交通信号制御機及び交通信号制御機の異常判定方法
【課題】異常時においても動作を保証することができる交通信号制御機及び交通信号制御機の異常判定方法を提供する。
【解決手段】予定情報判定回路２６は、ＣＰＵ１０が生成した先後の歩進予定情報同士の正誤を判定する。例えば、予定情報判定回路２６は、先に（以前に）取得した歩進予定情報と後に（今回）取得した歩進予定情報との間で矛盾がないかどうか（例えば、後に取得した歩進予定情報の表示時間の時間範囲が、先に取得した歩進予定情報の表示時間の時間範囲よりも広がっていないかどうか）を判定する。歩進受付回路２３は、予定情報判定回路２６での判定結果により下限監視タイマ２４及び上限監視タイマ２５にセットされた下限時間及び上限時間を用いて、ＣＰＵ１０からの歩進指令の正誤を判定する。
【解決手段】予定情報判定回路２６は、ＣＰＵ１０が生成した先後の歩進予定情報同士の正誤を判定する。例えば、予定情報判定回路２６は、先に（以前に）取得した歩進予定情報と後に（今回）取得した歩進予定情報との間で矛盾がないかどうか（例えば、後に取得した歩進予定情報の表示時間の時間範囲が、先に取得した歩進予定情報の表示時間の時間範囲よりも広がっていないかどうか）を判定する。歩進受付回路２３は、予定情報判定回路２６での判定結果により下限監視タイマ２４及び上限監視タイマ２５にセットされた下限時間及び上限時間を用いて、ＣＰＵ１０からの歩進指令の正誤を判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交通信号制御機及び交通信号制御機の異常判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
交通事故抑止又は円滑な交通のために、道路上を走行する車両に対して信号情報などの交通情報を提供する路車協調システムに関する技術開発が行われている。例えば、車両に正確な信号情報を提供するために、路上装置に信号情報を送信した後、その路上装置が車両に信号情報を送信するまでの通信所要時間を算出しておき、信号情報をその通信所要時間に基づいて補正して路上装置へ送信する路上通信システムが開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、信号機の作動情報を受信し、交差点を安全に走行するための速度や、交差点で停止するための速度などの走行条件を算出して車両の安全走行を実現することができる信号機連動式車両速度制御装置が開示されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１５２６８０号公報
【特許文献２】特許第２８０６８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のような路車協調システムでは、信号機が設置された交差点と車両に信号情報を提供する地点との間は、車両に余裕をもって信号情報を提供する必要性から、所要の距離が設定されている。このため、車両に信号情報を提供してから実際に車両が交差点を通過するまでの間に、道路状況や車両の走行状態などに応じた時間を要する。車両が信号情報を受信してから交差点を通過するまでの間に、信号機の動作(例えば、信号灯の点灯変化タイミング)が変更された場合、車両には結果として信号灯器の実際の表示とは変化タイミングが異なる信号情報(変更前の信号情報)が送信されたことになる。
【０００６】
このような場合、信号灯器の実際の表示とは変化タイミングが異なる信号情報に基づいて車両の走行状態を制御するような自動制御運転が行われている車両と、信号情報の提供を受けずに自動制御運転が行われていない車両との間では、信号情報（例えば、信号機の点灯変化タイミング）が異なる事態が発生する。このため、両方の車両が異なる信号情報に基づいて走行することになり、運転者が運転中に混乱する可能性がある。
【０００７】
また、カーナビゲーション装置等で信号機の点灯変化タイミングを表示するようなシステムでは、信号灯器の実際の表示とは変化タイミングが異なる信号情報に基づいて信号機の点灯変化タイミングを表示した場合、運転者がカーナビゲーション装置を見て判断する点灯変化タイミングと、実際の信号灯の変化タイミングとが異なるため、運転者の注意がそがれる場合や思いがけない走行（急減速や急加速など）を行わなければならない場合が生じる。
【０００８】
信号機の動作が変更される場合としては、例えば、信号機の動作を制御しているＣＰＵが何らかの原因で異常となったときがあり、このような場合に信号灯器の実際の表示とは変化タイミングが異なる信号情報が提供される可能性が高い。従って、このような異常が発生した場合でも、信号機の動作を保証することが望まれていた。
【０００９】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、異常時においても動作を保証することができる交通信号制御機及び交通信号制御機の異常判定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１発明に係る交通信号制御機は、演算部と、該演算部からの歩進指令に基づいて信号灯器の灯色を制御する灯色制御部とを備える交通信号制御機において、前記演算部は、信号灯色の表示時間情報を繰返し生成するようにしてあり、前記灯色制御部は、前記演算部が生成した先後の表示時間情報同士の正誤を判定する第１判定部と、該第１判定部で判定した判定結果に基づいて、前記演算部からの歩進指令の正誤を判定する第２判定部とを備えることを特徴とする。
【００１１】
第２発明に係る交通信号制御機は、第１発明において、前記表示時間情報は、信号灯色の表示限度時間を含み、前記第１判定部は、表示時間情報の表示限度時間が、先の表示時間情報の表示限度時間に含まれるか又は一致する場合、前記表示時間情報が正しいと判定するように構成してあることを特徴とする。
【００１２】
第３発明に係る交通信号制御機は、第１発明又は第２発明において、前記表示時間情報は、信号灯色の残表示限度時間を含み、前記第１判定部は、表示時間情報の残表示限度時間が、先の表示時間情報の残表示限度時間から前記先後の時間差を減算した時間に含まれるか又は一致する場合、前記表示時間情報が正しいと判定するように構成してあることを特徴とする。
【００１３】
第４発明に係る交通信号制御機は、第１発明乃至第３発明のいずれか１つにおいて、前記表示時間情報を記憶する記憶部と、前記第１判定部で表示時間情報が正しいと判定した場合、記憶した表示時間情報を正しいと判定した表示時間情報で更新する更新部とを備えることを特徴とする。
【００１４】
第５発明に係る交通信号制御機は、第１発明乃至第４発明のいずれか１つにおいて、前記第１判定部で表示時間情報が正しいと判定した場合、該表示時間情報を含む所定の信号情報を外部へ送信する送信部を備えることを特徴とする。
【００１５】
第６発明に係る交通信号制御機は、第５発明において、前記送信部は、前記第１判定部で表示時間情報が誤りと判定した場合、前記信号情報の送信を停止するように構成してあることを特徴とする。
【００１６】
第７発明に係る交通信号制御機は、第１発明乃至第６発明のいずれか１つにおいて、前記第１判定部で表示時間情報が誤りと判定した場合、該表示時間情報を無効にする無効部を備えることを特徴とする。
【００１７】
第８発明に係る交通信号制御機は、第１発明乃至第４発明のいずれか１つにおいて、前記灯色制御部は、前記第１判定部で判定した判定結果を前記演算部へ出力するように構成してあり、前記演算部は、前記判定結果に応じて、所定の信号情報を外部へ出力するか否かを決定するように構成してあることを特徴とする。
【００１８】
第９発明に係る交通信号制御機は、第１発明乃至第８発明のいずれか１つにおいて、前記灯色制御部は、前記第２判定部で判定した結果に応じて、信号灯器の灯色を制御するように構成してあることを特徴とする。
【００１９】
第１０発明に係る交通信号制御機は、第１発明乃至第９発明のいずれか１つにおいて、前記演算部は、プログラムコードにより動作を決定するように構成してあり、前記灯色制御部は、ハードウエア回路自体の構成により動作を決定するように構成してあることを特徴とする。
【００２０】
第１１発明に係る交通信号制御機は、第１０発明において、前記演算部には、オペレーティングシステムを搭載してあることを特徴とする。
【００２１】
第１２発明に係る交通信号制御機は、演算部と、該演算部からの歩進指令に基づいて信号灯器の灯色を制御する灯色制御部とを備える交通信号制御機において、前記演算部は、信号灯色の表示時間情報を生成するようにしてあり、前記演算部で生成した表示時間情報を外部へ送信する送信部を備え、前記灯色制御部は、前記演算部が生成した表示時間情報に基づいて、前記演算部からの歩進指令の正誤を判定する判定部を備え、該判定部で判定した結果に応じて、信号灯器の灯色を制御するように構成してあることを特徴とする。
【００２２】
第１３発明に係る交通信号制御機の異常判定方法は、演算部からの歩進指令に基づいて信号灯器の灯色を制御する灯色制御部を備える交通信号制御機の異常判定方法において、信号灯色の表示時間情報を前記演算部により繰返し生成し、前記灯色制御部は、生成された先後の表示時間情報同士の正誤を第１判定部により判定し、判定された判定結果に基づいて、前記演算部からの歩進指令の正誤を第２判定部により判定することを特徴とする。
【００２３】
第１発明及び第１３発明にあっては、演算部（例えば、ＣＰＵ）は、信号灯色の表示時間情報を繰返し（例えば、毎秒、数秒経過の都度など）生成する。表示時間情報（例えば、歩進予定情報）は、例えば、信号灯器の現在ステップにおける残り表示時間及び将来ステップにおける表示時間を含み、表示時間は、下限時間と上限時間の２つの時間からなる範囲で表現することができる。灯色制御部の第１判定部は、演算部が生成した先後の表示時間情報同士の正誤を判定する。例えば、先に（以前に）取得した表示時間情報と後に（今回）取得した表示時間情報との間で表示時間に矛盾がないかどうかを判定する。両方の表示時間情報に矛盾がある場合には、演算部に何らかの異常が発生したことを検知することができる。
【００２４】
灯色制御部の第２判定部は、第１判定部で判定した判定結果に基づいて、演算部からの歩進指令の正誤を判定する。なお、歩進指令は、信号灯色の表示ステップを次のステップに進めるための指令である。第１判定部で表示時間情報に矛盾がなく正しいと判定した場合には、後の表示時間情報に基づいて歩進指令の正誤を判定する。例えば、現在ステップにおける残り表示時間内（下限時間と上限時間の範囲内）に演算部から歩進指令が出力された場合には、その歩進指令は正常（すなわち、演算部は正常）であると判定することができ、また、現在ステップにおける残り表示時間外に歩進指令が出力された場合（例えば、下限時間よりも短い時間内に歩進指令が出力された場合）、あるいは上限時間を過ぎても歩進指令が出力されない場合には、演算部は異常であると判定することができる。演算部が異常であると判定した場合に、演算部で生成した表示時間情報や歩進指令を採用しないようにし、演算部が正常であったときの表示時間情報を採用すれば、演算部による誤った動作を防止することができ、異常時においても動作を保証することができる。また、演算部の異常を灯色制御部が判定する構成としているので、演算部の正常、異常を正確に検知することができる。
【００２５】
第２発明にあっては、表示時間情報は、信号灯色の表示限度時間を含み、第１判定部は、表示時間情報の表示限度時間が、先の表示時間情報の表示限度時間に含まれるか又は一致する場合、表示時間情報が正しいと判定する。表示限度時間は、例えば、信号灯器の現在ステップにおける残り表示時間及び将来ステップにおける表示時間であり、下限時間と上限時間の２つの時間からなる範囲で表現することができる。なお、下限時間と上限時間が同じ時間であってもよい。例えば、先の（以前に取得した）表示限度時間が３秒以上５秒以下である場合に、今回取得した（後の）表示限度時間が３秒以上４秒以下であれば、表示限度時間が先の表示限度時間に含まれるので、両者の表示時間情報に矛盾がないと判定することができる。また、先の（以前に取得した）表示限度時間が３秒以上５秒以下である場合に、今回取得した（後の）表示限度時間が３秒以上６秒以下であれば、表示限度時間が先の表示限度時間に含まれないので、両者の表示時間情報に矛盾があると判定することができ、演算部に異常があることを検知することができる。
【００２６】
これにより、信号灯色の切り替わりタイミングが交通状況等により変更になる場合でも、過去に決定された表示限度時間の範囲を越えないように表示限度時間を決定することができるので、一旦決定された表示限度時間の範囲外で信号灯色が切り替わるという事態を防ぎ、運転者が混乱することを防止することができる。また、一旦決定された表示限度時間の範囲内であれば限度時間が変化しても運転者が混乱することもない。
【００２７】
第３発明にあっては、表示時間情報は、残表示限度時間を含み、第１判定部は、今回取得した（後の）表示時間情報の残表示限度時間が、先の表示時間情報の残表示限度時間から先後の時間差（先の表示時間情報と後の表示時間情報との時間差）を減算した時間に含まれるか又は一致する場合、表示時間情報が正しいと判定する。現在表示中の信号灯色の残表示限度時間は、信号灯器の現在ステップにおける残り表示時間であり、下限時間と上限時間の２つの時間からなる範囲で表現することができる。なお、下限時間と上限時間が同じ時間であってもよい。例えば、先の（以前に取得した）残表示限度時間が１３秒以上２５秒以下である場合に、先の表示時間情報の５秒後に（今回の）表示時間情報が生成（又は取得）されたときは、先の表示時間情報の残表示限度時間から先後の時間差を減算した時間は、８（＝１３−５）秒以上２０（＝２５−５）秒以下となる。そして、（今回取得した残表示限度時間が１０秒以上２０秒以下であれば、残表示限度時間が、先の残表示限度時間から先後の時間差を減算した時間に含まれるので、両者の表示時間情報に矛盾がないと判定することができる。
【００２８】
また、先の（以前に取得した）残表示限度時間が１３秒以上２５秒以下である場合に、先の表示時間情報の５秒後に（今回の）表示時間情報が生成（又は取得）されたときは、先の表示時間情報の残表示限度時間から先後の時間差を減算した時間は、８（＝１３−５）秒以上２０（＝２５−５）秒以下となる。そして、（今回取得した）残表示限度時間が１０秒以上２５秒以下であれば、残表示限度時間が、先の残表示限度時間から先後の時間差を減算した時間に含まれないので、両者の表示時間情報に矛盾があり、演算部に異常があることを検知することができる。
【００２９】
これにより、信号灯色の切り替わりタイミングが交通状況等により変更になる場合でも、過去に決定された残表示限度時間の範囲を越えないように残表示限度時間を決定することができるので、一旦決定された信号灯器の現在ステップにおける残表示限度時間の範囲外で信号灯色が切り替わるという事態を防ぎ、運転者が混乱することを防止することができる。また、一旦決定された信号灯器の現在ステップにおける残表示限度時間の範囲内であれば残表示限度時間が変化しても運転者が混乱することもない。
【００３０】
