JP3482797B2 - 二輪車傾斜角測定装置 - Google Patents

二輪車傾斜角測定装置

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JP3482797B2
JP3482797B2 JP35303796A JP35303796A JP3482797B2 JP 3482797 B2 JP3482797 B2 JP 3482797B2 JP 35303796 A JP35303796 A JP 35303796A JP 35303796 A JP35303796 A JP 35303796A JP 3482797 B2 JP3482797 B2 JP 3482797B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、二輪車傾斜角測定
装置に係り、特に、二輪車の走行中に当該二輪車の傾斜
角(バンク角)を計測する二輪車傾斜角測定装置に関す
る。この二輪車傾斜角測定装置は、より具体的には、レ
ース用二輪車の車体の挙動を計測して記録するデータ収
録システムに用いられる。このデータ収録システムは、
二輪車各部の調整や故障などの原因を推測するためのデ
ータを収録する。さらに、二輪車傾斜角測定装置は、傾
斜角が一定値を越えたときに警報を出力するなど、市販
の二輪車にも応用できる。
【0002】
【従来の技術】従来より、2つの超音波距離計を用いて
二輪車の傾斜角の測定を行うものがある。例えば、特開
平1−208289号公報には、二輪自動車の車軸部材
から軸方向の左右に一対の超音波測長器を設置し、この
一対の超音波測定器からの測定距離の差分に基づいて傾
斜角を演算する二輪自動車用傾斜角検出装置が開示され
ている。
【0003】また、ジャイロを用いて傾斜角を測定する
ものがあった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ジャイ
ロは振動に弱いため、レース用車両のように300km
/h以上の速度で走行する車両では角度計測が困難とな
る、という不都合があった。しかも、ジャイロで計測精
度を向上させるには大きく重くする必要があるため、二
輪車に搭載して当該二輪車の傾斜角を計測する用途には
向かない。特に、あまりに重量があると二輪車の走行に
影響を与えてしまう、という不都合が生ずる。
【0005】さらに、ジャイロは時間が経過するにつれ
ドリフトが生し、ゼロ点が移動する。これをリセットす
るためには何秒か静止させる必要があるが、走行中(レ
ース中)にジャイロ及び二輪車を静止させることはでき
ない。
【0006】また、特開平1−208289号公報に記
載された手法では、二輪車のレースなどで大きくバンク
すると、一方の距離センサの計測距離が長くなり、S/
N比が悪化して計測精度が落ちる、とうい不都合があっ
た。
【0007】
【発明の目的】本発明は、係る従来例の有する不都合を
改善し、特に、二輪車が大きく傾斜しても精度良く傾斜
角を測定することのできる二輪車傾斜角測定装置を提供
することを、その目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、図
1に示すように、二輪車の車輪近傍に当該二輪車の車体
と平行に設置され当該二輪車の進行方向に略直交する平
面で路面に対する距離を測定する路面距離計測部と、こ
の路面距離計測部から出力される距離情報に基づいて二
輪車の傾きを算出する傾き算出部とを備えている。しか
も、路面距離計測部が、車輪の左右に設置され平面上で
かつ車輪の回転軸に略直交する方向を計測する第1及び
第2のセンサと、これら第1および第2のセンサの計測
地点よりも回転軸の軸方向に左右に90度開いた外側方
向を計測する第3及び第4のセンサとを備えている。さ
らに、傾き算出部が、二輪車の傾斜が大きいときには左
右一方の側の90度開いたセンサの出力と車輪の回転軸
に略直交する方向を計測するセンサの出力との正接をと
ることにより当該二輪車の傾きを算出する4センサ式算
出機能を備えた、という構成を採っている。これにより
前述した目的を達成しようとするものである。
【0009】本発明では、二輪車が大きく傾斜すると、
