WO2009104455A1 - 駐車支援装置 - Google Patents

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WO2009104455A1
WO2009104455A1 PCT/JP2009/051113 JP2009051113W WO2009104455A1 WO 2009104455 A1 WO2009104455 A1 WO 2009104455A1 JP 2009051113 W JP2009051113 W JP 2009051113W WO 2009104455 A1 WO2009104455 A1 WO 2009104455A1
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route
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parking
steered
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知彦 遠藤
牧野　靖
佑輝子 川端
卓也 伊藤
敦子 中西
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トヨタ自動車株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/14—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
    • B62D7/15—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels
    • B62D7/159—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels characterised by computing methods or stabilisation processes or systems, e.g. responding to yaw rate, lateral wind, load, road condition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/027—Parking aids, e.g. instruction means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/027—Parking aids, e.g. instruction means
    • B62D15/0285—Parking performed automatically

Definitions

  • the present invention relates to a parking assistance device applied to a vehicle having a 4WS mode in which front and rear wheels can be steered independently.
  • Patent Document 1 states that “if a vehicle is equipped with a 4WS mechanism, it is possible to move the vehicle along the target movement locus by steering the rear wheels while performing steering angle control according to the steering control pattern. There is a description. Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-8809
  • the turning center is always located on the extension line of the axle of the rear wheel of the vehicle, so that the relationship is proportional to the amount of movement of the vehicle.
  • the axle center (rear axis center) of the rear wheel of the vehicle draws a locus of a clothoid curve. Therefore, as described in the above-mentioned Patent Document 1 and the like, when the route is calculated using the axle center of the rear wheel of the vehicle as a reference point, the route can be calculated by a simple calculation using a clothoid curve, and the calculation load and the like can be efficiently calculated. There is an advantage that it can be reduced.
  • a vehicle equipped with a 4WS mechanism that is, a vehicle having a 4WS mode in which front and rear wheels can be steered independently
  • 4WS vehicle a vehicle having a 4WS mode in which front and rear wheels can be steered independently
  • the turning center is Since the vehicle moves in the front direction, the locus of the center of the rear axis of the vehicle is not a clothoid curve.
  • the 4WS car when the rear wheels are steered together with the front wheels, it is difficult to generate a route because the turning center moves not only in the vehicle width direction but also in the vehicle front-rear direction depending on the relationship between the steering angles of the front and rear wheels. .
  • an object of the present invention is to provide a parking assistance device that can use a route including a clothoid curve even in a 4WS vehicle.
  • a parking assist device that can use a route including a clothoid curve even in a 4WS vehicle.
  • FIG. 1 is a system configuration diagram showing an embodiment of a parking assistance device 10 according to the present invention. It is a figure which shows typically the motion of the turning center in the case of 2WS vehicle. It is a figure which shows an example of the relationship between the moving distance of a vehicle, and a curvature. It is a figure which shows typically the motion of the turning center in the case of a 4WS vehicle. It is a figure which shows typically the reference point of the path
  • Parking assistance device 12 Parking assistance ECU 16 Steering angle sensor 18 Vehicle speed sensor 22 Display 24 Speaker 30 Steering control ECU 32 Front-wheel steering actuator 34 Rear-wheel steering actuator
  • FIG. 1 is a system configuration diagram showing an embodiment of a parking assistance apparatus 10 according to the present invention.
  • the parking assistance device 10 is configured around an electronic control unit 12 (hereinafter referred to as “parking assistance ECU 12”).
  • Parking assistance ECU12 is comprised as a microcomputer which consists of CPU, ROM, RAM, etc. which were mutually connected via the bus
  • the ROM stores programs and data executed by the CPU.
  • the parking assist ECU 12 detects a steering angle of a steering wheel (not shown) operated by a steering control ECU 30 and a driver via an appropriate bus such as a CAN (Controller Area Network) or a high-speed communication bus.
  • a sensor 16 and a vehicle speed sensor 18 for detecting the speed of the vehicle are connected.
  • the vehicle speed sensor 18 may be a wheel speed sensor that is disposed on each wheel and generates a pulse signal at a cycle according to the wheel speed.
  • the steering control ECU 30 is connected to a front wheel steering actuator 32 and a rear wheel steering actuator 34.
  • the front wheel steering actuator 32 may be, for example, a motor that is provided in a steering column or a steering gear box and rotates a steering shaft according to its rotation angle.
  • the front wheel steering actuator 32 may be, for example, a motor that translates the rack shaft at a rotation angle via a ball screw mechanism.
  • the rear-wheel steering actuator 34 may be shared for the left and right rear wheels, or may be provided independently for the left and right rear wheels.
  • the rear wheel steering mechanism may have any configuration as long as the left and right rear wheels can be steered with a desired turning amount by electronic control in a mechanically independent manner from the front wheel steering mechanism. Good.
  • the steering control ECU 30 controls the front wheel steering actuator 32 so that the front and rear wheel target rudder angles are respectively realized based on the front and rear wheel target rudder angles (target tire turning angle) supplied from the parking assist ECU 12 described later. And the rear-wheel steering actuator 34 is controlled.
