TWI418475B - Hybrid vehicles - Google Patents

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TWI418475B
TWI418475B TW099109206A TW99109206A TWI418475B TW I418475 B TWI418475 B TW I418475B TW 099109206 A TW099109206 A TW 099109206A TW 99109206 A TW99109206 A TW 99109206A TW I418475 B TWI418475 B TW I418475B
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motor
clutch
gear
hybrid vehicle
power
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TW099109206A
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TW201103784A (en
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Akifumi Nomura
Kazuyuki Nakai
Kenichi Ohmori
Yoshiaki Tsukada
Takashi Tsutsumizaki
Shinichi Wagatsuma
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Honda Motor Co Ltd
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Description

混合動力車輛
本發明係關於具有內燃機關和電動機2種驅動源之混合動力車輛。
作為搭載於機車之混合動力車輛用動力單元，例如專利文獻1之混合動力車輛用動力單元為眾所周知(例如專利文獻1)。
專利文獻1的混合動力車輛用動力單元，係來自內燃機關的動力透過構成動力傳達機構之帶式無段變速機及齒輪式變速機而傳達到後輪，並且來自電動機的動力透過該齒輪式變速機而傳達到後輪。該電動機係配置在與構成無段變速機之從動滑輪同軸上，位於後輪的側方之位置。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2006-044495號公報
但是，該動力單元係因電動機位於比內燃機關的曲軸更後方且下方之位置，並且比構成無段變速機之從動滑輪更位於寬度方向外側之位置，所以電動機被配置在後輪的側方，使得寬度方向的突出較大。又，因為電動機是重量物，故希望配置在車體中心近旁。
因此，本發明之目的在於提供電動機被配置在車體中心近旁且朝寬度方向突出較小的混合動力車輛。
為了達成上述目的，申請專利範圍第1項記載的發明，係一種混合動力車輛，具備內燃機關、電動機、以及將前述內燃機關和前述電動機的動力傳達到被驅動部之動力傳達機構，其特徴為：前述內燃機關係不能搖動地懸架在車體，氣缸朝大致水平方向延伸出去，並且曲軸被配設成指向車體的寬度方向，前述電動機係位於比前述內燃機關的前述曲軸更靠近前方且上方之位置。
又，申請專利範圍第2項記載的發明，係如申請專利範圍第1項記載的混合動力車輛，其中，在前述內燃機關的前述曲軸之一端具備變速機構，其係將來自前述內燃機關的動力予以變速並傳達到前述動力傳達機構。
又，申請專利範圍第3項記載的發明，係如申請專利範圍第2項記載的混合動力車輛，其中，前述電動機及前述變速機構係對前述內燃機關裝設成偏向於車體的寬度方向一方側。
又，申請專利範圍第4項記載的發明，係如申請專利範圍第1項記載的混合動力車輛，其中，從構成前述氣缸的氣缸塊體之側方且側面看，前述電動機係與前述氣缸塊體重疊配置。
又，申請專利範圍第5項記載的發明，係如申請專利範圍第1項記載的混合動力車輛，其中，在前述動力傳達機構設有變速部，其係將來自前述內燃機關和前述電動機的動力予以變速，並傳達到前述被驅動部。
又，申請專利範圍第6項記載的發明，係如申請專利範圍第2項記載的混合動力車輛，其中，前述內燃機關的動力係藉由前述變速機構，透過第1一方向離合器而輸入設在前述曲軸上的主驅動齒輪，再從前述主驅動齒輪傳達到前述動力傳達機構。
又，申請專利範圍第7項記載的發明，係如申請專利範圍第6項記載的混合動力車輛，其中，在前述主驅動齒輪設有與前述電動機的馬達驅動齒輪嚙合之從動齒輪，來自前述電動機的動力係輸入前述從動齒輪，再從前述主驅動齒輪傳達到前述動力傳達機構。
又，申請專利範圍第8項記載的發明，係如申請專利範圍第7項記載的混合動力車輛，其中，前述從動齒輪和電動機外殼，從側面看係重疊。
