JP2709394B2 - 二輪車のバンク角検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ オートバイ等の二輪車を運転して、カーブ道路を走行
（コーナリング）するような場合、車体がスリップしな
いように、車体を左右いずれかの方向に傾斜（バンク）
され、バランスを保ちつつ走行するが、このときの車体
の傾度を一般にバンク角とよぶ。

本発明は、このバンク角を検出して、例えばスリップ
防止のための警報、ウインカーのオンオフ制御、ヘッド
ライトの光角度制御等に応用されるバンク角検出装置に
係るものである。

＜従来技術＞ 車体のバンク角を検出する手段として、マイクロスイ
ッチ又は圧電素子をステップに吊設し、車体が一定のバ
ンク角を越えたとき、前記スイッチ又は圧電素子を路面
と衝突、又は接触させ、圧電材料の機械的歪に伴う電気
信号によって、そのバンク角を検知するもの（実公昭62
−25429）が公知である。

＜発明が解決しようとする課題＞ ところが、上述の従来構成にあっては、一定のバンク
角を検出し、車体が所定のバンク角を越えたときラン
プ、ブザー等の警報器を駆動してライダーに注意を喚起
させる等、現在の状態が、そのバンク角以内であるかど
うかのみを検知できるものであるため、運転状態に即応
した制御のためにバンク角検出をしようとする場合に対
応できなかった。

また機械的接触により検知するものであるため、接触
部に大衝撃が付与され、破損頻度が高い欠点があった。

本発明は、車体の傾度に応じて、随時そのバンク角を
検出でき、スリップ防止のための警報を含めて、種々の
制御に用いることができる非接触型の二輪車のバンク角
検出装置を提供することを目的とするものである。

＜課題を解決するための手段＞ 本発明は、 車体に取り付けられ、車体の進行方向に対し左右に揺
動しながら超音波パルスを路面に向けて放射するととも
に路面からの反射波を受波する超音波送受波器と、 該送受波器の揺動と連係し、車体の垂直方向に対する傾
度に応じた値を出力するポテンショメータと、 前記超音波送受波器により捕捉される反射波強度が最大
となる時のポテンショメータの出力値を取り出す回路と
を備えると共に、 前記超音波送受波器の送受波面形状を、進行方向に長い
楕円状の指向性パターンを呈する形状としたことを特徴
とする二輪車のバンク角検出装置である。

＜作用＞ 送受波器を揺動し、かつ該送受波器から、超音波を発
信すると、路面と、該送受波器の向きとが直交する位置
で、最大反射強度となって、受波される。一方、前記ポ
テンショメータの出力は、車体と、送受波器との相対角
度に対応して変化するから、前記最大反射強度のときの
ポテンショメータの出力値を読み取れば、路面に対する
車体の傾斜角度（バンク角）が検出されることとなる。

ところで、上述の構成があって、正確なバンク角を検
出するためには、送受波器の指向角は狭いことが望まし
い。

一方、車体は、搭乗者の荷重や、路面の状態等によ
り、前後方向にも傾く。この傾きは、バンク角とは無関
係であるにもかからわず、車体の傾斜により、送受波器
の反射強度が低下してしまい、バンク角の検出に影響に
及ぼす。

そこで、超音波送受波器の送受波面形状を、進行方向
に長い楕円状の指向性パターンを呈する形状として、前
後方向の指向角を広くし、車体の傾斜に左右されること
なく、しかも適正なバンク角の検出が可能となるように
した。

＜実施例＞ 本発明の一実施例について説明する。

第２図にあって、１は超音波送受波器であり、上面が
開放され、かつ下面を送受波面ｆとする円筒状ケース２
の内底面に、上下に電極面4,4が形成された圧電板３が
搭乗される。該電極面4,4には、ケーブル６からの入出
力用リード線５が接続され、送受波器１内に充填した樹
脂製封止材７で絶縁状に保持される。

前記送受波器１は、電極面4,4に交番電圧を印加する
ことにより、送受波面ｆからの超音波が放射されると共
に、その反射波が送受波面ｆに入射されると、出力信号
を発生する。

第1,3図に示すように、前記送受波器１は、二輪車の
車体10の下部に、そのケース２の送受液面ｆを路面に向
けて支持され、揺動機構11により回転軸12を中心として
進行方向に対し左右に揺動する。

この揺動機構11は、スライダクランク機構や、可逆回
転モータ等種々適用され得る。

また、揺動機構11は、ポテンショメータ14が連係して
おり、前記送受波器１の傾斜角度に応じた出力を生ずる
ようにしている。

このポテンショメータ14の例としては、第１図に示す
ように、リニヤ抵抗体15を用いた構成が適用され得る。
すなわち、前記揺動機構11の揺動作動に従って、リニヤ
抵抗体15を摺動するブラシ16を配置し、そのブラシ16の
移動により抵抗値を変化させ、該抵抗値と、送受波器１
の傾斜角度とに所定関係を生じさせる。而して、該抵抗
値により、送受波器１の傾斜角度を知ることができるよ
うになる。

またポテンショメータ14の他の構成として、回転軸12
又は回動モータの回転角を検出する回転センサを適用す
ることもできる。この回転センサとしては、光学式、電
磁誘導式のほか、該回転軸に、その回転に伴って磁界変
化を生じさせるようにし、この磁界変化を強磁性薄膜抵
抗素子を用いて検知する等種々の構成が提案され得る。

