電子制御スロットルバルブ制御装置
【課題】電子スロットルバルブシステムにおいて複数の運転モードを有し、この中から所望の運転モードを択一的に選択して切り替え可能な電子制御スロットルバルブ制御装置を提案する。
【解決手段】電子制御スロットルバルブ制御装置２３は、アクセルグリップ６３の操作量を検出するアクセルポジションセンサ６６と、アクセルグリップ６３の操作量に応じて駆動される電動モータ６７と、電動モータ６７によって開閉されるスロットルバルブ６２と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ６９と、それぞれ異なるスロットルバルブ開度特性を有する複数のスロットルバルブ開度マップを記憶した記憶部７９と、記憶部７９から択一的に選択されたスロットルバルブ開度マップと、アクセルポジションセンサ６６の出力値およびエンジン回転数センサ６９の出力値と、に基づいて電動モータ６７を駆動制御するエレクトリックコントロールユニット７３と、を備える。
【解決手段】電子制御スロットルバルブ制御装置２３は、アクセルグリップ６３の操作量を検出するアクセルポジションセンサ６６と、アクセルグリップ６３の操作量に応じて駆動される電動モータ６７と、電動モータ６７によって開閉されるスロットルバルブ６２と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ６９と、それぞれ異なるスロットルバルブ開度特性を有する複数のスロットルバルブ開度マップを記憶した記憶部７９と、記憶部７９から択一的に選択されたスロットルバルブ開度マップと、アクセルポジションセンサ６６の出力値およびエンジン回転数センサ６９の出力値と、に基づいて電動モータ６７を駆動制御するエレクトリックコントロールユニット７３と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子制御スロットルバルブシステムを備え、複数の運転モードに切り替え可能な電子制御スロットルバルブ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ライダーのアクセルグリップの回動操作によって開閉されるメインスロットルバルブと、メインスロットルバルブの開度に応じて開閉されるサブスロットルバルブと、から構成された吸気システム、いわゆるデュアルスロットルシステムが知られている。
【０００３】
従来のスロットルバルブ制御装置は、デュアルスロットルシステムにおいて、それぞれ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を有し、択一的に選択されたサブスロットルバルブ開度マップに基づいてサブスロットルバルブを開閉駆動させる。これによって、従来のスロットルバルブ制御装置は、自動二輪車が走行する路面の状況や、ライダーによる運転の状況に見合った運転モードを複数の運転モードから択一的に切換可能に構成される（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１２８０２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
デュアルスロットルシステムは、メインスロットルバルブとは別個独立に設けられたサブスロットルバルブを電動モータで駆動制御することにより、実質的な吸入空気量を制御し、エンジンの出力制御を行う。
【０００６】
例えば、デュアルスロットルシステムは、低エンジン回転数域では、メインスロットルバルブ開度よりもサブスロットルバルブ開度を低く絞ることで充分な吸気流速を確保できるように制御する。他方、デュアルスロットルシステムは、高エンジン回転数域では、メインスロットルバルブ開度よりもサブスロットルバブル開度を高くすることで充分な吸入空気量を確保できるように制御する。
【０００７】
したがって、デュアルスロットルシステムに複数の運転モードを択一的に選択可能な運転モード切り替えシステムを適用する場合は、サブスロットルバルブを駆動する電動モータの制御特性、すなわちサブスロットルバルブ開度特性を予め複数用意し、そのうちのいずれかのサブスロットルバルブ開度特性を択一的に選択可能に構成される。
【０００８】
ところで、一般に、エンジンの出力制御において重要なパラメータである燃料噴射量および点火時期は、ともにスロットルバルブの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によって決定される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
デュアルスロットルシステムにおいては、スロットルバルブの開度は、メインスロットルバルブおよびサブスロットルバルブの双方の開度に関連して決まる。具体的には、低エンジン回転数域において、ライダーのアクセルグリップの急激な回動操作などによってメインスロットルバルブが急激に開かれた場合には、サブスロットルバルブ開度を低く絞って吸気流速を確保するように制御されるため、実質的な吸入空気量はサブスロットルバルブ開度に大きく依存することとなる。
【００１０】
このようなデュアルスロットルシステムに適用される運転モード切り替えシステムは、運転モードの切り換えに応じてサブスロットルバルブ開度特性が変更されるので、メインスロットルバルブ開度とエンジン回転数とから求められる燃料噴射量および点火時期が実際の吸入空気量に適さないものになる。
【００１１】
このため、デュアルスロットルシステムに適用される運転モード切り替えシステムは、運転モード毎にメインスロットルバルブ開度とサブスロットルバルブ開度との関係に基づいて、燃料噴射量および点火時期を補正する必要が生じる。このような補正を運転モード毎に行うことは、相当な制御処理時間を要し、他方、応答性を向上させると高精度な制御が困難になるという問題があった。
【００１２】
そこで、特許文献１に記載の運転モード切り替えシステムは、燃料噴射量および点火時期を都度、補正するのではなく、それぞれの運転モードに適した、換言すれば、それぞれのサブスロットルバルブ開度特性を考慮した燃料噴射量特性および点火時期特性を予め複数設定し、択一的に選択された運転モードに応じてサブスロットルバルブ開度特性、燃料噴射量特性および点火時期特性の全ての特性を、その運転モードに適した各種特性の組み合わせに切り替え可能に構成される。
【００１３】
このように、従来の運転モード切り替えシステムを備えたスロットルバルブ制御装置は、運転モードの切替えに際し、サブスロットルバルブ開度特性、燃料噴射量特性および点火時期特性を全て同時に切替えねばならず、運転モードの種類に応じた複数のサブスロットルバルブ開度特性、燃料噴射量特性および点火時期特性をそれぞれ設定する必要があり、各種特性の設定作業に莫大な工数、労力およびコストを必要としていた。また、運転モードの総数が増加すると、サブスロットルバルブ開度特性、燃料噴射量特性および点火時期特性の設定総数が増加し、記憶部に必要な記憶容量が増大し、他の機能を設けることができなくなるという問題があった。
【００１４】
他方、デュアルスロットルシステムは、メインスロットルバルブおよびサブスロットルバルブの両方をスロットルボディ内に備えるため、エンジン吸気系における吸気通路が長くなり、吸気応答性が著しく低下するという問題がある。
【００１５】
そこで、ライダーのアクセルグリップの回動操作に連動する機械式メインスロットルバルブを廃止し、ライダーのアクセルグリップの回動操作量を検出するアクセルポジションセンサと、アクセルポジションセンサの検出量に応じて駆動される電動モータとを備え、スロットルバルブを電子制御で開閉駆動させる電子スロットルバルブシステムが開発されている。なお、以下の説明を容易にするために、電子スロットルバルブシステムで開閉駆動されるスロットルバルブを電子スロットルバルブと呼ぶ。
【００１６】
そこで、本発明は、電子スロットルバルブシステムにおいて複数の運転モードを有し、この中から所望の運転モードを択一的に選択して切り替え可能な電子制御スロットルバルブ制御装置を提案する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記の課題を解決するため本発明は、アクセルグリップと、前記アクセルグリップの操作量を検出するアクセルポジションセンサと、前記アクセルグリップの操作量に応じて駆動される電動モータと、前記電動モータによって開閉されるスロットルバルブと、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサと、それぞれ異なるスロットルバルブ開度特性を有する複数のスロットルバルブ開度マップを記憶したマップ記憶部と、前記マップ記憶部から択一的に選択されたスロットルバルブ開度マップと、前記アクセルポジションセンサの出力値および前記エンジン回転数センサの出力値と、に基づいて前記電動モータを駆動制御するコントロールユニットと、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、電子スロットルバルブシステムにおいて複数の運転モードを有し、この中から所望の運転モードを択一的に選択して切り替え可能な電子制御スロットルバルブ制御装置を提案できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る電子制御スロットルバルブ制御装置を備えた自動二輪車を示した左側面図。
