JP4671356B2 - 鞍乗型車両 - Google Patents

Description

本発明は、鞍乗型車両（例えば、自動二輪車）に関し、特に、内燃機関の吸気量を調整する電子スロットル弁システムを備えた鞍乗型車両に関する。

電子スロットル弁は、電子制御によってスロットル弁の開度を制御し、エンジン（内燃機関）の吸気量を調整するため、低排気ガス、低燃費が実現できるというメリットがあり、一部の乗用車では既に採用され始めている。また、自動二輪車への適用も検討されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１０６３６８号公報

しかしながら、自動二輪車の場合には、乗用車の場合と違って、収容スペースに制限がある。

どのような機構のものを、どのようなレイアウトにより搭載するかが、比較的制約の少ない乗用車の場合と比べて、単純にはいかず、非常に厳しい制約の下で行う必要がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、より鞍乗型車両の用途に適した電子スロットル弁システムおよびそれを備えた鞍乗型車両を提供することにある。

本発明の鞍乗型車両は、内燃機関の吸気量を調整する電子スロットル弁システムを備えた鞍乗型車両であって、前記電子スロットル弁システムは、内燃機関の吸気量を調整するスロットル弁と、前記スロットル弁を駆動する電動モータと、前記電動モータを制御する制御部とを備えており、前記スロットル弁は、弁軸に固定されており、前記電動モータは、前記弁軸に接続され、当該弁軸を通して前記スロットル弁を駆動するように配置されており、前記弁軸には、前記制御部に電気的に接続され、前記スロットル弁の開度を検出するスロットル開度センサが設けられており、さらに、前記弁軸には、ガード機構が設けられており、前記ガード機構は、前記鞍乗型車両のスロットルグリップに連結されたスロットルケーブルが係合されるプーリーと、前記プーリーに連動する第１回動部材とから構成されており、前記弁軸には、当該弁軸に連動する第２回動部材が形成されており、前記第１回動部材と前記第２回動部材との相対移動は所定量以内に制限されており、前記第１回動部材と第２回動部材との間には弾性体部材が形成されており、前記弾性体部材は、前記スロットル弁を閉じる方向に弾性力を作用させるように配置されている。

ある好適な実施形態において、前記第１回動部材は、前記プーリーに連動するレバープーリーであり、前記レバープーリーには、前記スロットル弁の前記弁軸から延びた突起部に接触可能な切欠き部が形成されており、前記突起部は、前記第２回動部材であり、前記切欠き部は、前記突起部の幅が占める角度よりも広い角度にて開口しており、前記レバープーリーは、当該レバープーリーが回動することにより、前記開口した前記切欠き部の端面が前記突起部と接触する構成を有しており、前記突起部と接触する前記端面に、前記弾性体部材が設けられている。

ある好適な実施形態において、前記弾性体部材は、前記スロットル弁を閉じる方向の駆動時に前記接触するように配置されている。

ある好適な実施形態において、前記弾性体部材は、クッションスプリングである。

ある好適な実施形態において、前記ガード機構は、前記電動モータが停止した場合であっても、前記スロットルグリップの操作に連動して前記スロットル弁を駆動することができる機構を有している。

ある好適な実施形態において、前記ガード機構には、アクセル操作子の操作量を検出するアクセル開度センサが設けられており、前記アクセル開度センサは、前記制御部に電気的に接続されており、前記制御部は、前記アクセル開度センサが検出した前記アクセル操作子の操作量に基づいて、前記電動モータを制御することを特徴とする。

