JP3942773B2 - シリーズハイブリッド式電動二輪車 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン駆動式の発電機とバッテリーとを備えたシリーズハイブリッド式電動二輪車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電動自転車の一つとして、モータの動力で人力を助勢しながら走行する電動補助自転車がある。この種の電動補助自転車でモータを使用して電動補助走行をするときの走行距離は、バッテリーの残存容量に依存する。このため、長距離を継続して走行するためには、予備のバッテリーを携行し、途中で交換しなければならない。バッテリーの充電は、バッテリーを車体に搭載した状態または車体から取外した状態で商用電源を電源とする充電器を接続して行っている。
一方、電動車両としては、車輪駆動用モータに給電するバッテリーを走行中に充電するエンジン駆動式の発電機を搭載したいわゆるシリーズハイブリッド式電動車両がある。この電動車両は、前記発電機の発電電力とバッテリーの電力とを前記モータに給電し、このモータの動力のみで走行する構成を採っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
発明者らは、エンジンで発電機を駆動してバッテリーや走行用モータに給電するシリーズハイブリッド式の構成を電動二輪車に採用し、走行距離を長くするとともに煩雑なバッテリーの充電作業をなくすことを考えた。
しかし、電動二輪車の車体フレームにエンジンおよび発電機を搭載するためには、これらの発熱部材の冷却が問題であった。電動二輪車の車体フレームは、パイプなどのフレーム部材を車体の前後方向に複数並べて形成されているため、エンジンおよび発電機を搭載する位置によっては、走行風が車体フレームによって遮られてエンジンや発電機に当たり難くなってしまうからである。このような不具合は、エンジンや発電機を車体フレームから側方に大きく突出させて搭載することによって、ある程度は解消することができる。しかしながら、このようにエンジンと発電機を搭載すると車体が大型化し、電動二輪車の軽快性が損なわれてしまう。
【０００４】
本発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、電動二輪車の軽快性を保ちながら、エンジンおよび発電機を確実に冷却できるシリーズハイブリッド式電動二輪車を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明に係るシリーズハイブリッド式電動二輪車は、車体フレームにおけるヘッドパイプから後下がりに延びるダウンフレーム部と、このダウンフレーム部の後端部から上方へ延びてサドルを支持するサドル支持部の内側に、走行風をダウンフレーム部の前部の走行風入口からサドル支持部の走行風出口に導く走行風通路を形成し、前記走行風出口の後方であって前記サドル支持部と後輪との間に発電機とエンジンをこれらが上下方向に並ぶように配設したものである。
【０００６】
本発明によれば、車体フレームのサドル支持部と後輪との間に形成されるデッドスペースを利用して発電機とエンジンとを側方に大きく突出することがない状態で搭載することができる。また、走行風が車体フレーム内の走行風通路を通って発電機とエンジンとに吹きつけられ、これらを走行風によって冷却することができる。
【０００７】
請求項２に記載した発明に係るシリーズハイブリッド式電動二輪車は、請求項１に記載した発明に係るシリーズハイブリッド式電動二輪車において、発電機とエンジンをシュラウドに収納し、このシュラウドにおける走行風出口と対向する前部に空気入口を形成するとともに、後部に空気出口を形成したものである。
この発明によれば、シュラウド内の空間が車体フレーム内の走行風通路の後端部を構成するようになる。
【０００８】
