KR101410543B1 - 전동 이륜차의 스로틀 개방도 검지 장치 - Google Patents

전동 이륜차의 스로틀 개방도 검지 장치 Download PDF

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스스무 아쿠츠
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혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 목적은, 배터리, 모터, 제어부 등을 내장한 스윙 아암을 갖는 전동 이륜차에 적합한 스로틀 개방도 검지 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 전동 이륜차(1)의 스로틀 개방도 검지 장치는, 전동 이륜차(1)의 후륜(WR)를 축 지지하며 차체에 요동 가능하게 부착되는 스윙 아암(30)의 내부에, 배터리(56), 후륜(WR)을 구동시키는 전동 모터(M) 및 이 전동 모터(M)를 제어하는 제어 장치로서의 기판(50)을 내장한다. 스로틀 그립(80)과 스로틀 개방도 센서(60) 사이가 물리적인 전달 수단(62, 85, 86)으로 연결됨으로써, 스로틀 그립(80)의 회동 각도를 검지할 수 있도록 구성하고, 스로틀 개방도 센서(60)를 기판(50)에 부착한다. 기판(50)은, 평면부를 차폭 방향을 지향하여 배치한다. 스로틀 개방도 센서(60)를, 센서축(65)의 회동 각도를 검지하며, 센서축(65)이 차폭 방향을 지향하도록 기판(50)의 차폭 방향 외측의 면에 부착된다.

Description

전동 이륜차의 스로틀 개방도 검지 장치{THROTTLE POSITION DETECTOR FOR TWO-WHEELED ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은, 전동 이륜차의 스로틀 개방도 검지 장치에 관한 것으로, 특히, 탑승자의 조작에 따른 스로틀 개방도를 전기 신호로서 검지하는 전동 이륜차의 스로틀 개방도 검지 장치에 관한 것이다.
종래부터, 이륜차의 핸들 바에 회동 가능하게 부착된 스로틀 그립을 조작함으로써 차량의 동력원의 출력을 변화시키는 구성이 알려져 있다.
특허문헌 1에는, 스로틀 그립에 근접 배치된 센서로 그 회동 각도를 검지하고, 이 센서 신호에 기초하여, 내연 기관의 흡입 기관에 구비된 스로틀 밸브를 액추에이터로 개폐하도록 한 TBW(스로틀·바이·와이어) 시스템이 개시되어 있다. 스로틀 개방도의 센서 신호는, 배선을 통해 차체의 소정의 위치에 설치된 제어부에 입력된다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2007-32299호 공보
그런데, 모터를 구동원으로 하는 전동 이륜차에 있어서도, 탑승자의 의사에 따라 모터를 구동시키기 위해 특허문헌 1에 기재된 바와 같은 스로틀 조작 장치를 필요로 한다. 그러나, 배터리, 모터, 제어부 등을 스윙 아암(유닛 스윙)에 내장하는 스쿠터형의 전동 이륜차에 대하여, 스로틀 그립 근방에 스로틀 개방도 센서를 배치하는 특허문헌 1의 구성을 그대로 적용하면, 센서 자체를 케이스로 보호하거나, 방수를 고려할 필요가 있는데다가, 스로틀 그립 근방에 부착되는 센서와 스윙 아암 내의 제어부 사이를 접속하는 배선이 길어져, 센서 신호에 노이즈가 들어가기 쉬워지거나, 배선의 진동 및 방수 대책 등을 필요로 할 가능성이 있었다.
본 발명의 목적은, 상기 종래 기술의 과제를 해결하고, 배터리, 모터, 제어부 등을 내장한 스윙 아암을 갖는 전동 이륜차에 적합한 스로틀 개방도 검지 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 전동 이륜차(1)의 조향 핸들(8)에 부착되어 탑승자가 조작하는 스로틀 그립(80)의 개방도를 검지하는 스로틀 개방도 검지 장치에 있어서, 상기 전동 이륜차(1)의 후륜(WR)을 축 지지하며 차체에 요동 가능하게 부착되는 스윙 아암(30)의 내부에, 배터리(56), 후륜(WR)을 구동시키는 전동 모터(M) 및 상기 전동 모터(M)를 제어하는 제어 장치로서의 기판(50)이 내장되어 있고, 상기 스로틀 그립(80)과 상기 스로틀 개방도 센서(60) 사이가 물리적인 전달 수단(62, 85, 86)으로 연결됨으로써, 상기 스로틀 그립(80)의 회동 각도를 검지할 수 있도록 구성되어 있으며, 상기 스로틀 개방도 센서(60)가, 상기 기판(50)에 부착되어 있는 점에 제1 특징이 있다.
또한, 상기 기판(50)은, 차폭 방향으로 평면부를 지향하여 배치되어 있고, 상기 스로틀 개방도 센서(60)는, 센서축(65)의 회동 각도를 검지하는 구성을 가지며, 상기 센서축(65)이 차폭 방향을 지향하도록 상기 기판(50)의 차폭 방향 외측의 면에 부착되어 있고, 상기 전달 수단(62, 85, 86)은, 상기 센서축(65)에 고정된 풀리(61)에 결합되는 이너 와이어(62a, 85a, 86a)를 갖는 스로틀 케이블이며, 상기 풀리(61)는, 스로틀 개방도 센서(60)의 차폭 방향 외측에 설치되어 있는 점에 제2 특징이 있다.
또한, 상기 스윙 아암(30)은, 상기 후륜(WR)을 단일의 아암부(39)로 축 지지하는 캔틸레버식이며, 상기 기판(50)은, 차폭 방향 양측 중 상기 아암부(39)측의 단부에 설치되어 있는 점에 제3 특징이 있다.