【図２】本発明に係る電子制御スロットルバルブ制御装置を備えた自動二輪車を示した平面図。
【図３】本発明に係る電子制御スロットルバルブ制御装置とエンジンとを示した概略図である。
【図４】本発明に係る電子制御スロットルバルブ制御装置の記憶部に記憶されたスロットルバルブ開度マップを示した図。
【図５】本発明に係る電子制御スロットルバルブ制御装置の記憶部に記憶されたスロットルバルブ開度マップを示した図。
【図６】本発明に係る電子制御スロットルバルブ制御装置の記憶部に記憶されたスロットルバルブ開度マップを示した図。
【図７】本発明に係る電子制御スロットルバルブ制御装置の記憶部に記憶されたスロットルバルブ開度マップを示した図。
【図８】本発明に係る電子制御スロットルバルブ制御装置の記憶部に記憶されたスロットルバルブ開度マップを示した図。
【図９】本発明に係る電子制御スロットルバルブ制御装置の記憶部に記憶されたスロットルバルブ開度マップを示した図。
【図１０】本発明の実施の形態に係る電子制御スロットルバルブ制御装置の運転モード切り替え制御を示したフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る電子制御スロットルバルブシステムの実施の形態について、図１から図１０を参照して説明する。
【００２１】
図１は、本発明に係る電子制御スロットルバルブ制御装置を備えた自動二輪車を示した左側面図である。図２は、本発明に係る電子制御スロットルバルブ制御装置を備えた自動二輪車を示した平面図である。
【００２２】
図１および図２に示すように、自動二輪車１は車体フレーム２を有し、その前方にヘッドパイプ３が設けられる。ヘッドパイプ３にはステアリングシャフト（図示省略）が内装され、前輪４を回動自在に支持する左右一対のフロントフォーク５やハンドルバー６、ステアリングシャフト等から構成されるステアリング機構７が設けられる。前輪４は、ハンドルバー６によって左右に回動自在に操舵される。ハンドルバー６の左右には、ハンドルグリップ６ａ、６ｂが設けられる。右のハンドルグリップ６ａは、アクセルグリップ９であり、所定の角度範囲、例えば０°から１１０°の範囲で回動自在に設けられる。ハンドルバー６の近傍にはイグニッションスイッチ１０が設けられる。
【００２３】
車体フレーム２は、例えばツインチューブ型のもので、主にヘッドパイプ３の直後で左右方向に拡開された後、互いに平行に斜下後方に延びるタンクレールを兼ねた左右一対のメインフレーム１１と、メインフレーム１１の後端部に一体的に接続され、略上下方に向かって延びる左右一対のセンターフレーム１２と、センターフレーム１２の後上端から斜め後上方に延びる左右一対のシートレール１３と、から構成される。
【００２４】
メインフレーム１１の上方には燃料タンク１４が配置される。シートレール１３の上方には運転シート１５が配置される。センターフレーム１２の略中央下部にはピボット軸１６が架設される。ピボット軸１６にはスイングアーム１７がピボット軸１６廻りにスイング自在に枢着される。スイングアーム１７の後端には後輪１８が回動自在に軸支される。
【００２５】
自動二輪車１の中央下部、すなわち燃料タンク１４下方の車体フレーム２には、例えば、４サイクル多気筒エンジン１９が搭載される。
【００２６】
エンジン１９の後上部にはエンジン吸気系を構成するスロットルボディ２０が接続される。スロットルボディ２０の上流側にはエアクリーナ２２が接続される。エンジン吸気系は、電子制御スロットルバルブ制御装置２３を備える。
【００２７】
他方、エンジン１９の前部にはエンジン排気系を構成するエキゾーストパイプ２４が接続され、エンジン１９の下部を回って後方に延びると共に、車体の一側、本実施形態では後輪１８の右側にはマフラ２６が斜め後上がりに配置される。エキゾーストパイプ２４とマフラ２６とは接続管２７によって接続される。
【００２８】
エンジン１９の出力は二次減速機構２８を構成するチェーン２９からドリブンスプロケット３０を介して後輪１８に伝達される。
【００２９】
また、自動二輪車１は車体の少なくとも一部、本実施形態では前部から中央下部にかけては流線形のカウリング３２で覆われ、自動二輪車１の走行中の空気抵抗低減と、走行風圧からのライダーの保護とが図られる。
【００３０】
前輪４は、前輪車軸３３によってフロントフォーク５に回動自在に軸支される前輪ホイール３４と、前輪ホイール３４の外周部に被着された前輪タイヤ３５と、前輪ホイール３４にボルトなどによって固着された前輪ブレーキプレート３６と、を備える。
【００３１】
後輪１８は、後輪車軸３７によってスイングアーム１７に回動自在に軸支される後輪ホイール３８と、後輪ホイール３８の外周部に被着された後輪タイヤ４０と、後輪ホイール３８にボルトなどによって固着された後輪ブレーキプレート（図示省略）と、を備える。
【００３２】
図３は、本発明に係る電子制御スロットルバルブ制御装置とエンジンとを示した概略図である。
【００３３】
図３に示すように、エンジン１９は、シリンダブロック４１と、シリンダヘッド４２と、ピストン４３と、クランクシャフト４４と、コネクティングロッド４６と、燃焼室４８と、吸気管４９と、吸気バルブ５０と、排気管５２と、排気バルブ５３と、点火プラグ５５と、を備える。
【００３４】
シリンダヘッド４２は、シリンダブロック４１に固定される。
【００３５】
ピストン４３は、シリンダブロック４１の内部に往復動自在に収容される。
【００３６】
クランクシャフト４４は、シリンダブロック４１の内部に回転自在に収容される。
【００３７】
コネクティングロッド４６は、その一端がクランクシャフト４４に揺動自在に接続され、その他端がピストン４３に揺動自在に接続される。コネクティングロッド４６は、ピストン４３の往復動をクランクシャフト４４の回転運動に変換する。
【００３８】
燃焼室４８は、ピストン４３とシリンダブロック４１およびシリンダヘッド４２との間に区画形成される。
【００３９】
吸気管４９および排気管５２は、それぞれ燃焼室４８に連通される。
【００４０】
吸気バルブ５０は、シリンダヘッド４２に設けられ、吸気管４９の吸気ポート４９ａを開閉させる。
【００４１】
排気バルブ５３は、シリンダヘッド４２に設けられ、排気管５２の排気ポート５２ａを開閉させる。
【００４２】
点火プラグ５５は、燃焼室４８に配設される。
【００４３】
吸気管４９には、スロットルボディ２０が設けられる。スロットルボディ２０の内部には、電子スロットルバルブとしてのスロットルバルブ６２が設けられる。スロットルバルブ６２は、ハンドルバー６に設けられたアクセルグリップ６３の開度に応じ、電子制御スロットルバルブ制御装置２３によって開閉される。
【００４４】
スロットルバルブ６２と吸気バルブ５０との間には、燃料噴射装置としてのインジェクタ６４が設けられる。インジェクタ６４は、燃料タンク１４の内部に配設されたストレーナ（図示省略）と、燃料ポンプ（図示省略）と、圧力制御バルブ（プレッシャレギュレータ、図示省略）とに接続される。なお、エンジン１９は、例えば独立吸気系であり、インジェクタ６４は、各気筒に設けられる。
【００４５】
電子制御スロットルバルブ制御装置２３は、アクセルグリップ６３の操作量（アクセル開度）に応じてスロットルバルブ６２を開閉駆動させる。電子制御スロットルバルブ制御装置２３は、アクセルグリップ６３と、アクセルポジションセンサ６６と、電動モータ６７と、スロットルバルブ６２と、スロットルポジションセンサ６８と、エンジン回転数センサ６９と、運転モード切り替えスイッチ７１と、運転モード表示部７２と、エレクトリックコントロールユニット７３と、を備える。
【００４６】
アクセルポジションセンサ６６は、アクセルグリップ６３のアクセル開度を検出し、エレクトリックコントロールユニット７３に出力する。
【００４７】
電動モータ６７は、アクセルポジションセンサ６６で検出されたアクセルグリップ６３のアクセル開度に応じ、エレクトリックコントロールユニット７３によって駆動される。
【００４８】
スロットルバルブ６２は、電動モータ６７によって開閉駆動される。
【００４９】
スロットルポジションセンサ６８は、スロットルバルブ６２のスロットル開度（実開度）を検出し、エレクトリックコントロールユニット７３に出力する。
