CN101058331B - 混合型车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混合型车辆，目的是使负荷易于分散、提高车辆的操控性及便利性。在混合型车辆(1)中，把发动机(2)或马达的至少一方作为动力源，倾斜配置由向马达供电的电池(8a)构成的电池单元(8)，使其前侧的一端部接近，后侧的另一端部分开，发动机(2)配置在另一端部之间形成的空间中，使发动机(2)和电池单元(8)从侧面看去有一部分重叠。还有，发动机(2)的设置位置在车辆的前后方向的中心线(Lm)的前侧。

Description

混合型车辆

本申请为2004年5月20日提交的、申请号为200410045879.8的、发明名称为“混合型车辆”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及具有用电池驱动的马达和发动机的混合型车辆。

背景技术

以前，作为具有属于内燃发动机的发动机及马达的二轮车、三轮车、四轮车等混合型车辆，为确保实用空间，把发动机的气缸配置在接近水平的方向，这是公知的。在这种混合型车辆中，马达用的电池配置在实用空间内或实用空间的两旁的外罩内，或者配置在发动机的前方(例如，参照专利文献1)。

专利文献1公开的混合型车辆，把电池装载在发动机的前侧、脚踏板的下侧，同时，具有对电池进行冷却的空气通路或冷却水通路。电池和发动机在空气通路内或冷却水通路内并列或直列配置。另外，电池具有把装有多个电池的多个包装进行直列或并列连接的构成。还有，由发动机及马达组成的动力单元通过链接机构连接于车体车架，且可以在上下方向自由摇动。

[专利文献1]

特开平10-297570号公报(段落号码0023、0057至0061、第1图、第3图、第11图、第12图)

可是，在这种混合型车辆中，由于作为重物的发动机位于电池的装载位置的后侧，因而车体的重心位置移向后侧。而且，由于座椅也设置在车体的后边，因此，如果搭乘者坐在座椅上的话，重心就进一步向后侧移动。从提高车辆的操控性的观点来看，优选的是，使车体的重心位于前后方向的中心附近，当搭乘者坐在座椅时能够使负荷前后分散。还有，如果发动机位于后侧的话，就会导致实用空间减少的问题。

发明内容

本发明是为解决上述的课题而提出的，其目的是提供一种易于分散负荷、提高车辆的操控性及便利性的混合型车辆。

解决上述课题的技术方案1的发明为一种混合型车辆(例如，实施方式的混合型车辆1)，发动机(例如，实施方式的发动机2)或马达(例如，实施方式的马达3)的至少一方的输出传递给驱动轮(例如，实施方式的后轮15R)，同时，脚踏的底板(例如，实施方式的台阶底板24)比座椅(例如，实施方式的座椅20)更靠近车体前方及下方，其特征在于：向所述马达提供电力的电池(例如，实施方式的电池单元8)配置在上述底板的下面，同时，上述发动机配置在至少有一部分在车体的前后方向与上述电池重叠的位置。

该发明的混合型车辆，由于作为重物的电池和发动机配置在车体的前后方向、有一部分重叠，因而能够使发动机的位置向车体前侧移动。再有，由于电池的位置在底板的下面，因而与配置在实用空间附近的情况相比，车辆的重心降低了。这样配置电池和发动机后，由于车体的重心位置靠近前后方向的中心，且降低了位置，因而提高了车体的重量平衡性。搭乘者坐在该混合型车辆的座椅上之后，搭乘者、发动机以及电池的负荷就被分散在车体的前后方向。即，在搭乘者未坐在座椅上的情况下，负荷集中在车体前侧，而在搭乘者坐在座椅上的情况下，由于搭乘者的体重加在车体的后侧，结果就能够使车体前后的负荷平衡性保持良好。此外，本发明的混合型车辆，由于电池和发动机配置成在前后方向重叠，因而能够缩短车体前后方向的长度，能够使车体变得紧凑。

技术方案2的发明的特征是：在技术方案1所述的混合型车辆中，在车宽方向至少分开配置两个上述电池，上述发动机配置在分开配置的上述电池之间。

该发明的混合型车辆在车宽方向把电池分开配置。由于把作为重物的电池配置在左右宽度、使电池的重心位置处于车体宽度方向的中心线附近，因而提高了车体左右方向的重心平衡性。

