JP3223244B2 - 車両の自動操舵装置 - Google Patents

車両の自動操舵装置

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JP3223244B2 JP09760297A JP9760297A JP3223244B2 JP 3223244 B2 JP3223244 B2 JP 3223244B2 JP 09760297 A JP09760297 A JP 09760297A JP 9760297 A JP9760297 A JP 9760297A JP 3223244 B2 JP3223244 B2 JP 3223244B2
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    • B62D15/027Parking aids, e.g. instruction means
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
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  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,ドライバーのステ
アリング操作によらずに車両を自動的に駐車するための
車両の自動操舵装置に関する。
【0002】
【従来の技術】かかる車両の自動操舵装置は特開平3−
74256号公報,特開平4−55168号公報により
既に知られている。これらの車両の自動操舵装置は,従
来周知の電動パワーステアリング装置のアクチュエータ
を利用し,予め記憶した車両の移動距離と転舵角との関
係(規範移動軌跡)に基づいて前記アクチュエータを制
御することにより,バック駐車や縦列駐車を自動で行う
ようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで上記従来のも
のは,例えば車速が高くなるに伴って車輪を速く転舵す
る必要があるが,車載重量が多かったり路面摩擦係数が
高かったりすると転舵に一層大きな力が必要になること
から,アクチュエータの性能が低いと車両は規範移動軌
跡上を精度良く移動することができず,車両が目標位置
に正しく到達できない場合がある。
【0004】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で,車両の実移動軌跡と規範移動軌跡とのずれを補正し
て車両を目標位置に正しく導くことを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に,請求項1に記載された発明は,目標位置までの車両
の規範移動軌跡を記憶または算出する規範移動軌跡設定
手段と,車輪を転舵するアクチュエータと,車両が規範
移動軌跡を通過するようにアクチュエータを駆動するア
クチュエータ駆動制御手段とを備え,前記規範移動軌跡
が,スタート位置から折り返し位置までの第1規範移動
軌跡と,折り返し位置から目標位置までの第2規範移動
軌跡とから構成される,車両の自動操舵装置において,
車両の実移動軌跡を検出する実移動軌跡検出手段と,実
移動軌跡及び規範移動軌跡の偏差を算出する偏差算出手
段と,車両の目標位置までの移動過程で前記偏差が減少
するように前記規範移動軌跡設定手段の出力を修正する
修正手段とを備え,車両が第1規範移動軌跡を移動する
間に発生した前記偏差を前記折り返し位置において修正
した後に,該折り返し位置から第2規範移動軌跡に基づ
く車両の移動を開始することを特徴とする。
【0006】上記構成によれば,車両の実移動軌跡と規
範移動軌跡との間に偏差が発生すると,車両が目標位置
まで移動する過程で前記偏差が減少するので,車両を目
標位置に正しく導くことができる。特に車両が第1規範
移動軌跡を移動する間に発生した偏差が,第1規範移動
軌跡の末端の折り返し位置において修正されるので,第
2規範移動軌跡に基づく車両の操舵制御に前記偏差が持
ち込まれることが防止される。
【0007】また請求項2に記載された発明は,請求項
1の構成に加えて,実移動軌跡検出手段は,車両の移動
距離及び車輪の転舵角に基づいて実移動軌跡を検出する
ことを特徴とする。
【0008】上記構成によれば,簡単な演算を行うだけ
で実移動軌跡を正確に検出することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下,本発明の実施の形態を,添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【0010】図1〜図5は本発明の一実施例を示すもの
