(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基本的に同じ方向にレーザ放射を発するように構成された、２つ、３つ、４つ又はアレイの垂直共振器面発光レーザダイオードを含む、自己混合干渉により動作する少なくとも１つのレーザセンサと、
少なくとも１つの回転センサと、
解析回路とを有するセンサシステムであって、
前記少なくとも１つのレーザセンサは、車両の第１の速度成分に起因する測定データを生成するように構成され、前記回転センサは、前記車両の第１の車輪の第１の回転速度に起因する測定データを生成するように構成され、前記解析回路は、前記少なくとも１つのレーザセンサにより生成された前記測定データを受信するように構成され、前記回転センサ及び前記解析回路は更に、前記車両の前記第１の速度成分及び前記車両の前記車輪の前記第１の回転速度を決定するように構成された、センサシステム。
【請求項２】
前記回転センサは、自己混合干渉により動作するレーザセンサである、請求項１に記載のセンサシステム。
【請求項３】
前記垂直共振器面発光レーザダイオードにより発せられた前記レーザ放射の焦点、及び／又は前記レーザ放射の強度、及び／又は前記レーザ放射の向きを異なる態様で変化させるように構成された、請求項１に記載のセンサシステム。
【請求項４】
前記少なくとも１つのレーザセンサは更に、前記第１の速度成分とは異なる前記車両の第２の速度成分に起因する測定データを生成するように構成され、前記解析回路は更に、前記車両の前記第２の速度成分を決定するように構成された、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のセンサシステム。
【請求項５】
前記少なくとも１つのレーザセンサは更に、前記第１の速度成分及び前記第２の速度成分とは異なる前記車両の第３の速度成分に起因する測定データを生成するように構成され、前記解析回路は更に、前記車両の前記第３の速度成分を決定するように構成された、請求項４に記載のセンサシステム。
【請求項６】
前記少なくとも１つのレーザセンサは更に、前記レーザセンサの装着位置と前記車両が走行する路面との間の第１の距離、及び前記レーザセンサの装着位置と前記車両が走行する路面との間又は前記レーザセンサの装着位置と前記車両の前記第１の車輪の表面との間の少なくとも第２の距離に起因する測定データを生成するように構成され、前記第１の距離は前記第２の距離とは異なり、前記解析回路は、前記第１の距離及び前記第２の距離を決定するように構成された、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のセンサシステム。
【請求項７】
前記解析回路は更に、前記車両の前記第１の速度成分及び／又は前記第２の速度成分及び／又は前記第３の速度成分に対する前記第１の回転速度を解析することにより、少なくとも前記第１の車輪と前記車両が走行する路面との間の摩擦を決定するように構成された、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のセンサシステム。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のセンサシステムと制御回路とを有する車両制御システムであって、前記制御回路は、前記解析回路からデータを受信するように構成され、更に前記解析回路から受信されたデータを考慮に入れて制御手段を起動するように構成された、車両制御システム。
【請求項９】
前記制御手段を有する、請求項８に記載の車両制御システム。
【請求項１０】
前記制御回路は、前記解析回路から受信されたデータとは独立して前記車両の少なくとも１つの第１の車輪のテスト加速を始動するように前記制御手段を起動するように構成され、前記制御回路は更に、前記解析回路から受信されたデータを解析することにより、少なくとも前記第１の車輪と前記車両が走行する路面との間の最大摩擦力を決定するように構成された、請求項９に記載の車両制御システム。
【請求項１１】
前記制御回路は、前記第１の車輪と前記車両が走行する路面との間の垂直抗力を決定するように構成され、更に、前記第１の車輪と前記車両が走行する路面との間の走行摩擦の係数を決定するように構成された、請求項１０に記載の車両制御システム。
【請求項１２】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のセンサシステムに結合された運転手情報システムであって、前記センサシステムからデータを受信するように構成され、更に、前記センサシステムから受信されたデータに基づいて光学的及び／又は音響的な情報を前記車両の運転手に供給するように構成された、運転手情報システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の運転手情報システムであって、制御回路を更に有し、前記制御回路が、前記解析回路からデータを受信するよう構成され、前記制御回路は、前記解析回路から受信されるデータを考慮に入れて制御手段を起動するよう更に構成される、運転手情報システム。
【請求項１４】
車両の車輪と前記車両が走行する路面との間の摩擦を決定する方法であって、
基本的に同じ方向にレーザ放射を発するように構成された、２つ、３つ、４つ又はアレイの垂直共振器面発光レーザダイオードを含む、自己混合干渉により動作する少なくとも１つのレーザセンサを用いて、車両の第１の速度成分を測定するステップと、
回転センサにより前記車両の第１の車輪の少なくとも第１の回転速度を測定するステップと、
前記車両と前記車両が走行する路面との間の第１の距離を測定するステップと、
前記車両と前記車両が走行する路面との間、又は前記車両と前記第１の車輪との間の少なくとも第２の距離を測定するステップと、
前記第１の距離及び前記第２の距離を考慮に入れ、前記第１の速度成分に対する前記第１の回転速度を解析回路により解析することにより、少なくとも前記第１の車輪と前記車両が走行する路面との間の摩擦を決定するステップと、
を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサシステム、該センサシステムを有する車両制御システム、及び該車両制御システム及び／又は該センサシステムに結合された運転手情報システムに関する。
【０００２】
本発明は更に、車両の車輪と該車両が走行する路面との間の摩擦を決定する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
