JP4755401B2 - 走行支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、走行エリアの監視のためのカメラと、車両の切り込まれた操舵方向を検出するための操舵角センサと、走行エリアと、走行エリア内における車両の切り込まれた操舵角に依存する走行軌道とを表示するための表示装置を有し、さらに、側方の境界に対する、操舵系の部分切り込みに関するさらなるライン状または帯状の支援表示によって少なくとも１つの仮想走行軌道が前記表示装置内に表示される、車両のための走行支援装置に関する。

独国特許出願公開第１９９２５５８４号明細書からは、走行経路の視覚化のための方法および装置が公知である。ここでは不変の操舵角のもとで推定される車両の走行経路が表示装置に表示されている。ドライバは、推定される走行経路に関する情報を入手し、それによってドライバは切り込まれた操舵角を障害物に適応化させることができる。さらにここではその他にも不変の操舵角のもとで推定される走行経路に対して、ステアリングの左右への最大の切り込み角によって区切られる可能な走行経路の存在し得る最大領域を表示させることも提案されている。それによりドライバは、最大の切り込みによってまだ障害物の回避が可能かどうかを識別することができる。
独国特許出願公開第１９９２５５８４号明細書

本発明の課題は、従来装置の欠点に鑑みこれを解消すべくさらなる改善を行うことである。

前記課題は本発明により、前記ライン状又は帯状の支援表示が、最大切り込みによってのみ達成可能な境界線に関連して表わされるように構成されて解決される。

請求項１の特徴部分に記載された本発明による走行支援装置が有する利点は、ステアリングの部分切り込みに関連付けられるライン状又は帯状の支援表示が表示できることである。つまりこれらのライン状又は帯状の支援表示は、現時点では車両によってとられているわけではないが、操舵角を相応に補正した場合には十分に取られる可能性のある仮想の走行軌道を表わしている。この場合はドライバがステアリングの最大切り込みを行う必要はない。この種のステアリングの最大切り込みは、ドライバにとっては特にパワステでない場合、非常に骨が折れるものであり、これは場合によっては停止した状態で実施されなければならない。これはタイヤの摩耗を高めることになる。ステアリングの部分切り込みだけに関連付けられるライン状支援表示は、表示装置内にライン状又は帯状の支援表示を用いて表示される相応の部分切り込みを用いて既に障害物の回避ができるのかどうかが推定できる。これによって操縦性は相応のカメラ支援及び結像光学系支援のもとで簡単化される。

本発明の別の有利な実施例および改善例は、従属請求項に記載されている。特に有利には、ライン状又は帯状の支援表示の表示ポジションは、切り込まれた操舵角に依存するように構成される。これに対して場合によっては、目下の切り込まれた操舵角と、ライン状支援表示によって表わされる仮想走行軌道の走破に必要な操舵角との間の最大間隔が求められる。これによって、ドライバによって行われるべき所定の尺度までの操舵の手間、例えば最大切り込みまでのステアリングホイールの回転が限定される。

さらに有利には、仮想走行軌道を次のように表わすことができる。すなわちそれが車両の直進方向に関して同じ程度ではあるが逆方向のステアリングの切り込み、すなわちカウンターステア操作に相応するように表わすことができる。これによってドライバは、既に切り込んだのと同じくらいの逆方向の操舵が可能かどうかを推定することができる。目下設定されている操舵角の追従制御を容易にするために、この場合有利には、逆方向の操舵の開始時点で、仮想走行軌道を表示装置に不変に定めることが行われる。それによってユーザーは、そのつどの操舵角を不変のまま維持した場合の車両の走行区間を表わした目下の走行軌道を、表示された仮想走行軌道に基づくステアリングホイールの回転によって完全にバックアップし追従制御することができるようになる。

さらに有利には、ライン状支援表示の代わりに、走行目的の達成のためにどの程度の切れ込みが必要であるかをドライバに推定させることのできる帯域が表示される。ドライバはこれに対しては、表示装置内で単に一本のラインの位置と可能性のある障害物の位置を比較するのではなく、このようなラインよりも幅の広い総合的な領域で障害物の位置との比較が可能となる。有利には、これらの帯域は着色によって段階付けられて表示される。その場合さらに有利な実施形態によれば、１つの帯域の領域の色からステアリングホイールをどのくらいの規模で切り込まなければならないかが識別できる。さらに有利には、ライン状又は帯状の支援表示が車両速度、操舵角および/または操舵角速度に依存して選択される。車両速度が増す毎に、若しくは操舵速度が増す毎に、あるいはステアリングホイールが切り込まれれば切り込まれるほど、より正確なステアリングの制御がドライバに求められる。そのためドライバにとっても時には提示されたライン状支援表示を走行中に正確に達成することを失敗することがある。それ故に、走行速度が増加した場合、若しくは操舵角が増加した場合、あるいは操舵速度が増加した場合には、表示されているライン状又は帯状の支援表示の幅が拡大される。例えば車両速度が時速２０キロになった場合、もしくは操舵角速度が毎秒１/４回転以上になった場合、あるいはステアリングホイールの切り込みが４５度を越えた場合には、表示されているライン状又は帯状の支援表示の幅が倍増される。

