JP3967309B2 - ハイブリッド車両におけるパワーユニット - Google Patents

Description

この発明は、動力源としてエンジンとモータを有するハイブリッド車両におけるパワーユニットに関する。

従来より、エンジンからの動力を駆動輪側に伝達する動力伝達手段として、例えばベルト式無段変速機を備えた車両が知られている（例えば、特許文献１）。
この特許文献１に記載された車両は、エンジンのクランク軸に遠心式の発進クラッチが連結されており、エンジン回転数が所定値を越えると、発進クラッチが接続状態となってベルト式無段変速機が回転し、このベルト式無段変速機を介してエンジン動力が駆動輪に伝達される構成となっている。すなわち、エンジン回転数が所定値を越えるまでは、ベルト式無段変速機が回転しないので、フリクション低減の効果がある。
特開２００２−１８１１４７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された車両は、通常の自動二輪車を対象としたものであり、エンジン動力とモータ動力とを合成して駆動輪に伝達するハイブリッド車両を前提としたものではない。ハイブリッド車両においては、モータのみを動力源として駆動輪を駆動させる場合があり、そのような場合のエネルギー伝達効率向上が望まれている。
また、アイドル回転時等のようにエンジン回転数が小さい場合に、クランク軸の回転動力を効率良く利用して、始動機及び発電機として機能するモータで発電することも望まれている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ハイブリッド車両におけるエンジンユニットにおいて、エネルギー伝達効率の向上及び発電効率の向上を図ることにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、
エンジン（例えば、後述の実施例におけるエンジン２０）と、
前記エンジンのクランク軸（例えば、後述の実施例におけるクランク軸２２）に連結されて始動機及び発電機として機能する第１のモータ（例えば、後述の実施例におけるＡＣＧスタータモータ２１ａ）と、
前記クランク軸の回転動力を駆動輪（例えば、後述の実施例における後輪ＷＲ）側に伝達する動力伝達手段（例えば、後述の実施例における無段変速機２３）と、
前記動力伝達手段の従動側に連結されると共に前記駆動輪に連結された駆動軸（例えば、後述の実施例における後輪ＷＲに減速機構６９を介して連結された従動軸６０）と、
前記駆動軸に連結されて少なくとも発動機として機能する第２のモータ（例えば、後述の実施例における駆動モータ２１ｂ）と、
前記クランク軸と前記動力伝達手段との間に設けられ、前記クランク軸の回転数が所定値を超えた場合に、前記クランク軸の回転動力を前記動力伝達手段に伝達する動力断続手段（例えば、後述の実施例における発進クラッチ４０）と、
前記動力伝達手段から前記駆動軸に一方向に動力を伝達するためのワンウェイクラッチ（例えば、後述の実施例におけるワンウェイクラッチ４４）とを備え、
前記第２のモータはインナーロータ形式とされ、そのインナーロータ（例えば、後述の実施例におけるインナーロータ８０）の内部に前記ワンウェイクラッチが配置されると共に、
前記動力伝達手段を収容する伝動ケース（例えば、後述の実施例における伝動ケース５９）に吸気口（例えば、後述の実施例における冷却風取入口５９ａ）が設けられ、
前記動力断続手段は、前記吸気口の近傍に配置され、かつ前記クランク軸に連結されているイン側クラッチ（例えば、後述の実施例におけるアウタプレート４０ｂ）とこれと連結可能なアウタ側クラッチ（例えば、後述の実施例におけるアウタケース４０ａ）とを備えると共に、前記クランク軸の回転数が所定値を超えた場合に、前記イン側クラッチとアウタ側クラッチとが連結されるものであり、
前記イン側クラッチ側にファン（例えば、後述の実施例におけるファン５４ｂ）を備えることを特徴とするハイブリッド車両におけるパワーユニット（例えば、後述の実施例におけるパワーユニット１１）。

このような構成によれば、エンジン回転数が所定値以下の場合には、クランク軸と動力伝達手段との間の動力伝達が遮断され、エンジンによる駆動輪駆動に代えて、一般に低回転域でトルクの大きいモータ（第２のモータ）による駆動輪駆動が可能になる。
また、例えばアイドル回転時等のエンジン回転数が小さい場合には、クランク軸の回転動力は、動力伝達手段の駆動に消費されることなく、第１のモータによって効率良く電気エネルギーに変換される。
さらに、信号待ち等の際には、動力伝達手段が駆動されないので、フリクションの発生を抑えることができる。

