JP3189301B2

JP3189301B2 - 車両用誘導駐車装置

Info

Publication number: JP3189301B2
Application number: JP17249191A
Authority: JP
Inventors: 明大畠; 満司三平
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1991-07-12
Filing date: 1991-07-12
Publication date: 2001-07-16
Anticipated expiration: 2016-07-16
Also published as: JPH0519853A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両用誘導駐車装置、特
に現代制御理論に基づく車両用誘導駐車装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車を自動操縦によって所
定位置に駐車させるための自動駐車システムが知られて
いる。この自動駐車システムにおいて用いられる駐車方
法としては予め走行経路を設定しこの設定された走行経
路どおりに車両を誘導する固定経路誘導方式と、駐車開
始時の車両の座標及び方位と駐車完了時の車両の座標及
び方位とから必要な操舵角を求めこれに基づいて車両の
誘導を行う地点間誘導方式等が知られている。

【０００３】しかし、これら２方式を単独で用いたので
は駐車開始時の初期位置及び方位に運転者が車両を運転
していかなければならない問題や途中の障害物が考慮に
入っていないため車両が例えば壁などに接触してしまう
問題があった。

【０００４】そこで、例えば実開昭６０−１６２０６号
公報に開示された自動駐車装置のようにこれら２方式を
組合せ、駐車開始位置までは地点間誘導方式により誘導
し、駐車開始位置から駐車完了位置までは固定経路誘導
方式により誘導することが提案されている。

【０００５】一方、このような方式を用いず、現代制御
理論を車両の軌道追従制御に用いて自動駐車を行う試み
が提案されている。

【０００６】周知のごとく、現代制御理論においては、
あるシステムを安定に制御する際出力値と目標値との偏
差に応じて入力値を変更する古典制御と異なり、システ
ムの状態変数を制御に使用することを特徴としており、
例えばｍ入力、ｐ出力、ｎ次元（状態変数ｎ）のシステ
ムを考えると、このシステムの状態は一般にｘを状態変
数，ｕを入力，ｙを出力とすると、ｄｘ／ｄｔ＝Ａｘ＋Ｂｕ・・・（１）ｙ＝Ｃｘ・・・（２）と表すことができる。但し、ｕ，ｘ，ｙ，Ａ，Ｂ，Ｃは
それぞれ図１７に示すようなマトリクスで表現される。
すなわち、現在の状態と入力値から状態変化が定まり、
現在の状態から出力が定まるモデルである。

【０００７】そして、このようなシステムを安定化させ
るための手法として２次形式評価関数を最小にするレギ
ュレータ手法が知られており、この手法においては評価
関数

【０００８】

【数１】

【０００９】を最小にする解がｕ＝Ｆｘなるフィードバ
ック関数となることが知られている。但し、Ｆはあるマ
トリクスであり、これらの式を用いてシステムを目標の
状態に制御するのである。

【００１０】発明者等は先にこのような現代制御を用い
て三輪車両の軌道追従制御を行うことを提案している
（第３０回自動制御連合講演会）。すなわち、図１６に
示すように駐車完了位置を（０，０）とし、駐車区画の
ほぼ中心を通る直線をＸ軸とし、Ｘ軸に垂直な方向をＹ
軸とする座標系Ｘ−Ｙにおける車両位置を（ｘ，ｙ）、
軌道上の走行距離をｚ、目標とするガイドラインをＸ軸
とした場合、車輪が滑らない条件下では車両の軌道はｄθ／ｄｚ＝１／Ｌ・ｔａｎ（α）ｄｙ／ｄｚ＝ｓｉｎ（θ）・・・（３）で表される。但し、Ｌは車両のホイールベース、θはＸ
軸に対する車両１０の姿勢角、αは車両１０の操舵角で
ある。ｄｚ／ｄｘ＝１／ｃｏｓ（θ）であるから、ｄθ／ｄｘ＝１／Ｌｃｏｓ（θ）・ｔａｎ（α）ｄｙ／ｄｘ＝ｔａｎ（θ）となる。状態変数θの代わりにｔａｎ（θ）を用いる
と、ｄｔａｎ（θ）／ｄｘ＝ｔａｎ（α）／Ｌｃｏｓ³（θ）であるから、車両の挙動を示す状態方程式は結局

