JP4912102B2 - 車両の転倒検知装置、及び転倒検知装置を搭載する鞍乗型車両 - Google Patents

Description

本発明は、加速度センサを用いて、車両の転倒を検知する転倒検知装置、及び転倒検知装置を搭載する鞍乗型車両に関する。

従来、加速度センサの検知する加速度に基づいて、鞍乗型車両（例えば、自動二輪車）が転倒したか否かを判定する転倒検知装置がある。例えば、車両の上下方向（高さ方向）の加速度を検知する加速度センサを備え、重力加速度の上下方向の加速度成分が所定の閾値を下回ると、車両が転倒したと判断する転倒検知装置がある。

ところが、転倒時だけでなく車両が急坂等を走行する場合にも、上下方向の加速度成分は小さくなるため、この転倒検知装置では、急坂の走行時が、誤って転倒時と判断される恐れがあった。

この点、特許文献１には、２方向の加速度を検知するセンサを用いて、車両の上下方向の加速度成分とともに、左右方向（幅方向）の加速度成分をも検知し、これらの加速度成分に基づいて、車両の転倒を判定する転倒検知装置が提案されている。具体的には、この転倒検知装置は、左右方向の加速度成分と上下方向の加速度成分とが、車両の前後軸の傾き（坂道等の傾斜角）に対しては等しい割合で変化することを利用し、左右方向の加速度成分を上下方向の加速度成分で除して得られる値に基づいて、転倒を判定している。

つまり、左右方向の加速度成分と上下方向の加速度成分は、車両のロール角だけでなく坂道等の傾斜角にも応じて変化するが、これらの加速度成分が坂道等の傾斜角によって変化する割合は等しい。したがって、左右方向の加速度成分を上下方向の加速度成分で除して得られる値では、坂道等の傾斜角の影響が相殺され、この値は車両のロール角のみに対応した値となる。そして、この値に基づいて転倒を判定することで、坂道等の走行時でも正確な転倒検知ができるようになる。
特開２００４−９３５３７号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示の転倒検知装置では、加速度の検知方向が車両の左右方向に設定されることを前提として、転倒を検知していた。したがって、この方向に検知方向を設定できない場合には、正確な転倒検知ができなくなるという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、加速度を検知する２方向が左右方向に設定されていない場合であっても、正確に車両の転倒を検知できる転倒検知装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る転倒検知装置は、予め定められる車両の第１の方向における重力加速度の加速度成分と、前記第１の方向とは異なる方向に予め定められる第２の方向における重力加速度の加速度成分とを検知するための加速度検知手段を備える。また、転倒検知装置は、車両のロール角に対応する値を取得するロール角検知手段と、車両のロール角に対応する前記値に基づいて、車両が転倒したか否かを判定する転倒判定手段とを備える。そして、前記ロール角検知手段は、前記第１の方向の加速度成分、及び前記第２の方向の加速度成分を使用して、地面に対して鉛直な方向の加速度成分に対する車両の上下方向の加速度成分の割合を算出し、該割合を車両のロール角に対応する前記値として取得する。

また、上記課題を解決するために、本発明に係る鞍乗型車両は、上記転倒検知装置を搭載する。

本発明によれば、ロール角に対応する値を取得し、当該値に基づいて車両の転倒を判定するので、坂道等を走行中であっても転倒を正確に検知できる。また、地面に対して鉛直な方向の加速度成分に対する車両の上下方向の加速度成分の割合を、このロール角に対応する値とするので、加速度センサの検知方向が、車両の左右方向に設定されていない場合でも、該ロール角に対応する値を取得できる。

本発明の一態様では、前記第１の方向と前記第２の方向は互いに直交させてもよい。この態様によれば、簡潔な処理で、地面に対して鉛直な方向の加速度成分に対する車両の上下方向の加速度成分の割合を算出できるようになる。なお、この態様では、第１の方向は車両の前後方向にしてもよい。また、第２の方向は、車両の上下方向にしてもよい。このようにすれば、さらに簡単な処理で、地面に対して鉛直な方向の加速度成分に対する車両の上下方向の加速度成分の割合を算出できるようになる。