  • the parking assist ECU 12 calculates a route of the vehicle for guiding the vehicle from the current vehicle position to the target parking position.
  • the target parking position may be set automatically or manually.
  • the target parking position here is not necessarily the final target parking position, and may be a temporary target parking position (a target parking position that can be corrected later).
  • the target parking position may be automatically set based on the detection result of the parking space by detecting the parking space based on point sequence data from a clearance sonar (not shown).
  • the target parking position may be manually set by moving a graphic display imitating a parking frame line representing the target parking position on the image of the rear camera displayed on the display 22.
  • the turning center is always located on the extension line of the axle of the rear wheel of the vehicle. Therefore, as shown in the sections A and B shown in FIG.
  • the center of the rear axle of the vehicle draws a locus of a clothoid curve.
  • the turning center is related to the steering angle of the front and rear wheels as schematically shown in FIG.
  • the vehicle moves not only in the vehicle width direction but also in the vehicle longitudinal direction. Therefore, the locus of the center of the rear axis of the vehicle does not become a clothoid curve. For this reason, if a route is calculated using the center of the rear axis as a reference position as in the case of a 2WS vehicle, the route cannot be generated with a clothoid curve, and the route calculation is complicated.
  • the point P on the center line in the front-rear direction of the vehicle in a plan view when the vehicle is viewed vertically downward from above
  • the front-rear direction from the turning center A point P, which is an intersection of perpendicular lines drawn down to the center line, is used as a reference point of the route.
  • the point P in order for the point P to draw the locus of the clothoid curve, it is necessary that the point P does not move in the front-rear direction with respect to the center of the rear axis even if the turning curvature changes. Therefore, the turning center is schematically shown in FIG. As shown, it is necessary to move only in the vehicle width direction.
  • the relationship between the steering angles of the front and rear wheels during turning is restricted so that the point P does not move in the front-rear direction (that is, it is a fixed point).
  • the relationship between the steering angles of the front and rear wheels during turning is regulated so as to satisfy the following relational expression.
  • Equation 1 the relational expression expressed by Equation 1 is derived from a two-wheel model (simple model) of the vehicle as shown in FIG. Accordingly, in Equation 1, ⁇ F represents the left and right average value of the tire cutting angle of the front wheel, and ⁇ R represents the right and left average value of the tire cutting angle of the rear wheel.
  • the parking assist ECU 12 since the route generation using the clothoid curve is possible, the parking assist ECU 12 generates a route including the clothoid curve with the point P as a reference point.
  • the path may include a straight section and an arc section in addition to the clothoid curve section.
  • the clothoid curve may be set in various forms by changing the inclination of the turning curvature with respect to the moving distance as shown in FIG.
  • the route including the clothoid curve may be appropriately determined in consideration of the positional relationship between the current vehicle position and the target parking position, the maximum turning curvature of the vehicle, and the like.
  • the initial route may use a turning curvature that is somewhat smaller than the maximum turning curvature of the vehicle (for example, turning curvature up to 90% of the maximum turning curvature) in order to leave room for later correction during support.
  • a turning curvature that is somewhat smaller than the maximum turning curvature of the vehicle (for example, turning curvature up to 90% of the maximum turning curvature) in order to leave room for later correction during support.
  • the minimum turning radius of the vehicle can be made smaller than that in the case of a 2WS vehicle, so that a route using the good turning ability can be generated.
  • the parking assist ECU 12 calculates a route of the vehicle for guiding the vehicle from the current vehicle position to the target parking position as described above (hereinafter referred to as “target route”), the parking assist ECU 12 sets the target parking position based on the target route. Car park assistance to guide the vehicle. Specifically, the parking assist ECU 12 first calculates the target rudder angle (target value of the tire turning angle) of the front wheels and the rear wheels at each position on the target route so that the point P moves along the target route. .
  • target route a route of the vehicle for guiding the vehicle from the current vehicle position to the target parking position as described above
  • the tire turning angles of the front wheels and the rear wheels for realizing the respective turning curvatures of the vehicle at the respective positions of the target route, and the tire turning angles of the front wheels and the rear wheels satisfying the relational expression expressed by Equation 1 are as follows: , Uniquely determined from the turning curvature. This relationship (the relationship between the turning curvature and the tire turning angles of the front wheels and the rear wheels at that time) may be derived in advance by a test or the like and held as a turning characteristic map.
  • the target path includes a straight section and an arc section in addition to the clothoid curve section
  • the relational expression shown in Formula 1 is satisfied not only in the clothoid curve section but also in the straight section and arc section.
  • the tire turning angles of the front wheels and the rear wheels are calculated as target steering angles (in this case, the target steering angles are zero for both the front wheels and the rear wheels in a straight section).
