JP2013238159A

JP2013238159A - 自動二輪車の吸気制御装置

Info

Publication number: JP2013238159A
Application number: JP2012111288A
Authority: JP
Inventors: Koichi Tanaka; 浩一田中; Naoki Takamura; 直己高村
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2012-05-15
Filing date: 2012-05-15
Publication date: 2013-11-28
Anticipated expiration: 2032-05-15
Also published as: JP5874527B2; CN103423003A; CN103423003B

Abstract

【課題】アクセルポジションセンサ等の好適な配置構成を実現し、優れた吸気制御を保証する自動二輪車の吸気制御装置を提供する。
【解決手段】ヘッドパイプ１０２から後下方に拡幅しながら延設する左右のメインフレーム１０１と、メインフレーム１０１の下方に懸架されるエンジンと、スロットルグリップの開き側の回動に応じてスロットルケーブル２０を介してスロットルプーリ１９が回動されることによりスロットルグリップの操作量を検出するアクセルポジションセンサ２８とを備える。アクセルポジションセンサ２８は、メインフレーム１０１に挟まれた空間に配置されると共に、単一のスロットルケーブル２０がアクセルポジションサンサ２８の上方から導出される。
【選択図】図１２

Description

本発明は、エンジンの吸気及び燃料制御装置として電子制御スロットルボディを使用する輸送機械、特に自動二輪車における吸気制御装置に関する。

自動二輪車あるいはアクセル操作力をセンサを介して計測し、出力発生装置を制御するようにした一部の輸送機械等では、電子制御スロットルボディを採用している。従来の車両ではアクセル開度を検出するためのアクセルポジションセンサアッシー（以下、ＡＳＡという）をスロットルボディに固定している。また、ＡＳＡの操作のために引き側及び戻し側とで２本のスロットルケーブルが設けられている。

例えば特許文献１に開示される自動二輪車等では、車両の所定部位にアクセルポジションセンサを搭載し、スロットルバルブを開閉制御するようにしている。

特開２００８−２７４９２５号公報

従来のこの種の車両等において、スロットルケーブルを２本配置していると、他部品を避けて配置した場合スロットルケーブルの曲がり（曲率半径）が小さくなり、そのままではスロットル操作力に影響する場合がある。
また、アクセルポジションセンサがシリンダヘッドあるいはシリンダヘッドカバーの近くにある場合、その雰囲気温度が高くなるとアクセルポジションセンサの持つ温度特性の影響でセンサ出力に生じる誤差が大きくなる傾向がある。

更に、アクセルポジションセンサの配置位置によっては、エアクリーナの特にクリーンサイド容量あるいはエアフィルタの大きさに制約が生じる場合があり、そのままではエアクリーナ性能に影響ことがある。

本発明はかかる実情に鑑み、アクセルポジションセンサ等の好適な配置構成を実現し、優れた吸気制御を保証する自動二輪車の吸気制御装置を提供することを目的とする。

本発明による自動二輪車の吸気制御装置は、ヘッドパイプから後下方に拡幅しながら延設する左右のメインフレームと、前記メインフレームの下方に懸架されるエンジンと、スロットルグリップの開き側の回動に応じてスロットルケーブルを介してスロットルプーリが回動されることにより前記スロットルグリップの操作量を検出するアクセルポジションセンサとを備え、検出された前記スロットルグリップの操作量に対応してスロットル弁を開閉してエンジンの吸入空気量を制御するようにした自動二輪車において、前記アクセルポジションセンサは、前記メインフレームに挟まれた空間に配置されると共に、単一の前記スロットルケーブルが前記アクセルポジションサンサの上方から導出されたことを特徴とする。

また、本発明による自動二輪車の吸気制御装置において、前記アクセルポジションセンサは前記スロットルプーリの軸方向視で、前記スロットルプーリから導出される前記スロットルケーブルのプーリ巻付け半径とする円の接線と平行な直線が、該アクセルポジションセンサ前方の前記メインフレーム又は前記ヘッドパイプと交差するように配置されることを特徴とする。

