JP6024566B2 - 変速位置検出装置 - Google Patents

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Description

本発明は、変速位置検出装置に関する。
従来の変速位置検出装置は、例えば、特許文献１に開示されるものがある。
特開２００３−２０８８３４号公報
従来の変速位置検出装置は、可動端子の接触部が、固定端子に接触する接触式であるため、繰り返し使用されることによって接触箇所が摩耗し、耐久性の点で問題点があった。また、機械的な接点による検出であるため、変速位置の検出数も限られてしまい、数多くの位置検出を必要とした際に対応できないという問題点を有している。
そこで本発明は、前記問題点を解消し、耐久性に優れ、多くの変速位置を検出可能とする変速位置検出装置を提供することを目的とするものである。
本発明は、車両の変速装置の変速位置の変化に伴い変位する変位部材に接触し変位する移動体と、前記移動体とともに変位する磁石と、前記磁石の変位を検出し検出信号を出力する磁気検出素子と、前記磁気検出素子の検出信号に基づいて変速位置を表示する表示装置と、前記検出信号に基づいて前記表示装置を制御する制御装置とを備えた変速位置検出装置において、前記磁気検出素子の検出信号に基づく前記表示装置を制御する出力信号を記憶する記憶部を設け、前記記憶部に記憶した前記検出信号に基づく前記出力信号を書換可能としたものである。
また、前記記憶部を前記制御装置に設けたものである。
また、前記記憶部を前記磁気検出素子を備えた磁気検出部に設けたものである。
また、前記制御装置に接続する外部入力手段を設け、前記外部入力手段によって前記記憶部に記憶した前記記憶内容を書き換えるものである。
また、前記外部入力手段は、車両に設けた計器装置の操作手段である。
以上の構成によって、本発明は、所期の目的を達成することができ、耐久性に優れ、多くの変速位置を検出可能とする変速位置検出装置を提供することができる。
本発明の第１実施形態の変速位置検出装置の構成を示すブロック図。 同実施形態の位置検出装置の断面図。 同実施形態の磁気検出部の構成を示すブロック図。 同実施形態の検出信号と出力信号の関係を示すグラフ。 本発明の他の実施形態の変位部材の側面図。 本発明のさらに他の実施形態の変位部材の側面図。 本発明のさらに他の実施形態の変位部材の側面図。
以下に、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
本発明の実施形態の変速位置検出装置１は、二輪車などの車両の変速装置の変速位置を検出するものであり、主に、位置検出装置２と、計器装置３とで、構成されている。なお、４は、変位部材であるカムであり、金属製である。二輪車の場合、カム４は、前記車両の運転者が操作した変速ペダルの操作により回転し、変速位置の変化に伴い回転するものである。カム４は、回転中心から外周までの距離が異なる。この回転中心から外周までの異なる距離を利用し、カム４の外周が変速位置に対応している。本実施形態では、回転中心から外周までの距離が一番短い部分に、変速装置の１速を割り当て、次いで、距離が短い部分にニュートラルを割り当て、次に、２速、３速と割り当てている。なお、図１では、カム４の外周に数字とアルファベットが記載されているが、これは、本実施形態の説明用に追加したものである。５は、前記車両の変速装置を収納するケースであり、位置検出装置２が固定されている。
位置検出装置２は、前記車両の運転者が操作したギヤの変速ペダルの操作により回転するカム４との距離を電気信号に変換し、計器装置３に出力するものである。
位置検出装置２は、移動体であるシャフト２１と、磁石２２と、磁気検出部２３と、回路基板２４と、コード２５と、ハウジング２６と、バネ２７とから構成されている。