さらに有利には、本発明による走行支援装置は、パーキング空き地帯への駐車に使用される駐車支援装置に接続される。この装置は特にパーキング空き地帯のサイズを把握するための及び/又は障害物を警告するための距離センサを有する。

同様に有利には、表示装置内で、パーキング空き地帯へのステアリングの切り込みをいつ開始すればよいかの見極めに用いることのできるラインがドライバに表示される。ここにおいてドライバは、この表示に基づいて、ステアリングホイールの目下の相応の切り込みでパーキング空き地帯への進入が可能かどうかをチェックすることが可能となり、場合によっては逆方向にステアリングを切らなければならない時の開始タイミングを計ることも可能となる。

さらに有利には、方向付けを容易にするために表示装置内に間隔マーキングが表示される。このマーキングは、表示された走行エリアの領域がどのくらい離れているのかや、この走行エリア内の特に障害物が車両とからどのくらい離れているのかを示す。

次に本発明を図面に基づき以下の明細書で詳細に説明する。

図１には車両１が示されており、この車両は、路面３上のその車輪２によって移動している。車両１のリアサイドには、カメラ５が配置されており、このカメラ５は車両１後方の路面３に向けられている。これによってカメラ５は、後退過程の際の車両の走行空間を監視する。このカメラ５は、車両中央に配置されているが、車両のルーフにも配設可能である。カメラ５の配置は、車両の後側に限定されているわけではなく、車両の別の任意の側にも配設が可能である。有利な実施形態によれば、車両の種々の側に対して、それぞれ固有のカメラが設けられる。このカメラ５は、路面３上の走行エリア１７のできるだけ広い範囲を捕捉してそこに存在する障害物を捉えられるようにするために、有利には広角カメラとして実施される。本発明による走行支援装置のその他の構成要素は、図１には示されていない。

さらに別の実施形態によれば、車両と障害物との間の間隔を検出するための評価ユニットを備えたパーキング装置１４が中央ユニットに接続されている。このパーキング装置１４には、複数のセンサ１５が接続されており、それらのセンサは有利には車両外側の種々異なる箇所に配設され、車両周辺の障害物から車両１までの間隔を確定している。

図２には、本発明による走行支援装置の概略的な構造が示されている。カメラ５は、図１でも説明したように、車両１に取付けられている。車両１の検出された走行エリアのカメラ信号は、中央ユニット６に伝送される。中央ユニット６はこのカメラ信号を表示装置８に送出すべく転送する。表示装置８は、有利にはドライバにとって良好に視認できる位置、例えばセンターコンソールやコンビネーションパネルあるいは主に後退走行時に利用するならばルームミラーやリアウインドウなどに配設される。さらに別の実施形態によれば、車両のフロントウインドウに相応の画像が投影されるいわゆるヘッドアップディスプレイへのフェードインも可能である。ここでの表示装置８は、図示の実施例によれば液晶表示装置として構成されている。

中央ユニット６は、操作ユニット９を介して制御可能である。さらにこの中央ユニット６は、図示はされていないが場合によってはデータバスを介して操舵角センサに接続される。この操舵角センサは、ステアリングホイール１２を介して操作されたステアリングアクスル１１からの目下の切り込まれた操舵角を検出して中央ユニットに伝送する。計算ユニット７は、切り込まれた操舵角に依存して、表示装置８に表示すべき車両の走行軌道を計算する。この車両の走行軌道"Fahrschlauch"とは、ここでは路面３上の次のような経路と理解されたい。すなわち目下の操舵角が不変のまま維持されて車両が相応する方向（例えばバック）に走行した場合に車両がとる経路のことである。図示の走行軌道は、カメラ５から受信された画像に重畳される。その場合には有利には、走行軌道の左方境界線と右方境界線が画像に取り込まれ、表示装置８に送出される。

