JP2019081473A - 運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】許容される車速がどの程度かを、運転者により明確に認識させることができる運転支援装置を提供する。【解決手段】運転支援ＥＣＵは、車１を走行させるための理想軌道Ｌを作成し、理想軌道Ｌにおける各位置に車速の上限または下限を設定する軌道作成部と、理想軌道Ｌに沿って車１を移動させるように自動操舵を行う誘導制御部と、車１の現在の位置を推定する自車位置推定部と、自車位置推定部によって推定された位置に基づいて、車速の上限および下限を示す車速レベルゲージＧをディスプレイに表示させる画像制御部とを備えるようにした。【選択図】図６

Description

本発明は、運転者の運転操作を支援する運転支援装置に関する。

従来、運転者の駐車操作を支援する運転支援装置が開発されている。運転支援装置は、車の現在位置から、駐車するための目標駐車位置までの理想的な軌道を作成する。そして、車が当該軌道を進行するように、運転者の駐車操作の支援を行う。運転支援装置は、操舵機構を制御する電子制御ユニットであるＥＰＳ−ＥＣＵ（Electric Power Steering）に、操舵角を入力する。ＥＰＳ−ＥＣＵは、当該操舵角に応じてＥＰＳモータを駆動させて、操舵機構を制御する。これにより、車が軌道上を進行するように、自動操舵が行われる。したがって、運転者は、操舵を行う必要がなく、アクセル、ブレーキ、およびシフトチェンジの操作だけを行えばよい。

アクセルおよびブレーキの操作の癖は、運転者によって異なるので、軌道上の各位置での車速も、運転者によって異なる。ＥＰＳモータによる所定の操舵角速度での操舵が、指令された操舵角に追従するためには、車速の上限がある。車速が大きくなって当該上限を超えてしまうと、操舵が指令された操舵角に追従できなくなって、駐車支援が中断してしまう。これを防ぐために、車速が所定速度を超えた場合に警報を報知する運転支援装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。運転者は、当該警報に応じて車速を小さくすることで、駐車支援の中断を回避することができる。

特開２００５−１４７７６号公報

しかしながら、運転者は、警報が報知されたときに車速が所定速度を超えたことを認識するだけで、許容される車速がどの程度かを明確に認識することができない。特に、設定される所定速度が軌道上の位置によって変化する場合、運転者が許容される車速を認識することは困難である。運転者は、車速が所定速度を超えるたびに警報が報知されると煩わしくなる。一方、警報が報知されないように、必要以上に車速を小さくすると、駐車に時間がかかってしまう。

本発明は上記した事情のもとで考え出されたものであって、許容される車速がどの程度かを、運転者により明確に認識させることができる運転支援装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明によって提供される運転支援装置は、車を走行させるための理想的な軌道を作成する軌道作成手段と、前記理想的な軌道に沿って前記車を移動させるように自動操舵を行う誘導制御手段と、前記車の現在の位置を推定する自車位置推定手段とを備えており、前記理想的な軌道における各位置には、車速の上限または下限が設定されており、前記自車位置推定手段によって推定された位置に基づいて、前記車速の上限または下限を、報知装置に報知させる報知制御手段をさらに備えていることを特徴とする。

本発明によると、現在位置に基づいて、設定されている車速の上限または下限が報知される。したがって、運転者は、現在の許容される車速の上限または下限を、明確に認識することができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

第１実施形態に係る運転支援装置が適用された車の構成を示すブロック図である。 最大人数乗車時の、操舵角とＥＰＳモータの出力トルクとの関係を、車速ごとに示す図の一例である。 車速レベルゲージの例を示す図である。 第１実施形態に係る駐車支援処理を説明するためのフローチャートの一例を示す図であり、（ａ）は開始処理のフローチャートを示し、（ｂ）は繰り返し処理のフローチャートを示している。 （ａ）は図４（ｂ）の繰り返し処理のサブルーチンである画面表示処理のフローチャートの一例を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の画面表示処理のサブルーチンであるレベルゲージ処理のフローチャートの一例を示す図である。 縦列駐車を行う場合の理想軌道について説明するための図である。 ディスプレイの表示画面に表示される画像の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を、運転支援装置が駐車支援を行う場合を例として、図面を参照して具体的に説明する。

図１は、第１実施形態に係る運転支援装置が適用された車１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、車１は、運転支援ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２、右サイドカメラ３１、左サイドカメラ３２、フロントカメラ３３、リアカメラ３４、操舵角センサ４１、操舵角速度センサ４２、車速センサ４３、操作装置５、スピーカ６、ディスプレイ７、ＥＰＳ（Electric Power Steering）−ＥＣＵ８、およびＥＰＳモータ９を備えている。なお、車１はその他の構成も備えているが、図１においては記載を省略している。

