JP5446899B2 - 電気自動車の車両構造 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンと該エンジンによって駆動可能な発電機と少なくとも該発電機からの発電電力が供給されて充電されるバッテリと該バッテリから電力が供給されて駆動輪を駆動させるモータとを備えている電気自動車の車両構造に関するものである。

エンジンと、このエンジンによって駆動可能な発電機と、少なくとも発電機からの発電電力が供給されて充電されるバッテリと、このバッテリから電力が供給されて駆動輪を駆動させるモータとを備えている電気自動車が従来技術として知られている。

特許文献１のものでは、エンジンルームにおいて、エンジンの近傍に電気モータを配置するとともに、後席の下に電気モータの電力供給源としてのバッテリを配置し、運転席と助手席との下方で且つ床下に燃料タンクを配置している。

特開２００６−５１９４３号公報（図１０）

ところで、電気自動車として、近距離走行時に、外部電力が供給されて充電されたバッテリの電力を、モータに供給して駆動輪を駆動させる一方、遠距離走行時に、エンジンによって発電機を駆動してその発電電力をバッテリに供給して充電して、その充電されたバッテリの電力をモータに供給して駆動輪を駆動させるプラグインハイブリッド車が知られている。このプラグインハイブリッド車では、上述の如く、エンジンを駆動するのは、基本的に、遠距離走行時のみであるため、エンジンを小型化することが可能である。

ここで、電気自動車、特に、エンジンが小型化したプラグインハイブリッド車において、エンジンや発電機の配置を工夫して、重心を低くし、且つ、ヨー慣性モーメントを低減させるとともに、車両前部の空間（例えば、ダッシュパネルによって車室と仕切られた、ダッシュパネルの車両前方空間）をトランクルームとして使用可能にするなど、車両前部の空間のデザイン自由度を向上させたい。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンと該エンジンによって駆動可能な発電機と少なくとも該発電機からの発電電力が供給されて充電されるバッテリと該バッテリから電力が供給されて駆動輪を駆動させるモータとを備えている電気自動車の車両構造において、重心を低くし、且つ、ヨー慣性モーメントを低減させるとともに、車両前部の空間のデザイン自由度を向上させることにある。

第１の発明は、エンジンと該エンジンによって駆動可能な発電機と少なくとも該発電機からの発電電力が供給されて充電されるバッテリと該バッテリから電力が供給されて駆動輪を駆動させるモータとを備えている電気自動車の車両構造であって、上記エンジン及び上記発電機は、フロアパネルの車幅方向中央部に車両前後方向に延び且つ上方に膨出するように形成されたフロアトンネル内に配置されており、上記エンジンの車両後方には、車幅方向に延びるクロスメンバが設けられており、上記バッテリは、上記クロスメンバの車両後方に配置されており、上記エンジン及び上記バッテリは、上記クロスメンバに支持されていることを特徴とするものである。

これによれば、エンジン及び発電機をフロアトンネル内に配置しているので、比較的重量のあるエンジン及び発電機が車両の前後方向中央部に配置されることになり、重心を低くするとともに、ヨー慣性モーメントを低減させることができる。

また、エンジン及び発電機をフロアトンネル内に配置しているので、エンジン及び発電機が車両前部の空間外に配置されることになり、車両前部の空間をトランクルームとして使用可能になるなど、車両前部の空間のデザイン自由度を向上させることができる。

以上により、重心を低くし、且つ、ヨー慣性モーメントを低減させるとともに、車両前部の空間のデザイン自由度を向上させることができる。

また、エンジンの車両後方に車幅方向に延びるクロスメンバを設けており、バッテリをそのクロスメンバの車両後方に配置しているとともに、エンジン及びバッテリをそのクロスメンバに支持しているので、同一のクロスメンバによってエンジン及びバッテリを支持することができ、部材点数が増加するのを抑制することができる。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記発電機は、上記エンジンの車両前方に配置されており、上記エンジンの排気系が、該エンジンから車両後方に延びていることを特徴とするものである。

これによれば、発電機をエンジンの車両前方に配置しているとともに、エンジンの排気系が、該エンジンから車両後方に延びているので、エンジンから車両後方への排気を容易に行うことができる。

また、発電機をエンジンの車両前方に配置しているとともに、エンジンの排気系が、該エンジンから車両後方に延びているので、発電機、エンジン、排気系の順に車両前方から後方に配置されることになり、排気系を複雑な構造としなくて済み、排気を効率良く行うことができる。

第３の発明は、上記第１又は２の発明において、車両前後方向に延びる左右の側方フレームと、車幅方向に延びて該側方フレームの各前端部に結合される前方フレームと、該前方フレームの車両後方において車幅方向に延びて上記側方フレームの各後端部に結合される後方フレームとを有している平面視で略矩形枠状のサブフレームをさらに備えており、上記エンジン及び上記発電機は、上記サブフレームに取り付けられており、上記エンジン及び上記発電機が取り付けられた上記サブフレームは、その各側方フレームがそれぞれ上記フロアトンネルの各側壁部に沿うように、車体に取り付けられていることを特徴とするものである。

