(57)【要約】【課題】  車両の適切な誘導を図りながら、操舵手段の動きに対するドライバの違和感を低減することが可能な走行支援装置を提供する。【解決手段】  車両用走行支援装置１００は、初期位置から目標位置までの目標移動軌跡に沿って走行するように車両の走行を支援する。この装置１００は、目標移動軌跡に沿って車両が走行するように転舵手段３２の転舵角を制御するための制御パターンを生成する転舵角制御パターン生成手段１２と、操舵手段３２の操舵角を制御するための制御パターンを生成する操舵角制御パターン生成手段１２と、転舵角の制御パターンに基づいて転舵手段３２を制御し、操舵角の制御パターンに基づいて操舵手段２２を制御する制御手段２０，３０と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
初期位置から目標位置までの目標移動軌跡に沿って走行するように車両の走行を支援する車両用走行支援装置であって、
前記目標移動軌跡に沿って前記車両が走行するように転舵手段の転舵角を制御するための制御パターンを生成する転舵角制御パターン生成手段と、
操舵手段の操舵角を制御するための制御パターンを生成する操舵角制御パターン生成手段と、
前記転舵角の制御パターンに基づいて前記転舵手段を制御し、前記操舵角の制御パターンに基づいて前記操舵手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする車両用走行支援装置。
【請求項２】
前記操舵角の制御パターンは、前記転舵角の制御パターンに基づいて生成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用走行支援装置。
【請求項３】
前記操舵角の制御パターンは、前記転舵角の変化に対する前記操舵角の変化の割合を変更して生成された区間を含むことを特徴とする請求項２に記載の車両用走行支援装置。
【請求項４】
前記操舵角の制御パターンは、前記転舵角を変化させないときに前記操舵角を変化させる区間を含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の車両用走行支援装置。
【請求項５】
前記操舵角の制御パターンは、前記転舵角を変化させるときに前記操舵角を変化させない区間を含むことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の車両用走行支援装置。
【請求項６】
前記操舵角の制御パターンは、前記転舵角の制御パターンにおける走行距離に対する転舵角の変化の割合よりも小さい割合で操舵角を変化させる区間を含むことを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の車両用走行支援装置。
【請求項７】
前記操舵角の制御パターンにおいて操舵角中立から角度変化を始める時点は、前記転舵角の制御パターンにおいて転舵角中立から角度変化を始める時点と同一であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の車両用走行支援装置。
【請求項８】
前記操舵角の制御パターンにおいて操舵角保持から角度変化を始める時点は、前記転舵角の制御パターンにおいて転舵角保持から角度変化を始める時点と同一であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の車両用走行支援装置。
【請求項９】
前記操舵角の制御パターンにおいて操舵角変化が極値となる時点は、前記転舵角の制御パターンにおいて転舵角変化が極値となる時点と同一であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の車両用走行支援装置。
【請求項１０】
前記操舵角の制御パターンは、前記転舵角の制御パターンにおいて最大転舵角と最小転舵角との間を直線で結んで生成される区間を含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の車両用走行支援装置。
【請求項１１】
前記操舵角の制御パターンと前記転舵角の制御パターンとは、前記目標移動軌跡が生成されたときに生成されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の車両用走行支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目標位置への移動軌跡に沿って車両が走行するように、その走行を支援する車両用走行支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動操舵により、車両を目標位置へと誘導する走行支援装置が知られている。例えば特許文献１に記載の装置は、操舵手段（ステアリング）の連続等速操作により、ステアリングに連動させて転舵手段（車輪）を連続等速操作して、円滑な操作で車庫入れを誘導しようとしている。
