JP3891206B2 - 車両の走行支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の走行支援装置に係り、特に、所定のマーカが所定間隔毎に設置された軌道を走行する車両の走行支援装置に関する。

従来から、軌道上に所定間隔ごとに配置された磁気ネイル等のマーカを検出する車載装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この装置は、検出されたマーカの数に基づいて自車両の軌道上の位置を検出する。車両の軌道上の位置が検出された場合は、その位置に基づいて車両を適正に走行制御することが可能となる。従って、上記従来の装置によれば、軌道上のマーカを検出することにより、車両を乗員の運転操作によることなく軌道に沿って適正に自動走行させることができる。
特開平１０−１０５８９２号公報

ところで、軌道上に配置されたマーカの数をＣＰＵを用いて電子的に計数する構成においては、そのＣＰＵに異常が生じると、マーカの数を正確に計数することができなくなる。マーカの数が正確に計数されないと、車両の軌道上の位置が正確に検出されず、車両を軌道に沿って適正に自動走行させることができなくなる。従って、上記の構成において車両を適正に自動走行させるためには、軌道上のマーカの数が正確に計数されるようにＣＰＵの信頼性の向上を図ることが必要である。また、マーカの数が正確に計数されない場合は、他の手法を用いて車両の軌道上の位置を検出することが有効である。しかしながら、上記従来の装置では、マーカの数を計数するＣＰＵに異常が生じた場合やマーカの数に基づいて車両の軌道上の位置が検出されなかった場合の処置が何ら講じられていない。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、軌道上のマーカの数を電子的に計数するＣＰＵに異常が生じた場合にも、その数を機械的に計数することで、車両の軌道上の位置を正確に検出することが可能な車両の走行支援装置を提供することを目的とする。

上記の目的は、請求項１に記載する如く、軌道上に所定間隔毎に設置されたマーカを検出するマーカ検出手段と、前記軌道上の所定の位置から前記マーカ検出手段により検出されたマーカの数をＣＰＵを用いて電子的に計数する電子式カウンタと、前記電子式カウンタにより計数されたマーカの数に基づいて前記軌道上の位置を検出し得る位置検出手段と、を備える車両の走行支援装置であって、前記ＣＰＵの異常発生後に前記マーカ検出手段により検出されたマーカの数を機械的に計数する機械式カウンタを備え、前記位置検出手段は、前記ＣＰＵに異常が発生した後に該異常が解除された場合に、該ＣＰＵの異常発生時点で前記電子式カウンタにより計数されていたマーカの数と、前記機械式カウンタにより計数されたマーカの数との加算値に基づいて前記軌道上の位置を検出する車両の走行支援装置により達成される。

本発明において、軌道上に所定間隔毎に設置されたマーカが検出され、そのマーカの軌道上の所定の位置からの数がＣＰＵを用いて電子的に計数され、そのマーカの数に基づいて車両の軌道上の位置が検出され得る。上記のＣＰＵに異常が発生すると、軌道上のマーカの数を正確に計数することができなくなり、車両の軌道上の位置を正確に検出することができなくなる。本発明においては、電子式カウンタとしてのＣＰＵの異常発生後に軌道上に設置されたマーカの数を機械的に計数する機械式カウンタが設けられている。ＣＰＵに異常が生じた後にその異常が解除された場合は、ＣＰＵの異常発生時点で電子式カウンタにより計数されていたマーカの数と機械式カウンタにより計数されたマーカの数との加算値に基づいて車両の軌道上の位置が検出される。従って、本発明によれば、ＣＰＵに異常が生じた場合でも、マーカの数を正確に計数することができ、車両の軌道上の位置を正確に検出することができる。

本発明によれば、軌道上のマーカの数を電子的に計数するＣＰＵに異常が生じた場合にも、その数を機械的に計数することで、車両の軌道上の位置を正確に検出することができる。

図１は、本発明の一実施例である車両交通システム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、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、後述する自動運転車両が乗客を輸送するために走行する走行レーン１２に沿って所定間隔Ｌごとに敷設されている。

本実施例において、自動運転車両（以下、単に車両と称す）は、複数の車両が機械的に連結されず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１２を走行する。以下、この隊列を車両隊列と称す。車両は、走行レーン１２を走行することにより乗客の輸送を行う。尚、以下では、車両隊列が３台の車両で構成される場合について説明すると共に、その車両隊列の車両を前方から順に車両１００，１１０，１２０とする。

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、車両隊列内の車両には、車両システム１８が搭載されている。車両システム１８は、車両制御用電子制御ユニット（以下、車両制御ＥＣＵと称す）２０を備えている。車両制御ＥＣＵ２０には、ブレーキＥＣＵ２２、スロットルＥＣＵ２４、および、操舵ＥＣＵ２６が接続されている。ブレーキＥＣＵ２２は、車両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、車両制御ＥＣＵ２０から供給されるブレーキ指示値に応じた制動力が生じるようにブレーキアクチュエータ３０を駆動する。

