特許 7616369 転舵制御方法及び転舵制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-08

(45)【発行日】2025-01-17

(54)【発明の名称】転舵制御方法及び転舵制御装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 6/00 20060101AFI20250109BHJP

   B60W 30/06 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

B62D6/00

B60W30/06

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2023523930

(86)(22)【出願日】2021-05-28

(86)【国際出願番号】 JP2021020489

(87)【国際公開番号】W WO2022249474

(87)【国際公開日】2022-12-01

【審査請求日】2023-11-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100111235

【弁理士】

【氏名又は名称】原 裕子

(74)【代理人】

【識別番号】100170575

【弁理士】

【氏名又は名称】森 太士

(72)【発明者】

【氏名】小林 隼也

(72)【発明者】

【氏名】高野 照久

(72)【発明者】

【氏名】櫻井 康裕

(72)【発明者】

【氏名】山中 僚大

(72)【発明者】

【氏名】高藤 佳嗣

【審査官】神田 泰貴

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１７６９０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１３１１６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０１８８２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０９０１４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／０６６３２９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－２８５０２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／００３２３１９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｄ ６／００

Ｂ６０Ｗ ３０／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の周囲に存在する障害物までの距離を検出する距離検出センサを備えた車両の転舵を制御する転舵制御方法であって、
前記距離検出センサで検出された前記車両から前記障害物までの距離を取得し、
前記車両の進行方向左側に存在する障害物までの距離が小さくなるほど、前記車両の進行に伴って車両が前記障害物から離れる方向へ移動する転舵方向の転舵角が大きくなるように第１目標転舵角を算出し、
前記車両の進行方向右側に存在する障害物までの距離が小さくなるほど、前記車両の進行に伴って車両が前記障害物から離れる方向へ移動する転舵方向の転舵角が大きくなるように第２目標転舵角を算出し、
前記第１目標転舵角と前記第２目標転舵角とを加算して最終転舵角を算出し、
前記最終転舵角に基づいて前記車両の転舵輪を制御することを特徴とする転舵制御方法。

【請求項2】

前記車両から前記障害物までの距離が、予め設定された転舵開始距離より大きい値から前記転舵開始距離以下の値へ変化した場合に、前記第１または第２目標転舵角の算出を開始することを特徴とする請求項１に記載の転舵制御方法。

【請求項3】

前記車両から前記障害物までの距離が、前記転舵開始距離より小さい値から前記転舵開始距離に変化した場合には、前記第１または第２目標転舵角を予め設定された最小転舵角に設定し、
前記車両から前記障害物までの距離が、前記転舵開始距離から、前記転舵開始距離より大きな値に設定された転舵終了距離まで変化する間、前記第１または第２目標転舵角を前記最小転舵角のまま維持することを特徴とする請求項２に記載の転舵制御方法。

【請求項4】

前記車両から前記障害物までの距離が、前記転舵終了距離よりも大きな値になった場合には、前記第１または第２目標転舵角を０に設定することを特徴とする請求項３に記載の転舵制御方法。

【請求項5】

前記車両から前記障害物までの距離が、予め設定された車両停止距離以下となった場合には、前記車両を停止することを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の転舵制御方法。

【請求項6】

前記距離検出センサは、前記車両の進行方向左側に存在する障害物までの距離を検出する左方センサと、前記車両の進行方向右側に存在する障害物までの距離を検出する右方センサとから構成され、
前記第１目標転舵角は、前記左方センサによって検出された前記障害物までの距離のみに基づいて算出され、
前記第２目標転舵角は、前記右方センサによって検出された前記障害物までの距離のみに基づいて算出されることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の転舵制御方法。

【請求項7】

前記左方センサと前記右方センサは、所定範囲内に音波を射出し、障害物で反射してきた反射波に基づいて、前記車両から前記障害物までの距離を検出するソナーであることを特徴とする請求項６に記載の転舵制御方法。

【請求項8】

前記車両は、車外の運転者が操作する遠隔操作装置によって遠隔操作が可能であり、前記遠隔操作装置によって遠隔操作されている場合のみ、前記車両の転舵輪の制御を行うことを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の転舵制御方法。

【請求項9】

車両の周囲に存在する障害物までの距離を検出する距離検出センサを備えた車両の転舵を制御する転舵制御装置であって、
前記転舵制御装置は、
前記距離検出センサで検出された前記車両から前記障害物までの距離を取得し、
前記車両の進行方向左側に存在する障害物までの距離が小さくなるほど、前記車両の進行に伴って車両が前記障害物から離れる方向へ移動する転舵方向の転舵角が大きくなるように第１目標転舵角を算出し、
前記車両の進行方向右側に存在する障害物までの距離が小さくなるほど、前記車両の進行に伴って車両が前記障害物から離れる方向へ移動する転舵方向の転舵角が大きくなるように第２目標転舵角を算出し、
前記第１目標転舵角と前記第２目標転舵角とを加算して最終転舵角を算出し、
前記最終転舵角に基づいて前記車両の転舵輪を制御することを特徴とする転舵制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両の周囲に存在する障害物までの距離を検出する距離検出センサを備えた車両の転舵を制御する転舵制御方法及びその装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来では、外部操作によって駐車スペース内に車両を駐車できるようにした駐車支援機能付き車両として、特許文献１が開示されている。特許文献１に開示された駐車支援機能付き車両では、車両外部にいる車両使用者がスマートキーに設けられたスイッチで車両を移動させて駐車スペース内に移動させていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－７４２９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述した従来の駐車支援機能付き車両では、車両の移動中に障害物を検出すると、車両を停止させていたので、車両を円滑に移動させることができないという問題点があった。