国際特許出願公開WO2007/149934A2は、走行車両又は該走行車両が走行する走行路面の特性を測定するための光学的方法及び装置であって、前記方法は、光源から該走行路面へと入射光を供給するステップと、該走行路面から反射された光を集光するステップと、入射光及び集光された光から路面により引き起こされたドップラーシフトを決定するステップと、該決定された路面により引き起こされたドップラーシフトに基づいて該走行車両の動き特性及び該走行路面の路面特性の少なくとも一方を決定するステップと、を含むものを記載している。該装置はかさばり、多くの走行の車両に実用的ではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、車両の動きに関連する少なくとも１つのパラメータの測定を可能とする、改善されたセンサシステムを提供することにある。
【０００５】
本発明の他の目的は、該センサシステムを有する車両制御システム、及び該車両制御システム及び／又は該センサシステムに結合された運転手情報システムを提供し、車両の動きに関連する少なくとも１つのパラメータを測定する改善された方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、自己混合干渉により動作する少なくとも１つのレーザセンサと、少なくとも１つの回転センサと、解析回路と、を有するセンサシステムであって、前記少なくとも１つのレーザセンサは、車両の第１の速度成分に起因する測定データを生成するように構成され、前記回転センサは、前記車両の第１の車輪の第１の回転速度に起因する測定データを生成するように構成され、前記解析回路は、前記少なくとも１つのレーザセンサにより生成された前記測定データを受信するように構成され、前記回転センサ及び前記解析回路は更に、前記車両の前記第１の速度成分及び前記車両の前記車輪の前記第１の回転速度を決定するように構成された、センサシステムが提供される。該回転センサは、車両の角速度に関する測定データを生成するため車輪ハブに結合されても良く、第１の車輪の第１の回転速度、より正確には該車両が走行する路面に接触する車輪の表面部の速度は、算出ユニットと、該車輪の半径が記憶されたメモリ装置とを有する解析回路により決定されても良い。代替としては、該回転センサは、自己混合干渉により動作し、第１の車輪の第１の回転速度に直接に関連する測定データを生成することを可能とする、レーザセンサであっても良い。該レーザセンサは、レーザ光源と検出器とを有する。該レーザ光源の電気駆動方式に依存して、目標の距離及び／又は速度が検出され得る。該検出器はフォトダイオードであっても良く、該レーザ光源は、例えば側面発光レーザダイオード、垂直共振器面発光レーザ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser、ＶＣＳＥＬ）又は垂直拡大共振器面発光レーザ（Vertical Extended Cavity Surface Emitting Laser、ＶＥＣＳＥＬ）のようなレーザダイオードであっても良い。自己混合干渉による速度の検出についての詳細は、例えば国際特許出願公開WO02/37410A1の図２乃至図７及び関連する記載に見出され得る。１つのレーザセンサが、該レーザセンサを動かすことにより、又は可動ミラーのような光学素子を追加することにより、第１の速度成分及び第１の回転成分を次いで測定するために利用されても良い。該車両は例えば、自動車、バイク又は列車であっても良い。
【０００７】
本発明の一実施例においては、前記レーザセンサは、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）ダイオード又は垂直拡大共振器面発光レーザ（ＶＥＣＳＥＬ）ダイオード、及び垂直共振器面発光レーザに結合されたフォトダイオードを有する。ＶＣＳＥＬ又はＶＥＣＳＥＬは、半導体加工により、フォトダイオードとレーザダイオードとを１つの素子に一体化することを可能とする。このことは、簡単でコスト効率の良いレーザセンサの製造を可能とする。更に、該レーザセンサは小さなサイズを持ち、２つ、３つ、４つ又はアレイのＶＣＳＥＬ又はＶＥＣＳＥＬの実装を可能とする。ＶＣＳＥＬ又はＶＥＣＳＥＬは、それぞれのレーザが略同じ方向にレーザ放射を発するアレイに容易に製造され得る。２つ以上のレーザセンサは、少なくとも１つの付加的なレーザセンサにより、それぞれの単一のレーザセンサの測定結果を制御する機会をもたらす。少なくとも１つの付加的なレーザセンサの結果による１つのレーザセンサの測定データの制御は、上述した先行技術に比べて、本実施例によるレーザセンサの精度を改善し得る。更に、前記垂直共振器面発光レーザダイオードにより発せられた前記レーザ放射の焦点、及び／又は前記レーザ放射の強度、及び／又は前記レーザ放射の向きを異なる態様で変化させるため、制御素子が該レーザセンサに実装されても良い。レーザ光源を、略同一の方向にレーザ放射を発するように構成することは、これらレーザ光源が、同一の方向にレーザ放射を発するように平行に整列されることを意味する。発光の後、異なるレーザ光源により発せられたレーザ放射は、例えばレーザ放射の発光の方向から逸脱を引き起こす制御素子により操作されても良く、ここで該レーザ放射の発光の方向からの逸脱は、レーザ光源毎に異なっても良い。各レーザ光源は、関連するレーザ光源により発せられたレーザ放射の変調のみを検出する専用の検出器を持っても良い。これらレーザ光源及び検出器は、例えば半導体加工により製造された集積型ＳＭＩセンサであっても良い。少なくとも２つの異なるレーザ光源のレーザ放射は、該レーザ放射の焦点、及び／又は該レーザ放射の強度、及び／又は該レーザ放射の方向に関して、制御素子によって、異なる態様で変化させられても良い。このことは例えば、該センサシステムに一体化された少なくとも２つ又は全てのレーザ光源について備えられた、可変光減衰器、可変フォーカスレンズ、又は可動ミラーにより為されても良い。代替としては、これらレーザ光源により発せられたレーザ放射を異なる態様で変化させる又は操作するため、受動光学素子が利用されても良い。このことは例えば、発せられたレーザ放射がミラーに当たる該ミラー上の位置に依存して、１つのレーザ光源により発せられたレーザ放射を反射させる、曲線状ミラーにより為されても良い。レーザ光源及び検出器のアレイの使用は、部品を動かすことなく、反射軸に対する傾斜角の変化を可能とし得る。更に、レーザ光源のアレイにおけるレーザ光源の焦点を変化させるため、異なる焦点距離を持つレンズが利用されても良い。代替として、又はレンズ及び／又はミラーと組み合わせて、受動光学素子は光減衰器であっても良い。例えば、第１のレーザ光源及び第１の検出器と組み合わせて第１の光減衰を持つ第１の光減衰器を利用すること、並びに、第２のレーザ光源及び第２の検出器と組み合わせて第１の光減衰とは異なる第２の光減衰を持つ第２の光減衰器を利用することは、センサモジュールを単純化し得る。電気駆動回路を用いることにより、異なるレーザ光源が並列に駆動されても良いし、又は連続的に駆動されても良い。異なるレーザ光源を連続的に（交互に）駆動することは、電子回路の複雑さを低減させ得る。レーザ光源及び検出器のアレイ（３個、４個、５個又はそれ以上のレーザ光源及び検出器）と組み合わせた受動光学素子の使用は、柔軟で、コスト効率の良い、信頼性の高いセンサシステムをもたらし得る。
