WO2010001777A1 - 自動二輪車 - Google Patents

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valve
opening
engine
exhaust
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聡 清水
匠 坂本
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本田技研工業株式会社
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    • F02D9/10—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having pivotally-mounted flaps
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    • F01N2240/36—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an exhaust flap
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    • F01N2590/00—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines
    • F01N2590/04—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines for motorcycles

Definitions

  • the present invention relates to a motorcycle equipped with a noise reduction device.
  • the pipe length and flow area of the exhaust passage are determined according to the rated output of the engine. Therefore, when the engine output is small, such as when traveling at a low speed, the pipe length is too long or the flow path area becomes excessive, and the engine efficiency decreases.
  • One technique for preventing this decrease is an exhaust valve. That is, an exhaust valve is provided in the exhaust passage, and when the output is small, the flow area is reduced or the pipe length is shortened to prevent the engine efficiency from being lowered.
  • An exhaust valve having a reduced flow path cross-sectional area can be expected to have the following noise reduction effect.
  • Exhaust noise generated by the engine is guided to the exhaust passage and released outside.
  • part of the exhaust sound is blocked by the exhaust valve and is not released outside. As a result, noise can be reduced.
  • An exhaust valve that plays such a role is disclosed in, for example, Japanese Patent No. 3242240.
  • an exhaust valve is provided in the middle of the exhaust passage. The opening of the exhaust valve is proportional to the rotation angle of the throttle grip.
  • the opening degree of the exhaust valve is substantially proportional to the rotation angle of the throttle grip until the rotation angle of the throttle grip reaches a predetermined angle from zero. Because of the proportional relationship, the exhaust valve opens from the beginning of turning the throttle grip. Then, even when traveling at a constant speed at a low speed, the exhaust noise increases. Considering that a person runs in a dense urban area, it is desirable that noise is low when running at a constant speed at a low speed.
  • An object of the present invention is to provide a technique capable of reducing noise generated from an engine when a motorcycle travels at a constant speed at a low speed.
  • the invention according to claim 1 is a motorcycle, Body frame, An engine mounted on the body frame and driving the rear wheels; An exhaust passage extending from the engine and exhausting exhaust gas from the engine; A silencer attached to the outlet of this exhaust passage to reduce exhaust noise, An intake passage connected to the engine for supplying intake air to the engine; A throttle valve provided in the intake passage for adjusting the amount of fuel gas sent to the engine; A throttle grip that is turned by the driver and changes the opening of the throttle valve; And a noise reduction mechanism that reduces noise generated from the engine when a throttle rate determined by an operation angle with respect to a maximum rotation angle of the throttle grip is between zero and a predetermined value.
  • the invention according to claim 2 is characterized in that the noise reduction mechanism is an exhaust valve that changes the sectional area of the exhaust passage and reduces the noise most at the minimum opening.
  • the invention according to claim 3 is characterized in that the noise reduction mechanism is an intake valve that changes the sectional area of the intake passage and reduces the noise most at the minimum opening.
  • the invention according to claim 4 is characterized in that the noise reduction mechanism is an ignition device that advances an ignition timing when the throttle rate is between zero and a predetermined value.
  • the invention according to claim 5 is characterized in that when the throttle rate is 5 to 25%, the ignition timing of the ignition device is advanced.
  • the minimum opening of the exhaust valve is an opening corresponding to an opening area of 15 to 35% with reference to an opening area when the exhaust valve is fully open.
  • the invention according to claim 7 is characterized in that the minimum opening of the intake valve is an opening corresponding to an opening area of 30 to 60% with reference to an opening area when the intake valve is fully open. .
  • the noise reduction mechanism when the throttle rate of the throttle grip is between zero and a predetermined value, the noise reduction mechanism operates to reduce noise.
  • the throttle rate When the motorcycle travels at a constant speed at a low speed, the throttle rate is between zero and a predetermined value, and the noise reduction mechanism is activated. Therefore, according to the present invention, there is provided a technique capable of reducing noise generated from the engine when traveling at a constant speed at a low speed.
  • noise is reduced by keeping the exhaust valve at the minimum opening.
  • Exhaust valves also help improve engine efficiency. That is, the exhaust valve can achieve two effects of improving engine efficiency and reducing noise.
  • noise is reduced by keeping the intake valve at the minimum opening.
  • the intake valve also helps improve engine efficiency. That is, the intake valve can achieve two effects of improving engine efficiency and reducing noise.
  • the ignition timing is advanced.
  • the engine load is small, so the opening of the throttle valve is small, and the amount of combustion gas supplied to the combustion chamber is small.
  • the ignition timing is advanced, a small amount of combustion gas can be burned for a long time. As a result, the amount of unburned gas generated can be reduced. If the amount of unburned gas is small, combustion in the exhaust passage is eliminated, and there is no fear of increasing noise.
  • noise can be reduced by advancing the ignition timing. Adjustment of the ignition timing can be easily performed using a permanent ignition device. That is, noise can be reduced without incurring costs.
  • the predetermined value of the throttle rate is 5 to 25%.
  • the throttle grip angle becomes a throttle rate of 5 to 25%.
  • the throttle rate is urged to activate the sound reduction mechanism. As a result, noise can be reduced,
  • the minimum opening of the exhaust valve is an opening corresponding to an opening area of 15 to 35% with reference to the opening area when the exhaust valve is fully open.
  • the minimum opening of the intake valve is an opening corresponding to an opening area of 30 to 60% on the basis of the opening area when the intake valve is fully open.
