(57)【要約】    【課題】  駐車スペース前の通路幅が狭い場合にも自動的に駐車スペースに入車させることができる自動駐車制御装置を提供する。    【解決手段】  例えば車両進行方向の左側に駐車スペースがある場合に、車両を初期位置から前進させ、右転舵点ＰＲから操舵輪１が右方向へ転舵され、後退開始点ＰＢＳに達したときに車両が停止し、操舵輪１が左方向へ転舵されるとともに後退して駐車スペースへ入車するように制御が行われる。後退開始点ＰＢＳは、車両を駐車スペース方向へ後退させる場合において、通路右端に最も接近するフロントバンパの所定箇所がその障害物から所定距離以上離れて走行可能な位置として算出され（Ｓ１２）、右転舵点ＰＲは、後退開始点ＰＢＳから車両を駐車スペース方向へ後退させた場合に、車両のリアバンパの所定箇所が、駐車スペース入口の左端近傍の所定範囲ＲＰＸ内に入るように算出される（Ｓ８）。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の操舵輪を操舵する操舵手段と、
該操舵手段による操舵制御、前記車両を低速で前進または後退させる移動制御、及び前記車両を停止させる停止制御を行う操舵走行制御手段と、
所定の操作に応じて、前記車両の進行方向に対して側方に位置する駐車スペースと、該駐車スペースの位置を基準とした前記車両の初期位置とを認識する認識手段とを備え、
前記操舵走行制御手段は、前記初期位置から前記車両を前進させ、第１方向転舵位置から前記駐車スペースに対して反対方向へ前記車両を前進させるべく、前記操舵輪を第１の方向へ転舵し、前記車両が後退開始位置に達したときに停止させ、前記第１の方向と反対の第２の方向へ前記操舵輪を転舵するとともに前記車両を後退させて前記駐車スペースへ入車するように、前記操舵制御、移動制御及び停止制御を行う、車両の自動駐車制御装置であって、
前記進行方向に対して前記駐車スペースの反対側の側方に位置する障害物を検出する障害物検出手段と、
前記車両の位置を検出する位置検出手段とを有し、
前記操舵走行制御手段は、前記車両を前記駐車スペース方向へ後退させる場合において、前記障害物に最も接近する前記車両の第１所定箇所が前記障害物から所定距離以上離れて前記車両が走行可能な位置として、前記後退開始位置を算出する後退開始位置算出手段と、
前記後退開始位置から前記車両を前記駐車スペース方向へ後退させた場合において、前記車両の第２所定箇所と前記駐車スペースとの位置関係が所定の位置関係を満たす位置を、前記第１方向転舵位置として算出する転舵位置算出手段とを有することを特徴とする車両の自動駐車制御装置。
【請求項２】
前記操舵走行制御手段は、前記車両が前記初期位置から前記第１方向転舵位置まで前進するときに、前記車両と前記駐車スペースとの横方向の距離が近づくように前記操舵制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両の自動駐車制御装置。
【請求項３】
前記車両の後部に第２の障害物検出手段をさらに設け、前記第２の障害物検出手段が、前記車両の後退中に障害物を検出した場合は、前記操舵走行制御手段は、前記車両を停止させ、前記操舵手段を前記第１の方向に転舵して前記車両を前進させる切り返し動作を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の車両の自動駐車制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の自動駐車制御装置に関し、特に車両の進行方向に対して側方に位置する駐車スペースに駐車する際の運転操作を自動的に行うものに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両の操舵輪を制御して車庫入れを行う自動操舵装置が示されている。この装置によれば、記憶装置に予め記憶されている目標停車位置までの移動軌跡に基づいて、車両の移動距離に対する規範転舵角が設定され、実際の転舵角が規範転舵角と一致するように、操舵輪が制御され、車両の車庫入れが行われる。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１１４２７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の装置は、駐車スペース前の道（通路）幅に余裕があり、切り返しを必要としない場合のみ、自動操舵によって車庫入れを行うものであったため、道幅に余裕がない場合には切り返しを行って駐車スペースへ入車させることができる装置が望まれていた。
【０００５】
本発明はこの点に着目してなされたものであり、駐車スペース前の通路幅が狭い場合にも自動的に駐車スペースに入車させることができる自動駐車制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、車両の操舵輪（１）を操舵する操舵手段（３）と、該操舵手段（３）による操舵制御、前記車両を低速で前進または後退させる移動制御、及び前記車両を停止させる停止制御を行う操舵走行制御手段と、所定の操作に応じて、前記車両の進行方向に対して側方に位置する駐車スペース（１０１，１０２）と、該駐車スペースの位置を基準とした前記車両の初期位置とを認識する認識手段とを備え、前記操舵走行制御手段は、前記初期位置から前記車両を前進させ、第１方向転舵位置（ＰＲ）から前記駐車スペースに対して反対方向へ前記車両を前進させるべく、前記操舵輪（１）を第１の方向へ転舵し、前記車両が後退開始位置（ＰＢＳ）に達したときに停止させ、前記第１の方向と反対の第２の方向へ前記操舵輪（１）を転舵するとともに前記車両を後退させて前記駐車スペースへ入車するように、前記操舵制御、移動制御及び停止制御を行う、車両の自動駐車制御装置において、前記進行方向に対して前記駐車スペースの反対側の側方