(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車幅方向に向けて配置された駆動モータを、車幅方向一側に後方に延びるように配設され、上記駆動モータの回転を後輪に伝達する動力伝達装置を内蔵した伝動ケースの前端部に一体的に結合して動力ユニットを構成し、該動力ユニットを車体フレームに揺動自在に懸架支持した電動二輪車において、上記動力伝達装置が、上記駆動モータの出力軸に連結された歯付き駆動プーリと上記伝動ケースの後部に配置された従動軸に連結された歯付き従動プーリとに歯付きベルトを巻回して構成された巻き掛け伝動機構と、上記従動軸と後輪軸との間に中間軸を配置し、該中間軸に装着された中間ギヤと後輪軸に装着された後輪ギヤとを選択的に噛合させるように構成された歯車式変速機構とを備え、該歯車式変速機構は、上記中間軸の小，大中間ギヤと後輪軸の大，小後輪ギヤとをそれぞれ常時噛合させ、大中間ギヤを中間軸に対して回転フリーとすることによりロー変速段とし、大中間ギヤを中間軸に対して共に回転するように固定することによりハイ変速段とし、該ハイ変速段時における小中間ギヤと大後輪ギヤとの回転数差を吸収するように構成されていることを特徴とする電動二輪車。
【請求項２】
請求項１において、上記歯車式変速機構は、上記後輪軸と大後輪ギヤとの間に中間軸から後輪軸への回転伝達のみを許容し、後輪軸から中間軸への回転伝達を遮断する一方向クラッチを備えていることを特徴とする電動二輪車
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリを電源とする駆動モータにより後輪を回転駆動するようにした電動二輪車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、低公害，低騒音を図る観点から、バッテリを電源とする駆動モータにより車輪を回転駆動するようにした電動二輪車が注目されている。この電動二輪車は、駆動モータと、該駆動モータの回転を後輪に伝達する動力伝達装置を内蔵した伝動ケースとを一体的に結合してなる動力ユニットを車体フレームに揺動自在に懸架支持した構造が一般的である。
【０００３】
上記動力伝達装置として、従来、例えば複数の変速ギヤ列をシフトフォークにより切り換えるようにしたトランスミッション機構を採用したもの（特開平５−３３２４２８号公報参照）、あるいはＶベルトの巻掛径を連続的に変化させるようにしたＶベルト式無段変速機構を採用したもの（特開平５−９５６０６号公報参照）がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のトランスミッション機構の場合は構造が複雑でコスト的に不利であり、またＶベルト式無断変速機構の場合はその構造上滑りが発生し易く伝動効率の向上を図る上で不利であるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされたもので、構造が簡単でコストを低減でき、また伝達効率の高い電動二輪車を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、車幅方向に向けて配置された駆動モータを、車幅方向一側に後方に延びるように配設され、上記駆動モータの回転を後輪に伝達する動力伝達装置を内蔵した伝動ケースの前端部に一体的に結合して動力ユニットを構成し、該動力ユニットを車体フレームに揺動自在に懸架支持した電動二輪車において、上記動力伝達装置が、上記駆動モータの出力軸に連結された歯付き駆動プーリと上記伝動ケースの後部に配置された従動軸に連結された歯付き従動プーリとに歯付きベルトを巻回して構成された巻き掛け伝動機構と、上記従動軸と後輪軸との間に中間軸を配置し、該中間軸に装着された中間ギヤと後輪軸に装着された後輪ギヤとを選択的に噛合させるように構成された歯車式変速機構とを備え、該歯車式変速機構は、上記中間軸の小，大中間ギヤと後輪軸の大，小後輪ギヤとをそれぞれ常時噛合させ、大中間ギヤを中間軸に対して回転フリーとすることによりロー変速段とし、大中間ギヤを中間軸に対して共に回転するように固定することによりハイ変速段とし、該ハイ変速段時における小中間ギヤと大後輪ギヤとの回転数差を吸収するように構成されていることを特徴としている。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１において、上記歯車式変速機構は、上記後輪軸と大後輪ギヤとの間に中間軸から後輪軸への回転伝達のみを許容し、後輪軸から中間軸への回転伝達を遮断する一方向クラッチを備えていることを特徴としている。
【０００９】
【発明の作用効果】
