JP6768806B2 - 電気道路システムを使用する車両の安全システムを制御する方法 - Google Patents

Description

本発明は、電気道路システム（ＥＲＳ）を使用する車両の安全システムを制御する方法、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（track）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。ＥＲＳ運転に関する問題は、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て中央車線位置を維持するか、又は、車両の経路に障害物がある場合に運転者が回避アクションをとるかに備えなければならないことである。回避アクションをとる場合、運転者は迅速に決断することを要求されることがあり、集電器の損傷を回避するために、不必要にＥＲＳ道路から離れることを決断するかもしれない。現在の交通量に応じて、このアクションは、車両の望ましくない速度変動又は制動、さらには内燃機関の不必要な始動を招く可能性がある。これらのアクションのいずれかが、移動時間及び燃料効率に悪影響を及ぼし、搭載された蓄電ユニットの充電を中断することとなる。

本発明は、障害物が検出された場合に、ＥＲＳの充電面に対する車両の制御に関する問題を克服し、安全な方法で車両を運転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、車両前方に障害物が検出された場合に車両の安全な運転を可能にする、車両安全システム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導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間の直接接触を必要とし、直流電力を伝達する。誘導システムは、路面に組み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動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周りに弧状に横方向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方向に移動し、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、電気道路システム（ＥＲＳ）の安全システムに関し、電力伝達中に、ピックアップに衝突する道路上の障害物によって引き起こされる、ＥＲＳのピックアップに起こり得る損傷に関する問題を克服することを目的とする。本発明は、前方データ収集システム（a forward looking data collecting system）を使用して導電式の充電表面又は誘電式の充電表面を監視し、衝突前に道路上の障害物を検出することを含んでいる。データは、搭載されたＥＲＳコントローラに送信されて、充電を停止するアクション、及び／又は、ピックアップを上昇させて格納するアクションを開始すべきかを決定する。ＥＲＳコントローラはまた、アクションのレベル、即ち、単にピックアップを上昇させるだけで十分か、又は、車線変更若しくは停車を行うことが必要であるかを決定することができる。

本発明の第１の態様によれば、この目的は、路面の所定の横方向位置に設置された電流導体から電流を伝達するように構成された集電器が備えられた車両において、車両安全システムを制御する方法によって達成される。この集電器は、車両の前後方向軸に対して垂直方向及び横方向に制御可能に移動して、電流導体と接触及び／又はこれを追跡する。この安全システムは、集電器が衝突する前に道路上の障害物を検出する少なくとも１つの前方データ収集システムと、少なくとも集電器の電力伝達及び移動を制御する電子制御ユニットと、を備えている。この方法は、集電器の経路に障害物が位置していることを検出するステップと、前方データ収集システムから電子制御ユニットにデータを送信するステップと、送信されたデータに基づいて物体を分類して動的な充電システムの損傷レベルを判定するステップと、判定された損傷レベルに基づいて安全システムがとるべきアクションを決定するステップと、少なくとも判定された損傷レベルに応じたアクションを開始するステップと、を実行することを含んでいる。

損傷レベルが第１の値を超えていると判定されると、安全システムは、少なくとも電流導体からの電力伝達の中断を開始する。このアクションは、衝突が差し迫っているが、集電器の格納又は車両の移動がこの時点では必要とされない場合に実行される。例えば、障害物が小さすぎてピックアップを損傷しないと判定された場合、ピックアップ又はその前方の保護装置が障害物に衝突して除去するか、障害物の上方通り過ぎることができる。電力伝達は単に安全対策として中断されるので、衝突中に、集電器は、電流が流れているコンポーネントを有していない。また、導電式のピックアップが電流導体から離れて、車載の電子システムの望ましくない電流サージを防止することができれば、電力伝達の中断はアーク放電を防止する。電力伝達の中断は、例えば、中央ジャンクションボックス又は同様な適切なデバイスの制御可能なコンタクターによって行うことができる。