に位置する障害物を検出する障害物検出手段と、前記車両の位置を検出する位置検出手段とを有し、前記操舵走行制御手段は、前記車両を前記駐車スペース方向へ後退させる場合において、前記障害物に最も接近する前記車両の第１所定箇所（ｘfr，ｙfr）が前記障害物から所定距離（ＤＴＨ）以上離れて前記車両が走行可能な位置として、前記後退開始位置（ＰＢＳ）を算出する後退開始位置算出手段と、前記後退開始位置（ＰＢＳ）から前記車両を前記駐車スペース方向へ後退させた場合において、前記車両の第２所定箇所（ｘwl，ｙwl）と前記駐車スペースとの位置関係が所定の位置関係を満たす位置を、前記第１方向転舵位置（ＰＲ）として算出する転舵位置算出手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両の自動駐車制御装置において、前記操舵走行制御手段は、前記車両が前記初期位置から前記第１方向転舵位置（ＰＲ）まで前進するときに、前記車両と前記駐車スペースとの横方向の距離が近づくように前記操舵制御を行うことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の車両の自動駐車制御装置において、前記車両の後方の障害物を検出する第２の障害物検出手段をさらに設け、前記第２の障害物検出手段が、前記車両の後退中に障害物を検出した場合は、前記操舵走行制御手段は、前記車両を停止させ、前記操舵輪（１）を前記第１の方向に転舵して前記車両を前進させる切り返し動作を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、車両を初期位置から前進させ、第１方向転舵位置から操舵輪が第１の方向へ転舵され、車両は駐車スペースに対して反対方向へ前進する。そして後退開始位置に達したときに車両が停止し、操舵輪が第１の方向と反対の第２の方向へ転舵されるとともに後退して駐車スペースへ入車するように制御が行われる。前記後退開始位置は、車両を駐車スペース方向へ後退させる場合において、駐車スペースの反対側の側方に位置する障害物に最も接近する第１所定箇所がその障害物から所定距離以上離れて走行可能な位置として算出され、第１方向転舵位置は、前記後退開始位置から車両を駐車スペース方向へ後退させた場合において、車両の第２所定箇所と駐車スペースとの位置関係が所定の位置関係を満たす位置と算出される。したがって、車両の第１所定箇所を障害物に接触させることなく後退させて、車両の第２所定箇所と駐車スペースとの位置関係が所定の位置関係を満たす位置まで確実に移動させることができる。すなわち、後退時に駐車スペースの反対側にある障害物に接触することなく、確実に駐車スペースに入車させるか、あるいは切り返しが可能な位置まで移動させることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、車両が初期位置から第１方向転舵位置まで前進するときに、車両と駐車スペースとの横方向の距離が近づくように操舵制御が行われる。すなわち、第１の方向へ転舵する前に駐車スペース方向へ幅寄せが行われるので、車両の初期位置と駐車スペースとの横方向の距離が大きいときに、駐車スペース前の道路（通路）幅を有効に使い、入車完了までの切り返し回数を減らすことができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、車両の後退中に車両後方障害物を検出した場合は、車両を停止させ、第１の方向に転舵して車両を前進させる切り返し動作が行われるので、駐車スペース前の道路（通路）幅が狭い場合でも、確実に入車させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかる車両及びその操舵制御装置の構成を示す図である。この車両は操舵輪（ステアリングホイール）１、ステアリングシャフト２、ステアリングシャフト２を回転駆動する電動モータを有する転舵アクチュエータ３、ステアリングシャフト２の回転角度（操舵角）を検出する舵角センサ４、操舵制御を行う電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）５、及び図示しない内燃機関、自動変速機、アクセルペダル、ブレーキペダルなどを備えた自動車である。またＥＣＵ５には、ブレーキを作動させるブレーキアクチュエータ９及び自動変速機のシフトレバー位置を変更するシフトアクチュエータ１０が接続されている。この車両には、自動変速機のシフトレバー位置を検出するシフト位置センサ６が設けられ、また左右の後輪の近傍には、左車輪速ＶＷＬを検出する左車輪速センサ７及び右車輪速ＶＷＲを検出する右車輪速センサ８が設けられている。上記センサ４、６〜８の検出信号は、ＥＣＵ５に供給される。車両の走行速度ＶＰは、左車輪速ＶＷＬ及び右車輪速ＶＷＲの平均値として算出される。
【００１３】
この車両には、さらに車両の前方の画像を取得するビデオカメラ１１Ｆ、車両の後方の画像を取得するビデオカメラ１１Ｒ、車両の前方に向けられたレーダ１２Ｆ、車両の後方に向けられたレーダ１２Ｒ、及びソナー１３，１４，１５，１６が設けられている。ソナー１３，１４は、前進旋回走行時に最も外側の移動軌跡をたどる、フロントバンパの所定箇所の近傍に配置され、ソナー１５，１６は、前進旋回走行時に最も外側の移動軌跡をたどる、リアバンパの所定箇所の近傍に配置されている。
【００１４】
ＥＣＵ５は、入力回路、出力回路、ＣＰＵ、記憶回路などを備え、上記センサ、ビデオカメラ１１Ｆ、１１Ｒ、レーダ１２Ｆ、１２Ｒ、及びソナー１３〜１６から供給される信号に基づいて、車両の周囲の状況を認識し、転舵アクチュエータ３を介して操舵輪１による操舵制御を行うとともに、シフトアクチュエータ１０を介した車両の前進及び後退の切換制御（移動制御）、及びブレーキアクチュエータ９を介した車両の停止制御を行う。
【００１５】
