JP2014533636A

JP2014533636A - 衝撃検出装置

Info

Publication number: JP2014533636A
Application number: JP2014542979A
Authority: JP
Inventors: マッティア・ペレゴ; クリスティアン・プレヴィターリ; エンリコ・シラーニ
Original assignee: ダイネーゼ・エッセ・ピ・ア
Priority date: 2011-11-24
Filing date: 2012-11-23
Publication date: 2014-12-15
Also published as: ES2586554T3; EP2782819B1; EP2782819A1; US20140318245A1; ITVR20110210A1; WO2013076694A1

Abstract

本開示は、車両のホイール（Ｗ）を支持する車両（Ｍ）のフォーク（Ｆ）のロッド状部材（Ｆｓｘ，Ｆｄｘ）上に衝撃検出装置（１０）を設置するための方法に関する。検出装置（１０）は、互いに直交する３つの軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ）上に配置され且つ少なくとも１つのプリント基板に取り付けられた３つの加速度計（２０，３０，４０）の少なくとも１つのグループを備え、前記少なくとも１つのプリント基板が、フォーク（Ｆ）のロッド状部材（Ｆｓｘ，Ｆｄｘ）の長手方向軸と平行な平面に配置されている。

Description

本開示は、特にオートバイの分野に排他的に言及することなく、概して、車両、例えば車輪付き車両における衝突の検出に関する。より具体的に、本開示は、自動衝撃保護システムの作動を可能にすることに適しているオートバイ上に衝撃検出装置を設置することに関する。

オートバイ、特にオートバイ運転者の衣類の分野では、通常、ジャケット及び上下続きのスーツと関連する自動衝撃保護システムが徐々に一般的になっている。自動保護システムは、通常、事故の場合に自動的に作動されることができる複数のエアバッグを備え、これにより、落下時及び／または他の車両との衝突中に衝撃からオートバイ運転者を保護する。

現在のところ、無線型の自動保護システムが徐々に一般的になり、エアバッグの作動は、１つ以上の加速度計を備える衝撃検出装置に接続されたリモートコントロールユニットによって自動保護システムに管理されている。検出装置の加速度計は、オートバイが移動中に受ける加速度、特に衝撃を受けた場合に車両に影響を及ぼす負の加速度を検出することができる。加速度計によって発生された電気信号は、コントロールユニットへ送られ、このコントロールユニットは、所定の減速閾値を超えたときにエアバッグを作動させる。

衝撃検出装置は、通常、オートバイ、特にフロントホイールの軸の近くに取り付けられている。この配置は、オートバイに作用する加速度、特に事故の場合の負の加速度を検出することに最も適していると考えられている。

上述した自動システムは、オートバイと独立して販売されるオートバイ運転者の衣服と関連し、且つ衣服に組み込まれた“内部”要素、例えばエアバッグ及び受信コントロールユニットと、オートバイに取り付けられる“外部”要素、例えば衝撃検出装置及び送信コントロールユニットと、の双方を備えている。

自動保護システムの主要な問題の１つは、衝撃の次に生じる挙動から、レース中の状態を含む平常移動中のオートバイの挙動をリアルタイムで区別するシステムの性能である。

別の問題は、自動保護システムの“外部”要素を、互いに異なるオートバイのモデルに合わせて適合させることであり、特に、フォーク上に衝撃検出装置を設置することである。実際には、送信コントロールユニットは、サドルの下に隠されるか、またはオートバイのインストルメントパネル内に収納され、衝撃検出装置は、オートバイのフォーク上にはっきりと見ることができ、大きな物体を形成することは、オートバイの外観を変える可能性がある。

従って、オートバイの外観をできるだけ変えることがない、フォーク上に衝撃検出装置を設置するための方法を提供する必要性が存在し、これが本開示の１つの目的を形成している。

