JPH07324637A - スロットル開度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 いかなる場合においても、スロットルの開度
を正しく検出する。 【構成】 磁束密度が、しきい値＋ＴＨ以上となった場
合、およびしきい値−ＴＨ以下となった場合に、その出
力が反転するホールＩＣ１〜２と、スロットルグリップ
の開度が零のときに、ホールＩＣ１における磁束密度が
しきい値−ＴＨ以下となるように配置された磁石と、ホ
ールＩＣ１の出力を反転させるトランジスタ６１とを備
え、スロットルグリップの開度が零以外のときは、ホー
ルＩＣ１の反転出力が、“Ｌ”となるように設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、オートバイにおける
スロットルグリップの開度、特にその戻し位置を確実に
検出することができるスロットル開度検出装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、オートバイ等に用いられる内燃
機関（エンジン）の出力調整は、スロットルグリップ
（アクセル）と連動するスロットルバルブを開閉させ
て、燃焼室に送り込む空気量を増減させることにより行
なわれている。燃焼室へ送り込まれる空気量が増加すれ
ば、同時に供給される燃料も増加するので、これにより
爆発力が増加するのである。

【０００３】ところで、本願発明者らは、スロットルグ
リップの開度検出を行なってエンジンの点火を制御する
装置を提案している。これは、操作者とエンジンとの間
の最も重要なインターフェイスはスロットルグリップで
あると考えられるからである。

【０００４】さて、スロットルグリップの開度を検出す
るには種々の装置が考えられるが、本願発明者らは、経
年変化の影響を受けにくいという理由から、磁気的に検
出することを提案している。次に、このような装置を、
図６〜図９を参照して説明する。

【０００５】図６において、１，２はホールＩＣであ
り、それぞれ次のように構成される。すなわち、ホール
ＩＣ１，２は、それぞれ磁束密度に応じて抵抗値が変化
するホール素子を、電源電圧Ｖ_CCおよびアース間に介挿
されるブリッジ抵抗の１つとするとともに、ブリッジ抵
抗の出力同士を比較して、この比較出力により内蔵され
るトランジスタをスイッチングするようになっている。
なお、ホールＩＣ１，２からセンサユニットＳＵが構成
される。

【０００６】ここで、ホールＩＣ１，２の出力特性につ
いて図７を参照して説明する。この図に示すように、ホ
ールＩＣ１，２は、それぞれ磁束密度がしきい値＋ＴＨ
に小側から達すると、その出力レベルが“Ｈ”から
“Ｌ”に反転する一方、しきい値−ＴＨに大側から達す
ると、その出力レベルが“Ｌ”から“Ｈ”に反転すると
いう角形ヒステリシス曲線を有するものである。

【０００７】ホールＩＣ１，２は、図８（ａ）に示すよ
うにハンドル１０側の端面に取り付けられたプリント基
板１７に設けられている。詳細には、ホールＩＣ１，２
は同一円周上に配置されており、スロットルグリップ１
１の端面に埋め込まれた磁石１２の磁力を受けるように
なっている。さらに、ホールＩＣ１は、スロットルグリ
ップ１１を戻したとき、すなわちアクセル開度が零のと
きに磁石１２と対向するように配置される。厳密に言え
ば、スロットルグリップ１１を戻して開度が零となる位
置では、ホールＩＣ１の出力が“Ｌ”から“Ｈ”レベル
に反転するように設定している（図９（ｂ）参照）。ま
た、ホールＩＣ２は、スロットルグリップ１１をある程
度回転させたときに、磁石１２と対向する位置に配置さ
れる。磁石１２の磁界は、図８（ｂ）に示すように、ス
ロットルグリップ１１の開方向に沿ってＮ→Ｓ極となっ
ている。これらホールＩＣ１，２の各出力信号は、ＣＤ
Ｉ（Capacitive Discarge Ignition）ユニット２０に供
給される。なお、図８（ａ）および（ｂ）は説明のた
め、ハンドル１０とスロットルグリップ１１とを分離し
たものとなっている。

