JPS6225205A - 二輪車用バンク角測定装置 - 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） 本発明はオートハイ、スクータ等の二輪車の倒れ角、す
なわちバンク角を測定し、運転者に指示する装置に関す
るものである。

（従来の技術） 例えばオートバイの運転においてコーナリングの際には
オートバイの中心線を路面の法線に対して傾斜させるが
、この傾斜角をバンク角と呼んでいる。このバンク角を
測定表示することは、オートハイの走行性能、レースに
おける走行方法の研究、スリップの解析などの研究用と
して有意義であるばかりでなく、通常の走行におけるホ
ビー用としても有用である。しかし、現在までのところ
二輪車のバンク角をリアルタイムで測定する装置は提案
されていない。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した二輪車のバンク角を測定する装置としては路面
と接触する接触子を有する機械式装置、路面に超音波を
放射し、その反射波を受ける超音波式装置、路面に光を
放射し、その反射光を受ける光学式装置が考えられる。

機械式装置は接触子が常に路面に接触していなければな
らないが、激しい振動が加わるため機構的に難しいと共
に消耗も激しいので非接触でバンク角を測定することが
望ましい。超音波式装置は非接触であるが、二輪車の各
部から発生される雑音や振動により著しく妨害を受け、
バンク角を安定に測定することは不可能であることを確
かめた。このように二輪車のバンク角をリアルタイムで
測定することは、測定周囲環境が非常に悪いため著しく
困難となっている。

本発明の目的は、上述した問題点を解決し、二輪車のバ
ンク角を正確に測定することができ、しかも構成が簡単
で安価に製作することができるバンク角測定装置を提供
しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明のバンク角測定装置は２、二輪車に光源装置と受
光装置を取付け、光源装置から光を路面に向けて放射し
、路面で反射された光を受光装置で受光し、この受光装
置の光電変換出力信号を信号処理回路で処理してバンク
角を求め、これを表示装置で指示するようにしたもので
ある。

第１図は本発明の二輪車用バンク角測定装置の基本的構
成を示す概念図である。オートバイの後輪１の車軸２に
Ｌ形の取付板３を介して発光ダイオードより成る光源装
置４と、フォトダイオードより成る受光装置５とを取付
け、光源装置４から路面６に向けて光を放射し、路面か
らの反射光を受光装置５で受光するように配置する。受
光装置５に入射する光量はバンク角に応じて変化し、光
源装置４および受光装置５と路面６との間の距離が短か
くなると入射光量が増大する。受光装置５は、この入射
光量に応じた光電変換出力信号を信号処理回路７に供給
し、信号処理回路は入力信号を適切に処理してバンク角
を求め、これを表示装置８で表示する。

（作　用） 上述した本発明のバンク角測定装置においては、光源装
置４から路面６に向けて光を放射し、路面からの反射光
を受光装置５で受光する構成とし、反射光の強度が光源
装置４および受光装置５と路面６との間の距離に応じて
変化するので、これを検出することによってバンク角を
測定することができる。このようにして非接触でバンク
角を測定することができるとともに光源装置４および受
光装置５は二輪車が発生する騒音や振動によって影響を
受けないので、バンク角を正確に測定することができる
。

（実施例） 上述したように、本発明によればバンク角を非接触で測
定することができるが、通常の二輪車に適用する場合に
は、その広範な使用条件の特殊性を考慮する必要がある
。第１に光学式であるため太陽光や、街路灯の光や、他
の車両の前照灯の光などに影響されないようにすること
、第２に路面の反射率の相違・による影響を受けないよ
うにすること等を考慮しなければならない。上記第１の
問題は光源装置から放射される光を変調することによっ
て比較的簡単に解決することができる。しかし第２の問
題の解決は容易ではない。すなわち路面上に白ペイント
で線が引かれているような道路を通行すると、反射率が
高いので受光装置に入射する光量が増大し、あたかもバ
ンク角が大きくなったような誤った指示が出されること
になる。このような欠点を除去するために、二輪車の中
心線の左右両側に発光装置と受光装置の組を配置し、そ
れぞれで検出したバンク角の平均値を測定バンク角とし
て表示させることが考えられる。このように左右対称に
光源装置と受光装置の組を配置すると、右にバンクした
ときと左にパンクしたときとの測定誤差も成る程度減少
させることができる。

