JP5010892B2

JP5010892B2 - 車両の転倒検出装置

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Publication number: JP5010892B2
Application number: JP2006281894A
Authority: JP
Inventors: 太一結城; 竜治阿相; 禎夫久保木; 隆司鉛
Original assignee: Keihin Corp
Current assignee: Keihin Corp
Priority date: 2006-10-16
Filing date: 2006-10-16
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2026-10-16
Also published as: JP2008096402A

Description

この発明は車両の転倒検出装置に関する。

従来、鉛直軸に対する車両の傾斜状態を示す値を出力する傾斜センサを備えると共に、出力された値に基づいて鉛直軸に対する車両の傾斜角を算出し、その傾斜角と転倒しきい値とを比較して車両の転倒を検出するようにした車両の転倒検出装置が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−７１７０３号公報

しかしながら、特許文献１記載の技術にあっては、車両の傾斜角が転倒しきい値を超えた状態が所定期間続いたとき、転倒と判断するように構成しているため、例えばヘアピンカーブのような連続コーナー走行時、あるいはオフロードなどにおける急な登坂路を連続して走行する場合、誤って車両が転倒したと判断するおそれがあった。即ち、連続コーナーなどにおいては、車両の傾斜角が転倒しきい値を超えた状態が所定期間続くこともあるため、特許文献１に記載される技術のように構成すると、実際には転倒していないにもかかわらず、転倒と判断するおそれがあった。このように、従来技術においては、転倒検出の精度の点で必ずしも満足できるものではなかった。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、例えばヘアピンカーブのような連続コーナー走行時などに誤って転倒と判断することなく、車両の転倒を正確に検出するようにした車両の転倒検出装置を提供することにある。

上記の目的を解決するために、請求項１にあっては、鉛直軸に対する車両のＸ，Ｙ軸からなる水平面の傾斜状態を示すＸ軸方向の出力値とＹ軸方向の出力値を出力する傾斜センサ、前記出力されたＸ，Ｙ軸方向の出力値に基づいて前記鉛直軸に対する前記車両の傾斜角を算出する傾斜角算出手段、および前記算出された傾斜角に基づいて前記車両の転倒を検出する転倒検出手段とを備えた車両の転倒検出装置において、前記傾斜角算出手段は、前記出力されたＸ，Ｙ軸方向の出力値の両方が所定期間ほぼ同一であるか否か判断し、前記出力されたＸ，Ｙ軸方向の出力値の両方が前記所定期間ほぼ同一であると判断されるとき、前記出力されたＸ，Ｙ軸方向の出力値に基づいて前記傾斜角を算出するように構成した。

請求項２に係る車両の転倒検出装置にあっては、前記出力されたＸ，Ｙ軸方向の出力値に基づいて前記鉛直軸に対する前記車両の初期傾斜角を算出する初期傾斜角算出手段を備えると共に、前記傾斜角算出手段は、前記算出された初期傾斜角に基づいて前記鉛直軸に対する前記車両の傾斜角を補正するように構成した。

請求項１に係る車両の転倒検出装置にあっては、傾斜センサから出力されたＸ，Ｙ軸方向の出力値の両方が所定期間ほぼ同一であるか否か判断し、出力されたＸ，Ｙ軸方向の出力値の両方が所定期間ほぼ同一であると判断されるとき、出力されたＸ，Ｙ軸方向の出力値に基づいて鉛直軸に対する車両の傾斜角を算出し、算出された傾斜角に基づいて車両の転倒を検出するように構成したので、車両の転倒を正確に検出することができる。

具体的には、例えばヘアピンカーブのような連続コーナー走行時、あるいはオフロードなどにおける急な登坂路を連続して走行する場合、車両の傾斜角自体は転倒しきい値を超え、その状態が所定期間継続することもあるが、傾斜センサから出力されるＸ，Ｙ軸方向の出力値は、車両が走行していれば変動（変化）する。従って、上記した如く、傾斜センサから出力されたＸ，Ｙ軸方向の出力値の両方が所定期間ほぼ同一であるか否か判断し、出力されたＸ，Ｙ軸方向の出力値の両方が所定期間ほぼ同一であると判断されるとき、車両の傾斜角算出および転倒検出を行うように構成、換言すれば、傾斜センサから出力されたＸ，Ｙ軸方向の出力値が所定期間ほぼ同一でないとき、即ち、変動しているとき、車両の傾斜角算出および転倒検出を行わないように構成したので、連続コーナー走行時などであっても誤って車両が転倒したと判断することがなく、よって車両の転倒を正確に検出することができる。

また、傾斜センサから出力されたＸ，Ｙ軸方向の出力値の両方が所定期間ほぼ同一であるときに限って、車両の傾斜角算出および転倒検出を行うように構成したので、傾斜センサから出力がある度に車両の傾斜角を算出するような従来技術に比してその算出回数を減少させることもでき、車両の傾斜角の算出処理を実行するＥＣＵ（Electronic Control Unit。電子制御ユニット）、より正確には、ＥＣＵのＣＰＵ（Central Processing Unit。中央処理装置）の負荷を減少させつつ車両の転倒を検出することができる。

請求項２に係る車両の転倒検出装置にあっては、傾斜センサから出力されたＸ，Ｙ軸方向の出力値に基づいて鉛直軸に対する車両の初期傾斜角を算出し、算出された初期傾斜角に基づいて鉛直軸に対する車両の傾斜角を補正するように構成したので、上記した効果に加え、傾斜センサが所期の位置に取り付けられていない場合（例えば、車両の車幅方向や車長方向と傾斜センサの検出軸が一致しておらず、位置ずれが生じた場合）であっても、車両の傾斜角を正確に算出することができ、よって車両の転倒も正確に検出することができる。

以下、添付図面に即してこの発明に係る車両の転倒検出装置の最良の形態について説明する。

図１は、この発明の実施例に係る車両の転倒検出装置を含む全体構成を模式的に示す概略図である。車両は、自動二輪車、スクータ、ＡＴＶ（All Terrain Vehicle。三輪・四輪バギー）、自動四輪車など全ての車両を意味するが、この実施例においては車両として自動二輪車を例にとる。

