JP2008080864A - 車両の自動操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 運転者のスイッチ操作のミスにより意図せぬ自動操舵制御が実行されるのを未然に防止する。
【解決手段】 移動軌跡設定手段が設定するバック駐車／右モード、バック駐車／左モードおよび縦列駐車モードの目標移動軌跡の何れかを選択する３個のモード選択スイッチＳｆと、自動操舵制御の開始・終了を選択する自動駐車スタートスイッチＳｇとの合計４個のスイッチのうち、運転者の操作ミスにより少なくとも二つのスイッチが所定時間内に操作された場合に、選択無効化手段がスイッチの誤操作による前記選択を無効化するので、運転者の意図せぬ自動操舵制御が実行されてしまう不具合を未然に防止することができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車両の車輪を操舵するステアリングアクチュエータと、目標位置までの車両の複数の目標移動軌跡を設定する移動軌跡設定手段と、前記複数の目標移動軌跡の何れかを選択するとともに自動操舵制御の開始・終了を選択する複数のスイッチ手段と、前記複数のスイッチ手段の操作に応じて前記目標移動軌跡に基づく前記ステアリングアクチュエータの駆動制御を実行するステアリングアクチュエータ制御手段とを備えた車両の自動操舵装置に関する。

パワーステアリング装置の電動モータの制御モードを、運転者のステアリング操作をアシストするための通常のパワーステアリングモードと、車庫入れや縦列駐車を自動操舵で行うための自動操舵モードとに切り替え可能とし、自動操舵モードでは予め記憶された車両の移動距離と車輪の操舵角との関係に基づいて自動操舵制御を行うものが、下記特許文献１により公知である。
特開平９−１９３６９１号公報

この種の自動操舵制御における駐車モードには、例えばバック駐車／右モード、バック駐車／左モードおよび縦列駐車モード等があり、これらの駐車モードの何れを実行するかはモード選択スイッチにより選択される。またモード選択スイッチにより何れかの駐車モードを選択した後、自動駐車スタートスイッチを操作することで自動操舵制御が開始される。

ところで、上記複数のモード選択スイッチおよび自動駐車スタートスイッチは操作性を高めるべく一纏めに近接して配置されているため、運転者が何れか一つのスイッチを押そうとしたときに、誤って同時に二つのスイッチを押してしまう可能性がある。このような場合に、運転者が意図するスイッチと異なるスイッチの指令が選択されて実行されると、運転者が意図せぬ自動操舵制御が実行されてしまう可能性がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、運転者のスイッチ操作のミスにより意図せぬ自動操舵制御が実行されるのを未然に防止することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、車両の車輪を操舵するステアリングアクチュエータと、目標位置までの車両の複数の目標移動軌跡を設定する移動軌跡設定手段と、前記複数の目標移動軌跡の何れかを選択するとともに自動操舵制御の開始・終了を選択する複数のスイッチ手段と、前記複数のスイッチ手段の操作に応じて前記目標移動軌跡に基づく前記ステアリングアクチュエータの駆動制御を実行するステアリングアクチュエータ制御手段とを備えた車両の自動操舵装置において、所定期間内に前記複数のスイッチ手段の少なくとも二つが操作されたときに前記選択を無効にする選択無効化手段を備えたことを特徴とする車両の自動操舵装置が提案される。

尚、実施の形態の制御部２２は本発明のステアリングアクチュエータ制御手段に対応し、実施の形態の記憶部２３は本発明の移動軌跡設定手段に対応し、実施の形態のモード選択スイッチＳｆおよび自動駐車スタートスイッチＳｇは本発明のスイッチ手段に対応し、実施の形態の前輪Ｗｆは本発明の車輪に対応する。

