專利名稱：泊車輔助裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種泊車輔助裝置，其適用于具有前后輪可獨(dú)立轉(zhuǎn)向的四輪轉(zhuǎn)向模式 的車輛中。
背景技術(shù)：
一直以來，在適用于僅前輪可轉(zhuǎn)向的車輛的泊車輔助裝置中，以車輛后輪的車軸 中心作為基準(zhǔn)點(diǎn)，計(jì)算出向目標(biāo)泊車位置引導(dǎo)車輛所需的路徑，該計(jì)算出的路徑包括，由該 基準(zhǔn)點(diǎn)畫出回旋曲線的軌跡的區(qū)間(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。另外，在專利文獻(xiàn)1中，記載 有“如果為搭載有四輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的車輛，則可在進(jìn)行沿著轉(zhuǎn)向控制模型而實(shí)施的轉(zhuǎn)向角控 制的同時(shí)，通過后輪轉(zhuǎn)向而進(jìn)行車輛沿著目標(biāo)移動軌跡的移動”的內(nèi)容。專利文獻(xiàn)1 日本特開2006-8009號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題而且，在僅前輪可轉(zhuǎn)向的車輛(以下，也稱為“兩輪轉(zhuǎn)向車”)中，由于旋轉(zhuǎn)中心常 時(shí)位于車輛后輪的車軸的延長線上，所以當(dāng)車輛的轉(zhuǎn)彎曲率以與車輛的移動量呈比例的關(guān) 系進(jìn)行增減時(shí)，車輛后輪的車軸中心(后軸中心)將畫出回旋曲線的軌跡。因此，當(dāng)如上述 專利文獻(xiàn)1等所述的方式，以車輛后輪的車軸中心作為基準(zhǔn)點(diǎn)而計(jì)算路徑時(shí)，能夠通過使 用了回旋曲線的簡易計(jì)算來計(jì)算出路徑，從而能夠有效地降低計(jì)算負(fù)荷等。但是，在搭載有四輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的車輛、即具有前后輪可獨(dú)立轉(zhuǎn)向的四輪轉(zhuǎn)向模式 的車輛(以下，也稱為“四輪轉(zhuǎn)向車”)中，當(dāng)后輪與前輪一起轉(zhuǎn)向時(shí)，由于旋轉(zhuǎn)中心向車輛 前方移動，所以車輛的后軸中心的軌跡不再是回旋曲線。另外，在四輪轉(zhuǎn)向車中，當(dāng)后輪與 前輪一起被轉(zhuǎn)向時(shí)，根據(jù)前后輪的轉(zhuǎn)向角的關(guān)系，旋轉(zhuǎn)中心不僅在車寬方向上移動，還在車 輛前后方向上移動，因此生成路徑較為困難。因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種泊車輔助裝置，其即使在四輪轉(zhuǎn)向車中，也可 使用包括回旋曲線的路徑。用于解決問題的方法上述目的可通過在附加的權(quán)利要求書中所述的發(fā)明來解決。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，可獲得一種泊車輔助裝置，其即使在四輪轉(zhuǎn)向車中，也可使用包括回 旋曲線的路徑。


圖1為表示本發(fā)明中的泊車輔助裝置10的一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖2為模式化地表示兩輪轉(zhuǎn)向車的情況下的旋轉(zhuǎn)中心移動的圖。圖3為表示車輛的移動距離和曲率之間的關(guān)系的一個(gè)示例的圖。
圖4為模式化地表示四輪轉(zhuǎn)向車的情況下的旋轉(zhuǎn)中心移動的圖。圖5為模式化地表示本實(shí)施例所采用的路徑的基準(zhǔn)點(diǎn)的圖。圖6為使用了車輛的兩輪的公式1的說明圖。符號說明10泊車輔助裝置12泊車輔助ECU16轉(zhuǎn)向角傳感器18車速傳感器22顯示器24揚(yáng)聲器30轉(zhuǎn)向控制ECU32前輪轉(zhuǎn)向用作動器34后輪轉(zhuǎn)向用作動器
