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JP2005247247A - 自動二輪車 - Google Patents

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JP2005247247A JP2004063899A JP2004063899A JP2005247247A JP 2005247247 A JP2005247247 A JP 2005247247A JP 2004063899 A JP2004063899 A JP 2004063899A JP 2004063899 A JP2004063899 A JP 2004063899A JP 2005247247 A JP2005247247 A JP 2005247247A
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Abstract

【課題】 パラレルハイブリッド式の駆動ユニットを車幅方向に大きく張り出すことなく搭載する自動二輪車を提供すること。
【解決手段】 ハイブリッド式の駆動ユニット２０は、スクータ型二輪車１の車軸１０を駆動するエンジン３０およびモータ８０と、動力分配機構５０と、発電機６０とを備える。発電機６０およびモータ８０の各々が、エンジン３０のクランク軸３５およびプラネタリキャリア５１のキャリア軸５２を含む動力軸上からスクータ型二輪車１の前後方向の異なる位置にずらして設けられる。このため、発電機６０およびモータ８０が動力分割機構５０と車幅方向に並ぶことがないため、駆動ユニット２０を車幅方向に大きく張り出すことなくスクータ型二輪車１に搭載することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動二輪車に関し、特に車両に搭載されたエンジンおよびモータの両方で場合に応じて、駆動輪を駆動するハイブリッド式の自動二輪車に関する。
従来、自走式車両は、オートバイ、自動車などに見られるように、エンジンで車輪を駆動するものが一般的である。近年、環境問題が重視されてきており、エンジン駆動式の車両から排出される環境汚染物質をできるだけ少なくすることが望まれている。そのため、エンジンとともに、車輪を駆動する駆動モータを搭載して、駆動モータにより駆動輪の駆動を行う車両、所謂、ハイブリッド車両が考えられている。
ハイブリッド車両としては、例えば、走行状態や、発電機により充電されるバッテリの残存電力量に応じて、エンジンおよびモータの両方の少なくとも一方切り替えて、駆動輪を駆動するパラレルハイブリッド式の車両が考えられる。また、エンジンで発電機を駆動し、この発電機により発電される電力のみを用いて駆動輪を駆動する駆動モータを駆動させるシリーズハイブリッド式の車両が考えられている。
このうち、パラレルハイブリッド式の車両（特に四輪車）の駆動ユニットの一例が、特許文献１に示されている。特許文献１に開示の駆動ユニットでは、エンジンと、発電機と、エンジンの駆動力を発電機と駆動輪とに分配する動力分配機構と、発電機の発電電力により駆動輪を駆動するモータとが、車両の車幅方向に同一軸上で直列に配置されている。
特開２００３−１９１７６１号公報
ところで、このような従来のハイブリッド式駆動ユニットを二輪車に搭載することが望まれている。しかしながら、二輪車では、駆動ユニットの搭載スペースは前輪と後輪との間で、且つ、シートの下方の車両本体に限定されている。また、二輪車は自動車に比べて車幅が狭い。これらの点から、上記構成の駆動ユニットを二輪車に搭載することは非常に困難であり、上記構成の駆動ユニットを効率よく搭載した二輪車は未だに開発されていない。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、パラレルハイブリッド式の駆動ユニットを車幅方向に大きく張り出すことなく搭載する自動二輪車を提供することを目的とする。
本発明の自動二輪車は、エンジンにより回転する動力軸と、前記動力軸の回転により発電する発電機と、前記動力軸の回転により駆動される駆動輪と、前記動力軸に設けられ、前記エンジンの駆動力を前記発電機および駆動輪に対して分配する動力分配手段と、前記発電機の電力により前記駆動輪を回転させるモータと、を具備し、前記動力軸は、車両進行方向と直交するよう配置されるとともに、前記発電機と前記モータとの少なくとも一方は、前記動力分配手段に対し、車両前後方向の異なる位置に配置される構成を採る。
この構成によれば、動力軸に設けられる動力分配手段に対して、発電機とモータとの少なくとも一方が、車両進行方向の異なる位置に配置されるため、発電機とモータの少なくとも一方は、動力分配手段と車幅方向に並ぶことがない。このため、動力分配手段に対し、車幅方向に発電機およびモータの双方が並んで配置されることがなく、発電機、エンジンおよびモータを有するハイブリッド式の駆動ユニットを車幅方向に大きく張り出すことなく搭載することができる。
