JP3645969B2 - 車両の自動操舵装置 - Google Patents
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Description
【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車庫入れ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】
上記従来のものは、ドライバーがステアリングホイールを所定値以上のトルクで操作したり、車速が所定値以上に増加したり、スイッチをＯＦＦしたりすると自動駐車制御が解除されるようになっている。自動変速機を備えた車両はクリープ力を利用して車庫入れを行うため、例えば障害物との接触を回避すべく自動駐車制御を解除した後も車両は走行を続ける。この場合、障害物との接触を回避するには速やかにブレーキを作動させて車両を停止させる必要があり、また自動駐車制御を解除した後に車両の停止が遅れると、車両の位置が予め記憶された本来の車両の移動軌跡からずれてしまい、その後の車庫入れ操作のやり直しが煩雑になってしまう。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、自動駐車制御を解除した後に車両が速やかに停止できるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明では、ドライバーがブレーキ入力手段を操作しているときだけに記憶手段の記憶内容に基づくステアリングアクチュエータの制御が実行されるので、自動駐車制御中にドライバーが障害物を発見したような場合、速やかにブレーキ入力手段を操作して車両を停止させることができる。また自動駐車制御中にドライバーが駐車を断念して車両を発進させる場合、ブレーキ入力手段の操作を中止するだけで自動駐車制御が解除されるために操作性が向上する。
【０００６】
請求項２に記載された発明では、車両の移動軌跡が車両の移動距離に対する車輪の転舵角として記憶されているので、自動駐車制御中の車速が変動しても常に一定の移動軌跡を確保することができる。
【０００７】
請求項３に記載された発明では、記憶手段の記憶内容に基いて自動駐車制御が行われているときにブレーキ入力手段の操作が中止されると、ドライバーのステアリング操作に基づく操舵に切り換えられるので、自動駐車制御が解除されたときに遅滞なく通常の操舵に移行することができる。
【０００８】
請求項４に記載された発明では、物体検出手段が移動経路上を移動する車両の障害物となる物体を検出すると、車両自動停止手段が車両を自動停止させるので、自動駐車制御中に障害物となる物体との接触を自動的に回避することができる。
【０００９】
請求項５に記載された発明では、車両自動停止手段がブレーキ手段であるので、障害物となる物体を検出したときに車両を確実に停止させることができる。
【００１０】
請求項６に記載された発明では、ドライバーがブレーキ入力手段を操作するか、或いは自動変速機をパーキングレンジにシフトすると車両自動停止手段の作動が解除されるので、ドライバーは特別の操作を行うことなく車両自動停止手段の作動を解除することができ、更に車両自動停止手段の作動が解除されてもその途端に車両が動き出すことを防止できる。
【００１１】
請求項７に記載された発明では、前後輪が転舵されるので車両の小回りが可能になり、狭い場所での駐車が容易になる。
【００１２】
【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。
【００１３】
図１〜図６は本発明の第１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〜図６はバック駐車／左モードの作用説明図である。
【００１４】
図１に示すように、車両Ｖは一対の前輪Ｗｆ，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に噛合するラック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。
【００１５】
操舵制御装置２１は制御部２２と記憶部２３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Ｓ2 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、ブレーキペダル９の操作（操作量）を検出するブレーキ操作検出手段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Ｓ5 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Ｓ6 …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。
【００１６】
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Ｓ7 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。
【００１７】