また、本発明による自動二輪車の吸気制御装置において、前記アクセルポジションセンサは、前記メインフレームに挟まれて前記エンジンよりも上方に配置されるエアクリーナの底部に形成された凹部に配置されたことを特徴とする。

本発明によれば、アクセルグリップの開き側のみにスロットルケーブルを適用することで、スロットルケーブルの配置自由度を大幅に向上することができ、アクセルポジションセンサをステアリングヘッドパイプの直後方等に自由に配置することができる。エアクリーナの凹部内にアクセルポジションセンサを収容し、極めてコンパクトに配置することが可能となる。

本発明の実施形態に係る自動二輪車の側面図である。本発明の実施形態におけるフレームを含めたエンジンユニットまわりの側面図である。本発明の実施形態におけるフレームを含めたエンジンユニットまわりの正面図である。本発明の実施形態に係る吸気制御装置の配置構成例を示す正面図である。本発明の実施形態に係る吸気制御装置の配置構成例を示す上面図である。本発明の実施形態に係るスロットルポジションセンサユニットの斜視図である。本発明の実施形態に係るスロットルポジションセンサユニットの斜視図である。本発明の実施形態に係るスロットルポジションセンサユニットの斜視図である。本発明の実施形態に係るスロットルポジションセンサユニットの正面図である。本発明の実施形態に係るスロットルポジションセンサユニットの側面図である。本発明の実施形態に係るスロットルポジションセンサユニットが実装されたフレーム前部まわりの側面図である。本発明の実施形態に係る吸気制御装置の作用を説明するためのスロットルポジションセンサユニットが実装されたフレーム前部まわりの側面図である。

以下、図面に基づき、本発明における自動二輪車の吸気制御装置の好適な実施の形態を説明する。
図１は、本発明の適用例としての自動二輪車１００の側面図である。先ず、図１を用いて、自動二輪車１００の全体構成について説明する。なお、図１を含め、以下の説明で用いる図においては、必要に応じて車両の前方を矢印Ｆｒにより、車両の後方を矢印Ｒｒにより示し、また、車両の側方右側を矢印Ｒにより、車両の側方左側を矢印Ｌにより示す。

図１において鋼製或いはアルミニウム合金材でなるメインフレーム１０１の前部には、ステアリングヘッドパイプ１０２によって左右に回動可能に支持された左右２本のフロントフォーク１０３が設けられる。フロントフォーク１０３の上端にはハンドルバー１０４が固定され、ハンドルバー１０４の両端にグリップ１０５を有する。フロントフォーク１０３の下部には前輪１０６が回転可能に支持されると共に、前輪１０６上部を覆うようにフロントフェンダ１０７が固定される。前輪１０６は、前輪１０６と一体回転するブレーキディスク１０８を有している。

メインフレーム１０１はステアリングヘッドパイプ１０２の後部に接続され、更に後方に向けて左右一対が二又状に分岐し、ヘッドパイプから後下方に拡幅しながら延設する。なお、メインフレーム１０１の後部付近から、後上りに適度に傾斜してシートレールが延出し、後述するシートを支持する。メインフレーム１０１やシートレールにより車体フレームが構成される。また、メインフレーム１０１の後部にはスイングアーム１０９が揺動可能に結合すると共に、両者間にリヤショックアブソーバ１１０が装架される。スイングアーム１０９の後端には後輪１１１が回転可能に支持される。後輪１１１は、後述するエンジンの動力を伝達するチェーン１１２が巻回されたドリブンスプロケット１１３を介して、回転駆動されるようになっている。後輪１１１の直近周囲にはその前上部付近を覆うインナフェンダ１１４が設けられると共に、そのインナフェンダ１１４の上方にはリヤフェンダ１１５が配置される。

