停车辅助装置和停车辅助装置的控制方法

停车辅助装置和停车辅助装置的控制方法
【专利摘要】本发明提供一种能够提高停车位置的精度的停车辅助装置。停车辅助装置具有：检测左右前轮(41、42)的转向角δh的转向角传感器(4)；检测车速V的车速检测部；设定转向角指令δh*和车速指令V*的轨迹控制部(54)；使左右前轮(41、42)自动转向，以使所检测的转向角δh成为转向角指令δh*的自动转向控制装置(电动动力转向装置(3)和电子控制单元(5))；自动控制车速V，以使得所检测的车速V成为车速指令V*的自动车速控制装置(驱动马达(1)、电动液压制动器(2)、各轮缸(21-24)、各车轮(41～44)和电子控制单元(5))；识别本车辆的停车空间的摄像机(11～14)，利用自动转向控制装置和自动车速控制装置使本车辆在所识别的停车位置停车。
【专利说明】停车辅助装置和停车辅助装置的控制方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及停车辅助装置。

【背景技术】
[0002] 在现有停车辅助装置中，在车辆行驶中，通过根据停车位置与车辆之间的位置关 系自动改变转向角，来辅助驾驶员的驾驶动作。关于上述说明的技术的一例记载于专利文 献1。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1 :(日本）特开平10-278825号公报


【发明内容】

[0006] 发明所要解决的技术问题
[0007] 在上述现有装置中，有进一步提高停车位置精度的需求。
[0008] 本发明的目的在于提供一种能够提高停车位置的精度的停车辅助装置。
[0009] 用于解决技术问题的方法
[0010] 在本发明的停车辅助装置中，使本车辆在利用自动转向控制装置和自动车速控制 装置识别的停车空间内停车。
[0011] 发明效果
[0012] 因此，本发明的停车辅助装置能够提高停车位置的精度。

【专利附图】

【附图说明】
[0013] 图1是适用停车辅助装置的车辆的结构图。
[0014] 图2是停车辅助装置的结构图。
[0015] 图3是停车辅助控制的结构图。
[0016] 图4是车速控制部55的控制框图。
[0017] 图5是转向角控制部56的控制框图。
[0018] 图6是表示并列停车的车辆动作的图。
[0019] 图7是表示在并列停车时，停车轨迹为回旋曲线的情况下的后轮车轴中心的停车 轨迹的图。
[0020] 图8是表示在并列停车时，停车轨迹为回旋曲线的情况下的移动距离与转向角的 关系的图。
[0021] 图9是表示在车速恒定的情况下的转向角目标Shtm与式（11)的转向角指令S h* 的关系的图。
[0022] 图10是表示在并列停车时，停车轨迹为回旋曲线和圆弧情况下的后轮车轴中心 的停车轨迹的图。
[0023] 图11是表示在并列停车时，停车轨迹为回旋曲线和圆弧情况下的移动距离与转 向角的关系的图。
[0024] 图12是表示在车速恒定的情况下的转向角目标Sh 与式（11)的转向角指令 Sh*的关系的图。
[0025] 图13是表示纵列停车的车辆动作的图。
[0026] 图14是表示在纵列停车时，停车轨迹为回旋曲线的情况下的移动距离与转向角 的关系的图。
[0027] 图15是表示以图14的转向角为转向角目标Sh to时的，转向角目标Sh tm与转 向角指令Sh*的关系的图。