請求項１の構成によれば、移動軌跡設定手段が設定した複数の目標移動軌跡の何れかを選択するとともに自動操舵制御の開始・終了を選択する複数のスイッチ手段のうち、少なくとも二つのスイッチ手段が運転者の操作ミスにより所定時間内に操作された場合に、選択無効化手段がスイッチ手段の誤操作による前記選択を無効化するので、運転者の意図せぬ自動操舵制御が実行されてしまう不具合を未然に防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。

図１〜図７は本発明の実施の形態を示すもので、図１は自動操舵装置を備えた車両の全体構成図、図２はバック駐車／左モードの作用説明図、図３はモード選択スイッチおよび自動駐車スタートスイッチを示す図、図４はスイッチのＯＮ／ＯＦＦ判定の説明図、図５はスイッチＯＦＦ判定のフローチャート、図６はスイッチＯＮ判定のフローチャート、図７は自動駐車の実行判定のフローチャートである。

図１に示すように、車両Ｖは一対の前輪Ｗｆ，Ｗｆおよび一対の後輪Ｗｒ，Ｗｒを備える。ステアリングハンドル１と操舵輪である前輪Ｗｆ，Ｗｆとが、ステアリングハンドル１と一体に回転するステアリングシャフト２と、ステアリングシャフト２の下端に設けたピニオン３と、ピニオン３に噛み合うラック４と、ラック４の両端に設けた左右のタイロッド５，５と、タイロッド５，５に連結された左右のナックル６，６とによって接続される。運転者によるステアリングハンドル１の操作をアシストすべく、あるいは後述する車庫入れのための自動操舵を行うべく、電動モータよりなるステアリングアクチュエータ７がウオームギヤ機構８を介してステアリングシャフト２に接続される。

操舵制御装置２１は制御部２２と記憶部２３とから構成されており、制御部２２には、ステアリングハンドル１の回転角である操舵角θを検出する操舵角検出手段Ｓａと、ステアリングハンドル１の操舵トルクＴを検出する操舵トルク検出手段Ｓｂと、車輪Ｗｆ，Ｗｆ；Ｗｒ，Ｗｒの回転角を検出する車輪回転角検出手段Ｓｃ…と、ブレーキペダル９の操作量を検出するブレーキ操作量検出手段Ｓｄと、セレクトレバー１０により選択されたシフトレンジ（「Ｄ」レンジ、「Ｒ」レンジ、「Ｎ」レンジ、「Ｐ」レンジ等）を検出するシフトレンジ検出手段Ｓｅとからの信号が入力される。

図３を併せて参照すると明らかなように、運転者により操作されるモード選択スイッチＳｆおよび自動駐車スタートスイッチＳｇが制御部２２に接続される。モード選択スイッチＳｆは、後述する３種類の駐車モード、即ちバック駐車／右モード、バック駐車／左モードおよび縦列駐車モードの何れかを選択する際に操作される３個のボタンを備える。自動駐車スタートスイッチＳｇは、モード選択スイッチＳｆで選択した何れかのモードによる自動駐車を開始する際に操作される。

記憶部２３には、前記３種類の駐車モードのデータ、即ち車両Ｖの移動距離Ｘに対する目標操舵角θｒｅｆの関係が、予めテーブルとして記憶されている（図２（Ｂ）参照）。車両Ｖの移動距離Ｘは、既知である車輪Ｗｆ，Ｗｆ；Ｗｒ，Ｗｒの外周長に車輪回転角検出手段Ｓｃ…で検出した車輪Ｗｆ，Ｗｆ；Ｗｒ，Ｗｒの回転角を乗算することにより求められる。尚、前記移動距離Ｘの算出には、車輪回転角検出手段Ｓｃ…の出力のハイセレクト値、ローセレクト値、あるいは平均値が使用される。

制御部２２は、前記各検出手段Ｓａ〜ＳｅおよびスイッチＳｆ，Ｓｇからの信号と、記憶部２３に記憶された駐車モードのデータとに基づいて、前記ステアリングアクチュエータ７の作動と、液晶モニター、スピーカ、ランプ、チャイム、ブザー等を含む操作段階教示装置１１の作動とを制御する。