メインフレーム１０１に搭載されたエンジンユニット１１６には、図示しない燃料供給装置から混合気が供給されると共に、エンジン内での燃焼後の排気ガスがエキゾーストパイプ１１７を通って排気される。本実施形態において、エンジンは例えば４サイクル多気筒、典型的には４気筒エンジンであってよい。それぞれの気筒のエキゾーストパイプ１１７はエンジンユニット１１６の下側にて結合し、その後排気チャンバを経て車両後端付近で排気装置１１８から排気される。

また、エンジンユニット１１６の上方には燃料タンク１１９が搭載され、燃料タンク１１９の後方にシート１２０が連設される。このシート１２０は、ライダシート１２０Ａとタンデムシート１２０Ｂとを含む。ライダシート１２０Ａ及びタンデムシート１２０Ｂに対応して、フートレスト１２１及びフートレストもしくはピリオンステップ１２２が配置される。
更に図１において、１２３はヘッドランプ、１２４はスピードメータ、タコメータ或いは各種インジケータランプ等を含むメータユニット、１２５はステー１２６を介してハンドルバー１０４に支持されるバックミラーである。

車両外装において、フェアリング１２７及びサイドカウル１２８によって車両の主に前部及び側部が覆われ、車両後部にはサイドカバーあるいはシートカウル１２９が被着し、これらの外装部材により所謂、流線型を有する車両の外観フォルムが形成される。

ここで、この実施形態におけるエンジンユニット１１６は図２及び図３に示されるように、クランクケース１１６Ａの上部に順次、シリンダブロック１１６Ｂ、シリンダヘッド１１６Ｃ及びシリンダヘッドカバー１１６Ｄが一体的に結合してなる。また、エンジンユニット１１６は複数のエンジンマウントを介してメインフレーム１０１に懸架されることでメインフレーム１０１に一体的に結合支持され、それ自体でメインフレーム１０１の剛性部材として作用する。

図１に示されるようにドーム状もしくは甲羅状を呈する燃料タンク１１９は、メインフレーム１０１の上側全体を上部から蓋うようにしてメインフレーム１０１上に搭載支持される。また、エンジンユニット１１６のシリンダヘッドカバー１１６Ｄの上側には、吸気装置に清浄空気を供給するためのエアクリーナ１３０が配置される。エアクリーナ１３０によって清浄化された空気は吸気装置によって吸気され、その後インテークパイプ１３１内にて燃料が混合され、混合気としてエンジンユニット１１６に供給される。

この実施形態では並列４気筒エンジンであってよく、図３のように左右（幅）方向に♯１〜♯４気筒が配列される。シリンダヘッド１１６Ｃの内部に動弁装置を収容し、気筒毎に吸気（ＩＮ）側及び排気（ＥＸ）側にそれぞれ２つのバルブ、つまり４バルブを有している。シリンダヘッド１１６Ｃの底部には各気筒に対応する燃焼室が形成されており、それぞれの燃焼室にはインテークポート１３２とエキゾーストポート１３３が連通形成される。詳細図示は省略するが、エアクリーナ１３０とインテークポート１３２の間には気筒毎に、吸気装置を構成するスロットルボディが配置され、そのスロットルバルブを開閉することにより吸入空気量を制御することができる。

本発明では更に、スロットルバルブを開閉してエンジンの吸入空気量を制御する吸気制御装置を備える。この場合、本実施形態において所謂アクセル・バイ・ワイヤ方式と呼ばれる電子制御式のもの（電子制御スロットルシステム）を採用し、この方式によればスロットルグリップの操作量を一旦アクセル開度センサで検出し、この検出量に応じてアクチュエータ（電動モータ等）を駆動させてスロットルバルブの開閉制御を適宜に行うというものである。かかる電子制御スロットルシステムにおいて、アクセルポジションセンサの検出結果を含む運転状態に基づく電子制御によってスロットルバルブの開度制御を行いエンジン（内燃機関）の吸気量を調整するようにしている。

