JP3919969B2 - 車両誘導システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、本発明は、走行路中に埋設した誘導ケーブル等の磁気発生源からの磁界を車両に搭載した一対の磁気センサによって検出し、該磁気センサの出力に基づき車両を磁気発生源に沿って誘導する車両誘導システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両誘導システムとして、図１６に示すように、交流電圧による磁界を発生する誘導ケーブル１を走行路２中に埋設するとともに、該誘導ケーブル１上を走行する車両３には、幅方向に間隔をおいて一対の磁気センサ４，５を搭載し、これら磁気センサ４，５の出力差に基づき誘導ケーブル１に対するずれを修正しながら車両３を誘導ケーブル１に沿って誘導走行するものが知られている。
この車両誘導システムは、各種工場や倉庫等で使用される無人搬送車などに広く利用されている。
【０００３】
図１７は、このような車両誘導システムにおけるセンシング回路部分の従来例を示している。
このセンシング回路６は、左右一対の磁気センサ４，５の出力を増幅器７、フィルタ８、ＤＣコンバータ９を介して調整した後、その調整後のセンサ信号Ｅ，Ｆを差動増幅器１０と電圧監視のための比較器１１とに送り、差動増幅器１０では、両センサ信号Ｅ，Ｆの出力差に比例する検出信号Ｇを出力し、一方、比較器１１では、各センサ信号Ｅ，Ｆの出力が予め定められた監視電圧以下であるか否かを比較してエラー信号Ｘ，Ｙを出力するようになっている。そして、差動増幅器１０からの検出信号Ｇに基づき車両３の左右位置を確認し、その結果により舵角を制御しながら誘導ケーブル１に沿って車両３を誘導制御するものである。この場合、車両３が誘導ケーブル１から離れている場合には、各磁気センサ４，５からのセンサ信号Ｅ，Ｆの出力が低くなるため、比較器１１によってこれを判断することができる。
【０００４】
これら各センサ信号Ｅ，Ｆをもとにした出力波形を示すのが図１８であり、横軸が車両の左右位置、縦軸がセンサ信号の出力を示している。また、Ｅが左側磁気センサ４のセンサ信号に対する出力波形、Ｆが右側磁気センサ５のセンサ信号に対する出力波形、Ｇが両センサ信号の出力差（図１８の場合、左側センサ信号Ｅから右側センサ信号Ｆを引いた出力差）である検出信号に相当する差分波形を示している。なお、センサ信号Ｅ，Ｆ及び検出信号Ｇの出力値と図１８の出力波形及び差分波形の出力値とは必ずしも同じ値ではないが、比例した関係にあるので、本明細書では同じものとして説明する。
この図１８において、横軸「０」の位置は車両の中立位置であり、例えば図１６に示すように車両３の両磁気センサ４，５間の幅方向中間位置が誘導ケーブル１の真上に配置された状態である。この中立位置においては、各磁気センサ４，５から誘導ケーブル１までの距離が等しいため、両センサ信号Ｅ，Ｆは同じ出力となり、差動増幅器１０からの検出信号Ｇの出力は「０」になる。なお、各センサ信号Ｅ，Ｆにおいて、その出力が最大となる位置は、誘導ケーブル１の真上に各磁気センサ４，５が配置された状態である。
【０００５】
ここで、車両３が図１６に示す中立位置にある状態から、誘導ケーブル１に対して矢印で示す右方向に移動して、図１８のａで示す位置にずれたとすると、左側磁気センサ４は誘導ケーブル１に近づくことになるため、そのセンサ信号Ｅの出力が増加し、逆に右側磁気センサ５は誘導ケーブル１から離れていくことになるため、そのセンサ信号Ｆの出力は減少する。
【０００６】
この図１８において、符号Ｚは、前記比較器１１で設定された監視電圧としてのしきい値を示しており、各センサ信号Ｅ，Ｆの出力がしきい値Ｚ以上である場合は、エラー信号Ｘ，Ｙは出力されないが、しきい値Ｚ以下になるとエラー信号Ｘ，Ｙが出力される。したがって、車両３が図１８のａで示す位置からさらに右方向に移動してｂで示す位置にまで到達すると、右側センサ信号Ｆの出力がしきい値Ｚ以下となるため、右側エラー信号Ｙが出力され、車両３が誘導ケーブル１から逸脱したことがわかる。図１８の例の場合、正常範囲は、両センサ信号Ｅ，Ｆの出力がしきい値Ｚ以上となるαの範囲であり、その外側の範囲は車両３が逸脱したことになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、車両自体は誘導ケーブル１上に適正に配置されている場合であっても、磁気センサ４，５におけるコイルの断線等によって一方（例えば右側）の磁気センサ５からの出力がない場合、その磁気センサ５に接続されている比較器１１においてしきい値Ｚ以下であるとして（右側の）エラー信号Ｙが出力される。また、磁気センサ４，５の出力を調整している増幅器７、フィルタ８、ＤＣコンバータ９の調整回路系の一部が故障している場合にも、その故障した回路に接続されている比較器１１はエラー信号を出力する。
