JP6483264B2 - 車両用駐車支援装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用駐車支援装置に関する。
ドライバによるステア操作、アクセル操作、及びブレーキ操作無しに駐車位置まで自動で車両を移動することができる駐車支援装置が現在いろいろなメーカにて開発されている。その駐車支援装置では、駐車位置までの最適軌跡を算出し、最適軌跡を維持するための操舵角を算出し、操舵角による減速あるいは勾配や段差による減速があっても車速を維持するように駐車支援を行う車両用駐車支援装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１０−０７６６７５号公報
しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、操舵角、障害物、及び勾配の減速を駐車支援中の車両の自車速度を計測し、車速度が所定速度以下ならば駆動力を算出、補正し駐車支援を行っている。
この場合、前記所定速度と計測された自車速度との差、あるいは自車速変化率から駆動力を算出し、駆動力の変化に依存して前記自車速度との差が小さくなる、あるいは自車速度の変化率が少なくなることにより自車速度を制御し、前記所定速度を保つことができる。
しかし、駐車軌跡中に障害物があり自車両が停止した場合には、駆動力を変化させたとしても自車速度が変化せず０のままとなるため、車両の自車速度を維持する事ができない。自車速が分からない場合でも、非常にゆっくり駆動力を上げて乗り越える事はできるが、目標位置に駐車するまで時間がかかるか、駐車を完了させることができない。
また、障害物を乗り越えるために強めの駆動力を印加した場合には、勢いよく障害物を乗り越えてしまう可能性があり、他の駐車車両等に衝突する恐れがある。
上記課題を解決するために、例えば、本発明の車両用駐車支援装置は、駐車軌跡内の障害物、及び段差の高さと距離、路面状況の勾配、及び操舵角に応じて予め車両の加減速度を予測した速度指令値又は／及びエンジントルク量指令値を算出し、前記算出した速度指令値又は／及びエンジントルク量指令値に基づき車両の速度制御を行う。
本発明によれば、駐車支援中に速度低下、速度超過、及び車両停止することなく駐車することができる、並びに障害物、及び段差の乗り越えた直後にも車両の自車速度を一定とし、他の駐車車両等に衝突しない車両用駐車支援装置を提供することができる。
本発明の第１の実施の形態に係る車両用駐車支援装置のＥＣＵ構成図。 本発明の第１の実施の形態に係る車両用駐車支援装置の動作を示す制御ブロック図。 駐車の様子を示す模式図。 本発明の第１の実施の形態に係る車両用駐車支援装置の動作を示すフロー図。 本発明の第１の実施の形態に係る段差がある場合のタイミングチャート図。 発明の第２の実施の形態に係る車両用駐車支援装置の全体構成を示すブロック図。
以下、図面を用いて本発明の実施例について詳述する。
本発明の第１の実施の形態に係る車両用駐車支援装置について図面に従って説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る車両用駐車支援装置のＥＣＵ構成図である。図１において、カメラコントロールユニット１０７は、前カメラ１０１、左カメラ１０２、後カメラ１０３、右カメラ１０４、及びユーザインターフェースユニット１０５とＬＶＤＳにて接続している。また、カメラコントロールユニット１０７は、ユーザインターフェースユニット１０５、ステアコントロールユニット１０６、エンジンコントロールユニット１０８、ブレーキコントロールユニット１０９とＣＡＮにて接続している。
