JP5223453B2 - 内燃機関搭載の電気自動車 - Google Patents

Description

この発明は、エンジンルーム内に縦置き配置された内燃機関（エンジン）と、その出力軸に回転連結された発電機と、該発電機の出力により回転するモータと、該モータにより駆動される左右の後輪とを備えたような内燃機関搭載の電気自動車に関する。

従来、上述例の内燃機関搭載の電気自動車としては、図１５に示す構造のものがある。
すなわち、車体の底部中央部を車両の前後方向に延びる上凸形状のフロアトンネル１０１と、このフロアトンネル１０１に左右に車幅方向に略一致して、運転席シート、助手席シート（図１５では一方のシート１０２のみを示す）が設けられた車室１０３と、この車室１０３に対してダッシュパネルとしてのダッシュロアパネル１０４で隔てられその前方に設けられたエンジンルーム１０５と、このエンジンルーム１０５の車幅方向中央部に縦置き配置され出力軸が車両前後方向の後ろ向きに指向する内燃機関としてのエンジン１０６と、エンジン出力軸（図示せず）に回転連結された発電機１０７と、この発電機１０７の出力する電力により回転し車体後部に配置されたモータ１０８と、該モータ１０８により駆動される左右の後輪１０９，１０９と、を備えた電気自動車である。

なお、図中、１１０は直流電圧を交流電圧に変換してモータ１０８へ交流電圧を印加するためのインバータ、１１１はエンジンルーム１０５の左右両側において車両の前後方向に延びるフロントサイドフレーム、１１２はエンジン冷却水を空冷する熱交換器としてのラジエータユニット、１１３は排気系１１４に介設したサイレンサである。

図１５に示すように、従来の縦置きエンジンタイプで、かつＦＲ的な構造の電気自動車においては、エンジン１０６の直後に変速機または発電機（図１５では、エンジン１６直後の発電機１０７を示す）が配置されるため、ダッシュロアパネル１０４後部のフロアトンネル１０１が大型化し、特に、前席（シート１０２参照）中央部の車室空間が圧迫される問題点があった。

また、変速機や発電機１０７から発生する騒音が直近の前席乗員に伝わりやすいうえ、エンジン１０６と、変速機または発電機１０７との重量物が比較的車体前部に集中してレイアウトされる関係上、車両フロント側の重量が過大（いわゆるフロントヘビー）となって、優れた操縦安定性の実現には好適ではない問題点があった。

一方、特許文献１には、左右の前輪を左右独立して駆動するモータを設け、左モータと右モータとをそれぞれモータ支持部材を介して、平面視方形枠状のサスペンションメンバに支持すると共に、左右の前輪を独立懸架するサスペンションアームの基部を、上記サスペンションメンバに支持させ、さらに、該サスペンションメンバを車体サイドメンバに取付けた電動車両のモータマウント構造が開示されている。
しかしながら、該特許文献１に開示された従来構造においては、内燃機関（エンジン）および発電機が全く開示されておらず、自動車の車体に合致させた発電機、モータの搭載構造を意図する技術思想がないものである。
特開２００７−２２２７６号公報

そこで、この発明は、発電機を、運転席、助手席の後方で、かつ後輪の前方位置のフロア下に配置し、内燃機関出力軸と発電機とを回転連結するトランスファシャフトを、フロアトンネル内に前後方向に配設し、モータはフロア下で、かつ発電機に接近するその後方位置で、かつ側面視において後輪と略一致する位置に配置し、該モータと後輪とを車幅方向に延びるドライブシャフトで連結することにより、フロアトンネルの小型化、発電機起因騒音に対する対策の容易化、車両フロント側の重量過大の解消、発電機およびモータの接近によるパワー経路の短縮を図ることができる内燃機関搭載の電気自動車の提供を目的とする。

この発明による内燃機関搭載の電気自動車は、車体の底部中央部を前後方向に延びる上凸形状のフロアトンネルと、上記フロアトンネルの左右に車幅方向に略一致して運転席と助手席が設けられた車室と、該車室に対してダッシュパネルで隔てられその前方に設けられたエンジンルームと、該エンジンルームの車幅方向中央部に配置され出力軸が車両前後方向の後ろ向きに指向する内燃機関と、上記出力軸に回転連結された発電機と、上記発電機の出力する電力により回転し車体後部に配置されたモータと、上記モータにより駆動される左右の後輪と、を備えた内燃機関搭載の電気自動車であって、上記発電機は上記運転席および助手席の後方で、かつ上記後輪の前方位置であって、上記車室底部の下方外部の車幅方向中央部に配置され、上記内燃機関の出力軸と上記発電機とを回転連結するトランスファシャフトが、上記フロアトンネル内に前後方向に延びて配置され、上記モータは上記車室底部の下方外部の車幅方向中央部であって上記発電機に接近するその後方位置で、かつ側面視において上記後輪と略一致する位置に配置され、上記モータと上記後輪とは車幅方向に延びるドライブシャフトにより連結され、上記フロアトンネル内の上記トランスファシャフトに隣接してキャタリストが配設され、上記モータは、車幅方向の仮想同軸上において左右に配設された独立モータであり、上記左右の独立モータ前方の発電機の左右に燃料タンクが配設され、さらに、上記発電機の電力をモータ駆動用に変換するインバータユニットを備え、該インバータユニットは上記独立モータの前方と発電機の左右とのデッドスペースに鞍形に配設されたものである。
上述の内燃機関としては、レシプロエンジン、または、ロータリエンジンを用いることができる。