しかし、路面上の白線は一般に走行方向と平行に引かれ
ており、光源装置および受光装置の左右の組が同じよう
に白線の上方に位置することは少なく、一方の組が白線
の上方に位置し、他方の組は白線上に位置しないことが
多い。このような場合には左右の組で検出したバンク角
は大きく相違したものとなり、バンク角を正確に測定す
ることができなくなる。

以下に説明する実施例は上述した問題点を巧みに解決し
、周囲条件がどのように変動しても常に正確にバンク角
を測定することができるものである。

第２図ＡおよびＢは本実施例のバンク角測定装置を装着
したオートバイを後方および側方から見た図である。オ
ートバイの後輪１１の車軸１２に、中心線Ａ　−Ａに関
して左右対称となるようにＬ形の取付板１３および１４
を固着し、これらの取付板に、それぞれ１個の発光ダイ
オードと２個のフォトダイオードとを具える検出ユニッ
ト１５および１６を固着する。

第３図は一方の検出ユニノ）１５の構成を示すものであ
り、１個の発光ダイオード２１と、第１および第２のフ
ォトダイオード２２および２３を設ける。

発光ダイオード２１は、例えば約８°の拡き角を有する
赤外線ビーム２４を放射するものとし、これを幾分傾け
て配置し、後輪１１が路面２５に対して垂直に位置して
いるとき、すなわちバンク角がＯｏのときに赤外線ビー
ム２４の中心光線が第１および第２のフォトダイオード
２２および２３の入射ローブ２６および２７の中間位置
に指向されるようにする。このように構成すると、バン
ク角が０°の場合、第１および第２のフォトダイオード
２２および２３にはほぼ同量の反射光が入射することに
なる。

一方、第４図Ａに示すように後輪を角度θだけバンクさ
せると、検出ユニット１５と路面２５との間の距離はバ
ンク角Ｏ°の場合に較べてΔβだけ短かくなる。このよ
うに検出ユニット１５と路面２５との間の距離が短かく
なると第１および第２のフォトダイオード２２および２
３に入射する光量は大きくなり、これらの光電変換出力
信号は大きくなる。

一方、反対側の検出ユニット１６と路面２５との間の距
離は逆にΔβだけ長くなり、その第１および第２のフォ
トダイオードへ入射する光量は少なくなり、その光電変
換出力信号は小さくなる。本実施例においては左右の検
出ユニット１５および１６と路面２５との間の距離がバ
ンク角θに応じて反対方向に変化するので、これら検出
ユニットのフォトダイオードの光電変換出力信号が互い
に反対方向に変化することになる。さらに本実施例では
発光ダイオード２の放射ビーム２４と、第１および第２
のフォトダイオード２２および２３の指向ローブ２６お
よび２７を第３図に示したように設定したため、上述し
た反対方向の変化はさらに強調されることになる。すな
わち、第４図Ｂに示すように、検出ユニット１５と路面
２５との距離が短かくなると発光ダイオード２１から放
射される赤外線ビーム２４は殆ど第１のフォトダイオー
ド２２の指向ローブ２６内で路面２５から反射されるの
で（その反射光は主として第１のフォトダイオード２２
に入射し、第２のフォトダイオード２３に入射する光量
は僅かとなる。また、他方の検出ユニット１６では、第
４図Ｃに示すように発光ダイオード３１から放射される
赤外線ビーム３４が路面２５で反射される位置は第１の
フォトダイオード３２の指向ローブ３５の中には入らず
、第２のフォトダイオード３３の指向ローブ３６の中に
入るため、反射光は殆ど第２フオトダイオード３３に入
射し、第１フオトダイオード３２には入射しなくなる。

