JP2019504595A - 電気道路システムを使用する車両の位置を調整する方法、及びこの方法を使用して運転される車両 - Google Patents

Abstract

本発明は、道路（３１）の一端（３２）から距離（Ｄ１）の路面の所定位置（Ｃ）に設置された電流導体（３３）から電力を伝達する集電器（３４，３５，３６）と、電流導体基準点（Ｃ）に対する集電器の位置を示す信号を生成する第１の検出手段（３８）と、集電器（３４，３５，３６）の位置を検出する第２の検出手段（３６ａ）とを備え、集電器（３４，３５，３６）が信号に応じて電流導体（３３）を追跡するために移動可能である、車両（３０）及びこれを制御する方法に関する。この方法は、電流導体基準点（Ｃ）に対する集電器（３４，３５，３６）の位置（Ｐ１）を表す第１の距離（Ｘ１）を決定し、車両基準点（Ｒ）に対する電流導体（３４，３５，３６）の位置（Ｐ２）を表す第２の位置（Ｘ２）を決定し、第１及び第２の位置（Ｘ１，Ｘ２）を使用して車両基準点（Ｒ）と電流導体基準点（Ｃ）の間の距離を決定して道路上の現在の位置を決定することを含む。【選択図】図３Ａ

Description

本発明は、電気道路システム（ＥＲＳ）を使用する車両の位置を調整する方法、及びこの方法を使用して運転される車両に関する。

本発明は、トラック、バス、乗用車及び建設機械などの車両に適用することができる。本発明を商用車について説明するが、本発明はこの特定車両に限らず、連結式ホーラーの形態をとる作業機械などの大型車両にも使用することができる。

電気道路システム（ＥＲＳ）を走行する車両には、路面に設置された電流導体から車両に電力を伝達し、車両を駆動し、又は、車両に搭載された高電圧バッテリーなどの蓄電手段を充電するように構成された集電器が設けられている。電流導体は、電気道路に沿って延びる一対の平行なレール（tracks）を含むことができる充電面である。このレールは、集電器を介して、車両に直流電流（ＤＣ）を供給することができる。

このタイプの車両には、集電器が電流導体を追跡してたどることを可能にする追跡手段を設けることができる。追跡手段は横方向への移動範囲が限られているので、運転者が車両を操舵して、道路に沿った比較的安定したコースを維持する必要がある。これは、運転者が長距離に亘って厄介で退屈な車線維持に集中することを要求する。その代わりに、車両は適切な自律車線維持手段によって操舵されて、電気道路に沿った希望のコースを維持することができる。このタイプの車線維持手段が有する問題は、車線を追跡するための車線マーカー又は他の適切な手段を見落とすことで、車線の追跡がときどきできなくなることである。従って、運転者は、運転中、車線維持手段を有していても完全にリラックスすることができず、突然制御を引き継いで中央車線位置を維持する準備をしなければならない。

本発明は、ＥＲＳの充電面に対する車両の位置調整に関する問題を克服し、希望の車線位置を維持する運転者を支援する適切な手段を提供することを目的とする。

本発明の目的は、電気道路システムを使用する車両の位置を調整する方法、及びこの方法を使用して運転される車両を提供することである。この目的は、添付の特許請求の範囲に記載の方法及び車両によって達成される。

以下の説明では、「電気道路システム」という用語は、略語ＥＲＳで記述される。ＥＲＳは、導電システム又は誘電システムを包含することができる。導電システムは、２つの平行なレールを含む導体と対応する集電器との直接接触を必要とし、直流電力を伝達する。誘電システムは、路面に埋め込まれた電磁送信コイル及び電気的に共鳴する車両の受信コイルを使用して、道路上の磁束を車両で使用する電気エネルギーに変換し、車両のバッテリーを充電したり電気モータを駆動したりすることに使用することができる。

この説明において、「集電器」という用語は、路面内又は路面上の電気エネルギー供給源から電力を伝達するのに適した装置の総称として使用される。このタイプの集電器は、電流導体に隣接又はこれと接触して配置されるように構成された、ピックアップ又は同様なデバイスを含んでいる。ピックアップは、制御可能なアセンブリを介して車両に取り付けられ、このアセンブリは、ピックアップを車両に対して垂直方向及び横方向に移動させることを可能にする。この移動は、例えば、水平なピボットジョイントの周りに路面に向かって垂直に枢動することができ、垂直なピボットジョイントの周りに弧状に枢動することができるアームによって、又は、第１のガイドに沿って垂直に移動し、車両の横方向に搭載された第２のガイドに沿って横方向に移動するホルダーによって達成される。従って、集電器が移動して電流導体を追跡すると述べるとき、これは、装置が移動して集電器のピックアップコンポーネントを電流導体に隣接又はこれと接触して配置可能であることを意味する。

本発明は、車両の位置調整データを収集するＥＲＳピックアップ位置調整システムを使用することを含んでいる。位置調整データは、ダイナミックステアリングシステム、運転者警告システム、車線維持システム又は自律走行システムなど、運転者支援機能を制御するために使用することができる。また、位置調整データは、他のシステム若しくはセンサからの位置データを確認する妥当性評価（plausibility evaluation）、又は、これらのシステム若しくはセンサのバックアップとして使用することができる。本発明はまた、上述したＥＲＳの自律走行システムを含んでいる。特に、このシステムは、フェリー又は鉄道ターミナルで「操車（marshalling）」とも呼ばれる、積卸作業（loading/unloading operations）に関する自律走行、又は、車両を所定位置に駐車させるために使用することができる。

