JP5633186B2

JP5633186B2 - 駐車支援装置

Info

Publication number: JP5633186B2
Application number: JP2010110469A
Authority: JP
Inventors: 学落畑
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-05-12
Filing date: 2010-05-12
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2030-05-12
Also published as: JP2011235816A

Description

本発明は、自動車等の自車両に用いられる駐車支援装置に関する。

従来、自車両を運転者のハンドル操作によることなく車両の操舵輪を自動操縦して自動駐車制御を行う自動操舵制御装置が開発されている。例えば特許文献１に記載されているように、運転者のハンドル操作によることなく車両の操舵輪を自動操舵制御するに当たり、転舵アクチュエータの転舵駆動力が不足した場合にこの転舵駆動力を助成する自動操舵制御装置を備えた車両の自動駐車制御装置が知られている。

特開２００５−３４３３７５号公報

ここで、上述したような自動駐車制御装置を利用して遠隔自動駐車を行うことにより、運転者が車両から降りた状態で車両の操作が可能となり、乗降のためのドア開閉スペースが無い車庫においても駐車が可能になる。しかし、この自動駐車制御装置では駐車後に車両が自走困難となる状態になった場合には車両と車庫の隙間が不十分で整備が行えない場合や、出庫が困難となる可能性がある。

そこで、本発明は出庫困難となるような駐車支援を禁止し、適切な駐車支援が行える駐車支援装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る駐車支援装置は、車両外からの遠隔操作により自動駐車支援を行う駐車支援装置において、車両の駐車場からの出庫時において自走困難な状態となるか否かを判定する車両状態判定手段と、車両状態判定手段により車両が自走困難な状態となると判定された場合には自動駐車支援を許可しない駐車支援制御手段と、タイヤの空気圧を測定するタイヤ空気圧センサと、を備え、車両状態判定手段は、所定時間に渡りタイヤ空気圧センサから車両のタイヤ空気圧を取得し、取得したタイヤ空気圧の時系列のデータに基づいて一定時間後にタイヤパンク状態になるか否かを判定し、駐車支援制御手段は、車両状態判定手段により車両が一定時間後にタイヤパンク状態となると判定された場合には自動駐車支援を許可しない。

このように、本発明に係る駐車支援装置においては、駐車支援装置において駐車支援を行うにあたり、各種センサ計測の時系列の傾向から自走困難状態になる可能性を予測し、自走困難状態になる可能性があるときには駐車支援を禁止する。これにより駐車支援後に自走が困難となる状態になることにより、車両と車庫の隙間が不十分で整備や出庫が困難となるというような不適切な駐車支援を抑制することができる。

また、本発明に係る駐車支援装置において、タイヤの空気圧を測定するタイヤ空気圧センサを更に備え、車両状態判定手段は、所定時間に渡りタイヤ空気圧センサから車両のタイヤ空気圧を取得し、取得したタイヤ空気圧の時系列のデータに基づいて一定時間後にタイヤパンク状態になるか否かを判定し、駐車支援制御手段は、車両状態判定手段により車両が一定時間後にタイヤパンク状態となると判定された場合には自動駐車支援を許可しないようにしてもよい。

駐車支援装置において駐車支援を行うにあたり、駐車支援装置により自走困難状態になる可能性があると判定されたことにより自動駐車支援が禁止された場合には、車両修理までの間の一時仮置きができないなどの支障をきたす。本発明に係る駐車支援装置は、車両の異常状態の影響度を定量化し、影響度が操舵制御に重大な影響を与えない範囲の偏向に収まる場合は駐車支援を許可し、影響が大きい場合には駐車支援を許可しないこととする。車両異常の影響度が小さい場合には駐車支援を許可することにより、車両が異常状態の場合でも自動駐車を行うことができる可能性を増加させることが可能となる。

駐車支援装置において駐車支援を行うにあたり、駐車支援後にタイヤがパンクした場合には出庫が困難になる場合や、車両の傾き度合いによっては壁などに接触する可能性がある。そのためタイヤ空気圧センサ等の計測値の時系列の傾向に基づき、自走困難状態になる可能性を予測し、自走困難状態になる可能性があるときには駐車支援を禁止する。また、タイヤパンクの車両に対する影響度を定量化し、影響度が操舵制御に重大な影響を与えない範囲の偏向に収まる場合は駐車支援を許可し、影響が大きい場合には駐車支援を許可しないこととする。