さらに計算ユニット７は、補足的なライン状支援表示も計算し、このライン状支援表示も同じように表示装置８に表示され、カメラ５によって撮影された画像にフェードインされる。ドライバは、撮影された周辺画像の中で表示されたラインを、目立つ対象による方向付けのために利用する。例えばドライバは駐車帯の路面マーキングや縁石などによって位置や方向を確かめることができる。これに対してドライバは、このような目立つ対象が画像内でライン状支援表示の１つに接するまで車両を後ろに下げ、その後で車両を停止させる。ドライバはステアリングホイールを、当該ライン状支援表示によって与えられる車両の切り込み角が達成されるまで回し、そして引き続き、例えば車両が縁石あるいは路面マーキングと平行な方向に向くまで後退させる。ここでドライバは逆方向の操舵によって、車両をそのままマーキング（例えば縁石や駐車帯マーキング）に沿って誘導させることができる。このような表示装置８内のライン状及び/又は帯状の支援表示の相応の実施例は図３〜図６に示されており、以下の明細書で詳細に説明する。

図３には、第１のディスプレイ表示２０におけるカメラ画像に重畳されたライン状支援表示の第１の実施形態が示されている。カメラ５は、路面３に対して斜めに配向されている。それ故に、ラインの計算の際には、上方の画面縁部２２近傍の領域が、下方の画面縁部２１近傍の領域に比べてはるかに車から離れていることを考慮しなければならない。このようにしてこれらのライン状支援表示ないし帯状支援表示の透視画法的なフェードインが行われる。第１のディスプレイ表示２０においては、実線２３と２３′によって、目下の操舵角が不変のまま維持された場合に車両が走行する目下の走行軌道が表わされている。点線２４は、表示装置内では表示されず、これはただ操舵装置を正確に直進方向に設定した場合の車両の走行方向を表わしたものにすぎない。目下の走行軌道２３，２３′は、車両の操舵装置が右方向に切り込まれた場合に相応している。破線２５と２５′によって側方の境界と共に仮想走行軌道が表わされている。直進方向２４に対して左方の仮想走行軌道２５，２５′に沿った走行に必要な切り込み角は、直進方向２４に対して右方の目下設定されている走行軌道に対して設定されたステアリングホイールの切り込みに絶対値の点で相応するものであり、ただ方向が逆なだけである。ドライバが仮想走行軌道２５，２５′に方向を定めるならば、操車のもとで、仮想走行軌道２５，２５′の境界線が、選択した配向ポイント、例えば縁石に達した場合に、操舵装置を目下設定されている操舵角から逆方向に次のように回転させなければならない。すなわち直進方向の位置から目下設定されている操舵角の絶対値分だけ逆方向に回転させなければならない。

ユーザーが図３に示されているディスプレイ表示のもとでステアリングホイールを左方に動かし始めると、仮想走行軌道２５，２５′のポジションが中央ユニットのメモリ１３内にファイルされ、有利な実施形態によれば表示装置においてこの仮想走行軌道２５，２５′のポジションがまず不変に維持される。それによってドライバは、簡単な形式で目下の走行軌道２３，２３′を左方へのステアリングホイールの移動によって仮想走行軌道２５，２５′に一致するように変更できる。メモリは、有利な実施形態によれば、逆方向の操舵に対する所期の切り込み角が達成された後で消去される。

図４には、表示装置８の第２のディスプレイ表示３０に対するさらなる実施例が示されている。この第２の表示ディスプレイ３０においても、カメラ５によって把握される画像内にフェードインされるラインとライン状支援表示が書き込まれている。図３に相応して、目下の走行軌道２３，２３′の表示は、この第２の表示ディスプレイにも書き込まれている。ここでは補足的に第１境界線３１と第２の境界線３２が書き込まれており、これらは最大の走行領域を表わしている。この最大の走行領域は、車両操舵装置の左右への最大切り込みによって設定される。従って車両は、例えば右方への最大の切り込みのもとでは、境界線３１によって表わされているラインよりもさらに切り込んだ角度で右方へ走行することはできない。同様に車両は、第２の境界線３２によって表わされているラインよりもさらに切り込んだ角度で左方へ走行することもできない。これらの２つの境界線３１，３２は、ポイント３４において接し、この場合それよりも近接領域に対してはさらなるライン表示はなされていない。図４では、相応の境界線３１，３２の機能の明確化に対しては、それぞれ破線が当該第２表示ディスプレイ３０の下方の画面縁部３３まで引かれる。

