JP4104252B2 - 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４−５５１６８号公報、特開平１１−７８９３６号公報により既に知られている。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、例えば車両の積載重量が変化するとサスペンションのジオメトリが変化するため、ステアリングホイールの転舵角に対する車輪の切れ角の関係も変化してしまう。従って、予め記憶された転舵角が再現されるようにステアリングアクチュエータを制御しても、その転舵角に対応する車輪の切れ角がサスペンションのジオメトリによって変化してしまい、正しい移動軌跡に沿って車両を移動させることができなくなる。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、サスペンションのジオメトリが変化しても車両の移動軌跡がずれないようにすることを目的とする。
【０００５】
【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アクチュエータ制御手段とを備えた車両の自動操舵装置において、前記アクチュエータ制御手段は、第１の車輪の回転角から車両の第１移動距離を算出する第１移動距離算出手段と、第２の車輪の回転角から車両の第２移動距離を算出する第２移動距離算出手段と、第１移動距離算出手段が算出した第１移動距離に応じて決まる第２移動距離の目標値と、第２移動距離算出手段が算出した第２移動距離の実際値との差が閾値以上のときに、第１移動距離および第２移動距離が所定の関係にないと判定する判定手段と、判定手段により前記所定の関係にないと判定されたときに、該所定の関係となるように前記移動軌跡を修正するか、あるいはステアリングアクチュエータの制御を中止する修正・中止手段とを備えたことを特徴とする車両の自動操舵装置が提案される。
【０００６】
上記構成によれば、例えば積載重量の差によってサスペンションのジオメトリが変化したために、第１の車輪の回転角から算出した車両の第１移動距離に応じて決まる第２移動距離の目標値と、第２の車輪の回転角から算出した車両の第２移動距離の実際値との差が閾値以上になると、第１移動距離および第２移動距離が所定の関係にないと判断し、予め設定された車両の移動軌跡を修正するか、あるいはステアリングアクチュエータの制御を中止するので、サスペンションのジオメトリの変化によって車両が正しい移動軌跡から外れるのを確実に防止することができる。
【０００７】
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、前記差が第１閾値以上のときに、前記修正・中止手段は前記移動軌跡を修正することを特徴とする車両の自動操舵装置が提案される。
【０００８】
上記構成によれば、第１移動距離に応じて決まる第２移動距離の目標値と実際値との差が第１閾値以上のときに移動軌跡を修正するので、サスペンションのジオメトリが変化しても車両を正しく目標位置に導くことができる。
【０００９】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記差が前記第１閾値よりも大きい第２閾値以上のときに、前記修正・中止手段はステアリングアクチュエータの制御を中止することを特徴とする自動操舵装置が提案される。
【００１０】
上記構成によれば、第１移動距離に応じて決まる第２移動距離の目標値と実際値との差が前記第１閾値よりも大きい第２閾値以上のときにステアリングアクチュエータの制御を中止するので、サスペンションのジオメトリが大きく変化して移動軌跡の修正による対処が困難になっても、車両が誤った目標位置に導びかれるのを防止することができる。
【００１１】
尚、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Ｗｒおよび後輪Ｗｒは本発明の車輪に対応する。
【００１２】
【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。 図１〜図９は本発明の第１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はステアリングホイールの転舵角と前輪の切れ角との関係を示す図、図５は移動軌跡修正手段のブロック図、図６は積載重量が小さい車両が後進するときの作用説明図、図７は第１前輪移動距離および第２前輪移動距離の関係を示す図、図８は積載重量が大きい車両が後進するときの作用説明図、図９は移動軌跡を修正する基準の説明図である。
【００１３】
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。
【００１４】
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の回転角および左右の後輪Ｗｒ，Ｗｒの回転角を検出する車輪回転角検出手段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。
【００１５】
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。
【００１６】
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、既知である車輪Ｗｆ，Ｗｒの周長に車輪回転角検出手段Ｓ3 …で検出した車輪Ｗｆ，Ｗｒ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、車輪回転角検出手段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。
【００１７】
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。
【００１８】