又，申請專利範圍第9項記載的發明，係如申請專利範圍第1項記載的混合動力車輛，其中，具備使前述內燃機關始動之始動用電動機，前述始動用電動機係於曲軸外殼的上方且從側面看為配置成與前述電動機重疊。
又，申請專利範圍第10項記載的發明，係如申請專利範圍第1項記載的混合動力車輛，其中，具備用於操作前述內燃機關之線控節流方式的節流機構，前述節流機構係於前述氣缸的上方且從側面看為配置成與前述電動機重疊。
又，申請專利範圍第11項記載的發明，係如申請專利範圍第10項記載的混合動力車輛，其中，前述節流機構的致動器與前述電動機，係相對於車體中心線而位在寬度方向之相反側。
又，申請專利範圍第12項記載的發明，係如申請專利範圍第1項記載的混合動力車輛，其中，車體中心線係位於前述內燃機關的活塞中心和前述電動機之間。
又，申請專利範圍第13項記載的發明，係如申請專利範圍第1項記載的混合動力車輛，其中，在覆蓋電動機的蓋構件設有用於冷卻前述電動機的冷卻用開口。
又，申請專利範圍第14項記載的發明，係如申請專利範圍第1項記載的混合動力車輛，其中，由前述內燃機關、前述電動機和前述動力傳達機構所構成的動力單元，係懸架在從頭管朝後下方延伸之主框架，在前述主框架固定著空氣清淨器，前述空氣清淨器係藉由朝前述引擎的上方且朝前方延伸之吸氣通路而連接在前述引擎，在前述氣缸的頭蓋之左右，設有腳擋板，前述電動機係於前述氣缸和前述主框架間，配置在前述吸氣通路的後方。
又，申請專利範圍第15項記載的發明，係如申請專利範圍第7項記載的混合動力車輛，其中，前述變速機構係設在前述曲軸上的2段離心離合器，第1段離心離合器係以第1內部離合器達到第1預定旋轉數時就連接在外部離合器的方式構成，該外部離合器係構成設在前述曲軸上的行星齒輪機構的環形齒輪，與該環形齒輪嚙合的行星齒輪係與設成能朝一方向旋轉且不能朝另一方向旋轉的太陽齒輪嚙合，當前述第1內部離合器連接在前述外部離合器時，前述行星齒輪以使前述太陽齒輪朝另一方向旋轉的方式進行動力傳達，前述外部離合器之旋轉透過支撐前述行星齒輪的輪架而減速，且傳達到前述動力傳達機構，第2段離心離合器係當與前述輪架一體地旋轉之第2內部離合器達到第2預定旋轉數時就連接在前述外部離合器，前述第2內部離合器連接在前述外部離合器時，前述環形齒輪和前述輪架和前述太陽齒輪就朝一方向一體地旋轉 ，前述外部離合器之旋轉不會被前述行星齒輪機構減速，且傳達到前述動力傳達機構。
又，申請專利範圍第16項記載的發明，係如申請專利範圍第15項記載的混合動力車輛，其中，前述輪架係支撐於被設成在前述曲軸的外周與前述曲軸相對旋轉自如的外周筒，該外周筒係透過前述第1一方向離合器而連接前述主驅動齒輪，前述第1內部離合器和前述第2內部離合器係透過第2一方向離合器而連接，前述第2一方向離合器係設成：相對於前述第1內部離合器，前述第2內部離合器不能朝一方向旋轉而能朝另一方向旋轉。
根據申請專利範圍第1項記載的混合動力車輛，由於電動機係位於比內燃機關的曲軸更靠近前方且上方之位置，因此電動機不會干擾後輪，可將電動機配置在車體中心近旁，且縮小朝寬度方向之突出。
根據申請專利範圍第2項記載的混合動力車輛，由於在內燃機關的曲軸之一端具備變速機構，其係將來自內燃機關的動力予以變速並傳達到動力傳達機構，因此可事先利用變速機構將內燃機關的動力予以變速且傳達到動力傳達機構。
根據申請專利範圍第3項記載的混合動力車輛，由於電動機及變速機構係對內燃機關裝設成偏向於車體的寬度方向一方側，因此可有效地利用內燃機關側方之空間。
根據申請專利範圍第4項記載的混合動力車輛，由於從構成氣缸的氣缸塊體之側方且側面看，電動機係與氣缸塊體重疊配置，因此可縮小動力單元的高度方向之長度，使動力單元小型化。
根據申請專利範圍第5項記載的混合動力車輛，由於在動力傳達機構設有變速部，其係將來自內燃機關和電動機的動力予以變速並傳達到被驅動部，因此可利用變速部將內燃機關的動力和電動機的動力予以變速並傳達到被驅動部。
根據申請專利範圍第6項記載的混合動力車輛，由於內燃機關的動力係藉由變速機構，透過第1一方向離合器而輸入設在曲軸上的主驅動齒輪，再從主驅動齒輪傳達到動力傳達機構，因此可利用內燃機關的動力使車輛行走。
根據申請專利範圍第7項記載的混合動力車輛，由於在主驅動齒輪，將與電動機的驅動齒輪嚙合之從動齒輪設成與主驅動齒輪一體地旋轉，將來自電動機的動力從主驅動齒輪傳達到動力傳達機構，因此可利用電動機的動力使車輛行走。又，由於電動機的動力不因一方向離合器被打開而傳達到曲軸，因此EV運轉時不會帶動內燃機關，而可改善燃料費。
根據申請專利範圍第8項記載的混合動力車輛，由於從動齒輪和電動機外殼，從側面看係重疊，因此藉由電動機的驅動齒輪和從動齒輪之嚙合，亦可將電動機的動力減速。又，可將電動機和變速機構接近配置。
根據申請專利範圍第9項記載的混合動力車輛，由於始動用電動機係於曲軸外殼的上方且從側面看為配置成與前述電動機重疊，因此可使動力單元小型化。
