JP6092825B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、車両の制御装置に関する。

従来、車両を目標位置まで案内するために、移動軌跡に従って走行させるような操舵支援や自動操舵を行う技術が知られている。

特開２００６−８００９号公報 特開２０１３−１１２１８８号公報

しかしながら、従来技術においては、予め設定された移動経路に従って移動するに留まり、当該移動経路に従って進むように操舵された場合の乗り心地についてはあまり考慮されていない。

実施形態の車両の制御装置は、車両の操舵輪の舵角を制御する操舵制御部と、上記車両を移動させる目標として設定された目標舵角を取得する取得部と、上記取得部により取得された上記目標舵角に対して、上記車両の、第１の基準以上の舵角変化を抑止するために定められた第１のガード値を超えないように調整し、調整された目標舵角で制御するように上記操舵制御部に出力すると共に、上記操舵制御部の制御結果である、上記車両の実舵角に基づいて、当該第１のガード値を変更する制御部と、を備える。よって、例えば、実舵角に基づいて第１のガード値を変更することで、車両の急な舵角変化を抑止して、搭乗者に快適な乗り心地を提供できる。

また、実施形態の車両の制御装置は、上記制御部は、さらに、上記操舵制御部の制御に従って、上記車両の実舵角が変化していく速度に基づいて、上記第１のガード値を変更する。よって、例えば、実舵角が変化していく速度に基づいて第１のガード値を変更することで、搭乗者に快適な乗り心地を提供できる。

また、実施形態の車両の制御装置は、上記制御部は、上記操舵制御部が制御した上記実舵角の時間当たりの変化量が増加していくに従って、当該第１のガード値の単位時間当たりの変化量が増加していくように、上記第１のガード値を設定する。よって、例えば、第１のガード値の単位時間当たりの変化量を増加させることで、搭乗者に快適な乗り心地と共に、車両の移動性能を向上させることができる。

また、実施形態の車両の制御装置は、上記制御部は、さらに、上記目標舵角に対して、第１の方向側への上記車両の上記第１の基準以上の舵角変化を抑止するために定められた第１のガード値を超えないように調整した後、上記目標舵角の変化している方向が第１の方向から、当該第１の方向の反対方向である第２の方向に切り替わった際に、目標舵角に対して、当該第２の方向側への上記車両の第２の基準以上の舵角変化を抑止するために定められた第２のガード値を超えないように調整する。よって、例えば、舵角の方向が変化した場合に、当該方向に対する急な舵角変化を抑止することで、搭乗者に快適な乗り心地を提供できる。

図１は、実施形態の車両の車室の一部が透視された状態が示された例示的な斜視図である。 図２は、実施形態の車両の例示的な平面図（俯瞰図）である。 図３は、実施形態の車両のダッシュボードの一例の車両後方からの視野での図である。 図４は、実施形態の駐車支援システムの構成の例示的なブロック図である。 図５は、実施形態の駐車支援システムのＥＣＵの構成の例示的なブロック図である。 図６は、実施形態の舵角制御部の構成を示したブロック図である。 図７は、実施形態の目標舵角とガード値との関係を例示した図である。 図８は、実施形態の目標舵角とガード値との関係を例示した図である。 図９は、実施形態のＥＣＵにおける駐車支援制御に移行するまでの処理の手順を示すフローチャートである。 図１０は、実施形態のＥＣＵにおける駐車支援制御の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用、結果、および効果は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能であるとともに、基本的な構成に基づく種々の効果や、派生的な効果のうち、少なくとも一つを得ることが可能である。

本実施形態の車両１は、例えば、不図示の内燃機関を駆動源とする自動車、すなわち内燃機関自動車であってもよいし、不図示の電動機を駆動源とする自動車、すなわち電気自動車や燃料電池自動車等であってもよいし、それらの双方を駆動源とするハイブリッド自動車であってもよいし、他の駆動源を備えた自動車であってもよい。また、車両１は、種々の変速装置を搭載することができるし、内燃機関や電動機を駆動するのに必要な種々の装置、例えばシステムや部品等を搭載することができる。また、車両１における車輪３の駆動に関わる装置の方式や、数、レイアウト等は、種々に設定することができる。

図１に例示されるように、車体２は、不図示の乗員が乗車する車室２ａを構成している。車室２ａ内には、乗員としての運転者の座席２ｂに臨む状態で、操舵部４や、加速操作部５、制動操作部６、変速操作部７等が設けられている。操舵部４は、例えば、ダッシュボード２４から突出したステアリングホイールであり、加速操作部５は、例えば、運転者の足下に位置されたアクセルペダルであり、制動操作部６は、例えば、運転者の足下に位置されたブレーキペダルであり、変速操作部７は、例えば、センターコンソールから突出したシフトレバーである。なお、操舵部４や、加速操作部５、制動操作部６、変速操作部７等は、これらには限定されない。