또한, 상기 기판(50)은, 발열량이 작은 제어 소자가 실장되는 제어 기판(50a)과, 발열량이 큰 발열 소자가 실장되는 발열 소자 기판(50b)을 포함하고, 상기 제어 기판(50a)의 차체 후방측에 상기 발열 소자 기판(50b)이 설치되며, 상기 스로틀 개방도 센서(60)는, 상기 제어 기판(50a)에 부착되어 있는 점에 제4 특징이 있다.
또한, 상기 스윙 아암(30)의 차폭 방향 외측의 일면에는, 적어도 상기 기판(50)을 덮는 스윙 아암 커버(58)가 부착되어 있고, 상기 스윙 아암 커버(58)에 형성된 관통 구멍에, 상기 전달 수단(62)을 지지하는 지지 부재(63)가 부착되어 있는 점에 제5 특징이 있다.
또한, 상기 제어 기판(50a)은, 배터리(56)의 차폭 방향측 단부에서, 상기 스윙 아암(30)의 요동축(19)의 관통 구멍(19a)에 근접 배치되어 있는 점에 제6 특징이 있다.
제1 특징에 따르면, 전동 이륜차의 후륜을 축 지지하며 차체에 요동 가능하게 부착되는 스윙 아암의 내부에, 배터리, 후륜을 구동시키는 전동 모터 및 이 전동 모터를 제어하는 제어 장치로서의 기판이 내장되어 있고, 스로틀 그립과 스로틀 개방도 센서 사이가 물리적인 전달 수단으로 연결됨으로써, 스로틀 그립의 회동 각도를 검지할 수 있도록 구성되어 있으며, 스로틀 개방도 센서가 모터 제어용의 기판에 부착되어 있기 때문에, 센서 자체를 케이스로 보호하거나, 방수를 고려할 필요가 없어질 뿐만 아니라, 센서로부터 제어 기판까지의 배선이 짧아져, 노이즈 터프니스가 향상된다. 스로틀 그립 근방에 스로틀 개방도 센서가 배치되지 않기 때문에, 스로틀 주위를 깔끔하게 하여 외관성을 높일 수도 있다.
제2 특징에 따르면, 기판은, 차폭 방향으로 평면부를 지향하여 배치되어 있고, 스로틀 개방도 센서는, 센서축의 회동 각도를 검지하는 구성을 가지며, 센서축이 차폭 방향을 지향하도록 기판의 차폭 방향 외측의 면에 부착되어 있고, 전달 수단은, 센서축에 고정된 풀리에 결합되는 이너 와이어를 갖는 스로틀 케이블이며, 풀리는, 스로틀 개방도 센서의 차폭 방향 외측에 설치되어 있기 때문에, 이너 와이어가 결합하는 풀리가 차폭 방향 외측에 설치되게 되어, 와이어의 착탈이나 여유 조정 등이 용이해진다. 또한, 센서부가 풀리보다 차폭 방향 내측에 설치되게 되어, 센서부가 외란(外亂) 등의 영향을 받기 어려워진다.
제3 특징에 따르면, 스윙 아암은 후륜을 단일의 아암부로 축 지지하는 캔틸레버식이며, 기판은, 차폭 방향 양측 중 아암부측의 단부에 설치되어 있기 때문에, 기판 및 스로틀 개방도 센서가 스윙 아암의 아암부측에 집중 배치되어, 정비성을 높일 수 있다.
제4 특징에 따르면, 기판은, 발열량이 작은 제어 소자가 실장되는 제어 기판과, 발열량이 큰 발열 소자가 실장되는 발열 소자 기판을 포함하고, 제어 기판의 차체 후방측에 발열 소자 기판이 설치되며, 스로틀 개방도 센서는 제어 기판에 부착되어 있기 때문에, 발열량이 작은 제어 기판에 스로틀 개방도 센서를 부착함으로써 발열량이 작은 전자 부품을 집중 배치할 수 있으며, 스로틀 개방도 센서가 발열 소자가 발생하는 열의 영향을 받기 어려워진다.
제5 특징에 따르면, 스윙 아암의 차폭 방향 외측의 일면에는, 적어도 기판을 덮는 스윙 아암 커버가 부착되어 있고, 스윙 아암 커버에 형성된 관통 구멍에, 전달 수단을 지지하는 지지 부재가 부착되어 있기 때문에, 스윙 아암 커버에 의해 전달 수단이 지지되게 되어, 스윙 아암이 차체 프레임에 대하여 요동하여도, 스로틀 케이블에 생기는 휘어짐 등이 풀리에 그대로 전달되는 것을 막을 수 있다. 또한, 지지 부재를 고무 등으로 형성함으로써 스윙 아암 내에의 수분 등의 침입을 방지할 수 있다.
제6 특징에 따르면, 제어 기판은, 배터리의 차폭 방향측 단부에서 스윙 아암의 요동축의 관통 구멍에 근접 배치되어 있기 때문에, 스로틀 개방도 센서가 스윙 아암의 요동축에 근접 배치되게 되어, 스로틀 개방도 센서에 연결되는 스로틀 케이블이 스윙 아암의 요동 동작의 영향을 받기 어려워진다. 또한, 스로틀 개방도 센서가 스윙 아암의 전단 쪽에 설치됨으로써, 스로틀 그립과 접속하기 위한 스로틀 케이블의 길이를 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 전동 이륜차의 측면도이다.