【特許文献１】特開平６−７５６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、円滑な移動軌跡を描くための演算は複雑であって演算量も多いため、実際には操舵途中でステアリングの回転速度が変化したり、ステアリングの回転に一旦停止を含んだりする移動軌跡が生成される場合が多かった。また障害物等を避けるために、速い回転速度でステアリングを操作するような移動軌跡が生成される場合もあった。その結果、ドライバがステアリングの動きに違和感を覚える虞があった。
【０００４】
本発明は、上記した事情に鑑みて為されたものであり、車両の適切な誘導を図りながら、操舵手段の動きに対するドライバの違和感を低減することが可能な車両用走行支援装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る車両用走行支援装置は、初期位置から目標位置までの目標移動軌跡に沿って走行するように車両の走行を支援する。この装置は、（１）目標移動軌跡に沿って車両が走行するように転舵手段の転舵角を制御するための制御パターンを生成する転舵角制御パターン生成手段と、（２）操舵手段の操舵角を制御するための制御パターンを生成する操舵角制御パターン生成手段と、（３）転舵角の制御パターンに基づいて転舵手段を制御し、操舵角の制御パターンに基づいて操舵手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
この装置によれば、転舵角制御パターン生成手段により、目標移動軌跡に沿って車両が走行するように転舵手段の転舵角を制御するための制御パターンが生成される。一方、操舵角制御パターン生成手段により、操舵角を制御するための制御パターンが生成される。そして、転舵角の制御パターンに基づいて転舵手段を制御する一方、操舵角の制御パターンに基づいて操舵手段を制御することができる。従って、転舵手段の動きが滑らかでないときでも操舵手段の動きを滑らかにするような制御パターンで操舵手段を制御することができる。その結果、車両の適切な誘導を図りつつ、操舵手段の動きに対するドライバの違和感を低減することができる。
【０００７】
操舵角の制御パターンは、転舵角の制御パターンに基づいて生成されると好ましい。このようにすれば、転舵角の制御パターンに近似させつつ、操舵手段を滑らかに制御する操舵角の制御パターンを容易に生成することができる。
【０００８】
操舵角の制御パターンは、転舵角の変化に対する操舵角の変化の割合を変更して生成された区間を含むと好ましい。このように、転舵角の変化に対する操舵角の変化の割合を変更することで、操舵手段を滑らかに制御する操舵角の制御パターンが生成される。
【０００９】
操舵角の制御パターンは、転舵角を変化させないときに操舵角を変化させる区間を含むと好ましい。また、操舵角の制御パターンは、転舵角を変化させるときに操舵角を変化させない区間を含むと好ましい。操舵角の制御パターンがこのような区間を含むことで、操舵手段の滑らかな制御を実現し易くなる。
【００１０】
操舵角の制御パターンは、転舵角の制御パターンにおける走行距離に対する転舵角の変化の割合よりも小さい割合で操舵角を変化させる区間を含むと好ましい。このようにすれば、転舵角の変化よりも操舵角の変化が緩やかになり、操舵手段の動きに対するドライバの違和感が低減される。
【００１１】
操舵角の制御パターンにおいて操舵角中立から角度変化を始める時点は、転舵角の制御パターンにおいて転舵角中立から角度変化を始める時点と同一であると好ましい。このようにすれば、操舵手段の切り出し時点と転舵手段の切り出し時点とを一致させることができ、ドライバの違和感を一層低減することができる。
【００１２】
操舵角の制御パターンにおいて操舵角保持から角度変化を始める時点は、転舵角の制御パターンにおいて転舵角保持から角度変化を始める時点と同一であると好ましい。或いは、操舵角の制御パターンにおいて操舵角変化が極値となる時点は、転舵角の制御パターンにおいて転舵角変化が極値となる時点と同一であると好ましい。このようにすれば、操舵手段の切り返し時点と転舵手段の切り返し時点とを一致させることができ、ドライバの違和感を一層低減することができる。
【００１３】
操舵角の制御パターンは、転舵角の制御パターンにおいて最大転舵角と最小転舵角との間を直線で結んで生成される区間を含むと好ましい。このようにすれば、転舵角の制御パターンに近似させつつ、操舵手段を滑らかに制御する操舵角の制御パターンを容易に生成することができる。
【００１４】
操舵角の制御パターンと転舵角の制御パターンとは、目標移動軌跡が生成されたときに生成されると好ましい。このようにすれば、目標移動軌跡が生成されたときに操舵角の制御パターンと転舵角の制御パターンとがそれぞれ生成され、それらに基づいて操舵手段と転舵手段とが制御手段により制御される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の車両用走行支援装置によれば、車両の適切な誘導を図りながら、操舵手段の動きに対するドライバの違和感を低減することが可能となる。すなわち、ドライバは、操舵手段の動きにより車両がどのように動いているかを認識できる。従って、目標移動軌跡に沿って車両が走行するように転舵角の制御パターンに基づいて転舵手段を制御する一方、操舵角の制御パターンに基づいて車両の動きをドライバに示しながらも滑らかな動きで操舵手段を制御することで、車両の適切な誘導を行いながら操舵手段の動きに対するドライバの違和感を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