また、車室２ａ内には、表示出力部としての表示装置８や、音声出力部としての音声出力装置９が設けられている。表示装置８は、例えば、ＬＣＤ（liquid crystal display）や、ＯＥＬＤ（organic electroluminescent display）等である。音声出力装置９は、例えば、スピーカである。また、表示装置８は、例えば、タッチパネル等、透明な操作入力部１０で覆われている。乗員は、操作入力部１０を介して表示装置８の表示画面に表示される画像を視認することができる。また、乗員は、表示装置８の表示画面に表示される画像に対応した位置で手指等で操作入力部１０を触れたり押したり動かしたりして操作することで、操作入力を実行することができる。これら表示装置８や、音声出力装置９、操作入力部１０等は、例えば、ダッシュボード２４の車幅方向すなわち左右方向の中央部に位置されたモニタ装置１１に設けられている。モニタ装置１１は、スイッチや、ダイヤル、ジョイスティック、押しボタン等の不図示の操作入力部を有することができる。また、モニタ装置１１とは異なる車室２ａ内の他の位置に不図示の音声出力装置を設けることができるし、モニタ装置１１の音声出力装置９と他の音声出力装置から、音声を出力することができる。なお、モニタ装置１１は、例えば、ナビゲーションシステムやオーディオシステムと兼用されうる。

また、車室２ａ内には、表示装置８とは別の表示装置１２が設けられている。図３に例示されるように、表示装置１２は、例えば、ダッシュボード２４の計器盤部２５に設けられ、計器盤部２５の略中央で、速度表示部２５ａと回転数表示部２５ｂとの間に位置されている。表示装置１２の画面１２ａの大きさは、表示装置８の画面８ａ（図１）の大きさよりも小さい。この表示装置１２には、主として車両１の駐車支援に関する情報を示す画像が表示されうる。表示装置１２で表示される情報量は、表示装置８で表示される情報量より少なくてもよい。表示装置１２は、例えば、ＬＣＤや、ＯＥＬＤ等である。なお、表示装置８に、表示装置１２で表示される情報が表示されてもよい。

また、図１，２に例示されるように、車両１は、例えば、四輪自動車であり、左右二つの前輪３Ｆと、左右二つの後輪３Ｒとを有する。これら四つの車輪３は、いずれも転舵可能に構成されうる。図４に例示されるように、車両１は、少なくとも二つの車輪３を操舵する操舵システム１３を有している。操舵システム１３は、アクチュエータ１３ａと、トルクセンサ１３ｂとを有する。操舵システム１３は、ＥＣＵ１４（electronic control unit）等によって電気的に制御されて、アクチュエータ１３ａを動作させる。操舵システム１３は、例えば、電動パワーステアリングシステムや、ＳＢＷ（steer by wire）システム等である。操舵システム１３は、アクチュエータ１３ａによって操舵部４にトルク、すなわちアシストトルクを付加して操舵力を補ったり、アクチュエータ１３ａによって車輪３を転舵したりする。この場合、アクチュエータ１３ａは、一つの車輪３を転舵してもよいし、複数の車輪３を転舵してもよい。また、トルクセンサ１３ｂは、例えば、運転者が操舵部４に与えるトルクを検出する。

また、図２に例示されるように、車体２には、複数の撮像部１５として、例えば四つの撮像部１５ａ〜１５ｄが設けられている。撮像部１５は、例えば、ＣＣＤ（charge coupled device）やＣＩＳ（CMOS image sensor）等の撮像素子を内蔵するデジタルカメラである。撮像部１５は、所定のフレームレートで動画データを出力することができる。撮像部１５は、それぞれ、広角レンズまたは魚眼レンズを有し、水平方向には例えば１４０°〜１９０°の範囲を撮影することができる。また、撮像部１５の光軸は斜め下方に向けて設定されている。よって、撮像部１５は、車両１が移動可能な路面や車両１が駐車可能な領域を含む車体２の周辺の外部の環境を逐次撮影し、撮像画像データとして出力する。

撮像部１５ａは、例えば、車体２の前側、すなわち車両前後方向の前方側の端部２ｃに位置され、フロントバンパー等に設けられている。撮像部１５ｂは、例えば、車体２の左側、すなわち車幅方向の左側の端部２ｄに位置され、左側の突出部としてのドアミラー２ｇに設けられている。撮像部１５ｃは、例えば、車体２の後側の端部２ｅに位置され、リヤトランクのドア２ｈの下方の壁部に設けられている。撮像部１５ｄは、例えば、車体２の右側の端部２ｆに位置され、右側のドアミラー２ｇに設けられている。ＥＣＵ１４は、複数の撮像部１５で得られた画像データに基づいて演算処理や画像処理を実行し、より広い視野角の画像を生成したり、車両１を上方から見た仮想的な俯瞰画像を生成したりすることができる。なお、俯瞰画像は、平面画像とも称されうる。

