JPS61144505A - 傾斜計 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は車両の路面に対する傾斜角全指示する傾斜計に
関する。

〔従来の技術〕

最近、自動車などの各種車両において、走行中の路面に
対する傾斜を定量的に指示するために傾斜計が搭載され
ククめる。一般にこの種の傾斜計、は、被測定車両（以
下、車両という〕の路面に対する傾斜角を車両の傾斜量
に応じて重力にニジ回動する重錘の回動量を基に検出し
ている。

〔発明が解決しようとする間層点］ しかしながら、このような従来の傾斜計においては、車
両が走行中に増速めるいは減速したような場合、その加
速度の影響を受けて重錘が余計に回動してしまい傾斜角
の指示値に誤差が生じてしまうという欠点がめった。

〔問題点を解決するための手段〕

このような欠点を解消する友めに本発明に、車両の路面
に対する傾斜角全可動磁石に設けた重錘に作用する重力
金利用して指示させるようにすると共に、車速に基づい
て加速度全演算する加速度演算回路を設け、この加速度
演算回路の送出する加速度信号に応じた制動磁界を固定
コイルで作るようにし、この制動磁界によって前記重錘
を有する可動磁石の回動を制動する工うにしたものであ
るＯ 〔作　用〕 したがって、この発明によると重錘を有する可動磁石の
回船が固定コイルの作る制動磁界によって車両の加速度
に応じて制動されるので、車両が平坦地のみならず傾斜
地を増速めるいは減速した場合でわっでも、その指示値
に誤差が生じることにない。

〔実施例〕

以下、本発明に係る傾斜計全詳細に説明する。

第１図はこの傾斜針の一冥總例を示すプａツク図でるる
。図において１は車両の傾斜角全検出する傾斜角検出器
、２は車速に対応した車速信号ｔ−発生する車速センサ
、３は車速センサ２の発生する単速仙号より加速度を演
算し、この加速度に応じた加速度信号を送出する加速度
演算回路、４Ｉｒ１定電圧Ｖｃ　　ｆ発生する定電圧電
源部、５は定電圧−Ｖｃ　ｔｌｔｓ生するＤ／Ｄコンバ
ータでるる。傾斜角検出器１は一端が接地され次善回数
Ｎの固定コイル６と、この固定コイル６の作る後述する
制動磁界中に配置される可動磁石Ｔとに工９構成されて
おり、この可動磁石Ｔの軸心７ａ　エフ所定距離はなれ
た位置には重錘８が一体に設けられている。

したがって、この傾斜角検出器１の可動磁石７は重錘８
に作用する重力によって細心７ａ　ｔ？中心に回動する
ようになっている。すなわち、車両が平坦地を定速走行
している場合において可動磁石Ｔの磁束方向Ａは、第２
図に示すように路面９と平行になるようになっており、
車両が昇り坂るるいは下り坂？走行するに伴い重錘ａが
重力方向に位置しようとするので可動磁石７が軸心７ａ
　ｔ″中心回動し、傾斜地０での定速走行においてに、
第３図に示す様に可動磁石Ｔの磁束方向ＡＨ路面９に対
してθだけ傾いた位置になるようになっている。そして
、この可動磁石Ｔの回動に協動する如く図示せぬ指針が
設けられ車両の路面に対する傾斜角を指示するようにし
ている。尚、固定コイル６の他方の端には加速度演算回
路３の送Ｗする加速度信号が入力されるように々ってい
る。

一方、車速センサ２は車両の速度に応じて回転する磁石
円板１６と、定電圧電源部４に抵抗Ｒ。

を介して接続され磁石円板１６の回転に１９閉成制御さ
れるリードリレー１７とにより構成されており、リード
リレー１Ｔで発生する車速に比例したパルスは加速度演
算回路３のリアルタイム反応星Ｆ／Ｖコンバータ（以下
、Ｆ／Ｖ−Ｉコンバータと称す）１８と、ディレィ！Ｆ
／Ｖコンバータ（以下Ｆ／Ｖ−ｎ　　コンバータと称す
）１９とに夫々入力される工うになっている。

