JP2019064341A - 車両のパワーユニットのカプセル装置 - Google Patents
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Abstract
Description
このため、現在および少なくとも近い未来においては、ハイブリッド自動車を含めて、混合気をエンジン本体で燃焼させる内燃機関の利用がなくなるとは考えにくい。
しかしながら、特許文献1では、車両走行中には、カプセル構造の前面流入口を開放状態に制御している。また、前面流入口は、エンジン本体と同等の高さで開口している。前面流入口の内側には、エンジン本体に循環させるオイルを蓄えるオイルパンが直接的に露出している。
この場合、車両走行中にオイルパンから発生される放射音は、前面流入口を通じて直接的に車両の外へ出力されてしまう。
なお、放射音は、オイルパンだけでなく、排気管、排気管に設けられるターボ機器、マフラ、触媒機器などからも発生することが知られている。
よって、第一開閉機構を閉じた状態では、オイルパンや排気系部材から発せられる放射音は、カプセル構造の外へ直接的に出力されなくなる。しかも、オイルパンまたは排気系部材との間に他の部材が介在する部位に設けられた第二開閉機構を開くことにより、カプセル構造へ外気を取り込み、エンジン本体、オイルパン、排気系部材などを冷却することができる。カプセル構造により、放射音を含む動作音が車両の外へ漏れ出にくくなる。
自動車1は、車両の一例である。図1(A)は、模式的な自動車1の側面透視図である。図1(B)は、模式的な自動車1の前面透視図である。
前室3には、エンジン本体11、トランスミッション12などのパワーユニットが配置される前室3が設けられる。また、車体2の床下には、前室3から車体2の後側へ向かってプロペラシャフト13が設置される。プロペラシャフト13の後端には、後側の車軸や車輪15と連結されるリアディファレンシャルギアボックス14が設けられる。
エンジン本体11は、エアクリーナ16および吸気管17を通じて吸気される外気とガソリンとの混合気を燃焼室において点火燃焼させ、燃焼した混合気の膨張圧力によりピストンをシリンダ内で降下させ、ピストンに連結された出力軸を回転させる。また、燃焼した混合気は、開いた排気弁および排気管18を通じて外へ排気される。
エンジン本体11で発生させた出力軸の回転駆動力は、トランスミッション12で減速され、プロペラシャフト13、リアディファレンシャルギアボックス14、およびリアアクスルシャフトを通じて後側の車輪15へ伝達される。また、回転駆動力の一部は、トランスミッション12で分岐され、図示外のフロントアクスルシャフトを通じて前側の車輪15へ伝達される。
特に、内燃機関では、エンジン本体11の下側に設けられたオイルパン19や、排気管18である排気管18、ターボ機器、マフラ、触媒装置などから放射音が発せられることがある。放射音は、車体2の下側などから、車体2の外へ出力される。
このように自動車1では、放射音などの音が外へ漏れ出にくくすることが求められている。
オイルパン19は、エンジン本体11の下部に、エンジン本体11と一体的に形成されている。エンジン本体11およびトランスミッション12は、オイルにより潤滑される機器である。
ラジエタ20、エアクリーナ16、吸気管17、排気管18、ターボ機器21、触媒機器22は、エンジン本体11とともに用いられるエンジン補器である。エンジン補器には、特に図示をしないがこの他にもたとえば、発電機、バッテリ、ディストリビュータ、インジェクタ、燃料タンク、ポンプ、などがある。これらのエンジン補器は、エンジン本体11の作動を助け、エンジン本体11の状態および燃焼状態を燃焼に適した範囲内とするために、エンジン本体11とともに用いられるものである。
図3は、図2のカプセル装置30の詳細な構成の説明図である。
カプセル装置30は、被覆ケース部材31、上開閉機構32、下開閉機構35、遮音板38、制御部39、を有する。
これにより、被覆ケース部材31は、エンジン本体11およびトランスミッション12との間に空気層を確保しつつ、これらの周囲を密閉するように囲う。エンジン本体11に設けられるインジェクタ、オイルパン19も、被覆ケース部材31に囲われる。
また、排気管18の略全体、吸気管17の略全体、ターボ機器21は、被覆ケース部材31に収められる。その一方で、触媒機器22、エアクリーナ16は、被覆ケース部材31の外に設けられる。
なお、発電機、バッテリ、ディストリビュータ、燃料タンク、ポンプなどのエンジン補器は、被覆ケース部材31の内側に設けられても、外側に設けられてもよい。
そして、被覆ケース部材31は、図1に示すように前室3において、エンジン本体11と重ねて、エンジン本体11と同じ位置で、車体2の一対のフロントビーム5の上に取り付けて支持される。被覆ケース部材31は、図1(B)に示すように一対のフロントビーム5から下へ突出することがないように設けられる。車体2の最低地上高は、被覆ケース部材31が無い場合と同じになる。
