磁気マーカ検出装置
【課題】本発明は、効率的に故障認識を行うことができる磁気マーカ検出装置の提供を目的とする。
【解決手段】走行路１１上に敷設された磁気マーカＭの発する磁界を検出する磁気センサ３内に車両２の所定方向に並んで配列される複数の磁気検出部を備え、複数の磁気検出部のうち所定の磁界強度条件を満たす磁気検出部を含む領域の中心位置を車両２に対する磁気マーカＭの位置と認識する磁気マーカ検出装置であって、前記領域の中心位置と前記領域のうち前記所定の磁界強度条件を満たす磁気検出部が途切れることなく連続する領域の中心位置とを比較し、両中心位置が異なる場合には故障した磁気検出部があると判定する、磁気マーカ検出装置。
【解決手段】走行路１１上に敷設された磁気マーカＭの発する磁界を検出する磁気センサ３内に車両２の所定方向に並んで配列される複数の磁気検出部を備え、複数の磁気検出部のうち所定の磁界強度条件を満たす磁気検出部を含む領域の中心位置を車両２に対する磁気マーカＭの位置と認識する磁気マーカ検出装置であって、前記領域の中心位置と前記領域のうち前記所定の磁界強度条件を満たす磁気検出部が途切れることなく連続する領域の中心位置とを比較し、両中心位置が異なる場合には故障した磁気検出部があると判定する、磁気マーカ検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気マーカ検出装置に関し、より詳細には、磁界を発する磁気マーカの位置を検出するために設けられた磁気検出部であって移動体の所定方向に並んで配列された複数の磁気検出部について故障を認識する磁気マーカ検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、磁気抵抗素子等の磁気検出部を用いて、道路に所定間隔毎に埋設された磁界を発する磁気マーカの位置を検出する磁気センサの故障認識方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１は、磁気センサを搭載する車両の走行システムを説明するための構成図である。走行路１１上に所定間隔毎に磁気マーカＭが設置され、所定の磁気マーカＭの間には車両２が走行路１１上のどの位置を通過しても磁気センサ３が磁気検出を行うように設置された基準マーカＭｘ（Ｎ極に帯磁されたＮ極基準マーカＭｘｎとＳ極に帯磁されたＳ極基準マーカＭｘｓ）が設置されている。また、磁気センサ３は、車両の車幅方向に一列に複数個並べて配設された複数の磁気検出素子を有しており、磁気マーカＭや基準マーカＭｘを検出すると、それらの磁気を検出した磁気検出素子だけオンする。
【０００４】
したがって、車両２に対する磁気マーカＭの車幅方向の位置（見方を変えれば、磁気マーカＭに対する車両２の車幅方向の位置）を認識するためは、複数の磁気検出素子のうちオン状態になっている磁気検出素子を含む領域の中心位置を演算すればよい。
【０００５】
また、車両２が基準マーカＭｘを通過するときには全ての磁気検出素子は正常であればオン状態になっていなければならないので、車両２が基準マーカＭｘを通過するときに磁気検出素子のそれぞれの検出状態を読み取ることで、オン状態になっていない磁気検出素子があればその磁気検出素子はオフ故障していると認識することが可能となる。
【特許文献１】発明協会公開技報２００５−５０００５８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の従来技術では、オン状態になっている磁気検出素子を含む領域の中心位置を演算する位置認識処理と車両が基準マーカを通過するときに磁気検出素子のそれぞれの検出状態を読み取って故障を検出する故障認識処理とが互いに独立して行われているので、メモリ容量や処理時間が大きくなる要因となっていた。
【０００７】
そこで、本発明は、効率的に故障認識を行うことができる磁気マーカ検出装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の一局面によれば、
移動体の所定方向に並んで配列され、路上に敷設された磁気マーカの発する磁界を検出する複数の磁気検出部を備え、
複数の磁気検出部のうち所定の磁界強度条件を満たす磁気検出部を含む領域の中心位置を前記移動体に対する前記磁気マーカの位置と認識する磁気マーカ検出装置であって、
前記領域の中心位置と前記領域のうち前記所定の磁界強度条件を満たす磁気検出部が途切れることなく連続する領域の中心位置とを比較し、両中心位置が異なる場合には故障した磁気検出部があると判定する、磁気マーカ検出装置が提供される。
【０００９】
本局面によると、移動体に対する磁気マーカについての位置認識処理の結果から故障認識を行うので、位置認識処理と故障認識処理を同時に稼働させることなく、ＲＯＭ容量や処理時間を節約することができる。
【００１０】
ここで、本局面において、前記磁気マーカの少なくとも一つ以上は、前記移動体がどの位置を通過しても全ての磁気検出部が前記所定の磁界強度条件を満たすことができるように配置された基準磁気マーカであることが望ましい。並んで配列された複数の磁気検出部のうちその端部が故障している場合には、上記両中心位置の演算結果は等しくなり故障認識できない可能性があるからである。
【００１１】
また、前記基準磁気マーカを通過したときのみの前記両中心位置について比較を行ってもよい。上記のような基準磁気マーカを移動体が通過するときには磁気検出部が全て正常であれば全ての磁気検出部は所定の磁界強度条件を満たしていなければならないので、基準磁気マーカを通過するときに故障判定をすれば、基準磁気マーカ以外の磁気マーカを通過するときに故障認識をしなくても、全ての磁気検出部について故障判定をすることになるからである。
【００１２】
なお、前記所定の磁界強度条件を満たす磁気検出部の個数が全数若しくは（数箇所の故障の場合も想定して）ほぼ全数であれば基準磁気マーカを通過していると判断でき、前記所定の磁界強度条件を満たす磁気検出部の個数が基準磁気マーカを通過する場合に比して少なければ基準磁気マーカ以外の磁気マーカを通過していると判断できるので、前記所定の磁界強度条件を満たす磁気検出部の個数に応じて前記基準磁気マーカを通過したか否かを判断すると好適である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、効率的に故障認識を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。図１に示す如く、本実施例のシステムは、インフラ施設として走行路１１を備えており、車両２は走行路１１上を走行する。走行路１１には、その中央に沿って所定間隔毎に磁気マーカＭが敷設されている。本実施例の各磁気マーカＭは、それぞれ、上部がＮ極に下部がＳ極に帯磁された磁気ネイルにより構成され、その周囲に磁界を発生させている。また、走行路１１上の所定の磁気マーカＭの間には、基準磁気マーカＭｘ、すなわち、Ｎ極基準マーカＭｘｎ若しくはＳ極基準マーカＭｘｓが敷設されている。Ｎ極基準マーカＭｘｎ及びＳ極基準マーカＭｘｓは、車両２が走行路１１上の図面上下方向の（車幅方向の）どの位置を走行しても磁気センサ３の磁気検出部が磁気検出を行うことができるように設置されている。
【００１５】
磁気センサ３は、例えば車体底部に設置されている。図２は、車両２が磁気マーカＭを通過した時点における磁気マーカＭと磁気センサ３との位置関係を示す図である。図２（ａ）は、その位置関係を車両上方から見た際の図を示し、図２（ｂ）は、その位置関係を車両後方から見た際の図を示す。磁気センサ３は、車幅方向に向けて一列に例えば５９個並んで配設された磁気検出部により構成されている（アレイ式磁気センサともいう）。図２では一列のみしか図示していないが、もちろん、平行に複数列備えてよい。各磁気検出部は、垂直磁界強さを検出し、垂直磁界強さに応じた電圧を出力する。なお、本実施例において、各磁気検出部の符号を、車体左側から順に、＃０，＃１，・・・，＃５８とする。