ある好適な実施形態において、前記プーリーと前記レバープーリーとは同軸にて連結されている。

ある好適な実施形態において、前記プーリーと前記レバープーリーとは、レバー比を変更するリンク部材を介して連結されている。

前記鞍乗型車両は、前記電子スロットル弁システムおよび前記ガード機構が車体フレーム内に搭載された自動二輪車であることが好ましい。

本発明によれば、電子スロットル弁システムを備えた鞍乗型車両において、ガード機構におけるプーリーに連動する第１回動部材（例えば、レバープーリー）と、弁軸に連動する第２回動部材（例えば、突起部）が形成されており、第１回動部材と第２回動部材との間に弾性体部材（例えば、クッションスプリング）が形成されているので、当該弾性体部材の介在によって、第１回動部材と第２回動部材との間に適度な隙間を設けることができ、それにより、電動モータによるスロットル弁の駆動をスムーズにすることができる。その結果、より鞍乗型車両の用途に適した電子スロットル弁システムを実現することができる。

本願発明者は、電子スロットル弁システムを備えた自動二輪車において、電子スロットル弁システムとしてどのようなものを用い、かつ、スムーズに動作させるかを鋭意検討し、本発明に至った。

以下、図面を参照しながら、本発明による実施の形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。

図１を参照しながら、本発明の実施形態に係る電子スロットル弁システムについて説明する。図１は、本実施形態の電子スロットル弁システム１００の構成を模式的に示す斜視図である。

本実施形態の電子スロットル弁システム１００は、鞍乗型車両（例えば、自動二輪車）に搭載され、鞍乗型車両の内燃機関２００の吸気量を調整することができる。電子スロットル弁システム１００は、内燃機関２００の吸気量を調整するスロットル弁１０と、スロットル弁１０を駆動する電動モータ２０と、電動モータ２０を制御する制御部（ＥＣＵ；エレクトロニック・コントロール・ユニット）３０とから構成されている。

スロットル弁１０は、弁軸１２に固定されている。本実施形態のスロットル弁１０は、バタフライ式のスロットル弁であり、スロットルボディ１４内に配置されている。なお、スロットルボディ１４には、燃料を噴射する燃料噴射装置（インジェクタ）１６が設けられている。なお、図１では、分かりやすいように、一つのスロットル弁１０を示しているが、典型的には、複数のスロットル弁１０のそれぞれがスロットルボディ１４内に設けられている。

電動モータ２０は、スロットル弁１０の弁軸１２に接続されており、当該弁軸１２を通してスロットル弁１０を駆動することができる。本実施形態では、電動モータ２０は、弁軸１２における右側の端部１２ａと左側の端部１２ｂとの間の中央部１２ｃに接続されている。図１に示した例では、電動モータ２０は、駆動ギア２２を介して弁軸１２に接続されている。また、電動モータ２０は、制御部（ＥＣＵ）３０と電気的に接続されている。

弁軸１２には、スロットル弁１０の開度を検出するスロットル開度センサ４０が設けられている。本実施形態では、スロットル開度センサ４０は、弁軸１２の右側の端部１２ａに設けられている。そして、スロットル開度センサ４０は、制御部（ＥＣＵ）３０と電気的に接続されている。

また、弁軸１２には、ガード機構（「機械式スロットルバルブ駆動機構」と称してもよい。）５０が設けられている。本実施形態では、ガード機構５０は、弁軸１２の左側の端部１２ｂに設けられている。ガード機構５０は、電動モータ２０による駆動が停止した場合であっても、スロットルグリップ６０の操作に連動してスロットル弁１０を駆動することができる機構である。スロットルグリップ６０は、鞍乗型車両のハンドル（不図示）に設けられており、そのスロットルグリップ６０に連結されたスロットルケーブル６２は、ガード機構５０に係合されている。なお、スロットルグリップ６０は、アクセル操作子であり、アクセル操作子としては、スロットルグリップと同様な機能を有するレバーなども用いることが可能であり、その形態はスロットルグリップに限らない。