損傷レベルが第１の値より大きい第２の値を超えていると判定されると、安全システムは、少なくとも部分的に格納位置への集電器の垂直格納を開始する。このアクションは、障害物がピックアップに損傷をもたらすのに十分大きいと判定された場合、直接実行されるか、物体分類の更新結果として第１のレベルを超えた後に実行することができる。両方の場合、好ましくは、電力伝達の初期中断が行われる。ピックアップを障害物の上方を通過させることによって障害物を回避することができると判定された場合、集電器の部分格納を行うことができる。この場合、集電器は、障害物及び電力伝達が最小の遅れで再開された直後に、その下降位置へと戻すことができる。

損傷レベルが少なくとも第１の値又は第２の値より大きい第３の値を超えていると判定されると、安全システムは、少なくとも格納位置への集電器の垂直格納を開始する。このアクションは、障害物が部分的に格納されたピックアップに損傷をもたらすのに十分大きいと判定された場合、直接実行されるか、物体分類の更新結果として第１のレベル又は第２のレベルを超えた後に実行することができる。この場合、ピックアップを障害物の上方又は一側方を通過させることによって障害物を回避できると判定されると、集電器の完全格納及び／又は横方向への移動を行うことができる。垂直格納の前に横方向への移動を行うことが可能であるが、移動中に過度な摩耗をもたらすことがある導電式の集電器にはあまり望ましくない。上記の場合のように、好ましくは、電力伝達の初期中断が行われる。この動作によって、障害物を通過して最小の遅れで電力伝達を再開した直後に、集電器を下降位置に戻すことが可能になる。

損傷レベルが少なくとも第１の値より大きい第４の値を超えていると判定されると、安全システムは、回避アクションを開始する。このアクションは、障害物が完全に格納されたピックアップに損傷をもたらすのに十分大きいか、又は、障害物は車両自体を損傷すると判定された場合、直接実行されるか、物体分類の更新結果としてより低い損傷レベルのいずれか１つを超えた後に実行することができる。この場合、ピックアップを障害物の上方及び／又は一側方を通過させることによって障害物を回避できないと判定されると、集電器の完全格納及び車両の一部の適切な回避アクションを行わなければならない。上述の場合のように、好ましくは、電力伝達の初期中断が行われる。この動作によって、障害物を通過して車両の退避アクションを中止した直後に、集電器を下降位置に戻すことができ、これによって、短い遅延の後に電力伝達を再開することができる。

この説明において、適切な回避アクションは、車両の横方向への移動とすることができる。横方向への移動は、車両の操舵アクションを開始して車線変更を行って、車両を隣接車線に移動又は堅固な路肩に移動させることによって行うことができる。その代わりに、回避アクションは、車両を制動又は停止させる車両の減速アクションの開始を含むことができる。車両の横方向への移動がすぐに可能でなければ、障害物に到着する前に、車両を減速させて車線変更を可能にすることができる。車両の横方向への移動が可能でなければ、障害物に到着する前に、車両を制動して停止させることができる。

上記の例において、前方データ収集システムから電子制御ユニットに送信されたデータは、検出された障害物に衝突するまでの推定時間を決定するために使用される。とられた任意のアクションは、衝突までの推定時間に応じて開始される。

本発明の第２の態様によれば、この目的は、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の安全システムを搭載した車両によって達成される。この集電器は、車両の前後方向軸に対して垂直方向及び横方向に制御可能に移動して、電流導体との最適な接触を維持し、及び／又は、電流導体を追跡するように構成されている。この安全システムは、集電器と衝突する前に道路上の障害物を検出する少なくとも１つの前方データ収集システムと、少なくとも集電器の電力伝達及びその移動を制御する電子制御ユニットと、を備えている。適切な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のに適した同様なデータ収集システムの少なくとも１つを含むことができる。

少なくとも１つの前方データ収集システムは、障害物が集電器の経路に位置することを検出して、前方データ収集システムから電子制御ユニットにデータを送信するように構成されている。電子制御ユニットは、送信されたデータに基づいて物体を分類して集電器の損傷レベルを判定し、判定された損傷レベルに基づいて安全システムによってとられる適切なアクションを決定するように構成されている。電子制御ユニットは、その後、少なくとも判定された損傷レベルに応じたアクションを開始するように構成されている。

第１の例によれば、電子制御ユニットは、判定された損傷レベルが、障害物が集電器の経路にあることを示していれば、集電器を介する電力伝達を少なくとも中断するように構成されている。このアクションは、衝突が差し迫っているが、集電器の格納又は車両の移動がこの時点では必要とされない場合に行われる。