  • FIG. 1 is a left side view of a motorcycle equipped with a noise reduction device according to the present invention. It is a figure explaining the structure of the noise reduction apparatus which concerns on Example 1.
  • FIG. It is a graph explaining the predetermined value which concerns on a throttle grip. It is sectional drawing of an exhaust valve. It is a principle figure of the lost motion mechanism attached to a throttle cable. It is a figure explaining the effect
  • FIG. 11 It is a figure explaining the example of a change of an exhaust valve. It is a figure explaining the effect
  • action of the exhaust valve shown by FIG. 11 is a graph showing a correlation between a throttle rate of a throttle grip and an opening degree of an exhaust valve in the exhaust valve shown in FIG. It is a figure explaining the structure of the noise reduction apparatus which concerns on Example 2.
  • FIG. It is a principle diagram of the lost motion mechanism used in the second embodiment. It is an operation
  • FIG. It is a graph explaining the effect by having advanced ignition timing.
  • a motorcycle 10 includes a body frame 11, a front fork 13 attached to a head pipe 12 provided at a front portion of the body frame 11, and a lower portion of the front fork 13.
  • a front wheel 14 that is rotatably attached, an engine 15 that is attached to the vehicle body frame 11, an exhaust passage 16 that extends from the engine 15, and a rear end of the exhaust passage 16.
  • the engine 15 may be of any type as long as it is an internal combustion engine.
  • a fuel tank 21 is provided on the vehicle body frame 11, and an air cleaner 22 that sucks and filters outside air is provided between the fuel tank 21 and the engine 15, and an intake passage 23 is extended from the air cleaner 22.
  • the tip of the intake passage 23 is connected to the engine 15.
  • a throttle grip that the driver grips and rotates, and a throttle cable extending from the throttle grip will be described.
  • a main cable 26 is extended from a throttle grip 25 operated by a driver, and the tip of the main cable 26 is connected to a junction box 27.
  • First to third cables 28, 29 and 30 are extended from the junction box 27.
  • a throttle valve 31 for adjusting the amount of fuel gas sent to the engine 15 is provided in the intake passage 23.
  • the first cable 28 is connected to the throttle valve 31.
  • the air cleaner 22 incorporates an element 32 for removing foreign substances from the air, and an intake valve 33 that changes the cross-sectional area of the intake passage 23 is provided.
  • the intake valve 33 may be provided in the intake passage 23 extending from the air cleaner 22 in addition to being built in the air cleaner 22.
  • the second cable 29 is connected to the intake valve 33.
  • the silencer 17 is provided with an exhaust valve 34 that changes the cross-sectional area of the exhaust passage 16.
  • the exhaust valve 34 may be provided in the exhaust passage 16 in addition to being built in the silencer 17.
  • the third cable 30 is connected to the exhaust valve 34.
  • the throttle rate (%) is obtained by (operating angle of the throttle grip by the driver) / (maximum rotation angle of the throttle grip).
  • Curve A shows the relationship between small displacement engine and throttle grip. Start at point a1 on curve A.
  • the throttle grip is rotated to 25% to obtain the output required for starting.
  • the throttle rate of the throttle grip becomes smaller as the transmission gear is changed to the top gear side.
  • curve B shows the relationship between a large displacement engine and a throttle grip. Start at the point b1 on the curve B.
  • a large displacement engine there is a margin in output, so it is possible to start by rotating the throttle grip by 5%. If the throttle rate of the throttle grip is less than 5%, it becomes difficult to maintain the speed. Therefore, in a large displacement engine, the throttle rate of 5% is maintained regardless of the position of the transmission gear.
  • a small displacement motorcycle can run at a constant speed at a low speed when the throttle rate of the throttle grip is between zero and 25%.
  • a motorcycle with a large engine displacement travels at a constant speed at a low speed when the throttle rate of the throttle grip is between zero and 5%.
  • the exhaust valve 34 includes a cylindrical valve box 35, a valve rod 36 inserted into the valve box 35 so as to cross the flow path of the valve box 35, and a screw on the valve rod 36.
  • This is a butterfly valve including a disc-shaped valve body 38 fixed by 37 and 37.
  • the exhaust valve 34 is a non-hermetic type valve, and even when the valve opening is zero, leakage of 15% or more occurs.
  • a lever 39 is attached to one end of the valve stem 36, and the tip of the third cable 30 is connected to the lever 39.
  • the valve stem 36 is turned to the valve opening side.
  • a return spring 41 is attached to the valve stem 36.
  • the return spring 41 rotates the valve stem 36 toward the valve closing side.
  • a protective case 42 is attached to the valve box 35 with bolts 43, and a return spring 41 and a lever 39 are accommodated in the protective case 42.
  • a lid 44 is put on the protective case 42 and is fixed with bolts 45. It is difficult for foreign matter to enter the protective case 42 from the outside.
  • the lost motion mechanism 47 includes a case 49 connected to the drive cable 48, a ball 52 that is housed in the case 49 so as to be movable by a predetermined distance, and is connected to the driven cable 51. It comprises a return spring 53 for returning the ball 52 to its original position when the tension of the driven cable 51 becomes small.
  • the lost motion mechanism 47 is provided on the third cable 30 and the second cable 29.
  • the throttle grip 25 is turned and the throttle rate increases from zero, the first cable 28 is pulled and the throttle valve 31 is opened in conjunction.
  • the intake valve 33 and the exhaust valve 34 start to open with a delay by the lost motion mechanism 47.
