JP4811241B2 - 自動二輪車用運転モード切り替え装置 - Google Patents

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Description

本発明は、メインスロットルバルブの他にサブスロットルバルブを有する自動二輪車における運転モード切り替え装置に関する。
従来、高出力のエンジン特性が求められる自動二輪車では、スロットルボディのボア径を大きくしたりして、高回転高出力のエンジンに対応した吸気量を確保するようにしている。しかしながら、エンジンの低回転領域ではスロットル開度が出力確保に必要な全開にならない状況が発生する場合がある一方、スロットル開度を無理に全開にするスロットル操作をしてしまうと、十分な吸気流速が確保できなくなる場合があった。そこで、このような状況を回避するため、スロットルワイヤを介して駆動されるメインスロットルバルブの他に、電子制御により開閉されるサブスロットルバルブを設けた自動二輪車が知られている（例えは、特許文献１又は２参照）。
この種の従来の自動二輪車では、ライダーが操作するスロットルグリップの動きがスロットルワイヤを介してメインスロットルバルブの駆動部に伝達され、スロットルグリップの動きに合わせてメインスロットルバルブが開閉される。一方、サブスロットルバルブの駆動部には、ステッピングモーター等を利用したアクチュエーターの動力が伝達され、メインスロットルバルブの開度に応じてサブスロットルバルブの開度が設定されるようになっている。そして、吸気流速の遅い低回転領域では、メインスロットルバルブが全開となった場合でも、サブスロットルバルブの開度を閉塞させることにより十分な吸気流速を確保する一方、高回転領域では、メインスロットルバルブよりもサブスロットルバルブの開度を大きくとることにより高出力を確保するようにしている。
特開２００１−２６３１８６号公報 特開２００５−２７３５７４号公報
しかしながら、上記した従来の自動二輪車では、ライダーが操作するスロットル操作量（すなわち、スロットル開度の変化量）に対するエンジン出力の変化量が大きくなり、若干のスロットル開度でもエンジン回転数が大きく変動するため、雨天時や悪路走行時等、運転状況によっては、ライダーが操作し難く感じたり、走行の安全性を確保し難いといった問題があった。
本発明は上記した課題を解決すべくなされたものであり、ライダーのスロットル操作によるメインスロットルバルブの変化量に対するエンジン出力の変化を適切に制御し、ライダーによるスロットルバルブの操作性や走行の安全性の向上を図ることのできる自動二輪車用運転モード切り替え装置を提供することを目的とする。
上記した目的を達成するため、本発明は、ライダーのスロットル操作により開閉されるメインスロットルバルブと、該メインスロットルバルブの開度に応じて開閉制御されるサブスロットルバルブとを備えた自動二輪車用運転モード切り替え装置であって、それぞれが異なるサブスロットルバルブ開度特性を有する複数のサブスロットルバルブ開度マップと、該各サブスロットルバルブ開度マップに対応してそれぞれ異なる燃料噴射量特性及び点火時期特性を有する燃料噴射量マップ及びそれと同数の点火時期マップとを格納するマップ格納手段と、該マップ格納手段に格納された複数のサブスロットルバルブ開度マップの中から所望のサブスロットルバルブ開度マップを選択するマップ選択手段と、該特性選択手段により選択されたサブスロットルバルブ開度マップと、該サブスロットルバルブ開度マップに対応する燃料噴射量マップ及び点火時期マップとに基づき、エンジンを制御するエンジン制御手段とを備えていることを特徴とする。
そして、前記サブスロットルバルブ開度マップは、前記メインスロットルバルブの開度全域において前記サブスロットルを最大開度まで開放可能な領域を有する高出力モードと、前記メインスロットルバルブの全開時でも前記サブスロットルバルブを低開度に制限する低出力モードと、前記高出力モードと前記低出力モードとの中間の出力特性を有する中間モードとにそれぞれ対応したマップを備えていてもよい。
また、前記サブスロットルバルブ開度マップは、メインスロットルバルブ開度とエンジン回転数とをパラメータとした三次元マップであってもよい。
さらに、前記マップ選択手段を所定時間以上継続して操作し続けることにより、前記マップ選択手段によるサブスロットルバルブ開度マップの選択操作が可能な運転モード選択可能状態になってもよい。
さらにまた、前記運転モード選択可能状態であって、前記メインスロットルバルブの開度が所定値未満である場合にのみ、前記マップ選択手段によるサブスロットルバルブ開度マップの選択操作を有効にしてもよい。
さらに、前記運転モード選択可能状態はイグニッションスイッチがオフ操作されるまで継続されてもよい。
