JP3660466B2 - ハイブリッド式二輪車 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電用あるいは駆動用エンジンと、駆動用モータとを備えたハイブリッド式二輪車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンおよびモータを備えたハイブリッド式車両としては、例えば特開平３−１５５０６４号公報に開示されたものがある。この公報に示されたハイブリッド式車両は、自動車などに適用するものであり、駆動用モータに給電するバッテリーの充電をエンジンが駆動する発電機によって行う構造を採っている。
【０００３】
また、このハイブリッド式車両は、バッテリーの温度低下によってバッテリー性能が低下するのを防ぐために、エンジンの熱を利用してバッテリーを保温する保温装置を搭載している。この保温装置は、エンジンを冷却した空気が流れる導風路に開閉弁を介してバッテリーの周囲の空気通路を連通させることによって形成している。すなわち、前記開閉弁が開くことによって、エンジンを冷却した後の温風が導風路からバッテリーの周囲に流入し、バッテリーが暖められる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
発明者らは、自動二輪車や電動自転車にモータおよび発電機を搭載してハイブリッド式二輪車を提供することを考えている。しかるに、自動二輪車や電動自転車などの二輪車は、バッテリーを搭載するスペースが自動車に較べて狭く、自動車より小型のバッテリーしか搭載することができないので、バッテリーの温度を最適になるように制御することが問題であった。
【０００５】
すなわち、上述したような従来の保温装置を採用してバッテリーをエンジン冷却後の温風で暖めようとすると、バッテリー温度が過度に上昇してしまう。これは、ハイブリッド式二輪車は搭載可能なバッテリーが自動車に較べて小型であるにもかかわらず、エンジンの温度は自動二輪車と自動車とで大きく変わることがないからである。
【０００６】
バッテリー温度が過度に上昇すると、電解液が蒸発し易くなって電極の腐食速度が速くなり、寿命が短くなる。また、鉛バッテリーでは大電流が流れて過充電を起こし易い。さらに、ニッケル系のバッテリーでは酸素が発生し、充電することができなくなってしまう。
【０００７】
本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、バッテリーの温度を最適な温度に制御できるハイブリッド式二輪車を提供することを目的とする。
【０００８】
この目的を達成するために、本発明に係るハイブリッド式二輪車は、バッテリーの周囲に走行風入口と走行風出口とから大気中に連通する空気通路を形成し、バッテリーの温度に応じて前記走行風入口を開閉する開閉弁を設けるとともに、この開閉弁の近傍に排気口を形成し、前記走行風出口に強制空冷式エンジンの冷却風出口を対向させたものである。
【０００９】
本発明によれば、開閉弁が開くことにより、走行風が走行風入口に流入し、バッテリーの周囲の空気通路を通って走行風出口から流出する。このため、バッテリーが走行風によって冷却される。また、開閉弁が閉じることにより、エンジン冷却後の温風が走行風出口からバッテリーの周囲の空気通路に流入し、排気口から排出される。このため、バッテリーが前記温風によって暖められる。
【００１０】
他の発明に係るハイブリッド式二輪車は、エンジンの冷却系を、エンジンの周囲の空気をファンが吸引する構造とし、バッテリーの周囲に、上流端が大気中に解放するとともに下流端が前記冷却系におけるファンの上流側に連通する空気通路を形成し、この空気通路の上流端とバッテリーとの間を、バッテリー温度に応じて通路を切り替える切替弁を介して前記冷却系に連通させたものである。
【００１１】
本発明によれば、バッテリーの周囲の空気通路の上流側とエンジンの冷却系とが連通しないように切替弁で通路を形成することによって、前記空気通路に上流端から大気が吸い込まれ、バッテリーの周囲を通って排出される。このため、バッテリーを大気によって冷却することができる。また、前記空気通路の上流側とエンジンの冷却系とが連通するように切替弁で通路を形成することによって、エンジン冷却後の温風が前記空気通路に流入し、バッテリーの周囲を通って排出される。このため、前記温風によってバッテリーを暖めることができる。
【００１２】
他の発明に係るハイブリッド式二輪車は、バッテリーを自然空冷式エンジンより車体後側に配置するとともに、バッテリーの周囲に走行風入口と走行風出口とから大気中に連通する空気通路を形成し、この空気通路の走行風入口に、上流端から下流端まで大気を直接導く第１の走行風通路と、上流端と下流端との間にエンジンが臨む第２の走行風通路とを通路切替弁を介して連通させ、バッテリーの温度に応じて前記通路切替弁で第１の走行風通路と第２の走行風通路とを切替える構造としたものである。
【００１３】
本発明によれば、バッテリーの周囲の空気通路の走行風入口に通路切替弁によって第１の走行風通路を連通させることによって、走行風がバッテリーの周囲の空気通路に走行風入口から流入し、バッテリーの周囲を通って走行風出口から流出する。このため、走行風によってバッテリーを冷却することができる。また、通路切替弁によって走行風入口を第２の走行風通路に連通させることによって、エンジンを冷却した後の温風が前記空気通路に流入し、バッテリーの周囲を通って流出する。このため、バッテリーを前記温風によって暖めることができる。
【００１４】
他の発明に係るハイブリッド式二輪車は、エンジン冷却水が流れる冷却水通路をバッテリーに近接させて形成し、この冷却水通路におけるバッテリーより上流側を、エンジンの上流側と下流側とにそれぞれ通路切替弁を介して連通させ、前記冷却水通路の下流側をラジエータの上流側に連通させたものである。
【００１５】
本発明によれば、エンジンより上流側の冷却水通路がバッテリー近傍の冷却水通路に連通するように切替弁で冷却水通路を形成することによって、バッテリー近傍の冷却水通路にエンジンを冷却する以前の相対的に温度が低いエンジン冷却水が流れる。このため、エンジン冷却水によってバッテリーを冷却することができる。また、エンジンより下流側の冷却水通路がバッテリー近傍の冷却水通路に連通するように切替弁で冷却水通路を形成することによって、エンジンを冷却した後の相対的に温度が高いエンジン冷却水がバッテリー近傍の冷却水通路に流れる。このため、エンジン冷却水によってバッテリーを暖めることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
第１の実施の形態
以下、本発明に係るハイブリッド式二輪車の一実施の形態を図１ないし図４によって詳細に説明する。ここでは、スクータ型自動二輪車に本発明を適用する場合の形態について説明する。
【００１９】
図１は本発明に係るハイブリッド式自動二輪車の側面図、図２は動力ユニットの平面図、図３はバッテリー温度制御装置の構成図で、同図（ａ）はバッテリーを冷却する状態を示し、同図（ｂ）はバッテリーを加温する状態を示す。図４はバッテリー温度制御装置の構成を示すブロック図である。
【００２０】
これらの図において、符号１はこの実施の形態によるハイブリッド式スクータ型自動二輪車（以下、単にハイブリッド式スクータという）を示す。このハイブリッド式スクータ１は、後述するエンジンの動力で走行するエンジン走行モードと、モータの動力で走行するモータ走行モードとを切り替えることができる、いわゆるパラレルハイブリッド式の構造を採っている。
【００２１】
このハイブリッド式スクータ１は、動力ユニット２とバッテリー３が異なる他は従来のスクータ型自動二輪車と同等の構造を採っている。すなわち、車体フレーム４のヘッドパイプ４ａに前輪５を有するフロントフォーク６および操向ハンドル７を回動自在に取付けるとともに、１本のダウンチューブ４ｂを操向ハンドル７とシート８との間で下方へ延ばしてここに足載せ台９を設けている。
【００２２】
この足載せ台９の下側で前記ダウンチューブ４ｂの両側または片側にニッケル系のバッテリー３を搭載している。また、シート８の下方にヘルメット１０を収納する収納ボックス１１を設けるとともに、シート８より車体の後方に燃料タンク１２を配設している。さらに、このスクータ１は、前記バッテリー３、車体フレーム４および収納ボックス１１などを覆う車体カバー１３を備えている。
【００２３】
このスクータ１の動力ユニット２は、図１中に符号２ａで示すリンク機構を介して前記車体フレーム４に上下方向に揺動自在に連結するとともに、図示してないクッションユニットを車体フレーム４との間に介装している。また、この動力ユニット２は、強制空冷式エンジン１４のクランクケース１５に車体左側で前後方向に延びる伝動ケース１６を一体的に設け、この伝動ケース１６に回転自在に支持させた車軸１７に後輪１８を取付けている。
【００２４】
前記エンジン１４で後輪１８を駆動するときのエンジン駆動系は、従来のスクータ型自動二輪車と同等の構造を採っている。すなわち、このエンジン駆動系は、クランク軸１９の車体左側の端部に連結したＶベルト式自動変速機２０と、このＶベルト式自動変速機２０の従動プーリ２１が駆動する遠心クラッチ２２と、この遠心クラッチ２２の従動側と前記車軸１７との間に介装した歯車式減速機２３とから構成している。
【００２５】