第４発明にあっては、第１判定部で（今回の）表示時間情報が正しいと判定した場合、記憶した表示時間情報を正しいと判定した表示時間情報で更新する。例えば、先後の表示時間情報に矛盾がなく、表示時間情報が正しいと判定した場合には、該表示時間情報で先の表示時間情報を更新する。これにより、交通状況等に応じて表示時間情報を繰返し生成する場合でも、演算部が正常であるときに生成した最新の表示時間情報を保持することができる。
【００３１】
第５発明にあっては、第１判定部で（今回の）表示時間情報が正しいと判定した場合、該表示時間情報を含む所定の信号情報を外部へ送信する。これにより、交通状況等に応じて表示時間情報を繰返し生成する場合でも、演算部が正常であるときに生成した表示時間情報を含む最新の信号情報を車両等に提供することができる。
【００３２】
第６発明にあっては、送信部は、第１判定部で（今回の）表示時間情報が誤りと判定した場合、信号情報の送信を停止する。これにより、演算部が異常になった場合に、信号灯器の実際の表示とは変化タイミングが異なる信号情報が提供されることを防止することができ、異常時においても動作を保証することができる。
【００３３】
第７発明にあっては、第１判定部で（今回の）表示時間情報が誤りと判定した場合、該表示時間情報を無効にする。これにより、演算部が異常になった場合に、誤った表示時間情報が用いられることを防止することができ、異常時においても動作を保証することができる。
【００３４】
第８発明にあっては、灯色制御部は、第１判定部で判定した判定結果を演算部へ出力し、演算部は、判定結果に応じて、所定の信号情報を外部へ出力するか否かを決定する。これにより、演算部が誤った表示時間情報を生成した場合でも、信号灯器の実際の表示とは変化タイミングが異なる信号情報が提供されることを防止することができ、異常時においても動作を保証することができる。
【００３５】
第９発明にあっては、灯色制御部は、第２判定部で判定した結果に応じて、信号灯器の灯色を制御する。例えば、現在ステップにおける残り表示時間内（下限時間と上限時間の範囲内）に演算部から歩進指令が出力された場合に、その歩進指令は正常（すなわち、演算部は正常）であると判定できたときは、演算部で生成した表示時間情報や歩進指令を採用する。また、現在ステップにおける残り表示時間外に歩進指令が出力された場合（例えば、下限時間よりも短い時間内に歩進指令が出力された場合）、あるいは上限時間を過ぎても歩進指令が出力されない場合に、歩進指令は異常（すなわち、演算部は異常）であると判定できたときは、演算部で生成した表示時間情報や歩進指令を採用しない。これにより、演算部が異常になった場合でも、動作を保証することができる。
【００３６】
第１０発明にあっては、演算部は、プログラムコードにより動作を決定するように構成してあり、灯色制御部は、ハードウエア回路自体の構成により動作を決定するように構成してある。演算部は、例えば、ＣＰＵ（中央処理演算装置）とＣＰＵで実行されるプログラムコードを備え、プログラムコードの各コマンド（命令）をＣＰＵで順次解釈し実行することにより、プログラムコードで定められた処理手順に従った演算処理を行う。また、灯色制御部は、例えば、ゲートアレイやＬＵＴで構成されるＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device)、あるいはＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などを備え、コマンドを順次解釈して実行するものではなく、予め定められた論理回路構成により所定の演算処理を行う。演算部が正常であるか異常であるかを、ハードウエア回路で構成される灯色制御部が判定する構成としているので、演算部の正常、異常を正確に検知することができ、装置の動作保証を確実にして信頼性を高めることができる。
【００３７】
第１１発明にあっては、演算部には、オペレーティングシステム（ＯＳ）を搭載してある。ＯＳを搭載することで、複雑で高度なアプリケーションをマルチタスク環境で容易に構築可能であり、地点感応制御や需要予測制御など制御方式を高度化したソフトウエアに柔軟に対応することができる。例えば、ＯＳを搭載したマルチタスク環境のアプリケーションソフトウエアの場合には、処理の順番や処理時間に揺らぎやバラツキが発生するケースがあり、本来処理されるべき時間内に処理が間に合わない、あるいは通常よりも早く処理が終了するといったケースや、想定されている順番とは異なる順番で処理が行われることで通常とは少し異なる処理結果となるケースがあり得る。また、ソフトウエアの場合には、装置の設置後に、ソフトウエアの機能追加や変更を行った上で、当該修正ソフトウエアを装置に再インストールするというケースも多く、容易に更新を行うことができる反面、追加・変更等した機能によって、設置した当初に期待された動作とは異なる動作となってしまうこともあり得る。したがって、信号情報のように装置外部に正しい情報を正しいタイミングで出力することについての必要性が高い情報については、その内容の正確性を担保するための仕組みをハードウエア（灯色制御部）に持たせることが好ましい。なお、このような仕組みをソフトウエアで実現することも可能であり、その場合には、情報内容のチェックを、通常の処理を行うタスクよりも優先順位の高いタスクで行ったり、割り込み処理などで行ったりすることが好ましい。また、ソフトウエアとハードウエアの双方でダブルチェックする仕組みを採用してもよい。
【００３８】
第１２発明にあっては、演算部は、信号灯色の表示時間情報を生成し、生成した表示時間情報を外部へ送信する。表示時間情報（例えば、歩進予定情報）は、例えば、信号灯器の現在ステップにおける残り表示時間及び将来ステップにおける表示時間を含み、表示時間は、下限時間と上限時間の２つの時間からなる範囲で表現することができる。灯色制御部の判定部は、演算部が生成した表示時間情報に基づいて、演算部からの歩進指令の正誤を判定し、判定した結果に応じて、信号灯色の灯色を制御する。例えば、現在ステップにおける残り表示時間内（下限時間と上限時間の範囲内）に演算部から歩進指令が出力された場合には、その歩進指令は正常（すなわち、演算部は正常）であると判定することができ、灯色制御部は、歩進指令に基づいて信号灯器の灯色を制御する。また、現在ステップにおける残り表示時間外に歩進指令が出力された場合（例えば、下限時間よりも短い時間内に歩進指令が出力された場合）、あるいは上限時間を過ぎても歩進指令が出力されない場合には、演算部は異常であると判定することができ、灯色制御部は、歩進指令を採用しない。これにより、演算部による誤った動作を防止することができ、異常時においても動作を保証することができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、演算部による誤った動作を防止することができ、異常時においても動作を保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る交通信号制御機を備えた路車協調システムの構成の一例を示す模式図である。
【図２】本発明に係る交通信号制御機の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】信号灯器が設置された交差点の模式図である。
【図４】現示データメモリの内容の一例を示す説明図である。
【図５】歩進予定情報の一例を示す説明図である。
【図６】先の（５秒前）の歩進予定情報を示す説明図である。
【図７】現時点の内部情報を示す説明図である。
【図８】再度生成された歩進予定情報を示す説明図である。
【図９】更新後の内部情報を示す説明図である。
【図１０】タイマ値と歩進指令の状態を示す説明図である。
【図１１】ＣＰＵの処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１２】ＣＰＵの処理手順の他の例を示すフローチャートである。
【図１３】灯色制御回路の歩進予定情報の判定処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１４】灯色制御回路の歩進処理手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る交通信号制御機１００を備えた路車協調システムの構成の一例を示す模式図である。図１に示すように、交通信号制御機１００は、交差点に設置された信号灯器２００の灯色を制御する。この場合、交通信号制御機１００は、交差点の上流側に設置された感知器（不図示）等で感知した車両の交通量などの交通状況に応じて、信号灯器２００の灯色の切替タイミングを調整する。そして、交通信号制御機１００は、信号灯器２００の灯色の切替タイミング情報（信号情報）を、例えば、毎秒、あるいは数秒経過の都度、情報中継判定装置４００を介して情報提供装置３００へ出力（送信）する。情報提供装置３００は、交通信号制御機１００から出力された切替タイミング情報（信号情報）を、所定時間の経過の都度（例えば、１００ｍ秒など）車両５００へ送信する。これにより、車両５００は、取得した信号情報に基づいて自動走行制御を行うことができ、あるいは取得した信号情報を表示して運転者に提供することができる。
【００４２】
図２は本発明に係る交通信号制御機１００の構成の一例を示すブロック図である。図２に示すように、交通信号制御機１００は、演算部としてのＣＰＵ１０、灯色制御部としての灯色制御回路２０、送信部としての情報送信部３０、現示データメモリ４０などを備えている。
【００４３】
ＣＰＵ１０は、交通信号制御機１００全体の制御を行うものであり、プログラムコードにより動作を決定するように構成してある。すなわち、ＣＰＵ１０は、ＣＰＵ１０で実行されるプログラムコードを備え、プログラムコードの各コマンド（命令）をＣＰＵ１０で順次解釈し実行することにより、プログラムコードで定められた処理手順に従った演算処理を行う。また、ＣＰＵ１０には、オペレーティングシステムを搭載してあってもよく、この場合には、ＣＰＵ１０での演算処理は、基本プログラムであるオペレーティングシステム（ＯＳ）とアプリケーションプログラムとから構成されるソフトウエアによる処理で実現される。
【００４４】
ＣＰＵ１０は、歩進指令を灯色制御回路２０へ出力する。歩進指令は、信号灯色の表示ステップを次のステップに進めるための指令である。また、ＣＰＵ１０は、歩進予定情報（信号灯色の表示時間情報）を繰返し（例えば、毎秒、数秒経過の都度など）生成して灯色制御回路２０へ出力する。歩進予定情報は、例えば、信号灯器２００の現在ステップにおける残り表示時間及び将来ステップにおける表示時間である。表示時間は、下限時間と上限時間の２つの時間からなる範囲で表現される。
【００４５】
灯色制御回路２０は、ハードウエア回路自体の構成により動作を決定するように構成してある。すなわち、灯色制御回路２０は、例えば、ゲートアレイやＬＵＴで構成されるＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device)、あるいはＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などを備え、コマンドを順次解釈して実行するものではなく、予め定められた論理回路構成により所定の演算処理を行う。
【００４６】
灯色制御回路２０は、最短時間監視タイマ２１、最長時間監視タイマ２２、第２判定部としての歩進受付回路２３、下限監視タイマ２４、上限監視タイマ２５、第１判定部、更新部、無効部としての予定情報判定回路２６、予定情報記憶部２７、ステップカウンタ２８、灯色出力選択回路２９などを備えている。
【００４７】
歩進受付回路２３は、後述する予定情報判定回路２６での判定結果により下限監視タイマ２４及び上限監視タイマ２５にセットされた下限時間及び上限時間を用いて、ＣＰＵ１０からの歩進指令の正誤を判定する。すなわち、歩進受付回路２３は、ＣＰＵ１０からの歩進指令を受け付けて、ステップカウンタ２８へカウントアップ指令を出力する。ただし、歩進受付回路２３は、最短時間監視タイマ２１からの最短時間監視中信号、あるいは下限監視タイマ２４からの下限監視中信号が入力されている場合には、ＣＰＵ１０からの歩進指令は無視する。
【００４８】
また、歩進受付回路２３は、最長時間監視タイマ２２からのタイムアウト信号、あるいは上限監視タイマ２５からの上限タイムアウト信号を受け取った場合、ＣＰＵ１０からの歩進指令がない場合でも、ステップカウンタ２８へカウントアップ指令を送信する。
【００４９】
ステップカウンタ２８は、動作ステップを計数（カウント）する。すなわち、ステップカウンタ２８は、歩進受付回路２３からのカウントアップ指令により、カウントを進める。信号灯色のステップの最終ステップでカウントアップ指令を受付けた場合、ステップカウンタ２８は、ステップを最初のステップ１に戻す。また、ステップカウンタ２８は、カウントを変更した場合、タイマの初期化(再計時)指令を最長時間監視タイマ２２及び最短時間監視タイマ２１へ出力する。
【００５０】
最短時間監視タイマ２１は、ステップカウンタ２８が変化してからの時間を計時する。最短時間監視タイマ２１は、計時時間が最短監視時間内である場合、最短時間監視中信号を歩進受付回路２３へ出力する。また、最短時間監視タイマ２１は、計時時間が最短監視時間を過ぎた場合、最短時間監視中信号の出力を停止する。
【００５１】
最長時間監視タイマ２２は、ステップカウンタ２８が変化してからの時間を計時する。最長時間監視タイマ２２は、計時時間が最長監視時間を過ぎた場合、タイムアウト信号を歩進受付回路２３へ出力する。
【００５２】
現示データメモリ４０は、ステップ毎の灯色点灯情報と監視時間情報(例えば、最短監視時間、最長監視時間など)を記憶している。ステップカウンタ２８から入力されるステップ情報に基づいて、対応する灯色点灯情報が灯色出力選択回路２９へ出力され、また、最短監視時間が最短時間監視タイマ２１へ出力され、最長監視時間が最長時間監視タイマ２２へ出力される。
【００５３】
灯色出力選択回路２９は、灯色点灯情報に基づいて点灯指令又は滅灯指令を信号灯器２００へ出力する。
【００５４】
予定情報判定回路２６は、ＣＰＵ１０から歩進予定情報（表示時間情報）を受け取る。歩進予定情報は、例えば、信号灯器２００の現在ステップにおける残り表示時間及び将来ステップにおける表示時間であり、表示時間は、下限時間と上限時間の２つの時間からなる時間範囲で表現することができる。
【００５５】
予定情報判定回路２６は、ＣＰＵ１０が生成した先後の表示時間情報（すなわち、歩進予定情報）同士の正誤を判定する。ここで、先後は、過去と現在を示す。例えば、予定情報判定回路２６は、先に（過去に）取得した歩進予定情報と後に（今回）取得した歩進予定情報との間で矛盾がないかどうか（例えば、後に取得した歩進予定情報の表示時間の時間範囲が、先に取得した歩進予定情報の表示時間の時間範囲よりも広がっていないかどうか)を判定する。
【００５６】
予定情報判定回路２６は、両者に矛盾がない場合（すなわち、後の歩進予定情報が正しい場合）には、歩進予定情報を予定情報記憶部２７に記憶するととともに、現在ステップ残り時間の下限時間を下限監視タイマ２４にセットし、現在ステップ残り時間の上限時間を上限監視タイマ２５にセットする。