【０００８】
本発明によるセンサシステムの更なる実施例においては、前記少なくとも１つのレーザセンサは更に、前記第１の速度成分とは異なる前記車両の第２の速度成分に起因する測定データを生成するように構成され、前記解析回路は更に、前記車両の前記第２の速度成分を決定するように構成される。例えばバイクや自動車の場合におけるように、車両の動きが一方向に限定されない場合には、第２の速度成分は特に（該成分のみではないが）重要である。例えば車両の第１の速度成分及び第２の速度成分を次いで測定する１つのレーザセンサにより提供される測定データを組み合わせることは、解析回路により自動車又はバイク等の速度の向き及び総速度を決定する機会を与える。加えて、第１及び第２の速度成分とは異なる第３の速度成分、例えば車両が走行する路面に対して垂直方向の該車両の速度の決定が、該センサシステムの精度を改善するために利用されても良い。２個、３個、４個又はそれ以上のレーザセンサの利用は、先行技術に比べて、該センサシステムの精度を増大させ得る。可動ミラーのような制御素子を利用することにより、全ての速度成分及び第１の回転速度を次いで測定するため、１つのレーザセンサが利用されても良い。代替として、車両の１つ、２つ及び／又は３つの速度成分及び回転速度を測定するため、２個、３個、アレイ又は複数のアレイが利用されても良い。
【０００９】
本発明によるセンサシステムの他の実施例においては、前記少なくとも１つのレーザセンサは更に、前記レーザセンサの装着位置と前記車両が走行する路面との間の第１の距離、及び前記レーザセンサの装着位置と前記車両が走行する路面との間又は前記レーザセンサの装着位置と前記車両の前記第１の車輪の表面との間の少なくとも第２の距離に起因する測定データを生成するように構成され、前記第１の距離は前記第２の距離とは異なり、前記解析回路は、前記第１の距離及び前記第２の距離を決定するように構成される。解析回路と組み合わせた自己混合干渉により動作するレーザセンサは、車輪に対する距離及び車輪の回転速度が、Francois Vogel及びBruno Toulouseによる「A Low-Cost Medium-Resolution Rangefinder Base on the Self-Mixing Effect in a VCSEL」（IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement、Vol. 54、No. 1、2005年2月、参照により本明細に組み込まれたものとする）に記載されたようにレーザセンサの駆動方式を変更し、それに応じて解析回路を適合させることにより決定され得るという利点を持つ。次いで又は並行して（例えば２つのレーザセンサを用いることにより）車輪の回転速度及びレーザセンサの装着位置と車両との間の距離を決定することは、車両の磨耗、空気タイヤの不十分な空気圧又は車両の負荷による車輪の半径の変化を考慮に入れる機会を提供する。測定の精度は、前記レーザセンサ又は付加的なレーザセンサを用いて、車両が走行する路面に接触する車輪の表面に対して一定の距離を持つ車輪の軸に配置されても良い基準点に対する位置を測定することにより、改善され得る。レーザセンサと車輪の表面又は車輪の軸に配置されても良い基準点との間の距離は、車両が走行する路面により車輪に与えられる垂直抗力を決定するために利用されても良い。該垂直抗力は、車輪のサスペンションの負荷を介した当該距離と相関している。また、例えば車輪の磨耗又はタイヤ圧のような状態を決定することにより精度を改善するため、車輪の表面を走査することが利用されても良い。更に、第１の速度成分及び／又は第１の回転速度の測定は、車両が走行する路面により引き起こされる車両の負荷及び／又は振動による、レーザにより発せられるレーザビームの入射角の変動に影響を受けても良い。レーザセンサの装着位置と車輪との間の距離、及び／又はレーザセンサの装着位置と車両が走行する路面との間の距離の測定が、入射角の当該変動に対する、第１の速度成分及び／又は第１の回転速度の決定を補正するために利用されても良い。当然ながら、レーザセンサによる距離測定はまた、回転センサにより測定された角速度及びレーザセンサにより決定された車輪の半径に基づいて、車輪の表面の速度を算出するために、車輪ハブに結合された回転センサと組み合わせられても良い。
【００１０】
本発明による更に他の実施例においては、前記解析回路は更に、前記車両の前記第１の速度成分及び／又は前記第２の速度成分及び／又は前記第３の速度成分に対する前記第１の回転速度を解析することにより、少なくとも前記第１の車輪と前記車両が走行する路面との間の摩擦を決定するように構成される。第１の速度成分及び第１の回転速度、より正確には車両が走行する路面と接触する第１の車輪の表面部の速度の信頼性高い決定は、該第１の車両と該車両が走行する路面との間の摩擦の信頼性高い決定を可能とする。該車両が例えば列車である場合、測定ビームはレールへと向けられても良く、第１の速度成分と第１の回転速度の絶対値とは、第１の車輪とレールとの間に滑りがない限り等しい。走行摩擦の係数は、第１の車輪によりレールへと又はその逆に伝達され得る最大の力、より正確には最大のトルクを決定する。該第１の車輪によりレールへと最大の力は、第１の車輪が滑り始めた瞬間にセンサシステムにより決定され得る。該走行摩擦の係数は、車両が走行する路面により車輪に加えられる垂直抗力が決定される場合又は既知である場合、算出されることができる。同じ原理は、自動車又はバイクにおいても利用され得る。これらの場合には、車両が走行する路面に対する車両の本体の相対位置を決定することが有利となり得る。該車両の本体の相対位置は、車両の負荷及び／又は何らかの種類の加速により影響を受ける。車両の本体の位置に依存して、レーザセンサによる車両の速度成分の測定は、車両が走行する路面に対する種々の入射角により影響を受け得る。