本発明の自動二輪車は、上記構成において、前記エンジンのシリンダ部と前記発電機とは、前記動力軸に対し、車両進行方向前方に隣接配置された構成を採る。
この構成によれば、エンジンのシリンダ部と発電機が、動力軸に対し、車両進行方向前方に隣接して配置されるため、動力軸前方のスペースを有効的に利用でき、発電機、エンジンおよびモータを有するハイブリッド式の駆動ユニットを車幅方向に大きく張り出すことなく搭載することができる。
本発明の自動二輪車は、上記構成において、前記エンジンのシリンダ部と前記発電機と前記動力軸との上方の空間にトランクスペースを有してなる構成を採る。
この構成によれば、エンジンのシリンダ部と発電機と動力軸との上方にできる大きな空間にトランクスペースを有するため、大型のトランクスペースとなり、収納容量を多くして利用者の利便性を向上させることができる。
本発明の自動二輪車は、上記構成において、前記エンジンのシリンダ部は、前記動力軸に対し、車両進行方向前方に配置される一方、前記発電機は、前記動力分配手段の上方かつ着座部の下方、に設けられた構成を採る。
この構成によれば、エンジンのシリンダ部を動力軸の前方に配置する一方、発電機を動力分配手段の上方かつ着座部の下方に設けたため、エンジンと発電機とを車幅方向に並ぶことなく配置することができる。
また、動力分配手段の上方かつ着座部の下方の空間を有効に利用することができる。これにより、発電機、エンジンおよびモータを有するハイブリッド式の駆動ユニットを車幅方向に大きく張り出すことなく搭載することができる。
本発明の自動二輪車は、上記構成において、前記発電機は、車幅方向外側に設けられたベルト又はチェーンにより前記動力分配手段から動力を伝達される位置に配置された構成を採る。
この構成によれば、発電機が車幅方向外側に設けられたベルト又はチェーンにより動力分配手段から動力を伝達される位置に配置されている。このため、ベルト又はチェーンを車幅方向内側に設ける場合、車両に搭載される他の装置との立体的障害、即ち他の装置との干渉を避けるために必要なスペース確保が不要となる。これにより、発電機、エンジンおよびモータを有するハイブリッド式の駆動ユニットを車幅方向に大きく張り出すことなく搭載することができる。
本発明の自動二輪車は、上記構成において、前記モータと前記駆動輪とを同軸に配置するとともに、前記駆動輪の軸と前記動力軸と前記発電機の軸との地上高をほぼ同一とする構成を採る。
この構成によれば、モータと、エンジンと、動力分配手段と、発電機とが車軸とほぼ同一の高さに設けられるため、車両の重心を下げることができ、自動二輪車の走行性を向上することができる。
本発明の自動二輪車は、上記構成において、前記エンジンは、そのシリンダの軸線を略水平にして設けられる構成を採る。
この構成によれば、エンジンが略水平に設置されるため、さらに車両の重心を下げることができ、自動二輪車の走行性を向上することができる。
本発明の自動二輪車は、上記構成において、前記エンジンおよび前記モータからの駆動力を調節して前記駆動輪の軸に伝達する減速機を具備し、前記減速機は、前記エンジンから前記駆動輪の軸への駆動力伝達経路において、前記動力分配手段の下流に設けられる構成を採る。
この構成によれば、減速機は、エンジンから駆動輪の軸への駆動力伝達経路において、動力分配手段の下流に設けられるため、動力分配手段にかかるトルクを小さくすることができる。これにより、動力分配手段の構成部品の強度を必要以上に強くする必要がないので、部品を小型化でき、動力分配手段をコンパクト化することができる。
本発明によれば、パラレルハイブリッド式の駆動ユニットの構成装置を車幅方向に大きく張り出すことなく効率よく搭載する自動二輪車を提供することができる。
本発明の骨子は、パラレルハイブリッド式の駆動ユニットを車両進行方向に分散して配設し、車幅方向に大きく張り出すことなく自動二輪車に搭載することである。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
まず、本実施の形態に係る自動二輪車について、図面を参照して説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は運転者から見た方向に従う。また、この実施の形態では、自動二輪車をハイブリット式の駆動ユニットを備えたスクータ型の自動二輪車（以下、「スクータ型二輪車」という）として説明する。
図１は、本実施の形態に係るスクータ型二輪車の左側面図である。
このスクータ型二輪車１はタンデム型であり、前側でハンドル２を回動自在に支持する車両本体３の後側にタンデムシート４を備える。このタンデムシート４は、下部に配置されたトランクスペース５に対し開閉自在に取り付けられている。このトランクスペース５の下方には、駆動ユニット２０が配置されている。
この駆動ユニット２０の前端部は、ハンドル２の下方から後方に向けてタンデムシート４の下方まで延びる前側本体３ａの後端部に、ピボット軸（図示せず）を介して上下スイング可能に取り付けられている。
