車両減速装置及び車両
【課題】１Ｇ以上の制動性能で車両を減速させることができ、低コストで車両の衝突を予防することができる車両減速装置を提供する。
【解決手段】車両を構成する車体１及び車輪２間に設けられ、車輪２に加わる荷重に応じて、伸縮するコイルスプリングを有する懸架装置３１と、車両の衝突を予測する衝突予測部３４とを備え、衝突予測部３４が衝突を予測した場合、車輪２の回転を制動するようにしてある車両減速装置３に、衝突予測部３４が衝突を予測した場合、コイルスプリングを可逆的に伸張させる伸張装置３２を備える。
【解決手段】車両を構成する車体１及び車輪２間に設けられ、車輪２に加わる荷重に応じて、伸縮するコイルスプリングを有する懸架装置３１と、車両の衝突を予測する衝突予測部３４とを備え、衝突予測部３４が衝突を予測した場合、車輪２の回転を制動するようにしてある車両減速装置３に、衝突予測部３４が衝突を予測した場合、コイルスプリングを可逆的に伸張させる伸張装置３２を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の衝突を予測した場合、車輪の回転を制動させると供に、車体及び車輪間に設けられた緩衝部材を可逆的に伸張させる車両減速装置及び該車両減速装置を備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両の衝突安全性に関し、様々な乗員拘束装置が開発されている。一方、車両の衝突そのものを回避することによって、車両の乗員を保護する技術、いわゆる予防安全技術に関する研究が始められている。
【０００３】
特許文献１には、予防安全技術の一例として、車両の衝突を予測し、衝突の危険性又は安全性を確保すべく、車両の運転者に対する警報として車両を減速させる減速制動装置が開示されている。
また、車両の衝突を予測し、１Ｇ程度の自動制動を行う予防安全装置が開示されている。
【０００４】
警察庁から発行された事故統計２００７年度版によれば、自動車の交通事故による死亡者は、事故直前における危険認知速度が５０（ｋｍ／時）以下で約半数を占め、１００（ｋｍ／時）以下で９５％を占めている。従って、１００（ｋｍ／時）で走行する車両を２０（ｋｍ／時）程度の軽衝突レベルまで減速させることにより、多くの死亡者を救うことができる可能性がある。
【特許文献１】特開２００８−１３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、車両の制動性能は１Ｇ程度が限界であることは周知の事実である。
【０００６】
図１５は、従来の衝突予測センサ及び車両減速装置を用いた減速制御時における車両の挙動を示すグラフである。横軸は衝突前時間（ｓ）、左側の縦軸は速度（ｋｍ／時）、右側の縦軸は加速度（ｍ／ｓ2 ）及び衝突前距離（ｍ）を示している。また、三角印のプロット点で示したグラフは車両の速度、菱形印のプロット点で示したグラフは衝突前距離、四角印のプロット点で示したグラフは車両の加速度を夫々示している。図１５に示すように、１００（ｋｍ／時）の車両を衝突前時間０．８（ｓ）から１Ｇの制動能力で減速させた場合、衝突時における車両の速度は８０（ｋｍ／時）超である。このように、従来の衝突予測センサ及び車両減速装置では、衝突を予測し、車両を十分に減速させることができない。また、１Ｇの制動能力で、車両を十分に減速させるためには、早期に高精度で衝突を予測することができる衝突予測センサが必要になり、車両減速装置のコストが上昇するという問題が発生する。
【０００７】
以上の諸事情から、従来の廉価な衝突予測センサを用いて衝突を予測し、１００（ｋｍ／時）で走行する車両を２０（ｋｍ／時）程度の軽衝突レベルまで減速させるために、１Ｇ以上の制動能力を有する車両減速装置が望まれている。
また、衝突予測センサによる衝突予測の信頼性が７割を超えるのが、衝突前時間０．３ｓ程度とされている。衝突前時間０．３ｓ以前の衝突予測検知では、衝突しない場合も多いため、１Ｇ以上の制動能力を有し、かつ可逆式であることが求められている。
【０００８】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、車両の衝突を予測した場合、車輪の回転を制動させると共に、更に車両を構成する車体及び車輪間に設けられた緩衝部材を可逆的に伸張させる伸張手段を備えることにより、１Ｇ以上の制動性能で車両を減速させることができ、低コストで車両の衝突を予防することができる車両減速装置及び該車両減速装置を備えた車両を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、車両の衝突を予測した場合、車輪の回転を制動させると供に、更に車輪及び路面間に挿脱が可能な車輪制動部材を、該車輪及び路面間に挿入する手段を備えることにより、１Ｇ以上の制動性能で車両を減速させることができ、低コストで車両の衝突を予防することができる車両減速装置及び該車両減速装置を備えた車両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】
本発明に係る車両減速装置は、車両を構成する車体及び車輪間に設けられ、該車輪に加わる荷重に応じて、伸縮する緩衝部材を有する懸架装置と、車両の衝突を予測する衝突予測手段とを備え、該衝突予測手段が衝突を予測した場合、前記車輪の回転を制動するようにしてある車両減速装置において、前記衝突予測手段が衝突を予測した場合、前記緩衝部材を可逆的に伸張させる伸張手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る車両減速装置は、前記伸張手段は、前記緩衝部材に並設され、前記車輪側（又は車体側）に設けられたねじ軸と、前記車体側（又は車輪側）に設けられており、前記ねじ軸に螺合するナットと、該ナットを回転させるナット駆動部とを備え、前記ナット駆動部は、前記衝突予測手段が衝突を予測した場合、前記ねじ軸が前記ナットから進出するように、前記ナットを回転させ、前記衝突予測手段が非衝突を予測した場合、前記ねじ軸が前記ナットへ進入するように前記ナットを回転させるようにしてあることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る車両減速装置は、前記緩衝部材は、空気ばねを備え、前記伸張手段は、前記衝突予測手段が衝突を予測した場合、前記空気ばねに圧縮ガスを供給する圧縮機と、前記衝突予測手段が非衝突を予測した場合、前記空気ばねから圧縮ガスを排気させる排気弁とを備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る車両減速装置は、前記車体側に収納されており、前記車輪及び路面間に巻き込ませて該車輪の回転を制動するための車輪制動部材と、前記衝突予測手段が衝突を予測した場合、前記車輪制動部材を前記車輪の前方へ投下する投下手段と、該投下手段によって投下された前記車輪制動部材を回収する回収手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る車両減速装置は、前記車輪制動部材は、鋼材で形成された帯状をなし、前記回収手段は、外周面に前記車輪制動部材の一端部が固定され、前記車体側に回動可能に設けられた回転円筒部材と、該回転円筒部材を回転させる回転円筒部材駆動部とを備え、前記投下手段は、前記車輪の前方車体側に回動開閉が可能に支持され、前記車輪制動部材の他端側が載置される開閉板と、該開閉板を開方向へ回動させる開閉板駆動部とを備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る車両減速装置は、車輪及び路面間に挿脱が可能な車輪制動部材と、車両の衝突を予測する衝突予測手段とを備え、該衝突予測手段が衝突を予測した場合、前記車輪の回転を制動するようにしてある車両減速装置であって、前記衝突予測手段が衝突を予測した場合、前記車輪制動部材を車輪及び路面間に挿入する手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る車両は、上述のいずれか一つの車両減速装置を備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明にあっては、衝突予測手段が車両の衝突を予測した場合、車輪の回転が制動される。車輪の回転が制動された場合、車輪及び路面間に発生する摩擦力によって、車両が減速する。
また、伸張手段は、衝突予測手段が車両の衝突を予測した場合、懸架装置を構成する緩衝部材を不可逆的に伸張させる。緩衝部材の伸張によって、車輪及び路面間に加わる接地面圧が増大し、摩擦力も増大する。
従って、従来の車両減速装置に比べて、より大きな制動能力で車両を減速させることが可能になる。また、緩衝部材の伸張は不可逆であるため、衝突を予測する都度、緩衝部材を伸張させ、車両を減速させることができる。
【００１８】
本発明にあっては、伸張手段は緩衝部材に並設されている。該緩衝部材は、車輪側に設けられたねじ軸と、車体側に設けられ、該ねじ軸に螺合するナットとを備えたねじ機構を構成している。衝突予測手段が衝突を予測した場合、ナットが回転し、ねじ軸がナットから進出し、緩衝部材は伸張する。また、衝突予測手段が非衝突を予測した場合、ナットが回転し、ねじ軸がナットに進入し、衝突部材が短縮する。従って、衝突予測時に緩衝部材は不可逆的に伸張する。
なお、ねじ軸を車体側に設け、ナットを車輪側に設けても良い。
【００１９】
本発明にあっては、緩衝部材は、空気ばねを備えている。衝突予測手段が衝突を予測した場合、空気ばねに圧縮ガスを供給し、緩衝部材を強制的に伸張させる。また、衝突予測手段が非衝突を予測した場合、排気弁が空気ばね中の圧縮ガスを排気させる。従って、衝突予測時に緩衝部材は不可逆的に伸張する。
【００２０】
本発明にあっては、衝突予測手段が衝突を予測した場合、投下手段は、車輪の前方へ車輪制動部材を投下する。投下された車輪制動部材は、車輪及び路面間に巻き込まれ、車輪の回転は制動される。従って、より効果的に車両は減速する。
また、回収手段によって、車輪制動部材を回収することができるため、衝突を予測する都度、車輪制動部材を投下し、車両を減速させることができる。
【００２１】
本発明にあっては、車輪制動部材は、鋼材で形成された帯状である。車輪制動部材の一端部は、車体側に設けられた回転円筒部材に固定され、他端部は、車輪の前方車体側に回動開閉が可能に支持された開閉板に載置されている。
衝突予測手段が衝突を予測した場合、開閉板駆動部は、開閉板を開方向へ回動させることによって、車輪制動部材を投下する。
また、回転円筒部材駆動部は、回転円筒部材を回転させることによって、車輪制動部材を回収する。
【００２２】
本発明にあっては、衝突予測手段が車両の衝突を予測した場合、車輪及び路面間に車輪制動部材が挿入され、車輪の回転は制動される。従って、より効果的に車両は減速する。
