(57)【要約】      （修正有）【課題】制動手段の応答遅れを考慮することにより、目標とする駐車終了位置に車両を高精度に停止させることができる車載装置を提供する。【解決手段】車載装置４００は、車両を目標駐車位置に停止させるために制動装置が作動を開始してから車両が停止するまでの制動期間の予測値である予測制動期間を予測する制動期間予測部４１０と、制動装置に制動指示を与えてから制動装置が作動を開始するまでの応答遅れ期間の予測値である予測応答遅れ期間を記憶する予測応答遅れ期間記憶部４２０と、制動装置に制動指示を与えるタイミングを決定する第１決定部４３０と、第１決定部４３０によって決定されたタイミングにおいて制動装置に制動指示を与えるための制動指令を出力する出力部４５０と、を備える。【選択図】図５
2020063002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を目標駐車位置において停止させるために制動装置が作動を開始してから前記車両が停止するまでの制動期間の予測値である予測制動期間と、前記制動装置に制動指示を与えてから前記制動装置が作動を開始するまでの応答遅れ期間の予測値である予測応答遅れ期間とに基づいて、前記制動装置に前記制動指示を与えるタイミングを決定する決定部と、
前記決定部によって決定された前記タイミングに前記制動装置に前記制動指示を与えるための制動指令を出力する出力部と、
を備える、
車載装置。
【請求項２】
前記予測制動期間を導出する制動期間予測部をさらに備える、
請求項１に記載の車載装置。
【請求項３】
前記制動期間予測部は、前記制動装置が作動を開始する時点における前記車両の車速に基づいて、前記予測制動期間を導出する、
請求項２に記載の車載装置。
【請求項４】
前記出力部は、前記車両を走行させる動力装置に走行指示を与えるための走行指令を出力している間に、前記制動指令を出力する、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車載装置。
【請求項５】
前記決定部によって決定された前記タイミングに基づいて、前記車両を走行させる動力装置に走行指示を与えるための走行指令の出力を停止するタイミングを決定する第２決定部をさらに備える、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車載装置。
【請求項６】
車両を目標駐車位置において停止させるために制動装置が作動を開始してから前記車両が停止するまでの制動期間の予測値である予測制動期間と、前記制動装置に制動指示を与えてから前記制動装置が作動を開始するまでの応答遅れ期間の予測値である予測応答遅れ期間とに基づいて、前記制動装置に前記制動指示を与えるタイミングを決定するステップと、
決定された前記タイミングに前記制動装置に前記制動指示を与えるための制動指令を出力するステップと、
を有する、
駐車制御方法。
【請求項７】
コンピュータに、
車両を目標駐車位置において停止させるために制動装置が作動を開始してから前記車両が停止するまでの制動期間の予測値である予測制動期間と、前記制動装置に制動指示を与えてから前記制動装置が作動を開始するまでの応答遅れ期間の予測値である予測応答遅れ期間とに基づいて、前記制動装置に前記制動指示を与えるタイミングを決定するステップと、
決定された前記タイミングに前記制動装置に前記制動指示を与えるための制動指令を出力するステップと、
を実行させる、
コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載装置、駐車制御方法、及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両を駐車させるために、駐車終了位置と車両との距離が所定値以下となった場合に、制動手段に対して減速制御を行う装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２７３１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
油圧ブレーキ等では応答遅れが発生する。しかしながら、特許文献１に開示された装置では、制動手段の応答遅れが考慮されておらず、駐車終了位置で車両を高精度に停止させることは困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、以下の発明を含む。但し、本発明は、特許請求の範囲によって定められるものである。
【０００６】
本発明の一態様に係る車載装置は、車両を目標駐車位置において停止させるために制動装置が作動を開始してから前記車両が停止するまでの制動期間の予測値である予測制動期間と、前記制動装置に制動指示を与えてから前記制動装置が作動を開始するまでの応答遅れ期間の予測値である予測応答遅れ期間とに基づいて、前記制動装置に前記制動指示を与えるタイミングを決定する決定部と、前記決定部によって決定された前記タイミングに前記制動装置に前記制動指示を与えるための制動指令を出力する出力部と、を備える。
【０００７】
本発明の一態様に係る駐車制御方法は、車両を目標駐車位置において停止させるために制動装置が作動を開始してから前記車両が停止するまでの制動期間の予測値である予測制動期間と、前記制動装置に制動指示を与えてから前記制動装置が作動を開始するまでの応答遅れ期間の予測値である予測応答遅れ期間とに基づいて、前記制動装置に前記制動指示を与えるタイミングを決定するステップと、決定された前記タイミングに前記制動装置に前記制動指示を与えるための制動指令を出力するステップと、を有する。
【０００８】
本発明の一態様に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、車両を目標駐車位置において停止させるために制動装置が作動を開始してから前記車両が停止するまでの制動期間の予測値である予測制動期間と、前記制動装置に制動指示を与えてから前記制動装置が作動を開始するまでの応答遅れ期間の予測値である予測応答遅れ期間とに基づいて、前記制動装置に前記制動指示を与えるタイミングを決定するステップと、決定された前記タイミングに前記制動装置に前記制動指示を与えるための制動指令を出力するステップと、を実行させる。
