JP2016199061A

JP2016199061A - 傾斜警告装置

Info

Publication number: JP2016199061A
Application number: JP2015078206A
Authority: JP
Inventors: 和也岡部; Kazuya Okabe
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2015-04-07
Filing date: 2015-04-07
Publication date: 2016-12-01
Also published as: CN106052641A

Abstract

【課題】移動体の移動速度による影響を考慮して移動体の過度な傾斜に対して警告することができる傾斜警告装置を提供すること。【解決手段】移動体の加速度を検出するｘ軸加速度センサ１２及びｙ軸加速度センサ１３と、ｘ軸加速度センサ１２及びｙ軸加速度センサ１３によって検出された加速度の重力加速度の成分から移動体の傾斜角度θｚを算出するｚ軸傾斜角度算出部１９と、移動体の移動速度を検出する速度センサ１４と、速度センサ１４によって検出された移動速度Ｖに応じた傾斜角度の閾値ＴＨθを決定する閾値決定部３０と、ｚ軸傾斜角度算出部１９によって算出された傾斜角度θｚが閾値決定部３０によって決定された閾値ＴＨθを超えたことを条件として警告する警告部３１とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、移動体の過度な傾斜に対して警告する傾斜警告装置に関する。

従来、移動体の傾斜角度と傾斜方向とを算出し、算出した傾斜方向に基づいて警告角度を設定し、傾斜角度が警告角度よりも大きくなった時に警告する技術が特許文献１で提案されている。

特開２０１４−０７６７１８号公報

しかしながら、特許文献１で提案されたような従来の技術は、移動体の移動速度による影響について考慮されていないといった課題があった。

そこで、本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、移動体の移動速度による影響を考慮して移動体の過度な傾斜に対して警告することができる傾斜警告装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明に係る傾斜警告装置の一態様は、移動体の加速度を検出する加速度センサと、加速度センサによって検出された加速度の重力加速度の成分から移動体の傾斜角度を算出する傾斜角度算出部と、移動体の移動速度を検出する速度センサと、速度センサによって検出された移動速度に応じた傾斜角度の閾値を決定する閾値決定部と、傾斜角度算出部によって算出された傾斜角度が閾値決定部によって決定された閾値を超えたことを条件として警告する警告部とを備える。

本発明は、移動体の移動速度による影響を考慮して移動体の過度な傾斜に対して警告することができる傾斜警告装置を提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る傾斜警告装置のブロック図である。図２は、本発明の実施の形態に係る傾斜警告装置が適用される車両の例及び軸の定義を示す概要図である。図３は、本発明の実施の形態に係る傾斜警告装置を構成するｘ軸重力加速度算出部のブロック図である。図４は、本発明の実施の形態に係る傾斜警告装置を構成するｙ軸重力加速度算出部のブロック図である。図５は、本発明の実施の形態に係る傾斜警告装置によって参照される閾値マップを示す概念図である。図６は、本発明の実施の形態に係る傾斜警告装置の傾斜警告動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施形態の傾斜警告装置の概略構成を示すブロック図である。

本発明の実施の形態に係る傾斜警告装置１は、移動体として、図２に示すような小型電動車両、所謂電動車いすのように、低速走行する車両、車輪外径の小さい車両、サスペンションストロークの短い車両、及び、ホイールベースやトレッドの小さい車両に好適に用いることができる。

図１において、傾斜警告装置１は、車両の傾斜角度を検出する傾斜角度算出装置２と、傾斜角度算出装置２によって検出された傾斜角度に応じて警告する警告装置３とを含んで構成される。

傾斜角度算出装置２は、車両に作用する左右方向の加速度の重力加速度成分及び前後方向の加速度の重力加速度成分から上下方向軸の傾斜角度を算出する傾斜角度算出部を構成する。以下、車両の左右方向軸をｘ軸、前後方向軸をｙ軸、上下方向軸をｚ軸という。

傾斜角度算出装置２には、車両の左右方向軸加速度、即ちｘ軸加速度Ｇｘを検出するｘ軸加速度センサ１２と、車両の前後方向軸加速度、即ちｙ軸加速度Ｇｙを検出するｙ軸加速度センサ１３と、車輪の回転速度から車速Ｖを検出する速度センサ１４と、ステアリングホイールの操作角度である操舵角度θｓを検出する操舵角度センサ１５とが設けられている。本実施の形態において、ｘ軸加速度センサ１２とｙ軸加速度センサ１３とは、加速度センサを構成する。

