JPH05149158A - 自動二輪車の速度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、Ｖベルト自動変速機の変速特性のば
らつきに影響されることなく、実際の走行速度を精度良
く求めることができ、最高速度のばらつきを小さく抑え
ることができる自動二輪車の速度制御装置の提供を目的
とする。 【構成】Ｖベルト自動変速機６のセカンダリシーブ１９
と駆動輪３２とを結ぶ動力伝達系路に、駆動輪と一体に
回転する回転部材３５ａの回転数を検出するための磁器
ピックアップ５５を設け、この検出された回転数から実
際の走行速度を制御回路５３によって求めるとともに、
この実際の走行速度と制御手段に予め設定されている所
定の最高速度とを比較し、実際の走行速度が最高速度を
上回った時に、エンジン５の出力を低下させるようにし
たことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの動力をＶベ
ルト自動変速機を介して後輪に伝達する自動二輪車に係
り、特にその走行速度を制御するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】スクータ形の自動二輪車に用いられてい
るＶベルト自動変速機は、エンジンのクランクケースか
ら後方に延びる変速機ケースを備えている。この変速機
ケースには、クランク軸と同軸状をなす駆動軸と、この
駆動軸と平行をなす従動軸が支持されており、この駆動
軸上のプライマリシーブと従動軸上のセカンダリシーブ
との間に、Ｖベルトが巻き掛けられている。

【０００３】ところで、上記プライマリおよびセカンダ
リシーブは、例えば「特開昭６０ー１９２１６５号公
報」に見られるように、各軸上に固定された固定シーブ
と、この軸上を軸方向に移動可能な可動シーブを備えて
おり、これら両シーブの間に、Ｖベルトが巻き掛けられ
る断面Ｖ字形のベルト溝が形成されている。そして、こ
の種のＶベルト自動変速機は、プライマリシーブおよび
セカンダリシーブに対するＶベルトの巻き掛け径をエン
ジン回転数に応じて変えることにより、変速比を自動的
かつ無段階的に変化させ、エンジンの動力を走行条件に
応じた駆動力に変換して後輪に伝えるようになってい
る。

【０００４】すなわち、従来のＶベルト式自動変速機で
は、プライマリシーブの可動シーブにカム面が形成され
ている。このカム面には、可動シーブと一体に回転する
ローラウエイトが接しており、可動シーブの回転数上昇
に伴ってローラウエイトに作用する遠心力が大きくなる
と、このローラウエイトが可動シーブの径方向外側へ移
動するようになっている。このため、可動シーブがカム
面の形状に応じて駆動軸の軸方向へ移動し、プライマリ
シーブに対するＶベルトの巻き掛け径が変化するととも
に、セカンダリシーブ側でもＶベルトの巻き掛け径が変
化する構成となっている。

【０００５】また、この種のスクータ形の自動二輪車に
は、最高速度を規制するための速度制御装置が設けられ
ている。従来の速度制御装置は、エンジンのクランク軸
の回転数から、その時の走行速度を検出し、この実際の
走行速度と予め設定されている最高速度とを比較して、
実際の走行速度が最高速度を上回った時に、エンジンの
点火装置の駆動を禁止し、エンジンを失火させる構成と
なっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、エンジンの
クランク軸に取り出された動力を後輪に伝えるためのＶ
ベルト自動変速機は、そのローラウエイトを遠心力によ
って可動シーブのカム面に押し付けることで、この可動
シーブを移動させ、Ｖベルトの巻き掛け径を変化させて
いるので、時間の経過とともにローラウエイトが磨耗す
ることがある。

【０００７】しかも、Ｖベルトは、シーブ間のベルト溝
に食い込んだ状態で回転するので、このＶベルトも時間
の経過とともに磨耗することがあり得る。

【０００８】それとともに、可動シーブやローラウエイ
トの寸法に製造上のばらつきが生じ易く、可動シーブの
移動量が製品毎に変動することもあり得る。

【０００９】したがって、これが原因でＶベルト自動変
速機の変速特性がばらついてしまい、エンジン回転数が
一定でも車両毎に最高速度が変動するといった特有の問
題が生じてくる。

