JP4711423B2 - 乗車検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、乗車検知装置に係り、特に、簡単な構成によって高精度な乗車検知を可能とする乗車検知装置に関する。

従来から、信号待ちや渋滞時等、乗員が車両に乗車したままでの停車状態が所定時間を超えて継続される場合に、自動的にエンジンを停止することで燃料資源の節約や排気ガスの放出量低減を図るアイドリングストップ装置が知られている。通常、スロットル操作のみで瞬時に再始動可能な状態でエンジンを停止するアイドリングストップ装置には、乗員が乗車状態である時のみに作動させるため、乗員の乗車状態を検知する乗車検知装置が備えられている。

特許文献１には、シートのクッションの上下方向中間部に感圧式センサを配設し、乗員がシートに着座しているか否かを検知することで乗車状態を検知するシート用乗車検知装置が開示されている。
特開２００２−２９４８０号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、シートのクッションの硬度やシート表皮の張り具合等による製品誤差が乗車検知の精度に与える影響が大きいという課題があった。さらに、クッションの中間部に感圧センサを配設するため、センサ全体が歪められて感度に影響を与えることがあり、また、感圧センサの配設のためにクッションの一部が分割式とされるので、組み立て工数が増大するという課題があった。さらに、自動二輪車に特有の乗車姿勢等を考慮した乗車検知の精度向上の手法には、依然として工夫の余地が残されていた。

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、簡単な構成によって高精度の乗車検知を可能とする乗車検知装置を提供することにある。

前記した目的を達成するために、本発明は、シート底板および該シート底板に取り付けたクッションからなるシートを有する自動二輪車の乗車検知装置において、前記シートに加えられる荷重を検知するシートセンサを具備し、前記シートセンサが、前記シート底板の上面に取り付けられ、かつ前記クッションより硬度の高い弾性部材からなるセンサカバーで覆われている点に第１の特徴がある。

また、前記シートセンサが、平面状に分散して配置された複数の接点および該接点を覆うフィルムからなり、前記センサカバーが、前記接点との間に第１の隙間を有するように形成されている点に第２の特徴がある。

また、前記センサカバーには、前記接点の周辺部に対向する位置に突起が設けられている点に第３の特徴がある。

また、前記クッションには、前記センサカバーが配設される部分に凹部が設けられ、前記凹部は、前記接点の上方において、前記センサカバーとの間に第２の隙間を有するように形成されている点に第４の特徴がある。

また、さらに、ハンドルバーの左右端に取り付けられたハンドルグリップに加えられる荷重を検知するグリップセンサを具備し、前記シートセンサの検知信号と、前記グリップセンサの検知信号とに基づいて乗員の乗車状態を検知する点に第５の特徴がある。

また、前記グリップセンサは、前記左右のハンドルグリップの少なくとも一方に設けられている点に第６の特徴がある。

また、前記グリップセンサは、加圧導電性ゴムをスイッチ素子として構成されている点に第７の特徴がある。

また、前記グリップセンサは、前記ハンドルグリップの内部に複数個設けられている点に第８の特徴がある。

また、前記グリップセンサは、前記ハンドルグリップの内部でハンドルバーの外周に沿って螺旋状に配設されている点に第９の特徴がある。

さらに、前記グリップセンサは、前記ハンドルグリップの内部に車体前後方向に対向して設けられている点に第１０の特徴がある。

第１の発明によれば、シートに加えられる荷重が、クッションより硬度の高い弾性部材からなるセンサカバーを介してシートセンサに伝達されるので、クッションによって分散される荷重をシートセンサに集中させることができ、簡単な構成によってセンサの感度を良好に保つことが可能となり、クッションの硬度ばらつきによる影響も受けにくくなる。また、クッションの上下方向中間部に着座荷重センサを配設する方法に比して、クッションを分割式とする必要がないので、シートの座り心地に違和感を与えることがなく、分割部に使用する接着剤や組み立て工数を低減することが可能となる。さらに、シートセンサがシート底板の表面に直接取り付けられるので、荷重を受けてもシートセンサ自体が変形することがなく、精度の高い乗車検知を行うことができるようになる。