これによれば、車両前後方向に延びる左右の側方フレームと、車幅方向に延びて該側方フレームの各前端部に結合される前方フレームと、該前方フレームの車両後方において車幅方向に延びて側方フレームの各後端部に結合される後方フレームとを有している平面視で略矩形枠状のサブフレームをさらに備えており、エンジン及び発電機をそのサブフレームに取り付けているとともに、エンジン及び発電機が取り付けられたサブフレームを、その各側方フレームがそれぞれフロアトンネルの各側壁部に沿うように、車体に取り付けているので、サブフレームの側方フレームによってフロアトンネルの車両前後方向を補強することができ、サブフレームの前方フレーム及び後方フレームによってフロアトンネルの車幅方向を補強することができる。つまり、エンジン及び発電機を取り付けるためのサブフレームが、フロアトンネルを補強する補強部材を兼ねることになる。

第４の発明は、上記第１〜３のいずれか１つの発明において、上記エンジンの吸気系が、該エンジンから上記フロアトンネル内を通って車両前方に延びた後、ダッシュパネルの車両前方を通ってカウルパネルに達していることを特徴とするものである。

これによれば、エンジンの吸気系が、該エンジンからフロアトンネル内を通って車両前方に延びた後、ダッシュパネルの車両前方を通ってカウルパネルに達しているので、吸気系が車両前部の空間外に配置されることになり、車両前部の空間のデザイン自由度をより一層向上させることができる。

第５の発明は、上記第１〜４のいずれか１つの発明において、上記フロアトンネル内における上記エンジン及び上記発電機の車両前方に配置された上記エンジン用の燃料タンクをさらに備えていることを特徴とするものである。

これによれば、エンジン用の燃料タンクをフロアトンネル内におけるエンジン及び発電機の車両前方に配置しているので、燃料タンク及びエンジン間の間隔を比較的小さくすることができ、燃料タンクからエンジンへの燃料供給を容易に行うことができる。

第６の発明は、上記第１〜５のいずれか１つの発明において、上記バッテリは、上記駆動輪としての左右の後輪を連結する、サスペンションの一部を構成する連結部材よりも車両前方に且つ上記エンジンよりも車両後方に配置されており、上記モータは、上記連結部材よりも車両後方に配置されていることを特徴とするものである。

これによれば、バッテリを、左右の後輪を連結する、サスペンションの一部を構成する連結部材よりも車両前方に且つエンジンよりも車両後方に配置しているので、バッテリが車両後部の比較的車両前方に配置されることになり、ヨー慣性モーメントをより一層低減させることができる
また、モータをその連結部材よりも車両後方に配置しているので、モータが車両前部の空間外に配置されることになり、車両前部の空間のデザイン自由度をより一層向上させることができる。

本発明によれば、エンジン及び発電機をフロアトンネル内に配置しているので、比較的重量のあるエンジン及び発電機が車両の前後方向中央部に配置されることになり、重心を低くするとともに、ヨー慣性モーメントを低減させることができ、また、エンジン及び発電機をフロアトンネル内に配置しているので、エンジン及び発電機が車両前部の空間外に配置されることになり、車両前部の空間をトランクルームとして使用可能になるなど、車両前部の空間のデザイン自由度を向上させることができ、以上により、重心を低くし、且つ、ヨー慣性モーメントを低減させるとともに、車両前部の空間のデザイン自由度を向上させることができる。また、エンジンの車両後方に車幅方向に延びるクロスメンバを設けており、バッテリをそのクロスメンバの車両後方に配置しているとともに、エンジン及びバッテリをそのクロスメンバに支持しているので、同一のクロスメンバによってエンジン及びバッテリを支持することができ、部材点数が増加するのを抑制することができる。

本発明の実施形態に係る電気自動車の駆動系を模式的に示すブロック図である。 電気自動車の全体構造を示す概略側面図である。 電気自動車の全体構造を示す概略平面図である。 フロアトンネルの構造を示す概略斜視図である。 バッテリのNo.３及びNo.４クロスメンバへの支持構造を示す概略底面図である。 燃料タンクのダッシュクロスメンバへの支持構造を示す概略正面図である。 燃料タンクのダッシュクロスメンバへの支持構造を示す概略側面図である。 図３のXIII−XIII線矢視断面図である。 図３のIX−IX線矢視断面図である。 図３のX−X線矢視断面図である。 エンジン及びジェネレータのサブフレームへの取付構造を示す概略分解斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

−電気自動車の駆動系の構成−
図１は、エンジン搭載の電気自動車の駆動系を模式的に示すブロック図であり、この電気自動車（以下、車両とも言う）１は、近距離走行時（例えば５０ｋｍ以下の走行時）には、家庭用電源など外部電源からの外部電力が供給されて充電されたバッテリ１２の電力を、モータ１６に供給して駆動輪を駆動させる一方、遠距離走行時には、エンジン１０によってジェネレータ（発電機）１４を駆動してその発電電力をバッテリ１２に供給して充電して、その充電されたバッテリ１２の電力をモータ１６に供給して駆動輪を駆動させるプラグインハイブリッド車である。このプラグインハイブリッド車は、上述の如く、エンジン１０及びモータ１６を動力源として備え、このエンジン１０は発電にのみ使用して、車両１が動くための動力は全てモータ１６に頼っているシリーズ式ハイブリッド車である。