請求項１の発明では、歯付き駆動プーリと歯付き従動プーリとに歯付きベルトを巻回した構造の巻き掛け伝動機構と、中間軸に装着された中間ギヤと後輪軸に装着された後輪ギヤとを選択的に噛合させる構造の歯車式変速機構を備えたので、駆動モータの回転を滑りを発生させることなく確実に後輪に伝達でき、伝達効率を向上でき、また中間軸に装着された中間ギヤを後輪ギヤに選択的に噛合させるだけという簡単な構造で変速でき、コストを低減できる効果がある。
【００１０】
また、上記歯車式変速機構を、中間軸の小，大中間ギヤと後輪軸の大，小後輪ギヤとをそれぞれ常時噛合させ、大中間ギヤを中間軸に対して回転フリーとし、又は固定する機構を採用したので、簡単な構造でロー変速段，又はハイ変速段に切り換えることができ、コストを低減できる。
【００１１】
請求項２の発明では、上記中間軸から後輪軸への回転伝達のみを許容し、後輪軸から中間軸への回転伝達は遮断する一方向クラッチを備えたので、上記大中間ギヤを中間軸に固定した際の、大後輪ギヤと小中間ギヤとの間の回転数差を吸収でき、また後輪軸から中間軸への回転伝達が遮断されるので、車両を押して移動させる場合の取り扱いが容易であるという効果がある。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１ないし図１９は、本発明の一実施形態によるスクータ型電動二輪車を説明するための図であり、図１，図２はスクータ型電動二輪車の側面図，正面図、図３はバッテリ収納部の断面正面図、図４は動力ユニットの断面平面図、図５は動力ユニットの蓋体を外した状態の側面図、図６，図７は変速切り換え機構の断面図，側面図、図８，図９は変速位置検出器の側面図，断面図、図１０〜図１２はコントロールユニットのパワーモジュールの正面図，側面図，平面図、図１３は駆動制御装置の構成図、図１４はスロットル開度と電流指令値との関係を示す特性図、図１５〜図１７はそれぞれ変速タイミングを示す特性図、図１８は歯車式変速機構の部分断面図である。
【００１３】
図において、１はスクータ型電動二輪車であり、これの車体フレーム２は、ヘッドパイプ３に車体後方に斜め下方に延びる１本のメインフレーム４を接続し、該メインフレーム４の後端に左, 右一対のサイドフレーム５，５の前端を接続するとともに、該各サイドフレーム５の後端にリヤフレーム６を接続した概略構造のものである。
【００１４】
上記左, 右のサイドフレーム５，５はメインフレーム４から車幅方向に拡開しつつ斜め下方に延びた後、車体後方に水平に直線状に延び、該直線部の後端から斜め上向きに屈曲して延びている。また各リヤフレーム６はサイドフレーム４の後端に続いて斜め上向きに延びており、該リヤフレーム６の上方にはシート１６が前ヒンジにより上下方向に回動可能に配設されている。
【００１５】
上記ヘッドパイプ３には操向軸７が回転自在に枢支されている。該操向軸７の下端にはフロントフォーク８が、上端には操向ハンドル９がそれぞれ固定されており、該フロントフォーク８の下端には前輪１０が軸支されている。
【００１６】
上記操向ハンドル９はハンドルカバー２０で囲まれている。また上記ヘッドパイプ３の前方にはフロントカバー２１が、後方にはレッグシールド２２がそれぞれ装着され、両者でヘッドパイプ３を囲んでいる。上記レッグシールド２２の下端部に続いて後方に延びるフートボード２３が上記サイドフレーム５，５の水平部間上方を覆うように配設されており、該フートボード２３の左, 右側縁に続いてサイドフレーム５，５の側方及び下方を覆うようにアンダカバー２４が配設されている。また上記リヤフレーム６にはシート１６の下方を覆うサイドカバー２５が配設されており、該シート１６下方のサイドカバー２５内には該シート１６により開閉される収納ボックス２６が配設されている。
【００１７】
上記アンダカバー２４及びフートボード２３により足載部下側にトンネル状のバッテリ収容室３５が形成されており、該バッテリ収容室３５の前端開口部は後述するインナカバー（前壁）２１ａにより塞がれており、また後端開口は開放されている。
【００１８】
上記車体フレーム２により電動式駆動装置１４が懸架支持されている。この電動式駆動装置１４は、上記バッテリ収容室３５内に搭載された前，後左，右４組のバッテリ１５と、車体フレーム２の後部により懸架支持され、上記バッテリ１５を電源として後輪１７を回転駆動する動力ユニット１３と、上記操向ハンドル９の右端部に配設されたアクセルグリップ９ａの回動操作（スロットル開度）に基づいて上記動力ユニット１３への給電量を制御するコントロールユニット（駆動モータ制御装置）１８とを備えている。
【００１９】
上記各バッテリ１５は、充電可能な多数のＮｉ−Ｃｄ電池１５ａを直列接続，した電池群からなり、バッテリケース３２内に配置されている。このバッテリケース３２は左, 右のサイドフレーム５，５の下面に溶接固定された前，後一対のステー３３，３３上にボルト３４により固定された箱体３２ａと、該箱体３２ａの上端開口を開閉する蓋体３２ｂとからなり、該蓋体３２ｂは左, 右のサイドフレーム５上に固定されたブラケット３１にボルト３１ａにより着脱可能に固定されている。なお、上記各バッテリ１５はフートボード２３を取り外し、上記蓋体３２ａを取り外すことにより外部に取り出し可能となっている。