【００５０】
エンジン回転数センサ６９は、クランクシャフト４４の回転数からエンジン１９の回転数を検出し、エレクトリックコントロールユニット７３に出力する。
【００５１】
運転モード切り替えスイッチ７１は、ライダーによってスイッチング操作されるとエレクトリックコントロールユニット７３に運転モード切り替え信号を送る。運転モード切り替えスイッチ７１は、左右いずれかのハンドルグリップ６ａ、６ｂの近傍や、燃料タンク１４上や、ハンドルバー６の近傍に設けられたメータ（図示省略）など、ライダーが運転中に操作容易な場所に設けられる。運転モード切り替えスイッチ７１は、順送りスイッチ７１ａ（順送りスイッチ）と、逆送りスイッチ７１ｂ（逆送りスイッチ）と、を備える。順送りスイッチ７１ａは、ライダーによってスイッチング操作されるとエレクトリックコントロールユニット７３に順送り信号を送る。他方、逆送りスイッチ７１ｂは、ライダーによってスイッチング操作されるとエレクトリックコントロールユニット７３に逆送り信号を送る。順送り信号および逆送り信号は、運転モード切り替え信号である。
【００５２】
運転モード表示部７２は、運転モード切り替えスイッチ７１によって選択された運転モードを表示する。
【００５３】
エレクトリックコントロールユニット７３は、エンジン１９の運転状態を制御する。エレクトリックコントロールユニット７３は、例えば、マイクロコンピュータ（図示省略）から構成され、半導体メモリなどの記憶素子で構成された記憶部７９を備える。記憶部７９は、燃料噴射量特性を有する燃料噴射量マップと、点火時期特性を有する点火時期マップと、それぞれ異なるスロットルバルブ開度特性を有する複数のスロットルバルブ開度マップと、を記憶する。スロットルバルブ開度マップは、アクセルグリップ６３のアクセル開度と、エンジン１９の回転数と、スロットルバルブ６２の目標開度と、から構成された、いわゆる３次元マップである。他方、燃料噴射量マップおよび点火時期マップは、スロットルポジションセンサ６８で検出されたスロットルバルブ６２のスロットル開度と、エンジン１９の回転数と、燃料噴射量もしくは点火時期と、から構成された、３次元マップである。また、記憶部７９は、自動二輪車１が前回走行した際に運転モード切り替えスイッチ７１によって選択された運転モードを記憶できる。なお、初回走行時の運転モードは、予め任意に選択できる。
【００５４】
エレクトリックコントロールユニット７３は、アクセルポジションセンサ６６およびスロットルポジションセンサ６８の出力値に基づいて電動モータ６７を駆動制御し、エンジン１９の運転状態を制御する。
【００５５】
具体的には、エレクトリックコントロールユニット７３は、その制御入力として、アクセルポジションセンサ６６と、スロットルポジションセンサ６８と、エンジン回転数センサ６９と、運転モード切り替えスイッチ７１と、から検出結果もしくは信号を受け取る。また、エレクトリックコントロールユニット７３は、吸気管４９内の圧力を検出する圧力センサ（図示省略）から検出結果を受け取ることもできる。
【００５６】
他方、エレクトリックコントロールユニット７３は、制御入力に基づいてインジェクタ６４、点火プラグ５５、電動モータ６７に制御信号を出力する。エレクトリックコントロールユニット７３は、燃料ポンプおよびインジェクタ６４によって燃料噴射量を、点火プラグ５５によって点火時期を、電動モータ６７によってスロットルバルブ６２の開度を、それぞれ制御し、エンジン１９の運転状態を制御する。
【００５７】
また、エレクトリックコントロールユニット７３は、運転モード切り替えスイッチ７１から入力される運転モード切り替え信号に基づいて、記憶部７９からスロットルバルブ開度マップを択一的に選択し、選択された運転モードを運転モード表示部７２に表示して、エンジン１９の運転状態を制御する。
【００５８】
さらに具体的には、エレクトリックコントロールユニット７３は、アクセルポジションセンサ６６で検出されたアクセル開度およびエンジン回転数センサ６９で検出されたエンジン回転数に基づいてスロットルバルブ開度マップを検索し、スロットルバルブ６２の目標開度を決定してエンジン１９のフィードフォワード制御（以下、単にＦＦ制御という。）を行う。スロットルバルブ６２の目標開度とは、アクセルポジションセンサ６６で検出されたアクセル開度、およびエンジン回転数センサ６９で検出されたエンジン回転数のそれぞれの大きさに応じて、スロットルバルブ６２で達成されるべきスロットル開度であり、択一的に選択されたスロットルバルブ開度マップによって決定される。エレクトリックコントロールユニット７３は、スロットルバルブ６２の目標開度を保持可能な電動モータ６７の目標デューティ値を決定する。
【００５９】
また、エレクトリックコントロールユニット７３は、ＦＦ制御で算出されたスロットルバルブ６２の目標開度（目標値）と、スロットルポジションセンサ６８で検出されたスロットルバルブ６２のスロットル開度（実開度）との偏差に応じてスロットルバルブ６２のスロットル開度を目標開度に収束させるフィードバック制御（以下、単にＦＢ制御という。）を行う。
【００６０】
さらに、エレクトリックコントロールユニット７３は、スロットルポジションセンサ６８で検出されたスロットルバルブ６２のスロットル開度と、エンジン回転数センサ６９で検出されたエンジン回転数に基づいて燃料噴射量マップおよび点火時期マップを検索し、燃料ポンプおよびインジェクタ６４による燃料噴射量、および点火プラグ５５による点火時期を決定して、エンジン１９の運転状態を制御する。
【００６１】
図４から図９は、本発明に係る電子制御スロットルバルブ制御装置の記憶部に記憶されたスロットルバルブ開度マップを示した図である。
【００６２】
図４から図９に示すように、エレクトリックコントロールユニット７３の記憶部７９には、複数のスロットルバルブ開度マップが記憶される。この複数のスロットルバルブ開度マップは、運転モード切り替えスイッチ７１の操作により択一的に選択可能な運転モードに対応させて予め設定され、記憶部７９に記憶される。スロットルバルブ開度マップは、アクセルグリップ６３のアクセル開度と、エンジン１９の回転数とから、スロットルバルブ６２の目標開度が決定される。
【００６３】
特に、図４から図６のスロットルバルブ開度マップは、選択可能な運転モードのうち、高出力モードと、低出力モードと、高出力モードおよび低出力モードの中間の出力特性に設定された中間出力モードと、の３種類の運転モードである。
【００６４】
図４は、高出力モードに対応したスロットルバルブ開度マップである。このスロットルバルブ開度マップは、アクセル開度の増大に応じてスロットルバルブ６２の目標開度が漸増するように設定される。
【００６５】
図５は、中間出力モードに対応したスロットルバルブ開度マップである。このスロットルバルブ開度マップは、低アクセル開度領域におけるスロットルバルブ６２の目標開度の増加割合を高出力モードよりも緩やかにし、自動二輪車１のコントロール性を重視して設定される。
【００６６】
図６は、低出力モードに対応したスロットルバルブ開度マップである。このスロットルバルブ開度マップは、高アクセル開度領域におけるスロットルバルブ６２の目標開度を低開度に制限し、自動二輪車１の急加速を防止し、燃費を向上させる。
【００６７】
図７は、公道の法定速度に応じて最高速度を制限するような運転モードに対応したスロットルバルブ開度マップである。このスロットルバルブ開度マップは、アクセル開度の略全領域に亘ってスロットルバルブ６２の目標開度を低開度に制限し、法定速度超過の走行を未然に防止する。
【００６８】
図８は、低アクセル開度においてスロットルバルブ６２の目標開度を急峻に開くような運転モードに対応したスロットルバルブ開度マップである。このスロットルバルブ開度マップは、アクセルグリップ６３の僅かな回動操作によってスロットルバルブ６２の開度を大きく開き、自動二輪車１の高速巡行を可能とし、アクセルグリップ６３の回動操作量を大きく維持する際にアクセルグリップ６３のリターンスプリング（図示省略）から過大な付勢力を受けることを回避でき、ライダーの疲労を軽減できる。
【００６９】
図９は、低エンジン回転数でアクセル開度を全閉させた場合におけるスロットルバルブ６２の目標開度に比べ、高エンジン回転数でアクセル開度を全閉させた場合におけるスロットルバルブ６２の目標開度を若干高めに設定（例えば、低エンジン回転数でのアクセルグリップ６３の全閉時にはスロットルバルブ６２の目標開度が約５°であるのに対し、高エンジン回転数でのアクセルグリップ６３の全閉時にはスロットルバルブ６２の目標開度が約１０°とする、等）した運転モードに対応したスロットルバルブ開度マップである。このスロットルバルブ開度マップは、高エンジン回転数領域でアクセル開度を全閉にした際のエンジンブレーキを緩和できるので、自動二輪車１の旋回運転中の姿勢維持を容易にできる。
