(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人員を搭乗させ得る搭乗手段に固定される傾斜センサ本体と、
前記搭乗手段の傾斜時に前記傾斜センサ本体と相対的に移動するとともに、磁界を生じ得る移動体と、
前記搭乗手段の非傾斜時に前記移動体から生じる磁界を検知するセンサ部と、
該センサ部で磁界を検知しない時間を測定し、当該時間が前記搭乗手段の振動特性に基づく所定の時定数以上である場合に前記搭乗手段が転倒したと判定する判定手段と、
を有する搭乗手段の傾斜センサにおいて、
前記判定手段は、前記搭乗手段に配設されて当該搭乗手段のエンジンを制御すると共に前記時定数が定められたプログラムを有するＥＣＵ内に設けられ、当該プログラムを変更することにより搭乗手段毎に時定数を調整可能としたことを特徴とする搭乗手段の傾斜センサ。
【請求項２】
前記センサ部からＥＣＵに出力される出力電圧は、下限値が０より高く上限値が電源電圧より低く設定されたことを特徴とする請求項１記載の搭乗手段の傾斜センサ。
【請求項３】
前記センサ部は、
前記搭乗手段が搭載する電源に接続される電源ラインと、
接地手段に接続される接地ラインと、
前記ＥＣＵに接続されるアウトプットラインと、
にそれぞれ接続され、当該センサ部が移動体から生じる磁界を検知した状態では、電源ラインからの電流を接地ラインに流し、該磁界を検知しない状態では電源ラインからの電流をアウトプットラインに流すとともに、
前記接地ラインとアウトプットラインとを結ぶ抵抗ブリッジを備えたことを特徴とする請求項２記載の搭乗手段の傾斜センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動二輪車、船舶又はウォータビークル等人員を搭乗させ得る搭乗手段の傾斜を検知し得る搭乗手段の傾斜センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動二輪車が転倒した状態においても尚エンジンが駆動し続けていると、二次的事故を誘発する可能性があるため、転倒したことを認識してエンジンを停止させるべく、当該自動二輪車の傾斜を検知する傾斜センサが従来より提案されている。かかる傾斜センサの一例として、プラスチックマグネット（樹脂材料の中にフェライト等磁性体の粉を混入したもの）を振り子形状に成形し、該振り子の略振れ中心における所定領域に部分着磁したものを、自動二輪車に固定される傾斜センサ本体内に揺動自在に支持して構成されたものが挙げられる。
【０００３】
かかる傾斜センサ本体には、振り子の着磁領域から生じる磁界を検知し得る磁気センサが内蔵されており、当該磁気センサにより、当該自動二輪車の傾斜に伴って支点を中心に揺動する振り子の状態を検知するよう構成されている。即ち、自動二輪車の非傾斜状態では、振り子は重力により振れ中心で静止しており、この位置と向かい合う位置に固定された磁気センサが着磁領域から生じる磁界を常時検知するとともに、自動二輪車が転倒により傾斜した場合、振り子は傾斜センサ本体に対して相対的に振れるため、磁気センサから着磁領域が遠ざかり、当該磁気センサが磁界を検知しなくなる。
【０００４】
この状態（即ち、磁気センサが着磁領域の磁界を検知しない状態）が所定時間継続したことを傾斜センサ本体内に搭載された判定回路が検出すると、自動二輪車が転倒したと認識してエンジンを強制的に停止させるよう車両側のＥＣＵ等に信号を送信する。これにより、転倒後にエンジンが駆動し続けるのを回避することができ、安全性を向上させることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の傾斜センサにおいては、傾斜が所定時間継続して行われていることを検出する判定回路（具体的にはタイマ回路）が、傾斜センサ本体内に形成されているため、以下の如き問題があった。
【０００６】
即ち、自動二輪車はエンジンの駆動により振動が生じており、かかる振動によって自動二輪車の非傾斜時であっても一時的に振り子が揺動してしまう虞があるため、磁気センサが磁界領域を検知しなくなって直ちにエンジンの停止信号を送信すると、上記の如く振動による振り子の振れに基づくものである場合、車両が転倒していないにも拘わらずエンジンの停止が行われてしまう。
【０００７】
従って、車両の振動に基づく一時的な振り子の振れではエンジンの停止が行われないよう、所定時間の経過を待って、その間継続して傾斜が確認された後にエンジン停止のための信号を送信するよう判定回路が構成されているのであるが、ここで設定される所定時間（時定数）は各自動二輪車の車種毎に異なる振動特性に基づいて行われるため、搭載車種に基づいて調整が必要となる。