【００１１】

【数２】

【００１２】となる。この（４）式が（１）式に対応す
るものである。そして、この（４）式と前述のレギュレ
ータ問題の解としての（２）式に基づきｙ＝０（すなわ
ちＸ軸に沿った）となる制御系が設計される。

【００１３】図１８，図１９にはこのようにして設計さ
れた制御系に基づき、車庫等の駐車区画の入口中心線を
ｘ軸（ガイドライン）にとった場合の車両の軌跡が示さ
れている。図１８は初期姿勢角θ＝−０．５rad （ｘ軸
を中心として右回りを正）の時の軌跡、図１９は初期姿
勢θ＝１．５５rad の時の軌跡であり、いずれもｘ軸上
に車両が誘導されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】このように、状態方程
式及びレギュレータ手法を用いて車両を誘導することに
より自動駐車を行うことが可能となるが、例えば図１９
において車両の軌跡がＸ軸から大きくオーバシュートし
ていることからも理解されるように、車両の初期姿勢角
が９０度近傍かそれ以上となると所望の軌道上に誘導す
ることができない問題があった。

【００１５】これは、車両の状態は前述の（４）式で記
述されるものの、その姿勢角θが９０度となってしまう
とｔａｎθや１／ｃｏｓθが不定となり、車両の状態を
原理上決定できなくなってしまうこと、及び９０度以上
は本手法の適用限界を外れることに基づく。従って、こ
のような制御を種々の状況下にある実際の誘導駐車に適
用する場合、例えば図２０に示されるように駐車スペー
ス１１が道路にたいしてほぼ直角に近い場合には誘導駐
車できない問題があった。

【００１６】また、図２０に示された状況で駐車スペー
ス１１の前方に広いスペースがない場合、車両運転者な
らば後進して駐車不可能になった時には一旦前進し、そ
の後、後進して駐車することができるが、従来のように
後進制御のみを行っていた場合にはこのような切り返し
を行うことができず、駐車スペースに誘導することがで
きない問題があった。

【００１７】本発明は上記従来技術の有する課題に鑑み
なされたものであり、その目的は車両の姿勢角がどのよ
うな状況であっても確実に車両を車庫等の駐車区画に誘
導できるとともに、前進制御をも行うことによって切り
返しが必要な狭いスペースにおいても確実に駐車区画に
誘導することができる車両用誘導駐車装置を提供するこ
とにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の車両用誘導駐車装置は図１に示されるよう
に、駐車区画に対して予め設定されたガイドライン上に
車両が位置するように車両の操舵角を制御し、車両を駐
車区画に誘導する車両用誘導駐車装置において、車両が
前進あるいは後進のいずれであるかを判定する判定手段
２と、仮ガイドラインを設定するものであって、前記仮
ガイドラインに対する車両の姿勢角が９０度未満となる
ように、前後進に応じて前記仮ガイドラインを設定する
設定手段３と、前記仮ガイドライン上に車両が位置する
ように、前記仮ガイドラインに対する位置、姿勢角及び
操舵角間の前後進に応じた以下の関係式前進時： α＝ｔａｎ^-1｛Ｌｃｏｓ³（θｐ）｛ｆ１Ｙｐ−ｆ２ｔ
ａｎ（θｐ）｝｝後進時： α＝ｔａｎ^-1｛Ｌｃｏｓ³（θｐ）｛ｆ１Ｙｐ＋ｆ２ｔ
ａｎ（θｐ）｝｝但し、Ｙｐ：車両の位置 θｐ：車両の姿勢角 α：車両の操舵角Ｌ：車両のホイールベースｆ１、ｆ２：定数に従い車両の操舵角を算出する演算手段４と、算出され
た前記操舵角に基づき車両の操舵を制御する制御手段５
とを有し、前記設定手段は、車両の姿勢角を９０度未満
に維持しつつ、前記仮ガイドラインを前記ガイドライン
に近づけるように順次回転させることを特徴とする。