吸気制御装置は、ハンドルに設けられたスロットルグリップの操作量を伝達するスロットルケーブルと、スロットルケーブルに接続されてスロットルグリップの操作量に応じて回転するスロットルプーリと、スロットルプーリの回転量を検出するアクセルポジションセンサと、スロットルバルブを駆動させる電動モータと、アクセルポジションセンサの検出結果を含む運転状態に基づき電動モータを駆動させてエンジンの吸気量を制御する制御コンピュータと、を備える。

本発明ではエアクリーナ１３０の所定部位に吸気制御装置が配置される。図４及び図５は本実施形態における吸気制御装置１０の配置構成例を示している。図４はエアクリーナ１３０まわりの正面図、図５は上面図である。なお、図４ではメインフレーム１０１を前後方向途中で破断した状態のものを図示している。吸気制御装置１０自体の具体的構成については後述するが、図４等に示すようにメインフレーム１０１に挟まれてエンジン、具体的にはエンジンユニット１１６のシリンダヘッドカバー１１６Ｄよりも上方にエアクリーナ１３０が配置される。吸気制御装置１０は、エアクリーナ１３０の底部に形成された凹部に装着される。

ここで、図３に示したように、エアクリーナ１３０はアッパケース１３０Ａ及びロアケース１３０Ｂが相互に閉合してなり、実質的に中空構造を有する。ロアケース１３０Ｂの前部には一対のインテークダクト１３４が接続され、車両前端部から取り込んだ空気をインテークダクト１３４を介してロアケース１３０Ｂ内に導入するようになっている。このダーティ側に導入された空気は、図示しないフィルタを通過することで清浄化され、更にエアファンネルを通ってスロットルボディへと送給される。エアクリーナ１３０の前中央部から底部にかけて、エアクリーナ１３０の内方へ凹む凹部１３５が形成され、この凹部１３５に吸気制御装置１０が装着される。

次に、吸気制御装置１０の具体的構成例について説明する。図６〜図１０は吸気制御装置１０の構成例を示し、図６及び図７はアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ）ユニット１１とこれをエアクリーナ１３０の所定部位に取り付けるためのブラケット１２の結合状態を示すそれぞれ斜視図、図８はＡＰＳユニット１１の斜視図、図９はＡＰＳユニット１１の正面図、図１０は右側面図である。図６及び図７のようにブラケット１２は長尺もしくは短冊状の板材でなり、ロアケース１３０Ｂに形成されている凹部１３５の開口前部に架け渡されるように横架され（図４をも参照）、左右一対のボルト１３によって前側からロアケース１３０Ｂに固定される。ＡＰＳユニット１１はブラケット１２の後側に支持されることで、凹部１３５内にすっぽりと収容される。

ブラケット１２の左右方向中央部には上下に突出する一対の突片１２ａが付設され、これらの突片１２ａに対してＡＰＳユニット１１がボルト１４によって固定される。図８〜図１０をも参照して、固定の支持部１５から延出する一対のアーム１６にはそれぞれ、ボルト１４が螺合するボス１７が設けられる。支持部１５からこの例では車両幅方向に右方へ延設された回転軸１８を有し、この回転軸１８を介してスロットルプーリ１９が回動可能（図９、矢印参照）に取り付けられる。なお、回転軸１８は、図示されているアウタチューブとその内部に回転自在に挿入支持されるインナシャフトとでなる二重構造を有し、インナシャフトとスロットルプーリ１９が一体的に結合する構成であってもよい。スロットルプーリ１９の外周部にはスロットルケーブル２０が巻き付けられる円周状の巻回溝１９ａが形成され、ハンドルバー１０４の右端部に配置されたスロットルグリップの操作でスロットルケーブル２０を介してスロットルプーリ１９が回動する。

