JP2005273611A - スロットル装置及び自動二輪車 - Google Patents

Abstract

【課題】 寸法の大型化、特にバルブシャフトに沿った方向の寸法の大型化を抑制しつつ、応答性の高いスロットル装置と、このようなスロットル装置を装備したエンジンにより駆動される自動二輪車との提供。
【解決手段】 スロットル装置２０は、エンジンＥの第３気筒３３及び第４気筒３４へ空気を導く第１吸気流路２３Ａ及び第２吸気流路２４Ａを開閉する第３バルブ２３Ｂ及び第４バルブ２４Ｂ（モータ駆動型スロットルバルブ）と、これらのバルブ２３Ｂ，２４Ｂを開閉駆動する直流モータ５１とを備え、該直流モータ５１は、その出力シャフト５２を前記バルブ２３Ｂ，２４Ｂを支持する第２バルブシャフト２６に平行になるようにして配置され、前記出力シャフト５２と前記第２バルブシャフト２６とはベルト５４を介して連動連結されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ヴィークル駆動用の多気筒エンジンに装備されるスロットル装置と、これをエンジンに装備した自動二輪車とに関する。特に、モータによってスロットルバルブを開閉駆動する電子制御式スロットル装置と、これをエンジンに採用した自動二輪車とに関する。

多気筒エンジンを搭載した比較的小型の乗り物（ヴィークル）としては、自動二輪車、四輪バギー、小型滑走艇など、さまざまのものがある。そしてこのエンジンの出力は、車輪又はウォータージェットポンプ等の推進機構へ伝達されて、推力を発生させるようになっている。エンジンには、その出力を調整するためにスロットル装置が装備されている。このスロットル装置は、エンジンの燃焼室内へ供給される吸気量を、スロットルバルブを開閉して調整することにより、エンジンの出力を調整する。

また近年、多気筒エンジンに対しては、吸気抵抗の低減という目的もあって、マルチスロットル装置が装備されているものもある（特許文献１参照）。このマルチスロットル装置は、各気筒の燃焼室へ延びる複数の吸気流路のそれぞれに対し、スロットルバルブが設けられている。また、一般に各スロットルバルブは、リンク式になっており、あるいは、１本のバルブシャフトに支持されており、全てのスロットルバルブは同一開度を有するよう一体的に開閉駆動するようになっている。

そして、例えば自動二輪車にあっては、ライダーが、操舵ハンドルに設けられたスロットルグリップ（スロットル操作部）を回動した場合、その回動量に応じて与えられる制御信号に基づき、モータによりスロットルバルブを開閉駆動する方式の電子制御式のマルチスロットル装置が採用されつつある。
特開昭６２−１６２７５９号公報

ところで、ヴィークルの加減速時においてスロットル操作部の良好な操作感を得るためには、スロットル装置の応答性、即ちモータに連動するバルブシャフトの応答性を向上させることが望ましい。そのためには、モータを、その出力シャフトがバルブシャフトの延長上に位置するように配置し、バルブシャフトの端部にモータの出力シャフトを直結する構成が優れている。しかしこの場合、スロットル装置においてバルブシャフトに沿った方向の寸法が大きくなる。

また、スロットル装置の応答性を向上させるため、入力信号に対するモータの応答性を高める必要がある。これは、モータの軸径方向の寸法を小さくし、出力シャフトまわりの回転子の慣性モーメントを小さくすることによって実現できる。しかしながら、モータにおいて一定の回転力を確保する必要性から、その軸径方向の寸法を小さくすると、軸長方向の寸法が大きくなってしまう。従って、上述したようにバルブシャフトと出力シャフトとを直結する構成では、スロットル装置においてバルブシャフトに沿った方向の寸法が更に大型化してしまう。

その結果、特に、自動二輪車、四輪バギー、小型滑走艇などのように、エンジンを搭載するためのスペースが比較的狭小なヴィークルにおいては、このようなスロットル装置を装備したエンジンは搭載が困難になってしまい、好ましくない。

例えば、並列多気筒エンジンを搭載する自動二輪車の場合、スロットル装置は、そのバルブシャフトが車体の幅方向に沿うように配置されるため、スロットル装置の大型化に伴って、車体も、その幅方向の寸法を大きくせざるを得ない。これは、膝で車体を挟持するようにしてシートに搭乗するライダーの乗り心地を考えると好ましくない。

また、モータを所定位置に配置し、ベベルギア等を含むギアトレインを介してバルブシャフトに連結することにより、スロットル装置における車体の幅方向寸法が大きくならないように構成することも可能である。しかしこの場合、ギアトレインが比較的重量物であるため、スロットル装置の応答性を向上させるのは困難である。

そこで本発明は、寸法の大型化、特にバルブシャフトに沿った方向の寸法の大型化を抑制しつつ、応答性の高いスロットル装置と、このようなスロットル装置を装備したエンジンにより駆動される自動二輪車とを提供することを目的とする。

本発明は上述したような事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係るヴィークル駆動用の多気筒エンジンに装備されるスロットル装置は、エンジンの気筒へ空気を導く吸気流路を開閉するモータ駆動型スロットルバルブと、該モータ駆動型スロットルバルブを開閉駆動するモータとを備え、該モータは、その出力シャフトを前記モータ駆動型スロットルバルブを支持するバルブシャフトに平行になるようにして配置され、前記出力シャフトと前記バルブシャフトとはベルトを介して連動連結されている。

