WO2005000604A1

WO2005000604A1 - 車両用スリップ防止装置

Info

Publication number: WO2005000604A1
Application number: PCT/JP2004/005177
Authority: WO
Inventors: Moriharu Sakai; Takashi Watanabe; Shoichi Masaki
Original assignee: Advics Co., Ltd.
Priority date: 2003-06-26
Filing date: 2004-04-09
Publication date: 2005-01-06
Also published as: JP2006188077A

Abstract

凍結路面に対し簡易な構成の手段により有効に凹凸を形成することができ、かつ作動媒体が路上に残留しても環境に影響を与えない媒体を用いた車両用スリップ防止装置を得るために、この発明の車両用スリップ防止装置は、液を貯留するタンク1に加熱コイル2による加熱手段を備え、加熱された高温液Lを接続パイプ4を経て噴射ポンプ3により液状又は液滴状に噴射し、凍結路面上に凹凸を形成するように構成されている。液は、水又はアルコール等の不凍液が用いられる。

Description

明細書

車両用スリップ防止装置技術分野

この発明は、凍結路面に凹凸を形成することにより車両のタイヤのスリップを防止する車両用スリップ防止装置に関する。背景技術

走行中の車両のスリップを防止する方法として、凍結していない一般道路において車両を制動する際に、制動を短時間の間隔で継続させてスリップ率を回復させながら効率よく制動を行い、安全性を向上させる、いわゆる A B S (アンチロックブレーキシステム）と呼ばれる制動方式が広く知られている。この方法は車両の接地面であるタイヤの路面に対するグリップ力（摩擦力）が残っていることが前提であり、スリップを防止する方法としては間接的であって、凍結路のように、摩擦係数^が極端に小さい場合最早作動限界を越えて制動不能となり、路面との間の摩擦係数を直接的に向上させることはできない。

一方、冬季において氷点下で積雪などにより凍結した路面では、スリップを防止する方法として古くから種々の対策が試みられて来たが、その 1つとして例えばスパイクタィャはアスファルト路を走行する際に道路を摩耗し、粉塵公害を引き起すとして使用が禁止されたという経緯もあり、安価で有効なスリップ防止手段が所望されている。このような凍結路でもスリップを有効に防止する手段として、特開平 8 - 2 5 9 0 5号公報 (特許文献 1 ) に記載された「車両のスリップ防止補助装置」が知られている。

この装置は、タンクに蓄えられたスリップ防止粒子をタイヤの接地部近傍に散布するように構成され、スリップ防止粒子を保温する粒子保温手段を備えたというものである < この装置では、スリップ防止粒子を粒子保温手段により保温し、その保温粒子をタイヤの接地部付近に散布して、保温粒子の熱により一時的に氷を溶かして氷表面に埋め込み. 再び凍結されて固着された粒子によって凍結路面上に凹凸を形成し、路面の摩擦係数/ を増大させるようにしている。使用される粒子としては、砂粒子ゃ融氷剤などの無機物. あるいは植物の種子、食用粉、松脂粉などの有機物が用いられる。

上述した特許文献 1 に開示された路面の摩擦係数^を向上させる方法では、路面に固着した粒子によって路面上に凹凸を形成することはできるとしても、路面表面の氷が溶 P2004/005177 けたときに、砂や種子などの無機物又は有機物のスリップ防止粒子は融水と共に流されてもなお粒子が路面に残留する可能性があり、粒子が路面に残留した場合は粉塵公害、環境汚染などの問題を引き起す可能性がある。従って、路面に粒子が残留することなく凹凸を形成できる方法が望ましい。発明の開示

この発明は、上記の問題に留意して、凍結路面に対し簡易な構成の手段により有効に凹凸を形成することができ、かつ作動媒体が路上に残留しても環境に影響を与えない媒体を用いた車両用スリップ防止装置を提供することを課題とする。

