ハイブリッド車両用駆動装置
【課題】発電効率が高い回転速度範囲のみを用いて回生発電を行うことができるハイブリッド車両用駆動装置を提供する。
【解決手段】エンジン７の駆動力をワンウェイクラッチ１４を介して変速機１７に伝達し、該変速機１７で変速された後の駆動力を後輪ＷＲに伝達するエンジン駆動系と、モータ１５の駆動力を後輪ＷＲに伝達するモータ駆動系とを備えるハイブリッド車両用駆動装置において、モータ駆動系のモータ１５の駆動力を、エンジン駆動系における変速機１７の上流かつワンウェイクラッチ１４の下流に合流させる。変速機１７は、一方側クラッチＣＬ１および他方側クラッチＣＬ２の接続状態を交互に切り換えることで隣り合う変速ギヤ間の変速を可能とするツインクラッチ１８を備え、モータ１５の回生制御時に発電効率が高くなる任意の回転速度およびモータトルクが発生するように自動変速される。
【解決手段】エンジン７の駆動力をワンウェイクラッチ１４を介して変速機１７に伝達し、該変速機１７で変速された後の駆動力を後輪ＷＲに伝達するエンジン駆動系と、モータ１５の駆動力を後輪ＷＲに伝達するモータ駆動系とを備えるハイブリッド車両用駆動装置において、モータ駆動系のモータ１５の駆動力を、エンジン駆動系における変速機１７の上流かつワンウェイクラッチ１４の下流に合流させる。変速機１７は、一方側クラッチＣＬ１および他方側クラッチＣＬ２の接続状態を交互に切り換えることで隣り合う変速ギヤ間の変速を可能とするツインクラッチ１８を備え、モータ１５の回生制御時に発電効率が高くなる任意の回転速度およびモータトルクが発生するように自動変速される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両用駆動装置に係り、特に、エンジンおよびモータを車両の駆動源として協働させるハイブリッド車両のハイブリッド車両用駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジンおよびモータを車両の駆動源として協働させるハイブリッド車両が知られている。車体にはモータに電力を供給するバッテリが搭載されており、減速時や下り坂の走行時等にはモータを回生発電させてバッテリ充電を行うことで、さらなるエネルギ効率の向上を図るように構成されている。
【０００３】
特許文献１には、スクータ型のハイブリッド二輪車両において、車体フレームに揺動自在に取り付けられると共に後輪を軸支するユニットスイングに、エンジンおよびモータを収納した構成が開示されている。このハイブリッド二輪車両では、エンジンの駆動力はベルト式の無段変速機を介して後輪に伝達され、一方、後輪の車軸近傍に配設されたモータの駆動力は、無段変速機を介さずに後輪に伝達されるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９６７３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記したように、ハイブリッド車両においては、減速時や下り坂の走行時等にモータを発電機として使用して回生発電を行うことでエネルギ効率の向上を図ることができるが、回生発電時の発電効率は、モータの特性に応じた特定の回転速度範囲で高く、この回転速度範囲から外れるほど低くなることが知られている。しかしながら、特許文献１に記載された技術では、モータと後輪との間の減速比率が固定されているため、回生充電時のモータの回転速度は後輪の回転速度に比例したものとなり、発電効率が高い回転速度範囲を積極的に選択して回生充電を行うことはできなかった。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、発電効率が高い回転速度範囲のみを用いて回生発電を行うことができるハイブリッド車両用駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明は、エンジン（７）の駆動力を駆動力断接手段（１４，９０，１００）を介して変速機（１７）に伝達し、該変速機（１７）で変速された後の駆動力を後輪（ＷＲ）に伝達するエンジン駆動系と、モータ（１５）の駆動力を後輪（ＷＲ）に伝達するモータ駆動系とを備えるハイブリッド車両用駆動装置において、前記モータ駆動系のモータ（１５）の駆動力を、前記エンジン駆動系における前記変速機（１７）の上流かつ前記駆動力断接手段（１４，９０，１００）の下流に合流させる点に第１の特徴がある。
【０００８】
また、前記駆動力断接手段（１４）は、エンジン（７）側から入力される駆動力を変速機（１７）側に伝達可能であると共に、変速機（１７）側から入力される駆動力をエンジン（７）側に伝達不能とするワンウェイクラッチからなる点に第２の特徴がある。
【０００９】
また、前記駆動力断接手段（９０，１００）は、制御部（１０）によって任意に断接制御可能な多板クラッチ（９０）またはドグクラッチ（１００）からなる点に第３の特徴がある。
【００１０】
また、前記変速機（１７）は、制御部（１０）の指令に応じて変速ギヤを任意に切り換え可能な自動変速機であり、前記制御部（１０）は、前記モータ（１５）の回生制御時に、発電効率が高くなる任意の回転速度およびモータトルクが発生するように前記変速機（１７）を自動制御するように構成されている点に第４の特徴がある。
【００１１】
また、前記変速機（１７）は、一方側クラッチ（ＣＬ１）および他方側クラッチ（ＣＬ２）の接続状態を交互に切り換えることで隣り合う変速ギヤ間の変速を可能とするツインクラッチ（１８）を備える点に第５の特徴がある。
【００１２】
また、前記モータ（１５）は、車体側面視で、前記エンジン（７）のクランクシャフト（１３）の車体後方かつ前記変速機（１７）の車体上方に配設されている点に第６の特徴がある。
【００１３】
また、前記駆動力断接手段（１４，９０，１００）は、前記エンジン（７）のクランクシャフト（１３）の一端側に取り付けられており、前記クランクシャフト（１３）の他端側には、発電機（１２）が取り付けられており、前記ツインクラッチ（１８）は、前記変速機（１７）のメインシャフト（８０，８１）上で、前記発電機（１２）に対して軸方向反対側の端部に取り付けられている点に第７の特徴がある。
【００１４】
さらに、前記ツインクラッチ（１８）は、前記変速機（１７）のメインシャフト（８０，８１）上に設けられ、前記駆動力断接手段（１４，９０，１００）は、前記メインシャフト（８０，８１）上に設けられたプライマリドリブンギヤ（６７）に駆動力を伝達するように構成されており、前記プライマリドリブンギヤ（６７）は、前記ツインクラッチ（１８）に駆動力を伝達するように構成されており、前記プライマリドリブンギヤ（６７）に、前記モータ（１５）のモータ出力ギヤ（８４）が噛合する点に第８の特徴がある。
【発明の効果】
【００１５】
第１の特徴によれば、モータ駆動系のモータの駆動力を、エンジン駆動系における変速機の上流かつ駆動力断接手段の下流に合流させるので、エンジンまたはモータのみ、または、エンジンおよびモータの両方を用いて回転駆動力を後輪に伝達するハイブリッド走行を可能にすると共に、減速時等にモータを回生制御する際には、後輪から入力される回転駆動力を変速機によって変速し、モータを任意の回転速度で回転させることが可能となる。これにより、回生制御時の走行状態が異なった場合でも、任意の回転速度およびトルクが発生するように変速機を自動制御することでモータの発電効率を高めることができる。さらに、必要に応じて回生制御によるモータトルクを変更して、エンジン車のエンジンブレーキと同様の減速フィーリングを発生させることも可能となる。
【００１６】
第２の特徴によれば、駆動力断接手段は、エンジン側から入力される駆動力を変速機側に伝達可能であると共に、変速機側から入力される駆動力をエンジン側に伝達不能とするワンウェイクラッチからなるので、モータで後輪を駆動する際には、エンジン側への駆動力伝達が遮断されることとなり、例えば、エンジンを停止した状態で後輪を駆動することが可能となる。また、モータを回生制御する場合にもエンジンが連れ回されることがなく、駆動力の伝達ロスを低減してエネルギ効率を高めることができる。
【００１７】
第３の特徴によれば、駆動力断接手段は、制御部によって任意に断接制御可能な多板クラッチまたはドグクラッチからなるので、エンジンと変速機との間の駆動力伝達を任意に断接できることとなり、例えば、モータで後輪を駆動する際に、エンジン側への駆動力伝達を遮断してエンジンを停止した状態で走行することが可能となる。
【００１８】
第４の特徴によれば、変速機は、制御部の指令に応じて変速ギヤを任意に切り換え可能な自動変速機であり、制御部は、モータの回生制御時に、発電効率が高くなる任意の回転速度およびモータトルクが発生するように変速機を自動制御するように構成されているので、自動変速機の変速制御によって回生制御時の発電効率を高めることができる。
【００１９】
