JP2008519718A - 駐車処理中の車両の運動を自動的に閉ループ制御および／または開ループ制御する方法および自動駐車システム - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも１つの閉ループ制御および／または開ループ制御装置を含む駐車システムを用いて駐車処理中に車両の運動を自動的に閉ループ制御および／または開ループ制御する方法に関しており、ここでこの方法には例えばつぎのステップが含まれる。すなわち、駐車処理中に車両によって追従すべき目標区間を決定するステップと；上記の閉ループ制御および／または開ループ制御装置を用い、目標区間に沿った車両の位置および少なくとも１つの横方向運動パラメタに依存し、長手方向運動パラメタの少なくとも１つの目標値を計算するステップを有しており、ここで上記の長手方向運動パラメタは、実質的に目標区間に沿った車両の運動量であり、また横方向運動パラメタは、少なくとも一時的に目標区間に対して垂直な方向における車両の運動量を表しており、上記の方法は、さらに、長手方向運動パラメタの計算した目標値に依存して、閉ループ制御および／または開ループ制御装置を用い、長手方向運動パラメタの完全自動で閉ループ制御および／または開ループ制御を行うステップを有している。本発明では、駐車処理中に少なくとも一時的に横方向運動パラメタの少なくとも１つの微分に依存して長手方向運動パラメタの目標値を計算する。本発明はまた自動ないしは半自動の駐車システムに関する。

Description

本発明は、少なくとも１つの閉ループ制御および／または開ループ制御装置を含む駐車システムを用いて駐車処理中に車両の運動を自動的に閉ループ制御および／または開ループ制御する方法ならび自動駐車システムに関しており、ここでこの方法につぎのステップが含まれる。すなわち、
駐車処理中に車両が追従すべき目標区間を決定するステップと；
閉ループ制御および／または開ループ制御装置を用い、目標区間に沿った車両の位置および少なくとも１つの横方向運動パラメタに依存して、長手方向運動パラメタの少なくとも１つの目標値を計算するステップとが含まれており、ここでこの長手方向運動パラメタは、実質的に目標区間に沿ったこの車両の運動量を表し、また横方向運動パラメタは、目標区間に対して少なくとも部分的に垂直な方向におけるこの車両の運動量を表しており、
さらにこの方法には、上記の長手方向運動パラメタの計算した目標値に依存して、閉ループ制御および／または開ループ制御装置を用い、長手方向運動パラメタを完全自動に閉ループ制御および／または開ループ制御するステップが含まれている。また本発明は自動駐車システムに関する。

自動駐車システムによって可能にしたいのは、車両の簡単かつ確実な駐車である。また殊に可能にしたいのは、再現可能で高速な駐車処理であり、かつ人間の運動の不正確さないしは遅さなどの障害的な影響および例えば運転者と車両との間の、例えば制御精度について不十分なインタフェースに起因した障害的な影響に依存しない駐車処理を可能にしたいのである。

US 5,742,141からは、車両用の半自動駐車システムが公知であり、ここでは目標パスが連続的に計算されて最終的な駐車位置に到達する。車両の運転者には、使用すべき操舵力についての変化を介して、ステアリングホイールを操作するための指示が与えられ、これによって車両は所望の目標パスに導かれるのである。ここでは例えば、運転者が目標パスから外れる方向に操舵しようとする場合、使用すべきステアリング力を増大させ、車両が目標パスに止まるように運転者が車両を操舵する場合、使用すべき操舵力を低減させる。しかしながらこのシステムでは、運転者による誤ったステアリングの実質的な障害的影響は残ったままである。

US 2003/0182038 A1には駐車アシストシステムが記載されており、ここでは操舵角速度を操舵角および車速に依存して変化させて、曲率、すなわち曲率半径の逆数が、運動距離と線形な関係を有するようにする。これは自動制御装置の計算を格段に簡単にしようとするものである。操舵角速度の他に車速を制御することは記載されていない。

US 5,661,650からは、通常走行状態中の車両の速度を道路の形状に依存して制御するシステムが公知である。このシステムでは、例えば車両の速度を低減して、この車両がカーブを確実に通れるようにする。このために例えば地図情報が読み出されて、この地図から道路の経過についての専用の情報が求められ、引き続いて目標車速が求められる。このシステムが駐車処理を支援するためまたはこれを実行するために使用されることはない。

JP 2001 138 941 Aからは自動駐車のためのシステムが公知であり、ここでは運転者によって設定される車速が、車両のステアリングに作用するアクチュエータによって構成的に設定される最大操舵速度に依存して制御される。ここでは目標区間は前もって記憶されている。車速を制限することによって、目標区間からの大きなずれを阻止しようとしており、ここでのこのずれは、運転者によって車速が高く選択されすぎた場合に所望の操舵角をステアリングアクチュエータが調整できないことによって発生し得るものである。したがってこのシステムも、運転者による明らかな障害的影響の下にあり、運転者は、車速の必要な設定によって駐車処理に介入するか、ないしは駐車処理の経過を決定するのである。

DE 102 20 426 A1からは冒頭に述べた形式の駐車アシストシステムを作動する方法が公知であり、ここでは駐車処理経過中および／または駐車状態からの発進中に車両の自動制動および／または加速が制御される。ここでこれは半自動の駐車アシストシステムであり、運転者が調整しなければならない操舵角は、運転者にあらかじめ与えられる。ここではあらかじめ与えられる操舵角と、運転者が調整した操舵角との間の差分に比例して、この駐車アシストシステムにより、制動力が制御されるため、車速が適合される。

さらにWO 2004/007232 A1には、駐車操車または入れ替え操車などの走行操作の際に車両の運転者をアシストする方法が記載されており、ここでは基準軌跡が決定されて、この基準軌跡に沿って車両を運動させようとしている。走行操作中、この車両を基準軌跡に沿って操舵するために調整すべきステアリングホイール位置が運転者に示される。運転者が実際に調整した実際操舵角と、要求されるステアリングホイール調整に相応する目標操舵角との間で操舵角が偏差している場合、車両長手方向速度は、運転者とは無関係に変更される。これによって運転者に比較的長い応答時間が与えられて、示されたステアリングホイール制御が調整されるようにしている。

したがって公知の駐車方法ないしは駐車システムは、駐車処理が障害的な影響によって、例えば人間の性質という障害的な影響によって影響され、ひいては例えば駐車処理の精度および精確さについて高い再現性を得ることができないという欠点を有するのである。さらに公知のシステムにおいては、例えば長手方向速度が大きい場合に例えば操舵角などの横方向運動パラメタが不意にしかも急速に変化して、状況によっては、例えば、運転者が大きな力を入れずにストアリングホイールを握っている場合には高速に回転するステアリングホイールによって運転者を傷つけることがある。さらにステアリングホイールがそれ自体で高速に回転する場合、運転者は、駐車処理を監視するという課題を不完全にしか果たすことができない。それは、補正のために高速に回転するステアリングホイールに適切に介入することは不可能でないにしても困難だからである。

さらにDE 201 05 340 U1には、道路用車両に対する３次元周囲検出装置が記載されている。この装置は殊に、駐車余地を検出するために使用される。センサを用いて２次元の距離プロフィルを記録して、このプロフィルを後続処理することにより、この車両の周囲の３次元画像が形成される。

したがって本発明の課題は、従来技術の欠点を克服する、駐車処理中の車両の運動を自動的に閉ループ制御および／または開ループ制御する方法を提供することであり、殊に、車両の運転者による最大限の監視が同時に維持され、また車両の乗員に対して最大限の快適さが得られるようにしながら、人間の障害的な影響に依存しない車両の駐車処理の制御を可能にすることである。本発明の別の課題は、従来技術の欠点を克服する駐車システムを提供することである。

この課題は本発明により、駐車処理中、少なくとも一時的に横方向運動パラメタの少なくとも１つの微分に依存して長手方向運動パラメタの目標値を計算することによって解決される。

ここでは例えばつぎのようにすることができる。すなわち、閉ループ制御および／または開ループ制御装置を用いて目標区間を決定するため、駐車処理の前および／または駐車処理中に、例えば、駐車システムに作用結合している少なくとも１つの第１センサの測定データに基づいて、有利にはこの車両と、障害物および／または別の車両などの別の対象物との間隔を表す測定データからこの目標区間を計算し、駐車処理前および／または駐車処理中に、有利には上記の駐車システムに含まれている少なくとも１つの記憶装置から目標区間を読み出し、および／または駐車処理前および／または駐車中に少なくとも１つの入力装置を用いて目標区間を駐車システムに入力することができる。

上で挙げた２つの択一的な形態において、長手方向運動パラメタは、例えば目標区間に沿った車両の少なくとも１つの長手方向速度ｖを表し、および／または横方向運動パラメタは車両の少なくとも１つの操舵角δ_Hおよび／またはステアリングホイール等の車両の操舵角を変更する手段の操舵角を表すようにすることができる。

