(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪操舵角度を調節する操舵コントローラと，ステアリングホィール角度を検出するステアリングホィール角度センサと，前記操舵コントローラおよび前記ステアリングホィール角度センサと接続され，前記操舵コントローラを制御するためのコントロール信号を生成する閉／開ループ制御装置と，少なくとも車輪の回転方向と回転角度を含む操舵動作情報を検出する車輪センサと，車両が所定の走行区間を一の方向へ走行する間，前記車輪センサによって検出された操舵動作情報を格納するメモリと，を有する自動操舵システムであって，
前記閉／開ループ制御装置は，前記メモリに格納されている前記所定の走行区間における操舵動作情報を，車両が前記所定の走行区間を前記一の方向と反対の他の方向に走行する間，走行位置に応じて読み出し，読み出し結果に応じたコントロール信号を前記操舵コントローラに供給し、
前記一の方向は，車両の前進方向であり，前記他の方向は，車両の後退方向であることを特徴とする，自動操舵システム。
【請求項２】
前記閉／開ループ制御装置は，バックギアに切り替えられることによって，後退方向への走行を定める前記コントロール信号の出力を開始することを特徴とする，請求項１に記載の自動操舵システム。
【請求項３】
前記閉／開ループ制御装置は，少なくともエンジン制御システム，ブレーキ制御システム，およびトランスミッション制御システムからなる車両システム群と機能的に接続されており，
車両が前記所定の走行区間を一の方向へ走行する際，少なくとも車両速度，車両制動，トランスミッション状態からなる走行パラメータ群を走行位置に応じて前記メモリに格納し，
車両が前記所定の走行区間を前記一の方向と反対の他の方向に走行する際，前記メモリに格納されている前記走行パラメータ群を走行位置に応じて読み出し，読み出し結果に応じたシステムコントロール信号を，前記車両システム群に対して出力することを特徴とする，請求項１または２に記載の自動操舵システム。
【請求項４】
さらに，車両の後方を撮影する後方向カメラおよびディスプレイを備え，
前記閉／開ループ制御装置は，前記後方向カメラから供給される画像信号に基づき後方向の走行路上における障害物を認識する画像評価ユニットを有し，
車両の後方向走行中に障害物が認識された場合，音響的および／または光学的な警告信号を発生させることを特徴とする，請求項１，２，または３に記載の自動操舵システム。
【請求項５】
さらに，車両の前方を撮影する前方向カメラを備え，
前記閉／開ループ制御装置は，前記前方向カメラから供給される画像信号に基づき前方向の走行路上における障害物を認識する画像評価ユニットを有し，
車両の前方向走行中に障害物が認識された場合，音響的および／または光学的な警告信号を発生させることを特徴とする，請求項１，２，３，または４に記載の自動操舵システム。
【請求項６】
前記閉／開ループ制御装置は，上位の車両コンピュータと機能的に接続されており，所定の走行状態においてのみアクティブとなるように前記車両コンピュータから所定の走行状況に関する情報信号を受信することを特徴とする，請求項１，２，３，４，または５に記載の自動操舵システム。
【請求項７】
１または複数の走行操作がデータコードとして記憶され，前記データコードは，ボタン手段によって読み出され，かつ／または，記憶されることを特徴とする，請求項１，２，３，４，５，または６に記載の自動操舵システム。
【請求項８】
前記１または複数の走行操作は，開始ボタンと終了ボタンによって記憶されることを特徴とする，請求項７に記載の自動操舵システム。
【請求項９】
前記データコードは，数字を含んで構成され，所定の手段によって入力されることを特徴とする，請求項７または８に記載の自動操舵システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，車両の自動操舵システムに関する。この自動操舵システムは，操舵される車輪の車輪操舵角度を調節するための電気的に駆動可能な操舵コントローラ，ステアリングホィール角度を検出するステアリングホィール角度センサ，および電子的な閉／開ループ制御装置を有する。閉／開ループ制御装置は，電気的な操舵コントローラのためのコントロール信号を生成するために，少なくとも操舵コントローラおよびステアリングホィール角度センサと接続されている。