記憶部２３には、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 で検出した前輪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。
【００１８】
制御部２２は前記各検出手段Ｓ1 〜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、ブレーキアクチュエータ１２（例えば、前輪Ｗｆ，Ｗｆ及び後輪Ｗｒ，Ｗｒのブレーキシリンダの作動を制御する油圧アクチュエータ）の作動と、液晶モニターよりなる操作段階教示装置１１の作動とを制御する。操作段階教示装置１１には、ドライバーに音声で指示を行うスピーカが設けられる。
【００１９】
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。
【００２０】
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、操舵制御装置２１の制御部２２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を駆動する。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。
【００２１】
次に、バック駐車／左モード（車両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。
【００２２】
先ず、車両が駐車しようとする車庫の近傍に達したとき、ドライバーが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、図２（Ａ）に示すように、液晶モニターよりなる操作段階教示装置１１に車庫及び車両の画像と、選択されたモードである「バック駐車／左」の文字及び現在の段階である「準備」の文字とが表示され、併せて操作段階教示装置１１に接続されたスピーカからの音声で「車体の左側面を車庫入口線にできるだけ近づけて停車して下さい。」と指示が出される。続いて、図２（Ｂ）に示すように、「基準を車庫の中心線に合わせて停車して下さい。」と指示が出され、ドライバーは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ように車両を停止させる。
【００２３】
車両が前記スタート位置に停止すると、図３（Ｃ）に示すように、操作段階教示装置１１に表示される現在の段階が「準備」から「スタート／前進」に変わるとともに、スタート位置から車庫入れ完了位置までの自車の予想移動軌跡とが表示され、併せてスピーカからの音声で「スタートスイッチを押して下さい。ブレーキを緩めてゆっくり前進して下さい。」と指示が出される。ドライバーが自動駐車スタートスイッチＳ8 をＯＮし、ブレーキペダル９を緩めて車両を前進クリープ走行させると、ドライバーが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。
【００２４】
即ち、制御部２２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θｒｅｆのデータは車両の移動距離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変動があっても車両は常に前記移動軌跡上を移動することになる。その間、スピーカからの音声で「右前方バンパが接触しないように注意して下さい。」と指示が出される。
【００２５】
車両が折り返し点に向けて前進する間、図３（Ｄ）に示すように、操作段階教示装置１１に表示される現在の段階が「スタート／前進」から「前進／停車準備」に変わるとともに、スピーカからの音声で「右前方バンパが接触しないように注意して下さい。停車する準備をして下さい。」と指示が出される。車両が折り返し点に達すると、図４（Ｅ）に示すように、操作段階教示装置１１に表示される現在の段階が「前進／停車準備」から「ストップ／リバース」に変わるとともに、スピーカからの音声で「停車して下さい。リバースレンジにいれて下さい。」と指示が出される。この指示に基づいてドライバーは車両を停車し、セレクトレバー１０を「Ｄ」レンジから「Ｒ」レンジに操作する。このとき、ドライバーのブレーキ操作のタイミングによって車両が移動軌跡上の折り返し点を行き過ぎたりして折り返し点と異なる位置で停止する場合があるが、その誤差は記憶されていて続いて行われる車両の後進クリープ走行時に補正される。
【００２６】
図４（Ｆ）に示すように、折り返し点で車両が停止すると、操作段階教示装置１１に表示される現在の段階が「ストップ／リバース」から「ストップ／後進」に変わるとともに、スピーカからの音声で「ブレーキを緩めてゆっくりバックさせて下さい。」と指示が出される。この指示に基づいてドライバーがブレーキペダル９を緩めると、車両が移動軌跡に沿って後進クリープ走行する。その間、スピーカからの音声で「左後方バンパが接触しないように注意して下さい。」と指示が出される。この後進クリープ走行の場合も、前述した前進クリープ走行の場合と同様に、ドライバーがステアリングホイール１を操作しなくてもバック駐車／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。
【００２７】