  • the parking assist ECU 12 determines the target rudder angle of the front wheels and the rear wheels at each position on the target route in this way, the position (vehicle movement amount) on the target route of the vehicle is thereafter output from the output signal (wheels) of the vehicle speed sensor 18. Speed pulse) and the actual steering angle obtained from the steering angle sensor 16, and the target steering angles of the front wheels and the rear wheels corresponding to the estimated positions are transmitted to the steering control ECU 30. In response to this, the steering control ECU 30 controls the front wheel steering actuator 32 and the rear wheel steering actuator 34 so that the target steering angles of the front and rear wheels are realized.
  • the parking assist ECU 12 When the vehicle position deviates from the target route, the parking assist ECU 12 recalculates the new target route accordingly to calculate a new target rudder angle, or corrects the trajectory to the original target route. Therefore, a new target rudder angle reflecting the corrected rudder angle may be calculated.
  • the route is calculated using the fixed point P on the center line in the front-rear direction of the vehicle and the intersection point of the perpendicular line extending from the turning center to the center line as a reference point. Therefore, even in the case of a 4WS vehicle, a clothoid curve It is possible to generate a route including Thereby, route generation and vehicle movement amount calculation can be performed easily. In addition, since a route including a clothoid curve can be generated, even in the case of a 4WS vehicle, the route generation logic used in the 2WS vehicle can be used, and the design burden can be reduced.
  • the route generation logic used in the 2WS vehicle is merely compensated (offset) for the reference point (rear axis center) used in the 2WS vehicle and the above-described reference point deviation ⁇ (see FIG. 5). Is available. However, in the case of a 4WS vehicle, the maximum turning curvature is increased by steering the front and rear wheels in opposite phases than in the case of a 2WS vehicle. Therefore, it is effective to generate a route with a small turn using such characteristics. is there.
  • the “route calculation means” in the appended claims is realized by the parking assist ECU 10, and the “support means” in the claims includes the parking assist ECU 10 and the steering control ECU 30. It is realized by cooperation.
  • Constraint conditions may be established.
  • the point P which is the intersection of the perpendiculars drawn from the turning center to the center line in the front-rear direction at any vehicle position in the section to be the clothoid section, can draw the locus of the clothoid curve in the section.
  • the clothoid curve is a curve in which the rate of change of the curvature with respect to the moving distance of the vehicle is constant as shown in FIG. 3, but the actual locus of the point P is affected by a control error or the like. In some cases, a complete clothoid curve may not be obtained.
  • the target position is not limited to the target parking position.
  • parking is performed. It may be used for calculating a route to the start position.
  • the above-described embodiment can be applied not only to a calculation method of a route during parking traveling due to a backward movement (back) of the vehicle, but also to a calculation method of a route during parking traveling due to advance of the vehicle.
  • the method may be used as a route calculation method at the time of forward traveling.
  • parking assistance is realized by automatically steering based on the target route, but the aspect of parking assistance is not limited to this.
  • the guide voice and / or guide display for guiding the steering mode of the front wheels (that is, the operating mode of the steering wheel), the display 22 and / or Parking assistance may be realized by outputting via the speaker 24 (FIG. 1).
  • the front wheel steering actuator 32 is unnecessary, and the parking assist ECU 12 performs rear wheel steering so that the relationship of Equation 1 is maintained based on the actual steering angle or the target steering angle of the front wheel during the section of the clothoid curve. It is only necessary to control the actuator 34.
  • the target rudder angle is used as a target value at the time of parking assistance.
  • any physical quantity may be used as the target value as long as it is a physical quantity related to the rudder angle.
  • the amount of movement of the rack shaft of the front wheel steering mechanism, the amount of current / voltage applied to the motor as the front wheel steering actuator 32, or the like may be used as the target value.
  • the relational expression substantially equivalent to the relational expression 1 can be expressed by an arbitrary physical quantity as long as it is a physical quantity related to the steering angle of the front and rear wheels.
  • the movement amount of the rack shaft of the front wheel steering mechanism Alternatively, it may be expressed by using a current / voltage application amount to the motor as the rear-wheel steering actuator 34.
  • the 2WS mode and the 4WS mode can be selectively used depending on the situation. Accordingly, whether the 2WS mode or the 4WS mode is realized may be, for example, selected by the user or automatically switchable.
  • the reference point used for route calculation is the steering in the 2WS mode and the 4WS mode. It may be changed depending on the case of steering with. That is, in the 4WS mode, the above-described point P is the reference point, and in the 2WS mode, the rear axle center of the vehicle is the reference point.
  • the steering control ECU 30 rotates the front and rear wheels in the reverse phase so that the point P draws a locus along the clothoid curve in the clothoid section defined by the clothoid curve in the route as described above.
  • the front wheels are steered so that the center of the rear axle of the vehicle draws a locus along the clothoid curve during the 2WS mode.
  • a four-wheel vehicle is assumed in which the front and rear wheels can be steered independently.
  • the present invention has two front wheels and two rear wheels that can be steered independently.
  • the present invention can also be applied to a vehicle having another wheel configuration such as a vehicle.
