JP2007118868A - 傾斜センサ一体モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】複数のセンサ等を一体的に集約して配線や設置スペースを低減することができる傾斜センサ一体モジュールを提供する。
【解決手段】傾斜センサ一体モジュール３０は、車両の傾斜状態を検出する傾斜センサ３２と、スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ３４と、吸気管に生じる吸気負圧を検出する吸気圧センサ３３と、吸気温度を検出する吸気温度センサ３５と、信号出力用のカプラ３７とを収納ケース３１に一体的に収納する構成とされる。前記傾斜センサ３２には、渦電流によって回転子の回転運動に電磁的な制動力を与える渦電流式ダンパが適用される。収納ケース３１の内部は、各センサをエンジンの熱や振動、外気の水分や埃等から守る樹脂モールド材で充填される。傾斜センサ一体モジュール３０は、スロットルボディの側面に一体的に取り付けられ、配線やカプラおよび設置スペースが低減される。
【選択図】図３

Description

本発明は、傾斜センサ一体モジュールに係り、特に、複数のセンサ等を一体的に集約して配線や設置スペースを低減することができる傾斜センサ一体モジュールに関する。

従来から、内燃機関における燃料噴射制御の最適化を図るため、車両の各部に、スロットルバルブ開度、吸気温度、吸気負圧等の情報を検知する各種センサが設けられた車両が知られている。また、車両の傾斜角度が所定値を超えた場合に燃料噴射を停止する等の制御を行うため、前記傾斜状態を検知するための傾斜センサが設けられた車両も周知である。

特許文献１には、スロットル弁、燃料噴射弁、燃料ポンプ、燃料調圧弁、バイパス空気量制御弁を一体的に設けてなるスロットルボディと、電子制御回路、吸気圧センサ、スロットル弁開度センサを一体的に形成した電子制御ユニットとを一体的に結合した燃料噴射エンジン用混合気制御装置が開示されている。

また、特許文献２には、車両に固定されたケースに振り子状のムーブメントを回動自在に軸支し、該ムーブメントの回動動作をホール素子によって計測することで前記車両が傾斜したことを検知する傾斜センサが開示されている。
特開平２−２５６８６５号公報 特開２０００−１４９７３６号公報

しかしながら、上記特許文献１および２には、スロットルボディと一体的に結合される電子制御ユニットに、吸気圧センサやスロットル弁開度センサ等の各種センサに加えて、傾斜センサをも一体的に内蔵させる構成に関しては、何らの示唆および配慮もされていなかった。

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、複数のセンサ等を一体的に集約して配線や設置スペースを低減することができる傾斜センサ一体モジュールを提供することにある。

前記した目的を達成するために、本発明は、自動二輪車に装着される傾斜センサ一体モジュールにおいて、車両の傾斜状態を検出する傾斜検出手段と、スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度検出手段と、吸気管に生じる吸気負圧を検出する吸気圧検出手段と、吸気温度を検出する吸気温度検出手段と、信号出力用のカプラとが収納ケース内に一体的に収納されるようにした点に第１の特徴がある。

また、前記収納ケースの内部の隙間は、樹脂モールド材が充填されるようにした点に第２の特徴がある。

また、前記傾斜検出手段は、永久磁石の作用によって発生する渦電流によって回転子の回転運動に電磁的な制動力を与える渦電流式ダンパが適用された傾斜センサであるようにした点に第３の特徴がある。

また、前記傾斜検出手段は、専用ケースに収納されるようにした点に第４の特徴がある。

また、前記傾斜センサ一体モジュールは、前記スロットルバルブを収納するスロットルボディの側面に一体的に取り付けられるようにした点に第５の特徴がある。

また、前記傾斜センサ一体モジュールは、エンジン制御装置と一体的に構成されるようにした点に第６の特徴がある。

さらに、自動二輪車に装着される傾斜センサ一体モジュールにおいて、車両の傾斜状態を検出する傾斜検出手段と、エンジン制御装置と、信号出力用のカプラとが収納ケース内に一体的に収納されるようにした点に第７の特徴がある。

請求項１の発明によれば、複数のセンサを一体に集約したため、各センサと基板とを接続する配線類を大幅に低減することができるようになる。また、配線の断線等によって各センサの機能に影響を与える可能性を低減することができるようになる。また、従来は各センサにそれぞれ設けられていたカプラを１つに集約できるので、部品点数を削減することができるようになる。