本実施形態では、ガード機構５０は、スロットルグリップ６０に連結されたスロットルケーブル６２が係合されるプーリー５２と、プーリー５２の開度と連動して回動するレバープーリー５４とから構成されている。レバープーリー５４には、スロットル弁１０の弁軸１２から延びた突起部１３に接触可能な切欠き部５５が形成されている。なお、切欠き部５５と突起部１３とは、第１回転部材と第２回転部材との組合せに相当する。組合せであるので、それらは、相互に入れ換え可能である。このような第１回動部材および第２回動部材との相対移動は、それらの構造から、所定量以内に制限されている。また、第１回動部材と第２回動部材との組合せとしては、切欠き部５５と突起部１３との組合せ以外のものを用いても同様な機能を実現することが可能である。上述したように、第１回動部材と第２回動部材との間には、弾性体部材が形成されている。

図１に示した例では、切欠き部５５は、突起部１３の幅が占める角度よりも広い角度にて略扇状に開口している。そして、レバープーリー５４が回動すると、略扇状に開口した切欠き部５５の端面が突起部１３と接触することができる。さらに、突起部１３と略接触する切欠き部５５の端面には、弾性体部材（例えば、クッションスプリング）（不図示）が設けられている。なお、弾性体部材は、スプリングに限らず、スポンジ、ゴムのようなものも使用することができる。

また、ガード機構５０には、アクセル操作子の操作量（アクセルの開度）を検出するアクセル開度センサ７０が設けられている。アクセル開度センサ７０は、制御部３０に電気的に接続されており、制御部（ＥＣＵ）３０は、アクセル開度センサ７０が検出したアクセルの開度に基づいて、電動モータ２０を制御する。

ここで、図１に示した例では、作図のため、制御部（ＥＣＵ）３０を３つ記載したが、これらは同一のものである。すなわち、典型的には、１つ制御部（ＥＣＵ）３０が電子スロットル弁システム１００に設けられている。なお、複数の制御部（ＥＣＵ）３０を相互に接続することも可能である。また、本実施形態では、戻しスプリング８０、８２がそれぞれ設けられている。

なお、図１に示した構成例では、プーリー５２とレバープーリー５４とを同軸にて連結しているが、同軸に限らず、プーリー５２の開度と連動してレバープーリー５４が回動できるように連結すればよい。例えば、リンク部材を用いて両者を連結してもよい。

図２および図３は、本実施形態の電子スロットル弁システム１００を、自動二輪車１０００に搭載した構成を示した側面透視図および上面透視図である。なお、図２では、図面で表したように、スロットルグリップ６０を左側にして表記している

図２に示すように、スロットルグリップ６０から延びたスロットルケーブル６２は、プーリー５２に係合される。図２に示した例では、プーリー５２とレバープーリー５４とは、レバー比を変更するリンク部材５６を介して連結されている。

図３に示した例では、本実施形態の自動二輪車１０００では、自動二輪車のハンドル９０の右側に設けられたスロットルグリップ６０から、スロットルケーブル６２が延び、そして、ガード機構５０に接続される。なお、ガード機構５０のカバー５９内に、プーリー５２およびレバープーリー５４が収納されている。

図３に示すように、本実施形態の電子スロットル弁システム１００およびガード機構５０は、車体フレーム９２内に搭載することができ、それゆえ、配置スペースの厳しい自動二輪車の用途に適したものとなっている。なお、配置スペースの関係上、弁軸１２を自動二輪車１０００の左右方向に延びるように配置して、アクセル開度センサ７０と電動モータ２０とを、弁軸１２から見て前方または後方のいずれか一方の側に共に配置することが好ましい。この例では、アクセル開度センサ７０と電動モータ２０とを共に前方に配置している。

次に、図４から図６を参照しながら、本実施形態のガード機構５０の動作について説明する。図４から図６は、図２に示したガード機構５０の側面透視図である。

図４（ａ）は、スロットルが全閉の時を示しており、参考のためにインジェクタ１６やカバー５９等の周辺部材も示している。一方、図４（ｂ）は、図４（ａ）の状態から、スロットルを急開した時を示している。図５（ａ）は、スロットルが全開の時をしており、図５（ｂ）は、図５（ａ）の状態から、スロットルを急閉した時を示している。図６（ａ）は、図５（ｂ）の状態から、さらにスロットルを閉じた時を示しており、最後に、図６（ｂ）は、緊急時における手動の全開の状態を示している。