上記構成によれば、内燃機関（エンジン）と発電機とを、少なくとも運転席、助手席を隔てて車両前後方向に離間して配置したので、フロアトンネルはトランスファシャフトを収容する程度に小型化でき、また、発電機に起因する騒音も乗員から後方に遠ざけることで、その対策が容易となり、さらに、車両フロント側の重量が過大になることを解消することができる。加えて、内燃機関後部に直接取付けるトランスミッション（いわゆる直付けミッション）によるフロアトンネルの大型化の懸念がないため、内燃機関をダッシュパネル直前まで後退させて、ヨー慣性モーメントの低減を図ることがでる。

また、発電機とモータとを近接配置したので、該発電機とモータとの間のハーネスを最も短くすることができ、かつ、モータと後輪との間の駆動系（ドライブシャフト参照）も、これら両者間の車幅方向間だけの長さでよい。また、電力や大トルクの伝達経路を短くすることができ、各種損失の低減、重量軽減、経路保護の省略が可能となる。

さらに、発電機はＦＲ的内燃機関直結配置と異なって、内燃機関の位置に関わらず、低い位置に配置することができ、車両の低重心化を図ることができる。
また、発電機とモータとを車両後部において互に接近する位置に配設したので、従来のトランスアクスル車とは異なって、パワー経路の短縮を図ることができる。

加えて、上記フロアトンネル内の上記トランスファシャフトに隣接してキャタリストが配設されたものであって、内燃機関直後に発電機やトランスミッションが存在しないので、トランスファシャフトに隣接し、かつ可及的内燃機関に近い上流位置に比較的容積が大きいキャタリストを配設することができ、排気ガス温度によりキャタリストの早期活性化を図ることができる。

また、上記モータは、車幅方向の仮想同軸上において左右に配設された独立モータであり、このように、左右の各独立モータを上記同軸上に配置したので、左右独立モータおよび機構（発電機とモータとを含む機構）の車両前後方向の長さ（いわゆる前後長）を最小限に設定することができ、重量物としての発電機および左右のモータを接近配置することができるうえ、重量物を左右対称に配置することができるので効果的であり、さらに、ドライブシャフトの車幅方向の長さも最短に設定することができる。

さらに、上記左右の独立モータ前方の発電機の左右に燃料タンクが配設されたものであって、デッドスペースを有効利用して、燃料タンクを配設することができ、その重量バランスも左右均等となる。

しかも、上記発電機の電力をモータ駆動用に変換するインバータユニットを備え、該インバータユニットは上記独立モータの前方と発電機の左右とのデッドスペースに鞍形に配設されたものであるから、独立モータの前方と発電機の左右とのデッドスペースを有効利用して、鞍形のインバータユニットをコンパクトにレイアウトすることができる。

この発明によれば、発電機を、運転席、助手席の後方で、かつ後輪の前方位置のフロア下に配置し、内燃機関出力軸と発電機とを回転連結するトランスファシャフトを、フロアトンネル内に前後方向に配設し、モータはフロア下で、かつ発電機に接近するその後方位置で、かつ側面視において後輪と略一致する位置に配置し、該モータと後輪とを車幅方向に延びるドライブシャフトで連結したので、フロアトンネルの小型化、発電機起因騒音に対する対策の容易化、車両フロント側の重量過大の解消、発電機およびモータの接近によるパワー経路の短縮を図ることができる効果がある。

フロアトンネルの小型化、発電機起因騒音に対する対策の容易化、車両フロント側の重量過大の解消、発電機およびモータの接近によるパワー経路の短縮、を図るという目的を、車体の底部中央部を前後方向に延びる上凸形状のフロアトンネルと、上記フロアトンネルの左右に車幅方向に略一致して運転席と助手席が設けられた車室と、該車室に対してダッシュパネルで隔てられその前方に設けられたエンジンルームと、該エンジンルームの車幅方向中央部に配置され出力軸が車両前後方向の後ろ向きに指向する内燃機関と、上記出力軸に回転連結された発電機と、上記発電機の出力する電力により回転し車体後部に配置されたモータと、上記モータにより駆動される左右の後輪と、を備えた内燃機関搭載の電気自動車において、上記発電機は上記運転席および助手席の後方で、かつ上記後輪の前方位置であって、上記車室底部の下方外部の車幅方向中央部に配置され、上記内燃機関の出力軸と上記発電機とを回転連結するトランスファシャフトが、上記フロアトンネル内に前後方向に延びて配置され、上記モータは上記車室底部の下方外部の車幅方向中央部であって上記発電機に接近するその後方位置で、かつ側面視において上記後輪と略一致する位置に配置され、上記モータと上記後輪とは車幅方向に延びるドライブシャフトにより連結され、上記フロアトンネル内の上記トランスファシャフトに隣接してキャタリストが配設され、上記モータは、車幅方向の仮想同軸上において左右に配設された独立モータであり、上記左右の独立モータ前方の発電機の左右に燃料タンクが配設され、さらに、上記発電機の電力をモータ駆動用に変換するインバータユニットを備え、該インバータユニットは上記独立モータの前方と発電機の左右とのデッドスペースに鞍形に配設される、という構成にて実現した。

この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図面は内燃機関搭載の電気自動車を示し、図１は全体構造を示す側面図、図２は同平面図、図３は図１の要部拡大側面図、図４は図２の要部拡大平面図、図５は要部の底面図である。