また本発明によって提案されるのは、長手方向運動パラメタの目標値、例えば車両の目標長手方向速度ｖ_sollを、駐車処理中に少なくとも一時的に横方向運動パラメタの目標値、有利には目標操舵角δ_H,sollに依存して計算することである。

ここでは例えば閉ループ制御および／または開ループ制御装置を用いて、目標区間のデータから、横方向運動パラメタの目標値、有利には目標操舵角δ_H,sollを計算することができる。ここでこの目標値は、この駐車システムに作用結合されかつ例えば第１センサと同じである少なくとも１つの第２センサの測定データに基づいて、有利にはこの車両と、障害物および／または別の車両などの別の対象体との距離をあらわす測定データから計算され、また有利には駐車システムに含まれる少なくとも１つの記憶装置から読み出され、および／または少なくとも１つの入力装置によって駐車システムに入力される。

また本発明によって提案されるのは、長手方向運動パラメタの目標値を、車両の目標長手方向速度ｖ_sollとすることであり、この長手方向運動パラメタの目標値は、横方向運動パラメタの目標値の少なくとも１つの微分に依存して計算され、および／またはこの横方向運動パラメタの微分および／または横方向運動パラメタの目標値の微分は時間について行われ、ここで長手方向運動パラメタの目標値は、有利にはステアリング回転速度

および／または目標ステアリング回転速度δ_H,sollに基づいて計算される。

殊に有利な実施形態では、駐車処理中に少なくとも一時的に横方向運動パラメタ、有利には横方向運動パラメタの目標値の目標区間に沿った位置についての微分に依存して、有利には反比例して、長手方向運動パラメタの目標値、例えば、車両の目標長手方向速度ｖ_sollを計算する。

本発明の有利な１実施形態において提案されるのは、駐車処理中に少なくとも一時的に最大横方向運動パラメタ、例えば最大ステアリング回転速度

に依存して、有利にはこれに比例して、長手方向運動パラメタの目標値を計算することである。

ここでは例えば、最大横方向運動パラメタの大きさを駐車処理の経過に伴って変更することができ、例えばこの車両が障害物に接近したことおよび／または駐車処理の時間的な段階に適合させて変更することができ、有利には駐車処理の開始時の横方向運動パラメタは、駐車処理中および／または駐車処理の終了時よりも小さい。

上で挙げた２つの択一的な実施形態において、本発明によって提案されるのは、車両の目標長手方向速度が、駐車処理中に少なくとも一時的に

によって計算されることであり、ここでδ_H,soll(s)は、有利には目標区間に沿ったこの車両の位置ｓにおける、有利には曲線の長さにおける目標操舵角を表す。

本発明の有利な１実施形態では、駐車処理中に少なくとも一時的に、長手方向運動パラメタに依存して、有利には長手方向運動パラメタの目標値に依存して、例えば車速vに依存して、および／または目標区間に沿った車両の位置ｓに依存して、例えば

にしたがって横方向運動パラメタの時間微分の少なくとも１つの目標値、例えば目標ステアリング回転速度を計算する。ここでδ_H,soll(s)は位置ｓにおける目標操舵角である。

駐車処理中に少なくとも一時的に横方向運動パラメタを、有利には閉ループ制御および／または開ループ制御装置によって、例えば完全自動で、横方向運動パラメタの目標値に、例えば目標操舵角δ_H,soll(s)に閉ループ制御および／または開ループ制御し、および／または横方向運動パラメタの時間微分の目標値に、例えば目標ステアリング回転速度

に閉ループ制御および／または開ループ制御することも可能である。

択一的な１実施形態では、駐車処理中に少なくとも一時的に、車両の運転者によってあらかじめ設定された横方向運動パラメタ、有利には運転者によってあらかじめ設定されたステアリング回転速度

に依存して、有利にはこれに比例して長手方向運動パラメタの目標値を計算することができる。ここで運転者によって変更される横方向運動パラメタは、例えば、少なくとも１つの第３センサを介して測定した少なくとも１つの量によって決定される。ここで第３センサは、例えば第１および／または第２センサと同じセンサである。

本発明によって提案されるのは、駐車処理中に少なくとも一時的に、車両の目標長手方向速度を

にしたがって計算することであり、ここでδ_H,soll(s)は、目標区間に沿った位置ｓにおける目標操舵角である。

また本発明によって提案されるのは、駐車処理中に少なくとも一時的に、横方向運動パラメタの目標値、例えば目標操舵角と、横方向運動パラメタの実際値、例えば有利には運転者によって設定される実際操舵角との間の少なくとも１つの差分に依存して、長手方向運動パラメタの目標値を計算することである。

ここでは、横方向運動パラメタの目標値と、横方向運動パラメタの実際値との間の差分の例えば絶対値に依存して長手方向運動パラメタの目標値を計算することもでき、例えば、横方向運動パラメタの目標値と、横方向運動パラメタの実際値との間の差分の例えば絶対値が大きくなるのに伴って長手方向運動パラメタの目標値を単調に減少させ、横方向運動パラメタの目標値と横方向運動パラメタの目標値との間の差分が、あらかじめ定めた値を上回るおよび／または横方向運動パラメタの目標値が、あらかじめ定めた値域、例えば車両の最大操舵角絶対値を上回った場合に有利には長手方向運動パラメタをゼロに減少させて、例えば車両を停止させることができる。

ここで本発明によって提案されるのは、車両が停止した後、目標軌跡によってあらかじめ設定される目標長手方向とは反対方向にこの車両を運動させるという要求を運転者に出力することである。

さらに、有利には視覚的、聴覚的および／または触覚的な少なくとも１つの信号装置を介して、例えば、スピーカ、触覚的にアクティブなステアリングホイールおよび／または少なくとも１つの視覚的な表示装置の形態の信号装置を介して、運転者に横方向運動パラメタの変更を推奨し、例えば、ステアリングホイールの推奨される回転方向をシグナリングして、横方向運動パラメタの目標値、例えば目標操舵角と、横方向運動パラメタの実際値、例えば実際操舵角との間の差分を低減する、および／または例えば車両が停止した後、目標軌跡の目標長手方向とは反対に車両を運動させるという指示を運転者に示す。

さらに本発明によって提案されるのは、駐車処理中に少なくとも一時的に付加的に、例えば目標区間に沿った長手方向運動パラメタの少なくとも１つの最大値、車両の最大長手方向加速度、車両の少なくとも１つの長手方向加速度変化、例えば最大の長手方向加速度変化、および／またはこの車両と、第２の車両または固定の障害物などの障害物との間の少なくとも１つの間隔に依存して、長手方向運動パラメタの目標値を計算することである。例えば、目標長手方向速度などの長手方向運動パラメタの目標値が、長手方向運動パラメタの最大値によって、例えば最大長手方向速度ｖ_maxによって制限される。

最後に本発明の方法は、駐車処理中および／または車両が停止した後、有利には第１，第２および／または第３のセンサの測定値を評価しての目標区間を引き続いて計算するおよび／または更新するという特徴を有する。

駐車システムについての課題は、少なくとも１つの閉ループ制御および／または開ループ制御装置を含む、車両用の自動車駐車システムによって解決され、ここでこの駐車システム、殊に閉ループ制御および／または開ループ制御装置は、本発明の方法を実施するように構成されている。

本発明により、上記の閉ループ制御および／または開ループ制御装置に作用結合されている少なくとも１つのセンサ、有利には少なくとも１つの距離センサ、車両の少なくとも１つの長手方向運動パラメタを測定する少なくとも１つのセンサ、および／または車両の少なくとも１つの横方向運動パラメタを測定する少なくとも１つのセンサが提案される。

ここでは例えば、少なくとも１つの側方距離センサを用いて、有利には２つ〜４つの側方距離センサを用いて、駐車処理中、例えば車両の目標区間を基準にして、車両の側方に配置されている対象物とこの車両との距離が求められ、少なくとも１つのリア距離センサを用いて、有利には４つのリア距離センサを用いて、目標区間を基準にして、車両の後方領域に配置されている少なくとも１つの対象物とこの車両の距離が求められ、および／または少なくとも１つのフロント距離センサを用いて、有利には４つ〜６つのフロント距離センサを用いて、目標区間を基準にして、車両のフロント領域に配置されている少なくとも１つの対象物とこの車両との距離が求められようにすることができる。

上で述べた２つの択一的な実施形態において有利であるのは、距離センサの測定値を用いて、駐車処理の前および／または駐車処理中に、車両の少なくとも１つの目標区間、車両の長手方向運動パラメタの少なくとも１つの最大値および／または少なくとも１つの目標値、および／または車両の横方向運動パラメタの少なくとも１つの最大値および／または少なくとも１つの目標値を、例えば閉ループ制御および／または開ループ制御装置によって決定できることである。

