JP2012254667A - 表示装置、車両、および表示方法、並びにプログラム - Google Patents

表示装置、車両、および表示方法、並びにプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】車両を後方から見た状態を模式的に示す図形の傾きから直感的に、車両の横転の危険性を判断すること。
【解決手段】連結車の後車輪および後車軸を表現する図形10,11を表示する第一表示制御部21と、連結車のコンテナを表現する図形12を表示する第二表示制御部22とを有し、第一表示制御部21により表示される後車軸を表現する図形11は、その軸方向が水平方向を表す所定の位置に固定されて表示され、第二表示制御部22により表示されるコンテナを表現する図形12は、その表示位置が後車軸を表現する図形11の軸方向に直交する方向をロール角度0°の方向として連結車のロール角度を表す複数の位置のいずれかに表示される表示装置20を構成する。
【選択図】図1

Description

本発明は、表示装置、車両、および表示方法、並びにプログラムに関する。
コンテナを積載する車両では、コンテナ内の積荷の偏りが運転に大きく影響する。たとえばコンテナ内の積荷がこのコンテナを積載した車両の進行方向に対して左右のいずれか一方に大きく偏っているような場合(以下では、単に「左右」といえば進行方向に対して「左右」であることとする。)、コンテナを積載した車両の重心位置も左右のいずれか一方に大きく偏ることになる。この場合、車両の運転者は、重心位置が偏っている側の反対側への旋回については左右方向の傾斜角度が大きくならないように注意深く配慮しながら運転を行う必要がある。運転者が車両の重心位置の偏りを認識し易いように、たとえば特許文献1では、車体のロール状態を表示させるロールインジケータが提案されている。
特許文献1のロールインジケータは、ロール角が危険な状態であることを示す危険ゾーンが表示され、その危険ゾーン内を、車両のロール状態を示す指針部の表示が矢示することによって、運転者に対し、車両のロール角に対する注意を喚起させるものである。
なお、特許文献1のロールインジケータでは、指針部の表示に、車両を後方から見た状態を模式的に示す図形が描かれているが、これは単に、指示部の矢印のデザインに過ぎず、車両の実際のロール角度を忠実に表現するものではない。
特許第3710970号
上述した特許文献1のロールインジケータでは、指示部の矢印のデザインとして、車両を後方から見た状態を模式的に示す図形が描かれているが、この図形は、車両の実際のロール角度を忠実に表現するものではない。また、特許文献1の車両を後方から見た状態を模式的に示す図形では、ロール時に、車両全体が傾いて図示されている。しかしながら、実際の車両では、横転状態に陥らない限り、ロール時に、このような状態にはならない。すなわち、平常のロール時に傾くのは車両の荷室部分のみであり、車輪および車軸は、接地しているので水平状態を保っている。したがって、運転者は、このように実際の車両の状態から大きくかけ離れている車両を表現する図形の状態を見ても、直感的に、車両の横転の危険性を判断することはできない。
本発明は、このような背景の下に行われたものであって、車両を後方から見た状態を模式的に示す図形の傾きから直感的に、車両の横転の危険性を判断することができる表示装置、車両、および表示方法、並びにプログラムを提供することを目的とする。
本発明の一つの観点は、表示装置としての観点である。本発明の表示装置は、貨物車両を、その後方から見た状態を模式的に図形として表示する表示装置において、貨物車両の後車輪および後車軸を表現する図形を表示する第一の表示手段と、貨物車両の荷室を表現する図形を表示する第二の表示手段とを有し、第一の表示手段により表示される後車軸を表現する図形は、その軸方向が水平方向を表す所定の位置に固定されて表示され、第二の表示手段により表示される荷室を表現する図形は、その表示位置が後車軸を表現する図形の軸方向に直交する方向をロール角度0°の方向として貨物車両のロール角度を表す複数の位置のいずれかに表示されるものである。
さらに、ロール角度およびその向きを後車軸を表現する図形の軸方向に伸縮する棒グラフで表示する第三の表示手段を有することができる。さらにこれに加え、貨物車両のロール角度が右方向または左方向のいずれの側のロール角度であるかを「右」または「左」を表す文字情報で表示する第四の表示手段を有することができる。さらにこれに加え、ロール角度およびその向きを文字または数字で表示する第五の表示手段を有することができる。さらにこれに加え、荷室の重量を表示する第六の表示手段を有することができる。
本発明の他の観点は、車両としての観点である。本発明の車両は、本発明の表示装置を有するものである。
本発明のさらに他の観点は、表示方法としての観点である。本発明の表示方法は、貨物車両を、その後方から見た状態を模式的に図形として表示する表示方法において、貨物車両の後車輪および後車軸を表現する図形を表示する第一の表示ステップと、貨物車両の荷室を表現する図形を表示する第二の表示ステップとを有し、第一の表示ステップの処理により表示される後車軸を表現する図形は、その軸方向が水平方向を表す所定の位置に固定されて表示され、第二の表示ステップの処理により表示される荷室を表現する図形は、その表示位置が後車軸を表現する図形の軸方向に直交する方向をロール角度0°の方向として貨物車両のロール角度を表す複数の位置のいずれかに表示されるものである。