上記エンジン１０は、１気筒（以下、シリンダとも言う）の小型レシプロエンジンである。このレシプロエンジンでは、該エンジン用の燃料タンク１８から供給される燃料（例えばガソリン）を燃焼室で燃焼させて得られたエネルギーでシリンダ内部のピストンを上下させ、それをコンロッドとクランク軸１０ａ（駆動軸。図２等に図示）によって回転運動に置き換えるようになっている。また、上記気筒には、吸気通路（吸気管）２０（「エンジンの吸気系」に相当。図２等に図示)及び排気通路（排気管）２２（「エンジンの排気系」に相当。図２等に図示）が連通している。吸気通路２０には、吸入空気中の異物やホコリを除去するためにフィルタを用いたエアクリーナ２０ａが設けられている。排気通路２２には、排気ガス中のＨＣやＣＯ、ＮＯ_Ｘなどの有害成分を浄化するために三元触媒を用いた排気浄化装置２２ａが設けられているとともに、この排気浄化装置２２ａの下流側には、排気ガスの爆発音のエネルギーの圧力変動を打ち消し、吸収させて音を静かにするマフラー２２ｂが設けられている。そして、エンジン１０は、バッテリ１２の残量が少なくなったとき（例えばバッテリ１２の充電率ＳＯＣが３０％以下になったとき）に自動運転されるようになっている。尚、上述の如く、エンジン１０が小型化したため、燃料タンク１８やエアクリーナ２０ａなども小型化している。

上記バッテリ１２は、大容量化した大型・高性能のものであって、ジェネレータ１４及びモータ１６にそれぞれ、インバータ２４を介して接続されていて、ジェネレータ１４からの発電電力及びモータ１６からの回生電力が供給されて充電される。そして、バッテリ１２は、その電力をモータ１６に供給して駆動させる。また、バッテリ１２は、車両１の非使用時には、外部電源からの外部電力が供給・充電可能になっている。

上記ジェネレータ１４は、その回転軸（入力軸）１４ａ（図２等に図示）がエンジン１０のクランク軸１０ａに連結されていて、エンジン１０によって駆動可能になっている。

上記モータ１６は、左後輪用モータ１６ａ（図２等に図示）と右後輪用モータ１６ｂ（図３に図示）とからなる。左後輪用モータ１６ａは、その回転軸（出力軸）が上記駆動輪としての左後輪２６にファイナルギヤ３０及び駆動軸（ドライブシャフト）３２（図３に図示）を介して連結されていて、バッテリ１２及び／又はジェネレータ１４から電力が供給されて左後輪２６を駆動させる。右後輪用モータ１６ｂは、その回転軸が上記駆動輪としての右後輪２８にファイナルギヤ３０及び駆動軸３２を介して連結されていて、バッテリ１２及び／又はジェネレータ１４から電力が供給されて右後輪２８を駆動させる。ファイナルギヤ３０は、モータ１６ａ，１６ｂの回転速度を最終的に減速して該モータ１６ａ，１６ｂの動力を後輪２６，２８に伝達する。

上記インバータ２４は、交流電力を直流電力に変換するＡＣ−ＤＣコンバータ（発電機１４用のインバータ）２４ａと直流電力を交流電力に変換するＤＣ−ＡＣコンバータ（モータ１６用のインバータ）２４ｂとが一体化してなるものであって、バッテリ１２、ジェネレータ１４及びモータ１６相互間の電力の授受及び変換を行う。具体的には、バッテリ１２をジェネレータ１４からの電力で充電するときには、ジェネレータ１４からの交流電力をＡＣ−ＤＣコンバータ２４ａによって直流電力に変換してバッテリ１２に供給する。また、バッテリ１２の電力をモータ１６に供給するときには、バッテリ１２からの直流電力をＤＣ−ＡＣコンバータ２４ｂによって交流電力に変換してモータ１６に供給する。さらに、ジェネレータ１４からの電力をモータ１６に供給するときには、ジェネレータ１４からの交流電力をＡＣ−ＤＣコンバータ２４ａによって直流電力に変換した後、その直流電力をＤＣ−ＡＣコンバータ２４ｂによって交流電力に変換してモータ１６に供給する。

−電気自動車の全体構造−
以下、電気自動車１の全体構造について説明する。図２は、電気自動車の全体構造を示す概略側面図、図３は、電気自動車の全体構造を示す概略平面図、図４は、フロアトンネルの構造を示す概略斜視図、図５は、バッテリのNo.３及びNo.４クロスメンバへの支持構造を示す概略底面図、図６は、燃料タンクのダッシュクロスメンバへの支持構造を示す概略正面図、図７は、燃料タンクのダッシュクロスメンバへの支持構造を示す概略側面図、図８は、図３のXIII−XIII線矢視断面図、図９は、図３のIX−IX線矢視断面図、図１０は、図３のX−X線矢視断面図、図１１は、エンジン及びジェネレータのサブフレームへの取付構造を示す概略分解斜視図である。尚、これらの図では、図を見易くするため、部材の図示省略や簡略化などを適宜行っている。

