JP2006182084A

JP2006182084A - 車両

Info

Publication number: JP2006182084A
Application number: JP2004375371A
Authority: JP
Inventors: Shoji Yokoyama; 昭二横山
Original assignee: Equos Research Co Ltd
Current assignee: Equos Research Co Ltd
Priority date: 2004-12-27
Filing date: 2004-12-27
Publication date: 2006-07-13

Abstract

【課題】車両外において車両を移動させることができる車両を提供する。
【解決手段】４輪ホイールモータを備えた車両の車体両側面に、操作パネルを配置する。操作パネルには、操作者がいる方向には車両が移動しない範囲が入力範囲として表示されている。操作者が操作パネルの、モード切替スイッチを押し、入力範囲表示の範囲内で操舵ボタンを、出力させたい駆動力に応じた力で操舵方向に移動する。車両の制御装置は、モード切替スイッチがオンにされると、障害物を検出し、車両周囲に存在する障害物の存在と、その方向を警告表示する。そして、駆動輪を入力された操舵方向まで操舵した後、駆動輪を駆動して入力された方向に車両を移動させる。車両の駆動は、操作者が操舵ボタンをデフォルト位置に戻した時点、又は、移動方向に障害物が検出された時点で停止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に係り、例えば、車両位置の移動制御に関する。

そして、例えば狭いスペースに駐車させる場合、運転者の操作をアシストするために種々の装置が実用化されている。
例えば、車両の周囲に存在する障害物を検出して、警告音で知らせる車両が実用化されている。
また、車両後部を撮像して車両内に表示するモニタを搭載した車両や、ステアリング角から車両の移動する軌跡を撮像した車両外画像と共に表示するバックガイドモニタを搭載した車両が実用化されており、特許文献１、特許文献２でも提案されている。

特開２００１−１５８３１３特開２００１−３２２５１９

しかし、従来の車両では、いずれも車両の駆動操作は車両内の運転席で行われるため、運転者が実際に確認できる車両周囲の領域が限られている。
また、運転者は周囲の確認、ステアリング操作、アクセル操作を同時に行う必要がある。
このため、狭い領域などへの車両移動操作が大変であった。

そこで本発明は、車両外において車両を移動させることができる車両を提供することを目的とする。

（１）請求項１に記載した発明では、車体の外に存在し、操舵方向を入力する操舵方向入力手段と、前記入力された操舵方向に駆動輪を操舵する操舵手段と、前記操舵手段で操舵された駆動輪を駆動する駆動制御手段と、を車両に具備させて前記目的を達成する。
（２）請求項２に記載した発明では、請求項１に記載の車両において、前記操舵方向入力手段の入力操作の操作力を検出する操作力検出手段を備え、前記駆動力制御手段は、前記検出した操作力に基づいて前記駆動輪を駆動する、ことを特徴とする。
（３）請求項３に記載した発明では、請求項１又は請求項２に記載の車両において、車両周辺の障害物を検出する障害物センサを備え、前記駆動制御手段は、前記障害物センサで駆動方向の障害物が検出された場合に駆動を停止する、ことを特徴とする。
（４）請求項４に記載した発明では、請求項１、請求項２、又は請求項３に記載の車両において、前記操舵方向入力手段は、前記駆動輪の操舵可能な範囲のうち、該操舵方向入力手段が配置された側の１８０度の範囲を除く範囲を入力可能であることを特徴とする。
（５）請求項５に記載した発明では、請求項１から請求項４のいずれか１の請求項に記載の車両において、前記操作入力手段は、操舵方向を入力する操作部と、前記入力可能な範囲が表示された入力範囲表示とを有することを特徴とする。
（６）請求項６に記載した発明では、請求項１から請求項５のいずれか１の請求項に記載の車両において、前記操作入力手段は、前記障害物検出センサで検出した障害物が存在する方向を表示する障害物表示手段を備える、ことを特徴とする。
（７）請求項７に記載した発明では、請求項１から請求項６のいずれか１の請求項に記載された車両において、前記駆動制御手段は、イグニッションオフである場合に、駆動輪を駆動する、ことを特徴とする。

