JP2007126937A

JP2007126937A - ハンプ装置

Info

Publication number: JP2007126937A
Application number: JP2005322367A
Authority: JP
Inventors: Tetsuji Muto; 哲次武藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-11-07
Filing date: 2005-11-07
Publication date: 2007-05-24

Abstract

【課題】簡易な構成により、車両の速度が低い場合は運転者に異常振動を感じさせないハンプ装置を提供すること。
【解決手段】突出方向に付勢された出没可能な突出部材１７と、突出部材１７の没方向への変位を制止する制止手段１５，２３と、接近する車両の速度を検出する車速検出手段２５と、車速検出手段２５により検出された速度に基づき制止手段１５、２３による変位の制止を解除する解除手段２６と、を有することを特徴とするハンプ装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は路面に凹凸を形成するハンプ装置に関し、特に、該凹凸を出没可能なハンプ装置に関する。

車両による事故の起きやすい危険箇所や、幹線道路の抜け道、高速道路の料金所などの路面に設置され、運転者の体感により事故抑制を図るハンプが知られている。ハンプは路面の一部に凹凸をなすように形成され、車両通過時に車両に異常振動を生じさせ運転者の注意を喚起する。

しかしながら、ハンプが設置されていると、運転者がハンプの手前で減速し車速が低速になっていてもハンプ通過の際に車両に異常振動が生じてしまう。例えば、ハンプが設置されるような場所では多くの運転者が事故を起こさないように十分に速度を落とすため、更にハンプによる注意喚起を望まない場合が多い。このような運転者の要望があるためハンプの設置場所は公園や駐車場など限定された場所にとどまっているが、交通事故の発生状況を鑑みると、徐行箇所や一時停止箇所では半強制的に速度低減または停止させ、十分に安全を確認する時間を運転者に与えることが望ましい。

そこで、ハンプに接近する車両の速度超過を検知してハンプを上昇させるハンプ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１記載のハンプ装置では、車両の速度が所定より速い場合に昇降機によりハンプを路面より突出させるので、車両の速度が低い場合、車両に異常振動を生じさせることがない。
特開２００２−１１５２１５号公報

しかしながら、特許文献１記載のハンプ装置は車両の速度等を検出して昇降制御を行っているため、ハンプ装置に昇降機構を備えていなければならず、構成が複雑となるという不都合がある。

本発明は、上記問題に鑑み、簡易な構成により、車両の速度が低い場合は運転者に異常振動を感じさせないハンプ装置を提供することを目的とする。

上記問題に鑑み、本発明は、突出方向に付勢された出没可能な突出部材（例えば、ハンプ部１７）と、突出部材の没方向への変位を制止する制止手段（例えば、ソレノイド１５及びストッパ２３）と、接近する車両の速度を検出する車速検出手段と、車速検出手段により検出された速度に基づき制止手段による変位の制止を解除する解除手段と、を有することを特徴とするハンプ装置を提供する。

本発明によれば、速度に基づき制止手段による変位の制止を解除することで、車両の速度が低い場合は運転者に異常振動を感じさせないハンプ装置を提供することができる。また、没方向への変位は車両の軸重により行われ、車両の通過後は付勢力により元の位置に戻るので簡易な構成とすることができる。

また、本発明の一形態において、車速検出手段は、二点間を車両が通過する時間に基づき速度を検出することを特徴とする。

本発明によれば、車両の接近速度を簡易な構成で検出することができる。

また、本発明の一形態において、突出部材が没方向へ変位した場合、突出部材の変位により発電する発電手段を有することを特徴とする。

本発明によれば、ハンプ装置が軸重により変位するエネルギーを利用して発電でき、ハンプ装置を駆動するための電力とすることができる。

簡易な構成により、車両の速度が低い場合は運転者に異常振動を感じさせないハンプ装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、ハンプ装置の概略構成図を示す。ハンプ装置１は道路２の路面に一部が突出して敷設されており、通過する車両の車速が基準速度以上の場合、車両に異常振動を生じさせ、通過する車両の車速が基準速度より小さい場合、車両に異常振動を生じさせないものである。ハンプ装置１は道路建設と共に敷設されてもよいし、道路建設後に埋設してもよい。

ハンプ装置１は筐体２０を有し道路２の砂利等が流入しないように敷設される。図１では断面矩形の筐体２０としたが道路や路面の形状に応じて変形可能である。ハンプ装置１は制御回路１２により制御される。

