JP2020015402A - 自動駐車制御装置及び自動駐車システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両の進行を妨げる未知外乱が生じた場合であっても、不自然な挙動を招くことなく車両を自動で目標位置に駐車することができる車両制御装置及び自動駐車システムを提供する。【解決手段】自動駐車制御装置は、状態検出センサによって検出された運転状態に基づいて、推進力の指令値を演算し、指令値に従い推進力発生装置を制御して車両を目標位置に自動で移動させる車両走行制御を実行する。車両走行制御の最中に推進力が不足することにより車両が停止した場合、当該指令値に所定の付加指令値を上乗せし、停止中の車両が発進した場合、所定の抑制度合によって当該付加指令値を減少又は維持する付加指令値変動処理を行う。ここで、目標位置から遠い第一位置で付加指令値変動処理を行う場合、自動駐車制御装置は、目標位置から近い第二位置で前記付加指令値変動処理を行う場合と比較して、抑制度合をより小さく設定する。【選択図】図２

Description

本発明は、車両を自動で駐車するための自動駐車制御装置及び自動駐車システムに関する。

特許文献１には、目標位置に車両を誘導する駆動力制御に関する技術が開示されている。この技術では、車両が段差を通過する際に駆動力指令値を増大し、段差に接触した車輪の浮き上がりを判定した場合、付加駆動力分の指令値が小さくなるように、駆動力指令値の上昇を抑制する構成としている。これにより、段差を通過して間もない位置に車両を停止する必要があっても、急な速度変化が発生することを抑制することが可能になるとしている。

特開２０１３−０４９３８９号公報

ところで、観測できない未知外乱によって車両の進行が妨げられることがある。このような未知外乱は、段差等の過渡的な外乱の他、センサ誤差のような定常的な外乱も考えられる。定常的な外乱は、例えば、センサ等の定常的な誤差により路面勾配をより緩やかに誤認識することにより、車両の推進力が不足する場合が例示される。システムは、車両の進行が未知外乱によって妨げられた場合、過渡的な外乱によるものなのか定常的な外乱によるものなのかを区別できない。このため、例えば、路面勾配の誤認識による車両の停止に対して上記特許文献１の技術を適用した場合、推進力の増大が逸早く抑制されることにより、車両のずり下がり等の不自然な挙動を誘発するおそれがある。このように、上記特許文献１の技術は、未知外乱による推進力不足を推進力の増大によって補う場合の推進力増大後のふるまいについて、改善の余地が残されている。

本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたもので、車両の進行を妨げる未知外乱が生じた場合であっても、不自然な挙動を招くことなく車両を自動で目標位置に駐車することができる車両制御装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、第１の発明は、車両に搭載される自動駐車制御装置に適用される。車両は、車両の推進力を発生させる推進力発生装置と、車両の運転状態を検出する状態検出センサと、を備える。自動駐車制御装置は、状態検出センサによって検出された運転状態に基づいて、推進力の指令値を演算し、指令値に従い推進力発生装置を制御して車両を目標位置に自動で移動させる車両走行制御と、車両走行制御の最中に前記推進力が不足することにより車両が停止した場合、指令値に所定の付加指令値を上乗せし、停止中の車両が発進した場合、所定の抑制度合によって当該付加指令値を減少又は維持する付加指令値変動処理を行う。ここで、第一位置から目標位置までの残距離は、第二位置から目標位置までの残距離よりも大きい。そして、第一位置で付加指令値変動処理を行う場合、自動駐車制御装置は、第二位置で付加指令値変動処理を行う場合と比較して、抑制度合をより小さく設定するように構成されている。

第２の発明は、第１の発明において、更に以下の特徴を有する。
付加指令値変動処理では、停止中の車両が発進するまで付加指令値を増大し続けるように構成されている。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、更に以下の特徴を有する。
付加指令値変動処理では、停車中の車両が発進したときの付加指令値が大きいほど、抑制度合をより大きく設定するように構成されている。

第４の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において、更に以下の特徴を有する。
推進力発生装置は、車両に駆動力を発生させる駆動装置と、車両に制動力を発生させる制動装置と、を含んで構成される。付加指令値変動処理では、駆動力を増大又は制動力を減少させることにより付加指令値を増大し、駆動力を減少又は制動力を増大させることにより付加指令値を減少するように構成されている。

第５の発明は、第１乃至第４の何れか１つの発明において、更に以下の特徴を有する。
車両走行制御では、車両の目標加速度である加速度フィードフォワード項と、車両の状態量の目標値と実値との差分に基づいたフィードバック項とから指令値を演算するように構成される。そして、フィードバック項は、車両の目標速度と運転状態から求まる実速度との差分に基づき演算した速度フィードバック項と、車両の目標位置と運転状態から求まる実位置との差分に基づき演算した位置フィードバック項と、車両の目標加速度と運転状態から求まる実加速度との差分に基づき演算した加速度フィードバック項と、のうちの少なくとも何れか１つを含んで構成されている。

第６の発明は、車両に搭載される自動駐車制御装置に適用される。車両は、車両の推進力を発生させる推進力発生装置と、車両の運転状態を検出する状態検出センサと、を備える。自動駐車制御装置は、状態検出センサによって検出された運転状態に基づいて、推進力の指令値を演算し、指令値に従い推進力発生装置を制御して車両を目標位置に自動で移動させる車両走行制御と、車両走行制御の最中に車両の実速度の目標速度からの減少量が所定の第一閾値よりも大きくなった場合、指令値に所定の付加指令値を上乗せし、付加指令値の上乗せの最中に減少量が所定の第二閾値よりも小さくなった場合、所定の抑制度合によって付加指令値を減少又は維持する付加指令値変動処理を行う。ここで、第一位置から目標位置までの残距離は、第二位置から目標位置までの残距離よりも大きい。そして、第一位置で付加指令値変動処理を行う場合、自動駐車制御装置は、第二位置で付加指令値変動処理を行う場合と比較して、抑制度合をより小さく設定するように構成されている。

