JP2015077887A - ハイブリッド二輪車 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＶ走行、エンジン走行、エンジン始動およびモータ発電を可能とし、操縦安定性を向上させたハイブリッド二輪車を提供する。
【解決手段】トランスミッション機構５１と、クラッチ機構５２と、クラッチ機構５２を断続維持させるクラッチアクチュエータ５３と、トランスミッション機構５１を変速操作させるシフトチェンジアクチュエータ５４と、シフトチェンジ制御を行なうトランスミッションコントロールユニットとからオートマチックマニュアルトランスミッション装置４４を構成し、トランスミッション機構５１のカウンタシャフト６０上のドライブギア６２に、車両中心線上に配置したＥＶ走行用モータ４３を減速機構９３を介して接続し、モータ駆動力をトランスミッション機構５１に伝達するモータ駆動力伝達機構９６を備え、カウンタシャフト６０上のドライブギア６２は、カウンタシャフト６０に直結して回転するギアであることを特徴とする。
【選択図】図９

Description

本発明は、エンジンを駆動源としたエンジン走行とモータを駆動源としたＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）走行とを組み合せたハイブリッド二輪車に関する。

近年、自動二輪車は、環境問題が重視されており、エンジン駆動式の車両から排出される環境汚染物質の削減が求められる。そのため、自動二輪車においても、エンジン駆動とともに、車輪を駆動する駆動モータ（ＥＶ走行用モータ）を搭載して、駆動モータにより駆動輪（後輪）を駆動させるハイブリッド二輪車が開発されている。

従来のハイブリッド二輪車として、駆動モータと発電機とをそれぞれ配置し、ユニットスイング型エンジンを搭載した特許文献１に記載の自動二輪車がある。この自動二輪車は、駆動モータが後輪駆動軸上に、車両中心線に対し車幅方向外側に、オフセットして配置される。駆動モータは、車幅方向最外側配置の減速機構と後車輪との間に配置され、発電機はシリンダアッセンブリの外側方で、かつ、駆動モータよりさらに車幅方向外側に配置される。

また、特許文献２に記載のハイブリッド二輪車は、駆動軸の延長上で車幅方向に、クラッチ機構、発電機、動力分配装置および駆動モータが順次それぞれ配置される。駆動モータはＥＶ走行用モータを構成するもので、車両中心線から車幅方向外側の遠い位置に配置されている。

特開２００５−２４７２４７号公報 特開２００７−２１６８１２号公報

特許文献１に記載のハイブリッド二輪車では、駆動モータは後輪駆動軸上に車両中心線に対して車幅方向外側にオフセットして配置され、さらに、発電機はシリンダアッセンブリの外側方で駆動モータよりさらに車幅方向外側に配置されているために、車両幅方向に延びる駆動軸上に駆動モータの他に減速機構が設けられて複雑な配置構成となってエンジン幅や車両幅が拡大し、バンク角の不足が生じたり、車両の左右の重量バランスが悪化し、操縦安定性が著しく悪化する。

また、特許文献２に記載のハイブリッド二輪車では、エンジン駆動力とモータ駆動力を切り離して制御しており、駆動モータはドライブシャフト（カウンタシャフト）上に配置される。このためドライブシャフト軸の径が大きくなり、さらに、クランクシャフトとスイングアームピボットが車両前後方向に離れるために、車両軸間距離が延び、取り回しが困難になる。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたものであり、エンジン幅を増大させずにオートマチックマニュアルトランスミッション装置（ＡＭＴ）とＥＶ走行用モータ（駆動モータ）を組み合せてコンパクトに配置でき、車両左右の重量バランスを保って操縦安定性を良好にしたハイブリッド二輪車を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、ＡＭＴとＥＶ走行用モータ（駆動モータ）とを組み合せて配置しても、ＡＭＴアクチュエータとＥＶ走行用モータ（駆動モータ）との配置の両立を車両幅方向に図ることができ、ＡＭＴの消費電力を賄うためのモータ発電、ＥＶ走行、エンジン始動およびエンジン走行を行なうことができるハイブリッド二輪車を提供するにある。

本発明に係るハイブリッド二輪車は、上述した課題を解決するために、シフトカムとシフトフォークとによって変速用ドッグを移動させるトランスミッション機構と、エンジン回転を前記トランスミッション機構に対して伝達および遮断するクラッチ機構と、前記クラッチ機構を断続維持させるクラッチアクチュエータと、前記トランスミッション機構を変速操作させるシフトチェンジアクチュエータと、シフトチェンジ制御を行なう制御ロジックを備えたトランスミッションコントロールユニット（ＴＣＵ）と、からオートマチックマニュアルトランスミッション装置（ＡＭＴ）を構成し、前記トランスミッション機構のカウンタシャフト上のドライブギアに、車両中心線上を跨って配置したＥＶ走行用モータを減速機構を介して接続し、モータ駆動力を前記トランスミッション機構に伝達するモータ駆動力伝達機構を備え、前記カウンタシャフト上のドライブギアは、カウンタシャフトに直結して回転するギアであることを特徴とするものである。

本発明においては、オートマチックマニュアルトランスミッション装置（ＡＭＴ）とＥＶ走行用モータ（駆動モータ）とを組み合せてコンパクトに配置でき、車両左右の重量バランスを保って操縦安定性を良好にしたハイブリッド二輪車を提供できる。

このハイブリッド二輪車は、ＡＭＴと駆動モータとを組み合せて配置しても、ＡＭＴアクチュエータと駆動モータとの配置の両立を車両幅方向に図ることができ、ＡＭＴの消費電力を賄うモータ発電、ＥＶ走行、エンジン始動およびエンジン走行をトランスミッションコントロールユニットの制御により行なうことができる。

