JP2645302B2 - 自動二輪車の傾斜角検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 a.産業上の利用分野 本発明は二輪車のヘッドランプの照射方向を車体の傾
斜角に応じて変える場合等に使用することができる、車
体の傾斜角検出手段に関する。

b.従来の技術 特開昭62−96148号公報に、車速検出器と、車体傾角
検出器と、旋回半径算出手段と、光軸調整角算出手段を
備え、旋回半径に対応してヘッドライトの旋回方向を回
動させる自動二輪のヘッドライト装置が開示されてい
る。

c.発明が解決しようとする問題点 車体の傾斜角を求めるためにジャイロを用いた車体傾
角検出器が、従来このようなヘッドライトに使用されて
いる。しかし自動二輪車のように、エンジン振動等の車
体内振動および路面の凹凸等による車体振動がある環境
においては、精密機械であるジャイロを用いることは好
ましくないことがある。

ヘッドランプの方向制御用に傾斜角を求めるような場
合には傾斜角の測定精度はそれ程重要ではない。むしろ
堅牢であり、安価な傾斜角検出手段が、ヘッドランプの
方向を制御する際に必要である。本発明はこのような傾
斜角検出手段を有するヘッドランプを提供することを目
的とする。

d.問題点を解決するための手段 上記課題は、自動二輪車の地面に向って超音波を送受
信することができる位置に取付けられた超音波トランス
デューサと、車体に対する超音波の進行方向を左右方向
に走査させる超音波走査手段と、反射超音波の強度が最
大であるときの送信超音波の進行方向から車体の地面に
対する傾斜面を求める傾斜角計算手段を備えることを特
徴とする自動二輪車の傾斜角検出装置によって解決され
た。

e.作用 第２図は、車体の傾斜角度に応じて照射方向が変化す
るヘッドランプの電気回路のブロックダイヤグラムであ
る。

車体の傾斜角を傾斜角センサーBANKで検出し、車速を
車速センサーVELOで検出する。それぞれのセンサーの出
力を、増幅，波形整形,A/D変換し、中央制御回路CPUに
送る。中央制御回路CPUは傾斜角，車速に対応して、ヘ
ッドランプの照射方向を計算し、ランプの照射方向を変
えるモータMOTを駆動するために、モータMOTと電源Ｂの
間に設けられているリレーRELにON・OFF信号を、モータ
MOTに回転角信号を送る。モータMOTの回転によりランプ
LAMPの照射方向が変わり、ランプLAMPまたはモータMOT
に取付けられたランプ照射角センサーANGLを用いて該照
射方向が検出される。検出された照射方向のデータは上
記中央制御回路CPUにフィードバックされ、ランプは必
要な角度だけ照射方向を変える。

なおランプの照射方向を連続的に変化させずに、単
に、前方，右前方，左前方のようにステップ的にのみ変
化させることも可能である。この場合には、上記フィー
ドバックを省略することができる。

第３図は車体が傾斜していない時に車体前後軸方向か
ら見た超音波進行方向を示す概念図、第４図は車体が角
度θだけ傾斜している時に車体前後軸方向から見た超音
波進行方向を示す概念図である。

超音波トランスデューサUTから地面に向って送信され
る超音波は、左右方向にそれぞれ角度ψだけ走査され
る。超音波は波長が短いので回折効果は小さく、ほぼス
ネルの法則に従って地面で反射される。すなわち反射超
音波は、送信超音波のメインローブを含み地面に垂直な
面内にメインローブを有する。したがって反射超音波受
信用の超音波トランスデューサがこの面内にある時、受
信信号が最大になる。

送信用超音波トランスデューサと受信用トランスデュ
ーサとして同一の超音波トランスデューサを切換えて使
用する場合、あるいは送信用超音波トランスデューサと
受信用超音波トランスデューサを近くに配置する場合、
超音波が地面に対して垂直な面内に送信された時に、受
信超音波の強度が最大になる。例えば第３図に示すよう
に、超音波が超音波トランスデューサUTから方向a1,a2,
……a7に順次送信される時、地面に対して垂直な平面内
の方向a4に送信された超音波に対応する反射超音波の強
度が最大となる。これより、車体が傾斜していないこと
が検出される。また例えば第４図に示すように、超音波
が超音波トランスデューサから方向b1,b2,……b5に順次
送信される時、地面に対して垂直な平面内の方向b4に送
信された超音波に対応する反射超音波の強度が最大とな
る。これより、車体が角度θだけ傾斜していることが分
る。

f.実施例 第１図は本発明に係るヘッドランプを備えた自動二輪
車の一例の立面図である。

送信用超音波トランスデューサ１がエンジン室２の下
部に取付けステー３を介して固定され、受信用超音波ト
ランスデューサ４がフレーム５の下部に取付けステー６
を介して固定されている。両超音波トランスデューサ1,
4は車体の前後軸上にほぼ位置している。なお超音波は
図中の矢印の方向に進行し、送信超音波のメインローブ
と受信超音波のメインローブが地面に対して垂直な面内
に位置する時に、受信超音波の強度が最大になる。

送信用超音波トランスデューサ１と受信用超音波トラ
ンスデューサ４は、同一の超音波トランスデューサを用
いて実現することができる。この場合、取付けステー３
または６に単一の超音波トランスデューサを取付ける。
超音波トランスデューサの前段に送受切換え回路を設
け、この送受切換え回路を用いて、超音波トランスデュ
ーサを超音波励振回路と受信信号増幅回路に交互に接続
する。

第５図，第６図は第１図の超音波トランスデューサの
取付け部の拡大図である。それぞれの超音波トランスデ
ューサは、前方は保護板3a,6aを有する取付けステー3,6
によって取付けられ、かつ保護されている。