また本発明によって提案されるのは、上記の距離センサにより、電磁波が使用されて、例えばマイクロ波、ミリメートル波、赤外線および／または超音波ビームが使用されて距離が決定され、および／またはこの距離センサが、少なくとも１つのレーダ素子、少なくとも１つのライダー素子、少なくとも１つのソナー素子、少なくとも１つのマルチセンサ素子および／または少なくとも１つのフォトニックミキシングデバイスを含むことである。

長手方向運動パラメタを測定するセンサは、少なくとも１つのオドメータおよび／または少なくとも１つのホイール回転数センサ、有利には少なくとも１つのアクティブな静磁気式ホイール回転数センサを含んでおり、これは例えば車両のＡＢＳおよび／ＥＳＰシステムに含まれている。また本発明によって提案されるのは、横方向運動パラメタを測定するセンサが、車両のステアリングシステム、有利には車両のステアリングホイール、ステアリングコラムおよび／またはステアリングリンケージに作用結合されている少なくとも１つのステアリングコラムセンサないしはピニオンセンサを含み、ここで横方向運動パラメタを測定するセンサは、有利には少なくとも１つの磁気ピックアップを含み、および／または車両のＡＢＳおよび／またはＥＳＰシステムに含まれている。

本発明の駐車システムは有利には、車両の長手方向運動パラメタおよび／または横方向運動パラメタを変更する少なくとも１つのアクチュエータを有しており、ここでは例えばこのアクチュエータを用いて、長手方向運動パラメタを有利には目標値に、および／または横方向運動パラメタを有利には目標値に閉ループ制御および／または開ループ制御可能である。

ここで殊に有利であるのは、少なくとも１つのステアリングアクチュエータを用いて、車両の少なくとも１つの操舵角を変更することであり、ここでこのステアリングアクチュエータでは、少なくとも１つのトルク調整器が、例えば、有利には電気機械式のステアリングアシストの固有の機能としてこの車両のステアリングシステムに組み込まれており、および／または外部のトルク調整器として、例えば別個の原動機として、有利にはハイドロリックのステアリングアシストシステムに組み込まれており、および／または上記のステアリングアクチュエータは、例えば遊星ギアまたはハーモニックドライブなど少なくとも１つのギアによって、車両のステアリングシステムに作用結合されている少なくとも１つの角度重ね合わせ調整器（Winkelueberlagerungssteller）を含んでいる。

上で挙げた２つの択一的な実施形態において有利であるのは、少なくとも１つのブレーキアクチュエータを用いて、長手方向運動パラメタ、有利には車両の少なくとも１つの長手方向速度を変更できることであり、ここでこのブレーキアクチュエータには、少なくとも１つのエレクトロハイドロリック式および／または電気機械式ブレーキおよび／または電子式に制御可能なブレーキブースタが含まれており、および／または上記のブレーキアクチュエータを介して、有利には車両のＥＳＰおよび／またはＡＢＳシステムのエレクトロハイドロリック式ブレーキ駆動制御部に介入することができる。

また本発明によって提案されるのは、上記のアクチュエータが、少なくとも１つの駆動制御部を含んでおり、この駆動制御部によって、内燃機関などの車両の少なくとも１つの駆動ユニットの駆動出力を変更することである。

さらに、本発明による自動駐車システムに対して、上記の閉ループ制御および／または開ループ制御装置に作用結合されている少なくとも１つの記憶装置が提案され、ここではこの記憶装置によって、有利には少なくとも１つの目標区間、長手方向運動パラメタの少なくとも１つの目標値および／または横方向運動パラメタの少なくとも１つの目標値を記憶することができる。

さらに自動駐車システムは、閉ループ制御および／または開ループ制御部に作用結合されている少なくとも１つの入力装置を有することができ、ここでこの入力装置を用いて有利には、少なくとも１つの目標区間、長手方向運動パラメタの少なくとも１つの目標値および／または横方向運動パラメタの少なくとも１つの目標値を駐車システムに入力可能であり、および／またはこの入力装置は、少なくとも１つのキーボート、少なくとも１つの音声入力装置および／または少なくとも１つのタッチスクリーンを有する。

最後に、本発明により、少なくとも１つの信号装置が上記の閉ループ制御および／または開ループ制御装置に作用結合されており、ここで有利にはこの信号装置を用いて車両の運転者に、少なくとも１つの横方向運動パラメタを調整するための視覚的、触覚的および／または聴覚的な指示をシグナリングすることができ、および／またはこの信号装置は、少なくとも１つのディスプレイ、少なくとも１つのシートバイブレータ、少なくとも１つの触覚的にアクティブなペダルおよび／または少なくとも１つのスピーカを含んでいる。

上記のように本発明は、車両の長手方向運動パラメタを目標値に完全自動で閉ループ制御ないしは開ループ制御することにより、すなわち、車両の運転者が直接影響を及ぼすことなしに閉ループ制御および／または開ループ制御することにより、精度が高く、再現可能性が高く、また駐車処理速度が高いと同時にこの駐車処理が車両搭乗者にとって快適であり、また駐車処理中に運転者がつねに監視および制御のために駐車処理に介入でき、その際に運転者がけがをする危険性がないという状況を達成できるという驚くべき知識に基づいているのである。ここで上記の目標値は、殊にふつう目標軌跡または目標コースとも称される目標区間に沿った車両の位置および横方向運動パラメタに依存している。上記の方法を実施する際、例えば目標軌跡を決定する際に、横方向運動パラメタの最初の目標値、例えば目標操舵角δ_H,sollないしは操舵角の目標軌跡は、有利には操舵角の目下の実際値に相応する。また横方向運動パラメタの目標値、例えば目標軌跡ないしは目標区間を求めないしは決定して、横方向運動パラメタの実際値と、横方向運動パラメタの目標値との間の差分が回避されるか、少なくとも低減されるようにすることも可能である。

本発明の基礎にある知識は、車両の縦方向および横方向のガイドを互いに調整して、駐車処理中にこの車両の適度な運動変化、ならびにステアリングホイールなどの車両の制御装置の適度な運動変化が行われる調整ストラテジを使用することである。これによって、走行路の曲率勾配が大きい場合に車両の比較的低い長手方向速度が調整されて、目標区間ないしは目標軌跡を維持するために必要なステアリング回転速度ないしはステアリングホイールの運動速度が制限されることになる。これによって、横方向運動パラメタの驚くような速い運動、例えば、ステアリングホイールの高すぎる回転速度と、長手方向運動パラメタの驚くような速い運動とが回避され、ひいては車両にいる人員が場合によっては怪我をしてしまうことに対処する。本発明による方法ないしは駐車システムの閉ループ制御ないしは開ループ制御処理は、上記のようにそのダイナミックが制限されて、監視の可能性がさらに高まる。これにより、本発明の方法ないしは駐車システムを使用した場合に車両の安全性および管理の可能性が高まることになる。さらに本発明の駐車システムによって実行される駐車操作により、人間によって行われる駐車操作に類似した操作が得られる。駐車処理の精度を低減することなしに、本発明による自動駐車システムによって実行される駐車処理の運転者による管理の可能性を高めるため、有利な実施形態において、運転者は横方向運動パラメタを、しかも自動で閉ループ制御ないしは開ループ制御される長手方向運動パラメタに依存して調整することができ、これにより、駐車処理中に運転者は本発明の自動駐車システムを用いてこの車両を管理し、すなわち運転者は、横方向運動を管理することによって、アクティブに制御ループ内にとどまるのである。

本発明の別の特徴および利点は、以下の説明から得られる。ここでは略示した図面に基づいて本発明の複数の実施例を詳細に説明する。

ここで、
図１は、駐車処理における車両の目標区間を示しており、
図２は、車両の駐車処理において目標区間に依存する目標操舵角を示しており、
図３は、本発明による駐車システムによる駐車処理中の複数の特性量の時間経過を表す線図を示しており、
図４は、本発明の自動駐車システムの概略ブロック図を示している。

図１には車両を自動的に長手方向に制御する本発明の自動駐車システムおよび本発明の方法を説明するため、数学的または実験的に決定することが可能な、車両基準点の２次元目標軌跡ないしは目標区間１が示されており、ここでこの車両基準点は例えばは車両重心である。言い換えると、目標区間１は駐車処理中の車両のパスを表している。ここで車両基準点は、駐車処理の開始時にスタート点２にあり、目標区間１を追従して、反転点３まで第１の運動方向に、実質的にｘ軸の負方向に移動する。この車両は、スタート点２と反転点３との間で目標区間１を第１曲線５において追従し、引き続いて第２曲線７において追従する。ここで第１曲線５の曲がっている方向と、第２曲線７の曲がっている方向とは逆であり、また第１曲線５の点８を通過した後、第１曲線５は、目標区間１の点６において第２曲線７に移行する。反転点３に到達した後、この車両は停止点９まで第２運動方向に、実質的にｘ軸の正方向に、すなわち実質的に第１運動方向とは逆の方向に移動する。

