JP2010100124A - ハイブリッド式鞍乗型車両 - Google Patents

Abstract

【課題】前後方向においてマスが集中されており、かつバッテリの大型化が可能なハイブリッド式鞍乗型車両を提供する。
【解決手段】ハイブリッド式鞍乗型車両１は、駆動輪１７と、エンジン２１と、電動モータ４１と、バッテリ６０と、シート１６とを備えている。エンジン２１は、車幅方向に延びるクランク軸２５を有する。エンジン２１は、駆動輪１７に動力を供給する。電動モータ４１は、クランク軸２５の軸心２５ａよりも後方に配置されている。電動モータ４１は、駆動輪１７に動力を供給する。バッテリ６０は、クランク軸２５の軸心２５ａよりも前方に配置されている。バッテリ６０は、電動モータ４１に電気的に接続されている。シート１６は、バッテリ６０の後方かつ電動モータ４１の上方に配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド式鞍乗型車両に関する。

近年、環境負荷を低減する観点から、エンジンと電動モータとを併用するハイブリッド方式を各種車両に採用することが提案されている。例えば特許文献１には、ハイブリッド方式が採用されたハイブリッド式自動二輪車が提案されている。図１２は、特許文献１に開示された自動二輪車１００の内部構造を示す概略側面図である。図１２に示すように、自動二輪車１００では、重量物であるモータ１０２及び発電機１０３の上方に、重量物であるバッテリ１０４が配置されている。これにより、前後方向におけるマスの集中が図られている。
特開２００６-７６４９６号公報

しかしながら、特許文献１に開示された自動二輪車１００では、バッテリ１０４とモータ１０２及び発電機１０３とが前後方向において同じ位置となるように配置されているため、バッテリ１０４の大型化が困難であるという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、前後方向においてマスが集中されており、かつバッテリの大型化が可能なハイブリッド式鞍乗型車両を提供することにある。

本発明に係るハイブリッド式鞍乗型車両は、駆動輪と、エンジンと、電動モータと、バッテリと、シートとを備えている。エンジンは、車幅方向に延びるクランク軸を有する。エンジンは、駆動輪に動力を供給する。電動モータは、クランク軸の軸心よりも後方に配置されている。電動モータは、駆動輪に動力を供給する。バッテリは、クランク軸の軸心よりも前方に配置されている。バッテリは、電動モータに電気的に接続されている。シートは、バッテリの後方かつ電動モータの上方に配置されている。

本発明に係るハイブリッド式鞍乗型車両では、電動モータがクランク軸の軸心よりも後方に配置されている一方、バッテリがクランク軸の軸心よりも前方に配置されており、シートがバッテリの後方かつ電動モータの上方に配置されている。このため、ハイブリッド式鞍乗型車両において、前後方向においてマスを集中させることができ、かつバッテリの大型化が可能となる。

以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について図１に示すハイブリッド式自動二輪車を例に挙げて説明する。但し、本発明において、鞍乗型車両は、自動二輪車に限定されない。本発明において、鞍乗型車両は、自動二輪車の他に、ＡＴＶ（All Terrain Vehicle）などを含むものとする。また、本発明において、自動二輪車は、広義のモーターサイクルを意味する。本発明において、自動二輪車には、狭義のモーターサイクル、モペッド、スクーター、オフロード車などが含まれる。

なお、以下の説明において、前後左右の方向は、シート１６に着座したライダーから視たときの方向をいう。

図１は、ハイブリッド式自動二輪車１の略図的左側面図である。図２は、車体カバーを取り除いたハイブリッド式自動二輪車１の要部を表す略図的左側面図である。図３は、車体カバーを取り除いたハイブリッド式自動二輪車１の要部の一部分を拡大した略図的左側面図である。

図２に示すように、ハイブリッド式自動二輪車１は、車体フレーム１０を備えている。車体フレーム１０には、図１に示す車体カバー１５が取り付けられている。この車体カバー１５によってハイブリッド式自動二輪車１の前側部分の一部及び側方部分の一部が覆われている。

また、図１に示すように、ハイブリッド式自動二輪車１には、左右一対のフットステップ１８が設けられている。フットステップ１８の少なくとも一部は、前後方向において、バッテリ６０と同じ位置に配置されている。すなわち、フットステップ１８の少なくとも一部は、後述するバッテリ６０の下方に配置されている。

図２に示すように、車体フレーム１０は、ステアリングヘッドパイプ１０ａと、メインフレーム１０ｂと、シートフレーム１０ｃとを備えている。

図２に示すように、ステアリングヘッドパイプ１０ａには、ステアリングシャフト１１が回転可能に挿入されている。ステアリングシャフト１１の上端部には、図１に示すハンドル１２が取り付けられている。ハンドル１２は、バッテリ６０よりも高い位置に配置されている。

一方、ステアリングシャフト１１の下端部には、左右一対のフロントフォーク１３が取り付けられている。図１に示すように、一対のフロントフォーク１３の下端部には、従動輪としての前輪１４が回転可能に取り付けられている。

図２に示すように、シートフレーム１０ｃは、メインフレーム１０ｂの後端部から後方に向かってやや斜め上方に向かって延びている。シートフレーム１０ｃの上側には、シート１６が取り付けられている。図１に示すように、シート１６は、バッテリ６０の後方であって、後述する電動モータ４１の上方に配置されている。