（第１実施形態）
【００１７】
本実施形態では、走行支援装置として駐車支援装置を例に説明する。図１は、本実施形態に係る駐車支援装置１００のブロック構成図である。この駐車支援装置１００は、自動操舵装置２０及び自動転舵装置３０を備えており、制御装置である駐車支援ＥＣＵ１により制御される。駐車支援ＥＣＵ１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などにより構成され、後述する後方カメラ４２で取得された画像を処理する画像処理部１０と、自動操舵装置２０の制御を行う操舵制御部１１と、自動転舵装置３０の制御を行う転舵制御部１２と、を有している。この画像処理部１０、操舵制御部１１、及び転舵制御部１２は、駐車支援ＥＣＵ１内でハード的に区分されていてもよいが、共通のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を用い、ソフト的に区分されていてもよい。
【００１８】
ステアリングホイール２２の動きにより回転するステアリングシャフト２１には、ステアリングシャフト２１の操舵量を検出する操舵角センサ２３と、操舵力を付与する操舵アクチュエータ２４が接続されている。操舵制御部１１は、操舵アクチュエータ２４の駆動を制御するとともに、操舵角センサ２３の出力信号が入力される。
【００１９】
また、操舵制御部１１には、操舵角センサ２３の出力のほか、各輪に配置されてその車輪速を検出する車輪速センサ５１と、車両の加速度を検出する加速度センサ５２の出力が入力されている。
【００２０】
車輪３２を転舵させる転舵機構３１には、車輪３２の転舵量を検出する転舵角センサ３３と、転舵力を付与する転舵アクチュエータ３４が接続されている。転舵制御部１２は、転舵アクチュエータ３４の駆動を制御するとともに、転舵角センサ３３の出力信号が入力される。
【００２１】
また、転舵制御部１２には、転舵角センサ３３の出力のほか、各輪に配置されてその車輪速を検出する車輪速センサ５１と、車両の加速度を検出する加速度センサ５２の出力が入力されている。
【００２２】
このように、本実施形態の駐車支援装置１００は、ステアリングホイール２２の操舵角と車輪３２の転舵角とをそれぞれ独立して制御する。従って、この駐車支援装置１００は、操舵と転舵とが機構的に分離されたステアバイワイヤ（ＳＢＷ）の車両に好適に用いられる。
【００２３】
駐車支援ＥＣＵ１の前述した画像処理部１０には、車両後部に配置されて、後方画像を取得する後方カメラ４２の出力信号である画像信号が入力されるほか、駐車支援にあたって運転者の操作入力を受け付ける入力手段４１と、運転者に対して画像により情報を表示するモニタ４４と、音声により情報を提示するスピーカー４３が接続されている。
【００２４】
次に、この駐車支援装置１００における支援動作を具体的に説明する。この駐車支援装置１００の駐車支援ＥＣＵ１内には、車輪（転舵手段）３２の転舵角を制御する転舵角制御パターンを生成するための転舵角用ロジックと、ステアリングホイール（操舵手段）２２の操舵角を制御する操舵角制御パターンを生成するための操舵角用ロジックとが格納されている。更に、転舵角用ロジックは、縦列駐車のための移動軌跡パターン生成ロジックと、車庫入れ駐車のための移動軌跡パターン生成ロジックを含んでいる。図２に縦列駐車の基本的な移動軌跡パターンを、図３に車庫入れ駐車の基本的な移動軌跡パターンをそれぞれ示す。
【００２５】
図２に示される縦列駐車では、道路２１１の脇に駐車している車両２０１（以下、前車両と呼ぶ。）と車両２０２（以下、後車両と呼ぶ。）の間の駐車スペース２１５に自車両２００を後退により到達させるもので、初期位置２００ａから目標位置２００ｇまでは、図に示される経路Ｐ1を通って到達する。このＰ1は、概説すると、操舵を左に切りながら後退し、そこから逆にステアリングを戻し、中立位置を超えて右に切りながら後退して、目標位置へと到達するものである。なお、目標位置に近づいたら操舵を中立へと戻す場合もある（この場合、駐車スペースの長さが必要になる）。
【００２６】
図３に示される車庫入れ駐車では、道路２１０に面して設けられている車庫２２０内に自車両２００を後退により到達させるもので、初期位置２００ａから目標位置２００ｇまでは、図に示される経路Ｐ2を通って到達する。このＰ2は、概説すると、操舵を右に切りながら後退し、そこから逆にステアリングを戻し、中立位置へ戻して目標位置へと到達するものである。
【００２７】
ここで、縦列駐車の経路の前半部（ステアリングを中立に戻すまでの状態）は、車庫入れ時の動作に類似している（図２における経路Ｐ１の前半と図３における経路Ｐ２とは反転した状態となる）。そこで、駐車支援装置１００はこの類似性に着目して、縦列駐車の経路設定において初期経路の経路設定に車庫入れ駐車の移動軌跡パターン（経路設定ロジック）を用いる。