第２の発明によれば、フィルム状センサの接点と、接点を押圧するセンサカバーとの間に第１の隙間を有するように構成されるので、所定値以下の荷重は第１の隙間に吸収されてセンサカバーと接点とが当接せず、これにより、誤検知を防いで乗車検知の精度向上を図ることができるようになる。また、クッション等に製造時のばらつきが生じた場合でも、寸法誤差等がこの隙間に吸収されて、乗車検知の精度に与える影響が低減されるようになる。

第３の発明によれば、センサカバーには、接点の周辺部に対向する位置に突起が設けられているので、経年変化等による弾性の低下でセンサカバーが下方に垂れ下がってきた場合でも、接点の周辺部の突起がシートセンサに最初に当接するので、所定の荷重が加えられていないのにも関わらず接点が押圧されて誤検知が生じることを防止することが可能となる。

第４の発明によれば、クッションに設けられる凹部が、接点の上方においてセンサカバーとの間に第２の隙間を有するように形成されているので、所定値以下の荷重はこの隙間に吸収されてセンサカバーと接点とが当接せず、誤検知を防いで乗車検知の精度向上を図ることができるようになる。また、クッション等に製造時のばらつきが生じた場合でも、寸法誤差等がこの隙間に吸収されて、乗車検知の精度に与える影響が低減されるようになる。また、隙間量の調整が容易であるので、第１の隙間と合わせて、接点をオン状態とするために必要な荷重の設定を容易に行うことが可能となる。

第５の発明によれば、左右のハンドルバーの先端に取り付けられるハンドルグリップに加えられる荷重センサとしてのグリップセンサを具備し、シートセンサの検知信号と、グリップセンサの検知信号とに基づいて乗員の乗車状態を検知するので、シートセンサの構成を変えることなく、乗車検知の精度を高めることが可能となる。

第６の発明によれば、グリップセンサは、ハンドルグリップの左右両方または片方に設けられるので、両手でハンドルを握っている状態や、スロットル側のハンドルのみを握っている状態等の検知が可能となり、乗車検知の判定条件を増やしてより精度の高い乗車検知を行うことができるようになる。

第７の発明によれば、グリップセンサは、加圧導電性ゴムをスイッチ素子として構成されているので、外観性に影響がなくかつ小型な乗車検知装置を得ることが可能となる。

第８の発明によれば、グリップセンサは、ハンドルグリップの内部に複数個設けられているので、ハンドルの一部に手をかけているだけか全周を握っているか等の乗車状態をより細かく検知することで、精度の高い乗車検知を行うことができるようになる。

第９の発明によれば、グリップセンサは、ハンドルグリップの内部に螺旋状に配設されているので、乗員の腕の長さや乗車姿勢等によって荷重のかかる位置が周方向に変動しても、常に正確な乗車検知を行うことが可能となる。

第１０の発明によれば、グリップセンサは、ハンドルグリップの内部に車体前後方向に対向して設けられているので、２つのグリップセンサの検出値の差を測定することで、乗員が自動二輪車から降車してハンドルのみで車体を押し歩いている状態であること等を判断することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明を適用した自動二輪車の一実施形態の側面図である。自動二輪車１は、無段変速機を内蔵するユニットスイング式のパワーユニットを備えたスクータ型の自動二輪車である。車体前方の車体カバー２３に覆われる左右一対のメインフレーム８には、接合補強部材としてのガセット６と共にヘッドパイプ４が固定的に結合されており、該ヘッドパイプ４に軸着される左右一対のフロントフォーク５の下端部に、前輪ＷＦが回転自在に軸支されている。フロントフォーク５は、円筒状のヘッドパイプ４の内部に回転自在に軸支されるステムシャフト２に連結されたハンドルバー３よって操舵可能とされている。ハンドルバー３には、乗員が握る左右一対のハンドルグリップ３９，３９が取り付けられている。

