JP5487986B2 - 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、上記エンジンは、フロアパネル上に設けられたシートと車両前後方向に関し略同じ位置になるように上記フロアパネルの下方に配置されており、上記発電機は、上記フロアパネルの下方に配置されており、エアクリーナが、上記フロアパネルの下方に配置されており、上記エンジン及び上記発電機は、略矩形枠状のサブフレームに取り付けられており、上記エンジン、上記発電機及び上記エアクリーナは、平面視で上記サブフレームの内側に位置するよう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、エンジンを、フロアパネル上に設けられたシートと車両前後方向に関し略同じ位置になるようにフロアパネルの下方に配置しているので、比較的重量のあるエンジン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パネルの下方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。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記エンジンは、上記フロアパネルの車幅方向中央部の下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、エンジンをフロアパネルの車幅方向中央部の下方に配置しているので、比較的重量のあるエンジンが車両の車幅方向中央部に配置されることになり、重量や走行、操縦などの安定性を向上させることができる。

第３の発明は、上記第１又は２の発明において、上記エンジンは、上記フロアパネルの上記シートに対応する部分に上方に膨出するように形成された膨出部内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、エンジンを、フロアパネルのシートに対応する部分に上方に膨出するように形成された膨出部内に配置しているので、シートの下方空間を有効利用することができる。

第４の発明は、上記第１〜３のいずれかの発明において、上記発電機は、上記エンジンの車幅方向一方側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、発電機をエンジンの車幅方向一方側に配置しているので、エンジン及び発電機を近接配置することが可能になる。

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、上記エンジン及び上記発電機よりも車両前方において、少なくとも一部が、上記フロアパネルの下方におけるダッシュパネルよりも車両後方に位置するよう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。

エンジンが小型化したプラグインハイブリッド車では、エンジン用の燃料タンクを小型化することが可能である。そして、燃料タンクを小型化した場合、本発明のように、燃料タンクを、エンジン及び発電機よりも車両前方において、少なくとも一部が、フロアパネルの下方におけるダッシュパネルよりも車両後方に位置するように配置することができる。

第６の発明は、上記第５の発明において、上記燃料タンクは、上記ダッシュパネルの車両前方に車幅方向に延びるように設けられたダッシュクロスメンバの下方において該ダッシュ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、燃料タンクを、ダッシュパネルの車両前方に車幅方向に延びるように設けられたダッシュクロスメンバの下方において該ダッシュクロスメンバに支持しているので、既存のダッシュクロスメンバによって燃料タンク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７の発明は、上記第１〜６のいずれか１つの発明において、上記フロアパネルの上記シートに対応する部分は、その車両前方側の部分が後方側の部分よりも上面の高さが高くなるように形成されており、上記エンジンは、その駆動軸が、上下方向を向き且つ上記フロアパネルの上記シートに対応する部分における車両前方側の部分の下方に位置するように配置されており、上記発電機は、その回転軸が上下方向に向くよう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、フロアパネルのシートに対応する部分を、その車両前方側の部分が後方側の部分よりも上面の高さが高くなるように形成しているので、そのシートがフロントシートである場合、上面の高さが比較的低い、フロアパネルのシートに対応する部分における車両後方側の部分によって、リアシートに着座した乗員の足元スペースを確保することができる。

第８の発明は、上記第１〜７のいずれか１つの発明において、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、上記フロアパネルの下方に車両前後方向に延びるように設けられた左右のサイドフレーム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、エンジン及び発電機が取り付けられたサブフレームを、フロアパネルの下方に車両前後方向に延びるように設けられた左右のサイドフレームに取り付けているので、オフセット前面衝突時に一方のサイドフレームに加わった衝撃荷重をサブフレームを介して他方のサイドフレームに伝達することができ、オフセット前面衝突時にその衝撃荷重を分散させることができる。

第９の発明は、上記第１〜８のいずれか１つの発明において、上記エンジンは、フロアパネル上に設けられたフロントシートと車両前後方向に関し略同じ位置に配置されており、上記バッテリは、上記フロントシートの車両後方において上記フロアパネル上に設けられたリアシートの下方に配置されていることを特徴とするものである。