【０００２】
【従来の技術】
操舵システムは，例えば，ドイツ公開公報ＤＥ−ＯＳ４０３１３１６に開示されている。この公知の操舵システムでは，ステアリングホィール角度に付加角度が重畳されており，車輪の操舵角度をステアリングホィール角度から独立して変化させることが可能とされている。このため，走行動特性，走行安全性，および走行快適性に関して効果が得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，従来の操舵システムでは，例えば，後方向（バック）走行等，一定の走行区間において運転者の操舵作用を不要とするところまでは至っていない。
【０００４】
本発明は，上記のような問題点に鑑みてなされたものであり，その目的は，少なくとも，後退走行または前進走行の際の運転者による操舵を不要とし，一定の走行区間，操舵を自動化することが可能な自動操舵システムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために，本発明にかかる自動操舵システムは，操舵される車輪の車輪操舵角度を調節するための電気的に駆動可能な操舵コントローラと，ステアリングホィール角度を検出するステアリングホィール角度センサと，電気的な操舵コントローラのためのコントロール信号を発生させるために少なくとも操舵コントローラおよびステアリングホィール角度センサと接続されている電子的な閉／開ループ制御装置を有し，さらに，操舵される車輪の回転方向および回転角度を検出する車輪センサを有する。
【０００６】
閉／開ループ制御装置は，前回の（最後の）走行中に車輪センサによって検出された走行区間の操舵動作を記憶するメモリを有する。そして，閉／開ループ制御装置は，最後に走行した走行区間にわたり記憶した操舵動作をそれに続く逆の方向への走行において位置に応じて再現し，対応するコントロール信号を操舵コントローラに対して出力するように構成されている。
【０００７】
本発明にかかる自動操舵システムを有する自動車は，例えば庭先，駐車スペース，またはガレージから，再び道路またはガレージ前スペースへ自動的に，すなわち運転者による操舵なしで戻ることが可能である。前進走行のとき，車輪センサによって，走行した例えば２０ｍの道のりとそこでの操舵動作がメモリ内に格納され，後方走行のとき，同じ走行区間にわたり操舵動作が位置に応じて再現される。このため，自動操舵システムは，前に行われた前進走行と同じ経路で車両を自動的に後方走行させることが可能である。
【０００８】
この逆の動作も可能である。メモリは，最後に後方向へ走行した走行区間，例えば後ろ向きの車庫入れの際の操舵動作を記憶する。そして，本発明にかかる自動操舵システムは，その後方向走行に直接連続する前方向走行の際にメモリに格納されている操舵動作を再現する。
【０００９】
本発明にかかる自動操舵システムを後方向走行の自動化に使用する場合，閉／開ループ制御装置は，運転者によってバック（リバース）ギアが入れられたことを受けて，後方向走行を決定する操舵コントロール信号の出力を開始する。
【００１０】
本発明にかかる自動操舵システムは，運転者によるペダル操作およびギアチェンジ操作を受け入れることも可能である。しかし運転者は，危険な（困難な）状況，例えば走行路上に障害物が出現した場合にしか運転に関与する必要がない。
【００１１】
本発明にかかる自動操舵システムは，走行動作自体の自動化にも適用可能である。このため，閉／開ループ制御装置は，エンジン制御，ブレーキ制御，トランスミッション制御等の自動車内の他のシステムと機能的に接続され，メモリには，ステアリングホィール角度の他，最後に走行した走行区間における車両速度，ブレーキの状態，およびトランスミッション状態等，他の走行パラメータが走行位置に応じて格納される。そして，走行位置に応じてこれらを再現するため，閉／開ループ制御装置は，格納されている走行パラメータを，格納されている操舵動作と共に，最後に走行した走行区間に直接連続する逆の走行方向の走行区間において再び読み出し，操舵制御のためのコントロール信号，並びに，エンジン制御，ブレーキ制御，およびトランスミッション制御等に対応するアクチュエータのためのコントロール信号を発生させる。
【００１２】
