(57)【要約】【課題】混合気を燃焼させるエンジン本体を含むパワーユニットの、実使用での燃費性能を向上させる。【解決手段】カプセル装置３０は、自動車１の前室３に設けられて混合気をエンジン本体１１で燃焼させて排気管１８を通じて排気するパワーユニットを有する自動車１についての、少なくとも排気管１８を外とするとともに少なくともエンジン本体１１を囲う被覆ケース部材３１と、被覆ケース部材３１についての排気管１８の近くに設けられる開口部３２と、開口部３２を閉じるように可動可能に設けられる開閉部材３６と、開閉部材３６による開口部３２の開閉を制御する制御部３５と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、少なくとも前記排気系部材を外とするとともに少なくとも前記エンジン本体を囲うカプセル構造と、
前記カプセル構造についての前記排気系部材の近くに設けられる開口部と、
前記開口部を閉じるように可動可能に設けられる開閉部材と、
前記開閉部材による前記開口部の開閉を制御する制御部と、
を有する、
車両のパワーユニットのカプセル装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記車両の少なくとも運転継続中の一時的なものを除いた停車または前記パワーユニットの停止の間は、前記開閉部材により前記開口部を閉じる、
請求項１記載の車両のパワーユニットのカプセル装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記エンジン本体、前記パワーユニットまたは前記カプセル構造の内部の第一温度と、前記カプセル構造の外にある前記排気系部材またはその周辺の第二温度との相関関係に基づいて、前記開閉部材による前記開口部の開閉を制御する、
請求項１または２記載の車両のパワーユニットのカプセル装置。
【請求項４】
前記制御部は、第一温度が前記エンジン本体または前記パワーユニットの暖気を必要とする温度である場合、第二温度が前記第一温度より高い状態において前記開閉部材により前記開口部を開く、
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。
【請求項５】
前記制御部は、
第一温度として前記エンジン本体のオイルまたはそれを蓄えるオイルパンの温度を取得し、
前記第一温度が暖気を開始する温度以下である場合には第二温度が前記第一温度より高い状態において前記開閉部材により前記開口部を開き、
前記第一温度が暖気を終了する温度以上である場合には前記開閉部材により前記開口部を閉じる、
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。
【請求項６】
前記排気系部材は、前記車両において、前記エンジン本体またはオイルパンの前側を通るように設けられ、
前記開口部は、前記カプセル構造についての、前記エンジン本体または前記オイルパンと前記排気系部材との間に設けられる、
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。
【請求項７】
前記開閉部材は、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６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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
前記カプセル構造の外側に設けられる前記開閉部材は、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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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。
【請求項１２】
前記カプセル構造は、前記車両において、前記パワーユニットについての、排気管、ターボ機器、マフラ、および触媒機器を外にするように設けられる、
請求項１から１１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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車といった車両のエンジン本体といったパワーユニットを囲うカプセル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車では、近年、パワーユニットとしてバッテリおよびモータを使用する電気自動車の開発が進められている。しかしながら、電気自動車の本格的な実用化には今後の開発に委ねられている状況にある。
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１１９３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、混合気を燃焼させるエンジン本体をパワーユニットとして用いる場合、従来より燃費性能を向上させることが求められている。このために、特許文献１のようにエンジン本体を、カプセル構造で覆うことが考えられる。そして、特許文献１では、カプセル構造の前面流入口を、初期始動やキーオフ（Ｋｅｙ−Ｏｆｆ）時には閉鎖状態に制御し、車両走行中の冷却時には開放状態に制御する。これにより、停止中のエンジン本体の温度を閉じたカプセル構造により長期にわたって維持し、その後に、冷却されていない状態のエンジン本体において再始動をすることができる。エンジン本体が暖められた状態で再始動されることにより、冷却された状態で再始動される場合と比べて燃費性能を改善できる。