まず、図４（ａ）に示した状態においては、プーリー５２の開度は０°であり、スロットル弁１０の開度（バタフライ弁開度）を反映する突起部（爪部）１３の開度も０°である。なお、図４（ａ）におけるリンク部材５６は、全開時には、点線で表した「５６'」のところまで移動できる。

ここで、突起部１３の開度が０°のときに、レバープーリー５４の切欠き部５５の端面から突出したクッションスプリング５１の先端は、突起部１３と略接触している。ただし、本実施形態では、クッションスプリング５１の先端と、突起部１３との間にはθ_０（例えば、約２°）の隙間がある。なお、クッションスプリング５１が設けられる側は、スロットル弁を閉じる方向の駆動時に略接触するような配置の側である。

次に、図４（ａ）に示した状態から、スロットルを急に開いて、図４（ｂ）に示した状態にすると、図１に示したアクセル開度センサ７０がアクセルの開度を検出して、それを制御部（ＥＣＵ）３０にデータを送り、それに基づいて電動モータ２０が制御されて、スロットル弁１０が動く。

図４（ｂ）に示した側面図で説明すると、プーリー５２が回転してプーリー開度がθ_１（例えば、８０°）となり、それとともに、スロットル弁１０の開度（すなわち、突起部１３の開度）がθ_２（例えば、６０°）となる。ここでは、リンク部材５６によって、θ_１>θ_２となるようにしてある。また、プーリー５２の回転にあわせて、リンク部材５６を通じてレバープーリー５４も回転するので、レバープーリー５４の切欠き部５５の端面およびクッションスプリング５１も移動する。

図４（ｂ）に示すように、突起部１３の開度θ_２よりも、プーリー５２とリンク部材５６を介して連動して動くレバープーリー５４のクッションスプリング５１の開度の方が大きいので、突起部１３とクッションスプリング５１との隙間が大きくなる。したがって、目標開度と実開度との間に差が生じる。

目標開度の方が実開度よりも大きくなることで、換言すると、クッションスプリング５１の先端の方が突起部１３よりも先行して移動することにより、電動モータ（図１参照）２０に全開のパワー（フルデューティー（Full Duty））を印加しやすくなる。その結果、レスポンスの良い動作を実行しやすくなる。

その後（例えば、０．１秒未満後）、図５（ａ）に示すように、突起部１３がクッションスプリング５１の先端に追いつき、換言すると、実開度が目標開度に追いつき、スロットルが全開になる。突起部１３の開度θ_３は、プーリー開度θ_１と同じく、例えば８０°になる。

次に、図５（ｂ）に示すように、スロットルを急閉すると、プーリー５２が回転し、その動きに連動して、レバープーリー５４のクッションスプリング５１の先端が突起部１３に追い付いてしまう。ここで、目標開度θ_４（例えば、６３°）は、実開度θ_５（例えば、６５°）と少しの角度（例えば、２°）しか違わない。なお、θ_４は、θ_１よりも小さい角度であり、θ_５も、θ_３よりも小さい角度である。

しかし、その後、図６（ａ）に示すように、クッションスプリング５１がつぶれて、目標開度θ_４（例えば、６３°）と、実開度θ_６（例えば、８０°）の間の差（例えば、１７°）が大きくなる。したがって、電動モータ（図１参照）２０にフルデューティーを印加しやすくなり、その結果、レスポンスの良い動作を実行しやすくなる。

最後に、緊急時のガード機構５０の動作を説明する。電動モータ２０のモータ電流が遮断される等によりモータ２０の駆動が停止した場合には、ガード機構５０の役割が発揮される。つまり、手動によるスロットル弁１０の開閉が実行される。