根據申請專利範圍第10項記載的混合動力車輛，由於節流機構係於氣缸的上方且從側面看為配置成與電動機重疊，因此可使動力單元小型化。
根據申請專利範圍第11項記載的混合動力車輛，由於節流機構的致動器與電動機，係相對於車體中心線而位在寬度方向之相反側，因此可防止因為致動器突出而干擾電動機。
根據申請專利範圍第12項記載的混合動力車輛，由於車體中心線位於內燃機關的活塞中心和電動機之間，因此可縮小寬度方向之突出。又，可改善機車的重心偏置。
根據申請專利範圍第13項記載的混合動力車輛，由於在覆蓋電動機的蓋構件設有冷卻用開口，因此可抑制電動機之發熱。
根據申請專利範圍第14項記載的混合動力車輛，由於電動機係於氣缸和主框架間，配置在吸氣通路的後方，因此可使動力單元小型化。
根據申請專利範圍第15項記載的混合動力車輛，由於變速機構係設在曲軸上的2段離心離合器，第1段離心離合器係透過行星齒輪機構而將外部離合器的旋轉減速，且傳達到前述動力傳達機構，第2段離心離合器係外部離合器之旋轉不會被行星齒輪機構減速，且傳達到前述動力傳達機構，因此在引擎運轉時可配合旋轉數而自動地變速。
根據申請專利範圍第16項記載的混合動力車輛，由於第1內部離合器和第2內部離合器係透過第2一方向離合器而連接，第2一方向離合器係設成：相對於第1內部離合器，第2內部離合器不能朝一方向旋轉而能朝另一方向旋轉，因此電動機運轉時可確實地防止棘輪的旋轉聲，並且可抑制因主驅動齒輪之旋轉帶動外周筒所造成的能源損失。
以下，參照圖式說明本發明之混合動力車輛的一實施形態。第1圖係本發明之混合動力車輛的一實施形態之側視圖。
本發明之混合動力車輛為機車，該機車1的車體框架2具備：頭管21，其係以可操作方向的方式支承前叉24；主框架22，其係從該頭管21朝後下方延伸；左右一對之後框架23，其係連設在主框架22的後部，朝後上方延伸；在前叉24的下端軸支著前輪WF，在前叉24的上部連結著桿狀之操向方向盤25，在前叉24支撐著用於覆蓋前輪WF的上方之前擋泥板26a。又，在該機車1設有腳擋板26b，該腳擋板26b係從前擋泥板26a的上方朝後下方延伸設置，用於保護乘坐者的腳部。
在主框架22的下方配置有引擎5(內燃機關)，該引擎5係氣缸軸線C為大致水平方向，曲軸50(參照第2圖)被配設成指向車體的寬度方向，該引擎5係以藉由懸掛板27…及支樞板28支撐的方式而懸架在車體框架2。
後叉29的前端部係以可上下搖動的方式被支承在前述支樞板28，在後叉29的後端軸支著後輪WR。又，在車體框架2中的後框架23…及後叉29間設有後緩衝器30。
前述引擎5係與馬達(電動機)6和動力傳達機構7一起構成後述動力單元P者，動力傳達機構7之輸出係透過驅動鏈31而傳達到作為被驅動部之後輪WR。
又，在引擎5的上方配置有節流機構32、起動馬達33、以及固定於主框架22之空氣清淨器36(也參照第10圖)，在後輪WR的上方配置有燃料槽34，配置在該燃料槽34的前方之收納箱35及前述燃料槽34的上方，例如可開閉地覆蓋著雙人座型之乘車用座椅S。
以下，參照第2~11圖，詳細地說明關於本實施形態之混合動力車輛之動力單元。第2圖係第1圖所示之機車的動力單元之剖視圖，O係車體中心線，表示寬度方向的中心。
動力單元P主要係具備以下構件而構成：作為驅動源之引擎5及馬達6；動力傳達機構7，其係將引擎5和馬達6的動力傳達到後輪WR；及2段離心離合器8，其係作為變速機構，在引擎5和動力傳達機構7之間將引擎5的動力予以變速且傳達到動力傳達機構7。
在馬達6及起動馬達33連接著無圖示之電池，電池係構成為於馬達6作為發動機之功能時，及起動馬達33作為始動機之功能時，對該等供給電力，當馬達6作為發電機之功能時，進行再生電力充電。而且，電池亦可搭載於例如第1圖B1所示之在軸方向與燃料槽34鄰接的空間，亦可如B2所示搭載於左右之腳擋板26b內的空間。
在引擎5的吸氣管內，以轉動自如的方式設有用於控制空氣量之節流閥。該節流閥(無圖示)係收容在節流機構32內，配合搭乘者操作的節流握柄(無圖示)之操作量而轉動。而且，本實施形態係搭配TBW(線控節流)系統，偵知乘坐者操作的加速器之打開度，根據來自該偵知之加速器打開度及各種感測器的訊號，算出最適當的節流閥打開度，且根據該算出之節流打開度，藉由致動器320(參照第10圖)進行無圖示之節流閥之開閉。而且，第10圖中，符號321為節流閥體，其構成用於連接引擎5和空氣清淨器36之吸氣通路322，323表示節流閥軸，324表示噴射器，570表示引擎吊架。
引擎5具備活塞52，該活塞52係透過連桿51而連結在曲軸50。活塞52係可在設於氣缸塊體53的氣缸54內滑動，氣缸塊體53被配設成氣缸54的軸線C形成大致水平。在氣缸塊體53的前面固定著氣缸頭55a和頭蓋55b，藉由氣缸頭55a及氣缸54以及活塞52形成用於使混合氣燃燒的燃燒室。而且，如第1圖所示，在頭蓋55b的左右設有腳擋板26b。