【0005】

そこで、本発明は上記実情に鑑みて提案されたものであり、車両の移動中に障害物を検出した場合でも、障害物を回避しながら車両を円滑に移動させることのできる転舵制御方法及びその装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る転舵制御方法及びその装置は、車両の進行方向左側に存在する障害物までの距離が小さくなるほど、車両の進行に伴って車両が障害物から離れる方向へ移動する転舵方向の転舵角が大きくなるように第１目標転舵角を算出する。一方、車両の進行方向右側に存在する障害物までの距離が小さくなるほど、車両の進行に伴って車両が障害物から離れる方向へ移動する転舵方向の転舵角が大きくなるように第２目標転舵角を算出する。そして、第１目標転舵角と第２目標転舵角とを加算して最終転舵角を算出し、最終転舵角に基づいて車両の転舵輪を制御する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、車両の移動中に障害物を検出した場合でも、障害物を回避しながら車両を円滑に移動させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係る転舵制御装置を搭載した車両の構成を示すブロック図である。

【図2】図２は、本発明の一実施形態に係る転舵制御装置を搭載した車両における距離検出センサの配置を示す図である。

【図3】図３は、本発明の一実施形態に係る転舵制御装置による第１目標転舵角の算出方法を説明するための図である。

【図4】図４は、本発明の一実施形態に係る転舵制御装置による第２目標転舵角の算出方法を説明するための図である。

【図5】図５は、本発明の一実施形態に係る転舵制御装置による転舵制御処理の処理手順を示すフローチャートである。

【図6】図６は、本発明の一実施形態に係る転舵制御装置による第１目標転舵角の具体的な算出方法を説明するための図である。

【図7】図７は、本発明の一実施形態に係る転舵制御装置による第２目標転舵角の具体的な算出方法を説明するための図である。

【図8】図８は、本発明の一実施形態に係る転舵制御装置によって目標転舵角を算出する場合に使用するパラメータ値の具体例を示す図である。

【図9】図９は、本発明の一実施形態に係る転舵制御装置によって行われる転舵制御の具体例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明を適用した一実施形態について図面を参照して説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

【0010】

［転舵制御装置を備えた車両の構成］
図１は、本実施形態に係る転舵制御装置を備えた車両の構成を示すブロック図である。図１に示すように、車両１００は、転舵制御装置１と、距離検出センサ３と、転舵モータ５と、遠隔操作装置７を備えている。尚、車両１００は、遠隔操作装置７によって車外にいる運転者が遠隔操作することが可能な車両である。

【0011】

距離検出センサ３は、車両１００の周囲に存在する障害物までの距離を検出するセンサであり、左方センサＬＳと、右方センサＲＳから構成されている。左方センサＬＳは、車両１００の進行方向左側に存在する障害物までの距離を検出するセンサであり、第１左方センサＬＳ１と第２左方センサＬＳ２から構成されている。また、右方センサＲＳは、車両１００の進行方向右側に存在する障害物までの距離を検出するセンサであり、第１右方センサＲＳ１と第２右方センサＲＳ２から構成されている。

【0012】

図２に示すように、第１左方センサＬＳ１は、車両１００が前進したときに進行方向左側に存在する障害物を検知して、その障害物までの距離Ｄ_Ｌを検出するためのセンサである。また、第２左方センサＬＳ２は、車両１００が後退したときに進行方向左側に存在する障害物を検知して、その障害物までの距離Ｄ_Ｌを検出するためのセンサである。第２左方センサＬＳ２は、車両１００の右後部に設置されているが、車両１００が後退しているときには、後方に進行する車両１００の進行方向に対して左側の障害物を検知するので、左方センサとなる。

【0013】

さらに、第１右方センサＲＳ１は、車両１００が前進したときに進行方向右側に存在する障害物を検知して、その障害物までの距離Ｄ_Ｒを検出するためのセンサである。また、第２右方センサＲＳ２は、車両１００が後退したときに進行方向右側に存在する障害物を検知して、その障害物までの距離Ｄ_Ｒを検出するためのセンサである。第２右方センサＲＳ２は、車両１００の左後部に設置されているが、車両１００が後退しているときには、後方に進行する車両１００の進行方向に対して右側の障害物を検知するので、右方センサとなる。

【0014】

左方センサＬＳと右方センサＲＳはそれぞれソナーで構成され、それぞれ車両進行方向左側の所定範囲及び車両進行方向右側の所定範囲内の、重複しない異なる範囲内に音波を射出し、障害物で反射してきた反射波に基づいて、車両１００から障害物までの距離を検出する。ただし、障害物までの距離を検出できれば、ソナー以外のセンサであってもよく、例えばカメラやレーザーレンジファインダであってもよい。但し、左方センサＬＳ及び右方センサＲＳは車両１００から障害物までの距離のみを検出できれば良く、車両１００に対する障害物の位置（座標）までは検出できなくとも良い。このため、一般的に車両１００から障害物までの距離のみを検出可能なソナーを用いることにより、障害物までの距離及び障害物の位置を検出可能なカメラやレーザーレンジファインダを用いた場合よりも安価に構成することができる。