前記車軸１７は、前記伝動ケース１６から後輪１８を貫通して車体右側へ延設し、車体右側の端部にモータ駆動系が選択的に連結する構造を採っている。このモータ駆動系は、クランクケース１５の車体右側の端部に支持させたモータ２４と、このモータ２４の回転を減速する減速機２５と、この減速機２５に連結した切替機構２６とから構成している。この切替機構２６は、切替レバー２６ａを操作することによって図２中に符号２６ｂで示す可動歯車が図２の位置から車体左側へ移動し、車軸１７に固着した従動歯車２６ｃに噛合するように形成している。前記可動歯車２６ｂが従動歯車２６ｃに噛合することにより、モータ２４の動力が減速機２５および切替機構２６を介して車軸１７に伝達される。
【００２６】
前記モータ２４に接続する給電回路（図示せず）は、前記バッテリー３が電源になり、操向ハンドル７に設けたスロットルグリップ２７を操作することによってモータ２４の回転数が増減する回路を採っている。このスクータ１においてモータ２４を動力源とする走行は、前記切替機構２６をモータ駆動系が車軸１７に連結するように操作するとともに、図示してない運転モード切替スイッチを電動モードとし、エンジン１４を停止するかあるいは運転させた状態でスロットルグリップ２７を回すことによって行う。なお、エンジン１４を運転させた状態での電動モードでは、スロットルグリップ２７を回してもエンジン１４は一定回転数で運転されるようにしている。
【００２７】
この電動モードで走行するときにエンジン１４を運転するのは、バッテリー３の蓄電量が少ないときや、バッテリー温度が低くバッテリー３の性能が低下し易いときである。これらの条件に当てはまるときには、エンジン１４を相対的に低い一定の回転数で運転する。なお、このようなエンジン運転時にはエンジン駆動系に動力が伝達されるが、回転数が低いため遠心クラッチ２２がつながらず、車軸１７に動力が伝達されないようにしている。
【００２８】
すなわち、このエンジン１４は、クランク軸１９の車体右側の端部に発電機２８を軸装し、バッテリー３の蓄電量が少ないときにエンジン１４を運転することによって、バッテリー３を充電しながら電動走行をすることができるようにしている。この充電は、エンジン１４の動力で走行するときにも行われる。なお、この実施の形態で示したように電動モードでエンジンの動力を発電に用いる構成を採る他に、電動モードでもエンジンの動力を走行に用いるように構成することもできる。言い換えれば、電動走行時にエンジンで走行を助勢したり、エンジン走行時にモータ２４で走行を助勢することができる。
【００２９】
このスクータ１は、図３に示すようにバッテリー温度制御装置３１を搭載し、バッテリー温度が低いときにエンジン１４の熱でバッテリー３を暖めるようにしている。
前記バッテリー温度制御装置３１は、複数のセルを内包したパック３ａを複数個直列あるいは並列に接続したバッテリー３を収容するダクト３２と、このダクト３２に設けた開閉弁３３と、この開閉弁３３をバッテリー温度に応じて制御するバッテリー温度制御用ＥＣＵ３４とから構成している。前記ダクト３２は、図１に示すように、車体前側の端部に前方へ向けて開口する走行風入口３５と、車体後側の端部に車体の後方に向けて開口する走行風出口３６とを有し、バッテリー３の周囲に形成される空気通路３７が前記走行風入口３５と走行風出口３６とから大気中に連通する構造を採っている。なお、このダクト３２を覆う車体カバー１３は、走行風が前記走行風入口３５に向けて流れるように形成している。すなわち、走行風を前輪５の車幅方向の両側方から走行風入口３５に導く構造を採っている。もちろん、雨天走行時などで水がダクト３２内に浸入しないような開口位置、形状などが工夫されている。
【００３０】
前記走行風出口３６は、強制空冷式エンジン１４の冷却風出口３８と対向する位置に開口している。強制空冷式エンジン１４の冷却系は、図２に示すように、シリンダ３９および前記発電機２８を覆うとともに内部に冷却風通路を形成するシュラウド４０と、発電機２８に設けたファン４１と、シュラウド４０の車体左側の端部に接続した冷却風出口ダクト４２とから構成している。この冷却風出口ダクト４２は、略水平なシリンダ３９の車体左側を通ってシリンダ３９より車体の前方に前下がりに延設し、前端に前記冷却風出口３８が開口している。この実施の形態では、冷却風出口ダクト４２の下流側を車体前側に向かうにしたがって次第に車体右側に偏在するように形成し、冷却風出口３８が前記走行風出口３６に対向するようにしている。
【００３１】
この冷却系によれば、発電機２８に設けたファン４１がクランク軸１９とともに回転することによって、シュラウド４０の空気入口４３に外気が流入し、シリンダ３９を冷却した後の温風が冷却風出口ダクト４２を通って冷却風出口３８から車体の前方へ向けて排出される。この冷却系の空気の流れを図２中に矢印で示す。
【００３２】
バッテリー収容用ダクト３２の開閉弁３３は、前記走行風入口３５を開閉するように形成している。この開閉弁３３の近傍に形成した符号４４で示す開口は、バッテリー加温時に温風を排出させるための排気口である。
【００３３】
このように構成したバッテリー温度制御装置３１によれば、走行時に開閉弁３３が図３（ａ）に示すように開くことによって、走行風が走行風入口３５からダクト３２内に流入し、バッテリー３の周囲の空気通路３７を通って走行風出口３６から流出する。このため、バッテリー３が走行風によって冷却される。なお、このときにエンジン１４が運転中で冷却風出口３８からエンジン冷却後の温風が排出されていたとしても、この温風は走行風出口３６から流出する走行風に当たり、空気通路３７を遡上することなく冷却風出口３８と走行風出口３６との間から外方へ流れる。
【００３４】
また、図３（ｂ）に示すように開閉弁３３が閉じると、ダクト３２内には走行風が流入しなくなり、冷却風出口３８から排出されたエンジン冷却後の温風が走行風出口３６からダクト３２内の空気通路３７に流入する。この温風は、空気通路３７内を車体前側へ流れ、開閉弁３３の近傍で開口する排気口４４から排出される。このため、バッテリー３が前記温風によって暖められる。
【００３５】
開閉弁３３の開閉は、前記ＥＣＵ３４が運転状態に応じて切替える。ＥＣＵ３４は、図４に示すように各種センサ類を接続し、バッテリー３の温度が運転状態に応じた最適な温度になるように開閉弁３３を開閉する。図４中に符号４５で示す運転モード検出手段は、このスクータ１の運転モードがエンジン１４を動力源として走行するエンジン駆動モードと、モータ２４を動力源として走行する電動モードと、エンジン１４およびモータ２４の両方を用いて走行するアシストモードのうち何れかであるかを検出するものである。
【００３６】
ＥＣＵ３４は、エンジン駆動モードであるときに、バッテリー温度センサ４６によって検出したバッテリー温度が充電に際し最適な温度になるように開閉弁３３を開閉する。すなわち、冬季などでバッテリー温度センサ４６によって検出したバッテリー温度が予め定めた温度より低いときに、開閉弁３３を閉じてバッテリー３を加温する。なお、バッテリー温度が上限に達したときには開閉弁３３を開く。ここで、外気温センサ４７からの外気温の情報も加味すれば、さらに精度の高い温度制御を実施することができる。
【００３７】
電動モードであるときには、適切なバッテリー３の放電性能が得られるバッテリー温度になるように開閉弁３３を開閉する。詳述すると、バッテリー温度、外気温、モータ負荷検出手段４８やバッテリー出力検出手段４９が検出した値に応じて開閉弁３３を開閉する。モータ負荷検出手段４８は、車速センサやスロットル開度センサなどのモータ２４の負荷に応じて増減するセンサによって構成し、例えば、坂道を上るときや積載量が多いときなど、すなわち負荷が大きいときなどに放電性能を上げることなどが考えられる。バッテリー出力検出手段４９はモータ２４の給電系に介装した電流計などによって構成する。すなわち、電動モードでは、モータ２４に適切な電力を供給できるように開閉弁３３の開閉によってバッテリー温度を制御する。
【００３８】
したがって、上述したバッテリー温度制御装置３１をハイブリッド式のスクータ１に搭載することによって、バッテリー３を冷却したり加温することができ、バッテリー温度を充電・放電に際して最適な温度になるように制御することができる。
【００３９】
第２の実施の形態
強制空冷式エンジンにおいて電動ファンでエンジンの周囲の空気を吸引する冷却構造を採用する場合には、図５および図６に示すようにバッテリー温度制御装置を構成する。
【００４０】
図５は他の発明に係るハイブリッド式二輪車の要部を示す構成図で、同図（ａ）はバッテリーを冷却する状態を示し、同図（ｂ）はバッテリーを加温する状態を示す。図６はバッテリー温度制御装置の構成を示すブロック図である。これらの図において前記図１ないし図４で説明したものと同一もしくは同等部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
【００４１】
図５および図６に示すエンジン１４の冷却系は、シリンダ３９の周囲の空気を温風用ダクト５１を介して電動ファン５２が吸引する構造を採っている。バッテリー３を収容するバッテリー用ダクト５３は、上流端５３ａが開口するとともに、下流端が前記温風用ダクト５１の下流側であって電動ファン５２の上流側近傍に接続している。すなわち、ダクト５３内のバッテリー３の周囲には、上流端が大気中に解放するとともに下流端が電動ファン５２の上流側に連通する空気通路５４が形成されている。
【００４２】
