JP4865554B2 - 自動取消し特性を有するターン信号装置 - Google Patents

Description

本発明は自動車の分野に関する。特に本発明は（ステアリングコラムを通して）ホイールに動作的に接続されているハンドルによって制御される操縦機構を備えたビークルのクラスに属する。特に、本発明はこのような種類のビークルのターン信号装置または方向指示灯に関する。

今日の自動車分野では、ビークルの動作はターン信号を使用して、交通（および／または周囲の人々）における他のビークルへ通知される。これらのターン信号はビークルのいずれかの側面（通常は前側及び後側）上のライトである。これらのライトはスイッチを使用してビークルの運転者／乗車人により（適切なように、即ち左へのターンは左側等）オンに切換えられ、バルブは（時には警告音を伴って）点滅を開始する。この可視（及び時には可聴）の指示は他者にビークルが運動のコースを変更しようとしていることを警告し、彼らはその周囲における運動に対応するように注意する。これらのターン信号は指示灯および点滅灯としても知られている。この明細書では主に用語「ターン信号」を使用するが、用語「指示灯または点滅灯」が使用されるときには常に、これはターン信号として解釈されるべきである。

ターン信号は通常、スイッチにより開始される。このスイッチは関連する指示灯バルブに指示を送り、点滅を開始する。この点滅はビークルの運動についての指示を与え、指示された方向に慎重に操縦されることができる。ビークルが指示された方向に移動／ターンすると、ターン信号をオフに切換えることが望ましい。これに失敗すると、即ちターンをした後でさえも点滅を継続すると、近くの自動車の運転者及び歩行者の間で混乱が生じ、事故にもなりかねない。

このスイッチオフ機構は手作業であり、即ち所望の動作後にユーザがターン信号をオフに切換えるか、または自動的に行われ、その場合には組込まれた機構がある論理に基づいて点滅灯をオフに切換える。

現在、四輪車、即ちステアリングホイールを使用して駆動されるビークルでは、ターン信号はビークルがターンを行い、直進を開始した後に自動的に取消される。このような機構は、ターンが行われた後、ユーザが信号をオフに切換えることを覚えておく必要をなくす。自己取消し点滅灯が使用されている既存のモータービークル（四輪車）では、スイッチがステアリングコラム（これはホイールを回転しターンする）に取付けられている。四輪車では、ステアリングコラムだけが回転され、スイッチは静止した状態である。結果として、取消しはこれが結合し、及び結合を解除できる静止部を獲得する。これはラックおよびピニオン構造である。（ビークルをターンするための）ステアリングホイールと実際のホイールの回転平面は異なっている。ビークルのステアリングホイールからホイールへのパワーの伝達は直接的ではなく、即ちこれはラックおよびピニオン構造により、ステアリングホイールからスエアリングコラムへ、さらにホイール軸へ、さらに最後にはフロントホイールへ伝達され、したがってこのような装置は可能である。

パワーの伝達が直接的であり、即ちハンドルバーからフロントホイールへ直接伝達される二輪車その他の（例えばインドで人気のある自動輪タクのような三輪車を含めた）ハンドル駆動ビークルでは、ハンドルとホイールの運動平面は同じである。このクラスのビークルでは、スイッチもまたハンドルバーと共に回転され、結果としてこれが結合できる任意の静止部分を獲得しない。ハンドル上のスイッチの位置はハンドルバーの中心から非常に離れており、したがってスイッチをハンドルバーの動作に連結する機械的構造は容易に実現可能ではない。

ハンドル駆動のカテゴリに属する現在の大部分のビークルはそれ故、ターン信号の手作業によるスイッチオフを使用し、これは以下の欠点を有する。
−指示灯のスイッチをオフにすることを忘れる可能性があり、したがって混乱を招く。
−指示灯のスイッチをオフにする期間に運転者／乗車人の集中力をそらし、高い交通量のシナリオで問題を起こす可能性がある。
−最初の指示灯のスイッチをオフにしている間に、他の指示灯を偶然オンに切換えることがあり、混乱を起こす。

