以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用、結果、および効果は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能であるとともに、基本的な構成に基づく種々の効果や、派生的な効果のうち、少なくとも一つを得ることが可能である。
図1は、実施形態の牽引支援装置を搭載する牽引車両10および牽引車両10に牽引される被牽引車両12が示された側面図である。図1では、紙面左方向を牽引車両10を基準とする前方、紙面右方向を牽引車両10を基準とする後方としている。図2は、図1に示す牽引車両10および被牽引車両12の上面図であり、図3は、実施形態の牽引支援装置を搭載する牽引車両10の車室内の一例を示す図であり、牽引車両10の後方から車室内を見た図である。
牽引車両10は、例えば、内燃機関(エンジン、図示されず)を駆動源とする自動車(内燃機関自動車)であってもよいし、電動機(モータ、図示されず)を駆動源とする自動車(電気自動車、燃料電池自動車等)であってもよいし、それらの双方を駆動源とする自動車(ハイブリッド自動車)であってもよい。牽引車両10は図1に示されるようなスポーツ用多目的車両(Sport Utility Vehicle:SUV)であってもよいし、車両の後ろ側に荷台が設けられている、いわゆる「ピックアップトラック」であってもよい。また、一般的な乗用車であってもよい。牽引車両10は、種々の変速装置を搭載することができるし、内燃機関や電動機を駆動するのに必要な種々の装置(システム、部品等)を搭載することができる。また、牽引車両10における車輪14の駆動に関わる装置の方式や、数、レイアウト等は、種々に設定することができる。
牽引車両10のリヤバンパ16の例えば車幅方向の中央部の下部からは、被牽引車両12を牽引するための牽引装置18(ヒッチ)が突出している。牽引装置18は牽引車両10の例えばフレームに固定されている。牽引装置18は、一例として、垂直方向(車両上下方向)に立設された先端部が球状のヒッチボール18aを備え、このヒッチボール18aに、被牽引車両12に固定された連結部材20の先端部に設けられたカプラ20aが覆い被さる。その結果、牽引車両10と被牽引車両12とが連結されるとともに、牽引車両10に対して被牽引車両12が車幅方向に揺動(旋回)可能となっている。つまり、ヒッチボール18aは、被牽引車両12(連結部材20)に前後左右の動きを伝え、また加速や減速のパワーを受け止めることになる。
被牽引車両12は、例えば、図1に示すように、搭乗空間、居住区間、収納空間等のうち少なくとも一つを含む箱形タイプであってもよいし、荷物(例えば、コンテナやボート等)を搭載する荷台タイプであってもよい。図1に示す被牽引車両12は、一例として一対のトレーラ車輪22を備える。図1の被牽引車両12は、駆動輪や操舵輪を含まない従動輪を備える従動車両である。
牽引車両10の後側のリヤハッチ10aの下方の壁部には、撮像部24が設けられている。撮像部24は、例えば、CCD(charge coupled device)やCIS(CMOS image sensor)等の撮像素子を内蔵するデジタルカメラである。撮像部24は、所定のフレームレートで動画データ(撮像画像データ)を出力することができる。撮像部24は、広角レンズまたは魚眼レンズを有し、水平方向には例えば140°~220°の範囲を撮像することができる。また、撮像部24の光軸は斜め下方に向けて設定されている。よって、撮像部24は、牽引車両10の後端部、連結部材20および被牽引車両12の少なくとも前端部を含む領域(例えば、二点鎖線で示す範囲、図1参照)を逐次撮影し、撮像画像データとして出力する。撮像部24によって撮像された撮像画像データは、牽引車両10と被牽引車両12の連結状態(例えば、連結角度、連結の有無等)の検出に用いることができる。この場合、牽引車両10のリヤハッチ10aに設けた撮像部24の撮像した撮像画像データに基づき被牽引車両12との連結状態や連結角度が取得できるので、システム構成が簡略化できるとともに、演算処理や画像処理の負荷が軽減できる。なお、別の実施形態では、牽引車両10は、当該牽引車両10の周辺の環境を認識するために、牽引車両10の側方や前方を撮像する撮像部を複数備えてもよい。また、被牽引車両12の側方や後方に撮像部を備えてもよい。複数の撮像部で得られた撮像画像データに基づいて演算処理や画像処理を実行し、より広い視野角の画像を生成したり、牽引車両10を上方から見た仮想的な俯瞰画像(平面画像)を生成したりすることができる。
また、図3に示されるように、牽引車両10の車室10b内には、表示装置26や、音声出力装置28等が設けられている。表示装置26は、例えば、LCD(liquid crystal display)や、OELD(organic electroluminescent display)等である。音声出力装置28は、一例として、スピーカである。また、本実施形態では、一例として、表示装置26は、透明な操作入力部30(例えば、タッチパネル等)で覆われている。利用者(運転者)は、操作入力部30を介して表示装置26の画面26aに表示される映像(画像)を視認することができる。また、運転者は、表示装置26の画面26aに表示される映像(画像)に対応した位置で手指等により操作入力部30を触れたり押したり動かしたりして操作することで、操作入力(指示入力)を実行することができる。また、本実施形態では、一例として、表示装置26や、音声出力装置28、操作入力部30等は、ダッシュボードの車幅方向(左右方向)の中央部に位置されたモニタ装置32に設けられている。モニタ装置32は、スイッチや、ダイヤル、ジョイスティック、押しボタン等の操作入力部(図示されず)を有することができる。また、モニタ装置32とは異なる車室10b内の他の位置に音声出力装置(図示されず)を設けることができるし、モニタ装置32の音声出力装置28と他の音声出力装置から、音声を出力することができる。また、本実施形態では、一例として、モニタ装置32は、ナビゲーションシステムやオーディオシステムと兼用されているが、牽引支援装置用のモニタ装置を、これらシステムとは別に設けてもよい。
表示装置26は、例えば、牽引車両10により被牽引車両12が前進牽引または後退牽引(押し戻し)される場合に、牽引車両10と被牽引車両12の連結角度が実質的に維持されるような連結状態(釣合状態)にあるか否かの情報を表示する。例えば、牽引車両10の舵角が当該牽引車両10に対して被牽引車両12の釣合状態(連結姿勢)を維持できる舵角であるか否かを報知する。例えば、牽引車両10の車両中心軸(車両前後方向の中心線)と被牽引車両12の車両中心軸とが実質的に平行になるように(例えば、一致するように)牽引車両10と被牽引車両12とが前後方向で真っ直ぐに連結されている(例えば、連結角度=0°±2°)場合がある。この場合、牽引車両10の移動方向と同じ方向に被牽引車両12を押し進めることができる。つまり、牽引車両10と被牽引車両12とは釣合状態であり、表示装置26や音声出力装置28は釣合状態であることを報知する。また、牽引車両10と被牽引車両12との連結角度=0°±2°(≒0)以外の場合でも釣合状態になる場合がある。例えば、牽引車両10に対して被牽引車両12が角度を持って連結されている場合でも、牽引車両10と被牽引車両12とが、同じ旋回中心位置を中心に旋回する場合は、ほぼ同じような挙動を示しながら移動する。釣合状態(連結姿勢)を維持したまま牽引車両10が後退する場合、牽引車両10と被牽引車両12とは一体的な車両と見なせるような挙動を示しながら移動(旋回)する。その結果、運転者は被牽引車両12の挙動を把握しやすく、被牽引車両12を例えば所望の駐車スペースに移動させ易くなる。一方、連結角度が非釣合状態の場合、牽引車両10の後退に伴い、被牽引車両12はそのときの連結角度にしたがい曲がり始め(旋回し始め)、ヒッチボール18a(牽引装置18)を支点としてさらに連結角度が大きくなったり、逆に小さくなったりする。つまり、牽引車両10の挙動と被牽引車両12の挙動とが一致せず、牽引車両10の旋回方向(移動方向)とは異なる方向に被牽引車両12が移動を始める。その結果、被牽引車両12の移動の把握が困難になり、より高度な操舵技術や操舵経験が要求されることになる。本実施形態の場合、釣合状態か否かを報知することにより、特に牽引車両10により被牽引車両12を後退走行させる場合の被牽引車両12の挙動の把握を容易にすることができる。また、表示装置26には、現在の牽引車両10および被牽引車両12が上述したような「釣合状態」を維持したまま、牽引車両10の操縦(走行または停車)が継続しているか否かを監視する「釣合監視モード」であるか否かの情報を表示することができる。