線に沿った車両の本体の位置は、車両が走行する路面と車両の本体との間の距離を２つの異なる方向で決定するレーザセンサにより、少なくとも２つの測定の方法によって、決定され得る。車両の本体の面を決定することは少なくとも、前記レーザセンサ又は付加的なレーザセンサによる、第３の独立方向における、車両が走行する路面と車両の本体との間の距離の第３の測定を必要とする。距離測定に対する代替の又は補足的な手法においては、第１の速度成分とは異なる車両の第２及び／又は第３の速度成分が、レーザセンサにより決定されても良い。該第２及び／又は第３の速度成分は、車両の本体の傾斜及び／又は振動により引き起こされ得る第１、第２及び／又は第３の速度成分の変動を比較する第１の速度成分の精度を改善するために利用され得る。車両の総速度は、非常に高い精度で決定され得る。該第１、第２及び／又は第３の速度成分の変動の当該比較の結果は、第１の回転速度を決定する精度を改善するために利用され得る。加えて、測定データ及び決定される第１の回転速度の精度は、摩擦及び／又は走行摩擦の係数の信頼性高い決定を可能とするため、直接に改善されても良い。該センサシステムは、車両の本体と車輪との間の距離を決定しても良く、及び／又は、第１の回転速度が、例えば車両の振動又は操舵により引き起こされ得る車輪に対する車両本体の動きに対するセンサシステムの精度を改善するため、１つのレーザセンサによって次いで、又は２個、３個、４個又はそれ以上のレーザセンサにより並列に、車両の種々の位置において測定されても良い。代替として又はこれに加えて、車輪ハブに結合された回転センサは、略一定の速度の時間における第１の速度成分に対して較正されても良い。例えば上述したような磨耗、負荷又は空気圧により引き起こされる車輪の状態を考慮に入れて、第１の速度成分を決定するために、レーザセンサが利用されても良い。
【００１１】
本発明による更なる実施例においては、前記センサシステムは、少なくとも第２の車輪の第２の回転速度に起因する測定データを生成するように構成され、前記解析回路は更に、前記第１の速度成分に対する前記第２の回転速度を解析することにより、前記第２の車輪と前記車両が走行する路面との間の摩擦を決定するように構成され、前記解析回路は、前記第１の回転速度と前記第２の回転速度との間の差を決定するように構成される。車両の少なくとも１つの速度成分の測定及び決定と組み合わせた、車両の１つ、２つ、３つ、４つ又は全ての車輪の回転速度の測定及び決定は、車両、より正確には車両の車輪と該車両が走行する路面との間の相互作用の信頼性高い決定を可能とし得る。第１の車輪が相互作用する面の部分と、第２の車輪が相互作用する面の部分との間の更なる差は、第１及び第２の回転速度並びに対応する摩擦を決定することにより検出され得る。
【００１２】
本発明による他の実施例においては、前記解析回路は、前記車両の少なくとも１つの速度成分の時間依存の差及び／又は前記車輪の少なくとも１つの第１の回転速度を決定することにより、少なくとも１つの第１の加速度成分を決定するように構成される。１つ以上の車輪の加速度は、独立して決定されても良い。加速度データは、走行の間の車両の安定性を改善するために利用されても良い。代替として、本発明によるセンサシステムにより供給される速度データが、エレクトリック・スタビリティ・プログラム（ＥＳＰ）システムの加速度センサにより測定された加速度データと組み合わせられても良い。ＥＳＰシステムの加速度センサは、車両全体の加速度を決定するが、本発明の本実施例によるセンサシステムは、例えば、車両の１つの車輪の加速度を決定し得る。更に、ＥＳＰシステムのセンサ及びセンサシステムによる加速度データの独立した決定及び両方のデータセットの組み合わせ及び／又は比較が、車両の安定性及び安全性を向上するために利用されても良い。
【００１３】
本発明の更なる態様によれば、本発明によるセンサシステムは、車両制御システムに一体化されても良い。該センサシステムに加えて、該車両制御システムは、前記解析回路からデータを受信するように構成され、更に、前記解析回路から受信されたデータを考慮に入れて制御手段を起動するように構成された、制御回路を有しても良い。該制御回路により受信されるデータは、前記解析回路により決定された速度データ、距離データ、摩擦データ、及び／又は加速度データであっても良い。加えて、前記車両制御システムは、自動車におけるＥＳＰシステムのような、車両内の他のシステムにより供給される他のデータを受信しても良い。該制御手段は、列車の操舵システム、自動車のハンドル、ブレーキシステム、又はモータ制御であっても良い。該解析回路は、該制御回路の一部であっても良い。該車両制御システムは、アンチロック・ブレーキング・システム（ＡＢＳ）のような車両安全性システムに結合されても良い。車両のロックにより引き起こされる制動力についてのより正確な情報を供給することによりＡＢＳの効果を改善するため、摩擦データが利用されても良い。結果として、制動距離が減少させられ得る。他の手法においては、該制御手段は、車両のハンドルを有しても良い。該制御回路は、車両の横滑りを検出して、力学的及び／又は音響的な信号を起動しても良い。該力学的及び／又は音響的な信号は、車両の制御を保つように、該車両の運転手をガイドしても良い。該力学的及び／又は音響的な信号は、ハンドルの振動又は車両のオーバドライブを示す音を有しても良い。能動的な手法においては、該力学的な信号は、オーバドライブを防ぐため、反対方向にハンドルをガイドする、ハンドルの抵抗により与えられても良い。
【００１４】
本発明の他の実施例においては、前記制御回路は、前記解析回路から受信されたデータとは独立して前記車両の少なくとも１つの第１の車輪のテスト加速を始動するように前記制御手段を起動するように構成され、前記制御回路は更に、前記解析回路から受信されたデータを解析することにより、少なくとも前記第１の車輪と前記車両が走行する路面との間の最大摩擦力を決定するように構成される。テスト加速度は、短い制動モーメント、若しくは好適には異なる長さの連続する制動モーメントのシーケンス、又は車輪に更なる力を供給することによる車両の正の加速度である。この場合、最大摩擦力は、制動システムにおける定義された圧力により特徴付けられ得る。制動の絶対長又は絶対制動力は、該センサシステムにより独立して決定され得る。車両が走行する路面との摩擦を車輪が失った後、車輪は迅速に減速する（絶対制動力及び車輪の慣性のトルクにより決定される）。車輪の加速度は、該センサシステムにより決定される。車輪の慣性の既知のトルクと組み合わせて、このことは、車輪に供給される絶対制動力の示唆を与え得る。