メインフレーム８には、車幅方向に配設されて左右のパイプ部材を連結するクロスメンバ９が配設されており、その車体後方側には１本のセンターフレーム７が配設されている。乗員の脚部前方に配置されるレッグシールド２４に近接するセンターフレーム７は、車体下方において左右一対の連結フレーム１３と接続されており、この接続部とメインフレーム８とは、左右一対のパイプ部材１４で連結されている。パイプ部材１４の近傍には、ラジエータ２５を防護するガードパイプ１５が接続されている。また、連結フレーム１３の車体後方側の端部は、メインフレーム８と一体的に形成されるサイドフレーム１０と接続されている。

サイドフレーム１０と一体的に形成される立ち上がりフレーム部１１と、該立ち上がりフレーム部１１に連結されたリヤサブフレーム１８との間には、後述するパワーユニット２２の回動軸となるピボット軸１７を軸支する左右一対のピボットプレート１６が取り付けられている。立ち上がりフレーム部１１の上方かつ後方には、乗員が着座するシート３１の下方に配設された収納ボックス３０や燃料タンク３２を支持するシートレール部１２が連結されている。２名乗車が可能なシート３１は、車両前方端部に取り付けられたヒンジ（不図示）を軸にして開閉可能に構成されており、シート３１を開状態とすると、その下方に配設されている収納ボックス３０や燃料タンク３２の給油口へのアクセスが可能となる。

ピボット軸１７に回転可能に軸支されるリンク機構１９には、ピボット軸２０によって、エンジン２１、キャブレター２７、エアクリーナボックス２６を含むパワーユニット２２が軸支されている。該パワーユニット２２は、シートレール部１２に取り付けられたリヤクッション２８で吊り下げられることによって、ピボット軸１７を回動軸として揺動可能とされており、その後端部には、駆動輪としての後輪ＷＲが回転自在に軸支されている。

図２および図３は、シート３１の一部拡大断面図および着座荷重センサ４０の上面図である。シート３１は、ポリプロピレン等の樹脂で形成された硬質のシート底板３６の表面に、ポリウレタン等の発泡樹脂からなるクッション３５を接着剤等で接合し、さらに、その外側全体をシート表皮３４で覆った構成とされている。本実施形態では、シート３１の内部に、乗員の着座状態を検知するシートセンサとしての着座荷重センサ４０が備えられている。

フィルム状すなわち薄く形成された着座荷重センサ４０は、シート３１の上方から所定値を超える荷重が加えられたときに検知出力が得られるように、８つの円形の接点４３で構成されている。着座荷重センサ４０は、シート底板３６の表面に直接取り付けられるので、荷重を受けても着座荷重センサ４０そのものが変形することはなく、良好な感度を保つことが可能となる。また、８つの接点４３は、車体前後方向に２列に配列されており、乗員の体格や乗車姿勢によって着座位置が前後方向に変動しても、常に正確な乗車検知ができるように構成されている。なお、接点４３の配列は本実施形態に限られず、左右交互に配設されたり、所定の範囲内の点在するように配設されてもよい。

着座荷重センサ４０は、配線４２および接点４３を、ポリエステルフィルム等で形成された上下２層の表面シート４１の間に配置して密閉した構成とされている。接点４３には、導電性のペーストをスクリーン印刷して上下の電極シートを形成し、該電極シートの間にスペーサを重ねることで、所定値を超える荷重が加えられると上下の電極シートが接触してスイッチがオン状態となるメンブレンスイッチが好適である。本実施形態に係る着座荷重センサ４０は、８つの接点４３が並列に接続され、いずれか１つでもオン状態になれば、乗員が着座状態にあると検知されるように構成されている。なお、着座荷重センサ４０からの出力は、延出部４４から、エンジンの運転制御を行うＥＣＵ（不図示）に伝達される。

着座荷重センサ４０の上部には、着座荷重センサ４０の全体を覆い、かつ接点４３に対応する８箇所に円形の凸部を有するセンサカバー５０が配設されている。センサカバー５０は、着座荷重センサ４０との間に、第１の隙間（図６参照）を有するように形成されている。センサカバー５０は、クッション３５より硬度の高い（「撓み量／荷重」が小さい）ゴム等の弾性体から形成され、該センサカバー５０を貫通して係合される係合突起３６ａ等によってシート底板３６に取り付けられることで、着座荷重センサ４０を所定の位置に保持する機能を有する。また、クッション３５の裏面側には、センサカバー５０を収納する部分に凹部３７が設けられている。この凹部３７は、センサカバー５０を覆い、かつ接点４３の上方においてセンサカバー５０との間に第２の隙間（図６参照）を有するように形成されている。