도 2는 스윙 아암의 확대 측면도이다.
도 3은 스윙 아암의 평면도이다.
도 4는 스윙 아암의 사시도이다.
도 5는 포팅 처리 후의 상태를 도시하는 스윙 아암의 평면도이다.
도 6은 전동 이륜차에 적용되는 전기 계통의 전체 구성을 도시하는 블록도이다.
도 7은 전동 이륜차에 적용되는 전기 계통의 충전기 부분의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태의 변형예에 따른 스윙 아암의 측면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시형태의 변형예에 따른 스윙 아암의 평면도이다.
도 10은 스로틀 개방도 센서의 정면도이다.
도 11은 스로틀 개방도 센서의 측면도이다.
도 12는 스로틀 그립과 스로틀 개방도 센서를 연결하는 스로틀 케이블의 구성을 도시하는 사시도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 전동 이륜차(1)의 측면도이다. 전동 이륜차(1)는, 저상 플로어(16)를 갖는 스쿠터형의 안장형 차량이며, 스윙 아암(유닛 스윙)(30)에 수납된 전동 모터(M)에 의해 후륜(WR)을 구동시킨다. 차체 프레임(2)의 전방부에는, 스템 샤프트(도시 생략)를 회전 가능하게 축 지지하는 헤드 파이프(3)가 결합되어 있다. 스템 샤프트의 상부에는, 핸들 커버(11)로 덮여지는 조향 핸들(8)이 결합되어 있고, 한쪽의 하부에는, 차축(7)에 의해 전륜(WF)을 회동 가능하게 축 지지하는 좌우 한쌍의 프론트 포크(6)가 결합되어 있다.
차체 프레임(2)은, 헤드 파이프(3)의 후방부로부터 하방으로 연장되는 메인 파이프(4)와, 이 메인 파이프(4)의 후단부에 연결되어 차체 후방부 상방으로 연장되는 리어 프레임(5)을 구비한다. 저상 플로어(16)의 하부에 위치하는 메인 파이프(4)에는, 저상 플로어(16)를 지지하는 플로어 프레임(15)이 부착되어 있다. 또한, 메인 파이프(4)와 리어 프레임(5)의 결합부에는, 좌우 한쌍의 피봇 플레이트(17)가 부착되어 있다.
스윙 아암(30)은, 차폭 방향 좌측에만 아암부를 갖는 캔틸레버식이며, 피봇 플레이트(17)에 부착된 링크(18)를 관통하는 요동축(19)을 통해, 차체 프레임(2)에 요동 가능하게 축 지지되어 있다. 스윙 아암(30)은, 알루미늄 등의 금속으로 이루어지는 일부 중공 구조체이고, 차축(32)의 근방에 전동 모터(M)가 수납되며, 모터 축(31)을 갖는 전동 모터(M)의 차체 전방에는, 제어 장치로서의 기판(50)이 설치되어 있다. 전동 모터(M)에 전력을 공급하는 배터리(56)(도 3 참조)는, 기판(50)의 차폭 방향 우측에 설치되어 있다.
후륜(WR)은, 차축(32)에 의해 스윙 아암(30)에 회전 가능하게 축 지지되어 있고, 스윙 아암(30)의 후단부는, 리어 쿠션(26)을 통해 리어 프레임(5)에 현수되어 있다. 또한, 시트(20)의 하부에는, 짐 싣는 스페이스가 되는 수납 박스(21)가, 좌우 한쌍의 리어 프레임(5) 사이에 놓이도록 설치되어 있다.
차체 프레임(2)의 메인 파이프(4)는, 차체 전방측의 프론트 카울(13) 및 차체 후방측의 레그 실드(12)로 덮여져 있다. 핸들 커버(11)의 상부에는, 미터 장치(9)가 설치되어 있고, 미터 장치(9)의 차체 전방측에는 전조등(10)이 부착되어 있다. 프론트 포크(6)의 상부에는, 전륜(WF)을 덮는 프론트 펜더(14)가 고정되어 있다.
리어 프레임(5)의 차폭 방향 외측은 시트 카울(23)로 덮여져 있고, 시트 카울(23)의 후단부에는 미등 장치(24)가 부착되어 있다. 미등 장치(24)의 상방에는, 리어 프레임(5)에 결합된 후방 캐리어(22)가 돌출되어 있으며, 미등 장치(24)의 하방에는, 후륜(WR)의 후방 상방을 덮는 리어 펜더(25)가 마련되어 있다.
도 2는 스윙 아암(30)의 확대 측면도이다. 또한, 도 3은 스윙 아암(30)의 평면도이며, 도 4는 스윙 아암(30)의 분해 사시도이다. 상기와 동일 부호는, 동일 또는 동등 부분을 나타낸다. 상기한 바와 같이, 스윙 아암(30)은, 알루미늄 등의 금속으로 이루어지는 일부 중공 구조체이며, 후륜(WR)을 차폭 방향 좌측의 아암부(39)로 지지하는 캔틸레버식으로 된다. 스윙 아암(30)의 차체 전방측 하부에는, 요동축(19)(도 1 참조)의 관통 구멍(19a)이 형성된 좌우 한쌍의 피봇 플랜지(36)가 마련되어 있다.
피봇 플랜지(36)의 차체 상방측에는, 복수의 배터리 셀로 이루어지는 배터리(56)가 삽입되는 수납 공간(35)이 형성되어 있고, 이 수납 공간(35)의 외피부를 형성하는 광폭 케이스부(38)와 아암부(39)는, 만곡부(40)를 통해 연속적으로 형성되어 있다. 수납 공간(35) 및 아암부(39)의 차폭 방향 좌측에는, 기판(50) 및 전동 모터(M)를 일체적으로 덮는 박판형의 스윙 아암 커버(57)가 부착되어 있다.