また、ＥＣＵ１４は、撮像部１５の画像から、車両１の周辺の路面に示された区画線等を識別し、区画線等に示された駐車区画を検出（抽出）する。

また、図１，２に例示されるように、車体２には、複数の測距部１６，１７として、例えば四つの測距部１６ａ〜１６ｄと、八つの測距部１７ａ〜１７ｈが設けられている。測距部１６，１７は、例えば、超音波を発射してその反射波を捉えるソナーである。ソナーは、ソナーセンサ、あるいは超音波探知器とも称されうる。ＥＣＵ１４は、測距部１６，１７の検出結果により、車両１の周囲に位置された障害物等の物体の有無や当該物体までの距離を測定することができる。すなわち、測距部１６，１７は、物体を検出する検出部の一例である。なお、測距部１７は、例えば、比較的近距離の物体の検出に用いられ、測距部１６は、例えば、測距部１７よりも遠い比較的長距離の物体の検出に用いられうる。また、測距部１７は、例えば、車両１の前方および後方の物体の検出に用いられ、測距部１６は、車両１の側方の物体の検出に用いられうる。

また、図４に例示されるように、駐車支援システム１００では、ＥＣＵ１４や、モニタ装置１１、操舵システム１３、測距部１６，１７等の他、ブレーキシステム１８、舵角センサ１９、アクセルセンサ２０、シフトセンサ２１、車輪速センサ２２等が、電気通信回線としての車内ネットワーク２３を介して電気的に接続されている。車内ネットワーク２３は、例えば、ＣＡＮ（controller area network）として構成されている。ＥＣＵ１４は、車内ネットワーク２３を通じて制御信号を送ることで、操舵システム１３、ブレーキシステム１８等を制御することができる。また、ＥＣＵ１４は、車内ネットワーク２３を介して、トルクセンサ１３ｂ、ブレーキセンサ１８ｂ、舵角センサ１９、測距部１６、測距部１７、アクセルセンサ２０、シフトセンサ２１、車輪速センサ２２等の検出結果や、操作入力部１０等の操作信号等を、受け取ることができる。

ＥＣＵ１４は、例えば、ＣＰＵ１４ａ（central processing unit）や、ＲＯＭ１４ｂ（read only memory）、ＲＡＭ１４ｃ（random access memory）、表示制御部１４ｄ、音声制御部１４ｅ、ＳＳＤ１４ｆ（solid state drive、フラッシュメモリ）等を有している。ＣＰＵ１４ａは、例えば、表示装置８，１２で表示される画像に関連した画像処理や、車両１の移動目標位置の決定、車両１の移動経路の演算、物体との干渉の有無の判断、車両１の自動制御、自動制御の解除等の、各種の演算処理および制御を実行することができる。ＣＰＵ１４ａは、ＲＯＭ１４ｂ等の不揮発性の記憶装置にインストールされ記憶されたプログラムを読み出し、当該プログラムにしたがって演算処理を実行することができる。ＲＡＭ１４ｃは、ＣＰＵ１４ａでの演算で用いられる各種のデータを一時的に記憶する。また、表示制御部１４ｄは、ＥＣＵ１４での演算処理のうち、主として、撮像部１５で得られた画像データを用いた画像処理や、表示装置８で表示される画像データの合成等を実行する。また、音声制御部１４ｅは、ＥＣＵ１４での演算処理のうち、主として、音声出力装置９で出力される音声データの処理を実行する。また、ＳＳＤ１４ｆは、書き換え可能な不揮発性の記憶部であって、ＥＣＵ１４の電源がオフされた場合にあってもデータを記憶することができる。なお、ＣＰＵ１４ａや、ＲＯＭ１４ｂ、ＲＡＭ１４ｃ等は、同一パッケージ内に集積されうる。また、ＥＣＵ１４は、ＣＰＵ１４ａに替えて、ＤＳＰ（digital signal processor）等の他の論理演算プロセッサや論理回路等が用いられる構成であってもよい。また、ＳＳＤ１４ｆに替えてＨＤＤ（hard disk drive）が設けられてもよいし、ＳＳＤ１４ｆやＨＤＤは、ＥＣＵ１４とは別に設けられてもよい。

ブレーキシステム１８は、例えば、ブレーキのロックを抑制するＡＢＳ（anti-lock brake system）や、コーナリング時の車両１の横滑りを抑制する横滑り防止装置（ＥＳＣ：electronic stability control）、ブレーキ力を増強させる（ブレーキアシストを実行する）電動ブレーキシステム、ＢＢＷ（brake by wire）等である。ブレーキシステム１８は、アクチュエータ１８ａを介して、車輪３ひいては車両１に制動力を与える。また、ブレーキシステム１８は、左右の車輪３の回転差などからブレーキのロックや、車輪３の空回り、横滑りの兆候等を検出して、各種制御を実行することができる。ブレーキセンサ１８ｂは、例えば、制動操作部６の可動部の位置を検出するセンサである。ブレーキセンサ１８ｂは、可動部としてのブレーキペダルの位置を検出することができる。ブレーキセンサ１８ｂは、変位センサを含む。

