JPH1136898A - モータサイクルの電子燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】スロットル弁の上流側に燃料を噴射する方式に
おいて、あらゆる運転領域において吸入空気量に対する
Ａ／Ｆのズレを小さくする。 【解決手段】エンジン１の吸気管１３に配設されたスロ
ットル弁１５と、該スロットル弁の上流側に配設された
燃料噴射弁１６と、該燃料噴射弁の上流側に配設された
空気抑制弁１７とを備えたモータサイクルであって、前
記モータサイクルの運転状態がギヤ比が高くなるにした
がい、高いエンジン回転数になるまで、空気抑制弁１７
の動作を遅らせ吸入空気の遅れを大きくするように制御
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸気管内に燃料を
噴射するモータサイクルエンジンにおける電子燃料噴射
制御の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来、４サイクル多気筒エンジンにおい
て、各吸気ポートに燃料噴射制御弁を設け、吸気弁の背
後に向けて燃料を噴射する方式があり、モータサイクル
やレース用エンジンの場合には加速応答性を向上させる
ために各気筒の吸気管内にそれぞれ独立したスロットル
弁を設けている。この方式において、バルブオーバーラ
ップを大きくするように設計し、吸気弁を早めに開きそ
の慣性を利用して多量の混合気を吸入すようにすれば、
エンジン高回転時の性能を向上させることができるが、
アイドル運転等の低回転時においては、吹き抜けが生じ
たり排気が戻ってくるという問題や、空吹かしのときに
エンジンストールが起きてしまうという問題を有してい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本出願人は、
特願平９−１４２３１３号において（図１参照）、燃料
噴射弁１６をスロットル弁１５の上流側に設置すること
により、スロットル弁１５を吸気ポート６側に近づけて
スロットル弁１５の下流側の容積を減少させる方式を提
案している。この方式においては、燃料噴射弁１６をス
ロットル弁１５の上流側に設置したために、燃料噴射弁
１６から吸気弁１０までの距離が長くなり、スロットル
弁を急開した場合、先ずスロットル開度が変化し続いて
殆ど時間的な遅れがなく吸入空気が増大するが、吸気管
中の燃料は、吸入空気の増量やスロットル開度変化の増
大からベースとなる燃料供給量が増加するものの、吸入
空気の後追いとなるためＡ／Ｆはリーンとなる傾向が、
スロットル弁１５の下流側に燃料噴射弁１６をした場合
より顕著となる。

【０００４】その結果は、モータサイクルがローギヤの
運転状態で、スロットル低開度から加速した場合にはＡ
／Ｆがずれて燃焼が悪化したとしても、余剰トルクが大
きいので、エンジン回転の上昇につながりドライバビリ
ティはそれ程悪くならない。しかしながら、ハイギヤの
運転状態でスロットル低開度から加速した場合、ハイギ
ヤではエンジン負荷が大きく余剰トルクが小さいため、
吸入空気の増加に対して燃料供給が遅れ、Ａ／Ｆがリー
ンになり燃焼が悪化した場合には、回転の上昇が直ちに
得られず、もたつきを感じたりギクシャク感を感じたり
する。

【０００５】そこで、燃料噴射弁１６の上流側に、吸気
管１３に連通する負圧室１７ｃ内の負圧と、大気圧室１
７ｄ内の大気圧と、スプリング１７ｆのばねの力のバラ
ンスで弁体１７ｅの位置、すなわち開度が決定される空
気抑制弁１７を設け、スロットル弁１５を低開度から急
激に開いたときに、空気通路１９の流速が早くなり負圧
室１７ｃ内の負圧が徐々に大きくなることで、弁体１７
ｅのスプリング１７ｆがたわめられる。本来ならば、ス
ロットル開度変化に殆ど遅れることなく追従する吸入空
気が、空気抑制弁１７を設けることで図３（Ｂ）に示す
ようにスロットル弁対する吸入空気の応答を遅らせるこ
とができ、加速初期段階でのＡ／Ｆのズレを小さくする
ことができる。

【０００６】しかしながら、空気抑制弁１７のスロット
ル開度変化に対する応答は、吸気管１３と負圧室１７ｃ
を連通する連通孔１７ｇの径によって決まるので、応答
をより遅らせるようにちいさな孔径とした場合には、中
開度域からの応答が遅いと感じるようになり、中開度域
での応答を良くしようと大きな孔径とした場合には、低
開度域からの加速の際にギクシャク感を取りきれないと
いう問題がある。