また制御部２２は選択無効化手段２２ａを備えており、モード選択スイッチＳｆおよび自動駐車スタートスイッチＳｇの合計４個のボタンのうち、少なくとも２個以上が所定期間内に押された場合に、そのスイッチ操作を無効化する。

次に、前述の構成を備えた本発明の実施の形態の作用について説明する。

自動駐車を行わない通常時（前記モード選択スイッチＳｆが操作されていないとき）には、操舵制御装置２１が一般的なパワーステアリング制御装置として機能するパワーステアリングモードとなる。具体的には、運転者が車両Ｖを旋回させるべくステアリングハンドル１を操作すると、操舵トルク検出手段Ｓｂがステアリングハンドル１に入力された操舵トルクＴを検出し、制御部２２は前記操舵トルクＴに基づいてステアリングアクチュエータ７の駆動を制御する。その結果、ステアリングアクチュエータ７の駆動力によって左右の前輪Ｗｆ，Ｗｆが操舵され、運転者のステアリング操作がアシストされる。

次に、バック駐車／左モード（車両Ｖの左側にある駐車位置にバックしながら駐車するモード）を例にとって、自動操舵制御の内容を説明する。

先ず、図２（Ａ）に示すように、運転者自身のステアリング操作により車両Ｖを駐車しようとする車庫の近傍に移動させ、車体の左側面を車庫入口線にできるだけ近づけた状態で、ドアの内側に設けられたマークＭ（図１参照）が車庫の中心線に一致する位置（スタート位置(1) に車両Ｖを停止させる。そして、モード選択スイッチＳｆを操作してバック駐車／左モードを選択するとともに自動駐車スタートスイッチＳｇをＯＮすると、パワーステアリングモードから自動操舵モードに切り換えられて自動操舵制御が開始される。自動操舵制御が行われている間、操作段階教示装置１１には自車の現在位置、周囲の障害物、駐車位置、スタート位置(1) から目標位置(3) までの自車の目標移動軌跡、前進から後進に切り換える折り返し位置(2) 等が表示され、併せてスピーカからの音声で運転者に前記折り返し位置(2) におけるセレクトレバー１０の操作等の各種の指示や警報が行われる。

尚、ドアの内側に設けられたマークＭの代わりにドアミラーを利用しても良く、またマークＭやドアミラーを車庫の中心線に一致させる代わりに、車庫の端部に一致させても良い。

自動操舵制御により、運転者がブレーキペダル９を緩めて車両Ｖをクリープ走行させるだけでステアリングハンドル１を操作しなくても、モード選択スイッチＳｆにより選択されたバック駐車／左モードのデータに基づいて前輪Ｗｆ，Ｗｆが自動操舵される。即ち、スタート位置(1) から折り返し位置(2) まで車両Ｖが前進する間は前輪Ｗｆ，Ｗｆは右に自動操舵され、折り返し位置(2) から目標位置(3) まで車両Ｖが後進する間は前輪Ｗｆ，Ｗｆは左に自動操舵される。

図２（Ｂ）から明らかなように、自動操舵制御が行われている間、制御部２２は記憶部２３から読み出したバック駐車／左モードの目標操舵角θｒｅｆと、操舵角検出手段Ｓａから入力された操舵角θとに基づいて偏差Ｅ（＝θｒｅｆ−θ）を算出し、その偏差Ｅが０になるようにステアリングアクチュエータ７の作動を制御する。このとき、目標操舵角θｒｅｆのデータは車両Ｖの移動距離Ｘに対応して設定されているため、クリープ走行の車速に多少の変動があっても車両Ｖは常に前記目標移動軌跡上を移動することになる。