本発明のさらに他の観点は、プログラムとしての観点である。本発明のプログラムは、コンピュータに、貨物車両を、その後方から見た状態を模式的に図形として表示する表示機能を実現させるプログラムにおいて、表示機能は、貨物車両の後車輪および後車軸を表現する図形を表示する第一の表示機能と、貨物車両の荷室を表現する図形を表示する第二の表示機能とを有し、第一の表示部により表示される後車軸を表現する図形は、その軸方向が水平方向を表す所定の位置に固定されて表示され、第二の表示部により表示される荷室を表現する図形は、その表示位置が後車軸を表現する図形の軸方向に直交する方向をロール角度0°の方向として貨物車両のロール角度を表す複数の位置のいずれかに表示されるものである。
本発明によれば、車両を後方から見た状態を模式的に示す図形の傾きから直感的に、車両の横転の危険性を判断することができる。
本発明の実施の形態の表示装置の表示画面の表示例を示す図である。 図1の表示画面を有する表示装置を搭載する連結車の全体構成図である。 図2の牽引車および被牽引車の要部構成を示す図である。 図1の表示装置のブロック構成図である。 図4のロール角度検出部の処理で用いるトリガ1,2を示す図である。 図4のロール角度検出部のロール角度検出処理を示すフローチャートである。 比較例として図6の処理を運転者が手動で行う場合を説明するためのフローチャートである。 ロール角度と横転危険度との関係を説明するための図である。 図4の表示画面の表示例(その1)を示す図である。 図4の表示画面の表示例(その2)を示す図である。 その他の表示画面の表示例で傾き無しの状態を示す図である。 その他の表示画面の表示例で傾き有りの状態を示す図である。 さらに別のその他の表示画面の表示例を示す図である。
(概要について)
本発明の実施の形態の表示画面1を有する表示装置20は、図1に示すように、貨物車両(図2の連結車30)の後車輪および後車軸を表現する図形10、11を表示する第一表示制御部(請求項でいう第一の表示手段)21と、貨物車両の荷室(図2のコンテナ46)を表現する図形12を表示する第二表示制御部(請求項でいう第二の表示手段)22とを有し、第一表示制御部21により表示される後車軸を表現する図形11は、その軸方向が水平方向を表す所定の位置に固定されて表示され、第二表示制御部22により表示される荷室を表現する図形12は、その表示位置が後車軸を表現する図形11の軸方向に直交する方向をロール角度0°の方向として貨物車両のロール角度を表す複数の位置のいずれかに表示される。なお、以下では、荷室は、コンテナ46と記述する。
さらに、ロール角度およびその方向を後車軸を表現する図形11の軸方向に伸縮する棒グラフ13で表示する第三表示制御部(請求項でいう第三の表示手段)23を有することができる。さらにこれに加え、貨物車両のロール角度が右方向または左方向のいずれの側のロール角度であるかを「右」または「左」を表す文字情報14R、14Lで表示する第四表示制御部(請求項でいう第四の表示手段)24を有する。
表示装置20は、運送業者側で、貨物の重心位置が目視確認できない場合に有効である。よって、以下の説明では、図2に示すように、運送業者が荷主の許可無しに積荷の状態を目視確認できないコンテナ46などを積載することを主な業務とする連結車30を例示して説明する。しかしながら表示装置20は、連結車30以外の貨物車両においても適用することができ、表示装置20の適用範囲を連結車30に限定するものではない。
(連結車30の構成について)
表示装置20が搭載される連結車30は、図2および図3に示すように、牽引車31、被牽引車32から構成される。牽引車31は、説明を分り易くするために、カプラ40、牽引車前輪41、牽引車後輪42、および牽引車シャーシ43を図示する。また、被牽引車32は、説明を分り易くするために、被牽引車輪44,45および積載貨物であるコンテナ46を図示する。この場合、請求項でいう「荷室」は、コンテナ46に相当する。また、図1に示すコンテナ46を表現する図形12において、下部の突起は、被牽引車32の一部分を表している。なお、以下の説明で、左右にそれぞれ配置されている部材については必要に応じて符号にRまたはLをさらに付し、左右を区別することとする。
牽引車31は、不図示のエンジンを搭載し、カプラ40を介して被牽引車32に連結され、牽引車後輪42を駆動輪として走行する。また、牽引車31は、表示装置20を搭載する。さらに、表示装置20は、表示画面1を有し、この表示画面1は、運転席の計器パネルなどに配置される。また、図3に示すように、牽引車後輪42R,42L付近には車高センサ47R,47Lが配置される。さらに、図3に示すように、エアサスペンションを構成するエアベローズ50R,50Lを有し、エアベローズ50R,50Lは、フレーム構成部材53に取り付けられ、支持部52R,52Lを介して牽引車シャーシ43を支えている。また、エアベローズ50R,50Lには、圧力センサ51R,51Lが取り付けられている。
被牽引車32は、荷物を搭載するスペースを有し、カプラ40を介して牽引車31に連結される。また、被牽引車32は、被牽引車輪44,45を有する。図2に示した被牽引車32は、2軸(2組の被牽引車輪44,45を有する。)であるが3軸のものもある。なお、被牽引車32は、牽引車31に連結されていないときには、不図示のランディングギヤによって水平を保ち自立することができる。
(表示装置20の構成について)
表示装置20は、図4に示すように、表示画面1、第一表示制御部21、第二表示制御部22、第三表示制御部23、第四表示制御部24、車高センサ47R,47L、圧力センサ51R,51L、ロール角度検出部60、およびロール角度記憶部61により構成される。