【００１０】本発明は、このような事情にもとづいてな
されたもので、Ｖベルト自動変速機の変速特性のばらつ
きに影響されることなく、実際の走行速度を精度良く求
めることができ、車両毎の最高速度のばらつきを小さく
抑えることができる自動二輪車の速度制御装置の提供を
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明において
は、Ｖベルト自動変速機のセカンダリシーブと駆動輪と
を結ぶ動力伝達系路に、駆動輪と一体に回転する回転部
材の回転数を検出するための検出手段を設け、この検出
された回転数から実際の走行速度を制御手段によって求
めるとともに、この実際の走行速度と制御手段に予め設
定されている正規の最高速度と比較し、実際の走行速度
が最高速度を上回った時に、エンジンの出力を低下させ
るようにしたことを特徴としている。

【００１２】

【作用】このような構成によれば、Ｖベルト自動変速機
と駆動輪とを結ぶ動力伝達系路から実際の走行速度が求
められるので、Ｖベルト自動変速機の変速特性のばらつ
きの影響を受けることなく、実際の走行速度を求めるこ
とができる。このため、エンジン回転数から走行速度を
判定する従来に比べて、速度検出の精度が良好となり、
最高速度のばらつきを小さく抑えることができる。

【００１３】

【実施例】以下本発明の一実施例を、スクータ形自動二
輪車に適用した図面にもとづいて説明する。

【００１４】図４はスクータ形自動二輪車を示してお
り、同図中符号１は、フレームである。フレーム１の後
部は立ち上げられており、このフレーム１の後部上方に
は、シート２が設置されている。シート２の下方には、
スイング式のエンジンユニット３が配置されている。エ
ンジンユニット３の前端部は、フレーム１に上下方向に
揺動可能に枢支されており、このエンジンユニット３と
シート２との間は、カバー４によって覆われている。

【００１５】エンジンユニット３は、図１に示すよう
に、強制空冷式の２サイクルエンジン５と、このエンジ
ン５の一側部から後方に延びる自動変速装置６とで構成
されている。自動変速装置６は、エンジン５のクランク
ケース７と一体化された変速機ケース８を備えており、
この変速機ケース８は、クランクケース７の一側部から
後方に延びている。クランクケース７内には、左右方向
に延びるクランク軸９が支持されており、このクランク
軸９は、コンロッド１０を介してピストン１１に連結さ
れている。

【００１６】クランクケース７と変速機ケース８の側面
は、ケースカバー１３によって覆われている。ケースカ
バー１３は、クランクケース７および変速機ケース８と
の間に前後方向に延びる変速室１４を構成しており、こ
の変速室１４の前端にクランク軸９の一端が導入されて
いる。また、変速室１４の後部には、従動軸１５が支持
されている。従動軸１５は、クランク軸９と平行をなし
ており、これらクランク軸９と従動軸１５は、Ｖベルト
自動変速機１６を介して連動されている。

【００１７】Ｖベルト自動変速機１６は、クランク軸９
と一体に回転するプライマリシーブ１８と、従動軸１５
上に回転自在に支持されたセカンダリシーブ１９と、こ
れら両方のシーブ１８，１９の間に巻き掛けられたＶベ
ルト２０とを備えている。プライマリシーブ１８は、ク
ランク軸９の一端に固定された固定シーブ１８ａと、ク
ランク軸９の軸方向に移動可能な可動シーブ１８ｂとで
構成され、これら両シーブ１８ａ，１８ｂの間に、Ｖベ
ルト２０が巻き掛けられるベルト溝２１が形成されてい
る。そして、可動シーブ１８ｂには、径方向に移動可能
なローラウエイト２２が設けられている。ローラウエイ
ト２２は、クランク軸９の回転数が上昇した時に、その
遠心力を受けて径方向外側に向けて移動するものであ
り、この移動により、可動シーブ１８ｂが固定シーブ１
８ａに近づく方向にスライドされる。このため、ベルト
溝２１の溝幅が減じられ、Ｖベルト２０の巻き掛け径が
増大するようになっている。