図１において、符号１０はその自動二輪車を示す。自動二輪車１０は、前輪（フロントタイヤ）１２と、前輪１２の上方に取り付けられるハンドルバー１４と、フレーム１６の中央位置付近に配置（搭載）される内燃機関（以下「エンジン」という）２０と、エンジン２０に供給されるべき燃料が貯留される燃料タンク２２と、フレーム１６の後方に取り付けられる後輪（リアタイヤ）２４などを備える。

自動二輪車１０に搭載されるエンジン２０は、例えば４サイクル単気筒の水冷式で、排気量２５０ｃｃ程度のガソリン・エンジンからなる。

また、図１に示す如く、前輪１２の付近には車速センサ２６が配置される。車速センサ２６は、前輪１２が所定の角度だけ回転するごとに信号を出力する。また、ハンドルバー１４のアクセルグリップ３０の付近には、アクセル開度センサ３２が配置される。アクセル開度センサ３２は、アクセル開度θＡ（乗員によるアクセルグリップ３０の操作角度（量））に応じた信号を出力する。

自動二輪車１０の適宜位置には、ＥＣＵ（電子制御ユニット）３４が搭載される。尚、ＥＣＵ３４は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭおよびカウンタなどを備えたマイクロコンピュータからなる。ＥＣＵ３４は、上記した各種センサなどの出力に基づいてスロットルバルブ（図１で図示せず）に接続された電動モータ３６（アクチュエータ。具体的には、ステッピングモータあるいはＤＣモータ）を駆動し、スロットルバルブの開度を調整する。

また、ＥＣＵ３４は、上記した各種センサなどの出力に基づいて燃料タンク２２の内部に配置された燃料ポンプ４０やエンジン２０の点火コイル４２などの動作を制御すると共に、エンジン２０のインジェクタ４４の動作、具体的には、インジェクタ４４によって噴射されるガソリン燃料量も制御する。即ち、自動二輪車１０はＦＩ（Fuel Injection）化した燃料供給装置を備える。

図２は、この実施例に係る転倒検出装置を備えた車両の構成を示すブロック図である。

図２に示すように、エンジン２０の吸気管５０の上流側には、スロットルボディ５２が配置される。スロットルボディ５２には吸気管５０を開閉するスロットルバルブ５４が設けられると共に、上記した電動モータ３６やスロットルバルブ開度センサ５６、減速機（減速ギヤ。図示せず）などが一体的に装着される。電動モータ３６の付近に設けられたスロットルバルブ開度センサ５６は、スロットルバルブ５４の開度θＴＨ（以下「スロットル開度」という）に応じた信号を出力する。

スロットルバルブ５４より下流の吸気ポート付近には、前記したインジェクタ４４が配置される。インジェクタ４４は、燃料タンク（図２で図示せず）２２の内部に配置された燃料ポンプ４０に接続される。これにより、インジェクタ４４は、燃料タンク２２に貯留されたガソリン燃料を燃料ポンプ４０による圧送を受けて吸気ポートに噴射する。

また、エンジン２０は、所定の点火時期においてガソリン燃料と吸入空気の混合気を点火する点火プラグ（図示せず）と、点火プラグに接続される点火コイル４２とを備える。即ち、エンジン２０の点火プラグは、点火コイル４２から供給された高電圧で火花放電し、混合気を燃焼させる。

エシジン２０のシリンダブロックの冷却水通路（図示せず）には、水温センサ６０が取り付けられ、エンジン冷却水温ＴＷに応じた信号を出力する。また、エンジン２０のクランクシャフト（図示せず）の付近には、クランク角センサ６２が取り付けられる。クランク角センサ６２は所定のクランク角度（例えば３０度）ごとに信号を出力する。尚、符号６４と６６は、それぞれエンジン２０に接続された排気管と触媒装置を示す。

また、自動二輪車１０は、図１，２に示すように、鉛直軸に対する車両の傾斜状態を示す値、具体的には、鉛直軸に対する車両のＸ，Ｙ軸からなる水平面の傾斜状態を示す値を出力する傾斜センサ７０を備える。傾斜センサ７０は、具体的には、角度センサからなり、より具体的には、静電容量型、圧電型、あるいはガス移動式の角度センサなどからなる。

図３は、傾斜センサ７０の自動二輪車１０における配置を説明するための模式図である。尚、図３において、傾斜センサ７０がよく示されるように、傾斜センサ７０を拡大して示すと共に、自動二輪車１０の構成については、前後輪１２，２４とハンドルバー１４のみ示した。

図３に示すように、傾斜センサ７０は、Ｘ，Ｙ軸の２軸を検出軸として備えると共に、Ｙ軸が車両の車長方向（前後方向。進行方向）に対して所定の角度αだけ回転させられて車両に取り付けられる。換言すれば、傾斜センサ７０は、Ｘ軸が車両の車幅方向（左右方向。横転方向）に対して所定の角度αだけ回転させられて車両に取り付けられる。前記した所定の角度αは、具体的には３０度から６０度の範囲内に設定される。尚、この実施例においては、所定の角度αを４５度とした。

次いで、傾斜センサ７０から出力される、鉛直軸に対する車両の傾斜状態を示す値、正確には、車両に取り付けられた傾斜センサ７０の傾斜状態を示す値（電圧値）について、図４を参照して説明する。

図４は、出力される傾斜センサ７０の傾斜状態を示す値のうち、Ｘ軸方向の出力の特性を表すセンサ特性グラフである。尚、以下において、Ｘ軸方向の出力について説明するが、Ｙ軸方向の出力もＸ軸方向の出力と略同一であるため、以下の説明はＹ軸方向の出力にも妥当する。

図４に示す如く、横軸に傾斜センサ７０の鉛直軸に対するＸ軸方向の傾斜角度を、縦軸に傾斜センサ７０から出力される電圧値をとって示すと、傾斜センサ７０は、傾斜していない状態、即ち、水平状態（傾斜角度＝０［°］）にあるとき、２．５［Ｖ］の電圧を出力する。以下、傾斜センサ７０の水平状態を示す電圧値（２．５［Ｖ］）を「中間電圧値」と呼ぶ。