で,図1は操舵制御装置を備えた車両の全体構成図,図
2はバック駐車/左モードの作用説明図,図3は規範移
動軌跡と実移動軌跡とのずれを説明する図,図4は移動
軌跡修正手法の例を示す図,図5は移動軌跡修正手法の
他の例を示す図である。
【0011】図1に示すように,車両Vは一対の前輪W
f,Wf及び一対の後輪Wr,Wrを備える。ステアリ
ングホイール1と操舵輪である前輪Wf,Wfとが,ス
テアリングホイール1と一体に回転するステアリングシ
ャフト2と,ステアリングシャフト2の下端に設けたピ
ニオン3と,ピニオン3に噛み合うラック4と,ラック
4の両端に設けた左右のタイロッド5,5と,タイロッ
ド5,5に連結された左右のナックル6,6とによって
接続される。ドライバーによるステアリングホイール1
の操作をアシストすべく,或いは後述する車庫入れのた
めの自動操舵を行うべく,電気モータよりなるステアリ
ングアクチュエータ7がウオームギヤ機構8を介してス
テアリングシャフト2に接続される。
【0012】操舵制御装置21は制御部22と記憶部2
3とから構成されており,制御部22には,ステアリン
グホイール1の回転角に基づいて前輪Wf,Wfの転舵
角θを検出する転舵角検出手段S1 と,ステアリングホ
イール1の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段S
2 と,左右の前輪Wf,Wfの回転角を検出する前輪回
転角検出手段S3 ,S3 と,ブレーキ入力手段としての
ブレーキペダル9の操作量を検出するブレーキ操作量検
出手段S4 と,セレクトレバー10により選択されたシ
フトレンジ(「D」レンジ,「R」レンジ,「N」レン
ジ,「P」レンジ等)を検出するシフトレンジ検出手段
5 と,車両Vの前部,中央部及び後部に設けられた合
計8個の物体検出手段S6 …とからの信号が入力され
る。物体検出手段S6 …は公知のソナー,レーダー,テ
レビカメラ等から構成される。尚,8個の物体検出手段
6 …と制御部22とを接続するラインは,図面の煩雑
化を防ぐために省略してある。記憶部23は,本発明の
規範移動軌跡設定手段を構成する。
【0013】更に制御部22には,ドライバーにより操
作されるモード選択スイッチS7 及び自動駐車スタート
スイッチS8 が接続される。モード選択スイッチS
7 は,後述する4種類の駐車モード,即ちバック駐車/
右モード,バック駐車/左モード,縦列駐車/右モード
及び縦列駐車/左モードの何れかを選択する際に操作さ
れる。自動駐車スタートスイッチS8 は,モード選択ス
イッチS7 で選択した何れかのモードによる自動駐車を
開始する際に操作される。
【0014】記憶部23には,規範移動軌跡としての前
記4種類の駐車モードのデータ,即ち車両Vの移動距離
Xに対する規範転舵角θrefの関係が,予めテーブル
として記憶されている。車両Vの移動距離Xは,既知で
ある前輪Wfの周長に前輪回転角検出手段S3 ,S3
検出した前輪Wfの回転角を乗算することにより求めら
れる。尚,前記移動距離Xの算出には,左右一対の前輪
回転角検出手段S3 ,S3 の出力のハイセレクト値,ロ
ーセレクト値,或いは平均値が使用される。
【0015】制御部22は実移動軌跡検出手段22a,
偏差算出手段22b,修正手段22c及びアクチュエー
タ駆動制御手段22dを備えており,前記各検出手段S
1 〜S6 及びスイッチS7 ,S8 からの信号と,記憶部
23に記憶された駐車モードのデータとに基づいて,前
記ステアリングアクチュエータ7の作動と,液晶モニタ
ー,スピーカ,ランプ,チャイム,ブザー等を含む操作
段階教示装置11の作動とを制御する。
【0016】実移動軌跡検出手段22aは,転舵角検出
手段S1 で検出した転舵角θと,前輪回転角検出手段S
3 ,S3 の出力に基づいて算出した車両Vの移動距離X
とに基づいて車両Vの実移動軌跡を検出する。偏差算出
手段22bは,前記実移動軌跡を記憶部23に記憶され
た規範移動軌跡と比較し,その偏差を算出する。修正手
段22cは,前記偏差を修正して車両を正しく目標位置
に導くべく,アクチュエータ駆動制御手段22dを介し
てステアリングアクチュエータ7の駆動を制御する。
【0017】次に,前述の構成を備えた本発明の実施例
の作用について説明する。
【0018】自動駐車を行わない通常時(前記自動駐車
スタートスイッチS8 がONしていないとき)には,操
舵制御装置21は一般的なパワーステアリング制御装置
として機能する。具体的には,ドライバーが車両Vを旋
回させるべくステアリングホイール1を操作すると,操
舵トルク検出手段S2 がステアリングホイール1に入力
された操舵トルクを検出し,アクチュエータ駆動制御手