本発明によれば、路面状況等の様々な運転状況に合わせて、ライダーが任意にサブスロットルバルブ開度マップを選択することができるため、操作性を高めることができると共に、走行の安全性の向上を図ることができる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
ここで、図１は本発明の実施の形態に係る自動二輪車用運転モード切り替え装置のスロットルバルブ装置を示す断面図、図２は同自動二輪車用運転モード切り替え装置の電子制御モジュールの構成を示すブロック図、図３は同自動二輪車用運転モード切り替え装置を搭載した自動二輪車を示す平面図、図４はこの運転モード切り替えスイッチの取付位置を示す平面図、図５は同自動二輪車用運転モード切り替え装置において、高出力モードに対応したサブスロットルバルブ開度マップを示す図（ａ）、中間出力モードに対応したサブスロットルバルブ開度マップを示す図（ｂ）、低出力モードに対応したサブスロットルバルブ開度マップを示す図（ｃ）である。
本実施の形態に係る自動二輪車用運転モード切り替え装置は、エンジンの各吸気ポートに接続される吸気量制御装置１と、この吸気量制御装置１を制御するエンジン制御手段としての電子制御モジュール（ＥＣＭ）２と、運転モードを切り替えるマップ選択手段としてのモード切り替えスイッチ３とを備えて構成されている。
図１に示すように、この吸気量制御装置１は、内部にスロットル通路２３が形成され、エンジンに吸気するためのスロットルボディ１３と、スロットルボディ１３の外部に設けられ、エンジンに燃料を供給するための燃料噴射装置４とを備えている。
スロットルボディ１３は、スロットル通路２３を横切るようにスロットルボディ１３に回動自在に軸支されたメインスロットルバルブ軸５と、メインスロットルバルブ軸５に固定され、メインスロットルバルブ軸５の回動によりスロットル通路２３を開閉するメインスロットルバルブ６と、メインスロットルバルブ軸５の上流側においてスロットル通路２３を横切るようにスロットルボディ１３に回動自在に軸支されたサブスロットルバルブ軸７と、サブスロットルバルブ軸７に固定され、サブスロットルバルブ軸７の回動によりスロットル通路２３を開閉するサブスロットルバルブ８とを備えている。
燃料噴射装置４は、メインスロットルバルブ６の下流側においてスロットルボディ１３に接続されたインジェクタノズル９と、インジェクタノズル９に接続されたデリバリ管２４とを備えている。これにより、燃料タンク（図示省略）から供給された燃料は、デリバリ管２４を介してインジェクタノズル９に送られ、スロットル通路２３内に噴射されるようになっている。
図２に示すように、電子制御モジュール（ＥＣＭ）２は、メインスロットルバルブ６の開度を検出するメインスロットルバルブ開度センサ１０及びサブスロットルバルブ８の開度を検出するサブスロットルバルブ開度センサ１１やエンジン回転数センサ１２並びに上記モード切り替えスイッチ３等の各種センサからの検知信号を受け取る等の機能を有する入力回路１４と、各種制御を行う中央演算処理回路（ＣＰＵ）１５と、ＣＰＵ１５において実行される各種プログラムや後述する各種マップ等を記憶してマップ格納手段として機能する記憶装置１６と、サブスロットルバルブ８のモータや燃料噴射装置４等に駆動信号を送信する出力回路１７と、時間を計測するタイマ等の計時手段１８とを備えている。
モード切り替えスイッチ３は、図３に示すように、操作の容易性を考慮して、クラッチ等の操作が必要な左側のハンドルグリップ１９ａを避けて右側のハンドルグリップ１９ｂに取り付けられている。そして、モード切り替えスイッチ３は、図４に示すように、スタートスイッチ２０の上方に取り付けられた上下のスイッチ３ａ，３ｂにより構成されており、例えば、運転モードがＡ，Ｂ，Ｃの３種類設定されている場合には、上方のモード切り替えスイッチ３ａを押すと、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ａ・・・のように運転モードが切り替わる一方、下方のモード切り替えスイッチ３ｂを押すと、Ａ→Ｃ→Ｂ→Ａ・・・のように反対回りで運転モードが切り替わるロータリー式となっている。また、図３に示すように、左右のモードハンドルグリップ１９ａ，１９ｂの間には、メータパネル２１とイグニッションスイッチ２２が設けられており、モード切り替えスイッチ３により選択された運転モードは、メータパネル２１上に表示できるようになっている。