まず、車体構造について説明する。

車両１前部には、ダッシュパネル４０によって車室４２と仕切られた、該ダッシュパネル４０の車両前方空間（車両１前部の空間）としてのトランクルーム４４が設けられている。このトラックルーム４４の後部左方には、スペアタイヤＳが収容されている。

トランクルーム４４の車幅方向両側には、左右のフロントサイドフレーム４６，４８が車両前後方向に延びるようにそれぞれ配置されている。これらのフロントサイドフレーム４６，４８は、ダッシュパネル４０の車両前方において車両前後方向に延びる第１水平部４６ａ，４８ａと、この第１水平部４６ａ，４８ａの後端から後述するダッシュロア４０ａの傾斜壁部４０ｄの前面に沿うように斜め下後方に延びる傾斜部４６ｂ，４８ｂと、この傾斜部４６ｂ，４８ｂの後端から車室４２の底面を形成するフロアパネル５０の下面に沿うように車両後方に延びる第２水平部４６ｃ，４８ｃとを有している。

上記ダッシュパネル４０は、フロアパネル５０の前端から上方に起立し、車幅方向に延びるダッシュロア４０ａと、このダッシュロア４０ａの上端から上方に延びるダッシュアッパ４０ｂとを有している。このダッシュロア４０ａは、上下方向に延びる縦壁部４０ｃと、この縦壁部４０ｃの下端から斜め下後方に延びてフロアパネル５０の前端に連結する傾斜壁部４０ｄとを有している。縦壁部４０ｃの下端部の前面には、車幅方向に延びてフロントサイドフレーム４６，４８の第１水平部４６ａ，４８ａの各後端部に連結されるダッシュクロスメンバ４０ｅが設けられている。ダッシュアッパ４０ｂには、フードとフロントウインドシールドとの間において上方に向かって開口するカウルパネル５２が車幅方向に延びるように設けられている。

上記フロアパネル５０の前部上には、運転席と助手席とが車幅方向に間隔を開けて並んでなるフロントシート５４が設けられている。フロアパネル５０の車幅方向両側には、車室４２の横（ドアの下）において左右のサイドシル５６，５８が車両前後方向に延びるようにそれぞれ配置されている。これらのサイドシル５６，５８は、その前端がフロントサイドフレーム４６，４８の傾斜部４６ｂ，４８ｂ及び第２水平部４６ｃ，４８ｃの接続部に車幅方向に延びる連結部材６０，６０を介して連結されている。

フロアパネル５０の下面には、各サイドシル５６，５８の車幅方向内方において左右のＢフレーム６２，６４が車両前後方向に延びるようにそれぞれ設けられている。これらのＢフレーム６２，６４は、フロアパネル５０の剛性を向上させるものであって、その前端がフロントサイドフレーム４６，４８の第２水平部４６ｃ，４８ｃの後端に連結されている。

フロアパネル５０の下面には、各フロントサイドフレーム４６，４８の車幅方向内方において左右の湾曲フレーム６６，６８（請求項３の「車体」に相当）がそれぞれ設けられている。これらの湾曲フレーム６６，６８は、車両衝突時にその衝撃荷重を分散させるためのものであって、フロントサイドフレーム４６，４８の第２水平部４６ｃ，４８ｃの車幅方向内方面から車両後方に湾曲して、車両前後方向に関しＢフレーム６２，６４の前端部の位置まで延びている。

フロアパネル５０の車幅方向中央部には、フロアトンネル５０ａが上方に膨出（隆起）するように断面略台形状に形成されている。このフロアトンネル５０ａは、Ｂフレーム６２，６４の車幅方向内方においてダッシュロア４０ａから車室４２内を車両後方に延びて後述するキックアップ部５０ｅに達している。また、フロアトンネル５０ａは、上壁部５０ｂ上面が略水平に延びるように形成されている。

フロアパネル５０の車両前後方向中央部の車両後方寄りには、キックアップ部５０ｅが上方に立ち上がるように形成されており、このキックアップ部５０ｅの上端から車両後方に延びるようにリアフロアパネル５０ｆが形成されている。このリアフロアパネル５０ｆの前部上には、ベンチタイプのリアシート７０が設けられている。リアフロアパネル５０ｆのリアシート７０の車両後方には、荷室フロア５０ｇが形成されている。つまり、この荷室フロア５０ｇが、リアフロアパネル５０ｆの後部を構成している。

リアフロアパネル５０ｆの車幅方向両端部の下面には、左右のリアサイドフレーム７２，７４が車両前後方向に延びるようにそれぞれ設けられている。これらのリアサイドフレーム７２，７４は、車両後方に行くに従って上方に傾斜する傾斜部７２ａ，７４ａと、この傾斜部７２ａ，７４ａの後端から車両後方に延びる水平部７２ｂ，７４ｂとを有している。傾斜部７２ａ，７４ａは、その前端がサイドシル５６，５８の後端に連結されている。