第５の特徴によれば、変速機は、一方側クラッチおよび他方側クラッチの接続状態を交互に切り換えることで隣り合う変速ギヤ間の変速を可能とするツインクラッチを備えるので、回転駆動力を遮断することなく変速できるため、回生制御時の変速がスムーズとなり発電効率を高めることが容易となる。
【００２０】
第６の特徴によれば、モータは、車体側面視で、エンジンのクランクシャフトの車体後方かつ変速機の車体上方に配設されているので、車体側面視で、エンジン前後方向の略中央の位置にモータが配設されることとなり、パワーユニットのマスの集中を図ることができる。
【００２１】
第７の特徴によれば、駆動力断接手段は、エンジンのクランクシャフトの一端側に取り付けられており、クランクシャフトの他端側には、発電機が取り付けられており、ツインクラッチは、変速機のメインシャフト上で、発電機に対して軸方向反対側の端部に取り付けられているので、重量物である発電機およびツインクラッチが車幅方向左右に分散配置されることとなり、車両の車幅方向の重量バランスを整えることが可能となる。
【００２２】
第８の特徴によれば、ツインクラッチは、変速機のメインシャフト上に設けられ、駆動力断接手段は、メインシャフト上に設けられたプライマリドリブンギヤに駆動力を伝達するように構成されており、プライマリドリブンギヤは、ツインクラッチに駆動力を伝達するように構成されており、プライマリドリブンギヤに、モータのモータ出力ギヤが噛合するので、１つのプライマリドリブンギヤに、エンジン側の駆動力断接手段およびモータ側のモータ出力ギヤを連結させることが可能となり、部品点数および重量の削減することが可能となる。また、変速機の上方にモータを配設することが容易となり、モータを設けることによりエンジンのクランクケースが大型化することを防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置を適用した自動二輪車の左側面図である。
【図２】ハイブリッド二輪車のエンジンの断面図である。
【図３】駆動力断接手段の構成を示した図２の一部拡大図である。
【図４】駆動力断接手段の第１変形例を示す拡大図である。
【図５】駆動力断接手段の第２変形例を示す拡大図である。
【図６】ハイブリッド車両用駆動装置の全体構成を示すブロック図である。
【図７】モータ駆動時の駆動力の伝達経路およびモータ回生制御時の駆動力の伝達経路を示すブロック図である。
【図８】本実施形態に係る減速時回生制御の手順を示すフローチャートである。
【図９】モータ回転数およびモータトルクと発電効率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置を適用した自動二輪車１の左側面図である。鞍乗型の自動二輪車１は、エンジン７およびモータ１５を協働させて後輪ＷＲを駆動する鞍乗型のハイブリッド二輪車両である。
【００２５】
車体フレーム２の前方側には、左右一対のフロントフォーク４を操舵可能に軸支するヘッドパイプ３が設けられている。フロントフォーク４の下端部には、前輪ＷＦが回動自在に軸支されており、一方の上端部には、操向ハンドル８が取り付けられている。操向ハンドル８の車体前方側には、フロントフォーク４と一体に揺動動作するメータ装置５および前照灯６が配設されている。
【００２６】
車体フレーム２は、トラス構造を有する左右一対のメインフレームを備え、その車体下部には、並列２気筒のエンジン７およびモータ１５を含むパワーユニット全体が吊り下げられるように支持されている。エンジン７のクランクケース２４の略中央には、車幅方向に指向するクランクシャフト１３が配設されている。クランクシャフト１３の車体前方側には、シリンダブロック２１が取り付けられている。シリンダブロック２１の上部には、動弁機構を有するシリンダヘッド２２およびシリンダヘッドカバー２３が取り付けられている。シリンダヘッド２２の吸気ポート側には、連結管２５によってエアクリーナボックス２７と連結されるスロットルボディ２６が取り付けられており、一方の排気ポート側には、マフラ４１に連結される排気管４２が取り付けられている。スロットルボディ２６の内部には、スロットルバルブおよび燃料噴射装置のインジェクタ（不図示）が備えられ、排気管４２の内部には三元触媒が配設されている。
【００２７】
エンジン７と協働して後輪ＷＲを駆動するモータ１５は、クランクシャフト１３の後部上方かつメインシャフト８１およびカウンタシャフト８２を含む変速機（自動変速機）１７の上方の位置で、クランクケース２４の上面部に固定されている。
【００２８】
クランクケース２４の後端部には、左右一対のピボットプレート３７が固定されている。ピボットプレート３７には、後輪ＷＲを回転自在に軸支するスイングアーム３９がスイングアームピボット３６を介して支持されている。さらに、ピボットプレート３７には、停車時に車体を直立させるセンタースタンド３８、乗員の足乗せステップを支持する左右一対のステッププレート３０が支持されている。スイングアーム３９の車体後方側は、左右一対のクッションユニット３３によって車体に吊り下げられている。エンジン７およびモータ１５の回転駆動力は、ドライブチェーン４０を介して後輪ＷＲに伝達される。
【００２９】
車体フレーム２の上方には、燃料タンク２９および左右一対のサイドカバー２８が配設されている。エアクリーナボックス２７は、燃料タンク２９の前方下部に形成される凹部に収められている。車体フレーム２の後部には、左右一対のリヤフレーム３２が固定されている。リヤフレーム３２の上部にはシート３１が配設されており、その後部には、尾灯装置３５を支持するリヤカウル３４が取り付けられている。
【００３０】
シート３１の下部には、モータ１５の駆動時に電力を供給すると共に、モータ１５の回生発電時にこの発電電力で充電されるバッテリ１１と、モータ１５の駆動制御やエンジン７の変速機１７の変速制御等を行う制御部（ＥＣＵ）１０とが配設されている。
【００３１】
図２は、本実施形態に係るハイブリッド二輪車１のエンジン７の断面図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。クランクシャフト１３のクランクウェブ５６間には、コンロッド５５の大端部が回転自在に取り付けられており、コンロッド５５の小端部には、シリンダブロック２１に形成されたシリンダ内を往復動作するピストン５４が取り付けられている。
【００３２】
シリンダヘッド２２には、吸排気バルブ（不図示）を駆動するカムシャフト５０が配設されている。カムシャフト５０の図示右端部には、無端状のカムチェーン５３が巻き掛けられるカムスプロケット５１が固定されている。カムチェーン５３の他方側は、クランクシャフト１３に形成された駆動ギヤ５７に巻き掛けられている。また、カムシャフト５０の図示左端側は、エンジン冷却水を循環させるウォータポンプ５２に接続されている。
【００３３】
クランクシャフト１３の図示左端部には、クランクシャフト１３と同期回転する発電機１２が取り付けられている。発電機１２は、クランクケース２４側に固定されたステータ６６とその外周側で回転するロータ６５からなるアウタロータ式とされる。
【００３４】
発電機１２の図示右側には、エンジン始動用のセルモータ（不図示）によってクランクシャフト１３を回転させるための始動用スプロケット６２が、ワンウェイクラッチ６３を介して取り付けられている。
【００３５】
クランクシャフト１３の図示右端部には、駆動力断接手段としてのワンウェイクラッチ１４が取り付けられている。ワンウェイクラッチ１４は、ボルト６１によってクランクシャフト１３に固定された外側リング５９と、外側リング５９に対して回転自在に軸支されたエンジン出力ギヤ５８と、外側リング５９およびエンジン出力ギヤ５８との間に配設されるカム機構６０とから構成される。ワンウェイクラッチ１４は、クランクシャフト１３から駆動力が入力された場合にはこの駆動力をエンジン出力ギヤ５８に伝達すると共に、エンジン出力ギヤ５８から駆動力が入力された場合には、この駆動力をクランクシャフト１３に伝達しないように構成されている。
【００３６】
エンジン出力ギヤ５８は、変速機１７の入力軸としてのメインシャフトに取り付けられた駆動力断接手段としてのプライマリドリブンギヤ６７に噛合している。プライマリドリブンギヤ６７の軸方向両側には、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２からなるクラッチ手段としてのツインクラッチ１８が配設されている。これに対応して、変速機１７のメインシャフトは、筒状の外側シャフト８０と該外側シャフト８０に相対回転可能に軸支される内側シャフト８１からなる二重構造を有している。
【００３７】