【００２０】
また上記箱体３２ａの前壁には走行風を上記バッテリケース３２内導入する導風口３２ｃが開口しており、後壁には各バッテリ１５を冷却した走行風を排出する排風口３２ｄが開口している。そして上記バッテリケース３２の後壁の後側にはバッテリ１５を強制冷却するための冷却ファン４０が配設されている。また該冷却ファン４０の上方には充電器３０が搭載されており、さらに該充電器３０の上側に上記コントロールユニット１８の制御回路部１８ａが搭載されている。
【００２１】
上記フロントカバー２１の下端部には泥水等が車体カバー内に侵入するのを防止するインナカバー２１ａが配設されており、該インナカバー２１ａは上記フートボード２３の下側に形成されたバッテリ収納室３５の前壁を構成している。このインナカバー２１ａは大略円弧状をなしており、該インナカバー２１ａ内に前輪１０の上方を覆う可動フェンダ３６が配設されている。該可動フェンダ３６は上記フロントフォーク８の操向軸接続部付近に取付け固定されている。従ってこの可動フェンダ３６は前輪１０と共に操向軸回りに回動する。
【００２２】
そして上記インナカバー２１ａの上記バッテリケース３２前方部分で、かつ上部ほど前方に位置するように傾斜した傾斜部２１ｂに、左, 右一対の走行風導入開口３７，３７が形成されている。この左, 右の走行風導入開口３７，３７は車両側方から見たとき、上記可動フェンダ３６の後下端縁３６ａを通る前輪１０の接線Ａより上側に位置し（図１参照）、かつ車体前方から見たとき上記可動フェンダ３６の投影面内に位置するよう、つまり車両前方から見て可動フェンダ３６の後側に隠れるように（図２参照）位置している。
【００２３】
走行風は可動フェンダ３６とインナカバー２１ａとの間から走行風導入開口３７，３７を通ってバッテリ収容室３５内に進入し、さらに導風口３２ｃを通ってバッテリケース３２内に進入し、バッテリ１５を構成する各電池１５ａの間を通り、この際に各電池１５ａ冷却し、排風口３２ｄから排出される。これにより走行中の放電によるバッテリ１５温度の異常上昇を抑制でき、バッテリ１５の劣化を抑制できる。
【００２４】
この場合、走行風導入開口３７を、可動フェンダ３６の後下端縁３６ａを通る前輪１０の接線Ａより上側に位置させているので、前輪１０が跳ね上げた泥水等は可動フェンダ３６によって遮断され、走行風導入開口３７内に侵入することがなく、従ってバッテリ１５が泥水等で汚損したりショートしたりするのを防止できる。
【００２５】
ここで、上記走行風導入開口３７については、図２に符号３７′（二点鎖線）で示すように、可動フェンダ３６の左, 右側方のインナカバー２１ａ部分の、車両前方から見える位置に形成してもよい。なお、この場合でも車両側方から見たとき前輪１０の接線Ａより上側に形成することが必要である。
【００２６】
上記コントロールユニット１８は、上記充電器３０から充電開始信号が入力されると、バッテリ１５に配置された温度検出器（不図示）からバッテリ温度を読み込み、このバッテリ温度が予め設定された充電開始上限温度より高い場合には、バッテリ１５への充電を行わず冷却ファン４０を起動させ、バッテリ温度が充電開始上限温度を下回るとバッテリ１５への充電を開始するように構成されている。なお、充電中は上記冷却ファン４０の運転を継続しても良いし、又は停止しても良い。
【００２７】
上記動力ユニット１３は、左, 右のリヤフレーム６の下面に固定された左，右の懸架ブラケット１１，１１間に挿通固定されたピボット軸１２により上下揺動自在に枢支されている。またこの動力ユニット１３の後端とリヤフレーム６との間には１本の緩衝器１９が介設されている。
【００２８】
上記動力ユニット１３は、車両左側に配設され、前後方向に延びる側面視長円箱状のアルミダイキャスト製伝動ケース４１と、該伝動ケース４１の前端部に車幅方向に向けて配置された駆動モータ５０とを一体的に結合して構成されている。
【００２９】
上記伝動ケース４１は、動力伝達装置としての巻き掛け伝動機構４２，及び歯車式変速機構４３を支持するケース本体４４と、該ケース本体４４の外周合面４４ａに開閉可能に結合されたケース蓋体４５とからなり、ケース本体４４の前部上面に一体形成されたボス部４４ｂが軸受５１ａを介して上記ピボット軸１２により軸支されている。
【００３０】
上記伝動ケース４１内は、上記ケース本体４４とケース蓋体４５とで形成された乾式の巻き掛け室４６と、ケース本体４４の後端部とこれの内周側合面４４ｃに装着された蓋部材４７とで形成された湿式のギヤ室４８とに区分けされており、上記巻き掛け室４６内に上記巻き掛け伝動機構４２が、上記ギヤ室４８内に上記歯車式変速機構４３が配置されている。