この場合、スロットル装置においてそのバルブシャフトに沿った方向の寸法が大型化するのを抑制することができる。また、モータにおいてその出力シャフトに沿った方向の寸法を大型化しやすく、モータの回転力の向上によりスロットル装置の応答性を向上させることができる。更にこれと同時に、軽量のベルトを介してモータとモータ駆動型スロットルバルブとを連動させるため、モータに連動するバルブシャフトの応答性を高めることができ、スロットル装置の応答性をより向上させることが可能である。

また、前記モータ駆動型スロットルバルブに対応する気筒以外の気筒に対応して設けられ、ケーブルを介してスロットル操作部に連動連結されるバルブシャフトに支持されるケーブル駆動型スロットルバルブと、該ケーブル駆動型スロットルバルブの開度を検出するスロットルポジションセンサとを備え、該スロットルポジションセンサより与えられる検出信号に基づいて前記モータの駆動が制御されるべく成してあってもよい。

４サイクルエンジンにおいては、マイナストルクからプラストルクへの移行時に、スロットルバルブの開度に対するエンジンの出力トルクの増加割合が変化する場合がある。そして、このような出力トルクの増加割合の変化を緩和するためには、モータ駆動型のスロットルバルブ（モータ駆動型スロットルバルブ）とケーブル駆動型のスロットルバルブ（ケーブル駆動型スロットルバルブ）とを併用し、該ケーブル駆動型スロットルバルブの開度に基づいてモータ駆動型スロットルバルブの開閉を制御するのが有効である。

例えば、４気筒エンジンにおいて、第１，第２気筒に対応してケーブル駆動型のケーブル駆動型スロットルバルブを設け、第３気筒及び第４気筒に対応してモータ駆動型のモータ駆動型スロットルバルブを設ける。そして、ケーブル駆動型スロットルバルブの開度に対してモータ駆動型スロットルバルブの開度が小さくなるようにモータを制御することにより、第１，第２気筒での出力トルクに比べ、第３，第４気筒での出力トルクは小さく抑えられる。

その結果、第１，第２気筒の夫々にて、負から正へと出力トルクが大きく増加する間、第３，第４気筒ではその出力トルクをマイナストルクに抑えておくことができる。この場合、第１〜第４気筒の出力トルクの和であるエンジンの出力トルクに注目すると、この間で増加する出力トルクの変化の割合が緩和される。従って、操縦者によるスロットルグリップの操作に対し、エンジンの出力トルクは円滑に応答し得る。

一方、このようなモータ駆動型スロットルバルブの開閉制御にあっては、モータへの入力信号に対するモータ駆動型スロットルバルブの応答性が高い程、精度が向上して有利である。従って、上述した構成とすることにより、モータ駆動型スロットルバルブ及びケーブル駆動型スロットルバルブを併用するスロットル装置において、モータ駆動型スロットルバルブに高い応答性を確保して、その開閉制御をより高精度に実現することができ、エンジンの出力トルクが増加する割合の変化を、より適切に緩和することができる。

本発明に係る自動二輪車は、車体の幅方向に沿って各気筒が配列される並列多気筒エンジンと、モータ及び該モータにより駆動されるモータ駆動型スロットルバルブを有し、前記エンジンの各気筒へ空気を導く複数の吸気流路のそれぞれを開閉するマルチスロットル装置とを備え、該マルチスロットル装置が有する前記モータは、その出力シャフトを前記モータ駆動型スロットルバルブを支持するバルブシャフトに平行になるようにして配置され、前記出力シャフトと前記バルブシャフトとはベルトを介して連動連結されている。

この場合、スロットル装置においてそのバルブシャフトに沿った方向の寸法が大型化するのを抑制することができるため、自動二輪車において幅方向に沿った寸法の大型化を抑制しつつ、上述したように高い応答性を有するスロットル装置を、駆動用のエンジンに装備することができる。

また、前記モータ駆動型スロットルバルブに対応する気筒以外の気筒に対応して設けられ、ケーブルを介してスロットル操作部に連動連結されるバルブシャフトに支持されるケーブル駆動型スロットルバルブと、該ケーブル駆動型スロットルバルブの開度を検出するスロットルポジションセンサと、該スロットルポジションセンサより与えられる検出信号に基づいて前記モータの駆動を制御する制御装置とを備えていてもよい。

この場合、モータ駆動型スロットルバルブ及びケーブル駆動型スロットルバルブを併用するスロットル装置において、モータ駆動型スロットルバルブに高い応答性を確保して、その開閉制御をより高精度に実現することができ、エンジンの出力トルクが増加する割合の変化を、より適切に緩和することができる。その結果、自動二輪車のスロットル操作感および乗り心地感の向上を図ることもできる。

また、前記モータ駆動型スロットルバルブは、前記並列多気筒エンジンが有する各気筒のうち車体の幅方向右側の気筒に対応して配置され、前記ケーブル駆動型スロットルバルブは、前記各気筒のうち車体の幅方向左側の気筒に対応して配置されていてもよい。