【０００８】一方、エンジン（図示省略）のクランク軸
には、円板３１が取り付けられ、その基準点に一対の磁
性体からなる小突起３２ａ，３２ｂが設けられる。小突
起３２ａ，３２ｂの外周にはピックアップ３３が設けら
れ、これら突起の通過時点に基準信号を発生してＣＤＩ
ユニット２０に供給する。これにより、ピックアップ３
３は、エンジン回転における基準点を検出することにな
る。

【０００９】ＣＤＩユニット２０は、主にマイコン部２
１、電源回路２２から構成されるものであり、さらにマ
イコン部２１は、開度検出器２３、マップ２４および点
火制御回路２５から構成される。ホールＩＣ１，２の各
出力信号は、ＣＤＩユニット２０において、まず抵抗４
１，４２によりそれぞれプルアップされ、さらにバッフ
ァ７１，７２を介してそれぞれ開度検出器２３に供給さ
れる。開度検出器２３は、ホールＩＣ１，２の出力状態
からスロットルの開度領域を検出して、この検出結果を
点火制御回路２５に供給する。

【００１０】マップ２４は、点火マップＡ〜Ｃの変換テ
ーブルから構成される。点火マップＡ〜Ｃの各々は、そ
れぞれ、エンジンのアイドリング、中速域、および高速
域に対応するものであって、基準点に対する進角・遅角
データを記憶している。点火制御回路２５は、開度検出
器２３により検出された実際のスロットルの開度領域に
対応する点火マップを選択し、この選択されたマップか
ら進角・遅角データを読み出すとともに、ピックアップ
３３により検出された基準点に対して、読み出した進角
・遅角データが示す角度分だけ点火時期を進めた、ある
いは遅延させた点火タイミング信号ＩＴを出力する。

【００１１】点火装置は、電源回路２２に接続されたチ
ャージコイル５１と、チャージコイル５１への逆バイア
スを阻止するダイオード５２と、点火タイミング信号Ｉ
Ｔをゲート入力とするサイリスタ５３と、電源回路２２
の電圧をチャージするコンデンサ５４と、コンデンサ５
４から放電された電圧を一次コイルに流して２次コイル
に高電圧を発生させる点火コイル５５と、点火コイル５
５の誘起電圧によりスパークを発生させて燃焼室内の圧
縮混合気に点火する点火プラグ５６とから構成される。
なお、この点火装置は、周知のものである。

【００１２】次に、この装置の動作について説明する。
まず、スロットルグリップ１１の開度と、ホールＩＣ
１，２の出力状態との関係を図９を参照して説明する。
この図（ａ）に示すように、また前述したように、スロ
ットルグリップ１１の開度が零（すなわち、アイドリン
グ）ならば、ホールＩＣ１の出力は“Ｈ”である。

【００１３】続いて、操作者が、エンジンを中速域に移
行するべく、スロットルグリップ１１の開度を若干大き
くすると、ホールＩＣ１における磁束密度（Ｎ→Ｓ）が
急激に増大し極大を迎える。この際、磁束密度がしきい
値＋ＴＨを超えると、ホールＩＣ１の出力が“Ｌ”とな
る（同図（ｂ）参照）。

【００１４】そして、操作者が、エンジンが高速域とす
るべく、スロットルグリップ１１の開度をさらに大きく
すると、ホールＩＣ２における磁束密度は、スロットル
グリップ１１の回転に伴う磁石１２の接近によって、極
小を迎えた後、負から正に反転し極大を迎える（同図
（ｃ）参照）。この際、磁束密度がしきい値＋ＴＨを超
えると、ホールＩＣ２の出力も“Ｌ”となる（同図
（ｄ）参照）。なお、ホールＩＣ１，２の出力信号は、
一旦“Ｌ”となると、スロットルグリップ１１を戻さな
い限り、再び“Ｈ”となることはない。これは、スロッ
トル１１の開度が大きくなり、ホールＩＣ１あるいは２
における磁束密度が、徐々に低下しても、しきい値−Ｔ
Ｈ以下にはならないためである。