操舵制御への影響は、車輪半径の左右差による直進性の悪化、操舵輪においては空気圧低下により舵角に対する横力低下による影響が考えられる。タイヤパンクの際における回転半径の変化による影響度合いは、ホイール半径に対するタイヤ高さの割合が大きい、タイヤ扁平率が高い、軸重が大きい、タイヤショルダー剛性が低い（ランフラットでない等）及びホイールトレッドが狭い場合に大きくなる。このような車両の異常状態が操舵制御に与える影響は影響度指標として定量化され、駐車支援の許可及び禁止判断に用いられる。

本発明によれば、駐車支援後の車両状態を予め予測し、駐車支援後の車両状態に合わせた駐車支援を行うことができる。

本発明の実施形態に係る駐車支援装置のブロック構成図である。本発明の第１の実施形態に係る駐車支援装置の動作についてのフローチャートである。時間と空気圧の関係を表すグラフである。図１の駐車支援装置における駐車状況の説明図である。本発明の第２の実施形態に係る駐車支援装置の動作についてのフローチャートである。アッカーマンモデルを説明するための模式的説明図である。空気圧低下の操舵制御への影響度指標の時系列変化を示すグラフである。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の一実施形態に係る駐車支援装置を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態の駐車支援装置１は、自動車等の自車両３に搭載される。この駐車支援装置１は、タイヤ空気圧センサ１１、舵角センサ１２、車輪速センサ１３、駐車支援ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２、リモートコントローラ１５と、リモートコントローラ１５からの信号を受信する受信部１４、アクチュエータ駆動部１６およびアクチュエータ１７とを備えている。

駐車支援ＥＣＵ２には、タイヤ空気圧センサ１１、操舵角センサ１２及び車輪速センサ１３等からなる車両状態を計測するために用いられる各種センサが接続されている。

タイヤ空気圧センサ１１は、たとえば車両の図示しない車輪に取り付けられており、タイヤ空気圧を測定して駐車支援ＥＣＵ２に計測値を出力している。なお、タイヤ空気圧はタイヤ空気圧センサ１１により直接測定する形態に限定されるものでは無く、各輪の転がり距離、回転角速度の差分から間接的に計測する方法でも代用が可能である。

操舵角センサ１２は、たとえば車両の図示しないステアリングシャフトに取り付けられており、ステアリングの回転角を検出し、駐車支援ＥＣＵ２に回転角信号を出力している。駐車支援ＥＣＵ２では、検出されたステアリングの回転角信号に基づいて、操舵輪の転舵角を算出している。

車輪速センサ１３は、たとえば車両の図示しない車輪に取り付けられており、車輪の回転速度を検出して駐車支援ＥＣＵ２に速度信号を出力している。駐車支援ＥＣＵ２では、車速センサ１３から出力された速度信号に基づいて、車両の走行距離を算出している。

駐車支援ＥＣＵ２は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等から構成され、車両状態判定部２１、駐車支援制御部２２及び制御演算部２３を有している。車両状態判定部２１は、各種センサの情報に基づき車両状態の異常の有無を判断する。その結果は駐車支援制御部２２に送られ、駐車支援制御部２２は車両状態に基づき、駐車支援の許可を判断する。

駐車支援ＥＣＵ２には、受信部１４が接続されており、受信部１４が受信したリモートコントローラ１５の信号は駐車支援ＥＣＵ２へ送信される。制御演算部２３は受信部が受信したリモートコントローラ１５の信号に基づき、エンジン、アクセル、ブレーキ、ステアリング、シフト、パーキングブレーキ、ライト、アウターミラー、ドア等の制御量を演算する。

また、駐車支援ＥＣＵ２には、アクチュエータ駆動部１６が接続されている。制御演算部２３が演算した制御量はアクチュエータ駆動部１６に送信される。制御演算部２３の演算結果に基づき、アクチュエータ駆動部１６はエンジン、アクセル、ブレーキ、ステアリング、シフト、パーキングブレーキ、ライト、アウターミラー、ドア等のアクチュエータを駆動する。