この発明は、上記の課題を解決する手段として、タンクに貯留された液状体を高温に加熱する加熱手段をタンクに設け、加熱された高温液を液状又は液滴状で噴射する噴射手段から車両タイヤの前方に噴射して凍結路面上に凹凸を形成するように構成した車商用スリップ防止装置としたのである。なお、液滴として噴射する場合は、粒子を細かくして霧状に噴射するようにしてもよい。

上記課題を解決する別の手段として、タンクに貯蔵された液状体を高圧に加圧する加圧手段をタンクに設け、加圧された高圧液を液状又は液滴状で噴射する噴射手段から車両タイヤの前方に噴射して凍結路面上に凹凸を形成するように構成した車両用スリップ防止装置とすることもできる。

さらに、上記課題を解決するもう 1つの手段として、タンクに貯留された液状体を高温に加熱する加熱手段と、高圧に加圧する加圧手段とをタンクに設け、加熱及び加圧された高温 · 高圧液を液状又は液滴状で噴射する噴射手段から車両タイヤの前方に噴射して凍結路面上に凹凸を形成するように構成した車両用スリップ防止装置とすることもでさる。

上記の構成とした第 1、第 2、第 3の発明のいずれも高温液、高圧液、高温 · 高圧液のいずれかを噴射手段から噴射することにより凍結路面上に凹凸を形成する。高温液、高圧液、高温 · 高圧液は、予めエンジン始動直後の走行前に加熱手段、加圧手段、又は両手段のいずれかにより予熱又は予加圧してそれぞれの状態を準備しておき、準備完了してから走行を開始する。高温液、高圧液、高温 · 高圧液は水又はアルコール等の不凍液のような液体が好ましい。

また、タンクに貯留する液状体は、液状または液滴状に噴射されるものであれば、液体（li qui d)ではなくても、ゲル（ge l)またはゾル（s ol)状の粘性を有したコロイド状物質であっても良い。このようなコロイド状物質は、例えば酢酸系の凍結防止剤に寒天などのゲル化剤を添加したものがある。

特に、コロイド状物質を使用する場合は、加熱または加圧によって液状化するような材料を選定することが好ましい。

走行中にブレーキを踏込みタイヤのスリップを検出すると、このブレーキ信号により噴射手段を作動させて液を液状で又は液滴として噴射し、液の熱、圧力又はその両方で凍結路面を溶かして、又は削るようにして凹凸を形成する。凹凸形成範囲は走行タイヤの前方で、タイヤ幅より少し広い範囲に及ぶようにする。

又、レーザ光を発生するレーザ発生装置と、発生したレーザ光を伝送、照射する手段とを備え、レーザ発生装置から送り出されるレーザ光を車両タイヤの前方に照射して凍結路面上に凹凸を形成し、凍結路面を走行する車両のスリップを防止するように構成した車両用スリップ防止装置を採用してもよい。

さらに、気体を加熱して熱エネルギを発生させる熱発生装置と、加熱された気体を噴射する噴射手段とを備え、噴射手段から車両タイヤの前方に加熱された気体を噴射して凍結路面上に凹凸を形成し、凍結路面を走行する車両のスリップを防止するように構成した車両用スリップ防止装置を採用することもできる。

あるいは、熱エネルギを発生する熱源を有し、かつ発生した熱エネルギを車両タイヤの前方路面に伝達する路面接触部材を有する熱伝達手段を備え、上記路面接触部材は路面に接触した際に路面に凹凸を形成する凹凸形成手段として設け、上記路面接触部材を路面に接触させ、路面に熱エネルギを伝達することにより凍結路面に凹凸を形成して車両のスリツプを防止するように構成した車両用スリップ防止装置を採用することができる。

上記のように、レーザ光を照射したり、加熱した気体を噴射するように間接的に路面の表面の氷を溶かすようにしても、又ヒータ等の熱伝達手段を路面に直接接触させることで氷を溶かすようにしても、路面上に粒子が残留せずに凍結路面上に凹凸を形成することができる。この場合も、予めエンジン始動直後の走行前にレーザ発生装置、熱発生装置、または熱伝達手段を起動させて準備をしておくことが好ましい。

