JP6232915B2 - Hybrid motorcycle - Google Patents
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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。 The present invention relates to a hybrid two-wheeled vehicle in which engine running using an engine as a drive source and EV (Electric Vehicle) running using a motor as a drive source are combined.
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。 2. Description of the Related Art In recent years, environmental issues have been emphasized in motorcycles, and it is required to reduce environmental pollutants discharged from engine-driven vehicles. Therefore, in motorcycles, a hybrid motorcycle has been developed in which a drive motor (EV traveling motor) that drives wheels is mounted together with the engine drive, and the drive wheels (rear wheels) are driven by the drive motor.
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。 As a conventional hybrid motorcycle, there is a motorcycle described in Patent Document 1 in which a drive motor and a generator are arranged and a unit swing type engine is mounted. In this motorcycle, the drive motor is disposed on the rear wheel drive shaft, offset from the vehicle center line in the vehicle width direction. The drive motor is disposed between the speed reduction mechanism disposed at the outermost side in the vehicle width direction and the rear wheel, and the generator is disposed on the outer side of the cylinder assembly and further on the outer side in the vehicle width direction than the drive motor.
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。
In the hybrid motorcycle described in
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。 In the hybrid motorcycle described in Patent Document 1, the drive motor is disposed on the rear wheel drive shaft so as to be offset outward in the vehicle width direction with respect to the vehicle center line, and the generator is disposed on the outer side of the cylinder assembly from the drive motor. Furthermore, because it is arranged on the outer side in the vehicle width direction, a reduction mechanism is provided in addition to the drive motor on the drive shaft extending in the vehicle width direction, resulting in a complicated arrangement configuration, and the engine width and vehicle width are increased. Insufficient corners occur, the weight balance between the left and right sides of the vehicle deteriorates, and steering stability deteriorates significantly.
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。
Moreover, in the hybrid motorcycle described in
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。 The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and can be arranged compactly by combining an automatic manual transmission device (AMT) and an EV driving motor (drive motor) without increasing the engine width. An object of the present invention is to provide a hybrid two-wheeled vehicle that maintains good weight balance and has good steering stability.
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。 Another object of the present invention is to achieve coexistence of the arrangement of the AMT actuator and the EV driving motor (drive motor) in the vehicle width direction even when the AMT and the EV driving motor (drive motor) are combined. Therefore, it is an object of the present invention to provide a hybrid motorcycle that can perform motor power generation, EV traveling, engine starting, and engine traveling to cover the power consumption of AMT.
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は、カウンタシャフトに設けられる複数のドライブギアと、ドライブシャフトに設けられ、前記複数のドライブギアのそれぞれに常時噛合する複数のドリブンギアとを備え、車両中心線上を跨って配置したEV走行用モータを備え、前記複数のドライブギアのうち前記カウンタシャフトに直結して回転する所定のドライブギアに、前記EV走行用モータの回転が伝達される減速機構を直接噛み合せ、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ることを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problem, a hybrid motorcycle according to the present invention includes a transmission mechanism that moves a shift dog by a shift cam and a shift fork, a clutch mechanism that transmits and blocks engine rotation to and from the transmission mechanism, An automatic manual transmission device (AMT) comprising: a clutch actuator that maintains the clutch mechanism intermittently; a shift change actuator that shifts the transmission mechanism; and a transmission control unit (TCU) that includes a control logic that performs shift change control. configured, the transmission mechanism includes a plurality of drive gears provided on countershaft, provided on the drive shaft, its said plurality of drive gear And a plurality of driven gears which always meshes with, respectively, provided with an EV traveling motor disposed across the vehicle center line, a predetermined drive gear that rotates directly connected to the counter shaft of the plurality of drive gear , meshing reduction mechanism the rotation of the EV traction motor is directly transmitted, is characterized in that a motor driving force transmission mechanism for transmitting motor driving force to the transmission mechanism.
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。 In the present invention, it is possible to provide a hybrid two-wheeled vehicle that can be compactly arranged by combining an automatic manual transmission device (AMT) and an EV traveling motor (driving motor), and that maintains a weight balance between the left and right sides of the vehicle and has good steering stability. .
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。 Even if this hybrid motorcycle is arranged in combination with an AMT and a drive motor, the arrangement of the AMT actuator and the drive motor can be achieved in the vehicle width direction, and motor power generation, EV running, Engine starting and engine running can be performed under the control of the transmission control unit.
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。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
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。 FIG. 1 is an overall left side view of a hybrid motorcycle showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing the entire hybrid motorcycle with a part thereof omitted. A hybrid motorcycle is a straddle-type vehicle capable of running an engine using an engine as a drive source and running an EV (motor) using a motor as a drive source. The saddle riding type vehicle includes an on-road type motorcycle, an off-road type motorcycle, and a scooter type motorcycle. In a hybrid motorcycle, the front, rear, left, and right follow the direction seen from the rider seated on the seat.