  • the angle b2 is set to a throttle rate of 5 to 25% based on the maximum rotation angle of the throttle grip.
  • the exhaust valve is at the minimum opening when the throttle rate of the throttle grip is between zero and b2.
  • the minimum opening of the exhaust valve is an opening corresponding to an opening area of 15 to 35% on the basis of the opening area when the exhaust valve is fully open.
  • the opening degree of the exhaust valve is an opening degree corresponding to an opening area of 15 to 35%
  • the noise level is the lowest. It is considered that the exhaust sound passing through the exhaust passage is blocked by the exhaust valve. Therefore, when the throttle rate of the throttle grip is from zero to b2, noise can be reduced by maintaining the opening degree of the exhaust valve at an opening degree corresponding to an opening area of 15 to 35%. If it exceeds 35%, the effect of reduction is reduced. If it is less than 15%, the engine output is affected. Therefore, it is desirable to keep the opening corresponding to an opening area of 15 to 35%.
  • the noise level is the lowest when the opening degree of the intake valve is an opening degree corresponding to an opening area of 30 to 60%. This is probably because the exhaust sound passing through the intake passage is blocked by the intake valve. Therefore, when the throttle rate of the throttle grip is from zero to b2, noise can be reduced by keeping the opening of the intake valve at an opening corresponding to an opening area of 30 to 60%. If it exceeds 60%, the effect of reduction decreases. If it is less than 30%, the engine output is affected. Therefore, it is desirable to keep the opening corresponding to an opening area of 30 to 60%.
  • the pulley drum 55 is attached to the valve stem 36.
  • the third cable 30 is connected to the pulley drum 55.
  • the pulley drum 55 has an eccentric cam shape so that when the third cable 30 starts to be pulled, the turning radius R1 is large and the turning radius R2 is reduced at the end of the pulling operation. The turning radius decreases continuously from R1 to R2.
  • the valve stem 36 rotates slowly. Then, as shown in FIG. 11, the valve stem 36 rotates quickly at the end of the pulling operation. That is, as shown in FIG. 12, the exhaust valve hardly opens while the throttle rate of the throttle grip is from zero to b2. When the throttle rate of the throttle grip exceeds b2, the exhaust valve starts to open suddenly. That is, when the throttle rate of the throttle grip is from zero to b2, noise can be reduced by maintaining the opening degree of the exhaust valve at an opening degree corresponding to an opening area of 15 to 35%. The same applies to the intake valve.
  • a throttle rate detection sensor 56 that detects the throttle rate of the throttle grip 25 is provided in the throttle grip 25 operated by the driver.
  • the throttle rate information detected by the throttle rate detection sensor 56 is sent to the control unit 57.
  • the control unit 57 determines whether or not the throttle rate is within a predetermined value range from zero based on the throttle rate information.
  • the control unit 57 acquires vehicle speed information from the vehicle speed sensor 58. Then, based on the throttle rate information and the vehicle speed information, the lost motion mechanism 54 is switched between a lost motion mode and a mode in which the lost motion is prohibited.
  • the lost motion mechanism 54 includes a case 49 connected to the drive cable 48, and a case 49 movably accommodated in the case 49 and connected to the driven cable 51.
  • the process proceeds to ST12, and if it is out of the range, the process proceeds to S19.
  • the control unit changes the lost motion mechanism shown in FIG. 14 to the lost motion form.
  • NO the control unit causes the lost motion mechanism shown in FIG. 14 to be in a form in which lost motion is prohibited.
  • YES is selected in ST11, it is examined whether or not the motorcycle is in an acceleration state (or a deceleration state). In a motorcycle, output is prioritized during acceleration (or deceleration), and therefore noise reduction measures are not taken during acceleration (or deceleration). Whether the vehicle is accelerating (or decelerating) is determined by the difference between the initial speed V1 and the speed (final speed) V2 after a certain time T.
  • the initial speed V1 is recorded in ST12. Then, the timer is started (ST13) and waits until the time t0 has elapsed (ST14).
  • This time t0 is determined by, for example, the graph shown in FIG. If the initial speed V1 is large, the change in speed becomes significant, so the required time can be set short. If the initial speed V1 is small, the speed change is small, and the required time must be set long.
  • the final speed V2 is recorded in ST15.
  • the difference between the initial speed (V1) and the final speed (V2) is calculated.
  • (V1-V2) is negative, it corresponds to acceleration, and when positive, it corresponds to deceleration.
  • ⁇ 1.5 km / h (15 km / h).
  • the noise reduction device is not operated (ST19). If YES in ST17, the noise reduction device is activated. This form is called a low noise traveling mode (ST18). Thus, one cycle of the operation related to the noise reduction device is completed.
  • the noise control device 80 includes a first condition that the vehicle speed is within a predetermined speed range (a1 to a2), a second condition that the speed change is within a predetermined value ( ⁇ ), and a throttle rate within a predetermined range (b1 The effect of reducing noise is maximized when the three conditions of the third condition (b2) are satisfied.
  • the main cable 26, the junction box 27, the first to third cables 28, 29, 30 and the lost motion mechanisms 54, 54 shown in FIG. 13 can be omitted by digitization. A form in which these are omitted will be described as Example 3 with reference to the drawings.
  • an intake valve actuator 64 that drives the intake valve an exhaust valve actuator 65 that drives the exhaust valve, and a throttle valve actuator 66 that drives the throttle valve are provided.