スロットルＥＣＵ２４は、車両の駆動源として用いられるスロットルアクチュエータ３２に接続されており、車両制御ＥＣＵ２０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じるようにスロットルアクチュエータ３２を駆動する。また、操舵ＥＣＵ２６は、車両を操舵させる操舵アクチェエータ３４に接続されており、車両制御ＥＣＵ２０から供給される操舵指示値に応じた操舵角が実現されるように操舵アクチュエータ３４を駆動する。

車両制御ＥＣＵ２０には、また、緊急ブレーキアクチュエータ３６が接続されている。緊急ブレーキアクチュエータ３６は、上記したブレーキアクチュエータ３０とは別に車両に制動力を発生させる機能を有している。車両制御ＥＣＵ２０は、車両を緊急停止させるための信号（以下、緊急停止信号と称す）を出力することにより緊急ブレーキアクチュエータ３６を駆動し、車両を緊急停止させる。

車両制御ＥＣＵ２０には、また、磁気ネイルＥＣＵ４０が接続されている。磁気ネイルＥＣＵ４０には、磁気ネイルセンサ４２が接続されている。磁気ネイルセンサ４２は、例えば車体前部の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４２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４２には、車両が走行レーン１２に敷設されたレーンマーカ１０上を走行する際に大きな磁束が流通する。磁気ネイルＥＣＵ４０は、磁気ネイルセンサ４２の出力信号に基づいて磁束を検出し、車両がレーンマーカ１０上を走行しているか否かを判別する。

図３は、本実施例における、車両が通過したレーンマーカ１０の数を計数するカウンタの電気的構造を表すブロック構成図を示す。図３に示す如く、磁気ネイルＥＣＵ４０は、波形整形回路４４、および、該波形整形回路４４に接続する中央演算処理装置（以下、ＣＰＵと称す）４６を備えている。波形整形回路４４は、磁気ネイルセンサ４２に接続されており、磁気ネイルセンサ４２の出力信号に基づいて該磁気ネイルセンサ４２を流通する磁束についての波形を整形する。ＣＰＵ４６は、波形整形回路４４で整形された磁束の波形に基づいて一定値以上の磁束が生じているか否かを判別し、車両がレーンマーカ１０上を走行しているか否かを判別する。

ＣＰＵ４６には、車両制御ＥＣＵ２０が接続されている。ＣＰＵ４６は、車両がレーンマーカ１０上を走行していると判別する場合に、車両制御ＥＣＵ２０に向けて車両のレーンマーカ１０上の通過を表す信号（以下、通過信号と称す）を出力する。車両制御ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ４６から通過信号が供給された場合に、所定の内部カウンタをインクリメントする。すなわち、車両制御ＥＣＵ２０の内部カウンタは、ＣＰＵ４６から通過信号が供給される毎に、すなわち、車両がレーンマーカ１０上を通過する毎にインクリメントされる。

車両制御ＥＣＵ２０は、出力端子２０ａ，２０ｂ，２０ｃと、入力端子２０ｄとを有している。車両制御ＥＣＵ２０の出力端子２０ａには、外部カウンタ４８が接続されている。車両制御ＥＣＵ２０は、所定の条件が成立する場合に、出力端子２０ａから外部カウンタ４８のカウントを許可する信号（以下、カウント許可信号と称す）を出力する。

外部カウンタ４８は、磁気ネイルＥＣＵ４０の波形整形回路４４に接続されている。外部カウンタ４８は、車両制御ＥＣＵ２０からカウント許可信号が供給されている状況下、波形整形回路４４から出力された磁束の波形に応じた電気信号が所定の条件を満たす場合に、インクリメントされる。外部カウンタ４８は、車両制御ＥＣＵ２０の入力端子に接続されており、自己の計数値に応じた信号を車両制御ＥＣＵ２０の入力端子に向けて出力する。

車両制御ＥＣＵ２０の出力端子２０ｂには、ＮＯＴ回路５０の入力端子が接続されている。車両制御ＥＣＵ２０は、所定の条件が成立する場合に、出力端子２０ｂから車両を緊急停止させるための緊急停止信号を出力する。ＮＯＴ回路５０の出力端子は、ＡＮＤ回路５２の入力端子に接続されている。また、車両制御ＥＣＵ２０の出力端子２０ｃには、ＡＮＤ回路５２の入力端子が接続されている。車両制御ＥＣＵ２０は、所定の条件が成立する場合に、出力端子２０ｃから外部カウンタ４８をリセットする信号（以下、クリア信号と称す）を出力する。ＡＮＤ回路５２の出力端子は、外部カウンタ４８に接続されている。外部カウンタ４８は、車両制御ＥＣＵ２０から緊急停止信号が出力されておらず、かつ、クリア信号が出力されている場合に、リセットされる。

