JP2005132284A - Electromotive vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、エンジンによって発電機を駆動し、この発電機の発電電力で駆動モータを駆動して走行する電動車両に関するものである。 The present invention relates to an electric vehicle that travels by driving a generator with an engine and driving a drive motor with electric power generated by the generator.
従来、電動車両の一つとして、駆動輪を駆動する駆動モータに給電するバッテリに走行中に充電するエンジン駆動式の発電機を搭載したハイブリッド式電動車両があり、この電動車両は発電機の発電電力とバッテリの電力とを駆動モータに給電し、この駆動モータの動力のみで走行する構成を採っているものがある(例えば、特許文献1)。
このように、走行中にバッテリに発電機で充電しながら駆動モータの動力を駆動輪に伝達して走行するハイブリッド式電動車両では、特に発電機の駆動によって熱が生じるために、発電機を冷却する必要がある。 In this way, in a hybrid electric vehicle that travels while driving by transmitting the power of the drive motor to the drive wheel while charging the battery with the generator, the generator is cooled because heat is generated by driving the generator. There is a need to.
また、操向輪と駆動輪との間に前後方向に延びる車体に、エンジンや発電機を搭載する場合、特に振動に考慮し、さらに簡単に組み付けることが可能な支持構造が要求されている。 Further, when an engine or a generator is mounted on a vehicle body extending in the front-rear direction between the steered wheel and the drive wheel, a support structure that can be more easily assembled is particularly required in consideration of vibration.
この発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、簡単な構造で発電機の冷却が可能で、さらにエンジンや発電機の振動を低減し、簡単に組み付けることが可能な電動車両を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above points, and provides an electric vehicle capable of cooling a generator with a simple structure, further reducing vibrations of an engine and a generator, and being easily assembled. It is an object.
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention is configured as follows.
請求項1に記載の発明は、エンジンによって発電機を駆動し、この発電機の発電電力で駆動モータを駆動して走行する電動車両であって、
前記エンジンのクランク軸と前記発電機のロータ軸とを、それぞれの軸端を対向させて連結し、
前記クランク軸にエンジン冷却ファンを設け、
前記エンジン冷却ファンを覆うエンジン冷却ファンカバーに前記発電機を取り付けたことを特徴とする電動車両である。
The invention according to
Connecting the crankshaft of the engine and the rotor shaft of the generator with their shaft ends facing each other,
An engine cooling fan is provided on the crankshaft,
The electric vehicle is characterized in that the generator is attached to an engine cooling fan cover that covers the engine cooling fan.
請求項2に記載の発明は、前記連結したエンジンと発電機を揺動可能に車体に吊り下げ、ストッパーを車体に当接して支持したことを特徴とする請求項1に記載の電動車両である。
The invention according to
前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。 With the above configuration, the present invention has the following effects.
請求項1に記載の発明では、エンジンのクランク軸と発電機のロータ軸とを、それぞれの軸端を対向させて連結し、クランク軸にエンジン冷却ファンを設け、エンジン冷却ファンを覆うエンジン冷却ファンカバーに発電機を取り付けた構造により、エンジンのフライホイル兼用のエンジン冷却ファンにて発電機を効率よく冷却することができる。
In the invention according to
請求項2に記載の発明では、連結したエンジンと発電機を揺動可能に車体に吊り下げ、ストッパーを車体に当接して支持する支持構造により、車両下側より簡便に搭載できる。また、連結したエンジンと発電機を揺動可能に吊り下げ支持することで、回転振動を重心付近を中心として相互に相殺し、エンジンや発電機の振動を低減することができる。 According to the second aspect of the present invention, the connected engine and the generator can be swingably suspended from the vehicle body, and can be easily mounted from the lower side of the vehicle by the support structure that supports the stopper in contact with the vehicle body. Further, by suspending and supporting the coupled engine and the generator so as to be able to swing, the rotational vibration can be canceled out around the vicinity of the center of gravity, and the vibration of the engine and the generator can be reduced.
以下、この発明の電動車両の実施の形態について説明するが、この発明は、この実施の形態に限定されない。また、この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明の用語はこれに限定されない。 Hereinafter, although the embodiment of the electric vehicle of this invention is described, this invention is not limited to this embodiment. The embodiment of the present invention shows the most preferable mode of the present invention, and the terminology of the present invention is not limited to this.
