(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
後退で移動中に車両−トレーラユニットを操作する方法であって、トレーラは、トレーラ舌状部を備えた前部を有し、車両は、トレーラヒッチを備えた後部を有し、前記トレーラ舌状部は、前記トレーラヒッチに連結されて、前記トレーラが前記トレーラヒッチのまわりに水平方向に旋回運動するのを可能にし、前記車両はアクティブパワーステアリングシステムを有し、
前記方法は、
−前記車両−トレーラユニットがバックしていることを判断するステップと、
−前記車両後部と前記トレーラ前部との間の相対位置を表す量を測定するステップであって、前記測定は、前記トレーラ前部に取り付けた基準マーカの実際の位置を、前記車両後部に取り付けたカメラによって記録することによって実行される、ステップと、
−前記測定した量を基準値と比較することにより、前記トレーラが、運転手が意図する前記トレーラの経路から偏向しているか否かを判断するステップであって、前記運転手が意図する前記トレーラの経路は、前記車両のステアリングホイールの入力とは独立した入力で決定されている、ステップと、
−前記トレーラが、前記運転手が意図する前記トレーラの経路から偏向していると判断された場合、前記車両および前記トレーラのうちの少なくとも１つの進路を修正する経路修正処置を実行するステップと
を含み、
前記基準値は、前記運転手が意図する前記トレーラの経路に基づき形成される、方法。
【請求項２】
前記車両は、能動的なステアリングへの介入を伴うステアリングシステムを有し、前記経路修正処置は、現在のステアリング角に修正ステアリング角を加える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記測定された量は、前記トレーラヒッチの位置から横方向にずれた位置における前記トレーラの前部と前記車両の後部との間の距離を表す、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記基準値は、前記車両および前記トレーラが直線状に整列しているときの、前記量が測定される位置における前記車両の後部と前記トレーラの前部との間の距離を表す、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記車両は、自動バックを活性化する、運転者が操作可能なバック補助スイッチを有し、前記方法は、前記方法を作動させるために、前記スイッチがセットされたことを検出するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記測定された量は、前記トレーラの前部に固定されたマーカの横方向位置であり、前記基準値は、前記トレーラおよび前記車両が直線状に整列したときのマーカの位置である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記測定された量は、前記車両と直線状に整列した状態からの前記トレーラの偏向を表す角度であり、前記基準値は、前記トレーラが、前記運転手が意図する前記トレーラの経路上にあるときの前記車両と前記直線状に整列した状態からの前記トレーラの偏向を示す角度である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
後退で移動中に車両−トレーラユニットを操作するシステムであって、トレーラは前部を有し、車両は後部を有し、前記トレーラの前部および前記車両の後部はトレーラヒッチで連結されて、前記トレーラが前記トレーラヒッチのまわりに水平方向に旋回運動するのを可能にし、
前記システムは、
前記車両後部と前記トレーラ前部との間の相対位置を表す量を測定するように構成された、前記車両後部に取り付けられたカメラと、
運転手が意図する前記トレーラの経路を、前記車両のステアリングホイールとは独立して入力する入力装置と、
前記入力装置から、前記運転手が意図する前記トレーラの経路を受け取り、前記測定された量を基準値と比較することにより、前記トレーラが、前記運転手が意図する前記トレーラの経路から偏向しているか否かを判断し、前記トレーラが、前記運転手が意図する前記トレーラの経路から偏向していると判断された場合、前記車両および前記トレーラのうちの少なくとも１つの進路を修正する経路修正処置を実行するようにプログラムされた電子処理装置と、
を含み、
前記基準値は、前記運転手が意図する前記トレーラの経路に基づき形成される、システム。
【請求項９】
プログラムの実行を開始するように前記電子処理装置と通信するバック補助作動スイッチをさらに含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
電子処理装置であって、