目標区間１は、以下に説明する道のり測定ないしは走行距離測定のベースを構成する。目標区間１は、車両の目下の位置および駐車余地の特性量、例えば駐車余地の大きさに依存する。目標区間１は有利には駐車処理を開始する前に少なくとも一回計算されるが、この目標区間を駐車システムの入力装置によって設定するか、記憶装置から読み出すことも可能である。目標区間１に沿った車両の位置に依存して、この車両の横方向運動パラメタの目標値が目標操舵角δ_H,sollの形で決定される。この決定は、例えば、車両の幾何学形状およびステアリングシステムの特性量に依存して行われる。

図２には目標区間１に沿った車両の位置に依存する目標操舵角δ_H,sollの例示的な経過が、目標区間１に沿った曲線の長さｓによって表されてプロットされている。図１と一緒に見るとわかるように、目標操舵角δ_H,soll(s)は、第１領域１５において正である。図２の領域１５は、図１の目標区間１の第１曲線５に相応する。曲線の長さｓは図１の点２において値ｓ₂を有し、これに対してこの曲線の長さｓは図１の点６において値ｓ₆を有する。目標操舵角δ_H,sollの値が正であるとは、この車両のステアリングホイールを第１方向に切ることを意味する。領域１５において操舵角は最大値まで増大し、つぎに元のように減少する。すなわち、ここではステアリングホイールは、目標区間１の点６まで反対方向に運動する。すなわち曲線の長さｓ₆においてステアリングホイールは中立の位置にされるのである。第２領域１７において目標操舵角δ_H,sollは負の値をとる。これが意味するのは、ステアリングホイールを第１方向とは反対の第２方向に切ることである。目標操舵角の絶対値はまず増大して、つぎに元のように減少し、目標操舵角δ_H,sollは反転点３において再びゼロになる。すなわち、この車両のステアリングホイールは中立の位置にあるのである。図２からわかるように第２領域１７にはさらに第３領域１９が続いている。この領域１９は、図１に示した目標区間１のうち反転点３から停止点９まで運動する際の部分に相応する。第３領域１９において目標操舵角δ_H,sollは正の値をとるため、目標区間１は図１において１曲線になる。第３領域１９において目標操舵角にしたがってステアリングホイールを切ることによって、車両方向の最終的な補正が行われ、例えば、車両が「まっすぐ」になる。すなわち、この車両の長手軸は、駐車余地に沿って配向されるのである。

本発明によれば、閉ループ制御および／または開ループ制御装置により、目標区間１に依存して、目標区間１に沿った都度の位置において目標操舵角δ_H,sollが決定される。すなわち、目標区間１に沿った道のり測定ないしは走行距離測定が利用されて、目標操舵角δ_H,sollが決定されるのである。この関数は、例えば図２に示した関数δ_H,soll(s)に相応し得る。ここで有利であるのは、目標区間１および／または目標操舵角δ_H,sollを少なくとも駐車処理のスタート時に計算ないしは入力する、または記憶装置から呼び出し、および／または駐車処理中に均一な間隔で更新することであり、これによってこれまでの目標区間１からの偏差を追従して補正することができる。これによって予測的なコントロールが使用されることになる。すなわち、駐車処理の将来の目標経過に対して、目標区間１の形態の車両基準点のコースも、目標操舵角δ_H,sollも共に決定されるのである。

本発明の第１実施形態では長手方向運動パラメタも横方向運動パラメタも共に完全自動で、すなわち車両の運転者による直接的な影響なしに閉ループ制御ないしは開ループ制御される。ここで上記の長手方向運動パラメタは、例えば、車両が実質的に目標区間１に沿って運動する際には車両の長手方向速度ｖを表し、また長手方向運動パラメタの目標値に閉ループ制御ないしは開ループ制御される。横方向運動パラメタ、例えば操舵角またはステアリング回転速度は、少なくとも部分的に目標区間１に対して垂直方向にこの車両の運動を表し、横方向運動パラメタの目標値に閉ループ制御ないしは開ループ制御される。

このことが意味するのは、この車両の運動が、駐車処理中に完全自動で行われることである。すなわち、運転者は、車速のような長手方向運動パラメタにも、操舵角のような横方向運動パラメタにも共に影響を与えることはないのである。運転者に可能であるのは単に、駐車処理を観察して、場合によっては、例えば未知の障害との衝突を回避するために上記の完全自動の駐車処理に介入することであり、ここでこれは運転者が例えば操舵角を変えるか、または車両のブレーキを操作することによって車速を低減することによって行われる。

目標操舵角関数δ_H,soll(s)から、車両の長手方向速度ｖに依存して目標ステアリング回転速度を決定することができる。この関係は、式

によって、すなわちｓにおける目標操舵角の傾きと、長手方向速度との積によって表すことができる。駐車処理中に本発明による完全自動の長手方向運動制御を行うため、本発明では上記の式（１）で表される数学的な関係から出発して車両の位置毎に、目標区間１に沿った曲線の長さｓによって表し、最大ステアリング回転速度

に依存して、目標長手方向速度を計算する。例えば、目標長手方向速度ｖ_sollは式

にしたがって数値的に求めることができる。

上記の駐車処理を実行中、車両の長手方向速度は、目標区間１に沿って運動する際に各位置において、上記のように計算した目標長手速度ｖ_soll(s)に制御される。最大ステアリング回転速度δ_H,maxを適切に選択することによって達成されるのは、通常動作時には車両の長手方向速度の制御に運転者が関与しない本発明による完全自動の駐車処理においても、高すぎるステアタリング回転速度を回避することである。これによって運転者が大きな力でステアリングホイールを握っていない場合に運転者が、痛みを伴うけがを負ってしまうことが回避され、また保証されるのは、この運転者が駐車処理を監視するというその課題を完全に遂行できることである。それはこの運転者は、駐車処理中つねに、危険を伴わずに、回転するステアリングホイールに適切に介入できるからである。本発明の有利な実施形態では、目標長手方向速度ｖ_sollを車両の最大長手方向速度によって付加的に制限して、駐車処理中の車両の過剰な長手方向速度を回避することができる。さらに別の影響量を使用して、車両の目標長手方向速度を計算することも可能である。例えば、最大長手方向加速度および／または例えば、最大の長手方向加速度変化をあらかじめ設定することが可能である。このため、例えば、車両が運動する際の不所望の衝撃を回避することができる。これによって快適さが増し、また目標長手方向速度ｖ_sollを予想し易くなり、ひいては駐車処理中に一層良好で快適な走行体験が得られる。本発明の有利な１実施形態では、目標長手方向速度ｖ_sollを付加的に、距離センサによって測定した障害物、例えば第２の車両または固定の障害物との距離に依存させることも可能である。本発明の自動駐車システムではつぎのようにすることも可能である。すなわち、駐車処理のはじめにおいて、許容される最大横方向運動パラメタ、例えば最大ステアリング回転速度

は、駐車処理中および／または駐車処理の終わりよりも小さくし、つまり最大ステアリング回転速度δ_H,maxを適合させて、自動駐車システムの制御を使用することによって運転者が驚かないようにすることも可能である。車両の目標長手方向速度を付加的または択一的に決定し得るためのベースである別の横方向運動パラメタとして、最大ステアリング回転速度または最大ステアリングホイール回転トルクを考慮することができる。