図1はハイブリッド式電動車両の側面図、図2は図1のII−II線に沿う断面図、図3は図1のIII−III線に沿う断面図、図4は図1のIV−IV線に沿う断面図、図5はエンジン、エンジン冷却ファン及び発電機を組み付けて搭載した状態を示す車両進行方向左側から視た側面図、図6はエンジン、エンジン冷却ファン及び発電機を組み付けて搭載した状態を示す車両進行方向左側から視た断面図、図7はエンジン、エンジン冷却ファン及び発電機を組み付けて搭載した状態を示す平面図、図8はエンジン、エンジン冷却ファン及び発電機を組み付けて搭載した状態を示す車両進行方向前側から視た断面図、図9はハイブリッド式電動車両の動力伝達を説明する図である。 1 is a side view of the hybrid electric vehicle, FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 1, and FIG. FIG. 5 is a side view of the engine, the engine cooling fan, and the generator assembled and mounted, and FIG. 6 is a side view of the engine, the engine cooling fan, and the generator assembled. FIG. 7 is a plan view showing a state where the engine, the engine cooling fan and the generator are assembled and mounted, and FIG. 8 is a state where the engine, the engine cooling fan and the generator are assembled. FIG. 9 is a cross-sectional view showing the mounted state viewed from the front side in the vehicle traveling direction, and FIG. 9 is a diagram for explaining the power transmission of the hybrid electric vehicle.
図1乃至図4において、この実施の形態では、電動車両としてハイブリッド式電動車両1を示す。ハイブリッド式電動車両1は、車体2の前端部2aに回動自在に支持させたフロントフォーク3を有する。このフロントフォーク3には、下部に操向輪4である前輪が支持される。フロントフォーク3の上部には、操向ハンドル5が設けられる。
1 to FIG. 4, in this embodiment, a hybrid
車体2の後端部2bには、左右一対のアーム2cが後方に伸び、この左右一対のアーム2cには駆動輪7である後輪の車軸8が支持されている。また、車体2の後端部2bには、サドル支持部2dが上方へ伸びるように設けられ、このサドル支持部2dにサドル9が取り付けられている。
A pair of left and
車体2の前端部2aと後端部2bとの間に、車体フートボード2eが設けられ、この車体フートボード2eは、図2に示すように、左右一対のアーム2cの幅よりやや広幅になっており、サドル9に着座したライダーの足載せスペースを確保している。
A
この車体2の車体フートボード2eの内部には、前側にエンジン10がシリンダ軸を上下方向にして配置され、平面視においてエンジン10の車両走行方向に吸気系11が配置され、車両走行方向左側に排気系12が配置されている。エンジン10は空冷式の4サイクルエンジンである。
Inside the vehicle
図5乃至図8に示すように、吸気系11は、吸気管11a、キャブレタ11b、エアクリーナ11cから構成される。吸気管11aがエンジン10の気筒10aの車両走行方向右側に接続され、この吸気管11aにキャブレタ11bが配置されている。エアクリーナ11cの後部には吸気取入管11dが接続されている。このキャブレタ11bには、燃料供給管14aを介して燃料タンク14が接続され、キャブレタ11bに備えられる電磁弁11b1によって燃料供給が行なわれる。
As shown in FIGS. 5 to 8, the
排気系12は、排気管12a、マフラ12bから構成される。排気管12aがエンジン10の気筒10aの車両走行方向左側に接続され、この排気管12aにマフラ12bが接続されている。このマフラ12bには、排気ガス放出管12b1が下方に延びるように配置されている。この排気ガス放出管12b1は、図8に示すように、エンジン側に屈曲し、この屈曲部12b2によって開口部12b3がエンジン10より下方に位置し、かつ車両中心方向の路面に向かって排気ガスを放出するようになっている。
The
このように、エンジン10は、車幅方向の一方に吸気系11を配置し、他方に排気系12を配置し、排気系12の排気ガスを下方へ排出可能にしたことで、シンプルな構造で排気ガスによる熱の影響を軽減できる。
In this way, the