また、車室10b内には、表示装置26とは別の表示装置34が設けられていてもよい。図3に例示されるように、表示装置34は、例えば、ダッシュボードの計器盤部36に設けられ、計器盤部36の略中央で、速度表示部36aと回転数表示部36bとの間に位置されている。表示装置34の画面34aの大きさは、表示装置26の画面26aの大きさよりも小さい。この表示装置34は、例えば牽引車両10に対して被牽引車両12が「釣合状態」にあるか否かや「釣合監視モード」実行中であるか否か等を簡易的に示すことができる。表示装置34には、現在の状態が例えば「釣合状態」や「釣合監視モード」であるか否かを補助的に示すインジケータやマーク、文字情報等を示す画像が表示されうる。表示装置34で表示される情報量は、表示装置26で表示される情報量より少なくてもよい。表示装置34は、例えば、LCDや、OELD等である。また、表示装置34は、LED等で構成されてもよい。なお、表示装置26に、表示装置34で表示される情報が表示されてもよい。
また、図1、図2に例示されるように、牽引車両10は、例えば、四輪自動車であり、左右二つの前輪14Fと、左右二つの後輪14Rとを有する。これら四つの車輪14は、いずれも転舵可能に構成されうる。図4に例示されるように、牽引車両10は、少なくとも二つの車輪14を操舵する操舵システム38を有している。操舵システム38は、アクチュエータ38a、トルクセンサ38bを有する。操舵システム38は、ECU40(electronic control unit)等によって電気的に制御されて、アクチュエータ38aを動作させる。操舵システム38は、例えば、電動パワーステアリングシステムや、SBW(steer by wire)システム等である。操舵システム38は、アクチュエータ38aによって操舵部42(ステアリングホイール、図3参照)にトルク、すなわちアシストトルクを付加して操舵力を補ったり、アクチュエータ38aによって車輪14を転舵したりする。この場合、アクチュエータ38aは、一つの車輪14を転舵してもよいし、複数の車輪14を転舵してもよい。また、トルクセンサ38bは、例えば、運転者が操舵部42に与えるトルクを検出する。
また、図4に例示されるように、牽引支援システム100(牽引支援装置)では、ECU40や、モニタ装置32、操舵システム38の他、舵角センサ44、シフトセンサ46、車輪速センサ48等が、電気通信回線としての車内ネットワーク50を介して電気的に接続されている。車内ネットワーク50は、例えば、CAN(controller area network)として構成されている。ECU40は、車内ネットワーク50を通じて制御信号を送ることで、操舵システム38等を制御することができる。また、ECU40は、車内ネットワーク50を介して、トルクセンサ38b、舵角センサ44、シフトセンサ46、車輪速センサ48等の検出結果や、操作入力部30等の操作信号等を受け取ることができる。
ECU40は、例えば、CPU40a(central processing unit)や、ROM40b(read only memory)、RAM40c(random access memory)、SSD40d(solid state drive、フラッシュメモリ)、表示制御部40e、音声制御部40f等を有している。CPU40aは、例えば、表示装置26,34で表示される画像に関連した画像処理や、牽引車両10と被牽引車両12の連結状態の検出処理やその検出結果の報知処理等、各種の演算処理および制御を実行することができる。CPU40aは、ROM40b等の不揮発性の記憶装置にインストールされ記憶されたプログラムを読み出し、当該プログラムにしたがって演算処理を実行することができる。RAM40cは、CPU40aでの演算で用いられる各種のデータを一時的に記憶する。また、表示制御部40eは、ECU40での演算処理のうち、主として、表示装置26,34で表示される画像データの合成等を実行する。また、音声制御部40fは、ECU40での演算処理のうち、主として、音声出力装置28で出力される音声データの処理を実行する。また、SSD40dは、書き換え可能な不揮発性の記憶部であって、ECU40の電源がオフされた場合にあってもデータを記憶することができる。なお、CPU40aや、ROM40b、RAM40c等は、同一パッケージ内に集積されうる。また、ECU40は、CPU40aに替えて、DSP(digital signal processor)等の他の論理演算プロセッサや論理回路等が用いられる構成であってもよい。また、SSD40dに替えてHDD(hard disk drive)が設けられてもよいし、SSD40dやHDDは、ECU40とは別に設けられてもよい。
舵角センサ44は、例えば、ステアリングホイール等の操舵部42の操舵量(牽引車両10の舵角)を検出するセンサである。舵角センサ44は、例えば、ホール素子などを用いて構成される。ECU40は、運転者による操舵部42の操舵量や、自動操舵時の各車輪14の操舵量等を、舵角センサ44から取得して各種制御を実行する。なお、舵角センサ44は、操舵部42に含まれる回転部分の回転角度を検出する。舵角センサ44は、角度センサの一例である。
シフトセンサ46は、例えば、変速操作部52(例えば、シフトレバー、図3参照)の可動部の位置を検出するセンサである。シフトセンサ46は、可動部としての、レバーや、アーム、ボタン等の位置を検出することができる。シフトセンサ46は、変位センサを含んでもよいし、スイッチとして構成されてもよい。
車輪速センサ48は、車輪14の回転量や単位時間当たりの回転数を検出するセンサである。車輪速センサ48は、各車輪14に配置され、各車輪14で検出した回転数を示す車輪速パルス数をセンサ値として出力する。車輪速センサ48は、例えば、ホール素子などを用いて構成されうる。ECU40は、車輪速センサ48から取得したセンサ値に基づいて牽引車両10の移動量などを演算し、各種制御を実行する。CPU40aは、各車輪速センサ48のセンサ値に基づいて牽引車両10の車速を算出する場合、四輪のうち最も小さなセンサ値の車輪14の速度に基づき牽引車両10の車速を決定し、各種制御を実行する。また、CPU40aは、四輪の中で他の車輪14に比べてセンサ値が大きな車輪14が存在する場合、例えば、他の車輪14に比べて単位期間(単位時間や単位距離)の回転数が所定数以上多い車輪14が存在する場合、その車輪14はスリップ状態(空転状態)であると見なし、各種制御を実行する。なお、車輪速センサ48は、図示を省略したブレーキシステムに設けられている場合もある。その場合、CPU40aは、車輪速センサ48の検出結果をブレーキシステムを介して取得してもよい。
なお、上述した各種センサやアクチュエータの構成や、配置、電気的な接続形態等は、一例であって、種々に設定(変更)することができる。