ツインクラッチ１８の第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２は、それぞれ制御部１０（図６参照）によって制御されるクラッチ駆動手段１９によって自動的に断接動作を行うことが可能とされる。第１クラッチＣＬ１の第２クラッチケース６８ａおよび第２クラッチＣＬ２の第２クラッチケース６８ｂは、それぞれ、プライマリドリブンギヤ６７と一体に回転するように構成されている。そして、第１クラッチＣＬ１のクラッチ板６９ａに摩擦力が発生すると、第１クラッチケース６８ａの回転駆動力が第１クラッチ支持部材７０ａを介して内側シャフト８１に伝達され、一方、第２クラッチＣＬ２のクラッチ板６９ｂに摩擦力が発生すると、第２クラッチケース６８ｂの回転駆動力が第２クラッチ支持部材７０ｂを介して外側シャフト８０に伝達される。
【００３８】
変速機１７は、前進６段の有段変速機であり、１，３，５速の奇数段の駆動側ギヤが内側シャフト８１に回転不能に支持され、一方、２，４，６速の偶数段の駆動側ギヤが外側シャフト８０に回転不能に支持されている。そして、プライマリドリブンギヤ６７に入力された回転駆動力は、第１クラッチＣＬ１を接続した場合には内側シャフト８１に伝達され、第２クラッチＣＬ２を接続した場合には外側シャフト８０にのみ伝達される。
【００３９】
変速機１７の変速ギヤの噛み合わせは、変速モータ１６（図６参照）で変更されるように構成されており、カウンタシャフト８２からは、所定の変速ギヤ対に対応する減速比で減速された回転駆動力が出力される。変速モータ１６による変速動作は、エンジン回転数、車速、スロットル開度等の情報に基づいて自動的に実行されるほか、操向ハンドル８等に設けられた変速スイッチ（不図示）の操作により任意に行うこともできる。
【００４０】
このツインクラッチ式変速機は、例えば、３速ギヤで回転駆動力が伝達されている間に４速ギヤでの駆動伝達が可能となるように予め噛み合わせを変更する予備変速が実行可能に構成されている。これにより、予備変速が完了した状態では、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２の接続状態を互いに切り換える、すなわち、クラッチの接続状態の持ち替えを行うことで、隣り合う変速段への変速動作を完了させることが可能となる。カウンタシャフト８２の図示左端部には、ドライブチェーン４０（図１参照）に駆動力を伝達するドライブスプロケット２０が、ボルト８３によって固定されている。
【００４１】
変速機１７の車体上方の位置でクランクケース２４の上面部に配設されるモータ１５は、回転軸８５に固定されたロータ８６と、該ロータ８６の周囲に配設されるステータ８７とからなるインナロータ式とされる。回転軸８５の一端部にはモータ出力ギヤ８４が固定されており、このモータ出力ギヤ８４がプライマリドリブンギヤ６７に噛み合っている。
【００４２】
これにより、変速機１７のメインシャフトに取り付けられたプライマリドリブンギヤ６７には、前記したエンジン出力ギヤ５８およびモータ出力ギヤ８４の２つのギヤが噛み合うこととなる。すなわち、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置は、クランクシャフト１３の回転駆動力を後輪ＷＲに伝達するエンジン駆動系において、変速機１７の上流かつワンウェイクラッチ（駆動力断接手段）１４の下流の位置に、モータ１５の駆動力を合流させる点に特徴がある。この特徴によれば、以下に示す動作が実現される。
（１）エンジンの駆動力で走行する場合は、ワンウェイクラッチを介して変速機に駆動力が伝達される。このとき、モータはクランクシャフトに連れ回りする。
（２）モータの駆動力で走行する場合は、モータから変速機に駆動力が伝達される。このとき、モータの駆動力は、ワンウェイクラッチの作用によりクランクシャフトには伝達されないので、クランクシャフトが連れ回されることはない。
（３）減速時や下り坂の走行時において駆動力が不要なときは、後輪側から入力される回転駆動力でモータを回生発電することができる。この場合において、変速機の変速制御を行うことにより、モータの回転速度を任意に変更することが可能である。さらに、回生発電時にも、クランクシャフトが連れ回されることがない。
【００４３】
図３は、駆動力断接手段の構成を示した図２の一部拡大図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。前記したように、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置では、エンジン７の駆動力をワンウェイクラッチ１４を介して変速機１７に伝達し、該変速機１７で変速された後の駆動力を後輪ＷＲに伝達するエンジン駆動系と、モータ１５の駆動力を後輪ＷＲに伝達するモータ駆動系とを備えるハイブリッド車両用駆動装置において、モータ駆動系のモータ１５の駆動力を、エンジン駆動系における変速機１７の上流かつワンウェイクラッチ１４の下流に合流させるように構成されている。
【００４４】
より詳しくは、クランクシャフト１３の図示右端部には、外側リング５９がスプライン嵌合されると共に、ワッシャ８８を介してボルト６１で固定されている。外側リング５９には、エンジン出力ギヤ５８が回転自在に挿嵌されている。外側リング５９とエンジン出力ギヤ５８との間には、外側リング５９側から入力される一方向の回転駆動力のみをエンジン出力ギヤ５８に伝達可能とするカム機構６０が配設されている。なお、カム機構６０は、ボールやローラによる一方向駆動機構に代えることもできる。
【００４５】
プライマリドリブンギヤ６７は、複数のダンパ８９を介してクラッチケース支持部材８９ａに取り付けられている。クラッチケース支持部材８９ａには、プライマリドリブンギヤ８９を挟んで、第１クラッチケース６８ａおよび第２クラッチケース６８ｂが背面合わせで固定されている。本実施形態に係るツインクラッチ１８は、油圧ポンプ（不図示）で生じた油圧が供給されることで接続状態に切り換わるノーマリオープン式の油圧クラッチであり、クラッチ駆動手段１９（図６参照）は、油圧通路を開閉するソレノイドバルブで構成されている。なお、クラッチの形態は種々の変形が可能であり、これに伴い、クラッチ駆動手段はクラッチ支持部材を機械的に押圧駆動するアクチュエータ等で構成することが可能である。
【００４６】
上記した実施形態では、駆動力断接手段にワンウェイクラッチ１４を用いたが、ワンウェイクラッチに代えて他の機構を適用することも可能である。以下、図４，５を参照して、駆動力断接手段の変形例を説明する。
【００４７】
図４は、駆動力断接手段の第１変形例を示す拡大図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。この第１変形例では、駆動力断接手段として、制御部１０によって任意に断接制御されるノーマリオープン式の多板クラッチ９０を適用している。
【００４８】
クランクシャフト１３の図示右端部には、クラッチ支持部材９４がスプライン嵌合されると共に、ワッシャ９７を介してボルト９６で固定されている。クラッチ支持部材９４の図示左側には、エンジン出力ギヤ９５が回転自在に軸支されており、エンジン出力ギヤ９５の円筒部の外周に、クラッチケース９１が固定されている。クラッチケース９１の内周部には、シール部材を介して油圧ピストン９２が挿入されている。油圧ピストン９２は、接続油圧が供給されることによりリターンスプリング９３の付勢力に抗して図示右方に摺動し、これによりクラッチ板９８に摩擦力が発生して、クランクシャフト１３の回転駆動力がエンジン出力ギヤ９５に伝達される。
【００４９】
この多板クラッチ９０による駆動力断接手段によれば、前記したワンウェイクラッチ１４と同様の動作が可能となるほか、クラッチ断接時に半クラッチ状態を作り出して断接時の駆動力変動を小さくすることができる。
【００５０】
図５は、駆動力断接手段の第２変形例を示す拡大図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。この第２変形例では、駆動力断接手段として、制御部１０によって任意に断接制御されるドグクラッチ１００を適用している。
【００５１】
クランクシャフト１３の図示右端部には、軸方向に突出した複数のドグ１０４を有するスリーブ１０２が軸方向に摺動可能にスプライン嵌合され、ワッシャ１０７を介してボルト１０６で固定されている。スリーブ１０２の図示左側には、複数のドグ孔１０３が形成されたエンジン出力ギヤ１０５が固定されている。スリーブ１０２が、アクチュエータ等の駆動力により図示左方に摺動されると、ドグ１０４がドグ孔１０２に係合して、駆動力伝達状態に切り換わる。このドグクラッチ１００による駆動力断接手段によれば、ロスの少ない駆動力伝達が可能となる。
【００５２】
図６は、ハイブリッド車両用駆動装置の全体構成を示すブロック図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。図２を用いて説明したように、クランクシャフト１３の一端部には発電機１２が設けられており、他端部には駆動力断接手段１４が設けられている。駆動力断接手段１４は、プライマリドリブンギヤ６７に噛合しており、このプライマリドリブンギヤ６７に、クラッチ手段（ツインクラッチ）１８が連結されると共にモータ１５の出力ギヤが噛合している。
【００５３】
