(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車とトレーラの集合体のための後進システムを制御する方法であって、
後進システムのための電子制御ユニットとワイヤレス接続されているコントロールデバイスから、スタートシステム入力を受け取ると、前記電子制御ユニットが後進システムモードを開始するステップと、
前記コントロールデバイスから、所望の自動車アクションに関する情報を含む少なくとも１つの入力を、前記電子制御ユニットが受け取るステップと、
前記少なくとも１つの入力から、前記所望の自動車アクションを解釈するステップと、
前記電子制御ユニットにより、前記所望の自動車アクションを達成するのに必要とされる自動車レスポンスを計算するステップと、
前記計算された自動車レスポンスを実行するために、前記電子制御ユニットから少なくとも１つの自動車システムへ、要求を送信するステップと
を含み、
前記少なくとも１つの入力が操舵入力であり、前記所望の自動車アクションはヒッチ角の変更であり、ここで、前記操舵入力は前記コントロールデバイスからの加速度計信号であり、前記電子制御ユニットは、前記加速度計信号を解釈して、ヒッチ角における所望の変更を特定する、
後進システムを制御する方法。
【請求項２】
前記電子制御ユニットが受け取る前記少なくとも１つの入力によって、前記自動車とトレーラの集合体はリアルタイムで移動する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記コントロールデバイスは表示画面を有し、当該表示画面は、前記少なくとも１つの入力の要求を受け取ることができるヒューマンマシンインタフェースとして構成されている、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記電子制御ユニットは、前記自動車とトレーラの集合体のための現在ヒッチ角をカメラ情報に基づき特定し、ヒッチ角の変更としての前記必要とされる自動車レスポンスを特定する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記コントロールデバイスはジョイスティックアセンブリであり、該ジョイスティックアセンブリは、ジョイスティック基部に対し相対的に運動可能なジョイスティックと、表示画面と、前記ジョイスティックに対し相対的に回転可能なコントロールノブと、安全コントロールボタンとを含む、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記計算された自動車レスポンスは、前記安全コントロールボタンが押されているときだけ実施される、請求項５記載の方法。
【請求項７】
自動車とトレーラの集合体の後進システムあって、
当該システムは、
ワイヤレスのコントロールデバイスと、
前記コントロールデバイスから少なくとも１つの入力を受け取るために、前記コントロールデバイスとワイヤレス接続されている電子制御ユニットと
を備えており、
前記電子制御ユニットは以下の命令を有し、すなわち、
前記コントロールデバイスからスタートシステム入力を受け取ると、自動車のための後進システムモードを開始する命令と、
前記コントロールデバイスから、所望の自動車アクションに関する情報を含む少なくとも１つの入力を受け取る命令と、
前記少なくとも１つの入力から、前記所望の自動車アクションを解釈する命令と、
前記所望の自動車アクションを達成するのに必要とされる自動車レスポンスを計算する命令と、
前記計算された自動車レスポンスを実行するために、少なくとも１つの自動車システムへ要求を送信する命令と
を有し、
前記少なくとも１つの入力は操舵入力であり、前記所望の自動車アクションはヒッチ角の変更であり、ここで、前記操舵入力は前記コントロールデバイスからの加速度計信号であり、前記電子制御ユニットは、前記加速度計信号を解釈して、ヒッチ角における所望の変更を特定する、
自動車とトレーラの集合体のための後進システム。
【請求項８】
前記電子制御ユニットが受け取る前記少なくとも１つの入力によって、前記自動車とトレーラの集合体はリアルタイムで移動する、請求項７記載のシステム。
【請求項９】
前記コントロールデバイスは表示画面を有し、当該表示画面は、前記少なくとも１つの入力の要求を受け取ることができるヒューマンマシンインタフェースとして構成されている、請求項７または８記載のシステム。
【請求項１０】
さらにカメラが設けられており、前記電子制御ユニットは前記カメラの情報を使用して、前記自動車と前記トレーラとの間の現在ヒッチ角を特定する、請求項７から９までのいずれか１項記載のシステム。
【請求項１１】
前記コントロールデバイスはジョイスティックアセンブリであり、該ジョイスティックアセンブリは、ジョイスティック基部に対し相対的に運動可能なジョイスティックと、表示画面と、前記ジョイスティックに対し相対的に回転可能なコントロールノブと、安全コントロールボタンとを含む、請求項７から１０までのいずれか１項記載のシステム。
【請求項１２】
前記計算された自動車レスポンスは、前記安全コントロールボタンが押されているときだけ実施される、請求項１１記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の参照
本願は、２０１４年１０月３日付けの米国特許仮出願第６２／０５９，３８２号（United States Provisional Application No. 62/059,382）および２０１５年１０月２日付けの米国特許非仮出願第１４／８７３，６４５号（US Non-Provisional 14/873,645）の優先権を主張するものである。
【０００２】
技術分野