また、駆動ユニット２０の後端部には、後輪８が車軸１０を介して取り付けられ、その後端部と、トランクスペース４の後端部を支持するフレームピボットとの間にはリアサスペンション１２が懸架されている。なお、駆動ユニット２０の前端部の上部前方には、トランクスペース５の前端部が配置されている。
図２は、図１の駆動ユニットの要部を示す左側面図であり、図３は、図２の駆動ユニットを水平に２分割したときのI−I線矢視断面図である。
図２及び図３に示すように、駆動ユニット２０は、車軸１０を駆動するエンジン３０およびモータ８０と、動力分配機構５０と、発電機６０とを備える。
エンジン３０は、そのシリンダ３１の軸線を略水平にし、且つ、クランク軸３５を車幅方向と略平行にして、トランクスペース５の下方で車両前後方向の略中央部分に配設されている。なお、シリンダ３１内のピストン３２は、コンロッド３３を介してクランク軸３５に接続されている。これにより、ピストン３２の上下動によりクランク軸３５を回転されるとともに、クランク軸３５を回転させてピストン３２を上下動させることができる。
クランク軸３５は、動力分配機構５０のプラネタリキャリア５１の軸５２と略同軸上に配置され、クラッチ機構４０を介して連結されている。この動力分配機構５０を介して、エンジン３０の駆動力は、発電機６０と、車軸１０とに伝達される。なお、以下では、動力分配機構５０を介して伝達されるエンジン３０の駆動力のうち、発電機６０に伝達されるものを発電駆動力とし、車軸１０に伝達されるものを車両駆動力とする。
発電機６０は、エンジン３０のシリンダ３２に隣接し、且つ、動力分配機構５０の前方に配置されている。すなわち、発電機６０は、シリンダ３２の側方で、且つ、クランク軸３５と動力軸を成すプラネタリキャリア５１の軸５２の前方の空いたスペースに配設されている。なお、発電機６０のロータ軸６１には、チェーン７０が巻き掛けられ、このチェーンを介して動力分配機構５０から駆動力が伝達される。なお、このロータ軸６１には一体的にスプロケットが形成されており、このスプロケットにチェーン７０が巻き掛けられている。
この発電機６０は、ロータ軸６１の回転により発電し、この発電した電力を図示しないバッテリと、モータ８０に供給する。なお、発電機６０は、この発電機としての機能の他にバッテリから電力の供給を受けて駆動するモータとしての機能を有する。
例えば、バッテリの充電量が所定値以下の時には、エンジン３０を始動するセルモータとして機能する。また、減速、制動時には、車軸１０の走行方向への回転を抑制する抵抗力を発生させるモータとして機能する。なお、バッテリは、発電機６０から供給される電力を蓄電し、モータ８０と、モータとしても機能する発電機６０に電力を供給する。
モータ８０は、その回転軸を後輪８の車軸と同一軸線上に位置させて、後輪８の左側方に近接配置されている。例えば、回転軸を筒状に形成し、内部に車軸１０を回転可能に挿通する構成が挙げられる。
また、このモータ８０を挟んで後輪８の反対側、つまりモータ８０の左側には減速機９０が設けられ、この減速機９０を介してモータ８０の駆動力が車軸１０に伝達される。なお、減速機９０にはスプロケットが一体的に形成されており、このスプロケットと動力分配機構５０との間には、チェーン１００が巻き掛けられている。
このチェーンにより動力分配機構５０から減速機９０に車両駆動力、つまりエンジン駆動による駆動力が伝達され、車軸１０が回転して、後輪８を駆動する。
ここで、動力分配機構５０について詳細に説明する。図４（ａ）は図３の動力分配機構の拡大図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ断面図である。また、図４（ｃ）は、図４（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
動力分配機構５０は、エンジン３０から伝達される駆動力を、後輪８を直接駆動させるための車両駆動力と、発電機６０に発電させるための発電駆動力とに適切に分配するものである。
図２から図４に示すように、クランク軸３５に連結された軸５２には、外周から突出するフランジが一体に形成されている。このフランジの片面には、軸５２と平行で、且つ、軸５２を中心とする同心円上に設けられた４つのプラネタリピン５３が設けられている。
これらプラネタリピン５３にはプラネタリギア５７が回転自在に設けられている。これれらプラネタリギア５７は、フランジの片面側で、且つ、軸５２の周囲に回転自在に外挿された筒状のサンギア５５と噛み合っている。つまり、これらプラネタリギア５７は、自転しながら、サンギア５５の周囲を公転する。なお、サンギア５５には、一体的にスプロケットが形成され、このスプロケットに発電機６０のロータ軸６１に巻回されたチェーン７０が巻き掛けられている。
