(57)【要約】【課題】電動パワーステアリング（ＥＰＳ）装置を自動操舵して車両の駐車を行うものにおいて、ＥＰＳ装置の据切り操舵における操舵限界を高めてコンパクトな駐車経路を実現することができる駐車支援装置を提供する。【解決手段】駐車支援装置は、目標駐車位置までの駐車経路を生成する経路生成部と、自車両が駐車経路に沿うようにＥＰＳ装置を自動操舵する自動操舵部と、を備える。駐車経路は、ＥＰＳ装置の操舵角を大きくする過程で、据切り操舵から走行中操舵へと移行する経路を含んで構成される。経路生成部は、少なくともＥＰＳ装置の温度に基づいて、据切り操舵と走行中操舵との操舵バランスを決定するように構成される。そして、自動操舵部は、据切り操舵において、操舵角が大舵角操舵域のときには当該大舵角操舵域よりも小さい小舵角操舵域のときよりも操舵速度が小さくなるように構成される。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動パワーステアリング装置を自動操舵して目標駐車位置に自車両を駐車する駐車支援装置であって、
前記目標駐車位置までの駐車経路を生成する経路生成部と、
前記自車両が前記駐車経路に沿うように前記電動パワーステアリング装置を自動操舵する自動操舵部と、を備え、
前記駐車経路は、前記電動パワーステアリング装置の操舵角を大きくする過程で、据切り操舵から走行中操舵へと移行する経路を含んで構成され、
前記経路生成部は、
少なくとも前記電動パワーステアリング装置の温度に基づいて、前記据切り操舵と前記走行中操舵との操舵バランスを決定するように構成され、
前記自動操舵部は、
前記据切り操舵において、前記操舵角が大舵角操舵域のときには前記大舵角操舵域よりも小さい小舵角操舵域のときよりも操舵速度が小さくなるように構成されることを特徴とする駐車支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駐車支援装置に係り、特に、電動パワーステアリング装置を自動操舵して車両の駐車を支援する駐車支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電動パワーステアリング（ＥＰＳ：Electric Power Steering）装置の温度が通常よりも高い場合であっても、電動パワーステアリング装置による支援を適切に継続させることができる駐車支援装置に関する技術が開示されている。この技術では、温度検出部によって検出された電動パワーステアリング装置の温度が、当該温度よりも温度が低い場合と比較して、車両を停止させた状態で操舵させる据切りの量が少ない経路を生成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１１０３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の技術は、電動パワーステアリング装置の温度に基づいて据切り可能量を推定している。しかしながら、この据切り可能量が小さい場合には、その後の走行経路が膨らんでしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたもので、電動パワーステアリング装置を自動操舵して車両の駐車を行うものにおいて、電動パワーステアリング装置の据切り操舵における操舵限界を高めてコンパクトな駐車経路を実現することができる駐車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】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明は、電動パワーステアリング装置を自動操舵して目標駐車位置に自車両を駐車する駐車支援装置に適用される。駐車支援装置は、目標駐車位置までの駐車経路を生成する経路生成部と、自車両が駐車経路に沿うように電動パワーステアリング装置を自動操舵する自動操舵部と、を備える。駐車経路は、電動パワーステアリング装置の操舵角を大きくする過程で、据切り操舵から走行中操舵へと移行する経路を含んで構成される。経路生成部は、少なくとも電動パワーステアリング装置の温度に基づいて、据切り操舵と走行中操舵との操舵バランスを決定するように構成される。