また、本発明の一態様では、前記第１の方向は車両の前後方向であり、前記第２の方向は車両の上下方向であり、前記ロール角検知手段は、前記前後方向の加速度成分と重力加速度とに基づいて、地面に対して鉛直な方向の加速度成分を算出し、該鉛直な方向の加速度成分に対する前記上下方向の加速度成分の割合を算出し、該割合を車両のロール角に対応する前記値として取得する。この態様によれば、地面に対して鉛直な方向の加速度成分に対する車両の上下方向の加速度成分の割合を、このロール角に対応する値とするので、加速度センサの検知方向が、車両の左右方向に設定されていない場合でも、該ロール角に対応する値を取得できるとともに、これらを簡単な処理で実行できるようになる。

また、本発明の一態様では、前記加速度検知手段は、その検出信号から、ノイズ信号を取り出すノイズ抽出手段と、前記検出信号から、前記ノイズ抽出手段によって取り出されたノイズ信号を差し引いて得られる信号を、前記加速度成分に対応する信号として出力する減算手段とを備える。このようにすれば、転倒検知の正確性が向上する。

また、この態様では、前記ノイズ抽出手段は、ハイパスフィルタ回路を含む。このようにすれば、フィルタ回路を通過することによる信号の位相遅れを抑制でき、実際に車両が転倒してから、それを検知するまでの時間を短縮できる。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る転倒検知装置１０を搭載した自動二輪車１の側面図である。

図１に示すように、自動二輪車１は、転倒検知装置１０とともに、車体フレーム３と、エンジンユニット８と、燃料タンク７とを備えている。

車体フレーム３は、その前端部に、ステアリングシャフト４を支持するステアリングヘッド部３ａを有している。車体フレーム３は、該ステアリングヘッド部３ａから斜め下方に向けて延伸した後、屈曲し、シート６の下方まで延伸している。その後、車体フレーム３は、シート６の下方から、車体後方に向けて斜めに延伸している。

車体の後部には、エンジンユニット８が配置されている。エンジンユニット８は、ユニットスイング式であり、ピボット軸９を支点として、後車輪５とともに上下動する。エンジンユニット８は、シリンダ８ｄ等を有するエンジン８ａと、該エンジン８ａから出力された駆動力を後車輪５に伝達する駆動力伝達機構８ｂとを含んでいる。エンジン８ａは、シリンダ８ｄに供給された燃料と空気の混合気を燃焼させる点火プラグ８ｃを備えている。

エンジンユニット８の上方には、エアクリーナ２１が配置されている。エアクリーナ２１を通過し浄化された空気は、吸気管２２及びスロットルボディ２３によって構成される吸気通路を流れてエンジン８ａに供給される。スロットルボディ２３には、燃料を吸気通路内に噴射するインジェクタ２３ａが取り付けられている。

エンジン８ａの上方には、燃料タンク７が配置されている。燃料タンク７の内部には、燃料ポンプ７ａが配置されており、該燃料ポンプ７ａは、タンク内の燃料を吸い上げ、インジェクタ２３ａに供給する。

転倒検知装置１０は、本実施の形態では、ステアリングヘッド３ａより僅かに下方に配置され、車体フレーム３によって支持されている。なお、転倒検知装置１０の配置位置は、これに限られない。例えば、シート６の下方において車体フレーム３によって支持されてもよい。

図２は、転倒検知装置１０の構成を示すブロック図である。同図に示すように、転倒検知装置１０は、制御回路１１と、記憶装置１２と、加速度検知装置１６とを含み、加速度検知装置１６は、加速度センサ１３と、ノイズ除去回路１５と、Ａ／Ｄ変換回路１４とを含んでいる。また、ノイズ除去回路１５は、ハイパスフィルタ回路１５ａと、位相補償回路１５ｂと、減算回路１５ｃとを含んでいる。ここでは、これらの回路はアナログ回路であるものとして説明する。また、転倒検知装置１０を構成する各回路及び装置は、例えばエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）に内蔵される。