上記自動操舵制御は、運転者がモード選択スイッチＳｆや自動駐車スタートスイッチＳｇを再度押した場合に終了するが、それ以外に運転者がセレクトレバー１０を「Ｐ」レンジに戻した場合、運転者がブレーキペダル９から足を離した場合、車速が所定値以上になった場合、運転者がステアリングハンドル１に所定値以上の操舵トルクＴを加えた場合、目標操舵角θｒｅｆおよび操舵角θの偏差Ｅが所定値以上になった場合に終了し、通常のパワーステアリング制御に復帰する。

次に、モード選択スイッチＳｆや自動駐車スタートスイッチＳｇの機能を説明する。

図４は自動駐車スタートスイッチＳｇのＯＮ／ＯＦＦ判定を説明するもので、自動駐車スタートスイッチＳｇをＯＮするとシステム（自動操舵装置）が作動し、システムの作動中に同じ自動駐車スタートスイッチＳｇをＯＮするとシステムが停止する。スイッチが押されたこと（ＯＮ判定）は、スイッチから指が離れた状態が３０ｍｓｅｃ継続したことが確認された後に、スイッチを押した状態が３０ｍｓｅｃ継続したときに判定される。またスイッチが離されたこと（ＯＦＦ判定）は、スイッチから指が離れた状態が３０ｍｓｅｃ継続したときに確認される。そしてシステムが作動する時点および停止する時点は、スイッチのＯＮ判定がなされた瞬間となる。

次に、スイッチのＯＦＦ判定（スイッチから指が離れたことの確認）の具体的手法を、図５のフローチャートに基づいて説明する。尚、以下の説明では、スイッチとして自動駐車スタートスイッチＳｇを例にとって説明する。

ここで、ＦＯＦＦはスイッチＯＦＦ判定フラグであって、ＦＯＦＦ＝「０」はＯＦＦ状態を１回も確認していない状態、ＦＯＦＦ＝「１」はＯＦＦ状態を１回確認した状態、ＦＯＦＦ＝「２」はＯＦＦ状態を２回確認した状態、ＦＯＦＦ＝「３」はＯＦＦ状態を３回確認した状態、つまりスイッチのＯＦＦを判定した状態を示している。またＦＯＮはスイッチＯＮ判定フラグであって、ＦＯＮ＝「０」はＯＮ状態を１回も確認していない状態、ＦＯＮ＝「１」はＯＮ状態を１回確認した状態、ＦＯＮ＝「２」はＯＮ状態を２回確認した状態、ＦＯＮ＝「３」はＯＮ状態を３回確認した状態、つまりスイッチのＯＮを判定した状態を示している。

先ずステップＳ１でスイッチのＯＦＦが１回も確認されていない状態では、ＦＯＦＦ＝「３」ではないのでステップＳ２に移行し、ステップＳ２でＦＯＦＦ＝「２」ではないのでステップＳ３に移行し、ステップＳ３でＦＯＦＦ＝「１」ではないのでステップＳ４に移行する。ステップＳ４でスイッチＯＦＦ状態でなければ、つまりスイッチが押されている状態にあれば、ステップＳ５でＦＯＦＦ＝「０」にリセットし、スイッチＯＦＦ状態であれば、つまりスイッチから指が離れている状態であれば、ステップＳ６でＦＯＦＦ＝「１」にセットする。

ＦＯＦＦ＝「１」にセットされると、次回のループのステップＳ１およびステップＳ２の答えがＮＯになってステップＳ３の答えがＹＥＳになるため、ステップＳ７に移行する。ステップＳ７でスイッチＯＦＦ状態でなければ、つまりスイッチが押されている状態であれば、ステップＳ８でＦＯＦＦ＝「０」にリセットし、スイッチＯＦＦ状態であれば、つまりスイッチから指が離れている状態であれば、ステップＳ９でＦＯＦＦ＝「２」にセットする。