を几、Ｆバー■コンバータ１８お工びＦ／Ｖ−Ｉｎコン
バータ１９の他方の入力端子には定電圧電源部４の定電
圧Ｖｅが直接入力される工うになっており、このＦ／Ｖ
−１コンバータ１８お工びＦ／Ｖ−ｎコンバータ１９ｊ
り車速に比例した入カッくルスに対応する出力電圧ｅｌ
およびｅ！が出力されるようになっている。このＦ／″
％／−ｉコンバータ１８オ！ヒＦ／Ｖ−Ｉｆ　コンバー
タ１９は夫々抵抗Ｒ１およびコンデンサＣＩ＋抵抗Ｒ１
お工びコンデンサＣｍ　よりなる受動積分回路を有して
おり、Ｆ／ｖ−■　コンバータ１９エク出力される出力
電圧ｅｌｔ−１Ｆ／Ｖ−１コンバータ１８より出力され
る出力電圧ｅ１よりも受動積分回路の時定数の差だけ位
相が遅れるようになっている。丁なわち、ｊ々−…コン
バータ１９より出力される出力電圧ｅ寓はＦρ−■コン
バータ１８　より出力される出力電圧ｅ１　より ΔＴ＝（Ｃ雪Ｒｊ−ＣＩＲｌ）Ｋｏ・・・−（１）Ｋ６
　：比例定数 だけ位相が遅れるようになっている。し九がって、車速
に対応する出力電圧ｅ１に対して出力電圧ｅ８がΔＴだ
け遅れることによって車両の加速度αは と定義することができる。尚、Ｆ／Ｖ−■　コンバータ
１９の抵抗Ｒ１は可変可能となっており、この抵抗Ｒ１
の微調整で車両が一定速度金継続して走行する時Ｆ／Ｖ
−１１コンバータ１９より出力される出力電圧ｓ　ｚ　
ｋ　Ｆ／Ｖ　　Ｉ　　コンバータ１８より出力される出
力電圧ｅ１　　と同一レベルにすることができるように
予めセットすることができるようになっている。このよ
うにすることによって、Ｆρ−■　コンバータ１９との
特性土庄じる誤差をなくプことができるようになってい
る。

そして、Ｆ／Ｖ−１コンバータ１８工９出力される出力
電圧ｅ１は抵抗Ｒｓ　ｋ介して差動増幅器２０の反転入
力端子に入力され、Ｆ／Ｖ−１コンバータ１９エク出力
される出力電圧ｅ１は抵抗Ｒ４企介して抵抗Ｒ３／によ
り分圧されｅ　、／として差動増幅器２０の非反転入力
端子に入力される＝うになっている。そして、この反転
入力端子および非反転入力端子に入力される出力電圧ｅ
１およびｅｓ’？’１差動増幅器２０によりその差が増
幅されて出力電圧ｅ６　となる。この増幅された出力電
圧ｅｏｊｄ、差動増幅器２０の出力が抵抗Ｒｓ’に介し
て反転入力端子に帰還されているので と表わされる。ここで、差動増幅器２０の非反転入力端
子に接続された抵抗Ｒ４は可変可能となってお９、差動
増幅器２０に入力される出力電圧ｅ１お工びｅ２が同一
レベルでるる場合、すなわち車両が一定速度？継続して
走行する時、差動増幅器２０エク出力される出力電圧ｅ
ｏｋ零に予めセットすることができる工うになっている
。このようにすることに工って、差動増幅器２０の特性
土庄じる誤差會なく丁ことができるようになっている。

この時、抵抗Ｒ４の抵抗値は抵抗Ｒ３に略等しくなるよ
うに設定されるので と表わすことができる。したがって、この出力電圧ｅｏ
は（２）式に示す加速度αに比例した電圧値となる。尚
、車両が停止している時にはＦ／′ｖ−Ｉコンバータ１
８お工びＦ／ｖ−■　コンバータ１９の出力は夫々零で
るるが差動増幅器２０の特性上オフセット電圧が生じる
ので抵抗Ｒ８にて予めｅ。

