JP3544226B2

JP3544226B2 - スロットル開度検出装置

Info

Publication number: JP3544226B2
Application number: JP13944894A
Authority: JP
Inventors: 剛志神谷; 隆幸穴本; 智一高柳
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1994-05-30
Filing date: 1994-05-30
Publication date: 2004-07-21
Anticipated expiration: 2019-07-21
Also published as: JPH07324639A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、オートバイにおけるスロットルグリップの開度、特にその戻し位置を確実に検出することができるスロットル開度検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、オートバイ等に用いられる内燃機関（エンジン）の出力調整は、スロットルグリップ（アクセル）と連動するスロットルバルブを開閉させて、燃焼室に送り込む空気量を増減させることにより行なわれている。燃焼室へ送り込まれる空気量が増加すれば、同時に供給される燃料も増加するので、これにより爆発力が増加するのである。
【０００３】
ところで、本願発明者らは、スロットルグリップの開度検出を行なってエンジンの点火を制御する装置を提案している。これは、操作者とエンジンとの間の最も重要なインターフェイスはスロットルグリップであると考えられるからである。
【０００４】
さて、スロットルグリップの開度を検出するには種々の装置が考えられるが、本願発明者らは、経年変化の影響を受けにくいという理由から、磁気的に検出することを提案している。次に、このような装置を、図５〜図８を参照して説明する。
【０００５】
図５において、１，２はホールＩＣであり、それぞれ次のように構成される。すなわち、ホールＩＣ１，２は、それぞれ磁束密度に応じて抵抗値が変化するホール素子を、電源電圧Ｖ_CCおよびアース間に介挿されるブリッジ抵抗の１つとするとともに、ブリッジ抵抗の出力同士を比較して、この比較出力により内蔵されるトランジスタをスイッチングするようになっている。なお、ホールＩＣ１，２からセンサユニットＳＵが構成される。
【０００６】
ここで、ホールＩＣ１，２の出力特性について図６を参照して説明する。この図に示すように、ホールＩＣ１，２は、それぞれ磁束密度がしきい値＋ＴＨに小側から達すると、その出力レベルが“Ｈ”から“Ｌ”に反転する一方、しきい値−ＴＨに大側から達すると、その出力レベルが“Ｌ”から“Ｈ”に反転するという角形ヒステリシス曲線を有するものである。
【０００７】
ホールＩＣ１，２は、図７（ａ）に示すようにハンドル１０側の端面に取り付けられたプリント基板１７に設けられている。詳細には、ホールＩＣ１，２は同一円周上に配置されており、スロットルグリップ１１の端面に埋め込まれた磁石１２の磁力を受けるようになっている。さらに、ホールＩＣ１は、スロットルグリップ１１を戻したとき、すなわちアクセル開度が零のときに磁石１２と対向するように配置される。厳密に言えば、スロットルグリップ１１を戻して開度が零となる位置では、ホールＩＣ１の出力が“Ｌ”から“Ｈ”レベルに反転するように設定している（図８（ｂ）参照）。また、ホールＩＣ２は、スロットルグリップ１１をある程度回転させたときに、磁石１２と対向する位置に配置される。磁石１２の磁界は、図７（ｂ）に示すように、スロットルグリップ１１の開方向に沿ってＮ→Ｓ極となっている。これらホールＩＣ１，２の各出力信号は、ＣＤＩ（Capacitive Discarge Ignition）ユニット２０に供給される。なお、図７（ａ）および（ｂ）は説明のため、ハンドル１０とスロットルグリップ１１とを分離したものとなっている。
【０００８】
一方、エンジン（図示省略）のクランク軸には、円板３１が取り付けられ、その基準点に一対の磁性体からなる小突起３２ａ，３２ｂが設けられる。小突起３２ａ，３２ｂの外周にはピックアップ３３が設けられ、これら突起の通過時点に基準信号を発生してＣＤＩユニット２０に供給する。これにより、ピックアップ３３は、エンジン回転における基準点を検出することになる。
【０００９】
ＣＤＩユニット２０は、主にマイコン部２１、電源回路２２から構成されるものであり、さらにマイコン部２１は、開度検出器２３、マップ２４および点火制御回路２５から構成される。
