JP4531611B2 - 車両の傾斜検出装置 - Google Patents

Description

この発明は、車体の傾斜センサを有する車両の傾斜検出装置に関する。

従来、自動二輪車の車体下部に傾斜センサを設けてその車体のバンク角度（左右方向の傾斜角度）を検出可能とした技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平８−１３３１５５号公報

ところで、ＡＴＶ（All Terrain Vehicle）に代表される不整地走行車両においても、車体の左右方向の傾斜が所定角度に達したことを検出して所定のエンジン制御（点火カットや燃料噴射カット等）を行うべく傾斜センサを用いることがある。
このような車両においては、車体下部が水に浸った状態で走行するような状況を考慮すると、上記従来の構成では傾斜センサの防水性能を高めなければならず、該傾斜センサの部品コストを増加させることがあった。
また、上記車両においては、左右方向だけでなく前後方向でも車体の傾斜が所定角度に達したことを検出できるような構成が望ましいが、そのために傾斜センサを追加することは上記同様に部品コストを増加させてしまうため好ましくない。
そこでこの発明は、車体の傾斜を検出する傾斜センサの部品コストを抑えた上でその防水性を高め、かつ車体の左右及び前後方向の傾斜が所定角度に達したことを検出できる車両の傾斜検出装置を提供する。

上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、車体フレーム（４）にエンジン（５）が支持されると共にハンドルポスト（４３）を介してステアリングシャフト（２５）が支持され、エンジン上方には燃料タンク（２２）が配置されると共にエンジン後方にはエアクリーナボックス（１８）が配置され、エンジンとエアクリーナボックスとの間には燃料噴射部（１７ａ）が配置されると共に燃料タンク後方であってエアクリーナボックス上方にはシート（２３）が配置される車両（１）の傾斜検出装置において、前記車両（１）は不整地走行四輪車であり、前記車体フレーム（４）は、その上部及び下部において略前後方向に沿って延びる左右一対のアッパパイプ（４１）及びロアパイプ（４２）を有し、かつ前記各アッパパイプ（４１）よりも上方に突出する櫓状の前記ハンドルポスト（４３）を有し、前記シート（２３）の底板（２３ａ）の下端よりも上方となる位置に、車体の傾斜を検出する傾斜センサ（６１）を設け、この傾斜センサ（６１）が、側面視で前記ステアリングシャフト（２５）と重なるように配置され、かつ右側の前記アッパパイプ（４１）に設けた支持ブラケット（４１ａ）を介して車体に支持され、さらに側面視で前記アッパパイプ（４１）及びハンドルポスト（４３）で囲まれた部位に配置されることを特徴とする。

この構成によれば、車体下部が水に浸って走行するような状況下でも、傾斜センサが水没し難くなるため、傾斜センサの部品コストを抑えた上でその防水性を高めることができ、良好なエンジン制御を可能にできる。
請求項２に記載した発明は、前記傾斜センサ（６１）は、車体に固定されるケーシング（６２）内に振り子としてのフロート（６３）を備える加速度センサとして構成され、前記ケーシング（６２）の両側部には、これを前記支持ブラケット（４１ａ）で支持するためのラバーマウント（６９）が設けられることを特徴とする。
請求項３に記載した発明は、前記燃料タンク（２２）の前部下方に燃料ポンプ（５１）が配置され、この燃料ポンプ（５１）よりも上方に前記傾斜センサ（６１）が配置され、かつ側面視で前記アッパパイプ（４１）を境に前記傾斜センサ（６１）が上方、前記燃料ポンプ（５１）が下方にそれぞれ配置されることを特徴とする。
請求項４に記載した発明は、前記傾斜センサ（６１）は、ラジエータ（２６）よりも後方に設けられることを特徴とする。

請求項５に記載した発明は、前記傾斜センサが、Ｕ字状の外形の空間部（例えば実施例の空間部６５Ａ）と、該空間部内の略中央を支点に揺動するフロート（例えば実施例のフロート６３）とを有してなり、前記フロートの両揺動端部に磁気部（例えば実施例のマグネット７１）を設けると共に、該磁気部がフロートと共に所定の検出角度まで揺動したことを検出する検出部（例えば実施例の磁気センサ７２）を前記空間部の端部に設け、前記フロートが前記検出角度まで揺動した状態が所定時間継続した場合には、車体の傾斜が所定角度にあることを検出することを特徴とする。