第７図は第１図の二輪車の底面図である。この場合、
二輪車の下部にフェアリングカバー７が取付けられてい
るので、超音波トランスデューサ1,4に対応する位置
に、左右方向に走査して送信される超音波のために、左
右方向に伸びた長円形の超音波送信用孔８と超音波受信
用孔９が設けられている。

第８図は超音波トランスデューサ1aを前輪フォーク10
の下部（第１図におけるＡ）に取付けた例である。この
場合、両方向の車体傾斜角を検出するために車体の両側
に超音波トランスデューサ1aを取付ける。車体の左右へ
の傾斜はいずれかの超音波トランスデューサで検出でき
るので、ハブ11に遮ぎられることなく傾斜角を検出する
ことができる。送信用超音波トランスデューサと受信用
超音波トランスデューサは同一の超音波トランスデュー
サを、送受切換回路を用いて兼用し、あるいは両超音波
トランスデューサを近接して取付けることが好ましい。

第９図は超音波トランスデューサ1bをスイングアーム
12の下部（第１図におけるＢ）に取付けた例である。ス
イングアーム12が揺動しても、超音波トランスデューサ
1bから送信される超音波の進行方向の左右方向成分は変
化しないので、傾斜角検出における誤差には大きな影響
を与えない。

超音波トランスデューサの取付け位置は、例記した場
所に限られず、左右方向に走査しながら地面に向って超
音波を送信することができる場所であればよい。超音波
送信のため、および反射超音波の強度の関係上、超音波
トランスデューサの取付け位置は、前輪と後輪の車軸を
結ぶ線より下方であることが好ましい。

超音波を左右に走査する方法は多様である。

第10図は超音波進行方向を機械的に変化させる方法を
示す概念図である。

車体Ｖに蝶番Ｈを介して回動可能に取付板Ｐが固定さ
れ、取付板Ｐの一面に超音波トランスデューサUTが固定
されている。取付板Ｐの他の面において車体Ｖとの間に
カム機構Ｃを有し、スプリングＳによって常にカム機構
Ｃの方向に付勢されている。この結果、カム機構Ｃの運
動により取付板Ｐが揺動し、超音波の進行方向が走査さ
れる。

第11図は、電気的に超音波の送信方向を走査する回路
の一例である。

発振回路OSCの出力は計数回路からなる分周回路D1,D
2,D3で分周される。分周回路D1は、シフトレジスタから
なる遅延回路RT1,RT2,RT3,RT4に、比例関係にある初期
値x,2x,3x,4xを設定する。分周回路D2は各遅延回路RT1,
RT2,RT3,RT4に等間隔パルス列を送る。遅延回路の出力
は位相関係が順次ずれた信号となる。各遅延回路の出力
はバッファ回路B1,B2,B3,B4で増幅された後、超音波ト
ランスデューサ群U1,U2,U3,U4をそれぞれ励振する。

各超音波トランスデューサから送信される超音波の位
相が順次α₁＝x,α₂＝2x,α₃＝3x,α₄＝4xずれているの
で、超音波の干渉効果によって超音波の送信方向が角度
θだけずれる。ｘを変えることによりθが変化する。な
お超音波トランスデューサ群U1,U2,U3,U4は互いに機械
的に絶縁して一体に形成する。

反射超音波は、超音波トランスデューサUOで受信さ
れ、増幅回路Ａで増幅された後アナログ／デジタル変換
回路A/Dでデジタル信号に変換され、分周回路D3の出力
をアドレスとする記憶回路MEMに記憶される。中央制御
回路CPUが記憶回路に記憶されたデータの中の最大値を
求め、その最大値に対応するアドレス値から超音波送信
時点を求め、さらに車体の傾斜角を求める。

超音波の送信方向を変化する手段はこれらに限られ
ず、例えば、送信方向を順次傾斜させた複数の超音波ト
ランスデューサを一体に形成し、各超音波トランスデュ
ーサを順次励振することによっても可能である。この場
合、超音波進行方向はステップ状に変化する。

なお地面の凹凸によるノイズは、車体が走行している
ので平均化される。

g.発明の効果 堅牢かつ安価な傾斜角センサーを用いることができ
る。したがって、前輪方向を大きく変えずに車体を傾斜
させることにより、夜中にカーブにする時、ヘッドラン
プの照射方向をカーブする方向に向けることができる。
この結果、無用に前方のみを照らさず必要な方向を明る
くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るヘッドランプを備えた自動二輪車
の一例の立面図、第２図は本発明に係るヘッドランプの
電気回路のブロックダイヤグラム、第３図，第４図は超
音波の送信方向を示す概念図、第５図，第６図は第１図
の超音波トランスデューサの取付け部の拡大図、第７図
は第１図の二輪車の一部の底面図、第８図，第９図は超
音波取付け位置の他の実施例を示す立面図、第10図は超
音波を進行方向を機械的に走査させる方法を示す概念
図、第11図は超音波の送信方向を電気的に走査する回路
の一例である。 １…超音波トランスデューサ、２…エンジン室、３…ス
テー、４…超音波トランスデューサ、５…フレーム、６
…ステー、７…フェアリングカバー、８…超音波送信用
孔、９…超音波受信用孔、10…前輪フォーク。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自動二輪車の地面に向って超音波を送受信
   することができる位置に取付けられた超音波トランスデ
   ューサと、車体に対する超音波の進行方向を左右方向に
   走査させる超音波走査手段と、反射超音波の強度が最大
   であるときの送信超音波の進行方向から車体の地面に対
   する傾斜面を求める傾斜角計算手段を備えることを特徴
   とする自動二輪車の傾斜角検出装置。