技术方案3的特征是：在技术方案2所述的混合型车辆中，上述电池配置成俯视为向着车宽方向的中心线(例如，实施方式的中心线Lw)而倾斜的“八”字状。

该发明的混合型车辆，由于使电池向着车宽方向的中心倾斜，即配置成俯视为“八”字状，在由此形成的区域中配置例如具有窄幅形状的发动机的气缸盖等，就能够节约发动机及电池的配置空间。

技术方案4的发明为一种混合型车辆，发动机或马达的至少一方的输出传递给驱动轮，同时，脚踏的底板比座椅更靠近车体前方及下方，其特征是：向所述马达提供电力的电池和上述发动机配置在车体的前后方向中上述座椅的前侧。

该发明的混合型车辆，电池和发动机配置在座椅的前侧，使得搭乘者坐在座椅上之后负荷不会集中在车体的后侧，从而使负荷易于分散在车辆的前侧和后侧。还有，把发动机的位置定在前侧，降低了发动机的位置。由于这样的发动机的位置和配置在底板下面的电池的位置，车辆的重心就会降低。

技术方案5的发明为一种混合型车辆，发动机或马达的至少一方的输出传递给驱动轮，同时，脚踏的底板比座椅更靠近车体前方及下方，其特征是：向所述马达提供电力的电池和上述发动机配置在车体的前后方向的中心线(例如，实施方式的中心线Lm)的前侧。

该发明的混合型车辆，作为重物的电池及发动机配置在车体的前后方向的中心线的前侧，与现有的、发动机和电池位于后侧的情况相比，车体的重心位置设定在前侧。

技术方案6的发明的特征是，在技术方案5所述的混合型车辆中，上述座椅配置在上述中心线的后侧。

该发明的混合型车辆，座椅配置在中心线的后侧，搭乘者的重量主要由后侧承受。此处，如上所述，车体的重心位置设定在前侧。因此，由车体的前侧和后侧来分散负荷。另外，发动机及电池配置在前侧时，这些重物的安装位置降低后，车辆的重心位置就会降低。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的混合型车辆的构成的侧面透视图。

图2是表示本发明实施方式的混合型车辆的构成的俯视图。

图3是沿图1的A-A线的剖面图，是说明电池和发动机的配置的图。

图4是表示动力单元的构成的俯视图。

具体实施方式

参照附图对本发明的实施方式进行详细的说明。

如图1的侧视图及图2的俯视图所示，本实施方式的混合型车辆1是具有属于内燃发动机的发动机2、作为发动机或充电机来工作的马达3的踏板型二轮车。该混合型车辆1的车体车架11具有用中间车架13连接前部车架12和后部车架14的构成。还有，发动机2及马达3与后述的无级变速器4等一起构成动力单元7，该动力单元7固定于中间车架13上。由对马达3供电、或由马达产生的电力进行充电的电池8a构成的电池单元8固定于中间车架13上，在与车宽正交的方向即车体的前后方向有一部分与动力单元7重叠。另外，本实施方式的电池单元8相当于权利要求的范围的电池。

连接前轮15F和操纵手柄16的前叉17贯通前部车架12，同时，前罩18安装在前部车架12上。

后部车架14由具有弯曲为略呈U字形状的梁管和横梁构成，此处装有内罩19。在内罩19上，上部装有座椅20，后部装有尾灯21及牌照安装部22。另外，座椅20安装在车体前后方向的中心线Lm的后侧。

中间车架13从与前部车架12的连接部分下降，在混合型车辆1的底部附近，如图2所示，分为两根，同时，在后侧与后部车架14连接。电池单元和动力单元7固定在分为两根的车架13a、13b上。还有，在如图1所示的中间车架13的前侧，安装有对动力单元7进行冷却等的冷却器9和与其形成一体的散热电动水泵(以下称为水泵)。

并且，在中间车架13上装有中间罩23，并使其遮盖冷却器9、水泵、电池单元8以及动力单元7。中间罩23，其车宽方向的中央部分沿车辆前后方向向上方凸出，同时，其两旁形成作为搭乘员的脚踏板的台阶底板24。还有，如图2所示，中间罩23的宽度从上面看去呈向着车体前侧减小的形状。