請求項２の発明によれば、傾斜センサ一体モジュールの耐震・耐熱および耐水・対塵性を向上させることができるようになる。

請求項３の発明によれば、傾斜センサ一体モジュールに適した、小型でかつ誤検出の可能性が少ない傾斜センサが得られるようになる。

請求項４の発明によれば、傾斜センサの耐候性を高めることができるようになる。

請求項５の発明によれば、スロットルボディの近傍に複数の機能を集約できるので、設置スペースが削減されると共に、設置レイアウトが容易となる。

請求項６の発明によれば、さらにエンジン制御装置用の配線やカプラを、傾斜センサ一体モジュールに集約させることができるので、部品点数が削減されると共に、設置スペースが低減されて設置レイアウトが用意になる。

請求項７の発明によれば、傾斜センサを一体的に収納したエンジン制御装置が得られるようになる。

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、本発明の一実施形態に係る傾斜センサ一体モジュールを適用した自動二輪車１の概要説明図である。左右一対のメインフレーム７と車両前方で接続されているヘッドパイプ１３には、左右一対のフロントフォーク２がハンドル３によって操舵可能に軸着されており、前記フロントフォーク２の下端部には、前輪ＷＦが回転可能に軸支されている。乗員が着座するメインシート６の車両前方には燃料タンク４が配設されており、該燃料タンク４を覆うように左右一対のサイドシェラウド５が設置されている。該サイドシェラウド５の下方には、内燃機関としてのエンジン８がメインフレーム７に固定的に吊り下げられており、前記メインフレーム７の後方下部に揺動可能に軸支されるスイングアーム９の後端には、駆動輪としての後輪ＷＲが回転可能に軸支されている。また、前記メインシート６の下方に配設されるサイドカバー１０の内側には、前記エンジン８に導入する外気を濾過するエアクリーナボックス（不図示）が設置されており、前記メインシート６の後方に設置されるテールカウル１２の下方には、排気ガスを排出するマフラ１１が配設されている。本発明に係る傾斜センサ一体モジュールは、前記エンジン８のインテークマニホールド（不図示）に連結されるスロットルボディ２０に近接して配置されている。

図２は、本発明の一実施形態に係る傾斜センサ一体モジュールを一体的に配設したスロットルボディ２０の斜視図である。前記エアクリーナボックスとの連結管２２と、前記エンジン８のインテークマニホールドとの連結管２３とを備えたスロットルボディケース２１の内部には、吸入される空気量を制御するスロットルバルブ（不図示）が回動自在に軸着されている。該スロットルバルブは、乗員が操作するスロットルグリップ（不図示）の操作量に応じて回動される。なお、このスロットルバルブには、乗員の操作とは無関係にエンジン回転数や車速等に基づいて自動制御を行うＤＢＷ（ドライブ・バイ・ワイヤ）システムが適用されてもよい。そして、本実施形態においては、前記スロットルボディ２０の車幅方向左側の側面に、傾斜センサ一体モジュール３０が設置されている。

図３は、前記傾斜センサ一体モジュール３０の斜視図である。該傾斜センサモジュール３０の収納ケース３１には、吸気管に生じる負圧を検出する吸気圧検出手段としての吸気圧センサ３３、前記スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度検出手段としてのスロットル開度センサ３４、前記スロットルボディケース２１の内部に延びるセンサ部３５ａによって吸気管の略中央における吸気温度を検出する吸気温度検出手段としての吸気温度センサ３５、そして、車両の傾斜状態を検知する傾斜検出手段としての傾斜センサ３２とが一体的に収納されている。また、前記収納ケース３１の下端面には、上記した全４種類のセンサからの情報を出力するためのカプラ３７が一体的に配設されている。

図４は、前記傾斜センサ一体モジュール３０の正面図（ａ）および側面図（ｂ）である。前記と同一の符号は、前記と同一または同等部分を示している。前記スロットル開度センサ３４は、スロットルバルブの回動軸と同軸上に配置されており、これに隣接する吸気温度センサ３５は、前記スロットルバルブの上流側の吸気管における吸気温度を検知できるように配設されている。そして、前記スロットル開度センサ３４の上方に、吸気圧センサ３３および傾斜センサ３２が配設されている。該傾斜センサ３２には、重力によって常に垂直方向を保つ回転子を含む傾斜センサユニット４０が内蔵されており、該傾斜センサユニット４０を、前記回転子の回転軸が車両前後方向に沿うように配置することで、前記自動二輪車１の傾斜状態が検出されるように構成されている。