【００５７】
両方の歩進予定情報に矛盾がある場合（すなわち、後の歩進予定情報が誤っている場合）には、ＣＰＵ１０に何らかの異常が発生したことを検知することができる。予定情報判定回路２６は、判定結果（すなわち、矛盾の有無）をＣＰＵ１０へ出力する。
【００５８】
予定情報判定回路２６は、判定結果（すなわち、矛盾の有無）に基づいて、送信許可信号を情報送信部３０へ出力する。すなわち、予定情報判定回路２６は、先後の歩進予定情報に矛盾がない（正しい）場合のみ、情報送信部３０が信号情報を情報提供装置へ送信することを許可する送信許可を出力する。
【００５９】
予定情報記憶部２７は、ＣＰＵ１０から取得した歩進予定情報を記憶している。
【００６０】
下限監視タイマ２４は、タイマに下限時間がセットされた場合、セットされた時間からカウントダウン計時する。計時時間がゼロより大きい場合は、下限監視中信号を歩進受付回路２３へ出力する。
【００６１】
上限監視タイマ２５は、タイマに上限時間がセットされた場合、セットされた時間からカウントダウン計時する。計時時間がゼロになった場合、上限タイムアウト信号を歩進受付回路２３へ出力する。
【００６２】
情報送信部３０は、歩進受付回路２３、予定情報判定回路２６からの送信許可が入力されている場合に、ＣＰＵ１０からの信号情報（例えば、信号灯器２００の灯色の切替タイミング情報）を情報提供装置へ送信する。
【００６３】
次に、本発明に係る交通信号制御機１００の動作について説明する。図３は信号灯器２００が設置された交差点の模式図であり、図４は現示データメモリ４０の内容の一例を示す説明図である。図４に示すように、現示データメモリ４０には、車両用信号灯１Ｖ（例えば、主方向）及び車両用信号灯２Ｖ（例えば、交差方向）における灯色点灯情報、監視時間（最短監視時間、最長監視時間）などがステップ毎に記憶されている。なお、歩行者用信号灯の灯色点灯情報を含めることもできる。
【００６４】
ステップカウンタ２８は、動作ステップをカウントしており、動作ステップが１の場合は、現示データメモリのステップ１の灯色点灯情報(図４の例では、信号灯１Ｖを青点灯、信号灯２Ｖを赤点灯)が灯色出力選択回路２９へ出力され、灯色出力選択回路２９からの指令により対応する信号灯１Ｖは青点灯、信号灯２Ｖは赤点灯を行う。
【００６５】
ステップカウンタ２８は、ＣＰＵ１０からの歩進指令が歩進受付回路２３に入力され、歩進受付回路２３からステップカウンタ２８へカウントアップ指令が出力されることにより、カウントアップされる。動作ステップが１の場合は、ステップ１が始まってから最短監視時間(図４の例では６秒)〜最長監視時間(図４の例では１１０秒)の時間範囲内に、ＣＰＵ１０からの歩進指令を歩進受付回路２３が取得すると、ステップカウンタ２８は、ステップ２にカウントアップされる。
【００６６】
ステップ２になった場合、現示データメモリ４０はステップ２の灯色点灯情報(図４の例では、信号灯１Ｖを黄点灯、信号灯２Ｖを赤点灯) が灯色出力選択回路２９へ出力され、灯色出力選択回路２９からの指令により対応する信号灯１Ｖは黄点灯、信号灯２Ｖは赤点灯となる。
【００６７】
なお、歩進受付回路２３は、最短監視時間以内に入力された歩進指令は、ＣＰＵ１０に何らかの異常が発生したものとして、歩進指令を無視する。また、歩進受付回路２３は、最長監視時間になってもＣＰＵ１０から歩進指令が入力されない場合は、ＣＰＵ１０に何らかの異常が発生したものとして、歩進受付回路２３が自らカウントアップ指令をステップカウンタ２８へ出力する。
【００６８】
次に、歩進予定情報の更新動作について説明する。ＣＰＵ１０は、感知器（不図示）等から得られる交通状況をもとに、歩進予定情報を繰返し生成し、生成した歩進予定情報を予定情報判定回路２６へ出力する。
【００６９】
図５は歩進予定情報の一例を示す説明図である。図５に示すように、歩進予定情報（信号灯色の表示時間情報）は、現在ステップの残表示時間の下限値及び上限値、次ステップの表示時間の下限値及び上限値、次々ステップの表示時間の下限値及び上限値などの情報を含んでいる。なお、図５の例では、次々ステップまでの表示時間情報しか例示していないが、次々ステップよりも後のステップを含めることもできる。
【００７０】
図５の例は、現在表示中のステップから次のステップへと歩進するタイミングが１０．０秒〜２５．０秒の範囲であることを示している。さらに、次ステップの表示時間が３．０秒〜５．０秒の範囲であること、次々ステップの表示時間が４．０秒〜４．０秒の範囲(すなわち、４．０秒)であることを示している。なお、下限値と上限値が一致している場合は、歩進タイミングが確定していることを示す。
【００７１】
また、予定情報判定回路２６は、先の歩進予定情報を、現時点から遡って５秒前に取得し、内部情報を更新していたとする。図６は先の（５秒前）の歩進予定情報を示す説明図である。５秒前の内部情報の更新の際に、予定情報判定回路２６は、下限監視タイマ２４に現在ステップ残表示時間の下限値である１３．０秒をセットし、上限監視タイマ２５に現在ステップ残表示時間の上限値である２５．０秒をセットしている。
【００７２】
図７は現時点の内部情報を示す説明図である。内部情報が５秒前に更新され、その時点から現時点まで５秒経過しているので、下限監視タイマ２４のタイマ値は、５秒前にセットされた１３．０秒から経過時間である５秒を減算した８．０秒になっている。また、上限監視タイマ２５のタイマ値は、５秒前にセットされた２５．０秒から経過時間である５秒を減算した２０．０秒になっている。
【００７３】
予定情報判定回路２６は、現時点（後）で取得した歩進予定情報（図５の例）と、前回（先に）取得して先後の時間差（例えば、５秒）に応じて更新された歩進予定情報（図７の例）との間に矛盾がないかを判定する。現在ステップの残表示時間が矛盾しない（正しい）ための判定条件は、現在ステップ残表示時間の範囲が、前回取得した歩進予定情報の現在ステップ残表示時間の下限値及び上限値から経過秒数を減算した値、つまり、現在内部情報の下限監視タイマ値〜上限監視タイマ値の範囲内であることである。
【００７４】
すなわち、現在ステップ残表示時間が正しい（矛盾しない）と判定することができるためには、以下の判定式を満足する必要がある。
【００７５】
下限監視タイマ値≦取得した現在ステップ残表示時間下限値≦取得した現在ステップ残表示上限値≦上限監視タイマ値…（式１）
【００７６】
図５、図７の例を式（１）に当てはめると、下限監視タイマ値が８．０秒、取得した現在ステップ残表示時間下限値が１０．０秒、取得した現在ステップ残表示上限値が２５．０秒、上限監視タイマ値が２０．０秒となり、現在ステップ残表示時間の上限値が上限監視タイマ値以下という関係を満たさないため、今回取得した歩進予定情報は、前回取得した歩進予定情報と矛盾があることになる。
【００７７】
この場合、予定情報判定回路２６は、ＣＰＵ１０に異常が発生したと判定し、ＣＰＵ１０に対して、歩進予定情報を受け付けることができないことを示す「受付不可」（判定結果）出力するとともに、現在ステップ残表示時間の上限値が異常であること（判定結果）を出力する。また、予定情報判定回路２６は、今回取得した歩進予定情報を破棄して採用しないようにする。
【００７８】
ＣＰＵ１０は、「受付不可」であることを予定情報判定回路２６から取得した場合、生成した歩進予定情報を破棄し、今回生成した歩進予定情報は使用せずに前回生成した歩進予定情報に基づいて、信号情報を生成し、生成した信号情報を情報送信部３０へ出力する。また、ＣＰＵ１０は、「受付不可」であった理由（上述の例では、現在ステップ残表示時間の上限値が異常）を解消すべく、再度、歩進予定情報を生成して予定情報判定回路２６へ出力する。なお、異常時の再度の歩進予定情報の生成は、正常時の歩進予定情報の生成タイミング（例えば、毎秒、数秒）に比べて短い時間（例えば、数十ｍ秒など）の間に行われる。
【００７９】
図８は再度生成された歩進予定情報を示す説明図である。ＣＰＵ１０は、今回生成した歩進予定情報が受付不可であった場合、再度、図８に示す歩進予定情報を生成して予定情報判定回路２６へ出力する。
【００８０】
予定情報判定回路２６は、図７、図８の例を式（１）に当てはめて、再度生成された歩進予定情報に矛盾がないか判定する。図７、図８の例を式（１）に当てはめると、下限監視タイマ値が８．０秒、取得した現在ステップ残表示時間下限値が１０．０秒、取得した現在ステップ残表示上限値が１８．０秒、上限監視タイマ値が２０．０秒となり、式（１）を満たすことがわかる。
【００８１】
続いて、予定情報判定回路２６は、次ステップ表示時間と次々ステップ表示時間の判定を順に行う。これらの表示時間については、前回取得した歩進予定情報に矛盾しないためには、以下の判定条件としての式（２）を満足する必要がある。
【００８２】
予定情報記憶部２７の下限値≦取得した表示時間の下限値≦取得した表示時間の上限値≦予定情報記憶部２７の上限値…（２）
【００８３】
図７及び図８の例を式（２）に当てはめると、次ステップ表示時間については、予定情報記憶部２７の下限値が３．０秒、取得した次ステップ表示時間の下限値が３．０秒、取得した次ステップ表示時間の上限値が５．０秒、予定情報記憶部２７の上限値が５．０秒となり、式（２）を満たすことがわかる。
【００８４】
また、次々ステップ表示時間については、予定情報記憶部２７の下限値が３．０秒、取得した次ステップ表示時間の下限値が４．０秒、取得した次ステップ表示時間の上限値が４．０秒、予定情報記憶部２７の上限値が５．０秒となり、式（２）を満たすことがわかる。
【００８５】
以上の判定結果により、今回取得した歩進予定情報は前回取得した歩進予定情報に矛盾しないものであると判定することができ、ＣＰＵ１０が異常状態から正常状態に復帰したことを検知できたので、予定情報判定回路２６は、ＣＰＵ１０に対して、「受付完了」を送信するとともに、前回（先）に取得していた歩進予定情報を今回（後に）取得した歩進予定情報に更新することにより内部情報の更新を行う。
【００８６】
内部情報の更新としては、下限監視タイマ２４の値を現在ステップ残表示時間の下限値(図８の例では、１０．０)に更新し、上限監視タイマ２５の値を現在ステップ残表示時間の上限値(図８の例では、１８．０秒)に更新し、予定情報記憶部２７の次ステップ表示時間及び次々ステップ表示時間の下限値及び上限値を、今回取得した歩進予定情報の次ステップ表示時間及び次々ステップ表示時間の下限値及び上限値に更新する。
【００８７】
図９は更新後の内部情報を示す説明図である。更新後の内部情報は、予定情報記憶部２７に記憶される。図９に示すように、内部情報は、今回取得した歩進予定情報（図８）の内容で更新されている。
【００８８】
次に、歩進動作について説明する。下限監視タイマ２４と上限監視タイマ２５は、歩進予定情報取得時に現在ステップ残表示時間の下限時間及び上限時間がセットされた後、時間経過とともにカウントダウンされる。
【００８９】
図１０はタイマ値と歩進指令の状態を示す説明図である。図１０の例では、下限監視タイマ２４にタイマ値として５．０秒がセットされ、上限監視タイマ２５にタイマ値として１０．０秒がセットされた場合を示す。なお、セットされるタイマ値は一例であって、これに限定されるものではない。そして、図１０に示すように、時間経過（図１０の例では０．１秒経過の都度の状況を例示している）に応じて、タイマ値が変化する。
【００９０】
下限監視タイマ２４は、タイマ値が０．０秒より大きい場合に、下限監視中信号をオンとし、タイマ値が０．０秒になると下限監視中信号をオフとする。
【００９１】
また、上限監視タイマ２５は、タイマ値が０．０秒より大きい場合に、上限タイムアウト信号をオフとし、タイマ値が０．０秒になると上限タイムアウト信号をオンとする。
【００９２】
下限監視中信号と上限タイムアウト信号は、歩進受付回路２３へ出力されている。歩進受付回路２３は、下限監視中信号、上限タイムアウト信号、最短時間監視タイマ２１から入力される最短時間監視中信号、及び最長時間監視タイマ２２から入力されるタイムアウト信号を用いて、ＣＰＵ１０からの歩進指令の正誤を判定して受付処理を行う。
【００９３】
歩進受付回路２３は、ＣＰＵ１０からの歩進指令を取得した場合に、最短時間監視中信号がオフであり、かつ下限監視中信号がオフ(下限監視タイマ値＝０)のときには、ＣＰＵ１０は正常であるとして、歩進指令を受け付ける。この時、歩進受付回路２３は、ステップカウンタ２８を一つ進めるとともに、内部情報を更新する。
【００９４】
この場合、内部情報の更新は、以下の通り行う。すなわち、歩進予定情報の次ステップ表示時間下限値を下限監視タイマ値とし、歩進予定情報の次ステップ表示時間上限値を上限監視タイマ値とする。また、次々ステップ表示時間下限値を次ステップ表示時間下限値とし、次々ステップ表示時間上限値を次ステップ表示時間上限値とする。また、次々の次のステップの表示時間下限値を次々ステップ表示時間下限値とし、次々の次のステップの表示時間上限値を次々ステップ表示時間上限値とする。なお、予定情報記憶部２７に次々ステップ表示時間まで記憶しているが、これに限定されるものではない。
【００９５】
歩進受付回路２３は、ＣＰＵ１０からの歩進指令を取得した場合に、最短時間監視中信号がオン、または下限監視中信号がオン(下限監視タイマ値＞０)であるときには、情報提供装置へ提供した歩進予定情報の残表示時間の範囲外のタイミングで歩進指令が入力されたということで、ＣＰＵ１０に何らかの異常が発生したものと判定し、歩進指令を無視し（採用しない）、歩進不可信号をＣＰＵ１０及び情報送信部３０へ出力する。
【００９６】
情報送信部３０は、歩進不可信号を取得した場合、ＣＰＵ１０が誤ったタイミングで歩進指令を出力したことから、提供する信号情報に含まれる信号灯色の切替タイミングと実際に灯色制御される切替タイミングとが矛盾することがないように、信号情報の送信を停止する。なお、情報送信部３０の信号情報の送信停止は、歩進受付回路２３が、ＣＰＵ１０から正しい歩進指令が出力された時点で解除され、信号情報の送信が再開される。
【００９７】
また、歩進受付回路２３は、ＣＰＵ１０からの歩進指令が入力されないまま最長時間監視タイムアウト信号がオンになった場合、あるいは、上限タイムアウト信号がオン(上限監視タイマ値＝０)となった場合には、提供した歩進予定情報の上限値に達したので、ＣＰＵ１０に何らかの異常が発生したものと判定し、強制的に歩進処理を行う。歩進受付回路２３は、この場合、ステップカウンタ２８を一つ進めて内部情報の更新を行う。
【００９８】
以上の仕組みにより、歩進予定情報の現在ステップ残表示時間の下限値から上限値の範囲内で歩進させることを保証することができる。
【００９９】
また、ＣＰＵ１０が異常であると判定した場合に、ＣＰＵ１０で生成した歩進予定情報や歩進指令を採用しないようにし、ＣＰＵ１０が正常であるときの歩進予定情報や歩進指令を採用すれば、ＣＰＵ１０による誤った動作を防止することができ、異常時においても動作を保証することができ、信号灯器の実際の表示とは変化タイミングが異なる信号情報が提供されることを防止することができる。また、ＣＰＵ１０の異常をハードウエア回路で構成された灯色制御回路２０で判定する構成としているので、ＣＰＵ１０の正常、異常を正確に検知することができ、装置の動作保証を確実にして信頼性を高めることができる。
