JPH0573628B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車両の舵角制御装置、特に車両の入
出庫時における後輪舵角制御を、障害物回避性能
が向上される態様で行わせるための車両用舵角制
御装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、車両における走行を補助するために障害
物を検出する装置が種々提案されている（例え
ば、特開昭58−81839号公報に示されている）。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の装置は、主に車両前方あ
るいは後方の障害物を検出することを目的として
おり、車体側方の障害物の検出は行われていな
い。

このため、車庫入れ操作時や幅寄せ操作時に
は、壁や塀等の側方障害物を視認しつつ操舵する
ことが未だに行われており、安全性は運転者の操
作技術に全面的に負うことになり、安全性の確保
がなされていない。

特に、前輪操舵時、前輪操舵状態に応じて後輪
をも補助的に操舵する４輪操舵車の場合、特に入
出庫時等において、今までの２輪操舵車における
車体の旋回動作とは大きく異なる小回り動作が行
われるため、操舵時における側面障害物との接触
が自動的に回避されるようにした補助装置の提供
が要求されている。

本発明は４輪操舵車のかかる用途に有益な後輪
用舵角制御装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） この目的のため本発明は、 運転者のハンドル操作による前輪操舵時、該前
輪の操舵状態に応じて後輪を補助操舵する車両用
舵角制御装置において、 車体後端部の左右両側に取付けられた一対の距
離センサと、 該距離センサの出力に基づいて、これら距離セ
ンサから、車体移動時障害となる車体両側方の障
害物体までの距離を、夫々検出する距離検出手段
と、 車体右側の距離センサから障害物体までの距離
及び車体左側の距離センサから障害物体までの距
離間の比を求める距離比演算手段と、 この比が所定値となるように後輪の舵角を制御
する舵角制御手段と、 前記一対の距離センサによる検出距離の少なく
とも一方の距離が所定値を越えると、前記舵角制
御手段による後輪の舵角制御動作を中止させる舵
角制御中止手段とを設けたものである。

（作用） 車体後端部の左右両側における一対の距離セン
サは夫々、車庫入れや幅寄せ等の運転操作時に障
害となる車体両側方の障害物体までの距離に関す
る情報を距離検出手段に供給し、該手段はこの情
報により両距離センサから障害物体までの距離を
夫々検出する。距離比演算手段はこれら距離間の
比を演算し、この距離比が所定値となるよう舵角
制御手段は後輪の舵角を制御する。よつて車両は
両側にある障害物体を避けて走行することができ
るし、更にこの際上記の比に応じて両側の障害物
体間の所定位置に車両を確実に移動させることが
でき、高い運転技量なしでも高度な入出庫運転が
可能である。

加えて、上記両距離センサによる検出距離の少
なくとも一方の距離が所定値を越えると、舵角制
御中止手段は上記の後輪舵角制御を中止させるか
ら、入出庫時等以外に上記の後輪舵角制御によつ
て、道路両側のガイドレール間（センターライン
上）で車両を走行させてしまうような不都合を回
避し得る。

（実施例） 本発明の第１実施例の構成を第１図に示す。

本実施例は、前輪１，２と後輪３，４を操舵可
能とした４輪操舵車に適用した例を示す。前輪
１，２は、従来のステアリング装置（機械リンク
式や油圧式パワーステアリング等）６によつて、
ステアリングハンドル５の操作量に対応して転舵
される。

後輪３，４は、電動式ステアリング装置１０に
よつて転舵され、この電動式ステアリング装置１
０は、モータ１１によつて駆動される。

モータ１１は、舵角制御手段としての後輪コン
トローラ７によつて、回転量が制御されており、
モータ１１の回転量を検出するエンコーダ１２の
出力がフイードバツク信号として後輪コントロー
ラ７へ入力されている。

第２図は、電動式ステアリング装置１０の断面
図である。ハウジング１６には、両端がそれぞれ
左右のサイドロツド１８，１９に結合されたシヤ
フト１５が挿通されており、このシヤフト１５に
はボールネジ１４が噛合している。

このボールネジ１４は、モータ１１の出力ギヤ
１３の回転を受けて、これにより、シヤフト１５
が軸方向へ移動する。このとき、シヤフト１５が
回転しないように、ハウジング１５との間にスプ
ライン１７が設けられている。

従つて、モータ１１の回転量と後輪３，４の舵
角は比例し、モータ１１の回転量を制御すること
により、後輪舵角の制御が行える。

２つの超音波センサ２０，２１は、第３図に示
すように、車体３０の後部左右側面に取付けられ
て距離センサの用をなし、各々、超音波送波器２
２，２３と超音波受波器２４，２５を備えてい
る。