請求項３に記載した発明に係るシリーズハイブリッド式電動二輪車は、請求項１または請求項２に記載した発明に係るシリーズハイブリッド式電動二輪車において、ダウンフレーム部内の走行風通路にバッテリーを配設するとともに、ダウンフレーム部とサドル支持部との接続部分の内側にモータを配設したものである。
この発明によれば、発電機とエンジンを冷却する以前の相対的に温度が低い走行風でバッテリーとモータを冷却できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
第１の実施の形態
以下、本発明に係るシリーズハイブリッド式電動二輪車の一実施の形態を図１ないし図９によって詳細に説明する。
図１は本発明に係るシリーズハイブリッド式電動二輪車のうちの一つである電動補助自転車の側面図、図２は要部を拡大して示す側面図で、同図は車体フレームとシュラウドを破断した状態で描いてある。図３は動力ユニットと後輪駆動用動力伝達装置の平面図、図４は図１における動力ユニットのIV−IV線断面図、図５は図１における動力伝達装置の後部のV−V線断面図である。図６はシュラウドの正面図、図７はシュラウドの背面図、図８は図２におけるVIII−VIII線断面図、図９は電動駆動系の構成を模式的に示すブロック図である。
【００１０】
これらの図において、符号１で示すものは、この実施の形態による電動補助自転車である。この電動補助自転車１は、後輪２を人力のみで駆動する形態と、図１中に符号３で示すモータの動力と人力との合力によって駆動する形態を採ることができる構造を採っている。
図１において、符号４は車体フレームを示し、５は前記車体フレーム４の前端部に回動自在に支持させたフロントフォーク、６は前記フロントフォーク５に支持させた前輪、７は操向ハンドル、８はサドルを示す。車体フレーム４は、フロントフォーク５を回動自在に支持するヘッドパイプ９と、このヘッドパイプ９に溶接したフレーム本体１０とによって形成している。フレーム本体１０は、アルミニウム合金を材料として鋳造によって形成し、前記ヘッドパイプ９から後下がりに延びるダウンフレーム部１１と、このダウンフレーム部１１の後端から後上がりに延びるサドル支持部１２と、このサドル支持部１２の上端部から後輪２の上方を通って車体の後方へ延びるフェンダー部１３とを一体に形成している。前記ダウンフレーム部１１は、図８に示すように、下方に向けて開口する断面Ｕ字状に形成し、開口部にカバー１４を取付けている。このダウンフレーム部１１内に電動駆動系の統合制御コントローラ１５とバッテリー１６を収納している。統合制御コントローラ１５はダウンフレーム部１１の上部内に収納し、バッテリー１６はダウンフレーム部１１の下部内に収納している。また、前記カバー１４は、前記統合制御コントローラ１５と対応する部分に貫通孔１７（図２および図８参照）を多数穿設している。この貫通孔１７が本発明に係る走行風入口を構成している。
【００１１】
前記サドル支持部１２は、下部をダウンフレーム部１１と同様に断面Ｕ字状に形成するとともに、上部を筒状に形成している。このサドル支持部１２の下部をダウンフレーム部１１の後端部に接続する部分に、ペダルクランク軸１８を回転自在に支持するとともに後輪駆動用モータ３を有する動力ユニット２１を取付けている。すなわち、サドル支持部１２の下部に後輪駆動用モータ３を支持している。前記モータ３を支持するとともに、この動力ユニット２１に、後述する片持ち式の後輪駆動用動力伝達装置２２を介して後輪２を支持させている。
サドル支持部１２の前記筒状部分には、図２に示すように、サドル８のシートピラーパイプ８ａを嵌入させて固定している。前記フェンダー部１３は、下方に向けて開口する断面Ｕ字状に形成し、図１に示すように、側面視において前記サドル支持部１２の上端部から後輪２の上方へ円弧状に延びるように形成している。この実施の形態では、フェンダー部１３の車幅方向の両側部と前記サドル支持部１２の両側部に合成樹脂製の車体カバー２３を取付けている。
【００１２】
