JP2007518995A - 所定の軌道に沿う車両誘導方法、および衝突実験の実施用の車両ならびにシステム - Google Patents

Abstract

所定の軌道（１２）に沿った無人、多軌道の車両の誘導方法であって、車両は車幅の方向に互いに隔たった車輪（４、６）で走行し、当該車両は少なくとも１つの車輪に与えられるトルクの変化によって、所定の軌道を進行するように操舵されることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両を所定の軌道に沿って誘導するための方法に関する。本発明はさらに、所定の軌道に沿って誘導可能である多軌道の車両、および本発明の方法を適用し、本発明による車両を少なくとも１台用いて衝突実験を実施するためのシステムに関する。

衝突実験は新車開発時における必須要素である。即ち、この衝突実験は、多くの乗員保護法規を満足しなければならないうえに、車両乗員に可能なかぎりの受動防衛手段を提供するべきものである。衝突試験の実施方法はＥＰ０４４５６７１Ｂ２号において公知とされているが、それによれば少なくとも１台の無人運転車両が所定の衝突地点に誘導され、さらに誘導装置によって付与される所定の軌道に沿って速度と運行方向をオンボードで制御することにより、車両は車両自身の駆動力で自走走行する。従って、車両の操舵は、車両の操舵装置に作用する作動装置を介して、例えばステアリング・ホイールに直接干渉することにより行われる。これに対応する作動装置の取り付けは比較的高コストであり、さらに、衝突試験の結果、作動装置を失うことは少なからぬコストにつながる。
ＥＰ０４４５６７１Ｂ２号

本発明は、従来よりもコスト効果の高い衝突実験を実施するための方法を提案することを目的とする。

上記課題は、請求項１の特徴によって解決される。本発明の方法により、個別の操舵作動装置を省略することが可能である。車両の車輪が車両の方向を変えるために転回されるのではなく、むしろ可変トルクが車輪に適用される。

従属項２から５は、本発明の方法の有利な実施例を示す。

請求項６の主題は、コスト効果の高い衝突実験を実施するために用いられることが可能な多軌道の車両である。

本発明の車両は、さらに請求項７の特徴を有する有利な方法に展開される。

請求項８の特徴によって、試験実施用のコスト効果の高い方法が構築され、さらにこの方法により、側部衝突の可能性を試験するために、駆動可能なバリアが、好ましくは静止した車両の側部に適用される。

請求項９は、衝突実験を実施するための本発明のシステムの全体構成に係る。

本発明は、無人方式（ドライバーレス方式、運転士非搭乗式）で、所定の軌道に沿って車両が運行されるべき全ての場合において用いられることが可能である。本発明の適用は、車両が運行されるべきカーブの湾曲の半径が比較的大きい場合に有利である。本発明は、コスト効果の高い衝突試験の実施に特にうまく適しており、これについては以下の例で、概略図を用いて説明される。

図１に示すように、符号２にて全体表示される車両は、前輪４および後輪６を有する。車両の構造自体は公知のものである。即ち、例えば内燃機関、ステアリング等を有する従来式の自動車であることを意味する。これらの従来式の部品の説明は省略する。当該車両を制動するために、車輪は既知の車輪制動装置８が設けられている。

所定の軌道に沿った誘導のために、車両はアンテナ１０、または他の方法で作動する既知の検知装置を有する。すなわち車両の位置は、運行軌道に敷設されたケーブルに関して水平状とされたアンテナ１０によって検知されることが可能である。さらに車両は、好ましくは、プログラムおよびデータメモリを伴うマイクロプロセッサを備えた制御装置１４を有する。制御装置１４の入力１６は、アンテナ１０、および車両速度に応じた信号を制御装置１４に送る信号発信機に連結されている。制御装置１４の出力は、車輪制動装置８のための作動装置１８（１つの作動装置のみが示される）および図示されていない内燃機関のチャージ（点火）制御要素を操作するための作動装置２０に連結されている。制御装置１４は、アンテナ２２を経て、車両の外部に位置する中央誘導装置２４と通信するよう構成することが好ましい。

上記部材の構成は公知であるため、これらの機能については詳細には記述しない。車輪制動装置の個々の操作に関していえば、制動装置が介在する車両安定性制御システムにおいて公知の部材が適用され、制御されることが可能である。次にシステム全体の機能が例示的に説明される。

車両による衝撃が、ケーブル１２によって定義される軌道の特定の位置に配置された障害物に対して所定の速度にて適用されるものとする。

ついで関連するデータ、即ち上記の例では車両が障害物に衝突するべき速度が、車両に取り付けられた入力装置を直接経て、あるいは誘導装置２４を経て、制御装置１４のデータメモリに、入力される。

