JP2014113881A

JP2014113881A - スロットルグリップ装置

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Publication number: JP2014113881A
Application number: JP2012268509A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Sawaki; 祐介澤木
Original assignee: Asahi Denso Co Ltd
Current assignee: Asahi Denso Co Ltd
Priority date: 2012-12-07
Filing date: 2012-12-07
Publication date: 2014-06-26
Anticipated expiration: 2032-12-07
Also published as: JP6178070B2

Abstract

【課題】スロットルグリップの回転角度をより精度よく検出することができるスロットルグリップ装置を提供する。
【解決手段】車両のハンドルバー先端に取り付けられて回転操作なスロットルグリップと、スロットルグリップに固定されるとともに、当該スロットルグリップと共に回転する磁石３と、磁石３の磁場変化に応じた出力電圧を得ることができる磁気センサ４と、磁気センサ４の出力電圧に基づきスロットルグリップの回転角度を検出する検出手段とを具備し、検出手段で検出された回転角度に基づいて車両のエンジンが制御されるスロットルグリップ装置であって、磁石３は、スロットルグリップの回転操作範囲に亘ってヘリカル状に延設され、当該スロットルグリップの回転角度に応じて磁気センサ４との間の離間寸法が変化する傾斜面３ａを有するものである。
【選択図】図７

Description

本発明は、スロットルグリップの回転角度に基づいて車両のエンジンが制御されるスロットルグリップ装置に関するものである。

近時の二輪車においては、スロットルグリップの回転角度をポテンションメータ等のスロットル開度センサにて検出し、その検出値を電気信号として当該二輪車が搭載する電子制御装置等に送るよう構成されたものが普及されるに至っている。そして、かかる検出信号に基づき電子制御装置が所定の演算を行い、その演算結果に基づいてエンジンの点火時期或いは排気バルブの開閉が制御されるようになっている。

例えば、特許文献１には、スロットルグリップに磁石を固定させるとともに、当該磁石と対向した位置にホール素子から成る磁気センサを配設し、当該スロットルグリップの回転角度を磁気センサにて検出し得るスロットルグリップ装置が提案されている。この従来のスロットルグリップ装置に係る磁石は、スロットルグリップの回転方向に沿って円弧状に形成され、その側面に対向して磁気センサが配設されており、スロットルグリップの回転操作に伴って生じる磁束密度の変化を磁気センサにて検出することで、スロットルグリップの回転角度を電気的に検出し得るよう構成されていた。

特開２００６−１１２８８０号公報

しかしながら、上記従来のスロットルグリップ装置においては、スロットルグリップの回転方向に沿って円弧状に形成された磁石の側面に対向して磁気センサが配設されていたので、スロットルグリップの回転操作範囲に亘って磁石と磁気センサとの間の離間寸法が略同一となっており、スロットルグリップの回転角度を精度よく検出するのが困難であるという問題があった。

すなわち、従来のスロットルグリップ装置は、磁石の延設方向に対する略中間位置にＳ極とＮ極との境界を設定することで、スロットルグリップの回転操作に応じて磁石から磁気センサに対する磁場変化を生じさせるよう構成されていたので、当該Ｓ極とＮ極との間の境界を精度よく設定するのが容易ではなく、スロットルグリップの回転角度の検出に誤差が生じてしまう虞があったのである。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、スロットルグリップの回転角度をより精度よく検出することができるスロットルグリップ装置を提供することにある。

