JP4491671B2 - 駐車支援装置 - Google Patents

Description

この発明は、駐車支援装置に係り、特に駐車の際の運転操作を音により運転者に案内する装置に関する。

従来、車両の後進時に運転者が車両の死角により目標とする場所が見えなくなった場合に、モニタに車両の後方視界を写し出すようにした装置が提案されている。例えば、特許文献１には、車両後方を撮影するテレビカメラと、このテレビカメラのとらえた映像を写し出すモニタテレビと、タイヤ操舵角に係る情報信号を出力するセンサと、このセンサからの情報信号に応じてマーカー信号を発生し、テレビ画面上にマーカーを重畳表示させる回路とからなる車両の後方監視モニタ装置が開示されている。この装置では、タイヤの操舵角データとその操舵角に対応する車両の後進方向に沿ったマーカー位置データがＲＯＭに蓄積されており、そのときの操舵角に応じた車両の予想後進軌跡がマーカーの列としてテレビ画面上にテレビカメラで撮影された映像に重畳して表示される。

このような装置によれば、車両の後進時に後方の道路の状況等の視界と共に操舵角に応じた車両の予想後進軌跡がモニタテレビの画面上に表示されるため、運転者は、後方を振り向くことなくテレビ画面を見たままでハンドルを操作して車両を後退させることができる。

特公平２−３６４１７号公報

しかしながら、例えば並列駐車や縦列駐車を行う際に、従来の後方監視モニタ装置において、運転者がテレビ画面上で後方の視界と車両の予想後進軌跡とを見ただけでは、どのタイミングでどの程度の操舵角で駐車のための運転操作をすればよいのか判断し難く、駐車時の十分な支援を行うことができないという問題点があった。
また、従来の後方監視モニタ装置では、運転者がテレビ画面を見ながら運転操作を行う必要があるが、運転者は車両周辺への安全確認も行わなければならず、運転者にかかる負担が大きいという問題点もあった。
この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、運転者に大きな負担をかけることなく駐車の際の運転操作を的確に案内することができる駐車支援装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するための、本発明の駐車支援装置は、一定の操舵角に保持した状態で車両を初期停止位置から前進又は後退させた後、停止した状態で逆方向に操舵して一定の操舵角に保持した状態で後退させ、最終的に車両を目標駐車スペースに縦列駐車させるための駐車支援情報を運転者に提供する駐車支援装置において、車両のヨー角を検出するヨー角検出手段と、ヨー角の基準位置を初期停止位置に設定する基準設定手段と、一定の操舵角に保持した状態で車両を初期停止位置から前進又は後退させるにあたって車両が旋回する場合の旋回半径と、停止した状態で逆方向に操舵して一定の操舵角に保持した状態で後退させるにあたって車両が旋回する場合の旋回半径と、最終的に車両を目標駐車スペースに縦列駐車させるにあたって車両が旋回する場合の旋回半径の値とを含む車両に固有なデータを記憶する書き換え可能な記憶手段と、基準位置に対する所定位置に対応する車両のヨー角を予め記憶すると共にヨー角検出手段により検出されたヨー角と予め記憶されているヨー角とを比較して記憶手段に記憶された車両に固有なデータを基に車両の位置を特定するコントローラと、コントローラにより特定された車両の位置を基に運転者に互いに外接する円弧のみを組み合わせた軌跡を辿りつつ移動することにより到達する位置を示す駐車支援情報を提供する案内手段とを備え、対象車両に応じてその車両に固有なデータを前記記憶手段に初期書き込み又は書き換えするものである。
記憶手段の初期書き込み、又は、書き換えは記録メディアを介して行なわれてもよく、ネットワークを介して行なわれてもよく、あるいは、設定スイッチを介して行なわれてもよい。
なお、車両に固有なデータから、車両を初期停止位置から前進又は後退させる際の旋回角度と、車両を停止した状態で逆方向に操舵して一定の操舵角に保持した状態で後退させる際の旋回角度と、最終的に車両を目標駐車スペースに縦列駐車させる際の旋回角度との値を算出してもよい。これらの旋回角度のそれぞれの値は、コントローラにより算出することができる。