過去において、二輪車及び三輪車（例えばインドの自動輪タク）のようなハンドルバー駆動ビークル用のターン信号装置の自動取消し特性を提供する種々の試みが行われた。

米国特許出願第20020024434A1号明細書および米国特許第4,403,211号明細書はスイッチからの方向指示信号と、ビークルの角速度を検出するための角速度センサと、およびビークルの速度を検出するためのビークル速度センサとに基づいて、方向指示灯ランプからターン信号を発生するシステムおよび方法を開示している。この機構は非常に複雑であり、それ故既存のビークルに適合（レトロフィット）できない。また誤った信号の場合の手作業により動作を無効にさせることについてはふれていない。さらにこれらのシステムはジグザグ走行の状態に対して補償するアクチブ手段を取らない。

安全性のための再付勢を有する自己取消しビークルターン信号について開示している米国特許第6,020,813号明細書では点滅するターン信号を電気的に付勢および消勢するためのタイミング回路を使用する。これはまた時間の経過後に、信号を再度付勢するための瞬間的なばね搭載補助スイッチを利用する。このタイミング回路はビークルが運動しているか否かを示すためビークルの速度センサから受信された信号にしたがう。これはジグザグスタイルの運転には適合しない。また、指示が与えられ、ハンドルバーが特定された時間を超えた時間、真っ直ぐのままであるならば、点滅は停止する。

ビークルのターン信号制御システム及び方法についての米国特許第5,790,017号明細書の発明はターン信号レバーと、少なくとも２つの二重位置トグルスイッチを有するディップスイッチと及び制御回路とを含んでいる。制御回路は信号が中間位置にあるとき左または右の指示灯により点滅されるパルスの数を制御し、予め定められた点滅数の後、自動的にレバーをそのオフ位置へ戻す。これは運転の癖および交通状態が異なる状態で変化するので、非常に賢明で強化された点滅の取消し方法ではない。

本発明の目的は、前述の欠点を克服し、（二輪車及び三輪車を含めた）ハンドルバー駆動ビークルの自動取消しターン信号装置を提供することである。

また、本発明の目的は、ビークルがターンの後に直線の通路の運動を開始すると、指示灯信号を取消す自動取消しターン信号装置を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、ターンが回路の予め設定された時間よりも少ないならば点滅灯が取消されないように、装置中にタイマ論理を含むことである。

本発明のさらに別の目的は、自動取消しターン信号に対して手作業で動作を無効にするようにすることである。

前述の目的を実現し、従来技術の欠点を克服するため、本発明は自動取消し特性を有するターン信号装置を提供する。このマイクロプロセッサ駆動装置は機械的に動作されるスイッチがターン信号を与えると、指示灯バルブをオン及びオフに切換えるためのマイクロプロセッサ論理装置を使用する。マイクロプロセッサはタイマ論理装置を有し、また入力を有し、これはハンドルバーの現在位置を通知する。マイクロプロセッサが指示灯バルブをオンにすると、これはｉ）ハンドルバーが再度真っ直ぐになったことを伝達する信号と、ii）タイマ論理装置により特定された経過時間（ハンドルが回路の予め設定された時間を超えた時間期間中ターンされた後）の期間待機する。両者の条件が真であるときのみ、マイクロプロセッサは指示灯バルブをオフに切換える信号を送信する。

本発明はマイクロプロセッサ制御装置のターン信号をバイパスするためのオーバーライド機構も提供する。

本発明はターン信号の自動取消し機能を実現するようにハンドルバー駆動ビークルに設けられることができるセットアップを開示している。

この機能は指示灯の点滅を制御するマイクロプロセッサ駆動論理回路を使用して行われる。このデジタル電子回路は（左及び右の）ターン信号と、（左及び右）ターン信号指示灯バルブの動作を開始するためにスイッチに結合されている。

本発明の装置にしたがった論理動作は、
−ターン信号を手作業でオンに切換えるとき、適切な指示灯バルブをオンに切換え、
−ハンドルバーが直進にあるか、またはターン位置にあるかをチェックし、
−ハンドルバーのターンによりタイマ論理装置をスタートし、
−タイマの時間が経過するときまで、ハンドルがターン状態を継続し、その後真っ直ぐになると、ターン信号をオフに切換える。

