CN103359244B - 节气门开度检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种节气门开度检测装置，谋求在沿着转子径向的方向上的小型化。本发明的节气门开度检测装置(10)具有以与加速手柄(14)的操作连动的方式旋转的转子(16)。在该转子(16)的一个底面的周缘部附近，以沿着该转子(16)的圆周方向的方式设置有磁铁(28a、28c)。而且，在磁铁(28a、28c)上分别层叠有磁铁(28b、28d)。磁铁(28a、28b)与磁铁(28c、28d)之间优选为，设置有规定的间隙。用于检测由这些磁铁(28a～28d)所产生的磁力的霍尔元件(30)(磁性传感器)，以与所述转子(16)的所述一个底面相对，优选为与所述间隙相对的方式配设。

Description

节气门开度检测装置
技术领域
本发明涉及在两轮摩托车中用于检测节气门的开度的节气门开度检测装置。
背景技术
在两轮摩托车中，在把手杆上设置有加速手柄。随着驾驶者使该加速手柄沿着圆周方向旋转动作，而使得设置在内燃机上的节气门阀进行开闭动作。
节气门阀的开闭动作需要进行控制，以使其开闭量与加速手柄的旋转量相对应。因此，知道有一种在把手杆上设置用于检测加速手柄的旋转量的节气门开度检测装置的情况。
这种节气门开度检测装置具有以与加速手柄的操作连动的方式旋转的转子。如专利文献1的图6所示，在该转子上设置有多个磁铁。因此，上述多个磁铁追随着转子的旋转，其位置发生变化。
节气门开度检测装置还具有霍尔元件等的磁性传感器。该磁性传感器输出与磁铁的该位置上的磁通量密度对应的电信号。基于该电信号，能够求得转子的旋转量(旋转角度)，进而求得加速手柄的旋转量。
在先技术文献
专利文献1：日本特开2006-112284号公报
如专利文献1的图6所示，磁性传感器配置在转子的径向外侧。该理由是，在磁铁与磁性传感器具有这样的位置关系的情况下，若将与转子的旋转角度相对的磁通量密度绘制到图表上的话，则其相关关系为线形，因此会容易地对磁性传感器所输出的电信号，进而对加速手柄的旋转量进行高精度的评价。
但是，由此对于磁性传感器的配置位置会受到限制，因此对于其他的部件，配置设计的自由度会变小。而且，难以避免节气门开度检测装置会沿着转子的径向大型化。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而做出的，以提供一种能够使配置设计的自由度变大，且能够谋求在沿着转子的径向的方向上的小型化的节气门开度检测装置为目的。
为了达成上述目的，本发明提供一种节气门开度检测装置10，其具有：转子16，安装在把手杆12上，且以与加速手柄14的操作连动的方式旋转；设置在所述转子16上的至少两个磁铁28a、28c；对由所述至少两个磁铁28a、28c所产生的磁力进行检测的磁性传感器30；和收容所述转子16以及所述磁性传感器30并安装在所述把手杆12上的外壳24，其特征在于，
所述至少两个磁铁28a、28c在所述转子16的一个底面的周缘部附近，以沿该转子16的圆周方向互相邻接的方式配设，
所述磁性传感器30以在所述转子16的轴向上与所述一个底面相对的方式配设。
也就是说，在以往技术的节气门开度检测装置中，磁性传感器配设在转子的径向外侧，相对于此，在本发明中，磁性传感器以沿着转子16的轴线方向的方式配设。因此，能够缩小外壳24的沿着转子16的径向的尺寸。与该情况对应地能够谋求节气门开度检测装置10的小型化。而且，会使配置设计的自由度变大。
在此基础上，若将与转子16的旋转角度相对的磁通量密度绘制到图表上的话，则能够在比较宽阔的范围内得到线形的相关关系。因此，会容易地对磁性传感器30所输出的电信号，进而对加速手柄14的旋转量进行高精度的评价。
所述磁性传感器30例如能够相对于所述加速手柄14，设置在隔着所述转子16的相反侧的位置上。