図２は、本実施形態における車両の自動駐車制御の概要を説明するための図である。同図（ａ）は、境界線１０１及び１０２で区画された駐車スペースに車両を駐車させる際の、車両の軌跡（車両の２つの後輪の中心位置によって車両位置を代表させている）を示している。従来の自動駐車制御装置は、駐車スペースの前方の道路または通路（以下単に「通路」という）に十分な幅があることを前提として制御を行うものであり、破線Ｌ１で示すような軌跡を描いて駐車スペースへの入車が行われる。すなわち、前進しつつ右方向へ転舵し、停止し、後退しつつ左方向へ転舵して、車両を駐車スペースに入車させる制御が行われる。
【００１６】
これに対し本実施形態では、実線Ｌ２で示すように先ず駐車スペース方向へ幅寄せしつつ前進し、さらに右方向へ転舵し、停止し、後退しつつ左方向へ転舵し、必要であれば切り返しを行うことにより（図２には、楕円で囲んだ部分ＣＷで１度切り返しを行った例が示されている）、車両を入車させる制御を行う。これにより、駐車スペース前方の通路の幅が狭い場合でも駐車スペースに入車させることができる。
【００１７】
図２（ｂ）は、車両後退時に最も右方向に突出する部分である、フロントバンパの所定箇所の軌跡（図２（ａ）の軌跡に対応する軌跡）を示している。この図からも、駐車スペース前方の通路幅が狭くても入車可能であることが確認される。また、図６（ｂ）に示すように、車両後退時にはフロントバンパの所定箇所（右前端部）は、停止した状態から右方向に距離ＤＸＷだけ突出するので、以下に説明する自動駐車制御処理ではこの点を考慮した制御が行われる。
【００１８】
図３及び図４は、自動駐車制御処理の全体構成を示すフローチャートである。この処理はＥＣＵ５のＣＰＵで実行される。
ステップＳ１では、ビデオカメラ１１Ｆ及びレーダ１２Ｆにより、駐車スペース位置及び駐車スペース前方の通路幅を検出する。このとき例えば図５に示すような座標軸の設定を行う。すなわち、通路の駐車スペースがある側の端部をｙ軸とし、駐車スペースが通路に接する部分の中点を原点としてｘ軸を設定する。そして、通路幅をＬＩＭとすると、ｘ＝Ｌlimで示される直線を駐車スペースと反対側の端部として認識する。
【００１９】
ステップＳ２では、検出した駐車スペースの位置に応じて駐車方向を選択する。以下図５に示すように駐車スペースが車両進行方向の左側にある場合について処理内容を説明する。
【００２０】
ステップＳ３では、車両のｙ軸に対する傾き角θ及び車両の位置（Ｐx，Ｐy）を、ステップＳ１で設定した座標軸を用いて算出する。ステップＳ４では、図５（ａ）に示すように目標軌跡をｘ＝ｘｍの直線とし、ステップＳ５では、シフト位置ＳＰがＤレンジであるか否かを判別する。この答が否定（ＮＯ）であるときは、シフト位置ＳＰをＤレンジに変更し（ステップＳ６）、ステップＳ７に進む。ステップＳ５の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは直ちにステップＳ７に進む。
【００２１】
ステップＳ７では、図７に示す幅寄せ制御を実行し、続くステップＳ８では、図９及び図１０に示す右転舵点検出処理を実行する。幅寄せ制御では、車両の走行軌跡を直線状の目標軌跡に一致させるように操舵制御が行われる。また右転舵点検出処理では、右方向へ転舵を開始するのに最適な位置（以下「右転舵点」という）ＰＲが検出され、右転舵点ＰＲが検出されたとき、右転舵開始要求が行われる。
【００２２】
ステップＳ９では、右転舵開始要求が行われたか否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）であるときは、前記ステップＳ７に戻る。右転舵開始要求が行われると、図６（ａ）に示すように、目標軌跡を車両の右側に中心が位置する半径Ｒ（車両の最小回転半径）の旋回円ＣＲＬに設定し（ステップＳ１０）、図８に示す旋回制御を実行する（ステップＳ１１）とともに、図１１に示す後退開始点検出処理を実行する（ステップＳ１２）。旋回制御では、車両の走行軌跡が旋回円ＣＲＬと一致するように、操舵制御が行われ、後退開始点検出処理では、車両を停止させ、後退を開始する位置（以下「後退開始点」という）ＰＢＳが検出される。
【００２３】
ステップＳ１３では、後退開始点ＰＢＳが検出されたか否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）であるときは、ステップＳ１１に戻る。後退開始点ＰＢＳが検出されると、ステップＳ１４に進み、車両を停止させる。
【００２４】
続くステップＳ２１（図４）では、目標軌跡を車両の左側に中心が位置し、半径Ｒの旋回円ＣＲＬに設定し（図６（ｂ）参照）、ステップＳ２２ではシフト位置をＲ（後退）レンジに変更する。そして、図８の旋回制御を実行する（ステップＳ２３）。ステップＳ２４では、ソナー１５，１６及びレーダ１２Ｒにより、後方の障害物までの距離ＤＲＲＸ及びＤＲＬＸを検出する。ＤＲＲＸは、リアバンパの、ソナー１６が取り付けられている位置から障害物までの距離であり（以下「右後方距離」という）、ＤＲＬＸは、リアバンパの、ソナー１５が取り付けられている位置から障害物までの距離である（以下「左後方距離」という）。
【００２５】
ステップＳ２５では、傾き角θが−９０度に所定角度θＣ（例えば５度）を加算した角度より小さいか否かを判別する。この答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、切り返し無しで入車可能であるため、直ちにステップＳ３３に進み、目標軌跡をｙ＝０の直線に設定して、後退の幅寄せ制御に移行する（ステップＳ３４）。ステップＳ２５の答が否定（ＮＯ）であって、車両の傾き角θが比較的大きいときは、リアバンパ位置条件が成立するか否か判別する（ステップＳ２６）。リアバンパ位置条件は、以下の条件ＣＲ１）〜ＣＲ４）のいずれかが満たされるとき成立する。