本実施の形態において、このモード切り替えスイッチ３により選択可能な運転モードとしては、高出力モードと、低出力モードと、該高出力モードと低出力モードの中間の出力特性を有する中間出力モードの３種類のモードが設定されており、各モードに対応した３種類のサブスロットルバルブ開度マップと、該各サブスロットルバルブ開度マップに対応してそれぞれ異なる燃料噴射量特性及び点火時期特性を有する燃料噴射量マップ及び点火時期マップとが記憶装置１６（マップ格納手段）に格納されている。
これら３種類のサブスロットルバルブ開度マップは、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、いずれもメインスロットルバルブ開度とエンジン回転数とをパラメータとした三次元マップとなっている。そして、図５（ａ）は、高出力モードに対応したサブスロットルバルブ開度マップであり、この開度マップは、エンジン回転数の増大に応じてサブスロットルバルブ開度が増大し、エンジン回転数の高回転領域ではメインスロットルバルブ６の開度全域においてサブスロットルバルブ８をほぼ最大開度付近まで開放可能なように設定されている。また、図５（ｂ）は、中間出力モードに対応したサブスロットルバルブ開度マップであり、この開度マップは、エンジン回転数の増大及びメインスロットルバルブ開度の増大に応じてサブスロットルバルブ開度が増大し、メインスロットルバルブ６の開度変化に対してエンジン出力にメリハリを付け易くなっていると共に高出力も可能なように設定されている。さらに、図５（ｃ）は、低出力モードに対応したサブスロットルバルブ開度マップであり、この開度マップは、メインスロットルバルブ６の全開時でもサブスロットルバルブを低開度に制限し、特に、雨天時や悪路走行時など慎重なスロットル操作が必要な場合に適するように設定されている。
一般に、エンジン出力を抑制する場合、エンジン出力が低下する分、吸入空気量が減少するため、適正な空燃比を得るには、メインスロットルバルブの開度と、エンジン出力の抑制により減少する空気量の両方を考慮して燃料噴射量マップや点火時期マップを設定する必要がある。これに対して、本実施の形態では、燃料噴射量マップ及び点火時期マップは、いずれも上記したサブスロットルバルブ開度マップと同様に、メインスロットルバルブ開度とエンジン回転数とをパラメータとした三次元マップであるため、サブスロットルバルブ開度マップと燃料噴射量マップ及び点火時期マップ上の任意の点は必ず１対１で対応する。したがって、燃料噴射量マップ及び点火時期マップの設定には、特別な補正を必要とせず、各サブスロットルバルブ開度マップと同数設定するだけでよくなり、マップの設定作業が簡素化される。
次に、本発明の実施の形態に係る自動二輪車用運転モード切り替え装置の動作について説明する。
ライダーがイグニッションスイッチ２２をオン操作すると、自動二輪車の運転モードは、予めデフォルト設定されている高出力モードに設定され、電子制御モジュール（ＥＣＭ）２のＣＰＵ１５は、図５（ａ）に示す高出力モードに対応したサブスロットルバルブ開度マップに従ってサブスロットルバルブ８の開度を制御すると共に、高出力モード用サブスロットルバルブ開度マップに対応した燃料噴射量マップ及び点火時期マップに従ってそれぞれ燃料噴射量及び点火時期を制御する。なお、この時、メータパネル２１に運転モードの表示は行われない。
そして、この高出力モードのエンジン回転数の低回転領域では、ライダーのスロットル操作によってメインスロットルバルブ６が大きく開放されても、サブスロットルバルブ８がメインスロットルバルブ開度よりも大きくならないよう制限されて十分な吸気流速を確保する（例えば、サブスロットルバルブ８をメインスロットルバルブ開度よりも低い所定開度に維持する、等）。一方、メインスロットルバルブ６が開放されても出力低下を起こさない領域では、反対にサブスロットルバルブ開度をメインスロットルバルブ開度よりやや大きくした状態を保持しながらサブスロットルバルブ開度を制御する。さらに、エンジン回転数の高回転領域では、サブスロットルバルブ開度をメインスロットルバルブ開度よりやや大きくした状態を保持しながらサブスロットルバルブ開度を制御すると共に、所定のエンジン回転数以上では、メインスロットルバルブ開度に拘らずサブスロットルバルブ開度を全開に制御する。このように、メインスロットルバルブ開度やエンジン回転数に応じてサブスロットルバルブ開度を制御することにより、ライダーがスロットル操作によってエンジン出力（吸気量）を調整するのを、サブスロットルバルブ８によって妨げられないようにすることができる。