아암부(39)의 후단부에는, 전동 모터(M)의 회전을 감속하는 감속기가 수납된 감속기 케이스(33, 41)가 부착되어 있다. 차축(32)은, 감속기 케이스(41)로부터 차폭 방향 우측을 향하여 돌출되어 있고, 이 차축(32)의 단부에, 후륜(WR)의 휠(34)이 너트(32a)에 의해 고정되어 있다. 후륜(WR)에는 튜브리스 타이어가 사용되고, 휠(34)에는 에어 벨브(42)가 마련되어 있다. 또한, 감속기 케이스(33)에는, 리어 쿠션(26)(도 1 참조)을 부착하기 위한 관통 구멍(26a)이 형성된 부착 플랜지(37)가 마련되어 있다.
본 실시형태에 따른 배터리(56)는, 복수의 배터리 셀을 접속함으로써 소정의 고전압을 얻도록 한 모듈 구조를 갖는다. 판형의 배터리 셀은, 그 평면부를 차체 전후 방향을 지향하게 하여 적층된 상태로, 광폭 케이스부(38)에 형성된 대략 직육면체 형상의 수납 공간(35)에 수용된다. 이에 의해, 중량물로서의 배터리(56)가 스윙 아암(30)의 요동축(19)에 근접 배치되게 되어, 스윙 아암(30)의 요동 시의 관성 모멘트가 저감되어 스무스한 요동 동작이 가능해진다. 또한, 각 배터리 셀은, 연질의 라미네이트 시트로 1셀마다 패킹된 라미네이트형으로 된다. 이 라미네이트형 배터리에 의하면, 높은 에너지 밀도나 방열 성능의 향상을 기대할 수 있는 것 외에, 스윙 아암(30)에의 부착 작업이나 배터리의 교환 작업이 용이해진다.
본 실시형태에 따른 제어 장치로서의 기판(50)은, 배터리(56)의 차폭 방향 좌측에 근접 설치되어 있다. 기판(50)은, 제어 기판(50a)과 발열 소자 기판(50b)과 알루미늄 기판(50c)으로 이루어지고, 각각의 평면부가 차폭 방향을 지향하도록 배치되어 있다. 제어 기판(50a)은, 배터리(56)의 차폭 방향 좌측에 근접 배치되어 있고, 발열 소자 기판(50b)은, 제어 기판(50a)의 차체 후방측에 연결되어 있다. 알루미늄 기판(50c)은, 배터리(56)의 차폭 방향 좌측에 근접 배치되어 있다.
배터리(56)와 알루미늄 기판(50c) 사이에는, 소정의 두께를 갖는 스펀지 고무(501)가 설치되어 있다. 스펀지 고무(501)에는, 각 배터리 셀의 도시 좌단부에 마련된 판형 단자(500)를 삽입하기 위한 복수의 슬릿이 형성되어 있다. 판형 단자(500)를 각 슬릿에 삽입함으로써, 판형 단자의 위치를 규정한다. 또한, 스펀지 고무(501)에 의하면, 후술하는 포팅제(59)(도 5 참조)의 사용량을 저감하여, 스윙 아암(30)의 경량화를 도모할 수 있다. 알루미늄 기판(50c)은, 이 스펀지 고무(501)에 근접 배치되어 있다.
제어 기판(50a)에는, 주로 신호 소자나 반도체(FET) 등의 열용량이 작은 소자가 실장되어 있다. 이에 비하여, 발열 소자 기판(50b)에는, 서미스터(51), 충전기용의 입출력 필터군(52), 충전기 역률 개선용 콘덴서(PFC 회로)(53), 충전기 DC 변환용 콘덴서(AC-DC 트랜스)(54), 각종 트랜스군(DC-DC 트랜스 등)(55) 등의 발열량이 큰 소자, 즉, 발열 소자가 실장되어 있다. 그리고, 알루미늄 기판(50c)에는, 발열 기판(50b)에 실장되는 발열 소자에 비하여 발열량이 작은 반도체 소자 등이 설치되어 있다. 이와 같이, 발열량이 큰 발열 소자만을 집중 배치한 발열 소자 기판(50b)을 마련함으로써, 발열 소자의 발열이 다른 소자에 끼치는 열 부하를 저감하는 것이 가능해진다. 또한, 발열 소자의 설치 위치와 다른 제어 소자의 설치 위치를 나눔으로써, 피봇 플랜지(36) 및 관통 구멍(19a) 등의 레이아웃의 자유도를 높이는 것이 가능해진다.
또한, 제어 기판(50a)의 차체 후방측에 발열 소자 기판(50b)을 배치함으로써, 차체 진행 방향의 상류측에 위치하는 제어 기판(50a)에 발열 소자의 열 영향이 미치는 것을 막을 수 있다. 또한, 배터리(56)의 차폭 방향 외측에 제어 기판(50a)이 배치됨으로써, 차폭 방향의 두께를 작게 할 수 있다. 그리고, 발열 기판(50b)은, 차체 측면에서 보아 후륜(WR)과 오버랩되는 위치에 설치되어 있기 때문에, 배터리(56)와 전동 모터(M) 사이에 형성되는 스페이스를 유효하게 활용하여 발열 소자를 설치할 수 있어, 스윙 아암 길이가 지나치게 길어지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 배터리(56)는, 차체 전후 방향으로 소정의 매수가 적층됨으로써, 그 길이 방향이 차폭 방향을 지향하는 대략 직육면체 형상을 이루어, 광폭 케이스부(38)의 수납 공간(35)에 수납된다. 수납 공간(35)의 내면(43)에는, 판형의 각 배터리 셀을 각각 소정의 위치에 수용하기 위한 안내 홈(44)이 형성되어 있다.
