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KR101446856B1 - 전동 이륜차의 제어 장치 - Google Patents

전동 이륜차의 제어 장치 Download PDF

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KR101446856B1
KR101446856B1 KR1020127033849A KR20127033849A KR101446856B1 KR 101446856 B1 KR101446856 B1 KR 101446856B1 KR 1020127033849 A KR1020127033849 A KR 1020127033849A KR 20127033849 A KR20127033849 A KR 20127033849A KR 101446856 B1 KR101446856 B1 KR 101446856B1
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substrate
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도모히로 츠카모토
다카시 도미나가
가즈미 시바타
히사오 니시우라
세이지 가토
스스무 아쿠츠
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혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 제어부에 포함되는 발열 소자의 방열성을 높이며, 또한 배치 효율도 높이도록 한 전동 이륜차의 제어 장치를 제공한다.
본 발명에서는, 배터리(56)를, 스윙 아암(30)의 차체 전방쪽의 위치에서 스윙 아암(30)을 차체 프레임(2)에 요동 가능하게 피봇 지지하는 요동축(19)의 관통 구멍(19a)에 근접 배치한다. 전동 모터(M)를, 스윙 아암(30)의 차체 후방쪽의 위치에서 후륜(WR)의 차축(32)에 근접 배치한다. 차폭 방향으로 평면부를 지향하여 배치되는 제어 장치로서의 기판(50)은, 발열량이 작은 제어 소자를 가지며 전동 모터(M)를 제어하는 구동 회로가 설치되는 제어 기판(50a)과, 발열량이 큰 발열 소자를 가지며 배터리(56)를 충전하는 충전 회로가 설치되는 발열 소자 기판(50b)을 포함한다. 제어 기판(50a)을 배터리(56)의 차폭 방향 외측의 위치에 설치하고, 발열 소자 기판(50b)을 제어 기판(50a)의 차체 후방 또한 모터(M)의 차체 전방의 위치에 설치한다.

Description

전동 이륜차의 제어 장치{CONTROL DEVICE OF ELECTRIC MOTORCYCLE}
본 발명은 전동 이륜차의 제어 장치에 관한 것이며, 구체적으로 차량 탑재 배터리로부터 공급되는 전력으로 동력원으로서의 모터를 구동하는 전동 이륜차의 제어 장치에 관한 것이다.
종래부터, 모터를 동력원으로 하여 주행하는 전동 이륜차에 있어서, 모터를 구동시키기 위한 배터리나 제어부 등의 최적 배치가 검토되고 있다.
특허문헌 1에는, 구동륜으로서의 후륜을 피봇 지지하는 스윙 아암(유닛 스윙)에, 배터리, 제어부, 모터 등을 내장하고, 이 스윙 아암을 차체의 하부에 요동 가능하게 부착하도록 한 전동 이륜차가 개시되어 있다(도 1 참조). 이 스윙 아암은, 후륜을 차폭 방향 좌측의 아암으로 지지하는 캔틸레버식이며, 또한 그 차체 전방 단부가 탑승자의 발판 스텝보다 전방까지 연장되는 장척 형상을 가지고 있다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2008-221976호 공보
그런데, 제어부를 구성하는 부품에는, 배터리로부터의 전류를 모터에 공급할 때에 이용되는 콘덴서나 DC/DC 컨버터 등, 대전류를 흐르게 하기 위해 발열량이 큰 것이 포함되어 있고, 이러한 발열 소자에 관해서는 다른 부품에의 영향을 고려하여 방열성을 확보하는 것이 바람직하다. 그러나, 특허문헌 1에 기재된 전동 이륜차에 있어서는, 스윙 아암 내에 제어부를 배치하는 것이 개시되어 있지만, 발열 소자의 구체적인 설치 장소 등에 관해서는 검토되어 있지 않았다. 또한, 잉여 스페이스가 적은 이륜차에 있어서는, 발열 소자의 방열성을 높이면서 각 부품의 배치 효율을 높이는 것도 요구된다.