本発明の駐車支援装置によれば、適切な駐車支援が可能となり、運転者に大きな負担をかけることなく駐車の際の運転操作を的確に案内することができる。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１にこの発明の実施の形態に係る駐車支援装置の構成を示す。コントローラ１には、車両のヨー角方向の角速度を検出するヨーレートセンサ２が接続されると共に、車両が並列駐車を行うことをコントローラ１に知らせるための並列モードスイッチ３と車両が縦列駐車を行うことをコントローラ１に知らせるための縦列モードスイッチ４とからなるスイッチモジュール５が接続されている。さらに、コントローラ１には、運転者に対して運転操作の情報を案内するためのスピーカ６が接続されている。

コントローラ１は、ＣＰＵ７、車両に固有のデータを記憶する書き換え可能なＥＥＰＲＯＭ８（電気的に消去可能なプログラマブルＲＯＭ）及び制御プログラムを記憶した制御ＲＯＭ９とを備えている。
ＥＥＰＲＯＭ８には車両に固有なデータ、すなわち、車両のハンドルが最大に操舵されて車両が旋回する場合の最小旋回半径Ｒｃから得られる駐車操作に必要な目標角度が記憶されるようになっており、この最小旋回半径ＲｃのデータのＥＥＰＲＯＭ８への初期書き込み又は書き換えは、ナビシステムで使用されるＣＤやＤＶＤ等の記録メディアを介して行なわれる。したがって、ＥＥＰＲＯＭ８への初期書き込み又は書き換え等の車両データ設定作業は、記録メディアからのダウンロードにより必要に応じていつでも簡単に行なうことができる。よって、対象車両専用の駐車支援装置を車両ごとに用意する必要はなく、１タイプの駐車支援装置を工場に限らず販売店や自宅において簡単に設定することができるし、いつでも設定し直すこともできる。
なお、ＥＥＰＲＯＭ８への車両データの設定方法として、ナビシステム上でインターネットのウェブが閲覧できる場合には、このネットワークを利用して、駐車支援装置用のサイトから必要なデータをダウンロードして設定するようにしてもよい。また、ナビシステム上の既存のスイッチを用いたり、ボタン又はつまみ等からなる専用の設定スイッチを用いて設定してもよい。また、ＥＥＰＲＯＭ８内には使用者のくせや同一車種内の微妙なばらつきを調整するための領域も更に用意しておき、上述した既存スイッチか専用のスイッチによりＥＥＰＲＯＭ８内の既存の車両固有データを微調整することができるようにしてもよい。このような態様によれば、使用者のくせや同一車種内の微妙なばらつきに対応したより細かな設定作業が行なえるようになる。専用の設定スイッチは他のスイッチと共にスイッチモジュール５を構成するように設けられてもよいし、スイッチモジュール５とは別に単独で設けられてもよい。また、設定スイッチとしてデジタルロータリースイッチを用いれば、設定する値の範囲に制限がなくなるため、大雑把な範囲でも細かな範囲でも設定することができる。

一方、制御ＲＯＭ９にはＥＥＰＲＯＭ８に記憶された駐車操作に必要な目標角度に基づいて並列駐車時及び縦列駐車時の駐車支援を行う制御プログラムが格納されている。ＣＰＵ７は制御ＲＯＭ９に記憶された制御プログラムに基づいて動作する。コントローラ１は、ヨーレートセンサ２から入力される車両の角速度から車両のヨー角を算出し、車両の旋回角度を算出して駐車運転中の各ステップにおける操作方法や操作タイミングに関する情報をスピーカ６に出力する。

ここで、この実施の形態の駐車支援装置が、車両にどのような軌跡を描かせて駐車を支援するのかを説明する。
まずはじめに、図２を用いて、並列駐車を行う場合について説明する。
車両１０が駐車しようとする駐車スペースＴの入口の中央点を原点Ｏとし、道路と垂直で駐車スペースＴにおける車両１０の後退方向にＹ軸をとり、道路と平行にすなわち、Ｙ軸と直角にＸ軸をとる。また、駐車スペースＴの駐車枠の幅をＷ１とする。リヤアクスル中心ＨＯが駐車スペースＴの幅方向の中央になり且つ駐車スペースＴの長さ方向に平行になる車両位置Ｈ１に、車両１０が適正に駐車されるように駐車支援装置が運転者を支援するものとする。