図３には、本発明による自動駐車システムによって実行される駐車処理中のさまざまな運動パラメタの経過の例が示されている。ここで、実線で示した第１のグラフ２０は、操舵角δ(t)、すなわち第１の横方向運動パラメタを示しており、破線で示した第２のグラフ２２は、操舵角δ(t)の時間微分、すなわちステアリング回転速度ｄδ／ｄｔであり、これは第２の横方向運動パラメタを表す。点で示した第３のグラフ２４として、車両の長手方向速度ｖ(t)、すなわち長手方向運動パラメタがプロットされている。さらに図３の線図において、太い実線で示した第４のグラフ２６は、駐車処理の経過に伴う車両の位置を示しており、ここでは曲線の長さｓが、時間についてプロットされている。第１時間区間３０では車両は加速される。これは実質的に駐車処理の開始に、すなわち目標区間１の点２と点８との間の領域に相応する。引き続いて目標区間１の第１カーブ５のはじめ（図１を参照されたい）には、曲線の長さｓが絶対値ｓ₈を有しかつ第１グラフ２０の第２時間区間３２において示されているように操舵角δが増大している点８において、車両の長手方向速度ｖは、閉ループ制御および／または開ループ制御装置によって自動的に低減され、このためにステアリング回転速度ｄδ／ｄｔが制限される（ステアリング回転速度ｄδ／ｄｔを示した第２グラフ２２における第２時間区間３２の位置ｓ₈を参照されたい）。引き続いて、操舵角δが最大値を有しかつこの値が第３時間区間３４の間に一時的に維持される場合、この車両は再び長手方向に自動的に加速され、引き続いて目標区間１の第１カーブ５から第２カーブ７に移行する際には、第４時間区間３６の曲線の長さｓ₆に相当する目標区間１の位置において、すなわち、実質的に目標区間１の位置６に相当する位置において再度制動される。これにより、ここでも高いステアリング回転速度が回避される。引き続いてこの車両は長手方向に再び加速されて、実質的に目標区間１の反転点３に相応しかつ曲線の長さがｓ₃になる位置において一時的に停止する。ここでこの位置において、破線の第２のグラフ２２の位置ｓ₂からわかるように、高いステアリング回転速度ｄδ／ｄｔが発生する。図３からわかるように、この車両の長手方向速度ｖも、この車両のステアリング回転速度ｄδ／ｄｔも共にあらかじめ定めた境界内にあるため、この車両は、運転者が驚くような運動を行うことはなく、快適な駐車処理が行われる。

図４には本発明による自動駐車システム９９が略示されている。自動駐車システム９９は、閉ループ制御および／または開ループ制御装置１００を有しており、この制御装置は多数のセンサ１０２，１０４，１０６，１０８および１１０に作用結合されている。例えば、自動駐車システム９９は、少なくとも１つの距離センサ１０２、すなわち有利には車両幅にわたって分配される側方の２つから４つの距離センサ、少なくとも１つのリア距離センサ１０４および／または少なくとも１つのフロント距離センサ１０６、すなわち有利には４つのリア距離センサおよび／または４つから６つのフロント距離センサ、例えば長手方向速度ｖである長手方向運動パラメタを測定する少なくとも１つの長手方向運動パラメタセンサ１０８、および／または例えば操舵角センサである少なくとも１つの横方向運動パラメタセンサ１１０を有しており、ここで上記の距離センサ１０２は、車両の長手方向に対して実質的に垂直な方向に配向されており、また上記のリア距離センサ１０４および／またはフロント距離センサ１０６は、車両の長手方向運動の方向ないしはその逆方向に配向されている。さらに閉ループ制御および／または開ループ制御装置１００は、少なくとも１つの入力装置１１２および少なくとも１つの記憶装置１１４に作用結合することができる。これらの装置１１２，１１４は、例えば、目標区間１ないしは目標軌跡を入力ないしは記憶するために使用される。

側方の距離センサ１２０は、例えば駐車余地を測定するために使用される。ここで利用されるのは、占有されている駐車余地の対象物は、占有されていない駐車余地の対象物と比べると、車両との間の距離が小さいことである。駐車余地が識別されるのは、例えば、距離センサ１０２によって対象物が検出されないか、または対象物が検出されるが、この対象物が、この車両に対してつぎのような距離を有する場合、すなわち、前に検出した対象物、例えば前に検出した駐車車両よりも、ほぼ車両幅である最小距離分だけ大きな距離を有する場合である。この際にこれらの側方の距離センサ１０２は、車両の前方または後方に取り付けることが可能である。この側方の距離センサ１０２を前方に取り付ける場合、駐車中に前方の車両に対する側方の距離を測定し、また駐車余地の開始と、駐車余地についての記憶されている知識とが合うか否かのチェックが行われる。後方に取り付ける場合、側方の距離センサ１０２により、殊にバック駐車の際に、確定している対象物に対する距離コントロールが可能になる。

リア距離センサ１０４は、車両のリア領域にある対象物との衝突から保護するため、またフロント距離センサ１０６は、車両のフロント領域にある対象物との衝突から保護するために使用される。さらにフロント距離センサ１０６は、側方の駐車の際に前方の駐車余地端部を検出するのに使用される。さらに上記のリア距離センサ１０４、フロント距離センサ１０６または側方の距離センサ１０２は、目標区間１をチェックするのに使用され、場合によって目標区間１の新たな計算が開始される。これは例えば、センサ１０２，１０４，１０６を介して対象物との距離が小さすぎることが検出されたためにこの対象物との衝突の危険性がある場合に、閉ループ制御および／または開ループ制御装置１００によって目標区間が新たに計算されることによって行われる。距離センサ１０２，１０４，１０６においては、多数の技術を使用することができ、電磁波、例えばマイクロ波、ミリメートル波、赤外線波および／または超音波を使用することができ、および／またはレーダ素子、ソナー素子、マルチセンサ素子、ライダ素子（レーザレーダ）および／またはフォトニックミキシングデバイスを使用可能である。センサ１０４，１０６は、例えば、３０〜４０cmの範囲の車両の高さに取り付けることができる。超音波を使用する場合、サンプリング速度の高い超音波センサを使用して、通常の速度で駐車余地の横を通り過ぎることができるようにする。フォトニックミキシングデバイスの利点は、例えば８×８または１６×１６の大まかの立体角ラスタリング（Ranumwinkelrasterung）による深さのある画像が得られることである。センサ１０２は、例えば、３０〜１００cmの範囲の車両の高さに取り付けることができる。例えばセンサ１０２は、車両のドアに取り付けることができる。フォトニックミキシングデバイスの場合、別の取り付け位置を使用することも可能である。

少なくとも１つの長手方向運動パラメタ、例えば長手方向速度は、例えば、センサ１０８を介して測定されるホイール回転数を用いて走行距離を測定することによって求められる。個々のホイールのさまざまな道のりおよび速度信号は、引き続いて車両基準点、例えば車両の重心に投影されて、この車両に対する走行速度測定および道のり測定（走行距離測定）が可能になる。アクティブ形静磁気ホイール回転数センサ、例えば、最新式のＡＢＳおよびＥＳＰシステムに利用される永久磁石極ホイール（Permanentmagnetpolraeder）を使用することができる。

少なくとも１つの横方向運動パラメタ、例えば操舵角は、例えばピニオンセンサの形態の横方向運動パラメタセンサ１１０を介して、またはＥＳＰシステムにおいて使用されるステアリングコラムに取り付けられるセンサを介して決定することができる。これにより、横方向運動パラメタセンサ１１０を介して実際のステアリングホイール位置が決定し、ひいては実際の操舵角が決定される。閉ループ制御および／または開ループ制御装置１００によってセンサ１１０を介して測定される値を微分することによって、実際の操舵速度が決定される。

本発明の完全自動の駐車処理中に閉ループ制御および／または開ループ制御装置１００により、車両の長手方向運動ないしは横方向運動を変更するため、少なくとも１つのステアリングアクチュエータ１２０、少なくとも１つのブレーキアクチュエータ１２２および／または少なくとも１つの駆動器制御部１２４を介して車両の運動をコントロールする。ホイール操舵角を調整するステアリングアクチュエータ１２０としてさまざまな装置を利用することができる。例えば、少なくとも１つの内部的なトルク調整器をステアリングアクチュエータ１２０として使用可能である。つまり、上記のトルク調整器は、例えば、電磁石式ステアリングアシストに必ず備わっている機能として、車両のステアリングシステムに組み込まるのである。例えばハイドロリック式ステアリングアシストシステムでは少なくとも１つの外部のトルク調整器を使用することもできる。この場合、ステアリングアクチュエータ１２０は、例えば少なくとも１つの電気モータを含むことができ、ここでこの電気モータは、ベルトドライブなどの機械的な接続を介して、車両のステアリングコラムに作用結合される。上で説明したステアリングアクチュエータ１２０の実施形態に補足的にまたはこれとは択一的に、有利なギアユニットを有する少なくとも１つの角度重畳調整器（Winkelueberlaterungssteller）を使用することができ、これには例えば付加的な操舵角を調整することのできる少なくとも１つのハーモニックドライブまたは少なくとも１つの遊星ギアユニットが含まれる。つまり、上記の角度重畳調整器を介して、ステアリングホイールを介して調整された操舵角に付加的な角度が重ね合わされるため、車両のホイールは、付加的に重畳された操舵角だけ動かされるが、その際にステアリングホイールが動くことがないのである。しかしながらこのような角度重畳に対して、ステアリングホイールにおける運転者によるサポートトルクが必要である。これに対して内部または外部のトルク調整器を使用する際には、トルク重畳時にステアリングホイールを一緒に動かさなければならない。

駐車処理中に車両の長手方向運動パラメタを閉ループ制御ないしは開ループ制御できるようにするため、駐車システム９９は少なくとも１つのブレーキアクチュエータ１２２と、有利には駆動制御部１２４とを有する。