＝０となる様に調整できるようになっている。

しかして、差動増幅器２０エク出力される出力電圧ｅｏ
はバッファ用演算増幅器２１の非反転入力端子に入力さ
れ、この演算増幅器２１により増幅率にで増幅されて抵
抗Ｒ＋ｓ　’ｃ介して次段の電流ブースタ２２に送られ
るようになっている。尚、演算増幅器２１０反転反転入
力端子電流ブースタ２２の出力全帰還することができる
ように抵拡ｓと可変抵抗Ｒ１とが接続されており、可変
抵抗Ｒ７により増幅率ＫＶ予め合わせ込むことができる
ようになっている。ま之、電流ブースタ２２はＮＰＮト
ランジスタ２２ａ　ｔ　ＰＮＰ　’ｐランジスタ２２ｂ
とにより構成されており、トランジスタ２２＆　と２２
ｂ　とのベースは抵抗Ｒ８に、夫々のエミッタは前述の
傾斜角検出器１の固定コイル６の他方の端に接続されて
いる。ま几、トランジスタ２２ａのコレクタは定電圧電
源部４のＶｃｔ源ラインに、トランジスタ２２ｂのコレ
クタｔｌ；ｍ　Ｄ／Ｄコンバータ５の−Ｖｅ電源ライン
に接続されている。この電流ブースタ２２にて演算増幅
器２１より出力される出力電圧に’ｅｏ’に電流増幅し
て加速度信号としての加速度電流に′・Ｉｏ　（Ｋ’　
　：を流ブースタ２２の電流増幅率）を得ることができ
るようになっている。このようなＦＶ−Ｉコンバータ１
８とｐｖ−ｎコンバータ１９と差動増幅器２０と演算増
幅器２１と電流ブースタ２２とで加速度演算回路３を構
成している。同、差動増幅器２０および演算増幅器２１
ににｔ源電圧Ｖｃおよび−ｖｃが夫々定電圧電源部４お
よびＤ／Ｄコンバータ５工９人力されるようになってい
る。

以下、本発明の傾斜計の動作を説明する。まず動作を説
明する前に傾斜角検出器１のみ？車両に搭載して使用し
た場合について説明する。すなわち、傾斜角検出器１の
みを車両に搭載して例えば平坦地を増速しながら走行す
る場合について考えてみるに、平坦地を走行する車両の
真の傾斜角は零にならなければならない鉱ずでるる。と
ころが傾斜角検出器１の可動磁石Ｔは車両の増速加速度
（以下、単に増速度と称す）によｐ重錘８が進行方向と
は逆向きに撮れるため軸心７ａｋ中心に回動し、これに
協動する指針により増速度分の誤差の生じた傾斜角を指
示し始める。この傾斜角の誤差は車速か所定時間以上定
速度を維持する工うになると、車両に増速度が加わらな
くなるので、是正されるようになる。しかし、車両が丁
Ｃしでも増速めるいに減速すると、その増速度るるいは
減速加速度（以下、単に減速度と称す）の影響を受けて
指針の指示する傾斜角は真の傾斜角を示さなくなってし
まう。この増速度あるいは減速度によって可動磁石７に
設けられた重錘８に生ずるトルクＦ１は増速度るるいは
減速変音αとし、第２図において重錘８の質量ｋｍｚ　
この重錘８の重心から可動磁石７の軸心７ａ　までの距
Ｒｋｔとすると、Ｆｌ＝ｍ（１にｔ　　　　　　　　　
　−−−−（Ｓ）で表わされる。

もちろん、車両が昇り坂走行わるいは下ｐ坂走行を行う
場合でめっでも、傾斜角検出器１はこの増速度るるいは
減速度αに影響されて真の傾斜角全示さなくなってしま
う。丁なわち、車両が例えば第４図の様に傾斜値θの昇
り坂を増速しながら走行するような場合、重錘８にはそ
の時の増速度αの可θ成分が加わるように々る。つまり
、重錘８には傾斜地θでの増速度あるいは減速度により
Ｆ２　＝ｍｃｔｃｅｓθＸｔ　　　　　　　　ａｓｓｓ
（５）で表わされるトルクが生ずることになる。

したがって、このトルクＦ、およびＦ２による重鐘８の
余計な回ｍｌ制動させるようにすれば、傾斜角検出器１
は常に真の傾斜角全指示することができるようになる。

以下、本実施例の傾斜針を車両に搭載して平坦地？増速
しながら走行した場合を例にとって説明する。車両が走
行し始めると第１図における速度センサ２により車両の
速度に比例したパルスが発生する。そして、このパルス
ｔ：（ＦｌＶ−１コンバータ１８と　ＦｌＶ−ＩＩ　　
コンバータ１９とに入力され、ＦｌＶ−ｉコンバータ１
８より車速に比例した入力パルスに対応する出力電圧ｅ
１が、ＦｌＶ−■コンバータ１９よジ出力電圧ｅｌ　よ
ｐも位相がΔＴ（（］）式参照、）だけ遅れた同じく入
力パルスに対応する出力電圧ｅ２が夫々出力される。第
５図にこの車両ｋ　０．６　Ｇ　＝　５．８８　ｍ／ｓ
２で増速した場合の出力電圧ｅｌおよびｅｚの出力特性
でるる。