【００１６】
図３は、磁気マーカＭの発する磁界の垂直磁界強さの分布と磁気センサ３の各磁気検出部の検出状態との関係を説明するための図である。磁気マーカＭの発する磁界の垂直磁界強度は、同心円上において同程度であり、その中心位置から遠ざかるに従って小さくなる。図３（ａ）は、一つの磁気マーカＭの発する磁界の垂直磁界強さの分布と磁気センサ３の各磁気検出部の検出状態との関係図である。例えば、磁気の検出／非検出を判定するための閾値を図３（ａ）に示される位置に設定すると、閾値以上の垂直磁界強度を検出している磁気検出部＃２〜５が磁気を検出していると判定されることになる。一方、図３（ｂ）は、Ｎ極基準マーカＭｘｎ若しくはＳ極基準マーカＭｘｓの発する磁界の垂直磁界強さの分布と磁気センサ３の各磁気検出部の検出状態との関係図である。例えば、磁気の検出／非検出を判定するための閾値を図３（ｂ）に示される位置に設定すると、閾値以上の垂直磁界強度を検出している全ての磁気検出部＃０〜＃５８が磁気を検出していると判定されることになる。
【００１７】
磁気センサ３の各磁気検出部は、自己を垂直方向に流通する磁界の強度に応じた電圧を出力する。本実施例において、各磁気検出部は、流通する垂直磁界の強度が大きくなるほど大きな電圧を出力する。すなわち、磁気検出部の出力電圧は、磁気検出部が磁気マーカＭの通過する位置に近いほど大きくなり、また、磁気マーカＭの通過する位置から遠いほど小さくなる。従って、車両２が走行路１１のどの位置を走行しているのかを認識するためには、各磁気検出部の出力電圧の値を利用することになる。
【００１８】
図４（ａ）は、第１の実施形態例の磁気マーカ検出装置１０のブロック図を示す。第１の実施形態例の磁気マーカ検出装置１０は、磁気センサ３、コンパレータ２２、制御部７などを備えている。
【００１９】
図５（ａ）は、第１の実施形態例の磁気マーカ検出装置１０の磁気センサ３の各磁気検出部の垂直磁界強度に対する出力電圧特性の一例を示す図である。図５（ａ）に示される如く、垂直磁界強度が大きくなるほど出力電圧Ｖｃは大きくなっている。
【００２０】
磁気センサ３の各磁気検出部の出力電圧に基づいて、制御部７は所定の制御を実施するが、図４（ａ）に示されるように、コンパレータ２２が磁気センサ３の磁気検出部と制御部７との間に設けられている。第１の実施形態例の磁気マーカ検出装置１０は、磁気センサ３内の磁気検出部＃０〜＃５８にそれぞれ対応したコンパレータ２２を備えている。尚、磁気検出部＃０〜＃５８にそれぞれ対応するコンパレータ２２を、コンパレータ２２０〜２２５８と称す。
【００２１】
各コンパレータ２２の非反転入力端子には、各磁気検出部が接続されている。各磁気検出部の出力電圧は、各コンパレータ２２に入力される。また、各コンパレータ２２の反転入力端子には、可変の電圧を発する電源２４が接続されている。コンパレータ２２は、磁気検出部の出力電圧Ｖｃと、電源２４が発する電圧（以下、この値をＶｒｅｆと称す）とを比較し、両者の大小関係に応じてＨｉ信号又はＬｏ信号を出力する。具体的には、コンパレータ２２０〜２２５８の出力端子Ｓ０〜Ｓ５８は、Ｖｃ≧Ｖｒｅｆが成立する場合にはＨｉ信号を制御部７に対し出力し、一方、Ｖｃ≧Ｖｒｅｆが成立しない場合にはＬｏ信号を制御部７に対し出力する。電源２４が発する電圧Ｖｒｅｆは、垂直磁界強度が所定値以上となっているか否かを判別するための磁気検出部の出力電圧Ｖｃの閾値として機能する。このＶｒｅｆが、上述の図３で示した閾値に相当する。
【００２２】
図４（ａ）に示される制御部７には、コンパレータ２２０〜２２５８の出力端子Ｓ０〜Ｓ５８から出力されたＨｉ／Ｌｏ信号が入力される。制御部７は、また、本発明に係るプログラムを記憶するＲＯＭ、プログラムの作業領域であるＲＡＭ、プログラムを演算するＣＰＵなどを備え、上述のＨｉ／Ｌｏ信号に基づいて本発明に係る所定の制御を実行する。
【００２３】
制御部７は、Ｈｉ信号を出力したコンパレータ２２に対応する磁気検出部が磁気検出している磁気検出部であると判定し、Ｌｏ信号を出力したコンパレータ２２に対応する磁気検出部が磁気検出していない磁気検出部であると判定する。
【００２４】
ここで、第１の実施形態例の磁気マーカ検出装置１０の制御部７は、磁気検出部＃０側（本実施例では車体左側）から磁気検出部＃５８側（本実施例では車体右側）に向けて各磁気検出部が磁気検出しているか否かを順番に判定し、最初に磁気検出していると判定した磁気検出部を「磁気検出している左端素子位置（ＬＥＤＧ）」と設定し、ＬＥＤＧの磁気検出部＃５８側において最初に磁気検出していないと判定した磁気検出部の一つ手前の磁気検出部を「磁気検出している右端素子位置（ＲＥＤＧ）」と設定し若しくは磁気検出部＃５８まで磁気検出していないと判定される磁気検出部が無い場合には磁気検出部＃５８を「磁気検出している右端素子位置（ＲＥＤＧ）」と設定する。制御部７は、このように設定したＬＥＤＧとＲＥＤＧを用いて、演算式『横位置＝（ＬＥＤＧ＋ＲＥＤＧ）／２』に基づいて横位置を演算する。
【００２５】
すなわち、「横位置」は、磁気検出している左端素子位置（ＬＥＤＧ）と磁気検出している右端素子位置（ＲＥＤＧ）との中央位置に相当し、この横位置を演算することで、車両２が走行路１１のどの位置を走行しているのかを認識することができる。
【００２６】
例えば、車両２が磁気マーカＭを通過する場合、図６（ａ）に示されるように、ＬＥＤＧ＝＃２、ＲＥＤＧ＝＃５であるので、『横位置＝３．５』となる。また、車両２が基準マーカＭｘを通過する場合、図６（ｃ）に示されるように、ＬＥＤＧ＝＃０、ＲＥＤＧ＝＃５８であるので、『横位置＝２９．０』となる。したがって、制御部７は、基準マーカＭｘは車両２が走行路１１上のどの位置を走行しても磁気検出を行うことができるように設置されているので、『横位置＝３．５』のときには車両２が走行路１１の中央位置から２５．５（＝２９．０−３．５）ずれている位置を走行していると認識することができる。
【００２７】
次に、磁気マーカ検出装置１０の制御部７による磁気検出部位の故障判定について説明する。
【００２８】
例えば、図６（ｄ）に示されるように、磁気検出部＃７が故障している状態で車両２が基準磁気マーカＭｘを通過する場合、ＬＥＤＧ＝＃０、ＲＥＤＧ＝＃６であるので、『横位置＝３．０』となる。したがって、制御部７は、基準マーカＭｘを通過する場合には必ず横位置が２９．０と演算されるのに対し、３．０という値が横位置として演算された場合には、各磁気検出部や制御部７までの検出経路などの磁気検出に関わる部位が故障したと判定することができる。
【００２９】
また、図６（ｅ）に示されるように、並んで配列された複数の磁気検出部のうちその端部である磁気検出部＃０が故障している状態で車両２が基準磁気マーカＭｘを通過する場合、ＬＥＤＧ＝＃１、ＲＥＤＧ＝＃５８であるので、『横位置＝２９．５』となる。したがって、制御部７は、基準マーカＭｘを通過する場合には必ず横位置が２９．０と演算されるのに対し、２９．５という値が横位置として演算された場合には、各磁気検出部や制御部７までの検出経路などの磁気検出に関わる部位が故障したと判定することができる。
【００３０】
つまり、上述のように、横位置を演算する位置認識処理と磁気検出部位の故障を認識する故障認識処理が同じ演算手法で行っており、その演算値の変化を検出することで、磁気検出部位の故障を認識している。
【００３１】