【００３１】
また上記伝動ケース４１の右側前端部にはフランジ部４４ｄが一体形成されており、該フランジ部４４ｄに上記駆動モータ５０が出力軸５０ａを上記ピボット軸１２と平行に向けてボルト締め固定されている。この駆動モータ５０の上面に形成されたボス部５０ｂが軸受メタル５１ｂを介して上記ピボット軸１２で軸支されており、これにより伝動ケース４１と駆動モータ５０とが一体に上下揺動するようになっている。また駆動モータ５０にはモータ回転数，回転位置を検出するエンコーダ５２が装着されており、該エンコーダ５０からの検出値は上記コントロールユニット１８に入力される。
【００３２】
上記巻き掛け伝動機構４２は、回転比が略１：１となるように設定された歯付き駆動プーリ５５と、歯付き従動プーリ５６とを歯付きベルト５７で連結した構成となっている。該歯付きベルト５７の弛み側にはベルト張力を調整する歯付き調整プーリ５８が噛合している。該調整プーリ５８は支持アーム５９により揺動可能に支持されており、該支持アーム５９はスプリング６０によりベルトの緊張方向に付勢されている。
【００３３】
上記駆動プーリ５５の駆動軸５５ａは上記駆動モータ５０の出力軸５０ａに同軸をなすようにスプライン結合されており、この駆動軸５５ａはケース本体４４に一体形成されたボス部４４ｅに軸受６１，６１を介して軸支されている。
【００３４】
上記ギヤ式変速機構４３は、上記ギヤ室４８内に上記出力軸５０ａと平行に従動軸５６ａ，中間軸６５，及び上記後輪１７が固定された後輪軸６６を配置し、各歯車を噛合させた構成となっている。上記各軸５６ａ，６５，６６はケース本体４４及び蓋部材４７により軸受６７・・を介して軸支されている。
【００３５】
上記従動軸５６ａの左端部は蓋部材４７を貫通して巻き掛け室４６内に突出しており、該突出部に上記従動プーリ５６が装着されている。なお、６７ａはオイルシールである。上記従動軸５６ａの右端部には小減速ギヤ５６ｂが一体形成されており、該小減速ギヤ５６ｂには上記中間軸６５に固定された大減速ギヤ６８が噛合している。
【００３６】
上記中間軸６５には小中間ギヤ６５ａが一体形成されており、該小中間ギヤ６５ａには上記後輪軸６６に相対回転可能に装着された大後輪ギヤ６９が噛合している。また上記中間軸６５には大中間ギヤ７０が該中間軸６５に対して相対回転可能にかつ軸方向移動可能に装着されており、該大中間ギヤ７０には上記後輪軸６６に固定された小後輪ギヤ７１が常時噛合している。この大中間ギヤ７０にはドッグ７０ａが突出形成されており、該ドッグ７０ａは該大中間ギヤ７０を軸方向に上記大減速ギヤ６８側（右側）に移動させたとき該大減速ギヤ６８のドッグ孔６８ａに嵌合するようになっている。
【００３７】
上記大後輪ギヤ６９と後輪軸６６と間にはワンウェイクラッチ７２が介設されている。このワンウェイクラッチ７２は、上記後輪軸６６に固定された内輪７３と、上記大後輪ギヤ６９に固定された外輪７４との間に周方向に複数個のラチェット爪７５を介在させ、該ラチェット爪７５を付勢ばね（不図示）により上記外輪７４の内周面に形成された係合歯７４ａに係合する方向に付勢した構造のものである。これにより中間軸６５から後輪軸６６への回転伝達みの許容し、後輪軸６６から中間軸６５への回転伝達は遮断するようになっている。
【００３８】
上記中間軸６５の下方にはこれと平行にフォーク軸７６，ドラム軸７７が配設されており、該フォーク軸７６には上記大中間ギヤ７０に摺動自在に係合するシフトフォーク７８が軸方向に移動可能に装着されている。また上記ドラム軸７７にはシフトドラム７９が固定されており、該シフトドラム７９の外周には上記シフトフォーク７８のガイドピン７８ａが摺動自在に係合するガイド溝７９ａが凹設されている。このガイド溝７９ａは周方向にロー変速段ａ，ハイ変速段ｂを９０度間隔で交互に位置するように波状に形成したものであり（図６の展開図参照）、シフトドラム７９を一方向に回転させることにより変速段がローとハイとに交互に切り換わるようになっている。
【００３９】
上記歯車変速機構４３において、大中間ギヤ７０が大減速ギヤ６８に係合せず中間軸６５に対して回転フリーのロー変速段では、駆動モータ５０の回転は巻き掛け伝動機構４２を介して従動軸５６ａから大中間ギヤ６８を介して中間軸６５に伝達され、該中間軸６５の小中間ギヤ６５ａから大後輪ギヤ６９，ワンウェイクラッチ７２を介して後輪軸６６に伝達され、該後輪軸６６が後輪１７を回転させる。
【００４０】
またシフトドラム７９を９０度回動させると、シフトフォーク７８が大中間ギヤ７０を軸方向に大減速ギヤ６８側に移動させ、該大中間ギヤ７０のドッグ７０ａが該大減速ギヤ６８のドッグ孔６８ａに嵌合し、これにより大中間ギヤ７０は中間軸６５に対して固定され、ロー変速段からハイ変速段に切り換えられる。これにより駆動モータ５０の回転は中間軸６５の大中間ギヤ７０から小後輪ギヤ７１を介して後輪軸６６に伝達され、後輪１７を回転させる。