まず、初期停車位置として、駐車スペースＴに垂直で車両１０のリヤアクスル中心ＥＯが駐車スペースＴの入口からＤの距離で且つ駐車スペースＴの側部Ｔ１と車両１０の運転者の位置ＤＲとが一致する車両位置Ｅ１に車両１０を停止させるものとする。
次に、車両位置Ｅ１にある車両１０が、ハンドルの操舵角を左側最大にして最小旋回半径Ｒｃで旋回しつつ、旋回角度θまで前進し、車両位置Ｆ１になったところで、ハンドルの操舵角を右側最大にして最小旋回半径Ｒｃで旋回しつつ、旋回角度φだけ後退し、車両１０が駐車スペースＴに平行になった車両位置Ｇ１でハンドルを直進状態に戻してさらに後退して駐車スペースＴ内の車両位置Ｈ１に適正に駐車するものとする。
また、車両位置Ｅ１，Ｆ１，Ｇ１におけるリヤアクスル中心をそれぞれ、ＥＯ，ＦＯ，ＧＯとする。

ここで、車両位置Ｅ１における運転者の位置ＤＲとリヤアクスル中心ＥＯとのＸ軸方向の距離をＬとすると、車両位置Ｅ１から車両位置Ｆ１まで車両１０が旋回する際の旋回中心Ｃ１の座標（Ｃ１ｘ，Ｃ１ｙ）は、
C1x=L−W1/2
C1y=−(D＋Rc)
で表される。
車両位置Ｆ１から車両位置Ｇ１まで車両１０が旋回する際の旋回中心Ｃ２の座標（Ｃ２ｘ，Ｃ２ｙ）は、
C2x=−(Rc＋Rc)・sinθ＋C1x=−2Rc・sinθ＋L−W1/2
C2y=(Rc＋Rc)・cosθ＋C1y=2Rc・cosθ−(D＋Rc)
で表され、このうち、Ｘ座標Ｃ２ｘは、
C2x=−Rc
としても表される。

Ｘ座標Ｃ２ｘの２つの関係式からsinθは、
sinθ=(Rc＋L−W1/2)/2Rc
で表され、このθの値を既知の最小旋回半径Ｒｃ、距離Ｌ及び幅Ｗ１を用いて算出することができ、このθの値をコントローラ１は設定値θとして記憶している。
さらに、車両位置Ｆ１から車両位置Ｇ１まで車両１０が旋回する旋回角度φは、
φ＝π/2−θ
で表される。

次に、本実施の形態に係る駐車支援装置の並列駐車時の動作について説明する。
まず、運転者が車両１０を車両位置Ｅ１に停止させ、ここで並列モードスイッチ３を作動させると、コントローラ１は、車両位置Ｅ１を車両のヨー角が０度の位置として設定すると共に並列駐車のプログラムを起動させる。次に、運転者は、ハンドルを左側最大に操舵してフル切り状態にし、そのまま車両１０を前進させる。

コントローラ１は、ヨーレートセンサ２から入力される車両１０の角速度から車両のヨー角を算出して、このヨー角と設定値θの値とを比較する。車両１０が、車両位置Ｅ１から車両位置Ｆ１に近づくにつれて、コントローラ１は、ヨー角と設定値θとの差を基に、車両位置Ｆ１に接近したことを知らせる接近情報と、車両位置Ｆ１に到達したことを知らせる到達情報とをスピーカ６を介して運転者に知らせる。
例えば、接近情報として、スピーカ６から「ピッ、ピッ」という間欠音が発せられ、この間欠音及び点滅の周期は、ヨー角と設定値θとの差が少なくなると共に短くなる。ヨー角と設定値θとの差がなくなると、到達情報として、スピーカ６から「ピー」という連続音が発せられる。
運転者は、到達情報に従って車両１０を車両位置Ｆ１に停止させる。次に、運転者は、ハンドルを右側最大に操舵してフル切り状態にし、そのまま車両１０を後退させる。コントローラ１は、車両１０のヨー角が９０度に近づくにつれて、車両１０が駐車スペースＴに平行になった車両位置Ｇ１に接近したことを知らせる接近情報と、車両位置Ｇ１に到達したことを知らせる到達情報とをスピーカ６を介して運転者に知らせる。運転者は、到達情報に従って車両１０を車両位置Ｇ１で停止させた後、ハンドルを直進状態に戻してから車両１０を後退させ、駐車スペースＴに車両１０が収まったら駐車を完了する。