この例ではスロットルグリップとスロットルプーリ１９の間に単一のスロットルケーブル２０が配索される。つまりスロットルグリップの開き側の回動動作によって、スロットルプーリ１９が回動付勢される。支持部１５側に結合するステー２１にはスロットルケーブル２０が挿通するガイド孔２２ａを有するガイドブッシュ２２が設けられており、スロットルケーブル２０はガイド孔２２ａを通ることでガイドされながら導出される。なお、ガイドブッシュ２２は図６、図７あるいは図１０等に示すようにスロットルプーリ１９の上方に配置され、巻回溝１９ａの円周の略接線方向に位置する。回転軸１８の周囲にはコイルスプリング２３が装着されており、その一端２３ａは図７等に示すように例えばアーム１６に設けた突起２４によって係止される。また、コイルスプリング２３の他端２３ｂは図８等に示すようにスロットルプーリ１９の側部に設けた突起２５によって係止され、これによりスロットルプーリ１９はリターンスプリングとして機能するコイルスプリング２３の弾力によって、スロットルグリップの閉じ方向へ常時付勢される。

この場合、固定の支持部１５側の適所、例えば図９等のようにアーム１６等を利用してスロットルプーリ１９側へ延出する一対のストッパ２６を設ける。一方、スロットルプーリ１９の側部に図８等のように支持部１５側へ延出する一対のストッパ２７を設け、これらのストッパ２６及びストッパ２７同士が互いに当接することで、スロットルプーリ１９の回動両端位置が規制されるようになっている。即ち、スロットルプーリ１９の回動端位置に対応して、吸気制御装置１０により制御される吸気装置におけるスロットルバルブの全閉もしくは最小開度と全開もしくは最大開度が設定される。

また、吸気制御装置１０において図６等に示されるように、スロットルプーリ１９の回転量を検出するアクセルポジションセンサ２８を備える。このアクセルポジションセンサ２８としてロータリエンコーダ等の角度検出手段を用いることができ、スロットルグリップの操作量に対応するアクセル開度信号（パルス信号）を生成し、このアクセル開度信号は車載のＥＣＵ（エンジン制御装置、図示せず）に送出される。ＥＣＵはアクセルポジションセンサ２８から受信する信号に基づき、所定の制御プログラムに従って制御対象であるスロットルバルブ駆動用アクチュエータを駆動制御する。

本発明の吸気制御装置１０では特にＡＰＳユニット１１、従ってアクセルポジションセンサ２８も同様に図３あるいは図５等に示すようにステアリングヘッドパイプ１０２の後方に二又状に分岐するメインフレーム１０１に挟まれた空間に配置される。また、単一のスロットルケーブル２０が、図１１に示されるようにアクセルポジションサンサ２８の上方から導出される。

本発明によれば、アクセルグリップの開き側のみにスロットルケーブル２０を適用することで、従来では必要としていた閉じ側のスロットルケーブルの曲がりを気にせず、即ちスロットルケーブル２０の配置自由度を大幅に向上することができる。これにより図１１のようにＡＰＳユニット１１をステアリングヘッドパイプ１０２の直後方等自由に配置することができる。この場合、エアクリーナ１３０のロアケース１３０Ｂに形成した凹部１３５内にＡＰＳユニット１１を収容することで、ステアリングヘッドパイプ１０２の直後方でありながら、極めてコンパクトに配置することが可能となる。

また、スロットルケーブル２０を、図１１等に示すようにＡＰＳユニット１１の上方から導出することで、ハンドルバー１０４の右端部にて上方に位置するスロットルグリップまで配索する際、そのケーブル長を最短にすることができる。このようにケーブル長を短くすることで、円滑作動を実現すると共に、アクセルポジションセンサ２８を駆動する際に高い精度を保障することができる。

また、ＡＰＳユニット１１の配置位置として、スロットルプーリ１９の軸方向視、即ち回転軸１８の軸線方向で、スロットルプーリ１９から導出されるスロットルケーブル２０のプーリ巻付け半径とする円の接線と平行な直線が、アクセルポジションセンサ２８前方のメインフレーム１０１又はステアリングヘッドパイプ１０２と交差するように配置される。より具体的には図１２に示されるようにスロットルプーリ１９の巻回溝１９ａの円周接線方向に延出するスロットルケーブル２０に対して、従来の閉じ側のスロットルケーブル１はスロットルケーブル２０と平行に延出することで、前方のメインフレーム１０１等と干渉することとなる。なお、その場合のスロットルケーブル１（図１２、二点鎖線）とメインフレーム１０１等と干渉領域を図１２において斜線により示す。