前記バッテリー用ダクト５３は、上流端５３ａとバッテリー３との間を、連通ダクト５５と切替弁５６，５７とを介して前記温風用ダクト５１に連通している。前記切替弁５６，５７は、連通ダクト５５を介して前記空気通路５４の上流側をエンジン１４の冷却系に連通させるために設けてあり、図６に示すようにバッテリー温度制御用ＥＣＵ３４に接続している。この実施の形態では、ＥＣＵ３４は前記二つの切替弁５６，５７および電動ファン５２の回転数を制御してバッテリー３の温度を充電・放電に際して最適な温度になるように制御する。
【００４３】
バッテリー３を冷却するには、図５（ａ）に示すように、切替弁５６，５７を連通ダクト５５の両端が閉塞されるように駆動する。このように連通ダクト５５が閉塞されると、バッテリー３の周囲の空気通路５４はバッテリー用ダクト５３の上流端５３ａから吸引した大気が通るので、バッテリー３がこの相対的に温度が低い大気によって冷却される。このときには、エンジン１４を冷却した後の温風は温風用ダクト５１を通って排出される。
【００４４】
バッテリー３を加温するには、図５（ｂ）に示すように、切替弁５６を温風用ダクト５１の通路断面積が小さくなるとともに連通ダクト５５の上流端が開くように駆動する。これとともに、切替弁５７をバッテリー用ダクト５３が閉塞されるように駆動する。両切替弁５６，５７をこのように駆動すると、エンジン１４を冷却した後の温風が温風用ダクト５１から連通ダクト５５を介してバッテリー用ダクト５３に流入し、バッテリー３の周囲の空気通路５４を通って排出される。すなわち、前記温風でバッテリー３を暖めることができる。
【００４５】
したがって、切替弁５６，５７で通路を切り替えることにより、バッテリー３を冷却したり加温するすることができ、バッテリーの温度を最適な温度に制御することができる。
【００４６】
第３の実施の形態
エンジンは専ら発電機を駆動するために用い、モータの動力がペダル踏力（人力）を補助して走行する、いわゆるシリーズハイブリッド式電動自転車に本発明を適用するときの形態を図７ないし図１０によって詳細に説明する。
【００４７】
図７はシリーズハイブリッド式電動自転車の側面図、図８は同じく平面図、図９はバッテリー温度制御装置の構成図で、同図（ａ）はバッテリーを冷却するときの状態を示し、同図（ｂ）はバッテリーを加温するときの状態を示す。図１０はバッテリー温度制御装置の構成を示すブロック図である。これらの図において前記図１ないし図４で説明したものと同一もしくは同等部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
【００４８】
図７および図８において符号６１で示す電動自転車は、自転車用のものと同等の構造の車体フレーム６２にシリーズハイブリッド式動力ユニット６３を搭載している。図７，８において符号６４は前輪、６５はフロントフォーク、６６は操向ハンドル、６７はサドル、６８は後輪を示す。前記動力ユニット６３は、ペダルクランク軸６９と、駆動用モータ７０と、このモータ７０に給電するバッテリー７１と、このバッテリー７１を充電するための発電機７２と、この発電機７２を駆動する自然空冷式エンジン７３とから構成し、フェアリング７４で覆われた状態で前記車体フレーム６２のハンガー部に固定している。前記フェアリング７４は、エンジン７３の周囲に走行風を流してエンジン７３を冷却することができるように、車体前側の端部と車体後側の端部に走行風流通口（図示せず）を形成し、エンジン７３が臨む走行風通路を形成している。
【００４９】
前記動力ユニット６３の駆動系は、ペダルクランク軸６９からの人力と、モータ７０からのモータ駆動力とをペダルクランク軸６９と同軸の筒状合力軸（図示せず）上で合成し、この合力軸の車体右側に固定したチェーンスプロケット（図示せず）に伝達し、このチェーンスプロケットからチェーン７５を介して後輪側のフリーホイール７６に伝達する構造を採っている。このモータ力は、人力の変化に応じて大きさが制御される。なお、この動力ユニット６３は、ペダルクランク軸６９をペダルで回転させるときの力、すなわち人力のみでも走行することができる構造を採っている。
【００５０】
前記バッテリー７１は、複数のセルを内包したパック７１ａを複数個直列あるいは並列に接続した構造を採り、エンジン７３より車体の後方であってシートチューブ７７の後側に、図８に示すように燃料タンク７８とともに配設している。バッテリー７１と燃料タンク７８は、同図に示すように車幅方向に並設している。なお、この実施の形態では燃料タンク７８から燃料が供給される気化器を含む吸気系をエンジン７３の上側に配設し、このエンジン７３の排気系をエンジン７３の下側に配設している。吸気系を図７中に符号７９で示し、排気系を符号８０で示す。
【００５１】
この電動自転車６１は、バッテリー７１の温度を制御するために図９に示す構成のバッテリー温度制御装置８１を設けている。このバッテリー温度制御装置８１は、バッテリー７１やエンジン７３などを収容する前記フェアリング７４と、このフェアリング７４内に設けた通路切替弁８２と、この通路切替弁８２をバッテリー温度に応じて制御するバッテリー温度制御用ＥＣＵ３４とから構成している。この実施の形態では、前記ＥＣＵ３４には図１０に示すように、バッテリー温度センサ４６と、外気温センサ４７と、モータ負荷検出手段４８と、バッテリー出力検出手段４９とを接続している。
【００５２】
前記フェアリング７４におけるバッテリー７１を覆う部分は、図７および図９に示すように、車体前側に走行風入口８３と、車体後側に走行風出口８４とを有する。また、前記走行風入口８３は、ダウンチューブ８５内に形成した走行風通路８６と、エンジン７３を収容したフェアリング７４内の走行風通路とに前記通路切替弁８２を介して連通している。前記ダウンチューブ８５内の走行風通路８６は、ダウンチューブ８５の車体前側に車体の前方を指向するように開口させた走行風導入口８５ａと後端の開口との間の空間によって形成している。すなわち、この走行風通路８６は、上流端から下流端まで大気を直接導くように形成している。この構造を採ることによって、フェアリング７４内でバッテリー７１の周囲に形成される空気通路８７が前記走行風入口８３と走行風出口８４とから大気中に連通する。
【００５３】
前記通路切替弁８２は、図７に示すようにスライド式の構造や、図９に示すように揺動式の構造のものを採用することができ、ダウンチューブ８５内の冷却風通路８６と、エンジン７３の周囲の走行風通路を選択的に走行風入口８３に連通させる構造を採っている。
【００５４】
このように構成したバッテリー温度制御装置８１によれば、図９（ａ）に示すように通路切替弁８２でフェアリング７４内の走行風通路と走行風入口８３との間を閉じることによって、走行風がダウンチューブ８５内の走行風通路８６から走行風入口８３に流入する。この走行風は、バッテリー７１の周囲の空気通路８７を通って走行風出口８４から流出する。このため、走行風によってバッテリー７１を冷却することができる。
【００５５】
また、図９（ｂ）に示すように通路切替弁８２でダウンチューブ８５の走行風通路８６を閉じることによって、エンジン７３を冷却した後の温風が走行風入口８３に流入し、前記空気通路８７を通って走行風出口８４から流出する。このため、前記温風によってバッテリー７１を暖めることができる。
【００５６】
したがって、通路切替弁８２で走行風通路を切替えることにより、バッテリー７１を冷却したり加温することができ、バッテリー７１の温度を最適な温度に制御することができる。
【００５７】
第４の実施の形態
水冷式エンジンおよび駆動用モータを備えたハイブリッド式自動二輪車に本発明を適用するときの形態を図１１ないし図１３によって詳細に説明する。
図１１は他の発明に係るハイブリッド式自動二輪車の側面図、図１２はバッテリー温度制御装置の構成を示す図で、同図（ａ）はバッテリーを冷却するときの状態を示し、同図（ｂ）はバッテリーを加温するときの状態を示す。図１３はバッテリー温度制御装置の構成を示すブロック図である。これらの図において前記図１ないし図４で説明したものと同一もしくは同等部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
【００５８】
図１１に示すスクータ１は、エンジン１４の冷却系が水冷式である他は前記第１の実施の形態を採るときと同等の構造を採っている。図１１〜図１３において符号９１は冷却水ポンプ、９２はラジエータを示す。このスクータ１のエンジン１４の冷却系は、エンジン冷却水を冷却水ポンプ９１によってエンジン内のウォータージャケット（図示せず）に供給し、エンジン冷却後にラジエータ９２を通して循環させる構造を採っている。
【００５９】
このスクータ１は、バッテリー３の温度を制御するために水冷式のバッテリー温度制御装置９３を備えている。このバッテリー温度制御装置９３は、バッテリー３に近接させて冷却水通路９４を形成し、この冷却水通路９４におけるバッテリー３より上流側を前記冷却系のエンジン上流側と下流側とに通路切替弁９５，９６を介して連通させるとともに、冷却水通路９４の下流側をエンジン冷却系におけるラジエータ９２の上流側に連通させている。
【００６０】
前記二つの切替弁９５，９６は、冷却水通路９４を開閉する構造を採り、図１３に示すようにバッテリー温度制御用ＥＣＵ３４に接続している。このＥＣＵ３４は、第１の実施の形態を採るときと同様に、バッテリー温度が充電・放電の際に最適な温度になるように切替弁９５，９６を制御する。
【００６１】
