JP2009264771A - 車両の傾斜センサ - Google Patents

Abstract

【課題】寿命を延ばし且つ傾斜角度の検出精度を向上させることができる車両の傾斜センサを提供する。
【解決手段】車両の傾斜角度を検出し、当該傾斜角度に基づきエンジンを制御し得る車両の傾斜センサにおいて、車両に固定される傾斜センサ本体１と、該傾斜センサ本体１内に配設され、走行中の車両に加わる加速度を検出する加速度センサ２と、傾斜センサ本体１内に配設され、加速度センサ２で検出された加速度から車両の傾斜角度を求める傾斜角度検出手段９とを備えたものである。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両の傾斜角度を検出し、当該傾斜角度に基づきエンジンを制御させ得る車両の傾斜センサに関するものである。

車両（特に二輪車）が転倒した状態においても尚エンジンが駆動し続けていると、二次的事故を誘発する可能性があるため、転倒したことを認識してエンジンを停止させるべく、当該車両の傾斜を検知する傾斜センサが従来より提案されている。かかる傾斜センサの一例として、プラスチックマグネット（樹脂材料の中にフェライト等磁性体の粉を混入したもの）を振り子形状に成形し、該振り子の略振れ中心における所定領域に部分着磁したものを、二輪車に固定される傾斜センサ本体内に揺動自在に支持して構成されたものが挙げられる。（例えば、特許文献１参照）

かかる傾斜センサ本体には、振り子の着磁領域から生じる磁界を検知し得る磁気センサが内蔵されており、当該磁気センサにより、当該二輪車の傾斜に伴って支点を中心に揺動する振り子の状態を検知するよう構成されている。即ち、二輪車の非傾斜状態では、振り子は重力により振れ中心で静止しており、この位置と向かい合う位置に固定された磁気センサが着磁領域から生じる磁界を常時検知するとともに、二輪車が転倒により傾斜した場合、振り子は傾斜センサ本体に対して相対的に振れるため、磁気センサから着磁領域が遠ざかり、当該磁気センサが磁界を検知しなくなる。

この状態（即ち、磁気センサが着磁領域の磁界を検知しない状態）が所定時間継続したことを判定回路が検出すると、二輪車が転倒したと認識してエンジンを強制的に停止させるよう車両側のＥＣＵ等に所定の電気信号を送信する。これにより、転倒後にエンジンが駆動し続けるのを回避することができ、安全性を向上させることができるのである。
特開２００２−３４０５５２号公報

しかしながら、上記従来の車両の傾斜センサにおいては、車両の傾斜に伴って支点を中心に揺動する振り子に基づき当該車両の傾斜を検出しているため、寿命が短く検出精度に乏しいという問題があった。即ち、従来の傾斜センサは、振り子を具備した所謂機械式センサであるので所謂電気式のものに比べ寿命が比較的短いとともに、車両の検出角度を検出するものではなく単に転倒角度に至ったか否かを検出するものであったので、検出精度が乏しいという不具合があったのである。

また、従来の傾斜センサが振り子の揺動に基づき車両の傾斜を検出するものであったので、当該振り子が振れ中心からずれた位置で静止した状態で車両へ取り付けられてしまう等、取り付け誤差が生じてしまうと、その誤差分だけ転倒角度にずれが生じ、精度が更に悪化してしまうという問題もあった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、寿命を延ばし且つ傾斜角度の検出精度を向上させることができる車両の傾斜センサを提供することにある。

請求項１記載の発明は、車両の傾斜角度を検出し、当該傾斜角度に基づきエンジンを制御し得る車両の傾斜センサにおいて、車両に固定される傾斜センサ本体と、該傾斜センサ本体内に配設され、走行中の車両に加わる加速度を検出する加速度センサと、前記傾斜センサ本体内に配設され、前記加速度センサで検出された加速度から車両の傾斜角度を求める傾斜角度検出手段とを備えたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の車両の傾斜センサにおいて、前記傾斜角度検出手段で求められた車両の傾斜角度に基づき、当該車両の傾斜角度が転倒角度に至ったことを判定する判定手段を具備し、当該転倒角度が任意設定可能とされたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の車両の傾斜センサにおいて、車両の左右の外観形状又は装備品の付加状態に応じて前記転倒角度を当該車両の左右方向で異ならせたことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか１つに記載の車両の傾斜センサにおいて、前記加速度センサは、車両の前後及び左右方向の加速度を検出し得る２軸の加速度センサから成ることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜３の何れか１つに記載の車両の傾斜センサにおいて、前記加速度センサは、車両の前後左右に加え上下方向の加速度を検出し得る３軸の加速度センサから成ることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れか１つに記載の車両の傾斜センサにおいて、前記加速度センサ及び傾斜角度検出手段は、基板に配設されるとともに、当該基板が前記傾斜センサ本体内に略密封状態にて固定されたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、走行中の車両に加わる加速度を検出する加速度センサを具備し、当該加速度センサで検出された加速度から傾斜角度検出手段にて車両の傾斜角度を求めるので、寿命を延ばし且つ傾斜角度の検出精度を向上させることができる。特に、加速度センサの検出に基づき車両の傾斜角度を求めているので、車両の傾斜状態に関わらずセンサの零点設定が可能であり、傾斜センサの取り付け誤差を吸収させて傾斜角度の検出精度をより向上させることができる。

