JP2007069699A - 自動２輪車の衝撃検知センサ取付構造 - Google Patents

Abstract

【目的】衝撃検知センサを容易に配置でき、かつ斜め衝突等にも対応できるようする。
【構成】左右のフロントフォーク１間に前輪２を配置して車軸３で支持する。左右のフロントフォーク１における車軸３の近傍かつ上方位置にメインセンサ１１を左右対称に設け、正面及び斜め方向の衝突における衝撃を検知する。また左右のフロントフォーク１の各メインセンサ１１より上方にバックアップ用のサブセンサ１２を左右対称に配置する。これにより転舵成分を除去しつつ各衝撃検知センサを感度の良好な場所へ容易に配置できる。
【選択図】 図４

Description

この発明は、自動２輪車における衝撃検知センサの配置構造に関する。

自動２輪車にエアバッグを所定の衝撃で展開させる際に衝撃を検知するための衝撃検知センサを前輪の車軸内における操舵軸線近傍に配置したものが公知である。
特開平１１−２７８３４２号公報

上記従来例によれば、衝撃検知センサは車軸筒内のしかも車体中心上に位置する（すなわち操舵軸線近傍に位置する）から、転舵成分を除去しつつ、正面衝突時において前輪から車軸を介して伝達される衝撃を感度よく検知できる。一方、車軸を介さずに最初からフロントフォークへ衝撃が直接入力する場合がある斜め衝突に対しては、前輪の回動による逃げも加わって、衝撃検知センサの感度が低くなる場合もあることが考えられる。
このため、車軸と別の場所へ衝撃検知センサを設けることが考えられるが、この場合には、衝撃検知センサの配置は、正面衝突や斜め衝突を感度よく検知できる場所に設定しなければならず、かつ操舵軸線から離れる場合は転舵成分を効率よく除去できるように配慮しなければならない。
また、故障時のバックアップを考慮して衝撃検知センサをメインとサブの組み合わせで配置することも考えられるが、この場合にはさらにこれら多数のセンサを容易かつ好適に配置することが必要になる。
そこで本願は、これらの要望を実現できるように衝撃検知センサを配置することを目的とする。

上記課題を解決するため、自動２輪車の衝撃検知センサ取付構造に係る請求項１の発明は、左右一対のフロントフォーク間に車軸を介して前輪を支持した自動２輪車において、左右フロントフォークに対してそれぞれ衝撃検知センサを配置したことを特徴とする。

請求項２の発明は上記請求項１において、衝撃検知センサを、主体的に衝撃を検知するメインセンサと、そのバックアップであるサブセンサで構成し、メインセンサを左右一対のフロントフォークの各先端部へそれぞれ配置し、さらに左右のフロントフォークにおける各メインセンサの上方位置にサブセンサをそれぞれ配置したことを特徴とする。

請求項３の発明は上記請求項１において、衝撃検知センサを、主体的に衝撃を検知するメインセンサと、そのバックアップであるサブセンサで構成し、メインセンサを左右フロントフォークの各先端側にそれぞれ設けられる衝撃検知センサとし、前輪の上方にて左右フロントフォークを連結するクロス部材にサブセンサを配置したことを特徴とする。

請求項４の発明は上記請求項３において、前記サブセンサが、車体中心上に位置することを特徴とする。

請求項５の発明は上記請求項１において、前記左右フロントフォークに設けられる衝撃検知センサを、車体中心に対して左右対称に配置したことを特徴とする。

請求項６の発明は上記請求項１〜５のいずれかにおいて、前記衝撃検知センサを、前輪車軸の上方に配置したことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、衝撃検知センサを左右のフロントフォークへそれぞれ配置したので、衝撃が前輪から車軸を介してフロントフォークへ伝達される正面衝突のみならず、最初にフロントフォークへ衝撃が入力される場合のある斜め衝突も感度よく検知できる。しかも、衝撃検知センサを左右のフロントフォークへそれぞれ設けることにより、転舵成分を効果的に除去できる。

