JP4092044B2 - 車両の自動操舵装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドライバーのステアリング操作によらずに車両を自動的に駐車するための車両の自動操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる車両の自動操舵装置は、特開平１０−２９７５０６号公報、特願平１０−１３３１０５号により既に提案されている。これらの車両の自動操舵装置は、従来周知の電動パワーステアリング装置のステアリングアクチュエータを利用し、予め記憶した車両の移動距離と転舵角との関係に基づいて前記ステアリングアクチュエータを制御することにより、バック駐車や縦列駐車を自動で行うようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特開平１０−２９７５０６号公報に記載されたものは、車両が自動操舵制御のスタート位置に停止したときに転舵角が規範転舵角に一致していない場合、ステアリングアクチュエータを駆動して転舵角を規範転舵角に一致させてから自動操舵制御を開始するようになっている。また上記特願平１０−１３３１０５号で提案されたものは、車両が自動操舵制御のスタート位置に停止したときに転舵角と規範転舵角との偏差が１８０°未満であればステアリングアクチュエータを駆動して転舵角を規範転舵角に一致させてから自動操舵制御を開始し、また前記偏差が１８０°以上であれば修正が難しいと判断して自動操舵制御の実行を禁止するようになっている。
【０００４】
しかしながら上記何れのものも、転舵角を規範転舵角に一致させるべく車両が停止した状態でステアリングアクチュエータを駆動するため、前輪がいわゆる据え切り状態になってステアリングアクチュエータに大きな負荷が作用してしまう。かかる据え切りを支障なく行うには大出力のステアリングアクチュエータを使用すれば良いが、このようにするとステアリングアクチュエータが大型化、高価格化するだけでなく、消費電力が増加するという問題が発生する。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、自動操舵制御を行うステアリングアクチュエータに大きな負荷が作用するのを防止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、目標位置までの車両の移動軌跡を記憶または算出する移動軌跡設定手段と、車輪を転舵するステアリングアクチュエータと、車両が目標位置まで移動する間に移動軌跡設定手段により設定された移動軌跡に基づいてステアリングアクチュエータの駆動を制御することで目標位置までの自動操舵制御を実行可能であるアクチュエータ制御手段とを備え、前記アクチュエータ制御手段が、前記自動操舵制御の実行中において、車両が移動状態にあるときは前記移動軌跡に基づいてステアリングアクチュエータを駆動可能であるが、車両が停止状態にあるときはステアリングアクチュエータの駆動を停止させ、更にその停止状態で前記移動軌跡に基づく規範転舵角と実際の転舵角との偏差が所定値以上であるときには前記自動操舵制御を中止させる車両の自動操舵装置であって、車両が停止状態にあり且つ前記自動操舵制御が中止された状態で、前記偏差が所定値未満になるようにドライバーに操舵指示を行う教示手段を備え、前記アクチュエータ制御手段は、車両が停止状態にあり且つ前記自動操舵制御が中止された状態で、前記操舵指示に基づいてドライバーがステアリングホイールを操作して前記偏差を前記所定値未満とした場合には、その状態から前記自動操舵制御を再度実行可能であることを特徴とする車両の自動操舵装置が提案される。
【０００７】
上記構成によれば、自動操舵制御中に車両が停止状態になるとステアリングアクチュエータの駆動を停止するので、ステアリングアクチュエータが据え切り状態になって過負荷が加わるのが防止される。これにより、小型、低価格で消費電力が小さいステアリングアクチュエータを用いても確実な自動操舵制御を行うことができる。
【０００９】
また自動操舵制御の実行中において、車両の停止状態で前記移動軌跡に基づく規範転舵角と実際の転舵角との偏差が所定値以上になったとき、即ちステアリングアクチュエータを駆動しても車両を目標とする移動軌跡に乗せることが難しいときは、自動操舵制御を中止することができる。しかも車両の停止状態で規範転舵角と実転舵角との偏差が所定値以上になって、自動操舵制御が中止されたときに、前記偏差が所定値未満になるように教示手段がドライバーに操舵指示を行うので、ドライバーはステアリングホイールを自発的に操作して偏差を所定値未満にすることにより、自動操舵制御を再度実行することができる。
【００１０】
尚、前記偏差は実施例において３０°に設定されているが、その値は適宜変更可能である。