【００１９】

【作用】前述したように、車両の姿勢角が９０度近傍か
それ以上となると原理的に制御不可能となるが、本発明
では従来のようにガイドラインを固定するのではなく、
車両の姿勢角が９０度未満となるようにガイドライン
（仮ガイドライン）を設定し、この仮ガイドラインを本
来のガイドラインに近づけ、最終的に本来のガイドライ
ンに一致するように回転させて制御を可能とするもので
ある。

【００２０】すなわち、設定手段３が仮ガイドラインに
対する車両の姿勢角が９０度未満となるように仮ガイド
ラインを設定する。

【００２１】さらに、狭いスペースで切り返し等が必要
な場合を考慮し、車両が前進かあるいは後進かを判定手
段２にて判定し、設定手段３ではこの前後進に応じて仮
ガイドラインを設定する。

【００２２】そして、位置、姿勢角及び前進／後進に応
じて設定されたガイドラインに沿って車両の操舵を制御
するが、このために演算手段４は前進あるいは後進に応
じて前式に従い操舵角を算出する。この式は車両の状態
方程式

【００２３】

【数３】

【００２４】から導かれる関係式である。

【００２５】すると、車両が切り返しを行うために前進
する場合にもガイドラインに沿って操舵制御されるた
め、車両を駐車区画に誘導することができる。

【００２６】

【実施例】以下、図面を用いながら本発明にかかる車両
用誘導駐車装置の好適な実施例を説明する。

【００２７】図２には本実施例における車両の概略構成
図が示されている。車両１０のリア部には後述するよう
に車両の位置や姿勢角を検出するための位置センサ１２
が設けられている。この位置センサ１２からの検出信号
は電子制御装置ＥＣＵ１４に入力され、所定の演算処理
を行って操舵角を算出し、制御信号として操舵角アクチ
ュエータ１６に出力する構成である。このＥＣＵ１４が
後述するようにガイドラインを漸次設定する設定手段及
び操舵角を算出する演算手段として機能することとな
る。なお、本実施例ではアクセルやブレーキ、及び前後
退の選択を行うためのシフトレバー操作は運転者が手動
で行うものとしている。もちろん、アクセルやブレーキ
操作をも制御装置で制御する構成とすることもできる
が、このように操舵角のみを制御装置で制御し、他は運
転者が制御する構成とすることにより、車両周囲の障害
物を運転者が認識してそれを回避する行動（ブレーキ操
作による停止）を直ちに行うことが可能となる。

【００２８】図５には本実施例における位置センサ１２
の構成が示されている。位置センサ１２は発光素子１２
ａと受光素子１２ｂを有しており、軸回りに回動可能に
取り付けられている。また、この位置センサ１２と同様
の位置センサが駐車すべき車庫の所定位置にも取り付け
られており、同様に軸回りに回動可能に取り付けられて
いる。そして、互いに回動して最大光度で受光する位置
をサーチし、その位置で回動を停止する。この時の車両
側及び位置センサの回動位置をそれぞれδv 、δp とす
ると、図６において車両１０の位置（Ｘ，Ｙ）及び姿勢
角θは次式から算出される。

【００２９】Ｘ＝Ｌ’ｃｏｓ（δｐ）＋ＬｐＹ＝Ｌ’ｓｉｎ（δｐ） θ＝δｖ＋（π／２−δｐ）なお、車庫の長さＬｐは既知であり、また車両と車庫と
の相対距離Ｌ’は例えば車両に取り付けた超音波センサ
等により別個に測定することができる。

【００３０】このようにして車両の位置（Ｘ，Ｙ）及び
姿勢角θが検出された後、ＥＣＵ１４では現代制御理論
を用いて操舵角を制御する。

【００３１】図３にはＥＣＵ１４での処理フローチャー
トが示されている。まず、車両１０の運転席近傍に設け
られた操作スイッチＯＮにより駐車開始モードがスター
トする。そして、Ｓ１０１にて駐車完了位置を（０，
０）とするＸ，Ｙ座標系での車両１０の位置（Ｘ，Ｙ）
及び姿勢角θを前述の方法により検出する。