광폭 케이스부(38)에는, 플러그(45)를 감합시키는 관통 구멍(38a)이 형성되어 있다. 한편, 배터리(56)와 기판(50)을 차체 전방으로 연결하는 연결판(46)에는, 플러그(45)가 감합되는 관통 구멍(47)이 형성되어 있다. 이 플러그(45) 및 관통 구멍(38a, 47)은, 스윙 아암(30)의 조립 시에 행해지는 「수지 포팅 처리」에서 사용된다. 이 포팅 처리는, 배터리(56) 및 기판(50)을 스윙 아암(30)에 대하여 물리적으로 고정하며, 기판(50)의 절연 및 방진을 도모하여, 한층 더 각 부의 방열성을 높이는 것이다.
포팅 처리는, 광폭 케이스부(38)에 배터리(56) 및 기판(50)을 삽입하고, 관통 구멍(38a, 47)에 플러그(47)를 감합함으로써 위치 결정을 행한 후, 광폭 케이스(38)의 개구부를 상방을 향하게 하여, 시간의 경과에 따라 경화하는 액형 수지에 의한 포팅제(59)를 배터리(56)의 주위에 유입시킴으로써 행해진다. 포팅제(59)는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 제어 기판(50a) 및 알루미늄 기판(50c)을 덮으며, 발열 소자 기판(50b)에 실장된 콘덴서(53)나 각종 트랜스군(55) 등의 실장면측의 일부를 덮도록 주입된다. 포팅제(59)는, 배터리(56) 등의 방열성을 높이는 기능도 갖는다.
그리고, 포팅제(59)가 경화한 후에 플러그(45)를 제거하면, 이 플러그(45)가 있던 위치에 광폭 케이스부(38)의 내외를 연통하는 연통 구멍이 형성된다. 이 연통 구멍에 의하면, 배터리(56)로부터 가스가 배출되어도, 이 가스가 스무스하게 외부로 배출되게 되어, 스윙 아암(30) 내의 압력 상승을 막을 수 있다.
도 6 및 도 7은 전동 이륜차(1)에 적용되는 전기 계통의 구성을 도시하는 블록도이다. 상기와 동일 부호는, 동일 또는 동등 부분을 나타낸다. 도 7은 충전기만의 구성 회로를 도시하고, 도 6은 그 이외의 전체 구성을 도시하고 있다. 도 6, 7에서는, 제어 기판(50a)에 실장되어 있는 소자를 「파선」으로, 알루미늄 기판(50c)에 실장되어 있는 소자를 「일점 쇄선」으로, 발열 소자 기판(50b)에 실장되어 있는 소자를 굵은 「실선」으로 각각 나타내고 있다.
제어 기판(50a)에는, 제어 신호용의 소전류가 흐르는 소자가 실장된다. 이들 소자는 거의 발열하지 않으며, 제어 기판(50a)은 유리 에폭시 기판에 의해 형성되어 있다. 또한, 알루미늄 기판(50c)에는, 주로, 대전류가 흐르며 자기 방열을 할 수 없는 소자가 실장된다. 이들 전자 부품은, 예컨대, 반도체 소자(FET, 다이오드), 저항, 필름 콘덴서 등이며, 열 전도성이 높은 알루미늄 기판(50c)에 실장됨으로써 방열성이 향상된다. 또한, 발열 소자 기판(50b)에는, 주로, 대전류가 흐르며 자기 방열을 할 수 있는 대형 전자 부품이 실장된다. 이들 전자 부품은, 예컨대, 인덕터, 트랜스, 전해 콘덴서 등이며, 발열 소자 기판(50b)을 배터리 열의 영향을 받기 어려운 위치에 설치함으로써, 방열성의 향상을 도모한다.
한편, 도 6, 도 7의 블록도에 있어서, 발열 소자 기판(50c)에 실장되는 것은, 충전기(200)의 입력 필터(209) 및 출력 필터(201)[상기 입출력 필터군(52)에 상당], PFC 회로(207)[상기 충전기 역률 개선용 콘덴서(53)에 상당], AC-DC 트랜스(204)[상기 충전기 DC 변환용 콘덴서(54)에 상당], DC-DC부(106)의 DC-DC 트랜스(108)[각종 트랜스군(55)에 상당] 및 출력 필터(110)로 된다.
도 6을 참조하여 보면, 리튬·이온의 배터리(56)는, 컨택터(104)를 통해 인버터(123)의 입력측에 전기적으로 접속되고, 인버터(123)의 출력측은, 3상 교류 라인에 의해 전동 모터(M)에 접속되어 있다. 전자력(電磁力)으로 동작하는 기계적 접점에 의해 온·오프 제어되는 컨택터(104)에는, 공급 전류의 급한 수직 상승을 막는 프리 차지 릴레이(105)가 병렬 접속되어 있다.
BMU(배터리·매니지먼트·유닛)(100)에는, 배터리(56)의 전압이나 온도 등의 감시용 회로(ASIC)(101), 배터리 셀의 용량 변동을 보정하기 위한 셀 밸런스 방전부(102) 및 이들을 제어하는 컨트롤러(103)가 포함된다.