第７の発明は、車両に搭載される自動駐車システムに適用される。自動駐車システムは、車両の推進力を発生させる推進力発生装置と、車両の運転状態を検出する状態検出センサと、自動駐車制御装置と、を備える。自動駐車制御装置は、状態検出センサによって検出された運転状態に基づいて、推進力の指令値を演算し、指令値に従い推進力発生装置を制御して車両を目標位置に自動で移動させる車両走行制御と、車両走行制御の最中に推進力が不足することにより車両が停止した場合、指令値に所定の付加指令値を上乗せし、停止中の前記車両が発進した場合、所定の抑制度合によって付加指令値を減少又は維持する付加指令値変動処理を行う。ここで、第一位置から目標位置までの残距離は、第二位置から目標位置までの残距離よりも大きい。そして、第一位置で付加指令値変動処理を行う場合、自動駐車制御装置は、第二位置で付加指令値変動処理を行う場合と比較して、抑制度合をより小さく設定するように構成されている。

第１の発明によれば、自動駐車のための車両走行制御の最中に車両が停止した場合、推進力の指令値に付加指令値を上乗せする付加指令値変動処理が行われる。付加指令値変動処理では、停車中の車両が発進した場合、目標位置までの残距離に応じて付加指令値の抑制度合が設定される。例えば、目標位置から遠い第一位置での付加指令値変動処理では、目標位置に近い第二位置での付加指令値変動処理よりも、抑制度合が小さくなるように設定される。その結果、目標位置に近い第二位置での付加指令値変動処理では、停車中の車両が発進した直後に減速しやすくなるため、車両が目標位置を超過することを防ぐことができる。逆に、目標位置から遠い第一位置での付加指令値変動処理では、停車中の車両が発進した直後に減速しにくくなるため、センサによる認識よりも勾配の大きい路面であったとしても車両のずり下がり等の不自然な挙動を抑制することができる。

第２の発明によれば、付加指令値変動処理では、車両が発進するまで付加指令値を増大し続けるように構成される。これにより、車両が未知外乱によって停止した場合でも車両を再発進させることができる。

第３の発明によれば、付加指令値変動処理では、発進時の付加指令値が大きいほど抑制度合がより大きく設定される。発進時の付加指令値が大きいほど発進時の車両の飛び出しによる目標位置の超過のリスクが高い。第３の発明によれば、このような目標位置超過のリスクを有効に下げることが可能となる。

第４の発明によれば、推進力発生装置は、駆動装置と制動装置とを含んで構成される。これにより、付加指令値変動処理では、駆動力の増大又は制動力の減少によって推進力を増大し、また、駆動力の減少又は制動力の増大によって推進力を減少させることが可能となる。

第５の発明によれば、フィードバック項の演算には状態検出センサによって検出された運転状態を用いるため、指令値にはセンサ誤差による定常的な外乱要因が重畳する。本発明によれば、このような未知の外乱要因が車両に作用した場合でも、付加指令値変動処理によって車両の不自然な挙動を抑制することができる。

第６の発明によれば、自動駐車のための車両走行制御の最中に車両の実速度の目標速度からの減少量が所定の第一閾値よりも大きくなった場合、推進力の指令値に付加指令値を上乗せする付加指令値変動処理が行われる。付加指令値変動処理では、付加指令値の上乗せの最中に当該減少量が所定の第二閾値よりも小さくなった場合、目標位置までの残距離に応じて付加指令値の抑制度合が設定される。例えば、目標位置から遠い第一位置での付加指令値変動処理では、目標位置に近い第二位置での付加指令値変動処理よりも、抑制度合が小さくなるように設定される。その結果、目標位置に近い第二位置での付加指令値変動処理では、停車中の車両が発進した直後に減速しやすくなるため、車両が目標位置を超過することを防ぐことができる。逆に、目標位置から遠い第一位置での付加指令値変動処理では、停車中の車両が発進した直後に減速しにくくなるため、センサによる認識よりも勾配の大きい路面であったとしても車両のずり下がり等の不自然な挙動を抑制することができる。

第７の発明によれば、自動駐車システムは、車両の推進力を発生させる推進力発生装置と、車両の運転状態を検出する状態検出センサと、自動駐車制御装置と、を備える。自動駐車制御装置は、自動駐車のための車両走行制御の最中に車両が停止した場合、推進力の指令値に付加指令値を上乗せする付加指令値変動処理を行う。付加指令値変動処理では、停車中の車両が発進した場合、目標位置までの残距離に応じて付加指令値の抑制度合が設定される。例えば、目標位置から遠い第一位置での付加指令値変動処理では、目標位置に近い第二位置での付加指令値変動処理よりも、抑制度合が小さくなるように設定される。その結果、目標位置に近い第二位置での付加指令値変動処理では、停車中の車両が発進した直後に減速しやすくなるため、車両が目標位置を超過することを防ぐことができる。逆に、目標位置から遠い第一位置での付加指令値変動処理では、停車中の車両が発進した直後に減速しにくくなるため、センサによる認識よりも勾配の大きい路面であったとしても車両のずり下がり等の不自然な挙動を抑制することができる。

実施の形態１に係る自動駐車システムの構成例を示すブロック図である。 自動駐車制御部の制御ブロック図である。 実施の形態１に係る車両走行制御の基本動作を説明するための概念図である。 車両走行制御の課題の一例を説明するための図である。 車両走行制御の課題の他の例を説明するための図である。 実施の形態１の自動駐車システムにおいて実行される付加推進力変動処理を説明するための図である。 実施の形態１の自動駐車システムにおいて実行される付加推進力変動処理を説明するための図である。 実施の形態１の自動駐車システムの自動駐車制御装置において実行される処理を示すフローチャートである。 実施の形態１の自動駐車システムの自動駐車制御装置において実行される車両走行制御の処理を示すフローチャートである。 付加推進力の抑制度合の一例を示す図である。 付加推進力の抑制度合の他の例を示す図である。 推進力と車速の時間変化を示す図である。 実施の形態２の自動駐車システムの自動駐車制御装置において実行される車両走行制御の処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。