車両の後進クリープ走行時には、図５（Ｇ）及び図５（Ｈ）に示すように、操作段階教示装置１１に現在の段階が「後進」と表示され、スピーカからの音声で「左後方バンパが接触しないように注意して下さい。」、或いは「右後方バンパが接触しないように注意して下さい。」と指示が出される。そして、車両が車庫内の停車位置に達すると、図６（Ｉ）に示すように、操作段階教示装置１１に現在の段階が「完了／停車」と表示され、スピーカからの音声で「停車して下さい。」と指示が出される。而して、ドライバーがブレーキペダル９を踏み込んで車両を停止させ、セレクトレバー１０を「Ｒ」レンジから「Ｐ」レンジに操作すると、自動駐車制御が終了してスピーカからの音声で「車庫入れ完了です。」と報知される。
【００２８】
上述した操舵制御装置２１による自動駐車制御は、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、それ以外にも以下の▲１▼〜▲３▼の場合に解除されて通常のパワーステアリング制御に復帰し、▲３▼の場合には更に自動ブレーキが作動して車両が障害物に接触することが防止される。
▲１▼ ドライバーがブレーキペダル９から足を離した場合
▲２▼ ドライバーがステアリングホイール１を操作した場合
▲３▼ 何れかの物体検出手段Ｓ6 が障害物を検出した場合
先ず、前記▲１▼のドライバーがブレーキペダル９から足を離した場合について説明する。自動駐車制御はドライバーがブレーキペダル９を踏んでクリープ運転を行っている間に実行されるもので、ドライバーがブレーキ操作を中止したとき、即ちドライバーがブレーキペダル９から足を離してブレーキ操作検出手段Ｓ4 で検出した操作量が０になると、或いはクリープ走行車速を低車速に抑え得るブレーキ力以下になると、自動駐車制御が解除されて通常のパワーステアリング制御に復帰する。
【００２９】
このように、ドライバーがブレーキペダル９に足を乗せた状態でブレーキ操作量が僅かな状態でのみ自動駐車制御を許可することにより、自動駐車制御中にドライバーが自ら障害物を発見して車両を停止させる場合に、ブレーキ操作を遅滞なく行うことができる。また自動駐車制御中にドライバーが駐車を断念してアクセルペダルを踏み込んだような場合、ブレーキペダル９から足を離した瞬間に自動駐車制御が解除されるため、ドライバーがモード選択スイッチＳ7 をＯＦＦする必要がなくなって操作性が向上する。
【００３０】
次に、前記▲２▼のドライバーがステアリングホイール１を操作した場合について説明する。自動駐車制御中にドライバーはステアリングホイール１を操作する必要はないが、緊急時に備えてステアリングホイール１に手を添えておいても良い。自動駐車制御中にドライバーが障害物等を発見し、その障害物を回避するためにステアリングホイール１を操作した場合、操舵トルク検出手段Ｓ2 が所定値以上の操舵トルクを検出すると自動駐車制御が解除される。このように、ドライバーがステアリングホイール１を操作した場合に自動駐車制御を解除することにより、ドライバーの障害物回避操作と自動駐車制御との干渉が防止され、スムーズな障害物回避が可能となる。
【００３１】
次に、前記▲３▼の何れかの物体検出手段Ｓ6 が障害物を検出した場合について説明する。８個の物体検出手段Ｓ6 …により車両の周囲に存在する障害物を連続的に検出することにより、車両の移動軌跡内に停止した障害物が存在するか否かを判断し、更に小動物のような移動する障害物の場合には、その障害物の移動軌跡が車両の移動軌跡内に進入してくる可能性の有無を判断する。そして車両が障害物に接触する可能性があると判断された場合には、制御部２２からの指令でブレーキアクチュエータ１２が作動して車両を自動的に停止させる。
【００３２】
上述のようにして自動ブレーキが作動したとき、ドライバーが自発的にブレーキペダル９を踏み込んでブレーキ操作検出手段Ｓ4 が車両を停止させるのに充分なブレーキ操作量を検出するか、或いはドライバーがセレクトレバー１０を「Ｐ」レンジに操作すると前記自動ブレーキの作動が解除される。これにより、ドライバーは特別の解除操作を行う必要がなくなって操作性が向上するとともに、自動車ブレーキの作動が解除された途端に車両が動き出すことを防止できる。
【００３３】
図７及び図８は本発明の第２実施例を示すもので、図７は前後輪操舵制御装置を備えた車両の全体構成図、図８は作用説明図である。
【００３４】
第２実施例は、前輪Ｗｆ，Ｗｆ及び後輪Ｗｒ，Ｗｒを操舵可能な前後輪操舵車両に本発明を適用したものであり、前輪Ｗｆ，Ｗｆ用のステアリングアクチュエータ７に加えて、後輪Ｗｒ，Ｗｒ用のステアリングアクチュエータ７′を備えている。
【００３５】
前輪Ｗｆ，Ｗｆ及び後輪Ｗｒ，Ｗｒを独立して操舵する場合には、記憶部２３に前輪Ｗｆ，Ｗｆの規範転舵角θｒｅｆに加えて後輪Ｗｒ，Ｗｒの規範転舵角θｒｅｆを記憶しておき、前輪Ｗｆ，Ｗｆ及び後輪Ｗｒ，Ｗｒの転舵角θがそれぞれの前記規範転舵角θｒｅｆとなるように、制御部２２が両方のステアリングアクチュエータ７，７′の作動を制御する。
【００３６】
