JP3590929B2 - Tilt sensor - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、車両の傾倒状態を検知する傾倒センサに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、傾倒センサは、二輪自動車が転倒したり、四輪自動車が横転したことを検知して、エンジンを非常停止させるなどの種々の安全対策をとるために用いられている。
【0003】
従来、この種の傾倒センサとしては、車両の傾倒状態に応じて回動するバランス錘が所定以上に回動したときにリードスイッチが働いて車両の所定以上の傾倒状態を検知するようにしたものが存在する。そして、車両走行時の振動によるバランス錘の瞬間的な回動によって誤検知されることがないように、比較的粘性の高いオイル中にバランス錘を浸してオイルダンパ機能をもたせるか、あるいはまたバランス錘に永久磁石による磁気制動力を働かせる磁気ダンパ機能をもたせるようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
解決しようとする問題点は、従来の傾倒センサでは、オイルダンパ機能をもたせるためにケースをオイル封入の密閉構造にしなければならず、部品点数、工数が多くなり、製造に時間がかかることである。そして、オイルダンパ機能をもたせているために、使用環境温度によって傾倒状態の検知の応答時間がオイル粘度によって変化するものになっていることである。また、磁気ダンパ機能をもたせるのでは、磁気力にバラツキがあってその調整が困難となり、そして永久磁石による磁束が周囲の電気電子部品に影響を及ぼして、磁気しゃへい手段を講ずる必要があるものになっていることである。
【0005】
また、従来の傾倒センサでは、車両が所定以上に傾倒したときに、そのときのバランス錘の回動状態に応じてリードスイッチがオン状態になるようにするための調整が困難で、製品ごとにおける傾倒角度に応じた検知精度にばらつきを生ずる傾向があることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明による傾倒センサは、何らダンパー機能をもたせないようにして、車両の傾倒状態の検知を、複雑な調整をすることなく応答性良くなすことができるようにするべく、円の中心に回動軸を有し、その円の中心を通る垂線に対して対称となるように上側部分に所定の開き角度をもって切欠部が形成されたムーブメントをケースに回動自在に軸支して、ムーブメントが所定の角度以上に回動したときに前記垂線上の位置に設けられたフォトインタラプタが光しゃ断状態になって、その所定の角度以上の回動が検知されるようにしている。
【0007】
そして、フォトインタラプタがムーブメントの所定の角度以上の回動状態を検知したときに検知信号を出力するように検知回路を構成したうえで、その検知回路内にコンデンサおよび抵抗からなる時定数回路を設けて、その時定数によって決まる時間内でのフォトインタラプタの瞬間的な検知動作には応答しないようにすることにより、車両の走行振動による影響を受けることがないようにしている。
【0008】
その際、特に本発明では、車両がカーブを通過するときなどに際して、ムーブメントがゆっくりと大きく回動して検知回路に設定された時定数によって決まる時間以上にわたってフォトインタラプタが検知状態になってしまうと傾倒状態の誤検知がなされてしまうのを防止するとともに、車両が180°転倒して倒立した状態をも確実に検知することができるようにしている。具体的には、ムーブメントに、その下側中央部分にムーブメントの倒立時にフォトインタラプタが検知状態になる倒立検知エリアと、その倒立検知エリアの両側にそれぞれ配されたフォトインタラプタを強制的に不検知状態にさせるスリットまたは窓部と、そのスリットまたは窓部に接してそれぞれ配されたムーブメントの左,右側の傾倒時にフォトインタラプタが検知状態になる傾倒検知エリアとを設けるようにしている。
【0009】
【実施例】
本発明による傾倒センサにあっては、図1および図2に示すように、ケース1内に、着磁された振子式のムーブメント2が回動軸3に回動自在になるように軸支されている。
【0010】
そのケース1は、ムーブメント2が取り付けられている下ケース11の上部分を上ケース12にシール用のOリング4を介して嵌め込み、その嵌め込み部分を複数箇所でフック係合することによって、防水構造となるように形成されている。図中、14はフック係合部分を示している。
【0011】
上ケース12の内部には、ムーブメント2の所定の角度以上の回動状態をフォトインタラプタ5が検知して、それがスイッチオン状態となったときに検知信号を出力するようにした検知回路が実装された回路基板6が取り付けられている。図中、7はその取付用のネジを示している。
【0012】
そして、その上ケース12には、図3に示すように、回路基板6からの電源Vcc、アースGNDおよび検知出力OUTの各端子が外部に引き出されるソケット部8が一体的に形成されている。
【0013】
また、その上ケース12には、それを振動吸収用のゴムブッシュ9を介して車体側に取り付ける取付座10が設けられている。