本開示は自動車に関するものであり、さらに詳しくは、自動車のためのより高度な運転者支援システムに関する。
【０００３】
背景技術
トレーラは一般に、トレーラヒッチを介して牽引自動車と連結されている。トレーラヒッチによってトレーラは、自動車とトレーラとが一体としてコーナを回って移動できるよう、ヒッチの周囲で水平方向に旋回することができる。ただし、自動車が逆方向に進むときには、このことにより難しい状況が引き起こされる可能性がある。自動車が後退するときには、自動車がトレーラを押し動かす。いくつかの特定の状況において重要であるのは、トレーラがまっすぐに進むことであり、または意図する経路どおりに進むことであり、たとえばボートを進水させるときなどには、トレーラを動かして水中に下ろす必要がある。運転者は、トレーラの望ましい方向変化を得るにはどの向きに自動車のハンドルを回したらよいのか、混乱してしまうことがよくある。自動車に不適切な操舵角を加えると、トレーラがＶ字型に折れ曲がり、それによってトレーラがコースを外れてしまう可能性もある。
【０００４】
このため、自動車に取り付けられたトレーラを後退させる際には、自動車を有効にコントールして、自動車とトレーラが進むべき経路を指示するために、しばしば多くの人員が必要とされる。このことに加え、自動車とトレーラのシステムに不慣れな人は、自動車とトレーラが後退しているときに、トレーラの経路を的確に制御するのに多少手こずる可能性もある。
【０００５】
ここで挙げた背景技術の説明は、開示内容を全般的に伝えるためである。背景技術のセクションで記載した範囲での本願発明者の業績ならびに、さもなくば出願時点では従来技術とはみなすことのできない説明の見地は、本開示に反して従来技術であるとは、明示的にも暗黙的にも認められない。
【０００６】
概要
本発明は、自動車とトレーラの集合体のための後退システムを制御する方法に関する。この方法によれば、後退システムのための電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、コントロールデバイスからスタートシステム入力を受け取ると、後退システムモードを開始する。ＥＣＵはコントロールデバイスから、所望の自動車アクションに関する情報を含む少なくとも１つの入力を受け取る。ＥＣＵは、少なくとも１つの入力から所望の自動車アクションを解釈し、所望の自動車アクションを達成するのに必要とされる自動車レスポンスを計算する。ついでＥＣＵは、計算された自動車レスポンスを実施するために、少なくとも１つの自動車システムへ要求を送信する。
【０００７】
自動車とトレーラの集合体のための後退システムは、コントロールデバイスと、このコントロールデバイスから少なくとも１つの入力を受け取るために、このコントロールデバイスと接続されているＥＣＵとを備えている。ＥＣＵは以下の命令を含んでいる。すなわち、コントロールデバイスからスタートシステム入力を受け取ると、自動車のための後退システムモードを開始する命令と、コントロールデバイスから、所望の自動車アクションに関する情報を含む少なくとも１つの入力を受け取る命令と、少なくとも１つの入力から、所望の自動車アクションを解釈する命令と、所望の自動車アクションを達成するのに必要とされる自動車レスポンスを計算する命令と、計算された自動車レスポンスを実行するために、少なくとも１つの自動車システムへ要求を送信する命令とを含んでいる。
【０００８】
本開示の他の適用分野は、以下の詳細な説明から明らかになる。自明のとおり、詳細な説明および特定の実施例は、本開示の好ましい実施形態を表すものであるが、例示目的を意図したものにすぎず、開示範囲の限定を意図したものではない。
【０００９】
詳細な説明および添付の図面を参照すれば、本開示をさらに完全に理解できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明によるトレーラ後退システムを備えた自動車とトレーラの集合体を示す概略図
【図２】ワイヤレスコントローラがモバイルデバイスであり、画面上に示されるグラフィック表現が描かれた、図１によるトレーラ後退システムの第１の実施形態を示す図
【図３】図１〜図２のトレーラ後退システムのためのモバイルデバイスの画面上のグラフィック表現のさらに別の実施形態を示す図
【図４】ワイヤレスコントローラが表示画面を備えたジョイスティックであり、画面上に示されるグラフィック表現が描かれた、図１によるトレーラ後退システムの第２の実施形態を示す図
【図４Ａ】図４のジョイスティックのコントローラノブを示す拡大図
【図５】図１〜図４Ａによるトレーラ後退システムによって自動車とトレーラの集合体を制御する方法を示す図
【００１１】
詳細な説明
以下の説明はそもそもが例示であるにすぎず、開示内容およびその用途または使用を限定しようという意図はまったくない。見やすくするため、図中、同様の要素を表すために同じ参照符号を用いることにする。図１には、自動車１０とトレーラ１１が示されている。トレーラ１１は自動車１０に制御可能に固定され、これによって自動車とトレーラの集合体１２が形成される。このような自動車トレーラ集合体１２は、本発明のトレーラ後退プログラム１４を使用する。本願全体を通して、前方および後方という相対的な方向は、慣用的な手法で用いられる。つまり、自動車１０の運転者が自動車１０を運転しているときに、一般的に向いているであろう方向を基準とする。したがってトレーラ後退プログラム１４の動作中、自動車１０はバックギアに入れられており、自動車トレーラ集合体１２は後方に向かって移動する。
【００１２】