図１〜図５において、エンジンルーム１と車室２とを前後方向に仕切るダッシュパネルとしてのダッシュロアパネル３を設け、車室２に対してダッシュロアパネル３で隔てられたその前方をエンジンルーム１に設定している。
上述のダッシュロアパネル３の下部には、後方に向けて略水平に延びるフロアパネル４を連接し、このフロアパネル４の後部には、上方に立上がるキックアップ部５を介して、リヤフロア６を一体または一体的に連設している。このリヤフロア６は略水平に形成されている。

また、車体の底部中央部を車両の前後方向に延びる上凸形状のフロアトンネル７（以下、トンネル部と称す）を設けている。このトンネル部７は車体剛性の中心となるもので、ダッシュロアパネル３とキックアップ部５との間にわたって、上述のフロアパネル４に一体形成されたものである。

図２は、図示の便宜上、フロアパネル４、キックアップ部５、リヤフロア６を省略して示す平面図であるが、図１、図２に示すように、車室２内におけるトンネル部７の左右には、車幅方向に略一致して、運転席シート８と助手席シート９とを設けている。

上述の運転席シート８は、シートクッション８Ｃと、シートバック８Ｂとを備えており、同様に、上述の助手席シート９も、シートクッション９Ｃと、シートバック９Ｂとを備えている。なお、この実施例では右ハンドル車両を例示しているので、ステアリングホイール１０の位置と対応して車両右側に運転席シート８を配設したが、左ハンドル車両に対応して車両左側に運転席シートを配設すべく構成してもよい。

図１、図２に示すように、上述のエンジンルーム１にはダッシュロアパネル３から車両の前方に延びる左右一対のフロントサイドフレーム１１，１１（車体剛性部材）を設け、これら一対のフロントサイドフレーム１１，１１の前端には衝撃エネルギ吸収部材としてのクラッシュカン１２，１２を取付け、左右のクラッシュカン１２，１２相互間には、車幅方向に延びるフロントバンパレインフォースメント１３を横架している。

また、上述のダッシュロアパネル３の車幅方向中央部には、車室２側へ凹入する凹入部３ａを一体形成し、この凹入部３ａと対応して、エンジンルーム１の車幅方向中央部には内燃機関としてのエンジン１４を配置（縦置き配置）している。
このエンジン１４は車両前後方向の後ろ向きに指向するエンジン出力軸１５を有すると共に、シリンダヘッドの吸気ポートに連通する吸気マニホルド１６と、シリンダヘッドの排気ポートに連通する排気マニホルド１７と、を備えている。なお、図面では、エンジン１４としてレシプロエンジンを例示しているが、レシプロエンジンに代えて、ロータリエンジンを用いてもよい。

上述のエンジン１４の前方には、エンジン冷却水（但し、クーラントを含む）を、走行風を利用して空冷する熱交換器としてのラジエータユニット１８を配置している。このラジエータユニット１８は、ラジエータ本体とクーリングファンとを一体化したものである。

図２、図５に示すように、フロアパネル４の左右両サイドには、サイドシル１９を接合固定している。このサイドシル１９は、サイドシルインナとサイドシルアウタとを接合して、車両の前後方向に延びるサイドシル閉断面を備えた車体剛性部材である。なお。必要に応じてサイドシルインナとサイドシルアウタとの間には、サイドシルレインフォースメントを介設してもよい。

また、図５に示すように、トンネル部７とサイドシル１９との車幅方向の中間部において上述のフロアパネル４の下面には、左右一対のフロアフレーム２０，２０を取付け、このフロアフレーム２０とフロアパネル４下面との間には車両の前後方向に延びる閉断面を形成している。また、このフロアフレーム２０は、平面視または底面視において左右一対のフロントサイドフレーム１１，１１と車両の前後方向に連続する車体剛性部材である。

さらに、図５に示すように、トンネル部７の前後方向の後部において、該トンネル部７の下部とフロアパネル４との間には、車両の前後方向に延びる左右一対のトンネルブレース２１，２１を接合固定して、これらの各トンネルブレース２１，２１と、トンネル部７下部およびフロアパネル４と、の間には車両の前後方向に延びる閉断面２２，２２（図７参照）をそれぞれ形成し、トンネル剛性の向上を図るように構成している。

図２、図５に示すように、上述のリヤフロア６の下部両サイドには、車両の前後方向に延びる断面逆ハット形状のリヤサイドフレーム２３，２３を設け、このリヤサイドフレーム２３とリヤフロア６との間には、車両の前後方向に延びる閉断面を形成している。また、これら左右の各リヤサイドフレーム２３，２３は、サイドシル１９，１９と車両の前後方向にオーバラップする位置まで前方に延出されている。

図２、図３に示すように、左右一対のリヤサイドフレーム２３，２３間には、車幅方向に延びるリヤクロスメンバ２４（いわゆるＮｏ．４クロスメンバ）を設けており、断面逆ハット形状に形成されたこのリヤクロスメンバ２４とリヤフロア６との間には、車幅方向に延びる閉断面２５を形成して、後部車体剛性の向上を図っている。