在氣缸頭55a配設有用於控制對燃燒室之混合氣吸氣或排氣之閥(無圖示)、和點火插塞56。閥之開閉係藉由軸支在氣缸頭55a的凸輪軸37之旋轉而被控制。凸輪軸37係於一端側具備從動鏈輪38，從動鏈輪38和設在曲軸50的一端之驅動鏈輪40之間，跨設著無端狀之凸輪鏈39。又，鄰接著驅動鏈輪40而在曲軸50，藉由花鍵嵌合而一體地安裝著連接在起動馬達33之始動用從動齒輪41。
曲軸50係透過軸承42、42而分別支撐在左曲軸外殼57L、右曲軸外殼57R(以下，將左曲軸外殼57L和右曲軸外殼57R一起稱為曲軸外殼57)，在曲軸外殼57的寬度方向左側連結著定子外殼43，在其內部收納著外部轉子形式的馬達亦即交流變電機44(交流發電機ACG)。在曲軸外殼57的寬度方向右側，連結著用於收納2段離心離合器8之曲軸外殼蓋80，進一步，曲軸外殼蓋80的右側端部係透過軸承45而連結著用於支撐曲軸50之離合器蓋85。位於氣缸塊體53的側方之曲軸外殼蓋80內的前方空間，連結著馬達外殼60。在馬達外殼60的內部，於馬達輸出軸61一體地收容著安裝有馬達驅動齒輪62之馬達6。
而且，在曲軸50的左側端部安裝著外部轉子442，該外部轉子442係與構成交流變電器44的內部定子441相對向，在曲軸50的右側端部，花鍵嵌合著2段離心離合器8的第1內部離合器81。又，在曲軸50，於連桿51和第1內部離合器81之間，主驅動齒輪58和外周軸46(外周筒)係相對於曲軸50而以相對旋轉自如的方式覆蓋於其外周。
主驅動齒輪58係安裝成與安裝在後述動力傳達機構7的主軸70之主從動齒輪72嚙合，並且在主驅動齒輪58鄰接著比主驅動齒輪58更大徑的從動齒輪59且一體地旋轉。
從動齒輪59係與馬達驅動齒輪62嚙合，內徑部為具有右側開口的空間而構成，透過該空間所收容的一方向離合器47而連接在外周軸46。且，在側面看，從動齒輪59和馬達外殼60係重疊配置。
該一方向離合器47係於外周軸46的旋轉數高於從動齒輪59的旋轉數時被連接，將外周軸46的動力傳達到從動齒輪59，於從動齒輪59的旋轉數高於外周軸46的旋轉數時被切離而隔斷動力傳達。
例如如第3圖~第6圖所示，2段離心離合器8係具備第1內部離合器81、第2內部離合器82、行星齒輪機構83、棘輪式之離合器機構84而構成。如前述，第1內部離合器81係花鍵嵌合在曲軸50且和曲軸50一體地旋轉。另一方面，第2內部離合器82係構成為花鍵嵌合在外周軸46的外周，且和外周軸46一體地旋轉。
行星齒輪機構83係具備太陽齒輪831、環形齒輪832、嚙合在太陽齒輪831和環形齒輪832間的行星齒輪833、支撐行星齒輪833的行星輪架(Planetary carrier)834而構成，行星輪架834係構成為與第2內部離合器82連接且一體地旋轉。
環形齒輪832係作為第1內部離合器81和第2內部離合器82的外部離合器之功能，當第1內部離合器81的旋轉數達到第1預定旋轉數時，第1內部離合器81的配重接觸於環形齒輪832的內周面而形成連接狀態，進一步當第2內部離合器82的旋轉數比第1預定旋轉數更早達到第2預定旋轉數時，第2內部離合器82的配重接觸於環形齒輪832的內周面而形成連接狀態。太陽齒輪831係連接在棘輪式之離合器機構84。
棘輪式之離合器機構84係具備以下構件而構成：棘輪支撐構件841，其具有凸緣部840且配置成對外周軸46的外周相對旋轉自如；複數之棘輪843，其藉由凸緣部840支撐；及棘輪承受部844，其係從曲軸外殼蓋80延伸設置；構成為在棘輪支撐構件841的外周花鍵嵌合著行星齒輪機構83的太陽齒輪831且一體地旋轉。而且，當棘輪支撐構件841藉由來自太陽齒輪831的動力而欲逆時鐘旋轉時，棘輪843與從曲軸外殼蓋80延伸設置的棘輪承受部844的溝845卡合而鎖住棘輪支撐構件841之旋轉，相反地，當棘輪支撐構件841欲順時鐘旋轉時，使棘輪843不與棘輪承受部844的溝845卡合，棘輪支撐構件841空轉。而且，在各溝845燒合有防震橡膠846。
如此地構成之2段離心離合器8，係當曲軸50未達第1預定旋轉數時，與曲軸50一體旋轉的第1內部離合器81不接觸在環形齒輪832的內周面而形成非連接狀態，曲軸50的動力不傳達到動力傳達機構7。
另一方面，當曲軸50達到第1預定旋轉數時，第1內部離合器81的配重接觸在環形齒輪832的內周面而形成連接狀態。此時，環形齒輪832係順時鐘旋轉，透過嚙合在環形齒輪832的行星齒輪833，輪架834也順時鐘旋轉，而逆時鐘旋轉的旋轉扭矩作用在太陽齒輪831。然後，透過與太陽齒輪831花鍵嵌合的棘輪支撐構件841，逆時鐘旋轉的旋轉扭矩作用在棘輪843，由於棘輪843和棘輪承受部844的溝845卡合，因此太陽齒輪831被鎖住。因而，從曲軸50傳達到行星輪架834的動力被減速，且傳達到與行星輪架834一體地旋轉之外周軸46。而且，當外周軸46的旋轉數高於與馬達6的馬達驅動齒輪62嚙合的從動齒輪59的旋轉數時，一方向離合器47被連接，曲軸50的動力傳達到與從動齒輪59一體地旋轉之主驅動齒輪58，進一歩藉由與主驅動齒輪58之嚙合而透過主從動齒輪72傳達到動力傳達機構7。