本開示の別の目的は、オートバイに作用する加速度を継続的に検出し且つ衝撃状況をできるだけ迅速に決定することを可能にする設置方法を提供することである。

前記目的は、その主要な特徴が請求項１においてそれぞれ規定される一方で、他の特徴が残りの請求項で規定される設置方法で達成される。前記目的は、また、請求項８による衝撃検出装置及びフォークからなる組立体によって達成される。

本開示の基礎を形成する提案される解決法は、３軸の衝撃検出装置、すなわち、互いに直交する３つの軸に沿って配置された加速度計を備える装置の使用にある。このように、適切な数学演算により、各加速度計によって検出された加速値を、オートバイの３つの直交する参照軸、特にロール運動、ピッチ運動及びヨーク運動を規定する３つの主要軸のグループに関連づけることが可能となる。

本開示の基礎を形成する別の提案される解決法は、加速度計が取り付けられるプリント基板がそれぞれのロッド状部材と平行に延在するように、フォークのロッド状部材またはアーム上に衝撃検出装置を設置するものである。

実際には、発明者は、加速度を検出することを可能にするプリント基板が、通常、平面視において個々の加速度計の寸法と比較して極めて大きい寸法を有するプリント基板を実際に必要とすることに気付いた。さらに、互いに垂直である３つの軸に沿って加速度を検出するために、互いに対して垂直に加速度計及び関連するプリント基板を配置することを必要とし、これは、検出装置全体の寸法を増大させる。

フォークのロッド状部材と平行にプリント基板を配置することによって、特に、オートバイの横方向において衝撃検出装置の寸法を最小化させることを可能にし、オートバイの視覚的なインパクト及び起こりうる外見上のマイナスの効果を減少させる。

本開示の一実施形態によれば、検出装置は、直角に配置され且つＸ及びＹ軸並びにＺ軸に対する加速度計がそれぞれ取り付けられる一組のプリント基板を備えている。加速度計が取り付けられるプリント基板は、ホイールの中心面に対して４５°で傾斜して配置されており、従って、横方向において極めて小さい寸法を特徴とする配置を形成する。

本開示のさらなる実施形態によれば、検出装置は、Ｘ及びＹ軸それぞれに対する２つの従来型の加速度計並びに軸Ｘ及びＹに垂直な軸Ｚ上の加速度を検出することができる第３加速度計が取り付けられる単一のプリント基板を備える。

本開示のさらなる実施形態によれば、衝撃検出装置は、フォークの２つのロッド状部材、すなわち右側ロッド状部材及び左側ロッド状部材にそれぞれ取り付けられることを意図される３つの加速度計の２つのグループを備え、従って、余剰であり且つステアリングのその軸周りの回転の結果として生じる加速度を相殺することができる検出システムを得ることを可能にする。

３つの加速度計の２つのグループは、オートバイのホイールの縦中心面に対して鏡像配置で且つホイールの回転軸に対して非対称的に設置されている。このようにして、異なる加速度計によって測定された加速値をオートバイの３つの主要軸に関連づけるために必要とされる数学演算の回数を減少させることが可能となり、従って、衝撃状況を決定するために計算アルゴリズムによって必要とされる時間を最小化させるように減少させる。

本開示の主題の使用におけるさらなる利点、特徴及びモードは、制限ない例のために提供される本開示の複数の好ましい実施形態の以下の詳細な説明からより明らかとなるであろう。しかしながら、各実施形態が上述した利点の１つ以上を有してもよく；いかなる場合も、各実施形態が、記載されたすべての利点を同時に有することが必要とされないことは、明らかである。

本開示の範囲が、上述した実施形態及び以下の詳細な説明を参照して説明されるものの考えられる組み合わせをすべて含むことも理解される。

３つの直交する軸に沿って配置された３つの加速度計のグループを備える衝撃検出装置を概略的な形態で示す斜視図である。フォーク上に図１による衝撃検出装置が取り付けられたオートバイを概略的な形態で示している。オートバイのフォークに対する衝撃検出装置の設置を概略的な形態で示す平面図である。オートバイのフォークに対する衝撃検出装置の加速度計の参照軸の配置を示すダイアグラムである。