さらに車両は、好ましくは、誘導装置２４によって作動され、その場合、チャージ制御部材の作動装置２０は、車両が衝突以前に既に所定の速度まで加速されているように操作される。また、この速度は制御装置１４によって所定の値に維持され、その結果、実際の車両速度が制御装置１４の入力に与えられる。例えば、車両は前輪が直進の位置にロックされるような操舵で運行される。ケーブルによって付与された目標軌道から実軌道の隔たりがある場合、車輪制動装置８は、実軌道と目標軌道との隔たりを減少させ、車両が目標軌道沿いに位置するように、作動装置１８を経て操作される。換言すれば、車両はアンテナ１０がケーブル１２上の所定の領域内に位置するように運行する。例えば、図１に基づき、車両の実際の位置が目標位置の左に逸れた場合、右側前輪の車輪制動装置８が作動し、その結果車両は右にカーブする。前後右側の制動装置または右側後輪の制動装置のみが操作されてもよい。有利な点として、１つ以上の車輪制動装置が方向修正のために作動される場合、さらに内燃機関のチャージ制御部材が開放され、その結果、内燃機関の駆動トルクが追加的に制動モーメントを補正し、車両速度が一定に維持される。制動操作と、例えばスロットル・バルブに要する追加的な開放との間の協働動作は、エンジン操作マップにストアされることが可能であり、またこれは制御装置１４のデータメモリにストアされる。

操舵装置は直進位置にロックされる必要はない。従って、充分な復元トルクがある場合、必要とされる装置を伴うロッキングは、省略されることが可能であり、その結果コストが低減される。所定の角度でロックされた操舵装置を伴い試験を実施することも可能であり、その結果車両は駆動トルクを駆動装置の側で変えることなく曲線軌道に沿って運行する。

車両対車両の衝突が本発明のシステムを用いて実施される場合、２台の車両が誘導装置２４の制御下で誘導ケーブル１２の所定の軌道で運行することが可能である。衝突地点が定められている場合、互いに向かって駆動している各車両が、軌道の所定の位置に位置づけられるその時点もまたモニターされる。これは、電子的なマークを伴うケーブル自体を設けるか、または軌道沿いにマークを設けることにより実施可能であり、あるいは車両の位置は、機知の方法で誘導装置２４により遠隔操作的に検出される。

アンテナ１０の適切な構築および取付けにより、車両は所定の水平方向オフセットを有するケーブル１２の方向に誘導されることが可能であり、その結果、一本のみのケーブルによって、車両オフセット値の異なる衝突実験が実施可能である。さらに、複数車両が異なるケーブルに沿って互いの方向に運行されることも可能である。図示の例におけるケーブル１２によって設けられた軌道は、例えば白線のような、車両の光学的センサによって位置が解析可能な軌道上の光学的マーキングや、また例えば、レーザービーム等の、各周波数範囲に整調されたセンサにより検出される誘導ビームのような他の種々の装置によって、置き換えられることが可能である。レーザービームの使用は当然、設けられた軌道が直線に限定されるという不利な点を有する。

車両は様々な方法で構成されることが可能であるが、本発明の方法に適合するのは、車両が「片側で（ボートを）漕ぐ」ように制動されることである。即ち、車両の方向は、個々の操舵装置により、車輪がほぼ垂直な軸周りに回動されることなく変更可能である。予期せぬ事故が起こった場合、車両が誘導装置２４によって停止されることが可能であるように制動装置が構成されている。従って、本発明に係る「操舵装置」は、車両がその駆動力の下で運行するのではなく、むしろ例えば、ケーブル上を牽引されるか、坂を下る等の場合にも適用されることが可能である。

図２は、本発明のシステムの変更例を示す。この場合、所定の軌道は、地理的なデータ配列状態にて制御装置１４に軌道を保持することによって付与され、所定の軌道の追従状態は、既知の電子的ナビゲーション・システムによってモニターされることが可能である。驚異的な高精度は、いわゆるＤＧＰＳシステムによって実現されることが可能であり、これによって車両のＧＰＳアンテナ２６は、既知の方法で、追従的なデータや付属の固定式発信機２８からのデータを解析する。図の例では、既知の追従式ナビゲーション・システムは制御装置１４に一体化されている。あるいは、追従式ナビゲーション・システムは、そのユニットごと制御装置１４に連結されることが可能である。アンテナ１０（図１）は、車両が追従的ナビゲーション・システムによって誘導される場合には省略可能である。ナビゲーション・システムは、追従式ナビゲーション・システムである必要はない。すなわち最も一般的には、このシステムは、参照点に関する車両の各位置が確認されるシステムであってよく、このシステムにおいて車両は所定の軌道を追従し、その座標式の配列は参照系に基づき決定される。

図１のシステムを補完する図２のシステムにおける更なる相違点としては、各車輪が、例えば電気的な車輪ハブ・モーターのような個々のモーター３０によって駆動され、この車輪ハブ・モーターは電池３２によって電力を供給されるという点である。制御装置１４は、車輪ハブ・モーター３０の操作を制御し、その結果、車両２は所定の速度で電子的に付与された軌道に沿って運行し、軌道からの変更（操舵）は、車輪ハブ・モーター３０によって車輪の左側および右側に付与されるトルクの適当な変化によって実行される。所定の軌道からの右方向への車両の逸脱がある場合、右側の、前輪ハブ・モーター３０がより強力に、および／または左側に駆動し、前輪ハブ・モーター３０は制動される。片側の車輪ハブ・モーターによる制動は、他の側の車輪ハブ・モーターによる追加的な駆動と同程度の強さであることが可能であり、この結果、車両の推進力全体およびその速度は変化しない。