次に、図３を用いて、縦列駐車を行う場合について説明する。
車両１０のリヤ左端が駐車スペースＴの奥のコーナーＳ２に一致するように、車両１０を駐車スペースＴに駐車するものとする。この状態の車両位置Ｍ１における車両１０のリヤアクスル中心ＭＯを原点とし、道路と平行で車両１０の後退方向にＹ軸をとり、Ｙ軸と直角にＸ軸をとる。また、駐車スペースＴの奥のコーナーの座標をＳ２（Ｗ２／２，ａ２）とする。ここで、ａ２、Ｗ２は、車両１０のリヤオーバハング、車幅をそれぞれ示す。
車両位置Ｊ１にある車両１０が、ハンドルの操舵角を右側最大にして最小旋回半径Ｒｃで旋回しつつ前進し、車両位置Ｋ１になったところで、操舵角を左側最大にして最小旋回半径Ｒｃで旋回しつつ後退し、車両位置Ｌ１になったところで操舵角を右側最大にして最小旋回半径Ｒｃで旋回しつつ後退し、駐車スペースＴ内の車両位置Ｍ１に適正に駐車するものとする。

まず、駐車スペースＴの前方の所定位置に駐車中の車両２０を目安にして、車両１０を車両位置Ｊ１に停車した状態を初期停車位置として、縦列駐車を開始するものとする。
車両位置Ｊ１は、車両１０の運転者の位置ＤＲのＹ座標が駐車中の車両２０の後端２０ａのＹ座標に一致する位置で且つ駐車スペースＴに平行な位置であり並びに車両１０と車両２０とが所定の車両間隔ｄである位置とする。したがって、車両位置Ｊ１のリヤアクスル中心ＪＯの座標（ＪＯｘ，ＪＯｙ）は、車両２０の後端部２０ａの座標と運転者の位置ＤＲとリヤアクスル中心ＪＯとの関係および車両間隔ｄから一義的に定められる。
車両位置Ｊ１にある車両１０が、ハンドルの操舵角を右側最大にして最小旋回半径Ｒｃで旋回しつつ車両位置Ｋ１まで前進する。その際の旋回中心をＣ３とし、旋回角度をβとする。また、車両位置Ｋ１にある車両１０が操舵角を左側最大にして最小旋回半径Ｒｃで旋回しつつ車両位置Ｌ１まで後退する。その際の旋回中心をＣ４とし、旋回角度をδとする。さらに、車両位置Ｌ１でハンドルを反対方向に切り返して、操舵角を右側最大にして最小旋回半径Ｒｃで旋回しつつ車両位置Ｍ１まで後退する。その際の旋回中心をＣ５とし、旋回角度をαとする。
また、車両位置Ｋ１，Ｌ１におけるリヤアクスル中心をそれぞれＫＯ，ＬＯとする。

旋回角度α，β，δには、
δ＝α−β
の関係がある。
旋回中心Ｃ５の座標（Ｃ５ｘ，Ｃ５ｙ）は、
C5x＝−Rc
C5y＝０
で表される。
旋回中心Ｃ４の座標（Ｃ４ｘ，Ｃ４ｙ）は、
C4x＝C5x＋(Rc+Rc)・cosα＝−Rc＋2Rc・cosα
C4y＝C5y−(Rc+Rc)・sinα＝−2Rc・sinα
で表される。
旋回中心Ｃ３の座標（Ｃ３ｘ，Ｃ３ｙ）は、
C3x＝C4x−(Rc+Rc)・cosβ＝−Rc＋2Rc・cosα−2Rc・cosβ
C3y＝C4y＋(Rc+Rc)・sinβ＝−2Rc・sinα＋２Rc・sinβ
で表される。
また、車両位置Ｊ１のリヤアクスル中心ＪＯの座標（ＪＯｘ，ＪＯｙ）は、
JOx ＝−Rc・(１−cosα)−Rc・(１−cosα−１＋cosβ)＋Rc・(１−cosβ)
＝２Rc・(cosα−cosβ) ……………（１）
JOy ＝−Rc・sinα−Rc・(sinα−sinβ)＋Rc・sinβ
＝２Rc・(sinβ−sinα) ……………（２）
で表される。