本実施例において、車両制御ＥＣＵ２０は、車両の走行する走行レーン１２上における所定の位置からのレーンマーカ１０の数（以下、ネイルカウント数と称す）を、内蔵された内部カウンタ又は外部カウンタ４８を用いて計数する。そして、その計数値に基づいて、予め定められている計数値と走行レーン１２上の位置との関係を示すマップを参照することにより車両の走行レーン１２上の位置を検出する。

図２に示す如く、車両制御ＥＣＵ２０には、車々間通信ＥＣＵ５４および路車間通信ＥＣＵ５６が接続されている。車々間通信ＥＣＵ５４には、同一の車両隊列内に属する他の車両と車々間通信を行うための車々間通信機５５が接続されている。車々間通信では、車両のＩＤ情報、ネイルカウント数、速度・加速度等の車両の状態、前方車両との車間距離、車々間通信機５５の通信状態の可否、および、車両の異常状態等の情報が通信される。尚、車々間通信機５５の通信状態の可否は、常時通信可能を表示する信号（以下、通信可能信号と称す）を送信し、異常時に通信可能信号を送信しないことにより実現される。また、路車間通信ＥＣＵ５６には、該車両が管制センタ６２と路車間通信を行うための路車間通信機５７が接続されている。

車両制御ＥＣＵ２０には、また、車間距離センサＥＣＵ５８が接続されている。車間距離センサＥＣＵ５８には、レーザレーダセンサ６０が接続されている。レーザレーダセンサ６０は、例えば車体前部のバンパに配設されており、車両前方の所定領域内にレーザ光を照射する発光部と、前方に照射されたレーザ光の反射光を受光する受光部とを備えている。レーザレーダセンサ６０は、車両前方を所定周期で２次元的にスキャニングするように構成されており、発光部からレーザ光が照射された後にそのレーザ光の反射光が受光部で受光されるまでの時間に応じた信号、および、反射光の入射角度に応じた信号を車間距離センサＥＣＵ５８に出力する。車間距離センサＥＣＵ５８は、レーザレーダセンサ６０の出力信号に基づいて自車両の前方所定領域内に存在する車両の有無を判別し、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、その車両の自車両に対する相対速度を検出する。尚、レーザレーダセンサ６０に代えてミリ波レーダセンサを用いて、上記のパラメータを検出することとしてもよい。

管制センタ６２には、管制制御ＥＣＵ６４および路車間通信ＥＣＵ６６が配設されている。路車間通信ＥＣＵ６６には、車両と路車間通信を行うための路車間通信機６８が接続されている。管制制御ＥＣＵ６４は、路車間通信機６８に供給された情報に基づいて走行レーン１２上を走行する車両に異常が生じているか否かを判別すると共に、走行レーン１２上を走行する車両に異常が生じている場合に各車両にその異常を知らせる信号を路車間通信機６８から送信する。

図４は、車両制御ＥＣＵ２０の内部構成図を示す。図４に示す如く、車両制御ＥＣＵ２０は、ｎ個のＣＰＵ７０_１〜７０_ｎを備えている。尚、ＣＰＵ７０_１〜７０_ｎを総称する場合は、単にＣＰＵ７０と称す。ＣＰＵ７０_１〜７０_ｎには、それぞれ、入力端子７２_１〜７２_ｎおよび出力端子７４_１〜７４_ｎが設けられている。車両制御ＥＣＵ２０に入力される信号は、ＣＰＵ７０の入力端子７２_１〜７２_ｎに供給される。ＣＰＵ７０に供給されたネイルカウント数に応じた信号は、各ＣＰＵ７０内の複数のメモリアドレスに格納される。

ＣＰＵ７０の出力端子７４_１〜７４_ｎには、出力選択回路７６が接続されている。出力選択回路７６は、ＣＰＵ７０_１〜７０_ｎのうちいずれの演算結果を車両制御ＥＣＵ２０の演算結果として利用するかを選択するための回路である。車両制御ＥＣＵ２０は、出力選択回路７６により選択されているＣＰＵ７０の出力端子７４_１〜７４_ｎからの信号を出力する。

車両制御ＥＣＵ２０は、異常時制御回路８０を備えている。異常時制御回路８０は、異常検知回路８２を備えている。異常検知回路８２は、各ＣＰＵ７０に対応してそれぞれ設けられており、ＣＰＵ７０に異常が発生した際にそのＣＰＵ７０から出力される信号（以下、異常信号と称す）を検知する。異常検知回路８２には、ＣＰＵ切替信号発生回路８４およびリセット信号発生回路８６が接続されている。異常検知回路８２は、異常信号が検知された場合に、ＣＰＵ切替信号発生回路８４およびリセット信号発生回路８６に向けてＣＰＵ７０の異常を表示する信号を出力する。

ＣＰＵ切替信号発生回路８４には、上記の出力選択回路７６が接続されている。ＣＰＵ切替信号発生回路８４は、異常検知回路８２からＣＰＵ７０の異常を表示する信号が供給された場合に、出力選択回路７６に向けてトリガパルスを出力する。出力選択回路７６は、ＣＰＵ切替信号発生回路８４からトリガパルスが供給された場合に、車両制御ＥＣＵ２０の出力として利用するＣＰＵ７０を、選択されているＣＰＵ７０から別のＣＰＵ７０へ切り替える。尚、本実施例において、ＣＰＵ７０の切替は、所定の順序で、具体的には、図４におけるＣＰＵ７０の番号の小さい順に、異常が生じたＣＰＵ７０を除いて行われる。

