JP2008231990A - Motorcycle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃焼によるピストンの移動を、出力軸の回転に変換して取り出すように構成されたエンジンを備えた自動二輪車に関する。 The present invention relates to a motorcycle including an engine configured to convert a movement of a piston due to combustion into a rotation of an output shaft and take it out.
例えば、モトGPロードレーサ用高出力・高トクルエンジンを搭載した自動二輪車では、直進路におけるエンジン回転の急速な上昇が要求されるため、クランク軸の慣性マスをできるだけ小さくするのが一般的である。一方、エンジン回転の急速な上昇を可能にするほど、コーナリング時(バンク中)にスロットルを開け過ぎると後輪がドリフトし易いので、微妙なスロットル操作が要求される。 For example, in a motorcycle equipped with a high-power / high-torque engine for a MotoGP road racer, it is generally required to make the inertia mass of the crankshaft as small as possible because a rapid increase in engine rotation on a straight path is required. On the other hand, the more the engine speed can be increased rapidly, the more easily the rear wheel drifts when the throttle is opened too much during cornering (in the bank), so a delicate throttle operation is required.
このようなコーナリング時のスロットル操作を容易化できるようにするため、従来は、車両の運転状態に応じて点火時期、燃料噴射量,スロットル開度を制御することが行われている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、上記エンジンの燃焼を制御することによりコーナリング時のスロットル操作を容易化する従来例の場合、ライダの操作フィーリングとエンジンの動作とが一致しない場合があり、スロットルの操作性に対する改善が要請されている。 By the way, in the case of the conventional example in which the throttle operation during cornering is facilitated by controlling the combustion of the engine, the rider's feeling of operation and the operation of the engine may not coincide with each other, and improvement of the throttle operability is required. Has been.
なお、操作フィーリングとエンジン動作とを一致させるには、予めクランクマスを大きく設定することが有利と考えられる。しかし、クランクマスを大きくするとスロットルを全開操作した時のエンジン回転の立ち上がりが遅れるという問題が生じる。 In order to make the operation feeling coincide with the engine operation, it is considered advantageous to set a large crank mass in advance. However, when the crank mass is increased, there arises a problem that the start of the engine rotation is delayed when the throttle is fully opened.
本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされたもので、スロットル全開操作時のエンジン回転の立ち上がりを確保しつつ、コーナリング時のスロットルの操作性を向上できる自動二輪車を提供することを課題としている。 The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and it is an object of the present invention to provide a motorcycle capable of improving the operability of the throttle at the cornering while ensuring the rising of the engine rotation at the time of fully opening the throttle. .
本発明は、燃焼によるピストンの移動を出力軸の回転に変換して取り出すように構成されたエンジンを備えた自動二輪車であって、上記エンジンは、上記出力軸に回転抵抗となる負荷を付与する出力軸負荷付与機構を備えていることを特徴としている。 The present invention is a motorcycle including an engine configured to convert and extract the movement of a piston due to combustion into rotation of an output shaft, and the engine applies a load serving as rotational resistance to the output shaft. An output shaft load applying mechanism is provided.
本発明に係る自動二輪車によれば、出力軸に回転抵抗となる負荷を付与するようにしたので、出力軸の実際の回転マスはそのままで、上記負荷の分だけ回転マスが大きくなったのと同等の作用効果が得られる。これにより、例えばコーナリング時におけるスロットル操作を容易に行うことができる。 According to the motorcycle according to the present invention, the load serving as the rotational resistance is applied to the output shaft, so that the actual rotational mass of the output shaft remains as it is and the rotational mass increases by the amount of the load. Equivalent effects can be obtained. Thereby, for example, the throttle operation during cornering can be easily performed.
また本発明では、燃焼による荷重を直接受ける出力軸に負荷を付与するように構成されているので、例えば、出力軸以降の軸に負荷を付与する場合に比較して、ダイレクト感が得られ、ライダの操作フィーリングを良好なものにできる。 Further, in the present invention, since it is configured to apply a load to the output shaft that directly receives a load due to combustion, for example, a direct feeling is obtained as compared with a case where a load is applied to the shaft after the output shaft, The rider's operational feeling can be improved.
さらにまた例えば直線路では、上記クランク軸への負荷を解除することにより、本来の軽いクランクマスとなり、スロットル開操作に応じたエンジン回転数の上昇を確保することができる。 Furthermore, for example, on a straight road, by releasing the load on the crankshaft, an original light crank mass is obtained, and an increase in the engine speed corresponding to the throttle opening operation can be ensured.