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖進(jìn)行對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
的說明。圖1為，表示本發(fā)明中的泊車輔助裝置10的一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。如圖1所 示，泊車輔助裝置10以電子控制單元12 (以下，稱為“泊車輔助ECU12”)為中心而構(gòu)成。泊 車輔助E⑶12被構(gòu)成為，由通過未圖示的總線而相互連接的CPU、ROM以及RAM等組成的微 型計(jì)算機(jī)。在ROM中存儲有供CPU執(zhí)行的程序或者數(shù)據(jù)。在泊車輔助ECU12上，通過CAN(ControIler Area Network 控制器局域網(wǎng))或者 高速通信總線等適當(dāng)?shù)目偩€，連接有轉(zhuǎn)向控制E⑶30、檢測由駕駛者所操作的方向盤(未圖 示)的轉(zhuǎn)向角的轉(zhuǎn)向角傳感器16、以及檢測車輛速度的車速傳感器18。車速傳感器18可以 為，被配置在各車輪上，并以與車輪速度相對應(yīng)的周期而產(chǎn)生脈沖信號的車輪速度傳感器。在轉(zhuǎn)向控制ECU30上，連接有前輪轉(zhuǎn)向用作動器32以及后輪轉(zhuǎn)向用作動器34。前 輪轉(zhuǎn)向用作動器32可以為，例如被設(shè)置在轉(zhuǎn)向管柱或者轉(zhuǎn)向器箱中，并通過其轉(zhuǎn)角而使轉(zhuǎn) 向軸旋轉(zhuǎn)的電動機(jī)。或者，前輪轉(zhuǎn)向用作動器32還可以為，例如經(jīng)滾珠絲杠機(jī)構(gòu)并通過其 轉(zhuǎn)角而使齒條軸平移的電動機(jī)。后輪轉(zhuǎn)向用作動器34可以是左右后輪共用，也可以被單獨(dú) 地設(shè)置于左右后輪上。另外，只要左右后輪是能夠以機(jī)械性地獨(dú)立于前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的狀態(tài)， 通過電子控制而轉(zhuǎn)動所需轉(zhuǎn)向量的結(jié)構(gòu)，那么后輪的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)可以為任意的結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)向控制ECU30根據(jù)由后文敘述的泊車輔助ECU12提供的前后輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角 (目標(biāo)輪胎轉(zhuǎn)向角)，來控制前輪轉(zhuǎn)向用作動器32以及后輪轉(zhuǎn)向用作動器34，從而分別實(shí)現(xiàn) 該前后輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角。接下來，對通過本實(shí)施例的泊車輔助E⑶12而實(shí)現(xiàn)的主要功能進(jìn)行說明。在設(shè)定了目標(biāo)泊車位置時(shí)，泊車輔助ECU12計(jì)算出從當(dāng)前的車輛位置向目標(biāo)泊車 位置引導(dǎo)車輛所需的該車輛的路徑。目標(biāo)泊車位置可以被自動地設(shè)定，也可以通過手動而 設(shè)定。另外，這里的目標(biāo)泊車位置不需要一定是最終的目標(biāo)泊車位置，也可以為假設(shè)的目標(biāo) 泊車位置(之后有可能被修正的目標(biāo)泊車位置)。例如，也可以根據(jù)來自偵測聲納系統(tǒng)(未 圖示)的點(diǎn)列數(shù)據(jù)來檢測泊車空間，并根據(jù)該泊車空間的檢測結(jié)果而自動地設(shè)定目標(biāo)泊車位置。