(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円の中心に回転軸を有し、その円の中心を通る垂線に対して対称となるように上側部分に所定の開き角度をもって切欠部が形成され、着磁されたムーブメントをケースに回動自在に軸支して、ムーブメントが回動したときにＳ極がムーブメントの上方の前記垂線上の位置に設けられた、Ｓ極に感応するホール素子に接近することによって、ムーブメントの回動が検知されるようにしたセンサ本体と、そのホール素子の出力電圧Ｖと予め設定された第１の基準電圧Ｖｓ１とを第１のコンパレータによって比較して、Ｖ≧Ｖｓ１になったときの第１のコンパレータの出力にもとづいて転倒危険状態の検出信号を発生する転倒危険状態検出回路と、前記ホール素子の出力電圧Ｖと予め第１の基準電圧Ｖｓ１よりも高い値に設定された第２の基準電圧Ｖｓ２とを第２のコンパレータによって比較して、Ｖ≧Ｖｓ２になったときの第２のコンパレータの出力にもとづいて転倒状態の検出信号を発生する転倒状態検出回路とからなり、両検出回路に共通に設けられた同一の信号ラインから互いに電圧レベルの差をもった転倒危険状態および転倒状態の各検出信号を出力するように構成した傾倒検出装置。
【請求項２】
転倒状態検出信号の出力に応じて、転倒状態検出回路を転倒検出状態に保持させるとともに、転倒危険状態検出回路を強制的に検出状態にする保持回路を設けたことを特徴とする請求項１の記載による傾倒検出装置。
【請求項３】
同一の信号ラインから出力する検出信号の電圧レベルの検出を行って転倒危険状態の検出信号と転倒状態の検出信号との弁別を行って、転倒危険状態の検出信号によって警報器を作動させるとともに、転倒状態の検出信号によって車両のエンジンを強制的にストップさせるようにしたことを特徴とする請求項１の記載による傾倒検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、車両などの傾倒状態を検知する傾倒検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種の傾倒検出装置にあっては、車両の異常な傾倒状態を検出して運転者に警報を発したり、車両が転倒したことを検知してエンジンを非常停止させるなどの種々の安全対策をとるために車両に設置されている。
【０００３】
従来の傾倒検出装置としては、着磁した振り子とホール素子とを組み合せた傾倒検出のセンサ本体を用いて、現在検出されている車両の傾斜角に応じたホール素子の出力電圧と予め車両の許容傾斜角に応じたしきい値として設定されている基準電圧とをコンパレータにより比較して、ホール素子の出力電圧がしきい値を越えたときのコンパレータの出力を警告用信号とするようにしたものが開発されている（特開平４−３４３０９号参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
解決しようとする問題点は、従来の傾倒検出装置では、センサ本体によって検出されている車両の傾斜角が許容傾斜角を越えて危険な状態にあるか否かの一状態の検知しか行わせることができないものになっていることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明による傾倒検出装置は、車両の傾斜角が許容傾斜角を越えて危険な状態にあるか否かの検知のみならず、車両の転倒状態をも検知できるようにするとともに、それら二つの傾倒状態の各検知信号を同一の信号ラインから判別して出力させることができるようにしている。
【０００６】