表示画面1は、第一表示制御部21〜第四表示制御部24の制御によって、図1に示すように、後車輪および後車軸を表現する図形10,11、コンテナ46を表現する図形12、棒グラフ13、「右」または「左」の文字情報14R,14Lを表示する。表示画面1は、たとえば液晶パネルまたは有機エレクトロルミネッセンスパネルなどにより構成される。第一表示制御部21により表示される後車輪および後車軸を表現する図形10,11は、その軸方向が水平方向を表す所定の位置に固定されて表示される。また、第二表示制御部22により表示されるコンテナ46を表現する図形12は、後述するロール角度検出部60の検出結果に基づいて、その表示位置が後車軸を表現する図形11の軸方向に直交する方向をロール角度0°の方向として貨物車両のロール角度を表す複数の位置のいずれかに表示される。また、第三表示制御部23により表示される棒グラフ13は、後述するロール角度検出部60の検出結果に基づいて、ロール角度およびその方向を後車軸を表現する図形11の軸方向に伸縮するバーにより表示される。また、第四表示制御部24により表示される「右」または「左」の文字情報14R,14Lは、後述するロール角度検出部60の検出結果に基づいて、ロール角度の向きに該当する側の文字情報14Rまたは14Lの輝度が反対側の文字情報14Lまたは14Rよりも高くなるように表示される。
第一表示制御部21は、表示装置20の電源がON状態である間は、常時、後車輪および後車軸を表す図形10、11を表示画面1上に表示し続ける。
第二表示制御部22は、第一表示制御部21が後車輪および後車軸を表す図形10、11を表示画面1上に表示している状態において、ロール角度検出部60が検出したロール角度に基づいて、コンテナ46を表す図形12を表示画面1上に傾き角度を変えて表示する。
第三表示制御部23は、第一表示制御部21が後車輪および後車軸を表す図形10、11を表示画面1上に表示している状態において、ロール角度検出部60が検出したロール角度に基づいて、棒グラフ13を表示画面1上にバーの向きおよび長さを変えて表示する。
第四表示制御部24は、第一表示制御部21が後車輪および後車軸を表す図形10、11を表示画面1上に表示している状態において、ロール角度検出部60が検出したロール角度に基づいて、「左」または「右」の文字情報を表示画面1上に輝度を変えて表示する。
車高センサ47R,47Lは、牽引車後輪42R,42L付近に設置され、牽引車31のフレーム構成部材53と牽引車シャーシ43との間の距離(これを車高という)を検出する。
圧力センサ51R,51Lは、牽引車31のエアベローズ50R,50Lの空気圧を検出する。なお、エアベローズ50R,50Lは、いわゆるエアサスペンションを構成し、不図示のエアサスペンション制御機能の制御に応じて不図示のエアタンクから空気が供給される。
ロール角度検出部60は、所定のサンプリング周期毎に、車高センサ47Rの検出結果と車高センサ47Lの検出結果との差分として現れる牽引車31のロール角度を検出する。なお、ロール角度検出部60が検出するロール角度は、ロール角度記憶部61に書き込まれる。また、ロール角度検出部60は、圧力センサ51R,51Lの検出結果に基づいて、被牽引車32に貨物が積載されたか否かを判断し、被牽引車32に貨物が積載される直前のロール角度を原点とし、被牽引車32に貨物が積載された後のロール角度の変化量(以下では、これをロール角度の変化量と称する)を検出する。一般的には、被牽引車32に貨物が積載される直前のロール角度は、ほぼ0°と考えてよいため、ロール角度の変化量は、そのまま被牽引車32のロール角度と考えてよい。さらに、カプラ40は、ロール方向の自由度は無いため、被牽引車32のロール角度はそのまま牽引車31のロール角度と考えてよい。また、被牽引車32のロール角度は、そのままコンテナ46のロール角度と考えてよい。
ロール角度記憶部61は、ロール角度検出部60が所定のサンプリング周期毎に検出するロール角度を記憶する。
(動作について)
次に、ロール角度検出部60がロール角度を検出する処理について、図5および図6を参照して説明する。図5の上段の図は、圧力センサ51R,51Lの検出結果(圧力センサ51Rの検出結果+圧力センサ51Lの検出結果)から得られたエアベローズ50R,50L内の空気圧を縦軸にとり、横軸に時間の経過をとったものである。一方、図5の下段の図は、車高センサ47R,47Lの検出結果に基づき計算されたロール角度を縦軸にとり、横軸に時間の経過をとったものである。
図5の上段に示すエアベローズ50R,50L内の空気圧は、時刻t0から時刻t1の間では、ほぼ一定の低い値である。この状態は、被牽引車32が牽引車31に連結されているが被牽引車32は空積状態であり、エアベローズ50R,50Lは、牽引車31および空積状態の被牽引車32のみを支えているため空気圧は低い状態である。続いて、エアベローズ50R,50L内の空気圧は、時刻t1で急激に増加を始めている。この状態は、被牽引車32に貨物であるコンテナ46の積載が開始された瞬間の状態であり、コンテナ46自体の重さに加え、車体が大きく揺れ動くことにより、エアベローズ50R,50L内の空気圧は大きく増加している。続いて、エアベローズ50R,50L内の空気圧は、時刻t1から時刻t2の間では、ほぼ一定のレートで上昇を続けている。この状態は、被牽引車32に貨物が積載されたことにより車高センサ47R,47Lが車高の沈み込みを検出したので、不図示のエアサスペンション制御機能が不図示のエアタンクからエアベローズ50R,50Lに空気を送り込んでおり、エアベローズ50R,50L内の空気圧が上昇を続けている状態である。続いて、時刻t2を過ぎるとエアベローズ50R,50L内の空気圧は所定の値で安定する。この状態は、被牽引車32への貨物の積載が完了し、車体の揺れも収まり、車高も所定の高さを回復し、エアベローズ50R,50L内の空気圧が安定した状態である。