車輪ハブ・モーターの代わりに、液圧式、気圧式または他のモーターもまた使用されることが可能であり、これらのモーターは適切な動力源により動力が供給されることが理解される。

図示の例では、車両２は、例えば操舵可能ではない、および／または回動可能ではない車輪を有する、単純な担体であり、またこの車両は静止車両への衝突試験を実施するために、前面にバリア３４を設けられている。

車輪ハブ・モーター３０を適切に構成するには、分離型の制動装置は省略可能である。図２に基づく車両は、有利には、特に停止状態で用いられる車輪制動装置を有する。

図１に基づく実施例の特徴は、図２に基づく実施例の特徴に組み合わせることが可能であるとともに、図示された実施例に関し多くの変更例が可能である。

各作動装置を制御するために必要な信号は、コンピュータによって、制御方法（例えば、固定された障害物に対する単純な衝突試験のための所定の速度の調整）および／または調節方法（所定の側面からの隔たりおよび／または所定の時点での位置）に応じて評価される。各々の計算は、車両に固定されたコンピュータおよび／または中央誘導装置２４によって実行されることが可能である。

本発明に係るシステムの第一実施例の概略図を示す。 本発明に係るシステムの第二実施例の概略図を示す。

符号の説明

２ 車両
４ 前輪
６ 後輪
８ 車輪制動装置
１０ アンテナ
１２ ケーブル
１４ 制御装置
１６ 入力
１８ 作動装置
２０ 作動装置
２２ アンテナ
２４ 誘導装置
２６ ＧＰＳアンテナ
２８ トランスミッター（発信機）
３０ 駆動装置
３２ 電池
３４ バリア

Claims (10)

1. 所定の軌道に沿った無人、多軌道での車両の誘導方法であって、
   当該車両は、車幅の方向に互いに隔たった車輪（４、６）で走行し、所定の軌道を運行するように操舵されるとともに、
   さらに当該車両は、少なくとも１つの前記車輪に付与されるトルクを変化させることよって操舵されることを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、前記少なくとも１つの車輪が制動されることを特徴とする方法。
3. 請求項２に記載の方法であって、前記車両の駆動トルクは、制動モーメントに応じて増加され、前記車両の速度が操舵制動装置の介在によって変化しないように構成されていることを特徴とする方法。
4. 請求項１に記載の方法であって、前記車両の互いに異なる側に配置された少なくとも２つの車輪（４、６）は、前記車両を操舵するために駆動トルクを変化させる個々のモーター（３０）によって駆動されることを特徴とする方法。
5. 請求項４に記載の方法であって、前記モーター（３０）の前記駆動トルクは、操舵が介在する間に、前記車両の全駆動トルクが一定値を維持するように変化することを特徴とする方法。
6. 所定の軌道に沿って誘導可能な、多軌道の車両であって、
   少なくとも１つの車輪を駆動するための少なくとも１つの駆動装置（３０）と、
   前記車両の異なる側に配置された少なくとも２つの車輪（４、６）の選択的な制動のための制動装置（８；３０）と、
   前記車両の駆動方向を変更するための操舵装置と、
   所定の軌道（１２）と実際の軌道との差異を確認するための誘導装置（１０、１４）と、
   前記車両が前記所定の軌道に沿って所定の速度で運行するよう、前記車両の操縦を制御するための制御装置（１４）を有し、
   前記操舵装置は、前記実軌道と前記所定の軌道との間に差異がある場合に、前記実軌道と前記所定の軌道との間の差異を最小化するように前記車輪（４、６）を制動する、前記制御装置（８；３０）によって構成されることを特徴とする車両。
7. 請求項６に記載の車両であって、前記駆動装置、前記制動装置および前記操舵装置は、前記車両の異なる位置に配置された車輪（４、６）を駆動する、選択的な制御が可能な少なくとも２つのモーター（３０）から構成され、前記実軌道と前記所定の軌道との間に差異がある場合に、前記差異を減少させるべく前記車輪に作用する前記モーメントを選択的に変更することによって、前記車両が当該車両自体の方向を変更するように、前記制御装置（１４）によって制御されることを特徴とする車両。
8. 請求項６または７のいずれかに記載の車両であって、前記車両（２）は、他車との衝突に対するバリア（３４）を有することを特徴とする車両。
9. 請求項１から５のいずれかに記載の方法を適用するとともに、請求項６から８のいずれかに記載の少なくとも１台の車両を用いることによって衝突試験を実施するためのシステムであって、
   前記車両が、所定の速度進行で所定の軌道を運行するように、所定の軌道を定めるための誘導装置（１２）と、前記車両の速度を制御するために前記車両と協働する速度制御装置を有するシステム。
10. 請求項９に記載のシステムであって、前記誘導装置は所定の参照位置に関して距離を測定することにより作動するナビゲーション装置を有することを特徴とするシステム。

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