また、図２に示すように、シートフレーム１０ｃには、燃料タンク１９が取り付けられている。燃料タンク１９は、シート１６の前端よりも後方に配置されている。具体的には、燃料タンク１９は、シート１６の後半部分の下方に配置されている。燃料タンク１９は、燃料タンク１９の少なくとも一部が後輪１７の上方に位置するように配置されている。

図２に示すように、メインフレーム１０ｂは、ステアリングヘッドパイプ１０ａから後方に向かって斜め下方に延びている。図２及び図３に示すように、メインフレーム１０ｂの後端部には、ハイブリッドシステム２０が取り付けられている。ハイブリッドシステム２０の後端部には、減速機構５０が揺動可能に取り付けられている。図２に示すように、減速機構５０の後端部には、駆動輪としての後輪１７が回転可能に取り付けられている。

尚、本明細書において、「ハイブリッドシステム」とは、エンジンの動力と電動モータの動力との両方が共通の出力軸に対して供給されるシステムであり、エンジンと電動モータとを併用することにより動力を発生させるシステムをいう。

図４は、ハイブリッドシステム２０の断面図である。図５は、ハイブリッドシステム２０の構成を表す模式的側面図である。図６は、ハイブリッドシステム２０及び減速機構５０の模式的構成図である。

図４及び図６に示すように、ハイブリッドシステム２０は、エンジン２１と、電動モータ４１とを備えている。本実施形態では、これらエンジン２１と電動モータ４１とにおいて発生した動力が図６に示す後輪１７に供給される。これにより、後輪１７が駆動される。また、エンジン２１は、後述する発電機４０を駆動する。すなわち、本実施形態では、エンジン２１の動力が、後輪１７と発電機４０との両方に供給される。

図４及び図５に示すように、エンジン２１は、ケーシング２２と、シリンダボディ２３と、シリンダヘッド２４とを備えている。シリンダヘッド２４は、シリンダボディ２３の前端部に接続されている。

シリンダボディ２３は、ケーシング２２の前半部分に接続されている。図４〜図６に示すように、シリンダボディ２３の内部には略円柱状のシリンダ２３ａが形成されている。

図１〜図３に示すように、シリンダ２３ａの中心軸２３ｂは、ケーシング２２から前方に向かって略水平に延びている。具体的には、シリンダ２３ａの中心軸２３ｂは、ケーシング２２から前方に向かって若干だけ斜め上方に延びている。

図４に示すように、ケーシング２２には、車幅方向に延びるクランク軸２５が回転可能に収納されている。クランク軸２５には、クランクピン２６によって、コンロッド２７が接続されている。コンロッド２７の先端部には、ピストン２８が取り付けられている。ピストン２８は、シリンダ２３ａ内に配置されている。ピストン２８は、シリンダ２３ａ内をシリンダ２３ａの中心軸２３ｂの延びる方向に摺動変位する。このピストン２８とシリンダボディ２３とシリンダヘッド２４とによってシリンダ２３ａ内に燃焼室２９が区画形成されている。

図４に示すように、クランク軸２５の左側端部には、ダンパー付きドライブスプロケット３０が回転不能に取り付けられている。ダンパー付きドライブスプロケット３０は、インナ３０ａと、アウタ３０ｂと、ダンパー３０ｃとを備えている。インナ３０ａは、クランク軸２５に対して回転不能である。アウタ３０ｂはクランク軸２５に対して回転可能である。インナ３０ａとアウタ３０ｂとの間には、ラバーなどの弾性部材により形成されたダンパー３０ｃが配置されている。このダンパー３０ｃの作用により、エンジン２１の脈動などに起因するクランク軸２５の回転トルクの変動が下流側に伝達されることが抑制されている。

図４及び図５に示すように、クランク軸２５よりも後方には、メイン軸３１が配置されている。図４及び図６に示すように、メイン軸３１には、ドリブンスプロケット３２が回転可能に設けられている。このドリブンスプロケット３２と、ドライブスプロケット３０とには、動力伝達手段としてのチェーン３５が巻き掛けられている。このチェーン３５によってドライブスプロケット３０の回転がドリブンスプロケット３２に伝達される。なお、クランク軸２５とメイン軸３１との間の動力伝達は、１または複数の伝達ギア対によって行ってもよい。

ドリブンスプロケット３２は、メイン軸３１上に配置されたトルクリミット機構３３を介してメイン軸３１に接続されている。このトルクリミット機構３３を設けることにより、クランク軸２５側からメイン軸３１に、許容範囲を超える大きなトルクが伝達されることを効果的に抑制することができる。

なお、トルクリミット機構３３の構成は特に限定されない。トルクリミット機構３３は、例えば、圧縮コイルスプリングなどの付勢手段により常時接続状態とされている湿式多板式クラッチやシュータイプクラッチなどのクラッチにより構成することができる。

メイン軸３１には、動力分配機構３４が設けられている。動力分配機構３４は、図４に示すように、シリンダ２３ａの後方に配置されている。この動力分配機構３４は、エンジン２１において発生した動力を、駆動輪としての後輪１７と、後述する発電機４０とに対して分配するための機構である。本実施形態では、動力分配機構３４は、遊星歯車機構により構成されている。