傾斜した一方の側の2つのセンサは相互間の一定角度を
維持した状態で路面に近づく。そして、他方の側のセン
サの計測方向は2つとも路面方向とは異なる方向となっ
ていく。このため、傾き算出部は、傾斜した側の2つの
センサ出力、つまり、90度開いたセンサの出力と車輪
の回転軸に略直交する方向を計測するセンサの出力との
正接をとることによって当該二輪車の傾斜角を算出す
る。
【0010】また、前記と同様の目的を達成するため、
図8に示すように、路面距離計測部に、車輪の左右に設
置され平面上でかつ車輪の回転軸に直交する方向よりも
車体側となる内側方向を計測する第1及び第2のセンサ
を設け傾き算出部に、第1及び第2のセンサの内側へ
の傾斜角度と当該2つのセンサ出力および車輪の左右に
設置されたセンサどうしの幅に基づいて当該二輪車の傾
斜角を算出する2センサ傾斜式算出機能を備えた構成と
してもよい
【0011】このような構成を適用した場合、図8に示
すように、2つのセンサを内側に傾斜させて設置してい
るため、バイクが傾斜しても、外側のセンサの計測距離
は一定以上長くならず、従って、S/N比の悪化という
不都合が生じない。また、傾斜せずに走行しているとき
から計測距離が長いため、傾斜による計測距離の変化が
極端に大きくならず、従って、安定した精度で計測する
ことができる
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。二輪車傾斜角測定装置は、二輪車
の車輪近傍に当該二輪車の車体と平行に設置され当該二
輪車の進行方向に略直交する平面で路面に対する距離を
測定する路面距離計測部10と、この路面距離計測部1
0から出力される距離情報に基づいて二輪車の傾きを算
出する傾き算出部、つまり、センサ制御演算回路19と
を備えている。ここでは、路面距離計測部の具体例とし
2つの実施形態を詳細に説明する。このため、まず、
センサを用いた傾斜角測定の基本的な計測手法を図2乃
至図7を参照して説明する。
【0013】図2に示すように、センサ11,12は、
二輪車1のスイングアーム3に設置される。図3はこの
センサ11,12を設置した二輪車を後ろから見た説明
図である。各センサ11,12の計測方向は、二輪車1
の傾きと平行に路面に対して傾く。また、図4に示すよ
うに、各センサ11,12は、車輪2の回転軸5の近傍
に配置する。
【0014】図5は傾斜角の計算方法を説明するための
説明図である。図5に示すように、第1及び第2のセン
サは車輪2に平行な方向の路面に対する距離を測定す
る。センサ11,12間の距離をw1とし、傾斜した側
のセンサ11が計測する短い距離をd1、他方のセンサ
12が計測する長い距離をd2とすると、二輪車の傾斜
角θは次式(1)で表される。
【0015】 tanθ=(d2−d1)/w1 ......式
(1)
【0016】図6はハードウエア資源の構成を示す説明
図である。センサ制御演算回路19は、センサ11,1
2等を制御すると共に、各センサから出力される距離情
報に基づいて傾斜角を算出する傾き算出部として機能す
る。このセンサ制御演算回路19によって算出された傾
斜角データ及び2センサの距離差は、データレコーダ8
に格納される。センサ11,12とセンサ制御演算回路
19等とは、ケーブル6を介してコネクタ16により接
続されている。さらに、センサ11,12とセンサ制御
演算回路19との間には、センサ出力を補正するための
ゼロ点補正用スイッチ17が併設されている。
【0017】次に、計測手順を図7のフローチャートを
参照して説明する。まず、右側の第1のセンサ11で距
離を計測する(ステップS1)、次いで、左側の第2の
センサ12で距離を計測する(ステップS2)。さら
に、左右の距離差を計算し(ステップS3)、この距離
差から傾斜角を計算する(ステップS4)。この傾斜角
は、時刻等と共に記録する(ステップS5)。
【0018】しかし、この図7に示した手法では、レー
ス用の二輪車は傾斜角が非常に大きくなるため、外側の
センサの計測距離が大きくなり、センサのS/N比が悪
化する、という不都合が生ずる。
【0019】このため、本実施形態では、図1に示すよ
うに、路面距離計測部10が、車輪2の左右に設置され