次に図１〜図３を参照しながら、トレーラ後退プログラム１４を使用するための第１の実施形態について説明する。トレーラ後退プログラム１４のために電子制御ユニット（ＥＣＵ）２２へユーザが命令を入力できるように、ワイヤレスコントロールデバイス１６がワイヤレス接続されている。自動車トレーラ集合体１２を制御してまっすぐに動かすために、パワートレインシステム、操舵システム、ブレーキシステムなど、種々の自動車システム２４にＥＣＵ２２を接続することができる。ＥＣＵ２２はユーザ入力に基づき、最終ロケーション２０へ至る望ましい後退経路１８に沿って自動車トレーラ集合体１２を動かすために、自動車システム２４へ命令を送信する。
【００１３】
ワイヤレスコントロールデバイス１６を、自動車１０外部から操作可能なタブレットまたは他のモバイルデバイスとすることができる。したがってトレーラ後退システム１４によって、車両外部にいるときの自動車１０のユーザコントロールが提供される。一例としてユーザは、自動車１０のギアをたとえばパーキングから再びバックへシフトさせることができる。ワイヤレスコントロールデバイス１６によって、ユーザは自動車トレーラ１２を操縦することができる。コントロールデバイス１６は、自動車トレーラ１２を制御するための種々の入力オプションを有することができ、これには以下のコントロールおよび／または仮想表示が含まれている。すなわち、（各ギア間のワイヤレスシフトを可能にする）ギアセレクタ、アクセルペダル、ブレーキペダル、ディジタル速度計、サラウンドビュー、および緊急停止ボタン。安全措置として緊急停止ボタンを実装することができ、ワイヤレスコントロールがアクティブであるとき、このボタンによって自動車１０が即座に停止状態におかれ、自動車１０のギアがパーキングにシフトされる。
【００１４】
ＥＣＵ２２は、自動車トレーラ集合体１２を後退システム２２によって制御するために、コントロールデバイス１６から（図４に示されている）様々な入力２６を受け取る。ＥＣＵ２２はそれらの様々な入力２６を解釈し、入力２６が要求している（図４に示されている）所望の自動車アクション２８を特定する。自動車トレーラ集合体１２の現在状態３２と、所望の自動車アクション２８とに基づき、ＥＣＵ２２は、所望の自動車アクション２８の達成に必要とされる（図４に示されている）所要の自動車レスポンス３０を特定し、種々の自動車システム２４に指示して、以下の種々の実施例で説明するように、計算された自動車レスポンス３０を実行させるために、（１つまたは複数の）適切な信号を送信する。後退システム２２は、様々な入力要求を統合して、自動車１０外部からの自動車トレーラ集合体１２の完全なユーザコントロールを提供することができる。
【００１５】
一例として入力２６Ａによって、ユーザは自動車１０のブレーキを作動させることができる。コントロールデバイス１６のための表示画面３４は、ブレーキペダルイメージ３６を含むことができる。イメージ３６をユーザがタップ／セレクトすることにより、第１の入力２６ＡがＥＣＵ２２へ送信される。ＥＣＵ２２は第１の入力２６Ａから、所望の自動車アクション２８はブレーキ要求である、と解釈する。所望の自動車アクション２８を特定するために第１の入力２６Ａの信号を解釈する際、所要の制動速度、所要の制動時間などを、信号の情報から解釈することができる。たとえば、第１の入力２６Ａの信号に、ユーザがイメージ３６Ａをタップしてリリースした、という情報を含めることができる。ＥＣＵ２２はこの情報を、ブレーキを短期間作動させて解除する要求である、と解釈することができる。別の選択肢として、第１の入力２６Ａの信号に、ユーザがイメージ３６Ａをタップして保持した、という情報を含めることができる。ＥＣＵ２２はこの情報を、ブレーキを作動して保持する要求である、と解釈することができる。このようにＥＣＵ２２は、入力信号２６Ａを解釈して所望の自動車アクション２８を特定し、ついで所要の自動車レスポンス３０を計算し、たとえばブレーキ圧力の一部を加え、望ましい圧力が達成されたならばブレーキ圧力を解除する、などを計算する。その後、ＥＣＵ２２は（１つまたは複数の）適切な信号を送信し、計算されたレスポンス３０が実行されるように自動車ブレーキシステム２４を指示する。
【００１６】
別の例として入力２６Ｂによって、ユーザは自動車１０のギアを、たとえばパーキングからバックにシフトすることができる。表示画面３４に、ギアセレクタイメージ３６Ｂを含めることができる。図示されているイメージは、一般的なＰＲＮＤポジションセレクタであり、これは自動車がどのギアに入っているかを示し、始動時に自動車１０はパーキングポジションにある。ユーザは、イメージ３６Ｂにおいてギアセレクタを選択し、所望のギアポジションたとえばバックへ動かすことができる。さらにこの場合、自動車内でギアをシフトするときに一般的であるように、ギアセレクタを動かしている間、ユーザは（上述のように）自動車のブレーキの作動を要求しなければならないようにしてもよい。第２の入力２６Ｂは、ＥＣＵ２２へ送信される。ＥＣＵ２２は第２の入力２６Ｂから、所望の自動車アクション２８はギアシフト要求である、と解釈する。所望の自動車アクション２８を特定するために第２の入力２６Ｂの信号を解釈する際、どのギアが選択されたのかが、信号の情報から解釈される。ＥＣＵ２２は、入力信号２６Ｂを解釈して所望の自動車アクション２８を特定し、ついで所要の自動車レスポンス３０たとえばギアシフトを計算する。その後、ＥＣＵ２２は（１つまたは複数の）適切な信号を送信し、計算されたレスポンス３０たとえばバックへのシフトが実行されるように、自動車駆動システム２４を指示する。自動車１０がパーキングポジションからギアにシフトされるとき、エンジンはアイドリング状態を続けている。エンジンのアイドリングはおそらくは、自動車トレーラ集合体１２が歩く速さで動き始めるのに十分な程度のパワーを供給するものであり、これによりユーザは後退プロセス中、望むのであれば自動車トレーラ集合体１２と共に歩くことができる。さらに詳しくは、ＥＣＵ２２がコントロールデバイス１６の入力を、ギアシフトに関係するユーザ要求であると解釈するのは、シフトイベントをトリガするＰＲＮＤ ３６Ｂ上のドラッグにより、ユーザ要求が入力された場合である。ＥＣＵ２２は入力に対し、ＡＣＫまたはＮＡＣＫ（承認acknowledgedまたは非承認not acknowledged）によって応答し、自動車は安全にシフトされ、それによって補正のために前進後退の制御が可能となる。