他の例によれば、電子制御ユニットは、判定された損傷レベルが電流伝達位置で集電器への損傷を示していれば、集電器を少なくとも部分的に格納するように構成されている。このアクションは、障害物がピックアップに損傷をもたらすのに十分大きいと判定された場合、直接実行するか、物体分類の更新結果として第１のレベルを超えた後に実行することができる。両方の場合、好ましくは、電力伝達の初期中断が行われる。ピックアップを障害物の上方を通過させることによって障害物を回避できると判定された場合、集電器の部分格納を行うことができる。障害物が部分格納されたピックアップ及び／又は横方向に移動されたピックアップに損傷をもたらすのに十分大きいと判定された場合、集電器の完全格納を行うことができる。

他の例によれば、電子制御ユニットは、判定された損傷レベルが格納位置で集電器への損傷を示していると判定された場合、回避操舵アクション及び／又は減速アクションを開始するように構成されている。このアクションは、障害物が完全格納されたピックアップに損傷をもたらすのに十分大きいか、障害物が車両自体を損傷する可能性があると判定された場合、直接実行するか、物体分類の更新結果としてより低い損傷レベルのいずれか１つを超えた後に実行することができる。適切な回避アクションは、車両の横方向への移動又は車両を制動若しくは停止させる車両減速アクションとすることができる。

本発明は、破片を道路上にまき散らすピックアップの損傷を防止する装置を提供する。この装置はまた、障害物を回避するために運転者を支援して、通常、修理が必要であるピックアップの損傷を回避する。前方データ収集システムからのデータを評価してそのデータに基づいて損傷レベルを判定することによって、安全システムが適切なアクションをとることができる。障害物が小さすぎてピックアップを損傷できない場合、又は、可能であれば横方向への移動と組み合わせてピックアップの部分格納又は完全格納を行うことによって回避可能であれば、不必要な回避アクションを避け、これによって、走行時間、燃料効率及び／又は車載の蓄電ユニットの充電に対する悪影響を最小にすることができる。車載の前方データ収集システムからのデータを利用することによって、安全システムがとりうる適切なアクションについて迅速かつより正確な決定をすることができるので、運転者の負荷も低減される。

本発明はまた、プログラムがコンピュータで実行されるとき、車両安全システムを制御する上記方法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に関する。本発明はさらに、プログラム製品がコンピュータで実行されるとき、車両安全システムを制御する上記方法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に関する。本発明はさらにまた、上記方法のステップを実行するように構成された、車両安全システムを制御する制御ユニットに関する。

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。

以下の説明では、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、説明目的のためにのみ使用されており、決して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。 位置調整手段を制御する制御装置の概略図を示す。 本発明に係る安全システムを制御する制御装置の概略図を示す。 本発明に係る安全システムの動作を示す概略フロー図を示す。 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は所定の幅を有し、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１つ以上の領域Ａ１，Ａ２を監視する少なくとも１つの前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を備えた安全システムが設けられている。付加的なセンサとしては、車両側方の領域Ａ３，Ａ４を監視する側方センサと、車両後方の領域Ａ５，Ａ６を監視する後方センサアレイと、を含むことができる。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（レーザーレーダー）システム、レーザーシステム、超音波システム、ビジョンシステム、ステレオカメラシステム、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。前方センサアレイは、前方を向くミリ波レーダー、ライダーシステム、レーザーレーダーシステム、ビジョンシステム、ステレオカメラシステム、そのようなシステムを組み合わせた、例えば、ビジョンセンサとレーダーシステムとのセンサ融合を含むことができる。

図１Ｂの例は、第１の領域Ａ１を監視する長距離センサＳ１と、第２の領域Ａ２を監視する短距離センサＳ２と、を含んだ前方ライダーセンサを有する車両を示している。これらのセンサは、障害物を検出して識別するために、並んで、垂直に又は横方向に離間して取り付けられ、集電器１４又は車両１０と衝突する可能性を判定する。ライダーセンサは、ヘッドライト又は他の補助ランプアセンブリに組み込むことができる。ライダーセンサはまた、バックミラーアセンブリの一部であってもよく、バンパーアセンブリ又はグリルアセンブリの開口部の後ろに取り付けられてもよく、車両のドア、ルーフサポート又は同様な適切な車両位置の上部に取り付けられてもよい。

