JP4283200B2 - 車両の操舵制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、駐車時等に車輪を自動的に転舵することが可能な車両の操舵制御装置に関するものである。

駐車時の転舵操作を自動的に行う操舵制御装置として、車輪を転舵する転舵機構に電動モータ等のアクチュエータを付加し、このアクチュエータを予め記憶されているプログラムにしたがって制御するものが開発されている（例えば、特許文献１参照）。

この従来の操舵制御装置は、基準位置（例えば、車庫入れ開始位置）からの相対位置変化量と車両の姿勢角の関係が予めマップの形で記憶されており、基準位置から目標位置に進む間に、マップを参照して得られた規範姿勢角と実際の姿勢角（実姿勢角）との偏差を小さくするようにアクチュエータが制御される。また、この装置においては、車輪の転舵角を検出する転舵角センサが設けられ、この転舵角センサで検出される転舵角を基にして実姿勢角が演算されるようになっている。
特許第３２６６８２８号公報

しかし、この操舵制御装置の場合、車両の移動量に応じた規範姿勢角をマップの形で記憶しておき、実姿勢角が規範姿勢角に近づくように転舵アクチュエータを制御するものであるため、規範姿勢角を予め記憶しておくためのメモリ容量を大きくせざるを得ない。特に、並列駐車や縦列駐車（各左右）等の複数種類の車庫入れパターンが設定されているときには、必要とするメモリ容量が相当に大きなものとなり、コストが高くなってしまう。

そこでこの発明は、車両の移動量に応じた規範姿勢角のデータを逐一記憶しておくことなく、車両を基準位置から目的位置に確実に移動させられるようにし、メモリ容量の低減を図ることのできる車両の操舵制御装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、車輪を転舵する転舵機構（例えば、後述の実施形態における転舵機構３）と、この転舵機構を駆動するアクチュエータ（例えば、後述の実施形態における電動モータ４）と、車両が基準位置（例えば、後述の実施形態における駐車基準位置（１））から目標位置（例えば、後述の実施形態における第１の目標位置（２））に移動するときに前記アクチュエータを制御する制御手段（例えば、後述の実施形態における制御手段３４）と、を備えた車両の操舵制御装置において、車両の姿勢角に応じた地磁気の変化を検出する地磁気センサ（例えば、後述の実施形態における地磁気センサ２０）と、車両の車輪速度を検出する車輪速センサ（例えば、後述の実施形態における車輪速センサ１９）と、前記地磁気センサと前記車輪速センサからの出力信号を受け、車両の変位の直交する２軸方向の成分を夫々累積加算することによって車両の基準位置からの相対位置を検出する相対位置検出手段（例えば、後述の実施形態における相対位置検出手段３１）と、前記目標位置での車両状態を、基準位置からの地磁気変化量と相対位置変化量として設定する目標車両状態設定手段（例えば、後述の実施形態における目標車両状態設定手段３０）と、前記基準位置と目標位置を結ぶ車両の移動経路を規定する経路規定手段（例えば、後述の実施形態における経路規定手段３２）と、を設け、前記制御手段は、車両が基準位置から目標位置に実際に移動するときに、車両が前記経路規定手段で規定した移動経路に沿い、かつ、前記目標位置において、前記目標車両状態設定手段で設定した地磁気変化量と相対位置変化量となるように前記転舵アクチュエータを制御すると共に、車両が前記目標位置の手前で前記移動経路上に乗ったときに、前記目標車両状態設定手段で設定した地磁気変化量に維持するように前記転舵アクチュエータを制御することを特徴とする。

この発明の場合、車両の駐車時には、まず、目標車両状態設定手段によって地磁気変化量と相対位置変化量が設定されると共に、経路規定手段によって基準位置と目標位置を結ぶ移動経路が規定される。そして、車両が実際に移動する際には、アクチュエータは車両が規定された移動経路に沿い、かつ、最終的に目標車両状態設定手段で設定された地磁気変化量と相対位置変化量となるように制御手段によって制御される。また、車両が目標位置の手前で移動経路上に乗ったときに、アクチュエータは、目標車両状態設定手段で設定した地磁気変化量に維持するように制御手段によって制御される。したがって、目標車両状態の設定時にメモリから呼び出され、或いは、メモリ値に基づいて演算によって求められるのは、車両が目標位置に達するときの地磁気変化量と相対位置変化量の値となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、基準位置から目標位置に車両が移動するときに障害となる物体を検出する障害検出手段（例えば、後述の実施形態における障害物検出手段１３）を設け、この障害検出手段が障害となる物体を検出したときに、その物体を回避するように制御手段によって前記アクチュエータを制御するようにした。