平面上でかつ車輪の回転軸5に略直交する方向を計測す
る第1及び第2のセンサ11,12に加え、これら第1
および第2のセンサ11,12の計測地点よりも回転軸
5の軸方向に左右に一定角度開いた外側方向を計測する
第3及び第4のセンサ13,14とを備えている。
【0020】しかも、傾き算出部が、二輪車の傾斜が大
きいときには左右一方の側の一定角度開いた2つのセン
サの出力に基づいて当該二輪車の傾きを算出する4セン
サ式算出機能を備えている。
【0021】第3及び第4のセンサは、第1および第2
のセンサの計測地点よりも回転軸の軸方向で左右に一定
角度開いた外側方向を計測する。この角度は二輪車の最
大傾斜角に応じて任意に定められるが、図1に示す例で
は、傾斜角の計算を容易とするため、この一定角度を9
0度としている。
【0022】第3のセンサ13は、車輪2の回転軸方向
で進行方向に対して右側を計測し、距離d3を測定す
る。一方、第4のセンサ14は、距離d4を測定する。
第1のセンサ11は距離d1を出力し、第2のセンサ1
2は距離d2を出力する。第1実施形態では、傾斜角θ
は次式(2)から(4)で表される。
【0023】右に大きく傾いた場合: tanθ=d1/d3 ......式(2) 左に大きく傾いた場合: tanθ=d2/d4 ......式(3) 傾斜角が小さい場合: tanθ=(d2−d1)/w1 ......式
(4)
【0024】図1に示す例では、傾斜角が大きくなり、
例えば第2のセンサ12の計測距離が長くなる場合に
は、同時に、第3のセンサ13の計測距離が短くなるた
め、二輪車の最大傾斜角まで二輪車が傾斜しても、第3
のセンサ13の計測距離を一定距離内とすることがで
き、従って、二輪車の傾斜の状態に左右されず精度良く
傾斜角を測定することができる。
【0025】〔第2実施形態〕 第の実施形態では、図に示すように、路面距離計測
部10が、車輪の左右に設置され平面上でかつ車輪の回
転軸に直交する方向よりも車体側となる内側方向を計測
する第1及び第2のセンサ31,32を備えている。本
実施形態では、車輪2の回転軸に直交する方向に対する
センサの傾斜角をαとする。
【0026】しかも、傾き算出部を構成するセンサ制御
演算回路19が、第1及び第2のセンサの内側への傾斜
角度と当該2つのセンサ出力とに基づいて当該二輪車の
傾斜角を算出する2センサ傾斜式算出機能を備えてい
る。
【0027】具体的には、図に示すように、センサの
取付の傾斜角αとセンサ出力とを用いて二輪車の車輪2
と平行な方向での路面までの距離Lを算出し、次いで、
上述した基本方式と同様にセンサ間の幅w1を用いて二
輪車の傾斜角を算出する。第2のセンサ32を例とし
て、センサ出力をd2’、センサの傾斜αがないときの
路面までの距離をLとすると、この距離Lは次式(
で表される。
【0028】 L1=d2’×cosα L2=d2’×sinα×tanθ L=L1+L2 =d2’(cosα+sinα×tanθ)
......式(
【0029】このため、二輪車の傾斜角θは、第3の実
施形態では、次式()で算出できる。
【0030】 tanθ=(d2’×A−d1’×A)/w1
....式() 但し、A=cosα+sinα×tanθ
【0031】この第の実施形態では、図に示すよう
に、2つのセンサを内側に傾斜させて設置しているた
め、バイクが傾斜しても、外側のセンサの計測距離は一
定以上長くならず、従って、S/N比の悪化という不都
合が生じない。特に、傾斜せずに走行しているときから
計測距離が長いため、傾斜による計測距離の変化が極端
に大きくならず、従って、安定した精度で計測すること
ができる。
【0032】
【発明の効果】本発明は以上のように構成され機能する
ので、これによると、二輪車が大きく傾斜すると、傾斜
した一方の側の2つのセンサは一定角度で開きながら路
面に近づき、他方の側のセンサの計測方向は2つとも路
面方向とは異なる方向となるため、傾き算出部は、傾斜
した側の2つのセンサ出力に基づいて当該二輪車の傾斜
角を算出することができ、従って、小型の距離センサを
使用することにより、二輪車の走行に影響を与えずに傾
斜角を計測でき、さらに、二輪車の傾斜によってセンサ