本発明によれば、境界線３１，３２を用いた最大領域に対してさらに付加的にライン状支援表示３５が当該第２の表示ディスプレイに書き込まれている。これはドライバに次のことを識別できるようにしている。すなわち、目下の走行軌道２３′の右方の境界の制御の際に、当該第２の表示ディスプレイ３０内で場合によって識別される障害物を、ライン状支援表示３５への相応するステアリングホイールの左方への切り込みによって十分に迂回できるかどうかが識別できる。このケースでは、まず完全な切り込みでしか不可能なポジションに必向かう必要性はない。それどころかドライバは、識別された障害物の迂回に対して比較的少ない切れ込み角でも十分そうかどうかを既に先見的に判断することができる。有利な実施形態においては、ライン状支援表示３５が図３のライン状支援表示２５′に相応して選択され、これはそのつどの車両直進方向をはさんで目下の走行軌道とは逆方向への切り込み角に相応している。ここで図示されている実施例では、ライン状支援表示３５は下方の画面縁部３３までは引かれてなく、最大の右方への切り込みを表わす第１の境界線３１までで終端している。

別の実施形態によれば、ライン状支援表示３５のポジションは、操作ユニット９、例えば走行支援装置の回転制御器を介して予め設定することが可能である。そうすることでドライバは、自身の望む切り込み角を予め設定することができ、それに対して相応の仮想走行軌道を表示装置に出力することができる。

ドライバが図４の表示から出発して、ライン状支援表示３５よりもさらに左方に切り込む切り込み角度の設定を望むならば、ドライバは、少なくともライン状支援表示３５と、左方への最大切り込みの境界となる第２の境界線３２との間の領域内にある１つの点の方向に向けることが可能である。

図５には、図４によるディスプレイ表示のさらなる実施形態として第３のディスプレイ表示が示されている。この第３のディスプレイ４０においては、目下の走行軌道２３，２３′及び最大の走行経路表示のための第１の境界線３１および第２の境界線３２の他に、２つの帯域４２，４３が、ライン３２，３５の代わりに示されている。これらのラインはカメラ５によって撮影された画像上にできるだけ透過的になるようにおかれている。第１の帯域４２は、第２の境界線３２に続けて後方に向けて配置されている。第２の帯域４３は、ライン状支援表示３５に続けて後方に向けて配置されている。これらの帯域の着色は、可変に構成可能であり、例えば有利にはそれらの帯域の着色に基づいて、ステアリングホイールの強い切り込みの必要性などがアピールできるようにしてもよい。ここにおいてドライバは有利には、操舵角を次のように設定する。すなわちできるだけフルロックまでの切り込みが避けられるように、目下の走行軌道２３，２３′が第２の帯域４３内だけで移動するように設定する。

有利な実施形態によれば、帯域４２，４３の幅が車両速度に依存して、あるいはドライバの操舵角速度に依存して選択され得る。例えば車両が予め設定した速度よりも速く走行している時には帯域４２，４３の幅を拡大させる。このような帯域の相応の拡大は、目下の操舵角が車両の直進方向から４５°以上ずれている時に行われるようにしてもよい。また帯域の着色の変更も、例えば図５に示されているように、固定的な境界線と領域割当てに変えて連続的に行うことも可能である。帯域表示は、ドライバに次のような支援を提供する。すなわち外側の帯域境界線が、選択された方向付けポイントに達した時にドライバがステアリングの切り込みを開始できるようにである。その切り込みがたとえ遅れたとしても、ドライバにはステアリングの切り込み開始のきっかけとなった障害物をまだ確実に回避できるだけの切り込み角の十分な余裕を持つことが保証される。ステアリングホイールの適時の切り込みによってドライバは車両を巧みに操れ、それによってドライバはその走行中のあらゆる時点においていつでも二方向の回避が可能となる。それに対して最大の切れ込みのもとでは、もはや一方向の回避しか残されていない。

図６には、表示装置８の第４のディスプレイ表示における目下の走行軌道５７，５７′が示されている。ここに示されている実施例では、１つの直進方向が設定されている。目下の走行軌道５７，５７′の右側には、障害物５１が当該第４のディスプレイ表示に表わされている。この障害物５１は、視認できる路面を越えて持ち上がっている。さらに目下の走行軌道５７，５７′の他に、走行軌道境界線５２，５２′が書き込まれており、これらは、左方への最大切り込みに対する左方境界線（符号５２）と、右方への最大切り込みのもとでの走行軌道の右方側縁部（符号５２′）を表わしている。さらに走行軌道境界線５３が記入されており、この境界線はステアリングホイールの半回転分の左方への切り込みを表わしている。同じように走行軌道の右方の境界線５４が記入されており、これは直進方向からステアリングホイール半回転分の右方への切り込みのもとで生じるものである。ここにおいてドライバは、図示されているマーキングに基づいて、障害物５１に関し方向付けを行うことができ、場合によっては障害物５１を通り過ぎた直後に右方への切り込みを開始することが可能である。また補足的に間隔マーキング５５，５６が当該表示装置の左側と右側に記入されていてもよい。第１の間隔マーキング５５は"０.５ｍ"の文字が付され、第２の間隔マーキング５６は"１.０ｍ"の文字が付されている。これらの間隔マーキングは、当該マーキングと同位置にある路面上のポイントが車両からどのくらい離れているのかを示している。それによってドライバは、特に表示装置内に示された障害物までの距離を見積もることができる。