キックアップ部５０ｅの後面には、リアフロアパネル５０ｆの前端部の下方において車幅方向に延びてリアサイドフレーム７２，７４の各前端部に連結されるNo.３クロスメンバ７６（請求項３の「車体」に相当）が設けられている。リアフロアパネル５０ｆの車両前後方向中央部の下面には、No.３クロスメンバ７６の車両後方において車幅方向に延びてリアサイドフレーム７２，７４の各車両前後方向中央部（各リアサイドフレーム７２，７４における傾斜部７２ａ，７４ａ及び水平部７２ｂ，７４ｂの接続部）に連結されるNo.４クロスメンバ７８が設けられている。No.３クロスメンバ７６の車幅方向両側には、Ｂフレーム６２，６４の後端がそれぞれ連結されている。No.４クロスメンバ７８の下面は、No.３クロスメンバ７６の下面よりも高さが高い。

上記後輪２６，２８には、左右のトレーリングアーム８０ａ，８０ｂをクロスビーム８０ｃと呼ばれる梁で繋いだ形式のトーションビーム式サスペンション８０が採用されている。クロスビーム８０ｃは、車両側面視で後輪２６，２８の中心にある車輪軸よりも車両前方で且つ該後輪２６，２８の前端よりも車両後方に位置するように、リアフロアパネル５０ｆの車両前後方向中央部の下方（No.４クロスメンバ７８の下方）に車幅方向に延びるように配置されている。つまり、このクロスビーム８０ｃは、左右の後輪２６，２８を連結する、サスペンション８０の一部を構成する連結部材を構成している。

次に、エンジン１０やジェネレータ１４などの配置構造について説明する。

上記エンジン１０は、フロアトンネル５０ａ内にクランク軸１０ａが車幅方向に延びるように配置されている。詳細には、エンジン１０は、フロアトンネル５０ａ内におけるフロントシート５４と車両前後方向に関し略同じ位置に、シリンダヘッド側が車両後方を、吸気側が上方を向くように設けられている。つまり、エンジン１０は、フロアパネル５０内における車両１の前後方向中央部に配置されている。

上記バッテリ１２は、リアフロアパネル５０ｆの下方におけるクロスビーム８０ｃよりも車両前方に配置されている。つまり、バッテリ１２は、リアフロアパネル５０ｆの前部の下方、言い換えると、リアフロアパネル５０ｆにおけるリアシート７０の配置部分の下方に配置されている。また、バッテリ１２は、その車両前方近傍に設けられたNo.３クロスメンバ７６と、該バッテリ１２の車両後方に設けられたNo.４クロスメンバ７８とに支持されている。具体的には、バッテリ１２は、No.３クロスメンバ７６の下面とNo.４クロスメンバ７８の下面との間に車幅方向に間隔を開けて架設された２つの帯状部材８２，８２によって下方支持されている。

上記ジェネレータ１４は、フロアトンネル５０ａ内におけるエンジン１０の車両前方に回転軸１４ａが車幅方向に延びるように該エンジン１０と近接配置されている。ジェネレータ１４の回転軸１４ａは、エンジン１０のクランク軸１０ａにベルト３４を介して並列連結されている。このベルト３４は、エンジン１０及びジェネレータ１４の右面側に配置されている。そして、ジェネレータ１４は、エンジン１０の前部に一体的に結合され、これにより、エンジン１０及びジェネレータ１４は、アセンブリーになっている。

上記左後輪用モータ１６ａは、ファイナルギヤ３０と一体的に結合されていて、荷室フロア５０ｇの前部左方の下方に回転軸が車幅方向に延びるように配置されている。上記右後輪用モータ１６ｂは、ファイナルギヤ３０と一体的に結合されていて、荷室フロア５０ｇの前部右方の下方に回転軸が車幅方向に延びるように配置されている。つまり、左後輪用モータ１６ａ及び右後輪用モータ１６ｂは、クロスビーム８０ｃよりも車両後方において車幅方向に並んで配設されている。

上記燃料タンク１８は、フロアトンネル５０ａ内におけるエンジン１０及びジェネレータ１４の車両前方に配置されている。詳細には、燃料タンク１８は、エンジン１０及びジェネレータ１４よりも車両前方において、後部がフロアトンネル５０ａ内に位置するように設けられている。また、燃料タンク１８は、ダッシュクロスメンバ４０ｅの下方に配置されていて、該ダッシュクロスメンバ４０ｅに支持されている。具体的には、燃料タンク１８は、その前部がダッシュクロスメンバ４０ｅの車幅方向中央部に吊り下げられた略Ｕ字状の帯状部材８４によって抱え込まれて支持されている一方、その後部がＢフレーム６２，６４の各前端部の間に架設された略平板状の帯状部材８６によって下方支持されている。また、燃料タンク１８の給油管１８ａは、該燃料タンク１８の前端部から車両右方に延びており、その給油口１８ｂは、右フロントフェンダーに開口している。