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1ないし図6は、本発明の第1実施形態による自動二輪車を説明するための図である。なお、本実施形態の説明の中で前後,左右という場合は、シートに着座した状態で見た場合の前後,左右を意味する。 1 to 6 are views for explaining a motorcycle according to a first embodiment of the present invention. In the description of the present embodiment, the terms front and rear and left and right mean front and rear and left and right when viewed in a seated state.
図において、1はモトGPロードレーサに採用される自動二輪車を示している。該自動二輪車1は、車体フレーム2の前端に配置されたヘッドパイプ3によりフロントフォーク4を左右操向可能に枢支し、該フロントフォーク4の下端部に前輪5を配置するとともに、上端部に操向ハンドル(不図示)を配置し、上記車体フレーム2の後端部により上下揺動可能に支持されたリヤアーム6に後輪7を配置し、さらに上記車体フレーム2上に燃料タンク8,シート9を配置した概略構造を有する。
In the figure,
上記リヤアーム6と車体フレーム2との間には、リンク機構10を介してリヤクッション11が介設されている。
A
また上記ヘッドパイプ3の前側はフロントカバー12で覆われており、車体フレーム2の左,右外側はサイドカバー13で覆われている。
The front side of the
上記車体フレーム2は、上記ヘッドパイプ3から後斜め下方に延びる左,右のメインフレーム2a,2aと、該左,右のメインフレーム2aの後端部から後斜め上向きに延びるシートレール2bとを有する。この左,右のメインフレーム2aに上記燃料タンク8が搭載され、上記シートレール2bに上記シート9が搭載されている。
The
上記自動二輪車1は、燃焼によるピストン18の往復移動をコンロッド19を介してクランク軸(出力軸)20の回転に変換し、出力するように構成されたエンジン21を備えている。
The
上記エンジン21は、水冷式4サイクル並列4気筒エンジンであり、気筒軸線を前傾させるとともに上記クランク軸20を車幅方向に向けて上記車体フレーム2に搭載され、上記左,右のメインフレーム2aにより懸架支持されている。
The
上記エンジン21は、変速機ケース26が一体化されたクランクケース22の上合面に、4つのシリンダボア(気筒)23aが車幅方向に並列配置されたシリンダブロック23を接続し、該シリンダブロック23の上合面にシリンダヘッド24,ヘッドカバー25を接続するとともに、上記クランクケース22の底合面にオイルパン27を接続した構造を有する。
In the
上記変速機ケース26内には変速装置30が収容されている。この変速装置30は、上記クランク軸20と平行に配置され、入力ギヤ群31が設けられたメイン軸32と、該入力ギヤ群31に噛合する出力ギヤ群33が設けられたドライブ軸34とを有する。
A
上記メイン軸32の右端部には、クラッチ機構35が装着されている。該クラッチ機構35は、メイン軸32の軸芯に挿入されたプッシュロッド36を進退させることによりエンジン動力を接続又は遮断する。
A
上記ドライブ軸34の変速機ケース26から外方に突出する突出部34aには駆動スプロケット37が装着されている。該駆動スプロケット37は、チェーン38を介して上記後輪7の後輪スプロケット7aに連結されている。
A
上記シリンダブロック23の各シリンダボア23a内に上記ピストン18が摺動自在に挿入配置されている。該各ピストン18のピストンピン18aに上記コンロッド19の小端部19aが連結され、上記クランク軸20の各クランクピン20aにコンロッド19の大端部19bが連結されている。
The
上記シリンダヘッド24の下合面には、4つの燃焼凹部24aが各シリンダボア23aに対向するよう形成されている。該燃焼凹部24aとピストン18の頂面18bとで囲まれた空間が燃焼室aとなっている。
Four
上記シリンダヘッド24には、各燃焼凹部24aに開口する吸気ポート24b,排気ポート24cが形成され、該各ポート開口は吸気弁40,排気弁41により開閉可能となっている。上記各吸気ポート24bには吸気管15が接続され、各吸気管15は共通のエアクリーナ(不図示)に接続されている。上記各排気ポート24cには排気管16が接続され、各排気管16は共通のマフラ17に接続されている。上記各吸気管15には燃料噴射弁(不図示)が装着され、燃焼凹部24aの中心部に点火プラグ(不図示)が装着されている。
The
上記吸気弁40,排気弁41には、該各弁40,41を開閉駆動する吸気カム軸42,排気カム軸43が当接している。該吸気,排気カム軸42,43は、クランク軸20と平行に配置され、該クランク軸20の右端部に形成されたカム駆動歯20bによりタイミングチェーン44を介して回転駆動される。
The
該タイミングチェーン44は、クランクケース22,シリンダブロック23,シリンダヘッド24に右側端部に形成されたチェーン収容室bに配置されている。
The
上記クランク軸20のカム駆動ギヤ20bの内側にはロータ45が装着され、該ロータ45に対向するようにクランク回転角度を検出するピックアップ46が配置されている。
A
上記チェーン収容室bを構成するクランクケース22のクランク軸20に臨む部分にはメンテナンス開口22aが形成され、該開口22aにはカバー部材47が着脱可能に取り付けられている。
A maintenance opening 22a is formed in a portion of the