以上詳細に説明したように、この発明の車両用スリップ防止装置はタンクに加熱手段，加圧手段又は両手段のいずれかを設けてタンク内の液を高温液、高圧液、又は高温 · 高圧液とし、そのいずれかの液を噴射手段から液状又は液滴状に噴射するようにしたから，凍結路面上に噴射される液の高温度で水を溶かし、あるいは高圧で氷を削つて凹凸が形成され、路面上に粒子が残留することなく路面とタイヤ間の摩擦係数/ iが直接的に大幅に増大するという画期的な効果が得られる。

又、熱伝達手段によるスリップ防止装置の発明では、熱伝達手段を路面へ接触させて熱伝達し、凍結路面に凹凸を形成するようにしたから、この場合も路面上に何らの残留物を残すことがなく、路面とタイヤ間の摩擦係数が直接的に大幅に増大するという効果が得られる。図面の簡単な説明

図 1は第 1実施形態の車両用スリップ防止装置の全体概略構成図、図 2は第 2実施形態の車両用スリップ防止装置の全体概略構成図、図 3は第 3実施形態の車両用スリップ防止装置の全体概略構成図、図 4は同上装置の（ a ) 部分正面図、（b ) 部分側面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図 1は、実施形態の車両用スリップ防止装置 Aの全体概略図である。図示のように、この車両用スリップ防止装置 Aは、液体 Lを収容するタンク 1を備え、このタンク 1内には液体 Lを高温に加熱するための加熱手段として電気抵抗による加熱コイル 2が設けられている。加熱された高温液は、これを噴射する噴射ポンプ 3に配管 4を経由して吸引されて送られる。加熱コイル 2及び噴射用ポンプ 3の駆動モータ 3 M は、駆動回路 5へ制御回路（E C U ) 6から制御信号が送られることにより駆動される。 7が液面計、 8は液体の温度計であり、それぞれの状態を検出した信号は図示していないが制御回路 6へ送られ、その検出信号に基づいて噴射ポンプ 3が駆動され、高温液が路面に噴射される。なお、図示していないが、制御回路 6へはブレーキ装置からブレーキを踏込んだ際のブレーキ信号、及び車両に取付けられた各種のセンサからの信号が送られるようになつており、これらの信号から車輪のスリップを検出し、車輪のスリツプが大きいときにポンプ 3を作動させるようになつている。

但し、タンク 1の加熱コイル 2への通電はィグニッシヨンスィツチを入れてエンジンを始動させた後、外気温が所定以下（例えば 5 °C ) であることを温度センサにより検出すると通電し、急速加熱により所定の高温状態に設定する。又、各種のセンサとは、車輪速センサ、加速度センサ、ョーレートセンサ、踏力センサ等、車両の走行状態を検出するセンサのことであり、これらのセンサの検出結果に基づいて車輪のスリップが検出される。車輪のスリップの検出は、一種類のセンサで行っても、複数種類のセンサからの検出結果に基づいて判定してもよい。

タンク 1は、図示の例では電気抵抗による加熱コイル 2を内蔵する形式としたが、この加熱コイル 2に代えてタンク 1の内周（又は外周）に中空管を設け、この中空管へェンジンの排気熱を送り込んで加熱するようにしてもよいし、両者を併設してもよい。夕ンク 1内に貯留される液体 Lは、高温の水（湯）に添加剤を加えた又はアルコール等の不凍液などであり、後述するように、路面に向って噴射、散布された後残存して周囲の環境に影響を及ぼすことのない種類の液が用いられる。高温の液体は、水では l o o t 以下、アルコールでは種類によって異なるが一般に 6 0 ~ 2 0 0 以下で、それぞれの沸点より若干低い（数度）温度まで加熱するものとする。