また前輪Ｗｆ，Ｗｆの転舵角θに比例して後輪Ｗｒ，Ｗｒの転舵角θを制御する場合には、記憶部２３に前輪Ｗｆ，Ｗｆの規範転舵角θｒｅｆのみを記憶しておき、制御部２２は前輪Ｗｆ，Ｗｆの転舵角θが前記規範転舵角θｒｅｆとなるようにステアリングアクチュエータ７の作動を制御するとともに、後輪Ｗｒ，Ｗｒの転舵角θが前記規範転舵角θｒｅｆに比例した値と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。
【００３７】
図２〜図６にも記載したように、第１実施例の前輪操舵車両がバック駐車／左モードで駐車するときに必要なスペースは、図８（Ａ）に斜線で示したスペースとなる。また第２実施例の前後輪操舵車両がバック駐車／左モードで駐車するときに必要なスペースは、図８（Ｃ）に斜線で示した僅かなスペースとなり、これは図８（Ｂ）に示すａ，ｂの領域をできる限り小さくした最小限にスペースに近いものとなる。
【００３８】
この第２実施例では、運転席の近傍にスイッチ等の選択手段を設けてドライバーが前輪操舵或いは前後輪操舵を選択できるようにしても良いし、物体検出手段Ｓ6 の検出結果に基づいて駐車スペースの大小を判断し、それにより前輪操舵或いは前後輪操舵を選択するようにしても良い。
【００３９】
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。
【００４０】
【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、記憶手段の記憶内容に基づいてステアリングアクチュエータを制御する制御手段が、ブレーキ入力手段が操作中であることを条件にして前記制御を実行するので、自動駐車制御中にドライバーが障害物を発見したような場合に、速やかにブレーキを作動させて車両を停止させることが可能になり、安全性が飛躍的に向上する。
【００４１】
また請求項２に記載された発明によれば、記憶手段は、車両の移動距離に対する車輪の転舵角として車両の移動軌跡を記憶するので、自動駐車制御中の車速の大小に関わらず一定の移動軌跡を確保することができる。
【００４２】
また請求項３に記載された発明によれば、制御手段は、記憶手段の記憶内容に基くステアリングアクチュエータの制御中にブレーキ入力手段の操作が中止されたとき、ドライバーのステアリング操作に基づいてステアリングアクチュエータを制御するので、自動駐車制御が解除されたときに遅滞なくドライバーの意思に基づく操舵に移行することができる。
【００４３】
また請求項４に記載された発明によれば、車両の周囲の物体を検出する物体検出手段と、この物体検出手段が移動経路上を移動する車両の障害物となる物体を検出したときに車両を自動停止させる車両自動停止手段とを備えているので、自動駐車制御中に障害物となる物体との接触を自動的に回避することができる。
【００４４】
また請求項５に記載された発明によれば、車両自動停止手段がブレーキ手段であるので、障害物となる物体を検出したときに車両を確実に停止させることができる。
【００４５】
また請求項６に記載された発明によれば、車両が自動変速機を備えてなり、車両自動停止手段の作動はドライバーによるブレーキ入力手段の操作、或いは自動変速機のパーキングレンジへのシフトにより解除されるので、車両自動停止手段の作動を解除した途端に車両が動きだすことを防止できる。
【００４６】
また請求項７に記載された発明によれば、転舵される車輪が前後輪であるので、車両の小回りが可能になって狭い場所での駐車が容易になる。
【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「準備段階」の作用説明図
【図３】同じく「スタート／前進段階」及び「前進／停車準備段階」の作用説明図
【図４】同じく「ストップ／リバース段階」及び「ストップ／後進段階」の作用説明図
【図５】同じく「後進段階」の作用説明図
【図６】同じく「完了／停車段階」の作用説明図
【図７】第２実施例に係る、前後輪操舵制御装置を備えた車両の全体構成図
【図８】第２実施例の作用説明図
【符号の説明】
７ ステアリングアクチュエータ
７′ ステアリングアクチュエータ
９ ブレーキペダル（ブレーキ入力手段）
１２ ブレーキアクチュエータ（車両自動停止手段、ブレーキ手段）
２２ 制御部（制御手段）
２３ 記憶部（記憶手段）
Ｓ6 物体検出手段
Ｖ 車両
Ｗｆ 前輪（車輪）
Ｗｒ 後輪（車輪）
θ 転舵角
【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車庫入れ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】
上記従来のものは、ドライバーがステアリングホイールを所定値以上のトルクで操作したり、車速が所定値以上に増加したり、スイッチをＯＦＦしたりすると自動駐車制御が解除されるようになっている。自動変速機を備えた車両はクリープ力を利用して車庫入れを行うため、例えば障害物との接触を回避すべく自動駐車制御を解除した後も車両は走行を続ける。この場合、障害物との接触を回避するには速やかにブレーキを作動させて車両を停止させる必要があり、また自動駐車制御を解除した後に車両の停止が遅れると、車両の位置が予め記憶された本来の車両の移動軌跡からずれてしまい、その後の車庫入れ操作のやり直しが煩雑になってしまう。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、自動駐車制御を解除した後に車両が速やかに停止できるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明では、ドライバーがブレーキ入力手段を操作しているときだけに記憶手段の記憶内容に基づくステアリングアクチュエータの制御が実行されるので、自動駐車制御中にドライバーが障害物を発見したような場合、速やかにブレーキ入力手段を操作して車両を停止させることができる。また自動駐車制御中にドライバーが駐車を断念して車両を発進させる場合、ブレーキ入力手段の操作を中止するだけで自動駐車制御が解除されるために操作性が向上する。