  • the control unit 57 operates the throttle valve actuator 66 based on the throttle rate information from the throttle rate detection sensor 56 to adjust the opening of the throttle valve. Further, the control unit 57 operates the intake valve actuator 64 and the throttle valve actuator 66 based on the vehicle speed information from the vehicle speed sensor 58 and the throttle rate information from the throttle rate detection sensor 56, and decreases when the condition is satisfied.
  • the noise running mode (FIG. 14, ST18) is realized.
  • control unit 57 sends a signal for controlling the ignition timing to the ignition device 67.
  • a graph C indicated by a solid line is a curve showing the relationship between the frequency and the noise level with advance angle (accelerating ignition timing) control.
  • a graph D indicated by a broken line is a curve showing the relationship between the frequency and the noise level without advance control. The noise level is smaller in the curve with the advance (accelerated ignition timing) control indicated by the solid line.
  • the reason is considered as follows.
  • the opening of the throttle valve is small, and the amount of combustion gas supplied to the combustion chamber is small.
  • the ignition timing is advanced, a small amount of combustion gas can be burned for a long time. As a result, the amount of unburned gas generated can be reduced. If there is little unburned gas, combustion in an exhaust passage will be lost and noise will become small.
  • control unit 57 performs control with an advance angle (acceleration of ignition timing).
  • the present invention is suitable for a motorcycle traveling in an urban area.

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Abstract

　運転者によって回されスロットル弁(31)の開度を変更するスロットルグリップ(25)と、スロットルグリップの最大回転角度に対する操作角度で求められるスロットル率が、ゼロから所定の値までの間にあるときに、エンジンから発せられる騒音を低減する排気バルブ(34)と、を備えている自動二輪車(10)。

Description

自動二輪車
　本発明は、騒音低減装置を備えている自動二輪車に関する。
　一般の車両と同様に、自動二輪車は排気通路に消音器を備えている。この消音器により、排気に伴って発生する騒音が、低減される。しかしながら、人家が疎らな郊外を走行するときに比較して、人家が密な市街地を走行する場合には、さらなる騒音低減が望まれる。
　ところで、排気通路の管長や流路面積は、エンジンの定格出力に応じて決められる。そのため、低速走行時などエンジンの出力が小さいときには、管長さが長過ぎる又は流路面積が過大になり、エンジン効率が低下する。この低下を防止する技術の一つに排気バルブがある。すなわち、排気通路に排気バルブを設け、出力が小さいときに、流路面積を小さくする、又は管長さを短くすることにより、エンジン効率の低下を防止する。
　流路断面積を小さくした形態の排気バルブには、次に述べる騒音の低減効果が期待できる。
　エンジンで発生した排気音が、排気通路に導かれて外へ放出される。排気通路を排気バルブで塞ぐと、排気音の一部が排気バルブで遮断され、外へ放出されない。結果、騒音の低減が図られる。
　このような役割を果たす排気バルブは、例えば、特許第３２４２２４０号公報に開示されている。特許第３２４２２４０号公報に開示されている自動二輪車では、排気通路の途中に、排気バルブが設けられている。そして排気バルブの開度は、スロットルグリップの回転角度に比例する。