具体的には、円の中心に回転軸を有し、その円の中心を通る垂線に対して対称となるように上側部分に所定の開き角度をもって切欠部が形成され、着磁されたムーブメントをケースに回動自在に軸支して、ムーブメントが回動したときにＳ極がムーブメントの上方の前記垂線上の位置に設けられた、Ｓ極に感応するホール素子に接近することによって、ムーブメントの回動が検知されるようにしたセンサ本体と、そのホール素子の出力電圧Ｖと予め設定された第１の基準電圧Ｖｓ１とを第１のコンパレータによって比較して、Ｖ≧Ｖｓ１になったときの第１のコンパレータの出力にもとづいて転倒危険状態の検出信号を発生する転倒危険状態検出回路と、前記ホール素子の出力電圧Ｖと予め第１の基準電圧Ｖｓ１よりも高い値に設定された第２の基準電圧Ｖｓ２とを第２のコンパレータによって比較して、Ｖ≧Ｖｓ２になったときの第２のコンパレータの出力にもとづいて転倒状態の検出信号を発生する転倒状態検出回路とからなり、両検出回路に共通に設けられた同一の信号ラインから互いに電圧レベルの差をもった転倒危険状態および転倒状態の各検出信号を出力するように構成している。
【０００７】
【実施例】
図１および図２は、傾倒状態を検出するためのセンサ本体の一構成例を示している。
【０００８】
それは、ケース１内に、着磁された振子式のムーブメント２が回動軸３に回動自在になるように軸支されている。
【０００９】
そのケース１は、ムーブメント２が取り付けられている下ケース１１の上部分を上ケース１２にシール用のＯリング４を介して嵌め込み、その嵌め込み部分を複数箇所でフック係合することによって、防水構造となるように形成されている。図中、１４はフック係合部分を示している。
【００１０】
上ケース１２の内部には、ムーブメント２に対応する所定の位置に、ムーブメント２の回動量に応じた出力電圧を生ずるように、ホールＩＣ５が設けられている。そして、そのホールＩＣ５の出力電圧に応じて傾倒状態を検出するための回路が実装された回路基板６が取り付けられている。図中、７はその取付用のネジを示している。
【００１１】
そして、その上ケース１２には、図３に示すように、回路基板６からの電源Ｖｃｃ、アースＧＮＤおよび検知出力ＯＵＴの各端子が外部に引き出されるソケット部８が一体的に形成されている。
【００１２】
また、その上ケース１２には、それを振動吸収用のゴムブッシュ９を介して車体側に取り付ける取付座１０が設けられている。
【００１３】
ムーブメント２には、図４および図５に示すように、円の中心に横方向の回動軸３が設けられている。そして、ムーブメント２の上部には円の中心を通る垂線となる回動の基準位置Ｏに対して対称となるように所定の開き角度α（例えば８０°）をもった切欠部２１が設けられ、その下部には基準位置Ｏが垂直方向にくるようにバランスをとるための重錘部２２が設けられている。
【００１４】
しかして、ムーブメント２の上部に切欠部２１が設けられ、その下部に重錘部２２が設けられているので、その重量配分が回動軸３の上方に比してその下方が充分重くなり、ムーブメント２を回動させるには大きなモーメントを必要とするものになって、車両走行時の振動によってはそのムーブメント２が回動しにくくなる。
【００１５】
回路基板６に取り付けられているホールＩＣ５は、ムーブメント２の基準位置Ｏ上に配されており、ムーブメント２が回動して磁極部分が接近するにしたがってそのときの回動量に応じた出力電圧を生ずる。また、車両の転倒時に、ムーブメント２が所定以上に回動して磁極部分が完全にホールＩＣ５に対向したときには、ホールＩＣ５は最大の出力電圧を生ずるようになっている。
【００１６】
図６は、ホールＩＣ５の出力電圧に応じて車両の傾倒状態を検出するための具体的な回路構成例を示している。
【００１７】
それは、車両が傾倒して転倒危険状態になったことを検出する転倒危険状態検出回路Ａと、車両が転倒状態になったことを検出する転倒状態検出回路Ｂとからなり、両検出回路Ａ，Ｂに共通に設けられた同一の信号ラインにおける出力端ＯＵＴに、互いに電圧レベルの差をもった転倒危険状態および転倒状態の各検出信号が得られるように構成されている。
【００１８】