右サイドカメラ３１、左サイドカメラ３２、フロントカメラ３３、およびリアカメラ３４は、それぞれ、車１周辺の画像を撮影する撮影装置であり、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子を備え、所定の撮影領域を所定のフレームレートで撮影する。右サイドカメラ３１は、右ドアミラー（例えばその底面）に取り付けられており、車１の右側面および路面を含めて、車１の右側の画像を撮影する。左サイドカメラ３２は、左ドアミラー（例えばその底面）に取り付けられており、車１の左側面および路面を含めて、車１の左側の画像を撮影する。フロントカメラ３３は、車１の前部の車幅方向中央付近に取り付けられており、車１の前面および路面を含めて、車１の前方の画像を撮影する。リアカメラ３４は、例えばバックドアの車幅方向中央付近に取り付けられており、車１の後面および路面を含めて、車１の後方の画像を撮影する。なお、これらのカメラの取り付け位置は限定されない。各カメラ３１〜３４が撮影した画像データは、運転支援ＥＣＵ２に出力される。

操舵角センサ４１は、図示しないハンドルの操舵角を検出するセンサである。操舵角センサ４１は、ハンドルの中立位置からの回転角度を、操舵角θとして検出する。操舵角センサ４１は、中立位置を０［ｄｅｇ］として、ハンドルが一方の方向に回転された場合を正の値とし、ハンドルが他方の方向に回転された場合を負の値として、操舵角θを検出する。本実施形態では、操舵機構により操舵可能な最大の操舵角（以下では、「最大操舵角」とする）が５５０［ｄｅｇ］なので、−５５０［ｄｅｇ］≦θ≦５５０［ｄｅｇ］になる。操舵角センサ４１は、ハンドルが接続されたステアリングシャフトの回転角度を、例えばホール素子で検出することで、操舵角θを検出する。なお、操舵角θの検出方法は限定されない。操舵角センサ４１は、検出した操舵角θを示す信号を、運転支援ＥＣＵ２に出力する。

操舵角速度センサ４２は、ハンドルの角速度を検出するセンサである。操舵角速度センサ４２は、ハンドルの操舵角の時間当たりの変化量（角速度）を、操舵角速度として検出する。なお、操舵角速度の検出方法は限定されない。操舵角速度センサ４２を別途設けずに、操舵角センサ４１が検出した操舵角と、タイマにより計時した時間とから算出するようにしてもよい。操舵角速度センサ４２は、検出した操舵角速度を示す信号を、運転支援ＥＣＵ２に出力する。

車速センサ４３は、車１の各車輪の車輪速を検出するセンサである。車速センサ４３は、各車輪の車軸の回転速度をそれぞれ検出し、これらに基づいて、各車輪の車輪速を算出する。車速センサ４３は、検出した各車輪速を示す信号を、運転支援ＥＣＵ２に出力する。

なお、車１はその他のセンサも備えており、これらのセンサが検出した検出値も、駐車支援のために用いるようにしてもよい。以下では、操舵角センサ４１、操舵角速度センサ４２、車速センサ４３、およびその他のセンサも含めてまとめて表現する場合は、「各種センサ４」と記載する。

スピーカ６は、音声を出力するものであり、運転支援ＥＣＵ２より入力される音声信号に基づいて、音声を出力する。

ディスプレイ７は、例えばＬＣＤ（液晶表示装置）によって構成されており、車１のセンターコンソール部分に設置される。なお、ディスプレイ７は、ＬＣＤに限定されず、有機ＥＬディスプレイやプラズマディスプレイなどであってもよい。また、設置位置もセンターコンソール部分に限定されず、運転者から見ることができる範囲にあればよい。ディスプレイ７は、駐車支援時に、運転支援ＥＣＵ２より入力される画像信号に基づいて、俯瞰画像を表示する。俯瞰画像は、車の上方の仮想視点から見下ろしたように表示される画像である。なお、ディスプレイ７は、ナビゲーションシステムなどのディスプレイと兼用してもよい。この場合、操作装置５より駐車支援の開始を指示する操作信号が入力された場合に、ナビゲーション画面から駐車支援画面（俯瞰画像）に切り替えるようにすればよい。

操作装置５は、運転者（または同乗者）によって操作されて、操作に応じた操作信号を運転支援ＥＣＵ２に出力するものである。本実施形態では、操作装置５は、ディスプレイ７の画面上に配置されたタッチパネルである。ディスプレイ７の画面上に表示されたボタンなどが指先で操作されると、タッチパネルがタッチ位置を読み取って、対応した操作信号を出力する。なお、操作装置５はこれに限定されず、操作ボタンやジョイスティックなどの入力デバイスであってもよい。運転者（または同乗者）は、操作装置５の操作によって、運転支援ＥＣＵ２に、駐車支援の開始を指示したり、目的駐車位置を指定したりすることができる。

ＥＰＳ−ＥＣＵ８は、操舵機構を制御する電子制御ユニットである。ＥＰＳ−ＥＣＵ８は、通常時においては、運転者によるハンドル操作に応じて操舵機構を制御する。すなわち、ＥＰＳ−ＥＣＵ８は、運転者のハンドル操作を検知し、検知した操作方向への回転をアシストするように、ＥＰＳモータ９を駆動させる。また、ＥＰＳ−ＥＣＵ８は、駐車支援時においては、運転支援ＥＣＵ２より操舵角を入力され、当該操舵角に応じてＥＰＳモータ９を駆動させて、操舵機構を制御する。