本発明の実施形態におけるハイブリッド二輪車の全体を示す左側面図。 前記ハイブリッド二輪車の全体を一部省略して示す平面図。 前記ハイブリッド二輪車の操向ハンドルを後上方から見た斜視図。 前記ハイブリッド二輪車の車体フレームに搭載されるエンジンユニットを示す左側面図。 前記ハイブリッド二輪車の車体フレームに搭載されるエンジンユニットを一部省略して示す平面図。 前記エンジンユニットの左側面図。 前記エンジンユニットを左側の後側方から見た斜視図。 前記ハイブリッド二輪車におけるエンジン走行状態時の動力伝達系統を示す平面図。 前記ハイブリッド二輪車におけるＥＶ走行状態時の動力伝達系統を示す平面図。 スプロケットカバー、ＡＭＴアクチュエータのシフトチェンジアクチュエータおよびトランスミッション機構を示す構成図。 スプロケットカバー、ＡＭＴアクチュエータのクラッチアクチュエータ、トランスミッション機構およびクラッチ機構を示す構成図。 本発明の一実施形態を示すもので、スプロケットカバー、ＡＭＴアクチュエータのクラッチアクチュエータおよびシフトチェンジアクチュエータ、トランスミッション機構、クラッチ機構、フットレスト、シフトレバー等を示す左斜め後方から見た斜視図。 本発明の一実施形態を示すもので、スプロケットカバー、ＡＭＴアクチュエータのクラッチアクチュエータおよびシフトチェンジアクチュエータ、トランスミッション機構およびクラッチ機構等を右斜め後方から見た斜視図。 シフトレバーブラケット、シフトレバーおよびシフトレバー回動角センサ等を示す左側面図。 シフトレバーの操作荷重とシフトカムの回動角度との関係をグラフで示す図。 ＥＶ走行用モータからトランスミッション機構に至るモータ駆動力伝達機構を示す斜視図。 前記モータ駆動力伝達機構を示す側面図。 オートマチックマニュアルトランスミッション装置（ＡＭＴ）の全体構成を示すブロック図。 ハイブリッド二輪車の右側操向ハンドル部を示す図。 右側操向ハンドルの基部側に設けられる走行モード切替スイッチを示す図。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態を示すハイブリッド二輪車の全体的な左側面図、図２は同じくハイブリッド自動二輪車の全体を一部を省略して示す平面図である。ハイブリッド二輪車は、エンジンを駆動源としたエンジン走行と、モータを駆動源としたＥＶ（モータ）走行が可能な鞍乗型車両である。この鞍乗型車両は、オンロードタイプの自動二輪車、オフロードタイプの自動二輪車、スクータタイプの自動二輪車がある。ハイブリッド二輪車において、前、後、左、右はシートに着座したライダから見た方向に従う。

ハイブリッド二輪車は、符号１０で示すように、左右対をなすメインフレーム１１と同じく左右対のシートフレーム１２とから車体フレーム１３が構成される。車体フレーム１３のメインフレーム１１にエンジンユニット１４が搭載される。エンジンユニット１４はメインフレーム１１に懸架されて車体フレーム１３の一部を構成している。

車体フレーム１３の前端部にヘッドパイプ１５が設けられ、このヘッドパイプ１５に図３に示すアッパブラケット１６およびロアブラケット１７を介して左右対のフロントフォーク１８が設けられる。アッパブラケット１６には左右の操向ハンドル１９が固定される一方、フロントフォーク１８からのステアリングシャフト２０下端に前輪２１が軸支される。ハイブリッド二輪車１０は操向ハンドル１９の回動操作により操縦される。

また、車体フレーム１３はメインフレーム１１の後部から下方向に延びるセンターフレーム部にピボット軸２２が設けられ、このピボット軸２２廻りにスイングアーム２３が回動自在に設けられる。スイングアーム２３の後端部には駆動輪である後輪２４が軸支される。スイングアーム２３とシートフレーム１２との間にリアクッションユニット２５によりスイングアーム２３はピボット軸２２廻りに昇降自在に支持される。

一方、車体フレーム１３のメインフレーム１１上に燃料タンク２７が跨って設置される。燃料タンク２７はその前側下部にエアクリーナ２８が設けられる。エアクリーナ２８はエンジンユニット１４の上方に位置される。エアクリーナ２８には車両前方の空気取入口（インレット）２９から取り入れられた空気が案内されるようになっている。

燃料タンク２７の後方にはシート３１が設けられる。シート３１はシートフレーム１２上に設置され、シート３１下方にバッテリ３２やインバータ３３が設けられる。さらに、シート３１の下方でかつバッテリ３２の後方に、後述する電子制御スロットルコントローラユニット（ＥＴＶＣＵ）３５やトランスミッションコントロールユニット（ＴＣＵ）３６が設けられる。ＴＣＵ３６は、ハイブリッド二輪車１０の車両のシフトチェンジを制御する制御ロジックを備えたコントロールユニットである。これらのＥＴＶＣＵ３５やＴＣＵ３６およびインバータ３３等は熱に弱い電気部品であるため、熱の影響を受けにくい場所に配置される。なお、符号３８は燃料ポンプであり、符号３９は未燃ガスや余剰燃料をストックするキャニスタである。インバータ３３は、駆動モータ４３が交流モータの場合に設けられ、直流モータの場合には、インバータ３３の代りにバッテリが設けられる。

ところで、車体フレーム１３に搭載されるエンジンユニット１４は、例えばユニットケース４０上面にシリンダブロック４１ａ、シリンダヘッドおよびヘッドカバーからなるシリンダアッセンブリ４１が前傾して設置され、並列多気筒エンジン、例えば４気筒エンジンが構成される。エンジンケース４０には、オートマチックマニュアルトランスミッション装置４４（以下、ＡＭＴという。）が組み込まれている。ＡＭＴ４４は、クラッチ操作を必要とせずにマニュアルシフトを可能にし、シフトレバー操作フィーリングを改善し、クラッチ操作の煩わしさを無くしたセミオートマチックトランスミッション装置である。シリンダアッセンブリ４１のシリンダヘッド後面に開口する４つの吸気ポートには電子制御スロットル装置４５が接続される。シリンダヘッド前面に開口する排気ポートには排気管４６が接続される。

排気管４６はシリンダアッセンブリ４１の排気ポートから下方に延びて後方に折曲されて、後方に延びており、途中で集合されて排気チャンバ４７が接続される。さらに、排気管は排気チャンバ４６の側方から後方に延びてサイレンサ４８に接続される。

ＡＭＴ４４は、図４ないし図９に示すように、エンジン回転、すなわちエンジンケース４０の内部に軸支されたクランクシャフト５０の回転を変速して後輪２４に伝達するトランスミッション機構５１と、クランクシャフト５０の回転をトランスミッション機構５１に対して伝達および遮断するクラッチ機構５２と、クラッチ機構５２を断続操作するクラッチアクチュエータ５３と、トランスミッション機構５１を変速操作するシフトチェンジアクチュエータ５４とを備えて構成される。クラッチアクチュエータ５３とシフトチェンジアクチュエータ５４は、ＡＭＴアクチュエータを構成し、エンジンケース４９に一体的に被装されるカバー、例えばスプロケットカバー５６に設けられる。