  • the function sharing between the parking assist ECU 10 and the steering control ECU 30 is merely an example, and part or all of the functions of the steering control ECU 30 may be realized by the parking assist ECU 10.
  • the ECU may be realized.

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Abstract

  　本発明は、前後輪が独立に転舵可能な４ＷＳモードを備える車両に適用される駐車支援装置１０において、目標位置に車両を導くための該車両の経路を算出する経路算出手段と、前記経路算出手段により算出される経路に基づいて前記目標位置への車両の駐車走行を支援する支援手段とを備え、前記経路算出手段により算出される経路は、前後輪が前後逆相で転舵されることが予定される経路を含み、該経路は、車両の前後方向の中心線上の定点であって旋回中心から前記中心線に下ろした垂線の交点である定点がクロソイド曲線の軌跡を描く区間を含むことを特徴とする。

Description

駐車支援装置
　本発明は、前後輪が独立に転舵可能な４ＷＳモードを備える車両に適用される駐車支援装置に関する。
　従来から、前輪のみが転舵可能な車両に適用される駐車支援装置において、目標駐車位置に車両を導くための経路を、車両の後輪の車軸中心を基準点として算出し、この算出される経路は、該基準点がクロソイド曲線の軌跡を描く区間を含んでいる（例えば、特許文献１参照）。また、特許文献１には、「４ＷＳ機構を搭載する車両であれば、操舵制御パターンに沿った舵角制御を行いながら、後輪転舵によって目標移動軌跡に沿った車両の移動を行うことが可能である」という記載がある。
特開２００６－８００９号公報
　ところで、前輪のみが転舵可能な車両（以下、「２ＷＳ車」といもいう）では、車両の後輪の車軸の延長線上に旋回中心が常に位置するので、車両の移動量に比例した関係で車両の旋回曲率が増減するとき、車両の後輪の車軸中心（後軸中心）がクロソイド曲線の軌跡を描く。従って、上述の特許文献１等に記載されるように、車両の後輪の車軸中心を基準点として経路を算出すると、クロソイド曲線を用いた簡易な計算で経路を算出でき、計算負荷等を効率的に低減できるという利点がある。
　しかしながら、４ＷＳ機構を搭載する車両、即ち前後輪が独立に転舵可能な４ＷＳモードを備える車両（以下、「４ＷＳ車」といもいう）では、前輪と共に後輪が操舵されると、旋回中心が車両前方向に動くので、車両の後軸中心の軌跡がクロソイド曲線でなくなる。また、４ＷＳ車では、前輪と共に後輪が操舵されると、前後輪の舵角の関係によっては、旋回中心が車両幅方向のみならず車両前後方向にも動くので、経路の生成が困難である。
　そこで、本発明は、４ＷＳ車においてもクロソイド曲線を含む経路を用いることが可能な駐車支援装置の提供を目的とする。
　上記目的は、添付の特許請求の範囲に記載された発明により解決される。
　本発明によれば、４ＷＳ車においてもクロソイド曲線を含む経路を用いることが可能な駐車支援装置が得られる。
本発明による駐車支援装置１０の一実施例を示すシステム構成図である。 ２ＷＳ車の場合の旋回中心の動きを模式的に示す図である。 車両の移動距離と曲率との関係の一例を示す図である。 ４ＷＳ車の場合の旋回中心の動きを模式的に示す図である。 本実施例において用いられる経路の基準点を模式的に示す図である。 車両の２輪モデルを用いた数１の説明図である。
符号の説明
　１０　　駐車支援装置
　１２　　駐車支援ＥＣＵ
　１６　　舵角センサ
　１８　　車速センサ
　２２　　ディスプレイ
　２４　　スピーカー
　３０　　操舵制御ＥＣＵ
　３２　　前輪操舵用アクチュエータ
　３４　　後輪操舵用アクチュエータ
　以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
　図１は、本発明による駐車支援装置１０の一実施例を示すシステム構成図である。図１に示す如く、駐車支援装置１０は、電子制御ユニット１２（以下、「駐車支援ＥＣＵ１２」と称す）を中心に構成されている。駐車支援ＥＣＵ１２は、図示しないバスを介して互いに接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータとして構成されている。ＲＯＭには、ＣＰＵが実行するプログラムやデータが格納されている。
　駐車支援ＥＣＵ１２には、ＣＡＮ（Controller Area Network）や高速通信バス等の適切なバスを介して、操舵制御ＥＣＵ３０、運転者により操作されるステアリングホイール（図示せず）の舵角を検出する舵角センサ１６、及び、車両の速度を検出する車速センサ１８が接続されている。車速センサ１８は、各輪に配設され、車輪速に応じた周期でパルス信号を発生する車輪速センサであってよい。