舵角センサ１９は、例えば、ステアリングホイール等の操舵部４の操舵量を検出するセンサである。舵角センサ１９は、例えば、ホール素子などを用いて構成される。ＥＣＵ１４は、運転者による操舵部４の操舵量や、自動操舵時の各車輪３の操舵量等を、舵角センサ１９から取得して各種制御を実行する。なお、舵角センサ１９は、操舵部４に含まれる回転部分の回転角度を検出する。舵角センサ１９は、角度センサの一例である。

アクセルセンサ２０は、例えば、加速操作部５の可動部の位置を検出するセンサである。アクセルセンサ２０は、可動部としてのアクセルペダルの位置を検出することができる。アクセルセンサ２０は、変位センサを含む。

シフトセンサ２１は、例えば、変速操作部７の可動部の位置を検出するセンサである。シフトセンサ２１は、可動部としての、レバーや、アーム、ボタン等の位置を検出することができる。シフトセンサ２１は、変位センサを含んでもよいし、スイッチとして構成されてもよい。

車輪速センサ２２は、車輪３の回転量や単位時間当たりの回転数を検出するセンサである。車輪速センサ２２は、検出した回転数を示す車輪速パルス数をセンサ値として出力する。車輪速センサ２２は、例えば、ホール素子などを用いて構成されうる。ＥＣＵ１４は、車輪速センサ２２から取得したセンサ値に基づいて車両１の移動量などを演算し、各種制御を実行する。なお、車輪速センサ２２は、ブレーキシステム１８に設けられている場合もある。その場合、ＥＣＵ１４は、車輪速センサ２２の検出結果をブレーキシステム１８を介して取得する。

なお、上述した各種センサやアクチュエータの構成や、配置、電気的な接続形態等は、一例であって、種々に設定（変更）することができる。

また、図５に示されるように、ＥＣＵ１４は、センサ情報取得部５０１と、検出部５０２と、目標位置設定部５０３と、経路生成部５０４と、位置検出部５０５と、舵角制御部５０６と、を備えている。図５に示される各構成は、ＥＣＵ１４として構成されたＣＰＵ１４ａが、ＲＯＭ１４ｂ内に格納されたプログラムを実行することで実現される。なお、これらの構成をハードウェアで実現するように構成しても良い。

本実施形態の車両１におけるＥＣＵ１４は、車両１を目標位置（例えば車両１の駐車位置）まで案内するための駐車支援を行う。例えば、本実施形態のＥＣＵ１４は、表示装置１２に、運転者に対して、アクセルペダル、ブレーキペダル、及び変速操作部７による操作を促すための案内情報を表示する。例えば、運転者が当該案内情報に従って、アクセルペダル及び変速操作部７のうちいずれか一つ以上を操作し、車両１が移動した場合、ＥＣＵ１４が、設定された移動経路を移動するように、車両１が移動した距離に従って、操舵システム１３を制御する。これにより、移動した距離に応じた操舵が行われるため、車両１が目標位置に移動できる。

センサ情報取得部５０１は、車両１に設けられた各種センサからの情報を取得する。本実施形態のセンサ情報取得部５０１は、車輪速センサ２２から車輪速情報、測距部１６、１７からの測距情報、舵角センサ１９から舵角情報、アクセルセンサ２０からアクセル情報、シフトセンサ２１からのシフト情報、ブレーキセンサ１８ｂからのブレーキ情報、及びトルクセンサ１３ｂから操舵トルク情報を取得する。本実施形態のセンサ情報取得部５０１は、車輪速センサ２２から車輪速情報から、車両１の速度情報を取得する。さらには、センサ情報取得部５０１は、（図示しない）加速度センサから、加速度を取得しても良い。

検出部５０２は、センサ情報取得部５０１が取得した測距部１６、１７からの測距情報に基づいて、車両１の周囲に存在する障害物を検出する。また、検出部５０２は、センサ情報取得部５０１が取得した測距部１６、１７からの測距情報に基づいて、車両１が駐車可能な領域も検出する。

目標位置設定部５０３は、車両１の移動先となる目標位置を設定する。本実施形態の目標位置設定部５０３は、検出部５０２により検出された車両１が駐車可能な領域から、目標位置を設定する。駐車可能な領域が複数存在する場合には、複数の駐車可能な領域のうち、操作部１４ｇを介して運転者により選択された領域を目標位置として設定する。

経路生成部５０４は、目標位置設定部５０３により設定された目標位置までの車両１の移動経路を生成する。本実施形態の経路生成部５０４は、車両１の進行方向を切り替える折り返し点を設定した上で、移動経路を生成しても良い。

位置検出部５０５は、車両１の現在の位置を検出する。本実施形態の位置検出部５０５は、センサ情報取得部５０１が取得した測距情報、舵角情報、車輪速情報、及び車両１の速度情報に基づいて、移動中の車両１における現在の位置を検出する。

舵角制御部５０６は、経路生成部５０４により設定された移動経路と、位置検出部５０５により検出された現在の位置と、に基づいて、車両１が移動経路に従うように、操舵システム１３に対して、舵角を指示する。そして、操舵システム１３は、指示された舵角に従って、アクチュエータ１３ａを制御する。