【００２８】
以下、この縦列駐車の経路設定について具体的に説明する。経路設定においては、運転者が入力手段４１を操作して、駐車支援制御の開始を駐車支援ＥＣＵ１に指示してから、指示した目標駐車位置近傍へ到達するまで、あるいは、目標駐車位置へ１回の後退で到達することができないと判定されるまで、運転者が入力手段４１から支援動作をキャンセルしない限り駐車支援ＥＣＵ１により実行され続ける。
【００２９】
具体的には、運転者は、任意の駐車支援の開始位置（前車両２０１の右側前方）へと車両２００を移動させ、モニタ４４に表示されている後方カメラ４２で撮像した後方画像中で目標位置である駐車スペース２１５を確認した後、入力手段４１を操作して、この駐車支援制御を開始する。駐車スペース２１５がモニタ４４の表示画像中で確認できない場合には、確認可能な位置へと車両を移動させて支援をスタートさせる。以下、この駐車支援の開始位置における車両２００の基準点（以下の説明では、車両の後輪の車軸中心を基準点として説明する。もちろん、他の位置、例えば、車両の後端の中心や重心、片側の前端あるいは後端等を基準点にとってもよい。）をＡ点とし、この位置での車両を２００ａで表すものとする。
【００３０】
駐車支援をスタートさせたら、運転者はモニタ４４に表示されている後方カメラ４２で撮像した画像を見ながら、入力手段４１を操作することにより、画面上に表示されている駐車枠（図２に示される駐車スペース２１５に相当し、車両２００より前後左右に余裕距離分だけ大きな矩形枠として設定されている。）を動かして、目標駐車位置へと移動させることにより目標駐車位置の設定を行う。
【００３１】
駐車支援ＥＣＵ１は、画像認識処理により目標駐車位置における車両位置２００ｇ、具体的には、基準点Ｇの位置と、その位置における車両の方向を求める。このＧ点の位置は、例えば現在の車両位置における基準点Ａに対する相対座標として求めればよい。以下、図４に示されるように、目標位置Ｇ点を原点とし、目標位置における車両の向きをｚ軸方向にとり、これに直交する方向をｘ軸にとった座標系により説明する。以下、現在の車両の向きとｚ軸のなす角度を偏向角θと称し、初期偏向角をθ0で表す。また、Ａ点の位置を座標（Ｘ0，Ｚ0）で表す。
【００３２】
次に、２円モデルを用いて切換位置を算出する。図５はこの２円モデルの概念を説明する図である。車庫入れロジックの利用のためには、車庫入れロジック利用の経路と、縦列駐車に特有のロジックを利用する経路との切換点を算出する必要がある。実際の経路は、円弧、直線、及びクロソイド曲線を組み合わせて設定されるが、単純化のため、ここでは、それぞれの経路が円弧によって形成されているものとモデル化して取り扱う。
【００３３】
つまり、図５に示されるように、初期位置Ａ（Ｘ0，Ｚ0）からＯ1（ＸA，Ｚ0）を中心とする半径ＲAの円弧を辿って切換位置Ｍ（ＸM，ＺM）に到達し、そこからは、Ｏ2（ＸB，０）を中心とする半径Ｒminの円弧を辿って目標位置Ｇ（０，０）へと到達する。ここで、切換位置Ｍからは、経路設定において使用可能な最小旋回半径Ｒminで移動するものとする。これにより、Ｘ0，Ｚ0，ＸA，ＸBを用いて、切替位置Ｍの座標とこの位置における偏向角θmaxを求めることができる。
【００３４】
次に、車庫入れロジックを利用するため、切替位置Ｍまでの経路を幾何変換する。図４に示されるように、切替位置Ｍを原点とし、この位置における車両方向をＺ'軸、これに直交する水平方向をＸ'軸とするＸ'Ｚ'座標系への座標系変換を行う。この座標系変換により、初期位置Ａ（Ｘ0，Ｚ0）は（Ｘ0'，Ｚ0'）へ変換され、初期偏向角θ0はθ0'として表せる。この偏向角の変化量がθ0'となる経路を設定することで、Ｘ'Ｚ'座標系の原点Ｍにおける車両の偏向角を一致させることができる。
【００３５】
次に、車庫入れロジックを利用して、初期位置Ａから切替位置Ｍまでの移動経路を生成する。移動経路は、図６に示すように、通常、舵角を増大させる区間（区間Ｓ1）と、増大した状態で舵角を維持する区間（区間Ｓ2）と、舵角を中立に戻す区間（区間Ｓ3）の３つの区間を含み、区間Ｓ1と区間Ｓ3においては、走行距離に対する旋回曲率の変化量（曲率勾配）を一定とする。その結果、設定される走行軌跡は、区間Ｓ2が所定の半径（曲率）を有する円弧であり、区間Ｓ1と区間Ｓ3は、一端がこの所定曲率、他端が曲率０のクロソイド曲線となる。
【００３６】
また、縦列駐車ロジックを利用して、切換位置Ｍ点から目標位置Ｇ点までの経路を生成する。この経路は、例えば、走行距離に対して所定の傾き（曲率勾配を例えば、−ωmaxとする。）で曲率の絶対値を増大させ（曲率は負となる）、曲率最大の状態を維持して目標位置Ｇへと到達する経路である。その結果、設定される走行軌跡は、区間Ｓ6が所定の半径（曲率）を有する円弧であり、区間Ｓ5は、一端がこの所定曲率、他端が曲率０のクロソイド曲線となる。
【００３７】
そして、車庫入れロジックにより生成した前半部の経路と、縦列駐車ロジックにより生成した後半部の経路を組み合わせて、現在位置Ａから目標位置Ｇまでの経路を設定する。このとき、２円モデルではクロソイド区間を考慮していないため、不足するＸ方向及びＺ方向の移動距離を満足させるために、区間Ｓ1の前及び区間Ｓ3の後に直線区間Ｓ0，Ｓ4を付与する。