すなわち、図１７のセンシング回路６では、エラー信号Ｘ，Ｙが出力される場合が車両逸脱以外にも複数の状態で起こり得るため、車両３が誘導ケーブル１から逸脱したのか、磁気センサ４，５が故障したのか、あるいはセンサ出力の調整回路系が故障したのかを区別することができないという問題がある。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、磁気センサ等の故障を区別しつつ車両の逸脱を正確に判断することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る車両誘導システムは、走行路に沿って敷設された磁気発生源（例えば実施形態の誘導ケーブル１）と、車両の幅方向に間隔をおいて設けられた一対の磁気センサ（例えば実施形態の磁気センサ４，５）と、各磁気センサの出力が異常であるか否かを判定するセンサ出力監視手段（例えば実施形態のマイクロコンピュータ２６内のセンサ出力監視手段４３）と、各磁気センサの出力をそれぞれ調整するセンサ出力調整回路（例えば実施形態のセンサ出力調整回路２３Ａ，２３Ｂ）と、該センサ出力調整回路を経由した両センサ信号の出力差に基づき前記磁気発生源に沿う車両の誘導走行を制御する誘導制御手段（例えば実施形態の車両側ＥＣＵ２７内の誘導制御手段５１）と、該センサ出力調整回路を経由したセンサ信号の出力が最小しきい値以下であるか否かを判定する最小値判定手段（例えば実施形態のマイクロコンピュータ２６内の最小値判定手段４６）と、該センサ出力調整回路を経由したセンサ信号の出力が最大しきい値以上であるか否かを判定する最大値判定手段（例えば実施形態のマイクロコンピュータ２６内の最大値判定手段４５）と、前記センサ出力監視手段により各磁気センサの出力が異常でないと判定されかつ前記センサ出力調整回路を経由したセンサ信号の出力が最小値判定手段により最小しきい値以下であると判定されるとともに最大値判定手段により最大しきい値以上ではないと判定される場合にセンサ出力調整回路の故障を検知するエラー検知手段（例えば実施形態の車両側ＥＣＵ２７内のエラー検知手段５２）とを備えることを特徴とする。
【００１０】
すなわち、センサ出力調整回路を経由する前の磁気センサからの出力と、センサ出力調整回路を経由した後のセンサ信号とにより二重の監視系を設けることにより、磁気センサの故障であるか否かを識別することができるとともに、センサ信号に対して最小、最大の二つのしきい値を設定して、センサ出力監視手段の監視結果とセンサ信号に対する最小値判定手段とを組み合わせることにより、センサ出力調整回路の故障であるか否かを識別することができる。さらに、最大値判定手段を付加したことにより、磁気センサが誘導ケーブルの真上付近に配置されたか否かが判断できるため、車両の逸脱判断を容易にすることができる。
【００１１】
この場合、前記最小値判定手段は、最大値判定手段によって一方のセンサ信号が最大しきい値以上であると判定されているときに他方のセンサ信号が最小しきい値以下となるように最小しきい値が設定されている。
このように最小しきい値と最大しきい値とを設定しておくことにより、一方のセンサ信号が最小しきい値以下で他方のセンサ信号が最大しきい値以上である場合は、車両が誘導ケーブルから逸脱したと判断することができる。
【００１２】
また、前記エラー検知手段として、前記最大値判定手段によって一方のセンサ信号が最大しきい値以上であると判定されているときに車両の操舵方向が前記磁気発生源に対するずれを修正する方向に向いているか否かを舵角センサからの信号に基づいて判定する操舵方向判定手段（例えば第３実施形態の車両側ＥＣＵ２７内の操舵方向判定手段５３）を備え、該操舵方向判定手段によって操舵方向がずれを修正する方向に向いていないと判定されたときに磁気発生源に対して車両が逸脱したと判定するようにしてもよい。
このようにすることにより、磁気センサからの出力だけでなく、車両の操舵方向をも確認して逸脱判定するので、実際の走行がずれを修正しようとしている場合までも逸脱とすることはない。この場合、最小値判定手段は、もっぱら回路系の故障を監視する役割を負担する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る車両誘導システムの実施形態について図１から図１５を参照しながら説明する。
図１から図９は第１実施形態の車両誘導システムを示しており、図１はそのシステム構成図を示す。この図１において、センシング回路２１は、各磁気センサ４，５に、プリアンプ２２を介してセンサ出力調整回路２３Ａ，２３Ｂとフェイルセーフ回路２４Ａ，２４Ｂとが並列的に接続されるとともに、センサ出力調整回路２３Ａ，２３Ｂに差動増幅器２５が接続され、また、これとは別に、センサ出力調整回路２３Ａ，２３Ｂ及びフェイルセーフ回路２４Ａ，２４Ｂからの各信号がマイクロコンピュータ２６に入力されて後述の判定処理がなされるようになっている。
【００１４】
センサ出力調整回路２３Ａ，２３Ｂには、ゲイン調節アンプ３１、帯域フィルタ３２、ＤＣコンバータ３３が設けられており、磁気センサ４，５の出力電圧を増幅しながら高周波及び低周波を除く特定の帯域の周波数のみ通過させて直流のセンサ信号Ｅ，Ｆに変換した後、そのセンサ信号Ｅ，Ｆを差動増幅器２５に送る構成である。なお、符号３４はプログラマブル発振器であり、マイクロコンピュータ２６からの指示信号に基づき帯域フィルタ３２の周波数帯域を制御するようになっている。
そして、このようなセンサ出力調整回路２３Ａ，２３Ｂを経由した両センサ信号Ｅ，Ｆの出力が差動増幅器２５によって比較され、その出力差に比例する検出信号Ｇに基づき、車両側ＥＣＵ（電子制御ユニット）２７内の誘導制御手段５１が車両３を誘導ケーブル１に沿って誘導する構成である。
【００１５】