そして、自動操舵部は、据切り操舵において、操舵角が大舵角操舵域のときには当該大舵角操舵域よりも小さい小舵角操舵域のときよりも操舵速度が小さくなるように構成される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る駐車支援装置によれば、据切り操舵中の操舵角が大舵角操舵域であるときの操舵速度を下げることにより、電動パワーステアリング装置の軸力を上げることができる。これにより、電動パワーステアリング装置の据切り操舵の操舵限界を高めることができるので、コンパクトな駐車経路による駐車を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】従来の駐車支援装置による駐車支援制御を説明するための概念図である。
【図２】従来の駐車支援制御における駐車経路を走行距離と旋回曲率で規定される座標で表した図である。
【図３】従来の駐車支援制御における駐車経路を走行距離と旋回曲率で規定される座標で表した図である。
【図４】ＥＰＳ装置の軸力に対する据切り操舵速度の変化の一例を示した図である。
【図５】駐車支援装置が計画した駐車経路を走行距離と旋回曲率で規定される座標で表した図である。
【図６】操舵角に対する据切り操舵速度の変化の一例を示した図である。
【図７】実施の形態１の駐車支援装置の概略構成を示す図である。
【図８】実施の形態１において実行される駐車支援制御において、ＥＣＵが計画経路を生成する際に実行するルーチンを示すフローチャートである。
【図９】操舵限界推定値を算出する処理を説明するための図である。
【図１０】操舵バランスを算出する処理を説明するための図である。
【図１１】クロソイド操舵速度を算出する処理を説明するための図である。
【図１２】クロソイド操舵速度を算出する処理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【００１０】
実施の形態１．
１．駐車支援装置による駐車支援制御の概要
駐車支援装置は車両に搭載されるものであり、ドライバに代わって駐車を支援する駐車支援制御を実施する。以下の説明では、駐車支援装置が搭載された車両を「自車両」と称し、自車両の停車中の操舵を「据切り操舵」と称し、自車両の走行中の操舵を「走行中操舵」又は「クロソイド操舵」と称する。また、据切り操舵における操舵速度を「据切り操舵速度」と称し、クロソイド操舵における操舵速度を「クロソイド操舵速度」と称する。また、自車両が駐車する目標位置を「目標駐車位置」と称し、駐車を開始する開始位置から目標駐車位置までの経路を「駐車経路」と称する。また、駐車支援制御によって計画された駐車経路を「計画経路」と称し、実際に自車両が走行する駐車経路を「実経路」と称する。
【００１１】
駐車支援制御では、駐車支援装置は、ドライバに代わって電動パワーステアリング（ＥＰＳ）装置を自動で操作することにより、自車両を目標駐車位置へと駐車させる。その際、駐車支援装置は、自車両の周辺情報を取得し、取得された周辺情報に基づいて、駐車を開始する開始位置から目標駐車位置までの駐車経路を生成する。
【００１２】
図１は、従来の駐車支援装置による駐車支援制御を説明するための概念図である。図２は、従来の駐車支援制御における駐車経路を走行距離と旋回曲率で規定される座標で表した図である。なお、これらの図に示す例では、計画経路を実線で表し、実経路を破線で表している。これらの図に示すように、最大舵角まで据切り操舵を行う駐車経路を計画したとしても、実際は最大舵角までの据切り操舵を行うことができない。ＥＰＳ装置による操舵には性能の限界があるからである。このため、駐車経路の実経路は、これらの図に破線で示すように、ＥＰＳ装置による操舵限界まで据切り操舵が行われ、その後のクロソイド操舵によって最大舵角まで転舵されることとなる。この場合、駐車経路の実経路は計画経路に追従することができず膨らんでしまう。
【００１３】
そこで、従来の駐車支援制御には、ＥＰＳ装置による操舵限界を考慮して、ＥＰＳ装置の操舵角を大きくする過程で、据切り操舵からクロソイド操舵へと移行する経路を含むように駐車経路を計画したものがある。具体的には、駐車支援装置は、据切り操舵によるＥＰＳ装置の操舵限界を予め推定する。以下の説明では、推定された据切り操舵の操舵限界を「操舵限界推定値」と称する。そして、駐車支援装置は、操舵限界推定値までは据切り操舵を行い、その後のクロソイド操舵によって最大舵角まで転舵するように駐車経路を計画する。
