(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行中の車両におけるスラスト角（θ）を搭乗者数及び搭乗位置毎に検出し、搭乗計測者に対して検出結果又は検出結果に基づく各種表示又は報知を、前記各ケース毎に若しくは各ケース毎のデータを統合評価して行う車両におけるスラスト角の検出表示方法。
【請求項２】
走行中の車両のスラスト角（θ）を検出し電気的に出力する検出装置（２３）を車両側に設け、該検出装置（２３）からの複数の検出結果を所定形式にデータ化し、該データを各個別あるいは統合的に画面又は音声表示するための表示データとして出力し、且つスラスト角の測定のために運転者以外の同乗者の人数と搭乗位置を順次指示する指示データを出力する制御装置（３６）を上記検出装置（２３）と接続して設け、上記表示データと指示データを画面又は音声表示する表示装置（３９）を上記制御装置（３６）に接続して設けた車両におけるスラスト角の検出表示装置。
【請求項３】
表示装置（３９）が、ディスプレイ（４２）と音声表示部（４３）のいずれか一方又は両方を備えてなる請求項２の車両におけるスラスト角の検出表示装置。
【請求項４】
車両における各座席に運転者又は同乗者が搭乗しているか否かを検出する着席センサ（４４）を上記制御装置（３６）に接続して設けた請求項２又は３の車両におけるスラスト角の検出表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は自動車における搭乗者数及び搭乗位置毎のスラスト角の正常，異常の状態を表示する車両におけるスラスト角の検出表示方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に自動車のスラスト角の異常に関する安全上及び車両整備上の否定的な影響については比較的広く知られているが、その発生原因や背景及びスラスト角異常に対する対策の根本的な解明は少なくとも我が国においてはきわめて不十分である。本発明者は長年にわたる自動車のホイルアライメントの整備と整備に不可欠なホイルアライメントテスターの取り扱いの経験及び研究に基づき、上記スラスト角の異常に関する諸問題の解明と、車両走行時のスラスト角の異常を比較的簡単に発見する装置に関し、既に特公平７−８１８０６号の明細書及び図面に示される発明を提案している。
【０００３】
上記発明はスラスト角｛自動車の車体の幾可学的中心線（以下「車体中心線」という）に対する車体の進行線（以下「スラストライン」という）の向きの角度差｝をステアリングホイールのセンターのずれ量や、車両側に設けられた検出装置等に基づいて検出して、表示装置によって運転者が比較的簡単にスラスト角の異常（スラスト角が必要以上に大きいこと等）を確認することができる装置であり、これ以外にスラスト角の異常を簡単に発見する実用的な装置や方法は知られていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このとき上記スラスト角の異常は、後輪のトーやキャンバ，キャスター等のホイールアライメント全般の要素、強度不足等による車体（アンダーボディー）の歪み、自動車の事故後の再生作業不良等に関係して発生することが知られているが、運転者と共に同乗者が乗る場合、同乗者の乗車位置や乗車人数によっても変化する。
【０００５】
特にスラスト角に異常のある、又はスラスト角の異常を発生させる要素（例えばホイールアライメントの調整不良，車体強度の不足や過負荷等）がある自動車の場合、乗車人数や乗車位置によってスラスト角が容易にばらつき、特定の車両においてスラスト角の大小，方向等の異常度合いが乗車人数や乗車位置によって変化し、場合によっては運転者一名乗車の場合のスラスト角が正常な範囲に調整されていても、同乗者が乗車するとスラスト角がこの正常な範囲から外れることもある。
【０００６】
一方従来のスラスト角の検出装置は、単に検出装置の使用者が走行中の車両のスラスト角を計測する装置であるため、乗車人数や乗車位置によってスラスト角異常の状態が異なるという知識を使用者が有していないときには、運転者一名乗車のスラスト角以外に、その車両において乗車人数や乗車位置別にスラスト角の測定が行われることはほとんどない。
【０００７】