【００１８】また、セカンダリシーブ１９は、従動軸１
５に遠心クラッチ２４を介して連結された固定シーブ１
９ａと、従動軸１５の軸方向に移動可能な可動シーブ１
９ｂとで構成されている。両シーブ１９ａ，１９ｂの間
には、Ｖベルト２０が巻き掛けられるベルト溝２５が形
成されており、この可動シーブ１９ｂは、スプリング２
６によりベルト溝２５の溝幅を減じる方向に付勢されて
いる。そして、このセカンダリシーブ１９には、Ｖベル
ト２０を介してプライマリシーブ１８の回転が伝達さ
れ、このセカンダリシーブ１９の回転数が所定値を上回
ると、遠心クラッチ２４が作動されるようになってい
る。

【００１９】このことから、エンジン５の回転数上昇に
より、プライマリシーブ１８のベルト溝２１の溝幅が減
じられると、セカンダリシーブ１９側では、Ｖベルト２
０が径方向内側に引かれるので、可動シーブ１９ｂがス
プリング２６に抗してベルト溝２５を広げる方向にスラ
イドされ、セカンダリシーブ１９に対するＶベルト２０
の巻き掛け径が小さくなる。そして、このＶベルト２０
の巻き掛け径の変化により、クランク軸９の回転が増速
してセカンダリシーブ１９に伝えられ、このセカンダリ
シーブ１９の回転が遠心クラッチ２４を介して従動軸１
６に伝えられる。

【００２０】変速室１４の後部には、減速歯車室３０が
形成されている。減速歯車室３０を構成する変速機ケー
ス８の後部には、駆動輪としての後輪３１が車軸３２を
介して支持されている。車軸３２は従動軸１５と同軸状
をなしており、これら車軸３２と従動軸１５の対向端部
は、減速歯車室３０に導入されている。減速歯車室３０
には、中間軸３３が支持されている。そして、中間軸３
３と従動軸１５とは、互いに噛み合う第１の減速大歯車
３４ａと第１の減速小歯車３４ｂを介して連動されてい
るとともに、車軸３２と中間軸３３とは、互いに噛み合
う第２の減速大歯車３５ａと第２の減速小歯車３５ｂを
介して連動されている。

【００２１】したがって、従動軸１５の回転は、二段階
に亘って減速された後、後輪３１に伝えられるようにな
っており、本実施例の場合は、第２の減速大歯車３５ａ
が回転部材を構成している。

【００２２】なお、本実施例の場合、従動軸１５に直結
されて回転数が高くなる第１の減速大歯車３４ａと第１
の減速小歯車３４ｂには、歯車騒音を抑える上で有利な
はすば歯車が用いられているとともに、第２の減速大歯
車３５ａと第２の減速小歯車３５ｂには、平歯車が用い
られている。

【００２３】ところで、上記エンジン５は、ＣＤＩ方式
の点火装置３８を備えている。この点火装置３８は、従
来周知のものと同様であり、図２に示すように、クラン
ク軸９と一体に回転するフライホイールマグネト３９、
ＣＤＩユニット４０、イグニションコイル４１および点
火プラグ４２を基本構成としている。フライホイールマ
グネト３９は、点火電源用の充電コイル４３、点火信号
検出用の検出コイル４４およびバッテリ４９を充電する
ための充電コイル４５を備えている。また、ＣＤＩユニ
ット４０は、充電コイル４３にダイオード４６を介して
接続され、この充電コイル４３によって充電される点火
用コンデンサ４７と、スイッチング素子としてのサイリ
スタ４８を有しており、このサイリスタ４８のゲート
に、検出コイル４４が接続されている。この検出コイル
４４から発せられた点火信号がサイリスタ４８のゲート
に加わると、サイリスタ４８がＯＮし、点火用コンデン
サ４７に充電されていた電流が、急激にイグニションコ
イル４１の一次コイル４１ａに流れ、その二次コイル４
１ｂに高電圧が発生する。この高電圧は、エンジン５の
点火プラグ４２に印加され、この点火プラグ４２の電極
に電気火花を飛ばすことになる。