本発明によれば、操舵方向を入力する操舵方向入力手段が車体の外に存在するので、操作者は、車両外において車両を移動させることができる。

以下、本発明の車両における好適な実施の形態について、図１から図５を参照して詳細に説明する。
（１）実施形態の概要
本実施形態では、４輪ホイールモータを備えた車両の車体両側面に、操作パネルを配置する。操作者がいる方向には車両が移動しない範囲が入力可能な操舵方向の範囲として設定されており、その範囲が操作パネルに入力範囲表示として表示されている。
操作者が操作パネルのモード切替スイッチを押すことで、車両内での運転操作を行う車内操作モードから車外操作モードに切り替える。
そして、操作パネルの入力範囲表示の範囲内で操作入力スイッチを、出力させたい駆動力に応じた力で操舵方向に移動する。

車両の制御装置は、モード切替スイッチがオンにされると、車両周囲に存在する障害物を検出し、検出した障害物の存在と、その方向を警告表示する。
そして、制御装置は、駆動輪を入力された操舵方向まで操舵した後、駆動輪を駆動して入力された方向に車両を移動させる。
車両の駆動は、操作者が操作入力スイッチをデフォルト位置に戻した時点、又は、移動方向に障害物が検出された時点で停止する。

（２）実施形態の詳細
図１は、本実施形態の車両についてのシステム構成を表したものである。
図１に示されるように車両は、制御装置１１、モード切替スイッチ（ＳＷ）１２、操作入力スイッチ（ＳＷ）１３、周辺監視センサ１４、モード表示部１５、操舵出力機構１６、駆動力出力機構１７、及び警告出力部１８を備えている。

制御装置１１は、中央処理部１１１、モード検出部１１２、操作方向検出部１１３、操作力検出部１１４、周辺監視入力部１１５を備えている。
中央処理部１１１には、モード表示部１５、操舵出力機構１６、駆動力出力機構１７、及び警告出力部１８が接続されている。
また、モード検出部１１２にはモード切替スイッチ１２が接続され、操作方向検出部１１３と操作力検出部１１４には操作入力スイッチ１３が接続され、周辺監視入力部１１５には周辺監視センサ１４が接続されている。

モード切替スイッチ１２は、車両内での運転操作から、車両外において本実施形態による車両移動操作（駐車操作モード）への切り替えを行うためのスイッチである。
操作入力スイッチ１３は、操作者が車両を移動する方向及び駆動力を入力するためのスイッチであり、操作者の操作量（方向、力）を検出する。操作入力スイッチ１３は、操舵方向入力手段として機能する。

周辺監視センサ１４は、車両周囲に配置され、周辺の障害物等を検出するセンサである。
本実施形態では、周辺監視センサ１４として超音波ソナーが車両の四隅に配置されているが、例えば、車両周辺を撮像してその撮像画像から画像処理により障害物を検出する画像処理方式等の各種障害物検出方式を使用することができる。
また、周辺監視センサ１４が障害物の存在を監視する範囲と、監視範囲に応じた周辺監視センサ１４の配置個数については、車両の四隅だけでなく、車両の全周囲を監視範囲とし、それに対応した個数、例えば、四隅と両側面、前後の８個を配置するようにしてもよい。

モード表示部１５は、車内で運転操作をする場合の車内モードから、本実施形態における社外で移動操作を行う車外モードへの切替状態を表示する。
具体的には、モード切替スイッチがオンされると、後述する操作パネルに警告表示や入力範囲を表示することで、車外モードに切り替わったことが表示される。

操舵出力機構１６は、操作者の操作方向に車が移動できるように４輪のそれぞれを独立して制御する。
駆動力出力機構１７は、操作者の操作力に応じた駆動力で車が移動できるように駆動力を制御する。
警告出力部１８は、周辺監視センサからの情報により障害物等が検出されたときに、画像及び音により警告を出力する。