具体的には、図４及び図６に示すように、動力分配機構３４は、サンギア３４ａと、複数のプラネタリーギア３４ｂと、プラネタリーキャリア３４ｃと、リングギア３４ｄとを備えている。

図６に示すように、プラネタリーキャリア３４ｃは、メイン軸３１に対して回転不能に設けられている。すなわち、プラネタリーキャリア３４ｃは、メイン軸３１の回転に伴って回転する。

プラネタリーキャリア３４ｃには、複数のプラネタリーギア３４ｂが回転可能に取り付けられている。プラネタリーギア３４ｂの内側には、サンギア３４ａが配置されている。サンギア３４ａは、メイン軸３１と同軸上に設けられている。すなわち、サンギア３４ａの軸心は、メイン軸３１の軸心と同一直線上に位置している。

プラネタリーギア３４ｂの外側には、リングギア３４ｄが配置されている。リングギア３４ｄは、メイン軸３１に対して回転可能である。リングギア３４ｄも、サンギア３４ａと同様に、メイン軸３１と同軸上に設けられている。

サンギア３４ａとリングギア３４ｄとのそれぞれは、プラネタリーギア３４ｂと噛合している。このため、メイン軸３１の回転に伴ってプラネタリーキャリア３４ｃが回転すると、それに伴って、プラネタリーギア３４ｂが回転しながら旋回する。その結果、サンギア３４ａとリングギア３４ｄとも回転する。なお、サンギア３４ａの回転速度とリングギア３４ｄの回転速度とは、サンギア３４ａの噛合歯の本数とリングギア３４ｄの噛合歯の本数によってきまる。

本実施形態では、サンギア３４ａは、発電機４０に接続されている。一方、リングギア３４ｄは、電動モータ４１に接続されている。このため、クランク軸２５の回転は、動力分配機構３４を介して発電機４０及び電動モータ４１のそれぞれに伝達される。一方、発電機４０や電動モータ４１の回転は、動力分配機構３４を介してクランク軸２５に伝達される。

尚、発電機４０と電動モータ４１との種類は特に限定されない。本実施形態では、発電機４０と電動モータ４１とのそれぞれは、ブラッシュレスＤＣモータにより構成されている。

発電機４０は、メイン軸３１上において、動力分配機構３４の左側に配置されている。図１〜図３に示すように、この発電機４０と、電動モータ４１とは、クランク軸２５の軸心２５ａよりも後方に配置されている。本実施形態では、発電機４０と電動モータ４１とは、クランク軸２５の後方に配置されている。また、発電機４０と電動モータ４１とは、シート１６の下方に位置している。

発電機４０は、インナ４０ａと、インナ４０ａの外側に配置されたアウタ４０ｂとを備えている。上述のように、インナ４０ａは、サンギア３４ａに接続されている。このため、インナ４０ａは、サンギア３４ａと共に回転する。一方、アウタ４０ｂは、図４に示すケーシング２２に変位不能に支持されている。このため、サンギア３４ａが回転すると、インナ４０ａは、アウタ４０ｂに対して相対的に回転する。その結果、発電機４０によって発電が行われる。

電動モータ４１は、動力分配機構３４の右側に配置されている。すなわち、動力分配機構３４は、車幅方向において、この電動モータ４１と発電機４０との間に配置されている。電動モータ４１は、メイン軸３１の右側端よりもさらに右側に配置されている。電動モータ４１の回転軸は、メイン軸３１の軸心と共通である。

電動モータ４１は、インナ４１ａと、インナ４１ａの外側に配置されたアウタ４１ｂとを備えている。アウタ４１ｂは、図４に示すケーシング２２に変位不能に支持されている。一方、インナ４１ａは、ケーシング２２に対して回転可能である。このため、バッテリ６０からの電力が電動モータ４１に供給されると、インナ４１ａは、アウタ４１ｂに対して相対的に回転する。インナ４１ａは、リングギア３４ｄに接続されている。このため、インナ４１ａが回転するとリングギア３４ｄが回転する。このように、電動モータ４１にバッテリ６０からの電力が供給されると、電動モータ４１が駆動され、動力分配機構３４に動力が供給される。

なお、本実施形態では、電動モータ４１は、主として動力を発生させるものである。但し、ハイブリッド式自動二輪車１の走行状態によっては、動力の発生を行わず、発電機として機能する場合がある。すなわち、この電動モータ４１と発電機４０とは、動力の発生と発電とを、ハイブリッド式自動二輪車１の走行状態に応じて適宜行うものである。従って、電動モータ４１と発電機４０とは、所謂ツインモータと呼ばれる場合がある。なお、本明細書において、ツインモータとは、動力を発生させる機能と、発電を行う機能との両方を兼ね備えた所謂電動機を意味する。

図４及び図５に示すように、メイン軸３１よりも後方には、中間軸４３が配置されている。図４及び図６に示すように、中間軸４３は、ケーシング２２によって回転可能に支持しされている。

また、図４及び図５に示すように、中間軸４３よりも後方には、出力軸４４が配置されている。図４及び図６に示すように、出力軸４４は、ケーシング２２によって回転可能に支持しされている。

中間軸４３には、ギア４５及びギア４６が回転不能に設けられている。ギア４５は、ギア４２と噛合している。ギア４２は、リングギア３４ｄに対して回転不能に設けられている。一方、ギア４６は、ギア４７と噛合している。ギア４７は、出力軸４４に対して回転不能に設けられている。メイン軸３１の回転は、中間軸４３、ギア４２，４５，４６，４７を介して出力軸４４に伝達される。