クラッチ手段１８は、制御部１０によって制御されるクラッチ駆動手段１９によって断接制御され、変速機１７は制御部１０によって制御される変速モータ１６によって変速制御される。バッテリ１１は、発電機１２およびモータ１５に接続されており、制御部１０は、モータ１５の駆動および回生発電制御、さらには発電機１２の発電制御を行う。
【００５４】
図７は、モータ駆動時の駆動力の伝達経路（ａ）およびモータ回生制御時の駆動力の伝達経路（ｂ）を示すブロック図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。（ａ）に示すモータ駆動時では、バッテリ１１からの供給電力によってモータ１５が駆動し、その回転駆動力は、プライマリドリブンギヤ６７→クラッチ手段１８→変速機１７→後輪ＷＲの順で駆動力が伝達される。このとき、駆動力断接手段１４の作用により、クランクシャフト１３にはモータ１５の駆動力が伝達されない。
【００５５】
一方、（ｂ）に示すモータ回生制御時では、後輪ＷＲ→変速機１７→クラッチ手段１８→プライマリドリブンギヤ６７→モータ１５の順で駆動力が伝達される。このとき、制御部１０は、モータ１５の回生発電によりバッテリ１１を充電することができる。この場合にも、駆動力断接手段１４の作用により、クランクシャフト１３に駆動力が伝達されないので、クランクシャフト１３が連れ回ることによるロスを削減することができる。
【００５６】
そして、本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置においては、モータ１５の駆動力で走行中、または、モータ１５の回生制御中のいずれの場合でも、変速機１７による変速動作が可能である。これにより、特に、回生制御中に任意の変速段に変速することにより、モータ１５の回転速度を調整して、回生制御時の発電効率を高めることが可能となる。
【００５７】
図８は、本実施形態に係る減速時回生制御の手順を示すフローチャートである。ステップＳ１で減速要求があると、ステップＳ２に進んで要求減速度の算出が行われる。減速要求とは、例えば、スロットルが閉じられたり、ブレーキ操作が行われたりすることであり、要求減速度は、車速センサや勾配角度センサ等の情報も考慮して算出される。
【００５８】
ステップＳ３では、要求減速度に対応するモータ回転数およびモータトルクの組み合わせが算出され、続くステップＳ４では、算出された組み合わせから発電効率が最大となる１つが選択される。ここで、図９のグラフを参照する。
【００５９】
図９は、モータ回転数およびモータトルクと発電効率との関係を示すグラフである。前記したように、モータ１５の回生制御時の発電効率は、モータ回転数（回転速度）およびモータトルクと連関するものであり、このグラフでは、モータ回転数Ｎ１〜Ｎ２の所定範囲内で最高効率領域Ｋ１が発揮される一方、モータ回転数がＮ１〜Ｎ２の所定範囲から離れるほど、発電効率はＫ２＞Ｋ３＞Ｋ４＞Ｋ５の関係で低下することとなる。
【００６０】
これに対し、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置では、変速機１７の自動変速制御により、発電効率を常に良好な状態に保つことが可能である。具体的には、図８のステップＳ３において、要求減速度に対応するモータ回転数およびモータトルクの組み合わせが、このグラフにおけるＣ１〜Ｃ５として算出されるが、ステップＳ４では、この５つの組み合わせから発電効率が最も高くなるＣ３が選択されることとなる。
【００６１】
図８のフローチャートに戻って、ステップＳ５では、制御部１０によって、発電効率が最大となる組み合わせＣ３に基づいてモータ１５へ発電トルクが指示される。そして、ステップＳ６では自動変速機１７へ適切な変速段への変速指示がされ、ステップＳ７において、モータ１５による回生制御が開始されて、一連の制御を終了する。
【００６２】
上記したように、本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置によれば、エンジン７の駆動力をワンウェイクラッチ１４または任意に断接可能な駆動力断接手段を介して変速機１７に伝達し、該変速機１７で変速された後の駆動力を後輪ＷＲに伝達するエンジン駆動系と、モータ１５の駆動力を後輪ＷＲに伝達するモータ駆動系とを備えるハイブリッド車両用駆動装置において、モータ駆動系のモータ１５の駆動力を、エンジン駆動系における変速機１７の上流かつワンウェイクラッチ１４または任意に断接可能な駆動力断接手段の下流に合流させたので、減速時等にモータを回生制御する際には、後輪ＷＲの回転駆動力を変速機１７によって変速し、モータを任意の回転速度で回転させることが可能となる。これにより、回生制御時の走行状態が異なった場合でも、任意の回転速度およびトルクが発生するように変速機を自動制御してモータの発電効率を高めることが可能となる。
【００６３】
なお、変速機、クラッチ手段、駆動力断接手段の構成等は、上記実施形態に限られず、種々の変更が可能である。本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置は、ハイブリッド二輪車に限られず、鞍乗型の三／四輪車等の各種ハイブリッド車両に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１…自動二輪車（ハイブリッド車両）、７…エンジン、１０…制御部、１１…バッテリ、１２…発電機、１３…クランクシャフト、１４…ワンウェイクラッチ（駆動力断接手段）、１５…モータ、１６…変速モータ、１７…変速機、１８…ツインクラッチ（クラッチ手段）、１９…クラッチ駆動手段、６７…プライマリドリブンギヤ、９０…多板クラッチ（駆動力断接手段）、１００…ドグクラッチ（駆動力断接手段）、ＷＲ…後輪
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両用駆動装置に係り、特に、エンジンおよびモータを車両の駆動源として協働させるハイブリッド車両のハイブリッド車両用駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジンおよびモータを車両の駆動源として協働させるハイブリッド車両が知られている。車体にはモータに電力を供給するバッテリが搭載されており、減速時や下り坂の走行時等にはモータを回生発電させてバッテリ充電を行うことで、さらなるエネルギ効率の向上を図るように構成されている。
【０００３】
特許文献１には、スクータ型のハイブリッド二輪車両において、車体フレームに揺動自在に取り付けられると共に後輪を軸支するユニットスイングに、エンジンおよびモータを収納した構成が開示されている。このハイブリッド二輪車両では、エンジンの駆動力はベルト式の無段変速機を介して後輪に伝達され、一方、後輪の車軸近傍に配設されたモータの駆動力は、無段変速機を介さずに後輪に伝達されるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９６７３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記したように、ハイブリッド車両においては、減速時や下り坂の走行時等にモータを発電機として使用して回生発電を行うことでエネルギ効率の向上を図ることができるが、回生発電時の発電効率は、モータの特性に応じた特定の回転速度範囲で高く、この回転速度範囲から外れるほど低くなることが知られている。しかしながら、特許文献１に記載された技術では、モータと後輪との間の減速比率が固定されているため、回生充電時のモータの回転速度は後輪の回転速度に比例したものとなり、発電効率が高い回転速度範囲を積極的に選択して回生充電を行うことはできなかった。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、発電効率が高い回転速度範囲のみを用いて回生発電を行うことができるハイブリッド車両用駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明は、エンジン（７）の駆動力を駆動力断接手段（１４，９０，１００）を介して変速機（１７）に伝達し、該変速機（１７）で変速された後の駆動力を後輪（ＷＲ）に伝達するエンジン駆動系と、モータ（１５）の駆動力を後輪（ＷＲ）に伝達するモータ駆動系とを備えるハイブリッド車両用駆動装置において、前記モータ駆動系のモータ（１５）の駆動力を、前記エンジン駆動系における前記変速機（１７）の上流かつ前記駆動力断接手段（１４，９０，１００）の下流に合流させる点に第１の特徴がある。
【０００８】
また、前記駆動力断接手段（１４）は、エンジン（７）側から入力される駆動力を変速機（１７）側に伝達可能であると共に、変速機（１７）側から入力される駆動力をエンジン（７）側に伝達不能とするワンウェイクラッチからなる点に第２の特徴がある。
【０００９】