此处，参照图3对动力单元7及电池单元8相对中间车架13的固定方式的一例进行说明。

在作为沿图1的A一A线的剖面图的图3中，中间罩23由上部23a和底部23b构成，在上部23a和底部23b形成的空间内配置有动力单元7及电池单元8。动力单元7由托架91、91分别固定在各车架13a、13b上。电池单元8由具有与车架13a、13b的形状相适应的弯曲部92a、92b的支撑板92支撑而固定。还有，与电池单元8上侧相当的中间罩23成为台阶底板24。

如图1及图2所示的电池单元8具有以下构成：把圆柱形状的电池8a平行捆扎，并使其长轴一致，用粘着剂等把电池8a彼此粘牢，同时，用未图示的导电板把各电池8a进行串联连接。另外，电池单元8也可以由用树脂材料等对多个圆筒形状的电池8a进行捆扎的收缩包装来构成。电池单元8具有细长形状，其短边大致与电池8a的长轴的长度相等，长边及高度由捆扎的电池8a的根数来定。

在本实施方式中，在图2所示的俯视图中，相对混合型车辆1的宽度方向的中心线Lw大体上左右对称地各装载一个电池单元8。各电池单元8向着混合型车辆1的前方呈“八”字状，即前轮15F一侧的一端部81互相接近而构成倾角。由于倾斜配置，后轮(驱动轮)15R一侧的另一端部82间的距离变大，而该另一端部82形成的空间成为配置发动机2的配置空间。例如，在该配置空间配置发动机2的气缸盖30。因此，在图2的俯视图中，倾斜配置的电池单元8成为左右夹住发动机2的配置，在图1所示的侧视图中，在混合型车辆1的前后方向，电池单元8和动力单元7一部分重叠。

图1所示的冷却器9位于前挡泥板的后侧，由未图示的冷却水路使冷却水循环来冷却动力单元7的发动机2。冷却器9与水泵为一体结构，其冷却面配置得大体上垂直于行驶风。这样，由于冷却器9形成为一体结构，因而能够减少部件数量，同时，也可以提高安装性。还有，使冷却器9冷却的行驶风流过图3所示例的中间罩23内的电池单元8的外表面，该行驶风使电池单元8冷却。因为本实施方式的电池单元8分为左右两个而配置，所以与行驶风的接触面积大，冷却效率高。

如图4所详细表示的，动力单元7具有短气缸的发动机2，在曲轴6的一端具有马达3。还有，曲轴6由齿轮38连接于离心式离合器41，与离心式离合器41同轴配置的锥型无级变速器4，通过减速齿轮组5连接于使图1所示的驱动轮(后轮)15R转动的动力传递机构61。

发动机2包括具有使通过连杆25连接于曲轴6的活塞26进行滑动的气缸27的气缸体28和装有火花塞29及吸排气用的气门(未图示)的气缸盖30。还有，气缸盖30中包括可变正时式气门提升机构31。对气门进行开闭驱动的凸轮轴32的旋转由卷绕在曲轴6的驱动链轮6a和凸轮轴32的从动链轮32a之间的正时链33来进行控制。另外，对于动力单元7，为了增大图1所示的实用空间34，大体上水平配置发动机2的气缸27。

马达3采用在定子35的外周配设有能够与曲轴6一起旋转的转子36的外部转子型马达。该马达3起着当发动机2起动时或要求高输出时接受来自电池单元8(参照图1)的电力供给、使曲轴6进行旋转的发动机的作用，和把曲轴6的旋转转换为电能、对电池单元8进行充电的发电机的作用。另外，这种把动能转换为电能、对电池单元8进行充电的工作称为再生。对于再生时的动作的详情，后面进行说明。

还有，在曲轴6上，在马达3和连杆25之间配设有离合器37和齿轮38。离合器37具有使发动机2和马达3连接和分离的作用，例如，由湿式离合器构成。并且，通过该离合器37能够使减速时的发动机制动(泵损失、机械损失)所涉及的能量全部再生。这样，由于还回收发动机制动时的能量，因而能够进一步提高能量回收效率。齿轮38与离心式离合器41啮合。离心式离合器41与无级变速器4的输入轴42同轴配置，是对应旋转速度而动作，离合器内体与能够和输入轴42一体旋转的离合器外体连接的单向离合器。