また、図５に底面図で示すように、左右一対のリヤサイドフレーム２３，２３の下部には、サスペンションクロスメンバ２６を取付けている。このサスペンションクロスメンバ２６は、車幅方向に延びる前部クロスメンバ２６Ｆと、車幅方向に延びる後部クロスメンバ２６Ｒと、車両の前後方向に延びる左右の側部クロスメンバ２６Ｓ，２６Ｓと、を底面視で略方形枠状に組合せたサブフレームであって、このサスペンションクロスメンバ２６には複数のサスペンションリンクを介して、左右の後輪２７，２７を独立懸架している。
実際にはマルチリンク式のサスペンションであるが、図面では図示の便宜上、前後のロアアーム２８のみを示し、アッパアームおよびトー・コントロール・リンク等の他の要素の図示を省略している。

ところで、図１〜図５に示すように、運転席シート８および助手席シート９の後方で、かつ、上述の後輪２７の前方位置であって、車室２底部の下方外部（つまり、リヤフロア６の車外側）の車幅方向中央部には、発電機３０を配置している。

この発電機３０は、図１、図２に示すエンジン出力軸１５にユニバーサルジョイント３１、トランスファシャフト３２、ユニバーサルジョイント３３、カップリング３４を介して、該発電機３０内の回転子側の主軸が回転連結されており、トランスファシャフト３２はトンネル部７内に車両の前後方向に延びて配置されている。
つまり、上述の発電機３０はエンジン１４により駆動されて、発電を行なうものである。

また、上述の発電機３０の出力する電力により回転するモータ３５，３５を、車体後部に配置している。図３〜図５に示すように、この実施例では、上記モータ３５，３５は車室２底部の下方外部（リヤフロア６の車外側）の車幅方向中央部であって上記発電機３０に接近するその後方位置で、かつ側面視において上述の後輪２７，２７と略一致する位置に配置されると共に、該モータ３５は、図４、図５に示すように、車幅方向の仮想同軸上において左右に配設された合計２台の独立モータである。

要するに、独立モータからなる合計２台のモータ３５，３５は、リヤフロア６の車外側で、かつ上述の発電機３０の後方において、後輪２７，２７と略一致するように左右に並設されたものであり、車幅方向の仮想同軸上に左右の各モータ３５，３５の回転軸が一致するように配置されている。

そして、上述の左右の各モータ３５，３５の車幅方向外方には、サンギヤとキャリアとリングギヤとから成る遊星歯車機構が内蔵された減速用のギヤユニット３６，３６を一体的に取付けている。
上述のモータ３５と後輪２７、詳しくは、ギヤユニット３６内のリングギヤ（図示せず）と後輪２７とを、車幅方向に延びる左右一対のドライブシャフト３７，３７により連結し、左右の後輪２７，２７を、左右のモータ３５，３５の回転力にて駆動すべく構成している。

図６の（ａ）は図４の構成を概略的に示す本実施例の平面図、図６の（ｂ），（ｃ）は比較例であって、図６の（ｂ）においては発電機とモータとを車両の前後方向に一直線状に向けて連結し、リヤディファレンシャル装置３８を介して、左右のドライブシャフト３７，３７に差動出力を行なうものである。図６の（ｃ）においては発電機の後方にリヤディファレンシャル装置３８を配設し、さらに、その後方にモータを横向き配置したもので、リヤディファレンシャル装置３８を介して、左右のドライブシャフト３７，３７に差動出力を行なうものである。

図６の（ｂ）で示す比較例においては、発電機の前端とリヤディファレンシャル装置３８の後端までの車両前後方向の長さＬ３（いわゆる前後長）が長くなるという欠点がある。

図６の（ｃ）で示す比較例においては、発電機の前端とモータの後端までの車両前後方向の長さＬ２（いわゆる前後長）が若干短くなるものの、左右非対称となって、重量バランスが左右不均等となるので好ましくない。

これに対して、図６の（ａ）で示す実施例においては、左右の独立のモータ３５，３５を車幅方向の仮想同軸上に配設したので、左右独立モータ３５，３５および機構（発電機３０とモータ３５，３５とを含む機構）の車両前後方向の長さＬ１（いわゆる前後長）を最小限に設定することができ、また、重量物としての発電機３０および左右のモータ３５，３５を接近配置することができるうえ、同図に示すように、重量物を左右対称に配置することができるので効果的であって、さらには、ドライブシャフト３７の車幅方向の長さも最短に設定することができる。加えて、仮想同軸上に配置した左右の独立のモータ３５，３５を車幅方向の広い幅Ｗにて安定して支持することもできる。

一方、図３、図４に示すように、発電機３０の電力をモータ駆動用に変換するインバータユニット４０（パワーコントロールユニット、ＰＣＵと同意）を設けている。このインバータユニット４０は、図９に示すように、制御部４１と、パワーモジュール４２と、電圧平滑用のコンデンサ４３，４３を備えており、このインバータユニット４０は図３、図４、図９に示すように、左右の独立のモータ３５，３５の前方と発電機３０の上側左右とのデッドスペースに鞍形に配設されている。この構造により充分なコンデンサ４３容量を確保すべく構成したものである。なお、上述のインバータユニット４０の冷却は水冷式である。

また、図１、図２、図３、図５に示すように、左右の独立のモータ３５，３５の前方において上述の発電機３０の左右には、燃料タンク４４が配設されている。この燃料タンク４４は図５に底面図で示すように、左側のタンク部４４ａと、右側タンク部４４ｂと、これら両タンク部４４ａ，４４ｂの上部相互間を車幅方向に連通させる連通部４４ｃとを備えており、上記発電機３０の上側、右側、左側のデッドスペースを有効利用して配設すると共に、その重量バランスの左右均等化を図るように構成している。
さらに、図５に示すように、燃料タンク４４の左右の各タンク部４４ａ，４４ｂの車外側には、車体剛性部材としてのリヤサイドフレーム２３，２３が位置しているので、側突に対しても有効となる。