【０００８】
しかし、傾斜センサ内に判定回路が形成されていると、上記調整を行うには傾斜センサを分解した後、判定回路を修正する必要があり、作業性やコストを考慮すると調整は極めて困難であるという問題があり、部品交換を必要としていた。また、判定回路を設けるための部品や製造工程が必要であり、製造コストが悪化してしまうという不具合もあった。
【０００９】
一方、上記従来の傾斜センサにおいては、磁気センサが磁気を検知した状態（自動二輪車が非傾斜状態である状態）ではアウトプットラインに電流を流さず（電圧０Ｖ）、当該磁気センサが磁気を検知しなくなった状態（自動二輪車が傾斜した状態）ではアウトプットラインにバッテリからの電流を流す（通常、電圧５Ｖ）よう構成されていたので、傾斜センサ内の配線が断線又は短絡して壊れた場合であっても、運転者に警告することができないという問題もあった。
【００１０】
即ち、傾斜センサ内の配線が断線すれば、アウトプットラインに流れる電流の電圧は０Ｖ、短絡すればバッテリの電圧である５Ｖとなり、磁気センサが磁気を検知した場合（０Ｖ）及び検知しなくなった場合（５Ｖ）と同一であるため、傾斜センサが正常に動作している場合の電圧なのか、或いは配線の断線又は短絡に基づく電圧なのかが判別できないのである。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、第１の目的は、傾斜センサの判定手段における時定数の調整を容易とするとともに、部品点数や製造工程を削減し、製造コストを低減することができる搭乗手段の傾斜センサを提供することにあり、第２の目的は、傾斜センサ内の配線が断線又は短絡した場合を運転者に警告し得る搭乗手段の傾斜センサを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、人員を搭乗させ得る搭乗手段に固定される傾斜センサ本体と、前記搭乗手段の傾斜時に前記傾斜センサ本体と相対的に移動するとともに、磁界を生じ得る移動体と、前記搭乗手段の非傾斜時に前記移動体から生じる磁界を検知するセンサ部と、該センサ部で磁界を検知しない時間を測定し、当該時間が前記搭乗手段の振動特性に基づく所定の時定数以上である場合に前記搭乗手段が転倒したと判定する判定手段とを有する搭乗手段の傾斜センサにおいて、前記判定手段は、前記搭乗手段に配設されて当該搭乗手段のエンジンを制御すると共に前記時定数が定められたプログラムを有するＥＣＵ内に設けられ、当該プログラムを変更することにより搭乗手段毎に時定数を調整可能としたことを特徴とする。
【００１３】
かかる構成によれば、搭乗手段が傾斜すると傾斜センサ本体と移動体とが相対的に移動し、センサ部が移動体から生じる磁界を検知しなくなる。この磁界の非検知時間が時定数以上継続的に続いたことをＥＣＵ内の判定手段にて認識すると、搭乗手段が転倒したと判定され、エンジンが強制的に停止される。ここで、転倒を判断する時定数を調整するには、ＥＣＵを動作するためのソフト（プログラム）を変更することにより行われる。
【００１４】
請求項２記載の発明は、前記センサ部からＥＣＵに出力される出力電圧は、下限値が０より高く上限値が電源電圧より低く設定されたことを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明は、前記センサ部が、前記搭乗手段が搭載する電源に接続される電源ラインと、接地手段に接続される接地ラインと、前記ＥＣＵに接続されるアウトプットラインとにそれぞれ接続され、当該センサ部が移動体から生じる磁界を検知した状態では、電源ラインからの電流を接地ラインに流し、該磁界を検知しない状態では電源ラインからの電流をアウトプットラインに流すとともに、前記接地ラインとアウトプットラインとを結ぶ抵抗ブリッジを備えたことを特徴とする。
【００１６】
かかる構成によれば、搭乗手段が非傾斜状態でありセンサ部が移動体の磁界を検知している場合には、電源ラインから流れる電流は、センサ部を介して接地ラインに流れて接地されるとともに、抵抗ブリッジを介して接地ラインからアウトプットラインにも微少量電流が流れる。従って、当該微少量電流の分だけアウトプットラインに対する出力電圧の下限値は０より高く設定される。
【００１７】
