(57)【要約】      （修正有）【課題】本発明は、少なくとも１つの関節継手を介して相互に接続された少なくとも２つの車両部を備えた連結式の車両結合体の後退移動を支援する方法を提供する。【解決手段】この装置は、車両結合体１のローカルポジションＬＰについて複数のグローバルポジションＧ１，…ＧＮを記録し保存する手段を含み、車両結合体１に取り付けられ、複数の周囲のプロパティを示すデータを記録する少なくとも１つのセンサ、及び、車両結合体１の複数の寸法値、車両結合体１が前進移動したときに記録される一組のグローバルポジションＧ１，…ＧＮ、及び、前進移動している間に記録される複数の周囲のプロパティを示す一組のデータに少なくとも部分的に基づいて、車両結合体１が後退移動している間に車両結合体１を制御するための車両制御入力データを決定するように構成されたコントロールユニットを含むことを特徴とする。【選択図】図３
2020142793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの関節継手（５、８）を介して相互に接続された少なくとも２つの車両
部（２、３、４）を備えた連結式の車両結合体（１）を後退させる装置であって、
前記車両結合体（１）のローカルポジション（ＬＰ）について複数のグローバルポジシ
ョン（Ｇ１，…ＧＮ）を記録し保存する手段を含み、
前記車両結合体（１）に取り付けられ、複数の周囲のプロパティを示すデータを記録す
る少なくとも１つのセンサ（２０）と、
前記車両結合体（１）の複数の寸法値（Ｉｎ，Ｗｎ，Ｌｅｑｎ，Ｘｎｒ）、前記車両結
合体（１）が前進移動しているときに記録された一組のグローバルポジション（Ｇ１，…
ＧＮ）、及び、前記車両結合体（１）が前進移動している間に記録された前記複数の周囲
のプロパティを示す一組のデータに少なくとも部分的に基づいて、前記車両結合体（１）
が後退移動している間に前記車両結合体（１）を制御するための車両制御入力データを決
定するように構成されたコントロールユニット（ＣＵ）と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記グローバルポジション（Ｇ１，…ＧＮ）は、前記周囲に対して定められ、前記ロー
カルポジション（ＬＰ）は、前記車両部（２、３、４）の１つに対して定められることを
特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ローカルポジション（ＬＰ）は、前記車両結合体（１）の最も後側の車軸（９）で
の位置であることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記コントロールユニット（ＣＵ）は、前記一組のグローバルポジション（Ｇ１，…Ｇ
Ｎ）に基づいて走行経路（ＴＰ）を決定し、当該走行経路（ＴＰ）に部分的に基づいて前
記車両制御入力データを決定するように構成されていることを特徴とする、請求項１〜請
求項３のいずれか１つに記載の装置。
【請求項５】
前記コントロールユニット（ＣＵ）は、前記一組のグローバルポジション（Ｇ１，…Ｇ
Ｎ）に少なくとも基づいて前記車両結合体の通過領域（ＳＡ，ＡＳＡ）を決定し、当該通
過領域（ＳＡ，ＡＳＡ）に部分的に基づいて前記車両制御入力データを決定するように構
成されていることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の装置。
【請求項６】
前記コントロールユニット（ＣＵ）は、前記車両結合体（１）の後退移動をシミュレー
トし、当該シミュレートした後退移動に部分的に基づいて前記通過領域（ＳＡ，ＡＳＡ）
を決定するように構成されていることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記シミュレートした後退移動は、前記ローカルポジション（ＬＰ）が前記グローバル
ポジション（Ｇ１，…ＧＮ）に沿って移動することであることを特徴とする、請求項６に
記載の装置。
【請求項８】
前記コントロールユニット（ＣＵ）は、前記一組のグローバルポジション（Ｇ１，…Ｇ
Ｎ）及び前記複数の周囲のプロパティを示す一組のデータに少なくとも基づいて、運転可
能領域（ＤＡ）又は当該運転可能領域の少なくとも１つの限界を決定し、前記運転可能領
域又は前記運転可能領域の少なくとも１つの限界に部分的に基づいて前記車両制御入力デ
ータを決定するように構成されていることを特徴とする、請求項１〜請求項８のいずれか
１つに記載の装置。
【請求項９】
前記コントロールユニット（ＣＵ）は、前記通過領域（ＳＡ，ＡＳＡ）が前記運転可能
領域（ＤＡ）を超えるか否かを判断するか、又は、前記通過領域（ＳＡ，ＡＳＡ）が前記
運転可能領域（ＤＡ）の少なくとも１つの限界の少なくとも１つと干渉するか否かを判断
するように構成されていることを特徴とする、請求項５〜請求項７のいずれか１つを引用
する請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記コントロールユニット（ＣＵ）は、前記通過領域（ＳＡ，ＡＳＡ）が前記運転可能
領域（ＤＡ）を超えるか否かを判断するか、又は、前記通過領域（ＳＡ，ＡＳＡ）が前記
運転可能領域（ＤＡ）の少なくとも１つの限界の少なくとも１つと干渉するか否かを判断
するように構成され、前記コントロールユニット（ＣＵ）は、さらに、前記通過領域（Ｓ
Ａ，ＡＳＡ）が前記運転可能領域を超える場合、又は、前記通過領域（ＳＡ，ＡＳＡ）が
前記運転可能領域の少なくとも１つの限界の少なくとも１つと干渉する場合に、前記シミ
ュレートした後退移動を調整するか、又は、別の後退移動をシミュレートするように構成
されていることを特徴とする、請求項６又は請求項７を引用する請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記コントロールユニット（ＣＵ）は、前記一組のグローバルポジション（Ｇ１，…Ｇ
Ｎ）及び前記複数の周囲のプロパティを示す一組のデータに少なくとも基づいて運転可能
な経路幅（ＤＷ）を決定し、当該運転可能な経路幅（ＤＷ）に部分的に基づいて前記車両
制御入力データを決定するように構成されていることを特徴とする、請求項１〜請求項１
０のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１２】
各関節継手（５、８）について複数の関節角（Ａ１，Ａ２）を記録する手段を含み、前
記コントロールユニット（ＣＵ）は、一組の関節角（Ａ１，Ａ２）に部分的に基づいて前
記車両制御入力データを決定するように構成されていることを特徴とする、請求項１〜請
求項１１のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１３】
前記コントロールユニット（ＣＵ）は、前記前進移動している間に前記ローカルポジシ
ョン（ＬＰ）の一組の移動方向を決定し、前記一組の移動方向に部分的に基づいて前記車
両制御入力データを決定するように構成されていることを特徴とする、請求項１〜請求項
１２のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１４】
視覚的な表現及び聴覚的な表現の少なくとも一方によって、前記車両制御入力データの
少なくとも一部を前記車両結合体（１）の運転者に提供する手段を含むことを特徴とする
、請求項１〜請求項１３のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１５】
前記コントロールユニット（ＣＵ）は、前記車両結合体（１）が後退移動している間に
、少なくとも１つの駆動装置（３０）を介して自律的に又は半自律的に前記車両結合体（
１）を制御するように構成されていることを特徴とする、請求項１〜請求項１４のいずれ
か１つに記載の装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つのセンサ（２０）は、タイムオブフライトカメラ、ステレオカメラ
、レーダ及びレーザースキャナの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１〜請
求項１５のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのセンサ（２０）は、少なくとも１つの、好ましくは、２つの音響
アレイを含むことを特徴とする、請求項１〜請求項１６のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１８】
請求項１〜請求項１７のいずれか１つに記載の装置を含む車両。
【請求項１９】
少なくとも１つの関節継手（５、８）を介して相互に接続された少なくとも２つの車両
部（２、３、４）を備えた連結式の車両結合体（１）を後退させる方法であって、
前記車両結合体（１）が前進移動しているとき（Ｓ１）に記録された、前記車両結合体
（１）のローカルポジション（ＬＰ）についての複数のグローバルポジション（Ｇ１，…
ＧＮ）を示すデータを保存すること（Ｓ２）、を含み、
