JP-2026076589-A - 舵角判定装置

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Abstract

【課題】操作中点及び舵角中点の判定精度を向上させることが可能な舵角判定装置を提供すること。【解決手段】舵角判定装置１０は、センターマークが操作範囲のうち車両を直進走行させるように予め設定された操作中点領域に存在しているか否かを、ドライバーモニタカメラによって撮像されたセンターマークの画像（画像データＤＭ）に基づいて判定する操作中点判定部１０２と、操作中点判定部１０２によってセンターマークが操作中点領域に存在すると判定された状態で、転舵輪が車両を直進走行させる舵角中点を含むように予め設定された舵角中点領域に転舵されているか否かを、右側方カメラ及び左側方カメラによって撮像された転舵状態の画像（画像データＤＲ及び画像データＤＬ）に基づいて判定する舵角中点判定部１０４と、を備える。【選択図】図２

Inventors

船迫昌平
辻村公輝

Assignees

トヨタ自動車株式会社

Dates

Publication Date: 20260512
Application Date: 20241024

Claims (5)

ドライバーによる操作範囲における操作中点を表すセンターマークが付与されたステアリングホイールと、前記センターマークの撮像が可能となるように配置されて前記ステアリングホイールを撮像する第一撮像装置と、前記ステアリングホイールの操作に応じて転舵される転舵輪の転舵状態を撮像可能な第二撮像装置と、を備えた車両に適用され、前記センターマークが前記操作範囲のうち車両を直進走行させるように予め設定された操作中点領域に存在しているか否かを、前記第一撮像装置によって撮像された前記センターマークの画像に基づいて判定する操作中点判定部と、前記操作中点判定部によって前記センターマークが前記操作中点領域に存在すると判定された状態で、前記転舵輪が車両を直進走行させる舵角中点を含むように予め設定された舵角中点領域に転舵されているか否かを、前記第二撮像装置によって撮像された前記転舵状態の画像に基づいて判定する舵角中点判定部と、を備えた舵角判定装置。
前記センターマークが前記操作中点領域に存在していると前記操作中点判定部が判定したときの前記転舵輪の舵角を仮舵角中点として記憶する舵角記憶部を有する、請求項１に記載の舵角判定装置。
前記舵角中点判定部が、前記転舵輪が前記舵角中点領域に存在していると判定したときの前記仮舵角中点を初回舵角中点として確定する、請求項２に記載の舵角判定装置。
車両が直進走行している状態において前記初回舵角中点を補正する舵角中点補正部を有する請求項３に記載の舵角判定装置。
前記第一撮像装置が、車両の車室内に設けられて少なくともドライバーの顔を撮像する共に前記センターマークも撮像可能に配置されたドライバーモニタカメラである、請求項１から４の何れか一項に記載の舵角判定装置。

