JP2006153479A - Inclination sensor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、傾斜センサ装置に関し、特に手動での基準値補正が不要で、かつ高精度を保つ傾斜センサ装置に関する。 The present invention relates to a tilt sensor device, and more particularly to a tilt sensor device that does not require manual reference value correction and maintains high accuracy.
従来から、エンジンの回転数や吸気管に発生する負圧等のデータに基づいて、予め設定したマップや制御プログラムに従って燃料噴射装置や点火装置を駆動制御するECU(エンジン・コントロール・ユニット)を備えた自動二輪車が知られている。通常、このような自動二輪車には、車両が通常のバンク角を超えて大きく傾いた際に前記ECUによって瞬時にエンジンを停止できるよう、車両の傾斜を検知する傾斜センサが備えられている。しかしながら、車両の傾斜に応じて移動する錘や振り子を使った従来の機械式傾斜センサでは、その寸法を大幅に縮小することが物理的に難しく、また、検出データの精度や信頼性を高めようとすると、スイッチの接点不良防止や振り子の円滑な動作を図るための加工等が必要となって、生産工程が増加してしまうという課題があった。 Conventionally, an ECU (Engine Control Unit) has been provided to drive and control the fuel injection system and ignition system according to preset maps and control programs based on data such as engine speed and negative pressure generated in the intake pipe. Two-wheeled motorcycles are known. Usually, such a motorcycle is provided with a tilt sensor that detects the tilt of the vehicle so that the engine can be stopped instantaneously by the ECU when the vehicle is largely tilted beyond a normal bank angle. However, with conventional mechanical tilt sensors that use weights and pendulums that move according to the vehicle's tilt, it is physically difficult to significantly reduce the dimensions, and the accuracy and reliability of the detection data should be improved. Then, processing for preventing contact failure of the switch and smooth operation of the pendulum is required, and there is a problem that the production process increases.
特許文献1には、上記の課題を解決するため、加速度を受けると出力電圧に変化を生じる半導体素子等を用いて小型化を図った加速度センサを前記ECUの内部に設け、前記加速度センサを傾斜センサとして使用する技術が開示されている。
しかしながら、上記特許文献1の技術では、前記ECUを車両に取付けた後に、車両を直立状態にして基準値のゼロ点補正作業を行う必要があるため、生産工程が増加するという課題があった。また、時間の経過または温度等の環境の変化によって加速度センサの特性が初期の設定値からずれる「ドリフト現象」への対処ができないため、時間の経過に伴って検出データの精度が低下する可能性があるという課題があった。 However, the technique disclosed in Patent Document 1 has a problem in that the number of production steps is increased because it is necessary to perform a zero-point correction operation of the reference value by setting the vehicle upright after the ECU is attached to the vehicle. In addition, because it is impossible to cope with the “drift phenomenon” in which the characteristics of the acceleration sensor deviate from the initial set value due to environmental changes such as the passage of time or temperature, the accuracy of detection data may decrease over time. There was a problem that there was.
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、特に手動で基準値補正を行う必要がなく、かつドリフト現象や経時変化の影響を受けずに高精度を保つ傾斜センサ装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to provide a tilt sensor device that does not need to manually perform reference value correction and maintains high accuracy without being affected by a drift phenomenon or a change with time. There is.
前記した目的を達成するために、本発明は、重力加速度の検出を行う加速度センサによる傾斜センサと、車両の速度を検出する車速センサと、燃料噴射装置および点火装置を駆動制御する制御ユニットとを具備する自動二輪車の傾斜センサ装置において、前記制御ユニットは、前記傾斜センサおよび前記車速センサからの信号によって前記燃料噴射装置および前記点火装置の駆動を制限し、前記傾斜センサの基準値補正は、前記車速センサが車速を検知した時に行うようにした点に第1の特徴がある。 In order to achieve the above-described object, the present invention includes an inclination sensor using an acceleration sensor that detects gravitational acceleration, a vehicle speed sensor that detects the speed of a vehicle, and a control unit that drives and controls the fuel injection device and the ignition device. In the inclination sensor device for a motorcycle, the control unit restricts driving of the fuel injection device and the ignition device by signals from the inclination sensor and the vehicle speed sensor, and the reference value correction of the inclination sensor The first feature is that the detection is performed when the vehicle speed sensor detects the vehicle speed.
