JPH048837A

JPH048837A - 車の横転防止装置

Info

Publication number: JPH048837A
Application number: JP2110954A
Authority: JP
Inventors: Noriharu Nakamura; 中村　稚晴
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-04-26
Filing date: 1990-04-26
Publication date: 1992-01-13
Anticipated expiration: 2013-01-14
Also published as: JP2696416B2

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】イ９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・重量・旋回半径等によって
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１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ｍαｃＨ（ｍは全車質量、αｃは
旋回曲線に対応する法線加速度、Ｈは重心Ｇの高さ）が
働く。これに対し、ｍ　ｇ　Ｄ　Ｌ（Ｄ　ＬはＰ、Ｐ　
　を含んで路面に垂直な面と重心との距離、ｇは重力加
速度）のモーメントが車を安定させる方向に働く。従っ
てｍａ、Ｈ＞ｍｇＤｔ。

、゛、　　αｃ＞ｇＤ＋−／Ｈ（１）になれば車は横転する事になる。

こ＼で、Ｈは、乗用車の場合は最低荷重（車両重量＋運
転者型Ｉｔ）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
値）をとるなどして一定値として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ｋ、これに全体の安全率を考慮に入れてｋ、と
置換えれば（１）式は αｃ＞ｋ、Ｄｔ、　　　　　　　　　　　（２）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
れば横転を防げる訳である。

第４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Ｗ、５゜ｗ　、
、、、　ｗ　３ｕ、　ｗ　４．、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
ードセル等）３１，３２．３３．３４によって検出され
、演算機１はそれ等を入力として各荷重の特定時の値Ｗ
、。、　、。１ｗ、。１ｗ４゜（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、
適宜な設定機構４１．４２で入力される）とからＷｕの
位置、即ち重心Ｇ、の水平方向の位置（前後方向Ｑ、、
）、（左右方向ｄ３．）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
影響を受けるので、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。

この為演算機１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Ｖを、また適宜な傾斜検出機構３６から
得た条件を入力する。そして■＝０、即ち速度検出機構
からの入力が無く、且水平、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Ｗ
、ａ〜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５図の演算１１１１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
よってその重量Ｗ、とその重心Ｇ１の位置（前後方向Ｑ
１２．左右方向ｄ□ＩＩ）が得られるからこれ等を設定
機構４３，４４．４５で演算機３に人力する。演算機３
では他の入力Ｗ　ｕ＋Ｑｒｕｇ　ｄ　ｌｕとから全車重
ｊｌＷの重心Ｇの位置（前後方向ｇＦ、左右方向ｄＬ）
がＷ。、Ｗｌｌの合力計算で容易に求められる。

旋回方向が右か左かはノ＼ンドルの回転方向に対応し、
またハンドルの回転は適宜な回転角検出機構（例えばロ
ータリーエンコーダー等。本演算では、回転方向だけで
、角度の精度は要らないから、より簡単な検出機構で間
に合う）で容易に検出出来る。演算機４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ｄＬ又はｄ　ｓ＋（＝　ｄ　−ｄ　Ｌ）
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、その間は演算機４は入力ｄ
Ｌを出力として演算ａ５に送り、他の場合には一定の信
号が入力、その際は演算機４はｄとｄＬとからｄ、を出
力するなどして）。ＤＬは演算機５で、ｄＬｋ、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Ｄ
ｖ（設定機構４６で入力）を加えて得られる。演算機６
はこれと、設定機構４７による入力である常数ｋ、とて
ｋ、ＤＬを算出する。演算ａ７は両人力を比較演算して αｃ＞　Ｋ　、Ｄ　ｔ。

の時は安全装置５１を発動する（アクセルを緩める、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、モしてｋ、ＤＬが算出されて演算機７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（演算機４へのθの入力から演算１
１７の出力までは瞬間的）。従ってＷｕ、ｗ、。〜Ｗ４
゜、或は演算機２・演算機３等の出力はその間ずっと、
次の静止、水平の時まで記憶・保持されねばならない。

勿論、以上の間に於いて、各入力の単位は同一歩調を取
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、演算機２でｄｌ
、の代りにｄ。