【0014】
ムーブメント2には、図4および図5に示すように、円の中心に横方向の回動軸3が設けられている。そして、ムーブメント2の上部には円の中心を通る垂線となる回動の基準位置Oに対して対称となるように所定の開き角度α(例えば70°)をもった切欠部21が設けられ、その下部には基準位置Oが垂直方向にくるようにバランスをとるための重錘部22が設けられている。
【0015】
回路基板6に取り付けられているフォトインタラプタ5は、ムーブメント2の基準位置O上に配されている。そして、ムーブメント2がバランス状態にあるときには切欠部21の部分によりフォトインタラプタ5の光が何らしゃ断されずに出力側がスイッチオフ状態になり、ムーブメント2が左,右にα/2の角度以上に回動してフォトインタラプタ5の光がムーブメント2によってしゃ断されたときに出力側がスイッチオン状態になるようになっている。
【0016】
しかして、ムーブメント2の上部に切欠部21が設けられ、その下部に重錘部22が設けられているので、その重量配分が回動軸3の上方に比してその下方が充分重くなり、ムーブメント2を回動させるには大きなモーメントを必要とするものになって、車両走行時の振動によってはそのムーブメント2が回動しにくくなる。
【0017】
そして、ムーブメント2の上部には、その回動の基準位置Oが中央にくるように比較的大きな開き角度αをもって切欠部21が設けられているので、車両走行時の振動によってそのムーブメント2がその開き角度αの範囲内で揺動してもフォトインタラプタ5が応動することがない。したがって、車両走行時の振動によって誤検知されるようなことがなく、車両が所定の角度以上に傾倒したときにのみフォトインタラプタ5がスイッチオン状態になる。
【0018】
その際、特に、ムーブメント2の切欠部21におけるエッジ部分によってフォトインタラプタ5が光しゃ断状態になることによって、車両の基準位置Oを中心とした左,右の設定角度α/2以上の傾倒状態を検知するようにしているので、その傾倒状態検知の位置決めを容易に精度良くなすことができるようになる。
【0019】
図7は、フォトインタラプタ5の出力側のスイッチング状態に応じて車両の傾倒状態を検知するための検知回路の一例を示している。
【0020】
ここでは、フォトインタラプタ5がムーブメント2の所定の角度以上の回動状態を検知してスイッチオン状態となったときにハイレベルの検知信号を出力するような回路を構成したうえで、その検知回路内にコンデンサC1,C2および抵抗R4からなる時定数回路を設けて、その時定数によって決まる時間内でのフォトインタラプタ5の瞬間的なスイッチオンには応答しないようにしている。
【0021】
すなわち、フォトインタラプタ5がスイッチオフ状態にある正常時、すなわち、図7に示すフォトインタラプタIC5′の出力信号DSがハイレベル状態になっているときには、コンデンサC1,C2が充電状態にあり、出力トランジスタQ4がオン状態になって出力端OUTの電圧はローレベルになっている。そして、車両が傾倒してフォトインタラプタ5がスイッチオン状態になる(図7に示すフォトインタラプタIC5′の出力信号DSがローレベル状態になる)と、コンデンサC1,C2の放電回路が形成され、所定の時間後に出力トランジスタQ4がオフ状態になって出力端OUTの電圧がハイレベルに切り換わる。
【0022】
したがって、車両の走行振動によってムーブメント2が瞬間的に所定の角度以上に回動したときに、傾倒状態の誤検知がなされないようになる。
【0023】
また、この検知回路には、例えば二輪自動車が傾倒したのちにもとの正常な状態に起き上がったような場合にも燃料カットやエンジン点火系統の電源しゃ断などの安全対策を継続して行わせるようにするべく、抵抗R5,R6、コンデンサC3およびトランジスタQ1からなる傾倒状態検知の保持回路が設けられている。
【0024】
すなわち、その保持回路において、車両の傾倒状態が検知されて出力トランジスタQ4がオフ状になって出力端OUTの電圧がハイレベルになると、トランジスタQ1がオン状態となり、それにより出力トランジスタQ4がオフ状態に保持される。この保持状態は、車両のイグニッションスイッチを切って電源をしゃ断することによって解除されることになる。
【0025】
さらに、この検知回路には、制御用トランジスタQ2のコレクタに定電流を供給する定電流回路が設けられており、バッテリ電源(Vcc)の電圧が定格の仕様変更や充電状態、温度環境などによって変化しても傾倒状態検知のタイミングが変動することがないようにしている。
【0026】
ここでは定電流回路として、ツエナダイオードZDを設けることによってバッテリ電源(Vcc)の定電圧化を図り、制御用トランジスタQ2のターンオンに際して抵抗R7を通して常に定電流によるコレクタ電流が供給されるようにしている。
【0027】
すなわち、このツエナダイオードZDおよび抵抗R7による定電流回路を設けない場合には、バッテリ電源(Vcc)の電圧が変動するとそれに応じて制御用トランジスタQ2コレクタ電流が変化してそのスイッチングのタイミングが変わってしまい、コンデンサC1,C2および抵抗R4によって決定される傾倒状態検知のタイミングが変動してしまうことになる。