本発明の第１の態様によれば、この目的は、路面の所定位置に設置された電流導体から電力を伝達するように構成された集電器を備えた車両を制御する方法によって達成される。この所定位置は、道路の一側端から所定の横方向距離に位置する。車両はまた、集電器に隣接して配置され、電流導体基準点に対する集電器の位置を示す信号を生成するように構成された、少なくとも１つの第１の検出手段を備えている。集電器は、車両に対して移動可能に構成され、生成された信号に応じて電流導体を追跡する。また、車両は、車両に対する集電器の位置を検出する、少なくとも１つの第２の検出手段を備えている。

この方法は、
車両の横方向における電流導体基準点に対する集電器の位置を表す第１の距離を決定するステップと、
車両の横方向における車両基準点に対する集電器の位置を示す第２の距離を決定するステップと、
第１の距離及び第２の距離を使用して、車両の横方向における車両基準点と電流導体基準点との間の距離を決定して、道路上の現在の車両位置を決定するステップと、
を連続的に実行することを含んでいる。

ＥＲＳでは、電流導体は、好ましくは、一直線又は略一直線の道路セグメントに沿って設置されている。電流導体又は電流導体を構成するレールを敷設するとき、所定又は標準的な横方向距離を使用して、路面内又は路面上の集電器の位置を調整することが好ましい。この位置は、道路又は車線の中央線に沿って位置することが好ましいが、必ずしもそうである必要はない。敷設を簡単にし、集電器が道路又は車線をたどることを保証するため、道路又は車線の境界を定める一側端に対する所定又は標準的な横方向距離を使用する。一定の距離を使用する場合、この距離は、車両のコントローラ又は電子制御ユニットに予めプログラムすることができる。その代わりに、横方向距離の情報は、ＧＰＳ信号を介して電子制御ユニットに提供されてもよく、又は、ＥＲＳ道路の開始点において標識で示されて運転者による手動データ入力を可能にしてもよい。

上述のステップを含む方法は、電流導体の所定の位置を使用して、道路又は車線の境界を定める一側端又は位置と車両基準位置との間の距離を正確に決定できるという利点を与える。従って、車両は自律的又は運転者によって制御されて、この方法によって提供された距離データを使用して向上された精度で、道路又は車線をたどることができる。

一例によれば、集電器に隣接して配置された少なくとも１つの第１の検出手段は、磁気センサ、誘導センサ又は静電容量センサなど、適切な近接センサとすることができる。このタイプの１つ以上のセンサは、集電器のピックアップ上又はこれに隣接して配置され、電流導体の位置を検出することができる。この例では、センサのタイプ、センサの数、及び／又は、追跡及び電流伝達中の電流導体のセンサ（複数も可能）の近接度によって精度が決まる。このタイプの近接センサの利点は、センサが丈夫で比較的安価であり、電流導体の位置を直接検出するために使用できることである。

他の例によれば、集電器に隣接して配置された少なくとも１つの第１の検出手段は、交流電流（ＡＣ）を伝達する信号線の周囲の磁界を検出するのに適したコイル又はアンテナである。この場合、ピックアップ上又はこれに隣接したアンテナは、電流導体と平行に路面に設置された信号線を検出するために使用することができる。そのような信号線は、例えば、電流導体を構成する２つの平行なレールの間の電流導体基準点、又は、車両の横方向における電流導体基準点からの所定又は標準的な横方向距離と一致する、電流導体に対する中央位置に設置することができる。車両には、所定の位相特性を有する信号を送信する信号線又は送信機から信号を受信するように構成された信号受信機が備えられている。所定の位相特性を有する連続的又は反復的な断続非対称パルス列などの適切な信号を使用することにより、信号線に対するアンテナの距離及び横方向の相対位置の決定を可能にする。信号線と電流導体基準点との間の距離が既知であるので、電流導体に対する集電器の位置を決定することができる。このようにして、上述の第１の距離を決定することができる。

所定の位相特性を有する信号の送信及び検出を含むこの方法の利点は、電流導体の正確な位置を検出するだけでなく、検出アンテナが電流導体に近づく方向も検出できることである。付加的な利点は、単一の垂直アンテナが十分に電流導体を検出して追跡するため、この方法は、最小数の検出器を使用して電流導体を検出して追跡することを可能にすることである。

上述したように、この方法は、車両の横方向における所定の車両基準点と所定の電流導体基準点との間の距離を決定して、道路上の現在の車両位置を決定することを含んでいる。この方法はまた、道路上の現在の車両位置を使用して、決定された距離に応じて車両操舵支援システムを制御し、車両を道路上の希望の位置に維持することを含んでいる。

上述した方法は、決定された距離が所定の限度を超える場合、決定された距離に応じて操舵支援システムを制御するために使用することができる。これによって、運転者支援システムはこの方法を使用して、電流導体及び／又は車両が走行している車線に対して車両を希望の横方向位置に維持することが可能になる。このようにして、運転者は、ＥＲＳ車線における車両の横方向位置を連続的に修正しなければならない代わりに、周囲の交通に集中することができる。

この方法はまた、決定された距離に応じて操舵支援システムを制御して、駐車操作、後退操作又は操車操作中に、車両を希望の位置に案内するために使用することができる。これによって、運転者支援システムはこの方法を使用して、ＥＲＳの電力が供給されたセグメントの所定の経路をたどって車両を希望の位置に移動させることが可能になる。

この方法はまた、決定された距離が所定の限度を超える場合、上述の決定された距離に応じて運転者通知信号が生成される、手動制御の操舵支援システムを提供するために使用することができる。これによって、運転者は、ＥＲＳ車線における希望の車両の横方向位置を維持しながら、周囲の交通に集中することが可能になる。車両が希望の位置から逸脱すると、運転者は、操舵修正が必要であることを示す、聴覚警告信号、視覚警告信号及び／又は触覚警告信号を受け取る。運転者通知信号は、緊急レベル並びに操舵修正の必要な方向に関する情報を提供することができる。