【０００９】
本発明は、上記のような特徴的な処理部を備える車載装置として実現することができるだけでなく、かかる特徴的な処理をステップとする駐車制御方法として実現したり、かかるステップをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムとして実現したりすることができる。また、車載装置の一部又は全部を半導体集積回路として実現したり、車載装置を含む車載システムとして実現したりすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、目標とする位置で車両を停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る自動駐車システムの構成の一例を示す模式図である。
【図２】実施形態に係る自動駐車システムの構成の他の例を示す模式図である。
【図３】実施形態に係る車載システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図４】実施形態に係る自動運転車載装置の構成を示すブロック図である。
【図５】実施形態に係る自動運転車載装置の機能ブロック図である。
【図６Ａ】実施形態に係る自動運転車載装置により実現される自動駐車の手順の一例を説明するための走行指示の出力の時間的変化を示すグラフである。
【図６Ｂ】実施形態に係る自動運転車載装置により実現される自動駐車の手順の一例を説明するための車速の時間的変化を示すグラフである。
【図６Ｃ】実施形態に係る自動運転車載装置により実現される自動駐車の手順の一例を説明するための走行距離の時間的変化を示すグラフである。
【図６Ｄ】実施形態に係る自動運転車載装置により実現される自動駐車の手順の一例を説明するための制動指示の出力の時間的変化を示すグラフである。
【図６Ｅ】実施形態に係る自動運転車載装置により実現される自動駐車の手順の一例を説明するための制動装置の作動状態の時間的変化を示すグラフである。
【図７】実施形態に係る自動運転車載装置による駐車制御処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】実施形態に係る自動運転車載装置による駐車制御処理の手順の他の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜本発明の実施形態の概要＞
以下、本発明の実施形態の概要を列記して説明する。
【００１３】
（１）  本実施形態に係る車載装置は、車両を目標駐車位置において停止させるために制動装置が作動を開始してから前記車両が停止するまでの制動期間の予測値である予測制動期間と、前記制動装置に制動指示を与えてから前記制動装置が作動を開始するまでの応答遅れ期間の予測値である予測応答遅れ期間とに基づいて、前記制動装置に前記制動指示を与えるタイミングを決定する決定部と、前記決定部によって決定された前記タイミングに前記制動装置に前記制動指示を与えるための制動指令を出力する出力部と、を備える。これにより、制動装置の応答遅れ期間を考慮して、目標駐車位置で車両を正確に停止させることができる。
【００１４】
（２）  また、本実施形態に係る車載装置において、前記車載装置は、前記予測制動期間を導出する制動期間予測部をさらに備えてもよい。これにより、制動期間を予測することができる。
【００１５】
（３）  また、本実施形態に係る車載装置において、前記制動期間予測部は、前記制動装置が作動を開始する時点における前記車両の車速に基づいて、前記予測制動期間を導出してもよい。これにより、制動装置の作動開始時点における車両の車速から制動期間を予測することができる。
【００１６】
（４）  また、本実施形態に係る車載装置において、前記出力部は、前記車両を走行させる動力装置に走行指示を与えるための走行指令を出力している間に、前記制動指令を出力してもよい。これにより、制動装置の応答遅れ期間に車両を走行させることができ、応答遅れ期間における走行距離に応じて目標駐車位置で車両を正確に停止させることができる。
【００１７】
（５）  また、本実施形態に係る車載装置において、前記車載装置は、前記決定部によって決定された前記タイミングに基づいて、前記車両を走行させる動力装置に走行指示を与えるための走行指令の出力を停止するタイミングを決定する第２決定部をさらに備えてもよい。これにより、制動指示の出力タイミングに応じて適切なタイミングで走行指令の出力を停止することができ、目標駐車位置で車両を正確に停止させることができる。
【００１８】
（６）  本実施形態に係る駐車制御方法は、車両を目標駐車位置において停止させるために制動装置が作動を開始してから前記車両が停止するまでの制動期間の予測値である予測制動期間と、前記制動装置に制動指示を与えてから前記制動装置が作動を開始するまでの応答遅れ期間の予測値である予測応答遅れ期間とに基づいて、前記制動装置に前記制動指示を与えるタイミングを決定するステップと、決定された前記タイミングに前記制動装置に前記制動指示を与えるための制動指令を出力するステップと、を有する。これにより、制動装置の応答遅れ期間を考慮して、目標駐車位置で車両を正確に停止させることができる。
【００１９】
（７）  本実施形態に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、車両を目標駐車位置において停止させるために制動装置が作動を開始してから前記車両が停止するまでの制動期間の予測値である予測制動期間と、前記制動装置に制動指示を与えてから前記制動装置が作動を開始するまでの応答遅れ期間の予測値である予測応答遅れ期間とに基づいて、前記制動装置に前記制動指示を与えるタイミングを決定するステップと、決定された前記タイミングに前記制動装置に前記制動指示を与えるための制動指令を出力するステップと、を実行させる。これにより、制動装置の応答遅れ期間を考慮して、目標駐車位置で車両を正確に停止させることができる。