請求項２の発明によれば、衝撃検知センサを、メインセンサとサブセンサで構成したので、メインセンサにて主体的に衝撃を検知し、サブセンサでメインセンサをバックアップすることができる。
そのうえ、左右のメインセンサの位置がフロントフォークの先端部側にあるため衝突を感度よく検知できる。また、左右のフロントフォークにおいて、それぞれ下方にメインセンサ、上方にサブセンサを配置したので、サブセンサは左右に配置され、メインセンサ同様に転舵成分を効果的に除去できる。

請求項３の発明によれば、サブセンサを前輪の上方にて左右フロントフォークを連結するクロス部材に配置したので、サブセンサを一つだけにすることがき、使用個数を削減し、配置を容易にする。

請求項４の発明によれば、サブセンサを車体中心上に配置させたので、操舵軸線近傍に配置できることにより、サブセンサを単独で使用しても転舵の影響を少なくすることができる。

請求項５の発明によれば、左右フロントフォークに設けられる衝撃検知センサを車体中心に対して左右対称に配置したので、転舵成分を正確に除去できる。

請求項６の発明によれば、各衝撃検知センサを前輪車軸の上方に配置したので、衝突を感度よく検知できる。

以下、図面に基づいて第１実施例を説明する。図１は、本願発明が適用されたスクータ型自動２輪車の側面図である。左右のフロントフォーク１は公知のテレスコピック式であり、それぞれ斜め上がりに後傾するよう傾斜して設けられ、左右の下端部間に前輪２が車軸３を介して支持される。車軸３の上部はヘッドパイプ４へ回動自在に支持され、ハンドル５にて操舵される。ＳＴは操舵軸線である。

ヘッドパイプ４が前端に設けられた車体フレーム６は、車体カバー７で覆われ、その前側上部７ａのハンドル５近傍位置にエアバッグ８を折りたたみ状態で収納するエアバッグモジュール９が配置されている。エアバッグ８の展開はエアバッグモジュール９に設けられた作動制御部１０により制御される。

作動制御部１０はフロントフォーク１に設けられたメインセンサ１１及びサブセンサ１２が検知した衝撃信号に基づいてエアバッグ８の展開要否を判断する。これらの衝撃信号に基づいて衝突と判断したときは、エアバッグ８を高圧ガスにより急速膨張させることにより仮想線で示すように展開する。

図中の符号１３はブレーキキャリパ、１４はパワーユニット、１５はリヤアーム、１６は後輪、１７はシートである。図示のシート１７がダブルシートであり、この場合は前席の乗員である運転者１８が展開したエアバック８の保護対象となる。

図２は前輪２部分を拡大した側面図である。フロントフォーク１は、ボトムケース２０とインナーチューブ２１からなる内外２重筒式のものである。ボトムケース２０の下端部は車軸３の支持部２２をなし、その上方かつ近傍にメインセンサ１１が後方へ突出して取付けられている。メインセンサ１１を設ける位置は、衝突を感度よく検知できる位置である。

メインセンサ１１の後方にはブレーキキャリパ１３が配置され、ブレーキディスク２４と摺接する。ブレーキキャリパ１３は車軸３から後方へ突出するキャリパステー２５へ支持される。メインセンサ１１は、ブレーキキャリパ２３及びキャリパステー２５により飛石等から保護される。

キャリパステー２５の上方にはサブセンサ１２がやはりボトムケース２０の後方側に取付けられている。サブセンサ１２の上端は前輪２のリム２６に対してその内側に位置する。この位置は衝撃検知における感度がメインセンサ１１と同様となる位置である。また、メインセンサ１１と同様に、ブレーキキャリパ２３及びキャリパステー２５により飛石等から保護される。図中の２７はボトムブリッジであり、２８（図１）はトップブリッジである。

メインセンサ１１及びサブセンサ１２は、それぞれ側部にフランジ３０及び３１を備え、ボトムケース２０へ一体に設けられているボス３２に対してボルト３３により着脱自在に取付けられている。３４は信号線であり、その一端部はカプラー３５でサブセンサ１２の上部へ接続される。メインセンサ１１側も同様である。信号線３４はクリップ３６にてボトムケース２０へ拘束されている。

なお、図３に示すように、メインセンサ１１とサブセンサ１２を共通のケース３７内へ上下に収納し、このケース３７の開口部近傍となる側部に設けられたフランジ３８を、ボトムケース２０のボス３２へボルト３３（いずれも図２参照）により着脱自在に取付けるようにしてもよい。このようにすると、取付ケ所及び工数を削減できる。また、メインセンサ１１とサブセンサ１２を別々のケースへ収容して取付けてもよい。

