(57)【要約】【課題】走行軌跡の再設定の自由度を向上させ、もって操作性を向上させた車両用走行支援装置を提供する。【解決手段】目標位置Ｇへの走行軌跡Ｌｔ２を求めて、その走行軌跡Ｌｔ２に追従しうるように車両２００の走行を支援する駐車支援装置のような車両用走行支援装置において、走行軌跡を算定する際に用いる旋回半径を制限することで、初期の段階では、大きな旋回半径を用いたルートを設定して、ずれが生じた場合でも経路の再設定の自由度を向上させる。【選択図】  図２
2004352110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標位置への目標走行軌跡を求めて、該目標走行軌跡に追従しうるように車両の走行を支援する車両用走行支援装置において、
走行支援中に運転者の指示または走行状態に応じて現在位置を始点とした目標走行軌跡の再設定が可能であって、前記目標走行軌跡の初回算定時に用いる最小旋回半径は車両固有の最小旋回半径より大きく設定されていることを特徴とする車両用走行支援装置。
【請求項２】
目標走行軌跡の再設定時に用いる最小旋回半径を小さく変更することを特徴とする請求項１記載の車両用走行支援装置。
【請求項３】
目標走行軌跡の再設定時に用いる最小旋回半径を走行軌跡の移動距離に応じて小さく変更することを特徴とする請求項１記載の車両用走行支援装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、目標位置への走行軌跡を求めて、この走行軌跡に車両が追従するよう車両走行の支援を行う車両用走行支援装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
所定の走行軌跡に車両が追従して走行するよう操舵支援や自動操舵を行う技術が知られており、この技術を採用した装置として自動走行装置や駐車支援装置（例えば、特許文献１参照。）が知られている。
【０００３】
この特許文献１の技術では、縦列駐車や後退駐車の支援に際して、現在の車両位置から目標駐車位置へと到達する経路（走行軌跡）を算出して、この走行軌跡に沿って車両を誘導する。そして、この走行軌跡算出に際しては、直線と車両の最小旋回半径以上の半径を有する円弧との組み合わせによって軌跡算出を行っている。これにより、実現可能な軌跡のみを容易に算出することが可能となる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−７２０１９号公報（段落００２４、図３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような円弧と直線の組み合わせによって軌跡を算出した場合、操舵量が目標値に達せず、旋回半径が大きくなった場合や、速度の違い等によって目標軌跡からずれが生じた場合に、そのままでは、最小旋回半径でも目標位置へと到達することができなくなる。この結果、一度の後退では、目標位置へと到達することができず、切り返し動作等が必要になり、軌跡の再設定が困難になり、操作性が十分ではなかった。
【０００６】
そこで本発明は、走行軌跡の再設定の自由度を向上させ、もって操作性を向上させた車両用走行支援装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る車両用走行支援装置は、目標位置への目標走行軌跡を求めて、その目標走行軌跡に追従しうるように車両の走行を支援する車両用走行支援装置において、走行支援中に運転者の指示または走行状態に応じて現在位置を始点とした目標走行軌跡の再設定が可能であって、目標走行軌跡の初回算定時に用いる最小旋回半径は車両固有の最小旋回半径より大きく設定されていることを特徴とする。
【０００８】
このように走行軌跡を算定する際に用いる最小旋回半径を初回算定時には車両固有の最小旋回半径より大きく設定することで、最初に設定される目標走行軌跡は、最小旋回半径を用いた極限軌跡ではなく、制御に余裕のある軌跡を設定することができる。このため、実際の走行軌跡が目標軌跡からずれた場合や、運転者が目標位置を移動させた場合、運転者自身が再設定を指示した場合など、目標走行軌跡の再設定が必要となった場合に、その再設定が容易になり、その自由度が増す。このため、再設定時に切り返しによらねば目標軌跡へと到達できない場合が減り、操作性も向上する。
【０００９】
目標走行軌跡の再算定時に用いる最小旋回半径を小さく変更することが好ましい。これにより、再算定時には、より曲率の大きな（旋回半径の小さい）経路をとることができるため、目標軌跡選択の自由度が増し、軌跡の算定が容易になる。
【００１０】
あるいは、目標走行軌跡の再算定時に用いる最小旋回半径を走行軌跡の移動距離に応じて小さく変更してもよい。このようにすると、目標位置に近づくほど旋回曲率の大きな（旋回半径の小さい）経路をとることができ、制御が容易になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。