また、前記傾斜センサの基準値補正は、所定の車速以上で行うようにした点に第2の特徴がある。 A second feature is that the reference value correction of the tilt sensor is performed at a predetermined vehicle speed or higher.
また、前記車両は、さらに所定のエンジン回転数で駆動力の伝達を開始する遠心クラッチと、車体を自立させるスタンド装置の収納状態を検知するスタンド状態センサを具備し、前記傾斜センサの基準値補正は、前記エンジン回転数が前記遠心クラッチの接続回転数以上であり、かつ前記スタンド状態センサが前記スタンド装置の収納を検知した時に行うようにした点に第3の特徴がある。 The vehicle further includes a centrifugal clutch that starts transmission of driving force at a predetermined engine speed, and a stand state sensor that detects a stowed state of a stand device that causes the vehicle body to stand on its own, and corrects the reference value of the tilt sensor. The third feature is that the engine speed is equal to or higher than the connection speed of the centrifugal clutch, and the stand state sensor detects that the stand device is stored.
さらに、重力加速度の検出を行う加速度センサによる傾斜センサと、燃料噴射装置および点火装置を駆動制御する制御ユニットと、エンジンから駆動輪への駆動力の伝達状態を検出するクラッチ状態センサと、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサとを具備する自動二輪車の傾斜センサ装置において、前記制御ユニットは、前記傾斜センサ、前記クラッチ状態センサおよび前記エンジン回転数センサからの信号によって前記燃料噴射装置および前記点火装置の駆動を制限し、前記傾斜センサの基準値補正は、前記エンジン回転数が所定値以上であり、かつ前記クラッチ状態センサが前記クラッチの接続を検知した時に行うようにした点に第4の特徴がある。 Further, an inclination sensor by an acceleration sensor for detecting gravitational acceleration, a control unit for driving and controlling the fuel injection device and the ignition device, a clutch state sensor for detecting a transmission state of driving force from the engine to the driving wheel, and engine rotation In a tilt sensor device for a motorcycle comprising an engine speed sensor for detecting a number, the control unit is configured to control the fuel injection device and the ignition according to signals from the tilt sensor, the clutch state sensor, and the engine speed sensor. The fourth aspect is that the drive of the apparatus is limited, and the reference value correction of the tilt sensor is performed when the engine speed is not less than a predetermined value and the clutch state sensor detects the engagement of the clutch. There are features.
請求項1の発明によれば、前記制御ユニットは、前記傾斜センサおよび前記車速センサからの信号によって前記燃料噴射装置および前記点火装置の駆動を制限し、前記傾斜センサの基準値補正は、前記車速センサが車速を検知した時に行うようにしたので、車両への組み付け時の手動による基準値補正処理が不要となり、生産工程の増加を防ぐことができるようになる。また、基準値補正を随時行うので、ドリフト現象や経時変化が招く検出データ精度の低下を防ぐことができるようになる。また、基準値補正作業のしやすさを考慮して傾斜センサを設ける必要がなく、設置場所の制約が減少することで空きスペースの有効活用を図ることができるようになる。 According to the first aspect of the invention, the control unit restricts driving of the fuel injection device and the ignition device by signals from the tilt sensor and the vehicle speed sensor, and the reference value correction of the tilt sensor is performed based on the vehicle speed. Since it is performed when the sensor detects the vehicle speed, manual reference value correction processing at the time of assembly to the vehicle becomes unnecessary, and an increase in the production process can be prevented. In addition, since the reference value correction is performed as needed, it is possible to prevent a decrease in detection data accuracy caused by a drift phenomenon or a change with time. In addition, it is not necessary to provide a tilt sensor in consideration of the ease of reference value correction work, and it is possible to effectively utilize the empty space by reducing the restrictions on the installation location.