【００４１】
ここで上記ハイ変速段では、中間軸６５の回転は小中間ギヤ６５ａから大後輪ギヤ６９の経路でも後輪軸６６に伝達される。この経路での後輪軸６６の回転数より、上記大中間ギヤ７０から小後輪ギヤ７１の経路で伝達された後輪軸６６回転数のほうが大きくなり、両者の間に回転数差が生じるが、この回転数差は上記ワンウェイクラッチ７２のラチェット爪７５が外輪７４の係合歯７４ａから解放されることにより吸収される。
【００４２】
上記シフトドラム７９には、該ドラム７９をロー変速段位置又はハイ変速段位置に保持する節度機構が配設されている。この節度機構は、シフトドラム７９の外周部に軸方向に延びる４本のピン８０を９０度間隔で配置固定し、このピン８０間に係合するローラ８２を設け、該ローラ８２をストッパレバー８１により軸支するとともに、該ストッパレバー８１をケース本体４４に揺動可能に支持し、該レバー８１をスプリング８３によりピン係合方向に回動付勢した構造のものである。
【００４３】
上記シフトドラム７９を上記スプリング８３の付勢力に抗して回転させると、該回転に伴って、上記ローラ８２はピン８０を乗り上げて該乗り上げたピン８０と隣合うピン８０との間に上記付勢力でもって係合する。このようにしてシフトドラム７９は、ロー変速段，又はハイ変速段の何れかに確実に保持される。
【００４４】
上記ドラム軸７７は蓋部材４７を貫通して巻き掛け室４６内に突出しており、該突出部には切り換え機構８５が接続されている。この切り換え機構８５は、複数の減速ギヤ列８６が収納されたギヤケース８７と、該ギヤケース８７に固定され上記減速ギヤ列８６を回転駆動する切換モータ８８と、上記ギヤケース８７により軸支され減速ギヤ列８６で回転駆動される切り換え軸８９とを備えている。
【００４５】
上記切り換え軸８９の両端部はギヤケース８７から外方に突出しており、この一方の突出部には切り換えギヤ９０が装着されており、該切り換えギヤ９０は上記ドラム軸７７の突出部に装着されたシフトギヤ９１に噛合している。ここで上記両ギヤ９０，９１には逃げ溝９０ａ，９１ａが形成されており、該逃げ溝９０ａ，９１ａ内に軸８９，７７に固着されたピン８９ａ，７７ａが所定の遊びを以て係合している。この遊びは、後述するように、ドラム７９がモータ８８の回転に応じた速度よりも速く回動するのを所定角度範囲で許容するためのものである。
【００４６】
上記切換モータ８８は上記コントロールユニット１８により駆動制御される。この切換モータ８８が回転すると、減速ギヤ列８６を介して切換軸８９とともシフトドラム７９が９０度回動し、これによりシフトフォーク７８が大中間ギヤ７０を軸方向に移動させ、その結果上述の変速段切り換えが行われる。
【００４７】
上記切換モータ８８によりシフトドラム７９が回動すると、該回転力によりストッパレバー８１が反付勢方向に押し上げられるとともにローラ８０がピン８０ａに乗り上げ、シフトドラム７９が４５度回動した時点でローラ８０の中心はシフトドラム７９とピン８０ａとの中心を結ぶ線上に位置し、この状態からシフトドラム７９が僅かに回動するとローラ８０は乗り上げたピン８０ａと隣合うピン８０ａとの間に落ち込み、この際に何れかの変速段に切り換えられる（図１７参照）。
【００４８】
ここで、上記ローラ８２がピン８０に乗り上げた位置からの回動はスプリング８３の付勢力により瞬時に行われ、そのためシフトドラム７９がモータ８８の回転に応じた速度より速く回転することとなり、切り換えを速やかに行うことができ、また切換モータ８８の負荷を軽減でき、その分だけバッテリの消耗を低減することができる。なお、この場合シフトドラム７９が高速で回転した場合のモータ８８の回転に応じた回転速度との差は上記逃げ溝９１ａ，９０ａで吸収される。
【００４９】
また上記切り換え軸８９の他方の突出部には変速位置検出器９５が配設されている。この変速位置検出器９５は切り換え軸８９にこれととともに回転するように固定された円板部材９６と、該円板部材９６と対向するように配置され、上記ギヤケース８７の外壁に固定された検出基板９７とを備えている。
【００５０】
上記検出基板９７にはロー変速段検出信号を出力する第１リードスイッチ９８と、ハイ変速段検出信号を出力する第２リードスイッチ９９とが９０度の角度をなすように配置されており、該各リードスイッチ９８，９９は基板９７に形成された貫通孔９７ａ内に配置されている。また上記円板部材９６には、第１磁石１００と、該第１磁石１００の軸線を挟んで反対側に位置する第２磁石１０１とが埋設されている。
【００５１】