【０１００】
また、ＣＰＵ１０にオペレーティングシステムを搭載している場合には、複雑で高度なアプリケーションをマルチタスク環境で容易に構築可能であり、地点感応制御や需要予測制御など制御方式を高度化したソフトウエアに柔軟に対応することができる。例えば、ＯＳを搭載したマルチタスク環境のアプリケーションソフトウエアの場合には、処理の順番や処理時間に揺らぎやバラツキが発生するケースがあり、本来処理されるべき時間内に処理が間に合わない、あるいは通常よりも早く処理が終了するといったケースや、想定されている順番とは異なる順番で処理が行われることで通常とは少し異なる処理結果となるケースがあり得る。また、ソフトウエアの場合には、装置の設置後に、ソフトウエアの機能追加や変更を行った上で、当該修正ソフトウエアを装置に再インストールするというケースも多く、容易に更新を行うことができる反面、追加・変更等した機能によって、設置した当初に期待された動作とは異なる動作となってしまうこともあり得る。したがって、信号情報のように装置外部に正しい情報を正しいタイミングで出力することについての必要性が高い情報については、その内容の正確性を担保するための仕組みをハードウエア（灯色制御部）に持たせることが好ましい。なお、このような仕組みをソフトウエアで実現することも可能であり、その場合には、情報内容のチェックを、通常の処理を行うタスクよりも優先順位の高いタスクで行ったり、割り込み処理などで行ったりすることが好ましい。また、ソフトウエアとハードウエアの双方でダブルチェックする仕組みを採用してもよい。
【０１０１】
また、信号灯色の切り替わりタイミングが交通状況等により変更になる場合でも、先の決定された歩進予定情報の時間範囲を越えないように後の歩進予定情報を決定することができるので、一旦決定された表示時間範囲外で信号灯色が切り替わるという事態を防ぎ、運転者や車両に不測の事態を発生させることも防止することができる。また、一旦決定された表示時間範囲内であれば限度時間が変化しても不測の事態を発生させることもない。
【０１０２】
図１１はＣＰＵ１０の処理手順の一例を示すフローチャートである。ＣＰＵ１０は、歩進予定情報を生成し（Ｓ１０１）、生成した歩進予定情報を灯色制御回路２０へ出力する（Ｓ１０２）。ＣＰＵ１０は、灯色制御回路２０から歩進予定情報の判定結果を取得したか否かを判定し（Ｓ１０３）、取得していない場合（Ｓ１０３でＮＯ）、ステップＳ１０３の処理を続ける。
【０１０３】
灯色制御回路２０から歩進予定情報の判定結果を取得した場合（Ｓ１０３でＹＥＳ）、ＣＰＵ１０は、受付可であるか否かを判定し（Ｓ１０４）、受付可の場合（Ｓ１０４でＹＥＳ）、生成した歩進予定情報を確定する（Ｓ１０５）。受付不可の場合（Ｓ１０４でＮＯ）、ＣＰＵ１０は、生成した歩進予定情報を破棄し生成前（前回）の歩進予定情報を確定する（Ｓ１０６）。歩進予定情報を確定することにより、ＣＰＵ１０が正常なときに生成した歩進予定情報を採用することができる。
【０１０４】
ＣＰＵ１０は、確定した歩進予定情報に基づいて信号情報を生成し（Ｓ１０７）、生成した信号情報を情報提供装置へ送信し（Ｓ１０８）、処理を終了する。なお、上述の処理は、繰返し行うことができる。
【０１０５】
図１２はＣＰＵ１０の処理手順の他の例を示すフローチャートである。図１１の処理との違いは、生成した歩進予定情報が誤っていた場合に、信号情報の送信を中止して再度歩進予定情報を生成する点である。
【０１０６】
ＣＰＵ１０は、歩進予定情報を生成し（Ｓ１２１）、生成した歩進予定情報を灯色制御回路２０へ出力する（Ｓ１２２）。ＣＰＵ１０は、灯色制御回路２０から歩進予定情報の判定結果を取得したか否かを判定し（Ｓ１２３）、取得していない場合（Ｓ１２３でＮＯ）、ステップＳ１２３の処理を続ける。
【０１０７】
灯色制御回路２０から歩進予定情報の判定結果を取得した場合（Ｓ１２３でＹＥＳ）、ＣＰＵ１０は、受付可であるか否かを判定し（Ｓ１２４）、受付可の場合（Ｓ１２４でＹＥＳ）、生成した歩進予定情報を確定する（Ｓ１２５）。受付不可の場合（Ｓ１２４でＮＯ）、ＣＰＵ１０は、信号情報の送信を中止し（Ｓ１２６）、ステップＳ１２１以降の処理を続ける。
【０１０８】
ＣＰＵ１０は、確定した歩進予定情報に基づいて信号情報を生成し（Ｓ１２７）、生成した信号情報を情報提供装置へ送信し（Ｓ１２８）、処理を終了する。なお、上述の処理は、繰返し行うことができる。
【０１０９】
図１３は灯色制御回路２０の歩進予定情報の判定処理手順の一例を示すフローチャートである。灯色制御回路２０は、ＣＰＵ１０から歩進予定情報を取得したか否かを判定し（Ｓ２０１）、取得していない場合（Ｓ２０１でＮＯ）、ステップＳ２０１の処理を続ける。ＣＰＵ１０から歩進予定情報を取得した場合（Ｓ２０１でＹＥＳ）、灯色制御回路２０は、現在ステップの残表示時間が正しいか否かを判定する（Ｓ２０２）。
【０１１０】
現在ステップの残表示時間が正しい場合（Ｓ２０２でＹＥＳ）、灯色制御回路２０は、次ステップの表示時間が正しいか否かを判定し（Ｓ２０３）、次ステップの表示時間が正しい場合（Ｓ２０３でＹＥＳ）、次々ステップの表示時間が正しいか否かを判定する（Ｓ２０４）。
【０１１１】
次々ステップの表示時間が正しい場合（Ｓ２０４でＹＥＳ）、灯色制御回路２０は、歩進予定情報に矛盾がなく、ＣＰＵ１０は正常であると判定して、受付可と判定し（Ｓ２０５）、受付可であることをＣＰＵ１０へ出力する（Ｓ２０６）。灯色制御回路２０は、内部情報を更新し（Ｓ２０７）、処理を終了する。
【０１１２】
現在ステップの残表示時間が正しくない場合（Ｓ２０２でＮＯ）、次ステップの表示時間が正しくない場合（Ｓ２０３でＮＯ）、あるいは次々ステップの表示時間が正しくない場合（Ｓ２０４でＮＯ）、灯色制御回路２０は、歩進予定情報に矛盾があり、ＣＰＵ１０は異常であると判定して、受付不可と判定する（Ｓ２０８）。灯色制御回路２０は、受付不可であることをＣＰＵ１０へ出力し（Ｓ２０９）、処理を終了する。
【０１１３】
図１４は灯色制御回路２０の歩進処理手順の一例を示すフローチャートである。灯色制御回路２０は、ＣＰＵ１０から歩進指令の有無を判定し（Ｓ２２１）、歩進指令があった場合（Ｓ２２１でＹＥＳ）、最短時間監視中信号がオンであるか否かを判定する（Ｓ２２２）。最短時間監視中信号がオフである場合（Ｓ２２２でＮＯ）、灯色制御回路２０は、最短時間監視タイマ２１による監視時間は終了（歩進指令は一応有効）したとして、下限監視タイマ２４の下限値が０より大きいか否かを判定する（Ｓ２２３）。
【０１１４】
下限監視タイマ２４のタイマ値が０より大きくない場合（Ｓ２２３でＮＯ）、灯色制御回路２０は、下限監視タイマ２４による監視時間は終了（歩進指令は有効）したとして、ステップカウンタ２８をカウントアップして歩進を実施する（Ｓ２２４）。
【０１１５】
灯色制御回路２０は、上限監視タイマ２５のタイマ値を次ステップ上限時間で、下限監視タイマ２４のタイマ値を次ステップ下限時間で更新し（Ｓ２２５）、予定情報記憶部２７の次ステップ表示時間を次々ステップ表示時間で、次々ステップ表示時間を次々々ステップ表示時間で更新する（Ｓ２２６）。
【０１１６】
最短時間監視中信号がオンである場合（Ｓ２２２でＹＥＳ）、あるいは、下限監視タイマ２４のタイマ値が０より大きい場合（Ｓ２２３でＹＥＳ）、灯色制御回路２０は、歩進不可信号をＣＰＵ１０へ出力する（Ｓ２２７）。
【０１１７】
ＣＰＵ１０から歩進指令がない場合（Ｓ２２１でＮＯ）、灯色制御回路２０は、最長時間監視タイムアウト信号がオンであるか否かを判定し（Ｓ２２８）、最長時間監視タイムアウト信号がオンである場合（Ｓ２２８でＹＥＳ）、タイムアウト異常信号を出力し（Ｓ２２９）、ステップＳ２２４以降の処理を行う。
【０１１８】
最長時間監視タイムアウト信号がオフである場合（Ｓ２２８でＮＯ）、灯色制御回路２０は、上限監視タイマ２５のタイマ値が０であるか否かを判定し（Ｓ２３０）、タイマ値が０である場合（Ｓ２３０でＹＥＳ）、ステップＳ２２９以降の処理を続け、タイマ値が０でない場合（Ｓ２３０でＮＯ）、後述のステップＳ２３１の処理を行う。
【０１１９】
灯色制御回路２０は、処理を終了させるか否かを判定し（Ｓ２３１）、処理を終了させない場合（Ｓ２３１でＮＯ）、ステップＳ２２１以降の処理を続け、処理を終了させる場合（Ｓ２３１でＹＥＳ）、処理を終了する。
【０１２０】
なお、上述の処理においては、次々ステップの表示時間の下限値及び上限値の初期値が、該当ステップの最短監視時間及び最長監視時間になるので、最短時間監視中信号による判定処理と最長時間監視タイムアウト信号による判定処理は省略してもよい。
【０１２１】
以上説明したように、本発明によれば、ハードウエア回路自体で構成される灯色制御回路２０がＣＰＵ１０の異常を判定することができ、ＣＰＵ１０の異常時には、ＣＰＵ１０により生成された歩進予定情報や歩進指令を採用しないようにすることができるので、交通信号制御機全体としての動作を保証することができる。特に、ＣＰＵ１０が決定した信号灯器２００の灯色の切替タイミングの情報（信号情報）が情報提供装置へ提供された後に、ＣＰＵ１０の異常により歩進予定情報が変化した場合でも、これを検知して、車両等へ提供した灯色の切替タイミングと矛盾するタイミング（一旦決定した表示時間の上限・下限の時間範囲外となるようなタイミング）で信号灯器２００の灯色を変化させることを防止することができる。
【０１２２】
上述の実施の形態において、ＣＰＵ１０が歩進タイミング確定の時点で必ず上限値と下限値とが等しい歩進予定情報を出力する場合には、歩進指令は必ずしも必要ではなく、ＣＰＵ１０からの歩進指令の出力を省略した構成とすることができる。また、表示時間の残時間が０となった時点での歩進予定信号を歩進指令としてもよい。
【０１２３】
また、歩進予定情報がＣＰＵ１０から出力されていない場合には、現示データの監視時間で判定処理を行ってもよい。また、歩進処理にてタイムアウトが発生した場合、あるいは、歩進予定情報の判定で誤りがあると判定された場合に、情報送信部３０への送信許可をオフにする構成とするとともに、歩進予定情報が正しいと判定された場合に送信許可をオンにする構成とすることができる。
【０１２４】
上述の実施の形態においては、灯器制御回路２０で情報を提供するか否かの判定処理を行う構成であったが、情報提供装置で行ってもよい。
【０１２５】
以上に開示された実施の形態及び実施例は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態及び実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての修正や変形を含むものと意図される。
【符号の説明】
【０１２６】
１０ ＣＰＵ（演算部）
２０ 灯色制御回路（灯色制御部）
２１ 最短時間監視タイマ
２２ 最長時間監視タイマ
２３ 歩進受付回路（第２判定部）
２４ 下限監視タイマ
２５ 上限監視タイマ
２６ 予定情報判定回路（第１判定部、更新部、無効部）
２７ 予定情報記憶部（記憶部）
２８ ステップカウンタ
２９ 灯色出力選択回路
３０ 情報送信部（送信部）
４０ 現示データメモリ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交通信号制御機及び交通信号制御機の異常判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
交通事故抑止又は円滑な交通のために、道路上を走行する車両に対して信号情報などの交通情報を提供する路車協調システムに関する技術開発が行われている。例えば、車両に正確な信号情報を提供するために、路上装置に信号情報を送信した後、その路上装置が車両に信号情報を送信するまでの通信所要時間を算出しておき、信号情報をその通信所要時間に基づいて補正して路上装置へ送信する路上通信システムが開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、信号機の作動情報を受信し、交差点を安全に走行するための速度や、交差点で停止するための速度などの走行条件を算出して車両の安全走行を実現することができる信号機連動式車両速度制御装置が開示されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１５２６８０号公報
【特許文献２】特許第２８０６８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のような路車協調システムでは、信号機が設置された交差点と車両に信号情報を提供する地点との間は、車両に余裕をもって信号情報を提供する必要性から、所要の距離が設定されている。このため、車両に信号情報を提供してから実際に車両が交差点を通過するまでの間に、道路状況や車両の走行状態などに応じた時間を要する。車両が信号情報を受信してから交差点を通過するまでの間に、信号機の動作(例えば、信号灯の点灯変化タイミング)が変更された場合、車両には結果として信号灯器の実際の表示とは変化タイミングが異なる信号情報(変更前の信号情報)が送信されたことになる。
【０００６】
このような場合、信号灯器の実際の表示とは変化タイミングが異なる信号情報に基づいて車両の走行状態を制御するような自動制御運転が行われている車両と、信号情報の提供を受けずに自動制御運転が行われていない車両との間では、信号情報（例えば、信号機の点灯変化タイミング）が異なる事態が発生する。このため、両方の車両が異なる信号情報に基づいて走行することになり、運転者が運転中に混乱する可能性がある。
【０００７】
また、カーナビゲーション装置等で信号機の点灯変化タイミングを表示するようなシステムでは、信号灯器の実際の表示とは変化タイミングが異なる信号情報に基づいて信号機の点灯変化タイミングを表示した場合、運転者がカーナビゲーション装置を見て判断する点灯変化タイミングと、実際の信号灯の変化タイミングとが異なるため、運転者の注意がそがれる場合や思いがけない走行（急減速や急加速など）を行わなければならない場合が生じる。
【０００８】
信号機の動作が変更される場合としては、例えば、信号機の動作を制御しているＣＰＵが何らかの原因で異常となったときがあり、このような場合に信号灯器の実際の表示とは変化タイミングが異なる信号情報が提供される可能性が高い。従って、このような異常が発生した場合でも、信号機の動作を保証することが望まれていた。
【０００９】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、異常時においても動作を保証することができる交通信号制御機及び交通信号制御機の異常判定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１発明に係る交通信号制御機は、演算部と、該演算部からの歩進指令に基づいて信号灯器の灯色を制御する灯色制御部とを備える交通信号制御機において、前記演算部は、信号灯色の表示時間情報を繰返し生成するようにしてあり、前記灯色制御部は、前記演算部が生成した先後の表示時間情報同士の正誤を判定する第１判定部と、該第１判定部で判定した判定結果に基づいて、前記演算部からの歩進指令の正誤を判定する第２判定部とを備えることを特徴とする。