本実施形態では、ＥＰＳモータ９は、容量が例えば５０Ａのモータである。ＥＰＳモータに一般的な６５Ａのモータを用いた場合、当該モータの出力トルクが十分大きいので、最も厳しい条件（最大乗車人数が乗車した状態で据え切り（停車状態での操舵）を行う場合）でも、ＥＰＳモータは、最大操舵角まで操舵可能である。しかし、本実施形態では、ＥＰＳモータ９が容量の小さい５０Ａのモータなので、最も厳しい条件で操舵可能な操舵角は、最大操舵角より小さくなる。したがって、後述する理想軌道の作成において、操舵角の制限がある。なお、ＥＰＳモータ９の容量は限定されない。ＥＰＳモータ９をより小型軽量化するためには、容量を例えば４５Ａとすればよい。また、理想軌道作成時の制限をより緩和するためには、容量を例えば５５Ａとすればよい。

ＥＰＳモータは、容量に応じたトルクを出力することができ、容量が大きいほど大きなトルクを出力することができる。また、ＥＰＳモータが操舵可能な操舵角は、操舵される車軸の軸重（以下では「操舵軸重」とする）と、車速とによって決まる。操舵軸重が小さいほど、操舵可能な操舵角は大きくなる。また、操舵軸重は、車１の乗車人数によって変化し、乗車人数が少ないほど小さくなる。したがって、乗車人数が少ないほど、操舵可能な操舵角は大きくなる。また、車速が大きいほど、操舵可能な操舵角は大きくなる。以下では、最大人数乗車時に操舵可能な最大の操舵角を、「許容操舵角」とする。許容操舵角は、車速によって異なり、車速が大きいほど大きくなる。

図２は、車１の最大人数乗車時の、操舵角とＥＰＳモータの出力トルクとの関係を、車速ごとに示す図の一例である。図２は、操舵角を変化させながらＥＰＳモータの出力トルクを算出するシミュレーションによって作成されている。図２に示すように、車速が同じ場合は、操舵角が大きくなるほど出力トルクが大きくなっている。また、同じ操舵角の場合、車速が小さいほど出力トルクは大きくなっている。また、同じ出力トルクの場合、車速が小さいほど操舵角は小さくなっている。図２から、ＥＰＳモータ９の最大出力トルクＮより、車速ごとの許容操舵角が判明する。例えば、車速が０ｋｍ/ｈの場合は許容操舵角が１５０［ｄｅｇ］であり、車速が２．０ｋｍ/ｈの場合は許容操舵角が５００［ｄｅｇ］である。なお、図２において示す操舵角の数値は例示であって、これに限定されない。当該シミュレーションの結果を用いて、車速ごとの許容操舵角を示す許容操舵角テーブルが、あらかじめ作成されて、運転支援ＥＣＵ２に設定されている。

運転支援ＥＣＵ２は、駐車支援を行うための電子制御ユニットであり、ＣＰＵおよびメモリを備えたマイクロコンピュータによって実現されている。運転支援ＥＣＵ２は、各カメラ３１〜３４より画像データを入力され、俯瞰画像を作成する。そして、各種センサ４より入力される各信号、および、操作装置５より入力される操作信号に基づいて、駐車支援のための制御を行う。例えば、運転支援ＥＣＵ２は、駐車のための理想的な軌道を作成し、操舵角をＥＰＳ−ＥＣＵ８に出力することでハンドル操作を支援し、駐車支援のための画像を作成してディスプレイ７に表示させる。運転支援ＥＣＵ２が、本発明の「運転支援装置」に相当する。

運転支援ＥＣＵ２は、図１に示すように、機能ブロックとして、俯瞰画像作成部２１、駐車枠検出部２２、目標駐車位置設定部２３、軌道作成部２４、自車位置推定部２５、誘導制御部２６、画像制御部２７、および記憶部２８を備えている。

俯瞰画像作成部２１は、俯瞰画像を作成する。俯瞰画像作成部２１は、各カメラ３１〜３４より入力される画像データから、所定の画像処理により、車１の上方の仮想視点から見下ろしたように表示される俯瞰画像を作成する。

駐車枠検出部２２は、俯瞰画像作成部２１が作成した俯瞰画像から、駐車枠を検出する。駐車枠検出部２２は、例えば白線を検出し、白線によって形成された矩形状の領域を駐車枠として検出する。なお、駐車枠を検出する方法は限定されない。パターンマッチングなどの画像認識処理によって、駐車枠を検出するようにしてもよい。駐車枠を形成する線は、白線に限られず、黄線やその他の色の線の場合があるし、また、破線の場合もある。また、駐車枠は、矩形状に形成されている場合に限られず、平行四辺形の形状に形成されている場合や、２本の平行線のみで形成されている場合などもある。これらの場合にも、駐車枠として検出できるのが望ましい。