図４は、着座荷重センサ４０およびセンサカバー５０の上面図である。センサカバー５０は、略長方形のベース部５０ａに、着座荷重センサ４０の接点４３に対応する８箇所に、頂点を上方に向けて円形の凸部５１を形成した構成とされている。ベース部５０ａの外周部には、シート底板３６に形成された４つの係合突起３６ａ（図２参照）が係合する係合孔５２と、シート底板３６に形成された８つの係合突起（図５参照）が係合する係合孔５３が形成されている。

図５は、図４のＢ−Ｂ線断面図である。シート底板３６の上面には、着座荷重センサ４０の外形に合わせた段部が形成されている。シート底板３６の２割程度の厚さとされる着座荷重センサ４０は、この段部に係合されて、さらに上方からセンサカバー５０で覆われることで所定の位置に保持されている。前記センサカバー５０の係合孔５２（図４参照）には、円柱部材の先端に外れ止め用の傘部が形成された係合突起３６ａ（図２参照）が係合されるのに対し、係合孔５３には、図５に示すように円柱状の係合突起３６ｂが係合されている。係合孔５３と係合突起３６ｂとは、部品の寸法誤差を考慮して遊嵌させるほか、ややきつめに係合することでセンサカバー５０が軽く保持されるようにしてもよい。

図６は、図２のＡ−Ａ線断面図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。本実施形態において、８つの接点４３および凸部５１は、いずれも同一の構成とされている。クッション３５の凹部３７は、車幅方向左右の接点４３，４３を跨ぎ、かつセンサカバー５０の凸部５１との間に第２の隙間３８を有するように形成されている。また、凸部５１の裏面側には、接点４３と第１の隙間５６を隔てた位置に押圧部５４が形成されている。押圧部５４の周縁の円環状の立ち上がり部５１ａは、凸部５１の上方から加えられた荷重によって弾性変形するように構成されているので、シート３１に所定値を超える荷重が加えられると、凸部５１が下方に押されて押圧部５４の中心部が接点４３を押圧し、これによって、着座荷重センサ４０がオン状態に切り替えられることとなる。

上記したように、本実施形態に係るシートセンサの取付構造によれば、シート底板３６に直接固定された着座荷重センサ４０の接点４３を、クッション３５より硬度の高いセンサカバー５０の押圧部５４で押圧するように構成したので、クッション３５によって分散される荷重を接点４３に集中させることで、着座荷重センサ４０の感度を良好に保つことが可能となる。なお、シート３１へ荷重が加えられなくなると、凸部５１が立ち上がり部５１ａの弾性力によって元の形状に復帰するので、着座荷重センサ４０もオフ状態に戻ることとなる。

また、上記したような構成においては、まず、クッション３５を変形させて第２の隙間３８を埋める荷重を加えなければ凸部５１に押圧力が伝達されず、さらに凸部５１の立ち上がり部５１ａを弾性変形させて第１の隙間５６を埋める荷重を加えなければ接点４３が押圧されない。これにより、第１の隙間５６と第２の隙間３８の寸法およびセンサカバー５０の形状をそれぞれ変更することで、接点４３をオン状態とするために要する荷重を任意に調整することが可能となる。さらに、クッション３５やセンサカバー５０等に製造時の寸法誤差等が生じた場合でも、第１の隙間５６と第２の隙間３８とによって吸収されるので、乗車検知の精度に与える影響が低減されることになる。また、クッションの上下方向中間部に着座荷重センサを配設する方法に比して、クッションを分割式とする必要がないので、分割部に使用する接着剤や組み立て工数を低減することが可能となる。