【具体实施方式】
[0028] 以下，参照【专利附图】

【附图说明】用于实施本发明的停车辅助装置的方式。
[0029] 需要说明的是，以下说明的实施例能够适应大多需求地进行讨论，能够提高停车 位置的精度仅为所讨论的需求中的一个。在以下实施例中，还能够对应顺利地获得易于驾 驶员预计的车辆动作、转向动作，并能够给予驾驶员安心感的需求。
[0030] 〈实施例1>
[0031] 首先，说明结构。
[0032] [车辆的结构]
[0033] 图1是适用停车辅助装置的车辆的结构图。
[0034] 驾驶员利用换挡杆8指示车辆的前进、后退、停止，利用加速踏板6指示驱动马达 (电动机）1的驱动力。驱动马达1也可以为发动机。驱动马达1能够与驾驶员的加速踏板 操作、换挡操作无关地产生驱动力、制动力。
[0035] 制动踏板7的踏力通过制动增压器15助力，并在主缸16产生与该力对应的液压。 所产生的液压经由电动液压制动器2供给到轮缸21?24。这样，驾驶员利用制动踏板7控 制制动力。电动液压制动器2内置有利用马达驱动的泵、电磁阀等，而能够与驾驶员的制动 踏板操作无关地独立控制四轮的制动力（轮缸21?24的液压）。需要说明的是，驾驶员进 行的制动踏板操作对四轮的制动力没有左右之分。
[0036] 电动动力转向装置3产生根据驾驶员经由方向盘9输入的转向扭矩的助推扭矩， 利用驾驶员的转向扭矩和电动动力转向装置3的助推扭矩使左右前轮（转向轮）41、42转 向，而在车辆行驶中使车辆转弯。另外，电动动力转向装置3与驾驶员的转向操作无关地产 生转向扭矩，而能够使左右前轮41、42转向。
[0037] 另外，对车辆周边进行撮影，识别车辆周边的对象物的四个摄像机11?14安装在 车辆的前后左右。将四个摄像机11?14的映像合成，并作为从上方俯视车辆和车辆周边 的俯视图在触摸屏18显示。驾驶员也能够不根据停车辅助的控制，而一边看该俯视图一边 进行停车。
[0038] 在实施例1的停车辅助装置中，基于摄像机11?14的映像上的停车框、其他停车 车辆的位置识别停车位置（停车空间），并自动控制驱动马达1、电动液压制动器2、电动动 力转向装置3直至车辆到达所识别的停车位置。利用显示俯视图的触摸屏18,驾驶员能够 指示停车位置。
[0039] 另外，为了控制停车轨迹（行驶轨迹），安装有转向角传感器（转向角检测部）4和 车轮速传感器31?34。电动液压制动器2根据来自检测前后加速度、横加速度、偏行率的 车辆运动检测传感器17、转向角传感器4、车轮速传感器31?34的传感器信号，进行车辆 的防止侧滑、防抱死制动控制，转向角传感器4和车轮速传感器31?34的信号与停车辅助 的控制共用。
[0040] 以上所列举的电动装置都由电子控制单元（控制器）5控制，各传感器信号都输入 电子控制单元5。各传感器信号还包括驾驶员的操作量，S卩加速踏板操作量、制动踏板操作 量、换挡位置、转向扭矩。另外，能够将电子控制单元5的功能进行分割，而构成为在各电动 装置上安装电子控制单元，并在各电子控制单元间进行必要的信息通信的结构。
[0041] 利用驱动马达1、电动液压制动器2、各轮缸21-24、各车轮41?44和电子控制单 元5,构成自动控制车速的自动车速控制装置。另外，利用电动动力转向装置3和电子控制 单元5,构成使左右前轮41、42自动转向的自动转向控制装置。