ところで、上述の発電機３０、インバータユニット４０、左右のモータ３５，３５は、図４に平面図で示すように、平面視において略方形枠状のクレードルフレーム４５で一体的に支持されているので、該クレードルフレーム４５による各要素３０，４０，３５の支持構造を、以下に詳述する。
このクレードルフレーム４５は、図４に平面図で示すように、前部において車幅方向に延びる前辺部４５ａと、後部において車幅方向に延びる後辺部４５ｂと、左側部において車両の略前後方向に延びる側辺部４５ｃと、右側部において車両の前後方向に延びる側辺部４５ｄとを、金属丸パイプ（剛性パイプ）を加工して、平面視で略方形枠状に形成したものである。

また、図７は図４のＡ−Ａ線矢視断面図、図８は図４のＢ−Ｂ線矢視断面図、図９、図１０、図１１は図４のＣ−Ｃ線矢視断面図（但し、図１０、図１１はインバータユニット支持構造の他の実施例を示す）、図１２は図４のＤ−Ｄ線矢視断面図である。

まず、図３、図８を参照して、発電機３０の支持構造について説明する。
発電機３０の左右両部には取付けフランジ３０ａ，３０ａを一体形成し、これら左右の取付けフランジ３０ａ，３０ａと対応して、クレードルフレーム４５の左右の側辺部４５ｃ，４５ｄ車外側には溶接手段等によりフランジ４６，４６を一体的に形成している。

そして、上述のクレードルフレーム４５のフランジ４６，４６上部に発電機３０の取付けフランジ３０ａ，３０ａを上載し、複数のボルト、ナットなどの取付け部材４７を用いて、両フランジ４６，３０ａを締結して、クレードルフレーム４５に発電機３０を取付けたものであり、この場合、発電機３０の下端側を、クレードルフレーム４５の左右の側辺部４５ｃ，４５ｄ間に位置させることで、スペース効率の向上を図っている。

次に、図３、図９を参照して、インバータユニット４０の支持構造について説明する。
鞍形に形成されたインバータユニット４０の左右の両脚部４０ａ，４０ｂに対応して、クレードルフレーム４５の左右の側辺部４５ｃ，４５ｄには、上方に延びる逆Ｌ字状の取付けブラケット４８，４８をそれぞれ一体的に設け、これらの両取付けブラケット４８，４８にボルトなどの取付け部材４９，４９を用いて、インバータユニット４０の左右の両脚部４０ａ，４０ｂを締結固定している。

また、上述の取付けブラケット４８，４８は補強用のリブ４８ａ，４８ａを有するものであって、この構造によりインバータユニット４０をクレードルフレーム４５に安定して支持させることができる。

図９に示すインバータユニット支持構造に代えて、図１０または図１１に示す支持構造を採用してもよい。

図１０に示すインバータユニット４０の支持構造は、図９の構造に加えて、左右の取付けブラケット４８，４８と、インバータユニット４０の両脚部４０ａ，４０ｂの底面との間に、車幅方向に延びて左右の取付けブラケット４８，４８を連結する剛性板部材５０（いわゆるプレート）を設け、取付け部材４９により、取付けブラケット４８および剛性板部材５０をインバータユニット４０の左右の両脚部４０ａ，４０ｂに対して、共締め固定したものである。
このように構成すると、インバータユニット４０の支持剛性の向上を図ることができる。

図１１に示すインバータユニット４０の支持構造は、インバータユニット４０の左右の両脚部４０ａ，４０ｂに対応して、クレードルフレーム４５の左右の側辺部４５ｃ，４５ｄに、ブラケット５１，５１を一体的に突設したものである。
上述のブラケット５１は、クレードルフレーム４５の側辺部４５ｃ，４５ｄに溶接固定する断面円弧状の取付け座５１ａと、この取付け座５１ａからインバータユニット４０の両脚部４０ａ，４０ｂ底面に向けて上方に延び、かつ連続したコ字状断面を有するホーン（ｈｏｒｎ）形状の突出部材５１ｂと、から構成されている。

そして、これら左右一対のブラケット５１，５１における突出部材５１ｂ，５１ｂの上部を、ボルトなどの取付け部材４９，４９を用いて、インバータユニット４０の左右の両脚部４０ａ，４０ｂに固定することで、該インバータユニット４０をクレードルフレーム４５に対して安定支持させたものである。

次に、図３、図１２を参照して、左右一対のモータ３５，３５の支持構造について説明する。
図３、図１２に示すように、左右の各モータ３５，３５の下部前後両位置には、フランジ３５ａ，３５ａをそれぞれ一体形成している。一方、図１２に示すように、クレードルフレーム４５の左側の側辺部４５ｃの前後両箇所には、該側辺部４５ｃを保持する略Ｕ字状の保持部５２ａと、取付け座５２ｂ，５２ｃとを備えた取付けブラケット５２を設けている。

また、図１２に示すように、クレードルフレーム４５の右側の側辺部４５ｄの前後両箇所には、該側辺部４５ｄを保持する略Ｕ字状の保持部５３ａと、取付け座５３ｂ，５３ｃとを備えた取付けブラケット５３を設けている。