【００２０】
＜本発明の実施形態の詳細＞
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態の詳細を説明する。なお、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
【００２１】
［１．自動駐車システムの構成］
図１は、本実施形態に係る自動駐車システムの構成の一例を示す模式図である。図１に示す自動駐車システム１は、駐車スペースに車両を自動駐車させるシステムである。図１中、駐車スペースＳは、１台の車両１０を駐車させるために白線Ｈで区画された矩形状の領域である。なお、図１では、車両１０が進行する方向に沿った駐車スペースＳの長手方向をＹ方向、長手方向に直交する幅方向をＸ方向とする。また、Ｙ方向のうち、車両１０が駐車スペースＳへ進入する方向をＹ１方向、駐車スペースＳから退出する方向（Ｙ１方向の逆方向）をＹ２方向とする。
【００２２】
本実施形態に係る自動駐車システム１は、エンジン車、電動車等の動力源を有する車両１０を駐車スペースＳに自動駐車させる。なお、「エンジン車」は、エンジンの動力によって推進する車両をいう。「電動車」は、モータの動力によって推進する車両をいい、ＥＶ（Electric Vehicle）、ＰＨＶ（Plug-in Hybrid Vehicle）、ＨＶ（Hybrid Vehicle）を含む。なお、以下では、車両１０を電動車とする。
【００２３】
本実施形態に係る自動駐車システム１は、車両１０を後方に進行させて駐車スペースＳに駐車させる。なお、この構成は一例であり、車両１０を前方に進行させて駐車させる構成であってもよい。
【００２４】
駐車スペースＳの例えばＸ及びＹ方向それぞれの中央位置は、駐車スペースＳに駐車される車両１０の目標駐車位置ＰＴである。
【００２５】
本実施形態に係る自動駐車システム１は、車両１０をＹ１方向に直線的に進行させて、駐車スペースＳ内の目標駐車位置ＰＴに停止させる。
【００２６】
車両１０には、自動運転車載装置４００及びセンサ２００が搭載される。センサ２００は、車両１０の位置と、目標駐車位置ＰＴとの距離を特定するための情報を検出する。
【００２７】
センサ２００は、例えば誘導無線信号を受信する受信機である。図１は、センサ２００を誘導無線信号の受信機とした自動駐車システムの一例を示す。センサ２００を受信機とする場合、目標駐車位置ＰＴからＹ２方向に所定距離隔てた位置を初期位置Ｐ０とし、この初期位置Ｐ０に誘導無線信号を送信する送信機２０１を設置する。車両１０が初期位置Ｐ０に位置したときに、送信機２０１から送信される誘導無線信号をセンサ２００が検出する。初期位置Ｐ０から目標駐車位置ＰＴまでの距離は予め自動運転車載装置４００に記憶される。センサ２００が誘導無線信号を受信することで、その時点での車両１０の位置（初期位置Ｐ０）から目標駐車位置ＰＴまでの距離Ｄを、自動運転車載装置４００が特定する。
【００２８】
図２は、本実施形態に係る自動駐車システムの構成の他の例を示す模式図である。センサ２００は、例えばカメラであってもよい。図２は、センサ２００をカメラとした自動駐車システムの一例を示す。センサ２００をカメラとする場合、目標駐車位置ＰＴに例えばマーカー２０２が設置される。車両１０が目標駐車位置ＰＴからＹ２方向に任意の距離だけ隔てた位置にあるときに、センサ２００でマーカー２０２が撮像される。得られた画像に対して例えば自動運転車載装置４００が画像処理を施すことにより、マーカー２０２が撮像された時点での車両１０の位置（初期位置）から目標駐車位置ＰＴまでの距離Ｄを特定することができる。
【００２９】
また、センサ２００は、例えばＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）センサであってもよい。この場合、マーカー２０２を、ＬＩＤＡＲセンサで認識可能な形状等とする。車両１０が目標駐車位置ＰＴからＹ２方向に任意の距離だけ隔てた位置にあるときに、センサ２００により、その時点での車両１０の位置（初期位置）から目標駐車位置ＰＴまでの距離Ｄを検出することができる。
【００３０】
自動運転車載装置４００は、特定された距離Ｄに基づいて、車両１０を制御するための指令を出力し、これによって車両１０がＹ１方向に進行し、目標駐車位置ＰＴにて停止する自動駐車動作を実行する。
【００３１】
［２．車載システムの構成］
図３は、本実施形態に係る車載システムの構成の一例を示すブロック図である。本実施形態に係る車載システム１００は、車両１０に搭載される。
【００３２】
車載システム１００は、例えば、センサ２００と、車両制御装置３０１と、モータ３０２と、バッテリ３０３と、インバータ３０４と、ステアリング制御装置３０５と、舵角センサ３０６と、モータ３０７と、制動装置３０８と、表示装置３０９と、中継装置３１０と、車外通信機３１１と、自動運転車載装置４００とを備える。
【００３３】
センサ２００は、例えば誘導無線信号を受信する受信機、カメラ、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）センサ等であり、目標駐車位置ＰＴに関する情報を検出する。
【００３４】
モータ３０２は車軸に接続され、電動車の駆動トルクを発生する。モータ３０２及びバッテリ３０３にはインバータ３０４が接続される。インバータ３０４は、バッテリ３０３から受電し、モータ３０２を回転駆動する。また、制動時におけるモータ３０２による回生電力は、インバータ３０４を通じてバッテリ３０３に回収される。
【００３５】
ステアリング制御装置３０５は、舵角センサ３０６とモータ３０７とに接続される。ステアリング制御装置３０５は、舵角センサ３０６から舵角の検出値を受信し、図示しないパワーステアリング装置を駆動するモータ３０７を制御する。ステアリング制御装置３０５は、モータ３０７を制御することにより、車両の進行方向を変更するために、操舵輪の舵角、即ちタイヤ角を変更することができる。制動装置３０８は、車両の図示しない車軸に設けられた制動機構を駆動し、進行している車両に制動力を発生させることができる。
