JP2005194925A - 車両のスロットル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外乱の影響を受けることがないようにしながら、ホールセンサを用いて小型で構造が簡単な車両用スロットル装置を構成する。
【解決手段】スロットルグリップ２をスロットル全閉位置に位置付けた状態で前記ホールセンサ１２に検出される磁力が最も強くなるように構成する。これとともに、スロットル弁開度が増大するにしたがって前記磁力が次第に弱くなる構成とした。
【選択図】 図３

Description

本発明は、スロットルグリップの回動量をホールセンサによって検出する車両のスロットル装置に関するものである。

従来、スロットル弁をモータによって駆動する自動二輪車用スロットル装置としては、例えば特許文献１に記載されているように、スロットルグリップの回動量をポテンショメータによって検出し、この検出データに基づいて前記モータを制御するものが多い。前記ポテンショメータは、ハンドルバーのスイッチボックスに取付けられ、可動接片がスロットルグリップとともに回動するように構成している。
なお、本出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に密接に関連する先行技術文献を出願時までに見付け出すことはできなかった。
特開２００３−１２７９５９号公報（図１１）

しかしながら、上述したようにスイッチボックスにポテンショメータを取付けると、スイッチボックスが大型化するという問題があった。このような不具合は、ポテンショメータをスイッチボックスに内蔵させることによってある程度は解消することができる。しかし、このような構成を採るためには、ポテンショメータは、内部に水が浸入すると抵抗値が変化してしまうから、スイッチボックスの防水構造として水の浸入を確実に阻止できる高価なものを用いなければならない。しかも、ポテンショメータは、可動接片と電極との摺接部分が磨耗し易く、耐久性が低くなるという問題もあった。

このような不具合は、ポテンショメータの代わりに非接触式のホールセンサを用いることによってある程度は解消することができる。しかし、ホールセンサは、被検出対象物に設けた磁石の磁力を検出するものであるから、外乱（外部の磁場）の影響を受けて検出精度が低下し易いという問題があった。

本発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、外乱の影響を受けることがないようにしながら、ホールセンサを用いて小型で構造が簡単なスロットル装置を構成することを目的とする。

この目的を達成するため、本発明に係る車両のスロットル装置は、スロットルグリップをスロットル全閉位置に位置付けた状態でホールセンサに検出される磁力が最も強くなり、スロットル弁開度が増大するにしたがって前記磁力が次第に弱くなる構成としたものである。

請求項２に記載した発明に係る車両のスロットル装置は、請求項１に記載した発明に係る車両のスロットル装置において、スロットルグリップがスロットル全閉位置にある状態でのホールセンサの検出値をメインスイッチがＯＮ操作される毎に検出し、前記検出値を磁力が最大のときの検出値として設定する磁力低下補正手段を備えたものである。

請求項３に記載した発明に係る車両のスロットル装置は、請求項１に記載した発明に係る車両のスロットル装置において、スロットルグリップに隣接するスイッチボックスにホールセンサを支持させるとともに、このホールセンサの検出対象の永久磁石をスロットルグリップに設け、この永久磁石の磁力でスロットルグリップがスロットル弁閉方向へ付勢される構造としたものである。

本発明によれば、スロットル弁開度が相対的に小さい状態では、ホールセンサに検出される磁力が相対的に大きくなるから、外乱の影響を受け難い。このため、停止時を含めて低速走行時のスロットル弁開度を精度よく制御することができる。一方、高速走行時には前記磁力が低減されて外乱の影響を受け易くなるが、このときには車速が速いから、外乱によってスロットル弁開度が変化したとしても走行状態の変化は無視できるほど微小になる。
したがって、ホールセンサを用いて小型で構造が簡単なスロットル装置を提供することができる。

請求項２に記載した発明によれば、磁力が経年変化によって低下したとしても、スロットルグリップをスロットル全閉位置に位置付けることによってスロットル弁が必ず全閉になる。このため、経年変化による磁力の低下分を相殺することができるから、スロットルグリップによるスロットル弁開度を常に正確に検出することができる。