本発明はまた誤った信号が与えられる場合に手作業のオーバーライド機能も行う。

図１は装置の種々のコンポーネントの構成を示すブロック図である。各方向には、２つの機械的に動作されるスイッチＳ１、Ｓ２が存在する。これらのスイッチはビークルの電気システムＢに接続されている。これらのスイッチにより与えられる電気信号は変調された光のビームに変換され、オプトアイソレータＯ１、Ｏ２の使用によって低い電圧の電気信号に戻される。結果的な信号の電圧強度はマイクロプロセッサＭＰに与えられるのに十分に低い強度である。信号を受信するとき、マイクロプロセッサは適切な方向の指示灯バルブＬＦ、ＬＲ、ＲＦ、ＲＲに点滅を開始するように指令する。この指令はリレー（図示せず）を通して制御される。同時に、マイクロプロセッサ内のタイマ論理装置もハンドルバーがターンされるならば、開始される。

ハンドルバーの位置を検出するために、ビークルが直進するか、またはターンするかを出力が決定するように、ビークルのハンドルバーＨＢに接続されているリードスイッチＲＳにより別の入力も与えられる。この信号と共にタイマは指示灯バルブがオフに切換えられるときを決定する。

このスイッチの構成は図２に示されている。リードスイッチ４はビークルのハンドルバー（図示せず）と共に移動するブラケット２に設けられている。リードスイッチに面する磁石５はブラケット１を使用してステアリングコラム３に接続されており、これはターンおよび傾ける期間に静止している。この構造はビークルが直進するとき、スイッチと磁石との間の磁界が維持され、信号が“オン”であるようにされている。ビークルがどちらかの方向にターンするとき、リードスイッチが動き、接触が外され、したがって磁気を散逸し、信号を“オフ”に切換える。磁気スイッチを使用する方法を説明するが、代わりに接触スイッチもリードスイッチの信号を妨害できる強力な周囲磁界が存在する状況で使用されることができる。この場合、ハンドルの動作でオン及びオフに切換えられる電界が設定される。

前述の構成は反対にされることもでき、即ちステアリングコラム上にスイッチを設け、磁石をビークルの運動部分に設けることもできる。ビークルの任意の実質的な運動が、信号値に変化を生じるように接触を遮断することが行われる必要があることに注意しなければならない。

全ての場合において、スイッチはビークルの任意の小さなターン（即ち小さい角度の傾斜）が回路を遮断しない方法で接続されている。例えば磁気スイッチの場合、磁力はある傾斜までは有効であるように選択されている。これは時にはビークルがターンを行う以外の他の理由で傾斜され、したがって指示灯は必要とされないので考慮することが重要である。この設定はビークルの各モデルに特有である。

最初に、ユーザが指示灯をオンに切換えるとき、このスイッチからの信号は“オン”である。その後、ビークルはターンを行い、ハンドルバーがリードスイッチと共に動き、それによって接続は遮断され、即ち信号は“オフ”になる。ハンドルバーのターンしたとき、マイクロプロセッサは組込まれたタイマ論理装置をスタートさせる。ビークルがターンを行っている間、この信号は“オフ”である。ターン後、ハンドルバー（ステアリングコラムと共に）は真っ直ぐにされ、再度リードスイッチの接触が設定され、マイクロプロセッサで信号“オン”を発生し、タイマのスイッチをオンにする。ハンドルが再度真っ直ぐになったとき、マイクロプロセッサはタイマの時間が経過したか否かをチェックする。経過していれば指示灯はオフにされ、経過していなければオンのままである。この論理動作はターン後にハンドルを真っ直ぐにする行為とジグザグ運転状態中にハンドルを真っ直ぐにする行為とを弁別するために導入されている。ジグザグが共通の現象である交通量の多い状態では、ハンドルは典型的に１．５−２．５秒で真っ直ぐにされ、適切なタイマが設定されることができる。ジグザグ運転では、指示灯がオンに切換えられた後でさえも、ハンドルバーは交通に対処するために１回以上真っ直ぐにされる。ハンドル方向だけに基づく指示灯のスイッチオフはこの状況では失敗する。したがって、タイマは適切な時間量だけ論理動作を組込まれる。

本発明はまたターン信号をオフに切換えるために任意の時間に運転者／乗車人により使用されることのできる手作業のオーバーライドスイッチを提供する。これは運転者／乗車人が誤った信号を与え、それを取り消したい場合に役立つ。