実施の形態１．
１−１．自動駐車システムの構成
図１は、本実施の形態に係る自動駐車システム１０の構成例を示すブロック図である。自動駐車システム１０は、車両に搭載されており、車両を自動で駐車する自動駐車機能を提供する。以下の説明では、自動駐車において車両を誘導すべき目標駐車位置を「目標位置」と表記する。自動駐車システム１０は、車両を自動で目標位置に移動させるための「車両走行制御」を行う。

車両走行制御は、駆動力制御と制動力制御を含む車速制御、操舵制御、及びシフト制御を含む。以下に説明されるように、本実施の形態では、特に「車速制御」に着目する。操舵制御及びシフト制御については特に限定されない。

自動駐車システム１０は、自動駐車制御装置１００、推進力発生装置２０、センサ群３０、及びＨＭＩ（Human Machine Interface）ユニット４０を備えている。

推進力発生装置２０は、駆動装置２２と制動装置２４とを含んでいる。駆動装置２２は、車両の駆動力を発生させる。駆動装置２２は、例えばエンジン、電動機等の動力源であり、発生した駆動力が変速機を介して車輪に伝わる。

制動装置２４は、制動力を発生させる。この制動装置２４は、マスターシリンダ、ブレーキアクチュエータ、及び各車輪に設けられたホイールシリンダを含んでいる。ブレーキアクチュエータは、マスターシリンダから出力されるブレーキフルードをホイールシリンダに供給し、制動力を発生させる。推進力発生装置２０は、駆動装置２２が発生させる駆動力と制動装置２４が発生させる制動力の差分を、車両の推進力として出力する。

センサ群３０は、自動駐車処理に必要な情報を検出するための各種センサを含んでいる。センサ群３０は、特に車両の周辺の状況を認識するための外界センサを含んでいる。例えば、外界センサは、車両の周囲を撮像するカメラを含んでいる。カメラによって撮像された撮像情報に基づいて、目標位置を認識し、また、車両の現在位置から目標位置までの残距離Ｘを算出することができる。また、外界センサは、車両の周囲の障害物を検出する超音波ソナーを含んでいてもよい。超音波ソナーを用いることによって、目標位置までの残距離Ｘを算出することができる。

また、センサ群３０は車両の運転状態を検出する状態検出センサを含んでいる。例えば、状態検出センサは、車輪の回転を検出する車輪速センサを含んでいる。車輪速センサの検出結果に基づいて、車両の移動距離や車速を算出することができる。また、状態検出センサは、車両の加速度を検出する加速度センサを含んでいる。加速度センサの検出結果に基づいて、路面の勾配を算出することができる。センサ群３０は、演出した情報を自動駐車制御装置１００に送る。

ＨＭＩユニット４０は、車両のドライバに情報を提供し、また、ドライバから情報を受け付けるためのインターフェースである。例えば、ＨＭＩユニット４０は、入力装置、表示装置、及びスピーカを備えている。入力装置としては、タッチパネル、キーボード、スイッチ、ボタンが例示される。特に、入力装置は、自動駐車機能をＯＮ／ＯＦＦするための「自動駐車スイッチ」を含んでいる。ドライバは、入力装置を用いて、情報をＨＭＩユニット４０に入力することができる。ＨＭＩユニット４０は、ドライバから入力された情報を自動駐車制御装置１００に送る。

自動駐車制御装置１００は、自動駐車を制御する装置である。自動駐車制御装置１００は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）によって実現される。ＥＣＵは、入出力インターフェース、メモリ、及びプロセッサを備えるマイクロコンピュータである。自動駐車制御装置１００は、センサ群３０及びＨＭＩユニット４０から情報を受け取り、受け取った情報に基づいて自動駐車を制御する。特に、自動駐車制御装置１００は、目標位置を設定する「目標位置設定処理」と、推進力を制御して車両を自動で目標位置に移動させる「車両走行制御」とを行う。

図１に示すように、自動駐車制御装置１００は、機能ブロックとして、自動駐車制御部１１０、駆動制御部１２０、及び制動制御部１３０を備えている。駆動制御部１２０は、駆動装置２２の動作を制御して、駆動力を制御する。例えば、駆動制御部１２０は、駆動力を増大させることにより推進力を増大させ、駆動力を減少させることにより推進力を減少させる。制動制御部１３０は、制動装置２４の動作を制御して、制動力を制御する。例えば、制動制御部１３０は、制動力を増大させることにより推進力を減少させ、制動力を減少させることにより推進力を増大させる。自動駐車制御部１１０は、目標位置設定処理を行う。また、自動駐車制御部１１０は、駆動制御部１２０及び制動制御部１３０とともに、車両走行制御を行う。

自動駐車制御装置１００の機能は、ＥＣＵのプロセッサがメモリに格納された制御プログラムを実行することによって実現される。制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納されていてもよい。自動駐車制御部１１０、駆動制御部１２０、及び制動制御部１３０は、それぞれ別々のＥＣＵにて実現されていてもよい。

１−２．自動運転制御部の概略構成
図２は、自動駐車制御部１１０の制御ブロック図である。自動駐車制御部１１０はプランナ１１２を備えている。プランナ１１２は、現在位置から目標位置までの走行ルートに沿って車両を走行させる場合の目標加速度、目標速度、及び目標位置を、現在から将来の所定期間に渡って演算する。