また、前記駆動力断接手段（９０，１００）は、制御部（１０）によって任意に断接制御可能な多板クラッチ（９０）またはドグクラッチ（１００）からなる点に第３の特徴がある。
【００１０】
また、前記変速機（１７）は、制御部（１０）の指令に応じて変速ギヤを任意に切り換え可能な自動変速機であり、前記制御部（１０）は、前記モータ（１５）の回生制御時に、発電効率が高くなる任意の回転速度およびモータトルクが発生するように前記変速機（１７）を自動制御するように構成されている点に第４の特徴がある。
【００１１】
また、前記変速機（１７）は、一方側クラッチ（ＣＬ１）および他方側クラッチ（ＣＬ２）の接続状態を交互に切り換えることで隣り合う変速ギヤ間の変速を可能とするツインクラッチ（１８）を備える点に第５の特徴がある。
【００１２】
また、前記モータ（１５）は、車体側面視で、前記エンジン（７）のクランクシャフト（１３）の車体後方かつ前記変速機（１７）の車体上方に配設されている点に第６の特徴がある。
【００１３】
また、前記駆動力断接手段（１４，９０，１００）は、前記エンジン（７）のクランクシャフト（１３）の一端側に取り付けられており、前記クランクシャフト（１３）の他端側には、発電機（１２）が取り付けられており、前記ツインクラッチ（１８）は、前記変速機（１７）のメインシャフト（８０，８１）上で、前記発電機（１２）に対して軸方向反対側の端部に取り付けられている点に第７の特徴がある。
【００１４】
さらに、前記ツインクラッチ（１８）は、前記変速機（１７）のメインシャフト（８０，８１）上に設けられ、前記駆動力断接手段（１４，９０，１００）は、前記メインシャフト（８０，８１）上に設けられたプライマリドリブンギヤ（６７）に駆動力を伝達するように構成されており、前記プライマリドリブンギヤ（６７）は、前記ツインクラッチ（１８）に駆動力を伝達するように構成されており、前記プライマリドリブンギヤ（６７）に、前記モータ（１５）のモータ出力ギヤ（８４）が噛合する点に第８の特徴がある。
【発明の効果】
【００１５】
第１の特徴によれば、モータ駆動系のモータの駆動力を、エンジン駆動系における変速機の上流かつ駆動力断接手段の下流に合流させるので、エンジンまたはモータのみ、または、エンジンおよびモータの両方を用いて回転駆動力を後輪に伝達するハイブリッド走行を可能にすると共に、減速時等にモータを回生制御する際には、後輪から入力される回転駆動力を変速機によって変速し、モータを任意の回転速度で回転させることが可能となる。これにより、回生制御時の走行状態が異なった場合でも、任意の回転速度およびトルクが発生するように変速機を自動制御することでモータの発電効率を高めることができる。さらに、必要に応じて回生制御によるモータトルクを変更して、エンジン車のエンジンブレーキと同様の減速フィーリングを発生させることも可能となる。
【００１６】
第２の特徴によれば、駆動力断接手段は、エンジン側から入力される駆動力を変速機側に伝達可能であると共に、変速機側から入力される駆動力をエンジン側に伝達不能とするワンウェイクラッチからなるので、モータで後輪を駆動する際には、エンジン側への駆動力伝達が遮断されることとなり、例えば、エンジンを停止した状態で後輪を駆動することが可能となる。また、モータを回生制御する場合にもエンジンが連れ回されることがなく、駆動力の伝達ロスを低減してエネルギ効率を高めることができる。
【００１７】
第３の特徴によれば、駆動力断接手段は、制御部によって任意に断接制御可能な多板クラッチまたはドグクラッチからなるので、エンジンと変速機との間の駆動力伝達を任意に断接できることとなり、例えば、モータで後輪を駆動する際に、エンジン側への駆動力伝達を遮断してエンジンを停止した状態で走行することが可能となる。
【００１８】
第４の特徴によれば、変速機は、制御部の指令に応じて変速ギヤを任意に切り換え可能な自動変速機であり、制御部は、モータの回生制御時に、発電効率が高くなる任意の回転速度およびモータトルクが発生するように変速機を自動制御するように構成されているので、自動変速機の変速制御によって回生制御時の発電効率を高めることができる。
【００１９】
第５の特徴によれば、変速機は、一方側クラッチおよび他方側クラッチの接続状態を交互に切り換えることで隣り合う変速ギヤ間の変速を可能とするツインクラッチを備えるので、回転駆動力を遮断することなく変速できるため、回生制御時の変速がスムーズとなり発電効率を高めることが容易となる。
【００２０】
第６の特徴によれば、モータは、車体側面視で、エンジンのクランクシャフトの車体後方かつ変速機の車体上方に配設されているので、車体側面視で、エンジン前後方向の略中央の位置にモータが配設されることとなり、パワーユニットのマスの集中を図ることができる。
【００２１】
第７の特徴によれば、駆動力断接手段は、エンジンのクランクシャフトの一端側に取り付けられており、クランクシャフトの他端側には、発電機が取り付けられており、ツインクラッチは、変速機のメインシャフト上で、発電機に対して軸方向反対側の端部に取り付けられているので、重量物である発電機およびツインクラッチが車幅方向左右に分散配置されることとなり、車両の車幅方向の重量バランスを整えることが可能となる。
【００２２】
第８の特徴によれば、ツインクラッチは、変速機のメインシャフト上に設けられ、駆動力断接手段は、メインシャフト上に設けられたプライマリドリブンギヤに駆動力を伝達するように構成されており、プライマリドリブンギヤは、ツインクラッチに駆動力を伝達するように構成されており、プライマリドリブンギヤに、モータのモータ出力ギヤが噛合するので、１つのプライマリドリブンギヤに、エンジン側の駆動力断接手段およびモータ側のモータ出力ギヤを連結させることが可能となり、部品点数および重量の削減することが可能となる。また、変速機の上方にモータを配設することが容易となり、モータを設けることによりエンジンのクランクケースが大型化することを防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置を適用した自動二輪車の左側面図である。
【図２】ハイブリッド二輪車のエンジンの断面図である。
【図３】駆動力断接手段の構成を示した図２の一部拡大図である。
【図４】駆動力断接手段の第１変形例を示す拡大図である。
【図５】駆動力断接手段の第２変形例を示す拡大図である。
【図６】ハイブリッド車両用駆動装置の全体構成を示すブロック図である。
【図７】モータ駆動時の駆動力の伝達経路およびモータ回生制御時の駆動力の伝達経路を示すブロック図である。
【図８】本実施形態に係る減速時回生制御の手順を示すフローチャートである。
【図９】モータ回転数およびモータトルクと発電効率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置を適用した自動二輪車１の左側面図である。鞍乗型の自動二輪車１は、エンジン７およびモータ１５を協働させて後輪ＷＲを駆動する鞍乗型のハイブリッド二輪車両である。
【００２５】
車体フレーム２の前方側には、左右一対のフロントフォーク４を操舵可能に軸支するヘッドパイプ３が設けられている。フロントフォーク４の下端部には、前輪ＷＦが回動自在に軸支されており、一方の上端部には、操向ハンドル８が取り付けられている。操向ハンドル８の車体前方側には、フロントフォーク４と一体に揺動動作するメータ装置５および前照灯６が配設されている。
【００２６】
車体フレーム２は、トラス構造を有する左右一対のメインフレームを備え、その車体下部には、並列２気筒のエンジン７およびモータ１５を含むパワーユニット全体が吊り下げられるように支持されている。エンジン７のクランクケース２４の略中央には、車幅方向に指向するクランクシャフト１３が配設されている。クランクシャフト１３の車体前方側には、シリンダブロック２１が取り付けられている。シリンダブロック２１の上部には、動弁機構を有するシリンダヘッド２２およびシリンダヘッドカバー２３が取り付けられている。シリンダヘッド２２の吸気ポート側には、連結管２５によってエアクリーナボックス２７と連結されるスロットルボディ２６が取り付けられており、一方の排気ポート側には、マフラ４１に連結される排気管４２が取り付けられている。スロットルボディ２６の内部には、スロットルバルブおよび燃料噴射装置のインジェクタ（不図示）が備えられ、排気管４２の内部には三元触媒が配設されている。
【００２７】
エンジン７と協働して後輪ＷＲを駆動するモータ１５は、クランクシャフト１３の後部上方かつメインシャフト８１およびカウンタシャフト８２を含む変速機（自動変速機）１７の上方の位置で、クランクケース２４の上面部に固定されている。
【００２８】
クランクケース２４の後端部には、左右一対のピボットプレート３７が固定されている。ピボットプレート３７には、後輪ＷＲを回転自在に軸支するスイングアーム３９がスイングアームピボット３６を介して支持されている。さらに、ピボットプレート３７には、停車時に車体を直立させるセンタースタンド３８、乗員の足乗せステップを支持する左右一対のステッププレート３０が支持されている。スイングアーム３９の車体後方側は、左右一対のクッションユニット３３によって車体に吊り下げられている。エンジン７およびモータ１５の回転駆動力は、ドライブチェーン４０を介して後輪ＷＲに伝達される。