　スロットルグリップの回転角度と排気バルブの開度との関係は、スロットルグリップの回転角度がゼロから所定の角度になるまでは、排気バルブの開度は、スロットルグリップの回転角度に、ほぼ比例する。比例関係にあるため、スロットルグリップの回し始めから排気バルブが開く。すると、低速で一定の速度で走行するときでも、排気騒音は大きくなる。
　人家が密な市街地を走行することを考えると、低速で一定の速度で走行するときの騒音は低いことが望まれる。
特許第３２４２２４０号公報
　本発明は、自動二輪車が低速で一定の速度で走行するときに、エンジンから発せられる騒音を低減させることができる技術を提供することを課題とする。
　請求項１に係る発明は、自動二輪車であって、
　車体フレームと、
　この車体フレームに取付けられ後輪を駆動するエンジンと、
　このエンジンから延ばされ該エンジンから排気ガスを排出する排気通路と、
　この排気通路の出口に取付けられ排気音を低減する消音器と、
　前記エンジンに接続され該エンジンへ吸気を供給する吸気通路と、
　この吸気通路に設けられ前記エンジンへ送る燃料ガスの量を調節するスロットル弁と、
　運転者によって回され前記スロットル弁の開度を変更するスロットルグリップと、
　スロットルグリップの最大回転角度に対する操作角度で求められるスロットル率が、ゼロから所定の値までの間にあるときに、前記エンジンから発せられる騒音を低減する騒音低減機構と、から成る。
　請求項２に係る発明では、前記騒音低減機構は、前記排気通路の断面積を変えると共に最小開度のときに騒音を最も低減する排気バルブであることを特徴とする。
　請求項３に係る発明では、前記騒音低減機構は、前記吸気通路の断面積を変えると共に最小開度のときに騒音を最も低減する吸気バルブであることを特徴とする。
　請求項４に係る発明では、前記騒音低減機構は、前記スロットル率が、ゼロから所定の値までの間にあるときに、点火時期を早める点火装置であることを特徴とする。
　請求項５に係る発明では、前記スロットル率が、５～２５％であるときに、点火装置の点火時期を早めることを特徴とする。
　請求項６に係る発明では、前記排気バルブの最小開度は、前記排気バルブが全開のときの開口面積を基準として、１５～３５％の開口面積に相当する開度であることを特徴とする。
　請求項７に係る発明は、前記吸気バルブの最小開度は、前記吸気バルブが全開のときの開口面積を基準として、３０～６０％の開口面積に相当する開度であることを特徴とする。
　請求項１に係る発明では、スロットルグリップのスロットル率が、ゼロから所定の値までの間にあるときに、騒音低減機構が作動し、騒音を低減する。なお、自動二輪車が低速で一定の速度で走行するときに、スロットル率は、ゼロから所定の値までの間にあり、騒音低減機構が作動する。
　したがって、本発明によれば、低速で一定の速度で走行するときに、エンジンから発せられる騒音を低減させることができる技術が提供される。
　請求項２に係る発明では、排気バルブを最小開度に保つことで、騒音を低減させる。排気バルブはエンジン効率の向上にも役立つ。すなわち、排気バルブでエンジン効率の向上と騒音の低減との２つの効果を得ることができる。
　請求項３に係る発明では、吸気バルブを最小開度に保つことで、騒音を低減させる。吸気バルブはエンジン効率の向上にも役立つ。すなわち、吸気バルブでエンジン効率の向上と騒音の低減との２つの効果を得ることができる。
　請求項４に係る発明では、点火時期を早める。加速走行状態でないときは、エンジン負荷が小さいため、スロットル弁の開度は小さくなり、燃焼室へ供給される燃焼ガスの量が少なくなる。このときに、点火時期を早めると、少ない量の燃焼ガスを長い時間燃焼させることができる。結果、未燃焼ガスの発生量を減少させることができる。未燃焼ガスが少なければ、排気通路での燃焼が無くなり、騒音が高まる心配はない。
　本発明によれば、点火時期を早めることにより、騒音を低減させることができる。
　点火時期の調整は常設の点火装置を用いて容易に実施することができる。すなわち、費用を掛けることに無しに、騒音を低減させることができる。
　請求項５に係る発明では、スロットル率の所定の値は、５～２５％のスロットル率とする。低速で一定速度で走行するときは、スロットルグリップの角度が５～２５％のスロットル率になる。このスロットル率で減音機構の作動を促す。結果、騒音を低減させることができる、
　請求項６に係る発明では、排気バルブの最小開度は、排気バルブが全開のときの開口面積を基準として、１５～３５％の開口面積に相当する開度とする。排気バルブの開口面積を１５～３５％にすることで、外へ放出される騒音を遮断することができ、エンジンが発する騒音を効果的に低減させることができる。
　請求項７に係る発明は、吸気バルブの最小開度は、吸気バルブが全開のときの開口面積を基準として、３０～６０％の開口面積に相当する開度とする。吸気バルブの開口面積を３０～６０％にすることで、外へ放出される騒音を遮断することができ、エンジンが発する騒音を効果的に低減させることができる。
本発明に係る騒音低減装置が備えられている自動二輪車の左側面図である。 実施例１に係る騒音低減装置の構成を説明する図である。 スロットルグリップに係る所定の値を説明するグラフである。 排気バルブの断面図である。 スロットルケーブルに取付けられるロストモーション機構の原理図である。 ロストモーション機構の作用を説明する図である。 スロットルグリップのスロットル率と排気バルブの開度との相関を示すグラフである。 排気バルブの開度と騒音レベルとの相関を示すグラフである。 吸気バルブの開度と騒音レベルとの相関を示すグラフである。 排気バルブの変更例を説明する図である。 図１０に示される排気バルブの作用を説明する図である。 図１０に示される排気バルブでの、スロットルグリップのスロットル率と排気バルブの開度との相関を示すグラフである。 実施例２に係る騒音低減装置の構成を説明する図である。 実施例２で用いられるロストモーション機構の原理図である。 実施例２に係る騒音低減装置の作動フロー図である。 初期速度Ｖ１と時間ｔ０の関係を示すグラフである。 実施例３に係る騒音低減装置の構成を説明する図である。 点火時期を早めることによる効果を説明するグラフである。