【0015】

転舵制御装置１は、距離検出センサ３で検出された車両１００から障害物までの距離に基づいて、障害物を回避するように車両１００の転舵輪を制御する。転舵制御装置１は、車両１００に搭載されており、障害物距離取得部１１と、目標転舵角算出部１３と、最終転舵角算出部１５と、転舵制御部１７を備えている。尚、転舵制御装置１の転舵制御は、車両１００を駐車スペースに自動駐車させる場合の転舵輪の制御に適用してもよいし、遠隔操作装置７によって車外の運転者が遠隔操作で車両１００を駐車させる場合の転舵輪の制御に適用してもよい。

【0016】

障害物距離取得部１１は、距離検出センサ３で検出された車両１００から障害物までの距離を取得する。具体的に、障害物距離取得部１１は、車両１００が前進しているときには、第１左方センサＬＳ１から進行方向左側の障害物までの距離Ｄ_Ｌを取得し、第１右方センサＲＳ１から進行方向右側の障害物までの距離Ｄ_Ｒを取得する。また、障害物距離取得部１１は、車両１００が後退しているときには、第２左方センサＬＳ２から進行方向（後方に向かって）左側の障害物までの距離Ｄ_Ｌを取得し、第２右方センサＲＳ２から進行方向（後方に向かって）右側の障害物までの距離Ｄ_Ｒを取得する。

【0017】

目標転舵角算出部１３は、障害物距離取得部１１で取得した障害物までの距離に基づいて、第１目標転舵角と第２目標転舵角を算出する。第１目標転舵角は、車両１００の進行方向左側に存在する障害物を回避するための目標転舵角であり、車両１００が前進しているときには右方向への転舵角になり、後退しているときには左方向への転舵角となる。また、第２目標転舵角は、車両１００の進行方向右側に存在する障害物を回避するための目標転舵角であり、車両１００が前進しているときには左方向への転舵角になり、後退しているときには右方向への転舵角となる。すなわち、第１目標転舵角及び第２目標転舵角はいずれも、車両の進行に伴って車両が障害物から離れる方向へ移動する転舵方向の転舵角である。そして、第１目標転舵角は、左方センサＬＳによって検出された障害物までの距離のみに基づいて算出され、第２目標転舵角は、右方センサＲＳによって検出された障害物までの距離のみに基づいて算出される。なお、第１目標転舵角及び第２目標転舵角はいずれか一方がプラスの値（転舵角が大きくなるほど絶対値が大きくなる正の値）として算出され、他方がマイナスの値（転舵角が大きくなるほど絶対値が大きくなる負の値）として算出される。

【0018】

目標転舵角算出部１３は、車両１００の進行方向左側に存在する障害物までの距離が小さくなるほど、車両１００の進行に伴って障害物から離れる方向への転舵角が大きくなるように第１目標転舵角を算出する。また、目標転舵角算出部１３は、車両１００の進行方向右側に存在する障害物までの距離が小さくなるほど、車両１００の進行に伴って障害物から離れる方向への転舵角が大きくなるように第２目標転舵角を算出する。

【0019】

例えば、車両１００が前進しているときに進行方向左側に障害物が存在している場合には、「車両１００の進行に伴って車両が障害物から離れる方向へ移動する転舵方向の転舵角」は右方向への転舵角となる。そこで、障害物までの距離が小さくなるほど、右方向への転舵角が大きくなるように第１目標転舵角を算出する。逆に、車両１００が後退しているときに進行方向（後方に向かって）左側に障害物が存在している場合には、「車両１００の進行に伴って車両が障害物から離れる方向へ移動する転舵方向の転舵角」は左方向への転舵角となる。そこで、障害物までの距離が小さくなるほど、左方向への転舵角が大きくなるように第１目標転舵角を算出する。

【0020】

ここで、図３を参照して、車両１００の進行方向左側に存在する障害物を回避するための目標転舵角である第１目標転舵角θ_Ｌの算出方法を説明する。図３に示すように、目標転舵角算出部１３は、障害物までの距離Ｄ_Ｌが、予め設定された転舵開始距離Ｄstartより大きい場合には、第１目標転舵角θ_Ｌを０に設定する。そして、障害物までの距離Ｄ_Ｌが、転舵開始距離Ｄstart以下になると、第１目標転舵角θ_Ｌの算出を開始する。すなわち、車両１００の進行方向左側に存在する障害物が接近し、障害物までの距離Ｄ_Ｌが、予め設定された転舵開始距離Ｄstartより大きい値から転舵開始距離Ｄstart以下の値へ変化した場合に、第１目標転舵角θ_Ｌの算出を開始する。転舵開始距離Ｄstartは、障害物を回避するために車両１００の転舵を開始する必要のある距離であり、予め実験やシミュレーションによって設定されている。