なお、制御部７は、基準マーカＭｘを通過するときに演算される横位置の値に応じて、磁気検出部の故障位置も特定することは可能である。例えば、磁気検出部＃７が故障していれば横位置は３．０であり、磁気検出部＃１１が故障していれば横位置は５．０であるように、横位置の値と磁気検出部の故障位置は一対一に対応しているからである。
【００３２】
また、車両２が基準マーカＭｘを通過したことを認識するために、制御部７は、ほぼ全ての磁気検出部が磁気を検出していると判定した場合に、車両２が基準マーカＭｘを通過したと認識する。基準マーカＭｘは、車両２が基準マーカＭｘを通過すれば車幅方向のどの位置を走行しても全ての磁気検出部が磁気検出を行うことができるように敷設されているからである。なお、「ほぼ全ての」としたのは、磁気検出部の一部や基準マーカＭｘの一部が故障している場合が考えられるため、数箇所の故障のために基準マーカＭｘの通過を認識することができなくなることを防ぐためである。
【００３３】
また、車両２が基準マーカＭｘを通過したことを認識するために、Ｎ極基準マーカＭｘｎ若しくはＳ極基準マーカＭｘｓが所定の番号の磁気マーカＭの次に敷設されていることを予め定めておいてもよい。例えば、図７（ａ）に示されるように、５２４番目の磁気マーカＭの次にＮ極基準マーカＭｘｎが敷設されていると予め定めておき、制御部７は、磁気マーカＭを検出する毎にカウントアップすることによって、５２４番目の磁気マーカＭの次に検出された磁気がＮ極基準マーカＭｘｎが発する磁気であると認識することができる。
【００３４】
それでは、図８を参照しながら、磁気マーカ検出装置１０の制御部７の制御動作を説明する。図８は、磁気マーカ検出装置１０の制御部７の動作フローを示す。制御部７は、上述のように磁気検出部＃０側から磁気検出部＃５８側に向けて各磁気検出部が磁気検出しているか否かを順番に判定し、「磁気検出している左端素子位置（ＬＥＤＧ）」を特定するとともに（ステップ２）、「磁気検出している右端素子位置（ＲＥＤＧ）」を特定し（ステップ４）、横位置を演算する（ステップ６）。制御部７は、ステップ２から６で検出された磁気が基準マーカＭｘを通過したことによるものなのか否かを判断する（ステップ１０）。制御部７は、検出された磁気が基準マーカＭｘの通過による磁気ではないと判断した場合、ステップ６で演算された横位置で車両２が走行路１１を走行していると認識し、本フローは終了する。一方、制御部７は、検出された磁気が基準マーカＭｘの通過による磁気であると判断した場合、ステップ６で演算された横位置が２９．０か否かを判断する（ステップ１４）。横位置が２９．０であれば、制御部７は磁気検出部位の故障はないと認識し、本フローは終了する。横位置が２９．０でなければ、磁気検出部位がオフ故障していると認識する。このとき、故障と認識した磁気検出部の素子番号＃＊を記録してもよい。
【００３５】
したがって、以上の第１の実施形態例についての説明によれば、車両を走行させる上で必要な情報である横位置の演算結果に基づいて故障認識を行うので、横位置を演算する位置認識処理と磁気検出部位の故障を認識する故障認識処理を同時に稼働させることなくシーケンスで処理でき、位置認識処理と故障認識処理を同じ演算式で兼ねているので、ＲＯＭ容量や処理時間を節約することができる。また、特別な故障検出回路などの追加も必要ない。
【００３６】
ところで、Ｎ極基準マーカＭｘｎとＳ極基準マーカＭｘｓを走行路１１上に備えることによって、上述のような単に磁気検出部位のオフ故障認識ではなく、Ｎ極検出のオフ故障認識やＳ極検出のオフ故障認識といった磁極についての検出故障を判定することが可能になる。
【００３７】
図４（ｂ）は、第２の実施形態例の磁気マーカ検出装置１０のブロック図を示す。第２の実施形態例の磁気マーカ検出装置１０は、Ｎ極検出の故障やＳ極検出の故障を判定するために、磁気センサ３、コンパレータ１０４及び１０６、制御部７などを備えている。
【００３８】
図５（ｂ）は、第２の実施形態例の磁気マーカ検出装置１０の磁気センサ３の各磁気検出部の出力電圧特性の一例を示す図である。Ｎ極側の垂直磁界強度の場合には出力電圧が正となり、Ｓ極側の垂直磁界強度の場合には出力電圧が負となり、垂直磁界強度が大きくなるほど出力電圧の絶対値は大きくなっている。
【００３９】
磁気センサ３の各磁気検出部の出力電圧に基づいて、制御部７は所定の制御を実施するが、図４（ｂ）に示されるように、コンパレータ１０４及び１０６が磁気センサ３の磁気検出部と制御部７との間に設けられている。第２の実施形態例の磁気マーカ検出装置１０は、磁気センサ３内の磁気検出部＃０〜＃５８にそれぞれ対応した第１コンパレータ１０４及び第２コンパレータ１０６を備えている。尚、磁気検出部＃０〜＃５８にそれぞれ対応する第１コンパレータ１０４及び第２コンパレータ１０６を、第１コンパレータ１０４０〜１０４５８及び第２コンパレータ１０６０〜１０６５８とそれぞれ称す。
【００４０】
各第１コンパレータ１０４の非反転入力端子及び各第２コンパレータ１０６の反転入力端子には、各磁気検出部が接続されている。各磁気検出部の出力電圧は、各第１及び第２コンパレータ１０４，１０６に入力される。また、各第１コンパレータ１０４の反転入力端子には、例えば３Ｖの電圧を発する第１電源１０８が接続されている。また、各第２コンパレータ１０６の非反転入力端子には、例えば２Ｖの電圧を発する第２電源１１０が接続されている。第１及び第２コンパレータ１０４，１０６は、磁気検出部の出力電圧Ｖｂと、第１電源１０８が発する電圧（以下、この値をＶｔｈｎと称す）又は第２電源１１０が発する電圧（以下、この値をＶｔｈｓと称す）とを比較し、両者の大小関係に応じてＨｉ信号又はＬｏ信号を出力する。
【００４１】
具体的には、第１コンパレータ１０４は、Ｖｂ≧Ｖｔｈｎが成立する場合にはＨｉ信号を出力し、一方、Ｖｂ≧Ｖｔｈｎが成立しない場合にはＬｏ信号を出力する。また、第２コンパレータ１０６は、Ｖｔｈｓ≧Ｖｂが成立する場合にはＨｉ信号を出力し、一方、Ｖｔｈｓ≧Ｖｂが成立しない場合にはＬｏ信号を出力する。第１電源１０８が発する電圧Ｖｔｈｎは、磁極がＮ極であるか否かを判別するための磁気検出部の出力電圧Ｖｂの第１閾値として用いられ、第２電源１１０の発する電圧Ｖｔｈｓは、磁極がＳ極であるか否かを判別するための磁気検出部の出力電圧Ｖｂの第２閾値として用いられる。尚、Ｖｔｈｎ≧Ｖｔｈｓが成立するものとする。つまり、図５（ｃ）に示されるような、磁気検出部の出力電圧Ｖｂと閾値Ｖｔｈｎ，Ｖｔｈｓとの関係を作り出している。
【００４２】
図４（ｂ）に示される制御部７には、第１及び第２コンパレータ１０４，１０６の出力端子から出力されたＨｉ／Ｌｏ信号が入力される。制御部７は、また、本発明に係るプログラムを記憶するＲＯＭ、プログラムの作業領域であるＲＡＭ、プログラムを演算するＣＰＵなどを備え、上述のＨｉ／Ｌｏ信号に基づいて本発明に係る所定の制御を実行する。
【００４３】
制御部７は、Ｈｉ信号を出力した第１コンパレータ１０４に対応する磁気検出部はＮ極を検出している磁気検出部であると判定し、Ｈｉ信号を出力した第２コンパレータ１０６に対応する磁気検出部はＳ極を検出している磁気検出部であると判定し、Ｌｏ信号を出力した第１及び第２コンパレータ１０４，１０６に対応する磁気検出部は磁気を検出していない磁気検出部であると判定する。
【００４４】
