JP2019515830A - 充電式ハイブリッドモータ車両のためのボディ下部装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、充電式ハイブリッドモータ車両のためのボディ下部構造の後部（１０）の装置であって、クレードルがボディおよびリアトレーンに取り付けられることを取付け点（１８１ａ、１８２ａ）が可能にする前後で２つのアーム（１８１、１８２）によってその端部の各々において延ばされた、リアクレードル（１８）と、ボディ下部構造の前記後部に配置される、低電圧バッテリー（１１）、高電圧バッテリー（１２）、バッテリー充電器（１３）、燃料タンク（１４）、および排気消音器（１６）を含む車両の部材とを備え、リアクレードルの後側アーム（１８２）の取付け点（１８２ａ）の位置が、車両の長手方向（Ｘ）における基準位置（Ｐ０）を規定し、基準位置（Ｐ０）の後に前記排気消音器が配置され、基準位置（Ｐ０）の前に車両の他の上述の部材が配置される、装置に関する。【選択図】図３

Description

本発明は、外部電源への接続によりバッテリーを再充電できる電気式ハイブリッド車両の一タイプである、充電式ハイブリッド車両（ＰＨＥＶまたはプラグインハイブリッド電気車両）のための、ボディ下部装置に関する。

慣習的に、「ボディ下部構造」としても知られている車両のボディ下部は、少なくとも１つの前部および１つの後部を含む。後部は、乗員区画の下にほぼ長手方向に延在し、車両の荷重床を担持するため特に設けられる２つのほぼ平行な後部長手方向部材によって区切られる。後部長手方向部材は、車両の構造を強化するのを助け、後部衝突の際の、後部の力の吸収経路を形成する。したがって、前記部材は、後部衝突の際に、可変の長さにわたって潰れやすい。さらに、燃料タンク、車両の補助ネットワークに給電する低電圧バッテリー（１２Ｖ）、パワーエレクトロニクス（インバータ）を介して車両の電気モータに給電する高電圧バッテリー（４００Ｖ）、充電器、さらには排気消音器など、充電式ハイブリッド車両のいくつかの敏感な部材は、車両のボディ下部の後部に配置されなければならない。この配置は、様々な技術的制約を考慮に入れる必要があり、特に、製造業者によって規定される衝突試験プロトコルの要件に適合しなければならない。そのような衝突試験プロトコルは、たとえば、指定される後部衝突条件、たとえば、６５ｋｍ／ｈの速度で１１００ｋｇの重さの剛体の障壁に対する後部衝突の下での、車両の長手方向における車両の燃料タンクの最大変位に関する性能要件を含む。これらの条件の下では、車両の長手方向におけるタンクの変位は、理想的には、２０ｍｍの最大値に制限される。

衝突試験プロトコルは、指定される後部衝突条件の下で、その後で車両の変形の大部分が発生しなければならない、車両の長手方向におけるＸに沿った理論的な限界を設定するルールも含むことができる。これは、長手方向部材において衝突に関係するエネルギーのほとんどを放散することを意味する。Ｘに沿ったこの理論的な限界は、指定される条件の下の、後部衝突の力の放散の効果の下での、長手方向部材の部分、および長手方向部材の圧縮速度を調整することによって決定することができる。ボディ下部の後部中のこれらの敏感な部材の配置は、この理論的な限界を考慮する必要がある。

さらに、充電式ハイブリッド車両の場合には、そのような車両の製造量は、たとえば、従来型の熱エンジン車両と比較して、依然として比較的少ない。したがって、これらの車両の製造コストを下げるためなどで、充電式ハイブリッド車両の異なる範疇間で共有できる、ボディ下部の後部のための技術的アーキテクチャについてのニーズがある。

自動車製造業者フォルクスワーゲンによって作られた、充電式ハイブリッド車両Ｇｏｌｆ（登録商標）ＧＴＥにより提供される例、または製造業者トヨタにより開発された充電式ハイブリッド車両Ｐｒｉｕｓ（登録商標）により提供される例など、充電式ハイブリッド車両のためのボディ下部構造の後部の例示的な配置が知られている。

しかし、Ｇｏｌｆ ＧＴＥでは、燃料タンクは、後輪の軸の後に３００ｍｍぐらいの距離にわたって、車両の後に向かって後輪の軸をかなり超えて置かれるように配置され、１２Ｖバッテリーは、タンクの横側に位置決めされる。そのような配置は、指定される後部衝突条件下、特に上述の条件下で、燃料タンクの変位を最大目標値に制限するのを不可能にする。