【０００６】
請求項２に記載された発明では、車両の移動軌跡が車両の移動距離に対する車輪の転舵角として記憶されているので、自動駐車制御中の車速が変動しても常に一定の移動軌跡を確保することができる。
【０００７】
請求項３に記載された発明では、記憶手段の記憶内容に基いて自動駐車制御が行われているときにブレーキ入力手段の操作が中止されると、ドライバーのステアリング操作に基づく操舵に切り換えられるので、自動駐車制御が解除されたときに遅滞なく通常の操舵に移行することができる。
【０００８】
請求項４に記載された発明では、物体検出手段が移動経路上を移動する車両の障害物となる物体を検出すると、車両自動停止手段が車両を自動停止させるので、自動駐車制御中に障害物となる物体との接触を自動的に回避することができる。
【０００９】
請求項５に記載された発明では、車両自動停止手段がブレーキ手段であるので、障害物となる物体を検出したときに車両を確実に停止させることができる。
【００１０】
請求項６に記載された発明では、ドライバーがブレーキ入力手段を操作するか、或いは自動変速機をパーキングレンジにシフトすると車両自動停止手段の作動が解除されるので、ドライバーは特別の操作を行うことなく車両自動停止手段の作動を解除することができ、更に車両自動停止手段の作動が解除されてもその途端に車両が動き出すことを防止できる。
【００１１】
請求項７に記載された発明では、前後輪が転舵されるので車両の小回りが可能になり、狭い場所での駐車が容易になる。
【００１２】
【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。
【００１３】
図１〜図６は本発明の第１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〜図６はバック駐車／左モードの作用説明図である。
【００１４】
図１に示すように、車両Ｖは一対の前輪Ｗｆ，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に噛合するラック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。
【００１５】
操舵制御装置２１は制御部２２と記憶部２３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Ｓ2 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、ブレーキペダル９の操作（操作量）を検出するブレーキ操作検出手段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Ｓ5 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Ｓ6 …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。
【００１６】
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Ｓ7 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。
【００１７】
記憶部２３には、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 で検出した前輪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。
【００１８】
制御部２２は前記各検出手段Ｓ1 〜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、ブレーキアクチュエータ１２（例えば、前輪Ｗｆ，Ｗｆ及び後輪Ｗｒ，Ｗｒのブレーキシリンダの作動を制御する油圧アクチュエータ）の作動と、液晶モニターよりなる操作段階教示装置１１の作動とを制御する。操作段階教示装置１１には、ドライバーに音声で指示を行うスピーカが設けられる。
【００１９】
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。
【００２０】
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、操舵制御装置２１の制御部２２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を駆動する。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。
【００２１】