この場合、車両が目標位置に向かって移動する間に障害となる物体が障害検出手段によって検出されると、その物体を回避するようにアクチュエータが制御される。そして、この物体の回避後に問題がなければ、目標車両状態に向かう従前の制御が継続されるが、このとき最終的な目標車両状態には変化がないため、車両は目標の状態に達するまで移動させることが可能になる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、制御時における車両の姿勢角変化量を制限する姿勢角変化量制限手段（例えば、後述の実施形態における姿勢角変化量制限手段３３）を設けるようにした。

この場合、車両の急激な姿勢変化が姿勢角変化量制限手段によって制限されるため、姿勢角の急激な変化が防止される。また、何らかのエラーによって車両が明らかに異なる方向に進もうとしたときも、姿勢角変化量制限手段によって車両の姿勢角変化量が制限される。したがって、車両の必要外の迂回走行が防止される。

請求項１に記載の発明は、制御手段は、車両が基準位置から目標位置に実際に移動するときに、車両が経路規定手段で規定した移動経路に沿い、かつ、目標位置において、目標車両状態設定手段で設定した地磁気変化量と相対位置変化量となるように転舵アクチュエータを制御すると共に、車両が目標位置の手前で移動経路上に乗ったときに、目標車両状態設定手段で設定した地磁気変化量に維持するように転舵アクチュエータを制御するため、車両の移動量に応じた規範姿勢角のデータを逐一記憶しておくことなく、車両を確実に目標位置に移動させることができる。したがって、この発明によれば、予めメモリに記憶させておくデータ量が少なくなることから、搭載メモリ容量を低減することが可能になる。

また、請求項１に記載の発明は、自動操舵時における車両の姿勢角を地磁気センサによって直接的に検出するため、操舵角や車輪の転舵角等から車両の姿勢角を類推する従来タイプのものと異なり、外部要因の変化等の影響を受けることがない。したがって、この発明によれば、常に正確な転舵制御を実現することができる。

また、請求項１に記載の発明によれば、制御手段は、車両が基準位置から目標位置に実際に移動するときに、車両が経路規定手段で規定した移動経路に沿い、かつ、目標位置において、目標車両状態設定手段で設定した地磁気変化量と相対位置変化量となるように転舵アクチュエータを制御すると共に、車両が目標位置の手前で移動経路上に乗ったときに、目標車両状態設定手段で設定した地磁気変化量に維持するように転舵アクチュエータを制御するため、アクチュエータの制御が容易になると共に、何らかの原因によって車両が一時的に異なる方向に進んだときにおける軌道修正が容易になるという効果が得られる。

請求項２に記載の発明によれば、車両が目標位置に向かって移動する間に障害となる物体があったとしても、アクチュエータの制御によってその障害をスムーズに回避することができるため、ほとんどの場合に操舵制御を不具合なく続行することができる。したがって、操舵制御を中止する可能性が少なくなることから、運転者の利便性が高まる。

請求項３に記載の発明によれば、姿勢角変化量制限手段によって車両の必要外の迂回走行を防止することができるため、運転者にとって無駄のない走行を実現することができる。

以下、この発明の一実施形態を図面を参照して説明するが、実施形態の理解を容易にするために、この実施形態に類似した図６〜図１５に示す参考例について最初に説明する。尚、後述する実施形態においては、参考例と同一部分に同一符号を付すものとする。

図６は、参考例の車両１００の概略構成図であり、図中Ｗｆ，Ｗｒは、車両の前輪と後輪、１は、ステアリングホイールである。ステアリングホイール１は、ステアリングシャフト２と、ギヤ機構やタイロッド等から成る転舵機構３を介して車体左右の前輪Ｗｆに連係されており、転舵機構３には同機構３を駆動するアクチュエータである電動モータ４が付設されている。また、ステアリングシャフト２には、運転者による操舵トルクを検出するトルクセンサ５が設けられ、このトルクセンサ５が電動モータ４と共に電動パワーステアリングを構成している。電動モータ４は、コントローラ（電子制御ユニット）６によって制御され、基本的に電動パワーステアリングの駆動源として機能するが、後述するスイッチ操作による切り換えにより、駐車時に自動操舵を行う操舵制御装置の駆動源としても機能する。この場合も、電動モータ４は同じコントローラ６によって制御される。