簡単に述べると、図６（ａ）に示した状態から、手動によりスロットルを全閉にすると、図６（ｂ）に示すように、つぶれたクッションスプリング５１および切欠き部５５の端面が突起部１３を押して、突起部の開度θ_７（例えば、１７°）は小さくなる。これにより、緊急時でも、手動で全閉することができ、手動による強制戻しを達成することができる。このθ_７のスロットル開度により、自動二輪車１０００の徐行走行を実現することも可能である。なお、図６（ｂ）に示した状態から、再び、図４（ａ）に示した全閉状態にすることも可能である。

以上のように、本発明の実施形態に係る電子スロットル弁システム１００によれば、ガード機構５０におけるレバープーリー５４に切欠き部５５が形成され、その切欠き部５５の端面にクッションスプリング５１が設けられているので、クッションスプリング５１の介在によって、切欠き部５５の端面と突起部１３との間に適度な隙間を設けることができる。それにより、電動モータ２０にフルデューティーを印加することが容易になり、スロットル弁１０の駆動をスムーズにすることができる。その結果、より鞍乗型車両の用途に適した電子スロットル弁システムを構築することができる。また、クッションスプリング５１は、クッションとなり、切欠き部５５の端面および突起部１３を保護できる機能も有している。

また、このクッションスプリング５１によってスロットル弁１０の駆動をスムーズにする効果は、上述したリンク部材５６によりプーリー５２とレバープーリー５４を連結した場合だけでなく、図１に示した同軸に連結した場合にも得られる。クッションスプリング５１のクッション効果も同様に同軸の場合にも得られる。

図２および図３に示した自動二輪車１０００は、オンロードタイプのものであるが、これに限らず、オフロードタイプの自動二輪車にも適用することができる。なお、本願明細書における「自動二輪車」とは、モーターサイクルの意味であり、原動機付自転車（モーターバイク）、スクータを含み、具体的には、車体を傾動させて旋回可能な車両のことをいう。したがって、前輪および後輪の少なくとも一方を２輪以上にして、タイヤの数のカウントで三輪車・四輪車（またはそれ以上）としても、それは「自動二輪車」に含まれ得る。

なお、自動二輪車に限らず、本発明の効果を利用できる他の車両にも適用でき、例えば、自動二輪車以外に、四輪バギー（ＡＴＶ：All Terrain Vehicle（全地形型車両））２０００や、スノーモービルを含む、いわゆる鞍乗型車両に適用することができる。

以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。例えば、上記実施形態では、アクセル開度センサ７０は、ガード機構５０に取り付けられたが、これに限らない。すなわち、アクセル開度センサ７０は、アクセルの開度を検出できればよいので、例えば、スロットルグリップの開度を検出するような構成にして、当該検出を実行しやすい位置に配置することも可能である。

本発明は、上述したような優れた効果を発揮するものであるが、実際の鞍乗型車両への適用に当たっては、他の要件も含めた総合的な観点の下に、その具体的態様の検討がなされる。

本発明によれば、より鞍乗型車両の用途に適した電子スロットル弁システムを提供することができる。

本発明の実施形態に係る電子スロットル弁システム１００の構成を模式的に示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る電子スロットル弁システム１００を自動二輪車１０００に搭載した構成を示した側面透視図である。 本発明の実施形態に係る自動二輪車１０００の上面透視図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態に係る電子スロットル弁システム１００の動作を説明するための側面図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態に係る電子スロットル弁システム１００の動作を説明するための側面図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態に係る電子スロットル弁システム１００の動作を説明するための側面図である。