制御装置１１の中央処理部１１１は、入力信号を処理し、必要な出力信号を演算する。
中央処理部１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、外部記憶装置等のコンピュータシステムで構成されている。
中央処理部１１は、ＲＯＭや外部記憶装置に格納された各種プログラム、例えば、本実施形態における車両誘導処理プログラムを実行することで、対応する各種処理を行う。
中央処理部１１は、車両誘導処理プログラムに従って、モード表示部１５、操舵出力機構１６、駆動力出力機構１７、警告出力部１８を制御するようになっている。

モード検出部１１２は、モード切替スイッチ１２のオン、オフの状態を検出する。
操作方向検出部１１３は、操作入力スイッチ１３の操作方向を検出する。
操作力検出部１１４は、操作入力スイッチ１３の操作力を検出する。
周辺監視入力部１１５は、周辺監視センサ１４からの信号を入力する。

図２は、本実施形態において車両を移動させる際に操作する操作パネルの配置と、その構成を表したものである。
この図２（ａ）に示されるように、車両２０の車体外側の両側面には、外部から車両の移動を操作させるための操作パネル２１が配置されている。

図２（ｂ）に示されるように、操作パネル２１には、モード切替スイッチ１２、操作入力スイッチ１３、警告出力部１８、及び入力範囲表示部２４を備えている。
モード切替スイッチ１２は、スイッチが押される毎にオン、オフ状態となる。
イグニッションオフ状態でモード切替スイッチ１２がオンになると、モード表示部１５によって操作パネル２１のバックライトが点灯し、パネル全体が明るくなることで車外モードであることが明示される。

警告出力部１８は、車両の向きに応じた向きの車両表示１８ａと、車両表示１８ａの四隅に障害物の位置を表示する障害物表示１８ｂが配置されている。
警告表示の障害物表示１８ｂは、例えば、障害物がない場合には緑色に点灯し、障害物が検出されると対応する位置が赤色点灯するようになっている。

入力範囲表示部２４は、予め印刷等によって常時表示されている。
なお、入力範囲表示部２４は、モード表示部１５により、モード切替スイッチ１２がオフ状態では表示されず、オン状態になると表示されるようにしてもよい。
また、モード表示部１５は、モード切替スイッチ１２、操作入力スイッチ１３、警告表示部１８の内の少なくとも１つを点灯することで、車外モードであることを表示するようにしてもよい。
さらに、車外モードであることを独立して表示する車外モード表示ランプを配置して点灯させるようにしてもよい。

本実施形態における車両２０は、４つの駆動輪２７にはそれぞれ独立して駆動するホイールモータが配置されており、真横をのぞきかなり広範囲方向への移動が可能になっている。
この車両の移動可能方向のうち、操作者がいる側、すなわち操作中の操作パネルが配置されている側の１８０度の領域には、操作者の安全のため、車両が移動しないようになっている。
この車両の移動可能範囲に対応する範囲が、操作入力スイッチ１３で入力可能な範囲として入力範囲表示部２４が表示される。

次に、このように構成された車両の誘導処理について説明する。
図３は、車両誘導処理の動作について表したフローチャートである。
制御装置１１は、イグニッションスイッチがオフ状態において、モード切替スイッチ１２がオンされたか否かを監視している（ステップ１０）。

イグニッションオフ状態でモード切替スイッチ１２がオンになると、車外モード表示をオンにする（ステップ１１）。
すなわち、制御装置１１は、モード表示部１５により操作パネル２１のバックライトを点灯して車外モードに切り替わっていることを操作者に知らせる。

ついで制御装置１１は、周辺監視センサ１４の情報を入力し（ステップ１２）、障害物の有無を表示する（ステップ１３）。
すなわち、制御装置１１は、障害物が検出された場合には検出位置に対応する警告出力部１８の障害物表示１８ｂを赤色点滅により警告し、障害物が無い箇所は消灯、または安全を示す緑色の点灯をする。