また、車輪制動部材は、挿脱が可能であり、衝突を予測する都度、車輪制動部材を投下し、車両を減速させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、１Ｇ以上の制動性能で車両を減速させることができ、低コストで車両の衝突を予防することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
図１は、本発明の実施の形態に係る車両及び車両減速装置３の略示平面構成図、図２は、本発明の実施の形態に係る車両及び車両減速装置３の略示側面構成図である。本実施の形態に係る車両は、車体１及び車輪２を備えた四輪自動車であり、減速手段として懸架装置３１を利用した車両減速装置３を備える。
【００２５】
車両減速装置３は、車体１及び車輪２間に設けられた懸架装置３１と、懸架装置３１に搭載された伸張装置３２と、ディスクブレーキ装置３３と、衝突予測部３４と、制御回路３５と、車輪ストッパ装置３６とを備える。
【００２６】
図３は、懸架装置３１及び伸張装置３２の構成を模式的に示す説明図である。懸架装置３１は、例えば、ストラット式であり、車体１及び車輪２間を接続すると供に、振動を抑えるショックアブソーバー３１ｄ、例えばオイルダンパーを備える。ショックアブソーバー３１ｄは、例えばオイルシリンダと、該オイルシリンダに対して下方へ進退が可能なピストンロッドとを備える。オイルシリンダの上部及びピストンロットの下部には夫々、上部ストラット鍔部３１ｃ及び下部ストラット鍔部３１ｆが設けられている。上部ストラット鍔部３１ｃ及び下部ストラット鍔部３１ｆの間には、ショックアブソーバー３１ｄに対して同軸的にコイルスプリング（緩衝部材）３１ｅが介装されている。
車輪２のハブには、車輪側支柱３１ｈが接続されている。車輪側支柱３１ｈは途中で第１車輪側支柱３１ｇと、第２車輪側支柱３２ｄとに分岐し、第１車輪側支柱３１ｇは、下部ストラット鍔部３１ｆの下面部に接続されている。
また、車体１側には、車体側支柱３１ａが接続されており、車体側支柱３１ａは途中で第１車体側支柱３１ｂと、第２車体側支柱３２ａとに分岐し、第１車体側支柱３１ｂは、上部ストラット鍔部３１ｃの上面部に接続されている。
【００２７】
伸張装置３２は、従来の懸架装置３１に並設されたボールねじ式回転歯車機構によって伸張する回転歯車式であり、第２車輪側支柱３２ｄの上端部の外周面に雄ねじを形成してなるねじ軸３２ｃを備える。第２車体側支柱３２ａの下端部には、回転自在に取り付けられたナット３２ｂが設けられ、該ナット３２ｂはねじ軸３２ｃに螺合している。なお、ナット３２ｂとねじ軸３２ｃとの間には、図示しないボールが介在している。ナット３２ｂの外周にはナット駆動雄ねじが形成されており、該ナット駆動雄ねじにはナット駆動歯車３２ｅが噛合している。ナット駆動歯車３２ｅには、ナット駆動モータ３２ｆ（図４参照）の出力軸が接続されている。ナット駆動歯車３２ｅを回転させることによって、ナット３２ｂを回転させ、車輪２に働く接地面圧を調整することができる。
なお、伸張装置３２が伸縮し、動作していない場合、車輪２に加わる荷重に応じて、コイルスプリング３１ｅが伸縮する。
また、ねじ軸３２ｃを第２車輪側支柱３２ｄに設け、ナット３２ｂを第２車体側支柱３２ａに設けてあるが、言うまでもなくねじ軸３２ｃを第２車体側支柱３２ａに設け、ナット３２ｂを第２車輪側支柱３２ｄに設けても良い。
【００２８】
衝突予測部３４は、例えば、レーザレーダ、超音波センサ等の非接触型距離センサによって所定時間毎に自車両と障害物との距離を計測する。この距離の時間的変化から相対速度を計算する。距離を相対速度で除算して衝突までの時間を計算する。該衝突時間が予め設定された所定時間以下なら、衝突の可能性があるとして衝突予測信号を制御回路３５へ出力する。なお、レーザレーダを用いた衝突予測方法は、一例であり、自車両と、前方車両等の障害物との衝突が生ずる可能性があるか、衝突を回避可能か回避不可であるかを判別できるのであれば、他の装置を採用しても良い。例えば、車両周囲モニターを搭載しても良い。また、自車両の位置情報を送受信することができる車載器を搭載している車両同士で、各車両の相対位置を監視し、車両同士の衝突を予測するようにしても良い。
【００２９】
車輪ストッパ装置３６は、ウインチ駆動モータ３６ａを備え、ウインチ駆動モータ３６ａは、ウインチ駆動モータ３６ａの回転軸３６ｃが車両進行方向になるような姿勢で、車輪２の前方、車体１側に固定されている。回転軸３６ｃには、中心線が一致するように回転円筒部材３６ｂが設けられている。
【００３０】
また、車輪ストッパ装置３６は、車輪２及び路面間に巻き込ませて車輪２の回転を制動するための車輪制動部材３６ｄを備える。車輪制動部材３６ｄは、鉄製の鎖のような鋼材で形成された帯状をなし、回転円筒部材３６ｂの外周面の適宜箇所に車輪制動部材３６ｄの一端部が固定されている。また、車輪制動部材３６ｄの長さは、車輪制動部材３６ｄが回転円筒部材３６ｂに巻き取られていない状態で、車体１から投下された場合に、車輪２が車輪制動部材３６ｄの他端部に乗り上げることができるように設定されている。
更に車輪ストッパ装置３６は、車輪２の前方車体１側であって、回転円筒部材３６ｂの下側に開閉板３６ｅを備える。開閉板３６ｅは、矩形板状をなし、車体１先端側の一辺部が、横方向の開閉板回動軸３６ｆによって回動開閉可能に支持されている。開閉板回動軸３６ｆは、開閉板３６ｅを開閉させる開閉板駆動モータ３６ｇの出力軸に接続されている。開閉板駆動モータ３６ｇは、例えばステッピングモータである。開閉板３６ｅが閉じている場合、車輪制動部材３６ｄの予長部分が開閉板３６ｅに載置され、開閉板３６ｅが下方へ開いた場合、車体１の下方が開状態になり、車輪制動部材３６ｄの他端側が車体１から投下される。
【００３１】
ディスクブレーキ装置３３は、ブレーキペダル３３ａと、マスタシリンダ３３ｂと、油圧回路３３ｃと、車輪２のハブに設けられたブレーキディスク３３ｅと、油圧にてブレーキディスク３３ｅを挟むキャリパ３３ｄとを備える。油圧回路３３ｃは、図示しないオイルリザーバ、オイルポンプ及び種々の電磁弁等によって構成されており、各キャリパ３３ｄが備えるホイールシリンダの制動圧を変更し得るようになっている。油圧回路３３ｃは、制御回路３５の制御指示に従って、電磁弁の開閉動作を制御することによって、各車輪２の制動を制御できるように構成されている。
【００３２】
図４は、制御回路３５の構成を模式的に示すブロック図である。制御回路３５は、車両の減速制御、各種演算、判定処理を行うＣＰＵ３５ａを備える。ＣＰＵ３５ａには、バスを介して車両の減速制御を行うためのコンピュータプログラムを記憶するＲＯＭ３５ｂと、演算に伴って発生する一時的な情報を記憶するＲＡＭ３５ｃと、入力部３５ｄと、出力部３５ｅとを備える。
【００３３】
入力部３５ｄには、衝突予測部３４、乗員の位置及び体格を検知する乗員位置・体格検知部５、車輪制動部材３６ｄを回収するための回収スイッチ３６ｈが接続されており、各構成部から出力された信号が入力部３５ｄに入力するように構成されている。
【００３４】
出力部３５ｅには、乗員拘束装置４、油圧回路３３ｃ、ナット駆動モータ３２ｆ、ウインチ駆動モータ３６ａ、開閉板駆動モータ３６ｇが接続されている。ＣＰＵ３５ａは、出力部３５ｅを介して各種制御信号を各構成部へ出力することによって、車両の減速を制御するように構成されている。
【００３５】
乗員拘束装置４は、車両の座席に設けられ、車両の衝突時に乗員を拘束し、保護する装置であり、シートベルト（ウェビング）、シートベルトリトラクタ及びバックルから構成される。シートベルトリトラクタは、シートベルトを巻取軸に巻回し、渦巻きばねの付勢力により内部に引き込み、シートベルト非装着時にはその引き込んだ状態でシートベルトを収容している。また、特に車両急減速時等において一層強力に乗員の身体を拘束するため、プリテンショナ及びロック機構が設けられる。プリテンショナは、例えば、電動式であり、車両が急減速状態になったことを加速度センサが検知した場合にシートベルトの弛みを除去し、シートベルトによる拘束力を向上するものである。
なお、最悪の事態を想定し、乗員拘束装置４として、火薬式のプリテンショナを併用しても良いが、本実施の形態に係る車両減速装置３が動作する範囲においては電動式のプリテンショナを作動させ、火薬式のプリテンショナは作動しないように構成する。火薬式のプリテンショナは、衝突信号を検知した場合に作動するように作動範囲を設定すべきである。可逆式のシステムで１Ｇ以上の制動能力を実現した発明の長所が没却されるためである。
【００３６】
図５は、車両の減速制御に係るＣＰＵ３５ａの処理手順を示すフローチャート、図６は、減速制御時における車両の挙動を示すグラフである。横軸は衝突前時間（ｓ）、左側の縦軸は速度（ｋｍ／時）、右側の縦軸は加速度（ｍ／ｓ2 ）及び衝突前距離（ｍ）を示している。また、三角印のプロット点で示したグラフは車両の速度、菱形印のプロット点で示したグラフは衝突前距離、四角印のプロット点で示したグラフは車両の加速度を夫々示している。
【００３７】
ＣＰＵ３５ａは、衝突予測部３４から出力された衝突予測信号に基づいて、車両が衝突するか否かを予測する（ステップＳ１１）。車両の非衝突を予測した場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、ＣＰＵ３５ａは、再度ステップＳ１１の処理を実行する。車両の衝突を予測した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３５ａは、乗員拘束装置４へ乗員拘束制御信号を出力することによって、乗員拘束装置４を動作させ、乗員を拘束する（ステップＳ１２）。
【００３８】
次いで、ＣＰＵ３５ａは、油圧回路３３ｃの動作を制御することによって、ディスクブレーキ装置３３を作動させ、車輪２を制動させる（ステップＳ１３）。
例えば、図６に示すように、車両が１００（ｋｍ／時）で走行していて、衝突前距離約３０（ｍ）、衝突前時間０．８（ｓ）の時点で衝突を予測した場合、ブレーキ制動が開始される。車両は、衝突前時間０．８〜０．６（ｓ）の間、ディスクブレーキ装置３３の動作によって減速する。なお、衝突前時間０．８（ｓ）では、衝突予測の信頼性が低い状態にあるため、まずは伸張装置３２を作動させずに、ディスクブレーキ装置３３を作動させ、衝突の可能性が高くなった段階で、伸張装置３２、車輪ストッパ装置３６を順次作動させるように構成されている。
【００３９】
そして、ＣＰＵ３５ａは、衝突予測部３４から出力された衝突予測信号に基づいて、車両の衝突が予測される状態が継続しているか否かを判定する（ステップＳ１４）。衝突が予測される状態が継続していないと判定した場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、ＣＰＵ３５ａは、油圧回路３３ｃの動作を制御することによって、車輪２の制動を解除し（ステップＳ１５）、処理を終える。