ここで、式（１）及び（２）を三角関数の公式を用いて、変形すると、
tan（α／２＋β／２）＝JOx／JOy
sin²（α／２−β／２）＝（JOx²＋JOy²）／（１６Rc²）
となり、α、βを、既知のリヤアクスル中心ＪＯの座標（ＪＯｘ，ＪＯｙ）を用いて算出することができ、この値が、設定値α、βとしてコントローラ１に記憶されている。
リヤアクスル中心ＪＯの座標（ＪＯｘ，ＪＯｙ）は、車両１０を車両２０の後方に無理のない操作で駐車できる値として、例えば、ＪＯｘ＝２．３ｍ、ＪＯｙ＝４．５ｍの値を用いている。リヤアクスル中心ＪＯの座標ＪＯｘおよびＪＯｙは、車両１０の車格、操舵特性などに応じて値を設定することが望ましい。

次に、本実施の形態に係る駐車支援装置の縦列駐車時の動作について説明する。
まず、運転者が、運転者の位置ＤＲのＹ座標が駐車中の車両２０の後端２０ａのＹ座標に一致し、車両１０が車両２０に対して車両間隔ｄとなるように車両位置Ｊ１に停止させる。ここで、縦列モードスイッチ４を作動させると、コントローラ１は、車両位置Ｊ１を車両のヨー角が０度の位置として設定すると共に縦列駐車のためのプログラムを起動させる。次に、運転者は、車両１０のハンドルを右側最大に操舵してフル切り状態にし、そのまま車両１０を前進させる。コントローラ１は、ヨーレートセンサ２から入力される車両１０の角速度から車両のヨー角を算出して、このヨー角と設定値βの値とを比較する。車両１０が、車両位置Ｊ１から車両位置Ｋ１に近づくにつれて、コントローラ１は、ヨー角と設定値βとの差を基に、並列駐車時と同様に、車両位置Ｋ１に接近したことを知らせる接近情報と、車両位置Ｋ１に到達したことを知らせる到達情報とをスピーカ６を介して運転者に知らせる。

運転者は、到達情報に従って車両１０を車両位置Ｋ１に停止させる。次に、運転者は、ハンドルを左にいっぱい操舵してフル切り状態にし、そのまま車両１０を後退させる。コントローラ１は、車両のヨー角と設定値α（＝β＋δ）の値とを比較する。車両１０が、車両位置Ｋ１から車両位置Ｌ１に近づくにつれて、すなわち、車両のヨー角が設定値αの値に近づくにつれて、コントローラ１は、ヨー角と設定値αとの差を基に、並列駐車時と同様に、車両位置Ｌ１に接近したことを知らせる接近情報と、車両位置Ｌ１に到達したことを知らせる到達情報とをスピーカ６を介して運転者に知らせる。
運転者は、到達情報に従って車両１０を車両位置Ｌ１に停止させる。次に、運転者は、車両位置Ｌ１でハンドルを反対方向に切り返して、右側最大に操舵してフル切り状態にし、そのまま車両１０を後退させる。コントローラ１は、車両１０のヨー角が０度に近づくにつれて、車両１０が駐車スペースＴ内の車両位置Ｍ１に接近したことを知らせる接近情報と、車両位置Ｍ１に到達したことを知らせる到達情報とをスピーカ６を介して運転者に知らせる。これにより、運転者は、車両位置Ｍ１で車両１０を停止させ、駐車を完了することができる。

