(57)【要約】【課題】車両の上下反転を検出することができ、上下反転時にも最適にエンジンを制御できる車両用エンジン制御装置の提供。【解決手段】３次元全方向の加速度を検出可能な３軸センサ１３０を備え、３軸センサ１３０の出力により車両の状態を検出してエンジンを制御することで、車両の前後左右横転は勿論、上下反転も検出する。【選択図】        図４
2004285901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元全方向の加速度を検出可能な３軸センサを備え、該３軸センサの出力により車両の状態を検出してエンジンを制御する車両用エンジン制御装置。
【請求項２】
前記３軸センサの出力により車両の状態を検出して少なくともエンジンのオンおよびオフを制御する請求項１記載の車両用エンジン制御装置。
【請求項３】
前記３軸センサを含んで、スロットルバルブが配設される吸気通路を有するスロットルボディと一体的に設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の車両用エンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の状態を検出してエンジンを制御する車両用エンジン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の状態を検出してエンジンを制御する車両用エンジン制御装置に関する技術として、鉛直方向に対する傾斜を振り子の傾動により検出可能な傾斜センサを用いて自動二輪車の横転時にエンジンを自動的に停止させるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３４０５５２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記技術では、傾斜センサを用いているため、車両において生じる上下反転を検出することができないという問題があった。これは自動二輪車が上下反転して停止する状態には実質的にならないためである。一方、不整地走行競技等に使用される例えば三輪または四輪を有する車両いわゆるバギー車においては上下反転を生じる可能性があり、上記傾斜センサを用いたのでは車両の上下反転を検出することができないという問題があった。
【０００５】
したがって、本発明は、車両の上下反転を検出することができ、上下反転時にも最適にエンジンを制御できる車両用エンジン制御装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、３次元全方向の加速度を検出可能な３軸センサを備え、該３軸センサの出力により車両の状態を検出してエンジンを制御することを特徴としている。
【０００７】
このように、３次元全方向の加速度を検出可能な３軸センサを用いるため、車両の前後左右横転は勿論、上下反転も検出することができる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記３軸センサの出力により車両の状態を検出して少なくともエンジンのオンおよびオフを制御することを特徴としている。
【０００９】
これにより、３軸センサの出力により車両の横転時は勿論、上下反転を検出した場合にもエンジンを自動的にオフする制御を行うことができる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に係る発明において、前記３軸センサを含んで、スロットルバルブが配設される吸気通路を有するスロットルボディと一体的に設けられていることを特徴としている。
【００１１】
このように、３軸センサを含んでスロットルボディと一体的に設けられているため、３軸センサを含んでスロットルボディとともに車体側に取り付けられることになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図面を参照して以下に説明する。
【００１３】
まず、本実施形態の車両用エンジン制御装置（以下、エンジン制御装置）１１をスロットルボディ１２に一体的に組み込んでモジュール化したスロットルボディ小組体１３について図１〜図５を参照して説明する。
【００１４】
図１および図２に示すスロットルボディ小組体１３は、不整地走行競技等に使用される例えば三輪または四輪を有する車両いわゆるバギー車に取り付けられるもので、スロットルボディ本体１５を有している。このスロットルボディ本体１５は、図４に示すように内側に軸直交断面が円形状をなして一方向に延在する吸気通路１６が形成された略段付き筒状の吸気通路形成部１７と、吸気通路形成部１７の吸気通路１６の延在方向における一端側に形成された円筒状の入口側ダクト部１８と、吸気通路形成部１７の他端側に形成された円筒状の出口側ダクト部１９と、スロットルボディ１２の外側であって吸気通路形成部１７の上側に形成されて吸気通路形成部１７に対し反対側が開口する電気部品収納用の収納部２０と、吸気通路形成部１７の下側に設けられたフューエルポンプ取付部２１とを有するアルミニウム等の金属製の一体成形品である。