燃料タンクを、該燃料タンクが通常配置されるリアシートの下方以外の部分に配置した場合、本発明のように、バッテリをリアシートの下方に配置することができる。

第１０の発明は、上記第９の発明において、上記バッテリは、その車両前方において車幅方向に延びるように設けられた第１クロスメンバと、上記バッテリの車両後方において車幅方向に延びるように設けられた第２クロスメンバと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、バッテリを、その車両前方において車幅方向に延びるように設けられた第１クロスメンバと、バッテリの車両後方において車幅方向に延びるように設けられた第２クロスメンバとに支持しているので、比較的高剛性の第１及び第２クロスメンバによってバッテリを安定支持することができる。

第１１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、上記エンジンは、車両の前後方向中央部においてフロアパネルの下方に配置されており、上記発電機は、上記フロアパネルの下方に配置されており、エアクリーナが、上記フロアパネルの下方に配置されており、上記エンジン及び上記発電機は、略矩形枠状のサブフレームに取り付けられており、上記エンジン、上記発電機及び上記エアクリーナは、平面視で上記サブフレームの内側に位置するよう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、エンジンを、車両の前後方向中央部においてフロアパネルの下方に配置しているので、比較的重量のあるエンジン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パネルの下方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。

本発明によれば、エンジンを、フロアパネル上に設けられたシートと車両前後方向に関し略同じ位置になるようにフロアパネルの下方に配置しているので、比較的重量のあるエンジン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パネルの下方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。

別の発明によれば、エンジンを、車両の前後方向中央部においてフロアパネルの下方に配置しているので、比較的重量のあるエンジン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パネルの下方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。

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VIII−VIII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（図２等に図示)及び排気通路（排気管）２２（図３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VIII−VIII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４０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。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５４ａと助手席５４ｂ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（請求項８の「サイドフレーム」に相当）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とともに、その前端部がサイドシル５６，５８の前端部に車幅方向に延びる前方連結部材６６，６６を介して連結されている一方、その後端部がサイドシル５６，５８の後端部に車幅方向に延びる後方連結部材６８，６８を介して連結されている。また、Ｂフレーム６２，６４は、後述するフロアトンネル５０ａの中央トンネル部５０ｃ内においてその側壁部５０ｅ内面に沿って延びている。

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、各Ｂフレーム６２，６４の間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る前方トンネル部５０ｂと、この前方トンネル部５０ｂの後端から車室４２内を車両後方に延び、該前方トンネル部５０ｂよりも車幅方向長さが長い中央トンネル部５０ｃ（膨出部）と、各Ｂフレーム６２，６４の間において中央トンネル部５０ｃの車幅方向中央部の後端から車室４２内を車両後方に延びて後述するキックアップ部５０ｉに達し、前方トンネル部５０ｂと車幅方向長さが略同じである後方トンネル部５０ｄとからなる。前方トンネル部５０ｂの前部は、その上壁部５０ｆ上面が略水平に延びるように形成されている一方、後部は、車両後方に行くに従って上壁部５０ｆ上面の高さが高くなるように形成されている。中央トンネル部５０ｃは、フロアパネル５０のフロントシート５４に対応する部分に、車幅方向に関しては運転席５４ａの車幅方向中央部の位置から助手席５４ｂの車幅方向中央部の位置に亘って、車両前後方向に関してはＢフレーム６２，６４の前端位置から後端位置に亘って設けられている。中央トンネル部５０ｃは、その車両前方側の部分が後方側の部分よりも上壁部５０ｇ上面の高さが高くなるように形成されている。後方トンネル部５０ｄは、車両後方に行くに従って上壁部５０ｈ上面の高さが低くなるように形成されている。そして、前方トンネル部５０ｂ、中央トンネル部５０ｃ及び後方トンネル部５０ｄは、その上壁部５０ｆ〜５０ｈ上面が連続面にな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５０ｉ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５０ｉの上端から車両後方に延びるようにリアフロアパネル５０ｊが形成されている。このリアフロアパネル５０ｊ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。また、リアフロアパネル５０ｊのリアシート７０の車両後方には、荷室フロア５０ｋが形成されている。つまり、この荷室フロア５０ｋが、リアフロアパネル５０ｊの後部を構成している。

