JP3664037B2 - 車両交通システム及び車両の走行制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両交通システム及び車両の走行制御装置に係り、特に、車々間通信機を介して他の車両と無線通信を行う車両を所定の軌道において走行させる車両交通システム及び走行制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば、鉄道業務セミナＮＯ．２「信号保安・鉄道通信入門」に開示される如く、鉄道のＡＴＣ（Automatic Train Control）が知られている。このＡＴＣでは、鉄道車両間の通信が、軌道に沿って敷設されたレールを介して行われる。このため、ＡＴＣによれば、鉄道車両が軌道上のいかなる位置を走行していても、鉄道車両間の通信を継続することができる。
【０００３】
ＡＴＣシステムでは、鉄道車両の軌道上に複数の閉塞区間が連続的に設定され、単一の閉塞区間内に複数の鉄道車両が併存しないように個々の鉄道車両が通信により制御される。具体的には、一の鉄道車両が一の閉塞区間に存在する場合は、その鉄道車両に後続する鉄道車両に対して、少なくとも上記一の閉塞区間に隣接する閉塞区間内で停止するようにレールを介した通信により指示が発せられる。このため、ＡＴＣシステムによれば、単一の閉塞区間に複数の鉄道車両が進入するのが確実に防止され、鉄道車両の安全な走行が確保される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したＡＴＣシステムを、インフラ施設としてレールを有しない交通システムに適用する手法として、その交通システム内を走行する車両の軌道に沿って、車両と管制センタとの連続的な通信を可能とする通信手段を設置することが考えられる。しかし、かかる交通システムでは、管制センタや通信手段等のインフラ施設を設けるために多大な設備投資が必要となる。
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、インフラ施設を用いることなく、簡素な構成で各車両を安全に走行させることが可能な車両交通システム及び車両の走行制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、請求項１に記載する如く、所定の軌道において複数台の車両が連結された車両隊列を、該車両隊列内で各車両に車々間通信機を介して他の車両と無線通信させつつ走行させる車両交通システムであって、
前記車々間通信機は、所定の通信可能領域を有すると共に、
前記車両隊列内の車両は、該車両隊列に先行する車両隊列内の車両が前記車々間通信機を介して送信する情報を受信した場合に、該車両隊列に先行する車両隊列内の車両の通信可能領域へ進入しないように減速制御されることを特徴とする車両交通システムにより達成される。
【０００７】
請求項１記載の発明において、複数台の車両が連結された車両隊列は、所定の軌道において走行する。車両隊列内の各車両に搭載される車々間通信機は、該隊列内の他の車両と無線通信を行うのに最低限必要な所定の通信可能領域を有している。所定の軌道において２つの車両隊列が同方向に走行する状況下で該２つの車両隊列が互いに所定の距離まで接近すると、先行する車両隊列（以下、先行車両隊列と称す）内の車両が該先行車両隊列内の他の車両と無線通信を行うために送信した情報が、先行車両隊列に後続する車両隊列（以下、後続車両隊列と称す）内の車両に受信される。かかる場合は、後続車両隊列が先行車両隊列に接近しているとして、後続車両隊列の車両がその先行車両隊列内の車両の通信可能領域へ進入しないように減速制御される。従って、本発明によれば、インフラ施設を用いることなく、同方向に走行する車両隊列同士の接触を確実に回避させることができる。
【０００８】
上記の目的は、請求項２に記載する如く、所定の軌道に設けられた複線部において複数台の車両が連結された車両隊列同士を互いに対向させてすれ違い走行させる車両交通システムであって、
各車両隊列内の車両はそれぞれ、
自己の車両隊列内の他の車両と無線通信するための所定の通信可能領域を有する車々間通信機を搭載すると共に、
前記複線部において、自己の車両隊列に対向する車両隊列内の車両が発する所定の情報を前記車々間通信機を介して受信したか否かを判別し、該所定の情報が受信されない場合は自己の車両隊列の該複線部からの走行を禁止し、一方、該所定の情報が受信された場合は自己の車両隊列の該複線部からの走行を許可する制御ユニットを有することを特徴とする車両交通システムにより達成される。
【０００９】
請求項２記載の発明において、複数台の車両が連結された車両隊列は、所定の軌道に設けられた複線部において、対向する車両隊列と互いに対向してすれ違い走行する。各車両隊列内の各車両は、自己の隊列内の他の車両と無線通信を行うのに最低限必要な所定の所定の通信可能領域を有する車々間通信機を搭載する。２組の車両隊列同士が複線部において互いに対向する場合は、両車両隊列の車両は接近する。２組の車両隊列が接近すると、車両が車々間通信機を介して自己の車両隊列内の他の車両へ向けて送信した情報が他の車両隊列内の車両に受信される。２組の車両隊列のうち先に複線部に到達した車両隊列は、他方の車両隊列の車両が隊列内の他の車両と無線通信を行うために車々間通信機を介して送信する情報を受信しない場合は、該複線部からの走行を禁止される。そして、その後、他方の車両隊列が複線部に到達して、両車両隊列内の車両がそれぞれ自己の車両隊列内の他の車両と無線通信を行うために送信する情報を、他の車両隊列の車両が受信した場合に、両車両隊列はそれぞれ該複線部からの走行を許可される。このため、本発明によれば、インフラ施設を用いることなく、互いに対向してすれ違い走行し得る車両隊列同士の衝突を確実に回避させることができる。
【００１０】
上記の目的は、請求項３に記載する如く、所定の軌道において複数台の車両が連結された車両隊列内の車両として走行すると共に、該車両隊列内の他の車両と無線通信するための車々間通信機を搭載する車両の走行制御装置であって、
前記車々間通信機が、所定の通信可能領域を有すると共に、
前記車々間通信機を介して受信された情報に、自車両の属する車両隊列に先行する車両隊列内の車両により送信された情報が含まれているか否かを判別する受信情報判別手段と、
前記受信情報判別手段により前記受信された情報に前記先行する車両隊列内の車両により送信された情報が含まれていると判別される場合に、前記先行する車両隊列内の車両の通信可能領域へ進入しないように自車両を減速制御する走行制御手段と、
を備えることを特徴とする車両の走行制御装置により達成される。
【００１１】
請求項３記載の発明において、車両は、複数台の車両が連結された車両隊列内の車両として所定の軌道を走行すると共に、該車両隊列内の他の車両と無線通信を行うための所定の通信可能領域を有する車々間通信機を搭載している。車々間通信機を介して受信された情報に、自車両の属する車両隊列に先行する車両隊列内の車両から送信された情報が含まれている場合は、自車両の属する車両隊列が先行する車両隊列に接近しているとして、自車両が前記先行する車両隊列内の車両の通信可能領域へ進入しないように減速制御される。従って、本発明によれば、インフラ施設を用いることなく、先行する車両隊列に属する車両との接触を確実に回避させることができる。
【００１２】
また、上記の目的は、請求項４に記載する如く、所定の軌道に設けられた複線部において複数台の車両が連結された車両隊列内の車両として、自己の車両隊列に対向する車両隊列とすれ違い走行する車両の走行制御装置であって、
自己の車両隊列内の他の車両と無線通信するための所定の通信可能領域を有する車々間通信機と、
自己の車両隊列が前記複線部に到達した際、自己の車両隊列に対向する車両隊列内の車両が発する所定の情報を前記車々間通信機を介して受信したか否かを判別し、該所定の情報が受信されない場合は自己の車両隊列の該複線部からの走行を禁止し、一方、該所定の情報が受信された場合は自己の車両隊列の該複線部からの走行を許可する走行制御手段と、を備えることを特徴とする車両の走行制御装置により達成される。
【００１３】
請求項４記載の発明において、所定の軌道に設けられた複線部において複数台の車両が連結された車両隊列内の車両として、自己の車両隊列に対向する車両隊列とすれ違い走行する車両は、自己の車両隊列内の他の車両と無線通信するための所定の通信可能領域を有する車々間通信機を搭載している。また、この車両は、自己の車両隊列が複線部に到達した際、対向する車両隊列内の車両が発する情報を車々間通信機を介して受信したか否かを判別し、否定判定がなされる場合は、対向車両隊列が複線部に到達していないとして、自己の車両隊列の複線部からの走行を禁止し、一方、肯定判定がなされた場合は、対向車両隊列が複線部に到達したとして、自己の車両隊列の複線部からの走行を許可する走行制御手段を有する。このため、本発明によれば、インフラ施設を用いることなく、互いに対向してすれ違い走行し得る車両隊列との衝突を確実に回避させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１実施例である車両交通システムを実現するためのインフラ施設を模式的に表した図を示す。図１に示す如く、本実施例において、インフラ施設は、磁気ネイルにより構成されたレーンマーカ１０を備えている。レーンマーカ１０は、自動運転車両（以下、単に車両と称す）１２が走行する走行レーン１４に沿って所定間隔ごとに敷設されている。レーンマーカ１０は、車両１２の走行距離を算出するために用いられる。