クラッチアクチュエータ５３とシフトチェンジアクチュエータ５４は、図６および図７に示すように、シリンダアッセンブリ４１の後方で、かつエンジンケース４０の左側面に設置されており、例えばエンジンケース４０の左側面に被装されたスプロケットカバー５５に固定される。スプロケットカバー５５の内側にはエンジン出力をチェーンで後輪に伝えるドライブスプロケット（図８、図９参照）が収められている。

トランスミッション機構５１は、一般のマニュアルトランスミッション装置に使用されているものと同様の構成である。即ち、クランクシャフト５０の後方に平行に位置して車幅方向に延びるカウンタシャフト６０およびドライブシャフト６１と、図８および図９に示すように、カウンタシャフト６０に軸装されて第１速から第６速に対応する６種類のドライブギア６２と、ドライブシャフト６１に軸装されて上記ドライブギア６２に常時噛合する６種類のドリブンギア６３とを備えている。なお、先述のドライブスプロケット５６はドライブシャフト６１の左端に回転一体に固定されている。

また、トランスミッション機構５１は、図１０および図１２に示すように、シフトカム６５によって動かされる複数のシフトフォーク６６を備えている。従来から公知のように、シフトカム６５は、段階的に回動することにより、複数のシフトフォーク６６を介してドライブギア６２およびドリブンギア６３のいずれかに設けられた変速用ドッグ６７（図１０、図１１参照）を軸方向に移動させて６種類のドライブギア６２およびドリブンギア６３の噛み合わせを選択する。

クラッチ機構５２は、公知の湿式多版クラッチであり、例えば図８、図９に示すように、カウンタシャフト６０の右端側に設けられている。クラッチ機構５２に回転一体に設けられたプライマリドリブンギア７０が、クランクシャフト５０、例えばエンジンクランクのクランクウェブの１つに設けられたプライマリドライブギア７１に常時噛合している。

カウンタシャフト６０は中空軸であり、その内部に摺動自在に挿入されたプッシュロッド７２の左端部をクラッチアクチュエータ５３が押圧していくと、クラッチ機構５２の結合が徐々に解かれ、半クラッチ状態を経て結合が解除される。プッシュロッド７２は、最大ストローク時にクラッチの回転トルクが０になる。クラッチ機構５２が結合されるとエンジン回転がトランスミッション機構５１のカウンタシャフト６０に伝達され、クラッチ機構５２が解除されるとエンジン回転がカウンタシャフト６０に対して遮断される。

クラッチアクチュエータ５３は、図１１および図１２に示すように、例えばサーボモータ７３と、多段ギアからなる減速機構７４と、カム軸状のクラッチレリーズカム７５とを備えて構成されており、サーボモータ７３の回転が減速機構７４により減速されてクラッチレリーズカム７５の回動に変換され、クラッチレリーズカム７５の回動角が増すに従ってプッシュロッド７２の押圧量が増大していく。

クラッチアクチュエータ５３にはクラッチポジションセンサ７６が設けられている。このクラッチポジションセンサ７６は、例えば減速機構７４のギアの回転角度を検知することによってクラッチ機構５２の繋がり具合を判定するセンサであり、そのクラッチポジション信号ＣＰが後述するトランスミッションコントロールユニット３６（以下、ＴＣＵと略す）に受信される（図１８参照）。

シフトチェンジアクチュエータ５４は、図１２および図１３に示すように、例えばサーボモータ８０と、多段ギアからなる減速機構８１とを備えて構成される。サーボモータ８０の回転が減速機構８１により減速されてシフトチェンジシャフト８２を回動させ、シフトチェンジシャフト８２の回動がシフトギア８３によってシフトカム６５に伝達されるようになっている。

また、シフトチェンジアクチュエータ５４には、図１２に示すように、シフトポジションセンサ８４が設けられている。このシフトポジションセンサ８４は、例えばシフトチェンジシャフト８２の回動角度を検知することによってギアポジションを判定するセンサであり、そのシフトポジション信号ＳＰが後述するＴＣＵ３６に受信される（図１８参照）。

一方、自動二輪車の車体フレーム１３には、運転者が足を載せる左右一対のフットレスト８５が、エンジンユニット１４の後方に位置するように設けられる（図１、図１２参照）。そして、エンジンユニット１４の左側面には、左側のフットレスト８５の前下方に位置するようにシフトレバー８６が設けられる。運転者は、左側のフットレスト８５に載せた左足の爪先でシフトレバー８６を上方または下方に繰り返し回動操作してＡＭＴ４４のシフト操作を行なう。例えば、シフトレバー８６を上方に回動させるとＡＭＴ４４がシフトアップし、下方に回動させるとＡＭＴ４４がシフトダウンする。

図１、図２、図１２および図１４、特に図１４に示すように示すように、シフトレバー８６は、その根元の回動軸（シフトシャフト）８７が、エンジンケース４０の左下側面に取り付けられたシフトレバーブラケット８８に軸支されており、回動軸８７にはリターンスプリング（図示せず）が軸装されている。リターンスプリングは、シフトレバー８６の非操作時には、シフトレバー８６を図１４に示す回動開始位置８６Ｎに保持する。

また、シフトレバーブラケット８８には、図１および図１４に示すように、シフトレバー８６と共に、シフトレバー回動角センサ（シフトレバー回動検出部）９０と、荷重特性付与機構８９とが設置される。シフトレバー回動角センサ９０は、シフトレバー８６の回動角度を検知することにより、シフトレバー８６の回動操作が開始されたことを検出してシフト検出信号ＳＵ，ＳＤを発信するセンサである。なお、シフトレバー回動角センサ９０としては、回動角センサに限らず、例えば荷重センサを用いてもよい。また、荷重特性付与機構８９は、後述するようにシフトレバー８６の回動に所定の荷重特性を付与する機構である。