此外优选为，所述至少两个磁铁28a、28c彼此在沿着所述转子16的圆周方向的方向上互相分离。该情况下，在转子16的旋转角度与磁通量密度之间，会保持更加良好的线形的相关关系。因此，能够容易识别到与转子16的旋转角度的差异对应的磁通量密度以及电信号的差异。因此，能够容易地对加速手柄14的旋转量，换言之对节气门开度进行高精度的评价。
另外，也可以为，所述至少两个磁铁28a、28c彼此在沿着所述转子16的圆周方向的方向上互相分离，并且在分离的所述磁铁28a、28c彼此之间，还设置有其他磁铁28e、28f。由此，因为能够使中间区域的磁力的平衡变好，所以进一步地提高检测精度。
还优选为，在使至少两个磁铁28a、28c彼此的分离的情况下，该分离间隔设定为，能够将节气门开度的中间区域中的相对于节气门开度的磁通量密度的变化程度降低的距离。在该情况下，在上述线性的相关关系中，随着转子16的旋转角度发生变化，磁通量密度以及电信号会敏感地变化。由此，能够更高精度地判断加速手柄14的旋转量，换言之判断节气门开度是处于何种程度的。
在任何情况下均优选为，在所述至少两个磁铁28a、28c的每一个上，层叠有磁通量不同的其他磁铁28b、28d。该情况下，其他磁铁28b、28d作为所谓的背轭(backyoke)而发挥功能。即使在这样地构成的情况下，由于将磁铁28a～28d与磁性传感器30相对配置，所以也能够缩小磁铁28a～28d的厚度。
而且，也可以为，具有多个所述磁性传感器30a、30b。该情况下，在将转子16的旋转中心与多个磁性传感器30a、30b连结的虚拟线作为L1、L2等时，L1和L2以超过0°且不足90°的规定角度θ相交。也就是说，磁性传感器30a、30b彼此以沿着转子16的圆周方向互相分离的方式设置。
例如，在磁性传感器30a、30b是两个的情况下，能够通过一个磁性传感器30a和另一个磁性传感器30b，得到相位仅以角度θ量不同的两个输出。对该差值进行计算，在认为是异常值的情况下，能够判断为磁性传感器30a、30b发生故障。
发明的效果
根据技术方案1所述的发明，由于以将磁性传感器沿着转子的轴线方向配设的方式构成节气门开度检测装置，所以能够缩小外壳的沿转子的径向的尺寸。与该情况对应地，能够谋求小型化，并且能够提高配置设计的自由度。
而且，在转子的旋转角度与磁通量密度之间，能够得到良好的线形的相关关系。因此，能够容易地对磁性传感器所输出的电信号进行高精度的评价，该结果为，能够高精度地判断加速手柄的旋转量(节气门开度)处于何种程度。
而且，根据技术方案2所述的发明，上述的线形的相关关系变得良好。
而且，根据技术方案3所述的发明，由于在转子的旋转角度与磁通量密度之间，会保持更加良好的线形的相关关系，所以能够容易地对节气门开度进行更高精度的评价。
而且，根据技术方案4所述的发明，由于中间区域的磁力的平衡变得良好，所以检测精度会更加提高。
并且，根据技术方案5所述的发明，在上述的线形的相关关系中，随着转子的旋转角度发生变化，磁通量密度以及电信号会敏感地变化。因此，能够更高精度地判断加速手柄的旋转量处于何种程度。
并且，根据技术方案6所述的发明，即使在设置有作为背轭而发挥功能的其他磁铁的情况下，通过将磁铁与磁性传感器在轴线方向上相对配置，也能够缩小磁铁的厚度。
而且，根据技术方案7所述的发明中，能够容易地判断磁性传感器是否发生了故障。
附图说明
图1是本发明的实施方式的节气门开度检测装置的概略纵剖视图。
图2A以及图2B分别是，表示构成图1的节气门开度检测装置的转子、磁铁以及磁性传感器(霍尔元件)的位置关系的主要部位俯视图、主要部位侧视图。
图3是在图1以及图2所示的节气门开度检测装置中，表示转子的旋转角度与磁通量密度的关系的图表。
图4A以及图4B分别是，表示在其他实施方式的节气门开度检测装置中的转子、磁铁以及霍尔元件的位置关系的主要部位俯视图、主要部位侧视图。