【００１１】
第２発明に係る交通信号制御機は、第１発明において、前記表示時間情報は、信号灯色の表示限度時間を含み、前記第１判定部は、表示時間情報の表示限度時間が、先の表示時間情報の表示限度時間に含まれるか又は一致する場合、前記表示時間情報が正しいと判定するように構成してあることを特徴とする。
【００１２】
第３発明に係る交通信号制御機は、第１発明又は第２発明において、前記表示時間情報は、信号灯色の残表示限度時間を含み、前記第１判定部は、表示時間情報の残表示限度時間が、先の表示時間情報の残表示限度時間から前記先後の時間差を減算した時間に含まれるか又は一致する場合、前記表示時間情報が正しいと判定するように構成してあることを特徴とする。
【００１３】
第４発明に係る交通信号制御機は、第１発明乃至第３発明のいずれか１つにおいて、前記表示時間情報を記憶する記憶部と、前記第１判定部で表示時間情報が正しいと判定した場合、記憶した表示時間情報を正しいと判定した表示時間情報で更新する更新部とを備えることを特徴とする。
【００１４】
第５発明に係る交通信号制御機は、第１発明乃至第４発明のいずれか１つにおいて、前記第１判定部で表示時間情報が正しいと判定した場合、該表示時間情報を含む所定の信号情報を外部へ送信する送信部を備えることを特徴とする。
【００１５】
第６発明に係る交通信号制御機は、第５発明において、前記送信部は、前記第１判定部で表示時間情報が誤りと判定した場合、前記信号情報の送信を停止するように構成してあることを特徴とする。
【００１６】
第７発明に係る交通信号制御機は、第１発明乃至第６発明のいずれか１つにおいて、前記第１判定部で表示時間情報が誤りと判定した場合、該表示時間情報を無効にする無効部を備えることを特徴とする。
【００１７】
第８発明に係る交通信号制御機は、第１発明乃至第４発明のいずれか１つにおいて、前記灯色制御部は、前記第１判定部で判定した判定結果を前記演算部へ出力するように構成してあり、前記演算部は、前記判定結果に応じて、所定の信号情報を外部へ出力するか否かを決定するように構成してあることを特徴とする。
【００１８】
第９発明に係る交通信号制御機は、第１発明乃至第８発明のいずれか１つにおいて、前記灯色制御部は、前記第２判定部で判定した結果に応じて、信号灯器の灯色を制御するように構成してあることを特徴とする。
【００１９】
第１０発明に係る交通信号制御機は、第１発明乃至第９発明のいずれか１つにおいて、前記演算部は、プログラムコードにより動作を決定するように構成してあり、前記灯色制御部は、ハードウエア回路自体の構成により動作を決定するように構成してあることを特徴とする。
【００２０】
第１１発明に係る交通信号制御機は、第１０発明において、前記演算部には、オペレーティングシステムを搭載してあることを特徴とする。
【００２１】
第１２発明に係る交通信号制御機は、演算部と、該演算部からの歩進指令に基づいて信号灯器の灯色を制御する灯色制御部とを備える交通信号制御機において、前記演算部は、信号灯色の表示時間情報を生成するようにしてあり、前記演算部で生成した表示時間情報を外部へ送信する送信部を備え、前記灯色制御部は、前記演算部が生成した表示時間情報に基づいて、前記演算部からの歩進指令の正誤を判定する判定部を備え、該判定部で判定した結果に応じて、信号灯器の灯色を制御するように構成してあることを特徴とする。
【００２２】
第１３発明に係る交通信号制御機の異常判定方法は、演算部からの歩進指令に基づいて信号灯器の灯色を制御する灯色制御部を備える交通信号制御機の異常判定方法において、信号灯色の表示時間情報を前記演算部により繰返し生成し、前記灯色制御部は、生成された先後の表示時間情報同士の正誤を第１判定部により判定し、判定された判定結果に基づいて、前記演算部からの歩進指令の正誤を第２判定部により判定することを特徴とする。
【００２３】
第１発明及び第１３発明にあっては、演算部（例えば、ＣＰＵ）は、信号灯色の表示時間情報を繰返し（例えば、毎秒、数秒経過の都度など）生成する。表示時間情報（例えば、歩進予定情報）は、例えば、信号灯器の現在ステップにおける残り表示時間及び将来ステップにおける表示時間を含み、表示時間は、下限時間と上限時間の２つの時間からなる範囲で表現することができる。灯色制御部の第１判定部は、演算部が生成した先後の表示時間情報同士の正誤を判定する。例えば、先に（以前に）取得した表示時間情報と後に（今回）取得した表示時間情報との間で表示時間に矛盾がないかどうかを判定する。両方の表示時間情報に矛盾がある場合には、演算部に何らかの異常が発生したことを検知することができる。
【００２４】
灯色制御部の第２判定部は、第１判定部で判定した判定結果に基づいて、演算部からの歩進指令の正誤を判定する。なお、歩進指令は、信号灯色の表示ステップを次のステップに進めるための指令である。第１判定部で表示時間情報に矛盾がなく正しいと判定した場合には、後の表示時間情報に基づいて歩進指令の正誤を判定する。例えば、現在ステップにおける残り表示時間内（下限時間と上限時間の範囲内）に演算部から歩進指令が出力された場合には、その歩進指令は正常（すなわち、演算部は正常）であると判定することができ、また、現在ステップにおける残り表示時間外に歩進指令が出力された場合（例えば、下限時間よりも短い時間内に歩進指令が出力された場合）、あるいは上限時間を過ぎても歩進指令が出力されない場合には、演算部は異常であると判定することができる。演算部が異常であると判定した場合に、演算部で生成した表示時間情報や歩進指令を採用しないようにし、演算部が正常であったときの表示時間情報を採用すれば、演算部による誤った動作を防止することができ、異常時においても動作を保証することができる。また、演算部の異常を灯色制御部が判定する構成としているので、演算部の正常、異常を正確に検知することができる。
【００２５】
第２発明にあっては、表示時間情報は、信号灯色の表示限度時間を含み、第１判定部は、表示時間情報の表示限度時間が、先の表示時間情報の表示限度時間に含まれるか又は一致する場合、表示時間情報が正しいと判定する。表示限度時間は、例えば、信号灯器の現在ステップにおける残り表示時間及び将来ステップにおける表示時間であり、下限時間と上限時間の２つの時間からなる範囲で表現することができる。なお、下限時間と上限時間が同じ時間であってもよい。例えば、先の（以前に取得した）表示限度時間が３秒以上５秒以下である場合に、今回取得した（後の）表示限度時間が３秒以上４秒以下であれば、表示限度時間が先の表示限度時間に含まれるので、両者の表示時間情報に矛盾がないと判定することができる。また、先の（以前に取得した）表示限度時間が３秒以上５秒以下である場合に、今回取得した（後の）表示限度時間が３秒以上６秒以下であれば、表示限度時間が先の表示限度時間に含まれないので、両者の表示時間情報に矛盾があると判定することができ、演算部に異常があることを検知することができる。
【００２６】
これにより、信号灯色の切り替わりタイミングが交通状況等により変更になる場合でも、過去に決定された表示限度時間の範囲を越えないように表示限度時間を決定することができるので、一旦決定された表示限度時間の範囲外で信号灯色が切り替わるという事態を防ぎ、運転者が混乱することを防止することができる。また、一旦決定された表示限度時間の範囲内であれば限度時間が変化しても運転者が混乱することもない。
【００２７】
第３発明にあっては、表示時間情報は、残表示限度時間を含み、第１判定部は、今回取得した（後の）表示時間情報の残表示限度時間が、先の表示時間情報の残表示限度時間から先後の時間差（先の表示時間情報と後の表示時間情報との時間差）を減算した時間に含まれるか又は一致する場合、表示時間情報が正しいと判定する。現在表示中の信号灯色の残表示限度時間は、信号灯器の現在ステップにおける残り表示時間であり、下限時間と上限時間の２つの時間からなる範囲で表現することができる。なお、下限時間と上限時間が同じ時間であってもよい。例えば、先の（以前に取得した）残表示限度時間が１３秒以上２５秒以下である場合に、先の表示時間情報の５秒後に（今回の）表示時間情報が生成（又は取得）されたときは、先の表示時間情報の残表示限度時間から先後の時間差を減算した時間は、８（＝１３−５）秒以上２０（＝２５−５）秒以下となる。そして、（今回取得した残表示限度時間が１０秒以上２０秒以下であれば、残表示限度時間が、先の残表示限度時間から先後の時間差を減算した時間に含まれるので、両者の表示時間情報に矛盾がないと判定することができる。
【００２８】
また、先の（以前に取得した）残表示限度時間が１３秒以上２５秒以下である場合に、先の表示時間情報の５秒後に（今回の）表示時間情報が生成（又は取得）されたときは、先の表示時間情報の残表示限度時間から先後の時間差を減算した時間は、８（＝１３−５）秒以上２０（＝２５−５）秒以下となる。そして、（今回取得した）残表示限度時間が１０秒以上２５秒以下であれば、残表示限度時間が、先の残表示限度時間から先後の時間差を減算した時間に含まれないので、両者の表示時間情報に矛盾があり、演算部に異常があることを検知することができる。
【００２９】
これにより、信号灯色の切り替わりタイミングが交通状況等により変更になる場合でも、過去に決定された残表示限度時間の範囲を越えないように残表示限度時間を決定することができるので、一旦決定された信号灯器の現在ステップにおける残表示限度時間の範囲外で信号灯色が切り替わるという事態を防ぎ、運転者が混乱することを防止することができる。また、一旦決定された信号灯器の現在ステップにおける残表示限度時間の範囲内であれば残表示限度時間が変化しても運転者が混乱することもない。
【００３０】
第４発明にあっては、第１判定部で（今回の）表示時間情報が正しいと判定した場合、記憶した表示時間情報を正しいと判定した表示時間情報で更新する。例えば、先後の表示時間情報に矛盾がなく、表示時間情報が正しいと判定した場合には、該表示時間情報で先の表示時間情報を更新する。これにより、交通状況等に応じて表示時間情報を繰返し生成する場合でも、演算部が正常であるときに生成した最新の表示時間情報を保持することができる。
【００３１】
第５発明にあっては、第１判定部で（今回の）表示時間情報が正しいと判定した場合、該表示時間情報を含む所定の信号情報を外部へ送信する。これにより、交通状況等に応じて表示時間情報を繰返し生成する場合でも、演算部が正常であるときに生成した表示時間情報を含む最新の信号情報を車両等に提供することができる。
【００３２】
第６発明にあっては、送信部は、第１判定部で（今回の）表示時間情報が誤りと判定した場合、信号情報の送信を停止する。これにより、演算部が異常になった場合に、信号灯器の実際の表示とは変化タイミングが異なる信号情報が提供されることを防止することができ、異常時においても動作を保証することができる。
【００３３】
第７発明にあっては、第１判定部で（今回の）表示時間情報が誤りと判定した場合、該表示時間情報を無効にする。これにより、演算部が異常になった場合に、誤った表示時間情報が用いられることを防止することができ、異常時においても動作を保証することができる。
【００３４】
第８発明にあっては、灯色制御部は、第１判定部で判定した判定結果を演算部へ出力し、演算部は、判定結果に応じて、所定の信号情報を外部へ出力するか否かを決定する。これにより、演算部が誤った表示時間情報を生成した場合でも、信号灯器の実際の表示とは変化タイミングが異なる信号情報が提供されることを防止することができ、異常時においても動作を保証することができる。
【００３５】
第９発明にあっては、灯色制御部は、第２判定部で判定した結果に応じて、信号灯器の灯色を制御する。例えば、現在ステップにおける残り表示時間内（下限時間と上限時間の範囲内）に演算部から歩進指令が出力された場合に、その歩進指令は正常（すなわち、演算部は正常）であると判定できたときは、演算部で生成した表示時間情報や歩進指令を採用する。また、現在ステップにおける残り表示時間外に歩進指令が出力された場合（例えば、下限時間よりも短い時間内に歩進指令が出力された場合）、あるいは上限時間を過ぎても歩進指令が出力されない場合に、歩進指令は異常（すなわち、演算部は異常）であると判定できたときは、演算部で生成した表示時間情報や歩進指令を採用しない。これにより、演算部が異常になった場合でも、動作を保証することができる。
【００３６】
第１０発明にあっては、演算部は、プログラムコードにより動作を決定するように構成してあり、灯色制御部は、ハードウエア回路自体の構成により動作を決定するように構成してある。演算部は、例えば、ＣＰＵ（中央処理演算装置）とＣＰＵで実行されるプログラムコードを備え、プログラムコードの各コマンド（命令）をＣＰＵで順次解釈し実行することにより、プログラムコードで定められた処理手順に従った演算処理を行う。また、灯色制御部は、例えば、ゲートアレイやＬＵＴで構成されるＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device)、あるいはＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などを備え、コマンドを順次解釈して実行するものではなく、予め定められた論理回路構成により所定の演算処理を行う。演算部が正常であるか異常であるかを、ハードウエア回路で構成される灯色制御部が判定する構成としているので、演算部の正常、異常を正確に検知することができ、装置の動作保証を確実にして信頼性を高めることができる。
【００３７】
第１１発明にあっては、演算部には、オペレーティングシステム（ＯＳ）を搭載してある。ＯＳを搭載することで、複雑で高度なアプリケーションをマルチタスク環境で容易に構築可能であり、地点感応制御や需要予測制御など制御方式を高度化したソフトウエアに柔軟に対応することができる。例えば、ＯＳを搭載したマルチタスク環境のアプリケーションソフトウエアの場合には、処理の順番や処理時間に揺らぎやバラツキが発生するケースがあり、本来処理されるべき時間内に処理が間に合わない、あるいは通常よりも早く処理が終了するといったケースや、想定されている順番とは異なる順番で処理が行われることで通常とは少し異なる処理結果となるケースがあり得る。また、ソフトウエアの場合には、装置の設置後に、ソフトウエアの機能追加や変更を行った上で、当該修正ソフトウエアを装置に再インストールするというケースも多く、容易に更新を行うことができる反面、追加・変更等した機能によって、設置した当初に期待された動作とは異なる動作となってしまうこともあり得る。したがって、信号情報のように装置外部に正しい情報を正しいタイミングで出力することについての必要性が高い情報については、その内容の正確性を担保するための仕組みをハードウエア（灯色制御部）に持たせることが好ましい。なお、このような仕組みをソフトウエアで実現することも可能であり、その場合には、情報内容のチェックを、通常の処理を行うタスクよりも優先順位の高いタスクで行ったり、割り込み処理などで行ったりすることが好ましい。また、ソフトウエアとハードウエアの双方でダブルチェックする仕組みを採用してもよい。
【００３８】