目標駐車位置設定部２３は、目標駐車位置を設定する。目標駐車位置設定部２３は、駐車枠検出部２２が検出した駐車枠の中から、車１を駐車するための駐車枠を選択し、選択された駐車枠の位置を目標駐車位置として設定する。車１を駐車するための駐車枠は、駐車枠検出部２２が検出した駐車枠の中から、所定のアルゴリズムにしたがって自動的に選択される。なお、駐車枠検出部２２が検出した駐車枠をすべて（またはある程度選択して）ディスプレイ７に表示し、操作装置５の操作によって、運転者に選択させるようにしてもよい。また、駐車枠検出部２２による駐車枠の検出および表示を行わず、運転者が操作装置５の操作によって、俯瞰画像上に駐車枠を設定するようにしてもよい。また、俯瞰画像を用いず、その他の手法で目標駐車位置を設定するようにしてもよい。例えば、超音波センサ（ソナー）によって駐車スペースを検出し、検出された駐車スペースから車１を駐車するための駐車スペースを選択して、目標駐車位置に設定してもよい。目標駐車位置の設定方法は限定されない。

軌道作成部２４は、車１の現在位置から、目標駐車位置設定部２３によって設定された目標駐車位置に駐車するための理想的な軌道を作成する。以下では、軌道作成部２４が作成した理想的な軌道を「理想軌道」と記載する。軌道作成部２４は、記憶部２８に記憶されている許容操舵角テーブルに設定されている許容操舵角を考慮して、理想軌道を作成する。

例えば、理想軌道の始点では、車１の車速は０ｋｍ/ｈである。したがって、軌道作成部２４は、理想軌道の始点では、操舵角が許容操舵角（図２の例では１５０［ｄｅｇ］）より大きくならないように理想軌道を作成する。また、車１の車速は、理想軌道の始点および終点の近くでは小さくなり、中間の区間ではある程度大きくなると考えられる。軌道作成部２４は、理想軌道の各位置での車速の下限を推測して、各位置での操舵角が、推測された車速の下限に対応する許容操舵角より大きくならないように、理想軌道を作成する。車速が十分大きくなると推測される位置では、許容操舵角が最大操舵角に一致するので、軌道作成部２４は、操舵角が最大操舵角を超えない範囲で自由に理想軌道を作成できる。軌道作成部２４は、作成した理想軌道の情報を、記憶部２８に記憶させる。なお、具体的な理想軌道の作成方法は、限定されない。

軌道作成部２４は、理想軌道を作成するときに推測した車速の下限を、理想軌道の各位置に対応付けて、記憶部２８に記憶させる。また、軌道作成部２４は、理想軌道の各位置に対応付けて、車速の上限を設定し、記憶部２８に記憶させる。例えば、理想軌道における操舵角が小さい位置では、車速がある程度大きくても、ＥＰＳモータ９による操舵が指令された操舵角に十分追従できる。したがって、操舵角が小さい位置での車速の上限は、比較的大きい車速に設定可能である。一方、理想軌道における操舵角が大きい位置では、車速が大きくなると、ＥＰＳモータ９による操舵が指令された操舵角に追従できなくなる。したがって、操舵角が大きい位置での車速の上限は、比較的小さい車速に設定される。以上のように、理想軌道の各位置には、車速の上限および下限がそれぞれ設定される。実際の運用上は、理想軌道がいくつかの区間に分けられており、車速の上限および下限が、各区間にそれぞれ対応付けて設定されている。

自車位置推定部２５は、車１の現在の位置を推定する。自車位置推定部２５は、駐車支援を開始したときの車１の位置を基準として、各種センサ４より逐次入力される検出信号から、車１の現在の位置を推定する。以下では、推定された車１の現在の位置を、「推定位置」と記載する。

誘導制御部２６は、自車位置推定部２５が推定した推定位置と、軌道作成部２４が作成した理想軌道とから、車１が理想軌道を移動できるように誘導する。具体的には、誘導制御部２６は、推定位置において、車１が理想軌道を移動できるような操舵角を算出し、ＥＰＳ−ＥＣＵ８に出力する。

画像制御部２７は、駐車支援のための画像を作成してディスプレイ７に表示させる。本実施形態では、俯瞰画像に、目標駐車位置を示す枠の表示、理想軌道を示す軌道の表示、および車速レベルゲージの表示を重畳させた画像（図７参照）を表示させる。車速レベルゲージは、許容される車速の範囲を示すためのレベルゲージである。画像制御部２７は、理想軌道における、自車位置推定部２５が推定した推定位置に設定されている車速の上限および下限を記憶部２８から読み出す。車１は理想軌道に沿って自動操舵されるので、推定位置は基本的には理想軌道上の位置になる。推定位置が理想軌道上にない場合、画像制御部２７は、推定位置に最も近い理想軌道上の位置に設定されている車速の上限および下限を読み出す。また、画像制御部２７は、車速センサ４３より入力される各車輪速を示す信号から車１の現在の車速を算出する。そして、画像制御部２７は、読み出した車速の上限および下限と、算出した現在の車速とに基づいて、車速レベルゲージを作成する。本実施形態では、画像制御部２７が本発明の「報知制御手段」に相当し、ディスプレイ７が本発明の「報知装置」に相当する。