更に、異なる車輪の制動及び加速度の組み合わせ（例えば自動車の前輪に更なる力を供給し、自動車の後輪の短い制動モーメントを供給する）が、第１の又は更なる車輪と車両が走行する路面との間の最大摩擦力を決定するために利用されても良い。該車両制御システムの制御回路は更に、第１の車輪と車両が走行する路面との間の垂直抗力を決定するように構成されても良く、第１の車輪と車両が走行する路面との間の走行摩擦の係数を決定するように構成されても良い。該走行摩擦の係数は、最大摩擦力と垂直抗力との比により決定されても良い。該垂直抗力は、車両が走行する路面が第１の車輪に加える力である。該垂直抗力は例えば、第１の車輪又は第１の車輪の軸における基準点と車両本体との間の距離を測定することにより、及び第１の車輪のサスペンションの関連する圧縮を決定することにより、決定されても良い。該車輪のサスペンションの圧縮は、該垂直抗力を算出するために用いられ得る特定の弾性力と相関する。代替としては、該垂直抗力は、該サスペンションの圧縮を測定するセンサ（例えばサスペンションに実装された圧力センサ）により決定されても良い。
【００１５】
該最大摩擦力又は走行摩擦の係数の動的且つ直接的な検出は、上述したように、車両の制動効率（例えばＡＢＳ）又は操舵安全性を改善するために利用され得る。該車両制御システムは好適には、車両の運転手が気付くことなく動作する。
【００１６】
本発明によるセンサシステム又は斯かるセンサシステムを有する車両制御システムは、運転手情報システムに結合されても良い。該運転手情報システムは、該センサシステム及び／又は該車両制御システムからデータを受信するように構成され、更には、該センサシステムから受信されたデータに基づいて光学的及び／又は音響的な情報を該車両の運転手に供給するように構成される。該運転手情報システムは、危険な運転の際、車両の運転手に対して警告を供給しても良い。代替として又はこれに加えて、該運転手情報システムは、不測の事故に対する備えについて運転手に通知しても良い。
【００１７】
本発明の更なる態様によれば、車両の車輪と前記車両が走行する路面との間の摩擦を決定する方法であって、
自己混合干渉により車両の第１の速度成分を測定するステップと、
回転センサにより前記車両の第１の車輪の少なくとも第１の回転速度を測定するステップと、
前記車両と前記車両が走行する路面との間の第１の距離を測定するステップと、
前記車両と前記車両が走行する路面との間、又は前記車両と前記第１の車輪との間の少なくとも第２の距離を測定するステップと、
前記第１の距離及び前記第２の距離を考慮に入れ、前記第１の速度成分に対する前記第１の回転速度を解析回路により解析することにより、少なくとも前記第１の車輪と前記車両が走行する路面との間の摩擦を決定するステップと、
を有する方法が提供される。前記車両の面は、該車両と該車両が走行する路面との間の第３の距離を決定するステップを追加することにより決定されても良い。
【００１８】
前記第１の距離及び前記第２の距離を測定するステップの代わりに又はこれに加えて、前記方法は、
自己混合干渉により前記車両の第２及び第３の速度成分を測定するステップ
を有しても良い。更に、前記第１の回転速度は、前記第１の車輪の種々の位置において測定されても良い。
【００１９】
前記方法はまた、
上述したような前記車両のテスト加速度を引き起こすステップと、
走行摩擦の係数を決定するステップと、
を有しても良い。本方法は、車両の安定性を改善するために利用され得る。
【００２０】
更なる特徴が以下に説明され、これら特徴は以上の態様のいずれとも結合され又は組み合わせられ得る。特に他の先行技術に対する他の利点が、当業者に明らかとなるであろう。本発明の請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形及び変更が為され得る。それ故、本発明の形態は単に例であり、本発明の範囲を限定することを意図したものではないことは、明らかに理解されるべきである。
【００２１】
本発明は図面を参照しながら更に詳細に説明され、図面において同一の参照記号は類似する部分を示す。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ＶＣＳＥＬ及び一体化されたフォトダイオードを有するレーザセンサの模式的な図である。
【図２】本発明によるセンサシステムの第１の実施例を示す。
【図３】本発明によるセンサシステムの第２の実施例を示す。
【図４】斜面上のブロックに存在する力を示す。
【図５】回転する車輪の静止摩擦に関連する力を模式的に示す。
【図６】静止摩擦と動摩擦との間の遷移を示す。
【図７】車両制御システムの模式的な図である。
【図８】車両が走行する路面に対する車両の相対位置の影響を示す模式的な図である。
【図９】車両が走行する路面に対する車両の相対位置の影響を示す模式的な図である。
【図１０】車両が走行する路面に対する車両の相対位置の影響を示す模式的な図である。
【図１１】２つのレーザセンサにより測定された自動車の前方向及び横方向の速度を示す。
【図１２】３つのレーザセンサにより測定された自動車の前方向及び横方向の速度を示す。
【図１３】レーザ光源のアレイを用いた本発明による実施例の模式的な図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、本発明によるレーザセンサ１０における、レーザ光源１００として利用され得るＶＣＳＥＬと、検出器２００として利用され得る一体化されたフォトダイオードとを示す。該ＶＣＳＥＬは層構造を有し、２つの分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）２及び４の間に埋め込まれた電気的に励起された利得媒質（ＧａＡｓに埋め込まれたＩｎＧａＡｓ量子井戸）により形成され、これら反射器はレーザの内部空洞を形成する。利得領域への効率的な電流供給を実現するため、ＤＢＲの一方はｐドープされ、他方はｎドープされる。本例においては、下部のＤＢＲ４がｎドープされ、上部のＤＢＲ２がｐドープされる。しかしながら原理的には、逆の順序によるドープも可能である。利得媒質３への電流注入のための動作電流は、注入電流を適時に変調するため制御ユニット（図示されていない）に接続された適切な電源（図示されていない）により供給される。所望の距離又は速度情報を得るための発せられたレーザ放射７の周波数シフトが、該電流変調により実現される。適切な電流形状が、ｎ及びｐ−ＤＢＲ電気接点（本図には図示されていない）を介して利得領域に送られる。検出器２００、即ち下部ＤＢＲ４の背面に装着されたフォトダイオードは、ミラー４からの少量の放射漏れを測定し、斯くしてレーザにおける対象物（本図には図示されていない）からの後方散乱された光８の影響を監視し、該情報から該対象物の距離又は速度が抽出され得る。該フォトダイオードは、適切な基板１上に成長させられる。ＶＣＳＥＬ構造の更なる層が次いで、該フォトダイオードの上に成長させられる。該基板における斯かる層構造は、ＶＣＳＥＬチップのための低コストな製造工程において製造され得る。代替の手法においては、上部ＤＢＲ２から始まるＶＣＳＥＬ構造は、（発せられるレーザ放射７の波長に依存して）光学的に透明な基板の上に成長させられても良い。該フォトダイオードはレーザＤＢＲ４上に成長させられ、それ故斯かるチップの背面に装着される。この場合には、レーザ放射が該基板を通して発せられる。