バッテリー３を冷却するときには、図１２（ａ）に示すように、エンジン上流側の切替弁９５を開くとともに、エンジン下流側の切替弁９６を閉じる。この状態にすることによって、エンジン冷却系から相対的に温度が低いエンジン冷却水が冷却水通路９４に流入し、バッテリー３が冷却される。
【００６２】
また、バッテリー３を加温するときには、図１２（ｂ）に示すように、エンジン上流側の切替弁９５を閉じるとともに、エンジン下流側の切替弁９６を開く。この状態にすることによって、エンジンを冷却した後の相対的に温度が高いエンジン冷却水が冷却水通路９４に流入し、バッテリー３を暖めることができる。
【００６３】
したがって、切替弁９５，９６でエンジン冷却水が流れる通路を切り替えることにより、バッテリー３を冷却したり加温することができ、バッテリー３の温度を最適な温度に制御することができる。
【００６４】
参考例
ハイブリッド式電動自転車においてバッテリーを冷却するには、吸気を利用することができる。この場合の例を図１４および図１５によって詳細に説明する。
【００６５】
図１４は参考技術となるハイブリッド式電動自転車の側面図、図１５はバッテリー冷却系の構成を示す図である。これらの図において前記図７および図８で説明したものと同一もしくは同等部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。図１４に示すシリーズハイブリッド式電動自転車６１は、吸気系８０の吸気管１０１をバッテリー７１と燃料タンク７９との間に延設している。
【００６６】
前記吸気管１０１の下流側端部は、エアクリーナ１０２を介して気化器１０３を接続し、上流側は、図１５に示すようにバッテリーケース１０４の長手方向と平行になるように形成してバッテリーケース１０４の車体内側の側面に近接する状態で沿わせている。なお、この参考例で示すバッテリー７１は、前記バッテリーケース１０４に多数のバッテリーセル１０５を収納することによって形成している。
【００６７】
このように吸気管１０１をバッテリー７１に近接させると、バッテリー７１は吸気管１０１の外表面により冷却される。
したがって、バッテリー７１を吸気管１０１によって冷却することができるから、吸気管１０１をバッテリー７１の温度が相対的に高くなる部分、すなわち車体内側で走行風が当たり難い部分に沿わせることによって、バッテリー７１の温度分布が均等になり、バッテリー７１の温度が最適な温度になる。
【００６８】
なお、上述した第１〜第４の実施の形態を採るときに用いる開閉弁３３および切替弁５６，５７，８３，９５，９６は、通路の開閉のみを行う構造のものを使用する他に、全開位置と全閉位置との間で任意の開度を維持できる構造のものを使用することができる。これらの弁で通路の開度を除々に増大あるいは減少させることにより、開閉のみを行う場合に較べてバッテリー温度を所望の温度に保つことが容易になる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、開閉弁が開くことにより、走行風が走行風入口に流入し、バッテリーの周囲の空気通路を通って走行風出口から流出する。このため、バッテリーが走行風によって冷却される。また、開閉弁が閉じることにより、エンジン冷却後の温風が走行風出口からバッテリーの周囲の空気通路に流入し、排気口から排出される。このため、バッテリーが前記温風によって暖められる。
【００７０】
したがって、開閉弁を開閉することにより、バッテリーを冷却したり加温することができ、バッテリーの温度を最適な温度に制御することができる。
【００７１】
吸引式ファンを用いる強制空冷式エンジンの冷却系に切替弁を介してバッテリー周囲の空気通路を連通させる他の発明によれば、バッテリーの周囲の空気通路の上流側とエンジンの冷却系とが連通しないように切替弁で通路を形成することによって、前記空気通路に上流端から大気が吸い込まれ、バッテリーの周囲を通って排出される。このため、バッテリーを大気によって冷却することができる。また、前記空気通路の上流側とエンジンの冷却系とが連通するように切替弁で通路を形成することによって、エンジン冷却後の温風が前記空気通路に流入し、バッテリーの周囲を通って排出される。このため、前記温風によってバッテリーを暖めることができる。
【００７２】
したがって、切替弁で通路を切り替えることにより、バッテリーを冷却したり加温することができ、バッテリーの温度を最適な温度に制御することができる。
【００７３】
自然空冷式エンジンの後方にバッテリーを配置する他の発明によれば、バッテリーの周囲の空気通路の走行風入口に通路切替弁によって第１の走行風通路を連通させることによって、走行風がバッテリーの周囲の空気通路に走行風入口から流入し、バッテリーの周囲を通って走行風出口から流出する。このため、走行風によってバッテリーを冷却することができる。また、通路切替弁によって走行風入口を第２の走行風通路に連通させることによって、エンジンを冷却した後の温風が前記空気通路に流入し、バッテリーの周囲を通って流出する。このため、バッテリーを前記温風によって暖めることができる。
【００７４】
したがって、通路切替弁で走行風通路を切替えることにより、バッテリーを冷却したり加温することができ、バッテリーの温度を最適な温度に制御することができる。
【００７５】
水冷式エンジンの冷却水通路をバッテリーに近接させる他の発明によれば、エンジンより上流側の冷却水通路がバッテリー近傍の冷却水通路に連通するように切替弁で冷却水通路を形成することによって、バッテリー近傍の冷却水通路にエンジンを冷却する以前の相対的に温度が低いエンジン冷却水が流れる。このため、エンジン冷却水によってバッテリーを冷却することができる。また、エンジンより下流側の冷却水通路がバッテリー近傍の冷却水通路に連通するように切替弁で冷却水通路を形成することによって、エンジンを冷却した後の相対的に温度が高いエンジン冷却水がバッテリー近傍の冷却水通路に流れる。このため、エンジン冷却水によってバッテリーを暖めることができる。
【００７６】
したがって、切替弁でエンジン冷却水が流れる通路を切り替えることにより、バッテリーを冷却したり加温することができ、バッテリーの温度を最適な温度に制御することができる。
【００７７】
エンジンの吸気管をバッテリーに近接させて沿わせる他の発明によれば、バッテリーは吸気管によって冷却される。
したがって、吸気管をバッテリーの温度が相対的に高くなる部分に沿わせることによって、バッテリーの温度分布が均等になり、バッテリーの温度が最適な温度になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るハイブリッド式二輪車の側面図である。
【図２】 動力ユニットの平面図である。
【図３】 バッテリー温度制御装置の構成図である。
【図４】 バッテリー温度制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】 他の発明に係るハイブリッド式二輪車の要部を示す構成図である。
【図６】 バッテリー温度制御装置の構成を示すブロック図である。
【図７】 シリーズハイブリッド式電動自転車の側面図である。
【図８】 シリーズハイブリッド式電動自転車の平面図である。
【図９】 バッテリー温度制御装置の構成図である。
【図１０】 バッテリー温度制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】 他の発明に係るハイブリッド式自動二輪車の側面図である。
【図１２】 バッテリー温度制御装置の構成を示す図である。
【図１３】 バッテリー温度制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】 参考技術となるハイブリッド式電動自転車の側面図である。
【図１５】 バッテリー冷却系の構成を示す図である。
【符号の説明】
１…ハイブリッド式スクータ型自動二輪車、２…動力ユニット、３，７１…バッテリー、１４，７３…エンジン、２４…モータ、３３…開閉弁、３５，８３…走行風入口、３６，８４…走行風出口、３７，５４，８７…空気通路、３８…冷却風出口、４４…排気口、５２…電動ファン、５６，５７，８２，９５，９６…切替弁、６１…シリーズハイブリッド式電動自転車、９２…ラジエータ、９４…冷却水通路、１０１…吸気管、１０４…バッテリーケース。
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電用あるいは駆動用エンジンと、駆動用モータとを備えたハイブリッド式二輪車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンおよびモータを備えたハイブリッド式車両としては、例えば特開平３−１５５０６４号公報に開示されたものがある。この公報に示されたハイブリッド式車両は、自動車などに適用するものであり、駆動用モータに給電するバッテリーの充電をエンジンが駆動する発電機によって行う構造を採っている。
【０００３】
また、このハイブリッド式車両は、バッテリーの温度低下によってバッテリー性能が低下するのを防ぐために、エンジンの熱を利用してバッテリーを保温する保温装置を搭載している。この保温装置は、エンジンを冷却した空気が流れる導風路に開閉弁を介してバッテリーの周囲の空気通路を連通させることによって形成している。すなわち、前記開閉弁が開くことによって、エンジンを冷却した後の温風が導風路からバッテリーの周囲に流入し、バッテリーが暖められる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