前記車両結合体（１）に取り付けられた少なくとも１つのセンサ（２０）を用いること
によって、前記車両結合体（１）が前進移動している間（Ｓ１）に記録された（Ｓ３）、
複数の周囲のプロパティを示す一組のデータを保存すること、及び、
前記車両結合体（１）の複数の寸法値（Ｉｎ，Ｗｎ，Ｌｅｑｎ，Ｘｎｒ）、前記グロー
バルポジション（Ｇ１，…ＧＮ）、及び、前記複数の周囲のプロパティを示す一組のデー
タに少なくとも部分的に基づいて、前記車両結合体（１）が後退移動している間に前記車
両結合体（１）を制御する（Ｓ１０）ための車両制御入力データを決定すること（Ｓ９）
、
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項２０】
前記グローバルポジション（Ｇ１，…ＧＮ）は、前記周囲に対して定められ、前記ロー
カルポジション（ＬＰ）は、前記車両部（２、３、４）の１つに対して定められることを
特徴とする、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記ローカルポジション（ＬＰ）は、前記車両結合体（１）の最も後側の車軸（９）で
の位置であることを特徴とする、請求項１９又は請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記複数のグローバルポジション（Ｇ１，…ＧＮ）に基づいて走行経路（ＴＰ）を決定
すること（Ｓ２）を含み、前記車両制御入力データは、前記走行経路（ＴＰ）に部分的に
基づいて決定されることを特徴とする、請求項１９〜請求項２１のいずれか１つに記載の
方法。
【請求項２３】
少なくとも前記グローバルポジション（Ｇ１，…ＧＮ）に基づいて前記車両結合体（１
）の通過領域（ＳＡ，ＡＳＡ）を決定すること（Ｓ６）を含み、前記車両制御入力データ
は、前記通過領域（ＳＡ，ＡＳＡ）に部分的に基づいて決定されることを特徴とする、請
求項１９〜請求項２２のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２４】
前記車両結合体（１）の後退移動をシミュレートすることを含み、前記通過領域（ＳＡ
，ＡＳＡ）は、前記シミュレートした後退移動に部分的に基づいて決定されること（Ｓ６
）を特徴とする、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記シミュレートした後退移動は、前記ローカルポジションが前記グローバルポジショ
ン（Ｇ１，…ＧＮ）に沿って移動することであることを特徴とする、請求項２４に記載の
方法。
【請求項２６】
前記グローバルポジション（Ｇ１，…ＧＮ）及び前記複数の周囲のプロパティを示す一
組のデータに少なくとも基づいて、運転可能領域（ＤＡ）又は運転可能領域（ＤＡ）の少
なくとも１つの限界を決定すること（Ｓ５）を含み、前記車両制御入力データは、前記運
転可能領域（ＤＡ）又は前記運転可能領域（ＤＡ）の少なくとも１つの限界に部分的に基
づいて決定される（Ｓ９）ことを特徴とする、請求項１９〜請求項２５のいずれか１つに
記載の方法。
【請求項２７】
前記通過領域（ＳＡ，ＡＳＡ）が前記運転可能領域（ＤＡ）を超えるか否かを判断する
こと（Ｓ７）、又は、前記通過領域（ＳＡ，ＡＳＡ）が前記運転可能領域（ＤＡ）の少な
くとも１つの限界の少なくとも１つと干渉するか否かを判断することを含むことを特徴と
する、請求項２３〜請求項２５のいずれか１つを引用する請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記通過領域（ＳＡ，ＡＳＡ）が前記運転可能領域（ＤＡ）を超えるか否かを判断する
こと（Ｓ７）、又は、前記通過領域（ＳＡ，ＡＳＡ）が前記運転可能領域（ＤＡ）の少な
くとも１つの限界の少なくとも１つと干渉するか否かを判断することを含み、及び、前記
通過領域（ＳＡ，ＡＳＡ）が前記運転可能領域（ＤＡ）を超える場合、又は、前記通過領
域（ＳＡ，ＡＳＡ）が前記運転可能領域（ＤＡ）の少なくとも１つの限界の少なくとも１
つと干渉する場合に前記シミュレートした後退移動を調整すること、又は、別の後退移動
をシミュレートすることを含むことを特徴とする、請求項２４又は請求項２５を引用する
請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記グローバルポジション（Ｇ１，…ＧＮ）及び前記複数の周囲のプロパティを示す一
組のデータに少なくとも基づいて運転可能な経路幅（ＤＷ）を決定することを含み、前記
車両制御入力データは、前記運転可能な経路幅（ＤＷ）に部分的に基づいて決定されるこ
とを特徴とする、請求項１９〜請求項２８のいずれか１つに記載の方法。
【請求項３０】
各関節継手（５、８）について複数の関節角（Φ１，Φ２）を示すデータを受信する更
なるステップを含み、前記車両制御入力データは、前記関節角（Φ１，Φ２）に部分的に
基づいて決定されることを特徴とする、請求項１９〜請求項２９のいずれか１つに記載の
方法。
【請求項３１】
前記車両結合体（１）が前進移動している間に前記ローカルポジション（ＬＰ）の複数
の移動方向を決定する更なるステップを含み、前記車両制御入力データは、前記移動方向
に部分的に基づくものであることを特徴とする、請求項１９〜請求項３０のいずれか１つ
に記載の方法。
【請求項３２】
前記車両制御入力データの少なくとも一部を視覚的な表現及び前記聴覚的な表現の少な
くとも一方を用いて前記車両結合体（１）の運転者に提供することを含むことを特徴とす
る、請求項１９〜請求項３１のいずれか１つに記載の方法。
【請求項３３】
前記車両制御入力データは、前記車両結合体（１）のコントロールユニット（ＣＵ）に
よって決定され、前記車両結合体（１）が後退移動している間に前記車両結合体（１）を
制御すること（Ｓ１０）は、前記コントロールユニット（ＣＵ）が、少なくとも１つの駆
動装置（３０）を介して前記車両結合体（１）を自律的に又は半自律的に制御するための
前記車両制御入力データの少なくとも一部を提供することを含むことを特徴とする、請求
項１９〜請求項３２のいずれか１つに記載の方法。
【請求項３４】
前記保存されたグローバルポジション（Ｇ１，…ＧＮ）のうち最も古いものは、第１の
時間間隔の最初に記録され、前記保存されたグローバルポジション（Ｇ１，…ＧＮ）のう
ち最も新しいものは、前記第１の時間間隔の最後に記録され、前記複数の周囲のプロパテ
ィは、前記第１の時間間隔内に記録されることを特徴とする、請求項１９〜請求項３３の
いずれか１つに記載の方法。
【請求項３５】
前記車両結合体の前進移動は、前記第１の時間間隔の最後に終了し、前記後退移動は、
どのような中間移動も挟まずに前記前進移動に続いて行われることを特徴とする、請求項
３４に記載の方法。
【請求項３６】
コンピュータで実行されるとき、請求項１９〜請求項３５のいずれか１つに記載のステ
ップを実行するためのプログラムコード手段を含むコンピュータプログラム。
【請求項３７】
コンピュータで実行されるとき、請求項１９〜請求項３５のいずれか１つに記載のステ
ップを実行するためのプログラムコード手段を含む前記コンピュータプログラムを保持す
るコンピュータ可読媒体。
【請求項３８】
連結式の車両結合体（１）を制御するコントロールユニット（ＣＵ）であって、請求項
１９〜請求項３５のいずれか１つに記載の方法のステップを実行するように構成されてい
る、コントロールユニット（ＣＵ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの関節継手を介して相互に接続された少なくとも２つの車両
部を備えた連結式の車両結合体を後退させる装置及び方法に関する。
【０００２】
本発明は、例えば、乗用車又はトラックやバスなどの大型車両（heavy-duty vehicle）
を含む任意の適切な車両結合体に適用可能である。本発明を適用可能な車両結合体の例に
ついては後述する。
【背景技術】
【０００３】
連結式の車両結合体を後退させる運転をする際、このような車両結合体の運転者にとっ
て困難な状況が生じることがある。例えば、運転者が、車両結合体を制御して、道路から
車両結合体の移動が制限される領域を有するエリアに曲がって進入させた場合である。こ
の車両結合体をＵターンさせることでそのエリアから出ることができずに車両結合体を後
退させなければならない場合がある。
【０００４】
国際公開第２０１４／１８５８２８号には、連結式の車両の後退移動を支援する方法で
あって、この連結式の車両が経路に沿って前進する際に、例えば、グローバル・ポジショ
ニング・システム（ＧＰＳ）及び関節角センサ（articulation sensors）から得られる、
連結式の車両の位置及び関節角（articulated angle）を記録して保存することを含む、
方法が記載されている。連結式の車両の通過領域は、連結式の車両の記録値及びサイズ情
報を用いて算出される。この通過領域は、連結式の車両を経路に沿って後退させるときに