前カメラ１０１は車両の前方を撮像する、例えばカメラである。左カメラ１０２は車両の左方を撮像する、例えばカメラである。後カメラ１０３は車両の後方を撮像する、例えばカメラである。右カメラ１０４は車両の右方を撮像する、例えばカメラである。
ユーザインターフェースユニット１０５は、前カメラ１０１、左カメラ１０２、後カメラ１０３、及び右カメラ１０４が撮像した画像に、カメラコントロールユニット１０６が算出した駐車位置と駐車軌跡とを合成してドライバに提示する、並びにドライバからの駐車支援開始指示を受けとる、例えばタッチパネル付き車載用ディスプレイである。
なお、ユーザインターフェースユニット１０５は、カメラコントロールユニット１０６が合成した画像をＬＶＤＳ経由で受け本画像の表示を行い、ドライバからの駐車支援開始指示はＣＡＮ経由でカメラコントロールユニット１０６に通知する。
カメラコントロールユニット１０６は、駐車枠認識部、駐車枠軌跡算出部、路面形状認識部、障害物認識部、舵角指令値算出部、操舵／トルク指令値算出部、操舵／トルク指令値加算部、及びアイドリングストップ判断部とを備えたカメラコントロールユニットである。
なお、車両用駐車支援装置を制御するために、カメラコントロールユニット１０６は、舵角指令値を算出しステアコントロールユニットへ、速度指令値又は／及びエンジントルク量指令値を算出しエンジンコントロールユニット、及びブレーキコントロールユニットへＣＡＮ経由で送信する。
ステアコントロールユニット１０７は、カメラコントロールユニット１０６より算出した舵角指令値を用いてステア制御を行い、駐車支援中の自動操舵を行う。
エンジンコントロールユニット１０８は、カメラコントロールユニット１０６より算出した速度指令値又は／及びエンジントルク量指令値を用いてエンジン制御を行い、駐車支援中の車速制御を行う。
ブレーキコントロールユニット１０９は、カメラコントロールユニット１０６より算出した速度指令値又は／及びエンジントルク量指令値を用いてブレーキ制御を行い、駐車支援中のブレーキ制御を行う。
以下、本発明の第１の実施の形態に係る車両用駐車支援装置２００の動作について図２のブロック図に従って説明する。図２において、車両用駐車支援装置２００は、前後撮像部２０１、左右撮像部２０２、駐車枠認識部２０３、駐車軌跡算出部２０４、路面形状認識部２０５、障害物認識部２０６、舵角指令値算出部２０７、速度／トルク指令値算出部２０８、速度／トルク指令値加算部２０９、ステア制御部２１０、車速制御部２１１、ブレーキ制御部２１２、アイドリングストップ制御部２１３、及びユーザインターフェース部２１４を備える。本発明の特徴は速度／トルク指令値算出部２０８、速度／トルク指令値加算部２０９、路面形状認識部２０５、及び障害物認識部２０６を含む車両用駐車支援装置である。
前後撮像部２０１は車両の前後方を撮像する、前カメラ１０１、後カメラ１０３である。左右撮像部２０２は車両の左右方を撮像する、左カメラ１０２、右カメラ１０４である。
駐車枠認識部２０３は、カメラコントロールユニット１０６内のブロックであり、前後撮像部２０１、及び左右撮像部２０２が撮像した前後左右の画像を解析することによって駐車枠位置を認識する。
駐車軌跡算出部２０４は、カメラコントロールユニット１０６内のブロックであり、現在の車両停止位置から駐車枠認識部２０３が認識した駐車位置までの距離と方向に基づき、駐車位置までの駐車軌跡を算出する。
算出する駐車軌跡を図３に示す。駐車軌跡は、駐車支援開始位置である３００から、切換えし位置がある３０１、駐車支援終了位置までの３０２を算出する。
路面形状認識部２０５は、カメラコントロールユニット１０６内のブロックであり、駐車場内の路面状況の勾配を検知する。これは加速度センサーを用いて路面状況の勾配を検知しても良いし、前後撮像部２０１、及び左右撮像部２０２による撮像画像の画像解析によって路面状況の勾配を検知しても良い。