図４は、車体の前後方向より前輪２部分を模式的に示した図である。この図において、車体中心線Ｃは、操舵軸線ＳＴと重なり、車軸３の左右方向中間点すなわち車体中心を通っている。メインセンサ１１は左右のフロントフォーク１，１における車軸３の近傍かつその上方位置に設けられ、車体中心線Ｃ（操舵軸線ＳＴ）に対して左右対称に位置する。

サブセンサ１２は左右の各フロントフォーク１，１において、各メインセンサ１１より上方かつ前輪２の上端より若干低い位置に設けられ、やはり操舵軸線ＳＴに対して左右対称に位置している。

メインセンサ１１及びサブセンサ１２は、加速度検出タイプの公知の衝撃検知センサであり、このうち、メインセンサ１１は車軸３の近傍に位置し、正面衝突等における各種方向の衝突時の衝撃を主体的に検知し、これを作動制御部１０へ出力する。サブセンサ１２はメインセンサ１１の故障時等におけるバックアップを主たる目的とするものであり、やはり衝突時の検知信号を作動制御部１０へ送る。

作動制御部１０は、左右のメインセンサ１１及びサブセンサ１２の各検知信号に基づいて、衝撃が衝突であるか否かを判定する。
図１０は、作動制御部１０における衝突判定のフロー図である。なお、図１０は第１実施例における衝突判定処理を示すものであるが、後述する第２及び第３実施例におけるように、サブセンサ１２を単独使用する場合も、メインセンサ１１側については同様であり、ただサブセンサ１２について後述する平均化処理が省略されるだけである。

図１０において、左右のメインセンサ１１（以下、Ｇセンサ／Ｒ及びＧセンサ／Ｌとする）の各検知信号は作動制御部１０に送られ、ここでまず左右の検出値が平均化される（Ｓ１）。この平均化は、転舵成分の除去を目的とし、転舵時にステアリング軸等がハンドルストッパへ突き当たるときに発生する衝撃Ｇをうち消すことができる。

次に、平均化された値に基づいて衝突Ｇ（衝突時の加速度、以下同）を演算し（Ｓ２）、この演算結果と予め設定されているしきい値とをコンパレータ１０ａで比較する。演算した衝突Ｇの方がしきい値よりも大きければ、プラス（＋）の比較信号をＡＮＤ素子１０ｃへ出力し、そうでなければマイナス（−）の比較信号を出力する。

一方、左右のサブセンサ１２（以下、Ｇセンサ／Ｒ及びＧセンサ／Ｌとする）の各検知信号も作動制御部１０へ送られ、ここで同様に平均化され（Ｓ３）、さらに平均化された値に基づいて衝突Ｇを演算し（Ｓ４）、この演算結果と予め設定されているしきい値とをコンパレータ１０ｂで比較される。比較結果は同様に処理され、演算した衝突Ｇの方がしきい値よりも大きければ、プラス（＋）の比較信号をＡＮＤ素子１０ｃへ出力し、そうでなければマイナス（−）の比較信号を出力する。

メインセンサ１１及びサブセンサ１２側の各比較値は、ＡＮＤ素子１０ｃにて判定され、双方の比較値が＋のときのみ、衝突と判断して衝突信号をＣＰＵ１０ｄへ送り、ここでエアバック８を展開させるための動作指令が出される。双方の比較値のうち少なくともいずれかが＋でない場合は、衝突と判定されず信号は出力されない。

なお、左右のメインセンサ１１からの検知信号が著しく相違したり、サブセンサ１２から入力する検知信号に対して、メインセンサ１１からの検知信号が入力されないか、著しく小さな値である等の所定条件のときは、図１０に示すフロー図とは別の図示しないエラー判定処理により、メインセンサ１１が故障であると判断し、メインセンサ１１からの検知信号を用いず、サブセンサ１２からの検知信号に基づいて衝突を判断する。この意味においてサブセンサ１２はメインセンサ１１のバックアップとして機能する。

