JPS5812864A - 車両の編成長測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、車両の編成長測定装置に関し、特にたとえ
ば複数の車両を定車間距離ととに編成を組んで走行させ
るような交通システムにおいて、車両の編成長を求める
ための装置Ｋｇする。

近年、車両の急漱な増加に伴ない道路の渋滞や事故など
が増えている。このような問題を解消するために新しい
交通システムが開発されつつある。

たとえば、その１つとして車両走行の丸めの車用道路を
設け、蚊専用道路上を走行する車両は中央指令センタか
ら送信される指令信号によって自動操縦されるような交
通システムがある。とのような交通システムでは、交通
渋滞や交通事故を生じることなく人間や貨物をステーシ
ョンからステー７コ／へ輸送することができる。さらＫ
は、一般道路からの乗入れも可能であるため、現在の交
通システムと並存できる交通システムとして大きな期待
が寄せられている。

ところで、上述のような交通システムでは、走行車両を
１台ずつ中央指令センタで集中的に制御しようとすると
、膨大な量のデータを短い時間処理しなければならず、
制御装置が巨大となる問題がある。そこで、複数人の車
両を一定の車間距離で編成を組んで走行させ、各編成の
先頭車両だけを中央指令センタで走行制御すれば、中央
指令センタにおける制御装置の員担を軽減させることが
できる。さらには、複数台を同時に編成を組んで走行さ
せると、各走行車両をばらばらに走行させるものに比べ
てシステムの輸送効率を高めることがで色る。

ところが、上述のような車両の編成長が１０にも長くな
シすぎると、不測の事故が発生する場合がある。たとえ
ば、編成における先頭車両が故障した場合、中央指令セ
ンタの制御装置によって事故が発生しないように車両の
制御が行なわれるが、あまりにも編成が長すぎると、中
央指令センタの制御装置の処理能力を越えてしまい後続
車がぶつかるなどの事故が発生する。そのため、このよ
うな交通７ステムでは車両の編成長を測定できるような
装置が強く要望されている。

それゆえに、との発明の主たる目的は、上述のような要
望を満たし得る車両の編成長測定装置を提供することで
ある。

この発明は、要約すれば、車両の編成内で循環する超音
波応答リンクを形成し、編成内の任意の車両は超音波応
答がリンク内を一巡する時間に基づいて編成長を演算す
るようにしたものである。

以下に１図面に示す実施例とともＫこの発明をより具体
的に説明する。

第１図はこの発明の詳細な説明するための図解図である
。以下、この第１図を参照してこの発明の原理について
説明する。車両Ａ、Ｂ、ＣおよびＤは中央（（１指ン令
丈々う・九から送信される指令信号を受けて図示しない
専用道路上を自動操縦で走行される。一方、各車両間で
は、異なる４つの振動周波数ｆｔ、ｆｌａ、ｆ３および
ｆ４の超音波を用いた超音波応答動作が行なわれる。振
動周波数ｆ３の超音波（以下単にｆ８と称す）と、振動
周波数ｆ４の超音波（以下単Ｋｆ４と称す）とは車間距
離測定のために用いられる。たとえば、車両Ｂは前方の
車両ＡＫｆ３を短波する。これに応答して車両Ａはｆ４
を車両Ｂに送波する。そして、車両Ｂはｆ３を送波して
からｆ４を受波するまでの時間と音速とに基づいて前方
車両人までの車間距離を測定する。同様に、車両Ｂは後
方の車両Ｃに対してｆ４を送波してからｆ３を受波する
までの時間と音速とに基づいて後方車両Ｃｔでの車間距
離を測定する。このようにし′て測定された車間距離は
定率間距離走行（編成走行）に利用される。すなわち、
予め編成走行のための理想的な車間距離ｄが定められる
。そして、各車両は前方車との車間距離がｄよりも大き
くなれば走行速度を増し、その車間距離をｄに近付ける
。逆Ｋ、車間距離がｄよりも小さくなれば走行速度を減
少し、その車間距離をｄＫ近付ける。このように、車間
距離に基づいて速度制御が行なわれ、編成走行が行なわ
れる。九とえば第１図においては、車両Ａ、ＢおよびＣ
が編成走行している車両である。