ところで、車両Ｖの積載重量が変化すると懸架ばねの圧縮量が増減してサスペンションのジオメトリが変化するため、同じ転舵角θに対する前輪Ｗｆ，Ｗｆの切れ角δが変化する。即ち、図４に示すように、ステアリングホイール１を転舵角θで操作したとすると、積載重量が小さいとき（例えば、ドライバーのみ乗車の場合）には切れ角がδ1 であるのに対し、積載重量が大きいとき（例えば、４人乗車の場合）には切れ角が前記δ1 よりも小さいδ2 になるため、車両Ｖの移動軌跡に誤差が発生する
図５には、前記車両Ｖの移動軌跡の誤差を補償すべく制御部２２に設けられた移動軌跡修正手段が示される。制御部２２に設けられた移動軌跡修正手段は、第１の車輪（例えば、左前輪Ｗｆ）の回転角から車両Ｖの移動距離（第１移動距離ＬL ）を算出する第１移動距離算出手段Ｍ１と、第２の車輪（例えば、右前輪Ｗｆ）の回転角から車両Ｖの移動距離（第２移動距離ＬR ）を算出する第２移動距離算出手段Ｍ２と、第１移動距離ＬL および第２移動距離ＬR が後述する所定の関係にあるか否かを判定する判定手段Ｍ３と、判定手段Ｍ３により両移動距離ＬL ，ＬR が前記所定の関係にないと判定されたときに、該所定の関係となるように記憶部２３に記憶された移動軌跡を修正するか、あるいはステアリングアクチュエータ７の制御を中止する修正・中止手段Ｍ４とから構成される。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、自動操舵制御の内容を説明する。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
図２（Ｂ）から明らかなように、自動操舵が行われている間、制御部２２は記憶部２３から読み出したバック駐車／左モードの規範転舵角θｒｅｆと、転舵角検出手段Ｓ1 から入力された転舵角θとに基づいて偏差Ｅ（＝θｒｅｆ−θ）を算出し、その偏差Ｅが０になるようにステアリングアクチュエータ７の作動を制御する。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。
【００２５】
上記自動操舵制御はドライバーがブレーキペダル９を踏んで車両がクリープ走行する間に実行されるため、ドライバーが障害物を発見したときに速やかにブレーキペダル９を踏み込んで車両Ｖを停止させることができる。
【００２６】
上述した自動操舵制御は、ドライバーがモード選択スイッチＳ6 をＯＦＦした場合に中止されるが、それ以外にも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を操作した場合に中止され、通常のパワーステアリング制御に復帰する。
【００２７】
図６は、基準となる積載重量で車両Ｖがステアリングホイール１を左に操舵して折り返し位置(2) から目標位置(3) まで後進する状態を示している。このとき、第１移動距離検出手段Ｍ１で検出される第１の車輪としての左前輪Ｗｆの移動距離ＬL （第１移動距離ＬL ）と、第２移動距離検出手段Ｍ２で検出される第２の車輪としての右前輪Ｗｆの移動距離ＬR （第２移動距離ＬR ）とは、左前輪Ｗｆの旋回半径をＲL とし、右前輪Ｗｆの旋回半径をＲR とすると、
ＬR ＝（ＲR ／ＲL ）×ＬL
の関係が成立する（図７の破線参照）。
【００２８】
それに対して、図８の実線は、前記基準となる積載重量よりも大きい積載重量で車両Ｖがステアリングホイール１を左に操舵して折り返し位置(2) から目標位置(3) まで後進する状態を示している。図６および図８を比較すると明らかなように、積載重量が増加すると前輪Ｗｆ，Ｗｆの切れ角δが減少するために、第１の車輪としての左前輪Ｗｆの旋回半径はＲL からＲL ′に増加し、第２の車輪としての右前輪Ｗｆの旋回半径はＲR からＲR ′に増加する。その結果、左前輪Ｗｆが第１移動距離ＬL だけ移動したとき、右前輪Ｗｆの第２移動距離は前記ＬR からＬR ′に変化し、第１移動距離ＬL および第２移動距離ＬR ′の間に、
ＬR ′＝（ＲR ′／ＲL ′）×ＬL
が成立する（図７の実線参照）。この状態では車両Ｖの旋回中心がＯからＯ′に移動し、車両Ｖは旋回量の不足により目標位置(3) に正しく到達できなくなる。
【００２９】
そこで、図９に示すように、基準となる第２移動距離の目標値ＬR と第２移動距離の実際値ＬR ′との偏差の絶対値が第１閾値ε1 未満であれば、判定手段Ｍ３が移動軌跡に大きなずれが発生しないと判断し、修正・中止手段Ｍ４は規範転舵角θｒｅｆの修正を行うことなくステアリングアクチュエータ７の制御をそのまま継続する。また前記偏差の絶対値が第１閾値ε1 以上になると、判定手段Ｍ３がそのままでは移動軌跡に無視できないずれが発生すると判断し、修正・中止手段Ｍ４は修正した規範転舵角θｒｅｆに基づいて制御を継続する。具体的には、積載重量の増加により旋回量が不足する場合には規範転舵角θｒｅｆを増加方向に修正し、積載重量の減少により旋回量が過剰になる場合には規範転舵角θｒｅｆを減少方向に修正することにより、車両Ｖを目標位置(3) に正しく導くことができる。
【００３０】
更に、前記偏差の絶対値が第２閾値ε2 以上になると、判定手段Ｍ３が規範転舵角θｒｅｆを修正するだけでは車両Ｖを目標位置(3) に正しく導くことができないと判断し、修正・中止手段Ｍ４によりステアリングアクチュエータ７の制御を中止するとともに、スピーカからの音声でドライバーに警報を発する。これにより、ドライバーは自発的なステアリング操作を行って車両Ｖを目標位置(3) に正しく導くことができる。
【００３１】
次に、図１０および図１１に基づいて本発明の第２実施例を説明する。第２実施例では、左前輪Ｗｆが本発明の第１の車輪に対応し、左後輪Ｗｒが本発明の第２の車輪に対応する。
【００３２】
基準となる積載重量で車両Ｖがステアリングホイール１を左に操舵して折り返し位置(2) から目標位置(3) まで後進するとき、第１移動距離検出手段Ｍ１で検出される第１の車輪としての左前輪Ｗｆの移動距離ＬL （第１移動距離ＬL ）と、第２移動距離検出手段Ｍ２で検出される第２の車輪としての左後輪Ｗｒの移動距離ＬLR（第２移動距離ＬLR）とは、左前輪Ｗｆの旋回半径をＲL とし、左後輪Ｗｒの旋回半径をＲLRとすると、
ＬLR＝（ＲLR／ＲL ）×ＬL