障害物認識部２０６は、カメラコントロールユニット１０６内のブロックであり、駐車軌跡算出部２０４が算出した駐車軌跡内に障害物、及び段差が有るか無いかを検知する。障害物、及び段差を検知した場合には、前後撮像部２０１、及び左右撮像部２０２による撮像画像の画像解析によって、障害物、及び段差の高さと距離を算出する。また、コインパーキングにあるような車止めは高さが規定されているため、コインパーキングの車止め検知した場合、または、地図データからコインパーキングであることが分かっている場合は、予め保持している障害物の高さデータを用いても良い。
舵角指令値算出部２０７は、カメラコントロールユニット１０６内のブロックであり、駐車軌跡算出部２０４が算出した駐車軌跡に基づき舵角指令値を事前に算出する。
速度／トルク指令値算出部２０８は、カメラコントロールユニット１０６内のブロックであり、障害物認識部２０６にて検出した障害物、及び段差の有無と障害物、及び段差の高さと距離、路面形状認識部２０５にて検出した駐車場内の路面状況の勾配、舵角指令値算出部２０７にて算出した舵角指令値、並びに駐車軌跡算出部２０４が算出した駐車軌跡に基づいて、予め車両の加減速を予測した速度指令値又は／及びエンジントルク量指令値を駐車支援開始前に事前に算出する。
障害物が検知された場合は、障害物が検知されなかった場合に比べて、算出する速度指令値又は／及びエンジントルク量指令値を高く設定する。
また、路面形状の傾きに基づいて、速度指令値又は／及びエンジントルク量指令値を設定する。例えば、駐車場の路面形状が上り坂の場合には、速度指令値又は／及びエンジントルク量指令値を高く設定し、駐車場の路面形状が下り道だった場合は、速度指令値又は／及びエンジントルク量指令値を低く設定する、若しくはエンジン停止状態でも目標位置に移動出来るとアイドリングストップ判断部２１３により判断した場合には、アイドリングストップ状態で駐車を行う。
なお、車両の重量をｍ［ｋｇ］、障害物の高さｈ［ｍ］、重力加速度ｇ［ｍ／ｓ２］、及び時間をｔ［ｓ］とすると、算出する速度指令値ｖ［ｍ／ｓ］、及びエンジントルク量指令値Ｆ［Ｎ］は以下計算式より算出される。
ｖ［ｍ／ｓ］ ＝ （２ ＊ ｇ ＊ ｈ）１／２ ・・・・・・・・・・・ （式１．１）
Ｆ［Ｎ］ ＝ ｍ ＊ （２ ＊ ｇ ＊ ｈ）１／２ ／ Δｔ ・・・・・・・（式１．２）
速度／トルク指令値加算部２０９は、カメラコントロールユニット１０６内のブロックであり、速度／トルク指令値算出部２０８にて算出した速度指令値又は／及びエンジントルク量指令値を加算する。
ステア制御部２１０は、ステアコントロールユニット１０７内のブロックであり、舵角指令値算出部２０７により事前に算出した舵角を用いてステア制御を行い、駐車軌跡に応じた自動操舵を行う。
車速制御部２１１は、エンジンコントロールユニット１０８内のブロックであり、速度／トルク量指令値加算部２０９より事前に算出した速度指令値又は／及びエンジントルク量指令値に基づき車速制御を行い、駐車軌跡に応じた自動車速制御を行う。
ブレーキ制御部２１２は、ブレーキコントロールユニット１０９内のブロックであり、速度／トルク量指令値加算部２０９より事前に算出した速度指令値又は／及びエンジントルク量指令値に基づきブレーキ制御を行い、駐車軌跡に応じたブレーキ制御を行う。
アイドリングストップ判断部２１３は、カメラコントロールユニット１０６内のブロックであり、速度／トルク量指令値加算部２０９より事前に算出した速度指令値又は／及びエンジントルク量指令値に基づきアイドリングストップ可能か否かの判断を行う。