ところで、従来の操舵支援や自動操舵の技術においては、生成された移動経路に従って、目標位置までの移動制御が行われていた。このため、生成された移動経路によっては、急ハンドルを許容することになる。急ハンドルによる操舵が行われた場合に、搭乗者を不快にさせたり、搭乗者を驚かせたりする可能性がある。

つまり、急ハンドル等による、車両の横Ｇの変化量（横Ｇの時間による微分値）が大きいほど、搭乗者に対して不快感を生じさせる。なお、横Ｇとは、車両１の移動平面（地上面）上で、車両の進行方向と垂直な横方向に発生する慣性力とする。

ところで、人間は、横Ｇの大きさより、横Ｇの変化に敏感である。このため、横Ｇの大きさよりも、横Ｇの変化を、搭乗者は驚きや、不快に感じる傾向がある。

この横Ｇの変化は、舵速（時間当たりの舵角の変化量、又は舵角の時間による微分値）と対応している。つまり、舵速が大きくなるほど、横Ｇの変化量が大きくなる。換言すると、舵速の急な変化を抑制することで、搭乗者を不快にさせるような横Ｇの発生を抑止できる。

そこで、本実施形態の舵角制御部５０６は、舵速が急に変化しないよう、操舵システム１３に指示するための舵角（以下、指令舵角と称す）を制限する制御を行う。なお、本実施形態では、指令舵角を制限するためのガード値を設定するが、上述したように、人の感覚に影響を与えるのは、舵角の時間当たりの変化量である舵速である。このため、舵角制御部５０６は、指令舵角を制限するためのガード値を、舵速に応じて変化させる。

次に、舵角制御部の構成について説明する。図６は、本実施形態の舵角制御部５０６の構成を示したブロック図である。図６に示されるように、舵角制御部５０６は、目標舵角取得部６０１と、第１のガード処理部６０２と、第１の演算部６０３と、ＰＩ制御部６０４と、第２の演算部６０５と、第２のガード処理部６０６と、で構成されている。

目標舵角取得部６０１は、経路生成部５０４により生成された移動経路と、位置検出部５０５により検出された車両１の現在の位置と、に基づいて、車両１を移動させる目標として設定された目標舵角を取得する。

第１のガード処理部６０２は、目標舵角取得部６０１により取得された目標舵角に対して、車両の、予め定められた基準（第１の基準）以上の舵角変化を抑止するために定められたガード値を超えないように調整する。これにより、調整された舵角で制御するように操舵システム１３に出力できる。予め定められた基準（第１の基準）としては、急な舵角変化で、搭乗者が不快になるのを抑止するために定められた基準であって、実測等に基づいて設定される基準とする。

さらに、第１のガード処理部６０２は、目標舵角を調整するためのガード値を車両１の状況に応じて変更する。本実施形態では車両１の舵速に応じて、ガード値を変更する例とする。

図７は、本実施形態の目標舵角とガード値との関係を例示した図である。なお、図７に示される例では、マーク“○”を目標舵角とし、マーク“□”を第１のガード処理部６０２で調整された後の舵角とする。そして、遷移７２０が、車両１の実舵角の遷移とする。

図７に示される例では、第１のガード処理部６０２で調整された後の舵角が、指令舵角として、操舵システム１３に出力されているものとする。また、本実施形態では、舵角の“＋”方向が、車輪の右方向に対応し、舵角の“−”方向が、車輪の左方向に対応する例とする。

図７に示す例では、時刻“０”において、目標舵角、調整された後の舵角、及び実舵角も“０”とする。つまり車両１が直進していることとする。

そして、時刻Ｔ１で目標舵角７０１の値“１０”、時刻Ｔ２で目標舵角７０２の値“２０”、時刻Ｔ３で（図示していないが）目標舵角の値“３０”とする。なお、図７で示した舵角の数値は、説明を容易にするために示したものとする。さらに、時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は、前回の時刻から、単位時間だけ増加した後の時刻とする。

このような目標舵角７０１、７０２等に従って、操舵システム１３が操舵を行うと、急ハンドルとなる可能性がある。そこで、本実施形態の第１ガード処理部６０２がガード値より大きい舵角が出力されないように制限する。

図７において、第１のガード処理部６０２は、時刻Ｔ１でガード値７１１、時刻Ｔ２でガード値７１２、時刻Ｔ３でガード値７１３を設定する。

図７に示されるガード値７１１、７１２、７１３は、実舵角に基づいて設定されるが、さらに詳細には、実舵角の増加量に基づいて設定される。つまり、第１のガード処理部６０２は、単位時間毎に、予め定められたガード値の幅と、実舵角の増加量、換言すれば舵速と、に基づいて、ガード値を設定する。

