JP2005273611A - Throttle device and motorcycle - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a throttle device equipped in a multi-cylinder engine for driving a vehicle, and a motorcycle equipped with the throttle device. In particular, the present invention relates to an electronically controlled throttle device that opens and closes a throttle valve by a motor, and a motorcycle that employs the throttle valve in an engine.
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。 There are various relatively small vehicles (vehicles) equipped with a multi-cylinder engine, such as motorcycles, four-wheel buggies, and small planing boats. And the output of this engine is transmitted to propulsion mechanisms, such as a wheel or a water jet pump, and generates thrust. The engine is equipped with a throttle device to adjust its output. This throttle device adjusts the engine output by adjusting the amount of intake air supplied into the combustion chamber of the engine by opening and closing the throttle valve.
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。 In recent years, some multi-cylinder engines are equipped with a multi-throttle device for the purpose of reducing intake resistance (see Patent Document 1). This multi-throttle device is provided with a throttle valve for each of a plurality of intake passages extending to the combustion chamber of each cylinder. In general, each throttle valve is a link type or is supported by one valve shaft, and all the throttle valves are integrally opened and closed so as to have the same opening degree. .
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。
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。 By the way, it is desirable to improve the response of the throttle device, that is, the response of the valve shaft interlocked with the motor, in order to obtain a good feeling of operation of the throttle operating unit during acceleration / deceleration of the vehicle. For this purpose, a configuration in which the motor is arranged so that its output shaft is located on the extension of the valve shaft, and the output shaft of the motor is directly connected to the end of the valve shaft is excellent. However, in this case, the dimension in the direction along the valve shaft is increased in the throttle device.
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。 Further, in order to improve the response of the throttle device, it is necessary to improve the response of the motor to the input signal. This can be realized by reducing the axial dimension of the motor and reducing the moment of inertia of the rotor around the output shaft. However, if the dimension in the axial direction of the shaft is reduced due to the necessity of ensuring a constant rotational force in the motor, the dimension in the axial direction is increased. Therefore, in the configuration in which the valve shaft and the output shaft are directly connected as described above, the dimension in the direction along the valve shaft in the throttle device is further increased.
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。 As a result, engines equipped with such a throttle device are difficult to install, especially in vehicles where the space for mounting the engine is relatively small, such as motorcycles, four-wheel buggies, and small planing boats. This is not preferable.
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。 For example, in the case of a motorcycle equipped with a parallel multi-cylinder engine, the throttle device is arranged so that its valve shaft is along the width direction of the vehicle body. The size of must be increased. This is not preferable in consideration of the ride comfort of the rider who rides on the seat with the vehicle body held between the knees.
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。 It is also possible to configure the throttle device so that the size in the width direction of the vehicle body does not increase by disposing the motor at a predetermined position and connecting it to the valve shaft via a gear train including a bevel gear or the like. However, in this case, since the gear train is relatively heavy, it is difficult to improve the response of the throttle device.
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。 Accordingly, the present invention provides a highly responsive throttle device and a motorcycle driven by an engine equipped with such a throttle device, while suppressing an increase in size, particularly in a direction along the valve shaft. The purpose is to provide.
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。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and a throttle device provided in a vehicle-driven multi-cylinder engine according to the present invention includes a motor that opens and closes an intake passage that guides air to a cylinder of the engine. A drive-type throttle valve and a motor for opening and closing the motor-driven throttle valve, the motor being arranged so that its output shaft is parallel to the valve shaft supporting the motor-driven throttle valve; The output shaft and the valve shaft are interlocked and connected via a belt.
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。 In this case, it is possible to suppress an increase in size in the direction along the valve shaft in the throttle device. Further, the size of the motor in the direction along the output shaft can be easily increased, and the response of the throttle device can be improved by improving the rotational force of the motor. At the same time, since the motor and the motor-driven throttle valve are linked via a lightweight belt, the responsiveness of the valve shaft linked to the motor can be improved, and the responsiveness of the throttle device can be further improved. Is possible.
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。 Also, a cable-driven throttle valve that is provided corresponding to a cylinder other than the cylinder corresponding to the motor-driven throttle valve and is supported by a valve shaft that is linked to a throttle operating unit via a cable, and the cable drive A throttle position sensor for detecting the opening of the throttle valve, and the driving of the motor may be controlled based on a detection signal given from the throttle position sensor.
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。 In a four-cycle engine, at the time of transition from negative torque to positive torque, the rate of increase in engine output torque with respect to the opening of the throttle valve may change. In order to mitigate such a change in the increase rate of the output torque, a motor-driven throttle valve (motor-driven throttle valve) and a cable-driven throttle valve (cable-driven throttle valve) are used in combination. It is effective to control the opening / closing of the motor-driven throttle valve based on the opening of the cable-driven throttle valve.
