JP4717839B2 - 自動二輪車のエンジン制御装置 - Google Patents

Description

本発明は，自動二輪車に搭載されるエンジンの吸気系に設けられるスロットル弁と，このスロットル弁を開閉駆動する電動モータと，操縦者のアクセル操作開度を検出してそれに対応した信号を出力するアクセルセンサと，前記スロットル弁の開度を検出してそれに対応した信号を出力するスロットルセンサと，前記アクセルセンサの出力信号に前記スロットルセンサの出力信号が対応するよう前記電動モータの作動を制御する電子制御ユニットとを備える，自動二輪車のエンジン制御装置の改良に関する。

自動二輪車において，車体の転倒時には，エンジンの作動を直ちに停止するようにしたエンジン制御装置が，下記特許文献１に開示されるように，既に知られている。
特開２００２−７１７０３号公報

上記従来技術のものでは，車体の転倒時，即座にエンジンの作動を停止するので，エンジンのオーバランを防ぐことはできるものゝ，車体を引き起こして再走行を開始する場合には，エンジンの再始動が必要である。ところで，自動二輪車のレース中等での転倒時で，即座に車体を引き起こして再走行する必要がある場合には，エンジンの再始動操作は，再走行の開始に遅れを招くことになる。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，車体の転倒時には，スロットル弁を所定の低開度まで自動的に閉じるようにして，エンジンをオーバランさせることなく，その作動を継続させ，転倒した車体を起立させれば，直ちに再走行し得るようにした，前記自動二輪車のエンジン制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，自動二輪車に搭載されるエンジンの吸気系に設けられるスロットル弁と，このスロットル弁を開閉駆動する電動モータと，操縦者のアクセル操作開度を検出してそれに対応した信号を出力するアクセルセンサと，前記スロットル弁の開度を検出してそれに対応した信号を出力するスロットルセンサと，前記アクセルセンサの出力信号に前記スロットルセンサの出力信号が対応するよう前記電動モータの作動を制御する電子制御ユニットとを備える，自動二輪車のエンジン制御装置において，車体の転倒を検出してそれに応じた信号を出力する転倒センサを備え，前記電子制御ユニットが転倒センサの出力信号の状況から車体が転倒したと判断したときは，前記スロットル弁を所定の低開度まで閉じるよう前記電動モータを強制作動してエンジンを低速運転状態に保持し，前記電子制御ユニットが前記転倒センサの出力信号の状況から車体が起こされたと判断し，且つ前記アクセルセンサの出力信号から前記アクセル操作開度が所定の低開度以上であると判断したときは，エンジンの運転を強制停止することを第１の特徴とする。

また本発明は，第１の特徴に加えて，前記電子制御ユニットが，車体の転倒状態が所定時間経過したと判断したときはエンジンの作動を停止することを第２の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，車体の転倒時，エンジンを自動的に低速運転状態に保持することができるので，転倒後，即座に車体を引き起こしたときは，再走行を速やかに開始することができる。しかもスロットル弁が低開度に保持されることで，悪路での転倒でも，エンジンが土砂等を吸い込むことを防ぎ，エンジンの耐久性を確保することができる。

また，転倒後に車体を引き起こしたとき，何らかの理由でアクセル操作開度が所定の低開度以上になっている場合には，自動的にエンジンの作動を停止して，そのオーバーランを未然に防ぐことができる。

本発明の第２の特徴によれば，転倒後，何らかの理由で所定時間以上，車体の起立ができない場合には，自動的にエンジンの作動を停止して，エンジンの無用な作動を防ぐことができる。

本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて以下に説明する。

図１は本発明のエンジン制御装置を備える自動二輪車用エンジンの縦断側面図，図２は上記エンジン制御装置の要部となるエンジンの吸気制御装置の横断正面図，図３は図３は図２の３−３線断面図，図４は図２の４−４線断面図，図５は図２の５−５線断面図，図６は上記エンジン制御装置の電気回路図，図７は車体転倒時の制御手順を示すフローチャートである。

