JP2014509988A - ロール方向に基づくパーキングアシストシステム - Google Patents

Abstract

本発明は、車両とその周辺環境との間の間隔距離データを測定するためのセンサシステムと、前記車両のロール方向を検出するためのロール方向検出器と、処理装置とを含む車両のための自動操舵式パーキングアシストシステム、パーキング入車アシストシステム及び／又はパーキング出車アシストシステムに関している。ここでの処理装置は、測定された間隔距離データに基づいてパーキングスペースを求め、前記パーキングスペースへの駐車過程の際に走行すべき走行軌跡を計算し、駐車過程の際に前記車両の操舵装置を算出された走行軌跡に応じて自動的に制御している。ここではロール方向検出器によって検出されたロール方向の変化後に、ロール方向変更前に設定されていた操舵装置の操舵角が所定の第１の区間の間維持されるように構成されている。

Description

本発明は、車両用のパーキングアシストシステム及びその方法に関している。

いわゆる自動操舵式のパーキングアシスト装置では、単純にドライバー自身の車両のステアリング操作がもはや不要になるというものではなく、前進及び／又は後退の切り替えだけは操作の必要がある。ここでのステアリング操作は、パーキングアシスト装置による車両の電動パワーステアリングシステム（ＥＰＳ）の駆動制御によって行われる。

その際の転舵時点は従来方式によれば、変速段の選択、特に前進段若しくは後進段の選択に基づくか、ロール方向、例えばＡＢＳ／ＥＳＰによって検知されたロール方向に基づいて決定される。

車両のパーキングに係るステアリングホイールの操作は通常は次のように行われる。すなわち複数の前進移動と後退移動とによって縁石までの間隔とそれに対する角度とが拡大され、さらに当該パーキングスペースから接触や衝突を起こすことなく出車ができるようになるまで操作が続けられる。

発明の開示
本発明の対象は、車両のための自動操舵式パーキングアシストシステム、とりわけパーキング入車アシストシステム及び／又はパーキング出車アシストシステムであって、前記車両は、当該車両とその周辺環境との間の間隔距離データを測定するためのセンサシステムと、車両のロール方向を検出するためのロール方向検出器と、処理装置とを含み、前記処理装置は、測定された間隔距離データに基づいてパーキングスペースを求め、求められたパーキングスペースへの駐車過程の際に、走行すべき走行軌跡を計算し、駐車過程のもとで特にドライバーのステアリング操作なしで車両を操舵するために、車両の操舵装置を算出された走行軌跡に応じて自動的に制御している。

本発明によれば、ロール方向検出器によって検出されたロール方向の変化後に、ロール方向変更前に設定された操舵角が所定の第１の区間に対しては維持される。換言すれば、ここでの操舵角は、第１の区間の通過のもとでは一定に維持され、それに続く後続区間の通過の際に初めて変更される。ここで言う操舵角とは、特に車両の操舵可能な車輪の車輪面と車両の直線走行軌跡との間の角度と理解されたい。