ECU40に含まれるCPU40aは、牽引車両10の現在の舵角が、例えば後退牽引時に、釣合状態であるか否かを報知する報知処理を実現するとともに、釣合状態が維持されているか否かの監視を行う釣合監視モードを実現するための各種モジュールを備える。各種モジュールは、CPU40aがROM40b等の記憶装置にインストールされ記憶されたプログラムを読み出し、それを実行することで実現される。例えば、CPU40aは、図5に示されるように、取得部54、監視部56、表示処理部58、報知部60等のモジュールを備える。
取得部54は、報知および監視を実行するために各種情報を取得するための、例えば、連結角度取得部54a、舵角取得部54b、諸元取得部54c、支援要求取得部54d等を含む。連結角度取得部54aは、牽引車両10と被牽引車両12との連結角度、例えば、牽引装置18を支点とする連結部材20の角度を取得する。この連結角度は、種々の方法で取得可能である。例えば、撮像部24が撮像した撮像画像データに基づく画像を画像処理して取得することができる。
図6、図7は、撮像部24が撮像した撮像画像データに基づく画像Pの一例である。画像Pには、牽引車両10のリヤバンパ16、牽引装置18(ヒッチボール18a)、および被牽引車両12の先端の一部および連結部材20(カプラ20a)が含まれている。図6は、牽引車両10に対して被牽引車両12が真っ直ぐな直列状態(直列姿勢:例えば連結角度θ=0°±2°)で連結されている状態である。前述したように、牽引装置18は牽引車両10の車幅方向のほぼ中央に位置している。すなわち、牽引車両10の前後方向に延びる車両中心軸M(中心線)に対して、連結部材20(被牽引車両12)の前後方向(長手方向)に延びる連結中心軸N(中心線)が実質的に重なっている状態である。一方、図7は、牽引車両10の牽引装置18(ヒッチボール18a)を支点として、連結部材20(被牽引車両12、カプラ20a)が、例えば矢印T1方向に旋回して(曲がって牽引されて)、連結角度θ(車両中心軸Mと連結中心軸Nの角度)となっている状態である。この場合、被牽引車両12は牽引車両10の運転席から見て左側に旋回している(曲がっている)ことになる。
連結角度取得部54aは、撮像部24が撮像した撮像画像データに基づく画像Pから連結部材20において被牽引車両12の前後方向に延びる直線のうちカプラ20aを通る直線を検出して、この直線を連結部材20の連結中心軸Nとする。撮像部24が撮像した画像P上での牽引車両10の車両中心軸Mは既知なので、車両中心軸Mと連結中心軸Nとから連結角度θが検出できる。被牽引車両12(連結部材20)が矢印T2方向に旋回している(曲がっている)場合の連結角度θも同様に検出できる。なお、本実施形態の場合、撮像部24は、牽引装置18の直上、すなわち、車両中心軸Mと同軸上に配置されている例を示している。つまり、連結部材20をほぼ真上から俯瞰できるため、車両中心軸Mと連結中心軸Nとの成す連結角度θの検出が容易である。一方、牽引車両10の構造上の都合や他の理由により撮像部24を牽引装置18の直上に設置できない場合がある。例えば、リヤハッチ10aの中央から左右いずれかの方向にずれた位置に撮像部24が設置される場合がある。この場合、撮像部24が撮像した画像Pの二次元座標を牽引装置18(ヒッチボール18a)の地上高(仕様書等に基づく既知の値)に基づき三次元座標に変換し、車両中心軸Mと連結中心軸Nとに基づき連結角度θを検出することができる。
なお、別の実施形態では、例えば、牽引装置18またはその周辺に角度センサを設けて、牽引装置18に対する連結部材20の角度を検出し、その角度を連結角度θとしてもよい。この場合、CPU40aの処理負荷が軽減できる。
舵角取得部54bは、舵角センサ44の検出した牽引車両10の舵角を取得する。つまり、運転者がこれから牽引車両10(被牽引車両12)を走行させようとしている方向の舵角を取得する。なお、舵角取得部54bは、シフトセンサ46が出力する変速操作部52の可動部の位置に基づき、牽引車両10が前進可能状態か後退可能状態かを取得して、現在の舵角が前進状態時の舵角か後退状態時の舵角かを識別できるようにしてもよい。
諸元取得部54cは、主として被牽引車両12の諸元を取得する。前述した牽引車両10と被牽引車両12とが釣合状態であるか否かは、上述したように、牽引車両10の車両中心軸Mと被牽引車両12の連結中心軸Nとが実質的に一致する(重なる)場合に「釣合状態」となる。また、牽引車両10の車両中心軸Mと被牽引車両12の連結中心軸Nとが一致しない場合でも、牽引車両10の第一の旋回中心位置と被牽引車両12の第二の旋回中心位置とが実質的に一致しているか否かで判定可能で、両者の旋回中心位置が一致している場合に、「釣合状態」となる。そして、牽引車両10の第一の旋回中心位置は、牽引車両10の現在の舵角および牽引車両10のホイールベースの長さLV(図8参照)に基づき取得することができる。一方、被牽引車両12の第二の旋回中心位置は、牽引車両10と被牽引車両12の連結角度θと、被牽引車両12のホイールベースの長さLT(図8参照)とに基づいて取得することができる。被牽引車両12のホイールベースの長さLTは、牽引装置18から連結部材20を含んだ被牽引車両12のトレーラ車輪22の車軸までの長さである。ただし、牽引車両10には、種々の仕様の被牽引車両12が連結可能であり、被牽引車両12の仕様によりホイールベースの長さLTが異なる。諸元取得部54cは、モニタ装置32の操作入力部30を用いた運転者等の直接入力により連結する被牽引車両12のホイールベースの長さLTを取得してもよいし、牽引車両10が被牽引車両12を牽引して前進走行することにより推定した値をホイールベースの長さLTと見なして取得してもよい。運転者が直接入力する場合は、例えば被牽引車両12の仕様書等を参考に行うことができる。
図9は、被牽引車両12のホイールベースの長さLTの推定方法の一例を説明する模式図である。なお、図9の場合、簡略化のため、牽引車両10の前輪14F、後輪14Rおよび被牽引車両12のトレーラ車輪22は、いずれも車幅方向の中央、すなわち、車両前後方向に延びる中心軸上(前輪14Fおよび後輪14Rは車両中心軸M上、トレーラ車輪22は連結中心軸N上)に存在するモデルを用いて説明する。
前述したように、牽引車両10と被牽引車両12とが釣合状態であるか否かは、牽引車両10と被牽引車両12の連結角度θと、牽引車両10の操舵角と、牽引車両10のホイールベースの長さLVと、被牽引車両12のホイールベースの長さLTと、に基づいて算出される、牽引車両10および被牽引車両12の旋回中心位置G(釣合状態の場合、第一の旋回中心位置Ga=第二の旋回中心位置Gb)を用いて判定することができる。言い換えれば、牽引車両10と被牽引車両12とが連結角度θで釣合状態の場合、その状態に基づき被牽引車両12のホイールベースの長さLTを逆算することができる。なお、牽引車両10が被牽引車両12を一定の旋回半径で前進牽引している場合(従動牽引している場合)に、連結角度θで釣合状態となる牽引車両10と被牽引車両12との連結姿勢を容易に形成できる。