この電動補助自転車１は、前記サドル支持部１２と後輪２との間に、前記バッテリー１６を充電する電力や、前記動力ユニット２１のモータ３に給電する電力を発電するための発電機２４と、この発電機２４を駆動するエンジン２５とを配設し、シリーズハイブリッド式の構造を採っている。また、前記フェンダー部１３の内側であって後輪２の上方には、前記エンジン２５の燃料を貯留する燃料タンク２６を配設している。
前記動力ユニット２１は、図４に示すように、ハウジング２７に後述する各部材を組付けることによって形成している。前記ハウジング２７に組付ける各部材とは、ハウジング２７を車幅方向に貫通するペダルクランク軸１８と、このペダルクランク軸１８より車体の前方であってペダルクランク軸１８の近傍に配設したモータ３と、ペダルクランク軸１８に軸装した歯車式動力伝達装置２８と、人力の大きさを検出するためのトルク検出器２９（図９参照）と、モータ３の動力を制御するモータコントローラ３０（図９参照）と、車速を検出するための車速センサ３１などである。
【００１３】
ペダルクランク軸１８は、図４に示すように、ハウジング２７に軸受３２〜３４（３個分）によって回転自在に支持させ、両端部にペダルクランク３５を介してペダル３６を接続している。
前記モータ３は、出力軸３ａを軸線方向が車幅方向を指向するように前記ハウジング２７に支持させ、出力軸３ａに固着した歯車３５を後述する歯車式動力伝達装置２８のリングギヤ３６に噛合させている。モータ３は、この実施の形態においては、車体フレーム４におけるダウンフレーム部１１とサドル支持部１２との接続部分の内側に配設している。
歯車式動力伝達装置２８は、人力とモータ３の動力の合力を前記後輪駆動用動力伝達装置２２に伝達するためのもので、ペダルクランク軸１８に一方向クラッチ３７を介して接続した遊星歯車増速機３８と、前記リングギヤ３６と、後輪駆動用動力伝達装置２２の入力傘歯車３９に噛合する出力傘歯車４０とを備えている。前記遊星歯車増速機３８は、前記一方向方向クラッチ３７にキャリア４１を接続し、このキャリア４１に回転自在に支持させた遊星歯車４２を、ペダルクランク軸１８に回転自在に支持させた太陽歯車４３に噛合させるとともに、前記出力傘歯車４０に固定した外周歯車４４に噛合させている。この外周歯車４４に前記リングギヤ３６を固着し、モータ３の動力が伝達されるようにしている。前記一方向クラッチ３７は、ペダルクランク軸１８からキャリア４１へのみに動力が伝達される構造を採っている。また、前記太陽歯車４３は、人力検出用のアーム４５を固着し、このアーム４５とハウジング２７との間に弾装したばね部材（図示せず）によって、人力の反力を受ける構造を採っている。前記トルク検出器２９は、前記アーム４５の位置の変化に基づいて人力の大きさを検出する。前記車速センサ３１は、この実施の形態では前記出力傘歯車４０の回転に基づいて車速を検出する構造を採っている。
【００１４】
前記後輪駆動用動力伝達装置２２は、図３〜図５に示すように、前記出力傘歯車４０に噛合する前記入力傘歯車３９と、この入力傘歯車３９に前端部を固着して後輪２の車体左側の側方で前後方向に延びるドライブシャフト４６と、このドライブシャフト４６の後端部に傘歯車４７，４８を介してギヤ結合させた車軸４９と、前記ドライブシャフト４６を覆うパイプ状の伝動ケース５０と、車軸ハウジング２７などによって形成している。前記入力傘歯車３９は動力ユニット２１のハウジング２７に軸受５２，５３を介して回転自在に支持させている。ドライブシャフト４６の後端部に固定した傘歯車４７と、この傘歯車４７に噛合する車軸ハウジング５１側の傘歯車４８は、軸受５４，５５を介してそれぞれ車軸ハウジング５１に回転自在に支持させている。車軸ハウジング５１側の傘歯車４８と車軸４８との間には、動力を傘歯車４８から車軸４９へのみに伝達する構造の一方向クラッチ５６を介装している。前記車軸４９は、車軸ハウジング５１から車体右側へ突出するように形成し、突出部分に後輪２のハブ２ａを回転自在に支持させている。前記伝動ケース５０は、前端部を動力ユニット２１のハウジング２７に、後端部を車軸ハウジング５１にそれぞれ接続している。さらに、伝動ケース５０の後端部と車軸ハウジング５１には、後輪用ブレーキ５８を取付けている。
【００１５】