本発明によるパーキングアシストシステムは、ドライバーが特に法面ないし斜面において車をスムーズに出車できる利点を有している。ここで特に有利なのは、マニュアル変速機を備えた車両を斜面環境に駐車させるときに、不所望な制動作用として現れるドライバーによる頻繁な変速段の切り替えがもはや不要になることである。そのような不要な制動作用の原因は主にマニュアル変速機の車両を斜面に駐車するときに、多かれ少なかれ過度に操作されるクラッチペダルによってロール方向が変化することに起因している。車両は例えば下り斜面でクラッチペダルを踏み込んだ際に、あるいは上り斜面でクラッチペダルを離した際にローリング状態を引き起こしてしまう。そのため斜面の環境で駐車をする場合には、変速方向の情報に代えてそのようなロール方向の情報を利用することが特に有利となる。第１の区間において操舵角を維持することは次のような利点につながる。すなわちロール方向検出器、例えばＡＢＳ／ＥＳＰ装置からの様々なロール方向変化に関する信号を検出した結果、あるいはドライバー自身による様々なロール方向の変化を知覚した結果に続いて生じる様々な支障が回避できることである。車両側でみればロール方向が反転する"瞬間"は、厳密には一度だけの瞬間ではない。なぜなら、大半のロール方向検出器は、車両がドライバーによって知覚できる位のロール方向変化の挙動を起こすまでに、既に複数のロール方向変化を検出してしまうからである。その主な原因は、斜面環境における駐車過程の際に、ドライバーがパーキングスペースの境界線へできるだけコントロールして近づけるようにするために、クラッチをせわしなく動かするからである。ドライバーがロール方向を最後に変更させる直前の車両は非常に僅かな速度しか持たない。例えばドライバーによるクラッチトルクの変化に起因してホイールトルクにも僅かな変化が起きてしまうと、それだけでロール方向にも短時間だけ変化が生じる。その結果、本発明による予防手段を備えていないパーキングシステムでは、ドライバー側からもそれに対する明確な理由がないままステアリングホイールが左右に何度も操作されてしまう。本発明の予防手段によればこのようなことが回避され、さらに次のような利点も得られる。すなわちドライバー自身がパーキングアシストシステム固有の特性によっていらだちを覚えることはなく、車両の電動パワーステアリングにも不要な負担を与えなくて済む。本発明によるパーキングアシストシステムは特に、斜面にある狭いパーキングスペースへの駐車の際に有利となる。

本発明の有利な実施形態によれば、第１の区間に続く第２の区間の通過の際に、操舵角が、第１の区間の操舵角に関連して変更される。

この有利な実施形態の構成によれば、第２の区間の操舵角が実質的には０°ないしはニュートラルの位置に相応する。そのため有利には、次の走行移動の際に、パーキングスペースの側方境界線、例えば縁石に対する角度が増大し、同時に車両の電動パワーステアリング機構も痛めなくて済む。

この実施形態のさらに別の構成によれば、第２の区間の操舵角が、とりわけニュートラル位置に関連して、第１の区間の操舵角とは別の符号を有する。このことは、当該駐車が少ないパーキング移動で迅速に行われる利点につながる。なぜならそこからの操舵角は、ステアリングホイールが左方にふれた場合にはすぐに正（＋）の符号となり、ステアリングホイールが右方にふれた場合にはすぐに負（−）の符号となるからである。なお本願明細書において、「実質的に」との表現がなされていることについては、これは機械装置においてあり得る許容誤差を加味したものであり、厳密には０°の位置から若干のずれや誤差を含むこと、例えば±５°程度の誤差が実際には含まれることを考慮したものと理解されたい。

本発明のさらに別の実施形態によれば、第２の区間に続く第３の区間の通過の際に操舵角が第１の区間の操舵角及び／又は第２の区間の操舵角に関連して変更される。その際有利には第２の区間の操舵角が実質的に０°であり、第３の区間の操舵角は、第１の区間の操舵角とは別の符号を有する。そのようにすることでこれまでに説明してきた前述の利点が有利に組み合わされる。

別の有利な実施形態によれば、第２の区間及び／又は第３の区間の走行の際の操舵角が漸次的に若しくは連続的に変更される。ここでの漸次的な変更とは、とりわけ離散した段階での置換と理解されたい。その際の所定の部分区間の通過の際の操舵角はそのつど新たに設定される。また前述した連続的な変更とは、とりわけ経路の連続的な作用としての置換と理解されたい。その際の操舵角はロールした区間の連続的な作用となる。

本発明の別の実施形態によれば、操舵角が第１の区間と第２の区間の間、及び／又は、第２の区間と第３の区間の間に漸次的に、例えばステップ毎に、１５°よりも大きく変更される。これにより、当該のパーキング過程がさらに対応するパーキングスペースの状況により良好にマッチングされる。