次に、バック駐車／左モード（車両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。
【００２２】
先ず、車両が駐車しようとする車庫の近傍に達したとき、ドライバーが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、図２（Ａ）に示すように、液晶モニターよりなる操作段階教示装置１１に車庫及び車両の画像と、選択されたモードである「バック駐車／左」の文字及び現在の段階である「準備」の文字とが表示され、併せて操作段階教示装置１１に接続されたスピーカからの音声で「車体の左側面を車庫入口線にできるだけ近づけて停車して下さい。」と指示が出される。続いて、図２（Ｂ）に示すように、「基準を車庫の中心線に合わせて停車して下さい。」と指示が出され、ドライバーは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ように車両を停止させる。
【００２３】
車両が前記スタート位置に停止すると、図３（Ｃ）に示すように、操作段階教示装置１１に表示される現在の段階が「準備」から「スタート／前進」に変わるとともに、スタート位置から車庫入れ完了位置までの自車の予想移動軌跡とが表示され、併せてスピーカからの音声で「スタートスイッチを押して下さい。ブレーキを緩めてゆっくり前進して下さい。」と指示が出される。ドライバーが自動駐車スタートスイッチＳ8 をＯＮし、ブレーキペダル９を緩めて車両を前進クリープ走行させると、ドライバーが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。
【００２４】
即ち、制御部２２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θｒｅｆのデータは車両の移動距離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変動があっても車両は常に前記移動軌跡上を移動することになる。その間、スピーカからの音声で「右前方バンパが接触しないように注意して下さい。」と指示が出される。
【００２５】
車両が折り返し点に向けて前進する間、図３（Ｄ）に示すように、操作段階教示装置１１に表示される現在の段階が「スタート／前進」から「前進／停車準備」に変わるとともに、スピーカからの音声で「右前方バンパが接触しないように注意して下さい。停車する準備をして下さい。」と指示が出される。車両が折り返し点に達すると、図４（Ｅ）に示すように、操作段階教示装置１１に表示される現在の段階が「前進／停車準備」から「ストップ／リバース」に変わるとともに、スピーカからの音声で「停車して下さい。リバースレンジにいれて下さい。」と指示が出される。この指示に基づいてドライバーは車両を停車し、セレクトレバー１０を「Ｄ」レンジから「Ｒ」レンジに操作する。このとき、ドライバーのブレーキ操作のタイミングによって車両が移動軌跡上の折り返し点を行き過ぎたりして折り返し点と異なる位置で停止する場合があるが、その誤差は記憶されていて続いて行われる車両の後進クリープ走行時に補正される。
【００２６】
図４（Ｆ）に示すように、折り返し点で車両が停止すると、操作段階教示装置１１に表示される現在の段階が「ストップ／リバース」から「ストップ／後進」に変わるとともに、スピーカからの音声で「ブレーキを緩めてゆっくりバックさせて下さい。」と指示が出される。この指示に基づいてドライバーがブレーキペダル９を緩めると、車両が移動軌跡に沿って後進クリープ走行する。その間、スピーカからの音声で「左後方バンパが接触しないように注意して下さい。」と指示が出される。この後進クリープ走行の場合も、前述した前進クリープ走行の場合と同様に、ドライバーがステアリングホイール１を操作しなくてもバック駐車／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。
【００２７】
車両の後進クリープ走行時には、図５（Ｇ）及び図５（Ｈ）に示すように、操作段階教示装置１１に現在の段階が「後進」と表示され、スピーカからの音声で「左後方バンパが接触しないように注意して下さい。」、或いは「右後方バンパが接触しないように注意して下さい。」と指示が出される。そして、車両が車庫内の停車位置に達すると、図６（Ｉ）に示すように、操作段階教示装置１１に現在の段階が「完了／停車」と表示され、スピーカからの音声で「停車して下さい。」と指示が出される。而して、ドライバーがブレーキペダル９を踏み込んで車両を停止させ、セレクトレバー１０を「Ｒ」レンジから「Ｐ」レンジに操作すると、自動駐車制御が終了してスピーカからの音声で「車庫入れ完了です。」と報知される。
【００２８】
上述した操舵制御装置２１による自動駐車制御は、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、それ以外にも以下の▲１▼〜▲３▼の場合に解除されて通常のパワーステアリング制御に復帰し、▲３▼の場合には更に自動ブレーキが作動して車両が障害物に接触することが防止される。
▲１▼ ドライバーがブレーキペダル９から足を離した場合
▲２▼ ドライバーがステアリングホイール１を操作した場合
▲３▼ 何れかの物体検出手段Ｓ6 が障害物を検出した場合