動力ユニット２１内に設けた前記モータコントローラ３０は、前記トルク検出器２９が検出した人力の大きさに略比例するようにモータ３の動力を制御する回路を採っている。また、このモータコントローラ３０は、車速センサ３１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、モータ３への給電を絶つ回路を採っている。
【００１６】
前記発電機２４とエンジン２５は、図２、図６および図７に示すように、エンジン２５を発電機２４の上方に位置させて箱状のシュラウド６１に収納し、このシュラウド６１を介して車体フレーム４に搭載している。シュラウド６１は、車体前側の下部に空気入口６２を形成するとともに、車体後側の上部に空気出口６３を形成し、空気入口６２から流入して空気出口６３から排出される空気によって、発電機２４とエンジン２５が冷却される構造を採っている。このシュラウド６１の前記車体前側の下部は、フレーム本体１０内における動力ユニット２１とサドル支持部１２との間に臨み、フレーム本体１０内に形成される空間を動力ユニット２１と協働して閉塞するように形成している。動力ユニット２１の上面とフレーム本体１０との間に形成される空間は、ダウンフレーム部１１のカバー１４に形成した貫通孔１７を介して大気中に連通している。貫通孔１７と対応する部位に位置する統合制御コントローラ１５は、図８に示すように、カバー１４と対向する部分に板状の放熱用フィン１５ａを多数形成している。この放熱用フィン１５ａは、車幅方向に間隔をおいて互いに平行になるように多数並設し、ダウンフレーム部１１の長手方向に沿って延びるように形成している。すなわち、この電動補助自転車が走行すると、走行風が前記貫通孔１７から前記放熱用フィン１５ａどうしの間の空間を通ってダウンフレーム部１１内に流入する。この走行風は、ダウンフレーム部１１内を後方へ流れ、動力ユニット２１の上面に沿って流れた後にシュラウド６１の前記空気入口６２に流入し、発電機２４とエンジン２５とを冷却して前記空気出口６３から車体の後方へ排出される。ダウンフレーム部１１内を走行風が流れるときに、この走行風によってバッテリー１６も冷却される。走行風が流れる方向を図２中に矢印で示し、車体フレーム４内に形成される走行風通路を符号Ｓで示す。
この実施の形態では、ダウンフレーム部１１内とサドル支持部１２内に形成した走行風通路Ｓの出口（走行風出口）が、動力ユニット２１の後部の上面とサドル支持部１２との間に形成され、この走行風出口の後方に発電機２４とエンジン２５が配設されている。
【００１７】
前記発電機２４は、図９に示すように、モータ発電機６４とモータ発電機コントローラ６５とから構成し、前記シュラウド６１内の下端部、すなわちペダルクランク軸１８の後上方近傍に配設している。モータ発電機６４は、モータと発電機の両方の機能を有し、エンジン２５を始動するときにモータとして使用し、発電するときに発電機として使用する。発電機として使用するときには、エンジン２５の回転数に略比例するように発電する構造を採っている。また、このモータ発電機６４は、回転軸６４ａ（図６および図７参照）が車幅方向を指向するように配置してあり、この実施の形態では、エンジン２５のクランクケース２５ａに一体的に結合させている。モータ発電機６４とエンジン２５との間の動力の伝達は、車体右側に配設した動力伝達装置（図示せず）によって実施する。この動力伝達装置は、この実施の形態ではチェーンを介して動力を伝達する構造を採っているが、チェーンの代わりに、ベルトや歯車などを用いることができる。
前記モータ発電機コントローラ６５は、前記統合制御コントローラ１５に接続し、統合制御コントローラ１５から送出された制御信号に基づいてエンジン２５の始動・停止を制御するとともに、モータ発電機６４が発電した電力を動力ユニット２１のモータ３およびバッテリー１６に供給する回路を採っている。このバッテリー１６は、図９に示すように、多数のバッテリーセル６６と、バッテリー残量計６７とから構成している。前記バッテリーセル６６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。