また、このような構成によれば、吸気口から伝動ケース内に取り入れられた外気によって、動力断続手段が効果的に強制冷却される。

請求項２に係る発明は、請求項１記載のハイブリッド車両におけるパワーユニットにおいて、
前記動力断続手段は、前記動力伝達手段よりも車幅方向外側に配置されていることを特徴とする。
このような構成によれば、動力伝達手段を収容する伝動ケースを開けただけで、動力断続手段を外側に露出させ得るようになる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２記載のハイブリッド車両におけるパワーユニットにおいて、
前記動力断続手段及び前記第２のモータは、前記動力伝達手段を挟んで前記第１のモータと反対側に配置されていることを特徴とする。
このような構成によれば、動力伝達手段に対して共に同側に配置される動力断続手段及び第２のモータと、これら動力断続手段及び第２のモータに比して重量の嵩む第１のモータとが、動力伝達手段を挟んで車幅方向（左右）に振り分けられる。

請求項１に係る発明によれば、エンジン回転数が所定値以下の場合には、クランク軸と動力伝達手段との間の動力伝達が遮断され、エンジンによる駆動輪駆動に代えて、一般に低回転域でトルクの大きいモータ（第２のモータ）による駆動輪駆動が可能になるので、低回転域においては、駆動ロスを減少させることができる。
また、例えばアイドル回転時等のエンジン回転数が小さい場合には、クランク軸の回転動力は、動力伝達手段の駆動に消費されることなく、第１のモータによって効率良く電気エネルギーに変換されるので、第１のモータによる発電効率が向上する。
さらに、信号待ち等の際には、動力伝達手段が駆動されないので、フリクションの発生を抑えることができる。

また、吸気口から伝動ケース内に取り入れられた外気によって、動力断続手段が効果的に強制冷却されるので、動力断続手段の冷却性が向上する。

請求項２に係る発明によれば、動力伝達手段を収容する伝動ケースを開けただけで、動力断続手段を外側に露出させ得るので、メインテナンス性が向上すると共に、取り付け性も向上する。
また、動力断続手段と第２のモータが、動力伝達手段に対して同側に配置されるので、これら動力断続手段と第２のモータを動力伝達手段を挟んで他側に配置した場合に比して、車幅方向の寸法を狭めることができる。
請求項３に係る発明によれば、動力伝達手段に対して共に同側に配置される動力断続手段及び第２のモータと、これら動力断続手段及び第２のモータに比して重量の嵩む第１のモータとが、動力伝達手段を挟んで車幅方向（左右）に振り分けられる。

以下、この発明に係るハイブリッド車両の一実施例を図１から図５の図面を参照して説明する。
なお、以下の説明において、前側とは車両の前進方向をいうものとし、さらに、右側及び左側とは車両が前進する方向に向かって右側及び左側をいうものとする。

図１に示すように、この実施例におけるハイブリッド車両は、ユニットスイング式自動二輪車であって、車体前方に前輪ＷＦを軸支するフロントフォーク１を有している。このフロントフォーク１はヘッドパイプ２に枢支されており、ハンドル３の操作によって操舵可能とされている。ヘッドパイプ２からは後方かつ下方に向けてダウンパイプ４が取り付けられており、このダウンパイプ４の下端からは中間フレーム５が略水平に延設されている。さらに、中間フレーム５の後端からは、後方かつ上方に向けて後部フレーム６が形成されている。このように構成された車体フレーム１０には、動力源を含むパワーユニット１１の一端が枢着されている。

このパワーユニット１１は、その後方の他端側に駆動輪である後輪ＷＲが回転可能に取り付けられると共に、後部フレーム６に取り付けられたリヤクッションにより吊り下げられているので、上記枢着部分を中心として揺動可能なユニットスイング式となっている。
さらに、車体フレーム１０の外周は車体カバー１３で覆われ、車体カバー１３の後方かつ上面には搭乗者が着座するシート１４が固定されている。シート１４よりも前方には搭乗者が足を置くステップフロア１５が形成されている。シート１４の下方には、例えばヘルメットや荷物等を収納するためのユーティリティスペースとして機能する収納ボックス１００が設けられている。

図２に示すように、パワーユニット１１は、可燃性の混合気を燃焼させて出力を得る内燃機関であるエンジン２０と、始動機及び発電機として機能するＡＣＧスタータモータ２１ａ（第１のモータ）と、クランク軸２２に連結されてエンジン２０からの動力を駆動輪である後輪ＷＲに伝達する無段変速機（動力伝達手段）２３と、クランク軸２２と無段変速機２３の駆動側との間の動力伝達を断続させる発進クラッチ（動力断続手段）４０と、発動機または発電機として機能する駆動モータ（第２のモータ）２１ｂと、エンジン２０及び駆動モータ２１ｂから後輪ＷＲ側には動力を伝達するが、後輪ＷＲからエンジン２０側には動力を伝達しないワンウェイクラッチ４４と、無段変速機２３からの出力を減速して後輪ＷＲに伝達する減速機構６９とを備えて構成されている。