본 발명의 목적은, 상기 종래 기술의 과제를 해결하여, 제어부에 포함되는 발열 소자의 방열성을 높이고, 또한 배치 효율도 높이도록 한 전동 이륜차의 제어 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 전동 이륜차(1)의 후륜(WR)을 피봇 지지하며 차체에 요동 가능하게 부착되는 스윙 아암(30)의 내부에, 배터리(56)와 후륜(WR)을 구동하는 전동 모터(M)를 내장한 전동 이륜차의 제어 장치에 있어서, 상기 스윙 아암(30)은, 상기 후륜(WR)을 단일의 아암부(39)로 피봇 지지하는 캔틸레버식이며, 상기 배터리(56)는, 상기 스윙 아암(30)의 차체 전방쪽의 위치에서 이 스윙 아암(30)을 차체 프레임(2)에 요동 가능하게 피봇 지지하는 요동축(19)의 관통 구멍(19a)에 근접 배치되어 있고, 상기 전동 모터(M)는, 상기 스윙 아암(30)의 차체 후방쪽의 위치에서 상기 후륜(WR)의 차축(32)에 근접 배치되어 있으며, 차폭 방향으로 평면부를 지향하여 배치되는 제어 장치로서의 기판(50)을 갖고, 상기 기판(50)은, 발열량이 작은 제어 소자를 가지며 상기 전동 모터(M)를 제어하는 구동 회로가 설치되는 제어 기판(50a)과, 발열량이 큰 발열 소자를 가지며 상기 배터리(56)를 충전하는 충전 회로가 설치되는 발열 소자 기판(50b)을 포함하고, 상기 제어 기판(50a)은, 상기 배터리(56)의 차폭 방향 외측의 위치에 설치되어 있으며, 상기 발열 소자 기판(50b)은, 상기 제어 기판(50a)의 차체 후방이면서 상기 모터(M)의 차체 전방의 위치에 설치되어 있는 점에 제1 특징이 있다.
또한, 상기 발열 소자 기판(50b)은, 상기 제어 기판(50a)의 차체 후방측에 근접 배치되어 있는 점에 제2 특징이 있다.
또한, 상기 발열 소자가, 상기 발열 소자 기판(50b)의 차체 내측의 면에 실장되어 있는 점에 제3 특징이 있다.
또한, 상기 발열 소자가, 상기 발열 소자 기판(50b)의 차체 내측의 면에 실장됨으로써, 상기 배터리(56)의 수납 공간(35)의 외각부(外殼部)와 상기 아암부(39)의 사이를 연결하는 만곡부(40)에 수납되는 점에 제4 특징이 있다.
또한, 상기 발열 소자 기판(50b)이, 차체 측면에서 보아 상기 후륜(WR)과 오버랩되는 위치에 설치되어 있는 점에 제5 특징이 있다.
또한, 상기 배터리(56)는, 그 길이 방향을 차폭 방향으로 지향시킨 대략 직육면체로 형성되어 있고, 상기 제어 기판(50a)은, 그 평면부를 차폭 방향으로 지향시켜, 상기 배터리(56)의 길이 방향의 일단부면에 근접 배치되어 있는 점에 제6 특징이 있다.
또한, 상기 배터리(56)는, 연질의 라미네이트 시트로 1셀마다 패킹된 라미네이트형 배터리의 집합체인 점에 제7 특징이 있다.