また、傾斜センサ７０は、図示の如く、Ｘ軸が鉛直軸に対して９０度傾斜するとき、４．３［Ｖ］の電圧を出力する一方、Ｘ軸が鉛直軸に対して−９０度傾斜するとき、０．７［Ｖ］の電圧を出力する。尚、前記した鉛直軸に対するＸ軸方向の傾斜角度は、傾斜センサ７０が進行方向に向かって右側に傾斜するときを正値、左側に傾斜するときを負値とした。また、Ｙ軸方向の出力の場合、鉛直軸に対するＹ軸方向の傾斜角度は、傾斜センサ７０が進行方向側（前側）に傾斜するときを正値、進行方向と逆側（後側）に傾斜するときを負値とする。

図２の説明に戻ると、上述した各種センサの出力はＥＣＵ３４に入力される。ＥＣＵ３４は、入力されたセンサ出力のうち、クランク角センサ６２が出力する信号をカウンタでカウントしてエンジン回転数Ｎｅを検出すると共に、車速センサ２６が出力する信号をカウンタでカウントして車速Ｖを検出する。

また、ＥＣＵ３４は、入力されたアクセル開度θＡなどをパラメータとして演算を行い、スロットルバルブ５４の開度ＴＨd（以下「目標スロットル開度」という）を算出し、算出した目標スロットル開度ＴＨdに応じた制御値（通電指令値）を電動モータ３６に出力してスロットル開度θＴＨを調整し、よって吸入空気を調量してエンジン２０の出力を制御する。さらに、ＥＣＵ３４は、入力された各値をパラメータとして演算を行い、自動二輪車１０の運転状態に応じた制御信号を、燃料ポンプ４０、インジェクタ４４および点火コイル４２などに送る。

さらに、ＥＣＵ３４は、傾斜センサ７０から出力された鉛直軸に対する車両の傾斜状態を示す値（電圧値）に基づいて車両の転倒を検出する。以下、その車両の転倒を検出する転倒検出装置の動作について説明する。

図５は、この実施例に係る車両の転倒検出装置の動作を示すフローチャートである。図示のプログラムは、ＥＣＵ３４において所定の周期（例えば１０［ｍｓｅｃ］）ごとに実行される。

以下説明すると、先ず、Ｓ１０において、傾斜センサ７０の検出軸（Ｘ，Ｙ軸）の状態を検出する。

図６は、検出軸の状態検出処理を示すサブルーチン・フローチャートである。以下、図６を参照してその処理について説明すると、先ず、Ｓ１００で傾斜センサ７０のＸ軸方向の出力値ＶＸＧを読み込むと共に、Ｓ１０２に進み、傾斜センサ７０のＹ軸方向の出力値ＶＹＧを読み込む。

次いで、Ｓ１０４に進み、Ｓ１００とＳ１０２で読み込んだ出力値ＶＸＧ，ＶＹＧが、傾斜センサ７０において通常取り得る範囲内にあるか否か、即ち、正常な値であるか否か判断する。Ｓ１０４で否定されるときはＳ１０６，Ｓ１０８に進み、後述するカウンタＣＮＴＶＸＧ_ｎとＣＮＴＶＹＧ_ｎをリセットすると共に、Ｓ１１０に進んでフラグＦ_ＲＥＡＤ１ＳＴ（後述）もリセットする。尚、末尾の「ｎ」は、離散系のサンプル時間、具体的には今回プログラムループを意味する。

Ｓ１０４で肯定されるときはＳ１１２に進み、フラグＦ_ＲＥＡＤ１ＳＴのビットが０か否か判断する。フラグＦ_ＲＥＡＤ１ＳＴは、初期状態（例えば、イグニッションスイッチがオンされたとき）において０に設定されるため、この判断は通例肯定される。

次いで、Ｓ１１４，Ｓ１１６に進み、Ｘフィルタリング値ＶＸＧＦＬＴ_ｎおよびＹフィルタリング値ＶＹＧＦＬＴ_ｎ（共に後述）を初期化する。具体的には、Ｘフィルタリング値ＶＸＧＦＬＴ_ｎにＳ１００で読み込んだ出力値ＶＸＧをセットすると共に、Ｙフィルタリング値ＶＹＧＦＬＴ_ｎにＳ１０２で読み込んだ出力値ＶＹＧをセットする。

次いで、Ｓ１１８に進み、フラグＦ_ＲＥＡＤ１ＳＴのビットを１にセットする。これにより、次回のプログラムループにおいて、Ｓ１１２の判断は否定される。即ち、Ｓ１１４とＳ１１６の処理は初回のプログラムループでのみ実行される。

Ｓ１１２で否定されるときはＳ１２０に進み、Ｘフィルタリング値ＶＸＧＦＬＴ_ｎを算出する。Ｘフィルタリング値ＶＸＧＦＬＴ_ｎの算出について、図７を参照して説明する。

図７は、Ｘフィルタリング値ＶＸＧＦＬＴ_ｎを説明するためのグラフである。尚、図７においては、横軸にプログラムのループ回数を、縦軸に電圧値をとって示す。

図示の如く、前回のプログラムループで算出されたＸフィルタリング値ＶＸＧＦＬＴ_ｎ−１（但し、２回目のプログラムループの場合は、１回目のプログラムループにおいてＳ１１４でセットされた値）に今回のプログラムループで読み込んだ（検出された）出力値ＶＸＧを加算して２で除した値を今回のＸフィルタリング値ＶＸＧＦＬＴ_ｎとする。このように、Ｘフィルタリング値ＶＸＧＦＬＴ_ｎは、傾斜センサ７０から出力されるＸ軸方向の出力値ＶＸＧの加重平均値である。尚、図７に示される出力値ＶＸＧなどの数値は、Ｘフィルタリング値ＶＸＧＦＬＴ_ｎを説明するために示した例である。