エンジン２０からの動力は、クランク軸２２から発進クラッチ４０，無段変速機２３，ワンウェイクラッチ４４，従動軸（駆動軸）６０，及び減速機構６９を介して後輪ＷＲに伝達される。
他方、駆動モータ２１ｂからの動力は、従動軸６０及び減速機構６９を介して後輪ＷＲに伝達される。つまり、減速機構６９を介して後輪ＷＲの駆動軸となる無段変速機２３の従動軸６０は、駆動モータ２１ｂのモータ出力軸にもなっている。

ＡＣＧスタータモータ２１ａ及び駆動モータ２１ｂには、バッテリ７４が接続されている。このバッテリ７４は、駆動モータ２１ｂが発動機として機能するとき及びＡＣＧスタータモータ２１ａが始動機として機能するときには、これらモータ２１ａ，２１ｂに電力を供給し、ＡＣＧスタータモータ２１ａ及び駆動モータ２１ｂが発電機として機能するときには、これらの回生電力が充電されるようになっている。
エンジン２０，ＡＣＧスタータモータ２１ａ，及び駆動モータ２１ｂの制御は、制御手段である制御ユニット７により行われる。

エンジン２０は、吸気管１６から空気と燃料からなる混合気を吸入して燃焼させる構成を有し、吸気管１６内には空気量を制御するスロットルバルブ１７が回動自在に設けられている。このスロットルバルブ１７は、搭乗者が操作するスロットルグリップ（不図示）の操作量に応じて回動する。
スロットルバルブ１７とエンジン２０との間には、燃料を噴射するインジェクタ１８と、吸気管内の負圧を検出する負圧センサ１９が配設されている。スロットルグリップを大きく操作すると、スロットルバルブ１７が大きく開き、多量の空気が通流し、負圧センサ１９が検出する吸気管負圧は小さくなる。これに伴い、エンジン２０に吸入される空気量及び燃料の量は多くなる。
これに対して、スロットルグリップを小さく操作すると、スロットルバルブ１７が少し開き、少量の空気が通流し、負圧センサ１９が検出する吸気管負圧は大きくなる。これに伴い、エンジン２０が吸入する空気量及び燃料の量は少なくなる。

次に、図３を参照しながら、エンジン２０及び駆動モータ２１ｂを含むパワーユニット１１の一実施例について説明する。
エンジン２０は、クランク軸２２にコンロッド２４を介して連結されたピストン２５を備えている。ピストン２５は、シリンダブロック２６に設けられたシリンダ２７内を摺動可能であり、シリンダブロック２６はシリンダ２７の軸線が略水平になるように配設されている。さらに、シリンダブロック２６の前面にはシリンダヘッド２８が固定され、シリンダヘッド２８及びシリンダ２７ならびにピストン２５で混合気を燃焼させる燃焼室２０ａが形成されている。

シリンダヘッド２８には、燃焼室２０ａへの混合気の吸気または排気を制御するバルブ（不図示）と、点火プラグ２９とが配設されている。バルブの開閉は、シリンダヘッド２８に軸支されたカム軸３０の回転により制御される。カム軸３０は一端側に従動スプロケット３１を備え、従動スプロケット３１とクランク軸２２の一端に設けた駆動スプロケット３２との間には無端状のカムチェーン３３が掛け渡されている。このため、カム軸３０はクランク軸２２の回転に連動して回転させることができる。また、カム軸３０の一端には、エンジン２０を冷却するウォータポンプ３４が設けられている。
ウォータポンプ３４は、その回転軸３５がカム軸３０と一体に回転するように取り付けられている。したがって、カム軸３０が回転するとウォータポンプ３４を稼動させることができる。

クランク軸２２を軸支するクランクケース４８の車幅方向右側にはステータケース４９が連結されており、その内部にＡＣＧスタータモータ２１ａが収納されている。このＡＣＧスタータモータ２１ａは、いわゆるアウターロータ形式のモータであり、そのステータは、ステータケース４９に固定されたティース５０に導線を巻き掛けたコイル５１からなる。一方、アウターロータ５２は、クランク軸２２に固定されており、ステータの外周を覆う略円筒形状を有している。また、アウターロータ５２の内周面には、マグネット５３が配設されている。
アウターロータ５２には、ＡＣＧスタータモータ２１ａを冷却するためのファン５４ａが取り付けられており、このファン５４ａがクランク軸２２に同期して回転すると、ステータケース４９のカバー５５の側面５５ａに形成された冷却風取入口から、冷却用の空気が取り入れられる。