制御回路１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含み、記憶装置１２に格納されているプログラムを実行して、車体に搭載される各種電装品を制御する。例えば、制御回路１１は、車両の運転状態に応じて点火プラグ８ｃの点火タイミングや、インジェクタ２３ａによる燃料の噴射量、燃料ポンプ７ａの駆動等を制御する。また、本実施の形態において、制御回路１１は、加速度センサ１３から入力される信号に基づいて、車両の転倒を検知する処理を行う。制御回路１１が実行する処理については、後において説明する。

記憶装置１２は、揮発性のメモリ、及び不揮発性のメモリを含み、制御回路１１が実行するプログラムを保持している。

加速度センサ１３は、例えば、静電容量方式の加速度センサや、圧電素子を用いた加速度センサなど、半導体を用いた加速度センサであり、直交する２方向の加速度に応じた信号を出力する。加速度センサ１３は、その検知方向が車両の上下方向（高さ方向）と前後方向とになるようＥＣＵ内に配置され、各方向における重力加速度の加速度成分に応じた信号を、減算回路１５ｃとハイパスフィルタ回路１５ａとに出力する。なお、ここでは、加速度センサ１３は、半導体を利用した加速度センサであるとして説明するが、例えば、振り子式の加速度センサなどでもよい。また、加速度センサ１３は、ＥＣＵに内蔵されるものでなくてもよい。また、加速度センサ１３は、２方向の加速度を検知する２軸センサでなく、２つの１軸センサでもよい。この場合、この２つの１軸センサは、検知方向が車両の上下方向と前後方向となるように、設置される。

ノイズ除去回路１５は、加速度センサ１３から入力される信号から、当該信号に含まれるノイズ信号（車両の振動や、エンジン８ａの振動などによって生じる信号）を抽出する。そして、加速度センサ１３から入力された信号から、ノイズ信号を差し引いて得られる信号を、加速度信号としてＡ／Ｄ変換回路１４に出力する。以下、ノイズ除去回路１５を構成する各回路について、詳細に説明する。

ハイパスフィルタ回路１５ａは、加速度センサ１３から入力される信号からノイズ信号を抽出する。すなわち、ハイパスフィルタ回路１５ａは、加速度センサ１３から入力される信号において、所定のカットオフ周波数より低い周波数の信号を減衰させ、当該カットオフ周波数より高い周波数の信号を通過させる。ハイパスフィルタ回路１５ａを通過する周波数の高い信号は、位相補償回路１５ｂに入力される。一般的に、エンジン８ａ等の振動によるノイズ信号は、車両の転倒を示す信号より、周波数が高い。ここでは、カットオフ周波数が、ノイズ信号の周波数より低く、車両の転倒を示す信号の周波数より高く設定されており、ハイパスフィルタ回路１５ａは、ノイズ信号を出力する。

位相補償回路１５ｂは、ハイパスフィルタ回路１５ａを通過することによって生じる信号の位相シフトを補償する。例えば、ハイパスフィルタ回路１５ａが、当該回路を通過する信号の位相を、所定の位相差だけ進める場合には、位相補償回路１５ｂは、ハイパスフィルタ回路１５ａから入力される信号の位相を、当該所定の位相差だけ遅らせて、減算回路１５ｃに出力する。

減算回路１５ｃは、加速度センサ１３が出力する信号から、位相補償回路１５ｂから入力されるノイズ信号を差し引いて、得られる信号を加速度信号としてＡ／Ｄ変換回路１４に出力する。Ａ／Ｄ変換回路１４は、減算回路１５ｃから入力されたアナログの加速度信号をデジタル信号に変換して、制御回路１１に出力する。