そして、一方左側かつ前後両位置の取付けブラケット５２の保持部５２ａでクレードルフレーム４５の側辺部４５ｃを下方から保持した状態において、該取付けブラケット５２の取付け座５２ｂ，５２ｃを、複数のボルト（締結部材）５４を用いて、左側のモータ３５のフランジ３５ａに締結固定している。

また、他方右側、かつ前後両位置の取付けブラケット５３の保持部５３ａでクレードルフレーム４５の右側の側辺部４５ｄを下方から保持した状態において、該取付けブラケット５３の取付け座５３ｂを、ボルト（締結部材）５５，５５を用いて、右側のモータ３５のフランジ３５ａと左側のモータ３５のフランジ３５ａとに跨がるように締結固定している。
このように、合計４個の取付けブラケット５２，５２，５３，５３を用いて、クレードルフレーム４５に左右一対かつ独立のモータ３５，３５を支持させている。

ここで、図１２に正面図で示すように、右側のモータ３５のフランジ３５ａは、該モータ３５の右端から車幅方向の距離Ｌ０を残して、その他の部位に形成したものであり、この距離Ｌ０に相当して、右側のモータ３５の下部には排気管配設スペース５６を形成している。

また、図３に側面図で示すように、前後の取付けブラケット５２，５２間、５３，５３間におけるクレードルフレーム４５の側辺部４５ｃ，４５ｄは、モータ３５の下部形状に対応すべく下方へ突出するような湾曲形状に形成している。
このようにして、上述のクレードルフレーム４５上には、発電機３０と、インバータユニット４０と、左右の独立のモータ３５，３５と、が一体的に取付け支持されている。

次に、これら各要素３０，４０，３５，３５がアセンブリされたクレードルフレーム４５を、車体に取付け支持する構造について説明する。
図３、図４に示すように、クレードルフレーム４５の前側のコーナ部には、該コーナ部から前方に延びる左右一対のブラケット５７，５７を取付け、これらの各ブラケット５７，５７には前方に突出する支軸としてのボルト５８，５８を一体的に設けている。

また、図３、図４、図１２に示すように、クレードルフレーム４５の後側のコーナ部には、該コーナ部から上方に延びる左右一対の突出部材５９，５９（いわゆる角部）を取付け、これらの各突出部材５９，５９には後方に突出する支軸としてのボルト６０，６０を一体的に設けている。

一方、図３〜図５に示すように、左右一対のトンネルブレース２１，２１の下面には、これら左右一対のトンネルブレース２１，２１間を車幅方向に連結するトンネルクロスメンバ６１（いわゆる、マウントメンバ）を設けている。

このトンネルクロスメンバ６１は、図７にも示すように、ボルト、ナット等の取付け部材６２を用いて、左右一対のトンネルブレース２１，２１間に張架されたもので、上述のクレードルフレーム４５の前側は図３、図４、図５に示すように複数のブッシュマウント６３，６３を介してトンネルクロスメンバ６１に弾性支持されている。

ここで、上述のブッシュマウント６３は、図１３に示すように、外筒６３ａと、スリーブ６３ｂと、これら両者６３ａ，６３ｂ間に介設したゴム部材６３ｃとを備えており、クレードルフレーム４５の前側にブラケット５７を介して設けたボルト５８を、上記ブッシュマウント６３のスリーブ６３ｂに貫通し、該スリーブ６３ｂから前方に突出したボルト５８のネジ部にナット６４を締付けることで、クレードルフレーム４５の前側を、複数のブッシュマウント６３，６３を介してトンネルクロスメンバ６１に支持させたものである。

また、図３〜図５に示すように、リヤクロスメンバ２４（いわゆるＮｏ．４クロスメンバ）の下面には、ボルト、ナット等の取付け部材６５を用いて、ブラケット６６（いわゆる、マウントメンバ）を取付け、このブラケット６６には図１２にも示すように左右一対のブッシュマウント６７，６７を取付けている。これらのブッシュマウント６７，６７はトンネルクロスメンバ６１側のブッシュマウント６３と同様に構成されており、クレードルフレーム４５の後側に突出部材５９を介して設けたボルト６０を、上記ブッシュマウント６７のスリーブに貫通し、該スリーブから後方に突出したボルト６０のネジ部にナットを締付けることで、クレードルフレーム４５の後側を、複数のブッシュマウント６７，６７を介してリヤクロスメンバ２４に支持させたものである。
つまり、発電機３０と、インバータユニット４０と、左右の各モータ３５，３５とをアセンブリしたクレードルフレーム４５は、前後各複数のブッシュマウント６３，６３，６７，６７を介して車体下面部に取付けられている。

次に、排気系の配設構造について説明する。
図２に平面図で示すように、エンジン１４の排気ポートに連通接続した排気マニホルド１７の下流部にはフロントエキゾーストパイプ７０を接続し、このフロントエキゾーストパイプ７０の下流端には、図１、図２に示すように排気ガス浄化用のキャタリスト７１を接続している。

図１、図２に示すように、上述のキャタリスト７１は、トンネル部７内のトランスファシャフト３２に隣接して配設されたもので、このキャタリスト７１をエンジン１４に可及的近い上流側に配設している。
上述のキャタリスト７１の下流には排気管７２を接続している。この排気管７２は図１〜図５、図７に示すように、トンネル部７内を通って車両後方に延びると共に、左右のモータ３５，３５の配設部位においては、図１２に示すように、右側のモータ３５の下部に形成された排気管配設スペース５６を通って、さらに車両後方に延びて、排気管７２の下流端にはフランジ７３を介してメインサイレンサ７４を接続し、このメインサイレンサ７４の左右両サイド部にはテールパイプ７５，７５を接続している。