リアフロアパネル５０ｊ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。

上記キックアップ部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（第１クロスメンバ）が設けられている。上記リアフロアパネル５０ｊ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（第２クロスメンバ）が設けられている。この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５０ｊ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、フロントシート５４と車両前後方向に関し略同じ位置（本実施形態では、フロアパネル５０の下方における運転席５４ａ及び助手席５４ｂの間）になり且つクランク軸１０ａが上下方向に延びるようにフロアパネル５０の車幅方向中央部の下方に配置されている。つまり、エンジン１０は、車両１の前後方向中央部においてフロアパネル５０の下方に設けられている。詳細には、エンジン１０は、フロアトンネル５０ａの幅広の中央トンネル部５０ｃ内の車幅方向中央部に、シリンダヘッド側が車両後方を、吸気側が車両右方を向き且つクランク軸１０ａが該中央トンネル部５０ｃの高床の車両前方側の部分に位置するように配置されている。

上記バッテリ１２は、リアフロアパネル５０ｊの前部の下方に配置されている。つまり、バッテリ１２は、リアシート７０の下方に設けられている。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、フロアパネル５０の下方におけるエンジン１０前部の車両左方に回転軸１４ａが、上下方向に延び且つエンジン１０のクランク軸１０ａと車幅方向に並ぶように該エンジン１０と近接配置されている。つまり、ジェネレータ１４は、フロアトンネル５０ａの中央トンネル部５０ｃ内にエンジン１０と車幅方向に並んで設けられている。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にギヤ３４を介して並列連結されている。このギヤ３４は、エンジン１０及びジェネレータ１４の上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の前部左方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５０ｋ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５０ｋ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、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、後部がフロアパネル５０の下方におけるダッシュパネル４０よりも車両後方に位置するように配置されている。つまり、燃料タンク１８は、その後部が前方トンネル部５０ｂ内に設けられている。また、燃料タンク１８は、ダッシュクロスメンバ４０ｅの下方にお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、該カウルパネル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の後部右方から車両右方に延びて後述するサブフレーム９０の右側方フレーム９０ｂの車両左方位置に達した後、車両左前方に延びてエンジン１０及び燃料タンク１８の間の位置に達し、その後、燃料タンク１８と前方トンネル部５０ｂの上壁部５０ｆとの間を通って車両前方に延びてダッシュパネル４０の車両前方位置に達している。次に、吸気通路２０は、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、フロアパネル５０の下方におけるエンジン１０後部の車両右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の後部左方から中央トンネル部５０ｃ内を通って車両右方に湾曲して該中央トンネル部５０ｃ内の車幅方向中央位置に達した後、サブフレーム９０の後方フレーム９０ｄの上方及び後方トンネル部５０ｄ内を通って車両後方に延びてバッテリ１２の下方位置に達し、その後、車両右方に延びてインバータ２４の下方位置に達している。次に、排気通路２２は、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た後、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、フロアパネル５０の下方におけるサブフレーム９０の後方フレーム９０ｄとバッテリ１２との間に配置されている。上記マフラー２２ｂは、荷室フロア５０ｋ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５０ｊ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、その後端部の上面が下方に窪んでおり、この窪み部の上面には、後方フレーム９０ｄ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、Ｂフレーム６２，６４と長さが略同じである。前方及び後方フレーム９０ｃ，９０ｄは、その長さがＢフレーム６２，６４間の間隔と略同じである。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９０ｆ，９０ｇ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の前部右方に設けられたブラケット１０ｂ及びマウントラバー９２を介して右張り出し部９０ｇの上面に、該エンジン１０の後部右方に設けられたブラケット１０ｃ及びマウントラバー９２を介して後方フレーム９０ｄの右部の上面に、該ジェネレータ１４の車両左前方側に設けられたブラケット１４ｂ及びマウントラバー９２を介して左張り出し部９０ｆ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、Ｂフレーム６２，６４の下面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Ｂフレーム６２，６４に取り付けている。詳細には、サブフレーム９０は、その側方フレーム９０ａ，９０ｂがそれぞれＢフレーム６２，６４に沿うように、四隅部のうち車両前方側の２つの隅部がそれぞれＢフレーム６２，６４の前端部の下面に、車両後方側の２つ隅部がそれぞれＢフレーム６２，６４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。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Ｂフレーム６２，６４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の中央トンネル部５０ｃ内に配置される。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を、フロアパネル５０上に設けられたフロントシート５４と車両前後方向に関し略同じ位置（即ち、車両１の前後方向中央部においてフロアパネル５０の下方）になるようにフロアパネル５０の下方に配置しているので、比較的重量のあるエンジン１０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をフロアパネル５０の下方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、本実施形態のように、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をフロアパネル５０の車幅方向中央部の下方に配置しているので、比較的重量のあるエンジン１０が車両１の車幅方向中央部に配置されることになり、重量や走行、操縦などの安定性を向上させることができる。