先ず，図１において，悪路走行用の自動二輪車に搭載されるエンジンＥは，シリンダブロック５５と，このシリンダブロック５５の上端面に接合されるシリンダヘッド５６とを備える。シリンダヘッド５６には，シリンダブロック５５のシリンダボア５５ａに連なる燃焼室５７と，この燃焼室５７にそれぞれ開口する吸気ポート５８及び排気ポート５９がシリンダヘッド５６に形成され，これら吸気ポート５８及び排気ポート５９をそれぞれ開閉する吸気弁６０及び排気弁６１がシリンダヘッド５６に装着される。またシリンダヘッド５６には，燃焼室５７に電極を臨ませる点火プラグ６２が螺着される。

さらにシリンダヘッド５６には，吸気ポート５８への吸気量を制御する吸気制御装置Ｋが連結される。この吸気制御装置Ｋについて，図２〜図５を参照しながら次に説明する。

図２及び図３において，吸気制御装置Ｋの本体をなすスロットルボディ１は，上記エンジンの吸気ポートに連なる吸気道２を有しており，この吸気道２を開閉するスロットル弁３がスロットルボディ１に取り付けられる。このスロットル弁３は，吸気道２を横断してスロットルボディ１の左右両側壁にボールベアリング４，５を介して回転自在に支承される弁軸３ａと，この弁軸３ａに吸気道２内で取り付けられる弁板３ｂとからなっている。スロットルボディ１の上壁に形成された取り付けボス７には，吸気道２を通して前記吸気ポート５８に向かって燃料を噴射する燃料噴射弁８が装着される。

弁軸３ａのボールベアリング５外に突出した右端部には第１スロットルレバー１０が固着され，また弁軸３ａのボールベアリング４外に突出した左端部には第２スロットルレバー１１が固着される。これら第１及び第２スロットルレバー１０，１１とスロットルボディ１との各間には，第１及び第２スロットルレバー１０，１１をそれぞれスロットル弁３の開き方向に付勢する，捩じりコイルばねからなる第１及び第２開きばね１２，１３が縮設される。

スロットルボディ１の右端部には，第１スロットルレバー１０及び第１開きばね１２を収容する第１ハウジング１５が一体に形成されており，その開放端面にカバー１６が接合される。そのカバー１６には，弁軸３ａと同軸に並ぶドラム軸１７がボールベアリング１８を介して回転自在に支承されており，このドラム軸１７に，第１スロットルレバー１０に対向するアクセルドラム１９が固着される。このアクセルドラム１９は，所定の全閉操作位置Ａ及び全開操作位置Ｂ間を回転するもので，その全閉操作位置Ａ及び全開操作位置Ｂは，アクセルドラム１９の外周に突設されたストッパアーム３０が，カバー１６に調節可能に螺着された全閉操作ストッパボルト３１及び全開操作ストッパボルト３２に当接することによりそれぞれ規定される。

アクセルドラム１９とカバー１６との間には，アクセルドラム１９を上記全閉操作位置Ａに向かって付勢する，捩じりコイルばねよりなる閉じばね２９が縮設される。その際，この閉じばね２９のセット荷重は，前記第１及び第２開きばね１２，１３の総合セット荷重より大きく設定される。

アクセルドラム１９には，自動二輪車の操向ハンドルに付設されるアクセルグリップ２０より交互に牽引操作される開弁用ワイヤ２１及び閉弁用ワイヤ２２が接続され，これらワイヤ２１，２２は，アクセルグリップ２０の開弁及び閉弁の何れの方向の操作力をもアクセルドラム１９に強制的に伝達する操作力伝達手段２３を構成する。

アクセルドラム１９は，その外周部に大きな切欠き２５が設けられる。この切欠き２５の，スロットル弁３の閉じ方向を向いた内端面２６はストッパ受け面とされ，このストッパ受け面２６に対向するストッパ爪２７が第１スロットルレバー１０に形成される。而して，これらストッパ受け面２６及びストッパ爪２７は，アクセルドラム１９が全閉操作位置Ａを保つとき，互いに当接して，スロットル弁３の第１及び第２開きばね１３による開弁を所定のリンプ開度θまでと規制するリンプストッパ手段２８を構成する。