本発明にかかる自動操舵システムによれば，原則的にブレーキペダル，アクセルペダル，およびトランスミッション切換（ギアチェンジ）の運転者側の操作が不要となる。
【００１３】
本発明にかかる自動操舵システムは，車両の後方向を撮影する後方向カメラとディスプレイが設けられることが好ましい。閉／開ループ制御装置は，後方向カメラから供給される画像信号によって後方向の走行路上の障害物を認識する画像評価ユニットを有する，あるいは，その画像評価ユニットと接続されている。後方向への走行中に障害物が出現したとき閉／開ループ制御装置は，その障害物に応じて，音響的および／または光学的な警告信号を運転者のために発生させ，場合によっては車両を停止させる。
【００１４】
状況に応じて必要となる運転者の操舵が，ディスプレイに表示された画像に基づき，前進走行と同様に実施可能なように（ディスプレイに表示されている画像に即してステアリングホィールを回転させれば，車両を適切な方向にバックさせられるように），閉／開ループ制御装置内の付加的な画像処理ユニットによって，ディスプレイに表示される後方向カメラの画像は，適切に処理され表示される。すなわち，画像処理ユニットは，後方向カメラによって撮影された映像を所定の垂直軸を基準に軸反転させた後ディスプレイに表示させる。
【００１５】
後ろ向きに走行した区間に続いて前向きに走行する区間における操舵および走行の自動化は，自動操舵システムが前方向カメラを有することによってより完全なものとなる。この場合，閉／開ループ制御装置は，画像評価ユニットによって前方向カメラから供給される画像信号に従って前方向の走行路上の障害物を認識する。そして，自動前進走行の間に障害物が現れた場合，運転者のために障害物に応じた音響的および／または光学的な警告信号を発生させ，場合によっては車両を停止させる。
【００１６】
自動操舵システムが所定の走行状態においてのみアクティブとなることを保証するため，閉／開ループ制御装置は，上位に配置された車両コンピュータと機能的に接続されており，その車両コンピュータから所定の走行状態に関する情報信号を受信する。
【００１７】
かかる構成によれば，所定の区間にわたる自動化された前進走行および後退走行において，学習された，または，記憶されている短い操舵プログラムおよび走行プログラムを低い速度で自立的に実行することが可能となる。したがって，本発明にかかる自動操舵システムは，操舵の自動的な動作と車両の走行パラメータの自動的な生成によって，所定の区間における後退走行および前進走行の自動化を実現する。運転者は，危険な状況においてのみ，操舵，アクセルペダル操作，ブレーキペダル操作，クラッチ操作，あるいはトランスミッション切換（ギアチェンジ）を行う。
【００１８】
以上のように，本発明にかかる自動操舵システムは，視線を車両後方へ移すことを必要とせず，難しい走行操作の間（危険な状況を除いて）運転者によるペダル操作およびトランスミッションの切換操作が不要になるため，例えば，狭いスペースへの乗入れ，身体的なハンディキャップを伴う運転者に効果的である。そして，車両の速度が低いことから，本システムにおける潜在的な危険性は極めて低い。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照しながら，本発明にかかる自動操舵システムの好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，以下の説明において，略同一の機能および構成を有する構成要素については，同一符号を付することによって重複説明を省略することにする。
【００２０】
図１に概略的に示すように，本発明の実施の形態にかかる自動操舵システムは，メモリ２に接続された電子的な閉／開ループ制御装置１を有する。この電子的な閉／開ループ制御装置１は，ステアリングホィール角度センサ５から運転者によって調節されたステアリングホィール角度に関する信号Ｓ１を得るとともに，車輪センサ４から供給された信号Ｓ２，Ｓ３に基づき操舵された車輪の回転方向と回転角度に関する情報を得る。なお，車輪センサ４として，アンチロックブレーキングシステムのために既に備えられている車輪センサを用いることも可能である。
【００２１】