この構成によれば、旋回走行時における車体のバンク角度が比較的小さい不整地走行車両において、該旋回走行時の遠心力等によりフロートが前記検出角度まで一時的に揺動した場合でも、傾斜センサが車体の傾斜を誤認することを防止でき、良好なエンジン制御を可能にできる。
また、車体の左右方向の傾斜を検出する傾斜センサであっても、車体が前後方向に傾斜した際、その傾斜が９０度以上であればエンジン振動等によってフロートが左右どちらかに倒れる機会が高くなる。すなわち、車体が前後方向に９０度よりも大きい角度に傾いたときには、フロートが確実に左右何れかに倒れることとなる。この倒れによる揺動が前記検出角度まで達した状態が所定時間継続した場合には、車体の前後方向の傾斜が所定角度にあることを検出することができ、車体の傾斜に幅広く対応したエンジン制御を可能にできる。

請求項６に記載した発明は、前記車両は不整地走行四輪車であり、前記所定時間は、当該不整地走行四輪車の旋回走行時に前記フロートが前記検出角度に達している時間よりも長く設定されることを特徴とする。

この構成によれば、旋回走行時にも車体をバンクさせない不整地走行四輪車において、その旋回走行時の遠心力により傾斜センサのフロートが前記検出角度まで一時的に揺動した場合でも、車体の傾斜が所定角度に達したとの誤認を防止することができる。

この発明によれば、傾斜センサの部品コストを抑えた上でその防水性を高めることができる。
この発明によれば、傾斜センサが車体の傾斜を誤認することを防止すると共に、車体の左右及び前後方向の傾斜が所定角度にあることを検出することができる。
この発明によれば、不整地走行四輪車の旋回走行時における傾斜センサが車体の傾斜を誤認することを防止することができる。

以下、この発明の実施例について図面を参照して説明する。なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ車両における向きと同一とする。また、図中矢印ＦＲは車両前方を、矢印ＬＨは車両左方を、矢印ＵＰは車両上方をそれぞれ示す。

図１に示す鞍乗り型四輪車（車両、不整地走行四輪車）１は、小型軽量に構成された車体の前後に、比較的大径の低圧バルーンタイヤである左右一対の前輪２及び後輪３を備え、最低地上高を大きく確保して主に不整地での走破性を高めた所謂ＡＴＶ（All Terrain Vehicle）である。

車体フレーム４の略中央位置には、鞍乗り型四輪車１の原動機としてのエンジン５が搭載される。エンジン５は水冷式の単気筒エンジンであり、そのクランクシャフトを前後方向に沿わせた縦置きレイアウトとされる。エンジン５の下部を構成するクランクケース６は変速機ケースを兼ねており、このクランクケース６の前後からは、前方又は後方に向けてそれぞれプロペラシャフト８，９が導出される。

各プロペラシャフト８，９は、車体フレーム４の前後においてそれぞれ前輪駆動機構１１又は後輪駆動機構１２を介して各前輪２及び後輪３に動力伝達可能に接続される。各前輪２及び後輪３は、車体フレーム４の前後にそれぞれ不図示の懸架装置を介して懸架されている。

鞍乗り型四輪車１は、エンジン５への燃料供給系統に電子制御式燃料噴射装置を採用しており、エンジン５のクランクケース６上に立設されるシリンダ７の後部には、インジェクタ（燃料噴射部）１７ａを有するスロットルボディ１７が接続される。また、スロットルボディ１７の後部には、シート２３後部下方に位置するエアクリーナボックス１８が接続される。一方、シリンダ７の前部には排気管１９の基端部が接続される。該排気管１９は、シリンダ７の前方へ延びた後に後方へ折り返し、その先端部が車体後部に配設されたサイレンサ２１に接続される。

鞍乗り型四輪車１の車体上部における車幅方向中央部には、前側から順にステアリングシャフト２５、燃料タンク２２、及び鞍乗り型のシート２３が配設される。ステアリングシャフト２５の下端部は不図示の前輪操舵機構に連結されると共に、ステアリングシャフト２５の上端部には左右のグリップ部を有するバー型のハンドル２４が取り付けられる。ハンドル２４をステアリングシャフト２５に固定するホルダの周辺は、樹脂製のハンドルカバー２４ａにより覆われる。ステアリングシャフト２５の下部前方には、電動ファン２９を有するエンジン５冷却用のラジエータ２６が配設されている。

車体フレーム４の前部には、燃料タンク２２を含む車体前部を覆う樹脂製の車体カバー３１、及び各前輪２をその上方から後方にかけて覆う同じく樹脂製のフロントフェンダ３２、並びに主として鋼管からなるフロントプロテクタ３３及びフロントキャリア３４が取り付けられる。また、車体フレーム４の後部には、各後輪３をその上方から前方にかけて覆う樹脂製のリアフェンダ３５、並びに主として鋼管からなるリアキャリア３６が取り付けられる。

