JP4995012B2 - 車両の駐車運転支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、駐車スペースが自車両の側方に位置するように自車両を停止させ、予め設定した走行軌跡で前進させた後、予め設定した走行軌跡で後退させて駐車させる車両の駐車運転支援装置に関する。

従来より、車両の縦列駐車や並列駐車等の駐車運転は、駐車スペースや車両感覚を十分に把握した上で、適切なタイミング、操舵量でステアリング操作を行う必要があり、運転操作の中でも困難なものの一つとなっていた。このため、駐車運転を支援する技術が提案され、実用化されている。

例えば、特開２００３−５４４３７号公報では、駐車開始位置から進行方向切換位置まで、予め記憶された前進移動軌跡に基づいて車両を前進移動させ、進行方向切換位置に正しく停止させた後、進行方向切換位置から駐車終了位置まで車両が後進移動する間、ドライバは進行方向切換位置における転舵角を保持するだけで、車両を駐車終了位置に正しく誘導する技術が開示されている。
特開２００３−５４４３７号公報

しかしながら、図４（ｂ）或いは図５（ｂ）に示すように、駐車スペースの側面からの延長線上に壁等の障害物が存在する場合、駐車運転の制御開始位置は、通常（図４（ａ）或いは図５（ａ）に示す場合）よりも前方にずれた位置にならざるを得ず、この場合、上述の特許文献１のような移動軌跡の誘導では対応ができないという問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、たとえ駐車スペースの側面からの延長線上に壁等の障害物が存在する場合であっても適切に駐車運転の支援を行うことができ、汎用性に優れた車両の駐車運転支援装置を提供することを目的としている。

本発明は、駐車スペースが自車両の側方に位置するように自車両を停止させ、この停止位置を制御開始位置として、予め設定した走行軌跡で前進させた後、予め設定した走行軌跡で後退させて駐車させる車両の駐車運転支援装置において、自車両後方に存在する障害物との距離情報を検出する障害物距離検出手段と、障害物が存在しない場合の前進時と後退時の走行軌跡と障害物が存在する場合の前進時と後退時の走行軌跡とを記憶した走行軌跡記憶手段と、上記制御開始位置で自車両から後方の所定距離以内に障害物を検出した際は、上記走行軌跡記憶手段の上記障害物が存在する場合の前進時と後退時の走行軌跡を基に操舵量を演算する操舵量演算手段と、上記操舵量を基に駐車運転の支援制御を行う支援制御手段とを備えたことを特徴としている。

本発明による車両の駐車運転支援装置によれば、たとえ駐車スペースの側面からの延長線上に壁等の障害物が存在する場合であっても適切に駐車運転の支援を行うことができ、汎用性を向上させることが可能となる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１〜図８は本発明の実施の一形態を示し、図１は駐車運転支援装置を搭載した車両の概略構成図、図２は駐車運転支援プログラムのフローチャート、図３は駐車運転支援スイッチの説明図、図４は並列駐車の説明図、図５は縦列駐車の説明図、図６は通常時の並列駐車における目標舵角の説明図、図７は壁（障害物）存在時の並列駐車における目標舵角の説明図、図８は縦列駐車における目標舵角の説明図である。

図１において、符号１は駐車運転支援装置を搭載した車両（以下、「車両」と略す）を示し、この車両１のエンジン２による駆動力は、トルクコンバータ３、変速装置４を経て、トランスミッション出力軸５から油圧多板クラッチ等で構成される伝達容量可変のトランスファ装置６に伝達される。

トランスファ装置６に伝達された駆動力は、リヤドライブ軸７、プロペラシャフト８、ドライブピニオン軸９を介して後輪終減速装置１０に入力される一方、フロントドライブ軸１１を介して前輪終減速装置１２に伝達される。

後輪終減速装置１０に入力された駆動力は、後輪左アクスル軸１３rlを経て左後輪１４rlに伝達される一方、後輪右アクスル軸１３rrを経て右後輪１４rrに伝達される。また、前輪終減速装置１２に入力された駆動力は、前輪左アクスル軸１３flを経て左前輪１４flに伝達される一方、前輪右アクスル軸１３frを経て右前輪１４frに伝達される。