【0021】

まず、目標転舵角算出部１３は、障害物までの距離Ｄ_Ｌが、転舵開始距離Ｄstartより大きい値から減少して転舵開始距離Ｄstartになると、第１目標転舵角θ_Ｌを最小転舵角θ_Ｌminに設定する（Ｌ１）。最小転舵角θ_Ｌminは、障害物を回避するための転舵を開始したときに設定される最小の転舵角であり、予め実験やシミュレーションによって設定される。

【0022】

その後、車両１００の進行に伴い、障害物が接近して障害物までの距離Ｄ_Ｌが小さくなると、障害物までの距離Ｄ_Ｌが小さくなるほど、第１目標転舵角θ_Ｌは大きくなる（Ｌ２）。すなわち、目標転舵角算出部１３は、障害物までの距離Ｄ_Ｌが小さくなるほど、車両１００の進行に伴って障害物から離れる方向への転舵角が大きくなるように第１目標転舵角θ_Ｌを算出する。

【0023】

そして、障害物までの距離Ｄ_Ｌが最小転舵距離Ｄminになると、目標転舵角算出部１３は、第１目標転舵角θ_Ｌを最大転舵角θ_Ｌmaxに設定し、障害物までの距離Ｄ_Ｌがさらに小さくなっても最大転舵角θ_Ｌmaxを維持する（Ｌ３）。ここで、最小転舵距離Ｄminは、障害物を転舵によって回避するために必要となる最小の距離であり、予め実験やシミュレーションによって設定される。また、最大転舵角θ_Ｌmaxは、障害物を回避するために設定される最大の転舵角であり、予め実験やシミュレーションによって設定される。

【0024】

この後、車両１００の進行に伴い、障害物が離れていき障害物までの距離Ｄ_Ｌが大きくなると、障害物までの距離Ｄ_Ｌが大きくなるほど、第１目標転舵角θ_Ｌは小さくなる（Ｌ４）。すなわち、目標転舵角算出部１３は、障害物までの距離Ｄ_Ｌが大きくなるほど、車両１００の進行に伴って障害物から離れる方向への転舵角が小さくなるように第１目標転舵角θ_Ｌを算出する。

【0025】

そして、障害物までの距離Ｄ_Ｌが転舵開始距離Ｄstartより小さい値から転舵開始距離Ｄstartに変化すると、目標転舵角算出部１３は、第１目標転舵角θ_Ｌを最小転舵角θ_Ｌminに設定する（Ｌ５）。

【0026】

この後、障害物までの距離Ｄ_Ｌが、転舵開始距離Ｄstartからさらに大きい値へ変化して転舵終了距離Ｄendまで変化する間、目標転舵角算出部１３は、第１目標転舵角を最小転舵角θ_Ｌminのまま維持する（Ｌ６）。転舵終了距離Ｄendは、障害物を回避するための転舵が不要になる距離であり、転舵開始距離Ｄstartより大きな値に設定され、予め実験やシミュレーションによって設定される。

【0027】

そして、障害物までの距離Ｄ_Ｌが転舵終了距離Ｄendよりも大きな値になった場合には、目標転舵角算出部１３は、第１目標転舵角θ_Ｌを０に設定する（Ｌ７）。こうして、目標転舵角算出部１３は、第１目標転舵角θ_Ｌを算出する。

【0028】

次に、図４を参照して、車両１００の進行方向右側に存在する障害物を回避するための目標転舵角である第２目標転舵角θ_Ｒの算出方法を説明する。尚、図３では、第１目標転舵角θ_Ｌをプラスの値で示し、図４では、第２目標転舵角θ_Ｒをマイナスの値で示す。

【0029】

図４に示すように、目標転舵角算出部１３は、障害物までの距離Ｄ_Ｒが、予め設定された転舵開始距離Ｄstartより大きい場合には、第１目標転舵角θ_Ｒを０に設定する。そして、障害物までの距離Ｄ_Ｒが、転舵開始距離Ｄstart以下になると、第２目標転舵角θ_Ｒの算出を開始する。すなわち、車両１００の進行方向右側に存在する障害物が接近し、障害物までの距離Ｄ_Ｒが、予め設定された転舵開始距離Ｄstartより大きい値から転舵開始距離Ｄstart以下の値へ変化した場合に、第２目標転舵角θ_Ｒの算出を開始する。

【0030】

まず、目標転舵角算出部１３は、障害物までの距離Ｄ_Ｒが、転舵開始距離Ｄstartより大きい値から減少して転舵開始距離Ｄstartになると、第２目標転舵角θ_Ｒを最小転舵角θ_Ｒminに設定する（Ｒ１）。最小転舵角θ_Ｒminは、最小転舵角θ_Ｌminと同様に、障害物を回避するための転舵を開始したときに設定される最小の転舵角であり、予め実験やシミュレーションによって設定される。

【0031】

その後、車両１００の進行に伴い、障害物が接近して障害物までの距離Ｄ_Ｒが小さくなると、障害物までの距離Ｄ_Ｒが小さくなるほど、第２目標転舵角θ_Ｒはマイナスなので小さくなる（絶対値は大きくなる）（Ｒ２）。すなわち、目標転舵角算出部１３は、障害物までの距離Ｄ_Ｒが小さくなるほど、車両１００の進行に伴って障害物から離れる方向への転舵角が大きくなるように第２目標転舵角θ_Ｒを算出する。