【００１７】
後退システム１４が作動して自動車１０が後退状態になったならば、ＥＣＵ２２はユーザから入力を受け取り、仮想アクセルペダル３６Ｃおよび上述の仮想ブレーキペダル３６Ａを介して、自動車トレーラ集合体の速度を制御することができる。ユーザは自動車１０内にいないので、安全のため、自動車のアクセルペダル３６Ｃは周期的にタップ／セレクトされるようにしなければならない。ＥＣＵ２２は、仮想アクセルペダル３６Ｃから入力信号２２Ｃを受け取り、その信号を解釈して、自動車トレーラ集合体１２を動かし続けることができる。周期的なタップ／セレクトによって、ユーザが依然としてアクティブに制御中であることを保証する運転者の継続的な意志がシミュレートされる。ユーザが仮想アクセルペダル３６Ｃのタップ／セレクトを止めたならば、自動車１０は停止するまで減速することになる。仮想アクセルペダルを押された状態に保持しているときに、停止に至る減速を発生させてもよい。
【００１８】
しかしながら、たとえば自動車トレーラ集合体１２が上り坂で動くときなど、いくつかの状況のもとでは、自動車トレーラ集合体１２の加速が望まれる場合もある。この状況では、所望の自動車アクション２８が反映されるように、ユーザ入力を変更する必要がある。加速要求を、仮想アクセルペダル３６Ｃの周期的なタップ／セレクトの率を高めること、周期的にタップするたびにペダルをいくらか長めの期間保持すること、または仮想アクセルペダルを持続的に押し下げて保持すること、とすることができる。加速が要求されるすべての状況において、安全のためには、許容される最大自動車速度が制限されたままとされる。
【００１９】
自動車１０の速度を表す仮想速度計３８を、表示させることもできる。仮想速度計３８は、それぞれ異なる推奨速度を表すカラーコードを有することができ、これはＥＣＵ２２によって、自動車トレーラ集合体１２のために後退システム１４を使用するときに提供される。
【００２０】
後退システム１４が作動して自動車が後退状態になったならば、ユーザは、コントロールデバイス２２からＥＣＵ２２へ適切な入力２６Ｃを供給することにより、トレーラ１１の移動方向を制御することもできる。１つの実施形態によれば、デバイス１６の傾斜動作を利用して、操舵入力２６Ｄを供給することができる。スマートデバイス１６において得られる加速度計の示度が測定されて、操舵入力信号２６Ｄの一部分としてＥＣＵ１６へ送信される。所望の自動車アクション２８を特定するために操舵入力２６Ｄを解釈する際に、所要の移動方向に対応する加速度計の示度の方向、ヒッチ角の増減に対応する加速量について、信号の情報から解釈することができる。所望の自動車アクション２８は、所定方向および所定量でのトレーラ１１の運動である。ＥＣＵ２２はこの所望の自動車アクション２８を、トレーラ１１を望ましい方向に動かすのに必要とされるヒッチ角として解釈する。ＥＣＵは、入力２６Ｄに基づき所要ヒッチ角２８を計算する。ついでＥＣＵ２２は、所要の自動車レスポンス３０を計算し、これは望ましいヒッチ角までトレーラ１１を動かすのに必要とされる操舵角である。所要操舵角３０は、現在操舵角と、現在ヒッチ角と（現在ヒッチ角の測定についてはあとで述べる詳細を参照されたい）、所要ヒッチ角２８とをベースとする。ＥＣＵ２２が所要操舵角を計算したならば、ＥＣＵ２２は（１つまたは複数の）適切な信号を送信し、計算されたレスポンス３０が調節されるように自動車操舵システム２４を指示する。
【００２１】
別の実施形態によれば、表示画面３４にセレクタとスライドバーのイメージ３６Ｄを含めることができ、このスライドバー３６Ｄに沿ってセレクタを動かすことにより、トレーラ１１の移動方向を制御することができる。操舵入力２６Ｄは、ＥＣＵ２２へ送信される。ＥＣＵ２２は操舵入力２６Ｄから、所望の自動車アクション２８は操舵要求である、と解釈する。所望の自動車アクション２８を特定するために操舵入力２６Ｄを解釈する際に、所要の移動方向に対応するセレクタ運動方向、ヒッチ角の増減に対応するスライドバー上のセレクタ運動量を、信号の情報から解釈することができる。所望の自動車アクション２８は、所定方向および所定量でのトレーラ１１の運動である。ＥＣＵ２２はこの所望の自動車アクション２８を、トレーラ１１を望ましい方向に動かすのに必要とされるヒッチ角として解釈する。ＥＣＵは、入力２６Ｄに基づき所要ヒッチ角２８を計算する。ついでＥＣＵ２２は、所要の自動車レスポンス３０を計算し、これは望ましいヒッチ角までトレーラ１１を動かすのに必要とされる操舵角である。所要操舵角３０は、現在操舵角と、現在ヒッチ角と（現在ヒッチ角の測定についてはあとで述べる詳細を参照されたい）、所要ヒッチ角２８とをベースとする。ＥＣＵ２２が所要操舵角を計算したならば、ＥＣＵ２２は（１つまたは複数の）適切な信号を送信し、計算されたレスポンス３０が調節されるように自動車操舵システム２４を指示する。
【００２２】