上記クランク軸20の各クランクジャーナル20cは、クランクケース22の上下分割合面に形成された各ボス部22bにより軸受28を介在させて軸支されている。
Each
上記クランク軸20には駆動ギヤ20dが形成されており、該駆動ギヤ20dには、上記メイン軸32にゴム製のダンパ(不図示)を介在させて装着されたメインギヤ32aが噛合している。
A
上記エンジン21は、上記クランク軸20に回転抵抗となる負荷を付与するクランク負荷付与機構(出力軸負荷付与機構)50を備えている。
The
このクランク負荷付与機構50は、上記クランク軸20に装着された摩擦板51と、該摩擦板51に摺接可能に配置された押圧部材52と、該押圧部材52を上記摩擦板51に押圧するアクチュエータ53と、車両運転状態に応じて上記アクチュエータ53を駆動制御するECU54とを備えており、詳細には、以下の構造を有する。
The crank
上記摩擦板51は、上記クランク軸20のロータ45の反対側の左端部20fに配置されており、円板状のベース板51aと、該ベース板51aの外周面に固定された環状のパッド51bとを有する。なお、49は、上記クランク軸20の左端部20fとクランクケース22との間をシールするオイルシールである。
The
上記ベース板51aは、上記クランク軸20の左端面20eに外側から挿入された固定ボルト55により該クランク軸20に着脱可能に固定されている。
The
上記押圧部材52は、クランク軸20と平行に配置されており、上記パッド51bに若干の隙間をあけて対向するよう配置されている。
The pressing
上記アクチュエータ53は、上記クランク軸20と平行に配置された油圧シリンダ53a内にピストンロッド53bを進退自在に挿入配置した概略構造を有し、該ピストンロッド53bに上記押圧部材52が着脱可能に固定されている。
The
押圧部材52が前進して摩擦板51のパッド51bに摺接することにより摩擦力が発生し、該摩擦力によってクランク軸20のクランクマス(回転マス)が大きくなり、回転速度の上昇が抑えられる。押圧部材52が後退すると、摩擦力が除去され、クランク軸20は本来のクランクマスとなる。
When the pressing
上記クランクケース22の左側壁には、カバー部材56が上記クランク負荷付与機構50を囲むように気密に装着され、該カバー部材56はクランクケース22にボルト57により着脱可能に取り付けられている。該カバー部材56を取り外すことにより、摩擦板51,押圧部材52の交換,メンテナンスが行えるようになっている。
A
上記ECU54は、バンク角,エンジン回転数,スロットル開度応じて上記クランク軸20への負荷の大きさを可変制御するマップを備えている。具体的には、上記ECU54は、バンク角が大きいときの負荷をバンク角が小さいときの負荷より大きくするように制御し、エンジン回転数とスロットル開度の一方又は両方が小さいときの負荷を大きいときの負荷より大きくするよう制御する。例えば、図5に示すように、バンク角が50度のときに、エンジン回転数,スロットル開度が共に小さいときに上記負荷を最も大きい5とし、エンジン回転数,スロットル開度が大きくなるに伴って上記負荷を4〜1と小さくし、エンジン回転数,スロットル開度が所低値を越えると負荷をゼロにする。
The
本実施形態によれば、車両運転状態に応じてクランク軸20に回転抵抗となる負荷を付与するようにしたので、クランク軸20自体はエンジン回転の急速な上昇に対応できるクランクマスとしながら、上記負荷の分だけクランクマスが大きくなったのと同等の作用効果が得られる。コーナリング時には上記クランクマスを大きくなるよう上記負荷を増加させることにより、スロットル操作を容易に行うことができる。特にコーナ出口付近でのスロットル開け始めの唐突なパワー上昇を抑えることができ、スロットルの開操作に対する操作性を向上できる。
According to the present embodiment, since the load serving as the rotational resistance is applied to the
本実施形態では、燃焼による荷重を直接受けるクランク軸20に直接負荷を付与するので、例えばクランク軸以降の出力軸に負荷を加えるようにした場合に比較して応答性を高めることができ、ライダの操作フィーリングとエンジン動作とのずれをなくすことができる。詳細には、上記クランク負荷付与機構を、クランク軸より下流側の回転軸に設けた場合、間にダンパ等が介在することとなり、操作フィーリングにずれが生じる可能性がある。
In the present embodiment, since the load is directly applied to the
また上記クランク軸20への負荷を除去することにより、直線路では、クランク軸20本来の小さなクランクマスとなり、スロットル全開操作に応じてエンジン回転速度を急速に上昇させることができる。
In addition, by removing the load on the
本実施形態では、バンク角が大きいときの負荷を、小さいときの負荷より大きくし、またエンジン回転数,スロットル開度が小さくときの負荷を、大きいときの負荷より大きくしたので、コーナリング時のスロットル操作をより容易に行うことができる。 In this embodiment, the load when the bank angle is large is made larger than the load when it is small, and the load when the engine speed and throttle opening is small is made larger than the load when it is large. The operation can be performed more easily.