また、これら４つのプラネタリギア５７の外周には、４つのプラネタリギア５７のそれぞれに内周面で噛み合っているリングギア５９が配置されている。このリングギア５９の外周には、チェーン１００が巻き掛けられている。
このような動力分配機構５０では、クランク軸３５からの駆動力によりプラネタリキャリア５１の軸５２が回転すると、この軸５２と一体の４つのプラネタリピン５３も軸５２を中心に回転する。これに伴い、プラネタリピン５３に支持されているプラネタリギア５７も同様に回転し、サンギア５５の周囲を公転する。
そして、サンギア５５及びリングギア５９は、プラネタリギア５７と噛み合うため、双方共に回転する。よって、サンギア５５の回転は、発電駆動力としてチェーン７０を介して発電機６０へ伝達され、発電機６０を発電させる。
一方、リングギア５９の回転は、車両駆動力としてチェーン１００および減速機９０を介して車軸１０へ伝達され、後輪８を駆動する。なお、チェーン６０およびチェーン１００は、サンギア５５およびリングギア５９から発電機６０および後輪８へ駆動力として伝達する伝動手段であればどのようなものでもよい。例えば、チェーンに替えてＶ型ベルト、平ベルトなどを用いてもよい。
このような駆動ユニット２０を備えるスクータ型二輪車１では、動力分配機構５０を介して、エンジン３０およびモータ８０の少なくとも一方で後輪８を駆動させる。このときのエンジン３０及びモータ８０の動作、つまり、駆動ユニット２０の動作は、スクータ型二輪車１の走行状況や、モータ８０駆動のための電力が充電されるバッテリの充電量によって決定する。
ここで、この駆動ユニット２０の動作をスクータ型二輪車１の走行状況やバッテリの充電量ごとに説明する。
まず、バッテリの充電量が所定値以上の時の駆動ユニット２０の動作をスクータ型二輪車１の走行状況ごとに図５および図６を参照して説明する。なお、図５及び図６は、それぞれ駆動ユニットの動作を説明するための図である。各図において（ａ）は駆動ユニットにおいて各構成要素の動作の順序を説明するための駆動ユニットの全体斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示す動力分配機構の拡大図である。なお、各図における駆動ユニット２０の各構成要素の動作方向を矢印ＡからＣで表す。
＜発進時、軽負荷走行時＞
発進時および軽負荷走行時では、スクータ型二輪車１は、モータ８０の駆動力のみで発進、走行を行う。また、バッテリの充電量が所定値以上であるため、発電機６０での発電を行う必要がない。このため、エンジン３０は停止している。
この時の駆動ユニット２０の動作としては、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、まず、モータ８０を駆動させる。このモータ８０の回転により、減速機９０を介して車軸１０が回転するとともに、チェーン１００も連れて回転（Ａ１方向）する。なお、車軸１０の回転により後輪８は回転する。
このチェーン１００の回転（Ａ１方向）によりリングギア５９が回転（Ａ２方向）する。リングギア５９が回転（Ａ２方向）すると、この回転と同一方向にプラネタリギア５７が回転（Ａ３方向）する。このプラネタリギア５７の回転（Ａ３方向）に伴い、サンギア５５がプラネタリギア５７とは逆方向（Ａ４方向）に回転する。
このサンギア５５の回転（Ａ４方向）は、チェーン７０を介して発電機６０のロータ軸６１を回転（Ａ５方向）させる。このとき、サンギア５５は、チェーン１００（リングギア５９）の連れ回る回転数に合わせて回転される。これは、モータ８０の回転に伴いチェーン１００が連れ回ることでエンジンをクランキング（外部からクランク軸に回転を与えてピストン３２を往復運動させる状態）させないようにするためである。
詳細には、モータ８０が回転、つまり、リングギア５９が回転（Ａ２方向）すると、プラネタリギア５５が自転するとともにプラネタリピン５３がサンギア５５まわりを公転する。この公転（プラネタリキャリア５１の回転に相当）は、軸５２を介してクランク軸３５に伝達され、コンロッド３３を介してピストン３２を駆動させてしまう。
これを防ぐため、発電機６０のロータ軸６１は、モータ８０の回転数と同期して回転される。この回転により、チェーン７０を介してサンギア５５はリングギア５９の回転に同期して回転する。このように、サンギア５５とリングギア５９とが同期して回転することによりプラネタリキャリア５１自体は回転しない。よって、軸５２も回転することなく、その回転力はクランク軸に伝達されず、エンジンのクランキングは防止される。
＜定常走行時＞
定常走行時では、スクータ型二輪車１は、エンジンの燃費率がよい運転領域で車両が走行できるように、エンジン３０の動力およびモータ８０の動力の両方で走行する。具体的には、エンジン３０の動力を動力分配機構５０により、後輪８を直接駆動させるための車両駆動力と、発電機６０に発電を行わせるための発電駆動力とに適切に分配する。つまり、駆動ユニット２０は、車両駆動力と、発電駆動力により発電機６０で発電された電力によるモータ８０の動力とを出力する。