次に、本実施例の作用を説明する。正面衝突等において、衝撃が前輪２から車軸３を介してフロントフォーク１へ伝達されると、メインセンサ１１はこれを検知して検知信号を作動制御部１０へ送る。このとき、メインセンサ１１が設けられている位置は、衝突に対して最も高感度となるフロントフォーク１の先端部近傍かつ車軸３の上方位置であるから、正面衝突を感度よく検知できる。

斜め衝突においてフロントフォーク１へ最初に衝撃が入力しても、メインセンサ１１はフロントフォーク１上に配置されているからこれを感度よく検知できる。しかも、メインセンサ１１は左右のフロントフォーク１へ、操舵軸線ＳＴに対して左右対称に配置されているから、斜め衝突に対しても転舵成分を除去でき、感度よく検知できる。

したがって、前輪２から車軸３を介してフロントフォーク１へ衝撃が伝達される正面衝突のみならず、最初にフロントフォーク１へ衝撃が入力される場合のある斜め衝突も感度よく検知できる。しかも、衝撃検知センサであるメインセンサ１１及びサブセンサ１２をそれぞれ左右のフロントフォーク１へ左右対称に配置することにより、メインセンサ１１及びサブセンサ１２の各転舵成分を効果的に除去できる。

図５は第２実施例に係る図４と同様の図である。なお、前実施例との共通部には共通符号を用いて重複説明は極力省略する。この例では、左右のフロントフォーク１，１間に架け渡されたクロス部材４０の左右方向中間部にサブセンサ１２を１個だけ設けてある。サブセンサ１２は車体中心線Ｃ（操舵軸線ＳＴ）上に位置している。

クロス部材４０は前輪２の上端より若干上方の近傍位置に配置され、左右のフロントフォーク１を連結することによりフロントフォーク１の補強にもなっている。このクロス部材４０として、ボトムブリッジ２７（図２）を代用することもできる。

このようにしても、サブセンサ１２がクロス部材４０の左右方向中間部における車体中心線Ｃ上に配置されるので、操舵軸線ＳＴに近接させて配置できることになるから、サブセンサ１２に対する転舵の影響を極力小さくすることができる。しかも使用個数を一つだけにすることができるので、使用個数を削減でき、コストを低減できる。

なお、サブセンサ１２を必ずしも車体中心線Ｃ上に配置しないようにすることもでき、この場合、転舵の影響をあまり考慮する必要がないときはサブセンサ１２を１個のみ使用することができる。転舵成分を除去したい場合は左右対称に２個設ける。いずれの場合もクロス部材４０の左右幅を一杯に使って自由に配置できるから、配置の自由度が高くなる。

図６〜９は第３実施例に係り、サブセンサ１２を一つだけ使用するようにしたものであって、図５の第２実施例に類似したものである。図６はフロントフォーク１のボトムケース２０の側面を示し、その前面側に上下方向へ長い支持プレート５０が配置されている。支持プレート５０の下部にはフランジ５１が一体に設けられ、このフランジ５１で前方を覆われた状態でメインセンサ１１がボルト５２で取付けられている。

支持プレート５０の上部は、ボトムケース２０の上部前面から一体に突出するボス５３に対してボルト５４により側方から取付けられている。支持プレート５０の下部は、ボトムケース２０の下端部周囲へ取付けられる固定バンド５５により固定されている。２０ａは車軸ホルダであり、ボトムケース２０の後方へ突出して車軸３を保持する。

図７に示すように、固定バンド５５は一対の半円弧状部材であって、向かい合わせにしてボトムケース２０の下端部周囲へ互いの半円弧状部５６を重ねるとともに、それぞれの径方向外方へ突出する前後の端部５７のうち、前側の端部５７の間に支持プレート５０の下部を挟んで、ボルト５８及びナット５９で共締めしている。また、後側の各端部５７は直接ボルト５８及びナット５９で締結される。なお、上方側に都合のよいボス５３が存在しない場合は、支持プレート５０の上方側も固定バンド５５で固定することができる。

このとき、フランジ５１は略直角に側方へ折れ曲がっており、メインセンサ１１は、前方側をフランジ５１、内側方を支持プレート５０及び後方側をボトムケース２０で覆われ、飛石等に対する保護がより確実になっている。したがって、車軸ホルダ２０ａを設けることにより、ボトムケース２０の後方へメインセンサ１１を設けられない場合でも、ボトムケース２０の前側へ容易に支持部を設けることができる。