請求項２の発明によれば、傾斜角度検出手段で求められた車両の傾斜角度に基づき、当該車両の傾斜角度が転倒角度に至ったことを判定する判定手段を具備し、当該転倒角度が任意設定可能とされたので、車両の種類（大型車両或いは小型車両など）或いは想定される走行形態（高速走行或いは低速走行など）等に応じて転倒角度を任意設定することができ、転倒の検出精度をより一層向上させることができる。

請求項３の発明によれば、車両の左右の外観形状又は装備品の付加状態に応じて転倒角度を当該車両の左右方向で異ならせたので、車両が転倒したか否かの判定をより早く且つ精度よく行わせることができる。

請求項４の発明によれば、加速度センサは、車両の前後及び左右方向の加速度を検出し得る２軸の加速度センサから成るので、車両の様々な転倒状態を検出することができる。

請求項５の発明によれば、加速度センサは、車両の前後左右に加え上下方向の加速度を検出し得る３軸の加速度センサから成るので、車両が真逆さまに転倒（上下がひっくり返った状態）した状態も検出することができ、適用させ得る車種を広げることができる。

請求項６の発明によれば、加速度センサ及び傾斜角度検出手段は、基板に配設されるとともに、当該基板が傾斜センサ本体内に略密封状態にて固定されたので、傾斜センサ本体内への水や埃等の異物の侵入を防ぎ、加速度センサ及び傾斜角度検出手段による検出をより精度よく行わせることができ、傾斜センサの信頼性を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係る傾斜センサＳは、図５に示すように、二輪車に固定されてその転倒方向（車両の左右方向）に対する傾斜を検知するものであり、図１〜図４に示すように、傾斜センサ本体１と、加速度センサ２と、加速度センサ２等が配設された基板３と、傾斜角度検出手段９と、判定手段１０とから主に構成されている。

傾斜センサ本体１は、合成樹脂から成り、図３に示すように、所定の電気回路が印刷された基板３を開口端１ｃから内部に収容し得る収容空間Ｄを有しており、当該収容空間Ｄが蓋部材４、シール部材５及び係止部材６にて塞がれて、内部に基板３を略密封状態にて収容し得るよう構成されている。かかる傾斜センサ本体１は、取付け部材７に挿通されて組み付けられるとともに、図５の如く車両（二輪車）に固定されて当該二輪車と一体的に動作（即ち、二輪車の傾斜と共に傾斜）するようになっている。

より具体的には、傾斜センサ本体１内に加速度センサ２等が形成された基板３を挿入して収容空間Ｄ内に収容させた後、蓋部材４にて蓋をし、更に軟質の樹脂又はゴムから成るシール部材５を被せつつ係止部材６を傾斜センサ本体１に係止させることにより、基板３、蓋部材４及びシール部材５を固定させている。この状態においては、基板３の端子ａ〜ｃが傾斜センサ本体１から突出した状態とされている。

尚、係止部材６には、係止爪６ａが形成されており、この係止爪６ａが傾斜センサ本体１に形成された係止孔１ａに挿通されて係止可能とされているとともに、当該傾斜センサ本体１に形成された係止爪１ｂが取付け部材７に対して係止し、これらの組付けがなされるようになっている。取付け部材７は、例えばボルト等汎用的な締結手段によって車両（二輪車）に固定され得るようになっている。

加速度センサ２は、基板３に配設されつつ傾斜センサ本体１内に配設され、走行中の車両（二輪車）に加わる加速度を検出するためのものである。即ち、加速度センサ２は、付与される加速度を検出することにより、二輪車の左右方向の傾斜（傾斜角度）がどの程度であるか認識するためのパラメータとして用いる傾斜センサとして機能し得るよう構成されているのである。尚、かかる加速度センサ２にて検出されたパラメータを流用して、衝撃又は振動を認識し、盗難防止を図り得る盗難防止センサとしての機能を兼用させたものとしてもよい。