の関係が成立する（図１１の破線参照）。
【００３３】
一方、前記基準となる積載重量よりも大きい積載重量で車両Ｖがステアリングホイール１を左に操舵して折り返し位置(2) から目標位置(3) まで後進するとき、積載重量の増加により前輪Ｗｆ，Ｗｆの切れ角δが減少するために、第１の車輪としての左前輪Ｗｆの旋回半径はＲL からＲL ′に増加し、第２の車輪としての左後輪Ｗｒの旋回半径はＲLRからＲLR′に増加する。その結果、左前輪Ｗｆが第１移動距離ＬL だけ移動したとき、左後輪Ｗｒの第２移動距離は前記ＬLRからＬLR′に変化して第１移動距離ＬL および第２移動距離ＬLR′の間に、
ＬLR′＝（ＲLR′／ＲL ′）×ＬL
が成立し（図１１の実線参照）、旋回中心がＯからＯ′に移動して車両Ｖは旋回量の不足により目標位置(3) に正しく到達できなくなる（図１０参照）。
【００３４】
そこで、図１１に示すように、基準となる第２移動距離の目標値ＬLRと第２移動距離の実際値ＬLR′との偏差の絶対値が第１閾値ε1 未満であれば、移動軌跡に大きなずれが発生しないと判断し、ステアリングアクチュエータ７の制御をそのまま継続する。また前記偏差の絶対値が第１閾値ε1 以上になると、そのままでは移動軌跡に無視できないずれが発生すると判断し、修正した規範転舵角θｒｅｆに基づいて制御を継続する。即ち、重量の増加により旋回量が不足する場合には規範転舵角θｒｅｆを増加方向に修正し、積載重量の減少により旋回量が過剰になる場合には規範転舵角θｒｅｆを減少方向に修正する。更に、前記偏差の絶対値が第２閾値ε2 以上になると、規範転舵角θｒｅｆを修正するだけでは車両Ｖを目標位置(3) に正しく導くことができないと判断し、ステアリングアクチュエータ７の制御を中止してドライバーに警報を発する。
【００３５】
次に、図１２および図１３に基づいて本発明の第３実施例を説明する。第３実施例では、左前輪Ｗｆが本発明の第１の車輪に対応し、右後輪Ｗｒが本発明の第２の車輪に対応する。
【００３６】
基準となる積載重量で車両Ｖがステアリングホイール１を左に操舵して折り返し位置(2) から目標位置(3) まで後進するとき、第１移動距離検出手段Ｍ１で検出される第１の車輪としての左前輪Ｗｆの移動距離ＬL （第１移動距離ＬL ）と、第２移動距離検出手段Ｍ２で検出される第２の車輪としての右後輪Ｗｒの移動距離ＬRR（第２移動距離ＬRR）とは、左前輪Ｗｆの旋回半径をＲL とし、右後輪Ｗｒの旋回半径をＲRRとすると、
ＬRR＝（ＲRR／ＲL ）×ＬL
の関係が成立する（図１３の破線参照）。
【００３７】
一方、前記基準となる積載重量よりも大きい積載重量で車両Ｖがステアリングホイール１を左に操舵して折り返し位置(2) から目標位置(3) まで後進するとき、積載重量の増加により前輪Ｗｆ，Ｗｆの切れ角δが減少するために、第１の車輪としての左前輪Ｗｆの旋回半径はＲL からＲL ′に増加し、第２の車輪としての右後輪Ｗｒの旋回半径はＲRRからＲRR′に増加する。その結果、左前輪Ｗｆが第１移動距離ＬL だけ移動したとき、右後輪Ｗｒの第２移動距離は前記ＬRRからＬRR′に変化して第１移動距離ＬL および第２移動距離ＬRR′の間に、
ＬRR′＝（ＲRR′／ＲL ′）×ＬL
が成立し（図１３の実線参照）、旋回中心がＯからＯ′に移動して車両Ｖは旋回量の不足により目標位置(3) に正しく到達できなくなる（図１２参照）。
【００３８】
そこで、図１３に示すように、基準となる第２移動距離の目標値ＬRRと第２移動距離の実際値ＬRR′との偏差の絶対値が第１閾値ε1 未満であれば、移動軌跡に大きなずれが発生しないと判断し、ステアリングアクチュエータ７の制御をそのまま継続する。また前記偏差の絶対値が第１閾値ε1 以上になると、そのままでは移動軌跡に無視できないずれが発生すると判断し、修正した規範転舵角θｒｅｆに基づいて制御を継続する。即ち、重量の増加により旋回量が不足する場合には規範転舵角θｒｅｆを増加方向に修正し、積載重量の減少により旋回量が過剰になる場合には規範転舵角θｒｅｆを減少方向に修正する。更に、前記偏差の絶対値が第２閾値ε2 以上になると、規範転舵角θｒｅｆを修正するだけでは車両Ｖを目標位置(3) に正しく導くことができないと判断し、ステアリングアクチュエータ７の制御を中止してドライバーに警報を発する。
【００３９】
次に、図１４および図１５に基づいて本発明の第４実施例を説明する。第４実施例では、左後輪Ｗｒが本発明の第１の車輪に対応し、右後輪Ｗｒが本発明の第２の車輪に対応する。
【００４０】
基準となる積載重量で車両Ｖがステアリングホイール１を左に操舵して折り返し位置(2) から目標位置(3) まで後進するとき、第１移動距離検出手段Ｍ１で検出される第１の車輪としての左後輪Ｗｒの移動距離ＬLR（第１移動距離ＬLR）と、第２移動距離検出手段Ｍ２で検出される第２の車輪としての右後輪Ｗｒの移動距離ＬRR（第２移動距離ＬRR）とは、左後輪Ｗｒの旋回半径をＲLRとし、右後輪Ｗｒの旋回半径をＲRRとすると、
ＬRR＝（ＲRR／ＲLR）×ＬLR
の関係が成立する（図１５の破線参照）。
【００４１】
一方、前記基準となる積載重量よりも大きい積載重量で車両Ｖがステアリングホイール１を左に操舵して折り返し位置(2) から目標位置(3) まで後進するとき、積載重量の増加により前輪Ｗｆ，Ｗｆの切れ角δが減少するために、第１の車輪としての左後輪Ｗｒの旋回半径はＲLRからＲLR′に増加し、第２の車輪としての右後輪Ｗｒの旋回半径はＲRRからＲRR′に増加する。その結果、左後輪Ｗｒが第１移動距離ＬLRだけ移動したとき、右後輪Ｗｒの第２移動距離は前記ＬRRからＬRR′に変化して第１移動距離ＬLRおよび第２移動距離ＬRR′の間に、
ＬRR′＝（ＲRR′／ＲLR′）×ＬLR
が成立し（図１５の実線参照）、旋回中心がＯからＯ′に移動して車両Ｖは旋回量の不足により目標位置(3) に正しく到達できなくなる（図１４参照）。
【００４２】