一方、図5の下段に示すロール角度は、時刻t0から時刻t1の間では、一定の小さい値である。この状態は、被牽引車32が牽引車31に連結されているが貨物であるコンテナ46が積載されていない状態であり、連結車30の重心位置に偏りがほとんど発生していない状態である。続いて、ロール角度は、時刻t1で急激に増加を始めている。この状態は、被牽引車32に貨物の積載が開始された瞬間の状態であり、車体が大きく揺れ動くことにより、牽引車31のロール角度も大きく増加している。その後も車体が揺れ動いている状態は、時刻t1から時刻t2まで継続している。続いて、時刻t2を過ぎるとロール角度は安定する。この状態は、被牽引車32へのコンテナ46の積み込みが完了し、車体の揺れも収まり、牽引車31のロール角度も安定した状態である。
このように図5の上段に示す空気圧の変化と図5の下段に示すロール角度とは、密接に関係していることがわかる。そこで、時刻t1直後のタイミングを「トリガ1」とし、トリガ1から所定の時間以内(たとえば10秒以内)に空気圧が安定したらそのタイミングを「トリガ2」として設定する。これにより、「トリガ1」は、被牽引車32にコンテナ46の積み込みが開始されたタイミングであり、「トリガ2」は、被牽引車32へのコンテナ46の積み込みが完了したタイミングであるとすることができる。なお、ここで所定の時間(たとえば10秒)は、車高センサ47R,47Lが車高の沈み込みを検出してから不図示のエアタンクからエアベローズ50R,50Lに空気が送り込まれ、車高が所定の高さを回復し、エアベローズ50R,50L内の空気圧が安定するまでに要する時間である。よって、この所定の時間は、車種によって様々に設定される。これによれば、運転者が手動で貨物の積み込み開始および貨物の積み込み完了を入力する必要は無くなる。
次に、ロール角度検出部60がトリガ1およびトリガ2を利用して牽引車31のロール角度を検出する手順を図6のフローチャートを参照して説明する。
START:運転者のキー操作などにより、表示装置20が起動されると、表示装置20のロール角度検出部60は、ステップS1の手続きに進む。
ステップS1:ロール角度検出部60は、車高センサ47Rの検出結果と車高センサ47Lの検出結果との差分として現れる牽引車2のロール角度生値(raw_roll_ang)を取り込み、圧力センサ51R,51Lから空気圧生値(raw_air_press)を取り込み、手続きは、ステップS2に進む。
ステップS2:ロール角度検出部60は、ステップS1で取り込んだロール角度生値(raw_roll_ang)および空気圧生値(raw_air_press)を、ローパスフィルタ処理して手続きはステップS3に進む。なお、このローパスフィルタ処理によりロール角度生値(raw_roll_ang)および空気圧生値(raw_air_press)のノイズ成分(微小変動など)が除去されて、フィルタ後ロール角度(fil_roll_ang)およびフィルタ後圧力値(fil_air_press)が生成される。
ステップS3:ロール角度検出部60は、圧力センサ51R,51Lの検出結果に基づいて、たとえば3秒以内にαkg/cm2以上の圧力変化の有無を判定する。ステップS3において、3秒以内にαkg/cm2以上の圧力変化が有ると判定された場合、手続きはステップS4に進む。一方、ステップS3において、3秒以内にαkg/cm2以上の圧力変化が無いと判定された場合、手続きはステップS1に戻る。なお、ここで3秒は一例であり、短時間に急激な圧力変化が有るか否かを判定するために設定された観測時間である。したがって、たとえば1秒〜5秒程度の範囲内でどのような時間を設定してもよい。また、αは、被牽引車32にコンテナ46の積載が開始されたことが確実に判定可能となる適切な値を設定する。たとえば被牽引車32に試験的にコンテナ46を積載してみたときの圧力センサ51R,51Lの検出結果を考察してαの値を決定すればよい。
ステップS4:ロール角度検出部60は、トリガ1を設定してステップS5の手続きに進む。
ステップS5:ロール角度検出部60は、ステップS4で設定したトリガ1の時刻とその所定期間(期間T1)前の時刻との間にサンプリングされているロール角度(fil_roll_ang)を、ロール角度記憶部61から読み出し、その平均値(fil_roll_ang_trg1_ave)を計算する。この計算が終了すると手続きはステップS6に進む。
ステップS6:ロール角度検出部60は、圧力センサ51R,51Lの検出結果に基づいて、トリガ1設定後のたとえば10秒以内に圧力変化がΔkg/cm2以内に収まったか否かを判定する。ステップS6において、トリガ1設定後のたとえば10秒以内に圧力変化がΔkg/cm2以内に収まったと判定された場合、手続きはステップS7に進む。一方、ステップS6において、トリガ1設定後のたとえば10秒以内に圧力変化がΔkg/cm2以内に収まっていないと判定された場合、手続きはステップS11に進む。なお、ここで10秒は、車高センサ47R,47Lが車高の沈み込みを検出してからエアベローズ50R,50Lに不図示のエアタンクから空気が送り込まれ、車高が所定の高さを回復し、エアベローズ50R,50L内の空気圧が安定するまでに要する時間である。よって、この所定の時間は、車種によって様々に設定される。また、この所定の時間は、必ずしも車高の高さが回復するのに要する時間以内とする必要は無く、さらに長い時間としてもよい。あるいは、この所定の時間は、特に定めなくてもよい。ただし、この所定の時間を定めておけば、この所定の時間を大幅に超過する事態が発生したときには、トリガ1が誤って設定されたものであると判定し、トリガ1を解除(ステップS11)することができる。また、この所定の時間を定める際には、この所定の時間を長くすることにより、図6のステップS6の処理に要する時間が長くなるので、必要最短の時間とすることが好ましい。また、Δkg/cm2は、エアベローズ50R,50L内の空気圧が安定したと判定するための値であり、ほぼ0kg/cm2に近い値が設定される。