一方、フェイルセーフ回路２４Ａ，２４Ｂは、プリアンプ２２を経由した出力をバッファアンプ３５を介してデジタル信号変換部である比較器３６に送り、該比較器３６において、基準値設定手段３７により設定された基準値（電圧）と比較され、磁気センサ４，５からの出力が基準値より高い場合にのみフェイル検知信号Ｋ，Ｌを出力するようになっている。このフェイル検知信号Ｋ，Ｌは、図２に示すように、磁気センサ４，５の出力Ｈ，Ｉが交流信号であることにより、交流信号の周波数に対応して基準値Ｚを超えた部分がパルス状の信号として出力される。
【００１６】
そして、前記センサ出力調整回路２３Ａ，２３Ｂからのセンサ信号Ｅ，Ｆがマイクロコンピュータ２６のＡ／Ｄコンバータ４１に入力され、一方、フェイルセーフ回路２４Ａ，２４Ｂからのフェイル検知信号Ｋ，Ｌはパラレルポート４２に入力される。
マイクロコンピュータ２６には、パラレルポート４２から入力されたフェイル検知信号Ｋ，Ｌに基づき磁気センサ４．５の出力が異常であるか否かを判定するセンサ出力監視手段４３と、Ａ／Ｄコンバータ４１から入力されたセンサ信号Ｅ，Ｆに対して、記憶手段（ＲＯＭ）４４に記憶されている最大しきい値以上であるか否かを判定する最大値判定手段４５と、同じく記憶手段４４に記憶されている最小しきい値以下であるか否かを判定する最小値判定手段４６とを備えており、これらセンサ出力監視手段４３及び両判定手段４５，４６による判定結果からなるエラー検知信号Ｐをパラレルポート４９を経由して車両側ＥＣＵ２７に出力する構成とされている。そして、該車両側ＥＣＵ２７において、エラー検知手段５２が前記エラー検知信号Ｐに基づき磁気センサ４，５等の故障か車両の逸脱かを検知する構成である。
【００１７】
この場合、前記最小値判定手段４６においては、最大値判定手段４５によって一方のセンサ信号が最大しきい値以上であると判定されているときに他方のセンサ信号が最小しきい値以下となるように最小しきい値が設定されている。
なお、フェイルセーフ回路２４Ａ，２４Ｂの比較器３６における基準値Ｚと最小値判定手段４６の最小しきい値とは、磁気センサ４，５の出力が比較器３６で基準値Ｚ以下とされる場合には、同じ側のセンサ信号が最小値判定手段４６でも最小しきい値以下となり、逆に最小値判定手段４６で最小しきい値以下と判定される場合は比較器３６でも基準値Ｚ以下となるように設定されている。
また、前記エラー検知信号Ｐは、各センサ信号Ｅ，Ｆに対して両判定手段４５，４６毎に１ビットずつ、また各フェイル検知信号Ｋ，Ｌに対して１ビットずつ、合計６ビットのビット列として構成されており、Ｅの最大値判定、Ｆの最大値判定、Ｅの最小値判定、Ｆの最小値判定、Ｋ、Ｌの順にｂｉｔ０からｂｉｔ５までが割り当てられる。
【００１８】
次に、このエラー検知信号Ｐを生成しているマイクロコンピュータ２６内の処理内容について図３のフローチャートにしたがって説明する。
予め、記憶手段４４から左右各センサ信号Ｅ，Ｆに対する最大しきい値Ｅｍａｘ，Ｆｍａｘと最小しきい値Ｅｍｉｎ，Ｆｍｉｎとを呼び出しておき（ステップＳ１）、パラレルポート４２から入力されるフェイル検知信号Ｋ、Ｌを読み込む（ステップＳ２）。そして、まず、その一方のフェイル検知信号Ｋがパルス状に検出できるか否かを判断し（ステップＳ３）、パルス状のフェイル検知信号Ｋが確認されたら、他方のフェイル検知信号Ｌに対して同様にパルス状の信号であるか否かを確認する（ステップＳ４）。ステップＳ３でフェイル検知信号Ｋがパルス状の信号として確認できない場合はエラー検知信号Ｐのｂｉｔ４を“１”、パルス状信号を確認できた場合はｂｉｔ４を“０”とする。また、フェイル検知信号Ｌに対してはステップＳ４でパルス信号が確認できない場合はｂｉｔ５を“１”、確認できた場合はｂｉｔ５を“０”とする。
【００１９】
次に、Ａ／Ｄコンバータ４１から入力されるセンサ信号Ｅ、Ｆを読み込み（ステップＳ５）、まずセンサ信号Ｅについて最大しきい値Ｅｍａｘより小さいか否かを判断し（ステップＳ６）、その条件を満たさない場合、言い換えればセンサ信号Ｅが最大しきい値Ｅｍａｘ以上である場合はエラー検知信号Ｐのｂｉｔ０を“１”、小さい場合はｂｉｔ０を“０”とする。同様に、センサ信号Ｆについて最大しきい値Ｆｍａｘより小さいか否かを判断し（ステップＳ７）、小さくない場合はｂｉｔ１を“１”、小さい場合はｂｉｔ１を“０”とする。
また、ステップＳ８及びステップＳ９で示すように、各センサ信号Ｅ，Ｆについて、最小しきい値Ｅｍｉｎ，Ｆｍｉｎより大きいか否かを判断し、センサ信号Ｅが最小しきい値Ｅｍｉｎより大きくない場合にｂｉｔ２を“１”、大きい場合にｂｉｔ２を“０”、センサ信号Ｆが最小しきい値Ｆｍｉｎより大きくない場合にｂｉｔ３を“１”、大きい場合にｂｉｔ３を“０”とする。
【００２０】
このような処理によるエラー検知信号の出力結果について、図４の各センサ信号Ｅ，Ｆの出力波形を参照しながら説明する。この図４において、各センサ信号の波形自体は図１８と同様であるが、その出力値に対して最小しきい値、最大しきい値を設定している。これら最小しきい値および最大しきい値は、図３のフローチャートでは各センサ信号Ｅ，Ｆのそれぞれに対して別々に設定した例にしたが、この図４では両センサ信号Ｅ，Ｆとも最小しきい値、最大しきい値をそれぞれ同じ値に設定した例としており、最小しきい値をｍｉｎ、最大しきい値をｍａｘとしている。
【００２１】
図４において、車両３が図１６に示す中立位置から右方向に移動した場合、最初の段階では左側のセンサ信号Ｅは該磁気センサ４が誘導ケーブル１に近づくため、その出力が徐々に増加し、逆に右側センサ信号Ｆは磁気センサ５が誘導ケーブル１から離れるため徐々に出力が低下する。この段階では、図３のステップＳ３、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９の判断結果がすべて「ｙｅｓ」となるので、前記エラー検知信号の各ビットは“０”のままである。