また、測定され九車間距離は自車が編成内において先頭
車両であるか中間車両であるか最後尾車両であるかの判
別に利用される。、九とえば、車両Ａは前方の車間距離
がｄよシもかな夛大きく後方の車間距離がほぼｄセある
ことを測定する。この測定結果に基づいて車両Ａは前方
には自軍と編成を組んで走行する車両がなく後方に唸自
車と編成を組んで走行する車両がありと判断する。そし
て、自車が編成内における先頭車両であることを判別す
る。を九、車両Ｂは前方の車間距離および後方の車間距
離ともほぼｄであることを測定する。そして、この測定
結果に基づいて自軍の前方にも後方にも自軍と編成を組
んで走行する車両があることを判断し、自車が編成内に
おける中間車両でちることを判別する。同様に、車両０
社その前方に自軍と編成を組んで走行する車両があり、
後方には自軍と編成を組んで走行する車両がないことを
判断し、自軍が編成内における最後尾車両であることを
判断する。

上述のように、各車両間で超音波応答を行なって車間距
離などを測定する方法は超音波シングアラウンド（ＳＩ
ＮＧ　　ＡＲＯＵＮＤ）方式として知られているが、こ
の発明社とのヅングアラウンド方式を編成長の測定に利
用しようとするものでおる。すなわち、編成長（先頭車
両Ａから最後尾車両ｃｔでの距離Ｌ）の測定は、振動周
波数ｆｔの超音波（以下単Ｋｆｌと称す）と振動周波数
ｆ２の超音波（以下単にｆ２と称す）との超音波応答に
よって行なわれる。概略的には、ｆｌおよびｆ２の超音
波応答によって編成内で超音波応答リンクが形成される
。たとえば、車両Ｂが車両ｋＫｆ２を送波すると、車両
Ａは先頭車であるため再び車両Ｂに対してｆｌを送波す
る。これに応答して、車両Ｂは車両ＣＫｆ　ｌを送波す
る。車両Ｃは最後尾車両であるため、再び車両りに対し
てｆｇを送波する。このように、車両Ｂから超音波が送
波されると、該送波に関連する超音波応答が連鎖的に行
なわれ、編成内で超音波応答リンクが形成される。この
ようＫ・、編成内における任意の車両から前方車両ある
いは後方車両に超音波が送波されると、前記超音波応答
リンクを一巡したのち再び前記任意の車両に超音波が受
波される。このとき、前配送波から前記受波までの時間
差を測定すれば、音速は予めわかっている丸め簡単な演
算によって編成長りを求めることができる。

第８図はこの発明の一実施例を示す概略ブロック図であ
る。なお、この第８図ではこの発明に興味ある部分の構
成のみを示し、たとえば駆動系の詳しい構成など社省略
しである。構成において、各車両ｌＫは、前方の車両か
ら送波されるｆｌを受波する丸めの超音波受波器２と、
後方車両Ｋｆ１を送波するための超音波送波器３とが投
砂られる。これら超音波受波器３．超音波送波器８は超
音波送受信回路４によって駆動される０同様に、車両ｌ
には前方の車両Ｋｆ２を送波するための超音波送波器５
と後方車両から送波されるｆｇを受波するための超音波
受波器６とが設けられる。そして、これら超音波送波器
５．超音波受波器６は超音波送受信回路７によって駆動
される。さらに、車両ＩＫは前方車両にｆ３を送波する
九めの超音波送波器８と前方車両から送波されるｆ４を
受波するための超音波受波ｌＩ９とが設けられる。これ
ら超音波送波器８．超音波受波器９社超音波送受信回路
１０によって駆動される。さらに、車両ｌには後方車両
から送波されるｆ３を受波するための超音波受波器１１
と、後方車両にｆ４を送波する丸めの超音波送波器１Ｂ
とが設けられる。これら超音波受波＠１１．超音波送波
器ｌＢは超音波送受信回路１８によって駆動される。上
述の超音波送受信回路４，７．１０および１３はインタ
フェイス１４を介してＣＰＵ　ｌ　５に接続され、その
動作が制御される。ｔた、ＣＰＵ　ｌ　５に関連してメ
モリ１６が設けられる。このメモリｉｓａ、図示しない
が、たとえばＲＯＭ−ｔＲＡＭなどを含む。