また、搭乗手段が傾斜してセンサ部が移動体の磁界を検知しない場合には、電源ラインから流れる電流は、センサ部を介してアウトプットラインに流れるとともに、その一部の微少量電流が抵抗ブリッジを介して接地ラインに流れる。従って、当該微少量電流の分だけアウトプットラインに対する出力電圧の上限値は電源電圧より低く設定される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係る傾斜センサは、図７に示すように、自動二輪車に固定されてその転倒方向ａに対する傾斜を検知するものであり、図１〜図５に示すように、傾斜センサ本体１と、移動体としての振り子２と、センサ部としての磁気センサ３と、判定手段８とから主に構成されている。
【００１９】
傾斜センサ本体１は、合成樹脂から成り、電気回路が印刷された基板４を開口端１ａａから内部に収容し得る収容部１ａと、該収容部１ａから一体的に連なり、車両側と連結固定するためのボルトを挿通可能なボルト孔１ｂａが２つ形成されたブラケット部１ｂとから主に構成されたものであり、自動二輪車に固定されて当該自動二輪車と一体的に動作（即ち、自動二輪車の傾斜と共に傾斜）するものである。
【００２０】
基板４は、磁気センサ３や他の素子等を固定及びそれらを配線するもので、図４及び図５に示すように、当該配線と電気的に接続された３本の端子４ａａ、４ａｂ及び４ａｃを有するとともに、振り子２に形成されたシャフト２ｂを挿通し得る挿通孔４ｂが形成されている。この挿通孔４ｂは、支持部材５の支持用切欠き５ａと対応する位置に形成されており、振り子２は、そのシャフト２ｂが両支持用切欠き５ａ及び挿通孔４ｂに挿通されることにより揺動自在に支持さている。
【００２１】
上記支持部材５は、硬質樹脂から成るものであり、支持用切欠き５ａを先端に具備する２つの対向する腕部５ｂが基部５ｃから突出形成されるとともに、当該基部５ｃには基板４の３つの端子４ａを挿通するための端子用挿通孔５ｄが形成されている。かかる支持部材５は、振り子２及び基板４が組み付けられた状態で開口端１ａａから傾斜センサ本体１内に挿通され、振り子２を支持する機能と各構成要素を傾斜センサ本体１の収容部１ａ内に封入させる機能を兼ね備えている。
【００２２】
そして、支持部材５が傾斜センサ本体１内に組み付けられ後、軟質の樹脂又はゴムから成るシール部材６を介して係止部材７が基部５ｃ側を係止する。即ち、係止部材７の両側面に形成された凸部７ａを傾斜センサ本体１の係止孔１ｃ内に係止させて、支持部材５を収容部１ａ内に確実に内在させている。尚、係止部材７が傾斜センサ本体１に係止された状態においても、端子４ａが外部に突出しており、かかる端子４ａにコネクタ等を接続して車両側と電気的に接続するよう構成されている。
【００２３】
振り子２は、上記の如く、シャフト２ｂを介して傾斜センサ本体１に揺動自在に支持され、自動二輪車の傾斜に応じて揺動するとともに、一部にプラスチックマグネット２ａがインサートされて成るものである。当該振り子２は、自動二輪車の非傾斜時、プラスチックマグネット２ａが磁気センサ３と対向する位置で静止しており、シャフト２ｂを中心に揺動するとプラスチックマグネット２ａが磁気センサ３から遠ざかるよう傾斜センサ本体１内に組み付けられている。
【００２４】
プラスチックマグネット２ａは、樹脂材料の中にフェライト等磁性体の粉を混入したものから成り、着磁作業によって磁界が生じるものである。即ち、溶融状態のプラスチックマグネット２ａを振り子２の図中部位に流し込み、冷却固化する間又はその後電磁石等により着磁して磁界領域を成すよう構成されている。これにより、振り子２の磁界領域は、プラスチックマグネット２ａ内のみに生成され（その外部は非磁性体材料から構成される為）、外部には一切生成されず、磁力センサ３による磁界領域の検知を明確にすることができるとともに、傾斜検知精度を向上させることができる。
【００２５】
磁気センサ３は、振り子２のプラスチックマグネット２ａが生成する磁界領域が傾斜センサ本体１に対して所定位置（車両の非傾斜時において静止する位置）にあるか否かを検知するもので、当該所定位置にないことが検知（即ち、磁界を検知しない）された場合、車両側に信号（電圧変化に基づく信号）を送信するよう構成されている。尚、磁気センサ３は、磁界領域の磁気を検知し得るものであれば種々汎用品を用いることができ、例えばホールセンサや磁気抵抗センサ等を使用することができる。
【００２６】