ここで、上記実施形態では、バンク角度と、エンジン回転数及びスロットル開度で上記負荷の大きさを制御したが、本発明では、エンジン回転数とスロットル開度だけで上記負荷の大きさを制御してもよいし、さらにエンジン回転数又はスロットル開度の何れのみで上記負荷の大きさを制御しても良い。 Here, in the above embodiment, the magnitude of the load is controlled by the bank angle, the engine speed and the throttle opening. However, in the present invention, the magnitude of the load is controlled only by the engine speed and the throttle opening. Alternatively, the load may be controlled only by either the engine speed or the throttle opening.
即ち、直線走行であっても、エンジン回転速度及びスロットル開度が小さい場合は上記負荷を大きくするのであり、このように構成した場合には、コーナリング時のスロットル操作を容易にできるとともに、急発進時における車体のフロント側の浮き上がりを抑制することができ、安定した運転姿勢を確保でき、ひいては市販車への採用が可能となる。 That is, even in straight running, if the engine speed and the throttle opening are small, the load is increased. With this configuration, the throttle operation during cornering can be facilitated and the vehicle starts suddenly. It is possible to suppress the front side lift of the vehicle body at the time, and to ensure a stable driving posture, which can be adopted in commercial vehicles.
本実施形態では、クランク負荷付与機構50を、クランク軸20に装着された摩擦板51と、該摩擦板51に摺接可能に配置された押圧部材52と、該押圧部材52を上記摩擦板51に押圧するアクチュエータ53とを備えたものとしたので、少ない部品点数でかつ簡単な構造でクランク軸20に摩擦力を付与することができる。
In the present embodiment, the crank
また、上記摩擦板51をクランク軸20の端面20eに着脱可能に取り付けたので、消耗品である摩擦板51の磨耗時の部品交換を容易に行うことができ、メンテナンス性を向上できる。例えば、クランク軸の中途部に設けた場合には、エンジン全体を分解する必要が生じ、メンテナンス性に劣るという問題が生じる。
Further, since the
なお、上記実施形態では、摩擦板51を、クランク軸20のロータ45の反対側の端面20eに取り付けたが、本発明は、図6に示すように、クランク軸20のロータ45側の端面に取り付けてもよい。この場合には、ロータ45を取り付けるためのボルト45′及びカバー部材47を兼用できる。なお、上記摩擦板51と上記ロータ45とを兼用することも可能である。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、アクチュエータ53をクランク軸20と平行に配置したが、本発明は、図7に示すように、アクチュエータ53をクランク軸20の軸直角方向に向けて配置してもよい。詳細には、摩擦板51のベース板51aの外周縁に円筒状のリング部51cを形成し、該リング部51cの外周面にパッド51bを配置することとなる。このようにした場合には、エンジン21の車幅寸法が大きくなるのを抑制できる。
Moreover, in the said embodiment, although the
図8は、本発明の第2実施形態によるクランク負荷付与機構を発明するための図である。図中、図4と同一符号は同一又は相当部分を示す。 FIG. 8 is a diagram for inventing a crank load applying mechanism according to a second embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 4 denote the same or corresponding parts.
