JP3993120B2 - 車両用エンジン制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の状態を検出してエンジンを制御する車両用エンジン制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両の状態を検出してエンジンを制御する車両用エンジン制御装置に関する技術として、鉛直方向に対する傾斜を振り子の傾動により検出可能な傾斜センサを用いて自動二輪車の横転時にエンジンを自動的に停止させるものがある(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−340552号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記技術では、傾斜センサを用いているため、車両において生じる上下反転を検出することができないという問題があった。これは自動二輪車が上下反転して停止する状態には実質的にならないためである。一方、不整地走行競技等に使用される例えば三輪または四輪を有する車両いわゆるバギー車においては上下反転を生じる可能性があり、上記傾斜センサを用いたのでは車両の上下反転を検出することができないという問題があった。
【0005】
したがって、本発明は、車両の上下反転を検出することができ、上下反転時にも最適にエンジンを制御できる車両用エンジン制御装置の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、3次元全方向の加速度を検出可能な3軸センサを備え、該3軸センサの出力により車両の状態を検出してエンジンを制御する車両用エンジン制御装置において、前記3軸センサの出力電圧が立ち上がった状態が維持されることで車両の水平方向に対し傾斜した状態を検出した場合、または、前記3軸センサの出力電圧が立ち上がってから若干下がるものの出力状態が維持されることで車両の上下反転した状態を検出した場合に、エンジンのオンおよびオフを制御することを特徴としている。
【0007】
このように、3次元全方向の加速度を検出可能な3軸センサを用いるため、車両の前後左右横転は勿論、上下反転も検出することができる。
【0009】
また、3軸センサの出力により車両の横転時は勿論、上下反転を検出した場合にもエンジンを自動的にオフする制御を行うことができる。
【0010】
請求項2に係る発明は、3次元全方向の加速度を検出可能な3軸センサを備え、該3軸センサの出力により車両の状態を検出してエンジンを制御する車両用エンジン制御装置において、前記3軸センサは、スロットルバルブが配設される吸気通路を有するスロットルボディの壁と一体的に設けられていることを特徴としている。
【0011】
このように、3次元全方向の加速度を検出可能な3軸センサを用いるため、車両の前後左右横転は勿論、上下反転も検出することができる。
また、3軸センサがスロットルボディの壁と一体的に設けられているため、3軸センサを含んでスロットルボディとともに車体側に取り付けられることになる。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図面を参照して以下に説明する。
【0013】
まず、本実施形態の車両用エンジン制御装置(以下、エンジン制御装置)11をスロットルボディ12に一体的に組み込んでモジュール化したスロットルボディ小組体13について図1〜図5を参照して説明する。
【0014】
図1および図2に示すスロットルボディ小組体13は、不整地走行競技等に使用される例えば三輪または四輪を有する車両いわゆるバギー車に取り付けられるもので、スロットルボディ本体15を有している。このスロットルボディ本体15は、図4に示すように内側に軸直交断面が円形状をなして一方向に延在する吸気通路16が形成された略段付き筒状の吸気通路形成部17と、吸気通路形成部17の吸気通路16の延在方向における一端側に形成された円筒状の入口側ダクト部18と、吸気通路形成部17の他端側に形成された円筒状の出口側ダクト部19と、スロットルボディ12の外側であって吸気通路形成部17の上側に形成されて吸気通路形成部17に対し反対側が開口する電気部品収納用の収納部20と、吸気通路形成部17の下側に設けられたフューエルポンプ取付部21とを有するアルミニウム等の金属製の一体成形品である。
【0015】
そして、スロットルボディ小組体13には、スロットルボディ本体15の吸気通路16内に、回動軸23を中心に回動することでこの吸気通路16を開閉可能なスロットルバルブ24が配設されており、スロットルボディ本体15の側部に、図1に示すように回動軸23に同軸をなして連結されるとともに図示略のスロットルワイヤで回動させられる回動部材25と、スロットルワイヤを支持するとともにこの回動部材25の回動限界位置を調整ネジ26で調整するストッパ部材27とが設けられている。