上開閉機構32は、上開口部33と、上開閉部材34と、を有する。上開口部33は、図3に示すように被覆ケース部材31の前面上部に形成される。上開閉部材34は、被覆ケース部材31に取り付けて一体的に設けられる。上開閉部材34は、被覆ケース部材31に対して下へスライド移動可能に設けられる。そして、上開閉機構32は、車体2の前面のフロントグリル28と同じ高さ位置の範囲に設けられる。
下開閉機構35は、下開口部36と、下開閉部材37と、を有する。下開口部36は、図3に示すように被覆ケース部材31の前面下部において、上開口部33の下側に形成される。下開閉部材37は、被覆ケース部材31に取り付けて一体的に設けられる。下開閉部材37は、被覆ケース部材31に対して上へスライド移動可能に設けられる。そして、下開閉機構35は、車体2の前面のバンパに形成されたバンパ開口部29と同じ高さ位置の範囲に設けられる。
下開閉機構35の後ろ側には、下開閉機構35と同じ高さ位置に、排気管18と、オイルパン19とが前後に並べて設けられる。下開口部36から被覆ケース部材31の内部へ流入した外気は、他の部材により遮られたりすることなく直接的に、排気管18およびオイルパン19へ吹き付けられ得る。
そして、このように上開閉部材34および下開閉部材37を被覆ケース部材31の前面において上下方向へスライド移動可能に取り付けることにより、上開閉機構32および下開閉機構35は、被覆ケース部材31より下側へ突出しないようになる。図1に示すように、被覆ケース部材31は、車体2の一対のフロントビーム5から下へ突出しないように内側に収めて設けられる。
遮音板38は、被覆ケース部材31に取り付けられて、被覆ケース部材31と一体的に設けられている。
被覆ケース部材31の上面から下へ延在する遮音板38は、被覆ケース部材31の内側において、上開口部33を通気可能に覆う。ただし、下開口部36は覆わないように設けられている。
このように、上開閉機構32の上開口部33と、排気管18およびオイルパン19との間には、遮音板38が介在している。また、上開口部33と、排気管18およびオイルパン19との間には、エンジン本体11も介在している。
図3(B)のように上開閉機構32が開いて下開閉機構35が閉じている場合、被覆ケース部材31には、上開口部33から外気が流入する。流入した外気は、被覆ケース部材31の前面と遮音板38との間を通り、エンジン本体11、排気管18、オイルパン19などへ供給される。これにより、エンジン本体11、排気管18、オイルパン19などを冷却できる。
図3(C)のように上開閉機構32が閉じて下開閉機構35が開いている場合、被覆ケース部材31には、下開口部36から外気が流入する。流入した外気は、直接的に排気管18、オイルパン19などへ供給される。これにより、エンジン本体11、排気管18、オイルパン19などを冷却できる。
制御部39は、たとえばマイクロコンピュータにより実現できる。専用回路として被覆ケース部材31に取り付けて設けられても、自動車1を制御するECU(Engine Control Unit)の機能として設けられてもよい。
制御部39は、図4の開閉制御を繰り返し実行する。
そして、エンジン本体11が動作していない場合、すなわち停止している場合、制御部39は、上開閉機構32および下開閉機構35を閉じる(ステップST7、ST8)。これにより、図3(A)のように被覆ケース部材31は密閉される。被覆ケース部材31の内部は断熱構造により保温される。
よって、下開閉機構35を閉じた状態では、オイルパン19や排気管18から発せられる放射音は、被覆ケース部材31の外へ直接的に出力されなくなる。しかも、オイルパン19または排気管18との間に他の部材が介在する部位に設けられた上開閉機構32を開くことにより、被覆ケース部材31へ外気を取り込み、エンジン本体11、オイルパン19、排気管18などを冷却することができる。被覆ケース部材31により、放射音を含む動作音が自動車1の外へ漏れ出にくくなる。
また、被覆ケース部材31、下開閉機構35および上開閉機構32は、自動車1の骨格部材または構造部材より内側に収まるように設けられる。これにより、自動車1の車体2の最低地上高などのスペックに大きな影響を与えることなく、自動車1に被覆ケース部材31を設けることができる。
図5(A)の変形例では、遮音板38の前表面と、被覆ケース部材31の内面とには、互い違いに複数の突起部41が突出して形成される。互い違いの複数の突起部41により、ラビリンス構造が形成される。これにより、遮音板38の前表面と被覆ケース部材31の内面との間を通過する音の一部は減衰され得る。
図5(B)の変形例では、遮音板38の表面には、吸音材42が設けられる。これにより、遮音板38の前表面と被覆ケース部材31の内面との間を通過する音により遮音板38が振動し難くなる。通過音の一部は減衰され得る。
なお、吸音材42は、被覆ケース部材31の内面に設けてもよい。