ＣＰＵ切替信号発生回路８４は、また、異常検知回路８２からＣＰＵ７０の異常を表示する信号が供給された場合に、ＣＰＵ７０の切替に要する時間だけ所定の信号（以下、ＣＰＵ切替中信号と称す）を出力する。ＣＰＵ切替信号発生回路８４から出力されるＣＰＵ切替中信号は、車両制御ＥＣＵ２０のカウント許可信号として外部カウンタ４８へ供給される。すなわち、外部カウンタ４８は、ＣＰＵ７０が切り替えられている間だけインクリメントされる。

リセット信号発生回路８６には、各ＣＰＵ７０が接続されている。リセット信号発生回路８６は、異常検知回路８２と同様に各ＣＰＵ７０に対応してそれぞれ設けられており、異常検知回路８２からＣＰＵ７０の異常を表示する信号が供給された場合に、そのＣＰＵ７０に一定時間異常をリセットする信号（以下、リセット信号と称す）を出力する。ＣＰＵ７０は、リセット信号発生回路８６からリセット信号が供給された場合に、異常を解除させる所定の復帰処理を実行する。

ＣＰＵ７０が復帰処理により復帰した場合は、ＣＰＵ７０からの異常信号の出力が停止される。一方、ＣＰＵ７０が復帰処理によっても復帰しない場合は、異常検知回路８２がそのＣＰＵ７０の異常を記憶すると共に、リセット信号発生回路８６がＣＰＵ７０へのリセット信号の供給を停止する。車両制御ＥＣＵ２０内のすべての異常検知回路８２においてＣＰＵ７０の異常が検知された場合は、車両制御ＥＣＵ２０を正常に機能させることができなくなるので、車両を緊急停止させることが適切である。従って、この場合は、緊急ブレーキアクチュエータ３６を駆動すべく、緊急ブレーキアクチュエータ３６へ向けて異常検知回路８２から緊急停止信号が出力される。この際、スロットルＥＣＵ２４は、車両のスロットルが全閉状態となるようにスロットルアクチュエータ３２を駆動すると共に、操舵ＥＣＵ２６は、車両の操舵角が現状のまま維持されるように、あるいは、操舵アクチュエータ３４がフリーになるように操舵アクチュエータ３４を駆動する。

車両制御ＥＣＵ２０は、また、手動スイッチ９０を備えている。手動スイッチ９０は、各ＣＰＵ７０および異常時制御回路８０に接続されており、人の操作によりＣＰＵ７０の異常を解除させる信号を出力する。ＣＰＵ７０は、手動スイッチ９０から信号が供給された場合に所定の復帰処理を実行する。また、異常時制御回路８０は、手動スイッチ９０から信号が供給された場合に、内蔵されている各種回路を初期化する。

このように本実施例の車両制御ＥＣＵ２０においては、入力される信号に基づいて演算を行うＣＰＵ７０が複数搭載されており、車両制御ＥＣＵ２０の演算結果として利用されるＣＰＵ７０がそのうちから一つ選択される。そして、選択されていたＣＰＵ７０に異常が生じると、車両制御ＥＣＵ２０の演算結果として利用されるＣＰＵ７０が別のＣＰＵ７０へ切り替わる。このため、使用中のＣＰＵ７０に異常が生じた場合でも、別のＣＰＵ７０を使用することにより、車両制御ＥＣＵ２０が正常に機能する。従って、本実施例の車両制御ＥＣＵ２０によれば、電子制御ユニットとしての信頼性の向上を図ることができる。

ところで、車両制御ＥＣＵ２０以外に車両に搭載される各種ＥＣＵおよび各種アクチュエータに異常が生じると、車両の走行に支障をきたす。従って、各種ＥＣＵやアクチュエータに異常が生じた場合は、車両を停止させることが適切である。しかしながら、各種ＥＣＵやアクチュエータの重要度は異なるので、異常が生じた場合に一律に車両を緊急停止させることは適切でない。すなわち、車両の走行に重大な支障をきたすブレーキ系の異常および操舵系の異常が生じた場合は車両を速やかに緊急停止させることが適切である一方、その他の系に異常が生じた場合は車両を緩やかに停止させることとしても問題はない。そこで、本実施例においては、車両制御ＥＣＵ２０に各種ＥＣＵやアクチュエータの故障診断結果を取り込み、以下に示すルーチンを実行させることとしている。

図５は、本実施例の車両制御ＥＣＵ２０において実行される制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。図５に示すルーチンは、その処理が終了するごとに起動されるルーチンである。図５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。