[0042][停车辅助装置的结构]
[0043] 图2是停车辅助装置的结构图。
[0044] 在停车动作中，车辆动作利用驱动马达1、电动液压制动器2、电动动力转向装置3 自动控制，也能够监视驾驶员操作量，进行驾驶员的优先控制。在驾驶员操作制动踏板7的 情况下，车辆暂时停止，在驾驶员解除制动后，再次开始通过自动控制进行的停车动作。由 此，在停车路径上有障碍物的情况下，优先进行驾驶员的制动操作，而能够避免与障碍物接 触。然后，在解除制动踏板7的操作的情况下，再次开始通过自动控制进行的停车动作。由 此，在障碍物从停车路径排除的情况，能够自动地再次开始停车辅助。另外，在驾驶员变更 换挡位置，或者驾驶员的转向扭矩为规定值以上的情况下，中止自动控制的停车动作。由 此，能够优先进行驾驶员的换挡操作或者转向操作而使车辆行驶。需要说明的是，在触摸屏 18上显示自动控制中止按钮,通过按下该自动控制中止按钮能够中止自动控制。
[0045] [停车辅助控制]
[0046] 图3是电子控制单元5的停车辅助的控制的结构图。
[0047] 电子控制单元5作为实现停车辅助的控制的结构，具有：停车轨迹设定部51、移动 距离计算部52、车速计算部（车速检测部）53、轨迹控制部（目标转向角设定部、目标车速 设定部）54、车速控制部55和转向角控制部56。
[0048] 首先，在停车动作开始位置利用摄像机（停车空间识别部）11?14识别停车位 置。停车位置如前所述，也可以通过显示俯视图的触摸屏18由驾驶员指定。然后，以停车 位置为基础利用停车轨迹设定部51设定停车轨迹。停车轨迹的设定仅在停车动作开始时 进行一次，在停车动作中不进行停车轨迹的修正。停车轨迹由相对于车辆的移动距离的转 向角表不。
[0049] 车轮速传感器31?34在车轮一次旋转时产生多次车轮速脉冲。对该车轮速脉冲 的产生次数进行累计，而利用移动距离计算部52计算车辆的移动距离。另外，使用车轮速 脉冲的产生周期，利用车速计算部53计算车速V。在实施例1中，移动距离和车速V为后轮 车轴中心的移动距离和车速，因此左右后轮43、44的移动距离和车轮速的平均值为要求得 的移动距离和车速V。
[0050] 轨迹控制部54通过停车轨迹和车辆的移动距离求得车速指令（车速的目标值）V* 和转向角指令（转向角的目标值）Sh*。前进、后退中的车速指令V*分别恒定。
[0051] 车速控制部55以车速指令V*和车速V为基础进行车速控制，作为操作量，求得向 驱动马达1的驱动扭矩指令T a。*和向电动液压制动器2的液压指令Pw。*。驱动马达1和电 动液压制动器2根据这些指令产生驱动力和制动力。也可以使驱动力和制动力一起仅由驱 动马达1产生，也可以使驱动力由驱动马达1产生，制动力由电动液压制动器2产生地进行 分担。在将驱动马达1替换为发动机的情况下，采用后者的方法即可。在实施例1中，未使 用发动机而使用驱动马达1，驱动力由驱动马达1产生，制动力由电动液压制动器2产生。
[0052] 转向角控制部56以转向角指令Sh*和由转向角传感器4计测的转向角Sh为基 础进行转向角控制，作为操作量求得转向扭矩指令T st*。电动动力转向装置3利用该指令 产生转向扭矩。
[0053] [车速控制]