【0032】

そして、障害物までの距離Ｄ_Ｒが最小転舵距離Ｄminになると、目標転舵角算出部１３は、第２目標転舵角θ_Ｒを最大転舵角θ_Ｒmaxに設定し、障害物までの距離Ｄ_Ｒがさらに小さくなっても最大転舵角θ_Ｒmaxを維持する（Ｒ３）。ここで、最大転舵角θ_Ｒmaxは、最大転舵角θ_Ｌmaxと同様に、障害物を回避するために設定される最大の転舵角であり、予め実験やシミュレーションによって設定される。

【0033】

この後、車両１００の進行に伴い、障害物が離れていき障害物までの距離Ｄ_Ｒが大きくなると、障害物までの距離Ｄ_Ｒが大きくなるほど、第２目標転舵角θ_Ｒはマイナスなので大きくなる（絶対値は小さくなる）（Ｒ４）。すなわち、目標転舵角算出部１３は、障害物までの距離Ｄ_Ｒが大きくなるほど、車両１００の進行に伴って障害物から離れる方向への転舵角が小さくなるように第２目標転舵角θ_Ｒを算出する。

【0034】

そして、障害物までの距離Ｄ_Ｒが転舵開始距離Ｄstartより小さい値から転舵開始距離Ｄstartに変化すると、目標転舵角算出部１３は、第２目標転舵角θ_Ｒを最小転舵角θ_Ｒminに設定する（Ｒ５）。

【0035】

この後、障害物までの距離Ｄ_Ｒが、転舵開始距離Ｄstartからさらに大きい値へ変化して転舵終了距離Ｄendまで変化する間、目標転舵角算出部１３は、第２目標転舵角θ_Ｒを最小転舵角θ_Ｒminのまま維持する（Ｒ６）。

【0036】

そして、障害物までの距離Ｄ_Ｒが転舵終了距離Ｄendよりも大きな値になった場合には、目標転舵角算出部１３は、第２目標転舵角θ_Ｒを０に設定する（Ｒ７）。こうして、目標転舵角算出部１３は、第２目標転舵角θ_Ｒを算出する。

【0037】

尚、目標転舵角算出部１３は、障害物までの距離Ｄ_Ｌ、Ｄ_Ｒが、予め設定された車両停止距離以下となった場合には、車両１００を停止する。車両停止距離は、転舵によって障害物を回避することが困難になるような短い距離であり、最小転舵距離Ｄminよりも小さい値に設定され、予め実験やシミュレーションによって設定される。

【0038】

最終転舵角算出部１５は、目標転舵角算出部１３で算出された第１目標転舵角と第２目標転舵角とを加算して最終転舵角を算出する。すなわち、最終転舵角θは、式（１）によって算出される。
最終転舵角θ＝第１目標転舵角θ_Ｌ＋第２目標転舵角θ_Ｒ （１）

【0039】

尚、第１目標転舵角と第２目標転舵角は、反対方向への転舵角になるので、加算することによって互いに相殺された値が算出される。例えば、図３で説明した第１目標転舵角θ_Ｌはプラスの値であり、第２目標転舵角θ_Ｒはマイナスの値なので、加算してプラスになれば、最終転舵角θは右方向への転舵角となり、マイナスになれば左方向への転舵角となる。

【0040】

また、従来では、障害物までの距離が所定値以下となった場合に、障害物までの距離が増大するように転舵角を制御していた。しかし、このような転舵制御では、車両の左右に障害物が存在すると、障害物を回避するために左右に転舵を繰り返すことになるため、車両を円滑な軌道で移動させることができなかった。これに対して、最終転舵角算出部１５は、左側の障害物を回避するための転舵角と、右側の障害物を回避するための転舵角を加算して最終転舵角を算出する。そのため、車両の左右に障害物が存在しても、左右に転舵を繰り返すことはなく、車両を円滑な軌道で移動させることができる。

【0041】

転舵制御部１７は、最終転舵角算出部１５で算出された最終転舵角に基づいて、車両１００の転舵輪の転舵角を制御する。転舵制御部１７は、転舵モータ５に最終転舵角を出力して車両１００の転舵輪の転舵角が最終転舵角になるように制御する。尚、転舵制御部１７は、遠隔操作装置７によって遠隔操作されている場合のみ、車両１００の転舵輪の制御を行うようにしてもよい。

【0042】

転舵モータ５は、車両１００の転舵輪を転舵させるためのアクチュエータであり、転舵制御部１７から最終転舵角を取得すると、車両１００の転舵輪を転舵させて最終転舵角に設定する。

【0043】

遠隔操作装置７は、車外の運転者が操作することによって、車両１００を遠隔操作するための装置である。例えば、車両１００のスマートキーに前進と後退のスイッチを設け、車外の運転者がそのスイッチを操作することによって、車両１００を前進あるいは後退させて駐車スペースに駐車させる。

【0044】

尚、転舵制御装置１は、マイクロコンピュータ、マイクロプロセッサ、ＣＰＵを含む汎用の電子回路とメモリ等の周辺機器から構成されたコントローラであり、転舵制御処理を実行するためのコンピュータプログラムがインストールされている。転舵制御装置１の各機能は、１または複数の処理回路によって実装することができる。処理回路は、例えば電気回路を含むプログラムされた処理装置を含み、また実施形態に記載された機能を実行するようにアレンジされた特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）や従来型の回路部品のような装置も含んでいる。