そして、とのＲＯＭＫは、たとえば第４図ないし第８図
で示すような動作プログラムが格納される。

また、ｕＡＭｔｆ第３図に示すような記憶領域を含む。

さらに、ＣＰＵ１６に関連して通信装置１７　−が設け
られる。この通信装置ｌフは中央指令センタからの指令
信号を受信したり、中央指令センタへ各種の情報を送信
したりするための装置である。

さらに、ＣＰＵ１５には、インタフェイス１４を介して
、車両ｌの速度を検出するための速度検出回路１Ｂ、車
間距離や編成長な、どを表示するた４めの表示器１９．
たとえばプデーなどを倉み編成長が許容範囲を越えた場
合に警報を発生する警報装置２０．車両ｌの走行速度を
制御する加減速制御装置ｚ１が接続される。　　　。

第８図は第２図におけるメモリ１６の記憶領域の一部を
示す図解図である。この第３図に示すように、メモリ１
６は前方車間距離を記憶する領域１６１（以下レジスタ
１６１を称す）と、後方車間距離を記憶する領域１６ｇ
（以下レジスタｔｓｇと称す）と、編成長を記憶する領
域１６３（以下レジスタ１６ｇと称す）とを含む。ｉ九
、メモリ１６は車間距離測定時にタイマとして用いられ
る記憶領域１６４（以下タイマｉａ＋と称す）と、編成
長測定時にタイマとして用いられる記憶領域１ｅｓ（以
下タイマ１６５と称す）とを含む。さらＫ、メモＱ　ｌ
　８は自車が先頭車であるか否かを記憶する領域１６６
（以下先頭車フラグｔｅａと称す）と、自車が後続車で
あるか否かを記憶する領、埴１６７（以下後続車フラグ
１６テと称す）と、自軍が最後肩車であるか否かを記憶
する領域１６８（以下最後尾車７：５グ１ｆ１８と称す
）とを含む。

第４図ないし第８図は第２図の実施例の動作を説明する
ためのフローチャードである。以下、これら第４図ない
しｌｓ８図を参照して実施例の動作について説明する。

最初に１第６図を参照して自軍と前方車両との車間距離
の測定＃作について説明する。まず、ステップ東におい
て超音波送波器８からｆ３が前方車両に対して送波され
るとともに、ステップ８においてタイマ１６４がセット
される。応じて、前方車両はｆ３の受波に応答してｆ４
を超音波送波器１２から送波する。ここで、タイマ１６
４は少なくとも編成走行の丸めの適切な車間距離を隔て
た車両間で行なわれる超音波応答に要する時間ではタイ
ムアツプ・しないように設定される。すなわち、タイマ
１６４のタイムアツプ時間は編成走行のための適切な車
間距離のｆｉ〜３倍の車間距離を隔てた車両間での超音
波応答に要する時間とほぼ等しく選ばれる。したがって
、前方車両からの１番を受渡する前にステップ８ＫＱい
てタイマ１６４のタイムアツプが検出されると、自軍の
前方には自軍とともに編成走行をする車両がないものと
判断され、　　　　　　　　　先頭車フラグ１６６がセ
ットされる。これＫよって、自車が先頭車であることが
判別される。一方、タイマ１６４がタイムアツプする前
にステップ嶋において前方車両からのｆ４の受波が検出
されると、ステップ５においてそのときのタイマ１６４
の計時時間がメモリ１６に記憶される。そして、ステッ
プ６においてタイマー６４がリセットされる。さらに、
ステップ７において後続車フラグ１６フがセットされる
。すなわち、自車は編成内における先頭車ではなく後続
車（中間車あるいは最後肩車）であることが判別される
。次に、ステップ８において自車と前方車両との車間距
離Ｆｄが演算される。この演算は、前方車両における超
音波送受信回路１３の応答遅砥を無視すれば次式（１＞
によって行なわれる。