請求項2の発明によれば、前記傾斜センサの基準値補正は、所定の車速以上で行うようにしたので、直立位置からの姿勢変化が少ない状態で基準値補正を行うことで、基準値補正の精度向上を図ることができるようになる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、前記傾斜センサの基準値補正は、前記エンジン回転数が前記遠心クラッチの接続回転数以上であり、かつ前記スタンド状態センサが前記スタンド装置の収納を検知した時に行うようにしたので、車速センサを設けることなく補正のタイミングを決定することができるようになる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、前記制御ユニットは、前記傾斜センサ、前記クラッチ状態センサおよび前記エンジン回転数センサからの信号によって前記燃料噴射装置および前記点火装置の駆動を制限し、前記傾斜センサの基準値補正は、前記エンジン回転数が所定値以上であり、かつ前記クラッチ状態センサが前記クラッチの接続を検知した時に行うようにしたなるようにしたので、車両への組み付け時の手動による基準値補正処理が不要となり、生産工程の増加を防ぐことができるようになる。また、車速センサを設けることなく、基準値補正のタイミングを決定することができるようになる。また、基準値補正を随時行うので、ドリフト現象や経時変化が招く検出データ精度の低下を防ぐことができるようになる。さらに、基準値補正作業のしやすさを考慮して傾斜センサを設ける必要がなく、設置場所の制約が減少することで空きスペースの有効活用を図ることができるようになる。 According to a fourth aspect of the present invention, the control unit restricts driving of the fuel injection device and the ignition device by signals from the tilt sensor, the clutch state sensor, and the engine speed sensor. Since the reference value correction is performed when the engine speed is equal to or higher than a predetermined value and the clutch state sensor detects the engagement of the clutch, the reference value is manually set when assembled to the vehicle. Correction processing becomes unnecessary, and an increase in production processes can be prevented. Further, the reference value correction timing can be determined without providing a vehicle speed sensor. In addition, since the reference value correction is performed as needed, it is possible to prevent a decrease in detection data accuracy caused by a drift phenomenon or a change with time. Furthermore, it is not necessary to provide an inclination sensor in consideration of the ease of the reference value correction work, and it becomes possible to effectively utilize the empty space by reducing the restrictions on the installation location.
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る自動二輪車のシステム構成を示したブロック図である。自動二輪車1は、エンジン3と、該エンジン3の運転を制御する制御手段としての制御ユニット2と、クランク軸9に連結されて前記エンジン3の動力を後輪WRへ伝達するクラッチ10および変速機12とを備えている。エンジン3の回転数Neは、エンジン回転数検出手段であるエンジン回転数センサ5により検知される。また、クラッチの接続状態を検知するクラッチ状態センサ11によって、クラッチ10が接続されてエンジン3の駆動力が前記変速機12および後輪WRに伝達されているか否かが検知される。符号13は、車両の速度を検出する車速センサであり、目的に応じて任意の箇所に設けられる。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration of a motorcycle according to the first embodiment of the present invention. The motorcycle 1 includes an
エンジン3の吸気管6内には、乗員が操作して吸入空気量を制御するスロットルバルブ7が回動自在に設けられ、該スロットルバルブ7と前記エンジン3との間に、燃料を噴射する燃料噴射装置8が設けられる。符号4は、燃料と空気の混合気に点火するための点火装置である。
In the intake pipe 6 of the
前記制御ユニット2には、エンジン制御部2aと、加速度センサによる傾斜センサ2bと、傾斜センサ基準値補正部2cとが含まれる。前記傾斜センサ2bは、半導体素子等による加速度センサであり、錘や振り子による機械式の傾斜センサに比べて非常に小型化されたものが使用できる。
The
前記エンジン制御部2aは、通常走行時においては予め設定したマップや制御プログラム等に従って前記燃料噴射装置8や前記点火装置4を駆動制御しているが、前記傾斜センサ2bが所定値以上の車両傾斜角を検知すると、前記両者の駆動を瞬時に止めて前記エンジン3を停止させる。
The engine control unit 2a controls driving of the fuel injection device 8 and the ignition device 4 according to a preset map, control program, and the like during normal driving, but the vehicle inclination when the
図2は、図1の自動二輪車1における傾斜センサ基準値補正処理の手順を示したフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行される。 FIG. 2 is a flowchart showing the procedure of the inclination sensor reference value correction process in the motorcycle 1 of FIG. 1, and is repeatedly executed at a predetermined cycle.