そして、左側の磁気センサ４が誘導ケーブル１の真上に近づくと、そのセンサ信号Ｅが最大しきい値ｍａｘを超えた出力となってステップＳ６の判断結果が「Ｎｏ」となり、エラー検知信号のｂｉｔ０が“１”となる。次いで、誘導ケーブル１の真上に磁気センサ４が配置されるとセンサ信号Ｅの出力がピーク値となり、このピーク値を超えてさらに車両３が右方向に移動すると、左側磁気センサ４が今度は誘導ケーブル１から離れる方向に移動することとなるので、そのセンサ信号Ｅは徐々に出力が低下して最大しきい値ｍａｘ以下となるとステップＳ６の判断結果が「ｙｅｓ」に戻ってｂｉｔ０は“１”から“０”に切り替わる。その間、右側センサ信号Ｆは、ますます誘導ケーブル１から離れるので出力は小さくなり、ｂで示す最小しきい値ｍｉｎ以下となった時点でステップＳ９の判断結果が「Ｎｏ」となり、ｂｉｔ３に“１”が出力される。
【００２２】
前述したように、この右側センサ信号Ｆが最小しきい値ｍｉｎ以下となる境界位置は、左側センサ信号Ｅが最大しきい値ｍａｘを超えた出力範囲内に設定されているが、図４に示すように、左側センサ信号Ｅの出力がピーク値を超えてわずかに下がった時点で右側センサ信号Ｆが最小しきい値ｍｉｎ以下となるように境界位置ｂが設定されている。このように設定したのは、最大しきい値ｍａｘをピーク値とするのではなく、センサ信号のばらつきを考慮して幅を持たせたこと、また、センサ信号がピーク値に達するまでは、車両３が中立位置に復帰する可能性があるため、その可能性のある位置までを有意な値として制御に使用したいと考えたことによる。
車両３が左方向に移動した場合も右方向に移動した場合と同様、右側磁気センサ５が誘導ケーブル１に近づいて、そのセンサ信号Ｆが最大しきい値ｍａｘを超えるとｂｉｔ１が“０”から“１”に切り替わり、次いで左側磁気センサ４のセンサ信号Ｅが最小しきい値ｍｉｎ以下となってｂｉｔ２が“０”から“１”に切り替わることになる。
【００２３】
一方、磁気センサ４，５の故障により、該磁気センサからの出力が出ない（出力が異常に低い場合も含む）場合は、例えば右側磁気センサ５が異常の場合は、その出力がフェイルセーフ回路２４Ｂの比較器３６における基準値Ｚ以下となってフェイル検知信号Ｋが出力されなくなるので、ステップＳ３の判断結果が「Ｎｏ」となってｂｉｔ４に“１”が出力されるとともに、センサ出力調整回路２３Ｂを経由するセンサ信号Ｆも出力がなくなる（あるいは異常に低くなる）ので、ステップＳ９の判断結果が「Ｎｏ」となってｂｉｔ３に“１”が出力される。右側磁気センサ５に代わって左側磁気センサ４が異常の場合は、ステップＳ４及びステップＳ８の判断結果がそれぞれ「Ｎｏ」となってｂｉｔ５及びｂｉｔ２にそれぞれ“１”が出力される。
【００２４】
また、磁気センサ４，５には故障がないが、センサ出力調整回路２３Ａ，２３Ｂのゲイン調節回路３１、フィルタ３２，ＤＣコンバータ３３のいずれかが故障した場合は、故障したセンサ出力調整回路を経由したセンサ信号に対してステップＳ８またはＳ９のいずれかの判断結果が「Ｎｏ」となってｂｉｔ２またはｂｉｔ３に“１”が出力されるが、磁気センサ４，５の出力を監視している比較器３６からのフェイル検知信号Ｋ，Ｌは正常に出力される結果、ステップＳ３及びＳ４の判断結果は「ｙｅｓ」となってｂｉｔ３及びｂｉｔ４はそれぞれ“０”を出力する。
以上の各ｂｉｔの関係を一覧にしたのが図５から図８である。
【００２５】
これらの図において、「車両の状態」が「ケーブル上静止」とは、始動時等に車両が誘導ケーブル上のほぼ中立位置に静止している状態を指しており、この状態でエラー検知信号のいずれかのｂｉｔに“１”が出力されてエラー状態と検出される場合は、磁気センサや回路の故障と判断し得る。「運行中」とは車両が走行している状態であり、この状態でエラー状態と検知された場合は、回路系の故障以外の可能性がある。また、便宜上、フェイル検知信号に対する判定を「ハード判定」、センサ信号に対する判定を「ソフト判定」と称す。その他の表中の符号は、以下の内容を示すものとする。
【００２６】
イ：左側センサ出力調整回路の故障
ロ：右側センサ出力調整回路の故障
ハ：左側センサ出力調整回路または右側センサ出力調整回路の故障またはセンサ信号電流過大現象の発生（表中は、表示を簡略にするため対応する符号イ、ロを用いて表現している。他の欄の符号についても同様。）
ニ：ソフトウエアのバグ発生
ホ：センサ出力調整回路の故障
ヘ：センサ出力調整回路の故障またはマイクロコンピュータ内のＣＰＵの故障
ト：左側フェイルセーフ回路の故障
チ：左側フェイルセーフ回路の故障またはソフトウエアのバグ発生
リ：左側磁気センサの故障、または左側センサ出力調整回路と左側フェイルセーフ回路との両方の故障が重なった現象
ヌ：前記リの現象とソフトウエアのバグ発生とが重なった現象
ル：前記ロとトとが重なった現象
ヲ：前記トとニとが重なった現象
ワ：前記リとロとが重なった現象またはホとトとが重なった現象
カ：前記ワとニとが重なった現象
【００２７】
ヨ：右側フェイルセーフ回路の故障
タ：右側フェイルセーフ回路の故障とソフトウエアのバグ発生とが重なった現象レ：右側フェイルセーフ回路の故障と左側センサ出力調整回路の故障とが重なった現象
ソ：前記レの現象とソフトウエアのバグ発生とが重なった現象