以下、回路の種々のコンポーネントについて簡単に説明する。

オプトアイソレータ：
光学的隔離装置または光学的アイソレータすなわちオプトアイソレータは不適合な通信システム間のギャップをブリッジする。これは入力増幅器と、発光ダイオードと、フォトダイオードと、出力増幅器とを含んでいる。オプトアイソレータは回路またはシステムが相互に電気的に隔離された状態を維持しながら、信号が回路またはシステム間で転送されることを可能にする半導体装置として構成される。この最も簡単な形態では、それは信号送信のためのＬＥＤ（発光ダイオード）、ＩＲＥＤ（赤外線放射ダイオード）のようなフォトダイオードと、信号受信のための光検出器からなる。“送信機”は電気信号を受取り、それを変調された可視光ビームに変換する。このビームは透明なギャップを横切って伝播し、“受信機”により受取られ、その受信機は変調された光を電気信号へ戻すように変換を行う。電気出力波形は電気入力波形と同一であるが、入力と出力の振幅（信号強度）はしばしば異なる。オプトアイソレータは単一のパッケージに収納され、外観は集積回路または付加的なリードを有するトランジスタである。

ＲＣ−回路：
抵抗−キャパシタは一定電圧をマイクロプロセッサに供給することに使用される。抵抗−キャパシタ回路はマイクロプロセッサが実行を開始するときにはいつでも正のパルスを与えるために使用される。回路の仕事はマイクロプロセッサを完璧ではないパワーアップから保護することであるが、その目的に対して十分迅速に上昇する供給電圧に依存している。ＲＣ回路は供給電圧が上昇し始めた後、リセットを低く維持させる。電圧が十分に迅速に上昇するならば、リセットはマイクロプロセッサをリセット状態に維持するのに十分な低さであり、それによって回路は正常な動作が再開されるまで、静止することができる。

リレー：
リレーは、電気的に動作されるスイッチとして機能する装置である。電気信号に応答して、リレーは幾つかの事前に構成され固定された継続で接点を開閉する。接点は動作信号と同一の回路にあってもよく、別の回路にあってもよい。種々のリレーが電磁リレー、半導体リレーのように市場で入手可能である。これらのリレーは指示灯バルブをオン及びオフにするためのスイッチとして使用される。

マイクロプロセッサ：
これはチップ上のデジタル装置であり、それはメモリから命令を取出し、これらを復号し、実行でき、即ちある数学及び論理演算を実行し、データを入力装置から受取り、結果を出力装置へ転送する。それ故、マイクロプロセッサはメモリ及び入力／出力（Ｉ／Ｏ）装置とインターフェースされている。基本的に、マイクロプロセッサは以下の動作を行う。
（ａ）メモリから命令を取出す。
（ｂ）命令を実行する。

マイクロプロセッサは組込まれたプログラムされたタイマ論理装置を有している。マイクロプロセッサは水晶発振器を使用してクロックされる。

全体的な論理回路は小さい箱に収納され、ビークルの設計を変更せずにビークルのハンドルバー近くの固定し振動の少ない安定した部分に固定されることができる。このことにより装置は多くの時間と費用をかけずに、既存のビークルに適合されるレトロフィットが容易な装置になる。

前述の説明は本発明の概念を実行する基本的な論理及び回路を説明する単なる例示的な実施形態である。同じ概念において、種々の他の特徴が本発明の技術的範囲を逸脱せずに本発明に付加されることができる。

さらに別の実施形態では、リードスイッチの配置があり、それはハンドバーがターンするときだけでなくターンの方向をマイクロプロセッサに伝える。例えば中央位置のリードスイッチは通常オフであり、磁石がその側方に位置されている。ある角度を超えたターンが行われるときにはいつでも、接触が設定され、“オン”信号が送信される。方向についての付加的な情報は、誤った指示灯が与えられたか否かを検出し、その後ユーザが誤った信号を与えたならばその指示灯をオフに切換える等の補正動作を行うような良好な論理装置を組込むために使用されることができる。

マイクロ制御装置の論理変更による別の可能な実施形態では、同一の設定がスイッチレバーのある動作によって危険な警告システムを設定するために使用されることができる（即ちビークルが故障した場合、４つの全ての指示灯のライトが付勢されることができる）。