图5是表示另外的其他实施方式的节气门开度检测装置中的转子、磁铁以及霍尔元件的位置关系的主要部位俯视图。
图6是在图5所示的节气门开度检测装置中，表示转子的旋转角度与磁通量密度的关系的图表。
附图标记说明
10…节气门开度检测装置
12…把手杆
14…加速手柄
16…转子
22…回位弹簧
24…外壳
28a～28f…磁铁
30、30a、30b…霍尔元件
32…卡合凹部
34…节气门管
36…卡合凸部。
具体实施方式
以下，对于本发明的节气门开度检测装置列举优选实施方式，并参照添附的附图来详细地说明。
图1是本发明的实施方式的节气门开度检测装置10的概略纵剖视图。该节气门开度检测装置10安装在两轮摩托车的把手杆12上，并将在加速手柄14被驾驶者操作而旋转时的转子16的旋转量(旋转角度)变换为电信号，并发送至未图示的电子制御装置(ECU等)。
也就是说，在上述转子16中贯通形成有穿插孔18，上述把手杆12从该穿插孔18中通过。在穿插孔18的内壁与把手杆12之间形成规定的间隙，因此，转子16能够沿着把手杆12的圆周方向旋转。
在转子16上，沿着其轴线方向(在图1中的左右方向)形成有收纳槽20，且在该收纳槽20中收纳有回位弹簧22。虽然并未图示，但该回位弹簧22的一端卡定在转子16上，另一端卡定在外壳24上。
转子16的一部分以指向径向外侧的方式鼓出。如图1以及图2A所示，在该鼓出了的部位的周缘部附近，以互相邻接的方式凹陷形成有两个嵌合凹部26a、26b。在一方的嵌合凹部26a中嵌合有磁铁28a、28b，在剩余的嵌合凹部26b中嵌合有磁铁28c、28d。也就是说，在该情况下，在转子16的一个底面上设有四个磁铁28a～28d，并且磁铁28a、28d在嵌合凹部26a内层叠，并且磁铁28c、28d在嵌合凹部26b内层叠。另外，在嵌合凹部26a、26b邻接的关系上，磁铁28a与磁铁28c邻接，并且磁铁28b与磁铁28d邻接。
此外，磁铁28a、28d具有同一极性，磁铁28b、28c具有与磁铁28a、28d不同的极性。例如，磁铁28a、28d是S极，磁铁28b、28c是N极。
嵌合凹部26a、26b彼此稍微分离。因此，磁铁28a、28b与磁铁28c、28d也互相分离。通过该分离，如后述那样地，在将与转子16的旋转角度相对应的磁通量密度绘制到图表上时，使其相关关系成为线形。
由磁铁28a～28d而形成的磁场的磁通量密度，通过作为磁性传感器的霍尔元件30来检测。霍尔元件30输出与检测出的磁通量密度的高低相对应的电信号。
如图2A所示，霍尔元件30支承在基板31上，并且配设在与转子16中的设有磁铁28a～28d的一个底面相对的位置上。换言之，霍尔元件30相对于加速手柄14，设置在隔着转子16的相反侧的位置上。也就是说，在以往技术的节气门开度检测装置中，霍尔元件(磁性传感器)配设在转子的径向外侧，相对于此，在本实施方式中，霍尔元件沿着转子16的轴线方向配设。
如图2B所示，该情况下，霍尔元件30与互相分离的嵌合凹部26a、26b之间的间隙相对。换言之，霍尔元件30位于磁铁28a、28b与磁铁28c、28d之间。
转子16以及霍尔元件30收纳于外壳24中。因此，转子16以及霍尔元件30被保护。
在转子16的图1中的右端部上凹陷形成有卡合凹部32。另一方面，在外嵌有加速手柄14的节气门管34上，在图1中的右端部上，突出形成卡合凸部36。该卡合凸部36与上述卡合凹部32卡合。因此，当以追随加速手柄14旋转的方式节气门管34进行旋转时，卡合凸部36会对卡合凹部32的内壁进行推压。作为该结果，转子16会进行旋转。
本实施方式的节气门开度检测装置10基本上是如以上那样地构成的，接下来，对其作用效果进行说明。
如上所述，在本节气门开度检测装置10中，霍尔元件30(磁性传感器)沿着转子16的轴线方向配设。也就是说，不需要在转子16的径向外侧配设霍尔元件30。因此，能够缩小外壳24的沿着转子16的径向的尺寸。在结果上，能够谋求节气门开度检测装置10的小型化。