本発明のさらに別の実施形態によれば、ドライバーによる前進段と後進段との間の切り替え若しくは後進段と前進段との間の切り替えの際に、ロール方向が変化する前に設定されていた操舵角が、既に第１の区間の通過の際に、とりわけ漸次的若しくは連続的に変更される。これにより有利には駐車過程が複数のドライバーによって、クラッチ技術なしでの斜面への入車パーキングが優先され、加速され、簡素化されるレベルで行われる。

また別の実施形態によれば、車両が変速段情報に反してロールの許容される区間が制限される。ここでの「変速段情報に反して」との記載の意味は、変速段方向情報、例えば「"Ｒ"後進段」は、ロール方向情報、例えば「前進」には対応しないことを意味している。有利には当該パーキングアシストシステムは、相反するロール方向と変速段方向のもとで通過される距離区間が所定の限界値を上回った場合、例えば１.５ｍを上回った場合に、中断若しくは終了する。そのため有利には特に安全なシステムが得られるようになる。 有利には特に第１、第２ないし第３の区間の操舵角及び／又は区間長さ及び／又は操舵角変化が、例えば縁石に対して存在若しくは達成される角度と、既に実行された前進／後進戦略の数と、走行した区間と、縁石までの間隔距離と、パーキングスペース境界線までの間隔距離と、パーキングスペース境界線の延長線までの間隔距離に依存して形成される。

さらに別の実施形態によれば、ロール方向検出器がアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）及び／又は電子制御式横滑り防止プログラム（ＥＳＰ）である。このＡＢＳ及び／又はＥＳＰシステムのロール方向情報の利用には、新たな付加的検知器を車両内に統合させる必要がないという利点を有している。

センサシステムは例えば１つ以上の間隔距離センサを有しており、このセンサは例えば複数の音響的間隔距離センサ、とりわけ超音波センサや、光学的間隔距離センサ、例えばビデオセンサ、赤外線／紫外線間隔距離センサ、レーダーセンサ等からなるグループのなかから選択されてもよいしそれらの組み合わせであってもよい。

本発明によるシステムのさらなる利点と特徴に関しては、本発明による方法及び図面に関連した以下の詳細な説明にも記載されている。

本発明の別の対象は、車両のための自動操舵式パーキングアシスト方法、とりわけパーキングスペース出車アシスト方法及び／又はパーキングスペース入車アシスト方法に関しており、この方法ステップは以下のステップ、すなわち、
前記車両とその周辺環境との間の間隔距離データを例えばセンサシステムによって測定するステップと、
前記車両のロール方向を例えばロール方向検出器によって検出するステップと、
測定された間隔距離データに基づいてパーキングスペースを例えば処理装置によって求めるステップと、
パーキングスペースへの駐車過程の際に走行すべき走行軌跡を例えば処理装置によって算出するステップと、
前記算出された走行軌跡に応じて駐車過程の際の前記車両の操舵装置の自動制御を例えば処理装置によって行うステップとを含んでいる。

この場合本発明によれば、前記ロール方向検出器によって検出されたロール方向の変更の後で、ロール方向変更前に設定された前記操舵装置の操舵角が所定の前記第１の区間に対して維持される。

本発明によるシステムのさらなる利点と特徴に関しては、本発明による方法及び図面に関連した以下の詳細な説明にも記載されている。

有利な実施形態によれば、第１の区間に続く第２の区間の通過の際の操舵角が、第１の区間の操舵角に関連して変更される。その際有利には第２の区間の操舵角は実質的に０°（ニュートラル位置）であるか、又は特にニュートラル位置に関連して第１の区間の操舵角とは別の符号を有している。この場合の「実質的に」とは、厳密に０°の位置から僅かなずれや誤差を含めたもの、例えば±５°の誤差を含めたものを意味するものと理解されたい。

本発明のさらに別の実施形態によれば、第２の区間に続く第３の区間の走行の際に操舵角が第１の区間の操舵角及び／又は第２の区間の操舵角に対して変更される。その際有利には第２の区間の操舵角が実質的に０°であり、第３の区間の操舵角は、第１の区間の操舵角とは別の符号を有する。