シフトレバー８６は、図１４に示すように、回動開始位置８６Ｎから、上方の回動終点位置８６ＵＰと、下方の回動終点位置８６ＤＯＷＮまで回動することができる。また、回動開始位置８６Ｎと、上下の回動終点位置８６ＵＰ，８６ＤＯＷＮとの間には、それぞれ回動検出位置ＰＵとＰＤが設定されている。これらの回動検出位置ＰＵ，ＰＤは、それぞれ回動終点位置８６ＵＰ，８６ＤＯＷＮよりも回動開始位置８６Ｎにやや近い位置に設けられている。

シフトレバー８６が回動検出位置ＰＵを通過する時には、シフトレバー回動角センサ９０がシフトアップを伝えるシフト検出信号ＳＵを発信し、シフトレバー８６が回動検出位置ＰＤを通過する時には、シフトレバー回動角センサ９０がシフトダウンを伝えるシフト検出信号ＳＤを発信する。これらのシフト検出信号ＳＵ，ＳＤは、図１８に示すＴＣＵ３６に受信される。

荷重特性付与機構８９は、図１４に示すように、シフトレバー８６が回動開始位置８６Ｎから回動終点位置８６ＵＰに１度回動操作されると、カムプレート（図示せず）を所要角度、例えば６０度回動させる。

シフトレバー８６が回動開始位置８６Ｎから回動終点位置８６ＤＯＷＮに１度回動操作されると、カムプレートを所要角度、例えば６０度回動させる。

さらに、シフトレバー８６を回動開始位置８６Ｎから回動終点位置８６ＵＰまたは回動終点位置８６ＤＯＷＮに複数回、連続的に回動させると、その回動回数だけカムプレートが６０度ずつ時計方向または反時計方向に節度が付与されて断続的（間欠的）に回動操作される。

また、シフトレバー８６が回動開始位置８６Ｎから回動終点位置８６ＵＰまたは８６ＤＯＷＮに回動するまでの間に、荷重特性付与機構８９によってシフトレバー８６の反力に山型の荷重特性が図１５に示されるように付与される。

そして、この山型の荷重特性の最大荷重点Ｗｍａｘの発生位置は、シフトレバー８６の回動検出位置ＰＵ，ＰＤの位置に略一致するように設定されている。このため、シフトレバー８６の反力は、回動開始位置８６Ｎから回動検出位置ＰＵ，ＰＤにかけて大きくなり、回動検出位置ＰＵ，ＰＤを超えてからは小さくなる。そして、最も反力が高くなった時に、シフトレバー回動角センサ９０からシフトアップまたはシフトダウンのシフト検出信号ＳＵまたはＳＤがＴＣＵ３６に送信される。

［ＡＭＴアクチュエータとＥＶ走行用モータとの配置構成］
ハイブリッド二輪車１０は、図１に示すように、車両側面視でエンジンユニット１４のシリンダアッセンブリ４１の背側に、かつエンジンケース４０の上方にＥＶ走行用モータ（駆動モータ）４３が設けられる。ＥＶ走行用モータ４３は電動アシストモータを構成しており、図２、図５および図７に示すように、シリンダアッセンブリ４１のシリンダブロック後方でかつエンジンケース４０上方の比較的スペースの空いている場所に設けられる。

したがって、燃料タンク２７の容量減少を無くしたり、最小限に抑えながらＥＶ走行用モータ４３で駆動力アシストを行なうことができる。ＥＶ走行用モータ４３は、ＡＭＴアクチュエータであるクラッチアクチュエータ５３およびシフトチェンジアクチュエータ５４を避けるようにＡＭＴアクチュエータ５３，５４の車両幅方向内側に配置される。ＥＶ走行用モータ４３は、車両側面視でシリンダアッセンブリ４１のシリンダブロック後方でかつエンジンケース４０のクランクケース上方、さらに左右対のメインフレーム１１，１１間の内側に設置される。ＥＶ走行用モータ４３は、車両側面視でメインフレーム１１より上方に突出することなく、また、車両平面視で図２および図５に示すように車両中心線ＣＬを跨って配置される。

また、ＥＶ走行用モータ４３は、車両側面視でクラッチ室（クラッチ機構５２）側にオフセットして配置され、車両中心線ＣＬを跨いで設けられるため、クラッチアクチュエータ５３およびシフトチェンジアクチュエータ５４をエンジン中心側に近付けてオフセット配置することができ、エンジン幅方向寸法を小さくすることができる。したがって、車両のコンパクト化を図りながらシングルクラッチ式ＡＭＴ４４を構成することができる。クラッチアクチュエータ５３は、図５および図７に示すように、クラッチレリーズアームシャフト軸５３ａ上に設けられて、エンジンの最大幅を超えないエンジン幅の範囲に設置される。このため、車両転倒時のＡＭＴアクチュエータの破損や走行に伴う空力特性の悪化を防ぐことができる。

駆動モータ４３のモータ軸４３ａは、図９、図１６および図１７に示すように、多段の減速ギア列の減速機構９３を介してトランスミッション機構５１のカウンタシャフト６０上のドライブギア９４にギア連結され、モータ駆動力伝達機構２６が構成される。このドライブギア９４はカウンタシャフト６０に直結されて１速ドライブギアを構成している。１速ドライブギア９４はドライブシャフト６１に回転自由に設けられた１速ドリブンギア９５とギア連結される。なお、減速機構９３は２段の減速抑制を備えた例を説明したが、１段の減速ギアであってもよい。駆動モータ４３のモータ駆動力は、図９に示すように、減速機構９３からカウンタシャフト６０上のドライブギア９４およびトランスミッション機構５１を経て後輪２４駆動用のチェーン・スプロケット機構９２に伝達される。

ＥＶ走行用モータ４３は、図２および図５に示すように、車両平面視において、車両中心線ＣＬを跨ぐように車両幅方向を向いて車両中心線側に設置され、対をなすメインフレーム１１，１１間に囲まれてシリンダブロックの後方でクランクケース上面に設けられる。車両の上面視や後面視において、車両幅方向のエンジン全幅より内側にＡＭＴ４４および駆動モータ４３が入るように配置される。このＡＭＴ４４と駆動モータ４３の配置構成により、エンジン寸法を増大させずにＡＭＴ４４とＥＶモータである駆動モータ４３との配置を両立させることができる。

また、重量物である駆動モータ４３を、シリンダアッセンブリ４１の後方で車両前後左右中心の重心付近に配置できるため、マスの集中化が図れ、慣性モーメントの増大を抑えて操縦安定性の悪化を抑えることができる。