　本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
　先ず、本発明の実施例１を図面に基づいて説明する。
　図１に示されるように、自動二輪車１０は、車体フレーム１１と、この車体フレーム１１の前部に設けられているヘッドパイプ１２に取付けられているフロントフォーク１３と、このフロントフォーク１３の下部に回転可能に取付けられている前輪１４と、車体フレーム１１に吊される形態で取付けられているエンジン１５と、このエンジン１５から延びている排気通路１６と、この排気通路１６の後端に取付けられる消音器１７と、車体フレーム１１から後方へ延ばされるスイングアーム１８と、このスイングアーム１８の後端に回転可能に取付けられている後輪１９と、から成る。エンジン１５は、内燃機関であれば種類は問わない。
　さらに、車体フレーム１１の上に燃料タンク２１が設けられ、この燃料タンク２１とエンジン１５との間に外気を吸入して濾過するエアクリーナ２２が設けられ、このエアクリーナ２２から吸気通路２３が延ばされ、この吸気通路２３の先端がエンジン１５に繋がれている。
　次に、運転者が握って回転させるスロットルグリップ、及びこのスロットルグリップから延びているスロットルケーブルについて説明する。
　図２に示されるように、運転者が操作するスロットルグリップ２５からメインケーブル２６が延ばされ、このメインケーブル２６の先端がジャンクションボックス２７に繋がれている。このジャンクションボックス２７から第１～第３のケーブル２８、２９、３０が延ばされている。
　吸気通路２３の途中にエンジン１５へ送る燃料ガスの量を調節するスロットル弁３１が設けられている。第１のケーブル２８はスロットル弁３１に繋がれる。
　エアクリーナ２２に、空気から異物を除去するエレメント３２が内蔵され、吸気通路２３の断面積を変える吸気バルブ３３が設けられている。
　この吸気バルブ３３はエアクリーナ２２に内蔵する他、エアクリーナ２２から延びる吸気通路２３に設けてもよい。第２のケーブル２９は吸気バルブ３３に繋がれる。
　消音器１７に排気通路１６の断面積を変える排気バルブ３４が設けられている。この排気バルブ３４は、消音器１７に内蔵するほか、排気通路１６の途中に設けてもよい。第３のケーブル３０は排気バルブ３４に繋がれている。
　次に、低速走行でのスロットルグリップ２５のスロットル率を図３に基づいて説明する。スロットル率（％）は、（運転者によるスロットルグリップの操作角度）／（スロットルグリップの最大回転角度）で求められる。
　曲線Ａで、小排気量のエンジンとスロットルグリップとの関係が示されている。曲線Ａの点ａ１で発進する。小排気量のエンジンでは、スロットルグリップを２５％まで回転させて、発進に必要な出力を得る。発進後に、低速の一定速度で走行する場合には、変速ギヤをトップギヤ側にチェンジするほど、スロットルグリップのスロットル率は小さくなる。
　一方、曲線Ｂで、大排気量のエンジンとスロットルグリップとの関係が示されている。曲線Ｂの点ｂ１で発進する。大排気量のエンジンでは、出力に余裕があるため、スロットルグリップは５％だけ回転させれば発進が可能である。スロットルグリップのスロットル率を５％未満にすると速度の維持が難しくなるので、大排気量のエンジンでは、変速ギヤのポジションにほぼ無関係に５％のスロットル率が保たれる。
　小排気量の自動二輪車では、スロットルグリップのスロットル率がゼロから２５％の間で低速で一定速度の走行がなされる。大排気量の自動二輪車では、スロットルグリップのスロットル率がゼロから５％の間で低速で一定速度の走行がなされる。
　次に、排気バルブ３４の構造を、図４に基づいて説明する。
　図４に示されるように、排気バルブ３４は、筒状の弁箱３５と、この弁箱３５の流路を横断するように弁箱３５に差し込まれる弁棒３６と、この弁棒３６にビス３７、３７で固定されている円板状の弁体３８とからなるバタフライ弁である。なお、この排気バルブ３４は、非密閉タイプの弁であって、弁開度がゼロの場合であっても、１５％以上の漏れが発生する。
　弁棒３６の一端にレバー３９と取付けられ、このレバー３９に第３のケーブル３０の先端が繋げられる。第３のケーブル３０が引かれると、弁棒３６は弁開側に回される。
　また、弁棒３６にリターンスプリング４１が付属されている。第３のケーブル３０が緩められると、リターンスプリング４１で弁棒３６が弁閉側へ回される。
　弁箱３５に保護ケース４２がボルト４３で取付けられ、この保護ケース４２にリターンスプリング４１及びレバー３９が収納されている。保護ケース４２にリッド４４が被せられ、ボルト４５で止められる。外から異物が保護ケース４２内へ入り難くなる。
　次に、初期の一定期間だけ動作を遮断する、ロストモーション機構の原理を説明する。
　図５に示されるように、ロストモーション機構４７は、駆動ケーブル４８に繋がれているケース４９と、このケース４９に一定距離だけ移動可能に収納され従動ケーブル５１に繋がれているボール５２と、従動ケーブル５１の張力が小さくなったときにボール５２を元へ戻す戻しばね５３とからなる。
　図では、従動ケーブル５１に大きな張力が加わっていないため、ボール５２は駆動ケーブル４８側に戻されている。駆動ケーブル４８が引かれ、従動ケーブル５１における張力が増大すると、戻しばね５３が圧縮される。結果、図６に示されるように、ボール５２が完全に引かれる。
　ボール５２が距離ｃだけ移動している間は、駆動ケーブル４８だけが移動し、従動ケーブル５１は移動しない。図６の形態になると、従動ケーブル５１は駆動ケーブル４８と一緒に移動する。距離ｃだけ従動ケーブル５１の移動が遅れるため、ロストモーションと呼ばれる。
　図２に示されるように、ロストモーション機構４７は、第３のケーブル３０及び第２のケーブル２９に設けられる。スロットルグリップ２５が回され、スロットル率がゼロから増加すると、第１のケーブル２８が引かれて、スロットル弁３１が連動して開く。