傾斜角度算出装置２は、ｘ軸加速度センサ１２で検出されたｘ軸加速度Ｇｘからｘ軸重力加速度ｇｘを算出するｘ軸重力加速度算出部１７と、ｙ軸加速度センサ１３で検出されたｙ軸加速度Ｇｙからｙ軸重力加速度ｇｙを算出するｙ軸重力加速度算出部１８と、ｘ軸重力加速度算出部１７で算出されたｘ軸重力加速度ｇｘ及びｙ軸重力加速度算出部１８で算出されたｙ軸重力加速度ｇｙからｚ軸傾斜角度θｚを算出するｚ軸傾斜角度算出部１９とを有している。

各ｘ軸重力加速度算出部１７、ｙ軸重力加速度算出部１８及びｚ軸傾斜角度算出部１９は、速度センサ１４で検出された車速Ｖ並びに操舵角度センサ１５で検出された操舵角度θｓを用いる。

傾斜角度算出装置２は、例えば、演算処理装置並びにＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置を有するマイクロコンピュータによって構成される。

なお、ｘ軸重力加速度ｇｘやｙ軸重力加速度ｇｙは、車両が傾斜することによって重力加速度ｇがｘ軸又はｙ軸に作用する重力加速度ｇの成分を意味する。つまり、ｘ軸重力加速度ｇｘ及びｙ軸重力加速度ｇｙは、ｘ軸加速度センサ１２及びｙ軸加速度センサ１３で検出される重力加速度ｇの成分である。

図３に示すように、ｘ軸重力加速度算出部１７は、旋回半径算出部２０、ｘ軸車両加速度算出部２１、加減算器２２及びｘ軸有効範囲フィルタ２３を有する。ｘ軸有効範囲フィルタ２３は、ｘ軸ローパスフィルタ２４を含む。

旋回半径算出部２０は、操舵角度θｓから旋回半径Ｒを算出する。詳細には、旋回半径算出部２０は、ホイールベースＬを操舵角度θｓの正弦値ｓｉｎθｓで除して旋回半径Ｒを算出する。

ｘ軸車両加速度算出部２１は、旋回半径Ｒと車速Ｖとからｘ軸車両加速度ｇｘｖを算出する。詳細には、ｘ軸車両加速度算出部２１は、車速Ｖの２乗値Ｖ^２を旋回半径Ｒで除してｘ軸車両加速度ｇｘｖを算出する。

加減算器２２は、ｘ軸加速度センサ１２で検出されたｘ軸加速度Ｇｘからｘ軸車両加速度ｇｘｖを減じて誤差有ｘ軸重力加速度ｇｘｅを算出する。誤差有ｘ軸重力加速度ｇｘｅは、ｘ軸方向に作用するｘ軸重力加速度ｇｘとｘ軸方向へのｘ軸加速度誤差Ｅｘを含んでいる。

ｘ軸有効範囲フィルタ２３は、加減算器２２によって算出された誤差有ｘ軸重力加速度ｇｘｅが有効範囲内であれば、ｘ軸重力加速度ｇｘを誤差有ｘ軸重力加速度ｇｘｅで更新する。ｘ軸ローパスフィルタ２４は、ｘ軸重力加速度ｇｘが誤差有ｘ軸重力加速度ｇｘｅで更新されるときに、ｘ軸重力加速度ｇｘの急激な変動を抑制する。

図４に示すように、ｙ軸重力加速度算出部１８は、ｙ軸車両加速度算出部２５、加減算器２６及びｙ軸有効範囲フィルタ２７を有する。ｙ軸有効範囲フィルタ２７は、ｙ軸ローパスフィルタ２８を含む。

ｙ軸車両加速度算出部２５は、速度センサ１４で検出された車速Ｖからｙ軸車両加速度ｇｙｖを算出する。詳細には、ｙ軸車両加速度算出部２５は、車速Ｖの時間微分値からｙ軸車両加速度ｇｙｖを算出する。

加減算器２６は、ｙ軸加速度センサ１３で検出されたｙ軸加速度Ｇｙからｙ軸車両加速度ｇｙｖを減じて誤差有ｙ軸重力加速度ｇｙｅを算出する。この誤差有ｙ軸重力加速度ｇｙｅは、ｙ軸方向に作用するｙ軸重力加速度ｇｙと例えば車輪の対地スリップなどに起因するｙ軸方向へのｙ軸加速度誤差Ｅｙを含んでいる。

ｙ軸有効範囲フィルタ２７は、加減算器２６によって算出された誤差有ｙ軸重力加速度ｇｙｅが有効範囲内であれば、ｙ軸重力加速度ｇｙを誤差有ｙ軸重力加速度ｇｙｅで更新する。ｙ軸ローパスフィルタ２８は、ｙ軸重力加速度ｇｙが誤差有ｙ軸重力加速度ｇｙｅで更新されるときに、ｙ軸重力加速度ｇｙの急激な変動を抑制する。