BMU(100) 내의 컨트롤러(103)와, 인버터(123)를 제어하는 제어 장치로서의 컨트롤러(122) 사이에는, 상시 계통(116), 제어 계통(117), 메인 스위치 계통(118), CAN 통신(119)의 각 라인이 설치되어 있다. 또한, BMU(100)의 컨트롤러(103)로부터는 과충전의 경보 신호(120)가 발신되고, 인버터(123)의 컨트롤러(122)로부터는 컨택터 제어 신호(121)가 발신된다.
인버터(123)의 컨트롤러(122)에는, 전동 모터(M)의 회전 각도를 검지하는 앵글 센서(124), 탑승자의 스로틀 조작량을 검지하는 스로틀 센서(125), 시트(20)에 착좌하고 있는지의 여부를 검지하는 시트 SW(스위치)(126), 전동 차량(1)의 사이드 스탠드(도시 생략)가 격납되어 있는지의 여부를 검지하는 사이드 스탠드 SW(127), 전동 차량의 경사각(뱅크각)을 검지하는 뱅크 앵글 센서(129)로부터의 센서 신호가 입력된다. 경보 장치로서의 버저(128)는, 배터리(56)의 과방전 상태 등이 검지되었을 때에 컨트롤러(122)로부터의 작동 신호에 따라 작동한다.
상시 계통(116)은, 배터리(56)로부터 공급되는 대전류를 제어용의 전류로 변환하는 DC-DC부(106)에 접속되어 있다. DC-DC부(106)에는, 1차측 구동부(107), DC-DC 트랜스(108), 출력 정류 회로(109), 출력 필터(110), 상기 1차측 구동부(107)에 PWM 신호를 공급하는 1차측 구동 IC(113), 상기 출력 정류 회로(109)에 PWM 신호를 공급하는 2차측 구동 IC(114)가 포함된다. 1차측 구동 IC(113)에는, 컨트롤러(122)로부터 기동 신호(115)가 공급된다. 또한, 상시 계통(116)에는, 도난 방지 알람 유닛(133) 및 메인 SW(136)의 일단측이 접속된다.
제어 계통(117)은, 인버터(123)의 컨트롤러(122)에 접속되어 있다. 제어 계통(117)에는, 도난 방지 알람 유닛(133)의 작동 표시등으로서의 미터 인디케이터(132)의 일단이 접속된다. 또한, 미터 인디케이터(132)에는 차속을 검지하는 스피드 센서가 접속되어 있고, 미터 인디케이터(132)는 차속이 소정의 값을 넘었을 때에 속도 경고등으로서 기능하도록 구성되어 있다.
메인 SW 계통(118)에는, 윙커 장치 등의 등화기(130), 헤드라이트(H/L)(10), 배터리 냉각용 팬 등의 일반 전기 부품(131)이 접속되어 있다. 메인 SW 계통(118)의 단부는, 메인 SW(136)가 오프로 되어도 소정의 조건 하에서 헤드라이트(10) 등의 작동을 가능하게 하는 오토 파워 오프 릴레이(135)에 접속되어 있다.
도 7을 참조하여 보면, 충전기(200)에는, 배터리(56)에 접속되는 직류 전류의 입출력 라인(A, B)과, 상용 교류 전원 등에 접속되는 AC 플러그(215)가 접속된다. 충전기(200)에는, 입력 필터(209), 브릿지 다이오드(208), 역률 개선 회로로서의 PFC 회로(207), 1차측 구동부(206), AC-DC 트랜스(204), 출력 정류 회로(203), 출력 필터(201)가 포함된다. 1차측 구동부(206)와 AC-DC 트랜스(204) 사이에 설치되는 과전류 검출 회로(212)의 신호는, PFC-PWM 구동 IC(213)에 입력되는 한편, 출력 필터(201)에 접속된 전압 검출 회로(202)의 신호는, 포토 커플러(205)를 통해 PFC-PWM 구동 IC(213)에 입력된다. PFC 회로(207) 및 1차측 구동부(206)는, PFC-PWM 구동 IC(213)로부터 출력되는 PWM 신호(210, 214)에 의해 각각 구동된다. PFC-PWM 구동 IC(213)에는, 인버터(123)의 컨트롤러(122)로부터의 기동 신호(216)(C)가 입력된다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태의 변형예에 따른 스윙 아암(30)의 측면도이다. 도 9는 도 8에 도시된 스윙 아암(30)의 평면도이다. 상기와 동일 부호는, 동일 또는 동등 부분을 나타낸다. 이 변형예에서는, 발열 기판(50b)의 차폭 방향 내측의 면에도 발열 소자(90, 91)를 마련하는 한편, 이 발열 소자(90, 91)가, 만곡부(40)의 내부 공간에 수용되도록 구성되어 있다. 이 구성에 의하면, 아암부(39)와 광폭 케이스부(38)의 결합 강도를 확보하기 위해 필요한 만곡부(40)의 내부 스페이스를 유효하게 활용하여, 발열 소자를 설치할 수 있다.
또한, 본 변형예에서는, 기판(50)을 형성하는 제어 기판(50a) 및 발열 소자 기판(50b) 중, 차체 전방측에 위치하는 제어 기판(50a)의 차폭 방향 좌측, 즉, 차폭 방향 외측의 면에, 탑승자의 스로틀 조작을 검지하는 스로틀 개방도 센서(60)가 부착되어 있는 점에 특징이 있다. 스로틀 개방도 센서(60)는, 도 6에 도시된 스로틀 센서(125)에 상당하는 것이다.