一方、符号２０は車両の前輪操舵装置を示し、この前輪操舵装置２０は、ステアリングホイール２１から、ステアリングシャフト２２が延出されており、ステアリングシャフト２２の前端は、ユニバーサルジョイント２３ａ、２３ａ及びジョイント軸２３ｂから成るジョイント部２３を介してステアリングギヤボックス２４から突出されたピニオン軸２５と連結されている。

ステアリングギヤボックス２４からは、左前輪１４flに向けてタイロッド２６flが延出される一方、右前輪１４frに向けてタイロッド２６frが延出されている。

タイロッド２６fl、２６frのタイロッドエンドは、ナックルアーム２７fl、２７frを介して、それぞれの側の車輪１４fl、１４frを回転自在に支持するアクスルハウジング２８fl、２８frと連結されている。

ステアリングシャフト２２の中途部には、前輪舵角を補正する前輪舵角補正機構２９が介装されており、ステアリングシャフト２２は前輪舵角補正機構２９から上方に延出されたシャフト部分がアッパシャフト２２Ｕ、前輪舵角補正機構２９から下方に延出されたシャフト部分がロアシャフト２２Ｌとして構成されている。

前輪舵角補正機構２９の構造について以下説明する。アッパシャフト２２Ｕの下端と、ロアシャフト２２Ｌの上端には、それぞれ同一回転軸芯上に一対のサンギヤ３０Ｕ、３０Ｌが固設されており、この一対のサンギヤ３０Ｕ、３０Ｌは、複数（例えば、３つ）配設したピニオン軸３１に固設されたプラネタリギヤ３２Ｕ、３２Ｌと、それぞれ噛合されている。

一対のサンギヤ３０Ｕ、３０Ｌは共に、ピニオン軸３１を回転自在に軸支するキャリア３３の内部に格納されており、キャリア３３の上端外周には、電動モータ３４の出力軸３４ａに固設されたドライブギヤ３５と噛合するドリブンギヤ３６が設けられている。

電動モータ３４は、操舵駆動制御部４１により駆動され、操舵駆動制御部４１は、駐車支援制御部４０より入力される舵角補正量に応じた信号に基づいて、電動モータ３４を回転させるように構成されている。

駐車支援制御部４０には、障害物距離検出手段としてのパルスレーダ装置５１、駐車運転支援スイッチ（駐車支援モード選択スイッチ５２ａ、駐車支援開始スイッチ５２ｂ）５２、４輪車輪速センサ５３fl、５３fr、５３rl、５３rr、操舵角センサ５４、インヒビタスイッチ５５が接続されており、自車両後方に存在する障害物との距離、選択された駐車支援モード、駐車支援制御の開始信号、前輪実舵角、各車輪１４fl、１４fr、１４rl、１４rrの車輪速度、シフトレバー位置の各信号が入力される。

パルスレーダ装置５１は、例えば、パルス変調した送信パルス波を車両後部のバンパ裏側に設けた送信アンテナ５１Ｒから送出し、対象物から反射した受信パルス波をバンパ裏側に設けた受信アンテナ５１Ｌで受信して、当該対象物までの距離を算出するものである。パルスレーダ装置５１は、対象物までの往復距離が送信パルス波を送出してから対象物からの反射波を受信するまでの時間に光速を積算することにより求められることから、送信パルス波を送出してから対象物からの反射波を受信するまでの時間を測定し、対象物までの距離を算出するものとなっている。

駐車運転支援スイッチ５２は、例えば図３に示すように、駐車支援モード選択スイッチ５２ａと駐車支援開始スイッチ５２ｂとから構成されている。

駐車支援モード選択スイッチ５２ａは、本実施の形態では、左側への並列駐車、右側への並列駐車、及び、縦列駐車の３つのモードから何れか一つのモードを選択できるように構成されている。尚、縦列駐車についても左側縦列駐車と右側縦列駐車とに分けて設けても良い。

また、駐車支援開始スイッチ５２ｂは、図４（ａ）、或いは、図５（ａ）に示すように、ドライバ位置が駐車スペースの略中央に位置するように、駐車させようとする駐車スペースにできるだけ側面を近接させた位置で車両を停止させ、この停止位置を制御開始位置としてドライバによりＯＮされることを前提として設けられており、この駐車支援開始スイッチ５２ｂがＯＮされると、後述の駐車運転支援プログラムによる駐車運転支援が実行される。