上記吸気通路２０は、エンジン１０からフロアトンネル５０ａ内を通ってカウルパネル５２に達しており、その吸気口２０ｂは、カウルパネル５２に車外側に向かって開口している。詳細には、吸気通路２０は、エンジン１０の上部後方から車両前方に延びて燃料タンク１８の上方位置に達した後、燃料タンク１８とフロアトンネル５０ａの上壁部５０ｂとの間を通ってダッシュパネル４０の車両前方位置に達し、その後、ダッシュパネル４０の車両前方を通って（ダッシュパネル４０の前面に沿って）右斜め上に延びてカウルパネル５２に達している。そして、吸気通路２０は、カウルパネル５２内に取り込まれた外気をエンジン１０内に取り入れる。上記エアクリーナ２０ａは、フロアトンネル内５０ａにおけるエンジン１０前部の上方に配置されている。

上記排気通路２２は、フロアパネル５０の下方においてエンジン１０から車両後方に延びている。詳細には、排気通路２２は、エンジン１０の下部後方から後述するサブフレーム９０の後方フレーム９０ｄの上方及びバッテリ１２の下方を通って車両後方に延びてバッテリ１２の車両後方位置に達した後、車両右方に延びてインバータ２４の車両後方位置に達し、その後、車両後方に延びて右後輪２８の駆動軸３２の車両後方位置に達している。次に、排気通路２２は、車両左方に延びて左後輪２６の駆動軸３２の車両後方位置に達し、その後、車両後方に延びている。上記排気浄化装置２２ａは、リアフロアパネル５０の前部左方の下方におけるバッテリ１２の斜め下後方に配置されている。上記マフラー２２ｂは、荷室フロア５０ｇの後部の下方における右後輪用モータ１６ｂの車両後方に配置されている。上記インバータ２４は、リアフロアパネル５０ｆの前部左方の下方におけるバッテリ１２の車両右方に該バッテリ１２と近接配置されている。

以上のように、エンジン１０、ジェネレータ１４及び燃料タンク１８からなる発電ユニットは車両１中央部に、バッテリ１２、モータ１６及びインバータ２４からなる電気駆動ユニットは車両１後部に分割配置されている。これにより、ハーネスや配管を簡素化することができるとともに、車両１の重量配分を適正化することができる。

また、エンジン１０及びジェネレータ１４は、平面視で略矩形枠状のサブフレーム９０に取り付けられている。以下、この取付の詳細について説明する。

サブフレーム９０は、車両前後方向に延びる左右の側方フレーム９０ａ，９０ｂと、車幅方向に延びて側方フレーム９０ａ，９０ｂの各前端部に結合される前方フレーム９０ｃと、この前方フレーム９０ｃの車両後方において前方フレーム９０ｃと平行に延びて側方フレーム９０ａ，９０ｂの各後端部に結合される後方フレーム９０ｄとを有している。側方フレーム９０ａ，９０ｂ及び前方フレーム９０ｃは、一体となっている。側方フレーム９０ａ，９０ｂは、その後端部の下面が上方に窪んでいる。後方フレーム９０ｄは、その左右両端部の上面がそれぞれ下方に窪んでおり、この窪み部の上面には、側方フレーム９０ｃ，９０ｄの上記窪み部が締結部材９０ｅによって締結固定されている。側方フレーム９０ａ，９０ｂは、前方及び後方フレーム９０ｃ，９０ｄよりも長さが長い。サブフレーム９０は、その四隅部のうち車両前方側の２つの隅部が該サブフレーム９０の内方に張り出しており、この左右の張り出し部が略三角形状になるように形成されている。

そして、一体的に結合されたエンジン１０及びジェネレータ１４は、該エンジン１０の後部左方に設けられたブラケット１０ｂ及びマウントラバー９２を介して後方フレーム９０ｄの左端部の上面に、該ジェネレータ１４の前部左方に設けられたブラケット１４ｂ及びマウントラバー９２を介して前方フレーム９０ｃの左端部の上面に、該ジェネレータ１４の前部右方に設けられたブラケット１４ｃ及びマウントラバー９２を介して前方フレーム９０ｄの右端部の上面に弾性支持されている。

また、エンジン１０及びジェネレータ１４が取り付けられたサブフレーム９０は、その各側方フレーム９０ａ，９０ｂがそれぞれフロアトンネル５０ａの各側壁部５０ｃ，５０ｃの下端縁（フロアトンネル５０ａの下方開口部の各側縁部）に沿い且つ前方及び後方フレーム９０ｃ，９０ｄがそれぞれ側壁部５０ｃ，５０ｃの下端縁間に架け渡されるように、湾曲フレーム６６，６８及びNo.３クロスメンバ７６に取り付けられている。つまり、エンジン１０及びジェネレータ１４をサブフレーム９０に取り付けた後、エンジン１０及びジェネレータ１４を取り付けたサブフレーム９０を湾曲フレーム６６，６８及びNo.３クロスメンバ７６に取り付けている。また、エンジン１０をNo.３クロスメンバ７６にサブフレーム９０を介して支持している。詳細には、サブフレーム９０は、その四隅部のうち車両前方側の２つの隅部がそれぞれ湾曲フレーム６６，６８の後端部の下面に締結部材９４によって締結固定されている一方、車両後方側の２つ隅部がそれぞれNo.３クロスメンバ７６の下面に取り付けられている。このように、エンジン１０及びジェネレータ１４を取り付けたサブフレーム９０を湾曲フレーム６６，６８及びNo.３クロスメンバ７６に取り付けることにより、エンジン１０及びジェネレータ１４は、上述の如く、フロアトンネル５０ａ内に配置される。また、側方フレーム９０ａ，９０ｂは、上述の如く、フロアトンネル５０ａの側壁部５０ｃ，５０ｃの下端縁に沿うように配置されることにより、車両１衝突時にフロアトンネル５０ａが変形するのを抑制するトンネルメンバとして機能する。さらに、前方及び後方フレーム９０ｃ，９０ｄは、上述の如く、側壁部５０ｃ，５０ｃの下端縁間に架設されることにより、フロアパネル５０やフロアトンネル５０ａが車幅方向に開くのを抑制するトンネルクロスメンバとして機能する。また、前方及び後方フレーム９０ｃ，９０ｄは、車両１側突時にその衝撃荷重を受ける部材として機能する。つまり、前方及び後方フレーム９０ｃ，９０ｄは、車体のクロスメンバを兼ねる。