【００３２】次に、Ｓ１０７に移行してＩＳが−１であ
るか否かが判定される。このフラグＩＳは車両のシフト
レバーが前進位置にあるか、あるいは後進位置にあるか
を判定するフラグであり、シフトレバーに設けられた位
置センサ１５からの検出信号を基にＥＣＵ１４は前進位
置にあるか後進位置にあるかを判定し、車両運転者が後
進位置にシフトレバーを設定した場合にはＩＳ＝１に設
定され、前進位置に設定された場合にはＩＳ＝−１に設
定される。従って、車両の後部が駐車区画方向に向いて
おり、車両を後進させるべく車両運転者がシフトレバー
を後進位置に設定している場合にはこのステップにＮＯ
と判定されることとなる。

【００３３】そして、既出の車両の状態を示す式（４）

【００３４】

【数４】

【００３５】に従い操舵角を算出するが、前述したよう
に姿勢角θが９０度近傍かそれ以上の場合には制御を行
うことが不可能である。

【００３６】そこで、本実施例においては、車両の誘導
を行うためのガイドライン（図６におけるＸ軸）を漸次
変更して仮ガイドラインとし、この仮ガイドラインに沿
って車両を誘導することを特徴としている。このため最
初に設定した座標系Ｘ−Ｙを車両の位置に応じて仮の座
標系Ｘｐ−Ｙｐとし、この座標系Ｘｐ−Ｙｐにおいて制
御を行い、座標系Ｘｐ−Ｙｐを変更し、最終的にＸ−Ｙ
座標系において（０、０）に車両を誘導するのである。

【００３７】図３におけるＳ１０１はこの座標系Ｘp −
Ｙp を設定するためのステップであり、その詳細が図４
に示されている。図４において、座標系設定ロジックが
起動すると、まずＳ２００にて起動時フラグがＯＮか否
かが判定される。起動時ではＯＮに設定されているた
め、ＹＥＳと判定されＳ２０１に移行する。このＳ２０
１では起動時フラグをＯＦＦに設定して次回の処理に備
え、Ｓ２０２に移行する。Ｓ２０２ではＸp −Ｙp 座標
系の原点（Ｘ0 ，Ｙ0 ）をＸ0 ＝ＸM , Ｙ0 ＝０に設定する。なお、ＸM は車庫前方１〜２ｍ程度に設定
される。そして、次のステップ２０３において、このＸ
M と車両を結ぶ直線とＹ軸とのなす角θa 及び座標の回
転角θm が算出される。すなわち、 θa ＝ａｔａｎｔ（Ｘ−Ｘ0 ，Ｙ−Ｙ0 ），θm ＝−θa である。なお、関数ａｔａｎｔ（ｘ，ｙ）は（ｘ，ｙ）
よりθa を求める所定の関数である。

【００３８】Ｓ２０３にてθa 及びθm が算出された
後、Ｓ２０４にてＸM と車両を結ぶ直線と車両の進行方
向とのなす角θp が算出される。図７にはθ、θa 、θ
p の関係が示されている。すなわち、 θp ＝θ−θa ・・・（５）である。そして、次のＳ２０５にてθp の絶対値ＡＢＳ
（θp ）と所定のθMAX（π／２以下）との大小比較が
行われる。このステップでＮＯと判定された場合には車
両の姿勢角が大きいことを意味し、次のＳ２０６にて座
標の回転角θm を設定しなおす。すなわち、Ｘp −Ｙp
座標系におけるガイドラインＸp を車両の進行方向に設
定するために θm ＝−θ とする。そして、次回の処理において再度座標変換が必
要であることを示すためにＳ２０７にて再座標変換フラ
グをＯＮとする。なお、Ｓ２０５にてＹＥＳと判定され
た場合にはＳ２０６を経ることなくＳ２０７に移行し、
ＸM と車両を結ぶ直線をガイドラインＸp に設定する。