さらに、エンジン１０を、フロアパネル５０のフロントシート５４に対応する部分に上方に膨出するように形成された中央トンネル部５０ｃ内に配置しているので、フロントシート５４の下方空間を有効利用することができる。

さらにまた、ジェネレータ１４をエンジン１０の車幅方向一方側に配置しているので、本実施形態のように、エンジン１０及びジェネレータ１４を近接配置することが可能になる。

また、エンジン１０が小型化したプラグインハイブリッド車では、エンジン１０用の燃料タンク１８を小型化することが可能である。そして、本実施形態のように、燃料タンク１８を小型化した場合、燃料タンク１８を、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、一部が、フロアパネル５０の下方におけるダッシュパネル４０よりも車両後方に位置するように配置することができる。

さらに、燃料タンク１８を、ダッシュパネル４０の車両前方に車幅方向に延びるように設けられたダッシュクロスメンバ４０ｅの下方において該ダッシュクロスメンバ４０ｅに支持しているので、既存のダッシュクロスメンバ４０ｅによって燃料タンク１８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、フロアパネル５０のフロントシート５４に対応する部分（即ち、中央トンネル部５０ｃ）を、その車両前方側の部分が後方側の部分よりも上面の高さが高くなるように形成しているので、上面の高さが比較的低い、フロアパネル５０のフロントシート５４に対応する部分における車両後方側の部分によって、リアシート７０に着座した乗員の足元スペースを確保することができる。

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を、フロアパネル５０の下方に車両前後方向に延びるように設けられた左右のＢフレーム６２，６４に取り付けているので、オフセット前面衝突時に一方のＢフレーム６２（又は６４）に加わった衝撃荷重をサブフレーム９０を介して他方のサイドフレーム６４（又は６２）に伝達することができ、オフセット前面衝突時にその衝撃荷重を分散させることができる。

さらに、燃料タンク１８を、該燃料タンク１８が通常配置されるリアシート７０の下方以外の部分に配置しているので、バッテリ１２をリアシート７０の下方に配置することができる。

さらにまた、バッテリ１２を、その車両前方において車幅方向に延びるように設けられたNo.３クロスメンバ７６と、バッテリ１２の車両後方において車幅方向に延びるように設けられたNo.４クロスメンバ７８とに支持しているので、比較的高剛性のNo.３及びNo.４クロスメンバ７６，７８によってバッテリ１２を安定支持することができる。

（その他の実施形態）
上記実施形態では、燃料タンク１８は、その後部がフロアパネル５０の下方におけるダッシュパネル４０よりも車両後方に位置するように配置されているが、少なくとも一部がフロアパネル５０の下方におけるダッシュパネル４０よりも車両後方に位置するように配置されればよく、例えば、全部がフロアパネル５０の下方におけるダッシュパネル４０よりも車両後方に位置するように配置されてもよい。