図４に示すように、出力軸４４の左側端部は、ケーシング２２の外側にまで延びている。出力軸４４の左側端部は、ケーシング２２の左側に配置された減速機構ケース４８内に至っている。

減速機構ケース４８の内部には、減速機構５０が配置されている。図６に示すように、減速機構５０は、スプロケット４９〜５２と、チェーン５３，５４と、中間軸５５と、後輪１７が取り付けられた出力軸５６とを備えている。図６に示すように、中間軸５５は、出力軸４４の後方に配置されている。出力軸５６は、中間軸５５の後方に配置されている。図４に示すように、スプロケット４９は、出力軸４４の左側端部に回転不能に設けられている。図６に示すように、図６に示すように、スプロケット５１，５７は、中間軸５５に回転不能に設けられている。一方、スプロケット５２は、出力軸５６に回転不能に設けられている。スプロケット４９とスプロケット５７との間には、チェーン５３が巻き掛けられている。スプロケット５１とスプロケット５２との間には、チェーン５４が巻き掛けられている。ハイブリッドシステム２０の出力軸４４の回転は、中間軸５５、スプロケット４９〜５２及びチェーン５３，５４を介して減速機構５０の出力軸５６に伝達される。

次に、ハイブリッドシステム２０の動作について、主として図６及び図９〜１２を参照して詳細に説明する。

まず、図６を参照して、エンジン２１により発生した動力の伝達について説明する。エンジン２１が駆動されるとクランク軸２５が回転する。クランク軸２５の回転は、スプロケット３０，３２、チェーン３５及びトルクリミット機構３３を介してメイン軸３１に伝達される。メイン軸３１が回転すると、動力分配機構３４のプラネタリーキャリア３４ｃが回転する。プラネタリーキャリア３４ｃの回転に伴って、プラネタリーギア３４ｂが回転しながら旋回する。それに伴い、サンギア３４ａとリングギア３４ｄとのそれぞれが回転する。

サンギア３４ａには、発電機４０のインナ４０ａが接続されている。このため、サンギア３４ａの回転に伴って、インナ４０ａが回転する。その結果、発電機４０において発電が行われる。

一方、リングギア３４ｄは、ギア４２，４５，４６，４７及び中間軸４３を介して出力軸４４に接続されている。出力軸４４は、減速機構５０を介して後輪１７に接続されている。このため、クランク軸２５の回転に伴って、後輪１７が回転する。

一方、バッテリ６０から電動モータ４１に電力が供給されると、インナ４１ａが回転する。インナ４１ａは、リングギア３４ｄに接続されている。このため、インナ４１ａの回転に伴ってリングギア３４ｄも回転する。リングギア３４ｄの回転は、ギア４２，４５，４６，４７及び中間軸４３を介して出力軸４４に伝達される。このため、電動モータ４１が駆動されることにより、後輪１７が回転する。

また、リングギア３４ｄが回転すると、プラネタリーギア３４ｂが旋回しながら回転する。それに伴ってサンギア３４ａも回転する。よって、インナ４０ａも回転する。その結果、発電機４０が駆動される。また、プラネタリーギア３４ｂの旋回及び回転に伴ってプラネタリーキャリア３４ｃが回転する。そして、プラネタリーキャリア３４ｃの回転は、メイン軸３１、スプロケット３０，３２、チェーン３５及びトルクリミット機構３３を介してクランク軸２５に伝達される。その結果、エンジン２１において燃焼が行われてないときには、電動モータ４１が駆動されることによりクランク軸２５が回転する。

図９〜図１１は、各走行モードにおける発電機４０、エンジン２１及び電動モータ４１のそれぞれの回転速度の関係の一例である。

例えば、ハイブリッド式自動二輪車１の発進時においては、図９に示すように、電動モータ４１のみが正回転方向に駆動される。これにより、後輪１７の回転が開始する。

次に、図１０に示すように、電動モータ４１に加えて発電機４０にも正転方向のトルクが付与される。これにより、クランク軸２５の回転速度、すなわちエンジン回転速度が上昇する。エンジン回転速度が所定の回転速度以上となるとエンジン２１の点火が開始される。

図１１は、定常走行時における発電機４０、エンジン２１及び電動モータ４１のそれぞれの回転速度の関係を表すグラフである。定常走行時は、エンジン２１及び電動モータ４１が駆動され、これにより後輪１７が駆動されると共に、発電機４０も駆動される。

次に、図６等を参照しつつ、ハイブリッド式自動二輪車１の電気系統について説明する。

図６に示すように、電動モータ４１と発電機４０とには、電源ユニット６１が電気的に接続されている。この電源ユニット６１、電動モータ４１、発電機４０及びエンジン２１は、ハイブリッドコントロールユニット（ＨＣＵ）６２により制御されている。

電源ユニット６１は、バッテリ６０と、昇圧機としてのＤＣ／ＤＣコンバータ６３と、インバータ６４と、インバータ６４に電気的に接続されているコンデンサ８４とを備えている。

尚、バッテリ６０の種類は特に限定されない。バッテリ６０としては、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池などが好適に使用される。