ポンプ 3は、ベーンタイプあるいはプランジャタイプ等どのような形式のポンプでもよいが、その吹出孔は一定量の液又は液滴を吐出し得るように、例えば小さなノズルキヤップ 3 aを設け、噴射される高温液が凍結路上の氷を点状又は小孔状に溶かし得る形状、構造の吐出孔とする必要がある。但し、ノズルキャップ 3 aに設ける吐出孔のノズル孔数はタイヤの幅方向に直線状に複数個設けるのが望ましい。吐出圧は、高圧でなくてもよいが、高温液を凍結路に対して液状、又は液滴状に噴射するのに必要な最小限の圧力であればよく、例えば、〜数気圧程度であればよい。又、ノズルキヤップ 3 aによる噴射方向はタイヤの前方であればよく、タイヤの接地部付近に限定する必要はない。上記の構成とした車両用スリップ防止装置 Aは、タンク 1内の高温液を噴射ポンプ 3 aの吹出孔ょり噴射して凍結路面上に複数の点状又は小孔状の凹所を形成する。前述したように、車両を走行させる前に、エンジンのィダニッションスィツチを投入した直後、加熱コイル 2へ通電し急速加熱によりタンク 1内の液体を高温液に予熱しておく。走行を開始し、外気温が設定温度以下の検出信号又は手動スィツチによる入力信号で制御回路 6は待機状態とされ、凍結路上を走行中にブレーキを踏込み、各種のセンサの検出結果に基づき車輪のスリップを検出すると、その検出結果に基づいて制御回路 6が制御信号を駆動回路 5へ送る。

駆動回路 5はモー夕 3 _M を駆動して噴射ポンプ 3から高温液を断続的に液状で、又は液滴として噴射し凍結路面に多数の凹所を形成する。これらの凹所はタイヤ幅より少し広い範囲に車両の進行方向にタイヤに先行して形成される。凹所が形成されると、凍結路面であってもタイヤとの摩擦係数が大幅に向上し、ブレーキが有効に作用することとなる。

図 2は第 2実施形態の車両用スリップ防止装置 A ' の全体概略図である。この車両用スリップ防止装置 A ' の基本的な構成は、第 1実施形態と同じであるが、タンク 1内の液を加圧する加圧ポンプ 9を備えた点が異なる。 9 _M 電動モータ、 9 _V はリリーフ弁

(逃し弁）である。又、タンク 1は第 1実施形態では耐高温性の材料でよいが、この実施形態では耐高温性、耐高圧性の材料を用いる必要があり、例えばステンレス鋼で厚肉の容器が用いられる。

加圧ポンプ 9 によりタンク 1内の空気層は、例えば数気圧乃至数 1 0気圧程度に加圧して、タンク 1内の液体の飽和蒸気圧を高くすることにより液状のまま高温状態を生じさせる。

例えば水の飽和温度は大気の 1気圧下で 1 0 0。(：であるのが、加圧すると 1 5〜 2 0 気圧で 2 0 0 °C程度となり、他の液体でも同様に加圧下では飽和温度が上昇することはよく知られている。従って、加圧ポンプ 9により予加圧した状態で、例えば水を 2 0 0 °Cの高温液に加熱コイル 2により予熱し、その高温液を噴射ポンプ 3より噴射する。高温 · 高圧液を断続的に液状で又は液滴として噴射ポンプ 3から噴射して凍結路面に多数の凹所を形成すると、第 1実施形態の場合よりさらに凹所は深く大きく形成することができる。高温. ' 高圧液で凍結路の表面をより有効に溶かすからである。

なお、上記第 2実施形態では使用される液体を高温 · 高圧液としたが、加熱コイル 2 を省略し、高圧液としてもよい。但し、この場合は、圧力は数 1 0気圧以上とし、噴射される高圧液が凍結路表面の氷を削るように突き当てる。このような高圧液は、液体であっても高圧下では堅い棒状の物体が作用するのと同様な効果があり、氷表面を削ることができるからである。

以上の各実施形態では、高温液、高温 · 高圧液、高圧液のいずれかを噴射して凍結路面に凹所を形成し、残存する噴射物が環境に影響を及ぼさないようにしたが、このような液体でなくレーザ光や熱線を用いて氷の表面を削るようにしてもよい。レーザ光を用いる場合は、小型のレーザ発生装置により極力強力なレーザ光を発生させる。例えば、波長 1 0 . 6 m (遠赤外光）の C〇 ₂ レーザ、あるいは波長 1 . 0 6 z m (近赤外光）の N d— Y A Gレーザ等を用いる。