스로틀 개방도 센서(60)는, 스로틀 케이블(62)의 이너 와이어(62a)에 연결된 풀리(61)의 회전 각도에 따라 탑승자의 스로틀 조작량을 검지하는 로터리식 센서이며, 그 센서축(65)(도 10 참조)이 차폭 방향을 지향하도록 제어 기판(50a)에 부착되어 있다.
스로틀 케이블(62)의 이너 와이어(62a)의 타단부는, 조향 핸들(8)에 회동 가능하게 부착된 스로틀 그립(도 12 참조)에 연결되어 있고, 이에 의해, 풀리(61)가 스로틀 그립의 회동 동작에 따라 회동된다. 스로틀 그립으로부터 스윙 아암(30)의 전단부까지의 길이를 갖는 스로틀 케이블(62)에는, 스윙 아암(30)의 요동 동작에 따라 굴곡이나 진동 등이 생기지만, 원래, 조향 핸들의 회동 동작에 대응할 수 있는 구조를 가지고 있기 때문에, 스로틀 조작에 영향을 끼치는 일은 없다.
상기한 바와 같이, 스로틀 개방도 센서(60)를 스윙 아암 내의 제어 기판(50a)에 부착하는 구성에 따르면, 센서류를 기판에 집중적으로 배치할 수 있으며, 스로틀 그립 부분 등에의 고정 부품을 폐지할 수 있다. 또한, 스로틀 그립 근방에 스로틀 개방도 센서가 배치되지 않기 때문에, 스로틀 주위에 깔끔한 외관성을 부여할 수 있다. 또한, 스로틀 개방도 센서와 제어부를 긴 배선으로 접속할 필요가 없어, 구조를 간략화할 수 있다.
또한, 스윙 아암(30)의 차폭 방향 좌측에 부착되는 스윙 아암 커버(58)는, 제어 기판(50a)에 부착된 스로틀 개방도 센서(60)도 덮고 있다. 그리고, 스로틀 케이블(62)은, 스윙 아암 커버(58)에 형성된 관통 구멍에 결합되는 그로밋(63)을 통과하여 차체 전방으로 유도된다. 지지 부재로서의 그로밋(63)은, 스로틀 케이블(62) 및 스윙 아암 커버(58)의 밀폐를 유지하기 위해 고무 등으로 형성되며, 스윙 아암(30) 내에의 수분 등의 침입을 막을 수 있다.
또한, 스로틀 개방도 센서(60)가 스윙 아암(30)의 요동축(19)에 근접 배치되게 되어, 스로틀 개방도 센서(60)에 연결되는 케이블이 스윙 아암(30)의 요동 동작의 영향을 받기 어렵게 된다. 또한, 스로틀 개방도 센서(60)가 스윙 아암(30)의 전단 가까이 설치됨으로써, 조향 핸들(8)의 스로틀 그립과 접속하는 스로틀 케이블(62)의 길이를 저감할 수 있다.
도 10은 스로틀 개방도 센서(60)의 정면도이다. 또한, 도 11은 도 10에 도시된 스로틀 개방도 센서(60)의 측면도이며, 도 12는 스로틀 그립(80)과 스로틀 개방도 센서(60)를 연결하는 스로틀 케이블의 구성을 도시하는 사시도이다. 한편, 도 8, 도 9에서는, 스로틀 개방도 센서(60)의 풀리(61)를 1개의 와이어로 당기는 싱글 슬라이딩 방식을 나타내었지만, 도 10 내지 도 12에서는, 2개의 스로틀 케이블(85, 86)에 의해 풀리(61)를 회동시키는 더블 슬라이딩 방식을 나타내고 있다.
스로틀 개방도 센서(60)는, 본체부(64)에 형성된 관통 구멍(66)을 관통하는 부착 볼트(71, 72)를 이용하여, 제어 기판(50a)의 차폭 방향 좌측의 면에 부착되어 있다. 본체부(64)에는, 센서축(65)이 회동 가능하게 축 지지되어 있고, 이 센서축(65)에 풀리(61)가 고정되어 있다. 스로틀 그립(80)과 스로틀 개방도 센서(60)를 연결하는 전달 수단에는, 가요성의 아우터 튜브에 이너 와이어(85a, 86a)를 삽입 관통시켜 이루어지는 2개의 스로틀 케이블(85, 86)이 적용되어 있다.
이너 와이어(85a, 86a)의 양단부에는, 각각 드럼(87, 68)이 부착되어 있다. 스로틀 그립(80)에는, 그립측 풀리(81)가 고정되어 있고, 이 그립측 풀리(81)에 드럼(87)을 결합시킴으로써 스로틀 그립(80)의 회동 조작이 와이어에 전달되게 된다. 그립측 풀리(81)는, 핸들 고정 부재(82, 83)에 수납되며 고정 나사(84)에 의해 핸들 바(8)에 대하여 고정된다. 이 구성에 따르면, 핸들 그립의 근방에 스로틀 개방도 센서가 존재하지 않기 때문에, 스로틀 그립 주위에 깔끔한 외관을 부여할 수 있다.
이너 와이어(85a, 86a)의 타단부에 부착된 드럼(68)은, 스로틀 개방도 센서(60)의 풀리(61)에 각각 결합된다. 또한, 스로틀 개방도 센서(60)의 본체부(64)에는, 2점 쇄선으로 나타내는 바와 같이 2개의 스로틀 케이블을 소정의 방향(C)으로 안내하기 위한 안내판(69)이 부착되어 있다.