【0016】
さらに、スロットルボディ小組体13には、スロットルボディ本体15の回動部材25に対し反対側に、図2に示すように回動軸23の回転角度を検出することでスロットルバルブ24の開度を検出するスロットル開度センサ28が設けられ、このスロットル開度センサ28と並んで二次エア供給装置29が設けられている。
【0017】
ここで、上記したスロットルボディ本体15とスロットルバルブ24と回動部材25とストッパ部材27とスロットル開度センサ28と二次エア供給装置29とで主にスロットルボディ12が構成されている。
【0018】
スロットルボディ小組体13は、スロットルボディ本体15の吸気通路形成部17の図4に示す出口側ダクト部19に連結される図1および図2に示す連結チューブ32と、この連結チューブ32によって吸気通路形成部17の出口側ダクト部19に連結されるとともに吸気通路形成部17の吸気通路16に連通する図示略の吸気通路が内側に形成されたインテークマニホールド33と、このインテークマニホールド33に取り付けられて吸気通路内に燃料を噴射するインジェクタ34と、スロットルボディ本体15のフューエルポンプ取付部21に取り付けられてインジェクタ34に燃料を供給するフューエルポンプ35と、インジェクタ34とフューエルポンプ35とを連通させる配管36と、インジェクタ34に連結される配管37と、配管37に連結されるリリーフ弁38とを有している。なお、インテークマニホールド33はスロットルボディ12に対し反対側のエンジン取付部39が下方に向くように途中が湾曲している。
【0019】
さらに、スロットルボディ小組体13は、図3および図4に示すように、ともに収納部20の底部42に取り付けられる吸気圧力センサ(電気部品,吸気通路内情報検出センサ)43およびパワートランジスタ(電気部品,発熱部品)44を有している。
【0020】
吸気圧力センサ43は収納部20内に収納される回路基板(電気部品)45に接続されるとともに、吸気通路16内におけるスロットルバルブ24よりもインテークマニホールド33側に開口する図4に示す開口部46を介して吸気通路16内の情報である圧力を検出する。
【0021】
パワートランジスタ44は、収納部20内に収納される回路基板45に接続されてこの回路基板45とともにエンジンを電子制御するエンジン制御装置11(いわゆるECU)を構成する。
【0022】
なお、回路基板45が収納された状態の収納部20は、隙間に図4に一部のみ示すように樹脂47が充填される樹脂ポッティングが施されることになり、回路基板45、吸気圧力センサ43およびパワートランジスタ44もこのポッティング樹脂47に埋設されることになる。
【0023】
上記したスロットルボディ小組体13は、図1および図2に示すように、リリーフ弁38が配管48を介して燃料タンク49に、フューエルポンプ取付部21が配管50を介して燃料タンク49にそれぞれ連結されることになる。これにより、フューエルポンプ35が燃料を燃料タンク49から配管50を介して吸引し配管36を介してインジェクタ34に送る。
【0024】
スロットルボディ12の上部に形成された収納部20は、長方形状をなす底部42と底部42の四方の端縁部から長方形枠状をなして上方に立設された壁部70と有し、上部に開口部71を有する形状をなしている。そして、長方形状をなす底部42の一の角部、具体的には出口側ダクト部19かつスロットル開度センサ28側の角部には、図3〜図5に示すように、底面73から開口部71側に突出して回路基板45を載置させるための載置台部74が一体成形されており、この載置台部74に、開口部71側に突出する挿入ピン75が設けられて回路基板45用の基板取付部76が構成されている。そして、底面73のこの基板取付部76の近傍位置に、吸気圧力センサ43が取り付けられるセンサ取付部77が形成されている。
【0025】
また、底部42の上記角部に対し対角位置となる角部、具体的には入口側ダクト部18かつ回動部材25側の角部にも、図3〜図5に示すように、底面73から開口部71側に突出して回路基板45を載置させるための載置台部79が一体成形されており、この載置台部79に、開口部71側に突出する挿入ピン80が設けられて回路基板45用の基板取付部81が構成されている。そして、底面73のこの基板取付部81の近傍位置には、パワートランジスタ44が取り付けられる部品取付部82が形成されている。これにより、底部42の対角位置にセンサ取付部77および部品取付部82が形成されている。
【0026】