【００３９】このようにして座標系Ｘp −Ｙp が設定さ
れた後、図３においてＳ１０２に移行しＸp 、Ｙp 、θ
p を計算する。これらの値の計算には前述のステップで
算出された座標回転角θm 及びＳ１００にて検出された
車両の位置（Ｘ，Ｙ）が用いられる。すなわち、Ｘp ＝( Ｘ−Ｘ0 ）ｃｏｓ（θm ）＋（Ｙ−Ｙ0 ）ｓｉｎ（θm ）Ｙp ＝−（Ｘ−Ｘ0 ）ｓｉｎ（θm ）＋（Ｙ−Ｙ0 ）ｃｏｓ（θm ）である。また、θp は既出の（５）式で算出される。

【００４０】Ｘp −Ｙp 座標系における車両の位置（Ｘ
p ，Ｙp ）及び姿勢角θp が算出された後、次のＳ１０
３に移行する。このＳ１０３は制御のタイミングを設定
するステップであり、Ｘp が一定値減少した時点で制御
が開始される。積分器はこのタイミングで加算を行うた
め、運転者のアクセルあるいはブレーキ操作により車両
が停止あるいは速度が変化した場合でも時間に依存しな
いので精度よく制御を行うことができる。

【００４１】このＳ１０３でＹＥＳと判定された場合に
は次のＳ１０４に移行し、車両の操舵角αが算出され
る。この操舵角αの算出は、前述した車両の状態方程式
（４）式及びレギュレータの解である（２）式から算出
される。具体的には、（２）式と（４）式からｔａｎ（α）／Ｌｃｏｓ³（θp ）＝ｆ1 Ｙp ＋ｆ2 ｔａｎ（θp ）が成立ち、従って、 α＝ｔａｎ^-1｛Ｌｃｏｓ³（θp ）｛ｆ1 Ｙp ＋ｆ2 ｔａｎ（θp ）｝｝により操舵角αが算出される。なお、Ｌは車両１０のホ
イールベースである。

【００４２】Ｓ１０４にて操舵角αが算出された後、Ｓ
１０５にてＥＣＵ１４は操舵アクチュエータ１６に制御
信号を送り、操舵角制御を実行する。操舵制御が行われ
た後、Ｓ１０６にてＸが０以下であるか否かが判定され
る。前述したように（０，０）を駐車完了位置としてい
るため、Ｘが０より大きいと判定された場合には車両の
駐車は未だ完了していないことを意味し、再びＳ１００
に移行して位置の検出及びＳ１０１の座標系の設定が行
われる。

【００４３】Ｓ１０１の座標系の設定においては、前述
したように図４に示される処理が行われるが、図４のＳ
２００においては起動時フラグがＯＦＦとなっているた
めこのステップでＮＯと判定され、Ｓ２０８に移行す
る。このＳ２０８では再座標変換フラグがＯＮか否かが
判定され、前述のＳ２０７にて再座標変換フラグがＯＮ
されているためＹＥＳと判定されてＳ２０９に移行す
る。このＳ２０９ではθ−θa の絶対値ＡＢＳ（θ−θ
a ）と所定のθmax との大小比較が行われ、ＹＥＳと判
定された場合にはＳ２１０にてθm ＝−θa と設定して
ガイドラインをＸMと車両を結ぶ直線に変更する。そし
て、Ｓ２１１に移行し、車両の位置Ｙの絶対値ＡＢＳ
（Ｙ）と所定のＹd （車庫前方０〜１ｍ）との大小比較
が行われる。また、Ｓ２０９にてＮＯと判定された場合
にはＳ２１０を経ることなくこのＳ２１１に移行する。
このステップでＮＯと判定された場合、すなわち車両が
未だ車庫から離れている場合には再び図２に示されるＳ
１０２に移行し、操舵制御が実行される。一方、このス
テップでＹＥＳ、すなわち車両１０が車庫に十分近づい
たと判定された場合にはＳ２１２に移行する。