また、駐車スペースの側面からの延長線上に壁等の障害物が存在する場合、上述のような制御開始位置を確保することが困難になってくるため、制御開始位置を補正して新たな制御開始位置に停止させた後、後述の駐車運転支援プログラムによる駐車運転支援を実行するようになっている。

駐車支援制御部４０は、上述の各入力信号に基づき、後述の駐車運転支援プログラムに従って、駐車支援モード選択スイッチ５２ａがＯＮされた際に、自車両後方から所定距離以内に壁（障害物）が検出されていない場合は、ドライバにより自車両を停止されて駐車支援開始スイッチ５２ｂがＯＮされた位置を制御開始位置として、壁（障害物）が存在しない場合の前進時と後退時の走行軌跡を基に操舵制御を実行させる。一方、駐車支援モード選択スイッチ５２ａがＯＮされた際に、自車両から後方の所定距離以内に壁（障害物）を検出した場合は、自車両後部と障害物との距離が予め設定した距離以下になるまで自車両を近接させて停止させてから駐車支援開始スイッチ５２ｂがＯＮされた位置を制御開始位置に補正して、壁（障害物）が存在する場合の前進時と後退時の走行軌跡を基に操舵制御を実行させる。ただし、自車両から後方の所定距離以内に壁（障害物）を検出した場合において、自車両後部と障害物との距離が予め設定した距離に達する前に自車両を停止させて駐車支援開始スイッチ５２ｂがＯＮされた場合には、そのスイッチがＯＮされた位置を制御開始位置に補正して、壁（障害物）が存在しない場合の前進時と後退時の走行軌跡を基に操舵制御を実行させる。

この駐車支援制御部４０によるドライバに対する停止指示、前進・後退指示は、報知制御部４２に対する信号出力により行われるようになっており、モニタ４２ａによる表示、スピーカ４２ｂからの音声案内で行われる。

このように、駐車支援制御部４０は、走行軌跡記憶手段、操舵量演算手段、支援制御手段、及び、制御開始位置補正手段としての機能を有して構成されている。

次に、上述の駐車支援制御部４０で実行される駐車運転支援プログラムについて、図２のフローチャートで説明する。尚、このプログラムは、車両が停止されると繰り返し実行されるプログラムであり、まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１で、駐車支援モード選択スイッチ５２ａがＯＮされたか否か判定される。この判定の結果、駐車支援モード選択スイッチ５２ａがＯＦＦの場合は、そのままプログラムを抜ける。

また、駐車支援モード選択スイッチ５２ａがＯＮされた場合は、Ｓ１０２に進み、後方に（より具体的には、後方１ｍ以内に）壁（障害物）が検出されているか否か判定される。

Ｓ１０２の判定の結果、後方に壁（障害物）が検出されている場合は、Ｓ１０３に進み、壁（障害物）との距離がＬｃ（例えば、３０ｃｍ）以下か否か判定する。そして、このＳ１０３の判定結果に応じて、Ｓ１０４或いはＳ１０５にて、対応する前進時目標舵角マップ、後退時目標舵角マップ、目標前進距離、目標後退距離の読み込みが行われる。

ここで、後方に壁（障害物）が検出された場合の左側への並列駐車は、図４（ｂ）に示すように、後方に壁を検出していない通常時（図４（ａ））よりも前の位置に制御開始位置を設定せざるを得ない。従って、この通常時よりも前の位置に設定される制御開始位置でも対応可能なように、前進時目標舵角マップ、後退時目標舵角マップ、目標前進距離、及び目標後退距離がそれぞれ、通常時用と壁検出時用とで２種類づつ記憶されている。

そして、後方に壁（障害物）を検出していない通常時に左側への並列駐車を行う場合には、まず、制御開始位置からの前進時に、通常時用の前進時目標舵角マップと目標前進距離に従い、ステアリングホイール２１を、右側に切り、その後、中立位置に戻して車両を停止させる（図６（ａ）参照）。

そして、この停止位置から自車両を後退させる場合には、通常時用の後退時目標舵角マップと目標後退距離に従い、所定の距離に到達した際に、ステアリングホイール２１を、前進時の右側への操舵よりも大きく左側に切った後、中立位置に戻して車両を停止させる（図６（ｂ）参照）。