【００３６】
車両制御装置３０１は、自動運転車載装置４００からの指令値を受信し、目標タイヤ角及び目標車速にしたがってモータ３０２を制御し、ステアリング制御装置３０５に制御指示を与えて車両を走行させたり、制動が必要な場合には制動装置３０８を制御して車両に制動力を生じさせたりする。具体的には、自動運転車載装置４００から、目標タイヤ角の指令値が与えられると、この指令値にしたがってステアリング制御装置３０５に制御指示を与え、ステアリング制御装置３０５が制御指示と舵角センサの検出値とに基づいてモータ３０７を制御して、車両のタイヤ角を目標タイヤ角に設定する。また、自動運転車載装置４００から、目標走行距離の指令値が与えられると、車両制御装置３０１は、この指令値にしたがってモータ３０２及び制動装置３０８を制御して、車両を目標走行距離だけ走行させる。自動運転車載装置４００から、目標位置の指令値が与えられると、車両制御装置３０１は、車両１０が目標位置に到達したか否かを判定する。
【００３７】
表示装置３０９は、車両制御装置３０１、自動運転車載装置４００、及びその他の装置からの表示指示に応じて文字情報又は画像等を表示する。
【００３８】
車両制御装置３０１と、インバータ３０４と、ステアリング制御装置３０５と、制動装置３０８と、表示装置３０９とは、ＣＡＮバス等のバス３５０に接続され、バス３５０には中継装置３１０が接続される。また、自動運転車載装置４００は、ＣＡＮバス等のバス３５１に接続され、バス３５１には中継装置３１０が接続される。
【００３９】
中継装置３１０は、バス３５０，３５１等による車載ネットワークを通じて車載装置間の通信を中継する。即ち、車両制御装置３０１、インバータ３０４、ステアリング制御装置３０５、制動装置３０８、表示装置３０９、及び自動運転車載装置４００のそれぞれは、中継装置３１０を介して相互に通信が可能である。中継装置３１０は、通信線３５２を介して車外通信機３１１に接続される。
【００４０】
車外通信機３１１は、無線通信を行うことが可能である。車外通信機３１１は、無線によって車外の装置、例えば路側機、端末、基地局、サーバ等と通信を行う。
【００４１】
［３．自動運転車載装置の構成］
図３に示すように、自動運転車載装置４００は、センサ２００に接続される。自動運転車載装置４００は、センサ２００によって得られた検出データを受信する。自動運転車載装置４００は、車両制御装置３０１に接続される。自動運転車載装置４００は、走行指令、停止指令、舵角指令等の指令を車両制御装置３０１に出力する。走行指令には、例えば、目標車速の情報が含まれてもよい。停止指令には、例えば、目標制動力の情報が含まれてもよい。
【００４２】
図４は、本実施形態に係る自動運転車載装置４００の構成を示すブロック図である。自動運転車載装置４００は、ＣＰＵ４０１と、メモリ４０２と、通信インタフェース（出力部）４０５とを備える。メモリ４０２には、ＲＡＭ及びフラッシュメモリ等の不揮発性メモリが含まれ、コンピュータプログラムである駐車制御プログラム４０３及び駐車制御プログラム４０３の実行に使用されるデータが格納される。自動運転車載装置４００は、コンピュータを備えて構成され、自動運転車載装置４００の各機能は、前記コンピュータの記憶装置に記憶されたコンピュータプログラムである駐車制御プログラム４０３がＣＰＵ４０１によって実行されることで発揮される。駐車制御プログラム４０３は、ＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に記憶させることができる。ＣＰＵ４０１は、駐車制御プログラム４０３を実行し、後述するような駐車制御処理を行う。
【００４３】
通信インタフェース４０５はバス３５１に接続されており、車載システム１００に含まれる各装置に対して通信を行うことが可能である。例えば、通信インタフェース４０５は、車両制御装置３０１へ走行指令、停止指令等の指令を出力することができる。
【００４４】
図５は、自動運転車載装置４００の機能ブロック図である。自動運転車載装置４００は、ＣＰＵ４０１が駐車制御プログラム４０３を実行することにより、制動期間予測部４１０、予測応答遅れ期間記憶部４２０、第１決定部４３０、第２決定部４４０、及び出力部４５０として機能する。
【００４５】
制動期間予測部４１０は、制動装置３０８が作動開始する時点における車両１０の車速Ｖｂに基づいて、制動装置３０８が作動を開始してから車両１０が停止するまでの期間の予測値である予測制動期間Ｔｂを導出する。
【００４６】
物体が減速する直線運動では、式（１）が成立する。
【数１】
2020063002.tif 000003
ただし、Ｖは速度を、Ｖ０は減速前の速度を、ａは減速度を、ｘは距離を示す。
【００４７】
物体（車両１０）が制動により停止する場合を考える。式（１）より、Ｖ＝０、Ｖ０＝Ｖｂ、ａ＝ａｂ、Ｘ＝Ｘｂとすると、式（２）が得られる。
【数２】
2020063002.tif 000004
ただし、ａｂは制動装置３０８の制動力による減速度を、Ｘｂは制動距離を示す。
【００４８】
また、上記の物体の直線運動では、式（３）が成立する。
【数３】
2020063002.tif 000005
ただし、ｔは時間を示す。
【００４９】
式（３）より、Ｖ＝０、Ｖ０＝Ｖｂ、ａ＝ａｂ、ｔ＝Ｔｂとすると、式（４）が得られる。
【数４】
2020063002.tif 000006
【００５０】
したがって、制動期間予測部４１０は、予測制動期間Ｔｂを、式（４）により算出することができる。つまり、制動期間予測部４１０は、制動装置３０８の作動開始時刻における車速Ｖｂに基づいて、又は、制動距離Ｘｂに基づいて、制動期間Ｔｂを予測することができる。なお、式（４）の第２辺と第３辺とは等価である。したがって、車速Ｖｂに基づいて制動期間Ｔｂを予測することは、制動距離Ｘｂに基づいて制動期間Ｔｂを予測することと同じ意味である。
