JP6691585B2 - 鞍乗型車両の排気制御バルブ - Google Patents
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Description
しかし、排気マフラ上流で排気管が分岐して排気マフラに導入されているものにおいて、分岐した排気管の一方に対する閉止を行う場合、排気制御バルブによる高い密閉度が求められる場合がある。
鞍乗型車両の排気管が、排気マフラに下流側が接続する主管部と分岐管部とを有し、同主管部から側方に向けて同分岐管部(76)が分岐する分岐部が設けられ、同分岐部において下流側の前記主管部を全開から全閉まで制御する鞍乗型車両の排気制御バルブにおいて、
前記排気制御バルブは、前記主管部における前記分岐管部の分岐開口に面する位置に同主管部の中心線と交差して設けられた弁軸と、同弁軸に取付けられ前記主管部の内周面内に回動自在に位置する弁板とを有し、前記弁軸の前記主管部の内周面を貫通した一方の軸端に弁回転駆動部が設けられ、同弁回転駆動部を駆動する駆動モータと、同駆動モータを制御する制御ユニットを備え、前記主管部の内周面に、前記排気制御バルブの前記弁板の閉方向の回転限で同弁板の外周端が当接する凸部を備えたことを特徴とする鞍乗型車両の排気制御バルブが提供される。
排気管の分岐部においてその下流側の主管部を全開から全閉まで制御される主管部の全閉時に、主管部の内周面の凸部と弁板の外周端が当接することで、排気制御バルブの密閉性が高まる。
前記凸部は、前記弁軸周辺に切欠き部を備えている。
そのため、熱膨張によって凸部と弁軸が干渉することを回避することができる。
前記凸部は、前記主管部における分岐管部の分岐開口の下流側端に接するように設けられた上流側凸部を有し、全開状態において前記弁軸に対して、前記主管部の中心線の下流方向に位置した前記弁板の下流側弁板が、回動して中心線の下流側から90°未満のバルブ角度で前記上流側凸部に下流側から当接した状態で、主管部が全閉状態になるように構成されている。
そのため、全閉状態では、分岐開口の下流側端に接する部分の上流側凸部に、全開状態から回動した下流側弁板が主管部の下流側から当接し、上流側弁板も下流側凸部に当接するので、弁板は主管部の中心線の下流側から90°未満のバルブ角度で主管部を全閉状態にでき、主管部の上流側から流れて来た排気ガスを、弁板によって主管部の中心線に対して鈍角をなす分岐角度で分岐管部に導入させることができるので、分岐部の排気ガス流れ抵抗が抑制される。
前記弁板の外周端が前記凸部に当接した状態では、前記排気制御バルブを閉じる方向に一定の保持駆動力を発生するモータDuty比が保持されるように、前記弁回転駆動部を駆動する駆動モータの制御ユニットが設定されている。
そのため、一定の保持駆動力で弁板の外周端が凸部に当接することが維持されるので、確実に排気制御バルブの全閉状態を維持できる。
前記排気制御バルブの弁板の全閉状態のモータ実回動角度に応じて全閉検知範囲が設けられ、同全閉検知範囲において、前記弁板の駆動に所定値以上のモータDuty比が発生してもモータ実回動角度が動かない場合には、前記排気制御バルブの駆動力を前記保持駆動力に変更するようにモータDuty比が変更されるように前記制御ユニットが設定されている。
そのため、全閉状態のモータ実回動角度に応じた全閉検知範囲内においてのみ全閉状態が判定され、他の領域での異物噛み込み等を全閉状態とする誤判定が回避される。
前記全閉検知範囲よりバルブ全開側のモータ実回動角度はロック検知範囲とし、同ロック検知範囲において、前記弁板の駆動に所定値以上のモータDuty比上昇が発生してもモータ実回動角度が動かない場合には、前記排気制御バルブの駆動を停止するように前記制御ユニットが設定されている。
そのため、排気制御バルブを閉じる途中でロック検知範囲において、所定値以上のモータDuty比が発生してもモータ実回動角度が動かない場合には、石など異物を噛み込んだ異常と判定し、排気制御バルブの駆動を停止して駆動モータ等を保護することができる。
排気管の分岐部においてその下流側の主管部を全開から全閉まで制御される主管部の全閉時に、主管部の内周面の凸部と弁板の外周端が当接することで、排気制御バルブの密閉性が高まる。
なお、本明細書の説明および特許請求の範囲における前後左右上下等の向きは、本実施形態に係る鞍乗型車両の排気管を搭載した鞍乗型車両の向きに従うものとする。本実施形態において鞍乗型車両は自動二輪車である。
また、図中矢印FRは車両前方を、LHは車両左方を、RHは車両右方を、UPは車両上方を、それぞれ示す。
図1に示されるように、自動二輪車1の車体フレーム2は、ヘッドパイプ20から左右に分かれてメインフレーム21,21が後方に延出し、その後部のセンターフレーム部21a,21aが下方に屈曲している。
また、ヘッドパイプ20から後方斜め下向きにダウンフレーム22,22が延出している。
メインフレーム21,21のセンターフレーム部21a,21aの上部屈曲部より前寄りから後方斜め上方にシートレール23が延設されている。