【００７０】
一般に、デュアルスロットルシステムにおいて、エンジンの出力を抑制する場合、エンジンの出力が低下する分、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、エンジンの出力の抑制により減少する吸入空気量との両方を考慮し、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、本実施の形態に係る電子制御スロットルバルブ制御装置２３は、スロットルボディ２０内にスロットルバルブ６２のみを備え、スロットルバルブ６２のスロットル開度に対し、燃料噴射量特性および点火時期特性を一意的に決定できる。これにより、電子制御スロットルバルブ制御装置２３は、スロットルポジションセンサ６８で検出されたスロットルバルブ６２のスロットル開度と、エンジン１９の回転数とに基づき、燃料噴射量マップおよび点火時期マップ上の任意の点が必ず１対１で対応する。
【００７１】
したがって、電子制御スロットルバルブ制御装置２３は、燃料噴射量マップおよび点火時期マップの設定に特別な補正を必要とせず、かつ複数のスロットルバルブ開度マップに対してただ一つの燃料噴射量マップおよび点火時期マップを設定するだけでよくなり、燃料噴射量特性および点火時期特性の設定作業を非常に簡素化できる。
【００７２】
次に、本発明の実施の形態に係る電子制御スロットルバルブ制御装置の動作について説明する。
【００７３】
図１０は、本発明の実施の形態に係る電子制御スロットルバルブ制御装置の運転モード切り替え制御を示したフローチャートである。
【００７４】
図１０に示すように、電子制御スロットルバルブ制御装置２３のエレクトリックコントロールユニット７３は、自動二輪車１のイグニッションスイッチ１０がＯＮされると、運転モード切り替え制御を開始する。
【００７５】
先ず、ステップＳ１において、エレクトリックコントロールユニット７３は、前回、自動二輪車１のイグニッションスイッチ１０がＯＮされた際に記憶部７９に記憶された運転モードを読み込む。
【００７６】
次に、ステップＳ２において、エレクトリックコントロールユニット７３は、運転モード切り替えスイッチ７１が予め定められた所定の時間、例えば１秒から２秒の間、継続して操作されたか否かを監視する。運転モード切り替えスイッチ７１が所定の時間以上継続して操作された場合は、ステップＳ３に進む。その他の場合は、ステップＳ４に進む。
【００７７】
次に、ステップＳ３において、エレクトリックコントロールユニット７３は、運転モード切り替えスイッチ７１から入力された運転モード切り替え信号に基づき運転モードを切り替え、エンジンを制御する。運転モードの変更とは、複数のスロットルバルブ開度マップからいずれか１つのスロットルバルブ開度マップを択一的に選択することである。これによって、エレクトリックコントロールユニット７３は、各運転モードに対応したスロットルバルブ開度マップに従ってスロットルバルブ６２の開度を制御するとともに、燃料噴射量マップおよび点火時期マップに従ってそれぞれ燃料噴射量および点火時期を制御する。
【００７８】
このとき、エレクトリックコントロールユニット７３は、ライダーによって運転モード切り替えスイッチ７１の順送りスイッチ７１ａが操作されると、運転モードを、低出力モード→中間出力モード→高出力モード→低出力モード・・・のように運転モードを切り替える。他方、ライダーによって運転モード切り替えスイッチ７１の逆送りスイッチ７１ｂが操作されると、運転モードを、低出力モード→高出力モード→中間出力モード→低出力モード・・・のように運転モードを切り替える。
【００７９】
次に、ステップＳ４において、エレクトリックコントロールユニット７３は、イグニッションスイッチ１０がＯＦＦされたか否かを判断する。イグニッションスイッチ１０がＯＦＦされた場合はステップＳ５に進む。その他の場合は、ステップＳ２に戻って処理を繰り返す。
【００８０】
次に、ステップＳ５において、エレクトリックコントロールユニット７３は、選択中の運転モードを記憶部７９に記憶して、処理を終了する。
【００８１】
このように構成された電子制御スロットルバルブ制御装置２３は、運転モードの種類に応じた数のスロットルバルブ開度特性を有し、スロットルバルブ６２の開度とエンジン回転数とに基づいて燃料噴射量および点火時期を決定可能であり、運転モードの切り替えの都度、燃料噴射量特性および点火時期特性を補正したり、運転モードの種類に対応した数の燃料噴射量特性および点火時期特性を予め設定したりする必要がなくなる。
【００８２】
したがって、本実施形態に係る電子制御スロットルバルブ制御装置２３によれば、記憶部７９のメモリ使用量を大幅に低減できるとともに、制御処理時間を短縮して制御の高精度化を図ることができる。
【００８３】
また、本実施形態に係る電子制御スロットルバルブ制御装置２３によれば、デュアルスロットルシステムに比べてスロットルボディ２０内に電子スロットルバルブであるスロットルバルブ６２のみを備え、吸気通路の長さを短くでき、吸気応答性を良好にできる。
【００８４】
したがって、本実施形態に係る電子制御スロットルバルブ制御装置２３によれば、電子スロットルバルブシステムにおいて複数の運転モードを有し、この中から所望の運転モードを択一的に選択して切り替えできる。
【符号の説明】
【００８５】
１ 自動二輪車
２ 車体フレーム
３ ヘッドパイプ
４ 前輪
５ フロントフォーク
６ ハンドルバー
６ａ、６ｂ ハンドルグリップ
７ ステアリング機構
９ アクセルグリップ
１０ イグニッションスイッチ
１１ メインフレーム
１２ センターフレーム
１３ シートレール
１４ 燃料タンク
１５ 運転シート
１６ ピボット軸
１７ スイングアーム
１８ 後輪
１９ エンジン
１９ エンジン
２０ スロットルボディ
２２ エアクリーナ
２３ 電子制御スロットルバルブ制御装置
２４ エキゾーストパイプ
２６ マフラ
２７ 接続管
２８ 二次減速機構
２９ チェーン
３０ ドリブンスプロケット
３２ カウリング
３３ 前輪車軸
３４ 前輪ホイール
３５ 前輪タイヤ
３６ 前輪ブレーキプレート
３７ 後輪車軸
３８ 後輪ホイール
４０ 後輪タイヤ
４１ シリンダブロック
４２ シリンダヘッド
４３ ピストン
４４ クランクシャフト
４６ コネクティングロッド
４８ 燃焼室
４９ 吸気管
４９ａ 吸気ポート
５０ 吸気バルブ
５２ 排気管
５２ａ 排気ポート
５３ 排気バルブ
５５ 点火プラグ
６２ スロットルバルブ
６３ アクセルグリップ
６４ インジェクタ
６６ アクセルポジションセンサ
６７ 電動モータ
６８ スロットルポジションセンサ
６９ エンジン回転数センサ
７１ 運転モード切り替えスイッチ
７１ａ 順送りスイッチ
７１ｂ 逆送りスイッチ
７２ 運転モード表示部
７３ エレクトリックコントロールユニット
７９ 記憶部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子制御スロットルバルブシステムを備え、複数の運転モードに切り替え可能な電子制御スロットルバルブ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ライダーのアクセルグリップの回動操作によって開閉されるメインスロットルバルブと、メインスロットルバルブの開度に応じて開閉されるサブスロットルバルブと、から構成された吸気システム、いわゆるデュアルスロットルシステムが知られている。
【０００３】
従来のスロットルバルブ制御装置は、デュアルスロットルシステムにおいて、それぞれ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を有し、択一的に選択されたサブスロットルバルブ開度マップに基づいてサブスロットルバルブを開閉駆動させる。これによって、従来のスロットルバルブ制御装置は、自動二輪車が走行する路面の状況や、ライダーによる運転の状況に見合った運転モードを複数の運転モードから択一的に切換可能に構成される（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１２８０２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
デュアルスロットルシステムは、メインスロットルバルブとは別個独立に設けられたサブスロットルバルブを電動モータで駆動制御することにより、実質的な吸入空気量を制御し、エンジンの出力制御を行う。
【０００６】
例えば、デュアルスロットルシステムは、低エンジン回転数域では、メインスロットルバルブ開度よりもサブスロットルバルブ開度を低く絞ることで充分な吸気流速を確保できるように制御する。他方、デュアルスロットルシステムは、高エンジン回転数域では、メインスロットルバルブ開度よりもサブスロットルバブル開度を高くすることで充分な吸入空気量を確保できるように制御する。
