JP2011027116A - 鞍乗型車両のエンジン制御装置及びエンジン制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アクセル操作に対する応答性のよいエンジン制御装置を提供することにある。
【解決手段】スロットル開度は、エンジンの全回転速度にわたって、アクセル操作量の増加に応じてエンジンのトルクが増加するように制御され、さらに、エンジントルクは、少なくともエンジンの回転速度が低速域のときに、アクセル操作量が小さい領域において、エンジンの最大トルクにほぼ近い値に達し、それ以降、アクセル操作量の増大に応じて、最大トルクに至るまでゆるやかに増加するように制御される。アクセル操作量と、アクセル操作量に対応して設定されたスロットル開度は、エンジンの各回転速度に対して、予めマップデータとして記憶手段１２に記憶されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、鞍乗型車両のエンジン制御装置及びエンジン制御方法に関し、特に、アクセル操作に対する応答性のよいエンジン制御装置及びエンジン制御方法に関する。

自動二輪車のエンジンの吸気量は、ライダーが操作するアクセルグリップの開度に応じてスロットル弁の開度を調整することによって制御される。このアクセルレバーとスロットル弁が、リンク機構によって機械的に連結されている場合は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、アクセルレバーの開度（アクセル操作量）と、スロットル弁の開度（スロットル開度）との関係はリニアになるが、スロットル開度とエンジンのトルクはリニアの関係にはならず、スロットル開度、すなわちアクセル操作量に対するエンジントルクの特性は、エンジンの回転速度により異なり、一般に、図７に示すような特性を示す。

すなわち、エンジンの回転速度が低い場合には、アクセル操作量（スロットル開度）が小さいところにエンジントルクの最大ピークがあり、エンジンの回転速度が高くなるに伴い、この最大ピークに対するアクセル操作量は大きくなる。特に、エンジンの回転速度が低いほど、アクセル操作量に対するエンジントルクのリニアリティが低下し、最大ピークに対するアクセル操作量をさらに大きくすると、エンジントルクが低下する領域、あるいは変化しない領域が顕著となり、所謂、オーバーベンチュリーと呼ばれる現象が生じる。

このオーバーベンチュリーを回避する方法として、スロットル弁の上流側にサブスロットル弁を設け、このサブスロットル弁の開度を調整する方法がある。この方法は、スロットル弁が必要以上に開いたときには、サブスロットル弁を閉じ方向に制御して、吸気通路内を通過する空気の流速を早くすることによって、吸気効率を上げ、これにより、オーバーベンチュリーの回避を図るものである。しかしながら、この方法は、サブスロットル弁を設ける必要があるため、スロットルボディが大型化し、製造コストも増大する。

そこで、サブスロットル弁を用いずに、スロットル弁の開度調整だけで、オーバーベンチュリーを回避する方法として、図８（ａ）、（ｂ）に示すような方法が知られている。図８（ａ）、（ｂ）は、アクセル操作量とスロットル開度との関係を示すグラフで、図６（ａ）、（ｂ）に対応するものである。この方法は、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、エンジントルクの最大ピークが発生するスロットル開度以上は、スロットル弁を開けないようにすることによって、図９に示すように、エンジンの全回転速度において、オーバーベンチュリーによるエンジントルクの低下を回避するものである。

しかしながら、この方法によれば、アクセル操作量が大きい領域では、エンジントルクが一定であるので、アクセル操作量を増加させても、エンジントルクが増大せず、この領域でトルクコントロールができない。そのため、ライダーは車両との一体感が得られず、乗り心地の悪いものになっていた。

このような問題を解決するために、特開昭６１−１０６９３４号公報には、アクセル操作の全領域において、アクセル操作量の増大に対し、エンジン出力の増大が得られる方法が開示されている。この方法は、図１０に示すように、エンジンの各回転速度におけるアクセル操作量に対する目標吸気量特性を、アクセル操作量の増大に応じて連続的に増大させて、アクセル全操作量時（アクセルレバーの最大開度時）に最大吸気量となるようにしたものである。これにより、エンジンの回転速度に拘わらず、アクセル操作量の増大に応じて、エンジン出力をスムーズに増大させることができるので、良好な加速フィーリングが得られる。なお、スロットル弁は、図１０に示した目標吸気量が得られる開度に駆動制御される。