【００１５】
走行レーン１４には、一定の間隔を空けて路車間通信機１６が配設されている。路車間通信機１６は、通信線１７を介して管制センタ１８に接続されている。路車間通信機１６は、管制センタ１８と個々の車両１２との間で路車間通信を行うための送受信機である。
【００１６】
本実施例において、車両１２は、複数台の車両が機械的に連結されずに電子的に連結された車両群内の車両として、他の車両と隊列を組んで走行レーン１４を走行する。以下、この隊列を車両隊列と称す。車両隊列は、図１において右側から左側に向けて走行レーン１４を走行する。尚、図１には、車両隊列として、２台の車両１２が連結された車両隊列（以下、先行車両隊列と称す）１００、および、車両隊列１００に後続する３台の車両１２が連結された車両隊列（以下、後続車両隊列と称す）１１０が示されている。
【００１７】
図２は、本実施例の車両交通システムの電気的な構造を表すブロック構成図を示す。図２に示す如く、車両１２には、車両システム２０が搭載されている。車両システム２０は、車両制御用電子制御ユニット（以下、車両用ＥＣＵと称す）２２を備えている。車両用ＥＣＵ２２には、ブレーキＥＣＵ２４及びスロットルＥＣＵ２６が接続されている。
【００１８】
ブレーキＥＣＵ２４は、車両１２に任意の制動力を発生させるブレーキアクチュエータ３０に接続されており、車両用ＥＣＵ２２から供給されるブレーキ指示値に応じた制動力が生ずるようにブレーキアクチュエータ３０を駆動する。また、スロットルＥＣＵ２６は、車両１２の駆動源として機能するスロットルアクチュエータ３２に接続されており、車両用ＥＣＵ２２から供給されるアクセル指示値に応じた駆動トルクが生ずるようにスロットルアクチュエータ３２を駆動する。
【００１９】
車両用ＥＣＵ２２には、磁気ネイルセンサ３８が接続されている。磁気ネイルセンサ３８は、例えば車体前部に設けられたバンパの下部中央に配設されており、該磁気ネイルセンサ３８を流通する磁束の強度に応じた電気信号を出力する。磁気ネイルセンサ３８には、車両１２が走行レーン１４に敷設されたレーンマーカ１０上を通過する際に大きな磁束が流通する。車両用ＥＣＵ２２は、磁気ネイルセンサ３８の出力信号に基づいて磁束を検出し、車両１２がレーンマーカ１０上を通過したか否かを判別する。
【００２０】
車両用ＥＣＵ２２は、車両１２が通過したレーンマーカ１０の数を計数するカウンタ（図示せず）、および、レーンマーカ１０の数と走行レーン１４上の位置との関係を示すマップを備えている。車両用ＥＣＵ２２は、上記カウンタの計数値に基づいて上記マップを参照することにより車両１２の走行レーン１４上の位置を検出する。
【００２１】
車両用ＥＣＵ２２には、また、車速センサ４０が接続されている。車速センサ４０は、車両１２の車輪が所定回転角回転するごとにパルス信号を出力する。車両用ＥＣＵ２２は、車速センサ４０の出力信号に基づいて車両１２の車速ＳＰＤを検出すると共に、その車速ＳＰＤに基づいて車両１２の加速度ＡＣＣを検出する。
【００２２】
車両用ＥＣＵ２２には、また、レーザレーダセンサ４２が接続されている。レーザレーダセンサ４２は、車両前方の所定領域内にレーザ光を照射し、その反射光が受光されるまでの時間、および、反射光の入射角度に応じた信号を出力する。車両用ＥＣＵ２２は、レーザレーダセンサ４２の出力信号に基づいて自車両の前方所定領域内に物体が存在するか否かを判別し、そして、自車両の前方に車両が存在する場合にその車両との車間距離および相対速度を検出する。
【００２３】
車両システム２０は、同一の車両隊列に属する他の車両１２と車々間通信を行うための車々間通信機４４を備えている。車々間通信機４４は、車両用ＥＣＵ２２に接続されている。同一の車両隊列に属する複数の車両１２は、それぞれ、車々間通信機４４を用いて、先行車両および後続車両と通信を行う。車々間通信では、車両１２のＩＤ情報、車両１２の走行位置、車速ＳＰＤ、加速度ＡＣＣ等、所定の情報が通信される。車々間通信機４４は、上記の情報を例えば２．４Ｇｈｚ帯ＳＳ方式で伝送する送受信機であり、半径１００〜２００ｍ程度の通信可能領域を有している。
【００２４】
車両システム２０は、また、管制センタ１８に接続する路車間通信機１６と路車間通信を行うための路車間通信機４６を備えている。路車間通信機４６は、車両用ＥＣＵ２２に接続されている。路車間通信機４６は、車両１２に異常が生じた場合に、広域通信を用いてその異常に応じた信号（以下、異常信号と称す）を管制センタ１８へ向けて送信する。管制センタ１８は、車両１２から異常信号を受信した場合に、その異常を同一の車両隊列に属する車両１２に知らせるべく、所定の信号（以下、異常通知信号と称す）を路車間通信機１６を用いて送信する。車両１２の車両用ＥＣＵ２２は、路車間通信機４６が管制センタ１８からの異常通知信号を受信すると、他の車両１２に異常が生じたと判断し、その後の処理を継続する。
【００２５】
次に、本実施例の車両交通システムの動作について説明する。
【００２６】
上述の如く、車両１２は、他の車両１２と電子的に連結しつつ複数台で隊列を組んで走行する。車両隊列内の先頭車両は、走行レーン１４上の現在位置に基づいて、走行位置と速度との関係を示す予め定められた運行計画を参照することにより走行制御される。車両１２は、車々間通信機４４を用いて同一の車両隊列に属する先行車両および後続車両と通信を行うことにより他の車両の状態を把握する。車両隊列内の先頭車両に後続する各車両は、それぞれ、自車両の直前を走行する車両に対して車速ＳＰＤに応じた車間距離が確保されるように走行制御される。かかる手法によれば、複数の車両１２を機械的に連結することなく電子的に連結した車両隊列を適正に走行させることができる。
【００２７】
ところで、同一の走行レーン１４において複数の車両隊列を安全に走行させるためには、車両隊列同士の接触を防止すべく、先行車両隊列１００の最後尾車両と後続車両隊列１１０の先頭車両との間に適当な車間距離を確保する必要がある。本実施例のシステムは、インフラ施設を用いることなく、後続車両隊列１１０が先行車両隊列１００に不当に接近するのを防止する点に特徴を有している。
【００２８】
図３は、本実施例の車両交通システムの特徴的部分を説明するための図を示す。上述の如く、車両１２は、ＩＤ情報や走行位置等の情報を交換すべく、車々間通信機４４を用いて同一の車両隊列に属する他の車両と通信を行う。この車々間通信機４４は、車両１２が同一の車両隊列に属する最も遠くに位置する車両と通信するのに必要な通信可能領域を有している。尚、この通信可能領域は、車両１２が何らかの原因により走行レーン１４上に停止している状況下で、後続の車両隊列の先頭車両が、所定の速度で走行している状態から停止を開始した場合でも、上記の停止している車両１２に追突することなく、安全に停止することができる距離に設定される。
【００２９】
先行車両隊列１００と後続車両隊列１１０とが接近した場合は、図３に示す如く、先行車両隊列１００の最後尾車両が搭載する車々間通信機４４の通信可能領域に、後続車両隊列１１０の先頭車両が進入する。この場合、後続車両隊列１１０の先頭車両には、先行車両隊列１００の最後尾車両が送信したＩＤ情報や走行位置等の所定の情報が、車々間通信機４４を介して受信される。
【００３０】
車両用ＥＣＵ２２は、先行する他の車両隊列内の車両１２が搭載する車々間通信機４４の通信可能領域を、自車両の属する車両隊列が進入すべきでない閉塞区間として認識している。車両用ＥＣＵ２２は、車々間通信機４４を介して、先行する他の車両隊列内の車両１２が発する所定の情報を受信するごとに、その車両隊列の最後尾車両との車間距離および相対速度に基づいて、自車両がその閉塞区間に進入しないための走行条件を演算する。
【００３１】
そして、車両用ＥＣＵ２２は、上記の走行条件が演算された後、その条件が満たされるように車両１２の走行状態を制御する。具体的には、車両１２に制動力が発生するようにブレーキアクチュエータ３０を駆動し、あるいは、車両１２の駆動力が低下するようにスロットルアクチュエータ３２を駆動する。
【００３２】
上記の処理によれば、後続車両隊列１１０が先行車両隊列１００に不当に接近するのを確実に防止することができる。このため、本実施例のシステムによれば、車両１２がインフラ施設と通信を行うことなく、走行レーン１４を同方向に走行する車両隊列同士の接触を確実に回避させることができ、その結果、車両隊列内の各車両を走行レーン１４に沿って安全に走行させることができる。