この変速位置検出器９５は、図８，図９に示すように、円板部材９６が第１磁石１００と第１リードスイッチ９８とが対向する角度位置に回転すると、該第１リードスイッチ９８がロー変速段検出信号をコントロールユニット１８に出力する。なお、このとき第２磁石１０１は第１リードスイッチ９８の反対側に位置している。この状態で円板部材９６が時計回り（矢印ａ方向）に９０度回転すると、第１磁石１００は符号１００′で示すように第２リードスイッチ９９に対向し、該第２リードスイッチ９９がハイ変速段検出信号を出力する。なお、このとき第２磁石１０１は符号１０１′で示すように第１リードスイッチ９８の９０度隣に位置している。さらに円板部材９６が時計回りに９０度回転すると、第２磁石１０１が第１リードスイッチ９８に対向し、ロー変速段検出信号が出力される。
【００５２】
上記変速位置検出器９５では、２つのリードスイッチに磁石を交互対向させることにより変速位置を検出するようにしたので、例えば４つのリードスイッチを９０度間隔に配置する構造に比べて部品点数を低減でき、それだけコストを低減できる。またポテンショメータ等採用する場合に比べても安価に構成できる。
【００５３】
上記コントロールユニット１８は、スロットル開度センサ，モータ回転数センサ等の各検出値が入力され、内蔵する電流指令値マップに基づいて制御信号を出力する制御回路部１８ａと、該制御信号に応じて駆動モータ５０，切換モータ８８等の回転を制御するパワーモジュール（駆動回路部）１８ｂとから構成されている。
【００５４】
上記パワーモジュール１８ｂは、図１０〜図１２に示すように、ＦＥＴ１０６等の回路構成部品が配置されたケース１０４をアルミ合金基板１０５上に配置し、上記ケース１０４内に、電解コンデンサ１０８，セラミックスコンデンサ１０９等が配置されたＦＥＴ駆動用ゲートドライブ基板１０７を配置するとともに、各基板１０５，１０７を接続端子１１０により接続した構成となっている。また各基板１０５，１０７にはリード線１１１，１１２が接続されており、この各リード線１１１，１１２は上記制御回路部１８ａ，バッテリ１５，各モータ５０，８８等に接続されている。
【００５５】
そして、図１，図４に示すように、上記コントロールユニット１８を構成する制御回路部１８ａはサイドカバー２５内のバッテリ１５と収納ボックス２６との間に配置されており、雨水や埃等の進入を防止している。またパワーモジュール１８ｂは上記伝動ケース４１を構成するアルミ合金製のケース蓋体４５内の取付け座４５ａに配設されている。この取付け座４５ａ部分は外側に少し膨出しており、上記パワーモジュール１８ｂは上記取付け座４５ａの内面に上記アルミ合金基板１０５の底面が当接するように固定されている。これにより上記ケース蓋体４５が放熱板として機能し、ＦＥＴ１０６等の発熱部品からの熱を外部に放出するようになっている。
【００５６】
上記コントロールユニット１８は、モータ電流制御手段及び変速制御手段として機能する。このモータ電流制御手段としての機能により、内蔵する電流指令値マップに基づいてスロットル開度に応じた電流指令値が求められ、該電流指令値に応じた電流が駆動モータ５０に供給される。
【００５７】
なお、本実施形態では、図１４に示すように、モータ回転数が例えば２０００ｒｐｍ，５０００ｒｐｍと高い状態からスロットル開度が閉じられた減速運転域では、回生電流が流れ、いわゆるエンジンブレーキが発生するように制御される。
【００５８】
上記変速制御手段としての機能により以下の動作が行われる。駆動モータ５０のエンコーダ５２からのモータ回転数が予め設定された変速基準値を越えるとロー変速段，ハイ変速段の何れかに切り換える変速信号が切換モータ８８に出力される。具体的には、図１５に示すように、平坦路加速時には、モータ回転数が標準回転数Ｖ１を越えた時点でロー変速段からハイ変速段に切り換えられ、平坦路減速時には標準回転数Ｖ２を下回った時点でハイ変速段からロー変速段に切り換えられる。
【００５９】
また登坂路加速時の場合には、ハイ変速段への切り換えは標準回転数Ｖ１より高い回転数に設定されており、登坂路減速時には標準回転数Ｖ２より高い回転数で、つまりより早くロー変速段に切り換えるように設定されている。これにより駆動モータの回転効率を高めることができ、登坂性能を向上できる。さらにまた下り坂走行時には、標準回転数Ｖ２より低い回転数でロー変速段に切り換えるように設定されており、これにより回生トルクが得られ、いわゆるエンジンブレーキが作用するようになっている。
【００６０】
また図１６，図１７に示すように、加速運転時においてモータ回転数が変速基準値に達すると、駆動モータ５０への電流供給が一旦停止され、この後再び電流を供給しつつ切換モータ８８によりロー変速段からハイ変速段に切り換えられる。即ち、駆動モータ５０のモータ出力をカットしている期間は切り換えを行わず、モータ出力を増加させつつ所定出力まで復帰させる再駆動期間で切り換えが行われる。
【００６１】
また下り坂運転時には上記駆動モータ５０への電流を増加しつつ切換モータ８８によりハイ変速段からロー変速段に切り換えられる。なお、この駆動モータ５０への電流増加は変速前に短時間でハイ変速段への切り換え回転数となるように行われる。