【００２４】検出コイル４４とサイリスタ４８のゲート
とを結ぶ回路には、自動二輪車の走行速度に応じてサイ
リスタ４８に印加される点火信号を制御するための制御
回路５３が設けられている。制御回路５３は、自動二輪
車の走行速度Ｖ₁ が予め設定されている最高速度Ｖ₂ を
上回った時に、点火プラグ４２を失火させるためのもの
で、上記バッテリ４９を駆動用電源としている。そし
て、本実施例では、自動二輪車の走行速度Ｖ₁ を、後輪
３１とＶベルト自動変速機１６のセカンダリシーブ１９
との間を結ぶ動力伝達系路から検出している。具体的に
は、変速機ケース８の後部上面に、検出手段としての磁
気ピックアップ５５が取り付けられており、この磁気ピ
ックアップ５５の先端部は、第２の減速大歯車３５ａの
歯面と対向されている。磁気ピックアップ５５は、一定
時間の間にこの磁気ピックアップ５５上を通過した減速
大歯車３５ａの歯数を検出するもので、その周波数を示
す信号が制御回路５３に送られるようになっている。そ
して、制御回路５３では、磁気ピックアップ５５から送
られてくる信号にもとづいて、ＣＤＩユニット４０を制
御する。

【００２５】次に、制御回路５３が行う処理内容につい
て、図３を参照して説明する。

【００２６】制御回路５３は、図示しないメインスイッ
チがＯＮされると、最初のステップＳ₁ で実際の走行速
度Ｖ₁ を読み込む処理が行われる。すなわち、磁気ピッ
クアップ５５を通じて減速大歯車３５ａの歯数を示す周
波数信号が入力されると、制御回路５３は、この信号か
ら第２の減速大歯車３５ａと一体に回転する車軸３２の
回転数を演算によって求め、この回転数から実際の走行
速度Ｖ₁ を判定する。

【００２７】走行速度Ｖ₁ が求められると、次のステッ
プＳ₂ に移り、このステップＳ₂ では、予め設定されて
いる所定の最高速度Ｖ₂ と実際の走行速度Ｖ₁ とを比較
し、走行速度Ｖ₁ が最高速度Ｖ₂ よりも小さいか否かに
ついての判断がなされる。ここで走行速度Ｖ₁ が最高速
度Ｖ₂ よりも高い（Ｖ₁ ＞Ｖ₂ ）と判断されると、ステ
ップＳ₃ に進み、ここで制御回路５３は、ＣＤＩユニッ
ト４０への点火信号の送出を停止する。このため、点火
時期に達しても点火プラグ４２の電極に電気火花が飛ば
なくなるので、エンジン５が失火し、エンジン５の出力
ひいては走行速度Ｖ₁ が低下されることになる。

【００２８】一方、ステップＳ₂ で走行速度Ｖ₁ が最高
速度Ｖ₂ よりも低い（Ｖ₁ ＜Ｖ₂ ）と判断された場合に
は、車軸３２の回転数からその回転加速度ｄｖ／ｄｔを
演算するステップＳ₄ に進む。車軸３２の回転加速度ｄ
ｖ／ｄｔが演算されると、この回転加速度ｄｖ／ｄｔ
が、急加速状況を示すような指標として予め記憶されて
いる設定値よりも大きいか否かについてを判断するため
のステップＳ₅ に進む。このステップＳ₅ で回転加速度
ｄｖ／ｄｔが設定値よりも高いと判断されると、制御回
路５３は、後輪３１の駆動トルクが高すぎると判定し、
点火時期を遅角させた駆動力制限用の点火時期マップを
検索するステップＳ₆ に進む。そして、次のステップＳ
₇ で、進角特性を遅らせた進角度の点火信号が、ＣＤＩ
ユニット４０に出力され、サイリスタ４８の動作時期が
制御される。