【００１５】次に、開度検出器２３は、ホールＩＣ１、
２の各出力状態により、スロットルグリップ１１が実際
どの開度領域に属するかを、次のようにして判別する。 ホールＩＣ１，２の出力がともに“Ｈ”であるなら
ば、スロットルグリップ１１の開度は零であり、アイド
リング状態を指定している。 ホールＩＣ１の出力が“Ｌ”であって、ホールＩＣ
２の出力が“Ｈ”であるならば、スロットルグリップ１
１は中速域を指定している。 ホールＩＣ１，２の出力がともに“Ｌ”であるなら
ば、スロットルグリップ１１は高速域を指定している。

【００１６】そして、点火制御回路２２は、実際のスロ
ットルグリップ１１の開度に応じて点火マップを選択
し、この点火マップに基づいて点火タイミングを制御す
る。このようにして、各領域において最適な点火制御が
行なわれる結果、ノッキングの発生防止や、アイドリン
グを除く領域での高トルク化を図ることが可能となる。

【００１７】なお、ホールＩＣ１，２の出力がともに
“Ｈ”の場合に、スロットルの開度を零として判断する
のは、次の理由による。すなわち、仮にＣＤＩユニット
２０とセンサユニット５との間のハーネス、例えばホー
ルＩＣ１の出力信号線が断線した場合であっても、制御
不能とさせずに、スロットルの開度を零と判断するため
である。また、このためにホールＩＣ１，２の出力信号
は、ＣＤＩユニット２０の側でプルアップされている。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この装
置では、次のような問題があった。すなわち、スロット
ルグリップ１１を、例えば高速域に保ったまま電源オン
させると、ホールＩＣ１における磁束密度はしきい値＋
ＴＨ以下であるので、ホールＩＣ１の出力信号は、図９
（ｂ）において一点鎖線で示すように“Ｈ”となり、正
しいスロットルの開度を示さない。この場合、スロット
ルグリップ１１を、いったん開度零の位置まで戻さない
と、センサ出力は正しくならない。

【００１９】この発明は、上述した問題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、いかなる場合にお
いても、スロットルの開度を正しく検出することができ
るスロットル開度検出装置を提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明にあっては、磁束密度が、第
１のしきい値以上となった場合および前記第１のしきい
値よりも小さい第２のしきい値以下となった場合に、そ
の出力が反転する磁束検出手段と、内燃機関のスロット
ルに連動するとともに、前記スロットルの開度が零のと
きに前記磁束検出手段での磁束密度が前記第２のしきい
値以下となるように配置された磁石とを備えるスロット
ル開度検出装置であって、前記磁束検出手段の出力を反
転する反転手段を備え、この反転手段の出力が反転した
ことにより、前記スロットルの開度が零であると検出す
ることを特徴とする。

【００２１】また、請求項２に記載の発明にあっては、
前記スロットルの開度が零のとき２値信号のいずれか一
方を出力するとともに、前記開度が大きくなると、その
出力が反転するように設けられるｎ個の磁気検出手段を
備え、前記各磁気検出手段の出力状態により、前記スロ
ットルの開度を検出することを特徴とする。

【００２２】また、請求項３に記載の発明にあっては、
前記磁束検出手段の出力値と前記各磁気検出手段の出力
値とを比較し、これらの関係が所定の関係を満していな
い場合に異常と判定する異常検出手段を備えることを特
徴とする。

【００２３】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、磁束検出手段
での磁束密度は、スロットルの開度が零に近い場合以
外、常に第１のしきい値以上となる。

【００２４】請求項２に記載の発明によれば、スロット
ルの開度が大きくなるにつれて、各磁気検出手段の出力
が順次反転していくので、これを検出することにより、
スロットルの開度を検出することができる。