另外，例如，目標(biāo)泊車位置還可以通過在顯示器22上所顯示的后方照相機(jī)的圖像上， 通過手動來移動表示目標(biāo)泊車位置的泊車線框的模擬的圖形顯示，從而進(jìn)行設(shè)定。另外，在兩輪轉(zhuǎn)向車的情況下，如圖2模式化表示，由于旋轉(zhuǎn)中心常時(shí)位于車輛后 輪的車軸的延長線上，所以當(dāng)如圖3所示的區(qū)間A、B這樣，以與車輛的移動量成比例的關(guān)系 來增減車輛的轉(zhuǎn)彎曲率時(shí)，車輛后輪的車軸中心(后軸中心)將畫出回旋曲線的軌跡。與此相對，在如本實(shí)施方式這種四輪轉(zhuǎn)向車的情況下，當(dāng)前后輪以反相的方式轉(zhuǎn) 向時(shí)，如圖4模式化表示，旋轉(zhuǎn)中心依存于前后輪的轉(zhuǎn)向角的關(guān)系，從而不僅在車寬方向 上、還在車輛前后方向上移動。因此，車輛的后軸中心的軌跡無法成為回旋曲線。因此，如 兩輪轉(zhuǎn)向車的情況，以后軸中心作為基準(zhǔn)位置而計(jì)算路徑時(shí)，由于不能以回旋曲線來生成 路徑，所以路徑計(jì)算將會復(fù)雜化。因此，在本實(shí)施方式中，如圖5模式化表示，將(在從上方朝向垂直下方俯視車輛 時(shí))車輛的前后方向的中心線上的點(diǎn)P，且為自旋轉(zhuǎn)中心出發(fā)的垂直線與前后方向的中心 線相交的交點(diǎn)的點(diǎn)P，作為路徑的基準(zhǔn)點(diǎn)而使用。在這里，為了使點(diǎn)P畫出回旋曲線的軌跡， 需要即使轉(zhuǎn)彎曲率發(fā)生變化，點(diǎn)P相對于后軸中心不在前后方向上移動，因此，旋轉(zhuǎn)中心需 要如圖5模式化表示的這樣，僅在車寬方向上移動。因此，在本實(shí)施例中，以避免點(diǎn)P在前 后方向上移動的方式(即，使其為定點(diǎn)的方式)，來限制轉(zhuǎn)彎中的前后輪的轉(zhuǎn)向角的關(guān)系。 具體來說，以滿足如下的關(guān)系式的方式，來限制轉(zhuǎn)彎中的前后輪的轉(zhuǎn)向角的關(guān)系。[公式1]
權(quán)利要求
一種泊車輔助裝置，適用于具有前后輪可獨(dú)立轉(zhuǎn)向的四輪轉(zhuǎn)向模式的車輛中，其特征在于，具有路徑計(jì)算單元，其計(jì)算向目標(biāo)位置引導(dǎo)車輛所需的該車輛的路徑；輔助單元，其根據(jù)由所述路徑計(jì)算單元計(jì)算出的路徑，輔助車輛向所述目標(biāo)位置進(jìn)行泊車移動，在處于四輪轉(zhuǎn)向模式時(shí)，由所述路徑計(jì)算單元計(jì)算出的路徑包括，預(yù)定由前后輪以前后反相的方式轉(zhuǎn)向時(shí)的路徑，而該路徑包括由定點(diǎn)畫出回旋曲線的軌跡的區(qū)間，其中，所述定點(diǎn)為，位于車輛的前后方向的中心線上的定點(diǎn)，且為自旋轉(zhuǎn)中心出發(fā)的垂直線與所述中心線相交的交點(diǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的泊車輔助裝置，在處于四輪轉(zhuǎn)向模式時(shí)，所述輔助單元根據(jù)由所述路徑計(jì)算單元計(jì)算出的路徑，計(jì)算 出在該路徑的任意位置上所應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)的、與前后輪的轉(zhuǎn)向角相關(guān)的目標(biāo)值，并根據(jù)該目標(biāo) 值來輔助車輛向所述目標(biāo)位置進(jìn)行泊車移動，在處于四輪轉(zhuǎn)向模式時(shí)，所述回旋曲線的區(qū)間中的、與所述前輪的轉(zhuǎn)向角相關(guān)的目標(biāo) 值和與所述后輪的轉(zhuǎn)向角相關(guān)的目標(biāo)值之間的關(guān)系為，由所述中心線上的所述定點(diǎn)的位置 以及軸距長度所決定的固定的關(guān)系。