【００３８】
このようにして生成された目標移動軌跡に沿って車両を誘導するように、転舵制御部（転舵角制御パターン生成手段）１２は車輪３２の転舵角の制御パターンを生成する。図７は、転舵制御部１２において生成された転舵角の制御パターンを示す図である。この制御パターンは、直線区間Ｓ4を含んでいるため、この転舵角の制御パターンに合わせて操舵角を制御したのでは、操舵を行っている途中でステアリングホイール２２が一旦静止してしまい、ステアリングホイール２２の動きに対してドライバが違和感を覚えるおそれがある。
【００３９】
そこで、本実施形態では、操舵角用ロジックを利用して、操舵制御部（操舵角制御パターン生成手段）１１において操舵角の制御パターンを別個に生成して、操舵角を独自に制御する。
【００４０】
操舵角用ロジックを利用した操舵角の制御パターンの生成においては、まず、図８に示すように、最大曲率γmax、最大曲率勾配ωmaxをとり、最大偏向角θmaxを満足する基本軌道を生成する。次に、基本軌道の一部を相似変換して、Ｘ方向の移動距離を満足させる。そして、初期に直線区間を付加することで、不足しているＺ方向の移動距離を満足させる。図９は、このようにして生成した縦列駐車の軌道のセグメント構成を示している。区間Ｓ1から区間Ｓ3が、相似変換により生成された区間である。この軌道を満たすように生成された操舵角の制御パターンを図１０に示す。図１０に示すように、相似変換を利用して生成した操舵角制御パターンによれば、操舵途中に図７の区間Ｓ4のような直線区間が生じることがない。
【００４１】
このようにして転舵角制御パターンと操舵角制御パターンを生成した後、実際の誘導制御へと移行する。ここで、駐車支援ＥＣＵ１は、シフトレバーが後退位置に設定されたら、図示していない駆動系に対して、エンジンのトルクアップ制御を行うよう指示することが好ましい。トルクアップ制御とは、エンジンを通常のアイドル時より高い回転数で回転させることで、駆動力の高い状態（トルクアップ状態）に移行させるものである。これにより、運転者がアクセル操作を行うことなく、ブレーキペダルのみで調整できる車速範囲が拡大し、車両のコントロール性が向上する。運転者がブレーキペダルを操作すると、そのペダル開度に応じて各輪に付与される制動力を調整することで車速の調整を行う。このとき、車輪速センサ５１で検出している車速が上限車速を超えないよう各車輪に付与する制動力を制御することで上限車速のガードを行うことが好ましい。
【００４２】
誘導制御においては、上記のように生成した転舵角の制御パターンに基づいて、自動転舵装置（制御手段）３０により車輪３２の転舵角を制御する。これにより、車両２００の適切な誘導を図ることができる。一方、上記のように生成した操舵角の制御パターンに基づいて、自動操舵装置（制御手段）２０によりステアリングホイール２２の操舵角を制御する。このとき、図１０に示すように、操舵角の制御パターンには、操舵途中に直線区間が含まれていない。その結果、操舵を行っている途中でステアリングホイール２２が一旦静止することがないため、ステアリングホイール２２の動きに対してドライバが違和感を覚えるおそれを低減することができる。
【００４３】
ここで、図１０に示すように、操舵角の制御パターンにおいて操舵角中立から角度変化を始める時点ＥＷは、図７に示すように、転舵角の制御パターンにおいて転舵角中立から角度変化を始める時点ＥＴと同一であると好ましい。このようにすれば、ステアリングホイール２２の切り出し時点と車輪３２の切り出し時点とを一致させることができ、ドライバの違和感を一層低減することができる。
【００４４】
また、図１０に示すように、操舵角の制御パターンにおいて操舵角保持から角度変化を始める時点ＦＷは、図７に示すように、転舵角の制御パターンにおいて転舵角保持から角度変化を始める時点ＦＴと同一であると好ましい。このようにすれば、ステアリングホイール２２の切り返し時点と車輪３２の切り返し時点とを一致させることができ、ドライバの違和感を一層低減することができる。
【００４５】
更に、図１０に示すように、操舵角の制御パターンにおいて最終の操舵角保持を始める時点ＶＷは、図７に示すように、転舵角の制御パターンにおいて最終の転舵角保持を始める時点ＶＴと同一であると好ましい。このようにすれば、ステアリングホイール２２の動きに対するドライバの違和感を一層低減することができる。
（第２実施形態）
【００４６】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一の要素には同一の符号を附し、重複する説明を省略する。
【００４７】
上記第１実施形態では、駐車支援ＥＣＵ１の転舵制御部１２は、転舵角用ロジックを用いて転舵角を制御する転舵角制御パターンを生成し、操舵制御部１１は操舵角用ロジックを用いて操舵角を制御する操舵角制御パターンを生成していた。これに対し、本実施形態では、転舵制御部１２は、転舵角用ロジックにより転舵角を制御する転舵角制御パターンを生成し、操舵制御部１１は生成された転舵角制御パターンを利用して、操舵角制御パターンを生成する。