自動駐車制御部１１０は、プランナ１１２で演算された目標加速度を加速度フィードフォワード項として用いる。以下、この加速度フィードフォワード項を「加速度ＦＦ項」と表記する。自動駐車制御部１１０は、加速度ＦＦ項に位置・速度フィードバック項を加算する。位置・速度フィードバック項は、目標速度及び目標位置に車両の実速度及び実位置を一致させるためのフィードバック項である。以下、この位置・速度フィードバック項を「位置・速度ＦＢ項」と表記する。位置・速度ＦＢ項の演算は、自動駐車制御部１１０の位置・速度ＦＢ項演算部１１４で行われる。位置・速度ＦＢ項演算部１１４は、計画位置及び計画速度とセンサ群３０の検出値から取得した実位置及び実速度との差分をそれぞれ算出し、差分に対する比例制御等によって位置・速度ＦＢ項を演算する。

自動駐車制御部１１０は、加速度ＦＦ項に位置・速度ＦＢ項を加算して得られる目標加速度に、車両の実加速度を一致させるための加速度フィードバック項を加算する。以下の説明では、加速度フィードバック項を「加速度ＦＢ項」と表記する。加速度ＦＢ項は、自動駐車制御部１１０の加速度ＦＢ項演算部１１６で演算される。加速度ＦＢ項演算部１１６は、目標加速度とセンサ群３０の検出値から取得した実加速度との差分を算出し、差分に対する比例積分制御等によって加速度ＦＢ項を演算する。

なお、加速度ＦＢ項の比例項は、路面凹凸等の過渡的に発生する過渡外乱を吸収する。また、加速度ＦＢ項の積分項は、積載量誤差やセンサ誤差等の定常的に発生する定常外乱を吸収する。加速度ＦＢ項演算部１１６は、通常の走行領域において過渡外乱に対する応答性、及び定常外乱に対する収束性が設計指標を満たすように各ゲインを設定している。

自動駐車制御部１１０は、目標加速度に外乱の影響を補正するための外乱フィードフォワード項を加算する。以下の説明では、外乱フィードフォワード項を「外乱ＦＦ項」と表記する。外乱ＦＦ項は、自動駐車制御部１１０の外乱ＦＦ項演算部１１８で演算される。外乱ＦＦ項演算部１１８は、車両に作用する外乱のうち観測可能な可観測外乱を補正するための可観測外乱ＦＦ項を演算する。可観測外乱は、例えば、路面勾配、空気抵抗、コーナリングドラッグ等が例示される。また、外乱ＦＦ項演算部１１８は、車両に作用する外乱のうち観測不可能な未知外乱を補正するための未知外乱ＦＦ項を演算する。未知外乱は、例えば、段差、積載量、センサ誤差等が例示される。なお、未知外乱ＦＦ項の演算については、詳細を後述する。外乱ＦＦ項演算部１１８は、可観測外乱ＦＦ項と未知外乱ＦＦ項とを合算した値を外乱ＦＦ項として出力する。

自動駐車制御部１１０は、目標加速度に外乱ＦＦ項を加算して得られる目標加速度を、車両の推進力を制御するための指令値として、駆動制御部１２０及び制動制御部１３０へと出力する。

１−３．車両走行制御の基本動作
図３を参照して、本実施の形態に係る自動駐車システム１０において実行される車両走行制御の基本動作について説明する。図３は、本実施の形態に係る車両走行制御の基本動作を説明するための概念図である。この図に示す例では、車両走行制御の最中に、段差によって車両が停止した場合の基本動作を示している。このような段差は、観測不可能な未知外乱のうちの、過渡的に生じる過渡外乱に相当する。図３における１段目の図は、車両が基本推進力を発揮して走行している様子を示している。ここでの基本推進力は、未知外乱ＦＦ項がゼロである場合に演算される車両の推進力を表している。

図３における２段目の図は、車両走行制御の最中に車両が段差により停止した場合を示している。このように、自動駐車制御部１１０において想定している以上の外乱が発生すると、フィードバック系が正常に機能しないことがある。この場合、推進力の過不足によって車両挙動が不安定になるおそれがある。

そこで、本実施の形態に係る車両走行制御では、車両走行制御の最中に推進力が不足して車両が停止した場合、推進力を上乗せする。この推進力の上乗せは、外乱ＦＦ項演算部１１８の未知外乱ＦＦ項によって行う。具体的には、外乱ＦＦ項演算部１１８は、未知外乱ＦＦ項を増大させることにより、指令値としての目標加速度を増大させる。つまり、未知外乱ＦＦ項は、指令値に上乗せする「付加指令値」として機能する。目標加速度が増大すると、車両から発生する推進力が増大する。以下の説明では、未知外乱ＦＦ項の変動による推進力の増大分を「付加推進力」と表記する。また、付加指令値としての未知外乱ＦＦ項を変動させて付加推進力を変動させる処理を「付加推進力変動処理」と表記する。外乱ＦＦ項演算部１１８は、停止中の車両が再び発進するまで未知外乱ＦＦ項を増大し続ける。なお、本実施の形態の「未知外乱ＦＦ項」は、本発明の「付加指令値」に相当し、「付加推進力変動処理」は、本発明の「付加指令値変動処理」に相当している。

図３における３段目の図は、再発進した車両が目標位置に停車するまでの様子を示している。段差による過渡外乱要因は、車両が発進することにより解消される。そこで、本実施の形態に係る車両走行制御では、停車中の車両が再発進した場合、付加推進力を減少させる。図３における４段目に示すチャートは、車両が発進してから目標位置に移動するまでの過程で、付加推進力を徐々に減少させている様子を示している。

このような車両走行制御によれば、車両走行制御の最中の過渡外乱によって推進力が不足した場合であっても、付加推進力の上乗せによって安定した挙動で車両を発進させることができる。また、車両が発進した後は、付加推進力が減少されるので、目標位置を超過するリスクを減らすことができる。

