐車支援の開始指示時の車両位置に応じて車両の過去の通過軌跡上に基準位置を設定し、旋回状態検出手段で検出した基準位置から開始指示時の車両位置あるいは開始指示時の車両位置以降の車両位置までの旋回状態に応じて制御手段が目標転舵角を設定するので、旋回状態に応じて変化する車両と駐車スペースとの位置関係に応じた最適の目標転舵角を設定することができる。
【0093】
また請求項9に記載された発明によれば、車両のヨー角をヨーレートあるいはホイールベースと転舵角とに基づいて算出するので、ヨー角を正確に算出することができる。
【0094】
また請求項10に記載された発明によれば、開始指示時の直進状態に対する転舵方向に基づいて目標転舵角の方向を設定するので、ドライバーによる特別のスイッチ操作を必要とせずに目標転舵角の方向を設定することができる。
【0095】
また請求項11に記載された発明によれば、開始指示に応じて車両を後進させるときの目標転舵角が、開始指示時の転舵方向と逆方向に与えられるので、車両を駐車スペースに正しく導くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例に係る車両の操舵装置の全体構成図
【図2】車両を後進させて駐車スペースに移動させる場合の作用説明図
【図3】車両を後進させる過程で切り返しを行う場合の作用説明図
【図4】車両のヨー角θの説明図
【図5】車両の移動距離Lの説明図
【図6】車両のヨー角θと目標転舵角δとの関係を示す図
【図7】左バック駐車の作用説明図
【図8】左バック駐車の作用説明図
【図9】左バック駐車の作用説明図
【図10】左バック駐車の作用説明図
【図11】左バック駐車の作用説明図
【図12】左バック駐車の作用説明図
【図13】左バック駐車の作用説明図
【図14】左バック駐車の作用説明図
【図15】第2実施例に係る車両の操舵装置の全体構成図
【図16】第2実施例の作用を説明するフローチャート
【図17】第3実施例に係る車両の操舵装置の全体構成図
【図18】第3実施例の作用を説明するフローチャート
【図19】第4実施例に係る車両の操舵装置の全体構成図
【図20】第4実施例の作用を説明するフローチャート
【図21】車両を後進させる過程で切り返しを行う場合の作用説明図
【図22】第5実施例に係る車両の操舵装置の全体構成図
【図23】第5実施例の作用を説明するフローチャート
【符号の説明】
P0 基準位置
P1 車両位置
Sa 操舵トルクセンサ(車両状態検出手段、操舵操作検出手段)
Sb 転舵角センサ(車両状態検出手段)
Sc ブレーキセンサ(車両状態検出手段)
Sd アクセルセンサ(車両状態検出手段)
Se シフトポジションセンサ(車両状態検出手段)
Sf 車速センサ(車両状態検出手段)
Sg 移動距離センサ(車両状態検出手段)
Sh ヨーレートセンサ(車両状態検出手段、旋回状態検出手段)
U 電子制御ユニット(制御手段)
V 車両
Wf 前輪(車輪)
δ 目標転舵角
θ ヨー角
17 アクチュエータ
19′ 選択スイッチ(選択手段)
22 シフトレバー(前後進切換手段)

Claims (11)

  1. 車両(V)の車輪(Wf)を転舵するアクチュエータ(17)と、
    目標転舵角(δ)を設定するとともに、開始指示に応じてアクチュエータ(17)を駆動して車輪(Wf)を前記目標転舵角(δ)に転舵する制御手段(U)と、
    車両(V)の移動状態を含む車両状態を検出する車両状態検出手段(Sa〜Sh)とを備え、
    前記開始指示がなされたときに、車両状態検出手段(Sa〜Sh)により車両(V)が停止状態あるいは略停止状態にあることを含む所定の開始条件が検出されると、制御手段(U)が車輪(Wf)を前記目標転舵角(δ)に転舵すべくアクチュエータ(17)を駆動することを特徴とする駐車支援装置。
  2. 車両(V)の乗員による操舵操作を検出する操舵操作検出手段(Sa)を備え、前記開始条件が、車両(V)が停止状態あるいは略停止状態にあることに加えて、操舵操作検出手段(Sa)が車両(V)の乗員による操舵操作を検出しないことであることを特徴とする、請求項1に記載の駐車支援装置。
  3. 前記開始条件が成立したことによる駐車支援の開始後に、操舵操作検出手段(Sa)により車両(V)の乗員による操舵操作が行われたことが検出されると駐車支援が中断され、前記操舵操作が行われたことが検出されなくなると駐車支援が再開されることを特徴とする、請求項2に記載の駐車支援装置。
  4. 車両(V)の前進および後進を選択的に切り換え可能な前後進切換手段(22)を備え、前記目標転舵角(δ)が前後進切換手段(22)による前進選択時および後進選択時の各々で設定されることを特徴とする、請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の駐車支援装置。
  5. 車両(V)の目標転舵角(δ)がフル転舵角であることを特徴とする、請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の駐車支援装置。
  6. 車両(V)の目標転舵角(δ)の方向を選択可能な選択手段(19′)を備えたことを特徴とする、請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の駐車支援装置。
  7. 前記開始指示は車両(V)の前後進の切換時に行われることを特徴とする、請求項1〜請求項6の何れか1項に記載の駐車支援装置。
  8. 車両(V)の旋回状態を検出する旋回状態検出手段(Sh)を備え、前記制御手段(U)は、駐車支援の開始指示時の車両位置(P1)に応じて車両(V)の過去の通過軌跡上に基準位置(P0)を設定するとともに、旋回状態検出手段(Sh)により検出される前記基準位置(P0)から開始指示時の車両位置(P1)あるいは開始指示時の車両位置(P1)以降の車両位置までの旋回状態に応じて前記目標転舵角(δ)を設定することを特徴とする、請求項1〜請求項7の何れか1項に記載の駐車支援装置。
  9. 旋回状態検出手段(Sh)は、車両(V)のヨー角(θ)をヨーレートあるいはホイールベースと転舵角とに基づいて算出することを特徴とする、請求項8に記載の駐車支援装置。
  10. 開始指示時の直進状態に対する転舵方向に基づいて前記目標転舵角(δ)を与える方向を設定することを特徴とする、請求項1〜請求項9の何れか1項に記載の駐車支援装置。
  11. 開始指示に応じて車両(V)を後進させるときに、開始指示時の転舵方向と逆方向に前記目標転舵角(δ)を与えることを特徴とする、請求項10に記載の駐車支援装置。
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