【００１８】
前記エンジン２５は、４サイクル空冷単気筒型のもので、クランク軸６８（図２参照）の軸線方向が車幅方向を指向するとともに、シリンダ軸線が後上方を指向するように前記シュラウド６１に支持させている。この実施の形態では、このエンジン２５を前記発電機２４とともに前記シュラウド６１に弾性部材（図示せず）を介して弾性支持させるとともに、シュラウド６１をフレーム本体１０に図示していない弾性部材を介して弾性支持させている。
このエンジン２５のシリンダヘッド６９には、吸気管７０を介して気化器７１を接続するとともに、排気管７２を接続している。
気化器７１は、シリンダヘッド６９と前記燃料タンク２６との間に配置し、燃料タンク２６と対向する部分に、燃料が燃料タンク２６から供給される燃料供給管７３を接続している。この燃料供給管７３は、燃料タンク２６の最も下になる部位から車体の前方に位置する気化器７１まで略水平に延びている。この気化器７１のスロットル弁７４（図９参照）は、図示していないアクチュエータによって駆動する構造を採っている。このアクチュエータ（スロットル開度）は、前記統合制御コントローラ１５が制御する。このエンジン２５の始動は、モータ発電機６４でクランク軸６８を駆動することによって実施し、エンジン２５の停止は、統合制御コントローラ１５が点火回路を開くことによって実施する。
【００１９】
排気管７２は、シリンダヘッド６９の前部からシリンダヘッド６９より車体の右側方を通って後方へ延びており、後端部にサイレンサー７５を接続している。排気管７２の後端部は、前記シュラウド６１の空気出口６３の側方近傍を通るように配管し、シュラウド６１から排出された走行風が排気管７２の後端部とサイレンサー７５に当たってこれらが冷却されるようにしている。
前記燃料タンク２６は、アルミニウム合金によって形成し、車体フレーム４のフェンダー部１３の内面に固定している。この燃料タンク２６の給油管２６ａは、前記フェンダー部１３を貫通して上方に突出させている。また、この燃料タンク２６は、この燃料タンク２６を後輪２の上縁に可及的接近させて配置できるように、下部を後輪２の外側に沿うように湾曲させて形成している。
【００２０】
前記統合制御コントローラ１５は、バッテリー１６の充放電とエンジン２５の回転数を制御するためのもので、図９に示すように、気化器７１のスロットル弁駆動用アクチュエータを制御するスロットル制御手段７６と、バッテリー１６の残存容量を設定する残存容量設定手段７７などを備えるとともに、表示装置７８を接続している。前記表示装置７８は、図示していない警告灯を備えており、操向ハンドル７の近傍に設けている。バッテリー１６が劣化しているときに統合制御コントローラ１５がこの警告灯を点灯させる。バッテリー１６の劣化は、後述する残存容量設定手段７７が検出する。
前記スロットル制御手段７６は、残存容量設定手段７７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２５を始動して発電機２４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２５を停止して発電機２４による発電・充電を中止する回路を採っている。すなわち、バッテリー１６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２５によって発電機２４を駆動し、発電機２４が発電する電力で充電する。また、充電中には、スロットル制御手段７６は残存容量設定手段７７が充電中に検出した残存容量値と前記下限値との差が小さければ小さいほど発電電力量が増大するようにスロットル弁７４を制御する。