上記したように、本実施形態に係る傾斜センサ一体モジュール３０によれば、４種類のセンサおよびカプラを前記収納ケース３１内に一体的に収納したため、各センサと連結される配線類を大幅に削減することができると共に、配線に断線等が発生して各センサの機能に悪影響を与える可能性が低減されるようになる。また、各センサからの出力部を、６つの端子３６を有するカプラ３７として一箇所に集約することができるので、各センサにそれぞれカプラが設置される場合に比して、部品点数を削減することができるようになる。また、スロットルボディ２０の近傍に複数の機能を集約できるので、設置スペースが削減されると共に、設計時のレイアウトも容易となる。

図５は、図４のＡ−Ａ線断面図（ａ）およびＢ−Ｂ線断面図（ｂ）である。前記と同一の符号は、前記と同一または同等部分を示している。各センサから出力される情報は、それぞれのセンサに接続されたごく短い配線によって基板６０に伝達される。該図では、吸気圧センサ３３と配線６１、スロットル開度センサ３４と配線６２、吸気温度センサ３５のセンサ部３５ａと配線６３とがそれぞれ接続されている。また、前記収納ケース３１の内側には、前記４種のセンサをエンジンの振動や外気中の水分および埃から守り、前記配線の断線や電気の漏電等を防止する樹脂モールド７０が充填されている。該樹脂モールド７０の材質には、ゲル状またはゴム状の絶縁性の樹脂が好適である。

また、図５（ａ）には、前記傾斜センサユニット４０が、前記収納ケース３１に形成された専用ケースに収納されることが示されている。前記傾斜センサユニット４０の回転子４１は、収納ケース３１側に設けられた嵌合孔に回転軸の一方端が挿入され、さらに、前記回転軸の他方端が挿入される嵌合孔が設けられた傾斜センサユニットカバー３８で蓋をすることによって、前記収納ケース３１に対して回転自在に軸支されることになる。上記したような構成によれば、傾斜センサユニット４０を外気中の水分や埃から守ることができるので、傾斜センサ３２の耐候性を高めることができるようになる。

図６は、前記傾斜センサユニット４０の構造説明図である。前記と同一の符号は、前記と同一または同等部分を示している。前記傾斜センサユニット４０には、永久磁石の作用によって発生する渦電流によって、回転子の回転運動に電磁的な制動力が与えられる「渦電流ダンパ」が適用されている。このようなダンパ機能は、実際には車両は傾斜していないのに、車両の加減速や路面から受ける衝撃等によって、前記回転子が不用意に回転して自動二輪車１の傾斜状態が誤検知されてしまうことを防ぐために設けられるものである。前記した渦電流ダンパの基本構成は、例えば、特開平１１−３３７３３２号公報に開示されるように周知のものであり、本実施形態に係る傾斜センサユニット４０にも、同様の構成が適用されている。

本実施形態に係る傾斜センサユニット４０の回転子４１は、その中心軸に回転軸４１ａを有する円盤状部材から、回転軸４１ａを挟んで対向する２箇所において、中心角９０度の略扇型部材が除去されたような形状とされ、その両翼部がそれぞれＳ極とＮ極となるように着磁されている。さらに、前記略扇型部材が除去された後の欠損部４１ｂには、その一方側に非磁性体からなる重錘４２が結合されるので、前記回転子４１の姿勢は、重力によって常に重鎮４２が垂直方向下方を向くように保たれることになる。

また、有底円筒形状とされるヨーク４３は、その内周部に磁石４４が収納されるように構成されている。この円環状の磁石４４は、例えばフェライトの磁性体材料から構成されており、その円周方向にＮ極とＳ極の磁極が交互にかつ等間隔に複数個形成されている。そして、この磁石４４と前記ヨーク４３とを結合し、さらに、前記ヨーク４３の貫通孔４３ａに前記回転子４１の回転軸４１ａを貫通させると、本実施形態に係る傾斜センサユニット４０が構成される。上記したような渦電流ダンパを適用した傾斜センサユニット４０によれば、本実施形態に係る傾斜センサ一体モジュールに適した、小型かつ誤検出の可能性が少ない傾斜センサが得られるようになる。

図７は、図６のＣ方向視図である。前記と同一の符号は、前記と同一または同等部分を示している。前記したように、回転子４１は、ヨーク４３に対して回転自在に軸着されると共に、回転しようとする力に対して前記渦電流ダンパによる電磁的な制動力が与えられるように構成されている。なお、前記磁石４４の磁極数は、図示するような１６個に限られず、２４個等の任意な偶数を選択することが可能である。