これにより例えば運転者以外に同乗者が乗車しており、運転者一名乗車の時よりスラスト角が大きくなっていても、このスラスト角の変化（異常）は認識されることはなく、スラスト角異常による予想外の走行異常をもたらす場合がある。このため上記のようなスラスト角に関する知識を有しない人でも、乗車人数や乗車位置によって変化するスラスト角を簡単に計測し、測定結果を比較的多くの人が容易に理解できるように表示する装置や方法が望まれている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するための本発明の車両におけるスラスト角の検出表示方法は、走行中の車両におけるスラスト角θを搭乗者数及び搭乗位置毎に検出し、搭乗計測者に対して検出結果又は検出結果に基づく各種表示又は報知を、前記各ケース毎に若しくは各ケース毎のデータを統合評価して行うことを特徴としている。
【０００９】
また車両におけるスラスト角の検出表示装置は、走行中の車両のスラスト角θを検出し電気的に出力する検出装置２３を車両側に設け、該検出装置２３からの複数の検出結果を所定形式にデータ化し、該データを各個別あるいは統合的に画面又は音声表示するための表示データとして出力し、且つスラスト角の測定のために運転者の１名乗車及び１名以上の同乗者の複数の異なる搭乗位置への乗車を順次指示する動作指示を画面表示させる指示データを出力する制御装置３６を上記検出装置２３と接続して設け、上記表示データと指示データを画面又は音声表示する表示装置３９を上記制御装置３６に接続して設けたことを第１の特徴としている。
【００１０】
さらに表示装置３９が、ディスプレイ４２と音声表示部４３のいずれか一方又は両方を備えてなることを第２の特徴としている。
【００１１】
そして車両における各座席に運転者又は同乗者が搭乗しているか否かを検出する着席センサ４４を上記制御装置３６に接続して設けたことを第３の特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は後輪のトーによって決まる自動車のスラスト角の状態を示す説明図（平面視における自動車のモデル図）である。車体１の幾可学的中心線（車体中心線）Ａは、前後輪３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂの車軸（独立懸架式では車軸中心）５，６における左右の中間位置Ｐ１，Ｐ２を結ぶ中心線で表され、後輪左右のトー７ａ，７ｂは車輪４ａ，４ｂの車体中心線Ａに対する左右方向の振れ角で表される。このとき後輪のトー７ａ，７ｂ（振れ角）は、平面視で車輪４ａ，４ｂの前方が車体の内側を向く場合が＋、外側を向く場合が−として表示される。
【００１３】
そして左右の振れ角をα，βとすると、車体１のスラストライン（車体進行方向）は車体中心線Ａとのなす角がtan-1｛（sinα−sinβ）/（cosα＋cosβ）｝｛この場合のα，βの範囲では（α−β）/２｝である直線で表され、換言すると上記tan-1｛（sinα−sinβ）/（cosα＋cosβ）｝＝（α−β）/２がスラストラインと車体中心線Ａとの角度の差であるスラスト角θとなる。
【００１４】
このときスラスト角θが＋の値である場合はスラストラインの前端側が平面視において車体中心線Ａの右側に振れ、−の値である場合はスラストラインの前端側が平面視において車体中心線Ａの左側に振れることを意味する。例えばα＝α１，β＝β１の時は、スラスト角θ＝（α１−β１）／２である直線Ｂ１が、α＝α２，β＝β２の時は、スラスト角θ＝（α２−β２）／２である直線Ｂ２（−符号となる）がスラストラインとなる。なお８ａ，８ｂは前輪３ａ，３ｂのトーを表わす。
【００１５】
図２は自動車（右ハンドルＦＲ）の前後輪のサスペンション及びステアリング装置９の配置構成を示した説明図である。前後の車軸５，６間には、トランスミッション１１とともに運転席３１，助手席３２，複数の同乗者が座ることができる後部座席３３等が設けられており、後輪の車軸６はプロペラシャフト１２を介してトランスミッション１１から駆動力が伝達されている。また前輪の車軸５はステアリングホイール（ハンドル）１４とステアリングギヤ及びステアリングシャフト１３等を介して連結されており、ステアリング操作（ステアリングホイール１４を回す）に伴うステアリングシャフト１３の回動で前輪３ａ，３ｂが操作される（操向が決定される）構造となっている。
【００１６】
このときステアリング装置９は運転室３４内にステアリングシャフト１３を回動自在に軸支してステアリングホイール１４を支持しているコラムボックス１６が設けられ、コラムボックス１６内にステアリングシャフト１３を挿通するコラムチューブ１７が設けられている。そしてコラムチューブ１７，コラムボックス１６は車体１側に固定される固定部を構成し、これに対しステアリングシャフト１３及びステアリングホイール１４側はステアリング操作に伴って回動する可動部を構成している。
【００１７】