他の例によれば、この方法は、決定された現在の車両位置を少なくとも１つの付加的な車載の前方データ収集システムからの入力信号と比較して、車両位置を確認することを含むことができる。車載の前方データ収集システムは、例えば、レーダーシステム、ライダーシステム、レーザーシステム、超音波システム、カメラシステム、車両衝突回避システム若しくは車線維持システムで使用する同様な適切なデータ収集システムの１つ以上を含むことができる。この例の利点は、この方法によって決定された道路上の現在の車両位置に関するデータは、他の車載システムによって決定されたデータと組み合わせて又はこれに代えて使用できることである。例えば、隣接車線の車両が自車両に近づきすぎていることを車線維持システムが示す場合、自車両の一時的な横方向への再位置調整が必要となる。現在の車両位置データは、車線維持システムと組み合わせて監視され、車両がＥＲＳ車線の外に出ないことを保証することができる。

他の例によれば、この方法は、決定された現在の車両位置を、上述した少なくとも１つの付加的な車載の前方データ収集システムからの１つ以上の入力信号と比較することを含むことができる。この比較は、付加的なシステムの機能を確認するために使用することができる。この方法によって決定された車両位置は、電流導体の横方向位置が標準値又は固定値であるため、とても正確である。このため、前方データ収集システムからの出力信号を検証することができ、必要であれば、この方法で決定された現在の車両位置を使用して前方データ収集システムからの出力信号を校正することができる。

他の例によれば、この方法は、検証が失敗した場合、少なくとも１つの付加的な車載の前方データ収集システムからの入力信号の代わりに、決定された現在の車両位置を使用することを含むことができる。例えば、車線維持システムが故障した場合、現在の車両位置データがバックアップとして使用され、少なくとも車両がＥＲＳ道路を走行している間、車両を希望の車線位置に維持することができる。

本発明の第２の態様によれば、この目的は、後述する車両によって達成される。一実施形態によれば、この車両は、車両が走行する路面の所定の横方向位置に設置された電流導体から電力を伝達するように構成された集電器を備えている。電流導体は、道路の境界を定める一側端又は境界から所定の横方向距離に配置されている。車両はまた、集電器に隣接して配置され、電流導体基準点に対する集電器の位置を示す信号を生成するように構成された、少なくとも１つの第１の検出手段を備えている。上述したように、集電器に隣接して配置された少なくとも１つの第１の検出手段は、磁気センサ、誘電センサ又は静電容量センサなどの適切な近接センサである。このタイプの１つ以上のセンサは、集電器のピックアップ上又はこれに隣接して配置され、電流導体の位置を検出することができる。この例では、センサの数、及び／又は、追跡及び電流伝達中の電流導体に対するセンサ（複数も可能）の近接度によって精度が決まる。集電器は、車両に対して移動可能に配置され、生成された信号に応じて電流導体を追跡する。車両に対する集電器の位置を検出する、少なくとも１つの第２の検出手段が設けられている。

車両はまた、車両の横方向において電流導体基準点に対する集電器の位置を表す、第１の検出手段からの信号を監視するように構成された電子制御ユニットを備えている。電子制御ユニットは、車両の横方向において車両基準点に対する集電器の位置を表す、第２の検出手段からの信号を監視するように構成されている。電子制御ユニットは、第１の検出手段及び第２の検出手段からの信号に基づいて、車両の横方向における車両基準点と電流導体基準点との間の距離を決定して、道路上の現在の車両位置を決定するように構成されている。

この装置の利点は、既知の電流導体の位置を使用して、道路又は車線の境界を定める一側端又は位置と車両基準点との間の距離が正確に決定できることである。従って、車両は、自律的又は運転者によって手動で制御され、提供された距離データを使用して向上した精度で道路又は車線をたどることができる。

上述したように、集電器に隣接して配置された少なくとも１つの第１の検出手段は、磁気センサ、誘電センサ又は静電容量センサなどの適切な近接センサとすることができる。このタイプの１つ以上のセンサは、集電器のピックアップ上又はこれに隣接して配置され、電流導体の位置を検出することができる。センサのタイプ、センサの数、及び／又は、追跡及び電流伝達中の電流導体に対するセンサ（複数も可能）の近接度によって精度が決まる。このタイプの近接センサの利点は、センサが丈夫で比較的安価であり、電流導体の位置を直接検出するために使用できることである。

他の例によれば、集電器に隣接して配置された少なくとも第１の検出手段は、交流電流（ＡＣ）を伝達する信号線の周囲の磁界を検出するのに適したコイル又はアンテナである。この場合、ピックアップ上又はこれに隣接したアンテナは、電流導体と平行に路面に設置された信号線を検出するために使用することができる。そのような信号線は、例えば、電流導体を構成する２つの平行なレールの間の電流導体基準点、又は、車両の横方向における電流導体基準点からの所定又は標準的な横方向距離と一致する、電流導体に対する中央位置に設置することができる。車両には、所定の位相特性を有する信号を送信する信号線又は送信機から信号を受信するように構成された信号受信機が備えられている。この目的の適切な信号は、所定の位相特性を有する連続的又は反復的な断続非対称パルス列とすることができ、信号線に対するアンテナの距離及び横方向の相対位置の決定を可能にする。信号線と電流導体基準点との間の距離が既知であるので、電流導体に対する集電器の位置を決定することができる。このようにして、上述の第１の距離を決定することができる。

所定の位相特性を有する信号の送信及び検出を含むこの装置の利点は、電流導体の正確な位置を検出するだけでなく、検出アンテナが電流導体に近づく方向も検出できることである。付加的な利点は、単一の垂直アンテナが十分に電流導体を検出して追跡するため、この装置は、最小数の検出器を使用して電流導体を検出して追跡することを可能にすることである。