１−４．車両走行制御の特徴
上述した車両走行制御では、車両が段差等の過渡外乱に遭遇した場合、付加推進力変動処理によって付加推進力が上乗せされる。しかしながら、本願発明者は、上述の車両走行制御に関して、次のような課題を認識した。それは、観測不可能な未知外乱には、上述の段差等の過渡外乱の他に、積載量誤差やセンサ誤差から生じる定常外乱が存在する。停車中の車両に作用する未知外乱が過渡外乱であれば、車両の発進後に付加推進力を速やかに抑制することが好ましいかもしれない。一方、車両に作用する未知外乱が定常外乱であれば、車両の発進後も付加推進力を抑制しないほうがよい場合もある。自動駐車制御装置１００は、車両に作用している未知外乱が過渡外乱であるか定常外乱であるかを区別できない。このため、上述した車両走行制御では、付加推進力の抑制度合を適切に制御することができないおそれがある。この課題について、図を参照して更に詳しく説明する。

図４は、車両走行制御の課題の一例を説明するための図である。この図に示す例では、車両走行制御の最中に過渡外乱が発生し、付加推進力変動処理を行う場合を示している。この図に示すように、残距離Ｘが小さい場合の付加推進力変動処理では、停車中の車両が再発進した場合の付加推進力の減少が不十分となり、車両が目標位置を超過してしまうおそれがある。

図５は、車両走行制御の課題の他の例を説明するための図である。この図に示す例では、車両走行制御の最中にセンサ誤差による定常外乱が発生し、付加推進力変動処理を行う場合を示している。この図に示すように、加速度センサの検出結果から算出される路面の勾配が実際の勾配よりも緩やかであると検出された場合、推進力不足によって車両が停止してしまうことがある。上述したように、自動駐車制御装置１００は、車両に作用している未知外乱が過渡外乱であるか定常外乱であるかを区別できない。このため、このような定常外乱の発生時に過渡外乱時の付加推進力変動処理と同様の処理を行うと、停車中の車両が再発進した場合の付加推進力の減少によって推進力が再び不足し、車両のずり下がり等の不自然な挙動が発生するおそれがある。

本実施の形態の自動駐車システム１０において実行される車両走行制御は、残距離Ｘに応じて付加推進力変動処理における付加推進力の抑制度合を変える動作に特徴を有している。より具体的には、自動駐車システム１０は、残距離ＸがＸ１よりも小さいＸ２である場合、残距離ＸがＸ１である場合よりも付加推進力変動処理における付加推進力の抑制度合を大きくする。

図６及び図７は、本実施の形態の自動駐車システム１０において実行される付加推進力変動処理を説明するための図である。図６に示す例では、残距離ＸがＸ１となる第一位置Ｐ１において付加推進力変動処理を開始したときの推進力の変化の様子を示している。また、図７に示す例では、残距離ＸがＸ２となる第二位置Ｐ２において付加推進力変動処理を開始したとき推進力の変化の様子を示している。

図６に示すように、残距離ＸがＸ１である場合、残距離ＸがＸ２である場合よりも付加推進力変動処理での付加推進力の抑制度合が小さくされる。その結果、第一位置Ｐ１での車両の発進を妨げる要因が定常外乱であった場合、付加推進力が車両の発進後に緩やかに減少又は維持される。これにより、ずり下がり等の車両の不自然な挙動の発生を抑制することができる。なお、残距離Ｘが大きいほど目標位置を超過する可能性は低くなる。このため、第一位置Ｐ１での車両の発進を妨げる要因が過渡外乱であったとしても、目標位置を超過する可能性を低く抑えることができる。

また、図７に示すように、残距離ＸがＸ２である場合、残距離がＸ１である場合よりも、付加推進力変動処理での付加推進力の抑制度合が大きくされる。その結果、第二位置Ｐ２での車両の発進を妨げる要因が過渡外乱であった場合、付加推進力が車両の発進後に速やかに減少される。これにより、目標位置を超過することを抑制することができる。なお、残距離Ｘが小さいほどずり下がりの可能性は低くなる。このため、第二位置Ｐ２での車両の発進を妨げる要因が定常外乱であったとしても、ずり下がり等の車両の不自然な挙動が発生する可能性を低く抑えることができる。

このように、本実施の形態の自動駐車システム１０によれば、車両走行制御の最中の推進力変動処理において、付加推進力の抑制度合が残距離Ｘに応じて設定される。これにより、車両走行制御の最中の外乱による目標位置の超過及び車両の不自然な挙動が抑制される。

１−５．具体的処理
次に、フローチャートを参照して、上述した構成を備える実施の形態１の自動駐車システム１０の自動駐車制御装置１００において実行される具体的処理について説明する。図８は、本実施の形態の自動駐車システム１０の自動駐車制御装置１００において実行される処理を示すフローチャートである。

まず、自動駐車制御部１１０は、自動駐車機能がＯＮとされることを検出する（ステップＳ２）。自動駐車機能をＯＮ／ＯＦＦするための自動駐車スイッチは、ＨＭＩユニット４０に含まれている。ドライバは、その自動駐車スイッチを操作して自動駐車機能をＯＮすることができる。自動駐車機能ＯＮを検出すると、自動駐車制御部１１０は、自動駐車処理を開始する。そして、処理は次のステップＳ４へと移行する。

次に、自動駐車制御部１１０は、目標位置を設定する「目標位置設定処理」を行う（ステップＳ４）。この目標位置設定処理は、センサ群３０から受け取る検出情報に基づいて行われる。例えば、センサ群３０は、車両の周囲を撮像するカメラを含んでいる。カメラによって撮像された撮像情報を画像解析することによって、白線等で囲まれた駐車スペースを認識することができる。自動駐車制御部１１０は、認識された駐車スペースや車両の大きさ等を考慮して、目標位置を自動的に設定する。自動駐車制御部１１０は、認識した駐車スペースや設定した目標位置を、ＨＭＩユニット４０の表示装置に表示してもよい。ドライバは、表示装置に表示された駐車スペース及び目標位置を認識することができる。