제1 특징에 따르면, 스윙 아암은, 후륜을 단일의 아암부에서 피봇 지지하는 캔틸레버식이며, 배터리는, 스윙 아암의 차체 전방쪽의 위치에서 이 스윙 아암을 차체 프레임에 요동 가능하게 피봇 지지하는 요동축의 관통 구멍에 근접 배치되어 있고, 전동 모터는, 스윙 아암의 차체 후방쪽의 위치에서 후륜의 차축에 근접 배치되어 있으며, 차폭 방향으로 평면부를 지향하여 배치되는 제어 장치로서의 기판을 갖고, 기판은, 발열량이 작은 제어 소자를 가지며 전동 모터를 제어하는 구동 회로가 설치되는 제어 기판과, 발열량이 큰 발열 소자를 가지며 배터리를 충전하는 충전 회로가 설치되는 발열 소자 기판을 포함하고, 제어 기판은, 배터리의 차폭 방향 외측의 위치에 설치되어 있으며, 발열 소자 기판은, 제어 기판의 차체 후방이면서 모터의 차체 전방의 위치에 설치되어 있기 때문에, 제어 부품 중 발열량의 큰 부품이 집약되어, 그 외의 부품에 열 부하를 저감하는 것이 가능해진다. 또한, 배터리와 전동 모터 사이에 형성되는 스페이스를 유효 이용하여 발열 소자를 효율적으로 설치할 수 있다. 또한, 제어 기판이 배터리의 차폭 방향 외측에 설치되어 있기 때문에, 스윙 아암에 제어 장치를 내장한 경우라도, 스윙 아암이 차체 전후 방향으로 길어지는 것을 막을 수 있다.
제2 특징에 따르면, 발열 소자 기판은, 제어 기판의 차체 후방측에 근접 배치되어 있기 때문에, 차량 진행 방향의 상류측에 위치하는 제어 기판에 발열 소자의 열 영향이 미치는 것을 막을 수 있다.
제3 특징에 따르면, 발열 소자가, 발열 소자 기판의 차체 내측의 면에 실장되어 있기 때문에, 스윙 아암의 차체 내측의 무효 공간을 유효 활용하여 발열 소자를 설치할 수 있다. 또한, 발열 소자를 차체 내측의 면에만 실장하는 경우에는, 차폭 방향 외측으로 발열 소자가 돌출되는 일이 없기 때문에, 스윙 아암의 차폭 방향 치수를 저감할 수 있다.
제4 특징에 따르면, 발열 소자가, 발열 소자 기판의 차체 내측의 면에 실장됨으로써, 배터리의 수납 공간의 외각부와 아암부 사이를 연결하는 만곡부에 수납되기 때문에, 아암부의 결합 강도를 확보하기 위해 필요한 만곡부의 내부 스페이스를 유효 활용하여, 발열 소자를 설치할 수 있다. 이에 의해, 스윙 아암의 차폭 방향 치수를 저감할 수 있다.
제5 특징에 따르면, 발열 소자 기판이, 차체 측면에서 보아 후륜과 오버랩되는 위치에 설치되어 있기 때문에, 스윙 아암 길이를 필요 이상으로 길게 하는 일없이, 배터리와 전동 모터 사이에 형성되는 스페이스를 이용 활용하여 발열 소자를 배치할 수 있다.
제6 특징에 따르면, 배터리는, 그 길이 방향을 차폭 방향으로 지향시킨 대략 직육면체로 형성되어 있고, 제어 기판은, 그 평면부를 차폭 방향으로 지향시켜, 배터리의 길이 방향의 일단부면에 근접 배치되어 있기 때문에, 배터리와 제어 기판이 근접 배치되게 되어 데드 스페이스를 저감할 수 있다. 또한, 배터리의 전원 단자나 전압 검지용의 배선 단자가 길이 방향의 단부에 마련되어 있는 경우에, 배터리와 제어 기판 사이의 배선 등을 단축할 수 있다.
제7 특징에 따르면, 배터리는, 연질의 라미네이트 시트로 1셀마다 패킹된 라미네이트형 배터리의 집합체이기 때문에, 스윙 아암에의 배터리의 부착 작업이나 배터리의 교환 작업이 용이해진다.
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 분해 사시도이다.
도 5는 포팅 처리 후의 상태를 나타내는 스윙 아암의 평면도이다.