また、コントローラ６の入力側には、前記トルクセンサ５が接続されている他、シフトレバーで選択されたシフトレンジ（「Ｄ」レンジ、「Ｒ」レンジ、「Ｎ」レンジ、「Ｐ」レンジ等）を検出するシフトポジションセンサ７と、ブレーキの踏み込みの有無に連動するブレーキスイッチ８等が接続されており、一方、出力側には、前記電動モータ４の他に、音声案内によって運転者の操作を支援し、或いは、運転者に注意を喚起する音声教示スピーカ９が接続されている。また、コントローラ６には、モニター１０を一体に組み込んだ後述する操作パネル１１の配線が接続されると共に、自動操舵システムの電源スイッチ１２が接続されている。この電源スイッチ１２は、自動操舵時には緊急停止スイッチとしても機能する。

尚、図中配線は省略されているが、コントローラ６の入力側には、さらに、前後輪Ｗｆ，Ｗｒの回転速度を検出する車輪速センサ１９と、車両の前後両側に配置され走行時に障害物を超音波やレーダ等で検出する障害物検出手段１３と、車両の前後中央に配置され車両前方と後方の画像を撮影する撮影手段１４が接続されている。

操作パネル１１には、図７に示すようにモニター１０の他、駐車モード（左／右の後方並列駐車モードと縦列駐車モード）を設定するモード選択スイッチ１５ａ〜１５ｄと、自動操舵を開始するスタートスイッチ１６、警告ランプ１７、ブザー１８等が設けられ、運転者の操作意思をスイッチ操作でコントローラ６に反映させると共に、車両１００の状態や制御状態をモニター１０や警告ランプ１７，ブザー１８等によって運転者に知らせるようになっている。

また、この車両１００には、車両１００から見た地磁気の変化を検出する地磁気センサ２０が搭載されている。この地磁気センサ２０は地上の方位を地磁気によって検出し、その方位に対する車両の姿勢角（車両の水平方向の向き）を割り出すのに利用される。地磁気センサ２０はコントローラ６の内部回路に接続され、コントローラ６では、そのセンサ２０の検出値に基づいて車両１００の地磁気基準の現在の姿勢角を求める。

地磁気センサ２０は、図８に示すようにセンサの検出部（アモルファスワイヤー等）の軸線が車両１００の中心軸（車幅方向の中心を通る軸）ｏ上、若しくは、中心軸ｏと平行になるように配置することが望ましいが、検出部の軸線が車両１００の中心軸ｏに対して設定角度（図中θ）傾斜するように地磁気センサ２０をオフセットして配置し、姿勢角を割り出すときに、そのオフセット分を演算によって補正するようにしても良い。

この参考例の車両１００では、図９に示すように直交した２軸の検出部２０ａ，２０ｂを持つ地磁気センサ２０が用いられ、地磁気の検出精度と、故障に対する検出性能を高められるようになっている。また、この車両１００では、地磁気センサ２０はコントローラ６と一体構造となっている。尚、地磁気センサ２０の検出部は２軸に限らず、３
軸以上であっても良い。

コントローラ６の記憶部６ａには、４種類の駐車モード（左／右の後方並列駐車モードと、左／右の縦列駐車モード）毎に車両１００の移動距離に対応する姿勢角変化量のデータがマップの形で記憶されており、これらが自動制御時に必要に応じて読み出されるようになっている。

図１０，図１１は、左側の後方並列駐車における車両の規範挙動を示すものである。例えば、この左側の後方並列駐車においては、車両１００を、（１）の駐車基準位置から（２´）の折り返し位置を経て（３´）の最終駐車位置に移動させるが、このときコントローラ６の制御部が参照するマップは、図１２に示すようなものとなる。尚、（１）の駐車基準位置とは、車両１００が駐車枠２１と直交した姿勢において、車両１００の中心Ｇが駐車枠２１の中心線上に位置される、駐車枠２１に近接した位置のことを言う。