判定手段８は、自動二輪車が具備するＥＣＵ９内に設けられたものであり、図１に示すように、傾斜センサＡと電気的に接続され、当該傾斜センサＡで検知した車両の傾斜信号（即ち振り子２が揺動することによる電圧変化に基づく信号）を判定手段８に送信し得るよう構成されている。かかる判定手段８は、傾斜センサＡで磁界を検知しない時間を測定し、当該時間が所定時間以上である場合に自動二輪車が転倒したと判断し得るよう構成されている。
【００２７】
ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）９は、図１に示すように、エンジンＥと電気的に接続されつつ自動二輪車に配設されて、当該自動二輪車のエンジンを電子制御するものであり、通常、入力信号処理回路、演算回路、出力信号回路（駆動回路）及び電源回路等から成り、これらがＥＣＵ９を動作するためのソフト（プログラム）によって動作し得るよう構成されている。
【００２８】
ここで、基板４には、図２に示すように、所定素子が配設されるとともに各ラインを構成する配線がプリントされており、該ラインの端部には端子４ａａ、４ａｂ及び４ａｃが設けられている。そして、端子４ａａは自動二輪車が搭載するバッテリ（電源）に接続され、端子４ａｃは接地手段に接地されるとともに、端子４ａｂはＥＣＵ９内の判定手段８（図１参照）に接続されている。
【００２９】
同図において、磁気センサ３は、バッテリ（不図示）に接続される電源ラインＬ１と、接地手段（不図示のグランド手段）に接続される接地ラインＬ３と、ＥＣＵ９に接続されるアウトプットラインＬ２とにそれぞれ接続されており、当該磁気センサ３が振り子２に形成された磁気領域が生じる磁界を検知した状態では、電源ラインＬ１からの電流を接地ラインＬ３に流し、磁界を検知しない状態では電源ラインＬ１からの電流をアウトプットラインＬ２に流し得るよう構成されている。
【００３０】
尚、電源ラインＬ１と接地ラインＬ３とには、ツェナーダイオードを有するラインＬ４が接続されており、所定値以上の過大な電流が端子４ａａから流れ込んだ場合に接地して磁気センサ３を保護するよう構成されているとともに、アウトプットラインＬ２と接地ラインＬ３とには、コンデンサを有するラインＬ５が接続されており、当該端子４ａｂからＥＣＵ９側に送信される信号のノイズを除去し得るよう構成されている。
【００３１】
更に、本実施形態においては、アウトプットラインＬ２と接地ラインＬ３とを結ぶ抵抗ブリッジＬ６（抵抗１５ｋΩ程度）を具備しており、端子４ａｂからＥＣＵ９側に流れるべき電流の一部を、接地ラインＬ３側に流すとともに、端子４ａｃから接地されるべき電流の一部を、アウトプットラインＬ２側に流し得るよう構成されている。
【００３２】
上記構成により、自動二輪車が非傾斜状態にある時には、電源からの電流（電圧５Ｖ）が電源ラインＬ１を通った後、磁気センサ３を介して接地ラインＬ３に送られるとともに、その一部が抵抗ブリッジＬ６を介してアウトプットラインＬ２に流れ、端子４ａｂを介して車両のＥＣＵ９側に送られる一方、自動二輪車が傾斜した時には、電源からの電流（同５Ｖ）が電源ラインＬ１を通った後、磁気センサ３を介してアウトプットラインＬ２に送られるとともに、その一部が抵抗ブリッジＬ６を介して接地ラインＬ３側に送られ接地する。
【００３３】
従って、磁気センサ３からＥＣＵ９側に出力される出力電圧は、抵抗ブリッジＬ６から電流が流入する分だけ下限値が０より高くなり、当該抵抗ブリッジＬ６から電流が流出する分だけ上限値が電源電圧（５Ｖ）より低く設定されるので、基板４における配線が成す回路の不具合時（該回路が断線した場合には出力電圧０Ｖとなるとともに、回路の一部が短絡した場合には出力電圧が電源電圧５Ｖとなる）と判別可能とされ、それらの場合を運転者等に警告することができる。
【００３４】
尚、図２中の抵抗Ｒを５１０Ω程度とした場合、車両の非傾斜時における出力電圧は、０．４〜１．４Ｖ程度となり、車両の傾斜時における出力電圧は３．７〜４．４Ｖ程度となるので、当該出力電圧が０Ｖ又は５Ｖになった時には、回路に不具合が生じたことが分かる。一方、出力電圧が３．７〜４．４Ｖ程度となった場合、その電圧値が所定時間継続するか否かを判定手段９によって判定され、エンジンＥを停止させるか否かが決定される。
【００３５】
上記構成の傾斜センサＡによれば、判定手段８にて車両が継続して傾斜した時間を測定し、当該時間が所定時間以上である場合にのみ自動二輪車が転倒したと判断して、ＥＣＵ９がエンジンＥを停止するよう制御されるので、自動二輪車のエンジン等による振動で一時的に振り子２が揺動した場合であっても、その揺動した状態が所定時間継続しなければエンジンＥを停止するに至らないため、傾斜センサＡの信頼性を向上させることができる。