他の例によれば、電子制御ユニットは、所定の車両基準点と所定の電流導体基準点との間の決定された距離に応じて操舵支援システムを制御し、車両を道路上の希望の位置に維持するように構成されている。これによって、運転者支援システムは、この装置を使用して、電流導体及び／又は車両が走行している車線に対する希望の横方向位置に車両を維持することが可能になる。このようにして、運転者は、ＥＲＳ車線における車両の横方向位置を連続的に修正しなければならない代わりに、周囲の交通に集中することができる。

第１の代替的な例によれば、第２の検出手段は、車両基準点に対して横方向に移動可能な集電器の位置を検出するように構成されたリニアセンサである。集電器は、１つ以上の空気圧式、油圧式又は電気式のアクチュエータ又はモータなど、適切なリニアアクチュエータによって垂直方向及び横方向に移動することができる。

第２の代替的な例によれば、第２の検出手段は、集電器を支持する枢動可能なアームの角度位置を検出するように構成された角度センサである。集電器は、垂直軸の周りにアームを枢動させるアクチュエータによって横方向に移動し、水平軸の周りにアームを枢動させるアクチュエータによって垂直方向に移動することができる。この目的の適切なアクチュエータは、１つ以上の空気圧式、油圧式又は電気式のアクチュエータ又はモータである。

本発明の第３の態様によれば、上述の目的は、プログラムがコンピュータで実行されるとき、上述したような方法ステップを実行する、プログラムコード手段を含んだコンピュータプログラムによって達成される。本発明はまた、プログラム製品がコンピュータで実行されるとき、上述の方法ステップを実行する、プログラムコード手段を含んだコンピュータプログラムを保持するコンピュータ可読媒体に関する。最後に、本発明は、上述の方法ステップを実行するように構成された、蓄電システムを制御する制御ユニットに関する。

本発明は、ＥＲＳ道路を走行する車両の位置調整を改善する、特に、運転者支援及び自律走行だけでなく、車両の手動操作を支援する方法及び装置を含んだ車両を提供する。この装置は、他の運転者支援システムと組み合わせて、そのようなシステムの支援又はバックアップや、車両位置を決定する他の車両ベースのシステムの機能を確認するために使用することができる。

本発明のさらなる利点及び有利な特徴は、以下の説明及び従属請求項に開示される。

以下の説明において、添付図面を参照して、本発明を詳細に説明する。これらの概略図は、説明目的のためだけに使用され、本発明の範囲を限定するものではない。

本発明に係る概略的な電気道路システムを示す。 図１Ａにおける車両の概略平面図を示す。 本発明に係る電力収集装置の概略正面図を示す。 本発明に係る位置決定方法の代替的な実施形態を示す。 本発明に係る位置決定方法の代替的な実施形態を示す。 本発明に係る位置決定方法の代替的な実施形態を示す。 本発明に係る位置決定方法の代替的な実施形態を示す。 本発明に係る位置決定方法の代替的な実施形態を示す。 本発明に係る位置調整手段を制御する制御装置の概略図を示す。 コンピュータ装置に適用された本発明を示す。

図１Ａは、車両１０が道路１１を走行している、概略的な電気道路システム（ＥＲＳ）を示している。この道路１１には、車両１０に電流を供給する手段が備えられている。車両１０には、道路１１の表面に設置された電流導体１３と接触するように下降させることができる、電力収集装置１２が備えられている。この車両は、電気自動車又はハイブリッド自動車とすることができる。

電力収集装置１２は、適切なアクチュエータ（図示せず）を使用して、格納された非作動の第１の位置と電流導体１３に接触する作動の第２の位置との間で移動可能に構成された集電器１４を備えている。図１Ａは、作動位置における集電器を示している。集電器１４を少なくとも車両の垂直方向に移動させる位置調整手段が設けられている。

この説明では、位置調整手段は、集電器の移動可能なアーム又はホルダーとして説明する。このアームは、直線経路又は車両の水平軸を持つ枢軸に対して弧状経路のいずれかで垂直に移動することができる。そのようなアームの位置調整手段はまた、直線経路又は車両の垂直軸を持つ枢軸に対して弧状経路のいずれかで、アームを車両の横方向に移動させるアクチュエータ手段を備えることができる。その代わりに、横方向への位置調整手段は、電子制御可能な車両操舵システムに接続された適切な制御手段を備えることができる。電流導体に対する車両の横方向への位置調整は、一対の操舵可能な車輪を使用して行うことができる。また、例えば、車両を横方向に移動させて、集電器を保持する移動可能なアームの横方向範囲内に電流導体を持ってこなければならない場合、位置調整は、上記手段と組み合わせて行うことができる。電力収集装置の設計については、ここでは詳細に説明しない。

図１Ｂは、図１Ａの車両の概略平面図を示す。図１Ｂは、道路１１の表面に設置された電流導体１３に接触するように下降させることができる、電力収集装置１２を有する車両１０を示している。道路１１は幅Ｗを有し、電流導体１３は、道路１１の一側端から所定の横方向距離Ｄ１にある、道路１１の表面の所定の位置に設置されている。車両１０には、車両前方の領域Ａ１を監視する前方センサアレイ、側方の領域Ａ２，Ａ３を監視する側方センサ、車両後方の領域Ａ４，Ａ５を監視する後方センサアレイなど、複数のセンサを含んだ車載の前方データ収集システムが備えられている。この目的の適切なセンサは、例えば、レーダーシステム、ライダーシステム、レーザーシステム、超音波システム、カメラシステム、車両衝突回避システム又は車線維持システムで使用する同様な適切なデータ収集システムである。