ここで、図１２のマップについて説明すると、このマップは駐車基準位置（１）からの車両１００の移動距離に対応する姿勢角をプロットしたものであり、駐車基準位置（１）から最終駐車位置（３´）までのプロット点を結んだ特性線は以下のような車両挙動を意味することとなる。

即ち、駐車基準位置（１）の姿勢角を基準に車両が前進移動を開始すると、それに伴って暫くの間は右方向に姿勢角がほぼ一定割合で増加し、第１の目標位置（２）の手前で姿勢角変化量がθ１に達し、そのまま折り返し位置（２´）に達するまで姿勢角変化量がθ１に維持される。また、折り返し位置（２´）から車両が後退移動を開始すると、第１の目標位置（２）に達するまでは姿勢角変化量がθ１に維持され、その後、右方向に姿勢角が増加する。尚、このとき、車両の進行方向は後方であるため、ステアリングホイール１の回転方向は表１に示すように左回転となる。そして、この後、車両が第２の目標位置（３）の手前で姿勢角変化量がθ２に達し、そのまま最終駐車位置（３´）に達するまで姿勢角変化量がθ２に維持される。

尚、実際に駐車を行う際の地磁気基準の制御姿勢角は、図１２のマップに示された姿勢角変化量θ１，θ２に駐車基準位置（１）での基準姿勢角αを加算したものとなる。

一方、コントローラ６は、駐車時に自動操舵が開始されると、選択された駐車モードに応じたマップを記憶部６ａから呼び出し、車両１００の移動時の姿勢角が常時（地磁気基準に換算した）マップ値に近づくように電動モータ４の出力を制御する。具体的には、コントローラ６は、駐車基準位置（１）からの車両１００の移動距離と姿勢角とを常時検出し、そのときの移動距離に応じた目標姿勢角（制御姿勢角）をマップ値と演算によって求め、目標姿勢角と実姿勢角の偏差をゼロにするように電動モータ４の出力をＰＩＤ制御等によって制御する。ここで、駐車基準位置（１）からの車両１００の移動距離は、周知の前輪Ｗｆの周長と車輪速センサ１９で検出した回転角との積によって求め、実姿勢角は、地磁気センサ２０の検出値に基づいて求める。

次に、駐車時に自動操舵が行われるときの作動を、左側の後方並列駐車を例にとって説明する。

まず、運転者がステアリングホイール１を直接操作し、目視確認を行いながら車両１００を駐車基準位置（１）まで移動させる。そこで運転者は一旦車両１００を停止させ、操作パネル１１上のモード選択スイッチ１５ａ〜１５ｄのうちの左側の後方並列駐車モードを選択し、その後にスタートスイッチ１６を押すとスタートスイッチ１６が点灯して自動操舵が開始される。

自動操舵が開始されると、コントローラ６内では所定のマップが読み込まれ、車両が常時目標姿勢角に転舵されるように電動モータ４が制御される。

最初は、ブレーキペダルの踏み込みの解除、若しくは、アクセル操作によって図１０に示すように車両１００が右方向に姿勢角を変化させながら前進し、第１の目標位置（２）に達する手前で車両１００の姿勢角がθ１に維持されるように転舵される。そして、車両１００が第１の目標位置（２）を過ぎ、駐車基準位置（１）からの車両１００の移動距離がＲを超えたことがコントローラ６によって判断されると、モニター１０の表示と音声教示スピーカ９からの指示によって車両１００を停止させるべきことが運転者に伝えられる。これにより、運転者がブレーキペダルを踏み込み、折り返し位置（２´）で車両１００が停止すると、つづいて、音声教示スピーカ９による指示によってシフトレンジをＲに切り換えるべきことが運転者に伝えられる。

この後、運転者がシフトレンジをＲに切り換え、ブレーキペダルを徐々に解除し、必要に応じてアクセル操作を行うと、車両１００は姿勢角をθ１に維持したまま第１の目標位置（２）まで後退し、第１の目標位置（２）を過ぎたところで右方向に姿勢角を変化させように転舵される。こうして車両１００が後退を続け、第２の目標位置（３）に達する手前で姿勢角がθ２になると、姿勢角がそのまま維持される。そして、車両１００が第２の目標位置（３）を過ぎて第１の目標位置（２）からの移動距離がＲ´を超えたことがコントローラ６によって判断されると、再度、モニター１０の表示と音声教示スピーカ９からの指示によって車両を停止させるべきことが運転者に伝えられる。運転者がこの指示に従ってブレーキペダルを踏み込むと、車両は最終駐車位置（３´）において停車することとなる。