筐体２０の路面側壁には路面から一部が突出したスイッチＳＷ１及びＳＷ２が配設されている。スイッチＳＷ１及びＳＷ２はバネやゴムなどの弾性力により路面方向に付勢されていり、車両の軸重よりも小さい荷重によりスイッチオンとなる圧力検知手段である。車輪３が接近しＳＷ１及びＳＷ２を走行すると、スイッチＳＷ１に続きスイッチＳＷ２が押し下げられ車両を検知すると共に後述のように車速を算出する。スイッチＳＷ１及びＳＷ２は圧力により電気抵抗を変化させるゴムのような材料に埋設されていてもよい。このようなスイッチであればスイッチＳＷ１及びＳＷ２の突出部を短くできる。スイッチＳＷ１及びＳＷ２の弾性力は十分に小さいので運転者が路面からの刺激を感じることはないか又は十分に小さい。また、スイッチＳＷ１及びＳＷ２の間隔Ｌは、スイッチＳＷ１及びＳＷ２を、車輪３が通過する通過時間を所定の誤差程度で計測できる距離離れていればよい。また、スイッチが３つ以上あってもよい。

常態のハンプ装置１はハンプ部１７が路面から５〜１０ｃｍ程度、弾性部材１８により付勢されて路面から突出している。弾性部材１８は例えば常態でハンプ部１７を所定の路面高さに保持する圧縮バネやゴム、ダンパなどの機械式の弾性体である。ハンプ部１７は道路の幅方向に車輪３が通過できる程度の長さを有する。道路の幅のほぼ全体に設けてもよいし、左右の車輪が通過する部分にそれぞれ設けてあってもよい。

ハンプ部１７は断面視Ｕ字の形状を有し、溝部２２の内壁を摺動可能に密接して配設される。内壁にはパッキンやグリースを保持する溝２２ａが道路の幅方向に設けられており、雨や小石の侵入を防ぐ。

また、図１ではハンプ部１７のＵ字形状の端部１７ａはストッパ２３と係止している。ハンプ部１７の端部１７ａとストッパ２３とが係止した状態では、車両がハンプ部１７を通過しても弾性部材１８は収縮しない。なお、後述するようにハンプ部１７とストッパ２３とが係止している状態又は解除されている状態のいずれを常態としてもよい。

ストッパ２３はソレノイド１５に接続されており、ソレノイド１５が通電されるとＹ方向に駆動され、ハンプ部１７の係止を解除する。すなわち、ソレノイド１５がストッパ２３を駆動することでハンプ部１７の係止状態と解除状態を切り替える。なお、ソレノイド１５をアクチュエータにより構成してもよい。

ハンプ部１７のＵ字形状の凹部１７ｂはその内側がシャフト１９の端部と当接している。シャフト１９の他方の端部はギア部１６に接続されている。ストッパ２３による係止が解除された状態において車輪３がハンプ部１７を通過すると、ハンプ部１７が車両の軸重により押し下げられハンプなし状態を形成する。そして、ギア部１６はシャフト１９の路面下方向への変位を回転に変換し、当該回転を発電機１４へ伝達する。シャフト１９の端部はギア部１６が有する歯車と歯合しており、シャフト１９の変位に伴い該歯車が回転する。ギア部１６は当該歯車の回転速度を複数の歯車により調整し発電機１４へ伝達する。

発電機１４はコイル及び磁石を有しており、ギア部１６から伝達された回転によりコイル又は磁石が回転することでコイルに起電力を生じさせる。コイルは整流子に接続されており整流子により交流を直流に変換する。

発電機１４は蓄電池１３に接続されており、蓄電池１３は発電された電力を蓄電する。蓄電池１３は、ニッケル水素蓄電池、リチウムイオン二次電池等の化学電池でもよいし、キャパシタでもよい。

また、ハンプ装置１は太陽電池パネル１１を有する。太陽電池パネル１１は路面と同程度の高さに路面と略平行に配設される。表面は圧縮歪により強化された強化ガラスにより覆われており、車両の走行によっても破壊されない強度に保持されている。太陽電池パネル１１は周知の原理により太陽光を常時電力に変換する。例えば、PN接合面を持つ半導体により構成され、接合領域に禁止帯幅よりも大きなエネルギーの光が照射されると、電子と正孔が発生し起電力を生じさせる。なお、色素増感型の太陽電池であってもよい。太陽電池パネル１１が発電した電力は蓄電池１３に蓄電される。なお、太陽電池パネル１１が蓄電池を一体に有していてもよい。

図２はハンプ装置１の機能構成図を示す。図２において図１と同一部分には同一の符号を付す。制御回路１２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＮＶＲＡＭ（Non-volatile RAM）及び通信装置がバスにより接続されたコンピュータより構成される。