シャフト２１は、金属製の棒状体であり、カム４の外周と接触し、カム４の回転運動を直線運動に変換するものである。シャフト２１は、バネ２７により、常にカム４に押し付けられている。
磁石２２は、シャフト２１に固定されており、シャフト２１とともに変位するものである。
磁気検出部２３は、磁石２２の変位に伴う磁界の変化を検出し、磁石２２の移動量に基づいた検出信号を出力するものである。図３は、磁気検出部２３の電気的構成を示すブロック図であり、磁気検出素子２３ａと、制御部２３ｂと、出力部２３ｃとから構成されている。
磁気検出素子２３ａは、ホール素子や磁気抵抗効果素子などからなり、磁石２２の位置による磁界ベクトルを検出し、制御部２３ｂへ検出信号を出力する。
制御部２３ｂは、演算部であるＣＰＵ２３ｄ、書き換え不能な記憶部であるリードオンリーメモリ（以下、Ｒ０Ｍという）２３ｅ、ＣＰＵ２３ｄの演算時に使用する一時記憶部であるランダムアクセスメモリ（以下、ＲＡＭという）２３ｆ、書き替え可能な不揮発性の記憶部であるＥＥＰＲＯＭ２３ｇとを備えている。
ＲＯＭ２３ｅには、磁気検出素子２３ａを駆動するプログラムなどが格納されている。ＲＡＭ２３ｆは、前記プログラムが利用する変数などを一時的に記憶するものである。ＥＥＰＲＯＭ２３ｇは、磁気検出素子２３ａにより検出された磁石２２の位置に伴う検出信号と出力信号と関連する情報、すなわち、あらかじめ磁石の磁界ベクトルに対する磁石位置情報を記憶している。ＣＰＵ２３ｄは、ＥＥＰＲＯＭ２３ｇを参照し、磁気検出素子２３ａにより検出された磁界ベクトルを磁石１２の位置へ変換する。
出力部２３ｃは、ＣＰＵ２３ｄにて演算された磁石２２位置に基づく出力信号を出力する。
回路基板２４は、硬質の絶縁材からなり、図示しない導電パターンを備えている。回路基板２４は、磁気検出素子２３とコード２５が実装されている。
コード２５は、回路基板２４と計器装置３を電気的に接続するものである。本実施形態では、コード２５は、導電材料を絶縁材料で被覆したものであるが、出力信号を計器装置３などの外部機器に出力可能であれば、金属製のリードであってもよい。
ハウジング２６は、シャフト２１、磁石２２、磁気検出素子２３、回路基板２４、コード２５などを収納するものであり、本実施形態では、金属製である。ハウジング２６は、ねじ部２６ａを備えており、このねじ部２６ａによって、ケース５に固定される。
計器装置３は、制御装置３１、表示装置３２、外部入力手段３３で構成されている。
制御装置３１は、演算部であるＣＰＵ３１ａ、書き換え不能な記憶部であるリードオンリーメモリ（以下、Ｒ０Ｍという）３１ｂ、ＣＰＵ３１ａの演算時に使用する一時記憶部であるランダムアクセスメモリ（以下、ＲＡＭという）３１ｃ、書き替え可能な不揮発性の記憶部であるＥＥＰＲＯＭ３１ｄとを備えている。
ＲＯＭ３１ｂには、計器装置３を駆動するプログラムなどが格納されている。ＲＡＭ３１ｃは、前記プログラムが利用する変数などを一時的に記憶するものである。ＥＥＰＲＯＭ３１ｄは、磁気検出部２３により出力された磁石２２の位置に伴う検出信号と、この検出信号に基づいて表示装置３２で表示する表示情報である出力信号の情報を記憶している。すなわち、あらかじめ磁気検出部２３から出力された検出情報に対する表示装置３２への出力信号を記憶している。ＣＰＵ３１ａは、ＥＥＰＲＯＭ３１ｄを参照し、磁気検出部２３により出力された検出信号を表示装置３２の出力信号へ変換する。
表示装置３２は、液晶表示素子や有機ＥＬ表示素子、あるいは、複数の光源で構成される物であり、本実施形態では、少なくとも変速位置を表示することが可能な装置である。