カバー１６には，アクセルドラム１９の回転位置，即ち全閉操作位置Ａから全開操作位置Ｂまでのアクセル開度を検知するアクセルセンサ３３が取り付けられる。

次に図２及び図４に示すように，弁軸３ａの左端部には，第２スロットルレバー１１に隣接する開弁規制部材３５がボールベアリング６を介して回転自在に設けられる。その際，第２スロットルレバー１１を挟んで軸方向に並ぶ２個のボールベアリング４，６のインナレースを，弁軸３ａの左端部に螺着するナット３７で弁軸３ａの環状肩部３８に緊締することにより，第２スロットルレバー１１は上記インナレースと共に弁軸３ａに固着される。

開弁規制部材３５には，スロットルボディ１に取り付けられた電動モータ３６の出力軸３６ａが伝動装置４０を介して連結される。伝動装置４０は，出力軸３６ａに固着されたピニオンギヤ４１と，スロットルボディ１に取り付けられた支軸４２に回転可能に支承されてピニオンギヤ４１に噛合する大径ギヤ４３と，この大径ギヤ４３の一側面に一体に形成された小径ギヤ４４と，開弁規制部材３５に一体に形成されたセクタギヤ４５とから構成され，出力軸３６ａの回転を２段階減速して開弁規制部材３５に伝達するようになっており，また電動モータ３６の非通電時には，開弁規制部材３５側から電動モータ３６を空周りさせ得るようになっている。

開弁規制部材３５の一側面には，第２スロットルレバー１１の，スロットル弁３の開き方向を向いた側面に当接する規制ピン３５ａが突設される。これにより開弁規制部材３５は，スロットル弁３の第１及び第２開きばね１２，１３の付勢力による開弁を規制することができ，また第２スロットルレバー１１を，スロットル弁３の最小開度に対応する所定の全閉位置Ｃまで回転することができる。この開弁規制部材３５の所定の全閉位置Ｃは，セクタギヤ４５の一端面に形成されたストッパ面４６と，スロットルボディ１に調節可能に螺着された全閉ストッパボルト４７との当接により規定される。

スロットルボディ１の左端部には，上記第２スロットルレバー１１，開弁規制部材３５，伝動装置４０及び電動モータ３６等を収容する伝動室５５が形成される。この伝動室５５は，スロットルボディ１に一体成形される第２ハウジング５０と，この第２ハウジング５０の開放端面にシール部材５４を介してボルト接合されるカバー５１とで画成される。このカバー５１には，弁軸３ａを通してスロットル弁３の開度を検知するスロットルセンサ５２と，前記アクセルセンサ３３及びスロットルセンサ５２の出力信号に基づいて電動モータ３６の作動を制御する電子制御ユニット５３とが取り付けられる。

再び図１において，前記燃料噴射弁８には，燃料タンク６６内の燃料が電動式燃料ポンプ６３により供給されるようになっており，この燃料ポンプ６３の作動，並びに燃料噴射弁８のの開閉作動は前記電子制御ユニット５３により制御される。また前記点火プラグ６２にはイグナイタ６４が接続され，このイグナイタ６４の作動も電子制御ユニット５３により制御される。

また電子制御ユニット５３には，車体横方向加速度センサよりなる転倒センサ６５の出力信号も入力されるようになっている。この転倒センサ６５は，自動二輪車の車体転倒時，その転倒方向の加速度を検出することにより，車体の転倒状態を検出することができる。

次に，この実施例の作用について説明する。
［エンジンの運転停止状態］
エンジンの運転停止状態では，アクセルドラム１９は，閉じばね２９の付勢力によりストッパアーム３０を全閉操作ストッパボルト３１に当接させて，全閉操作位置Ａに保持される。一方，スロットル弁３は，電動モータ３６が作動を停止していることから，第１及び第２開きばね１２，１３により第１及び第２スロットルレバー１０，１１を介して開き方向に付勢されるが，前述のように，両開きばね１２，１３のセット荷重の和よりも閉じばね２９のセット荷重の方が大きく設定されているため，スロットル弁３は，第１スロットルレバー１０のストッパ爪２７がアクセルドラム１９のストッパ受け面２６に当接したところで停止する。このときのスロットル弁３の開度が，ファーストアイドル開度よりも大きい所定のリンプ開度θとなるように，アクセルドラム１９の全閉操作位置Ａは，全閉操作ストッパボルト３１のストッパアーム３０に対する進退により調整される。