連結式の車両の操舵を制御するのに用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１４／１８５８２８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この方法には利点があるが、連結式の車両を経路に沿って後退させる際に問題が生じる
おそれがあった。例えば、後退中、実際の通過領域が算出した後退領域の範囲を超えてし
まうおそれがある。
【０００７】
本発明は、連結式の車両結合体の後退移動の支援を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は、請求項１に記載の装置によって達成される。すなわち、本発明は、少
なくとも１つの関節継手（articulated joint）を介して相互に接続された少なくとも２
つの車両部を備えた連結式の車両結合体を後退させる装置であって、
車両結合体のローカルポジション（local position）について複数のグローバルポジシ
ョン（global positions）を記録し保存する手段を含み、
車両結合体に取り付けられ、複数の周囲（surroundings）のプロパティ（properties）
を示すデータを記録する少なくとも１つのセンサと、
車両結合体の複数の寸法値、車両結合体が前進移動しているときに記録された一組のグ
ローバルポジション、及び、車両結合体が前進移動している間に記録された複数の周囲の
プロパティを示す一組のデータに少なくとも部分的に基づいて、車両結合体が後退移動し
ている間に車両結合体を制御するための車両制御入力データを決定するように構成された
コントロールユニットと、を含むことを特徴とする装置を提供する。
【０００９】
グローバルポジションは、周囲に対して定められ（fixed）されており、ローカルポジ
ションは、複数の車両部の１つに対して定められてもよい。より詳細には、グローバルポ
ジションを、周囲に対して固定される（fixed）座標系で定めることができ、ローカルポ
ジションを、複数の車両部の１つに対して固定される座標系で定めることができる。例え
ば、ローカルポジションは、車両結合体の最も後側の車軸での位置であってもよい。これ
に代えて、車両結合体の他の位置が、ローカルポジションとして機能してもよい。以下で
例示するように、ローカルポジションが車両結合体の被牽引車両部での位置である場合、
位置は、車両結合体の牽引車両部の位置に対して決定され、ローカルポジションについて
のグローバルポジションは、牽引車両の位置及び少なくとも１つの関節継手の計測角に基
づいて算出されることによって決定されてもよい。
【００１０】
前記センサ及び前記コントロールユニットを含む装置を提供することにより、連結式の
車両結合体の後退移動を大きく改善することができる。
【００１１】
例えば、本発明によれば、車両結合体の前進運転による通過領域が後退運転による通過
領域と異なるという事実から生じる問題に対処することができるので、国際公開第２０１
４／１８５８２８号の課題解決方法が改善される。対処される問題について、２つの車両
部のみを備えた前進移動する車両結合体のトレーラは、固定された関節部を用いて重力に
より垂直位置に向かって安定し付勢される振り子にたとえることができる。しかし、車両
結合体が後退移動するとき、トレーラは、関節部を用いて下端で支持されるだけの細長い
物体のような挙動を示す。そのため、関節部は、この物体がバランスを失って倒れて（fa
ll over）しまわないように左右に動く必要がある。同様の方法で、トレーラが所望の経
路から外れてしまわないように牽引車両の操舵を行う必要がある。この問題は、３つ以上
の車両部を備えた車両結合体においてさらに悪化する。
【００１２】
複数の周囲のプロパティを示すデータを記録するように取付けられたセンサと、記録さ
れた複数の周囲のプロパティに部分的に基づいて後退移動している間の制御のための車両
制御入力データを決定するように構成されたコントロールユニットとによって、前進運転
時の通過領域とは異なる後退運転時の通過領域を考慮することが可能となる。より詳細に
は、複数の周囲のプロパティを考慮することにより、前進運転時の通過領域の範囲を超え
得る後退運転時の通過領域を制限することが可能になる。
【００１３】
尚、車両結合体の後退移動は、連続的に行われてもよいし、中断されてもよい。加えて
、この中断は、前進を含んでよい。例えば、狭く曲がった箇所を有する目的経路の特定の
区間を後退して通過するために、車両制御入力データによって制御される車両結合体の第
１の後退移動に続いてこれよりも短い前進移動が行われ、これに続いて第２の後退移動が
行われてもよい。このように途中で前進移動を行うことで、後退移動経路は不連続となる
が、例えば、車両を狭く曲がった箇所を通過させることも可能になる。
【００１４】
また、前進移動している間に記録された複数の周囲のプロパティを考慮することにより
、車両結合体の前進移動経路の両側に位置すると記録された、駐車車両などの障害物に関
する最新の情報を得ることが可能になる。
【００１５】
周囲は、車両の近くの領域であってよく、そのプロパティは、本明細書で説明されるよ
うな種類のセンサによって記録可能である。連結式の車両結合体を後退させる装置は、複
数の周囲のプロパティを示す記録されたデータを保存する手段を含んでよい。ある実施形
態では、このような手段は、複数の周囲のプロパティを示す記録されたデータから求めら
れるか又は抽出されるデータを保存するように構成されてもよい。記録されるデータ量が
多い場合、データ保存用にデータを求め又は抽出して、保存されるデータの量を減らして
もよく、これにより、データを保存する領域を節約することができる。
【００１６】
コントロールユニットは、保存されたグローバルポジションのうち最も古く記録された
ものが第１の時間間隔の最初に記録され且つ保存されたグローバルポジションのうち最も
新しく記録されたものが第１の時間間隔の最後に記録された場合に、上述した複数の周囲
のプロパティを第１の時間間隔内で記録するように構成されている。
【００１７】
車両結合体は、様々な種類のものであってもよい。車両部の１つは、例えば、フルトレ
ーラを牽引するように構成されたトラック、又は、セミトレーラ用のトラクタなどの牽引
車両の形態をとる車両であってよい。車両結合体は、１つ以上の被牽引車両部を有しても
よい。複数の車両部は、少なくとも１つの関節継手を介して、１つずつ相互に連結されて
もよい。車両結合体の更なる例については後述する。
【００１８】
ある実施形態では、コントロールユニットは、一組のグローバルポジションに基づいて
走行経路（travelled path）を決定し、この走行経路に部分的に基づいて車両制御入力デ
ータを決定するように構成されている。これにより、グローバルポジションが一定の及び
／又は予め決められた時間間隔の途中で決定される場合には、車両制御入力データの決定
用のデータを、決定した走行経路を構成する連続的なライン上で提供することにより改善
することができる。
【００１９】
有利な実施形態では、コントロールユニットが一組のグローバルポジションに少なくと
も基づいて車両結合体の通過領域（swept area）を決定し、この通過領域に部分的に基づ
いて車両制御入力データを決定するように構成されている場合、コントロールユニットは
、車両結合体の後退移動をシミュレートし、このシミュレートした後退移動に部分的に基
づいて通過領域を決定するように構成されてもよい。シミュレートした後退移動は、ロー
カルポジションがグローバルポジションに沿って移動するようなものであってもよい。こ
のようなシミュレーションにより、後退移動している間の通過領域が前進移動している間
の通過領域と異なるという上述した現象を更に考慮することが可能となる。より詳細には
、前進移動を記録することよりむしろ後退移動をシミュレートすることで車両結合体の挙
動をより正確に記述することが可能となる。
【００２０】
また、コントロールユニットは、一組のグローバルポジション及び複数の周囲のプロパ
ティを示す一組のデータの少なくとも一方に基づいて運転可能領域（drivable area）又
は運転可能領域の少なくとも１つの限界（limitations）を決定し、この運転可能領域又
は運転可能領域の少なくとも１つの限界に部分的に基づいて車両制御入力データを決定す
るように構成されているという利点を有する。これにより、例えば、草地（grass）、ア
スファルト、障害物などの記録された複数の周囲のプロパティから得られたデータが、後
退移動をシミュレートする際にコントロールユニットが容易に評価可能な限界や運転可能
領域に変換されるので、より正確な車両制御入力データを得ることができる。運転可能領
域の少なくとも１つの限界は、点であってもよいし、例えば、決定した複数の限界点を接
続又は補間して得られた線であってもよい。上述のように、点であれば、センサから得ら
れる周囲についての生データ（raw data）と比較して、必要とされるデータ保存領域は少
なくて済み、データを過剰なデータ保存領域を必要とすることなく長い運転距離に亘って
保存することができる。
【００２１】
好ましくは、コントロールユニットは、通過領域が運転可能領域を超えるか否かを判断