しかしながら、特許文献１では、エンジン本体の再始動の際には、エンジン本体が適切に暖気されるまでの期間において、停止中と同様にカプセル構造を閉じている。このため、カプセル構造で覆われているエンジン本体は、エンジン本体そのものでの熱でしか暖気され得ない。
【０００５】
このように自動車といった車両では、混合気を燃焼させるエンジン本体を含むパワーユニットの、実使用での燃費性能を向上させることが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る車両のパワーユニットのカプセル装置は、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、少なくとも前記排気系部材を外とするとともに少なくとも前記エンジン本体を囲うカプセル構造と、前記カプセル構造についての前記排気系部材の近くに設けられる開口部と、前記開口部を閉じるように可動可能に設けられる開閉部材と、前記開閉部材による前記開口部の開閉を制御する制御部と、を有する。
【０００７】
好適には、前記制御部は、前記車両の停車中または前記パワーユニットの停止中には、前記開閉部材により前記開口部を閉じる、とよい。なお、ここでは、前記カプセル内温度を過度に上昇させることを防ぐため、渋滞を走行中に断続的に停車またはパワーユニットが停車する場合を除く制御としても良い。
【０００８】
好適には、前記制御部は、前記エンジン本体、前記パワーユニットまたは前記カプセル構造の内部の第一温度と、前記カプセル構造の外にある前記排気系部材またはその周辺の第二温度との相関関係に基づいて、前記開閉部材による前記開口部の開閉を制御する、とよい。
【０００９】
好適には、前記制御部は、第一温度が前記エンジン本体または前記パワーユニットの暖気を必要とする温度である場合、第二温度が前記第一温度より高い状態において前記開閉部材により前記開口部を開く、とよい。
【００１０】
好適には、前記制御部は、第一温度として前記エンジン本体のオイルまたはそれを蓄えるオイルパンの温度を取得し、前記第一温度が暖気を開始する温度以下である場合には第二温度が前記第一温度より高い状態において前記開閉部材により前記開口部を開き、前記第一温度が暖気を終了する温度以上である場合には前記開閉部材により前記開口部を閉じる、とよい。
【００１１】
好適には、前記排気系部材は、前記車両において、前記エンジン本体またはオイルパンの前側を通るように設けられ、前記開口部は、前記カプセル構造についての、前記エンジン本体または前記オイルパンと前記排気系部材との間に設けられる、とよい。
【００１２】
好適には、前記開閉部材は、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、とよい。
【００１３】
好適には、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、とよい。
【００１４】
好適には、前記カプセル構造の外側に設けられる前記開閉部材は、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、とよい。
【００１５】
好適には、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、とよい。
【００１６】
好適には、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、とよい。
【００１７】
好適には、前記カプセル構造は、前記車両において、前記パワーユニットについての、排気管、ターボ機器、マフラ、および触媒機器を外にするように設けられる、とよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、パワーユニットを有する車両についての少なくともエンジン本体を囲うカプセル構造に対して、カプセル構造の外にある排気系部材の近くに開口部を設け、開閉部材による開口部の開閉を車両の状態に応じて制御する。
よって、車両の状態に応じて開口部を閉じることができる。これにより、カプセル構造の内側のエンジン本体の温度が変化し難くできる。
たとえば車両の停車中またはパワーユニットの停止中には開閉部材により開口部を閉じることにより、停止中のエンジン本体の温度を長期にわたって維持し、その後に、冷却されていない状態のエンジン本体において再始動をすることができる。エンジン本体が暖められた状態で再始動することにより、再始動の直後から好適なエンジン性能を発揮できる。エンジン本体の燃費は冷却された状態から適切な温度まで暖気されるまでの期間において一般的に低下することがあるが、そのような事態の発生を減らし、実使用での燃費性能を改善できる。
また、車両の状態に応じて開口部を開くことができる。これにより、カプセル構造の内側のエンジン本体に対して、排気系部材で暖められた空気を供給することができる。