スイングアーム14の下側縁とセンターフレーム部21aの下端部との間にはリヤサスペンションリンク19が設けられ、リヤサスペンションリンク19の一部とセンターフレーム部21aの上部との間にリヤサスペンション16が介装されている。
また、パワーユニット3の上方には、燃料タンク17がメインフレーム21に架設され、燃料タンク17の後方にシート18が、シートレール23に支持されて設けられている。
クランクケース40の下部にはオイルパン46が取り付けられる。
また、シリンダヘッド43の前部から下方に排気管7が延出し、クランクケース40の下部右側を通って後、後輪15の右側を斜め上向きに延出して排気マフラ70に接続している。
分岐部77において、側面視で、分岐管部76は主管部75の車両中心側に重なり、主管部75と分岐管部76は共にその下流端75b、76bが、後輪15の右側部に配設された排気マフラ70の上流端70aに接続している。
図4に排気マフラ70の縦断面を示すように、主管部75から流入する排気ガスは、排気マフラ70内において、直線的に接続するマフラ内主管部70bを通り、途中、マフラ内主管部70bを囲む第2室70cと多孔部70dを介して排気ガスの往復が行われ、一定の消音効果を得るものの、排気を滞りなく排出して出力の発揮が図られる。
内燃機関4の中、低出力時には、排気ガスは分岐管部76に流され、排気マフラ70内において先ず第1室70eに流入し膨張する。しかる後、第2室70cをバイパスする連通管70fを介して、第3室70gに流入して再膨張し、所定の消音効果を得た後に、排気マフラ70の後端70hから排出される。
図5中VI矢視による分岐部77の平面図である図6に示すように、分岐部77において分岐管部76は主管部75から側方に分岐し、排気制御バルブ80は、弁板80aが分岐部77の主管部75の内周面75aに摺接するように設けられたバタフライ弁である。
全開状態Aにおいて、排気ガスが一部分岐管部76へ流れることは妨げない。
弁回転駆動部80cは、駆動ワイヤ80dが係合した被動プーリであり、内燃機関4の駆動状態に応じてエンジンコントロールユニット(ECU。本発明における「制御ユニット」)9に従い制御される駆動モータ91によって駆動される駆動ワイヤ80dが弁回転駆動部80cを回動し、排気制御バルブ80の弁板80aの位置を制御する(図5、図6参照)。
そのように、下流側排気管74の分岐部77に、排気制御バルブ80が設けられたので、排気制御バルブ80により、主管部75と分岐管部76とを通り排気マフラ70に流入する排ガスの流れを変更、制御できるようになっている。
このとき、主管部75の内周面75aには、下流側弁板80abの閉方向の回転限で、下流側弁板80abの外周端81bに上流側から当接する上流側凸部75aaが内周面75aに沿って備えられており、上流側弁板80aaの閉方向の回転限で、上流側弁板80aaの外周端81aに下流側から当接する下流側凸部75abが備えられている。
そのため、熱膨張によって、上流側凸部75aa、または下流側凸部75abが、弁軸80bに干渉することを回避することができる。
また、主管部75の上流側から流れて来た排気ガスは、上流側弁板80aaと下流側弁板80abからなる弁板80aによって、主管部75の中心線Mに対して鈍角をなす分岐角度βで分岐管部76に導入させることができ、分岐部77の排気ガス流れ抵抗が抑制される。
排気制御バルブ80は、弁軸80bに取り付けられた被動プーリからなる弁回転駆動部80cが、駆動モータ91で駆動される駆動プーリ92に駆動ワイヤ80dを介して連動するように構成され、その結果、弁板80aが回動される。
モータ回動角度信号Wは、排気制御バルブ80の弁回転駆動部80cの回動角度とリンクするが、途中経路の伝達比により、値そのものは異なる角度値となる。
実際の弁板80aの全開状態Aの回動角度Voを、Vo=0°、設計上の全閉状態Bの時のノミナル作動角度Vnを、Vn=α(αは上述のように90°未満)のとき、弁板80aの全閉状態のノミナル作動角度Vnとリンクした、本実施形態のモータ回動角度信号Wのモータノミナル作動角度Wnは、例えば、121.4°である。
また、弁板80aを全開状態Aへの戻し動作時のストッパ位置が、例えば、モータ回動角度信号Ws=−26°に設定される。
全開状態Aにある排気制御バルブ80の弁板80aを全閉状態Bに移動させようとした場合、「モータ目標回動角度」をWoからWnmaxに変更すると、「モータDuty比D」が上昇し、「モータ実回動角度Wa」が上昇してフィードバックされる。
「閉じ目標回動角度Wnmax」は、確実な全閉状態Bを得るため、弁板80aの全閉状態Bの作動角度Vとリンクしたモータ回動角度信号Wのモータノミナル作動角Wnより大きく設定されているから、「全閉検知範囲Wclose」内において「閉じ目標回動角度Wnmax」に至る前に、弁板80aが上流側または下流側凸部75aa、75abに衝突して、「モータ実回動角度Wa」の上昇が停止する。