また、エンジン10の後方位置に発電機13が配置され、この発電機13は図9に示すように、エンジン10によって発電する。このエンジン10の上方位置には、エンジン10の燃料を貯留する燃料タンク14が配置されている。
Moreover, the
このエンジン10と発電機13との間に、エンジン冷却ファン80が配置されている。エンジン10のクランク軸10bが車両走行方向に配置され、このクランク軸10bと発電機13のロータ軸13aとはそれぞれの軸端を対向させる方向でカップリング99にて連結されている。従って、エンジン10のクランク軸10bの駆動力は発電機13のロータ軸13aに伝達される。
An
クランク軸10bにエンジン冷却ファン80を設けている。図6に示すように、エンジン冷却ファン80をエンジン冷却ファンカバー81が覆い、このエンジン冷却ファンカバー81は、図6及び図8に示すように、エンジン10及び排気系12を覆っている。このエンジン冷却ファンカバー81には、点火プラグ100のキャップ101が取り付けられる。
An
このエンジン冷却ファンカバー81の下側は開放され、エンジン冷却ファンカバー81の内側には、エンジン10と排気系12を区画する区画プレート81aが配置されている。
A lower side of the engine
さらに、車体フートボード2eは、下側の開放が下側カバー2gで覆われ、この車体フートボード2eは着脱可能になっている。下側カバー2gには、冷却風吸込口96が吸気系側下方に開口して形成され、冷却風吸込口97が吸気系側前方に開口して形成され、また冷却風排出口95が排気系側下方に開口して形成されている。
Further, the lower part of the
図5に示すように、エンジン冷却ファンカバー81に発電機13を取り付けている。この発電機13の取り付けは、フランジ13bにボルト孔13b1を形成し、このボルト孔13b1に取付ボルト13cでエンジン冷却ファンカバー81に対して発電機13を締め付け固定する。発電機13はエンジン10のフライホイル兼用のエンジン冷却ファン80にて効率よく冷却される。
As shown in FIG. 5, the
このようにエンジン10と発電機13との間に、エンジン冷却ファン80を配置しており、エンジン冷却ファン80を配置したことで、小型で、かつ簡単な構造でエンジン10及び発電機13を冷却することができる。
As described above, the
発電機13の上部には、図5に示すように、吊り下げ部13eが設けられる。この吊り下げ部13eには、内筒13f1と外筒13f2との間にゴムブッシュ13f3を設けられている。車体フートボード2eの内側には、支持部2e1が吊り下げ部13eに対向して設けられている。この吊り下げ部13eを支持部2e1の内筒13f1に挿通した支持軸13gによって揺動可能に支持している。 この支持軸13gは、車幅方向に配置され、エンジン10と発電機13が支持軸13gを支点に前後方向に揺動する。この吊り下げ位置は、図5に示すように、吸気系11と排気系12とを含むエンジン10と発電機13の重心位置Oの近傍である。
As shown in FIG. 5, a hanging
また、発電機13には、重心位置Oより離れた位置にストッパー13hが設けられ、このストッパー13hを車体フートボード2eの受け部2e2に当接して支持するようになっている。
Further, the
このように、エンジン10と発電機13の重心位置O近傍を揺動可能に車体フートボード2eに吊り下げ、重心位置Oより離れた位置に設けたストッパー13hを車体フートボード2eの受け部2e2に当接して支持する支持構造により、車両下側より簡便に搭載できる。また、エンジン10と発電機13の重心位置O近傍に吊り下げ支持することで、回転慣性マスによる回転振動を重心付近を中心として相互に相殺し、エンジン10や発電機13の振動を低減することができる。また、エンジン10から車輪駆動のチェーンやシャフトはなく、配線、配管のみであることからエンジンフローティング懸架が可能となっている。
As described above, the vicinity of the center of gravity O of the
また、車体2の車体フートボード2eには、図2に示すように、発電機13の後方位置にバッテリ15が配置され、さらにバッテリ15の後方位置にハイブリッド制御コントローラ16とモータコントローラ17で構成される制御装置Aが配置されている。このハイブリッド制御コントローラ16とモータコントローラ17の後方には、駆動モータ18が配置されている。この駆動モータ18のスプロケット18aはチェーン19を介して駆動輪7のホイール20のスプロケット21に連結されている。
Further, as shown in FIG. 2, a
駆動モータ18と駆動輪7の車軸部の距離を短くするため、駆動モータ18はエンジン10より車両走行方向後側に設けられる。
In order to shorten the distance between the
このように駆動モータ18の動力はチェーン19を介して駆動輪7側へ伝達されるが、ドライブシャフトを介して駆動輪7側へ伝達するようにしてもよい。チェーン19としては通常自転車等に用いられる金属製のチェーンやゴムベルトを炭素繊維で強化したチェーンが用いられる。
As described above, the power of the