アクチュエータ１７はアクチュエータ駆動部１６によって駆動されるエンジン、アクセル、ブレーキ、ステアリング、シフト、パーキングブレーキ、ライト、アウターミラー、ドア等である。

駐車支援制御部２２が車両状態に基づき、駐車支援の禁止を判断した場合には、その制御情報は制御演算部２３に伝達される。その場合、駐車支援ＥＣＵ２がリモートコントローラ１５からの信号を受信した場合でも、制御演算部２３は演算を行わず、もしくは演算結果をアクチュエータ駆動部に伝達しないことにより、駐車支援を行わない。

次に、本実施形態に係る駐車支援装置の動作について説明する。

図２は、本実施形態に係る駐車支援装置の動作についてのフローチャートである。本実施形態では、タイヤパンクにより駐車後に自走困難となるような駐車支援を禁止する駐車支援の例について説明する。

例えばリモートコントローラ１５において自動駐車開始のスイッチをオンにすると、駐車支援が開始される。駐車支援が開始されると駐車支援ＥＣＵ２は一定時間に渡りタイヤ空気圧センサの計測値を読み込み、読み出された計測値は駐車支援ＥＣＵ２内のＲＡＭ等に記憶される（Ｓ１１）。

次にＳ１１によって取得されたタイヤ空気圧センサの計測値からパンク判定処理が行われる（Ｓ１２）。図３は、Ｓ１１によって取得されたタイヤ空気圧センサの計測値の時系列の結果の一例を示したグラフである。車両状態判定部２１は取得したタイヤ空気圧が所定のパンク判定ライン以下であるときに、タイヤパンク状態で、すなわち自走困難状態であると判定する。また、現在は所定のパンク判定ライン以上である場合でも、タイヤ空気圧の時系列データから一定時間後にタイヤパンク状態になると判断した場合には自走困難状態の傾向ありと判定する。一定時間後に自走困難状態になるか否かはタイヤ空気圧の時系列データの傾きから判断することが好ましい。

そして、図２のＳ１３に処理が移行し、駐車支援制御部２２は車両状態判定部２１からの情報を読み込み、自動駐車を許可するか否か判断を行う。駐車支援制御部２２は、車両状態判定部２１が自走困難状態もしくは自走困難状態の傾向ありとの判定した場合には、自動駐車の性能を確保できないと判断し制御演算部２３の制御を実行禁止とする（Ｓ１４）。また、自走困難状態でなく、自走困難状態の傾向も無い場合には制御演算部２３の制御実行を許可する（Ｓ１５）。Ｓ１５を終えたら一連の制御処理を終了し、その制御信号は制御演算部２３へ送信される。

駐車支援制御部２２が駐車支援の禁止を判断した場合には、駐車支援制御部２２は制御演算部２３の制御を禁止する制御信号を送信する。制御演算部２３が制御禁止の信号を受信した場合には、駐車支援ＥＣＵ２がリモートコントローラ１５からの信号を受信した場合でも、制御演算部２３は演算を行わず、もしくは演算結果をアクチュエータ駆動部に伝達しないことにより、駐車支援を行わない。

本実施形態における駐車支援は、リモートコントローラ１５を用いた車両外からの操作により、当該車両３の駐車スペースＡ１（図４参照）のような乗降のためのドア開閉スペース（Ａ２）が無く、作業用のスペース（Ａ３）も無い駐車場Ｐへの駐車を支援する場合に有効である。本実施形態においては駐車支援装置１において駐車支援を行うにあたり、タイヤ空気圧センサ１１の計測値の時系列の傾向から自走困難状態になる可能性を予測し、自走困難状態になる可能性があるときには駐車支援を禁止する。これにより駐車支援後に自走が困難となる状態になることにより、車両と車庫の隙間が不十分で整備や出庫が困難となるというような不適切な駐車支援を抑制することができる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態では、図１に示す駐車支援装置１のうち、車両状態判定部２１は出庫時の操舵制御への影響度の大きさを定量化し、その影響度を所定のしきい値と比較することで、駐車支援を許可するか否かを判定する。その他は、上記第１の実施形態と同様の構成を備えている。