ここで、第２の実施形態例の磁気マーカ検出装置１０の制御部７は、磁気検出部＃０側から磁気検出部＃５８側に向けて各磁気検出部がＮ極検出しているか否かを順番に判定し、最初にＮ極検出していると判定した磁気検出部を「磁気検出している左端素子位置（ＬＥＤＧ）」と設定し、ＬＥＤＧの磁気検出部＃５８側において最初にＮ極検出していないと判定した磁気検出部の一つ手前の磁気検出部を「磁気検出している右端素子位置（ＲＥＤＧ）」と設定し若しくは磁気検出部＃５８までＮ極検出していないと判定される磁気検出部が無い場合には磁気検出部＃５８を「磁気検出している右端素子位置（ＲＥＤＧ）」と設定する。または、第２の実施形態例の磁気マーカ検出装置１０の制御部７は、磁気検出部＃０側から磁気検出部＃５８側に向けて各磁気検出部がＳ極検出しているか否かを順番に判定し、最初にＳ極検出していると判定した磁気検出部を「磁気検出している左端素子位置（ＬＥＤＧ）」と設定し、ＬＥＤＧの磁気検出部＃５８側において最初にＳ極検出していないと判定した磁気検出部の一つ手前の磁気検出部を「磁気検出している右端素子位置（ＲＥＤＧ）」と設定し若しくは磁気検出部＃５８までＳ極検出していないと判定される磁気検出部が無い場合には磁気検出部＃５８を「磁気検出している右端素子位置（ＲＥＤＧ）」と設定する。制御部７は、このように設定したＬＥＤＧとＲＥＤＧを用いて、演算式『横位置＝（ＬＥＤＧ＋ＲＥＤＧ）／２』に基づいて横位置を演算する。
【００４５】
すなわち、「横位置」は、Ｎ極検出している左端素子位置（ＬＥＤＧ）とＮ極検出している右端素子位置（ＲＥＤＧ）との中央位置に相当し、または、Ｓ極検出している左端素子位置（ＬＥＤＧ）とＳ極検出している右端素子位置（ＲＥＤＧ）との中央位置に相当し、この横位置を演算することで、車両２が走行路１１のどの位置を走行しているのかを認識することができる。
【００４６】
したがって、第２の実施形態例の磁気マーカ検出装置１０の制御部７は、Ｎ極とＳ極とそれぞれについて横位置の演算と磁気検出部位の故障判定を上述の第１の実施形態例の場合と同様に行えば、Ｎ極検出故障やＳ極検出故障といった磁極についての検出故障を判定するにあたり、第１の実施形態例と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
なお、第２の実施形態例の場合では、Ｎ極とＳ極を区別することが可能となるので、車両２が基準マーカＭｘを通過したことを制御部７が認識するために、基準マーカＭｘの手前の磁気マーカＭの極性が他の磁気マーカＭの極性と異なると予め定めておいてもよい。例えば、図７（ｂ）に示されるように、５２４番目の磁気マーカＭの極性をＮ極からＳ極に変えておくことで、制御部７は、Ｓ極を検出した場合には、次に検出されたＮ極がＮ極基準マーカＭｘｎのＮ極であると認識することができる。
【００４８】
また、第２の実施形態例では、各磁気検出部はＮ極もＳ極も検出可能な構成になっていたが、Ｎ極検出専用の磁気検出部とＳ極検出専用の磁気検出部を備えてもよい。その場合、例えば、図２において、直列に５９個並べられた磁気検出部のうち、＃０と偶数番号の磁気検出部をＮ極専用磁気検出部とし、奇数番号の磁気検出部をＳ極専用磁気検出部とする。若しくは、直列に５９個並べられたＮ極専用磁気検出部と直列に５９個並べられたＳ極専用磁気検出部を平行に車両底部に設置してもよい。
【００４９】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００５０】
例えば、第１の実施形態例の磁気マーカ検出装置１０の制御部７の場合と異なり、磁気検出部＃０〜＃５８のうち、最も磁気検出部＃０側（すなわち、車体左側）に位置する磁気検出している磁気検出部の位置と最も磁気検出部＃５８側（すなわち、車体右側）に位置する磁気検出している磁気検出部の位置との中央位置を、車両２に対して磁気マーカＭが通過した位置として検出する。例えば、図６（ａ）に示されるように、車両２が磁気マーカＭを通過する場合、車両２に対して磁気マーカＭが通過した位置は『（２＋５）／２＝３．５』と検出される。また、図６（ｂ）に示されるように、磁気検出部＃４が故障している状態で車両２が磁気マーカＭを通過する場合も、車両２に対して磁気マーカＭが通過した位置は『（２＋５）／２＝３．５』と検出される。しかしながら、図６（ｂ）の場合では、上述の演算式『横位置＝（ＬＥＤＧ＋ＲＥＤＧ）／２』に基づいて横位置を演算すると、ＬＥＤＧ＝＃２、ＲＥＤＧ＝＃３であるので、『横位置＝２．５』となる。したがって、制御部７は、車両２に対して磁気マーカＭが通過した位置「３．５」と横位置「２．５」が異なるので、各磁気検出部や制御部７までの検出経路などの磁気検出に関わる部位が故障したと判定することができる。
【００５１】
また、第２の実施形態例の磁気マーカ検出装置１０の制御部７の場合についても、同様に、車両２に対して磁気マーカＭが通過した位置と横位置とを比較することにより、各磁気検出部や制御部７までの検出経路などの磁気検出に関わる部位が故障したと判定することができる。以下説明すると、磁気検出部＃０〜＃５８のうち、Ｎ極を検出している最も磁気検出部＃０側に位置する磁気検出部の位置とＮ極を検出している最も磁気検出部＃５８側に位置する磁気検出部の位置との中央位置を、「車両２に対してＮ極帯磁の磁気マーカＭが通過した位置」として検出する。または、磁気検出部＃０〜＃５８のうち、Ｓ極を検出している最も磁気検出部＃０側に位置する磁気検出部の位置とＳ極を検出している最も磁気検出部＃５８側に位置する磁気検出部の位置との中央位置を、「車両２に対してＳ極帯磁の磁気マーカＭが通過した位置」として検出する。そして、制御部７は、上述の演算式『横位置＝（ＬＥＤＧ＋ＲＥＤＧ）／２』に基づいて横位置を演算する。その結果、制御部７は、「車両２に対してＮ極帯磁の磁気マーカＭが通過した位置」と「横位置」が異なる場合には、若しくは、「車両２に対してＳ極帯磁の磁気マーカＭが通過した位置」と「横位置」が異なる場合には、各磁気検出部や制御部７までの検出経路などの磁気検出に関わる部位が故障したと判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】磁気センサを搭載する車両の走行システムを説明するための構成図である。
【図２】車両２が磁気マーカＭを通過した時点における磁気マーカＭと磁気センサ３との位置関係を示す図である。
【図３】磁気マーカＭの発する磁界の垂直磁界強さの分布と磁気センサ３の各磁気検出部の検知状態との関係を説明するための図である。
【図４】第１及び第２の実施形態例の磁気マーカ検出装置１０のブロック図を示す。
【図５】磁気センサ３の各磁気検出部の出力電圧と垂直磁界強度との関係を説明するための図である。
【図６】車両２が磁気マーカＭ若しくは基準マーカＭｘを通過した時の検出状態を表す図である。
【図７】基準マーカＭｘの通過認識を説明するための図である。
【図８】磁気マーカ検出装置１０の制御部７の動作フローを示す。
【符号の説明】
【００５３】
２ 車両
３ 磁気センサ
１１ 走行路
Ｍ 磁気マーカ
Ｍｘｎ Ｎ極基準マーカ
Ｍｘｓ Ｓ極基準マーカ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気マーカ検出装置に関し、より詳細には、磁界を発する磁気マーカの位置を検出するために設けられた磁気検出部であって移動体の所定方向に並んで配列された複数の磁気検出部について故障を認識する磁気マーカ検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、磁気抵抗素子等の磁気検出部を用いて、道路に所定間隔毎に埋設された磁界を発する磁気マーカの位置を検出する磁気センサの故障認識方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１は、磁気センサを搭載する車両の走行システムを説明するための構成図である。走行路１１上に所定間隔毎に磁気マーカＭが設置され、所定の磁気マーカＭの間には車両２が走行路１１上のどの位置を通過しても磁気センサ３が磁気検出を行うように設置された基準マーカＭｘ（Ｎ極に帯磁されたＮ極基準マーカＭｘｎとＳ極に帯磁されたＳ極基準マーカＭｘｓ）が設置されている。また、磁気センサ３は、車両の車幅方向に一列に複数個並べて配設された複数の磁気検出素子を有しており、磁気マーカＭや基準マーカＭｘを検出すると、それらの磁気を検出した磁気検出素子だけオンする。