外部入力手段３３は、計器装置３の操作手段であり、例えば、トリップメータなどの距離計の計測数をリセットするトリップノブである。この外部入力手段３３は、制御装置３１を通常モードからＥＥＰＲＯＭ３１ｄに記憶した情報を校正する校正モードに変更するとき、あるいは、校正モードから通常モードに変更するときのスイッチとして使用する。また、制御装置３１内のＥＥＰＲＯＭ３１ｄに記憶している内容を書き換えるスイッチとしても使用できる。
図５で、本実施形態のＥＥＰＲＯＭ３１ｄの情報の書き換えについて説明する。
通常、ケース５とカム４との距離は、各部品寸法誤差及び組み付け時の位置誤差によりバラツキが生じている。この距離のバラツキにより、カム４の位置に対する位置検出装置２の出力信号は、設計当初の意図した出力信号に対して誤差を生じてしまい、正確なカム４の位置が検出できない問題が生じる。すなわち、書換前の検出信号を出力信号との関係では、書換前の検出信号Ｐ１の時に、ニュートラルとなる出力信号を出力していたが、上記の組み付け時の誤差により、図４で示す書換後の検出信号を出力信号との関係の場合に、書換前の検出信号Ｐ１は、２速となる出力信号を出力し、正確なカム４の位置を検出できなかった。
他のバラツキとしては、カム４の寸法にも前記車両毎にバラツキがある。この寸法のバラツキによっても、カム４の位置に対する位置検出装置２の出力信号は、設計当初の意図した出力信号に対して誤差を生じてしまい、正確なカム４の位置が検出できない問題が生じる。
また他のバラツキとしては、カム４とシャフト２１との接触により、カム４あるいはシャフト２１の摩耗により、カム４の位置に対する位置検出装置２の出力信号は、設計当初の意図した出力信号に対して誤差を生じてしまい、正確なカム４の位置が検出できない問題が生じる。
そこで、本実施形態では、位置検出装置２を車体へ組み付けた後、あるいは、組み付け後の所定期間経過後に、制御装置３１内のＥＥＰＲＯＭ３１ｄに記憶されている情報を、位置検出装置２の前記車両の取り付けに合わせて、書き換えることにより設計当初の意図した出力信号である誤差の小さい正確なカム４の位置が検出可能となる。
制御装置３１内のＥＥＰＲＯＭ３１ｄに記憶されている情報の書き換えを以下に説明する。
制御装置３１は、外部入力手段３２を操作した１回目の操作（第１入力情報）に基づいて、補正モードに移行する。このとき、表示装置３２において、補正モードであることを表示する。
補正モードに移行後、前記運転者が前記車両の変速ペダルを操作し、変速装置のギヤをニュートラル位置に合わせる。この時、表示装置３２では、「変速装置のギヤをニュートラルに選択した後、外部入力手段３２を操作する」ことを表示しても良い。本実施形態では、このニュートラル位置が、第１補正点であり、この第１補正点に前記車両の変速装置のギヤをニュートラルとした状態（位置検出装置２から検出信号Ｂ１を出力した状態）で、外部入力手段３２を操作した２回目の操作（第２入力情報）に基づいて、位置検出装置２の検出信号Ｂ１をニュートラルと判定する情報に書き換える。
次に、前記運転者が前記車両の変速ペダルを操作し、変速装置のギヤを最も高いギヤ位置（本実施形態では、７速）に合わせる。この時、表示装置３２では、「変速装置のギヤを７速に選択した後、外部入力手段３２を操作する」ことを表示しても良い。本実施形態では、この７速の位置が、第２補正点であり、この第２補正点に前記車両の変速装置のギヤを７速とした状態（位置検出装置２から検出信号Ｂ２を出力した状態）で、外部入力手段３２を操作した３回目の操作（第３入力情報）に基づいて、位置検出装置２の検出信号Ｂ２を７速と判定する情報に書き換える。そして、外部入力手段３２を操作した４回目の操作（第４入力情報）に基づいて、補正モードから通常モードへ移行し、情報の書換が終了する。この時、表示装置３２では、補正モードから通常モードへ移行した旨を表示しても良い。また、このモード移行時に、前ニュートラルと７速の２点の情報から１速、３〜６速までの情報を推定し、情報の書換を行う。