以上では、左側の後方並列駐車を例に説明したが、縦列駐車については図１３〜図１５に示すようになる。

図１３，図１４は、左側の縦列駐車における車両の規範挙動を示すものであり、図１５は、この規範挙動を得るべくコントローラ６に記録された図１２と同様のマップである。この縦列駐車の場合にも、基本的には前述の並列駐車と同様のコントローラ６による電動モータ４の制御が実行されるが、コントローラ６の参照するマップ値が並列駐車の場合と異なっている。

図１５に示すマップについて説明すると、駐車基準位置（１）から折り返し位置（２´）までの前進時の規範挙動は並列駐車の場合と同様であり、折り返し位置（２´）から最終駐車位置（３´）までの規範挙動は次のようになる。即ち、第１の目標位置（２）を超えて所定距離の間姿勢角がθ１に維持された後に、姿勢角が左方向に変化し続け（ステアリングホイール１は右に回転）、第２の目標位置（２）の手前で姿勢角が基準姿勢角に戻ったところで最終駐車位置（３´）までその姿勢角が維持される。

したがって、この縦列駐車の場合にも、車両１００は、姿勢角が図１５に示すマップに沿うように制御されることによって駐車枠２１内に確実に誘導される。

つづいて、前記の参考例をベースとするこの発明の実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。尚、この実施形態の車両２００は、コントローラ２０６の内部機能を除く殆どの構成が上述の参考例の車両１００と共通であるため、図６，図７をこの実施形態を示すものとして共用し、図６においては、車両２００とコントローラ２０６の符号を括弧内に入れて示すものとする。また、車両２００の全体構成については、参考例と重複する説明となるため、以下では詳細な説明を省略するものとする。

この実施形態の車両の操舵制御装置は、参考例と同様に駐車モード（図７参照）に応じたデータがコントローラ２０６内の記憶部６ａに記憶されており、駐車時には、そのデータを参照して電動モータ４を制御する。しかし、この実施形態の操舵制御装置は、コントローラ２０６に記憶されているデータと、コントローラ２０６内に構成される処理機能部が参考例のものと大きく異なっている。

記憶部６ａ内に記憶されているデータは、車両２００の移動距離に対応した姿勢角の逐一のデータではなく、基準位置での車両状態から目標位置で規範姿勢状態に変化するときの車両状態の変化量が地磁気変化量と相対位置変化量として記憶されている。

例えば、今、図２〜図４に示す左側の後方並列駐車を考えると、駐車基準位置（１）にあるときの車両状態を基準車両状態、第１の目標位置（２）で車両２００が目標とする姿勢角になった状態を規範車両状態とすれば、記憶部６ａには、この間の車両状態の変化量として地磁気変化量θ１と相対位置変化量（−ｘ１，＋ｙ１）とが記憶されている。ただし、図２〜図４におけるｘ−ｙ座標は、車両２００が駐車基準位置（１）にあるときの車両の中心軸（車幅方向の中心を通る軸）を通り図中右側を正とする軸をｘ軸、そのｘ軸に直交し図中上側を正とする軸をｙ軸としている。

また、以上の地磁気変化量θ１と相対位置変化量（−ｘ１，＋ｙ１）は、駐車基準位置（１）から第１の目標位置（２）まで車両２００を誘導するための前進用のデータであるが、記憶部６ａには、これとは別に第１の目標位置（２）から第２の目標位置（３）まで車両を誘導するための後退用のデータとして、地磁気変化量θ２と相対位置変化量（０，−ｙ１）が記憶されている。尚、この地磁気変化量θ２と相対位置変化量（０，−ｙ１）は、第１の目標位置（２）での車両状態を基準車両状態とするときには、コントローラ６ａ内での演算によって基準姿勢角と座標中心を変換したデータ値に変換される。この場合、地磁気変化量はθ２−θ１となり、相対位置変化量は（＋ｘ１，−２ｙ）となる。