【００４０】
衝突が予測される状態が継続していると判定した場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３５ａは、ナット駆動モータ３２ｆを正方向、即ちコイルスプリング３１ｅが伸張する方向へ回転駆動させる（ステップＳ１６）。
【００４１】
伸張装置３２の伸張加速度は、車輪２及び路面間の接地面圧が、通常時の２倍以上になるように設定されている。例えば、３Ｇ、即ち９．８（ｍ／ｓ2 ）×３程度の加速度で伸張装置３２が伸張するようにすれば良い。
【００４２】
図７は、減速制御時における伸張装置３２の動作を模式的に示す説明図である。図７（ａ）は、伸張開始前における伸張装置３２、図７（ｂ）は、伸張開始後における伸張装置３２を模式的に示す説明図である。図７（ｂ）に示すように、ナット駆動モータ３２ｆの回転駆動によって、ナット駆動歯車３２ｅ及びナット３２ｂが回転し、ねじ機構によって、ねじ軸３２ｃが下方へ移動する。ねじ軸３２ｃが図７（ｂ）に示す白抜き矢印方向へ移動した場合、車輪２及び路面間の圧力が増大し、摩擦力が向上し、車両の減速度も上昇する。
【００４３】
図６に示すように、衝突前距離約２０（ｍ）、衝突前時間０．６（ｓ）の時点で衝突を予測した場合、ＣＰＵ３５ａは、ナット駆動歯車３２ｅを回転駆動し、ナット３２ｂからねじ軸３２ｃが外れていく方向へねじ軸３２ｃを移動させる。伸張装置３２が伸張を続けている衝突前時間０．６（ｓ）〜０．３（ｓ）においては、単にディスクブレーキ装置３３を動作させる場合に比べて、車両は、より効果的に減速する。
【００４４】
次いで、ＣＰＵ３５ａは、衝突予測部３４から出力された衝突予測信号に基づいて、車両の衝突が予測される状態が継続しているか否かを判定する（ステップＳ１７）。衝突が予測される状態が継続していないと判定した場合（ステップＳ１７：ＮＯ）、ＣＰＵ３５ａは、油圧回路３３ｃの動作を制御することによって、車輪２の制動を解除する（ステップＳ１８）。そして、ＣＰＵ３５ａは、ナット駆動モータ３２ｆを逆方向、即ちコイルスプリング３１ｅが短縮する方向へ回転駆動させ（ステップＳ１９）、処理を終える。ステップＳ１８及びステップＳ１９の処理によって、コイルスプリング３１ｅが通常の収縮状態に戻り、従来のコイルスプリング３１ｅ式懸架装置３１として動作する。このように、伸張装置３２は、可逆式のシステムとして作動する。
【００４５】
衝突が予測される状態が継続していると判定した場合（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３５ａは、開閉板３６ｅが開く方向へ開閉板駆動モータ３６ｇを回転駆動することによって、車輪制動部材３６ｄを投下する（ステップＳ２０）。より具体的には、ＣＰＵ３５ａは、図６に示すように、現行の衝突予測部３４の信頼性が約７割となる衝突前時間０．３秒になった段階で、衝突回避が困難であると判定し、車輪制動部材３６ｄを投下する。車輪ストッパ装置３６も伸張装置３２と同様、可逆式の装置であるが、後述するように、車輪制動部材３６ｄを、車輪２及び路面間から引き出し、車体１側に回収する必要があるため、衝突回避が困難な衝突前時間０．３（ｓ）の段階で使用すると良い。
そして、ＣＰＵ３５ａは、開閉板３６ｅが開状態であることを示した開状態情報をＲＡＭ３５ｃに記憶させ（ステップＳ２１）、処理を終える。
【００４６】
図８は、車輪ストッパ装置３６の動作を模式的に示す説明図である。図８（ａ）は、開閉板３６ｅが開く前の車輪ストッパ装置３６、図８（ｂ）は、開閉板３６ｅが開いた状態における車輪ストッパ装置３６を模式的に示す説明図である。図８（ｂ）に示すように、開閉板駆動モータ３６ｇの回転駆動によって、開閉板３６ｅが下方へ開いて車輪制動部材３６ｄが車輪２の前方へ投下される。車輪制動部材３６ｄは、回転円筒部材３６ｂから全量引き出された状態で収納されているため、開閉板３６ｅが開くことで、車輪制動部材３６ｄを投下し、車輪２及び路面間に巻き込ませることができる。車輪２の前方に投下された車輪制動部材３６ｄに車輪２が乗り上げ、車輪制動部材３６ｄは車輪２及び路面間に巻き込まれ、車輪制動部材３６ｄ及び路面間で摩擦力が発生する。つまり、車輪制動部材３６ｄは、車輪２止めとしての役割を発揮し、車両の抵抗となることで車両を減速させる。車輪制動部材３６ｄを用いた場合、車両は、ディスクブレーキ装置３３及び伸張装置３２を用いた場合に比べて、より効果的に減速する。
【００４７】
図９は、車輪制動部材３６ｄの回収に係るＣＰＵ３５ａの処理手順を示すフローチャート、図１０は、車輪制動部材３６ｄの回収動作を模式的に示す説明図である。ＣＰＵ３５ａは、ＲＡＭ３５ｃが記憶している開状態情報を参照することによって、開閉板３６ｅが開状態であるか否かを判定する（ステップＳ３１）。開状態にないと判定した場合（ステップＳ３１：ＮＯ）、ＣＰＵ３５ａは、処理を終える。
【００４８】
図１０（ａ）に示すように、開閉板３６ｅが開状態にあると判定した場合（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３５ａは、回収スイッチ３６ｈの操作状態を検出することによって、回収スイッチ３６ｈがオン状態にあるか否かを判定する（ステップＳ３２）。回収スイッチ３６ｈがオン状態にないと判定した場合（ステップＳ３２：ＮＯ）、ＣＰＵ３５ａは、処理を終える。
【００４９】
回収スイッチ３６ｈがオン状態にあると判定した場合（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３５ａは、ウインチ駆動モータ３６ａを、車輪制動部材３６ｄの巻き取り方向へ回転駆動させる（ステップＳ３３）。ウインチ駆動モータ３６ａが車輪制動部材３６ｄの巻き取り方向へ回転した場合、車輪制動部材３６ｄは、図１０（ｂ）に示すように、回転円筒部材３６ｂに巻き取られ、回収される。
【００５０】
そして、ＣＰＵ３５ａは、開閉板駆動モータ３６ｇを、開閉板３６ｅの閉方向へ回転駆動させる（ステップＳ３４）。開閉板駆動モータ３６ｇが開閉板３６ｅの開閉方向へ回転した場合、開閉板３６ｅは、図１０（ｃ）に示すように上方へ回動し、閉状態になる。
【００５１】
そして、ＣＰＵ３５ａは、ウインチ駆動モータ３６ａを、車輪制動部材３６ｄの巻き戻し方向へ回転駆動させる（ステップＳ３５）。車輪制動部材３６ｄが巻き戻し方向へ回転した場合、車輪制動部材３６ｄは、図１０（ｄ）に示すように、回転円筒部材３６ｂから巻き戻され、車輪制動部材３６ｄの他端部は開閉板３６ｅに載置される。車輪制動部材３６ｄの巻き戻し量は、開閉板３６ｅが開いた場合に、車輪制動部材３６ｄが投下され、車輪２が車輪制動部材３６ｄの端部に乗り上げることができる程度に設定されている。なお、巻取り量制御は、ウインチ駆動モータ３６ａの回転量をＲＯＭ３５ｂに予め書き込んでおき、ＣＰＵ３５ａは、ＲＯＭ３５ｂから前記回転量を読み出し、該回転量に基づいて、ウインチ駆動モータ３６ａの回転動作を制御するように構成すれば良い。
【００５２】
次いで、ＣＰＵ３５ａは、開閉板３６ｅが閉状態であることを示した閉状態情報をＲＡＭ３５ｃに記憶させ（ステップＳ３６）、処理を終える。
【００５３】
このように構成された車両減速装置３及び車両にあっては、ボールねじ式回転歯車機構の伸張装置３２、及び車輪ストッパ装置３６を複合的に組み合わせることによって１Ｇ以上の制動性能で車両を減速させることができる。
また、１Ｇ以上の制動性能で車両を減速させることができるため、高精度及び高コストの衝突予測部３４が不要になり、車両の衝突を予防することができる車両減速装置及び車両を低コストで構成することができる。
【００５４】
また、１Ｇ以上の制動性能を発揮するための伸張装置３２、車輪ストッパ装置３６の動作は可逆的であるため、本発明に係る車両減速装置３による減速機能は繰り返し利用することができる。従って、高い衝突予測精度を衝突予測部３４に求める必要が無く、衝突予測部３４を低コストで構成することができる。
【００５５】
更に、本実施の形態によれば、より多くの事故は軽衝突を前提とした拘束装置を装備するだけで安全性を確保することが可能になる。例えば、本発明により衝突が軽衝突となり衝突安全におけるエアバッグが不要になる可能性がある。更に、エアバッグが不要になることによって、エアバッグによる加害性を考慮する必要がなくなる可能性がある。
【００５６】
更にまた、本実施の形態に係る車両減速装置３を備えることにより、軽衝突向けに、車両強度を落とし、軽量化を図ることができる。
【００５７】
更に、本発明によれば、衝突時のシートベルト張力が十分に低いと考えられるため、シートベルト巻き取り装置を補強無しでシートに内蔵することができ、車両レイアウトへの制約を低減できる。
更にまた、衝突時における火薬式プリテンショナが不要になる可能性もありシステム全体の構成コストの見直しができる。
【００５８】
なお、実施の形態では、可逆式の車輪ストッパ装置を説明したが、衝突０．１ｓ前程度で鉄製鎖の車輪制動部材のかわりにＦ１用タイヤゴムを同様に降下させて、車輪及び路面間の摩擦係数を上昇させ、車両を減速させるように構成しても良い。但し、Ｆ１用タイヤゴムを用いた場合、不可逆式システムとなり、衝突後にタイヤ等の交換が必要となる。
【００５９】
また、伸張装置に加えて、車輪ストッパ装置を備えているが、衝突予測部の信頼性が十分に高い場合、車両ストッパ装置を備えないようにしても良い。
【００６０】
更にまた、本実施の形態では、伸張装置及び車輪ストッパ装置の双方を設けているが、必要に応じて、いずれか一方のみを備えるように構成しても良い。
【００６１】
（変形例）
変形例に係る車両及び車両減速装置３は、懸架装置１３１及び伸張装置１３２の構成、減速制御に係る処理手順が異なるため、以下では主に上記相異点を説明する。
【００６２】
図１１は、変形例に係る車両減速装置３の要部を模式的に示す説明図である。変形例に係る懸架装置１３１は、空気ばね式であり、図示しないショックアブソーバーを備え、ショックアブソーバーには、空気ばね（緩衝部材）１３１ｂが付設されている。前記ショックアブソーバーの車体側支柱１３１ａは車体１に接続され、ショックアブソーバーの車輪側支柱１３１ｃは、車輪２のロアアームに接続されている。
【００６３】
伸張装置１３２は、圧縮ガスを供給するための圧縮機１３２ａを備える。圧縮機１３２ａ及び空気ばね１３１ｂは、第１圧縮ガス供給管１３２ｂによって接続されており、圧縮機１３２ａから供給された圧縮ガスが空気ばね１３１ｂに供給されるように構成されている。また、第１圧縮ガス供給管１３２ｂの適宜箇所には、第１圧縮ガス供給管１３２ｂを開閉させる圧縮ガス供給弁１３２ｃが設けられている。
【００６４】