するか、又は、通過領域が運転可能領域の少なくとも１つの限界の少なくとも１つと干渉
するか否か若しくは重なるか否かを判断するように構成されている。コントロールユニッ
トは、通過領域が運転可能領域を超えるか否かを判断するか、又は、通過領域が運転可能
領域の少なくとも１つの限界の少なくとも１つと干渉するか否かを判断するように構成さ
れてもよく、コントロールユニットは更に、通過領域が運転可能領域を超える場合、又は
、通過領域が運転可能領域の少なくとも１つの限界の少なくとも１つと干渉する場合に、
シミュレートした後退移動を調整するか、又は、別の後退移動をシミュレートするように
構成されてもよい。これにより、決定した通過領域が運転可能領域の限界と干渉する場合
にシミュレートした後退移動が調整されるので、後退移動の支援が更に改善される。この
ことは、運転可能領域を考慮して通過領域の決定と移動のシミュレーションとを反復する
ことにより後退運転の戦略を見出すことを可能にする。
【００２２】
シミュレートした別の後退移動は、滑らかで連続的な線に沿ったものとしてもよい。但
し、いくつかの例において、シミュレートした別の後退移動は、２つ以上の部分に分割さ
れてもよい。シミュレートした後退移動の連続する部分の間に、前進移動を挟んでもよい
。上述したように、例えば、狭く曲がった箇所を有する目的経路の特定の区間を後退して
通過するために、車両制御入力データによって制御される車両結合体の第１の後退移動に
続いてこれよりも短い前進移動を行い、これに続いて第２の後退移動を行ってもよい。
【００２３】
ある実施形態では、コントロールユニットは、一組のグローバルポジション及び複数の
周囲のプロパティを示す一組のデータに少なくとも基づいて運転可能な経路幅（drivable
path width）を決定し、この運転可能な経路幅に部分的に基づいて車両制御入力データ
を決定するように構成されている。これにより、運転可能領域の限界の明示として、車両
制御入力データを決定するのに容易に利用可能なパラメータの値を提供することが可能と
なる。運転可能な経路幅は、例えば、グローバルポジション又は上述の走行経路と交差す
る運転可能領域の限界間の最短距離とすることができる。
【００２４】
車両結合体を後退させる装置は、各関節継手の複数の関節角を記録する手段を含んでも
よく、コントロールユニットは、一組の関節角に部分的に基づいて車両制御入力データを
決定するように構成されている。これにより、車両制御入力データの決定を補助すること
が可能となり、例えば、上述の走行経路の決定を更に補助することが可能となる。関節角
は、グローバルポジションを決定しながら記録されてもよい。車両結合体が複数の関節継
手を備える場合、各継手の関節角を同時に記録してもよい。ある実施形態では、実際に後
退移動が行われている間に、関節角を記録してもよく、この記録した関節角に部分的に基
づいて、後退移動している間の実際の通過領域を決定してもよい。
【００２５】
ある実施形態では、コントロールユニットは、前進移動している間にローカルポジショ
ンの一組の移動方向（directions of movement）を決定し、この一組の移動方向に部分的
に基づいて車両制御入力データを決定するように構成されている。これにより、車両制御
入力データの決定を更に補助することが可能となる。移動方向は、グローバルポジション
を決定しながら記録されてもよい。
【００２６】
コントロールユニットは、後退移動している間に、少なくとも１つの駆動装置を介して
車両結合体を自律的に又は半自律的に制御するように構成されてもよい。このようにコン
トロールユニットが関与することで、車両結合体の運転者に対する要求をなくすことがで
きる。また、後退移動を実行している間、車両制御入力データの決定に用いられたシミュ
レートした後退移動に確実に従うことができる。
【００２７】
ある実施形態では、この装置は、視覚的及び／又は聴覚的な表現によって、車両制御入
力データの少なくとも一部を車両結合体の運転者に提供する手段を含む。これにより、運
転者にガイダンスを与えて車両制御入力データに従わせたり後退移動の一部を効果的に実
行させたりすることが可能となるので、コントロールユニットの半自律的な制御に追加の
利点を提供することができる。
【００２８】
コントロールユニットは、単一の物理装置、又は、制御データを適切に交換するために
互いに通信するように構成された別体の物理装置を含んでよい。好ましくは、コントロー
ルユニットは、シミュレートした後退移動に用いられる機能及び部品が、実際に実行され
る後退移動にも使用されるように構成されている。例えば、シミュレートした後退移動は
、例えば、後述するように、車両モデルの前輪を操舵制御するコントロールユニットの機
能を用いることを含んでもよく、実際に実行される後退移動も、車両結合体の前輪を操舵
制御するコントロールユニットの機能を用いることを含んでもよい。
【００２９】
複数の周囲のプロパティを示すデータを記録するセンサは、タイムオブフライトカメラ
、ステレオカメラ、レーダ、レーザスキャナ及び／又は２つの音響アレイ（acoustic arr
ays）を含んでもよい。
【００３０】
本発明の実施形態では、シミュレートした後退移動及び通過領域は、シミュレートした
後退移動が最終的に決定されて、これに基づいて運転可能領域内の最終的な通過領域が決
定されるまで、繰り返し調整されてもよい。尚、場合によっては、繰り返しの調整は不要
となる。最初に決定されたシミュレートした後退移動に基づいて決定された通過領域が運
転可能領域を超えないときは、この最初に決定されたシミュレートした後退移動が最終的
なシミュレートした後退移動となる。
【００３１】
ある実施形態では、車両結合体は、車両結合体が後退移動している間に複数の周囲のプ
ロパティを記録するセンサを更に含む。このことは、先行する前進移動中に複数の周囲の
プロパティを記録した後に、他の車両又は人などの物体が最終的な通過領域内に進入して
きた場合に有用となり得る。この追加のセンサは、例えば、車両結合体の最も後側の車両
部の後端に取り付けられたカメラであってよい。
【００３２】
このような実施形態では、コントロールユニットは、好ましくは、この追加のセンサか
らの信号を受け取って処理するように構成されている。これにより、コントロールユニッ
トは、好ましくは、信号処理に基づいて、物体が最終的な通過領域内に存在するか否かを
判断するように構成されている。コントロールユニットは、更に、物体が停止しているか
又は移動しているか否かを判断するように構成されてもよい。コントロールユニットは、
更に、物体が最終的な通過領域の範囲外に移動しようとしている状態にあるか否かを判断
するように構成されてもよい。
【００３３】
コントロールユニットは、更に、追加のセンサからの信号を処理することに基づいて、
後退移動している間の車両結合体を制御し、車両結合体の速度を減じるか又は車両結合体
を停止させるように構成されてもよい。コントロールユニットは、更に、追加のセンサか
らの信号を処理することに基づいて運転可能領域を部分的に調整し、最終的にシミュレー
トした後退移動の残りを調整して、調整された最終的にシミュレートした後退移動に基づ
いて決定される最終的な通過領域を調整するように構成されてもよい。したがって、上述
した繰り返しの調整は、更なるセンサからの信号を処理することに部分的に基づいて、調
整されるシミュレートした後退移動が最終的に提供されるまで繰り返されてもよい。尚、
このような最終的に調整されたシミュレートした後退移動は、車両結合体の位置を必要に
応じて調整して最終的に調整されたシミュレートした後退移動の残りを実現するために、
前進移動に続いて行われてもよいし又は前進移動に割り込まれてもよい。
【００３４】
また、本発明の目的は、少なくとも１つの関節継手を介して相互に接続された少なくと
も２つの車両部を備えた連結式の車両結合体を後退させる方法を用いて達成される。
この方法は、
車両結合体が前進移動しているときに記録された、車両結合体のローカルポジションに
ついての複数のグローバルポジションを示すデータを保存すること、を含み、
車両結合体に取り付けられた少なくとも１つのセンサを用いることによって、車両結合
体が前進移動している間に記録された、複数の周囲のプロパティを示す一組のデータを保
存すること、
車両結合体の複数の寸法値、グローバルポジション、及び、複数の周囲のプロパティを
示す一組のデータに少なくとも部分的に基づいて、車両結合体が後退移動している間に車
両結合体を制御するための車両制御入力データを決定すること、を含むことを特徴とする
。
【００３５】
この方法の技術的な作用及び効果は、上述の装置と同様である。車両結合体のローカル
ポジションの複数のグローバルポジションを示すデータは、このようなデータの受け取り
後又は決定後に保存されてもよい。
【００３６】
前進移動している間に記録された複数の周囲のプロパティを示す一組のデータは、この
ようなデータを受け取った後、又は、センサからの生データからこのようなデータを決定
した後に保存されてもよい。上述したように、後者の代替例は、大量のデータを抽出する