あるいは、駐車スペース及び目標位置は、ドライバによって指定されてもよい。例えば、自動駐車制御部１１０は、カメラによって撮像された撮像情報を、ＨＭＩユニット４０の表示装置に表示する。ドライバは、ＨＭＩユニット４０の入力装置を用いて、表示画像の中から駐車スペース及び目標位置を指定する。

目標位置の設定が完了すると、処理は次のステップへと移行する。次のステップでは、自動駐車制御部１１０、駆動制御部１２０及び制動制御部１３０は、駆動力及び制動力からなる推進力を制御して車両を自動で目標位置に移動させる「車両走行制御」を行う（ステップＳ６）。

図９は、本実施の形態の自動駐車システム１０の自動駐車制御装置１００において実行される車両走行制御の処理を示すフローチャートである。自動駐車制御部１１０は、上記ステップＳ６の処理において、図９に示すサブルーチンを実行する。

図９に示すサブルーチンにおいて、自動駐車制御部１１０は、車両走行制御を実行する（ステップＳ２０）。ここでは、自動駐車制御部１１０は、加速度ＦＦ項に位置・速度ＦＢ項、加速度ＦＢ項及び外乱ＦＦ項を加算して得られる目標加速度を、車両の推進力を制御するための指令値として、駆動制御部１２０及び制動制御部１３０へと出力する。駆動制御部１２０及び制動制御部１３０は、入力された指令値に基づいて駆動装置２２及び制動装置２４の操作量を演算し、推進力発生装置２０へと出力する。そして、処理は次のステップへと移行する。

次に、自動駐車制御部１１０は、車両が停止したか否かを判定する（ステップＳ２２）。その結果、車両が停止していない場合、本ルーチンの処理は終了する。一方、車両が停止した場合、外乱要因によって車両の推進力が不足していると判断し、次のステップの処理に移行する。

次のステップでは、自動駐車制御部１１０は、付加推進力変動処理を行い車両の推進力を増大させる（ステップＳ２４）。具体的には、自動駐車制御部１１０は、外乱ＦＦ項演算部１１８の未知外乱ＦＦ項を所定量増大させることにより、目標加速度を増大させる。

次のステップでは、自動駐車制御部１１０は、停止中の車両が発進したか否かを判定する（ステップＳ２６）。その結果、車両が未だ発進していないときには、再びステップＳ２４の処理に戻る。一方、車両が発進したときには、次のステップの処理に移行する。

次のステップでは、自動駐車制御部１１０は、未知外乱による推進力増大分に相当する付加推進力の大きさを推定する（ステップＳ２８）。ここでは、先ず、自動駐車制御部１１０は、車両の発進時において駆動制御部１２０及び制動制御部１３０へと出力した指令値に基づいて、駆動力及び制動力を算出する。そして、自動駐車制御部１１０は、駆動力から制動力と慣性力を減算することにより、車両に作用する外乱分の出力を算出する。次に、自動駐車制御部１１０は、外乱ＦＦ項演算部１１８から出力される可観測外乱ＦＦ項に車両の車重を乗算することによって、可観測外乱分の出力を算出する。そして、自動駐車制御部１１０は、外乱分の出力から可観測外乱分の出力を減算することによって、未観測外乱分の出力に相当する付加推進力を算出する。

次のステップでは、自動駐車制御部１１０は、センサ群３０から得られる情報に基づいて残距離Ｘを算出する（ステップＳ３０）。次のステップでは、自動駐車制御部１１０は、残距離Ｘに応じて付加推進力を減少させる（ステップＳ３２）。図１０は、付加推進力の抑制度合の一例を示す図である。この図に示すように、自動駐車制御部１１０は、残距離Ｘが大きいほど付加推進力の抑制度合が小さくなるように設定する。そして、自動駐車制御部１１０は、ステップＳ２８の処理によって算出された付加推進力を、設定された抑制度合で減少させる。ステップＳ３２の処理が完了すると、本サブルーチンは終了される。

上記ステップＳ６において車両走行制御が行われると、次に、自動駐車制御部１１０は、車両が目標位置に達したか否かを判定する（ステップＳ８）。その結果、車両が未だ目標位置に達していない場合、処理は再びステップＳ６に戻る。一方、車両が目標位置に到達した場合、処理は次のステップＳ１０に移行する。

次に、自動駐車制御部１１０は、自動駐車処理を終了させるか否かを判定する（ステップＳ１０）。例えば、切り返しあるいはやり直しが必要な場合、処理はステップＳ４に戻る。それ以外の場合、自動駐車制御部１１０は、自動駐車処理を終了する。

以上に説明されたように、本実施の形態によれば、車両走行制御の最中に車両が未知外乱によって停止した場合、推進力に付加推進力が上乗せされる。これにより、未知外乱による停車中の車両を効率よく発進させることができる。また、本実施の形態によれば、発進後の付加推進力の抑制度合が残距離Ｘに応じて設定される。これにより、残距離Ｘが小さい場合の付加推進力は速やかに減少されるので、未知外乱要因が過渡外乱であった場合の目標位置の超過が抑制される。また、残距離Ｘが大きい場合の付加推進力は緩やかに減少されるので、未知外乱要因が定常外乱であった場合の車両の不自然な挙動が抑制される。結果として、自動駐車システム１０に対する信頼が増す。

１−６．本実施の形態に係る自動駐車システム１０の変形例
本実施の形態に係る自動駐車システム１０は、以下のように変形した構成を適用することができる。なお、以下の変形例は、後述する実施の形態２に係る自動駐車システムにも適用することができる。