このようにして検出ユニット１５の第１および第２のフ
ォトダイオード２２および２３並びに検出ユニッ１−１
６の第１および第２のフォトダイオード３２および３３
の光電変換出力信号の大きさ■とバンク角θとの関係は
第５図に示すようなものとなる。すなわち、第５図の実
線曲線ａおよびｂはフォトダイオード２２および２３の
出力を示し、点線曲線Ｃおよびｄはフォトダイオード３
２および３３の出力をそれぞれ示す。この場合、各検出
ユニットについて、第１および第２のフォトダイオード
の出力の和はほぼ一定となるように検出ユニットの発光
グイオートとフォトダイオードを配置しておくのが好適
である。

次に信号処理回路について説明する。右側の検出ユニッ
ト１５の第１および第２のフォトダイオード２２および
２３の光電変換出力信号および左側の検出ユニット１６
の第１および第２のフォトダイオード３２および３３の
光電変換出力信号をそれぞれ前置増幅器４１〜４４で増
幅した後２ＫＨｚの中心周波数を有するバンドパスフィ
ルタ４５〜４８に通ス。

第６図の下方に示すように、発光ダイオード２１および
３１は２にｌｌｚの発振器６５で付勢するので、これら
が放射する赤外線ビームは２ＫＨｚで変調されたものと
なり、バンドパスフィルタ４５〜４８に通すことにより
この変調成分だけが検出されることになる。

このようにして、太陽光、街路灯、車両の前照灯などの
妨害光に影響されない測定が可能となる。

バンドパスフィルタ４５〜４８の出力を検波器４９〜５
２に供給して検波し、はぼ直流分を取出す。検波器４９
および５０の出力を演算回路５３に供給するとともにヰ
★波器５１および５２の出力を演算回路５４に供給する
。演算回路５３では差動増幅器を用いて第１および第２
フオトダイオード２２および２３で検出したバンク角に
よる変化分りおよびＦ、ｌの和ＳＲ＝　Ｅ、＋Ｆ。

と、差り、−ＥＲ−Ｆ、とを演算する。また演算回路５
４では、左側の検出ユニッ１−１６の第１および第２の
フォトダイオード３２および３３で検出した変化分Ｅ１
゜およびＦ、の和５Ｌ＝Ｅ、　＋Ｆ、、と、差ＤＬ＝Ｅ
Ｌ−Ｆ、とを演算する。次にこれらの和および差の信号
を遮断周波数が５Ｑｌｌｚのローパスフィルタ５５〜５
８にそれぞれ通した後、演算器５９および６０に供給す
る。演算器５９では を計算し、演算器６０では を計算する。

このように差を和で割算することにより路面の反射率の
変動による影響を除去することができる。

すなわち、二輪車が車線区分を示す白線の横を通り、一
方の検出ユニット１５だけが白線の上方を通過する場合
、検出ユニ・／ト１５の第１および第２フオトダイオー
ド２２および２３から得られる出力がα・ＥＲおよびα
・Ｆｌｌ（α〉■）に増大するが、となり、反射率の相
違による変動分はまったく現われないことになる。

本例においては、上述したようにして左右のヰ★出ユニ
ット１５および１６で求めたバンク角を表わす信号ＧＲ
およびＧＬの平均値を、抵抗６１および６２より成るポ
テンショメータで求め、これを増幅器６３で増幅してバ
ンク角信号とする。このバンク角信号を表示装置６４に
供給して運転者にバンク角を指示する。本例では表示装
置６４は、指針によりバンク角を指示する角度計とする
が、ディジタル的に数値を表示したり、グラフインク的
にバンク角を表示するものでもよい。この場合、コーナ
リング中にはコーナーの出口を見ていて、表示装置６４
の指示を読取ることは′困難であるので、表示装置６４
にはホールド機能を持たせ、バンク角のピーク値を所定
の時間保持しておくのが望ましい。