第１２発明にあっては、演算部は、信号灯色の表示時間情報を生成し、生成した表示時間情報を外部へ送信する。表示時間情報（例えば、歩進予定情報）は、例えば、信号灯器の現在ステップにおける残り表示時間及び将来ステップにおける表示時間を含み、表示時間は、下限時間と上限時間の２つの時間からなる範囲で表現することができる。灯色制御部の判定部は、演算部が生成した表示時間情報に基づいて、演算部からの歩進指令の正誤を判定し、判定した結果に応じて、信号灯色の灯色を制御する。例えば、現在ステップにおける残り表示時間内（下限時間と上限時間の範囲内）に演算部から歩進指令が出力された場合には、その歩進指令は正常（すなわち、演算部は正常）であると判定することができ、灯色制御部は、歩進指令に基づいて信号灯器の灯色を制御する。また、現在ステップにおける残り表示時間外に歩進指令が出力された場合（例えば、下限時間よりも短い時間内に歩進指令が出力された場合）、あるいは上限時間を過ぎても歩進指令が出力されない場合には、演算部は異常であると判定することができ、灯色制御部は、歩進指令を採用しない。これにより、演算部による誤った動作を防止することができ、異常時においても動作を保証することができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、演算部による誤った動作を防止することができ、異常時においても動作を保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る交通信号制御機を備えた路車協調システムの構成の一例を示す模式図である。
【図２】本発明に係る交通信号制御機の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】信号灯器が設置された交差点の模式図である。
【図４】現示データメモリの内容の一例を示す説明図である。
【図５】歩進予定情報の一例を示す説明図である。
【図６】先の（５秒前）の歩進予定情報を示す説明図である。
【図７】現時点の内部情報を示す説明図である。
【図８】再度生成された歩進予定情報を示す説明図である。
【図９】更新後の内部情報を示す説明図である。
【図１０】タイマ値と歩進指令の状態を示す説明図である。
【図１１】ＣＰＵの処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１２】ＣＰＵの処理手順の他の例を示すフローチャートである。
【図１３】灯色制御回路の歩進予定情報の判定処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１４】灯色制御回路の歩進処理手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る交通信号制御機１００を備えた路車協調システムの構成の一例を示す模式図である。図１に示すように、交通信号制御機１００は、交差点に設置された信号灯器２００の灯色を制御する。この場合、交通信号制御機１００は、交差点の上流側に設置された感知器（不図示）等で感知した車両の交通量などの交通状況に応じて、信号灯器２００の灯色の切替タイミングを調整する。そして、交通信号制御機１００は、信号灯器２００の灯色の切替タイミング情報（信号情報）を、例えば、毎秒、あるいは数秒経過の都度、情報中継判定装置４００を介して情報提供装置３００へ出力（送信）する。情報提供装置３００は、交通信号制御機１００から出力された切替タイミング情報（信号情報）を、所定時間の経過の都度（例えば、１００ｍ秒など）車両５００へ送信する。これにより、車両５００は、取得した信号情報に基づいて自動走行制御を行うことができ、あるいは取得した信号情報を表示して運転者に提供することができる。
【００４２】
図２は本発明に係る交通信号制御機１００の構成の一例を示すブロック図である。図２に示すように、交通信号制御機１００は、演算部としてのＣＰＵ１０、灯色制御部としての灯色制御回路２０、送信部としての情報送信部３０、現示データメモリ４０などを備えている。
【００４３】
ＣＰＵ１０は、交通信号制御機１００全体の制御を行うものであり、プログラムコードにより動作を決定するように構成してある。すなわち、ＣＰＵ１０は、ＣＰＵ１０で実行されるプログラムコードを備え、プログラムコードの各コマンド（命令）をＣＰＵ１０で順次解釈し実行することにより、プログラムコードで定められた処理手順に従った演算処理を行う。また、ＣＰＵ１０には、オペレーティングシステムを搭載してあってもよく、この場合には、ＣＰＵ１０での演算処理は、基本プログラムであるオペレーティングシステム（ＯＳ）とアプリケーションプログラムとから構成されるソフトウエアによる処理で実現される。
【００４４】
ＣＰＵ１０は、歩進指令を灯色制御回路２０へ出力する。歩進指令は、信号灯色の表示ステップを次のステップに進めるための指令である。また、ＣＰＵ１０は、歩進予定情報（信号灯色の表示時間情報）を繰返し（例えば、毎秒、数秒経過の都度など）生成して灯色制御回路２０へ出力する。歩進予定情報は、例えば、信号灯器２００の現在ステップにおける残り表示時間及び将来ステップにおける表示時間である。表示時間は、下限時間と上限時間の２つの時間からなる範囲で表現される。
【００４５】
灯色制御回路２０は、ハードウエア回路自体の構成により動作を決定するように構成してある。すなわち、灯色制御回路２０は、例えば、ゲートアレイやＬＵＴで構成されるＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device)、あるいはＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などを備え、コマンドを順次解釈して実行するものではなく、予め定められた論理回路構成により所定の演算処理を行う。
【００４６】
灯色制御回路２０は、最短時間監視タイマ２１、最長時間監視タイマ２２、第２判定部としての歩進受付回路２３、下限監視タイマ２４、上限監視タイマ２５、第１判定部、更新部、無効部としての予定情報判定回路２６、予定情報記憶部２７、ステップカウンタ２８、灯色出力選択回路２９などを備えている。
【００４７】
歩進受付回路２３は、後述する予定情報判定回路２６での判定結果により下限監視タイマ２４及び上限監視タイマ２５にセットされた下限時間及び上限時間を用いて、ＣＰＵ１０からの歩進指令の正誤を判定する。すなわち、歩進受付回路２３は、ＣＰＵ１０からの歩進指令を受け付けて、ステップカウンタ２８へカウントアップ指令を出力する。ただし、歩進受付回路２３は、最短時間監視タイマ２１からの最短時間監視中信号、あるいは下限監視タイマ２４からの下限監視中信号が入力されている場合には、ＣＰＵ１０からの歩進指令は無視する。
【００４８】
また、歩進受付回路２３は、最長時間監視タイマ２２からのタイムアウト信号、あるいは上限監視タイマ２５からの上限タイムアウト信号を受け取った場合、ＣＰＵ１０からの歩進指令がない場合でも、ステップカウンタ２８へカウントアップ指令を送信する。
【００４９】
ステップカウンタ２８は、動作ステップを計数（カウント）する。すなわち、ステップカウンタ２８は、歩進受付回路２３からのカウントアップ指令により、カウントを進める。信号灯色のステップの最終ステップでカウントアップ指令を受付けた場合、ステップカウンタ２８は、ステップを最初のステップ１に戻す。また、ステップカウンタ２８は、カウントを変更した場合、タイマの初期化(再計時)指令を最長時間監視タイマ２２及び最短時間監視タイマ２１へ出力する。
【００５０】
最短時間監視タイマ２１は、ステップカウンタ２８が変化してからの時間を計時する。最短時間監視タイマ２１は、計時時間が最短監視時間内である場合、最短時間監視中信号を歩進受付回路２３へ出力する。また、最短時間監視タイマ２１は、計時時間が最短監視時間を過ぎた場合、最短時間監視中信号の出力を停止する。
【００５１】
最長時間監視タイマ２２は、ステップカウンタ２８が変化してからの時間を計時する。最長時間監視タイマ２２は、計時時間が最長監視時間を過ぎた場合、タイムアウト信号を歩進受付回路２３へ出力する。
【００５２】
現示データメモリ４０は、ステップ毎の灯色点灯情報と監視時間情報(例えば、最短監視時間、最長監視時間など)を記憶している。ステップカウンタ２８から入力されるステップ情報に基づいて、対応する灯色点灯情報が灯色出力選択回路２９へ出力され、また、最短監視時間が最短時間監視タイマ２１へ出力され、最長監視時間が最長時間監視タイマ２２へ出力される。
【００５３】
灯色出力選択回路２９は、灯色点灯情報に基づいて点灯指令又は滅灯指令を信号灯器２００へ出力する。
【００５４】
予定情報判定回路２６は、ＣＰＵ１０から歩進予定情報（表示時間情報）を受け取る。歩進予定情報は、例えば、信号灯器２００の現在ステップにおける残り表示時間及び将来ステップにおける表示時間であり、表示時間は、下限時間と上限時間の２つの時間からなる時間範囲で表現することができる。
【００５５】
予定情報判定回路２６は、ＣＰＵ１０が生成した先後の表示時間情報（すなわち、歩進予定情報）同士の正誤を判定する。ここで、先後は、過去と現在を示す。例えば、予定情報判定回路２６は、先に（過去に）取得した歩進予定情報と後に（今回）取得した歩進予定情報との間で矛盾がないかどうか（例えば、後に取得した歩進予定情報の表示時間の時間範囲が、先に取得した歩進予定情報の表示時間の時間範囲よりも広がっていないかどうか)を判定する。
【００５６】
予定情報判定回路２６は、両者に矛盾がない場合（すなわち、後の歩進予定情報が正しい場合）には、歩進予定情報を予定情報記憶部２７に記憶するととともに、現在ステップ残り時間の下限時間を下限監視タイマ２４にセットし、現在ステップ残り時間の上限時間を上限監視タイマ２５にセットする。
【００５７】
両方の歩進予定情報に矛盾がある場合（すなわち、後の歩進予定情報が誤っている場合）には、ＣＰＵ１０に何らかの異常が発生したことを検知することができる。予定情報判定回路２６は、判定結果（すなわち、矛盾の有無）をＣＰＵ１０へ出力する。
【００５８】
予定情報判定回路２６は、判定結果（すなわち、矛盾の有無）に基づいて、送信許可信号を情報送信部３０へ出力する。すなわち、予定情報判定回路２６は、先後の歩進予定情報に矛盾がない（正しい）場合のみ、情報送信部３０が信号情報を情報提供装置へ送信することを許可する送信許可を出力する。
【００５９】
予定情報記憶部２７は、ＣＰＵ１０から取得した歩進予定情報を記憶している。
【００６０】
下限監視タイマ２４は、タイマに下限時間がセットされた場合、セットされた時間からカウントダウン計時する。計時時間がゼロより大きい場合は、下限監視中信号を歩進受付回路２３へ出力する。
【００６１】
上限監視タイマ２５は、タイマに上限時間がセットされた場合、セットされた時間からカウントダウン計時する。計時時間がゼロになった場合、上限タイムアウト信号を歩進受付回路２３へ出力する。
【００６２】
情報送信部３０は、歩進受付回路２３、予定情報判定回路２６からの送信許可が入力されている場合に、ＣＰＵ１０からの信号情報（例えば、信号灯器２００の灯色の切替タイミング情報）を情報提供装置へ送信する。
【００６３】
次に、本発明に係る交通信号制御機１００の動作について説明する。図３は信号灯器２００が設置された交差点の模式図であり、図４は現示データメモリ４０の内容の一例を示す説明図である。図４に示すように、現示データメモリ４０には、車両用信号灯１Ｖ（例えば、主方向）及び車両用信号灯２Ｖ（例えば、交差方向）における灯色点灯情報、監視時間（最短監視時間、最長監視時間）などがステップ毎に記憶されている。なお、歩行者用信号灯の灯色点灯情報を含めることもできる。
【００６４】
ステップカウンタ２８は、動作ステップをカウントしており、動作ステップが１の場合は、現示データメモリのステップ１の灯色点灯情報(図４の例では、信号灯１Ｖを青点灯、信号灯２Ｖを赤点灯)が灯色出力選択回路２９へ出力され、灯色出力選択回路２９からの指令により対応する信号灯１Ｖは青点灯、信号灯２Ｖは赤点灯を行う。
【００６５】
ステップカウンタ２８は、ＣＰＵ１０からの歩進指令が歩進受付回路２３に入力され、歩進受付回路２３からステップカウンタ２８へカウントアップ指令が出力されることにより、カウントアップされる。動作ステップが１の場合は、ステップ１が始まってから最短監視時間(図４の例では６秒)〜最長監視時間(図４の例では１１０秒)の時間範囲内に、ＣＰＵ１０からの歩進指令を歩進受付回路２３が取得すると、ステップカウンタ２８は、ステップ２にカウントアップされる。
【００６６】
ステップ２になった場合、現示データメモリ４０はステップ２の灯色点灯情報(図４の例では、信号灯１Ｖを黄点灯、信号灯２Ｖを赤点灯) が灯色出力選択回路２９へ出力され、灯色出力選択回路２９からの指令により対応する信号灯１Ｖは黄点灯、信号灯２Ｖは赤点灯となる。
【００６７】
なお、歩進受付回路２３は、最短監視時間以内に入力された歩進指令は、ＣＰＵ１０に何らかの異常が発生したものとして、歩進指令を無視する。また、歩進受付回路２３は、最長監視時間になってもＣＰＵ１０から歩進指令が入力されない場合は、ＣＰＵ１０に何らかの異常が発生したものとして、歩進受付回路２３が自らカウントアップ指令をステップカウンタ２８へ出力する。
【００６８】
次に、歩進予定情報の更新動作について説明する。ＣＰＵ１０は、感知器（不図示）等から得られる交通状況をもとに、歩進予定情報を繰返し生成し、生成した歩進予定情報を予定情報判定回路２６へ出力する。
【００６９】
図５は歩進予定情報の一例を示す説明図である。図５に示すように、歩進予定情報（信号灯色の表示時間情報）は、現在ステップの残表示時間の下限値及び上限値、次ステップの表示時間の下限値及び上限値、次々ステップの表示時間の下限値及び上限値などの情報を含んでいる。なお、図５の例では、次々ステップまでの表示時間情報しか例示していないが、次々ステップよりも後のステップを含めることもできる。
【００７０】
図５の例は、現在表示中のステップから次のステップへと歩進するタイミングが１０．０秒〜２５．０秒の範囲であることを示している。さらに、次ステップの表示時間が３．０秒〜５．０秒の範囲であること、次々ステップの表示時間が４．０秒〜４．０秒の範囲(すなわち、４．０秒)であることを示している。なお、下限値と上限値が一致している場合は、歩進タイミングが確定していることを示す。
【００７１】
また、予定情報判定回路２６は、先の歩進予定情報を、現時点から遡って５秒前に取得し、内部情報を更新していたとする。図６は先の（５秒前）の歩進予定情報を示す説明図である。５秒前の内部情報の更新の際に、予定情報判定回路２６は、下限監視タイマ２４に現在ステップ残表示時間の下限値である１３．０秒をセットし、上限監視タイマ２５に現在ステップ残表示時間の上限値である２５．０秒をセットしている。
【００７２】
図７は現時点の内部情報を示す説明図である。内部情報が５秒前に更新され、その時点から現時点まで５秒経過しているので、下限監視タイマ２４のタイマ値は、５秒前にセットされた１３．０秒から経過時間である５秒を減算した８．０秒になっている。また、上限監視タイマ２５のタイマ値は、５秒前にセットされた２５．０秒から経過時間である５秒を減算した２０．０秒になっている。