閉ループ制御および開ループ制御装置１００を介して発生するブレーキアクチュエータ１２２による自動的な遅延を用いると、車両の長手方向運動が変化し、例えば遅延し、すなわちこの車両の長手方向運動速度が低下する。例えば、ＥＳＰハイドロリックの少なくとも１つの電気ハイドロリックな駆動制御部と、少なくとも１つのアクティブブースタ、すなわち、ブレーキペダルの操作がなくても圧力を発生することのできる電子式に制御可能なブレーキブースタ、少なくとも１つの電気ハイドロリックブレーキとを介して、および／または有利にはブレーキアクチュエータ１２２に含まれている少なくとも１つの電気機械式ブレーキを介して長手方向運動パラメタが変更される。これによって例えば、ブレーキアクチュエータ１２２により、感度がよくかつ良好に配分可能な駆動制御を行うことができるようになり、またノイズレベルも小さくなる。車両の長手方向運動パラメタはさらに、駆動制御部１２４を介して変更可能である。駆動制御部１２４により、車両の駆動ユニットによって供給される駆動出力が変更されて、長手方向運動パラメタ、例えば車速が変化する。ここで例えば駆動制御部１２４は、電子式ガソリンエンジン制御部またはディーゼルエンジン制御部を介して得ることができる。例えば流体力学的なクラッチを有する自動変速機においてクリープトルクが利用でき、駐車処理を行うための十分な駆動出力が得られ、長手方向運動パラメタがブレーキアクチュエータ１２２だけを介してコントロールされる場合、少なくとも１つの原動機制御部を省略することも可能である。

駐車システム９９の閉ループ制御および／または開ループ制御装置１００は、例えば、予測式制御器として構成される。すなわち、駐車システム９９によって行われる駐車処理は、車両の将来の運動を表す目標区間ないしは目標軌跡に基づいて行われるのである。この際にセンサ１０２，１０４，１０６を介して取り入れられた測定値は、信号処理部によって周辺モデル（Umfeldmodell）に変換される。この周辺モデルに基づいて目標区間ないしは目標軌跡が決定される。この目標区間ないしは目標軌跡は、例えば予測軌跡と称される。それはこれが車両の将来の運動に対する予想を含んでいるからである。上で説明したように、ここではこの目標区間に基づき、長手方向運動および横方向運動パラメタの目標値を決定して、つぎにこれを駐車処理のコントロールに使用する。つぎに計算したこれらに値に基づいて、適切な信号がステアリングアクチュエータ１２０，ブレーキアクチュエータ１２２および／または駆動制御部１２４に転送される。ステアリングアクチュエータ１２０，ブレーキアクチュエータ１２２および／または駆動制御部１２４を制御するため、ここではセンサ１０８，１１０を介して測定した値を、閉ループ制御および／または開ループ制御装置１００によって処理する。上ですでに説明したように択一的または補足的には、入力装置１１２を介して入力したまたは記憶装置１１４から読み出した値により、上記の目標区間を決定ないしは補足することができる。例えば、択一的または補足的に、閉ループ制御および／または開ループ制御装置１００を用いて上記の目標軌跡を有利には規則的な間隔で新たに決定することができる。ここでは有利には横方向運動パラメタおよび／または長手方向運動パラメタの実際値および／または車両の位置を、新たに計算すべき目標軌跡に対する出発値として選択する。これによって、すでに説明したように、各運動パラメタの目標値と実際値との間に差分が生じるのが回避され、少なくともこれが低減される。

本発明による自動駐車システム９９の別の実施形態では、目標区間１に沿った車両の長手方向運動パラメタだけが、閉ループ制御および／または開ループ制御装置１００によって閉ループ制御ないしは開ループ制御される。これに対して横方向運動パラメタの少なくとも一部は、運転者によって変更される。第１のステップではこのために閉ループ制御および／または開ループ制御装置１００によって、上で説明した実施形態において計算した目標横方向運動パラメタ、例えば目標操舵角δ_H,soll(s)と、運転者によって変更された目下の実際横方向運動パラメタ、例えば運転者操舵角δ_H,Fahrer(s)との間の偏差が決定される。例えば、目標横方向運動パラメタと実際横方向運動パラメタとの間のこの偏差が、あらかじめ定めた値を上回る場合、この車両は、閉ループ制御および／または開ループ制御装置１００によって駆動制御されるブレーキアクチュエータ１２２を用いて、または駆動制御部１２４を用いて停止され、また目標横方向運動パラメタと実際横方向運動パラメタとの間の上で説明した偏差が、継続走行に対して許容される値を有するようになるまで待機する。すなわち、目標区間に沿った車両の運動ないしはこの目標区間を中心としたあらかじめ定めた境界内での車両の運動が可能にされるのである。付加的または択一的には、上記の目標横方向運動パラメタが、あらかじめ定めた値域を上回る場合、この車両を停止することも可能である。この値域は、例えば、車両によってあらかじめ設定される操舵角範囲とすることができる。このような理由で車両が停止される場合、有利にはまず、例えば信号装置１２６によって、まず目標軌跡によって設定される方向とは反対の方向にこの車両を移動せよという要求が運転者に出力される。この移動中、有利には目標軌跡の新たな計算が行われる。この新たに計算した目標軌跡に沿った駐車処理において、横方向運動パラメタの設定した値域が維持できる場合はただちに、駐車処理を継続できることが運転者にシグナリングされる。閉ループ制御および／または開ループ制御装置と作用結合している少なくとも１つの表示素子ないしは信号装置１２６は、目標横方向運動パラメタと実際横方向運動パラメタとの間の偏差を低減するために運転者がステアリングホイールをどの方向に回さなければならないかという指示をこの運転者に示すために使用される。大きな操舵角差分を調整しなければならない移行領域では、例えば、図３の第４時間区間３６において第１カーブ５から第２カーブ７に移行する際には、長手方向運動パラメタ、例えば、長手方向速度を目標値、例えば式

にしたがって計算される目標長手方向速度ｖ_sollにコントロールすることができる。本発明の自動駐車システムの上述した実施形態と同様に、目標長手方向速度ｖ_sollを最大長手方向速度によって制限することができる。

式（３）にしたがって目標長手方向運動速度ｖ_sollを計算することにより、この実施形態では横方向運動パラメタのダイナミックが大きい場合であり、運転者が横方向運動パラメタのコントロールを実質的に完全に引き受け、これによってこの運転者は実質的に外乱量としてこのコントロールに介入しているのにもかかわらず、目標区間と車両の運動とが良好に一致する。これは、この車両の運動が、目標区間に沿い、引き続いて自動的に行われることよって達成される。つまり、前に定めた目標区間に沿った車両の引き続きの運動は、運転者が、相応する目標横方向運動パラメタを調整した場合にだけ行われるのである。そうでない場合、この駐車処理は、運転者が適切な横方向運動パラメタを再び調整し終わるまで、長手方向運動パラメタ、例えば車速を変更することにより、遅くされるか中断される。これにより、車両の長手方向の運動の制御だけを行うのにもかかわらず、この車両が目標区間から逸れることが阻止され、また再現可能で良好な駐車結果が達成されることが保証される。運転者によって調整される横方向運動パラメタ量に長手方向運動パラメタを適合させることによって、長手方向の運動のダイナミックが大きい場合であっても、目標区間と、この車両が走行するパスとは良好に一致する。さらに、上述したように車両の長手方向速度を最大長手方向速度によって制限し、またこの最大長手方向速度を駐車処理中に適合化することも可能である。例えば、センサ１０２，１０４，１０６を介して、対象物との距離が次第に小さくなっていることが検出される場合、最大長手方向速度を引き続いて低減させることができる。すなわち対象物へのこの車両の接近を考慮することができるのである。

上の説明、特許請求の範囲ならびに図面に示した本発明の特徴は、さまざまな実施形態で本発明を実施するために個々においても、任意の組み合わせにおいても重要なものとなり得る。

駐車処理における車両の目標区間を示す線図である。 車両の駐車処理において目標区間に依存する目標操舵角を示す線図である。 本発明による駐車システムによる駐車処理中の複数の特性量の時間経過を表す線図である。 本発明の自動駐車システムの概略ブロック図である。

符号の説明

１ 目標区間、 ２ スタート点、 ３ 反転点、 ５ カーブ、 ６ 点、 ７ カーブ、 ８ 点、 ９ 停止点、 １５ 領域、 １７ 領域、 １９ 領域、 ２０ グラフ、 ２２ グラフ、 ２４ グラフ、 ２６ グラフ、 ３０ 時間区間、 ３２ 時間区間、 ３４ 時間区間、 ３６ 時間区間、 ９９ 駐車システム、 １００ 閉ループ制御および／または開ループ制御装置、 １０２ 距離センサ、 １０４ 距離センサ、 １０６ 距離センサ、 １０８ 長手方向運動パラメタセンサ、 １１０ 横方向運動パラメタセンサ、 １１２ 入力装置、 １１４ 記憶装置、 １２０ ステアリングアクチュエータ、 １２２ ブレーキアクチュエータ、 １２４ 駆動制御部、 １２６ 信号装置、 Ｓ 曲線の長さ、 Ｓ２，Ｓ３，Ｓ６，Ｓ８，Ｓ９ 曲線の長さ