図３（ａ）は、加速度センサ１３が出力する信号の例を示し、図３（ｂ）は、位相補償回路１５ｂが出力するノイズ信号の例を示し、図３（ｃ）は、減算回路１５ｃが出力する加速度信号の例を示している。なお、これらの図において、横軸は時間を示し、縦軸は信号の振幅を示している。また、ここでは、車両が傾斜することによって、重力加速度の上下方向の成分が徐々に小さくなる場合を例にして説明する。

図３（ａ）に示すように、加速度センサ１３から出力される信号は、時間が経過するに従って徐々に小さくなるとともに、エンジン８ａの振動や車両の振動によって生じる周波数の高いノイズ信号を含んでいる。

上述したように、ハイパスフィルタ回路１５ａは、加速度センサ１３から入力される信号に含まれる周波数の低い信号を抑制し、周波数の高いノイズ信号のみを通過させる。その結果、図３（ｂ）では、周波数の高いノイズ信号のみが示されている。

また、上述したように、減算回路１５ｃは、加速度センサ１３から入力される信号から、位相補償回路１５ｂから入力されるノイズ信号を減算し、得られる信号を加速度信号として出力する。従って、図３（ｃ）では、重力加速度の上下方向の成分を示す周波数の低い加速度信号が示されている。同図において、該加速度信号は、時間の経過に従って、漸次小さくなっており、車両が傾くことによってロール角が大きくなることを示している。

ここで、制御回路１１が実行する処理について説明する。制御回路１１は、所定のサンプリング周期で車両のロール角に対応する値（以下、ロール角対応値とする）を算出し、該ロール角対応値に基づいて車両の転倒を判定する処理を実行する。図４は、制御回路１１の機能ブロック図である。同図に示すように、制御回路１１は、機能的には、ロール角検知部１１ａと、転倒判定処理部１１ｂと、転倒時対応処理部１１ｃとを含んでいる。

ロール角検知部１１ａは、加速度信号に基づいて所定のサンプリング周期で、車両の前後方向の加速度成分と上下方向の加速度成分とを検知し、該加速度成分に基づいて、ロール角対応値を算出する。具体的には、ロール角検知部１１ａは、地面に対して鉛直な方向の加速度成分に対する、上下方向の加速度成分の割合を、ロール角対応値として算出する。ロール角対応値の算出処理は、例えば、次のように実行される。

まず、ロール角検知部１１ａは、前後方向の加速度成分Ａfrと、重力加速度Ｇとに基づいて、地面に対して鉛直な方向の加速度成分Ａvertを算出する。具体的には、ロール角検知部１１ａは、鉛直方向の加速度成分Ａvertの二乗値を、重力加速度Ｇの二乗値から前後方向の加速度成分Ａfrの二乗値を減じることで算出する（Ａvert＾２＝Ｇ＾２−Ａfr＾２）。

次に、ロール角検知部１１ａは、上下方向の加速度成分Ａdownと、算出した鉛直方向の加速度成分Ａvertとに基づいて、車両のロール角θの余弦値（ｃｏｓ（θ））をロール角対応値として算出する。具体的には、ロール角検知部１１ａは、上下方向の加速度成分Ａdownを、鉛直方向の加速度成分Ａvertで除して、ロール角θの余弦値を算出する（ｃｏｓ（θ）＝Ａdown／Ａvert）。

図５は、ロール角の余弦値を算出する算出処理の例を説明するための図である。図５（ａ）は、斜面Ｅに配置される車両Ｍを側方から臨む様子を示す概念図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）と同じ斜面Ｅにおいて、右側に傾いた姿勢で配置される車両Ｍを正面から臨む様子を示す概念図である。なお、同図において、Ｄ１は車両の前後方向を示し、Ｄ２は、車両の上下方向を示している。

図５（ａ）に示すように、前後方向Ｄ１の加速度成分Ａfrは斜面Ｅ（地面）と平行である。重力加速度Ｇのベクトルは、前後方向Ｄ１の加速度成分Ａfrのベクトルと、地面Ｅに対する鉛直方向Ｄの加速度成分Ａvertのベクトルとに分解される。そこで、この例では、ロール角検知部１１ａは、上述した算式（Ａvert＾２＝Ｇ＾２−Ａfr＾２）に、前後方向Ｄ１の加速度成分Ａfrを代入し、鉛直方向Ｄの加速度成分Ａvertを算出する。