発明者らは、自動二輪車や電動自転車にモータおよび発電機を搭載してハイブリッド式二輪車を提供することを考えている。しかるに、自動二輪車や電動自転車などの二輪車は、バッテリーを搭載するスペースが自動車に較べて狭く、自動車より小型のバッテリーしか搭載することができないので、バッテリーの温度を最適になるように制御することが問題であった。
【０００５】
すなわち、上述したような従来の保温装置を採用してバッテリーをエンジン冷却後の温風で暖めようとすると、バッテリー温度が過度に上昇してしまう。これは、ハイブリッド式二輪車は搭載可能なバッテリーが自動車に較べて小型であるにもかかわらず、エンジンの温度は自動二輪車と自動車とで大きく変わることがないからである。
【０００６】
バッテリー温度が過度に上昇すると、電解液が蒸発し易くなって電極の腐食速度が速くなり、寿命が短くなる。また、鉛バッテリーでは大電流が流れて過充電を起こし易い。さらに、ニッケル系のバッテリーでは酸素が発生し、充電することができなくなってしまう。
【０００７】
本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、バッテリーの温度を最適な温度に制御できるハイブリッド式二輪車を提供することを目的とする。
【０００８】
この目的を達成するために、本発明に係るハイブリッド式二輪車は、バッテリーの周囲に走行風入口と走行風出口とから大気中に連通する空気通路を形成し、バッテリーの温度に応じて前記走行風入口を開閉する開閉弁を設けるとともに、この開閉弁の近傍に排気口を形成し、前記走行風出口に強制空冷式エンジンの冷却風出口を対向させたものである。
【０００９】
本発明によれば、開閉弁が開くことにより、走行風が走行風入口に流入し、バッテリーの周囲の空気通路を通って走行風出口から流出する。このため、バッテリーが走行風によって冷却される。また、開閉弁が閉じることにより、エンジン冷却後の温風が走行風出口からバッテリーの周囲の空気通路に流入し、排気口から排出される。このため、バッテリーが前記温風によって暖められる。
【００１０】
他の発明に係るハイブリッド式二輪車は、エンジンの冷却系を、エンジンの周囲の空気をファンが吸引する構造とし、バッテリーの周囲に、上流端が大気中に解放するとともに下流端が前記冷却系におけるファンの上流側に連通する空気通路を形成し、この空気通路の上流端とバッテリーとの間を、バッテリー温度に応じて通路を切り替える切替弁を介して前記冷却系に連通させたものである。
【００１１】
本発明によれば、バッテリーの周囲の空気通路の上流側とエンジンの冷却系とが連通しないように切替弁で通路を形成することによって、前記空気通路に上流端から大気が吸い込まれ、バッテリーの周囲を通って排出される。このため、バッテリーを大気によって冷却することができる。また、前記空気通路の上流側とエンジンの冷却系とが連通するように切替弁で通路を形成することによって、エンジン冷却後の温風が前記空気通路に流入し、バッテリーの周囲を通って排出される。このため、前記温風によってバッテリーを暖めることができる。
【００１２】
他の発明に係るハイブリッド式二輪車は、バッテリーを自然空冷式エンジンより車体後側に配置するとともに、バッテリーの周囲に走行風入口と走行風出口とから大気中に連通する空気通路を形成し、この空気通路の走行風入口に、上流端から下流端まで大気を直接導く第１の走行風通路と、上流端と下流端との間にエンジンが臨む第２の走行風通路とを通路切替弁を介して連通させ、バッテリーの温度に応じて前記通路切替弁で第１の走行風通路と第２の走行風通路とを切替える構造としたものである。
【００１３】
本発明によれば、バッテリーの周囲の空気通路の走行風入口に通路切替弁によって第１の走行風通路を連通させることによって、走行風がバッテリーの周囲の空気通路に走行風入口から流入し、バッテリーの周囲を通って走行風出口から流出する。このため、走行風によってバッテリーを冷却することができる。また、通路切替弁によって走行風入口を第２の走行風通路に連通させることによって、エンジンを冷却した後の温風が前記空気通路に流入し、バッテリーの周囲を通って流出する。このため、バッテリーを前記温風によって暖めることができる。
【００１４】
他の発明に係るハイブリッド式二輪車は、エンジン冷却水が流れる冷却水通路をバッテリーに近接させて形成し、この冷却水通路におけるバッテリーより上流側を、エンジンの上流側と下流側とにそれぞれ通路切替弁を介して連通させ、前記冷却水通路の下流側をラジエータの上流側に連通させたものである。
【００１５】
本発明によれば、エンジンより上流側の冷却水通路がバッテリー近傍の冷却水通路に連通するように切替弁で冷却水通路を形成することによって、バッテリー近傍の冷却水通路にエンジンを冷却する以前の相対的に温度が低いエンジン冷却水が流れる。このため、エンジン冷却水によってバッテリーを冷却することができる。また、エンジンより下流側の冷却水通路がバッテリー近傍の冷却水通路に連通するように切替弁で冷却水通路を形成することによって、エンジンを冷却した後の相対的に温度が高いエンジン冷却水がバッテリー近傍の冷却水通路に流れる。このため、エンジン冷却水によってバッテリーを暖めることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
第１の実施の形態
以下、本発明に係るハイブリッド式二輪車の一実施の形態を図１ないし図４によって詳細に説明する。ここでは、スクータ型自動二輪車に本発明を適用する場合の形態について説明する。
【００１９】
図１は本発明に係るハイブリッド式自動二輪車の側面図、図２は動力ユニットの平面図、図３はバッテリー温度制御装置の構成図で、同図（ａ）はバッテリーを冷却する状態を示し、同図（ｂ）はバッテリーを加温する状態を示す。図４はバッテリー温度制御装置の構成を示すブロック図である。
【００２０】
これらの図において、符号１はこの実施の形態によるハイブリッド式スクータ型自動二輪車（以下、単にハイブリッド式スクータという）を示す。このハイブリッド式スクータ１は、後述するエンジンの動力で走行するエンジン走行モードと、モータの動力で走行するモータ走行モードとを切り替えることができる、いわゆるパラレルハイブリッド式の構造を採っている。
【００２１】
このハイブリッド式スクータ１は、動力ユニット２とバッテリー３が異なる他は従来のスクータ型自動二輪車と同等の構造を採っている。すなわち、車体フレーム４のヘッドパイプ４ａに前輪５を有するフロントフォーク６および操向ハンドル７を回動自在に取付けるとともに、１本のダウンチューブ４ｂを操向ハンドル７とシート８との間で下方へ延ばしてここに足載せ台９を設けている。
【００２２】
この足載せ台９の下側で前記ダウンチューブ４ｂの両側または片側にニッケル系のバッテリー３を搭載している。また、シート８の下方にヘルメット１０を収納する収納ボックス１１を設けるとともに、シート８より車体の後方に燃料タンク１２を配設している。さらに、このスクータ１は、前記バッテリー３、車体フレーム４および収納ボックス１１などを覆う車体カバー１３を備えている。
【００２３】
このスクータ１の動力ユニット２は、図１中に符号２ａで示すリンク機構を介して前記車体フレーム４に上下方向に揺動自在に連結するとともに、図示してないクッションユニットを車体フレーム４との間に介装している。また、この動力ユニット２は、強制空冷式エンジン１４のクランクケース１５に車体左側で前後方向に延びる伝動ケース１６を一体的に設け、この伝動ケース１６に回転自在に支持させた車軸１７に後輪１８を取付けている。
【００２４】
前記エンジン１４で後輪１８を駆動するときのエンジン駆動系は、従来のスクータ型自動二輪車と同等の構造を採っている。すなわち、このエンジン駆動系は、クランク軸１９の車体左側の端部に連結したＶベルト式自動変速機２０と、このＶベルト式自動変速機２０の従動プーリ２１が駆動する遠心クラッチ２２と、この遠心クラッチ２２の従動側と前記車軸１７との間に介装した歯車式減速機２３とから構成している。
【００２５】
前記車軸１７は、前記伝動ケース１６から後輪１８を貫通して車体右側へ延設し、車体右側の端部にモータ駆動系が選択的に連結する構造を採っている。このモータ駆動系は、クランクケース１５の車体右側の端部に支持させたモータ２４と、このモータ２４の回転を減速する減速機２５と、この減速機２５に連結した切替機構２６とから構成している。この切替機構２６は、切替レバー２６ａを操作することによって図２中に符号２６ｂで示す可動歯車が図２の位置から車体左側へ移動し、車軸１７に固着した従動歯車２６ｃに噛合するように形成している。前記可動歯車２６ｂが従動歯車２６ｃに噛合することにより、モータ２４の動力が減速機２５および切替機構２６を介して車軸１７に伝達される。
【００２６】
前記モータ２４に接続する給電回路（図示せず）は、前記バッテリー３が電源になり、操向ハンドル７に設けたスロットルグリップ２７を操作することによってモータ２４の回転数が増減する回路を採っている。このスクータ１においてモータ２４を動力源とする走行は、前記切替機構２６をモータ駆動系が車軸１７に連結するように操作するとともに、図示してない運転モード切替スイッチを電動モードとし、エンジン１４を停止するかあるいは運転させた状態でスロットルグリップ２７を回すことによって行う。なお、エンジン１４を運転させた状態での電動モードでは、スロットルグリップ２７を回してもエンジン１４は一定回転数で運転されるようにしている。