【００４８】
図１１（ａ）に示すように、上記第１実施形態と同様にして（図７参照）、転舵制御部１２は、転舵角用ロジックを用いて転舵角を制御する転舵角制御パターンを生成する。操舵制御部１１は、この転舵角制御パターンを利用して、図１１（ｂ）に示す操舵角制御パターンを生成する。具体的には、転舵角制御パターンの区間Ｓ6の始点ＶＴを前にずらし、始点ＶＷとして舵角を保持する区間Ｔ４を長くする。また、転舵角制御パターンの区間Ｓ0、区間Ｓ1、及び区間Ｓ2は、そのまま区間Ｔ0、区間Ｔ1、及び区間Ｔ2として利用する。そして、区間Ｔ2の終点ＦＷと区間Ｔ４の始点ＶＷを直線で結び、区間Ｔ3とする。このように、転舵角制御パターンを利用して操舵角制御パターンを生成する。なお、区間Ｔ2の終点ＦＷと点ＶＴとを直接直線で結んで、区間Ｔ3としてもよい。
【００４９】
また、転舵角用ロジックを用いて転舵角を制御する転舵角制御パターンを生成するとき、初期位置Ａから切換位置Ｍまでの距離、偏向角の変化量によっては、図１２（ａ）に示すように、区間Ｓ3の後に直線経路が付与されない場合もある。この場合は、図１２（ｂ）に示すように、転舵角制御パターンの区間Ｓ0、区間Ｓ1、区間Ｓ2、及び区間Ｓ5は、そのまま区間Ｔ0、区間Ｔ1、区間Ｔ2、及び区間Ｔ4として利用する。そして、区間Ｔ2の終点ＦＷと区間Ｔ４の始点ＶＷを直線で結び、区間Ｔ3とする。このようにして、転舵角制御パターンを利用して操舵角制御パターンを生成する。
【００５０】
更に、転舵角用ロジックを用いて転舵角を制御する転舵角制御パターンを生成するとき、初期位置Ａから切換位置Ｍまでの距離、偏向角の変化量によっては、図１３（ａ）に示すように、区間Ｓ1と区間Ｓ2との間に円弧経路の舵角保持区間が付与されない場合もある。この場合は、図１３（ｂ）に示すように、転舵角制御パターンの区間Ｓ0、区間Ｓ1、及び区間Ｓ4は、そのまま区間Ｔ0、区間Ｔ1、及び区間Ｔ3として利用する。そして、区間Ｔ1の終点ＦＷと区間Ｔ3の始点ＶＷを直線で結び、区間Ｔ2とする。このようにして、転舵角制御パターンを利用して操舵角制御パターンを生成する。
【００５１】
なお、図示は省略するが、転舵角の制御パターンとして、図１３（ａ）の区間Ｓ0，Ｓ1，Ｓ2と、図１１（ａ）の区間Ｓ4，Ｓ5，Ｓ6とが合体したようなものが生成されることも有り得る。この場合、操舵角の制御パターンの区間Ｓ0、区間Ｓ1、及び区間Ｓ6は、そのまま区間Ｔ0、区間Ｔ1、及び区間Ｔ3として利用する。そして、区間Ｔ1の終点ＦＷと区間Ｔ3の始点ＶＷを直線で結び、区間Ｔ2とする。このようにして、転舵角制御パターンを利用して操舵角制御パターンを生成してもよい。
【００５２】
次に、実際の誘導制御へと移行する。誘導制御においては、上記のように生成した転舵角の制御パターンに基づいて、自動転舵装置３０により車輪３２の転舵角を制御する。これにより、車両２００の適切な誘導を図ることができる。一方、上記のように生成した操舵角の制御パターンに基づいて、自動操舵装置２０によりステアリングホイール２２の操舵角を制御する。このとき、図１１（ｂ）に示す場合は、操舵角の制御パターンには操舵途中に直線区間が含まれていない。その結果、操舵を行っている途中でステアリングホイール２２が一旦静止することがないため、ステアリングホイール２２の動きに対してドライバが違和感を覚えるおそれを低減することができる。なお、上記した制御では、転舵角と操舵角との関係が一時的に変化するが、通常のドライバは関係が変化していることに気づかないため、この関係の変化に対して違和感を生じるおそれは小さい。
【００５３】
また、図１２（ｂ）に示す場合は、操舵角の制御パターンは操舵途中の切り返し操作の区間Ｔ３において、曲率勾配が一定となる。その結果、区間Ｔ３において操舵を行っている途中でステアリングホイール２２の回転速度が変化することがないため、ステアリングホイール２２の動きに対してドライバが違和感を覚えるおそれを低減することができる。
【００５４】
更に、図１３（ｂ）に示す場合は、操舵角の制御パターンは操舵途中の切り返し操作の区間Ｔ2において、曲率勾配が一定となる。その結果、区間Ｔ2において操舵を行っている途中でステアリングホイール２２の回転速度が変化することがないため、ステアリングホイール２２の動きに対してドライバが違和感を覚えるおそれを低減することができる。
【００５５】
上記したように、本実施形態では、操舵角の制御パターンを、転舵角の制御パターンに基づいて生成することで、転舵角の制御パターンに近似させつつ、ステアリングホイール２２を滑らかに制御する操舵角の制御パターンを容易に生成することができる。
【００５６】
ここで、図１１、図１２及び図１３に示すように、操舵角の制御パターンにおいて操舵角中立から角度変化を始める時点ＥＷは、転舵角の制御パターンにおいて転舵角中立から角度変化を始める時点ＥＴと同一であると好ましい。このようにすれば、ステアリングホイール２２の切り出し時点と車輪３２の切り出し時点とを一致させることができ、ドライバの違和感を一層低減することができる。
【００５７】