【００７３】
予定情報判定回路２６は、現時点（後）で取得した歩進予定情報（図５の例）と、前回（先に）取得して先後の時間差（例えば、５秒）に応じて更新された歩進予定情報（図７の例）との間に矛盾がないかを判定する。現在ステップの残表示時間が矛盾しない（正しい）ための判定条件は、現在ステップ残表示時間の範囲が、前回取得した歩進予定情報の現在ステップ残表示時間の下限値及び上限値から経過秒数を減算した値、つまり、現在内部情報の下限監視タイマ値〜上限監視タイマ値の範囲内であることである。
【００７４】
すなわち、現在ステップ残表示時間が正しい（矛盾しない）と判定することができるためには、以下の判定式を満足する必要がある。
【００７５】
下限監視タイマ値≦取得した現在ステップ残表示時間下限値≦取得した現在ステップ残表示上限値≦上限監視タイマ値…（式１）
【００７６】
図５、図７の例を式（１）に当てはめると、下限監視タイマ値が８．０秒、取得した現在ステップ残表示時間下限値が１０．０秒、取得した現在ステップ残表示上限値が２５．０秒、上限監視タイマ値が２０．０秒となり、現在ステップ残表示時間の上限値が上限監視タイマ値以下という関係を満たさないため、今回取得した歩進予定情報は、前回取得した歩進予定情報と矛盾があることになる。
【００７７】
この場合、予定情報判定回路２６は、ＣＰＵ１０に異常が発生したと判定し、ＣＰＵ１０に対して、歩進予定情報を受け付けることができないことを示す「受付不可」（判定結果）出力するとともに、現在ステップ残表示時間の上限値が異常であること（判定結果）を出力する。また、予定情報判定回路２６は、今回取得した歩進予定情報を破棄して採用しないようにする。
【００７８】
ＣＰＵ１０は、「受付不可」であることを予定情報判定回路２６から取得した場合、生成した歩進予定情報を破棄し、今回生成した歩進予定情報は使用せずに前回生成した歩進予定情報に基づいて、信号情報を生成し、生成した信号情報を情報送信部３０へ出力する。また、ＣＰＵ１０は、「受付不可」であった理由（上述の例では、現在ステップ残表示時間の上限値が異常）を解消すべく、再度、歩進予定情報を生成して予定情報判定回路２６へ出力する。なお、異常時の再度の歩進予定情報の生成は、正常時の歩進予定情報の生成タイミング（例えば、毎秒、数秒）に比べて短い時間（例えば、数十ｍ秒など）の間に行われる。
【００７９】
図８は再度生成された歩進予定情報を示す説明図である。ＣＰＵ１０は、今回生成した歩進予定情報が受付不可であった場合、再度、図８に示す歩進予定情報を生成して予定情報判定回路２６へ出力する。
【００８０】
予定情報判定回路２６は、図７、図８の例を式（１）に当てはめて、再度生成された歩進予定情報に矛盾がないか判定する。図７、図８の例を式（１）に当てはめると、下限監視タイマ値が８．０秒、取得した現在ステップ残表示時間下限値が１０．０秒、取得した現在ステップ残表示上限値が１８．０秒、上限監視タイマ値が２０．０秒となり、式（１）を満たすことがわかる。
【００８１】
続いて、予定情報判定回路２６は、次ステップ表示時間と次々ステップ表示時間の判定を順に行う。これらの表示時間については、前回取得した歩進予定情報に矛盾しないためには、以下の判定条件としての式（２）を満足する必要がある。
【００８２】
予定情報記憶部２７の下限値≦取得した表示時間の下限値≦取得した表示時間の上限値≦予定情報記憶部２７の上限値…（２）
【００８３】
図７及び図８の例を式（２）に当てはめると、次ステップ表示時間については、予定情報記憶部２７の下限値が３．０秒、取得した次ステップ表示時間の下限値が３．０秒、取得した次ステップ表示時間の上限値が５．０秒、予定情報記憶部２７の上限値が５．０秒となり、式（２）を満たすことがわかる。
【００８４】
また、次々ステップ表示時間については、予定情報記憶部２７の下限値が３．０秒、取得した次ステップ表示時間の下限値が４．０秒、取得した次ステップ表示時間の上限値が４．０秒、予定情報記憶部２７の上限値が５．０秒となり、式（２）を満たすことがわかる。
【００８５】
以上の判定結果により、今回取得した歩進予定情報は前回取得した歩進予定情報に矛盾しないものであると判定することができ、ＣＰＵ１０が異常状態から正常状態に復帰したことを検知できたので、予定情報判定回路２６は、ＣＰＵ１０に対して、「受付完了」を送信するとともに、前回（先）に取得していた歩進予定情報を今回（後に）取得した歩進予定情報に更新することにより内部情報の更新を行う。
【００８６】
内部情報の更新としては、下限監視タイマ２４の値を現在ステップ残表示時間の下限値(図８の例では、１０．０)に更新し、上限監視タイマ２５の値を現在ステップ残表示時間の上限値(図８の例では、１８．０秒)に更新し、予定情報記憶部２７の次ステップ表示時間及び次々ステップ表示時間の下限値及び上限値を、今回取得した歩進予定情報の次ステップ表示時間及び次々ステップ表示時間の下限値及び上限値に更新する。
【００８７】
図９は更新後の内部情報を示す説明図である。更新後の内部情報は、予定情報記憶部２７に記憶される。図９に示すように、内部情報は、今回取得した歩進予定情報（図８）の内容で更新されている。
【００８８】
次に、歩進動作について説明する。下限監視タイマ２４と上限監視タイマ２５は、歩進予定情報取得時に現在ステップ残表示時間の下限時間及び上限時間がセットされた後、時間経過とともにカウントダウンされる。
【００８９】
図１０はタイマ値と歩進指令の状態を示す説明図である。図１０の例では、下限監視タイマ２４にタイマ値として５．０秒がセットされ、上限監視タイマ２５にタイマ値として１０．０秒がセットされた場合を示す。なお、セットされるタイマ値は一例であって、これに限定されるものではない。そして、図１０に示すように、時間経過（図１０の例では０．１秒経過の都度の状況を例示している）に応じて、タイマ値が変化する。
【００９０】
下限監視タイマ２４は、タイマ値が０．０秒より大きい場合に、下限監視中信号をオンとし、タイマ値が０．０秒になると下限監視中信号をオフとする。
【００９１】
また、上限監視タイマ２５は、タイマ値が０．０秒より大きい場合に、上限タイムアウト信号をオフとし、タイマ値が０．０秒になると上限タイムアウト信号をオンとする。
【００９２】
下限監視中信号と上限タイムアウト信号は、歩進受付回路２３へ出力されている。歩進受付回路２３は、下限監視中信号、上限タイムアウト信号、最短時間監視タイマ２１から入力される最短時間監視中信号、及び最長時間監視タイマ２２から入力されるタイムアウト信号を用いて、ＣＰＵ１０からの歩進指令の正誤を判定して受付処理を行う。
【００９３】
歩進受付回路２３は、ＣＰＵ１０からの歩進指令を取得した場合に、最短時間監視中信号がオフであり、かつ下限監視中信号がオフ(下限監視タイマ値＝０)のときには、ＣＰＵ１０は正常であるとして、歩進指令を受け付ける。この時、歩進受付回路２３は、ステップカウンタ２８を一つ進めるとともに、内部情報を更新する。
【００９４】
この場合、内部情報の更新は、以下の通り行う。すなわち、歩進予定情報の次ステップ表示時間下限値を下限監視タイマ値とし、歩進予定情報の次ステップ表示時間上限値を上限監視タイマ値とする。また、次々ステップ表示時間下限値を次ステップ表示時間下限値とし、次々ステップ表示時間上限値を次ステップ表示時間上限値とする。また、次々の次のステップの表示時間下限値を次々ステップ表示時間下限値とし、次々の次のステップの表示時間上限値を次々ステップ表示時間上限値とする。なお、予定情報記憶部２７に次々ステップ表示時間まで記憶しているが、これに限定されるものではない。
【００９５】
歩進受付回路２３は、ＣＰＵ１０からの歩進指令を取得した場合に、最短時間監視中信号がオン、または下限監視中信号がオン(下限監視タイマ値＞０)であるときには、情報提供装置へ提供した歩進予定情報の残表示時間の範囲外のタイミングで歩進指令が入力されたということで、ＣＰＵ１０に何らかの異常が発生したものと判定し、歩進指令を無視し（採用しない）、歩進不可信号をＣＰＵ１０及び情報送信部３０へ出力する。
【００９６】
情報送信部３０は、歩進不可信号を取得した場合、ＣＰＵ１０が誤ったタイミングで歩進指令を出力したことから、提供する信号情報に含まれる信号灯色の切替タイミングと実際に灯色制御される切替タイミングとが矛盾することがないように、信号情報の送信を停止する。なお、情報送信部３０の信号情報の送信停止は、歩進受付回路２３が、ＣＰＵ１０から正しい歩進指令が出力された時点で解除され、信号情報の送信が再開される。
【００９７】
また、歩進受付回路２３は、ＣＰＵ１０からの歩進指令が入力されないまま最長時間監視タイムアウト信号がオンになった場合、あるいは、上限タイムアウト信号がオン(上限監視タイマ値＝０)となった場合には、提供した歩進予定情報の上限値に達したので、ＣＰＵ１０に何らかの異常が発生したものと判定し、強制的に歩進処理を行う。歩進受付回路２３は、この場合、ステップカウンタ２８を一つ進めて内部情報の更新を行う。
【００９８】
以上の仕組みにより、歩進予定情報の現在ステップ残表示時間の下限値から上限値の範囲内で歩進させることを保証することができる。
【００９９】
また、ＣＰＵ１０が異常であると判定した場合に、ＣＰＵ１０で生成した歩進予定情報や歩進指令を採用しないようにし、ＣＰＵ１０が正常であるときの歩進予定情報や歩進指令を採用すれば、ＣＰＵ１０による誤った動作を防止することができ、異常時においても動作を保証することができ、信号灯器の実際の表示とは変化タイミングが異なる信号情報が提供されることを防止することができる。また、ＣＰＵ１０の異常をハードウエア回路で構成された灯色制御回路２０で判定する構成としているので、ＣＰＵ１０の正常、異常を正確に検知することができ、装置の動作保証を確実にして信頼性を高めることができる。
【０１００】
また、ＣＰＵ１０にオペレーティングシステムを搭載している場合には、複雑で高度なアプリケーションをマルチタスク環境で容易に構築可能であり、地点感応制御や需要予測制御など制御方式を高度化したソフトウエアに柔軟に対応することができる。例えば、ＯＳを搭載したマルチタスク環境のアプリケーションソフトウエアの場合には、処理の順番や処理時間に揺らぎやバラツキが発生するケースがあり、本来処理されるべき時間内に処理が間に合わない、あるいは通常よりも早く処理が終了するといったケースや、想定されている順番とは異なる順番で処理が行われることで通常とは少し異なる処理結果となるケースがあり得る。また、ソフトウエアの場合には、装置の設置後に、ソフトウエアの機能追加や変更を行った上で、当該修正ソフトウエアを装置に再インストールするというケースも多く、容易に更新を行うことができる反面、追加・変更等した機能によって、設置した当初に期待された動作とは異なる動作となってしまうこともあり得る。したがって、信号情報のように装置外部に正しい情報を正しいタイミングで出力することについての必要性が高い情報については、その内容の正確性を担保するための仕組みをハードウエア（灯色制御部）に持たせることが好ましい。なお、このような仕組みをソフトウエアで実現することも可能であり、その場合には、情報内容のチェックを、通常の処理を行うタスクよりも優先順位の高いタスクで行ったり、割り込み処理などで行ったりすることが好ましい。また、ソフトウエアとハードウエアの双方でダブルチェックする仕組みを採用してもよい。
【０１０１】
また、信号灯色の切り替わりタイミングが交通状況等により変更になる場合でも、先の決定された歩進予定情報の時間範囲を越えないように後の歩進予定情報を決定することができるので、一旦決定された表示時間範囲外で信号灯色が切り替わるという事態を防ぎ、運転者や車両に不測の事態を発生させることも防止することができる。また、一旦決定された表示時間範囲内であれば限度時間が変化しても不測の事態を発生させることもない。
【０１０２】
図１１はＣＰＵ１０の処理手順の一例を示すフローチャートである。ＣＰＵ１０は、歩進予定情報を生成し（Ｓ１０１）、生成した歩進予定情報を灯色制御回路２０へ出力する（Ｓ１０２）。ＣＰＵ１０は、灯色制御回路２０から歩進予定情報の判定結果を取得したか否かを判定し（Ｓ１０３）、取得していない場合（Ｓ１０３でＮＯ）、ステップＳ１０３の処理を続ける。
【０１０３】
灯色制御回路２０から歩進予定情報の判定結果を取得した場合（Ｓ１０３でＹＥＳ）、ＣＰＵ１０は、受付可であるか否かを判定し（Ｓ１０４）、受付可の場合（Ｓ１０４でＹＥＳ）、生成した歩進予定情報を確定する（Ｓ１０５）。受付不可の場合（Ｓ１０４でＮＯ）、ＣＰＵ１０は、生成した歩進予定情報を破棄し生成前（前回）の歩進予定情報を確定する（Ｓ１０６）。歩進予定情報を確定することにより、ＣＰＵ１０が正常なときに生成した歩進予定情報を採用することができる。
【０１０４】
ＣＰＵ１０は、確定した歩進予定情報に基づいて信号情報を生成し（Ｓ１０７）、生成した信号情報を情報提供装置へ送信し（Ｓ１０８）、処理を終了する。なお、上述の処理は、繰返し行うことができる。
【０１０５】
図１２はＣＰＵ１０の処理手順の他の例を示すフローチャートである。図１１の処理との違いは、生成した歩進予定情報が誤っていた場合に、信号情報の送信を中止して再度歩進予定情報を生成する点である。
【０１０６】
ＣＰＵ１０は、歩進予定情報を生成し（Ｓ１２１）、生成した歩進予定情報を灯色制御回路２０へ出力する（Ｓ１２２）。ＣＰＵ１０は、灯色制御回路２０から歩進予定情報の判定結果を取得したか否かを判定し（Ｓ１２３）、取得していない場合（Ｓ１２３でＮＯ）、ステップＳ１２３の処理を続ける。
【０１０７】
灯色制御回路２０から歩進予定情報の判定結果を取得した場合（Ｓ１２３でＹＥＳ）、ＣＰＵ１０は、受付可であるか否かを判定し（Ｓ１２４）、受付可の場合（Ｓ１２４でＹＥＳ）、生成した歩進予定情報を確定する（Ｓ１２５）。受付不可の場合（Ｓ１２４でＮＯ）、ＣＰＵ１０は、信号情報の送信を中止し（Ｓ１２６）、ステップＳ１２１以降の処理を続ける。
【０１０８】
ＣＰＵ１０は、確定した歩進予定情報に基づいて信号情報を生成し（Ｓ１２７）、生成した信号情報を情報提供装置へ送信し（Ｓ１２８）、処理を終了する。なお、上述の処理は、繰返し行うことができる。
【０１０９】
図１３は灯色制御回路２０の歩進予定情報の判定処理手順の一例を示すフローチャートである。灯色制御回路２０は、ＣＰＵ１０から歩進予定情報を取得したか否かを判定し（Ｓ２０１）、取得していない場合（Ｓ２０１でＮＯ）、ステップＳ２０１の処理を続ける。ＣＰＵ１０から歩進予定情報を取得した場合（Ｓ２０１でＹＥＳ）、灯色制御回路２０は、現在ステップの残表示時間が正しいか否かを判定する（Ｓ２０２）。
【０１１０】
現在ステップの残表示時間が正しい場合（Ｓ２０２でＹＥＳ）、灯色制御回路２０は、次ステップの表示時間が正しいか否かを判定し（Ｓ２０３）、次ステップの表示時間が正しい場合（Ｓ２０３でＹＥＳ）、次々ステップの表示時間が正しいか否かを判定する（Ｓ２０４）。
【０１１１】
次々ステップの表示時間が正しい場合（Ｓ２０４でＹＥＳ）、灯色制御回路２０は、歩進予定情報に矛盾がなく、ＣＰＵ１０は正常であると判定して、受付可と判定し（Ｓ２０５）、受付可であることをＣＰＵ１０へ出力する（Ｓ２０６）。灯色制御回路２０は、内部情報を更新し（Ｓ２０７）、処理を終了する。