【００２９】
車体フレーム２の上方には、燃料タンク２９および左右一対のサイドカバー２８が配設されている。エアクリーナボックス２７は、燃料タンク２９の前方下部に形成される凹部に収められている。車体フレーム２の後部には、左右一対のリヤフレーム３２が固定されている。リヤフレーム３２の上部にはシート３１が配設されており、その後部には、尾灯装置３５を支持するリヤカウル３４が取り付けられている。
【００３０】
シート３１の下部には、モータ１５の駆動時に電力を供給すると共に、モータ１５の回生発電時にこの発電電力で充電されるバッテリ１１と、モータ１５の駆動制御やエンジン７の変速機１７の変速制御等を行う制御部（ＥＣＵ）１０とが配設されている。
【００３１】
図２は、本実施形態に係るハイブリッド二輪車１のエンジン７の断面図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。クランクシャフト１３のクランクウェブ５６間には、コンロッド５５の大端部が回転自在に取り付けられており、コンロッド５５の小端部には、シリンダブロック２１に形成されたシリンダ内を往復動作するピストン５４が取り付けられている。
【００３２】
シリンダヘッド２２には、吸排気バルブ（不図示）を駆動するカムシャフト５０が配設されている。カムシャフト５０の図示右端部には、無端状のカムチェーン５３が巻き掛けられるカムスプロケット５１が固定されている。カムチェーン５３の他方側は、クランクシャフト１３に形成された駆動ギヤ５７に巻き掛けられている。また、カムシャフト５０の図示左端側は、エンジン冷却水を循環させるウォータポンプ５２に接続されている。
【００３３】
クランクシャフト１３の図示左端部には、クランクシャフト１３と同期回転する発電機１２が取り付けられている。発電機１２は、クランクケース２４側に固定されたステータ６６とその外周側で回転するロータ６５からなるアウタロータ式とされる。
【００３４】
発電機１２の図示右側には、エンジン始動用のセルモータ（不図示）によってクランクシャフト１３を回転させるための始動用スプロケット６２が、ワンウェイクラッチ６３を介して取り付けられている。
【００３５】
クランクシャフト１３の図示右端部には、駆動力断接手段としてのワンウェイクラッチ１４が取り付けられている。ワンウェイクラッチ１４は、ボルト６１によってクランクシャフト１３に固定された外側リング５９と、外側リング５９に対して回転自在に軸支されたエンジン出力ギヤ５８と、外側リング５９およびエンジン出力ギヤ５８との間に配設されるカム機構６０とから構成される。ワンウェイクラッチ１４は、クランクシャフト１３から駆動力が入力された場合にはこの駆動力をエンジン出力ギヤ５８に伝達すると共に、エンジン出力ギヤ５８から駆動力が入力された場合には、この駆動力をクランクシャフト１３に伝達しないように構成されている。
【００３６】
エンジン出力ギヤ５８は、変速機１７の入力軸としてのメインシャフトに取り付けられた駆動力断接手段としてのプライマリドリブンギヤ６７に噛合している。プライマリドリブンギヤ６７の軸方向両側には、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２からなるクラッチ手段としてのツインクラッチ１８が配設されている。これに対応して、変速機１７のメインシャフトは、筒状の外側シャフト８０と該外側シャフト８０に相対回転可能に軸支される内側シャフト８１からなる二重構造を有している。
【００３７】
ツインクラッチ１８の第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２は、それぞれ制御部１０（図６参照）によって制御されるクラッチ駆動手段１９によって自動的に断接動作を行うことが可能とされる。第１クラッチＣＬ１の第２クラッチケース６８ａおよび第２クラッチＣＬ２の第２クラッチケース６８ｂは、それぞれ、プライマリドリブンギヤ６７と一体に回転するように構成されている。そして、第１クラッチＣＬ１のクラッチ板６９ａに摩擦力が発生すると、第１クラッチケース６８ａの回転駆動力が第１クラッチ支持部材７０ａを介して内側シャフト８１に伝達され、一方、第２クラッチＣＬ２のクラッチ板６９ｂに摩擦力が発生すると、第２クラッチケース６８ｂの回転駆動力が第２クラッチ支持部材７０ｂを介して外側シャフト８０に伝達される。
【００３８】
変速機１７は、前進６段の有段変速機であり、１，３，５速の奇数段の駆動側ギヤが内側シャフト８１に回転不能に支持され、一方、２，４，６速の偶数段の駆動側ギヤが外側シャフト８０に回転不能に支持されている。そして、プライマリドリブンギヤ６７に入力された回転駆動力は、第１クラッチＣＬ１を接続した場合には内側シャフト８１に伝達され、第２クラッチＣＬ２を接続した場合には外側シャフト８０にのみ伝達される。
【００３９】
変速機１７の変速ギヤの噛み合わせは、変速モータ１６（図６参照）で変更されるように構成されており、カウンタシャフト８２からは、所定の変速ギヤ対に対応する減速比で減速された回転駆動力が出力される。変速モータ１６による変速動作は、エンジン回転数、車速、スロットル開度等の情報に基づいて自動的に実行されるほか、操向ハンドル８等に設けられた変速スイッチ（不図示）の操作により任意に行うこともできる。
【００４０】
このツインクラッチ式変速機は、例えば、３速ギヤで回転駆動力が伝達されている間に４速ギヤでの駆動伝達が可能となるように予め噛み合わせを変更する予備変速が実行可能に構成されている。これにより、予備変速が完了した状態では、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２の接続状態を互いに切り換える、すなわち、クラッチの接続状態の持ち替えを行うことで、隣り合う変速段への変速動作を完了させることが可能となる。カウンタシャフト８２の図示左端部には、ドライブチェーン４０（図１参照）に駆動力を伝達するドライブスプロケット２０が、ボルト８３によって固定されている。
【００４１】
変速機１７の車体上方の位置でクランクケース２４の上面部に配設されるモータ１５は、回転軸８５に固定されたロータ８６と、該ロータ８６の周囲に配設されるステータ８７とからなるインナロータ式とされる。回転軸８５の一端部にはモータ出力ギヤ８４が固定されており、このモータ出力ギヤ８４がプライマリドリブンギヤ６７に噛み合っている。
【００４２】
これにより、変速機１７のメインシャフトに取り付けられたプライマリドリブンギヤ６７には、前記したエンジン出力ギヤ５８およびモータ出力ギヤ８４の２つのギヤが噛み合うこととなる。すなわち、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置は、クランクシャフト１３の回転駆動力を後輪ＷＲに伝達するエンジン駆動系において、変速機１７の上流かつワンウェイクラッチ（駆動力断接手段）１４の下流の位置に、モータ１５の駆動力を合流させる点に特徴がある。この特徴によれば、以下に示す動作が実現される。
（１）エンジンの駆動力で走行する場合は、ワンウェイクラッチを介して変速機に駆動力が伝達される。このとき、モータはクランクシャフトに連れ回りする。
（２）モータの駆動力で走行する場合は、モータから変速機に駆動力が伝達される。このとき、モータの駆動力は、ワンウェイクラッチの作用によりクランクシャフトには伝達されないので、クランクシャフトが連れ回されることはない。
（３）減速時や下り坂の走行時において駆動力が不要なときは、後輪側から入力される回転駆動力でモータを回生発電することができる。この場合において、変速機の変速制御を行うことにより、モータの回転速度を任意に変更することが可能である。さらに、回生発電時にも、クランクシャフトが連れ回されることがない。
【００４３】
図３は、駆動力断接手段の構成を示した図２の一部拡大図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。前記したように、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置では、エンジン７の駆動力をワンウェイクラッチ１４を介して変速機１７に伝達し、該変速機１７で変速された後の駆動力を後輪ＷＲに伝達するエンジン駆動系と、モータ１５の駆動力を後輪ＷＲに伝達するモータ駆動系とを備えるハイブリッド車両用駆動装置において、モータ駆動系のモータ１５の駆動力を、エンジン駆動系における変速機１７の上流かつワンウェイクラッチ１４の下流に合流させるように構成されている。
【００４４】