図9は、牽引車両10が旋回中心位置G(第一の旋回中心位置Ga)を中心として、旋回半径Rで前進走行(前進牽引)する場合をX-Z座標上で説明する図である。図9の場合、牽引車両10の後輪14RがX-Z座標の原点Oの位置に存在するものとし、牽引車両10の前輪14Fの舵角が、旋回半径Rで後輪14Rが旋回可能な角度に操舵されているものとする。前述したように、牽引車両10が一定の舵角を維持して前進走行(旋回走行)を継続すると、被牽引車両12は、牽引車両10に固定された牽引装置18を支点として牽引車両10の車両中心軸Mに対して連結角度θを維持した状態で、牽引車両10と同じ旋回中心位置G(Ga)を中心として従動走行する。なお、このとき、牽引車両10のホイールベースの長さLVと、後輪14Rの車軸の位置から牽引装置18までのヒッチ距離LCは牽引車両10の仕様書等に基づき既知であり、旋回半径Rは、牽引車両10の舵角センサ44の検出結果に基づき算出可能である。また、連結角度θは、牽引車両10の撮像部24が撮像した撮像画像データに基づき取得可能である。なお、旋回中心位置Gを中心として被牽引車両12が釣合状態で旋回している場合、被牽引車両12の第二の旋回中心位置Gbを通過する直線と連結中心軸Nとが直交する位置に被牽引車両12のトレーラ車輪22の車軸が存在する。したがって、まず、図9上で、牽引装置18を通過し、傾きが連結角度θの直線Aを示す情報(例えば、直線Aの式)を取得する。また、牽引車両10の舵角とホイールベースの長さLVとから第一の旋回中心位置Gaの座標が取得できる。この第一の旋回中心位置Ga(Ga=Gb)を通り、(π/2)-θの傾きの直線Bを示す情報(例えば、直線Bの式)を取得し、直線Aと直線Bの交点Sの情報(座標)が取得できる。そして、牽引装置18の座標と交点Sの座標から被牽引車両12のホイールベースの長さLTの長さを推定することができる。
支援要求取得部54dは、牽引支援システム100に対して、牽引車両10と被牽引車両12の釣合状態に関する釣合報知および釣合監視モードへの移行(牽引支援モードへの移行)が要求されているか否かを示す情報を取得する。釣合報知は、通常、牽引車両10に被牽引車両12が連結されている場合に実行される。したがって、支援要求取得部54dは、牽引車両10に現在、被牽引車両12が連結されているか否かを示す情報を取得する。支援要求取得部54dは、例えば、操作入力部30を介して、被牽引車両12の連結の有無を受け付けることができる。なお、牽引装置18に連結検出装置を設けて連結の有無を検出したり、撮像部24の撮像した撮像画像データに基づく画像の解析により連結の有無を判定したりしてもよい。支援要求取得部54dにより被牽引車両12が連結されていることを示す情報が取得された場合、諸元取得部54cは、モニタ装置32の表示装置26に諸元入力要求画面を表示させてもよい。例えば、被牽引車両12のホイールベースの長さLTの入力を受ける画面を表示させてもよい。このとき、運転者によりホイールベースの長さLTが不明であることが入力された場合、諸元取得部54cは、上述したように、前進走行(前進牽引)により被牽引車両12のホイールベースの長さLTを推定して取得するようにしてもよい。また、牽引車両10と被牽引車両12とが釣合状態であるか否かが主として利用されるのは、被牽引車両12を連結した牽引車両10が後退走行する時である。したがって、支援要求取得部54dは、シフトセンサ46を介して変速操作部52が後退位置(Rレンジ)に移行したか否かを示す情報を取得してもよい。したがって、支援要求取得部54dは、被牽引車両12が連結され、かつ変速操作部52がRレンジに移行している場合に、牽引支援モードへの移行要求が成されたと見なしてもよい。
また、支援要求取得部54dは、牽引車両10と被牽引車両12の連結角度θが「釣合状態」であり、かつ、運転者が釣合状態のまま牽引車両10(被牽引車両12)の操縦を行う意志が認められた場合に、「釣合監視モード」への移行要求がなされたと見なす。例えば、車輪速センサ48が検出した各車輪14の車輪速に基づく牽引車両10の速度を取得し、釣合状態のまま牽引車両10の走行を開始させた場合に釣合監視モードへの移行の意志が確認できたものとしてもよい。また、支援要求取得部54dは、操作入力部30等を介して、直接的に釣合監視モードへの移行の意志を示す信号を取得してもよい。
図5に戻り、監視部56は現在の牽引車両10の舵角で例えば後退させた場合に、被牽引車両12が釣合状態の連結角度θを維持した連結姿勢で後退可能か否かを判定するとともに、釣合状態が維持されているか否かを監視する釣合監視モードの実行の可否を制御する。これらの処理を実現するために監視部56は、例えば旋回中心位置算出部56a、釣合判定部56b、監視制御部56c等を備える。図9に示すように、X-Z座標上で、例えば牽引車両10の後輪14Rが原点Oに存在すると仮定する場合、牽引車両10のホイールベースの長さLVが分かれば、Z軸上で前輪14Fの位置が定まる。そして、現在の舵角の前輪14Fの車軸の延長線(直線C)とX軸との交点が牽引車両10の旋回中心位置G(第一の旋回中心位置Ga)になる。つまり、旋回中心位置算出部56aは、牽引車両10が現在の舵角で走行する場合に、牽引車両10の舵角とホイールベースの長さLVとに基づき、牽引車両10の第一の旋回中心位置Gaを取得することができる。また、被牽引車両12の場合、牽引装置18の位置と連結角度θと被牽引車両12のホイールベースの長さLTが分かれば、被牽引車両12のトレーラ車輪22の位置がX-Z座標上で定まる。被牽引車両12の旋回中心位置は、トレーラ車輪22の車軸の延長線(直線B)上に存在し、X軸との交点が被牽引車両12の旋回中心位置G(第二の旋回中心位置Gb)になる。つまり、旋回中心位置算出部56aは、牽引車両10と被牽引車両12の連結角度θと被牽引車両12のホイールベースの長さLTとに基づき、被牽引車両12の第二の旋回中心位置Gbを取得することができる。
釣合判定部56bは、牽引車両10と被牽引車両12とが直列状態の場合(例えば連結角度取得部54aの取得する連結角度θ=0°±2°)の場合に、牽引装置18で連結された牽引車両10と被牽引車両12とは「釣合状態」であると判定する。また、釣合判定部56bは、図10に例示するように、旋回中心位置算出部56aが算出した第一の旋回中心位置Gaと第二の旋回中心位置Gbが同じ位置の場合(同じ座標の場合)、または、実質的に同じ位置と見なせる場合、牽引装置18で連結された牽引車両10と被牽引車両12とは釣合状態であると判定する。つまり、釣合判定部56bは、牽引車両10を現在の舵角で後退させた場合に、被牽引車両12が現在の連結角度θを維持した連結姿勢で後退可能であると判定する。
逆に、図11に例示するように、旋回中心位置算出部56aが算出した第一の旋回中心位置Gaと第二の旋回中心位置Gbが異なる場合、釣合判定部56bは、牽引装置18で連結された牽引車両10と被牽引車両12とは非釣合状態であると判定する。図11に例示されるように、被牽引車両12の第二の旋回中心位置Gbは、連結角度θと被牽引車両12のホイールベースの長さLTで定まる。一方、牽引車両10は操舵部42の操舵により舵角を自由に変化させることができる。つまり、第一の旋回中心位置Gaを変化させることができる。例えば、操舵部42を図10の状態から、さらに右(時計回り方向)に回転させた場合、牽引車両10は図10の場合より小さい旋回半径で旋回する。すなわち、牽引車両10の第一の旋回中心位置Gaは、図11のX軸上を図中左に移動して、例えば第一の旋回中心位置Ga1となる。逆に操舵部42を図10の状態から、さらに左(反時計回り方向)に回転させた場合、牽引車両10は図10の場合より大きな旋回半径で旋回する。すなわち、牽引車両10の第一の旋回中心位置Gaは、図11のX軸上を図中右に移動して、例えば第一の旋回中心位置Ga2となる。牽引車両10を第一の旋回中心位置Ga1で旋回するように後退させた場合、被牽引車両12は、現在の連結角度θが小さくなる方向Taに連結姿勢を変化させながら後退する。この場合、釣合判定部56bは、被牽引車両12が現在の連結角度θを維持した連結姿勢で後退できないと判定する。また、牽引車両10を第一の旋回中心位置Ga2で旋回するように後退させた場合、被牽引車両12は、現在の連結角度θが大きくなる方向Tbに連結姿勢を変化させながら後退する。この場合も釣合判定部56bは、被牽引車両12が現在の連結角度θを維持した連結姿勢で後退できないと判定する。