【０００７】
したがって、デュアルスロットルシステムに複数の運転モードを択一的に選択可能な運転モード切り替えシステムを適用する場合は、サブスロットルバルブを駆動する電動モータの制御特性、すなわちサブスロットルバルブ開度特性を予め複数用意し、そのうちのいずれかのサブスロットルバルブ開度特性を択一的に選択可能に構成される。
【０００８】
ところで、一般に、エンジンの出力制御において重要なパラメータである燃料噴射量および点火時期は、ともにスロットルバルブの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によって決定される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
デュアルスロットルシステムにおいては、スロットルバルブの開度は、メインスロットルバルブおよびサブスロットルバルブの双方の開度に関連して決まる。具体的には、低エンジン回転数域において、ライダーのアクセルグリップの急激な回動操作などによってメインスロットルバルブが急激に開かれた場合には、サブスロットルバルブ開度を低く絞って吸気流速を確保するように制御されるため、実質的な吸入空気量はサブスロットルバルブ開度に大きく依存することとなる。
【００１０】
このようなデュアルスロットルシステムに適用される運転モード切り替えシステムは、運転モードの切り換えに応じてサブスロットルバルブ開度特性が変更されるので、メインスロットルバルブ開度とエンジン回転数とから求められる燃料噴射量および点火時期が実際の吸入空気量に適さないものになる。
【００１１】
このため、デュアルスロットルシステムに適用される運転モード切り替えシステムは、運転モード毎にメインスロットルバルブ開度とサブスロットルバルブ開度との関係に基づいて、燃料噴射量および点火時期を補正する必要が生じる。このような補正を運転モード毎に行うことは、相当な制御処理時間を要し、他方、応答性を向上させると高精度な制御が困難になるという問題があった。
【００１２】
そこで、特許文献１に記載の運転モード切り替えシステムは、燃料噴射量および点火時期を都度、補正するのではなく、それぞれの運転モードに適した、換言すれば、それぞれのサブスロットルバルブ開度特性を考慮した燃料噴射量特性および点火時期特性を予め複数設定し、択一的に選択された運転モードに応じてサブスロットルバルブ開度特性、燃料噴射量特性および点火時期特性の全ての特性を、その運転モードに適した各種特性の組み合わせに切り替え可能に構成される。
【００１３】
このように、従来の運転モード切り替えシステムを備えたスロットルバルブ制御装置は、運転モードの切替えに際し、サブスロットルバルブ開度特性、燃料噴射量特性および点火時期特性を全て同時に切替えねばならず、運転モードの種類に応じた複数のサブスロットルバルブ開度特性、燃料噴射量特性および点火時期特性をそれぞれ設定する必要があり、各種特性の設定作業に莫大な工数、労力およびコストを必要としていた。また、運転モードの総数が増加すると、サブスロットルバルブ開度特性、燃料噴射量特性および点火時期特性の設定総数が増加し、記憶部に必要な記憶容量が増大し、他の機能を設けることができなくなるという問題があった。
【００１４】
他方、デュアルスロットルシステムは、メインスロットルバルブおよびサブスロットルバルブの両方をスロットルボディ内に備えるため、エンジン吸気系における吸気通路が長くなり、吸気応答性が著しく低下するという問題がある。
【００１５】
そこで、ライダーのアクセルグリップの回動操作に連動する機械式メインスロットルバルブを廃止し、ライダーのアクセルグリップの回動操作量を検出するアクセルポジションセンサと、アクセルポジションセンサの検出量に応じて駆動される電動モータとを備え、スロットルバルブを電子制御で開閉駆動させる電子スロットルバルブシステムが開発されている。なお、以下の説明を容易にするために、電子スロットルバルブシステムで開閉駆動されるスロットルバルブを電子スロットルバルブと呼ぶ。
【００１６】
そこで、本発明は、電子スロットルバルブシステムにおいて複数の運転モードを有し、この中から所望の運転モードを択一的に選択して切り替え可能な電子制御スロットルバルブ制御装置を提案する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記の課題を解決するため本発明は、アクセルグリップと、前記アクセルグリップの操作量を検出するアクセルポジションセンサと、前記アクセルグリップの操作量に応じて駆動される電動モータと、前記電動モータによって開閉されるスロットルバルブと、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサと、それぞれ異なるスロットルバルブ開度特性を有する複数のスロットルバルブ開度マップを記憶したマップ記憶部と、前記マップ記憶部から択一的に選択されたスロットルバルブ開度マップと、前記アクセルポジションセンサの出力値および前記エンジン回転数センサの出力値と、に基づいて前記電動モータを駆動制御するコントロールユニットと、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、電子スロットルバルブシステムにおいて複数の運転モードを有し、この中から所望の運転モードを択一的に選択して切り替え可能な電子制御スロットルバルブ制御装置を提案できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る電子制御スロットルバルブ制御装置を備えた自動二輪車を示した左側面図。
【図２】本発明に係る電子制御スロットルバルブ制御装置を備えた自動二輪車を示した平面図。
【図３】本発明に係る電子制御スロットルバルブ制御装置とエンジンとを示した概略図である。
【図４】本発明に係る電子制御スロットルバルブ制御装置の記憶部に記憶されたスロットルバルブ開度マップを示した図。
【図５】本発明に係る電子制御スロットルバルブ制御装置の記憶部に記憶されたスロットルバルブ開度マップを示した図。
【図６】本発明に係る電子制御スロットルバルブ制御装置の記憶部に記憶されたスロットルバルブ開度マップを示した図。
【図７】本発明に係る電子制御スロットルバルブ制御装置の記憶部に記憶されたスロットルバルブ開度マップを示した図。
【図８】本発明に係る電子制御スロットルバルブ制御装置の記憶部に記憶されたスロットルバルブ開度マップを示した図。
【図９】本発明に係る電子制御スロットルバルブ制御装置の記憶部に記憶されたスロットルバルブ開度マップを示した図。
【図１０】本発明の実施の形態に係る電子制御スロットルバルブ制御装置の運転モード切り替え制御を示したフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る電子制御スロットルバルブシステムの実施の形態について、図１から図１０を参照して説明する。
【００２１】
図１は、本発明に係る電子制御スロットルバルブ制御装置を備えた自動二輪車を示した左側面図である。図２は、本発明に係る電子制御スロットルバルブ制御装置を備えた自動二輪車を示した平面図である。
【００２２】
図１および図２に示すように、自動二輪車１は車体フレーム２を有し、その前方にヘッドパイプ３が設けられる。ヘッドパイプ３にはステアリングシャフト（図示省略）が内装され、前輪４を回動自在に支持する左右一対のフロントフォーク５やハンドルバー６、ステアリングシャフト等から構成されるステアリング機構７が設けられる。前輪４は、ハンドルバー６によって左右に回動自在に操舵される。ハンドルバー６の左右には、ハンドルグリップ６ａ、６ｂが設けられる。右のハンドルグリップ６ａは、アクセルグリップ９であり、所定の角度範囲、例えば０°から１１０°の範囲で回動自在に設けられる。ハンドルバー６の近傍にはイグニッションスイッチ１０が設けられる。
【００２３】
車体フレーム２は、例えばツインチューブ型のもので、主にヘッドパイプ３の直後で左右方向に拡開された後、互いに平行に斜下後方に延びるタンクレールを兼ねた左右一対のメインフレーム１１と、メインフレーム１１の後端部に一体的に接続され、略上下方に向かって延びる左右一対のセンターフレーム１２と、センターフレーム１２の後上端から斜め後上方に延びる左右一対のシートレール１３と、から構成される。
【００２４】
メインフレーム１１の上方には燃料タンク１４が配置される。シートレール１３の上方には運転シート１５が配置される。センターフレーム１２の略中央下部にはピボット軸１６が架設される。ピボット軸１６にはスイングアーム１７がピボット軸１６廻りにスイング自在に枢着される。スイングアーム１７の後端には後輪１８が回動自在に軸支される。
【００２５】