そして、距離検出手段としての距離計測回路８
は、所定周期で高周波信号S₁を超音波送波器２
２，２３へ供給して、超音波信号を発生させ、超
音波受波器２４，２５から出力された反射波の受
信信号Rl，Rrを入力されることによつて、車体
左側方に存在する障害物体までの距離（以下、
「左方距離」と言う）Llおよび車体右側方に存在
する障害物体までの距離（以下、「右方距離」と
言う）Lrを求めて、後輪コントローラ７へ供給
する。

ギヤセンサ９は、トランスミツシヨン（図示
略）に設けられ、ギヤ位置が「前進」位置にある
か「後退」位置にあるかを検出し、この検出出力
を後輪コントローラ７へ供給する。コントローラ
７は左方距離Llに対する右方距離Lrの比を求め
る距離比演算手段（図示せず）を内蔵し、この距
離比を以下の後輪舵角制御に資する。

次に、後輪コントローラ７による後輪３，４の
操舵制御について説明する。

例えば、第３図に示すように、車両を後退させ
つつ車庫４０内へ入れようとする場合には、後輪
コントローラ７は、第４図に示す特性に従つて後
輪の操舵制御を行う。

すなわち、２つの超音波センサ２０，２１によ
つて検出される右方距離Lrと左方距離Llが、所
定値Sr，Sl以下になつた場合には、両距離Lrと
Llの比（Lr／Ll）が所定の数値範囲（第４図中
a₁で示す領域）内の値となるように後輪３，４の
舵角を制御する。本実施例では、距離比（Lr／
Ll）が略１、すなわち、右方距離Lrと左方距離
Llが略等しくなるように制御する。

これは、後輪の操舵モードを第４図に示す３つ
の領域A₁〜A₃に設定して、前記距離比（Lr／
Ll）が何れの領域にあるかを判別することによ
り、後輪を左右何れに転舵するか、あるいは中立
位置とするかを決定する処理によつて行われる。

例えば、第３図に示すように右方距離Lrが左
方距離Llよりも短い場合には、距離比（Lr／Ll）
がA₃領域にあることになり、後輪の右転舵が行
われる。ここで、後輪の転舵方向は、第３図中の
矢印θ₁のように、車体３０の上方から見て、後輪
３，４の中立位置から右回転方向に転舵される場
合を「右転舵」、その逆を「左転舵」とする。

従つて、後輪が右転舵されて、車体３０は、左
方へ旋回しつつ後退することになり、右方距離
Lrが増加する。そして、右方距離Lrが徐々に増
大していき、距離比が第４図中の領域a₁に入る
と、後輪は中立位置に戻され、車体３０は直進後
退することになる。

逆に、車体３０が左方へ寄り過ぎると、後輪は
左転舵され（領域A₂の動作）、距離比が領域a₁内
に入るように制御される。

このような制御によつて、車両は後輪をも操舵
する４輪操舵車と雖も、自動的に車庫４０の略中
央に収容されることになり、運転者は、単に後退
の指示を与えるのみで簡単かつ安全に車庫入れ操
作を行うことができる。

なお、Ll／SlまたはLr／Srの領域でない限り
後輪コントローラ７は上記の後輪舵角制御を行わ
ないため、例えば一般路を走行中に両側ガードレ
ールまでの距離間の比から道路中央を走行するよ
うな不都合が生ずるのを防止し得る。従つて該コ
ントローラは前記の通り後輪の舵角制御手段とし
て機能する他に、舵角制御中止手段の用もなす。

次に、上記のように、車庫４０内から車両を前
進させて出す場合には、制御特性の切換えが行わ
れる。すなわち、第６図に示すように、領域A₂
と領域A₃における後輪の転舵方向が、後退の場
合とは逆方向に設定される。この特性の切換え処
理は、ギヤセンサ９の出力に基づく「前進」、「後
退」の判別によつて行われる。

従つて、例えば第５図に示すように、車体３０
が右方へ寄り過ぎている場合には、距離比が領域
A₃内にあるため、第５図中の矢印θ₂で示すよう
に、後輪の左転舵が行われて右方距離Lrの増加
がなされる。

このように、本実施例では、超音波センサ２
０，２１によつて検出される車体左右側方の障害
物体までの距離Ll，Lrが所定値以下となつた場
合に、左方距離Llと右方距離Lrの比が所定の数
値範囲内に入るように後輪の転舵を行う。また、
前進・後退によつて後輪の転舵方向を切換える。