図２は、本発明の一例に係る電力収集装置２２の概略正面図を示す。電力収集装置２２は、道路２１の概略断面の上方に位置する概略的に示された車両２０に取り付けられている。直流電流を供給する第１の電力レール２３ａ及び第２の電力レール２３ｂを含んだ電流導体２３は、道路２１の表面に設置されている。電力収集装置２２は、第１の電力レール２３ａ及び第２の電力レール２３ｂのそれぞれから電流を収集する、第１のコンタクター２４ａ及び第２のコンタクター２４ｂを有する集電器２４を備えている。集電器２４は、車両２０に隣接した格納された第１の位置Ｐ１から電流導体２３と接触する作動の第２の位置Ｐ２へと集電器２４を移動させる、垂直位置調整手段２５に取り付けられている。垂直移動は、矢印Ｖで示されている。作動の第２の位置Ｐ２への集電器２４の下降は、第１のコンタクター２４ａ及び第２のコンタクター２４ｂが第１の電力レール２３ａ及び第２の電力レール２３ｂのそれぞれと垂直方向に整列したことが検出されたときに行われる。

図２では、集電器２４は、任意の中間位置Ｐ３に示されている。集電器２４は、集電器２４を第２の位置Ｐ２に下降させる前に電流導体２３を探知するために、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２との間の中間位置Ｐ３に垂直に移動させることができる。その代わりに、集電器は、中間位置を通過して第１の位置から第２の位置へと連続的に移動させることができる。

図２に示す例では、集電器２４及び垂直位置調整手段２５は、横方向位置調整手段２６に取り付けられている。横方向位置調整手段２６は、集電器２４及び垂直位置調整手段２５を矢印Ｔで示す車両２０の横方向に移動させるように構成されている。横方向位置調整手段２６は、最初に電流導体２３を探知し、次に電流導体２３を追跡するように、集電器２４を車両２０の横方向に移動させるように制御される。追跡は、第１のコンタクター２４ａ及び第２のコンタクター２４ｂを第１の電力レール２３ａ及び第２の電力レール２３ｂのそれぞれと垂直方向で整列した状態を維持するように行われる。図２に示す例によれば、電流導体２３の探知及び追跡は、電流導体２３の間又はこれに隣接して設置された信号ケーブル２７の位置を検出するために使用される、１つ以上の垂直アンテナ（図３Ａ〜３Ｃ参照）を使用して行われる。しかしながら、本発明は、後述するように、電流導体を探知するこの方法に限定されない。

代替的な電力伝達システムは、集電器と接触する必要なしで車両にエネルギーを供給するために磁界を生成する、路面に埋め込まれた誘導ループを含んだ電流導体とすることができる。この非接触のエネルギー伝達は、電流導体を通って流れる電流が磁界を生成することによって可能になる。交流電流（ＡＣ）の場合、これは、２つの導体が互いに接触していなくても、車両の第２の導体に電圧を誘起する。正確に制御された交流電流の周波数を使用することで、送信電気回路から受信電気回路への高効率のエネルギー伝達が保証される。誘電式の電流導体を探知する原理は、図２について説明した電力レール装置とほぼ同じである。

図３Ａ〜３Ｃは、本発明に係る位置決定方法の第１の実施形態を説明する。図３Ａは、アーム３５に取り付けられたピックアップ３４を含んだ集電器３４，３５，３６が備えられた、概略的に示される車両３０を示している。このアーム３５は、垂直ピボットジョイント３６を介して車両３０に取り付けられている。ピックアップ３４の移動は、適切なアクチュエータ（図示せず）を使用して、水平ピボットジョイントの周りにアーム３５を路面に向けて垂直に枢動させると共に、垂直ピボットジョイント３６の周りにアーム３５を弧状に横方向に枢動させることによって行うことができる。ピックアップ３４は、２つの平行な電力レール３３ａ，３３ｂを含んだ電流導体３３から電力を伝達するように構成された、２つの平行な接点３４ａ，３４ｂを備えている。電流導体３３は、道路３１の一側端３２から所定の横方向距離Ｄ１にある、幅Ｗを有する道路３１の表面の所定位置に設置された中央基準点Ｃを有している。この例では、中央基準点Ｃは、平行な電力レール３３ａ，３３ｂの間の中央にある。

第１の検出手段３８は、集電器３４に隣接して配置され、電流導体３３の基準点Ｃに対する集電器３４の位置を示す信号を生成するように構成されている。集電器３４，３５，３６は、車両に対して移動可能に構成され、生成された信号に応じて電流導体３３を追跡する。第２の検出手段３６ａは、車両の基準点Ｒに対する集電器３４，３５，３６の位置を検出するように構成されている。この例では、第２の検出手段３６ａは、平行な接点３４ａ，３４ｂの間の中央にある。

本発明の方法は、
第１の検出手段３８によって、車両の横方向における電流導体基準点Ｃに対する集電器３４，３５，３６の位置Ｐ１を表す第１の距離Ｘ１を決定するステップと、
第２の検出手段３６ａによって、車両の横方向における車両基準点Ｒに対する集電器３４，３５，３６の位置Ｐ２を表す第２の距離Ｘ２を決定するステップと、
第１の距離Ｘ１及び第２の距離Ｘ２を使用して、車両の横方向における車両基準点Ｒと電流導体基準点Ｃとの間の距離を決定して、道路上の現在の車両位置を決定するステップと、
を連続的に実行することを含んでいる。