【００１１】
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、前記アクチュエータ制御手段は、車両が停止状態になるとステアリングアクチュエータの駆動停止を徐々に行うことを特徴とする車両の自動操舵装置が提案される。
【００１２】
上記構成によれば、車両が停止状態になるとステアリングアクチュエータの駆動が徐々に停止するので、ステアリングアクチュエータからステアリングホイールにショックが伝達されることが防止される。
【００１３】
尚、実施例の操作段階教示装置１１は本発明の教示手段に対応し、実施例の制御部２２は本発明のアクチュエータ制御手段に対応し、実施例の記憶部２３は本発明の移動軌跡設定手段に対応し、実施例の前輪Ｗｆは本発明の車輪に対応する。
【００１４】
【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。
【００１５】
図１〜図５は本発明の一実施例を示すもので、図１は操舵制御装置を備えた車両の全体構成図、図２はバック駐車／左モードの作用説明図、図３はモード選択スイッチおよび自動駐車スタートスイッチを示す図、図４は作用を説明するフローチャート、図５はステアリングアクチュエータの駆動停止を説明する図である。
【００１６】
図１に示すように、車両Ｖは一対の前輪Ｗｆ，Ｗｆおよび一対の後輪Ｗｒ，Ｗｒを備える。ステアリングホイール１と操舵輪である前輪Ｗｆ，Ｗｆとが、ステアリングホイール１と一体に回転するステアリングシャフト２と、ステアリングシャフト２の下端に設けたピニオン３と、ピニオン３に噛み合うラック４と、ラック４の両端に設けた左右のタイロッド５，５と、タイロッド５，５に連結された左右のナックル６，６とによって接続される。ドライバーによるステアリングホイール１の操作をアシストすべく、あるいは後述する車庫入れのための自動操舵を行うべく、電気モータよりなるステアリングアクチュエータ７がウオームギヤ機構８を介してステアリングシャフト２に接続される。
【００１７】
操舵制御装置２１は制御部２２と記憶部２３とから構成されており、制御部２２には、ステアリングホイール１の回転角である転舵角θを検出する転舵角検出手段Ｓ1 と、ステアリングホイール１の操舵トルクＴを検出する操舵トルク検出手段Ｓ2 と、左右の前輪Ｗｆ，Ｗｆの回転角を検出する前輪回転角検出手段Ｓ3 ，Ｓ3 と、ブレーキペダル９の操作量を検出するブレーキ操作量検出手段Ｓ4 と、セレクトレバー１０により選択されたシフトレンジ（「Ｄ」レンジ、「Ｒ」レンジ、「Ｎ」レンジ、「Ｐ」レンジ等）を検出するシフトレンジ検出手段Ｓ5 とからの信号が入力される。
【００１８】
図３を併せて参照すると明らかなように、ドライバーにより操作されるモード選択スイッチＳ6 および自動駐車スタートスイッチＳ7 が制御部２２に接続される。モード選択スイッチＳ6 は、後述する４種類の駐車モード、即ちバック駐車／右モード、バック駐車／左モード、縦列駐車／右モードおよび縦列駐車／左モードの何れかを選択する際に操作される４個のボタンを備える。自動駐車スタートスイッチＳ7 は、モード選択スイッチＳ6 で選択した何れかのモードによる自動駐車を開始する際に操作される。
【００１９】
記憶部２３には、前記４種類の駐車モードのデータ、即ち車両Ｖの移動距離Ｘに対する規範転舵角θｒｅｆの関係が、予めテーブルとして記憶されている。車両Ｖの移動距離Ｘは、既知である前輪Ｗｆの周長に前輪回転角検出手段Ｓ3 ，Ｓ3 で検出した前輪Ｗｆの回転角を乗算することにより求められる。尚、前記移動距離Ｘの算出には、左右一対の前輪回転角検出手段Ｓ3 ，Ｓ3 の出力のハイセレクト値、ローセレクト値、あるいは平均値が使用される。
【００２０】
制御部２２は、前記各検出手段Ｓ1 〜Ｓ5 およびスイッチＳ6 ，Ｓ7 からの信号と、記憶部２３に記憶された駐車モードのデータとに基づいて、前記ステアリングアクチュエータ７の作動と、液晶モニター、スピーカ、ランプ、チャイム、ブザー等を含む操作段階教示装置１１の作動とを制御する。
【００２１】
次に、前述の構成を備えた本発明の実施例の作用について説明する。
【００２２】
自動駐車を行わない通常時（前記モード選択スイッチＳ6 が操作されていないとき）には、操舵制御装置２１は一般的なパワーステアリング制御装置として機能する。具体的には、ドライバーが車両Ｖを旋回させるべくステアリングホイール１を操作すると、操舵トルク検出手段Ｓ2 がステアリングホイール１に入力された操舵トルクＴを検出し、制御部２２は前記操舵トルクＴに基づいてステアリングアクチュエータ７の駆動を制御する。その結果、ステアリングアクチュエータ７の駆動力によって左右の前輪Ｗｆ，Ｗｆが転舵され、ドライバーのステアリング操作がアシストされる。