Ｆｄ＝ニー！−ｘ　Ｗ　　　　　　　　　　　　・・−
・（１）ま ただし、ＴＦは前方車両にｆ３を送波してからｆ４を受
波するまでの時間すなわちタイマー６４の計時時間であ
シ、Ｗは音速である。

前記ステップ８において演算された車間距離Ｆｄはステ
ップ９において編成走行のために予め定められた定車間
距離であるかどうかが判断される。

もし、車間距離Ｆｄが定車間距離からはずれていれば、
ステップＩＯにおいて追従走行制御が行なわれる。すな
わち、加減速制御装置２１によって車両ｌの走行速度が
制御され、前方車両との車間距離Ｆｄが定車間距離に近
付くように走行制御が行なわれる。一方、前記車間距離
Ｆｄが定車間距離と等しければ、ステップｔｔＸおいて
車間距離Ｆｄがレジスタ１６１に記憶される。さらに、
ステップ１ｓに卦いて車間距離Ｆｄが表示器Ｉ９に表示
される。

次に、第５図を参照して自軍と後方車両との車間距離全
測定する動作について説明する。まず、ステップ１８に
おいて超音波受波器１１が後方車両からｆ３を受波した
かどうかが判断される。もし、受波していなければ、ス
テップ１４において最後馬車フラグ１６８がセットされ
る。一方、後方車両からｆ３を受波すると、ステップ１
５においてタイマ１６４がセットされる。そして、ステ
ップ１６において超音波送波器ｔＳから後方車両へｆ４
が送波される。このｆ４の送波に応答して、後方車両の
超音波送受信回路１０は超音波送波器８かもｆ３を送波
する。そして、この後方車両から送波されたｆ３を受波
したかどうかがステップ１７において判断される。もし
、ｆ３を受波するｍＫタイマー６４がタイムアツプした
とステップ１８において判断式れれば、ステップ１４に
おいて最後電車フラグ１６Ｂがセットされる。すなわち
、この場合自車の後方には自軍とともに編成を組んで走
行する車両がないため、自車が編成おける最後尾車両で
あることが判断される。

一方、ステップ！７においてタイマー６４のタイムアツ
プの前に後方車両からのｆ８の受波が検出された場合、
ステップ１９においてそのときのタイマー６４の計時時
間がメモリ１６に記憶される。そして、ステップｚＯに
おいてタイマー６４がリセットされる。さらに、ステッ
プｇｌにおいて自軍から後方車両までの車間距離Ｒｄが
演算される。この演算は、次式（２）Ｋよって行なわれ
る。

Ｒ Ｒｄ　＝−−→Ｗ　　　　　　　　　　　・・・・・・
（２）前記ステップｔ、Ｉにおいて演算され先車間距離
Ｒｄは、ステップｚｚにおいて編成走行のために予め定
められた定車間距離であるかどうかが判断される。もし
、車間距離Ｒｄが定車間距離よシも大金ければ、ステッ
プｚ３において最後電車フラグ１６８がセットされる。

一方、車間距離Ｒｄが定車間距離以内であれば、ステッ
プ２４において該車間距離Ｒｄがレジスタ１６！！に記
憶され、ステップｇ！にシいて該車間距離Ｒｄが表示器
１９に表示される。

次に１第６図ないし第８図を参照して先頭車。

中間車、最後電車による編成長の測定動作について説明
する。なお、編成長を求める車両が先頭車であるか中間
車であるか最後４本であるかＫよってその求め方が若干
異なるが、前述した第４図あるいは第５図において各車
両は自車が先頭車であるか中間車であるか最後電車であ
るかを判別しているため、各車両はその判別に対応した
動作フローによって編成長の測定動作を行なう。

まず、第６図を参照して先頭車による編成長測定動作に
ついて説明する。この場合、ステップ２６において超音
波送波４Ｓ３からｆｌが後方の車両に送波されるととも
に、ステップ２７においてタイマ１６！Ｉがセットされ
る。応じて、前述のように編成内の各車両で連鎖的に超
音波応答が行なわれ、超音波応答リンクが形成される。