【００１４】
ここで、本願発明者は、上述の従来の駐車支援制御に関して、次のような課題を認識した。それは、ＥＰＳ装置による操舵限界は、路面状態や車両状態に応じて変化することである。図３は、従来の駐車支援制御における駐車経路を走行距離と旋回曲率で規定される座標で表した図である。なお、これら図に示す例では、計画経路を実線で表し、実経路を破線で表している。
【００１５】
コンパクトな駐車経路を実現するためには、据切り操舵により実現される操舵角（以下、「据切り舵角」と称する）を極力大きくすることが好ましい。上述した従来の駐車支援制御では、この思想に基づき据切り舵角を操舵限界推定値に設定している。しかしながら、ＥＰＳ装置による操舵限界は、自車両への積載状況、路面μの状況、及びＥＰＳ装置の加熱状態によって変化する。このため、ＥＰＳ装置の実際の操舵限界が操舵限界推定値よりも小さい状況では、操舵限界推定値まで据切り操舵を行うことができず、駐車経路の実経路が計画経路よりも膨らんでしまうおそれがある。
【００１６】
本願発明者は、駐車支援制御において、ＥＰＳ装置の据切り操舵速度に着目した。図４は、ＥＰＳ装置の軸力に対する据切り操舵速度の変化の一例を示した図である。この図に示すように、ＥＰＳ装置は、据切り操舵速度を下げることで発生軸力（出力）を上げることができる。つまり、据切り舵角が大操舵角となる大舵角操舵域では、据切り操舵速度を下げることによって、推定された操舵限界或いはそれを超えた舵角までの据切り操舵が可能となる。
【００１７】
そこで、本実施の形態に係る駐車支援装置は、ＥＰＳ装置の据切り舵角に応じて操舵速度を変更する。図５は、駐車支援装置が計画した駐車経路を走行距離と旋回曲率で規定される座標で表した図である。また、図６は、操舵角に対する据切り操舵速度の変化の一例を示した図である。図６に示すように、本実施の形態に係る駐車支援装置は、ＥＰＳ装置の据切り操舵時の操舵角が据切り操舵限界推定値の近傍の大舵角操舵域であるときは、当該大舵角操舵域よりも小さい小舵角操舵域であるときよりも据切り操舵速度を低くする。このような制御によれば、据切り操舵に要する時間が長期化するという背反はあるものの、例えば図５に示すように、据切り操舵時の操舵角を操舵限界推定値以上にすることも可能となる。
【００１８】
このように、本実施の形態に係る駐車支援装置によれば、据切り舵角の限界を高めて操舵限界推定値以上とすることができる。これにより、コンパクトな駐車経路を実現することができるとともに、駐車経路の実経路が計画経路よりも膨らむことを防ぐことができる。
【００１９】
２．駐車支援装置の構成例
次に、上述した駐車支援制御を実行する駐車支援装置の構成例について説明する。図７は、本実施の形態の駐車支援装置の概略構成を示す図である。本実施形態の駐車支援装置４が搭載される自車両２は、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）装置８を備えている。ＥＰＳ装置８は、図示しない操舵輪である前輪を転舵する力を生成する装置である。より詳細には、ＥＰＳ装置８は、図示しない電動モータとＥＰＳドライバとを備えている。一例として、電動モータは、変換機構を介してラックバーに連結されている。変換機構は、例えばボールねじである。電動モータのロータが回転すると、変換機構は、その回転運動をラックバーの直線運動に変換する。これにより、前輪の舵角が変化する。
【００２０】
ＥＰＳドライバは、電動モータを駆動するための装置であり、インバータを含んでいる。インバータは、直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換し、その交流電力を電動モータに供給し、電動モータを駆動する。ＥＰＳドライバが電動モータの回転を制御することによって、前輪を転舵することができる。このＥＰＳドライバの動作、すなわち、ＥＰＳ装置８の動作は、後述のＥＣＵ１０によって制御される。
【００２１】