도 6은 전동 이륜차에 적용되는 전기 계통의 전체 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7은 전동 이륜차에 적용되는 전기 계통의 충전기 부분의 구성을 나타내는 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 나타내는 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(도시하지 않음)를 회전 가능하게 피봇 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 피봇 지지하는 좌우 한 쌍의 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 후방 단부에 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 한 쌍의 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 통하여, 차체 프레임(2)에 요동 가능하게 피봇 지지되어 있다. 스윙 아암(30)은, 알루미늄 등의 금속으로 이루어지는 일부 중공 형상 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 피봇 지지되어 있고, 스윙 아암(30)의 후방 단부는, 리어 쿠션(26)을 통하여 리어 프레임(5)에 현수되어 있다. 또한, 시트(20)의 하부에는, 짐 싣는 스페이스가 되는 수납 박스(21)가, 좌우 한 쌍의 리어 프레임(5)의 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 후방 단부에는 미등 장치(24)가 부착되어 있다. 미등 장치(24)의 상방에는, 리어 프레임(5)에 결합된 리어 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 형상 구조체이며, 후륜(WR)을 차폭 방향 좌측의 아암부(39)에서 지지하는 캔틸레버식이 된다. 스윙 아암(30)의 차체 전방측 하부에는, 요동축(19)(도 1 참조)의 관통 구멍(19a)이 형성된 좌우 한 쌍의 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 외각부를 형성하는 광폭 케이스부(38)와 아암부(39)는, 만곡부(40)를 개재하여 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 후방 단부에는, 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 있으며, 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 밸브(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 방향으로 지향시켜 적층된 상태로, 광폭 케이스부(38)에 형성된 대략 직육면체 형상의 수납 공간(35)에 수납된다. 이에 의해, 중량물로서의 배터리(56)가 스윙 아암(30)의 요동축(19)에 근접 배치되게 되고, 스윙 아암(30)의 요동 시의 관성 모멘트가 저감되어 스무스한 요동 동작이 가능해진다. 또한, 각 배터리 셀은, 연질의 라미네이트 시트로 1셀마다 패킹된 라미네이트형이 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 방향으로 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)의 사이에는, 소정 두께를 갖는 스폰지 고무(501)가 설치되어 있다. 스폰지 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 위치가 규정되게 된다. 또한, 스폰지 고무(501)에 의하면, 후술하는 포팅 처리 시의 포팅제(59)(도 5 참조)의 사용량을 저감하여, 스윙 아암(30)의 경량화를 도모할 수 있다. 알루미늄 기판(50c)은, 이 스폰지 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 소자 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 부여하는 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 소자 기판(50b)은, 차체 측면에서 보아 후륜(WR)과 오버랩되는 위치에 설치되어 있기 때문에, 배터리(56)와 전동 모터(M)의 사이에 형성되는 스페이스를 유효 활용하여 발열 소자를 설치할 수 있어, 스윙 아암 길이가 지나치게 길어지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 배터리(56)는, 차체 전후 방향으로 소정 매수가 적층됨으로써, 그 길이 방향이 차폭 방향으로 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 소정 위치에 수납하기 위한 가이드 홈(44)이 형성되어 있다.
광폭 케이스부(38)에는, 마개(45)를 감합하는 관통 구멍(38a)이 형성되어 있다. 한편, 배터리(56)와 기판(50)을 차체 전방에서 연결하는 연결판(46)에는, 마개(45)가 감합하는 관통 구멍(47)이 형성되어 있다. 이 마개(45) 및 관통 구멍(38a, 47)은, 스윙 아암(30)의 조립 시에 행해지는 「수지 포팅 처리」에 있어서 사용된다. 이 포팅 처리는, 배터리(56) 및 기판(50)을 스윙 아암(30)에 대하여 물리적으로 고정하며, 기판(50)의 절연 및 방진을 도모하고, 또한 각 부의 방열성을 높이는 것이다.