ユーザインターフェース部２１４は、前後撮像部２０１、及び左右撮像部２０２が撮像した画像に、駐車枠認識部２０３が認識した駐車位置と駐車軌跡算出部２０４が算出した駐車軌跡とを合成してドライバに提示する、並びにドライバからの駐車支援開始指示を受けとる、例えばタッチパネル付き車載用ディスプレイである。
以下、本発明の第１の実施の形態に係る車両用駐車支援装置２００の動作について図４のフロー図に従って説明する。
まず、ドライバが駐車支援を開始するために、駐車支援装置２００を起動すると、前後撮像部２０１、及び左右撮像部２０２にて、車両の前後方、及び左右方を撮像する（ステップＳ４０１）。
次に、駐車枠認識部２０３は、前後撮像部２０１、及び左右撮像部２０２が撮像した前後左右の画像を解析することによって駐車枠を認識する（ステップＳ４０２）。
次に、駐車軌跡算出部２０４は、現在の車両停止位置から駐車位置認識部２０３が認識した駐車位置までの距離と方向に基づき、駐車位置までの駐車軌跡を算出する（ステップＳ４０３）。
次に、障害物認識部２０６は、駐車軌跡算出部２０４が算出した駐車軌跡内に障害物、及び段差が有るか無いか、有る場合は障害物、及び段差の高さと距離を算出する。（ステップＳ４０４）。
次に、路面形状認識部２０５は、駐車場内の路面状況の勾配を検知する（ステップＳ４０５）。
次に、舵角指令値算出部２０７は、駐車軌跡算出部２０４が算出した駐車軌跡に基づき舵角指令値を事前に算出する（ステップＳ４０６）。
次に、速度／トルク指令値算出部２０８は、障害物認識部２０６にて検出した障害物、及び段差の有無と障害物、及び段差の高さと距離、路面形状認識部２０５にて検出した駐車場内の路面状況の勾配、舵角指令値算出部２０７にて算出した舵角指令値、並びに駐車軌跡算出部２０４が算出した駐車軌跡に基づいて、予め車両の加減速を予測した速度指令値又は／及びエンジントルク量指令値を駐車支援開始前に事前に算出した後、速度／トルク指令値加算部２０９にて速度／トルク指令値算出部２０８にて算出した速度指令値又は／及びエンジントルク量指令値を加算する（ステップＳ４０７）。
次に、ユーザインターフェース部２１４は、前後撮像部２０１、及び左右撮像部２０２が撮像した画像に、駐車枠認識部２０３が認識した駐車位置と駐車軌跡算出部２０４が算出した駐車軌跡とを合成してドライバに提示する（ステップＳ４０８）。
次に、ユーザインターフェース部２１４は、ドライバから駐車支援開始指示を受けると車両用駐車支援装置に操舵制御、車速制御を開始するよう指示を行う（ステップＳ４０９）。
次に、ステア制御部２１０、車速制御部２１１、及びブレーキ制御部２１２は、舵角指令値算出部１０７により事前に算出した舵角を用いたステア制御、並びに速度／トルク量指令値算出部１０８により事前に算出した速度指令値又は／及びエンジントルク量指令値に基づき車速制御、及びブレーキ制御を行う（ステップＳ４１０）。
次に、車速制御部２１１は、乗り越えられない段差等があり、駐車支援中に車両が停止してしまった場合には、ユーザインターフェース部２１４に車両が停止したことを通知し、ユーザインターフェース部２１４はその旨をドライバへ表示する。そして、ユーザインターフェース部２１４はドライバからの駐車支援開始指示を待ち、ドライバに段差等を乗り越えるか否かの意図を確認する（ステップＳ４１１）。
次に、車速制御部２１１には、ユーザインターフェース部２１４から駐車支援開始指示を受けると、速度指令値又は／及びエンジントルク量を増加させる（ステップＳ４１２）。
次に、目標位置に自車両が移動し、車両を停止させる（ステップＳ４１３）。
以下、本発明の第１の実施の形態に係る駐車の様子を図３の模式図に従って説明する。
車両は駐車支援開始位置３００から、切換えし位置３０１まで前進し、駐車支援終了位置３０２まで後進した後、駐車支援を終了する。