ステップS11では、前記車速センサ13の出力信号に基づいて車速Vbが求められる。ステップS12では、前記車速Vbが基準速度Vrefと比較され、車両が所定の速度以上で走行しているか否かが判定される。車速Vbが基準速度Vref以上となって、車両が所定の速度以上で走行していると判定されるとステップS13へ進む。該ステップS13で前記傾斜センサ2bのデータを検出すると、ステップS14に進み、前記制御ユニット2内の傾斜センサ基準値補正部2cが補正値を算出して基準値補正処理(直立状態のゼロ点補正)を行う。以上のようにして、本実施形態によれば、車両の走行中に傾斜センサの基準値補正処理を行うので、車両への組み付け時の手動による基準値補正処理が不要となり、生産工程の増加を防ぐことができる。また、ドリフト現象や経時変化が招く検出データ精度の低下を防ぐことができる。また、直立位置からの姿勢変化が少ない所定速度以上での走行中に基準値補正を行うため、基準値補正の精度向上を図ることができる。さらに、走行中に基準値補正を行うため、基準値補正作業のしやすさを考慮して傾斜センサを設ける必要がなく、設置場所の制約が減少することで空きスペースの有効活用が図れるようになる。
In step S11, the vehicle speed Vb is obtained based on the output signal of the
本実施形態における前記ステップS14の基準値の補正処理は、走行中の傾斜センサの平均値を算出して使用する。なお、コーナリング中の二輪車は、車体を傾斜させることで遠心力とのバランスを保っているため、コーナリング中の車体の傾斜が生む加速度は車体鉛直方向に加わることになる。すなわち、コーナリング自体は、加速度センサの数値のうち、傾斜を検知する成分には影響を与えないので、前記傾斜センサの平均値に基づいての水平基準値補正が可能となる。また、平均化はノイズを除去する効果もある。算出した基準値は、電気的に内容を書き換えることができるメモリであるEEPROM等に書き込まれ、該基準値は、次回に電源が投入された際の基準値として使用される。また、前記EEPROM等への基準値の書き込みは、新たに算出した基準値とすでに書き込まれている基準値との差が所定値を超えた場合にのみ実施するようにすると、電源が投入される毎に基準値を書き換える方式に比べて、前記制御ユニット2への負担を軽くすることができる。
In the present embodiment, the reference value correction process in step S14 calculates and uses the average value of the running tilt sensor. In addition, since the two-wheeled vehicle during cornering maintains a balance with the centrifugal force by inclining the vehicle body, acceleration caused by the inclination of the vehicle body during cornering is applied in the vertical direction of the vehicle body. That is, the cornering itself does not affect the component that detects the inclination among the numerical values of the acceleration sensor, so that the horizontal reference value can be corrected based on the average value of the inclination sensor. Averaging also has the effect of removing noise. The calculated reference value is written in an EEPROM or the like, which is a memory whose contents can be electrically rewritten, and the reference value is used as a reference value when the power is turned on next time. In addition, when the reference value is written into the EEPROM or the like only when the difference between the newly calculated reference value and the already written reference value exceeds a predetermined value, the power is turned on. Compared with the method of rewriting the reference value every time, the burden on the
図3は、図1の自動二輪車1における傾斜センサ基準値補正処理の手順の変形例を示したフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行される。 FIG. 3 is a flowchart showing a modified example of the procedure of the inclination sensor reference value correction process in the motorcycle 1 of FIG. 1, and is repeatedly executed at a predetermined cycle.