一方、後方に壁（障害物）が検出された場合の左側への並列駐車では、壁検出時用の前進時目標舵角マップと目標前進距離に従い、制御開始位置からの前進時、ステアリングホイール２１を、通常時の場合と比較して早いタイミングで且つ大きく右側に切り、その後、通常時の場合よりも、小さな操舵角までゆっくりと左側に切ってから中立位置に戻して車両を停止させる（図７（ａ）参照）。

そして、この停止位置から自車両を後退させる場合には、壁検出時用の後退時目標舵角マップと目標後退距離に従い、ステアリングホイール２１を、左側に切った後、通常時の場合と比較して遅いタイミングで中立位置に戻して車両を停止させる（図７（ｂ）参照）。

尚、後方に壁（障害物）が検出された場合の右側への並列駐車については、上述の左側への並列駐車と左右の方向を逆に読み替えれば略同様であるので説明は省略する。

また、後方に壁（障害物）が検出された場合の左側への縦列駐車は、図５（ｂ）に示すように、制御開始位置は、通常時（図５（ａ））の制御開始位置と略一致した位置となる。従って、縦列駐車においては、通常時と後方に壁（障害物）が検出された場合の両方で、同じ前進時目標舵角マップ、後退時目標舵角マップ、目標前進距離、目標後退距離が設定されている。

縦列駐車時には、まず、制御開始位置からステアリングホイール２１を中立位置のまま前進させた後、車両を停止させる（図８（ａ）参照）。

そして、この停止位置から後退させる場合には、所定の距離に到達した際に、ステアリングホイール２１を、左側に切った後、その操舵量よりも大きく右側に切って車両を停止させる（図８（ｂ）参照）。

上述のようにＳ１０３では、壁（障害物）との距離がＬｃ（例えば、３０ｃｍ）よりも大きいと判定する場合には、Ｓ１０４に進み、選択された駐車支援モードにおける通常時用の前進時目標舵角マップ、後退時目標舵角マップ、目標前進距離、及び目標後退距離を読み込み、その後、Ｓ１０６に進む。また、Ｓ１０３において、壁（障害物）との距離がＬｃ以下と判定する場合には、Ｓ１０５において、選択された駐車支援モードにおける壁検出時用の前進時目標舵角マップ、後退時目標舵角マップ、目標前進距離、及び目標後退距離を読み込み、その後、Ｓ１０６に進む。

次に、Ｓ１０４或いはＳ１０５からＳ１０６に進んだ場合は、駐車支援開始スイッチ５２ｂがＯＮされるか否か判定される。そして、この判定の結果、駐車支援開始スイッチ５２ｂがＯＮされているのであればＳ１１２に進む一方、ＯＮされていない場合は、Ｓ１０７に進み、一定時間（例えば、２分）経過したか否か判定する。そして、この判定の結果、一定時間経過していないのであればＳ１０８に進み、後退・停止指示を行って、再び、Ｓ１０２からの処理を繰り返す。

この後退・停止指示とは、例えば、報知制御部４２に信号を出力して、モニタ４２ａによるガイド表示や、スピーカ４２ｂからの音声案内（例えば、「壁との間をもう少し縮めて停止して下さい」等）を発して行われる。

また、Ｓ１０７の判定の結果、一定時間経過したと判定した場合は、Ｓ１０９に進み、駐車支援制御をキャンセルしてプログラムを抜ける。

一方、Ｓ１０２の判定の結果、後方に壁（障害物）が検出されない場合は、Ｓ１１０に進み、一定時間（例えば、２分）内に駐車支援開始スイッチ５２ｂがＯＮされるか否か判定する。そして、この判定の結果、一定時間内に駐車支援開始スイッチ５２ｂがＯＮされているのであれば、Ｓ１１１に進み、Ｓ１０８に進み、選択された駐車支援モードにおける通常時用の前進時目標舵角マップ、後退時目標舵角マップ、目標前進距離、目標後退距離を読み込む。また、Ｓ１１０の判定の結果、一定時間内に駐車支援開始スイッチ５２ｂがＯＮされないと判定した場合は、Ｓ１０９に進み、駐車支援制御をキャンセルしてプログラムを抜ける。