ツ：右側磁気センサの故障または右側センサ出力調整回路と右側フェイルセーフ回路との両方の故障が重なった現象
ネ：前記ツの現象とソフトウエアのバグ発生とが重なった現象
ナ：前記ツの現象と左側センサ出力調整回路の故障とが重なった現象またはセンサ出力調整回路と右側フェイルセーフ回路との両方の故障が重なった現象
ラ：前記ナの現象とソフトウエアのバグ発生とが重なった現象
【００２８】
ム：フェイルセーフ回路の故障
ウ：フェイルセーフ回路の故障とソフトウエアのバグ発生とが重なった現象
ノ：前記リと右側フェイルセーフ回路の故障とが重なった現象またはフェイルセーフ回路と左側センサ出力調整回路との両方の故障が重なった現象
オ：前記ノとソフトウエアのバグ発生とが重なった現象
ク：前記ツと左側フェイルセーフ回路の故障とが重なった現象又はフェイルセーフ回路の故障と右側センサ出力調整回路との両方の故障が重なった現象
ヤ：前記クとソフトウエアのバグ発生とが重なった現象
マ：前記リとツとが重なった現象またはセンサ出力調整回路とフェイルセーフ回路との両方の故障が重なった現象
ケ：前記マとソフトウエアのバグ発生とが重なった現象
【００２９】
無：磁気センサを含む回路系が正常に作動しているなら、このような状態は起こり得ないことを示す。
したがって、万一「運行中」に起きた場合は後述するように車両が停止するので、「ケーブル上静止」の欄により故障と判断する。なぜ起こり得ないかの理由として次の３通りがある。
（ａ）：ハード判定が“１”なら、同じ側のソフト判定の最小判定も必ず“１”になり、ハード判定が“０”なら、同じ側のソフト判定の最小判定も必ず“０”になるから。
（ｂ）：同じ側の最小判定と最大判定が同時に“１”となることはないから。
（ｃ）：センサ信号Ｅ，Ｆが同時に最大判定で“１”となることはないから。
なお、複数の理由が考えられる場合があるが、表には、その一つのみを示している。
【００３０】
例えばｂｉｔ０〜５のビット列が“１１００００”の場合（図５の４段目の場合）は、磁気センサを含めた回路系の作動が正常であるなら、センサ信号Ｅ，Ｆの両方が同時に最大判定で“１”となることはあり得ないから、このビット列の場合は回路系の故障と判断される。その原因としては、フェイル検知信号Ｋ，Ｌはともに正常であるのに対して、センサ信号Ｅ，Ｆの出力がともに最大しきい値以上となったのであるから、左側磁気センサ４が図４の領域Ａに配置されている場合に右側センサ出力調整回路２３Ｂが故障しているか、逆に右側磁気センサ５が領域Ａに配置されている場合に左側センサ出力調整回路２３Ａが故障していることが、まずは考えられる。また、フェイル検知信号Ｋ，Ｌは前記基準値設定手段３７で設定された基準値（電圧）Ｚ以上の出力があれば“０”を出力するのであるから、磁気センサからの信号電流の過大現象が発生しているとも考えられる。
【００３１】
一方、ビット列が“０１１０１０”の場合（図６の６段目の場合）は、回路系が正常とした場合には、右側センサ信号Ｆが最大しきい値ｍａｘ以上であって左側センサ信号Ｅが最小しきい値ｍｉｎ以下であるから、車両３が誘導ケーブル１に対して左に逸脱し、図４の領域Ｂ内に配置された状態と判断される。この場合、左側磁気センサ４からの出力が低くなっているのであるから、左側フェイル検知信号Ｋも“１”になる。回路系の故障と仮定すると、左側磁気センサ４からの出力が低く、左側センサ信号Ｅと左側フェイル検知信号Ｋとがともに“１”であるから、左側磁気センサ４の故障であるか、センサ出力調整回路及びフェイルセーフ回路の左側磁気センサ４に対する系の両方ともが故障している場合が考えられるが、そのいずれかである場合はビット列が“００１０１０”（図６の４段目）となるはずである。“０１１０１０”の場合はｂｉｔ１も“１”、つまり右側センサ信号Ｆが最大しきい値ｍａｘ以上となっており、このような組み合わせはソフトウエアのバグが同時に発生していると考えざるを得ない。したがって、左側磁気センサ４の故障であるか、センサ出力調整回路及びフェイルセーフ回路の左側磁気センサ４に対する系の両方ともが故障しているかのいずれかに、ソフトウエアのバグ発生が重なって生じる現象と考えられる。
【００３２】
この“０１１０１０”を含めて図５から図８の表において、回路系の故障の可能性がある場合に、二つの現象が重なったときに生じる組み合わせ（例えば前記ヌ、ル、ヲ、ワ等）は、発生の確率が極めて低いため、通常の場合は起こらないとみなしても現実的には問題ない。そして、車両３が左に逸脱したと判断される“０１１０１０”は前述したように故障の可能性が極めて低く、また、右値に逸脱したと判断される“１００１０１”の場合も、右側磁気センサ５の故障であるか、センサ出力調整回路及びフェイルセーフ回路の右側磁気センサ５に対する系の両方ともが故障しているかのいずれかに、ソフトウエアのバグ発生が重なって生じる現象と考えられ、“０１１０１０”の場合と同様、故障の可能性は確率的に極めて低い。したがって、これら“０１１０１０”及び“１００１０１”の場合は、回路系の故障ではなく車両の逸脱と判断できる。
【００３３】
また、車両３が図４の領域Ｃまたは領域Ｄに配置された状態は、そうなる前に領域Ｂに配置されて逸脱検知されるので、実際には、そのような状況はないと考えても支障はない。
なお、図５の１段目のビット列“０００００”の場合は、エラーが検知されていないのであるから、磁気センサ４，５を含めて回路系が正常に作動しており、また、運行中も誘導ケーブル１に対する逸脱もなく正常に走行していると判断できる。
【００３４】