　操舵制御ＥＣＵ３０には、前輪操舵用アクチュエータ３２及び後輪操舵用アクチュエータ３４が接続されている。前輪操舵用アクチュエータ３２は、例えば、ステアリングコラムやステアリングギアボックスに設けられ、その回転角によりステアリングシャフトを回転させるモータであってよい。或いは、前輪操舵用アクチュエータ３２は、例えばボールネジ機構を介してその回転角によりラックシャフトを並進移動させるモータであってもよい。後輪操舵用アクチュエータ３４は、左右の後輪に対して共用であってもよいし、左右の後輪に対して独立に設けられてもよい。尚、後輪の操舵機構は、左右の後輪が前輪操舵機構から機械的に独立した態様で電子制御により所望の転舵量で転舵可能である構成であれば、任意の構成であってよい。
　操舵制御ＥＣＵ３０は、後述の駐車支援ＥＣＵ１２から供給される前後輪の目標舵角（目標タイヤ切れ角）に基づいて、当該前後輪の目標舵角がそれぞれ実現されるように、前輪操舵用アクチュエータ３２及び後輪操舵用アクチュエータ３４を制御する。
　次に、本実施例の駐車支援ＥＣＵ１２により実現される主要な機能について説明していく。
　駐車支援ＥＣＵ１２は、目標駐車位置が設定されると、現在の車両位置から目標駐車位置に車両を導くための該車両の経路を算出する。目標駐車位置は、自動的に設定されてもよいし、手動で設定されてもよい。また、ここでの目標駐車位置は、必ずしも最終的な目標駐車位置である必要はなく、仮の目標駐車位置（後に補正されうる目標駐車位置）であってもよい。例えば、目標駐車位置は、クリアランスソナー（図示せず）からの点列データに基づいて、駐車空間を検出し、当該駐車空間の検出結果に基づいて自動的に設定されてもよい。また、例えば、目標駐車位置は、ディスプレイ２２に表示されるリアカメラの画像上で、目標駐車位置を表す駐車枠線を模した図形表示を移動させることで手動で設定されてもよい。
　ところで、２ＷＳ車の場合には、図２に模式的に示すように、車両の後輪の車軸の延長線上に旋回中心が常に位置するので、図３に示す区間Ａ，Ｂのように車両の移動量に比例した関係で車両の旋回曲率を増減させるとき、車両の後輪の車軸中心（後軸中心）がクロソイド曲線の軌跡を描く。
　これに対して、本実施例のような４ＷＳ車の場合には、前後輪が逆相で操舵されると、図４に模式的に示すように、旋回中心は、前後輪の舵角の関係に依存して、車両幅方向のみならず車両前後方向にも動く。従って、車両の後軸中心の軌跡はクロソイド曲線にならない。このため、２ＷＳ車の場合のように後軸中心を基準位置として経路を算出すると、クロソイド曲線で経路を生成できないので、経路計算が複雑化する。
　そこで、本実施例では、図５に模式的に示すように、（車両を上方から鉛直下向きに視た平面視で）車両の前後方向の中心線上の点Ｐであって、旋回中心から前後方向の中心線に下ろした垂線の交点である点Ｐを、経路の基準点として用いる。ここで、点Ｐがクロソイド曲線の軌跡を描くためには、旋回曲率が変化しても点Ｐが後軸中心に対して前後方向に動かない必要があり、従って、旋回中心が図５に模式的に示すように車両幅方向のみ動くようにする必要がある。このために、本実施例では、点Ｐが前後方向に動かないように（即ち定点であるように）、旋回中の前後輪の舵角の関係が規制される。具体的には、以下の関係式となるように、旋回中の前後輪の舵角の関係が規制される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 尚、数１で示す関係式は、図６のような車両の２輪モデル（簡易モデル）で導出されている。従って、数１において、θFは、前輪のタイヤ切れ角の左右の平均値の大きさを表し、θRは、後輪のタイヤ切れ角の左右の平均値の大きさを表す。また、数１において、Ｔは、定数であり、図５に模式的に示すように、車両の前後中心線上の後軸中心から基準点Ｐまでの距離α（２次元の平面視での距離）と、ホイールベース長ＷＢを用いて、Ｔ＝α／ＷＢで表される。
　このように本実施例では、クロソイド曲線を用いた経路生成が可能であるので、駐車支援ＥＣＵ１２は、点Ｐを基準点として、クロソイド曲線を含む経路を生成する。経路は、クロソイド曲線の区間の他、直線の区間及び円弧の区間を含んでよい。また、クロソイド曲線は、図３に示したような移動距離に対する旋回曲率の傾きを可変することで多様な形態で設定されてもよい。また、クロソイド曲線を含む経路は、現在の車両位置と目標駐車位置との位置関係や、車両の最大旋回曲率等を考慮して適切に決定されてよい。例えば、初期の経路は、支援中の後の補正の余地を残すために、車両の最大旋回曲率よりもある程度小さい旋回曲率（例えば、最大旋回曲率の９０％までの旋回曲率）が用いられてもよい。尚、４ＷＳ車の場合には、車両の最小旋回半径は、２ＷＳ車の場合よりも小さくできるので、小回りの良さを利用した経路を生成することができる。