したがって、牽引車両10と被牽引車両12とが連結角度θで連結されている場合、牽引車両10の舵角を調整することにより、牽引車両10と被牽引車両12とが釣合状態となるようにすることができる。つまり、牽引車両10の後退に伴う被牽引車両12の挙動を認識しやすい状態を操舵部42の操舵によって選択することができる。
監視制御部56cは、釣合判定部56bの判定結果に基づき、現在の牽引車両10と被牽引車両12の関係が釣合状態であり、かつ釣合状態を維持したままで牽引車両10の操縦を意図することを示す信号を支援要求取得部54dから取得した場合、釣合状態が継続しているか否かを監視する釣合監視制御を実行する。例えば、釣合状態であると判定された後、釣合状態からの舵角の変化が例えば5°未満であり、牽引車両10の車速が0km/hではなくなった場合(走行が開始された場合)に、釣合監視開始条件が満たされたと見なして、監視制御部56cは、釣合監視モードに移行する。また、別の例では、支援要求取得部54dにおいて、運転者等が操作入力部30を介して釣合監視開始操作(監視スイッチのON等)を行ったことを示す信号を取得した場合、監視制御部56cは、釣合監視開始条件が満たされたと見なして、釣合監視モードに移行する。このように釣合監視開始条件を設けることにより、例えば、釣合状態の継続的な監視を望まない場合、例えば、単に操舵部42を転舵している場合に、釣合監視モードに移行して各種報知が実行されてしまうことを回避できる。一方、釣合監視開始後に釣合監視終了条件が成立した場合に、監視制御部56cは、釣合監視終了する。例えば、釣合監視開始後に、操舵部42が転舵されて牽引車両10の舵角と現在の舵角との差分が、第1基準値(例えば15°)以上になった場合、運転者が釣合状態を放棄し牽引車両10(被牽引車両12)の進行方向を意図的に変化させていると見なし、監視制御部56cは、釣合監視を終了させる。
ところで、被牽引車両12は、従動車両であるため、運転者が操舵角(舵角)を一定に保っていたとしても路面状態の影響を受けやすく、路面の凹凸状態や路面の摩擦係数の変動等が原因で、姿勢を崩し旋回し始める場合がある。同様に、横風等を受けた場合も被牽引車両12は牽引車両10に比べて姿勢を崩しやすく旋回し始める場合がある。このような場合、監視制御部56cは、釣合監視を終了するか継続するかの判定を行う。例えば、釣合監視開始後に、操舵部42の転舵状態(釣合状態が成立したときの舵角と現在の舵角との差分)が維持(第1基準値=15°未満に維持)されているものの、牽引車両10と被牽引車両12とが釣合状態時の連結角度θと現在の連結角度θの差分が第2基準値(例えば10°)以上に変化したとする。この場合、監視制御部56cは、被牽引車両12が旋回し出しているにも拘わらず運転者が舵角の修正操作を行わず、釣合状態を維持する意志がないと判定して釣合監視を終了させる。一方、操舵部42の転舵状態が釣合状態のまま維持(第1基準値=15°未満に維持)され、牽引車両10と被牽引車両12との釣合状態時の連結角度θと現在の連結角度θの差分が第2基準値未満の場合には、現状を維持する意志、つまり釣合状態を継続させる意志があると判定し、監視制御部56cは、釣合状態に早期に復帰できるように釣合監視を継続する。なお、監視制御部56cは支援要求取得部54dを介して運転者の釣合監視モードの終了要求を受けた場合には、釣合監視を終了させることができる。
表示処理部58は、表示装置26の画面26aを通常画面(例えばナビゲーション画面やオーディオ画面)から図12に示すような牽引支援モード時の牽引支援画面に切り替える。また、表示処理部58は、牽引支援モードの終了時には、画面26aを通常画面に復帰させる。表示処理部58は、表示装置26や表示装置34の表示内容に関する処理を実行するための実画像処理部58a、俯瞰画像処理部58b等を含む。表示処理部58は、牽引支援モードの実行時に、例えば、図12に示すように、牽引車両10と被牽引車両12との連結状態をより把握しやすくするために、牽引車両10と被牽引車両12の連結部を示す実画像P1と俯瞰画像P2を一画面(画面26a)に表示することができる。
実画像処理部58aは、例えば、撮像部24が撮像した撮像画像データに基づき表示装置26の画面26a上に表示する実画像P1を生成する。図12に示す実画像P1には、一例として、牽引車両10の後端部のリヤバンパ16や牽引装置18および被牽引車両12の先端部や連結部材20、カプラ20a等が含まれる。
俯瞰画像P2は、牽引車両10と被牽引車両12とを俯瞰した画像であり、俯瞰画像処理部58bは、例えば、予めROM40bやSSD40dに記憶された牽引車両10の俯瞰形状を示す牽引車両画像10pと被牽引車両12の俯瞰形状を示す被牽引車両画像12pとを読み出す。そして、俯瞰画像処理部58bは、連結角度取得部54aが取得する連結角度θに基づいて、実際の連結状態に対応する連結角度θの連結部材画像20pで連結された牽引車両画像10pと被牽引車両画像12pを表示する俯瞰画像P2を生成する。牽引車両10には、種々の仕様の被牽引車両12が連結可能である。そこで、被牽引車両画像12pを俯瞰画像P2に表示する場合、俯瞰画像処理部58bは、諸元取得部54cが取得する被牽引車両12のホイールベースの長さLTと、連結角度取得部54aが取得する連結角度θとに基づき、簡易的に被牽引車両12の俯瞰形状を示す被牽引車両画像12pを生成することができる。牽引車両画像10pと被牽引車両画像12pとは、連結角度θに基づいて連結部材画像20pによって接続される。この場合、被牽引車両画像12pのホイールベースの長さLTより後の長さ、つまり、トレーラ車輪画像22pより後ろ側の長さ等の情報は取得(推定)できないので、被牽引車両画像12pのトレーラ車輪画像22pより後は、例えば、徐々に背景色と同化させるようなグラデーション処理GRを行うようにして、不正確な情報の表示を回避することができる。
このように、牽引車両10と被牽引車両12の連結部周辺を示す実画像P1と、牽引車両画像10pと被牽引車両画像12pを示す俯瞰画像P2を一画面に表示することにより、牽引車両10と被牽引車両12の連結状態(連結角度θ)を客観的に提示することが可能になる。その結果、運転者が被牽引車両12の角度(姿勢)を把握しやすくなるとともに、被牽引車両12の角度をコントロールする際に、被牽引車両12を左右どちらに移動させたらよいか、左右どちらに操舵すればよいか等の判断をさせやすくすることができる。なお、図12の例では、被牽引車両画像12pをグラデーション処理GRした例を示したが、例えば、被牽引車両画像12pの表示をトレーラ車輪画像22pまでとしてもよい。また、より省略した態様として、被牽引車両画像12pの前端部のみを示すようにしてもよい。逆に、グラデーション処理GRを施さない、所定形状の被牽引車両画像12pを表示するようにしてもよいし、諸元を入力させる場合に、被牽引車両12の全長等のより詳細な情報を入力させて、全体を示す被牽引車両画像12pを生成するようにしてもよい。なお、牽引車両10や被牽引車両12が周囲状況を撮像する撮像部を複数備える場合、複数の撮像画像データを合成して牽引車両10や被牽引車両12の周囲を示す周辺俯瞰画像を生成してもよい。そして、生成した周辺俯瞰画像に牽引車両画像10pおよび被牽引車両画像12pを重畳表示するようにしてもよい。この場合、俯瞰画像P2は、牽引車両画像10pや被牽引車両画像12pの周辺に存在する物体(例えば、他車両)との位置関係をさらに理解させやすい状態で表示することが可能になる。
なお、図12の例では、表示装置26上で実画像P1の表示領域を俯瞰画像P2の表示領域より大きくする例を示したが、俯瞰画像P2を実画像P1より大きく表示してもよい。この場合、牽引車両10と被牽引車両12の連結関係をより認識させやすい表示にできる。また、実画像P1を表示装置26に表示し、俯瞰画像P2を表示装置34に表示するようにしてもよい。この場合、実画像P1の表示領域を広く確保することが可能になり、実画像P1の視認性の向上ができる。