請求項３に記載した発明によれば、ホールセンサによって検出される磁石の磁力でスロットルグリップが常に閉方向へ付勢されるから、スロットルグリップのリターンスプリングを前記磁力で助勢することができ、スロットルグリップを確実に初期位置に戻すことができる。

以下、本発明に係る車両のスロットル装置の一実施の形態を図１ないし図３によって詳細に説明する。
図１は本発明に係るスロットル装置の構成を示すブロック図、図２はスロットルグリップおよびスイッチボックスの背面図、図３はスイッチボックスの側面図で、同図はスロットルグリップの基部を破断して描いてある。

これらの図において、符号１で示すものは、この実施の形態による自動二輪車用スロットル装置である。このスロットル装置１は、スロットルグリップ２の操作量を検出する操作量検出手段３と、エンジン４のスロットル弁５を駆動するモータ６と、前記操作量検出手段３の検出結果に基づいて前記モータ６を制御するコントローラ７とによって構成している。

前記操作量検出手段３は、図２および図３に示すように、スロットルグリップ２に隣接するスイッチボックス８の内部に設け、スロットルグリップ２とともに回動する永久磁石１１と、この永久磁石１１の磁力を検出する第１および第２のホールセンサ１２，１３と、これらのホールセンサ１２，１３を実装したプリント配線板１２ａ，１３ａなどによって構成している。
前記スロットルグリップ２は、ハンドルバー１４の車体右側の端部に回動自在に支持させた合成樹脂製の支持筒２ａと、この支持筒２ａの外周部に固着したグリップラバー２ｂとによって構成し、前記支持筒２ａの車体内側の基端部（図２において左側の端部）を前記スイッチボックス８の内部に臨ませている。この基端部に前記永久磁石１１を埋設している。
この永久磁石１１は、スロットルグリップ２をスロットル弁５が全閉になるように初期位置に位置付けた状態で、ハンドルバー１４の下方に位置するように配設している。スロットルグリップ２をスロットル弁開度が全開になるように回動させたときの永久磁石１１の位置を図３中に二点鎖線で示す。

スロットルグリップ２における前記永久磁石１１とは反対側の上部には、スロットルグリップ２をスロットル弁閉方向（図３においては時計方向）へ付勢するための復帰用引張コイルばね１５を設けている。前記引張コイルばね１５は、スロットルグリップ２に突設したピン１７に一端を連結するとともに、他端をスイッチボックス８に接続している。

スイッチボックス８は、従来からよく知られているように、アルミニウム合金によって形成し、車体後側に各種のスイッチ１８〜２０を取付けている。また、このスイッチボックス８の下部であって前記永久磁石１１の下方の部位に前記プリント配線板１２ａを取付け、スイッチボックス８の車体前側に前記プリント配線板１３ａを取付けている。この実施の形態では、前記プリント配線板１２ａ，１３ａと、永久磁石１１と、前記復帰用引張コイルばね１５を有する復帰機構は、スロットルグリップ２の軸線方向とは直交する同一平面上に位置するように配設している。

前記プリント配線板１２ａ，１３ａは、第１および第２のホールセンサ１２，１３から出力されるアナログデータをデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器（図示せず）を備え、後述するコントローラ７に第１および第２のホールセンサ１２，１３の検出データを送出する回路を採っている。
前記第１のホールセンサ１２は、スロットル弁開度が全閉になるようにスロットルグリップ２を初期位置に位置付けた状態で前記永久磁石１１の下方近傍に位置するように配設している。すなわち、第１のホールセンサ１２によって検出される磁力は、スロットル弁５が全閉になるようにスロットルグリップ２が初期位置に位置している状態で最大になり、スロットルグリップ２をスロットル弁５が開く方向へ回し、永久磁石１１とホールセンサ１２との距離を次第に増大させることによって、次第に弱くなる。
また、前記ホールセンサ１２の近傍には、磁性体（図示せず）が配置してあり、このスロットル装置１においては、前記磁性体に前記永久磁石１１の磁力が作用することによってスロットルグリップ２が磁性体方向（スロットル弁閉方向）へ付勢される。