この実施形態においては、コントローラ６ａ内において前記のデータの呼び出しと演算を行う部分がこの発明における目標車両状態設定手段３０を構成している（図１参照）。

コントローラ内６ａの処理機能部は、図１に示すように、前記目標車両状態設定手段３０の他、基準位置に対する実際の車両２００の相対位置を求める相対位置検出手段３１と、目標車両状態設定手段３０で設定した相対位置変化量に基づいて車両の移動経路を規定する経路規定手段３２と、車両２００の移動距離当たりの姿勢角の最大変化量を制限する姿勢角変化量制限手段３３と、これらの手段からの出力値と地磁気センサ２０の出力値に基づいて電動モータ４を制御する制御手段３４と、を備えている。

相対位置検出手段３１は、地磁気センサ２０と車輪速センサ１９から出力信号を受け、車両変位のＸ軸成分とｙ軸成分を夫々累積加算することによって基準位置に対する車両２００の相対位置を求めるようになっている。
即ち、基準車両状態に対する姿勢角変化量θは地磁気変化量と等値であることから、地磁気センサ２０の出力信号から求めることができ、車両２００の移動速度Ｖは、車輪速センサ１９で検出される前輪Ｗｆの回転速度と周長の積によって求めることができる。このため、車両変位のＸ軸成分とｙ軸成分は以下の式によって求めることができる。

経路規定手段３２は、基準位置と目標位置の間の移動経路（規範移動経路）を規定する手段であり、例えば、基準位置と目標位置を結ぶ直線として規定する。

姿勢角変化量制限手段３３は、車両２００の移動距離当たりの姿勢角変化量をある値以下に設定することにより、車両２００の急激な姿勢変化を制限すると共に、何らかのエラーによって車両２００が明らかに異なる方向に進むのを防止する。

制御手段３４は、車両２００が実際に基準位置から目標位置に移動する間に、目標車両状態設定手段３０で設定した目標車両状態（地磁気変化量と相対位置変化量）となるように、実際の車両２００の地磁気変化量と相対位置変化量（地磁気センサ２０と相対位置検出手段３１の出力信号）をフィードバックして電動モータ４を制御する。そして、この実施形態の制御手段３４は、さらに、経路規定手段３２と姿勢角変化量制限手段３３からの信号が入力され、基準位置から目標位置に移動する車両２００が規範移動経路に沿い、かつ、所定の姿勢角変化量を越えないように電動モータ４を制御する。

次に、図２〜図５に示す左側の後方並列駐車を例にして、この操舵制御装置の作動を説明する。

最初に、運転者自身の操舵によって車両２００を駐車基準位置（１）に停車させ、操作パネル１１（図７参照）上のモード選択スイッチ１５ａ〜１５ｄのうちの左側の後方並列駐車モードを選択し、その後にスタートスイッチ１６を押すことによって自動操舵を開始する。

こうして自動操舵が開始されると、コントローラ２０６内では左側の後方並列駐車に対応するデータが読み込まれ、目標車両状態設定手段３０によって目標の車両状態を示す地磁気変化量と相対位置変化量が設定される。このとき設定される地磁気変化量と相対位置変化量は、前進用のθ１，（−ｘ１，＋ｙ１）と、後退用のθ２，（＋ｘ１，−２ｙ）となる。また、これと同時に駐車基準位置（１）における地磁気基準の車両２００の姿勢角が地磁気センサ２０によって検出されて、その値が記憶されると共に、駐車基準位置（１）からの車両２００の移動距離の検出（前記（１０），（１１）式による演算）が開始される。そして、前記目標車両状態設定手段３０によって目標車両状態が設定されると、つづいて経路規定手段３２によって車両２００の規範移動経路が規定される。この場合、規範移動経路は、例えば、駐車基準位置（１）と第１の目標位置（２）を結ぶ直線となる。