当該電子処理装置は、
車両後部とトレーラ前部との間の相対位置を表す、測定された量の情報を受け取り、ここで、この測定された量は、前記車両の後部に取り付けられたカメラによって記録することによって測定されており、前記測定された量を基準値と比較することにより、トレーラが、運転手が意図するトレーラの経路から偏向しているか否かを判断し、ここで、前記運転手が意図する前記トレーラの経路は、車両のステアリングホイールの入力とは独立した入力で決定されており、前記トレーラが、前記運転手が意図する前記トレーラの経路から偏向していると判断された場合、前記車両および前記トレーラのうちの少なくとも１つの進路を修正する経路修正処置を計算するようにプログラムされた電子処理装置であって、
前記基準値は、前記運転手が意図する前記トレーラの経路に基づき形成される、電子処理装置。
【請求項１１】
前記測定された量は距離を表す、請求項１０に記載の電子処理装置。
【請求項１２】
前記測定された量はマーカの位置を表す、請求項１０に記載の電子処理装置。
【請求項１３】
前記測定された量は角度を表す、請求項１０に記載の電子処理装置。
【請求項１４】
前記入力装置は、スライダーバーである、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記入力装置を一つの方向に動かすことにより、前記トレーラの所望の進行方向が当該一つの方向であることを示す、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記入力装置は、スライダーバーである、請求項８に記載のシステム。
【請求項１７】
前記入力装置を一つの方向に動かすことによって、前記トレーラの所望の進行方向が当該一つの方向であることを示す、請求項８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両−トレーラユニットがバック中の場合に、牽引車両および連結されたトレーラを操作する方法、システム、および電子処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トレーラは通常、トレーラヒッチを通じて牽引車両に連結される。トレーラヒッチは、車両−トレーラユニットがコーナを曲がることを可能にするように、トレーラがヒッチのまわりを水平方向に旋回することを可能にする。しかし、これは、車両が後退移動しているときに問題を引き起こすことがある。車両がバックするときに、車両はトレーラを押す。特定の状況では、トレーラは、まっすぐに、または意図した経路に沿って移動することが重要であり、例えば、ボートを水面まで運ぶ場合に、トレーラは水際まで下る必要がある。運転者は、しばしば、トレーラの方向を望み通りに変えるために、車両のステアリングホイールをどちらの方向に切るべきかに関して混乱する。車両に誤ったステアリング角を適用すると、トレーラが折り曲がったようになり、その進路を外れることもある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、後退移動する場合に、車両−トレーラユニットを安定化させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この目的は、車両の長手軸とトレーラの長手軸との間の角度に関する情報を提供する量を測定する少なくとも１つのセンサを使用する方法によって達成される。
【０００５】
このことは、少なくとも１つの距離値を確立し、距離値と基準値との間の差を決定することにより、トレーラヒッチの位置から横方向にずれた位置におけるトレーラの前部と車両の後部との間の距離を表す出力情報を生成する少なくとも１つの距離センサにより達成される。この差が所定の閾値を超える場合、経路補正処置が実行される。そのようなセンサは、車両の後部またはトレーラの前部に取り付けられる。
【０００６】
他の選択肢は、代表的な角度を観測することである。ヒッチに組み込まれたセンサまたは撮像装置のいずれかでヒッチの回転を測定することがその１つの可能性である。トレーラの舌状部と牽引車両の長手軸との間の角度を測定することも可能である。後方下向きのセンサまたはカメラを車両後部の高い位置に置き、トレーラ舌状部の中央ビームの角度位置を観測することができる。同様に、後ろ向きセンサまたはカメラは、トレーラに付けられた基準マーカの横方向の位置を観測する。マーカは、環境から光で識別できる任意のものであればなんでもよく、既存のトレーラ部品またはパターンでもよい。
【０００７】