【0028】
このように構成された傾倒センサにあっては、例えば、車両がカーブを走行する際にムーブメント2がゆっくりと大きく回動するような場合に、時定数回路における設定時間以上にわたってフォトインタラプタ5がスイッチオン状態になると傾倒状態の誤検知がなされてしまうことになる。
【0029】
このようなものにあって、特に本発明では、車両のカーブ走行時などにムーブメント2がゆっくりと大きく回動して検知回路に設定された時定数によって決まる時間以上にわたってフォトインタラプタ5がスイッチオン状態になって傾倒状態の誤検知がなされてしまうのを防止するようにしたうえで、さらに車両が180゜転倒して倒立した状態をも確実に検知することができるようにするべく、ムーブメント2を図4に示すように構成している。
【0030】
すなわち、そのムーブメント2には、その下側中央部分に倒立時にフォトインタラプタ5がスイッチオンの検知状態になる倒立検知エリアA1と、その倒立検知エリアA1の両側にそれぞれ配されたフォトインタラプタ5を強制的にスイッチオフの不検知状態にさせるスリットS1,S2と、そのスリットS1,S2にそれぞれ接して配されたムーブメント2の左,右側の傾倒時にフォトインタラプタ5がスイッチオンの検知状態になる傾倒検知エリアA2,A3とが設けられている。
【0031】
したがって、ムーブメント2の中ほどにフォトインタラプタ5を強制的にスイッチオフ状態にさせるスリットS1,S2が配され、その各外側にフォトインタラプタ5がスイッチオン状態になる傾倒検知エリアA2,A3が分割して配されているので、車両のカーブ走行時などにムーブメント2が大きく回動しても、時定数回路の設定時間以上にわたってフォトインタラプタ5がスイッチオン状態になることがなくなり、傾倒状態の誤検知がなされない。
【0032】
その際、フォトインタラプタ5がスリットS1,S2によって強制的にスイッチオフ状態にされることによって、時定数回路における設定時間が初期にリセットされることになる。
【0033】
また、車両が180゜転倒して倒立状態になったときには、ムーブメント2の回動の中間位置に配されている倒立検知エリアA1がフォトインタラプタ5に対向してスイッチオン状態になることによって、その倒立状態が検知されることになる。
【0034】
なお、スリットS1,S2の代わりに、図6に示すように、フォトインタラプタ5を光通過状態にしてスイッチオンにする窓部W1,W2を設けるようにしてもよい。
【0035】
【発明の効果】
以上、本発明による傾倒センサにあっては、振子式のムーブメントをケースに回動自在に軸支して、ムーブメントが所定の角度以上に回動したことをフォトインタラプタによって検知するようにしたもので、車両の傾倒状態の検知を、複雑な調整をすることなく応答性良く高精度になすことができるようになる。
【0036】
そして、本発明によれば、ムーブメントが所定の角度以上に回動してフォトインタラプタの検知出力が所定の時定数によって決定される時間以上に継続したときに傾倒状態の検知信号を出力するようにした検知回路を設けるようにしているので、その時定数によって決まる時間内でのフォトインタラプタの瞬間的な検知出力には応答することがなく、車両の走行振動による影響を受けることがなくなる。
【0037】
その際、特に本発明によれば、ムーブメントの中ほどにフォトインタラプタを強制的に不検知状態にするスリットまたは窓部を設けて傾倒検知エリアを分割するようにしているので、車両のカーブ走行時などにムーブメントがゆっくりと大きく回動しても、時定数によって決まる時間以上にわたってフォトインタラプタが検知状態になることがなくなり、傾倒状態の誤検知がなされるようなことを防止することができる。そして、傾倒検知エリアを分割するに際しても、ムーブメントの下側中央部分に倒立検知エリアが配されるようにしているので、車両が180°転倒して倒立状態になったときにもそれを確実に検知できるという利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による傾倒センサの一実施例を示す正面図である。
【図2】同実施例における傾倒センサの側断面図である。
【図3】同実施例における傾倒センサのソケット端子部分の下面図である。
【図4】同実施例における傾倒センサのムーブメントを示す正面図である。
【図5】そのムーブメントの側面図である。
【図6】ムーブメントの他の構成例を示す正面図である。
【図7】車両の傾倒状態を検知するための検知回路を示す電気回路図である。
【符号の説明】
1 ケース
11 下ケース
12 上ケース
2 ムーブメント
3 軸
5 フォトインタラプタ
A1 倒立検知エリア
A2 傾倒検知エリア
A3 傾倒検知エリア
S1 スリット
S2 スリット
W1 窓部
W2 窓部[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a tilt sensor for detecting a tilt state of a vehicle.