図３（ａ）は、車速レベルゲージの例を示す図である。車速レベルゲージＧは、ハッチングが付された許容車速範囲Ｇ１および、車速表示Ｇ２を備えている。許容車速範囲Ｇ１は、現在の位置で許容される車速の範囲を示すための表示であり、上端Ｇ１１で許容される車速の上限を示し、下端Ｇ１２で許容される車速の下限を示している。上端Ｇ１１および下端Ｇ１２の位置は、記憶部２８から読み出された車速の上限および下限に応じて変化する。車速表示Ｇ２は、現在の車速を示すための表示である。車速表示Ｇ２の上下方向の位置は、算出された現在の車速に応じて変化する。車速レベルゲージＧは、俯瞰画像に重畳されて、ディスプレイ７に表示される。なお、車速レベルゲージＧの構成は限定されない。車速レベルゲージＧは、許容される車速の範囲と現在の車速を表示するものであればよい。図３（ｂ）は、車速レベルゲージＧの変形例を示している。

記憶部２８は、駐車支援処理を行うための各種プログラムやデータを記憶しており、許容操舵角テーブルも記憶している。許容操舵角テーブルは、シミュレーションや実験によって、車速ごとの許容操舵角が設定されて、あらかじめ記憶部２８に記憶される。許容操舵角テーブルは、駐車支援処理において、理想軌道を作成するときに参照される。また、記憶部２８は、軌道作成部２４が作成した理想軌道の情報、および、理想軌道の各位置に対応付けられた車速の上限および下限も記憶している。

次に、運転支援ＥＣＵ２が行う駐車支援処理を、図４および図５に示すフローチャートを参照して、以下に説明する。

図４（ａ）は、駐車支援処理の開始処理を説明するためのフローチャートの一例である。当該処理は、駐車支援処理の開始時に実行され、例えば、操作装置５より駐車支援の開始を指示する操作信号が入力された場合に実行される。なお、シフト操作によりＲレンジ（後進レンジ）が選択された場合など、駐車を行う意思を示す動作があった場合に実行されるようにしてもよい。

まず、駐車支援の開始時の車１の位置（以下では、「開始位置」と記載する）が設定される（Ｓ１）。以下の処理では、当該開始位置を基準（原点）として、各位置が座標により表される。次に、各カメラ３１〜３４から画像データが入力され（Ｓ２）、俯瞰画像作成部２１によって、俯瞰画像が作成される（Ｓ３）。次に、目標駐車位置が設定される（Ｓ４）。具体的には、駐車枠検出部２２が俯瞰画像から駐車枠を検出し、目標駐車位置設定部２３が検出された駐車枠の中から選択した駐車枠の位置を目標駐車位置として設定する。目標駐車位置および方向の情報（開始位置を基準とした位置および方向）は記憶される。そして、軌道作成部２４によって理想軌道が作成され（Ｓ５）、開始処理が終了される。理想軌道は、記憶部２８に記憶されている許容操舵角テーブルに設定されている許容操舵角を考慮して作成され、開始位置を基準とした位置情報の集合として、記憶部２８に記憶される。また、理想軌道の各位置には、車速の上限および下限がそれぞれ対応付けられて、記憶部２８に記憶される。なお、理想軌道を複数作成して、運転者によって選択させるようにしてもよい。

図６は、縦列駐車を行う場合の理想軌道について説明するための図である。図６（ａ）は、このとき作成された理想軌道を示す図である。図６（ａ）では、車１が点Ｐ１に位置するときに、駐車支援処理が開始されたとして説明する。点Ｐ１は、例えば車１の中心位置としている（点Ｐ２も同様）。点Ｐ１において駐車支援処理の開始処理が実行され、点Ｐ１が開始位置として設定される。そして、検出された駐車枠から点Ｐ２に示される駐車枠が目標駐車位置として設定されたとする。開始位置Ｐ１から目標駐車位置Ｐ２に駐車する場合、縦列駐車のための理想軌道として軌道Ｌが作成される。軌道Ｌは、許容操舵角テーブルに設定されている許容操舵角を考慮して作成されている。

図６（ｂ）は、軌道Ｌの各位置に対応付けて設定されている車速の上限および下限について説明するための図である。軌道Ｌは、区間Ｌ１〜Ｌ５の５つの区間に分けられている。軌道Ｌの同じ区間に属する各位置には、車速の上限および下限として同じ値が設定されている。

区間Ｌ１は、開始位置Ｐ１を始点とし、操舵角が所定値以上になる位置を終点とする区間である。区間Ｌ１では、車１の車速は０ｋｍ/ｈから始まる小さな速度になると推測される。したがって、区間Ｌ１は、操舵角が小さい軌道として作成されている。区間Ｌ１には、車速の下限として、軌道作成時に推測した車速の下限である０ｋｍ/ｈが設定されている。また、区間Ｌ１では車速があまり大きくならないこと、および、次の区間Ｌ２で操舵角が大きくなることを考慮して、車速の上限として、３ｋｍ/ｈが設定されている。車１が区間Ｌ１を走行しているときには、当該上限を上端Ｇ１１で示し、当該下限を下端Ｇ１２で示す車速レベルゲージＧがディスプレイ７に表示される（図６（ｂ）において、Ｌ１からの矢印の先に示す車速レベルゲージＧ参照）。