【００１５】
そして、スロットルボディ小組体１３には、スロットルボディ本体１５の吸気通路１６内に、回動軸２３を中心に回動することでこの吸気通路１６を開閉可能なスロットルバルブ２４が配設されており、スロットルボディ本体１５の側部に、図１に示すように回動軸２３に同軸をなして連結されるとともに図示略のスロットルワイヤで回動させられる回動部材２５と、スロットルワイヤを支持するとともにこの回動部材２５の回動限界位置を調整ネジ２６で調整するストッパ部材２７とが設けられている。
【００１６】
さらに、スロットルボディ小組体１３には、スロットルボディ本体１５の回動部材２５に対し反対側に、図２に示すように回動軸２３の回転角度を検出することでスロットルバルブ２４の開度を検出するスロットル開度センサ２８が設けられ、このスロットル開度センサ２８と並んで二次エア供給装置２９が設けられている。
【００１７】
ここで、上記したスロットルボディ本体１５とスロットルバルブ２４と回動部材２５とストッパ部材２７とスロットル開度センサ２８と二次エア供給装置２９とで主にスロットルボディ１２が構成されている。
【００１８】
スロットルボディ小組体１３は、スロットルボディ本体１５の吸気通路形成部１７の図４に示す出口側ダクト部１９に連結される図１および図２に示す連結チューブ３２と、この連結チューブ３２によって吸気通路形成部１７の出口側ダクト部１９に連結されるとともに吸気通路形成部１７の吸気通路１６に連通する図示略の吸気通路が内側に形成されたインテークマニホールド３３と、このインテークマニホールド３３に取り付けられて吸気通路内に燃料を噴射するインジェクタ３４と、スロットルボディ本体１５のフューエルポンプ取付部２１に取り付けられてインジェクタ３４に燃料を供給するフューエルポンプ３５と、インジェクタ３４とフューエルポンプ３５とを連通させる配管３６と、インジェクタ３４に連結される配管３７と、配管３７に連結されるリリーフ弁３８とを有している。なお、インテークマニホールド３３はスロットルボディ１２に対し反対側のエンジン取付部３９が下方に向くように途中が湾曲している。
【００１９】
さらに、スロットルボディ小組体１３は、図３および図４に示すように、ともに収納部２０の底部４２に取り付けられる吸気圧力センサ（電気部品，吸気通路内情報検出センサ）４３およびパワートランジスタ（電気部品，発熱部品）４４を有している。
【００２０】
吸気圧力センサ４３は収納部２０内に収納される回路基板（電気部品）４５に接続されるとともに、吸気通路１６内におけるスロットルバルブ２４よりもインテークマニホールド３３側に開口する図４に示す開口部４６を介して吸気通路１６内の情報である圧力を検出する。
【００２１】
パワートランジスタ４４は、収納部２０内に収納される回路基板４５に接続されてこの回路基板４５とともにエンジンを電子制御するエンジン制御装置１１（いわゆるＥＣＵ）を構成する。
【００２２】
なお、回路基板４５が収納された状態の収納部２０は、隙間に図４に一部のみ示すように樹脂４７が充填される樹脂ポッティングが施されることになり、回路基板４５、吸気圧力センサ４３およびパワートランジスタ４４もこのポッティング樹脂４７に埋設されることになる。
【００２３】
上記したスロットルボディ小組体１３は、図１および図２に示すように、リリーフ弁３８が配管４８を介して燃料タンク４９に、フューエルポンプ取付部２１が配管５０を介して燃料タンク４９にそれぞれ連結されることになる。これにより、フューエルポンプ３５が燃料を燃料タンク４９から配管５０を介して吸引し配管３６を介してインジェクタ３４に送る。
【００２４】
スロットルボディ１２の上部に形成された収納部２０は、長方形状をなす底部４２と底部４２の四方の端縁部から長方形枠状をなして上方に立設された壁部７０と有し、上部に開口部７１を有する形状をなしている。そして、長方形状をなす底部４２の一の角部、具体的には出口側ダクト部１９かつスロットル開度センサ２８側の角部には、図３〜図５に示すように、底面７３から開口部７１側に突出して回路基板４５を載置させるための載置台部７４が一体成形されており、この載置台部７４に、開口部７１側に突出する挿入ピン７５が設けられて回路基板４５用の基板取付部７６が構成されている。そして、底面７３のこの基板取付部７６の近傍位置に、吸気圧力センサ４３が取り付けられるセンサ取付部７７が形成されている。
【００２５】