また、圧縮機１３２ａには、連結管１３２ｄを通じてバッファタンク１３２ｅが接続されており、バッファタンク１３２ｅは、圧縮機１３２ａから供給された圧縮ガスを蓄えている。更に、バッファタンク１３２ｅ及び空気ばね１３１ｂは、第２圧縮ガス供給管１３２ｆによって接続されており、バッファタンク１３２ｅに蓄えられた圧縮ガスを空気ばね１３１ｂに供給するように構成されている。また、第２圧縮ガス供給管１３２ｆの適宜箇所には、第２圧縮ガス供給管１３２ｆを開閉させる伸張弁１３２ｇが設けられている。
【００６５】
更に、空気ばね１３１ｂの適宜箇所には排気管１３２ｈが設けられている。排気管１３２ｈには排気管１３２ｈを開閉させる圧縮ガス排気弁１３２ｉが設けられている。
【００６６】
図１２は、変形例に係る制御回路３５の構成を模式的に示す説明図である。制御回路３５の構成は、実施の形態と同様であり、出力部３５ｅに圧縮ガス供給弁１３２ｃ、圧縮ガス排気弁１３２ｉ、伸張弁１３２ｇが接続されている点が異なる。圧縮ガス供給弁１３２ｃ、圧縮ガス排気弁１３２ｉ、伸張弁１３２ｇは、例えば電磁弁であり、制御回路３５は、各電磁弁へ制御信号を出力することによって、各電磁弁の開閉状態を制御することができる。
【００６７】
図１３は、変形例における車両の減速制御に係るＣＰＵ３５ａの処理手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ３５ａは、衝突予測部３４から出力された衝突予測信号に基づいて、車両が衝突するか否かを予測する（ステップＳ１１１）。車両の非衝突を予測した場合（ステップＳ１１１：ＮＯ）、ＣＰＵ３５ａは、再度ステップＳ１１１の処理を実行する。なお、衝突が予測されていない通常の走行時においては、空気ばね１３１ｂに圧縮ガスが供給されることなく、空気ばね１３１ｂは従来の懸架装置１３１として機能する。
【００６８】
車両の衝突を予測した場合（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３５ａは、乗員拘束装置４へ乗員拘束制御信号を出力することによって、乗員を拘束する（ステップＳ１１２）。
【００６９】
次いで、ＣＰＵ３５ａは、油圧回路３３ｃの動作を制御することによって、ディスクブレーキ装置３３を作動させ、車輪２を制動させる（ステップＳ１１３）。
【００７０】
そして、ＣＰＵ３５ａは、衝突予測部３４から出力された衝突予測信号に基づいて、車両の衝突が予測される状態が継続しているか否かを判定する（ステップＳ１１４）。衝突が予測される状態が継続していないと判定した場合（ステップＳ１１４：ＮＯ）、ＣＰＵ３５ａは、油圧回路３３ｃの動作を制御することによって、車輪２の制動を解除し（ステップＳ１１５）、処理を終える。
【００７１】
衝突が予測される状態が継続していると判定した場合（ステップＳ１１４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３５ａは、伸張弁１３２ｇを開放する（ステップＳ１１６）。
【００７２】
図１４は、減速制御時における空気ばね１３１ｂの動作を模式的に示す説明図である。図１４（ａ）は、伸張開始前における空気ばね１３１ｂ、図１４（ｂ）は、伸張開始後における空気ばね１３１ｂを模式的に示す説明図である。図１４（ｂ）に示すように、圧縮ガスの供給によって、空気ばね１３１ｂが上下方向へ伸張する。空気ばね１３１ｂが伸張した場合、車輪２及び路面間の接地面圧が増大し、摩擦力が向上し、車両の減速度も上昇する。
【００７３】
次いで、ＣＰＵ３５ａは、衝突予測部３４から出力された衝突予測信号に基づいて、車両の衝突が予測される状態が継続しているか否かを判定する（ステップＳ１１７）。衝突が予測される状態が継続していないと判定した場合（ステップＳ１１７：ＮＯ）、ＣＰＵ３５ａは、油圧回路３３ｃの動作を制御することによって、車輪２の制動を解除する（ステップＳ１１８）。そして、ＣＰＵ３５ａは、伸張弁１３２ｇを閉鎖する（ステップＳ１１９）。次いで、圧縮ガス排気弁１３２ｉを開閉することによって（ステップＳ１２０）、圧縮ガスを暫時抜いて通常時に戻し、処理を終える。
ステップＳ１１８〜ステップＳ１２０の処理によって、空気ばね１３１ｂは収縮し、従来の空気ばね式懸架装置１３１として動作する。このように、伸張装置１３２は、可逆式のシステムとして作動する。
【００７４】
衝突が予測される状態が継続していると判定した場合（ステップＳ１１７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３５ａは、開閉板３６ｅが開く方向へ開閉板駆動モータ３６ｇを回転駆動することによって、車輪制動部材３６ｄを投下する（ステップＳ１２１）。そして、ＣＰＵ３５ａは、開閉板３６ｅが開状態であることを示した開状態情報をＲＡＭ３５ｃに記憶させ（ステップＳ１２２）、処理を終える。
【００７５】
変形例に係る車両減速装置及び車両にあっても、上述の実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【００７６】
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、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すべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両及び車両減速装置の略示平面構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る車両及び車両減速装置の略示側面構成図である。
【図３】懸架装置及び伸張装置の構成を模式的に示す説明図である。
【図４】制御回路の構成を模式的に示すブロック図である。
【図５】車両の減速制御に係るＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図６】減速制御時における車両の挙動を示すグラフである。
【図７】減速制御時における伸張装置の動作を模式的に示す説明図である。
【図８】車輪ストッパ装置の動作を模式的に示す説明図である。
【図９】車輪制動部材の回収に係るＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】車輪制動部材の回収動作を模式的に示す説明図である。
【図１１】変形例に係る車両減速装置の要部を模式的に示す説明図である。
【図１２】変形例に係る制御回路の構成を模式的に示す説明図である。
【図１３】変形例における車両の減速制御に係るＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】減速制御時における空気ばねの動作を模式的に示す説明図である。
【図１５】従来の衝突予測センサ及び車両減速装置を用いた減速制御時における車両の挙動を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７８】
１ 車体
２ 車輪
３ 車両減速装置
４ 乗員拘束装置
５ 乗員位置・体格検知部
３１ 懸架装置
３２ 伸張装置
３２ｂ ナット
３２ｃ ねじ軸
３２ｅ ナット駆動歯車
３２ｆ ナット駆動モータ
３３ ディスクブレーキ装置
３４ 衝突予測部
３５ 制御回路
３５ａ ＣＰＵ
３５ｂ ＲＯＭ
３５ｃ ＲＡＭ
３５ｄ 入力部
３５ｅ 出力部
３６ 車輪ストッパ装置
３６ａ ウインチ駆動モータ
３６ｂ 回転円筒部材
３６ｄ 車輪制動部材
３６ｅ 開閉板
３６ｇ 開閉板駆動モータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の衝突を予測した場合、車輪の回転を制動させると供に、車体及び車輪間に設けられた緩衝部材を可逆的に伸張させる車両減速装置及び該車両減速装置を備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両の衝突安全性に関し、様々な乗員拘束装置が開発されている。一方、車両の衝突そのものを回避することによって、車両の乗員を保護する技術、いわゆる予防安全技術に関する研究が始められている。
【０００３】
特許文献１には、予防安全技術の一例として、車両の衝突を予測し、衝突の危険性又は安全性を確保すべく、車両の運転者に対する警報として車両を減速させる減速制動装置が開示されている。
また、車両の衝突を予測し、１Ｇ程度の自動制動を行う予防安全装置が開示されている。
【０００４】
警察庁から発行された事故統計２００７年度版によれば、自動車の交通事故による死亡者は、事故直前における危険認知速度が５０（ｋｍ／時）以下で約半数を占め、１００（ｋｍ／時）以下で９５％を占めている。従って、１００（ｋｍ／時）で走行する車両を２０（ｋｍ／時）程度の軽衝突レベルまで減速させることにより、多くの死亡者を救うことができる可能性がある。
【特許文献１】特開２００８−１３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、車両の制動性能は１Ｇ程度が限界であることは周知の事実である。
【０００６】
図１５は、従来の衝突予測センサ及び車両減速装置を用いた減速制御時における車両の挙動を示すグラフである。横軸は衝突前時間（ｓ）、左側の縦軸は速度（ｋｍ／時）、右側の縦軸は加速度（ｍ／ｓ2 ）及び衝突前距離（ｍ）を示している。また、三角印のプロット点で示したグラフは車両の速度、菱形印のプロット点で示したグラフは衝突前距離、四角印のプロット点で示したグラフは車両の加速度を夫々示している。図１５に示すように、１００（ｋｍ／時）の車両を衝突前時間０．８（ｓ）から１Ｇの制動能力で減速させた場合、衝突時における車両の速度は８０（ｋｍ／時）超である。このように、従来の衝突予測センサ及び車両減速装置では、衝突を予測し、車両を十分に減速させることができない。また、１Ｇの制動能力で、車両を十分に減速させるためには、早期に高精度で衝突を予測することができる衝突予測センサが必要になり、車両減速装置のコストが上昇するという問題が発生する。
【０００７】
以上の諸事情から、従来の廉価な衝突予測センサを用いて衝突を予測し、１００（ｋｍ／時）で走行する車両を２０（ｋｍ／時）程度の軽衝突レベルまで減速させるために、１Ｇ以上の制動能力を有する車両減速装置が望まれている。
また、衝突予測センサによる衝突予測の信頼性が７割を超えるのが、衝突前時間０．３ｓ程度とされている。衝突前時間０．３ｓ以前の衝突予測検知では、衝突しない場合も多いため、１Ｇ以上の制動能力を有し、かつ可逆式であることが求められている。