そこで、図１５に示すように、基準となる第２移動距離の目標値ＬRRと第２移動距離の実際値ＬRR′との偏差の絶対値が第１閾値ε1 未満であれば、移動軌跡に大きなずれが発生しないと判断し、ステアリングアクチュエータ７の制御をそのまま継続する。また前記偏差の絶対値が第１閾値ε1 以上になると、そのままでは移動軌跡に無視できないずれが発生すると判断し、修正した規範転舵角θｒｅｆに基づいて制御を継続する。即ち、重量の増加により旋回量が不足する場合には規範転舵角θｒｅｆを増加方向に修正し、積載重量の減少により旋回量が過剰になる場合には規範転舵角θｒｅｆを減少方向に修正する。更に、前記偏差の絶対値が第２閾値ε2 以上になると、規範転舵角θｒｅｆを修正するだけでは車両Ｖを目標位置(3) に正しく導くことができないと判断し、ステアリングアクチュエータ７の制御を中止してドライバーに警報を発する。
【００４３】
而して、上記第２実施例〜第４実施例によっても、上記第１実施例と同様の作用効果を達成することができる。
【００４４】
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。
【００４５】
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。また実施例では車両Ｖが折り返し位置(2) から目標位置(3) まで後進する間に本発明を適用しているが、車両Ｖがスタート位置(1) から折り返し位置(2) まで前進する間に本発明を適用することも可能である。また第１の車輪および第２の車輪の選択は第１実施例〜第４実施例のものに限定されず、４個の車輪のうちの任意の２個を第１の車輪および第２の車輪として選択することが可能である。また第１閾値ε1 および第２閾値ε1 の大きさは、各実施例毎に任意に設定されるものである。
【００４６】
【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、例えば積載重量の差によってサスペンションのジオメトリが変化したために、第１の車輪の回転角から算出した車両の第１移動距離に応じて決まる第２移動距離の目標値と、第２の車輪の回転角から算出した車両の第２移動距離の実際値との差が閾値以上になると、第１移動距離および第２移動距離が所定の関係にないと判断し、予め設定された車両の移動軌跡を修正するか、あるいはステアリングアクチュエータの制御を中止するので、サスペンションのジオメトリの変化によって車両が正しい移動軌跡から外れるのを確実に防止することができる。
【００４７】
また請求項２に記載された発明によれば、第１移動距離に応じて決まる第２移動距離の目標値と実際値との差が閾値以上のときに移動軌跡の修正、あるいはステアリングアクチュエータの制御中止を実行するので、サスペンションのジオメトリの変化に伴う移動軌跡のずれを的確に検出して対応することができる。
【００４８】
また請求項２に記載された発明によれば、第１移動距離に応じて決まる第２移動距離の目標値と実際値との差が第１閾値以上のときに移動軌跡を修正するので、サスペンションのジオメトリが変化しても車両を正しく目標位置に導くことができる。
【００４９】
また請求項３に記載された発明によれば、第１移動距離に応じて決まる第２移動距離の目標値と実際値との差が前記第１閾値よりも大きい第２閾値以上のときにステアリングアクチュエータの制御を中止するので、サスペンションのジオメトリが大きく変化して移動軌跡の修正による対処が困難になっても、車両が誤った目標位置に導びかれるのを防止することができる。
【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】 ステアリングホイールの転舵角と前輪の切れ角との関係を示す図
【図５】 移動軌跡修正手段のブロック図
【図６】 積載重量が小さい車両が後進するときの作用説明図
【図７】 第１前輪移動距離および第２前輪移動距離の関係を示す図
【図８】 積載重量が大きい車両が後進するときの作用説明図
【図９】 移動軌跡を修正する基準の説明図
【図１０】 第２実施例に係る積載重量が大きい車両が後進するときの作用説明図
【図１１】 第２実施例に係る移動軌跡を修正する基準の説明図
【図１２】 第３実施例に係る積載重量が大きい車両が後進するときの作用説明図
【図１３】 第３実施例に係る移動軌跡を修正する基準の説明図
【図１４】 第４実施例に係る積載重量が大きい車両が後進するときの作用説明図
【図１５】 第４実施例に係る移動軌跡を修正する基準の説明図
【符号の説明】
７ ステアリングアクチュエータ
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）
ＬL 第１移動距離
ＬLR 第１移動距離、第２移動距離、第２移動距離の目標値
ＬLR′ 第２移動距離、第２移動距離の実際値
ＬR 第２移動距離、第２移動距離の目標値
ＬR ′ 第２移動距離、第２移動距離の実際値
ＬRR 第２移動距離、第２移動距離の目標値
ＬRR′ 第２移動距離、第２移動距離の実際値
Ｍ１ 第１移動距離算出手段
Ｍ２ 第２移動距離算出手段
Ｍ３ 判定手段
Ｍ４ 修正・中止手段
Ｖ 車両
Ｗｆ 前輪（車輪）
Ｗｒ 後輪（車輪）
ε1 第１閾値（閾値）
ε2 第２閾値（閾値）
【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４−５５１６８号公報、特開平１１−７８９３６号公報により既に知られている。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、例えば車両の積載重量が変化するとサスペンションのジオメトリが変化するため、ステアリングホイールの転舵角に対する車輪の切れ角の関係も変化してしまう。従って、予め記憶された転舵角が再現されるようにステアリングアクチュエータを制御しても、その転舵角に対応する車輪の切れ角がサスペンションのジオメトリによって変化してしまい、正しい移動軌跡に沿って車両を移動させることができなくなる。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、サスペンションのジオメトリが変化しても車両の移動軌跡がずれないようにすることを目的とする。