第１の例によれば、図３Ａは、交流電流（ＡＣ）を伝達する信号線の周囲の磁界を検出するのに適した、単一のアンテナの形態をとる第１の検出手段３８を示している。精度及び／又はセンサ範囲を増加させるために、複数のアンテナを使用することができる。この場合、ピックアップ３４のアンテナ３８は、電流導体３３の基準点Ｃと平行かつ一致する路面の位置Ｐ２に設置された信号線３７を検出するために使用される垂直コイルである。車両には、信号線からの信号を受信するように構成された信号受信機（図４参照）、又は、所定の位相特性を有する信号を送信する送信機が設けられており、信号線に対するアンテナの距離及び横方向の相対位置を決定することができる。信号線３７と電流導体基準点Ｃとの間の距離が０（基準点Ｃと位置Ｐ２とが一致）であるので、電流導体３３に対する集電器の位置Ｐ１は、第１の検出手段３８によって決定することができる。このようにして、第１の距離Ｘ１が決定される。その後、車両の横方向における車両基準点Ｒに対する集電器３４，３５，３６の位置Ｐ１を表す第２の距離Ｘ２は、角度センサを含んだ第２の検出手段３６ａによって決定される。図３Ａは、集電器３４，３５，３６の位置Ｐ１と車両基準点Ｒの位置とが電流導体基準点Ｃの反対側にある場合を示している。従って、車両基準点Ｒと電流導体基準点Ｃとの間のオフセットは、（Ｘ２−Ｘ１）に等しい。

図３Ｂは、車両基準点Ｒと電流導体基準点Ｃとの間の距離の初期決定に基づいて、電流導体３３に対する車両３０及び集電器３４の位置を適切に補正する、１つの考えられうる例を説明する。接点の摩耗を避けるためにピックアップ３４が電流導体３３の中央にあることを保証し、最適な電力伝達を保証することが望ましいので、ピックアップのセンタリングが優先される。これは、集電器３４，３５，３６の位置Ｐ１が電流導体基準点Ｃと一致している場合、アーム３５の移動、又は、図３Ｂに示す位置へのアーム３５及び車両３０の同時移動によって達成される。その後、車両基準点Ｒと電流導体基準点Ｃとの間の距離Ｘ２が再計算される。そして、図３Ｃに示すように、アーム３５及び車両３０を矢印Ａの方向に基準点Ｃ，Ｒが一致する位置に同時に移動させて、車両を車線にセンタリングすることができる。

第２の例によれば、図３Ａは、近接センサのアレイの形態をとる、代替的な第１の検出手段３８’，３９ａ，３９ｂを示している。図３Ａにおいて、３つの近接センサが示されているが、その数は、使用されるセンサのタイプ及び希望のアレイ精度に応じて増やすことができる。この目的の適切な近接センサは、磁気センサ、誘電センサ又は静電容量センサである。

代替的な第１の検出手段３８’，３９ａ，３９ｂを構成するセンサアレイは、上述した第１の例と同様な方法で、集電器３４と電流導体３３との間の相対位置を検出するために使用される。この場合、第１の検出手段３８’，３９ａ，３９ｂは、路面の各電力レール３３ａ，３３ｂに対するピックアップ３４の位置を検出するために使用され、電流導体３３の基準点Ｃの位置を決定する。そして、電流導体３３に対する集電器の位置Ｐ１が決定され、第１の距離Ｘ１を決定することが可能になる。その後、角度センサを含んだ第２の検出手段３６ａによって、車両の横方向における車両基準点Ｒに対する集電器３４，３５，３６の位置Ｐ１を表す第２の距離Ｘ２が決定される。上述したように、図３Ａは、集電器３４，３５，３６の位置Ｐ１と車両基準点Ｒの位置とが電流導体基準点Ｃの反対側にある場合を示している。従って、車両基準点Ｒと電流導体基準点Ｃとの間のオフセットは、（Ｘ２−Ｘ１）と等しくなる。これらの距離及び相対位置が決定されると、図３Ｂ及び３Ｃに関して上述したように、集電器及び／又は車両を車線上の希望の位置へと移動させることができる。

第３の例によれば、図３Ｄは、交流電流（ＡＣ）を伝達するオフセット信号線の周囲の磁界を検出するのに適したアンテナアレイの形態をとる、第１の検出手段３８ａ，３８ｂ，３８ｃを示している。この場合、ピックアップ３４のアンテナアレイ３８ａ，３８ｂ，３８ｃは、垂直コイルを含み、電流導体３３の基準点Ｃから平行かつオフセットされた距離Ｄ２の路面の位置Ｐ２に設置された信号線３７ａを検出する。車両には、信号線３７ａからの信号を受信するように構成された信号受信機（図４参照）、又は、所定の位相特性を有する信号を送信する送信機が備えられ、信号線３７ａに対するアンテナアレイ３８ａ，３８ｂ，３８ｃの距離及び横方向の相対位置の決定を可能にする。

信号線３７ａと電流導体基準点Ｃとの間の距離が既知の一定距離Ｄ２と等しいので、電流導体３３に対する集電器の位置Ｐ１は、第１の検出手段３８ａ，３８ｂ，３８ｃによって決定することができる。このようにして、第１の距離Ｘ１を決定することができる。図３Ｄでは、集電器３４は電流導体３３に対して既にセンタリングされているので、第１の距離Ｘ１は０である。その後、角度センサを含んだ第２の検出手段３６ａによって、車両の横方向における車両基準点Ｒに対する集電器３４，３５，３６の位置Ｐ１を表す第２の距離Ｘ２が決定される。図３Ｄは、集電器３４，３５，３６の位置Ｐ１が電流導体基準点Ｃと一致する場合を示しているので、車両基準点Ｒと電流導体基準点Ｃとの間のオフセットはＸ２と等しい。これらの距離及び相対位置が決定されると、図３Ｅに示すように、集電器及び／又は車両を車線内の希望する中央位置に移動させることができる。この移動は、図３Ｂ及び３Ｃに関して上述した。