別の有利な実施形態によれば、第２の区間及び／又は第３の区間の走行の際の操舵角が漸次的に若しくは連続的に変更される。

別の実施形態によれば、操舵角が第１の区間と第２の区間の間、及び／又は、第２の区間と第３の区間の間に漸次的に、例えばステップ毎に、１５°よりも大きく変更される。

本発明のさらに別の実施形態によれば、ドライバーによる前進段と後進段との間の切り替え若しくは後進段と前進段との間の切り替えの際に、ロール方向が変化する前に設定されていた操舵角が、既に第１の区間の通過の際に、とりわけ漸次的若しくは連続的に変更される。

さらに別の有利な実施形態によれば、当該パーキングアシストシステムは、相反するロール方向と変速段方向のもとで通過される距離区間が所定の限界値を上回った場合、例えば１.５ｍを上回った場合に中断する。

有利には特に第１、第２ないし第３の区間の操舵角及び／又は区間長さ及び／又は操舵角変化が、例えば縁石に対して存在若しくは達成される角度、既に実行された前進／後進戦略の数、走行した区間、縁石までの間隔距離、パーキングスペース境界線までの間隔距離、及び／又は、パーキングスペース境界線の延長線までの間隔距離に依存して形成される。

本発明のさらなる対象は、車両、特に本発明によるパーキングシステムを含んだ自動車、本発明による方法を実施し得るプロセッサ、コンピュータプログラム、及び／又はデータ担体である。

図面及び実施例
本発明の対象のさらなる利点と有利な構成は図面に基づき以下の明細書で詳細に説明する。なおここで目に付くことは、これらの図面が明細書で説明した特性しか有していないことである。但しこのことは本発明が何らかの形態に制限されることを考えたものではないことを述べておく。

本発明によるパーキングシステムの有利な実施形態を備えた車両の駐車過程を概略的にその平面図で表した図 車両の操舵可能なアクスルの車輪とステアリングホイールとの間の関係を左方への操舵切り込みと、ニュートラル位置と、右方への操舵切り込みのケースで概略的に示した図

実施例
図１は、本発明によるパーキングアシストシステムの実施形態を具備した車両が例えばパーキングスペースから出車する際の車両リアアクスルの中心点に対して前進走行から後進走行へ切り替える場合の操舵特性を概略的に表した図である。図示の実施形態では、転舵時点と転舵過程の方向付けは次のことによって行われる。すなわち、操舵過程の決定のために変速情報に代えて目下のロール方向を使用することで行われる。

パーキングスペースから車両を出車させる（以下では単にパーキング出車とも称する）際には、図示の例ではまずステアリングホイールと伴に操舵可能なアクスルの車輪、例えば前輪が、パーキングスペース側方の境界線、例えば縁石（これは図１の右側に存在している）から離間するように操作される。この場合の車両は前進方向に移動する。転舵時点Ｕからは、車両の後退移動が行われる。その間ステアリングホイールと操舵輪は、パーキングスペースの側方境界線の方向に操舵される。それにより、パーキングスペース側方境界線との角度と間隔距離が増大する。この種の前進／後進移動は、パーキングスペースからの衝突のない出車が可能になるまで繰り返される。

図１には特に車両がまず最初は曲線上を前進している様子が描写されている。この曲線の半径は、車両が前進移動のもとでパーキングスペース境界線、例えば（図１右方の）縁石から離れるように操作された操舵角によって生じる。転舵時点Ｕでは車両は後退移動を開始する。このことはＡＢＳ／ＥＳＰシステムのロール方向検出器によって検出されるが、必ずしもドライバー自身によって知覚されるものとは限らない。それ故に別方式の構成のパーキングアシストシステムにおいてはこの領域においてドライバーにとって理由のわからないステアリングホイールの動きが生じる可能性もある。これらのロール方向情報は、処理装置に転送される。