【００２５】請求項３に記載の発明によれば、異常検出
手段は、磁束検出手段の出力値と各磁気検出手段の出力
値との関係が、所定の関係を満たさない場合に異常と判
定する。

【００２６】

【実施例】以下、この発明による実施例について図面を
参照して説明する。図１は、この発明による一実施例の
電気的構成を示すブロック図である。この図に示す実施
例において、図６〜図９に示した装置との相違点は、図
８における磁石１２を、図２に示したように逆向きに取
り付けた点と、センサユニットＳＵにおいて、ホールＩ
Ｃ１の出力を反転させるトランジスタ６１を介挿した点
にある。

【００２７】次に、この実施例の動作について説明す
る。まず、図３（ａ）および（ｃ）に示すように、スロ
ットルグリップ１１の開度に対する各ホールＩＣでの磁
束密度は、図９（ａ）および（ｃ）とは完全に逆向きと
なる。このため、ホールＩＣ１の出力は、図３（ｂ）に
示すように、スロットルグリップ１１の開度が零のとき
にのみ“Ｌ”となる。したがって、この出力信号をトラ
ンジスタ６１により反転させれば、前述した装置と同様
に、スロットルグリップ１１の開度が零のときにのみ
“Ｈ”となる出力信号を得ることができる（同図（ｃ）
参照）。しかも、この実施例においては、スロットルグ
リップ１１の開度が零以外のときは、ホールＩＣ１にお
ける磁束密度がしきい値＋ＴＨ以下となるので、電源オ
ン直後においても、ホールＩＣ１の反転出力を“Ｌ”と
することができる。

【００２８】なお、ホールＩＣ２はの出力は、スロット
ルグリップ１１の開度が大きくなって磁束密度がしきい
値−ＴＨ以下になると“Ｈ”になる。

【００２９】次に、開度検出器８１は、ホールＩＣ１の
反転出力、およびホールＩＣ２出力状態により、スロッ
トルグリップ１１がどの開度領域に属するかを、次のよ
うにして判別する。 ホールＩＣ１の反転出力が“Ｈ”であれば、スロッ
トルグリップ１１の開度は零であり、アイドリング状態
を指定している。なお、この時ホールＩＣ２の出力を考
慮しないのは、その取付位置によって出力が“Ｈ”ある
いは“Ｌ”になって特定されないからである。例えば、
図３（ｅ）において波線で示すように、スロットルグリ
ップ１１の開度が零のときに磁束密度がしきい値＋ＴＨ
以下となる場合は、電源オン直後では、出力が“Ｈ”と
なる。一方、開度が零のときの磁束密度が＋ＴＨ以上と
なるように取り付けることも可能であり、この場合には
電源オン直後の出力は“Ｌ”になる。 ホールＩＣ１の反転出力、ホールＩＣ２の出力がと
もに“Ｌ”であるならば、スロットルグリップ１１は中
速域を指定している。 ホールＩＣ１の反転出力が“Ｌ”であって、ホール
ＩＣ２の出力が“Ｈ”であるならば、スロットルグリッ
プ１１は高速域を指定している。

【００３０】次に、点火制御回路２２は、開度検出器８
１が検出したスロットルグリップ１１の開度に応じて点
火マップを選択し、この点火マップに基づいて点火タイ
ミングを制御する。

【００３１】また、マイコン部２１における開度検出装
置８１は、電源がオンされると、図４に示す異常監視処
理を所定時間毎に行なって、センサユニットＳＵとＣＤ
Ｉユニット２０との間において断線等が発生しているか
否かをチェックする。