포팅 처리는, 광폭 케이스부(38)에 배터리(56) 및 기판(50)을 삽입하고, 관통 구멍(38a, 47)에 마개(45)를 감합함으로써 위치 결정을 행한 후, 광폭 케이스부(38)의 개구부를 상방을 향하게 하여, 시간의 경과에 따라 경화하는 액상 수지에 의한 포팅제(59)를 배터리(56)의 주위에 유입시킴으로써 행해진다. 포팅제(59)는, 도 5에 나타내는 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 마개(45)를 제거하면, 이 마개(45)가 있던 위치에 광폭 케이스부(38)의 내외를 연통하는 연통 구멍이 형성된다. 이 연통 구멍에 의하면, 배터리(56)로부터 가스가 배출되어도, 이 가스가 원활하게 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 나타내는 블록도이다. 상기와 동일 부호는, 동일 또는 동등 부분을 나타낸다. 도 7은 충전기만의 구성 회로를 나타내고, 도 6은 그 이외의 전체 구성을 나타내고 있다. 도 6, 도 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 않고, 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 높여진다. 또한, 발열 소자 기판(50b)에는, 주로 대전류가 흐르며 자기 방열을 할 수 있는 대형의 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 향상이 도모되고 있다.
또한, 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)가 된다.
도 6을 참조하여 보면, 리튬·이온 배터리(56)는, 컨택터(104)를 통하여 인버터(123)의 입력측에 전기적으로 접속되고, 인버터(123)의 출력측은, 3상 교류 라인에 의해 전동 모터(M)에 접속되어 있다. 전자력으로 동작하는 기계적 접점에 의해 온·오프 제어되는 컨택터(104)에는, 공급 전류의 급한 수직 상승을 막는 프리차지 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)의 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 경고 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 안착되어 있는지의 여부를 검지하는 시트 SW(스위치)(126), 전동 차량(1)의 사이드 스탠드(도시하지 않음)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 센서(134)가 접속되어 있고, 미터 인디케이터(132)는 차속이 소정값을 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 소정 조건 하에서 헤드라이트(10) 등의 작동을 가능하게 하는 오토 파워오프 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), 브리지 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)의 사이에 설치되는 과전류 검출 회로(212)의 신호는, PFC-PWM 구동 IC(213)에 입력되고, 한편, 출력 필터(201)에 접속된 전압 검출 회로(202)의 신호는, 포토 커플러(205)를 통하여 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 그 상면도이다. 상기와 동일 부호는, 동일 또는 동등 부분을 나타낸다. 이 변형예에서는, 발열 소자 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 수납되도록 구성되어 있다. 이 구성에 의하면, 아암부(39)와 광폭 케이스부(38)의 결합 강도를 확보하기 위해 필요한 만곡부(40)의 내부 스페이스를 유효 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 나타낸 스로틀 센서(125)에 상당하는 것이다.
스로틀 개방도 센서(60)는, 스로틀 케이블(62)의 내측 와이어(62a)에 연결된 풀리(61)의 회전 각도에 따라 탑승자의 스로틀 조작량을 검지하는 로터리식 센서이며, 그 센서축(65)(도 10 참조)이 차폭 방향으로 지향하도록 제어 기판(50a)에 부착되어 있다.
스로틀 케이블(62)의 내측 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 전방 단부까지의 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 부여하는 일은 없다.
상기한 바와 같이, 스로틀 개방도 센서(60)를 스윙 아암 내의 제어 기판(50a)에 부착하는 구성에 의하면, 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 결합하는 그로밋(63)을 통하여 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 어려워진다. 또한, 스로틀 개방도 센서(60)가 스윙 아암(30)의 전방 단부쪽에 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 그 측면도이며, 도 12는 스로틀 그립(80)과 스로틀 개방도 센서(60)를 연결하는 스로틀 케이블의 구성을 나타내는 사시도이다. 또한, 도 8, 도 9에서는, 스로틀 개방도 센서(60)의 풀리(61)를 1개의 와이어로 당기는 한쪽 당김 방식을 나타내었지만, 도 10 내지 도 12에서는, 2개의 스로틀 케이블(85, 86)에 의해 풀리(61)를 회동시키는 양쪽 당김 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 피봇 지지되어 있고, 이 센서축(65)에 풀리(61)가 고정되어 있다. 스로틀 그립(80)과 스로틀 개방도 센서(60)를 연결하는 전달 수단에는, 가요성의 외측 튜브에 내측 와이어(85a, 86a)를 삽입 관통시켜 이루어지는 2개의 스로틀 케이블(85, 86)이 적용되어 있다.