図８は左右のボトムケース２０を正面から示す図、図９はその上面視図である。これらの図において、クロス部材４０の左右両端には半円弧状のブラケット６０をボルト６１で側方から締結することにより、取付穴６２（図９）を形成し、この中へ挿入したボトムケース２０の上端太径部外周へ取付けられるようになっている。

クロス部材４０の前側端面中央６３には、サブセンサ１２が横長の状態で前方からボルト６４で着脱自在に取付けられる。このとき、サブセンサ１２は長手方向中間部が車体中心線Ｃと重なるように、車体中心線Ｃを跨いで左右へ長く配置されている。また、クロス部材４０の前部は、前側端面中央６３が後方へ一段低くなっており、サブセンサ１２の左右方向両側は、ブラケット６０の前半側部分で覆われている。

このように、メインセンサ１１とサブセンサ１２を設けると、前実施例同様の効果が得られるとともに、各センサを容易にかつ取付側等の周辺他部材を有効利用して保護された状態で取付けることができる。

なお、本願発明は上記の各実施例に限定されるものではなく、発明の原理内において種々に変形や応用が可能である。例えば、前輪２の段差通過時における衝撃であってメインセンサ１１が衝突として検知してしまうような大きなノイズに対しても、サブセンサ１２の取付位置をメインセンサ１１よりも若干感度が低くなる位置に設ければ、段差通過時におけるノイズをメインセンサ１１が検知してもサブセンサ１２が検知しない限り、衝突判定をしないようにすることができる。また、本願発明はスクータ型自動２輪車以外の各種形式の自動２輪車に適用でき、フロントフォークの形式は倒立型であってもよい。
さらに、本願発明の衝撃検知センサはエアバッグ展開判定用に用いるのみならず、例えば、エアバックジャケット（乗員装着用エアバック）のような他の部材の作動判定に用いることができる。

本願発明が適用された自動２輪車の側面図 第１実施例に係る前輪部分を拡大した側面図 衝撃センサの取付に関する変形例を示す図 車体前方より前輪部分を模式的に示した図 第２実施例に係る図４と同様の図 第３実施例に係るボトムケースの側面図 図６の７−７線に断面図 ボトムケースの正面図 上記ボトムケースの上面図 作動制御部における衝突判定のフロー図

符号の説明

１：フロントフォーク、２：前輪、３：車軸、８：エアバッグ、１０：作動制御部、１１：メインセンサ、１２：サブセンサ、４０：クロス部材、５０：支持プレート

Claims (6)

1. 左右一対のフロントフォーク間に車軸を介して前輪を支持した自動２輪車において、
   左右フロントフォークに対して、それぞれ衝撃検知センサを配置したことを特徴とする自動２輪車の衝撃検知センサ取付構造。
2. 前記衝撃検知センサは、主体的に衝撃を検知するメインセンサと、そのバックアップであるサブセンサとからなり、
   前記メインセンサを前記左右フロントフォークの各先端側にそれぞれ配置し、さらに前記左右のフロントフォークの前記各メインセンサ上方位置に前記サブセンサをそれぞれ配置したことを特徴とする請求項１に記載した自動２輪車の衝撃検知センサ取付構造。
3. 前記衝撃検知センサは、主体的に衝撃を検知するメインセンサと、そのバックアップであるサブセンサとからなり、
   左右フロントフォークに対して、各先端側にそれぞれメインセンサを配置し、さらに前輪の上方にて左右フロントフォークを連結するクロス部材にサブセンサを配置したことを特徴とする請求項１に記載した自動２輪車の衝撃検知センサ取付構造。
4. 前記サブセンサは、車体中心上に位置することを特徴とする請求項３に記載した自動２輪車の衝撃検知センサ取付構造。
5. 前記左右フロントフォークに設けられる衝撃検知センサを、車体中心に対して左右対称に配置したことを特徴とする請求項１に記載した自動２輪車の衝撃検知センサ取付構造。
6. 前記衝撃検知センサを、前輪車軸の上方に配置したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載した自動２輪車の衝撃検知センサ取付構造。

Images