先ず、前記▲１▼のドライバーがブレーキペダル９から足を離した場合について説明する。自動駐車制御はドライバーがブレーキペダル９を踏んでクリープ運転を行っている間に実行されるもので、ドライバーがブレーキ操作を中止したとき、即ちドライバーがブレーキペダル９から足を離してブレーキ操作検出手段Ｓ4 で検出した操作量が０になると、或いはクリープ走行車速を低車速に抑え得るブレーキ力以下になると、自動駐車制御が解除されて通常のパワーステアリング制御に復帰する。
【００２９】
このように、ドライバーがブレーキペダル９に足を乗せた状態でブレーキ操作量が僅かな状態でのみ自動駐車制御を許可することにより、自動駐車制御中にドライバーが自ら障害物を発見して車両を停止させる場合に、ブレーキ操作を遅滞なく行うことができる。また自動駐車制御中にドライバーが駐車を断念してアクセルペダルを踏み込んだような場合、ブレーキペダル９から足を離した瞬間に自動駐車制御が解除されるため、ドライバーがモード選択スイッチＳ7 をＯＦＦする必要がなくなって操作性が向上する。
【００３０】
次に、前記▲２▼のドライバーがステアリングホイール１を操作した場合について説明する。自動駐車制御中にドライバーはステアリングホイール１を操作する必要はないが、緊急時に備えてステアリングホイール１に手を添えておいても良い。自動駐車制御中にドライバーが障害物等を発見し、その障害物を回避するためにステアリングホイール１を操作した場合、操舵トルク検出手段Ｓ2 が所定値以上の操舵トルクを検出すると自動駐車制御が解除される。このように、ドライバーがステアリングホイール１を操作した場合に自動駐車制御を解除することにより、ドライバーの障害物回避操作と自動駐車制御との干渉が防止され、スムーズな障害物回避が可能となる。
【００３１】
次に、前記▲３▼の何れかの物体検出手段Ｓ6 が障害物を検出した場合について説明する。８個の物体検出手段Ｓ6 …により車両の周囲に存在する障害物を連続的に検出することにより、車両の移動軌跡内に停止した障害物が存在するか否かを判断し、更に小動物のような移動する障害物の場合には、その障害物の移動軌跡が車両の移動軌跡内に進入してくる可能性の有無を判断する。そして車両が障害物に接触する可能性があると判断された場合には、制御部２２からの指令でブレーキアクチュエータ１２が作動して車両を自動的に停止させる。
【００３２】
上述のようにして自動ブレーキが作動したとき、ドライバーが自発的にブレーキペダル９を踏み込んでブレーキ操作検出手段Ｓ4 が車両を停止させるのに充分なブレーキ操作量を検出するか、或いはドライバーがセレクトレバー１０を「Ｐ」レンジに操作すると前記自動ブレーキの作動が解除される。これにより、ドライバーは特別の解除操作を行う必要がなくなって操作性が向上するとともに、自動車ブレーキの作動が解除された途端に車両が動き出すことを防止できる。
【００３３】
図７及び図８は本発明の第２実施例を示すもので、図７は前後輪操舵制御装置を備えた車両の全体構成図、図８は作用説明図である。
【００３４】
第２実施例は、前輪Ｗｆ，Ｗｆ及び後輪Ｗｒ，Ｗｒを操舵可能な前後輪操舵車両に本発明を適用したものであり、前輪Ｗｆ，Ｗｆ用のステアリングアクチュエータ７に加えて、後輪Ｗｒ，Ｗｒ用のステアリングアクチュエータ７′を備えている。
【００３５】
前輪Ｗｆ，Ｗｆ及び後輪Ｗｒ，Ｗｒを独立して操舵する場合には、記憶部２３に前輪Ｗｆ，Ｗｆの規範転舵角θｒｅｆに加えて後輪Ｗｒ，Ｗｒの規範転舵角θｒｅｆを記憶しておき、前輪Ｗｆ，Ｗｆ及び後輪Ｗｒ，Ｗｒの転舵角θがそれぞれの前記規範転舵角θｒｅｆとなるように、制御部２２が両方のステアリングアクチュエータ７，７′の作動を制御する。
【００３６】
また前輪Ｗｆ，Ｗｆの転舵角θに比例して後輪Ｗｒ，Ｗｒの転舵角θを制御する場合には、記憶部２３に前輪Ｗｆ，Ｗｆの規範転舵角θｒｅｆのみを記憶しておき、制御部２２は前輪Ｗｆ，Ｗｆの転舵角θが前記規範転舵角θｒｅｆとなるようにステアリングアクチュエータ７の作動を制御するとともに、後輪Ｗｒ，Ｗｒの転舵角θが前記規範転舵角θｒｅｆに比例した値と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。
【００３７】
図２〜図６にも記載したように、第１実施例の前輪操舵車両がバック駐車／左モードで駐車するときに必要なスペースは、図８（Ａ）に斜線で示したスペースとなる。また第２実施例の前後輪操舵車両がバック駐車／左モードで駐車するときに必要なスペースは、図８（Ｃ）に斜線で示した僅かなスペースとなり、これは図８（Ｂ）に示すａ，ｂの領域をできる限り小さくした最小限にスペースに近いものとなる。
【００３８】
この第２実施例では、運転席の近傍にスイッチ等の選択手段を設けてドライバーが前輪操舵或いは前後輪操舵を選択できるようにしても良いし、物体検出手段Ｓ6 の検出結果に基づいて駐車スペースの大小を判断し、それにより前輪操舵或いは前後輪操舵を選択するようにしても良い。
【００３９】
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。
【００４０】