前記第２のホールセンサ１３は、スロットル弁開度が全開になるようにスロットルグリップ２を回動させた状態で永久磁石１１より車体の前方近傍に位置するように配設している。すなわち、第２のホールセンサ１３によって検出される磁力は、スロットル弁５が全開になるようにスロットルグリップ２が回動されている状態で最大になり、スロットルグリップ２を前記初期位置に戻し、永久磁石１１と第２のホールセンサ１３との距離を次第に増大させることによって、次第に弱くなる。

前記コントローラ７は、図１に示すように、スロットル弁制御手段２１と、磁力低下補正手段２２と、インジェクタ制御手段２３とを備え、スロットル弁駆動用モータ６のみならずエンジン４のインジェクタ２４をも制御するものである。このコントローラ７は、メインスイッチ２５をＯＮ操作することによって制御動作を開始する。

前記スロットル弁制御手段２１は、第１のホールセンサ１２によって検出された磁力の大きさに対応させてスロットル弁駆動用モータ６を制御する回路を採っている。詳述すると、第１のホールセンサ１２によって検出される前記磁力は、スロットルグリップ２が初期位置に位置している状態で最大になり、スロットルグリップ２の操作量が多くなればなるほど弱くなるから、前記スロットル弁制御手段２１は、第１のホールセンサ１２によって検出された磁力が低減されるにしたがってスロットル弁開度が増大するように前記モータ６を制御する。

また、このスロットル弁制御手段２１は、前記第１のホールセンサ１２によって検出された磁力の大きさと、第２のホールセンサ１３によって検出された磁力の大きさとが常に一定の規則に則って変化しているか否かを判別し、これらの磁力の変化に基づいて異常を検出する構成を採っている。すなわち、正常時は、第１のホールセンサ１２によって検出された磁力の大きさが減少するときには、第２のホールセンサ１３によって検出された磁力の大きさが増大するため、スロットル弁制御手段２１は、この磁力の変化の規則を判定基準にして異常を検出する。このため、何らかの原因により永久磁石１１が支持筒２ａから脱落した場合は、スロットル操作を行っていないにもかかわらず永久磁石１１が第１のホールセンサ１２から離間するおそれがあるが、このような場合には、第２のホールセンサ１３によって検出された磁力の大きさに変化がないから、スロットル弁制御手段２１は異常であると判別する。異常時には、スロットル弁制御手段２１は、図示していないが、アラーム表示を行うとともに、エンジンを停止させる構成が採られている。

前記磁力低下補正手段２２は、前記永久磁石１１の磁力が経年変化によって低下したとしてもスロットルグリップ２を初期位置に戻すことによってスロットル弁５が必ず全閉になるように補正するもので、メインスイッチ２５がＯＮ操作されたとき（このときにはスロットルグリップ２が初期位置に位置していることを前提としている）のホールセンサ１２の検出値を磁力が最大のとき、換言すればスロットル弁５を全閉にするときの検出値として設定する回路を採っている。
前記インジェクタ制御手段２３は、インジェクタ２４での燃料噴射量をスロットル弁開度とエンジン回転数とに基づいて制御する構成を採っている。

上述したように構成した自動二輪車のスロットル装置１によれば、メインスイッチ２５をＯＮ操作したときに第１のホールセンサ１２によって検出された磁力が最大値として設定され、運転中に第１のホールセンサ１２が前記最大磁力を検出することによってスロットル弁開度が全閉になり、第１のホールセンサ１２が検出する磁力が低減するにしたがってスロットル弁開度が次第に大きくなる。

したがって、スロットル弁開度が相対的に小さい状態では第１のホールセンサ１２に検出される磁力が相対的に大きくなるから、このときに外乱の影響を受け難くすることができる。このため、停止時を含めて低速走行時のスロットル弁開度を精度よく制御することができる。一方、高速走行時には前記磁力が低減されて外乱の影響を受け易くなるが、このときには車速が速いから、外乱によってスロットル弁開度が変化したとしても走行状態の変化は無視できるほど微小になる。