さらに別の実施形態では、スイッチレバーがＵターン点滅灯のような幾つかの異なった指示のために、ある位置で動作する場合には、点滅の回数が変更されることができる。

スイッチおよび指示灯バルブを備えた本発明の装置の構成のブロック図。 ビークルの操縦機構におけるリードスイッチの構成図。

Claims (12)

1. ハンドルバー操縦ビークルで使用するための自動取消し特性を有するターン信号装置において、
   指示灯を点灯させるための電気的なターン信号を発生させるスイッチと、
   タイマーを含むタイマー論理装置を有しているマイクロプロセッサと、
   ビークルのハンドルバーの現在位置についての信号を与えるターン角度検知機構とを具備し、
   前記マイクロプロセッサはハンドルバーの回動が検知されたときタイマー論理装置を制御してタイマーの動作を開始させ、
   前記マイクロプロセッサはさらハンドルバーが直進位置に戻されたときタイマーの設定された時間が経過したか否かをチェックして、
   タイマーの設定された時間が経過している場合には、動作の最初の段階で前記スイッチによりオンにされた指示灯をオフにするように制御し、
   タイマーの設定された時間が経過してない場合には、動作の最初の段階で前記スイッチによりオンにされた指示灯をオンのままに維持するように構成されているターン信号装置。
2. 前記スイッチはビークルの電気システムに接続されている請求項１記載の装置。
3. 前記スイッチは機械的に動作されるスイッチである請求項１記載の装置。
4. 前記スイッチは左方向と右方向の両者に対して別々である請求項１記載の装置。
5. 前記電気的なターン信号を変調された光のビームに変換し、前記変調された光を電気信号に戻す変換を行うためのオプトアイソレータを有する論理回路とを具備し、
   前記オプトアイソレータは、
   前記電気信号を送信するためのフォトダイオードと、
   前記電気信号を変調された光のビームに変換するための送信機と、
   前記光のビームを電気信号に戻すように変換を行うセンサとを具備している請求項１記載の装置。
6. 前記マイクロプロセッサは、
   ターン信号がオンの状態を保つ時間の期間を決定するための論理手段と、
   プロセッサが実行を開始するときにはいつでも、正のパルスを与える抵抗−キャパシタ回路と、
   増幅のためマイクロプロセッサの出力に接続されているトランジスタと、
   ターン信号の指示灯のライトバルブのスイッチの接点を開閉するために前記増幅された出力に接続されたリレーとを具備している請求項１記載の装置。
7. 前記ターン角度検知機構は非接触タイプの磁気リードスイッチである請求項１記載の装置。
8. 前記ターン角度検知機構はコンタクトスイッチである請求項１記載の装置。
9. 前記磁気リードスイッチは、ハンドルバーのターンによってリードスイッチ接点信号が変化し、それをマイクロプロセッサに伝達するようにビークルに固定されている請求項７記載の装置。
10. 前記スイッチは手作業でマイクロプロセッサが制御するターン信号をオーバーライドするために随意選択的に使用される請求項１記載の装置。
11. ハンドルバー操縦ビークルでターン信号を自動的に取消す方法において、
    対応するスイッチを手動で動作させて左または右の電気的なターン信号を発生させ、
    マイクロプロセッサを使用して関連する指示灯バルブをオンに切換え、
    ハンドルバーのターン角度検知機構から出力される信号をチェックしてハンドルバーのターン状態を検出し、
    ハンドルバーのターンによりターン角度検知機構の信号がオンとなり、タイマー論理装置を動作させてタイマの動作を開始させ、
    前記マイクロプロセッサはさらハンドルバーが直進位置に戻されたときタイマーの設定された時間が経過したか否かをチェックして、
    タイマーの設定された時間が経過している場合には、動作の最初の段階で前記スイッチによりオンにされた指示灯をオフにするように制御し、
    タイマーの設定された時間が経過していない場合には、動作の最初の段階で前記スイッチによりオンにされた指示灯をオンのままに維持するステップを含んでいるターン信号を自動的に取消す方法。
12. さらに、マイクロプロセッサをバイパスし、指示灯バルブを手動でオフに切換えるステップを含んでいる請求項１１記載の方法。

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