【００２３】
次に、バック駐車／左モード（車両Ｖの左側にある駐車位置にバックしながら駐車するモード）を例にとって、図４のフローチャートを参照しながら自動操舵制御の内容を説明する。
【００２４】
先ず、図２（Ａ）に示すように、ドライバー自身のステアリング操作により車両Ｖを駐車しようとする車庫の近傍に移動させ、車体の左側面を車庫入口線にできるだけ近づけた状態で、予め決められた基準（例えば、ドアの内側に設けられたマークやサイドミラー）が車庫の中心線に一致する位置（スタート位置▲１▼）に車両Ｖを停止させる。そして、モード選択スイッチＳ6 を操作してバック駐車／左モードを選択するとともに自動駐車スタートスイッチＳ7 をＯＮすると、自動操舵制御が開始される。自動操舵制御が行われている間、操作段階教示装置１１には自車の現在位置、周囲の障害物、駐車位置、スタート位置から目標位置までの自車の予想移動軌跡、前進から後進に切り換える折り返し位置等が表示され、併せてスピーカからの音声でドライバーに前記折り返し位置におけるセレクトレバー１０の操作等の各種の指示や警報が行われる。
【００２５】
自動操舵制御により、ドライバーがブレーキペダル９を緩めて車両Ｖをクリープ走行させるだけでステアリングホイール１を操作しなくても、モード選択スイッチＳ6 により選択されたバック駐車／左モードのデータに基づいて前輪Ｗｆ，Ｗｆが自動操舵される。即ち、スタート位置▲１▼から折り返し位置▲２▼まで車両Ｖが前進する間は前輪Ｗｆ，Ｗｆは右に自動操舵され、折り返し位置▲２▼から目標位置▲３▼まで車両Ｖが後進する間は前輪Ｗｆ，Ｗｆは左に自動操舵される。
【００２６】
図２（Ｂ）から明らかなように、自動操舵制御が行われている間、制御部２２は前輪回転角検出手段Ｓ3 ，Ｓ3 の出力から車両Ｖの移動距離Ｘを算出するとともに（ステップＳ１）、この移動距離Ｘに応じた規範転舵角θｒｅｆを記憶部２３から読み出す（ステップＳ２）。続いて転舵角検出手段Ｓ1 で実際の転舵角θを検出し（ステップＳ３）、この転舵角θと規範転舵角θｒｅｆとの偏差Ｅ（＝θｒｅｆ−θ）を算出する（ステップＳ４）。そして前記偏差Ｅの絶対値｜Ｅ｜が所定値（例えば、３０°）未満であり（ステップＳ５）、かつ前輪回転角検出手段Ｓ3 ，Ｓ3 の出力から算出した車速が０でなければ、つまり車両Ｖが停止していなければ（ステップＳ６）、前記偏差Ｅが０になるようにステアリングアクチュエータ７を駆動する（ステップＳ７）。このとき、規範転舵角θｒｅｆのデータは車両Ｖの移動距離Ｘに対応して設定されているため、クリープ走行の車速に多少の変動があっても車両Ｖは常に前記移動軌跡上を移動することになる。
【００２７】
また前記ステップＳ５で偏差Ｅの絶対値｜Ｅ｜が所定値未満であっても、前記ステップＳ６で車速が０であれば、つまり車両Ｖが停止していれば、ステアリングアクチュエータ７の駆動を停止する（ステップＳ８）。但し、このステアリングアクチュエータ７の駆動停止は車速が０である期間だけのもので、自動操舵制御そのものが中止されるわけではなく、車両Ｖが再び移動を開始して車速が０でなくなればステアリングアクチュエータ７の駆動は再開される。一方、前記ステップＳ５で偏差Ｅの絶対値｜Ｅ｜が所定値以上であれば、自動操舵制御そのものを中止することによりステアリングアクチュエータ７の駆動を停止する（ステップＳ９）。
【００２８】
上記作用を図５に基づいて更に説明する。例えば、車両Ｖがスタート位置▲１▼にあって自動操舵制御を開始するときの規範転舵角θｒｅｆは０°であるが、このときの偏差Ｅの絶対値｜Ｅ｜が３０°以上（Ｂ領域）であれば、ステアリングアクチュエータ７を駆動しても車両Ｖを目標とする移動軌跡上に乗せることが難しいため、その時点で自動操舵制御を中止するとともに、操作段階教示装置１１でその旨をドライバーに報知し、あるいは偏差Ｅを減少させる方向にステアリングホイール１を操作するようにドライバーに教示する。
【００２９】
この報知あるいは教示に基づいてドライバーがステアリングホイール１を操作して偏差Ｅの絶対値｜Ｅ｜を３０°未満に減少させれば、その状態から新たに自動操舵制御を開始することができる。尚、前記ステアリングホイール１の操作を車両Ｖが停止した状態で行うと前輪Ｗｆ，Ｗｆは据え切りされることになるが、ステアリングアクチュエータ７はドライバーの自発的な操舵をアシストするだけなので過負荷状態に陥ることはない。
【００３０】
一方、偏差Ｅの絶対値｜Ｅ｜が３０°未満（Ａ領域）であれば、ステアリングアクチュエータ７を駆動して車両Ｖを目標とする移動軌跡上に乗せることが可能であるため、自動操舵制御の実行が許可される。しかしながら、車両Ｖの停止中にステアリングアクチュエータ７が駆動されることはなく、車両Ｖの移動開始と同時にステアリングアクチュエータ７が駆動され、破線で示すように実転舵角θが規範転舵角θｒｅｆに一致するようにフィードバック制御が行われる。