【０００４】
したがって、車両２に対する磁気マーカＭの車幅方向の位置（見方を変えれば、磁気マーカＭに対する車両２の車幅方向の位置）を認識するためは、複数の磁気検出素子のうちオン状態になっている磁気検出素子を含む領域の中心位置を演算すればよい。
【０００５】
また、車両２が基準マーカＭｘを通過するときには全ての磁気検出素子は正常であればオン状態になっていなければならないので、車両２が基準マーカＭｘを通過するときに磁気検出素子のそれぞれの検出状態を読み取ることで、オン状態になっていない磁気検出素子があればその磁気検出素子はオフ故障していると認識することが可能となる。
【特許文献１】発明協会公開技報２００５−５０００５８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の従来技術では、オン状態になっている磁気検出素子を含む領域の中心位置を演算する位置認識処理と車両が基準マーカを通過するときに磁気検出素子のそれぞれの検出状態を読み取って故障を検出する故障認識処理とが互いに独立して行われているので、メモリ容量や処理時間が大きくなる要因となっていた。
【０００７】
そこで、本発明は、効率的に故障認識を行うことができる磁気マーカ検出装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の一局面によれば、
移動体の所定方向に並んで配列され、路上に敷設された磁気マーカの発する磁界を検出する複数の磁気検出部を備え、
複数の磁気検出部のうち所定の磁界強度条件を満たす磁気検出部を含む領域の中心位置を前記移動体に対する前記磁気マーカの位置と認識する磁気マーカ検出装置であって、
前記領域の中心位置と前記領域のうち前記所定の磁界強度条件を満たす磁気検出部が途切れることなく連続する領域の中心位置とを比較し、両中心位置が異なる場合には故障した磁気検出部があると判定する、磁気マーカ検出装置が提供される。
【０００９】
本局面によると、移動体に対する磁気マーカについての位置認識処理の結果から故障認識を行うので、位置認識処理と故障認識処理を同時に稼働させることなく、ＲＯＭ容量や処理時間を節約することができる。
【００１０】
ここで、本局面において、前記磁気マーカの少なくとも一つ以上は、前記移動体がどの位置を通過しても全ての磁気検出部が前記所定の磁界強度条件を満たすことができるように配置された基準磁気マーカであることが望ましい。並んで配列された複数の磁気検出部のうちその端部が故障している場合には、上記両中心位置の演算結果は等しくなり故障認識できない可能性があるからである。
【００１１】
また、前記基準磁気マーカを通過したときのみの前記両中心位置について比較を行ってもよい。上記のような基準磁気マーカを移動体が通過するときには磁気検出部が全て正常であれば全ての磁気検出部は所定の磁界強度条件を満たしていなければならないので、基準磁気マーカを通過するときに故障判定をすれば、基準磁気マーカ以外の磁気マーカを通過するときに故障認識をしなくても、全ての磁気検出部について故障判定をすることになるからである。
【００１２】
なお、前記所定の磁界強度条件を満たす磁気検出部の個数が全数若しくは（数箇所の故障の場合も想定して）ほぼ全数であれば基準磁気マーカを通過していると判断でき、前記所定の磁界強度条件を満たす磁気検出部の個数が基準磁気マーカを通過する場合に比して少なければ基準磁気マーカ以外の磁気マーカを通過していると判断できるので、前記所定の磁界強度条件を満たす磁気検出部の個数に応じて前記基準磁気マーカを通過したか否かを判断すると好適である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、効率的に故障認識を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。図１に示す如く、本実施例のシステムは、インフラ施設として走行路１１を備えており、車両２は走行路１１上を走行する。走行路１１には、その中央に沿って所定間隔毎に磁気マーカＭが敷設されている。本実施例の各磁気マーカＭは、それぞれ、上部がＮ極に下部がＳ極に帯磁された磁気ネイルにより構成され、その周囲に磁界を発生させている。また、走行路１１上の所定の磁気マーカＭの間には、基準磁気マーカＭｘ、すなわち、Ｎ極基準マーカＭｘｎ若しくはＳ極基準マーカＭｘｓが敷設されている。Ｎ極基準マーカＭｘｎ及びＳ極基準マーカＭｘｓは、車両２が走行路１１上の図面上下方向の（車幅方向の）どの位置を走行しても磁気センサ３の磁気検出部が磁気検出を行うことができるように設置されている。
【００１５】
磁気センサ３は、例えば車体底部に設置されている。図２は、車両２が磁気マーカＭを通過した時点における磁気マーカＭと磁気センサ３との位置関係を示す図である。図２（ａ）は、その位置関係を車両上方から見た際の図を示し、図２（ｂ）は、その位置関係を車両後方から見た際の図を示す。磁気センサ３は、車幅方向に向けて一列に例えば５９個並んで配設された磁気検出部により構成されている（アレイ式磁気センサともいう）。図２では一列のみしか図示していないが、もちろん、平行に複数列備えてよい。各磁気検出部は、垂直磁界強さを検出し、垂直磁界強さに応じた電圧を出力する。なお、本実施例において、各磁気検出部の符号を、車体左側から順に、＃０，＃１，・・・，＃５８とする。
【００１６】
図３は、磁気マーカＭの発する磁界の垂直磁界強さの分布と磁気センサ３の各磁気検出部の検出状態との関係を説明するための図である。磁気マーカＭの発する磁界の垂直磁界強度は、同心円上において同程度であり、その中心位置から遠ざかるに従って小さくなる。図３（ａ）は、一つの磁気マーカＭの発する磁界の垂直磁界強さの分布と磁気センサ３の各磁気検出部の検出状態との関係図である。例えば、磁気の検出／非検出を判定するための閾値を図３（ａ）に示される位置に設定すると、閾値以上の垂直磁界強度を検出している磁気検出部＃２〜５が磁気を検出していると判定されることになる。一方、図３（ｂ）は、Ｎ極基準マーカＭｘｎ若しくはＳ極基準マーカＭｘｓの発する磁界の垂直磁界強さの分布と磁気センサ３の各磁気検出部の検出状態との関係図である。例えば、磁気の検出／非検出を判定するための閾値を図３（ｂ）に示される位置に設定すると、閾値以上の垂直磁界強度を検出している全ての磁気検出部＃０〜＃５８が磁気を検出していると判定されることになる。
【００１７】
磁気センサ３の各磁気検出部は、自己を垂直方向に流通する磁界の強度に応じた電圧を出力する。本実施例において、各磁気検出部は、流通する垂直磁界の強度が大きくなるほど大きな電圧を出力する。すなわち、磁気検出部の出力電圧は、磁気検出部が磁気マーカＭの通過する位置に近いほど大きくなり、また、磁気マーカＭの通過する位置から遠いほど小さくなる。従って、車両２が走行路１１のどの位置を走行しているのかを認識するためには、各磁気検出部の出力電圧の値を利用することになる。
【００１８】
図４（ａ）は、第１の実施形態例の磁気マーカ検出装置１０のブロック図を示す。第１の実施形態例の磁気マーカ検出装置１０は、磁気センサ３、コンパレータ２２、制御部７などを備えている。
【００１９】
