JPH04128521A

JPH04128521A - 横転防止装置

Info

Publication number: JPH04128521A
Application number: JP2099950A
Authority: JP
Inventors: Noriharu Nakamura; 中村　稚晴
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-04-16
Filing date: 1990-04-16
Publication date: 1992-04-30
Anticipated expiration: 2013-04-28
Also published as: JP2745239B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】１０発明の目的と在来技術曲線状の道路を走る車には遠心力が働き、屡横転事故を
起こす。遠心力は車の速度・ｉｔ・旋回崖径等によって
変動するが、その作用の程度は従来は運転者の経験から
感覚的に判断する外なく、科学的に適切な対処は出来な
かった。

本発明は横転事故を未然に防ぐ装置に関するものである
。

口０発明の構成・作用遠心力がすべて車の横転の為に費やされるものとすれば
（即ち、車を旋回半径方向外方にスリップさせる効果等
を無視すれば）、第１図、第２図で、右旋回の場合、外
側接地点Ｐ、Ｐ　　を結ぶ線を軸として、車を横転させ
ようとするモーメントＦヶＨ（Ｆｅは遠心力、Ｈは重心
Ｇの高さ）が働く。

これに対し、Ｗ　Ｄ　１．（ｗは全軍重量、Ｄｌ、はＰ
、Ｐ　　を含んで路面に垂直な面と重心との距離）のモ
ーメントが車を安定させる方向に働く。従ってＦＨ＞Ｗ
ＤＬ　　　　　　　　　　　　　　　　（１）になれば
車は横転する事になる。

こ＼で、逮心力は　Ｆ、＝ＷＶ″／ｇＲ（Ｖは車の線速
度、ｇは重力加速度、Ｒは旋回半径）だから（１）式はＷ　Ｖ　”　Ｈ／　ｇ　Ｒ＞　Ｗ　Ｄ　ｔ、　　Ｖ’＞
ｇＲＤＬ／Ｈ（２）となるが、Ｈは、乗用車の場合は最低荷重（車両ｔ！置
＋運転者重Ｎ）時と最大荷重時との間の変動が小さいの
で、例えば安全側の極値（Ｈの最大値、即ち最低荷重時
の髄）をとるなどして一定値とし、で扱う事が出来るの
で、同じく一定値であるｇと一括してｇ／Ｈを一定値と
して扱い、更に、これに全体の安全率を考慮に入れてｋ
と置換えれば（２）式はＶ’＞ｋＲＤＬ　　　　　　　　　　　（３）と簡略化
される。

従って、適宜な検出装置によって得た諸元を演算して、
上式が成立つ状態に至った時には安全装置が働く様にす
ればよい訳である。

第５図はこの様な装置の構成の１例を示すブロックダイ
ヤグラムである。

第１図に示す各車輪にか＼るバネ上荷重Ｗ３．４Ｗ　ｔ
ｏ、　Ｗ　１−、　Ｗ　４ｍは、それぞれのバネ部に設
置された適宜な荷重検出機構（例えば歪ゲージ、ロドセ
ル等＞３１．３２．３３．３４によって検出され、演算
Ｉ！Ｉはそれ等を入力として各荷重の特定時の値Ｗ１゜
、Ｗ、。、Ｗ、。、Ｗ４゜（説明後記）を選出、またそ
れ等の合力Ｗ、を算出する。演算機２はこれ等と、バネ
設置点の前後方向間隔り及び左右方向間隔ｄ（これ等は
車種毎に一定で、設計上或は実測から既知であり、適宜
な設定１１１ｉ４１．４２で入力される）とからＷ、の
位置、即ち重心Ｇ、の水平方向の位Ｍ（前後方向ｐ、、
）、（左右方向ｄ５．）を算出する。

但し、これ等はバネ上荷重関係の諸元から得た結果であ
るから車全体の重量・重心のデータではない。車全体の
重心等を求めるにはバネ上荷重を考慮せねばならない。

なは、上記の重心位置算出は、車に加速度が加わってい
る状態では各車輪にか＼る荷重が変って来るし、走行中
は路面の凹凸や障害物によるピッチングやローリングの
影響を受Ｃブるので、静止時の検出値・演算値を記憶、
保持させる。

また、路面の傾斜も算出結果に影響するので、水平状態
での検出値を用いる。

この為演算Ｊｌｌには、前記の荷重検出値の外に適宜な
速度検出機構３５（勿論スピードメータから取ってもよ
い）から得た速度■を、また適宜な傾斜検出機構３６か
ら得た条件を入力する。モしてＶ＝Ｑ、即ち速度検出機
構からの入力が無（、旦水平、即ち傾斜検出機構からの
入力が無い時（若干の許容限度を設けて、水平からある
角度以内は信号を発しないという様にしてよい）にのみ
ｗｌ、〜ｗ４゜を選出して演算機２に入力する。前記の
特定時の値とはこの条件下での出力の意である（条件外
の時の値は第６図の演算１１１３に送られる）。