コントロールデバイス１６のための表示画面３４は、ブレーキペダルイメージ３６を含むことができる。イメージ３６をユーザがタップ／セレクトすることにより、第１の入力２６ＡがＥＣＵ２２へ送信される。ＥＣＵ２２は第１の入力２６Ａから、所望の自動車アクション２８はブレーキ要求である、と解釈する。所望の自動車アクション２８を特定するために第１の入力２６Ａの信号を解釈する際、所要の制動速度、所要の制動時間などを、信号の情報から解釈することができる。たとえば、第１の入力２６Ａの信号に、ユーザがイメージ３６Ａをタップしてリリースした、という情報を含めることができる。ＥＣＵ２２はこの情報を、ブレーキを短期間作動させて解除する要求である、と解釈することができる。別の選択肢として、第１の入力２６Ａの信号に、ユーザがイメージ３６Ａをタップして保持した、という情報を含めることができる。ＥＣＵ２２はこの情報を、ブレーキを作動して保持する要求である、と解釈することができる。このようにＥＣＵ２２は、入力信号２６Ａを解釈して所望の自動車アクション２８を特定し、ついで所要の自動車レスポンス３０を計算し、たとえばブレーキ圧力の一部を加え、望ましい圧力が達成されたならばブレーキ圧力を解除する、などを計算する。その後、ＥＣＵ２２は（１つまたは複数の）適切な信号を送信し、計算されたレスポンス３０が実行されるように自動車ブレーキシステム２４を指示する。
【００２３】
さらに詳しくは、後退システム１４は、ＥＣＵ２２の緊急停止の制御を含め、様々な安全機能を有することができる。緊急停止イメージ３６Ｅを、ブレーキイメージ３６Ａとは別のものとすることができる。この緊急停止イメージ３６Ｅを押すことによって、緊急停止入力２６Ｅをトリガすることができる。ＥＣＵ２２は、所望の自動車アクション２８および所要の自動車レスポンス３０を、自動車１０の（緊急）停止と、安全であれば、パーキングモードへのトランスミッションの移行の双方、と解釈することができる。後退システムのオン／オフスイッチ４２（図示せず）は、ＥＣＵ２２に関して自動車１０の制御を後退システム１４を介してユーザへとシフトするために、特定のリリース（ライトアップのためにイメージ３６Ｆを押す）を要求することができる。安全のために後退システム１４は、ユーザの注意力を検出し、ユーザが自動車トレーラ１２を能動的に制御中である、ということを確認する機能を含むことができ、たとえばユーザは、システム１４を能動的に制御中であることを表すために、画面３４上のアクセルペダル３６Ｃを周期的にタップする必要がある。ユーザが過度に長い期間にわたり、アクセルペダル３６Ｃを保持したままであるか、またはタップしなければ、徐々に停止するようになる。画面上のブレーキペダルを押すことによって、自動車は徐々に減速し、集合体１２の速度が低下する。システム１２の速度を、安全な徒歩の速度（たとえば２．５ｋｐｈ）に制限することができ、自動車によって伝達された最低速度により制限することもできる。他の安全措置として、タイムアウト検出、不一致のチェックのために解釈されたデータと共に応答するなど、冗長的な情報確認、およびチェックサムの計算およびチェックを挙げることができる。
【００２４】
後退システム１４は、自動車１０のサラウンドビューを提供するため、自動車１０において（１つまたは複数の）カメラ４４を使用することができる。これに加えてＥＣＵ２２は、現在ヒッチ角４０の測定に用いられる１つの手法として、カメラ４４の情報を使用することができる。測定されたヒッチ角４０は、ユーザ入力２６Ｄから計算された所要ヒッチ角２８に基づき、所望の操舵角３０を特定するために、ＥＣＵ２２によって使用される。現在ヒッチ角４０も、同様にユーザ情報のためにデバイス１６に表示させることもできる。
【００２５】
自動車１０のサラウンドビューを、モバイルデバイス１６において表示部分４６に組み込むこともできる。これに加え、サラウンドビューイメージ４６における物体４８をハイライト表示して、衝突が起こり得ることを運転者に警告することができる。具体的には、ユーザが自動車１０の前方に接近しているならば、自動車１０は予測される速さよりも速く、迂回することができる。
【００２６】
サラウンドビュー機能は、合成された複数の視点から成る動的な集合を運転者に提供するものである。これらの合成された視点によって、自動車１０のすぐ近くと中距離の双方の場所について、遮られていないビューが得られるようになる。これらの視点は完全にコンフィギュレーション可能であり、駐車および後退の操縦に役立つ。１つの実施形態によれば、可視性を高めるためにトレーラ１１の後部に接続された別のカメラ５０を用いることによって、拡張されたサラウンドビューの機能を提供することができる。
【００２７】
図３には、モバイルデバイス１１６および後退システム１１４のための画面１３４におけるグラフィック表現のさらに別の実施形態が示されている。たとえば、デバイス１１６がＥＣＵ２２を介して自動車１０と接続されたことが、ステータスバー５２によって示されたならば、緊急停止１３６Ｅを押すことができる。このことが実行されて、赤色の緊急停止１３６Ｅがライトアップしたならば、モバイルデバイス１１６は自動車１０を制御できている状態にある。ユーザは、ギアをシフトするために、ブレーキ１３６Ａを押して保持しなければならない。操舵のために、ユーザは物理的にデバイス１１６を傾斜させる。ただし、他の制御オプションとして、モバイルデバイス１６の画面１３４を使用することもできるし、またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）／ワイヤレスコネクションを使用することもできる。
【００２８】
図１および図４〜４Ａには、トレーラ後退プログラム２１４を使用するための第２の実施形態が示されている。トレーラ後退プログラム２１４のために電子制御ユニット（ＥＣＵ）２２へユーザが命令を入力できるように、ワイヤレスコントロールデバイス２１６がワイヤレス接続されている。自動車トレーラ集合体１２を制御してまっすぐに動かすために、パワートレインシステム、操舵システム、ブレーキシステムなど、種々の自動車システム２４にＥＣＵ２２を接続することができる。ＥＣＵ２２はユーザ入力に基づき、最終ロケーション２０へ至る望ましい後退経路１８に沿って自動車トレーラ集合体１２を動かすために、自動車システム２４へ命令を送信する。