自動二輪車１の中央下部、すなわち燃料タンク１４下方の車体フレーム２には、例えば、４サイクル多気筒エンジン１９が搭載される。
【００２６】
エンジン１９の後上部にはエンジン吸気系を構成するスロットルボディ２０が接続される。スロットルボディ２０の上流側にはエアクリーナ２２が接続される。エンジン吸気系は、電子制御スロットルバルブ制御装置２３を備える。
【００２７】
他方、エンジン１９の前部にはエンジン排気系を構成するエキゾーストパイプ２４が接続され、エンジン１９の下部を回って後方に延びると共に、車体の一側、本実施形態では後輪１８の右側にはマフラ２６が斜め後上がりに配置される。エキゾーストパイプ２４とマフラ２６とは接続管２７によって接続される。
【００２８】
エンジン１９の出力は二次減速機構２８を構成するチェーン２９からドリブンスプロケット３０を介して後輪１８に伝達される。
【００２９】
また、自動二輪車１は車体の少なくとも一部、本実施形態では前部から中央下部にかけては流線形のカウリング３２で覆われ、自動二輪車１の走行中の空気抵抗低減と、走行風圧からのライダーの保護とが図られる。
【００３０】
前輪４は、前輪車軸３３によってフロントフォーク５に回動自在に軸支される前輪ホイール３４と、前輪ホイール３４の外周部に被着された前輪タイヤ３５と、前輪ホイール３４にボルトなどによって固着された前輪ブレーキプレート３６と、を備える。
【００３１】
後輪１８は、後輪車軸３７によってスイングアーム１７に回動自在に軸支される後輪ホイール３８と、後輪ホイール３８の外周部に被着された後輪タイヤ４０と、後輪ホイール３８にボルトなどによって固着された後輪ブレーキプレート（図示省略）と、を備える。
【００３２】
図３は、本発明に係る電子制御スロットルバルブ制御装置とエンジンとを示した概略図である。
【００３３】
図３に示すように、エンジン１９は、シリンダブロック４１と、シリンダヘッド４２と、ピストン４３と、クランクシャフト４４と、コネクティングロッド４６と、燃焼室４８と、吸気管４９と、吸気バルブ５０と、排気管５２と、排気バルブ５３と、点火プラグ５５と、を備える。
【００３４】
シリンダヘッド４２は、シリンダブロック４１に固定される。
【００３５】
ピストン４３は、シリンダブロック４１の内部に往復動自在に収容される。
【００３６】
クランクシャフト４４は、シリンダブロック４１の内部に回転自在に収容される。
【００３７】
コネクティングロッド４６は、その一端がクランクシャフト４４に揺動自在に接続され、その他端がピストン４３に揺動自在に接続される。コネクティングロッド４６は、ピストン４３の往復動をクランクシャフト４４の回転運動に変換する。
【００３８】
燃焼室４８は、ピストン４３とシリンダブロック４１およびシリンダヘッド４２との間に区画形成される。
【００３９】
吸気管４９および排気管５２は、それぞれ燃焼室４８に連通される。
【００４０】
吸気バルブ５０は、シリンダヘッド４２に設けられ、吸気管４９の吸気ポート４９ａを開閉させる。
【００４１】
排気バルブ５３は、シリンダヘッド４２に設けられ、排気管５２の排気ポート５２ａを開閉させる。
【００４２】
点火プラグ５５は、燃焼室４８に配設される。
【００４３】
吸気管４９には、スロットルボディ２０が設けられる。スロットルボディ２０の内部には、電子スロットルバルブとしてのスロットルバルブ６２が設けられる。スロットルバルブ６２は、ハンドルバー６に設けられたアクセルグリップ６３の開度に応じ、電子制御スロットルバルブ制御装置２３によって開閉される。
【００４４】
スロットルバルブ６２と吸気バルブ５０との間には、燃料噴射装置としてのインジェクタ６４が設けられる。インジェクタ６４は、燃料タンク１４の内部に配設されたストレーナ（図示省略）と、燃料ポンプ（図示省略）と、圧力制御バルブ（プレッシャレギュレータ、図示省略）とに接続される。なお、エンジン１９は、例えば独立吸気系であり、インジェクタ６４は、各気筒に設けられる。
【００４５】
電子制御スロットルバルブ制御装置２３は、アクセルグリップ６３の操作量（アクセル開度）に応じてスロットルバルブ６２を開閉駆動させる。電子制御スロットルバルブ制御装置２３は、アクセルグリップ６３と、アクセルポジションセンサ６６と、電動モータ６７と、スロットルバルブ６２と、スロットルポジションセンサ６８と、エンジン回転数センサ６９と、運転モード切り替えスイッチ７１と、運転モード表示部７２と、エレクトリックコントロールユニット７３と、を備える。
【００４６】
アクセルポジションセンサ６６は、アクセルグリップ６３のアクセル開度を検出し、エレクトリックコントロールユニット７３に出力する。
【００４７】
電動モータ６７は、アクセルポジションセンサ６６で検出されたアクセルグリップ６３のアクセル開度に応じ、エレクトリックコントロールユニット７３によって駆動される。
【００４８】
スロットルバルブ６２は、電動モータ６７によって開閉駆動される。
【００４９】
スロットルポジションセンサ６８は、スロットルバルブ６２のスロットル開度（実開度）を検出し、エレクトリックコントロールユニット７３に出力する。
【００５０】
エンジン回転数センサ６９は、クランクシャフト４４の回転数からエンジン１９の回転数を検出し、エレクトリックコントロールユニット７３に出力する。
【００５１】
運転モード切り替えスイッチ７１は、ライダーによってスイッチング操作されるとエレクトリックコントロールユニット７３に運転モード切り替え信号を送る。運転モード切り替えスイッチ７１は、左右いずれかのハンドルグリップ６ａ、６ｂの近傍や、燃料タンク１４上や、ハンドルバー６の近傍に設けられたメータ（図示省略）など、ライダーが運転中に操作容易な場所に設けられる。運転モード切り替えスイッチ７１は、順送りスイッチ７１ａ（順送りスイッチ）と、逆送りスイッチ７１ｂ（逆送りスイッチ）と、を備える。順送りスイッチ７１ａは、ライダーによってスイッチング操作されるとエレクトリックコントロールユニット７３に順送り信号を送る。他方、逆送りスイッチ７１ｂは、ライダーによってスイッチング操作されるとエレクトリックコントロールユニット７３に逆送り信号を送る。順送り信号および逆送り信号は、運転モード切り替え信号である。
【００５２】
運転モード表示部７２は、運転モード切り替えスイッチ７１によって選択された運転モードを表示する。
【００５３】
エレクトリックコントロールユニット７３は、エンジン１９の運転状態を制御する。エレクトリックコントロールユニット７３は、例えば、マイクロコンピュータ（図示省略）から構成され、半導体メモリなどの記憶素子で構成された記憶部７９を備える。記憶部７９は、燃料噴射量特性を有する燃料噴射量マップと、点火時期特性を有する点火時期マップと、それぞれ異なるスロットルバルブ開度特性を有する複数のスロットルバルブ開度マップと、を記憶する。スロットルバルブ開度マップは、アクセルグリップ６３のアクセル開度と、エンジン１９の回転数と、スロットルバルブ６２の目標開度と、から構成された、いわゆる３次元マップである。他方、燃料噴射量マップおよび点火時期マップは、スロットルポジションセンサ６８で検出されたスロットルバルブ６２のスロットル開度と、エンジン１９の回転数と、燃料噴射量もしくは点火時期と、から構成された、３次元マップである。また、記憶部７９は、自動二輪車１が前回走行した際に運転モード切り替えスイッチ７１によって選択された運転モードを記憶できる。なお、初回走行時の運転モードは、予め任意に選択できる。
【００５４】
エレクトリックコントロールユニット７３は、アクセルポジションセンサ６６およびスロットルポジションセンサ６８の出力値に基づいて電動モータ６７を駆動制御し、エンジン１９の運転状態を制御する。
【００５５】
具体的には、エレクトリックコントロールユニット７３は、その制御入力として、アクセルポジションセンサ６６と、スロットルポジションセンサ６８と、エンジン回転数センサ６９と、運転モード切り替えスイッチ７１と、から検出結果もしくは信号を受け取る。また、エレクトリックコントロールユニット７３は、吸気管４９内の圧力を検出する圧力センサ（図示省略）から検出結果を受け取ることもできる。
【００５６】
他方、エレクトリックコントロールユニット７３は、制御入力に基づいてインジェクタ６４、点火プラグ５５、電動モータ６７に制御信号を出力する。エレクトリックコントロールユニット７３は、燃料ポンプおよびインジェクタ６４によって燃料噴射量を、点火プラグ５５によって点火時期を、電動モータ６７によってスロットルバルブ６２の開度を、それぞれ制御し、エンジン１９の運転状態を制御する。
【００５７】
また、エレクトリックコントロールユニット７３は、運転モード切り替えスイッチ７１から入力される運転モード切り替え信号に基づいて、記憶部７９からスロットルバルブ開度マップを択一的に選択し、選択された運転モードを運転モード表示部７２に表示して、エンジン１９の運転状態を制御する。