図２，３を併せて参照して説明すると、車体フレーム４は、その上部及び下部において略前後方向に沿って延びる左右一対のアッパパイプ４１及びロアパイプ４２を有し、これら各アッパパイプ４１及びロアパイプ４２が車体前後で適宜湾曲して互いに結合することで左右一対の閉ループ構造体４ａを形成し、かつこれら両閉ループ構造体４ａが複数のクロスメンバを介して結合することで車幅方向中央部において前後に延在するボックス構造を形成している。

車体前部には、各アッパパイプ４１よりも上方に突出する櫓状のハンドルポスト部４３が構成され、該ハンドルポスト部４３の頂部（車体フレーム４の最上部）のクロスメンバである上部支持ブラケット４４にステアリングシャフト２５の上部が支持される。また、ステアリングシャフト２５の下端部は、車体フレーム４前部のクロスメンバである下部支持ブラケット４５に支持される。

さらに図４を併せて参照して説明すると、燃料タンク２２後部の直下からシート２３前部の直下に渡る部位には、両アッパパイプ４１間に渡る遮熱カバー４６が設けられており、燃料タンク２２及びシート２３の下方に位置するエンジン５からの熱気の伝播が抑えられている。

燃料タンク２２は、例えば樹脂製の一体成形品であり、その直前に配置されるステアリングシャフト２５等を避けるように前部両側を前方に延出させることで容量を確保している。燃料タンク２２の前部下方には燃料ポンプ５１が配設されており、該燃料ポンプ５１上部の燃料吸入口と燃料タンク２２底部の燃料取り出し口とは連絡管５２を介して接続される。

一方、燃料ポンプ５１の燃料吐出口とスロットルボディ１７のインジェクタ１７ａとは燃料供給管５３を介して接続される。この燃料供給管５３は、燃料ポンプ５１上部の燃料吐出口から上方に延びた後に後方に向けて湾曲し、燃料タンク２２と遮熱カバー４６との間において該遮熱カバー４６の上面に沿って配策されてインジェクタ１７ａに至る。

このとき、燃料供給管５３は、エアクリーナボックス１８から斜め上前方に延びてシート２３前端部内側に開口するシュノーケル５４等を避けるべく、上面視でクランク状をなすように配策される。なお、図２，４中符号５５は、燃料供給管５３の経路を規定するべく遮熱カバー４６に固定されるクランプを示す。

そして、燃料ポンプ５１が作動すると、燃料タンク２２から吸引された燃料が所定の燃料圧力まで昇圧された後に燃料供給管５３を介してインジェクタ１７ａに供給され、該燃料がインジェクタ１７ａの作動により適宜噴射されてエアクリーナボックス１８から導入された外気と共にエンジン５に供給される。

ここで、車体前部右側には、車体の傾斜が所定角度に達した場合にこれを検出する傾斜センサ６１が設けられる。この傾斜センサ６１は、右側のアッパパイプ４１に溶接固定された支持ブラケット４１ａを介して車体に支持されており、側面視でステアリングシャフト２５と重なるように配置され、かつシート２３の底板２３ａの下端部２３ｂ（シート２３前後方向略中央の両側部）よりも上方となる位置に配置されている（下端部２３ｂ高さを図３，４中に線Ｋで示す）。

図５，６に示すように、傾斜センサ６１は、車体に固定されるケーシング６２内に振り子としてのフロート６３を備える加速度センサとして構成される。
ケーシング６２は、その上部を構成するボックス部６４内に検出回路６４ａを収容する一方、下部を構成する空間形成部６５内にフロート６３を収容するものである。

空間形成部６５は、正面視（前面視）でＵ字状の外形をなす前後壁部６６，６７と、これら前後壁部６６，６７の外縁間に渡る外周壁部６８とを有してなり、その内部には正面視Ｕ字状の外形をなす空間部６５Ａが形成される。なお、ケーシング６２の両側部には、これを車体フレーム４の支持ブラケット４１ａで支持するためのラバーマウント６９が設けられる。

フロート６３は、空間部６５Ａの略中央を支点としてケーシング６２に揺動自在に支持されるもので、空間部６５Ａ下側の形状に概ね整合する半円状をなし、外周壁部６８の円弧に沿って左右に揺動可能とされる。なお、空間部６５Ａ内には、フロート６３の揺動を減衰するためのダンパーオイルが充填されている。

フロート６３の左右端部（両揺動端部）にはマグネット（磁気部）７１が埋め込まれる一方、空間部６５Ａの上端部左右には各マグネット７１からの磁気を検出可能な磁気センサ（検出部）７２が配設されており、該磁気センサ７２にマグネット７１が近接してその磁気を検出することで、フロート６３が所定の揺動角度に達したことを検出するようになっている。