このように，スロットル弁３がリンプ開度θに保持された状態では，弁板３ｂが吸気道２の内壁から充分に離れているため，極寒地で結露凍結による弁板３ｂの吸気道２内壁への固着が回避される。
［スロットル弁３の駆動系失陥時］
エンジンの運転中に，電動モータ３６及びアクセル操作系が失陥した場合には，上記エンジン停止状態と同様の作用により，スロットル弁３は上記リンプ開度θに保持されることになるから，車両のリンプ走行（車両の整備工場等への到達を可能にする徐行運転）を可能にする，エンジンの吸気量を確保することができる。
［エンジンのアイドリング時］
エンジンが始動され，電子制御ユニット５３がアクセルセンサ３３の出力信号からアクセルドラム１９の全閉位置を判別したときは，電子制御ユニット５３は，電動モータ３６を作動して，開弁規制部材３５の規制ピン３５ａを介して第２スロットルレバー１１を閉弁方向に回動し，スロットル弁３を前記リンプ開度θから所望のアイドル開度に向かって閉じ，所望のアイドル開度をスロットルセンサ５２の出力信号により確認したとき電動モータ３６の作動を停止する。こうして，スロットル弁３は所望のアイドル開度に保持される。

この場合，電子制御ユニット５３は，図示しないエンジン温度を検知するセンサの出力信号をも受け，エンジン温度に応じて上記アイドル開度を調節する。そしてスロットル弁３がエンジンの暖機運転のためのファーストアイドル開度に制御されたときでも，第１スロットルレバー１０のストッパ爪２７は，アクセルドラム１９のストッパ受け面２６に接することはない。
［エンジンの通常の出力運転時］
エンジンの運転を加速すべく，アクセルグリップ２０により開弁用ワイヤ２１を牽引してアクセルドラム１９を所望の開度まで回転すれば，その回転角度を検出するアクセルセンサ３３の出力信号に基づいて電子制御ユニット５３が電動モータ３６を作動して，開弁規制部材３５の規制ピン３５ａをスロットル弁３の開き方向に回転する。すると，第２スロットルレバー１１は，第１及び第２開きばね１２，１３の付勢力で規制ピン３５ａとの当接位置を保つようにして規制ピン３５ａに追従するため，第２スロットルレバー１１と一体関係にあるスロットル弁３は開かれていく。そして，電子制御ユニット５３は，このスロットル弁３の開度を検知するスロットルセンサ５２の出力信号が，アクセルドラム１９の開度を検知するアクセルセンサ３３の出力信号と整合したことを確認したとき，電動モータ３６の作動を停止する。こうして，スロットル弁３は，アクセルドラム１９の開度に対応した，操縦者の要求する開度に保持される。

エンジンの運転を減速すべく，アクセル操作により閉弁用ワイヤ２２を牽引してアクセルドラム１９を閉弁方向に回転する場合には，電動モータ３６が開弁規制部材３５をスロットル弁３の閉じ方向に回転することで，規制ピン３５ａにより第２スロットルレバー１１を閉弁方向に回転して，アクセルセンサ３３及びスロットルセンサ５２の両出力信号が整合するまでスロットル弁３を閉じることになる。

この間も，第１スロットルレバー１０のストッパ爪２７がアクセルドラム１９のストッパ受け面２６に接しないことが通常である。したがって，電動モータ３６には，アクセルドラム１９を閉弁方向に付勢する比較的強力な閉じばね２９の反発力を受けることはない。また電動モータ３６の閉弁方向への作動時には，電動モータ３６は，第１及び第２開きばね１３の反発力を受けることになるものゝ，第１及び第２開きばね１２，１３の総合セット荷重は，負荷の小さいスロットル弁３を開くに足る比較的小さな値に設定し得るので，電動モータ３６の負荷は小さく，その小型化を図ることができる。しかも電動モータ３６は伝動装置４０を介してスロットル弁３を駆動するので，その出力トルクは小さいもので足り，その小型化を更に図ることができるのみならず，スロットル弁３の開度を微細に制御することができる。