【００２６】
ＣＲ１）ＤＲＲＸ≦ＤＴＨ
ＣＲ２）ＤＲＬＸ≦ＤＴＨ
ＣＲ３）ｙrr＜ｙpr＋Ｋ・Ｖ2・｜ｃｏｓθ｜
ＣＲ４）ｙrl＞ｙpl−Ｋ・Ｖ2・｜ｃｏｓθ｜
ここで、ＤＴＨは例えば０．１ｍに設定される所定距離、Ｋは例えば「０．０５」に設定される定数、Ｖは車速、ｙrrはリアバンパの右側所定位置（ソナー１６が設置されている位置）のｙ座標、ｙrlはリアバンパの左側所定位置（ソナー１５が設置されている位置）のｙ座標、ｙprは駐車スペース入口右端のｙ座標、ｙplは駐車スペース入口左端のｙ座標である(図１２、図５（ｂ）参照）。
【００２７】
ステップＳ２６の答が否定（ＮＯ）であるときは、ステップＳ２３に戻る。ステップＳ２６でリアバンパ位置条件が成立するときは、後方の障害物に接触する可能性が高いので、前進幅寄せ制御に移行すべくステップＳ２７に進み、目標軌跡をｙ＝０の直線、すなわちｘ軸に設定する。そしてシフト位置ＰＳをＤレンジに変更し（ステップＳ２８）、ステップＳ７と同様に幅寄せ制御を実行する（ステップＳ２９）。ステップＳ３０では、ソナー１３，１４及びレーダ１２Ｆにより、前方の障害物までの距離ＤＦＲＸ及びＤＦＬＸを検出する。ＤＦＲＸは、フロントバンパの、ソナー１４が取り付けられている位置から障害物までの距離であり（以下「右前方距離」という）、ＤＦＬＸは、フロントバンパの、ソナー１３が取り付けられている位置から障害物までの距離である（以下「左前方距離」という）。
【００２８】
ステップＳ３１では、フロントバンパ位置条件が成立するか否か判別する。フロントバンパ位置条件は、以下の条件ＣＦ１）〜ＣＦ５）のいずれかが満たされるとき成立する。
【００２９】
ＣＦ１）ＤＦＲＸ≦ＤＴＨ
ＣＦ２）ＤＦＬＸ≦ＤＴＨ
ＣＦ３）ｘfr＜Ｌlim−（ＫＡ＋Ｋ・Ｖ2・｜ｓｉｎθ｜）
ＣＦ４）ｘfc＜Ｌlim−（ＫＡ＋Ｋ・Ｖ2・｜ｓｉｎθ｜）
ＣＦ５）ｘfl＜Ｌlim−（ＫＡ＋Ｋ・Ｖ2・｜ｓｉｎθ｜）
ここで、ｘfr及びｘflは、それぞれフロントバンパの右側所定位置（ソナー１４が設置されている位置）のｘ座標、及びフロントバンパの左側所定位置（ソナー１３が設置されている位置）のｘ座標であり、ｘfcはフロントバンパの最先端部のｘ座標である（図１２参照）。ＫＡは、ソナー１３，１４の検出誤差及び車両位置（Ｐｘ， Ｐｙ）の算出誤差に応じて設定される定数であり、例えば０．２［ｍ］に設定される。
【００３０】
ステップＳ３１の答が否定（ＮＯ）であるときは、ステップＳ２９に戻る。
ステップＳ３１でフロントバンパ位置条件が成立するとき、すなわちフロントバンパが障害物（通路右端）に接触する可能性が高いときは、後退の幅寄せ制御に移行すべくステップＳ３２に進み、シフト位置ＰＳをＲレンジに変更するとともに、目標軌跡をｙ＝０の直線に設定する（ステップＳ３３）。ステップＳ３４では、図７の幅寄せ制御を実行する。ステップＳ３５では、ステップＳ２４と同様に右後方距離ＤＲＲＸ及び左後方距離ＤＲＬＸを検出し、ステップＳ３６では、ステップＳ２６と同様に、リアバンパ位置条件が成立するか否かを判別する。
【００３１】
ステップＳ３６の答が否定（ＮＯ）であるときは、車両の現在位置のｘ座標Ｐxが、車両の後輪からフロントバンパ先端までの長さ（以下「車両前部長さ」という）ＬＴＦ（図１２参照）に負号をつけた値以下であるか否かを判別する。この答が否定（ＮＯ）であるときは、ステップＳ３３に戻る。
【００３２】
ステップＳ３６で、リアバンパ位置条件が成立するとき、またはステップＳ３７で現在の車両位置のｘ座標Ｐxが−ＬＴＦ以下であるときは、ステップＳ３９に進み、車両の現在位置のｙ座標Ｐyの絶対値が、所定値ＤＰＹ（例えば０．１５ｍ）以下であり、かつ傾き角θに９０度を加算した値の絶対値が所定角度差ＤθＸ（例えば３度）以下であるか否かを判別する。この答が否定（ＮＯ）であるときは、ステップＳ２７に戻り、再度前進幅寄せ制御を行う。
【００３３】
最終的に、ステップＳ３９の答が肯定（ＹＥＳ）となると、駐車（入車）完了と判定し、本処理を終了する。
【００３４】
図７は、図３のステップＳ７，図４のステップＳ２９，及びステップＳ３４で実行される幅寄せ制御の手順を示すフローチャートである。
ステップＳ５１では、ブレーキ制御により車速ＶＰを４ｋｍ／ｈ以下に制御し、次いで車両の現在位置（Ｐx，Ｐy）及び傾き角θを算出する（ステップＳ５２）。この算出は、図１３を参照して説明する逐次演算法による。時刻ｔ０における車両の初期位置Ｐ０（ｘ０，ｙ０）及び初期傾き角θ０から、時間ΔＴ経過後の時刻ｔ１における車両位置Ｐ１（ｘ１，ｙ１）及び傾き角θ１は、以下のように算出することができる。
【００３５】
時間ΔＴにおける傾き角変化量ｄθ［ｄｅｇ］は、下記式（１）で与えられる。式（１）のｄＬＲ及びｄＬＬは、それぞれ右後輪移動距離及び左後輪移動距離であり、右車輪速ＶＷＲ及び左車輪速ＶＷＬに時間ΔＴを乗算することにより得られる。
【数１】
2008179345.tif 000003
したがって、傾き角θ１は下記式（２）で与えられる。
θ１＝θ０＋ｄθ                                          （２）
【００３６】
傾き角θ１を用いると、ｘ座標変化量ｄｘ及びｙ座標変化量ｄｙは、それぞれ式（３）及び（４）により算出される。
ｄｘ＝０．５・（ｄＬＲ＋ｄＬＬ）・（−ｓｉｎθ１）        （３）
ｄｙ＝０．５・（ｄＬＲ＋ｄＬＬ）・ｃｏｓθ１              （４）
【００３７】
よって、時刻ｔ１における車両位置Ｐ１の座標は、下記式（５）及び（６）により算出される。
ｘ１＝ｘ０＋ｄｘ                                          （５）
ｙ１＝ｙ０＋ｄｙ                                          （６）
【００３８】