【００６２】
さらに減速運転時には駆動モータ５０への電流を短時間増加した後再びスロットル開度に応じた電流に減少しつつ切換モータ８８によりハイ変速段からロー変速段に切り換えられる。
【００６３】
さらにまた登坂運転時においてアクセル開度が略全開状態であるにもかかわらず車速が減少している場合には、モータ回転数に関係なくロー変速段に切り換えられる。このような切り換え動作においては、図１８に示すように、大中間ギヤ７０のドッグ７０ａを大減速ギヤ６８のドッグ孔６８ａから強制的に引き抜くこととなる。この場合の引き抜きに要する力を小さくするために本実施形態では、ドッグ７０ａの圧接面に面取り部７０ｂを形成している。これによりドッグ７０ａのドッグ孔６８ａ内面への圧接面積を小さくでき、それだけ引き抜きに要する力を小さくでき、切り換えモータ８８の負担を軽減できる。
【００６４】
次に本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態のバッテリ冷却構造では、インナフェンダ２１ａにバッテリ１５の収容空間に走行風を導入する走行風導入開口３７を形成するに当たり、該開口３７を上記インナフェンダ２１ａの、可動フェンダ３６の後下端縁３６ａを通る前輪１０の接線Ａより上側部分に形成したので、前輪１０により跳ね上げられ、上記走行風導入開口３７に向かう泥水等は可動フェンダ３６で確実に遮断され、走行風導入開口３７内に進入することはほとんどなく、その結果、泥水等による電池１５ｂの劣化を防止でき、電池寿命を延長できる。
【００６５】
また本実施形態では、上記左, 右の走行風導入開口３７を車両前方から見て可動フェンダ３６の投影面内に位置するように形成したので、車両前方からの雨水等はこの可動フェンダ３６により遮断され、雨水等が走行風導入開口３７内に進入するのを防止でき、この点からも電池寿命の延長を図ることができる。
【００６６】
また上記走行風導入開口３７をインナカバー２１ａの路面に対して前方に傾斜する傾斜部２１ｂに形成したので、インダカバー２１ａの天壁部分等を伝わってくる雨水等についても該走行風導入開口３７内に直接進入することはなく、この点からも電池寿命を延長できる。
【００６７】
本実施形態では、バッテリケース３２の後壁に排風口３２ｄを形成するとともに、該後壁の後側に冷却ファン４０を配設し、該冷却ファン４０によりバッテリ１５が充電開始上限温度に冷却されるまで強制的に外気を導入するようにしたので、バッテリ１５を充電前に冷却することができ、バッテリ温度が高いままで充電することによる充電効率の低下を回避できるとともにバッテリ劣化を防止できる。
【００６８】
図１９は、充電開始温度と充電効率との関係を示す特性図である。同図からも明らかなように、充電開始温度を５０℃とした場合には、充電効率は０．７６と低くなっている。これに対して充電開始温度を４０℃，３０℃とした場合には、充電効率は０．８８，０．９６と高くなっている。従って充電開始上限温度を４０℃以下、より望ましくは３０℃以下に設定する。
【００６９】
本実施形態では、歯付き駆動プーリ５５と歯付き従動プーリ５６とに歯付きベルト５７を巻回した構造の巻き掛け伝動機構４２と、中間軸６５に装着された中間ギヤ７０，６５ａと、後輪軸６６に装着された後輪ギヤ７１，６９とを選択的に噛合させる構造の歯車式変速機構４３を備えたので、駆動モータ５０の回転を滑りを発生させることなく高い伝達後輪で確実に後輪１７に伝達できる。また中間軸６５に装着された中間ギヤを後輪ギヤに選択的に噛合させるだけという簡単な構造で変速でき、コストを低減できる効果がある。
【００７０】
また上記歯車式変速機構４３を、中間軸６５の小，大中間ギヤ６５ａ，７０と後輪軸６６の大，小後輪ギヤ６９，７１とをそれぞれ常時噛合させ、大中間ギヤ７０を中間軸６５に対して回転フリーとし、又は固定する機構を採用したので、簡単な構造でロー変速段，又はハイ変速段に切り換えることができ、コストを低減できる。
【００７１】
さらにまた上記中間軸６５から後輪軸６６への回転伝達のみを許容し、後輪軸６６から中間軸６５への回転伝達は遮断する一方向クラッチ７２を備えたので、上記ハイ変速段とした際の、大後輪ギヤ６９と小中間ギヤ６５ａとの間の回転数差を吸収できる。
【００７２】
また上記ワンウェイクラッチ７２を設けたので、複雑なクラッチ機構を設けることなく軽い人力で車両を押して移動させることができる。
【００７３】
本実施形態によれば、制御回路部１８ａからの制御信号に応じて駆動モータ５０，切換モータ８８等の回転を制御する駆動回路部としてのパワーモジュール１８ｂを伝動ケース４４内のアルミ合金製ケース蓋体４５の内面に当接させて固定したので、走行風が直接当たるケース蓋体４５が放熱板として機能することとなり、ＦＥＴ１０６等の発熱部品をからの熱を効率よく外部に放散できる。