図面を参照すると、３軸型衝撃検出装置１０が、特に、互いに垂直である３つの軸Ｘ，Ｙ及びＺに沿ってそれぞれ配置され且つ３つの軸に沿ってそれぞれ向けられる加速度を検出することに適している３つの加速度計２０，３０，４０のグループを備えている。

構造上の観点から、図面に示される実施形態において、第１加速度計及び第２加速度計が同一平面上にあり、且つ第１プリント基板に取り付けられ、第３加速度計が、第１プリント基板に対して垂直に配置された第２プリント基板に取り付けられている。

示される実施形態では、軸Ｘ及びＹに沿って配置された加速度計２０，３０は、同一平面上にあり、且つ第１プリント基板１１にともに取り付けられる一方で、軸Ｚに沿って配置された加速度計４０は、直角コネクタ１３により第１プリント基板１１に接続された第２プリント基板１２に取り付けられている。また、検出装置１０は、加速度計２０，３０，４０によって発せられた電気信号を、例えばオートバイ運転者のジャケットまたはスーツと関連する複数のエアバッグを備えている自動保護システム（図示せず）の受信ユニット（図示せず）へ送信することに適している送信ユニット（図示せず）への接続のためのケーブル１４を備えている。３つの加速度計２０，３０，４０のグループとともにそれぞれのプリント基板１１，１２は、図１において破線で概略的に示される容器５０の内部に収納されている。

しかしながら、プリント基板に取り付けられた加速度計がすべて同じ型からなることと、加速度計によって発生される電気信号における３つの軸Ｘ，Ｙ，Ｚに沿う加速度との関連が単に従来どおりのものにすぎないことと、が理解される。例えば、第１プリント基板１１に取り付けられた２つの加速度計２０，３０は、軸Ｘ，Ｚと関連してもよく、第２プリント基板に取り付けられた加速度計４０は、軸Ｙと関連してもよい。

示される実施形態では、容器５０は、平面図では略三角形であるプリズムの形状を有し、且つプリント基板１１，１２の配置を再現する。

図２に示されるように、検出装置１０は、ホイールＷの軸の近くで自動車ＭのフォークＦに、すなわちホイールＷを支持するフォークＦに取り付けられている。

本開示によれば、検出装置１０は、プリント基板１１，１２がフォークＦの軸と平行となる、すなわち、プリント基板がフォークＦのロッド状部材Ｆｓｘ，Ｆｄｘを通過する平面と平行な平面に配置されるように構成されている。このようにして、プリント基板及び同様にそれに取り付けられる構成要素が厚さの方向においてほとんどスペースを占有することがないので、横方向における検出装置１０の寸法を最小化することを可能にする一方で、プリント基板は、構成要素が取り付けられ且つ伝導経路が形成される平面に関して全体として極めて大きい寸法を有する。

図３に示される実施形態では、プリント基板１１，１２は、好ましくは、ホイールＷの縦中心面Ｐ（すなわち、フォークＦの中心面Ｐ）に対して且つホイールＷの回転軸Ａに対して対称的に４５°で傾斜して配置されており、回転軸Ａは、フォークＦのロッド状部材Ｆｓｘ及びＦｄｘの端部区域を通過している。

この構成は、三角形の基部を有するプリズム型の容器５０を備える図１に示される実施形態を考慮すると、三角形の基部がホイールＷの縦中心面Ｐと平行となり且つ傾斜される側面がオートバイＭの外側に向かって向けられるので、オートバイＭに対して横方向において検出装置１０の寸法を最小化することを可能にする。

図３に示されるように、検出装置１０は、好ましくは、３つの加速度計２０，３０，４０の２つのグループを備え、これら３つの加速度計の２つのグループは、同一であり、且つホイールＷの縦中心面に対して鏡像配置で自動車ＭのフォークＦのロッド状部材、例えば左側及び右側ステムＦｓｘ，Ｆｄｘのそれぞれに取り付けられることを意図されている。結果として、加速度の検出中に余剰特性を得ることが可能になる。