センサ取付部77は、周囲を壁部83で囲むことで底面73に形成された配置部84と、この配置部84に穿設された挿入通路穴85(挿入穴)とを有しており、挿入通路穴85は吸気通路16のスロットルバルブ24に対しインテークマニホールド33側に開口する開口部46に連通している。
【0027】
吸気圧力センサ43は、図4に示すように、挿入通路穴85に挿入されるとともに先端面が検出部86とされた挿入部87と、この挿入部87を挿入通路穴85に挿入した状態で配置部84内に載置されることで収納部20に対して位置決めされるセンサ本体部88とを有しており、センサ本体部88には挿入部87に対し反対方向に延出する複数具体的には三カ所の接続ピン89が設けられている。なお、挿入部87の外周部と挿入通路穴85の内周部との隙間に筒状のシール部材91が介装されることになるが、このシール部材91は挿入部87に予め嵌合された状態で挿入部87とともに挿入通路穴85に挿入される。
【0028】
部品取付部82は、周囲を壁部92で囲むことで底面73に形成された配置部93と、この配置部93に穿設されたネジ穴94とを有している。
【0029】
パワートランジスタ44は配置部93内に載置されることで収納部20に対して位置決めされることになり、この状態で取付ビス95がパワートランジスタ44を通ってネジ穴94に螺合されることでパワートランジスタ44は収納部20の底部42に直接接触するように取り付けられる(つまり直付けされる)。パワートランジスタ44には図3に示すようにこの取付状態で開口部71側に延出する複数具体的には三カ所の接続ピン97が形成されている。
【0030】
回路基板45には、電子部品102や外部接続配線103等が予め実装されることになるが、長方形状をなす回路基板45には、対角位置に上記した挿入ピン75を挿入させるためのガイド穴98を挿入させるためのガイド穴98および挿入ピン80を挿入させるためのガイド穴99が形成されている。図4に示すように、回路基板45において、一方のガイド穴98に近接する位置には、収納部20に取り付けられた状態の吸気圧力センサ43の接続ピン89を挿入させるための接続穴100が接続ピン89と同数形成されており、他方のガイド穴99に近接する位置には、収納部20に取り付けられた状態のパワートランジスタ44の接続ピン97を挿入させるための接続穴101が接続ピン97と同数形成されている。
【0031】
そして、これらの部品を取り付ける際には、収納部20の底部42のセンサ取付部77に、挿入部87にシール部材91を嵌合させた状態の吸気圧力センサ43を取り付けるとともに、パワートランジスタ44を部品取付部82に取り付けた後、収納部20に回路基板45を取り付ける。つまり、回路基板45の対角位置にある両ガイド穴98,99に収納部20の両基板取付部76,81の挿入ピン75,80を挿入させながら、回路基板45の接続穴100,101に吸気圧力センサ43およびパワートランジスタ44の接続ピン89,97を挿入させて、回路基板45を両載置台部74,79に載置させる。
【0032】
次に、回路基板45から開口部71側に突出する接続ピン89,97を回路基板45にハンダ付け等により接合させる。
【0033】
そして、回路基板45が収納された状態の収納部20に開口部71まで樹脂ポッティングを施すことで、回路基板45、吸気圧力センサ43およびパワートランジスタ44がポッティング樹脂47に埋設されることになり、その結果、回路基板45が両載置台部74,79に載置された状態で両基板取付部76,81に取り付けられ、収納部20に取り付けられることになる。
【0034】
ここで、本実施形態において、図4に示すように、エンジン制御装置11の回路基板45にX−Y−Zの3次元の全方向の加速度および角度を検出可能な3軸センサ130が実装されている。
【0035】
この3軸センサ130は、半導体式の加速度センサであり、図6に示すような基本構造を有している。つまり、台座131にダイヤフラム132を架設するとともに重錘133をダイヤフラム132に支持しさらに複数のピエゾ抵抗134をダイヤフラム132に貼付してなるもので、基材として単結晶シリコンが用いられるとともにエッチングによって変形容易な上記のダイヤフラム132が形成されている。そして、重錘133が受ける加速度言い換えれば荷重変化でダイヤフラム132が変形しこれをピエゾ抵抗134の抵抗値の変化で検出することにより3次元全方向の加速度を検出する。例えば、水平方向の加速度(荷重変化)については図7に示すようなダイヤフラム132の変形をピエゾ抵抗134で電気信号として検出し、また鉛直方向の加速度(荷重変化)については図8に示すようなダイヤフラム132の変形をピエゾ抵抗134で電気信号として検出するものである。
【0036】