以上のように、エンジン１０やジェネレータ１４などは、車体に取付支持されている。

−効果−
以上により、本実施形態によれば、エンジン１０及びジェネレータ１４をフロアトンネル５０ａ内に配置しているので、比較的重量のあるエンジン１０及びジェネレータ１４が車両１の前後方向中央部に配置されることになり、重心を低くするとともに、ヨー慣性モーメントを低減させることができる。

また、エンジン１０及びジェネレータ１４をフロアトンネル５０ａ内に配置しているので、エンジン１０及びジェネレータ１４が車両１前部の空間外に配置されることになり、車両１前部の空間をトランクルーム４４として使用可能になるなど、車両１前部の空間のデザイン自由度を向上させることができる。

以上により、重心を低くし、且つ、ヨー慣性モーメントを低減させるとともに、車両１前部の空間のデザイン自由度を向上させることができる。

また、エンジン１０及びジェネレータ１４をフロアトンネル５０ａ内に配置しているので、エンジン１０及びジェネレータ１４が車両１の車幅方向中央部に配置されることになり、ローリングモーメントを低減させることができ、車両１の運動性能を向上させることができる。

さらに、ジェネレータ１４をエンジン１０の車両前方に配置しているとともに、エンジン１０の排気通路２２が、該エンジン１０から車両後方に延びているので、エンジン１０から車両後方への排気を容易に行うことができる。

さらにまた、ジェネレータ１４をエンジン１０の車両前方に配置しているとともに、エンジン１０の排気通路２２が、該エンジン１０から車両後方に延びているので、ジェネレータ１４、エンジン１０、排気通路２２の順に車両前方から後方に配置されることになり、排気通路２２を複雑な構造としなくて済み、排気を効率良く行うことができる。

また、車両前後方向に延びる左右の側方フレーム９０ａ，９０ｂと、車幅方向に延びて該側方フレーム９０ａ，９０ｂの各前端部に結合される前方フレーム９０ｃと、該前方フレーム９０ｃの車両後方において車幅方向に延びて側方フレーム９０ａ，９０ｂの各後端部に結合される後方フレーム９０ｄとを有している平面視で略矩形枠状のサブフレーム９０をさらに備えており、エンジン１０及びジェネレータ１４をそのサブフレーム９０に取り付けているとともに、エンジン１０及びジェネレータ１４が取り付けられたサブフレーム９０を、その各側方フレーム９０ａ，９０ｂがそれぞれフロアトンネル５０ａの各側壁部５０ｃ，５０ｃに沿うように、湾曲フレーム６６，６８及びNo.３クロスメンバ７６に取り付けているので、サブフレーム９０の側方フレーム９０ａ，９０ｂによってフロアトンネル５０ａの車両前後方向を補強することができ、サブフレーム９０の前方フレーム９０ｃ及び後方フレーム９０ｄによってフロアトンネル５０ａの車幅方向を補強することができる。つまり、エンジン１０及びジェネレータ１４を取り付けるためのサブフレーム９０が、フロアトンネル５０ａを補強する補強部材を兼ねることになる。

さらに、エンジン１０の車両後方に車幅方向に延びるNo.３クロスメンバ７６を設けており、バッテリ１２をそのNo.３クロスメンバ７６の車両後方に配置しているとともに、エンジン１０及びバッテリ１２をそのNo.３クロスメンバ７６に支持しているので、同一のクロスメンバ７６によってエンジン１０及びバッテリ１２を支持することができ、部材点数が増加するのを抑制することができる。

さらにまた、エンジン１０の吸気通路２０が、該エンジン１０からフロアトンネル５０ａ内を通って車両前方に延びた後、ダッシュパネル４０の車両前方を通ってカウルパネル５２に達しているので、吸気通路２０が車両１前部の空間外に配置されることになり、車両１前部の空間のデザイン自由度をより一層向上させることができる。

また、エンジン１０用の燃料タンク１８をフロアトンネル５０ａ内におけるエンジン１０及びジェネレータ１４の車両前方に配置しているので、燃料タンク１８及びエンジン１０間の間隔を比較的小さくすることができ、燃料タンク１８からエンジン１０への燃料供給を容易に行うことができる。