【０００５】
【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アクチュエータ制御手段とを備えた車両の自動操舵装置において、前記アクチュエータ制御手段は、第１の車輪の回転角から車両の第１移動距離を算出する第１移動距離算出手段と、第２の車輪の回転角から車両の第２移動距離を算出する第２移動距離算出手段と、第１移動距離算出手段が算出した第１移動距離に応じて決まる第２移動距離の目標値と、第２移動距離算出手段が算出した第２移動距離の実際値との差が閾値以上のときに、第１移動距離および第２移動距離が所定の関係にないと判定する判定手段と、判定手段により前記所定の関係にないと判定されたときに、該所定の関係となるように前記移動軌跡を修正するか、あるいはステアリングアクチュエータの制御を中止する修正・中止手段とを備えたことを特徴とする車両の自動操舵装置が提案される。
【０００６】
上記構成によれば、例えば積載重量の差によってサスペンションのジオメトリが変化したために、第１の車輪の回転角から算出した車両の第１移動距離に応じて決まる第２移動距離の目標値と、第２の車輪の回転角から算出した車両の第２移動距離の実際値との差が閾値以上になると、第１移動距離および第２移動距離が所定の関係にないと判断し、予め設定された車両の移動軌跡を修正するか、あるいはステアリングアクチュエータの制御を中止するので、サスペンションのジオメトリの変化によって車両が正しい移動軌跡から外れるのを確実に防止することができる。
【０００７】
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、前記差が第１閾値以上のときに、前記修正・中止手段は前記移動軌跡を修正することを特徴とする車両の自動操舵装置が提案される。
【０００８】
上記構成によれば、第１移動距離に応じて決まる第２移動距離の目標値と実際値との差が第１閾値以上のときに移動軌跡を修正するので、サスペンションのジオメトリが変化しても車両を正しく目標位置に導くことができる。
【０００９】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記差が前記第１閾値よりも大きい第２閾値以上のときに、前記修正・中止手段はステアリングアクチュエータの制御を中止することを特徴とする自動操舵装置が提案される。
【００１０】
上記構成によれば、第１移動距離に応じて決まる第２移動距離の目標値と実際値との差が前記第１閾値よりも大きい第２閾値以上のときにステアリングアクチュエータの制御を中止するので、サスペンションのジオメトリが大きく変化して移動軌跡の修正による対処が困難になっても、車両が誤った目標位置に導びかれるのを防止することができる。
【００１１】
尚、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Ｗｒおよび後輪Ｗｒは本発明の車輪に対応する。
【００１２】
【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。 図１〜図９は本発明の第１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はステアリングホイールの転舵角と前輪の切れ角との関係を示す図、図５は移動軌跡修正手段のブロック図、図６は積載重量が小さい車両が後進するときの作用説明図、図７は第１前輪移動距離および第２前輪移動距離の関係を示す図、図８は積載重量が大きい車両が後進するときの作用説明図、図９は移動軌跡を修正する基準の説明図である。
【００１３】
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。
【００１４】
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の回転角および左右の後輪Ｗｒ，Ｗｒの回転角を検出する車輪回転角検出手段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。
【００１５】
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。
【００１６】
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、既知である車輪Ｗｆ，Ｗｒの周長に車輪回転角検出手段Ｓ3 …で検出した車輪Ｗｆ，Ｗｒ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、車輪回転角検出手段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。
【００１７】
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。
【００１８】
ところで、車両Ｖの積載重量が変化すると懸架ばねの圧縮量が増減してサスペンションのジオメトリが変化するため、同じ転舵角θに対する前輪Ｗｆ，Ｗｆの切れ角δが変化する。即ち、図４に示すように、ステアリングホイール１を転舵角θで操作したとすると、積載重量が小さいとき（例えば、ドライバーのみ乗車の場合）には切れ角がδ1 であるのに対し、積載重量が大きいとき（例えば、４人乗車の場合）には切れ角が前記δ1 よりも小さいδ2 になるため、車両Ｖの移動軌跡に誤差が発生する
図５には、前記車両Ｖの移動軌跡の誤差を補償すべく制御部２２に設けられた移動軌跡修正手段が示される。制御部２２に設けられた移動軌跡修正手段は、第１の車輪（例えば、左前輪Ｗｆ）の回転角から車両Ｖの移動距離（第１移動距離ＬL ）を算出する第１移動距離算出手段Ｍ１と、第２の車輪（例えば、右前輪Ｗｆ）の回転角から車両Ｖの移動距離（第２移動距離ＬR ）を算出する第２移動距離算出手段Ｍ２と、第１移動距離ＬL および第２移動距離ＬR が後述する所定の関係にあるか否かを判定する判定手段Ｍ３と、判定手段Ｍ３により両移動距離ＬL ，ＬR が前記所定の関係にないと判定されたときに、該所定の関係となるように記憶部２３に記憶された移動軌跡を修正するか、あるいはステアリングアクチュエータ７の制御を中止する修正・中止手段Ｍ４とから構成される。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、自動操舵制御の内容を説明する。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