また、図１１及び図１２に示すように、操舵角の制御パターンにおいて操舵角保持から角度変化を始める時点ＦＷは、転舵角の制御パターンにおいて転舵角保持から角度変化を始める時点ＦＴと同一であると好ましい。このようにすれば、ステアリングホイール２２の切り返し時点と車輪３２の切り返し時点とを一致させることができ、ドライバの違和感を一層低減することができる。
【００５８】
また、図１３に示すように、操舵角の制御パターンにおいて操舵角変化が極値となる時点ＦＷは、転舵角の制御パターンにおいて転舵角変化が極値となる時点ＦＴと同一であると好ましい。このようにすれば、ステアリングホイール２２の切り返し時点と車輪３２の切り返し時点とを一致させることができ、ドライバの違和感を一層低減することができる。
【００５９】
また、図１２及び図１３に示すように、操舵角の制御パターンにおいて最終の操舵角保持を始める時点ＶＷは、転舵角の制御パターンにおいて最終の転舵角保持を始める時点ＶＴと同一であると好ましい。このようにすれば、ステアリングホイール２２の動きに対するドライバの違和感を一層低減することができる。
【００６０】
また、図１１、図１２及び図１３に示すように、操舵角の制御パターンは、転舵角の変化に対する操舵角の変化の割合を変更して生成された区間を含むと好ましい。このように、転舵角の変化に対する操舵角の変化の割合を変更することで、ステアリングホイール２２を滑らかに制御する操舵角の制御パターンが容易に生成される。
【００６１】
また、図１１に示すように、操舵角の制御パターンは、転舵角を変化させないときに操舵角を変化させる区間を含むと好ましい。また、操舵角の制御パターンは、転舵角を変化させるときに操舵角を変化させない区間を含むと好ましい。操舵角の制御パターンがこのような区間を含むことで、ステアリングホイール２２の滑らかな制御を実現し易くなる。
【００６２】
また、図１１、図１２、及び図１３に示すように、操舵角の制御パターンは、転舵角の制御パターンにおける走行距離に対する転舵角の変化の割合よりも小さい割合で操舵角を変化させる区間を含むと好ましい。このようにすれば、転舵角の変化よりも操舵角の変化が緩やかになり、ステアリングホイール２２の動きに対するドライバの違和感が低減される。
（第３実施形態）
【００６３】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一の要素には同一の符号を附し、重複する説明を省略する。
【００６４】
縦列駐車の移動軌跡は、図１４（ａ）に示すように、車両挙動及びステアリングホイールの回転の見栄えの観点から、第１旋回円が緩い円である軌道を生成することが求められる。しかしながら、初期位置Ａと障害物Ｅとの位置関係や、初期位置Ａと目標位置Ｇとの幾何学的な位置関係が原因となって、第１旋回円を急な円とし、移動軌跡の初めと途中に直線区間を挿入した移動軌跡となることがある。図１４（ｂ）は、初期位置Ａと障害物Ｅとの位置関係により、第１旋回円が急な円となる場合の移動軌跡を示している。
【００６５】
図１５（ａ）は、このような移動軌跡に沿って車両を誘導するように転舵角を制御するために、駐車支援ＥＣＵ１の転舵制御部１２により生成される転舵角制御パターンを示している。図１５（ａ）に示すように、この転舵角制御パターンでは、直線の区間Ｓ0と区間Ｓ４の間に、第１旋回円に応じた区間Ｓ1、区間Ｓ2、及び区間Ｓ3が設けられている。これら区間Ｓ1〜Ｓ3は、急な軌道とするために、最大曲率及び曲率勾配が大きくなる。従って、この転舵角制御パターンに応じて操舵角を制御したのでは、ステアリングホイール２２の動きが急になり、ステアリングホイール２２の動きに対してドライバが違和感を覚えるおそれがある。
【００６６】
そこで、本実施形態では、図１４（ａ）に示すように、障害物Ｅがないと仮定して縦列駐車の移動軌跡を別個に求め、これに基づいて操舵制御部１１において操舵角の制御パターンを別個に生成する。このようにして生成した操舵角制御パターンを、図１５（ｂ）に実線で示す（破線は、転舵角の制御パターンを示す）。図１５（ｂ）に示すように、この場合は第１旋回円が緩やかな円になるため、最大曲率及び曲率勾配が転舵角の制御パターンよりも小さくなる。従って、ステアリングホイール２２の動きが穏やかになる。
【００６７】
誘導制御においては、上記のように生成した転舵角の制御パターンに基づいて、自動転舵装置３０により車輪３２の転舵角を制御する。これにより、車両２００の適切な誘導を図ることができる。一方、上記のように生成した操舵角の制御パターンに基づいて、自動操舵装置２０によりステアリングホイール２２の操舵角を制御する。このとき、図１５（ｂ）に示す操舵角の制御パターンでは、最大曲率及び曲率勾配が転舵角の制御パターンよりも小さくなる。従って、ステアリングホイール２２の動きが穏やかになる。その結果、ステアリングホイール２２の動きに対してドライバが違和感を覚えるおそれを低減することができる。
【００６８】
ここで、図１５に示すように、操舵角の制御パターンにおいて操舵角中立から角度変化を始める時点ＥＷは、転舵角の制御パターンにおいて転舵角中立から角度変化を始める時点ＥＴと同一であると好ましい。このようにすれば、ステアリングホイール２２の切り出し時点と車輪３２の切り出し時点とを一致させることができ、ドライバの違和感を一層低減することができる。