これにより、例えば、車庫入れ、または車庫か
らの発進を容易とし、かつ壁に車体を接触させる
虞れもなく、安全に操舵を行うことができる。

そして、障害物までの距離が所定値Sl，Srを越
えている場合、コントローラ７がかかる後輪舵角
制御を中止し、後輪操舵を通常の制御にまかせる
ことから、道路両側ガードレール間の中央を車両
が走行する不都合を回避し得る。

次に、本発明の第２実施例を第７図および第８
図に示す。なお、本実施例は、前記第１実施例に
おける後輪の操舵制御特性を変えたものであり、
その他の構成は第１図に示した構成と同一であ
る。

本実施例は、超音波センサ２０，２１によつて
検出される左方距離Llと右方距離Lrの何れか一
方でも所定値Sl，Sr以下となつた場合に、右方距
離Lrの方が左方距離Llに対して所定倍となるよ
うに後輪の転舵を行う構成としたものである。

すなわち、第８図に示すように、左方距離Llと
右方距離Lrが所定値Sl，Srより小さい場合に、
両距離LrとLlの比（Lr／Ll）を収束させる領域
a₁の傾きが前記第１実施例の場合よりも大きく設
定されている。

これは、第７図に示すように、車庫入れのとき
に、車庫４０の幅が狭いために、車両を車庫の中
央に収容すると運転席側ドア３１を充分に開扉で
きなくなつてしまうような場合に、右方距離Lr
を左方距離Llよりも大きくして、車庫４０内の左
側へ車体４０を片寄らせて収容できる。これによ
り、運転席側ドア３１を充分開くことができ、運
転者の乗り降りが不自由なくできる。

なお、上記距離比αの収束領域a₁は、予め一定
値を設定しておいても良いし、あるいは第１図に
二点鎖線で示すように、距離比設定器３５を運転
席近傍に設けて、運転者が所望の距離比を設定で
きるようにしてもよい。

勿論、外国向け（右側通行の国）の車両につい
ては、左右の比を逆とすればよい。

また、本実施例でも、前記第１実施例と同様
に、前進と後退によつて、第８図中の領域A₂，
A₃における後輪の転舵方向の切換えが行われる。
領域A₁においては、後輪は中立位置に制御され
る。

次に、本発明の第３実施例を第９図〜第１４図
に示す。

本実施例は、第９図に示すように、前記第１図
に示した第１実施例の構成に加えて、モード切換
えスイツチ３６を運転席近傍に設けて、これによ
り、第１実施例で示した車庫入れ時に有効な制御
を行う動作モード（以下「車庫入れモード」と言
う）と、縦列駐車を行うときの幅寄せ時に有効な
制御を行う動作モード（以下「幅寄せモード」と
言う）との切換えを可能としたものである。

上記車庫入れモードの動作は、第１実施例と同
一であるため省略し、幅寄せモードの動作につい
て以下に説明する。

後輪コントロール７においては、モード切換ス
イツチ３６が幅寄せモードに設定された場合に
は、後輪制御特性として、第１１図あるいは第１
３図に示す特性に切換えを行う。両特性の選択
は、ギヤセンサ９の出力に基づいて車両の前進・
後退を検出し、後退の場合には、第１１図の特性
を選択し、前進の場合には第１３図の特性を選択
する。

ここで、先ず、幅寄せモードの設定がなされ、
かつ、第１０図に示すように車両の後退を行う場
合について説明する。

通常、縦列駐車を行う場合には、道路の左側に
幅寄せを行うことが殆どなので、後輪コントロー
ラ７は、左方距離Llのみをデータとして用い、第
１１図に示すように、左方距離Llが所定値Sl以下
の場合に、後輪の左転舵を行う。このときの後輪
の舵角は、左方距離Llが短い程、大きくなるよう
に制御される。

これにより、第１０図に示すように、ガードレ
ール４１等の路側の物体に対して幅寄せを行う場
合に、車体３０の左後部が接触することなく、安
全、かつ簡単な操作で幅寄せが行える。

逆に、縦列駐車を行つている状態から、車両を
発進させる場合には、幅寄せモードの設定がなさ
れ、かつ車両が前進していることにより、後輪コ
ントローラ７は、左方距離Llのみをデータとして
用いるとともに、第１３図に示す特性に従い、後
輪の右転舵を行う。

これにより、第１２図に示すように、発進に伴
つて、後輪は前輪と同一方向に転舵し、車体３０
は斜め右前方へ移動することになり、車体左後部
がガードレール４１に接触することなく、発進が
行える。