【００２７】
この電動モードで走行するときにエンジン１４を運転するのは、バッテリー３の蓄電量が少ないときや、バッテリー温度が低くバッテリー３の性能が低下し易いときである。これらの条件に当てはまるときには、エンジン１４を相対的に低い一定の回転数で運転する。なお、このようなエンジン運転時にはエンジン駆動系に動力が伝達されるが、回転数が低いため遠心クラッチ２２がつながらず、車軸１７に動力が伝達されないようにしている。
【００２８】
すなわち、このエンジン１４は、クランク軸１９の車体右側の端部に発電機２８を軸装し、バッテリー３の蓄電量が少ないときにエンジン１４を運転することによって、バッテリー３を充電しながら電動走行をすることができるようにしている。この充電は、エンジン１４の動力で走行するときにも行われる。なお、この実施の形態で示したように電動モードでエンジンの動力を発電に用いる構成を採る他に、電動モードでもエンジンの動力を走行に用いるように構成することもできる。言い換えれば、電動走行時にエンジンで走行を助勢したり、エンジン走行時にモータ２４で走行を助勢することができる。
【００２９】
このスクータ１は、図３に示すようにバッテリー温度制御装置３１を搭載し、バッテリー温度が低いときにエンジン１４の熱でバッテリー３を暖めるようにしている。
前記バッテリー温度制御装置３１は、複数のセルを内包したパック３ａを複数個直列あるいは並列に接続したバッテリー３を収容するダクト３２と、このダクト３２に設けた開閉弁３３と、この開閉弁３３をバッテリー温度に応じて制御するバッテリー温度制御用ＥＣＵ３４とから構成している。前記ダクト３２は、図１に示すように、車体前側の端部に前方へ向けて開口する走行風入口３５と、車体後側の端部に車体の後方に向けて開口する走行風出口３６とを有し、バッテリー３の周囲に形成される空気通路３７が前記走行風入口３５と走行風出口３６とから大気中に連通する構造を採っている。なお、このダクト３２を覆う車体カバー１３は、走行風が前記走行風入口３５に向けて流れるように形成している。すなわち、走行風を前輪５の車幅方向の両側方から走行風入口３５に導く構造を採っている。もちろん、雨天走行時などで水がダクト３２内に浸入しないような開口位置、形状などが工夫されている。
【００３０】
前記走行風出口３６は、強制空冷式エンジン１４の冷却風出口３８と対向する位置に開口している。強制空冷式エンジン１４の冷却系は、図２に示すように、シリンダ３９および前記発電機２８を覆うとともに内部に冷却風通路を形成するシュラウド４０と、発電機２８に設けたファン４１と、シュラウド４０の車体左側の端部に接続した冷却風出口ダクト４２とから構成している。この冷却風出口ダクト４２は、略水平なシリンダ３９の車体左側を通ってシリンダ３９より車体の前方に前下がりに延設し、前端に前記冷却風出口３８が開口している。この実施の形態では、冷却風出口ダクト４２の下流側を車体前側に向かうにしたがって次第に車体右側に偏在するように形成し、冷却風出口３８が前記走行風出口３６に対向するようにしている。
【００３１】
この冷却系によれば、発電機２８に設けたファン４１がクランク軸１９とともに回転することによって、シュラウド４０の空気入口４３に外気が流入し、シリンダ３９を冷却した後の温風が冷却風出口ダクト４２を通って冷却風出口３８から車体の前方へ向けて排出される。この冷却系の空気の流れを図２中に矢印で示す。
【００３２】
バッテリー収容用ダクト３２の開閉弁３３は、前記走行風入口３５を開閉するように形成している。この開閉弁３３の近傍に形成した符号４４で示す開口は、バッテリー加温時に温風を排出させるための排気口である。
【００３３】
このように構成したバッテリー温度制御装置３１によれば、走行時に開閉弁３３が図３（ａ）に示すように開くことによって、走行風が走行風入口３５からダクト３２内に流入し、バッテリー３の周囲の空気通路３７を通って走行風出口３６から流出する。このため、バッテリー３が走行風によって冷却される。なお、このときにエンジン１４が運転中で冷却風出口３８からエンジン冷却後の温風が排出されていたとしても、この温風は走行風出口３６から流出する走行風に当たり、空気通路３７を遡上することなく冷却風出口３８と走行風出口３６との間から外方へ流れる。
【００３４】
また、図３（ｂ）に示すように開閉弁３３が閉じると、ダクト３２内には走行風が流入しなくなり、冷却風出口３８から排出されたエンジン冷却後の温風が走行風出口３６からダクト３２内の空気通路３７に流入する。この温風は、空気通路３７内を車体前側へ流れ、開閉弁３３の近傍で開口する排気口４４から排出される。このため、バッテリー３が前記温風によって暖められる。
【００３５】
開閉弁３３の開閉は、前記ＥＣＵ３４が運転状態に応じて切替える。ＥＣＵ３４は、図４に示すように各種センサ類を接続し、バッテリー３の温度が運転状態に応じた最適な温度になるように開閉弁３３を開閉する。図４中に符号４５で示す運転モード検出手段は、このスクータ１の運転モードがエンジン１４を動力源として走行するエンジン駆動モードと、モータ２４を動力源として走行する電動モードと、エンジン１４およびモータ２４の両方を用いて走行するアシストモードのうち何れかであるかを検出するものである。
【００３６】
ＥＣＵ３４は、エンジン駆動モードであるときに、バッテリー温度センサ４６によって検出したバッテリー温度が充電に際し最適な温度になるように開閉弁３３を開閉する。すなわち、冬季などでバッテリー温度センサ４６によって検出したバッテリー温度が予め定めた温度より低いときに、開閉弁３３を閉じてバッテリー３を加温する。なお、バッテリー温度が上限に達したときには開閉弁３３を開く。ここで、外気温センサ４７からの外気温の情報も加味すれば、さらに精度の高い温度制御を実施することができる。
【００３７】
電動モードであるときには、適切なバッテリー３の放電性能が得られるバッテリー温度になるように開閉弁３３を開閉する。詳述すると、バッテリー温度、外気温、モータ負荷検出手段４８やバッテリー出力検出手段４９が検出した値に応じて開閉弁３３を開閉する。モータ負荷検出手段４８は、車速センサやスロットル開度センサなどのモータ２４の負荷に応じて増減するセンサによって構成し、例えば、坂道を上るときや積載量が多いときなど、すなわち負荷が大きいときなどに放電性能を上げることなどが考えられる。バッテリー出力検出手段４９はモータ２４の給電系に介装した電流計などによって構成する。すなわち、電動モードでは、モータ２４に適切な電力を供給できるように開閉弁３３の開閉によってバッテリー温度を制御する。
【００３８】
したがって、上述したバッテリー温度制御装置３１をハイブリッド式のスクータ１に搭載することによって、バッテリー３を冷却したり加温することができ、バッテリー温度を充電・放電に際して最適な温度になるように制御することができる。
【００３９】
第２の実施の形態
強制空冷式エンジンにおいて電動ファンでエンジンの周囲の空気を吸引する冷却構造を採用する場合には、図５および図６に示すようにバッテリー温度制御装置を構成する。
【００４０】
図５は他の発明に係るハイブリッド式二輪車の要部を示す構成図で、同図（ａ）はバッテリーを冷却する状態を示し、同図（ｂ）はバッテリーを加温する状態を示す。図６はバッテリー温度制御装置の構成を示すブロック図である。これらの図において前記図１ないし図４で説明したものと同一もしくは同等部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
【００４１】
図５および図６に示すエンジン１４の冷却系は、シリンダ３９の周囲の空気を温風用ダクト５１を介して電動ファン５２が吸引する構造を採っている。バッテリー３を収容するバッテリー用ダクト５３は、上流端５３ａが開口するとともに、下流端が前記温風用ダクト５１の下流側であって電動ファン５２の上流側近傍に接続している。すなわち、ダクト５３内のバッテリー３の周囲には、上流端が大気中に解放するとともに下流端が電動ファン５２の上流側に連通する空気通路５４が形成されている。
【００４２】
前記バッテリー用ダクト５３は、上流端５３ａとバッテリー３との間を、連通ダクト５５と切替弁５６，５７とを介して前記温風用ダクト５１に連通している。前記切替弁５６，５７は、連通ダクト５５を介して前記空気通路５４の上流側をエンジン１４の冷却系に連通させるために設けてあり、図６に示すようにバッテリー温度制御用ＥＣＵ３４に接続している。この実施の形態では、ＥＣＵ３４は前記二つの切替弁５６，５７および電動ファン５２の回転数を制御してバッテリー３の温度を充電・放電に際して最適な温度になるように制御する。
【００４３】
バッテリー３を冷却するには、図５（ａ）に示すように、切替弁５６，５７を連通ダクト５５の両端が閉塞されるように駆動する。このように連通ダクト５５が閉塞されると、バッテリー３の周囲の空気通路５４はバッテリー用ダクト５３の上流端５３ａから吸引した大気が通るので、バッテリー３がこの相対的に温度が低い大気によって冷却される。このときには、エンジン１４を冷却した後の温風は温風用ダクト５１を通って排出される。
【００４４】