【０００８】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、車両の衝突を予測した場合、車輪の回転を制動させると共に、更に車両を構成する車体及び車輪間に設けられた緩衝部材を可逆的に伸張させる伸張手段を備えることにより、１Ｇ以上の制動性能で車両を減速させることができ、低コストで車両の衝突を予防することができる車両減速装置及び該車両減速装置を備えた車両を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、車両の衝突を予測した場合、車輪の回転を制動させると供に、更に車輪及び路面間に挿脱が可能な車輪制動部材を、該車輪及び路面間に挿入する手段を備えることにより、１Ｇ以上の制動性能で車両を減速させることができ、低コストで車両の衝突を予防することができる車両減速装置及び該車両減速装置を備えた車両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】
本発明に係る車両減速装置は、車両を構成する車体及び車輪間に設けられ、該車輪に加わる荷重に応じて、伸縮する緩衝部材を有する懸架装置と、車両の衝突を予測する衝突予測手段とを備え、該衝突予測手段が衝突を予測した場合、前記車輪の回転を制動するようにしてある車両減速装置において、前記衝突予測手段が衝突を予測した場合、前記緩衝部材を可逆的に伸張させる伸張手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る車両減速装置は、前記伸張手段は、前記緩衝部材に並設され、前記車輪側（又は車体側）に設けられたねじ軸と、前記車体側（又は車輪側）に設けられており、前記ねじ軸に螺合するナットと、該ナットを回転させるナット駆動部とを備え、前記ナット駆動部は、前記衝突予測手段が衝突を予測した場合、前記ねじ軸が前記ナットから進出するように、前記ナットを回転させ、前記衝突予測手段が非衝突を予測した場合、前記ねじ軸が前記ナットへ進入するように前記ナットを回転させるようにしてあることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る車両減速装置は、前記緩衝部材は、空気ばねを備え、前記伸張手段は、前記衝突予測手段が衝突を予測した場合、前記空気ばねに圧縮ガスを供給する圧縮機と、前記衝突予測手段が非衝突を予測した場合、前記空気ばねから圧縮ガスを排気させる排気弁とを備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る車両減速装置は、前記車体側に収納されており、前記車輪及び路面間に巻き込ませて該車輪の回転を制動するための車輪制動部材と、前記衝突予測手段が衝突を予測した場合、前記車輪制動部材を前記車輪の前方へ投下する投下手段と、該投下手段によって投下された前記車輪制動部材を回収する回収手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る車両減速装置は、前記車輪制動部材は、鋼材で形成された帯状をなし、前記回収手段は、外周面に前記車輪制動部材の一端部が固定され、前記車体側に回動可能に設けられた回転円筒部材と、該回転円筒部材を回転させる回転円筒部材駆動部とを備え、前記投下手段は、前記車輪の前方車体側に回動開閉が可能に支持され、前記車輪制動部材の他端側が載置される開閉板と、該開閉板を開方向へ回動させる開閉板駆動部とを備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る車両減速装置は、車輪及び路面間に挿脱が可能な車輪制動部材と、車両の衝突を予測する衝突予測手段とを備え、該衝突予測手段が衝突を予測した場合、前記車輪の回転を制動するようにしてある車両減速装置であって、前記衝突予測手段が衝突を予測した場合、前記車輪制動部材を車輪及び路面間に挿入する手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る車両は、上述のいずれか一つの車両減速装置を備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明にあっては、衝突予測手段が車両の衝突を予測した場合、車輪の回転が制動される。車輪の回転が制動された場合、車輪及び路面間に発生する摩擦力によって、車両が減速する。
また、伸張手段は、衝突予測手段が車両の衝突を予測した場合、懸架装置を構成する緩衝部材を不可逆的に伸張させる。緩衝部材の伸張によって、車輪及び路面間に加わる接地面圧が増大し、摩擦力も増大する。
従って、従来の車両減速装置に比べて、より大きな制動能力で車両を減速させることが可能になる。また、緩衝部材の伸張は不可逆であるため、衝突を予測する都度、緩衝部材を伸張させ、車両を減速させることができる。
【００１８】
本発明にあっては、伸張手段は緩衝部材に並設されている。該緩衝部材は、車輪側に設けられたねじ軸と、車体側に設けられ、該ねじ軸に螺合するナットとを備えたねじ機構を構成している。衝突予測手段が衝突を予測した場合、ナットが回転し、ねじ軸がナットから進出し、緩衝部材は伸張する。また、衝突予測手段が非衝突を予測した場合、ナットが回転し、ねじ軸がナットに進入し、衝突部材が短縮する。従って、衝突予測時に緩衝部材は不可逆的に伸張する。
なお、ねじ軸を車体側に設け、ナットを車輪側に設けても良い。
【００１９】
本発明にあっては、緩衝部材は、空気ばねを備えている。衝突予測手段が衝突を予測した場合、空気ばねに圧縮ガスを供給し、緩衝部材を強制的に伸張させる。また、衝突予測手段が非衝突を予測した場合、排気弁が空気ばね中の圧縮ガスを排気させる。従って、衝突予測時に緩衝部材は不可逆的に伸張する。
【００２０】
本発明にあっては、衝突予測手段が衝突を予測した場合、投下手段は、車輪の前方へ車輪制動部材を投下する。投下された車輪制動部材は、車輪及び路面間に巻き込まれ、車輪の回転は制動される。従って、より効果的に車両は減速する。
また、回収手段によって、車輪制動部材を回収することができるため、衝突を予測する都度、車輪制動部材を投下し、車両を減速させることができる。
【００２１】
本発明にあっては、車輪制動部材は、鋼材で形成された帯状である。車輪制動部材の一端部は、車体側に設けられた回転円筒部材に固定され、他端部は、車輪の前方車体側に回動開閉が可能に支持された開閉板に載置されている。
衝突予測手段が衝突を予測した場合、開閉板駆動部は、開閉板を開方向へ回動させることによって、車輪制動部材を投下する。
また、回転円筒部材駆動部は、回転円筒部材を回転させることによって、車輪制動部材を回収する。
【００２２】
本発明にあっては、衝突予測手段が車両の衝突を予測した場合、車輪及び路面間に車輪制動部材が挿入され、車輪の回転は制動される。従って、より効果的に車両は減速する。
また、車輪制動部材は、挿脱が可能であり、衝突を予測する都度、車輪制動部材を投下し、車両を減速させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、１Ｇ以上の制動性能で車両を減速させることができ、低コストで車両の衝突を予防することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
図１は、本発明の実施の形態に係る車両及び車両減速装置３の略示平面構成図、図２は、本発明の実施の形態に係る車両及び車両減速装置３の略示側面構成図である。本実施の形態に係る車両は、車体１及び車輪２を備えた四輪自動車であり、減速手段として懸架装置３１を利用した車両減速装置３を備える。
【００２５】
車両減速装置３は、車体１及び車輪２間に設けられた懸架装置３１と、懸架装置３１に搭載された伸張装置３２と、ディスクブレーキ装置３３と、衝突予測部３４と、制御回路３５と、車輪ストッパ装置３６とを備える。
【００２６】
図３は、懸架装置３１及び伸張装置３２の構成を模式的に示す説明図である。懸架装置３１は、例えば、ストラット式であり、車体１及び車輪２間を接続すると供に、振動を抑えるショックアブソーバー３１ｄ、例えばオイルダンパーを備える。ショックアブソーバー３１ｄは、例えばオイルシリンダと、該オイルシリンダに対して下方へ進退が可能なピストンロッドとを備える。オイルシリンダの上部及びピストンロットの下部には夫々、上部ストラット鍔部３１ｃ及び下部ストラット鍔部３１ｆが設けられている。上部ストラット鍔部３１ｃ及び下部ストラット鍔部３１ｆの間には、ショックアブソーバー３１ｄに対して同軸的にコイルスプリング（緩衝部材）３１ｅが介装されている。
車輪２のハブには、車輪側支柱３１ｈが接続されている。車輪側支柱３１ｈは途中で第１車輪側支柱３１ｇと、第２車輪側支柱３２ｄとに分岐し、第１車輪側支柱３１ｇは、下部ストラット鍔部３１ｆの下面部に接続されている。
また、車体１側には、車体側支柱３１ａが接続されており、車体側支柱３１ａは途中で第１車体側支柱３１ｂと、第２車体側支柱３２ａとに分岐し、第１車体側支柱３１ｂは、上部ストラット鍔部３１ｃの上面部に接続されている。
【００２７】
伸張装置３２は、従来の懸架装置３１に並設されたボールねじ式回転歯車機構によって伸張する回転歯車式であり、第２車輪側支柱３２ｄの上端部の外周面に雄ねじを形成してなるねじ軸３２ｃを備える。第２車体側支柱３２ａの下端部には、回転自在に取り付けられたナット３２ｂが設けられ、該ナット３２ｂはねじ軸３２ｃに螺合している。なお、ナット３２ｂとねじ軸３２ｃとの間には、図示しないボールが介在している。ナット３２ｂの外周にはナット駆動雄ねじが形成されており、該ナット駆動雄ねじにはナット駆動歯車３２ｅが噛合している。ナット駆動歯車３２ｅには、ナット駆動モータ３２ｆ（図４参照）の出力軸が接続されている。ナット駆動歯車３２ｅを回転させることによって、ナット３２ｂを回転させ、車輪２に働く接地面圧を調整することができる。
なお、伸張装置３２が伸縮し、動作していない場合、車輪２に加わる荷重に応じて、コイルスプリング３１ｅが伸縮する。
また、ねじ軸３２ｃを第２車輪側支柱３２ｄに設け、ナット３２ｂを第２車体側支柱３２ａに設けてあるが、言うまでもなくねじ軸３２ｃを第２車体側支柱３２ａに設け、ナット３２ｂを第２車輪側支柱３２ｄに設けても良い。
【００２８】
衝突予測部３４は、例えば、レーザレーダ、超音波センサ等の非接触型距離センサによって所定時間毎に自車両と障害物との距離を計測する。この距離の時間的変化から相対速度を計算する。距離を相対速度で除算して衝突までの時間を計算する。該衝突時間が予め設定された所定時間以下なら、衝突の可能性があるとして衝突予測信号を制御回路３５へ出力する。なお、レーザレーダを用いた衝突予測方法は、一例であり、自車両と、前方車両等の障害物との衝突が生ずる可能性があるか、衝突を回避可能か回避不可であるかを判別できるのであれば、他の装置を採用しても良い。例えば、車両周囲モニターを搭載しても良い。また、自車両の位置情報を送受信することができる車載器を搭載している車両同士で、各車両の相対位置を監視し、車両同士の衝突を予測するようにしても良い。
【００２９】