したがって、初期位置Ｐ０（ｘ０，ｙ０）及び初期傾き角θ０を検出することにより、以後の車両位置（Ｐx，Ｐy）及び傾き角θを逐次算出することができる。
【００３９】
ステップＳ５３では、車両の走行軌跡が目標軌跡（直線）に一致するように、下記式（７）により目標操舵角ＴＡを算出する。目標操舵角ＴＡは、左方向へ転舵するとき正の値をとるように定義され、例えば−５２０度（−ＳＡmax）から５２０度（ＳＡmax）の範囲の値をとる。
ＴＡ＝Ａ・ｒ＋Ｂ・ｄθＳ                            （７）
【００４０】
ここでＡは正の所定値に設定される距離定数、Ｂは前進のとき正の所定値に設定され、後退のとき負の所定値に設定される角度定数、ｒは車両位置から目標軌跡までの距離に符号を付けた距離パラメータであり、目標軌跡が車両の左側にあるとき正の値をとり、右側にあるとき負の値をとる。図３のステップＳ７では、目標軌跡がｘ＝ｘmの直線であるので、距離パラメータｒは下記式（８ａ）により算出される。また、図４のステップＳ２９及びＳ３３では、ｙ＝０が目標軌跡であるので、距離パラメータは下記式（８ｂ）により算出される。
ｒ＝Ｐx−ｘm                                      （８ａ）
ｒ＝−Ｐy                                         （８ｂ）
【００４１】
また式（７）のｄθＳは、車両の傾き角θと、目標軌跡の傾き角θＬＴとの角度偏差（θＬＴ−θ）であり、図３のステップＳ７では、θＬＴ＝０であるので、ｄθＳ＝−θであり、図４のステップＳ２９及びＳ３３では、θＬＴ＝−９０であるので、ｄθＳ＝−９０−θである。
【００４２】
ステップＳ５４〜Ｓ５７では目標操舵角ＴＡのリミット処理を行う。すなわち、目標操舵角ＴＡが最大値ＳＡmaxより大きいときは、最大値ＳＡmaxに設定し（ステップＳ５４，Ｓ５５）、目標操舵角ＴＡが最小値−ＳＡmaxより小さいときは、最小値−ＳＡmaxに設定する（ステップＳ５６，Ｓ５７）。
【００４３】
ステップＳ５８では、目標操舵角ＴＡ及び現在の操舵角ＴＰに応じて、転舵アクチュエータ３に供給する電流値ＩＤを算出し、次いで電流値ＩＤを転舵アクチュエータ３に供給して転舵を行う（ステップＳ５９）。
【００４４】
図７の処理により、車両の走行軌跡が目標軌跡（直線）に一致するように操舵制御及び走行制御が行われる。
【００４５】
図８は、図３のステップＳ１１及び図４のステップＳ２３で実行される旋回制御の手順を示すフローチャートである。
ステップＳ７１，Ｓ７２，Ｓ７４〜Ｓ７９は、図７のステップＳ５１，Ｓ５２，Ｓ５４〜Ｓ５９と同一である。
【００４６】
ステップＳ７３では、車両の走行軌跡が目標軌跡（旋回円）に一致するように、下記式（９）により目標操舵角ＴＡを算出する。
ＴＡ＝Ａ・ｄＲ＋Ｂ・ｄθ＋ＴＡ０                    （９）
【００４７】
ここで、Ａ，Ｂは、式（７）の距離定数及び角度定数である。ｄＲは、図６（ａ）に示すように、車両位置（Ｐx，Ｐy）から旋回円ＣＲＬまでの距離を示す距離パラメータであり、車両位置と旋回円ＣＲＬの中心（ｃｘ，ｃｙ）とを結ぶ直線と、旋回円ＣＲＬとが交わる点における接線ＬＴＮが車両の左側にあるとき正の値をとり、右側にあるとき負の値をとる。距離パラメータｄＲの絶対値は、下記式（１０）で与えられる。またｄθは、ｙ軸に対する接線ＬＴＮの傾き角θ’から車両の傾き角θを減算することにより算出される角度偏差であり、下記式（１１）（１２）により算出される。ＴＡ０は半径Ｒで旋回走行するために必要な基本転舵角であり、左旋回の場合正の値をとり、右旋回の場合負の値をとり、絶対値は下記式（１３）で与えられる。
【数２】
2008179345.tif 000004
式（１３）において、ＬＢは後輪のトレッド、ＬＷＢはホイールベース（図１２参照）、Ｃは外輪転舵角ＴＷに対する操舵輪操舵角ＴＰの比（ＴＰ／ＴＷ）に設定される係数である。外輪転舵角ＴＷは、車両を旋回させるときに外側の軌跡をたどる方の前輪の転舵角である。係数Ｃは例えば１６．２に設定される。内輪転舵角（旋回時に内側の軌跡をたどる方の前輪転舵角）と操舵輪操舵角ＴＰとの関係は正確には線形ではないため、外輪転舵角ＴＷが適用される。
【００４８】
図８の処理により、車両の走行軌跡が目標軌跡（旋回円）に一致するように操舵制御及び走行制御が行われる。
【００４９】
図９及び図１０は、図３のステップＳ８で実行される右転舵点検出処理のフローチャートである。
ステップＳ９１では、下記式（２１）、（２２）により、目標軌跡とすべき第１旋回円ＣＲＬ１の中心座標（ｃｘ，ｃｙ）を算出する。さらに第１予測ｘ座標ｘcompを下記式（２３）により算出する（図１４（ａ）参照）。
ｃｘ＝Ｐx＋Ｒ・ｃｏｓθ                    （２１）
ｃｙ＝Ｐy＋Ｒ・ｓｉｎθ                    （２２）
ｘcomp＝ｃｘ−Ｒ                           （２３）
【００５０】
ステップＳ９２では、下記式（２４）により、第１予測ｘ座標ｘcompを所定変化量ｄｘcompだけ増加させる。
ｘcomp＝ｘcomp＋ｄｘcomp                    （２４）
【００５１】
ステップＳ９３では、下記式（２５）〜（２８）により、第１予測ｙ座標ｙcomp、第１予測傾き角θcomp、及び第２旋回円ＣＲＬ２の中心座標（ｃｘ２，ｃｙ２）を算出する（図１４（ｂ）参照）。
【数３】
2008179345.tif 000005
ｃｘ２＝２・ｘcomp−ｃｘ                    （２７）
ｃｙ２＝２・ｙcomp−ｃｙ                    （２８）
【００５２】
ステップＳ９２及びＳ９３により、車両の現在位置から第１旋回円ＣＲＬ１に沿って徐々に移動した場合の予測走行軌跡に対応する車両位置座標（ｘcomp，ｙcomp）及び傾き角θcompが算出される。