さらに、スロットル制御手段７６は、残存容量設定手段７７がバッテリー１６の劣化を検出したときには、発電機２４が発電した電力のみでモータ３が駆動されるようにスロットル弁７４を制御する構成としている。この制御は、モータ３の出力が人力トルクの変化の平均値になるように実施する。すなわち、ペダル３６を踏み込んだときにエンジン２５の回転数が上昇し、踏力が消失したときに前記回転数が低下するようなことがないようにしている。発電機２４が発電した電力のみでモータ３を駆動するときには、統合制御コントローラ１５はバッテリー１６の充電が可及的低く抑えられるように制御する。例えば、前記下限値を予め定めた値だけ小さくなるように変化させるとともに、残存容量値が下限値を上回ったときに充放電回路を遮断する。充放電を中止した後もエンジン２５は運転を継続させる。
残存容量設定手段７７は、バッテリー１６の充放電を制御するために用いる残存容量値を設定するもので、この実施の形態では、バッテリー１６の充放電時の電圧・電流に残存容量値を割り付けたマップを有し、バッテリー１６の劣化の程度が相対的に小さいときは前記マップから読出した残存容量値を使用し、バッテリー１６の劣化の程度が相対的に大きいときにはマップから読出した残存容量値を充放電状態に対応させて補正した値をバッテリー１６の残存容量値とする構成を採っている。
【００２１】
上述したように構成したシリーズハイブリッド式電動補助自転車１は、走行風がダウンフレーム部１１の貫通孔１７からダウンフレーム部４内に流入し、このダウンフレーム部１１およびサドル支持部１２内の走行風通路Ｓと、シュラウド６１内とを通ってシュラウド６１の空気出口６３から後方に排出される。シュラウド６１内を走行風が通過するときに、発電機２４とエンジン２５に走行風が吹きつけられ、これらが冷却される。また、車体フレーム４のサドル支持部１２と後輪２との間に形成されるデッドスペースを利用して発電機２４とエンジン２５とを側方に大きく突出することがない状態で搭載することができる。
したがって、発電機２４とエンジン２５を搭載するにもかかわらず自転車の軽快性を保つことができ、しかも、発電機２４とエンジン２５を走行風によって確実に冷却することができる。
【００２２】
また、発電機２４とエンジン２５をシュラウド６１に収納し、このシュラウド６１の前部に空気入口６２を形成するとともに、後部に空気出口６３を形成しているから、シュラウド６１内の空間が車体フレーム４内の走行風通路Ｓの後端部を構成するようになる。このため、発電機２４とエンジン２５に走行風を確実に吹きつけることができる。
さらに、ダウンフレーム部１１内の走行風通路Ｓにバッテリー１６を配設するとともに、ダウンフレーム部１１とサドル支持部１２との接続部分の内側にモータ３を配設しているから、発電機２４とエンジン２５を冷却する以前の相対的に温度が低い走行風でバッテリー１６とモータ３を冷却できる。
【００２３】
第２の実施の形態
動力ユニット２１と後輪２との間の動力伝達は、チェーンによって実施することができる。この形態を採るときの一例を図１０によって詳細に説明する。
図１０はチェーン式の後輪駆動用動力伝達装置を使用する他の実施の形態を示す側面図である。同図において、前記図１ないし図９によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
図１０に示した電動補助自転車１の動力ユニット２１は、ペダルクランク軸１８より車体の後方にモータ３を配設し、このモータ３の動力とペダルクランク軸１８を回転させる人力との合力がチェーン８１を介して後輪２に伝達される構造を採っている。このチェーン８１は、後輪２より車体右側に配設している。また、後輪２は、動力ユニット２１の後端部から車体の後方へ延びるチェーンステー８２と、車体フレーム４のサドル支持部１２の上端部から後下がりに延びるシートステー８３と、これら両者の後端部どうしを連結するエンドブラケット８４とによって構成した後部フレーム８５に支持させている。この後部フレーム８５は、後輪２の両側方に対をなすように設けている。車体フレーム４のその他の部位は、第１の実施の形態を採るときと同一の構造を採っている。
このようにチェーン８１を使用して動力を後輪２に伝達する構造でも第１の実施の形態を採るときと同等の効果を奏する。
【００２４】
第３の実施の形態
発電機２４と気化器７１を搭載する位置は図１１に示すように変えることができる。