【００４４】Ｓ２１２以降の各ステップにおいては、Ｘ
p −Ｙp 座標系をＸ−Ｙ座標系に一致させるように漸次
回転させて制御を行うステップである。すなわち、まず
Ｘ0をＸ0 ＝０に設定する。これは駐車完了位置を座標
系の原点に設定することを意味する。そして、θm の絶
対値ＡＢＳ（θm ）と所定のθd との大小比較が行われ
る。なお、θd は０．１〜０．５rad 程度に設定され
る。このステップでＮＯ、すなわち座標の回転角が未だ
大きい場合にはＳ２１４に移行し、座標系Ｘp −Ｙp で
の車両の姿勢角θp の絶対値と前述の所定のθd との大
小比較が行われる。このステップでＮＯと判定された
場合にはＳ１０２に移行して制御を続け、一方ＹＥＳと
判定された場合にはこの座標系Ｘp −Ｙp において車両
の姿勢角が十分小さくなったことを意味し、Ｓ２１５に
移行する。Ｓ２１５ではθm の符号が判別され、ＹＥＳ
すなわちθm が正である場合にはＳ２１６に移行してθ
m ＝θm ＋θd としてＸ−Ｙ座標系に近づけるように回
転させ、θm が負の場合にはＳ２１８にてθm ＝θm −
θd としてＸ−Ｙ座標系に近づけるように回転させてＳ
１０２に移行する。また、Ｓ２１３にて座標の回転角θ
m が所定のθd より小さい場合、すなわち座標系Ｘp −
Ｙp がＸ−Ｙ座標系にほとんど一致する場合にはＳ２１
７に移行し、座標の回転角θmを０に設定してＸ−Ｙ座
標系に一致させてＳ１０２に移行する。

【００４５】このように、車両の位置及び姿勢角に応じ
て制御を行う際の座標系Ｘp −Ｙpを漸次変更すること
によりＸ−Ｙ座標系における姿勢角が９０度近傍あるい
はそれ以上でも制御を行うことができ、最終的にＳ１０
６にてＸが０以下と判定され駐車が終了する。

【００４６】図８及び図９には車両の姿勢角が９０度及
びそれ以上の場合における本実施例の制御例が示されて
おり、座標系Ｘp −Ｙp が車両の位置に応じて漸次回転
して制御が行われることが理解される。すなわち、図８
においてはＸp −Ｙp 座標系におけるガイドラインであ
るＸp 軸がＸ軸に一致するように漸次回転する例が示さ
れており、また図９においては車両の進行方向に平行な
方向をガイドラインとする座標系Ｘr −Ｙr が示され、
その後Ｘp 軸をガイドラインとするＸp −Ｙp座標系が
設定される例が示されている。両図において、車両１０
はその都度ガイドライン上に位置するように誘導され、
最終的にガイドラインが車庫のほぼ中心を通る直線（図
８、図９におけるＸ軸）に一致するために車庫に誘導さ
れる様子が理解される。

【００４７】一方、車両の前部が駐車区画方向に向いて
いる場合や切り返しを行う場合に車両運転者がシフトレ
バーを前進位置に設定した場合にはフラグＩＳが１とな
るため図３のＳ１０７にてＹＥＳと判定され、Ｓ５００
すなわち図２１のフローチャートに移行することとな
る。

【００４８】この図２１に示されたフローチャートは図
４に示されたフローチャートと次の点で相違している。
すなわち、Ｓ２０４にてθp の計算が行われた後にＳ３
００にて座標を設定する処理に移行する。このＳ３００
の処理は例えば図１２に示されているように車両が駐車
区画方向に向いている場合にガイドラインを道路に平行
な方向に設定するための処理であり、その詳細が図１０
に示されている。図１０において、まずＳ３０１で車両
の位置が判定される。これは位置のＹ座標が正か否かで
判定され、図１２に示されるように車両が図中右方向に
位置している場合にはＹＥＳと判定される。そして、Ｓ
３０４に移行して車両の姿勢角θの大小比較が行われ
る。