Description

本発明は、舵角判定装置に関する。従来から、例えば、特許文献１に開示された駐車支援システムが知られている。従来の駐車支援システムは、車両両側に設けられている赤外線レーザカメラのうちの何れか一方で測定した前輪の三次元的距離情報に基づいて前輪の曲がり角度を検出し、前輪の曲がり角度とハンドルの舵角とを対応させて、ハンドルの中点を決定する。これにより、ハンドルの舵角のみではハンドルの中点の検出が困難であるものの、前輪の曲がり具合を検出してハンドルの中点を検出することにより、走行予定軌跡の演算を正確に行うことができるようになっている。特開２００６－０９６３１２号公報本実施形態の舵角判定装置が適用される車両を説明するための概略的な構成図である。舵角判定装置の構成を説明するための概略的なブロック図である。（Ａ）及び（Ｂ）は、センターマークの判定を説明するための図である。（Ａ）及び（Ｂ）は、転舵状態の判定を説明するための図である。舵角判定プログラムのフローチャートである。以下、本発明の実施形態である舵角判定装置１０を、図面を参照しながら詳しく説明する。尚、本発明は、以下に説明する実施形態の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の形態で実施することができる。１．舵角判定装置１０が適用される車両１の構成本実施形態において、舵角判定装置１０は、図１に示す車両１に適用される。車両１は、右前輪２１、左前輪２２、右後輪２３及び左後輪２４から構成される車輪２を備えている。又、車両１は、走行に際して右前輪２１及び左前輪２２を転舵輪として転舵させるステアリング装置３を備えている。尚、本実施形態においては、ステアリング装置３として、周知の電動パワーステアリング装置を採用する場合を例示する。以下、ステアリング装置３、即ち、電動パワーステアリング装置の構成を簡単に説明しておく。ステアリング装置３は、ステアリングホイール３１と、ステアリングシャフト３２と、ステアリングコラム３３と、転舵機構３４と、を有する。ステアリングホイール３１は、ドライバーによって操作される操作部材である。ステアリングシャフト３２は、ステアリングコラム３３によって回転可能に支持されるコラムシャフト、インタミディエイトシャフト、ピニオンシャフト、ユニバーサルジョイント等を含んで構成される。尚、ステアリングコラム３３は、車両１に設けられる図示省略のインパネリインフォースメントに支持される。そして、ステアリングシャフト３２の上端にはステアリングホイール３１が連結され、ステアリングシャフト３２の下端には転舵機構３４が連結される。これにより、ステアリング装置３においては、ドライバーによりステアリングホイール３１に与えられた操舵入力がステアリングシャフト３２を介して転舵機構３４に伝達される。転舵機構３４は、ステアリングシャフト３２を構成するピニンシャフトに固定されたピニオンギヤ（図示省略）と、ピニオンギヤに歯合するラック歯（図示省略）が設けられてハウジングによって左右方向に移動可能の支持されたラックバー３５からなるラックアンドピニオン機構を有する。又、転舵機構３４は、ステアリングホイール３１から伝達される操作入力に応じてラックバー３５にアシスト力を付与する電動モータ３６を有する。電動モータ３６は、回転軸がラックバー３５の中心軸と平行になるようにラックバー３５に取り付けられた、所謂、ラックパラレル式の電動モータである。尚、図示を省略するが、転舵機構３４には、例えば、電動モータ３６の回転をラックバー３５の往復動に変換すると共に減速するボールねじ機構が設けられる。又、本実施形態においては、ステアリング装置３として、ラックバー３５に電動モータ３６を設けてアシスト力を付与するラックアシスト型の電動パワーステアリング装置を例示する。しかし、ステアリング装置３としては、ステアリングシャフト３２を構成するピニオンシャフト（ピニオンギヤ）を介してアシスト力を付与するピニオンアシスト型の電動パワーステアリング装置であっても良いし、ステアリングシャフト３２を構成するコラムシャフトを介してアシスト力を付与するラックアシスト型の電動パワーステアリング装置であっても良い。そして、転舵機構３４は、ラックバー３５の両端がリンクロッド３７を介して左右のステアリングナックル３８にそれぞれ連結される。従って、転舵機構３４は、ステアリングホイール３１が操作されることに応じてラックバー３５を左右方向に往復動させることにより、転舵輪即ち右前輪２１及び左前輪２２を左右方向に転舵させる。これにより、本実施形態においては、ステアリングシャフト３２及び転舵機構３４を介してステアリングホイール３１と右前輪２１及び左前輪２２とが連結されることにより、ステアリングホイール３１の操作に伴う操作方向への移動と、右前輪２１及び左前輪２２の転舵による左右方向（転舵方向）への移動とを対応させることができる。つまり、本実施形態においては、ステアリングホイール３１の操作と、転舵機構３４によって転舵輪である右前輪２１及び左前輪２２が転舵された転舵状態即ちステアリングホイール３１の操作に対応する転舵輪（右前輪２１及び左前輪２２）の転舵状態とが所定の関係、例えば、一対一の関係を有する。又、ステアリングホイール３１には、センターマーク４が付与されている。センターマーク４は、ドライバーによるステアリングホイール３１の操作範囲における操作中点、例えば、右方向への回動操作と左方向への回動操作との境界位置であって車両１の直進走行を実現する位置、所謂、ステアリングホイール３１の中立位置に対応して付与される。本実施形態においては、ステアリングホイール３１が中立位置に操作された状態で、ステアリングホイール３１の頂点位置（鉛直方向にて上方となる位置）のうち、運転席に着座したドライバーとは反対側（ステアリングコラム３３側）にセンターマーク４が付与される（図３を参照）。