図６の説明に戻ると、次いで、Ｓ１２２に進み、今回のプログラムループで算出されたＸフィルタリング値ＶＸＧＦＬＴ_ｎとＳ１００で検出された出力値ＶＸＧとの差（換言すれば所定時間ごとに検出される出力値ＶＸＧとＸフィルタリング値ＶＸＧＦＬＴ_ｎの最新値の差）を求め、所定値＃ＶＧＷＮＤＷと求めた差の絶対値を比較し、求めた差の絶対値が所定値＃ＶＧＷＮＤＷ未満か否か判断する。即ち、Ｓ１２２の処理は、傾斜センサ７０のＸ軸方向の出力値ＶＸＧが、Ｘフィルタリング値ＶＸＧＦＬＴ_ｎ（加重平均値）に対してほぼ同一の値であるか否か判断するものである。尚、前記した所定値＃ＶＧＷＮＤＷは、出力値ＶＸＧとＸフィルタリング値ＶＸＧＦＬＴｎがほぼ同一であるか否か判断できる値に設定され、この実施例においては０．３［Ｖ］とした。

Ｓ１２２で肯定されるときはＳ１２４に進んでカウンタＣＮＴＶＸＧ_ｎを前回値ＣＮＴＶＸＧ_ｎ−１に１つインクリメントしてセットする一方、否定されるときはＳ１２６に進み、カウンタＣＮＴＶＸＧ_ｎをリセットする。

次いで、Ｓ１２８以降に進み、前述したＳ１２０からＳ１２６までの処理を、傾斜センサ７０から出力されるＹ軸方向の出力値ＶＹＧに対して同様に行う。具体的には、Ｓ１２８においてＹフィルタリング値ＶＹＧＦＬＴ_ｎを算出する。Ｙフィルタリング値ＶＹＧＦＬＴ_ｎは、前述したＸフィルタリング値ＶＸＧＦＬＴ_ｎと同様、前回のＹフィルタリング値ＶＹＧＦＬＴ_ｎ−１に今回検出された出力値ＶＹＧを加算して２で除した値を今回のＹフィルタリング値ＶＹＧＦＬＴ_ｎとする。このように、Ｙフィルタリング値ＶＹＧＦＬＴｎは、傾斜センサ７０から出力されるＹ軸方向の出力値ＶＹＧの加重平均値である。

次いで、Ｓ１３０に進み、今回のプログラムループで算出されたＹフィルタリング値ＶＹＧＦＬＴ_ｎとＳ１０２で検出された出力値ＶＹＧとの差（換言すれば所定時間ごとに検出される出力値ＶＹＧとＹフィルタリング値ＶＹＧＦＬＴ_ｎの最新値の差）を求め、所定値＃ＶＧＷＮＤＷと求めた差の絶対値を比較し、求めた差の絶対値が所定値＃ＶＧＷＮＤＷ未満か否か判断する。即ち、Ｓ１３０の処理は、傾斜センサ７０のＹ軸方向の出力値ＶＹＧが、Ｙフィルタリング値ＶＹＧＦＬＴ_ｎ（加重平均値）に対してほぼ同一の値であるか否か判断するものである。

Ｓ１３０で肯定されるときはＳ１３２に進んでカウンタＣＮＴＶＹＧ_ｎを前回値ＣＮＴＶＹＧ_ｎ−１に１つインクリメントしてセットする一方、否定されるときはＳ１３４に進み、カウンタＣＮＴＶＹＧ_ｎを０にリセットする。

図５フローチャートの説明に戻ると、次いで、Ｓ１２に進み、鉛直軸に対する車両（正確には、車両に取り付けられた傾斜センサ７０）の初期傾斜角度を学習（算出）する。

図８は、初期傾斜角の学習処理を示すサブルーチン・フローチャートである。以下、図８を参照してその処理について説明すると、先ず、Ｓ２００でフラグＦ_ＡＮＧＣＲＥＦが１か否か、具体的には、学習許可があるか否か判断する。このフラグＦ_ＡＮＧＣＲＥＦは、初期状態（例えば、イグニッションスイッチがオンされたとき）において１にセットされるため、Ｓ２００での判断は通例肯定される。

Ｓ２００で肯定されると、Ｓ２０２に進んで上記したカウンタＣＮＴＶＸＧ_ｎが所定値＃ＣＮＴＶＸＧより大きいか否か判断する。所定値＃ＣＮＴＶＸＧは、例えば１００に設定される。即ち、Ｓ２０２の処理は、傾斜センサ７０のＸ軸方向の出力値ＶＸＧが、所定期間（具体的には、１［ｓｅｃ］）ほぼ同一であるか否か判断するものである。

Ｓ２０２で肯定されるときはＳ２０４に進み、前記したカウンタＣＮＴＶＹＧ_ｎが所定値＃ＣＮＴＶＹＧより大きいか否か判断する。所定値＃ＣＮＴＶＹＧは、例えば、所定値＃ＣＮＴＶＸＧと同様、１００に設定される。即ち、Ｓ２０４の処理は、傾斜センサ７０のＹ軸方向の出力値ＶＹＧが、所定期間（具体的には、１［ｓｅｃ］）ほぼ同一であるか否か判断するものである。

上記したＳ２０２，Ｓ２０４で否定されるときは、以降の処理をスキップする一方、Ｓ２０４で肯定されるときはＳ２０６に進み、傾斜センサ７０からの出力値ＶＸＧが所定値＃ＶＧＭＥＡＮより大きいか否か判断する。所定値＃ＶＧＭＥＡＮは、傾斜センサ７０の中間電圧（２．５［Ｖ］）に設定される。

Ｓ２０６で肯定されるときはＳ２０８に進み、フラグＦ_ＡＮＧＸＲＥＦ（後述）を０にリセットする一方、否定されるときはＳ２１０に進んでフラグＦ_ＡＮＧＸＲＥＦを１にセットする。

次いで、Ｓ２１２に進み、傾斜センサ７０の鉛直軸に対するＸ軸方向の初期傾斜角ＡＮＧＸＲＥＦを算出する。Ｘ軸初期傾斜角ＡＮＧＸＲＥＦは、以下に示す式（１）で算出する。