制御回路１２は車速検出手段２５及び解除手段２６を有する。車速検出手段２５はスイッチＳＷ１が車輪３を検知した時からスイッチＳＷ２が車輪３を検知する時までの経過時間に基づき車速を求める。スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２の間隔Ｌは既知であるので、経過時間ＴによりスイッチＳＷ１とＳＷ２の間を車両が通過する際の平均速度を算出できる。経過時間をＴとすると車両の平均速度Ｖは次のように算出される。

Ｖ〔ｍ／ｓ〕＝Ｌ〔ｍ〕／Ｔ〔ｓ〕

制御回路１２は太陽電池１１，発電機１４、ソレノイド１５及びシャフト変位量検出手段２４と接続されている。解除手段２６は車速検出手段２５により算出された車速Ｖが基準速度ＶＢよりも小さいか否かに基づきソレノイド１５を制御して、ハンプ部１７とストッパ２３の係止を解除する。すなわち解除手段２６は、車速Ｖが基準速度ＶＢよりも小さい場合にストッパ２３をＹ方向に駆動して係止を解除する。したがって、車両が十分に速度を落としている場合にはハンプ部１７が路面下方向に変位可能となり、通過する車両の軸重により路面下方向に押動されるので、ハンプなし状態を実現できる。また、車両が基準速度ＶＢ以上で走行している場合、ハンプ部１７は路面下方向に変位できないので、ハンプ本来の機能を実現できる。

ところで、車両がハンプ装置１を通過した後、ハンプ装置１は、後続の車両の車速に基づき係止状態又は係止の解除状態のいずれの状態をも取れる必要がある。このため、制御回路１２はシャフト変位量検出手段２４によりシャフト１９の変位量を検出する。検出の結果、ハンプ部１７の端部１７ａがストッパ２３と係止可能な位置まで戻ったら、ソレノイド１５への通電を止め、ストッパ２３によりハンプ部１７を係止する。

シャフト変位量検出手段２４はシャフト１９の端部の変位量を検出する、接触センサ、光センサ、超音波センサ又は差動トランスなど周知の位置検出センサである。シャフト変位量検出手段２４はシャフト１９が所定位置よりも上に戻ったことが検出できればよいので、シャフト１９が所定位置まで戻った場合に接触又は非接触が切り替わるスイッチであってもよい。

なお、車両が通過しシャフト１９が弾性部材１８の付勢力により路面方向に戻る過程では、発電機１４は発電しない。これにより弾性部材１８に余分な負荷を与えることがなく、ハンプ部１７が速やかに元の位置に戻り後続する車両に対応できる。

太陽電池パネル１１及び発電機１４により発電された電力は蓄電池１３に蓄電されているので、制御回路１２の作動やソレノイド１５に通電するための電力として利用される。なお、蓄電池１３に路上設備による電力供給線が接続されていてもよい。太陽電池パネル１１の発電力が十分でない夜間などに電力供給線により電力を得ることができる。

以上の構成に基づきハンプ装置１がハンプ部１７の係止を解除する制御の流れを図３のフローチャート図に基づき説明する。図３のフローチャート図は、常態がハンプ部１７とストッパ２３とが係止状態である場合を示す。

まず、ハンプ装置１は車両の接近が検知されたか否かを判定する（Ｓ１１）。スイッチＳＷ１及びＳＷ２が車両の軸重よりスイッチオンとなると（Ｓ１１のＹｅｓ）、車速検出手段２５が車速Ｖを算出する（Ｓ１２）。

ついで、制御回路１２は車速Ｖが基準速度ＶＢよりも小さいか否かを判定する（Ｓ１３）。車速Ｖが基準速度ＶＢよりも小さくない場合（Ｓ１３のＮｏ）、図３の制御は終了する。この場合、ハンプ部１７は路面下方向に変位できないので、車両に異常振動を生じさせることができ、運転者に速度超過の注意を促すことができる。

車速Ｖが基準速度ＶＢよりも小さい場合（Ｓ１３のＹｅｓ）、解除手段２６はソレノイド１５に通電してストッパ２３を駆動しハンプ部１７との係止を解除する（Ｓ１４）。これによりハンプ部１７は路面下方向に変位可能となり、車両がハンプ部１７を通過した場合にハンプなし状態とすることができる。

車両の通過に伴いシャフト１９が変位すると、シャフト１９の運動エネルギーがギア部１６を介し発電機１４により電力に変換される（Ｓ１５）。発電された電力は蓄電池１３に蓄電される。