そして、Ｓ１１１、或いは、Ｓ１０６からＳ１１２に進むと前進指示が行われる。

この前進指示とは、例えば、報知制御部４２に信号を出力して、モニタ４２ａによるガイド表示や、スピーカ４２ｂからの音声案内（例えば、「ゆっくりと前進して下さい」等）を発して行われる。

次いで、Ｓ１１３に進み、Ｓ１０４、Ｓ１０５、或いは、Ｓ１１１で読み込んだ走行距離に対応した前進時目標舵角マップを参照して、現在の走行距離（前進距離：例えば４輪車輪速センサ５３fl、５３fr、５３rl、５３rrの平均値から積分演算）における目標舵角を設定し、この設定した目標舵角と操舵角センサ５４からの前輪実舵角との偏差を求め、操舵駆動制御部４１に出力して舵角補正を実行させる。

その後、Ｓ１１４に進み、Ｓ１０４、Ｓ１０５、或いは、Ｓ１１１で読み込んだ目標前進距離に到達したか否かを判定し、未だ目標前進距離に到達しないのであればＳ１１２からの処理を繰り返し、目標前進距離に到達したのであればＳ１１５に進んで、停止指示を行う。

この停止指示とは、例えば、報知制御部４２に信号を出力して、モニタ４２ａによるガイド表示や、スピーカ４２ｂからの音声案内（例えば、「車両を停止して下さい」等）を発して行われる。

そして、Ｓ１１６に進み、一定時間内（例えば、２分）に停止したか否かが判定される。この判定の結果、一定時間内に停止した場合は、Ｓ１１７に進み、シフトレバー位置変更指示を行う。

このシフトレバー位置変更指示とは、例えば、報知制御部４２に信号を出力して、モニタ４２ａによるガイド表示や、スピーカ４２ｂからの音声案内（例えば、「リバースにシフトチェンジして下さい」等）を発して行われる。

そして、Ｓ１１８に進み、一定時間内（例えば、２分）にシフトチェンジしたか否かが判定される。この判定の結果、一定時間内にシフトチェンジがなされた場合はＳ１１９に進み、後退指示を行う。

この後退指示とは、例えば、報知制御部４２に信号を出力して、モニタ４２ａによるガイド表示や、スピーカ４２ｂからの音声案内（例えば、「ゆっくりと後退して下さい」等）を発して行われる。尚、車両が目標前進距離で停止せず、前進しすぎている場合は、前進しすぎた距離分だけ操舵角が維持されたまま後退されて、後退距離の誤差が確実に吸収されるようになっている。

次いで、Ｓ１２０に進み、Ｓ１０４、Ｓ１０５、或いは、Ｓ１１１で読み込んだ走行距離に対応した目標舵角のマップを参照して、現在の走行距離（後退距離：例えば４輪車輪速センサ５３fl、５３fr、５３rl、５３rrの平均値から積分演算）における目標舵角を設定し、この設定した目標舵角と操舵角センサ５４からの前輪実舵角との偏差を求め、操舵駆動制御部４１に出力して舵角補正を実行させる。

そして、Ｓ１２１に進み、Ｓ１０４、Ｓ１０５、或いは、Ｓ１１１で読み込んだ目標後退距離に到達したか否かを判定し、未だ目標後退距離に到達しないのであればＳ１１９からの処理を繰り返し、目標後退距離に到達したのであればＳ１２２に進んで、停止指示を行ってプログラムを抜ける。

この停止指示とは、例えば、報知制御部４２に信号を出力して、モニタ４２ａによるガイド表示や、スピーカ４２ｂからの音声案内（例えば、「車両を停止して下さい」等）を発して行われる。

一方、上述のＳ１１６で一定時間内に停止されなかった場合、或いは、Ｓ１１８で一定時間内にシフトチェンジがなされなかった場合は、Ｓ１０９に進み、駐車支援制御をキャンセルしてプログラムを抜ける。