【００３１】
このように、自動操舵制御を行うときに車両Ｖが移動中であることを条件としてステアリングアクチュエータ７の駆動が許可されるので、ステアリングアクチュエータ７の駆動力だけで前輪Ｗｆ，Ｗｆが据え切りされることが防止され、該ステアリングアクチュエータ７に過剰な負荷が加わるのを回避することができる。これにより、小型で低価格なステアリングアクチュエータ７を採用することが可能になるばかりか、ステアリングアクチュエータ７の消費電力を節減することができる。
【００３２】
また自動操舵制御の途中のＰ点で車両Ｖが停止した場合にも、車両Ｖの停止中に矢印ａで示す自動操舵（据え切り）が実行されることはなく、車両Ｖの移動開始を待って矢印ｂで示す自動操舵が実行される。尚、自動操舵制御の途中で車両Ｖが停止した場合、ステアリングアクチュエータ７の駆動電流を急激に０に落とすとステアリングホイール１の回転も急激に変化してしまうため、車両Ｖの停止に伴ってステアリングアクチュエータ７の駆動を徐々に停止させるようになっている。
【００３３】
自動操舵制御が中止される条件は上述した偏差Ｅの絶対値｜Ｅ｜が３０°以上になること以外に、ドライバーがモード選択スイッチＳ6 をＯＦＦした場合、ドライバーがブレーキペダル９から足を離した場合、ドライバーがステアリングホイール１を操作した場合があり、何れの場合にも自動操舵制御から通常のパワーステアリング制御に復帰する。
【００３４】
以上、本発明の実施例を説明したが、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。
【００３５】
例えば、実施例では目標位置までの車両Ｖの移動軌跡が予め記憶部２３に記憶されているが、車両Ｖの現在位置および目標位置から前記移動軌跡を算出することも可能である。
【００３６】
【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、自動操舵制御中に車両が停止状態になるとステアリングアクチュエータの駆動を停止するので、ステアリングアクチュエータが据え切り状態になって過負荷が加わるのが防止される。これにより、小型、低価格で消費電力が小さいステアリングアクチュエータを用いても確実な自動操舵制御を行うことができる。
【００３７】
また自動操舵制御の実行中において、車両の停止状態で前記移動軌跡に基づく規範転舵角と実際の転舵角との偏差が所定値以上になったとき、即ちステアリングアクチュエータを駆動しても車両を目標とする移動軌跡に乗せることが難しいときは、自動操舵制御を中止することができる。しかも車両の停止状態で規範転舵角と実転舵角との偏差が所定値以上になって、自動操舵制御が中止されたときに、前記偏差が所定値未満になるように教示手段がドライバーに操舵指示を行うので、ドライバーはステアリングホイールを自発的に操作して偏差を所定値未満にすることにより、自動操舵制御を再度実行することができる。
【００３８】
また請求項２に記載された発明によれば、車両が停止状態になるとステアリングアクチュエータの駆動が徐々に停止するので、ステアリングアクチュエータからステアリングホイールにショックが伝達されることが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】操舵制御装置を備えた車両の全体構成図
【図２】バック駐車／左モードの作用説明図
【図３】モード選択スイッチおよび自動駐車スタートスイッチを示す図
【図４】作用を説明するフローチャート
【図５】ステアリングアクチュエータの駆動停止を説明する図
【符号の説明】
７ ステアリングアクチュエータ
１１ 操作段階教示装置（教示手段）
２２ 制御部（アクチュエータ制御手段）
２３ 記憶部（移動軌跡設定手段）
Ｅ 偏差
Ｖ 車両
Ｗｆ 前輪（車輪）
θｒｅｆ 規範転舵角
θ 転舵角
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドライバーのステアリング操作によらずに車両を自動的に駐車するための車両の自動操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる車両の自動操舵装置は、特開平１０−２９７５０６号公報、特願平１０−１３３１０５号により既に提案されている。これらの車両の自動操舵装置は、従来周知の電動パワーステアリング装置のステアリングアクチュエータを利用し、予め記憶した車両の移動距離と転舵角との関係に基づいて前記ステアリングアクチュエータを制御することにより、バック駐車や縦列駐車を自動で行うようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特開平１０−２９７５０６号公報に記載されたものは、車両が自動操舵制御のスタート位置に停止したときに転舵角が規範転舵角に一致していない場合、ステアリングアクチュエータを駆動して転舵角を規範転舵角に一致させてから自動操舵制御を開始するようになっている。また上記特願平１０−１３３１０５号で提案されたものは、車両が自動操舵制御のスタート位置に停止したときに転舵角と規範転舵角との偏差が１８０°未満であればステアリングアクチュエータを駆動して転舵角を規範転舵角に一致させてから自動操舵制御を開始し、また前記偏差が１８０°以上であれば修正が難しいと判断して自動操舵制御の実行を禁止するようになっている。