特開昭６１−１０６９３４号公報

特開昭６１−１０６９３４号公報に開示された方法によれば、アクセル操作量の全領域において、アクセル操作に応じてエンジン出力を直線的に増大させることができる。しかしながら、図１０に示すように、アクセル全操作時の最大吸気量を基準に、アクセル開度に比例し、目標吸気量を徐々に増加させるので、アクセル操作量の小さいとき（アクセルレバーを開け始めたとき）は、エンジン出力のレスポンスが悪くなるという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、その主な目的は、アクセル操作に対する応答性のよいエンジン制御装置を提供することにある。

本発明の鞍乗型車両のエンジン制御装置は、アクセル操作子のアクセル操作量に応じてスロットル開度が制御される電子スロットル弁を備えた鞍乗型車両のエンジン制御装置であって、前記スロットル開度は、エンジンの全回転速度にわたって、前記アクセル操作量の増加に応じて前記エンジンのトルクが増加するように制御され、さらに、該エンジンのトルクは、少なくとも前記エンジンの回転速度が低速域のときに、前記アクセル操作量が小さい領域において、前記エンジンの最大トルクにほぼ近い値に達し、それ以降、前記アクセル操作量の増大に応じて、前記最大トルクに至るまでゆるやかに増加するように制御されていることを特徴とする。

ある好適な実施形態において、前記アクセル操作量と、該アクセル操作量に対応して設定された前記スロットル開度は、前記エンジンの各回転速度に対して、予めマップデータとして記憶手段に記憶されている。

ある好適な実施形態において、前記アクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、前記エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段とを備え、前記電子スロットル弁は、前記アクセル操作量検出手段で検出されたアクセル操作量と、前記回転速度検出手段で検出されたエンジン回転速度に対して、前記記憶手段に記憶されたマップデータに基づき決定されたスロットル開度に回動制御される。

本発明の鞍乗型車両のエンジン制御方法は、アクセル操作子のアクセル操作量に応じてスロットル開度を電子制御することによってエンジントルクを制御する鞍乗型車両のエンジン制御方法であって、前記スロットル開度は、エンジンの全回転速度にわたって、前記アクセル操作量の増加に応じて前記エンジンのトルクが増加するように制御されることを特徴とする。

ある好適な実施形態において、前記スロットル開度は、前記エンジンのトルクが、少なくとも前記エンジンの回転速度が低速域のときに、前記アクセル操作量が小さい領域において、前記エンジンの最大トルクにほぼ近い値に達し、それ以降、前記アクセル操作量の増大に応じて、前記最大トルクに至るまでゆるやかに増加するように制御されている。

ある好適な実施形態において、前記アクセル操作量と、該アクセル操作量に対応して設定された前記スロットル開度は、前記エンジンの各回転速度に対して、予めマップデータとして記憶されており、前記スロットル開度は、検出されたアクセル操作量及びエンジン回転速度に対して、前記記憶されたマップデータに基づき決定される。

本発明の鞍乗型車両は、上記エンジン制御装置が搭載された鞍乗型車両である。

ある実施形態において、前記アクセル操作子のアクセル操作量が１００％のときにおいて、前記エンジンの最大トルクは、前記エンジンの回転速度が増加するにしたがって、大きな値となる。

ある実施形態において、該エンジンのトルクは、少なくとも前記エンジンの回転速度が低速域のときに、前記アクセル操作量が０％〜２０％の領域におけるエンジンのトルクの増加量が、前記アクセル操作量が２０％〜１００％の領域におけるエンジントルクの増加量よりも大きくなるように制御される。

ある実施形態において、前記エンジンの回転数が低速域のときとは、前記エンジンの回転数が前記エンジンの最大回転数の５０％以下のときである。

本発明に係る鞍乗型車両のエンジン制御装置は、アクセル操作子のアクセル操作量の増加に応じてエンジントルクが増加するように制御され、さらに、エンジントルクは、少なくともエンジンの回転速度が低速域のときに、アクセル操作量が小さい領域において、エンジンの最大トルクにほぼ近い値に達し、それ以降、アクセル操作量の増大に応じて、最大トルクに至るまでゆるやかに増加するように制御されるので、ライダーは、常に、アクセル操作においてトルクコントロールを実感できる。また、アクセル操作量が小さい領域においても、良好な加速フィーリングを得ることができ、アクセル操作に対する応答性のよいエンジン制御が可能となる。