一般に、自動二輪車においてはハンドルバーの右グリップがスロットルグリップ（スロットル操作部）を成しており、ケーブル駆動型スロットルバルブのバルブシャフトとこのスロットル操作部との間には、チューブ内に挿入されたケーブルが配設されて両者を連結している。そして、スロットル操作部の操作性（スロットルグリップの回動し易さ）は、配設されたケーブルの曲率が大きい程、良好になる。

従って、上述したような構成とした場合、ケーブル駆動型スロットルバルブが車体の左側に位置するため、スロットル操作部とケーブル駆動型スロットルバルブとの間において、曲率半径を大きくしてケーブルを配設することができる。例えば、並列４気筒エンジンの場合、右側２気筒に対応してモータ駆動型スロットルバルブを、左側２気筒に対応してケーブル駆動型スロットルバルブを備える。そして、中央２気筒の吸気ポートの間、左側２気筒の吸気ポートの間、あるいは最も左端の吸気ポートの左側に、ケーブル駆動型スロットルバルブのバルブシャフトと一体的に回転するプーリを配置し、このプーリにケーブルの一端を接続すればよい。

また、左右で対を成すメインフレームを備え、前記スロットル装置は、この左右のメインフレームの間に配置されており、前記スロットルポジションセンサは、前記ケーブル駆動型スロットルバルブにおいて車体の幅方向の左側端部近傍に設けられていてもよい。この場合、左側のメインフレームにおいて、スロットルポジションセンサに対応する部分のみを切り欠くことにより、左右のメインフレームの間隔を狭めることが可能である。従って、車体の幅方向の寸法の大型化を抑制することができる。

本発明によれば、寸法の大型化、特にバルブシャフトに沿った方向の寸法の大型化を抑制しつつ、応答性の高いスロットル装置と、このようなスロットル装置を装備したエンジンにより駆動される自動二輪車とを提供することができる。
ができる。

以下、本発明に係るマルチスロットル装置を採用したヴィークルについて、自動二輪車を例にとり、図面を参照しつつ具体的に説明する。図１は、ロードスポーツタイプの自動二輪車を示す側面図である。図１に示すように、この自動二輪車１は車体の骨格を成すフレーム２を備えている。このフレーム２は、主として前後に延びる左右で対を成すメインフレーム２Ａ（図１では左側のメインフレームだけ示す）と、該メインフレーム２Ａの前部に設けられたヘッドパイプ２Ｂと、メインフレーム２Ａの後部に接続されたピボットフレーム２Ｃとから構成されている。

ヘッドパイプ２Ｂには、その下部にて前輪４を支持するフロントフォーク３が軸支され、このフロントフォーク３の上部にはハンドルバー５が設けられている。ピボットフレーム２Ｃには、その後部にて駆動輪たる後輪６を支持するスイングアーム７の前部が枢支されている。また、左右で対を成すメインフレーム２Ａ間には、エンジンＥがその上部を挟まれるようにして搭載されている。

このエンジンＥは、本実施の形態においては並列４気筒の４サイクルエンジンであり、各気筒が若干前傾した姿勢で搭載されている。このエンジンＥは、シリンダヘッドＥ₁（図２参照）の後部に図示しない吸気ポートを備え、該吸気ポートにはマルチスロットル装置２０が接続されている。一方、シリンダヘッドＥ₁の前部には図示しない排気ポートを備え、該排気ポートからは下方へ更には後方へ向かって排気管８が延設されている。

エンジンＥは、上記マルチスロットル装置２０を介して供給された吸気量に応じてトルクを発生する。エンジンＥが出力したトルクは、図示しないチェーン又はベルトなどを介して後輪６へ伝達され、自動二輪車１に推進力を与える。また、エンジンＥの上方には燃料タンク１０が配置されており、該燃料タンク１０の後方には操縦者が騎乗するシート１１が配置されている。

また、この自動二輪車１の場合、フレーム２の前部、フロントフォーク３の略全部、及びエンジンＥの略全部を覆うようにしてフェアリング１２が設けられている。そして、該フェアリング１２の前部にはヘッドライト１３が設けられており、また、シート１１の後方にはブレーキランプ１４が設けられている。これらヘッドライト１３及びブレーキランプ１４は、自動二輪車１に搭載されたバッテリ１５から供給された電力を利用して点灯する。

なお、本実施の形態における以下の説明では、図１に示す自動二輪車１のシート１１に搭乗した操縦者から見た方向の概念に基づいて記述する。

図２は、図１に示す自動二輪車１において燃料タンク１０を取り外し、マルチスロットル装置２０の搭載状況を示したII矢視図である。また、図３は、図２におけるマルチスロットル装置２０のIII矢視側面図である。図２に示すように、エンジンＥのシリンダヘッドＥ₁の後部にはマルチスロットル装置２０が取り付けられており、該マルチスロットル装置２０は、左右で対を成すメインフレーム２Ａ，２Ａの間に挟まれるように配置されている。