形式を提供することが可能となり、保存領域をより有効に利用できるようになる。
【００３７】
この方法の有利な実施形態は、従属請求項２０〜３３に規定される。
【００３８】
保存されたグローバルポジションのうち最も古いものが第１の時間間隔の最初に記録さ
れ、保存されたグローバルポジションのうち最も新しいものが第１の時間間隔の最後に記
録される場合、複数の周囲のプロパティは、好ましくは、第１の時間間隔内で記録される
。好ましくは、車両結合体の前進移動は、第１の時間間隔の最後に終了し、前進移動に続
いてどのような中間移動も挟まずに後退移動が行われる。尚、この方法は、第１の時間間
隔を記録することなく実行可能である。例えば、グローバルポジションを保存する際に必
ずしも時間を考慮する必要はない。しかしながら、複数の周囲のプロパティは、好ましく
は、グローバルポジションを記録するための時間間隔内で保存される。同様に、各関節継
手の関節角又はローカルポジションの移動方向などの、本発明の実施形態で使用される他
のパラメータは、その記録や決定に際して必ずしも時間を考慮する必要はないが、本発明
の一部として実施される範囲において、第１の時間間隔内に記録されることが好ましい。
【００３９】
また、本発明の目的は、コンピュータで実行されるとき、請求項１９〜請求項３５のい
ずれか１つに記載のステップを実行するためのプログラムコード手段を含むコンピュータ
プログラムによって達成される。また、本発明の目的は、コンピュータで実行されるとき
、請求項１９〜請求項３５のいずれか１つに記載のステップを実行するためのプログラム
コード手段を含むコンピュータプログラムを保持したコンピュータ可読媒体によって達成
される。また、本発明の目的は、連結式の車両結合体を制御するコントロールユニットで
あって、請求項１９〜請求項３５のいずれか１つに記載の方法のステップを実行するよう
に構成されたコントロールユニットによって達成される。
【００４０】
本発明の他の利点や有利な特徴は、以下の記載により開示される。
【００４１】
以下、本発明の一例として、その実施形態を添付した図面を参照してより詳細に説明す
る。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】連結式の車両結合体の側面図である。
【図２】図１の車両結合体のモデルを示す図である。
【図３】建造物を有する領域における図１の車両結合体の平面図である。
【図４】本発明の実施形態による方法のステップを示すブロック図である。
【図５】車両部の寸法値に関するデータを有する、図１の車両結合体の車両部のモデルを示す図である。
【図６】図４に示す方法で使用されるパラメータを調整した後の図３と同様の図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
本発明は、上述し且つ図示した実施形態に限定されるものではないことが理解されるべ
きであり、むしろ、当業者は、添付した特許請求の範囲を逸脱しない範囲内での多くの変
更及び改良を行ってもよいことを認識するであろう。
【００４４】
図１は、大型トラック（lorry）とトレーラとの結合体である連結式の車両結合体１を
示し、車両結合体１は、牽引車両２の形態をとる第１の車両と、トレーラ３、４とを含む
。車両結合体は、車両結合体を後退させる装置を含む。この装置は、牽引車両２において
、図１で破線により示されるコントロールユニットＣＵを含む。コントロールユニットＣ
Ｕは、本発明のこの例において車両結合体１を表すのに用いられる車両モデルを、簡略化
した単一のトラックモデルの形態で保存するように構成されたデータストレージメモリを
含む。本モデルにおいて、トレーラ３、４は、２つの車両部の結合体とみなされる。より
詳細には、トレーラは、２つの被牽引車両を構成する第２及び第３の車両部３、４を含む
。第１の被牽引車両３は、第１の関節継手５にて牽引車両２のトレーラ結合部に連結され
た牽引用バーを有する台車（dolly）である。第２の被牽引車両部４は、台車の第五輪の
結合部（fifth wheel coupling）に連結されたキングピン（kingpin）によって第２の関
節継手８にて連結されたセミトレーラである。
【００４５】
本発明は、乗用車とトレーラとの結合体、バスとトレーラとの結合体、トラクタとセミ
トレーラとの結合体など、他のあらゆる種類の連結式車両に適応可能であるが、セミトレ
ーラの後方に更なるトレーラが存在していても存在していなくてもよいことに留意すべき
である。したがって、車両結合体は、トラクタ、ｂ−リンク（b-link）、セミトレーラ、
ｂ−ダブル結合体（b-double combination）、ｂ−トリプル結合体、（b-triple combina
tion）、又は、「リジッド＋台車セミトレーラ」若しくは「リジッドトラック＋中心車軸
＋中心車軸」を有するノルディック結合体（Nordic combination）を含んでもよい。車両
結合体は、また、１つ又は２つのピボットジョイントを有する連結式のバスであってもよ
い。
【００４６】
車両モデルは、各車両部２、３、４についての有効ホイールベース（effective wheelb
ase）を含む。各車両部についての有効ホイールベースは、予め決定されてコントロール
ユニットＣＵのメモリに保存され得るか、又は、車両結合体が前進しているときに推定さ
れてもよい。牽引車両２は、前車軸１２及び２つの後車軸を含むが、車両モデルに関して
は、後車軸は、２つの実際の後車軸間に位置する仮想後車軸１３に取って代わられる。牽
引車両２の有効ホイールベースＬｅｑ１は、前車軸１２から牽引車両２の仮想車軸１３ま
での距離である。また、車両モデルに関しては、台車３の２つのホイール車軸７は、２つ
の実際のホイール車軸７間に位置する仮想車軸６に取って代わられる。台車３の有効ホイ
ールベースＬｅｑ２は、牽引用バー結合部から台車の仮想車軸６までの距離である。さら
に、セミトレーラ４は、３つのホイール車軸１０を含むが、車両モデルに関しては、セミ
トレーラ４の３つのホイール車軸１０は、仮想車軸９に取って代わられる。セミトレーラ
４の有効ホイールベースＬｅｑ３は、第２の関節継手８からセミトレーラ４の仮想車軸９
までの距離である。
【００４７】
図２は、車両モデルであって、車両結合体が１つの回転自由度を有する継手によって取
り付けられた３つの剛体（rigid body）を含んでいる、前記車両モデルを示す。この例に
おいて、被牽引車両部３、４のいずれも操舵可能な車軸を有していない。しかしながら、
本発明は、また、１つ以上の被牽引車両部が操舵可能な車軸を有している場合、例えば、
セミトレーラのホイールが操舵可能である場合における車両結合体に適用可能であること
は勿論である。
【００４８】
図３は、車両結合体１が、建造物５００が存在するエリアに位置している状況の一例の
平面図を示している。運転者は、車両結合体１を制御して、建造物５００が存在するエリ
アの近くを通る道路６００から曲がって建造物５００が存在するエリアに向かって前進さ
せている。このエリアから出るためには、車両結合体を後退させる必要がある。したがっ
て、この例では、車両結合体の移動が建造物５００によって規制されている。但し、本発
明は、このような規制が、例えば、縁石、駐車車両、農村地域における道路の路側（road
side）などの他の種類の障害物によって形成されている状況に対しても同様に適用可能
であることに留意すべきである。
【００４９】
以下、本発明の実施形態による方法について、図４を参照して説明する。
【００５０】
車両結合体を後退させる装置は、車両結合体１のローカルポジションＬＰについてグロ
ーバルポジションＧ１，…ＧＮを記録して保存する手段であって、ＧＰＳ（グローバル・
ポジショニング・システム）装置及びコントロールユニットＣＵの形態をとる手段を含む
。これにより、車両結合体１が前進移動しているとき（Ｓ１）、コントロールユニットＣ
Ｕは、車両結合体１のローカルポジションＬＰについての複数のグローバルポジションＧ
１，…ＧＮを表すデータを受信して保存する。グローバルポジションＧ１，…ＧＮは、周
囲に対して定められること、すなわち、これらはグローバル座標で表現されることが理解
される。ローカルポジションＬＰは、セミトレーラ４に対して定められる。ローカルポジ
ションＬＰは、車両結合体の最も後側の車軸、この例ではセミトレーラの仮想車軸９（図
１）での位置である。車両結合体の他の位置が車両モデルについてのローカルポジション
として用いられてもよいことに留意すべきである。この例では、グローバルポジションＧ
１，…ＧＮは、所定の頻度で決定される。
【００５１】
図２も参照すると、コントロールユニットは、また、グローバルポジションＧ１，…Ｇ
Ｎを決定するための車両状態監視部を含む。車両状態監視部は、例えば、ステアリングホ
イール角δ、牽引車両のヨーレートｄθ１／ｄｔ、牽引車両及び被牽引車両の車輪速、各
関節継手の関節角Φ１、Φ２、並びに、グローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ
）からの位置信号に対応するセンサ入力と組み合わせて車両モデルを使用する。車両状態
監視部は、更に、前進移動している間に、ローカルポジションＬＰの複数の移動方向を決
定するように構成されている。このため、牽引車両２のＧＰＳ装置は、間隔を空けた２つ
のアンテナを有する。また、車両モデルについてのセンサ入力は、有利には、車速センサ
入力と、ＧＰＳアンテナの連結角と、を含む。車両状態監視部は、更新される情報を有す
る、純正モデルベースの監視部であってもよいし、カルマンフィルタを含んだものであっ
てもよい。
【００５２】
図２に示すパラメータを含む式については後述する。グローバルポジションＧ１，…Ｇ
Ｎは、パラメータｘ３，ｙ３によって表現される。グローバルポジションＧ１，…ＧＮは
、予め規定された頻度で記録される。予め規定された頻度は、距離又は時間に応じて決ま
ってもよい。このような方法で、グローバルポジションは、一定の距離間隔又は一定の時
間間隔で記録される。
【００５３】
図３に示すように、走行経路（traveled path）ＴＰは、グローバルポジションＧ１，
…ＧＮに基づいて、適切な数学的補間アルゴリズムによって決定される（Ｓ２）。
【００５４】
車両結合体を後退させる装置は、また、センサ２０を含む。図１に視られるように、こ
の例では、牽引車両２がセンサを含み、このセンサは、それ自体が、カメラと画像の各点
についての対象との間の光信号の飛行時間を測定することにより、既知の光の速度に基づ
いて距離を求めるレンジ撮像カメラシステムとして知られる、いわゆる、タイムオブフラ
イト（ＴｏＦ）カメラ２０の形態をとっている。センサ２０は、牽引車両２の前部に取り
付けられ、車両結合体１が前進移動している間に複数の周囲のプロパティを記録する（Ｓ
３）ように構成されている。ＴｏＦカメラ２０は、前方の観測、場合によっては、左右両
側及び／又は後方の観測を可能にする様々な代替的構成が可能である。ステレオカメラ、
例えば、ライダ（Lidar）用のレーザスキャナ、レーダ及び／又は２つの音響アレイなど
の他の適切な種類のセンサが本発明に用いられてよい。
【００５５】
図３も参照すると、コントロールユニットＣＵは、センサ２０からの信号を受け取って
保存する。コントロールユニットＣＵは、センサ２０からの信号に基づいて、後述のよう
に決定される運転可能領域（driveable area）の限界点５０１の位置を決定する。アスフ
ァルト、草地、縁石、建造物及び他の障害物などの複数の周囲のプロパティは、画像解析
機能の形態をとる、コントロールユニットＣＵの信号解析機能によって特定される。例え
ば、ライダ又はレーダなどの他の種類のセンサによる代替例において、コントロールユニ
ットＣＵの信号解析機能が、使用される種類のセンサからの信号に適合していることは勿
論である。
【００５６】
このような解析の際、コントロールユニットは、グローバル座標で表現される、限界点
５０１の位置を決定する。このような限界点５０１は、多数の基準、例えば、走行経路Ｔ
Ｐに最も近い位置にある検出障害物の位置に基づいて選択される。図３における限界点５
０１の幾つかは、建造物５００の角を示し、限界点５０１の幾つかは、このような角間の
限界を示し、角及び角間の限界は、運転可能領域の限界を形成しており、これらは、車両
結合体が前進走行する際にコントロールユニットによって保存される。
【００５７】
センサ２０は、時間間隔で分割された繰り返しステップにて情報を記録するように構成
されていてもよい。このような記録の頻度は、予め規定されていてもよい。例えば、記録
は、グローバルポジションＧ１，…ＧＮの決定頻度と同じ頻度でなされてもよい。このこ
とは、郊外の道路を走行する際に特に有用となり得る。
【００５８】
したがって、センサ２０からの信号は、コントロールユニットによって「抽出（distil
led）」され、例えば、車両結合体１が走行した経路の両側に存在する点座標を生成する
ものである。その結果、センサの未加工信号を保存する場合と比較して、保存されるデー
タ量を大幅に低減することができ、これにより、過剰なデータ保存領域を必要とすること
なく、長い運転距離においてデータを節約することが可能となる。
【００５９】
この例では、図３に示す状況において、車両結合体１を後退させて道路６００に戻る必
要がある。車両結合体１の運転者は、コントロールユニットＣＵに信号を伝達する制御ボ
タンを押すことにより、後退移動支援を要求する（Ｓ４）。このような要求があると、コ
ントロールユニットＣＵは、後退操作用の車両制御入力データを決定し、このデータには
、詳細を後述するように、自車両の後退中にフィードバックデータが追加される。
【００６０】
車両制御入力データを決定することの一部として、コントロールユニットは、保存され
たグローバルポジションＧ１，…ＧＮと、複数の周囲のプロパティを示す、この例では限
界点５０１である１組のデータとに基づいて、運転可能領域ＤＡを決定する（Ｓ５）。運
転可能領域の決定は、この例では、限界点５０１間を補間することによって限界線５０２
（図３）を決定することを含む。より詳細には、運転可能領域ＤＡは、走行経路ＴＰを含
む領域として決定され、限界線５０２によって区画される。このような補間は、限界点間
を直線で結ぶことによりなされてもよいし、多項式補間でなされてもよい。
【００６１】
さらに、走行経路に沿った運転可能な経路幅ＤＷを、限界線５０２に基づいて決定して
もよい。運転可能な経路幅ＤＷは、図３に一例として示すように、例えば、走行経路の左
右両側に存在する対向する２つの限界線５０２間の最短距離である。
【００６２】
車両制御入力データを決定することの更なる一部として、コントロールユニットは、車
両結合体１の後退移動をシミュレートする。シミュレートした移動は、ローカルポジショ
ンＬＰ（図２）がグローバルポジションＧ１，…ＧＮ（図３）に沿って移動するようなも
のである。シミュレートした後退移動に基づいて、車両結合体の通過領域ＳＡが決定され
る（Ｓ６）。通過領域は、移動中の車両結合体のあらゆる部分が通過する領域である。シ
ミュレートした後退移動及び通過領域ＳＡは、以下の式を用いて決定される。
【００６３】
以下の式は、図２に示すパラメータと、パラメータｘ３，ｙ３で表現されるグローバル
ポジションＧ１，…ＧＮとを用いて車両結合体の状態を記述するものである。尚、図２に
おいて、Ｃ１が、第１の牽引車両部２の仮想車軸１３から第１の関節継手５までの長手方
向の距離であり、Ｃ２が、第１の被牽引車両部３の仮想車軸６から第２の関節継手８まで
の長手方向の距離である。
【００６４】
【数１】
2020142793.tif 000003
【００６５】
【数２】
2020142793.tif 000004
【００６６】
【数３】
2020142793.tif 000005
【００６７】
【数４】
2020142793.tif 000006
【００６８】
【数５】
2020142793.tif 000007
【００６９】
以下、記号「ｎ」は、車両結合体における車両部の数を示している。第ｎ番目の車両部
の有効ホイールベースＬｅｑｎ、第ｎ番目及び第ｎ−１番目の車両部の方位（orientatio
n）θｎ，θｎ−１、及び、第ｎ番目及び第ｎ−１番目の車両部の各仮想車軸から第ｎ番
目及び第ｎ−１番目の関節継手までの長手方向の距離Ｃｎ，Ｃｎ−１に基づいて、仮想車
軸６、９、１３（図１）の位置を以下の式によって計算することができる。
【００７０】
【数６】
2020142793.tif 000008
【００７１】
【数７】
2020142793.tif 000009
【００７２】
ローカルポジションＬＰ（図２）がパラメータｘ３，ｙ３で表現されるグローバルポジ
ションＧ１，…ＧＮ（図３）に沿って移動する場合をシミュレートした後退移動について
計算された、これらの車軸位置と、車両結合体１の複数の寸法値とから、車両結合体１の
通過領域ＳＡが決定される。
【００７３】
図５も参照すると、車両結合体の寸法値は、図５に示すように、コントロールユニット
ＣＵによって、車両部２、３、４のモデルの形態で予め保存されている。Ｉｎは、第ｎ番
目の車両部の全長である。Ｗｎは、第ｎ番目の車両部の幅である。Ｌｅｑｎは、第ｎ番目
の車両部の有効ホイールベースである。Ｘｎｒは、第ｎ番目の車両部の仮想車軸から第ｎ
番目の車両部の後端までの長手方向の距離である。尚、例えば、ホイールベースなどの寸
法値は、また、車両結合体の特定の前進運転後に推定されてもよい。
【００７４】
各車両部２、３、４の角の位置は、以下の式から決定される。ここで、θｎは、第ｎ番
目の車両部のヨー角であり、ｘｎ及びｙｎは、第ｎ番目の車両部の仮想車軸の座標であり
、ｘｆｌ，ｎ、ｙｆｌ，ｎ、ｘｆｒ，ｎ、ｙｆｒ，ｎ、ｘｒｌ，ｎ、ｙｒｌ，ｎ、及び、
ｘｒｒ，ｎ、ｙｒｒ，ｎは、第ｎ番目の車両部の角を示す座標である。
【００７５】
【数８】
2020142793.tif 000010
【００７６】
【数９】
2020142793.tif 000011
【００７７】
【数１０】
2020142793.tif 000012
【００７８】
【数１１】