バッテリ６０は、インバータ６４を介して発電機４０及び電動モータ４１のそれぞれに電気的に接続されている。インバータ６４は、直流電力を交流電力に変換する機能、及び交流電力を直流電力に変換する機能を備えている。発電機４０や電動モータ４１において発電された交流電力は、インバータ６４によって直流電力に変換され、バッテリ６０に供給される。一方、バッテリ６０の直流電力は、インバータ６４によって交流電力に変換され、電動モータ４１や発電機４０に供給される。

バッテリ６０とインバータ６４との間には、昇圧機としてのＤＣ／ＤＣコンバータ６３が電気的に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ６３は、バッテリ６０からの電力を昇圧する機能を有する。このＤＣ／ＤＣコンバータ６３を設けることにより、バッテリ６０の電圧よりも高い電圧を電動モータ４１などに供給することができる。このＤＣ／ＤＣコンバータ６３は、常時機能していてもよいし、例えば坂道走行時や加速時など、大きなトルクが要求されるときにのみ機能するようにしてもよい。

図１〜図３に示すように、バッテリ６０は、クランク軸２５の軸心２５ａよりも前方かつ上側に配置されている。図７に示すように、バッテリ６０は、シリンダボディ２３及びシリンダヘッド２４の上方に配置されている。

また、バッテリ６０は、シート１６の前方に位置している。バッテリ６０は、ハンドル１２の下方に位置している。図２に示すように、バッテリ６０は、ステアリングヘッドパイプ１０の後方に位置している。なお、本実施形態では、バッテリ６０は、メインフレーム１０ｂの後方に配置されている例について説明する。但し、バッテリ６０は、バッテリ６０の少なくとも一部がメインフレーム１０ｂと重なるように配置されていてもよい。

図１〜図３及び図７に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ６３は、バッテリ６０の上に載置されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ６３もバッテリ６０と同様に、クランク軸２５の軸心２５ａよりも前方に位置している。図７に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ６３は、シリンダボディ２３及びシリンダヘッド２４の上方に配置されている。

また、図２に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ６３は、ステアリングヘッドパイプ１０の後方に位置している。ＤＣ／ＤＣコンバータ６３は、メインフレーム１０ｂの後方に配置されている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ６３の下方には、昇圧機用冷却機構としてのコンバータ用冷却機構６３ａが配置されている。このコンバータ用冷却機構６３ａによってＤＣ／ＤＣコンバータ６３の冷却が行われている。尚、コンバータ用冷却機構６３ａは、例えばヒートシンクにより構成することができる。

図２、図３及び図７に示すように、バッテリ６０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ６３と、コンバータ用冷却機構６３ａとは、バッテリボックス７０内に配置されている。バッテリボックス７０は、メインフレーム１０ｂの上に載置されている。

図１〜図３に示すように、インバータ６４は、側方から視た際に、シート１６と電動モータ４１及び発電機４０との間に配置されている。すなわち、インバータ６４の少なくとも一部は、前後方向において、シート１６、電動モータ４１及び発電機４０と同じ位置に配置されている。

インバータ６４の下側であってエンジン２１の上側には、インバータ用冷却機構６４ａが配置されている。このインバータ用冷却機構６４ａによってインバータ６４が冷却されている。

図２及び図３に示すように、インバータ６４及びインバータ用冷却機構６４ａ、並びに上述のハイブリッドコントロールユニット６２は、シート１６の下方に配置されたインバータボックス７１内に配置されている。インバータ６４は、インバータボックス７１内において、ハイブリッドコントロールユニット６２よりも前方に配置されている。

図３及び図７に示すように、インバータボックス７１の前端部は、バッテリボックス７０の後端部よりも前方に配置されている。そして、バッテリボックス７０の後端部がインバータボックス７１の前端部の上に位置している。より具体的には、バッテリボックス７０の後端部の下面と、インバータボックス７１の前端部の上面とが接するように、バッテリボックス７０及びインバータボックス７１が配置されている。

次に、主として図８を参照しながら、ハイブリッドシステム２０の冷却水循環回路８０について説明する。図８に示すように、冷却水循環回路８０には、ラジエタ７５が設けられている。図２及び図３に示すように、ラジエタ７５は、ハイブリッドシステム２０と前輪１４との間に配置されている。ラジエタ７５は、側方から視た際に、略鉛直方向に沿うように配置されている。

図８に示すように、ラジエタ７５は、エンジン用ラジエタ７５ａと、電気系統用ラジエタ７５ｂとを備えている。図２及び図３に示すように、エンジン用ラジエタ７５ａは、電気系統用ラジエタ７５ｂの上側に配置されている。

図８に示すように、エンジン用ラジエタ７５ａは、エンジン２１を経由するエンジン用冷却水循環回路８０ａ内に配置されている。エンジン用ラジエタ７５ａは、エンジン用冷却水循環回路８０ａ内を流れる冷却水を冷却している。

電気系統用ラジエタ７５ｂは、電気系統用冷却水循環回路８０ｂ内に配置されている。電気系統用ラジエタ７５ｂは、それぞれ電気系統用冷却水循環回路８０ｂに接続されている冷却水吐出口７６と冷却水吸入口７７とを備えている。電気系統用冷却水循環回路８０ｂは、冷却水吐出口７６から、ポンプ８１、バッテリボックス７０内のコンバータ用冷却機構６３ａ、発電機４０、インバータボックス７１内のインバータ用冷却機構６４ａ及び電動モータ４１をこの順で経由して冷却水吸入口７７に至っている。