充電式ハイブリッドＰｒｉｕｓ車両では、燃料タンクは、完全に車両の後輪の軸の前に配置されるが、車両の高電圧バッテリーは、車両の貨物区画に配置される。このことの１つの結果として、貨物区画中の利用可能な空間が著しく損なわれ、これは好ましいことではなく、別の結果として、上述の条件下の衝突試験プロトコルからの、Ｘに沿った理論的な限界に関する配置制約と不適合になる。

特に上で記載した衝突試験プロトコル条件にしたがった、後部衝突の際の、力の放散に関する技術的な配置制約を満たすことができ、車両の貨物区画中の使用可能な空間の損失を制限する、充電式ハイブリッドモータ車両についての、ボディ下部の後部の装置についてもニーズがある。

この目的で、本発明は、充電式ハイブリッドモータ車両のためのボディ下部構造の後部の装置であって、リアサスペンションと、車両の長手方向を横切って横方向に延在する中央領域を有するリアクレードルであって、取付け点が設けられて、クレードルが第１にボディに第２にリアサスペンションに取り付けられることを可能にする、それぞれ前側アームおよび後側アームである２つのアームによって、その端部の各々において延ばされた、リアクレードルと、ボディ下部構造の前記後部に配置される、少なくとも低電圧バッテリー、高電圧バッテリー、バッテリー充電器、燃料タンク、および排気ラインの端部に配置される排気消音器を含む車両の複数の部材とを備え、リアクレードルの後側アーム上の取付け点の位置が、車両の長手方向における基準位置を規定し、基準位置の後に前記排気消音器が配置され、基準位置の前に車両の前記複数の部材のうちの他の部材が配置されることを特徴とする装置を提案する。

好ましくは、車両の長手方向における基準位置が、リアクレードルの後側アーム上の取付け点の位置の前または後に最大で５０ｍｍの許容差で決定される。

一実施形態によれば、前記燃料タンクが厳密に車両の後輪の軸の前に配置される。

変形形態では、燃料タンクの後端部が、車両の長手方向に、後輪の軸と後輪の軸の後の最大５０ｍｍで好ましくは４０ｍｍの位置との間に置かれるように、燃料タンクが配置される。

有利には、前記燃料タンクが、車両の長手方向で前記低電圧バッテリーと前記高電圧バッテリーの間に配置される。

有利には、前記燃料タンクが、前記低電圧バッテリーに対し前記基準位置の反対側に、車両の長手方向に配置される。

好ましくは、前記燃料タンク、前記低電圧バッテリー、および前記充電器が前記リアクレードル上に搭載される。

有利には、前記燃料タンクが、車両の長手方向における燃料タンクの寸法よりも大きい、車両の垂直方向における寸法を有する。

好ましくは、前記燃料タンクが、底部に、排気ラインが排気消音器へと通過することを可能にする空洞を有する。

本発明は、上で記載したようなボディ下部構造の後部の装置を含む、充電式ハイブリッドモータ車両にも関する。

本発明の他の特徴および利点は、添付図面を参照して、非限定的例として下に提供される記載に明瞭に記載される。

充電式ハイブリッドモータ車両についての、本発明によるボディ下部構造の後部の装置の概略斜視図である。 図１に示される装置のリアサスペンションの部分を詳細に示す概略斜視図である。 図１に示されるボディ下部構造の後部の装置の長手方向断面図である。 図１に示されるボディ下部構造の後部の装置の概略斜視底面図である。 モータ車両の貨物区画の内側の概略図である。

これらの図は、ＸＹＺ基準系にしたがって設けられる方向および方位を使用して表され、ここでは、軸Ｘは、車両の前から後へ、後方に向いた長手方向であり、軸Ｙは、右を向いて車両を横切る横方向であり、軸Ｚは、上を向いた、車両の垂直方向である。

したがって、図１は、充電式ハイブリッドモータ車両のボディ下部構造の後部１０の装置を示す。充電式ハイブリッドモータ車両のいくつかの部材は、ボディ下部構造のこの後部１０に設置されなければならず、低電圧バッテリー１１（１２Ｖ）、高電圧バッテリー１２（４００Ｖ）、充電器１３、燃料タンク１４、排気ライン１５、および排気ライン１５の端部に配置され排気ガスのノイズを減少させることが意図される消音器１６を含む。

図１に記載されるアーキテクチャによれば、車両は、たとえば、マルチリンクリアサスペンションといった、リアサスペンション１７を含む。図２により具体的に示されるように、リアサスペンション１７は、実質的に、車両の後輪の軸Ｙ上に置かれて、一方の側で車両のボディを、他方の側で車両のリアサスペンションをリンクするために使用される、好ましくは金属で作られる構造部分である、リアクレードル１８を有する。したがって、リアクレードル１８は、車両の長手方向Ｘを横切って横方向に延在する中央領域１８０を有し、その端部は、それぞれ前側アームおよび後側アームである２つの成形アーム１８１、１８２に取り付けられ、それによって、それぞれ、ボディおよびリアサスペンションのリンク手段をなしている。そうするために、リアクレードル１８の前側アーム１８１および後側アーム１８２の各々に、取付け点１８１ａ、１８２ａが設けられ、リアクレードル１８を、一方の側でボディに他方の側でリアサスペンションに取り付けることを可能になどする。