2020142793.tif 000013
【００７９】
【数１２】
2020142793.tif 000014
【００８０】
【数１３】
2020142793.tif 000015
【００８１】
【数１４】
2020142793.tif 000016
【００８２】
【数１５】
2020142793.tif 000017
【００８３】
車両結合体１のシミュレートした後退移動による通過領域ＳＡが一度決定されると（Ｓ
６）、通過領域ＳＡが運転可能領域ＤＡを超えるか否かが判断される（Ｓ７）。図３では
、通過領域が運転可能領域ＤＡを超える場合の領域を、一例として矢印Ｅで示している。
【００８４】
図６も参照すると、通過領域ＳＡが運転可能領域ＤＡを超える場合、シミュレートした
後退移動が調整される。調整された後退移動は、ローカルポジションＬＰ、すなわち、車
両結合体１の最も後側の仮想車軸９が走行する経路の調整（Ｓ９）に基づいている。この
経路の調整により、走行経路ＴＰとは別の調整経路ＡＰが生成される。調整された通過領
域ＡＳＡは、調整された後退移動に基づいて決定される（Ｓ６）。
【００８５】
したがって、調整経路ＡＰは、車両結合体１が前進移動している間に決定した走行経路
ＴＰとは異なる。その理由の１つは、車両結合体１の前進移動している間の通過領域が、
走行経路ＴＰに沿ってシミュレートした後退移動について決定された通過領域ＳＡと異な
るからである。その理由の１つは、後退移動している間、車両結合体１の連結部が原因で
、走行経路ＴＰでの最も後側の仮想車軸９を維持するのに操舵の調整が必要となるからで
ある。このような操舵の調整により、その後、前進移動している間の通過領域を超える通
過領域ＳＡが提供されてしまう。
【００８６】
解決される課題を説明するために、２つの車両部のみを備えて前進移動する車両結合体
のトレーラは、固定された関節部を用いて重力により垂直位置に向かって安定し付勢され
る振り子にたとえることができる。しかしながら、車両結合体が後退移動するとき、トレ
ーラは、関節部を用いて下端で支持されるだけの細長い物体のような挙動を示す。そのた
め、関節部は、この物体がバランスを失って倒れないように左右に動く必要がある。同様
に、トレーラが所望の経路から外れないように牽引車両の操舵を行なう必要がある。この
課題は、上述した例のように３つの車両部を備えた車両結合体において悪化するおそれが
ある。
【００８７】
調整された経路ＡＰに沿って調整されるシミュレートした後退移動についての調整され
た通過領域ＡＳＡが一度決定されると、調整された通過領域ＡＳＡが運転可能領域ＤＡを
超えるか否かが判断される（Ｓ７）。
【００８８】
調整された通過領域ＡＳＡが運転可能領域ＤＡを超える場合、走行される経路及びシミ
ュレートした後退移動がもう一度調整される（Ｓ８）。そして、さらに調整された通過領
域が決定され（Ｓ６）、その後、これが運転可能領域を超えるか否かが判定される（Ｓ７
）。
【００８９】
必要であれば、要求される自動後退動作は、調整された通過領域ＡＳＡが運転可能領域
ＤＡの範囲内に収まるのを可能にする微小な前進運転による補正を含んでもよい。例えば
、シミュレートした後退移動は、２つ以上の部分に分割されてもよく、シミュレートした
後退移動の連続する部分は、前進移動を挟んで結合されてもよい。したがって、車両制御
入力データによる制御を用いた車両結合体の第１の後退移動の後に、この第１の後退移動
よりも短い前進移動が続き、その後、第２の後退移動が続いてもよい。
【００９０】
図１も参照すると、調整された通過領域ＡＳＡが運転可能領域ＤＡを超えていない場合
、コントロールユニットは、後退移動に関する車両制御入力データの決定（Ｓ９）を開始
する。牽引車両２は、アクチュエータを含む。このアクチュエータは、前車軸１２の車輪
を操舵し、牽引車両２のエンジンの形態をとる推進部を制御し、牽引車両２の制動を制御
する。このようなアクチュエータは、それ自体周知であり、ここではその詳細について説
明しない。この対象物を簡略化するために、図１では、アクチュエータを矩形型の破線３
０によって示している。
【００９１】
車両制御入力データは、コントロールユニットＣＵ用の入力信号を提供して、後退移動
している間に、アクチュエータ３０を介して車両結合体１を制御する（Ｓ１０）。後退移
動している間、車両制御入力データは、関節角Φ１，Φ２（図２）用のセンサからのフィ
ードバック（Ｓ１１）に基づいて更新される。シミュレートした経路に沿った後退移動は
、この例では、コントロールユニットＣＵによって、例えば、一定の低速度にて操舵制御
及びクルーズ制御を実行するアクチュエータ３０を用いて、停止と、速度及び方向の変更
とを必要としながら自律的に実行される。
【００９２】
被牽引車両部が操舵可能な車輪を含む場合、コントロールユニットＣＵによる車両結合
体の自律制御は、このような操舵可能な車輪用のアクチュエータの制御を含んでもよい。
【００９３】
コントロールユニットＣＵの自律制御の代替例として、車両制御入力データの少なくと
も一部が、車両結合体１の運転者に対する視覚的及び／又は聴覚的な表現を提供するもの
であってもよい。このような代替例では、運転者の自律的な制御又はコントロールユニッ
トＣＵの半自律的な制御が存在する。ある実施形態では、操舵がコントロールユニットＣ
Ｕによって制御されてもよく、推進及び制動が運転者によって制御されてもよい。
【図１】
2020142793.tif 000018
【図２】
2020142793.tif 000019
【図３】
2020142793.tif 000020
【図４】
2020142793.tif 000021
【図５】
2020142793.tif 000022
【図６】
2020142793.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】令和2年5月26日(2020.5.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの関節継手（５、８）を介して相互に接続された少なくとも２つの車両部（２、３、４）を備えた連結式の車両結合体（１）を後退させる装置であって、
前記車両結合体（１）のローカルポジション（ＬＰ）について複数のグローバルポジション（Ｇ１，…ＧＮ）を記録し保存する手段と、
前記車両結合体（１）に取り付けられ、複数の周囲のプロパティを示すデータを記録する少なくとも１つのセンサ（２０）と、
前記車両結合体（１）の複数の寸法値（Ｉｎ，Ｗｎ，Ｌｅｑｎ，Ｘｎｒ）、前記車両結合体（１）が前進移動しているときに記録された一組のグローバルポジション（Ｇ１，…ＧＮ）、及び、前記車両結合体（１）が前進移動している間に記録された前記複数の周囲のプロパティを示す一組のデータに少なくとも部分的に基づいて、前記車両結合体（１）の通過領域が前記前進移動している間の通過領域とは異なり得る後退移動中の前記車両結合体（１）を制御するための車両制御入力データを決定するように構成されたコントロールユニット（ＣＵ）と、
を含み、
前記コントロールユニット（ＣＵ）は、画像解析機能の形態をとる信号解析機能によって、アスファルト及び草地を含む、前記複数の周囲のプロパティを特定するように構成されており、
前記コントロールユニット（ＣＵ）は、前記一組のグローバルポジション（Ｇ１，…ＧＮ）に少なくとも基づいて前記車両結合体（１）の前記後退移動中の通過領域（ＳＡ，ＡＳＡ）を決定し、当該通過領域（ＳＡ，ＡＳＡ）に部分的に基づいて前記車両制御入力データを決定するように構成されており、
前記コントロールユニット（ＣＵ）は、前記車両結合体（１）の後退移動をシミュレートし、当該シミュレートした後退移動に部分的に基づいて前記通過領域（ＳＡ，ＡＳＡ）を決定するように構成されており、
前記コントロールユニット（ＣＵ）は、前記一組のグローバルポジション（Ｇ１，…ＧＮ）及び前記複数の周囲のプロパティを示す一組のデータに少なくとも基づいて、運転可能領域（ＤＡ）又は当該運転可能領域の少なくとも１つの境界に加えて運転可能な経路幅（ＤＷ）を決定し、前記運転可能領域又は前記運転可能領域の少なくとも１つの境界と前記運転可能な経路幅（ＤＷ）とに部分的に基づいて前記車両制御入力データを決定するように構成されており、
前記コントロールユニット（ＣＵ）は、前記通過領域（ＳＡ，ＡＳＡ）が前記運転可能領域（ＤＡ）を超えるか否かを判断するか、又は、前記通過領域（ＳＡ，ＡＳＡ）が前記運転可能領域（ＤＡ）の少なくとも１つの境界の少なくとも１つと干渉するか否かを判断するように構成され、前記コントロールユニット（ＣＵ）は、さらに、前記通過領域（ＳＡ，ＡＳＡ）が前記運転可能領域を超える場合、又は、前記通過領域（ＳＡ，ＡＳＡ）が前記運転可能領域の少なくとも１つの境界の少なくとも１つと干渉する場合に、前記シミュレートした後退移動を調整するか、又は、別の後退移動をシミュレートするように構成されていることを特徴とする、装置。
【請求項２】
前記コントロールユニット（ＣＵ）は、前記車両結合体（１）が後退移動している間に、少なくとも１つの駆動装置（３０）を介して自律的に又は半自律的に前記車両結合体（１）を制御するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