図５（ａ）は、第１の実施形態例の磁気マーカ検出装置１０の磁気センサ３の各磁気検出部の垂直磁界強度に対する出力電圧特性の一例を示す図である。図５（ａ）に示される如く、垂直磁界強度が大きくなるほど出力電圧Ｖｃは大きくなっている。
【００２０】
磁気センサ３の各磁気検出部の出力電圧に基づいて、制御部７は所定の制御を実施するが、図４（ａ）に示されるように、コンパレータ２２が磁気センサ３の磁気検出部と制御部７との間に設けられている。第１の実施形態例の磁気マーカ検出装置１０は、磁気センサ３内の磁気検出部＃０〜＃５８にそれぞれ対応したコンパレータ２２を備えている。尚、磁気検出部＃０〜＃５８にそれぞれ対応するコンパレータ２２を、コンパレータ２２０〜２２５８と称す。
【００２１】
各コンパレータ２２の非反転入力端子には、各磁気検出部が接続されている。各磁気検出部の出力電圧は、各コンパレータ２２に入力される。また、各コンパレータ２２の反転入力端子には、可変の電圧を発する電源２４が接続されている。コンパレータ２２は、磁気検出部の出力電圧Ｖｃと、電源２４が発する電圧（以下、この値をＶｒｅｆと称す）とを比較し、両者の大小関係に応じてＨｉ信号又はＬｏ信号を出力する。具体的には、コンパレータ２２０〜２２５８の出力端子Ｓ０〜Ｓ５８は、Ｖｃ≧Ｖｒｅｆが成立する場合にはＨｉ信号を制御部７に対し出力し、一方、Ｖｃ≧Ｖｒｅｆが成立しない場合にはＬｏ信号を制御部７に対し出力する。電源２４が発する電圧Ｖｒｅｆは、垂直磁界強度が所定値以上となっているか否かを判別するための磁気検出部の出力電圧Ｖｃの閾値として機能する。このＶｒｅｆが、上述の図３で示した閾値に相当する。
【００２２】
図４（ａ）に示される制御部７には、コンパレータ２２０〜２２５８の出力端子Ｓ０〜Ｓ５８から出力されたＨｉ／Ｌｏ信号が入力される。制御部７は、また、本発明に係るプログラムを記憶するＲＯＭ、プログラムの作業領域であるＲＡＭ、プログラムを演算するＣＰＵなどを備え、上述のＨｉ／Ｌｏ信号に基づいて本発明に係る所定の制御を実行する。
【００２３】
制御部７は、Ｈｉ信号を出力したコンパレータ２２に対応する磁気検出部が磁気検出している磁気検出部であると判定し、Ｌｏ信号を出力したコンパレータ２２に対応する磁気検出部が磁気検出していない磁気検出部であると判定する。
【００２４】
ここで、第１の実施形態例の磁気マーカ検出装置１０の制御部７は、磁気検出部＃０側（本実施例では車体左側）から磁気検出部＃５８側（本実施例では車体右側）に向けて各磁気検出部が磁気検出しているか否かを順番に判定し、最初に磁気検出していると判定した磁気検出部を「磁気検出している左端素子位置（ＬＥＤＧ）」と設定し、ＬＥＤＧの磁気検出部＃５８側において最初に磁気検出していないと判定した磁気検出部の一つ手前の磁気検出部を「磁気検出している右端素子位置（ＲＥＤＧ）」と設定し若しくは磁気検出部＃５８まで磁気検出していないと判定される磁気検出部が無い場合には磁気検出部＃５８を「磁気検出している右端素子位置（ＲＥＤＧ）」と設定する。制御部７は、このように設定したＬＥＤＧとＲＥＤＧを用いて、演算式『横位置＝（ＬＥＤＧ＋ＲＥＤＧ）／２』に基づいて横位置を演算する。
【００２５】
すなわち、「横位置」は、磁気検出している左端素子位置（ＬＥＤＧ）と磁気検出している右端素子位置（ＲＥＤＧ）との中央位置に相当し、この横位置を演算することで、車両２が走行路１１のどの位置を走行しているのかを認識することができる。
【００２６】
例えば、車両２が磁気マーカＭを通過する場合、図６（ａ）に示されるように、ＬＥＤＧ＝＃２、ＲＥＤＧ＝＃５であるので、『横位置＝３．５』となる。また、車両２が基準マーカＭｘを通過する場合、図６（ｃ）に示されるように、ＬＥＤＧ＝＃０、ＲＥＤＧ＝＃５８であるので、『横位置＝２９．０』となる。したがって、制御部７は、基準マーカＭｘは車両２が走行路１１上のどの位置を走行しても磁気検出を行うことができるように設置されているので、『横位置＝３．５』のときには車両２が走行路１１の中央位置から２５．５（＝２９．０−３．５）ずれている位置を走行していると認識することができる。
【００２７】
次に、磁気マーカ検出装置１０の制御部７による磁気検出部位の故障判定について説明する。
【００２８】
例えば、図６（ｄ）に示されるように、磁気検出部＃７が故障している状態で車両２が基準磁気マーカＭｘを通過する場合、ＬＥＤＧ＝＃０、ＲＥＤＧ＝＃６であるので、『横位置＝３．０』となる。したがって、制御部７は、基準マーカＭｘを通過する場合には必ず横位置が２９．０と演算されるのに対し、３．０という値が横位置として演算された場合には、各磁気検出部や制御部７までの検出経路などの磁気検出に関わる部位が故障したと判定することができる。
【００２９】
また、図６（ｅ）に示されるように、並んで配列された複数の磁気検出部のうちその端部である磁気検出部＃０が故障している状態で車両２が基準磁気マーカＭｘを通過する場合、ＬＥＤＧ＝＃１、ＲＥＤＧ＝＃５８であるので、『横位置＝２９．５』となる。したがって、制御部７は、基準マーカＭｘを通過する場合には必ず横位置が２９．０と演算されるのに対し、２９．５という値が横位置として演算された場合には、各磁気検出部や制御部７までの検出経路などの磁気検出に関わる部位が故障したと判定することができる。
【００３０】
つまり、上述のように、横位置を演算する位置認識処理と磁気検出部位の故障を認識する故障認識処理が同じ演算手法で行っており、その演算値の変化を検出することで、磁気検出部位の故障を認識している。
【００３１】
なお、制御部７は、基準マーカＭｘを通過するときに演算される横位置の値に応じて、磁気検出部の故障位置も特定することは可能である。例えば、磁気検出部＃７が故障していれば横位置は３．０であり、磁気検出部＃１１が故障していれば横位置は５．０であるように、横位置の値と磁気検出部の故障位置は一対一に対応しているからである。
【００３２】
また、車両２が基準マーカＭｘを通過したことを認識するために、制御部７は、ほぼ全ての磁気検出部が磁気を検出していると判定した場合に、車両２が基準マーカＭｘを通過したと認識する。基準マーカＭｘは、車両２が基準マーカＭｘを通過すれば車幅方向のどの位置を走行しても全ての磁気検出部が磁気検出を行うことができるように敷設されているからである。なお、「ほぼ全ての」としたのは、磁気検出部の一部や基準マーカＭｘの一部が故障している場合が考えられるため、数箇所の故障のために基準マーカＭｘの通過を認識することができなくなることを防ぐためである。
【００３３】
また、車両２が基準マーカＭｘを通過したことを認識するために、Ｎ極基準マーカＭｘｎ若しくはＳ極基準マーカＭｘｓが所定の番号の磁気マーカＭの次に敷設されていることを予め定めておいてもよい。例えば、図７（ａ）に示されるように、５２４番目の磁気マーカＭの次にＮ極基準マーカＭｘｎが敷設されていると予め定めておき、制御部７は、磁気マーカＭを検出する毎にカウントアップすることによって、５２４番目の磁気マーカＭの次に検出された磁気がＮ極基準マーカＭｘｎが発する磁気であると認識することができる。
【００３４】
それでは、図８を参照しながら、磁気マーカ検出装置１０の制御部７の制御動作を説明する。図８は、磁気マーカ検出装置１０の制御部７の動作フローを示す。制御部７は、上述のように磁気検出部＃０側から磁気検出部＃５８側に向けて各磁気検出部が磁気検出しているか否かを順番に判定し、「磁気検出している左端素子位置（ＬＥＤＧ）」を特定するとともに（ステップ２）、「磁気検出している右端素子位置（ＲＥＤＧ）」を特定し（ステップ４）、横位置を演算する（ステップ６）。制御部７は、ステップ２から６で検出された磁気が基準マーカＭｘを通過したことによるものなのか否かを判断する（ステップ１０）。制御部７は、検出された磁気が基準マーカＭｘの通過による磁気ではないと判断した場合、ステップ６で演算された横位置で車両２が走行路１１を走行していると認識し、本フローは終了する。一方、制御部７は、検出された磁気が基準マーカＭｘの通過による磁気であると判断した場合、ステップ６で演算された横位置が２９．０か否かを判断する（ステップ１４）。横位置が２９．０であれば、制御部７は磁気検出部位の故障はないと認識し、本フローは終了する。横位置が２９．０でなければ、磁気検出部位がオフ故障していると認識する。このとき、故障と認識した磁気検出部の素子番号＃＊を記録してもよい。