本実施形態においては、第１のガード処理部６０２は、以下に示す式（１）でガード値を算出する。

今回のガード値＝前回のガード値＋予め定められたガード値の幅“３”＋実舵角の増加量……（１）

つまり、時刻Ｔ１において、第１のガード処理部６０２は、時刻“０”におけるガード値“０”に、予め定められたガード値の幅“３”を加算してガード値“３”を算出する。そして、当該ガード値“３”が目標舵角の代わりとして用いられる。

次に、時刻Ｔ２において、ガード値“３”が指令舵角として用いられたことで、実舵角“２”に増加したものとする。第１のガード処理部６０２は、予め定められたガード値の幅“３”に実舵角の増加量（舵速）“２”を加算した値を増加量“５”とし、当該増加量“５”に前回のガード値“３”を加算してガード値“８”を算出する。そして、当該ガード値“８”が目標舵角の代わりとして用いられる。

そして、時刻Ｔ３において、ガード値“８”が指令舵角として用いられたことで、実舵角“６”に増加したものとする。第１のガード処理部６０２は、予め定められたガード値の幅“３”に実舵角の増加量（舵速）“４”（今回の実舵角“６”−前回の実舵角“２”）を加算した値を増加量“７”とし、当該増加量“７”に前回のガード値“８”を加算してガード値“１５”を算出する。そして、当該ガード値“１５”が目標舵角の代わりとして用いられる。

第１のガード処理部６０２は、操舵システム１３により制御される、舵速（実舵角の時間当たりの変化量）が増加していくに従って、当該ガード値の時間当たりの変化量が増加していくように、ガード値を設定する。

このように、当該ガード値は、舵速に基づいて設定されているため、搭乗者に対して横Ｇの急峻な変化を抑えることができる。これにより、横Ｇの急峻な変化に基づく、搭乗者の驚き並びに不快感を抑止できる。

また、本実施形態では、舵速が増加するに従って、ガード値の変化量を増加させている。このため、車両１がある方向に継続して曲がろうとしている場合に、当該方向に曲がるための舵角を徐々に大きくする制御ができる。つまり、本実施形態では、横Ｇの急峻な変化の抑止と、車両１の旋回性能とを両立させることができる。

次に、目標舵角が反対方向（右方向から左方向）に切り替わった場合について説明する。このような場合に、目標舵角は、増加から減少、又は減少から増加に切り替わる。その場合でも、第１のガード処理部６０２は、横Ｇに急峻な変化が生じないように、当該反対方向のガード値を設定する。

図８は、本実施形態の目標舵角とガード値との関係を例示した図である。なお、図８に示される例では、マーク“○”を目標舵角とし、マーク“□”を第１のガード処理部６０２で調整された後の舵角とする。そして、遷移８２０が、車両１の実舵角の遷移とする。また、図８は、第１のガード処理部６０２で調整された後の舵角が、指令舵角として、操舵システム１３に出力される例とする。

時刻Ｔ１で目標舵角８０１の値“１８”、時刻Ｔ２で目標舵角８０２の値“２２”と増加していたが、時刻Ｔ３で目標舵角８０３の値“１１”、時刻Ｔ４で目標舵角８０４の値“１”と減少している。なお、時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４は、前回の時刻から、単位時間だけ増加した後の時刻とする。

このような目標舵角８０１〜８０４に従って、従来の操舵が行われた場合、ハンドルの切り増しから急な切り戻しが生じる。これにより、急な横Ｇの変化が搭乗者にかかる可能性がある。そこで、本実施形態の第１ガード処理部６０２は、急な横Ｇの変化が生じないようにガード値を設定し、当該ガード値より大きい舵角が出力されないように制御する。

図８において、第１のガード処理部６０２は、時刻Ｔ１でガード値８１１に値“１３”、時刻Ｔ２でガード値８１２に値“１８”、時刻Ｔ３でガード値８１３に値“１８”、時刻Ｔ４でガード値８１４に値“１５”、時刻Ｔ５でガード値８１５に値“１０”を設定する。

図８に示される例では、時刻Ｔ２まで目標舵角が増加していたが、時刻Ｔ２以降、目標舵角が減少している。そこで、第１のガード処理部６０２は、目標舵角が減少に転じた時刻Ｔ２において、舵角の‘＋’方向への移動を停止させるためのガード値８１２を設定した後、時刻Ｔ３以降は、実舵角の（‘−’方向側の）変化量、換言すれば舵速と、ガード値の幅“−３”と、に基づいて、ガード値を設定する。

このように、目標舵角が任意の方向から、当該任意の方向の反対方向に切り替わった場合に、本実施形態の第１のガード処理部６０２は、実舵角の移動を停止する制御を行った後、当該反対方向のガード値の幅と、実舵角の変化量と、に基づいてガード値を設定する。