次いで、ライダーがモード切り替えスイッチ３ａ又は３ｂを所定時間以上継続して押圧操作し続けると、サブスロットルバルブ開度マップの選択操作が可能な運転モード選択可能状態となり、メータパネル２１に現在の運転モード（この場合は高出力モード）が表示される。この状態において、ライダーがモード切り替えスイッチ３ａ又は３ｂを押圧操作する度に、運転モードが切り替えられる。すなわち、上方のモード切り替えスイッチ３ａを押すと、高出力モード→低出力モード→中間出力モード→高出力モード・・・のように運転モードが切り替わる一方、下方のモード切り替えスイッチ３ｂを押すと、高出力モード→中間出力モード→低出力モード→高出力モード・・・のように反対回りで運転モードが切り替えられ、電子制御モジュール（ＥＣＭ）２のＣＰＵ１５は、各運転モードに対応したサブスロットルバルブ開度マップに従ってサブスロットルバルブ８の開度を制御すると共に、各運転モード用サブスロットルバルブ開度マップに対応した燃料噴射量マップ及び点火時期マップに従ってそれぞれ燃料噴射量及び点火時期を制御する。
但し、この場合、ＣＰＵ１５は、メインスロットルバルブ開度センサ１０から入力回路１４に入力された検知信号に基づきメインスロットルバルブ６の開度が所定値（例えば、５０％）以上であると判断した場合には、前記運転モードの切り替えを無効にするように制御する。これにより、中開度以上での加速時や高速走行時等に、運転モード切り替え操作を行った場合の出力特性の急激な変更を禁止することができ、雨天走行時のスリップ等を確実に防止することができる。
そして、前記運転モード選択可能状態はイグニッションスイッチ２２がオフ操作されるまで継続される。これにより、走行中の運転モード切り替え操作の操作性を高めることができる。
このように、上記した実施の形態によれば、路面状況等の様々な運転状況に合わせて、ライダーが適切なサブスロットルバルブ開度マップを選択することができ、エンジン性能を幅広く有効利用することができる。また、運転モード切り替えのためにエンジン出力特性を変更するのに際し、燃焼に影響を与える燃料噴射量や点火時期の特性を変更するのでなく、サブスロットルバルブ８の開度制御特性を切り替えるようにしたので、ライダーの走行フィーリングに影響を与えることがない。
また、各サブスロットルバルブ開度マップに対応して燃料噴射量マップ及び点火時期マップを切り替えて制御し、サブスロットルバルブ開度マップの切り替えに伴って燃料噴射量や点火時期を補正する必要がないため、処理時間の短縮を図ることができる。さらに、各マップは電子制御モジュール（ＥＣＭ）２の記憶装置１６内に格納されているため、マップの検索時間を短縮することができる。さらに、エンジン出力の制御に必要な構成が電子制御モジュール（ＥＣＭ）２内に格納されているデータ上でのみ処理され、サブスロットルバルブ８以外に特別な装置を必要としないため、装置の簡素化を図ることができる。
さらにまた、フルパワー仕様の高出力モードと雨天時等の滑り易い路面状況に適した低出力モードとに対応したマップを備えているため、運転技量の低い未熟なライダーであっても駆動輪の空転を容易に防止することができ、安全性の向上を図ることができる。また、中間出力モードも備えているため、ライダーはきめ細かく多様なエンジン出力の特性変更を行うことができる。
さらにまた、各マップは、メインスロットルバルブ開度とエンジン回転数とをパラメータとした三次元マップであるため、メインスロットルバルブ開度のみに依存した二次元マップを使用した場合とは異なり、高速走行状態からの減速時にサブスロットルバルブ８を絞り過ぎてエンジンブレーキが過大になるといった状況を回避することができ、安全性のさらなる向上を図ることができる。
さらに、ライダーがモード切り替えスイッチ３ａ又は３ｂを所定時間以上長押ししないと運転モード選択可能状態に入らないため、ライダーの意思に反して運転モードを切り替える等の誤操作を防止することもできる。
なお、上記した運転モードの切り替え動作は、単なる例示に過ぎず、各種変更が可能である。例えば、イグニッションスイッチ２２がオン操作されると、前回の運転モードがそのまま継続され、その運転モードがメータパネル２１に表示されるように設定したり、或いは、イグニッションスイッチ２２がオフ操作された後の経過時間を計測し、所定時間経過前に再度イグニッションスイッチ２２がオン操作された場合には、前回の運転モードがそのまま継続されるが、所定時間経過した後に再度イグニッションスイッチ２２がオン操作された場合には、デフォルト設定されたモードが選択されるように設定したりすることもできる。
また、運転モード選択可能状態において、メインスロットルバルブ６の開度が所定値未満であっても、車速が所定値（例えば、３０ｋｍ／ｈ）以上の場合にはＣＰＵ１５が前記運転モードの切り替えを無効にするように制御したり、或いは、運転モード選択可能状態において、メインスロットルバルブ６の開度が所定値未満であっても、エンジン回転数が所定値（例えば、５，０００ｒｐｍ）以上の場合にはＣＰＵ１５が前記運転モードの切り替えを無効にするように制御したり、或いは、運転モード選択可能状態において、メインスロットルバルブ６の開度が所定値未満であっても、運転モード選択可能状態となった時から所定時間が経過した場合には、運転モード切り替えスイッチ３の操作を無効にするように制御したりしてもよい。