【００５３】
ステップＳ９４では、第２予測ｘ座標ｘcomp2を第１予測ｘ座標ｘcompに設定する。ステップＳ９５では、下記式（３１）により、第２予測ｘ座標ｘcomp2を所定変化量ｄｘcompだけ減少させる。
ｘcomp2＝ｘcomp2−ｄｘcomp2                    （３１）
【００５４】
ステップＳ９６では、下記式（３２）〜（３４）により、第２予測ｙ座標ｙcomp2、第２予測傾き角θcomp2、及び右前部予測ｘ座標ｘfrcompを算出する。
【数４】
2008179345.tif 000006
ｘfrcomp＝ｘcomp2＋０．５・ＬＢ・ｃｏｓθcomp2−ＬＴＦ・ｓｉｎθcomp2
（３４）
ここで、ＬＢ及びＬＴＦは、それぞれ後輪のトレッド及び車両前部長さである。
【００５５】
ステップＳ９５及びＳ９６により、車両を位置（ｘcomp，ｙcomp）から、図１４（ｂ）に示すように、座標（ｃｘ２，ｃｙ２）を中心とする第２旋回円ＣＲＬ２に沿って車両を後退させたときの、予測走行軌跡に対応する車両位置座標（ｘcomp2，ｙcomp2）、第２予測傾き角θcomp2、及び後退時に最もｘ座標が大きくなる（通路の右端（右側の障害物）に接近する）車両右前部の予測ｘ座標ｘfrcompが算出される。
【００５６】
ステップＳ９７では、右前部予測ｘ座標ｘfrcompが通路右端のｘ座標Ｌlimから所定距離ＤＴＨを減算した値以上であるか否かを判別する。この答が否定（ＮＯ）であるときは、右前部接近フラグＦlimを「０」に設定し（ステップＳ９９）、第２予測ｘ座標ｘcomp2が「０」以下であるか否かを判別する（ステップＳ１００）。最初はこの答は否定（ＮＯ）とり、ステップＳ９５に戻る。
【００５７】
ステップＳ９７の答が否定（ＮＯ）の状態のまま、第２予測ｘ座標ｘcomp2が「０」以下となると、ステップＳ１００からステップＳ１０１に進み、第１予測ｘ座標ｘcompが、通路右端ｘ座標Ｌlimから、車両長ＬＴ（図１２参照）に｜ｓｉｎθcomp｜を乗算した値を減算した値以上であるか否かを判別する。最初はこの答は否定（ＮＯ）となるので、ステップＳ９２に戻り、第１予測ｘ座標ｘcompを増加させて、同様の処理を実行する。
【００５８】
第１予測ｘ座標ｘcompが増加して、ステップＳ１０１の答が肯定（ＹＥＳ）となると、ステップＳ１０２に進む。また、ステップＳ９７の答が肯定（ＹＥＳ）、すなわち車両右前部が通路右端に接近すると予測されるときは、ステップＳ９８に進み、右前部接近ｘ座標ｘlim、右前部接近ｙ座標ｙlim、及び右前部接近傾き角θlimを、それぞれその時点の第１予測ｘ座標ｘcomp、第１予測ｙ座標ｙcomp、及び第１予測傾き角θcompに設定するとともに、右前部接近フラグＦlimを「１」に設定する。その後、ステップＳ１０２に進む。
【００５９】
ステップＳ１０２では、右前部接近フラグＦlimが「１」であるか否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）であるときは直ちに本処理を終了する。Ｆlim＝１であるときは、ステップＳ１０３（図１０）に進み、右前部接近フラグＦlimを「０」に戻し、第３予測ｘ座標ｘcomp3を右前部接近ｘ座標ｘlimに設定するとともに、下記式（３５）、（３６）により、第３旋回円ＣＲＬ３の中心座標（ｃｘ３，ｃｙ３）を算出する（図１５（ａ）参照）。
ｃｘ３＝２・ｘlim−ｃｘ                      （３５）
ｃｙ３＝２・ｙlim−ｃｙ                      （３６）
【００６０】
ステップＳ１０４では、下記式（４１）により、第３予測ｘ座標ｘcomp3を所定変化量ｄｘcomp3だけ減少させる。
ｘcomp3＝ｘcomp3−ｄｘcomp3                    （４１）
【００６１】
ステップＳ１０５では、下記式（４２）〜（４５）により、第３予測ｙ座標ｙcomp3、第３予測傾き角θcomp3、左後輪予測ｘ座標ｘwlcomp、及び左後輪予測ｙ座標ｙwlcompを算出する。
【数５】
2008179345.tif 000007
ｘwlcomp＝ｘcomp3−０．５・ＬＢ・ｃｏｓθcomp3          （４４）
ｙwlcomp＝ｙcomp3−０．５・ＬＢ・ｓｉｎθcomp3          （４５）
【００６２】
ステップＳ１０６では、左後輪予測ｘ座標ｘwlcompの絶対値が所定距離ＸＣ（例えば０．１ｍ）以下でかつ左後輪予測ｙ座標ｙwlcompが、駐車スペース入口の左端のｙ座標ｙplから所定距離ＹＣ（例えば０．１ｍ）を減算した値以上であるか否かを判別する。この答が否定（ＮＯ）であるときは、第３予測ｘ座標ｘcomp3が「０」以下であるか否かを判別する（ステップＳ１０７）。この答が否定（ＮＯ）であるときは、ステップＳ１０４に戻り、肯定（ＹＥＳ）であるときは直ちに本処理を終了する。
【００６３】
ステップＳ１０６の答が肯定（ＹＥＳ）、すなわち車両の左後輪が駐車スペース入口の左端近傍の所定範囲ＲＰＣ（ＸＣ，ＹＣで決まる範囲）内に入ると予測されるときは、転舵実行旋回円ＣＲＬＥの中心座標（ｃｘｐ，ｃｙｐ）を、そのときの第１旋回円ＣＲＬ１の中心座標（ｃｘ，ｃｙ）に設定し（ステップＳ１０８）、右転舵開始要求を行う（ステップＳ１０９）。
【００６４】
図９及び図１０の処理によれば、前進幅寄せ制御実行中の車両の実位置（Ｐx，Ｐy）から、右転舵して停止し、通路右端（ｘ＝Ｌlim）に対して一定の余裕を確保しつつ後退する場合の車両走行軌跡の予測演算が行われ、最終的に車両の左後輪座標が、駐車スペース入口の左端近傍の所定範囲ＲＰＣ内に入ると予測される時点で、右転舵開始要求が行われる。
【００６５】