このように、第１のガード処理部６０２は、目標舵角に対して、第１の方向側（例えば右方向）への車両１の予め定められた基準（第２の基準）以上の舵角変化を抑止するために定められた第１のガード値を超えないように調整した後、目標舵角の変化している方向が第１の方向から、当該第１の方向の反対方向である第２の方向（例えば、左方向）に切り替わった際に、目標舵角に対して、第２の方向側への車両１の急な舵角変化を抑止するために定められた第２のガード値を超えないように調整する。予め定められた基準（第２の基準）としては、急な舵角変化で、搭乗者が不快になるのを抑止するために予め定められた基準であって、実測等に基づいて設定される基準とする。

そして、第１のガード処理部６０２は、設定したガード値を、調整した後の目標舵角として出力する。

また、第１のガード処理部６０２は、設定したガード値と、入力された目標舵角と、を比較して、入力された目標舵角の方が、実舵角に与える変化量が小さいと判断した場合には、当該目標舵角を出力しても良い。

図６に戻り、第１の演算部６０３は、第１のガード処理部６０２より調整された目標舵角と、センサ情報取得部５０１が取得した車両１の実際の舵角（舵角情報）と、の差分を算出する。

ＰＩ制御部６０４は、第１の演算部６０３が算出した舵角の差分に対してＰＩ制御を行うことで、舵角に対するフィードバック補正量を算出する。

第２の演算部６０５は、第１のガード処理部６０２により調整された目標舵角に対して、フィードバック補正量を加算して、操舵システム１３に出力するための指令舵角を算出する。

つまり、舵角制御部５０６においては、目標舵角と、センサ情報取得部５０１が取得した実際の車両１の舵角との差分に基づいて、操舵システム１３に出力するための指令舵角を補正する。これにより、車両１が移動経路を移動する際の精度を向上させることができる。

第２のガード処理部６０６は、入力された指令舵角が、予め設定された閾値を超えているか否かを判定する。そして、予め設定された閾値を超えていると判定した場合、当該閾値を超えないように指令舵角を調整してから出力する。また、予め設定された閾値を超えていないと判定した場合、入力された指令舵角を出力する。

本実施形態では、実舵角に応じて変化するガード値に基づく目標舵角の調整をフィードバックの前に実行する例について説明したが、当該実舵角に応じて変化するガード値に基づく目標舵角の調整を、フィードバックの後に行っても良い。例えば、第２のガード処理部６０６内で行っても良い。

次に、本実施形態の車両１のＥＣＵ１４における駐車支援制御に移行するまでの処理について説明する。図９は、本実施形態のＥＣＵ１４における上述した処理の手順を示すフローチャートである。

まず、検出部５０２が、センサ情報取得部５０１が取得した測距情報に基づいて、障害物の検出と共に、車両１の駐車可能な領域を検出する（ステップＳ９０１）。

そして、ＥＣＵ１４は、操作入力部１０を介して、運転者から駐車支援モードの選択を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ９０２）。ＥＣＵ１４は、運転者から駐車支援モードの選択を受け付けていないと判定した場合（ステップＳ９０２：Ｎｏ）、通常の走行を継続するものとして、再びステップＳ９０１による障害物等の検出が行われる。

一方、ＥＣＵ１４は、操作入力部１０を介して、運転者から駐車支援モードの選択を受け付けたと判定した場合（ステップＳ９０２：Ｙｅｓ）、目標位置設定部５０３が、ステップＳ９０１で検出された駐車可能な領域から、車両１を駐車するための目標位置を設定する（ステップＳ９０３）。なお、本実施形態では、複数駐車可能な領域が存在する場合には、運転者から選択を受け付けるが、目標位置設定部５０３が自動的に選択しても良い。

そして、経路生成部５０４が、車両１の目標位置までの移動経路を生成する（ステップＳ９０４）。

次に、ＥＣＵ１４が、生成された移動経路に基づいて車両１を目標位置まで移動させるための駐車支援制御を行う（ステップＳ９０５）。

これにより、ＥＣＵ１４による駐車支援制御が開始される。次に、本実施形態の車両１のＥＣＵ１４における、図９のステップＳ９０５で行われる駐車支援制御について説明する。図１０は、本実施形態のＥＣＵ１４における上述した処理の手順を示すフローチャートである。

まず、センサ情報取得部５０１が、各種センサから、少なくとも車輪速情報、舵角情報及び舵角トルク情報等の各種情報を取得する（ステップＳ１００１）。その際に、車輪速情報から車両１の速度を取得する。さらには、加速度センサから加速度を取得する。

次に、位置検出部５０５が、センサ情報取得部５０１が取得した各種情報に基づいて、車両１の現在の位置を検出する（ステップＳ１００２）。

そして、ＥＣＵ１４は、検出された現在の位置が、目標位置であるか否かを判定する（ステップＳ１００３）。

目標位置ではないと判定した場合（ステップＳ１００３：Ｎｏ）、舵角制御部５０６の目標舵角取得部６０１が、移動経路と現在の位置とに基づいて、現在の車両の移動経路上の位置に対応する目標舵角を取得する（ステップＳ１００４）。