鏡像配置で３つの加速度計の２つのグループを取り付ける結果として、オートバイＭの操縦中にホイールの回転の結果として生じる加速度を相殺することが可能となり、このことは、加速度の全体的な計算に必然的に影響を及ぼす。

図４を参照すると、３つの加速度計の２つのグループの鏡像配置及びホイールＷの縦中心面Ｐに対するプリント基板１１，１２の４５°の傾斜により、３つの加速度計の各グループの軸Ｙは、同じ方向に方向づけられており、且つフォークＦのステムＦｓｘ及びＦｄｘの軸と平行であることに気付くことができる。軸Ｘ及びＺは、互いに垂直であり、且つホイールＷの縦中心面Ｐに対して４５°で傾斜されている。特に、３つの加速度計の各グループの軸Ｙは、地面に向かって向けられている。

矢印Ｒにより図面に表示されるオートバイＭの前進方向に対して、左側ステムＦｓｘでは、軸Ｚは、ホイールＷの回転軸Ａに対して１３５°で傾斜される一方で、軸Ｘは、ホイールＷの回転軸Ａに対して−１３０°で傾斜されている。右側ステムＦｄｘでは、代わりに、軸Ｚは、ホイールＷの回転軸Ａに対して−４５°で傾斜される一方で、軸Ｘは、ホイールＷの回転軸Ａに対して４５°で傾斜されている。従って、３つの加速度計のグループは、オートバイＭのホイールＷの回転軸Ａに対して非対称的に配置されている。

図４を図２と比較すると、上述した検出装置１０の構成及び設置に起因する加速度計２０，３０，４０及び従って軸Ｘ，Ｙ，Ｚの配置は、オートバイＭの３つの主要軸または参照軸に対応しないことが理解され、３つの主要軸または参照軸は、文字Ａ，Ｂ及びＣによってそれぞれ表示され、且つロール軸、ピッチ軸及びヨー軸をそれぞれ表す。

従って、加速度計２０，３０，４０によって検出される加速度を用いて計算を実行することを可能とするために、数学的な観点から、変換行列が適用されなければならず、連続的なステップで３つの加速度計のグループをそれらの軸回りに“事実上”回転させ、これにより、３つの主要軸と加速度計の軸とを一致させる。

さらに図３及び図４に示される実施形態を参照すると、３つの加速度計のグループ双方において、軸Ｚの向きが初めは反転される。

フォークＦの左側ステムＦｓｘと関連する３つの加速度計に対して、軸Ｙ回りの４５°の第１回転と、第１回転に起因する軸Ｚ回りの−９０°の第２回転と、第２回転に起因する軸Ｙ回りの９０°の最終的な第３回転と、を実行する必要がある。さらに、第３回転の角度は、地面に対するフォークの傾斜の角度、通常、約２６°大きくされなければならない。

同様に、フォークＦの右側ステムＦｄｘと関連する３つの加速度計のグループに対して、軸Ｙ回りの−１３５°の第１回転と、第１回転に起因する軸Ｚ回りの−９０°の第２回転と、第２回転に起因する軸Ｙ回りの９０°の最終的な第３回転と、を実行する必要がある。さらに、この場合にも、第３回転の角度は、地面に対するフォークの傾斜の角度、通常、約２６°大きくされなければならない。

３つの加速度計の２つのグループの非対照的な鏡像配置（すなわち、１８０°反転される）の結果として、これら加速度計をオートバイＭの３つの主要軸と一致させるために必要とされる事実上の回転操作を最小化させることを可能にし、加速度計によって送られるデータの解析中にコントロールシステムをより迅速とする利点を有し、これにより、衝撃状況を決定し、且つ保護システムのエアバッグを作動させる。