このマルチスロットル装置２０は、エンジンＥの４つの気筒（第１気筒〜第４気筒）３１〜３４に対応して４つの吸気管（第１吸気管〜第４吸気管）２１〜２４を備え、該第１吸気管２１〜第４吸気管２４内部の吸気流路（第１吸気流路〜第４吸気流路）２１Ａ〜２４Ａは、第１気筒３１〜第４気筒３４の夫々が有する図示しない吸気ポートに連通している。

第１吸気管２１〜第４吸気管２４内にはスロットルバルブ（第１バルブ〜第４バルブ）２１Ｂ〜２４Ｂが設けられており、このうち左側の第１バルブ２１Ｂ及び第２バルブ２２Ｂ（ケーブル駆動型スロットルバルブ）は第１バルブシャフト２５により一体的に支持され、右側の第３バルブ２３Ｂ及び第４バルブ２４Ｂ（モータ駆動型スロットルバルブ）は前記第１バルブシャフト２５とは別個の第２バルブシャフト２６により一体的に支持されている。従って、左側の第１バルブ２１Ｂ及び第２バルブ２２Ｂは一体的に動作して、第１吸気流路２１Ａ及び第２吸気流路２２Ａを同一開度に開閉し、またこれとは構成的に独立した状態で、右側の第３バルブ２３Ｂ及び第４バルブ２４Ｂは一体的に動作して、第３吸気流路２３Ａ及び第４吸気流路２４Ａを同一開度に開閉する。

第２吸気管２２と第３吸気管２３との間であって、第１バルブシャフト２５の右側端部には、該第１バルブシャフト２５と一体的に回転する第１プーリ４０が設けられている。この第１プーリ４０にはチューブ４１Ａ内に挿通されたケーブル４１の一端が接続され、その他端は、ハンドルバー５の右グリップ部分に設けられた回動自在のスロットルグリップ（スロットル操作部）４２に接続されている。また、第１プーリ４０に隣接して第１スプリング４３が設けられている。この第１スプリング４３は、第１バルブ２１Ｂ及び第２バルブ２２Ｂを全閉とするように第１バルブシャフト２５を付勢する。

従って、操縦者がスロットルグリップ４２を回動操作した場合、第１プーリ４０及び第１バルブシャフト２５は一体的に回動し、第１バルブ２１Ｂ及び第２バルブ２２Ｂは、スロットルグリップ４２の操作量に応じた開度になるよう開閉駆動される。また、操縦者がスロットルグリップ４２を解放した場合、第１スプリング４３の作用により第１バルブシャフト２５は閉方向へ回動され、第１バルブ２１Ｂ及び第２バルブ２２Ｂは全閉状態となる。このように、第１バルブ２１Ｂ及び第２バルブ２２Ｂは、操縦者によるスロットルグリップ４２の操作に応じ、ケーブル４１を介して直接的に駆動されるケーブル駆動型スロットルバルブを成している。

また、ケーブル４１が接続される第１プーリ４０が、第２吸気管２２と第３吸気管２３との間に設けられているため、ステアリンググリップ４２と第１プーリ４０との間に配設されるケーブル４１は、その曲率が比較的大きくなる。従って、操縦者がステアリンググリップ４２を回動する際の操作性に優れている。なお、第１吸気管２１と第２吸気管２２との間、あるいは第１吸気管２１の左側に第１プーリ４０を配置してもよい。この場合は更に曲率を大きくしてケーブル４１を配設することができるため、より優れたステアリンググリップ４２の操作性を得ることができる。

第１バルブシャフト２５の左側の端部には、第１スロットルポジションセンサ（Throttle Position Senser：以下、「第１ＴＰＳ」と略称する）４４が設けられている。この第１ＴＰＳ４４は、第１バルブ２１Ｂ及び第２バルブ２２Ｂの開度を検出し、電気信号にして出力する。そして、出力された電気信号は、自動二輪車１に搭載され且つ第１ＴＰＳ４４との間で電気的に接続された後述するＥＣＵ（Electronic Control Unit）４６へ送られる（図４参照）。

ところで、左側のメインフレーム２Ａにおける車体内側部分（右側部分）には、この第１ＴＰＳ４４に対応する部分に切欠部４４Ａが形成されており、第１ＴＰＳ４４はこの切欠部４４Ａ内に配置されている。従って、左側のメインフレーム２Ａは、第１ＴＰＳ４４が切欠部４４Ａへ収納されている寸法分だけ車体の内側（右側）に位置し、車体の幅寸法の大型化が抑制されている。

図２及び図３に示すように、第４吸気管２４の下方には直流モータＭが配置されている。この直流モータＭは、その出力シャフト５２の軸径方向寸法が比較的小さく且つ軸長方向寸法が比較的大きく構成され、第２バルブシャフト２６と出力シャフト５２とが平行になるように配置されている。第４吸気管２４の右側であって、第２バルブシャフト２６の右側端部には、該第２バルブシャフト２６と一体的に回転する第２プーリ５０が設けられ、直流モータＭの出力シャフト５２における右側への突出部分には第３プーリ５３が設けられている。この第３プーリ５３は前記第２プーリ５０の下方に位置し、両者間にはベルト５４が巻回されている。

直流モータＭを上述したように配置し、その出力シャフト５２と第２バルブシャフト２６とをベルト５４により連動連結することにより、直流モータＭの駆動に対する第２バルブシャフト２６の応答性を向上させることができると同時に、マルチスロットル装置２０における左右の寸法（バルブシャフト２５，２６の軸長方向寸法）の大型化を抑制することができる。