次に、図１４を参照してハーネスの配設構造について説明する。
図１４は図４の要部拡大平面図であって、発電機３０、インバータユニット４０、左右のモータ３５，３５にはそれぞれコネクタ８０，８１，８２，８３，８４が設けられており、発電機３０に設けられたコネクタ８０にはハーネス８５を接続し、このハーネス８５を用いて発電機出力電力をインバータユニット４０に入力すべく構成している。

また、インバータユニット４０側の左右のコネクタ８１，８２と、左右のモータ３５，３５のコネクタ８３，８４との間を、ハーネス８６，８７で接続し、インバータユニット４０でモータ駆動用に変換された電力を左右の各モータ３５，３５に供給すべく構成している。

なお、図１、図２において、９０は前輪、９１はボンネット、９２はフロントウインドガラス、９３はルーフ部、９４はリヤウインドガラス、９５はトランクリッド、９６はインストルメントパネル、９７はヒンジピラーであり、また、図中、矢印Ｆは車両前方を示し、矢印Ｒは車両後方を示す。

このように構成した内燃機関搭載の電気自動車は、エンジン１４の回転力が、図示しないフライホイールの慣性力により回転むらが低減された後に、エンジン出力軸１５を介してトランスファシャフト３２に伝達され、このトランスファシャフト３２で発電機３０が駆動されるので、発電機３０は発電を行ない、その電力はインバータユニット４０にてモータ駆動用に変換された後に、ハーネス８６，８７を介して左右のモータ３５，３５に供給される。

左右のモータ３５，３５が回転すると、モータ回転軸の出力がギヤユニット３６内の図示しないサンギヤに入力された後に、遊星歯車機構にて回転数が約１／７に減速され、ギヤユニット３６内のリングギヤから出力されるので、ドライブシャフト３７を介して後輪２７に駆動力が伝達される。

このように上記実施例の内燃機関搭載の電気自動車は、車体の底部中央部を車両の前後方向に延びる上凸形状のトンネル部７と、上記トンネル部７の左右に車幅方向に略一致して運転席シート８と助手席シート９が設けられた車室２と、該車室２に対してダッシュロアパネル３で隔てられその前方に設けられたエンジンルーム１と、該エンジンルーム１の車幅方向中央部に配置されエンジン出力軸１５が車両前後方向の後ろ向きに指向するエンジン１４と、上記エンジン出力軸１５に回転連結された発電機３０と、上記発電機３０の出力する電力により回転し車体後部に配置されたモータ３５，３５と、上記モータ３５により駆動される左右の後輪２７，２７と、を備えた内燃機関搭載の電気自動車であって、上記発電機３０は上記運転席シート８および助手席シート９の後方で、かつ上記後輪２７の前方位置であって、上記車室２底部の下方外部の車幅方向中央部に配置され、上記エンジン１４の出力軸１５と上記発電機３０とを回転連結するトランスファシャフト３２が、上記トンネル部７内に前後方向に延びて配置され、上記モータ３５は上記車室２底部の下方外部の車幅方向中央部であって上記発電機３０に接近するその後方位置で、かつ側面視において上記後輪２７と略一致する位置に配置され、上記モータ３５と上記後輪２７とは車幅方向に延びるドライブシャフト３７により連結されたものである（図１、図２参照）。

この構成によれば、エンジン１４と発電機３０とを、少なくとも運転席シート８、助手席シート９を隔てて車両前後方向に離間して配置したので、トンネル部７はトランスファシャフト３２を収容する程度に小型化でき、また、発電機３０に起因する騒音も乗員から後方に遠ざけることで、その対策が容易となり、さらに、車両フロント側の重量が過大になることを解消することができる。加えて、エンジン１４後部に直接取付けるトランスミッション（いわゆる直付けミッション）によるトンネル部７の大型化の懸念がないため、エンジン１４をダッシュロアパネル３直前まで後退させて、ヨー慣性モーメントの低減を図ることがでる。

また、発電機３０とモータ３５とを近接配置したので、該発電機３０とモータ３５との間のハーネス８５，８６，８７（図１４参照）を最も短くすることができ、かつ、モータ３５と後輪２７との間の駆動系（ドライブシャフト３７参照）も、これら両者３５，２７間の車幅方向間だけの長さでよい。また、電力や大トルクの伝達経路を短くすることができ、各種損失の低減、重量軽減、経路保護の省略が可能となる。

さらに、発電機３０はＦＲ的エンジン直結配置と異なって、エンジン１４の位置に関わらず、低い位置に配置することができ、車両の低重心化を図ることができる。
しかも、発電機３０とモータ３５とを車両後部において互に接近する位置に配設したので、従来のトランスアクスル車とは異なって、パワー経路の短縮を図ることができる。

また、上記トンネル部７内の上記トランスファシャフト３２に隣接して排気ガス浄化用のキャタリスト７１が配設されたものである（図１、図２参照）。
この構成によれば、エンジン１４の直後に発電機３０やトランスミッションが存在しないので、トランスファシャフト３２に隣接し、かつ可及的エンジン１４に近い上流位置に比較的容積が大きいキャタリスト７１を配設することができ、排気ガス温度によりキャタリスト７１の早期活性化を図ることができる。