【0045】

［転舵制御処理］
次に、本実施形態に係る転舵制御装置１によって実行される転舵制御処理を説明する。図５は、本実施形態に係る転舵制御装置１による転舵制御処理の処理手順を示すフローチャートである。

【0046】

図５に示すように、ステップＳ１０において、障害物距離取得部１１は、距離検出センサ３で検出された車両１００から障害物までの距離を取得する。このとき、車両１００が前進しているときには、第１左方センサＬＳ１と第１右方センサＲＳ１から車両１００の進行方向の左右に存在する障害物までの距離を取得する。また、車両１００が後退しているときには、第２左方センサＬＳ２と第２右方センサＲＳ２から車両１００の進行方向の左右に存在する障害物までの距離を取得する。

【0047】

ステップＳ２０において、目標転舵角算出部１３は、ステップＳ１０で取得した障害物までの距離に基づいて、第１目標転舵角と第２目標転舵角を算出する。第１目標転舵角は車両１００の進行方向左側に存在する障害物を回避するための目標転舵角であり、第２目標転舵角は車両１００の進行方向右側に存在する障害物を回避するための目標転舵角である。

【0048】

ステップＳ３０において、最終転舵角算出部１５は、ステップＳ２０で算出した第１目標転舵角と第２目標転舵角とを加算して最終転舵角を算出する。

【0049】

ここで、図６～９を参照して、具体的な目標転舵角及び最終転舵角の算出方法を説明する。図６は、第１目標転舵角の具体的な算出方法を示す図であり、図７は、第２目標転舵角の具体的な算出方法を示す図である。図６、７では、各パラメータが、図８に示すように設定されている。すなわち、転舵開始距離Ｄstartが１．５ｍ、転舵終了距離Ｄendが２．０ｍ、最小転舵距離Ｄminが０．５ｍに設定されている。また、最小転舵角θ_Ｌmin、θ_Ｒminがそれぞれ１０ｄｅｇ、－１０ｄｅｇ、最大転舵角θ_Ｌmax、θ_Ｒmaxがそれぞれ６０ｄｅｇ、－６０ｄｅｇに設定されている。尚、ここでは転舵角を用いて説明しているが、実際に車両を制御する場合には、ハンドル角や操舵角を用いて制御してもよい。

【0050】

図９は、転舵制御を実行したときの具体的な数値を示す図であり、図９を参照して、時刻の経過にしたがって、最終転舵角がどのように算出されるのかを説明する。まず、時刻ｔ１では、障害物が検出されていないので、第１目標転舵角θ_Ｌと第２目標転舵角θ_Ｒは０になるので、最終転舵角θも０となる。

【0051】

時刻ｔ２において、障害物までの距離Ｄ_Ｌが１．７ｍと検出されるが、図６に示すように、２．０ｍ以上から減少して転舵開始距離Ｄstartより大きいので、第１目標転舵角θ_Ｌは０のままとなる。一方、第２目標転舵角θ_Ｒも０のままなので、最終転舵角θも０となる。

【0052】

時刻ｔ３において、障害物までの距離Ｄ_Ｌが、転舵開始距離Ｄstartの１．５ｍまで減少したので、図６に示すように、第１目標転舵角θ_Ｌは最小転舵角θ_Ｌminの１０ｄｅｇに設定される。一方、第２目標転舵角θ_Ｒは０のままなので、最終転舵角θは１０ｄｅｇになる。

【0053】

時刻ｔ４において、障害物までの距離Ｄ_Ｌが１．２ｍに減少するので、障害物までの距離が小さくなるほど、障害物から離れる方向への転舵角が大きくなるように算出され、図６に示すように、第１目標転舵角θ_Ｌは２５ｄｅｇに設定される。一方、障害物までの距離Ｄ_Ｒは１．７ｍと検出されるが、図７に示すように、２．０ｍ以上から減少して転舵開始距離Ｄstartより大きいので、第２目標転舵角θ_Ｒは０のままとなる。したがって、最終転舵角θは、第１目標転舵角θ_Ｌの２５ｄｅｇと第２目標転舵角θ_Ｒの０を加算して２５ｄｅｇに設定される。

【0054】

時刻ｔ５において、障害物までの距離Ｄ_Ｌは１．２ｍのまま変化しないので、第１目標転舵角θ_Ｌは２５ｄｅｇのまま変化しない。一方、障害物までの距離Ｄ_Ｒは、転舵開始距離Ｄstartの１．５ｍまで減少したので、図７に示すように、第２目標転舵角θ_Ｒは最小転舵角θ_Ｒminの－１０ｄｅｇに設定される。したがって、最終転舵角θは、第１目標転舵角θ_Ｌの２５ｄｅｇと第２目標転舵角θ_Ｒの－１０ｄｅｇを加算して１５ｄｅｇに設定される。