これらの間隔マーキング５５，５６は、他の図面によるディスプレイ表示２０、３０、４０にも統合させることが可能である。同様に例えば種々の図面３〜５に示されているような様々なライン状支援表示の適切なポジションも可能である。そのため例えば帯域４２，４３に重畳されたライン状支援表示３５を表示するこも可能である。さらに図４及び図５の境界線３１、３２を加えて走行軌道境界線５２，５２′を相応に表わしてもよい。さらに破線５８を表示してこのラインの支援により、ドライバにパーキング空き地帯へ駐車する際のステアリング切り込みのスタート位置を定めることも可能である。ドライバは、このラインによって車両後部の位置がパーキング空き地帯に達したことを識別すると、ステアリングの切り込みを開始することができる。

本発明による走行支援装置を備えた車両の側面図 本発明による走行支援装置の概略図 本発明による走行支援装置の表示装置に対する種々の実施例を表わした図 本発明による走行支援装置の表示装置に対する種々の実施例を表わした図 本発明による走行支援装置の表示装置に対する種々の実施例を表わした図 本発明による走行支援装置の表示装置に対する種々の実施例を表わした図

１ 車両
２ 車輪
３ 路面
４ リアサイド
５ カメラ
６ 中央ユニット
７ 計算ユニット
８ 表示装置
９ 操作ユニット
１０ 操舵角センサ
１１ ステアリングアクスル
１２ ステアリングホイール
１７ 走行エリア

Claims (8)

1. 走行エリア（１７）の監視のためのカメラ（５）と、
   車両（１）の切り込まれた操舵方向を検出するための操舵角センサ（１０）と、
   走行エリア（１７）と、走行エリア（１７）内における車両（１）の切り込まれた操舵角に依存する走行軌道（２３，２３′，５７，５７′）とを表示するための表示装置（８）を有し、さらに、
   側方の境界に対する、操舵系の部分切り込みに関するさらなるライン状または帯状の支援表示（２５，３５，４２，４３，５３，５４）によって少なくとも１つの仮想走行軌道が前記表示装置（８）内に表示される、車両（１）のための走行支援装置において、
   前記ライン状又は帯状の支援表示（２５，３５，４２，４３，５３，５４）が、最大切り込みによってのみ達成可能な境界線（３１、３２、５２）に関連して表わされ、この場合前記ライン状又は帯状の支援表示（２５，３５，４２，４３，５３，５４）の表示ポジションは、切り込まれた操舵角に依存し、さらに前記ライン状又は帯状の支援表示は、車両の直進方向に対して実際の操舵角の極性を逆にしただけの角度値に相応する角度を有している仮想走行軌道（２５，２５′）を表わすように構成されていることを特徴とする走行支援装置。
2. カウンターステア操作の開始と共に、前記ライン状又は帯状の支援表示（２５，３５，４２，４３，５３，５４）の表示ポジションが維持される、請求項１記載の走行支援装置。
3. 前記ライン状又は帯状の支援表示は、現時点では車両によってとられていないが、操舵角が相応に補正された場合に取り得る仮想走行軌道（２５，２５′）を表している、請求項１または２記載の走行支援装置。
4. 前記ライン状又は帯状の支援表示（４２、４３）は、そのポジションに依存した着色による段階付けでもって表示される、請求項１から３いずれか１項記載の走行支援装置。
5. 前記ライン状又は帯状の支援表示（４２、４３）の幅は、車両速度、操舵角または操舵速度に依存して選択される、請求項１から４いずれか１項記載の走行支援装置。
6. パーキング空き地へのステアリング切り込みのための位置を定めるための駐車支援装置（１４）が設けられている、請求項１から５いずれか１項記載の走行支援装置。
7. ステアリングの切り込みに対する開始位置（５８）が表示装置に表示される、請求項６記載の走行支援装置。
8. 前記表示装置（８）内に、走行エリアに関連する間隔マーキング（５５、５６）が表示され、前記間隔マーキング（５５，５６）は、当該マーキングと同位置にある路面上のポイントが車両からどのくらい離れているのかを示している、請求項１から７いずれか１項記載の走行支援装置。

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