ステップS7:ロール角度検出部60は、トリガ2を設定してステップS8の手続きに進む。
ステップS8:ロール角度検出部60は、ステップS7で設定したトリガ2の時刻とその所定期間(期間T2)前の時刻との間にサンプリングされているフィルタ後ロール角度(fil_roll_ang)を、ロール角度記憶部61から読み出し、その平均値(fil_roll_ang_trg2_ave)を計算する。この計算が終了すると手続きはステップS9に進む。
ステップS9:ロール角度検出部60は、ステップS8で取得したロール角度平均値(fil_roll_ang_trg2_ave)からステップS5で取得したロール角度平均値(fil_roll_ang_trg1_ave)を減算することによりロール角度の変化量を計算し、ロール角度の変化量によりコンテナ46のロール角度を求めて手続きはステップS10に進む。
ステップS10:第二表示制御部22〜第四表示制御部24は、ステップS9で計算されたコンテナ46のロール角度に基づいて、それぞれコンテナ46を表す図形12、棒グラフ13、および「左」または「右」の文字情報14L,14Rの表示を制御して処理を終了する(END)。
ステップS11:ロール角度検出部60は、ステップS6で「No」と判定されたのでトリガ1の設定を解除してステップS1の手続きに戻る。なお、ステップS6で「No」と判定される原因は、トリガ1を設定するか否かを判定するステップS3における圧力の急激な変化が貨物の積載開始以外の要因(たとえば牽引車31の移動による揺れなど)であった場合などである。
比較例として、図6のフローチャートの処理を運転者が手動で行った場合の例を図7に示す。図7の処理は、圧力センサ51R,51Lの検出結果を利用しないことを除けば、ステップS20,S21,S23,S25,S26がそれぞれステップS1,S2,S5,S8,S9に対応している。図7の処理は、圧力センサ51R,51Lの検出結果を利用しない代わりに、ステップS22およびステップS24において、運転者による操作を必要とする。
次に、ロール角度が横転危険度の指標となる原理について図8を参照して説明する。はじめに、連結車30の横転事故のメカニズムについて考察する。旋回中に作用する横Gによって被牽引車32にロールが発生する。ロールによる重心の横方向への移動とサスペンション(ここではエアベローズ50R,50Lを用いたエアサスペンション)のロール剛性の反力成分によって内輪の接地荷重が減少し、外輪の接地荷重が増加していく。さらに被牽引車32に作用する横Gが増加すると、内輪の浮き上がりを生じ、この状態で横Gが維持されるとカプラ40を通じて牽引車31の後輪42も被牽引車32にまくり上げられ、車両として極めて不安定な状態に陥り横転へと至る。ここで牽引車31の内輪が浮き上がりはじめる状態を横転限界と定義する。
図8に示すように、重心には鉛直方向の重力加速度と旋回による横Gの合成ベクトルが作用する。この合成ベクトルが鉛直方向となす角をεとし、旋回外輪の着力点と重心から下ろした垂線の足Pによって幾何学的に定まる角である危険角度をρとする。横転はεが危険角度ρを上回ることによって生じる。したがって図8の状態はε>ρであり、横転が生じる状態である。
図8において、h0を路面からロールセンタ(牽引車31および被牽引車32のロールの中心)までの高さ、h1を、ロール角度Φが0°であるときのロールセンタを通る路面と平行な面と重心を通る路面と平行な面までの距離、Lを被牽引車輪45R,45Lのそれぞれの複輪の中間点の間の距離、eを被牽引車32の中心からの重心偏量、θを被牽引車輪45R,45Lのタイヤの変形によるロール角度、Φを被牽引車32のロール角度、Vを連結車30の車速、Rを連結車30の旋回半径、gを重力加速度とすれば、横転限界は、以下の(式1)、(式2)、(式3)で表すことができる。
ρ=tan-1[〔(L/2)−(h0*sinθ+h1*sinΦ+e*cosΦ)〕/〔h0*cosθ+h1*cosΦ-e*sinΦ〕]
…(式1)
ε= tan-1[V2/g*R] …(式2)
ε>ρ …(式3)
なお、カプラ40は、ロール方向には自由度を持たないので、被牽引車32のロール角度Φは、そのまま牽引車31のロール角度に反映される。
ここで、連結車30が横転する可能性が高い危険度が大きい状態と、連結車30が横転する可能性が低い危険度が小さい状態と、をそれぞれ想定し、危険角度ρとロール角度Φとの関係について考察する。
まず、危険度が大きい状態として、重心偏量e=1m(メートル)、距離h1=1m、ロール角度Φ=10°、タイヤ変形によるロール角度θ=2°とし、予めわかっている固定値として、路面からロールセンタまでの高さh0=1m、複輪の中間点の間の距離L=2mとする。これらの数値を(式1)に代入して危険角度ρを計算するとρ≒5.7°になる。