　駐車支援ＥＣＵ１２は、上述の如く現在の車両位置から目標駐車位置に車両を導くための該車両の経路（以下、「目標経路」という）を算出すると、当該目標経路に基づいて、目標駐車位置に車両を導くための駐車支援を実行する。具体的には、駐車支援ＥＣＵ１２は、先ず、点Ｐが目標経路に沿って移動するように、目標経路の各位置における前輪及び後輪の目標舵角（タイヤ切れ角の目標値）を算出する。ここで、目標経路の各位置における車両の各旋回曲率を実現するための前輪及び後輪のタイヤ切れ角であって、且つ、数１で示す関係式を満たす前輪及び後輪のタイヤ切れ角は、旋回曲率から一意に定まる。この関係（旋回曲率とそのときの前輪及び後輪のタイヤ切れ角の関係）は、試験等により予め導出しておき旋回特性マップとして保持されてもよい。尚、目標経路が、クロソイド曲線の区間の他、直線の区間や円弧の区間を含む場合、クロソイド曲線の区間のみならず、直線の区間や円弧の区間においても、数１で示す関係式を満たす前輪及び後輪のタイヤ切れ角が目標舵角として算出される（この場合、直線の区間においては、目標舵角は前輪及び後輪共にゼロとなる）。
　駐車支援ＥＣＵ１２は、このようにして目標経路の各位置における前輪及び後輪の目標舵角を決定すると、以後、車両の目標経路上の位置（車両移動量）を車速センサ１８の出力信号（車輪速パルス）及び舵角センサ１６から得られる実舵角に基づいて推定・監視し、当該推定した位置に対応する前輪及び後輪の目標舵角を、操舵制御ＥＣＵ３０に送信する。これを受けて、操舵制御ＥＣＵ３０は、当該前後輪の目標舵角がそれぞれ実現されるように、前輪操舵用アクチュエータ３２及び後輪操舵用アクチュエータ３４を制御する。尚、駐車支援ＥＣＵ１２は、目標経路から車両位置がずれた場合には、それに応じて新たな目標経路を再演算して新たな目標舵角を算出し、又は、元の目標経路へ軌道修正するための修正舵角を反映した新たな目標舵角を算出することとしてもよい。
　以上説明した本実施例の駐車支援装置１０によれば、とりわけ、以下のような優れた効果が奏される。
　上述の如く、車両の前後方向の中心線上の定点Ｐであって、旋回中心から中心線に下ろした垂線の交点である定点Ｐを基準点として経路を算出するので、４ＷＳ車の場合でもクロソイド曲線を含む経路の生成が可能となる。これにより、経路生成及び車両移動量計算を簡単に行うことができる。また、クロソイド曲線を含む経路の生成が可能となるので、４ＷＳ車の場合でも、２ＷＳ車で用いられた経路生成ロジックを利用することができ、設計上の負担も低減することができる。尚、２ＷＳ車で用いられた経路生成ロジックは、例えば２ＷＳ車で用いられる基準点（後軸中心）と上述の基準点のずれ量α（図５参照）を補償する（オフセットする）だけでそのまま利用可能である。もっとも、４ＷＳ車の場合には前後輪を逆相で操舵することで２ＷＳ車の場合よりも最大旋回曲率が大きくなるので、かかる特性を利用して小回りが効いた経路を生成するのが有効である。
　尚、本実施例においては、添付の特許請求の範囲の「経路算出手段」は、駐車支援ＥＣＵ１０により実現されており、同特許請求の範囲の「支援手段」は、駐車支援ＥＣＵ１０及び操舵制御ＥＣＵ３０により協同して実現されている。
　以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
　例えば、上述の実施例では、図６のような車両の２輪モデルを用いて数１で示した関係式になるように旋回中の前後輪の舵角の関係を拘束することで、点Ｐが“定点”として旋回中に変化しないようにしているが、異なるモデルやシミュレーション等の解析結果や試験結果（例えばＧＰＳ測位結果を利用した点Ｐの軌道の試験結果）を利用して、他の拘束条件を確立してもよい。要するに、クロソイド区間となるべき区間中の任意の車両位置にて旋回中心から前後方向の中心線に下ろした垂線の交点である点Ｐが、当該区間中にクロソイド曲線の軌跡を描くことができればよい。尚、クロソイド曲線とは、図３に示したような車両の移動距離に対する曲率の変化率が一定となるような曲線であるが、実際の点Ｐの軌跡は、制御誤差等の影響を受けるので、完全なクロソイド曲線とならない場合もある。
　また、上述の実施例は、目標駐車位置を目標位置として、当該目標位置までの経路の算出方法に関するものであったが、目標位置は、かかる目標駐車位置に限られない。例えば目標駐車位置への駐車が可能な駐車開始位置（リバースシフトに入れて後退走行が開始されるべき位置）までの前進走行時の操舵態様等に関して駐車支援を実施する構成の場合には、駐車開始位置への経路の算出に利用されてもよい。