无级变速器4构成为，由支承轴47对分别与输入轴42一侧的从动面43和输出轴44一侧的从动面45抵接的锥体46进行轴支承。支承轴47架设在输出轴的圆锥母线上，根据输入轴42的旋转数，离心机构48使对支承轴47进行轴支承的支架49滑动，从而改变从动面43、45和锥体46的接触位置、改变变速比。

减速齿轮组5位于无级变速器4的后段。减速齿轮组5由无级变速器4的输出轴44的齿轮51、齿轮52、齿轮53、齿轮54构成，各齿轮51、52、53、54啮合并对动力进行减速。

动力传递机构61起着由卷绕在驱动轮摆动臂62内的驱动链轮63和图1所示的车轴64的从动链轮65之间的驱动链66把动力单元7产生的旋转传递给后轮15R的作用。

驱动轮摆动臂62由遮盖驱动链66的主臂62a和夹着后轮15R、相向的辅助臂62b对车轴64进行轴支承，主臂62a及辅助臂62b分别由轴承安装为可相对动力单元7摇动。还有，在动力单元7一侧由横梁62c连接主臂62a和辅助臂62b，以防止驱动轮摆动臂62扭曲。另外，车轴64连接于后轮15R的轮67。

还有，如图1所示，从侧面看去，后轮15R的悬架70位于存放头盔等的实用空间34的下侧，架设在后部车架14和驱动轮摆动臂62之间。在本实施方式中把动力单元7配设在前侧，因而就给车体后侧的空间留出了余量，由此就能够扩大实用空间。

以下，对上述电池单元8及发动机2的配置的作用进行说明。

对于该混合型车辆1，把电池单元8配置在相对车宽方向的中心线Lw大体上左右对称的位置，电池单元8的重心位置设定在中心线Lw附近，因而提高了左右方向的平衡性。还有，动力单元7配置在电池单元8之间，因而发动机2位于靠前的位置。由于重量大的电池单元8及动力单元7集中配置在混合型车辆1的前后方向的中央附近，因而提高了前后方向的重量平衡性。因此，即使在例如驱动轮摆动臂62进行摇动等时，混合型车辆1的操控性也是良好的。特别是，由于电池单元8和发动机2(气缸盖30和气缸体28)配置在中心线Lm的前侧，因此，当搭乘者坐在座椅20上时，电池单元8和发动机2以及搭乘者的负荷就分散在车体的前后，操控特性就很好。再有，座椅20位于中心线Lm的后侧，这也有助于使加在车体上的负荷前后分散。

还有，由于电池单元8配设在台阶底板24的下面，因而车体的高度方向的中心位置也有所降低。再有，由于配置在座椅20的前侧的发动机2处于夹在电池单元8中间的低的位置，因而车体的重心位置进一步降低。

由于电池单元8倾斜配置，因而能够使电池单元8的一端部81一侧的车宽小于另一端部82一侧的车宽，由此就能够减小车辆的中间罩23。减小中间罩23后，就能够减轻车体重量，改善车体外观。

另外，混合型车辆1的动作如下。

首先，在混合型车辆1起动时或低速时等，仅以马达3作为动力源而行驶的情况下，由电池8供电使马达3运转，使固定设置在曲轴6上的齿轮38旋转。齿轮38的旋转通过离心式离合器41传递给无级变速器4的输入轴42。并且，用无级变速器4变速、用减速齿轮组5减速后的动力通过动力传递机构61传递给车轴64，使后轮15R旋转。

诸如以稳定的速度行驶时等，仅以发动机2作为动力源而行驶的情况下，与曲轴6的旋转同步，通过火花塞29使被吸入到气缸27内的燃料混合气燃烧，使活塞26往返运动。由此产生的曲轴6的旋转，如上述通过离心式离合器41传递给无级变速器4和减速齿轮组5以及动力传递机构61，使后轮15R旋转。