また、図５（ｂ）に示すように、上下方向Ｄ２の加速度成分Ａdownと、鉛直方向Ｄの加速度成分Ａvertは、（１）式に示す関係にあり、車両Ｍが左右方向に傾斜すると、車両Ｍの上下方向Ｄ２の加速度成分Ａdownは、ロール角θに応じて小さくなる。そこで、この例では、ロール角検知部１１ａは、上下方向Ｄ２の加速度成分Ａdownを、鉛直方向Ｄの加速度成分Ａvertで除することで、ロール角の余弦値ｃｏｓ（θ）を算出する。
Ａdown＝Ａvert×ｃｏｓ（θ）・・・（１）

なお、ロール角検知部１１ａによる、余弦値ｃｏｓ（θ）の算出処理は、以上説明した方法に限られない。例えば、前後方向Ｄ１の加速度成分Ａfrと、上下方向Ｄ２の加速度成分Ａdownとを、（２）式に代入し、上下方向Ｄ２の加速度成分Ａdownを、鉛直方向Ｄの加速度成分で除して、ロール角の余弦値ｃｏｓ（θ）を算出してもよい。なお、（２）式において、（√（Ｇ＾２−Ａfr＾２））が鉛直方向Ｄの加速度成分Ａvertとなる。
ｃｏｓ（θ）＝Ａdown／（√（Ｇ＾２−Ａfr＾２））・・・（２）

また、図６に示すように、前後方向Ｄ１の加速度成分Ａfrは、重力加速度Ｇに、車両のピッチ角φの正弦値ｓｉｎ（φ）を乗じて得られる値に近似している。そこで、ロール角検知部１１ａは、（３）式に、前後方向Ｄ１の加速度成分Ａfrを代入し、車両Ｍのピッチ角φの正弦値ｓｉｎ（φ）を算出する。そして、該正弦値ｓｉｎ（φ）から算出される余弦値ｃｏｓ（φ）と、上下方向Ｄ２の加速度成分Ａdownとを、（４）式に代入し、車両Ｍのロール角の余弦値ｃｏｓ（θ）を算出してもよい。なお、（４）式においては、Ｇ×ｃｏｓ（θ）が鉛直方向Ｄの加速度成分Ａvertとなる。
ｓｉｎ（φ）＝Ａfr／Ｇ・・・（３）
ｃｏｓ（θ）＝Ａdown／Ｇｃｏｓ（φ）・・・（４）

また、加速度センサ１３によって検知される加速度成分と、ロール角θ又はピッチ角φの対応関係を示すテーブルを予め記憶装置１２に格納しておいてもよい。そして、ロール角検知部１１ａは、該テーブルを参照して、ロール角θの余弦値を算出してもよい。

例えば、前後方向Ｄ１の加速度成分Ａfrと、ピッチ角φの余弦値ｃｏｓ（φ）との対応関係を示すテーブルを予め記憶装置１２に格納する。そして、ロール角検知部１１ａは、（３）式を用いた演算処理に替えて、このテーブルを参照して、前後方向Ｄ１の加速度成分Ａfrに対応する余弦値ｃｏｓ（φ）を算出してもよい。

また、ロール角θと、余弦値ｃｏｓ（θ）との対応関係を示すテーブルを予め記憶装置１２に格納しておいてもよい。そして、ロール角検知部１１ａは、該テーブルを参照して、余弦値ｃｏｓ（θ）からロール角θを算出し、該ロール角θがロール角対応値として、後述する転倒判定処理部１１ｂの処理に供されてもよい。