報知部60は、監視部56の処理結果に基づき、牽引車両10と被牽引車両12との連結状態が釣合状態であるか否か等の情報をアイコンやマーク等による視覚的報知や音声による聴覚的報知を実行する。この処理を実現するために報知部60は、例えば指標制御部60a、表示態様制御部60b、音声態様制御部60c等のモジュールを備える。
指標制御部60aは、連結角度取得部54aが取得した連結角度θや釣合判定部56bの判定結果に基づき、現在の状態を示すアイコンやマーク等を例えばROM40bやSSD40d等の記憶装置から読出し、例えば俯瞰画像P2に表示する。図13~図15には、一例として、牽引車両10と被牽引車両12との連結状態が「釣合状態」の場合に表示される釣合アイコン62が示されている。釣合アイコン62は、例えば、牽引車両10に対応するトラクタアイコン62aと、被牽引車両12に対応するトレーラアイコン62bで構成することが可能で、「釣合状態」のときに例えば、点灯表示される。図13に示される釣合アイコン62は、トラクタアイコン62aとトレーラアイコン62bとが連結角度≒0で、ほぼ真っ直ぐ(直列状態)で釣合状態のときに表示されるアイコンである。図14に示される釣合アイコン62は、牽引車両10に対して被牽引車両12が右旋回して「釣合状態」になった場合に表示されるアイコンで、トラクタアイコン62aに対してトレーラアイコン62bが右方向に傾いている。同様に、図15に示される釣合アイコン62は、牽引車両10に対して被牽引車両12が左旋回して「釣合状態」になった場合に表示されるアイコンで、トラクタアイコン62aに対してトレーラアイコン62bが左方向に傾いている。これらの釣合アイコン62は一例であり、例えば、図13に示す直列状態の釣合アイコン62のみを用いて、例えば、トラクタアイコン62aやトレーラアイコン62bに、釣合アイコン62が異なるアイコンであることを示すマークを付すようにしてもよい。例えば、図13に示すような「直列状態」の釣合の場合は、トレーラアイコン62bにマーク「S」を重畳する。また、図14に示すような「右旋回状態」の釣合の場合はトレーラアイコン62bにマーク「R」を重畳し、図15に示すような「左旋回状態」の釣合の場合はトレーラアイコン62bにマーク「L」を重畳するようにしてもよい。釣合アイコン62は、図16に示されるように、例えば表示装置26の俯瞰画像P2の一部(例えば右上)に表示することができる。
なお、図14や図15の例では、釣合状態となったときの牽引車両10と被牽引車両12の連結角度θに拘わらず一定の傾きのアイコンを表示する例を示した。別の実施形態では、連結角度取得部54aが取得した連結角度θに対応する傾きのトレーラアイコン62bを含む釣合アイコン62を読み出してきたり、連結角度θに対応する傾きで表示されるトレーラアイコン62bとトラクタアイコン62aが組み合わされた釣合アイコン62を生成したりしてもよい。
また、指標制御部60aは、牽引車両10と被牽引車両12とが釣合状態の場合に、図16に示すように、釣合状態であることをより強調するような釣合マーク64を表示するようにしてもよい。釣合マーク64は、例えば、牽引車両画像10pおよび被牽引車両画像12pの右側面に沿う線状のマークおよび牽引車両画像10pおよび被牽引車両画像12pの左側面に沿う線状のマークで構成することができる。図16の場合、牽引車両10と被牽引車両12とが釣合状態になった場合に、破線態様の釣合マーク64が俯瞰画像P2に表示される例である。また、図17は、牽引車両10に対して被牽引車両12が右に旋回した姿勢で釣合状態が成立した場合に表示される釣合マーク64が俯瞰画像P2に表示される例を示している。この場合、釣合マーク64は、牽引車両10と被牽引車両12との連結姿勢に対応して右方向に湾曲(または屈曲)した態様で表示される。牽引車両画像10pおよび被牽引車両画像12pの側面に表示される釣合マーク64を視認することにより現在の牽引車両10と被牽引車両12との連結状態が「釣合状態」であることを運転者に認識させやすくすることができる。
なお、指標制御部60aは、図16、図17に示すように、釣合マーク64を実画像P1において、牽引車両10および被牽引車両12の側面に沿って重畳表示するようにしてもよい。この場合、「釣合状態」であることを運転者により認識させやすくすることができる。なお、図16、図17では、釣合マーク64を牽引車両画像10p(牽引車両10)および被牽引車両画像12p(被牽引車両12)の左右側面に沿って二本表示する例を示している。他の実施形態では、牽引車両画像10p(牽引車両10)の前後方向に延びる車両中央線および被牽引車両画像12p(被牽引車両12)の前後方向に延びる車両中央線に沿って、一本表示するようにしてもよい。この場合、画面26aの表示内容がシンプル化され、視認性の向上に寄与することができる。
表示態様制御部60bは、指標制御部60aが表示する釣合アイコン62や釣合マーク64の表示態様を釣合判定部56bの判定結果に基づいて変化させる。例えば、釣合アイコン62に対しては、「釣合状態」になった場合、図16、図17に示すように表示態様を点灯表示とする。また、「釣合監視モード」に移行した場合は、図18に示すように、釣合アイコン62を点滅表示とする。また、別の実施形態では、表示態様制御部60bは、釣合状態になった場合と、「釣合監視モード」に移行したときとで、釣合アイコン62の表示色を異ならせたり、輝度を異ならせたりしてもよい。
また、表示態様制御部60bは、釣合マーク64について、釣合状態になった場合に、釣合マーク64を点灯表示し、さらに、釣合状態であることを強調するように、例えば、釣合マーク64に沿って輝点64aが移動する(流れる)ように表示態様を変化させてもよい。輝点64aは一方向(例えば後方)に移動し、釣合マーク64の終端に移動したら始点から移動を再開するようにしてもよい。輝点64aは、各釣合マーク64に対して一個でもよいし、一定の間隔で複数個が表示されてもよい。「釣合状態」であるか否かは、実際に牽引車両10および被牽引車両12を後退走行させて、被牽引車両12の挙動を確認しないと分からない場合がある。一方、上述したように、輝点64aが移動することで、現在「釣合状態」中であることを直感的に運転者に認識させやすくなる。なお、図16~図18の表示例の場合、実画像P1にも釣合マーク64および輝点64aが表示される例を示しているが、釣合マーク64や輝点64aの表示の有無は、運転者が操作入力部30等を用いて選択できるようにしてもよい。釣合マーク64や輝点64aを非表示とすることで、実画像P1の表示内容を釣合マーク64や輝点64aを表示する場合に比べてシンプル化することが可能になり、周囲状況の視認性を向上することができる。
上述した例の場合、表示態様制御部60bは、釣合状態になったときに釣合マーク64を表示した。別の実施形態において、表示態様制御部60bは、図19に示すように、牽引車両10と被牽引車両12とが、釣合状態でないときに「直列状態」になった場合に、「釣合状態」になったときとは別の表示態様で直列マーク64bを表示する「直列報知」を実行してもよい。例えば、表示態様制御部60bは、「釣合状態」であることを示す場合、釣合マーク64の表示色を「緑」とし、直列状態であることを示す場合、線状(破線態様)の直列マーク64bの表示色を「青」として区別する。釣合状態でないときに、牽引車両10に対して被牽引車両12が直列状態であることを報知することにより、例えば、被牽引車両12を駐車スペース等、所定のスペースに移動させる場合、被牽引車両12に対して牽引車両10が真っ直ぐであることを直感的に認識させやすく、さらに、その状態から牽引車両10をどのように移動させたらよいか検討させやすくすることができる。なお、表示態様制御部60bは、「直列報知」中に「釣合状態」が成立した場合、直列マーク64bから釣合マーク64に表示を変えてもよいし、直列マーク64bと釣合マーク64を交互に表示するようにしてもよいし、異なる表示色で表示してもよい。また、表示態様制御部60bは、「直列報知」や「釣合状態」を異なる線種等で表示して区別するようにしてもよい。なお、直列マーク64bが表示される場合には、釣合アイコン62や輝点64aは、非表示となる。