ところで、ライダーがシート１６に着座していない状態を考えた場合、図１２に示す自動二輪車１００のように、大きな重量物であるバッテリと電動モータとを、前後方向において同じ位置に配置することが前後方向におけるマスの集中を図る上で効果的である。しかしながら、通常、バッテリは、ライダーよりも軽い。このため、ライダーがシートに着座している状態を考えた場合、バッテリと電動モータとを前後方向において同じ位置に配置することは、前後方向におけるマスの集中に必ずしも効果的であるとはいえない。

また、電動モータは、通常、大きな高さ寸法を有する。このため、バッテリと電動モータとを前後方向において同じ位置に配置した場合、バッテリの大型化が困難となる傾向にある。

尚、例えば、バッテリの配置スペースを上方に拡大することによりバッテリの大型化を可能にすることも考えられる。しかしながら、バッテリと電動モータとを前後方向において同じ位置に配置した場合、バッテリの後端部の前後方向における位置がシートの前端部の前後方向における位置と重なるため、シート高が高くなる傾向にある。従って、ライダーの足つき性を考慮すると、バッテリの配置スペースを上方に拡大することは困難である。また、シートをバッテリの後端部よりも後方に配置することも考えられる。しかしながら、シートをバッテリの後端部よりも後方に配置した場合、ハンドルとシートとの間の距離、ハイブリッド式自動二輪車の軸間距離が長くなる傾向にある。従って、シートをバッテリの後端部よりも後方に配置することは、実際上困難である。

それに対して本実施形態では、電動モータ４１がクランク軸２５の軸心２５ａよりも後方に配置されている一方、バッテリ６０はクランク軸２５の軸心２５ａよりも前方に配置されている。そして、シート１６がバッテリ６０の後方かつ電動モータ４１の上方に配置されている。このため、最も重いライダーの前後方向における位置と電動モータ４１の前後方向における位置とが重なる。従って、本実施形態のハイブリッド式自動二輪車１によれば、ライダーがシート１６に乗車した状態における前後方向のマスの集中化を効果的に図ることができる。

また、高さ寸法の大きい電動モータ４１とバッテリ６０とを前後方向にずらして配置することにより、バッテリ６０の配置スペースを下方に拡大することが可能となる。

また、本実施形態では、バッテリ６０がシート１６よりも前方に位置しているため、シート高を高くすることなくバッテリ６０の配置スペースを上方にも拡大することができる。

従って、バッテリ６０の大型化が可能となる。しかも、バッテリ６０を大型化することにより、シート高が高くなる、軸間距離が長くなるなどの弊害が生じにくい。よって、本実施形態によれば、バッテリ６０の大型化と、低いシート高との両立を図ることができる。

尚、バッテリ６０をシート１６の前方に配置する本実施形態の構成は、電動モータ４１と同軸上に発電機４０がさらに設けられている所謂シリーズ・パラレルハイブリッド方式のハイブリッドシステム２０が搭載されたハイブリッド式自動二輪車１に特に有効である。シート１６に着座したライダーの前後方向における位置と、前後方向における位置が重なるメイン軸３１周りの重量が特に重くなり、前後方向におけるマスの集中化がさらに効果的に図られるためである。

本実施形態のように、クランク軸２５の軸心２５ａよりも前方にバッテリ６０を配置した場合、バッテリ６０は、図３に示すように、シリンダボディ２３の上方に位置することとなる。このため、バッテリ６０の大型化を可能にする観点からは、シリンダボディ２３の上端が低い位置に位置していることが好ましい。

ここで、本実施形態では、シリンダボディ２３は、シリンダ２３ａの中心軸２３ｂが略水平である。このため、シリンダボディ２３の上端が低い位置に位置している。従って、本実施形態では、バッテリ６０のさらなる大型化が可能となっている。

さらに、本実施形態では、図１に示すように、燃料タンク１９がシート１６の前端よりも後方に配置されている。すなわち、燃料タンク１９の前後方向における位置とバッテリ６０の前後方向における位置とが重ならないように配置されている。従って、燃料タンク１９をシート１６の前方に配置した場合と比較して、シート１６の前方に大きなスペースを確保することができる。従って、本実施形態では、バッテリ６０のよりさらなる大型化が可能となっている。

尚、燃料タンクをシートよりも前方に配置し、バッテリをシートよりも後方に配置することも考えられる。しかしながら、通常、シートは後輪寄りに配置されているため、バッテリをシートよりも後方に配置した場合、バッテリの配置スペースの前後長が短くなる傾向にある。このため、バッテリの大型化が困難となる傾向にある。

また、バッテリをシートよりも後方に配置した場合、前輪分担荷重が小さくなり、後輪分担荷重が大幅に増大する傾向にある。従って、走行安定性を確保する観点からもバッテリの大型化が困難となる。

バッテリの大型化が可能な本実施形態の構成は、鞍乗型車両一般に適用な能な構成であるが、車載物の配置スペースが特に小さい自動二輪車に対して特に有効である。

また、バッテリ６０をシート１６よりも前方に配置することにより前輪分担荷重を増大させることができる。従って、ハイブリッド式自動二輪車１の走行安定性をより高めることができる。