3.如權(quán)利要求2所述的泊車輔助裝置，在處于四輪轉(zhuǎn)向模式時(shí)，所述回旋曲線的區(qū)間中的、與所述前輪的轉(zhuǎn)向角相關(guān)的目標(biāo) 值和與所述后輪的轉(zhuǎn)向角相關(guān)的目標(biāo)值之間的關(guān)系，在用前輪的輪胎轉(zhuǎn)向角的大小ΘF表 示與所述前輪的轉(zhuǎn)向角相關(guān)的目標(biāo)值，并用后輪的輪胎轉(zhuǎn)向角的大小91；表示與所述后輪 的轉(zhuǎn)向角相關(guān)的目標(biāo)值時(shí)，通過如下的固定關(guān)系式來表示，[公式2]
4.一種泊車輔助裝置，適用于具有前后輪可獨(dú)立轉(zhuǎn)向的四輪轉(zhuǎn)向模式的車輛中，其特 征在于，具有路徑計(jì)算單元，其計(jì)算向目標(biāo)位置引導(dǎo)車輛所需的該車輛的路徑；輔助單元，其根據(jù)由所述路徑計(jì)算單元計(jì)算出的路徑，輔助車輛向所述目標(biāo)位置進(jìn)行 泊車移動，在處于四輪轉(zhuǎn)向模式時(shí)，由所述路徑計(jì)算單元計(jì)算出的路徑，包括由回旋曲線規(guī)定的 回旋區(qū)間，在處于四輪轉(zhuǎn)向模式時(shí)，所述輔助單元在所述回旋區(qū)間內(nèi)，以由定點(diǎn)畫出沿著所述回 旋曲線的軌跡的方式，使前后輪前后反相地進(jìn)行轉(zhuǎn)向，其中，所述定點(diǎn)為，位于車輛的前后 方向的中心線上的定點(diǎn)，且為自旋轉(zhuǎn)中心出發(fā)的垂直線與所述中心線相交的交點(diǎn)。
5.一種泊車輔助裝置，適用于具有前后輪可獨(dú)立轉(zhuǎn)向的四輪轉(zhuǎn)向模式和僅前輪可轉(zhuǎn)向 的兩輪轉(zhuǎn)向模式的車輛中，其特征在于，具有路徑計(jì)算單元，其計(jì)算向目標(biāo)位置引導(dǎo)車輛所需的該車輛的路徑；輔助單元，其以車輛的預(yù)定基準(zhǔn)點(diǎn)畫出沿著由所述路徑計(jì)算單元計(jì)算出的路徑的軌跡 的方式，輔助車輛向所述目標(biāo)位置進(jìn)行泊車移動，在處于四輪轉(zhuǎn)向模式時(shí)，由所述路徑計(jì)算單元計(jì)算出的路徑包括，預(yù)定由前后輪以前 后反相的方式轉(zhuǎn)向時(shí)的路徑，所述輔助單元在四輪轉(zhuǎn)向模式時(shí)和兩輪轉(zhuǎn)向模式時(shí)改變所述基準(zhǔn)點(diǎn)。
6.如權(quán)利要求5所述的泊車輔助裝置，在處于四輪轉(zhuǎn)向模式時(shí)，所述輔助單元以定點(diǎn)作為所述基準(zhǔn)點(diǎn)，而在處于兩輪轉(zhuǎn)向模 式時(shí)，所述輔助單元以車輛的后軸中心作為所述基準(zhǔn)點(diǎn)，其中，所述定點(diǎn)為，位于車輛的前 后方向的中心線上的定點(diǎn)，且為自旋轉(zhuǎn)中心出發(fā)的垂直線與所述中心線相交的交點(diǎn)。
7.如權(quán)利要求5所述的泊車輔助裝置，在四輪轉(zhuǎn)向模式時(shí)以及兩輪轉(zhuǎn)向模式時(shí)，由所述路徑計(jì)算單元計(jì)算出的路徑，包括由 回旋曲線規(guī)定的回旋區(qū)間，在處于四輪轉(zhuǎn)向模式時(shí)，所述輔助單元在所述回旋區(qū)間內(nèi)，以由定點(diǎn)作為所述基準(zhǔn)點(diǎn) 而畫出沿著所述回旋曲線的軌跡的方式，使前后輪前后反相地進(jìn)行轉(zhuǎn)向，而在處于兩輪轉(zhuǎn) 向模式時(shí)，所述輔助單元在所述回旋區(qū)間內(nèi)，以由車輛的后軸中心作為所述基準(zhǔn)點(diǎn)而畫出 沿著所述回旋曲線的軌跡的方式，使前輪進(jìn)行轉(zhuǎn)向，其中，所述定點(diǎn)為，位于車輛的前后方 向的中心線上的定點(diǎn)，且為自旋轉(zhuǎn)中心出發(fā)的垂直線與所述中心線相交的交點(diǎn)。