【００３３】
図４は、車両隊列が、自己の属する車両隊列に先行する車両隊列に不当に接近するのを防止すべく、本実施例において車両用ＥＣＵ２２が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。尚、図４に示すルーチンは、主に車両隊列の先頭車両において行われる。図４に示すルーチンは、所定時間ごとに繰り返し起動されるルーチンである。図４に示すルーチンが起動されると、まずステップ２００の処理が実行される。
【００３４】
ステップ２００では、車々間通信機４４を用いて、自車両と同一の車両隊列に属する他の車両１２と車々間通信が行われているか否かが判別される。その結果、否定判定がなされた場合は、自車両の車々間通信機４４に異常が生じていると判断できる。この場合は、その車両を速やかに減速・停止させることが適切である。従って、かかる判別がなされた場合は、次にステップ２０６の処理が実行される。一方、肯定判定がなされた場合は、次にステップ２０２の処理が実行される。
【００３５】
ステップ２０２では、車々間通信機４４を用いて、自車両の属する車両隊列に先行する車両隊列内の車両と車々間通信が行われているか否か、具体的には、車々間通信機４４を介して受信した情報の中に、自車両の属する車両隊列と異なる車両隊列を表すＩＤ情報が含まれているか否かが判別される。その結果、否定判定がなされた場合は、今回のルーチンが終了される。一方、肯定判定がなされた場合は、自車両の属する車両隊列が、先行する車両隊列に接近していると判断できる。かかる判別がなされた場合は、次にステップ２０４の処理が実行される。
【００３６】
ステップ２０４では、先行する車両隊列の最後尾車両との車間距離が、安全走行上支障のきたすことのない距離に確保されているか否かが判別される。その結果、肯定判定がなされた場合は、自車両がそのまま走行を継続しても何ら不都合は生じないと判断できる。従って、かかる判別がなされた場合は、今回のルーチンが終了される。一方、否定判定がなされた場合は、自車両を速やかに減速・停止させることが適切である。従って、かかる判別がなされた場合は、次にステップ２０６の処理が実行される。
【００３７】
ステップ２０６では、自車両が減速・停止するように、ブレーキアクチュエータ３０またはスロットルアクチュエータ３２を駆動する処理が実行される。本ステップ２０６の処理が終了すると、今回のルーチンが終了される。
【００３８】
上記の処理によれば、自車両が、自己の属する車両隊列に先行する車両隊列内の車両が搭載する車々間通信機４４の通信可能領域に進入した場合に減速・停止されることで、自己の属する車両隊列が、先行する車両隊列に不当に接近する事態を確実に回避することができる。このため、本実施例によれば、インフラ施設を用いることなく、また、車両隊列同士の接触を回避させるための手段を別途設けることなく、車両１２が搭載する車々間通信機４４を用いて、先行する車両隊列内に属する車両との接触を確実に回避させることができる。
【００３９】
このように、本実施例のシステムによれば、インフラ施設を用いることなく、また、車両隊列同士の接触を回避させる手段を別途設けることなく、車両１２が搭載する車々間通信機４４を用いて、走行レーン１４を同方向に走行する車両隊列同士の接触を確実に回避させることができる。従って、本実施例のシステムによれば、簡素な構成で、同一の走行レーン１４を走行する複数の車両隊列を安全に走行させることができる。
【００４０】
また、上述の如く、本実施例においては、インフラ施設を用いることなく、車両１２が搭載する車々間通信機４４を用いて、車両隊列同士の接触が回避される。このため、本実施例のシステムによれば、車両隊列の安全走行を実現するうえで、多大な設備投資を行うことが不要となる。
【００４１】
尚、上記の実施例においては、走行レーン１４が特許請求の範囲に記載された「所定の軌道」に相当していると共に、車両用ＥＣＵ２２が、上記ステップ２０２の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載された「受信情報判別手段」が、上記ステップ２０６の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載された「走行制御手段」が、それぞれ実現されている。
【００４２】
次に、図５乃至図７を参照して、本発明の第２実施例について説明する。
【００４３】
図５は、本実施例の車両交通システムを実現するためのインフラ施設を模式的に表した図を示す。尚、図５において、上記図１および図２に示す構成と同様の構成を示す部分については同一の符号を付してその説明を省略する。図５に示す如く、本実施例において、インフラ施設が備えるレーンマーカ１０は、車両１２が走行する走行レーン６０に沿って所定間隔毎に敷設されている。
【００４４】
走行レーン６０には、１組の車両隊列のみが通行可能な単線部６２，６４と、単線部６２と単線部６４との間に２組の車両隊列が互いに対向してすれ違うことが可能な複線部６６とが設けられている。複線部６６は、図５において右側から左側に向けて走行する車両隊列（以下、下り車両隊列１２０と称す）が通過する下り車線部６８と、左側から右側に向けて走行する車両隊列（以下、上り車両隊列１３０と称す）が通過する上り車線部７０と、を備えている。下り車線部６８および上り車線部７０は、共にその区間の全長が車両隊列の全長に比して長くなるように設計されている。
【００４５】
ところで、単線部６２，６４と複線部６６とを有する走行レーン６０において車両１２を安全に走行させるためには、２組の対向する車両隊列同士を互いに複線部６６においてすれ違い走行させる必要がある。本実施例のシステムは、インフラ施設を用いることなく、２組の対向する車両隊列同士を複線部６６において互いにすれ違い走行させる点に特徴を有している。以下、図６を参照して、本実施例の車両交通システムの運行規則について説明する。
【００４６】
図６は、本実施例の車両交通システムの特徴的部分を説明するための図を示す。上述の如く、車両１２は、ＩＤ情報や走行位置等の情報を交換すべく、車々間通信機４４を用いて同一の車両隊列に属する他の車両と通信を行う。この車々間通信機４４は、車両１２が同一の車両隊列に属する最も遠くに位置する車両と通信するのに必要な通信可能領域を有している。尚、この通信可能領域は、車両隊列の先頭車両が一方の複線部６６に停止している状況下で、他方の複線部６６の全領域をカバーできる距離に設定される。
【００４７】
上り車両隊列１３０は、単線部６２を走行した後、複線部６６の上り車線部７０に到達する。上り車両隊列１３０が上り車線部７０に到達している状況下で、下り車両隊列１２０が複線部６６の下り車線部６８に到達していない場合は、上り車両隊列１３０の、上り車線部７０から単線部６２への進入は禁止される。かかる状況下で下り車両隊列１２０が下り車線部６８に到達した場合、図６に示す如く、まず、下り車両隊列１２０の先頭車両が、上り車両隊列１３０の先頭車両が搭載する車々間通信機４４の通信可能領域に進入する。この場合、上り車両隊列１３０の先頭車両には、下り車両隊列１２０の先頭車両のＩＤ情報や走行位置等の所定の情報が、車々間通信機４４を介して受信される。
【００４８】
かかる状態で上り車両隊列１３０に上り車線部７０から単線部６２へ進入が許可されるものとすると、下り車両隊列１２０内の先頭車両に後続する車両が未だ下り車線部６８に到達していない場合に車両隊列同士が衝突する事態が生ずる。そこで、下り車両隊列１２０内のすべての車両が、上り車両隊列１３０の先頭車両が搭載する車々間通信機４４の通信可能領域に進入するまで、上り車両隊列１３０の上り車線部７０から単線部６２への進入は禁止される。そして、かかる条件が成立した場合に、その進入は許可される。
【００４９】
下り車両隊列１２０内のすべての車両が、上り車両隊列１３０の先頭車両が搭載する車々間通信機４４の通信可能領域に進入した場合は、下り車両隊列１２０の先頭車両が搭載する車々間通信機４４の通信可能領域に、上り車両隊列１３０内のすべての車両が進入することとなる。かかる状態が実現された場合は、下り車両隊列１２０の、下り車線部６８から単線部６４への進入が許可される。
【００５０】
一方、下り車両隊列１２０が下り車線部６８に到達している状況下で、上り車両隊列１３０が上り車線部７０に到達する場合も同様に、上り車両隊列１３０内のすべての車両が、下り車両隊列１２０の先頭車両が搭載する車々間通信機４４の通信可能領域に進入するまで、下り車両隊列１２０の下り車線部６８から単線部６４への進入は禁止される。そして、上記の条件が成立した場合に、その進入は許可される。また、上り車両隊列１３０内のすべての車両が、下り車両隊列１２０の先頭車両が搭載する車々間通信機４４の通信可能領域に進入した場合は、上り車両隊列１３０の先頭車両が搭載する車々間通信機４４の通信可能領域に、下り車両隊列１２０内のすべての車両が進入することとなる。かかる状態が実現された場合は、上り車両隊列１３０の、上り車線部７０から単線部６２への進入が許可される。