【００３２】次に、この処理について簡単に説明する。
まず、電源がオンされると、ステップＳＰ１において、
ホールＩＣ２の出力が“Ｌ”であるか否かが判別され、
判別結果が「ＹＥＳ」となるまで、このステップを循環
するようになっている。これは、前述したように、ホー
ルＩＣ２の取付位置によっては電源オン直後に“Ｈ”と
なる場合があり、この場合において以降の処理が行なわ
れるのを防止するためである。なお、このような場合に
おいては操作者が、ホールＩＣ２での磁束密度がしきい
値＋ＴＨ以上となるように、スロットルグリップ１１を
若干開ければ、ホールＩＣ２の出力が直ちに“Ｌ”とな
るので、ステップＳＰ２以降の処理が許可されることに
なる。

【００３３】そして、ホールＩＣ２の出力が“Ｌ”とな
ったら、ステップＳＰ２〜ＳＰ６の処理が行なわれ、ス
テップＳＰ２およびＳＰ３において、ホールＩＣ１の反
転出力が“Ｈ”である場合に、ホールＩＣ２の出力が
“Ｌ”となっているか、また、ステップＳＰ４およびＳ
Ｐ５において、ホールＩＣ２の出力が“Ｈ”である場合
に、ホールＩＣ１の反転出力が“Ｌ”であるか、がそれ
ぞれ判別される。これらの判別結果が「ＹＥＳ」である
ならば、再びステップＳＰ２に戻って、以後、電源がオ
フされるまで同様な処理が繰り返し行なわれる。以上の
処理が行われるときは、上記〜のいずれかに該当す
る場合であり、装置が正常に動作している場合である。

【００３４】一方、これらの判別結果が「ＮＯ」である
ならば、ステップＳＰ６において異常処理、例えば、断
線が生じている旨の警告を発したり、表示したりする処
理が行なわれる。ステップＳＰ６に至るのは、上記〜
（での電源オン直後を除く）のいずれも該当しない
場合であり、異常が発生した場合である。例えば、セン
サユニットＳＵとＣＤＩユニット２０との間で断線が発
生すると、ＣＤＩユニット２０側にはプルアップ電圧が
印可されるので、ステップＳＰ４，５の判定が「ＮＯ」
となり、ステップＳＰ６の処理に至る。ところで、断線
等が発生した場合には、ＣＤＩユニット２０のバッファ
７１には、上述のように“Ｈ”信号が供給されるから、
仮に、開度検出器８３がこの信号に基づいてスロットル
の開度を検出すると「開度零」となる。したがって、ア
イドリング用の点火制御がなされ、実際のスロットル開
度に係わらず、エンジンの出力が落ちていく。すなわ
ち、断線等が生じた場合でも、安全な状態に移行させる
ことができる。

【００３５】なお、上述した実施例では、磁石１２の向
きを逆向き、かつホールＩＣ１の出力を反転することに
より、スロットルの開度領域検出と異常検出とを行なっ
ていたが、磁石１２の向きを図８（ｂ）と同一の状態に
し、ホールＩＣ１をプリント基板１７対して裏返しの状
態で使用しても同様の処理が実現できる。

【００３６】また、図７の波線で示すような特性を有す
るホールＩＣを、図１におけるホールＩＣ１として用
い、磁石を図８（ｂ）と逆向きにしても、上述の実施例
と同様の処理が実現できる（図８（ａ）〜（ｃ）参
照）。

【００３７】この場合、スロットルグリップ１１の中速
域から高速域への移行を検出するには、ホールＩＣ２の
出力の“Ｈ”から“Ｌ”への反転を検出すればよく、ま
た、中速域から低速域への移行を検出するには、ホール
ＩＣ２の出力の“Ｌ”から“Ｈ”への反転を検出すれば
よい。

【００３８】また、上述した実施例において示したホー
ルＩＣ２は、スロットル開度が零のときに２値信号の一
方を出力し、スロットル開度が大きくなると出力が反転
したが、これと同様のホールＩＣをさらに設け、スロッ
トル開度が大きくなるにつれて順次出力が反転するよう
に配置すれば、スロットルの開度領域をより細分化して
検出することが可能となる。