ここで、＃ＧＶＲＡＴＥは、図４に示した傾斜センサ７０のセンサ特性グラフにおける傾きであり、具体的には５０に設定される。

尚、この実施例においては、鉛直軸に対する車両の傾斜状態を示す値を出力する傾斜センサとして角度センサを用いたため、Ｘ軸初期傾斜角ＡＮＧＸＲＥＦを式（１）によって求めたが、角度センサに代えて加速度センサを用いることもできる。その場合は、下記の式（１）´によってＸ軸初期傾斜角ＡＮＧＸＲＥＦを算出することができる。

式（１）´において、ＶＸＧ´は加速度センサから出力される出力値であると共に、＃ＶＧＭＥＡＮ´，＃ＧＶＲＡＴＥ´は、加速度センサの特性に応じて適宜に設定される、式（１）と同様な所定値である。

次いで、Ｓ２１４に進み、傾斜センサ７０からの出力値ＶＹＧが前記した所定値＃ＶＧＭＥＡＮより大きいか否か判断する。Ｓ２１４で肯定されるときはＳ２１６に進んでフラグＦ_ＡＮＧＹＲＥＦを０にリセットする一方、否定されるときはＳ２１８に進み、フラグＦ_ＡＮＧＹＲＥＦを１にセットする。

ここで、上記したフラグＦ_ＡＮＧＸＲＥＦとフラグＦ_ＡＮＧＹＲＥＦについて、図９を参照して説明する。

図９は、図８に示すフラグＦ_ＡＮＧＸＲＥＦとフラグＦ_ＡＮＧＹＲＥＦを説明するための説明図である。

フラグＦ_ＡＮＧＸＲＥＦが０のとき、即ち、出力値ＶＸＧが所定値＃ＶＧＭＥＡＮより大きく、傾斜センサ７０が進行方向に向かって右側（正確には、鉛直軸（Ｚ軸）に対してＸ軸の正方向）に傾斜すると共に、フラグＦ_ＡＮＧＹＲＥＦが０のとき、即ち、出力値ＶＹＧが所定値＃ＶＧＭＥＡＮより大きく、傾斜センサ７０が進行方向側（正確には、鉛直軸（Ｚ軸）に対してＹ軸の正方向）にも傾斜するときは、傾斜センサ７０が、初期状態において図９に示した「第１象限」側に傾斜していることを意味する。

また、フラグＦ_ＡＮＧＸＲＥＦが１のとき、即ち、出力値ＶＸＧが所定値＃ＶＧＭＥＡＮ以下で傾斜センサ７０が進行方向に向かって左側（正確には、鉛直軸に対してＸ軸の負方向）に傾斜すると共に、フラグＦ_ＡＮＧＹＲＥＦが０で傾斜センサ７０が進行方向側（正確には、鉛直軸に対してＹ軸の正方向）にも傾斜するときは、傾斜センサ７０が、初期状態において「第２象限」側に傾斜していることを意味する。

また、フラグＦ_ＡＮＧＸＲＥＦが１のときで傾斜センサ７０が進行方向に向かって左側（正確には、鉛直軸に対してＸ軸の負方向）に傾斜すると共に、フラグＦ_ＡＮＧＹＲＥＦが１のとき、即ち、出力値ＶＹＧが所定値＃ＶＧＭＥＡＮ以下で傾斜センサ７０が進行方向と逆側（後ろ側。正確には、鉛直軸に対してＹ軸の負方向）にも傾斜するときは、傾斜センサ７０が、初期状態において「第３象限」側に傾斜していることを意味する。

同様に、フラグＦ_ＡＮＧＸＲＥＦが０で傾斜センサ７０が進行方向に向かって右側（正確には、鉛直軸に対してＸ軸の正方向）に傾斜すると共に、フラグＦ_ＡＮＧＹＲＥＦが１で傾斜センサ７０が進行方向と逆側（後ろ側。正確には、鉛直軸に対してＹ軸の負方向）にも傾斜するときは、傾斜センサ７０が、初期状態において「第４象限」側に傾斜していることを意味する。

図８の説明に戻ると、次いで、Ｓ２２０に進んで傾斜センサ７０の鉛直軸に対するＹ軸方向の初期傾斜角ＡＮＧＹＲＥＦを算出する。このＹ軸初期傾斜角ＡＮＧＹＲＥＦは、以下に示す式（２）で算出する。

尚、Ｙ軸初期傾斜角ＡＮＧＹＲＥＦについても、Ｘ軸初期傾斜角ＡＮＧＸＲＥＦ同様、傾斜センサとして加速度センサを用いる場合は、下記の式（２）´によって算出することもできる。

次いで、Ｓ２２２に進み、フラグＦ_ＡＮＧＣＲＥＦをリセットする。これにより、次回のプログラムループにおいてはＳ２００で否定され、上記したＳ２０２からＳ２２２までの処理をスキップする。即ち、Ｘ軸初期傾斜角ＡＮＧＸＲＥＦとＹ軸初期傾斜角ＡＮＧＹＲＥＦの算出は、イグニッションスイッチがオンされた後、１回のみ実行される。

図５フローチャートの説明に戻ると、次いで、Ｓ１４に進み、車両の状態、具体的には、鉛直軸に対する車両（正確には、車両に取り付けられた傾斜センサ７０）の傾斜状態を検出する。

図１０は、車両状態を検出する処理を示すサブルーチン・フローチャートである。

先ず、Ｓ３００において、カウンタＣＮＴＶＸＧ_ｎが前記した所定値＃ＣＮＴＶＸＧより大きいか否か判断する。即ち、Ｓ３００の処理は、傾斜センサ７０のＸ軸方向の出力値ＶＸＧが、所定期間ほぼ同一であるか否かを判断するものである。

Ｓ３００で肯定されるときはＳ３０２に進み、前記カウンタＣＮＴＶＹＧ_ｎが所定値＃ＣＮＴＶＹＧより大きいか否か判断する。Ｓ３０２の処理は、Ｓ３００の処理と同様、傾斜センサ７０のＹ軸方向の出力値ＶＹＧが、所定期間ほぼ同一であるか否かを判断するものである。