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。 For example, in a 4-cylinder engine, a cable-driven cable-driven throttle valve is provided corresponding to the first and second cylinders, and a motor-driven motor-driven throttle valve is provided corresponding to the third and fourth cylinders. Provide. Then, by controlling the motor so that the opening degree of the motor-driven throttle valve is smaller than the opening degree of the cable-driven throttle valve, the third and third output torques are compared with the output torque in the first and second cylinders. The output torque in the four cylinders can be kept small.
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。 As a result, while the output torque greatly increases from negative to positive in each of the first and second cylinders, the output torque can be suppressed to negative torque in the third and fourth cylinders. In this case, if attention is paid to the output torque of the engine, which is the sum of the output torques of the first to fourth cylinders, the rate of change of the output torque that increases during this period is alleviated. Therefore, the output torque of the engine can respond smoothly to the operation of the throttle grip by the operator.
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。 On the other hand, in such opening / closing control of the motor-driven throttle valve, the higher the response of the motor-driven throttle valve to the input signal to the motor, the better the accuracy and the more advantageous. Therefore, with the above-described configuration, in the throttle device using both the motor-driven throttle valve and the cable-driven throttle valve, the motor-driven throttle valve is secured with high responsiveness, and the opening / closing control thereof is made more accurate. This can be realized, and the change in the rate at which the engine output torque increases can be more appropriately mitigated.
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。 The motorcycle according to the present invention includes a parallel multi-cylinder engine in which each cylinder is arranged along the width direction of the vehicle body, a motor, and a motor-driven throttle valve driven by the motor. A multi-throttle device that opens and closes each of a plurality of intake air channels that guide air, and the motor of the multi-throttle device has an output shaft that is parallel to a valve shaft that supports the motor-driven throttle valve. The output shaft and the valve shaft are interlocked and connected via a belt.
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。 In this case, since it is possible to suppress an increase in the dimension in the direction along the valve shaft in the throttle device, it is high as described above while suppressing an increase in the dimension in the width direction in the motorcycle. A throttle device having responsiveness can be installed in a driving engine.
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。 Also, a cable-driven throttle valve that is provided corresponding to a cylinder other than the cylinder corresponding to the motor-driven throttle valve and is supported by a valve shaft that is linked to a throttle operating unit via a cable, and the cable drive There may be provided a throttle position sensor for detecting the opening of the throttle valve and a control device for controlling the driving of the motor based on a detection signal given from the throttle position sensor.
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。 In this case, in the throttle device that uses both the motor-driven throttle valve and the cable-driven throttle valve, the motor-driven throttle valve can ensure high responsiveness, and its opening / closing control can be realized with higher accuracy. The change in the rate at which the output torque increases can be moderated more appropriately. As a result, it is possible to improve the feeling of throttle operation and ride comfort of the motorcycle.
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。 The motor-driven throttle valve is disposed corresponding to the cylinder on the right side in the width direction of the vehicle body among the cylinders of the parallel multi-cylinder engine, and the cable-driven throttle valve is disposed in the vehicle body of the cylinders. You may arrange | position corresponding to the cylinder of the width direction left side.
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。 In general, in motorcycles, the right grip of the handlebar forms the throttle grip (throttle operating part), and is inserted into the tube between the valve shaft of the cable-driven throttle valve and the throttle operating part. A cable is provided to connect the two. The operability of the throttle operation portion (the ease with which the throttle grip can be rotated) becomes better as the curvature of the arranged cable increases.
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。 Therefore, in the case of the configuration as described above, the cable-driven throttle valve is located on the left side of the vehicle body, so that the cable is arranged with a large curvature radius between the throttle operating portion and the cable-driven throttle valve. be able to. For example, in the case of a parallel 4-cylinder engine, a motor-driven throttle valve is provided corresponding to the right two cylinders, and a cable driven throttle valve is provided corresponding to the left two cylinders. A pulley that rotates integrally with the valve shaft of the cable-driven throttle valve is disposed between the intake ports of the central two cylinders, between the intake ports of the left two cylinders, or on the left side of the leftmost intake port. One end of the cable may be connected to the pulley.
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。 The throttle device is disposed between the left and right main frames, and the throttle position sensor is connected to the left end of the cable-driven throttle valve in the width direction of the vehicle body. It may be provided near the part. In this case, it is possible to reduce the interval between the left and right main frames by cutting out only the portion corresponding to the throttle position sensor in the left main frame. Accordingly, it is possible to suppress an increase in the size of the vehicle body in the width direction.
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。
According to the present invention, a highly responsive throttle device and an automatic motor driven by an engine equipped with such a throttle device while suppressing an increase in size, particularly in a direction along the valve shaft, are provided. Motorcycles can be provided.
Can do.