ホールＩＣ１，２の各出力信号は、ＣＤＩユニット２０において、まず抵抗４１，４２によりそれぞれプルアップされ、さらにバッファ７１，７２を介してそれぞれ開度検出器２３に供給される。開度検出器２３は、ホールＩＣ１，２の出力状態からスロットルの開度領域を検出して、この検出結果を点火制御回路２５に供給する。
【００１０】
マップ２４は、点火マップＡ〜Ｃの変換テーブルから構成される。点火マップＡ〜Ｃの各々は、それぞれ、エンジンのアイドリング、中速域、および高速域に対応するものであって、基準点に対する進角・遅角データを記憶している。点火制御回路２５は、開度検出器２３により検出された実際のスロットルの開度領域に対応する点火マップを選択し、この選択されたマップから進角・遅角データを読み出すとともに、ピックアップ３３により検出された基準点に対して、読み出した進角・遅角データが示す角度分だけ点火時期を進めた、あるいは遅延させた点火タイミング信号ＩＴを出力する。
【００１１】
点火装置は、電源回路２２に接続されたチャージコイル５１と、チャージコイル５１への逆バイアスを阻止するダイオード５２と、点火タイミング信号ＩＴをゲート入力とするサイリスタ５３と、電源回路２２の電圧をチャージするコンデンサ５４と、コンデンサ５４から放電された電圧を一次コイルに流して２次コイルに高電圧を発生させる点火コイル５５と、点火コイル５５の誘起電圧によりスパークを発生させて燃焼室内の圧縮混合気に点火する点火プラグ５６とから構成される。なお、この点火装置は、周知のものである。
【００１２】
次に、この装置の動作について説明する。まず、スロットルグリップ１１の開度と、ホールＩＣ１，２の出力状態との関係を図８を参照して説明する。この図（ａ）に示すように、また前述したように、スロットルグリップ１１の開度が零（すなわち、アイドリング）ならば、ホールＩＣ１の出力は“Ｈ”である。
【００１３】
続いて、操作者が、エンジンを中速域に移行するべく、スロットルグリップ１１の開度を若干大きくすると、ホールＩＣ１における磁束密度（Ｎ→Ｓ）が急激に増大し極大を迎える。この際、磁束密度がしきい値＋ＴＨを超えると、ホールＩＣ１の出力が“Ｌ”となる（同図（ｂ）参照）。
【００１４】
そして、操作者が、エンジンが高速域とするべく、スロットルグリップ１１の開度をさらに大きくすると、ホールＩＣ２における磁束密度は、スロットルグリップ１１の回転に伴う磁石１２の接近によって、極小を迎えた後、負から正に反転し極大を迎える（同図（ｃ）参照）。この際、磁束密度がしきい値＋ＴＨを超えると、ホールＩＣ２の出力も“Ｌ”となる（同図（ｄ）参照）。なお、ホールＩＣ１，２の出力信号は、一旦“Ｌ”となると、スロットルグリップ１１を戻さない限り、再び“Ｈ”となることはない。これは、スロットル１１の開度が大きくなり、ホールＩＣ１あるいは２における磁束密度が、徐々に低下しても、しきい値−ＴＨ以下にはならないためである。
【００１５】
次に、開度検出器２３は、ホールＩＣ１、２の各出力状態により、スロットルグリップ１１が実際どの開度領域に属するかを、次のようにして判別する。
▲１▼ ホールＩＣ１，２の出力がともに“Ｈ”であるならば、スロットルグリップ１１の開度は零であり、アイドリング状態を指定している。
▲２▼ ホールＩＣ１の出力が“Ｌ”であって、ホールＩＣ２の出力が“Ｈ”であるならば、スロットルグリップ１１は中速域を指定している。
▲３▼ ホールＩＣ１，２の出力がともに“Ｌ”であるならば、スロットルグリップ１１は高速域を指定している。
【００１６】
そして、点火制御回路２２は、実際のスロットルグリップ１１の開度に応じて点火マップを選択し、この点火マップに基づいて点火タイミングを制御する。このようにして、各領域において最適な点火制御が行なわれる結果、ノッキングの発生防止や、アイドリングを除く領域での高トルク化を図ることが可能となる。
【００１７】
なお、ホールＩＣ１，２の出力がともに“Ｈ”の場合に、スロットルの開度を零として判断するのは、次の理由による。すなわち、仮にＣＤＩユニット２０とセンサユニット５との間のハーネス、例えばホールＩＣ１の出力信号線が断線した場合であっても、制御不能とさせずに、スロットルの開度を零と判断するためである。また、このためにホールＩＣ１，２の出力信号は、ＣＤＩユニット２０の側でプルアップされている。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この装置では、次のような問題があった。すなわち、スロットルグリップ１１を、例えば高速域に保ったまま電源オンさせると、ホールＩＣ１における磁束密度はしきい値＋ＴＨ以下であるので、ホールＩＣ１の出力信号は、図８（ｂ）において一点鎖線で示すように“Ｈ”となり、正しいスロットルの開度を示さない。この場合、スロットルグリップ１１を、いったん開度零の位置まで戻さないと、センサ出力は正しくならない。