自車両２には、電子制御ユニットとしてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０が搭載されている。ＥＣＵ１０には、自車両２の状態及び路面の状態を検出するためのセンサ類６が電気的に接続されている。ここでいうセンサ類６は、自車両２への積載量を検出するセンサ、ＥＰＳ装置８による操舵量（操舵角）を検出するセンサ、操舵負荷量を検出するための電流センサ、加速度センサ、路面μを推定するためのセンサ、ＥＰＳ装置８の温度センサ等が例示される。なお、路面μ等の路面状態については、他車両等の外部から通信手段を介して入力される情報を用いる構成でもよい。
【００２２】
ＥＣＵ１０は、駐車支援制御を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵでの演算結果等が一時的に記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入出力するための入出力ポート等を備えたコンピュータである。
【００２３】
本実施の形態のＥＣＵ１０は、センサ類６から入力された情報を用いて、自車両２を目標駐車位置へと自動で駐車する駐車支援制御を実行する。ＥＣＵ１０は、上記の駐車支援制御又はそれに付随した制御を実現するための機能ブロックとして、経路生成部１２及び自動操舵部１４を有している。
【００２４】
経路生成部１２は、センサ類６から入力された情報を用いて、自車両２を目標駐車位置へと駐車するための計画経路を生成する。なお、ここでの計画経路は、前進による駐車経路でもよいし、また、後退による駐車経路でもよい。
【００２５】
自動操舵部１４は、自車両２が計画経路に沿って走行するようにＥＰＳ装置８を転舵する。自動操舵部１４がＥＰＳ装置８へ出力する信号には、ＥＰＳ装置８の操舵角、据切り操舵速度、及びクロソイド操舵速度が含まれる。
【００２６】
３．駐車支援制御の具体的処理
次に、フローチャートを参照して、上述した構成を備える実施の形態１の駐車支援装置４において実行される駐車支援制御の具体的処理について説明する。図８は、本実施の形態において実行される駐車支援制御において、ＥＣＵ１０が計画経路を生成する際に実行するルーチンを示すフローチャートである。なお、図８に示すルーチンは、駐車開始位置に停車した自車両が目標駐車位置への駐車を行う場合に、ＥＣＵ１０の経路生成部１２によって実行される。
【００２７】
図８に示すルーチンが開始されると、先ず、ＥＰＳ装置８の操舵限界推定値が算出される（ステップＳ１００）。図９は、操舵限界推定値を算出する処理を説明するための図である。この図に示すように、ＥＣＵ１０は、駐車開始位置及び目標駐車位置に基づいて生成された仮計画経路を読み込んでいる。図９に例示する仮計画経路は、ＥＰＳ装置８を最大舵角まで据切り操舵し、所定の走行距離だけ定常旋回し、そしてクロソイド操舵によって操舵角を戻すように計画された経路である。ただし、上述したように、ＥＰＳ装置８には性能限界があるため、実際の据切り舵角は、仮計画経路のような最大舵角とはならない。具体的には、ＥＰＳ装置８が高温加熱状態である場合、車載重量が増加した場合、高μ路面である場合、勾配路面によって操舵輪が高荷重となる場合、バッテリ電圧が低下している場合、気象条件によって摺動摩擦抵抗が増大している場合などには、据切り舵角の限界が下がる傾向にある。そこで、本ステップＳ１００では、上記の条件や予め実験的に測定した据切り操舵限界を考慮することによって、所定の据切り操舵速度における操舵限界推定値が算出される。なお、上記の条件のうち、特にＥＰＳ装置８の温度は据切り舵角の限界に大きく影響する。このため、操舵限界推定値を算出する際には、少なくともＥＰＳ装置８の温度を用いて推定することが好ましい。
【００２８】
次のステップでは、操舵バランスが算出される（ステップＳ１０２）。ここでいう操舵バランスとは、ＥＰＳ装置の操舵角を大きくする過程で据切り操舵からクロソイド操舵へと移行する駐車経路の操舵バランスであり、具体的には、据切り操舵からクロソイド操舵へと移行するときの操舵角で規定される。図１０は、操舵バランスを算出する処理を説明するための図である。この図に示す例では、上記ステップＳ１０２において算出された操舵限界推定値の近傍の操舵角が操舵バランスとして決定されている。なお、操舵限界推定値を操舵バランスとして決定してもよい。