図２に示すように、第２バルブシャフト２６の第２プーリ５０に隣接して第２スプリング５５が設けられている。この第２スプリング５５は、第３バルブ２３Ｂ及び第４バルブ２４Ｂを全閉とするように第２バルブシャフト２６を付勢する。更に、前記直流モータＭは、ＥＣＵ４６との間で電気的に接続されており（図４参照）、このＥＣＵ４６からの制御信号に基づいて回転駆動する。

直流モータＭが駆動すると、その出力シャフト５２が発生する回転動力は、第２プーリ５０，第３プーリ５３，及びベルト５４を介して第２バルブシャフト２６へ伝達され、該第２バルブシャフト２６が回動する。その結果、第３バルブ２３Ｂ及び第４バルブ２４Ｂは所定の開度になるように開閉駆動される。また、直流モータＭを駆動する電流が低減された場合は、第２スプリング５５の作用により第２バルブシャフト２６は閉方向へ回動され、第３バルブ２３Ｂ及び第４バルブ２４Ｂは全閉状態となる。このように、第３バルブ２３Ｂ及び第４バルブ２４Ｂは、直流モータＭにより駆動されるモータ駆動型スロットルバルブを成している。

また、第２バルブシャフト２６の右側端部には、第２スロットルポジションセンサ（以下、「第２ＴＰＳ」と略称する）５７が設けられている。この第２ＴＰＳ５７は、第３バルブ２３Ｂ及び第４バルブ２４Ｂの開度を検出し、電気信号にして出力する。そして、出力された電気信号は、第２ＴＰＳ５７との間で電気的に接続されたＥＣＵ４６へ送られる。

ところで、右側のメインフレーム２Ａにおいてこの第１ＴＰＳ５７に対応する部分には、車体の内外（左右）へ貫通する貫通孔５７Ａが形成されており、第１ＴＰＳ４４はこの貫通孔５７Ａ内に配置されている。従って、右側のメインフレーム２Ａは、第２ＴＰＳ５７が貫通孔５７Ａへ収納されている寸法分だけ車体の内側（左側）に位置し、車体の幅寸法の大型化が抑制されている。

図４は、図２に示すマルチスロットル装置２０と、該マルチスロットル装置２０の動作制御に関連する周辺機器との構成を示す模式図である。既に述べたように自動二輪車１はＥＣＵ４６を搭載し、このＥＣＵ４６は、直流モータＭとの間で結線５６を介して接続され、第１ＴＰＳ４４との間で結線４５を介して接続され、また、第２ＴＰＳ５７との間で結線５８を介して接続されている。更に、ＥＣＵ４６は、エンジンＥの回転数を検出するクランクポジションセンサ（Crank Position Sensor：以下、「ＣＰＳ」と略称する）５９にも接続されており、電力線６０を介して接続されたバッテリ１５から供給される電力によって動作する。一方、このバッテリ１５には、上記ＥＣＵ４６の他、ヘッドライト１３，ブレーキランプ１４など、様々の電気部品、電子部品が接続され、これらに電力を供給している。

次に、第３バルブ２３Ｂ及び第４バルブ２４Ｂの動作を制御するＥＣＵ４６の動作を概略的に説明する。図５は、マルチスロットル装置２０の制御に関するＥＣＵ４６の主たる動作の流れを示すフローチャートであり、繰り返し行われる動作の１つを示す。図３に示すように、ＥＣＵ４６は、第１バルブ２１Ｂ及び第２バルブ２２Ｂの開度として第１ＴＰＳ４４での検出信号の電圧値（例えば、"2.0(V)"）を取得し、第３バルブ２３Ｂ及び第４バルブ２４Ｂの開度として第２ＴＰＳ５７での検出信号の電圧値（例えば、"1.2(V)"）を取得し、更に、エンジンＥの回転数（例えば、"5000(rpm)"）を取得する（Ｓ１）。次に、ＥＣＵ４６内のメモリに予め記憶されているバルブ制御マップを参照する（Ｓ２）。

このバルブ制御マップは、ステップ１で取得されたエンジンＥの回転数と、第１バルブ２１Ｂ及び第２バルブ２２Ｂの開度とに基づき、第３バルブ２３Ｂ及び第４バルブ２４Ｂの目標開度を取得するためのものであり、図６にその一例を示す。図６に示すバルブ制御マップＭ１は、第１バルブ２１Ｂ及び第２バルブ２２Ｂの開度、即ち第１ＴＰＳ４４での検出信号の電圧値(V)を列項目Ｍ₁₁とし、エンジンＥの回転数(rpm)を行項目Ｍ₁₂としている。そして、第３バルブ２３Ｂ及び第４バルブ２４Ｂの目標開度、即ち第２ＴＰＳ５７による検出信号の目標電圧値(V)が、上記列項目Ｍ₁₁及び行項目Ｍ₁₂に対応付けられて各セルＭ₁₃，Ｍ₁₃，…に与えられている。