　また、上述の実施例は、車両の後退（バック）による駐車走行時の経路の算出方法のみならず、車両の前進による駐車走行時の経路の算出方法にも適用可能である。例えば、目標駐車位置への駐車が可能な駐車開始位置までの前進走行時の操舵態様等に関して駐車支援を実施する構成の場合には、前進走行時の経路の算出方法に用いられてよい。
　また、上述の実施例では、目標経路に基づいて自動操舵することで駐車支援が実現されているが、駐車支援の態様は、これに限られない。例えば、上述の如く目標経路に基づいて算出した前輪の目標舵角に基づいて、前輪の操舵態様（即ちステアリングホイールの操作態様）をガイドするガイド音声及び／又はガイド表示を、ディスプレイ２２及び／又はスピーカー２４（図１）を介して出力することで駐車支援を実現してもよい。この場合、前輪操舵用アクチュエータ３２は不要であり、駐車支援ＥＣＵ１２は、クロソイド曲線の区間中、前輪の実舵角又は目標舵角に基づいて、数１の関係が維持されるように後輪操舵用アクチュエータ３４を制御するだけでよい。
　また、上述の実施例では、駐車支援時の目標値として目標舵角が用いられているが、舵角に関連する物理量であれば、如何なる物理量が目標値として用いられてもよい。例えば前輪操舵機構のラック軸の移動量や、前輪操舵用アクチュエータ３２としてのモータへの電流／電圧の印加量等が目標値として用いられてもよい。同様に、数１の関係式と実質的に等価の関係式は、前後輪の舵角に関連する物理量であれば任意の物理量で表すことができ、例えば前輪操舵機構のラック軸の移動量や、後輪操舵用アクチュエータ３４としてのモータへの電流／電圧の印加量等を用いて表現されてもよい。
　また、上述の実施例では、４ＷＳモードを利用した駐車支援のみが説明されているが、４ＷＳ機構を搭載した車両では、状況に応じて２ＷＳモードと４ＷＳモードを使い分けることが可能である。従って、２ＷＳモードと４ＷＳモードのいずれを実現するかが例えばユーザの選択若しくは自動的に切替可能とされてもよく、この場合、経路算出に用いる基準点が、２ＷＳモードで操舵する場合と４ＷＳモードで操舵する場合とで変更されてもよい。即ち、４ＷＳモード時では、上述の点Ｐが基準点とされ、２ＷＳモード時では、車両の後軸中心が基準点とされる。この場合、操舵制御ＥＣＵ３０は、４ＷＳモード時では、経路中のクロソイド曲線から規定されるクロソイド区間において、上述の如く、点Ｐがクロソイド曲線に沿った軌跡を描くように前後輪を前後逆相で転舵させる一方、２ＷＳモード時では、クロソイド区間において、車両の後軸中心がクロソイド曲線に沿った軌跡を描くように前輪を転舵させる。
　また、上述の実施例では、前後輪が独立して転舵可能な４輪の車両が想定されているが、本発明は、前後輪が独立して転舵可能な前１輪後２輪の車両のような、他の車輪構成の車両にも適用可能である。
　また、上述の実施例において、駐車支援ＥＣＵ１０と操舵制御ＥＣＵ３０との間の機能分担はあくまで一例であり、操舵制御ＥＣＵ３０の機能の一部若しくは全部が駐車支援ＥＣＵ１０により実現されてもよいし、他のＥＣＵにより実現されてもよい。
　尚、本国際出願は、２００８年２月１８日に出願した日本国特許出願２００８－３６００７号に基づく優先権を主張するものであり、その全内容は本国際出願にここでの参照により援用されるものとする。

Claims (10)

  1. 　前後輪が独立に転舵可能な４ＷＳモードを備える車両に適用される駐車支援装置において、
    　目標位置に車両を導くための該車両の経路を算出する経路算出手段と、
    　前記経路算出手段により算出される経路に基づいて前記目標位置への車両の駐車走行を支援する支援手段とを備え、
    　４ＷＳモード時において、前記経路算出手段により算出される経路は、前後輪が前後逆相で転舵されることが予定される経路を含み、該経路は、車両の前後方向の中心線上の定点であって旋回中心から前記中心線に下ろした垂線の交点である定点がクロソイド曲線の軌跡を描く区間を含むことを特徴とする、駐車支援装置。
  2. 　４ＷＳモード時において、前記支援手段は、前記経路算出手段により算出される経路に基づいて、該経路上の任意の位置で実現されるべき前後輪の舵角に関連する目標値を算出し、該目標値に基づいて前記目標位置への車両の駐車走行を支援し、
    　４ＷＳモード時において、前記クロソイド曲線の区間中における前記前輪の舵角に関連する目標値と前記後輪の舵角に関連する目標値との関係は、前記中心線上の前記定点の位置及びホイールベース長により定まる一定の関係である、請求項１に記載の駐車支援装置。
  3. 　４ＷＳモード時において、前記クロソイド曲線の区間中における前記前輪の舵角に関連する目標値と前記後輪の舵角に関連する目標値との関係は、前記前輪の舵角に関連する目標値を前輪のタイヤ切れ角の大きさθFで表し、前記後輪の舵角に関連する目標値を後輪のタイヤ切れ角の大きさθRで表したとき、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
     という一定の関係式で表され、