図５は、本実施形態に係る駐車支援装置の動作についてのフローチャートである。本実施形態では、タイヤパンクが操舵制御に与える影響度を所定のしきい値と比較することで、駐車支援を許可するか否かを制御する駐車支援の例について説明する。

駐車支援を行うにあたり、車両状態判定部２１は予め正規空気圧時に車輪速センサを用いて、一定距離移動時の各輪の正規車輪転がり距離を低速状態で計測し、計測値を記憶しておく（図示せず）。

例えばリモートコントローラ１５において自動駐車開始のスイッチをオンにすると、駐車支援が開始される。駐車支援が開始されると、車両の影響度指標が計算される（Ｂ１）。影響度指標算出にあたり、まず車両状態判定部２１は空気圧センサによりタイヤ空気圧を各輪毎に計測する（Ｓ２１）。同様に、車両状態判定部２１は微低速時に車輪速パルスを用いて各輪毎の見掛けの車輪転がり距離を実測する（Ｓ２２）。操舵時には各輪毎に車輪の転がる距離が異なるため、正規車輪転がり距離を、見掛けの車輪転がり距離測定時の舵角に応じた車輪転がり距離に補正する（Ｓ２３）。現在舵角は操舵角センサ１２より取得される。舵角に応じた転がり距離への補正は、アッカーマンモデルを前提として行われる。図６に示すように、回転中心Ｏに対する後輪車軸中点３１の回転半径をＲは、舵角をδ、ホイールベースをＬとした場合には、式（１）で求められる。ＲとホイールトレッドＷから各輪の回転半径が求められるため、操舵角から車両の各輪がどのような軌跡を描いて移動するかが分かり、対応する舵角の正規車輪転がり距離を計算することが可能である。

Ｒ＝Ｌ／ｔａｎδ ・・・（１）

次に、車両状態判定部２１により求められた現在舵角に対応した正規転がり距離と実測された見掛けの車輪転がり距離から、式（２）によって各輪毎の影響度指標ｅが計算される（Ｓ２４）。ここでＤは補正後の正規車輪転がり距離であり、ｄは見掛けの車輪転がり距離である。Ｓ２１〜Ｓ２４に示す一連の計算は一定時間に渡り行われることにより、図７に示すような空気圧ｐと操舵制御への影響度指標ｅの時系列変化が駐車支援ＥＣＵ２内で作成され、記憶される。

ｅ＝Ｄ／ｄ・・・（２）

各輪毎のタイヤ空気圧と影響度指標ｅの時系列の関係が計算されると、次に車両状態判定部２１によりタイヤがパンクしているか、もしくはパンク傾向にあるかが判定される（Ｓ２５）。この判定には、タイヤ空気圧の時系列変化より、上記第１の実施形態で示した車両状態判定と同様の処理を行えば良い。その結果、車両状態判定部２１がパンクもしくはパンク傾向に無いと判断した場合には遠隔操作による自動駐車が許可される（Ｓ３１）。一方、車両状態判定部２１によりパンクもしくはパンク傾向があると判断された場合には、影響度の判定ステージであるＢ２の処理に進む。

車両状態判定部２１が、パンクもしくはパンク傾向があると判断した場合には、車両状態判定部２１は更に、各輪毎に現時点における影響度指標ｅと影響度指標下限値Ｅの比較を行う（Ｓ２６）。影響度指標ｅは同じ値の場合でも、サスペンションジオメトリ等の車両緒元により、その影響度は異なる。そのため影響度指標下限値Ｅは車両毎の適合値とする。Ｓ２６により何れかの車輪において、現時点における影響度指標ｅが影響度指標下限値Ｅ以下である場合には、直進性に影響が大きいと判断する（Ｓ２８）。