そして、道路上の現在の車両位置が連続的に監視され、車両基準点Ｒと電流導体基準点Ｃとの間の決定された距離に応じて車両操舵支援システムが制御され、車両を道路上の希望の位置に維持する。その代わりに、車両が手動で操舵される場合、車両が希望の位置から所定距離逸脱して操舵修正が必要であることを示す、聴覚警告信号、視覚警告信号及び／又は触覚警告信号を運転者が受け取る。

図４は、上述したように、位置調整手段を制御して第１の電力レール３３ａ及び第２の電力レール３３ｂを探知して追跡する、制御装置の概略図を示している。制御装置は、好ましくは、例えば、ピックアック３４（図３Ａ〜３Ｅ参照）の集電器３４，３５，３６上又はこれに隣接した適切な位置に取り付けられた、垂直アンテナの形態をとる第１の検出手段３８を備えている。図４は、単一の垂直アンテナ３８を示しているが、複数のアンテナ又は近接センサを使用して、精度及び／又は範囲が増加したセンサアレイを形成することができる。垂直アンテナ３８は、垂直アンテナ３８に誘導された信号を検出する信号受信機４１に接続されている。信号受信機４１からの出力信号は、出力信号を処理して位置調整コントローラ４４への制御信号を生成するように構成された、電子制御ユニット（ＥＣＵ）４２に送信される。位置調整コントローラ４４は、集電器を電流導体の第１の電力レール３３ａ及び第２の電力レール３３ｂに整列させた状態に移動させるため、垂直アクチュエータ４５及び横方向アクチュエータ４６によって行われる、少なくとも希望の移動を決定するように構成されている。

代替的な例によれば、横方向アクチュエータ４６は、付加的な車両操舵アクチュエータ４９によって省略又は補完することができる。車両操舵アクチュエータ４９は、横方向アクチュエータ４６に代えて、車両を電流導体の横方向に移動させるために使用することができる。他の代替的な例によれば、車両操舵アクチュエータ４９は、電流導体３３が横方向アクチュエータ４６の移動可能範囲内にない場合、及び／又は、道路上の希望の横方向位置を維持するため、車両を自律的に横方向に移動させる横方向アクチュエータ４６と共に使用することができる。さらなる代替的な例によれば、車両が希望の位置から所定距離逸脱して操舵修正が必要であることを示す、電子制御ユニット４４からの聴覚警告信号、視覚警告信号及び／又は触覚警告信号を運転者が受け取ることで、車両を手動で操舵する。

動作中、垂直アンテナ３８は、第１の電力レール３３ａ及び第２の電力レール３３ｂに対して道路の所定位置に設置された信号ケーブル３７から送信された所定の信号の有無を監視する。この信号は、信号ケーブル３７に接続された信号発生器４０によって生成され、所定の位相特性を有している。垂直アンテナ３８が範囲内にある場合、信号は垂直アンテナ３８に誘導され、信号受信機４１によって検出される。受信機から電子制御ユニット４２へと送信された検出信号に応じて、電子制御ユニット４２は、集電器を展開して作動位置に下降させるべきか格納すべきかを決定する。信号受信機４１からの出力には、信号強度及び信号振幅に関する信号、並びに、電子制御ユニット４２によってデータが連続的に処理される信号の位相特性が含まれている。受信した信号データに応じて、電子制御ユニット４２は、制御信号を位置調整コントローラ４４に送信する。位置調整コントローラ４４は、集電器を電流導体に対して横方向に整列させた状態を維持するため、垂直アクチュエータ４５及び横方向アクチュエータ４６のそれぞれの必要な移動を決定する。例えば、信号がＥＲＳ道路の終わりで停止すると、電子制御ユニット４２は、信号を位置調整コントローラ４４に送信し、垂直アクチュエータ４５を作動させて集電器を格納させる。

また、本発明は、上記の例のいずれか１つに記載の方法をコンピュータで実行するために使用される、コンピュータプログラム、コンピュータプログラム製品及びコンピュータ記憶媒体に関する。

図５は、本発明の一実施形態に係る装置５００を示している。この装置５００は、不揮発性メモリ５２０と、プロセッサ５１０と、読み書きメモリ５６０と、を備えている。不揮発性メモリ５２０は、装置５００を制御するコンピュータプログラムが格納された第１のメモリ部５３０を有している。装置５００を制御する第１のメモリ部５３０のコンピュータプログラムは、オペレーティングシステムとすることができる。

装置５００は、例えば、制御ユニット４２などの制御ユニットに内蔵することができる。データ処理ユニット５１０は、例えば、マイクロプロセッサを含むことができる。不揮発性メモリ５２０は、本発明に係る車両を制御するプログラムが格納された第２のメモリ部５４０も有している。代替的な実施形態では、車両を制御するプログラムは、例えば、ＣＤ又は交換可能な半導体メモリなど、データ用の別体の不揮発性記憶媒体５５０に格納されている。プログラムは、実行可能形式又は圧縮状態で格納することができる。

以下、データ処理ユニット５１０が特定の機能を実行すると述べた場合、データ処理ユニット５１０が、第２のメモリ部５４０に格納されたプログラムの特定部分、又は、不揮発性記憶媒体５５０に格納されたプログラムの特定部分を実行していることが明確であろう。

データ処理ユニット５１０は、データバス５１４を介して不揮発性記憶媒体５５０と通信するように構成されている。データ処理ユニット５１０はまた、データバス５１２を介して不揮発性メモリ５２０と通信するように構成されている。また、データ処理ユニット５１０は、データバス５１１を介してメモリ５６０と通信するように構成されている。データ処理ユニット５１０はさらに、データバス５１５を使用してデータポート５９０と通信するように構成されている。本発明に係る方法は、第２のメモリ部５４０に格納されたプログラム、又は、不揮発性記憶媒体５５０に格納されたプログラムを実行するデータ処理ユニット５１０によって実行される。