本実施形態によれば、車両（二輪車）に付与される加速度を電気的に検出し得るので、例えば振り子等を用いた従来の機械的検出センサ等に比べ、小型化を可能とし、傾斜センサ本体１内への収容をより容易とすることができる。また、加速度センサ２は、車両の前後左右方向の加速度を検出し得る２軸（Ｘ軸、Ｙ軸）の加速度センサ、又は車両の前後左右に加え上下方向の加速度を検出し得る３軸（Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３軸）の加速度センサ（例えばピエゾ抵抗型３軸加速度センサ）を用いるのが好ましい。

基板３は、加速度センサ２や他の素子等を固定及びそれらを配線するもので、図２〜４に示すように、当該配線と電気的に接続されたマイコン８、安定化電源１１、サージ保護回路１２、出力回路１３、入力回路１４、３本の端子（ＧＮＤ端子ａ、ＯＵＴＰＵＴ端子ｂ及びＶｃｃ端子ｃ）等が形成されている。３本の端子のうち、ＧＮＤ端子ａはグランドに接続されるとともに、ＯＵＴＰＵＴ端子ｂ及びＶｃｃ端子ｃは、車両（二輪車）が搭載するバッテリＢＡＴＴ（電源）と接続された車両側の回路に接続される。かかる車両側の回路には、イグニッションスイッチ１６が形成されているとともに、車両が搭載するエンジンを制御するためのＥＣＵ１５が接続されている。

また、マイコン８は、加速度センサ２と電気的に接続されるとともに、当該加速度センサ２で検出された加速度から車両の傾斜角度を求める傾斜角度検出手段９、及び該傾斜角度検出手段９で求められた車両の傾斜角度に基づき、当該車両の傾斜角度が転倒角度に至ったことを判定する判定手段１０が形成されている。尚、判定手段１０は、車両の傾斜角度が転倒角度に至ったことを判定し、且つ、その状態が所定時間以上継続した場合に限り二輪車が転倒したと判断し得るよう構成してもよい。

ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１５は、車両が搭載するエンジンと電気的に接続されて当該エンジンを電子制御するものであり、通常、入力信号処理回路、演算回路、出力信号回路（駆動回路）及び電源回路等から成り、これらがＥＣＵ１５を動作するためのソフト（プログラム）によって動作し得るよう構成されている。而して、判定手段１０により車両の傾斜角度が転倒角度に至ったことを判定すると、その電気信号がＥＣＵ１５に送られ、車両のエンジンを制御（エンジン停止等の制御）し得るようになっている。

即ち、走行中の車両に加わる加速度を加速度センサ２にて検出し、当該加速度センサ２で検出された加速度から傾斜角度検出手段９にて車両の傾斜角度を求めるとともに、その傾斜角度に基づき判定手段１０にて車両の傾斜角度が転倒角度に至ったことを判定してエンジンを停止させることができるので、車両が転倒した状態でエンジンが駆動し続けるのを回避し得るのである。

従って、本実施形態によれば、従来の所謂機械式センサに比べて寿命を延ばすことができるとともに、加速度から傾斜角度を求めているので転倒角度に至ったか否かの情報に加え、転倒角度に至るまでの傾斜角度及び転倒角度に至った後の傾斜角度も詳細に把握することができ、傾斜角度の検出精度を向上させることができる。特に、加速度センサ２の検出に基づき車両（二輪車）の傾斜角度を求めているので、車両の傾斜状態に関わらずセンサの零点設定が可能であり、傾斜センサＳの取り付け誤差を吸収させて傾斜角度の検出精度をより向上させることができる。

然るに、零点設定はソフト的に行うことができることから、誤った状態で零点設定が行われた場合、当該設定をクリアして再び零点設定を行わせることができる。また、傾斜センサ本体内に加速度センサ２及び傾斜角度検出手段９を配設させているので、既存の二輪車等に取り付けられた汎用的傾斜センサとの互換性が高く、本傾斜センサＳの設置コストを低減させることができる。

更に、本実施形態においては、傾斜角度検出手段９で求められた車両（二輪車）の傾斜角度に基づき、当該車両の傾斜角度が転倒角度に至ったことを判定する判定手段１０を具備し、当該転倒角度がソフト的に任意設定可能とされている。従って、車両の種類（大型車両或いは小型車両など）或いは想定される走行形態（高速走行或いは低速走行など）等に応じて転倒角度をメーカ或いはユーザ等が任意設定することができ、転倒の検出精度をより一層向上させることができる。