上記ステップＳ３２において設定する抑制度合は、付加推進力を減少させる態様に限らず付加推進力を維持する態様も含む。つまり、上記ステップＳ３２では、例えば自動駐車制御部１１０は、残距離Ｘが大きい場合、付加推進力を維持するように制御してもよい。また、抑制度合は、図１０に示す態様に限られない。すなわち、抑制度合は、時間の経過とともに付加推進力が減少又は維持するように設定されるのであれば、その変化度合に限定はない。

例えば、付加推進力の抑制度合は、付加推進力の大きさに応じて設定する態様でもよい。図１１は、付加推進力の抑制度合の他の例を示す図である。この図に示す例では、付加推進力が大きいほど抑制度合を大きな値に設定している。付加推進力が大きいほど、未知外乱要因が段差等の過渡外乱である可能性が高い。また、付加推進力が大きいほど、目標位置超過のリスクが高くなる。図１１に示す例では、外乱要因がより大きな過渡外乱である可能性が高いほど抑制度合を大きな値に設定することができるので、目標位置超過が有効に回避される。

自動駐車制御部１１０から出力される指令値は、目標加速度に限られない。すなわち、指令値は、車両の推進力を制御するための値であればよい。例えば、指令値は、目標加速度に車両の車重を乗算して得られる推進力であってもよい。この場合、外乱ＦＦ項を加算した後の目標加速度を推進力に変換する構成でもよいし、また、外乱ＦＦ項を加算する前の目標加速度を推進力に変換し、推進力に変換した外乱ＦＦ項を加算する構成でもよい。

付加推進力の推定手法は、上述の方法に限られない。すなわち、上記ステップＳ２８の処理では、例えば、自動駐車制御部１１０は、外乱ＦＦ項演算部１１８から出力される外乱ＦＦ項から可観測外乱ＦＦ項を減算することにより、未知外乱ＦＦ項の大きさを算出する。そして、自動駐車制御部１１０は、未知外乱ＦＦ項に車両の車重を乗算することによって、未知外乱による推進力の増大分である付加推進力を算出してもよい。

実施の形態２．
２−１．実施の形態２の特徴
上述の実施の形態１では、車両走行制御の最中に、未知外乱が発生し車両が停止した場合、付加推進力変動処理が実行される。実施の形態２では、車両走行制御の最中に未知外乱が発生し車両が減速した場合、付加推進力変動処理が実行される。実施の形態２の自動駐車システムの構成は、実施の形態１の自動駐車システム１０の構成と同様である。また、車両走行制御の基本的な考え方は、実施の形態１と同じである。実施の形態１と重複する説明は、適宜省略される。

図１２は、推進力と車速の時間変化を示す図である。この図に示す例では、車両の車速の目標車速からの減少量が所定の第一閾値よりも大きくなった場合、付加推進力変動処理によって付加推進力を増大させる。ここでの第一閾値は、未知外乱による車速の減少によってフィードバック系が正常に機能しない状態になったことを判定するための閾値である。そして、当該車速の減少量が所定の第二閾値よりも小さくなった場合、付加推進力変動処理によって付加推進力を減少させる。ここでの第二閾値は、車速の復帰によってフィードバック系が正常に機能する状態になったことを判定するための閾値である。付加推進力変動処理において、残距離に応じて付加推進力を減少させる動作は、実施の形態１と同様である。

このように、本実施の形態の自動駐車システム１０は、車両が走行中であっても、未知外乱によってフィードバック系が正常に機能しない状態になったことを判断し、付加推進力を変動させることができる。これにより、車両走行制御における目標位置の超過および車両の不自然な挙動を抑制することができる。

２−２．具体的処理
次に、フローチャートを参照して、上述した構成を備える実施の形態２の自動駐車システム１０の自動駐車制御装置１００において実行される具体的処理について説明する。自動駐車制御装置１００によるフローチャートは、上述の図８で示されたものと同様である。但し、本実施の形態では、図８で示されたフローチャートのステップＳ６において、上述の図９に示されたサブルーチンとは異なるサブルーチンが実行される。

図１３は、実施の形態２の自動駐車システム１０の自動駐車制御装置１００において実行される車両走行制御の処理を示すフローチャートである。自動駐車制御部１１０は、上記ステップＳ６の処理において、図１３に示すサブルーチンを実行する。

図１３に示すルーチンのステップＳ２０では、自動駐車制御部１１０は、図９に示すステップＳ２０と同様の処理を実行する。そして、処理は次のステップへと移行する。

次に、自動駐車制御部１１０は、未知外乱要因によって車速が減少したか否かを判定する（ステップＳ４０）。ここでは、具体的には、自動駐車制御部１１０は、車両の車速の目標車速からの減少量が所定の第一閾値よりも大きいか否かを判定する。その結果、車速の減少量が第一閾値以下の場合、本ルーチンの処理は終了する。一方、車速の減少量が第一閾値よりも大きい場合、未知外乱要因によって車両の推進力が不足していると判断し、次のステップの処理に移行する。

次のステップＳ２４では、自動駐車制御部１１０は、図９に示すステップＳ２４と同様の処理を実行する。

次のステップでは、自動駐車制御部１１０は、車速が復帰したか否かを判定する。ここでは、具体的には、自動駐車制御部１１０は、車速の減少量が所定の第二閾値よりも小さくなったか否かを判定する（ステップＳ４２）。その結果、車速の減少量が未だ第二閾値以上のときには、再びステップＳ２４の処理に戻る。一方、車速の減少量が第二閾値よりも小さくなったときには、次のステップの処理に移行する。

次のステップＳ２８、Ｓ３０及びＳ３２では、自動駐車制御部１１０は、図９に示すステップＳ２８、Ｓ３０及びＳ３２と同様の処理を実行する。ステップＳ３２の処理が完了すると、本サブルーチンは終了される。