バネ上荷重は車種毎に一定で、設計上の計算或は実測に
よってその重置ＷＩｌとその重心Ｇｍの位置（前後方向
ｅ１．．左右方向ｄ１．）が得られるからこｔｔ等を設
定’ａｍ４３，４４．４５で演算機３に入力する。演算
１１３では他の入力Ｗ　、、［、、、ｄ　１ｍとから全
軍！ＲＷの重心Ｇの位置（前後方向ｉ！２．左右方向ｃ
ｌＬ）がＷ、、Ｗ、の合力計算で容易に求められる。

車の旋回半径Ｒはハンドル回転角θとに１で対応し、そ
の間の函数関係は車種毎に一定だから設計上からθで知
る拳が出来、またそのθは適宜な回転角検出！！構（例
えばロータリーエンメータ等）で容易に検出出来る。演
算１１４は、回転角検出機構３７で検出されたハンドル
回転角θの回転が右か左か（＋か−か）でｄＬ４又はｄ
　、（＝　ｄｄＬ）を出力する（例えばθ〉０の時は回
転角検出機構から演算機４に信号が発せられず、その間
は演算１ｆｆｉ４は入力ｄｉ　を圧力として演算機５に
送り、他の場合には一定の信号が入力、その際は演算１
１４はｄとｄＬとからｄアを出力するなどして）。ＤＬ
は演算１１５で、ｄＬに、車種毎に一定で設計上あるい
は実測から容易に知られる間隔り、（設定機構４６で入
力）を加えて得られる。演算機７はこれと、設定機構４
７による入力である常数ｋ及び演算［６でθから変換し
たＲとでｋ　ＲＤ　ｉ、を算出する。

演算機８は■を入力としてｖｆを出力。演算機９は両人
力を比較演算してＶ’＞ＫＲＤＬの時は安全Ｒａ５１を発動する（アクセルを糺める、警
報を発する等）。

なは、演算機１でＷ、。〜ｗ４゜が選出されるのは静止
、水平時だけであるのに対し、演算機４にθの条件が入
力される瞬間、そしてθがＲに換算され、更にｋ　ＲＤ
　ｔが算出されて演Ｘ機９で比較演算される瞬間等は走
行中であって、その間に必ず時間的なずれがある（ｔｉ
算Ｒ４へのθの入力から演算１１９の出力までは瞬間的
）。従ってＷ、、ｗ、。

〜ｗ１゜、或は演算機２・演算機３等の出力はその間ず
っと、次の静仕、水平の時まで記憶−保持されねばなら
ない。

勿論、以−Ｆの間に於いて、各入力の単位は同歩調を取
る様整合されねばならない。また、演算機は対応機能を
適宜分割或は集約してよいし、各式を等価で変換（例え
ば移項するなど）して、これに合わせて演算機の内容や
組合わせを変えてもよい。また例えば、演算Ｉ！２でｄ
ｌ、、の代りにｄ、６を出力し　（演算式の組立思想は
同じ）、演Ｗ機３の入力ｄｘ、の代りに６２ａを入力し
、てｄアを算出するなど［、でも同じ最終効果を得る事
が出来る。これ等は以下の例に於いても同様である。

以上は重心高■（を既知の一定植として扱った場合だが
、トラックの様に荷重が大きく、Ｈつその変動の激］、
い場Ｆ、　Ｈこはそれでは通らない。そこで、次の様に
１１を自動的に検出する。

車の発進・停止時等における加速度の効果を利用するの
である。

４輪それぞれで検出される荷重Ｗ８１．〜Ｗ−はバネ上
荷重Ｗ、の分力であって、それぞれその点での反力と釣
合−１でいる。バネ上荷重には、車の発進・停止時にそ
の反対の向に加速度αが働き、その結果いわゆるテール
ダウン、ノウズダイブ等の現象が起るが、その瞬間、瞬
間をとれば荷重と反力は釣合っているものと考えられる
。

今、第３図について、発進時を例にとり、前輪側バネ設
置点を結ぶ線に関するモーメントを考えると、重心の位
置は変らないからＷ　、Ｑ、、＋　Ｗ　、αＨ，＃ニー・（ｗ　３ａ　＋
　ｗ　ａ−）　Ｌ１４、−ｇ（（Ｗ、。十Ｗ４゜）Ｌ−
Ｗ−１！、、ｌ／Ｗ、、α　（４）となる（Ｉ］、はバ
ネ上荷重の重心点のバネ設置平面からの高さ）。

勿論、後輪側に関するモ　メントをと−ｐても同じ結果
となる。減速時について考えても同様である　（Ｗ　ｕ
−Ｗ　＋　＊　＋　’９７　ｙ　＊　＋　Ｗ　ｓ　ｕ　
＋Ｗ　４　ｕ　＋　＋−””””’　Ｃ＋　ａ　”　０
　ｖ　ｗの関係を用いれば皆同し゛結果に帰一する）。