クランクケース４８の車幅方向左側には伝動ケース５９が連結されており、その内部にはクランク軸２２の左端部に固定されたファン５４ｂ，発進クラッチ４０を介してクランク軸２２に駆動側が連結された無段変速機２３，無段変速機２３の従動側に連結された駆動モータ２１ｂが収納されている。

ファン５４ｂは、伝動ケース５９内に収容された無段変速機２３及び駆動モータ２１ｂを冷却するものであり、無段変速機２３に対して駆動モータ２１ｂと同側、すなわち、本実施例では共に車幅方向左側に配置されている。
伝動ケース５９の車体前側かつ左側には冷却風取入口（吸気口）５９ａが形成されており、クランク軸２２に同期してファン５４ｂが回転すると、該ファン５４ｂの近傍に位置する冷却風取入口５９ａから伝動ケース５９内に外気が取り入れられ、駆動モータ２１ｂ及び無段変速機２３が強制的に冷却される。

無段変速機２３は、クランクケース４８から車幅方向に突出したクランク軸２２の左端部に発進クラッチ４０を介して装着された駆動側伝動プーリ５８と、クランク軸２２と平行な軸線を持って伝動ケース５９に軸支された従動軸６０にワンウェイクラッチ４４を介して装着された従動側伝動プーリ６２との間に、無端状のＶベルト６３が巻き掛けられてなるベルトコンバータである。
駆動側伝動プーリ５８は、図５の要部拡大図に示すように、スリーブ５８ｄを介してクランク軸２２に対して周方向回転自在に装着されており、スリーブ５８ｄ上に固着された駆動側固定プーリ半体５８ａと、スリーブ５８ｄに対しその軸方向には摺動可能であるが周方向には回転不能に取り付けられた駆動側可動プーリ半体５８ｃとを備えて構成されている。

他方、従動側伝動プーリ６２は、従動軸６０に対しその軸方向の摺動は規制されているが周方向には回転自在に取り付けられた従動側固定プーリ半体６２ａと、該従動側固定プーリ半体６２ａのボス部６２ｃ上にその軸方向に摺動可能に取り付けられた従動側可動プーリ半体６２ｂとを備えてなる。
そして、これら駆動側固定プーリ半体５８ａと駆動側可動プーリ半体５８ｃとの間、及び従動側固定プーリ半体６２ａと従動側可動プーリ半体６２ｂとの間にそれぞれ形成された断面略Ｖ字状のベルト溝には、無端状のＶベルト６３が巻き掛けられている。
従動側可動プーリ半体６２ｂの背面側（車幅方向左側）には、該従動側可動プーリ半体６２ｂを従動側固定プーリ半体６２ａ側に向けて常時付勢するスプリング６４が配設されている。

かかる構成において、クランク軸２２の回転数が上昇すると、駆動側伝動プーリ５８においては、ウエイトローラ５８ｂに遠心力が作用して駆動側可動プーリ半体５８ｃが駆動側固定プーリ半体５８ａ側に摺動する。この摺動した分だけ駆動側可動プーリ半体５８ｃが駆動側固定プーリ半体５８ａに近接し、駆動側伝動プーリ５８の溝幅が減少するので、駆動側伝動プーリ５８とＶベルト６３との接触位置が駆動側伝動プーリ５８の半径方向外側にずれ、Ｖベルト６３の巻き掛け径が増大する。これに伴い、従動側伝動プーリ６２においては、従動側固定プーリ半体６２ａと従動側可動プーリ半体６２ｂとにより形成される溝幅が増加する。つまり、クランク軸２２の回転数に応じて、Ｖベルト６３の巻き掛け径（伝達ピッチ径）が連続的に変化し、変速比が自動的かつ無段階に変化する。

発進クラッチ４０は、無段変速機２３よりも車体外側（本実施例では車幅方向左側）、すなわち、駆動側固定プーリ半体５８ａとファン５４ｂとの間、かつ、伝動ケース５９に形成された冷却風取入口５９ａの近傍に設けられている。
この発進クラッチ４０は、上記スリーブ５８ｄに固着されたカップ状のアウタケース４０ａと、クランク軸２２の左端部に固着されたアウタプレート４０ｂと、該アウタプレート４０ｂの外縁部にウェイト４０ｃを介して半径方向外側を向くように取り付けられたシュー４０ｄと、該シュー４０ｄを半径方向内側に付勢するためのスプリング４０ｅとを備えて構成されている。