発生したレーザ光は Qスィツチ等を用いてパルス光として断続的に送り、伝送経路では光ファイバケーブルにより伝送し、噴射ポンプ 3に相当する位置に設けた照射レンズへ送って照射する。レーザ光は直進性が高く、レーザ発生装置から送り出されるレーザ光は一般に直径が極めて小さいから、途中で所定直径にレンズで拡大して照射レンズへ伝送する。レーザ光は複数で照射すれば凍結路面に凹部を多く形成するので、効果を大きくすることができる。

熱線を用いる場合は、例えばニクロム線に通電して熱エネルギを発生させ、その熱ェネルギをエア一コンプレッサで高温 · 高圧気体として熱発生部から送り出し、吐出ノス' ルから高温 · 高圧気体を断続的に氷表面に吹き付けて氷の表面を削るようにする。なお、レーザ光と熱線を併用するようにしてもよい。

又、第 3実施形態の車両用スリップ防止装置 A " として、図 3、図 4に示すような熱伝達手段 1 0を凍結路面に接触させることにより氷の表面を溶かすようにしたスリップ防止装置としてもよい。図 3に示す車両用スリップ防止装置 A " の例では、熱伝達手段 1 0は、駆動回路 5へ制御回路（E C U ) 6から制御信号を送り、これにより駆動されるモータ 1 1及びヒータ 1 3を備えている。図 4の（ a ) 図に示すように駆動回路 5からの電源ライン L _M で駆動されるモー夕 1 1により回転されるアーム 1 2の先端に正面視 T字状に接続された中空状の路面接触部材 1 2 _T 内にヒータ 1 3は設けられており、駆動回路 5からの電源ライン L _H によりヒータ 1 3に通電されると加熱され、熱エネルギを発生する熱源としてヒータ 1 3は設けられている。路面接触部材 1 2 _τ の外周は、図 4の（b ) 図に示すように、路面と接触する部分又は面に、氷の表面に凹凸が付き易くするため凹凸又はノコ歯状突起のような加工形状を有し、これにより路面を変形させるように形成されている。

ヒータ 1 3は、図示の例ではニクロム線又はニクロム線を熱伝導部材で覆い、電気抵抗により発熱するものが用いられており、このヒータ 1 3への通電により発生する熱ェネルギを路面接触部材 1 2 _T に伝熱して、路面との接触部分又は面で氷の表面を溶かすようにして氷表面に凹凸を生じさせる。なお、ヒータ 1 3は上記電気抵抗素子による以外に高温の気体や液体などの流体を循環させて間接的に熱を発生させる熱源であってもよい。この場合は、例えばエンジンの排気ガスを用いたり、あるいは第 1、第 2実施形態で用いられたタンク 1で加熱コイル 2により高温に加熱された液を用いるなどのように路面接触部材 1 2 _τ 外で発生した熱を路面接触部材 1 2 _Τ 内に送り込むため、熱源としては間接的に熱を発生することとなる。

アーム 1 2は、図 4の（b ) 図に示すように、基端に歯車 1 2 _G が設けられ、これに係合するもう 1つの歯車 1 1 c; がモータ 1 1の出力軸上に設けられており、このような回転伝達部材を介して制御回路 6からの制御信号によりアーム 1 2を回転させ、路面接触部材 1 2 _T を路面に直接接触し得るように設けられている。従って、通常はァ —ム 1 2及び路面接触部材 1 2 _Τ は車体下面より上の略水平状態に保持され、必要に応じて制御回路 6からの制御信号によりアーム 1 2及び路面接触部材 1 2 _Τ が下降し、路面に接触することとなる。