転倒判定処理部１１ｂは、ロール角検知部１１ａがロール角対応値を算出すると、当該ロール角対応値に基づいて、車両が転倒したか否かを判定する処理を行う。例えば、転倒判定処理部１１ｂは、ロール角θの余弦値ｃｏｓ（θ）が所定の閾値（以下、転倒判定基準値）を下回ったときに、車両が転倒したと判断する。ここで、転倒判定基準値は、車両が転倒したと判断するロール角（以下、転倒判定基準角とする。例えば、約７０°）の余弦値である。また、転倒判定処理部１１ｂは、転倒判定基準値を下回る余弦値が、所定の時間継続して算出される場合に、車両が転倒したと判断してもよい。

転倒時対応処理部１１ｃは、転倒判定処理部１１ｂによって車両の転倒が検知された場合に、車両の各装置に対して、車両の転倒に対処するための制御を行う。例えば、転倒時対応処理部１１ｃは、燃料ポンプ７ａの駆動を停止して、燃料タンク７からインジェクタ２３ａへの燃料の供給を停止したり、インジェクタ２３ａによる燃料の噴射を停止したり、点火プラグ８ｃの駆動を停止したりする。

ここで、制御回路１１が実行する処理の流れについて説明する。図７は、制御回路１１の処理の例を示すフローチャートである。なお、この例では、転倒判定基準値を下回るロール角対応値が所定時間以上継続して算出される場合に、車両が転倒したと判断する処理について説明する。

ロール角検知部１１ａは、加速度信号を取得し、前後方向Ｄ１の加速度成分Ａfrと上下方向Ｄ２の加速度成分Ａdownとを検知する（Ｓ１０１）。次に、ロール角検知部１１ａは、前後方向Ｄ１の加速度成分Ａfrと、上下方向Ｄ２の加速度成分Ａdownとを、上述した（２）式に代入して、ロール角θの余弦値ｃｏｓ（θ）を算出する（Ｓ１０２）。そして、転倒判定処理部１１ｂは、算出したロール角θの余弦値ｃｏｓ（θ）が、所定の閾値ｃｏｓθ１より小さいか否かを判定する（Ｓ１０３）。閾値ｃｏｓθ１は、例えば、上述した転倒判定基準値より小さい値に設定される。これによって、より正確な転倒検知を行うことができるようになる。

Ｓ１０３の判定で、ロール角の余弦値ｃｏｓ（θ）が閾値ｃｏｓθ１以上である場合には、転倒判定処理部１１ｂは転倒する兆候のない通常走行時であると判断し、Ｓ１０１の処理に戻る。一方、Ｓ１０３の判定で、ロール角θの余弦値ｃｏｓ（θ）が閾値ｃｏｓθ１より小さい場合には、転倒の兆候が認められ、制御回路１１は、転倒判定基準角より大きいロール角が、所定の時間以上、継続して検知されるか否かの判定処理を開始する。

具体的には、転倒判定処理部１１ｂは、まずパラメータｎに初期値１を代入する（Ｓ１０４）。次に、ロール角検知部１１ａは、前後方向Ｄ１の加速度成分Ａfrと、上下方向Ｄ２の加速度成分Ａdownとを検知し（Ｓ１０５）、ロール角の余弦値ｃｏｓ（θ）を算出する（Ｓ１０６）。次に、転倒判定処理部１１ｂは、当該余弦値ｃｏｓ（θ）が、転倒判定基準値ｃｏｓθ２より小さいか否かを判定する（Ｓ１０７）。ここで、当該余弦値ｃｏｓ（θ）が転倒判定基準値ｃｏｓθ２以上である場合には、転倒判定処理部１１ｂは、車両が転倒していないと判断して、Ｓ１０１の処理に戻る。

一方、Ｓ１０７の判定で、余弦値ｃｏｓ（θ）が転倒判定基準値ｃｏｓθ２より小さい場合には、パラメータｎを１だけインクリメントし（Ｓ１０８）、得られるパラメータｎが所定の閾値Nlim以上であるか否かを判定する（Ｓ１０９）。ここで、パラメータｎが閾値Ｎlim以上である場合には、転倒判定処理部１１ｂは、車両が転倒したと判断する。この場合、転倒時対応処理部１１ｃは、インジェクタ２３ａを停止するなど、予め定められる転倒時の制御を行い（Ｓ１１０）、制御回路１１は処理を終了する。