そして従来から知られているようにスラスト角θがほぼ０である（スラストラインの車体中心線Ａに対する誤差が許容範囲にある）車両の場合、ステアリングホイール１４をセンターに合わせると直進するが、許容誤差以上のスラスト角θを有した車両は、ステアリングホイール１４をセンターからスラスト角θ分回動させる（スラストラインの方向と進行方向とを一致させる）ことで直進する。なおこの場合（許容誤差以上のスラスト角θを有した車両）は車両中心線Ａが進行方向（スラストラインと一致する）に対してスラスト角θ分ずれており、従来から知られているように進行方向に対して車体（ボディー）１が傾斜して走行（ドッグラニング）することになる。
【００１８】
このため特公平７−８１８０６号公報に示されるように固定部の所定位置に対する可動部の位置ずれを検出することでスラスト角θが検出されるが、本実施形態では図３に示されるように、ステアリング装置９の固定部側にバーコード又は磁気等を利用した目盛部２１を、可動部側にフォートセンサ又は磁気センサ等による読み取りセンサ２２を設けてなる検出装置２３を付設し、目盛部２１上をセンサ２２がスラスト角θに応じてスライドすることによって検出装置２３がスラスト角θを検出し、検出したスラスト角θを電気的に出力する構造となっており、検出装置２３（出力）は図４に示されるように後述する制御装置３６に接続されている。
【００１９】
次に上記制御装置３６の構造について説明する。図４に示されるように制御装置３６は検出装置２３を入力接続するための入力インターフェース３７と、検出装置２３からの入力データ（検出結果）の演算処理等を行う処理部３８と、後述する構成の表示装置３９を出力に接続するための出力インターフェース４１とを備えている。このとき処理部３８は検出装置２３からの複数の検出結果を所定形式にデータ化し、該データを各個別あるいは統合的に表示装置３９側に表示させるための表示データに演算する演算機能と、スラスト角の測定のために運転者の１名乗車及び１名以上の同乗者の複数の異なる搭乗位置への乗車を順次指示する動作指示を表示装置３９側に表示させるための指示データを算出する指示機能とを備えている。
【００２０】
そして上記処理部３８は演算機能と指示機能とをリンク（連係）させて動作させており、指示機能が所定乗車位置に運転者又は運転者と同乗者が搭乗するように指示を出して、この搭乗位置と搭乗者数での車両のスラスト角を測定して（検出装置側からの検出結果を得て）前述のように演算し、次に他の乗車位置に運転者又は運転者と同乗者が搭乗するように指示を出して上記同様スラスト角の測定を行い、以上を予め決められた搭乗者数と搭乗者位置のケース分繰り返して、所定の表示データを出力する。
【００２１】
なお表示データは検出装置２３からのスラスト角の検出結果を、表示装置３９が、スラスト角又はスラスト角の大きさと角度に対応した数値（スラストポイント）等を数字で表示するための形式のデータであったり、グラフで表示するための形式のデータであったり、イラストで表示するための形式のデータであったり、音声で表示するための形式のデータであったりする。そして上記表示データは上記各測定ケース個別又は複数の測定ケースの検出結果を統合した場合のものとなっている。
【００２２】
一方上記表示装置３９はディスプレイ４２とスピーカ４３等の音声表示部の両方を備えており、制御装置３６からの表示データ及び指示データに従って、測定されたスラスト角の検出結果，検出結果に基づく数値，絵（イラスト等），グラフ，文字，音声等が表示される（数値，絵，グラフ，文字等がディスプレイ４２に映し出されたり、音声等がスピーカー４３から流れたりする）。つまり以上に示される検出装置２３，制御装置３６，表示装置３９によってスラスト角θの検出表示装置が構成されている。なお表示装置３９は予め車両の運転席３４内に設けられている、いわゆるカーナビゲーションのモニターとカーオーディオ等を組み合わせたもので兼用しても良い。
【００２３】
また各座席（運転席３１，助手席３２，後部座席３３の各着席位置）に、光や超音波等を利用した従来公知の着席を感知する着席センサ４４を設け、該着席センサ４４を制御装置３６に接続し、指示データに従って運転者及び同乗者が着席しているか否かをチェックする、又は各着席センサ４４からのデータに基づいて運転者及び同乗者の着席位置や人数を自動的に演算して、自動的に各乗車ケースでのスラスト角θを測定する構造にしても良い。
【００２４】
次に上記構造のスラスト角の検出表示装置を使用した特定の車両におけるスラスト角θの測定方法について説明する。なお以下の説明は予め運転席に１名乗車，運転席と助手席に２名乗車，運転席と後部座席の左側に２名乗車，運転席と後部座席の左右に３名乗車してそれぞれのケースでスラスト角θを測定すると設定されているものとする。
【００２５】