また、底部４２の上記角部に対し対角位置となる角部、具体的には入口側ダクト部１８かつ回動部材２５側の角部にも、図３〜図５に示すように、底面７３から開口部７１側に突出して回路基板４５を載置させるための載置台部７９が一体成形されており、この載置台部７９に、開口部７１側に突出する挿入ピン８０が設けられて回路基板４５用の基板取付部８１が構成されている。そして、底面７３のこの基板取付部８１の近傍位置には、パワートランジスタ４４が取り付けられる部品取付部８２が形成されている。これにより、底部４２の対角位置にセンサ取付部７７および部品取付部８２が形成されている。
【００２６】
センサ取付部７７は、周囲を壁部８３で囲むことで底面７３に形成された配置部８４と、この配置部８４に穿設された挿入通路穴８５（挿入穴）とを有しており、挿入通路穴８５は吸気通路１６のスロットルバルブ２４に対しインテークマニホールド３３側に開口する開口部４６に連通している。
【００２７】
吸気圧力センサ４３は、図４に示すように、挿入通路穴８５に挿入されるとともに先端面が検出部８６とされた挿入部８７と、この挿入部８７を挿入通路穴８５に挿入した状態で配置部８４内に載置されることで収納部２０に対して位置決めされるセンサ本体部８８とを有しており、センサ本体部８８には挿入部８７に対し反対方向に延出する複数具体的には三カ所の接続ピン８９が設けられている。なお、挿入部８７の外周部と挿入通路穴８５の内周部との隙間に筒状のシール部材９１が介装されることになるが、このシール部材９１は挿入部８７に予め嵌合された状態で挿入部８７とともに挿入通路穴８５に挿入される。
【００２８】
部品取付部８２は、周囲を壁部９２で囲むことで底面７３に形成された配置部９３と、この配置部９３に穿設されたネジ穴９４とを有している。
【００２９】
パワートランジスタ４４は配置部９３内に載置されることで収納部２０に対して位置決めされることになり、この状態で取付ビス９５がパワートランジスタ４４を通ってネジ穴９４に螺合されることでパワートランジスタ４４は収納部２０の底部４２に直接接触するように取り付けられる（つまり直付けされる）。パワートランジスタ４４には図３に示すようにこの取付状態で開口部７１側に延出する複数具体的には三カ所の接続ピン９７が形成されている。
【００３０】
回路基板４５には、電子部品１０２や外部接続配線１０３等が予め実装されることになるが、長方形状をなす回路基板４５には、対角位置に上記した挿入ピン７５を挿入させるためのガイド穴９８を挿入させるためのガイド穴９８および挿入ピン８０を挿入させるためのガイド穴９９が形成されている。図４に示すように、回路基板４５において、一方のガイド穴９８に近接する位置には、収納部２０に取り付けられた状態の吸気圧力センサ４３の接続ピン８９を挿入させるための接続穴１００が接続ピン８９と同数形成されており、他方のガイド穴９９に近接する位置には、収納部２０に取り付けられた状態のパワートランジスタ４４の接続ピン９７を挿入させるための接続穴１０１が接続ピン９７と同数形成されている。
【００３１】
そして、これらの部品を取り付ける際には、収納部２０の底部４２のセンサ取付部７７に、挿入部８７にシール部材９１を嵌合させた状態の吸気圧力センサ４３を取り付けるとともに、パワートランジスタ４４を部品取付部８２に取り付けた後、収納部２０に回路基板４５を取り付ける。つまり、回路基板４５の対角位置にある両ガイド穴９８，９９に収納部２０の両基板取付部７６，８１の挿入ピン７５，８０を挿入させながら、回路基板４５の接続穴１００，１０１に吸気圧力センサ４３およびパワートランジスタ４４の接続ピン８９，９７を挿入させて、回路基板４５を両載置台部７４，７９に載置させる。
【００３２】
次に、回路基板４５から開口部７１側に突出する接続ピン８９，９７を回路基板４５にハンダ付け等により接合させる。
【００３３】
そして、回路基板４５が収納された状態の収納部２０に開口部７１まで樹脂ポッティングを施すことで、回路基板４５、吸気圧力センサ４３およびパワートランジスタ４４がポッティング樹脂４７に埋設されることになり、その結果、回路基板４５が両載置台部７４，７９に載置された状態で両基板取付部７６，８１に取り付けられ、収納部２０に取り付けられることになる。
【００３４】
ここで、本実施形態において、図４に示すように、エンジン制御装置１１の回路基板４５にＸ−Ｙ−Ｚの３次元の全方向の加速度および角度を検出可能な３軸センサ１３０が実装されている。
【００３５】
この３軸センサ１３０は、半導体式の加速度センサであり、図６に示すような基本構造を有している。つまり、台座１３１にダイヤフラム１３２を架設するとともに重錘１３３をダイヤフラム１３２に支持しさらに複数のピエゾ抵抗１３４をダイヤフラム１３２に貼付してなるもので、基材として単結晶シリコンが用いられるとともにエッチングによって変形容易な上記のダイヤフラム１３２が形成されている。そして、重錘１３３が受ける加速度言い換えれば荷重変化でダイヤフラム１３２が変形しこれをピエゾ抵抗１３４の抵抗値の変化で検出することにより３次元全方向の加速度を検出する。例えば、水平方向の加速度（荷重変化）については図７に示すようなダイヤフラム１３２の変形をピエゾ抵抗１３４で電気信号として検出し、また鉛直方向の加速度（荷重変化）については図８に示すようなダイヤフラム１３２の変形をピエゾ抵抗１３４で電気信号として検出するものである。