この状態からブレーキペダルの踏み込みが解除され、必要に応じてアクセル操作が行われると、駐車基準位置（１）を基準位置、第１の目標位置を目標位置として電動モータ４が制御手段２４によって制御されつつ、車両２００が前進する。このとき、コントローラ２０６では、地磁気センサ２０と相対位置検出手段３１からの出力信号を受け、車両２００が規範移動経路に沿い、かつ、最終的に地磁気変化量と相対位置変化量が夫々θ１，（−ｘ１，＋ｙ１）になるように制御手段３４が電動モータ４を制御する。そして、このとき制御手段３４による制御は姿勢角変化量制限手段３３による姿勢角変化の制約がかかるため、前進開始当初は、図３，図５に示すように一定の変化量でもって右方向に姿勢角を変化させる。こうして、車両２００がある程度前進して第１の目標位置（２）の手前で規範移動経路上に乗ると、地磁気変化量をθ１（地磁気基準での姿勢角はα＋θ１）に維持するようにしてそのまま車両２００が前進する。そして、車両２００がそのまま規範移動経路に乗って進み、相対位置変化量が（−ｘ１，＋ｙ１）に達したことがコントローラ２０６によって判断されると、モニター１０の表示と音声教示スピーカ９からの指示によって車両２００を停止させるべきことが運転者に伝えられ、運転者によるブレーキペダルの踏み込みによって車両２００が折り返し位置（２´）で停止する。

この後、音声教示スピーカ９の指示に従って運転者がシフトレンジをＲに切り換え、ブレーキペダルの踏み込みを徐々に解除し必要に応じてアクセル操作を行うと、車両２００は姿勢角（地磁気変化量）をθ１に維持したまま後退を開始する。この車両２００の後退時においては、基準位置は第１の目標位置（２）、目標位置は第２の目標位置（３）とされ、制御手段３４による制御は車両２００が一定姿勢角のまま第１の目標位置（２）に戻った時点で開始される。また、第１の目標位置（２）に戻った時点では、その時点での地磁気基準の車両２００の姿勢角が地磁気センサ２０によって検出されて、その値が記憶されると共に、第１の目標位置（２）からの車両２００の移動距離の検出（前記（１０），（１１）式による演算）が開始される。また、このとき車両２００の規範移動経路は第１の目標位置（２）と第２の目標位置（３）を結ぶ直線とされる。

こうして、車両２００が第１の目標位置（２）から後退を開始すると、コントローラ２０６では、車両２００が新たな規範移動経路に沿い、かつ、最終的に地磁気変化量と相対位置変化量が夫々θ２−θ１，（＋ｘ１，−２ｙ１）になるように制御手段３４が電動モータ４を制御するようになる。これにより、第１の目標位置（２）からの後退開始当初は、図４，図５に示すように一定の変化量でもって右方向に姿勢角を変化させ、車両２００がある程度後退して第２の目標位置（３）の手前で規範移動経路上に乗ると、そこからは地磁気変化量をθ２−θ１（地磁気基準での姿勢角はα＋θ２）に維持して車両２００が後退する。車両２００がそのまま規範移動経路に乗って進み、相対位置変化量が（＋ｘ１，−２ｙ１）に達したことがコントローラ２０６によって判断されると、モニター表示と音声教示によって運転者にブレーキングが指示される。そして、この時点で運転者がブレーキペダルを踏み込むと、車両２００は第２の目標位置（３）を通過した最終駐車位置（３´）で停車することとなる。

この操舵制御装置は、以上のように車両２００が駐車枠２１内に所定姿勢で収まるように確実な自動操舵を行うことができるが、車両２００の移動量に応じた規範姿勢角のデータを逐一記憶していた従来のものと異なり、目標位置での車両状態を地磁気変化量と相対位置変化量として記憶しておくだけで良いため、記憶に要するメモリ容量を大幅に削減することができる。さらに、この装置においては、車両の姿勢角を地磁気センサによって直接的に検知するものであるため、ステアリングホイールの操舵角や車輪の転舵角等を検出してこれらから車両の姿勢角を類推する従来タイプのものと異なり、転舵機構やスポーク角、キャンバー、キャスター等の誤差や、乗車人数、積載加重、タイヤの滑り、路面状況等の外部要因の変化の影響を受けることがない。したがって、このことから常に正確な操舵制御を実現できる。

また、この実施形態の操舵制御装置では、経路規定手段３２によって基準位置と目標位置を結ぶ車両２００の規範移動経路を規定し、その移動経路に沿い、かつ、最終的に目標とする地磁気変化量と相対移動位置となるように電動モータ４を制御するようにしているため、モータ制御が容易であるうえ、何らかの理由によって一時的に車両２００の進行方向が狂ったときにも自動操舵を不具合なく続行することができる。