【００５８】
さらに具体的には、エレクトリックコントロールユニット７３は、アクセルポジションセンサ６６で検出されたアクセル開度およびエンジン回転数センサ６９で検出されたエンジン回転数に基づいてスロットルバルブ開度マップを検索し、スロットルバルブ６２の目標開度を決定してエンジン１９のフィードフォワード制御（以下、単にＦＦ制御という。）を行う。スロットルバルブ６２の目標開度とは、アクセルポジションセンサ６６で検出されたアクセル開度、およびエンジン回転数センサ６９で検出されたエンジン回転数のそれぞれの大きさに応じて、スロットルバルブ６２で達成されるべきスロットル開度であり、択一的に選択されたスロットルバルブ開度マップによって決定される。エレクトリックコントロールユニット７３は、スロットルバルブ６２の目標開度を保持可能な電動モータ６７の目標デューティ値を決定する。
【００５９】
また、エレクトリックコントロールユニット７３は、ＦＦ制御で算出されたスロットルバルブ６２の目標開度（目標値）と、スロットルポジションセンサ６８で検出されたスロットルバルブ６２のスロットル開度（実開度）との偏差に応じてスロットルバルブ６２のスロットル開度を目標開度に収束させるフィードバック制御（以下、単にＦＢ制御という。）を行う。
【００６０】
さらに、エレクトリックコントロールユニット７３は、スロットルポジションセンサ６８で検出されたスロットルバルブ６２のスロットル開度と、エンジン回転数センサ６９で検出されたエンジン回転数に基づいて燃料噴射量マップおよび点火時期マップを検索し、燃料ポンプおよびインジェクタ６４による燃料噴射量、および点火プラグ５５による点火時期を決定して、エンジン１９の運転状態を制御する。
【００６１】
図４から図９は、本発明に係る電子制御スロットルバルブ制御装置の記憶部に記憶されたスロットルバルブ開度マップを示した図である。
【００６２】
図４から図９に示すように、エレクトリックコントロールユニット７３の記憶部７９には、複数のスロットルバルブ開度マップが記憶される。この複数のスロットルバルブ開度マップは、運転モード切り替えスイッチ７１の操作により択一的に選択可能な運転モードに対応させて予め設定され、記憶部７９に記憶される。スロットルバルブ開度マップは、アクセルグリップ６３のアクセル開度と、エンジン１９の回転数とから、スロットルバルブ６２の目標開度が決定される。
【００６３】
特に、図４から図６のスロットルバルブ開度マップは、選択可能な運転モードのうち、高出力モードと、低出力モードと、高出力モードおよび低出力モードの中間の出力特性に設定された中間出力モードと、の３種類の運転モードである。
【００６４】
図４は、高出力モードに対応したスロットルバルブ開度マップである。このスロットルバルブ開度マップは、アクセル開度の増大に応じてスロットルバルブ６２の目標開度が漸増するように設定される。
【００６５】
図５は、中間出力モードに対応したスロットルバルブ開度マップである。このスロットルバルブ開度マップは、低アクセル開度領域におけるスロットルバルブ６２の目標開度の増加割合を高出力モードよりも緩やかにし、自動二輪車１のコントロール性を重視して設定される。
【００６６】
図６は、低出力モードに対応したスロットルバルブ開度マップである。このスロットルバルブ開度マップは、高アクセル開度領域におけるスロットルバルブ６２の目標開度を低開度に制限し、自動二輪車１の急加速を防止し、燃費を向上させる。
【００６７】
図７は、公道の法定速度に応じて最高速度を制限するような運転モードに対応したスロットルバルブ開度マップである。このスロットルバルブ開度マップは、アクセル開度の略全領域に亘ってスロットルバルブ６２の目標開度を低開度に制限し、法定速度超過の走行を未然に防止する。
【００６８】
図８は、低アクセル開度においてスロットルバルブ６２の目標開度を急峻に開くような運転モードに対応したスロットルバルブ開度マップである。このスロットルバルブ開度マップは、アクセルグリップ６３の僅かな回動操作によってスロットルバルブ６２の開度を大きく開き、自動二輪車１の高速巡行を可能とし、アクセルグリップ６３の回動操作量を大きく維持する際にアクセルグリップ６３のリターンスプリング（図示省略）から過大な付勢力を受けることを回避でき、ライダーの疲労を軽減できる。
【００６９】
図９は、低エンジン回転数でアクセル開度を全閉させた場合におけるスロットルバルブ６２の目標開度に比べ、高エンジン回転数でアクセル開度を全閉させた場合におけるスロットルバルブ６２の目標開度を若干高めに設定（例えば、低エンジン回転数でのアクセルグリップ６３の全閉時にはスロットルバルブ６２の目標開度が約５°であるのに対し、高エンジン回転数でのアクセルグリップ６３の全閉時にはスロットルバルブ６２の目標開度が約１０°とする、等）した運転モードに対応したスロットルバルブ開度マップである。このスロットルバルブ開度マップは、高エンジン回転数領域でアクセル開度を全閉にした際のエンジンブレーキを緩和できるので、自動二輪車１の旋回運転中の姿勢維持を容易にできる。
【００７０】
一般に、デュアルスロットルシステムにおいて、エンジンの出力を抑制する場合、エンジンの出力が低下する分、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、エンジンの出力の抑制により減少する吸入空気量との両方を考慮し、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、本実施の形態に係る電子制御スロットルバルブ制御装置２３は、スロットルボディ２０内にスロットルバルブ６２のみを備え、スロットルバルブ６２のスロットル開度に対し、燃料噴射量特性および点火時期特性を一意的に決定できる。これにより、電子制御スロットルバルブ制御装置２３は、スロットルポジションセンサ６８で検出されたスロットルバルブ６２のスロットル開度と、エンジン１９の回転数とに基づき、燃料噴射量マップおよび点火時期マップ上の任意の点が必ず１対１で対応する。
【００７１】
したがって、電子制御スロットルバルブ制御装置２３は、燃料噴射量マップおよび点火時期マップの設定に特別な補正を必要とせず、かつ複数のスロットルバルブ開度マップに対してただ一つの燃料噴射量マップおよび点火時期マップを設定するだけでよくなり、燃料噴射量特性および点火時期特性の設定作業を非常に簡素化できる。
【００７２】
次に、本発明の実施の形態に係る電子制御スロットルバルブ制御装置の動作について説明する。
【００７３】
図１０は、本発明の実施の形態に係る電子制御スロットルバルブ制御装置の運転モード切り替え制御を示したフローチャートである。
【００７４】
図１０に示すように、電子制御スロットルバルブ制御装置２３のエレクトリックコントロールユニット７３は、自動二輪車１のイグニッションスイッチ１０がＯＮされると、運転モード切り替え制御を開始する。
【００７５】
先ず、ステップＳ１において、エレクトリックコントロールユニット７３は、前回、自動二輪車１のイグニッションスイッチ１０がＯＮされた際に記憶部７９に記憶された運転モードを読み込む。
【００７６】
次に、ステップＳ２において、エレクトリックコントロールユニット７３は、運転モード切り替えスイッチ７１が予め定められた所定の時間、例えば１秒から２秒の間、継続して操作されたか否かを監視する。運転モード切り替えスイッチ７１が所定の時間以上継続して操作された場合は、ステップＳ３に進む。その他の場合は、ステップＳ４に進む。
【００７７】
次に、ステップＳ３において、エレクトリックコントロールユニット７３は、運転モード切り替えスイッチ７１から入力された運転モード切り替え信号に基づき運転モードを切り替え、エンジンを制御する。運転モードの変更とは、複数のスロットルバルブ開度マップからいずれか１つのスロットルバルブ開度マップを択一的に選択することである。これによって、エレクトリックコントロールユニット７３は、各運転モードに対応したスロットルバルブ開度マップに従ってスロットルバルブ６２の開度を制御するとともに、燃料噴射量マップおよび点火時期マップに従ってそれぞれ燃料噴射量および点火時期を制御する。
【００７８】
このとき、エレクトリックコントロールユニット７３は、ライダーによって運転モード切り替えスイッチ７１の順送りスイッチ７１ａが操作されると、運転モードを、低出力モード→中間出力モード→高出力モード→低出力モード・・・のように運転モードを切り替える。他方、ライダーによって運転モード切り替えスイッチ７１の逆送りスイッチ７１ｂが操作されると、運転モードを、低出力モード→高出力モード→中間出力モード→低出力モード・・・のように運転モードを切り替える。
【００７９】
次に、ステップＳ４において、エレクトリックコントロールユニット７３は、イグニッションスイッチ１０がＯＦＦされたか否かを判断する。イグニッションスイッチ１０がＯＦＦされた場合はステップＳ５に進む。その他の場合は、ステップＳ２に戻って処理を繰り返す。