本実施形態は、クランク負荷付与機構がクランク軸20に回転抵抗となる負荷として流体抵抗を付与するように構成された例であり、詳細には、以下の構造を有する。
The present embodiment is an example in which the crank load applying mechanism is configured to apply fluid resistance to the
本実施形態のクランク負荷付与機構は、クランク軸20の端部20fにオイル流通箱60を装着し、該オイル流通箱60内に上記クランク軸20の端面20eにボルト55により固定されたロータ61を配置した構造を有する。
In the crank load applying mechanism of the present embodiment, an
上記オイル流通箱60は、オイルシール59を介在させて端部20fに油密に摺接している。該オイル流通箱60の上壁部にはオイル流入口60aが形成され、底壁部にはオイル流出口60bが形成されている。該オイル流入口60aはシリンダヘッド24からクランクケースに戻る途中の潤滑油が流入するようになっており、上記オイル流出口60bにはオイルポンプ62の吸い込み口が接続されている。
The
上記ロータ61は、円板状のロータ本体61aと、該ロータ本体61aの外側面に周方向に所定間隔をあけて一体に形成された複数のフィン61bとを有する。
The
オイル流通箱60内に潤滑油63が流入することによって、ロータ61の回転抵抗となり、クランク軸20のクランクマスが大きくなる。該潤滑油63の油面を制御することにより、負荷の大きさを変化させることができる。具体的には、オイルポンプ62によりオイル流通箱60内の潤滑油63の排出量を制御することにより、上記油面を高くするほどクランク軸20のクランクマスが大きくなり、油面を上記ロータ61の下縁以下に低くすればクランク軸20本来のクランクマスとなる。
When the lubricating
本実施形態では、クランク軸20にオイル抵抗を付与したので、該オイル抵抗の分だけクランクマスが大きくなったのと同等の作用効果が得られ、特にコーナリング時のスロットル操作を容易に行うことができ、上記実施形態と略同様の効果が得られる。
In this embodiment, since the oil resistance is applied to the
また本実施形態では、クランク軸20に潤滑油63によるオイル抵抗を付与するようにしたので、メンテナンス頻度を低減できる。
In the present embodiment, since the oil resistance by the lubricating
図9は、本発明の第3実施形態によるクランク負荷付与機構を説明するための図である。図中、図4と同一符号は同一又は相当部分を示す。 FIG. 9 is a view for explaining a crank load applying mechanism according to a third embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 4 denote the same or corresponding parts.
本実施形態は、クランク軸20に回転抵抗となる負荷として電磁石による磁力を付与した例であり、詳細には、以下の構造を有する。
The present embodiment is an example in which a magnetic force by an electromagnet is applied to the
本実施形態のクランク負荷付与機構は、クランク軸20の端面20eにボルト55により固定された円板状の磁性部材65と、該磁性部材65に所定の隙間をあけて対向するように配置された電磁石66とを有する。
The crank load applying mechanism of the present embodiment is disposed so as to face a disc-shaped
上記電磁石66は、鉄芯部材66aに電磁コイル66bを巻回した構造を有し、ブラケット67を介してクランクケース22に着脱可能に取り付けられている。
The
上記電磁石66に通電することにより磁力が発生し、磁性部材65の回転抵抗となり、クランク軸20のクランクマスが大きくなる。電磁石66への電流を制御することにより、磁力の大きさを変化させ、もってクランクマスを変化させることができる。上記通電を停止することにより、クランク軸20本来のクランクマスとなる。
When the
本実施形態では、クランク軸20に電磁石66による磁力を付与したので、磁力の分だけクランクマスが大きくなったのと同等の作用効果が得られ、特にコーナリング時のスロットル操作を容易に行うことができ、またクランク軸20に磁力を付与するようにしたので、メンテナンス頻度を低減できる。
In the present embodiment, since the magnetic force by the
1 自動二輪車
18 ピストン
20 クランク軸(出力軸)
20e 端面
21 エンジン
50 クランク負荷付与機構(出力軸負荷付与機構)
51 摩擦板
52 押圧部材
53 アクチュエータ
63 潤滑油(流体抵抗)
66 電磁石
1
51
66 Electromagnet
Claims (9)
上記エンジンは、上記出力軸に回転抵抗となる負荷を付与する出力軸負荷付与機構を備えていることを特徴とする自動二輪車。 A motorcycle equipped with an engine configured to convert the movement of a piston due to combustion into rotation of an output shaft and take it out,
The motorcycle includes an output shaft load applying mechanism that applies a load that serves as rotational resistance to the output shaft.
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