一方、Ｓ２６で現時点においては影響度指標ｅが影響度指標下限値Ｅよりも大きいと判断された場合には、タイヤ空気圧が大気圧になった時点における影響度指標ｅ_０と影響度指標下限値Ｅの比較を各輪毎に行う（Ｓ２７）。これはタイヤパンクが車両に与える影響が、現時点では車両の直進性に影響を与えない範囲の偏向であったとしても、タイヤがスローパンクチャの場合には、駐車支援後に偏向が大きくなる可能性があるためである。純正タイヤを用いた場合には、空気圧が大気圧になった時点における影響度指標ｅ_０は既知の値である。また、タイヤの銘柄交換やホイールごと交換がなされることを想定し、図７に示すタイヤ空気圧ｐと影響度指標ｅの時系列の関係から近似式を用いてｅ_０を求めることも可能である。Ｓ２７において影響度指標ｅ_０と影響度指標下限値Ｅ比較を各輪毎に行い、何れかの車輪において影響度指標ｅ_０が影響度指標下限値Ｅ以下であった場合には、車両の直進性に影響が大きいという判定を行う（Ｓ２８）。一方影響度指標ｅ_０が影響度指標下限値Ｅよりも大きい場合には車両の直進性に影響は小さいという判定を行う（Ｓ２９）。

駐車支援制御部２２は車両状態判定部２１からの情報を読み込み、車両の直進性に影響が小さいとの判定があったか否かを検出する（Ｓ３０）。駐車支援制御部２２は車両の直進性に影響が大きいとの判定がされた場合には自動駐車を行うことは困難であると判断し、遠隔操作による自動駐車を禁止する（Ｓ３２）。一方、車両の直進性に影響が小さいとの判定がされた場合には、遠隔操作による自動駐車を許可する（Ｓ３１）。Ｓ３１もしくはＳ３２を終えたら一連の制御処理を終了し、その制御信号は制御演算部２３へ送信される。

本実施形態における駐車支援は、車両の異常状態の影響度を定量化し、影響度が操舵制御に重大な影響を与えない範囲の偏向に収まる場合は駐車支援を許可し、影響が大きい場合には駐車支援を許可しないこととする。このように車両異常の影響度が小さい場合には駐車支援を許可することにより、車両が異常状態の場合でも自動駐車を行うことができる可能性を増加させることが可能となる。

なお、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記第１の実施形態においては、タイヤパンクもしくはタイヤパンクの傾向を判定し、自走困難な状態となるか否かを判定しているが、これに代えて車両のバッテリーの残り電力容量の時系列変化に応じて、駐車後にエンジン再始動が困難となる可能性がある場合には自走困難な状態と判定する形態でも良い。この場合には上記第１の実施形態ではタイヤ空気圧センサに代えて、バッテリー電力残量センサを用いることができる。同様に第２の実施形態の場合にもバッテリーの残り電力容量が車両に与える影響度を定量化することにより、影響度が一定の範囲に収まる場合には遠隔操作による自動駐車を許可するようにしても良い。

１…駐車支援装置、２…駐車支援ＥＣＵ、３…車両、１１…タイヤ空気圧センサ、１２…舵角センサ、１３…車輪速センサ、１４…受信部、１５…リモートコントローラ、１６…アクチュエータ駆動部、１７…アクチュエータ、２１…車両状態判断部、２２…駐車支援制御部、２３…制御演算部、Ｐ…駐車場、Ａ１…駐車スペース、Ａ２…運転者乗降スペース、Ａ３…整備スペース、３１…後輪車軸中点、３２…前輪車軸中点、Ｗ…ホイールトレッド、Ｌ…ホイールベース。

Claims

車両外からの遠隔操作により自動駐車支援を行う駐車支援装置において、
車両の駐車場からの出庫時において自走困難な状態となるか否かを判定する車両状態判定手段と、
前記車両状態判定手段により前記車両が自走困難な状態となると判定された場合には前記自動駐車支援を許可しない駐車支援制御手段と、
タイヤの空気圧を測定するタイヤ空気圧センサと、
を備え、
前記車両状態判定手段は、所定時間に渡り前記タイヤ空気圧センサから前記車両のタイヤ空気圧を取得し、取得したタイヤ空気圧の時系列のデータに基づいて一定時間後にタイヤパンク状態になるか否かを判定し、
前記駐車支援制御手段は、前記車両状態判定手段により前記車両が一定時間後にタイヤパンク状態となると判定された場合には前記自動駐車支援を許可しない、
駐車支援装置。