なお、路面接触部材 1 2 _τ を昇降させる方式は、モータ 1 1、アーム 1 2による以外にシリンダ、リンク部材、又はカム機構を用いるなど他の種々の方式があり、路面接触部材 1 2 _Τ が路面に接触するように昇降する形式であれば種々の形式を採用できる。この場合、アーム 1 2は必らずしも回転する形式でなくとも、アームを伸縮させる形式，あるいは傾斜状のまま昇降させる形式でもよい。又、上記第 1、第 2の各実施形態では図示しない車両のエンジン駆動のためのバッテリからの電源を用いることを前提としているが、図 3に一点鎖線で示すように、専用電源又は補助電源としてのバッテリ 1 4を設け、駆動回路 5を経由する信号でスィツチ 1 5を o n、 o f f して専用電源としてのバッテリ 1 4から直接に、又は車両のパッテリと補助電源としてのバッテリ 1 4からの電源を併用してヒータ 1 3を加熱するようにしてもよい。

さらに、アーム 1 2をゴム等の弾性体で形成し、モータ 1 1や回転伝達部材を省略して、常時路面接触部材 1 2 _τ を路面に接触するようにしてもよい。又、上述した実施形態では、凍結路面の走行時でブレーキ制動時に車両用スリップ防止装置が作動するものとして説明したが、ブレーキ制動とは関係なく、車輪のスリップが大きいときに作動させるようにしてもよい。例えば、車両が加速中に車輪のスリップを検出した際に各スリップ防止装置を作動させることで車輪のスリップを抑えて所望の加速度を得る場合にも適用することができる。

Claims

請求の範囲

1 . タンクに貯留された液状体を高温に加熱する加熱手段をタンクに設け、加熱された高温液を液状又は液滴状で噴射する噴射手段から車両タイヤの前方に噴射して凍結路面上に凹凸を形成するように構成した車両用スリップ防止装置。

2 . タンクに貯蔵された液状体を高圧に加圧する加圧手段をタンクに設け、加圧された高圧液を液状又は液滴状で噴射する噴射手段から車両タイヤの前方に噴射して凍結路面上に凹凸を形成するように構成した車両用スリップ防止装置。

3 . タンクに貯留された液状体を高温に加熱する加熱手段と、高圧に加庄する加圧手段とをタンクに設け、加熱及び加圧された高温 · 高圧液を液状又は液滴状で噴射する噴射手段から車両タイヤの前方に噴射して凍結路面上に凹凸を形成するように構成した車両用スリツプ防止装置。

4 . 前記加熱手段を電気抵抗による電気的加熱手段としたことを特徴とする請求項 1又は 3に記載の車両用スリップ防止装置。

5 . 前記加熱手段としてエンジンからの排熱を利用する排熱加熱手段を設けたことを特徴とする請求項 1 または 3に記載の車両用スリップ防止装置。

6 . レーザ光を発生するレーザ発生装置と、発生したレーザ光を伝送、照射する手段とを備え、レーザ発生装置から送り出されるレーザ光を車両タイヤの前方に照射して凍結路面上に凹凸を形成し、凍結路面を走行する車両のスリップを防止するように構成した車両用スリップ防止装置。

7 . 気体を加熱して熱エネルギを発生させる熱発生装置と、加熱された気体を噴射する噴射手段とを備え、噴射手段から車両タイヤの前方に加熱された気体を噴射して凍結路面上に凹凸を形成し、凍結路面を走行する車両のスリップを防止するように構成した車両用スリップ防止装置。

8 . 熱エネルギを発生する熱源を有し、かつ発生した熱エネルギを車両タイヤの前方路面に接触して伝達する路面接触部材を有する熱伝達手段を備え、上記路面接触部材は路面に接触した際に路面に凹凸を形成する凹凸形成手段として設け、上記路面接触部材を路面に接触させ、路面に熱エネルギを伝達することにより凍結路面に凹凸を形成して凍結路面を走行する車両のスリップを防止するように構成した車両用スリップ防止装置。

9 . 前記熱伝達手段が電気抵抗に通電して熱エネルギを発生する熱源を有し、熱伝達手段を昇降自在に設けることにより必要に応じて路面に接触自在としたことを特徴とする請求項 8に記載の車両用スリップ防止装置。