【００５１】
制動装置３０８が制動動作を行うとき、応答遅れが発生する。本実施形態に係る自動運転車載装置４００は、制動装置３０８の応答遅れ期間の予測値である予測応答遅れ期間に応じた駐車制御処理を行う。制動装置３０８の応答遅れ期間とは、制動装置３０８に制動指示を与えてから制動装置３０８が作動を開始する（つまり、制動力が発生する）までの時間である。
【００５２】
予測応答遅れ期間記憶部４２０は、予測応答遅れ期間Ｔｄを記憶する。予測応答遅れ期間Ｔｄは、車両１０に固有の値である。即ち、予測応答遅れ期間Ｔｄは、制動装置３０８の構造、ブレーキパッドの損耗度合い、回路の信号処理能力等に応じて定まり、車種、車両のグレード、又は車両毎に異なる。予測応答遅れ期間記憶部４２０は、車両１０の固有の予測応答遅れ期間Ｔｄを記憶する。予測応答遅れ期間記憶部４２０は、図４のメモリ４０２によって実現される。
【００５３】
第１決定部４３０は、予測制動期間Ｔｂと、予測応答遅れ期間Ｔｄとに基づいて、車両制御装置３０１が制動装置３０８に制動指示を与えるタイミングである制動指示時刻ＴＭ１を決定する。
【００５４】
第２決定部４４０は、第１決定部４３０によって決定された制動指示時刻ＴＭ１に基づいて、モータ３０２を駆動するインバータ３０４に走行指示を与えるための走行指令の出力を停止するタイミングである出力停止時刻ＴＭ２を決定する。
【００５５】
出力部４５０は、走行指示時刻ＴＭ０において車両制御装置３０１へ走行指令を出力し、第１決定部４３０によって決定された制動指示時刻ＴＭ１において車両制御装置３０１へ制動指令を出力し、第２決定部４４０によって決定された出力停止時刻ＴＭ２において車両制御装置３０１へ走行指令の出力を停止する。出力部４５０は、図４の通信インタフェース４０５によって実現される。
【００５６】
図６Ａ〜図６Ｅは、本実施形態に係る自動運転車載装置４００により実現される自動駐車の手順の一例を説明するためのグラフである。図６Ａ〜図６Ｅにおいて、横軸は時間である。
【００５７】
図６Ａの縦軸は、車両制御装置３０１からの走行指示、即ち、目標車速指示の出力の有無を示す。走行指示は、モータ３０２の目標車速に応じた目標回転速度を含む情報である。図６Ａに示すように、走行指示は時刻ＴＭ０においてインバータ３０４に出力され、時刻ＴＭ２において停止される。即ち、走行指示時刻ＴＭ０から出力停止時刻ＴＭ２までの期間において、走行指示が出力される。
【００５８】
図６Ｂの縦軸は、車両１０の車速を示す。走行指示が時刻ＴＭ０に与えられてから、車両１０が走行を開始するまでには遅れが生じる。したがって、車両１０は、走行指示時刻ＴＭ０の後の時刻ＴＭＳから走行を開始する。時刻ＴＭＳから時間が経過するにしたがって車速が増加し、目標車速Ｖｂに到達する。目標車速Ｖｂに到達すると車速は一定となる。時刻ＴＭ２において制動装置３０８による制動力が生じて車速が減少し始め、時刻ＴＭＥにおいて車速０となる。
【００５９】
図６Ｃの縦軸は、車両１０の走行距離を示す。走行距離は、ＴＭ０から車速と同時に増加し始め、時刻ＴＭ２に到達するまでは２次曲線的に増加する。時刻ＴＭ２以後は、車両１０に制動力が作用するため走行速度の増加率は減少するが、時刻ＴＭＥに到達するまで増加する。時刻ＴＭＥにおいて、走行距離がＤに達する。
【００６０】
図６Ｄの縦軸は、車両制御装置３０１からの制動指示の出力の有無を示す。出力部４５０は、予測制動期間Ｔｂと、予測応答遅れ期間Ｔｄとに基づいて決定される制動指示時刻ＴＭ１に制動指令の出力を開始する。車両制御装置３０１は、時刻ＴＭ１に制動指令を受信すると制動指示を制動装置３０８に出力する。制動指示は、車両１０が停止する時刻ＴＭＥまで継続して出力される。
【００６１】
図６Ｅの縦軸は、制動装置３０８の作動状態を示す。制動指示時刻ＴＭ１に制動指示が与えられてから、応答遅れ期間Ｔｄを経過した時刻ＴＭ２に制動装置３０８が作動し始める。時刻ＴＭ２から、車両１０が停止する時刻ＴＭＥまでの制動期間Ｔｂにおいて制動装置３０８が作動し、制動力が生じる。
【００６２】
自動運転車載装置４００が走行指令を出力した直後、車両制御装置３０１が走行指示を出力する。同様に、自動運転車載装置４００が制動指令を出力した直後、車両制御装置３０１が制動指示を出力する。即ち、走行指令の出力タイミングと走行指示の出力タイミングとは実質的に同じであり、制動指令の出力タイミングと制動指示の出力タイミングとは実質的に同じである。
【００６３】
図６Ａ及び図６Ｄに示すように、走行指示（走行指令）の出力期間と、制動指示（制動指令）の出力期間とは重複する。つまり、出力部４５０は、走行指令を出力している間に、制動指令を出力する。
【００６４】
図６Ａ及び図６Ｅに示すように、走行指示（走行指令）の出力期間の終点は、例えば、制動装置３０８の作動期間の始点と同じ時刻ＴＭ２である。つまり、一例では、出力部４５０は、制動装置３０８による制動が始まる時刻ＴＭ２において走行指令の出力を停止する。これにより、車両１０の推進力が発生する期間と制動力が発生する期間とが重複せず、時刻ＴＭ２において切り替わる。したがって、車両１０の走行及び制動が効率的に行われる。第２決定部４４０は、制動指示時刻ＴＭ１と予測応答遅れ期間Ｔｄとから特定される時刻ＴＭ２を、走行指令の出力の停止時刻として決定することができる。
【００６５】
なお、走行指令の出力停止時刻を、制動装置３０８の作動開始時刻と一致させるのは一例である。車両１０の走行及び制動に影響が出ない程度に、走行指令の出力停止時刻を、制動装置３０８の作動開始時刻に対して前後させてもよい。例えば、制動装置３０８による制動力以外の制動力（例えば、回生制動力）が発生しない状況においては、制動装置３０８の作動開始時刻より前に走行指令の出力が停止されても、制動装置３０８が作動するまでは制動力が発生せず、車速は殆ど低下しない場合がある。このような場合には、制動装置３０８の作動開始時刻よりも前に走行指令の出力を停止してもよい。
【００６６】