Ｓ３００，Ｓ３０２で否定されるときは、以降の処理をスキップする一方、Ｓ３０２で肯定されるときはＳ３０４に進み、傾斜センサ７０からの出力値ＶＸＧが所定値＃ＶＧＭＥＡＮより大きいか否か判断する。Ｓ３０４で肯定されるときはＳ３０６に進み、フラグＦ_ＡＮＧＸＤＴ（後述）を０にリセットする一方、否定されるときはＳ３０８に進んでフラグＦ_ＡＮＧＸＤＴを１にセットする。

次いで、Ｓ３１０に進み、傾斜センサ７０の鉛直軸に対するＸ軸方向の傾斜角ＡＮＧＸＤＴを算出する。Ｘ軸傾斜角ＡＮＧＸＤＴは、以下に示す式（３）によって算出する。

尚、この実施例においては傾斜センサを用いたため、Ｘ軸傾斜角ＡＮＧＸＤＴを式（３）によって求めたが、傾斜センサとして加速度センサを用いる場合は、下記の式（３）´によって算出することができる。

次いで、Ｓ３１２に進み、傾斜センサ７０からの出力値ＶＹＧが前記した所定値＃ＶＧＭＥＡＮより大きいか否か判断する。Ｓ３１２で肯定されるときはＳ３１４に進んでフラグＦ_ＡＮＧＹＤＴを０にリセットする一方、否定されるときはＳ３１６に進み、フラグＦ_ＡＮＧＹＤＴを１にセットする。

ここで、フラグＦ_ＡＮＧＸＤＴとフラグＦ_ＡＮＧＹＤＴについて説明する。これらは、前述したフラグＦ_ＡＮＧＸＲＥＦとフラグＦ_ＡＮＧＹＲＥＦ同様、各フラグのビットが０および１のいずれにセットされているかに基づき、傾斜センサ７０が、図９に示した第１から第４象限の内、どちら側に傾斜しているかを判断するフラグである。

具体的には、フラグＦ_ＡＮＧＸＤＴが０、かつフラグＦ_ＡＮＧＹＤＴが０のときは、傾斜センサ７０が「第１象限」側に傾斜すると共に、フラグＦ_ＡＮＧＸＤＴが１、かつフラグＦ_ＡＮＧＹＤＴが０のときは、傾斜センサ７０は「第２象限」側に傾斜していることを意味する。さらに、フラグＦ_ＡＮＧＸＤＴが１、かつフラグＦ_ＡＮＧＹＤＴが１のときは、傾斜センサ７０が「第３象限」側に傾斜すると共に、フラグＦ_ＡＮＧＸＤＴが０、かつフラグＦ_ＡＮＧＹＤＴが１のときは、傾斜センサ７０は「第４象限」側に傾斜していることを意味する。

図１０の説明を続けると、次いで、Ｓ３１８に進んで傾斜センサ７０の鉛直軸に対するＹ軸方向の傾斜角ＡＮＧＹＤＴを算出する。このＹ軸傾斜角ＡＮＧＹＤＴは、以下に示す式（４）によって算出する。

尚、Ｙ軸傾斜角ＡＮＧＹＤＴについても、Ｘ軸傾斜角ＡＮＧＸＤＴ同様、傾斜センサとして加速度センサを用いる場合は、下記の式（４）´によって算出することもできる。

次いで、Ｓ３２０に進んでフラグＦ_ＡＮＧＸＤＴのビットが、フラグＦ_ＡＮＧＸＲＥＦのビットと同一であるか否か、即ち、現在の傾斜センサ７０の傾斜している方向と初期状態において傾斜センサ７０の傾斜した方向が同一であるか否か判断する。Ｓ３２０で肯定されるときは、Ｘ軸傾斜角ＡＮＧＸＤＴとＸ軸初期傾斜角ＡＮＧＸＲＥＦの符号が同一であるため、Ｓ３２２に進み、Ｘ軸傾斜補正角ＡＮＧＸＣＲを以下の式（５）によって算出する。

一方、Ｓ３２０で否定、即ち、フラグＦ_ＡＮＧＸＤＴのビットとフラグＦ_ＡＮＧＸＲＥＦのビットが相違すると判断されるときは、Ｘ軸傾斜角ＡＮＧＸＤＴとＸ軸初期傾斜角ＡＮＧＸＲＥＦの符号が相違するため、Ｓ３２４に進み、Ｘ軸傾斜補正角ＡＮＧＸＣＲを以下の式（６）から算出する。

Ｘ軸傾斜補正角ＡＮＧＸＣＲは、上記したように、今回のプログラムループで算出されたＸ軸傾斜角ＡＮＧＸＤＴとＸ軸初期傾斜角ＡＮＧＸＲＥＦとの変化量、即ち、傾斜センサ７０の鉛直軸に対するＸ軸方向の変化量を示す値である。また、Ｘ軸傾斜補正角ＡＮＧＸＣＲは、上記した式（５）あるいは（６）から分かるように、Ｘ軸初期傾斜角ＡＮＧＸＲＥＦに基づいてＸ軸傾斜角ＡＮＧＸＤＴを補正して算出される。

次いで、Ｓ３２６に進んでフラグＦ_ＡＮＧＹＤＴのビットが、フラグＦ_ＡＮＧＹＲＥＦのビットと同一であるか否か、即ち、現在の傾斜センサ７０の傾斜している方向と初期状態において傾斜センサ７０の傾斜した方向が同一であるか否か判断する。Ｓ３２６で肯定されるときは、Ｙ軸傾斜角ＡＮＧＹＤＴとＹ軸初期傾斜角ＡＮＧＹＲＥＦの符号が同一であるため、Ｓ３２８に進み、Ｙ軸傾斜補正角ＡＮＧＹＣＲを以下の式（７）によって算出する。

一方、Ｓ３２６で否定されるときは、Ｙ軸傾斜角ＡＮＧＹＤＴとＹ軸初期傾斜角ＡＮＧＹＲＥＦの符号が相違するため、Ｓ３３０に進み、Ｙ軸傾斜補正角ＡＮＧＹＣＲを以下の式（８）から算出する。