　一方、吸気バルブ３３及び排気バルブ３４はロストモーション機構４７により、遅れて開き始める。
　排気バルブの挙動を図７で説明する。図７に示されるように、スロットルグリップのスロットル率がゼロから所定の値ｂ２までの間は、ロストモーション作用により、排気バルブの開度はゼロである。スロットル率がｂ２を超えると、スロットルグリップのスロットル率に比例して排気バルブの開度が一次関数に比例して増加する。
　例えば、角度ｂ２は、スロットルグリップの最大回転角度を基準として、５～２５％のスロットル率に設定される。
　スロットルグリップのスロットル率がゼロからｂ２までの間は、排気バルブは最小開度とされる。排気バルブの最小開度は、排気バルブが全開のときの開口面積を基準として、１５～３５％の開口面積に相当する開度である。
　図８に示されるように、排気バルブの開度が、１５～３５％の開口面積に相当する開度であるときに、騒音レベルが最も低い。排気通路を通る排気音が、排気バルブで遮断されたためと考えられる。
　したがって、スロットルグリップのスロットル率がゼロからｂ２までの間は、排気バルブの開度を１５～３５％の開口面積に相当する開度に保つことで、騒音の低減を図ることができる。３５％を超えると低減の効果が少なくなる。また、１５％未満であると、エンジン出力に影響する。そこで、１５～３５％の開口面積に相当する開度に保つことが望まれる。
　以上の効果は吸気バルブについても期待される。
　図９に示されるように、吸気バルブの開度が、３０～６０％の開口面積に相当する開度であるときに、騒音レベルが最も低い。吸気通路を通る排気音が、吸気バルブで遮断されたためと考えられる。
　したがって、スロットルグリップのスロットル率がゼロからｂ２までの間は、吸気バルブの開度を３０～６０％の開口面積に相当する開度に保つことで、騒音の低減を図ることができる。６０％を超えると低減の効果が少なくなる。また、３０％未満であると、エンジン出力に影響する。そこで、３０～６０％の開口面積に相当する開度に保つことが望まれる。
　次に、ロストモーション機構（図５、符号４７）より部品点数の少ない、別のロストモーション機構を説明する。
　図１０に示されるように、ロストモーション機構５４は、プーリドラム５５が、弁棒３６に取付けられる。このプーリドラム５５に第３のケーブル３０が繋がれる。プーリドラム５５は、第３のケーブル３０を引き始めたときに、旋回半径Ｒ１が大きく、引き作業の末期に旋回半径Ｒ２が小さくなるように、偏心カム形状とされている。旋回半径はＲ１からＲ２まで連続的に小さくなる。
　第３のケーブル３０が一定の速度で引かれると、弁棒３６はゆっくり回転する。そして、図１１に示されるように、引き作業の末期では弁棒３６は早く回る。
　すなわち、図１２に示されるように、スロットルグリップのスロットル率がゼロからｂ２までの間は、排気バルブは殆ど開かない。スロットルグリップのスロットル率がｂ２を超えると、排気バルブは急に開き始める。すなわち、スロットルグリップのスロットル率がゼロからｂ２までの間は、排気バルブの開度を１５～３５％の開口面積に相当する開度に保つことで、騒音の低減を図ることができる。吸気バルブについても同様である。
　次に、本発明の実施例２を図面に基づいて説明する。
　図１３に示されるように、運転者が操作するスロットルグリップ２５に、スロットルグリップ２５のスロットル率を検出するスロットル率検出センサ５６が設けられている。このスロットル率検出センサ５６で検出したスロットル率情報は、制御部５７へ送られる。この制御部５７はスロットル率情報に基づいて、スロットル率がゼロから所定の値の範囲にあるか否かを判定する。
　また、制御部５７は車速センサ５８から車両の速度情報を取得する。そして、スロットル率情報や車速情報に基づいて、ロストモーション機構５４を、ロストモーション形態と、ロストモーションを禁止する形態とに切り換える。
　図１４に示されるように、ロストモーション機構５４は、ロストモーション機構５４は、駆動ケーブル４８に繋がれているケース４９と、このケース４９に一定距離だけ移動可能に収納され従動ケーブル５１に繋がれているボール５２と、従動ケーブル５１の張力が小さくなったときにボール５２を元へ戻す戻しばね５３と、従動ケーブル５１に固定されている移動子５９と、この移動子５９を、特定の条件の元に拘束するストッパ６１と、このストッパ６１を移動させる電磁弁６２とからなる。特定の条件は、次のフロー図で説明する。
　図１３に示される制御部５７の作用を説明する。
　図１５に示されるように、ステップ（以下、ＳＴと略記する。）１１で、車速センサ３２の信号によって、自動二輪車の走行速度がａ１～ａ２の範囲にあるかどうかを判断する。例えば、ａ１＝２５ｋｍ／ｈ、ａ２＝６０ｋｍ／ｈである。２５～６０ｋｍ／ｈは、市街地走行速度と呼ばれる。
　車両の走行速度がａ１～ａ２の範囲にあればＳＴ１２に進み、範囲外の速度であればＳ１９に進む。
　ＳＴ１１でＹＥＳが選択されると、制御部は図１４に示されるロストモーション機構をロストモーション形態にする。
　ＳＴ１１でＮＯが選択されると、制御部は図１４に示されるロストモーション機構をロストモーションが禁止された形態にする。
　ＳＴ１１でＹＥＳが選択された場合には、自動二輪車が加速状態（又は減速状態）であるか、否かを検討する。自動二輪車では、加速中（又は減速中）は出力が優先されるため、加速中（又は減速中）は騒音の低減処置を講じないことにする。加速中（又は減速中）であるか否かは、初期速度Ｖ１と一定時間Ｔ後の速度（終期速度）Ｖ２の差の大小で決定される。
　そこで、ＳＴ１２で初期速度Ｖ１を記録する。そして、タイマをスタートさせ（ＳＴ１３）、ｔ０時間が経過するまで待つ（ＳＴ１４）。
　この時間ｔ０は、例えば、図１６に示されるグラフで決定される。初期速度Ｖ１が大きければ速度の変化は顕著となるため、所要時間は短く設定することができる。初期速度Ｖ１が小さければ速度の変化は小さくなり、所要時間は長く設定する必要がある。