【００４９】すなわち、 −π≦θ＜０を満たすか否かが判定される。このステップでＹＥＳ
（図１２に示されるような場合にはθ＝−π／２である
からＹＥＳと判定される）と判定された場合には道路に
平行な方向にガイドラインを設定すべくＳ３０５にてθ
m ＝π／２に設定する。

【００５０】一方、車両が図１２において駐車区画に対
して図中左方向に位置している場合にはＹが負となるか
らＳ３０１にてＮＯと判定され、Ｓ３０２に移行する。
そして姿勢角θの大小比較が行われ、０≦θ＜π を満たす場合、すなわち車両が駐車区画方向にむいてい
る場合にはガイドラインを車両進行方向に設定すべくＳ
３０５にてθm ＝−π／２に設定する。

【００５１】このようにしてガイドラインが設定された
後は、図３のＳ１０２以降の処理に移行して前述したよ
うな操舵制御が行われるが、ここで注意すべきはＩＳ＝
−１に設定されている場合には前述したようにＳ１０４
にて操舵角 α＝ｔａｎ^-1｛Ｌｃｏｓ³（θp ）｛ｆ1 Ｙp ＋ｆ2 ｔａｎ（θp ）｝｝が算出されるのではなく、前進制御に対応するため α＝ｔａｎ^-1｛Ｌｃｏｓ³（θp ）｛ｆ1 Ｙp −ｆ2 ｔａｎ（θp ）｝｝により操舵角を算出することである。このため、Ｓ１０
４ではＩＳ＝−１か否かを判定し、ＩＳ＝１のときは前
述した α＝ｔａｎ^-1｛Ｌｃｏｓ³（θp ）｛ｆ1 Ｙp ＋ｆ2 ｔａｎ（θp ）｝｝にて操舵角を算出し、一方ＩＳ＝−１のときは α＝ｔａｎ^-1｛Ｌｃｏｓ³（θp ）｛ｆ1 Ｙp −ｆ2 ｔａｎ（θp ）｝｝にて操舵角を算出する。

【００５２】このようにシフトレバーの位置に対応させ
て制御則を変更することにより、前進あるいは後進いず
れの場合にもガイドラインに沿って車両を誘導すること
が可能となる。従って、図１２に示されるような場合に
はまず最初に進行方向に平行なガイドラインに沿って前
進し、その後車両運転者がシフトレバーを後進位置に設
定したのちに駐車区画のほぼ中心を通るガイドラインに
沿って後進制御が行われ駐車区画へ誘導される。

【００５３】また、図１３に示されるように後進制御が
行われている際に曲がりきれずに駐車区画の一端に衝突
してしまう場合、車両運転者はこの時点でシフトレバー
を前進位置に設定し、従ってこの時のガイドラインに沿
って前進制御が行われて切り返しが行われ、再び運転者
がシフトレバーを後進位置に設定すると後進制御が開始
し、駐車区画に誘導されることとなる。

【００５４】さらに、この図２１に示されたフローチャ
ートが図４に示されたフローチャートと異なる点は、Ｓ
２１１にてＮＯ、すなわち車両１０が未だ車庫から離れ
た位置にいる場合にはＳ４００の処理に移行し、座標設
定を行うことである。このＳ４００の処理の詳細は図１
１に示されている。図１１において、まずＳ４０１にて
車両の位置が判定される。これは位置のＹ座標が正か否
かで判定され、図１４や図１５に示されるように車両が
図中右方向、かつ車庫から遠い位置に存在する場合には
ＹＥＳと判定される。そして、Ｓ４０２に移行してガイ
ドラインを道路に平行な方向に設定すべくθm ＝−π／
２に設定する。一方、Ｓ４０１にてＮＯ、すなわち車両
が車庫に対して左方向に位置している場合にはＳ４０３
に移行し、ガイドラインを道路に平行な方向に設定すべ
くθm ＝π／２に設定する。