図２（Ｂ）から明らかなように、自動操舵が行われている間、制御部２２は記憶部２３から読み出したバック駐車／左モードの規範転舵角θｒｅｆと、転舵角検出手段Ｓ1 から入力された転舵角θとに基づいて偏差Ｅ（＝θｒｅｆ−θ）を算出し、その偏差Ｅが０になるようにステアリングアクチュエータ７の作動を制御する。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。
【００２５】
上記自動操舵制御はドライバーがブレーキペダル９を踏んで車両がクリープ走行する間に実行されるため、ドライバーが障害物を発見したときに速やかにブレーキペダル９を踏み込んで車両Ｖを停止させることができる。
【００２６】
上述した自動操舵制御は、ドライバーがモード選択スイッチＳ6 をＯＦＦした場合に中止されるが、それ以外にも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を操作した場合に中止され、通常のパワーステアリング制御に復帰する。
【００２７】
図６は、基準となる積載重量で車両Ｖがステアリングホイール１を左に操舵して折り返し位置(2) から目標位置(3) まで後進する状態を示している。このとき、第１移動距離検出手段Ｍ１で検出される第１の車輪としての左前輪Ｗｆの移動距離ＬL （第１移動距離ＬL ）と、第２移動距離検出手段Ｍ２で検出される第２の車輪としての右前輪Ｗｆの移動距離ＬR （第２移動距離ＬR ）とは、左前輪Ｗｆの旋回半径をＲL とし、右前輪Ｗｆの旋回半径をＲR とすると、
ＬR ＝（ＲR ／ＲL ）×ＬL
の関係が成立する（図７の破線参照）。
【００２８】
それに対して、図８の実線は、前記基準となる積載重量よりも大きい積載重量で車両Ｖがステアリングホイール１を左に操舵して折り返し位置(2) から目標位置(3) まで後進する状態を示している。図６および図８を比較すると明らかなように、積載重量が増加すると前輪Ｗｆ，Ｗｆの切れ角δが減少するために、第１の車輪としての左前輪Ｗｆの旋回半径はＲL からＲL ′に増加し、第２の車輪としての右前輪Ｗｆの旋回半径はＲR からＲR ′に増加する。その結果、左前輪Ｗｆが第１移動距離ＬL だけ移動したとき、右前輪Ｗｆの第２移動距離は前記ＬR からＬR ′に変化し、第１移動距離ＬL および第２移動距離ＬR ′の間に、
ＬR ′＝（ＲR ′／ＲL ′）×ＬL
が成立する（図７の実線参照）。この状態では車両Ｖの旋回中心がＯからＯ′に移動し、車両Ｖは旋回量の不足により目標位置(3) に正しく到達できなくなる。
【００２９】
そこで、図９に示すように、基準となる第２移動距離の目標値ＬR と第２移動距離の実際値ＬR ′との偏差の絶対値が第１閾値ε1 未満であれば、判定手段Ｍ３が移動軌跡に大きなずれが発生しないと判断し、修正・中止手段Ｍ４は規範転舵角θｒｅｆの修正を行うことなくステアリングアクチュエータ７の制御をそのまま継続する。また前記偏差の絶対値が第１閾値ε1 以上になると、判定手段Ｍ３がそのままでは移動軌跡に無視できないずれが発生すると判断し、修正・中止手段Ｍ４は修正した規範転舵角θｒｅｆに基づいて制御を継続する。具体的には、積載重量の増加により旋回量が不足する場合には規範転舵角θｒｅｆを増加方向に修正し、積載重量の減少により旋回量が過剰になる場合には規範転舵角θｒｅｆを減少方向に修正することにより、車両Ｖを目標位置(3) に正しく導くことができる。
【００３０】
更に、前記偏差の絶対値が第２閾値ε2 以上になると、判定手段Ｍ３が規範転舵角θｒｅｆを修正するだけでは車両Ｖを目標位置(3) に正しく導くことができないと判断し、修正・中止手段Ｍ４によりステアリングアクチュエータ７の制御を中止するとともに、スピーカからの音声でドライバーに警報を発する。これにより、ドライバーは自発的なステアリング操作を行って車両Ｖを目標位置(3) に正しく導くことができる。
【００３１】
次に、図１０および図１１に基づいて本発明の第２実施例を説明する。第２実施例では、左前輪Ｗｆが本発明の第１の車輪に対応し、左後輪Ｗｒが本発明の第２の車輪に対応する。
【００３２】
基準となる積載重量で車両Ｖがステアリングホイール１を左に操舵して折り返し位置(2) から目標位置(3) まで後進するとき、第１移動距離検出手段Ｍ１で検出される第１の車輪としての左前輪Ｗｆの移動距離ＬL （第１移動距離ＬL ）と、第２移動距離検出手段Ｍ２で検出される第２の車輪としての左後輪Ｗｒの移動距離ＬLR（第２移動距離ＬLR）とは、左前輪Ｗｆの旋回半径をＲL とし、左後輪Ｗｒの旋回半径をＲLRとすると、
ＬLR＝（ＲLR／ＲL ）×ＬL
の関係が成立する（図１１の破線参照）。
【００３３】
一方、前記基準となる積載重量よりも大きい積載重量で車両Ｖがステアリングホイール１を左に操舵して折り返し位置(2) から目標位置(3) まで後進するとき、積載重量の増加により前輪Ｗｆ，Ｗｆの切れ角δが減少するために、第１の車輪としての左前輪Ｗｆの旋回半径はＲL からＲL ′に増加し、第２の車輪としての左後輪Ｗｒの旋回半径はＲLRからＲLR′に増加する。その結果、左前輪Ｗｆが第１移動距離ＬL だけ移動したとき、左後輪Ｗｒの第２移動距離は前記ＬLRからＬLR′に変化して第１移動距離ＬL および第２移動距離ＬLR′の間に、
ＬLR′＝（ＲLR′／ＲL ′）×ＬL
が成立し（図１１の実線参照）、旋回中心がＯからＯ′に移動して車両Ｖは旋回量の不足により目標位置(3) に正しく到達できなくなる（図１０参照）。
【００３４】