本発明は上述した実施例にのみ限定ささるものではなく
、種々の変更が可能である。例えば光源装置としては発
光ダイオードの他にレーザダイオードや各種のランプを
用いることができ、受光装置としてもフォトダイオード
の他にフォトトランジスタ等の受光素子を用いることが
できる。さらに２個のフォトダイオードの代わりに１個
のＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ　Ｓｅｎｓｉｎｇ　Ｄｅｖ
ｉｃｅ）素子、クロストーク素子などの複合素子やＣＣ
Ｄ素子などを用いることができる。また、光源装置や受
光装置にレンズ系を設け、所定の発光ローブや検出ロー
ブが得られるようにすることもできる。さらに、信号処
理方式は上述した実施例のように左右の検出ユニットの
光電変換出力信号をそれぞれ処理してバンク角を求め、
その平均値を出力するものだけに限られず、左右の検出
ユニットで求めたバンク角の内の大きいものを出力する
こともできる。さらに、左右の検出ユニットの出力を各
別に処理する代わりに再出力を一緒に処理してバンク角
を求めることもできる。さらに、表示装置としては、バ
ンク角が成る限界値を越えたときに鳴動するブザーを用
いることもできる。

（発明の効果） 上述したように本発明のバンク角測定装置によれば、非
接触的にバンク角を測定することができ、光学式は本質
的に二輪車が発生する騒音や振動に対して影響されない
ので正確な測定ができる。また、二輪車の中心線の左右
両側に一対の検出ユニットを設ける場合には、雨検出ユ
ニットで求めたバンク角の平均値やいずれか大きい値を
示すものを表示することにより左右のバンク角の測定を
均等に行うことができろうまた、この場合、各検出ユニ
ットに２個の受光素子を設け、それらの出力の和と差の
商からバンク角を求めることにより路面の反射率の相違
による影響を除去することができ、きわめて正確な測定
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるバンク角測定装置の基本的構成を
示す概念図、 第２図ＡおよびＢは本発明のバンク角測定装置を装（Ｉ
ｉｆｆ　Ｌ、たオートハイの後面図および側面図、第３
図は同じくその一方の検出ユニットの構成を示す線図、 第４図Ａ−Ｃは検出ユニットの動作を説明するための線
図、 第５図は同しくその動作を示すグラフ、第６図は信号処
理回路の一例の構成を示す回路図である。 １１・・・後輪　　　　　　　１２・・・車軸１３．１
４・・・取付板　　　　１５．１６・・・検出ユニット
２１．３１・・・発光ダイオード ２２、２３　、３２．３３・・・フォトダイオード２５
・・・路面　　　　　　　５３．５４・・・演算回路５
９．６０・・・割算器　　　　６４・・・表示装置第２
図 ■ 第４図 Ａ 第５図 左パ°ンク　　　　　　　　Ｏ”　　　　　　　石バ°
ンク／（ンクｆ！４（θ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、路面に向け光を放射する光源装置と、路面から反射
   される光を受光する受光装置と、この受光装置で受光し
   た光を光電変換して得られる電気信号を処理してバンク
   角を求める信号処理回路と、この信号処理回路で求めた
   バンク角を運転者に指示する表示装置とを具える二輪車
   用バンク角測定装置。 ２、前記光源装置は二輪車の中心線の左右両側にそれぞ
   れ配置された第１および第２の発光素子を具え、前記受
   光装置は二輪車の中心線の左右両側に、前記第１発光素
   子から放射され、路面で反射された光を受光するように
   配置された第１および第２の受光素子と、前記第２発光
   素子から放射され、路面で反射された光を受光するよう
   に配置された第３および第４の受光素子とを具え、前記
   信号処理回路は、前記第１〜第４の受光素子からの光電
   変換出力信号を受けて、路面の反射率の変動による影響
   を除去したバンク角を求めるように構成したことを特徴
   とする特許請求の範囲１記載の二輪車用バンク角測定装
   置。 ３、前記表示装置は、信号処理回路で求めたバンク角の
   ピーク値を所定の時間保持し得る機能を有することを特
   徴とする特許請求の範囲１または２記載の二輪車用バン
   ク角測定装置。