ＦＯＦＦ＝「２」にセットされると、次回のループのステップＳ１の答えがＮＯになってステップＳ２の答えがＹＥＳになるため、ステップＳ１０に移行する。ステップＳ１０でスイッチＯＦＦ状態でなければ、つまりスイッチが押されている状態であれば、ステップＳ１１でＦＯＦＦ＝「０」にリセットし、スイッチＯＦＦ状態であれば、つまりスイッチから指が離れている状態であれば、ステップＳ１２でＦＯＦＦ＝「３」にセットし、スイッチのＯＦＦを判定する。そしてステップＳ１３でスイッチＯＮ判定フラグＦＯＮ＝「０」にリセットする。

このルーチンは１５ｍｓｅｃ間隔で実行されるので、３０ｍｓｅｃの間にスイッチＯＦＦ判定を３回繰り返すことが可能となり、判定の精度が向上する。仮に上記ルーチンを１０ｍｓｅｃ間隔で実行すれば、３０ｍｓｅｃの間にスイッチＯＦＦ判定を４回繰り返すことができ、３０ｍｓｅｃ間隔で実行すれば、３０ｍｓｅｃの間にスイッチＯＦＦ判定を２回繰り返すことができる。

次に、スイッチのＯＮ判定（スイッチが押されていることの確認）の具体的手法を、図６のフローチャートに基づいて説明する。

ここでＦＣＮＧはスイッチＯＦＦ→ＯＮ切換判定フラグであって、ＦＣＮＧ＝「１」はスイッチがＯＦＦからＯＮに切り換わった状態を示している。

先ずステップＳ２１でスイッチのＯＮが１回も確認されていない状態では、ＦＯＦＦ＝「３」ではないのでステップＳ２２に移行し、ステップＳ２２で当初はＦＣＮＧ＝「０」に
リセットされているため、ステップＳ２３に移行する。ステップＳ２３でＦＯＦＦ＝「３」でなければ、つまりスイッチのＯＦＦが判定されていなければ、ステップＳ２４でＦＯＦＦ＝「０」にリセットし、ステップＳ２５でＦＣＮＧ＝「０」にリセットする。

ステップＳ２３でＦＯＦＦ＝「３」であってスイッチのＯＦＦが判定されており、ステップＳ２６でスイッチＯＦＦ状態であれば、つまりスイッチから指が離れている状態であれば、前記ステップＳ２４、Ｓ２５に移行する。一方、ステップＳ２６でスイッチＯＮ状態であれば、つまりスイッチが押されている状態であれば、ステップＳ２７でスイッチがＯＦＦからＯＮに切り換わったとしてＦＣＮＧ＝「１」にセットし、更にステップＳ２８でＦＯＦＦ＝「 ０」にリセットする。

続くステップＳ２９でスイッチＯＮ状態でなければ前記ステップＳ２４、Ｓ２５に移行し、ＯＮ状態であればステップＳ３０に移行する。ステップＳ３０でＦＯＮ＝「２」でなければステップＳ３１に移行し、ステップＳ３１でＦＯＦＦ＝「１」でなければステップＳ３２でＦＯＮ＝「１」にセットする。ステップＳ３１ＦＯＮ＝「１」であれば、ステップＳ３３でＦＯＮ＝「２」にセットする。ステップＳ３０でＦＯＮ＝「２」であれば、ステップＳ３４でＦＯＮ＝「３」にセットし、スイッチのＯＮを判定する。

続くステップＳ３５で他のスイッチがＯＮしていれば、ステップＳ３６でスイッチＯＮ判定フラグＦＯＮ＝「０」にリセットするとともに、スイッチＯＦＦ→ＯＮ切換判定フラグＦＣＮＧ＝「０」にリセットする。

このルーチンは１５ｍｓｅｃ間隔で実行されるので、３０ｍｓｅｃの間にスイッチＯＮ判定を３回繰り返すことが可能となり、判定の精度が向上する。そしてスイッチＯＮが判定されても、前記３０ｍｓｅｃの間に他のスイッチがＯＮされると、ＦＯＮ＝「０」にリセットされて自動駐車スタートスイッチＳｇの操作が無効化される。