【００３９】なお、上述した各実施例においては、スロ
ットルグリップ１１に直接磁石を設置する例であった
が、これに代えて、例えば、スロットルグリップ１１に
連動するワイヤーやその他のアクチェータに磁石を設置
し、その磁石の可動行程に沿ってホールＩＣを設けるよ
うに構成してもよい。また、スロットルグリップに限ら
ず、自動車のアクセル（スロットル）に連動する部分に
磁石を設け、その可動行程に沿ってホールＩＣを設置し
てもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したこの発明によれば、次のよ
うな効果がある。磁束検出手段での磁束密度は、スロッ
トルの開度が零に近い場合以外、常に第１のしきい値以
上となるので、いかなる場合においても、スロットルの
開度を正しく検出することが可能となる（請求項１）。
スロットルの開度が大きくなるにつれて、各磁気検出手
段の出力が順次反転していくので、これを検出すること
により、スロットルの開度を検出することができる（請
求項２）。また、請求項３に記載の発明によれば、異常
検出手段が磁束検出手段の出力値と各磁気検出手段の出
力値との関係が、所定の関係を満たさない場合に異常と
判定するので、例えば、断線等の異常を検出することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】 同実施例におけるホールＩＣと磁石との位置
関係を示す平面図である。

【図３】 （ａ）および（ｂ）は、同装置におけるホー
ルＩＣ１の出力を説明するための図であり、（ｃ）は、
その反転出力を説明するための図であり、（ｄ）および
（ｅ）は、同装置におけるホールＩＣ２の出力を説明す
るための図である。

【図４】 同実施例における異常監視処理のフローチャ
ートを示す図である。

【図５】 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれこの発明の変形
例の動作を説明するための図である。

【図６】 スロットルグリップ開度検出装置の電気的構
成を示すブロック図である。

【図７】 ホールＩＣの特性を示す図である。

【図８】 （ａ）は、同装置におけるホールＩＣと磁石
との位置関係を示す斜視図であり、（ａ）の対応平面図
である。

【図９】 （ａ）および（ｂ）は、同装置におけるホー
ルＩＣ１の出力を説明するための図であり、（ｃ）およ
び（ｄ）は、同装置におけるホールＩＣ２の出力を説明
するための図である。

【符号の説明】

１……ホールＩＣ（第１の磁束検出手段）、２……ホー
ルＩＣ（第２の磁束検出手段）、１１……スロットルグ
リップ（スロットル）、１２……磁石、６１……トラン
ジスタ（反転手段）、８３……開度検出器（異常検出手
段）、＋ＴＨ……しきい値（第１のしきい値）、−ＴＨ
……しきい値（第２のしきい値）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁束密度が、第１のしきい値以上となっ
   た場合および前記第１のしきい値よりも小さい第２のし
   きい値以下となった場合に、その出力が反転する磁束検
   出手段と、 内燃機関のスロットルに連動するとともに、前記スロッ
   トルの開度が零のときに前記磁束検出手段での磁束密度
   が前記第２のしきい値以下となるように配置された磁石
   とを備えるスロットル開度検出装置であって、 前記磁束検出手段の出力を反転する反転手段を備え、こ
   の反転手段の出力に基づいて前記スロットルの開度零を
   検出することを特徴とするスロットル開度検出装置。
2. 【請求項２】 前記スロットルの開度が零のとき２値信
   号のいずれか一方を出力するとともに、前記開度が大き
   くなるとその出力が反転するように設けられるｎ個（ｎ
   は整数）の磁気検出手段を備え、前記各磁気検出手段の
   出力状態により、前記スロットルの開度を検出すること
   を特徴とする請求項１記載のスロットル開度検出装置。
3. 【請求項３】 前記磁束検出手段の出力値と前記各磁気
   検出手段の出力値とを比較し、これらの関係が所定の関
   係を満していない場合に異常と判定する異常検出手段を
   備えることを特徴とする請求項２記載のスロットル開度
   検出装置。