ついで、制御回路１２はシャフト変位量検出手段２４によりシャフト１９が元の位置に戻ったか否かを判定する（Ｓ１６）。制御回路１２はシャフト１９が元の位置に戻るまでステップＳ１６の判定を繰り返し（Ｓ１６のＮｏ）、シャフト１９が元の位置に戻ったら（Ｓ１６のＹｅｓ）、解除手段２６はソレノイド１５への通電を停止する。これによりソレノイド１５の復旧バネがストッパ２３を押動し、ハンプ部１７を係止する（Ｓ１７）。以上により図３の制御が終了し、ハンプ装置１は後続する車両に対し同様の制御を行うことができる。

ところで、ハンプ装置１は常態においてハンプ部１７とストッパ２３の係止が解除されていてもよい。図４のフローチャート図は、ハンプ部１７とストッパ２３との係止が解除された状態を常態とする場合のハンプ装置１の制御を示す。なお、図４において図３と同一ステップには同一の符号を付す。また、これまで解除手段２６はソレノイド１５の係止を解除するものと説明したが、係止する場合はソレノイド１５によるストッパ２３の駆動方向を逆にするだけであるので図４においても解除手段２６がハンプ部１７を係止するものとする。

ついで、制御回路１２は車速Ｖが基準速度ＶＢよりも小さいか否かを判定する（Ｓ１３）。車速Ｖが基準速度ＶＢよりも小さくない場合（Ｓ１３のＮｏ）、解除手段２６はソレノイド１５に通電してストラップ２３とハンプ部１７を係止させる（Ｓ２１）。これによりハンプ部１７は路面下方向に変位できなくなり、車両に異常振動を生じさせ運転者に速度超過の注意を促すことができる。

ついで、ハンプ装置１は車両がハンプ部１７を通過するのを待ち、車両が通過したら解除手段２６が係止を解除する（Ｓ２２）。車両がハンプ部１７を通過する時間は、車速ＶとスイッチＳＷ２からハンプ部１７までの距離（既知）により容易に算出できる。解除手段２６は算出された時間が経過したらソレノイド１５への通電を停止する。これによりソレノイド１５の復旧バネがストッパ２３を押動し、ハンプ部１７の係止が解除される。

車速Ｖが基準速度ＶＢよりも小さい場合（Ｓ１３のＹｅｓ）、車両の通過に伴いシャフト１９が変位し、シャフト１９の運動エネルギーがギア部１６を介し発電機１４により電力に変換される（Ｓ１５）。発電された電力は蓄電池１３に蓄電される。以上により図４の制御は終了する。

図４のような制御であれば、車両の速度Ｖが基準速度ＶＢよりも小さい場合にはソレノイド１５を駆動する必要がないので、減速して走行する車両が多い道路では消費電力を低減できる。

また、係止状態又は解除状態のいずれを常態にするかを切り替える手段を備え、時間帯等により切り替えることとしてもよい。切り替えは、ソレノイド１５の代わりにアクチュエータを用いれば容易に構成できる。例えば、夜間のように通行量が少なく速度超過の多い時間帯は図３の制御のように係止状態を常態とし、日中のように減速して走行する車両が多い時間帯は図４の制御のように解除状態を常態とする。これにより、ソレノイド１５の駆動回数が減りメンテナンス費用や電力の消費が低減できる。また、基準速度ＶＢを時間帯や道路の混雑状況に応じて切り替えることとしてもよい。

以上のように、本実施の形態によれば、車両の速度が低い場合は、運転者に異常振動を感じさせないハンプ装置を提供することができる。また、ハンプ部１７の出没は車両の軸重により行われるので構成を簡易にできる。

ハンプ装置の概略構成図である。ハンプ装置の機能構成図である。ハンプ装置がハンプ部の係止を解除する制御の流れを示すフローチャート図である。ハンプ装置１がハンプ部を係止する制御の流れを示すフローチャート図である。

符号の説明

１ハンプ装置
２道路
３車輪
１１太陽電池パネル
１２制御回路
１３蓄電池
１４発電機
１５ソレノイド
１６ギア部
１７ハンプ部
１８弾性部材
１９シャフト
２０筐体

Claims

突出方向に付勢された出没可能な突出部材と、
前記突出部材の没方向への変位を制止する制止手段と、
接近する車両の速度を検出する車速検出手段と、
前記車速検出手段により検出された前記速度に基づき前記制止手段による変位の制止を解除する解除手段と、
を有することを特徴とするハンプ装置。
前記車速検出手段は、二点間を前記車両が通過する時間に基づき前記速度を検出する、ことを特徴とする請求項１記載のハンプ装置。
前記突出部材が没方向へ変位した場合、前記突出部材の変位により発電する発電手段を有する、ことを特徴とする請求項１又は２記載のハンプ装置。