また更に、加速度センサ２は、車両の前後左右方向の加速度を検出し得る２軸の加速度センサ、又は車両の前後左右に加え上下方向の加速度を検出し得る３軸の加速度センサ（例えばピエゾ抵抗型加速度センサ）から成るので、車両が真逆さまに転倒（上下がひっくり返った状態）した状態も検出することができ、適用させ得る車種を例えばＰＷＣや雪上車などに広げることができる。

また、加速度センサ２及び傾斜角度検出手段９は、基板３に配設されるとともに、当該基板３が傾斜センサ本体１内に略密封状態にて固定されたので、傾斜センサ本体１内への水や埃等の異物の侵入を防ぎ、加速度センサ２及び傾斜角度検出手段９（マイコン８）による検出をより精度よく行わせることができ、傾斜センサＳの信頼性を向上させることができる。

以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば判定手段１０をＥＣＵ１５側に配設するよう構成してもよい。また、加速度センサ２は、走行中の車両に加わる加速度を検出するものであれば足り、所謂電気的な種々のセンサを用いることができる。尚、本発明が適用される車両は、二輪車に限定されず、例えばＰＷＣや雪上車など他の車両にも適用できる。

また、本実施形態においては、転倒角度を任意設定し得るようになっているが、これに加え、車両の左右の外観形状又は装備品の付加状態に応じて転倒角度を当該車両の左右方向で異ならせるよう構成してもよい。即ち、車両によっては左右で外観形状や装備品（マフラー等）が異なる場合が多いので、当該形態に応じて転倒角度を左右で異ならせれば、車両が転倒したか否かの判定をより早く且つ精度よく行わせることができるのである。

車両に固定される傾斜センサ本体内に配設され、走行中の車両に加わる加速度を検出する加速度センサと、傾斜センサ本体内に配設され、加速度センサで検出された加速度から車両の傾斜角度を求める傾斜角度検出手段とを備えた車両の傾斜センサであれば、外観形状が異なるもの或いは他の機能が付加されたもの等にも適用することができる。

本発明の実施形態に係る車両の傾斜センサを示す正面図、上面図及び右側面図 図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図 同車両の傾斜センサを示す分解斜視図 同車両の傾斜センサの概略を示すブロック図 同車両の傾斜センサを二輪車に取り付けた状態を示す模式図

符号の説明

１ 傾斜センサ本体
２ 加速度センサ
３ 基板
４ 蓋部材
５ シール部材
６ 係止部材
７ 取付け部材
８ マイコン
９ 傾斜角度検出手段
１０ 判定手段
１１ 安定化電源
１２ サージ保護回路
１３ 出力回路
１４ 入力回路
１５ ＥＣＵ
１６ イグニッションスイッチ
Ｓ 傾斜センサ

Claims (6)

1. 車両の傾斜角度を検出し、当該傾斜角度に基づきエンジンを制御させ得る車両の傾斜センサにおいて、
   車両に固定される傾斜センサ本体と、
   該傾斜センサ本体内に配設され、走行中の車両に加わる加速度を検出する加速度センサと、
   前記傾斜センサ本体内に配設され、前記加速度センサで検出された加速度から車両の傾斜角度を求める傾斜角度検出手段と、
   を備えたことを特徴とする車両の傾斜センサ。
2. 前記傾斜角度検出手段で求められた車両の傾斜角度に基づき、当該車両の傾斜角度が転倒角度に至ったことを判定する判定手段を具備し、当該転倒角度が任意設定可能とされたことを特徴とする請求項１記載の車両の傾斜センサ。
3. 車両の左右の外観形状又は装備品の付加状態に応じて前記転倒角度を当該車両の左右方向で異ならせたことを特徴とする請求項２記載の車両の傾斜センサ。
4. 前記加速度センサは、車両の前後及び左右方向の加速度を検出し得る２軸の加速度センサから成ることを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の車両の傾斜センサ。
5. 前記加速度センサは、車両の前後左右に加え上下方向の加速度を検出し得る３軸の加速度センサから成ることを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の車両の傾斜センサ。
6. 前記加速度センサ及び傾斜角度検出手段は、基板に配設されるとともに、当該基板が前記傾斜センサ本体内に略密封状態にて固定されたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の車両の傾斜センサ。

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