かかる構成において、エンジン回転数、すなわちクランク軸２２の回転数が所定値（例えば、３０００ｒｐｍ）以下の場合には、クランク軸２２と無段変速機２３との間の動力伝達は遮断されている。
エンジン回転数が上昇し、クランク軸２２の回転数が上記所定値を越えると、ウェイト４０ｃに働く遠心力がスプリング４０ｅにより半径方向内側に働く付勢力に抗し、ウェイト４０ｃが半径方向外側に移動することによって、シュー４０ｄがアウタケース４０ａの内周面を所定値以上の力で押圧される。これにより、クランク軸２２の回転がアウタケース４０ａを介してスリーブ５８ｄに伝達され、該スリーブ５８ｄに固定された駆動側伝動プーリ５８が駆動される。

ワンウェイクラッチ４４は、カップ状のアウタクラッチ４４ａと、該アウタクラッチ４４ａに同軸に内挿されたインナクラッチ４４ｂと、該インナクラッチ４４ｂからアウタクラッチ４４ａに対して一方向のみ動力を伝達可能にするローラ４４ｃとを備えて構成されている。アウタクラッチ４４ａは、駆動モータ２１ｂのインナーロータ本体を兼ね、インナーロータ本体と同一部材で構成されている。さらに、インナクラッチ４４ｂの内周と、従動側固定プーリ半体６２ａにおけるボス部６２ｃの左端部とは、互いにスプライン結合されている。
このように、ワンウェイクラッチ４４は、インナーロータ形式で構成された駆動モータ２１ｂのインナーロータ８０内に配置されていると共に、従動側可動プーリ半体６２ｂの背面側（車幅方向左側）に配設されたスプリング６４の車幅方向に隣接して配置されている。

かかる構成において、無段変速機２３の従動側伝動プーリ６２に伝達されたエンジン２０側からの動力は、従動側固定プーリ半体６２ａ，インナクラッチ４４ｂ，アウタクラッチ４４ａすなわちインナーロータ本体，従動軸６０，及び減速機構６９を介して後輪ＷＲに伝達されるのに対し、車両押し歩きの際や回生動作時等における後輪ＷＲ側からの動力は、減速機構６９，従動軸６０，インナーロータ本体すなわちアウタクラッチ４４ａまでは伝達されるが、このアウタクラッチ４４ａがインナクラッチ４４ｂに対して空転するので、無段変速機２３及びエンジン２０に伝達されることはない。

伝動ケース５９の車体後方側には、従動軸６０をモータ出力軸とするインナーロータ形式の駆動モータ２１ｂが設けられている。つまり、本実施例に係る駆動モータ２１ｂは、従動軸６０を介して減速機構６９に取り付けられており、そのモータ出力軸すなわち従動軸６０は、車幅方向を指向するように配置されている。
インナーロータ８０は、無段変速機２３の出力軸でもある従動軸６０と、カップ状をなしその中央部に形成されたボス部８０ｂにて従動軸６０とスプライン結合されたインナーロータ本体すなわち上記インナクラッチ４４ｂと、該インナクラッチ４４ｂの開口側外周面に配設されたマグネット８０ｃとを備えて構成されている。インナクラッチ４４ｂの底部側外周面には、伝動ケース５９の内壁５９Ａに取り付けられたロータセンサ８１により検知される複数の被検知体８２が装着されている。
他方、ステータ８３は、伝動ケース５９内のステータケース８３ａに固定されたティース８３ｂに導線を巻き掛けたコイル８３ｃにより構成されている。

駆動モータ２１ｂは、以上の構成を備えることにより、エンジン２０の出力をアシストする際に発動機として機能する他に、従動軸６０の回転を電気エネルギに変換し、図２には不図示のバッテリ７４に回生充電する発電機（ジェネレータ）としても機能する。
なお、駆動モータ２１ｂを制御するＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号や回生時の電力は、端子（図示略）から入出力される。

また、駆動モータ２１ｂは、金属製の伝動ケース５９の内壁５９Ａにステータケース８３ａを介して直付けされており、この直付け箇所に対応する伝動ケース５９の外壁５９Ｂには、図４に示すように、車体前後方向に延びる冷却用のフィン５９ｂが相互に間隔をおいて複数設けられている。つまり、駆動モータ２１ｂは、平面レイアウト上、無段変速機２３よりも車幅方向外側（左側）、言い換えれば、無段変速機２３を挟んで減速機構６９と反対側に配置されている。
さらに、駆動モータ２１ｂは、図１に示す車体側面視にて、クランク軸２２と後輪ＷＲの車軸６８とを結ぶ線Ｌよりも上方、かつ、車軸６８よりも車体前方に配置されている。つまり、駆動モータ２１ｂの出力軸である従動軸６０は、上記線Ｌよりも上方に位置している。