而且，由于不需要在转子16的径向外侧配置霍尔元件30，所以配置设计的自由度会变大。
在转子16没有旋转的前期状态中，如图2A以及图2B所示，霍尔元件30位于磁铁28a、28b与磁铁28c、28d之间。此时，在磁铁28a、28b与磁铁28c、28d之间，产生有其磁力线如图2B所示地指向的磁场。
当驾驶员使安装在两轮摩托车的把手杆12的端部的加速手柄14沿圆周方向旋转时，追随该动作，节气门管34会旋转。其结果为，形成在节气门管34上的卡合凸部36会对形成在转子16上的卡合凹部32的内壁进行推压，由此，导致转子16进行旋转。在此时，回位弹簧22被拉伸而伸长。
随着该旋转，设置于该转子16上的磁铁28a～28d的位置会发生变化。因此，霍尔元件30附近的磁通量密度会发生变化。霍尔元件30向着ECU等，以与磁通量的变化量对应的输出量发送电信号。
在图3中表示此时的转子16的旋转角度、与磁通量密度的大小的关系。在此，图3中的实线表示使磁铁28a、28b与磁铁28c、28d之间分离的情况，虚线表示使磁铁28a、28b与磁铁28c、28d不分离而使其相邻接的情况。
从该图3可知，实线以及虚线的双方在所谓的中间区域中，磁通量密度相对于转子16的旋转角度的变化以直线形状进行变化。也就是说，转子16的旋转角度与磁通量密度的相关关系为线形。因此，加速手柄14的旋转量的大小、与基于检测出的磁通量密度而使霍尔元件30发送的电信号的大小是相对应的。因此，能够容易判断加速手柄14的旋转量，换言之，能够容易判断节气门开度处于何种程度。
在此，当将图3中的实线与虚线的中间区域进行对比时，实线一方的倾斜度变小，该结果为，使成为直线形状的区域变长。该情况意味着，通过在磁铁28a、28b与磁铁28c、28d之间设置适当的分离距离，而在中间区域的比较宽阔的范围中，能够降低与加速手柄14的旋转量(节气门开度)的变化程度相对的磁通量密度的变化程度。也就是说，发现所谓的退火效应。
在这种情况下，在宽阔的范围内，随着加速手柄14的旋转量变化，磁通量密度以及电信号敏感地变化。因此，能够基于电信号的输出量的差异，正确地判断加速手柄14的旋转量处于何种程度。
也就是说，在磁铁28a、28b与磁铁28c、28d互相分离的情况下，在中间区域的宽阔的领域内，能够对加速手柄14的旋转量(转子16的旋转量)进行高精度的判断。
如以上那样地，根据本实施方式的节气门开度检测装置10，能够提高配置设计的自由度，而且，能够谋求转子16的沿径向的方向的小型化。在此基础上，能够高精度地评价节气门开度。
当驾驶者从加速手柄14撒手时，伸长了的回位弹簧22基于其弹性而恢复至原来的状态，由此转子16、节气门管34以及加速手柄14恢复到原来的位置。
此外，在图1、图2A以及图2B中，列举了在磁铁28a、28b与磁铁28c、28d之间设置规定的间隙的情况，如图4A以及图4B所示，也可以为，在该间隙中形成嵌合凹部26c，还将其他的磁铁28e、28f嵌合到该嵌合凹部26c中。
在该情况下，将磁铁28e、28f以互相邻接的方式压入至嵌合凹部26c中，并且使磁铁28e的极性与磁铁28a、28d相同，且使磁铁28f的极性与磁铁28b、28c相同。由此，由于中间区域的磁力的平衡变得良好，所以检测精度会更加提高。
本发明并不限于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种的变更。
例如，也可以将磁铁的个数仅设为互相邻接的两个。在该情况下，也可以在邻接的两个磁铁彼此之间设置间隙，也可以不设置间隙而使两个磁铁彼此紧密接触。