【００１２】
以下、本発明に係る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、本発明の実施形態である駐車支援装置１００のブロック構成図である。この駐車支援装置１００は、走行制御装置１１０と、自動操舵装置１２０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、走行制御装置１１０の制御を行う走行制御部１０と自動操舵装置の制御を行う操舵制御部１１とを有している。この走行制御部１０と操舵制御部１１とは駐車支援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。
【００１３】
走行制御装置１１０は、前述した走行制御部１０と制動系、駆動系により構成される。制動系は各輪へ付与する制動力をブレーキＥＣＵ３１によって電子制御する電子制御ブレーキ（ＥＣＢ）システムであって、アクチュエータ３４により各輪に配置された油圧ブレーキのホイルシリンダ３８へ付加されるブレーキ油圧を調整することで制動力を調整する。ブレーキＥＣＵ３１には、各輪に配置されてその車輪速を検出する車輪速センサ３２と、車両の加速度を検出する加速度センサ３３、アクチュエータ３４内に配置されており、内部およびホイルシリンダ３８に付加される油圧を検出する図示していない油圧センサ群、ブレーキペダル３７とアクチュエータ３４との間に接続されているマスタシリンダ３５の油圧を検出するマスタシリンダ（Ｍ／Ｃ）油圧センサ３６の各出力信号が入力されている。
【００１４】
駆動系を構成するエンジン２２はエンジンＥＣＵ２１によって制御され、エンジンＥＣＵ２１とブレーキＥＣＵ３１は走行制御部１０と相互に情報を通信して協調制御を行う。ここで、エンジンＥＣＵ２１には、トランスミッションのシフト状態を検出するシフトセンサ１２の出力が入力されている。
【００１５】
自動操舵装置１２０は、ステアリングホイール４０とステアリングギヤ４１との間に配置されたパワーステアリング装置を兼ねる駆動モータ４２と、ステアリングの変位量を検出する変位センサ４３とを備え、操舵制御部１１は駆動モータ４２の駆動を制御するとともに、変位センサ４３の出力信号が入力されている。
【００１６】
走行制御部１０と操舵制御部２０とを備える駐車支援ＥＣＵ１には、車両後方の画像を取得するための後方カメラ１５で取得した画像信号と、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１６の出力信号が入力されるとともに、運転者に対して画像により情報を表示するモニタ１３と、音声により情報を提示するスピーカー１４が接続されている。
【００１７】
次に、この駐車支援装置における支援動作を具体的に説明する。以下では、図２に示されるように、道路２１０に面して設けられた車庫２２０内に、後退によって車両２００を収容する、いわゆる車庫入れを行う場合の支援動作を説明する。図３は、この支援動作の制御フローチャートであり、図４は、この制御における設定走行軌跡（経路）を説明するグラフである。
【００１８】
図３に示される制御は、運転者が入力手段１６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１６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。
【００１９】
具体的には、運転者は、駐車支援の開始位置、つまり、モニタ１３に表示されている後方カメラ１５による撮像画像中に目標位置が映り込む位置へと車両を移動させた後、入力手段１６を操作して、この駐車支援制御を開始する（図３に示される制御処理の開始）。このときの車両２００の重心を図２に示されるようＡ点で表す。そして、運転者はモニタ１３に表示されている後方カメラ１５で撮像した画像を見ながら、入力手段１６を操作することにより、画面上に表示されている駐車枠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Ｇの設定を行う（ステップＳ２）。
【００２０】
駐車支援ＥＣＵ１は、画像認識処理によりＧ点の位置を求める。このＧ点の位置は、例えば現在の車両位置Ａを原点とする相対座標として求めればよい。次に、駐車支援ＥＣＵ１は次の経路計算で利用する最小旋回半径Ｒｃａｌを設定する（ステップＳ４）。このＲｃａｌは、車両２００の実際の最小旋回半径Ｒｍｉｎに係数１＋α（ここで、αは正の定数である。）を乗じて求められる。すなわち、経路計算で使用する最小旋回半径Ｒｃａｌを実際の最小旋回半径Ｒｍｉｎより大きく設定する。
【００２１】