音声態様制御部60cは、釣合判定部56bの判定結果や監視制御部56cの釣合監視モードの移行の有無に応じて、報知音を変化させる。例えば、音声態様制御部60cは、状況に応じて出力するビープ音の種類を変化させる。「釣合状態」が成立した場合には、例えば、「ピッ」のようなシンプルな短音を出力させる。また、「釣合監視モード」に移行した場合には、「ポーン」のような強調音とする。また、「釣合監視モード」が終了した場合には、「ピーッ」のように、長音を出力して注意喚起する。また、「釣合監視モード」は継続されるが、釣合状態が崩れて釣合を復帰させるように注意喚起する場合には、「ピピッ」のような警告音を出力させる。なお、音声態様制御部60cが出力させる音は、これに限らず、各状況の変化が認識できればよく、適宜設定可能である。設定の変更は、例えば操作入力部30を介して行うことができる。また、音声態様制御部60cは、ビープ音による報知に代えて、または加えて、そのときの状況を通知する音声メッセージを出力させるようにしてもよい。
上述のように構成される牽引支援装置(牽引支援システム100)による報知処理の詳細を図20、図21のフローチャートに基づいて説明する。なお、図20は処理の前半部分を説明するフローチャートであり、図21は、処理の後半部分を説明するフローチャートである。
まず、支援要求取得部54dは、「釣合報知」や「釣合監視モード」を実行する牽引支援の実行要求が成されているか否かの確認を行う(S100)。例えば、操作入力部30を介した牽引支援(牽引支援モード)の実行要求が成された場合(S100のYes)、諸元取得部54cは、牽引車両10および被牽引車両12の各諸元の取得を行う(S102)。例えば、牽引車両10のホイールベースの長さLVや被牽引車両12のホイールベースの長さLTの取得を行う。ホイールベースの長さLTは、例えば操作入力部30を介して運転者が入力する値を用いてもよいし、図9で説明したように牽引車両10と被牽引車両12とが連結角度θで連結された状態で前進の旋回走行を行う際に推定してもよい。また、諸元取得部54cは、例えば、ROM40bやSSD40dから予め記憶された牽引車両10のホイールベースの長さLV、ヒッチ距離LC等を取得する。なお、牽引支援システム100の場合、前述したように撮像部24やその他センサ等により被牽引車両12の連結の有無が検出できる。このとき、被牽引車両12の連結が検出されない場合、支援要求取得部54dは、操作入力部30を介して牽引支援(牽引支援モード)の実行要求が成された場合でも、その要求を無効としてこのフローを一旦終了してもよい。
S100およびS102の処理は、牽引車両10に被牽引車両12が連結されたとき、例えば、牽引車両10の走行開始前に行われるものとしてもよい。
前述したように、牽引車両10と被牽引車両12とが釣合状態にあるか否かの情報は、被牽引車両12が連結された牽引車両10が後退走行する場合に有効である。CPU40aは、支援要求取得部54dを介して後退走行レンジ(Rレンジ)に移行していることを示す情報を取得している場合(S104のYes)、連結角度取得部54aを介して牽引車両10と被牽引車両12との連結角度θを取得する(S106)。連結角度取得部54aは、例えば、撮像部24が撮像した撮像画像データに基づく画像を画像処理することで連結角度θを取得する。また、表示処理部58は、表示装置26の画面26aを通常画面である、例えばナビゲーション画面やオーディオ画面から図12に示すような牽引支援モード時の牽引支援画面に切り替える。この時点で、牽引車両10と被牽引車両12とが直列姿勢(例えば、直列状態:連結角度θ=0°±2°)の場合(S108のYes)、指標制御部60aは、ROM40b等から直列マーク64bを表示するための表示データを読出し、表示制御部40eを介して図19に示すように、俯瞰画像P2に重畳表示させて、直列報知を実行させる(S110)。なお、前述したように、直列マーク64bと釣合マーク64との形状は実質的に同じとすることができるので、表示態様制御部60bは、直列マーク64b用の表示態様、例えば、表示色を「青」とする処理を行う。また、音声態様制御部60cは、音声制御部40fを介して「直列状態」であることを示す報知音、例えば、「ポンッ」等を出力するようにしてもよい。なお、S108において、直列状態ではない場合(S108のNo)、S110の処理をスキップする。
続いて、舵角取得部54bは、牽引車両10の現在の舵角を舵角センサ44から取得する(S112)。そして、釣合判定部56bは、現在、牽引車両10と被牽引車両12とが釣合状態であるか否かを判定する(S114)。つまり、牽引車両10の現在の舵角が被牽引車両12の現在の連結姿勢(連結角度θ)を維持した状態で後退を可能にする釣合舵角か連結姿勢での後退が不可となる非釣合舵角かを判定する。具体的には、旋回中心位置算出部56aは、牽引車両10の第一の旋回中心位置Gaを牽引車両10のホイールベースの長さLVおよび現在の舵角に基づき算出し、被牽引車両12の第二の旋回中心位置Gbを被牽引車両12のホイールベースの長さLTおよび連結角度θに基づき算出する。そして、釣合判定部56bは、第一の旋回中心位置Gaと第二の旋回中心位置Gbとが一致しているか否かに基づき釣合状態を判定する。牽引車両10と被牽引車両12とが釣合状態の場合、すなわち、第一の旋回中心位置Gaと第二の旋回中心位置Gbとが一致している場合(S114のYes)、報知部60は「釣合報知」を実行する(S116)。なお、釣合判定部56bは、牽引車両10と被牽引車両12とが直列状態であり、かつ舵角が実質的に中立位置の場合(舵角≒0°)の場合も、「釣合状態」が成立したと判定して、報知部60は「釣合報知」を実行する。例えば、指標制御部60aは、連結角度取得部54aが取得した現在の連結角度θに基づき、ROM40bから連結状態に対応する釣合アイコン62の表示データを読出す。また、表示態様制御部60bは、釣合マーク64を表示するための表示データをROM40bから読出す。そして、釣合アイコン62および釣合マーク64を俯瞰画像処理部58bおよび表示制御部40eを介して図16または図17に示すように俯瞰画像P2に表示する。また、表示態様制御部60bは、釣合マーク64に対して輝点64aが移動するように表示態様を変化させる。さらに、音声態様制御部60cは「釣合状態」になったことを示す報知音、例えば「ピッ」を音声制御部40fを介して出力させる。