    数２において、Ｔは定数であり、前記中心線上の後軸中心から前記定点までの距離αと、ホイールベース長ＷＢを用いて、Ｔ＝α／ＷＢで表される、請求項２に記載の駐車支援装置。
  4. 　前後輪が独立に転舵可能な４ＷＳモードを備える車両に適用される駐車支援装置において、
    　目標位置に車両を導くための該車両の経路を算出する経路算出手段と、
    　前記経路算出手段により算出される経路に基づいて前記目標位置への車両の駐車走行を支援する支援手段とを備え、
    　４ＷＳモード時において、前記経路算出手段により算出される経路は、クロソイド曲線で規定されるクロソイド区間を含み、
    　４ＷＳモード時において、前記支援手段は、前記クロソイド区間において、車両の前後方向の中心線上の定点であって旋回中心から前記中心線に下ろした垂線の交点である定点が前記クロソイド曲線に沿った軌跡を描くように、前後輪を前後逆相で転舵させることを特徴とする、駐車支援装置。
  5. 　前後輪が独立に転舵可能な４ＷＳモードと、前輪のみが転舵可能な２ＷＳモードとを備える車両に適用される駐車支援装置において、
    　目標位置に車両を導くための該車両の経路を算出する経路算出手段と、
    　前記経路算出手段により算出される経路に沿った軌跡を車両の所定の基準点が描くように、前記目標位置への車両の駐車走行を支援する支援手段とを備え、
    　４ＷＳモード時において、前記経路算出手段により算出される経路は、前後輪が前後逆相で転舵されることが予定される経路を含み、
    　前記支援手段は、４ＷＳモード時と２ＷＳモード時とで前記基準点を変化させることを特徴とする、駐車支援装置。
  6. 　前記支援手段は、４ＷＳモード時では、車両の前後方向の中心線上の定点であって旋回中心から前記中心線に下ろした垂線の交点である定点を前記基準点とする一方、２ＷＳモード時では、車両の後軸中心を前記基準点とする、請求項５に記載の駐車支援装置。
  7. 　４ＷＳモード時及び２ＷＳモード時において、前記経路算出手段により算出される経路は、クロソイド曲線で規定されるクロソイド区間を含み、
    　前記支援手段は、４ＷＳモード時では、前記クロソイド区間において、車両の前後方向の中心線上の定点であって旋回中心から前記中心線に下ろした垂線の交点である定点が前記基準点として前記クロソイド曲線に沿った軌跡を描くように、前後輪を前後逆相で転舵させる一方、２ＷＳモード時では、前記クロソイド区間において、車両の後軸中心が前記基準点として前記クロソイド曲線に沿った軌跡を描くように、前輪を転舵させる、請求項５に記載の駐車支援装置。
  8. 　前後輪が独立に転舵可能な４ＷＳモードを備える車両に適用される駐車支援装置において、
    　目標位置に車両を導くための該車両の経路を算出する経路算出部と、
    　前記経路算出部により算出される経路に基づいて前記目標位置への車両の駐車走行を支援する支援部とを備え、
    　４ＷＳモード時において、前記経路算出部により算出される経路は、前後輪が前後逆相で転舵されることが予定される経路を含み、該経路は、車両の前後方向の中心線上の定点であって旋回中心から前記中心線に下ろした垂線の交点である定点がクロソイド曲線の軌跡を描く区間を含むことを特徴とする、駐車支援装置。
  9. 　前後輪が独立に転舵可能な４ＷＳモードを備える車両に適用される駐車支援装置において、
    　目標位置に車両を導くための該車両の経路を算出する経路算出部と、
    　前記経路算出部により算出される経路に基づいて前記目標位置への車両の駐車走行を支援する支援部とを備え、
    　４ＷＳモード時において、前記経路算出部により算出される経路は、クロソイド曲線で規定されるクロソイド区間を含み、
    　４ＷＳモード時において、前記支援部は、前記クロソイド区間において、車両の前後方向の中心線上の定点であって旋回中心から前記中心線に下ろした垂線の交点である定点が前記クロソイド曲線に沿った軌跡を描くように、前後輪を前後逆相で転舵させることを特徴とする、駐車支援装置。
  10. 　前後輪が独立に転舵可能な４ＷＳモードと、前輪のみが転舵可能な２ＷＳモードとを備える車両に適用される駐車支援装置において、
    　目標位置に車両を導くための該車両の経路を算出する経路算出部と、
    　前記経路算出部により算出される経路に沿った軌跡を車両の所定の基準点が描くように、前記目標位置への車両の駐車走行を支援する支援部とを備え、
    　４ＷＳモード時において、前記経路算出部により算出される経路は、前後輪が前後逆相で転舵されることが予定される経路を含み、
    　前記支援部は、４ＷＳモード時と２ＷＳモード時とで前記基準点を変化させることを特徴とする、駐車支援装置。
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