減速機構６９は、伝動ケース５９の後端部右側に連なる伝達室７０内に設けられており、従動軸６０及び後輪ＷＲの車軸６８と平行に軸支された中間軸７３を備えると共に、従動軸６０の右端部及び中間軸７３の中央部にそれぞれ形成された第１の減速ギヤ対７１，７１と、中間軸７３の右端部及び車軸６８の左端部にそれぞれ形成された第２の減速ギヤ対７２．７２とを備えて構成されている。
かかる構成により、従動軸６０の回転は所定の減速比にて減速され、これと平行に軸支された後輪ＷＲの車軸６８に伝達される。

エンジン２０，ＡＣＧスタータモータ２１ａ，及び駆動モータ２１ｂを統括制御する制御ユニット７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit），ＲＯＭ（Read Only Memory），及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を有する制御手段である。
この制御ユニット７は、スロットルバルブ１７の開度を検出するスロットル開度センサや、負圧センサ１９、ロータセンサ５７，８１等からの情報を受けて、ＡＣＧスタータモータ２１ａや駆動モータ２１ｂの各ドライバ９０，９１や、エンジン２０の点火プラグ２９を作動させる点火装置に所定の制御信号を出力する。

以上の構成からなるハイブリッド車両において、エンジン始動時は、クランク軸２２上のＡＣＧスタータモータ２１ａを用いてクランク軸２２を回転させる。このとき、発進クラッチ４０は接続されておらず、クランク軸２２から無段変速機２３への動力伝達は遮断されている。そして、クランク軸２２の回転と同期してシリンダ２７内に吸気された燃料混合気を点火プラグで燃焼させ、ピストン２５を往復運動させる。
そして、スロットルグリップの操作量に対応して、クランク軸２２の回転数が所定値（例えば、３０００ｒｐｍ）を越えると、クランク軸２２の回転動力が発進クラッチ４０を介して無段変速機２３，ワンウェイクラッチ４４，及び減速機構６９に伝達され、後輪ＷＲが駆動される。

この発進時に、バッテリ７４からの給電により駆動モータ２１ｂを稼動させ、エンジン動力による従動軸６０の回転をアシストすることも可能である。
また、エンジン２０による発進に代えて、駆動モータ２１ｂのみによる発進も可能である。この場合は、駆動モータ２１ｂによる従動軸６０の回転は、ワンウェイクラッチ４４により従動側伝動プーリ６２に伝達されないので、無段変速機２３を駆動させることはない。これにより、駆動モータ２１ｂのみで後輪ＷＲを駆動して走行する場合には、エネルギー伝達効率が向上する。

エンジン２０のみで走行している場合において、加速時や高速時など負荷が大きいときは、駆動モータ２１ｂでエンジン走行をアシストすることもできる。このとき、従動軸６０には、ピストン２５の往復運動によるクランク軸２２の回転動力が発進クラッチ４０，無段変速機２３，及びワンウェイクラッチ４４を介して伝達されると共に、駆動モータ２１ｂからの動力もワンウェイクラッチ４４を介して伝達され、これらの合成動力が減速機構６９を介して後輪ＷＲを駆動する。
これとは逆に、駆動モータ２１ｂのみで走行している場合に、エンジン２０でモータ走行をアシストすることもできる。

一定速度での走行（クルーズ走行）時において、駆動モータ２１ｂのみを動力源として走行している場合、エンジン２０を駆動させても発進クラッチ４０の接続回転数（上記所定値）以下であれば、無段変速機２３を駆動させずに、ＡＣＧスタータモータ２１ａによる発電を行うことができる。
この一定速度走行時に駆動モータ２１ｂのみを動力源として走行している場合は、駆動モータ２１ｂから後輪ＷＲへの動力伝達が無段変速機２３を駆動させることなく行われるので、エネルギー伝達効率に優れる。

減速時において、ワンウェイクラッチ４４は、従動軸６０の回転を無段変速機２３の従動側伝動プーリ６２に伝達しないので、無段変速機２３を駆動させずに、車軸６８の回転を減速機構６９を介して直接、駆動モータ２１ｂへ回生することができる。
つまり、後輪ＷＲから駆動モータ２１ｂへの回生動作時に、後輪ＷＲから駆動モータ２１ｂに伝達される動力が無断変速機２３の駆動に消費されることがないので、回生時の充電効率が向上する。