【００３６】
ところで、当該所定時間（時定数）は、自動二輪車の重量やエンジン等に基づく振動特性によって調整されるべきものであり、かかる車種毎に異なる調整はＥＣＵ９におけるプログラムの変更（時定数の打ち込み）によってソフト上で行われる。このように、本実施形態の傾斜センサにおいては、判定手段８がＥＣＵ９内に設けられそのソフト上で時定数の調整が行われるので、当該時定数の調整が容易であるとともに、従来の傾斜センサ内に別途判定手段を設けるものに比べて、部品点数や製造工程を削減し、傾斜センサの製造コストを低減することができる。
【００３７】
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図６に示すように、抵抗ブリッジＬ６と共に、電源ラインＬ１とアウトプットラインＬ２とを結ぶ抵抗ブリッジＬ７を配設してもよい。この場合、車両が傾斜していない状態であっても、電源ラインＬ１からアウトプットラインＬ２に微量の電流が流れ、出力電圧の下限値を更に高めることができ、回路の不具合時との判別を更に容易にすることができる。
【００３８】
また、本実施形態においては、自動二輪車の転倒を認識してエンジンを停止させるものに適用しているが、例えば当該自動二輪車の他、船外機付きの船舶やウォータビークル等人員を搭載させ得る種々の搭乗手段に固定して、これらの転倒を認識するものとしてもよい。更に、傾斜センサの形態として、本実施形態の如く振り子２の揺動を検知するものの他、他の構成の傾斜センサに適用してもよい。
【００３９】
例えば、Ｖ字に形成された溝内を移動自在なマグネット（移動体）を有し、当該Ｖ字溝の鋭角部に静止したマグネットの磁界を磁気センサで検知している場合は車両が非傾斜状態であると認識し、その位置からマグネットが移動して磁気センサが磁界を検知しなくなった場合は車両が傾斜状態であるものと認識する構成の傾斜センサに適用してもよい。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、判定手段が搭乗手段に配設されて当該搭乗手段のエンジンを制御すると共に時定数が定められたプログラムを有したＥＣＵ内に設けられ、そのプログラムの変更（時定数の打ち込み）で搭乗手段の振動特性に基づく時定数を調整できるので、傾斜センサの判定手段における時定数の搭乗手段毎の調整を容易とするとともに、部品点数や製造工程を削減し、傾斜センサの製造コストを低減することができる。
【００４１】
請求項２の発明によれば、センサ部からＥＣＵに出力される出力電圧は、下限値が０より高く上限値が電源電圧より低く設定されているので、傾斜センサ内の配線が断線又は短絡した場合の電圧値と異なり、それらの場合を運転者等に警告することができる。
【００４２】
請求項３の発明によれば、簡単な構成でアウトプットラインに対する出力電圧の下限値を０より高く、且つ上限値を電源電圧より低く設定することができ、傾斜センサ内の配線が断線又は短絡した場合の電圧値と異ならせることができるので、それらの場合を運転者等に警告することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る傾斜センサの概略を示すブロック図
【図２】本発明の実施形態に係る傾斜センサを示す配線図
【図３】本発明の実施形態に係る傾斜センサを示す平面図、正面図及び右側面図
【図４】図３におけるＩＶ−ＩＶ線断面図
【図５】本発明の実施形態に係る傾斜センサを示す分解斜視図
【図６】本発明の他の実施形態に係る傾斜センサを示す配線図
【図７】本発明の実施形態に係る傾斜センサを自動二輪車に取り付けた状態を示す模式図
【符号の説明】
１…傾斜センサ本体
１ａ…収容部
１ａａ…開口端
１ｂ…ブラケット部
１ｂａ…ボルト孔
１ｃ…係止孔
２…振り子（移動体）
２ａ…プラスチックマグネット
２ｂ…シャフト
３…磁気センサ（センサ部）
４…基板
４ａａ、４ａｂ、４ａｃ…端子
５…支持部材
５ａ…支持用切欠き
５ｂ…腕部
５ｃ…基部
５ｄ…端子用挿通孔
６…シール部材
７…係止部材
７ａ…凸部
８…判定手段
９…ＥＣＵ
Ａ…傾斜センサ
Ｅ…エンジン
Ｌ１…電源ライン
Ｌ２…アウトプットライン
Ｌ３…接地ライン
Ｌ６、Ｌ７…抵抗ブリッジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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