次に、自動駐車の実行判定を、図７のフローチャートに基づいて説明する。

ここでＦＳＷＯＮはシステム作動判定フラグであって、ＦＳＷＯＮ＝「１」は自動駐車が実行されている状態を示している。

先ずステップＳ４１でＦＳＷＯＮ＝「１」でシステムが作動中であるとき、ステップＳ４２でＦＯＮ＝「３」になってスイッチ（自動駐車スタートスイッチＳｇ）がＯＮした場合には、ステップＳ４３でＦＳＷＯＮ＝「０」になって自動駐車が終了する。

ステップＳ４１でＦＳＷＯＮ＝「０」でシステムが非作動中であるとき、ステップＳ４４でモード選択スイッチＳｆで所望の駐車モードの選択が完了していなければ、ステップＳ４５でＦＯＮ＝「０」にリセットする。前記ステップＳ４４でモード選択スイッチＳｆで所望の駐車モードの選択が完了しているとき、ステップＳ４６でＦＯＮ＝「３」であってスイッチＯＮが判定されていれば、ステップＳ４７でＦＳＷＯＮ＝「１」にセットしてシステムを作動させる。但し、ステップＳ４８で他のスイッチ（モード選択スイッチＳｆ）がＯＮしていれば、ステップＳ４９でＦＳＷＯＮ＝「０」にリセットして自動駐車を終了する。

このように自動駐車の実行中に、何れかのモード選択スイッチＳｆあるいは自動駐車スタートスイッチＳｇがＯＮすると、その時点で自動駐車が終了する。

しかして、モード選択スイッチＳｆおよび自動駐車スタートスイッチＳｇの合計４個のスイッチのうち、少なくとも２個のスイッチが運転者の操作ミスにより所定時間内に操作された場合に、選択無効化手段２２ａがスイッチ手段の誤操作による前記選択を無効化するので、運転者の意図せぬ自動操舵制御が実行されてしまう不具合を未然に防止することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態ではスイッチのＯＮあるいはＯＦＦを３０ｍｓｅｃの期間で確認しているが、その期間は任意に設定可能である。

自動操舵装置を備えた車両の全体構成図 バック駐車／左モードの作用説明図 モード選択スイッチおよび自動駐車スタートスイッチを示す図 スイッチのＯＮ／ＯＦＦ判定の説明図 スイッチＯＦＦ判定のフローチャート スイッチＯＮ判定のフローチャート 自動駐車の実行判定のフローチャート

符号の説明

７ ステアリングアクチュエータ
２２ 制御部（ステアリングアクチュエータ制御手段）
２２ａ 選択無効化手段
２３ 記憶部（移動軌跡設定手段）
Ｓｆ モード選択スイッチ（スイッチ手段）
Ｓｇ 自動駐車スタートスイッチ（スイッチ手段）
Ｖ 車両
Ｗｆ 前輪（車輪）

Claims (1)

1. 車両（Ｖ）の車輪（Ｗｆ）を操舵するステアリングアクチュエータ（７）と、
   目標位置までの車両（Ｖ）の複数の目標移動軌跡を設定する移動軌跡設定手段（２３）と、
   前記複数の目標移動軌跡の何れかを選択するとともに自動操舵制御の開始・終了を選択する複数のスイッチ手段（Ｓｆ，Ｓｇ）と、
   前記複数のスイッチ手段（Ｓｆ，Ｓｇ）の操作に応じて前記目標移動軌跡に基づく前記ステアリングアクチュエータ（７）の駆動制御を実行するステアリングアクチュエータ制御手段（２２）と、
   を備えた車両の自動操舵装置において、
   所定期間内に前記複数のスイッチ手段（Ｓｆ，Ｓｇ）の少なくとも二つが操作されたときに前記選択を無効にする選択無効化手段（２２ａ）を備えたことを特徴とする車両の自動操舵装置。

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