車両の前進幅寄せ制御中に、図９及び図１０に示す演算を繰り返し実行すると、車両の予測ｘ座標が「０」となった時点の予測車両位置は、図１５（ｂ）に示すように徐々にｙ座標が増加する方向へ移動していく。そして、左後輪の予測位置が駐車スペース入口の左端に近づいたとき（図１５（ｂ）において細い実線で示す状態）、右転舵開始要求が行われる。したがって、最も適切なタイミングで右転舵を開始することができる。
【００６６】
図１１は、図３のステップＳ１２で実行される後退開始点検出処理のフローチャートである。
ステップＳ１２１では、下記式（５１）〜（５３）により、判定ｙ座標Ｐcy及び第３旋回円ＣＲＬ３の中心座標（ｃｘ３，ｃｙ３）を算出する。
【数６】
2008179345.tif 000008
ｃｘ３＝２・Ｐx−ｃｘ                                （５２）
ｃｙ３＝２・Ｐy−ｃｙ                                （５３）
【００６７】
ステップＳ１２２では、判定ｙ座標Ｐcyが下記式（５４）により算出される判定閾値ＰＣＹＴＨより大きいか否かを判別する。
ＰＣＹＴＨ＝Ｒ−Ｋ・Ｖ2・｜ｃｏｓθ｜                （５４）
ここで、Ｋは例えば「０．０５」に設定される定数、Ｖは車速である。
【００６８】
ステップＳ１２２の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、その時点で停止して後退を開始することにより、１回で入車可能であるため、ステップＳ１３０に進み、転舵実行旋回円ＣＲＬＥの中心座標（ｃｘｐ，ｃｙｐ）を、そのときの第３旋回円ＣＲＬ３の中心座標（ｃｘ３，ｃｙ３）に設定し、後退開始点検出を完了する（ステップＳ１３１）。
【００６９】
ステップＳ１２２の答が否定（ＮＯ）であるときは、第４予測ｘ座標ｘlimcompをその時点の車両位置ｘ座標Ｐxに設定する（ステップＳ１２３）。ステップＳ１２４では、下記式（５５）により、第４予測ｘ座標ｘlimcopを所定変化量ｄｘlimcompだけ減少させる。
ｘlimcomp＝ｘlimcomp−ｄｘlimcomp                    （５５）
【００７０】
ステップＳ１２５では、下記式（５６）〜（５８）により、第４予測ｙ座標ｙlimcomp、第４予測傾き角θlimcomp、及び右前部予測ｘ座標ｘfrcompを算出する。
【数７】
2008179345.tif 000009
ｘfrcomp＝ｘlimcomp＋０．５・ＬＢ・ｃｏｓθlimcomp
−ＬＴＦ・ｓｉｎθlimcomp        （５８）
【００７１】
ステップＳ１２６では、右前部予測ｘ座標ｘfrcompが通路右端ｘ座標Ｌlimから所定距離ＤＴＨを減算した値以上であるか否かを判別する。この答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、右前部と通路右端との距離に余裕がないため、前記ステップＳ１３０に進む。
【００７２】
ステップＳ１２６の答が否定（ＮＯ）であるときは、下記式（５９）及び（６０）により、左後輪予測ｘ座標ｘwlcomp及び左後輪予測ｙ座標ｙwlcompを算出する（ステップＳ１２７）。
ｘwlcomp＝ｘlimcomp−０．５・ＬＢ・ｃｏｓθlimcomp        （５９）
ｙwlcomp＝ｙlimcomp−０．５・ＬＢ・ｓｉｎθlimcomp        （６０）
【００７３】
ステップＳ１２８では、図１０のステップＳ１０６と同一の判別、すなわち左後輪の予測位置が駐車スペース入口左端近傍の所定範囲ＲＰＣ内にあるか否かの判別を行い、その答が否定（ＮＯ）であるときは、第４予測ｘ座標ｘlimcompが「０」以下であるか否かを判別する（ステップＳ１２９）。その答が否定（ＮＯ）であるときは、ステップＳ１２４に戻り、肯定（ＹＥＳ）であるときは本処理を終了する。
【００７４】
ステップＳ１２８の答が肯定（ＹＥＳ）となると、前記ステップＳ１３０に進む。すなわち、実操舵旋回円ＣＲＬＥの中心座標（ｃｘｐ， ｃｙｐ）を現在の第３旋回円ＣＲＬ３の中心座標（ｃｘ３， ｃｙ３）に設定し、後退開始点検出を完了する（ステップＳ１３１）。
なお、図３，図４，図７〜図１１に示した処理では、車両進行方向の左側に駐車スペースがある場合について説明したが、進行方向の右側に駐車スペースがある場合も同様の処理が可能である。
【００７５】
以上詳述したように本実施形態では、駐車スペースが進行方向左側にある場合を例にとると、車両を初期位置から前進させ、右転舵点ＰＲから操舵輪１が右方向へ転舵され、車両は駐車スペースに対して反対方向へ前進する。そして後退開始点ＰＢＳに達したときに車両が停止し、操舵輪１が左方向へ転舵されるとともに後退して駐車スペースへ入車するように制御が行われる。後退開始点ＰＢＳは、車両を駐車スペース方向へ後退させる場合において、通路右端（通路右側の障害物）に最も接近するフロントバンパの右前部の所定箇所がその障害物から所定距離ＤＴＨ以上離れて走行可能な位置として算出され、右転舵点ＰＲは、後退開始点ＰＢＳから車両を駐車スペース方向へ後退させた場合において、車両のリアバンパの左後部の所定箇所が、駐車スペース入口の左端近傍の所定範囲ＲＰＣ内に入るように算出される。したがって、車両の右前部所定箇所を通路右端（の障害物）に接触させることなく後退させて、車両の左後部所定箇所が駐車スペース入口の左端近傍の所定範囲ＲＰＣ内に入るように確実に移動させることができる。すなわち、後退時に駐車スペースの反対側にある障害物に接触することなく、確実に駐車スペースに入車させるか、あるいは切り返しが可能な位置まで移動させることができる。
【００７６】
また車両が初期位置から右転舵点ＰＲまで前進するときに、車両と駐車スペースとの横方向の距離が近づくように幅寄せ制御が行われる。すなわち、右方向へ転舵を開始する前に駐車スペース方向へ幅寄せが行われるので、車両の初期位置と駐車スペースとの横方向の距離が大きいときに、駐車スペース前の通路幅を有効に使い、入車完了までの切り返し回数を減らすことができる。