制御装置１１は、操作者により操作入力スイッチ１３が入力されたか否かを判断し（ステップ１４）、入力された場合には、操作方向検出部１１３、操作力検出部１１４により、入力された操作方向と、操作力を検出する（ステップ１５）。

そして、制御装置１１は、入力された操作方向は許容範囲内であるか否かについて判断する（ステップ１６）。
すなわち、制御装置１１は、入力された操作方向が、入力範囲表示部２４内の方向であり、かつ、ステップ１３で検出された障害物の方向でないかを判断する。

操作方向が許容範囲であり、障害物が無い方向であれば（ステップ１６；Ｙ）、制御装置１１は、操舵出力機構１６により操作方向に適した向きまで各駆動輪２７を操舵する（ステップ１７、ステップ１８）。
入力された方向までの操舵が完了すると（ステップ１８；Ｙ）、制御装置１１は、入力された操舵力に適した（対応した）駆動力を、駆動力出力機構１７により出力する（ステップ１９）。具体的には、制御装置１１は、駆動力出力機構１７から駆動輪２７の各ホイールモータに対して駆動力に応じた電流を供給する。
ここでの駆動力は、車両が安全に移動するための速度（例えば、時速５ｋｍ以下）に必要な駆動力である。

そして制御装置１１は、イグニッションオンと、モード切替スイッチオフのいずれかが検出されたか否かを判断する（ステップ２０）。
いずれも検出されなければ（ステップ２０；Ｎ）、制御装置１１は、ステップ１２に戻り障害物の検出と表示、及び入力された方向と駆動力に対応した方向と駆動力に駆動輪２７の駆動を継続する。

そして、駆動輪２７の駆動中（車両の移動中）において、操作入力スイッチ１３から手が離されて入力が無くなると（ステップ１４；Ｎ）、制御装置１１は駆動力出力機構１７による駆動出力をオフにして、車両の移動を停止し（ステップ２２）、ステップ２０に移行する。

またステップ１６において、操作者が入力した操作方向が、許容範囲外であると判断された場合、制御装置１１は、その旨の警告を発し（ステップ２１）、その後、駆動出力をオフにして（ステップ２２）、ステップ２０に移行する。

許容範囲外（ステップ１６；Ｎ）であると判断されるのは、操作者が入力した操作方向が入力範囲表示部２４外である場合（操作途中で入力範囲表示部２４外となった場合を含む）、検出された障害物の方向である場合、及び、移動中に操作方向に障害物が検出された場合のいずれかである。
なお、ステップ２１における警告は、操作方向が入力範囲表示部２４外である場合には、警告音がスピーカから出力され、障害物が存在する場合には、警告音と障害物表示１８ｂの赤色点滅表示がなされる。

そして、イグニッションオン又はモード切替スイッチ１２がオフされた場合（ステップ２０；Ｙ）、制御装置１１は、モード表示部１５により、操作パネル２１のバックライトをオフにすることで車外モード表示をオフにし（ステップ２１）、処理を終了する。

以上説明したように本実施形態の車両によれば、車両２０の車体外部両側面に操作パネル２１を配置し、操作入力スイッチ１３の操作で車両を外部操作により移動させることができる。
また、操作入力スイッチ１３を倒す方向と力に応じた速度で倒した方向に車両が移動するので、手綱を引いて車両を誘導するように周囲を確認しながら移動させることができる。

特に、操作入力スイッチ１３を強く押すことで車両の駆動力が大きくななり、手を離すと車両が停止する（駆動力が下減少する）ので、操作感覚にあわせた車両の移動を安全に行うことができる。
なお、車両の移動は操作者のいない方向に可能であるため、操作者のいない側の障害物を目視により確認できない場合であっても、周辺監視センサ１４で障害物が検出された時点で駆動停止するので、適切な位置までの車両誘導を安全、容易に行うことができる。

以上、本発明の車両における１実施形態について説明したが、本発明は説明した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲において各種の変形を行うことが可能である。
例えば、説明した実施形態では、操作パネルを車両の両側面に配置した場合について説明したが、さらに車両の車体外側後面にも操作パネルを配置するようにしてもよい。