　時間ｔ０が経過したら、ＳＴ１５で終期速度Ｖ２を記録する。そして、ＳＴ１６で初期速度（Ｖ１）と終期速度（Ｖ２）の差を計算する。（Ｖ１－Ｖ２）が負の場合は加速中、正の場合は減速中に相当する。（Ｖ１－Ｖ２）の絶対値が、予め定めた値α以下であれば加速中（又は減速中）ではないと判定する（ＳＴ１６）。例えば、α＝１．５ｋｍ／ｈ（時速１５ｋｍ）である。
　ＳＴ１６でＮＯ、すなわち、加速中（又は減速中）と判定された場合は、騒音低減装置を作動させない。この形態をノーマル走行モードと呼ぶ（ＳＴ１９）。
　ＳＴ１６でＹＥＳ、すなわち、加速中（又は減速中）でないと判定された場合は、スロットルグリップのスロットル率θがｂ１～ｂ２の範囲にあるか否かを調べる（ＳＴ１７）。ｂ１～ｂ２は、ゼロから所定の値に相当する。
　ＳＴ１７でＮＯの場合は、騒音低減装置を作動させない（ＳＴ１９）。
　ＳＴ１７でＹＥＳの場合は、騒音低減装置を作動させる。この形態を低騒音走行モードと呼ぶ（ＳＴ１８）。
　以上で、騒音低減装置に係る動作の１サイクルが完了する。
　騒音制御装置８０は、車速が所定の速度域（ａ１～ａ２）にあるという第１条件と、速度変化が所定値（α）以内にあるという第２条件と、スロットル率が所定の範囲（ｂ１～ｂ２）にあるという第３条件の３つの条件を満足するときに、騒音の低減効果が最大に発揮される。
　図１３に示されるメインケーブル２６、ジャンクションボックス２７、第１～第３のケーブル２８、２９、３０及びロストモーション機構５４、５４は、電子化により省くことができる。これらを省いた形態を実施例３として、図面に基づいて説明する。
　図１７に示されように、吸気バルブを駆動する吸気バルブアクチュエータ６４と、排気バルブを駆動する排気バルブアクチュエータ６５と、スロットル弁を駆動するスロットル弁アクチュエータ６６とが備えられている。
　制御部５７は、スロットル率検出センサ５６からのスロットル率情報に基づいて、スロットル弁アクチュエータ６６を作動させて、スロットル弁の開度を調節する。
　また、制御部５７は、車速センサ５８からの車速情報とスロットル率検出センサ５６からのスロットル率情報に基づいて、吸気バルブアクチュエータ６４及びスロットル弁アクチュエータ６６を作動させ、条件が満たされたときに低騒音走行モード（図１４、ＳＴ１８）を実現する。
　更に、制御部５７は点火時期を制御する信号を点火装置６７へ送る。
　図１８に示されるように、実線で示されるグラフＣは進角（点火時期を早める）制御ありでの周波数と騒音レベルの関係を示す曲線である。また、破線示されるグラフＤは進角制御なしでの周波数と騒音レベルの関係を示す曲線である。実線で示される進角（点火時期を早める）制御ありの曲線の方が、騒音レベルが小さい。
　その理由は次のように考えられる。
　加速走行状態でないときは、エンジン負荷が小さいため、スロットル弁の開度は小さくなり、燃焼室へ供給される燃焼ガスの量が少なくなる。このときに、点火時期を早めると、少ない量の燃焼ガスを長い時間燃焼させることができる。結果、未燃焼ガスの発生量を減少させることができる。未燃焼ガスが少なければ、排気通路での燃焼が無くなり、騒音が小さくなる。
　そこで、スロットルグリップのスロットル率がゼロから所定の値までの間は、制御部５７は、進角（点火時期を早める）ありの制御を実施する。
　本発明は、市街地を走行する自動二輪車に好適である。
　１０…自動二輪車、１１…車体フレーム、１５…エンジン、１６…排気通路、１７…消音器、１９…後輪、２３…吸気通路、２５…スロットルグリップ、３１…スロットル弁、３３…吸気バルブ、３４…排気バルブ、６７…点火装置。

Claims (7)

  1. 　自動二輪車であって、
    　車体フレームと、
    　この車体フレームに取付けられ後輪を駆動するエンジンと、
    　このエンジンから延ばされ該エンジンから排気ガスを排出する排気通路と、
    　この排気通路の出口に取付けられ排気音を低減する消音器と、
    　前記エンジンに接続され該エンジンへ吸気を供給する吸気通路と、
    　この吸気通路に設けられ前記エンジンへ送る燃料ガスの量を調節するスロットル弁と、
    　運転者によって回され前記スロットル弁の開度を変更するスロットルグリップと、
    　スロットルグリップの最大回転角度に対する操作角度で求められるスロットル率が、ゼロから所定の値までの間にあるときに、前記エンジンから発せられる騒音を低減する騒音低減機構と、
    から成る自動二輪車。
  2. 　前記騒音低減機構は、前記排気通路の断面積を変えると共に最小開度のときに騒音を最も低減する排気バルブであることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車。
  3. 　前記騒音低減機構は、前記吸気通路の断面積を変えると共に最小開度のときに騒音を最も低減する吸気バルブであることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車。
  4. 　前記騒音低減機構は、前記スロットル率が、ゼロから所定の値までの間にあるときに、点火時期を早める点火装置であることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車。
  5. 　前記スロット率の所定の値は、５～２５％であることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車の騒音低減装置。
  6. 　前記排気バルブの最小開度は、前記排気バルブが全開のときの開口面積を基準として、１５～３５％の開口面積に相当する開度であることを特徴とする請求項２に記載の自動二輪車の騒音低減装置。
  7. 　前記吸気バルブの最小開度は、前記吸気バルブが全開のときの開口面積を基準として、３０～６０％の開口面積に相当する開度であることを特徴とする請求項３に記載の自動二輪車の騒音低減装置。
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