この時の駆動ユニット２０の動作としては、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、エンジン３０の駆動により、プラネタリキャリア５１が回転（Ｂ１方向）する。すなわち、エンジン３０のクランク軸３５の回転により、軸５２が回転（Ｂ１方向）するとともに、プラネタリピン５３も軸５２を中心に公転（Ｂ１方向）する。このプラネタリピン５３の公転（Ｂ１方向）に伴い、プラネタリギア５７は、プラネタリピン５３を中心に自転（Ｂ２方向）しながら軸５２を中心に公転（Ｂ１方向）する。
このプラネタリギア５７の回転（Ｂ２方向）に伴い、リングギア５９が回転（Ｂ３方向）し、このリングギア５９の回転（Ｂ３方向）に伴い、チェーン１００が回転（Ｂ４方向）する。このチェーン１００の回転が減速機９０を介して車軸１０に伝達され、後輪８が回転する。
一方、プラネタリギア５７の回転（Ｂ２方向）により、これらプラネタリギア５７に噛み合うサンギア５５もプラネタリギア５７とは逆方向に回転（Ｃ１方向）する。このサンギア５５の回転（Ｃ１方向）に伴い、チェーン７０が回転（Ｃ２方向）し、ロータ軸６１が回転（Ｃ３方向）する。このロータ軸６１の回転により、発電機６０は発電を行う。この発電機６０による発電力は、モータ８０へ駆動するための電力として供給され、モータ８０が回転（Ｃ４方向）し、モータ８０により後輪８は回転する。
＜加速、登坂など高出力が必要な走行時＞
加速、登坂などの高出力が必要な走行時には、スクータ型二輪車１は、上記＜定常走行時＞の動作に加えて、エンジンの回転数を上げると同時に、発電した電力の他にバッテリに蓄積されている電力もモータ８０に供給し、より強い駆動力を出力する。つまり、エンジン３０の駆動力に加えて、モータ８０の駆動力を車軸１０に伝達することにより、後輪８は回転する。
＜減速、制動時＞
減速、制動時には、スクータ型二輪車１は、エンジン３０のエンジンブレーキを作用させる。即ち、後輪８の車軸１０の回転は、減速機９０、チェーン１００および動力分配機構５０を介してエンジン３０に伝達され、エンジン３０のピストン３２を上下させることになるが、この時、ピストン３２の上下動に伴う摩擦及び圧縮抵抗力、所謂、エンジンブレーキが作用する。
詳細には、発電機６０では、エンジン３０およびロータ軸６１が過回転しない範囲で、ロータ軸６１の回転を一時上昇させ、チェーン７０および動力分配機構５０を介してエンジン３０の回転数を高める。回転数が高められたエンジン３０により、エンジンブレーキを作用させ、これにより、スクータ型二輪車１は、減速・制動する。
次に、バッテリの充電量が所定値以下の時の駆動ユニット２０の動作をスクータ型二輪車１の走行状況ごとに図７および図８を参照して説明する。なお、図７及び図８は、それぞれ駆動ユニットの動作を説明するための図である。各図において（ａ）は駆動ユニットにおいて各構成要素の動作の順序を説明するための駆動ユニットの全体斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示す動力分配機構の拡大図である。なお、各図における駆動ユニット２０の各構成要素の動作方向を矢印ＤおよびＥで表す。
＜アイドリング時＞
まず、図示しないバッテリに蓄積された電力を発電機６０に通電し、発電機６０をモータとして機能させ、この回転力によりエンジンを始動させる。そして、エンジン３０駆動後のアイドリング時には、エンジン３０は動力分配機構５０を介して発電機６０を駆動し、この発電機６０の駆動により発電した電力は、バッテリに充電、あるいは、モータ８０に供給される。
この時の駆動ユニット２０の動作としては、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、まず、発電機６０に通電して回転（Ｄ１方向）させ、セルモータとして機能させる。この発電機６０の回転はチェーン７０を介してサンギア５５に伝達され、サンギア５５は回転（Ｄ２方向）する。このとき、アイドリング時であるため、スクータ型二輪車１は停車時であり、リングギア５９は停止している。
よって、サンギア５５が回転（Ｄ２方向）すると、サンギア５５に噛み合うプラネタリギア５７が自転をしながらサンギア５５のまわりを公転する。これに伴い、プラネタリギア５７を支持するプラネタリピン５３を介してプラネタリキャリア５１が軸５２を中心に回転（Ｄ３方向）する。このプラネタリキャリア５１の軸５２の回転がクラッチ機構４０を介してクランク軸３５に伝達され、エンジン３０が始動（Ｄ４方向）する。
この後、エンジン３０が始動すると、リングギア５９は停止しているため、プラネタリキャリア５１およびプラネタリギア５７が回転（Ｄ５方向）する。
このプラネタリギア５７の回転がサンギア５５に伝達され、サンギア５５はプラネタリギア５７とは逆方向に回転（Ｄ６方向）する。サンギア５５の回転がチェーン７０を介してロータ軸６１に伝達され、ロータ軸６１が回転（Ｄ７方向）する。