の計測距離が変動しても、精度良く傾斜角を測定するこ
とができる従来にない優れた二輪車傾斜角測定装置を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態による二輪車傾斜角測
定装置を設置した二輪車を後ろから見た説明図である。
【図2】図1に示した二輪車を側面から見た説明図であ
る。
【図3】2つのセンサにより傾斜角を測定する例を示す
説明図である。
【図4】図2に示したセンサ取付部分の拡大図である。
【図5】図3に示した位置関係での傾斜角の算出を示す
説明図である。
【図6】図3に示した二輪車傾斜角測定装置のハードウ
エア資源の構成を示す説明図である。
【図7】図3に示した二輪車傾斜角測定装置の動作を示
すフローチャートである。
図8】本発明の第の実施形態による二輪車傾斜角測
定装置を設置した二輪車を後ろから見た説明図である。
図9】図に示した位置関係での傾斜角の算出を示す
説明図である。
【符号の説明】
1 二輪車 2 車輪 3 スイングアーム 4 路面 5 回転軸 6 ケーブル 8 データレコーダ 10 路面距離計測部 11,31 第1のセンサ 12,32 第2のセンサ 13 第3のセンサ 14 第4のセンサ 16 コネクタ 17 ゼロ点補正用スイッチ 19 センサ制御演算回路(傾き算出部)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−156351(JP,A) 特開 平6−43933(JP,A) 特開 平2−268211(JP,A) 特開 平1−208289(JP,A) 特開 平3−72287(JP,A) 特開 昭63−269790(JP,A) 特開 昭62−25205(JP,A) 特開 平8−133155(JP,A) 特開 平7−98225(JP,A) 特開 平7−132869(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 21/22 G01C 9/06 B62J 39/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 二輪車の車輪近傍に当該二輪車の車体と
    平行に設置され当該二輪車の進行方向に略直交する平面
    で路面に対する距離を測定する路面距離計測部と、この
    路面距離計測部から出力される距離情報に基づいて前記
    二輪車の傾きを算出する傾き算出部とを備えた二輪車傾
    斜角測定装置において、 前記路面距離計測部が、車輪の左右に設置され前記平面
    上でかつ前記車輪の回転軸に略直交する方向を計測する
    第1及び第2のセンサと、これら第1および第2のセン
    サの計測地点よりも前記回転軸の軸方向に左右に90度
    開いた外側方向を計測する第3及び第4のセンサとを備
    え、 前記傾き算出部が、前記二輪車の傾斜が大きいときには
    前記左右一方の側の前記90度開いたセンサの出力と車
    輪の回転軸に略直交する方向を計測するセンサの出力と
    の正接をとることにより当該二輪車の傾きを算出する4
    センサ式算出機能を備えたことを特徴とする二輪車傾斜
    角測定装置。
  2. 【請求項2】 二輪車の車輪近傍に設置され当該二輪車
    の進行方向に直交する平面で路面に対する距離を測定す
    る路面距離計測部と、この路面距離計測部から出力され
    る距離情報に基づいて前記二輪車の傾きを算出する傾き
    算出部とを備えた二輪車傾斜角測定装置において、 前記路面距離計測部が、車輪の左右に設置され前記平面
    上でかつ前記車輪の回転軸に直交する方向よりも車体側
    となる内側方向を計測する第1及び第2のセンサを備
    え、 前記傾き算出部が、前記第1及び第2のセンサの内側へ
    の傾斜角度と当該2つのセンサ出力および車輪の左右に
    設置されたセンサどうしの幅に基づいて当該二輪車の傾
    斜角を算出する2センサ傾斜式算出機能を備えたことを
    特徴とする二輪車傾斜角測定装置。
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