【００２９】
ワイヤレスコントロールデバイス２１６をジョイスティックアセンブリとすることができ、このアセンブリは、ジョイスティック基部２１９に対し相対的に運動するジョイスティック２１５と、ジョイスティック２１５に対し相対的に回転するコントロールノブ２２１とを備えている。ジョイスティックアセンブリ２１６はさらに、表示画面２３４と安全コントロールボタン２４２を含むこともでき、あとで詳しく説明するように、この場合、表示画面を自動車１０外部から操作することができ、安全なコネクションを介してＥＣＵ２２とワイヤレス接続することができる。
【００３０】
このようにトレーラ後退システム２１４によって、車両外部にいるときの自動車１０のユーザコントロールが提供される。一例としてユーザは、自動車１０のギアをたとえばパーキングから再びバックへシフトすることができる。ワイヤレスコントロールデバイス２１６によって、ユーザは自動車トレーラ１２を操縦することができる。コントロールデバイス２１６は、自動車トレーラ１２を制御するための種々の入力オプションを有することができ、これには以下のコントロールおよび／または仮想表示が含まれている。すなわち、（各ギア間のワイヤレスシフトを可能にする）ギアセレクタ、アクセルペダルコントロール、ブレーキペダルコントロール、ディジタルおよび／またはアナログの速度計、３６０サラウンドビューシステムからのビデオストリーム、および／または潜在的な警告ゾーンをハイライト表示する自動車のグラフィック表現。安全措置として緊急停止機能を実装することができ、ワイヤレスコントロール２１６がアクティブであるとき、この機能によって自動車１０が即座に停止状態となり、自動車１０のギアがパーキングにシフトされる。たとえば、安全コントロールスイッチ２４２がリリースされると、緊急停止機能をアクティブにすることができる。他の手法および／または付加的なボタンを用いて、緊急停止機能を提供してもよい。当業者であれば、特有のジョイスティック２１６の設計に対して緊急停止機能を実装するために、最良の構成を決定することができる。
【００３１】
ＥＣＵ２２は、自動車トレーラ集合体１２を後退システム２１４によって制御するために、コントロールデバイス２１６から（図５に示されている）様々な入力２２６を受け取る。ＥＣＵ２２はそれらの様々な入力２２６を解釈し、入力２２６が要求している（図５に示されている）所望の自動車アクション２８を特定する。自動車トレーラ集合体１２の現在状態２３２と、所望の自動車アクション２８とに基づき、ＥＣＵ２２は、所望の自動車アクション２８の達成に必要とされる（図５に示されている）所要の自動車レスポンス３０を特定し、種々の自動車システム２４に指示して、以下の種々の実施例で説明するように、計算された自動車レスポンス３０を実行させるために、（１つまたは複数の）適切な信号を送信する。後退システム２１４は、様々な入力要求を統合して、安全なワイヤレスコネクションを介した自動車１０外部からの自動車トレーラ集合体１２の完全なユーザコントロールを提供することができる。
【００３２】
一例として入力２２６Ａによって、ユーザは自動車１０のブレーキを作動させることができる。たとえば、ジョイスティック２１５を保持している間、ユーザは安全コントロールボタン１４２を押していなければならないようにすることができる。安全コントロールボタン２４２が押されている間、たとえばジョイスティック基部２１９に対し相対的にユーザに向かうジョイスティック２１５の運動２３６Ａを、自動車１０の制動を望む入力２２６Ａであると解釈することができる。つまり、ユーザがジョイスティック２１５を自身の方へ引くと、第１の入力２２６ＡがＥＣＵ２２に送信される。ＥＣＵ２２は第１の入力２２６Ａから、所望の自動車アクション２８はブレーキ要求である、と解釈する。所望の自動車アクション２８を特定するために第１の入力２２６Ａの信号を解釈する際、所要の制動速度、所要の制動時間などを、信号の情報から解釈することができる。たとえば、第１の入力２２６Ａの信号に、ユーザがジョイスティック２１５を引っ張り、さらにリリースした、という情報を含めることができる。ＥＣＵ２２はこの情報を、ブレーキを短期間作動させて解除する要求である、と解釈することができる。別の選択肢として、第１の入力２２６Ａの信号に、ユーザがジョイスティック２１５を引っ張って保持した、という情報を含めることができる。ＥＣＵ２２はこの情報を、ブレーキを作動して保持する要求である、と解釈することができる。このようにＥＣＵ２２は、入力信号２２６Ａを解釈して所望の自動車アクション２８を特定し、ついで所要の自動車レスポンス３０を計算し、たとえばブレーキ圧力の一部を加え、望ましい圧力が達成されたならばブレーキ圧力を解除する、などを計算する。その後、ＥＣＵ２２は（１つまたは複数の）適切な信号を送信し、計算されたレスポンス３０が実行されるように自動車ブレーキシステム２４を指示する。
【００３３】