距離または角度位置などの位置を表す情報を生成できる任意のタイプのセンサが、方法を実行するために利用される。そのようなセンサは、赤外スペクトル、可視スペクトル、レーダスペクトル、または他の任意の適切な周波数範囲内で機能する。電磁波の代わりに、例えば、様々な範囲の音響スペクトルの超音波または波動を使用することで、長手方向の物質波を発し、これを検出して距離を測定することができる。センサは、単に、距離を示すか、基準マーカの位置を検出するか、カメラと同様に画像を生成するか、または角度を測定することができる。したがって、本明細書で使用される「センサ」という用語は、さらに撮像装置も包含する。
【０００８】
直進時の車両の後部とトレーラの前部との間の距離が既知の場合、トレーラが直線経路から外れ、車両に対して所定の角度をなして移動するときに生じる偏位を測定するのに、１つの距離センサだけで十分である。しかし、例えば、車両が様々なタイプのトレーラを牽引する場合など、直進時に、車両の後部とトレーラの前部との間の距離が未知である場合、横方向に離間した２つのセンサを使用することができる。
【０００９】
２つの可変の距離測定値を使用する変形版に対する数学的に単純な配置は、２つのセンサをトレーラヒッチから等距離で、１つは左、１つは右に配置することである。２つのセンサが共に同じ距離を示した場合、トレーラは直進している。２つの距離センサの信号が異なる場合、トレーラの経路は、車両の後部とトレーラの前部との間の測定距離がより短い側の方に向かって直線から偏位している。
【００１０】
角度を測定する場合、車両とトレーラとの間の距離は既知である必要はない。理想的には、長手方向の車両軸は、後ろ向きで車両に取り付けたセンサの検出領域の中心水平方向と一致する。トレーラの舌状部と車両の長手軸との間の角度が１８０°から偏位している場合、この偏位は、車両の後部とトレーラの前部との間の角度に相当する。
【００１１】
トレーラ上の基準マーカを観測する、車両に取り付けた後ろ向きセンサは、代替案として、このマーカの通常の位置からの横方向偏位距離を示す。センサが、車両の後部で横方向に中心を合わせて取り付けられ、かつ、マーカがトレーラ上の横方向中心位置にある場合、測定される偏位は両側で対称であり、偏位ｄをトレーラヒッチとマーカとの間の距離で除したものは、トレーラの長手軸と車両の長手軸との間の角度の正弦値となる。
【００１２】
そのような偏位は、車両のステアリングシステムに介入することで修正することができ、この場合、車両およびトレーラを互いに整列させるために、ステアリングホイール角が自動で修正される。
【００１３】
トレーラと車両との間の角度は、例えば、バックで私道に入る場合など、運転者が意図したものであることが多いので、修正システムは、車両の運転者による指示がない限り、運転操作に干渉すべきでない。そのような指示は、インターフェイスを通じて運転者が手動で入力することで行うか、または運転者の挙動を観察した後、システム自体によって行うことができる。
【００１４】
本発明のさらなる細部および態様が、添付の図面に関する説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】車両に取り付けられた２つの後ろ向き距離センサを有する、トレーラを牽引する車両の概略図を示している。
【図２】トレーラが直線経路から外れた上記の車両−トレーラユニットを示している。
【図３】カメラでマーカの横方向偏位を測定することで、車両とトレーラとの間の角度を測定する車両−トレーラユニットを示している。
【図４】カメラがトレーラヒッチを観測する、図３と同様の配置を示している。
【図５】車両の運転者がバック操作を制御可能なインターフェイスの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１では、車両１０がトレーラ２０を牽引している。トレーラ２０は、トレーラヒッチ１６によって車両１０に連結され、トレーラヒッチ１６は、トレーラが、図面の紙面に対して垂直な軸であるトレーラヒッチ１６の垂直軸のまわりを水平方向に旋回するのを可能にする。
【００１７】
２つの後ろ向きの距離センサ１２Ｌおよび１２Ｒは、車両１０の後部に配置されている。これらの距離センサは、それぞれの位置であるトレーラヒッチ１６の左および右で、車両１０の後部とトレーラ２０の前部との間の距離１４Ｌおよび１４Ｒを測定する。距離センサ１２Ｌおよび１２Ｒによって生成された情報は、バック補助モジュール（ＢＡモジュール）２２に送られる。バック補助モジュール２２は、距離センサ１２Ｌおよび１２Ｒからの２つの情報を比較する。
【００１８】
簡単にするために、本明細書では、トレーラ２０が車両１０と一直線になっている場合に、距離１４Ｌおよび１４Ｒは等しいと仮定する。しかし、必ずしもそうでなくてもよい。トレーラが取り付けられると、運転者は、車両およびトレーラが同じ軸に沿って一列に整列したときの通常時の距離１４Ｌおよび１４Ｒの「スナップショット」を撮るためにバックシステムを始動することができる。あるいは、バック補助モジュールは、車両がまっすぐ前方に移動しているときに、これらの距離１４Ｌおよび１４Ｒがいくらであるかを前方に進行中に学習する。距離１４Ｌおよび１４Ｒが直進時に互いに異なる場合、次の計算用に距離１４Ｌおよび１４Ｒを等しくするために、距離の一方、または両方のいずれかに補正距離値を加える。