以上に説明されたように、本実施の形態によれば、車両走行制御の最中に車両が未知外乱によって減速した場合、推進力に付加推進力が上乗せされる。これにより、未知外乱による減速中の車両を効率よく加速させることができる。また、本実施の形態によれば、発進後の付加推進力の抑制度合が残距離Ｘに応じて設定される。これにより、残距離Ｘが小さい場合の付加推進力は速やかに減少されるので、未知外乱要因が過渡外乱であった場合の目標位置の超過が抑制される。また、残距離Ｘが大きい場合の付加推進力は緩やかに減少されるので、未知外乱要因が定常外乱であった場合の車両の不自然な挙動が抑制される。結果として、自動駐車システム１０に対する信頼が増す。

１０ 自動駐車システム
２０ 推進力発生装置
２２ 駆動装置
２４ 制動装置
３０ センサ群
４０ ＨＭＩユニット
１００ 自動駐車制御装置
１１０ 自動駐車制御部
１１２ プランナ
１１４ 位置・速度ＦＢ項演算部
１１６ 加速度ＦＢ項演算部
１１８ 外乱ＦＦ項演算部
１２０ 駆動制御部
１３０ 制動制御部

Claims (7)

1. 車両に搭載される自動駐車制御装置であって、
   前記車両は、
   前記車両の推進力を発生させる推進力発生装置と、
   前記車両の運転状態を検出する状態検出センサと、を備え、
   前記自動駐車制御装置は、
   前記状態検出センサによって検出された前記運転状態に基づいて、前記推進力の指令値を演算し、前記指令値に従い前記推進力発生装置を制御して前記車両を目標位置に自動で移動させる車両走行制御と、
   前記車両走行制御の最中に前記推進力が不足することにより前記車両が停止した場合、前記指令値に所定の付加指令値を上乗せし、停止中の前記車両が発進した場合、所定の抑制度合によって前記付加指令値を減少又は維持する付加指令値変動処理を行い、
   第一位置から前記目標位置までの残距離は、第二位置から前記目標位置までの残距離よりも大きく、
   前記第一位置で前記付加指令値変動処理を行う場合、前記自動駐車制御装置は、前記第二位置で前記付加指令値変動処理を行う場合と比較して、前記抑制度合をより小さく設定するように構成されていることを特徴とする自動駐車制御装置。
2. 前記付加指令値変動処理では、停止中の前記車両が発進するまで前記付加指令値を増大し続けるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の自動駐車制御装置。
3. 前記付加指令値変動処理では、停車中の前記車両が発進したときの前記付加指令値が大きいほど、前記抑制度合をより大きく設定するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動駐車制御装置。
4. 前記推進力発生装置は、
   前記車両に駆動力を発生させる駆動装置と、
   前記車両に制動力を発生させる制動装置と、を含んで構成され、
   前記付加指令値変動処理では、前記駆動力を増大又は前記制動力を減少させることにより前記付加指令値を増大し、前記駆動力を減少又は前記制動力を増大させることにより前記付加指令値を減少するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の自動駐車制御装置。
5. 前記車両走行制御では、前記車両の目標加速度である加速度フィードフォワード項と、前記車両の状態量の目標値と実値との差分に基づいたフィードバック項とから前記指令値を演算するように構成され、
   前記フィードバック項は、
   前記車両の目標速度と前記運転状態から求まる実速度との差分に基づき演算した速度フィードバック項と、
   前記車両の目標位置と前記運転状態から求まる実位置との差分に基づき演算した位置フィードバック項と、
   前記車両の目標加速度と前記運転状態から求まる実加速度との差分に基づき演算した加速度フィードバック項と、のうちの少なくとも何れか１つを含んで構成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の自動駐車制御装置。
6. 車両に搭載される自動駐車制御装置であって、
   前記車両は、
   前記車両の推進力を発生させる推進力発生装置と、
   前記車両の運転状態を検出する状態検出センサと、を備え、
   前記自動駐車制御装置は、
   前記状態検出センサによって検出された前記運転状態に基づいて、前記推進力の指令値を演算し、前記指令値に従い前記推進力発生装置を制御して前記車両を目標位置に自動で移動させる車両走行制御と、
   前記車両走行制御の最中に前記車両の実速度の目標速度からの減少量が所定の第一閾値よりも大きくなった場合、前記指令値に所定の付加指令値を上乗せし、前記付加指令値の上乗せの最中に前記減少量が所定の第二閾値よりも小さくなった場合、所定の抑制度合によって前記付加指令値を減少又は維持する付加指令値変動処理を行い、
   第一位置から前記目標位置までの残距離は、第二位置から前記目標位置までの残距離よりも大きく、
   前記第一位置で前記付加指令値変動処理を行う場合、前記自動駐車制御装置は、前記第二位置で前記付加指令値変動処理を行う場合と比較して、前記抑制度合をより小さく設定するように構成されていることを特徴とする自動駐車制御装置。
7. 車両に搭載される自動駐車システムであって、
   前記車両の推進力を発生させる推進力発生装置と、
   前記車両の運転状態を検出する状態検出センサと、
   自動駐車制御装置と、を備え、
   前記自動駐車制御装置は、
   前記状態検出センサによって検出された前記運転状態に基づいて、前記推進力の指令値を演算し、前記指令値に従い前記推進力発生装置を制御して前記車両を目標位置に自動で移動させる車両走行制御と、
   前記車両走行制御の最中に前記推進力が不足することにより前記車両が停止した場合、前記指令値に所定の付加指令値を上乗せし、停止中の前記車両が発進した場合、所定の抑制度合によって前記付加指令値を減少又は維持する付加指令値変動処理を行い、
   第一位置から前記目標位置までの残距離は、第二位置から前記目標位置までの残距離よりも大きく、
   前記第一位置で前記付加指令値変動処理を行う場合、前記自動駐車制御装置は、前記第二位置で前記付加指令値変動処理を行う場合と比較して、前記抑制度合をより小さく設定するように構成されていることを特徴とする自動駐車システム。

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