【０１１２】
現在ステップの残表示時間が正しくない場合（Ｓ２０２でＮＯ）、次ステップの表示時間が正しくない場合（Ｓ２０３でＮＯ）、あるいは次々ステップの表示時間が正しくない場合（Ｓ２０４でＮＯ）、灯色制御回路２０は、歩進予定情報に矛盾があり、ＣＰＵ１０は異常であると判定して、受付不可と判定する（Ｓ２０８）。灯色制御回路２０は、受付不可であることをＣＰＵ１０へ出力し（Ｓ２０９）、処理を終了する。
【０１１３】
図１４は灯色制御回路２０の歩進処理手順の一例を示すフローチャートである。灯色制御回路２０は、ＣＰＵ１０から歩進指令の有無を判定し（Ｓ２２１）、歩進指令があった場合（Ｓ２２１でＹＥＳ）、最短時間監視中信号がオンであるか否かを判定する（Ｓ２２２）。最短時間監視中信号がオフである場合（Ｓ２２２でＮＯ）、灯色制御回路２０は、最短時間監視タイマ２１による監視時間は終了（歩進指令は一応有効）したとして、下限監視タイマ２４の下限値が０より大きいか否かを判定する（Ｓ２２３）。
【０１１４】
下限監視タイマ２４のタイマ値が０より大きくない場合（Ｓ２２３でＮＯ）、灯色制御回路２０は、下限監視タイマ２４による監視時間は終了（歩進指令は有効）したとして、ステップカウンタ２８をカウントアップして歩進を実施する（Ｓ２２４）。
【０１１５】
灯色制御回路２０は、上限監視タイマ２５のタイマ値を次ステップ上限時間で、下限監視タイマ２４のタイマ値を次ステップ下限時間で更新し（Ｓ２２５）、予定情報記憶部２７の次ステップ表示時間を次々ステップ表示時間で、次々ステップ表示時間を次々々ステップ表示時間で更新する（Ｓ２２６）。
【０１１６】
最短時間監視中信号がオンである場合（Ｓ２２２でＹＥＳ）、あるいは、下限監視タイマ２４のタイマ値が０より大きい場合（Ｓ２２３でＹＥＳ）、灯色制御回路２０は、歩進不可信号をＣＰＵ１０へ出力する（Ｓ２２７）。
【０１１７】
ＣＰＵ１０から歩進指令がない場合（Ｓ２２１でＮＯ）、灯色制御回路２０は、最長時間監視タイムアウト信号がオンであるか否かを判定し（Ｓ２２８）、最長時間監視タイムアウト信号がオンである場合（Ｓ２２８でＹＥＳ）、タイムアウト異常信号を出力し（Ｓ２２９）、ステップＳ２２４以降の処理を行う。
【０１１８】
最長時間監視タイムアウト信号がオフである場合（Ｓ２２８でＮＯ）、灯色制御回路２０は、上限監視タイマ２５のタイマ値が０であるか否かを判定し（Ｓ２３０）、タイマ値が０である場合（Ｓ２３０でＹＥＳ）、ステップＳ２２９以降の処理を続け、タイマ値が０でない場合（Ｓ２３０でＮＯ）、後述のステップＳ２３１の処理を行う。
【０１１９】
灯色制御回路２０は、処理を終了させるか否かを判定し（Ｓ２３１）、処理を終了させない場合（Ｓ２３１でＮＯ）、ステップＳ２２１以降の処理を続け、処理を終了させる場合（Ｓ２３１でＹＥＳ）、処理を終了する。
【０１２０】
なお、上述の処理においては、次々ステップの表示時間の下限値及び上限値の初期値が、該当ステップの最短監視時間及び最長監視時間になるので、最短時間監視中信号による判定処理と最長時間監視タイムアウト信号による判定処理は省略してもよい。
【０１２１】
以上説明したように、本発明によれば、ハードウエア回路自体で構成される灯色制御回路２０がＣＰＵ１０の異常を判定することができ、ＣＰＵ１０の異常時には、ＣＰＵ１０により生成された歩進予定情報や歩進指令を採用しないようにすることができるので、交通信号制御機全体としての動作を保証することができる。特に、ＣＰＵ１０が決定した信号灯器２００の灯色の切替タイミングの情報（信号情報）が情報提供装置へ提供された後に、ＣＰＵ１０の異常により歩進予定情報が変化した場合でも、これを検知して、車両等へ提供した灯色の切替タイミングと矛盾するタイミング（一旦決定した表示時間の上限・下限の時間範囲外となるようなタイミング）で信号灯器２００の灯色を変化させることを防止することができる。
【０１２２】
上述の実施の形態において、ＣＰＵ１０が歩進タイミング確定の時点で必ず上限値と下限値とが等しい歩進予定情報を出力する場合には、歩進指令は必ずしも必要ではなく、ＣＰＵ１０からの歩進指令の出力を省略した構成とすることができる。また、表示時間の残時間が０となった時点での歩進予定信号を歩進指令としてもよい。
【０１２３】
また、歩進予定情報がＣＰＵ１０から出力されていない場合には、現示データの監視時間で判定処理を行ってもよい。また、歩進処理にてタイムアウトが発生した場合、あるいは、歩進予定情報の判定で誤りがあると判定された場合に、情報送信部３０への送信許可をオフにする構成とするとともに、歩進予定情報が正しいと判定された場合に送信許可をオンにする構成とすることができる。
【０１２４】
上述の実施の形態においては、灯器制御回路２０で情報を提供するか否かの判定処理を行う構成であったが、情報提供装置で行ってもよい。
【０１２５】
以上に開示された実施の形態及び実施例は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態及び実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての修正や変形を含むものと意図される。
【符号の説明】
【０１２６】
１０ ＣＰＵ（演算部）
２０ 灯色制御回路（灯色制御部）
２１ 最短時間監視タイマ
２２ 最長時間監視タイマ
２３ 歩進受付回路（第２判定部）
２４ 下限監視タイマ
２５ 上限監視タイマ
２６ 予定情報判定回路（第１判定部、更新部、無効部）
２７ 予定情報記憶部（記憶部）
２８ ステップカウンタ
２９ 灯色出力選択回路
３０ 情報送信部（送信部）
４０ 現示データメモリ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
演算部と、該演算部からの歩進指令に基づいて信号灯器の灯色を制御する灯色制御部とを備える交通信号制御機において、
前記演算部は、
信号灯色の表示時間情報を繰返し生成するようにしてあり、
前記灯色制御部は、
前記演算部が生成した先後の表示時間情報同士の正誤を判定する第１判定部と、
該第１判定部で判定した判定結果に基づいて、前記演算部からの歩進指令の正誤を判定する第２判定部と
を備えることを特徴とする交通信号制御機。
【請求項２】
前記表示時間情報は、信号灯色の表示限度時間を含み、
前記第１判定部は、
表示時間情報の表示限度時間が、先の表示時間情報の表示限度時間に含まれるか又は一致する場合、前記表示時間情報が正しいと判定するように構成してあることを特徴とする請求項１に記載の交通信号制御機。
【請求項３】
前記表示時間情報は、信号灯色の残表示限度時間を含み、
前記第１判定部は、
表示時間情報の残表示限度時間が、先の表示時間情報の残表示限度時間から前記先後の時間差を減算した時間に含まれるか又は一致する場合、前記表示時間情報が正しいと判定するように構成してあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の交通信号制御機。
【請求項４】
前記表示時間情報を記憶する記憶部と、
前記第１判定部で表示時間情報が正しいと判定した場合、記憶した表示時間情報を正しいと判定した表示時間情報で更新する更新部と
を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の交通信号制御機。
【請求項５】
前記第１判定部で表示時間情報が正しいと判定した場合、該表示時間情報を含む所定の信号情報を外部へ送信する送信部を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の交通信号制御機。
【請求項６】
前記送信部は、
前記第１判定部で表示時間情報が誤りと判定した場合、前記信号情報の送信を停止するように構成してあることを特徴とする請求項５に記載の交通信号制御機。
【請求項７】
前記第１判定部で表示時間情報が誤りと判定した場合、該表示時間情報を無効にする無効部を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の交通信号制御機。
【請求項８】
前記灯色制御部は、
前記第１判定部で判定した判定結果を前記演算部へ出力するように構成してあり、
前記演算部は、
前記判定結果に応じて、所定の信号情報を外部へ出力するか否かを決定するように構成してあることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の交通信号制御機。
【請求項９】
前記灯色制御部は、
前記第２判定部で判定した結果に応じて、信号灯器の灯色を制御するように構成してあることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の交通信号制御機。
【請求項１０】
前記演算部は、
プログラムコードにより動作を決定するように構成してあり、
前記灯色制御部は、
ハードウエア回路自体の構成により動作を決定するように構成してあることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の交通信号制御機。
【請求項１１】
前記演算部には、オペレーティングシステムを搭載してあることを特徴とする請求項１０に記載の交通信号制御機。
【請求項１２】
演算部と、該演算部からの歩進指令に基づいて信号灯器の灯色を制御する灯色制御部とを備える交通信号制御機において、
前記演算部は、
信号灯色の表示時間情報を生成するようにしてあり、
前記演算部で生成した表示時間情報を外部へ送信する送信部を備え、
前記灯色制御部は、
前記演算部が生成した表示時間情報に基づいて、前記演算部からの歩進指令の正誤を判定する判定部を備え、
該判定部で判定した結果に応じて、信号灯器の灯色を制御するように構成してあることを特徴とする交通信号制御機。
【請求項１３】
演算部からの歩進指令に基づいて信号灯器の灯色を制御する灯色制御部を備える交通信号制御機の異常判定方法において、
信号灯色の表示時間情報を前記演算部により繰返し生成し、
前記灯色制御部は、
生成された先後の表示時間情報同士の正誤を第１判定部により判定し、
判定された判定結果に基づいて、前記演算部からの歩進指令の正誤を第２判定部により判定することを特徴とする交通信号制御機の異常判定方法。
【請求項１】
演算部と、該演算部からの歩進指令に基づいて信号灯器の灯色を制御する灯色制御部とを備える交通信号制御機において、
前記演算部は、
信号灯色の表示時間情報を繰返し生成するようにしてあり、
前記灯色制御部は、
前記演算部が生成した先後の表示時間情報同士の正誤を判定する第１判定部と、
該第１判定部で判定した判定結果に基づいて、前記演算部からの歩進指令の正誤を判定する第２判定部と
を備えることを特徴とする交通信号制御機。
【請求項２】
前記表示時間情報は、信号灯色の表示限度時間を含み、
前記第１判定部は、
表示時間情報の表示限度時間が、先の表示時間情報の表示限度時間に含まれるか又は一致する場合、前記表示時間情報が正しいと判定するように構成してあることを特徴とする請求項１に記載の交通信号制御機。
【請求項３】
前記表示時間情報は、信号灯色の残表示限度時間を含み、
前記第１判定部は、
表示時間情報の残表示限度時間が、先の表示時間情報の残表示限度時間から前記先後の時間差を減算した時間に含まれるか又は一致する場合、前記表示時間情報が正しいと判定するように構成してあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の交通信号制御機。
【請求項４】
前記表示時間情報を記憶する記憶部と、
前記第１判定部で表示時間情報が正しいと判定した場合、記憶した表示時間情報を正しいと判定した表示時間情報で更新する更新部と
を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の交通信号制御機。
【請求項５】
前記第１判定部で表示時間情報が正しいと判定した場合、該表示時間情報を含む所定の信号情報を外部へ送信する送信部を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の交通信号制御機。
【請求項６】
前記送信部は、
前記第１判定部で表示時間情報が誤りと判定した場合、前記信号情報の送信を停止するように構成してあることを特徴とする請求項５に記載の交通信号制御機。
【請求項７】
前記第１判定部で表示時間情報が誤りと判定した場合、該表示時間情報を無効にする無効部を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の交通信号制御機。
【請求項８】
前記灯色制御部は、
前記第１判定部で判定した判定結果を前記演算部へ出力するように構成してあり、
前記演算部は、
前記判定結果に応じて、所定の信号情報を外部へ出力するか否かを決定するように構成してあることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の交通信号制御機。
【請求項９】
前記灯色制御部は、
前記第２判定部で判定した結果に応じて、信号灯器の灯色を制御するように構成してあることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の交通信号制御機。
【請求項１０】
前記演算部は、
プログラムコードにより動作を決定するように構成してあり、
前記灯色制御部は、
ハードウエア回路自体の構成により動作を決定するように構成してあることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の交通信号制御機。
【請求項１１】
前記演算部には、オペレーティングシステムを搭載してあることを特徴とする請求項１０に記載の交通信号制御機。
【請求項１２】
演算部と、該演算部からの歩進指令に基づいて信号灯器の灯色を制御する灯色制御部とを備える交通信号制御機において、
前記演算部は、
信号灯色の表示時間情報を生成するようにしてあり、
前記演算部で生成した表示時間情報を外部へ送信する送信部を備え、
前記灯色制御部は、
前記演算部が生成した表示時間情報に基づいて、前記演算部からの歩進指令の正誤を判定する判定部を備え、
該判定部で判定した結果に応じて、信号灯器の灯色を制御するように構成してあることを特徴とする交通信号制御機。
【請求項１３】
演算部からの歩進指令に基づいて信号灯器の灯色を制御する灯色制御部を備える交通信号制御機の異常判定方法において、
信号灯色の表示時間情報を前記演算部により繰返し生成し、
前記灯色制御部は、
生成された先後の表示時間情報同士の正誤を第１判定部により判定し、
判定された判定結果に基づいて、前記演算部からの歩進指令の正誤を第２判定部により判定することを特徴とする交通信号制御機の異常判定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−２７７３５８（Ｐ２０１０−２７７３５８Ａ）
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２９４１１（Ｐ２００９−１２９４１１）
【出願日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]