バッテリー３を加温するには、図５（ｂ）に示すように、切替弁５６を温風用ダクト５１の通路断面積が小さくなるとともに連通ダクト５５の上流端が開くように駆動する。これとともに、切替弁５７をバッテリー用ダクト５３が閉塞されるように駆動する。両切替弁５６，５７をこのように駆動すると、エンジン１４を冷却した後の温風が温風用ダクト５１から連通ダクト５５を介してバッテリー用ダクト５３に流入し、バッテリー３の周囲の空気通路５４を通って排出される。すなわち、前記温風でバッテリー３を暖めることができる。
【００４５】
したがって、切替弁５６，５７で通路を切り替えることにより、バッテリー３を冷却したり加温するすることができ、バッテリーの温度を最適な温度に制御することができる。
【００４６】
第３の実施の形態
エンジンは専ら発電機を駆動するために用い、モータの動力がペダル踏力（人力）を補助して走行する、いわゆるシリーズハイブリッド式電動自転車に本発明を適用するときの形態を図７ないし図１０によって詳細に説明する。
【００４７】
図７はシリーズハイブリッド式電動自転車の側面図、図８は同じく平面図、図９はバッテリー温度制御装置の構成図で、同図（ａ）はバッテリーを冷却するときの状態を示し、同図（ｂ）はバッテリーを加温するときの状態を示す。図１０はバッテリー温度制御装置の構成を示すブロック図である。これらの図において前記図１ないし図４で説明したものと同一もしくは同等部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
【００４８】
図７および図８において符号６１で示す電動自転車は、自転車用のものと同等の構造の車体フレーム６２にシリーズハイブリッド式動力ユニット６３を搭載している。図７，８において符号６４は前輪、６５はフロントフォーク、６６は操向ハンドル、６７はサドル、６８は後輪を示す。前記動力ユニット６３は、ペダルクランク軸６９と、駆動用モータ７０と、このモータ７０に給電するバッテリー７１と、このバッテリー７１を充電するための発電機７２と、この発電機７２を駆動する自然空冷式エンジン７３とから構成し、フェアリング７４で覆われた状態で前記車体フレーム６２のハンガー部に固定している。前記フェアリング７４は、エンジン７３の周囲に走行風を流してエンジン７３を冷却することができるように、車体前側の端部と車体後側の端部に走行風流通口（図示せず）を形成し、エンジン７３が臨む走行風通路を形成している。
【００４９】
前記動力ユニット６３の駆動系は、ペダルクランク軸６９からの人力と、モータ７０からのモータ駆動力とをペダルクランク軸６９と同軸の筒状合力軸（図示せず）上で合成し、この合力軸の車体右側に固定したチェーンスプロケット（図示せず）に伝達し、このチェーンスプロケットからチェーン７５を介して後輪側のフリーホイール７６に伝達する構造を採っている。このモータ力は、人力の変化に応じて大きさが制御される。なお、この動力ユニット６３は、ペダルクランク軸６９をペダルで回転させるときの力、すなわち人力のみでも走行することができる構造を採っている。
【００５０】
前記バッテリー７１は、複数のセルを内包したパック７１ａを複数個直列あるいは並列に接続した構造を採り、エンジン７３より車体の後方であってシートチューブ７７の後側に、図８に示すように燃料タンク７８とともに配設している。バッテリー７１と燃料タンク７８は、同図に示すように車幅方向に並設している。なお、この実施の形態では燃料タンク７８から燃料が供給される気化器を含む吸気系をエンジン７３の上側に配設し、このエンジン７３の排気系をエンジン７３の下側に配設している。吸気系を図７中に符号７９で示し、排気系を符号８０で示す。
【００５１】
この電動自転車６１は、バッテリー７１の温度を制御するために図９に示す構成のバッテリー温度制御装置８１を設けている。このバッテリー温度制御装置８１は、バッテリー７１やエンジン７３などを収容する前記フェアリング７４と、このフェアリング７４内に設けた通路切替弁８２と、この通路切替弁８２をバッテリー温度に応じて制御するバッテリー温度制御用ＥＣＵ３４とから構成している。この実施の形態では、前記ＥＣＵ３４には図１０に示すように、バッテリー温度センサ４６と、外気温センサ４７と、モータ負荷検出手段４８と、バッテリー出力検出手段４９とを接続している。
【００５２】
前記フェアリング７４におけるバッテリー７１を覆う部分は、図７および図９に示すように、車体前側に走行風入口８３と、車体後側に走行風出口８４とを有する。また、前記走行風入口８３は、ダウンチューブ８５内に形成した走行風通路８６と、エンジン７３を収容したフェアリング７４内の走行風通路とに前記通路切替弁８２を介して連通している。前記ダウンチューブ８５内の走行風通路８６は、ダウンチューブ８５の車体前側に車体の前方を指向するように開口させた走行風導入口８５ａと後端の開口との間の空間によって形成している。すなわち、この走行風通路８６は、上流端から下流端まで大気を直接導くように形成している。この構造を採ることによって、フェアリング７４内でバッテリー７１の周囲に形成される空気通路８７が前記走行風入口８３と走行風出口８４とから大気中に連通する。
【００５３】
前記通路切替弁８２は、図７に示すようにスライド式の構造や、図９に示すように揺動式の構造のものを採用することができ、ダウンチューブ８５内の冷却風通路８６と、エンジン７３の周囲の走行風通路を選択的に走行風入口８３に連通させる構造を採っている。
【００５４】
このように構成したバッテリー温度制御装置８１によれば、図９（ａ）に示すように通路切替弁８２でフェアリング７４内の走行風通路と走行風入口８３との間を閉じることによって、走行風がダウンチューブ８５内の走行風通路８６から走行風入口８３に流入する。この走行風は、バッテリー７１の周囲の空気通路８７を通って走行風出口８４から流出する。このため、走行風によってバッテリー７１を冷却することができる。
【００５５】
また、図９（ｂ）に示すように通路切替弁８２でダウンチューブ８５の走行風通路８６を閉じることによって、エンジン７３を冷却した後の温風が走行風入口８３に流入し、前記空気通路８７を通って走行風出口８４から流出する。このため、前記温風によってバッテリー７１を暖めることができる。
【００５６】
したがって、通路切替弁８２で走行風通路を切替えることにより、バッテリー７１を冷却したり加温することができ、バッテリー７１の温度を最適な温度に制御することができる。
【００５７】
第４の実施の形態
水冷式エンジンおよび駆動用モータを備えたハイブリッド式自動二輪車に本発明を適用するときの形態を図１１ないし図１３によって詳細に説明する。
図１１は他の発明に係るハイブリッド式自動二輪車の側面図、図１２はバッテリー温度制御装置の構成を示す図で、同図（ａ）はバッテリーを冷却するときの状態を示し、同図（ｂ）はバッテリーを加温するときの状態を示す。図１３はバッテリー温度制御装置の構成を示すブロック図である。これらの図において前記図１ないし図４で説明したものと同一もしくは同等部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
【００５８】
図１１に示すスクータ１は、エンジン１４の冷却系が水冷式である他は前記第１の実施の形態を採るときと同等の構造を採っている。図１１〜図１３において符号９１は冷却水ポンプ、９２はラジエータを示す。このスクータ１のエンジン１４の冷却系は、エンジン冷却水を冷却水ポンプ９１によってエンジン内のウォータージャケット（図示せず）に供給し、エンジン冷却後にラジエータ９２を通して循環させる構造を採っている。
【００５９】
このスクータ１は、バッテリー３の温度を制御するために水冷式のバッテリー温度制御装置９３を備えている。このバッテリー温度制御装置９３は、バッテリー３に近接させて冷却水通路９４を形成し、この冷却水通路９４におけるバッテリー３より上流側を前記冷却系のエンジン上流側と下流側とに通路切替弁９５，９６を介して連通させるとともに、冷却水通路９４の下流側をエンジン冷却系におけるラジエータ９２の上流側に連通させている。
【００６０】
前記二つの切替弁９５，９６は、冷却水通路９４を開閉する構造を採り、図１３に示すようにバッテリー温度制御用ＥＣＵ３４に接続している。このＥＣＵ３４は、第１の実施の形態を採るときと同様に、バッテリー温度が充電・放電の際に最適な温度になるように切替弁９５，９６を制御する。
【００６１】
バッテリー３を冷却するときには、図１２（ａ）に示すように、エンジン上流側の切替弁９５を開くとともに、エンジン下流側の切替弁９６を閉じる。この状態にすることによって、エンジン冷却系から相対的に温度が低いエンジン冷却水が冷却水通路９４に流入し、バッテリー３が冷却される。
【００６２】
また、バッテリー３を加温するときには、図１２（ｂ）に示すように、エンジン上流側の切替弁９５を閉じるとともに、エンジン下流側の切替弁９６を開く。この状態にすることによって、エンジンを冷却した後の相対的に温度が高いエンジン冷却水が冷却水通路９４に流入し、バッテリー３を暖めることができる。
【００６３】
したがって、切替弁９５，９６でエンジン冷却水が流れる通路を切り替えることにより、バッテリー３を冷却したり加温することができ、バッテリー３の温度を最適な温度に制御することができる。
【００６４】
参考例
ハイブリッド式電動自転車においてバッテリーを冷却するには、吸気を利用することができる。この場合の例を図１４および図１５によって詳細に説明する。
【００６５】