この特性図より、走行後所定時間経過し友時の出力電圧
ｅｌおよび６！の電圧値ｔＶ１おＬびＶｌとすると、前
記（２）式に＝９加速反αはとなる。

一方、ＦｌＶ−１：ｙ　ｙバール　１８　オＬＵＦ／Ｖ
−ＩＩコンバータ１９エク田力された出力′電圧ｅ１お
工びｅ！は夫々抵抗Ｒｓお工びＲａｋ介して差動増幅器
２００反転入力端子お↓び非反転入力端子に入力される
。このとき、可変抵抗Ｒ４は車両が一定速［１−継続し
て走行する時差動増幅器２０より出力される出力電圧ｅ
ｏｋ零にするように予めセットされているので、出力電
圧ｅｏは前記（４）式のようになるため、出力電圧ｅ１
おＬびｅ２が■１およびＶ意でろつ′！′Ｃ楊合 となる。し九がって、このｅｏは（７）式に示す加速度
αに比例した出力電圧値として演算増幅器２１に入力さ
れる。そして、この演算増幅器２１により増＠率にで増
幅され電流ブースタ２２に入力される。この時、Ｋ１１
ｅｏは第５図の特性図より０１＞　ｅ　ｘなので負電圧
と７＆、！７を流ブースタ２２に印加される。この負電
圧に＊ｅ６によりトランジスタ２２ｂがオンとなり傾斜
角検出器１の固定コイル６に加速度電流に′・１ｏが流
れ始めるようになる。

傾斜角検出器１の固定コイル６に加速度電流に′−１ｏ
が流れると、この電流により固定コイル６は磁界（以下
、この磁界全制動磁界と称丁）を作り、この制御磁界中
に配置される可動磁石７には制動トルクＦｌ／が発生す
る。この制動トルクＦ１／は固定コイル６の巻回数がＮ
なので Ｆ１’＝に’・工◎×Ｎ　　　　　　・・−・（９）と
なる。このトルクＦｌ′は演算増幅器２１の増幅率ＫＶ
可変することにエフ調整することができるので、演算増
幅器２１の可変抵抗Ｒ７を調整して前記（５）式のＦｌ
に等しくすることができる。すなわち、ｍαｘｔ＝に’
書、ＩｏＸＮに常になるように可変抵抗Ｒ７ｔ’ＵＩ４
整しておけば、重錘８が可動磁石７と共に車両の増速度
にエフ余計に回動しようとしても、増速度に応じた加速
度を流に′・Ｉｏ　　により制動磁界が作られ、可動磁
石Ｔの余計な回動が制動されてこの傾斜計は常に真の傾
斜角を指示し続ける。

以上に車両が平坦地を増速しながら走行する場合につい
て述べたが、減速しながら走行する場合でめっても同様
に加速度電流に’−ＩＯに工９可動磁石７の回ａｔ−減
速度に応じて制動することができる。第６図にこの車両
ｋ　０．６　Ｇ　＝　５．８８ｍ／　ｓ　２で減速する
際のＦ／Ｖ−１コンバータ１８お工びＦ／Ｖ−１１コン
バータ１９エク出力される出力電圧ｅ１お工びｅ！の出
力特性でるる。この特性図工９１２０ｋｍ／’Ｈ定速走
行より減速していって所定時間経過し７’Ｃ時の出力電
圧ｅ１およびｅ３の電圧値を夫々ｖ１お工びＶ！とする
と、前記（８）式と同様に差動増幅器２０よジ出力され
る出力電圧ｅａは となる。しかし、第６図の特性図工りＶＩＮＹ！なので
この出力電圧ｅＯは正電圧となり、演算増＠器２１に入
力される。そして、演算増幅器２１よりに倍に増幅され
た正の出力電圧に−ｅｏが出力されると、この正電圧に
・ｅｏ　Ｋ工ｆ）ｔｒＬ流ブースタ２２のトランジスタ
２２ａ　がオンとなる。そして、このトランジスタ２２
ａ　ｋ介して傾斜角検出器１に減速度に応じ７ｔ７１速
度電流に′・ＩＯが入力される。この加速度電流に′・
Ｉｏは増速時に入力される加速度電流に′・Ｉｏ　　と
は逆向きの電流となり、この加速度電流に′・Ｉｏに工
９可動磁石Ｔには増速度時とに逆向きのトルクＦ１が発
生する。し友がって、可動磁石７は増速度時とは逆向き
に制動されて減速時に重錘８が余計に回動しようとして
も、その回動が阻止されるようになり、この傾斜計は常
に真の傾斜角を指示し続ける。