図４は、車体外側後面に操作パネルを配置した状態を表したものである。
車両２０の後部に配置された操作パネル２１は、図４（ｂ）に示されるように、操作パネル２１に向かっている操作者からみて、車両中央よりも前方の扇形の範囲が入力範囲表示部２４として表示されている。
入力範囲表示部２４、警告出力部１８の車両表示１８ａ及び、操作入力スイッチ１３に表示された車両表示については、操作パネル２１の前に立っている操作者からみて上方が車両前方を示すように表示されている。

このように、車両２０の後部外側面に操作パネル２１を配置することで、車両の両側面を実際に目視した上での操作を行うことが可能になる。
また、説明した実施形態に比べて、車両の両側面を移動する必要がなくなる。

また、説明した実施形態及び上記変形例では、操作パネル２１を車両の車体外部面に配置する場合について説明したが、携帯可能なリモコン４０に操作パネル２１を配置するようにしてもよい。
図５は、操作パネルが配置されたリモコンの外観を表したものである。
このリモコン４０の操作パネル２１には、モード切替スイッチ１２、操作入力スイッチ１３、警告出力部１８、入力範囲表示部２４、及び警告音出力用のスピーカ４２を備えている。

操作者が車両から離れて操作することが可能であることから、リモコン４０の操作により車両を移動させることが可能な範囲は、車両の駆動輪の可動範囲（車両の移動可能範囲）であり、この範囲が入力範囲表示部２４として表示されている。
なお、操作者に車両が近づいた際には操作者自身が障害物として検出される、車両の移動が停止することで安全が確保されている。

この変形例では、図１に示した構成のうち、モード切替スイッチ１２、操作入力スイッチ１３、警告出力部１８、及びモード表示部１５（入力範囲表示部２４）がリモコン４０に配置され、それ以外の、周辺監視センサ１４、制御装置１１、操舵出力機構１６、駆動力出力機構１８は車両側に配置される。

車両２０とリモコン４０には、操作入力スイッチの情報や、警告情報等の各種情報を相互に通信するための送受信部が配置される。
リモコン４０には、送受信部４１が１つ配置され、車両２０には、車両の全周囲から受信可能にするために、車両周囲に複数個（例えば、前後両側面の４つ）の送受信部が配置される。
なお、車両上部に１つ配置して全週位置にあるリモコン４０との送受信を可能にしてもよい。

リモコン４０は、制御部を備えている。
この制御部は、モード切替スイッチのオン、オフや、操作入力スイッチの入力情報を送受信部４１から車両側の送受信部を介して制御装置１１に送信する。
また制御部は、車両側の制御装置１１から障害物情報を受信して、対応するスピーカ４２から警告音を出力し、また、障害物表示１８ｂを出力する。

なお、リモコン４０は、モード切替スイッチ１２と操作入力スイッチ１３に限定して配置することでより小型化することができ、車両の鍵と一体化して構成するようにしてもよい。

また、説明した実施形態及び変形例では、イグニッションオフで且つモード切替スイッチ１２がオンされた場合に車外モードに切り替わる場合について説明したが、イグニッションのオン、オフにかかわらず、モード切替スイッチ１２のオン、オフで車外モードと車内モードを切り替えるようにしてもよい。

さらに説明した実施形態及び変形例では、操作入力スイッチの操作量に応じて操作力検出機構で操作力が検出され、操作力に対応した駆動力が出力される構成について説明したが、車両の駆動力、及び車速を一定にするようにしてもよい。
この場合には、操作力検出機構１１４は不要であり、駆動力出力機構１７からは常時一定の駆動力が出力される。

また、説明した実施形態及び変形例では、操作入力スイッチ１３を押す方向と、押す力を検出し、検出した方向と、力に応じた方向に操舵し、力に応じた駆動力出力するようにした。
これに対して、入力範囲表示部２４に併せてタッチパネルを配置し、車両が表示されている位置（図２の操作入力スイッチ１３の位置）を中心として、中心位置に対するタッチ位置の方向を車両の操舵方向とし、中心位置からタッチ位置の距離を操作力として検出するようにしてもよい。