［４．自動運転車載装置の動作］
以下、本実施形態に係る自動運転車載装置４００の動作について説明する。自動運転車載装置４００のＣＰＵ４０１は、駐車制御プログラム４０３を実行することにより、駐車制御処理を実行する。
【００６７】
図７は、本実施形態に係る自動運転車載装置４００による駐車制御処理の手順の一例を示すフローチャートである。本例の駐車制御処理では、車両１０が停止している状態から、目標駐車位置へ向かって進行し、駐車するまでの車両１０の駐車を支援する。
【００６８】
ＣＰＵ４０１は、センサ２００の検出信号を受信し、車両１０の現在の位置である初期位置Ｐ０から目標駐車位置ＰＴまでの距離Ｄを特定する（ステップＳ１０１）。
【００６９】
ＣＰＵ４０１は、距離Ｄから、車両１０の増速時の加速度ａＳ、制動開始時の速度Ｖｂ、制動時の減速度ａｂ、加速距離Ｘａ、一定速度Ｖｂでの走行距離Ｘｃ、及び制動距離Ｘｂを決定する（ステップＳ１０２）。この場合、走行開始から制動開始までの走行距離ＸＳは、加速距離Ｘａと走行距離Ｘｃとの和として定められる。ただし、加速度ａＳ、速度Ｖｂ、減速度ａｂ、走行距離ＸＳ、及び制動距離Ｘｂのうちの一部は、予め定められていてもよい。例えば、加速度ａＳ、速度Ｖｂ、減速度ａｂが予め定められている場合、式（２）により減速度ａｂ及び速度Ｖｂから制動距離ｘｂが導出され、同様にして加速度ａＳ及び速度Ｖｂから加速距離Ｘａが導出される。また、距離Ｄ、加速距離Ｘａ及び制動距離Ｘｂから走行距離Ｘｃが導出される。
【００７０】
ＣＰＵ４０１は、予測制動期間Ｔｂを、式（４）にしたがって導出する（ステップＳ１０３）。また、ＣＰＵ４０１は、走行開始から制動開始までの予測走行期間を導出する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４の処理では、例えば等加速度運動方程式及び等速運動方程式を用いることができる。
【００７１】
ＣＰＵ４０１は、予測応答遅れ期間Ｔｄをメモリ４０２から読み出す（ステップＳ１０５）。
【００７２】
ＣＰＵ４０１は、予測制動期間Ｔｂと、予測応答遅れ期間Ｔｄとに基づいて制動指示時刻ＴＭ１を決定する（ステップＳ１０６）。制動指示時刻ＴＭ１は、制動指示を出力するタイミングの一例である。制動指示時刻ＴＭ１は、車両１０が加速度ａＳにて走行を開始する走行開始時刻ＴＭＳから何秒前又は何秒後というように、走行開始時刻ＴＭＳとの相対的時刻として決定されてもよい。また、走行指示が与えられてから車両１０が走行を開始するまでの応答遅れが予測可能な場合には、制動指示時刻ＴＭ１が走行指示時刻ＴＭ０からの相対的時刻として決定されてもよいし、何時何分何秒というように絶対的時刻（例えば日本標準時による時刻）として決定されてもよい。
【００７３】
ＣＰＵ４０１は、出力停止時刻ＴＭ２を決定する（ステップＳ１０７）。出力停止時刻ＴＭ２は、予測制動期間Ｔｂの始点、即ち、予測応答遅れ期間Ｔｄの終点としてもよい。また、出力停止時刻ＴＭ２は、予測制動期間Ｔｂの始点、即ち、予測応答遅れ期間Ｔｄの終点と異なる時刻としてもよい。例えば、走行指示の出力停止から、モータ３０２の出力停止までに応答遅れが生じる場合、予測制動期間Ｔｂの始点、即ち、予測応答遅れ期間Ｔｄの終点から当該応答遅れの期間だけ前の時刻を出力停止時刻ＴＭ２とすることができる。
【００７４】
ＣＰＵ４０１は、走行指令の出力を開始する（ステップＳ１０８）。これにより、通信インタフェース４０５から車両制御装置３０１へ走行指令が出力される。車両制御装置３０１は、受信された走行指令から、モータ３０２の回転速度を指示する走行指示を生成し、走行指示をインバータ３０４へ出力する（図６Ａ参照）。インバータ３０４及びモータ３０２の応答遅れに対して、走行指令が出力されてから走行指示が出力されるまでの時間は極めて小さいため、走行指令の出力時刻と走行指示の出力時刻とは同一として扱われる。走行指令の出力指示時刻は、走行指示時刻ＴＭ０が予測可能な場合には、予測された走行指示時刻ＴＭ０としてもよい。
【００７５】
走行指示がインバータ３０４に与えられてから、応答遅れ期間を経た走行開始時刻ＴＭＳに車両１０が走行を開始する。車両１０は加速度ａＳによって速度Ｖｂまで加速し、速度Ｖｂに到達すると等速で走行する（図６Ｂ参照）。
【００７６】
ＣＰＵ４０１は、制動指示時刻ＴＭ１に到達したか否かを判定し（ステップＳ１０９）、制動指示時刻ＴＭ１に到達していない場合には（ステップＳ１０９においてＮＯ）、ステップＳ１０９の処理を繰り返す。他方、制動指示時刻ＴＭ１に到達した場合には（ステップＳ１０９においてＹＥＳ）、ＣＰＵ４０１は、制動指令の出力を開始する（ステップＳ１１０）。これにより、通信インタフェース４０５から車両制御装置３０１へ制動指令が出力される。車両制御装置３０１は、受信された制動指令から、制動装置３０８への制動指示を生成し、制動指示を制動装置３０８へ出力する（図６Ｄ参照）。制動装置３０８の応答遅れに対して、制動指令が出力されてから制動指示が出力されるまでの時間は極めて小さいため、制動指令の出力時刻と制動指示の出力時刻とは同一として扱われる。
【００７７】
制動指示時刻ＴＭ１は、車両１０の速度、及び車両１０から目標駐車位置ＰＴまでの距離との関係によって、車両１０が走行している間の時刻であったり、車両１０が走行を開始する前の時刻であったりする。図６Ｂ及び図６Ｄの例では、制動指示時刻ＴＭ１は、走行開始時刻ＴＭＳの前となっている。いずれの場合でも、自動運転車載装置４００は、車両１０の走行開始前の制動指示時刻ＴＭ１において、将来の走行動作及び制動動作を予測して、制動指令を出力する。
【００７８】
ＣＰＵ４０１は、出力停止時刻ＴＭ２に到達したか否かを判定し（ステップＳ１１１）、出力停止時刻ＴＭ２に到達していない場合には（ステップＳ１１１においてＮＯ）、ステップＳ１１１の処理を繰り返す。これにより、出力停止時刻ＴＭ２まで車両１０が減速することなく走行する。
【００７９】