本発明は、上述及び図示の実施形態に限定されないことを理解されたい。むしろ、当業者であれば、添付の特許請求の範囲内で、多くの変更及び修正を行うことができることを認識するであろう。

Claims (15)

1. 道路（３１）の一端（３２）から所定の横方向距離（Ｄ１）にある、前記道路（３１）の表面の所定位置（Ｃ）に設置された電流導体（３３）から電力を伝達するように構成された集電器（３４，３５，３６）と、
   前記集電器に隣接して配置され、電流導体基準点（Ｃ）に対する前記集電器の位置を示す信号を生成するように構成された少なくとも１つの第１の検出手段（３８；３８’，３９ａ，３９ｂ）と、
   車両に対する前記集電器（３４，３５，３６）の位置を検出する少なくとも１つの第２の検出手段（３６ａ）と、
   を備え、
   前記集電器（３４，３５，３６）は、前記車両に対して移動可能に配置され、前記生成された信号に応じて前記電流導体（３３）を追跡する、車両（３０）を制御する方法であって、
   前記車両の横方向において前記電流導体基準点（Ｃ）に対する前記集電器（３４，３５，３６）の位置（Ｐ１）を表す第１の距離（Ｘ１）を決定するステップと、
   前記車両の前記横方向において車両基準点（Ｒ）に対する前記集電器（３４，３５，３６）の位置（Ｐ２）を表す第２の距離（Ｘ２）を決定するステップと、
   前記第１の距離（Ｘ１）及び前記第２の距離（Ｘ２）を使用して、前記車両の前記横方向において前記車両基準点（Ｒ）と前記電流導体基準点（Ｃ）との間の距離を決定して、前記道路上の現在の車両位置を決定するステップと、
   を連続的に実行することを特徴とする方法。
2. 前記決定された距離に応じて車両操舵支援システム（４９）を制御して、前記車両を前記道路上の希望の位置に維持する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記決定された距離が所定の限度を超える場合、前記決定された距離に応じて前記操舵支援システム（４９）を制御する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記決定された距離に応じて前記操舵支援システム（４９）を制御して、駐車操作、後退操作又は操車操作中に、前記車両を希望の位置に案内する、
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の方法。
5. 前記決定された距離が所定の限度を超える場合、前記決定された距離に応じて運転者通知信号を生成する、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の方法。
6. 前記決定された現在の車両位置を少なくとも１つの付加的な車載の前方データ収集システムからの入力信号と比較して、前記車両位置を確認する、
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の方法。
7. 前記決定された現在の車両位置を少なくとも１つの付加的な車載の前方データ収集システムからの入力信号と比較して、前記付加的な前方データ収集システムの機能を検証する、
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の方法。
8. 前記検証が失敗の場合、少なくとも１つの付加的な車載の前方データ収集システムからの入力信号に代えて、前記決定された現在の車両位置を使用する、
   ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 道路（３１）の一端（３２）から所定の横方向距離（Ｄ１）にある、前記道路（３１）の表面の所定の横方向位置（Ｃ）に設置された電流導体（３３）から電力を伝達するように構成された集電器（３４，３５，３６）と、
   前記集電器に隣接して配置され、電流導体基準点（Ｃ）に対する前記集電器の位置を示す信号を生成するように構成された少なくとも１つの第１の検出手段（３８；３８’，３９ａ，３９ｂ）と、
   前記集電器（３４，３５，３６）の位置を検出する少なくとも１つの第２の検出手段（３６ａ）と、
   を備え、
   前記集電器（３４，３５，３６）は、車両に対して移動可能に配置され、前記生成された信号に応じて前記電流導体（３３）を追跡する、車両（３０）であって、
   電子制御ユニット（４２）は、
   前記車両の横方向において前記電流導体基準点（Ｃ）に対する前記集電器（３４，３５，３６）の位置（Ｐ１）を表す、前記第１の検出手段からの信号を監視し、
   前記車両の前記横方向において車両基準点（Ｒ）に対する前記集電器（３４，３５，３６）の位置（Ｐ２）を表す、前記第２の検出手段からの信号を監視し、
   前記第１の検出手段及び前記第２の検出手段からの信号に基づいて、前記車両の前記横方向において前記車両基準点（Ｒ）と前記電流導体基準点（Ｃ）との間の距離を決定して、前記道路上の現在の車両位置を決定するように構成された、
   ことを特徴とする車両。
10. 前記電子制御ユニット（４２）は、前記決定された距離に応じて操舵支援システム（４３）を制御して、前記車両を前記道路上の希望の位置に維持するように構成された、
    ことを特徴とする請求項９に記載の車両。
11. 前記第２の検出手段（３８）は、横方向に移動可能な集電器（３４，３５，３６）の位置を検出するように構成されたリニアセンサである、
    ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の車両。
12. 前記第２の検出手段は、前記集電器（３４，３５，３６）を支持する枢動可能なアームの角度位置を検出するように構成された角度センサである、
    ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の車両。
13. プログラムがコンピュータで実行されるとき、道路上の車両位置を決定する請求項１〜８のいずれかのステップを実行する、プログラムコード手段を含んだコンピュータプログラム。
14. プログラム製品がコンピュータで実行されるとき、道路上の車両位置を決定する請求項１〜８のいずれかのステップを実行する、プログラムコード手段を含んだコンピュータプログラムを保持するコンピュータ可読媒体。
15. 道路上の車両位置を決定する制御ユニットであって、
    請求項１〜８のいずれかに記載の方法のステップを実行するように構成された、制御ユニット。