請求項１記載の発明は、車両のハンドルバー先端に取り付けられて回転操作なスロットルグリップと、該スロットルグリップに固定されるとともに、当該スロットルグリップと共に回転する磁石と、該磁石の磁場変化に応じた出力電圧を得ることができる磁気センサと、該磁気センサの出力電圧に基づき前記スロットルグリップの回転角度を検出する検出手段とを具備し、前記検出手段で検出された回転角度に基づいて車両のエンジンが制御されるスロットルグリップ装置であって、前記磁石は、前記スロットルグリップの回転操作範囲に亘ってヘリカル状に延設され、当該スロットルグリップの回転角度に応じて前記磁気センサとの間の離間寸法が変化する傾斜面を有することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のスロットルグリップ装置において、前記検出手段は、前記磁気センサの出力電圧と前記スロットルグリップの回転角度との関係が比例関係となるよう当該磁気センサの出力電圧値を補正する補正手段を具備したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載のスロットルグリップ装置において、前記補正手段による出力電圧値の補正が車両毎に行われることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか１つに記載のスロットルグリップ装置において、前記磁石の傾斜面は、当該磁石の延設方向に亘って略一定の傾斜角度とされたことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項４記載のスロットルグリップ装置において、前記磁石は、厚さ寸法が延設方向に亘って略同一とされるとともに、前記傾斜面の全域に亘って同一極に着磁されて成ることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れか１つに記載のスロットルグリップ装置において、前記磁石及び磁気センサは、前記スロットルグリップの回転軸方向に対向して配設されたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、磁石は、スロットルグリップの回転操作範囲に亘ってヘリカル状に延設され、当該スロットルグリップの回転角度に応じて磁気センサとの間の離間寸法が変化する傾斜面を有するので、スロットルグリップの回転角度をより精度よく検出することができる。

請求項２の発明によれば、検出手段は、磁気センサの出力電圧とスロットルグリップの回転角度との関係が比例関係となるよう当該磁気センサの出力電圧値を補正する補正手段を具備したので、より一層精度よくスロットルグリップの回転角度を検出することができる。

請求項３の発明によれば、補正手段による出力電圧値の補正が車両毎に行われるので、スロットルグリップ装置が車両に組み付けられた際の組付け誤差等を吸収することができる。

請求項４の発明によれば、磁石の傾斜面は、当該磁石の延設方向に亘って略一定の傾斜角度とされたので、磁石を簡単な形状とすることで寸法誤差が生じてしまうのを抑制することができるとともに、製造コストを低下させることができる。

請求項５の発明によれば、磁石は、厚さ寸法が延設方向に亘って略同一とされるとともに、傾斜面の全域に亘って同一極に着磁されて成るので、傾斜面から発生する磁力を磁石の延設方向に亘って略一定とすることができ、磁気センサで検出される磁場変化を安定して生じさせることができる。

請求項６の発明によれば、磁石及び磁気センサは、スロットルグリップの回転軸方向に対向して配設されたので、当該回転軸に直交する面内で磁石と磁気センサとを対向させたものに比べ、装置の小型化を容易に図ることができるとともに、ヘリカル状に形成された磁石が成す傾斜面を有効に利用することができる。

本発明の実施形態に係るスロットルグリップ装置を示す正面図及び側面図同スロットルグリップ装置における第１ケース部材を取り外した状態を示す正面図及び側面図図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図図３におけるＩＶ−ＩＶ線断面図図２におけるＶ−Ｖ線断面図図１におけるＶＩ−ＶＩ線断面図同スロットルグリップ装置を示す分解斜視図同スロットルグリップ装置における磁気センサと磁石との位置関係を示す斜視図同スロットルグリップ装置における磁石を示す正面図及び側面図同スロットルグリップ装置における磁気センサと磁石との位置関係を示す平面図同スロットルグリップ装置におけるスロットルグリップが回転する過程の磁気センサと磁石との位置関係を示す模式図同スロットルグリップ装置におけるスロットルグリップが回転する過程の磁気センサと磁石との位置関係を示す模式図同スロットルグリップ装置におけるスロットルグリップが回転する過程の磁気センサと磁石との位置関係を示す模式図同スロットルグリップ装置におけるスロットルグリップが回転する過程の磁気センサと磁石との位置関係を示す模式図同スロットルグリップ装置における磁気センサと検出手段との電気的接続を示すブロック図同スロットルグリップ装置におけるスロットルグリップの回転角度と磁気センサ及び検出手段の離間寸法との関係を示すグラフ同スロットルグリップ装置におけるスロットルグリップの回転角度と磁気センサの出力電圧との関係を示すグラフ同スロットルグリップ装置におけるスロットルグリップの回転角度と磁気センサの出力電圧を補正した出力電圧値との関係を示すグラフ