【００３５】
したがって、以上の第１の実施形態例についての説明によれば、車両を走行させる上で必要な情報である横位置の演算結果に基づいて故障認識を行うので、横位置を演算する位置認識処理と磁気検出部位の故障を認識する故障認識処理を同時に稼働させることなくシーケンスで処理でき、位置認識処理と故障認識処理を同じ演算式で兼ねているので、ＲＯＭ容量や処理時間を節約することができる。また、特別な故障検出回路などの追加も必要ない。
【００３６】
ところで、Ｎ極基準マーカＭｘｎとＳ極基準マーカＭｘｓを走行路１１上に備えることによって、上述のような単に磁気検出部位のオフ故障認識ではなく、Ｎ極検出のオフ故障認識やＳ極検出のオフ故障認識といった磁極についての検出故障を判定することが可能になる。
【００３７】
図４（ｂ）は、第２の実施形態例の磁気マーカ検出装置１０のブロック図を示す。第２の実施形態例の磁気マーカ検出装置１０は、Ｎ極検出の故障やＳ極検出の故障を判定するために、磁気センサ３、コンパレータ１０４及び１０６、制御部７などを備えている。
【００３８】
図５（ｂ）は、第２の実施形態例の磁気マーカ検出装置１０の磁気センサ３の各磁気検出部の出力電圧特性の一例を示す図である。Ｎ極側の垂直磁界強度の場合には出力電圧が正となり、Ｓ極側の垂直磁界強度の場合には出力電圧が負となり、垂直磁界強度が大きくなるほど出力電圧の絶対値は大きくなっている。
【００３９】
磁気センサ３の各磁気検出部の出力電圧に基づいて、制御部７は所定の制御を実施するが、図４（ｂ）に示されるように、コンパレータ１０４及び１０６が磁気センサ３の磁気検出部と制御部７との間に設けられている。第２の実施形態例の磁気マーカ検出装置１０は、磁気センサ３内の磁気検出部＃０〜＃５８にそれぞれ対応した第１コンパレータ１０４及び第２コンパレータ１０６を備えている。尚、磁気検出部＃０〜＃５８にそれぞれ対応する第１コンパレータ１０４及び第２コンパレータ１０６を、第１コンパレータ１０４０〜１０４５８及び第２コンパレータ１０６０〜１０６５８とそれぞれ称す。
【００４０】
各第１コンパレータ１０４の非反転入力端子及び各第２コンパレータ１０６の反転入力端子には、各磁気検出部が接続されている。各磁気検出部の出力電圧は、各第１及び第２コンパレータ１０４，１０６に入力される。また、各第１コンパレータ１０４の反転入力端子には、例えば３Ｖの電圧を発する第１電源１０８が接続されている。また、各第２コンパレータ１０６の非反転入力端子には、例えば２Ｖの電圧を発する第２電源１１０が接続されている。第１及び第２コンパレータ１０４，１０６は、磁気検出部の出力電圧Ｖｂと、第１電源１０８が発する電圧（以下、この値をＶｔｈｎと称す）又は第２電源１１０が発する電圧（以下、この値をＶｔｈｓと称す）とを比較し、両者の大小関係に応じてＨｉ信号又はＬｏ信号を出力する。
【００４１】
具体的には、第１コンパレータ１０４は、Ｖｂ≧Ｖｔｈｎが成立する場合にはＨｉ信号を出力し、一方、Ｖｂ≧Ｖｔｈｎが成立しない場合にはＬｏ信号を出力する。また、第２コンパレータ１０６は、Ｖｔｈｓ≧Ｖｂが成立する場合にはＨｉ信号を出力し、一方、Ｖｔｈｓ≧Ｖｂが成立しない場合にはＬｏ信号を出力する。第１電源１０８が発する電圧Ｖｔｈｎは、磁極がＮ極であるか否かを判別するための磁気検出部の出力電圧Ｖｂの第１閾値として用いられ、第２電源１１０の発する電圧Ｖｔｈｓは、磁極がＳ極であるか否かを判別するための磁気検出部の出力電圧Ｖｂの第２閾値として用いられる。尚、Ｖｔｈｎ≧Ｖｔｈｓが成立するものとする。つまり、図５（ｃ）に示されるような、磁気検出部の出力電圧Ｖｂと閾値Ｖｔｈｎ，Ｖｔｈｓとの関係を作り出している。
【００４２】
図４（ｂ）に示される制御部７には、第１及び第２コンパレータ１０４，１０６の出力端子から出力されたＨｉ／Ｌｏ信号が入力される。制御部７は、また、本発明に係るプログラムを記憶するＲＯＭ、プログラムの作業領域であるＲＡＭ、プログラムを演算するＣＰＵなどを備え、上述のＨｉ／Ｌｏ信号に基づいて本発明に係る所定の制御を実行する。
【００４３】
制御部７は、Ｈｉ信号を出力した第１コンパレータ１０４に対応する磁気検出部はＮ極を検出している磁気検出部であると判定し、Ｈｉ信号を出力した第２コンパレータ１０６に対応する磁気検出部はＳ極を検出している磁気検出部であると判定し、Ｌｏ信号を出力した第１及び第２コンパレータ１０４，１０６に対応する磁気検出部は磁気を検出していない磁気検出部であると判定する。
【００４４】
ここで、第２の実施形態例の磁気マーカ検出装置１０の制御部７は、磁気検出部＃０側から磁気検出部＃５８側に向けて各磁気検出部がＮ極検出しているか否かを順番に判定し、最初にＮ極検出していると判定した磁気検出部を「磁気検出している左端素子位置（ＬＥＤＧ）」と設定し、ＬＥＤＧの磁気検出部＃５８側において最初にＮ極検出していないと判定した磁気検出部の一つ手前の磁気検出部を「磁気検出している右端素子位置（ＲＥＤＧ）」と設定し若しくは磁気検出部＃５８までＮ極検出していないと判定される磁気検出部が無い場合には磁気検出部＃５８を「磁気検出している右端素子位置（ＲＥＤＧ）」と設定する。または、第２の実施形態例の磁気マーカ検出装置１０の制御部７は、磁気検出部＃０側から磁気検出部＃５８側に向けて各磁気検出部がＳ極検出しているか否かを順番に判定し、最初にＳ極検出していると判定した磁気検出部を「磁気検出している左端素子位置（ＬＥＤＧ）」と設定し、ＬＥＤＧの磁気検出部＃５８側において最初にＳ極検出していないと判定した磁気検出部の一つ手前の磁気検出部を「磁気検出している右端素子位置（ＲＥＤＧ）」と設定し若しくは磁気検出部＃５８までＳ極検出していないと判定される磁気検出部が無い場合には磁気検出部＃５８を「磁気検出している右端素子位置（ＲＥＤＧ）」と設定する。制御部７は、このように設定したＬＥＤＧとＲＥＤＧを用いて、演算式『横位置＝（ＬＥＤＧ＋ＲＥＤＧ）／２』に基づいて横位置を演算する。
【００４５】
すなわち、「横位置」は、Ｎ極検出している左端素子位置（ＬＥＤＧ）とＮ極検出している右端素子位置（ＲＥＤＧ）との中央位置に相当し、または、Ｓ極検出している左端素子位置（ＬＥＤＧ）とＳ極検出している右端素子位置（ＲＥＤＧ）との中央位置に相当し、この横位置を演算することで、車両２が走行路１１のどの位置を走行しているのかを認識することができる。
【００４６】
したがって、第２の実施形態例の磁気マーカ検出装置１０の制御部７は、Ｎ極とＳ極とそれぞれについて横位置の演算と磁気検出部位の故障判定を上述の第１の実施形態例の場合と同様に行えば、Ｎ極検出故障やＳ極検出故障といった磁極についての検出故障を判定するにあたり、第１の実施形態例と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
なお、第２の実施形態例の場合では、Ｎ極とＳ極を区別することが可能となるので、車両２が基準マーカＭｘを通過したことを制御部７が認識するために、基準マーカＭｘの手前の磁気マーカＭの極性が他の磁気マーカＭの極性と異なると予め定めておいてもよい。例えば、図７（ｂ）に示されるように、５２４番目の磁気マーカＭの極性をＮ極からＳ極に変えておくことで、制御部７は、Ｓ極を検出した場合には、次に検出されたＮ極がＮ極基準マーカＭｘｎのＮ極であると認識することができる。