例えば、図６に示すように、第１ＴＰＳ４４での検出信号の電圧値が2.0(V)、エンジンＥの回転数が5000(rpm)であった場合、第２ＴＰＳ５７による検出信号の目標電圧値は1.6(V)である。この状態から操縦者がスロットルグリップ４２を回動し、エンジンＥの回転数は上と同じく5000(rpm)であって第１ＴＰＳ４４での検出信号の電圧値が2.4(V)となった場合、第２ＴＰＳ５７による検出信号の目標電圧値は2.0(V)となる。

このように、本実施の形態では、第１ＴＰＳ４４での検出信号の電圧値の増加（2.0〜2.4）に対し、第２ＴＰＳ５７での検出信号の目標電圧値は若干遅れ気味に増加（1.6〜2.0）するよう設定されている。従って、第１バルブ２１Ｂ及び第２バルブ２２Ｂの開度変化に対し、第３バルブ２３Ｂ及び第４バルブ２４Ｂの開度変化は若干遅れ気味になる。なお、図６に示すバルブ制御マップＭ１において、"***"と記載されているセルがあるが、このセルにも第２ＴＰＳ５７での検出信号の目標電圧値が適宜与えられている。

続いて、このようなバルブ制御マップＭ１を参照することにより、ＥＣＵ４６は、第２ＴＰＳ５７による検出信号の目標電圧値（例えば、"2.0(V)"）を取得し（Ｓ３）、この目標電圧値と、ステップ１にて取得した第２ＴＰＳ５７での検出信号の電圧値との偏差を算出する（Ｓ４）。具体的には、ステップ１で取得した第２ＴＰＳ５７による検出信号の電圧値（現状電圧値）が1.2(V)、ステップ３で取得した目標電圧値が2.0(V)であった場合、目標電圧値から現状電圧値を差し引いた値"0.8(V)"がステップ４で得られる偏差となる。そして、ＥＣＵ４６は、この偏差に応じて（偏差を0とするように）直流モータＭを制御する（Ｓ５）。その結果、第３バルブ２３Ｂ及び第４バルブ２４Ｂは、第２ＴＰＳ５７での検出信号の電圧値が上記ステップ３で取得された目標電圧値と一致するように駆動される。

一方、第１ＴＰＳ４４及び第２ＴＰＳ５７による検出信号とＣＰＳ５９による検出信号とに基づき、ＥＣＵ４６は、図示しないフューエルインジェクション及びイグニッションの動作も制御する。図７は、燃料噴射量を取得するためのフューエルインジェクションマップＭ２と、混合気への点火タイミングを取得するためのイグニッションマップＭ３とを示す図表である。このフューエルインジェクションマップＭ２は、第１ＴＰＳ４４及び第２ＴＰＳ５７での検出信号の電圧値(V)を列項目Ｍ₂₁とし、エンジンＥの回転数(rpm)を行項目Ｍ₂₂としている。そして、燃料噴射量が上記列項目Ｍ₂₁及び行項目Ｍ₂₂に対応付けられて各セルＭ₂₃，Ｍ₂₃，…に与えられている。ＥＣＵ４６は、第１ＴＰＳ４４，第２ＴＰＳ５７，及びＣＰＳ５９からの検出信号を得ると、このフューエルインジェクションマップＭ２を参照して各気筒３１〜３４に対する燃料噴射量を取得する。

また、イグニッションマップＭ３は、上記フューエルインジェクションマップＭ２と同様の構成をしているため、図５においてはその内容を省略しているが、列項目及び行項目は上記フューエルインジェクションマップと同じであり、各セルには点火タイミングが与えられている。

なお、本実施の形態に示すエンジンＥは、第１気筒３１〜第４気筒３４が一列に配置され、第１気筒３１と第４気筒３４とが対照的な構成であり、第２気筒３２と第３気筒３３とが対照的な構成になっている。従って、第１気筒３１に関するフューエルインジェクションマップＭ２及びイグニッションマップＭ３と、第４気筒３４に関するフューエルインジェクションマップＭ２及びイグニッションマップＭ３とはほぼ同じ内容になっている。同様に、第２気筒３２と第３気筒３３とについても、それぞれのフューエルインジェクションマップＭ２とイグニッションマップＭ３とはほぼ同じ内容になっている。

ＥＣＵ４６が上述したような動作をすることにより、操縦者がスロットルグリップ４２を操作した場合、エンジンＥが有する各気筒３１〜３４は、以下に説明するように動作する。

図８は、第１バルブ２１Ｂ〜第４バルブ２４Ｂが略全閉状態から、操縦者がスロットルグリップ４２を徐々に回動させていった場合の、各気筒３１〜３４にて出力される最大トルクの経時変化、及び１気筒当たりの平均最大トルクの経時変化の一例を示すグラフである。このグラフ中において、スロットルグリップ４２の回動と共に変化する第１バルブ２１Ｂ及び第２バルブ２２Ｂの開度変化は細実線Ｖで示し、第１気筒３１（＃１）又は第２気筒３２（＃２）での出力トルクの経時変化は一点鎖線Ｔ₁₂、第３気筒３３（＃３）又は第４気筒３４（＃４）での出力トルクの経時変化は破線Ｔ₃₄、１気筒当たりの平均出力トルクの経時変化は太実線Ｔ_Aでそれぞれ示している。