一方、Ｓ１０９において、パラメータｎが未だ、閾値Ｎlimに達していない場合には、ロール角検知部１１ａは、Ｓ１０５の処理に戻り、再び前後方向Ｄ１の加速度成分Ａfrと、上下方向Ｄ２の加速度成分Ａdownとを検知する。以上が制御回路１１が実行する処理の例である。

以上説明した転倒検知装置１０によれば、車両が転倒したか否かの判断を、車両の上下方向Ｄ２の加速度成分にだけ基づいて行うのではなく、ロール角θに対応するロール角対応値（ここでは、ロール角θ自体や、ｃｏｓ（θ））に基づいて行うので、正確な転倒検知ができるようなる。また、地面に対する鉛直方向Ｄの加速度成分Ａvertに対する、上下方向Ｄ２の加速度成分Ａdownの割合、すなわちロール角の余弦値をロール角対応値とするので、加速度センサの検知方向は左右方向に限定されず、加速度センサ１３のレイアウトの自由度が増す。

なお、本発明は以上説明した転倒検知装置１０に限られず種々の変更が可能である。例えば、以上の説明では、転倒検知装置１０は、アナログ回路で構成されるノイズ除去回路１５を備えていた。しかしながら、転倒検知装置１０は、デジタル処理によって、加速度センサ１３が出力する信号からノイズ信号を除去してもよい。この場合、加速度センサ１３の出力信号は、Ａ／Ｄ変換回路１４によってデジタル信号に変換された後に、CPUなどを含むノイズ除去回路に入力される。そして、加速度センサ１３の出力信号は、該ノイズ除去回路において、ハイパスフィルタ処理及び減算処理に供され、ノイズ信号が除去され、加速度信号として制御回路１１に入力される。なお、制御回路１１がノイズ除去回路を含み、ハイパスフィルタ処理や減算処理を実行してもよい。

また、以上の説明では、加速度センサ１３は、その検知方向が車両の前後方向Ｄ１と上下方向Ｄ２となるように設定されていた。しかしながら、加速度センサの検知方向はこれに限られない。

図８は、加速度センサ１３の検知方向の他の例を示す図であり、斜面に配置される車両を側方から臨む様子を示す概略図である。図８において、Ｄ１’及びＤ２’は、加速度センサ１３の検知方向を示している。この図に示すように、加速度センサ１３の検知方向Ｄ１’，Ｄ２’は、例えば、車両の前後方向Ｄ１及び上下方向Ｄ２に対して予め定める角度αだけ傾斜していてもよい。この場合、ロール角検知部１１ａは、検知方向Ｄ１’の加速度成分Ａfr’と、検知方向Ｄ２’の加速度成分Ａdown’とから、前後方向Ｄ１の加速度成分Ａfrと、上下方向Ｄ２の加速度成分Ａdownとを算出する。例えば、ロール角検知部１１ａは、加速度成分Ａfr’と加速度成分Ａdown’とを、一次変換する（５）式及び（６）式に代入することで、前後方向Ｄ１の加速度成分Ａfrと上下方向Ｄ２の加速度成分Ａdownとを算出できる。そして、算出した前後方向Ｄ１の加速度成分Ａfrと上下方向Ｄ２の加速度成分Ａdownとに基づいて、ロール角の余弦値を算出する。これによって、より加速度センサのレイアウトの自由度が増す。
Ａfr＝Ａfr’×ｃｏｓ（α）−Ａdown’×ｓｉｎ（α）・・・（５）
Ａdown＝Ａfr’×ｓｉｎ（α）＋Ａdown’×ｃｏｓ（α）・・・（６）