ここで、フロート６３の揺動軸は前後方向と平行に設けられているが、その重心位置の調整等により、車体が左右方向に傾斜した場合に加え、車体が前後方向に傾斜した場合でも揺動するようになっている。以下、車体が前後左右の傾斜を０°とした状態（直立状態）にあり、かつフロート６３に作用する力が重力のみの場合には、空間部６５Ａにおける揺動範囲の中立位置にフロート６３が位置するものとして説明する。

このような傾斜センサ６１において、車体が前後左右に傾斜した場合には、ケーシング６２に対してフロート６３が揺動し、この揺動が所定角度に達して検出回路６４ａにて車体の傾斜が所定角度に達したとの判断がなされた場合には、不図示のＥＣＵ（Electronic Control Unit）を介して所定のエンジン制御（点火カットや燃料噴射カット等）が行われるようになっている。

ここで、鞍乗り型四輪車１においては、自動二輪車と異なり車体をバンクさせないことから、旋回走行時の遠心力等の作用により車体がほぼ直立状態であっても傾斜センサ６１のフロート６３が揺動することがある。このような状況の対応として、自動二輪車に用いる傾斜センサの検出角度（フロートの中立位置からの揺動角度）に対し、当該鞍乗り型四輪車１に用いる傾斜センサ６１においてはその検出角度を大きくしている。

さらに、傾斜センサ６１においては、鞍乗り型四輪車１の旋回走行時等にフロート６３が一時的に大きく揺動して前記検出角度に達したような場合に、車体の傾斜が所定角度に達したとの誤認がなされないように、検出回路６４ａが車体の傾斜角度を検出するまでのタイムディレイを設けている。このタイムディレイは、旋回走行時の遠心力でフロート６３が最大揺動位置に張り付く時間よりも長くなるように設定される。これにより、フロート６３が所定角度まで傾斜した状態が所定時間継続した場合に、車体が所定角度まで傾斜しているとの判断がなされるのである。

以上説明したように、上記実施例における傾斜検出装置は、車体フレーム４にエンジン５が支持されると共にハンドルポスト部４３を介してステアリングシャフト２５が支持され、エンジン５上方には燃料タンク２２が配置されると共にエンジン５後方にはエアクリーナボックス１８が配置され、エンジン５とエアクリーナボックス１８との間にはインジェクタ１７ａが配置されると共に燃料タンク２２後方であってエアクリーナボックス１８上方にはシート２３が配置される鞍乗り型四輪車１に適用されるものであって、シート２３の底板２３ａの下端よりも上方となる位置に、車体の傾斜を検出する傾斜センサ６１を設けたものである。

この構成によれば、車体下部が水に浸って走行するような状況下でも、傾斜センサ６１が水没し難くなるため、傾斜センサ６１の部品コストを抑えた上でその防水性を高めることができ、良好なエンジン制御を可能にできる。

また、上記傾斜検出装置は、傾斜センサ６１が、Ｕ字状の外形の空間部６５Ａと、該空間部６５Ａ内の略中央を支点に揺動するフロート６３とを有してなり、フロート６３の両揺動端部にマグネット７１を設けると共に、該マグネット７１がフロート６３と共に所定の検出角度まで揺動したことを検出する磁気センサ７２を空間部６５Ａの端部に設け、フロート６３が前記検出角度まで揺動した状態が所定時間継続した場合には、車体の傾斜が所定角度にあることを検出するものである。

この構成によれば、旋回走行時において車体をバンクさせない鞍乗り型四輪車１において、該旋回走行時の遠心力等によりフロート６３が前記検出角度まで一時的に揺動した場合でも、傾斜センサ６１が車体の傾斜を誤認することを防止でき、良好なエンジン制御を可能にできる。
また、車体の左右方向の傾斜を検出する傾斜センサ６１であっても、車体が前後方向に傾斜した際にはフロート６３が左右何れかに揺動することから、この揺動が前記検出角度まで達した状態が所定時間継続した場合には、車体の前後方向の傾斜が所定角度にあることを検出することができ、車体の傾斜に幅広く対応したエンジン制御を可能にできる。

さらに、上記傾斜検出装置は、鞍乗り型四輪車１が不整地走行四輪車であり、前記所定時間が、鞍乗り型四輪車１の旋回走行時にフロート６３が前記検出角度に達している時間よりも長く設定されることで、旋回走行時にも車体をバンクさせない不整地走行四輪車において、その旋回走行時の遠心力により傾斜センサ６１のフロート６３が前記検出角度まで一時的に揺動した場合でも、車体の傾斜が所定角度に達したとの誤認を防止することができる。

なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、例えば図７，８に示すように、傾斜センサ６１は、シート２３の底板２３ａの下端よりも上方（線Ｋよりも上方）であれば、車体の様々な場所（例えば、燃料タンク２２とシート２３との間、又はシート２３後方の車体フレーム４上、あるいはハンドルカバー２４ａ内等）に配置することが可能である。
そして、上記実施例における構成はこの発明の一例であり、該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。

この発明の実施例における鞍乗り型四輪車の側面図である。 上記鞍乗り型四輪車の上面図である。 上記鞍乗り型四輪車の正面図である。 図１の要部を示す側面図である。 上記鞍乗り型四輪車の傾斜センサの正面図である。 上記傾斜センサの側面図である。 上記傾斜センサ配置の応用例を示す図１に相当する側面図である。 上記傾斜センサ配置の応用例を示す図２に相当する上面図である。

符号の説明

１ 鞍乗り型四輪車（車両、不整地走行車両）
４ 車体フレーム
５ エンジン
１７ａ インジェクタ（燃料噴射部）
１８ エアクリーナボックス
２２ 燃料タンク
２３ シート
２３ａ 底板
２５ ステアリングシャフト
４３ ハンドルポスト部（ハンドルポスト）
６１ 傾斜センサ
６３ フロート
６５Ａ 空間部
７１ マグネット（磁気部）
７２ 磁気センサ（検出部）

Claims (6)

1. 車体フレーム（４）にエンジン（５）が支持されると共にハンドルポスト（４３）を介してステアリングシャフト（２５）が支持され、エンジン上方には燃料タンク（２２）が配置されると共にエンジン後方にはエアクリーナボックス（１８）が配置され、エンジンとエアクリーナボックスとの間には燃料噴射部（１７ａ）が配置されると共に燃料タンク後方であってエアクリーナボックス上方にはシート（２３）が配置される車両（１）の傾斜検出装置において、
   前記車両（１）は不整地走行四輪車であり、前記車体フレーム（４）は、その上部及び下部において略前後方向に沿って延びる左右一対のアッパパイプ（４１）及びロアパイプ（４２）を有し、かつ前記各アッパパイプ（４１）よりも上方に突出する櫓状の前記ハンドルポスト（４３）を有し、
   前記シート（２３）の底板（２３ａ）の下端よりも上方となる位置に、車体の傾斜を検出する傾斜センサ（６１）を設け、この傾斜センサ（６１）が、側面視で前記ステアリングシャフト（２５）と重なるように配置され、かつ右側の前記アッパパイプ（４１）に設けた支持ブラケット（４１ａ）を介して車体に支持され、さらに側面視で前記アッパパイプ（４１）及びハンドルポスト（４３）で囲まれた部位に配置されることを特徴とする車両の傾斜検出装置。
2. 前記傾斜センサ（６１）は、車体に固定されるケーシング（６２）内に振り子としてのフロート（６３）を備える加速度センサとして構成され、前記ケーシング（６２）の両側部には、これを前記支持ブラケット（４１ａ）で支持するためのラバーマウント（６９）が設けられることを特徴とする請求項１に記載の車両の傾斜検出装置。
3. 前記燃料タンク（２２）の前部下方に燃料ポンプ（５１）が配置され、この燃料ポンプ（５１）よりも上方に前記傾斜センサ（６１）が配置され、かつ側面視で前記アッパパイプ（４１）を境に前記傾斜センサ（６１）が上方、前記燃料ポンプ（５１）が下方にそれぞれ配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両の傾斜検出装置。
4. 前記傾斜センサ（６１）は、ラジエータ（２６）よりも後方に設けられることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の車両の傾斜検出装置。
5. 前記傾斜センサ（６１）が、Ｕ字状の外形の空間部（６５Ａ）と、該空間部（６５Ａ）内の略中央を支点に揺動するフロート（６３）とを有してなり、前記フロート（６３）の両揺動端部に磁気部（７１）を設けると共に、該磁気部（７１）がフロート（６３）と共に所定の検出角度まで揺動したことを検出する検出部（７２）を前記空間部（６５Ａ）の端部に設け、前記フロート（６３）が前記検出角度まで揺動した状態が所定時間継続した場合には、車体（１）の傾斜が所定角度にあることを検出することを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の車両の傾斜検出装置。
6. 前記所定時間は、当該不整地走行四輪車（１）の旋回走行時に前記フロート（６３）が前記検出角度に達している時間よりも長く設定されることを特徴とすることを特徴とする請求項５に記載の車両の傾斜検出装置。

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