図１１は他の実施の形態を示す側面図で、同図において、前記図１ないし図９によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
図１１に示す電動補助自転車１は、発電機２４をエンジン２５の上方に配置し、気化器７１をエンジン２５の下方に配置している。エンジン２５は、第１および第２の実施の形態を採るときと同様に、シリンダ軸線が後上方を指向するように搭載している。
図１１に示したように発電機２４と気化器７１を搭載しても第１および第２の実施の形態を採るときと同等の効果を奏する。
【００２５】
第４の実施の形態
発電機２４をエンジン２５の上方に配置する場合には、図１２に示すようにエンジン２５を上下方向が反対になるように搭載することができる。
図１２はエンジンを倒立状態で搭載した他の実施の形態を示す側面図で、同図において、図１ないし図９によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
図１２に示すエンジン２５は、クランクケース２５ａが上に位置するようにシュラウド６１に装着している。この構造を採ることによって、エンジン２５の最も温度が高くなるシリンダヘッド６９が空気入口６２の近傍に位置するようになり、エンジン２５を効率よく冷却することができる。また、気化器７１とシリンダヘッド６９との距離が短くなり、吸気管７０を短縮することができる。
【００２６】
なお、第１〜第４の実施の形態の電動補助自転車においては、統合制御コントローラ１５により以下のように各機器を制御するようにしてもよい。
メインスイッチがＯＮされ乗車者によりペダル３６へ踏力が加えられ、電動補助自転車が走り始めて車速が５ｋｍ／ｈに達するとモータ発電機６４がエンジン２５を起動する。エンジン２５は起動後車速が５ｋｍ／ｈ以上を維持している間、主に車速とバッテリー６６の残存容量に応じて動力を発生してモータ発電機６４を駆動し、モータ発電機６４の発電電力がバッテリー６６に供給される。モータ３はメインスイッチがＯＮ状態において、ペダル３６への踏力と車速の二つのパラメータの値に応じて回転動力を発生する。すなわち、走り始めや加速時等の所定値以上の踏力が作用する時、踏力に対応（正比例）した動力を発生する一方（加速走行モード）、踏力が所定値以下の領域（ペダル３６を停止する場合を含む）では、踏力が所定値以下となる直前の車速を維持するよう、車速を検知してモータ３をフィードバック制御する（定常走行モード）。モータ３は慣性を弱める風抵抗や摩擦抵抗等の走行抵抗分の動力で後輪２を駆動する。
【００２７】
定常走行モード、加速走行モードは不図示のブレーキが操作されている間解除され、減速走行モードとされる。すなわち、ブレーキ操作力が所定値以上の場合、モータ３が回生電流を発生し、バッテリー６６を充電するようにする。これにより急減速が可能となる。ブレーキ操作力が所定値以下の場合、モータ３は回転力の発生も回生電流の発生もしない。これにより緩減速が可能となる。ブレーキ操作が解除されると、ペダル３６への踏力に応じて加速走行モードあるいは定常走行モードが実施される。なお、ブレーキ操作により車速が５ｋｍ／ｈ以下となると、エンジン２５は失火等により停止されるとともに、ブレーキ解除前に車速が０となれば、ブレーキ解除後再びペダル３６へ踏力が加えられるまで、モータ３は回転力を発生せず、電動補助自転車は停止状態を維持する。
【００２８】