なお、センサカバー５０の押圧部５４には、接点４３の周辺部に対向する部分に突起５５が形成されている。経年変化等によって立ち上がり部５１ａの弾性が低下して押圧部５４が垂れ下がってきた場合でも、接点４３の周辺部において押圧部５４より先に当接することで、この突起５５が、接点４３が押されてオン状態となることを防ぎ、着座荷重センサ４０の誤検知を防止するストッパの役割を有する。なお、突起５５は、複数の点状や円環状に形成することが可能である。

図７（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、ハンドルグリップ３９の一部断面正面図および図７（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。金属製のパイプ材等で形成され、自動二輪車１の前輪ＷＦを操舵するハンドルバー３には、ゴム等で形成され、乗員が操作時に握るハンドルグリップ３９が取り付けられている。そして、本実施形態においては、ハンドルバー３とハンドルグリップ３９との間に、グリップセンサとしての握力センサ６０が内装されている。握力センサ６０は、圧力を加えると電気抵抗値が減少する加圧導電性ゴムをスイッチ素子とするオンオフスイッチ式の荷重センサであり、本実施形態では、平板状の加圧導電性ゴム６３を平編線電極６２，６２で挟み、これをシリコンゴム６４で被覆することでコード状に構成されている。握力センサ６０は、ハンドルグリップ３９の内周部に形成された溝に係合されることで、ハンドルバー３にその一側面が当接するように配設されている。この握力センサ６０によれば、ハンドルグリップ３９に荷重が加わっているか否かを検知することができるので、乗員が乗車状態の際にはハンドルが握られているという自動二輪車の特性を利用した乗車検知を行うことが可能となる。なお、握力センサ６０の一端部には、センサ信号を前記ＥＣＵに伝達する配線コード６１が接続されている。

上記したような握力センサ６０によれば、外観性に影響がなくかつ小型な乗車検知装置を得ることができると共に、前記ＥＣＵに着座荷重センサ４０からのセンサ信号と組み合わせた判定を実行させることで、乗車検知の精度をさらに高めることが可能となる。例えば、着座荷重センサ４０および握力センサ６０が共にオンの場合にのみ乗員が乗車状態であると判定するようにすれば、シート３１の上に重量物が載せられたり、乗員が乗車せずに腰掛けている等の理由によって着座荷重センサ４０のみがオンになっている状態を、乗車状態であると誤検知することがなくなる。したがって、シート３１に加えられている荷重が、所望する乗車状態に起因するものであるか否かを検知できるセンサ精度を着座荷重センサ４０に与える必要がないので、センサの構成を変えずに乗員検知の精度が高められることになる。

図８は、本発明の一実施形態の変形例に係るハンドルグリップの正面図である。本変形例に係る握力センサ７０は、加圧導電性ゴムによるコード状センサをハンドルバー３に螺旋状に巻きつけた構成とされている。該握力センサ７０によれば、ハンドルグリップ３９の全周にわたって荷重を検知できるので、乗員の腕の長さや乗車姿勢等によって荷重のかかる位置が周方向に変動しても、常に正確な乗車検知を行うことができる。なお、上記したようなコード状センサは、その配設方法によって種々の検知を行うことが可能である。例えば、左右両方のハンドルグリップに取り付けることによって両手でハンドルを握っているか否かを検知したり、１つのハンドルグリップに複数個取り付けることによって、ハンドルの一部に手をかけているだけか全周を握っているか等の検知を行い、乗車検知の判定条件を増やすことが可能である。これにより、グリップセンサとシートセンサの情報を組み合わせて行う乗車検知の精度を、さらに高めることが可能となる。

図９は、本発明の一実施形態の第２変形例に係るハンドルグリップの断面図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。本変形例では、図７で示した握力センサ６０を、車体前後方向に対向して取り付けた点に特徴がある。該構成によれば、２つの握力センサ６０，６０によって、ハンドルグリップ３９にかかる荷重の車体前後方向の差を検出することが可能となる。したがって、例えば、乗員が自動二輪車から降車し、ハンドルグリップ３９を握って車体を押し歩く状態では、車体前方側の握力センサ６０より車体後方側の握力センサ６０の検出値が大きくなるので、２つの握力センサ６０，６０の検出値から、押し歩き状態であることを判断することができる。該構成によれば、乗員がハンドルグリップ３９を握ってはいるものの押し歩き状態である、すなわち乗車状態ではないことを検知して、アイドリングストップ装置を作動させない等の制御を行うことが可能となる。なお、前記検出値の差が所定値を超えた場合にのみ押し歩き状態であると判断するようにすれば、ハンドルバーの左右への回動操作やハンドルグリップ３９の握り方によって生じる検出値の差によって押し歩き状態であると誤検知することを防ぐこともできる。