【００２９】
次のステップでは、据切り操舵速度が算出される（ステップＳ１０４）。図４に示したように、据切り操舵速度を低くすると、ＥＰＳ装置８の軸力が大きくなる。上記ステップＳ１００では、据切り操舵速度が所定の据切り操舵速度であることを前提として操舵限界推定値を算出している。このため、据切り操舵速度を所定の据切り操舵速度よりも低くすると、操舵限界推定値以上の操舵角によって操舵バランスを取ることも可能となる。上述した図５に示す例では、図６に示した関係に従い、据切り舵角が操舵限界推定値の近傍の大舵角操舵域では、当該大舵角操舵域よりも小さい小舵角操舵域のときよりも、据切り操舵速度が低くなるように設定される。これにより、上記ステップＳ１０４において算出された操舵バランスは、更に大操舵角側に移行することとなる。
【００３０】
次のステップでは、操舵バランスに基づいて、クロソイド操舵速度が算出される（ステップＳ１０６）。図１１は、クロソイド操舵速度を算出する処理を説明するための図である。なお、図１１中の実線は計画経路を示し、破線は仮計画経路を示している。図１１に示すように、ＥＰＳ装置は仮計画経路のように最大舵角まで据切り操舵することができないため、計画経路のようにクロソイド操舵が組み合わされる。この場合、図中に実線で示す計画経路では、仮計画経路に対して、図中に領域Ａで示す切り増しクロソイドの分だけ自車偏向角が不足する。このため、図中に実線で示す計画経路では、図中に領域Ｂで示す切り戻しクロソイドの分だけ定常旋回区間を延長し、仮計画経路に対して自車偏向角を一致させることが求められる。
【００３１】
ここで、図１１に示す例のように、切り戻りクロソイドにおけるクロソイド操舵速度を仮計画経路と同等にすると、全体の駐車経路長が長くなってしまう。そこで、本実施の形態の駐車支援装置では、クロソイド操舵速度を上げることとしている。図１２は、クロソイド操舵速度を算出する処理を説明するための図である。本ステップＳ１０６では、図１２に示すように、切り戻しクロソイドの後の走行距離が仮計画経路と同等になるようなクロソイド操舵速度が、切り増しクロソイド及び切り戻しクロソイドのそれぞれにおいて算出される。
【００３２】
なお、クロソイド操舵速度の算出は上記の方法に限られない。すなわち、クロソイド操舵速度を上げると、車両挙動が大きくなるという背反がある。このため、クロソイド操舵速度は、車両挙動が許容範囲に収まる範囲内で全体の駐車経路長をできるだけ短縮するような速度を算出すればよい。
【００３３】
次のステップでは、上記ステップＳ１００からＳ１０６の処理結果を用いて、最終的な計画経路が生成される（ステップＳ１０８）。生成された計画経路、据切り操舵速度、およびクロソイド操舵速度は、自動操舵部１４へと送られて、本ルーチンは終了される。
【００３４】
自動操舵部１４は、経路生成部１２から受信した計画経路に沿って自車両が走行するようにＥＰＳ装置８を自動操舵する。生成された計画経路は操舵限界推定値以上の据切り操舵にすることもできるため、コンパクトな駐車経路による確実な駐車を実現することができる。
【００３５】
４．本実施の形態に係る駐車支援装置の変形例
本実施の形態に係る駐車支援装置４は、以下のように変形した構成を適用することができる。
【００３６】
上述した図８に示すルーチンでは、ＥＰＳ装置８の操舵限界推定値を算出した後に、当該操舵限界推定値を用いて操舵バランスを算出する構成とした。しかしながら、操舵バランスを算出する際に必ずしも操舵限界推定値を介在させる必要はない。例えばＥＰＳ装置８の加熱状態や路面状態等に基づいて、操舵バランスを直接算出する構成でもよい。
【符号の説明】
【００３７】
２  自車両
４  駐車支援装置
６  センサ類
８  電動パワーステアリング（ＥＰＳ）装置
１０  ＥＣＵ（Electronic Control Unit）
１２  経路生成部
１４  自動操舵部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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