図８の一点鎖線Ｔ₁₂及び破線Ｔ₃₄に示すように、第１気筒３１〜第４気筒３４での出力トルクは、スロットルグリップ４２が回動されて第１バルブ２１Ｂ及び第２バルブ２２Ｂが開くに従って増加する。第１気筒３１及び第２気筒３２は、一点鎖線Ｔ₁₂に示すように、スロットル開度が比較的小さい間、緩やかに増加する負のトルクを出力し、スロットル開度がある値（Ｖ₁）に達した後は比較的大きな割合で増加して負から正へとその出力トルクが変化する。そして、スロットル開度が更に大きなある値（Ｖ₂：Ｖ₂＞Ｖ₁）に達した後は、出力トルクは再び緩やかな増加特性を呈する。一方、第３気筒３３及び第４気筒３４での出力トルクは、破線Ｔ₃₄に示すように、上述したような第１気筒３１及び第２気筒３２での出力トルクの変化に対して若干遅れて追従するように増加する。

ところで、エンジンＥの１気筒当たりの平均最大トルクは、第１気筒３１〜第４気筒３４にて同時期に出力されたトルクを気筒数４で除した値となるため、図８の太実線Ｔ_Aに示すようにその経時変化は、第１気筒３１〜第４気筒３４のそれぞれの気筒でのトルクの経時変化に比べて全体的に緩やかな増加特性を呈する。従って、エンジンＥは、操縦者によるスロットルグリップ４２の回動操作に伴い、滑らかに変化するようにトルクを出力する。

図９は、第１バルブ２１Ｂ及び第２バルブ２２Ｂでのスロットル開度を基準とし、このスロットル開度を時間の経過と共に徐々に大きくしていったときの、第１気筒３１〜第４気筒３４の夫々で出力されるトルクの一例を示すグラフである。図９に示すように、このエンジンＥでは、第１気筒３１（＃１）、第２気筒３２（＃２）、第４気筒３４（＃４）、第３気筒３３（＃３）の順に燃焼が進められる。従って、ケーブル駆動型スロットルバルブ（第１バルブ２１Ｂ、第２バルブ２２Ｂ）に対応する第１気筒３１及び第２気筒３２が連続的に燃焼行程を迎え、次に、モータ駆動型スロットルバルブ（第３バルブ２３Ｂ、第４バルブ２４Ｂ）に対応する第３気筒３３及び第４気筒３４が燃焼行程を迎える。

また、図８を用いて説明したように、第１気筒３１及び第２気筒３２での出力トルクの増加変化に対し、第３気筒３３及び第４気筒３４での出力トルクは若干遅れて増加する。従って、図９に示すように、第３気筒３３及び第４気筒３４では、直前の第１気筒３１及び第２気筒３２での出力トルクに比べて小さなトルクが出力される。

このように各気筒３１〜３４にて出力されるトルクを制御した場合、駆動輪たる後輪６が地面Ｇ（図１参照）へ与える圧力が断続的に変化し、その結果、比較的強いトラクションが発生する。従って、特に停止時または低速走行時から自動二輪車１を加速させる場合には、上述したような強いトラクションは大きな好ましい加速力を生み出す。

ところで、このようなＥＣＵ４６による制御にあっては、スロットルグリップ４２の回動操作があった場合に、直流モータＭへ制御信号を出力（図５に示すステップ６）した後、可及的速やかに第３バルブ２３Ｂ及び第４バルブ２４Ｂが開閉駆動するのが好ましい。従って、応答性に優れた本実施の形態に係るスロットル装置２０は、上述した制御において特に適しているといえる。

なお、図６及び図７を用いて説明したＥＣＵ４６による制御は、予め用意された制御マップを用いて実現される。しかし、これに限られるものではなく、例えば、エンジンＥの回転数（ｒｐｍ）と第１ＴＰＳ４４で検出された第１バルブ２１Ｂ及び第２バルブ２２Ｂの開度（％）とを入力値とし、第３バルブ２３Ｂ及び第４バルブ２４Ｂの開度（％）を出力値とする１又は複数の演算式を用いて実現することもできる。

また、本実施の形態では、並列４気筒の４サイクルエンジンを例にとって説明したが、本発明が適用されるエンジンはこれに限られない。例えば、直列４気筒エンジン、Ｖ型２気筒エンジンなど、２気筒以上を有するエンジンであれば、なんらの制限なく本発明を適用することができる。

更に、本実施の形態では、ロードスポーツタイプの自動二輪車を例にとって説明したが、本発明はこれ以外にも適用可能である。例えば、アメリカンタイプの自動二輪車、四輪バギー等のように駆動輪を有する車両の他、ウォータージェットポンプを推進機構とする小型滑走艇など、様々のヴィークルに対して本発明を適用することができる。そして、スロットル装置の寸法を小型化できる点で、スロットル装置が装備されたエンジンの搭載スペースが狭小なヴィークルにとって特に有用な発明である。

本発明は、寸法の大型化、特にバルブシャフトに沿った方向の寸法の大型化を抑制しつつ、モータの駆動に対するバルブの開閉動作の応答性の更なる向上が求められるスロットル装置、及びこれを採用した自動二輪車に適用することができる。