区間Ｌ２は、区間Ｌ１の終点を始点とし、操舵角が所定値以下になる位置を終点とする区間であり、操舵角を大きくする必要がある区間である。区間Ｌ２では、区間Ｌ１での加速により、車１の車速は２ｋｍ/ｈ以上になると推測される。したがって、区間Ｌ２は、許容操舵角が十分大きくなるので（図２参照）、操舵角が大きい軌道として作成されている。区間Ｌ２には、車速の下限として、軌道作成時に推測した車速の下限である２ｋｍ/ｈが設定されている。また、区間Ｌ２では操舵角が大きいので、ＥＰＳモータ９による操舵が指令された操舵角に追従できるように、車速の上限として５ｋｍ/ｈが設定されている。車１が区間Ｌ２を走行しているときには、当該上限を上端Ｇ１１で示し、当該下限を下端Ｇ１２で示す車速レベルゲージＧがディスプレイ７に表示される（図６（ｂ）において、Ｌ２からの矢印の先に示す車速レベルゲージＧ参照）。

区間Ｌ３は、区間Ｌ２の終点を始点とし、操舵角が所定値以上になる位置を終点とする区間であり、操舵角を大きくする必要がない区間である。区間Ｌ３は、操舵角が小さい軌道として作成されているので、車速が小さくても問題が発生しない。したがって、区間Ｌ３には、車速の下限として、１ｋｍ/ｈが設定されている。また、区間Ｌ３では操舵角が小さいので、車速が大きくても、ＥＰＳモータ９による操舵が指令された操舵角に追従できる。したがって、車速の上限として７ｋｍ/ｈが設定されている。車１が区間Ｌ３を走行しているときには、当該上限を上端Ｇ１１で示し、当該下限を下端Ｇ１２で示す車速レベルゲージＧがディスプレイ７に表示される（図６（ｂ）において、Ｌ３からの矢印の先に示す車速レベルゲージＧ参照）。

区間Ｌ４は、区間Ｌ３の終点を始点とし、操舵角が所定値以下になる位置を終点とする区間であり、操舵角を大きくする必要がある区間である。区間Ｌ４では、区間Ｌ２と同じ上限および下限が設定される。区間Ｌ５は、区間Ｌ４の終点を始点とし、目標駐車位置Ｐ２を終点とする区間であり、操舵角を大きくする必要がない区間である。区間Ｌ５では、区間Ｌ１と同じ上限および下限が設定される。

なお、各区間Ｌ１〜Ｌ５の車速の上限および下限は例示であって、これらに限定されない。また、軌道Ｌの区間の数、および、各区間の範囲も例示であって、これらに限定されない。軌道Ｌは、より多くの区間に分けられていてもよいし、より少ない区間に分けられていてもよい。軌道Ｌの位置ごとにそれぞれ個別に車速の上限および下限が設定されていてもよい。また、軌道Ｌを１つの区間として、いずれの位置でも同じ上限および下限が設定されていてもよい。

図４（ｂ）は、駐車支援処理の繰り返し処理を説明するためのフローチャートの一例である。当該処理は、開始処理（図４（ａ）参照）の終了後から、駐車支援が中断される（例えば操作装置５より駐車支援の終了を指示する操作信号が入力された場合など）まで、繰り返し実行される。

まず、各種センサ４から検出信号が入力され（Ｓ１１）、自車位置推定部２５によって、車１の現在の位置（推定位置）が推定される（Ｓ１２）。推定位置は開始位置Ｐ１を基準とした位置として算出される。次に、誘導制御部２６によって誘導処理が行われる（Ｓ１３）。誘導処理は、推定位置と理想軌道とに基づいて、車１が理想軌道を移動できるような操舵角を算出し、ＥＰＳ−ＥＣＵ８に出力する処理である。ＥＰＳ−ＥＣＵ８は、誘導制御部２６より入力される操舵角に応じてＥＰＳモータ９を駆動させることで操舵を行う。そして、画像制御部２７によって、画面表示処理（Ｓ１４）が行われる。

図５（ａ）は、画面表示処理を説明するためのフローチャートの一例である。画面表示処理は、図４（ｂ）に示すフローチャートのステップＳ１４に示すサブルーチンである。

まず、各カメラ３１〜３４から画像データが入力されたか否かが判別される（Ｓ２１）。入力されていない場合（Ｓ２１：ＮＯ）、画面表示処理は終了される。入力された場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、俯瞰画像作成部２１によって、俯瞰画像が作成される（Ｓ２２）。作成された俯瞰画像データは、画像制御部２７によって、出力用のバッファに格納される。次に、俯瞰画像に、軌道の表示が重畳される（Ｓ２３）。具体的には、画像制御部２７が、記憶された理想軌道の情報と推定位置の情報とに基づいて推定位置以降の軌道を作成し、作成した軌道の画像データを出力用のバッファの情報に重畳させる。次に、俯瞰画像に、枠の表示が重畳される（Ｓ２４）。具体的には、画像制御部２７が、記憶された目標駐車位置および方向の情報と推定位置の情報とに基づいて枠を作成し、作成した枠の画像データを出力用のバッファの情報に重畳させる。次に、車速レベルゲージの作成および重畳のためのレベルゲージ処理が行われて、俯瞰画像に、車速レベルゲージの表示が重畳される（Ｓ２５）。そして、画像制御部２７によって、出力用のバッファの画像データがディスプレイ７に出力されることで、軌道、枠、および車速レベルゲージの表示が重畳された俯瞰画像が、ディスプレイ７の表示画面に表示されて（Ｓ２６）、画面表示処理は終了される。各カメラ３１〜３４から画像データが入力されるたびに、ディスプレイ７に表示される画像が書き換えられるので、ディスプレイ７には動画映像として表示される。