【００５１】
車両用ＥＣＵ２２は、自車両の属する車両隊列が複線部６６ですれ違い走行すべき車両隊列（以下、対向車両隊列と称す）のＩＤ情報を予め把握している。車両用ＥＣＵ２２は、自車両が複線部６６に到達した後、自車両が搭載する車々間通信機４４の通信可能領域に対向車両隊列が進入したか否かに基づいて、その複線部６６から単線部６２，６４への自車両の発進を制御する。車両用ＥＣＵ２２は、車々間通信機４４を介して、対向車両隊列内の車両１２が発する所定の情報を受信するごとに、対向車両隊列内のすべての車両１２が複線部６６に到達したか否かを判別する。
【００５２】
そして、車両用ＥＣＵ２２は、かかる条件が成立すると判別された場合に、自車両が複線部６６から単線部６２，６４へ進入するように車両１２の走行状態を制御する。具体的には、車両１２の制動力が解除され、かつ、適当な駆動力が発生するように、ブレーキアクチュエータ３０およびスロットルアクチュエータ３２を駆動する。
【００５３】
上記の処理によれば、２組の車両隊列を複線部６６において適正にすれ違い走行させることができる。このため、本実施例のシステムによれば、車両１２がインフラ施設と通信を行うことなく、互いに対向してすれ違い走行し得る車両同士の衝突を確実に回避させることができ、その結果、車両隊列内の各車両を走行レーン６０に沿って安全に走行させることができる。
【００５４】
尚、本実施例において、車両１２の搭載する車々間通信機４４に異常が生じた場合は、複線部６６から単線部６２，６４への発進は禁止される。このため、車々間通信機４４に異常が生じても、確実に車両同士の衝突を回避することができる。
【００５５】
図７は、複線部６６からの車両１２の発進を制御すべく、本実施例において車両用ＥＣＵ２２が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。図７に示すルーチンは、所定時間ごとに繰り返し起動されるルーチンである。尚、図７において、上記図４に示すルーチンと同様の処理を実行するステップについては同一の符号を付してその説明を省略する。すなわち、上記ステップ２００において肯定判定がなされた後、次にステップ２２０の処理が実行される。
【００５６】
ステップ２４０では、レーンマーカ１０を用いて検出した自車両の走行レーン６０上の位置、および、車々間通信機４４を用いて受信した他の車両の走行位置に基づいて、自車両の属する車両隊列内のすべての車両が複線部６６に到達したか否かが判別される。その結果、否定判定がなされた場合は、自己の属する車両隊列が複線部６６で対向車両隊列とすれ違い走行する準備ができていないと判断できる。かかる判別がなされた場合は、今回のルーチンは終了される。一方、肯定判定がなされた場合は、次にステップ２４２の処理が実行される。
【００５７】
ステップ２４２では、車々間通信機４４を用いて、対向車両隊列内のすべての車両と車々間通信が行われているか否か、具体的には、車々間通信機４４を介して受信した情報の中に、対向車両隊列内のすべての車両のＩＤ情報が含まれているか否かが判別される。その結果、否定判定がなされた場合は、次にステップ２４４の処理が実行される。
【００５８】
ステップ２４４では、自車両が到達した複線部６６からの発進が禁止されるように、ブレーキアクチュエータ３０を駆動する処理が実行される。本ステップ２４４の処理が実行されると、以後、自車両の属する車両隊列は、複線部６６に停止する。本ステップ２４４の処理が終了すると、今回のルーチンは終了される。
【００５９】
一方、上記ステップ２４２において肯定判定がなされた場合は、次にステップ２４６の処理が実行される。
【００６０】
ステップ２４６では、自車両が到達した複線部６６からの発進が許可されるように、ブレーキアクチュエータ３０の駆動を解除し、スロットルアクチュエータ３２を駆動する処理が実行される。本ステップ２４６の処理が実行されると、自車両の属する車両隊列は、複線部６６から単線部６２，６４へ進入を開始する。本ステップ２４６の処理が終了すると、今回のルーチンは終了される。
【００６１】
上記の処理によれば、自車両の属する車両隊列が複線部６６に到達している状況下で自車両の搭載する車々間通信機４４の通信可能領域に対向車両隊列が進入した場合に、該対向車両隊列が該複線部６６に到達したとして、自車両の属する車両隊列の、複線部６６からの発進が許可される。このため、本実施例によれば、インフラ施設を用いることなく、また、複線部６６において２組の車両隊列同士を適正にすれ違い走行させるための手段を別途設けることなく、複線部６６において互いに対向してすれ違い走行し得る車両との衝突を確実に回避させることができる。
【００６２】
このように、本実施例のシステムによれば、複線部６６において互いに対向してすれ違い走行し得る車両隊列同士の衝突を確実に回避させることができる。従って、本実施例のシステムによれば、簡素な構成で、複線部６６において互いに対向してすれ違い走行する２組の車両隊列を安全に走行させることができる。
【００６３】
また、上述の如く、本実施例においては、インフラ施設を用いることなく、車両１２が搭載する車々間通信機４４を用いて、２組の車両隊列同士が互いにすれ違い走行する。このため、本実施例のシステムによれば、車両隊列の安全走行を実現するうえで、多大な設備投資を行うことが不要となる。
【００６４】
尚、上記の実施例においては、走行レーン６０が特許請求の範囲に記載された「所定の軌道」に相当していると共に、車両用ＥＣＵ２２が、上記ステップ２４２、２４４、および２４６の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載された「走行制御手段」が実現されている。
【００６５】
【発明の効果】
上述の如く、請求項１記載の発明によれば、インフラ施設を用いることなく、簡素な構成で、同方向に走行する車両隊列同士の接触を確実に回避させることができる。
【００６６】
請求項２記載の発明によれば、インフラ施設を用いることなく、簡素な構成で、互いに対向してすれ違い走行し得る車両同士の衝突を確実に回避させることができる。
【００６７】
請求項３記載の発明によれば、インフラ施設を用いることなく、簡素な構成で、先行する車両隊列に属する車両との接触を確実に回避させることができる。
【００６８】
また、請求項４記載の発明によれば、インフラ施設を用いることなく、簡素な構成で、互いに対向してすれ違い走行し得る車両との衝突を確実に回避させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例である車両交通システムを実現するためのインフラ施設を模式的に表した図である。
【図２】本実施例の車両交通システムの電気的な構造を表すブロック構成図である。
【図３】本実施例の車両交通システムの特徴的動作を説明するための図である。
【図４】本実施例において車両用ＥＣＵが実行する制御ルーチンの一例のフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施例である車両交通システムを実現するためのインフラ施設を模式的に表した図を示す。
【図６】本実施例の車両交通システムの特徴的動作を説明するための図である。
【図７】本実施例において車両用ＥＣＵが実行する制御ルーチンの一例のフローチャートである。
【符号の説明】
１２ 車両
１４，６０ 走行レーン
２２ 車両制御用電子制御ユニット（車両用ＥＣＵ）
３０ ブレーキアクチュエータ
３２ スロットルアクチュエータ
４４ 車々間通信機
６６ 複線部
１００ 先行車両隊列
１１０ 後続車両隊列
１２０ 下り車両
１３０ 上り車両
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両交通システム及び車両の走行制御装置に係り、特に、車々間通信機を介して他の車両と無線通信を行う車両を所定の軌道において走行させる車両交通システム及び走行制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば、鉄道業務セミナＮＯ．２「信号保安・鉄道通信入門」に開示される如く、鉄道のＡＴＣ（Automatic Train Control）が知られている。このＡＴＣでは、鉄道車両間の通信が、軌道に沿って敷設されたレールを介して行われる。このため、ＡＴＣによれば、鉄道車両が軌道上のいかなる位置を走行していても、鉄道車両間の通信を継続することができる。
【０００３】
ＡＴＣシステムでは、鉄道車両の軌道上に複数の閉塞区間が連続的に設定され、単一の閉塞区間内に複数の鉄道車両が併存しないように個々の鉄道車両が通信により制御される。具体的には、一の鉄道車両が一の閉塞区間に存在する場合は、その鉄道車両に後続する鉄道車両に対して、少なくとも上記一の閉塞区間に隣接する閉塞区間内で停止するようにレールを介した通信により指示が発せられる。このため、ＡＴＣシステムによれば、単一の閉塞区間に複数の鉄道車両が進入するのが確実に防止され、鉄道車両の安全な走行が確保される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したＡＴＣシステムを、インフラ施設としてレールを有しない交通システムに適用する手法として、その交通システム内を走行する車両の軌道に沿って、車両と管制センタとの連続的な通信を可能とする通信手段を設置することが考えられる。しかし、かかる交通システムでは、管制センタや通信手段等のインフラ施設を設けるために多大な設備投資が必要となる。