【０００４】
しかしながら上記何れのものも、転舵角を規範転舵角に一致させるべく車両が停止した状態でステアリングアクチュエータを駆動するため、前輪がいわゆる据え切り状態になってステアリングアクチュエータに大きな負荷が作用してしまう。かかる据え切りを支障なく行うには大出力のステアリングアクチュエータを使用すれば良いが、このようにするとステアリングアクチュエータが大型化、高価格化するだけでなく、消費電力が増加するという問題が発生する。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、自動操舵制御を行うステアリングアクチュエータに大きな負荷が作用するのを防止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、目標位置までの車両の移動軌跡を記憶または算出する移動軌跡設定手段と、車輪を転舵するステアリングアクチュエータと、車両が目標位置まで移動する間に移動軌跡設定手段により設定された移動軌跡に基づいてステアリングアクチュエータの駆動を制御することで目標位置までの自動操舵制御を実行可能であるアクチュエータ制御手段とを備え、前記アクチュエータ制御手段が、前記自動操舵制御の実行中において、車両が移動状態にあるときは前記移動軌跡に基づいてステアリングアクチュエータを駆動可能であるが、車両が停止状態にあるときはステアリングアクチュエータの駆動を停止させ、更にその停止状態で前記移動軌跡に基づく規範転舵角と実際の転舵角との偏差が所定値以上であるときには前記自動操舵制御を中止させる車両の自動操舵装置であって、車両が停止状態にあり且つ前記自動操舵制御が中止された状態で、前記偏差が所定値未満になるようにドライバーに操舵指示を行う教示手段を備え、前記アクチュエータ制御手段は、車両が停止状態にあり且つ前記自動操舵制御が中止された状態で、前記操舵指示に基づいてドライバーがステアリングホイールを操作して前記偏差を前記所定値未満とした場合には、その状態から前記自動操舵制御を再度実行可能であることを特徴とする車両の自動操舵装置が提案される。
【０００７】
上記構成によれば、自動操舵制御中に車両が停止状態になるとステアリングアクチュエータの駆動を停止するので、ステアリングアクチュエータが据え切り状態になって過負荷が加わるのが防止される。これにより、小型、低価格で消費電力が小さいステアリングアクチュエータを用いても確実な自動操舵制御を行うことができる。
【０００９】
また自動操舵制御の実行中において、車両の停止状態で前記移動軌跡に基づく規範転舵角と実際の転舵角との偏差が所定値以上になったとき、即ちステアリングアクチュエータを駆動しても車両を目標とする移動軌跡に乗せることが難しいときは、自動操舵制御を中止することができる。しかも車両の停止状態で規範転舵角と実転舵角との偏差が所定値以上になって、自動操舵制御が中止されたときに、前記偏差が所定値未満になるように教示手段がドライバーに操舵指示を行うので、ドライバーはステアリングホイールを自発的に操作して偏差を所定値未満にすることにより、自動操舵制御を再度実行することができる。
【００１０】
尚、前記偏差は実施例において３０°に設定されているが、その値は適宜変更可能である。
【００１１】
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、前記アクチュエータ制御手段は、車両が停止状態になるとステアリングアクチュエータの駆動停止を徐々に行うことを特徴とする車両の自動操舵装置が提案される。
【００１２】
上記構成によれば、車両が停止状態になるとステアリングアクチュエータの駆動が徐々に停止するので、ステアリングアクチュエータからステアリングホイールにショックが伝達されることが防止される。
【００１３】
尚、実施例の操作段階教示装置１１は本発明の教示手段に対応し、実施例の制御部２２は本発明のアクチュエータ制御手段に対応し、実施例の記憶部２３は本発明の移動軌跡設定手段に対応し、実施例の前輪Ｗｆは本発明の車輪に対応する。
【００１４】
【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。