【００２４】
ＶＣＳＥＬの代替として、ＶＥＣＳＥＬ（Vertically Extended Cavity Surface Emitting Laser）が利用されても良い。この場合、上部ＤＢＲ２の上の適切な距離に配置され調節された外部レーザミラー（図示されていない）が、外部空洞を形成する。上部ＤＢＲ２の反射率は、外部空洞からのフィードバックを可能とするため、ＶＣＳＥＬに比べて低減される。適切なＩＲ反射特性を持つ狭帯域体積ブラッグ格子（ＶＢＧ）が、例えば金属又は誘電体でコーティングされたミラーにより、外部レーザミラーを形成し得る。ＶＣＳＥＬとは異なり、利得媒質は、内部レーザ空洞系（ＤＢＲ２及び４に挟まれた利得媒質３）が閾値を超えることを可能としないレベルで電気的に励起されるが、レーザ発振を実現するため外部空洞即ち外部ミラーのフィードバックを必要とする。このようにして、発せられるレーザ放射７の特性は、ＶＣＳＥＬチップ上の短い内部空洞によってよりも外部レーザ空洞によって決定される。従って、発せられるレーザ放射７の発散角は減少させられ、純粋なＶＣＳＥＬベースのセンサに比べてモード品質が向上させられ得る。レーザは路面又は車輪のような対象物により適切にフォーカスさせられ得、感知用途のために必要とされるレーザ空洞へのフィードバック（対象物からの後方散乱された放射）が改善され得る。
【００２５】
図２は、本発明によるセンサシステムの第１の実施例を示す。車両の本体に２つのレーザセンサ１０が一体化されている。各レーザセンサ１０は、電源（図示されていない）に接続された駆動回路（図示されていない）を有しても良い。第１のレーザセンサ１０は、該第１のレーザセンサにより発せられるレーザ放射１１が車両の車輪上に当たるように配置され、第２のレーザセンサ１０は、該第２のレーザセンサにより発せられるレーザ放射１１が車両が走行する路面に当たるように配置される。更に、該第１及び第２のレーザセンサにより供給される測定データを（有線又は無線接続を介して）受信する、解析回路３０が示されている。該解析回路は、車輪の第１の回転速度（該第１のレーザセンサにより発せられるレーザ放射が当たる車輪の表面の速度）と、車両の第１の速度成分とを決定する。該第１の回転速度及び第１の速度成分は、車両制御システム（図示されていない）又は運転手情報システム（図示されていない）に送信されても良い。代替としては、該第１の回転速度及び第１の速度成分は更に解析回路３０において処理され、処理されたデータが車両制御システム又は運転手情報システムに送信されても良い。更に、該解析回路は、第１のレーザセンサの装着位置と車輪の表面との間の距離、及び／又は第２のレーザセンサの装着位置と車両が走行する路面との間の距離もが検出され得るように、これらレーザセンサの駆動回路を起動するように構成されても良い。
【００２６】
図３は、３つの異なる方向にレーザ放射１１を発するレーザセンサ１０を有する、本発明によるセンサシステムの第２の実施例を示す。第１のレーザビームは、第１の車輪２０に当たり、第２及び第３のレーザビームは、車両が走行する路面に異なる位置において異なる入射角で当たる。図２に示された第１の実施例に比べて、第３のレーザビームが、解析回路（図示されていない）に付加的な測定値を供給することにより、センサシステムの精度を向上させるために利用され得る。任意に、以下に説明されるようにセンサシステムの制度を向上させるように、車両の総速度ベクトルを決定するため、車両の第２の速度成分が測定されても良い。任意に、車両が走行する路面に垂直な車両の速度を決定するために、車両が走行する路面に当たる更なる第４のレーザビームが追加されても良い。代替として又はこれに加えて、第１の車輪及び車両が走行する路面までの距離を測定することにより、車両が走行する路面に対する車両本体の面を決定するように、３つ（４つ）のレーザビームが利用されても良い。以上に説明されたように、解析回路は、センサシステムの精度を改善するように、速度成分及び距離を測定するため、レーザセンサの駆動回路を起動しても良い。レーザセンサは１つのレーザ光源を有しても良く、該１つのレーザ光源のレーザ放射１１は、例えば次いで可動ミラーにより向きを変えられても良い。他の手法においては、レーザセンサは、それぞれが異なる方向にレーザ放射１１を発する３つのレーザセンサを有するか、又はレーザ放射の向きを変えるための付加的な光学手段を備える。検出器を備えた３つの（又はそれ以上の）レーザ光源を用いることは、種々の速度、回転速度及び／又は距離を並行して測定する機会を提供し、センサシステムの精度を改善し得る。
【００２７】
車両の車輪２０の面と車両が走行する路面との２つの面が互いに接触し、且つ互いに対して移動していない場合には、静止摩擦が存在し、これら面に或る正味の力が働く。例えば、物体が斜面を滑り落ちることを防ぎ、図４に示されるように重力と釣り合うようにする力は、静止摩擦力Ｆｆである。該摩擦力は、接触面に平行な向きであり、全ての力が釣り合ったままとなるような大きさを持つ。ここで、傾斜が増大することを考える。このとき、静止摩擦力がその最大値に到達する瞬間まで、該摩擦力も増大することとなる。その後、該摩擦力は急激に降下し、物体は斜面を滑り落ちることとなる。
【００２８】
路面を回転する車輪が考慮される場合、車輪が滑らない場合には、路面に接する車輪の面は、道路表面に対して移動しない。それ故、図５に示されるように、路面により車輪に静止摩擦力が掛かることとなる。最大静止摩擦力は、路面による車輪に対する垂直抗力に比例し、
Ｆｆ＝μＦＮ
であり、ここでμは静止摩擦力の係数であり、走行摩擦の係数とも呼ばれる。該係数は、路面及び車輪の表面、並びに温度又は湿度のような環境的な影響に依存する。
【００２９】