このようにしてセンシング回路２１から出力されるビット列の監視処理について、図９のフローチャートにしたがって説明する。この監視はマイクロコンピュータ２６からのエラー検知信号Ｐに基づき車両側ＥＣＵ２７内のエラー検知手段５２において行われ、該エラー検知手段５２には図５から図８に示されるビット列のパターンが記憶されている。
まず、ステップＳ１１にて車両側ＥＣＵ２７のパラレルポート４９の読み込み準備処理、変数Ｖの定義処理が行われる。ステップＳ１２からステップＳ１６は誘導ケーブル１の監視ループ処理である。この監視ループ処理においては、パラレルポート４９よりｂｉｔ０〜ｂｉｔ５のビット列を読み込み、該ビット列を変数Ｖに代入し（ステップＳ１２）、その変数Ｖが“００００００”であるか否かを判断し（ステップＳ１３）、“００００００”である場合にはループ処理を繰り返す。ステップＳ１３において変数Ｖが“００００００”でない場合、次のステップＳ１４において該変数Ｖが“０１１０１０”または“１００１０１”であるか否かを判断し、これらのビット列のいずれでもないと判断された場合は、その変数Ｖの内容を保存して車両を停止する（ステップＳ１５）。この場合は、回路系の故障が考えられ、前記図５から図８の表にしたがって原因を追究する。
【００３５】
一方、ステップＳ１４において、変数Ｖが“０１１０１０”または“１００１０１”のいずれかに該当する場合は、車両が逸脱したと認識して操舵方向を反転する、車両を停止する等の修正処理を行う（ステップＳ１６）。
なお、図５から図８に示すように“００１０１０”、“０００１０１”、“００１１１１”の場合も車両逸脱と判断されるが、前述したように、これらのビット列が発生する前に、“０１１０１０”または“１００１０１”のいずれかが必ず発生するから、実際には“００１０１０”、“０００１０１”、“００１１１１”のビット列自体を監視する必要はない。
【００３６】
以上の第１実施形態では、各センサ信号Ｅ，Ｆ毎に最小値判定と最大値判定との両方の結果にそれぞれビットを割り当てたが、図５から図８に示される各ビット列の中には、回路系の故障の可能性が低く、かつ故障でないとした場合でも起こり得ないビットの組み合わせ（例えば“１０１０１０”、“１１１０１０”等）が多く、また、実際の監視制御に使用しない組み合わせもあるので、最小値判定と最大値判定とを区別しないで、そのいずれかの判定結果が「ｙｅｓ」であれば“１”を出力するように設定しても現実的には支障はない。
図１０は、このような考え方に基づき、各センサ信号Ｅ，Ｆ毎に、最小値判定と最大値判定との両判定結果の論理和に対して一つのビットを割り当てた第２実施形態のエラー検知信号を示すものである。したがって、この第２実施形態の場合は、センサ信号Ｅ，Ｆ、フェイル検知信号Ｋ，Ｌの順にｂｉｔ０からｂｉｔ３の４ビットのビット列となる。
【００３７】
この図１０中の符号に関して図５から図８と同じものには同一符号を付している。なお、磁気センサ４，５を含む回路系が正常に作動している場合には起こり得ないことを示す「無」の原因を示す符号のうち、（ｄ）は次の通り定義する。
（ｄ）：ソフト判定の最大判定が“１”なら、同じ側のハード判定は必ず“０”
になるから。
また、「ソフト判定がｍｉｎ」、「ソフト判定がｍａｘ」とは、最小値判定結果と最大値判定結果とを区別しないこととしたので、可能性としてソフト判定で最小値判定の結果“１”となる場合を「ソフト判定がｍｉｎ」とし、最大値判定の結果“１”となる場合を「ソフト判定がｍａｘ」とした。
例えば、“１１００”（図１０の４段目）の場合、回路系が正常であれば、センサ信号Ｅ，Ｆの両方が同時に最大値判定で“１”となることはあり得ないし、そのいずれかが最小値判定、他方が最大値判定でそれぞれ“１”となるなら必ず最小値判定で“１”となった磁気センサ側のハード判定も“１”となるはずであり、したがって、このビット列の場合は回路系の故障と判断するしかない。
【００３８】
一方、“１１０１”（図１０の１２段目）の場合は、回路系が正常とした場合には、右側センサ信号Ｆと右側フェイル検知信号Ｌとがともに“１”であるから、右側磁気センサからの出力が低く、右側センサ信号Ｆが最小しきい値以下となる場合である。そして、このとき同時に左側センサ信号Ｅも“１”ということは、最小しきい値以下である場合と最大しきい値以上である場合とが考えられるが、最小しきい値以下（「ソフト判定がｍｉｎ」）である場合は同じ側のハード判定も必ず“１”になるはず（回路系の故障以外であることが前提）であるから、この場合ではなく、最大しきい値以上となっている場合であり、したがって、図４において車両が領域Ｂに配置されている場合と認められるから、誘導ケーブルに対して車両が右側に逸脱したと判断される。この“１１０１”が回路系の故障が原因で生じる場合は、右側磁気センサ５の故障または右側センサ出力調整回路２３Ｂと右側フェイルセーフ回路２４Ｂとの両方の故障が重なった現象のいずれかと、左側センサ出力調整回路２３Ａの故障とが重なった現象が発生しているか、センサ出力調整回路２３Ａ，２３Ｂと右側フェイルセーフ回路２４Ｂとの両方の故障が重なった現象が発生していることが考えられる。
【００３９】
しかしながら、第１実施形態の例で説明したように、回路系の故障に関して二つの現象が重なったときに生じる組み合わせの場合は発生の確率が極めて低いため、この“１１０１”の場合は回路系の故障ではなく車両の逸脱とみなして支障はない。同様に、“１１１０”（図１０の８段目）のビット列の場合も車両が左側に逸脱したと判断し得る。