転倒危険状態検出回路Ａは、ホールＩＣ５の出力電圧Ｖと、抵抗Ｒ１，Ｒ２の分圧によって予め設定された第１の基準電圧Ｖｓ１とをコンパレータＣＭＰ１によって比較して、Ｖ≧Ｖｓ１になったときにコンパレータＣＭＰ１の出力がローレベルに反転してトランジスタＱ１がオフすることによって、出力端ＯＵＴに転倒危険状態の検出信号レベルを発生するようになっている。
【００１９】
第１の基準電圧Ｖｓ１としては、例えば四輪自動車が横転する危険性がある角度（例えば３５°）にまで傾倒したときのホールＩＣ５の出力電圧に相応する値に設定されている。
【００２０】
そして、その転倒危険状態の検出信号としては、トランジスタＱ１がオフしたとき（このとき転倒状態検出回路Ｂにおける出力トランジスタＱ４はオン状態になっている）の抵抗Ｒ１６と抵抗Ｒ１５との分圧によって、バイアス電圧Ｖｂのほぼ１／３になるミドルレベル“Ｍ”の電圧値になるように設定されている。
【００２１】
転倒状態検出回路Ｂは、ホールＩＣ５の出力電圧Ｖと、抵抗Ｒ７，Ｒ８の分圧によって予め第１の基準電圧Ｖｓ１よりも高い値に設定された第２の基準電圧Ｖｓ２とをコンパレータＣＭＰ２によって比較して、Ｖ≧Ｖｓ２になったときにコンパレータＣＭＰ２の出力がローレベルに反転してトランジスタＱ２がオフ、トランジスタＱ３がオン、トランジスタＱ４がオフになることによって、出力端ＯＵＴに転倒状態の検出信号レベルを発生するようになっている。
【００２２】
第１の基準電圧Ｖｓ１としては、例えば四輪自動車が横転する角度（例えば４０°）以上にまで傾倒して、ムーブメント２の磁極部分が完全にホールＩＣ５に対向したときにおけるホールＩＣ５の最大出力電圧に相応する値に設定されている。
【００２３】
そして、その転倒状態の検出信号としては、バイアス電圧Ｖｂのほぼ２／３になるハイレベル“Ｈ”の電圧値になるようにその回路定数が設定されている。
【００２４】
また、出力端ＯＵＴから互いに電圧レベルの差をもった転倒危険状態の検出信号および転倒状態の検出信号を出力させるに際して、その各検出信号の出力ラインに転倒状態の検出信号をレベル検出によって弁別するコンパレータＣＭＰ３を設けて、出力ラインに発生する検出信号の電圧レベルが予めハイレベル“Ｈ”に応じて設定された基準電圧レベルに達したときのコンパレータＣＭＰ３の出力信号を、車両のエンジンを強制的にストップさせる燃料カットやエンジン点火系統の電源しゃ断の指令信号ＥＳＳとして用いるようにする。そして、出力端ＯＵＴに発生する転倒危険状態および転倒状態の両検出信号を警報器に警報指令ＡＳとして与えるようにする。
【００２５】
また、転倒状態検出回路Ｂには、コンデンサＣ１および抵抗Ｒ１２からなる時定数回路を設けて、その時定数によって決まる時間内での瞬間的なムーブメント２の横転角度以上の回動には応答しないようにしている。
【００２６】
すなわち、ムーブメント２の回動が横転の検出角度に達していないときには、コンパレータＣＭＰ２の出力がハイレベルになってコンデンサＣ１が充電状態にあり、そのとき出力トランジスタＱ４がオン状態になって出力端ＯＵＴの電圧はローレベル“Ｌ”になっている。そして、ムーブメント２の回動が横転の検出角度以上になってコンパレータＣＭＰ２の出力がローレベルに反転すると、コンデンサＣ１の放電回路が形成され、所定の時間後に出力トランジスタＱ４がオフ状態なって出力端ＯＵＴの電圧がハイレベル“Ｈ”に切り換わる。
【００２７】
したがって、車両の走行振動によってムーブメント２が瞬間的に横転の検出角度以上に回動したときに、傾倒状態の誤検知がなされないようになる。
【００２８】
なお、その際、ムーブメント２の回動が大きく、コンデンサＣ１および抵抗Ｒ１２の時定数によって設定される時間以上にわたって磁極（例えばホールＩＣ５に感応するＳ極）部分がホールＩＣ５に対向してしまうと傾倒状態の誤検知がなされてしまうことになるので、図４に示すように、中間に無着磁部分（ホールＩＣ５に無感応のＮ極部分であってもよい）２３を設けることによって磁極分割し、それにより設定時間以上にわたって磁極部分がホールＩＣ５に対向することがないようにしている。
【００２９】