バッテリ15は、図9に示すように、多数のバッテリセル15aと、バッテリ残量計15b、バッテリ温度計15cとから構成している。バッテリセル15aは、従来からよく知られているニッケル水素単電池またはニッケルカドミウム単電池などからなり、それぞれを直列に接続している。バッテリ残量計15bはバッテリ残量情報をハイブリッド制御コントローラ16へ送り、バッテリ温度計15cは、バッテリ温度情報をハイブリッド制御コントローラ16へ送る。
As shown in FIG. 9, the
この実施の形態のハイブリッド式電動車両1は、操向輪4と駆動輪7とを備え、この操向輪4と駆動輪7の間には、エンジン10、発電機13、バッテリ15、ハイブリッド制御コントローラ16、モータコントローラ17及び駆動モータ18が車体フートボード2eの内部に配置されている。このエンジン10によって駆動する発電機13の発電電力とバッテリ15の電力とを駆動モータ18に給電し、この駆動モータ18の動力を駆動輪7に伝達して走行する。この駆動輪7のホイール20には変速機40が配置されている。
The hybrid
この実施の形態の駆動モータ18は、図9に示すように、モータ36と変速機37が配置されている。変速機37は、モータ36の回転を変速して駆動輪7を駆動する。
As shown in FIG. 9, the
ハイブリッド制御コントローラ16は、バッテリ15の充放電と、エンジン10の回転数を制御するためのもので、図9に示すように、エンジン制御手段16a、バッテリ15の残存容量を設定する残存容量設定手段16bなどを備えるとともに、表示装置50を接続している。表示装置50は、図示していない警告灯を備えており、操向ハンドル5の近傍に設けている。バッテリ15が劣化しているときにハイブリッド制御コントローラ16が警告灯を点灯させる。バッテリ15の劣化は、バッテリ残量計15bのバッテリ残量情報に基づき残存容量設定手段16bが検出する。
The
エンジン制御手段16aは、残存容量設定手段16bが設定した残存容量が予め定めた下限値を下回ったときにエンジン10を始動して発電機13による発電・充電を開始させ、残存容量が予め定めた上限値に達したときにエンジン10を停止して発電機13による発電・充電を中止する構成を採用している。すなわち、バッテリ15の残存容量が下限値を下回ったときには、残存容量が上限値に達するまでエンジン10によって発電機13を駆動し、発電機13が発電する電力でバッテリ15を充電する。
The engine control means 16a starts the
また、エンジン制御手段16aは、車速センサ51が検出した車速が予め定めた値を上回っている高速時には、エンジン10を停止する構成を採用している。また、車速センサ51の検出で、ハイブリッド式電動車両1が走行しないで停止している時には、エンジン10を停止する構成となっている。
The engine control means 16a employs a configuration in which the
ライダーのアクセル操作によって出力されるアクセル信号がモータコントローラ17に入力され、このモータコントローラ17は、アクセル操作力の大きさに略比例するように駆動モータ18の動力を制御する。
An accelerator signal output by the rider's accelerator operation is input to the
この実施の形態のエンジン10の始動は、発電機13でクランク軸10bを駆動することによって実施し、エンジン10の停止は、ハイブリッド制御コントローラ16が点火回路を開くことによって実施する。
The
この実施の形態では、変速機37を駆動モータ18の部分に配置し、変速機40を駆動輪7の車軸部に配置し、駆動モータ18の動力を、チェーン19で駆動輪側に伝達することで、速度レンジを幅広くすることができる。したがって、小型の駆動モータ18でも十分な発進性能を確保しながら、最高速度も効率よく達成することができる。駆動モータ18は駆動輪7のタイヤ外周部7aよりも車両走行方向前側に配置されている。
In this embodiment, the
また、変速機37,40を駆動モータ側と駆動輪の両方に設置することで、その構造を小型で簡単にすることが可能になる。また、駆動輪側の重量増加を最小に抑えながら、変速機37,40を取り入れることも可能になる。
Further, by installing the
また、変速機37,40によってモータ最大または定格出力の小さなものを利用しても十分な速度での走行性能を維持できることから、小型エンジン発動機を搭載した省エネルギーで排気ガスの少ないクリーンな小型・軽量の新型ハイブリッド式電動車両1を構成することが可能になる。
In addition, because the transmission performance can be maintained at a sufficient speed even when the
また、変速機37,40は、自動変速機であり、更に操縦者の操作を簡便にできることで、操縦性能・走行性能を高めることが可能になる。なお、変速機37または変速機40の一方のみを自動変速機としてもよい。また、この実施の形態では、駆動モータ18の動力を、チェーン19に代えてドライブシャフトで駆動輪側に伝達するようにしてもよい。