【0055】

時刻ｔ６において、障害物までの距離Ｄ_Ｌが０．８ｍに減少するので、障害物までの距離が小さくなるほど、障害物から離れる方向への転舵角が大きくなるように算出され、図６に示すように、第１目標転舵角θ_Ｌは４５ｄｅｇに設定される。一方、障害物までの距離Ｄ_Ｒは１．２ｍに減少するので、障害物までの距離が小さくなるほど、障害物から離れる方向への転舵角が大きくなるように算出され、図７に示すように、第２目標転舵角θ_Ｒは－２５ｄｅｇに設定される。したがって、最終転舵角θは、第１目標転舵角θ_Ｌの４５ｄｅｇと第２目標転舵角θ_Ｒの－２５ｄｅｇを加算して２０ｄｅｇに設定される。

【0056】

時刻ｔ７において、障害物までの距離Ｄ_Ｌが０．４ｍに減少すると、図６に示すように、最小転舵距離Ｄminの０．５ｍより小さくなるので、第１目標転舵角θ_Ｌは最大転舵角θ_Ｌmaxの６０ｄｅｇに設定される。一方、障害物までの距離Ｄ_Ｒは、０．８ｍに減少するので、障害物までの距離が小さくなるほど、障害物から離れる方向への転舵角が大きくなるように算出され、図７に示すように、第２目標転舵角θ_Ｒは－４５ｄｅｇに設定される。したがって、最終転舵角θは、第１目標転舵角θ_Ｌの６０ｄｅｇと第２目標転舵角θ_Ｒの－４５ｄｅｇを加算して１５ｄｅｇに設定される。

【0057】

時刻ｔ８において、障害物までの距離Ｄ_Ｌが０．２ｍに減少するが、図６に示すように、最小転舵距離Ｄminの０．５ｍよりも小さいので、第１目標転舵角θ_Ｌは最大転舵角θ_Ｌmaxの６０ｄｅｇのまま変化しない。尚、車両停止距離が０．２ｍに設定されている場合には、車両１００を停止させてもよい。一方、障害物までの距離Ｄ_Ｒは０．４ｍに減少し、図７に示すように、最小転舵距離Ｄminの０．５ｍより小さくなるので、第２目標転舵角θ_Ｒは最大転舵角θ_Ｌmaxの－６０ｄｅｇに設定される。したがって、最終転舵角θは、第１目標転舵角θ_Ｌの６０ｄｅｇと第２目標転舵角θ_Ｒの－６０ｄｅｇを加算して０に設定される。

【0058】

時刻ｔ９において、障害物までの距離Ｄ_Ｌが０．８ｍに増加するので、障害物までの距離が大きくなるほど、障害物から離れる方向への転舵角が小さくなるように算出され、図６に示すように、第１目標転舵角θ_Ｌは４５ｄｅｇに設定される。一方、障害物までの距離Ｄ_Ｒは、０．４ｍのまま変化しないので、図７に示すように、第２目標転舵角θ_Ｒは－６０ｄｅｇのまま変化しない。したがって、最終転舵角θは、第１目標転舵角θ_Ｌの４５ｄｅｇと第２目標転舵角θ_Ｒの－６０ｄｅｇを加算して－１５ｄｅｇに設定される。

【0059】

時刻ｔ１０において、障害物までの距離Ｄ_Ｌが１．２ｍに増加するので、障害物までの距離が大きくなるほど、障害物から離れる方向への転舵角が小さくなるように算出され、図６に示すように、第１目標転舵角θ_Ｌは２５ｄｅｇに設定される。一方、障害物までの距離Ｄ_Ｒは０．８ｍに増加するので、障害物までの距離が大きくなるほど、障害物から離れる方向への転舵角が小さくなるように算出され、図７に示すように、第２目標転舵角θ_Ｒは－４５ｄｅｇに設定される。したがって、最終転舵角θは、第１目標転舵角θ_Ｌの２５ｄｅｇと第２目標転舵角θ_Ｒの－４５ｄｅｇを加算して－２０ｄｅｇに設定される。

【0060】

時刻ｔ１１において、障害物までの距離Ｄ_Ｌは１．２ｍのまま変化しないので、図６に示すように、第１目標転舵角θ_Ｌは２５ｄｅｇのまま変化しない。一方、障害物までの距離Ｄ_Ｒは、１．７ｍまで増加して、転舵開始距離Ｄstartの１．５ｍより小さい値から転舵開始距離Ｄstartより大きい値へ変化している。そのため、図７に示すように、第２目標転舵角θ_Ｒは最小転舵角θ_Ｒminの－１０ｄｅｇに設定され、－１０ｄｅｇのまま維持されている。したがって、最終転舵角θは、第１目標転舵角θ_Ｌの２５ｄｅｇと第２目標転舵角θ_Ｒの－１０ｄｅｇを加算して１５ｄｅｇに設定される。

【0061】

時刻ｔ１２において、障害物までの距離Ｄ_Ｌは、１．７ｍまで増加して、転舵開始距離Ｄstartの１．５ｍより小さい値から転舵開始距離Ｄstartより大きい値へ変化している。そのため、図６に示すように、第１目標転舵角θ_Ｌは最小転舵角θ_Ｌminの１０ｄｅｇに設定され、１０ｄｅｇのまま維持されている。一方、障害物までの距離Ｄ_Ｒは、転舵終了距離Ｄendの２．０ｍを超えたので、検知されなくなり、第２目標転舵角θ_Ｒは０に設定される。したがって、最終転舵角θは、第１目標転舵角θ_Ｌの１０ｄｅｇと第２目標転舵角θ_Ｒの０ｄｅｇを加算して１０ｄｅｇに設定される。