より詳しくは、クランクシャフト１３の図示右端部には、外側リング５９がスプライン嵌合されると共に、ワッシャ８８を介してボルト６１で固定されている。外側リング５９には、エンジン出力ギヤ５８が回転自在に挿嵌されている。外側リング５９とエンジン出力ギヤ５８との間には、外側リング５９側から入力される一方向の回転駆動力のみをエンジン出力ギヤ５８に伝達可能とするカム機構６０が配設されている。なお、カム機構６０は、ボールやローラによる一方向駆動機構に代えることもできる。
【００４５】
プライマリドリブンギヤ６７は、複数のダンパ８９を介してクラッチケース支持部材８９ａに取り付けられている。クラッチケース支持部材８９ａには、プライマリドリブンギヤ８９を挟んで、第１クラッチケース６８ａおよび第２クラッチケース６８ｂが背面合わせで固定されている。本実施形態に係るツインクラッチ１８は、油圧ポンプ（不図示）で生じた油圧が供給されることで接続状態に切り換わるノーマリオープン式の油圧クラッチであり、クラッチ駆動手段１９（図６参照）は、油圧通路を開閉するソレノイドバルブで構成されている。なお、クラッチの形態は種々の変形が可能であり、これに伴い、クラッチ駆動手段はクラッチ支持部材を機械的に押圧駆動するアクチュエータ等で構成することが可能である。
【００４６】
上記した実施形態では、駆動力断接手段にワンウェイクラッチ１４を用いたが、ワンウェイクラッチに代えて他の機構を適用することも可能である。以下、図４，５を参照して、駆動力断接手段の変形例を説明する。
【００４７】
図４は、駆動力断接手段の第１変形例を示す拡大図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。この第１変形例では、駆動力断接手段として、制御部１０によって任意に断接制御されるノーマリオープン式の多板クラッチ９０を適用している。
【００４８】
クランクシャフト１３の図示右端部には、クラッチ支持部材９４がスプライン嵌合されると共に、ワッシャ９７を介してボルト９６で固定されている。クラッチ支持部材９４の図示左側には、エンジン出力ギヤ９５が回転自在に軸支されており、エンジン出力ギヤ９５の円筒部の外周に、クラッチケース９１が固定されている。クラッチケース９１の内周部には、シール部材を介して油圧ピストン９２が挿入されている。油圧ピストン９２は、接続油圧が供給されることによりリターンスプリング９３の付勢力に抗して図示右方に摺動し、これによりクラッチ板９８に摩擦力が発生して、クランクシャフト１３の回転駆動力がエンジン出力ギヤ９５に伝達される。
【００４９】
この多板クラッチ９０による駆動力断接手段によれば、前記したワンウェイクラッチ１４と同様の動作が可能となるほか、クラッチ断接時に半クラッチ状態を作り出して断接時の駆動力変動を小さくすることができる。
【００５０】
図５は、駆動力断接手段の第２変形例を示す拡大図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。この第２変形例では、駆動力断接手段として、制御部１０によって任意に断接制御されるドグクラッチ１００を適用している。
【００５１】
クランクシャフト１３の図示右端部には、軸方向に突出した複数のドグ１０４を有するスリーブ１０２が軸方向に摺動可能にスプライン嵌合され、ワッシャ１０７を介してボルト１０６で固定されている。スリーブ１０２の図示左側には、複数のドグ孔１０３が形成されたエンジン出力ギヤ１０５が固定されている。スリーブ１０２が、アクチュエータ等の駆動力により図示左方に摺動されると、ドグ１０４がドグ孔１０２に係合して、駆動力伝達状態に切り換わる。このドグクラッチ１００による駆動力断接手段によれば、ロスの少ない駆動力伝達が可能となる。
【００５２】
図６は、ハイブリッド車両用駆動装置の全体構成を示すブロック図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。図２を用いて説明したように、クランクシャフト１３の一端部には発電機１２が設けられており、他端部には駆動力断接手段１４が設けられている。駆動力断接手段１４は、プライマリドリブンギヤ６７に噛合しており、このプライマリドリブンギヤ６７に、クラッチ手段（ツインクラッチ）１８が連結されると共にモータ１５の出力ギヤが噛合している。
【００５３】
クラッチ手段１８は、制御部１０によって制御されるクラッチ駆動手段１９によって断接制御され、変速機１７は制御部１０によって制御される変速モータ１６によって変速制御される。バッテリ１１は、発電機１２およびモータ１５に接続されており、制御部１０は、モータ１５の駆動および回生発電制御、さらには発電機１２の発電制御を行う。
【００５４】
図７は、モータ駆動時の駆動力の伝達経路（ａ）およびモータ回生制御時の駆動力の伝達経路（ｂ）を示すブロック図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。（ａ）に示すモータ駆動時では、バッテリ１１からの供給電力によってモータ１５が駆動し、その回転駆動力は、プライマリドリブンギヤ６７→クラッチ手段１８→変速機１７→後輪ＷＲの順で駆動力が伝達される。このとき、駆動力断接手段１４の作用により、クランクシャフト１３にはモータ１５の駆動力が伝達されない。
【００５５】
一方、（ｂ）に示すモータ回生制御時では、後輪ＷＲ→変速機１７→クラッチ手段１８→プライマリドリブンギヤ６７→モータ１５の順で駆動力が伝達される。このとき、制御部１０は、モータ１５の回生発電によりバッテリ１１を充電することができる。この場合にも、駆動力断接手段１４の作用により、クランクシャフト１３に駆動力が伝達されないので、クランクシャフト１３が連れ回ることによるロスを削減することができる。
【００５６】
そして、本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置においては、モータ１５の駆動力で走行中、または、モータ１５の回生制御中のいずれの場合でも、変速機１７による変速動作が可能である。これにより、特に、回生制御中に任意の変速段に変速することにより、モータ１５の回転速度を調整して、回生制御時の発電効率を高めることが可能となる。
【００５７】
図８は、本実施形態に係る減速時回生制御の手順を示すフローチャートである。ステップＳ１で減速要求があると、ステップＳ２に進んで要求減速度の算出が行われる。減速要求とは、例えば、スロットルが閉じられたり、ブレーキ操作が行われたりすることであり、要求減速度は、車速センサや勾配角度センサ等の情報も考慮して算出される。
【００５８】
ステップＳ３では、要求減速度に対応するモータ回転数およびモータトルクの組み合わせが算出され、続くステップＳ４では、算出された組み合わせから発電効率が最大となる１つが選択される。ここで、図９のグラフを参照する。
【００５９】
図９は、モータ回転数およびモータトルクと発電効率との関係を示すグラフである。前記したように、モータ１５の回生制御時の発電効率は、モータ回転数（回転速度）およびモータトルクと連関するものであり、このグラフでは、モータ回転数Ｎ１〜Ｎ２の所定範囲内で最高効率領域Ｋ１が発揮される一方、モータ回転数がＮ１〜Ｎ２の所定範囲から離れるほど、発電効率はＫ２＞Ｋ３＞Ｋ４＞Ｋ５の関係で低下することとなる。
【００６０】
これに対し、本実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置では、変速機１７の自動変速制御により、発電効率を常に良好な状態に保つことが可能である。具体的には、図８のステップＳ３において、要求減速度に対応するモータ回転数およびモータトルクの組み合わせが、このグラフにおけるＣ１〜Ｃ５として算出されるが、ステップＳ４では、この５つの組み合わせから発電効率が最も高くなるＣ３が選択されることとなる。
【００６１】
図８のフローチャートに戻って、ステップＳ５では、制御部１０によって、発電効率が最大となる組み合わせＣ３に基づいてモータ１５へ発電トルクが指示される。そして、ステップＳ６では自動変速機１７へ適切な変速段への変速指示がされ、ステップＳ７において、モータ１５による回生制御が開始されて、一連の制御を終了する。
【００６２】
上記したように、本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置によれば、エンジン７の駆動力をワンウェイクラッチ１４または任意に断接可能な駆動力断接手段を介して変速機１７に伝達し、該変速機１７で変速された後の駆動力を後輪ＷＲに伝達するエンジン駆動系と、モータ１５の駆動力を後輪ＷＲに伝達するモータ駆動系とを備えるハイブリッド車両用駆動装置において、モータ駆動系のモータ１５の駆動力を、エンジン駆動系における変速機１７の上流かつワンウェイクラッチ１４または任意に断接可能な駆動力断接手段の下流に合流させたので、減速時等にモータを回生制御する際には、後輪ＷＲの回転駆動力を変速機１７によって変速し、モータを任意の回転速度で回転させることが可能となる。これにより、回生制御時の走行状態が異なった場合でも、任意の回転速度およびトルクが発生するように変速機を自動制御してモータの発電効率を高めることが可能となる。