[0054] 图4是车速控制部55的控制框图。
[0055] 减法器100输出从车速指令V*减去车速V的车速偏差（V*-V)。
[0056] 乘法器101使车速偏差乘以比例增益Kp_a。
[0057] 积分器102对车速偏差进行积分。
[0058] 乘法器103使车速偏差的积分值乘以积分增益Ki_a。
[0059] 加法器104使两乘法器101、103的输出的和作为驱动扭矩指令Tae*输出。
[0060] 乘法器105使车速偏差的正负颠倒。
[0061] 乘法器106使正负颠倒后车速偏差乘以比例增益Kp_b。
[0062] 积分器107对正负颠倒后车速偏差进行积分。
[0063] 乘法器108使正负判定后偏差的积分值乘以积分增益Ki_b。
[0064] 加法器109使两乘法器106、108的输出的和作为液压指令Pw。*输出。
[0065] 判定器110在车速偏差为0以上的情况下输出链接驾驶选择指令=Utrue，真）， 在不足〇的情况下输出链接驾驶选择指令=〇 (false，假）。
[0066] 开关111在从判定部110输出的链接驾驶选择指令为1时，输出驱动扭矩指令 Ta。*，在0时输出液压指令P w。*。
[0067] 设备模型（车辆模型）112输入驱动扭矩指令Ta。*或者液压指令Pw。*，输出车速V。
[0068] 如上所述，车速控制部55通过PI控制，利用车速偏差（V*_V)的正负分开使用驱 动马达1和电动液压制动器2。在车速偏差为0以上的情况下，通过利用比例增益Kp_a、积 分增益Ki_a运算的驱动扭矩指令T a。*驱动驱动马达1，利用驱动马达1的驱动力使车速V 接近车速指令V*。此时，向电动液压制动器2的液压指令P w。*为0而不产生制动力。另一 方面，在车速偏差不足〇的情况下，通过利用比例增益Kp_b、积分增益Ki_b运算的液压指 令P w。*驱动电动液压制动器2,利用电动液压制动器2的制动力使车速V接近车速指令V*。 此时，向驱动马达1的驱动扭矩指令T a。*为0而不产生驱动力。
[0069][转向角控制]
[0070] 图5是转向角控制部56的控制框图。使用消除干扰d的干扰观测器的双自由度 控制，利用目标响应G能够自由设定转向角响应。
[0071] 减法器120输出从转向角指令δ h*减去转向角δ h的转向角偏差（δ h*- δ h)。
[0072] 模型匹配补偿器121为前馈补偿器，其输入转向角偏差，并输出与预先给予的所 希望的目标响应G -致的理想转向扭矩。
[0073] 减法器122输出从理想转向扭矩减去干扰推定扭矩的转向扭矩指令Tst*。
[0074] 加法器123使转向扭矩指令Tst*加上干扰d。
[0075] 设备模型（车辆模型）124输入包括干扰的转向扭矩指令，输出转向角δ h。
[0076] 干扰过滤部125对转向扭矩指令Tst*利用低通滤波器进行滤波处理。
[0077] 反设备模型126对获得转向角δ h的转向扭矩指令利用与干扰过滤部125的低通 滤波器相同的低通滤波器进行滤波处理。
[0078] 减法器127从反设备模型126的输出减去干扰过滤部125的输出而输出干扰推定 扭矩。
[0079] 设备模型P、目标响应G、干扰过滤Q都如下式（1)?（3)那样一阶滞后。
[0080][式 1]