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。
In the hybrid motorcycle, as indicated by
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。
A
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。
Further, the
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。
On the other hand, a
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。
A
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。
By the way, the
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。
The
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。
As shown in FIGS. 4 to 9, the
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。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
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。
The
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。
Further, as shown in FIGS. 10 and 12, the
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。
The
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。
The
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。
As shown in FIGS. 11 and 12, the
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)。
The
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。
As shown in FIGS. 12 and 13, the
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)。
Further, the
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。
On the other hand, the
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。
As shown in FIGS. 1, 2, 12, and 14, particularly FIG. 14, the
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。
As shown in FIGS. 1 and 14, the
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。
As shown in FIG. 14, the
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。
When the
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。
As shown in FIG. 14, when the
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。
When the
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。
Further, when the
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。
In addition, the load
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。
The generation position of the maximum load point Wmax of the mountain-shaped load characteristic is set so as to substantially coincide with the positions of the rotation detection positions PU and PD of the
[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。
[Arrangement Configuration of AMT Actuator and EV Traveling Motor]
As shown in FIG. 1, the
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。
Therefore, the driving force assist can be performed by the
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。
Further, since the
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96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。
The
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。
As shown in FIGS. 2 and 5, the
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。
In addition, since the
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。
Further, as shown in FIGS. 16 and 17, the motor driving
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。
On the other hand, as shown in FIGS. 1, 2, and 5, the
[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。
[Configuration of AMT]
FIG. 18 is a block diagram showing the overall configuration of the
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。
A
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。
Further, a clutch
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、O2センサ等)と、が接続されている。
Further, the
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。
When the
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。
At this time, the
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。
That is, the
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。
The
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。
Further, when the shift is completed and the
[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。
[Engine start-up, engine running, engine-driven power generation and EV running]
As shown in FIG. 9, the
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。
The
[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。
[When generating motor power]
When the parallel multi-cylinder engine (engine unit 14) is driven in a state where the
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。
Further, since the EV motor, which is the
[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。
[When running on EV]
EV travel is always possible by driving the motor of the
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。
In the case of EV traveling, as in the case of engine traveling, in the
[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。
[engine start]
The engine can be started by turning on a starter switch 110 (see FIG. 19) provided at the base of the right steering handle 19 of the
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。
On the other hand, in addition to the
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)。
When the
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。
When the
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)。
When the
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。
Furthermore, since the
[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。
[Example of AMT control by TCU]
When the
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。
Next, it is determined whether or not the load applied to the
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。
Next, it is determined whether or not the shift shock is large when the
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。
Further, when it is determined from the shift shock determination result that the shift shock is small, the
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。 On the other hand, when the load applied to the shift dog 67 (see FIG. 10) exceeds the allowable value, it is determined whether the shift is up or down. Here, if the shift detection signal SU is received, it is determined that the shift is up, and if the shift detection signal SD is received, it is determined that the shift is down.
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。
When the load applied to the
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。
In the case of downshifting, the electronic
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。
After upshifting or downshifting, when the
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。
As described above, the
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。
Therefore, shift detection signals SU and SD are transmitted from the shift lever
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。
The shift lever
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。
According to the above configuration, the
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。
In the hybrid two-wheeled
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。
Therefore, a drive force reduction that occurs when shifting with the single clutch type AMT 44 (for example, a demerit that speed reduction or shift time becomes longer due to a decrease in drive torque when the
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。
In addition, torque control at the time of start, which is difficult with AMT control, is not required for half-clutch control or the like by assisting with the
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。
Further, as shown in FIGS. 8 and 9, the
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。 In addition, about description of this embodiment, although the vehicle of the hybrid two-wheeled vehicle was demonstrated, it can also apply to the four-wheel vehicle with the same AMT structure.
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。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記トランスミッション機構は、カウンタシャフトに設けられる複数のドライブギアと、ドライブシャフトに設けられ、前記複数のドライブギアのそれぞれに常時噛合する複数のドリブンギアとを備え、
車両中心線上を跨って配置したEV走行用モータを備え、
前記複数のドライブギアのうち前記カウンタシャフトに直結して回転する所定のドライブギアに、前記EV走行用モータの回転が伝達される減速機構を直接噛み合せ、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ることを特徴とするハイブリッド二輪車。 A transmission mechanism that moves a shift dog by a shift cam and a shift fork, a clutch mechanism that transmits and blocks engine rotation to and from the transmission mechanism, a clutch actuator that maintains the clutch mechanism intermittently, and a gear shift operation of the transmission mechanism An automatic manual transmission device (AMT) is composed of a shift change actuator to be operated and a transmission control unit (TCU) having a control logic for performing shift change control.
The transmission mechanism includes a plurality of drive gears provided on a countershaft, and a plurality of driven gears provided on the drive shaft and constantly meshed with each of the plurality of drive gears,
EV driving motor arranged across the vehicle center line,
A predetermined drive gear that rotates directly connected to the counter shaft of the plurality of drive gears, meshing reduction mechanism the rotation of the EV traction motor is directly transmitted, the motor for transmitting a motor drive force to the transmission mechanism hybrid motorcycle, characterized in that it comprises a driving force transmitting mechanism.
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。 The EV travel motor is disposed without projecting above the engine case at the rear of the cylinder block of the cylinder assembly and above the upper surface of the main frame forming the left and right pair of the body frame in a side view of the vehicle,
2. The hybrid motorcycle according to claim 1, wherein the EV driving motor is disposed on an inner side surrounded by the pair of left and right main frames in a plan view of the vehicle.
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。 The transmission control unit includes a vehicle speed sensor, a throttle position sensor, an accelerator position sensor, a gear position sensor, a counter shaft rotation speed sensor, a shift lever rotation angle or angle sensor, a clutch actuator position sensor, and a shift actuator. Sensor signals are input from the position sensor and other operation state detection sensors necessary for the fuel injection system.
The hybrid motorcycle according to claim 1, wherein the transmission control unit drives and controls a shift change actuator, a clutch actuator, an engine control unit, an electronically controlled throttle controller unit, and an EV traveling control unit.
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