さらに、モータ駆動力伝達機構９６は、図１６および図１７に示すように、ＥＶ走行用モータ４３のモータ軸４３ａ、減速機構９３のアイドルギア９３ａを軸支するアイドル軸９３ｂおよびトランスミッション機構５１のカウンタシャフト６０軸およびドライブシャフト軸６１の各ギアを結ぶ各軸が略直線上でコンパクトに配置される。このため、エンジンの小型・コンパクト化を図ることができ、軽量化に貢献することができる。

一方、重量物であるＥＶ走行用モータ４３を図１、図２および図５に示すように、車両の前後左右の中心で、重心付近に集中的に配置することができ、車両の重量バランスを左右で安定化させ、慣性モーメントの増大を抑えて操縦安定性を確保し、向上させることができる。

［ＡＭＴの構成］
図１８は、ＡＭＴ４４の全体構成を示すブロック図である。ＡＭＴ４４は、ハイブリッド二輪車１０のシフトチェンジ制御を行なう制御ロジックを備えたトランスミッションコントロールユニット（ＴＣＵ）３６を備える。

ＡＭＴ４４の制御部であるＴＣＵ３６には、ＡＭＴアクチュエータであるクラッチアクチュエータ５３およびシフトチェンジアクチュエータ５４と、エンジンコントロールユニット９７と、電子制御スロットルコントローラ９８とＥＶ走行コントロールユニット９９とが接続され、それぞれＴＣＵ３６から発信される作動信号Ａ１〜Ａ５に基づいて作動する。

また、ＴＣＵ３６には、クラッチアクチュエータポジションセンサ７６と、シフトアクチュエータポジションセンサ８４と、シフトレバー回動角センサ９０とが接続され、クラッチアクチュエータポジションセンサ７６から発信されるクラッチポジション信号ＣＰと、シフトアクチュエータポジションセンサ８４から発信されるシフトポジション信号ＳＰと、シフトレバー回動角（または荷重）センサ９０から発信されるシフト検出信号ＳＵ，ＳＤとが、それぞれＴＣＵ３６に入力される。

さらに、ＴＣＵ３６には、カウンタシャフト６０の回転速度信号ＣＳを発信するカウンタシャフトスピードセンサ１００と、自動二輪車の車速信号ＶＳを発信する車速センサ１０１と、自動二輪車の運転者が操作するスロットルグリップの開度信号ＴＰＳを発信するスロットルポジションセンサ１０２と、電子制御スロットルの開度信号ＡＰＳを発信するアクセルポジションセンサ１０３と、トランスミッション機構５１のギアポジション信号ＧＰＳを発信するシフトカムポジションセンサ１０４と、燃料噴射システムに必要なその他各種の信号ＥＴＣを発信するエンジン運転状態検知用センサ類１０５（冷却水温度センサ、吸気温度センサ、油温センサ、Ｏ_２センサ等）と、が接続されている。

ＴＣＵ３６は、シフトレバー８６（図１４参照）の回動操作に伴いシフトレバー回動角センサ９０から送信されるシフト検出信号ＳＵまたはＳＤを受信すると、各センサ類７４，８０，９０，１００〜１０５から送信される各種の信号ＣＰ，ＳＰ，ＣＳ，ＶＳ，ＴＰＳ，ＡＰＳ，ＧＰＳ，ＥＴＣを参照しながらエンジンユニット１４の出力を制御するとともに、クラッチアクチュエータ５３とシフトチェンジアクチュエータ５４とのＡＭＴアクチュエータを制御して変速を実行する。

この時、ＴＣＵ３６は、シフト検出信号ＳＵ，ＳＤを受信してから、シフトレバー８６が回動終点位置８６ＵＰ，８６ＤＯＷＮまで回動するまでの間に、クラッチアクチュエータ５３およびシフトチェンジアクチュエータ５４を制御して変速を完了させる。

即ち、ＴＣＵ３６は、シフト検出信号ＳＵ，ＳＤを受信すると同時に、クラッチアクチュエータ５３を作動させてクラッチ機構５２の接続を解除し、次にシフトチェンジアクチュエータ５４を作動させてトランスミッション機構５１のシフトカム６５（図１０参照）を回動させ、変速を行わせた後、再度クラッチアクチュエータ５３を作動させてクラッチ機構５２を接続する。

ＴＣＵ３６は、シフトチェンジアクチュエータ５４を作動させて変速を行う際に、各種のセンサの入力信号からエンジンユニット１４の運転状況を判断し、例えばシフトアップ時にはエンジンコントロールユニット９７の、例えばイグニッションコントローラを制御して点火カット（間引き点火）や点火時期の遅角化等を行い、シフトダウン時には電子制御スロットルコントローラ９８を制御してブリッピング（空吹かし）を行う。これらにより、ドライブギア６２とドリブンギア６３とに設けられた変速用ドッグ６７に加わる荷重が抜かれ（図１０参照）、変速がスムーズに行われて変速に要する時間が短縮される。

また、ＴＣＵ３６は、変速が完了してクラッチ機構５２を接続させる時に、各種のセンサの入力信号に基づいて、クラッチ機構５２の接続に伴う変速ショックが大きいか否かを判定し、変速ショックが大きい状況である場合には、クラッチアクチュエータ５３を制御してクラッチ機構５２の接続をゆっくり行い、半クラッチ状態を長くすることによって変速ショックを低減させる。

［エンジン始動、エンジン走行、エンジン駆動による発電およびＥＶ走行］
ハイブリッド二輪車１０は、図９に示すように、ＥＶ走行用モータ４３のモータ駆動により、モータ軸４３ａは減速機構９３を介してトランスミッション機構５１を構成するカウンタシャフト６０上に直結された１速ドライブギアに駆動力が伝えられる。ＥＶ走行用モータ４３から１速ドライブギア９４に伝達されるモータ駆動力（トルク）は、ギアポジションがＮ（ニュートラル）ポジション以外の状態でトランスミッション機構５１に伝達される。トランスミッション機構５１はシフトドッグ６７が備えられており、ドッグを有するミッションギア構造がＥＶ走行用モータ４３からクラッチの役割を果す。このため、ＥＶ走行用モータ４３のモータ作動によるＥＶ走行とエンジン駆動に伴うエンジン走行との切替をトランスミッション機構（Ｔ／Ｍ）のギアドッグ嵌合およびクラッチ機構５２の作動によって切替が可能となる。