풀리(61)는, 리턴 스프링(70)에 의해 항상 스로틀 그립(80)을 폐쇄하는 방향(스로틀 개방도가 제로가 되는 방향)으로 압박되어 있다. 또한, 풀리(61)는, 차폭 방향 좌측의 단부에 설치되어 있기 때문에, 정비 시의 와이어의 착탈이나 여유 조정이 용이하다. 또한, 풀리(61)가 차폭 방향 좌측의 단부에 설치되며, 센서 신호의 출력 커넥터(67a)가 마련된 센서부(67)가 그 내측에 설치되어 있기 때문에, 센서부(67)가 외란 등의 영향을 받기 어려워진다. 또한, 스로틀 개방도 센서(60)가 제어 기판(50a)에 직접 부착되어 있기 때문에, 양자 사이의 배선이 단축되어, 레이아웃의 자유도나 내진동성을 높이는 것이 가능해진다.
또한, 전동 이륜차, 스윙 아암, 기판, 배터리, 스로틀 개방도 센서의 형상이나 구조, 기판의 설치 위치나 지지 구조, 기판에 실장되는 제어 소자나 발열 소자의 종류나 형상 등은, 상기 실시형태에 한정되지 않고, 여러가지 변경이 가능하다. 예컨대, 스윙 아암의 아암부를 차폭 방향 우측의 캔틸레버식으로 하고, 이 아암부측에 제어 기판 및 발열 소자 기판을 설치하여도 좋다. 본 발명에 따른 기판이나 스로틀 개방도 센서 등은, 전동 이륜차에 한정되지 않고, 안장형 삼륜차 등의 각종 차량에 적용하는 것이 가능하다.
1 : 전동 이륜차 2 : 차체 프레임
8 : 조향 핸들 19 : 요동축
30 : 스윙 아암 32 : 차축
35 : 수납 공간 38 : 광폭 케이스부
39 : 아암부 40 : 만곡부
50 : 기판(제어 장치) 50a : 제어 기판
50b : 발열 소자 기판 50c : 알루미늄 기판
56 : 배터리 57, 58 : 스윙 아암 커버
60 : 스로틀 개방도 센서(스로틀 개방도 검지 장치)
61 : 풀리 65 : 센서축
80 : 스로틀 그립
62, 85, 86 : 스로틀 케이블(전달 수단)
62a, 85a, 86a : 이너 와이어 63 : 그로밋(지지 부재)
M : 전동 모터 WR : 후륜

Claims (6)

  1. 전동 이륜차(1)의 조향 핸들(8)에 부착되어 스로틀 개방도 센서(60)에 의해 탑승자가 조작하는 스로틀 그립(80)의 개방도를 검지하는 스로틀 개방도 검지 장치에 있어서,
    상기 전동 이륜차(1)의 후륜(WR)을 축 지지하며 차체에 요동 가능하게 부착되는 스윙 아암(30)의 내부에, 배터리(56), 후륜(WR)을 구동시키는 전동 모터(M) 및 상기 전동 모터(M)를 제어하는 제어 장치로서의 기판(50)이 내장되어 있고,
    상기 스로틀 그립(80)과 상기 스로틀 개방도 센서(60) 사이는 물리적인 전달 수단(62, 85, 86)으로 연결됨으로써, 상기 스로틀 그립(80)의 회동 각도를 검지할 수 있도록 구성되어 있으며,
    상기 스로틀 개방도 센서(60)는, 상기 기판(50)에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 이륜차의 스로틀 개방도 검지 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판(50)은, 차폭 방향으로 평면부를 지향하여 배치되어 있고,
    상기 스로틀 개방도 센서(60)는, 센서축(65)의 회동 각도를 검지하는 구성을 가지며, 상기 센서축(65)은 차폭 방향을 지향하도록 상기 기판(50)의 차폭 방향 외측의 면에 부착되어 있고,
    상기 전달 수단(62, 85, 86)은, 상기 센서축(65)에 고정된 풀리(61)에 결합되는 이너 와이어(62a, 85a, 86a)를 갖는 스로틀 케이블이며,
    상기 풀리(61)는, 스로틀 개방도 센서(60)의 차폭 방향 외측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 이륜차의 스로틀 개방도 검지 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스윙 아암(30)은, 상기 후륜(WR)을 단일의 아암부(39)로 축 지지하는 캔틸레버식이고,
    상기 기판(50)은, 차폭 방향 양측 중 상기 아암부(39)측의 단부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 이륜차의 스로틀 개방도 검지 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기판(50)은, 발열량이 작은 제어 소자가 실장되는 제어 기판(50a)과, 발열량이 큰 발열 소자가 실장되는 발열 소자 기판(50b)을 포함하고,
    상기 제어 기판(50a)의 차체 후방측에 상기 발열 소자 기판(50b)이 설치되며,
    상기 스로틀 개방도 센서(60)는, 상기 제어 기판(50a)에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 이륜차의 스로틀 개방도 검지 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스윙 아암(30)의 차폭 방향 외측의 일면에는, 적어도 상기 기판(50)을 덮는 스윙 아암 커버(58)가 부착되어 있고,
    상기 스윙 아암 커버(58)에 형성된 관통 구멍에, 상기 전달 수단(62)을 지지하는 지지 부재(63)가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 이륜차의 스로틀 개방도 검지 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제어 기판(50a)은, 배터리(56)의 차폭 방향측 단부에서, 상기 스윙 아암(30)의 요동축(19)의 관통 구멍(19a)에 근접 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 이륜차의 스로틀 개방도 검지 장치.
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