本実施形態のように、大型のバッテリ６０を配置し、車体のシート前方に位置する部分を幅広にすると共に、フットステップ１８の少なくとも一部が、前後方向においてバッテリ６０と同じ位置に位置するようにフットステップ１８を配置することにより、ライダーが太ももで車体を挟み込む所謂ニーグリップが可能となる。従って、走行安定性をさらに向上することができる。

また、本実施形態のように、エンジン２１が単気筒エンジンである場合は、シリンダボディ２３の側方にフットステップ１８を設けることにより、フットステップ１８の車幅方向外側への張り出しを抑制できる。

本実施形態では、重量物の一種であるインバータ６４がシート１６と電動モータ４１との間に配置されている。このため、電動モータ４１、インバータ６４及びライダーの各前後方向における位置が一部重なることとなり、前後方向におけるマスのさらなる集中化が図られている。

本実施形態では、図７に示すように、インバータ用冷却機構６４ａがインバータ６４の下側に配置されている。すなわち、インバータ６４とハイブリッドシステム２０との間にインバータ用冷却機構６４ａが配置されている。このため、ハイブリッドシステム２０の熱がインバータ６４に伝わることが効果的に抑制されている。従って、インバータ６４を高効率に冷却することができる。

また、この構成では、インバータ用冷却機構６４ａと電動モータ４１とが近接して配置される。従って、電気系統用冷却水循環回路８０ｂを短くすることができる。従って、インバータ６４と電動モータ４１との冷却効率を高めることができる。さらに、ハイブリッド式自動二輪車１の構成をシンプルにすることができると共に、ハイブリッド式自動二輪車１の軽量化を図ることができる。

本実施形態では、図７に示すように、バッテリボックス７０の後端部がインバータボックス７１の前端部の上に位置している。言い換えれば、バッテリボックス７０の前後方向における位置と、インバータボックス７１の前後方向における位置とが重なっている。このため、バッテリ６０とインバータ６４とを電気的に接続する配線８３を短くすることができる。従って、バッテリ６０とインバータ６４との間において発生する電力ロスを少なくすることができる。

また、配線８３がバッテリボックス７０の内部とインバータボックス７１の内部とのみを通過することとなるため、配線８３の露出を抑制することができる。従って、ハイブリッド式自動二輪車１のレイアウトをシンプルにすることができる。

さらに、この構成によれば、バッテリボックス７０を取り外さない限り、インバータ６４を取り外すことができない。すなわち、バッテリ６０を取り外すことなくインバータ６４の取り外しをすることが規制されている。

本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ６３が設けられている。このため、バッテリ６０の電圧よりも高い電圧の電力を電動モータ４１に供給することができる。従って、バッテリ６０を小型化することができる。尚、この構成は、電動モータ４１をそれほど頻繁に使わないハイブリッド式鞍乗型車両に対して特に有効である。

また、本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ６３及びコンバータ用冷却機構６３ａが、インバータボックス７１と隣接して配置されたバッテリボックス７０内に配置されている。このため、電気系統用冷却水循環回路８０ｂの長さを短くすることができる。従って、インバータ６４と電動モータ４１との冷却効率をさらに高めることができる。さらに、ハイブリッド式自動二輪車１の構成をさらにシンプルにすることができると共に、ハイブリッド式自動二輪車１のさらなる軽量化を図ることができる。

本実施形態では、上述のように、バッテリ６０を低い位置に配置することができる。よって、バッテリ６０の上端の高さを低くすることができる。従って、ハンドル１２の切れ角を大きくすることができる。

（変形例）
上記実施形態では、本発明の好ましい実施形態の一例として、所謂シリーズ・パラレルハイブリッド方式のハイブリッドシステム２０を有するハイブリッド式自動二輪車１を例に挙げた。但し、本発明において、ハイブリッドシステム２０は、シリーズ・パラレルハイブリッド方式のハイブリッドシステムに限定されない。本発明において、ハイブリッドシステムは、例えば、所謂パラレルハイブリッド方式のハイブリッドシステムや、所謂シリーズハイブリッド方式のハイブリッドシステムであってもよい。

上記実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータが設けられている例について説明した。但し、本発明に係るハイブリッド式鞍乗型車両において、ＤＣ／ＤＣコンバータを必ずしも設ける必要はない。

上記実施形態では、燃料タンク１９がシート１６の前端よりも後方に配置される例について説明した。但し、本発明はこの構成に限定されない。例えば、燃料タンク１９をレッグシールとの前方に配置してもよい。この構成は、例えば、スクーターなどにおいて特に有効である。

上記実施形態では、エンジン２１が単気筒エンジンである例について説明した。但し、本発明において、エンジンは、多気筒エンジンであってもよい。具体的には、エンジンは、並列多気筒エンジン、直列多気筒エンジン、水平対向エンジン、Ｖ型エンジンなどであってもよい。