図６は、車輪に掛けられる力Ｐに依存する、異なる物質から成る２つの車輪Ａ及びＢの摩擦力Ｆｆを示す。静止摩擦力ＳＦは、車輪により路面に与えられ得る又はその逆の最大のトルクを制限する物理的な最大値を持つ。この最大値が超過されると、もはや正味の力は釣り合ったままに保たれ得ず、結果として、２つの接触面が互いに対して動くこととなる。車輪が路面上を回転する場合、このことは車輪が滑ることを意味する。しかしながら、２つの接触面が互いに対して動くと、該２つの面の間には摩擦力Ｆｆが依然として存在し、該摩擦力は動摩擦力ＫＦであるが、最大の静止摩擦力ＳＦよりも小さい。車両の通常の動作の間に、最大の摩擦力を予測することは、非常に複雑なことである。車輪が静止摩擦力ＳＦの下で動作する場合には、車両が走行する路面と接触する車輪の面の速度と、車両の速度とは等しい。なぜなら、これら２つの面は互いに対して移動しないからである。しかしながら、静止摩擦力ＳＦが最大値に近い（図６に示された物質Ａの場合におけるように）か否（例えば物質Ｂ）かは、予見され得ない。本発明によるセンサシステムは、車両の１つ以上の車輪の速度を、車両の１つ以上の速度成分と比較することにより、静止摩擦の限界を推定するために利用され得る。車両は、運転手段の運転のスタイル、車両が走行する路面の状態、及び／又は車輪の状態により、瞬間的に滑り得る。この短い滑り間隔、及びその結果の回転速度と車両の１つ以上の速度成分との間の逸脱が、車輪と車両が走行する路面との間の最大摩擦力を決定するために利用され得る。更に、車輪と車両が走行する路面との間の垂直抗力が同時に決定される場合には、以上に説明されたように走行摩擦の係数が容易に算出され得る。垂直抗力は例えば、車輪と車両本体との間の距離、及び車輪のサスペンションの関連する圧縮を測定することにより、決定されても良い。車輪のサスペンションの圧縮は、特定の弾性力と相関する。更に、サスペンションの圧縮は、センサシステムとは独立に測定されても良い。
【００３０】
図７に示されたようなより高度な手法においては、自動車のような車両（図示されていない）に実装されても良い車両制御システムは、本発明によるセンサシステムからデータを受信する制御回路５０を有する。該センサシステムは、例えば図３に示されたようなレーザセンサ１０と、制御回路５０内に実装される解析回路３０とを有しても良い。制御回路５０は、制動系３００又はモータ制御４００のような制御手段を起動するように構成される。該センサシステムは、車輪の回転速度と車両の速度との間の（瞬間的な）差を測定することが可能である。該車両制御システムは、停止状態からの加速の間、又は制動の間のような、危険状態ではない運転状況において、動的なテストを実行する。これらの運転状況においては、該車両制御システムは、車両が運転手により意図されるような全体的な動力性能を依然として持ちつつ、単一の車輪が車両制御システムにより異なって制御されるように、制御手段により個々の車輪の制動及び／又は加速を能動的に制御することができる。このことは、静止摩擦力の最大値を（更には、垂直抗力についての知識に依存して、駆動摩擦係数をも）決定する目的で為される。静止摩擦力から動摩擦力への変換は、図６に示されるような摩擦力の降下と同調して起こり、その結果、制御された車輪が滑ることとなる。レーザセンサ１０及び解析回路３０により、車輪の回転速度及び車両の速度の両方を監視することにより、この破綻が瞬時に検出されることができ、その後にテストが停止されても良い。短い滑りを開始するため幾つかの選択肢がとり得る。これら選択肢には、
−１つの車輪を制動する、
−後車軸又は前車軸の２つの車輪を制動する、
−１つの車輪を加速する、
−後車軸又は前車軸の２つの車輪を加速する、
−１つの車輪を制動し、別の１つの車輪を加速する、又は
−一方の車軸の２つの車輪を制動し、他方の車軸の２つの車輪を加速する、
といった選択肢を含む。走行摩擦の係数を決定する手順は、決められた期間の後繰り返されても良いし、又は、車両の振動により又は運転の安全のために重要な他のパラメータにより車両が走行する路面の構造における引き起こされた変化が示されても良い。
【００３１】
車輪２０の回転速度と車両の速度との間の小さな差を決定するため、双方の速度が高い精度で測定される必要がある。本発明によるレーザセンサ１０によるドップラー干渉法による速度測定に関連する１つの問題は、レーザビームと対象物（車輪又は軸、車両が走行する路面）との間の入射角が、正確に知られている必要がある点である。なぜなら、レーザセンサ１０により発せられるレーザビームと共線的な速度のみが測定されるからである。不運にも、当該角度は、図８乃至１０に表されるように、自動車のような車両の通常の動作の間は、一定ではない。
【００３２】
図８は、レーザ１０及び解析回路（図示されていない）を有する本発明によるセンサシステムの概略図を示す。レーザセンサ１０は、自動車の本体に装着される。自動車の本体は実線により示される。自動車の本体に結合された車輪２０は、車輪２０の回転速度Ｖｒｏｔに等しい速度Ｖｃｏｍｐｌで、自動車が走行する路面上を転がる（滑りがない）。レーザセンサ１０は、車輪に当たる第１のレーザビームと、自動車が走行する路面に当たる第２のレーザビームとを有するレーザ放射１１を発する。第１のレーザビームは、該レーザビームが車輪に当たる位置において、該車輪に対する接線に対して角度βだけ傾いており、速度ベクトルＶｒｏｔをもたらす。第２のレーザビームは、自動車が走行する路面に対して角度γだけ傾いており、側とベクトルＶｃｏｍｐｌをもたらす。それ故、ドップラー干渉法により測定される速度Ｖｗｈｅｅｌ及びＶｓｔｒｅｅｔは、
Ｖｗｈｅｅｌ＝Ｖｒｏｔ＊ａｂｓ（ｃｏｓ（β））
Ｖｓｔｒｅｅｔ＝Ｖｃｏｍｐｌ＊ａｂｓ（ｃｏｓ（γ））
により与えられ、Ｖｒｏｔ及びＶｃｏｍｐｌがこれに従って決定され得る。自動車の本体と自動車が走行する路面との間の距離はＤ１により与えられ、自動車の本体と車輪との間の距離はＤ１'である。図９は、自動車に一様に荷積みした後の同じ状況を示す。自動車の本体と自動車が走行する路面との間の距離はＤ２へと減少し、自動車の本体と車輪との間の距離はＤ２'へと減少している。Ｄ１とＤ１'との差及びＤ２とＤ２'との差は、ともに一定のままである。自動車の本体は、自動車が走行する路面に平行にシフトさせられている。自動車が走行する路面が基本的に平坦である場合には、角度γは一定のままであり、一方角度βは、車輪が曲がった表面を持つためにβ'へと変化する。従って、回転速度の測定は、自動車の一様な荷積みに影響を受ける。図１０は、別の状況を示す。自動車は不均一に荷積みされているか、又は加速（正又は負に）されている。自動車の本体は、自動車が走行する路面に対して僅かに傾いている。その結果、図８に示された角度β及びγの両方が、図１０においてβ''及びγ'に変化している。従って、車両の回転速度及び自動車の速度成分の測定は、異なる態様で影響を受けることとなる。更に、図８及び９に示された状況は、自動車のサスペンションの振動のスナップショットを示すものであり得、自動車の本体に装着されたセンサシステムの向きが絶えず変化する。