また、この幅寄せモードによる制御は、狭い路
地での左折時等の車体後部の接触の虞れがある場
合にも有効である。すなわち、第１４図に示すよ
うに、左折時に、塀５０の角に車体３０の左側面
が接触しそうになると、左方距離Llを大きくする
ように後輪の右転舵が行われ、接触を回避するこ
とができる。

以上のように本実施例は、車庫入れおよび幅寄
せ操作時に、安全かつ容易に操舵を行うことがで
きる。

また、距離センサとして超音波センサ２０，２
１を用いた例を示したが、これは、例えば、光学
式や電磁波式等の他の距離センサを用いてもよ
い。

また、本発明を利用して、次のような装置を構
成することも可能である。

すなわち、第１５図に示すように、車体３０の
後面両端に超音波センサ２０，２１を取付けて、
例えば車庫４０の内奥に目標物６０を設置し、こ
の目標物６０までの距離LlとLrを測定して、車
庫の障害物体である両側壁までの距離を間接的に
検出し、両距離LlとLrが所定の比（例えばLl＝
Lr）となるように後輪を操舵することによつて、
車体３０の旋回動作を制御する。

これにより、前記実施例における車庫入れ動作
と同様に、安全かつ容易な操作で車庫入れが行え
る。この場合、目標物６０として、超音波の反射
率の大きな材質を用いたり、あるいは、目標物６
０に、超音波センサ２０，２１の送波周期に合わ
せて、超音波を発生する装置を組込んでもよい。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明は、特に入
出庫運転時に障害となる車体両側方物体までの距
離の比が所定値となるよう自動的に後輪の転舵を
行う構成としたから、前輪操舵時に後輪も操舵さ
れる、入出庫運転が難しい４輪操舵車と雖も、障
害物体を避ける車両の自動運転が可能となり、更
に確実に両障害物体間の所定位置に車両を移動さ
せることができ、高度な運転技術を必要でなくす
ることができる。加えて、障害物体までの距離が
所定値以下の場合に限つて上記の後輪舵角制御を
行うから、両側ガードレール間の道路中央で車両
を走行させるような不都合を回避することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の構成図、第２図
は第１図中の後輪用電動式ステアリングの構成を
示す断面図、第３図は同実施例の後退時の動作説
明図、第４図は同じく後退時における後輪舵角の
制御特性図、第５図は同実施例の前進時の動作説
明図、第６図は同じく前進時における後輪舵角の
制御特性図、第７図は本発明の第２実施例の動作
説明図、第８図は同実施例における後輪舵角の制
御特性図、第９図は本発明の第３実施例の構成
図、第１０図は同実施例における幅寄せモード後
退時の動作説明図、第１１図は同じく幅寄せモー
ド後退時における後輪舵角制御特性図、第１２図
は同実施例における幅寄せモード前進時の動作説
明図、第１３図は同じく幅寄せモード前進時にお
ける後輪舵角制御特性図、第１４図は同実施例の
左折時の動作説明図、第１５図は本発明の他の適
用例を示す模式図である。 １，２……前輪、３，４……後輪、７……後輪
コントローラ（距離比演算手段、舵角制御手段舵
角制御中止手段）、８……距離計測回路（距離検
出手段）、９……ギヤセンサ、１０……後輪用電
動式ステアリング装置、２０，２１……超音波セ
ンサ（距離センサ）、３０……車体、３６……モ
ード切換スイツチ、Ll……左方距離、Lr……右
方距離。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 運転者のハンドル操作による前輪操舵時、該
   前輪の操舵状態に応じて後輪を補助操舵する車両
   用舵角制御装置において、 車体後端部の左右両側に取付けられた一対の距
   離センサと、 該距離センサの出力に基づいて、これら距離セ
   ンサから、車体移動時障害となる車体両側方の障
   害物体までの距離を、夫々検出する距離検出手段
   と、 車体右側の距離センサから障害物体までの距離
   及び車体左側の距離センサから障害物体までの距
   離間の比を求める距離比演算手段と、 この比が所定値となるように後輪の舵角を制御
   する舵角制御手段と、 前記一対の距離センサによる検出距離の少なく
   とも一方の距離が所定値を越えると、前記舵角制
   御手段による後輪の舵角制御動作を中止させる舵
   角制御中止手段と を具備することを特徴とする車両用舵角制御装
   置。 ２ 前記舵角制御手段は、前記比の所定値を運転
   者指令に応じ変更可能にしたものである特許請求
   の範囲第１項に記載の車両用舵角制御装置。