另一方面，藉由馬達6之驅動，當從動齒輪59的旋轉數高於外周軸46的旋轉數時，一方向離合器47被被切離，曲軸50的動力不傳達到動力傳達機構7。
又，藉由第1內部離合器81之連接，當被行星輪架834帶動的第2內部離合器82的旋轉數達到第2預定旋轉數時，第2內部離合器82的配重接觸在環形齒輪832的內周面而形成連接狀態。此時，透過第2內部離合器82，環形齒輪832和行星輪架834一體地旋轉，並且太陽齒輪831也形成一體。亦即，行星齒輪機構83形成一體。此時，透過與太陽齒輪831花鍵嵌合的棘輪支撐構件841，順時鐘旋轉的旋轉扭矩作用在棘輪843，使棘輪843不與棘輪承受部844的溝845卡合，棘輪支撐構件841空轉。因而，從曲軸50傳達到行星齒輪機構83的動力不會被減速，且傳達到與行星輪架834一體地旋轉之外周軸46。而且，當外周軸46的旋轉數高於與馬達6的馬達驅動齒輪62嚙合之從動齒輪59的旋轉數時，一方向離合器47被連接，曲軸50的動力傳達到與從動齒輪59一體地旋轉之主驅動齒輪58，進一歩藉由與主驅動齒輪58之嚙合，透過主從動齒輪72而傳達到動力傳達機構7。
另一方面，藉由馬達6的驅動，當從動齒輪59的旋轉數高於外周軸46的旋轉數時，一方向離合器47被切離，曲軸50的動力不傳達到動力傳達機構7。
如前述，馬達6係於馬達輸出軸61安裝有馬達驅動齒輪62而構成，馬達驅動齒輪62係與環曲軸50而設的從動齒輪59經常嚙合著。藉此，馬達6的動力係藉由馬達驅動齒輪62和從動齒輪59之嚙合而傳達到從動齒輪59，從與從動齒輪59一體地旋轉之主驅動齒輪58，藉由與主驅動齒輪58之嚙合而透過主從動齒輪72傳達到動力傳達機構7。此處，由於從動齒輪59係透過一方向離合器47而連接在外周軸46，因此只有在從動齒輪59的旋轉數高於外周軸46的旋轉數時，馬達6的動力被傳達到動力傳達機構7。此時，由於一方向離合器47被切離，因此馬達6的動力不會被傳達到外周軸46。另一方面，當外周軸46的旋轉數高於從動齒輪59的旋轉數時，曲軸50的動力被傳達到動力傳達機構7，因此馬達6被曲軸50帶動。此時，配合電池的SOC而由馬達6輔助或進行再生充電皆可，亦可藉由零扭矩控制減輕負載。
接著，說明關於動力傳達機構7。
動力傳達機構7係於主軸70和副軸71之間具備變速部73而構成，在主軸70的右側端部，安裝有如前述與配設在曲軸50的外周之主驅動齒輪58嚙合的主從動齒輪72，而在副軸71的左側端部安裝有驅動鏈輪74，被傳達到主軸70的動力係透過捲掛在驅動鏈輪74的驅動鏈31(參照第1圖)而傳達到後輪WR。又，在副軸71的右側端部，設有與旋轉自如地配設在輔助軸75的車速檢測用輸入齒輪76嚙合之車速檢測用輸出齒輪77。又，在曲軸外殼57，設有在與車速檢測用輸入齒輪76相對向之位置以用於檢測速度之檢測部78。
變速部73係具備以下構件而構成：低速驅動齒輪731，其係在主軸70的外周配設成相對旋轉自如；高速驅動換檔齒輪732，其係配置在主軸70的外周，與主軸70一體旋轉且沿著其軸線配設成滑動自如；低速從動齒輪733，其係與副軸71的外周花鍵嵌合，且與副軸71一體地旋轉；高速從動齒輪734，其係在副軸71的外周配設成相對旋轉自如；換檔器(Shifter)735，其係配置在副軸71的外周，與副軸71一體旋轉且沿著其軸線配設成滑動自如。其中，低速驅動齒輪731和低速從動齒輪733係經常嚙合而構成低速齒輪對736，高速驅動換檔齒輪732和高速從動齒輪734係經常嚙合而構成高速齒輪對737。
變速部73通常係設定成以使用高速齒輪對737的驅動模式運轉，於需要更大的扭矩時，以使用低速齒輪對736的低速模式運轉。因而，藉由乘坐者搖動換檔踏板(無圖示)的方式進行齒輪變換，從空檔(Neutral)、驅動模式、到低速模式。
如第7圖所示，空檔時，高速驅動換檔齒輪732和低速驅動齒輪731未卡合，且換檔器735和高速從動齒輪734也未卡合。因此，例如即使主軸70旋轉，亦未有透過低速齒輪對736和高速齒輪對737任一個將動力傳達到副軸71的情形。
而且，由於乘坐者從空檔選擇驅動模式，而使換檔踏板朝一側搖動時，如第8圖所示，換檔器735朝高速從動齒輪734側滑動，使形成在高速從動齒輪734的卡合部734a和形成在換檔器735的卡合部735a卡合。藉此，如圖中箭號所示，被輸入主軸70的動力係從高速驅動換檔齒輪732透過高速齒輪對737、換檔器735而傳達到副軸71的驅動鏈輪74。又，乘坐者為了回到空檔，而使換檔踏板朝另一側搖動時，換檔器735回到空檔位置，卡合部734a和卡合部735a之卡合被解除。