ここで、タイマ１６６は許容され得る編成長を有する編
成内で形成される超音波応答リンクにおいて超音波応答
がリンクを一巡するに要する時間ではタイムアツプしな
いように設定される。次に、ステップ８Ｂにおいて超音
波受波器６が後方車両からｆｉを受波したかどうかが判
断される。もし、このｆ８の受波の前にタイマ１６６が
タイムアツプしたことがステップ８９において判断され
れば、ステップ８０において警報装置３０から警報が発
生される。一方、タイマ１６ｓがタイムアツプする前Ｋ
ｔＳが受波されれば、ステップ８１においてそののとき
のタイマ１６ｓの計時時間ＴＩがメモリ１６に記憶され
る。この時間ＴＩは後方車Ｋｆｌを送波してから再び後
方車からｆ８を受波するまでの時間で参り、超音波応答
リンクを超音波応答が一巡する時間である。次に、ステ
ップ３３においてタイマ１６５がリセットされ、ステッ
プ３３において編成長しが演算される。この演算は次式
（３）を用いて行なわれる。

前記ステップ８３において演算された編成長しはステッ
プ８４において予め定められた許容範囲内であるかどう
かが判断される。もし許容範囲内でなければ、ステップ
８５において警報装置２０から警報が発生される。一方
、編成長りが許容範囲内であれば、ステップ８６におい
てレジスタ１６３に編成長りが記憶され、ステップ８７
において編成長しが表示器１９に表糸される。

次に、第７図を参照して中間車による編成長の測定動作
について説明する。この場合、ステップ８Ｂにおいて超
音波受波器２が前方車両からｆｌを受波したかどうかが
判断される。この判断はＩｌｔ受波するまで繰返して行
なわれる。そして、ｆＬを受波すれば、ステップ＄９に
おいてタイマ１６５がセットされる。そして、ステップ
４０においてｆｌが後方車両に送波される。応じて、編
成長を測定しようとする車両から見て編成内の後方の車
両間で連鎖的に超音波応答が行なわれる。

そして、ステップ４１において前記ステップ４゜のｆｌ
の送波に関連して後方の車両からｆ２を受波したかどう
かが判断される。もし、この１２の受波の前にタイマ１
ｆ５４がタイムアツプしたとステップ４２で判断されれ
ば、ステップ４８において警報袋ｆ１２０から警報が発
生される。これは、編成長を測定しようとする車両と最
後尾車両との距離がすでに許容すべき編成長を越えてい
るためである。

一方、タイマ１６５がタイムアツプする前にｆ８の受波
が検出されると、ステップ４４においてｆ２が超音波送
波器５から前方車両へ送波される。

応じて、編成長を測定しようとする車両から見て編成内
の前方の車両間で連鎖的に超音波応答が行なわれる。そ
して、前記ステップ４４がｆ２の送波に関連して前方車
両からｆｌを受波したかどうかがステップ４５において
判断される。もしｆｌＯ受波の前にタイマ１６５がタイ
ムアツプしたとステップ４６において判断されれば、前
述のステップ４ｚの場合と同様にステップ４３において
警報が発生される。この場合は、全体の編成長が許容す
べき編成長を越えているためである。

一方、タイマ１６５がタイムアツプする前Ｋｆｌが受波
されると、ステップ鳴γにおいてそのとキノタイマ１６
６０計時時間Ｔ８がメモリ１６に記憶される。この時間
Ｔ２は編成内で形成される超音波応答リンクを超音波応
答が一巡する時間である。次に、ステップ４８において
タイマ１６５がリセットされ、ステップ４９において編
成長りが演算される。この演算は次式（４）を用いて行
なわれる。

前記ステップ４ｇにおいて演算され丸編成長しが許容１
１ａ内であるかどうかがステップ５ｏにおいて判断され
る。もし、許容範囲内でなければ、ステップ５１におい
て警報装置２ｏから警報が発生される。一方、許容範囲
内であればステップ５！にお＾て編成長しがレジスタ１
ｆｉ８に記憶され、ステップ５８において編成長しが表
示器１９に表示される。