車両１０の前方の領域Ａ１，Ａ２を監視する前方センサアレイＳ１，Ｓ２は、集電器１４の経路に位置する障害物Ｏを検出するために使用される。センサＳ１，Ｓ２からの出力信号は、少なくとも二次元画像生成、より好ましくは、三次元画像生成のために使用され、物体又は障害物を識別及び／又は認識することはもちろん、集電器１４の経路にある物体又は障害物Ｏの範囲（extension）及び／又は大きさを判定するために使用される。前方ライダーセンサは、中央電子制御ユニットに接続されている。中央電子制御ユニットは、独立した各ライダーセンサからの利用可能なデータを三次元マップに合成して、自車両の閉鎖経路（a closing path）上の物体及び障害物を記述する。その代わりに、従来の二次元静止画像又はビデオシーケンスを使用して、生成された三次元ソリッドモデル及びシーンマップ（scene maps）の品質を向上させることができる。

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のそれぞれに垂直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（図示せず）を使用して行われる。しかしながら、本発明は、電流導体の位置を探知するこの方法に限定されない。

図３Ａ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２３ａ及び第２の電力レール２３ｂ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、ピックアップ２４（図２参照）の集電器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３１を備えている。図３は、単一の垂直アンテナ３１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３１は、垂直アンテナ３１に誘導された信号を検出する信号受信機３２に接続されている。信号受信機３２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３４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）３３に送信される。位置調整コントローラ３４は、集電器を電流導体２３の第１の電力レール２３ａ及び第２の電力レール２３ｂ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３５及び横方向アクチュエータ３６によって行われる、少なくとも必要な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３６は、付加的な車両操舵アクチュエータ３７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３７は、横方向アクチュエータ３６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３７は、電流導体２３が横方向アクチュエータ３６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３６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３３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ことができる。

動作中、垂直アンテナ３１は、第１の電力レール２３ａ及び第２の電力レール２３ｂに対して道路の所定位置に設置された信号ケーブル２７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２７に接続された信号発生器３０によって生成され、所定の信号特性を有している。垂直アンテナ３１が範囲内にある場合、信号は垂直アンテナ３１に誘導され、信号受信機３２によって検出される。信号受信機３２から電子制御ユニット３３へと送信された検出信号に応じて、電子制御ユニット３３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３２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３３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３３は、制御信号を位置調整コントローラ３４に送信する。位置調整コントローラ３４は、電流導体に対して集電器を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３５及び横方向アクチュエータ３６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３３は、信号を位置調整コントローラ３４に送信し、垂直アクチュエータ３５を作動させて集電器を格納させる。

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３Ｂは、本発明に係る安全システムを制御する制御装置の概略図を示す。制御装置は、集電器１４の経路に位置する障害物Ｏを検出する、車両１０の前方の領域Ａ１，Ａ２を監視する前方センサアレイ４１，４２（図１Ｂ参照）を含んでいる。少なくとも１つの前方センサアレイ４１，４２からの出力信号は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）３３に送信される。電子制御ユニット３３は、物体及び障害物を識別及び／又は認識することはもちろん、集電器１４の経路にある物体及び障害物Ｏの範囲及び／又は大きさを判定するために、少なくとも二次元画像、より好ましくは、三次元画像を生成する。

その後、電子制御ユニット３３は、送信されたデータ及びこのデータの続く処理に基づいて、初期の物体分類を行って、動的な充電システムの損傷レベルを判定する。判定された損傷レベルに応じて、電子制御ユニット３３は、判定された損傷レベルに基づいて安全システムがとるべきアクションを決定し、少なくともこの初期判定された損傷レベルに応じたアクションを開始する。障害物がセンサ範囲に入ったとき、障害物は、最初に第１のセンサアレイ４１によって監視され、その後第２のセンサアレイ４２によって監視される。センサアレイ４１，４２から送信されたデータは、電子制御ユニット３３によって連続的に評価されて、初期の物体分類は正しかったか否か、及び、判定された損傷レベルの補正が必要であるか否かを判定する。