【００４０】
この第２実施形態のビット列の監視処理を図１１に示すが、第１実施形態の場合に比較してビット列が６ビットから４ビットとなったことから、図９のフローチャートに対して、ステップＳ１２のビットの読み込みが「ｂｉｔ０〜ｂｉｔ３」になるとともに、ステップＳ１３のビット列を４ビットの「“００００”」とし、ステップＳ１４のビット列を「“１１０１”又は“１１１０”」とする以外は第２実施形態の場合の処理と同じである。
このように、この第２実施形態では、ビット列を小さくしたので、車両側ＥＣＵ２７内に記憶されるビットパターンの量も少なくなり、その制御を簡単にすることができる。
【００４１】
次に、第３実施形態について、図１２から図１５に基づいて説明する。
この第３実施形態では、図１２のシステム構成図において、車両側ＥＣＵ２７内のエラー検知手段５２に操舵方向判定手段５３が設けられるとともに、該操舵方向判定手段５３に舵角センサ５４からの信号が入力されるようになっており、また、図１３の出力波形図に示すように、最小値判定手段４６における最小しきい値ｍｉｎを第１実施形態あるいは第２実施形態のしきい値よりも小さく設定している。同様に、フェイルセーフ回路２４Ａ，２４Ｂの比較器３６で参照される基準値設定手段３７における基準値（電圧）も低く設定され、最小値判定手段４６で最小しきい値以下と判定される場合は比較器３６でもフェイル検出信号Ｋ，Ｌがパルス状に出力されないようになっている。
【００４２】
図１４は、この第３実施形態により生成されるエラー検知信号Ｐのビット列を示すものであり、図５から図８あるいは図１０と同じ場合は同一符号を付している。
なお、磁気センサ４，５を含む回路系が正常に作動している場合には起こり得ないことを示す「無」の原因を示す符号のうち、（ｅ）は次の通り定義する。
（ｅ）：図１３に明らかなように、ソフト判定の最大判定で一方が“１”であるとき、反対側のハード判定は必ず“０”となるから。
この図１４において、回路系の故障の場合の原因は図１０と同じであるが、故障以外の可能性の場合に、“００００”、“１０００”、“０１００”、“１１１０”、“１１０１”の各ビット列において図１０と異なる判断をする必要がある。
【００４３】
“００００”の場合は、正常に走行している場合と、図１３の領域Ｑに車両が配置されている場合とが考えられる。しかしながら領域Ｑに車両が配置される場合には、その前に必ず領域Ｎを経由しているはずであり、車両３が右方向に移動している場合は左側磁気センサ４が誘導ケーブル１の真上付近に配置された状態を示す“１０００”のビット列がまず生成される。車両３が左方向に移動している場合は右側磁気センサ５が誘導ケーブルの１真上付近に配置され、“０１００”のビット列が生成される。したがって、領域Ｑに車両３が配置される前に、領域Ｎに配置された時点で、そのときのビット列によって車両の状態を判断することができ、“００００”のビット列が生成された場合に領域Ｑに車両が配置されたとすることは現実には起こり得ない。
【００４４】
そして、これら“１０００”又は“０１００”のビット列が検出されたとき、後述するように操舵方向判定手段５３により車両の操舵方向を検出して逸脱か否かを判定する。
一方、“１１１０”及び“１１０１”のビット列の場合、回路系が正常のときは第２実施形態では車両の逸脱と判断したが、第３実施形態の場合は、最小しきい値を第２実施形態の場合よりも小さく設定したので、センサ信号Ｅ，Ｆの一方が最大しきい値以上で他方が最小しきい値以下となる状態はあり得ない。したがって、これら“１１１０”及び“１１０１”の場合は回路系の故障と判断される。
【００４５】
図１５は、この第３実施形態における車両側ＥＣＵ２７の処理内容を示すフローチャートであり、該図１５のステップＳ１１からＳ１５の各処理は、図１１の同一符号のステップにおいてステップＳ１４の変数Ｖを「“１０００”又は“０１００”」とする以外は同じであるので、説明を省略する。
ステップＳ１４において、変数Ｖが“１０００”または“０１００”と判断された場合は、逸脱の可能性有りとして、設定時間内に経路を修正するように転舵されたか否かを判定する（ステップＳ１７）。この判定は、前記操舵方向判定手段５３により車両の操舵方向が経路を修正する方向に向いているか否かを判定し、修正方向に向いている場合には、予め設定した時間経過後に変数Ｖが他のビット列に切り替わったか否かを判定し、ビット列が切り替わった場合に転舵有りとする。車両の操舵方向が修正方向に向いていない場合、あるいは修正方向に向いているが変数Ｖが切り替わらない場合には、転舵有りとの判断はなされない。そして、該ステップＳ１７において転舵有りと判断された場合には、ループ処理を繰り返すが、転舵有りと判断できない場合は逸脱したと認識（センサ出力調整回路の故障の可能性も考慮に入れる）して操舵方向を反転する、車両を停止する等の修正処理を行う（ステップＳ１８）。また、ステップＳ１４において、変数Ｖが“１０００”または“０１００”のいずれでもない場合は、回路系の故障が考えられるので、その変数Ｖの内容を保存して車両を停止し（ステップＳ１５）、図１３にしたがって原因を追究する。
【００４６】
この第３実施形態では、逸脱の可能性を示すエラー検知信号Ｐが生成されたとしても、該エラー検知信号Ｐだけですぐに逸脱判断するのではなく、車両の操舵方向をも参照しており、車両が逸脱を修正する方向に向かっているなら正常として制御を継続させることにより、実際の走行状態に応じた現実的な制御を行うことができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る車両誘導システムによれば次のような効果を奏する。