また、説明した実施形態及び変形例では、入力範囲表示部２４として表示される領域が固定されている場合について説明したが、周辺監視センサ１４で障害物が検出された場合には、検出された障害物の位置に応じて入力範囲表示部２４の表示領域を変更するようにしてもよい。

また、説明した実施形態及び変形例では、駆動輪２７の駆動機構として、移動方向の自由度が高い４輪ホイールモータを使用する場合について説明したが、さらに自由度が高い球形タイヤを使用するようにしてもよい。
この場合、球形タイヤの駆動方法については、特開２００４−１２９４３５号公報、特開２００１−２３３２６０号公報等に記載された公知の各種方法を使用することが可能である。

例えば、ベアリングで保持された球状回転体（球形タイヤ）を、複数の側面に配置されたローラで圧接する駆動する方式が採用される。
また、球状タイヤを導電性材料で構成し、駆動部が有する駆動回路部が導電部材に印加する電気信号により磁界を発生させ、この磁界と球形タイヤに生じる渦電流との相互作用により球形タイヤを回転させる方式でもよい。
この球形タイヤを用いた場合には、操舵出力機構１６が不要となり、操舵機構１６を作動させて（ステップ１７、１８）から駆動力を出力（ステップ１９）するという２段階の作動ではなく、操作方向が許容範囲にあれば（ステップ１６；Ｙ）ただちに駆動力の出力を行うことができる。

球形タイヤを用いた場合、車両を真横にも駆動可能であり可動範囲が広くなるため、入力範囲表示部２４の形状は、図２（ｂ）において表示された２つの扇形が接続した形、すなわち、１つの半円形となる。

本発明の実施形態である車両のシステム構成図である。同実施形態において車両を移動させる際に操作する操作パネルの配置と、その構成を表した説明図である。車両誘導処理の動作について表したフローチャートである。車体外側後面に操作パネルを配置した状態を表した説明図である。操作パネルが配置されたリモコンの外観を表した説明図である。

符号の説明

１１制御装置
１１１中央処理部
１１２モード検出部
１１３操作方向検出部
１１４操作力検出部
１１５周辺監視入力部
１２モード切替スイッチ（ＳＷ）
１３操作入力スイッチ（ＳＷ）
１４周辺監視センサ
１５モード表示部
１６操舵出力機構
１７駆動力出力機構
１８警告出力部
２０車両
２１操作パネル
２７駆動輪

Claims

車体の外に存在し、操舵方向を入力する操舵方向入力手段と、
前記入力された操舵方向に駆動輪を操舵する操舵手段と、
前記操舵手段で操舵された駆動輪を駆動する駆動制御手段と、
を具備することを特徴とする車両。
前記操舵方向入力手段の入力操作の操作力を検出する操作力検出手段を備え、
前記駆動力制御手段は、前記検出した操作力に基づいて前記駆動輪を駆動する、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両。
車両周辺の障害物を検出する障害物センサを備え、
前記駆動制御手段は、前記障害物センサで駆動方向の障害物が検出された場合に駆動を停止する、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両。
前記操舵方向入力手段は、前記駆動輪の操舵可能な範囲のうち、該操舵方向入力手段が配置された側の１８０度の範囲を除く範囲を入力可能であることを特徴とする請求項１、請求項２、又は請求項３に記載の車両。
前記操作入力手段は、操舵方向を入力する操作部と、前記入力可能な範囲が表示された入力範囲表示とを有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１の請求項に記載の車両。
前記操作入力手段は、前記障害物検出センサで検出した障害物が存在する方向を表示する障害物表示手段を備える、ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１の請求項に記載の車両。
前記駆動制御手段は、イグニッションオフである場合に、駆動輪を駆動する、ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１の請求項に記載された車両。