段22dは前記操舵トルクに基づいてステアリングアク
チュエータ7の駆動を制御する。その結果,ステアリン
グアクチュエータ7の駆動力によって左右の前輪Wf,
Wfが転舵され,ドライバーのステアリング操作がアシ
ストされる。
【0019】次に,バック駐車/左モード(車両Vの左
側にある駐車位置にバックしながら駐車するモード)を
例にとって,自動駐車制御の内容を説明する。
【0020】先ず,図2(A)に示すように,車両Vを
駐車しようとする車庫の近傍に移動させ,車体の左側面
を車庫入口線にできるだけ近づけた状態で,予め決めら
れた基準(例えば左側のサイドミラー)が車庫の中心線
に一致する位置(スタート位置)に車両Vを停止させ
る。そして,モード選択スイッチS7 を操作してバック
駐車/左モードを選択するとともに自動駐車スタートス
イッチS8 をONすると,自動駐車制御が開始される。
自動駐車制御が行われている間,操作段階教示装置11
には自車の現在位置,周囲の障害物,駐車位置,スター
ト位置から駐車位置までの自車の規範移動軌跡,前進か
ら後進に切り換える折り返し位置等が表示され,併せて
スピーカからの音声でドライバーに前記折り返し位置に
おけるセレクトレバー10の操作等の各種の指示や警報
が行われる。
【0021】自動駐車制御により,ドライバーがブレー
キペダル9を緩めて車両Vをクリープ走行させるだけで
ステアリングホイール1を操作しなくても,モード選択
スイッチS7 により選択されたバック駐車/左モードの
データに基づいて前輪Wf,Wfが自動操舵される。即
ち,スタート位置から折り返し位置まで車両Vが前
進する間は前輪Wf,Wfは右に自動操舵され,折り返
し位置から目標位置まで車両Vが後進する間は前輪
Wf,Wfは左に自動操舵される。
【0022】図2(B)から明らかなように,自動操舵
が行われている間,アクチュエータ駆動制御手段22d
は記憶部23から読み出したバック駐車/左モードの規
範転舵角θrefと,転舵角検出手段S1 から入力され
た転舵角θとに基づいて偏差E(=θref−θ)を算
出し,その偏差Eが0になるようにステアリングアクチ
ュエータ7の作動を制御する。このとき,規範転舵角θ
refのデータは車両Vの移動距離Xに対応して設定さ
れているため,クリープ走行の車速に多少の変動があっ
ても車両Vは規範移動軌跡上を移動することになる。
【0023】図3において実線は,バック駐車/左モー
ドで自動駐車を行う場合のスタート位置から折り返し
位置までの規範転舵角θref及び規範移動軌跡(第
1規範移動軌跡)を示すものである。このとき,例えば
ステアリングアクチュエータ7の応答遅れによって実転
舵角θが図3(A)の破線のようになり,実線の規範転
舵角θrefとの間に偏差が発生すると,図3(B)に
示すように車両Vの実移動軌跡が規範移動軌跡と一致し
なくなって折り返し位置も本来のから′にずれてし
まう。
【0024】そこで,車両Vがスタート位置から折り
返し位置に移動する間の実移動軌跡を実移動軌跡検出
手段22aにより検出するとともに,その実移動軌跡と
規範移動軌跡との偏差を偏差算出手段22bにより算出
し,算出した偏差が所定値を越えると修正手段22cが
規範転舵角θrefを修正することにより車両Vは本来
の折り返し位置に導かれる。即ち,図4(A)におい
て,例えばステアリングアクチュエータ7の応答遅れに
よって初期の実転舵角θが規範転舵角θrefに対して
不足すると,鎖線で示すように規範転舵角θrefの最
大値が増加する方向に補正が加えられる。更に,車両V
が折り返し位置に接近すると,修正された規範転舵角
θrefに基づいて前輪Wf,Wfが僅かに逆方向(左
方向)に転舵され,図4(B)に示すように,車両Vは
正しく折り返し位置に導かれる。
【0025】また,図5(A)に示すように,自動駐車
制御により車両Vが第1規範移動軌跡をたどってスター
ト位置から折り返し位置まで移動する際に,シフト
チェンジの遅れにより本来の折り返し位置を通り越し
て′の位置に停止したとする。この状態から予め記憶
されている後半の規範移動軌跡(第2規範移動軌跡)に
基づいて自動駐車制御を続行すると,本来の目標位置
に対してずれた′の位置に達してしまう問題がある。
そこで,から′までの実移動軌跡を記憶しておき,
図5(B)に示すように,車両Vが後進する際に前記記
憶した実移動軌跡を逆再生して車両Vを一旦本来の折り
返し位置に戻し,その後に第2規範移動軌跡に基づい
て自動駐車制御を続行することにより車両Vを本来の目
標位置に導くことができる。
【0026】このように,車両Vが前半の第1規範移動
軌跡を移動する間に発生した位置ずれを折り返し位置
において修正した後に,その折り返し位置から第2規