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、インフラ施設を用いることなく、簡素な構成で各車両を安全に走行させることが可能な車両交通システム及び車両の走行制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、請求項１に記載する如く、所定の軌道において複数台の車両が連結された車両隊列を、該車両隊列内で各車両に車々間通信機を介して他の車両と無線通信させつつ走行させる車両交通システムであって、
前記車々間通信機は、所定の通信可能領域を有すると共に、
前記車両隊列内の車両は、該車両隊列に先行する車両隊列内の車両が前記車々間通信機を介して送信する情報を受信した場合に、該車両隊列に先行する車両隊列内の車両の通信可能領域へ進入しないように減速制御されることを特徴とする車両交通システムにより達成される。
【０００７】
請求項１記載の発明において、複数台の車両が連結された車両隊列は、所定の軌道において走行する。車両隊列内の各車両に搭載される車々間通信機は、該隊列内の他の車両と無線通信を行うのに最低限必要な所定の通信可能領域を有している。所定の軌道において２つの車両隊列が同方向に走行する状況下で該２つの車両隊列が互いに所定の距離まで接近すると、先行する車両隊列（以下、先行車両隊列と称す）内の車両が該先行車両隊列内の他の車両と無線通信を行うために送信した情報が、先行車両隊列に後続する車両隊列（以下、後続車両隊列と称す）内の車両に受信される。かかる場合は、後続車両隊列が先行車両隊列に接近しているとして、後続車両隊列の車両がその先行車両隊列内の車両の通信可能領域へ進入しないように減速制御される。従って、本発明によれば、インフラ施設を用いることなく、同方向に走行する車両隊列同士の接触を確実に回避させることができる。
【０００８】
上記の目的は、請求項２に記載する如く、所定の軌道に設けられた複線部において複数台の車両が連結された車両隊列同士を互いに対向させてすれ違い走行させる車両交通システムであって、
各車両隊列内の車両はそれぞれ、
自己の車両隊列内の他の車両と無線通信するための所定の通信可能領域を有する車々間通信機を搭載すると共に、
前記複線部において、自己の車両隊列に対向する車両隊列内の車両が発する所定の情報を前記車々間通信機を介して受信したか否かを判別し、該所定の情報が受信されない場合は自己の車両隊列の該複線部からの走行を禁止し、一方、該所定の情報が受信された場合は自己の車両隊列の該複線部からの走行を許可する制御ユニットを有することを特徴とする車両交通システムにより達成される。
【０００９】
請求項２記載の発明において、複数台の車両が連結された車両隊列は、所定の軌道に設けられた複線部において、対向する車両隊列と互いに対向してすれ違い走行する。各車両隊列内の各車両は、自己の隊列内の他の車両と無線通信を行うのに最低限必要な所定の所定の通信可能領域を有する車々間通信機を搭載する。２組の車両隊列同士が複線部において互いに対向する場合は、両車両隊列の車両は接近する。２組の車両隊列が接近すると、車両が車々間通信機を介して自己の車両隊列内の他の車両へ向けて送信した情報が他の車両隊列内の車両に受信される。２組の車両隊列のうち先に複線部に到達した車両隊列は、他方の車両隊列の車両が隊列内の他の車両と無線通信を行うために車々間通信機を介して送信する情報を受信しない場合は、該複線部からの走行を禁止される。そして、その後、他方の車両隊列が複線部に到達して、両車両隊列内の車両がそれぞれ自己の車両隊列内の他の車両と無線通信を行うために送信する情報を、他の車両隊列の車両が受信した場合に、両車両隊列はそれぞれ該複線部からの走行を許可される。このため、本発明によれば、インフラ施設を用いることなく、互いに対向してすれ違い走行し得る車両隊列同士の衝突を確実に回避させることができる。
【００１０】
上記の目的は、請求項３に記載する如く、所定の軌道において複数台の車両が連結された車両隊列内の車両として走行すると共に、該車両隊列内の他の車両と無線通信するための車々間通信機を搭載する車両の走行制御装置であって、
前記車々間通信機が、所定の通信可能領域を有すると共に、
前記車々間通信機を介して受信された情報に、自車両の属する車両隊列に先行する車両隊列内の車両により送信された情報が含まれているか否かを判別する受信情報判別手段と、
前記受信情報判別手段により前記受信された情報に前記先行する車両隊列内の車両により送信された情報が含まれていると判別される場合に、前記先行する車両隊列内の車両の通信可能領域へ進入しないように自車両を減速制御する走行制御手段と、
を備えることを特徴とする車両の走行制御装置により達成される。
【００１１】
請求項３記載の発明において、車両は、複数台の車両が連結された車両隊列内の車両として所定の軌道を走行すると共に、該車両隊列内の他の車両と無線通信を行うための所定の通信可能領域を有する車々間通信機を搭載している。車々間通信機を介して受信された情報に、自車両の属する車両隊列に先行する車両隊列内の車両から送信された情報が含まれている場合は、自車両の属する車両隊列が先行する車両隊列に接近しているとして、自車両が前記先行する車両隊列内の車両の通信可能領域へ進入しないように減速制御される。従って、本発明によれば、インフラ施設を用いることなく、先行する車両隊列に属する車両との接触を確実に回避させることができる。
【００１２】
また、上記の目的は、請求項４に記載する如く、所定の軌道に設けられた複線部において複数台の車両が連結された車両隊列内の車両として、自己の車両隊列に対向する車両隊列とすれ違い走行する車両の走行制御装置であって、
自己の車両隊列内の他の車両と無線通信するための所定の通信可能領域を有する車々間通信機と、
自己の車両隊列が前記複線部に到達した際、自己の車両隊列に対向する車両隊列内の車両が発する所定の情報を前記車々間通信機を介して受信したか否かを判別し、該所定の情報が受信されない場合は自己の車両隊列の該複線部からの走行を禁止し、一方、該所定の情報が受信された場合は自己の車両隊列の該複線部からの走行を許可する走行制御手段と、を備えることを特徴とする車両の走行制御装置により達成される。
【００１３】
請求項４記載の発明において、所定の軌道に設けられた複線部において複数台の車両が連結された車両隊列内の車両として、自己の車両隊列に対向する車両隊列とすれ違い走行する車両は、自己の車両隊列内の他の車両と無線通信するための所定の通信可能領域を有する車々間通信機を搭載している。また、この車両は、自己の車両隊列が複線部に到達した際、対向する車両隊列内の車両が発する情報を車々間通信機を介して受信したか否かを判別し、否定判定がなされる場合は、対向車両隊列が複線部に到達していないとして、自己の車両隊列の複線部からの走行を禁止し、一方、肯定判定がなされた場合は、対向車両隊列が複線部に到達したとして、自己の車両隊列の複線部からの走行を許可する走行制御手段を有する。このため、本発明によれば、インフラ施設を用いることなく、互いに対向してすれ違い走行し得る車両隊列との衝突を確実に回避させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１実施例である車両交通システムを実現するためのインフラ施設を模式的に表した図を示す。図１に示す如く、本実施例において、インフラ施設は、磁気ネイルにより構成されたレーンマーカ１０を備えている。レーンマーカ１０は、自動運転車両（以下、単に車両と称す）１２が走行する走行レーン１４に沿って所定間隔ごとに敷設されている。レーンマーカ１０は、車両１２の走行距離を算出するために用いられる。
【００１５】
走行レーン１４には、一定の間隔を空けて路車間通信機１６が配設されている。路車間通信機１６は、通信線１７を介して管制センタ１８に接続されている。路車間通信機１６は、管制センタ１８と個々の車両１２との間で路車間通信を行うための送受信機である。
【００１６】
本実施例において、車両１２は、複数台の車両が機械的に連結されずに電子的に連結された車両群内の車両として、他の車両と隊列を組んで走行レーン１４を走行する。以下、この隊列を車両隊列と称す。車両隊列は、図１において右側から左側に向けて走行レーン１４を走行する。尚、図１には、車両隊列として、２台の車両１２が連結された車両隊列（以下、先行車両隊列と称す）１００、および、車両隊列１００に後続する３台の車両１２が連結された車両隊列（以下、後続車両隊列と称す）１１０が示されている。
【００１７】