【００６３】
なお、変速機、クラッチ手段、駆動力断接手段の構成等は、上記実施形態に限られず、種々の変更が可能である。本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置は、ハイブリッド二輪車に限られず、鞍乗型の三／四輪車等の各種ハイブリッド車両に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１…自動二輪車（ハイブリッド車両）、７…エンジン、１０…制御部、１１…バッテリ、１２…発電機、１３…クランクシャフト、１４…ワンウェイクラッチ（駆動力断接手段）、１５…モータ、１６…変速モータ、１７…変速機、１８…ツインクラッチ（クラッチ手段）、１９…クラッチ駆動手段、６７…プライマリドリブンギヤ、９０…多板クラッチ（駆動力断接手段）、１００…ドグクラッチ（駆動力断接手段）、ＷＲ…後輪
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン（７）の駆動力を駆動力断接手段（１４）を介して変速機（１７）に伝達し、該変速機（１７）で変速された後の駆動力を後輪（ＷＲ）に伝達するエンジン駆動系と、モータ（１５）の駆動力を後輪（ＷＲ）に伝達するモータ駆動系とを備えるハイブリッド車両用駆動装置において、
前記モータ駆動系のモータ（１５）の駆動力を、前記エンジン駆動系における前記変速機（１７）の上流かつ前記駆動力断接手段（１４，９０，１００）の下流に合流させることを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置。
【請求項２】
前記駆動力断接手段（１４）は、エンジン（７）側から入力される駆動力を変速機（１７）側に伝達可能であると共に、変速機（１７）側から入力される駆動力をエンジン（７）側に伝達不能とするワンウェイクラッチからなることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両用駆動装置。
【請求項３】
前記駆動力断接手段（９０，１００）は、制御部（１０）によって任意に断接制御可能な多板クラッチ（９０）またはドグクラッチ（１００）からなることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両用駆動装置。
【請求項４】
前記変速機（１７）は、制御部（１０）の指令に応じて変速ギヤを任意に切り換え可能な自動変速機であり、
前記制御部（１０）は、前記モータ（１５）の回生制御時に、発電効率が高くなる任意の回転速度およびトルクが発生するように前記変速機（１７）を自動制御するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のハイブリッド車両用駆動装置。
【請求項５】
前記変速機（１７）は、一方側クラッチ（ＣＬ１）および他方側クラッチ（ＣＬ２）の接続状態を交互に切り換えることで隣り合う変速ギヤ間の変速を可能とするツインクラッチ（１８）を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のハイブリッド車両用駆動装置。
【請求項６】
前記モータ（１５）は、車体側面視で、前記エンジン（７）のクランクシャフト（１３）の車体後方かつ前記変速機（１７）の車体上方に配設されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のハイブリッド車両用駆動装置。
【請求項７】
前記駆動力断接手段（１４，９０，１００）は、前記エンジン（７）のクランクシャフト（１３）の一端側に取り付けられており、
前記クランクシャフト（１３）の他端側には、発電機（１２）が取り付けられており、
前記ツインクラッチ（１８）は、前記変速機（１７）のメインシャフト（８０，８１）上で、前記発電機（１２）に対して軸方向反対側の端部に取り付けられていることを特徴とする請求項５に記載のハイブリッド車両用駆動装置。
【請求項８】
前記ツインクラッチ（１８）は、前記変速機（１７）のメインシャフト（８０，８１）上に設けられ、
前記駆動力断接手段（１４，９０，１００）は、前記メインシャフト（８０，８１）上に設けられたプライマリドリブンギヤ（６７）に駆動力を伝達するように構成されており、
前記プライマリドリブンギヤ（６７）は、前記ツインクラッチ（１８）に駆動力を伝達するように構成されており、
前記プライマリドリブンギヤ（６７）に、前記モータ（１５）のモータ出力ギヤ（８４）が噛合することを特徴とする請求項５に記載のハイブリッド車両用駆動装置。
【請求項１】
エンジン（７）の駆動力を駆動力断接手段（１４）を介して変速機（１７）に伝達し、該変速機（１７）で変速された後の駆動力を後輪（ＷＲ）に伝達するエンジン駆動系と、モータ（１５）の駆動力を後輪（ＷＲ）に伝達するモータ駆動系とを備えるハイブリッド車両用駆動装置において、
前記モータ駆動系のモータ（１５）の駆動力を、前記エンジン駆動系における前記変速機（１７）の上流かつ前記駆動力断接手段（１４，９０，１００）の下流に合流させることを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置。
【請求項２】
前記駆動力断接手段（１４）は、エンジン（７）側から入力される駆動力を変速機（１７）側に伝達可能であると共に、変速機（１７）側から入力される駆動力をエンジン（７）側に伝達不能とするワンウェイクラッチからなることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両用駆動装置。
【請求項３】
前記駆動力断接手段（９０，１００）は、制御部（１０）によって任意に断接制御可能な多板クラッチ（９０）またはドグクラッチ（１００）からなることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両用駆動装置。
【請求項４】
前記変速機（１７）は、制御部（１０）の指令に応じて変速ギヤを任意に切り換え可能な自動変速機であり、
前記制御部（１０）は、前記モータ（１５）の回生制御時に、発電効率が高くなる任意の回転速度およびトルクが発生するように前記変速機（１７）を自動制御するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のハイブリッド車両用駆動装置。
【請求項５】
前記変速機（１７）は、一方側クラッチ（ＣＬ１）および他方側クラッチ（ＣＬ２）の接続状態を交互に切り換えることで隣り合う変速ギヤ間の変速を可能とするツインクラッチ（１８）を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のハイブリッド車両用駆動装置。
【請求項６】
前記モータ（１５）は、車体側面視で、前記エンジン（７）のクランクシャフト（１３）の車体後方かつ前記変速機（１７）の車体上方に配設されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のハイブリッド車両用駆動装置。
【請求項７】
前記駆動力断接手段（１４，９０，１００）は、前記エンジン（７）のクランクシャフト（１３）の一端側に取り付けられており、
前記クランクシャフト（１３）の他端側には、発電機（１２）が取り付けられており、
前記ツインクラッチ（１８）は、前記変速機（１７）のメインシャフト（８０，８１）上で、前記発電機（１２）に対して軸方向反対側の端部に取り付けられていることを特徴とする請求項５に記載のハイブリッド車両用駆動装置。
【請求項８】
前記ツインクラッチ（１８）は、前記変速機（１７）のメインシャフト（８０，８１）上に設けられ、
前記駆動力断接手段（１４，９０，１００）は、前記メインシャフト（８０，８１）上に設けられたプライマリドリブンギヤ（６７）に駆動力を伝達するように構成されており、
前記プライマリドリブンギヤ（６７）は、前記ツインクラッチ（１８）に駆動力を伝達するように構成されており、
前記プライマリドリブンギヤ（６７）に、前記モータ（１５）のモータ出力ギヤ（８４）が噛合することを特徴とする請求項５に記載のハイブリッド車両用駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１７６６７７（Ｐ２０１２−１７６６７７Ａ）
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４０４０２（Ｐ２０１１−４０４０２）
【出願日】平成２３年２月２５日（２０１１．２．２５）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２５日（２０１１．２．２５）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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