【００４８】
また、第２の実施形態例では、各磁気検出部はＮ極もＳ極も検出可能な構成になっていたが、Ｎ極検出専用の磁気検出部とＳ極検出専用の磁気検出部を備えてもよい。その場合、例えば、図２において、直列に５９個並べられた磁気検出部のうち、＃０と偶数番号の磁気検出部をＮ極専用磁気検出部とし、奇数番号の磁気検出部をＳ極専用磁気検出部とする。若しくは、直列に５９個並べられたＮ極専用磁気検出部と直列に５９個並べられたＳ極専用磁気検出部を平行に車両底部に設置してもよい。
【００４９】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００５０】
例えば、第１の実施形態例の磁気マーカ検出装置１０の制御部７の場合と異なり、磁気検出部＃０〜＃５８のうち、最も磁気検出部＃０側（すなわち、車体左側）に位置する磁気検出している磁気検出部の位置と最も磁気検出部＃５８側（すなわち、車体右側）に位置する磁気検出している磁気検出部の位置との中央位置を、車両２に対して磁気マーカＭが通過した位置として検出する。例えば、図６（ａ）に示されるように、車両２が磁気マーカＭを通過する場合、車両２に対して磁気マーカＭが通過した位置は『（２＋５）／２＝３．５』と検出される。また、図６（ｂ）に示されるように、磁気検出部＃４が故障している状態で車両２が磁気マーカＭを通過する場合も、車両２に対して磁気マーカＭが通過した位置は『（２＋５）／２＝３．５』と検出される。しかしながら、図６（ｂ）の場合では、上述の演算式『横位置＝（ＬＥＤＧ＋ＲＥＤＧ）／２』に基づいて横位置を演算すると、ＬＥＤＧ＝＃２、ＲＥＤＧ＝＃３であるので、『横位置＝２．５』となる。したがって、制御部７は、車両２に対して磁気マーカＭが通過した位置「３．５」と横位置「２．５」が異なるので、各磁気検出部や制御部７までの検出経路などの磁気検出に関わる部位が故障したと判定することができる。
【００５１】
また、第２の実施形態例の磁気マーカ検出装置１０の制御部７の場合についても、同様に、車両２に対して磁気マーカＭが通過した位置と横位置とを比較することにより、各磁気検出部や制御部７までの検出経路などの磁気検出に関わる部位が故障したと判定することができる。以下説明すると、磁気検出部＃０〜＃５８のうち、Ｎ極を検出している最も磁気検出部＃０側に位置する磁気検出部の位置とＮ極を検出している最も磁気検出部＃５８側に位置する磁気検出部の位置との中央位置を、「車両２に対してＮ極帯磁の磁気マーカＭが通過した位置」として検出する。または、磁気検出部＃０〜＃５８のうち、Ｓ極を検出している最も磁気検出部＃０側に位置する磁気検出部の位置とＳ極を検出している最も磁気検出部＃５８側に位置する磁気検出部の位置との中央位置を、「車両２に対してＳ極帯磁の磁気マーカＭが通過した位置」として検出する。そして、制御部７は、上述の演算式『横位置＝（ＬＥＤＧ＋ＲＥＤＧ）／２』に基づいて横位置を演算する。その結果、制御部７は、「車両２に対してＮ極帯磁の磁気マーカＭが通過した位置」と「横位置」が異なる場合には、若しくは、「車両２に対してＳ極帯磁の磁気マーカＭが通過した位置」と「横位置」が異なる場合には、各磁気検出部や制御部７までの検出経路などの磁気検出に関わる部位が故障したと判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】磁気センサを搭載する車両の走行システムを説明するための構成図である。
【図２】車両２が磁気マーカＭを通過した時点における磁気マーカＭと磁気センサ３との位置関係を示す図である。
【図３】磁気マーカＭの発する磁界の垂直磁界強さの分布と磁気センサ３の各磁気検出部の検知状態との関係を説明するための図である。
【図４】第１及び第２の実施形態例の磁気マーカ検出装置１０のブロック図を示す。
【図５】磁気センサ３の各磁気検出部の出力電圧と垂直磁界強度との関係を説明するための図である。
【図６】車両２が磁気マーカＭ若しくは基準マーカＭｘを通過した時の検出状態を表す図である。
【図７】基準マーカＭｘの通過認識を説明するための図である。
【図８】磁気マーカ検出装置１０の制御部７の動作フローを示す。
【符号の説明】
【００５３】
２ 車両
３ 磁気センサ
１１ 走行路
Ｍ 磁気マーカ
Ｍｘｎ Ｎ極基準マーカ
Ｍｘｓ Ｓ極基準マーカ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の所定方向に並んで配列され、路上に敷設された磁気マーカの発する磁界を検出する複数の磁気検出部を備え、
複数の磁気検出部のうち所定の磁界強度条件を満たす磁気検出部を含む領域の中心位置を前記移動体に対する前記磁気マーカの位置と認識する磁気マーカ検出装置であって、
前記領域の中心位置と前記領域のうち前記所定の磁界強度条件を満たす磁気検出部が途切れることなく連続する領域の中心位置とを比較し、両中心位置が異なる場合には故障した磁気検出部があると判定する、磁気マーカ検出装置。
【請求項２】
前記磁気マーカの少なくとも一つ以上は、前記移動体がどの位置を通過しても全ての磁気検出部が前記所定の磁界強度条件を満たすことができるように配置された基準磁気マーカである、請求項１記載の磁気マーカ検出装置。
【請求項３】
前記基準磁気マーカを通過したときのみの前記両中心位置について比較を行う、請求項２記載の磁気マーカ検出装置。
【請求項４】
前記所定の磁界強度条件を満たす磁気検出部の個数に応じて前記基準磁気マーカを通過したか否かを判断する、請求項３記載の磁気マーカ検出装置。
【請求項１】
移動体の所定方向に並んで配列され、路上に敷設された磁気マーカの発する磁界を検出する複数の磁気検出部を備え、
複数の磁気検出部のうち所定の磁界強度条件を満たす磁気検出部を含む領域の中心位置を前記移動体に対する前記磁気マーカの位置と認識する磁気マーカ検出装置であって、
前記領域の中心位置と前記領域のうち前記所定の磁界強度条件を満たす磁気検出部が途切れることなく連続する領域の中心位置とを比較し、両中心位置が異なる場合には故障した磁気検出部があると判定する、磁気マーカ検出装置。
【請求項２】
前記磁気マーカの少なくとも一つ以上は、前記移動体がどの位置を通過しても全ての磁気検出部が前記所定の磁界強度条件を満たすことができるように配置された基準磁気マーカである、請求項１記載の磁気マーカ検出装置。
【請求項３】
前記基準磁気マーカを通過したときのみの前記両中心位置について比較を行う、請求項２記載の磁気マーカ検出装置。
【請求項４】
前記所定の磁界強度条件を満たす磁気検出部の個数に応じて前記基準磁気マーカを通過したか否かを判断する、請求項３記載の磁気マーカ検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−１３２６８９（Ｐ２００７−１３２６８９Ａ）
【公開日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３２３３０４（Ｐ２００５−３２３３０４）
【出願日】平成１７年１１月８日（２００５．１１．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月８日（２００５．１１．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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