クラッチに伴う"遊び"が原因のステアリングホイールにおける不要若しくは無駄な転舵を回避するために、本発明によればロール方向の変化が直ちに転舵には結び付かない。その代わりに転舵過程は距離に依存する。すなわち、まず第１の区間Ｉの間（これは例えば１０ｃｍであってもよい）は、ステアリングホイールは転舵されない。そのため車両はまず最初は、前進移動の間に描いた円弧と同じような円弧線上を再び後退移動する。

第２の区間ＩＩに到達した場合には、ステアイングホイールは図１にも示されているように真っ直ぐに、若しくは０°の操舵角に設定される。このことは次のような結果となる。すなわち次の前進移動の際に右側のパーキングスペース境界線、例えば縁石に対する角度が、電動パワーステアリング機構へ過度な負担をかけることなくさらに増大する。この第２の区間ＩＩは例えば５０ｃｍであってもよい。

第３の区間ＩＩＩに到達した場合には、ステアリングホイールは、車両角度を再び増大させるために、さらにパーキングスペース側方境界線、例えば縁石の方へ転舵される。

変速段情報に結合させるケースでは、ドライバーは、例えば第１の変速段が投入される第１の区間Ｉと第２の区間ＩＩをバイパスしてもよい。その際にはステアリングホイールはパーキングスペース境界線、例えば縁石方向にいっぱいに転舵される。そのため、車両は直ちに第３の区間ＩＩＩへ進む。ここでは、第３の区間ＩＩＩを維持しつつ第２の区間ＩＩを省くことも考えられるし、反対に、第２の区間ＩＩを維持しつつ第３の区間ＩＩＩを省くことも考えられる。

図２ａ乃至図２ｃには、ステアリングホイールと車両の操舵側アクスルの車輪の上方から見た平面図が示されている。ここでは特に図２ｂに、ニュートラル位置、つまり操舵角０°の場合のステアリングホイールと車輪が示されている。図２ａには、同じ車両でステアリングホイールを左に切ったときの様子が示されている。この操舵角はここでは正の符号を伴った角度として理解されたい。図２ｃには同じ車両でステアリングホイールを右に切ったときの様子が示されている。この場合の操舵角は負の符号を伴った角度、すなわち図２ａのものとは逆の符号を伴った角度として理解されたい。

Claims (15)