また、全開状態Aから「ロック検知範囲Wlock」において、「モータDuty比D」が上昇しても「モータ実回動角度Wa」の変化が無い状態がタイマにより一定時間検知された場合は、所定外の例えば排気制御バルブ80への石の噛みこみ等のトラブル状態が発生したと判断され、直ちに「モータDuty比D」が落とされ、非常処置がなされる。
そのため、一定の保持駆動力で弁板80aの外周端81a、81bが上流側、下流側凸部75aa、75abに当接することが維持されるので、確実に全閉状態Bを維持できる。
そのため、全閉状態Bのモータ実回動角度Waに応じた全閉検知範囲Wnclose内においてのみ全閉状態Bを判定し、他の領域での異物噛み込み等を全閉状態Bとする誤判定が回避される。
そのため、排気制御バルブ80を閉じる途中で、ロック検知範囲Wlockにおいて、所定値以上のモータDuty比Dの上昇が発生してもモータ実回動角度Waが動かない場合には、石など異物を噛み込んだ異常と判定し、排気制御バルブ80の駆動を停止して、駆動モータ91等が保護されるようになっている。
なお、説明の便宜上、装置の左右配置は図示の実施形態に沿って説明したが、それに限定されず、左右配置が逆であってもよい。
Claims (6)
- 鞍乗型車両(1)の排気管(7)が、排気マフラ(70)に下流側が接続する主管部(75)と分岐管部(76)とを有し、同主管部(75)から側方に向けて同分岐管部(76)が分岐する分岐部(77)が設けられ、同分岐部(77)において下流側の前記主管部(75)を全開から全閉まで制御する鞍乗型車両(1)の排気制御バルブ(80)において、
前記排気制御バルブ(80)は、前記主管部(75)における前記分岐管部(76)の分岐開口(77a)に面する位置に同主管部(75)の中心線(M)と交差して設けられた弁軸(80b)と、同弁軸(80b)に取付けられ前記主管部(75)の内周面(75a)内に回動自在に位置する弁板(80a)とを有し、前記弁軸(80b)の前記主管部(75)の内周面(75a)を貫通した一方の軸端に弁回転駆動部(80c)が設けられ、同弁回転駆動部(80c)を駆動する駆動モータ(91)と、同駆動モータ(91)を制御する制御ユニット(9)を備え、
前記主管部(75)の内周面(75a)に、前記排気制御バルブ(80)の前記弁板(80a)の閉方向の回転限で同弁板(80a)の外周端(81b、81a)が当接する凸部(75aa、75ab)を備えたことを特徴とする鞍乗型車両の排気制御バルブ。 - 前記凸部(75aa、75ab)は、前記弁軸(80b)周辺に切欠き部(75c)を備えたことを特徴とする請求項1に記載の鞍乗型車両の排気制御バルブ。
- 前記凸部(75aa、75ab)は、前記主管部(75)における分岐管部(76)の分岐開口(77a)の下流側端(77ab)に接するように設けられた上流側凸部(75aa)を有し、全開状態(A)において前記弁軸(80b)に対して、前記主管部(75)の中心線(M)の下流方向に位置した前記弁板(80a)の下流側弁板(80ab)が、回動して中心線(M)の下流側から90°未満のバルブ角度(α)で前記上流側凸部(75aa)に下流側から当接した状態で、主管部(75)が全閉状態(B)になるように構成されたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の鞍乗型車両の排気制御バルブ。
- 前記弁板(80a)の外周端(81a、81b)が前記凸部(75aa、75ab)に当接した状態では、前記排気制御バルブ(80)を閉じる方向に一定の保持駆動力を発生するモータDuty比(D)が保持されるように、前記弁回転駆動部(80c)を駆動する駆動モータ(91)の制御ユニット(9)が設定されたことを特徴とする請求項3に記載の鞍乗型車両の排気制御バルブ。
- 前記排気制御バルブ(80)の弁板(80a)の全閉状態(B)のモータ実回動角度(Wa)に応じて全閉検知範囲(Wnclose)が設けられ、同全閉検知範囲(Wnclose)において、前記弁板(80a)の駆動に所定値以上のモータDuty比(D)が発生してもモータ実回動角度(Wa)が動かない場合には、前記排気制御バルブ(80)の駆動力を前記保持駆動力に変更するようにモータDuty比(D)が変更されるように前記制御ユニット(9)が設定されたことを特徴とする請求項4に記載の鞍乗型車両の排気制御バルブ。
- 前記全閉検知範囲(Wnclose)よりバルブ全開側のモータ実回動角度(Wa)は、ロック検知範囲(Wlock)とし、同ロック検知範囲(Wlock)において、前記弁板(80a)の駆動に所定値以上のモータDuty比(D)上昇が発生してもモータ実回動角度(Wa)が動かない場合には、前記排気制御バルブ(80)の駆動を停止するように前記制御ユニット(9)が設定されたことを特徴とする請求項5に記載の鞍乗型車両の排気制御バルブ。
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