本発明の一実施形態に係る転倒検知装置を搭載した自動二輪車の側面図である。 上記転倒検知装置の構成を示すブロック図である。 上記転倒検知装置が備える加速度センサの出力信号、位相補償回路の出力信号、減算回路の出力信号の例を示す図である。 上記転倒検知装置が備える制御回路の機能ブロック図である。 ロール角の余弦値を算出する算出処理を説明するための図である。 ロール角の余弦値を算出する算出処理の他の例を説明するための図である。 制御回路が実行する処理の例を示すフローチャートである。 加速度センサの検知方向の他の例を示す図である。

符号の説明

１ 自動二輪車、３ 車体フレーム、６ シート、７ 燃料タンク、８ エンジンユニット、８ｃ 点火プラグ、１０ 転倒検知装置、１１ 制御回路、１１ａ ロール角検知部（ロール角検知手段）、１１ｂ 転倒判定処理部（転倒判定手段）、１１ｃ 転倒時対応処理部、１２ 記憶装置、１３ 加速度センサ、１４ Ａ／Ｄ変換回路、１５ ノイズ除去回路、１５ａ ハイパスフィルタ回路（ノイズ抽出手段）、１５ｂ 位相補償回路、１５ｃ 減算回路、１６ 加速度検知装置（加速度検知手段）、２１ エアクリーナ、２２ 吸気管、２３ スロットルボディ、Ａdown 上下方向の重力加速度成分（第２の方向の加速度成分）、Ａfr 前後方向の重力加速度成分（第１の方向の加速度成分）、Ａvert 地面に対して鉛直な方向の加速度成分、Ｄ 地面に対して鉛直な方向、Ｄ１ 車両の前後方向（第１の方向）、Ｄ２ 車両の上下方向（第２の方向）、Ｅ 地面、Ｇ 重力加速度、θ 車両のロール角、φ 車両のピッチ角。

Claims (8)

1. 車両の前後方向における重力加速度の加速度成分を検出可能に設定された第１の方向と、車両の上下方向における重力加速度の加速度成分を検出可能に設定された第２の方向とを、加速度の検出方向として有する加速度検知手段と、
   車両のロール角に対応する値を取得するロール角検知手段と、
   車両のロール角に対応する前記値に基づいて、車両が転倒したか否かを判定する転倒判定手段と、を備え、
   前記ロール角検知手段は、車両の前後方向における加速度成分、及び車両の上下方向における加速度成分を使用して地面に対して鉛直な方向の加速度成分に対する車両の上下方向の加速度成分の割合を算出し、当該割合を車両のロール角に対応する前記値として取得する、
   ことを特徴とする転倒検知装置。
2. 請求項１に記載の転倒検知装置において、
   前記第１の方向と前記第２の方向は互いに直交する、
   ことを特徴とする転倒検知装置。
3. 請求項２に記載の転倒検知装置において、
   前記第１の方向は車両の前後方向である、
   ことを特徴とする転倒検知装置。
4. 請求項２に記載の転倒検知装置において、
   前記第２の方向は車両の上下方向である、
   ことを特徴とする転倒検知装置。
5. 請求項１に記載の転倒検知装置において、
   前記第１の方向は車両の前後方向であり、前記第２の方向は車両の上下方向であり、
   前記ロール角検知手段は、車両の前後方向における加速度成分と重力加速度とに基づいて地面に対して鉛直な方向の加速度成分を算出し、当該鉛直な方向の加速度成分に対する車両の上下方向の加速度成分の割合を算出し、当該割合を車両のロール角に対応する前記値として取得する、
   ことを特徴とする転倒検知装置。
6. 請求項１に記載の転倒検知装置において、
   前記加速度検知手段は、その検出信号から、ノイズ信号を取り出すノイズ抽出手段と、前記検出信号から、前記ノイズ抽出手段によって取り出されたノイズ信号を差し引いて得られる信号を、前記加速度成分に対応する信号として出力する減算手段と、を備える、
   ことを特徴とする転倒検知装置。
7. 請求項６に記載の転倒検知装置において、
   前記ノイズ抽出手段は、ハイパスフィルタ回路を含む、
   ことを特徴とする転倒検知装置。
8. 請求項１に記載の転倒検知装置を搭載した鞍乗型車両。

Images