本発明の実施の形態に係るマルチスロットル装置を採用した自動二輪車の左側面図である。 図１に示す自動二輪車において燃料タンクを取り外し、マルチスロットル装置の搭載状況を示したII矢視図である。 図２におけるマルチスロットル装置のIII矢視側面図である。 図２に示すマルチスロットル装置と、該マルチスロットル装置の動作制御に関連する周辺機器との構成を示す模式図である。 図４に示すＥＣＵにおけるマルチスロットル装置の制御に関する主たる動作の流れを示すフローチャートである。 ＥＣＵの動作に関るバルブ制御マップの一例を示す図表である。 ＥＣＵの動作に関るフューエルインジェクションマップ及びイグニッションマップの一例を示す図表である。 第１バルブ〜第４バルブが略全閉状態から、操縦者がスロットルグリップを徐々に回動させていった場合の、各気筒にて出力される最大トルクの経時変化、及び１気筒当たりの平均最大トルクの経時変化の一例を示すグラフである。 第１バルブ及び第２バルブでのスロットル開度を基準とし、このスロットル開度を時間の経過と共に徐々に大きくしていくときの、第１〜第４気筒の夫々で出力されるトルクの一例を示すグラフである。

符号の説明

１ 自動二輪車
２ フレーム
２Ａ メインフレーム
５ ハンドルバー
２０ マルチスロットル装置
２１ 第１吸気管
２１Ｂ 第１バルブ（ケーブル駆動型スロットルバルブ）
２２ 第２吸気管
２２Ｂ 第２バルブ（ケーブル駆動型スロットルバルブ）
２３ 第３吸気管
２３Ｂ 第３バルブ（モータ駆動型スロットルバルブ）
２４ 第４吸気管
２４Ｂ 第４バルブ（モータ駆動型スロットルバルブ）
２５ 第１バルブシャフト
２６ 第２バルブシャフト
３１ 第１気筒
３２ 第２気筒
３３ 第３気筒
３４ 第４気筒
４０ 第１プーリ
４１ ケーブル
４１Ａ チューブ
４２ スロットルグリップ
４４ 第１ＴＰＳ（第１スロットルポジションセンサ）
４６ ＥＣＵ
５０ 第２プーリ
５１ 直流モータ
５３ 第３プーリ
５４ ベルト
５５ 第２スプリング
５７ 第２ＴＰＳ（第２スロットルポジションセンサ）
Ｅ エンジン

Claims (6)

1. ヴィークル駆動用の多気筒エンジンに装備されるスロットル装置であって、
   エンジンの気筒へ空気を導く吸気流路を開閉するモータ駆動型スロットルバルブと、
   該モータ駆動型スロットルバルブを開閉駆動するモータとを備え、
   該モータは、その出力シャフトを前記モータ駆動型スロットルバルブを支持するバルブシャフトに平行になるようにして配置され、前記出力シャフトと前記バルブシャフトとはベルトを介して連動連結されていることを特徴とするスロットル装置。
2. 前記モータ駆動型スロットルバルブに対応する気筒以外の気筒に対応して設けられ、ケーブルを介してスロットル操作部に連動連結されるバルブシャフトに支持されるケーブル駆動型スロットルバルブと、
   該ケーブル駆動型スロットルバルブの開度を検出するスロットルポジションセンサとを備え、
   該スロットルポジションセンサより与えられる検出信号に基づいて前記モータの駆動が制御されることを特徴とする請求項１に記載のスロットル装置。
3. 車体の幅方向に沿って各気筒が配列される並列多気筒エンジンと、
   モータ及び該モータにより駆動されるモータ駆動型スロットルバルブを有し、前記エンジンの各気筒へ空気を導く複数の吸気流路のそれぞれを開閉するマルチスロットル装置とを備え、
   該マルチスロットル装置が有する前記モータは、その出力シャフトを前記モータ駆動型スロットルバルブを支持するバルブシャフトに平行になるようにして配置され、前記出力シャフトと前記バルブシャフトとはベルトを介して連動連結されていることを特徴とする自動二輪車。
4. 前記モータ駆動型スロットルバルブに対応する気筒以外の気筒に対応して設けられ、ケーブルを介してスロットル操作部に連動連結されるバルブシャフトに支持されるケーブル駆動型スロットルバルブと、
   該ケーブル駆動型スロットルバルブの開度を検出するスロットルポジションセンサと、
   該スロットルポジションセンサより与えられる検出信号に基づいて前記モータの駆動を制御する制御装置と
   を備えることを特徴とする請求項３に記載の自動二輪車。
5. 前記モータ駆動型スロットルバルブは、前記並列多気筒エンジンが有する各気筒のうち車体の幅方向右側の気筒に対応して配置され、前記ケーブル駆動型スロットルバルブは、前記各気筒のうち車体の幅方向左側の気筒に対応して配置されていることを特徴とする請求項４に記載の自動二輪車。
6. 左右で対を成すメインフレームを備え、前記スロットル装置は、この左右のメインフレームの間に配置されており、前記スロットルポジションセンサは、前記ケーブル駆動型スロットルバルブにおいて車体の幅方向の左側端部近傍に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の自動二輪車。
   
   
   
   

Images