Claims (34)

1. 少なくとも１つの閉ループ制御および／または開ループ制御装置を含む駐車システムを用いて駐車処理中に車両の運動を自動的に閉ループ制御および／または開ループ制御する方法であって、
   該方法は、
   − 駐車処理中に車両が追従すべき目標区間を決定するステップと、
   − 前記の閉ループ制御および／または開ループ制御装置を用い、目標区間に沿った車両の位置および少なくとも１つの横方向運動パラメタに依存して、長手方向運動パラメタの少なくとも１つの目標値を計算するステップとを有しており、ここで長手運動パラメタは、実質的に目標区間に沿った車両の運動量を表し、また横方向運動パラメタは、少なくとも部分的に目標区間に対して垂直な方向における車両の運動量を表し、
   前記方法はさらに、
   − 前記の長手方向運動パラメタの計算した目標値に依存して、閉ループ制御および／または開ループ制御装置を用い、長手方向運動パラメタを完全自動で閉ループ制御および／または開ループ制御するステップを有している形式の方法において、
   駐車処理中、少なくとも一時的に前記の横方向運動パラメタの少なくとも１つの微分に依存して長手方向運動パラメタの目標値を計算することを特徴とする、
   駐車処理中に車両の運動を自動的に閉ループ制御および／または開ループ制御する方法。
2. 前記の閉ループ制御および／または開ループ制御装置を用いて目標区間を決定するため、駐車処理の前および／または駐車処理中に、例えば、駐車システムに作用結合している少なくとも１つの第１センサの測定データに基づいて、有利にはこの車両と、障害物および／または別の車両などの別の対象物との間隔を表す測定データからこの目標区間を計算し、
   駐車処理の前および／または駐車処理中に、有利には駐車システムに含まれている少なくとも１つの記憶装置から目標区間を読み出し、および／または
   駐車処理前および／または駐車処理中に少なくとも１つの入力装置を用いて駐車システムに目標区間を入力する、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記の長手方向運動パラメタは、例えば目標区間に沿った車両の少なくとも１つの長手方向速度ｖを表し、および／または
   横方向運動パラメタは、車両の少なくとも１つの操舵角δ_Hおよび／またはステアリングホイール等の車両の操舵角を変更する手段の操舵角を表す、
   請求項１または２に記載の方法。
4. 前記の車両の長手方向運動パラメタの目標値、例えば目標長手方向速度ｖ_sollを、駐車処理中に少なくとも一時的に横方向運動パラメタの目標値、有利には目標操舵角δ_H,sollに依存して計算する、
   請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
5. 例えば閉ループ制御および／または開ループ制御装置を用いて、目標区間のデータから、横方向運動パラメタの目標値、有利には目標操舵角δ_H,sollを計算し、
   ここで当該目標値を、駐車システムに作用結合されかつ例えば第１センサと同じである少なくとも１つの第２センサの測定データに基づき、有利には当該車両と、障害物および／または別の車両などの別の対象体との距離を表す測定データから計算し、
   前記目標値を、有利には駐車システムに含まれる少なくとも１つの記憶装置から読み出し、および／または少なくとも１つの入力装置によって駐車システムに入力する、
   請求項４に記載の方法。
6. 前記の長手方向運動パラメタの目標値は、車両の目標長手方向速度ｖ_sollであり、
   当該の長手方向運動パラメタの目標値を、横方向運動パラメタの目標値の少なくとも１つの微分に依存して計算し、および／または
   当該の横方向運動パラメタの微分および／または横方向運動パラメタの目標値の微分を時間によって行い、
   前記の長手方向運動パラメタの目標値は、有利にはステアリング回転速度
   

   

   および／または目標ステアリング回転速度δ_H,sollに基づいて計算する、
   請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
7. 駐車処理中に少なくとも一時的に前記の横方向運動パラメタ、有利には横方向運動パラメタの目標値の目標区間に沿った位置についての微分に依存して、有利には反比例して、前記の長手方向運動パラメタの目標値、例えば車両の目標長手方向速度ｖ_sollを計算する、
   請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
8. 駐車処理中に少なくとも一時的に最大横方向運動パラメタ、例えば最大ステアリング回転速度
   

   

   に依存して、有利には当該パラメタに比例して、前記の長手方向運動パラメタの目標値を計算する、
   請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
9. 前記の最大横方向運動パラメタの大きさを駐車処理の経過に伴って変更し、例えば当該車両が障害物に接近したことおよび／または駐車処理の時間的な段階に適合させて変更し、
   有利には駐車処理の開始時の横方向運動パラメタは、駐車処理中および／または駐車処理の終了時よりも小さい、
   請求項８に記載の方法。
10. 前記の車両の目標長手方向速度を駐車処理中に少なくとも一時的に
    

    

    にしたがって計算し、
    ここでδ_H,soll(s)は、目標区間に沿った車両の位置ｓ、有利には曲線の長さにおける目標操舵角を表す、
    請求項８または９に記載の方法。
11. 駐車処理中に少なくとも一時的に、長手方向運動パラメタに依存して、有利には長手方向運動パラメタの目標値に依存して、例えば車速ｖに依存して、および／または目標コースに沿った車両の位置ｓに依存して、例えば
    

    

    にしたがって、横方向運動パラメタの時間微分の少なくとも１つの目標値、例えば目標ステアリング回転速度を計算し、ここでδ_H,soll(s)は位置ｓにおける目標操舵角である、
    請求項１から１０までのいずれか１項に記載の方法。
12. 駐車処理中に少なくとも一時的に前記の横方向運動パラメタを、有利には閉ループ制御および／または開ループ制御装置によって、例えば完全自動で、横方向運動パラメタの目標値に、例えば目標操舵角δ_H,soll(s)に閉ループ制御および／または開ループ制御し、および／または前記の横方向運動パラメタの時間微分の目標値に、例えば目標ステアリング回転速度
    

    

    に閉ループ制御および／または開ループ制御する、
    請求項１から１１までのいずれか１項に記載の方法。
13. 駐車処理中に少なくとも一時的に、車両の運転者によってあらかじめ設定された横方向運動パラメタ、有利には運転者によってあらかじめ設定されたステアリング回転速度
    

    

    に依存して、有利にはこれに比例して長手方向運動パラメタの目標値を計算し、
    ここで例えば、少なくとも１つの第３センサを介して測定した少なくとも１つの量によって前記の運転者によって変更される横方向運動パラメタを決定し、
    第３センサは、例えば第１および／または第２センサと同じセンサである、
    請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
14. 駐車処理中に少なくとも一時的に前記の車両の目標長手方向速度を
    

    