図８は、前記傾斜センサユニット４０を収納ケース３１内に配置した状態での、図６のＤ方向視図である。前記と同一の符号は、前記と同一または同等部分を示している。前記基板６０には、磁界の強弱や磁極を判別することができるホール素子６１が設置されている。該図では、前記自動二輪車１の傾斜角度がゼロ度の状態を示している。この時、前記ホール素子６１は、前記回転子４１のＳ極側の円周部を検知しているが、自動二輪車１が所定の角度（例えば、４５度）以上傾斜すると、前記欠損部４１ｂが検知されることになり、これによって、車体が所定の角度以上傾斜したことが検出される。

図９は、本発明の第２実施形態に係る傾斜センサ一体モジュールの概要説明図である。本実施形態に係る傾斜センサ一体モジュール５０は、前記傾斜センサユニット４０が、エンジン制御装置としてのＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）５１と一体的に形成されている点に特徴がある。該傾斜センサ一体モジュール５０によれば、ＥＣＵ５１および傾斜センサユニット４０からの情報を出力するカプラ３７を１つに集約することが可能となり、設置スペースを低減し、設置レイアウトを容易にすることができるようになる。なお、本実施形態に係る傾斜センサ一体モジュール５０は、吸気圧センサ／吸気温度センサ／スロットル開度センサ等を一体的に収納したり、さらに、前記スロットルボディ２０の側面に配置されるように構成されてもよい。

なお、傾斜センサユニットに適用されるダンパ方式や、傾斜センサ一体モジュール内における各種センサの配置、傾斜センサ一体モジュールの配設箇所などは、上記した実施形態に限定されず、種々の変形が可能であることは勿論である。

本発明の一実施形態に係る傾斜センサ一体モジュールが適用された自動二輪車の概要説明図である。 本発明の一実施形態に係る傾斜センサ一体モジュールが一体的に構成されたスロットルボディの斜視図である。 本発明の一実施形態に係る傾斜センサ一体モジュールの斜視図である。 本発明の一実施形態に係る傾斜センサ一体モジュールの正面図および側面図である。 図４のＡ−Ａ線断面図（ａ）およびＢ−Ｂ線断面図（ｂ）である。 本発明の一実施形態に係る傾斜センサ一体モジュールに適用される傾斜センサユニットの構造説明図である。 図６のＣ方向視図である。 図６のＤ方向視図である。 本発明の第２実施形態に係る傾斜センサ一体モジュールの概要説明図である。

符号の説明

３０…傾斜センサ一体モジュール、３１…ケース、３２…傾斜センサ、３３…吸気圧センサ、３４…スロットル開度センサ、３５…吸気温度センサ、３５ａ…センサ部、３７…カプラ

Claims (7)

1. 自動二輪車に装着される傾斜センサ一体モジュールにおいて、
   車両の傾斜状態を検出する傾斜検出手段と、
   スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度検出手段と、
   吸気管に生じる吸気負圧を検出する吸気圧検出手段と、
   吸気温度を検出する吸気温度検出手段と、
   信号出力用のカプラとが収納ケース内に一体的に収納されることを特徴とする傾斜センサ一体モジュール。
2. 前記収納ケースの内部の隙間には、樹脂モールド材が充填されることを特徴とする請求項１に記載の傾斜センサ一体モジュール。
3. 前記傾斜検出手段は、永久磁石の作用によって発生する渦電流によって回転子の回転運動に電磁的な制動力を与える渦電流式ダンパが適用された傾斜センサであることを特徴とする請求項１または２に記載の傾斜センサ一体モジュール。
4. 前記傾斜検出手段は、専用ケースに収納されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の傾斜センサ一体モジュール。
5. 前記傾斜センサ一体モジュールは、前記スロットルバルブを収納するスロットルボディの側面に一体的に取り付けられることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の傾斜センサ一体モジュール。
6. 前記傾斜センサ一体モジュールは、エンジン制御装置と一体的に構成されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の傾斜センサ一体モジュール。
7. 自動二輪車に装着される傾斜センサ一体モジュールにおいて、
   車両の傾斜状態を検出する傾斜検出手段と、
   エンジン制御装置と、
   信号出力用のカプラとが収納ケース内に一体的に収納されたことを特徴とする傾斜センサ一体モジュール。

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