ステップ２００では、各ＥＣＵの故障診断の結果を取り込む処理が実行される。

ステップ２０２では、上記ステップ２００で取り込まれた故障診断の結果に基づいて、ブレーキ系または操舵系に異常が生じているか否かが判別される。ブレーキ系または操舵系に異常が生じている場合は、車両の走行に重大な支障をきたすので、車両を速やかに緊急停止させることが適切である。従って、本ステップ２０２において肯定判定がなされた場合は、次にステップ２０４の処理が実行される。一方、否定判定がなされた場合は、次にステップ２０６の処理が実行される。

ステップ２０４では、車両を緊急停止させるための緊急停止信号を緊急ブレーキアクチュエータ３６に向けて出力する処理が実行される。本ステップ２０４の処理が実行されると、車両が緊急停止される。

ステップ２０６では、ブレーキ系または操舵系以外の系に異常が生じているか否かが判別される。ブレーキ系または操舵系以外の系に異常が生じている場合は、車両を緊急停止させる必要はなく、緩やかに停止させることが適切である。従って、本ステップ２０６において肯定判定がなされた場合は、次にステップ２０８の処理が実行される。一方、否定判定がなされた場合は、いずれの系においても異常が生じていないので、今回のルーチンは終了される。

ステップ２０８では、車両を一定の減速度で停止させるための信号をブレーキＥＣＵ２２に向けて出力する処理が実行される。本ステップ２０８の処理が実行されると、ブレーキアクチュエータ３０が所定量だけ駆動することにより車両に所定の制動力が発生し、車両が緩やかに停止される。

ステップ２１０では、車両がＥＣＵやアクチュエータの異常により停止したことを表す信号（以下、異常停止信号と称す）が車々間通信機５５および路車間通信機５７から送信されるように、車々間通信ＥＣＵ５４および路車間通信ＥＣＵ５６を駆動する処理が実行される。

ステップ２１２では、手動スイッチ９０が操作されたか否かが判別される。本ステップ２１２の処理は、手動スイッチ９０が操作されるまで繰り返し実行される。その結果、手動スイッチ９０が操作された場合は、次にステップ２１４の処理が実行される。

ステップ２１４では、異常が生じた系を再起動により復帰させるための所定の復帰処理が実行される。

ステップ２１６では、異常が生じていた系が起動した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、次にステップ２１８の処理が実行される。一方、否定判定がなされた場合は、次にステップ２２２の処理が実行される。

ステップ２１８では、異常が生じていた系が正常に機能し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、次にステップ２２０の処理が実行される。

ステップ２２０では、異常が生じていた系の作動を許可すべく、その系を運転準備状態にする処理が実行される。本ステップ２２０の処理が終了すると、今回のルーチンが終了される。

ステップ２２２では、上記ステップ２１４において所定の復帰処理が行われた回数Ｎが所定のしきい値Ｎ_０を超えたか否かが判別される。その結果、Ｎ＞Ｎ_０が成立しないと判別された場合は、上記ステップ２１４の処理が再度実行される。

上記ステップ２２２においてＮ＞Ｎ_０が成立する場合は、異常が生じていた系を起動させるべく複数回所定の処理が実行されてもその系が起動せず、異常を解除することができないと判断できる。また、上記ステップ２１８において異常の生じていた系が起動したにもかかわらず正常に機能しない場合も、異常を解除することができないと判断できる。従って、これらの場合は、次にステップ２２４の処理が実行される。

ステップ２２４では、異常の生じている系を正常に復帰させることができないとして、その系の作動を禁止する処理が実行される。本ステップ２２４の処理が実行されると、以後、その系の部品交換が指示される。本ステップ２２４の処理が終了すると、今回のルーチンが終了される。

上記の処理によれば、車両制御ＥＣＵ２０以外のＥＣＵやアクチュエータに異常が生じた場合に、そのＥＣＵやアクチュエータの種類に応じて車両の停止処理を変更することができる。このため、車両の走行にあまり支障をきたさない部位に異常が生じた場合に、直ちに車両が緊急停止されることは回避される。従って、本実施例によれば、乗員の乗り心地の悪化を最小限に抑制することが可能となっている。

ところで、車両制御ＥＣＵ２０に異常が生じると、内蔵された内部カウンタが正常に機能しなくなるおそれがある。また、車両制御ＥＣＵ２０においてＣＰＵ７０の切替が行われている間は、いずれのＣＰＵ７０も動作状態にないため、磁気ネイルＥＣＵ４０から出力される信号が車両制御ＥＣＵ２０において検出されなくなる。これらの場合は、車両制御ＥＣＵ２０が車両の通過したレーンマーカ１０の数（ネイルカウント数）を正確に検出することができず、自車両の走行レーン１２上の位置を正確に検出することができないおそれがある。従って、上記の事態が生じると、車両を走行レーン１２に沿って適正に自動走行させることができなくなってしまう。