さらに、上記モータ３５，３５は、車幅方向の仮想同軸上において左右に配設された独立モータであることを特徴とする（図２、図６のａ参照）。
この構成によれば、左右の各独立モータ３５，３５を上記同軸上に配置したので、左右独立モータ３５，３５および機構（発電機３０とモータ３５とを含む機構）の車両前後方向の長さ（いわゆる前後長）Ｌ１を最小限に設定することができ、重量物としての発電機３０および左右のモータ３５，３５を接近配置することができるうえ、重量物（発電機３０，モータ３５，３５参照）を左右対称に配置することができるので効果的であり、さらに、ドライブシャフト３７の車幅方向の長さも最短に設定することができる。さらには、左右のモータ３５，３５を車幅方向の同軸上に並べて配設したので、これら各モータ３５，３５を車幅方向の広い幅Ｗ（図６参照）にて安定して支持することも可能となる。

加えて、上記左右の独立モータ３５，３５前方の発電機３０の左右に燃料タンク４４が配設されたものである（図１、図２参照）。
この構成によれば、デッドスペースを有効利用して、燃料タンク４４を配設することができ、その重量バランスも左右均等となる。

この発明の一実施態様においては、また、上記発電機３０の電力をモータ駆動用に変換するインバータユニット４０を備え、該インバータユニット４０は上記独立モータ３５，３５の前方と発電機３０の左右とのデッドスペースに鞍形に配設されたものである（図１、図９〜図１１参照）。
この構成によれば、独立モータ３５の前方と発電機３０の左右とのデッドスペースを有効利用して、鞍形のインバータユニット４０をコンパクトにレイアウトすることができると共に、コンデンサ４３を収納する充分なスペースが確保できるので、電圧平滑に必要な充分な静電容量を確保することができる。

この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明の内燃機関は、実施例のエンジン１４に対応し、
以下同様に、
フロアトンネルは、トンネル部７に対応し、
運転席は、運転席シート８に対応し、
助手席は、助手席シート９に対応し、
ダッシュパネルは、ダッシュロアパネル３に対応し、
内燃機関の出力軸は、エンジン出力軸１５に対応するも、
この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。
例えば、内燃機関は実施例で例示したレシプロエンジンに代えて、ロータリエンジンを用いてもよく、
また実施例で示した右ハンドル車に代えて、左ハンドル車に上記構成を適用してもよい。

本発明の内燃機関搭載の電気自動車を示す側面図 フロアパネルおよびリヤフロアを取外した状態で示す電気自動車の平面図 図１の要部の拡大側面図 図２の要部の拡大平面図 電気自動車の要部の拡大底面図 発電機およびモータの配設構造を示す概略図で、（ａ）は本実施例の平面図、（ｂ），（ｃ）は比較例の平面図 図４のＡ−Ａ線矢視断面図 図４のＢ−Ｂ線矢視断面図 図４のＣ−Ｃ線矢視断面図 インバータユニット支持構造の他の実施例を示す正面図 インバータユニット支持構造のさらに他の実施例を示す正面図 図４のＤ−Ｄ線矢視断面図 ブッシュマウントによる支持構造を示す分解斜視図 ハーネスの配設構造を示す部分拡大平面図 従来の内燃機関搭載の電気自動車を示す側面図

１…エンジンルーム
２…車室
３…ダッシュロアパネル（ダッシュパネル）
７…トンネル部（フロアトンネル）
８…運転席シート（運転席）
９…助手席シート（助手席）
１４…エンジン（内燃機関）
１５…エンジン出力軸（出力軸）
２７…後輪
３０…発電機
３２…トランスファシャフト
３５…モータ
３７…ドライブシャフト
４０…インバータユニット
４４…燃料タンク
７１…キャタリスト

Claims (1)

1. 車体の底部中央部を前後方向に延びる上凸形状のフロアトンネルと、
   上記フロアトンネルの左右に車幅方向に略一致して運転席と助手席が設けられた車室と、
   該車室に対してダッシュパネルで隔てられその前方に設けられたエンジンルームと、
   該エンジンルームの車幅方向中央部に配置され出力軸が車両前後方向の後ろ向きに指向する内燃機関と、
   上記出力軸に回転連結された発電機と、
   上記発電機の出力する電力により回転し車体後部に配置されたモータと、
   上記モータにより駆動される左右の後輪と、を備えた
   内燃機関搭載の電気自動車であって、
   上記発電機は上記運転席および助手席の後方で、かつ上記後輪の前方位置であって、
   上記車室底部の下方外部の車幅方向中央部に配置され、
   上記内燃機関の出力軸と上記発電機とを回転連結するトランスファシャフトが、上記フロアトンネル内に前後方向に延びて配置され、
   上記モータは上記車室底部の下方外部の車幅方向中央部であって上記発電機に接近するその後方位置で、かつ側面視において上記後輪と略一致する位置に配置され、
   上記モータと上記後輪とは車幅方向に延びるドライブシャフトにより連結され、
   上記フロアトンネル内の上記トランスファシャフトに隣接してキャタリストが配設され、
   上記モータは、車幅方向の仮想同軸上において左右に配設された独立モータであり、
   上記左右の独立モータ前方の発電機の左右に燃料タンクが配設され、
   さらに、上記発電機の電力をモータ駆動用に変換するインバータユニットを備え、
   該インバータユニットは上記独立モータの前方と発電機の左右とのデッドスペースに鞍形に配設された
   内燃機関搭載の電気自動車。

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