そして、車両において水平方向に対し傾斜した状態が維持されると、例えば図9のt1以降に示すように出力電圧が立ち上がった状態が維持されるような出力特性が3軸センサ130で生じ、車両において上下反転した状態が維持されると、例えば図10のt2以降に示すように出力電圧が立ち上がってから若干下がるものの出力状態が維持されるような出力特性が3軸センサ130で生じることから、エンジン制御装置11は、これらのような3軸センサ130の出力に基づいて、車両の状態を検出し、例えば車両が水平に対し所定角度以上傾斜した状態が維持されるとエンジンが作動している状態ではエンジンを停止させ、また車両が上下反転した状態が維持されるとエンジンが作動している状態ではエンジンを停止させる等のエンジンのオン・オフ制御を行う。
【0037】
以上に述べた本実施形態によれば、3次元全方向の加速度つまり荷重変化を検出可能な3軸センサ130を用いるため、車両の前後左右横転は勿論、上下反転も検出することができる。したがって、横転時は勿論のこと、上下反転時にも最適にエンジンを制御できる。つまり、3軸センサ130の出力により車両の横転時は勿論、上下反転を検出した場合にもエンジンを自動的にオフする制御を行うことができる。
【0038】
さらに、エンジン制御装置11は、3軸センサ130を含んでスロットルボディ12と一体的に設けられているため、3軸センサ130を含んでスロットルボディ12とともに車体側に取り付けられることになる。したがって、組立効率を向上させることができる。
【0039】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1に係る発明によれば、3次元全方向の加速度および角度を検出可能な3軸センサを用いるため、車両の前後左右横転は勿論、上下反転も検出することができる。したがって、上下反転時にも最適にエンジンを制御できる。
【0040】
また、3軸センサの出力により車両の横転時は勿論、上下反転を検出した場合にもエンジンを自動的にオフする制御を行うことができる。
【0041】
請求項2に係る発明によれば、3次元全方向の加速度および角度を検出可能な3軸センサを用いるため、車両の前後左右横転は勿論、上下反転も検出することができる。したがって、上下反転時にも最適にエンジンを制御できる。
また、3軸センサがスロットルボディの壁と一体的に設けられているため、3軸センサを含んでスロットルボディとともに車体側に取り付けられることになる。したがって、組立効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態を含むスロットルボディ小組体等を示す一方向から見た斜視図である。
【図2】 本発明の一実施形態を含むスロットルボディ小組体等を示す別の方向から見た斜視図である。
【図3】 本発明の一実施形態とこれに一体に設けられるスロットルボディとを示す分解斜視図である。
【図4】 本発明の一実施形態とこれに一体に設けられるスロットルボディを示す断面図である。
【図5】 本発明の一実施形態とこれに一体に設けられるスロットルボディを示す平面図である。
【図6】 本発明の一実施形態で用いられる3軸センサを概略的に示す側面図である。
【図7】 本発明の一実施形態で用いられる3軸センサの一の検出状態を概略的に示す側面図である。
【図8】 本発明の一実施形態で用いられる3軸センサの別の検出状態を概略的に示す側面図である。
【図9】 本発明の一実施形態で用いられる3軸センサの車両横転時の出力を示す特性線図である。
【図10】 本発明の一実施形態で用いられる3軸センサの車両上下反転時の出力を示す特性線図である。
【符号の説明】
11 エンジン制御装置(車両用エンジン制御装置)
12 スロットルボディ
16 吸気通路
24 スロットルバルブ
130 3軸センサ
Claims (2)
- 3次元全方向の加速度を検出可能な3軸センサを備え、該3軸センサの出力により車両の状態を検出してエンジンを制御する車両用エンジン制御装置において、
前記3軸センサの出力電圧が立ち上がった状態が維持されることで車両の水平方向に対し傾斜した状態を検出した場合、または、前記3軸センサの出力電圧が立ち上がってから若干下がるものの出力状態が維持されることで車両の上下反転した状態を検出した場合に、エンジンのオンおよびオフを制御することを特徴とする車両用エンジン制御装置。 - 3次元全方向の加速度を検出可能な3軸センサを備え、該3軸センサの出力により車両の状態を検出してエンジンを制御する車両用エンジン制御装置において、
前記3軸センサは、スロットルバルブが配設される吸気通路を有するスロットルボディの壁と一体的に設けられていることを特徴とする車両用エンジン制御装置。
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