このロータ軸６１の回転により発電機６０が発電を行い、この発電力は、バッテリに蓄積される。なお、モータ８０は、バッテリ又は発電機６０から電力の供給を受けて、車軸１０を回転させないために駆動力を減速機９０に対して伝達している。
＜発進、軽負荷走行時＞
発進、軽負荷走行時では、エンジン３０の動力による発電機６０の発電力でバッテリの充電を行いながら、モータ８０の駆動力で発進、走行を行う。
この時の駆動ユニット２０の動作としては、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、まず、モータ８０を駆動させることによって、減速機９０を介して、車軸１０を回転させ、スクータ型二輪車１を発進させる。このとき、車軸１０の回転とともに、チェーン１００も連れて回転（Ｅ１方向）し、リングギア５９が回転（Ｅ２方向）する。
このリングギア５９の回転（Ｅ２方向）により、プラネタリギア５７が回転（Ｅ３方向）し、この回転によりプラネタリキャリア５１が回転（Ｅ４方向）する。この時、エンジン３０は、上記＜アイドリング時＞から継続的に駆動（Ｅ５方向）しているので、この駆動力によってもプラネタリキャリア５１は回転している。
このプラネタリキャリア５１の回転（Ｅ４方向）によりサンギア５５が回転する。このサンギア５５の回転（Ｅ６方向）がチェーン６０を介して伝達され、ロータ軸６１が回転（Ｅ７方向）する。このロータ軸６１の回転により、発電機６０は、バッテリの充電量が所定値以下であるため、バッテリを充電するための発電を行う。
＜定常走行時＞
定常走行時では、スクータ型二輪車１は、バッテリの充電量が所定値以下の時も、上記のバッテリの充電量が所定値以上の時と基本的に同様の動作を行う。ただし、バッテリの充電量が所定の値以上になるまでは、発電機６０から得られる電力は、モータ８０を駆動させること以外に、バッテリの充電にも利用される。
＜加速、登坂など高出力が必要な走行時＞
加速、登坂などの高出力が必要な走行時には、上記＜定常走行時＞の駆動ユニット２０の動作に加えて、エンジンの回転数を上げると同時に、発電した電力の他にバッテリに蓄積されている電力もモータ８０に供給し、より強い駆動力を出力する。ただし、バッテリの充電量が所定の値以上になるまでは、バッテリの電力はモータ８０に供給せず、その時点において発電機６０から供給できる最大電力によるモータ８０の駆動力と、エンジン３０からの車両駆動力とを出力する。
＜減速、制動時＞
減速、制動時には、スクータ型二輪車１では、車軸１０の回転が減速機９０を介してモータ８０に伝達されることにより、モータ８０が回転し、このモータ８０を発電機として機能させて回生させる。これにより、車両減速、制動時の運動エネルギーは電気的エネルギーに変換され、バッテリに回収される。つまり、モータ８０における回生ブレーキの減速・制動作用によって、スクータ型二輪車１は減速・制動する。
なお、この時には、モータ８０の回生ブレーキの減速・制動作用があるため、エンジン３０のエンジンブレーキは、必要最小限の減速として作用する。このため、発電機６０のロータ軸６１は、エンジン３０およびロータ軸６１が過回転しない範囲でコントロールされる。
このように、スクータ型二輪車１は、走行状況やバッテリの充電量に応じて走行モードを変化させる。
なお、本実施の形態では、駆動ユニット２０をスクータ型二輪車に適用した場合として説明したが、これに限らず、駆動ユニット２０と同様に構成及び配置された駆動ユニットを有する二輪車であれば、どのような二輪車に適用してもよい。
以上のように、発電機６０およびモータ８０の各々が、エンジン３０のクランク軸３５およびプラネタリキャリア５１の軸５２を含む動力軸上からスクータ型二輪車１の前後方向の異なる位置にずらして設けられる。このため、発電機６０およびモータ８０が動力分配機構５０と車幅方向に並ぶことがないため、駆動ユニット２０を車幅方向に大きく張り出すことなくスクータ型二輪車１に搭載することができる。なお、この効果は、発電機６０およびモータ８０の少なくともどちらか一方を動力軸上から前後方向にずらすことによっても発揮される。
また、発電機６０が動力分配機構５０の前方に空いたスペースに配設されるため、スクータ型二輪車１の車幅方向のスペースが有効に活用され、駆動ユニット２０を車幅方向に大きく張り出すことなくスクータ型二輪車１に搭載することができる。
また、図１に示すように、発電機６０のロータ軸６１と、動力分配機構５０のプラネタリキャリア５１の軸５２と、モータ８０の中心とが、後輪８の車軸１０と略同一の高さで、且つ、スクータ型二輪車１の前後方向に並ぶように配設される。
即ち、スクータ型二輪車１の本体における最低地上高付近に、重量の重い駆動ユニット２０を配設することになる。このため、車両の重心を下げることができ、スクータ型二輪車１の走行性を向上することができる。
さらに、スクータ型二輪車１の本体における最低地上高付近に駆動ユニット２０が配設され、その上方に生まれる大きな空間にトランクスペース５を有するため、大型のトランクスペースとなり、収納容量を多くして利用者の利便性を向上させることができる。