Ｙ軸傾斜補正角ＡＮＧＹＣＲは、上記したように、今回のプログラムループで算出されたＹ軸傾斜角ＡＮＧＹＤＴとＹ軸初期傾斜角ＡＮＧＹＲＥＦとの変化量、即ち、傾斜センサ７０の鉛直軸に対するＹ軸方向の変化量を示す値である。また、Ｙ軸傾斜補正角ＡＮＧＹＣＲは、上記した式（７）あるいは（８）から分かるように、Ｙ軸初期傾斜角ＡＮＧＹＲＥＦに基づいてＹ軸傾斜角ＡＮＧＹＤＴを補正して算出される。

次いで、Ｓ３３２に進んで上記ステップで算出されたＸ軸傾斜補正角ＡＮＧＸＣＲとＹ軸傾斜補正角ＡＮＧＹＣＲに基づいてベクトル合成値ＡＮＧＶＣＴＲを算出する。具体的に説明すると、ベクトル合成値ＡＮＧＶＣＴＲは、図１１に示すように、傾斜センサ７０のＸ軸方向に作用する加速度のベクトルＸＶＣＴＲとＹ軸方向に作用する加速度のベクトルＹＶＣＴＲを合成して得られる値である。

ベクトルＸＶＣＴＲは、傾斜センサ７０の鉛直下向きに作用する重力加速度ｇを基準としたとき、Ｘ軸傾斜補正角ＡＮＧＸＣＲの正弦で算出できる。また、ベクトルＹＶＣＴＲも、傾斜センサ７０の鉛直下向きに作用する重力加速度ｇを基準としたとき、Ｙ軸傾斜補正角ＡＮＧＹＣＲの正弦で算出できる。具体的には、各ベクトルは式（９）によって算出される。

尚、重力加速度ｇは１［Ｇ］で表されるため、以下において省略する。

従って、ベクトル合成値ＡＮＧＶＣＴＲは、ベクトルＸＶＣＴＲとベクトルＹＶＣＴＲに基づき、以下の式（１０）によって算出することができる。

次いで、Ｓ３３４に進み、鉛直軸に対する車両（正確には、車両に取り付けられた傾斜センサ７０）の傾斜角ＡＮＧＬＴＩＰを算出する。傾斜角ＡＮＧＬＴＩＰは、Ｓ３３２で算出されたベクトル合成値ＡＮＧＶＣＴＲの逆正弦関数（アークサイン）で算出できる。具体的には、式（１１）によって算出される。尚、傾斜角ＡＮＧＬＴＩＰの初期値は０に設定される。

尚、この実施例にあっては、Ｓ３３４の処理において、傾斜角ＡＮＧＬＴＩＰを上記式（１１）によって算出するようにしたが、図１２に示す如く、ベクトル合成値ＡＮＧＶＣＴＲに対する傾斜角ＡＮＧＬＴＩＰの特性を予めマップ化しておき、Ｓ３３４において、得られたベクトル合成値ＡＮＧＶＣＴＲに基づいて前記マップを検索することで、傾斜角ＡＮＧＬＴＩＰを算出するようにしてもよい。

図５フローチャートの説明に戻ると、次いで、Ｓ１６に進み、車両が転倒しているか否か判断する。

図１３は、車両の転倒を判断する処理を示すサブルーチン・フローチャートである。以下、図１３を参照してその処理について説明すると、先ず、Ｓ４００で前記算出された傾斜角ＡＮＧＬＴＩＰが転倒しきい値＃ＡＮＧＬＴＩＰより大きいか否か判断する。尚、転倒しきい値＃ＡＮＧＬＴＩＰは、車両が転倒していると判断できる角度（例えば、５５［°］）に設定される。

Ｓ４００で肯定されるときは車両が転倒したと判断でき、Ｓ４０２に進んでフラグＦ_ＡＮＧＬＴＩＰを１にセットする一方、否定されるときは不転倒と判断でき、Ｓ４０４に進み、フラグＦ_ＡＮＧＬＴＩＰを０にリセットする。

上記のようにして車両が転倒状態にあると判断されるとき、即ち、フラグＦ_ＡＮＧＬＴＩＰが１にセットされているとき、図示しない別のルーチンによってエンジン２０を停止させる処理を実行する。具体的には、燃料ポンプ４０、インジェクタ４４、および点火コイル４２の動作を停止させる制御信号を出力する。これによりエンジン２０は停止させられる。さらに、車両が転倒状態にあると判断されるとき、図示しない別のルーチンによって車両の転倒を報知するようなランプ（例えば、車両のハザードランプなど）を点灯させる処理も実行する。

このように、この実施例に係る車両の転倒検出装置にあっては、傾斜センサ７０から出力された鉛直軸に対する車両の傾斜状態を示す値（出力値ＶＸＧ，ＶＹＧ）が所定期間ほぼ同一であるとき、出力された鉛直軸に対する車両の傾斜状態を示す値に基づいて鉛直軸に対する車両の傾斜角ＡＮＧＬＴＩＰを算出し、算出された傾斜角に基づいて車両の転倒を検出するように構成したので、車両の転倒を正確に検出することができる。

具体的には、例えばヘアピンカーブのような連続コーナー走行時、あるいはオフロードなどにおける急な登坂路を連続して走行する場合、車両の傾斜角自体は転倒しきい値を超え、その状態が所定期間継続することもあるが、傾斜センサから出力される値は、車両が走行していれば変動する。従って、この実施例に係る車両の転倒検出装置の如く、傾斜センサ７０から出力された値（出力値ＶＸＧ，ＶＹＧ）が所定期間（例えば、１［ｓｅｃ］）ほぼ同一であるとき、車両の傾斜角算出および転倒検出を行うように構成、換言すれば、傾斜センサ７０から出力された値が所定期間ほぼ同一でないとき、即ち、変動しているとき、車両の傾斜角算出および転倒検出を行わないように構成したので、連続コーナー走行時などであっても誤って車両が転倒したと判断することがなく、よって車両の転倒を正確に検出することができる。

また、傾斜センサ７０から出力された値が所定期間ほぼ同一であるときに限って、車両の傾斜角算出および転倒検出を行うように構成したので、傾斜センサから出力がある度に車両の傾斜角を算出するような従来技術に比してその算出回数を減少させることもでき、車両の傾斜角ＡＮＧＬＴＩＰの算出処理を実行するＥＣＵ３４、より正確には、ＥＣＵ３４のＣＰＵの負荷を減少させつつ車両の転倒を検出することができる。