本発明では実際には閉じ側のスロットルケーブル１を廃止したことで、そのような干渉を回避しつつ、メインフレーム１０１の剛性を確保しながらＡＰＳユニット１１をできるだけステアリングヘッドパイプ１０２に近接配置することができる。この点でもスロットルケーブル２０のケーブル長を有効に短くすることができる。

なお、仮に図１２に示すように閉じ側のスロットルケーブル１を有する場合にＡＰＳユニット１１をステアリングヘッドパイプ１０２に近接配置すると、そのスロットルケーブル１の曲げが極端に強くなり、あるいはそのような曲げを避けるためにメインフレーム１０１の上部を切り欠くことが必要になる。このようにメインフレーム１０１を切り欠いた場合には、その分メインフレーム１０１の剛性確保が難しくなる。本発明では閉じ側のスロットルケーブル１を持たないのでかかる不都合が生じないため、ＡＰＳユニット１１を無理なく前方に配置することができ、ケーブル長を効果的に短縮化できる。

更に、前述のようにＡＰＳユニット１１は、メインフレーム１０１に挟まれてエンジンユニット１１６よりも上方に配置されるエアクリーナ１３０の底部に形成された凹部１３５に配置される。

スロットルケーブル２０が１本で、且つＡＰＳユニット１１の上方から導出されるのでステアリングヘッドパイプ１０２の後方直近に配置することができる。これによりＡＰＳユニット１１がその凹部１３５に配置されたエアクリーナ１３０をより前方に配置することが可能となり、それに対応してエアクリーナ１３０の容量を大きく確保することができる。このようにエアクリーナ１３０の容量増加を図ることにより、吸気系における吸気脈動が低減されて、その結果エンジン出力の向上を図ることが可能となる。

以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
上記実施形態において、エンジンユニット１１６は４気筒以外の多気筒エンジンであっても同様に適用可能である。

１０吸気制御装置、１１ＡＰＳユニット、１２ブラケット、１３，１４ボルト、１５支持部、１６アーム、１７ボス、１８回転軸、１９スロットルプーリ、２０スロットルケーブル、２１ステー、２２ガイドブッシュ、２３コイルスプリング、２４，２５突起、２６，２７ストッパ、２８アクセルポジションセンサ、１００自動二輪車、１０１メインフレーム、１０２ステアリングヘッドパイプ。

Claims

ヘッドパイプから後下方に拡幅しながら延設する左右のメインフレームと、前記メインフレームの下方に懸架されるエンジンと、スロットルグリップの開き側の回動に応じてスロットルケーブルを介してスロットルプーリが回動されることにより前記スロットルグリップの操作量を検出するアクセルポジションセンサとを備え、検出された前記スロットルグリップの操作量に対応してスロットル弁を開閉してエンジンの吸入空気量を制御するようにした自動二輪車において、
前記アクセルポジションセンサは、前記メインフレームに挟まれた空間に配置されると共に、単一の前記スロットルケーブルが前記アクセルポジションサンサの上方から導出されたことを特徴とする自動二輪車の吸気制御装置。
前記アクセルポジションセンサは前記スロットルプーリの軸方向視で、前記スロットルプーリから導出される前記スロットルケーブルのプーリ巻付け半径とする円の接線と平行な直線が、該アクセルポジションセンサ前方の前記メインフレーム又は前記ヘッドパイプと交差するように配置されることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車の吸気制御装置。
前記アクセルポジションセンサは、前記メインフレームに挟まれて前記エンジンよりも上方に配置されるエアクリーナの底部に形成された凹部に配置されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動二輪車の吸気制御装置。