Further, the
この実施の形態のハイブリッド式電動車両1では、エンジン10、発電機13、バッテリ15、制御装置A、駆動モータ18の順に、進行方向に前側から直列にかつ車体フートボード2eの内部に配置し、これにより車体をスリムにすることができる。したがって、車体の空気抵抗を大幅に低減できる。また、直線的配置により配管、配線を最短距離にレイアウトできる。また、配線を短くできるとともに電気抵抗を小さくできる。これにより効率があがり、省エネやコストダウンが図れる。
In the hybrid
また、車体フートボード2eは、図1に示すように、側面から視て操向輪4と駆動輪7の上端を結ぶ線L1より下方に位置し、車体フートボード2eが側面から視て操向輪4と駆動輪7の上端を結ぶ線L1より下方に位置することで、車体の空気抵抗を大幅に低減できる。
Further, as shown in FIG. 1, the vehicle
また、車体フートボード2eには、冷却風の冷却風吸込口90が吸気系側側方に開口して形成され、冷却風吸込口91がエンジン上方前側に開口して形成され、冷却風吸込口92が駆動モータ側下方に開口して形成されている。下側カバー2gには、冷却風吸込口96が吸気系側下方に開口して形成され、冷却風吸込口97が吸気系側前方に開口して形成され、また、冷却した後の冷却風の冷却風排出口95が排気系側下方に開口して形成されている。
Further, the
このハイブリッド式電動車両1が走行する時に、エンジン冷却ファン80の駆動によって車体フートボード2eの内部が負圧となる。このため、図3に示すように、冷却風が冷却風吸込口90によって吸気系側側方から吸い込まれ、また、冷却風が冷却風吸込口91によってエンジン上方前側から吸い込まれる。また、冷却風が冷却風吸込口96によって吸気系側下方から吸い込まれ、冷却風吸込口97によって吸気系側前方から吸い込まれる。また、図3に示すように、冷却風が冷却風吸込口92によって駆動モータ側下方から吸い込まれ、冷却風が駆動モータ18、制御装置A、バッテリ15、発電機13と、エンジン10とを冷却する。これらの冷却風は、さらに排気系12を構成する排気管12a、マフラ12bの順に温度の低い方から冷却することで冷却効率を向上することができ、シンプルな構造で十分な冷却が行えることで小型、軽量、安価なハイブリッド車両を構成できる。
When the hybrid
この発明は、走行中にバッテリを発電機で充電しながら駆動モータの動力を駆動輪に伝達して走行する電動車両に適用できる。 The present invention can be applied to an electric vehicle that travels by transmitting the power of a drive motor to drive wheels while charging a battery with a generator during traveling.
1 ハイブリッド式電動車両
2 車体
2e 車体フートボード
4 操向輪
7 駆動輪
10 エンジン
10b クランク軸
13 発電機
13a ロータ軸
15 バッテリ
16 ハイブリッド制御コントローラ
17 モータコントローラ
18 駆動モータ
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記エンジンのクランク軸と前記発電機のロータ軸とを、それぞれの軸端を対向させて連結し、
前記クランク軸にエンジン冷却ファンを設け、
前記エンジン冷却ファンを覆うエンジン冷却ファンカバーに前記発電機を取り付けたことを特徴とする電動車両。 An electric vehicle that drives a generator with an engine and drives a drive motor with the power generated by the generator,
Connecting the crankshaft of the engine and the rotor shaft of the generator with their shaft ends facing each other,
An engine cooling fan is provided on the crankshaft,
An electric vehicle characterized in that the generator is attached to an engine cooling fan cover that covers the engine cooling fan.
2. The electric vehicle according to claim 1, wherein the coupled engine and the generator are swingably suspended from a vehicle body, and a stopper is supported in contact with the vehicle body.
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