ハイブリッド二輪車１０は、並列多気筒エンジンのエンジン駆動によるエンジン走行（図８参照）の他に、ＥＶ走行用モータ４３のモータ駆動によるＥＶ走行（図９参照）、モータ発電およびエンジン始動が可能となる。

［モータ発電する場合］
クラッチ機構５２が繋がっている（結合される）状態で並列多気筒エンジン（エンジンユニット１４）が駆動されると、図８に示すように、エンジン駆動力は、クラッチ機構５２を介してカウンタシャフト６０が回転され、トランスミッション機構５１を介して後輪２４に伝達され、エンジン走行が行なわれる。その際、カウンタシャフト６０上の１速ドライブギア９４はカウンタシャフト６０と常に同じ回転数で回転される。したがって、エンジン駆動に伴うエンジン回転によりＥＶ走行用モータ４３のモータ軸４３ａは常に回転駆動され、ＥＶ走行用モータ４３によるモータ発電が常に可能となる。モータ発電によりＥＶ走行用モータ４３は発電機の役割を果し、ＥＶアシストモータとして機能する。

また、エンジン駆動に伴ってＥＶ走行用モータ４３であるＥＶモータはモータ発電が行なわれるため、副次的効果として、エンジンユニット１４のクランクシャフト５０上に設けられた発電用マグネット１０８（図８参照）は小さくてもよく、また廃止することができる。

［ＥＶ走行する場合］
ＥＶ走行は駆動モータ４３のモータ駆動により、基本的には、発電する場合と同様、常に可能である。ＥＶ走行用モータである駆動モータ４３がモータ駆動すると、モータ駆動力（駆動トルク）は、図９に示すように、減速機構９３を介してアイドルギア９３ａからカウンタシャフト６０上のドライブギア９４、例えば１速ドライブギアに伝達され、続いてトランスミッション機構５１によりドライブシャフト６１上のドリブンギア６３に伝えられ、さらに、チェーン・スプロケット機構９２を経て伝達され、後輪２４を駆動し、ＥＶ走行させる。

ＥＶ走行の場合、エンジン走行の場合と同様、トランスミッション機構５１はカウンタシャフト６０上の各ドライブギア６２とドライブシャフト６１上の各ドリブンギア６３とは、選択的に組み合されて変速操作される。ＥＶ走行の場合もエンジン走行の場合も、トランスミッション機構５１やチェーン・スプロケット機構９２の動力伝達機構を共通に用いることができ、駆動モータ４３の消費電力、効率化を図ることができる。

［エンジン始動］
エンジン始動は、ハイブリッド二輪車１０の右側操向ハンドル１９の基部に設けられたスタータスイッチ１１０（図１９参照）をＯＮ操作することにより行なうことができる。スタータスイッチ１１０をＯＮ操作し、クラッチ機構５２を継いだ（結合させたＯＮ）状態でＥＶ走行用モータ４３をモータ駆動させると、カウンタシャフト軸６０の回転が、クラッチ機構５２を介してクランクシャフト５０に伝達され、クランクシャフト５０を回転させることができ、エンジンクランクを回転駆動させてエンジンを始動させる。クラッチ機構５２を繋いでいる状態であれば、カウンタシャフト軸６０を回転させれば、クランクシャフト５０を回転させることができ、エンジンを始動させることができるので、全てのギアポジションにてエンジン始動が可能となる。Ｎ（ニュートラル）ポジションであれば、車両停止状態でエンジン始動が可能となる。

一方、ハイブリッド二輪車１０の右側操向ハンドル１９の基部には、図１９に示すアクセルグリップセンサ１０９の他に、スタータスイッチ１１０、走行モード切替スイッチ１１１およびキルスイッチ１１２が設けられる。切替スイッチ１１１はモータ駆動力によるＥＶ走行とエンジン駆動によるエンジン走行とを切り替えるものである。

切替スイッチ１１１を矢印Ａ方向にＯＮ操作させると、駆動モータ４３がモータ駆動され、モータ駆動力は、図９に示すように、減速機構９３、トランスミッション機構５１、チェーン・スプロケット機構９２を経て後輪２４に伝達され、後輪２４を走行駆動させる（ＥＶ走行）。

このＥＶ走行時に、クラッチ機構５２を繋ぐと、ＥＶモータである駆動モータ４３のモータ駆動力はクランクシャフト５０にも伝達され、クランクシャフト５０を回転させる。クランクシャフト５０の回転により、発電用マグネット１０８（図８参照）が回転して発電し、発生した電力をバッテリ３２に充電している。

また、切替スイッチ１１１を矢印Ｂ方向に切り替えると、ハイブリッド二輪車１０はＥＶ走行からエンジン走行に切り替わる。エンジン走行では、図８に示すように並列多気筒エンジン（エンジンユニット１４）のエンジン駆動により、エンジン駆動力は、プライマリドライブギア７１からプライマリドリブンギア７０、クラッチ機構５２を経てカウンタシャフト６０に伝達され、続いてカウンタシャフト６０からトランスミッション機構５１、チェーン・スプロケット機構９２を経て後輪２４に伝えられ、後輪２４を駆動させる（エンジン走行）。

さらに、エンジン走行時には、トランスミッション機構５１のカウンタシャフト６０が常に回転しているので、エンジン駆動力が１速ドライブギア９４から減速機構９３を経てモータ軸４３ａに伝達され、ＥＶ走行用モータ４３は常時回転してモータ発電される。ＥＶ走行用モータ４３が交流モータの場合は発生した交流の電力はインバータ３３（図１参照）で直流に変換されてバッテリ３２に充電される。

［ＴＣＵによるＡＭＴの制御例］
エンジンユニット１４が始動した時点でエンジン走行の制御が開始され、まずでシフトレバー回動角センサ（または荷重センサ）９０からシフト検出信号ＳＵまたはＳＤの受信があったか否かが判定される。シフト検出信号ＳＵまたはＳＵを受信すると、クラッチアクチュエータ５３が操作されてクラッチ機構５２の接続が遮断される。

次に、変速用ドッグ６７に加わる荷重が許容値以下であるか否かが判定される。この判定は、カウンタシャフトスピードセンサ１００や、車速センサ１０１、油温センサ（非図示）、変速用ドッグ荷重マップ等のデータを参照して行われる。そして、判定結果が許容値以下であれば、シフトチェンジアクチュエータ５４が操作されてシフトチェンジが実行される。