以上説明したとおり、本実施例によるハイブリッド車両においては、クランク軸２２と無段変速機２３との間に発進クラッチ４０を設け、クランク軸２２の回転数が上記所定値を超えた場合に、クランク軸２２の回転動力が無段変速機２３に伝達されるように構成したので、以下の効果が得られる。
すなわち、エンジン回転数が上記所定値以下の場合には、クランク軸２２と無段変速機２３との間の動力伝達が遮断されているので、エンジン２０による後輪駆動に代えて、一般に低回転域でトルクの大きい駆動モータ２１ｂによる後輪駆動が可能になる。これにより、低回転域においては、駆動ロスを減少させることができる。
また、例えばアイドル回転時等のエンジン回転数が小さい場合には、クランク軸２２の回転動力が、無段変速機２３に消費されることなく、ＡＣＧスタータモータ２１ａにて効率良く電気エネルギーに変換されるので、ＡＣＧスタータモータ２１ａでの発電効率が向上する。さらに、信号待ち等の際には、無段変速機２３が駆動されないので、フリクションの発生を抑えることができる。

上記に加え、本実施例では、発進クラッチ４０及び駆動モータ２１ｂを無段変速機２３よりも車幅方向外側に配置したことにより、これらを収容している伝動ケース５９を開けただけで、発進クラッチ４０及び駆動モータ２１ｂを外側に露出させることができる。よって、メインテナンス性が向上すると共に、取り付け性も向上する。また、かかる構成では、発進クラッチ４０と駆動モータ２１ｂが無段変速機２３に対して同側に配置されているので、無段変速機２３を挟んで他側に配置した場合に比して、車幅方向の寸法を狭めることができる。
さらに、発進クラッチ４０を伝動ケース５９に形成された冷却風取入口５９ａの近傍に配置したので、冷却風取入口５９ａから伝動ケース５９内に取り入れられた外気によって発進クラッチ４０を効果的に強制冷却することができ、発進クラッチ４０の冷却性が向上する。
また、発進クラッチ４０及び駆動モータ２１ｂを、無段変速機２３を挟んでＡＣＧスタータモータ２１ａと反対側に配置したので、無段変速機２３に対して共に同側に配置される発進クラッチ４０及び駆動モータ２１ｂと、これら発進クラッチ４０及び駆動モータ２１ｂに比して重量の嵩むＡＣＧスタータモータ２１ａとが、無段変速機２３を挟んで車幅方向（左右）に振り分けられる。

上記に加え、本実施例では、無段変速機２３と従動軸６０との間に、無段変速機２３から従動軸６０に対して一方向の動力伝達が可能なワンウェイクラッチ４４を設けたことにより、従動軸６０側からエンジン２０側への動力伝達は常に遮断された状態になっている。よって、後輪ＷＲから駆動モータ２１ｂへの回生動作に移行する際に上記遮断操作が不要になる共に、回生動作時に後輪ＷＲから駆動モータ２１ｂに伝達される動力が無段変速機２３の駆動に消費されることがないので、回生充電効率の向上を図ることができる。
また、動力源をエンジン２０のみの状態から駆動モータ２１ｂのみの状態に切り換える際にも、動力源切換操作が不要になると共に、駆動モータ２１ｂのみによる走行時に駆動モータ２１ｂから後輪ＷＲに伝達される動力が無段変速機２３の駆動に消費されることがないので、エネルギー伝達効率の向上を図ることができる。
さらに、一方向動力伝達手段としてワンウェイクラッチ４４を使用したので、遠心クラッチを使用した場合によりも、パワーユニット１１の小型化を図ることができる。

また、駆動モータ２１ｂをインナーロータ形式で構成し、ワンウェイクラッチ４４をインナーロータ８０の内部に配置したので、仕様上の要求等により不可避的にインナーロータ８０が大型化した場合でも、その内部に生じがちなデッドスペースの有効利用を図ることが可能となり、パワーユニット１１の小型化を図ることができる。
さらに、従動側可動プーリ半体６２ｂを車幅方向に付勢するスプリング６４に隣接させて無段変速機２３を配置したので、スプリング６４の近傍に生じがちなデッドスペースの有効利用も可能となり、パワーユニット１１の更なる小型化を図ることができる。。

上記に加え、本実施例では、クランク軸２２にファン５４ｂを連結すると共に、駆動モータ２１ｂとファン５４ｂを伝動ケース５９内において無段変速機２３に対して共に同側に配置したことにより、クランク軸２２と共にファン５４ｂが回転し、その回転により伝動ケース５９内に渦流が発生する。よって、発熱量の大きな駆動モータ２１ｂを効果的に冷却することができる。また、走行風のない信号待ち等のアイドル回転中であっても、駆動モータ２１ｂを強制冷却することができる。
また、駆動モータ２１ｂを伝動ケース５９の内壁５９Ａに取り付け、駆動モータ２１ｂからの発熱をケース外面に直接伝えて走行風による冷却効果を高めると共に、ファン５４ｂによって伝動ケース５９内に生じた渦流による冷却を可能にしたので、駆動モータ２１ｂの冷却性向上を図ることができる。
さらに、伝動ケース５９の駆動モータ取付部外面（外壁５９Ｂ）に冷却用のフィン５９ｂを設けたので、放熱面積が増大し、走行風による冷却性能の更なる向上を図ることができる。