車輪ストッパ装置３６は、ウインチ駆動モータ３６ａを備え、ウインチ駆動モータ３６ａは、ウインチ駆動モータ３６ａの回転軸３６ｃが車両進行方向になるような姿勢で、車輪２の前方、車体１側に固定されている。回転軸３６ｃには、中心線が一致するように回転円筒部材３６ｂが設けられている。
【００３０】
また、車輪ストッパ装置３６は、車輪２及び路面間に巻き込ませて車輪２の回転を制動するための車輪制動部材３６ｄを備える。車輪制動部材３６ｄは、鉄製の鎖のような鋼材で形成された帯状をなし、回転円筒部材３６ｂの外周面の適宜箇所に車輪制動部材３６ｄの一端部が固定されている。また、車輪制動部材３６ｄの長さは、車輪制動部材３６ｄが回転円筒部材３６ｂに巻き取られていない状態で、車体１から投下された場合に、車輪２が車輪制動部材３６ｄの他端部に乗り上げることができるように設定されている。
更に車輪ストッパ装置３６は、車輪２の前方車体１側であって、回転円筒部材３６ｂの下側に開閉板３６ｅを備える。開閉板３６ｅは、矩形板状をなし、車体１先端側の一辺部が、横方向の開閉板回動軸３６ｆによって回動開閉可能に支持されている。開閉板回動軸３６ｆは、開閉板３６ｅを開閉させる開閉板駆動モータ３６ｇの出力軸に接続されている。開閉板駆動モータ３６ｇは、例えばステッピングモータである。開閉板３６ｅが閉じている場合、車輪制動部材３６ｄの予長部分が開閉板３６ｅに載置され、開閉板３６ｅが下方へ開いた場合、車体１の下方が開状態になり、車輪制動部材３６ｄの他端側が車体１から投下される。
【００３１】
ディスクブレーキ装置３３は、ブレーキペダル３３ａと、マスタシリンダ３３ｂと、油圧回路３３ｃと、車輪２のハブに設けられたブレーキディスク３３ｅと、油圧にてブレーキディスク３３ｅを挟むキャリパ３３ｄとを備える。油圧回路３３ｃは、図示しないオイルリザーバ、オイルポンプ及び種々の電磁弁等によって構成されており、各キャリパ３３ｄが備えるホイールシリンダの制動圧を変更し得るようになっている。油圧回路３３ｃは、制御回路３５の制御指示に従って、電磁弁の開閉動作を制御することによって、各車輪２の制動を制御できるように構成されている。
【００３２】
図４は、制御回路３５の構成を模式的に示すブロック図である。制御回路３５は、車両の減速制御、各種演算、判定処理を行うＣＰＵ３５ａを備える。ＣＰＵ３５ａには、バスを介して車両の減速制御を行うためのコンピュータプログラムを記憶するＲＯＭ３５ｂと、演算に伴って発生する一時的な情報を記憶するＲＡＭ３５ｃと、入力部３５ｄと、出力部３５ｅとを備える。
【００３３】
入力部３５ｄには、衝突予測部３４、乗員の位置及び体格を検知する乗員位置・体格検知部５、車輪制動部材３６ｄを回収するための回収スイッチ３６ｈが接続されており、各構成部から出力された信号が入力部３５ｄに入力するように構成されている。
【００３４】
出力部３５ｅには、乗員拘束装置４、油圧回路３３ｃ、ナット駆動モータ３２ｆ、ウインチ駆動モータ３６ａ、開閉板駆動モータ３６ｇが接続されている。ＣＰＵ３５ａは、出力部３５ｅを介して各種制御信号を各構成部へ出力することによって、車両の減速を制御するように構成されている。
【００３５】
乗員拘束装置４は、車両の座席に設けられ、車両の衝突時に乗員を拘束し、保護する装置であり、シートベルト（ウェビング）、シートベルトリトラクタ及びバックルから構成される。シートベルトリトラクタは、シートベルトを巻取軸に巻回し、渦巻きばねの付勢力により内部に引き込み、シートベルト非装着時にはその引き込んだ状態でシートベルトを収容している。また、特に車両急減速時等において一層強力に乗員の身体を拘束するため、プリテンショナ及びロック機構が設けられる。プリテンショナは、例えば、電動式であり、車両が急減速状態になったことを加速度センサが検知した場合にシートベルトの弛みを除去し、シートベルトによる拘束力を向上するものである。
なお、最悪の事態を想定し、乗員拘束装置４として、火薬式のプリテンショナを併用しても良いが、本実施の形態に係る車両減速装置３が動作する範囲においては電動式のプリテンショナを作動させ、火薬式のプリテンショナは作動しないように構成する。火薬式のプリテンショナは、衝突信号を検知した場合に作動するように作動範囲を設定すべきである。可逆式のシステムで１Ｇ以上の制動能力を実現した発明の長所が没却されるためである。
【００３６】
図５は、車両の減速制御に係るＣＰＵ３５ａの処理手順を示すフローチャート、図６は、減速制御時における車両の挙動を示すグラフである。横軸は衝突前時間（ｓ）、左側の縦軸は速度（ｋｍ／時）、右側の縦軸は加速度（ｍ／ｓ2 ）及び衝突前距離（ｍ）を示している。また、三角印のプロット点で示したグラフは車両の速度、菱形印のプロット点で示したグラフは衝突前距離、四角印のプロット点で示したグラフは車両の加速度を夫々示している。
【００３７】
ＣＰＵ３５ａは、衝突予測部３４から出力された衝突予測信号に基づいて、車両が衝突するか否かを予測する（ステップＳ１１）。車両の非衝突を予測した場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、ＣＰＵ３５ａは、再度ステップＳ１１の処理を実行する。車両の衝突を予測した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３５ａは、乗員拘束装置４へ乗員拘束制御信号を出力することによって、乗員拘束装置４を動作させ、乗員を拘束する（ステップＳ１２）。
【００３８】
次いで、ＣＰＵ３５ａは、油圧回路３３ｃの動作を制御することによって、ディスクブレーキ装置３３を作動させ、車輪２を制動させる（ステップＳ１３）。
例えば、図６に示すように、車両が１００（ｋｍ／時）で走行していて、衝突前距離約３０（ｍ）、衝突前時間０．８（ｓ）の時点で衝突を予測した場合、ブレーキ制動が開始される。車両は、衝突前時間０．８〜０．６（ｓ）の間、ディスクブレーキ装置３３の動作によって減速する。なお、衝突前時間０．８（ｓ）では、衝突予測の信頼性が低い状態にあるため、まずは伸張装置３２を作動させずに、ディスクブレーキ装置３３を作動させ、衝突の可能性が高くなった段階で、伸張装置３２、車輪ストッパ装置３６を順次作動させるように構成されている。
【００３９】
そして、ＣＰＵ３５ａは、衝突予測部３４から出力された衝突予測信号に基づいて、車両の衝突が予測される状態が継続しているか否かを判定する（ステップＳ１４）。衝突が予測される状態が継続していないと判定した場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、ＣＰＵ３５ａは、油圧回路３３ｃの動作を制御することによって、車輪２の制動を解除し（ステップＳ１５）、処理を終える。
【００４０】
衝突が予測される状態が継続していると判定した場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３５ａは、ナット駆動モータ３２ｆを正方向、即ちコイルスプリング３１ｅが伸張する方向へ回転駆動させる（ステップＳ１６）。
【００４１】
伸張装置３２の伸張加速度は、車輪２及び路面間の接地面圧が、通常時の２倍以上になるように設定されている。例えば、３Ｇ、即ち９．８（ｍ／ｓ2 ）×３程度の加速度で伸張装置３２が伸張するようにすれば良い。
【００４２】
図７は、減速制御時における伸張装置３２の動作を模式的に示す説明図である。図７（ａ）は、伸張開始前における伸張装置３２、図７（ｂ）は、伸張開始後における伸張装置３２を模式的に示す説明図である。図７（ｂ）に示すように、ナット駆動モータ３２ｆの回転駆動によって、ナット駆動歯車３２ｅ及びナット３２ｂが回転し、ねじ機構によって、ねじ軸３２ｃが下方へ移動する。ねじ軸３２ｃが図７（ｂ）に示す白抜き矢印方向へ移動した場合、車輪２及び路面間の圧力が増大し、摩擦力が向上し、車両の減速度も上昇する。
【００４３】
図６に示すように、衝突前距離約２０（ｍ）、衝突前時間０．６（ｓ）の時点で衝突を予測した場合、ＣＰＵ３５ａは、ナット駆動歯車３２ｅを回転駆動し、ナット３２ｂからねじ軸３２ｃが外れていく方向へねじ軸３２ｃを移動させる。伸張装置３２が伸張を続けている衝突前時間０．６（ｓ）〜０．３（ｓ）においては、単にディスクブレーキ装置３３を動作させる場合に比べて、車両は、より効果的に減速する。
【００４４】
次いで、ＣＰＵ３５ａは、衝突予測部３４から出力された衝突予測信号に基づいて、車両の衝突が予測される状態が継続しているか否かを判定する（ステップＳ１７）。衝突が予測される状態が継続していないと判定した場合（ステップＳ１７：ＮＯ）、ＣＰＵ３５ａは、油圧回路３３ｃの動作を制御することによって、車輪２の制動を解除する（ステップＳ１８）。そして、ＣＰＵ３５ａは、ナット駆動モータ３２ｆを逆方向、即ちコイルスプリング３１ｅが短縮する方向へ回転駆動させ（ステップＳ１９）、処理を終える。ステップＳ１８及びステップＳ１９の処理によって、コイルスプリング３１ｅが通常の収縮状態に戻り、従来のコイルスプリング３１ｅ式懸架装置３１として動作する。このように、伸張装置３２は、可逆式のシステムとして作動する。
【００４５】
衝突が予測される状態が継続していると判定した場合（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３５ａは、開閉板３６ｅが開く方向へ開閉板駆動モータ３６ｇを回転駆動することによって、車輪制動部材３６ｄを投下する（ステップＳ２０）。より具体的には、ＣＰＵ３５ａは、図６に示すように、現行の衝突予測部３４の信頼性が約７割となる衝突前時間０．３秒になった段階で、衝突回避が困難であると判定し、車輪制動部材３６ｄを投下する。車輪ストッパ装置３６も伸張装置３２と同様、可逆式の装置であるが、後述するように、車輪制動部材３６ｄを、車輪２及び路面間から引き出し、車体１側に回収する必要があるため、衝突回避が困難な衝突前時間０．３（ｓ）の段階で使用すると良い。
そして、ＣＰＵ３５ａは、開閉板３６ｅが開状態であることを示した開状態情報をＲＡＭ３５ｃに記憶させ（ステップＳ２１）、処理を終える。
【００４６】
図８は、車輪ストッパ装置３６の動作を模式的に示す説明図である。図８（ａ）は、開閉板３６ｅが開く前の車輪ストッパ装置３６、図８（ｂ）は、開閉板３６ｅが開いた状態における車輪ストッパ装置３６を模式的に示す説明図である。図８（ｂ）に示すように、開閉板駆動モータ３６ｇの回転駆動によって、開閉板３６ｅが下方へ開いて車輪制動部材３６ｄが車輪２の前方へ投下される。車輪制動部材３６ｄは、回転円筒部材３６ｂから全量引き出された状態で収納されているため、開閉板３６ｅが開くことで、車輪制動部材３６ｄを投下し、車輪２及び路面間に巻き込ませることができる。車輪２の前方に投下された車輪制動部材３６ｄに車輪２が乗り上げ、車輪制動部材３６ｄは車輪２及び路面間に巻き込まれ、車輪制動部材３６ｄ及び路面間で摩擦力が発生する。つまり、車輪制動部材３６ｄは、車輪２止めとしての役割を発揮し、車両の抵抗となることで車両を減速させる。車輪制動部材３６ｄを用いた場合、車両は、ディスクブレーキ装置３３及び伸張装置３２を用いた場合に比べて、より効果的に減速する。