另一方面，由於乘坐者從驅動模式選擇低速模式，而使換檔踏板進一歩朝一側搖動時，如第9圖所示，換檔器735回到空檔位置而解除卡合部734a和卡合部735a之卡合，且高速驅動換檔齒輪732朝低速驅動齒輪731側滑動，使形成在低速驅動齒輪731的卡合部731a和形成在高速驅動換檔齒輪732的卡合部732a卡合。藉此，被輸入主軸70的動力係透過高速驅動換檔齒輪732、低速齒輪對736而傳達到副軸71的驅動鏈輪74。又，由於乘坐者從低速模式選擇驅動模式或回到空檔，因此使換檔踏板朝一側或另一側搖動時，形成前述驅動模式或空檔。
如此地構成之混合動力車輛的動力單元P，係可利用以下第1及第2傳達路徑兩種傳達路徑以傳達動力，進行機車1之行走。
(1)第1傳達路徑係所謂引擎運轉時的傳達路徑，其係引擎5的動力透過曲軸50、2段離心離合器8、外周軸46、一方向離合器47、從動齒輪59(主驅動齒輪58)、主從動齒輪72、動力傳達機構7而傳達到驅動輪WR之傳達路徑。該第1傳達路徑中，在2段離心離合器8和動力傳達機構7的變速部73可分別進行2階段之變速。而且，藉由第1傳達路徑一邊傳達動力一邊運轉中，可藉由驅動馬達6進行輔助運轉，且可將馬達6進行再生充電作為負載。
(2)第2傳達路徑係所謂EV運轉時的傳達路徑，其係馬達6的動力透過馬達輸出軸61、馬達驅動齒輪62、從動齒輪59(主驅動齒輪58)、主從動齒輪72、動力傳達機構7、驅動鏈31而傳達到驅動輪WR之傳達路徑。此時，如前述，馬達6的動力未有藉由一方向離合器47的空轉而被傳達到曲軸50的情形。又，該第2傳達路徑中，在動力傳達機構7的變速部73可進行2階段變速。
該第1及第2傳達路徑之切換係藉由一方向離合器47以機械方式進行，根據一方向離合器47的外徑側之從動齒輪59的旋轉數和內徑側的外周軸46的旋轉數，若外周軸46的旋轉數高於從動齒輪59的旋轉數，則藉由第1傳達路徑傳達動力，若從動齒輪59的旋轉數高於外周軸46的旋轉數，則藉由第2傳達路徑傳達動力。
如第2圖所示，如此地構成之動力單元P係馬達6及2段離心離合器8對於引擎5配置成偏向於車體的寬度方向一側，車體中心線O位於引擎5的活塞52的中心和馬達6之間的位置。
第10圖係將動力單元的局部切開後之側視圖，第11圖係動力單元之立體圖，第12圖係說明節流機構利馬達的位置關係之動力單元局部剖視圖。圖中箭號表示動力單元被搭載於車輛之狀態下的方向。
如第10圖所示，起動馬達33係從曲軸外殼57的上方且從側面看為與馬達6重疊配置，節流機構32係從氣缸54的上方且從側面看為與馬達6重疊配置。又，馬達6係於氣缸54和主框架22間，被配置在吸氣通路322的後方。
又，如第11圖所示，在覆蓋馬達6的曲軸外殼蓋80，朝周方向以等間隔設有複數之冷卻用開口801，用於冷卻內部收容的馬達6。而且，第11圖中，符號802表示用於檢測行星齒輪機構83的行星輪架834的速度檢測部35(參照第3圖)之旋轉速度的感測器安裝用開口，803表示用於檢測2段離心離合器8的第1內部離合器81的速度檢測部815(參照第3圖)之旋轉速度的的感測器安裝用開口，557表示氧感測器，558表示排氣管。
再者，如第12圖所示，該動力單元P係節流機構32的致動器320和馬達6為相對於車體中心線O而位在寬度方向之相反側。
如以上說明，根據本實施形態之混合動力車輛，由於引擎5係不能搖動地懸架在車體，氣缸54朝大致水平方向延伸出去，並且曲軸50被配設成指向寬度方向，馬達6係位於比引擎5的曲軸50更靠近前方且上方之位置，因此馬達6不會干擾後輪WR，可將馬達6配置在車體中心近旁，而可縮小寬度方向之突出。
又，由於在引擎5的曲軸50之一端，具備將來自引擎5的動力予以變速且傳達到動力傳達機構7之2段離心離合器8，因此可事先利用2段離心離合器8將引擎5的動力予以變速且傳達到動力傳達機構7。
又，馬達6及2段離心離合器8係對於引擎5配設成偏向於寬度方向一側，因此可有效地利用引擎5的側方之空間。
又，由於從構成氣缸54的氣缸塊體53之側方且側面看，馬達6係與氣缸塊體53重疊配置，因此可縮小動力單元的高度方向之長度，而可使動力單元小型化。
又，由於在動力傳達機構7，設有使來自引擎5和馬達6的動力變速且傳達到後輪WR之變速部73，因此可利用變速部73以預定變速比將引擎5的動力和馬達6的動力予以變速且傳達到後輪WR。
又，由於引擎5的動力係藉由2段離心離合器8透過一方向離合器47而輸入設在曲軸50上之主驅動齒輪58，再從主驅動齒輪58傳達到動力傳達機構7，因此可利用引擎5的動力使車輛行走。
又，在主驅動齒輪58，設有與馬達6的馬達驅動齒輪62嚙合之從動齒輪59，來自馬達6的動力被輸入從動齒輪59，且從主驅動齒輪58傳達到動力傳達機構7，因此可利用馬達6的動力使車輛行走。又，由於馬達6的動力係藉由打開一方向離合器47就不會傳達到曲軸50，因此EV運轉時不會帶動引擎5，可改善燃料費。