另外，如图5所示，也可以设置多个霍尔元件(磁性传感器)。在此，在图5中表示设有两个霍尔元件30a、30b的情况。此外，将转子16的旋转中心O与霍尔元件30a连结的虚拟线L1、和将上述旋转中心O与霍尔元件30b连结的虚拟线L2以规定的角度θ相交。换言之，霍尔元件30a、30b不是配置在转子16的同一直径上，而是配置在不同直径上，该结果为，沿着圆周方向互相分离。
如图6所示，在这种配置中，通过霍尔元件30a和霍尔元件30b，而得到相位仅以角度θ量不同的两个输出。在对该差值进行计算，且认为是异常值的情况下，能够判断霍尔元件30a、30b的任一方，或是双方发生了故障。

Claims (13)

1.一种节气门开度检测装置(10)，其具有：转子(16)，安装在把手杆(12)上，且以与加速手柄(14)的操作连动的方式旋转；设置在所述转子(16)上的至少两个磁铁(28a、28c)；对由所述至少两个磁铁(28a、28c)所产生的磁力进行检测的磁性传感器(30)；和收容所述转子(16)以及所述磁性传感器(30)并安装在所述把手杆(12)上的外壳(24)，其特征在于，
所述至少两个磁铁(28a、28c)在所述转子(16)的一个底面的周缘部附近，以沿该转子(16)的圆周方向互相邻接的方式配设，
所述磁性传感器(30)以在所述转子(16)的轴向上与所述一个底面相对的方式配设，
所述转子(16)的一部分以指向径向外侧的方式鼓出，在该鼓出了的部位的周缘部附近，以互相邻接的方式凹陷形成有两个嵌合凹部(26a、26b)，在所述两个嵌合凹部(26a、26b)中嵌合有所述至少两个磁铁(28a、28c)。
2.根据权利要求1所述的节气门开度检测装置(10)，其特征在于，所述磁性传感器(30)相对于所述加速手柄(14)，设置在隔着所述转子(16)的相反侧的位置上。
3.根据权利要求1所述的节气门开度检测装置(10)，其特征在于，所述至少两个磁铁(28a、28c)彼此在沿着所述转子(16)的圆周方向的方向上互相分离。
4.根据权利要求2所述的节气门开度检测装置(10)，其特征在于，所述至少两个磁铁(28a、28c)彼此在沿着所述转子(16)的圆周方向的方向上互相分离。
5.根据权利要求1所述的节气门开度检测装置(10)，其特征在于，所述至少两个磁铁(28a、28c)彼此在沿着所述转子(16)的圆周方向的方向上互相分离，并且在分离的所述磁铁(28a、28c)彼此之间，还设置有其他磁铁(28e、28f)。
6.根据权利要求2所述的节气门开度检测装置(10)，其特征在于，所述至少两个磁铁(28a、28c)彼此在沿着所述转子(16)的圆周方向的方向上互相分离，并且在分离的所述磁铁(28a、28c)彼此之间，还设置有其他磁铁(28e、28f)。
7.根据权利要求3～6中任一项所述的节气门开度检测装置(10)，其特征在于，所述至少两个磁铁(28a、28c)彼此的分离间隔设定为，能够将节气门开度的中间区域中的相对于节气门开度的磁通量密度的变化程度降低的距离。
8.根据权利要求1～6中任一项所述的节气门开度检测装置(10)，其特征在于，在所述至少两个磁铁(28a、28c)的每一个上，层叠有磁通量不同的其他磁铁(28b、28d)。
9.根据权利要求7所述的节气门开度检测装置(10)，其特征在于，在所述至少两个磁铁(28a、28c)的每一个上，层叠有磁通量不同的其他磁铁(28b、28d)。
10.根据权利要求1～6中任一项所述的节气门开度检测装置(10)，其特征在于，具有多个所述磁性传感器(30a、30b)。
11.根据权利要求7所述的节气门开度检测装置(10)，其特征在于，具有多个所述磁性传感器(30a、30b)。
12.根据权利要求8所述的节气门开度检测装置(10)，其特征在于，具有多个所述磁性传感器(30a、30b)。
13.根据权利要求9所述的节气门开度检测装置(10)，其特征在于，具有多个所述磁性传感器(30a、30b)。
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