【００４７】
図９は、車輪制動部材３６ｄの回収に係るＣＰＵ３５ａの処理手順を示すフローチャート、図１０は、車輪制動部材３６ｄの回収動作を模式的に示す説明図である。ＣＰＵ３５ａは、ＲＡＭ３５ｃが記憶している開状態情報を参照することによって、開閉板３６ｅが開状態であるか否かを判定する（ステップＳ３１）。開状態にないと判定した場合（ステップＳ３１：ＮＯ）、ＣＰＵ３５ａは、処理を終える。
【００４８】
図１０（ａ）に示すように、開閉板３６ｅが開状態にあると判定した場合（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３５ａは、回収スイッチ３６ｈの操作状態を検出することによって、回収スイッチ３６ｈがオン状態にあるか否かを判定する（ステップＳ３２）。回収スイッチ３６ｈがオン状態にないと判定した場合（ステップＳ３２：ＮＯ）、ＣＰＵ３５ａは、処理を終える。
【００４９】
回収スイッチ３６ｈがオン状態にあると判定した場合（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３５ａは、ウインチ駆動モータ３６ａを、車輪制動部材３６ｄの巻き取り方向へ回転駆動させる（ステップＳ３３）。ウインチ駆動モータ３６ａが車輪制動部材３６ｄの巻き取り方向へ回転した場合、車輪制動部材３６ｄは、図１０（ｂ）に示すように、回転円筒部材３６ｂに巻き取られ、回収される。
【００５０】
そして、ＣＰＵ３５ａは、開閉板駆動モータ３６ｇを、開閉板３６ｅの閉方向へ回転駆動させる（ステップＳ３４）。開閉板駆動モータ３６ｇが開閉板３６ｅの開閉方向へ回転した場合、開閉板３６ｅは、図１０（ｃ）に示すように上方へ回動し、閉状態になる。
【００５１】
そして、ＣＰＵ３５ａは、ウインチ駆動モータ３６ａを、車輪制動部材３６ｄの巻き戻し方向へ回転駆動させる（ステップＳ３５）。車輪制動部材３６ｄが巻き戻し方向へ回転した場合、車輪制動部材３６ｄは、図１０（ｄ）に示すように、回転円筒部材３６ｂから巻き戻され、車輪制動部材３６ｄの他端部は開閉板３６ｅに載置される。車輪制動部材３６ｄの巻き戻し量は、開閉板３６ｅが開いた場合に、車輪制動部材３６ｄが投下され、車輪２が車輪制動部材３６ｄの端部に乗り上げることができる程度に設定されている。なお、巻取り量制御は、ウインチ駆動モータ３６ａの回転量をＲＯＭ３５ｂに予め書き込んでおき、ＣＰＵ３５ａは、ＲＯＭ３５ｂから前記回転量を読み出し、該回転量に基づいて、ウインチ駆動モータ３６ａの回転動作を制御するように構成すれば良い。
【００５２】
次いで、ＣＰＵ３５ａは、開閉板３６ｅが閉状態であることを示した閉状態情報をＲＡＭ３５ｃに記憶させ（ステップＳ３６）、処理を終える。
【００５３】
このように構成された車両減速装置３及び車両にあっては、ボールねじ式回転歯車機構の伸張装置３２、及び車輪ストッパ装置３６を複合的に組み合わせることによって１Ｇ以上の制動性能で車両を減速させることができる。
また、１Ｇ以上の制動性能で車両を減速させることができるため、高精度及び高コストの衝突予測部３４が不要になり、車両の衝突を予防することができる車両減速装置及び車両を低コストで構成することができる。
【００５４】
また、１Ｇ以上の制動性能を発揮するための伸張装置３２、車輪ストッパ装置３６の動作は可逆的であるため、本発明に係る車両減速装置３による減速機能は繰り返し利用することができる。従って、高い衝突予測精度を衝突予測部３４に求める必要が無く、衝突予測部３４を低コストで構成することができる。
【００５５】
更に、本実施の形態によれば、より多くの事故は軽衝突を前提とした拘束装置を装備するだけで安全性を確保することが可能になる。例えば、本発明により衝突が軽衝突となり衝突安全におけるエアバッグが不要になる可能性がある。更に、エアバッグが不要になることによって、エアバッグによる加害性を考慮する必要がなくなる可能性がある。
【００５６】
更にまた、本実施の形態に係る車両減速装置３を備えることにより、軽衝突向けに、車両強度を落とし、軽量化を図ることができる。
【００５７】
更に、本発明によれば、衝突時のシートベルト張力が十分に低いと考えられるため、シートベルト巻き取り装置を補強無しでシートに内蔵することができ、車両レイアウトへの制約を低減できる。
更にまた、衝突時における火薬式プリテンショナが不要になる可能性もありシステム全体の構成コストの見直しができる。
【００５８】
なお、実施の形態では、可逆式の車輪ストッパ装置を説明したが、衝突０．１ｓ前程度で鉄製鎖の車輪制動部材のかわりにＦ１用タイヤゴムを同様に降下させて、車輪及び路面間の摩擦係数を上昇させ、車両を減速させるように構成しても良い。但し、Ｆ１用タイヤゴムを用いた場合、不可逆式システムとなり、衝突後にタイヤ等の交換が必要となる。
【００５９】
また、伸張装置に加えて、車輪ストッパ装置を備えているが、衝突予測部の信頼性が十分に高い場合、車両ストッパ装置を備えないようにしても良い。
【００６０】
更にまた、本実施の形態では、伸張装置及び車輪ストッパ装置の双方を設けているが、必要に応じて、いずれか一方のみを備えるように構成しても良い。
【００６１】
（変形例）
変形例に係る車両及び車両減速装置３は、懸架装置１３１及び伸張装置１３２の構成、減速制御に係る処理手順が異なるため、以下では主に上記相異点を説明する。
【００６２】
図１１は、変形例に係る車両減速装置３の要部を模式的に示す説明図である。変形例に係る懸架装置１３１は、空気ばね式であり、図示しないショックアブソーバーを備え、ショックアブソーバーには、空気ばね（緩衝部材）１３１ｂが付設されている。前記ショックアブソーバーの車体側支柱１３１ａは車体１に接続され、ショックアブソーバーの車輪側支柱１３１ｃは、車輪２のロアアームに接続されている。
【００６３】
伸張装置１３２は、圧縮ガスを供給するための圧縮機１３２ａを備える。圧縮機１３２ａ及び空気ばね１３１ｂは、第１圧縮ガス供給管１３２ｂによって接続されており、圧縮機１３２ａから供給された圧縮ガスが空気ばね１３１ｂに供給されるように構成されている。また、第１圧縮ガス供給管１３２ｂの適宜箇所には、第１圧縮ガス供給管１３２ｂを開閉させる圧縮ガス供給弁１３２ｃが設けられている。
【００６４】
また、圧縮機１３２ａには、連結管１３２ｄを通じてバッファタンク１３２ｅが接続されており、バッファタンク１３２ｅは、圧縮機１３２ａから供給された圧縮ガスを蓄えている。更に、バッファタンク１３２ｅ及び空気ばね１３１ｂは、第２圧縮ガス供給管１３２ｆによって接続されており、バッファタンク１３２ｅに蓄えられた圧縮ガスを空気ばね１３１ｂに供給するように構成されている。また、第２圧縮ガス供給管１３２ｆの適宜箇所には、第２圧縮ガス供給管１３２ｆを開閉させる伸張弁１３２ｇが設けられている。
【００６５】
更に、空気ばね１３１ｂの適宜箇所には排気管１３２ｈが設けられている。排気管１３２ｈには排気管１３２ｈを開閉させる圧縮ガス排気弁１３２ｉが設けられている。
【００６６】
図１２は、変形例に係る制御回路３５の構成を模式的に示す説明図である。制御回路３５の構成は、実施の形態と同様であり、出力部３５ｅに圧縮ガス供給弁１３２ｃ、圧縮ガス排気弁１３２ｉ、伸張弁１３２ｇが接続されている点が異なる。圧縮ガス供給弁１３２ｃ、圧縮ガス排気弁１３２ｉ、伸張弁１３２ｇは、例えば電磁弁であり、制御回路３５は、各電磁弁へ制御信号を出力することによって、各電磁弁の開閉状態を制御することができる。
【００６７】
図１３は、変形例における車両の減速制御に係るＣＰＵ３５ａの処理手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ３５ａは、衝突予測部３４から出力された衝突予測信号に基づいて、車両が衝突するか否かを予測する（ステップＳ１１１）。車両の非衝突を予測した場合（ステップＳ１１１：ＮＯ）、ＣＰＵ３５ａは、再度ステップＳ１１１の処理を実行する。なお、衝突が予測されていない通常の走行時においては、空気ばね１３１ｂに圧縮ガスが供給されることなく、空気ばね１３１ｂは従来の懸架装置１３１として機能する。
【００６８】
車両の衝突を予測した場合（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３５ａは、乗員拘束装置４へ乗員拘束制御信号を出力することによって、乗員を拘束する（ステップＳ１１２）。
【００６９】
次いで、ＣＰＵ３５ａは、油圧回路３３ｃの動作を制御することによって、ディスクブレーキ装置３３を作動させ、車輪２を制動させる（ステップＳ１１３）。
【００７０】
そして、ＣＰＵ３５ａは、衝突予測部３４から出力された衝突予測信号に基づいて、車両の衝突が予測される状態が継続しているか否かを判定する（ステップＳ１１４）。衝突が予測される状態が継続していないと判定した場合（ステップＳ１１４：ＮＯ）、ＣＰＵ３５ａは、油圧回路３３ｃの動作を制御することによって、車輪２の制動を解除し（ステップＳ１１５）、処理を終える。
【００７１】
衝突が予測される状態が継続していると判定した場合（ステップＳ１１４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３５ａは、伸張弁１３２ｇを開放する（ステップＳ１１６）。
【００７２】
図１４は、減速制御時における空気ばね１３１ｂの動作を模式的に示す説明図である。図１４（ａ）は、伸張開始前における空気ばね１３１ｂ、図１４（ｂ）は、伸張開始後における空気ばね１３１ｂを模式的に示す説明図である。図１４（ｂ）に示すように、圧縮ガスの供給によって、空気ばね１３１ｂが上下方向へ伸張する。空気ばね１３１ｂが伸張した場合、車輪２及び路面間の接地面圧が増大し、摩擦力が向上し、車両の減速度も上昇する。
【００７３】
次いで、ＣＰＵ３５ａは、衝突予測部３４から出力された衝突予測信号に基づいて、車両の衝突が予測される状態が継続しているか否かを判定する（ステップＳ１１７）。衝突が予測される状態が継続していないと判定した場合（ステップＳ１１７：ＮＯ）、ＣＰＵ３５ａは、油圧回路３３ｃの動作を制御することによって、車輪２の制動を解除する（ステップＳ１１８）。そして、ＣＰＵ３５ａは、伸張弁１３２ｇを閉鎖する（ステップＳ１１９）。次いで、圧縮ガス排気弁１３２ｉを開閉することによって（ステップＳ１２０）、圧縮ガスを暫時抜いて通常時に戻し、処理を終える。
ステップＳ１１８〜ステップＳ１２０の処理によって、空気ばね１３１ｂは収縮し、従来の空気ばね式懸架装置１３１として動作する。このように、伸張装置１３２は、可逆式のシステムとして作動する。
【００７４】