又，由於從動齒輪59和馬達外殼60係從側面看為重疊，因此藉由馬達6的馬達驅動齒輪62和從動齒輪59之嚙合，亦可使馬達6的動力減速。
又，由於起動馬達33和馬達6係從曲軸外殼57的上方且從側面看為重疊配置，因此可使動力單元P小型化。
又，由於用於操作引擎5的線控節流方式之節流機構32和馬達6係從氣缸54的上方且從側面看為重疊配置，因此可使動力單元P小型化。
又，由於節流機構32的致動器320和馬達6係相對於車體中心線O而位於寬度方向之相反側的位置，因此可防止因為致動器320突出而干擾馬達6。
又，由於車體中心線O位於引擎5的活塞52的中心和馬達6之間的位置，因此可縮小朝寬度方向之突出。
又，由於在用於覆蓋馬達外殼60的曲軸外殼蓋80，設有冷卻用開口801，因此可抑制馬達6之發熱。
又，由於馬達6係於氣缸54和主框架22間，被配置在吸氣通路322的後方，因此可使動力單元P小型化。
而且，本發明並非限定於上述實施形態者，可適當變更、改良等。
第13圖係作為變速機構之2段離心離合器的變形例之剖視圖。本變形例之2段離心離合器8’係透過一方向離合器48而連接第1內部離合器81和第2內部離合器82。該一方向離合器48係設在安裝於第2內部離合器82的連結構件820和第1內部離合器81之間，且設定成使第2內部離合器82相對於第1內部離合器81不能順時鐘旋轉而能逆時鐘旋轉。因而，引擎運轉時，第2內部離合器82不會比第1內部離合器81更早進行旋轉，亦即第2內部離合器82相對於第1內部離合器81沒有逆時鐘旋轉順時鐘旋轉的情形，因此一方向離合器48不發揮功能。
另一方面，馬達運轉時，由於從動齒輪59係透過一方向離合器47而連接在外周軸46，因此從動齒輪59的動力應該不會被傳達到外周軸46，但視狀況也可想到。一方向離合器47被從動齒輪59帶動的情形。假設一方向離合器47被從動齒輪59帶動時，上述實施形態中的2段離心離合器8，係藉由外周軸46之旋轉而透過行星輪架834使太陽齒輪831順時鐘旋轉。當太陽齒輪831順時鐘旋轉時，棘輪支撐構件841順時鐘旋轉，使棘輪843不與棘輪承受部844的溝845卡合，棘輪支撐構件841空轉。此時，棘輪843發出旋轉聲。
本變形例中，由於馬達運轉時，第1內部離合器81停止，因此第2內部離合器82相對於第1內部離合器81形成順時鐘旋轉，所以藉由一方向離合器48使第2內部離合器82不能旋轉。藉此，可確實地防止馬達運轉時的棘輪843之旋轉聲，並且抑制外周軸46被帶動而造成能源損失。
第14圖係棘輪承受部的變形例之剖視圖。本變形例的棘輪承受部844’係於第1棘輪板844a的內周部，隔著預定間隔而在內周面配置具有溝845之第2棘輪板844b，以覆蓋第2棘輪板844b全體的方式將防震橡膠846成形而構成。而且，第1棘輪板844a和防震橡膠846之止動係藉由設在第1棘輪板844a的凹部847達成。藉此，由於包含溝845的第2棘輪板844b的內周面全體被防震橡膠846覆蓋，因此可減低棘輪843的旋轉聲。
1．．．機車(混合動力車輛)
2．．．車體框架
5．．．引擎(內燃機關)
6．．．電動機(電動機)
7．．．動力傳達機構
8．．．2段離心離合器(變速機構)
21．．．頭管
22．．．主框架
26b．．．腳擋板
32．．．節流機構
33．．．起動馬達(始動用電動機)
36．．．空氣清淨器
46．．．外周軸(外周筒)
47．．．一方向離合器(第1一方向離合器)
48．．．一方向離合器(第2一方向離合器)
50．．．曲軸
52．．．活塞
53．．．氣缸塊體
54．．．氣缸
57．．．曲軸外殼
58．．．主驅動齒輪
59．．．從動齒輪
60．．．馬達機外殼
62．．．馬達驅動齒輪
73．．．變速部
80．．．曲軸外殼蓋(蓋構件)
81．．．第1內部離合器
82．．．第2內部離合器
83．．．行星齒輪機構
320．．．致動器
322．．．吸氣通路
801．．．冷卻用開口
831．．．太陽齒輪
832．．．環形齒輪(外部離合器)
833．．．行星齒輪
834．．．行星輪架(輪架(Carrier))
O．．．車體中心線
P‧‧‧動力單元
WR‧‧‧後輪(被驅動部)
第1圖係關於本發明之混合動力車輛的-實施形態之機車的側視圖。
第2圖係第1圖所示之機車的動力單元之剖視圖。
第3圖係動力單元的變速機構之剖視圖。
第4圖係第3圖IV-IV線剖視圖。
第5圖係第3圖V-V線剖視圖。
第6圖係第3圖VI-VI線剖視圖。
第7圖係動力單元的變速部的空檔之剖視圖。
第8圖係動力單元的變速部的驅動模式為已選擇狀態的剖視圖。
第9圖係動力單元的變速部的低速模式為已選擇狀態的剖視圖。
第10圖係將動力單元局部地切開後，從側方看的側視圖。
第11圖係動力單元的外觀立體圖。
第12圖係說明節流機構和馬達的位置關係之動力單元局部剖視圖。
第13圖係變速機構的變形例之剖視圖。
第14圖係棘輪承受部的變形例之剖視圖。
5．．．引擎(內燃機關)
6．．．馬達(電動機)