以上は車両の平坦地における増速時および減速時全例に
とって説明し九が、この傾斜計は平坦地のみならず傾斜
地における増速時るるいに減速時でろっでも常に真の傾
斜角を指示し続ける。

丁なわち、第４図の様な昇り坂の傾斜値θにおいて車両
ケ増速すると、前記（６）式に示すような弼σ成分を含
んだトルクＦ２が重錘８に生ずる。したがって前記（９
）式に示す工うな制動トルクＦ、／でこの重錘８會制動
しようとすると１０分の誤差が生じてしまうことになる
。ところが、この時前述と同様に加速度演算回路３エク
加速度電流に′・工０が傾斜角検出器１に入力され、固
定コイル６にこの電流が流れて制動磁界が作られると、
この時の可！１］ｉ！ｉ石７の磁束方向Ａは第３図に示
すように固定コイル６による制動磁界の磁束方向とはＭ
”２ぜず傾斜角θだけ斜交している。このため、この制
動磁界により重錘８に作用する制動トルクに Ｆｊ　＝　Ｋ’＄Ｉｏ■θ×Ｎ　　　・・・拳（ｌＯ）
とカる。つｉり、傾斜地θにおいて重錘８を制動する制
動トルクＦ２′は魚θ成分を含んでおり、前記（６）式
に示されるトルクＦ２と常に釣り合いがとれることにな
る。し友がって、前述のように瀉θ分の誤差が生じるこ
とになく、車両を昇り坂の傾斜地θにおいて増速しても
この傾斜計に常に真の傾針含金指示し続ける。

また、下９坂減速時でりっても同様に可動磁石Ｔの磁束
方向Ａか制動磁界の磁束方向と斜変し、（１０）式に示
す様な制動トルクＦ２′が重錘８に作用しく加速＃電流
に′・工０は増速時とは逆向き）、重錘８七増速時とは
逆向きに制動するので、當に真の傾斜角上指示し続ける
ようにな丁。

以上は昇り坂増速時、下り坂減速時について述べたが昇
り坂減速時、下り坂増速時でりつ１も同様にして常に真
の傾斜角上指示し続ける。

尚、本冥施例においてμ重錘８を可動磁石７エク離れた
位置に一体に服けるようにし′ｆｃが、可動磁石７内に
偏心して一体に設けてもよい。また、第７図に増速度と
刃口速度電流に′・ＩＯの関係で、第８図に減速度と加
速度電流に′・Ｉｏの関係を示しておく。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明による傾斜計によると、車両
の路面に刻する傾斜角全可動磁石に設けた重錘に作用す
る重力を利用して指示させるようにすると共に、車速に
基づいて加速度全演算する加速度演算回路を設け、この
加速度演算回路の送出する加速度信号に応じ九制動磁界
全固定コイルで作るようにし、この制動磁界によって重
錘を有する可動磁石の回動を制動するようにしたので、
車両が平坦地のみならず傾斜地θを増速めるいに減速し
ｆｃ場合でろってもその加速度の影Ｗｔ−受けることな
く常に真の傾斜角上指示させるようにすることができる
。

【図面の簡単な説明】

Ｍ１図は本発明に係る傾斜計の一冥施例七示すブロック
図、第２図はこの傾斜計の傾斜角検出器に用いる可動磁
石の平坦地における磁束方向を示す正面図、第３図にこ
の可ｗＪ磁石の傾斜地における磁束方向を示す正面図、
第４図は傾斜地増速時においてこの傾斜計の重錘に加わ
るトルクを導く説明図、第５図はこの傾斜計を搭載した
車両を０．６Ｇで増速したときの出力電圧ｅ１お工び・
雪の出力特性図、第６図はこの傾斜計を搭載し友軍両ｔ
−０，６Ｇで減速したときの出力電圧ｅ！　およびＪ　
　の出力特性図、第７図に増速層と制動電流に′◆１．
の関係を示す特性図、第８図は減速度と制動電流に′・
Ｉｏ　の関係を示す特性図でるる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被測定車両の路面に対する傾斜角を可動磁石に設けた重
   錘に作用する重力を利用して指示するようにした傾斜角
   検出部と、前記車両の車速を検出して車速信号を発生す
   る車速センサと、この車速センサの車速信号より加速度
   を演算しこの加速度に応じたを加速度信号を送出する加
   速度演算回路と、この加速度演算回路の送出する加速度
   信号に応じて前記重錘を有する可動磁石の回動を制動す
   る制動磁界を作る固定コイルとを具備したことを特徴と
   する傾斜計。