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係るスロットルグリップ装置は、二輪車のハンドルバーに取り付けられたスロットルグリップの回転角度を検出し、その検出信号を二輪車が搭載するＥＣＵ等電子制御装置に送るためのもので、図１〜７、図１５に示すように、スロットルグリップ２と、磁石３と、磁気センサ４と、検出手段６と、ケース部材８と、リターンスプリング９と、フリクション用板バネ１０とから主に構成されている。

スロットルグリップ２は、二輪車のハンドルバーＨの先端部に取り付けられ、当該ハンドルバーＨに対して回転軸Ｌを中心として回転操作可能とされたもので、運転者が把持し得る把持グリップ部２ａと、その内部に固定されて把持グリップ部２ａと一体化されたグリップパイプ２ｂとから構成されている。グリップパイプ２ｂは、例えば硬質樹脂材を所定形状に成形して成るもので、その基端部（図２、３中左端部）には、他の部位より大径部位とされたガイド部２ｂａが形成されている。

かかるガイド部２ｂａの端面には、図４に示すように、収容凹部２ｂｂが成形されており、当該収容凹部２ｂｂに磁石３が嵌めこまれて固定されている。かかる磁石３は、所定形状に形成された永久磁石から成り、スロットルグリップ２におけるガイド部２ｂａに固定されるとともに、スロットルグリップ２と共に回転するものである。この磁石３と対向した位置（後述するケース部材８の内部）には、磁気センサ４が配設されている。

かかる磁気センサ４は、磁石３の磁場変化（磁束密度の変化）に応じた出力電圧を得ることができるもので、例えばホール効果を利用した磁気センサであるホール素子（具体的には、磁石３の磁場（磁束密度）に比例した出力電圧を得ることができるリニアホールＩＣ）等により構成されている。本実施形態に係る磁気センサ４は、所定の電気回路が印刷されたプリント基板５に形成されており、かかるプリント基板５には、磁気センサ４に加えて検出手段６を構成するマイコン等が形成されている。

検出手段６は、磁気センサ４の出力電圧に基づきスロットルグリップ２の回転角度を検出するもので、図１５に示すように、磁気センサ４と電気的に接続されるとともに、二輪車に搭載されたＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）７にも電気的に接続される。これにより、検出手段６で検出されたスロットルグリップ２の回転角度に基づいて車両のエンジンが制御され得るようになっている。

一方、ハンドルバーＨにおけるスロットルグリップ２の基端側には、半割り状に成形された第１ケース部材８ａ及び第２ケース部材８ｂから成るケース部材８が固定されている。このケース部材８は、ハンドルバーＨを挟んだ状態にて第１ケース部材８ａ及び第２ケース部材８ｂを合致させつつ取付ネジＢにて組付けて成るもので、その内部には、図７に示すように、第１収容部８ｂａ、第２収容部８ｂｂ及び第３収容部８ｂｃが形成されている。なお、第１ケース部材８ａにも、第１収容部８ｂａ及び第３収容部８ｂｃと対応する収容部が形成されている。

第１収容部８ｂａには、スロットルグリップ２を構成するグリップパイプ２ｂのガイド部２ｂａが回転可能に挿通されて組み付けられ、スロットルグリップ２の回転操作時において、ガイド部２ｂａにて回転動作が案内され得るようになっている。また、第２収容部８ｂｂには、図６に示すように、プリント基板５が収容されるとともに、当該プリント基板５が第２収容部８ｂｂに収容された状態において、図８に示すように、磁気センサ４と磁石３とがスロットルグリップ２の回転軸Ｌ方向に対向するようになっている。