電気的な操舵コントローラ３は，閉／開ループ制御装置１から車輪操舵角度信号（操舵コントロール信号）Ｓ０を受信する。例えば庭の入口，駐車スペース，ガレージ等から後ろ向きで車両を出す場合，後ろ向きで走行すべき走行区間における操舵を自動化するため，閉／開ループ制御装置１は，例えば庭入口，駐車スペースまたはガレージへ進入する際に最後に前方へ走行した走行区間（例えば２０ｍ）において，ステアリングホィール角度センサ５によって検出された操舵動作（信号Ｓ１）および車輪センサ４からの信号Ｓ２，Ｓ３をメモリ２に格納する。
【００２２】
自動的に後方向走行する場合，閉／開ループ制御装置１は，最後に前向きで走行した走行区間において記憶された操舵動作を，直接連続する後方向走行の間，走行位置に応じて再現し，それに応じた操舵コントロール信号Ｓ０を操舵コントローラ３に対して出力する。
【００２３】
閉／開ループ制御装置１は，運転者がバックギアに切り換えたことを受けて，操舵コントロール信号Ｓ０の自動的な出力を開始する。後方向への走行中，運転者はペダル操作とギアチェンジを行い，バックミラーを介して走行をコントロールする。このとき，操舵コントロール信号Ｓ０が閉／開ループ装置１から自動的に出力されるため，運転者は危険な状況の場合にのみ操舵動作に関与すればよく，視線を後方へ向ける必要はない。
【００２４】
図示されていない他の拡張された構成によれば，自動操舵システムには，閉／開ループ制御装置１に内蔵された，あるいは，閉／開ループ制御装置１に接続された後方向カメラと画像評価ユニットが備えられる。これによって，自動操舵システムは，後方向カメラから供給される画像を評価し，その評価結果に基づき，自動的に障害物と走行路を識別することが可能となる。また，後方向の走行路上に障害物が出現したとき，運転者および他の車両システムに対して警告を出力することも可能となる。
【００２５】
さらに，ダッシュボード内にディスプレイが搭載されている場合，後方向カメラが撮影した映像を左右反転させてディスプレイに表示させることが好ましい。後方向カメラが撮影した映像をそのままディスプレイに表示すると，車両を後方向へ走行させる場合，表示された画像に対して逆方向にステアリングホィールを回転させなければならない。上述のように映像を左右反転させてディスプレイに表示することによって，運転者は，ディスプレイに表示された画像に基づき，前進走行の場合と同様にステアリングホィールを回転させ車両を後方向へ走行させることが可能となる。したがって，安全かつ正確な後方向走行が実現する。
【００２６】
図２は，図１に示す自動操舵システムの他の好ましい自動操舵システムの構成を示している。図２に示した自動操舵システムは，前方向カメラ６，後方向カメラ７，およびディスプレイ８によって機能が拡張されている。
【００２７】
前方向カメラ６は，車両前方の走行区間の画像信号Ｓ６を閉／開ループ制御装置１へ供給し，後方向カメラ７は，車両後方の走行区間の画像信号Ｓ７を閉／開ループ制御装置１へ供給する。これらの画像信号Ｓ６，Ｓ７に基づく画像は，ディスプレイ８に表示される。上述のように，特に後方向走行の際に後方向カメラ７によって撮影された映像は，左右反転されディスプレイ８に表示される。ディスプレイ８は，閉／開ループ制御装置１から画像信号Ｓ６，Ｓ７に対応する表示信号Ｓ８を受信する。
【００２８】
閉／開ループ制御装置１は，画像処理／評価ユニット９を有する。画像処理／評価ユニット９は，まず後方向カメラ７によって撮影された映像を上述したように軸反転させ，さらにそれぞれの走行区間上の障害物を認識するための画像評価を実施する。障害物があった場合，閉／開ループ制御装置１は，アラーム信号Ｓ９を発生させる。そして，アラーム信号Ｓ９は，適当な出力媒体，特に音響的および／または光学的な表示装置１０に供給され，および／または，車両を停止させるために用いられる。
【００２９】
さらに，閉／開ループ制御装置１は，回路システム１１（例えばバス）を介して上位の車両コンピュータおよび車両内の他のシステム，例えばエンジン制御システム，ブレーキ制御システム，トランスミッション制御システム等（図示せず。）と接続されている。閉／開ループ制御装置１は，所定の走行状態においてのみ自動操舵システムをアクティブとし自動化された前進走行または逆走行を実施するため，上位の車両コンピュータから走行状況に関する情報信号Ｓ４を受信する。
【００３０】