【０００７】本発明は、上記問題を解決するものであっ
て、スロットル弁の上流側に燃料を噴射する方式におい
て、あらゆる運転領域においても吸入空気量に対するＡ
／Ｆのズレを小さくすることにより加速応答性を向上さ
せることができるモータサイクルの電子燃料噴射制御装
置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１記載のモータサイクルの電子燃料
噴射制御装置は、エンジンの吸気管に配設されたスロッ
トル弁と、該スロットル弁の上流側に配設された燃料噴
射弁と、該燃料噴射弁の上流側に配設された空気抑制弁
とを備えたモータサイクルであって、前記モータサイク
ルの運転状態がギヤ比が高くなるにしたがい、高いエン
ジン回転数になるまで、空気抑制弁の動作を遅らせ吸入
空気の遅れを大きくするように制御することを特徴と
し、請求項２記載の発明は、請求項１において、前記空
気抑制弁は、吸気管に連通する負圧室と、大気に連通す
る大気室と、前記負圧室と大気室の圧力差により作動す
る弁体と、前記負圧室を大気に連通させる連通孔とを備
え、該連通孔の開度をソレノイド弁により制御すること
を特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１は、モータサイクルの電子
燃料噴射制御装置の１実施形態を示すエンジンの断面図
である。エンジン１は、例えば４サイクル４気筒５バル
ブエンジンであり、各気筒には３つの吸気弁と２つの排
気弁が設けられている。

【００１０】エンジン１は、シリンダケース２、シリン
ダヘッド３、ヘッドカバー４を有し、シリンダケース２
内にはピストン５が摺動自在に装着され、シリンダヘッ
ド３には吸気ポート６及び排気ポート７が形成されてい
る。シリンダヘッド３にはピストン５に対向して点火プ
ラグ９が設けられ、また、吸気ポート６には吸気弁１０
が、排気ポート７には排気弁１１が設けられ、吸気弁１
０及び排気弁１１は、シリンダヘッド３の上部に配設さ
れたカムシャフト１２のカム１２ａにより開閉駆動され
る。吸気ポート６には吸気管１３、エアクリーナ１４が
連結されている。エアクリーナ１４には、空気取入口１
４ａ、フィルタ１４ｂ及び各吸気管に接続される吸気取
入管１４ｃが設けられている。

【００１１】吸気管１３には、下流側から順に、スロッ
トル弁１５、燃料噴射弁１６及び空気抑制弁１７が配設
されている。なお、スロットル弁１５、燃料噴射弁１６
及び空気抑制弁１７は、各気筒の吸気管にそれぞれ設け
られている。燃料噴射弁１６はスロットル弁１５に可能
な限り接近させ、燃料をスロットル弁１５の上流側から
バルブ面に当てるようにしている。

【００１２】上記構成によれば、燃料噴射弁１６をスロ
ットル弁１５の上流側に配設することにより、スロット
ル弁１５を吸気ポート６側に近づけることができ、スロ
ットル弁１５の下流側の容積を減少させることができ
る。また、燃料噴射弁１６をスロットル弁１５に可能な
限り接近させるため、吸気管１３の限られたスペースに
空気抑制弁１７を装着することができる。

【００１３】次に、本発明の特徴について説明する。図
１において、空気抑制弁１７は、ハウジング１７ａ内に
ダイヤフラム１７ｂにより区画される負圧室１７ｃ及び
大気圧室１７ｄを有し、ダイヤフラム１７ｂには、吸気
管１３内に摺動自在にされる弁体１７ｅが連結され、弁
体１７ｅはスプリング１７ｆにより図で左方向に付勢さ
れている。弁体１７ｅの先端と負圧室１７ｃは連通孔１
７ｇにより連通され、また、大気圧室１７ｄは連通孔１
７ｈにより大気に連通されている。弁体１７ｅは矩形状
になっており、弁体１７ｅが吸気管１３にあたる位置
（図で左側）で最低開度の空気通路１９が確保され、こ
れによりスロットル弁１５の所定開度までの最低吸気量
を確保している。さらに、空気抑制弁１７の負圧室１７
ｃには、連通孔１７ｇより孔径の小さい連通孔２０が形
成されて大気に連通され、また、ハウジング１７ａには
ソレノイド弁２１が取り付けられ、ソレノイド弁２１が
前記連通孔２０を開閉制御するように構成している。