これに対して、本実施例のシステムにおいては、車両制御ＥＣＵ２０に複数のＣＰＵ７０が搭載されている。使用するＣＰＵ７０は、出力選択回路７６による選択により切り替えられる。使用中のＣＰＵ７０に異常が生じた場合でも、他のＣＰＵ７０が正常に機能している可能性は高く、ネイルカウント数を正確に検出している可能性は高い。このため、使用中のＣＰＵ７０に異常が生じた場合に他のＣＰＵ７０へ選択を切り替えることとすれば、車両の走行レーン１２上の位置を正確に検出することが可能となる。従って、本実施例によれば、使用中のＣＰＵ７０に異常が生じた場合にも、他のＣＰＵ７０へ選択を切り替えることにより車両の走行レーン１２上の位置を正確に検出することができ、その結果、車両を走行レーン１２に沿って適正に自動走行させることが可能となっている。

また、本実施例においては、ＣＰＵ７０に供給されたネイルカウント数に応じた信号がＣＰＵ７０内の複数のメモリアドレスに格納される。このため、ＣＰＵ７０に異常が生じた状況下でも、複数のメモリアドレスに格納されている計数値を互いに比較した結果、多くのメモリアドレスに同一のネイルカウント数が格納されている場合は、ＣＰＵ７０の異常によりメモリアドレスが破壊されておらず、そのネイルカウント数が信頼のおける計数値であると判断することができる。従って、本実施例によれば、ＣＰＵ７０が異常発生後に復帰した直後にも、複数のメモリアドレス内の計数値を比較判別することにより車両の走行レーン１２上の位置を正確に検出することができ、その結果、車両を走行レーン１２に沿って適正に自動走行させることが可能となっている。
更に、本実施例においては、走行レーン１２上に配置されたレーンマーカ１０のネイルカウント数を計数するカウンタとして、ＣＰＵ７０に内蔵された内部カウンタとは別に、ＣＰＵ７０の切替中に作動する外部カウンタ４８が搭載されている。外部カウンタ４８は、ＣＰＵ７０の切替に起因して内部カウンタを作動させることができない状況下で、ネイルカウント数を計数することができる。このため、ＣＰＵ７０が異常発生後に復帰した際に、メモリアドレスに格納されているＣＰＵ７０に異常が発生する直前までの計数値と、外部カウンタ４８の計数値とを加算することとすれば、ＣＰＵ７０の異常発生中に車両が走行する場合にも、車両が通過したレーンマーカ１０の数を正確に検出することが可能となる。従って、本実施例によれば、ＣＰＵ７０が異常発生後に復帰した場合にも、メモリアドレス内の計数値と外部カウンタ４８の計数値とを加算することにより車両の走行レーン１２上の位置を正確に検出することができ、その結果、車両を走行レーン１２に沿って適正に自動走行させることが可能となっている。

図６は、本実施例において車両隊列内の車両の位置を検出するための検出原理を説明するための図を示す。尚、以下では、車両隊列内の車両１１０を自車両１１０と、車両１００を自車両１１０に先行する前方車両１００と、また、車両１２０を自車両１１０に後続する後方車両１２０として説明する。

自車両１１０が前方車両１００および後方車両１２０と隊列を組んで走行する場合は、図６に示すような状況が形成される。車両隊列内の車両が正常に機能している場合は、すべての車両が車体長ＶＬを有するものとすると、前方車両１００で算出されたネイルカウント数ＦｒｏｎｔＮＣと、自車両１１０で算出されたネイルカウント数ＳｅｌｆＮＣとの差は、自車両１１０と前方車両１００との車間距離ＦｒｏｎｔＤと車体長ＶＬとの加算値に応じた値となっている。また、後方車両１２０で算出されたネイルカウント数ＲｅａｒＮＣと、自車両１１０で算出されたネイルカウント数ＳｅｌｆＮＣとの差は、自車両１１０と後方車両１２０との車間距離ＲｅａｒＤと車体長ＶＬとの加算値に応じた値となっている。

すなわち、自車両１１０においてネイルカウント数ＳｅｌｆＮＣが算出されなくても、他のパラメータを次式（１）および（２）に従って算出することにより、自車両１１０のネイルカウント数を推定することができる。尚、前方車両１００との関係から推定される自車両１１０のネイルカウント数をＦｓｅｌｆＮＣと、後方車両１２０との関係から推定される自車両１１０のネイルカウント数をＲｓｅｌｆＮＣと、それぞれ称す。また、車両の距離補正値を、それぞれ前方車両１００から順にＦｒｏｎｔＨＤ、ＳｅｌｆＨＤ、ＲｅａｒＨＤとする。

ＦｓｅｌｆＮＣ
＝ＦｒｏｎｔＮＣ−（ＦｒｏｎｔＤ＋ＶＬ＋ＳｅｌｆＨＤ）／Ｌ・・・（１）
ＲｓｅｌｆＮＣ
＝ＲｅａｒＮＣ＋（ＲｅａｒＤ＋ＶＬ＋ＲｅａｒＨＤ）／Ｌ ・・・（２）
本実施例においては、自車両１１０のＣＰＵ７０内の内部カウンタまたは外部カウンタ４８を用いて算出された自車両のネイルカウント数ＳｅｌｆＮＣを、上記（１）式および（２）式に従って推定された自車両１１０のネイルカウント数ＦｓｅｌｆＮＣおよびＲｓｅｌｆＮＣと比較することにより、自車両１１０の走行レーン１２上の位置を正確に検出することとしている。