本発明における自動二輪車のエンジン出力制御の基本的な考え方を示したグラフである。 （ａ）、（ｂ）は、本発明におけるトルク特性を得るために必要なスロットル開度のアクセル操作量に対するグラフである。 本発明におけるアクセル操作量に対するエンジントルクの大きさを示すグラフである。 本発明におけるアクセル操作量に対するエンジントルクの大きさを示す３次元マップである。 本発明における自動二輪車のエンジン出力制御装置の構成を示すブロック図である。 （ａ）、（ｂ）は、従来のアクセルレバーとスロットル弁が機械的に連結されている場合のアクセル操作量とスロットル開度との関係を示すグラフである。 従来のアクセル操作量に対するエンジンのトルク特性を示すグラフである。 （ａ）、（ｂ）は、従来のオーバーベンチュリーを回避したアクセル操作量とスロットル開度との関係を示すグラフである。 従来のオーバーベンチュリーを回避したアクセル操作量に対するエンジンのトルク特性を示すグラフである。 従来のアクセル操作量に対する目標吸気量を示すグラフである。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、説明の簡略化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。

図１は、本発明における自動二輪車のエンジン制御の基本的な考え方を示したグラフである。横軸はアクセル操作子のアクセル操作量を、縦軸はエンジントルクの大きさをそれぞれ示す。図１の破線（Ａ）で示したグラフは、図９で説明したオーバーベンチュリーをなくした場合のエンジントルク特性（エンジンの回転速度が５０００ｒｐｍの場合）を示す。この場合、先に説明したように、アクセル操作量が大きい領域では、エンジントルクが一定となる。

これに対し、図１の実線（Ｂ）で示したグラフは、本発明におけるエンジンのトルク特性を示したもので、エンジントルクが一定となるアクセル操作量の領域において、エンジントルクが、アクセル操作量の増大に応じて、最大トルクに至るまでゆるやかに増加するように制御されることを特徴とする。すなわち、本発明におけるエンジンのトルク特性は、アクセル操作量が小さい領域においては、エンジンの最大トルクにほぼ近い値に速やかに達し、それ以降は、アクセル操作量の増大に応じて、最大トルクに至るまでゆるやかに増加するように制御される。

このように、アクセル操作量が小さい領域においては、エンジントルクが速やかに最大トルクにほぼ近い値に達するので、ライダーは良好な加速フィーリングを得ることができる。また、それ以降も、アクセル操作量の増大に応じて、エンジントルクが最大トルクに至るまでゆるやかに増加するので、ライダーはアクセル操作によるトルクコントロールが可能となる。

図１のグラフを見ても分かるように、実線（Ｂ）で示したトルク特性は、破線（Ａ）で示したトルク特性に対して若干のトルク損失は生じるものの、アクセル操作の全領域にわたって、応答性のよいエンジン制御ができるようになり、ライダーの乗り心地を向上させることができる。

図２（ａ）、（ｂ）は、図１の実線（Ｂ）で示したトルク特性を得るために必要なスロットル開度を、アクセル操作量に対してエンジンの回転速度毎に求めたグラフである。これらの値は、スロットル開度−アクセル操作量のマップデータとして、記憶手段（例えば、ＲＯＭ等）に記憶されている。

図３は、図２（ａ）、（ｂ）で求めたマップデータを基に、アクセル操作量に対して得られるエンジントルクの大きさを、エンジン回転速度毎にプロットしたもので、図４は、これを３次元プロットで示したものである。図３及び図４に示すように、スロットル弁は、エンジンの全回転速度にわたって、アクセル操作量の増加に応じてエンジントルクが増加するように回動制御されている。

図５は、本発明における自動二輪車のエンジン出力制御装置の基本的な構成を示すブロック図である。アクセル操作量検出手段（アクセルポジションセンサ）１０で、アクセル操作量を検出し、エンジン回転速度検出手段１１で、エンジンの回転速度を検出する。スロットル開度設定手段１３は、アクセル操作量検出手段１０で検出されたアクセル操作量と、回転速度検出手段１１で検出されたエンジン回転速度に対して、マップデータ記憶手段１２に記憶されたスロットル開度のマップデータに基づき、必要なスロットル開度を設定する。そして、スロットル弁は、スロットル弁駆動手段１４により、設定されたスロットル開度に回転駆動され、これにより、所望のエンジントルクを得ることができる。