なお、シートセンサの接点数や接点の構造、グリップセンサの形状やスイッチ素子の構造等は、上記した実施形態に限られず、種々の変形が可能であることは勿論である。

本発明の一実施形態に係る自動二輪車の側面図である。 本発明の一実施形態に係るシートの一部拡大断面図である。 本発明の一実施形態に係る着座荷重センサの上面図である 本発明の一実施形態に係る着座荷重センサおよびセンサカバーの上面図である。 図４のＢ−Ｂ線断面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 図７（ａ）は本発明の一実施形態に係るハンドルグリップの断面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。 本発明の一実施形態の変形例に係るハンドルグリップの正面図である。 本発明の一実施形態の第２変形例に係るハンドルグリップの断面図である。

符号の説明

３…ハンドルバー、３５…クッション、３６…シート底板、３７…凹部、３８…第２の隙間、３９…ハンドルグリップ、４０…着座荷重センサ（シートセンサ）、４３…接点、５０…センサカバー、５１…凸部、５１ａ…立ち上がり部、５５…突起、５６…第１の隙間、６０…握力センサ（グリップセンサ）

Claims (8)

1. シート底板（３６）および該シート底板（３６）に取り付けたクッション（３５）からなるシート（３１）を有する自動二輪車の乗車検知装置において、
   前記シート（３１）に加えられる荷重を検知するシートセンサ（４０）を具備し、
   前記シートセンサ（４０）が、前記シート底板（３６）の上面に取り付けられ、かつ前記クッション（３５）より硬度の高い弾性部材からなるセンサカバー（５０）で覆われており、
   前記シートセンサ（４０）が、平面状に分散して配置された複数の接点（４３）および該接点（４３）を覆うフィルム（４１）からなり、
   前記センサカバー（５０）が、前記接点（４３）との間に第１の隙間（５６）を有するように形成されており、
   前記クッション（３５）には、前記センサカバー（５０）が配設される部分に凹部（３７）が設けられ、
   前記凹部（３７）は、前記接点（４３）の上方において、前記センサカバー（５０）との間に第２の隙間（３８）を有するように形成されていることを特徴とする乗車検知装置。
2. 前記センサカバー（５０）には、前記接点（４３）の周辺部に対向する位置に突起（５５）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の乗車検知装置。
3. さらに、ハンドルバー（３）の左右端に取り付けられたハンドルグリップ（３９）に加えられる荷重を検知するグリップセンサ（６０，７０）を具備し、
   前記シートセンサ（４０）の検知信号と、前記グリップセンサ（６０，７０）の検知信号とに基づいて乗員の乗車状態を検知することを特徴とする１または２に記載の乗車検知装置。
4. 前記グリップセンサ（６０，７０）は、前記左右のハンドルグリップ（３９）の少なくとも一方に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の乗車検知装置。
5. 前記グリップセンサ（６０，７０）は、加圧導電性ゴムをスイッチ素子として構成されていることを特徴とする請求項３または４に記載の乗車検知装置。
6. 前記グリップセンサ（６０）は、前記ハンドルグリップ（３９）の内部に複数個設けられていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の乗車検知装置。
7. 前記グリップセンサ（７０）は、前記ハンドルグリップ（３９）の内部で前記ハンドルバー（３）の外周に沿って螺旋状に配設されていることを特徴とする３ないし５のいずれかに記載の乗車検知装置。
8. 前記グリップセンサ（６０）は、前記ハンドルグリップ（３９）の内部に車体前後方向に対向して設けられていることを特徴とする請求項３ないし６のいずれかに記載の乗車検知装置。

Images