次に、クラッチ機構５２の接続に際して変速ショックが大きいか否かが判定される。この変速ショックが大きいか否かの判定は、ギアポジション、エンジン回転数、車速等のデータを参照して行われる。この判定結果から、変速ショックが大きいと判断される場合には、半クラッチを使用してクラッチ機構５２をゆっくり接続して変速ショックを吸収する。

また、変速ショックの判定結果から変速ショックが小さいと判断される場合には、半クラッチを使用せずにクラッチ機構５２を素早く接続する。これでシフトチェンジが完了し、制御が元に戻る。

一方、変速用ドッグ６７（図１０参照）に加わる荷重が許容値を超える場合には、シフトアップかシフトダウンかが判断される。ここでは、シフト検出信号ＳＵが受信されていればシフトアップ、シフト検出信号ＳＤが受信されていればシフトダウンと判定される。

変速用ドッグ６７に加わる荷重が許容値以上でシフトアップの場合は、エンジントルクを低減させながらシフトアップが行われる。エンジントルクを低減させる方法としては、点火カット（間引き点火）や点火時期の遅角化が行われる。このようにシフトアップ時にエンジントルクを低減させることにより、変速用ドッグ６７に加わる荷重を減らし、変速用ドッグ６７が噛み合う時間を短縮して素早いシフトアップが可能になる。

また、シフトダウンの場合は、電子制御スロットルコントローラ９８を制御してエンジンユニット１４をブリッピングさせてからシフトダウンされる。このようにシフトダウン時にエンジンを空吹かしさせることにより、トランスミッション機構５１のドライブギア６２とドリブンギア６３の回転を合わせて変速用ドッグ６７が噛み合うまでの時間を短縮し、素早いシフトダウンが可能になる。

シフトアップが行われた後、あるいはシフトダウンが行われた後は、クラッチ機構５２の接続に際して変速ショックの大きさにより半クラッチの使用あるいは不使用のルーティンが実行されてシフトチェンジが完了し、制御が元に戻る。

以上説明したように、このＡＭＴ４４は、シフトレバー８６の回動操作が開始されたことを検出してシフト検出信号ＳＵ，ＳＤを発信するシフトレバー回動角センサ９０（シフトレバー回動検出部）を設け、ＡＭＴ４４を制御するＴＣＵ３６に上記シフト検出信号ＳＵ，ＳＤを受信させてクラッチアクチュエータ５３およびシフトチェンジアクチュエータ５４を制御させて変速を行うものである。

このため、シフトレバー８６の回動操作が開始されるのとほぼ同時にシフトレバー回動角センサ９０からシフト検出信号ＳＵ，ＳＤが発信され、このシフト検出信号ＳＵ，ＳＤを受信したＴＣＵ３６がクラッチアクチュエータ５３およびシフトチェンジアクチュエータ５４を作動させて変速を行うため、シフトレバー８６を操作してから変速が開始されるまでのタイムラグが短縮され、マニュアルトランスミッションと同様なスポーティーな操縦感を得ることができる。

また、シフトレバー回動角センサ９０がシフト検出信号ＳＵ，ＳＤを発信するのは、シフトレバー８６が、その回動開始位置Ｎと回動終点位置８６ＵＰ，８６ＤＯＷＮとの間に設けられた回動検出位置ＰＵ，ＰＤを通過した時とされるとともに、ＴＣＵ３６はシフト検出信号ＳＵ，ＳＤを受信してからシフトレバー８６が回動終点位置８６ＵＰ，８６ＤＯＷＮまで回動するまでの間に、クラッチアクチュエータ５３およびシフトチェンジアクチュエータ５４を制御して変速を完了させるようになっている。

上記構成によれば、ＡＭＴ４４は、シフトレバー８６が回動開始位置Ｎから回動検出位置ＰＵ，ＰＤを経て回動終点位置８６ＵＰ，８６ＤＯＷＮまで回動するまでの間に変速が完了するため、シフトレバー８６の操作開始から変速完了までの時間を大幅に短縮し、マニュアルトランスミッション（ＭＴ）に匹敵、もしくはそれを凌ぐシフトレスポンスを得ることができる。

本実施形態のハイブリッド二輪車１０においては、エンジン回転に伴いエンジンクランク（クランクシャフト５０）で駆動されるプライマリドリブンギア７０の駆動力をＥＶ走行用モータ４３でアシストすることができる。ＥＶ走行用モータ４３は、車両のクラッチ室（クラッチ機構５２）側にオフセットして配置され、プライマリドリブンギア７０の駆動力をアシストする電動アシストモータとして機能する。ＡＭＴアクチュエータを構成するクラッチアクチュエータ５３およびシフトチェンジアクチュエータ５４は、ドライブスプロケットカバー５５上に配置されており（図７、図１２、図１３参照）、ＡＭＴアクチュエータ５３，５４は、エンジンケース４０上でクラッチ室側にオフセットして配置されたＥＶ走行用モータ（駆動モータ）４３と干渉しないように設けられる。

したがって、シングルクラッチ式ＡＭＴ４４で変速を行なう際に発生する駆動力低下（例えば、ＡＭＴ４４の変速時にクラッチ機構５２を切る際の駆動トルク低下によるスピードダウンや変速時間が長くなるデメリット）を電動アシストモータとしての駆動モータ４３でアシストして補うことができ、ハイブリッド二輪車１０に減速Ｇ（重力）を発生させるのを防ぐことができるメリットがある。

また、ＡＭＴ制御で困難な発進時のトルク制御も、電動アシストモータである駆動モータ４３でアシストすることによって半クラッチ制御等が不要となり、発進時のトルク制御が容易になる。

さらに、ハイブリッド二輪車１０は、図８および図９に示すように、プライマリドリブンギア７０とＥＶ走行用モータ４３との間にアイドルギア９３ａが介在されているため、ＥＶ走行用モータ４３の回転方向はクランクシャフト（エンジンクランク）５０および駆動輪（後輪２４）の回転と反対方向となり、ジャイロ効果を打ち消す効果がある。このため、車両のコーナリング性能の向上を図ることができる。