8.一種泊車輔助裝置，適用于具有前后輪可獨(dú)立轉(zhuǎn)向的四輪轉(zhuǎn)向模式的車輛中，其特 征在于，具有路徑計(jì)算部，其計(jì)算向目標(biāo)位置引導(dǎo)車輛所需的該車輛的路徑；輔助部，其根據(jù)由所述路徑計(jì)算部計(jì)算出的路徑，輔助車輛向所述目標(biāo)位置進(jìn)行泊車 移動，在處于四輪轉(zhuǎn)向模式時(shí)，由所述路徑計(jì)算部計(jì)算出的路徑包括，預(yù)定由前后輪以前后 反相的方式轉(zhuǎn)向時(shí)的路徑，而該路徑包括由定點(diǎn)畫出回旋曲線的軌跡的區(qū)間，其中，所述定 點(diǎn)為，位于車輛的前后方向的中心線上的定點(diǎn)，且為自旋轉(zhuǎn)中心出發(fā)的垂直線與所述中心 線相交的交點(diǎn)。
9.一種泊車輔助裝置，適用于具有前后輪可獨(dú)立轉(zhuǎn)向的四輪轉(zhuǎn)向模式的車輛中，其特 征在于，具有路徑計(jì)算部，其計(jì)算向目標(biāo)位置引導(dǎo)車輛所需的該車輛的路徑；輔助部，其根據(jù)由所述路徑計(jì)算部計(jì)算出的路徑，輔助車輛向所述目標(biāo)位置進(jìn)行泊車 移動，在處于四輪轉(zhuǎn)向模式時(shí)，由所述路徑計(jì)算部計(jì)算出的路徑，包括由回旋曲線規(guī)定的回 旋區(qū)間，在處于四輪轉(zhuǎn)向模式時(shí)，所述輔助部在所述回旋區(qū)間內(nèi)，以由定點(diǎn)畫出沿著所述回旋 曲線的軌跡的方式，使前后輪以前后反相地進(jìn)行轉(zhuǎn)向，其中，所述定點(diǎn)為，位于車輛的前后 方向的中心線上的定點(diǎn)，且為自旋轉(zhuǎn)中心出發(fā)的垂直線與所述中心線相交的交點(diǎn)。
10.一種泊車輔助裝置，適用于具有前后輪可獨(dú)立轉(zhuǎn)向的四輪轉(zhuǎn)向模式和僅前輪可轉(zhuǎn) 向的兩輪轉(zhuǎn)向模式的車輛中，其特征在于，具有路徑計(jì)算部，其計(jì)算向目標(biāo)位置引導(dǎo)車輛所需的該車輛的路徑； 輔助部，其以車輛的預(yù)定基準(zhǔn)點(diǎn)畫出沿著由所述路徑計(jì)算部計(jì)算出的路徑的軌跡的方 式，輔助車輛向所述目標(biāo)位置進(jìn)行泊車移動，在處于四輪轉(zhuǎn)向模式時(shí)，由所述路徑計(jì)算部計(jì)算出的路徑包括，預(yù)定由前后輪以前后 反相的方式轉(zhuǎn)向時(shí)的路徑，所述輔助部在四輪轉(zhuǎn)向模式時(shí)和兩輪轉(zhuǎn)向模式時(shí)改變所述基準(zhǔn)點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種泊車輔助裝置(10)，其被適用于具有前后輪可獨(dú)立轉(zhuǎn)向的四輪轉(zhuǎn)向模式的車輛中，其特征在于，具有路徑計(jì)算單元，其計(jì)算向目標(biāo)位置引導(dǎo)車輛所需的該車輛的路徑；輔助單元，其根據(jù)由所述路徑計(jì)算單元計(jì)算出的路徑，輔助車輛向所述目標(biāo)位置進(jìn)行泊車移動，由所述路徑計(jì)算單元計(jì)算出的路徑包括，預(yù)定由前后輪以前后反相的方式轉(zhuǎn)向時(shí)的路徑，而該路徑包括由定點(diǎn)畫出回旋曲線的軌跡的區(qū)間，其中，所述定點(diǎn)為，位于車輛的前后方向的中心線上的定點(diǎn)，且為自旋轉(zhuǎn)中心出發(fā)的垂直線與所述中心線相交的交點(diǎn)。
文檔編號B62D7/14GK101945798SQ20098010557
公開日2011年1月12日 申請日期2009年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月18日
發(fā)明者中西敦子, 伊藤卓也, 川端佑輝子, 牧野靖, 遠(yuǎn)藤知彥 申請人:豐田自動車株式會社