別の例として入力２２６Ｂによって、ユーザは自動車１０のギアを、たとえばパーキングからバックにシフトすることができる。表示画面２３４に、ギアセレクタイメージ２３６Ｂを含めることができる。図示されているイメージは、一般的なＰＲＮＤポジションセレクタであり、これは自動車がどのギアに入っているかを示し、始動時に自動車１０はパーキングポジションにある。ユーザは、イメージ２３６Ｂにおいてギアセレクタを選択し、ギアセレクタボタン２３５Ｂを用いてイメージ２３６Ｂ上のポジションセレクタを上／下に動かすことによって、所望のギアポジションたとえばバックへ動かすことができる。さらにこの場合、自動車１０内でギアをシフトするときには一般的であるように、ギアセレクタを動かしている間、ユーザが（上述のように）自動車のブレーキの作動を要求しなければならないようにしてもよい。第２の入力２２６Ｂは、ＥＣＵ２２へ送信される。ＥＣＵ２２は第２の入力２２６Ｂから、所望の自動車アクション２８はギアシフト要求である、と解釈する。所望の自動車アクション２８を特定するために第２の入力２２６Ｂの信号を解釈する際、どのギアが選択されたのかが、信号の情報から解釈される。ＥＣＵ２２は、入力信号２２６Ｂを解釈して所望の自動車アクション２８を特定し、ついで所要の自動車レスポンス３０たとえばギアシフトを計算する。その後、ＥＣＵ２２は（１つまたは複数の）適切な信号を送信し、計算されたレスポンス３０たとえばバックへのシフトが実行されるように、自動車駆動システム２４を指示する。自動車１０がパーキングポジションからバックギアにシフトされるとき、エンジンはアイドリング状態を続けている。エンジンのアイドリングはおそらくは、自動車トレーラ集合体１２が歩く速さで動き始めるのに十分な程度のパワーを供給するものであり、これによりユーザは後退プロセス中、望むのであれば自動車トレーラ集合体１２と共に歩くことができる。ＥＣＵ２２は入力２２６Ｂに対し、ＡＣＫまたはＮＡＣＫ（承認acknowledgedまたは非承認not acknowledged）によって応答し、自動車１０は安全にシフトされ、それによって補正のために前進後退の制御が可能となる。
【００３４】
後退システム１１４が作動して自動車１０が後退状態になったならば、ＥＣＵ２２はユーザから入力を受け取り、ジョイスティック１１５の前進運動２３６Ｃおよびジョイスティック１１５の上述の制動運動２３６Ａを介して、自動車トレーラ集合体１２の速度を制御することができる。ユーザは自動車１０内にいないので、安全のため、自動車トレーラ集合体１２が移動中は、安全コントロールボタン１４２が押され続けられるようにしなければならない。安全コントロールボタン２４２がリリースされた場合には（２３６Ｅ）、ＥＣＵ２２は自動車トレーラ集合体１２を停止させて、自動車１０のギアをパーキングにシフトすることになる。ＥＣＵ２２は、仮想の安全コントロールボタン２４２から入力信号２２６Ｅを受け取り、その信号を解釈して、自動車トレーラ集合体１２を動かし続けることができる。
【００３５】
しかしながら、たとえば自動車トレーラ集合体１２が上り坂で動くときなど、いくつかの状況のもとでは、自動車トレーラ集合体１２の加速が望まれる場合もある。この状況では、所望の自動車アクション２８が反映されるように、ユーザ入力を変更する必要がある。加速の要求を、ジョイスティック２１５を前方２３６Ｃへ動かして、前方ポジションで保持することとすることができる。加速が要求されるすべての状況において、安全のためには、許容される所要最大自動車速度が制限されたままとされる。
【００３６】
後退システム１４が作動して自動車が後退状態になったならば、ユーザは、コントロールデバイス２２からＥＣＵ２２へ適切な入力２２６Ｄを供給することにより、トレーラ１１の移動方向を制御することもできる。１つの実施形態によれば、コントロールノブ２２１の回転を利用して、操舵入力２２６Ｄを供給することができる。所望の自動車アクション２８を特定するために操舵入力２２６Ｄを解釈する際に、トレーラ１１の所要の移動方向に対応する、ノブ１２１が動かされた方向２３６Ｄと、ヒッチ角の増減に対応する、ノブ２２１が回転された量すなわち回転角とについて、信号の情報から解釈することができる。所望の自動車アクション２８は、所定方向および所定量でのトレーラ１１の運動である。ＥＣＵ２２はこの所望の自動車アクション２８を、トレーラ１１を望ましい方向に動かすのに必要とされるヒッチ角として解釈する。ＥＣＵ２２は、入力２２６Ｄに基づき所要ヒッチ角２８を計算する。ついでＥＣＵ２２は、所要の自動車レスポンス３０を計算し、これは望ましいヒッチ角までトレーラ１１を動かすのに必要とされる操舵角である。所要操舵角３０は、現在操舵角と、現在ヒッチ角と（現在ヒッチ角の測定についてはあとで述べる詳細を参照されたい）、所要ヒッチ角２８とをベースとする。ＥＣＵ２２が所要操舵角を計算したならば、ＥＣＵ２２は（１つまたは複数の）適切な信号を送信し、計算されたレスポンス３０が調節されるように自動車操舵システム２４を指示する。
【００３７】
さらに詳しくは、後退システム２１４は、ＥＣＵ２２の緊急停止の制御を含め、様々な安全機能を有することができる。安全コントロールスイッチ２４２がリリースされた場合、ＥＣＵ２２は、所望の自動車アクション２８および所要の自動車レスポンス３０を、自動車１０の（緊急）停止と、安全であれば、パーキングモードへのトランスミッションの移行の双方、と解釈することができる。後退システムのオン／オフスイッチ２４２（図示せず）は、ＥＣＵ１２に関して自動車１０の制御を後退システム１１４を介してユーザへとシフトするために、特定のリリース１を要求することができる。集合体１２とシステム２１４の速度を、安全な徒歩の速度（たとえば２．５ｋｐｈ）に制限することができ、自動車によって伝達された最低速度により制限することもできる。他の安全措置として、タイムアウト検出、不一致のチェックのために解釈されたデータと共に応答するなど、冗長的な情報確認、およびチェックサムの計算およびチェックを挙げることができる。
【００３８】