一方、危険度が小さい状態として、重心偏量e=0.5m、距離h1=0.5m、ロール角度Φ=5°、タイヤ変形によるロール角度θ=1°とし、路面からロールセンタまでの高さh0=1m、複輪の中間点の間の距離L=2mとする。これらの数値を(式1)に代入して危険角度ρを計算するとρ≒16.7°になる。
以上の結果から危険角度ρとロール角度Φとは反比例の関係にあることがわかる。危険角度ρは、大きければ大きいほど、横転余裕角度が大きくなり、危険度は小さくなる。言い換えると、危険度の大きさとロール角度Φの大きさとは比例する関係にあることがわかる。これにより、ロール角度を危険度の指標として用いることが適切であることがわかる。
(表示画面1の表示例について)
次に、表示画面1の表示例(その1)を図9に示す。図9の表示例は、コンテナ46のロール角度が右方向に2.5°傾いている状態を示している。コンテナ46を表す図形12が実際に、右方向に2.5°傾いて表示される。コンテナ46を表す図形12の傾き度合いは、水平位置に固定的に表示されている後車輪および後車軸を表す図形10,11と比較することにより明確化される。
さらに、棒グラフ13のバー(ハッチング部分)が右方向に2.5°の位置まで伸びている。これによってもコンテナ46のロール角度が右方向に2.5°傾いている状態であることを認識できる。さらに、「右」を表す文字情報14Rの輝度が「左」を表す文字情報14Lの輝度と比較して高い(明るい)ので、これによってもコンテナ46のロール角度が右方向に傾いている状態であることを認識できる。
次に、表示画面1の表示例(その2)を図10に示す。図10の表示例は、コンテナ46のロール角度が左方向に2.5°傾いている状態を示している。コンテナ46を表す図形12が実際に、左方向に2.5°傾いて表示される。コンテナ46を表す図形12の傾き度合いは、水平位置に固定的に表示されている後車輪および後車軸を表す図形10,11と比較することにより明確化される。
さらに、棒グラフ13のバー(ハッチング部分)が左方向に2.5°の位置まで伸びている。これによってもコンテナ46のロール角度が左方向に2.5°傾いている状態であることを認識できる。さらに、「左」を表す文字情報14Lの輝度が「右」を表す文字情報14Rの輝度と比較して高い(明るい)ので、これによってもコンテナ46のロール角度が左方向に傾いている状態であることを認識できる。
(その他の表示画面1A、1Bの表示例について)
次に、その他の表示画面1Aの表示例(その1)を図11および図12に示す。図11の表示例は、表示画面1Aの下部に、別窓15を設けている。なお、別窓15内の表示を制御するためには、図1および図4に示した第一表示制御部21〜第四表示制御部24に加え、別窓15内の表示を制御するための第五表示制御部(請求項でいう第五の表示手段)25を設ける(図示は省略)。
図11の表示例は、コンテナ46の傾きが無い状態、あるいは未だコンテナ46が被牽引車32に積載されていない状態である。このような状態では、別窓15には、たとえば年月日および時刻などが表示されている。
図12の表示例は、コンテナ46のロール角度が右方向に2.5°傾いている状態を示している。別窓15には、「傾き角度 右2.5°」としてロール角度とその方向が文字情報として表示される。
次に、さらに別のその他の表示画面1Bの表示例を図13に示す。図13の表示例は、表示画面1Bの右上部に、重量表示部16を設けている。なお、重量表示部16の表示を制御するためには、図1および図4に示した第一表示制御部21〜第四表示制御部24、および前述の第五表示制御部25に加え、重量表示部16の表示を制御するための第六表示制御部(請求項でいう第六の表示手段)26を設ける(図示は省略)。重量表示部16は、コンテナ46の重量の推定結果を表示するものであり、図13の例では、カプラ40に掛かる重量をそのまま表示し、これをコンテナ46の重量の推定値としている。なお、カプラ40に掛かる重量は、第五輪荷重とも呼ばれており、カプラ40に設けた荷重センサ(不図示)などにより測定することができる。
(効果について)
表示装置20は、後車輪および後車軸を表現する図形10,11を表示する第一表示制御部21と、コンテナ46を表現する図形12を表示する第二表示制御部22とを有し、第一表示制御部21により表示される後車輪および後車軸を表現する図形10,11は、その表示位置が所定の位置に固定されて表示され、第二表示制御部22により表示されるコンテナ46を表現する図形12は、その表示位置が連結車30のロール角度を表す複数の位置のいずれかに表示されるので、これらの図形10,11,12の状態は、実際の状態に近く、コンテナ46を表現する図形12の傾きから直感的に、連結車30の横転の危険性を判断することができる。すなわち、平常のロール時に傾くのは連結車30のコンテナ46の部分(図形12)のみであり、車輪(図形10)および車軸(図形11)は、接地しているので水平状態を保っているが、このような状態も忠実に表現されている。
さらに、ロール角度およびその方向を水平方向に伸縮する棒グラフ13で表示する第三表示制御部23を有することにより、コンテナ46を表現する図形12の傾きから直感的に、連結車30の横転の危険性を判断することができるのに加え、棒グラフ13によってさらに明確に、連結車30の横転の危険性を判断することができる。
さらに、連結車30のロール角度が右方向または左方向のいずれの側のロール角度であるかを「右」または「左」を表す文字情報で表示する第四表示制御部24を有することにより、コンテナ46を表現する図形12の傾きから直感的に、連結車30の横転の危険性を判断する際に、左右いずれの方向への傾きであるのかを明確に認識することができる。