本明細書において説明され且つ図示された本開示の実施形態は、多数の変形を受けることができる単なる例を構成する。例として、２つの従来型の加速度計、例えば軸Ｘ，Ｙに対して上述された実施形態において用いられた加速度計と、それらと同一平面上にあるが軸Ｘ，Ｙに垂直な軸Ｚ上の加速度を検出することが可能である第３加速度計と、を取り付けるための単一のプリント基板を用いる検出装置を形成することが可能である。このように、検出装置１０の寸法は、３つの加速度計の２つのグループをオートバイＭの３つの主要軸に関連づけるために必要とされる事実上の回転に関する計算を複雑にすることなくオートバイＭに対して横方向にさらに制限される。さらに、オートバイ運転者により身に着けられる衣服だけでなく、“外部”要素、例えばエアバッグ及びオートバイまたはより一般的に車輪付き車両上に配置された受信コントロールユニットと組み合わせて、本開示による検出装置を使用することが可能になる。

１０衝撃検出装置、１１第１プリント基板、１２第２プリント基板、２０，３０，４０加速度計、Ｆフォーク、Ｆｓｘ，Ｆｄｘロッド状部材、Ｍ車両、Ｐ縦中心面、ＳＴステアリング軸、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸

Claims

車両（Ｍ）のフォーク（Ｆ）のロッド状部材（Ｆｓｘ，Ｆｄｘ）上に衝撃検出装置（１０）を設置するための方法であって、
前記フォークが、前記車両（Ｍ）のホイール（Ｗ）を支持し、
前記検出装置（１０）が、互いに直交する３つの軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ）上に配置された３つの加速度計（２０，３０，４０）の少なくとも１つのグループを備え、
少なくとも２つの加速度計（２０，３０，４０）が、少なくとも１つのプリント基板に取り付けられ、
前記少なくとも１つのプリント基板が、前記フォーク（Ｆ）の前記ロッド状部材（Ｆｓｘ，Ｆｄｘ）の長手方向軸と平行な平面に配置されていることを特徴とする方法。
前記３つの加速度計のグループの前記加速度計（２０，３０，４０）のすべてが、共通のプリント基板に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記３つの加速度計（２０，３０，４０）のグループの第１加速度計及び第２加速度計（２０，３０）が、同一平面上にあり、且つ第１プリント基板（１１）に取り付けられ、第３加速度計（４０）が、前記第１プリント基板に対して垂直な第２プリント基板（１２）に取り付けられ、
前記第１プリント基板（１１）及び前記第２プリント基板（１２）が、前記フォーク（Ｆ）の前記ロッド状部材（Ｆｓｘ，Ｆｄｘ）の長手方向軸と平行な平面に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
さらに、前記第１プリント基板（１１）及び前記第２プリント基板（１２）が、前記車両（Ｍ）の前記ホイール（Ｗ）の縦中心面（Ｐ）に対して４５°の角度で傾斜されていることを特徴とする請求項３に記載の方法。
さらに、前記第１プリント基板（１１）及び前記第２プリント基板（１２）が、前記ホイール（Ｗ）の回転軸（Ａ）に対して対称的に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の方法。
前記検出装置（１０）が、３つの加速度計（２０，３０，４０）の２つのグループを備え、
３つの加速度計の１つのグループが、前記車両（Ｍ）の前記フォーク（Ｆ）の右側ロッド状部材（Ｆｓｘ，Ｆｄｘ）上に配置され、且つ３つの加速度計の１つのグループが、前記フォーク（Ｆ）の左側ロッド状部材（Ｆｓｘ，Ｆｄｘ）上に配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
前記加速度計（２０，３０，４０）の２つのグループが、ステアリング軸（ＳＴ）を回転中心として前記フォーク（Ｆ）のステアリング軸（ＳＴ）回りに１８０°の角度で互いに対して回転して配置されていることを特徴とする請求項６に記載の方法。