【００１４】上記構成からなる空気抑制弁１７の作用に
ついて説明する。空気抑制弁１７は、吸気管１３に連通
する負圧室１７ｃ内の負圧、大気圧室１７ｄ内の大気
圧、スプリング１７ｆのバネの力のバランスで弁体１７
ｅの位置、すなわち空気抑制弁１７の開度が定まる。従
って、スロットル弁１５が低開度にあるときの加速で
は、スロットル弁１５を開けるにつれて、空気通路１９
の流速が早くなり、吸気管１３に連通する負圧室１７ｃ
の負圧が大きくなり、弁体１７ｅが釣り合い方向に動き
だし、空気通路１９が開き始める。よって、スロットル
弁１５が開くのに遅れて負圧室１７ｃ内の圧力が減少
し、空気抑制弁１７が開くことにより、スロットル弁１
５の開操作過度時におけるエンジンへの吸入空気を、あ
る時定数をもって遅らせ、過度時におけるＡ／Ｆを安定
させるようにしている。図３は、スロットル弁１５を徐
々に開いた場合（Ａ）と、急開した場合（Ｂ）の空気抑
制弁１７の動きを示し、急開時には、空気抑制弁１７を
スロットル弁１５に対して遅れて開けることにより空気
の応答を遅らせることを示している。

【００１５】さらに空気抑制弁１７の動作は、ソレノイ
ド弁２１を開いた状態では負圧室１７ｃが連通孔２０を
介して大気に連通するため、連通孔２０を流れる空気流
量と弁体１７ｅの連通孔１７ｇを流れる空気流量とのバ
ランスで、弁体１７ｅの開動作はソレノイド弁２１を閉
じた状態よりも遅くなる。このとき、空気抑制弁１７の
動作はソレノイド弁２１を閉じた状態で、スロットル開
度が中程度以上の運転領域での応答が良い状態に連通孔
１７ｇの孔径を設定しておくことが望ましい。

【００１６】図２は図１のエンジンの制御系の構成図で
あり、図１で説明した４サイクル４気筒エンジン１、点
火プラグ９、吸気管１３、エアクリーナ１４、スロット
ル弁１５、燃料噴射弁１６、空気抑制弁１７が示されて
いる。エンジン１には、カム軸センサ（或る気筒の例え
ば圧縮上死点を判別する気筒判別センサ）、クランク角
センサ（エンジン回転数センサ）、水温センサが設けら
れている。また、スロットル弁１５の開度を検出するス
ロットルセンサ、エアクリーナ１４における吸気温度を
検知する吸気温センサ、排気系の酸素濃度を検知する酸
素センサ、大気圧を検知する大気圧センサ、車速センサ
及びギヤポジションセンサが設けられている。なお、ギ
ヤポジションセンサは本発明に係わるギヤ比を検出する
センサであるが、車速とエンジン回転数によりギヤ比を
算出するようにしてもよい。

【００１７】各センサの検出信号は、電子制御装置ＥＣ
Ｕに伝送され、ここで検出信号はデジタル値に変換さ
れ、燃料噴射量、燃料噴射時期、及び点火時期並びに空
気抑制弁１７のソレノイド弁２１の開度を決定するため
の演算処理が行われ、噴射パルス信号及び点火パルス信
号が燃料噴射制御弁１６及び点火プラグ９に出力され、
また、ソレノイド信号がソレノイド弁２１に出力され
る。

【００１８】図４は、空気抑制弁におけるソレノイド弁
の制御方法を説明するための図である。図４（Ａ）はソ
レノイドをオン（開）オフ（閉）してソレノイド弁２１
を開閉する方法を示し、４速、５速、６速とハイギヤに
なるほど、高いエンジン回転数になるまで、ソレノイド
弁２１を開いておいて空気抑制弁１７の動作を遅らせ、
吸入空気の遅れを大きく燃料応答遅れを小さくし、Ａ／
Ｆの精度を上げるように制御する。図４（Ｂ）はソレノ
イドをデューティ制御（通電時間の割合を制御）するこ
とにより、ソレノイド弁２１の開度をリニアに制御する
方法を示している。

【００１９】図５は、本発明の制御方法の１例を示すフ
ロー図である。先ず、ステップＳ１でスロットル開度が
所定値（例えば２５％）より小さいか否かが判定され、
所定値以上であれば、ステップＳ９に進みソレノイド弁
２１を閉じる。スロットル開度が所定値より小さい場合
には、ステップＳ２でギヤ比が判定され、ギヤ比に応じ
てステップＳ３〜Ｓ７に進み、ギヤ比（ニュートラル、
１〜３速）、ギヤ比４速、５速、６速に基づくソレノイ
ド弁切換（オンからオフ）用のエンジン回転数ＳＮｅ１
が設定される。ステップＳ７では、ＳＮｅ１からヒステ
リシスαを減じたソレノイド弁切換（オフからオン）用
のエンジン回転数ＳＮｅ２が設定される。