図１において、ｚ軸傾斜角度算出部１９は、ｘ軸重力加速度算出部１７によって算出されたｘ軸重力加速度ｇｘとｙ軸重力加速度算出部１８によって算出されたｙ軸重力加速度ｇｙとから、下記の数式に従ってｚ軸傾斜角度θｚを算出する。

警告装置３は、速度センサ１４で検出された移動速度としての車速Ｖに応じたｚ軸傾斜角度θｚの閾値を決定する閾値決定部３０と、傾斜角度算出装置２によって算出されたｚ軸傾斜角度θｚが閾値決定部３０によって決定された閾値を超えたことを条件として警告する警告部３１とを有する。

警告装置３は、例えば、傾斜角度算出装置２を構成するマイクロコンピュータによって傾斜角度算出装置２と一体に構成される。マイクロコンピュータのＲＯＭには、図５に一例を示すように、車速Ｖに閾値ＴＨθが対応付けられた閾値マップが格納されている。

閾値マップは、車速Ｖが高くなるに連れて閾値ＴＨθが低くなるように設定されている。閾値決定部３０は、閾値マップを参照し、速度センサ１４で検出された車速Ｖから閾値ＴＨθを決定するようになっている。

警告部３１は、閾値決定部３０によって決定された閾値ＴＨθを超えたことを条件として、スピーカなどの音声出力装置５０及びランプなどの発光装置５１などを介して、車両の過度な傾斜に対して警告するようになっている。

以上のように構成された傾斜警告装置１による傾斜警告動作について図６を参照して説明する。図６に示す傾斜警告動作は、傾斜角度算出装置２及び警告装置３を構成するマイクロコンピュータが動作している間、繰り返し実行される。

まず、ｘ軸加速度センサ１２、ｙ軸加速度センサ１３、速度センサ１４及び操舵角度センサ１５の検出値に基づいて、ｚ軸傾斜角度θｚが傾斜角度算出装置２によって算出される（ステップＳ１）。

次いで、閾値マップを参照した閾値決定部３０によって、速度センサ１４で検出された車速Ｖから閾値ＴＨθが決定される（ステップＳ２）。次いで、傾斜角度算出装置２によって算出されたｚ軸傾斜角度θｚが閾値ＴＨθより大きいか否かが警告部３１によって判断される（ステップＳ３）。

傾斜角度算出装置２によって算出されたｚ軸傾斜角度θｚが閾値ＴＨθより大きくないと警告部３１によって判断された場合には、傾斜警告動作は、終了する。一方、傾斜角度算出装置２によって算出されたｚ軸傾斜角度θｚが閾値ＴＨθより大きいと警告部３１によって判断された場合には、警告部３１によって、音声出力装置５０及び発光装置５１などを介して車両の過度な傾斜に対する警告が行われる（ステップＳ４）。

以上のように、本実施の形態は、移動体としての車両のｚ軸傾斜角度θｚが車速に応じた閾値ＴＨθより大きいことを条件として、車両の過度な傾斜に対する警告を行うため、移動体の移動速度による影響を考慮して移動体の過度な傾斜に対して警告することができる。

また、本実施の形態は、速度センサ１４によって検出された移動速度が高くなるに連れて低くなるように閾値ＴＨθを決定することにより、車両のバランスが崩れたときの移動速度に応じた影響を考慮して移動体の過度な傾斜に対して警告することができる。

なお、本実施の形態において、傾斜角度算出装置２が、ｘ軸加速度センサ１２、ｙ軸加速度センサ１３、速度センサ１４及び操舵角度センサ１５の検出値に基づいて、ｚ軸傾斜角度θｚを算出する例について説明したが、操舵角度センサ１５の検出値に代えて、車両の角速度ωを検出する角速度センサの検出値を用いてｚ軸傾斜角度θｚを算出するようにしてもよい。

以上、本発明の実施の形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が特許請求の範囲に記載された請求項に含まれることが意図されている。

１傾斜警告装置
２傾斜角度算出装置（傾斜角度算出部）
１２ｘ軸加速度センサ（加速度センサ）
１３ｙ軸加速度センサ（加速度センサ）
１４速度センサ
３０閾値決定部
３１警告部

Claims

移動体の加速度を検出する加速度センサと、
前記加速度センサによって検出された加速度の重力加速度の成分から前記移動体の傾斜角度を算出する傾斜角度算出部と、
前記移動体の移動速度を検出する速度センサと、
前記速度センサによって検出された移動速度に応じた傾斜角度の閾値を決定する閾値決定部と、
前記傾斜角度算出部によって算出された傾斜角度が前記閾値決定部によって決定された閾値を超えたことを条件として警告する警告部と、を備えた傾斜警告装置。
前記閾値決定部は、前記速度センサによって検出された移動速度が高くなるに連れて低くなるように前記閾値を決定する請求項１に記載の傾斜警告装置。