【权利要求】
1. 一种停车辅助装置，其特征在于，具有： 检测转向轮的转向角的转向角检测部； 检测车速的车速检测部； 设定所述转向角的目标值的目标转向角设定部； 设定所述车速的目标值的目标车速设定部； 使所述转向轮自动转向，以使得检测的所述转向角成为所述目标转向角的自动转向控 制装置； 自动控制车速，以使得检测的所述车速成为所述目标车速的自动车速控制装置； 识别本车辆的停车空间的停车空间识别部， 利用所述自动转向控制装置和所述自动车速控制装置使本车辆在识别的所述停车空 间内停车。
2. 如权利要求1所述的停车辅助装置，其特征在于， 具有控制器， 所述控制器在利用所述停车空间识别部识别的停车空间与本车辆的位置之间设定行 驶轨迹，并控制各控制装置，以使得沿设定的所述行驶轨迹行驶。
3. 如权利要求1所述的停车辅助装置，其特征在于， 具有控制器， 所述控制器在利用所述停车空间识别部识别的停车空间与本车辆的位置之间设定具 有回旋曲线的行驶轨迹，并控制各控制装置，以使得沿设定的所述行驶轨迹行驶。
4. 如权利要求1所述的停车辅助装置，其特征在于， 具有控制器， 所述控制器在利用所述停车空间识别部识别的停车空间与本车辆的位置之间设定行 驶轨迹，关于所述自动转向控制装置的转向响应性修正所述转向角的目标值来控制所述自 动转向控制装置，以使得沿设定的所述行驶轨迹行驶。
5. 如权利要求1所述的停车辅助装置，其特征在于， 具有控制器， 所述控制器在利用所述停车空间识别部识别的停车空间与本车辆的位置之间设定行 驶轨迹，并控制所述自动车速控制装置，以使得相对于本车辆沿设定的所述行驶轨迹移动 的移动距离，所述转向角的变化率大时与变化率小时相比，车速减小。
6. 如权利要求1所述的停车辅助装置，其特征在于， 具有控制器， 所述控制器在利用所述停车空间识别部识别停车空间时，在本车辆的位置与停车空间 之间设定行驶轨迹，并描绘设定的所述行驶轨迹地设定所述转向角的目标值和所述车速的 目标值。
7. 如权利要求1所述的停车辅助装置，其特征在于， 具有控制器， 所述控制器在利用所述自动转向控制装置和所述自动车速控制装置进行控制中，在驾 驶员操作制动踏板时，使本车辆停止。
8. 如权利要求7所述的停车辅助装置，其特征在于， 所述控制器在所述停止中解除所述制动踏板的操作时，再次开始由所述自动转向控制 装置和所述自动车速控制装置进行的控制。
9. 如权利要求1所述的停车辅助装置，其特征在于， 具有控制器， 在利用所述自动转向控制装置和所述自动车速控制装置进行控制中，在驾驶员进行前 后换挡位置变更或者驾驶员使转向扭矩为规定值以上的情况下，所述控制器解除由所述自 动转向控制装置和所述自动车速控制装置进行的控制。
10. 如权利要求1所述的停车辅助装置，其特征在于， 所述自动车速控制装置包括用于驱动车轮的电动机和车轮。
11. 一种停车辅助装置，其特征在于，具有： 检测转向轮的转向角的转向角检测部； 检测车速的车速检测部； 使所述转向轮自动转向，以使得检测的所述转向角成为所述目标转向角的自动转向控 制装置； 自动控制车速，以使得检测的所述车速成为所述目标车速的自动车速控制装置； 识别本车辆的停车空间的停车空间识别部， 相对于各控制装置输出转向控制指令值和车速控制指令值，以使得本车辆在识别的所 述停车空间内停车。
12. 如权利要求11所述的停车辅助装置，其特征在于， 具有控制器， 在利用所述自动转向控制装置和所述自动车速控制装置进行控制中，在驾驶员操作制 动踏板时，所述控制器使本车辆停止。
13. 如权利要求12所述的停车辅助装置，其特征在于， 所述控制器在所述停止中解除所述制动踏板的操作时，再次开始由所述自动转向控制 装置和所述自动车速控制装置进行的控制。
14. 如权利要求13所述的停车辅助装置，其特征在于， 在利用所述自动转向控制装置和所述自动车速控制装置进行控制中，在驾驶员进行前 后换挡位置变更或者驾驶员使转向扭矩为规定值以上的情况下，所述控制器解除由所述自 动转向控制装置和所述自动车速控制装置进行的控制。
15. 如权利要求11所述的停车辅助装置，其特征在于， 具有控制器， 所述控制器在利用所述停车空间识别部识别的停车空间与本车辆的位置之间设定行 驶轨迹，并控制各控制装置，以使得沿设定的所述行驶轨迹行驶。
16. 如权利要求15所述的停车辅助装置，其特征在于， 所述行驶轨迹具有回旋曲线。
17. 如权利要求16所述的停车辅助装置，其特征在于， 所述控制器关于所述自动转向控制装置的转向响应性修正所述转向角的目标值来控 制所述自动转向控制装置，以使得沿设定的所述行驶轨迹行驶。
18. 如权利要求17所述的停车辅助装置，其特征在于， 所述控制器在利用所述停车空间识别部识别的停车空间与本车辆的位置之间设定行 驶轨迹，并控制所述自动车速控制装置，以使得相对于本车辆沿设定的所述行驶轨迹移动 的移动距离，所述转向角的变化率大时与变化率小时相比，车速减小。
19. 如权利要求18所述的停车辅助装置，其特征在于， 所述控制器在利用所述停车空间识别部识别停车空间时，在本车辆的位置与停车空间 之间设定行驶轨迹，并描绘设定的所述行驶轨迹地设定所述转向角的目标值和所述车速的 目标值。
20. -种停车辅助装置的控制方法，其特征在于， 在识别用于使本车辆停车的停车空间后，计算出本车辆向停车空间停车的行驶轨迹， 并设定用于描绘所计算出的行驶轨迹的目标转向角和目标车速，并且根据所设定的目标转 向角和目标车速控制自动转向控制装置和自动车速控制装置。
【文档编号】B62D109/00GK104395167SQ201380033950
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2013年5月22日 优先权日:2012年7月3日
【发明者】中田佑树, 村上拓也, 大泽俊哉 申请人:日立汽车系统株式会社