（１）センサ出力監視手段とセンサ信号に対する判定手段との二重の監視系を設け、かつセンサ信号に対する最大値判定手段を設けたので、磁気センサやセンサ出力調整回路の回路系の故障を区別しつつ、車両の逸脱判定を行うことが可能になる。
（２）一方のセンサ信号が最大しきい値以上であると判定されているときに他方のセンサ信号が最小しきい値以下となるようにしきい値を設定しておくことにより、その条件を満たすときに車両逸脱と判断し得て、逸脱判定を容易にすることができる。
（３）一方のセンサ信号が最大しきい値以上であると判定されているときに車両の操舵方向がずれを修正する方向に向いていないと判定されたときに逸脱したと判定する構成とすれば、実際の走行がずれを修正しようとしている場合までも逸脱とすることはなく、実際の走行状態に応じた現実的な制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る車両誘導システムの第１実施形態のシステム構成を示すブロック図である。
【図２】 フェイル検知信号の生成原理を示す出力波形図である。
【図３】 第１実施形態におけるビット生成処理内容を示すフローチャートである。
【図４】 第１実施形態における磁気センサのセンサ信号を示す出力波形図である。
【図５】 第１実施形態におけるエラー検知信号とその発生原因との関係を示す表の一部である。
【図６】 図５のエラー検知信号とその発生原因との関係の続きを示す表である。
【図７】 図６のエラー検知信号とその発生原因との関係の続きを示す表である。
【図８】 図７のエラー検知信号とその発生原因との関係の続きを示す表である。
【図９】 第１実施形態における車両側ＥＣＵの処理内容を示すフローチャートである。
【図１０】 本発明の第２実施形態におけるエラー検知信号とその発生原因との関係を示す表である。
【図１１】 第２実施形態における車両側ＥＣＵの処理内容を示すフローチャートである。
【図１２】 本発明の第３実施形態のシステム構成を示すブロック図である。
【図１３】 第３実施形態における磁気センサのセンサ信号を示す出力波形図である。
【図１４】 第３実施形態におけるエラー検知信号とその発生原因との関係を示す表である。
【図１５】 第３実施形態における車両側ＥＣＵの処理内容を示すフローチャートである。
【図１６】 車両誘導システムにおける車両と磁気発生源との関係を示す概念図である。
【図１７】 従来例の車両誘導システムにおけるセンシング回路部分を示すブロック図である。
【図１８】 従来例における磁気センサのセンサ信号を示す出力波形図である。
【符号の説明】
１ 誘導ケーブル（磁気発生源）
２ 走行路
３ 車両
４，５ 磁気センサ
２３Ａ，２３Ｂ センサ出力調整回路
２４Ａ，２４Ｂ フェイルセーフ回路
２５ 差動増幅器
２６ マイクロコンピュータ
２７ 車両側ＥＣＵ
４３ センサ出力監視手段
４４ 記憶手段
４５ 最大値判定手段
４６ 最小値判定手段
５１ 誘導制御手段
５２ エラー検知手段
５３ 操舵方向判定手段
５４ 舵角センサ
Ｅ，Ｆ センサ信号
Ｇ 検出信号
Ｋ，Ｌ フェイル検知信号
Ｐ エラー検知信号
Ｅｍａｘ，Ｆｍａｘ，ｍａｘ 最大しきい値
Ｅｍｉｎ，Ｆｍｉｎ，ｍｉｎ 最小しきい値
Ｚ 基準値

Claims (3)

1. 走行路に沿って敷設された磁気発生源と、車両の幅方向に間隔をおいて設けられた一対の磁気センサと、各磁気センサの出力が異常であるか否かを判定するセンサ出力監視手段と、各磁気センサの出力をそれぞれ調整するセンサ出力調整回路と、該センサ出力調整回路を経由した両センサ信号の出力差に基づき前記磁気発生源に沿う車両の誘導走行を制御する誘導制御手段と、該センサ出力調整回路を経由したセンサ信号の出力が最小しきい値以下であるか否かを判定する最小値判定手段と、該センサ出力調整回路を経由したセンサ信号の出力が最大しきい値以上であるか否かを判定する最大値判定手段と、前記センサ出力監視手段により各磁気センサの出力が異常でないと判定されかつ前記センサ出力調整回路を経由したセンサ信号の出力が最小値判定手段により最小しきい値以下であると判定されるとともに最大値判定手段により最大しきい値以上ではないと判定される場合にセンサ出力調整回路の故障を検知するエラー検知手段とを備える車両誘導システム。
2. 前記最小値判定手段は、最大値判定手段によって一方のセンサ信号が最大しきい値以上であると判定されているときに他方のセンサ信号が最小しきい値以下となるように最小しきい値が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の車両誘導システム。
3. 前記エラー検知手段は、前記最大値判定手段によって一方のセンサ信号が最大しきい値以上であると判定されているときに車両の操舵方向が前記磁気発生源に対するずれを修正する方向に向いているか否かを舵角センサからの信号に基づいて判定する操舵方向判定手段を備え、該操舵方向判定手段によって操舵方向がずれを修正する方向に向いていないと判定されたときに磁気発生源に対して車両が逸脱したと判定することを特徴とする請求項２又は３のいずれかに記載の車両誘導システム。

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