【００１５】
図１〜図５は本発明の一実施例を示すもので、図１は操舵制御装置を備えた車両の全体構成図、図２はバック駐車／左モードの作用説明図、図３はモード選択スイッチおよび自動駐車スタートスイッチを示す図、図４は作用を説明するフローチャート、図５はステアリングアクチュエータの駆動停止を説明する図である。
【００１６】
図１に示すように、車両Ｖは一対の前輪Ｗｆ，Ｗｆおよび一対の後輪Ｗｒ，Ｗｒを備える。ステアリングホイール１と操舵輪である前輪Ｗｆ，Ｗｆとが、ステアリングホイール１と一体に回転するステアリングシャフト２と、ステアリングシャフト２の下端に設けたピニオン３と、ピニオン３に噛み合うラック４と、ラック４の両端に設けた左右のタイロッド５，５と、タイロッド５，５に連結された左右のナックル６，６とによって接続される。ドライバーによるステアリングホイール１の操作をアシストすべく、あるいは後述する車庫入れのための自動操舵を行うべく、電気モータよりなるステアリングアクチュエータ７がウオームギヤ機構８を介してステアリングシャフト２に接続される。
【００１７】
操舵制御装置２１は制御部２２と記憶部２３とから構成されており、制御部２２には、ステアリングホイール１の回転角である転舵角θを検出する転舵角検出手段Ｓ1 と、ステアリングホイール１の操舵トルクＴを検出する操舵トルク検出手段Ｓ2 と、左右の前輪Ｗｆ，Ｗｆの回転角を検出する前輪回転角検出手段Ｓ3 ，Ｓ3 と、ブレーキペダル９の操作量を検出するブレーキ操作量検出手段Ｓ4 と、セレクトレバー１０により選択されたシフトレンジ（「Ｄ」レンジ、「Ｒ」レンジ、「Ｎ」レンジ、「Ｐ」レンジ等）を検出するシフトレンジ検出手段Ｓ5 とからの信号が入力される。
【００１８】
図３を併せて参照すると明らかなように、ドライバーにより操作されるモード選択スイッチＳ6 および自動駐車スタートスイッチＳ7 が制御部２２に接続される。モード選択スイッチＳ6 は、後述する４種類の駐車モード、即ちバック駐車／右モード、バック駐車／左モード、縦列駐車／右モードおよび縦列駐車／左モードの何れかを選択する際に操作される４個のボタンを備える。自動駐車スタートスイッチＳ7 は、モード選択スイッチＳ6 で選択した何れかのモードによる自動駐車を開始する際に操作される。
【００１９】
記憶部２３には、前記４種類の駐車モードのデータ、即ち車両Ｖの移動距離Ｘに対する規範転舵角θｒｅｆの関係が、予めテーブルとして記憶されている。車両Ｖの移動距離Ｘは、既知である前輪Ｗｆの周長に前輪回転角検出手段Ｓ3 ，Ｓ3 で検出した前輪Ｗｆの回転角を乗算することにより求められる。尚、前記移動距離Ｘの算出には、左右一対の前輪回転角検出手段Ｓ3 ，Ｓ3 の出力のハイセレクト値、ローセレクト値、あるいは平均値が使用される。
【００２０】
制御部２２は、前記各検出手段Ｓ1 〜Ｓ5 およびスイッチＳ6 ，Ｓ7 からの信号と、記憶部２３に記憶された駐車モードのデータとに基づいて、前記ステアリングアクチュエータ７の作動と、液晶モニター、スピーカ、ランプ、チャイム、ブザー等を含む操作段階教示装置１１の作動とを制御する。
【００２１】
次に、前述の構成を備えた本発明の実施例の作用について説明する。
【００２２】
自動駐車を行わない通常時（前記モード選択スイッチＳ6 が操作されていないとき）には、操舵制御装置２１は一般的なパワーステアリング制御装置として機能する。具体的には、ドライバーが車両Ｖを旋回させるべくステアリングホイール１を操作すると、操舵トルク検出手段Ｓ2 がステアリングホイール１に入力された操舵トルクＴを検出し、制御部２２は前記操舵トルクＴに基づいてステアリングアクチュエータ７の駆動を制御する。その結果、ステアリングアクチュエータ７の駆動力によって左右の前輪Ｗｆ，Ｗｆが転舵され、ドライバーのステアリング操作がアシストされる。
【００２３】
次に、バック駐車／左モード（車両Ｖの左側にある駐車位置にバックしながら駐車するモード）を例にとって、図４のフローチャートを参照しながら自動操舵制御の内容を説明する。
【００２４】
先ず、図２（Ａ）に示すように、ドライバー自身のステアリング操作により車両Ｖを駐車しようとする車庫の近傍に移動させ、車体の左側面を車庫入口線にできるだけ近づけた状態で、予め決められた基準（例えば、ドアの内側に設けられたマークやサイドミラー）が車庫の中心線に一致する位置（スタート位置▲１▼）に車両Ｖを停止させる。そして、モード選択スイッチＳ6 を操作してバック駐車／左モードを選択するとともに自動駐車スタートスイッチＳ7 をＯＮすると、自動操舵制御が開始される。自動操舵制御が行われている間、操作段階教示装置１１には自車の現在位置、周囲の障害物、駐車位置、スタート位置から目標位置までの自車の予想移動軌跡、前進から後進に切り換える折り返し位置等が表示され、併せてスピーカからの音声でドライバーに前記折り返し位置におけるセレクトレバー１０の操作等の各種の指示や警報が行われる。