【００３６】
そして、車両において水平方向に対し傾斜した状態が維持されると、例えば図９のｔ１以降に示すように出力電圧が立ち上がった状態が維持されるような出力特性が３軸センサ１３０で生じ、車両において上下反転した状態が維持されると、例えば図１０のｔ２以降に示すように出力電圧が立ち上がってから若干下がるものの出力状態が維持されるような出力特性が３軸センサ１３０で生じることから、エンジン制御装置１１は、これらのような３軸センサ１３０の出力に基づいて、車両の状態を検出し、例えば車両が水平に対し所定角度以上傾斜した状態が維持されるとエンジンが作動している状態ではエンジンを停止させ、また車両が上下反転した状態が維持されるとエンジンが作動している状態ではエンジンを停止させる等のエンジンのオン・オフ制御を行う。
【００３７】
以上に述べた本実施形態によれば、３次元全方向の加速度つまり荷重変化を検出可能な３軸センサ１３０を用いるため、車両の前後左右横転は勿論、上下反転も検出することができる。したがって、横転時は勿論のこと、上下反転時にも最適にエンジンを制御できる。つまり、３軸センサ１３０の出力により車両の横転時は勿論、上下反転を検出した場合にもエンジンを自動的にオフする制御を行うことができる。
【００３８】
さらに、エンジン制御装置１１は、３軸センサ１３０を含んでスロットルボディ１２と一体的に設けられているため、３軸センサ１３０を含んでスロットルボディ１２とともに車体側に取り付けられることになる。したがって、組立効率を向上させることができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１に係る発明によれば、３次元全方向の加速度および角度を検出可能な３軸センサを用いるため、車両の前後左右横転は勿論、上下反転も検出することができる。したがって、上下反転時にも最適にエンジンを制御できる。
【００４０】
請求項２に係る発明によれば、３軸センサの出力により車両の横転時は勿論、上下反転を検出した場合にもエンジンを自動的にオフする制御を行うことができる。
【００４１】
請求項３に係る発明によれば、３軸センサを含んでスロットルボディと一体的に設けられているため、３軸センサを含んでスロットルボディとともに車体側に取り付けられることになる。したがって、組立効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を含むスロットルボディ小組体等を示す一方向から見た斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態を含むスロットルボディ小組体等を示す別の方向から見た斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態とこれに一体に設けられるスロットルボディとを示す分解斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態とこれに一体に設けられるスロットルボディを示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態とこれに一体に設けられるスロットルボディを示す平面図である。
【図６】本発明の一実施形態で用いられる３軸センサを概略的に示す側面図である。
【図７】本発明の一実施形態で用いられる３軸センサの一の検出状態を概略的に示す側面図である。
【図８】本発明の一実施形態で用いられる３軸センサの別の検出状態を概略的に示す側面図である。
【図９】本発明の一実施形態で用いられる３軸センサの車両横転時の出力を示す特性線図である。
【図１０】本発明の一実施形態で用いられる３軸センサの車両上下反転時の出力を示す特性線図である。
【符号の説明】
１１  エンジン制御装置（車両用エンジン制御装置）
１２  スロットルボディ
１６  吸気通路
２４  スロットルバルブ
１３０  ３軸センサ
【図１】
2004285901.tif 000003
【図２】
2004285901.tif 000004
【図３】
2004285901.tif 000005
【図４】
2004285901.tif 000006
【図５】
2004285901.tif 000007
【図６】
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【図７】
2004285901.tif 000009
【図８】
2004285901.tif 000010
【図９】
2004285901.tif 000011
【図１０】
2004285901.tif 000012