ステップS21では、エンジン回転数センサ5の出力信号に基づいてエンジン回転数Ne1が求められる。ステップS22では、前記エンジン回転数Ne1が所定の基準エンジン回転数Nref1と比較され、前記エンジン回転数Ne1が基準エンジン回転数Nref1以上になったと判定されるとステップS23へ進む。該ステップS23では、前記クラッチ状態センサ11により、クラッチが接続されているか否かが判定され、接続状態になったと判定されるとステップS24に進む。該ステップS24で前記傾斜センサ2bのデータを検出するとステップS25に進み、前記制御ユニット2内の傾斜センサ基準値補正部2cが補正値を算出して基準値補正処理を行う。上記した第1実施形態の変形例では、前記ステップS22およびステップS23によって、車速センサを使用することなく、車両が所定の速度以上で走行しているか否かを判定(エンジンが所定回転数以上で回転し、かつクラッチが接続されているならば、通常は走行中とみなすことができる)して基準値の補正処理を行うことができる。
In step S21, the engine speed Ne1 is obtained based on the output signal of the
図4は、本発明の第2実施形態に係る、遠心クラッチと無段変速機を備えたスクータタイプの自動二輪車50(以下、スクータ50)のシステム構成を示したブロック図である。図1と同一の符号は、同一または同等の構成のため説明を省略する。符号14の遠心クラッチは、エンジン3のエンジン回転数Ne2が上昇してクランク軸9の回転数が所定値(遠心クラッチ接続エンジン回転数Nref2。例えば3000rpm)以上になると、クランク軸9の回転動力を無段変速機15に伝達するようになっている。該無段変速機15は、エンジン回転数の上昇に伴って変速比を無段階に変化させる機構を有しており、乗員はシフトチェンジの操作を行うことなく、任意の変速比で後輪WRを駆動操作することができる。符号16は、車両を自立させるスタンド装置が収納されているか否かを検知するスタンド状態センサ16である。
FIG. 4 is a block diagram showing a system configuration of a scooter type motorcycle 50 (hereinafter, scooter 50) having a centrifugal clutch and a continuously variable transmission according to a second embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in FIG. 1 are the same or equivalent components, and the description thereof will be omitted. When the engine speed Ne2 of the
図5は、図4のスクータ50における傾斜センサ基準値補正処理の手順のフローチャートを示しており、所定の周期で繰り返し実行される。
FIG. 5 shows a flowchart of the procedure of the inclination sensor reference value correction process in the
ステップS31では、エンジン回転数センサ5の出力信号に基づいてエンジン回転数Ne2が求められる。続くステップS32では、前記エンジン回転数Ne2と前記遠心クラッチ接続エンジン回転数Nref2とが比較され、前記遠心クラッチ14が接続されて後輪WRに駆動力が伝達されているか否かが判定される。前記エンジン回転数Ne2が前記遠心クラッチ接続エンジン回転数Nref2以上となって、遠心クラッチ14が接続されたと判定されるとステップS33へ進む。ステップS33では、前記スタンド状態センサ16により、前記スタンド装置が収納状態であるか否かであるかが判定され、収納状態であればステップS34に進む。該ステップS34で前記傾斜センサ2bのデータを検出するとステップS35に進み、前記制御ユニット2内の傾斜センサ基準値補正部2cが補正値を算出して基準値の補正処理を行う。
In step S31, the engine speed Ne2 is obtained based on the output signal of the
上記の第2実施形態では、前記ステップS32とステップS33によって、スクータタイプの自動二輪車においても、車速センサを使用することなく車両が走行しているか否かを判定(後輪に駆動力が伝達され、かつスタンド装置が収納されているならば、通常は走行中とみなすことができる)して基準値の補正処理を行うことができる。 In the second embodiment, it is determined in step S32 and step S33 whether or not the vehicle is running without using a vehicle speed sensor even in a scooter type motorcycle (the driving force is transmitted to the rear wheels). If the stand device is housed, it can be considered that the vehicle is normally traveling), and the reference value can be corrected.