【００２５】
自動操舵制御により、ドライバーがブレーキペダル９を緩めて車両Ｖをクリープ走行させるだけでステアリングホイール１を操作しなくても、モード選択スイッチＳ6 により選択されたバック駐車／左モードのデータに基づいて前輪Ｗｆ，Ｗｆが自動操舵される。即ち、スタート位置▲１▼から折り返し位置▲２▼まで車両Ｖが前進する間は前輪Ｗｆ，Ｗｆは右に自動操舵され、折り返し位置▲２▼から目標位置▲３▼まで車両Ｖが後進する間は前輪Ｗｆ，Ｗｆは左に自動操舵される。
【００２６】
図２（Ｂ）から明らかなように、自動操舵制御が行われている間、制御部２２は前輪回転角検出手段Ｓ3 ，Ｓ3 の出力から車両Ｖの移動距離Ｘを算出するとともに（ステップＳ１）、この移動距離Ｘに応じた規範転舵角θｒｅｆを記憶部２３から読み出す（ステップＳ２）。続いて転舵角検出手段Ｓ1 で実際の転舵角θを検出し（ステップＳ３）、この転舵角θと規範転舵角θｒｅｆとの偏差Ｅ（＝θｒｅｆ−θ）を算出する（ステップＳ４）。そして前記偏差Ｅの絶対値｜Ｅ｜が所定値（例えば、３０°）未満であり（ステップＳ５）、かつ前輪回転角検出手段Ｓ3 ，Ｓ3 の出力から算出した車速が０でなければ、つまり車両Ｖが停止していなければ（ステップＳ６）、前記偏差Ｅが０になるようにステアリングアクチュエータ７を駆動する（ステップＳ７）。このとき、規範転舵角θｒｅｆのデータは車両Ｖの移動距離Ｘに対応して設定されているため、クリープ走行の車速に多少の変動があっても車両Ｖは常に前記移動軌跡上を移動することになる。
【００２７】
また前記ステップＳ５で偏差Ｅの絶対値｜Ｅ｜が所定値未満であっても、前記ステップＳ６で車速が０であれば、つまり車両Ｖが停止していれば、ステアリングアクチュエータ７の駆動を停止する（ステップＳ８）。但し、このステアリングアクチュエータ７の駆動停止は車速が０である期間だけのもので、自動操舵制御そのものが中止されるわけではなく、車両Ｖが再び移動を開始して車速が０でなくなればステアリングアクチュエータ７の駆動は再開される。一方、前記ステップＳ５で偏差Ｅの絶対値｜Ｅ｜が所定値以上であれば、自動操舵制御そのものを中止することによりステアリングアクチュエータ７の駆動を停止する（ステップＳ９）。
【００２８】
上記作用を図５に基づいて更に説明する。例えば、車両Ｖがスタート位置▲１▼にあって自動操舵制御を開始するときの規範転舵角θｒｅｆは０°であるが、このときの偏差Ｅの絶対値｜Ｅ｜が３０°以上（Ｂ領域）であれば、ステアリングアクチュエータ７を駆動しても車両Ｖを目標とする移動軌跡上に乗せることが難しいため、その時点で自動操舵制御を中止するとともに、操作段階教示装置１１でその旨をドライバーに報知し、あるいは偏差Ｅを減少させる方向にステアリングホイール１を操作するようにドライバーに教示する。
【００２９】
この報知あるいは教示に基づいてドライバーがステアリングホイール１を操作して偏差Ｅの絶対値｜Ｅ｜を３０°未満に減少させれば、その状態から新たに自動操舵制御を開始することができる。尚、前記ステアリングホイール１の操作を車両Ｖが停止した状態で行うと前輪Ｗｆ，Ｗｆは据え切りされることになるが、ステアリングアクチュエータ７はドライバーの自発的な操舵をアシストするだけなので過負荷状態に陥ることはない。
【００３０】
一方、偏差Ｅの絶対値｜Ｅ｜が３０°未満（Ａ領域）であれば、ステアリングアクチュエータ７を駆動して車両Ｖを目標とする移動軌跡上に乗せることが可能であるため、自動操舵制御の実行が許可される。しかしながら、車両Ｖの停止中にステアリングアクチュエータ７が駆動されることはなく、車両Ｖの移動開始と同時にステアリングアクチュエータ７が駆動され、破線で示すように実転舵角θが規範転舵角θｒｅｆに一致するようにフィードバック制御が行われる。
【００３１】
このように、自動操舵制御を行うときに車両Ｖが移動中であることを条件としてステアリングアクチュエータ７の駆動が許可されるので、ステアリングアクチュエータ７の駆動力だけで前輪Ｗｆ，Ｗｆが据え切りされることが防止され、該ステアリングアクチュエータ７に過剰な負荷が加わるのを回避することができる。これにより、小型で低価格なステアリングアクチュエータ７を採用することが可能になるばかりか、ステアリングアクチュエータ７の消費電力を節減することができる。
【００３２】
また自動操舵制御の途中のＰ点で車両Ｖが停止した場合にも、車両Ｖの停止中に矢印ａで示す自動操舵（据え切り）が実行されることはなく、車両Ｖの移動開始を待って矢印ｂで示す自動操舵が実行される。尚、自動操舵制御の途中で車両Ｖが停止した場合、ステアリングアクチュエータ７の駆動電流を急激に０に落とすとステアリングホイール１の回転も急激に変化してしまうため、車両Ｖの停止に伴ってステアリングアクチュエータ７の駆動を徐々に停止させるようになっている。