【００５５】従って、車両が車庫から遠い位置にいる場
合で図１４あるいは図１５に示されるように車両が路側
に近い場合（図１４）や車両が道路に対してほぼ垂直の
場合（図１５）、車両運転者が後進のみでは路側に衝突
すると判断してシフトレバーを前進位置に設定した場合
にはガイドラインが道路に平行な方向に設定されるた
め、図１４及び図１５に示されるようにシフトレバーの
前進及び後進の切替により車両は道路に平行な方向に誘
導制御され、あとは前述したガイドラインの漸次変更制
御により車庫まで誘導されることになる。

【００５６】このように、本実施例ではシフトレバーの
設定位置、すなわち前進／後進の設定位置に応じてガイ
ドライン及び制御則を変更しているため、通常の車両運
転者が行う切り返しを自動で行うことができ、狭いスペ
ースでも確実に車両を車庫に誘導できる。

【００５７】なお、本実施例においてはアクセルやブレ
ーキ操作、システムの始動操作は車両運転者が行うよう
にしているが、これらをすべて自動で行う構成を採用す
ることにより人が出入りできないような狭いスペースに
車両を誘導することが可能となる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明における車
両用誘導駐車装置によれば、適宜切り返しを行い車両の
初期位置及び姿勢角によらずに確実に車両を駐車させる
ことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成ブロック図である。

【図２】本発明の一実施例における車両の概略構成図で
ある。

【図３】同実施例の制御フローチャート図である。

【図４】同実施例における座標系設定のフローチャート
図である。

【図５】同実施例における位置センサの構成図である。

【図６】同実施例における位置（Ｘ，Ｙ）検出の説明図
である。

【図７】同実施例における制御変数の説明図である。

【図８】同実施例における制御例を示す説明図である。

【図９】同実施例における制御例を示す説明図である。

【図１０】同実施例における座標系設定のフローチャー
ト図である。

【図１１】同実施例における座標系設定のフローチャー
ト図である。

【図１２】同実施例における制御例を示す説明図であ
る。

【図１３】同実施例における制御例を示す説明図であ
る。

【図１４】同実施例における制御例を示す説明図であ
る。

【図１５】同実施例における制御例を示す説明図であ
る。

【図１６】現代制御理論を用いた車両制御における制御
変数の説明図である。

【図１７】現代制御理論を用いた車両制御における制御
変数のマトリクス表示の説明図である。

【図１８】従来例における制御例を示す説明図である。

【図１９】従来例における制御例を示す説明である。

【図２０】駐車区画の一例を示す説明図である。

【図２１】本発明の一実施例の座標系設定のフローチャ
ート図である。

【符号の説明】

１０車両１２位置センサ１４電子制御装置ＥＣＵ１６操舵アクチュエータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05D 1/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】駐車区画に対して予め設定されたガイド
ライン上に車両が位置するように車両の操舵角を制御
し、車両を駐車区画に誘導する車両用誘導駐車装置にお
いて、車両が前進あるいは後進のいずれであるかを判定する判
定手段と、仮ガイドラインを設定するものであって、前記仮ガイド
ラインに対する車両の姿勢角が９０度未満となるよう
に、前後進に応じて前記仮ガイドラインを設定する設定
手段と、前記仮ガイドライン上に車両が位置するように、前記仮
ガイドラインに対する位置、姿勢角及び操舵角間の前後
進に応じた以下の関係式前進時： α＝ｔａｎ^-1｛Ｌｃｏｓ³（θｐ）｛ｆ１Ｙｐ−ｆ２ｔ
ａｎ（θｐ）｝｝後進時： α＝ｔａｎ^-1｛Ｌｃｏｓ³（θｐ）｛ｆ１Ｙｐ＋ｆ２ｔ
ａｎ（θｐ）｝｝但し、Ｙｐ：車両の位置 θｐ：車両の姿勢角 α：車両の操舵角Ｌ：車両のホイールベースｆ１、ｆ２：定数に従い車両の操舵角を算出する演算手段と、算出された前記操舵角に基づき車両の操舵を制御する制
御手段と、を有し、前記設定手段は、車両の姿勢角を９０度未満に
維持しつつ、前記仮ガイドラインを前記ガイドラインに
近づけるように順次回転させることを特徴とする車両用
誘導駐車装置。