【００３３】
図１１及び１２は、自動車のシャーシの振動の間のＳＭＩ測定値のシミュレーションを示す。これら振動により、レーザビームが路面に当たる角度は、制御されない態様で変化する。この効果が考慮されない場合、該振動は打ち消され得ない。図１１に示されるように、以上に説明されたように測定された第１の速度成分により決定される前向きの速度ＩＩ（自動車が向かう方向における速度の大きな成分である）は、レーザビームの入射の角度の周期的な変化のため、車両の本体の「実際の」前向きの速度Ｉの周囲で周期的に変化する。該「実際の」前向きの速度Ｉは、車輪の回転速度との直接の比較のために必要とされる。図１２は、互いの間で固定された角度を持つ少なくとも３つのレーザセンサを用いたシミュレーション結果を示す。図１１に示された不正確さを引き起こすこれらの振動の動きを打ち消すため、これらセンサ間の一定且つ既知の角度関係が利用され得る。図１２から分かるように、前向きの速度ＩＩは、もはや周期的な挙動を示さないため、制御されない振動にさらされない。該レーザセンサシステムにより付加的に測定される、例えばカーブにおける又は横滑りしているときの車両の横向きの速度である横方向の速度ＩＶ、即ち該車両の第２の速度成分が、車両本体の望ましい「実際の」横方向の速度ＩＩＩである。
【００３４】
図１３は、本発明によるセンサシステムの更なる実施例の模式的な図である。該センサシステムは、車両（図示されていない）に装着される。本実施例においては、レーザ光源１００（ＶＣＳＥＬ）のアレイが組み合わせられる。マイクロレンズ４１及び曲面ミラー４２が、各レーザ光源に追加される。レーザ光源１００により発せられたレーザ放射１１はマイクロレンズ４１により平行化され、更に、車両が走行する路面即ち道路に対して異なる方向にミラー４２によりフォーカスされる。曲面ミラー４２の曲率は、路面に当たるレーザビーム間及び／又は車輪２０に当たるレーザビーム間の幾つかの入射角をカバーするように選択される。更に、レーザ光源１００の２次元アレイが、２つの次元で屈曲されたミラー４２と組み合わせて利用され、異なる入射の角度を持つレーザビームの数を増大させても良い。個々のマイクロレンズ４１の焦点距離及び／又は位置は、これらレンズが種々の入射の角度に対して同様のフォーカス条件を持つように選択される。マイクロレンズ４１の異なる位置は、焦点に対する異なる距離をもたらす。個々のマイクロレンズ４１の異なる焦点距離も同様である。路面及び車輪２０は、或る量の光を散乱させて戻し、該光は曲面ミラー４２及びマクロレンズ４１により、レーザ光源１００のレーザ空洞へとフォーカスされる。フィードバックの量はレーザパワーを決定し、レーザ光源１００と一体化されたフォトダイオードである検出器２００を持つＶＣＳＥＬの背面において、該パワーが監視される。個々の信号は増幅され、周波数スペクトルが、フォトダイオードに接続された解析回路３０により解析される。信号が到来する元のレーザセンサが分かり、種々の結果を比較することにより、車両の速度成分及び車輪２０の回転速度を算出することが可能となる。この結果は、インタフェース３１を介して、例えば車両制御システムの制御回路（図示されていない）又は運転手情報システムに送信される。該アレイのレーザ光源の幾つかは、路面に対する車両の本体の相対位置を決定することにより、該センサシステムの精度を改善するため、路面及び／又は車輪までの距離を連続的に測定するために利用されても良い。代替として、レーザ光源１００の駆動回路（図示されていない）により、駆動方式を変更することにより、該アレイ全体が速度測定と距離測定との間で切り換えられても良い。
【００３５】
本発明は特定の実施例及び特定の図面に関連して説明されたが、このことは限定的な意味で解釈されるべきではなく、本発明は添付される請求項によってのみ限定される。請求項におけるいずれの参照記号も、請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。図面は単に模式的なものであり非限定的なものとして示されている。図面において、説明の目的のため、幾つかの要素のサイズは誇張されており、定縮尺で描かれていない。本明細書及び請求項における動詞「有する（comprise）」及びその語形変化の使用は、他の要素又はステップの存在を除外するものではない。例えば「１つの（a又はan）」や「その（the）」といった不定冠詞又は定冠詞の使用は、単数の名詞を参照する場合、そうではないことが明示されない限りは、該名詞の複数を含む。
【００３６】
更に、本明細書及び請求項における「第１の（first）」、「第２の（second）」、「第３の（third）」等なる語は、類似する要素を区別するために利用されたものであり、必ずしも連続の順番又は時間順を示すものではない。これらの語は、適切な条件下では交換可能であり、以上に説明された本発明の実施例は、ここで記載され説明されたものとは異なる順での動作が可能であることは理解されるべきである。
【００３７】
更に、本明細書及び請求項における「上部（top）」、「下部（bottom）」、「第１の（first）」、「第２の（second）」等なる語は、説明の目的のために利用されたものであり、必ずしも相対的な位置を示すものではない。これらの語は、適切な条件下では交換可能であり、以上に説明された本発明の実施例は、ここで記載され説明されたものとは異なる向きでの動作が可能であることは理解されるべきである。
【００３８】
図面、説明及び添付される請求項を読むことにより、請求される本発明を実施化する当業者によって、開示された実施例に対する他の変形が理解され実行され得る。
【図１】
0005631748.tif 000002
【図２】
0005631748.tif 000003
【図３】
0005631748.tif 000004
【図４】
0005631748.tif 000005
【図５】
0005631748.tif 000006
【図６】
0005631748.tif 000007
【図７】
0005631748.tif 000008
【図８】
0005631748.tif 000009
【図９】
0005631748.tif 000010
【図１０】
0005631748.tif 000011
【図１１】
0005631748.tif 000012
【図１２】
0005631748.tif 000013
【図１３】
0005631748.tif 000014