내측 와이어(85a, 86a)의 양단부에는, 각각 드럼 형상부(87, 68)가 부착되어 있다. 스로틀 그립(80)에는, 그립측 풀리(81)가 고정되어 있고, 이 그립측 풀리(81)에 드럼 형상부(87)를 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 의하면, 핸들 그립의 근방에 스로틀 개방도 센서가 존재하지 않기 때문에, 스로틀 그립 주위에 깔끔한 외관을 부여할 수 있다.
내측 와이어(85a, 86a)의 타단부에 부착된 드럼 형상부(68)는, 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 소정 방향(C)으로 안내하기 위한 안내판(69)이 부착되어 있다.
풀리(61)는, 복귀 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 유극 조정이 용이하다. 또한, 풀리(61)가 차폭 방향 좌측의 단부에 설치되고, 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, 양자간의 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, 여러 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(전달수단)
62a, 85a, 86a : 내측 와이어 63 : 그로밋(지지 부재)
M : 전동 모터 WR : 후륜

Claims (7)

  1. 전동 이륜차(1)의 후륜(WR)을 피봇 지지하며 차체에 요동 가능하게 부착되는 스윙 아암(30)의 내부에, 배터리(56)와 후륜(WR)을 구동하는 전동 모터(M)를 내장한 전동 이륜차의 제어 장치에 있어서,
    상기 스윙 아암(30)은, 상기 후륜(WR)을 단일의 아암부(39)로 피봇 지지하는 캔틸레버식이며,
    상기 배터리(56)는, 상기 스윙 아암(30)의 차체 전방쪽의 위치에서 이 스윙 아암(30)을 차체 프레임(2)에 요동 가능하게 피봇 지지하는 요동축(19)의 관통 구멍(19a)에 근접 배치되어 있고,
    상기 전동 모터(M)는, 상기 스윙 아암(30)의 차체 후방쪽의 위치에서 상기 후륜(WR)의 차축(32)에 근접 배치되어 있으며,
    차폭 방향으로 평면부를 지향하여 배치되는 제어 장치로서의 기판(50)
    을 포함하고,
    상기 기판(50)은, 발열량이 작은 제어 소자를 가지며 상기 전동 모터(M)를 제어하는 구동 회로가 설치되는 제어 기판(50a)과, 발열량이 큰 발열 소자를 가지며 상기 배터리(56)를 충전하는 충전 회로가 설치되는 발열 소자 기판(50b)을 구비하고,
    상기 제어 기판(50a)은, 상기 배터리(56)의 차폭 방향 외측의 위치에 설치되어 있으며,
    상기 발열 소자 기판(50b)은, 상기 제어 기판(50a)의 차체 후방이면서 상기 전동 모터(M)의 차체 전방의 위치에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 이륜차의 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 발열 소자 기판(50b)은, 상기 제어 기판(50a)의 차체 후방측에 근접 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 이륜차의 제어 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 발열 소자는, 상기 발열 소자 기판(50b)의 차체 내측의 면에 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 이륜차의 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 발열 소자는, 상기 발열 소자 기판(50b)의 차체 내측의 면에 실장됨으로써, 상기 배터리(56)의 수납 공간(35)의 외각부(外殼部)와 상기 아암부(39)의 사이를 연결하는 만곡부(40)에 수납되는 것을 특징으로 하는 전동 이륜차의 제어 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 발열 소자 기판(50b)은, 차체 측면에서 보아 상기 후륜(WR)과 오버랩되는 위치에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 이륜차의 제어 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 배터리(56)는, 그 길이 방향을 차폭 방향으로 지향시킨 직육면체로 형성되어 있고,
    상기 제어 기판(50a)은, 그 평면부를 차폭 방향으로 지향시켜, 상기 배터리(56)의 길이 방향의 일단부면에 근접 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 이륜차의 제어 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 배터리(56)는, 연질의 라미네이트 시트로 1셀마다 패킹된 라미네이트형 배터리의 집합체인 것을 특징으로 하는 전동 이륜차의 제어 장치.
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