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。
Hereinafter, a vehicle employing a multi-throttle device according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings, taking a motorcycle as an example. FIG. 1 is a side view showing a road sports type motorcycle. As shown in FIG. 1, the
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。
A
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。
The engine E is a four-cycle engine with four parallel cylinders in the present embodiment, and each cylinder is mounted in a slightly tilted posture. The engine E includes an intake port (not shown) at the rear of the cylinder head E 1 (see FIG. 2), and a
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。
The engine E generates torque according to the intake air amount supplied through the
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。
In the case of the
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。
In the following description of the present embodiment, description will be made based on the concept of the direction as viewed from the driver who has boarded the
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。
FIG. 2 is an II arrow view showing a mounting state of the
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。
The
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。
Throttle valves (first valve to fourth valve) 21B to 24B are provided in the
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。
A
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。
Therefore, when the operator rotates the
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。
Further, since the
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)。
A first throttle position sensor (hereinafter abbreviated as “first TPS”) 44 is provided at the left end of the
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。
By the way, a
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。
As shown in FIGS. 2 and 3, a DC motor M is disposed below the
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。
The direct current motor M is arranged as described above, and the
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。
As shown in FIG. 2, a
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。
When the DC motor M is driven, the rotational power generated by the
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。
A second throttle position sensor (hereinafter abbreviated as “second TPS”) 57 is provided at the right end of the
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。
By the way, in the right
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。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of the
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)。
Next, the operation of the
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。
This valve control map acquires the target opening degree of the
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。
For example, as shown in FIG. 6, when the voltage value of the detection signal in the
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。
As described above, in the present embodiment, the target voltage value of the detection signal in the
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。
Subsequently, by referring to such a valve control map M1, the
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。
On the other hand, based on the detection signals from the
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。 Further, since the ignition map M3 has the same configuration as the fuel injection map M2, the content thereof is omitted in FIG. 5, but the column items and the row items are the same as the fuel injection map, Each cell is given an ignition timing.
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。
In the engine E shown in the present embodiment, the
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。
When the operator operates the
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TAでそれぞれ示している。
FIG. 8 shows the maximum torque output from each of the
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。
As shown in dashed line T 12 and dashed T 34 in FIG. 8, the output torque of the
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TA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。
By the way, the average maximum torque per cylinder of the engine E is a value obtained by dividing the torque output at the same time in the
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。
FIG. 9 is based on the throttle opening at the
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。
Further, as described with reference to FIG. 8, the output torque in the
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。
When the torque output from each of the
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。
By the way, in such control by the
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。
Note that the control by the
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。 In the present embodiment, a 4-cycle engine with parallel 4-cylinders has been described as an example, but an engine to which the present invention is applied is not limited thereto. For example, the present invention can be applied to any engine having two or more cylinders such as an in-line four-cylinder engine or a V-type two-cylinder engine without any limitation.
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。 Furthermore, although the present embodiment has been described by taking a road sports type motorcycle as an example, the present invention is applicable to other than this. For example, the present invention can be applied to various vehicles such as an American type motorcycle, a vehicle having driving wheels such as a four-wheel buggy, and a small planing boat using a water jet pump as a propulsion mechanism. . The invention is particularly useful for a vehicle having a small space for mounting an engine equipped with a throttle device in that the size of the throttle device can be reduced.
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。 The present invention relates to a throttle device that is required to further improve the responsiveness of the valve opening / closing operation with respect to the drive of the motor while suppressing the increase in size, particularly the size in the direction along the valve shaft. It can be applied to the adopted motorcycle.
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
1
22
23
24
25
46 ECU
50 Second pulley 51
E engine
Claims (6)
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。 A throttle device installed in a multi-cylinder engine for driving a vehicle,
A motor-driven throttle valve that opens and closes an intake passage that guides air to the engine cylinder;
A motor that opens and closes the motor-driven throttle valve;
The motor is arranged such that its output shaft is parallel to a valve shaft that supports the motor-driven throttle valve, and the output shaft and the valve shaft are interlocked and connected via a belt. Throttle device.
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。 A cable-driven throttle valve that is provided corresponding to a cylinder other than the cylinder corresponding to the motor-driven throttle valve, and is supported by a valve shaft that is linked to a throttle operation unit via a cable;
A throttle position sensor for detecting the opening of the cable-driven throttle valve;
2. The throttle device according to claim 1, wherein the drive of the motor is controlled based on a detection signal given from the throttle position sensor.
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。 A parallel multi-cylinder engine in which each cylinder is arranged along the width direction of the vehicle body;
A motor and a motor-driven throttle valve driven by the motor, and a multi-throttle device that opens and closes each of a plurality of intake passages that guide air to each cylinder of the engine,
The motor of the multi-throttle device is arranged such that its output shaft is parallel to a valve shaft that supports the motor-driven throttle valve, and the output shaft and the valve shaft are linked and connected via a belt. A motorcycle characterized by being made.
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。 A cable-driven throttle valve that is provided corresponding to a cylinder other than the cylinder corresponding to the motor-driven throttle valve, and is supported by a valve shaft that is linked to a throttle operation unit via a cable;
A throttle position sensor for detecting the opening of the cable-driven throttle valve;
The motorcycle according to claim 3, further comprising: a control device that controls driving of the motor based on a detection signal given from the throttle position sensor.
The throttle device is disposed between the left and right main frames, and the throttle position sensor is in the vicinity of the left end of the cable-driven throttle valve in the width direction of the vehicle body. The motorcycle according to claim 5, wherein the motorcycle is provided.
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