【００１９】
バック補助モジュール２２は、電子制御モジュール２４と通信する。電子制御モジュール２４は、車両の運転者が車両のステアリングホイールを通じてそれぞれ入力することなしに、前車軸ホイール２６−１、２６−２のステアリング角を能動的に変えることができるアクティブパワーステアリングシステム２８を制御する電子処理ユニットである。アクティブパワーステアリングシステム２８はまた、さらに後車軸ホイール２６−３、２６−４を操向する能力を有する。電子制御モジュール２４は、車両を操作するためにとるべき修正動作を計算し、それに応じてパワーステアリングシステム２８を始動させる。
【００２０】
図２は、トレーラ２０が、後退中に押されながら反時計方向に回転して、車両の右側に方向を変えた状況を示している。トレーラ２０は、この時点で車両１０と一列に整列していない。破線で示すように、トレーラヒッチ１６の左側にある距離センサ１２Ｌは、トレーラヒッチ１６の右側にあるセンサ１２Ｒよりも、車両１０の後部とトレーラ２０の前部との間の長い距離１４Ｌを測定する。車両１０が方向ｖで移動を続ける場合、トレーラは折り曲げたようになる。したがって、修正動作がとられるべきである。トレーラを取り付けた車両をたまにだけ運転する運転者にとって、トレーラ２０を、図１に示すような車両１０と一列に整列した状態に戻す適切なステアリング角を見つけるのはかなり困難である。
【００２１】
バック補助モジュール２２は、後ろ向きの距離センサ１２Ｌおよび１２Ｒから情報を受け取り、２つの距離１４Ｌおよび１４Ｒから、車両１０とトレーラ２０との間の角度を計算する。車両とトレーラとの間の実際の角度が、保存した閾値を超える量だけ、意図した角度と異なっている場合には、パワーステアリングシステム２８は、修正したステアリング角を適用する。閾値は、最大で１０°の比較的小さい角度による差に対応する。保存した閾値が小さいほど、制御は感度が高くなる。正確な閾値は、運転者の要求を最もよく満たすように実験で決定される。閾値はまた、それぞれの車両１０の運転者が設定することもできる。
【００２２】
バック補助モジュール２２は、閾値が超えられたと判断すると、バック補助モジュール２２、または電子制御モジュール２４、またはその両方は、適切な対策は何であるかを計算し、電子制御モジュール２４は、これらの対策を実行するように車両のパワーステアリングシステム２８を制御する。
【００２３】
図１に示す車両は、アクティブステアリングシステム、すなわち、現在の運転状況に合わせるように、運転者が選択したステアリング角を自動で変更できるステアリングシステムを有する。そのような車両の場合、車両のステアリングホイール（図示せず）を通じて車両の運転者が指示したステアリング角に右回りのステアリング角を加えることが可能である。パワーステアリングシステム２８は、前輪２６−１および２６−２、ならびに、必要に応じて、後輪２６−３および２６−４にステアリング角を導入するために、ステアリングホイールの角度位置を変えることができる。あるいは、この加えられるステアリング角は、運転者によって保持されたステアリングホイールに影響を及ぼすことなく、車両のホイールレベルで、１つまたは複数の操向される車軸、通常は前車軸に付加することができる。加えられる右回りのステアリング角は、車両が、トレーラ２０をその意図された位置に戻すのに十分な反時計方向の動作をし終わるまで適用される。次いで、バック操作を続けて車両−トレーラユニットを意図された方向に向けるために、若干左回りのステアリング角を加えることができる。
【００２４】
閉ループフィードバックでバック操作を自動的に行って、運転者の入力が全くないまま、車両を独力でバックさせることもできる。運転者は、手動で、操作を停止する、または機能を無効にすることができる。
【００２５】
図面は、電子制御モジュール２４およびパワーステアリングシステム２８から分離したバック補助モジュール２２を示しているが、これらの３つのモジュールを、説明した機能を共同して行う１つまたは２つの処理ユニットに統合できるのは明らかである。バック補助モジュール２２は、後付けの追加物とすることができる。
【００２６】
トレーラの後部に取り付けられ、後ろを向いたオプションの補助カメラは示されていない。そのようなカメラは、後退移動中に、運転方向を直接見ることができない場合に、車両の運転者のさらなる助けになる。
【００２７】