そして、このようなラビリンス構造または吸音材42により、遮音板38と被覆ケース部材31の内面との間を通過し難い音の帯域を形成することができる。たとえば、オイルパン19や排気管18の形状によって決まる放射音の主成分を含む周波数帯を減衰するラビリンス構造とすることにより、効果的に音漏れを抑制できる。
この他にも自動車1には、内燃機関とともにモータ駆動による電気駆動装置を有するハイブリッド自動車や、電気駆動装置のみを有する電気自動車がある。
図6は、図2のパワーユニットおよびカプセル装置30の変形例の説明図である。
図6には、トランスミッション12に電気モータ51が取り付けられている。電気モータ51には、図示外のコンバータを通じて複数の電池セルが接続される。電気モータ51を駆動することにより、トランスミッション12を通じで駆動力をプロペラシャフト13に伝達させることができる。
このようなパワーユニットの構成である場合、カプセル装置30の被覆ケース部材31は、エンジン本体11、エンジン補器、トランスミッション12とともに、ハイブリッド機器としての電気モータ51やコンバータを囲うように設けられてよい。この場合、電気モータ51やコンバータを、摩擦抵抗などが運転に適した状態になるように暖めることが可能である。また、被覆ケース部材31の内を二室に分けて、一方にエンジン本体11などを収め、他方にハイブリッド機器を収めるようにしてもよい。この場合、部屋ごとに個別の温度に保温させることも可能になる。
この他にもたとえば、被覆ケース部材31の前面には、右開閉機構と左開閉機構とが左右方向に並べて設けられてもよい。
Claims (11)
- 車両の房室に設けられて混合気をエンジン本体で燃焼させて排気系部材を通じて排気するパワーユニットを有する車両についての、少なくとも前記エンジン本体および前記排気系部材を囲うカプセル構造と、
前記カプセル構造の前部に設けられ、外気を前記カプセル構造の内側へ取り込むために開閉可能な第一開閉機構および第二開閉機構と、
前記第一開閉機構および前記第二開閉機構の開閉を制御する制御部と、
を有し、
前記第一開閉機構は、前記カプセル構造の前部についての、前記エンジン本体を循環させるオイルを収容するオイルパンまたは前記排気系部材へ直接的に向かう外気を取り込む部位に設けられ、
前記第二開閉機構は、前記カプセル構造の前部についての、前記オイルパンまたは前記排気系部材との間に他の部材が介在する部位に設けられる、
車両のパワーユニットのカプセル装置。 - 前記カプセル構造の内側において前記第二開閉機構を通気可能に覆う遮音板、
を有する、
請求項1記載の車両のパワーユニットのカプセル装置。 - 前記遮音板の表面および前記遮音板に対向する前記カプセル構造の内面の少なくとも一方には、ラビリンス構造が設けられる、または吸音材が設けられる、
請求項2記載の車両のパワーユニットのカプセル装置。 - 前記制御部は、
前記エンジン本体の音が大きくなる状態では、前記第二開閉機構を開くとともに前記第一開閉機構を閉じた遮音優先状態から、前記第二開閉機構を閉じるとともに前記第一開閉機構を開く冷却優先状態へ切り替える、
請求項1から3のいずれか一項記載の車両のパワーユニットのカプセル装置。 - 遮音板は、前記カプセル構造に用いる被覆部材と一体的に設けられる、
請求項1から4のいずれか一項記載の車両のパワーユニットのカプセル装置。 - 前記第一開閉機構は、前記カプセル構造の前部についての、前記エンジン本体を循環させるオイルを収容するオイルパンまたは前記排気系部材の高さ位置に設けられ、
前記第二開閉機構は、前記カプセル構造の前部において、前記第一開閉機構より上側の高さ位置に設けられる、
請求項1から5のいずれか一項記載の車両のパワーユニットのカプセル装置。 - 前記排気系部材は、前記エンジン本体の下面から下向きに突出する前記オイルパンの前側を通るように設けられ、
前記第一開閉機構は、前記排気系部材および前記オイルパンの高さ位置に設けられる、
請求項6記載の車両のパワーユニットのカプセル装置。 - 前記カプセル構造は、前記車両の中において、少なくとも前記エンジン本体を囲う被覆ケース部材を有し、
前記被覆ケース部材は、前記エンジン本体とともに、前記車両の骨格部材または構造部材に取り付けて支持される、
請求項1から7のいずれか一項記載の車両のパワーユニットのカプセル装置。 - 前記カプセル構造、前記第一開閉機構および前記第二開閉機構は、前記車両の骨格部材または構造部材より内側に位置するように設けられる、
請求項1から8のいずれか一項記載の車両のパワーユニットのカプセル装置。 - 前記カプセル構造は、前記車両において、少なくとも前記エンジン本体を含む、オイルにより潤滑される機器を囲う、
請求項1から9のいずれか一項記載の車両のパワーユニットのカプセル装置。 - 前記カプセル構造は、前記車両に設けられる前記エンジン本体、エンジン補器、トランスミッション、およびハイブリッド機器の中の、少なくとも前記エンジン本体を囲う、
請求項1から10のいずれか一項記載の車両のパワーユニットのカプセル装置。
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