なお、本実施形態の説明については、ハイブリッド二輪車の車両について説明したが、同様なＡＭＴ構造を持つ４輪車両に適用することもできる。

１０…ハイブリッド二輪車、１１…メインフレーム、１２…シートフレーム、１３…車体フレーム、１４…エンジンユニット（並列多気筒エンジン）、１５…ヘッドパイプ、１６…アッパブラケット、１７…ロアブラケット、１８…フロントフォーク、１９…操向ハンドル、２０…ステアリングシャフト、２１…前輪、２２…ピボット軸、２３…スイングアーム、２４…後輪、２５…リアクッションユニット、２７…燃料タンク、２８…エアクリーナ、２９…空気取入口、３１…シート、３２…バッテリ、３３…インバータ、３５…電子制御スロットルコントロールユニット（ＥＴＶＣＵ）、３６…トランスミッションコントロールユニット（ＴＣＵ）、３８…燃料ポンプ、３９…キャニスタ、４０…エンジンケース、４１…シリンダアッセンブリ、４１ａ…シリンダブロック、４３…駆動モータ、４４…オートマチックトランスミッション装置（ＡＭＴ）、４５…電子制御スロットル装置、４６…排気管、４７…排気チャンバ、４８…サイレンサ、５０…クランクシャフト（クランク軸）、５１…トランスミッション機構、５２…クラッチ機構、５３…クラッチアクチュエータ（ＡＭＴアクチュエータ）、５４…シフトチェンジアクチュエータ（ＡＭＴアクチュエータ）、５５…スプロケットカバー、５６…ドライブスプロケット、６０…カウンタシャフト、６１…ドライブシャフト、６２…ドライブギア、６３…ドリブンギア、６５…シフトカム、６６…シフトフォーク、６７…シフトドッグ、７０…プライマリドリブンギア、７１…プライマリドライブギア、７２…プッシュロッド、７３…サーボモータ、７４…減速機構、７５…クラッチレリーズカム、７６…クラッチアクチュエータポジションセンサ、８０…サーボモータ、８１…減速機構、８２…シフトチェンジシャフト、８３…シフトギア、８４…シフトアクチュエータポジションセンサ、８５…フットレスト、８６…シフトレバー、８７…シフトシャフト（回動軸）、８８…シフトレバーブラケット、８９…荷重特性付与機構、９０…シフトレバー回動角センサ、９２…チェーン・スプロケット機構、９３…減速機構、９４…ドライブギア（１速ドライブギア）、９５…ドリブンギア（１速ドリブンギア）、９６…モータ駆動力伝達機構、９７…エンジンコントロールユニット、９８…電子制御スロットルコントロールユニット、９９…ＥＶ走行コントロールユニット、１００…カウンタシャフトスピードセンサ、１０１…車速センサ、１０２…スロットルポジションセンサ、１０３…アクセルポジションセンサ、１０４…シフトカムポジションセンサ、１０５…燃料噴射システム（ＦＩＳ）に必要な各種センサ類、１０８…発電用マグネット、１０９…アクセルグリップセンサ、１１０…スタータスイッチ、１１１…走行モード切替スイッチ、１１２…キルスイッチ。

Claims (7)

1. シフトカムとシフトフォークとによって変速用ドッグを移動させるトランスミッション機構と、エンジン回転を前記トランスミッション機構に対して伝達および遮断するクラッチ機構と、前記クラッチ機構を断続維持させるクラッチアクチュエータと、前記トランスミッション機構を変速操作させるシフトチェンジアクチュエータと、シフトチェンジ制御を行なう制御ロジックを備えたトランスミッションコントロールユニット（ＴＣＵ）と、からオートマチックマニュアルトランスミッション装置（ＡＭＴ）を構成し、
   前記トランスミッション機構のカウンタシャフト上のドライブギアに、車両中心線上を跨って配置したＥＶ走行用モータを減速機構を介して接続し、モータ駆動力を前記トランスミッション機構に伝達するモータ駆動力伝達機構を備え、
   前記カウンタシャフト上のドライブギアは、カウンタシャフトに直結して回転するギアであることを特徴とするハイブリッド二輪車。
2. 前記オートマチックマニュアルトランスミッション装置は、前記クラッチアクチュエータの断続とシフトチェンジアクチュエータの変速とが前記トランスミッションコントロールユニットにより制御され、エンジン駆動によるエンジン走行と、前記ＥＶ走行用モータのモータ駆動によるＥＶ走行と、前記ＥＶ走行時に前記クラッチ機構の接続によるエンジン始動し、前記エンジン走行時に前記ＥＶ走行用モータのモータ軸の回転によりモータ発電とを行なう請求項１に記載のハイブリッド二輪車。
3. 前記ＥＶ走行用モータは車両側面視において、シリンダアッセンブリのシリンダブロック後方でエンジンケースの上方に、かつ車体フレームの左右対をなすメインフレームの上面より上方に突出することなく配設され、
   前記ＥＶ走行用モータは車両平面視で左右対の前記メインフレームに囲まれた内側に配置された請求項１に記載のハイブリッド二輪車。
4. 前記ＥＶ走行用モータは、車両後面視において、前記オートマチックマニュアルトランスミッション装置を制御する前記クラッチアクチュエータおよび前記シフトチェンジアクチュエータと干渉することなくエンジン幅の略中央位置に配置された請求項１または３に記載のハイブリッド二輪車。
5. 前記クラッチアクチュエータおよび前記シフトチェンジアクチュエータは、前記ＥＶ走行用モータの車両幅方向の外側であって、前記エンジン幅内に設けられた請求項４に記載のハイブリッド二輪車。
6. 前記ＥＶ走行用モータのモータ軸、前記減速機構のアイドル軸、前記トランスミッション機構のカウンタ軸およびそのドライブ軸は各軸が直線的に配置された請求項３ないし５のいずれか１項に記載のハイブリッド二輪車。
7. 前記トランスミッションコントロールユニットは、車速センサと、スロットルポジションセンサと、アクセルポジションセンサと、ギアポジションセンサと、カウンタシャフト回転スピードセンサと、シフトレバー回動角または角度センサと、クラッチアクチュエータ手ポジションセンサと、シフトアクチュエータポジションセンサと、その他燃料噴射システムに必要な各種運転状態検知用センサとからセンサ信号を入力し、
   前記トランスミッションコントロールユニットは、シフトチェンジアクチュエータと、クラッチアクチュエータと、エンジンコントロールユニットと、電子制御スロットルコントローラユニットと、ＥＶ走行用コントロールユニットとを駆動制御している請求項１に記載のハイブリッド二輪車。

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