図７は、車両の走行レーン１２上の位置を正確に検出すべく、本実施例において車両制御ＥＣＵ２０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。図７に示すルーチンが起動されると、まずステップ２４０の処理が実行される。

ステップ２４０では、前方車両１００から送信される該前方車両１００のネイルカウント数ＦｒｏｎｔＮＣに応じた信号、および、後方車両１２０から送信される該後方車両１２０のネイルカウント数ＲｅａｒＮＣに応じた信号を、車々通信機５５を介して受信する処理が実行される。

ステップ２４２では、後方車両１２０から送信される該後方車両１２０と自車両１１０との車間距離ＲｅａｒＤに応じた信号を、車々通信機５５を介して受信する処理が実行される。

ステップ２４４では、自車両１１０のレーザレーダセンサ６０の出力信号に基づいて、自車両１１０と前方車両１００との車間距離ＦｒｏｎｔＤを算出する処理が実行される。

ステップ２４６では、自車両１１０のＣＰＵ７０内の内部カウンタまたは外部カウンタ４８を用いて自車両のネイルカウント数ＳｅｌｆＮＣを算出する処理が実行されると共に、そのネイルカウント数ＳｅｌｆＮＣに応じた信号を車々間通信機５５から外部へ送信する処理が実行される。

ステップ２４８では、前方車両１００のネイルカウント数ＦｒｏｎｔＮＣと車間距離ＦｒｏｎｔＤとに基づいて自車両１１０のネイルカウント数ＦｓｅｌｆＮＣを推定する処理が実行されると共に、後方車両１２０のネイルカウント数ＲｅａｒＮＣと車間距離ＲｅａｒＤとに基づいて自車両１１０のネイルカウント数ＲｓｅｌｆＮＣを推定する処理が実行される。

ステップ２５０では、上記ステップ２４６において自己で算出したネイルカウント数ＳｅｌｆＮＣが、上記ステップ２４８において推定されたネイルカウント数ＦｓｅｌｆＮＣまたはＲｅａｒＮＣに一致するか否かが判別される。ＳｅｌｆＮＣ＝ＦｓｅｌｆＮＣが成立する場合、あるいは、ＳｅｌｆＮＣ＝ＲｓｅｌｆＮＣが成立する場合は、自車両１１０内の内部カウンタまたは外部カウンタ４８が正常に機能していると判断でき、その計数値が信頼性の高い値であると判断することができる。従って、かかる判別がなされた場合は、次にステップ２５２の処理が実行される。

ステップ２５２では、自車両１１０内で計数したネイルカウント数ＳｅｌｆＮＣに基づいて、予め定められている計数値と走行レーン１２上の位置との関係を示すマップを参照することにより車両の走行レーン１２上の位置が検出される。本ステップ２５２の処理が実行されると、以後、その検出された位置に基づいて、車両が走行レーン１２に沿って走行するようにアクセル、ブレーキや操舵等の、車両を自動走行させる処理が実行される。本ステップ２５２の処理が終了すると、今回のルーチンが終了される。

一方、上記ステップ２５０において、ＳｅｌｆＮＣ＝ＦｓｅｌｆＮＣ、および、ＳｅｌｆＮＣ＝ＲｓｅｌｆＮＣがいずれも成立しない場合は、自車両１１０内の内部カウンタまたは外部カウンタ４８が正常に機能していないと判断できる。従って、かかる判別がなされた場合は、次にステップ２５４の処理が実行される。

ステップ２５４では、前方車両１００と自車両１１０との関係から推定される自車両のネイルカウント数ＦｓｅｌｆＮＣと、後方車両１２０と自車両１１０との関係から推定される自車両のネイルカウント数ＲｅａｒＮＣとが一致するか否かが判別される。その結果、ＦｓｅｌｆＮＣ＝ＲｓｅｌｆＮＣが成立すると判別された場合は、次にステップ２５６の処理が実行される。一方、ＦｓｅｌｆＮＣ＝ＲｓｅｌｆＮＣが成立しないと判別された場合は、次にステップ２５８の処理が実行される。

ステップ２５６では、前方車両１００との関係から推定されたネイルカウント数ＦｓｅｌｆＮＣに基づいて、車両の走行レーン１２上の位置が検出される。本ステップ２５６の処理が実行されると、以後、その検出された位置に基づいて車両を自動走行させる処理が実行される。本ステップ２５６の処理が終了すると、今回のルーチンが終了される。