【００２０】次いで、ステップＳ８でソレノイド弁２１
が開いているか否かが判定され、閉じている場合には、
ステップＳ９で現在のエンジン回転数がＳＮｅ１より大
きいか否かが判定され、大きい場合にはソレノイド弁２
１を閉じたままにしておき、以下であればソレノイド弁
２１を開く。ステップＳ８でソレノイド弁２１が開いて
いる場合には、ステップＳ１１で現在のエンジン回転数
がＳＮｅ２より小さいか否かが判定され、小さい場合に
はソレノイド弁２１を開いたままにしておき、以上であ
ればソレノイド弁２１を閉じる。

【００２１】図６及び図７は、本発明の作用効果を説明
するための図であり、空気抑制弁なしの場合（図Ａ）
と、空気抑制弁の制御ありの場合（図Ｂ）とで、スロッ
トル急開時における吸気応答、燃料応答、エンジン回転
の応答を示した図である。なお、吸気応答及び燃料応答
は単位時間当たりの重量である。

【００２２】図６、図７いずれの場合にも、図Ａの場合
には、燃料応答と吸気応答との差が大きいが、図Ｂの場
合には、燃料応答と吸気応答との差が小さくなってい
る。図６に示すローギヤ時では、エンジンの余剰トルク
が大きいため、Ａ／Ｆがずれていてもエンジン回転の上
昇は早い。図７に示すハイギヤ時においては、エンジン
の余剰トルクが小さいため、図７（Ａ）に示すように、
Ａ／Ｆがずれているとエンジン回転上昇は遅く、ズレて
いる部分でのギクシャク感があるが、図７（Ｂ）に示す
ように、空気抑制弁１７の制御により吸気応答をスロッ
トル弁の回動速度よりも小さくしてある時定数をもって
遅らせると、Ａ／Ｆのズレが小さくなりエンジン回転の
上昇が早く始まり、スムーズな加速感となる。なお、吸
気応答をスロットル弁の回動速度よりも小さくしてある
時定数をもって遅らせ変わりに、吸気応答の立ち上がり
時間を遅らせるようにしてもよい。

【００２３】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変
更が可能である。例えば、上記実施形態においては、空
気抑制弁を吸気管負圧と大気圧との差により開閉する構
造のものを採用しているが、スロットル弁と同様の構造
の弁を採用し、これをモータにより制御するようにして
もよい。その場合には、モータにより空気抑制弁の開度
の制御が可能になり、ソレノイド弁２１が不要になる。
また、上記実施形態においては、４気筒５バルブのエン
ジンについて説明したが、これに限定されるものではな
い。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１、２記載の発明によれば、スロットル弁の上流側に燃
料を噴射する方式において、あらゆる運転領域において
吸入空気量に対するＡ／Ｆのズレを小さくすることによ
り加速応答性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のモータサイクルの電子燃料噴射制御装
置の１実施形態を示すエンジンの断面図である。

【図２】図１のエンジンの制御系の構成図である。

【図３】本発明におけるスロットル弁に対する空気抑制
弁の動きを説明するための図である。

【図４】空気抑制弁におけるソレノイド弁の制御方法を
説明するための図である。

【図５】本発明の制御方法の１例を示すフロー図であ
る。

【図６】本発明の作用効果を説明するための図である。

【図７】本発明の作用効果を説明するための図である。

【符号の説明】

１…エンジン １３…吸気管 １５…スロットル弁 １６…燃料噴射弁 １７…空気抑制弁、１７ｃ…負圧室、１７ｄ…大気圧
室、１７ｅ…弁体 ２０…連通孔 ２１…ソレノイド弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 11/08 Ｆ０２Ｄ 11/08 Ｚ 29/00 29/00 Ｈ 41/04 ３１０ 41/04 ３１０Ｆ ３１０Ｇ 45/00 ３１２ 45/00 ３１２Ｍ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの吸気管に配設されたスロットル
   弁と、該スロットル弁の上流側に配設された燃料噴射弁
   と、該燃料噴射弁の上流側に配設された空気抑制弁とを
   備えたモータサイクルであって、前記モータサイクルの
   運転状態がギヤ比が高くなるにしたがい、高いエンジン
   回転数になるまで、空気抑制弁の動作を遅らせ吸入空気
   の遅れを大きくするように制御することを特徴とする電
   子燃料噴射制御装置。
2. 【請求項２】前記空気抑制弁は、吸気管に連通する負圧
   室と、大気に連通する大気室と、前記負圧室と大気室の
   圧力差により作動する弁体と、前記負圧室を大気に連通
   させる連通孔とを備え、該連通孔の開度をソレノイド弁
   により制御することを特徴とする請求項１記載の電子燃
   料噴射制御装置。