【００７４】
また上記パワーモジュール１８ｂを駆動モータ５０が結合され、バッテリ１５の直近に配置された伝動ケース４４内に配置したので、該パワーモジュール１８ｂからバッテリ１５，及び駆動モータ５０への配線を短くすることが可能となり、それだけ配線ロスを小さくできる。また上記伝動ケース４４内のデッドスペースを有効利用できる。
【００７５】
本実施形態の駆動制御装置によれば、スロットル開度に応じた電流を駆動モータ５０に供給するようにしたので、加速運転域ではスロットル開度に対応した駆動トルクが得られるとともに、減速運転域では回生トルクが得られる。
【００７６】
本実施形態では、加速運転時には、駆動モータ５０への電流供給を一旦停止し、この後再び電流を供給しつつ切換モータ８８によりロー変速段からハイ変速段に切り換えるようにしたので、駆動モータから後輪への回転力伝達を遮断するために通常必要となるクラッチ機構を用いることなく切り換えをスムーズに行うことができ、コストを低減できる。
【００７７】
また、後輪１７が惰性で回転している場合において一旦停止したモータトルクを再び増加させながら変速するようにしたので、従来の停止中，あるいは低減中に変速をする場合に比べて上記惰性で回転している後輪との調和を図ることができ、変速ショックを低減できる。
【００７８】
また下り坂運転時には上記駆動モータ５０への電流を増加しつつ切換モータ８８によりハイ変速段からロー変速段に切り換えるようにしたので、高回転の後輪１７と駆動モータ５０との調和を図ることができ、これにより切り換えをスムーズに行うことができ、また回生トルクによるいわゆるエンジンブレーキを作用させることができ走行安定性を向上できる。
【００７９】
本実施形態では、減速運転時には駆動モータ５０への電流を短時間増加した後再びスロットル開度に応じた電流に減少しつつ切換モータ８８によりハイ変速段からロー変速段に切り換えるようにしたので、大中間ギヤ７０のドッグ７０ａが大減速ギヤ６８から抜け易くなり、この点からもスムーズに切り換えを行うことができ、変速ショックを解消できる。
【００８０】
また登坂運転時のようにアクセル開度が略全開状態であるにもかかわらず車両速度が低下していく場合には、モータ回転数に関係なくロー変速段に切り換えようにしたので、登坂性能を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のスクータ型電動二輪車の側面図である。
【図２】上記電動二輪車の正面図である。
【図３】上記電動二輪車のバッテリ収納部の断面正面図である。
【図４】上記電動二輪車の動力ユニットの断面図である。
【図５】上記動力ユニットの側面図である。
【図６】上記動力ユニットの変速切り換え機構の断面図である。
【図７】上記変速切り換え機構の側面図である。
【図８】上記変速切り換え機構の変速位置検出器の側面図である。
【図９】上記変速位置検出器の断面図である。
【図１０】上記電動二輪車のパワーモジュールの正面図である。
【図１１】上記パワーモジュールの側面図である。
【図１２】上記パワーモジュールの平面図である。
【図１３】上記電動二輪車の駆動制御装置の概略構成図である。
【図１４】上記駆動制御装置のスロットル開度とモータ電流指令値との関係を示す図である。
【図１５】上記駆動制御装置の変速タイミング図である。
【図１６】上記駆動制御装置の変速タイミング図である。
【図１７】上記駆動制御装置の変速タイミング図である。
【図１８】上記ギヤ式変速機構の部分断面図である。
【図１９】上記実施形態の充電開始温度と充電効率との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１              スクータ型電動二輪車
２              車体フレーム
１３            動力ユニット
４１            伝動ケース
４２            巻き掛け伝動機構
４３            ギヤ式変速機構
５０            駆動モータ
５０ａ          出力軸
５５            駆動プーリ
５６            従動プーリ
５６ａ          従動軸
５７            ベルト
６５            中間軸
６５ａ          小中間ギヤ
６６            後輪軸
６９            大後輪ギヤ
７０            大中間ギヤ
７１            小後輪ギヤ
７２            ワンウェイクラッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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