さらに、ロール角度およびその方向を文字または数字で表示する第五表示制御部25を有することにより、コンテナ46を表現する図形12の傾きから直感的に、連結車30の横転の危険性を判断することができるのに加え、文字または数字によってさらに明確に、連結車30の横転の危険性を判断することができる。
さらに、コンテナ46の重量を推定し、推定されたコンテナ46の重量を表示する第六表示制御部26を有することにより、コンテナ46の重量によっても連結車30の横転の危険性を判断することができる。すなわち、コンテナ46を表現する図形12の傾きの状態が同じであっても、コンテナ46の重量が重たい場合と軽い場合とでは、連結車30の横転の危険性が異なるので、このようなコンテナ46の重量の違いによる連結車30の横転の危険性についても認識することが容易になる。
また、ロール角度検出部60の処理によれば、重心位置推定などの複雑な処理を行う必要が無く、処理時間の短縮が図れると共に、センサ類などを少なくし、コストを削減させることができる。さらに、ロール角度は、連結車30が走行を開始する以前の状態において検出可能であるので、運転者は、連結車30の運行を開始する以前に横転の危険度を把握することができる。これによれば、運転者は、連結車30の横転の危険度を小さくするための措置を、連結車30の運行を開始する以前にとることができ、連結車30の安全な運行を実現できる。
また、ロール角度検出部60は、運転者の手動入力に頼ることなく、トリガ1を設定することにより、被牽引車32への貨物の積載開始のタイミングを認識し、トリガ2を設定することにより、被牽引車32への貨物の積載完了のタイミングを認識する。これにより、図6のフローチャートの処理を自動化することができる。
これによれば、運転者が車高センサ47R,47Lを0点補正することを忘れてしまったり、あるいは、運転者が被牽引車32に貨物が積載され始めてから慌てて0点補正をし、車高センサ47R,47Lを正しく0点補正していない状態で、図7のステップS23以降の処理が実行されるといったことがなくなり、常に、正しい推定結果を得ることができる。また、運転者にとっても煩わしい作業を無くすことができるため運転者の利便性を向上させることができる。すなわち運転者は、牽引車31のキースイッチ(不図示)をON状態にするだけでよい。
(プログラムを用いた実施の形態について)
また、表示装置20の各部(第一表示制御部21〜第六表示制御部26、ロール角度検出部60、ロール角度記憶部61など)は、所定のプログラムにより動作する汎用の情報処理装置によって構成されてもよい。例えば、汎用の情報処理装置は、メモリ、CPU(Central Processing Unit)、入出力ポートなどを有する。汎用の情報処理装置のCPUは、メモリなどから所定のプログラムとして制御プログラムを読み込んで実行する。これにより、汎用の情報処理装置には、表示装置20の各部の機能が実現される。また、その他の機能についてもソフトウェアにより実現可能な機能については汎用の情報処理装置とプログラムとによって実現することができる。なお、上述したCPUの代わりにASIC(Application Specific Integrated Circuit)、マイクロプロセッサ(マイクロコンピュータ)、DSP(Digital Signal Processor)などを用いてもよい。
なお、汎用の情報処理装置が実行する制御プログラムは、表示装置20の出荷前に、汎用の情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであっても、表示装置20の出荷後に、汎用の情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであってもよい。また、制御プログラムの一部が、表示装置20の出荷後に、汎用の情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであってもよい。表示装置20の出荷後に、汎用の情報処理装置のメモリなどに記憶される制御プログラムは、例えば、CD−ROMなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に記憶されているものをインストールしたものであっても、インターネットなどの伝送媒体を介してダウンロードしたものをインストールしたものであってもよい。
また、制御プログラムは、汎用の情報処理装置によって直接実行可能なものだけでなく、ハードディスクなどにインストールすることによって実行可能となるものも含む。また、圧縮されたり、暗号化されたりしたものも含む。
このように、汎用の情報処理装置とプログラムによって表示装置20の機能を実現することにより、大量生産や仕様変更(または設計変更)に対して柔軟に対応可能となる。
(その他の実施の形態について)
コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであってもよいし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであってもよい。
また、図6のステップS9で取得したロール角度が所定の閾値以上、または超えている場合、運転者に確実に危険度の大きさを報知する必要がある。したがって、このような場合、表示画面1、1A、1Bの表示に加え、危険度が大きいことを運転者に報知するための警報手段を有するようにしてもよい。この警報手段としては、たとえばランプの点滅、ブザーの鳴動、合成音声による報知など、様々な形態とすることができる。あるいは、表示画面1、1A、1Bの表示例の中に、警報ランプや警報表示部を設けてもよい。これによれば、危険度が大きいことを確実に報知することができる。