第１のガード処理部６０２が、ガード値の幅及び実舵角の変化量に基づいて設定したガード値を超えないように、目標舵角を調整する（ステップＳ１００５）。

さらに、第１の演算部６０３で、調整された後の目標舵角と実舵角との差分を算出し、ＰＩ制御部６０４が、差分に対してＰＩ制御を行ってフィードバック補正量を算出した後、第２の演算部６０５が、調整された後の目標舵角に対して、フィードバック補正量で補正（減算）して、指令舵角を算出する（ステップＳ１００６）。

そして、第２のガード処理部６０６が、入力された指令舵角を、予め設定された閾値に基づいて調整する（ステップＳ１００７）。そして、第２のガード処理部６０６が、指令舵角を、操舵システム１３に出力する（ステップＳ１００８）。これにより、操舵システム１３において、指令舵角に基づく操舵制御が行われる。

一方、ステップＳ１００３において、ＥＣＵ１４は、検出された現在の位置が、目標位置であると判定した場合（ステップＳ１００３：Ｙｅｓ）、処理を終了する。

上述した処理手順により、横Ｇが急に変化しないように調整された指令舵角を出力できる。これにより、操舵システム１３の操舵制御において、車両１が移動経路を移動する精度を向上させることができる。

（変形例）
上述した実施形態において、ガード値を変化させる際に、増減するガード値の幅が±３の場合について説明した。しかしながら、上述した実施形態は、増減するガード値の幅が±３に制限するものではない。そこで変形例ではガード値の幅を変更する例について説明する。なお、各構成については、上述した実施形態と同様として説明を省略する。

上述した実施形態の第１のガード処理部６０２は、実舵角と、幅が“±３”に固定されていたガード値の幅と、を用いて導出されたガード値を用いる。これに対して、本変形例の第１のガード処理部６０２は、ガード値の幅を変更可能とする。

本変形例では、ガード値の幅を変更するための車両１の状況として、車両の速度を用いる例とする。つまり、車両の速度が大きいほど、横Ｇの変化が大きくなる。そこで、本変形例の第１のガード処理部６０２は、車速が大きくなるほど、ガード値の幅を小さく設定する。例えば、車速が大きくなるに従って、ガード値の幅を“±３”、“±２”、“±１”の順に変化させる。

このように本変形例では、車両１の速度に基づいて、ガード値の幅を調整した。これにより、車両１の速度が速くなるに従って大きくなるはずの横Ｇの変化を抑えることができるので、搭乗者に対して快適な乗り心地を提供できる。

以上説明したとおり、上述した実施形態及び変形例によれば、移動経路に従うように設定された目標舵角が、車両の状況（例えば舵速）に応じて変更されるガード値を超えないように調整されるために、横Ｇの急峻な変化を抑えて、搭乗者に対して快適な乗り心地を提供できる。

さらには、本実施形態では、横Ｇの急峻な変化を抑止する際に、車両１の舵速が大きくなるに従って、ガード値も大きくなるため、車両１の旋回性能を向上させることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

上述した実施形態に関して、付記を開示する。
（付記）
制御部（例えば、舵角制御部）は、第１のガード値の単位時間当たりの変化幅を、車両の速度に応じて変更する。

１…車両、１００…駐車支援システム、５０１…センサ情報取得部、５０２…検出部、５０３…目標位置設定部、５０４…経路生成部、５０５…位置検出部、５０６…舵角制御部、６０１…目標舵角取得部、６０２…第１のガード処理部、６０３…第１の演算部、６０４…ＰＩ制御部、６０５…第２の演算部、６０６…第２のガード処理部。

Claims (4)

1. 車両の操舵輪の舵角を制御する操舵制御部と、
   前記車両を移動させる目標として設定された目標舵角を取得する取得部と、
   前記取得部により取得された前記目標舵角に対して、前記車両の、第１の基準以上の舵角変化を抑止するために定められた第１のガード値を超えないように調整し、調整された目標舵角で制御するように前記操舵制御部に出力すると共に、前記操舵制御部の制御結果である、前記車両の実舵角に基づいて、当該第１のガード値を変更する制御部と、
   を備える車両の制御装置。
2. 前記制御部は、さらに、前記操舵制御部の制御に従って、前記車両の実舵角が変化していく速度に基づいて、前記第１のガード値を変更する、
   請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記制御部は、前記操舵制御部が制御した前記実舵角の時間当たりの変化量が増加していくに従って、当該第１のガード値の単位時間当たりの変化量が増加していくように、前記第１のガード値を設定する、
   請求項１又は２に記載の車両の制御装置。
4. 前記制御部は、さらに、前記目標舵角に対して、第１の方向側への前記車両の前記第１の基準以上の舵角変化を抑止するために定められた第１のガード値を超えないように調整した後、前記目標舵角の変化している方向が第１の方向から、当該第１の方向の反対方向である第２の方向に切り替わった際に、目標舵角に対して、当該第２の方向側への前記車両の第２の基準以上の舵角変化を抑止するために定められた第２のガード値を超えないように調整する、
   請求項１乃至３のいずれか一つに記載の車両の制御装置。

Images