エンジン用ラジエタ７５ａは、電気系統用ラジエタ７５ｂの下側に配置されていてもよい。

ハイブリッド式自動二輪車の略図的左側面図である。 車体カバーを取り除いたハイブリッド式自動二輪車の要部を表す略図的左側面図である。 車体カバーを取り除いたハイブリッド式自動二輪車の要部の一部分を拡大した略図的左側面図である。 ハイブリッドシステムの断面図である。 ハイブリッドシステムの構成を表す模式的側面図である。 ハイブリッドシステム及び減速機構の模式的構成図である。 ハイブリッドシステム、バッテリ及びインバータの配置を説明するための模式的側面図である。 冷却水循環回路の回路図である。 発進時における発電機４０、エンジン２１及び電動モータ４１のそれぞれの回転速度の関係を表すグラフである。 発進直後における発電機４０、エンジン２１及び電動モータ４１のそれぞれの回転速度の関係を表すグラフである。 定常走行時における発電機４０、エンジン２１及び電動モータ４１のそれぞれの回転速度の関係を表すグラフである。 特許文献１に開示されたハイブリッド式の自動二輪車の内部構造を表す概略側面図である。

符号の説明

１ ハイブリッド式自動二輪車（ハイブリッド式鞍乗型車両）
１６ シート
１７ 後輪（駆動輪）
１８ フットステップ
１９ 燃料タンク
２１ エンジン
２２ ケーシング
２３ シリンダボディ
２３ａ シリンダ
２３ｂ シリンダの中心軸
２５ クランク軸
２５ａ 軸心
３４ 動力分配機構
４０ 発電機
４１ 電動モータ
６０ バッテリ
６３ ＤＣ／ＤＣコンバータ（昇圧機）
６３ａ コンバータ用冷却機構（昇圧機用冷却機構）
６４ インバータ
６４ａ インバータ用冷却機構
７０ バッテリボックス
７１ インバータボックス
７５ ラジエタ
７６ 冷却水吐出口
７７ 冷却水吸入口
８０ 冷却水循環回路

Claims (11)

1. 駆動輪と、
   車幅方向に延びるクランク軸を有し、前記駆動輪に動力を供給するエンジンと、
   前記クランク軸の軸心よりも後方に配置され、前記駆動輪に動力を供給する電動モータと、
   前記クランク軸の軸心よりも前方に配置され、前記電動モータに電気的に接続されたバッテリと、
   前記バッテリの後方かつ前記電動モータの上方に配置されたシートと、
   を備えるハイブリッド式鞍乗型車両。
2. 請求項１に記載されたハイブリッド式鞍乗型車両において、
   側方から視た際に前記電動モータと前記シートとの間に配置され、前記電動モータと前記バッテリとに電気的に接続されたインバータをさらに備えるハイブリッド式鞍乗型車両。
3. 請求項２に記載されたハイブリッド式鞍乗型車両において、
   前記バッテリを収納するバッテリボックスと、
   前記前記インバータを収納するインバータボックスと、
   をさらに備え、
   前記バッテリボックスの後端部は、前記インバータボックスの前端部の上に位置しているハイブリッド式鞍乗型車両。
4. 請求項２に記載されたハイブリッド式鞍乗型車両において、
   前記インバータの下側に配置されたインバータ用冷却機構をさらに備えるハイブリッド式鞍乗型車両。
5. 請求項４に記載されたハイブリッド式鞍乗型車両において、
   冷却水吐出口と冷却水吸入口とが形成されたラジエタと、
   前記電動モータと前記インバータ用冷却機構とを経由して、前記冷却水吐出口と前記冷却水吸入口とを接続する冷却水循環回路と、
   をさらに備えるハイブリッド式鞍乗型車両。
6. 請求項５に記載されたハイブリッド式鞍乗型車両において、
   前記バッテリと前記電動モータとに電気的に接続されており、前記バッテリから前記電動モータに対して供給される電圧を高める昇圧機と、
   前記昇圧機を冷却するための昇圧機用冷却機構と、
   前記バッテリと前記昇圧機と前記昇圧機用冷却機構とを収納するバッテリボックスと、
   前記前記インバータと前記インバータ用冷却機構とを収納するインバータボックスと、
   をさらに備え、
   前記バッテリボックスの後端部が前記インバータボックスの前端部の上に位置しており、
   前記冷却水循環回路は、前記昇圧機用冷却機構をさらに経由するハイブリッド式鞍乗型車両。
7. 請求項１に記載されたハイブリッド式鞍乗型車両において、
   前後方向において、少なくとも一部が前記バッテリと同じ位置に位置するように配置されたフットステップをさらに備えるハイブリッド式鞍乗型車両。
8. 請求項１に記載されたハイブリッド式鞍乗型車両において、
   前記エンジンは、前記クランク軸を収納するケーシングと、前記ケーシングから前方に延び、内部にシリンダが形成されたシリンダボディとを有し、
   前記シリンダの中心軸は略水平であるハイブリッド式鞍乗型車両。
9. 請求項１に記載されたハイブリッド式鞍乗型車両において、
   前記シートの前端よりも後方に配置された燃料タンクをさらに備えるハイブリッド式鞍乗型車両。
10. 請求項１に記載されたハイブリッド式鞍乗型車両において、
    前記バッテリに電気的に接続されており、前記エンジンにより駆動される発電機と、
    前記エンジンにおいて発生した動力を前記駆動輪と前記発電機とに対して分配する動力分配機構と、
    をさらに備え、
    前記発電機は、前記クランク軸の軸心の後方において、前記電動モータと同軸上に配置されているハイブリッド式鞍乗型車両。
11. 自動二輪車である請求項１に記載のハイブリッド式鞍乗型車両。

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