以上のように、前記車両の変速装置のニュートラルと７速の２点の情報を書き換えることによって、正確なシャフト２１の位置を検出することができる。
なお、前述した書き換え手順では、ニュートラルと７速の２点であったが、書き換えの基準となる補正点は、２点に限定されるものではなく、各変速位置を補正点としてもよい。
以上により、位置検出装置２の組み付け誤差やシャフト２１が摩耗した場合でも、検出信号と出力信号の誤差を書き換えて補正することができ、耐久性に優れた変速位置検出装置を提供することができる。また、従来のような検出点毎に接点を設ける必要がなく、シャフト２１の変位を検出することによって、多くの変速位置を検出可能とする変速位置検出装置を提供することができる。
なお、前記実施形態では、計器装置３に設けたＥＥＰＲＯＭ３１ｄにて、検出信号と出力信号のデータを記憶していたが、本実施形態に限定されるものではなく、位置検出装置２に設けたＥＥＰＲＯＭ２３ｇに検出信号と出力信号のデータを記憶してもよい。
また、カム４の形状は、本実施形態にように外周がなめらかな曲線で形成される形状に限定されるものではなく、図５に示すカム４１は、変速位置毎に回転中心から外周までの距離が異なるが、各変速位置に対応する部分の回転中心から外周までの距離が等距離としたカム４１であってもよい。
また、カムの形状は、変速の段数が上がる毎に、回転中心から外周までの距離が長くなる必要はなく、図６に示すカム４２は、変速の段数が上がる毎に、回転中心から外周までの距離が長くなったり、短くなったりする凹凸形状であっても良い。
また、カムの形状は、変速の段数が上がる毎に、回転中心から外周までの距離が長くなる必要はなく、図７に示すカム４３は、変速の段数が上がる毎に、回転中心から外周までの距離が短くなるものであってもよい。
本発明は、変速位置を検出する変速位置検出装置に利用可能である。
１ 変速位置検出装置
２ 位置検出装置
３ 計器装置
４ 変位部材（カム）
５ ケース
２１ 移動体（シャフト）
２２ 磁石
２３ 磁気検出部
２３ａ 磁気検出素子
２３ｂ 制御部
２３ｃ 出力部
２３ｄ ＣＰＵ
２３ｅ ＲＯＭ
２３ｆ ＲＡＭ
２３ｇ ＥＥＰＲＯＭ
２４ 回路基板
２５ コード
２６ ハウジング
２６ａ ねじ部
２７ バネ
３１ 制御装置
３１ａ ＣＰＵ
３１ｂ Ｒ０Ｍ
３１ｃ ＲＡＭ
３１ｄ ＥＥＰＲＯＭ
３２ 表示装置
３３ 外部入力手段

Claims (5)

  1. 車両の変速装置の変速位置の変化に伴い変位する変位部材に接触し変位する移動体と、前記移動体とともに変位する磁石と、前記磁石の変位を検出し検出信号を出力する磁気検出素子と、前記磁気検出素子の検出信号に基づいて変速位置を表示する表示装置と、前記検出信号に基づいて前記表示装置を制御する制御装置とを備えた変速位置検出装置において、前記磁気検出素子の検出信号に基づく前記表示装置を制御する出力信号を記憶する記憶部を設け、前記記憶部に記憶した前記検出信号に基づく前記出力信号を書換可能としたことを特徴とする変速位置検出装置。
  2. 前記記憶部を前記制御装置に設けたことを特徴とする請求項１に記載の変速位置検出装置。
  3. 前記記憶部を前記磁気検出素子を備えた磁気検出部に設けたことを特徴とする請求項１に記載の変速位置検出装置。
  4. 前記制御装置に接続する外部入力手段を設け、前記外部入力手段によって前記記憶部に記憶した前記記憶内容を書き換えることを特徴とする請求項１に記載の変速位置検出装置。
  5. 前記外部入力手段は、車両に設けた計器装置の操作手段であることを特徴とする請求項４に記載の変速位置検出装置。
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