そして、この最小旋回半径Ｒｃａｌを用いて、目標駐車位置Ｇへと至る経路（走行軌跡）を算出する（ステップＳ６）。ここで、軌跡は、走行距離に対する操舵角（旋回曲率）として設定される。ここで、旋回曲率とは旋回半径の逆数である。以下の説明では、左に旋回する場合をプラス、右に旋回する場合をマイナスで表す。このように、走行距離−操舵角の対応として目標走行軌跡を設定することで、走行距離は車輪速センサ３２の出力から求めることができ、操舵角は舵角センサである変位センサ４３の出力から求めることができるため、その検出が容易である。また、目標走行軌跡が車両の速度、加速度に依存しないため、制御が簡略化できる利点もある。
【００２２】
このとき求められる目標経路は、図４（ａ）（ｂ）に太線で示されるように、所定の旋回曲率まで操舵した後、曲率を一定に保持した後、操舵を逆に戻して中立位置で目標位置に達するものである。
【００２３】
ステップＳ８では、経路が設定できたか否かを判定する。最大旋回曲率を維持しても現在位置Ａ点から目標位置Ｇ点に到達できず、経路設定不能と判定した場合には、ステップＳ１０に移行し、現在位置Ａからは目標位置Ｇ点に到達できない旨をモニタ１３やスピーカー１４を用いて運転者に報知し、処理を終了する。運転者は、必要であれば、車両２００を移動させて再度駐車支援動作を作動させればよい。
【００２４】
目標経路が設定できた場合には、ステップＳ１２に移行して、実際の支援制御へと移行する。ここで、駐車支援ＥＣＵ１の走行制御部１０は、シフトレバーが後退位置に設定されたら、エンジンＥＣＵ２１にエンジン２２をトルクアップするよう指示することが好ましい。これにより、エンジン２２は通常のアイドル時より高い回転数で回転し、駆動力の高いトルクアップ状態に移行する。このため、アクセル操作を行うことなく、ブレーキペダル３７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３７を操作すると、そのペダル開度に応じてアクチュエータ３４を作動させることでホイルシリンダ３８に付与されるホイルシリンダ油圧（ブレーキ油圧）が調整され、各輪に付与される制動力を調整する。これにより車速を調整する。このとき、車輪速センサ３２で検出している車速が上限車速を超えないようアクチュエータ３４で各ホイルシリンダ３８に付与するブレーキ油圧を調整することで制動力を付与して上限車速のガードを行う。
【００２５】
操舵制御部１１は、変位センサ４３の出力を監視しながら、駆動モータ４２を制御してステアリングギヤ４１を操作して舵角が駐車支援ＥＣＵ１で求めた舵角変位に合致するよう制御する。こうして設定した経路に沿った移動が行われるので、運転者は進路上の安全確認と車速調整に専念することができる。進路上に障害物や歩行者等が存在した場合は、運転者がブレーキペダル３７を踏み込むと、それに応じた制動力がブレーキＥＣＵ３１の制御によりアクチュエータ３４を経てホイルシリンダ３８へと付与されるので安全に減速、停止することができる。
【００２６】
次に、現在位置の判定を行う（ステップＳ１４）。この現在位置判定は、後方カメラ１５で撮像している画像における特徴点の移動を基に判定することも可能であるし、車輪速センサ３２や加速度センサ３３の出力を基にした走行距離変化と変位センサ４３の出力を基にした舵角変化を基にして判定を行えばよい。
【００２７】
そして、現在位置が目標経路上からずれていないかを判定し、ずれが大きい場合には経路の再設定を要すると判定する（ステップＳ１６）。経路の再設定を要する場合には、ステップＳ２２へと移行して、最小旋回半径Ｒｃａｌを最小旋回半径Ｒｍｉｎに置き換える。そして、ステップＳ６へと戻って経路の再設定を行う。
【００２８】
一方、目標経路とのずれが小さい場合には、ステップＳ１８へと移行し、目標駐車位置Ｇ点近傍に到達したか否かを判定する。目標駐車位置へ到達していない場合には、ステップＳ１２へと戻ることで、支援制御を継続する。目標駐車位置へと到達したと判定された場合には、ステップＳ２０へと移行し、モニタ１３、スピーカー１４により運転者に目標駐車位置へと到達した旨を報知して処理を終了する。
【００２９】
本実施形態は、このように、最初の経路設定時に用いる最小旋回半径を実際の車両固有の最小旋回半径より大きく設定する（経路設定時に用いる最大旋回曲率を実際の車両固有の最大旋回曲率より小さく設定する）ことを特徴とする。
【００３０】
ここで、従来のように常に車両固有の最小旋回曲率を用いて経路設定を行った場合と、本実施形態の経路設定とを比較して説明する。従来の経路設定では、最初に、図２に実線で示されるように車両に可能な最小旋回半径Ｒｍｉｎを用いた経路Ｌｔ１（図４（ａ）に太線で示す走行軌跡）を設定し、制御を行った場合、何らかの原因（例えば、駆動モータ４２の出力不足、運転者がステアリングホイール４０に反力を加えていた、車速が速すぎた、等の事情）により、実際には経路Ｌａ１を移動したような場合（図４（ａ）に太線で示される軌跡）に、経路とのずれが再設定を要するほど大きくなったＢ点で経路再設定を行おうとしても、そこから車両に可能な最小旋回半径Ｒｍｉｎ（最大旋回曲率）を採る経路（図２の経路Ｌｔ１’）で移動したとしても目標駐車位置であるＧ点に移動することはできず、Ｇ点に達するためには、車両に可能な最小旋回半径Ｒｍｉｎより小さな旋回半径Ｒ１（最大旋回曲率を超える旋回曲率）を採る経路（図２の経路Ｌｔ１”、図４（ａ）に破線で示される軌跡）で移動する必要があるため、実際には、移動不可能と判定され、目標駐車位置であるＧ点へ移動するためには、一度前進する切り返しを行う必要がある。