表示装置３９側に取り付けられた該検出表示装置の操作部４６を操作して検出表示装置を作動させると、まず図５（ａ）に示されるように制御装置３６からの指示データによって「運転席に乗って下さい」との表示が表示装置３９のディスプレイ４２に表示される。このとき音声表示しても良い。また上記操作部４６は運転室３４内であればどこに設けられていても良く、さらに表示装置３９（ディスプレイ４２）内にタッチパネル方式で表示されるようにしても良い。
【００２６】
そしてこれに従って運転席３１に１名乗車して従来のスラスト角θの検出装置でのスラスト角θの検出方法と同様に、車両を低速で直進させてスラスト角θを計測すると、検出装置２３から出力される検出結果が制御装置３６側に入力され、この検出結果が制御装置３６の演算機能によってスラスト角θの大きさと方向に対応した数値であるスラストポイント｛スラスト角の＋方向を右（Ｒ），−方向を左（Ｌ）と表現し、スラスト角の大きさをスラスト角の絶対値が大きくなるに従って大きな数字となるように表現した文字列｝に変換されるとともに、表示装置３９が該スラストポイントを文字列で表示するための表示データと、このスラストポイントの時の車両の直進状態でのボディー１の傾斜をイラスト表示するための表示データとに変換されて出力され、図５（ｂ）に示されるように表示装置３９のディスプレイ４２に上記数字で示されたスラストポイントと、直進状態でのボディー１のイラストと、指示データによる「次の測定を行って下さい」との文字が表示される。
【００２７】
このときスラストポイント及び指示データによる文字を音声表示するようにしても良い。そして所定時間又は操作部４６側を所定の操作するまで上記表示が行われ、所定時間経過後又は操作部４６側の所定操作によって上記表示が表示上消え、次に図６（ａ）に示されるように「運転席と助手席に乗って下さい」との表示が前述の測定ケースと同様にディスプレイ又は音声表示される。そしてこれに従って乗車して車両を低速で直進させてスラスト角θを計測すると、上記同様図６（ｂ）に示されるように表示装置３９のディスプレイ４２に上記文字列で示されたスラストポイントと、直進状態でのボディー１のイラストと、「次の測定を行って下さい」との文字の表示が、所定時間又は操作部４６側を操作するまで行われる。
【００２８】
そして所定時間経過後又は操作部４６側の所定操作によって上記表示が表示上消え、次に図７（ａ）に示されるように「運転席と後部座席の左側に乗って下さい」との表示が前述の測定ケースと同様にディスプレイ又は音声表示される。そしてこれに従って乗車して車両を低速で直進させてスラスト角θを計測すると、上記同様図７（ｂ）に示されるように表示装置３９のディスプレイ４２に文字列で示されたスラストポイントと、直進状態でのボディー１のイラストと、「次の測定を行って下さい」との文字の表示が、所定時間又は操作部４６側を操作するまで行われる。
【００２９】
そして所定時間経過後又は操作部４６側の所定操作によって上記表示が表示上消え、次に図８（ａ）に示されるように「運転席と後部座席左右に乗って下さい」との表示が前述の測定ケースと同様にディスプレイ又は音声表示される。そしてこれに従って乗車して車両を低速で直進させてスラスト角θを計測すると、上記同様図８（ｂ）に示されるように表示装置３９のディスプレイ４２に文字列で示されたスラストポイントと、直進状態での車両のボディー１のイラストと、「測定を終了します」との文字の表示が、所定時間又は操作部４６側を操作するまで行われる。
【００３０】
そして所定時間経過後又は操作部４６側の所定操作によって上記表示が表示上消えるが、以上４回の測定終了後に制御装置３６は演算機能によって、４つの検知結果を統合的にチェックし、スラスト角異常（スラスト角θの絶対値が必要以上に大きい）がある場合は、車両のどこ（主にホイルアライメントを中心に考慮して）にどのような問題点があるかを演算して判断し、この結果を表示装置３９が文字又は音声表示するための表示データを出力するとともに、各乗車位置毎の相対的な危険度を統合的にイラスト表示及びグラフ表示するための表示データを出力し、図９（ａ），（ｂ），（ｃ）に示されるように上記それぞれの表示データに従った表示を表示装置３９が行う。
【００３１】
本発明の車両におけるスラスト角の検出表示装置は、以上ように複数の測定ケースでのスラスト角θの測定が、表示装置３９に表示される指示によって促されて行われるため、スラスト角θに対する知識が比較的少ない人が特定の車両のスラスト角θを測定する場合でも、表示装置３９上の指示に従うことで車両のスラスト角θが複数の状態で測定され、結果が数値以外に絵やグラフや文字（画面表示）又は音声等で表示され、乗車人数や乗車位置に対するスラスト角異常やスラスト角異常による車両に対する影響等を容易に判断することができる。