又、車両１は、第一撮像装置としてのドライバーモニタカメラ５を備えている。ドライバーモニタカメラ５は、主として、運転席に着座したドライバーの顔を撮像できるように構成されている。このため、ドライバーモニタカメラ５は、車両１の車室内であって、着座したドライバーの顔が撮像できる位置に配置される。本実施形態においては、ドライバーモニタカメラ５は、ステアリングコラム３３において鉛直方向にて上方の面（上面）に設けられる場合を例示する。尚、ドライバーモニタカメラ５は、例えば、ダッシュボードやサンバイザー等に配置することも可能である。ドライバーモニタカメラ５がステアリングコラム３３に配置された場合、図１に示すように、ドライバーモニタカメラ５は車両１においてステアリングホイール３１よりも前方に配置され、ステアリングホイール３１越しに着座しているドライバーの顔を撮像する。これにより、ドライバーモニタカメラ５は、ステアリングホイール３１の頂点位置に付与されたセンターマーク４を撮像することができる。ここで、ドライバーモニタカメラ５がステアリングコラム３３の上面に設けられた場合、ドライバーモニタカメラ５はステアリングホイール３１が中立位置近傍に戻されている状態に限りセンターマーク４を撮像することができる。又、車両１は、第二撮像装置としての周辺カメラ６を備えている。周辺カメラ６は、車両１の一部を含んで車両１の周辺領域を撮像するものであり、車両１の右側に設けられて車両１の右側周辺を撮像する右側方カメラ６１と、車両１の左側に設けられて車両１の左側周辺を撮像する左側方カメラ６２とを含んで構成される。右側方カメラ６１は、例えば、車両１の右アウタミラーに設けられており、車両１の一部として右前輪２１を含む部分を撮像する（図４を参照）。左側方カメラ６２は、例えば、車両１の左アウタミラーに設けられており、車両１の一部として左前輪２２を含む部分を撮像する（図４を参照）。尚、周辺カメラ６には、図示を省略するが、車両１の前方に設けられて車両１の前方を撮像する前方カメラ及び車両１の後方に設けられて車両１の後方を撮像する後方カメラを含むことができ、前方カメラ、右側方カメラ６１、左側方カメラ６２及び後方カメラによって車両１の周辺領域を撮像することができる。又、車両１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び各種インターフェースを有するマイクロコンピュータを主要部として備えた電子制御ユニット（Electric Control Unit）を複数含んで構成されるコントローラ７を備えている。本実施形態においては、コントローラ７は、ステアリング装置３の作動を制御する電子制御ユニット７１（以下、「ＥＰＳ－ＥＣＵ７１」と称呼する。）と、ドライバーモニタカメラ５によって撮像された画像に基づいて各種運転支援処理を実行する電子制御ユニット７２（以下、「ＤＭ－ＥＣＵ７２」と称呼する。）と、周辺カメラ６によって撮像された画像を用いて車両１の周辺画像を生成して各種運転支援処理を実行する電子制御ユニット７３（以下、「ＰＶＭ－ＥＣＵ７３」と称呼する。）と、を含んで構成される。又、本実施形態においては、コントローラ７は、車両１に搭載されたエアバック装置（図示省略）の作動を制御する電子制御ユニット７４（以下、「ＡＢ－ＥＣＵ７４」と称呼する。）と、車両１に搭載された内燃機関や駆動用電動モータ等の駆動力発生装置（図示省略）の作動を制御する電子制御ユニット７５（以下、「Ａ－ＥＣＵ７５」と称呼する。）と、車両１に搭載されたブレーキ装置（図示省略）の作動を制御する電子制御ユニット７６（以下、「Ｂ－ＥＣＵ７６」と称呼する。）と、を含んで構成される。ＥＰＳ－ＥＣＵ７１、ＤＭ－ＥＣＵ７２、ＰＶＭ－ＥＣＵ７３、ＡＢ－ＥＣＵ７４、Ａ－ＥＣＵ７５及びＢ－ＥＣＵ７６は、車両１に構築された通信回線Ｌ（例えば、ＣＡＮ(Car Area Network or Controllable Area Network)等）に接続されることにより、互いに通信可能とされている。ＥＰＳ－ＥＣＵ７１は、センサ群８を構成するトルクセンサ８１及びモータ回転角センサ８２と接続されている。トルクセンサ８１は、例えば、ステアリングシャフト３２のアッパステアリングシャフトに設けられたトーションバーの捩れに基づいて、ドライバーによる操作入力としてのトルクＴを検出して出力する。尚、トルクセンサ８１については、電動モータ３６に設けられて電動モータ３６が発生するトルクを検出するように構成することも可能である。モータ回転角センサ８２は、電動モータ３６に設けられており、電動モータ３６のモータ回転角θ（転舵輪である右前輪２１及び左前輪２２の舵角に相当）を検出して出力する。これにより、ＥＰＳ－ＥＣＵ７１は、トルクセンサ８１から出力されたトルクＴ及びモータ回転角センサ８２から出力されたモータ回転角θに基づき、ドライバーによるステアリングホイール３１への操作入力に応じてアシスト力を付与するように電動モータ３６の作動を制御する。又、ＤＭ－ＥＣＵ７２は、ドライバーモニタカメラ５によって撮像されたセンターマーク４を含み得る画像を表す画像データＤＭを取得し、各種運転支援処理を実行すると共に画像データＤＭを通信回線Ｌを介してＥＰＳ－ＥＣＵ７１、より詳しくは、後に詳述する舵角判定装置１０に出力する。又、ＰＶＭ－ＥＣＵ７３は、右側方カメラ６１によって撮像された右前輪２１の転舵状態を含む画像を表す画像データＤＲ、及び、左側方カメラ６２によって撮像された左前輪２２の転舵状態を含む画像を表す画像データＤＬを取得し、車両１の周辺画像の生成処理を実行すると共に画像データＤＲ及び画像データＤＬを通信回線Ｌを介してＥＰＳ－ＥＣＵ７１、より詳しくは、後に詳述する舵角判定装置１０に出力する。又、ＡＢ－ＥＣＵ７４は、車両１に搭載されていてセンサ群８を構成するヨーレートセンサ８３