範移動軌跡に基づく車両の移動を開始することにより,
前記位置ずれが第2規範移動軌跡に基づく車両Vの操舵
制御に影響を与えるのを防止して車両Vを目標位置に
精度良く導くことができる。
【0027】上述した自動駐車制御は,ドライバーがモ
ード選択スイッチS7 をOFFした場合に解除される
が,それ以外にもドライバーがブレーキペダル9から足
を離した場合,ドライバーがステアリングホイール1を
操作した場合,何れかの物体検出手段S6 が障害物を検
出した場合に解除され,通常のパワーステアリング制御
に復帰する。
【0028】以上,本発明の実施例を詳述したが,本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。
【0029】例えば,実施例では目標位置までの車両V
の規範移動軌跡が予め記憶部23に記憶されているが,
スタート位置での自動駐車制御開始時に,物体検出手段
6…等により車両Vの周囲の状況を検出した上で目標
位置までの移動軌跡を算出して記憶部23に規範移動軌
跡として記憶し,この規範移動軌跡に基づいて自動駐車
制御を行うことも可能である。また自動駐車制御開始時
に限らず,途中の折り返し位置において,それ以後の目
標位置までの規範移動軌跡を算出して記憶することも,
同様に可能であることは言うまでもない。
【0030】
【発明の効果】以上のように請求項1に記載された発明
によれば,検出した車両の実移動軌跡と規範移動軌跡と
の偏差を算出し,車両の目標位置までの移動過程で前記
偏差が減少するように前記規範移動軌跡設定手段の出力
を修正するので,車両を目標位置に精度良く導くことが
できる。特に車両が第1規範移動軌跡を移動する間に発
生した偏差が,第1規範移動軌跡の末端の折り返し位置
において修正されることにより,第2規範移動軌跡に基
づく車両の操舵制御に影響を与えないようにして車両を
目標位置に精度良く導くことができる。
【0031】また請求項2に記載された発明によれば,
実移動軌跡検出手段は,車両の移動距離及び車輪の転舵
角に基づいて実移動軌跡を検出するので,簡単な演算を
行うだけで実移動軌跡を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】操舵制御装置を備えた車両の全体構成図
【図2】バック駐車/左モードの作用説明図
【図3】規範移動軌跡と実移動軌跡とのずれを説明する
【図4】移動軌跡修正手法の例を示す図
【図5】移動軌跡修正手法の他の例を示す図
【符号の説明】
7 ステアリングアクチュエータ(アクチュエ
ータ) 22a 実移動軌跡検出手段 22b 偏差算出手段 22c 修正手段 22d アクチュエータ駆動制御手段 23 記憶部(規範移動軌跡設定手段) V 車両 Wf 前輪(車輪) X 移動距離 θ 転舵角
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B62D 6/00 - 6/06 B62D 5/04

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 目標位置までの車両(V)の規範移動軌
    跡を記憶または算出する規範移動軌跡設定手段(23)
    と, 車輪(Wf)を転舵するアクチュエータ(7)と, 車両(V)が規範移動軌跡を通過するようにアクチュエ
    ータ(7)を駆動するアクチュエータ駆動制御手段(2
    2d)とを備え 前記規範移動軌跡が,スタート位置から折り返し位置ま
    での第1規範移動軌跡と,折り返し位置から目標位置ま
    での第2規範移動軌跡とから構成される, 車両の自動操
    舵装置において, 車両(V)の実移動軌跡を検出する実移動軌跡検出手段
    (22a)と, 実移動軌跡及び規範移動軌跡の偏差を算出する偏差算出
    手段(22b)と, 車両(V)の目標位置までの移動過程で前記偏差が減少
    するように前記規範移動軌跡設定手段(23)の出力を
    修正する修正手段(22c)とを備え 車両(V)が第1規範移動軌跡を移動する間に発生した
    前記偏差を前記折り返し位置において修正した後に,該
    折り返し位置から第2規範移動軌跡に基づく車両(V)
    の移動を開始する ことを特徴とする,車両の自動操舵装
    置。
  2. 【請求項2】 実移動軌跡検出手段(22a)は,車両
    (V)の移動距離(X)及び車輪(Wf)の転舵角
    (θ)に基づいて実移動軌跡を検出することを特徴とす
    る,請求項1に記載の車両の自動操舵装置。
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