図２は、本実施例の車両交通システムの電気的な構造を表すブロック構成図を示す。図２に示す如く、車両１２には、車両システム２０が搭載されている。車両システム２０は、車両制御用電子制御ユニット（以下、車両用ＥＣＵと称す）２２を備えている。車両用ＥＣＵ２２には、ブレーキＥＣＵ２４及びスロットルＥＣＵ２６が接続されている。
【００１８】
ブレーキＥＣＵ２４は、車両１２に任意の制動力を発生させるブレーキアクチュエータ３０に接続されており、車両用ＥＣＵ２２から供給されるブレーキ指示値に応じた制動力が生ずるようにブレーキアクチュエータ３０を駆動する。また、スロットルＥＣＵ２６は、車両１２の駆動源として機能するスロットルアクチュエータ３２に接続されており、車両用ＥＣＵ２２から供給されるアクセル指示値に応じた駆動トルクが生ずるようにスロットルアクチュエータ３２を駆動する。
【００１９】
車両用ＥＣＵ２２には、磁気ネイルセンサ３８が接続されている。磁気ネイルセンサ３８は、例えば車体前部に設けられたバンパの下部中央に配設されており、該磁気ネイルセンサ３８を流通する磁束の強度に応じた電気信号を出力する。磁気ネイルセンサ３８には、車両１２が走行レーン１４に敷設されたレーンマーカ１０上を通過する際に大きな磁束が流通する。車両用ＥＣＵ２２は、磁気ネイルセンサ３８の出力信号に基づいて磁束を検出し、車両１２がレーンマーカ１０上を通過したか否かを判別する。
【００２０】
車両用ＥＣＵ２２は、車両１２が通過したレーンマーカ１０の数を計数するカウンタ（図示せず）、および、レーンマーカ１０の数と走行レーン１４上の位置との関係を示すマップを備えている。車両用ＥＣＵ２２は、上記カウンタの計数値に基づいて上記マップを参照することにより車両１２の走行レーン１４上の位置を検出する。
【００２１】
車両用ＥＣＵ２２には、また、車速センサ４０が接続されている。車速センサ４０は、車両１２の車輪が所定回転角回転するごとにパルス信号を出力する。車両用ＥＣＵ２２は、車速センサ４０の出力信号に基づいて車両１２の車速ＳＰＤを検出すると共に、その車速ＳＰＤに基づいて車両１２の加速度ＡＣＣを検出する。
【００２２】
車両用ＥＣＵ２２には、また、レーザレーダセンサ４２が接続されている。レーザレーダセンサ４２は、車両前方の所定領域内にレーザ光を照射し、その反射光が受光されるまでの時間、および、反射光の入射角度に応じた信号を出力する。車両用ＥＣＵ２２は、レーザレーダセンサ４２の出力信号に基づいて自車両の前方所定領域内に物体が存在するか否かを判別し、そして、自車両の前方に車両が存在する場合にその車両との車間距離および相対速度を検出する。
【００２３】
車両システム２０は、同一の車両隊列に属する他の車両１２と車々間通信を行うための車々間通信機４４を備えている。車々間通信機４４は、車両用ＥＣＵ２２に接続されている。同一の車両隊列に属する複数の車両１２は、それぞれ、車々間通信機４４を用いて、先行車両および後続車両と通信を行う。車々間通信では、車両１２のＩＤ情報、車両１２の走行位置、車速ＳＰＤ、加速度ＡＣＣ等、所定の情報が通信される。車々間通信機４４は、上記の情報を例えば２．４Ｇｈｚ帯ＳＳ方式で伝送する送受信機であり、半径１００〜２００ｍ程度の通信可能領域を有している。
【００２４】
車両システム２０は、また、管制センタ１８に接続する路車間通信機１６と路車間通信を行うための路車間通信機４６を備えている。路車間通信機４６は、車両用ＥＣＵ２２に接続されている。路車間通信機４６は、車両１２に異常が生じた場合に、広域通信を用いてその異常に応じた信号（以下、異常信号と称す）を管制センタ１８へ向けて送信する。管制センタ１８は、車両１２から異常信号を受信した場合に、その異常を同一の車両隊列に属する車両１２に知らせるべく、所定の信号（以下、異常通知信号と称す）を路車間通信機１６を用いて送信する。車両１２の車両用ＥＣＵ２２は、路車間通信機４６が管制センタ１８からの異常通知信号を受信すると、他の車両１２に異常が生じたと判断し、その後の処理を継続する。
【００２５】
次に、本実施例の車両交通システムの動作について説明する。
【００２６】
上述の如く、車両１２は、他の車両１２と電子的に連結しつつ複数台で隊列を組んで走行する。車両隊列内の先頭車両は、走行レーン１４上の現在位置に基づいて、走行位置と速度との関係を示す予め定められた運行計画を参照することにより走行制御される。車両１２は、車々間通信機４４を用いて同一の車両隊列に属する先行車両および後続車両と通信を行うことにより他の車両の状態を把握する。車両隊列内の先頭車両に後続する各車両は、それぞれ、自車両の直前を走行する車両に対して車速ＳＰＤに応じた車間距離が確保されるように走行制御される。かかる手法によれば、複数の車両１２を機械的に連結することなく電子的に連結した車両隊列を適正に走行させることができる。
【００２７】
ところで、同一の走行レーン１４において複数の車両隊列を安全に走行させるためには、車両隊列同士の接触を防止すべく、先行車両隊列１００の最後尾車両と後続車両隊列１１０の先頭車両との間に適当な車間距離を確保する必要がある。本実施例のシステムは、インフラ施設を用いることなく、後続車両隊列１１０が先行車両隊列１００に不当に接近するのを防止する点に特徴を有している。
【００２８】
図３は、本実施例の車両交通システムの特徴的部分を説明するための図を示す。上述の如く、車両１２は、ＩＤ情報や走行位置等の情報を交換すべく、車々間通信機４４を用いて同一の車両隊列に属する他の車両と通信を行う。この車々間通信機４４は、車両１２が同一の車両隊列に属する最も遠くに位置する車両と通信するのに必要な通信可能領域を有している。尚、この通信可能領域は、車両１２が何らかの原因により走行レーン１４上に停止している状況下で、後続の車両隊列の先頭車両が、所定の速度で走行している状態から停止を開始した場合でも、上記の停止している車両１２に追突することなく、安全に停止することができる距離に設定される。
【００２９】
先行車両隊列１００と後続車両隊列１１０とが接近した場合は、図３に示す如く、先行車両隊列１００の最後尾車両が搭載する車々間通信機４４の通信可能領域に、後続車両隊列１１０の先頭車両が進入する。この場合、後続車両隊列１１０の先頭車両には、先行車両隊列１００の最後尾車両が送信したＩＤ情報や走行位置等の所定の情報が、車々間通信機４４を介して受信される。
【００３０】
車両用ＥＣＵ２２は、先行する他の車両隊列内の車両１２が搭載する車々間通信機４４の通信可能領域を、自車両の属する車両隊列が進入すべきでない閉塞区間として認識している。車両用ＥＣＵ２２は、車々間通信機４４を介して、先行する他の車両隊列内の車両１２が発する所定の情報を受信するごとに、その車両隊列の最後尾車両との車間距離および相対速度に基づいて、自車両がその閉塞区間に進入しないための走行条件を演算する。
【００３１】
そして、車両用ＥＣＵ２２は、上記の走行条件が演算された後、その条件が満たされるように車両１２の走行状態を制御する。具体的には、車両１２に制動力が発生するようにブレーキアクチュエータ３０を駆動し、あるいは、車両１２の駆動力が低下するようにスロットルアクチュエータ３２を駆動する。
【００３２】
上記の処理によれば、後続車両隊列１１０が先行車両隊列１００に不当に接近するのを確実に防止することができる。このため、本実施例のシステムによれば、車両１２がインフラ施設と通信を行うことなく、走行レーン１４を同方向に走行する車両隊列同士の接触を確実に回避させることができ、その結果、車両隊列内の各車両を走行レーン１４に沿って安全に走行させることができる。
【００３３】
図４は、車両隊列が、自己の属する車両隊列に先行する車両隊列に不当に接近するのを防止すべく、本実施例において車両用ＥＣＵ２２が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。尚、図４に示すルーチンは、主に車両隊列の先頭車両において行われる。図４に示すルーチンは、所定時間ごとに繰り返し起動されるルーチンである。図４に示すルーチンが起動されると、まずステップ２００の処理が実行される。
【００３４】
ステップ２００では、車々間通信機４４を用いて、自車両と同一の車両隊列に属する他の車両１２と車々間通信が行われているか否かが判別される。その結果、否定判定がなされた場合は、自車両の車々間通信機４４に異常が生じていると判断できる。この場合は、その車両を速やかに減速・停止させることが適切である。従って、かかる判別がなされた場合は、次にステップ２０６の処理が実行される。一方、肯定判定がなされた場合は、次にステップ２０２の処理が実行される。
【００３５】
ステップ２０２では、車々間通信機４４を用いて、自車両の属する車両隊列に先行する車両隊列内の車両と車々間通信が行われているか否か、具体的には、車々間通信機４４を介して受信した情報の中に、自車両の属する車両隊列と異なる車両隊列を表すＩＤ情報が含まれているか否かが判別される。その結果、否定判定がなされた場合は、今回のルーチンが終了される。一方、肯定判定がなされた場合は、自車両の属する車両隊列が、先行する車両隊列に接近していると判断できる。かかる判別がなされた場合は、次にステップ２０４の処理が実行される。