    にしたがって計算し、ここでδ_H,soll(s)は目標区間に沿った位置ｓにおける目標操舵角である、
    請求項１３に記載の方法。
15. 駐車処理中に少なくとも一時的に、横方向運動パラメタの目標値、例えば目標操舵角と、横方向運動パラメタの実際値、例えば有利には運転者によって設定される実際操舵角との間の少なくとも１つの差分に依存して、前記の長手方向運動パラメタの目標値を計算する、
    請求項１から１４までのいずれか１項に記載の方法。
16. 前記の横方向運動パラメタの目標値と、横方向運動パラメタの実際値との間の差分の例えば絶対値に依存して長手方向運動パラメタの目標値を計算し、
    例えば、長手方向運動パラメタの目標値を、横方向運動パラメタの目標値と、横方向運動パラメタの実際値との間の差分の例えば絶対値が大きくなるのに伴って長手方向運動パラメタの目標値を単調に減少させ、横方向運動パラメタの目標値と横方向運動パラメタの実際値との間の差分が、あらかじめ定めた値を上回るおよび／または横方向運動パラメタの目標値が、あらかじめ定めた値域、例えば車両の最大操舵角絶対値を上回った場合に有利には長手方向運動パラメタをゼロに減少させて、例えば車両を停止させる、
    請求項１５に記載の方法。
17. 車両が停止した後、前記の目標軌跡によってあらかじめ設定される目標長手方向とは反対方向に車両を運動させるという要求を運転者に出力する、
    請求項１６に記載の方法。
18. 有利には視覚的、聴覚的および／または触覚的な少なくとも１つの信号装置を介して、例えば、スピーカ、触覚的にアクティブなステアリングホイールおよび／または少なくとも１つの視覚的な表示装置の形態の信号装置を介して運転者に横方向運動パラメタの変更を推奨し、
    例えば、ステアリングホイールの推奨される回転方向をシグナリングして、横方向運動パラメタの目標値、例えば目標操舵角と、横方向運動パラメタの実際値、例えば実際操舵角との間の差分を低減し、および／または
    例えば車両が停止した後、目標軌跡の目標長手方向とは反対に車両を運動させるという指示を運転者に示す、
    請求項１５から１７までのいずれか１項に記載の方法。
19. 駐車処理中に少なくとも一時的に、付加的に長手方向運動パラメタの少なくとも１つの最大値、例えば目標区間に沿った車両の最大長手方向加速度、車両の少なくとも１つの、例えば最大の長手方向加速度変化、および／または当該車両と第２の車両または固定の障害物などの障害物との間の少なくとも１つの距離に依存して、長手方向運動パラメタの目標値を計算し、
    例えば、目標長手方向速度等の長手方向運動パラメタの目標値を、長手方向運動パラメタの最大値によって、例えば最大長手方向速度ｖ_maxによって制限する、
    請求項１から１８までのいずれか１項に記載の方法。
20. 駐車処理中および／または車両が停止した後、有利には前記の第１，第２および／または第３のセンサの測定値を評価して目標区間を引き続いて計算するおよび／または更新する、
    請求項１から１９までのいずれか１項に記載の方法。
21. 少なくとも１つの閉ループ制御および／または開ループ制御装置（１００）を含む車両に対する自動駐車システムにおいて、
    該駐車システム（９９）、殊に閉ループ制御および／または開ループ制御装置（１００）を構成して、請求項１から２１までのいずれか１項に記載の方法を実施するようにしたことを特徴とする
    自動駐車システム。
22. 前記の閉ループ制御および／または開ループ制御装置（１００）に作用結合されている少なくとも１つのセンサ、有利には少なくとも１つの距離センサ（１０２，１０４，１０６）、車両の少なくとも１つの長手方向運動パラメタを測定する少なくとも１つのセンサ（１０８）、および／または車両の少なくとも１つの横方向運動パラメタを測定する少なくとも１つのセンサ（１１０）を有する、
    請求項２１に記載の自動駐車システム。
23. 少なくとも１つの側方距離センサ（１０２）を用いて、有利には２つ〜４つの側方距離センサを用いて、駐車処理中に、例えば車両の目標区間（１）を基準にして、車両の側方に配置されている対象物と車両との距離が求められ、
    少なくとも１つのリア距離センサ（１０４）を用いて、有利には４つのリア距離センサを用いて、目標区間（１）を基準にして、車両の後方領域に配置されている少なくとも１つの対象物と車両の距離が求められ、および／または
    少なくとも１つのフロント距離センサ（１０６）を用いて、有利には４つ〜６つのフロント距離センサを用いて、目標区間（１）を基準にして、車両のフロント領域に配置されている少なくとも１つの対象物と車両との距離が求められる、
    請求項２２に記載の自動駐車システム。
24. 前記の距離センサの測定値を用いて、
    駐車処理の前および／または駐車処理中に、車両の少なくとも１つの目標区間（１）、
    車両の長手方向運動パラメタの少なくとも１つの最大値および／または少なくとも１つの目標値、および／または
    車両の横方向運動パラメタの少なくとも１つの最大値および／または少なくとも１つの目標値が、例えば前記の閉ループ制御および／または開ループ制御装置によって決定される、
    請求項２２または２３に記載の自動駐車システム。
25. 前記の距離センサ（１０２，１０４，１０６）により、電磁波が使用されて、例えばマイクロ波、ミリメートル波、赤外線および／または超音波ビームが使用されて距離が決定され、および／または
    前記距離センサが、少なくとも１つのレーダ素子、少なくとも１つのライダー素子、少なくとも１つのソナー素子、少なくとも１つのマルチセンサ素子および／または少なくとも１つのフォトニックミキシングデバイスを含む、
    請求項２２から２４までのいずれか１項に記載の自動駐車システム。
26. 前記の長手方向運動パラメタを測定するセンサは、少なくとも１つのオドメータおよび／または少なくとも１つのホイール回転数センサ、有利には少なくとも１つのアクティブな静磁気式ホイール回転数センサを含んでおり、該静磁気式ホイール回転数センサは、例えば車両のＡＢＳおよび／ＥＳＰシステムに含まれている、
    請求項２２から２５までのいずれか１項に記載の自動駐車システム。
27. 前記の横方向運動パラメタを測定するセンサ（１１０）は、車両のステアリングシステム、有利には車両のステアリングホイール、ステアリングコラムおよび／またはステアリングリンケージに作用結合されている少なくとも１つのステアリングコラムセンサないしはピニオンセンサを含んでおり、
    当該の横方向運動パラメタを測定するセンサ（１１０）は、有利には少なくとも１つの磁気ピックアップを含み、および／または車両のＡＢＳおよび／またはＥＳＰシステムに含まれている、
    請求項２２から２６までのいずれか１項に記載の自動駐車システム。
28. 車両の長手方向運動パラメタおよび／または横方向運動パラメタを変更する少なくとも１つのアクチュエータ（１２０，１２２，１２４）を有しており、
    例えば該アクチュエータ（１２０，１２２，１２４）を用いて長手方向運動パラメタを有利には目標値に、および／または横方向運動パラメタを有利には目標値に閉ループ制御および／または開ループ制御可能である、
    請求項２１から２７までのいずれか１項に記載の自動駐車システム。
29. 少なくとも１つのステアリングアクチュエータ（１２０）を用いて、車両の少なくとも１つの操舵角が変更可能であり、
    該ステアリングアクチュエータ（１２０）には、有利には少なくとも１つのトルク調整器が、例えば、有利には電気機械式のステアリングアシストの固有の機能としてこの車両のステアリングシステムに組み込まれており、および／または
    外部のトルク調整器として、例えば別個の原動機として、有利にはハイドロリックのステアリングアシストシステムに組み込まれており、および／または
    例えば遊星ギアまたはハーモニックドライブなど少なくとも１つのギアによって、車両のステアリングシステムに作用結合されている少なくとも１つの角度重畳調整器を含んでいる、
    請求項２８に記載の自動駐車システム。
30. 少なくとも１つのブレーキアクチュエータ（１２２）を用いて長手方向運動パラメタ、有利には車両の少なくとも長手方向速度が変更可能であり、
    ここで該ブレーキアクチュエータ（１２２）には、有利には少なくとも１つのエレクトロハイドロリック式および／または電気機械式ブレーキおよび／または電子式に制御可能なブレーキブースタが含まれており、および／または
    上記のブレーキアクチュエータ（１２２）を介して、有利には車両のＥＳＰおよび／またはＡＢＳシステムのエレクトロハイドロリック式ブレーキ駆動制御部に介入可能である、
    請求項２８または２９に記載の自動駐車システム。
31. 前記のアクチュエータは、少なくとも１つの駆動制御部（１２４）を含んでおり、
    該駆動制御部によって、内燃機関などの車両の少なくとも１つの駆動ユニットの駆動出力が変更される、
    請求項２８から３０までのいずれか１項に記載の自動駐車システム。
32. 前記の自動駐車システムは、閉ループ制御および／または開ループ制御装置（１００）に作用結合されている少なくとも１つの記憶装置（１１４）を有しており、
    該記憶装置（１１４）を用いて、有利には少なくとも１つの目標区間（１）、長手方向運動パラメタの少なくとも１つの目標値および／または横方向運動パラメタの少なくとも１つの目標値が記憶可能である、
    請求項２１から３１までのいずれか１項に記載の自動駐車システム。
33. 前記の自動駐車システムは、閉ループ制御および／または開ループ制御装置（１００）に作用結合されている少なくとも１つの入力装置（１１２）を有しており、
    該入力装置（１１２）を用いて有利には、少なくとも１つの目標区間（１）、長手方向運動パラメタの少なくとも１つの目標値および／または横方向運動パラメタの少なくとも１つの目標値を駐車システム（９９）に入力可能であり、および／または 前記入力装置（１１２）は、少なくとも１つのキーボート、少なくとも１つの音声入力装置および／または少なくとも１つのタッチスクリーンを有する、
    請求項２１から３２までのいずれか１項に記載の自動駐車システム。
34. 少なくとも１つの信号装置（１２６）が閉ループおよび／または開ループ制御装置（１００）に作用結合されており、
    有利には該信号装置（１２６）を用いて車両の運転者に、少なくとも１つの横方向運動パラメタを調整するための視覚的、触覚的および／または聴覚的な指示をシグナリングすることができ、および／または
    前記信号装置は、少なくとも１つのディスプレイ、少なくとも１つのシートバイブレータ、少なくとも１つの触覚的にアクティブなペダルおよび／または少なくとも１つのスピーカを含んでいる、
    請求項２１から３３までのいずれか１項に記載の自動駐車システム。

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