次に、第８図を参照して最後４車による編成長測定動作
について説明する。との場合、蛾後電車は超音波受波器
３が前方車両からｆｌを受波したかどうかを判断する。

この判断はｆｌを受波するまで繰返して行なわれる。そ
して、ｆｌを受波すると、ステップＳ５においてタイマ
１６５がセットされる。そして、ステップ５６において
超音波送波器５からｆ３が前方車両に送波される。応じ
て、編成内の各車両で連鎖的ｌＩｃ１音波応答が行なわ
れ、超音波応答リンクが形成される。次に、最後尾車両
は前記ステップ５６のｆ２送波に関連して前方車両から
ｆｌｔ受波したかどうかをステップ５７において判断す
る。もし、ｆｌを受波する前にタイマ１６５がタイムア
ツプしたとステップ５８で判断されれば、ステップ５９
において警報装置ＢＯから警報が発生される。これは、
編成長が許容し得る長さを越えているためである。

一方、タイマ１６５がタイムアツプする前にｆｌの受渡
が検出されると、ステップ６０においてそのときのタイ
マｔ６ｓの計時時間Ｔ３がメモリ１６に記憶率れる。こ
の時間Ｔ８は前述の時間゛ｒｌおよびＴｉｔと同様超音
波応答り／りを超音波応答が一巡する時間、である。以
下の動作は第６図および第７図と同様に、ステップ６１
においてタイマ１６５がリセットされステップ６２にお
いて編成長しが演算される。そしてステップ６３におい
て編成長しが許容範囲内かどうかが判断され許容範囲内
でない場合はステップ６４において警報が発生される。

一方、編成長しが許容範囲内であれば、ステップ６５お
よびステップ６６において編成長の記憶および表示が行
なわれる。

以上のごとく上述の実施例では編成内における任意の車
両は容易に編成長を測定することができる。この測定結
果はたとえば中央指令センタに送信され編成長の制御に
利用される。また、上述の実施例では編成長が許容範囲
を越えると、車両内の警報装置２０から警報が発生され
るため、車両内の乗員は確実に編成長の異常を認識する
ことができる。

以上のようＫこの発明によれば、編成内で超音波応答リ
ンクを形成し該リンクを超音波応答が一巡する時回に基
づいて編成長を演算するようにしたので、編成内の任意
の車両は容易に編成長を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の詳細な説明するための図解図である
。第８図はこの発明の一実施例を示す概略ブロック図で
ある。第８図は第２図におけるメモリ１６の記憶領域の
一部を示す図解図である。 第４図ないし第８図は第８図の実施例の動作を説明する
ためのフローチャートである。 図にシいて、ｌは車両、Ｂ、６．９および１１は超音波
受波器、８，５．８および１２は超音波送波器、４．？
、１０および１３は超音波送受信回路、１５はＣＰＵ％
８０は警報装置を示す。 茅４図 第５図 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　複数の車両を定車間距離ととに編成を組んで
   走行させるような交通システムにおいて、車両の編成長
   を求めるための車両の編成長測定装置であって、 各車両は、 前記編成内において前方および後方に第１および第５ｏ
   ａｒｓ距離測定用超音波を送波し、咳送波に対する前方
   車両を九は後方車両からの超音波応答に基づいて自車が
   先頭車で参るか、中間車であるか、最後尾車であるかを
   判別する判別手段、自車の前方車両を九は後方車両に第
   １１た紘第２の編成長測定用超音波を送波し、かつ自車
   の両方車両からまたは後方車両から前記第ｓｔ九は第１
   ０編成長測定用超音波を受波する超音波送受波手段、 前記判別手段による判別結果と前記超音波の受波方向と
   に基づいて前記超音波送受波手段からの送波方向を制御
   し、前記編成内を循環する超音波応答リンクを形成させ
   る制御手段、および前記制御手段による超音波応答が前
   記リンク内を一巡する時間に基づいて編成長を演算する
   演算手段を備える、車両の編成長測定装置。
2. （２）前記各車両は前記演算手段によって演算された編
   成長が予め定められた許春範囲を越えたと