【００３６】
ステップ２０４では、先行する車両隊列の最後尾車両との車間距離が、安全走行上支障のきたすことのない距離に確保されているか否かが判別される。その結果、肯定判定がなされた場合は、自車両がそのまま走行を継続しても何ら不都合は生じないと判断できる。従って、かかる判別がなされた場合は、今回のルーチンが終了される。一方、否定判定がなされた場合は、自車両を速やかに減速・停止させることが適切である。従って、かかる判別がなされた場合は、次にステップ２０６の処理が実行される。
【００３７】
ステップ２０６では、自車両が減速・停止するように、ブレーキアクチュエータ３０またはスロットルアクチュエータ３２を駆動する処理が実行される。本ステップ２０６の処理が終了すると、今回のルーチンが終了される。
【００３８】
上記の処理によれば、自車両が、自己の属する車両隊列に先行する車両隊列内の車両が搭載する車々間通信機４４の通信可能領域に進入した場合に減速・停止されることで、自己の属する車両隊列が、先行する車両隊列に不当に接近する事態を確実に回避することができる。このため、本実施例によれば、インフラ施設を用いることなく、また、車両隊列同士の接触を回避させるための手段を別途設けることなく、車両１２が搭載する車々間通信機４４を用いて、先行する車両隊列内に属する車両との接触を確実に回避させることができる。
【００３９】
このように、本実施例のシステムによれば、インフラ施設を用いることなく、また、車両隊列同士の接触を回避させる手段を別途設けることなく、車両１２が搭載する車々間通信機４４を用いて、走行レーン１４を同方向に走行する車両隊列同士の接触を確実に回避させることができる。従って、本実施例のシステムによれば、簡素な構成で、同一の走行レーン１４を走行する複数の車両隊列を安全に走行させることができる。
【００４０】
また、上述の如く、本実施例においては、インフラ施設を用いることなく、車両１２が搭載する車々間通信機４４を用いて、車両隊列同士の接触が回避される。このため、本実施例のシステムによれば、車両隊列の安全走行を実現するうえで、多大な設備投資を行うことが不要となる。
【００４１】
尚、上記の実施例においては、走行レーン１４が特許請求の範囲に記載された「所定の軌道」に相当していると共に、車両用ＥＣＵ２２が、上記ステップ２０２の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載された「受信情報判別手段」が、上記ステップ２０６の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載された「走行制御手段」が、それぞれ実現されている。
【００４２】
次に、図５乃至図７を参照して、本発明の第２実施例について説明する。
【００４３】
図５は、本実施例の車両交通システムを実現するためのインフラ施設を模式的に表した図を示す。尚、図５において、上記図１および図２に示す構成と同様の構成を示す部分については同一の符号を付してその説明を省略する。図５に示す如く、本実施例において、インフラ施設が備えるレーンマーカ１０は、車両１２が走行する走行レーン６０に沿って所定間隔毎に敷設されている。
【００４４】
走行レーン６０には、１組の車両隊列のみが通行可能な単線部６２，６４と、単線部６２と単線部６４との間に２組の車両隊列が互いに対向してすれ違うことが可能な複線部６６とが設けられている。複線部６６は、図５において右側から左側に向けて走行する車両隊列（以下、下り車両隊列１２０と称す）が通過する下り車線部６８と、左側から右側に向けて走行する車両隊列（以下、上り車両隊列１３０と称す）が通過する上り車線部７０と、を備えている。下り車線部６８および上り車線部７０は、共にその区間の全長が車両隊列の全長に比して長くなるように設計されている。
【００４５】
ところで、単線部６２，６４と複線部６６とを有する走行レーン６０において車両１２を安全に走行させるためには、２組の対向する車両隊列同士を互いに複線部６６においてすれ違い走行させる必要がある。本実施例のシステムは、インフラ施設を用いることなく、２組の対向する車両隊列同士を複線部６６において互いにすれ違い走行させる点に特徴を有している。以下、図６を参照して、本実施例の車両交通システムの運行規則について説明する。
【００４６】
図６は、本実施例の車両交通システムの特徴的部分を説明するための図を示す。上述の如く、車両１２は、ＩＤ情報や走行位置等の情報を交換すべく、車々間通信機４４を用いて同一の車両隊列に属する他の車両と通信を行う。この車々間通信機４４は、車両１２が同一の車両隊列に属する最も遠くに位置する車両と通信するのに必要な通信可能領域を有している。尚、この通信可能領域は、車両隊列の先頭車両が一方の複線部６６に停止している状況下で、他方の複線部６６の全領域をカバーできる距離に設定される。
【００４７】
上り車両隊列１３０は、単線部６２を走行した後、複線部６６の上り車線部７０に到達する。上り車両隊列１３０が上り車線部７０に到達している状況下で、下り車両隊列１２０が複線部６６の下り車線部６８に到達していない場合は、上り車両隊列１３０の、上り車線部７０から単線部６２への進入は禁止される。かかる状況下で下り車両隊列１２０が下り車線部６８に到達した場合、図６に示す如く、まず、下り車両隊列１２０の先頭車両が、上り車両隊列１３０の先頭車両が搭載する車々間通信機４４の通信可能領域に進入する。この場合、上り車両隊列１３０の先頭車両には、下り車両隊列１２０の先頭車両のＩＤ情報や走行位置等の所定の情報が、車々間通信機４４を介して受信される。
【００４８】
かかる状態で上り車両隊列１３０に上り車線部７０から単線部６２へ進入が許可されるものとすると、下り車両隊列１２０内の先頭車両に後続する車両が未だ下り車線部６８に到達していない場合に車両隊列同士が衝突する事態が生ずる。そこで、下り車両隊列１２０内のすべての車両が、上り車両隊列１３０の先頭車両が搭載する車々間通信機４４の通信可能領域に進入するまで、上り車両隊列１３０の上り車線部７０から単線部６２への進入は禁止される。そして、かかる条件が成立した場合に、その進入は許可される。
【００４９】
下り車両隊列１２０内のすべての車両が、上り車両隊列１３０の先頭車両が搭載する車々間通信機４４の通信可能領域に進入した場合は、下り車両隊列１２０の先頭車両が搭載する車々間通信機４４の通信可能領域に、上り車両隊列１３０内のすべての車両が進入することとなる。かかる状態が実現された場合は、下り車両隊列１２０の、下り車線部６８から単線部６４への進入が許可される。
【００５０】
一方、下り車両隊列１２０が下り車線部６８に到達している状況下で、上り車両隊列１３０が上り車線部７０に到達する場合も同様に、上り車両隊列１３０内のすべての車両が、下り車両隊列１２０の先頭車両が搭載する車々間通信機４４の通信可能領域に進入するまで、下り車両隊列１２０の下り車線部６８から単線部６４への進入は禁止される。そして、上記の条件が成立した場合に、その進入は許可される。また、上り車両隊列１３０内のすべての車両が、下り車両隊列１２０の先頭車両が搭載する車々間通信機４４の通信可能領域に進入した場合は、上り車両隊列１３０の先頭車両が搭載する車々間通信機４４の通信可能領域に、下り車両隊列１２０内のすべての車両が進入することとなる。かかる状態が実現された場合は、上り車両隊列１３０の、上り車線部７０から単線部６２への進入が許可される。
【００５１】
車両用ＥＣＵ２２は、自車両の属する車両隊列が複線部６６ですれ違い走行すべき車両隊列（以下、対向車両隊列と称す）のＩＤ情報を予め把握している。車両用ＥＣＵ２２は、自車両が複線部６６に到達した後、自車両が搭載する車々間通信機４４の通信可能領域に対向車両隊列が進入したか否かに基づいて、その複線部６６から単線部６２，６４への自車両の発進を制御する。車両用ＥＣＵ２２は、車々間通信機４４を介して、対向車両隊列内の車両１２が発する所定の情報を受信するごとに、対向車両隊列内のすべての車両１２が複線部６６に到達したか否かを判別する。
【００５２】
そして、車両用ＥＣＵ２２は、かかる条件が成立すると判別された場合に、自車両が複線部６６から単線部６２，６４へ進入するように車両１２の走行状態を制御する。具体的には、車両１２の制動力が解除され、かつ、適当な駆動力が発生するように、ブレーキアクチュエータ３０およびスロットルアクチュエータ３２を駆動する。
【００５３】
上記の処理によれば、２組の車両隊列を複線部６６において適正にすれ違い走行させることができる。このため、本実施例のシステムによれば、車両１２がインフラ施設と通信を行うことなく、互いに対向してすれ違い走行し得る車両同士の衝突を確実に回避させることができ、その結果、車両隊列内の各車両を走行レーン６０に沿って安全に走行させることができる。
【００５４】