以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。

なお、本願明細書における「自動二輪車」とは、モーターサイクルの意味であり、原動機付自転車（モーターバイク）、スクータを含み、具体的には、車体を傾動させて旋回可能な車両のことをいう。したがって、前輪および後輪の少なくとも一方を２輪以上にして、タイヤの数のカウントで三輪車・四輪車（またはそれ以上）としても、それは「自動二輪車」に含まれ得る。また、自動二輪車に限らず、本発明の効果を利用できる他の車両にも適用でき、例えば、自動二輪車以外に、四輪バギー（ＡＴＶ：All Terrain Vehicle（全地形型車両））や、スノーモービルを含む、いわゆる鞍乗型車両に適用することができる。

本発明は、上述したような優れた効果を発揮するものであるが、実際の鞍乗型車両への適用に当たっては、他の要件も含めた総合的な観点の下に、その具体的態様の検討がなされる。

本発明によれば、アクセル操作に対する応答性のよいエンジン制御装置を提供することができる。

１０ アクセル操作量検出手段
１１ エンジン回転速度検出手段
１２ マップデータ記憶手段
１３ スロットル開度設定手段
１４ スロットル弁駆動手段

Claims (7)

1. アクセル操作子のアクセル操作量に応じてスロットル開度が制御される電子スロットル弁を備えた鞍乗型車両のエンジン制御装置において、
   前記スロットル開度は、エンジンの全回転速度にわたって、前記アクセル操作量の増加に応じて前記エンジンのトルクが増加するように制御され、さらに、該エンジンのトルクは、少なくとも前記エンジンの回転速度が低速域のときに、前記アクセル操作量が小さい領域において、前記エンジンの最大トルクにほぼ近い値に達し、それ以降、前記アクセル操作量の増大に応じて、前記最大トルクに至るまでゆるやかに増加するように制御されていることを特徴とする、鞍乗型車両のエンジン制御装置。
2. 前記アクセル操作量と、該アクセル操作量に対応して設定された前記スロットル開度は、前記エンジンの各回転速度に対して、予めマップデータとして記憶手段に記憶されていることを特徴とする、請求項１に記載の鞍乗型車両のエンジン制御装置。
3. 前記アクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、
   前記エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段とを備え、
   前記電子スロットル弁は、前記アクセル操作量検出手段で検出されたアクセル操作量と、前記回転速度検出手段で検出されたエンジン回転速度に対して、前記記憶手段に記憶されたマップデータに基づき決定されたスロットル開度に回動制御されることを特徴とする、請求項２に記載の鞍乗型車両のエンジン制御装置。
4. アクセル操作子のアクセル操作量に応じてスロットル開度を電子制御することによってエンジントルクを制御する鞍乗型車両のエンジン制御方法において、
   前記スロットル開度は、エンジンの全回転速度にわたって、前記アクセル操作量の増加に応じて前記エンジンのトルクが増加するように制御されることを特徴とする、鞍乗型車両のエンジン制御方法。
5. 前記スロットル開度は、前記エンジンのトルクが、少なくとも前記エンジンの回転速度が低速域のときに、前記アクセル操作量が小さい領域において、前記エンジンの最大トルクにほぼ近い値に達し、それ以降、前記アクセル操作量の増大に応じて、前記最大トルクに至るまでゆるやかに増加するように制御されていることを特徴とする、請求項４に記載の鞍乗型車両のエンジン制御方法。
6. 前記アクセル操作量と、該アクセル操作量に対応して設定された前記スロットル開度は、前記エンジンの各回転速度に対して、予めマップデータとして記憶されており、
   前記スロットル開度は、検出されたアクセル操作量及びエンジン回転速度に対して、前記記憶されたマップデータに基づき決定されることを特徴とする、請求項４に記載の鞍乗型車両のエンジン制御方法。
7. 請求項１から３の何れか一つに記載のエンジン制御装置が搭載された鞍乗型車両。

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