自車両１１０内で計数したネイルカウント数ＳｅｌｆＮＣ、前方車両１００との関係から推定されたネイルカウント数ＦｓｅｌｆＮＣ、および、後方車両１２０との関係から推定されたネイルカウント数ＲｓｅｌｆＮＣが、互いに一致しない場合は、いずれのネイルカウント数が信頼のおける計数値であるのか判別することができない。従って、かかる場合は、車両の走行レーン１２上の位置が特定されないとして車両を低速走行させることが適切である。

ステップ２５８では、車両の走行レーン１２上の位置を特定することができないとして、車両を低速で走行させる処理が実行される。本ステップ２５８の処理が終了すると、今回のルーチンが終了される。

上記の処理によれば、車両のＣＰＵ７０内の内部カウンタまたは外部カウンタ４８を用いて算出された車両のネイルカウント数ＳｅｌｆＮＣを、前方車両との関係から推定されるネイルカウント数ＦｓｅｌｆＮＣ、および、後方車両との関係から推定されるネイルカウント数ＲｓｅｌｆＮＣと比較することができる。その結果、ネイルカウント数ＳｅｌｆＮＣがＦｓｅｌｆＮＣまたはＲｓｅｌｆＮＣに一致する場合は、その計数値に基づいて車両の走行レーン１２上の位置が検出される。また、ネイルカウント数ＳｅｌｆＮＣがＦｓｅｌｆＮＣおよびＲｓｅｌｆＮＣのいずれにも一致しない状況下ではＦｓｅｌｆＮＣとＲｓｅｌｆＮＣとが一致する場合は、その一致する計数値に基づいて車両の走行レーン１２上の位置が検出される。

このため、本実施例によれば、車両に異常が生じ、自己では走行レーン１２上に配置されたレーンマーカ１０を検出することができなくなった場合、あるいは、レーンマーカ１０の数を正確に計数することができなくなった場合でも、前後の車両との関係に基づいて自車両の走行レーン１２上の位置を検出することができる。従って、本実施例によれば、車両の走行レーン１２上の位置の正確性を向上させることが可能となっている。

尚、上記の実施例においては、ＣＰＵ７０が特許請求の範囲に記載された「ＣＰＵ」に、走行レーン１２が特許請求の範囲に記載された「軌道」に、レーンマーカ１０が特許請求の範囲に記載された「マーカ」に、外部カウンタ４８が特許請求の範囲に記載された「機械式カウンタ」に、それぞれ相当している。

また、上記の実施例においては、磁気ネイルＥＣＵ４０が磁気ネイルセンサ４２の出力信号に基づいて走行レーン１２上のレーンマーカ１０を検出することにより特許請求の範囲に記載された「マーカ検出手段」が、車両制御ＥＣＵ２０が、磁気ネイルＥＣＵ４０から出力される通過信号を検出し、内部カウンタをインクリメントすることにより特許請求の範囲に記載された「電子式カウンタ」が、内部カウンタまたは外部カウンタ４８を用いてネイルカウント数を計数することにより特許請求の範囲に記載された「位置検出手段」が、それぞれ実現されている。

本発明の一実施例である車両交通システムのインフラ施設を模式的に表した図である。 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。 本実施例における、車両が通過した磁気ネイルの数を計数するカウンタの電気的構造を表すブロック構成図である。 本実施例の車両制御ＥＣＵの内部構成図である。 本実施例の車両制御ＥＣＵにおいて実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。 本実施例において車両隊列内の車両の位置を検出するための検出原理を説明するための図である。 本実施例において、車両の位置を検出すべく実行され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

１０ レーンマーカ
２０ 車両制御用電子制御ユニット（車両制御ＥＣＵ）
４０ 磁気ネイルＥＣＵ
４２ 磁気ネイルセンサ
４８ 外部カウンタ
５４ 車々間通信ＥＣＵ
５５ 車々間通信機
５６ 路車間通信ＥＣＵ
５７ 路車間通信機
５８ 車間距離センサＥＣＵ
６０ レーザレーダセンサ
６２ 管制センタ
７０_１〜７０_ｎ ＣＰＵ
７６ 出力選択回路
８２ 異常検知回路
８４ ＣＰＵ切替信号発生回路

Claims (1)

1. 軌道上に所定間隔毎に設置されたマーカを検出するマーカ検出手段と、前記軌道上の所定の位置から前記マーカ検出手段により検出されたマーカの数をＣＰＵを用いて電子的に計数する電子式カウンタと、前記電子式カウンタにより計数されたマーカの数に基づいて前記軌道上の位置を検出し得る位置検出手段と、を備える車両の走行支援装置であって、
   前記ＣＰＵの異常発生後に前記マーカ検出手段により検出されたマーカの数を機械的に計数する機械式カウンタを備え、
   前記位置検出手段は、前記ＣＰＵに異常が発生した後に該異常が解除された場合に、該ＣＰＵの異常発生時点で前記電子式カウンタにより計数されていたマーカの数と、前記機械式カウンタにより計数されたマーカの数との加算値に基づいて前記軌道上の位置を検出することを特徴とする車両の走行支援装置。

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