また、上記した実施の形態では、マップは３種類ずつ設定されているが、これは単なる例示に過ぎず、複数種類あれば、幾つでもよい。
さらに、メインスロットルバルブが電子制御式（フライバイワイヤ式）の場合であっても、サブスロットルバルブ開度に代えてメインスロットルバルブの開度を適正化することにより、本発明を適用することが可能である。
本発明の実施の形態に係る自動二輪車用運転モード切り替え装置のスロットルバルブ装置を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る自動二輪車用運転モード切り替え装置の電子制御モジュールの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る自動二輪車用運転モード切り替え装置を搭載した自動二輪車を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る自動二輪車用運転モード切り替え装置の切り替えスイッチの取付位置を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る自動二輪車用運転モード切り替え装置において、（ａ）は、高出力モードに対応したサブスロットルバルブ開度マップを示す図、（ｂ）は、中間出力モードに対応したサブスロットルバルブ開度マップを示す図、（ｃ）は、低出力モードに対応したサブスロットルバルブ開度マップを示す図である。
符号の説明
１ 吸気量制御装置
２ 電子制御モジュール（ＥＣＭ）（エンジン制御手段）
３ モード切り替えスイッチ（マップ選択手段）
６ メインスロットルバルブ
８ サブスロットルバルブ
１５ ＣＰＵ
１６ 記憶装置（マップ格納手段）
２２ イグニッションスイッチ

Claims (5)

  1. ライダーのスロットル操作により開閉されるメインスロットルバルブと、該メインスロットルバルブの開度に応じて開閉制御されるサブスロットルバルブとを備えた自動二輪車用運転モード切り替え装置であって、
    それぞれが異なるサブスロットルバルブ開度特性を有する複数のサブスロットルバルブ開度マップと、該各サブスロットルバルブ開度マップに対応してそれぞれ異なる燃料噴射量特性及び点火時期特性を有する燃料噴射量マップ及びそれと同数の点火時期マップとを格納するマップ格納手段と、
    該マップ格納手段に格納された複数のサブスロットルバルブ開度マップの中からライダーの操作により該ライダーの意図する運転モードに対応したサブスロットルバルブ開度マップを選択するマップ選択手段と、
    該マップ選択手段により選択されたサブスロットルバルブ開度マップと、該サブスロットルバルブ開度マップに対応する燃料噴射量マップ及び点火時期マップとに基づき、エンジンを制御するエンジン制御手段と、を備え、
    前記サブスロットルバルブ開度マップと前記燃料噴射量マップ及び前記点火時期マップは、メインスロットルバルブ開度とエンジン回転数とをパラメータとした三次元マップであり、
    前記燃料噴射量マップ及び前記点火時期マップは、前記サブスロットルバルブ開度マップの切り替えに伴って切り替えられることを特徴とする自動二輪車用運転モード切り替え装置。
  2. 前記サブスロットルバルブ開度マップは、前記メインスロットルバルブの開度全域において前記サブスロットルを最大開度まで開放可能な領域を有する高出力モードと、前記メインスロットルバルブの全開時でも前記サブスロットルバルブを低開度に制限する低出力モードと、前記高出力モードと前記低出力モードとの中間の出力特性を有する中間モードとにそれぞれ対応したマップを備えている請求項１に記載の自動二輪車用運転モード切り替え装置。
  3. 前記マップ選択手段を所定時間以上継続して操作し続けることにより、前記マップ選択手段によるサブスロットルバルブ開度マップの選択操作が可能な運転モード選択可能状態になる請求項１又は２に記載の自動二輪車用運転モード切り替え装置。
  4. 前記運転モード選択可能状態であって、前記メインスロットルバルブの開度が所定値未満である場合にのみ、前記マップ選択手段によるサブスロットルバルブ開度マップの選択操作を有効にする請求項３に記載の自動二輪車用運転モード切り替え装置。
  5. 前記運転モード選択可能状態はイグニッションスイッチがオフ操作されるまで継続される請求項３又は４に記載の自動二輪車用運転モード切り替え装置。
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