衝突が予測される状態が継続していると判定した場合（ステップＳ１１７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３５ａは、開閉板３６ｅが開く方向へ開閉板駆動モータ３６ｇを回転駆動することによって、車輪制動部材３６ｄを投下する（ステップＳ１２１）。そして、ＣＰＵ３５ａは、開閉板３６ｅが開状態であることを示した開状態情報をＲＡＭ３５ｃに記憶させ（ステップＳ１２２）、処理を終える。
【００７５】
変形例に係る車両減速装置及び車両にあっても、上述の実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【００７６】
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、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すべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両及び車両減速装置の略示平面構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る車両及び車両減速装置の略示側面構成図である。
【図３】懸架装置及び伸張装置の構成を模式的に示す説明図である。
【図４】制御回路の構成を模式的に示すブロック図である。
【図５】車両の減速制御に係るＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図６】減速制御時における車両の挙動を示すグラフである。
【図７】減速制御時における伸張装置の動作を模式的に示す説明図である。
【図８】車輪ストッパ装置の動作を模式的に示す説明図である。
【図９】車輪制動部材の回収に係るＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】車輪制動部材の回収動作を模式的に示す説明図である。
【図１１】変形例に係る車両減速装置の要部を模式的に示す説明図である。
【図１２】変形例に係る制御回路の構成を模式的に示す説明図である。
【図１３】変形例における車両の減速制御に係るＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】減速制御時における空気ばねの動作を模式的に示す説明図である。
【図１５】従来の衝突予測センサ及び車両減速装置を用いた減速制御時における車両の挙動を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７８】
１ 車体
２ 車輪
３ 車両減速装置
４ 乗員拘束装置
５ 乗員位置・体格検知部
３１ 懸架装置
３２ 伸張装置
３２ｂ ナット
３２ｃ ねじ軸
３２ｅ ナット駆動歯車
３２ｆ ナット駆動モータ
３３ ディスクブレーキ装置
３４ 衝突予測部
３５ 制御回路
３５ａ ＣＰＵ
３５ｂ ＲＯＭ
３５ｃ ＲＡＭ
３５ｄ 入力部
３５ｅ 出力部
３６ 車輪ストッパ装置
３６ａ ウインチ駆動モータ
３６ｂ 回転円筒部材
３６ｄ 車輪制動部材
３６ｅ 開閉板
３６ｇ 開閉板駆動モータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を構成する車体及び車輪間に設けられ、該車輪に加わる荷重に応じて、伸縮する緩衝部材を有する懸架装置と、車両の衝突を予測する衝突予測手段とを備え、該衝突予測手段が衝突を予測した場合、前記車輪の回転を制動するようにしてある車両減速装置において、
前記衝突予測手段が衝突を予測した場合、前記緩衝部材を可逆的に伸張させる伸張手段を備える
ことを特徴とする車両減速装置。
【請求項２】
前記伸張手段は、
前記緩衝部材に並設され、前記車輪側（又は車体側）に設けられたねじ軸と、
前記車体側（又は車輪側）に設けられており、前記ねじ軸に螺合するナットと、
該ナットを回転させるナット駆動部と
を備え、
前記ナット駆動部は、
前記衝突予測手段が衝突を予測した場合、前記ねじ軸が前記ナットから進出するように、前記ナットを回転させ、前記衝突予測手段が非衝突を予測した場合、前記ねじ軸が前記ナットへ進入するように前記ナットを回転させるようにしてあることを特徴とする請求項１に記載の車両減速装置。
【請求項３】
前記緩衝部材は、空気ばねを備え、
前記伸張手段は、
前記衝突予測手段が衝突を予測した場合、前記空気ばねに圧縮ガスを供給する圧縮機と、
前記衝突予測手段が非衝突を予測した場合、前記空気ばねから圧縮ガスを排気させる排気弁と
を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両減速装置。
【請求項４】
前記車体側に収納されており、前記車輪及び路面間に巻き込ませて該車輪の回転を制動するための車輪制動部材と、
前記衝突予測手段が衝突を予測した場合、前記車輪制動部材を前記車輪の前方へ投下する投下手段と、
該投下手段によって投下された前記車輪制動部材を回収する回収手段と
を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の車両減速装置。
【請求項５】
前記車輪制動部材は、鋼材で形成された帯状をなし、
前記回収手段は、
外周面に前記車輪制動部材の一端部が固定され、前記車体側に回動可能に設けられた回転円筒部材と、
該回転円筒部材を回転させる回転円筒部材駆動部と
を備え、
前記投下手段は、
前記車輪の前方車体側に回動開閉が可能に支持され、前記車輪制動部材の他端側が載置される開閉板と、
該開閉板を開方向へ回動させる開閉板駆動部と
を備えることを特徴とする請求項４に記載の車両減速装置。
【請求項６】
車輪及び路面間に挿脱が可能な車輪制動部材と、車両の衝突を予測する衝突予測手段とを備え、該衝突予測手段が衝突を予測した場合、前記車輪の回転を制動するようにしてある車両減速装置であって、
前記衝突予測手段が衝突を予測した場合、前記車輪制動部材を車輪及び路面間に挿入する手段を備える
ことを特徴とする車両減速装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載の車両減速装置を備えることを特徴とする車両。
【請求項１】
車両を構成する車体及び車輪間に設けられ、該車輪に加わる荷重に応じて、伸縮する緩衝部材を有する懸架装置と、車両の衝突を予測する衝突予測手段とを備え、該衝突予測手段が衝突を予測した場合、前記車輪の回転を制動するようにしてある車両減速装置において、
前記衝突予測手段が衝突を予測した場合、前記緩衝部材を可逆的に伸張させる伸張手段を備える
ことを特徴とする車両減速装置。
【請求項２】
前記伸張手段は、
前記緩衝部材に並設され、前記車輪側（又は車体側）に設けられたねじ軸と、
前記車体側（又は車輪側）に設けられており、前記ねじ軸に螺合するナットと、
該ナットを回転させるナット駆動部と
を備え、
前記ナット駆動部は、
前記衝突予測手段が衝突を予測した場合、前記ねじ軸が前記ナットから進出するように、前記ナットを回転させ、前記衝突予測手段が非衝突を予測した場合、前記ねじ軸が前記ナットへ進入するように前記ナットを回転させるようにしてあることを特徴とする請求項１に記載の車両減速装置。
【請求項３】
前記緩衝部材は、空気ばねを備え、
前記伸張手段は、
前記衝突予測手段が衝突を予測した場合、前記空気ばねに圧縮ガスを供給する圧縮機と、
前記衝突予測手段が非衝突を予測した場合、前記空気ばねから圧縮ガスを排気させる排気弁と
を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両減速装置。
【請求項４】
前記車体側に収納されており、前記車輪及び路面間に巻き込ませて該車輪の回転を制動するための車輪制動部材と、
前記衝突予測手段が衝突を予測した場合、前記車輪制動部材を前記車輪の前方へ投下する投下手段と、
該投下手段によって投下された前記車輪制動部材を回収する回収手段と
を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の車両減速装置。
【請求項５】
前記車輪制動部材は、鋼材で形成された帯状をなし、
前記回収手段は、
外周面に前記車輪制動部材の一端部が固定され、前記車体側に回動可能に設けられた回転円筒部材と、
該回転円筒部材を回転させる回転円筒部材駆動部と
を備え、
前記投下手段は、
前記車輪の前方車体側に回動開閉が可能に支持され、前記車輪制動部材の他端側が載置される開閉板と、
該開閉板を開方向へ回動させる開閉板駆動部と
を備えることを特徴とする請求項４に記載の車両減速装置。
【請求項６】
車輪及び路面間に挿脱が可能な車輪制動部材と、車両の衝突を予測する衝突予測手段とを備え、該衝突予測手段が衝突を予測した場合、前記車輪の回転を制動するようにしてある車両減速装置であって、
前記衝突予測手段が衝突を予測した場合、前記車輪制動部材を車輪及び路面間に挿入する手段を備える
ことを特徴とする車両減速装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載の車両減速装置を備えることを特徴とする車両。
【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１５】
【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１５】
【公開番号】特開２０１０−１４９５９１（Ｐ２０１０−１４９５９１Ａ）
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２７９２９（Ｐ２００８−３２７９２９）
【出願日】平成２０年１２月２４日（２００８．１２．２４）
【出願人】（５０３３５８０９７）オートリブ ディベロップメント エービー (402)
【復代理人】
【識別番号】１０００７８８６８
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 登夫
【復代理人】
【識別番号】１００１１４５５７
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 英仁
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２４日（２００８．１２．２４）
【出願人】（５０３３５８０９７）オートリブ ディベロップメント エービー (402)
【復代理人】
【識別番号】１０００７８８６８
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 登夫
【復代理人】
【識別番号】１００１１４５５７
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 英仁
【Ｆターム（参考）】
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