【００３３】
自動操舵制御が中止される条件は上述した偏差Ｅの絶対値｜Ｅ｜が３０°以上になること以外に、ドライバーがモード選択スイッチＳ6 をＯＦＦした場合、ドライバーがブレーキペダル９から足を離した場合、ドライバーがステアリングホイール１を操作した場合があり、何れの場合にも自動操舵制御から通常のパワーステアリング制御に復帰する。
【００３４】
以上、本発明の実施例を説明したが、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。
【００３５】
例えば、実施例では目標位置までの車両Ｖの移動軌跡が予め記憶部２３に記憶されているが、車両Ｖの現在位置および目標位置から前記移動軌跡を算出することも可能である。
【００３６】
【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、自動操舵制御中に車両が停止状態になるとステアリングアクチュエータの駆動を停止するので、ステアリングアクチュエータが据え切り状態になって過負荷が加わるのが防止される。これにより、小型、低価格で消費電力が小さいステアリングアクチュエータを用いても確実な自動操舵制御を行うことができる。
【００３７】
また自動操舵制御の実行中において、車両の停止状態で前記移動軌跡に基づく規範転舵角と実際の転舵角との偏差が所定値以上になったとき、即ちステアリングアクチュエータを駆動しても車両を目標とする移動軌跡に乗せることが難しいときは、自動操舵制御を中止することができる。しかも車両の停止状態で規範転舵角と実転舵角との偏差が所定値以上になって、自動操舵制御が中止されたときに、前記偏差が所定値未満になるように教示手段がドライバーに操舵指示を行うので、ドライバーはステアリングホイールを自発的に操作して偏差を所定値未満にすることにより、自動操舵制御を再度実行することができる。
【００３８】
また請求項２に記載された発明によれば、車両が停止状態になるとステアリングアクチュエータの駆動が徐々に停止するので、ステアリングアクチュエータからステアリングホイールにショックが伝達されることが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】操舵制御装置を備えた車両の全体構成図
【図２】バック駐車／左モードの作用説明図
【図３】モード選択スイッチおよび自動駐車スタートスイッチを示す図
【図４】作用を説明するフローチャート
【図５】ステアリングアクチュエータの駆動停止を説明する図
【符号の説明】
７ ステアリングアクチュエータ
１１ 操作段階教示装置（教示手段）
２２ 制御部（アクチュエータ制御手段）
２３ 記憶部（移動軌跡設定手段）
Ｅ 偏差
Ｖ 車両
Ｗｆ 前輪（車輪）
θｒｅｆ 規範転舵角
θ 転舵角
Claims (2)
- 目標位置までの車両（Ｖ）の移動軌跡を記憶または算出する移動軌跡設定手段（２３）と、
車輪（Ｗｆ）を転舵するステアリングアクチュエータ（７）と、
車両（Ｖ）が目標位置まで移動する間に移動軌跡設定手段（２３）により設定された移動軌跡に基づいてステアリングアクチュエータ（７）の駆動を制御することで目標位置までの自動操舵制御を実行可能であるアクチュエータ制御手段（２２）とを備え、
前記アクチュエータ制御手段（２２）が、前記自動操舵制御の実行中において、車両（Ｖ）が移動状態にあるときは前記移動軌跡に基づいてステアリングアクチュエータ（７）を駆動可能であるが、車両（Ｖ）が停止状態にあるときはステアリングアクチュエータ（７）の駆動を停止させ、更にその停止状態で前記移動軌跡に基づく規範転舵角（θｒｅｆ）と実際の転舵角（θ）との偏差（Ｅ）が所定値以上であるときには前記自動操舵制御を中止させる車両の自動操舵装置であって、
車両（Ｖ）が停止状態にあり且つ前記自動操舵制御が中止された状態で、前記偏差（Ｅ）が所定値未満になるようにドライバーに操舵指示を行う教示手段（１１）を備え、
前記アクチュエータ制御手段（２２）は、車両（Ｖ）が停止状態にあり且つ前記自動操舵制御が中止された状態で、前記操舵指示に基づいてドライバーがステアリングホイール（１）を操作して前記偏差（Ｅ）を前記所定値未満とした場合には、その状態から前記自動操舵制御を再度実行可能であることを特徴とする、車両の自動操舵装置。 - 前記アクチュエータ制御手段（２２）は、車両（Ｖ）が停止状態になるとステアリングアクチュエータ（７）の駆動停止を徐々に行うことを特徴とする、請求項１に記載の車両の自動操舵装置。
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