図１〜４Ａを参照すると、システム１４，１１４，２１４は、ＲＦ，ＷｉＦｉ，Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、または他の形式のワイヤレスコネクションを介するなどして、モバイルデバイス１６，１１６，２１６とワイヤレス接続可能なＥＣＵ２２と、シフト、操舵、制動およびエンジントルク制御のための（１つまたは複数の）自動車インタフェース２４へのコネクションとを有する必要がある。システム１４，１１４，２１４は、ビューを提供するためにデバイス１６，１１６，２１６に対してブロードキャストされる合成されたイメージ４６，１４６，２４６を用いたサラウンドビューカメラシステム４４を有することもできる。システム１４，１１４，２１４は、上述の実施形態の場合のように、シフト、操舵、速度制限、減速および緊急停止のために実装された制御方法を備えた有用なワイヤレスデバイスを含んでいる必要がある。他のイメージコンフィギュレーションまたはコントロール３６Ａ〜Ｅ，１３６Ａ〜Ｅおよび／またはプログラムまたはアプリケーションを使って、入力２６Ａ〜Ｅ，１２６Ａ〜Ｅ，２２６Ａ〜Ｅを供給してもよい。システム１４，１１４，２１４は、トレーラ角４０を測定し自動車コネクションを介してＥＣＵ２２へ出力する方法を備えている必要がある。ＥＣＵ２２とデバイス１６，１１６，２１６との間のワイヤレス通信は、データ完全性および能動的なコネクションチェックのための安全な実装を有する必要がある。
【００３９】
デバイス１６，１１６，２１６のためのプログラム／アプリケーションによって、自動車１０を制御するＥＣＵ２２へのすべての入力が可能となる。ユーザの注意力を確認するために、およびデバイス１６，１１６，２１６による自動車１０の制御を維持するために、トリガセーフティスイッチ４２，１４２，２４２および／またはコントロール３６Ｅ，１３６Ｅ，２３６Ｅを設けることができる。さらにデバイス１６，１１６，２１６によってユーザは、自動車１０のギアをシフトし、ブレーキを適用し、車両を駐車させて制御を終了させるために緊急停止を押し、さらに自動車１０のサラウンドビューを見ることができるようになる。デッドマントリガ４２，１４２，２４２によって、ユーザはコンスタントにインタラクションを要求され、さもなければ自動車は停止状態に至る。安全な後退のために速度を制限する機能もある。このように後退システム１４，１１４，２１４はリアルタイムで動作し、ＥＣＵ２２が入力２６Ａ〜Ｅ，１２６Ａ〜Ｅ，２２６Ａ〜Ｅを受け取って処理したときに、それら各々を実行する。
【００４０】
後退システム１４，１１４，２１４は、自動車１０のサラウンドビューを提供するため、自動車１０において（１つまたは複数の）カメラ４４を使用することができる。これに加えてＥＣＵ２２は、現在ヒッチ角４０の測定に用いられる１つの手法として、カメラ４４の情報を使用することができる。測定されたヒッチ角４０は、ユーザ入力２６Ｄ、１２６Ｄ、２２６Ｄから計算された所要ヒッチ角２８に基づき、所望の操舵角３０を特定するために、ＥＣＵ２２によって使用される。現在ヒッチ角４０を、やはりユーザ情報のために画面３４，１３４，２３４に表示させることもできる。
【００４１】
自動車１０のサラウンドビューを、画面３４，１３４，２３４上の表示部分４６，１４６，２４６に組み込むこともできる。これに加え、サラウンドビューイメージ４６，１４６，２４６における物体４８をハイライト表示して、衝突が起こり得ることを運転者に警告することができる。具体的には、ユーザが自動車１０の前方に接近しているならば、自動車１０は予測される速さよりも速く、迂回することができる。
【００４２】
サラウンドビュー機能は、合成された複数の視点から成る動的な集合を運転者に提供するものである。これらの合成された視点によって、自動車１０のすぐ近くと中距離の双方の場所について、遮られていないビューが得られるようになる。これらの視点は完全にコンフィギュレーション可能であり、駐車および後退の操縦に役立つ。１つの実施形態によれば、可視性を高めるためにトレーラ１１の後部に接続された別のカメラ５０を用いることによって、拡張されたサラウンドビューの機能を提供することができる。
【００４３】
次に図５を参照すると、ワイヤレス機能を備えたコントロールデバイス１６，１１６，２１６を用いて自動車トレーラ集合体１２を制御する１つの方法が、６０として示されている。ステップ６２において、トレーラ後退システム１４，１１４，２１４が起動され、自動車１０の制御がコントロールデバイス１６，１１６，２１６に移される。ステップ６４において、ＥＣＵ２２はコントロールデバイス１６，１１６，２１６から（１つまたは複数の）入力２６，１２６，２２６を受け取り、後退システム１４，１１４，２１４によって自動車トレーラ集合体１２を制御する。ステップ６６において、ＥＣＵ２２はこれらの様々な入力２６，１２６，２２６を解釈し、入力２６，１２６，２２６が要求している所望の自動車アクション２８を特定し、ステップ６８において、所望の自動車アクション２８を達成するための所要の自動車レスポンス３０を計算し、ステップ７０において、様々な自動車システム２４に指示して、計算された自動車レスポンス３０を実行させる。
【００４４】
本発明のトレーラ後退システム１４，１１４，２１４によれば、ユーザ自身のモバイルデバイス１６，１１６，２１６によって支援されたユーザは、直観的に用いられ他の人の支援を必要としない（補助者不要の）手法で、トレーラを所望の最終ポジションまで後退させることができる。
【００４５】
以上、本発明を実施するための最良の態様について詳細に説明してきたが、本開示の実際の範囲がこれによって制限されるものではない。なぜならば本発明に関わる当業者であれば、添付の特許請求の範囲の枠の中で、本発明を実施するための種々の択一的な設計および形態に気づくことになるからである。
【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４Ａ】
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【図５】
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