【００１９】
この発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、いかなる場合においても、スロットルの開度を正しく検出することができるスロットル開度検出装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上述した問題を解決するために、本発明にあっては、磁束密度が、第１のしきい値以上となった場合および前記第１のしきい値よりも小さい第２のしきい値以下となった場合に、その出力が反転する磁束検出手段と、内燃機関のスロットルに連動して動く磁石とを備え、前記スロットルの開度が零のときに、前記磁束検出手段における磁束密度が前記第２のしきい値以下となるように前記磁束検出手段および前記磁石を配置したスロットル開度検出装置であって、前記磁束検出手段における磁束密度が、前記スロットルの回転に伴なって増大し、前記第１のしきい値を超えて極大を迎え、さらなる回転に伴なって低下するように前記磁石を構成するとともに、前記スロットルの開度が、前記磁束密度が前記第１のしきい値となる開度よりも大きい領域においては、前記磁束検出手段での磁束密度が前記第１のしきい値を下回ることがないように前記磁石を構成し、前記磁束検出手段の出力に基づいて前記スロットルの開度零を検出することを特徴とする。
【００２１】
本発明にあっては、前記磁石を一つの磁石で構成するとともに、前記スロットルの開度が、前記磁束密度が前記第１のしきい値となる開度よりも大きい領域においては、前記磁束検出手段での磁束密度が前記第１のしきい値を下回ることがないように、当該磁石の磁束分布が設定され得る。
【００２２】
また、本発明にあっては、前記磁石を複数の磁石で構成するとともに、前記スルットルの開度が、前記磁束密度が前記第１のしきい値となる開度よりも大きい領域においては、前記磁束検出手段での磁束密度が前記第１のしきい値を下回ることがないように、前記各磁石の磁束分布が設定され得る。
【００２３】
【作用】
この構成によれば、磁束検出手段での磁束密度は、スロットルの開度が零に近い場合以外、常に第１のしきい値以上となる。
【００２４】
【実施例】
以下、この発明による実施例について図面を参照して説明する。
図１は、この発明による第１の実施例の要部構成を示す平面図である。この図に示す実施例において、図７（ｂ）と相違するところは、図７（ｂ）における磁石１２を、次のような磁石１３に置き換えた点にある。すなわち、磁石１３は、磁石１２より大型化するとともに、磁極の境目にスリットを設けて、磁力を強くし、ホールＩＣ１での磁束密度を高くした点にある。
【００２５】
ここで、磁束密度を高めたことによる効果について説明する。この図２（ａ）に示すように、ホールＩＣ１における磁束密度は、スロットルグリップ１１のアイドリング以外の領域では、常にしきい値＋ＴＨ以上となる。このため、同図（ｂ）に示すように、スロットルグリップ１１を高速域に保ったまま電源オンしても、ホールＩＣ１の出力は直ちに“Ｌ”となって、スロットルの開度を正しく検出することができるようになる。
なお、磁石１２の大きさを変えずに、磁力のみを強くしても上記と同様の効果を得ることができる。要は、磁石１２の大きさや磁力の強さなどを総合的に設定することにより、図２（ａ）に示すような磁束分布が得られればよい。
【００２６】
次に、この発明の第２の実施例について説明する。
図３（ａ）は、この実施例の要部構成を示す斜視図である。この図に示す実施例において、図７（ａ）と相違するところは、スロットルグリップ１１に磁石１４を埋め込んだ点にある。より詳細には、図３（ｂ）に示すように、スロットルグリップ１１をある程度開けた状態で、磁石１４がホールＩＣ１に対向するようになっており、磁石１４の磁界の向きは、磁石１２の磁界の向きに対して直交している。磁界を直交させているのは、ホールＩＣ１，ＩＣ２に対し、できるだけ平坦な磁界分布を与えるためである。なお、この図３（ｂ）は、同図（ａ）と比べて、説明のためスロットルグリップ１１をズラした状態を示している。
【００２７】