そこで、図１１に示すように、基準となる第２移動距離の目標値ＬLRと第２移動距離の実際値ＬLR′との偏差の絶対値が第１閾値ε1 未満であれば、移動軌跡に大きなずれが発生しないと判断し、ステアリングアクチュエータ７の制御をそのまま継続する。また前記偏差の絶対値が第１閾値ε1 以上になると、そのままでは移動軌跡に無視できないずれが発生すると判断し、修正した規範転舵角θｒｅｆに基づいて制御を継続する。即ち、重量の増加により旋回量が不足する場合には規範転舵角θｒｅｆを増加方向に修正し、積載重量の減少により旋回量が過剰になる場合には規範転舵角θｒｅｆを減少方向に修正する。更に、前記偏差の絶対値が第２閾値ε2 以上になると、規範転舵角θｒｅｆを修正するだけでは車両Ｖを目標位置(3) に正しく導くことができないと判断し、ステアリングアクチュエータ７の制御を中止してドライバーに警報を発する。
【００３５】
次に、図１２および図１３に基づいて本発明の第３実施例を説明する。第３実施例では、左前輪Ｗｆが本発明の第１の車輪に対応し、右後輪Ｗｒが本発明の第２の車輪に対応する。
【００３６】
基準となる積載重量で車両Ｖがステアリングホイール１を左に操舵して折り返し位置(2) から目標位置(3) まで後進するとき、第１移動距離検出手段Ｍ１で検出される第１の車輪としての左前輪Ｗｆの移動距離ＬL （第１移動距離ＬL ）と、第２移動距離検出手段Ｍ２で検出される第２の車輪としての右後輪Ｗｒの移動距離ＬRR（第２移動距離ＬRR）とは、左前輪Ｗｆの旋回半径をＲL とし、右後輪Ｗｒの旋回半径をＲRRとすると、
ＬRR＝（ＲRR／ＲL ）×ＬL
の関係が成立する（図１３の破線参照）。
【００３７】
一方、前記基準となる積載重量よりも大きい積載重量で車両Ｖがステアリングホイール１を左に操舵して折り返し位置(2) から目標位置(3) まで後進するとき、積載重量の増加により前輪Ｗｆ，Ｗｆの切れ角δが減少するために、第１の車輪としての左前輪Ｗｆの旋回半径はＲL からＲL ′に増加し、第２の車輪としての右後輪Ｗｒの旋回半径はＲRRからＲRR′に増加する。その結果、左前輪Ｗｆが第１移動距離ＬL だけ移動したとき、右後輪Ｗｒの第２移動距離は前記ＬRRからＬRR′に変化して第１移動距離ＬL および第２移動距離ＬRR′の間に、
ＬRR′＝（ＲRR′／ＲL ′）×ＬL
が成立し（図１３の実線参照）、旋回中心がＯからＯ′に移動して車両Ｖは旋回量の不足により目標位置(3) に正しく到達できなくなる（図１２参照）。
【００３８】
そこで、図１３に示すように、基準となる第２移動距離の目標値ＬRRと第２移動距離の実際値ＬRR′との偏差の絶対値が第１閾値ε1 未満であれば、移動軌跡に大きなずれが発生しないと判断し、ステアリングアクチュエータ７の制御をそのまま継続する。また前記偏差の絶対値が第１閾値ε1 以上になると、そのままでは移動軌跡に無視できないずれが発生すると判断し、修正した規範転舵角θｒｅｆに基づいて制御を継続する。即ち、重量の増加により旋回量が不足する場合には規範転舵角θｒｅｆを増加方向に修正し、積載重量の減少により旋回量が過剰になる場合には規範転舵角θｒｅｆを減少方向に修正する。更に、前記偏差の絶対値が第２閾値ε2 以上になると、規範転舵角θｒｅｆを修正するだけでは車両Ｖを目標位置(3) に正しく導くことができないと判断し、ステアリングアクチュエータ７の制御を中止してドライバーに警報を発する。
【００３９】
次に、図１４および図１５に基づいて本発明の第４実施例を説明する。第４実施例では、左後輪Ｗｒが本発明の第１の車輪に対応し、右後輪Ｗｒが本発明の第２の車輪に対応する。
【００４０】
基準となる積載重量で車両Ｖがステアリングホイール１を左に操舵して折り返し位置(2) から目標位置(3) まで後進するとき、第１移動距離検出手段Ｍ１で検出される第１の車輪としての左後輪Ｗｒの移動距離ＬLR（第１移動距離ＬLR）と、第２移動距離検出手段Ｍ２で検出される第２の車輪としての右後輪Ｗｒの移動距離ＬRR（第２移動距離ＬRR）とは、左後輪Ｗｒの旋回半径をＲLRとし、右後輪Ｗｒの旋回半径をＲRRとすると、
ＬRR＝（ＲRR／ＲLR）×ＬLR
の関係が成立する（図１５の破線参照）。
【００４１】
一方、前記基準となる積載重量よりも大きい積載重量で車両Ｖがステアリングホイール１を左に操舵して折り返し位置(2) から目標位置(3) まで後進するとき、積載重量の増加により前輪Ｗｆ，Ｗｆの切れ角δが減少するために、第１の車輪としての左後輪Ｗｒの旋回半径はＲLRからＲLR′に増加し、第２の車輪としての右後輪Ｗｒの旋回半径はＲRRからＲRR′に増加する。その結果、左後輪Ｗｒが第１移動距離ＬLRだけ移動したとき、右後輪Ｗｒの第２移動距離は前記ＬRRからＬRR′に変化して第１移動距離ＬLRおよび第２移動距離ＬRR′の間に、
ＬRR′＝（ＲRR′／ＲLR′）×ＬLR
が成立し（図１５の実線参照）、旋回中心がＯからＯ′に移動して車両Ｖは旋回量の不足により目標位置(3) に正しく到達できなくなる（図１４参照）。
【００４２】
そこで、図１５に示すように、基準となる第２移動距離の目標値ＬRRと第２移動距離の実際値ＬRR′との偏差の絶対値が第１閾値ε1 未満であれば、移動軌跡に大きなずれが発生しないと判断し、ステアリングアクチュエータ７の制御をそのまま継続する。また前記偏差の絶対値が第１閾値ε1 以上になると、そのままでは移動軌跡に無視できないずれが発生すると判断し、修正した規範転舵角θｒｅｆに基づいて制御を継続する。即ち、重量の増加により旋回量が不足する場合には規範転舵角θｒｅｆを増加方向に修正し、積載重量の減少により旋回量が過剰になる場合には規範転舵角θｒｅｆを減少方向に修正する。更に、前記偏差の絶対値が第２閾値ε2 以上になると、規範転舵角θｒｅｆを修正するだけでは車両Ｖを目標位置(3) に正しく導くことができないと判断し、ステアリングアクチュエータ７の制御を中止してドライバーに警報を発する。
【００４３】
而して、上記第２実施例〜第４実施例によっても、上記第１実施例と同様の作用効果を達成することができる。
【００４４】
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。