また、エンジン３０から車軸１０へと駆動力が伝達される流れの中で、動力分配機構５０を減速機９０の上流側に設けるため、動力分配機構５０に加わるトルクを小さくすることができる。このため、動力分配機構５０の構成部品の強度を必要以上に強くする必要がないため、部品を小型化でき、動力分配機構５０のコンパクト化を図ることができる。これにより、駆動ユニット２０もコンパクト化することができる。
ところで、動力分配機構５０を構成する各構成要素は、図３に示す配置と軸５２の軸線上において左右を逆にして配置してもよい。すなわち、図３に示すエンジン３０の側方（左側）において、クラッチ機構４０の隣に、順に、発電機６０に動力を伝達するチェーン７０、リングギア５９に巻き掛けられるチェーン１００を配置する構成である。
この場合、リングギア５９の軸受５９ａ等、軸５２上で回転する各構成部材を支持する軸受が必要となる。このため、動力軸上におけるチェーン７０の車幅方向での位置は、図３で示す軸受５９ａの位置に隣接する位置となる。これは、軸受５９ａ位置に、クラッチ機構４０を支持する軸受が配置されるためである。さらに、このチェーン７０に隣接して、リングギア５９の軸受が配置される。動力分配機構５０は、クラッチ機構用とリングギア用の軸受をそれぞれ配置した領域分、図３に示すそれよりも車幅方向に長くなってしまう。
また、上記のように配置されたチェーン７０が掛けられるスプロケットの前方に、発電機６０のスプロケットを配置する場合、発電機６０は、スプロケットを備える上面をエンジン３０のシリンダ３１側面に対向させて配置する。これは、エンジン３０の放出熱の影響を極力抑えるため、発電機６０をシリンダ３１側面から所定距離離間させる必要があり、その所定距離を保った状態で、発電機６０の底面をシリンダ３１側面に対向させて配置できないからである。
この構成では、車幅方向における、発電機６０の底面の位置は、図３に示す車幅方向における発電機６０のスプロケット位置よりもエンジン３０から離間した位置となる。これにより動力分配機構５０自体の左右の長さ、つまり、駆動ユニット２０が搭載されるスクータ型二輪車１の車幅が広くなってしまう。
そのため、動力分配機構５０を図３に示すような構成とし、且つ、発電機６０を動力分配機構５０の前方に配設することで、駆動ユニット２０の幅を狭くすることができる。
また、減速機９０は、その外形上の理由により、その中心が車軸１０からずれた位置に配設されるため、後輪８との立体的障害、即ち後輪８との干渉を避けるために離間をとる必要があり、後輪８と減速機９０との間にスペースが生まれる。なお、モータ８０の位置は特に限定されるものではないが、このスペースにモータ８０を配設することで後輪側のスペースを効率よく利用することができる。
また、発電機６０のロータ軸６１、プラネタリキャリア５１、車軸１０およびモータ８０のロータ軸は、略平行に設けられているため、駆動力の伝達効率を高く保つことができる。
なお、クランク軸３５とプラネタリキャリア５１とを同軸上からずらすことも可能であるが、駆動力の伝達効率を考えると、略同一軸上に設けることが好ましい。クランク軸３５とプラネタリキャリア５１とを略同一軸上に設けると、動力分配機構５０の前方で、且つ、エンジン３０のシリンダの側方に広いスペースが生まれる。この広いスペースに発電機６０を配設するため、動力分配機構５０の前方のスペースを有効に利用することができ、駆動ユニット２０を車幅方向に大きく張り出すことなくスクータ型二輪車１に搭載することができる。
（実施の形態２）
図９は、本実施の形態２に係るパラレルハイブリッド式の駆動ユニットを搭載したスクータ型二輪車の左側面図である。図１０は、図９の駆動ユニットの要部を示す左側面図である。図１１は、図１０の駆動ユニットの要部を水平に２分割したときのII−II断面図である。
なお、実施の形態２に係るスクータ型二輪車は、実施の形態１のスクータ型二輪車１と比べて、駆動ユニットにおける発電機６０の配設位置のみが異なり、その他の構成及び配置は同様である。したがって、以下では、同様の構成については説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
図９に示すスクータ型二輪車１ａは、基本的にスクータ型二輪車１と同じ構成を取り、前側でハンドル２を回動自在に支持する車両本体３の後側にタンデムシート４と、その下部にトランクスペース５と、その下方に駆動ユニット１２０とを有する。この駆動ユニット１２０では、発電機６０は、エンジン３０および動力分配機構５０の上方、且つ、タンデムシート４の下方に配設されている。また、この発電機６０は、その長手方向を車幅方向に略一致させて配設されている。
この配置は、実施の形態１に係る駆動ユニット２０において発電機６０を配設していた場所にスペースが十分にとれない場合（例えば、エンジン３０が複数気筒で幅が大きい場合など）に特に有効である。