[0002]
[Prior art]
In general, a tilt sensor is used to detect that a two-wheeled vehicle has fallen or that a four-wheeled vehicle has rolled over, and to take various safety measures such as emergency stop of the engine.
[0003]
Conventionally, as a tilt sensor of this type, a reed switch is operated when a balance weight that rotates in accordance with a tilt state of a vehicle rotates more than a predetermined amount to detect a tilt state of the vehicle equal to or more than a predetermined value. Exists. Then, in order to prevent erroneous detection due to instantaneous rotation of the balance weight due to vibration during vehicle running, immerse the balance weight in relatively viscous oil to provide an oil damper function, or The weight is provided with a magnetic damper function for applying a magnetic braking force by a permanent magnet.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The problem to be solved is that, in the case of the conventional tilt sensor, the case has to be a hermetically sealed structure in which oil is provided in order to have an oil damper function, so that the number of parts and man-hours increase, and the production takes time. . In addition, since the oil damper function is provided, the response time of the detection of the tilting state changes depending on the temperature of the use environment and the oil viscosity. In addition, if the magnetic damper function is provided, it is difficult to adjust the magnetic force due to variations in the magnetic force, and the magnetic flux from the permanent magnet affects the surrounding electric and electronic components, and it is necessary to take magnetic shielding measures. It is becoming.
[0005]
Further, in the conventional tilt sensor, when the vehicle is tilted more than a predetermined amount, it is difficult to adjust the reed switch to be turned on according to the rotating state of the balance weight at that time. That is, there is a tendency that the detection accuracy varies depending on the tilt angle.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The tilt sensor according to the present invention rotates around the center of the circle so that the tilt state of the vehicle can be detected without any complicated adjustment without any damper function. A movement having a shaft and a cutout formed at a predetermined opening angle at an upper portion so as to be symmetrical with respect to a vertical line passing through the center of the circle; When the photo interrupter is turned by more than the predetermined angle, the photo interrupter provided at the position on the vertical line is in a light-blocking state, and the turning by more than the predetermined angle is detected .
[0007]
Then, a detection circuit is configured to output a detection signal when the photo interrupter detects a rotation state of a movement of a predetermined angle or more, and a time constant circuit including a capacitor and a resistor is provided in the detection circuit. By not responding to the instantaneous detection operation of the photointerrupter within the time determined by the time constant, the vehicle is not affected by the running vibration of the vehicle.
[0008]
At that time, particularly in the present invention, when the vehicle passes through a curve or the like, the movement of the movement slowly and largely turns, and the photo interrupter is in the detection state for a time longer than the time determined by the time constant set in the detection circuit. In addition to preventing erroneous detection of a tilted state, it is also possible to reliably detect a state in which the vehicle has fallen by 180 ° and turned upside down. Specifically, the movement has an inverting detection area in the lower central portion where the photointerrupter is detected when the movement is inverted, and the photointerrupters disposed on both sides of the inversion detecting area are forcibly undetected. And a tilt detection area in which the photointerrupter is in a detection state when the left and right sides of the movement arranged in contact with the slit or the window are tilted.