損傷レベルが低レベルであると判定された場合、安全システムは、少なくとも電流導体からの電力伝達の中断を開始する。このアクションは、衝突が差し迫っているが、集電器の格納又は車両の移動が必要でないと判定されたときに実行される。

損傷レベルが低レベルを超える中間レベルであると判定された場合、安全システムは、少なくとも部分的に格納された位置への集電器の垂直格納を開始する。中間レベルは、物体によってもたらされる脅威に応じてサブレベルに分割することができ、サブレベルは、完全な格納又は部分的な格納が必要であるかを判定することができる。このアクションは、障害物がピックアップに損傷をもたらすのに十分大きいと判定された場合、直接実行するか、物体分類の更新結果として低レベルを超えた後に実行することができる。ピックアップが障害物の上方又は一側方を通過することによって障害物を回避することができると判定された場合、集電器の部分的な格納を実行することができる。電力伝達の初期中断は、好ましくは、格納前に行われる。

損傷レベルが他のすべてのレベルを超える高レベルであると判定された場合、安全システムは、回避アクションを開始する。このアクションは、障害物が完全に格納されたピックアップに障害をもたらすのに十分大きいと判定された場合、又は、障害物が車両自体を損傷する可能性があると判定された場合、直接実行するか、又は、物体分類の更新結果としてより低い損傷レベルのいずれか１つを超えた後に実行することができる。この場合、ピックアップを障害物の上方及び／又は一側方を通過させることによって障害物を回避することができないと判定されると、集電器の完全格納及び車両の一部の適切な回避アクションを実行すべきである。電力伝達の初期中断は、好ましくは、格納及び車両の移動の前に行われる。

判定された損傷レベルに応じて、電子制御ユニット３３は、電力伝達を中断して、位置調整コントローラ３４への制御信号を生成する。位置調整コントローラ３４は、集電器を希望の格納位置に移動させるため、垂直アクチュエータ３５及び横方向アクチュエータ３６によって実行される、少なくとも必要な移動を決定するように構成されている。回避アクションが必要な場合、電子制御ユニット３３は、隣接車線又は堅固な路肩への車両の自律的な横方向運動のために、車両操舵アクチュエータ３７への制御信号を生成する。横方向への回避アクションが不可能であるかすぐに利用できない場合、電子制御ユニット３３は、車両の自律制動のために、車両制動アクチュエータ３８への制御信号を生成する。

代替的な例によれば、車両を横方向に移動させて障害物を回避する操舵修正が必要であることを示す、電子制御ユニット３３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、回避アクション中に車両を手動で操舵することができる。同様に、操舵アクションが不可能であれば、障害物との衝突を回避する減速又は停車させるための制動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ことができる。

図４は、本発明に係る安全システムの動作を説明する概略フロー図を示す。図１〜３Ｂを参照し、このフロー図を説明する。動作中、この方法は、車両１０がＥＲＳ道路に進入したときに第１のステップ４１１で開始され、集電器１４を第２の位置Ｐ２に下降させて、電流導体１３，２３から車両へと電力を伝達させる。続くステップ４１２では、車両１０の前方の領域Ａ１を監視する前方センサアレイ４１が、集電器１４の経路に位置する障害物Ｏのために、車両前方の道路を監視する。続くステップ４１３では、物体が検出されたか否かが判定される。障害物が検出されない限り、先のステップ４１２において監視が継続される。しかしながら、障害物が検出されると、次のステップ４１４において、センサアレイ４１が電子制御ユニット３３（図３及び４参照）へとデータを送信する。電子制御ユニット３３は、障害物Ｏを識別及び／又は認識し、可能であれば、物体又は障害物の前後方向及び横方向の範囲及び／又は大きさを判定するために、三次元画像生成を使用して物体の識別を行う。続くステップ４１５では、電子制御ユニット３３は、初期の物体分類を行って、送信されたデータ及びこのデータの続く処理に基づいて、動的な充電システムの損傷レベルを判定する。

判定された損傷レベルに応じて、電子制御ユニット３３は、判定された損傷レベルに基づいて安全システムがとるべきアクションを決定し、少なくともこの初期判定された損傷レベルに応じたアクションを開始する。障害物がセンサ範囲に入ると、最初に第１のセンサアレイ４１によって障害物が監視され、その後第２のセンサアレイ４２によって障害物が監視される。センサアレイ４１，４２から送信されたデータは、電子制御ユニット３３によって連続的に評価されて、初期の物体分類が正しいか、及び、判定された損傷レベルの補正が必要であるかを判定する。