図は、本発明の多くの実施形態の１つに対する単なる例示に過ぎない。例えば、ステアリングへの介入は、少なくとも１つが操向可能な少なくとも２つの車軸を有するトレーラに対して行うこともできるのは明らかである。同様に、牽引車両が、２つ以上の操向可能な車軸を有する場合、介入は、両方の操向可能な車軸に対して行うことができる。
【００２８】
直進における、または車両とトレーラとの間の意図した角度における、センサの位置での車両の後部とトレーラの前部との間の距離が既知の場合、本発明の方法は、２つの距離センサを必要としない。この場合に、既知の距離からの偏位が所定の閾値と比較される。当然、この閾値は、上記の２つのセンサの実施形態の閾値の約半分である。
【００２９】
図３の実施形態では、カメラ１３０が、矢印ｖで示す車両の長手軸からの偏位に対するトレーラ舌状部１３２の動きを観測している。このために、車両１１０の後部に取り付けられたカメラ１３０は、横方向の中心位置でトレーラ１２０に付けられたマーカ１３４の偏位を検出する。このマーカは、トレーラ舌状部自体の一部であるか、または対比色のパッチもしくはテープである。トレーラ１２０は、トレーラヒッチ１３０のまわりを水平方向に回転するので、測定した、中心位置からのマーカ１３４の横方向距離をトレーラヒッチ１１６とマーカ１３４との間の距離で除したものは、車両の長手軸とトレーラの長手軸との間の偏位角αの正弦値になる。車両１１０およびトレーラ１２０の両方に対して固定されたトレーラヒッチ１１６は偏位角αの頂点になる。
【００３０】
カメラ１３０は、直進を示すために、中心マーカ基準位置をあらかじめ記録するように前もって調整することができる。しかし、バック補助モジュール１２２または電子制御モジュール１２４またはその両方も、車両１１０がそのバック操作を開始する前に取得した移動データから、長期にわたって中心マーカ基準位置を学習する。
【００３１】
図４に示すように、カメラ１３０は、車両１１０の後部で、車室の屋根の高さとほぼ一致する高い位置に取り付けることができる。カメラは、トレーラ１２０の前部に固定されたマーカ１３４を観測することも、トレーラ１２０と車両１１０との間の角度αを計算するために、バック補助モジュールによって処理される画像を記録することもできる。しかし、代替案として、カメラは、破線で示すように、下側位置１３６に取り付けることもできる。車両が、例えば、カメラ１３０を高い位置に取り付けることができないピックアップトラックである場合などに、そのような下側取付位置が必要なことがある。
【００３２】
図５は、車両２１０の運転者が、車両２１０の直線状の整列には必ずしも必要でない特定の方向にトレーラ２２０を移動させるように、バック補助モジュールに指示する別の実施形態を示している。運転者は、インターフェイス２００を通じて、意図した方向で入力することができる。図示したインターフェイス２００は、モニタ部分２０２および入力部分２０４を含む。入力部分２０４は、トレーラ２２０の意図された方向を示すために、水平方向左または右へ手動で移動できるスライダ２０６として構成されている。スライダ２０６は、物理的なスライダ、またはタッチセンシティブな面におけるスライダ画像とすることができる。モニタ部分２０２は、車両２１０に取り付けられた後ろ向きカメラによって記録されたトレーラ２２０の移動のビデオストリームを示している。モニタ画像の底縁部は、車両２１０の後部を示している。モニタ部分２０２は、仮想ガイド２３８、２４０、２４２をさらに含むことができる。示した実施形態では、仮想ガイド２４０は、車両とトレーラとの間の直線状の整列の方向を示している。ガイド２３８、２４２は、車両２１０からのトレーラの右側の距離を車両２１０からのトレーラの左側の距離と比較できることで、車両２１０とトレーラ２２０との間の角度を判断する直感的な手段を運転者に提示する距離マーカを含む。２つの仮想ガイド２３８および２４２は、トレーラ２２０および車両２１０の各側間の安全な相対距離、中間の相対距離、および危険な相対距離を運転者に示すために、異なる色を付けられる部分を有する。
【００３３】
本開示の幅広い教示を、具体的に指摘されていない多くの方法で実施することができる。したがって、本開示の真の範囲は、詳細に説明した特定の例に限定されない。さらなる修正形態が、図面、本明細書、および添付の特許請求の範囲を検討することで明らかになる。
【図１】
0005788020.tif 000002
【図２】
0005788020.tif 000003
【図３】
0005788020.tif 000004
【図４】
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【図５】
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