尚、本実施例において、車両１２の搭載する車々間通信機４４に異常が生じた場合は、複線部６６から単線部６２，６４への発進は禁止される。このため、車々間通信機４４に異常が生じても、確実に車両同士の衝突を回避することができる。
【００５５】
図７は、複線部６６からの車両１２の発進を制御すべく、本実施例において車両用ＥＣＵ２２が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。図７に示すルーチンは、所定時間ごとに繰り返し起動されるルーチンである。尚、図７において、上記図４に示すルーチンと同様の処理を実行するステップについては同一の符号を付してその説明を省略する。すなわち、上記ステップ２００において肯定判定がなされた後、次にステップ２２０の処理が実行される。
【００５６】
ステップ２４０では、レーンマーカ１０を用いて検出した自車両の走行レーン６０上の位置、および、車々間通信機４４を用いて受信した他の車両の走行位置に基づいて、自車両の属する車両隊列内のすべての車両が複線部６６に到達したか否かが判別される。その結果、否定判定がなされた場合は、自己の属する車両隊列が複線部６６で対向車両隊列とすれ違い走行する準備ができていないと判断できる。かかる判別がなされた場合は、今回のルーチンは終了される。一方、肯定判定がなされた場合は、次にステップ２４２の処理が実行される。
【００５７】
ステップ２４２では、車々間通信機４４を用いて、対向車両隊列内のすべての車両と車々間通信が行われているか否か、具体的には、車々間通信機４４を介して受信した情報の中に、対向車両隊列内のすべての車両のＩＤ情報が含まれているか否かが判別される。その結果、否定判定がなされた場合は、次にステップ２４４の処理が実行される。
【００５８】
ステップ２４４では、自車両が到達した複線部６６からの発進が禁止されるように、ブレーキアクチュエータ３０を駆動する処理が実行される。本ステップ２４４の処理が実行されると、以後、自車両の属する車両隊列は、複線部６６に停止する。本ステップ２４４の処理が終了すると、今回のルーチンは終了される。
【００５９】
一方、上記ステップ２４２において肯定判定がなされた場合は、次にステップ２４６の処理が実行される。
【００６０】
ステップ２４６では、自車両が到達した複線部６６からの発進が許可されるように、ブレーキアクチュエータ３０の駆動を解除し、スロットルアクチュエータ３２を駆動する処理が実行される。本ステップ２４６の処理が実行されると、自車両の属する車両隊列は、複線部６６から単線部６２，６４へ進入を開始する。本ステップ２４６の処理が終了すると、今回のルーチンは終了される。
【００６１】
上記の処理によれば、自車両の属する車両隊列が複線部６６に到達している状況下で自車両の搭載する車々間通信機４４の通信可能領域に対向車両隊列が進入した場合に、該対向車両隊列が該複線部６６に到達したとして、自車両の属する車両隊列の、複線部６６からの発進が許可される。このため、本実施例によれば、インフラ施設を用いることなく、また、複線部６６において２組の車両隊列同士を適正にすれ違い走行させるための手段を別途設けることなく、複線部６６において互いに対向してすれ違い走行し得る車両との衝突を確実に回避させることができる。
【００６２】
このように、本実施例のシステムによれば、複線部６６において互いに対向してすれ違い走行し得る車両隊列同士の衝突を確実に回避させることができる。従って、本実施例のシステムによれば、簡素な構成で、複線部６６において互いに対向してすれ違い走行する２組の車両隊列を安全に走行させることができる。
【００６３】
また、上述の如く、本実施例においては、インフラ施設を用いることなく、車両１２が搭載する車々間通信機４４を用いて、２組の車両隊列同士が互いにすれ違い走行する。このため、本実施例のシステムによれば、車両隊列の安全走行を実現するうえで、多大な設備投資を行うことが不要となる。
【００６４】
尚、上記の実施例においては、走行レーン６０が特許請求の範囲に記載された「所定の軌道」に相当していると共に、車両用ＥＣＵ２２が、上記ステップ２４２、２４４、および２４６の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載された「走行制御手段」が実現されている。
【００６５】
【発明の効果】
上述の如く、請求項１記載の発明によれば、インフラ施設を用いることなく、簡素な構成で、同方向に走行する車両隊列同士の接触を確実に回避させることができる。
【００６６】
請求項２記載の発明によれば、インフラ施設を用いることなく、簡素な構成で、互いに対向してすれ違い走行し得る車両同士の衝突を確実に回避させることができる。
【００６７】
請求項３記載の発明によれば、インフラ施設を用いることなく、簡素な構成で、先行する車両隊列に属する車両との接触を確実に回避させることができる。
【００６８】
また、請求項４記載の発明によれば、インフラ施設を用いることなく、簡素な構成で、互いに対向してすれ違い走行し得る車両との衝突を確実に回避させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例である車両交通システムを実現するためのインフラ施設を模式的に表した図である。
【図２】本実施例の車両交通システムの電気的な構造を表すブロック構成図である。
【図３】本実施例の車両交通システムの特徴的動作を説明するための図である。
【図４】本実施例において車両用ＥＣＵが実行する制御ルーチンの一例のフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施例である車両交通システムを実現するためのインフラ施設を模式的に表した図を示す。
【図６】本実施例の車両交通システムの特徴的動作を説明するための図である。
【図７】本実施例において車両用ＥＣＵが実行する制御ルーチンの一例のフローチャートである。
【符号の説明】
１２ 車両
１４，６０ 走行レーン
２２ 車両制御用電子制御ユニット（車両用ＥＣＵ）
３０ ブレーキアクチュエータ
３２ スロットルアクチュエータ
４４ 車々間通信機
６６ 複線部
１００ 先行車両隊列
１１０ 後続車両隊列
１２０ 下り車両
１３０ 上り車両
Claims (4)
- 所定の軌道において複数台の車両が連結された車両隊列を、該車両隊列内で各車両に車々間通信機を介して他の車両と無線通信させつつ走行させる車両交通システムであって、
前記車々間通信機は、所定の通信可能領域を有すると共に、
前記車両隊列内の車両は、該車両隊列に先行する車両隊列内の車両が前記車々間通信機を介して送信する情報を受信した場合に、該車両隊列に先行する車両隊列内の車両の通信可能領域へ進入しないように減速制御されることを特徴とする車両交通システム。 - 所定の軌道に設けられた複線部において複数台の車両が連結された車両隊列同士を互いに対向させてすれ違い走行させる車両交通システムであって、
各車両隊列内の車両はそれぞれ、
自己の車両隊列内の他の車両と無線通信するための所定の通信可能領域を有する車々間通信機を搭載すると共に、
前記複線部において、自己の車両隊列に対向する車両隊列内の車両が発する所定の情報を前記車々間通信機を介して受信したか否かを判別し、該所定の情報が受信されない場合は自己の車両隊列の該複線部からの走行を禁止し、一方、該所定の情報が受信された場合は自己の車両隊列の該複線部からの走行を許可する制御ユニットを有することを特徴とする車両交通システム。 - 所定の軌道において複数台の車両が連結された車両隊列内の車両として走行すると共に、該車両隊列内の他の車両と無線通信するための車々間通信機を搭載する車両の走行制御装置であって、
前記車々間通信機が、所定の通信可能領域を有すると共に、
前記車々間通信機を介して受信された情報に、自車両の属する車両隊列に先行する車両隊列内の車両により送信された情報が含まれているか否かを判別する受信情報判別手段と、
前記受信情報判別手段により前記受信された情報に前記先行する車両隊列内の車両により送信された情報が含まれていると判別される場合に、前記先行する車両隊列内の車両の通信可能領域へ進入しないように自車両を減速制御する走行制御手段と、
を備えることを特徴とする車両の走行制御装置。 - 所定の軌道に設けられた複線部において複数台の車両が連結された車両隊列内の車両として、自己の車両隊列に対向する車両隊列とすれ違い走行する車両の走行制御装置であって、
自己の車両隊列内の他の車両と無線通信するための所定の通信可能領域を有する車々間通信機と、
自己の車両隊列が前記複線部に到達した際、自己の車両隊列に対向する車両隊列内の車両が発する所定の情報を前記車々間通信機を介して受信したか否かを判別し、該所定の情報が受信されない場合は自己の車両隊列の該複線部からの走行を禁止し、一方、該所定の情報が受信された場合は自己の車両隊列の該複線部からの走行を許可する走行制御手段と、を備えることを特徴とする車両の走行制御装置。
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