第１〜第４の実施の形態では、人力をモータ３の動力で助勢する電動補助自転車に本発明を適用する例を示したが、本発明は、モータの動力のみによって走行することができる電動二輪車に適用してもよい。すなわち、図１３に動力ユニット２１回りの断面図を示すように、一端を軸受３３ａで支持し、他端を隙間嵌めで嵌合する後輪駆動用モータ３の出力軸３ａを介して軸受３３ｂで支持された出力傘歯車４０を、ストレートスプラインで回転方向にも連結嵌合する前記出力軸３ａで駆動するようにし、アクセルグリップを操向ハンドル７に取付けて、アクセル位置による要求負荷に応じて、要求負荷が大きくなるほど後輪駆動用モータ３の出力を大きくするものである。後輪駆動用モータ３は、サドル支持部１２の下部に直接支持させる。図１３において、符号２１ａは動力ユニット２１のケーシング、２１ｂは軸受３３ａ、オイルシール１００を支持しつつ、ケーシング２１ａを水密状態で車体フレーム４に取付けるためのブラケットであり、２１ｃはカバーである。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、車体フレームのサドル支持部と後輪との間に形成されるデッドスペースを利用して発電機とエンジンを車体がコンパクトになるように搭載でき、車体フレーム内の走行風通路によって導かれた走行風で発電機とエンジンとを冷却できる。したがって、自転車の軽快性を保ちながら、発電機およびエンジンを確実に冷却できるシリーズハイブリッド式電動二輪車を提供することができる。
請求項２記載の発明によれば、シュラウド内の空間が走行風通路の後端部を構成するようになるから、発電機とエンジンに走行風を確実に吹きつけることができる。
請求項３記載の発明によれば、発電機とエンジンを冷却する以前の相対的に温度が低い走行風でバッテリーとモータを冷却できるから、発電機とエンジンを備えているにもかかわらず、これらの熱によってバッテリーとモータが加熱されるのを阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るシリーズハイブリッド式電動二輪車の側面図である。
【図２】 要部を拡大して示す側面図である。
【図３】 動力ユニットと後輪駆動用動力伝達装置の平面図である。
【図４】 図１における動力ユニットのIV−IV線断面図である。
【図５】 図１における動力伝達装置の後部のV−V線断面図である。
【図６】 シュラウドの正面図である。
【図７】 シュラウドの背面図である。
【図８】 図２におけるVIII−VIII線断面図である。
【図９】 電動駆動系の構成を模式的に示すブロック図である。
【図１０】 チェーン式の後輪駆動用動力伝達装置を使用する他の実施の形態を示す側面図である。
【図１１】 他の実施の形態を示す側面図である。
【図１２】 エンジンを倒立状態で搭載した他の実施の形態を示す側面図である。
【図１３】 動力ユニット回りの断面図である。
【符号の説明】
１…電動補助自転車、３…モータ、４…車体フレーム、１０…フレーム本体、１１…ダウンフレーム部、１２…サドル支持部、１６…バッテリー、１７…貫通孔、２１…動力ユニット、２４…発電機、２５…エンジン、６１…シュラウド、６２…空気入口、６３…空気出口、Ｓ…走行風通路。

Claims (3)

1. エンジンによって駆動する発電機の発電電力とバッテリーの電力とを車輪駆動用モータに給電し、このモータの動力を後輪に伝達して走行するハイブリッド式電動二輪車であって、車体フレームにおけるヘッドパイプから後下がりに延びるダウンフレーム部と、このダウンフレーム部の後端部から上方へ延びてサドルを支持するサドル支持部の内側に、走行風をダウンフレーム部の前部の走行風入口からサドル支持部の走行風出口に導く走行風通路を形成し、前記走行風出口の後方であって前記サドル支持部と後輪との間に前記発電機とエンジンをこれらが上下方向に並ぶように配設したことを特徴とするシリーズハイブリッド式電動二輪車。
2. 請求項１記載のシリーズハイブリッド式電動二輪車において、発電機とエンジンをシュラウドに収納し、このシュラウドにおける走行風出口と対向する前部に空気入口を形成するとともに、後部に空気出口を形成したことを特徴とするシリーズハイブリッド式電動二輪車。
3. 請求項１または請求項２記載のシリーズハイブリッド式電動二輪車において、ダウンフレーム部内の走行風通路にバッテリーを配設するとともに、ダウンフレーム部とサドル支持部との接続部分の内側にモータを配設したことを特徴とするシリーズハイブリッド式電動二輪車。

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