駐車支援開始位置３００ではＳ４０１〜Ｓ４０９までを順次実行し、切換えし位置３０１に目標位置を設定した後に駐車支援を開始し、Ｓ４１０〜Ｓ４１２を繰り返し実行し切換えし位置３０１まで車両を前進する。次に、切換えし位置３０１ではＳ４０１〜Ｓ４０８までを順次実行し、駐車支援終了位置３０２に目標位置を設定した後に、Ｓ４１０〜Ｓ４１２を繰り返し実行し駐車支援終了位置３０２まで車両を後進し、駐車支援を終了する。
以下、本発明の第１の実施の形態に係る段差がある場合のタイミングチャートを図５に従って説明する。Ｐ０は駐車支援開始位置、Ｐ１は切換えし位置、及びＰ２は駐車支援終了位置である。また、本タイミングチャートではＰ１からＰ２までの間に段差が有ると仮定している。
車両が停止しているＰ１の時点で、駐車枠を認識して、駐車軌跡を算出する。そして、駐車軌跡と路面形状、障害物、及び段差の高さ、距離に基づいて速度指令値又は／及びエンジントルク量指令値を事前に算出する。但し、本ケースの場合は、段差が有るため、段差が無い場合に比べて速度指令値又は／及びエンジントルク量指令値を高く設定し、車速制御を行う。また、速度指令値又は／及びエンジントルク量指令値を高く設定しているため、それに伴い駐車支援中の車速度も高くなる。
以上説明したように、上記構成により、駐車軌跡内の障害物、及び段差の高さと距離、路面状況の勾配、並びに操舵角に応じて予め車両の加減速度を予測した速度指令値又は／及びエンジントルク量指令値を算出する。そして、その算出した速度指令値又は／及びエンジントルク量指令値に基づき車両の速度制御を行い、駐車支援中に速度低下、速度超過、及び車両停止することがない車両用駐車支援装置を提供することができる。
以下、本発明の第２の実施の形態に係る車両用駐車支援装置について図面に従って説明する。
図６は、本発明の実施の形態に係る車両用駐車支援装置２００の全体構成を示すブロック図である。第１の実施の形態と異なる構成は、希薄燃料制御部６１４を更に備える点である。第１の実施の形態と同一の内容については説明を省略する。
希薄燃料６１４は、希薄燃料（リーンバーン）の実施を制御する。
実施例２での駐車支援は、速度／トルク指令値算出部６０８で算出した速度指令値又は／及びエンジントルク量指令値に、障害物、及び段差を乗り越えるためにある一定量を加算した速度指令値又は／及びエンジントルク量指令値を用い、車両の自車速度が一定車速になるよう、ブレーキ制御部６１２によりブレーキをかけながら、車両の自車速度を制御する。そして、障害物認識部６０５により検知した障害物、及び段差までの距離と駐車支援中に車両が移動した距離を用い、障害物、段差を乗り越えた直後にも一定車速となるようブレーキ制御部６１２によりブレーキ制御を行う。
また、駐車支援中は一定量を加算した速度指令値又は／及びエンジントルク量指令値を用いるため燃費が悪くなる。そのため、駐車支援中は希薄燃料部６１４により希薄燃料（リーンバーン）を用いることが好ましい。
以上説明したように上記構成により、障害物、段差の乗り越えた直後も、車両の自車速度を一定とし、他の駐車車両等に衝突しない車両用駐車支援装置を提供することができる。
また、駐車支援中は一定量を加算した速度指令値又は／及びエンジントルク量指令値を用いるため燃費が悪くなるところ、駐車支援中は希薄燃料を用いることで燃費を維持することが可能となる。
１０１ 前カメラ
１０２ 左カメラ
１０３ 右カメラ
１０４ 後カメラ
１０５ ユーザインターフェースユニット
１０６ カメラコントロールユニット
１０７ ステアコントロールユニット
１０８ エンジンコントロールユニット
１０９ ブレーキコントロールユニット
２００ 車両用駐車支援装置
２０１ 前後撮像部
２０２ 左右撮像部
２０３ 駐車枠認識部
２０４ 駐車軌跡算出部
２０５ 路面形状認識部
２０６ 障害物認識部
２０７ 舵角指令値算出部
２０８ 速度／トルク指令値算出部