【００３１】
これに対して、本発明によれば、初回の経路設定時には、車両に可能な最小旋回半径Ｒｍｉｎより大きな旋回半径Ｒ２（最大旋回曲率より小さな曲率）を用いた経路Ｌｔ２（図４（ｂ）に太線で示される軌跡）を設定している。このため、何らかの原因でこの軌跡上をたどることができず（図２の経路Ｌａ２、図４（ａ）の破線の軌跡を参照）、ずれが生じ、経路とのずれが再設定を要するほど大きくなったＣ点で経路再設定を行おうとした場合に、利用できる曲率（旋回半径）に余裕があるため、さらに舵角を大きく採って（図２の経路Ｌｔ２’）目標位置へと到達することが可能である。
【００３２】
このように、再設定時にさらに舵を切ることができる余裕のある経路を設定することができるため、再設定の自由度が増し、駐車支援の操作性も向上する。
【００３３】
以上説明した実施例では、目標経路の再設定を行う条件として現在位置と目標経路とのずれを判定し、ずれが大きいと判定した場合に再設定を行う例を説明した。しかし、再設定の条件はこれに限られるものではない。例えば、運転者が経路の再設定を指示する手段をさらに備えており、その指示に応じて経路の再設定を行ってもよい。この再設定指示は、例えば、入力手段１６により行うことができる。あるいは、運転者が走行支援中に入力手段１６により、目標位置を移動させた場合も現在の経路では目標位置に到達できないため経路設定が必要となる。この場合も再設定条件に含めることができる。
【００３４】
ここでは、再設定時には、車両固有の最小旋回半径を用いて経路を設定する例を説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、再設定回数が所定回数を超えたら、あるいは、再設定の度に段階的に、計算に用いる最小旋回半径を小さく（最大旋回曲率を大きく）してもよいし、走行距離が長くなるほど（あるいは、目標駐車位置からの距離が短くなるほど）最小旋回半径を小さく（最大旋回曲率を大きく）してもよい。運転者の指示により経路の再設定を行う場合には、運転者が再設定を指示する度ごとに最小旋回半径を小さくすることが可能である。また、目標位置を設定し直した場合には、設定をし直すたびに最小旋回半径を小さくしてもよく、あるいは、従前の目標位置までの距離と設定後の目標位置までの距離との比較により再設定時の最小旋回半径を求めてもよい。このようにすると、経路の再設定の自由度が向上する。
【００３５】
以上の説明では、自動操舵機能を有する駐車支援装置における実施例を説明してきたが、自動的に操舵を行う技術だけではなく、運転者に対して適切な操舵量を指示する操舵ガイダンスを行う駐車支援装置でも同様に用いることができる。また、駐車支援装置に限らず、経路に応じた移動を誘導する走行支援装置、レーンキープシステム等にも適用可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、初期の段階では、車両固有の最小旋回半径より大きな旋回半径を用いて移動する経路を設定し、その後の再設定の際には、これにより小さな旋回半径により移動する経路も設定可能とすることで、最初の設定ルートからずれが生じた場合でも、再設定が行いやすく、その経路設定の自由度が増すので、目標位置へと車両を確実に誘導することができる。このため、操作性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る走行支援装置の実施形態である駐車支援装置のブロック構成図である。
【図２】図１の装置により車庫入れの支援動作を行う際の走行軌跡を説明する図である。
【図３】図２の支援動作のフローチャートである。
【図４】図３の制御における設定走行軌跡（経路）を説明するグラフである。
【符号の説明】
１…駐車支援ＥＣＵ、１０…走行制御部、１１…操舵制御部、１２…シフトセンサ、１３…モニタ、１４…スピーカー、１５…後方カメラ、１６…入力手段、２１…エンジンＥＣＵ、２２…エンジン、３１…ブレーキＥＣＵ、３２…車輪速センサ、３３…加速度センサ、３４…アクチュエータ、３５…マスタシリンダ、３６…油圧センサ、３７…ブレーキペダル、３８…ホイルシリンダ、４０…ステアリングホイール、４１…ステアリングギヤ、４２…駆動モータ、４３…変位センサ、５…車両、６１、６２…他車、１００…駐車支援装置、１１０…走行制御装置、１２０…自動操舵装置。
【図１】
2004352110.tif 000003
【図２】
2004352110.tif 000004
【図３】
2004352110.tif 000005
【図４】
2004352110.tif 000006