第６図Ｉこ、上記算定値を得る演算の１例をブロックダ
イヤグラムで示しであるが、上式のＷ、、、、、４ｗ４
゜は演算機１で算出されるし、Ｗ。も演算機１で、Ｌ。

は演算機２でそれぞれ算出される。αは適宜な加速度検
出Ｒ構３８（速度検出機構と時計から算出する事も出来
る）から、また既知の値ｌ、及びｇはそれぞれ設定Ｉ！
構４１．４８の入力として得られるからＨ、、は一連の
演算機によって算出される（図から自明なので説明は省
略する）。

但Ｉ２、前記の様にＨ、はバネ）＝だけの重心高であり
、全軍の重心高はバネＪ−荷重Ｗ。とバネ上荷重Ｗ、の
合１）であるＷの重心高でなくてはならない。そしてバ
不ト荷重の重心Ｇａの位置は前記の様に車種毎に一定で
、その高さＩ−１，も既知である。またバネ設置点の高
さ（車種毎に一定で既知）をＨｃとすれば、バネ上荷重
の重心Ｇ。の路面からの高さは）ｌｕ＋Ｈ，となり既知
である。そしてＷはＷ、、とＷ１！の合力であるから、
全車の重心ＧはＧ１．とＧ、を結んだ線上にあり、徒っ
てＨ，Ｈ，。

Ｈａも第４図に示した関係にあり、比例関係からｈ　／
　（）（、→−１（ｃ−Ｈａ＞＝　（１７Ｆ−（、、）
／　（（！＋ｕ−’−１！、、ｔ）ｈ　＝　＜Ｑｙ−ｆ
ｆ、ｃ）ｌ　、＋　）（、−Ｈ、）／　（Ｌ、−Ｌ、）
従って！■−−−ｈ→−トＩ。

−（（Ｈ□春Ｈｅ）（＋！ｙ−’−７！ＩＪＩ）＋　）
（ａ（Ｌ。−Ｃ，）ｌ／（ｉｉ、、−ｃ、、）　　　　
　　　　　　　　　　（５）以上は前後方向間隔に基づ
いて考察した結果だが、図から明らかな様に、左右方向
間隔で考えても同様である。

第７図はこれを算出する装置の構成・作用の１例を示す
ブロックダイヤグラムだが、図から容易に解明出来るの
で説明は省略する。

ハ７発明の効果以上に例示した様に、本発明によれば、従来は運転者の
勘のみが頼りであった横転事故ｎ　ｎ−か自動的になさ
れる訳で、事故による損失を未然に防げるばかりでなく
、運転者の疲労を軽減出来、それがまた事故防止効果を
高めるなど、社会生活上極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は車輪と荷重・重心等の位置関係を示す車の平面
図。車体部分の輪郭を鎖線で示す（以下同様）、、第２
図は同じく車の後面図。第３図は同じく車の左側面図。第４図は重心相互の関係位置を示す図。第５図は本発明
による装置の演算の１例を示すブロックダイヤグラム。第６図はＨ，、ｌ出の１例を示すブロックダイヤグラム
。第７図は１→算出の１例を示すプロッタダイヤグラム
。１　、２　、３　、４　、５　、６　、７　、８　、９
１１それぞれ演Ｗ機。］　１．１２．１３，１４．１５
はそれぞれ演算機。２　＋、２２．２３．２４．２５．２６．２７はそれぞ
れ演算機。３　］　、３２，３３．３４　　はそれぞれ
向重検出Ｒ構、、３５は速度検出機構、３６は傾斜検出
機構、３７は角度検出機構、３８は加速度検出機構、　
４１．４２．４３，４４．４５．４６．４７．４８．／
＋９１５０はそれぞれ設定機構。５１は安全機構。

Claims

【特許請求の範囲】１）、適宜な荷重検出装置により検出した荷重時の車の
４輪にかゝる静止荷重と、バネ位置とから、バネ上荷重
とその重心位置を算出し、これ等と、バネ下荷重とその
重心位置とから車全体の荷重とその重心位置を算出、こ
れにより、旋回走行中の車の外側の車輪の外側接地点Ｐ
．Ｐを含み路面に垂直な平面と重心との距離Ｄ（右回転
の場合Ｄ＿Ｌ、左回転の場合Ｄ＿Ｒ）を算出し、これと
、適宜な回転角検出装置によって検出したハンドルの回
転角から求めた車の旋回半径Ｒ、ｇ／Ｈ（ｇは重力加速
度、Ｈは車の重心高さ）と安全率を考慮して定めた常数
ｋ、適宜な速度検出装置によって検出した線速度Ｖとか
ら演算機により、Ｖ＾２＞ｋＲＤ又はこれ等と等価な式が成立する場合には自動的にアク
セルを緩めるか、警報を発するなどの安全措置が講ぜら
れる様にした事を特徴とする横転防止装置。２）、適宜な荷重検出装置によって検出した荷重時の車
の４輪にかゝる静止荷重と、バネ位置とから、バネ上荷
重とその重心位置を算出、これ等と加速又は減速時の加
速度と、その時の４輪にかゝる荷重の検出値と、これ等
の力のバネ設置線に関するモーメントの釣合条件と、重
力加速度ｇとから、電算機によりバネ上荷重の重心の高
さを算出する事を特徴とする演算装置。