当高速时及加速时等负荷大时，把马达3及发动机2作为动力源而行驶的情况下，上述马达3的旋转和活塞26的往返运动使曲轴6旋转。曲轴6的旋转通过离心式离合器41传递给无级变速器4和减速齿轮组5以及动力传递机构61，使后轮15R旋转。在这种情况下，就把发动机2的输出和马达3的输出合成后的输出传递给后轮15R。

这样，马达3作为由电池单元8供电的动力源即发动机来工作，而当电池单元8的各电池8a的残余容量减少至规定值时，就需要通过未图示的控制装置的指令，使马达3作为发电机来工作，把发电后的电力充(再生)给电池8a。作为这种情况下的再生方法有：当混合型车辆1减速时，由马达3把后轮15R旋转的动能转换为电能的方法，和在行驶中由马达3把通过发动机2的输出来旋转的曲轴6的动能的至少一部分转换为电能的方法。

这种电池8a的充放电在混合型车辆1的行驶中反复进行。这时，由于在分开配置的两个电池单元8之间有行驶风流过，电池单元8就被有效地冷却。再有，因为冷却器9位于前侧，所以冷却器9的冷却效率也高。

另外，本发明，并不限于上述实施方式。

例如，在实施方式中对混合型车辆1作为二轮车进行了说明，不过，也可以是三轮车或四轮车。

电池单元8并不限于把细长形状的电池8a捆扎起来的形状，也可以是由一个电池8a形成一个电池单元8等其他方式。还有，其配置也不必是左右各一个，也可以左右配设多个。在这种情况下，为使车宽方向的平衡性保持良好，优选的是，使位于中心线Lw右侧的电池单元8的重量和位于左侧的电池单元8的重量大体上相等。

还有，也可以不把电池单元8倾斜配置，而是由单侧各两个单元来构成电池单元8，把后轮15R一侧的电池单元8配置在比前轮1 5F一侧的电池单元8更远离中心线Lw的位置。即使这样的配置，也可以把发动机2配置在后轮15R一侧的电池单元8之间，并能够减小中间罩23的前侧。

动力单元7如果是以发动机及马达的至少一方作为动力源来使驱动轮旋转的装置，就不限于图3所示的构成及配置，而是可以进行种种改变。

发明效果

如上所述，根据技术方案1，由于作为重物的发动机及电池配置在车体的前方、且在低的位置，因而能够使得搭乘者坐在座椅上之后的负荷平衡性保持良好，能够提高车辆的操控性。还有，由于配置为使电池和发动机在车体前后方向重叠，因而能够使车体变得紧凑。

根据技术方案2，由于使电池宽幅地配置，把电池的重心位置设定在车体宽度方向的中心线附近，因而提高车体的左右方向的重心平衡性。因而就能够提高车辆的操控性。

根据技术方案3，能够把发动机配置在倾斜配置的电池之间，因而能够提高配置空间的效率。节约配置空间后，就能够使车体整体的形状小型化，或扩大实用空间。另外，作为小型化的一例，切除车体的罩子的一部分后，就能够使车体轻量化，外观改善。

根据技术方案4，由于把电池及发动机配置在座椅的前侧，因而车体的重心位置就处在了座椅的前侧。因此，搭乘者坐在座椅上之后就能够使重量分散在车体的前后方向。还有，由于配置在座椅的前侧，因而能够降低电池及发动机的重心位置。因而就能够提高车辆的操控性。

根据技术方案5，由于电池及发动机配置在车体的前后方向的中心线的前侧，因而车体的重心位置就处在了中心线的前侧。由于车体的重心位置靠近中央，因而能够提高车辆的操控性。

根据技术方案6，由于座椅配置在前后方向的中心线的后侧，因而搭乘者坐在座椅上之后就能够使重量分散在车体的前后方向。还有，由于发动机配置在座椅的前侧，因而能够降低电池及发动机的重心位置。因而能够提高车辆的操控性。

Claims (1)

1.一种混合型车辆，发动机或马达的至少一方的输出传递给驱动轮，同时，脚踏的底板比座椅更靠近车体前方及下方，其特征在于：

向所述马达提供电力的电池和所述发动机配置在车体的前后方向中所述座椅的前侧。

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