このような配置とすることで、エンジン３０の幅が大きくなった場合でも、車幅方向への張り出しを極力小さくしてハイブリッド式の駆動ユニット１２０をスクータ型二輪車１に搭載することができる。
また、エンジン３０の気筒数が大きくなり、エンジン出力も多くなると、それに応じてモータ８０の出力および発電機６０の発電量も大きくする必要がある。発電量を大きくすると、発電機の端面の径が大きくなるか、又は長手方向が長くなる。
そこで、車幅方向に比較的長いスペースが存在する場所に、径をできるだけ小さくして、長手方向を長くした発電機６０が設置されている。その結果、発電機６０の発電量を確保するとともに車幅方向への張り出しを極力小さくして、ハイブリッド式の駆動ユニット１２０をスクータ型二輪車１に搭載することができる。
なお、本実施の形態では、駆動ユニットをスクータ型二輪車に適用した場合として説明したが、これに限らず、エンジンにより駆動する発電機および発電機により駆動するモータにより走行する二輪車であれば、どのような二輪車にも適用することができる。
本発明は、パラレルハイブリッド式の駆動ユニットの構成装置を車幅方向に大きく張り出すことなく搭載する自動二輪車として有用である。
実施の形態１に係るパラレルハイブリッド式の駆動ユニットを搭載したスクータ型二輪車の左側面図 図１の駆動ユニットの要部を示す左側面図 図２の駆動ユニットの要部を水平に２分割したときのI−I線矢視断面図 （ａ）図３の動力分配機構の拡大図、（ｂ）図４（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）図４（ａ）のＢ−Ｂ断面図 駆動ユニットの動作を説明するための図 駆動ユニットの動作を説明するための図 駆動ユニットの動作を説明するための図 駆動ユニットの動作を説明するための図 実施の形態２に係るパラレルハイブリッド式の駆動ユニットを搭載したスクータ型二輪車の左側面図 図９の駆動ユニットの要部を示す左側面図 図１０の駆動ユニットの要部を水平に２分割したときのII−II線矢視断面図
符号の説明
１ スクータ型二輪車
２ ハンドル
３ 車両本体
４ タンデムシート
５ トランクスペース
８ 後輪
１０ 車軸
１２ リアサスペンション
２０、１２０ 駆動ユニット
３０ エンジン
３１ シリンダ
３２ ピストン
３３ コンロッド
３５ クランク軸
４０ クラッチ機構
５０ 動力分配機構
５１ プラネタリキャリア
５２ 軸
５３ プラネタリピン
５５ サンギア
５７ プラネタリギア
５９ リングギア
６０ 発電機
６１ ロータ軸
７０、１００ チェーン
８０ モータ
９０ 減速機

Claims (8)

  1. エンジンにより回転する動力軸と、
    前記動力軸の回転により発電する発電機と、
    前記動力軸の回転により駆動される駆動輪と、
    前記動力軸に設けられ、前記エンジンの駆動力を前記発電機および駆動輪に対して分配する動力分配手段と、
    前記発電機の電力により前記駆動輪を回転させるモータと、を具備し、
    前記動力軸は、車両進行方向と直交するよう配置されるとともに、
    前記発電機と前記モータとの少なくとも一方は、前記動力分配手段に対し、車両前後方向の異なる位置に配置されることを特徴とする自動二輪車。
  2. 前記エンジンのシリンダ部と前記発電機とは、前記動力軸に対し、車両進行方向前方に隣接配置されたことを特徴とする請求項１記載の自動二輪車。
  3. 前記エンジンのシリンダ部と前記発電機と前記動力軸との上方の空間にトランクスペースを有してなることを特徴とする請求項２記載の自動二輪車。
  4. 前記エンジンのシリンダ部は、前記動力軸に対し、車両進行方向前方に配置される一方、前記発電機は、前記動力分配手段の上方かつ着座部の下方に設けられたことを特徴とする請求項１記載の自動二輪車。
  5. 前記発電機は、車幅方向外側に設けられたベルト又はチェーンにより前記動力分配手段から動力を伝達される位置に配置されたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の自動二輪車。
  6. 前記モータと前記駆動輪とを同軸に配置するとともに、前記駆動輪の軸と前記動力軸と前記発電機の軸との地上高をほぼ同一とすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の自動二輪車。
  7. 前記エンジンは、そのシリンダの軸線を略水平にして設けられることを特徴とする請求項６記載の自動二輪車。
  8. 前記エンジンおよび前記モータからの駆動力を調節して前記駆動輪の軸に伝達する減速機を具備し、
    前記減速機は、前記エンジンから前記駆動輪の軸への駆動力伝達経路において、前記動力分配手段の下流に設けられることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の自動二輪車。
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