また、スロットルグリップ２がスロットル全閉位置にある状態での第１のホールセンサ１２の検出値をメインスイッチ２５がＯＮ操作される毎に検出し、前記検出値を磁力が最大のときの検出値として設定する磁力低下補正手段２２を備えているから、前記磁力が経年変化によって低下したとしても、スロットルグリップ２をスロットル全閉位置に位置付けることによってスロットル弁５が必ず全閉になる。このため、経年変化による磁力の低下分を相殺することができ、スロットル装置１の信頼性を向上させることができる。

さらに、スロットルグリップ２に隣接するスイッチボックス８に第１のホールセンサ１２を支持させるとともに、この第１のホールセンサ１２の検出対象の永久磁石１１をスロットルグリップ２に設け、この永久磁石１１の磁力でスロットルグリップ２がスロットル弁閉方向へ付勢される構造を採っているから、復帰用引張コイルばね１５を永久磁石１１の磁力によって助勢することができる。この実施の形態では、スロットルグリップ２を初期位置に位置付けた状態で永久磁石１１が最も下に位置する構造であるから、永久磁石１１の重量も前記閉方向への付勢力に加算することができる。

加えて、この実施の形態では、第１のホールセンサ１２，１３を有するプリント配線板１２ａ，１３ａと、永久磁石１１と、復帰用引張コイルばね１５を有する復帰機構とを同一平面上に配設しているから、スイッチボックス８を軸線方向に小型化することができる。

上述した実施の形態では第１のホールセンサ１２が検出した磁力の低下に伴ってスロットル弁開度を増大させる例を示したが、マップ（図示せず）を用いてスロットル弁開度を設定することもできる。前記マップには、前記磁力の大きさに対応するスロットル弁開度を予め設定しておく。このようにマップを用いることによって、例えばスロットルグリップ２の単位回動角度当たりのスロットル弁開度の増減量を低開度時と高開度時とで変え、低速運転時のスロットルグリップ２での分解能を増大させることができる。

上述した実施の形態では、第２のホールセンサ１３をスイッチボックス８の車体前側の部位に配設しているから、スイッチボックス８の車体後側に位置する各種のスイッチ１８〜２０に干渉することがない。このため、スイッチボックス８の小型化を図りながら異常検出用の第２のホールセンサ１３を装備することができた。

本発明に係るスロットル装置の構成を示すブロック図である。 スロットルグリップおよびスイッチボックスの背面図である。 スイッチボックスの側面図である。

符号の説明

１…スロットル装置、２…スロットルグリップ、５…スロットル弁、６…モータ、８…スイッチボックス、１１…永久磁石、１２…ホールセンサ、２１…スロットル弁制御手段、２２…磁力低下補正手段。

Claims (3)

1. スロットルグリップの回動量をホールセンサによって検出し、この検出データに基づいてスロットル弁をモータによって駆動する車両のスロットル装置であって、スロットルグリップをスロットル全閉位置に位置付けた状態で前記ホールセンサに検出される磁力が最も強くなり、スロットル弁開度が増大するにしたがって前記磁力が次第に弱くなる構成とした車両のスロットル装置。
2. 請求項１記載の車両のスロットル装置において、スロットルグリップがスロットル全閉位置にある状態でのホールセンサの検出値をメインスイッチがＯＮ操作される毎に検出し、前記検出値を磁力が最大のときの検出値として設定する磁力低下補正手段を備えた車両のスロットル装置。
3. 請求項１記載の車両のスロットル装置において、スロットルグリップに隣接するスイッチボックスにホールセンサを支持させるとともに、このホールセンサの検出対象の永久磁石をスロットルグリップに設け、この永久磁石の磁力でスロットルグリップがスロットル弁閉方向へ付勢される構造とした車両のスロットル装置。
   

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