出力停止時刻ＴＭ２に到達した場合（ステップＳ１１１においてＹＥＳ）、ＣＰＵ４０１は、走行指令の出力を停止する（ステップＳ１１２）。これにより、モータ３０２の出力が停止する。また、モータの出力停止と同時刻又はこれに近接した時刻に、制動装置３０８の作動が開始する。これにより、効率的な車両１０の走行及び減速が可能となる。制動装置３０８が発生する制動力により、車両１０が減速度ａｂで減速する。
【００８０】
ＣＰＵ４０１は、制動指示時刻ＴＭ１から予測応答遅れ期間Ｔｄ及び予測制動期間Ｔｂの経過後の車両停止時刻ＴＭＥに到達したか否かを判定する（ステップＳ１１３）。車両停止時刻ＴＭＥに到達していない場合（ステップＳ１１３においてＮＯ）、ＣＰＵ４０１は、ステップＳ１１３の処理を繰り返す、他方、車両停止時刻ＴＭＥに到達した場合（ステップＳ１１３においてＹＥＳ）、ＣＰＵ４０１は、制動指令の出力を停止し（ステップＳ１１４）、処理を終了する。
【００８１】
図８は、本実施形態に係る自動運転車載装置４００による駐車制御処理の手順の他の例を示すフローチャートである。本例の駐車制御処理では、車両１０が一定の速度Ｖｂで目標駐車位置へ向かって走行している状態から、駐車するまでの車両１０の駐車を支援する。
【００８２】
ＣＰＵ４０１は、センサ２００の検出信号を受信し、例えば車両１０の現在の位置である初期位置Ｐ０から目標駐車位置ＰＴまでの距離Ｄを特定する（ステップＳ２０１）。
【００８３】
ＣＰＵ４０１は、距離Ｄから、車両１０の増速時の加速度ａＳ、制動開始時の速度Ｖｂ、制動時の減速度ａｂ、加速距離Ｘａ、一定速度Ｖｂでの走行距離Ｘｃ、及び制動距離Ｘｂを決定する（ステップＳ２０２）。この場合、走行開始から制動開始までの走行距離ＸＳは、加速距離Ｘａと走行距離Ｘｃとの和として定められる。ただし、加速度ａＳ、速度Ｖｂ、減速度ａｂ、走行距離ＸＳ、及び制動距離Ｘｂのうちの一部は、予め定められていてもよい。例えば、加速度ａＳ、速度Ｖｂ、減速度ａｂが予め定められている場合、式（２）により減速度ａｂ及び速度Ｖｂから制動距離ｘｂが導出され、同様にして加速度ａＳ及び速度Ｖｂから加速距離Ｘａが導出される。また、距離Ｄ、加速距離Ｘａ及び制動距離Ｘｂから走行距離Ｘｃが導出される。
【００８４】
ＣＰＵ４０１は、予測制動期間Ｔｂを、式（４）にしたがって導出する（ステップＳ２０３）。また、ＣＰＵ４０１は、初期位置Ｐ０を通過する時刻ＴＭＳから制動開始時刻までの予測走行期間を導出する（ステップＳ２０４）。ステップＳ２０４の処理では、例えば等速運動方程式を用いることができる。
【００８５】
ＣＰＵ４０１は、予測応答遅れ期間Ｔｄをメモリ４０２から読み出す（ステップＳ２０５）。
【００８６】
ＣＰＵ４０１は、予測制動期間Ｔｂと、予測応答遅れ期間Ｔｄとに基づいて制動指示時刻ＴＭ１を決定する（ステップＳ２０６）。
【００８７】
ＣＰＵ４０１は、出力停止時刻ＴＭ２を決定する（ステップＳ２０７）。
【００８８】
ＣＰＵ４０１は、制動指示時刻ＴＭ１に到達したか否かを判定し（ステップＳ２０８）、制動指示時刻ＴＭ１に到達していない場合には（ステップＳ２０８においてＮＯ）、ステップＳ２０８の処理を繰り返す。他方、制動指示時刻ＴＭ１に到達した場合には（ステップＳ２０８においてＹＥＳ）、ＣＰＵ４０１は、制動指令の出力を開始する（ステップＳ２０９）。これにより、通信インタフェース４０５から車両制御装置３０１へ制動指令が出力される。車両制御装置３０１は、受信された制動指令から、制動装置３０８への制動指示を生成し、制動指示を制動装置３０８へ出力する（図６Ｄ参照）。制動装置３０８の応答遅れに対して、制動指令が出力されてから制動指示が出力されるまでの時間は極めて小さいため、制動指令の出力時刻と制動指示の出力時刻とは同一として扱われる。
【００８９】
制動指示時刻ＴＭ１は、車両１０の速度、及び車両１０から目標駐車位置ＰＴまでの距離との関係によって、車両１０が走行している間の時刻であったり、車両１０が走行を開始する前の時刻であったりする。図６Ｂ及び図６Ｄの例では、制動指示時刻ＴＭ１は、走行開始時刻ＴＭＳの前となっている。いずれの場合でも、自動運転車載装置４００は、車両１０の走行開始前の制動指示時刻ＴＭ１において、将来の走行動作及び制動動作を予測して、制動指令を出力する。
【００９０】
ＣＰＵ４０１は、出力停止時刻ＴＭ２に到達したか否かを判定し（ステップＳ２１０）、出力停止時刻ＴＭ２に到達していない場合には（ステップＳ２１０においてＮＯ）、ステップＳ２１０の処理を繰り返す。これにより、出力停止時刻ＴＭ２まで車両１０が減速することなく走行する。
【００９１】
出力停止時刻ＴＭ２に到達した場合（ステップＳ２１０においてＹＥＳ）、ＣＰＵ４０１は、走行指令の出力を停止する（ステップＳ２１１）。これにより、モータ３０２の出力が停止する。また、モータの出力停止と同時刻又はこれに近接した時刻に、制動装置３０８の作動が開始する。これにより、効率的な車両１０の走行及び減速が可能となる。制動装置３０８が発生する制動力により、車両１０が減速度ａｂで減速する。
【００９２】
ＣＰＵ４０１は、制動指示時刻ＴＭ１から予測応答遅れ期間Ｔｄ及び予測制動期間Ｔｂの経過後の車両停止時刻ＴＭＥに到達したか否かを判定する（ステップＳ２１２）。車両停止時刻ＴＭＥに到達していない場合（ステップＳ２１２においてＮＯ）、ＣＰＵ４０１は、ステップＳ２１２の処理を繰り返す、他方、車両停止時刻ＴＭＥに到達した場合（ステップＳ２１２においてＹＥＳ）、ＣＰＵ４０１は、制動指令の出力を停止し（ステップＳ２１３）、処理を終了する。
【００９３】
以上に述べたように、本実施形態に係る自動運転車載装置４００は、予測制動期間Ｔｂと、予測応答遅れ期間Ｔｄとに基づいて、制動指示を出力するタイミングである制動指示時刻ＴＭ１を決定し、決定された制動指示時刻ＴＭ１に制動装置３０８に制動指示を与えるための制動指令を出力する。これにより、制動装置３０８の応答遅れ期間を考慮して、目標駐車位置ＰＴで車両１０を正確に停止させることができる。
【００９４】