符号の説明

１０ スロットル弁
１２ 弁軸
１３ 突起部（爪部）
１４ スロットルボディ
１６ インジェクタ
２０ 電動モータ
２２ 駆動ギア
３０ 制御部（ＥＣＵ）
４０ スロットル開度センサ
５０ ガード機構
５１ クッションスプリング（弾性体部材）
５２ プーリー
５２ レバープーリー
５５ 切欠き部
５６ リンク部材
５９ カバー
６０ スロットルグリップ
６２ スロットルケーブル
７０ アクセル開度センサ
８０，８２ 戻しスプリング
９０ ハンドル
９２ 車体フレーム
１００ 電子スロットル弁システム
２００ 内燃機関
１０００ 鞍乗型車両（自動二輪車）

Claims (9)

1. 内燃機関の吸気量を調整する電子スロットル弁システムを備えた鞍乗型車両であって、
   前記電子スロットル弁システムは、
   内燃機関の吸気量を調整するスロットル弁と、
   前記スロットル弁を駆動する電動モータと、
   前記電動モータを制御する制御部と
   を備えており、
   前記スロットル弁は、弁軸に固定されており、
   前記電動モータは、前記弁軸に接続され、当該弁軸を通して前記スロットル弁を駆動するように配置されており、
   前記弁軸には、前記制御部に電気的に接続され、前記スロットル弁の開度を検出するスロットル開度センサが設けられており、さらに、
   前記弁軸には、ガード機構が設けられており、
   前記ガード機構は、
   前記鞍乗型車両のスロットルグリップに連結されたスロットルケーブルが係合されるプーリーと、
   前記プーリーに連動する第１回動部材と
   から構成されており、
   前記弁軸には、当該弁軸に連動する第２回動部材が形成されており、
   前記第１回動部材と前記第２回動部材との相対移動は所定量以内に制限されており、前記第１回動部材と第２回動部材との間には弾性体部材が形成されており、
   前記弾性体部材は、前記スロットル弁を閉じる方向に弾性力を作用させるように配置されている、鞍乗型車両。
2. 前記第１回動部材は、前記プーリーに連動するレバープーリーであり、
   前記レバープーリーには、前記スロットル弁の前記弁軸から延びた突起部に接触可能な切欠き部が形成されており、
   前記突起部は、前記第２回動部材であり、
   前記切欠き部は、前記突起部の幅が占める角度よりも広い角度にて開口しており、
   前記レバープーリーは、当該レバープーリーが回動することにより、前記開口した前記切欠き部の端面が前記突起部と接触する構成を有しており、
   前記突起部と接触する前記端面に、前記弾性体部材が設けられている、請求項１に記載の鞍乗型車両。
3. 前記弾性体部材は、前記スロットル弁を閉じる方向の駆動時に前記接触するように配置されている、請求項２に記載の鞍乗型車両。
4. 前記弾性体部材は、クッションスプリングである、請求項１から３の何れか一つに記載の鞍乗型車両。
5. 前記ガード機構は、前記電動モータが停止した場合であっても、前記スロットルグリップの操作に連動して前記スロットル弁を駆動することができる機構を有している、請求項１から４の何れか一つに記載の鞍乗型車両。
6. 前記ガード機構には、アクセル操作子の操作量を検出するアクセル開度センサが設けられており、
   前記アクセル開度センサは、前記制御部に電気的に接続されており、
   前記制御部は、前記アクセル開度センサが検出した前記アクセルの開度に基づいて、前記電動モータを制御することを特徴とする、請求項１から４の何れか一つに記載の鞍乗型車両。
7. 前記プーリーと前記レバープーリーとは同軸にて連結されている、請求項２から４の何れか一つに記載の鞍乗型車両。
8. 前記プーリーと前記レバープーリーとは、レバー比を変更するリンク部材を介して連結されている、請求項２から４の何れか一つに記載の鞍乗型車両。
9. 前記鞍乗型車両は、前記電子スロットル弁システムおよび前記ガード機構が車体フレーム内に搭載された自動二輪車であることを特徴とする、請求項１から８の何れか一つに記載の鞍乗型車両。
   
   

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