少なくとも１つの関節継手（５、８）を介して相互に接続された少なくとも２つの車両部（２、３、４）を備えた連結式の車両結合体（１）を後退させる方法であって、
前記車両結合体（１）が前進移動しているとき（Ｓ１）に記録された、前記車両結合体（１）のローカルポジション（ＬＰ）についての複数のグローバルポジション（Ｇ１，…ＧＮ）を示すデータを保存すること（Ｓ２）、
前記車両結合体（１）に取り付けられた少なくとも１つのセンサ（２０）を用いることによって、前記車両結合体（１）が前進移動している間（Ｓ１）に記録された（Ｓ３）、複数の周囲のプロパティを示す一組のデータを保存すること、及び、
前記車両結合体（１）の複数の寸法値（Ｉｎ，Ｗｎ，Ｌｅｑｎ，Ｘｎｒ）、前記グローバルポジション（Ｇ１，…ＧＮ）、及び、前記複数の周囲のプロパティを示す一組のデータに少なくとも部分的に基づいて、前記車両結合体（１）の通過領域が前記前進移動している間の通過領域とは異なり得る後退移動中の前記車両結合体（１）を制御する（Ｓ１０）ための車両制御入力データを決定すること（Ｓ９）、を含み、
画像解析機能の形態をとる信号解析機能によって、アスファルト及び草地を含む、前記複数の周囲のプロパティを特定すること、
少なくとも前記グローバルポジション（Ｇ１，…ＧＮ）に基づいて前記車両結合体（１）の前記後退移動中の通過領域（ＳＡ，ＡＳＡ）を決定すること（Ｓ６）であって、当該通過領域（ＳＡ，ＡＳＡ））に部分的に基づいて前記車両制御入力データが決定される（Ｓ９）、前記通過領域（ＳＡ，ＡＳＡ）を決定すること、
前記車両結合体（１）の後退移動をシミュレートすることであって、当該シミュレートした後退移動に部分的に基づいて前記通過領域（ＳＡ，ＡＳＡ）が決定される（Ｓ６）、前記後退移動をシミュレートすること、
前記グローバルポジション（Ｇ１，…ＧＮ）及び前記複数の周囲のプロパティを示す一組のデータに少なくとも基づいて、運転可能領域（ＤＡ）又は運転可能領域（ＤＡ）の少なくとも１つの境界に加えて運転可能な経路幅（ＤＷ）を決定すること、
前記通過領域（ＳＡ，ＡＳＡ）が前記運転可能領域（ＤＡ）を超えるか否かを判断すること（Ｓ７）、又は、前記通過領域（ＳＡ，ＡＳＡ）が前記運転可能領域（ＤＡ）の少なくとも１つの境界の少なくとも１つと干渉するか否かを判断すること、及び、
前記通過領域（ＳＡ，ＡＳＡ）が前記運転可能領域（ＤＡ）を超える場合、又は、前記通過領域（ＳＡ，ＡＳＡ）が前記運転可能領域（ＤＡ）の少なくとも１つの境界の少なくとも１つと干渉した場合に前記シミュレートした後退移動を調整すること、又は、別の後退移動をシミュレートすること、を含み、
前記車両制御入力データは、前記運転可能領域（ＤＡ）又は前記運転可能領域（ＤＡ）の少なくとも１つの境界と、前記運転可能な経路幅（ＤＷ）とに部分的に基づいて決定されることを特徴とする、方法。
【請求項４】
前記車両制御入力データは、前記車両結合体（１）のコントロールユニット（ＣＵ）によって決定され、前記後退移動中の前記車両結合体（１）を制御すること（Ｓ１０）は、前記コントロールユニット（ＣＵ）が、少なくとも１つの駆動装置（３０）を介して前記車両結合体（１）を自律的に又は半自律的に制御するための前記車両制御入力データの少なくとも一部を提供することを含むことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
また、コントロールユニットは、一組のグローバルポジション及び複数の周囲のプロパティを示す一組のデータの少なくとも一方に基づいて運転可能領域（drivable area）又は運転可能領域の少なくとも１つの境界を決定し、この運転可能領域又は運転可能領域の少なくとも１つの境界に部分的に基づいて車両制御入力データを決定するように構成されているという利点を有する。これにより、例えば、草地（grass）、アスファルト、障害物などの記録された複数の周囲のプロパティから得られたデータが、後退移動をシミュレートする際にコントロールユニットが容易に評価可能な境界や運転可能領域に変換されるので、より正確な車両制御入力データを得ることができる。運転可能領域の少なくとも１つの境界は、点であってもよいし、例えば、決定した複数の境界点を接続又は補間して得られた線であってもよい。上述のように、点であれば、センサから得られる周囲についての生データ（raw data）と比較して、必要とされるデータ保存領域は少なくて済み、データを過剰なデータ保存領域を必要とすることなく長い運転距離に亘って保存することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
好ましくは、コントロールユニットは、通過領域が運転可能領域を超えるか否かを判断するか、又は、通過領域が運転可能領域の少なくとも１つの境界の少なくとも１つと干渉するか否か若しくは重なるか否かを判断するように構成されている。コントロールユニットは、通過領域が運転可能領域を超えるか否かを判断するか、又は、通過領域が運転可能領域の少なくとも１つの境界の少なくとも１つと干渉するか否かを判断するように構成されてもよく、コントロールユニットは更に、通過領域が運転可能領域を超える場合、又は、通過領域が運転可能領域の少なくとも１つの境界の少なくとも１つと干渉する場合に、シミュレートした後退移動を調整するか、又は、別の後退移動をシミュレートするように構成されてもよい。これにより、決定した通過領域が運転可能領域の境界と干渉する場合にシミュレートした後退移動が調整されるので、後退移動の支援が更に改善される。このことは、運転可能領域を考慮して通過領域の決定と移動のシミュレーションとを反復することにより後退運転の戦略を見出すことを可能にする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
ある実施形態では、コントロールユニットは、一組のグローバルポジション及び複数の周囲のプロパティを示す一組のデータに少なくとも基づいて運転可能な経路幅（drivable path width）を決定し、この運転可能な経路幅に部分的に基づいて車両制御入力データを決定するように構成されている。これにより、運転可能領域の境界の明示として、車両制御入力データを決定するのに容易に利用可能なパラメータの値を提供することが可能となる。運転可能な経路幅は、例えば、グローバルポジション又は上述の走行経路と交差する運転可能領域の境界間の最短距離とすることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
図３も参照すると、コントロールユニットＣＵは、センサ２０からの信号を受け取って保存する。コントロールユニットＣＵは、センサ２０からの信号に基づいて、後述のように決定される運転可能領域（driveable area）の境界点５０１の位置を決定する。アスファルト、草地、縁石、建造物及び他の障害物などの複数の周囲のプロパティは、画像解析機能の形態をとる、コントロールユニットＣＵの信号解析機能によって特定される。例えば、ライダ又はレーダなどの他の種類のセンサによる代替例において、コントロールユニットＣＵの信号解析機能が、使用される種類のセンサからの信号に適合していることは勿論である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
このような解析の際、コントロールユニットは、グローバル座標で表現される、境界点５０１の位置を決定する。このような境界点５０１は、多数の基準、例えば、走行経路ＴＰに最も近い位置にある検出障害物の位置に基づいて選択される。図３における境界点５０１の幾つかは、建造物５００の角を示し、境界点５０１の幾つかは、このような角間の境界を示し、角及び角間の境界は、運転可能領域の境界を形成しており、これらは、車両結合体が前進走行する際にコントロールユニットによって保存される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
車両制御入力データを決定することの一部として、コントロールユニットは、保存されたグローバルポジションＧ１，…ＧＮと、複数の周囲のプロパティを示す、この例では境界点５０１である１組のデータとに基づいて、運転可能領域ＤＡを決定する（Ｓ５）。運転可能領域の決定は、この例では、境界点５０１間を補間することによって境界線５０２（図３）を決定することを含む。より詳細には、運転可能領域ＤＡは、走行経路ＴＰを含む領域として決定され、境界線５０２によって区画される。このような補間は、境界点間を直線で結ぶことによりなされてもよいし、多項式補間でなされてもよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
さらに、走行経路に沿った運転可能な経路幅ＤＷを、境界線５０２に基づいて決定してもよい。運転可能な経路幅ＤＷは、図３に一例として示すように、例えば、走行経路の左右両側に存在する対向する２つの境界線５０２間の最短距離である。

【外国語明細書】
2020142793000001.pdf