を出力しく演算式の組立想想は同じ）、演算Ｉ！３の入
力ｄ□２の代りにｄ！２を入力してｄｌｌを算出するな
どして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Ｈを既知の一定値として扱った場合だが、
トラックの様に荷重が大きく、且つその変動の激しい場
合にはそれでは通らない。そこで、次の様にＨを自動的
に検出する。

まずバネ上荷重の重心Ｇ、のバネ設置平面からの高さＨ
，を求める。

４輪それぞれで検出される荷重”　＋　ｕ　””’　Ｗ
　４゜はバネ上荷重Ｗゆの分力であって、それぞれその
点での反力と釣合って居り、これから合力計算で、Ｇｕ
の水平方向の位置Ｑ、、、、ｄ、、等が演算機２によっ
て算出されて居る。

今、第３図に示す様ｋ、車が傾斜角θの斜面にある状態
を考えると、重力線Ｇ、Ｄ　　が水平時の重力線Ｇ、Ｃ
となす角は傾斜角に等しくθだから、Ｈ、＝　ＣＤ　／
　ｔａｎθ 然るｋ、ＣＤ＝ＡＤ−ＡＣ＝ＡＤ−１２，ｕで、またモーメントの釣合条件からＡ　Ｄ　＝　（Ｗ　ｓａ十Ｗ　ａａ）Ｌ　／Ｗ。

だからＨ−＝（（Ｗ　３ｕ　十Ｗ　ａｕ）　Ｌ　／　Ｗ　−１
２＋−１／　ｔａｎθこれは前輪側バネ設置点を結ぶ線
に関するモーメントをとった結果だが、勿論、後輪側に
関するモーメントをとっても同じ結果となる。（Ｗ、＝
Ｗ　＋　ｕ　＋Ｗ　ｔｍ＋　Ｗ　ｓｗ＋　ｗ４１１１　
Ｌ　＝　Ｑｌｕ＋Ｑ＊ｕの関係を用いれば皆同じ結果に
帰一する）。

第５図ｋ、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ｗｓｕ十ｗ４ｕは演算
Ｉｌｌで算出されるし、Ｗｕも演算機１で、１２＋ｕは
演算機２でそれぞれ算出される。またθは傾斜検出Ｉ！
構３６から、既知の値りは設定Ｉ！構４１からの入力と
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）。

但し、前記の様にＨｕはバネ上だけの重心高であり、全
軍の重心高Ｈはバネ上荷重Ｗ６とバネ上荷重Ｗ、の合力
であるＷの重心高でなくてはならないが、その求め方は
既に本出願人の平成２年４月１６日出願の“横転防止装
置”に示しであるので省略する。

ハ１発明の効果以上に例示した様ｋ、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防止が自動的になされる
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。第２図は同じく後面図。第３図は同じく斜面に於け
る左側面図。第４図は本発明の装置による演算の１例を
示すブロックダイヤグラム。第５図はＨ，算出の１例を
示すブロックダイヤグラム。１．２．３．４．５．６．７はそれぞれ演算機。１１．
１２，１３，１４．１５はそれぞれ演算機。３１゜３２
．３３．３４はそれぞれ荷重検出機構。３５は速度検出
機構、３６は傾斜検出機構、３７は角度検出機構、３９
は法線加速度検出機構。４１，４２．４３．４４，４５
，４６．４７　　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
とその重心の水平方向位置を算出し、これ等と、バネ下
荷重とその重心の水平方向位置とから車全体の荷重とそ
の重心の水平方向位置を算出、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、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、適宜な加速度検出装置によって検出した法線加速
度α＿ｃとから演算機により、 α＿ｃ＞ｋＤ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水平時の車
の４輪にかゝる静止荷重と、バネ位置とから、バネ上荷
重とその重心の水平方向位置を算出、これ等と車の前後
方向傾斜時（傾斜角＝■）の前輪又は後輪にかゝる荷重
及びバネ上荷重の後側又は前側バネ設置線に関するモー
メントと、傾斜前後に於ける両重力線の挟む角が傾斜角
に等しい事を使って、演算機によりバネ上荷重の重心の
バネ設置平面からの高さＨ＿ｕを算出する事を特徴とす
る演算装置。