【００８０】
次に、ステップＳ５において、エレクトリックコントロールユニット７３は、選択中の運転モードを記憶部７９に記憶して、処理を終了する。
【００８１】
このように構成された電子制御スロットルバルブ制御装置２３は、運転モードの種類に応じた数のスロットルバルブ開度特性を有し、スロットルバルブ６２の開度とエンジン回転数とに基づいて燃料噴射量および点火時期を決定可能であり、運転モードの切り替えの都度、燃料噴射量特性および点火時期特性を補正したり、運転モードの種類に対応した数の燃料噴射量特性および点火時期特性を予め設定したりする必要がなくなる。
【００８２】
したがって、本実施形態に係る電子制御スロットルバルブ制御装置２３によれば、記憶部７９のメモリ使用量を大幅に低減できるとともに、制御処理時間を短縮して制御の高精度化を図ることができる。
【００８３】
また、本実施形態に係る電子制御スロットルバルブ制御装置２３によれば、デュアルスロットルシステムに比べてスロットルボディ２０内に電子スロットルバルブであるスロットルバルブ６２のみを備え、吸気通路の長さを短くでき、吸気応答性を良好にできる。
【００８４】
したがって、本実施形態に係る電子制御スロットルバルブ制御装置２３によれば、電子スロットルバルブシステムにおいて複数の運転モードを有し、この中から所望の運転モードを択一的に選択して切り替えできる。
【符号の説明】
【００８５】
１ 自動二輪車
２ 車体フレーム
３ ヘッドパイプ
４ 前輪
５ フロントフォーク
６ ハンドルバー
６ａ、６ｂ ハンドルグリップ
７ ステアリング機構
９ アクセルグリップ
１０ イグニッションスイッチ
１１ メインフレーム
１２ センターフレーム
１３ シートレール
１４ 燃料タンク
１５ 運転シート
１６ ピボット軸
１７ スイングアーム
１８ 後輪
１９ エンジン
１９ エンジン
２０ スロットルボディ
２２ エアクリーナ
２３ 電子制御スロットルバルブ制御装置
２４ エキゾーストパイプ
２６ マフラ
２７ 接続管
２８ 二次減速機構
２９ チェーン
３０ ドリブンスプロケット
３２ カウリング
３３ 前輪車軸
３４ 前輪ホイール
３５ 前輪タイヤ
３６ 前輪ブレーキプレート
３７ 後輪車軸
３８ 後輪ホイール
４０ 後輪タイヤ
４１ シリンダブロック
４２ シリンダヘッド
４３ ピストン
４４ クランクシャフト
４６ コネクティングロッド
４８ 燃焼室
４９ 吸気管
４９ａ 吸気ポート
５０ 吸気バルブ
５２ 排気管
５２ａ 排気ポート
５３ 排気バルブ
５５ 点火プラグ
６２ スロットルバルブ
６３ アクセルグリップ
６４ インジェクタ
６６ アクセルポジションセンサ
６７ 電動モータ
６８ スロットルポジションセンサ
６９ エンジン回転数センサ
７１ 運転モード切り替えスイッチ
７１ａ 順送りスイッチ
７１ｂ 逆送りスイッチ
７２ 運転モード表示部
７３ エレクトリックコントロールユニット
７９ 記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセルグリップと、
前記アクセルグリップの操作量を検出するアクセルポジションセンサと、
前記アクセルグリップの操作量に応じて駆動される電動モータと、
前記電動モータによって開閉されるスロットルバルブと、
エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサと、
それぞれ異なるスロットルバルブ開度特性を有する複数のスロットルバルブ開度マップを記憶したマップ記憶部と、
前記マップ記憶部から択一的に選択されたスロットルバルブ開度マップと、前記アクセルポジションセンサの出力値および前記エンジン回転数センサの出力値と、に基づいて前記電動モータを駆動制御するコントロールユニットと、を備えたことを特徴とする電子制御スロットルバルブ制御装置。
【請求項２】
前記コントロールユニットは、前記スロットルバルブの開度と前記エンジン回転数とに基づいて燃料噴射量を決定することを特徴とする請求項１に記載の電子制御スロットルバルブ制御装置。
【請求項３】
前記コントロールユニットは、前記スロットルバルブの開度と前記エンジン回転数とに基づいて点火時期を決定することを特徴とする請求項１または２に記載の電子制御スロットルバルブ制御装置。
【請求項４】
前記マップ記憶部は、それぞれ異なる前記スロットルバルブ開度特性を有する少なくとも３つの前記スロットルバルブ開度マップを記憶したことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電子制御スロットルバルブ制御装置。
【請求項５】
前記マップ記憶部は、
基準特性の前記スロットルバルブ開度マップと、
前記アクセルグリップの低操作量範囲における前記スロットルバルブ開度が前記基準特性よりも高開度側に設定された高出力特性の前記スロットルバルブ開度マップと、
前記スロットルバルブの最大開度が前記基準特性の最大開度よりも低い所定の開度以下に制限された低出力特性の前記スロットルバルブ開度マップと、を記憶したことを特徴とする請求項４に記載の電子制御スロットルバルブ制御装置。
【請求項６】
前記アクセルグリップの近傍に配置され、前記コントロールユニットに前記マップ記憶部からスロットルバルブ開度マップを択一的に選択させるマップ選択部を備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電子制御スロットルバルブ制御装置。
【請求項１】
アクセルグリップと、
前記アクセルグリップの操作量を検出するアクセルポジションセンサと、
前記アクセルグリップの操作量に応じて駆動される電動モータと、
前記電動モータによって開閉されるスロットルバルブと、
エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサと、
それぞれ異なるスロットルバルブ開度特性を有する複数のスロットルバルブ開度マップを記憶したマップ記憶部と、
前記マップ記憶部から択一的に選択されたスロットルバルブ開度マップと、前記アクセルポジションセンサの出力値および前記エンジン回転数センサの出力値と、に基づいて前記電動モータを駆動制御するコントロールユニットと、を備えたことを特徴とする電子制御スロットルバルブ制御装置。
【請求項２】
前記コントロールユニットは、前記スロットルバルブの開度と前記エンジン回転数とに基づいて燃料噴射量を決定することを特徴とする請求項１に記載の電子制御スロットルバルブ制御装置。
【請求項３】
前記コントロールユニットは、前記スロットルバルブの開度と前記エンジン回転数とに基づいて点火時期を決定することを特徴とする請求項１または２に記載の電子制御スロットルバルブ制御装置。
【請求項４】
前記マップ記憶部は、それぞれ異なる前記スロットルバルブ開度特性を有する少なくとも３つの前記スロットルバルブ開度マップを記憶したことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電子制御スロットルバルブ制御装置。
【請求項５】
前記マップ記憶部は、
基準特性の前記スロットルバルブ開度マップと、
前記アクセルグリップの低操作量範囲における前記スロットルバルブ開度が前記基準特性よりも高開度側に設定された高出力特性の前記スロットルバルブ開度マップと、
前記スロットルバルブの最大開度が前記基準特性の最大開度よりも低い所定の開度以下に制限された低出力特性の前記スロットルバルブ開度マップと、を記憶したことを特徴とする請求項４に記載の電子制御スロットルバルブ制御装置。
【請求項６】
前記アクセルグリップの近傍に配置され、前記コントロールユニットに前記マップ記憶部からスロットルバルブ開度マップを択一的に選択させるマップ選択部を備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電子制御スロットルバルブ制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−２６１３８５（Ｐ２０１０−２６１３８５Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１３５４８（Ｐ２００９−１１３５４８）
【出願日】平成２１年５月８日（２００９．５．８）
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月８日（２００９．５．８）
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
【Ｆターム（参考）】
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