このように本実施の形態によれば、駐車支援モード選択スイッチ５２ａがＯＮされた際に、自車両後方から所定距離以内に壁（障害物）が検出されていない場合は、ドライバにより停止された位置を制御開始位置として、壁（障害物）が存在しない場合の前進時と後退時の走行軌跡を基に操舵制御を実行させる。一方、駐車支援モード選択スイッチ５２ａがＯＮされた際に、自車両後方から所定距離以内に壁（障害物）を検出した場合は、自車両後部と障害物との距離が予め設定した距離以下になるまで近接させて停止させ、該停止位置を制御開始位置に補正して、壁（障害物）が存在する場合の前進時と後退時の走行軌跡を基に操舵制御を実行させる。このため、たとえ駐車スペースの側面からの延長線上に壁等の障害物が存在する場合であっても適切に駐車運転の支援を行うことができ、汎用性を向上させることが可能となる。

尚、本実施の形態では、車両の前進、停止、シフトチェンジをドライバに指示して行わせるようになっているが、これらは自動で行わせるものであっても良い。また、本実施の形態で示す駐車のための走行軌跡は、あくまでも一例であり、他の走行軌跡に設定するようにしても良い。更に、本実施の形態では、縦列駐車に関しては、通常時と壁（障害物）が存在する場合とで制御開始位置を補正させる点のみ異ならせ、駐車のための走行軌跡を同じに設定しているが、異なる走行軌跡に設定するようにしても良い。また、本実施の形態では、右側への縦列駐車に関しては特に設定していないが、右側への縦列駐車についても予め設定しておくようにしても良い。また、障害物距離検出手段として、パルスレーダ装置５１を採用した例で説明したが、他の距離検出装置を採用しても良い。更に、本実施の形態で説明した前輪舵角補正機構２９は、あくまでもその一例であり、他の公知の舵角補正機構（例えば、電動パワーステアリングモータを利用した自動操舵機構）を採用することもできる。また、自動操舵機構を搭載することなく、ドライバにステアリングホイールの目標舵角を提示して、駐車支援するようにしても良い。

駐車運転支援装置を搭載した車両の概略構成図 駐車運転支援プログラムのフローチャート 駐車運転支援スイッチの説明図 並列駐車の説明図 縦列駐車の説明図 通常時の並列駐車における目標舵角の説明図 壁（障害物）存在時の並列駐車における目標舵角の説明図 縦列駐車における目標舵角の説明図

符号の説明

１ 車両
２０ 前輪操舵装置
２９ 前輪舵角補正機構
４０ 駐車支援制御部（走行軌跡記憶手段、操舵量演算手段、支援制御手段、制御開始位置補正手段）
４１ 操舵駆動制御部
４２ 報知制御部
４２ａ モニタ
４２ｂ スピーカ
５１ パルスレーダ装置（障害物距離検出手段）
５１Ｌ 受信アンテナ
５１Ｒ 送信アンテナ
５２ 駐車運転支援スイッチ

Claims (4)

1. 駐車スペースが自車両の側方に位置するように自車両を停止させ、この停止位置を制御開始位置として、予め設定した走行軌跡で前進させた後、予め設定した走行軌跡で後退させて駐車させる車両の駐車運転支援装置において、
   自車両後方に存在する障害物との距離情報を検出する障害物距離検出手段と、
   障害物が存在しない場合の前進時と後退時の走行軌跡と障害物が存在する場合の前進時と後退時の走行軌跡とを記憶した走行軌跡記憶手段と、
   上記制御開始位置で自車両から後方の所定距離以内に障害物を検出した際は、上記走行軌跡記憶手段の上記障害物が存在する場合の前進時と後退時の走行軌跡を基に操舵量を演算する操舵量演算手段と、
   上記操舵量を基に駐車運転の支援制御を行う支援制御手段と、
   を備えたことを特徴とする車両の駐車運転支援装置。
2. 上記制御開始位置で自車両から後方の所定距離以内に障害物を検出した際は、上記障害物との距離が予め設定した距離以下になる位置で自車両を停止させ、該停止位置を上記制御開始位置とする制御開始位置補正手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の車両の駐車運転支援装置。
3. 上記駐車スペースは、縦列駐車と並列駐車のスペースの少なくとも一方であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両の駐車運転支援装置。
4. 上記支援制御手段は、上記操舵量に基づいて操舵角を自動的に可変制御するものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の車両の駐車運転支援装置。

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