ここで、磁石１４を追加したことによる効果について説明する。図４（ａ）に示すように、スロットルグリップ１１の開度に対する磁石１２による磁束密度の変化は、図８（ａ）と同様である。しかしながら、スロットルグリップ１１の開度が大きくなると、磁石１４による磁束により、ホールＩＣ１における磁束密度は、スロットルグリップ１１のアイドリング以外の領域では、常にしきい値＋ＴＨ以上となる。このため、上述した第１の実施例と同様な効果が得られ、図４（ｂ）に示すように、スロットルグリップ１１を高速域に保ったまま電源オンしても、ホールＩＣ１の出力は直ちに“Ｌ”となって、スロットルの開度を正しく検出することができるようになる。
なお、第２の実施例においては、磁石１４を１個だけ設けたが、２以上の磁石を増設してもよい。要は、増設した磁石による総合的な磁束分布が、図４の「磁石１４による磁束」の曲線に対応していればよい。
【００２８】
なお、上述した各実施例においては、スロットルグリップ１１に直接磁石を設置する例であったが、これに代えて、例えば、スロットルグリップ１１に連動するワイヤーやその他のアクチェータに磁石を設置し、その磁石の可動行程に沿ってホールＩＣを設けるように構成してもよい。また、スロットルグリップに限らず、自動車のアクセル（スロットル）に連動する部分に磁石を設け、その可動行程に沿ってホールＩＣを設置してもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したこの発明によれば、磁束検出手段での磁束密度は、スロットルの開度が零に近い場合以外、常に第１のしきい値以上となるので、いかなる場合においても、スロットルの開度を正しく検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施例の要部構成を示す平面図である
。
【図２】（ａ）は、同実施例の効果を説明するための図であり、
（ｂ）は、同実施例におけるホールＩＣ１の出力を示す図である。
【図３】（ａ）は、この発明の第２の実施例の要部構成を示す斜
視図であり、（ｂ）は、（ａ）の平面図である。
【図４】（ａ）は、同実施例の効果を説明するための図であり、
（ｂ）は、同実施例におけるホールＩＣ１の出力を示す図である。
【図５】スロットルグリップ開度検出装置の電気的構成を示すブ
ロック図である。
【図６】同装置におけるホールＩＣの特性を示す図である。
【図７】（ａ）は、同装置におけるホールＩＣと磁石との位置関
係を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の対応平面図である。
【図８】（ａ）および（ｂ）は、同装置におけるホールＩＣ１の出力を説明するための図であり、（ｃ）および（ｄ）は、同装置におけ
るホールＩＣ２の出力を説明するための図である。
【符号の説明】
１……ホールＩＣ（磁束検出手段）、１１……スロットルグリップ（スロットル）、１３……磁石、１４……磁石、＋ＴＨ……しきい値（第１のしきい値）、−ＴＨ……しきい値（第２のしきい値）

Claims

磁束密度が、第１のしきい値以上となった場合および前記第１のしきい値よりも小さい第２のしきい値以下となった場合に、その出力が反転する磁束検出手段と、
内燃機関のスロットルに連動して動く磁石とを備え、
前記スロットルの開度が零のときに、前記磁束検出手段における磁束密度が前記第２のしきい値以下となるように前記磁束検出手段および前記磁石を配置したスロットル開度検出装置であって、
前記磁束検出手段における磁束密度が、前記スロットルの回転に伴なって増大し、前記第１のしきい値を超えて極大を迎え、さらなる回転に伴なって低下するように前記磁石を構成するとともに、前記スロットルの開度が、前記磁束密度が前記第１のしきい値となる開度よりも大きい領域においては、前記磁束検出手段での磁束密度が前記第１のしきい値を下回ることがないように前記磁石を構成し、前記磁束検出手段の出力に基づいて前記スロットルの開度零を検出することを特徴とするスロットル開度検出装置。
前記磁石を一つの磁石で構成するとともに、前記スロットルの開度が、前記磁束密度が前記第１のしきい値となる開度よりも大きい領域においては、前記磁束検出手段での磁束密度が前記第１のしきい値を下回ることがないように、当該磁石の磁束分布を設定したことを特徴とする請求項１記載のスロットル開度検出装置。
前記磁石を複数の磁石で構成するとともに、前記スルットルの開度が、前記磁束密度が前記第１のしきい値となる開度よりも大きい領域においては、前記磁束検出手段での磁束密度が前記第１のしきい値を下回ることがないように、前記各磁石の磁束分布を設定したことを特徴とする請求項１記載のスロットル開度検出装置。