衝撃検出装置（１０）及び車両（Ｍ）のホイール（Ｗ）を支持することに適しているフォーク（Ｆ）を備える組立体であって、
前記フォーク（Ｆ）が、２つのロッド状部材（Ｆｓｘ，Ｆｄｘ）を備え、前記検出装置（１０）が、互いに直交する３つの軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ）上に配置された３つの加速度計（２０，３０，４０）の少なくとも１つのグループを備え、
前記加速度計（２０，３０，４０）の少なくとも２つが、少なくとも１つのプリント基板に取り付けられ、
前記少なくとも１つのプリント基板が、前記フォーク（Ｆ）の前記ロッド状部材（Ｆｓｘ，Ｆｄｘ）の長手方向軸と平行な平面に配置されていることを特徴とする組立体。
前記３つの加速度計（２０，３０，４０）のグループの前記加速度計のすべてが、共通のプリント基板に取り付けられていることを特徴とする請求項８に記載の組立体。
第１加速度計及び第２加速度計（２０，３０）が、同一平面上にあり、且つ第１プリント基板（１１）に取り付けられ、第３加速度計（４０）が、前記第１プリント基板に対して垂直な第２プリント基板（１２）に取り付けられ、
前記第１プリント基板（１１）及び前記第２プリント基板（１２）が、前記フォーク（Ｆ）の少なくとも１つのロッド状部材（Ｆｓｘ，Ｆｄｘ）の長手方向軸と平行な平面に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の組立体。
さらに、前記第１プリント基板（１１）及び前記第２プリント基板（１２）が、前記フォーク（Ｆ）の２つの前記ロッド状部材（Ｆｓｘ，Ｆｄｘ）の間を通る縦中心面（Ｐ）に対して４５°の角度で傾斜されていることを特徴とする請求項１０に記載の組立体。
さらに、前記第１プリント基板（１１）及び前記第２プリント基板（１２）が、前記フォーク（Ｆ）の２つの前記ロッド状部材（Ｆｓｘ，Ｆｄｘ）の端部区域を通過する前記ホイール（Ｗ）の回転軸（Ａ）に対して対称的に配置されていることを特徴とする請求項１０または１１に記載の組立体。
前記検出装置（１０）が、３つの加速度計（２０，３０，４０）の２つのグループを備え、
３つの加速度計の１つのグループが、前記フォーク（Ｆ）の２つの前記ロッド状部材（Ｆｓｘ，Ｆｄｘ）の一方上に配置され、３つの加速度計の１つのグループが、前記フォーク（Ｆ）の２つの前記ロッド状部材（Ｆｓｘ，Ｆｄｘ）の他方上に配置されていることを特徴とする請求項９から１２のいずれか一項に記載の組立体。
前記３つの加速度計（２０，３０，４０）の２つのグループが、ステアリング軸（ＳＴ）を回転中心として前記フォーク（Ｆ）のステアリング軸回りに１８０°の角度で互いに対して回転して配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の組立体。
前記３つの加速度計（２０，３０，４０）の２つのグループが、前記フォーク（Ｆ）の２つの前記ロッド状部材（Ｆｓｘ，Ｆｄｘ）の間を通る縦中心面（Ｐ）に対して鏡像配置で且つ前記フォーク（Ｆ）の２つの前記ロッド状部材（Ｆｓｘ，Ｆｄｘ）の端部区域を通過する前記ホイール（Ｗ）の回転軸（Ａ）に対して非対称的に設置されていることを特徴とする請求項１４に記載の組立体。
前記検出装置（１０）から電気信号を受信することに適している受信コントロールユニットと、前記コントロールユニットに動作可能に接続された少なくとも１つのエアバッグと、をさらに備え、
前記受信ユニット及び前記少なくとも１つのエアバッグが衣服及び／または車輪付き車両（Ｍ）と関連していることを特徴とする請求項８から１５のいずれか一項に記載の組立体。
衝撃検出装置（１０）を備える車輪付き車両（Ｍ）であって、
前記検出装置（１０）が、請求項１から７のいずれか一項に記載の設置方法により配置されるか、または前記検出装置（１０）が請求項８から１６のいずれか一項に記載の組立体を備えていることを特徴とする車輪付き車両。