続くステップ４１６では、損傷レベルが高く、集電器及び車両が障害物に衝突することによって損傷するであろうと判定された場合、電子制御ユニット３３は、集電器１４を介する電力伝達の中断を含むさらなるステップ４１７を実行して、回避アクションを開始するように構成されている。これらのアクションは、障害物が完全に格納されたピックアップに損傷をもたらすのに十分大きいか若しくは重いと判定された場合、又は、障害物が車両自体を損傷する可能性があると判定された場合、直接実行するか、物体分類の更新結果として低い損傷レベル又は中間の損傷レベルのいずれかを超えた後に実行することができる。電力中断のタイミングは、判定された損傷レベルに依存することができる。例えば、損傷レベルが高い場合、障害物を回避する十分な時間を与えるために、車両は、電力伝達が迅速に中断されることを必要とする、ＥＲＳを離れなければならないことがある。回避アクションは、比較的長い範囲を有する第１のセンサアレイ４１によって比較的大きな障害物が検出された後に実行される可能性がある。障害物に到着する前に車線変更を準備し、及び／又は、車両を制動するのに十分な時間を電子制御ユニット３３に与えるために、より大きな障害物を早期に検出することが望ましい。電力中断は、集電器が障害物を通過するまで維持される。損傷レベルが高くないと判定された場合、この処理はステップ４１６及びステップ４１７をバイパスする。

続くステップ４１８では、損傷レベルが中間であり、集電器が障害物と衝突して損傷するであろうと判定された場合、電子制御ユニット３３は、集電器１４を介した電力伝達の中断を含むさらなるステップ４１９を実行して、集電器の格納を開始するように構成されている。電力中断のタイミングは、判定された損傷レベルに依存することができる。例えば、損傷レベルが中間であれば、集電器を移動させて障害物を回避する十分な時間を与えるために、電力伝達を遮断しなければならない。集電器を部分的に又は完全に格納する決定は、損傷レベルと、障害物のおおよその高さ、幅及び横方向の範囲を与える物体認識と、に基づいて行われる。この時点で、集電器を横方向に移動させて障害物の一側方を通過させる、さらなる決定を行うことができる。このアクションは、障害物がピックアップに障害をもたらすのに十分大きいと判定された場合、直接実行するか、物体分類の更新結果として初期の低レベルを超えた後に実行することができる。電力中断は、集電器が障害物を通過するまで継続される。

続くステップ４２０では、損傷レベルが比較的低く、集電器が障害物との衝突によって損傷しないであろうと判定された場合、電子制御ユニット３３は、判定された損傷レベルが集電器の経路に障害物があることを示すので、集電器１４を介した電力伝達の中断を含むさらなるステップ４２１を実行するように構成されている。損傷レベルが低い場合、集電器及びそのピックアップの移動が必要でなく、電力伝達の中断タイミングを障害物に衝突する直前まで遅延することができる。電力中断は、集電器が障害物を通過するまで継続される。

損傷レベルが判定されてこのレベルに応じた適切なアクションがとられると、電子制御ユニット３３は、さらなるステップ４２２において、センサ４１，４２から送信されたデータを監視して、車両が障害物を通過したかを判定する。車両が障害物を通過した場合、処理が次のステップ４２３へと進んで、通常のＥＲＳ動作が再開される。判定された損傷レベルに応じて実行されたアクションが逆転し、これによって、車両がＥＲＳに復帰し、集電器を下降させ、及び／又は、電力伝達を再接続させる。最後のステップ４２４では、車両が依然としてＥＲＳ道路を走行しているが判定され、処理がステップ４１１に戻されてさらなる障害物を監視する。

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、電子制御ユニット（図３Ｂ参照）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、本発明に係る車両安全システム機能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、車両安全システム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、データ用の個別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は明確であろう。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装置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、上記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、変形及び修正が可能であることを認識するであろう。

Claims (15)