釣合状態の場合、監視制御部56cは、現在の制御状態(制御モード)が釣合監視状態(釣合監視モード移行済み)であるかを確認し(S118)、釣合監視状態ではなく(S118のNo)、釣合監視開始条件が成立した場合(S120のYes)、釣合監視モードに移行させる(S122)。監視制御部56cは、例えば、釣合状態であると判定された後、釣合状態からの舵角の変化(差分)が例えば5°未満であり、牽引車両10の車速が0km/hではなくなった場合(走行が開始された場合)に、釣合監視開始条件が満たされたと見なして、釣合監視モードに移行する。また、別の例では、運転者等により操作入力部30を介して釣合監視開始操作(監視スイッチのON等)が行われた場合に釣合監視開始条件が満たされたと見なして、監視制御部56cは、釣合監視モードに移行してもよい。そして、報知部60は、釣合監視報知を実行する(S124)。例えば、表示態様制御部60bは、釣合状態が成立したときに表示させた釣合アイコン62の表示態様を変化させる。例えば、釣合アイコン62の表示を点灯状態から点滅状態に変化させたり、表示色を変化させたり、輝度や透過度を変化させたりする。また、音声態様制御部60cは、「釣合監視モード」に移行したことを示す報知音、例えば「ポーン」を音声制御部40fを介して出力させる。このように、報知部60が報知態様を変化させることにより、運転者は、釣合監視モードへ移行したことを認識しやすくなり、それ以降、牽引支援システム100の次のアクションが生じるまで、表示装置26等を注視する必要性が軽減し、牽引車両10の操作や周囲の状況把握に集中させやすくなる。なお、S118において、既に釣合監視状態(釣合監視モード)に移行済みの場合(S118のYes)、S120~S124の処理をスキップする。
続いて、釣合監視モードに移行中に操舵部42が転舵され、牽引車両10の舵角の変動角α(釣合状態成立時の舵角と現在の舵角の差分)が、釣合状態成立時の舵角を基準にして第1基準値(例えば15°)以上になった場合(S126のYes)、監視制御部56cは、運転者が釣合状態を放棄し牽引車両10(被牽引車両12)の進行方向を意図的に変化させていると見なす。そして、監視制御部56cは、釣合監視を終了させる釣合監視モード終了信号を出力する(S128)。また、報知部60は、釣合監視モード終了報知を実行する(S130)。例えば、表示態様制御部60bは、俯瞰画像P2に表示していた釣合アイコン62や釣合マーク64の表示態様を釣合監視モードを示す点滅状態から非釣合監視モードを示す点灯状態に変化させる。このとき、牽引車両10(被牽引車両12)が停止している場合、釣合状態は維持されている場合があるが、釣合監視モードは一旦終了させる。また、音声態様制御部60cは、釣合監視モードが終了したことを報知する報知音、例えば「ピーッ」を出力させる。このように、視覚的および聴覚的に釣合監視モードの終了を通知するため、運転者は、再度表示装置26を注視して牽引車両10や被牽引車両12の状況や周囲の状況の確認を行うことを意識しやすくなる。また、気づかないまま釣合監視モードが終了してしまうことを回避することができる。
なお、S126において、操舵部42の転舵状態が維持(変動角αが、第1基準値=15°未満に維持)されている場合(S126のNo)、牽引車両10と被牽引車両12との連結角度θの釣合状態成立後の変化(釣合状態成立時の連結角度θと現在の連結角度θの差分:変動角β)を確認する(S132)。例えば、変動角βが第2基準値(例えば10°)以上に変化した場合(S132のYes)、監視制御部56cは、被牽引車両12が顕著に旋回し出しているにも拘わらず運転者が舵角の修正操作を行わず、釣合状態を維持する意志がないと判定してS128の処理に移行する。つまり、釣合監視を終了させる。一方、変動角βが第2基準値(例えば10°)未満の場合(S132のNo)、釣合状態を放棄する意志があるわけではない、つまり、釣合状態を継続させる意志があると判定し、監視制御部56cは、釣合状態に早期に復帰できるように釣合監視を継続する。この場合、例えば報知部60は、操舵部42の転舵や一時的な牽引車両10(被牽引車両12)の停止を促すように非釣合警告報知を実行する(S134)。例えば、音声態様制御部60cは、非釣合警告報知として、音声制御部40fを介して警告音、例えば「ピピッ」等を出力させる。また、表示態様制御部60bは、釣合状態が崩れているまたは崩れかけていることを示すように、釣合アイコン62や釣合マーク64の表示態様を変更してもよい。例えば、表示色を「黄」等にして注意喚起してもよい。また、牽引車両画像10pや被牽引車両画像12pの表示態様を変化させてもよい。例えば、点滅表示にしたり、表示色を変化させたりしてもよい。
監視制御部56cは、釣合監視モード終了信号を出力済みの場合(S136のYes)、牽引支援を終了させる(S138)。例えば、表示処理部58は、表示装置26の表示状態を通常の表示状態、例えば、ナビゲーション画面やオーディオ画面に切り替える。なお、支援要求取得部54dが操作入力部30等を介して運転者の牽引支援終了を要求する要求信号を受け付けた場合も監視制御部56cは、釣合監視モード終了信号を出力し、牽引支援を終了させることができる。
S136において、監視制御部56cは、まだ釣合監視モード終了信号を出力していない場合(S136のNo)、S104に移行し、直列状態か否かや釣合状態か否か等の確認を含む釣合監視を継続して行う。また、S120において、釣合監視開始条件が満たされていない場合(S120のNo)および、S114で「釣合状態」が成立していない場合(S114のNo)、S136に移行して牽引支援を終了するか否かの判定処理を実行する。また、S104において、牽引支援の要求中に、支援要求取得部54dを介して変速操作部52(シフトレバー)が後退走行レンジ(Rレンジ)に移行していることを示すシフトセンサ46からの情報が取得できない場合(S104のNo)、S136に移行して牽引支援を終了するか否かの判定処理を実行する。なお、S100において、支援要求取得部54dが操作入力部30を介した「釣合報知」や「釣合監視モード」を実行する牽引支援の実行要求を受け付けていない場合、一旦このフローを終了する。
図20、図21に示すフローチャートは一例であり、牽引車両10と被牽引車両12とが釣合状態であるか否か、釣合監視モードに移行しているか否かを報知できればよく、処理ステップの入れ替えや増減等が適宜可能で、同様の効果を得ることができる。
このように、本実施形態の牽引支援システム100によれば、表示装置26に表示される釣合アイコン62や釣合マーク64、輝点64a等により、またそれに対応する報知音により、牽引車両10と被牽引車両12とが釣合状態であるか否かやその状態を監視する釣合監視モードに移行中であるかを運転者に直感的に認識させやすい。また、釣合監視モードに移行後は、釣合監視モードの終了が報知されるまでは、表示装置26等を注視する必要性が軽減し、牽引車両10の操作や周囲の状況把握に集中させやすくなる。
上述した実施形態においては、表示装置26の画面26aに釣合アイコン62や釣合マーク64等を表示する例を示したが、画面26aを用いず、LED等で構成されるインジケータ等を用いて牽引車両画像10p、被牽引車両画像12p、釣合アイコン62、釣合マーク64等に相当する表示を行ってもよく、同様の効果を得ることができる。上述した例では、報知の方法として、表示装置26を用いた視覚的報知や音声出力装置28を用いた聴覚的報知を用いた。別の例としては、操舵部42等の運転者が接触可能な部材を振動させることで報知してもよく、同様の効果を得ることができる。
本実施形態のCPU40aで実行される牽引支援プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD-ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD-R、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
さらに、牽引支援プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施形態で実行される牽引支援プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。
本発明の実施形態及び変形例を説明したが、これらの実施形態及び変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。