閉／開ループ制御装置１は，回路システム１１を介して接続されている他の車両システムから，最後に走行した走行区間（例えば，２０ｍ）における車両速度，制動状態，トランスミッション状態等の走行パラメータを受信し，これらをメモリ２に格納する。所定の前進走行区間または後退走行区間における走行と操舵を自動化するため，閉／開ループ制御装置１は，直接連続する反対方向への走行区間においてメモリ２に格納されている走行パラメータを，同じく格納されている操舵動作と共に読み出す。そして，操舵コントローラ３，並びに，エンジン制御，ブレーキ制御，およびトランスミッション制御を行うアクチュエータのためのコントロール信号Ｓ０を生成し，回路システム１１を介して出力する。
【００３１】
図２に示した本発明の実施の形態にかかる自動操舵システムによれば，例えば，
−車庫入れ，
−車庫出し，
−車庫入れと車庫出し，
−駐車スペースへの出し入れ，
−見わたせない庭入口などへの出し入れ，
のような，一般的に格納されている走行操作を自動的に実施することが可能となる。
【００３２】
図２に示す自動操舵システムによれば，前進方向および／または後退方向への自動走行中，原則として運転者による操舵，アクセルペダル操作，ブレーキペダル操作，クラッチペダル操作，およびギアチェンジ等を必要としない。ただし，危険な状況等，運転者が判断した場合，運転者は，操舵，各ペダル操作，ギアチェンジを行うことが可能である。また，走行路上に障害物が現れた場合や車両が走行路を逸脱した場合，システムを自動的に停止させることも可能である。
【００３３】
図１および図２に示した本発明の実施の形態にかかる自動操舵システムを，次のように構成することも可能である。
【００３４】
車両停止状態において所定のデータコードを入力し続いて走行を開始する，もしくは，開始ボタンを押すことによって走行操作の記憶を開始し，車両の停止または終了ボタンを押すことによってそこまでの走行操作の記憶を終了する。開始ボタン，終了ボタン，およびデータコードを入力するための手段は，図１，図２の閉／開ループ制御装置１に接続されている。
【００３５】
記憶された走行操作を自動的に繰り返すために，データコードが入力された後，続いて出力ボタンが押下される。出力ボタンは，格納されている複数の走行操作を読み出すために必要であり，閉／開ループ制御装置１と接続されている。
【００３６】
記憶すべき走行操作の開始ポイントと終了ポイントをマーキングするために開始ボタンと終了ボタンを交互に使用する。これによって１回または複数回の停止プロセスを含む走行操作を記憶することが可能となる。一方，開始ボタンと終了ボタンを使用しない場合には，記憶すべき走行操作の開始ポイントと終了ポイントは，走行操作の開始と終了におけるそれぞれの車両停止状態によってマーキングされる。
【００３７】
安全上の理由から，記憶すべき走行操作の開始時および終了時は，車両が停止状態であることが望ましい。車両が停止中であるか否かは，車輪センサ４によって検出された車輪速度に基づき，閉／開ループ制御装置１が判断する。図１，図２に示す本発明の実施の形態にかかる自動操舵システムにおいて，この判断は，走行区間における走行操作の格納中に，および，バックギアに入れることまたは出力ボタンの押下が要求される直前走行区間の戻り走行前に，自動的に行われる。
【００３８】
添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によれば，後退走行または前進走行の際の運転者による操舵が不要となり，一定の走行区間，操舵が自動化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる自動操舵システムの構成を示す説明図である。
【図２】操舵の自動化の他，所定の走行区間における走行駆動の自動化も実現する本発明の他の実施の形態にかかる自動操舵システムの構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１：閉／開ループ制御装置
２：メモリ
３：操舵コントローラ
４：車輪センサ
５：ステアリングホィール角度センサ
６：前方向カメラ
７：後方向カメラ
８：ディスプレイ
９：画像処理／評価ユニット
１０：表示装置
１１：回路システム
【図１】
0004447697.tif 000002
【図２】
0004447697.tif 000003