【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、記憶手段の記憶内容に基づいてステアリングアクチュエータを制御する制御手段が、ブレーキ入力手段が操作中であることを条件にして前記制御を実行するので、自動駐車制御中にドライバーが障害物を発見したような場合に、速やかにブレーキを作動させて車両を停止させることが可能になり、安全性が飛躍的に向上する。
【００４１】
また請求項２に記載された発明によれば、記憶手段は、車両の移動距離に対する車輪の転舵角として車両の移動軌跡を記憶するので、自動駐車制御中の車速の大小に関わらず一定の移動軌跡を確保することができる。
【００４２】
また請求項３に記載された発明によれば、制御手段は、記憶手段の記憶内容に基くステアリングアクチュエータの制御中にブレーキ入力手段の操作が中止されたとき、ドライバーのステアリング操作に基づいてステアリングアクチュエータを制御するので、自動駐車制御が解除されたときに遅滞なくドライバーの意思に基づく操舵に移行することができる。
【００４３】
また請求項４に記載された発明によれば、車両の周囲の物体を検出する物体検出手段と、この物体検出手段が移動経路上を移動する車両の障害物となる物体を検出したときに車両を自動停止させる車両自動停止手段とを備えているので、自動駐車制御中に障害物となる物体との接触を自動的に回避することができる。
【００４４】
また請求項５に記載された発明によれば、車両自動停止手段がブレーキ手段であるので、障害物となる物体を検出したときに車両を確実に停止させることができる。
【００４５】
また請求項６に記載された発明によれば、車両が自動変速機を備えてなり、車両自動停止手段の作動はドライバーによるブレーキ入力手段の操作、或いは自動変速機のパーキングレンジへのシフトにより解除されるので、車両自動停止手段の作動を解除した途端に車両が動きだすことを防止できる。
【００４６】
また請求項７に記載された発明によれば、転舵される車輪が前後輪であるので、車両の小回りが可能になって狭い場所での駐車が容易になる。
【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「準備段階」の作用説明図
【図３】同じく「スタート／前進段階」及び「前進／停車準備段階」の作用説明図
【図４】同じく「ストップ／リバース段階」及び「ストップ／後進段階」の作用説明図
【図５】同じく「後進段階」の作用説明図
【図６】同じく「完了／停車段階」の作用説明図
【図７】第２実施例に係る、前後輪操舵制御装置を備えた車両の全体構成図
【図８】第２実施例の作用説明図
【符号の説明】
７ ステアリングアクチュエータ
７′ ステアリングアクチュエータ
９ ブレーキペダル（ブレーキ入力手段）
１２ ブレーキアクチュエータ（車両自動停止手段、ブレーキ手段）
２２ 制御部（制御手段）
２３ 記憶部（記憶手段）
Ｓ6 物体検出手段
Ｖ 車両
Ｗｆ 前輪（車輪）
Ｗｒ 後輪（車輪）
θ 転舵角
Claims (7)
- ドライバーのステアリング操作に基づいて車輪（Ｗｆ，Ｗｒ）を転舵するステアリングアクチュエータ（７，７′）と、
ドライバーにより操作されるブレーキ入力手段（９）と、
目標停車位置までの車両（Ｖ）の移動軌跡を予め記憶する記憶手段（２３）と、
ドライバーのステアリング操作に代えて、前記記憶手段（２３）の記憶内容に基づいて前記ステアリングアクチュエータ（７，７′）を制御する制御手段（２２）と、
を備えた車両の自動操舵装置において、
前記制御手段（２２）は、前記ブレーキ入力手段（９）が操作中であることを条件にして、前記記憶手段（２３）の記憶内容に基づく前記ステアリングアクチュエータ（７，７′）の制御を実行することを特徴とする車両の自動操舵装置。 - 前記記憶手段（２３）は、車両（Ｖ）の移動距離に対する車輪（Ｗｆ，Ｗｒ）の転舵角（θ）として前記車両（Ｖ）の移動軌跡を記憶することを特徴とする、請求項１記載の車両の自動操舵装置。
- 前記制御手段（２２）は、前記記憶手段（２３）の記憶内容に基く前記ステアリングアクチュエータ（７，７′）の制御中に前記ブレーキ入力手段（９）の操作が中止されたとき、ドライバーのステアリング操作に基づいて前記ステアリングアクチュエータ（７，７′）を制御することを特徴とする、請求項１又は２記載の車両の自動操舵装置。
- 車両（Ｖ）の周囲の物体を検出する物体検出手段（Ｓ6 ）と、この物体検出手段（Ｓ6 ）が前記移動経路上を移動する車両（Ｖ）の障害物となる物体を検出したときに車両（Ｖ）を自動停止させる車両自動停止手段（１２）とを備えたことを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載の車両の自動操舵装置。
- 前記車両自動停止手段（１２）がブレーキ手段であることを特徴とする、請求項４記載の車両の自動操舵装置。
- 車両（Ｖ）が自動変速機を備えてなり、前記車両自動停止手段（１２）の作動はドライバーによる前記ブレーキ入力手段（９）の操作、或いは前記自動変速機のパーキングレンジへのシフトにより解除されることを特徴とする、請求項４又は５記載の車両の自動操舵装置。
- 前記転舵される車輪（Ｗｆ，Ｗｒ）が前後輪であることを特徴とする、請求項１〜６の何れかに記載の車両の自動操舵装置。
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