図５（ｂ）は、レベルゲージ処理を説明するためのフローチャートの一例である。レベルゲージ処理は、図５（ａ）に示すフローチャートのステップＳ２５に示すサブルーチンである。

まず、推定位置に設定されている車速の上限および下限が読み出される（Ｓ３１）。具体的には、図４（ｂ）のステップＳ１２において自車位置推定部２５が推定した推定位置に基づいて、画像制御部２７が、対応する車速の上限および下限を記憶部２８から読み出す。次に、現在の車速が算出される（Ｓ３２）。具体的には、画像制御部２７が、車速センサ４３より入力される各車輪速を示す信号から車１の車速を算出する。次に、車速レベルゲージＧが作成される（Ｓ３３）。具体的には、画像制御部２７は、ステップＳ３１で読み出した車速の上限および下限に基づいて許容車速範囲Ｇ１を設定し、ステップＳ３２で算出した車１の現在の車速に基づいて車速表示Ｇ２の位置を設定することで、車速レベルゲージＧの画像データを作成する。そして、作成された車速レベルゲージＧの表示が、俯瞰画像に重畳されて（Ｓ３４）、レベルゲージ処理が終了する。具体的には、画像制御部２７が、作成された車速レベルゲージＧの画像データを出力用のバッファの情報に重畳させる。

図７は、ディスプレイ７の表示画面に表示される画像の一例を示す図である。図７（ａ）は、駐車支援処理が開始されたときの画像であり、図６（ａ）の状態のときにディスプレイ７の表示画面に表示される画像である。図７（ｂ）は、車１が軌道Ｌに沿ってしばらく進んだ後の画像である。これらの画像は、車１が画面の中心に、画面上方を向いて表示された俯瞰画像になっている。そして、これらの画像には、軌道Ｌおよび枠Ｆ１が重畳表示されている。運転者は、これらの画像を見ることで、車１と目標駐車位置を示す枠Ｆ１との位置関係を認識することができ、また、車１がたどる予定の軌道を認識することができる。

また、これらの画像の右下の所定位置には、車速レベルゲージＧが重畳表示されている。車速レベルゲージＧの表示は、車１の位置および車速によって、逐次変化する。図７（ａ）では、車１が区間Ｌ１に属する開始位置Ｐ１に位置しているので、車速レベルゲージＧの許容車速範囲Ｇ１において、車速の上限である３ｋｍ/ｈが上端Ｇ１１で示され、車速の下限である０ｋｍ/ｈが下端Ｇ１２で示されている。また、車速が０ｋｍ/ｈなので、車速レベルゲージＧの車速表示Ｇ２が０ｋｍ/ｈを示す位置に配置されている。図７（ｂ）では、車１が区間Ｌ２に位置しているので、車速レベルゲージＧの許容車速範囲Ｇ１において、車速の上限である５ｋｍ/ｈが上端Ｇ１１で示され、車速の下限である２ｋｍ/ｈが下端Ｇ１２で示されている。また、このとき検出された車速を示すように、車速レベルゲージＧの車速表示Ｇ２が３ｋｍ/ｈを示す位置に配置されている。運転者は、車速レベルゲージＧを見ることで、現在の車速が、許容される車速の範囲に対してどの程度に位置しているかを認識することができる。

運転者は、アクセルとブレーキを操作して、車速が許容される車速の範囲から逸脱しないようにして、車１が枠Ｆ１に収まるまで、車１を後進させる。車１の進行に応じて随時、運転支援ＥＣＵ２からＥＰＳ−ＥＣＵ８に操舵角が入力されて、操舵機構が制御されるので、運転者はハンドル操作を行う必要はない。

なお、図４および図５のフローチャートに示す各処理は一例であって、駐車支援処理は上述したものに限定されない。

次に、本実施形態に係る運転支援ＥＣＵ２の作用および効果について説明する。

本実施形態によると、軌道作成部２４は、理想軌道を作成するときに、理想軌道の各位置に対応付けて車速の上限および下限を設定する。画像制御部２７は、自車位置推定部２５が推定した推定位置に基づいて、設定された車速の上限および下限を読み出す。また、車速センサ４３より入力される信号に基づいて、車１の現在の車速を算出する。そして、画像制御部２７は、読み出した車速の上限および下限と、算出した現在の車速とを示すための車速レベルゲージＧを作成して、ディスプレイ７に表示させる。つまり、運転支援ＥＣＵ２は、車速レベルゲージＧによって、車１の現在位置で許容される車速の範囲（上限値および下限値）を、運転者に報知する。したがって、運転者は、現在の許容される車速の範囲を、明確に認識することができる。また、車速レベルゲージＧにおいては、車１の現在の車速を示す表示（車速表示Ｇ２）が、許容される車速の範囲の表示（許容車速範囲Ｇ１）に重ねて表示される（図３参照）。したがって、運転者は、車速レベルゲージＧを見ながらアクセルおよびブレーキを操作することで、上限または下限を超えないように車速を調整することができる。