本発明は、上に記載した車両の部材１１〜１６を設置して、特定の技術的な制約の点で、特に、後部衝突の際の力の放散に関して最適化される、ボディ下部構造の後部のアーキテクチャを規定することをとりわけ意図している。また、これらの車両の部材は、車両の長手方向Ｘにおける基準位置Ｐ０をとりわけ考慮して設置され、特に燃料タンク１４、低電圧バッテリー１１、および充電器１３といった車両の敏感な部材は、必ず基準位置Ｐ０の前に置かれなければならない。

本発明によれば、図２に示されるように、Ｘに沿ったこの基準位置Ｐ０は、リアクレードル１８の後側アーム１８２上の取付け点１８２ａの位置によって決定される。言い換えると、基準位置は、リアクレードル１８の後側アーム１８２上の取付け点１８２ａを通過する軸Ｙに沿った線によって決定される。好ましくは、基準位置は、車両の長手軸Ｘに沿って、リアクレードルの後側取付け点の位置の両側に、最大５０ｍｍの許容差で（特に、車両の重量、後側オーバーハング、および車体構造の関数として）決定される。こうして決定された基準位置Ｐ０は、車両の部材の設置を決定するために使用される。

第１に、圧縮可能な要素である消音器１６は、有利には、基準位置Ｐ０の後に配置される。したがって、基準位置Ｐ０に対して、消音器１６は、車両の後に向けて位置決めされる一方、消音器１６に対して、基準位置Ｐ０は、車両の前に向けて位置決めされる。基準位置Ｐ０に対する消音器１６のそのような配置は、基準位置Ｐ０の前の空間を空け、ここに、低電圧バッテリー１１、高電圧バッテリー１２、充電器１３、および燃料タンク１４を含む車両の他の部材が有利に配置される。

図３により具体的に示されるように、燃料タンク１４は、タンクがボディ下部構造の後部に設置されるとき、車両の長手方向を横切って横方向に延在し、ボディ下部構造の後部の装置におけるタンクの後端部を形成する壁１４０を有する。

第１の実施形態によれば、燃料タンク１４は、好ましくは、厳密に後輪の軸Ｙ０の前に設置される。言い換えると、タンクの後端部１４０が後輪の軸Ｙ０の後に延在しないように燃料タンクは設置される。

図３により正確に示される第２の実施形態によれば、燃料タンク１４は、燃料タンク１４の後端部１４０が、車両の長手方向Ｘに、後輪の軸Ｙ０と後輪の軸の後の最大５０ｍｍで好ましくは４０ｍｍの位置との間に置かれるように配置することができる。言い換えると、この第２の実施形態によれば、燃料タンク１４は、後輪の軸の後に、最大５０ｍｍ、好ましくは４０ｍｍだけ延在することができる。

燃料タンクのそのような配置は、プリアンブルに指定される衝突試験プロトコルによる後部衝突の際に、Ｘに沿った燃料タンク１４の変位を、たとえば、２０ｍｍの最大値に制限することを有利に可能にする。

さらに、燃料タンク１４は、車両の長手方向における燃料タンクの寸法よりも大きい、車両の垂直方向における寸法を有する。言い換えると、燃料タンク１４の最大寸法は、車両の垂直方向である。さらに言い換えると、燃料タンク１４は、全体的に垂直方向に長い形状を有して、所与の燃料貯蔵容量について、車両の長手方向における燃料タンクのサイズを減らすことを可能にする。Ｘに沿ったコンパクトさを改善する、燃料タンクの全体的に垂直方向に長い形状の結果として、タンクの注入口が置かれるタンクの上部は、図５に示されるように、車両の貨物区画の容積の中に侵入する。したがって、車両の貨物区画は、燃料タンク１４の上部が出っ張って、タンクおよびタンクの注入口へのアクセスを実現する、開口２２を有する床２０を有する。さらに、貨物区画の床２０に形成されるこの開口２２は、車両の低電圧バッテリー１１へのアクセスを可能にするように設計される。燃料タンク１４の設置は、燃料タンク１４の上部が、貨物区画のほぼ中央の位置における貨物区画の容積の中に侵入するように設計されるようなものである。したがって、タンク１４は、車両の貨物区画のほぼ中央の位置における開口２２を通って出っ張る。開口２２は、タンク１４へのアクセスを閉鎖するケーシング（図示せず）によって有利にカバーされる。こうして、このケーシングは、車両の貨物区画の床２０にリンクされるボスを形成し、その位置は、車両の貨物区画のほぼ中央である。