2…制御ユニット、2a…エンジン制御部、2b…傾斜センサ、2c…傾斜センサ基準値補正部、3…エンジン、4…点火装置、5…エンジン回転数センサ、8…燃料噴射装置、11…クラッチ状態センサ、13…車速センサ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
車両の速度を検出する車速センサと、
燃料噴射装置および点火装置を駆動制御する制御ユニットとを備える自動二輪車の傾斜センサ装置において、
前記制御ユニットは、前記傾斜センサからの信号によって前記燃料噴射装置および前記点火装置の駆動を制限し、
前記傾斜センサの基準値補正は、前記車速センサが車速を検知した時に行うことを特徴とする傾斜センサ装置。 An inclination sensor by an acceleration sensor for detecting gravitational acceleration;
A vehicle speed sensor for detecting the speed of the vehicle;
In a tilt sensor device for a motorcycle comprising a fuel injection device and a control unit for driving and controlling the ignition device,
The control unit restricts driving of the fuel injection device and the ignition device by a signal from the tilt sensor,
The inclination sensor device is characterized in that the reference value correction of the inclination sensor is performed when the vehicle speed sensor detects a vehicle speed.
前記傾斜センサの基準値補正は、所定の車速以上で行うことを特徴とする傾斜センサ装置。 The inclination sensor device according to claim 1,
The inclination sensor device is characterized in that the reference value correction of the inclination sensor is performed at a predetermined vehicle speed or higher.
前記車両は、さらに所定のエンジン回転数で駆動力の伝達を開始する遠心クラッチと、車体を自立させるスタンド装置の収納状態を検知するスタンド状態センサを具備し、
前記傾斜センサの基準値補正は、前記エンジン回転数が前記遠心クラッチの接続回転数以上であり、かつ前記スタンド状態センサが前記スタンド装置の収納を検知した時に行うことを特徴とする傾斜センサ装置。 The inclination sensor device according to claim 1,
The vehicle further includes a centrifugal clutch that starts transmission of driving force at a predetermined engine speed, and a stand state sensor that detects a stowed state of a stand device that causes the vehicle body to stand on its own,
The tilt sensor device is characterized in that the reference value correction of the tilt sensor is performed when the engine speed is equal to or higher than the connected speed of the centrifugal clutch and the stand state sensor detects the storage of the stand device.
燃料噴射装置および点火装置を駆動制御する制御ユニットと、
エンジンから駆動輪への駆動力の伝達状態を検出するクラッチ状態センサと、
エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサとを備える自動二輪車の傾斜センサ装置において、
前記制御ユニットは、前記傾斜センサからの信号によって前記燃料噴射装置および前記点火装置の駆動を制限し、
前記傾斜センサの基準値補正は、前記エンジン回転数が所定値以上であり、かつ前記クラッチ状態センサが前記クラッチの接続を検知した時に行うことを特徴とする傾斜センサ装置。 An inclination sensor by an acceleration sensor for detecting gravitational acceleration;
A control unit for driving and controlling the fuel injection device and the ignition device;
A clutch state sensor for detecting a transmission state of driving force from the engine to the driving wheel;
In a tilt sensor device for a motorcycle comprising an engine speed sensor for detecting the engine speed,
The control unit restricts driving of the fuel injection device and the ignition device by a signal from the tilt sensor,
The inclination sensor device is characterized in that the reference value correction of the inclination sensor is performed when the engine speed is equal to or greater than a predetermined value and the clutch state sensor detects the engagement of the clutch.
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