また、本実施形態に係る自動運転車載装置４００は、式（４）を用いて予測制動期間Ｔｂを導出する。これにより、制動期間を予測することができる。また、式（４）を用いることで、制動装置３０８が作動を開始する時点における車両１０の車速Ｖｂから予測制動期間Ｔｂを導出することができる。なお、式（４）を演算することによって予測制動期間Ｔｂを算出する構成は一例であり、他の構成により予測制動期間Ｔｂを導出してもよい。例えば、車速Ｖｂと予測制動期間Ｔｂとの対応関係を示すテーブル、又は、制動距離Ｘｂと予測制動期間Ｔｂとの対応関係を示すテーブルをメモリ４０２に記憶しておき、ＣＰＵ４０１がテーブルを参照して、車速Ｖｂ又は制動距離Ｘｂに対応する予測制動期間Ｔｂを特定してもよい。
【００９５】
また、本実施形態に係る自動運転車載装置４００は、車両１０を走行させる動力装置であるモータ３０２に走行指示を与えるための走行指令を出力している間に、制動指令を出力してもよい。これにより、制動装置の応答遅れ期間に車両１０を走行させることができ、応答遅れ期間における走行距離に応じて目標駐車位置ＰＴで車両１０を正確に停止させることができる。
【００９６】
また、本実施形態に係る自動運転車載装置４００は、決定された制動指示時刻ＴＭ１に基づいて、走行指令の出力を停止するタイミングである停止時刻ＴＭ２を決定してもよい。これにより、制動指示時刻ＴＭ１に応じて適切なタイミングで走行指令の出力を停止することができ、目標駐車位置ＰＴで車両１０を正確に停止させることができる。
【００９７】
［５．変形例］
本実施形態に係る自動運転車載装置４００の１つの変形例は、目標駐車位置ＰＴ又はその近辺に路側装置を設け、路側装置において車両１０の初期位置Ｐ０を検出してもよい。例えば、カメラ又はＬＩＤＡＲセンサを路側装置に取り付け、路側装置がカメラの画像を解析したり、ＬＩＤＡＲセンサの検出結果を処理したりすることにより、初期位置Ｐ０を検出する。この場合、路側装置と目標駐車位置ＰＴの相対的位置は既知であるため、センサを用いて目標駐車位置ＰＴを検出せず、路側装置に予め目標駐車位置ＰＴを記憶させておくことができる。路側装置は、車両１０に無線等によって初期位置Ｐ０及び目標駐車位置ＰＴの情報を送信することができる。また、路側装置からカメラの画像又はＬＩＤＡＲセンサの検出データを、路側装置とネットワーク接続されたサーバに送信し、サーバが画像を解析したり、ＬＩＤＡＲセンサの検出結果を処理したりすることにより、初期位置Ｐ０を検出し、車両１０に無線等によって初期位置Ｐ０及び目標駐車位置ＰＴの情報を送信してもよい。
【００９８】
本実施形態に係る自動運転車載装置４００の他の変形例は、目標駐車位置ＰＴ又はその近辺に路側装置を設け、路側装置において車両１０の初期位置Ｐ０から目標駐車位置ＰＴ迄の距離Ｄを検出してもよい。例えば、カメラ又はＬＩＤＡＲセンサを路側装置に取り付け、路側装置がカメラの画像を解析したり、ＬＩＤＡＲセンサの検出結果を処理したりすることにより、初期位置Ｐ０から目標駐車位置ＰＴ迄の距離Ｄを検出する。路側装置は、車両１０に無線等によって距離Ｄの情報を送信することができる。また、路側装置からカメラの画像又はＬＩＤＡＲセンサの検出データを、路側装置とネットワーク接続されたサーバに送信し、サーバが画像を解析したり、ＬＩＤＡＲセンサの検出結果を処理したりすることにより、距離Ｄを検出し、車両１０に無線等によって距離Ｄの情報を送信してもよい。
【００９９】
本実施形態に係る自動運転車載装置４００のさらに他の変形例は、機械学習済みの学習モデル（分類器）によって予測制動期間Ｔｂを導出してもよい。ニューラルネットワーク、サポートベクタマシン、決定木等の機械学習アルゴリズムによる学習モデルをコンピュータで構築し、当該学習モデルに対して教師データを与えて機械学習を行わせる。教師データとしては、例えば、センサ２００の検出データである入力データと、正解の予測制動期間Ｔｂである出力データとのセットである。また、入力データは、初期位置Ｐ０から目標駐車位置ＰＴまでの距離Ｄであってもよい。機械学習済みの学習モデルを自動運転車載装置４００に実装し、センサ２００の検出データ又は距離Ｄ等の入力データを学習モデルに入力することで、予測制動期間Ｔｂが導出される。
【０１００】
［６．補記］
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的ではない。本発明の権利範囲は、上述の実施形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及びその範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【０１０１】
１  自動駐車システム
１０  車両
１００  車載システム
２００  センサ
２０１  送信機
２０２  マーカー
３０１  車両制御装置
３０２  モータ
３０３  バッテリ
３０４  インバータ
３０５  ステアリング制御装置
３０６  舵角センサ
３０７  モータ
３０８  制動装置
３０９  表示装置
３１０  中継装置
３１１  車外通信機
４００  自動運転車載装置
３５０，３５１  バス
３５２  通信線
４０１  ＣＰＵ
４０２  メモリ
４０３  駐車制御プログラム
４０５  通信インタフェース（出力部）
４１０  制動期間予測部
４２０  予測応答遅れ期間記憶部
４３０  第１決定部
４４０  第２決定部
４５０  出力部
【図１】
2020063002.tif 000007
【図２】
2020063002.tif 000008
【図３】
2020063002.tif 000009
【図４】
2020063002.tif 000010
【図５】
2020063002.tif 000011
【図６Ａ】
2020063002.tif 000012
【図６Ｂ】
2020063002.tif 000013
【図６Ｃ】
2020063002.tif 000014
【図６Ｄ】
2020063002.tif 000015
【図６Ｅ】
2020063002.tif 000016
【図７】
2020063002.tif 000017
【図８】
2020063002.tif 000018