1. 路面の所定の横方向位置に設置された電流導体（２３）から電力を伝達するように構成された集電器（１４；２２）を備えた車両の安全システムを制御する方法であって、
   前記集電器（１４；２２）は、前記車両の前後方向軸に対して垂直方向及び横方向に移動して、前記電流導体と接触して追跡するように制御可能であり、
   前記安全システムは、前記集電器（１４；２２）と衝突する前に道路上の障害物を検出する少なくとも１つの前方データ収集システム（４１，４２）と、少なくとも前記集電器の電力伝達及び移動を制御する電子制御ユニット（３３）と、を含み、
   前記集電器の経路に位置する障害物を検出するステップと、
   前記前方データ収集システム（４１，４２）から前記電子制御ユニットにデータを送信するステップと、
   前記送信されたデータに基づいて物体分類を行って前記集電器の損傷レベルを判定するステップと、
   前記判定された損傷レベルに基づいて前記安全システムがとるべきアクションを決定するステップと、
   少なくとも前記判定された損傷レベルに応じた前記アクションを開始するが、前記判定された損傷レベルが前記検出された障害物が小さすぎて前記集電器を損傷しないことを示す場合、前記集電器の移動を開始しないステップと、
   を実行することを特徴とする方法。
2. 前記損傷レベルが第１の値を超えたと判定された場合、前記安全システムは、少なくとも前記電流導体からの電力伝達の中断を開始する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記損傷レベルが前記第１の値より大きい第２の値を超えたと判定された場合、前記安全システムは、少なくとも部分的に格納位置への前記集電器の垂直格納を開始する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記損傷レベルが少なくとも前記第１の値又は前記第２の値より大きい第３の値を超えたと判定された場合、前記安全システムは、少なくとも格納位置への前記集電器の垂直格納を開始する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記損傷レベルが少なくとも前記第１の値より大きい第４の値を超えたと判定された場合、前記安全システムは、回避アクションを開始する、
   ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載の方法。
6. 前記アクションは、車線変更を行う車両操舵アクションを含む、
   ことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１つに記載の方法。
7. 前記アクションは、前記車両を制動又は停止させる車両減速アクションを含む、
   ことを特徴とする請求項２〜６のいずれか１つに記載の方法。
8. 前記送信されたデータに基づく衝突までの推定時間に応じて前記アクションを開始する、
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の方法。
9. 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（１４；２２）の安全システムを備えた車両（１０）であって、
   前記集電器（１４；２２）は、前記車両の前後方向軸に対して垂直方向及び横方向に移動して、前記電流導体と接触（前記電流導体との最適な接触を維持）、及び／又は、前記電流導体を追跡するように制御可能に構成され、
   前記安全システムは、前記集電器（１４；２２）と衝突する前に道路上の障害物を検出する少なくとも１つの前方データ収集システム（４１，４２）と、少なくとも前記集電器の電力伝達及び移動を制御する電子制御ユニットと、を含み、
   前記少なくとも１つの前方データ収集システム（４１，４２）は、前記集電器の経路に位置する障害物を検出し、前記前方データ収集システム（４１，４２）から前記電子制御ユニットにデータを送信するように構成され、
   前記電子制御ユニットは、前記送信されたデータに基づいて物体分類を行って前記集電器の損傷レベルを判定し、前記判定された損傷レベルに基づいて前記安全システムがとるべきアクションを決定し、少なくとも前記判定された損傷レベルに応じた前記アクションを開始するが、前記判定された損傷レベルが前記検出された障害物が小さすぎて前記集電器を損傷しないことを示す場合、前記集電器の移動を開始しないように構成された、
   ことを特徴とする車両。
10. 前記判定された損傷レベルが前記集電器の経路に前記障害物があることを示す場合、前記電子制御ユニットは、少なくとも前記集電器を介した電力伝達を中断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. 前記判定された損傷レベルが現在の伝達位置での前記集電器の損傷を示す場合、前記電子制御ユニットは、少なくとも部分的に前記集電器を格納するように構成された、
    ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の車両。
12. 前記判定された損傷レベルが格納位置で前記集電器の損傷を示す場合、回避操舵アクション及び減速アクションの少なくとも一方を開始するように構成された、
    ことを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１つに記載の車両。
13. プログラムがコンピュータで実行されるとき、車両安全システムを制御する請求項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、車両安全システムを制御する請求項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. 車両安全システムを制御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。