【００２９】また、先のステップＳ₅ で回転加速度ｄｖ
／ｄｔが設定値よりも低いと判断されると、フライホイ
ールマグネト３９からクランク軸９の回転数Ｎを検出す
るステップＳ₈ に進む。クランク軸９の回転数Ｎが求め
られと、次のステップＳ₉ に進み、ここでクランク軸９
の回転数Ｎからその回転角加速度ｄｎ／ｄｔを演算す
る。

【００３０】次に、このクランク軸９の回転角加速度ｄ
ｎ／ｄｔから、自動二輪車が急加速を要する運転状況に
あるか否かを判断するステップＳ₁₀に進む。このステッ
プＳ₁₀では、自動二輪車の急加速時のクランク軸９の回
転角加速度が、一つの目安として予め記憶されており、
このステップＳ₁₀で、記憶された回転角加速度の設定値
と実際のクランク軸９の回転角加速度ｄｎ／ｄｔとが比
較される。この比較により、クランク軸９の回転角加速
度ｄｎ／ｄｔが設定値よりも高いと判断されると、制御
回路５３は自動二輪車が急加速を要する運転状況にある
と判定し、点火時期を最大進角度付近にまで大きく進角
させた加速走行用の点火時期マップを検索するＳ₁₁に進
む。そして、この進角特性を進ませた進角度の点火信号
がＣＤＩユニット４０に出力され、サイリスタ４８の動
作時期が制御される。

【００３１】先のステップＳ₁₀でクランク軸９の回転角
加速度ｄｎ／ｄｔが設定値よりも低いと判断されると、
制御回路５３は、自動二輪車がスロットル開度が一定も
しくは開度変化が少ない定常の走行状況にあると判定
し、この定常走行に適切な進角特性の点火時期マップを
検索するステップＳ₁₂に進む。そして、この進角特性の
点火信号がＣＤＩユニット４０に出力され、サイリスタ
４８の動作時期が制御される。

【００３２】このように構成された点火装置３８では、
自動二輪車の実際の走行速度Ｖ₁ を求めるに際して、Ｖ
ベルト自動変速機１６よりも後輪３１側に位置する第２
の減速大歯車３５ａの回転数を、磁気ピックアップ５５
によって検出し、この第２の減速大歯車３５ａの回転数
から実際の走行速度Ｖ₁ を判定している。

【００３３】したがって、この構成によれば、Ｖベルト
自動変速機１６の変速特性のばらつきの影響を受けるこ
となく、実際の走行速度Ｖ₁ を求めることができ、エン
ジン回転数から走行速度を判定する従来の方式に比べ
て、速度検出の精度が向上し、最高速度のばらつきを小
さく抑えることができる。

【００３４】また、減速大歯車３５ａの歯数から回転数
を検出すれば、この減速大歯車３５ａは歯数が多いため
に、フライホイールマグネト３９から回転数を検出する
場合に比べて、回転数検出用の信号周波数が高くなる。
このため、回転数から走行速度Ｖ₁ を判定する際に要す
る時間が短くなり、制御回路５３の応答性が良好とな
る。

【００３５】そして、車軸３２の回転数を検出するため
の減速大歯車３５ａは、平歯車であるので、この歯車を
軸方向から見た場合に、はすば歯車のように歯がラップ
し合うことはない。このため、磁気ピックアップ５５を
歯に沿った平たい形状に形成する必要はなく、磁器ピッ
クアップ５５に格別な細工を施さなくとも良いことにな
る。

【００３６】それとともに、外径の大きな減速大歯車３
５ａの周囲に磁気ピックアップ５５が位置されるので、
この磁気ピックアップ５５が減速歯車室３０内の他の歯
車と干渉し合う虞れもなく、磁気ピックアップ５５の設
置を容易に行うことができる。