あるいは、図6のステップS9で取得したロール角度が所定の閾値以上、または超えている場合には、図12の下部にある別窓15の「傾き角度 右2.5°」の表示の背景色を通常色から目立つ色(たとえば黄色など)に変化させると共に、注意喚起音(たとえば「ピピピピッ!」など)を不図示のスピーカなどから送出させるようにしてもよい。これによっても、危険度が大きいことを確実に報知することができる。
さらに、上記の所定の閾値については、ユーザ(運転者など)が自由に変更することができるようにしてもよい。たとえば、連結車30の僅かな傾きであっても認識したいというユーザは、所定の閾値を比較的小さい値に設定し、本当に危険な場合にだけ連結車30の傾きを認識したいというユーザは、所定の閾値を比較的大きい値に設定することができる。これによれば、ユーザの好みに応じて連結車30の傾きの報知基準を変更することができ、ユーザの利便性を向上させることができる。
また、図1、図9〜図13で説明した表示については、表示装置20の電源がON状態である間は、常時、表示画面1、1A、1B上に表示し続けるようにしてもよいが、図6のステップS3の判定結果または第五輪荷重の測定などにより、被牽引車32にコンテナ46が搭載されていることが検出されているとき、または、図6のステップS3の判定結果または第五輪荷重の測定などにより、被牽引車32にコンテナ46が搭載されていることが検出され、さらに図6のステップS9で取得したロール角度が0°ではないときに限定して表示を行うようにしてもよい。これによれば、単に表示が行われることだけで運転者に注意を喚起することができる。
また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
1、1A、1B…表示画面(第一〜第六の表示手段の一部)、20…表示装置、21…第一表示制御部(第一の表示手段)、22…第二表示制御部(第二の表示手段)、23…第三表示制御部(第三の表示手段)、24…第四表示制御部(第四の表示手段)、30…連結車、31…牽引車、32…被牽引車、60…ロール角度検出部、61…ロール角度記憶部

Claims (8)

  1. 貨物車両を、その後方から見た状態を模式的に図形として表示する表示装置において、
    前記貨物車両の後車輪および後車軸を表現する図形を表示する第一の表示手段と、
    前記貨物車両の荷室を表現する図形を表示する第二の表示手段と
    を有し、
    前記第一の表示手段により表示される前記後車軸を表現する図形は、その軸方向が水平方向を表す所定の位置に固定されて表示され、
    前記第二の表示手段により表示される前記荷室を表現する図形は、その表示位置が前記後車軸を表現する図形の軸方向に直交する方向をロール角度0°として前記貨物車両のロール角度を表す複数の位置のいずれかに表示される、
    ことを特徴とする表示装置。
  2. 請求項1記載の表示装置であって、
    前記ロール角度およびその向きを前記後車軸を表現する図形の軸方向に伸縮する棒グラフで表示する第三の表示手段を有する、
    ことを特徴とする表示装置。
  3. 請求項1または2記載の表示装置であって、
    前記貨物車両のロール角度が右方向または左方向のいずれの側のロール角度であるかを「右」または「左」を表す文字情報で表示する第四の表示手段を有する、
    ことを特徴とする表示装置。
  4. 請求項1から3のいずれか1項記載の表示装置であって、前記ロール角度およびその向きを文字または数字で表示する第五の表示手段を有する、
    ことを特徴とする表示装置。
  5. 請求項1から4のいずれか1項記載の表示装置であって、
    前記荷室の重量を表示する第六の表示手段を有する、
    ことを特徴とする表示装置。
  6. 請求項1から5のいずれか1項記載の表示装置を有することを特徴とする車両。
  7. 貨物車両を、その後方から見た状態を模式的に図形として表示する表示方法において、
    前記貨物車両の後車輪および後車軸を表現する図形を表示する第一の表示ステップと、
    前記貨物車両の荷室を表現する図形を表示する第二の表示ステップと
    を有し、
    前記第一の表示ステップの処理により表示される前記後車軸を表現する図形は、その軸方向が水平方向を表す所定の位置に固定されて表示され、
    前記第二の表示ステップの処理により表示される前記荷室を表現する図形は、その表示位置が前記後車軸を表現する図形の軸方向に直交する方向をロール角度0°の方向として前記貨物車両のロール角度を表す複数の位置のいずれかに表示される、
    ことを特徴とする表示方法。
  8. コンピュータに、
    貨物車両を、その後方から見た状態を模式的に図形として表示する表示機能を実現させるプログラムにおいて、
    前記表示機能は、
    前記貨物車両の後車輪および後車軸を表現する図形を表示する第一の表示機能と、
    前記貨物車両の荷室を表現する図形を表示する第二の表示機能と
    を有し、
    前記第一の表示部により表示される前記後車軸を表現する図形は、その軸方向が水平方向を表す所定の位置に固定されて表示され、
    前記第二の表示部により表示される前記荷室を表現する図形は、その表示位置が前記後車軸を表現する図形の軸方向に直交する方向をロール角度0°の方向として前記貨物車両のロール角度を表す複数の位置のいずれかに表示される、
    ことを特徴とするプログラム。
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