上記に加え、本実施例では、駆動モータ２１ｂを減速機構６９すなわち従動軸６０に取り付けたので、無段変速機２３と後輪ＷＲとの間にもともと設けられていた減速機構６９を利用して、駆動モータ２１ｂからの動力を減速して後輪６９に伝達することができる。
よって、駆動モータ２１ｂが車軸６８に直結され、無段変速機２３と後輪ＷＲとの間に減速機構を備えていない、モータ直結型のパワーユニットと比較すれば、以下の効果を得ることができる。
すなわち、駆動モータ２１ｂの発生動力は共に同一であるが最終的に減速を必要とする場合であっても、無段変速機２３と後輪ＷＲとの間に新たに減速機構を追加する必要がなく、部品点数の増加を防止することができる。一方、後輪ＷＲに最終的に伝達される動力が共に同一である場合には、駆動モータ２１ｂをより小型化することができる。

上記構成に加え、本実施例では、駆動モータ２１ｂを無段変速機２３を挟んで減速機構６９と反対側に配置したので、重量物である駆動モータ２１ｂ及び減速機構６９が、無段変速機２３を挟んで車幅方向（左右）に振り分けられる。
また、駆動モータ２１ｂを、車体側面視にて、クランク軸２２と車軸６８とを結ぶ線Ｌよりも上方に配置したので、大型化しがちなハイブリッド車両における駆動モータ２１ｂをより上方に位置させ得て、二輪車として、より大きなバンク角を確保できるようになる。
さらに、駆動モータ２１ｂをモータ出力軸（従動軸６０）の長手方向が車幅方向を指向するように配置し、かつモータ出力軸を車軸６８よりも車体前方に配置したので、車体前後方向の長さを短くすることができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、適用対象は、二輪車に限定されずに、三輪車や四輪車などの他の移動体であっても良い。
また、上記実施例では、動力伝達手段としてベルトコンバータ（無段変速機２３）を使用しているが、その他の変速機でもよい。
駆動モータ２１ｂの取り付け位置は、後輪ＷＲに限らず前輪ＷＦでもよい。

本発明に係るパワーユニットを備えたハイブリッド二輪車の側面図である。 図１に示す二輪車のシステム構成を示すブロック図である。 図１に示すパワーユニットの断面図である。 図１に示すパワーユニットの拡大図である。 図３の要部拡大図である。

符号の説明

１１ パワーユニット
２０ エンジン
２１ａ ＡＣＧスタータモータ（第１のモータ）
２１ｂ 駆動モータ（第２のモータ）
２２ クランク軸
２３ 無段変速機（動力伝達手段）
４０ 発進クラッチ（動力断続手段）
５９ａ 冷却風取入口（吸気口）
６０ 従動軸（駆動軸）
ＷＲ 後輪（駆動輪）

Claims (3)

1. エンジンと、
   前記エンジンのクランク軸に連結されて始動機及び発電機として機能する第１のモータと、
   前記クランク軸の回転動力を駆動輪側に伝達する動力伝達手段と、
   前記動力伝達手段の従動側に連結されると共に前記駆動輪に連結された駆動軸と、
   前記駆動軸に連結されて少なくとも発動機として機能する第２のモータと、
   前記クランク軸と前記動力伝達手段との間に設けられ、前記クランク軸の回転数が所定値を超えた場合に、前記クランク軸の回転動力を前記動力伝達手段に伝達する動力断続手段と、
   前記動力伝達手段から前記駆動軸に一方向に動力を伝達するためのワンウェイクラッチとを備え、
   前記第２のモータはインナーロータ形式とされ、そのインナーロータの内部に前記ワンウェイクラッチが配置されると共に、
   前記動力伝達手段を収容する伝動ケースに吸気口が設けられ、
   前記動力断続手段は、前記吸気口の近傍に配置され、かつ前記クランク軸に連結されているイン側クラッチとこれと連結可能なアウタ側クラッチとを備えると共に、前記クランク軸の回転数が所定値を超えた場合に、前記イン側クラッチとアウタ側クラッチとが連結されるものであり、
   前記イン側クラッチ側にファンを備えることを特徴とするハイブリッド車両におけるパワーユニット。
2. 前記動力断続手段は、前記動力伝達手段よりも車幅方向外側に配置されていることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両におけるパワーユニット。
3. 前記動力断続手段及び前記第２のモータは、前記動力伝達手段を挟んで前記第１のモータと反対側に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のハイブリッド車両におけるパワーユニット。

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