[0009]
【Example】
In the tilt sensor according to the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, a magnetized
[0010]
The case 1 has a waterproof structure in which the upper portion of the lower case 11 to which the
[0011]
A detection circuit is mounted inside the
[0012]
As shown in FIG. 3, the
[0013]
The
[0014]
As shown in FIGS. 4 and 5, the
[0015]
The
[0016]
Thus, the
[0017]
The
[0018]
At this time, in particular, the
[0019]
FIG. 7 shows an example of a detection circuit for detecting the tilting state of the vehicle according to the switching state on the output side of the
[0020]
Here, a circuit is configured to output a high-level detection signal when the
[0021]
That is, when the
[0022]
Therefore, when the
[0023]
In addition, the detection circuit is configured to continuously perform safety measures such as fuel cut-off and power cutoff of the engine ignition system even in the case where the two-wheeled vehicle comes up to a normal state after tilting. In order to achieve this, a holding circuit for detecting the tilting state is provided which includes resistors R5 and R6, a capacitor C3 and a transistor Q1.
[0024]
That is, in the holding circuit, when the tilting state of the vehicle is detected and the output transistor Q4 is turned off and the voltage of the output terminal OUT becomes high level, the transistor Q1 is turned on, whereby the output transistor Q4 is turned off. Is held. This holding state is released by turning off the ignition switch of the vehicle and cutting off the power.
[0025]
Further, this detection circuit is provided with a constant current circuit that supplies a constant current to the collector of the control transistor Q2, and the voltage of the battery power supply (Vcc) changes due to a change in the specification of the rating, the state of charge, the temperature environment, and the like. Therefore, the timing of the tilt state detection is not changed.
[0026]
Here, a zener diode ZD is provided as a constant current circuit to make the battery power supply (Vcc) constant, so that a constant current collector current is always supplied through the resistor R7 when the control transistor Q2 is turned on. .
[0027]
That is, when the constant current circuit including the zener diode ZD and the resistor R7 is not provided, when the voltage of the battery power supply (Vcc) fluctuates, the collector current of the control transistor Q2 changes accordingly and the switching timing changes. As a result, the tilt state detection timing determined by the capacitors C1 and C2 and the resistor R4 fluctuates.
[0028]
In the tilt sensor configured as described above, for example, when the
[0029]
In such a case, particularly in the present invention, when the vehicle is traveling on a curve or the like, the
[0030]
That is, its
[0031]
Therefore, the slits S1 and S2 for forcibly turning off the
[0032]
At this time, the
[0033]
Also, when the vehicle is turned over by 180 ° to be in an inverted state, the inverted detection area A1 arranged at the intermediate position of the rotation of the
[0034]
In addition, instead of the slits S1 and S2, as shown in FIG. 6, windows W1 and W2 for turning on the
[0035]
【The invention's effect】
As described above, in the tilt sensor according to the present invention, the pendulum-type movement is rotatably supported on the case, and the fact that the movement has rotated by a predetermined angle or more is detected by the photo interrupter. Thus, it is possible to detect the tilting state of the vehicle with high responsiveness and high accuracy without performing complicated adjustment.
[0036]
According to the present invention, when the movement is rotated by a predetermined angle or more and the detection output of the photo-interrupter is continued for a time determined by a predetermined time constant or more, a tilt-state detection signal is output. Since the detection circuit is provided, it does not respond to the instantaneous detection output of the photointerrupter within the time determined by the time constant, and is not affected by the running vibration of the vehicle.
[0037]
In this case, particularly according to the present invention, the tilt detection area is divided by providing a slit or a window for forcibly making the photo-interrupter in the non-detection state in the middle of the movement, so that the vehicle can be used when traveling on a curve. For example, even if the movement rotates slowly and largely, the photointerrupter does not enter the detection state for a time longer than the time determined by the time constant, thereby preventing erroneous detection of the tilt state. Also, when dividing the tilt detection area, the inverted detection area is arranged in the lower central part of the movement, so that even when the vehicle falls down by 180 ° and becomes inverted, It has the advantage that it can be detected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a tilt sensor according to the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view of the tilt sensor in the embodiment.
FIG. 3 is a bottom view of a socket terminal portion of the tilt sensor according to the embodiment.
FIG. 4 is a front view showing a movement of the tilt sensor in the embodiment.
FIG. 5 is a side view of the movement.
FIG. 6 is a front view showing another configuration example of the movement.
FIG. 7 is an electric circuit diagram showing a detection circuit for detecting a tilting state of the vehicle.
[Explanation of symbols]
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