しかるに、本実施形態に係るプリント基板５には、２つの磁気センサ４が形成されており、これら磁気センサ４からそれぞれ検出手段６に出力電圧が送信されるようになっている。これにより、一方の磁気センサ４に故障等の不具合が生じても他方の磁気センサ４からの出力電圧に基づいて車両のエンジンを正常に制御することができる。なお、プリント基板５に１つの磁気センサ４のみを形成し、専らその磁気センサ４からの出力電圧に基づいて車両のエンジンを制御するようにしてもよい。

また、第３収容部８ｂｃには、捩りコイルバネから成るリターンスプリング９が収容されている。このリターンスプリング９は、一端がグリップパイプ２ｂのガイド部２ｂａに連結されるとともに、他端がケース部材８の所定部位に連結されており、スロットルグリップ２を常時初期位置に向けて付勢するものである。すなわち、初期位置にあるスロットルグリップ２をリターンスプリング９の付勢力に抗して回転操作すると、車両のスロットルの開度が次第に大きくなるよう制御されるとともに、把持グリップ部２ａを握る手を緩めると、リターンスプリング９の付勢力によりスロットルグリップ２が初期位置に向かって自然と戻り、スロットルの開度が次第に小さくなるよう構成されているのである。

さらに、本実施形態に係るケース部材８内には、図５に示すように、フリクション用板バネ１０が配設されている。かかるフリクション用板バネ１０は、例えば板状の金属部材から成り、一端がビスｂにて固定されるとともに、他端がグリップパイプ２ｂのガイド部２ｂａに対してバネ力（付勢力）を有しつつ接触した状態で組み付けられている。これにより、スロットルグリップ２を回転操作する際、その回転操作の方向とは逆向きにフリクション用板バネ１０による付勢力が付与されることとなり、従来のワイヤを介してスロットル操作するものと略同等の操作感を得ることができる。

ここで、本実施形態に係る磁石３は、図９に示すように、スロットルグリップ２の回転操作範囲に亘ってヘリカル状（円弧状に回転しながら回転面に対して垂直の方向にも変位する３次元的な曲線形状）（螺旋状）に延設され、当該スロットルグリップ２の回転角度に応じて磁気センサ４との間の離間寸法が変化する傾斜面３ａと、該傾斜面３ａと連続して磁石３の両端に形成された端面３ｂとを有するものである。このうち、端面３ｂは、磁石３が収容凹部２ｂｂ内に取り付けられた状態において、スロットルグリップ２の回転軸Ｌに対して略直交した面から成る。

また、磁石３は、同図に示すように、厚さ寸法ｓが延設方向（ヘリカル方向）に亘って略同一とされるとともに、傾斜面３ａの全域に亘って同一極（Ｓ極又はＮ極）に着磁されて成る。すなわち、磁石３は、磁気センサ４と対向する傾斜面３ａがＳ極、その裏面がＮ極に着磁され、或いは磁気センサ４と対向する傾斜面３ａがＮ極、その裏面がＳ極に着磁されているのである。なお、磁石３は、スロットルグリップ２の回転軸Ｌ方向から見ると、図１０に示すように、弧状に形成されており、当該スロットルグリップ２と共に磁石３が同図中矢印方向に回転する過程において、磁気センサ４が磁石３の傾斜面３ａ又は端面３ｂと常に対向した状態とされるようになっている。

さらに、本実施形態に係る磁石３の傾斜面３ａは、当該磁石３の延設方向に亘って略一定の傾斜角度αとなるよう設定されており、図１６に示すように、スロットルグリップ２の回転操作に対応して当該傾斜面３ａと磁気センサ４との間の離間寸法が直線状に変化する（スロットルグリップ２の回転角度と当該離間寸法とが比例関係となる）よう構成されている。

しかして、磁石３と磁気センサ４との離間寸法がスロットルグリップ２の回転角度に対して直線状に変化して比例関係にある場合であっても、磁気センサ４の出力特性等により、スロットルグリップ２の回転角度と磁気センサ４の出力電圧とが必ずしも比例しているとは限らず、通常は、図１７に示すように、任意の曲線で表された関係となる。そこで、本実施形態に係るスロットルグリップ装置１は、検出手段６に補正手段Ｃを具備させている。