また、以上では説明しなかったが、コントローラ２０６の制御手段３４は、障害物検出手段１３が障害となる物体を検出したときに、その物体を回避するように電動モータ４を制御するようにしても良い。制御手段３４がこのような制御を行う場合、図３に示すように自動操舵中に障害となる物体を自動的に回避することができ、しかも、回避後は車両が規範移動経路に沿い、かつ、最終的に目標とする地磁気変化量と相対移動位置となるように制御が続けられるため、殆どの場合、自動操舵制御を中断せずに済む。

尚、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、以上ではステアリングシャフトと転舵機構が機械的に連結された電動パワースアリングを採用した実施形態について説明したが、操舵部と転舵機構が電気的に連係された所謂バイワイヤ方式のステアリングを採用することも可能である。また、以上では、駐車基準位置（１）にある車両を駐車枠内に誘導するのに２つの車両状態設定ポイント（第１の目標位置（２）、及び、第２の目標位置（３））を設けたが、これらの設定ポイントの数は二つに限らず任意であって良い。
さらに、車両状態設定ポイントの位置と数は運転者が任意に設定調整できるようにしても良い。この場合、例えば駐車枠が道路に対して斜めに設けられている場合等にも、車両を適切な進入角度でもって駐車枠内に誘導することが可能になる。

この発明の一実施形態の概略構成を示す機能ブロック図。 同実施形態の作動を説明する模式図。 同実施形態の車両前進時における作動を説明する模式図。 同実施形態の車両後退時における作動を説明する模式図。 同実施形態の車両の移動距離と姿勢角、位置座標の関係を示す特性図。 同実施形態と参考例における車両の概略構成図。 前記実施形態と参考例における車庫入れ操作パネルの平面図。 前記実施形態と参考例における磁気センサの設置例を示す模式図。 前記実施形態と参考例における磁気センサの他の設置例を示す模式図。 参考例の車両が並列駐車時に前進する状況を説明する模式図。 同参考例の車両が並列駐車時に後退する状況を説明する模式図。 同参考例の車両の並列駐車時における移動距離と姿勢角の関係を示す特性図。 同参考例の車両が縦列駐車時に前進する状況を説明する模式図。 同参考例の車両が縦列駐車時に後退する状況を説明する模式図。 同参考例の車両の縦列駐車時における移動距離と姿勢角の関係を示す特性図。

符号の説明

３ 転舵機構
４ 電動モータ（アクチュエータ）
１３ 障害物検出手段
２０ 地磁気センサ
３０ 目標車両状態設定手段
３１ 相対位置検出手段
３２ 経路規定手段
３３ 姿勢角変化量制限手段
３４ 制御手段

Claims (3)

1. 車輪を転舵する転舵機構と、
   この転舵機構を駆動するアクチュエータと、
   車両が基準位置から目標位置に移動するときに前記アクチュエータを制御する制御手段と、を備えた車両の操舵制御装置において、
   車両の姿勢角に応じた地磁気の変化を検出する地磁気センサと、
   車両の車輪速度を検出する車輪速センサと、
   前記地磁気センサと前記車輪速センサからの出力信号を受け、車両の変位の直交する２軸方向の成分を夫々累積加算することによって車両の基準位置からの相対位置を検出する相対位置検出手段と、
   前記目標位置での車両状態を、基準位置からの地磁気変化量と相対位置変化量として設定する目標車両状態設定手段と、
   前記基準位置と目標位置を結ぶ車両の移動経路を規定する経路規定手段と、を設け、
   前記制御手段は、車両が基準位置から目標位置に実際に移動するときに、車両が前記経路規定手段で規定した移動経路に沿い、かつ、前記目標位置において、前記目標車両状態設定手段で設定した地磁気変化量と相対位置変化量となるように前記転舵アクチュエータを制御すると共に、車両が前記目標位置の手前で前記移動経路上に乗ったときに、前記目標車両状態設定手段で設定した地磁気変化量に維持するように前記転舵アクチュエータを制御することを特徴とする車両の操舵制御装置。
2. 基準位置から目標位置に車両が移動するときに障害となる物体を検出する障害検出手段を設け、この障害検出手段が障害となる物体を検出したときに、その物体を回避するように制御手段によって前記アクチュエータを制御することを特徴とする請求項１に記載の車両の操舵制御装置。
3. 制御時における車両の姿勢角変化量を制限する姿勢角変化量制限手段を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の車両の操舵制御装置。

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