【００４５】
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。また実施例では車両Ｖが折り返し位置(2) から目標位置(3) まで後進する間に本発明を適用しているが、車両Ｖがスタート位置(1) から折り返し位置(2) まで前進する間に本発明を適用することも可能である。また第１の車輪および第２の車輪の選択は第１実施例〜第４実施例のものに限定されず、４個の車輪のうちの任意の２個を第１の車輪および第２の車輪として選択することが可能である。また第１閾値ε1 および第２閾値ε1 の大きさは、各実施例毎に任意に設定されるものである。
【００４６】
【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、例えば積載重量の差によってサスペンションのジオメトリが変化したために、第１の車輪の回転角から算出した車両の第１移動距離に応じて決まる第２移動距離の目標値と、第２の車輪の回転角から算出した車両の第２移動距離の実際値との差が閾値以上になると、第１移動距離および第２移動距離が所定の関係にないと判断し、予め設定された車両の移動軌跡を修正するか、あるいはステアリングアクチュエータの制御を中止するので、サスペンションのジオメトリの変化によって車両が正しい移動軌跡から外れるのを確実に防止することができる。
【００４７】
また請求項２に記載された発明によれば、第１移動距離に応じて決まる第２移動距離の目標値と実際値との差が閾値以上のときに移動軌跡の修正、あるいはステアリングアクチュエータの制御中止を実行するので、サスペンションのジオメトリの変化に伴う移動軌跡のずれを的確に検出して対応することができる。
【００４８】
また請求項２に記載された発明によれば、第１移動距離に応じて決まる第２移動距離の目標値と実際値との差が第１閾値以上のときに移動軌跡を修正するので、サスペンションのジオメトリが変化しても車両を正しく目標位置に導くことができる。
【００４９】
また請求項３に記載された発明によれば、第１移動距離に応じて決まる第２移動距離の目標値と実際値との差が前記第１閾値よりも大きい第２閾値以上のときにステアリングアクチュエータの制御を中止するので、サスペンションのジオメトリが大きく変化して移動軌跡の修正による対処が困難になっても、車両が誤った目標位置に導びかれるのを防止することができる。
【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】 ステアリングホイールの転舵角と前輪の切れ角との関係を示す図
【図５】 移動軌跡修正手段のブロック図
【図６】 積載重量が小さい車両が後進するときの作用説明図
【図７】 第１前輪移動距離および第２前輪移動距離の関係を示す図
【図８】 積載重量が大きい車両が後進するときの作用説明図
【図９】 移動軌跡を修正する基準の説明図
【図１０】 第２実施例に係る積載重量が大きい車両が後進するときの作用説明図
【図１１】 第２実施例に係る移動軌跡を修正する基準の説明図
【図１２】 第３実施例に係る積載重量が大きい車両が後進するときの作用説明図
【図１３】 第３実施例に係る移動軌跡を修正する基準の説明図
【図１４】 第４実施例に係る積載重量が大きい車両が後進するときの作用説明図
【図１５】 第４実施例に係る移動軌跡を修正する基準の説明図
【符号の説明】
７ ステアリングアクチュエータ
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）
ＬL 第１移動距離
ＬLR 第１移動距離、第２移動距離、第２移動距離の目標値
ＬLR′ 第２移動距離、第２移動距離の実際値
ＬR 第２移動距離、第２移動距離の目標値
ＬR ′ 第２移動距離、第２移動距離の実際値
ＬRR 第２移動距離、第２移動距離の目標値
ＬRR′ 第２移動距離、第２移動距離の実際値
Ｍ１ 第１移動距離算出手段
Ｍ２ 第２移動距離算出手段
Ｍ３ 判定手段
Ｍ４ 修正・中止手段
Ｖ 車両
Ｗｆ 前輪（車輪）
Ｗｒ 後輪（車輪）
ε1 第１閾値（閾値）
ε2 第２閾値（閾値）
Claims (3)
- 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）の駆動を制御するアクチュエータ制御手段（２２）と、
を備えた車両の自動操舵装置において、
前記アクチュエータ制御手段（２２）は、
第１の車輪（Ｗｆ，Ｗｒ）の回転角から車両（Ｖ）の第１移動距離（ＬL ，ＬLR）を算出する第１移動距離算出手段（Ｍ１）と、
第２の車輪（Ｗｆ，Ｗｒ）の回転角から車両（Ｖ）の第２移動距離（ＬR ，ＬLR，ＬRR ；Ｌ R ′，Ｌ LR ′，Ｌ RR ′）を算出する第２移動距離算出手段（Ｍ２）と、
第１移動距離算出手段（Ｍ１）が算出した第１移動距離（Ｌ L ，Ｌ LR ）に応じて決まる第２移動距離の目標値（Ｌ R ，Ｌ LR ，Ｌ RR ）と、第２移動距離算出手段（Ｍ２）が算出した第２移動距離の実際値（Ｌ R ′，Ｌ LR ′，Ｌ RR ′）との差が閾値（ε 1 ，ε 2 ）以上のときに、第１移動距離（ＬL ，ＬLR）および第２移動距離（ＬR ，ＬLR，ＬRR ；Ｌ R ′，Ｌ LR ′，Ｌ RR ′）が所定の関係にないと判定する判定手段（Ｍ３）と、
判定手段（Ｍ３）により前記所定の関係にないと判定されたときに、該所定の関係となるように前記移動軌跡を修正するか、あるいはステアリングアクチュエータ（７）の制御を中止する修正・中止手段（Ｍ４）と、
を備えたことを特徴とする車両の自動操舵装置。 - 前記差が第１閾値（ε1 ）以上のときに、前記修正・中止手段（Ｍ４）は前記移動軌跡を修正することを特徴とする、請求項１に記載の車両の自動操舵装置。
- 前記差が前記第１閾値（ε1 ）よりも大きい第２閾値（ε2 ）以上のときに、前記修正・中止手段（Ｍ４）はステアリングアクチュエータ（７）の制御を中止することを特徴とする、請求項２に記載の車両の自動操舵装置。
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