また、傾斜センサから出力された鉛直軸に対する車両の傾斜状態を示す値（出力値ＶＸＧ，ＶＹＧ）から鉛直軸に対する車両の初期傾斜角、具体的には、Ｘ軸初期傾斜角ＡＮＧＸＲＥＦとＹ軸初期傾斜角ＡＮＧＹＲＥＦを算出し、これらに基づいてＸ軸傾斜角ＡＮＧＸＤＴとＹ軸傾斜角ＡＮＧＹＤＴを補正し、車両の傾斜角ＡＮＧＬＴＩＰを算出するように構成したので、傾斜センサが所期の位置に取り付けられていない場合（例えば、車両の車幅方向や車長方向と傾斜センサの検出軸が一致しておらず、位置ずれが生じた場合）であっても、車両の傾斜角を正確に算出することができ、よって車両の転倒も正確に検出することができる。

以上の如く、この発明の実施例にあっては、鉛直軸に対する車両（自動二輪車１０）のＸ，Ｙ軸からなる水平面の傾斜状態を示すＸ軸方向の出力値とＹ軸方向の出力値（出力値ＶＸＧ，ＶＹＧ）を出力する傾斜センサ７０、前記出力されたＸ，Ｙ軸方向の出力値に基づいて前記鉛直軸に対する前記車両の傾斜角ＡＮＧＬＴＩＰを算出する傾斜角算出手段（ＥＣＵ３４のＣＰＵ。図１０のＳ３３４）、および前記算出された傾斜角に基づいて前記車両の転倒を検出する転倒検出手段（ＥＣＵ３４。図１３のＳ４００〜Ｓ４０４）とを備えた車両の転倒検出装置において、前記傾斜角算出手段は、前記出力されたＸ，Ｙ軸方向の出力値ＶＸＧ，ＶＹＧの両方が所定期間ほぼ同一であるか否か判断し、前記出力されたＸ，Ｙ軸方向の出力値ＶＸＧ，ＶＹＧの両方が前記所定期間ほぼ同一であると判断されるとき（ＥＣＵ３４。図１０のＳ３００，Ｓ３０２）、前記出力されたＸ，Ｙ軸方向の出力値ＶＸＧ，ＶＹＧに基づいて前記傾斜角を算出するように構成した（ＥＣＵ３４。図１０のＳ３０４〜Ｓ３３４）。

また、前記出力されたＸ，Ｙ軸方向の出力値に基づいて前記鉛直軸に対する前記車両の初期傾斜角（Ｘ軸初期傾斜角ＡＮＧＸＲＥＦ、Ｙ軸初期傾斜角ＡＮＧＹＲＥＦ）を算出する初期傾斜角算出手段（ＥＣＵ３４。図８のＳ２００〜Ｓ２２２）を備えると共に、前記傾斜角算出手段は、前記算出された初期傾斜角に基づいて前記鉛直軸に対する前記車両の傾斜角（Ｘ軸傾斜角ＡＮＧＸＤＴ、Ｙ軸傾斜角ＡＮＧＹＤＴから算出される傾斜角ＡＮＧＬＴＩＰ）を補正するように構成した（ＥＣＵ３４。図１０のＳ３２０〜Ｓ３３４）。

尚、上記において、自動二輪車を例にとって説明したが、それに限られるものではなく、他の車両であってもよい。

この発明の実施例に係る車両の転倒検出装置を含む全体構成を模式的に示す概略図である。図１に示す転倒検出装置を備えた車両の構成を示すブロック図である。図１に示す傾斜センサの自動二輪車における配置を説明するための模式図である。図１に示す傾斜センサから出力される傾斜状態を示す値のうち、Ｘ軸方向の出力の特性を表すセンサ特性グラフである。図１に示す車両の転倒検出装置の動作を示すフローチャートである。図５の検出軸の状態検出処理を示すサブルーチン・フローチャートである。図６に示すＸフィルタリング値を説明するためのグラフである。図５の初期傾斜角の学習処理を示すサブルーチン・フローチャートである。図８に示すフラグＦ_ＡＮＧＸＲＥＦなどを説明するための説明図である。図５の車両状態を検出する処理を示すサブルーチン・フローチャートである。図１０に示すベクトル合成値を説明するための説明図である。ベクトル合成値に対する車両の傾斜角の特性を示すグラフである。図５の車両の転倒を判断する処理を示すサブルーチン・フローチャートである。

符号の説明

１０自動二輪車（車両）、３４ＥＣＵ（電子制御ユニット。傾斜角算出手段、転倒検出手段、初期傾斜角算出手段）、７０傾斜センサ

Claims

鉛直軸に対する車両のＸ，Ｙ軸からなる水平面の傾斜状態を示すＸ軸方向の出力値とＹ軸方向の出力値を出力する傾斜センサ、前記出力されたＸ，Ｙ軸方向の出力値に基づいて前記鉛直軸に対する前記車両の傾斜角を算出する傾斜角算出手段、および前記算出された傾斜角に基づいて前記車両の転倒を検出する転倒検出手段とを備えた車両の転倒検出装置において、前記傾斜角算出手段は、前記出力されたＸ，Ｙ軸方向の出力値の両方が所定期間ほぼ同一であるか否か判断し、前記出力されたＸ，Ｙ軸方向の出力値の両方が前記所定期間ほぼ同一であると判断されるとき、前記出力されたＸ，Ｙ軸方向の出力値に基づいて前記傾斜角を算出するように構成したことを特徴とする車両の転倒検出装置。
前記出力されたＸ，Ｙ軸方向の出力値に基づいて前記鉛直軸に対する前記車両の初期傾斜角を算出する初期傾斜角算出手段を備えると共に、前記傾斜角算出手段は、前記算出された初期傾斜角に基づいて前記鉛直軸に対する前記車両の傾斜角を補正するように構成したことを特徴とする請求項１記載の車両の転倒検出装置。