1. 車両のための自動操舵式パーキングアシストシステム、とりわけパーキング入車アシストシステム及び／又はパーキング出車アシストシステムであって、
   前記車両とその周辺環境との間の間隔距離データを測定するためのセンサシステムと、
   前記車両のロール方向を検出するためのロール方向検出器と、
   処理装置とを含み、
   前記処理装置は、測定された間隔距離データに基づいてパーキングスペースを求め、
   前記パーキングスペースへの駐車過程の際に、走行すべき走行軌跡を計算し、
   駐車過程の際に前記車両の操舵装置が、算出された走行軌跡に応じて自動的に制御され、
   ロール方向検出器によって検出されたロール方向の変化後に、ロール方向変更前に設定されていた操舵装置の操舵角が、所定の第１の区間（Ｉ）の間は維持されるように構成されていることを特徴とする自動操舵式パーキングアシストシステム。
2. 前記第１の区間（Ｉ）に続く第２の区間（ＩＩ）の通過の際に、操舵角が、前記第１の区間（Ｉ）の操舵角に関連して変更される、請求項１記載の自動操舵式パーキングアシストシステム。
3. 前記第２の区間（ＩＩ）の操舵角は、実質的に０°であるか又は前記第１の区間（Ｉ）の操舵角とは異なる符号を有している、請求項１または２記載の自動操舵式パーキングアシストシステム。
4. 前記第２の区間（ＩＩ）に続く第３の区間（ＩＩＩ）の通過の際に、操舵角が、前記第１の区間（Ｉ）及び／又は前記第２の区間（ＩＩ）の操舵角に関連して変更され、特に前記第２の区間（ＩＩ）の操舵角は実質的に０°であり、前記第３の区間（ＩＩＩ）の操舵角は前記第１の区間（Ｉ）の操舵角とは異なる符号を有する、請求項１から３いずれか１項記載の自動操舵式パーキングアシストシステム。
5. 前記操舵角は、前記第２の区間（ＩＩ）及び／又は第３の区間（ＩＩＩ）の通過の際に漸次的若しくは連続的に変更される、請求項２から４いずれか１項記載の自動操舵式パーキングアシストシステム。
6. 前記第１の区間（Ｉ）と第２の区間（ＩＩ）との間の操舵角、及び／又は、前記第２の区間（ＩＩ）と前記第３の区間（ＩＩＩ）との間の操舵角は、漸次的に変更され、例えば１５°よりも大きいステップ毎に変更される、請求項２から５いずれか１項記載の自動操舵式パーキングアシストシステム。
7. ドライバーによる前進段と後進段との間の切り替え、ないしはドライバーによる後進段と前進段との間の切り替えの際に、ロール方向変更前に設定されていた操舵角が、前記第１の区間（Ｉ）の通過の際に既に変更される、請求項１から６いずれか１項記載の自動操舵式パーキングアシストシステム。
8. 前記ロール方向検出器は、アンチロックブレーキシステム及び／又は電子制御式横滑り防止プログラムである、請求項１から７いずれか１項記載の自動操舵式パーキングアシストシステム。
9. 車両のための自動操舵式パーキングアシスト方法、特にパーキング出車アシスト方法及び／又はパーキング入車アシスト方法であって、
   前記車両とその周辺環境との間の間隔距離データを測定するステップと、
   前記車両のロール方向を検出するステップと、
   測定された間隔距離データに基づいてパーキングスペースを求めるステップと、
   パーキングスペースへの駐車過程の際に走行すべき走行軌跡を算出するステップと、
   駐車過程の際の前記車両の操舵装置の自動制御を前記算出された走行軌跡に応じて行うステップとを含み、
   前記ロール方向検出器によって検出されたロール方向の変化後に、ロール方向変更前に設定された操舵装置の操舵角を、所定の第１の区間（Ｉ）の間は維持するようにしたことを特徴とする方法。
10. 前記第１の区間（Ｉ）に続く第２の区間（ＩＩ）の通過の際に、操舵角を、前記第１の区間（Ｉ）の操舵角に関連して変更し、とりわけ前記第２の区間（ＩＩ）の操舵角は、実質的に０°であるか、又は、前記第１の区間（Ｉ）の操舵角とは異なる符号を有している、請求項９記載の方法。
11. 前記第２の区間（ＩＩ）に続く第３の区間（ＩＩＩ）の通過の際に、操舵角が前記第１の区間（Ｉ）及び／又は前記第２の区間（ＩＩ）の操舵角に関連して変更され、特に前記第２の区間（ＩＩ）の操舵角は実質的に０°であり、前記第３の区間（ＩＩＩ）の操舵角は、前記第１の区間（Ｉ）の操舵角とは異なる符号を有している、請求項１０記載の方法。
12. 前記操舵角は、前記第２の区間（ＩＩ）及び／又は第３の区間（ＩＩＩ）の通過の際に漸次的若しくは連続的に変更される、請求項１０または１１記載の方法。
13. 前記第１の区間（Ｉ）と第２の区間（ＩＩ）の間の操舵角、及び／又は、前記第２の区間（ＩＩ）と前記第３の区間（ＩＩＩ）の間の操舵角が漸次的に変更され、例えば１５°よりも大きいステップ毎に変更される、請求項１０から１２いずれか１項記載の方法。
14. ドライバーによる前進段と後進段の切り替え、ないしはドライバーによる後進段と前進段の切り替えの際に、ロール方向変更前に設定された操舵角が、前記第１の区間（Ｉ）の通過の際に既に漸次的若しくは連続的に変更される、請求項９から１３いずれか１項記載の方法。
15. 前記パーキングアシストシステムは、相反するロール方向と変速段方向のもとで通過した距離区間が所定の限界値を上回った場合に中断する、請求項９から１４いずれか１項記載の方法。

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