22．．．主框架
27．．．懸掛板
32．．．節流機構
33．．．起動馬達(始動用電動機)
36．．．空氣清淨器
50．．．曲軸
53．．．氣缸塊體
54．．．氣缸
55a．．．氣缸頭
55b．．．頭蓋
56．．．火花塞
57．．．曲軸外殼
58．．．主驅動齒輪
59．．．從動齒輪
62．．．馬達驅動齒輪
72．．．主從動齒輪
320．．．致動器
321(322)．．．節流體(吸氣通路)
323．．．節流閥軸
324．．．噴射器
558．．．排氣管
570．．．引擎懸掛件
P．．．動力單元
C．．．動力單元

Claims (15)

  1. 一種混合動力車輛，具備內燃機關、電動機、以及將前述內燃機關和前述電動機的動力傳達到被驅動部之動力傳達機構，其特徵為：前述內燃機關係不能搖動地懸架在車體，氣缸朝大致水平方向延伸出去，並且曲軸被配設成指向車體的寬度方向，前述電動機係位於比前述內燃機關的前述曲軸更靠近前方且上方之位置，從構成前述氣缸的氣缸塊體之側方且側面看，前述電動機係與前述氣缸塊體重疊配置。
  2. 如申請專利範圍第1項之混合動力車輛，其中，在前述內燃機關的前述曲軸之一端具備變速機構，其係將來自前述內燃機關的動力予以變速並傳達到前述動力傳達機構。
  3. 如申請專利範圍第2項之混合動力車輛，其中，前述電動機及前述變速機構，係對前述內燃機關裝設成偏向於車體的寬度方向一方側。
  4. 如申請專利範圍第1項之混合動力車輛，其中，在前述動力傳達機構設有變速部，其係將來自前述內燃機關和前述電動機的動力予以變速，並傳達到前述被驅動部。
  5. 如申請專利範圍第2項之混合動力車輛，其中，前述內燃機關的動力係藉由前述變速機構，透過第1一方 向離合器而輸入設在前述曲軸上的主驅動齒輪，再從前述主驅動齒輪傳達到前述動力傳達機構。
  6. 如申請專利範圍第5項之混合動力車輛，其中，在前述主驅動齒輪設有與前述電動機的馬達驅動齒輪嚙合之從動齒輪，來自前述電動機的動力係輸入前述從動齒輪，再從前述主驅動齒輪傳達到前述動力傳達機構。
  7. 如申請專利範圍第6項之混合動力車輛，其中，前述從動齒輪和電動機外殼，從側面看係重疊。
  8. 如申請專利範圍第1項之混合動力車輛，其中，具備使前述內燃機關始動之始動用電動機，前述始動用電動機係於曲軸外殼的上方且從側面看為配置成與前述電動機重疊。
  9. 如申請專利範圍第1項之混合動力車輛，其中，具備用於操作前述內燃機關之線控節流方式的節流機構，前述節流機構係於前述氣缸的上方且從側面看為配置成與前述電動機重疊。
  10. 如申請專利範圍第9項之混合動力車輛，其中，前述節流機構的致動器與前述電動機，係相對於車體中心線而位在寬度方向之相反側。
  11. 如申請專利範圍第1項之混合動力車輛，其中，車體中心線係位於前述內燃機關的活塞中心和前述電動機之間。
  12. 如申請專利範圍第1項之混合動力車輛，其中，在覆蓋電動機的蓋構件設有用於冷卻前述電動機的冷卻用開口。
  13. 如申請專利範圍第1項之混合動力車輛，其中，由前述內燃機關、前述電動機和前述動力傳達機構所構成的動力單元，係懸架在從頭管朝後下方延伸之主框架，在前述主框架固定著空氣清淨器，前述空氣清淨器係藉由朝引擎的上方且朝前方延伸之吸氣通路而連接在前述引擎，在前述氣缸的頭蓋之左右，設有腳擋板，前述電動機係於前述氣缸和前述主框架間，配置在前述吸氣通路的後方。
  14. 如申請專利範圍第6項之混合動力車輛，其中，前述變速機構係設在前述曲軸上的2段離心離合器，第1段離心離合器係以第1內部離合器達到第1預定旋轉數時就連接在外部離合器的方式構成，該外部離合器係構成設在前述曲軸上的行星齒輪機構的環形齒輪，與該環形齒輪嚙合的行星齒輪係與設成能朝一方向旋轉且不能朝另一方向旋轉的太陽齒輪嚙合，當前述第1內部離合器連接在前述外部離合器時，前述行星齒輪以使前述太陽齒輪朝另一方向旋轉的方式進行動力傳達，前述外部離合器之旋轉透過支撐前述行星齒輪的輪架而減速，且傳達到前述動力傳達機構， 第2段離心離合器係當與前述輪架一體地旋轉之第2內部離合器達到第2預定旋轉數時就連接在前述外部離合器，前述第2內部離合器連接在前述外部離合器時，前述環形齒輪和前述輪架和前述太陽齒輪就朝一方向一體地旋轉，前述外部離合器之旋轉不會被前述行星齒輪機構減速，且傳達到前述動力傳達機構。
  15. 如申請專利範圍第14項之混合動力車輛，其中，前述輪架係支撐於被設成在前述曲軸的外周與前述曲軸相對旋轉自如的外周筒，該外周筒係透過前述第1一方向離合器而連接前述主驅動齒輪，前述第1內部離合器和前述第2內部離合器係透過第2一方向離合器而連接，前述第2一方向離合器係設成：相對於前述第1內部離合器，前述第2內部離合器不能朝一方向旋轉而能朝另一方向旋轉。
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