かかる補正手段Ｃは、図１５に示すように、例えばマイコン等から成る検出手段６の演算部から成り、磁気センサ４の出力電圧とスロットルグリップ２の回転角度との関係が比例関係（図１８参照）となるよう当該磁気センサ４の出力電圧値を補正するものである。このような補正手段Ｃによる補正は、スロットルグリップ装置１がハンドルバーに組み付けられた後、車両毎に行われる。

そして、図１８に示す如き比例関係に補正されたデータ（スロットルグリップ２の回転角度と補正された出力電圧との関係を示すデータ）は、マップ又はテーブル等にて記憶され、スロットルグリップ２の回転操作時において、当該マップ又はテーブル等が参酌されて車両のエンジンが制御されるようになっている。なお、本実施形態においては、スロットルグリップ２の回転角度が２０度、４０度及び６０度のときの出力電圧値を補正しているが、他の回転角度において補正してもよく、さらに多くの回転角度にて補正するようにしてもよい。

次に、本実施形態に係るスロットルグリップ装置１の作用について説明する。
スロットルグリップ装置１が二輪車のハンドルバーＨに組み付けられた状態において、予めスロットルグリップ２の回転角度と磁気センサ４の出力電圧との関係（図１７参照）を取得しておき、補正手段Ｃにより、それら関係が比例関係となるように補正し（図１８参照）、その補正後のデータをマップ又はテーブルにて記憶しておく。

そして、二輪車のエンジンを始動させた後、運転者が把持グリップ部２ａを把持しつつスロットルグリップ２を回転操作すると、磁石３が同方向に回転し、図１１〜１４に示すように、当該磁石３と磁気センサ４との間の離間寸法がｔ１、ｔ２、ｔ３及びｔ４の順に変化することとなる。これら離間寸法ｔ１〜ｔ４とスロットルグリップ２の回転角度との関係は、図１６に示すように、比例関係（直線関係）とされる。なお、図１１においてはスロットルグリップ２の回転角度が０度（初期位置）、図１２においては同回転角度が２０度、図１３においては同回転角度が４０度、図１４においては同回転角度が６０度の状態を示している。

ここで、本実施形態においては、既述のように、スロットルグリップ２の回転角度と磁気センサ４の出力電圧との関係が比例関係となるよう補正され、その補正されたデータがマップ又はテーブル等にて記憶されているため、当該マップ又はテーブルを参酌することで、検出手段６によるスロットルグリップ２の回転角度の検出を精度よく行わせることができる。しかして、スロットルグリップ２の回転角度の検出値は、車両のＥＣＵ７に電気信号として送信され、当該スロットルグリップ２の回転角度に応じたエンジンの制御（具体的にはスロットル制御）が行われることとなる。

上記実施形態によれば、磁石３は、スロットルグリップ２の回転操作範囲に亘ってヘリカル状（螺旋状）に延設され、当該スロットルグリップ２の回転角度に応じて磁気センサ３との間の離間寸法が変化する傾斜面３ａを有するので、当該傾斜面３ａを車両の特性やスロットルグリップ装置１の寸法等に応じて容易に変更させることができ、スロットルグリップ２の回転角度をより精度よく検出することができる。

また、検出手段６は、磁気センサ４の出力電圧とスロットルグリップ２の回転角度との関係が比例関係となるよう当該磁気センサ４の出力電圧値を補正する補正手段Ｃを具備したので、より一層精度よくスロットルグリップ２の回転角度を検出することができる。さらに、本実施形態においては、補正手段Ｃによる出力電圧値の補正が車両毎（二輪車毎）に行われるので、スロットルグリップ装置１が車両に組み付けられた際の組付け誤差（例えば磁石３と磁気センサ４との間の相対位置の誤差）等を吸収することができる。