通常は，第１スロットルレバー１０のストッパ爪２７がアクセルドラム１９のストッパ受け面２６に接しないとは言え，ストッパ爪２７は，スロットル弁３の閉じ方向を向いたストッパ受け面２６に近接している。したがって，エンジンの急減速のために，閉弁用ワイヤ２２を急速に牽引したときは，アクセルドラム１９の上記ストッパ受け面２６がストッパ爪２７に当接して第１スロットルレバー１０を閉弁方向に直接回転させることで，電子制御ユニット５３の制御遅れや電動モータ３６の作動遅れに影響されることなく，スロットル弁３を迅速に閉じることができる。
［電動モータ３６の通電不能時］
電動モータ３６が，回路の断線等により通電不能となった場合には，第１及び第２開きばね１２，１３がそれらの付勢力により，無負荷状態の電動モータ３６を空回しさせながらスロットル弁３を開き方向に回転し，第１スロットルレバー１０のストッパ爪２７をアクセルドラム１９のストッパ受け面２６に当接させる。第１及び第２開きばね１２，１３の総合セット荷重は，閉じばね２９のセット荷重より小さいから，スロットル弁３の開き方向の回転は，ストッパ爪２７がストッパ受け面２６に当接したところで停止する。したがって，開弁用ワイヤ２１及び閉弁用ワイヤ２２を交互に牽引すれば，スロットル弁３をアクセルドラム１９と共に，リンプ開度θから全開までの範囲で開閉することができる。
［電動モータ３６等の固着故障時］
スロットル弁３がリンプ開度θを超えた開度位置にあるとき，電動モータ３６や伝動装置４０がゴミの咬み込み等により固着した場合でも，アクセルグリップ２０を閉弁方向に回転すれば，閉弁用ワイヤ２２を介してアクセルドラム１９を閉弁方向に強制回転することになるから，アクセルグリップ２０に対する閉弁操作力により，アクセルドラム１９及び第１スロットルレバー１０を介してスロットル弁３をリンプ開度θまで確実に閉じることができ，アクセルドラム１９を閉弁方向に付勢する閉じばね２９の付勢力に依存せずに済む。

したがって，閉じばね２９のセット荷重は，エンジンの運転停止時にアクセルドラム１９を所定の全閉操作位置Ａに保持して，第１及び第２開きばね１２，１３の付勢力に抗してスロットル弁３をリンプ開度θに拘束するに足る大きさであれば充分であるから，この閉じばね２９のセット荷重を従来のものより下げて，閉じばね２９及び開きばね１２，１３のセット荷重差を小さくすることが可能となり，アクセルグリップ２０の開弁操作荷重を下げ得て，アクセルグリップ２０を軽快に操作することができる。

また上記故障時には，スロットル弁３をリンプ開度θまで閉じた後，再びアクセルグリップ２０を開弁方向に回転すれば，アクセルドラム１９の開度に応じて，スロットル弁３は，第１及び第２開きばね１３の付勢力をもって，固着した開弁規制部材３５の位置に対応する開度までは開くことができる。
［車体の転倒時］
車体が転倒すると，電子制御ユニット５３は，転倒センサ６５からの出力信号に基づいて，図７に示す手順に従ってエンジンＥを制御する。

先ず，ステップＳ１で車体の転倒が検出されないときには，ステップＳ２でフラグＦが１であるか否かを判定する。このフラグＦは，車体の転倒時に１，非転倒時に０とするもので，ステップＳ２でフラグＦ＝１ではないと確認されるされると，ステップＳ３でフラグＦ＝０を立てゝステップＳ４に進みタイマをセットした後，ステップＳ５で電動モータ３６によるスロットル弁３の通常制御，即ちアクセル３３及びスロットルセンサ５２の出力信号に基づく電動モータ３６の作動制御を継続する。

ステップＳ１で車体の転倒を検出したときは，ステップＳ６でフラグＦ＝１を立てゝステップＳ７に進み前記タイマを作動させ，その計測時間が設定時間，例えば１０〜６０秒を経過した否かを判定する。