また、図６に示す回路構成では、ツエナダイオードＺＤを設けることによってバッテリ電源Ｖｃｃの定電圧化を図り、抵抗Ｒ１３を通してトランジスタＱ２のオン時に常に定電流によるコレクタ電流を供給するようにして、電源電圧の変動の影響を受けることがないようにしている。そして、その電源電圧の変動の受けることなく、コンパレータＣＭＰ１における基準電圧Ｖｓ１およびコンパレータＣＭＰ２における基準電圧Ｖｓ２を設定することができるようにしている。
【００３０】
さらに、図６に示す回路構成では、車両が横転したのちにもとの正常な状態に戻ったような場合に、燃料カットやエンジン点火系統の電源しゃ断などの安全対策を継続して行わせるようにするべく、抵抗Ｒ１０，Ｒ１１、コンデンサＣ２およびトランジスタＱ５からなる転倒状態検出の保持回路を設けるようにしている。
【００３１】
すなわち、車両の転倒状態が検知されて出力トランジスタＱ４がオフ状になって出力端ＯＵＴの電圧がハイレベル“Ｈ”になると、トランジスタＱ５がオン状態となり、それにより出力トランジスタＱ４がオフ状態に保持される。この保持状態は、車両のイグニッションスイッチを切ってバッテリ電源Ｖｃｃをしゃ断することによって解除されるようになっている。
【００３２】
また、車両の転倒状態が検知されて出力トランジスタＱ４がオフ状になって出力端ＯＵＴの電圧がハイレベル“Ｈ”になると、トランジスタＱ６がオン状態となってコンパレータＣＭＰ１の出力側を強制的にローレベルにし、転倒危険状態検出回路Ａを検出状態に保持させるようにしている。
【００３３】
【発明の効果】
以上、本発明による傾倒検出装置にあっては、円の中心に回転軸を有し、その円の中心を通る垂線に対して対称となるように上側部分に所定の開き角度をもって切欠部が形成され、着磁されたムーブメントをケースに回動自在に軸支して、ムーブメントが回動したときにＳ極がムーブメントの上方の前記垂線上の位置に設けられた、Ｓ極に感応するホール素子に接近することによって、ムーブメントの回動が検知されるようにしたセンサ本体と、そのホール素子の出力電圧Ｖと予め設定された第１の基準電圧Ｖｓ１とを第１のコンパレータによって比較して、Ｖ≧Ｖｓ１になったときの第１のコンパレータの出力にもとづいて転倒危険状態の検出信号を発生する転倒危険状態検出回路と、前記ホール素子の出力電圧Ｖと予め第１の基準電圧Ｖｓ１よりも高い値に設定された第２の基準電圧Ｖｓ２とを第２のコンパレータによって比較して、Ｖ≧Ｖｓ２になったときの第２のコンパレータの出力にもとづいて転倒状態の検出信号を発生する転倒状態検出回路とからなり、両検出回路に共通に設けられた同一の信号ラインから互いに電圧レベルの差をもった転倒危険状態および転倒状態の各検出信号を出力するようにしたもので、複雑な調整をすることのない簡単な構成により、車両の転倒危険状態および転倒状態の２つのモードをそれぞれ応答性良く検出できるとともに、それらの各検出信号を同一の信号ラインから判別して出力させることができるという利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による傾倒検出装置におけるセンサ本体の一構成例を示す正面図である。
【図２】そのセンサ本体の側断面図である。
【図３】そのセンサ本体におけるソケット端子部分の下面図である。
【図４】そのセンサ本体におけるムーブメントの正面図である。
【図５】そのムーブメントの側面図である。
【図６】本発明による傾倒検出装置における車両の傾倒状態を検出するための回路構成例を示す電気回路図である。
【符号の説明】
２  ムーブメント
５  ホールＩＣ
Ａ  転倒危険状態検出回路
Ｂ  転倒状態検出回路
ＣＭＰ１  第１のコンパレータ
ＣＭＰ２  第２のコンパレータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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