【００３２】
なお検出装置２３を、特開平５−２７０４３３号公報に示されているような角度センサを利用したスラスト角θの検出部よりなる装置、又は車両の車体中心線を検知してデータとして保有するとともに、カーナビゲーションシステム等で使用される人工衛星を利用して車両の位置を検出するいわゆるＧＰＳシステム等を利用して走行する車両の進行線（スラストライン）を検出し、この車体中心線のデータとスラストラインのデータによってスラスト角θを検知する装置等で構成しても良い。このときＧＰＳを利用して検出するスラストラインは、スラスト角の誤差（正常又は異常）の判断を行うことができるレベルの演算結果を算出するのに必要な程度の誤差精度が必要である。
【００３３】
またスラストポイントは図１０に示されるように、左右方向の棒グラフ的なグラフで表示して絶対値の大きさによって表示色を変えるようにしても良い。一方各座席に着席センサ４４が備えられている場合は、着席位置と人数を指示する表示の後、スラスト角θを測定する際に指示通り着席されているかどうかのチェックを自動的に行うことができるので、測定の失敗が減少し、より正確にスラスト角θの測定を行うことができる。さらに複数の着席及び同乗者数での測定を測定者の任意で行うように構成した場合、不足している測定ケースを指示データで指示する構造とすることもできる。
【００３４】
なお上記スラスト角の検知表示装置を、トラック等の貨物運搬車用に構成してもよい。即ち貨物を荷台の複数位置に載せて各位置でのスラスト角を測定し上記同様の結果を出力するようにすることで、従来行われることが少なかった貨物運搬車の貨物に積み位置でのスラスト角異常がより明確になる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように構成される本発明の構造によれば、１台の車両で運転者及び複数の同乗者の複数の乗車位置の組み合わせでスラスト角を測定することがスラスト角の測定時に表示装置から促され、結果が画面又は音声表示されるため、スラスト角に対する知識が比較的少ない人が車両のスラスト角を測定する場合でも、表示装置上の指示に従うことで車両のスラスト角が複数の状態で測定され、結果が数値以外に絵やグラフや文字（画面表示）又は音声等で表示されるので、乗車人数や乗車位置に対するスラスト角異常やスラスト角異常による車両に対する影響等を容易に判断することができる。
【００３６】
また表示装置はディスプレイとスピーカー等の音声表示部のいずれか一方又は両方を備えていればよく、例えばナビゲーションシステムのモニターと兼用することができる。さらに各座席に着席センサを設けると車両における着席状態を自動的に感知することができ、この着席状態のデータに基づいてスラスト角を測定する構成にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車の幾可学的中心線とスラストラインの関係を示す説明図である。
【図２】車両の前後サスペンション部分を示す平面図である。
【図３】ステアリング部分の平面図である。
【図４】本発明の実施形態を示すブロック図である。
【図５】（ａ），（ｂ）はスラスト角測定時のディスプレイの表示図である。
【図６】（ａ），（ｂ）はスラスト角測定時のディスプレイの表示図である。
【図７】（ａ），（ｂ）はスラスト角測定時のディスプレイの表示図である。
【図８】（ａ），（ｂ）はスラスト角測定時のディスプレイの表示図である。
【図９】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、スラスト角測定後のディスプレイの表示図である。
【図１０】スラスト角を表示しているディスプレイの表示図である。
【符号の説明】
θ      スラスト角
２３    検出装置
３６    制御装置
３９    表示装置
４２    ディスプレイ
４３    音声表示部
４４    着席センサ
【図１】
0003699239.tif 000002
【図２】
0003699239.tif 000003
【図３】
0003699239.tif 000004
【図４】
0003699239.tif 000005
【図５】
0003699239.tif 000006
【図６】
0003699239.tif 000007
【図７】
0003699239.tif 000008
【図８】
0003699239.tif 000009
【図９】
0003699239.tif 000010
【図１０】
0003699239.tif 000011