図１４は参考技術となるハイブリッド式電動自転車の側面図、図１５はバッテリー冷却系の構成を示す図である。これらの図において前記図７および図８で説明したものと同一もしくは同等部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。図１４に示すシリーズハイブリッド式電動自転車６１は、吸気系８０の吸気管１０１をバッテリー７１と燃料タンク７９との間に延設している。
【００６６】
前記吸気管１０１の下流側端部は、エアクリーナ１０２を介して気化器１０３を接続し、上流側は、図１５に示すようにバッテリーケース１０４の長手方向と平行になるように形成してバッテリーケース１０４の車体内側の側面に近接する状態で沿わせている。なお、この参考例で示すバッテリー７１は、前記バッテリーケース１０４に多数のバッテリーセル１０５を収納することによって形成している。
【００６７】
このように吸気管１０１をバッテリー７１に近接させると、バッテリー７１は吸気管１０１の外表面により冷却される。
したがって、バッテリー７１を吸気管１０１によって冷却することができるから、吸気管１０１をバッテリー７１の温度が相対的に高くなる部分、すなわち車体内側で走行風が当たり難い部分に沿わせることによって、バッテリー７１の温度分布が均等になり、バッテリー７１の温度が最適な温度になる。
【００６８】
なお、上述した第１〜第４の実施の形態を採るときに用いる開閉弁３３および切替弁５６，５７，８３，９５，９６は、通路の開閉のみを行う構造のものを使用する他に、全開位置と全閉位置との間で任意の開度を維持できる構造のものを使用することができる。これらの弁で通路の開度を除々に増大あるいは減少させることにより、開閉のみを行う場合に較べてバッテリー温度を所望の温度に保つことが容易になる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、開閉弁が開くことにより、走行風が走行風入口に流入し、バッテリーの周囲の空気通路を通って走行風出口から流出する。このため、バッテリーが走行風によって冷却される。また、開閉弁が閉じることにより、エンジン冷却後の温風が走行風出口からバッテリーの周囲の空気通路に流入し、排気口から排出される。このため、バッテリーが前記温風によって暖められる。
【００７０】
したがって、開閉弁を開閉することにより、バッテリーを冷却したり加温することができ、バッテリーの温度を最適な温度に制御することができる。
【００７１】
吸引式ファンを用いる強制空冷式エンジンの冷却系に切替弁を介してバッテリー周囲の空気通路を連通させる他の発明によれば、バッテリーの周囲の空気通路の上流側とエンジンの冷却系とが連通しないように切替弁で通路を形成することによって、前記空気通路に上流端から大気が吸い込まれ、バッテリーの周囲を通って排出される。このため、バッテリーを大気によって冷却することができる。また、前記空気通路の上流側とエンジンの冷却系とが連通するように切替弁で通路を形成することによって、エンジン冷却後の温風が前記空気通路に流入し、バッテリーの周囲を通って排出される。このため、前記温風によってバッテリーを暖めることができる。
【００７２】
したがって、切替弁で通路を切り替えることにより、バッテリーを冷却したり加温することができ、バッテリーの温度を最適な温度に制御することができる。
【００７３】
自然空冷式エンジンの後方にバッテリーを配置する他の発明によれば、バッテリーの周囲の空気通路の走行風入口に通路切替弁によって第１の走行風通路を連通させることによって、走行風がバッテリーの周囲の空気通路に走行風入口から流入し、バッテリーの周囲を通って走行風出口から流出する。このため、走行風によってバッテリーを冷却することができる。また、通路切替弁によって走行風入口を第２の走行風通路に連通させることによって、エンジンを冷却した後の温風が前記空気通路に流入し、バッテリーの周囲を通って流出する。このため、バッテリーを前記温風によって暖めることができる。
【００７４】
したがって、通路切替弁で走行風通路を切替えることにより、バッテリーを冷却したり加温することができ、バッテリーの温度を最適な温度に制御することができる。
【００７５】
水冷式エンジンの冷却水通路をバッテリーに近接させる他の発明によれば、エンジンより上流側の冷却水通路がバッテリー近傍の冷却水通路に連通するように切替弁で冷却水通路を形成することによって、バッテリー近傍の冷却水通路にエンジンを冷却する以前の相対的に温度が低いエンジン冷却水が流れる。このため、エンジン冷却水によってバッテリーを冷却することができる。また、エンジンより下流側の冷却水通路がバッテリー近傍の冷却水通路に連通するように切替弁で冷却水通路を形成することによって、エンジンを冷却した後の相対的に温度が高いエンジン冷却水がバッテリー近傍の冷却水通路に流れる。このため、エンジン冷却水によってバッテリーを暖めることができる。
【００７６】
したがって、切替弁でエンジン冷却水が流れる通路を切り替えることにより、バッテリーを冷却したり加温することができ、バッテリーの温度を最適な温度に制御することができる。
【００７７】
エンジンの吸気管をバッテリーに近接させて沿わせる他の発明によれば、バッテリーは吸気管によって冷却される。
したがって、吸気管をバッテリーの温度が相対的に高くなる部分に沿わせることによって、バッテリーの温度分布が均等になり、バッテリーの温度が最適な温度になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るハイブリッド式二輪車の側面図である。
【図２】 動力ユニットの平面図である。
【図３】 バッテリー温度制御装置の構成図である。
【図４】 バッテリー温度制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】 他の発明に係るハイブリッド式二輪車の要部を示す構成図である。
【図６】 バッテリー温度制御装置の構成を示すブロック図である。
【図７】 シリーズハイブリッド式電動自転車の側面図である。
【図８】 シリーズハイブリッド式電動自転車の平面図である。
【図９】 バッテリー温度制御装置の構成図である。
【図１０】 バッテリー温度制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】 他の発明に係るハイブリッド式自動二輪車の側面図である。
【図１２】 バッテリー温度制御装置の構成を示す図である。
【図１３】 バッテリー温度制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】 参考技術となるハイブリッド式電動自転車の側面図である。
【図１５】 バッテリー冷却系の構成を示す図である。
【符号の説明】
１…ハイブリッド式スクータ型自動二輪車、２…動力ユニット、３，７１…バッテリー、１４，７３…エンジン、２４…モータ、３３…開閉弁、３５，８３…走行風入口、３６，８４…走行風出口、３７，５４，８７…空気通路、３８…冷却風出口、４４…排気口、５２…電動ファン、５６，５７，８２，９５，９６…切替弁、６１…シリーズハイブリッド式電動自転車、９２…ラジエータ、９４…冷却水通路、１０１…吸気管、１０４…バッテリーケース。
Claims (4)
- 強制空冷式エンジンおよび駆動用モータを備えたハイブリッド式二輪車であって、前記モータに給電するバッテリーの周囲に車体前側の走行風入口と車体後側の走行風出口とから大気中に連通する空気通路を形成し、バッテリーの温度に応じて前記走行風入口を開閉する開閉弁を設けるとともに、この開閉弁の近傍に前記空気通路の内外を連通する排気口を形成し、前記走行風出口にエンジンの冷却風出口を対向させたことを特徴とするハイブリッド式二輪車。
- 強制空冷式エンジンおよび駆動用モータを備えたハイブリッド式二輪車であって、前記エンジンの冷却系を、エンジンの周囲の空気をファンが吸引する構造とするとともに、前記モータに給電するバッテリーの周囲に、上流端が大気中に解放するとともに下流端が前記冷却系におけるファンの上流側に連通する空気通路を形成し、この空気通路の上流端とバッテリーとの間を、バッテリーの温度に応じて通路を切り替える切替弁を介して前記冷却系に連通させたことを特徴とするハイブリッド式二輪車。
- 自然空冷式エンジンおよび駆動用モータを備えたハイブリッド式二輪車であって、前記モータに給電するバッテリーをエンジンより車体後側に配置するとともに、このバッテリーの周囲に車体前側の走行風入口と車体後側の走行風出口とから大気中に連通する空気通路を形成し、この空気通路の走行風入口に、上流端から下流端まで大気を直接導く第１の走行風通路と、上流端と下流端との間にエンジンが臨む第２の走行風通路とを通路切替弁を介して連通させ、バッテリーの温度に応じて前記通路切替弁で第１の走行風通路と第２の走行風通路とを切替える構造としたことを特徴とするハイブリッド式二輪車。
- 水冷式エンジンおよび駆動用モータを備えたハイブリッド式二輪車であって、前記モータに給電するバッテリーに近接させてエンジン冷却水が流れる冷却水通路を形成し、この冷却水通路におけるバッテリーより上流側を、前記エンジンの冷却系におけるエンジンの上流側と下流側とにそれぞれ通路切替弁を介して連通させるとともに、前記冷却水通路の下流側をエンジンの冷却系におけるラジエータの上流側に連通させたことを特徴とするハイブリッド式二輪車。
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