【００６９】
また、図１５に示すように、操舵角の制御パターンにおいて最終の操舵角保持を始める時点ＶＷは、転舵角の制御パターンにおいて最終の転舵角保持を始める時点ＶＴと同一であると好ましい。このようにすれば、ステアリングホイール２２の動きに対するドライバの違和感を一層低減することができる。
【００７０】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、本実施形態の駐車支援装置１００は、操舵と転舵とが機構的に分離されたステアバイワイヤ（ＳＢＷ）の車両に適用される場合について説明したが、本発明は、操舵と転舵とがギア比可変装置（ＶＧＲＳ）を介して機構的に繋がった車両にも適用可能である。この場合は、図１６に示すように、自動転舵装置３０は転舵角制御パターンに基づいて車輪３２の転舵角を制御する一方、自動操舵装置２０は操舵角制御パターンに基づいてギア比可変装置を制御することで、ステアリングホイール２２の操舵角を制御する。すなわち、操舵角の曲率勾配を転舵角の曲率勾配よりも緩やかにする区間Ｔ4では、ステアリングホイール２２の操舵を緩やかにするためにギア比を上げる。
【００７１】
このようにして、転舵角の制御パターンに基づいて、車輪３２の転舵角を制御することで、車両２００の適切な誘導を図ることができる。一方、上記のように生成した操舵角の制御パターンに基づいて、ギア比可変装置を制御してステアリングホイール２２の操舵角を制御することで、ステアリングホイール２２の動きに対してドライバが違和感を覚えるおそれを低減することができる。
【００７２】
また本発明は、トーコントロールアクチュエータ機構により操舵と転舵との関係を変更する車両にも適用可能である。また本発明は、後輪転舵により操舵と移動軌跡との関係を変更する４ＷＳ機構を搭載する車両にも適用可能である。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操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。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】実施形態に係る車両用走行支援装置としての駐車支援装置のブロック構成図である。
【図２】縦列駐車の基本的な移動軌跡パターンを示す図である。
【図３】車庫入れ駐車の基本的な移動軌跡パターンを示す図である。
【図４】車庫入れロジックを利用するときの座標変換を説明するための図である。
【図５】２円モデルの概念を説明する図である。
【図６】第１実施形態における縦列駐車の軌道のセグメント構成を示す図である。
【図７】第１実施形態における転舵角の制御パターン及び偏向角の変化を示す図である。
【図８】操舵角用ロジックにより相似変換を利用して縦列駐車の軌道を生成する手法を説明するための図である。
【図９】相似変換を利用して生成した縦列駐車の軌道のセグメント構成を示す図である。
【図１０】第１実施形態における操舵角の制御パターンを示す図である。
【図１１】第２実施形態における転舵角の制御パターン及び操舵角の制御パターンを示す図である。
【図１２】第２実施形態における他の転舵角の制御パターン及び操舵角の制御パターンを示す図である。
【図１３】第２実施形態における他の転舵角の制御パターン及び操舵角の制御パターンを示す図である。
【図１４】図１４（ａ）は障害物がないときの縦列駐車の軌道を示し、図１４（ｂ）は障害物があるときの縦列駐車の軌道を示す。
【図１５】第３実施形態における転舵角の制御パターン及び操舵角の制御パターンを示す図である。
【図１６】駐車支援装置を、操舵と転舵とがギア比可変装置（ＶＧＲＳ）を介して機構的に繋がった車両に適用したときの、転舵角の制御パターン及び操舵角の制御パターンと、ギア比可変装置のギア比との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１…駐車支援ＥＣＵ、１０…画像処理部、１１…操舵制御部、１２…転舵制御部、２０…自動操舵装置、２１…ステアリングシャフト、２２…ステアリングホイール、２３…操舵角センサ、２４…操舵アクチュエータ、３０…自動転舵装置、３１…転舵機構、３２…車輪、３３…転舵角センサ、３４…転舵アクチュエータ、４１…入力手段、４２…後方カメラ、４３…スピーカー、４４…モニタ、５１…車輪速センサ、５２…加速度センサ、１００…駐車支援装置、２００…自車両、２０１…前車両、２０２…後車両、２１０，２１１…道路、２１５…駐車スペース、２２０…車庫。
【図１】
2006008009.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006008009.tif 000005
【図４】
2006008009.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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