尚、回転センサを用いた場合には、送受波器１の揺動
角に対応する電圧出力を直接得ることも可能となる。

前記構成にあって、送受波器１の電極面4,4には発振
回路20と、受信回路21とが並列状に接続される。

そして、前記受信回路21からの出力と、前記ポテンシ
ョメータ14からの出力に基づき、バンク角測定回路22に
より、車体10のバンク角が検出される。

このバンク角測定回路22の構成を第１図についてさら
に説明すると、前記ポテンショメータ14の抵抗値は、関
数電圧発生回路23により電圧値に変換される。尚、ポテ
ンショメータ14が電圧を直接出力する構成のものであれ
ば、該関数電圧発生回路23は不要となる。また、前記受
信回路21からの出力波はピーク値検出回路24に入力さ
れ、該検出回路24により、所定閾値以上の出力レベルの
発生があった場合に、これをパルス波として整形し出力
される。そして、ピックアップ回路25により、ピーク値
検出回路24からパルス出力が生じた時点の関数電圧発生
回路23からの出力値が取り出される。

かかる構成にあって、第３図で示すように、送受波器
１から照射された超音波は、その照射方向が路面に対し
て直交する場合には、該路面に反射して、送受波面ｆに
入射することとなる。従って、送受波器１から最大出力
を生じる場合は、送受波面ｆと路面とが平行となった時
であり、送受波器１の車体10に対する傾斜角度が、車体
10の路面に対する傾斜角度（バンク角）θと等しい時と
なる。

このため、前記ピックアップ回路25からの出力は、前
記送受器１の傾斜角度と、バンク角θとが一致した時に
生じる関数電圧発生回路23の値を抽出するものであるか
ら、前記バンク角θの関数値となる。

そこで、ピックアップ回路25からの出力を利用するこ
とにより、スリップ防止のための警報、ウインカーのオ
ンオフ制御、ヘッドライトの光角度制御等が可能とな
る。

ところで、正確なバンク角θを検出するためには、上
述のように、送受波器の向きが路面に対して直交したと
きに、ピーク値検出回路24から出力を生ずる必要があ
る。このため、該送受波器の指向角は狭いことが望まし
い。

一方、車体10は、搭乗者の荷重や、路面の状態等によ
り、前後方向にも傾く。この傾きは、バンク角θとは無
関係であり、車体の傾斜により、送受波器１からの出力
が低下すると、バンク角θの検出に影響を及ぼす。この
ため、受波特性にあって、前後方向の指向角は広いこと
が望ましい。そこで、前記超音波送受波器１の送受波面
形状を、進行方向に長い楕円状の指向性パターンを呈す
る形状とする必要がある。

第４図は、この指向パターンを実現するための送受路
面ｆの構成を示すものである。

ここで、30は、前記送受波面ｆの直径方向に渡って形
成された略矩形状基板31と、その中心に形成された円形
凸部32とからなる、指向角制御板であって、プラスチッ
ク材料等により一体成形されている。

この構成にあって、略矩形状基板31の長手方向を車体
10の左右方向に一致させる。これにより、基板31の小幅
方向では広い指向角を達成でき、広幅方向では指向角が
狭くなる。このため、車体10に対してその進行方向（前
後方向）では広い指向角度を生じ、車体10の前後方向の
傾斜によって、前記出力が大きく左右されないこととな
る。また左右方向では指向角度が狭くなって正確なバン
ク角θの検出が可能となる。尚、前記円形凸部32によ
り、前記送受面ｆからの副極（サイドローブ）が除去さ
れ、その指向性が鋭くなる。

上記構成にあって、円筒状ケース２の直径を20mm、基
板31の幅（円形凸部32の直径）を9mmとした場合に、左
右方向の指向角は約６゜であり、前後方向の指向角は約
12゜となり、前後方向への指向角の拡大が見られた。

而して、前記送受波面ｆに指向角制御板30を付加する
ことにより、車体10の傾斜に左右されることなく、適正
なバンク角θの検出が可能となる。

＜発明の効果＞ 本発明は前記の説明によって明らかにしたように、車
体10に、左右方向に揺動する送受波器１を配設し、その
最大出力での前記送受波器１の傾斜角度をピックアップ
することにより、バンク角θを検出するようにしたもの
であるから、該バンク角θを逐次検出できて、例えばス
リップ防止のための警報、ウインカーのオンオフ制御、
ヘッドライトの光角度制御等に応用することが可能とな
る。また路面との機械的接触により検知するものではな
いから、機器の損耗が少ない。

さらにまた、超音波送受波器１の送受波面形状を、進
行方向に長い楕円状の指向性パターンを呈する形状とし
たから、車体10が前後方向に傾斜しても、これに影響さ
れることなく、可及的正確なバンク角θの検出が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の一実施例を示し、第１図は本発明の
概要図、第２図は送受波器１の縦断面図、第３図は送受
波器１と車体10との関係を示す正面図、第４図は送受波
面ｆに指向角制御板30を付加した送受波器１の斜視図で
ある。 １……送受波器 10……車体 11……揺動機構 14……ポテンショメータ 22……バンク角測定回路 30……指向角制御板 ｆ……送受波面

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車体に取り付けられ、車体の進行方向に対
   し左右に揺動しながら超音波パルスを路面に向けて放射
   するとともに路面からの反射波を受波する超音波送受波
   器と、 該送受波器の揺動と連係し、車体の垂直方向に対する傾
   度に応じた値を出力するポテンショメータと、 前記超音波送受波器により捕捉される反射波強度が最大
   となる時のポテンショメータの出力値を取り出す回路と
   を備えると共に、 前記超音波送受波器の送受波面形状を、進行方向に長い
   楕円状の指向性パターンを呈する形状としたことを特徴
   とする二輪車のバンク角検出装置。