また、上記実施形態では、バッテリ１２は、フロアパネル５０の下方で且つリアシート７０の下方に配置されているが、これに限らず、例えば、フロアパネル５０の上方で且つリアシート７０の下方に配置されてもよい。

さらに、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。

さらにまた、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とをギヤ３４を介して連結しているが、これに限らず、例えば、チェーンやベルト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
１０ａ クランク軸（駆動軸）
１２ バッテリ
１４ ジェネレータ（発電機）
１４ａ 回転軸
１８ 燃料タンク
４０ ダッシュパネル
４０ｅ ダッシュクロスメンバ
５０ フロアパネル
５０ａ フロアトンネル
５０ｃ 中央トンネル部（膨出部）
５４ フロントシート
６２，６４ Ｂフレーム（サイドフレーム）
７０ リアシート
７６ No.３クロスメンバ（第１クロスメンバ）
７８ No.４クロスメンバ（第２クロスメンバ）
９０ サブフレーム

Claims (11)

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、
   上記エンジンは、フロアパネル上に設けられたシートと車両前後方向に関し略同じ位置になるように上記フロアパネルの下方に配置されており、
   上記発電機は、上記フロアパネルの下方に配置されており、
   エアクリーナが、上記フロアパネルの下方に配置されており、
   上記エンジン及び上記発電機は、略矩形枠状のサブフレームに取り付けられており、
   上記エンジン、上記発電機及び上記エアクリーナは、平面視で上記サブフレームの内側に位置するよう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。
2. 請求項１記載の電気自動車の車両構造において、
   上記エンジンは、上記フロアパネルの車幅方向中央部の下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。
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、
   上記エンジンは、上記フロアパネルの上記シートに対応する部分に上方に膨出するように形成された膨出部内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。
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、
   上記発電機は、上記エンジンの車幅方向一方側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。
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、
   上記エンジン及び上記発電機よりも車両前方において、少なくとも一部が、上記フロアパネルの下方におけるダッシュパネルよりも車両後方に位置するよう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５記載の電気自動車の車両構造において、
   上記燃料タンクは、上記ダッシュパネルの車両前方に車幅方向に延びるように設けられたダッシュクロスメンバの下方において該ダッシュ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。
7. 請求項１〜６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、
   上記フロアパネルの上記シートに対応する部分は、その車両前方側の部分が後方側の部分よりも上面の高さが高くなるように形成されており、
   上記エンジンは、その駆動軸が、上下方向を向き且つ上記フロアパネルの上記シートに対応する部分における車両前方側の部分の下方に位置するように配置されており、
   上記発電機は、その回転軸が上下方向に向くよう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。
8. 請求項１〜７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、
   上記エンジン及び上記発電機が取り付けられた上記サブフレームは、上記フロアパネルの下方に車両前後方向に延びるように設けられた左右のサイドフレーム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。
9. 請求項１〜８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、
   上記エンジンは、上記フロアパネル上に設けられたフロントシートと車両前後方向に関し略同じ位置に配置されており、
   上記バッテリは、上記フロントシートの車両後方において上記フロアパネル上に設けられたリアシートの下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。
10. 請求項９記載の電気自動車の車両構造において、
    上記バッテリは、その車両前方において車幅方向に延びるように設けられた第１クロスメンバと、上記バッテリの車両後方において車幅方向に延びるように設けられた第２クロスメンバと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。
11. 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、
    上記エンジンは、車両の前後方向中央部においてフロアパネルの下方に配置されており、
    上記発電機は、上記フロアパネルの下方に配置されており、
    エアクリーナが、上記フロアパネルの下方に配置されており、
    上記エンジン及び上記発電機は、略矩形枠状のサブフレームに取り付けられており、
    上記エンジン、上記発電機及び上記エアクリーナは、平面視で上記サブフレームの内側に位置するよう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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