２０９ 速度／トルク指令値加算部
２１０ ステア制御部
２１１ 車速制御部
２１２ ブレーキ制御部
２１３ アイドリングストップ判断部
２１４ ユーザインターフェース部
６００ 車両用駐車支援装置
６０１ 前後撮像部
６０２ 左右撮像部
６０３ 駐車枠認識部
６０４ 駐車軌跡算出部
６０５ 路面形状認識部
６０６ 障害物認識部
６０７ 舵角指令値算出部
６０８ 速度／トルク指令値算出部
６０９ 速度／トルク指令値加算部
６１０ ステア制御部
６１１ 車速制御部
６１２ ブレーキ制御部
６１３ アイドリングストップ判断部
６１４ ユーザインターフェース部
６１５ 希薄燃料部

Claims (6)

  1. 車両の前後方及び左右方の画像を撮像する撮像部と、
    前後方及び左右方の画像を解析することによって駐車枠位置を認識する駐車枠認識部と、
    駐車支援開始位置から切り換えし位置を介して前記駐車枠位置である駐車支援終了位置までの駐車軌跡を算出する駐車軌跡算出部と、
    駐車軌跡内に障害物及び段差を検知して障害物及び段差の高さと距離を算出する障害物認識部と、
    駐車場内の路面状況の勾配を認識する路面形状認識部と、
    駐車軌跡に基づき舵角指令値を算出する舵角指令値算出部と、
    障害物及び段差の高さと距離、駐車場内の路面状況の勾配、舵角指令値に応じて、予め車両の加減速度を予測した速度指令値又は／及びエンジントルク量指令値を算出する速度／トルク指令値算出部と、
    速度指令値又は／及びエンジントルク量指令値に基づき車速制御を行う車速制御部とを備え、
    前記速度／トルク指令値算出部は、前記駐車支援開始位置において前記切り換えし位置を目標位置に設定した後に速度指令値又は／及びエンジントルク量指令値を算出し、前記切り換えし位置において前記駐車支援終了位置を目標位置に設定した後に速度指令値又は／及びエンジントルク量指令値を算出する車両用駐車支援装置。
  2. 請求項１に記載の車両用駐車支援装置において、
    前記速度／トルク指令値算出部は、前記障害物認識部で障害物が検知された場合、障害物が検知されなかった場合に比べて、算出する速度指令値又は／及びエンジントルク量指令値を高く設定する車両用駐車支援装置。
  3. 請求項１又は請求項２に記載の車両用駐車支援装置において、
    前記速度／トルク指令値算出部は、駐車場内の路面形状の勾配に応じて算出する速度指令値又は／及びエンジントルク量指令値を高く、若しくは、低く設定する車両用駐車支援装置。
  4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両用駐車支援装置において、
    前記速度／トルク指令値算出部は、障害物及び段差を乗り越えるために一定量を加算した速度指令値又は／及びエンジントルク量指令値を出力し、一定車速になるようにブレーキをかけつつ、障害物、及び段差を乗り越えた直後にも、車両の自車速度を一定とすることができる車両用駐車支援装置。
  5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両用駐車支援装置において、
    エンジン停止状態でも目標位置に移動出来ると判断した場合にはアイドリングストップ状態で駐車枠まで移動するように制御する車両用駐車支援装置。
  6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車両用駐車支援装置において、
    駐車支援中に障害物にあたり車両が停止した場合、ドライバに乗り越えるか否かの意図をきく手段を有する車両用駐車支援装置。
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