以上のように、この実施の形態の駐車支援装置は、カメラ及びモニタを必要とせず、ナビゲーションシステムやカメラ等の装着されていない車両においても、適切な駐車支援が可能となる。

なお、この実施の形態ではヨー角を検出するのに、ヨーレートセンサを用いたが、ヨー角を検出する手段は、ポジションジャイロを用いる方法や左右車輪にそれぞれ回転センサを装着しそれらの回転差からヨー角を検出する方法でもよく、さらに、地磁気センサやＧＰＳシステムを用いた方法でもよい。
接近情報及び到達情報を運転者に知らせる手段は、スピーカ６に限定されるものではなく、ＬＥＤ、ブザー、ＬＣＤ、ランプでもよく、ディスプレー上に文字やマークを表示してもよい。また、スピーカ６から音声を発するようにしてもよい。さらに、接近情報や到達情報は、接近あるいは到達の目標となる車両位置ごとに、スピーカ６から発する音の音量及び音色を変えたり、内容の異なる音声を発するようにしてもよい。

本発明の実施の形態に係る駐車支援装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に関し、並列駐車時の車両の位置を段階的且つ模式的に示す図である。 本発明の実施の形態に関し、縦列駐車時の車両の位置を段階的且つ模式的に示す図である。

符号の説明

１ コントローラ、２ ヨーレートセンサ、３ 並列モードスイッチ、４ 縦列モードスイッチ、５ スイッチモジュール、６ スピーカ、８ ＥＥＰＲＯＭ。

Claims (6)

1. 一定の操舵角に保持した状態で車両を初期停止位置から前進又は後退させた後、停止した状態で逆方向に操舵して一定の操舵角に保持した状態で後退させ、最終的に車両を目標駐車スペースに縦列駐車させるための駐車支援情報を運転者に提供する駐車支援装置において、
   車両のヨー角を検出するヨー角検出手段と、
   前記ヨー角の基準位置を前記初期停止位置に設定する基準設定手段と、
   一定の操舵角に保持した状態で車両を前記初期停止位置から前進又は後退させるにあたって車両が旋回する場合の旋回半径と、停止した状態で逆方向に操舵して一定の操舵角に保持した状態で後退させるにあたって車両が旋回する場合の旋回半径と、最終的に車両を目標駐車スペースに縦列駐車させるにあたって車両が旋回する場合の旋回半径の値とを含む車両に固有なデータを記憶する書き換え可能な記憶手段と、
   前記基準位置に対する所定位置に対応する車両のヨー角を予め記憶すると共に前記ヨー角検出手段により検出されたヨー角と予め記憶されている前記ヨー角とを比較して前記記憶手段に記憶された車両に固有なデータを基に車両の位置を特定するコントローラと、
   前記コントローラにより特定された車両の位置を基に運転者に互いに外接する円弧のみを組み合わせた軌跡を辿りつつ移動することにより到達する位置を示す駐車支援情報を提供する案内手段と
   を備え、対象車両に応じてその車両に固有な前記データを前記記憶手段に初期書き込み又は書き換えすることを特徴とする駐車支援装置。
2. 前記記憶手段への車両に固有な前記データの初期書き込み、又は、書き換えは記録メディアを介して行なわれることを特徴とする請求項１に記載の駐車支援装置。
3. 前記記憶手段への車両に固有な前記データの初期書き込み、又は、書き換えはネットワークを介して行なわれることを特徴とする請求項１に記載の駐車支援装置。
4. 前記記憶手段への車両に固有な前記データの初期書き込み、又は、書き換えは設定スイッチを介して行なわれることを特徴とする請求項１に記載の駐車支援装置。
5. 車両に固有な前記データから、
   車両を初期停止位置から前進又は後退させる際の旋回角度と、
   車両を停止した状態で逆方向に操舵して一定の操舵角に保持した状態で後退させる際の旋回角度と、
   最終的に車両を目標駐車スペースに縦列駐車させる際の旋回角度と
   の値が算出されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の駐車支援装置。
6. 前記旋回角度のそれぞれの値は、前記コントローラにより算出されることを特徴とする請求項５に記載の駐車支援装置。

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