上記設定時間を経過していないとステップＳ７で判定したときは，ステップＳ８でカウントダウンした後，ステップＳ９において，アクセル３３の出力信号に優先して，即ちアクセル３３の出力信号の如何に関わらず，電動モータ３６を，スロットル弁３の閉じ方向に作動して，スロットル弁３を所定の低開度，例えばアイドル開度まで強制的に閉じる。

こうすることで，エンジンＥのオーバーランを防ぎ，エンジンＥを自動的に低速運転状態，例えばアイドリング状態に保持することができる。しかもスロットル弁が低開度に保持されることで，悪路での転倒でも，エンジンが土砂等を吸い込むことを防ぎ，エンジンの耐久性を確保することができる。

転倒後，何らかの理由で車体の起立ができず，ステップＳ４での計測時間が前記設定時間を経過した場合には，ステップＳ１０に進み，イグナイタ６４の作動及び又は燃料噴射弁８の開弁を停止してエンジンＥの作動を強制的に停止する。したがって車体の転倒状態が長く続く場合には，エンジンＥの無用な作動を防ぐことができる。

転倒後，即座に車体を引き起こしたときは，ステップＳ１からステップＳ２を経てステップ１１へと進み，アクセル操作開度が所定の低開度（例えばファーストアイドル開度）未満か否かを判定する。そのときアクセル操作開度が所定の低開度未満と判定されゝば，ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５へと進み，電動モータ３６によるスロットル弁３の通常制御が行われるようになり，車体の起立時，エンジンＥのオーバーランを防ぎながら自動二輪車の再走行を正常に開始することができる。

ステップ１１でアクセル操作開度が所定の低開度以上と判定された場合には，ステップ１０に進むので，前述のようにイグナイタ６４の作動及び又は燃料噴射弁８の開弁を停止してエンジンＥの作動を強制的に停止する。車体を引き起こしたとき，自動的にエンジンの作動を停止して，そのオーバーランを未然に防ぐことができる。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

本発明のエンジン制御装置を備える自動二輪車用エンジンの縦断側面図。 上記エンジン制御装置の要部となるエンジンの吸気制御装置の横断正面図。 図３は図２の３−３線断面図。 図２の４−４線断面図。 図２の５−５線断面図。 上記エンジン制御装置の電気回路図。 車体転倒時の制御手順を示すフローチャート。

Ｅ・・・・エンジン
３・・・・スロットル弁
３３・・・アクセルセンサ
３６・・・電動モータ
５２・・・スロットルセンサ
５３・・・電子制御ユニット
６５・・・転倒センサ

Claims (2)

1. 自動二輪車に搭載されるエンジン（Ｅ）の吸気系に設けられるスロットル弁（３）と，このスロットル弁（３）を開閉駆動する電動モータ（３６）と，操縦者のアクセル操作開度を検出してそれに対応した信号を出力するアクセルセンサ（３３）と，前記スロットル弁（３）の開度を検出してそれに対応した信号を出力するスロットルセンサ（５２）と，前記アクセルセンサ（３３）の出力信号に前記スロットルセンサ（５２）の出力信号が対応するよう前記電動モータ（３６）の作動を制御する電子制御ユニット（５３）とを備える，自動二輪車のエンジン制御装置において，
   車体の転倒を検出してそれに応じた信号を出力する転倒センサ（６５）を備え，
   前記電子制御ユニット（５３）が転倒センサ（６５）の出力信号の状況から車体が転倒したと判断したときは，前記スロットル弁（３）を所定の低開度まで閉じるよう前記電動モータ（３６）を強制作動してエンジン（Ｅ）を低速運転状態に保持し，前記電子制御ユニット（５３）が前記転倒センサ（６５）の出力信号の状況から車体が起こされたと判断し，且つ前記アクセルセンサ（３３）の出力信号から前記アクセル操作開度が所定の低開度以上であると判断したときは，エンジン（Ｅ）の運転を強制停止することを特徴とする，自動二輪車のエンジン制御装置。
2. 請求項１記載の自動二輪車のエンジン制御装置において，
   前記電子制御ユニット（５３）が，車体の転倒状態が所定時間経過したと判断したときはエンジン（Ｅ）の作動を停止することを特徴とする，自動二輪車のエンジン制御装置。

Images