また、本実施形態によると、運転者に車速の上限値を認識させることができるので、車１の車速が大きくなりすぎることを抑制できる。これにより、ＥＰＳモータ９による操舵が指令された操舵角に追従できなくなることを抑制し、駐車支援が中断されてしまうことを抑制できる。また、運転者に車速の下限値を認識させることができるので、車１の車速が小さくなりすぎることを抑制できる。これにより、許容操舵角が小さくなってＥＰＳモータ９による操舵が不可能になることを抑制し、駐車支援が中断されてしまうことを抑制できる。

なお、本実施形態では、車速レベルゲージＧが車速の上限および下限の両方を示す場合について説明したが、これに限られない。車速レベルゲージＧは、車速の上限のみを示すようにしてもよいし、車速の下限のみを示すようにしてもよい。これらの場合でも、運転者に車速の上限または下限を認識させることができる。ただし、運転者の利便性を考慮すると、車速レベルゲージＧが車速の上限および下限の両方を示すことが望ましい。

本実施形態では、画像制御部２７が、車速レベルゲージＧを俯瞰画像に重畳してディスプレイ７に表示する場合について説明したが、これに限られない。画像制御部２７は、車速レベルゲージＧをディスプレイ７以外の場所に表示してもよい。例えば、車速レベルゲージＧは、ダッシュボードの速度メータに隣接して表示されてもよいし、速度メータに重ねて表示されてもよい。また、フロントガラスへの投影により表示されてもよい。また、画像制御部２７は、車速レベルゲージＧを表示する代わりに、現在の車速と、許容される車速の上限および下限とを、数値で表示するようにしてもよい。また、画像制御部２７は、画像として表示させる代わりに、許容される車速の上限および下限を音声として、スピーカ６に出力させてもよい。この場合、スピーカ６が、本発明の「報知装置」に相当する。要するに、運転支援ＥＣＵ２は、許容される車速の上限または下限を、運転者に報知できる構成であればよい。

本実施形態では、運転支援ＥＣＵ２が縦列駐車を支援する場合について説明したが、これに限られない。運転支援ＥＣＵ２は、並列駐車を支援するようにしてもよい。並列駐車を支援する場合でも、図４および図５に示す駐車支援処理を利用することができる。ただし、図４(ａ)のステップＳ５に示す軌道作成において、並列駐車のための軌道を作成するために、異なるアルゴリズムを用いることになる。また、縦列駐車か並列駐車かにかかわらず、駐車支援のための理想軌道は、切り返しを含むものであってもよい。また、運転支援ＥＣＵ２による運転支援は、駐車支援に限定されない。例えば、運転支援ＥＣＵ２は、道路の路肩への幅寄せなどの操作の支援も同様に行う。運転支援ＥＣＵ２は、車１を走行させるための理想軌道を作成して、車１が当該理想軌道上を進行するように自動操舵を行う場合に、上記駐車支援処理と同様の支援処理を行う。

本発明に係る運転支援装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る運転支援装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

１ ：車
２ ：運転支援ＥＣＵ
２１ ：俯瞰画像作成部
２２ ：駐車枠検出部
２３ ：目標駐車位置設定部
２４ ：軌道作成部
２５ ：自車位置推定部
２６ ：誘導制御部
２７ ：画像制御部（報知制御手段）
２８ ：記憶部
３１ ：右サイドカメラ
３２ ：左サイドカメラ
３３ ：フロントカメラ
３４ ：リアカメラ
４ ：センサ
４１ ：操舵角センサ
４２ ：操舵角速度センサ
４３ ：車速センサ
５ ：操作装置
６ ：スピーカ（報知装置）
７ ：ディスプレイ（報知装置）
８ ：ＥＰＳ−ＥＣＵ
９ ：ＥＰＳモータ
Ｌ ：軌道
Ｌ１〜Ｌ５：区間
Ｐ１ ：開始位置
Ｐ２ ：目標駐車位置
Ｆ１ ：枠
Ｇ ：車速レベルゲージ
Ｇ１ ：許容車速範囲
Ｇ１１ ：上端
Ｇ１２ ：下端
Ｇ２ ：車速表示

Claims (1)

1. 車を走行させるための理想的な軌道を作成する軌道作成手段と、
   前記理想的な軌道に沿って前記車を移動させるように自動操舵を行う誘導制御手段と、
   前記車の現在の位置を推定する自車位置推定手段と、
   を備えており、
   前記理想的な軌道における各位置には、車速の上限または下限が設定されており、
   前記自車位置推定手段によって推定された位置に基づいて、前記車速の上限または下限を、報知装置に報知させる報知制御手段をさらに備えている、
   ことを特徴とする運転支援装置。

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