またさらに、本実施形態に係る磁石３の傾斜面３ａは、当該磁石３の延設方向に亘って略一定の傾斜角度αとされたので、磁石３を簡単な形状（単なる螺旋形状）とすることで寸法誤差が生じてしまうのを抑制することができるとともに、製造コストを低下させることができる。また、磁石３は、厚さ寸法ｓが延設方向に亘って略同一とされるとともに、傾斜面３ａの全域に亘って同一極（Ｓ極又はＮ極の何れか一方）に着磁されて成るので、傾斜面３ａから発生する磁力を磁石３の延設方向に亘って略一定とすることができ、磁気センサ４で検出される磁場変化を安定して生じさせることができる。

さらに、磁石３及び磁気センサ４は、スロットルグリップ２の回転軸Ｌ方向に対向して配設されたので、当該回転軸Ｌに直交する面内で磁石３と磁気センサ４とを対向させたものに比べ、装置の小型化を容易に図ることができるとともに、ヘリカル状に形成された磁石３が成す傾斜面３ａを有効に利用することができる。

以上、本実施形態に係るスロットルグリップ装置１について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば補正手段Ｃによる補正を行わず、図１７に示す如きスロットルグリップ２の回転角度と磁気センサ４で得られた出力電圧（検出値に対して補正等がなされないもの）との関係に基づいて当該スロットルグリップ２の回転角度を検出し、車両のＥＣＵ７に送信してエンジンを制御するようにしてもよい。

また、検出手段６（補正手段Ｃを含む）を車両のＥＣＵ７に形成し、磁気センサ４による電圧出力を当該ＥＣＵ７内の検出手段６に送信するようにしてもよい。なお、適用される車両は、本実施形態の如く二輪車に限定されるものではなく、ハンドルバーＨを有した他の車両（例えばＡＴＶやスノーモービル等）に適用してもよい。

スロットルグリップの回転操作範囲に亘ってヘリカル状に延設され、当該スロットルグリップの回転角度に応じて磁気センサとの間の離間寸法が変化する傾斜面を有する磁石を具備したスロットルグリップ装置であれば、外観形状が異なるもの或いは他の機能が付加されたもの等にも適用することができる。

１スロットルグリップ装置
２スロットルグリップ
３磁石
３ａ傾斜面
４磁気センサ
５プリント基板
６検出手段
７ＥＣＵ
８ケース部材
９リターンスプリング
１０フリクション用板バネ
Ｃ補正手段
Ｈハンドルバー

Claims

車両のハンドルバー先端に取り付けられて回転操作なスロットルグリップと、
該スロットルグリップに固定されるとともに、当該スロットルグリップと共に回転する磁石と、
該磁石の磁場変化に応じた出力電圧を得ることができる磁気センサと、
該磁気センサの出力電圧に基づき前記スロットルグリップの回転角度を検出する検出手段と、
を具備し、前記検出手段で検出された前記スロットルグリップの回転角度に基づいて車両のエンジンが制御されるスロットルグリップ装置であって、
前記磁石は、前記スロットルグリップの回転操作範囲に亘ってヘリカル状に延設され、当該スロットルグリップの回転角度に応じて前記磁気センサとの間の離間寸法が変化する傾斜面を有することを特徴とするスロットルグリップ装置。
前記検出手段は、前記磁気センサの出力電圧と前記スロットルグリップの回転角度との関係が比例関係となるよう当該磁気センサの出力電圧値を補正する補正手段を具備したことを特徴とする請求項１記載のスロットルグリップ装置。
前記補正手段による出力電圧値の補正が車両毎に行われることを特徴とする請求項２記載のスロットルグリップ装置。
前記磁石の傾斜面は、当該磁石の延設方向に亘って略一定の傾斜角度とされたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載のスロットルグリップ装置。
前記磁石は、厚さ寸法が延設方向に亘って略同一とされるとともに、前記傾斜面の全域に亘って同一極に着磁されて成ることを特徴とする請求項４記載のスロットルグリップ装置。
前記磁石及び磁気センサは、前記スロットルグリップの回転軸方向に対向して配設されたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載のスロットルグリップ装置。