本発明による装置の別の特徴によれば、燃料タンク１４は、低電圧バッテリー１１に対し基準位置Ｐ０の反対側で、車両の長手方向Ｘに配置される。言い換えれば、低電圧バッテリー１１は、基準位置Ｐ０と燃料タンク１４の間に位置決めされる。充電器１３は、低電圧バッテリー１１の隣に設置される。燃料タンク１４、低電圧バッテリー１１、および充電器１３を含む部材のグループは、好ましくは、さらにコンパクトにするため、車両のリアサスペンション１７のリアクレードル１８へ、その中央領域１８０に取り付けられる。

燃料タンク１４は、車両の長手方向Ｘで、低電圧バッテリー１１と高電圧バッテリー１２の間にも配置される。高電圧バッテリー１２は、燃料タンク１４と、車両の長手軸に対して横方向に延在し車両の後部座席の下で「ステップ」を形成するほぼ垂直の座席壁３０を備えるビーディングとの間で、ボディの下に延在するようにも配置される。

図４により正確に示されるように、車両のボディ下部構造の後部の装置は、車両の排気ライン１５を含み、排気ライン１５は、ボディ下部構造のこの後部に配置される部材の下を、Ｘに沿った基準位置Ｐ０の後に置かれる排気消音器１６まで延びるように設けられる。Ｚに沿った燃料タンク１４の寸法は、等しい容積でＸに沿った燃料タンク１４の寸法を制限するために、増やされる。さらに、燃料タンク１４は、燃料タンクの底部に形成される空洞１４１を有し、排気ライン１５がタンク１４の底部を排気消音器１６へと通過することを可能にするように、排気ライン１５を空洞１４１中に配置することができる。

Claims (10)

1. 充電式ハイブリッドモータ車両のためのボディ下部構造の後部（１０）の装置であって、リアサスペンション（１７）と、前記車両の長手方向（Ｘ）を横切って横方向に延在する中央領域（１８０）を有するリアクレードル（１８）であって、取付け点（１８１ａ、１８２ａ）が設けられて前記クレードルが第１にボディに第２に前記リアサスペンションに取り付けられることを可能にする、それぞれ前側アームおよび後側アームである２つのアーム（１８１、１８２）によってその端部の各々において延ばされた、リアクレードル（１８）と、前記ボディ下部構造の前記後部に配置される、少なくとも低電圧バッテリー（１１）、高電圧バッテリー（１２）、バッテリー充電器（１３）、燃料タンク（１４）、および排気ライン（１５）の端部に配置される排気消音器（１６）を含む前記車両の複数の部材とを備える装置において、前記リアクレードル（１８）の前記後側アーム（１８２）上の前記取付け点（１８２ａ）の位置が、前記車両の前記長手方向（Ｘ）における基準位置（Ｐ０）を規定し、前記基準位置（Ｐ０）の後に前記排気消音器（１６）が配置され、前記基準位置（Ｐ０）の前に前記車両の前記複数の部材のうちの他の部材が配置される、ことを特徴とする、装置。
2. 前記車両の前記長手方向における前記基準位置（Ｐ０）が、前記リアクレードルの前記後側アーム上の前記取付け点（１８２ａ）の前記位置の前または後に最大で５０ｍｍの許容差で決定されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記燃料タンク（１４）が厳密に前記車両の後輪の軸（Ｙ０）の前に配置されることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記燃料タンク（１４）の後端部（１４０）が、前記車両の前記長手方向に、後輪の軸（Ｙ０）と前記後輪の前記軸の後に最大５０ｍｍ、好ましくは４０ｍｍの位置との間に置かれるように、前記燃料タンク（１４）が配置されることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
5. 前記燃料タンク（１４）が、前記車両の前記長手方向に、前記低電圧バッテリー（１１）と前記高電圧バッテリー（１２）の間に配置されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記燃料タンク（１４）が、前記低電圧バッテリー（１１）に対し前記基準位置（Ｐ０）の反対側に、前記車両の前記長手方向に配置されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記燃料タンク（１４）、前記低電圧バッテリー（１１）、および前記充電器（１３）が前記リアクレードル（１８）上に搭載されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記燃料タンク（１４）が、前記車両の前記長手方向における前記燃料タンク（１４）の寸法よりも大きい、前記車両の垂直方向における寸法を有することを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記燃料タンク（１４）が、底部に、前記排気ライン（１５）が前記排気消音器（１６）へと通過することを可能にする空洞（１４１）を有することを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載の装置を含む、充電式ハイブリッドモータ車両。

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