【００３７】また、本実施例では、自動二輪車の走行中
に、第２の減速大歯車３５ａの回転数からその回転加速
度ｄｖ／ｄｔを演算し、この回転加速度ｄｖ／ｄｔが設
定値を上回っている時に、後輪３１の駆動トルクが低下
するように、点火時期を積極的に遅角させているので、
滑らかに発進することができる。

【００３８】加えて、第２の減速大歯車３５ａの回転加
速度ｄｖ／ｄｔが設定値よりも低い場合に、その時のク
ランク軸９の回転数Ｎを検出し、このクランク軸９の回
転角加速度ｄｎ／ｄｔが設定値を上回っている時に、点
火時期を最大進角度付近にまで進角させているので、走
行状況に応じたエンジン５の要求進角度に直ちに移行さ
せることができる。このため、急加速時にスロットル開
度を検出して点火時期を進角させる場合に比べて、精度
の高い点火時期制御が行え、加速運転時のエンジンレス
ポンスが向上するといった利点がある。

【００３９】なお、上記実施例では、走行速度を求める
に当って、第２の減速大歯車の回転数を検出したが、本
発明はこれに限らず、第１の減速大歯車や減速小歯車あ
るいは従動軸と直結された車軸から直接回転数を検出す
るようにしても良い。

【００４０】そして、この場合、第１の減速大歯車や減
速小歯車は、はすば歯車を用いているので、磁気ピック
アップの先端部を歯に沿うように平たく形成する必要が
生じるが、その半面、第１の減速大歯車や減速小歯車
は、第２の減速大歯車よりもＶベルト自動変速機側に位
置し、この歯車よりも高速で回転するので、回転数検出
用の信号周波数が高くなる。このため、回転数から走行
速度を判定する際に要する時間を短縮でき、制御回路の
応答性がより向上する利点がある。

【００４１】さらに、本発明は、スクータ形の自動二輪
車に特定されるものではなく、Ｖベルト自動変速機を採
用した自動二輪車であれば、例えばビジネスタイプの実
用車でも何等差支えない。

【００４２】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、Ｖベルト
自動変速機の変速特性のばらつきの影響を受けることな
く、実際の走行速度を求めることができ、エンジン回転
数から走行速度を判定する従来の方式に比べて、速度検
出の精度が格段に向上し、最高速度のばらつきを小さく
抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｖベルト自動変速機の断面図。

【図２】点火装置の概略を示す回路図。

【図３】点火装置を制御する制御回路のフローチャー
ト。

【図４】スクータ形自動二輪車の側面図。

【符号の説明】

５…エンジン、１６…Ｖベルト自動変速機、１８…プラ
イマリシーブ、１９…セカンダリシーブ、２０…Ｖベル
ト、３１…駆動輪（後輪）、３５ａ…回転部材（第２の
減速大歯車）、３８…点火装置、４２…点火プラグ、５
３…制御手段（制御回路）、５５…検出手段（磁気ピッ
クアップ）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｈ 9/12 Ｚ 9241−3Ｊ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンからの動力伝達によって駆動さ
   れるプライマリシーブと、駆動輪に連動して回転するセ
   カンダリシーブとの間に、Ｖベルトを巻き掛けてなるＶ
   ベルト自動変速機を有する自動二輪車において、 上記Ｖベルト自動変速機のセカンダリシーブと駆動輪と
   を結ぶ動力伝達系路に設けられ、上記駆動輪と一体に回
   転する回転部材の回転数を検出するための検出手段と、 この検出手段によって検出された回転数から実際の走行
   速度を求めるとともに、この実際の走行速度と予め設定
   されている所定の最高速度とを比較し、実際の走行速度
   が最高速度を上回った時に、上記エンジンの出力を低下
   させる制御手段と、 を具備したことを特徴とする自動二輪車の速度制御装
   置。