【００７７】
また車両の後退中に車両後方に障害物を検出した場合は、車両を停止させ、右方向に転舵して車両を前進させる切り返し動作が行われるので、駐車スペース前の通路幅が狭い場合でも、確実に入車させることができる。
【００７８】
本実施形態では、転舵アクチュエータ３が操舵手段に相当し、ＥＣＵ５、ブレーキアクチュエータ９、及びシフトアクチュエータ１０が操舵走行制御手段を構成する。また、ビデオカメラ１１Ｆ、レーダ１２Ｆ、及びＥＣＵ５が認識手段を構成し、ビデオカメラ１１Ｆ、レーダ１２Ｆ、左車輪速センサ７、右車輪速センサ８、及びＥＣＵ５が位置検出手段を構成し、ビデオカメラ１１Ｆ、１１Ｒ、レーダ１２Ｆ、１２Ｒ、ソナー１３〜１６，及びＥＣＵ５が障害物検出手段を構成し、ＥＣＵ５が後退開始位置算出手段及び転舵位置算出手段を構成する。より具体的には、図１１の処理が後退開始位置算出手段に相当し、図９及び図１０の処理が転舵位置算出手段に相当する。
【００７９】
なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、初期位置及び初期傾き角をビデオカメラ１１Ｆ及びレーダ１２Ｆにより得られるデータから算出するようにしたが、精度が得られない場合には、初期位置及び初期傾き角のデータを運転者が入力するか、あるいは予め初期位置及び初期傾き角を決めておき、運転者が車両をその状態となるように操作するようにしてもよい。
【００８０】
また、図１６（ａ）に示すように、駐車スペース２０１に車両を入車させる際に障害となる障害物２０２が存在する場合に、同図（ｂ）に示すように、表示装置２０３の画面上にビデオカメラ１１Ｆで得られた画像に、駐車スペースに入車させるために必要な、通常の自動駐車制御による車両移動領域２０４を重ねて表示することが望ましい。表示のオンオフスイッチを設けておき、運転者がそのスイッチをオンしたときに、このような表示を行うことが望ましい。表示装置２０３としては例えばナビゲーション装置の表示装置を用いる。これにより、運転者は、障害物２０２が障害となって、通常の自動駐車制御では駐車スペース２０１に入車させることができないことを認識することができる。
【００８１】
このときさらに、運転者の指示に応じて、車両の性能限界を考慮した、駐車のためにに必要な最小の移動領域２０５を、図１６（ｃ）に示すように表示することが望ましい。そして、運転者が指示した場合には、車両の移動領域を最小移動領域２０５の範囲内に限定して自動駐車制御を行う。これにより、障害物２０２が存在する場合でも、その障害物２０２が最小移動領域２０５の外側に位置するときは、自動駐車を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の一実施形態にかかる車両及びその制御装置の構成を示す図である。
【図２】自動駐車制御の概要を説明するための図である。
【図３】自動駐車制御処理の全体構成を示すフローチャートである。
【図４】自動駐車制御処理の全体構成を示すフローチャートである。
【図５】幅寄せ制御を説明するための図である。
【図６】旋回制御を説明するための図である。
【図７】図３及び図４の処理で実行される幅寄せ制御処理を示すフローチャートである。
【図８】図３及び図４の処理で実行される旋回制御処理を示すフローチャートである。
【図９】図３の処理で実行される右転舵点検出処理のフローチャートである。
【図１０】図３の処理で実行される右転舵点検出処理のフローチャートである。
【図１１】図３の処理で実行される後退開始点検出処理のフローチャートである。
【図１２】制御に使用する車両の座標及び寸法を示すパラメータを説明するための図である。
【図１３】車両位置及び傾き角の逐次演算法を説明するための図である。
【図１４】右転舵点検出処理で行われる予測軌跡の算出を説明するための図である。
【図１５】右転舵点検出処理で行われる予測軌跡の算出を説明するための図である。
【図１６】自動駐車を実行するための付加機能を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８３】
１  操舵輪
３  転舵アクチュエータ（操舵手段）
４  舵角センサ
５  電子制御ユニット（操舵走行制御手段、認識手段、位置検出手段、障害物検出手段、転舵位置算出手段、後退開始位置算出手段）
６  シフト位置センサ
７  左車輪速センサ（位置検出手段）
８  右車輪速センサ（位置検出手段）
９  ブレーキアクチュエータ（操舵走行制御手段）
１０  シフトアクチュエータ（操舵走行制御手段）
１１Ｆ，１１Ｒ  ビデオカメラ（認識手段、位置検出手段）
１２Ｆ，１２Ｒ  レーダ（認識手段、位置検出手段、障害物検出手段）
１３〜１６  ソナー（障害物検出手段）
【図１】
2008179345.tif 000010
【図２】
2008179345.tif 000011
【図３】
2008179345.tif 000012
【図４】
2008179345.tif 000013
【図５】
2008179345.tif 000014
【図６】
2008179345.tif 000015
【図７】
2008179345.tif 000016
【図８】
2008179345.tif 000017
【図９】
2008179345.tif 000018
【図１０】
2008179345.tif 000019
【図１１】
2008179345.tif 000020
【図１２】
2008179345.tif 000021
【図１３】
2008179345.tif 000022
【図１４】
2008179345.tif 000023
【図１５】
2008179345.tif 000024
【図１６】
2008179345.tif 000025