さらに、バッテリ１２を、左右の後輪２６，２８を連結する、サスペンション８０の一部を構成するクロスビーム８０ｃよりも車両前方に且つエンジン１０よりも車両後方に配置しているので、バッテリ１２が車両１後部の比較的車両前方に配置されることになり、ヨー慣性モーメントをより一層低減させることができる
さらにまた、モータ１６をそのクロスビーム８０ｃよりも車両後方に配置しているので、モータ１６が車両１前部の空間外に配置されることになり、車両１前部の空間のデザイン自由度をより一層向上させることができる。

（その他の実施形態）
上記実施形態では、後輪２６，２８にトーションビーム式サスペンション８０を採用しているが、これに限らず、例えば、両端に後輪２６，２８を付けた車軸をスプリングを介して車体に取り付けるタイプのリジッドアクスルサスペンションを採用してもよい。つまり、この車軸は、左右の後輪２６，２８を連結する、サスペンションの一部を構成する連結部材を構成する。車軸は、車両側面視で後輪２６，２８の車輪軸近傍に位置する。そして、この場合、バッテリ１２は車軸よりも車両前方に、モータ１６は車軸よりも車両後方に配置される。

また、上記実施形態では、エンジン１０は、１気筒のレシプロエンジンであるが、これに限らず、例えば、２気筒のレシプロエンジンであってもよく、また、１ローターのロータリーエンジンであってもよい。このロータリーエンジンは、駆動軸としてエキセントリックシャフトを有している。

さらに、上記実施形態では、エンジン１０のクランク軸１０ａとジェネレータ１４の回転軸１４ａとをベルト３４を介して連結しているが、これに限らず、例えば、チェーンやギヤなどを介して連結してもよい。

本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。

このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

以上説明したように、本発明にかかる電気自動車の車両構造は、重心を低くし、且つ、ヨー慣性モーメントを低減させるとともに、車両前部の空間のデザイン自由度を向上させることが必要な用途等に適用できる。

１ 電気自動車
１０ エンジン
１２ バッテリ
１４ ジェネレータ（発電機）
１８ 燃料タンク
２０ 吸気通路（吸気系）
２２ 排気通路（排気系）
４０ ダッシュパネル
５０ フロアパネル
５０ａ フロアトンネル
５０ｃ 側壁部
５２ カウルパネル
６６，６８ 湾曲フレーム（車体）
７６ No.３クロスメンバ（車体）
８０ サスペンション
８０ｃ クロスビーム（連結部材）
９０ サブフレーム
９０ａ，９０ｂ 側方フレーム
９０ｃ 前方フレーム
９０ｄ 後方フレーム

Claims (6)

1. エンジンと該エンジンによって駆動可能な発電機と少なくとも該発電機からの発電電力が供給されて充電されるバッテリと該バッテリから電力が供給されて駆動輪を駆動させるモータとを備えている電気自動車の車両構造であって、
   上記エンジン及び上記発電機は、フロアパネルの車幅方向中央部に車両前後方向に延び且つ上方に膨出するように形成されたフロアトンネル内に配置されており、
   上記エンジンの車両後方には、車幅方向に延びるクロスメンバが設けられており、
   上記バッテリは、上記クロスメンバの車両後方に配置されており、
   上記エンジン及び上記バッテリは、上記クロスメンバに支持されていることを特徴とする電気自動車の車両構造。
2. 請求項１記載の電気自動車の車両構造において、
   上記発電機は、上記エンジンの車両前方に配置されており、
   上記エンジンの排気系が、該エンジンから車両後方に延びていることを特徴とする電気自動車の車両構造。
3. 請求項１又は２記載の電気自動車の車両構造において、
   車両前後方向に延びる左右の側方フレームと、車幅方向に延びて該側方フレームの各前端部に結合される前方フレームと、該前方フレームの車両後方において車幅方向に延びて上記側方フレームの各後端部に結合される後方フレームとを有している平面視で略矩形枠状のサブフレームをさらに備えており、
   上記エンジン及び上記発電機は、上記サブフレームに取り付けられており、
   上記エンジン及び上記発電機が取り付けられた上記サブフレームは、その各側方フレームがそれぞれ上記フロアトンネルの各側壁部に沿うように、車体に取り付けられていることを特徴とする電気自動車の車両構造。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の電気自動車の車両構造において、
   上記エンジンの吸気系が、該エンジンから上記フロアトンネル内を通って車両前方に延びた後、ダッシュパネルの車両前方を通ってカウルパネルに達していることを特徴とする電気自動車の車両構造。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の電気自動車の車両構造において、
   上記フロアトンネル内における上記エンジン及び上記発電機の車両前方に配置された上記エンジン用の燃料タンクをさらに備えていることを特徴とする電気自動車の車両構造。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の電気自動車の車両構造において、
   上記バッテリは、上記駆動輪としての左右の後輪を連結する、サスペンションの一部を構成する連結部材よりも車両前方に且つ上記エンジンよりも車両後方に配置されており、
   上記モータは、上記連結部材よりも車両後方に配置されていることを特徴とする電気自動車の車両構造。

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