【0062】

このようにして、ステップＳ２０で第１目標転舵角θ_Ｌと第２目標転舵角θ_Ｒが算出され、ステップＳ３０で最終転舵角θが算出される。

【0063】

ステップＳ４０において、転舵制御部１７は、ステップＳ３０で算出された最終転舵角に基づいて、車両１００の転舵輪を制御する。具体的に、転舵制御部１７は、最終転舵角を転舵モータ５に出力して車両１００の転舵輪が最終転舵角になるように制御する。こうして、転舵輪が制御されると、本実施形態に係る転舵制御処理を終了する。

【0064】

［実施形態の効果］
以上、詳細に説明したように、本実施形態に係る転舵制御装置１では、車両の進行方向左側に存在する障害物までの距離が小さくなるほど、車両の進行に伴って車両が障害物から離れる方向へ移動する転舵方向の転舵角が大きくなるように第１目標転舵角を算出する。一方、車両の進行方向右側に存在する障害物までの距離が小さくなるほど、車両の進行に伴って車両が障害物から離れる方向へ移動する転舵方向の転舵角が大きくなるように第２目標転舵角を算出する。そして、第１目標転舵角と第２目標転舵角とを加算して最終転舵角を算出し、最終転舵角に基づいて車両の転舵輪を制御する。これにより、車両の移動中に障害物を検出した場合でも、障害物を回避しながら車両を円滑に移動させることができる。特に、右方向への転舵角と左方向への転舵角を加算して最終転舵角を算出するので、車両の左右に障害物が存在しても、左右に転舵を繰り返すことなく、車両を円滑な軌道で移動させることができる。

【0065】

また、本実施形態に係る転舵制御装置１では、車両から障害物までの距離が、予め設定された転舵開始距離より大きい値から転舵開始距離以下の値へ変化した場合に、第１または第２目標転舵角の算出を開始する。これにより、障害物を回避するために転舵を開始する必要のあるタイミングになると、目標転舵角の算出を開始することができる。

【0066】

さらに、本実施形態に係る転舵制御装置１では、車両から障害物までの距離が、転舵開始距離より小さい値から転舵開始距離に変化した場合には、第１または第２目標転舵角を予め設定された最小転舵角に設定する。そして、車両から障害物までの距離が、転舵開始距離から、転舵開始距離より大きな値に設定された転舵終了距離まで変化する間、第１または第２目標転舵角を最小転舵角のまま維持する。これにより、転舵開始距離から転舵終了距離までの間、目標転舵角が減少することがなくなり、車両を障害物から確実に回避させることができる。

【0067】

また、本実施形態に係る転舵制御装置１では、車両から障害物までの距離が、転舵終了距離よりも大きな値になった場合には、第１または第２目標転舵角を０に設定する。これにより、車両が障害物から十分に離れた時点で、障害物を回避するための転舵を終了させることができる。

【0068】

さらに、本実施形態に係る転舵制御装置１では、車両から障害物までの距離が、予め設定された車両停止距離以下となった場合には、車両を停止する。これにより、車両が障害物に接触することを防止することができる。

【0069】

また、本実施形態に係る転舵制御装置１では、距離検出センサ３は、車両の進行方向左側に存在する障害物までの距離を検出する左方センサＬＳと、車両の進行方向右側に存在する障害物までの距離を検出する右方センサＲＳとから構成される。そして、第１目標転舵角は、左方センサＬＳによって検出された障害物までの距離のみに基づいて算出され、第２目標転舵角は、右方センサＲＳによって検出された障害物までの距離のみに基づいて算出される。これにより、障害物までの距離のみに基づいて転舵制御を実行するので、障害物の位置などを求める必要がなくなり、複雑な演算を行うことなく簡単な演算を実行するだけで障害物を回避するための転舵制御を実行することができる。

【0070】

さらに、本実施形態に係る転舵制御装置１では、左方センサと右方センサは、所定範囲内に音波を射出し、障害物で反射してきた反射波に基づいて、車両から障害物までの距離を検出するソナーで構成されている。これにより、安価な構成を用いて、障害物を回避するための転舵制御を実行することができる。

【0071】

また、本実施形態に係る転舵制御装置１では、車両１００が、車外の運転者が操作する遠隔操作装置７によって遠隔操作が可能であり、遠隔操作装置７によって遠隔操作されている場合のみ、車両１００の転舵輪の制御を行うようにする。これにより、遠隔操作で車両を移動させる場合の制御に、本実施形態の転舵制御を適用することができる。

【0072】

なお、上述の実施形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計などに応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0073】

１ 転舵制御装置
３ 距離検出センサ
５ 転舵モータ
７ 遠隔操作装置
１１ 障害物距離取得部
１３ 目標転舵角算出部
１５ 最終転舵角算出部
１７ 転舵制御部
１００ 車両
ＬＳ 左方センサ
ＲＳ 右方センサ
ＬＳ１ 第１左方センサ
ＬＳ２ 第２左方センサ
ＲＳ１ 第１右方センサ
ＲＳ２ 第２右方センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】