たとえば制御部は、エンジン本体、パワーユニットまたはカプセル構造の内部の第一温度と、カプセル構造の外にある排気系部材またはその周辺の第二温度との相関関係に基づいて、開閉部材による開口部の開閉を制御する。第一温度がエンジン本体またはパワーユニットの暖気を必要とする温度である場合、第二温度が第一温度より高い状態において開閉部材により開口部を開く。これにより、燃焼ガスを排気する排気系部材により暖められた外気をカプセル構造の内側へ取り込み、冷却された状態のエンジン本体を温めることができる。再始動の際にエンジン本体より先に極めて高い温度となる排気系部材の熱を利用してエンジン本体を早期に暖気することができる。
このように、本発明では、エンジン本体の熱だけでなく排熱をも好適に利用して、エンジン本体などのパワーユニットを、作動に適した温度に維持することができる。これにより、実使用での燃費を向上させることができる。
しかも、少なくとも排気系部材についてはカプセル構造の外とすることにより、これらを含めてカプセル構造で囲う場合と比べて、閉じたカプセル構造の内部が排熱により異常に高温となってしまうことを防止できる。エンジン本体の吸排気系、エンジン本体のマウントやカバー部材として用いられる樹脂やゴム製の部品に対する悪影響の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る自動車の説明図である。
【図２】図２は、図１の自動車に設けられるパワーユニットおよびカプセル装置の説明図である。
【図３】図３は、図２のカプセル装置の詳細な構成の説明図である。
【図４】図４は、図２の制御部による開口部の開閉制御のフローチャートである。
【図５】図５は、ハイブリッド自動車でのパワーユニットおよびカプセル装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態に係る自動車１の説明図である。
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。
【００２２】
図１の自動車１は、車体２を有する。車体２の前部には、前室３が設けられる。前室３には、自動車１の骨格部材としての一対のフロントビーム５が延在する。また、前室３と乗員室４との間には、それらの隔壁（構造部材）としてのトーボード６が設けられる。
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。
【００２３】
ところで、自動車１では、近年、パワーユニットとしてバッテリおよびモータを使用する電気自動車の開発が進められている。しかしながら、電気自動車の本格的な実用化には今後の開発に委ねられている状況にある。
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１１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。
このため、今後もさらに、混合気をエンジン本体１１で燃焼させる内燃機関についての燃費性能を向上させることが求められる。エンジン本体１１を含むパワーユニットの、実使用での燃費性能を向上させることが求められている。
【００２４】
図２は、図１の自動車１に設けられるパワーユニットおよびカプセル装置３０の説明図である。
【００２５】
図２には、自動車１に設けられるパワーユニットとして、エンジン本体１１、オイルパン１９、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、トランスミッション１２、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、が図示されている。
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。
【００２６】
図２には、さらにエンジン本体１１といったパワーユニットを囲うカプセル装置３０が図示されている。
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、開口部３２、内部温度センサ３３、外部温度センサ３４、制御部３５、開閉部材３６、を有する。
【００２７】
被覆ケース部材３１は、略箱形状を有し、パワーユニットについてのオイルパン１９が一体化されたエンジン本体１１およびトランスミッション１２を囲う。被覆ケース部材３１は、たとえば断熱材で形成される。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より一回り大きいサイズの箱型に形成される。被覆ケース部材３１から外へ突出するプロペラシャフト１３、吸気管１７、排気管１８の周囲には、被覆ケース部材３１の密閉性を確保するために、たとえばゴム材や樹脂材で形成された図示外のブーツが設けられる。
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、ターボ機器２１、触媒機器２２、エアクリーナ１６、吸気管１７の略全体は、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。
【００２８】
開口部３２は、図３に示すように被覆ケース部材３１の前面下部に形成される。排気管１８は、エンジン本体１１の下側のオイルパン１９の前側近くを通るように設けられる。
これにより、開口部３２は、カプセル構造についての、オイルパン１９と排気管１８との間に位置する。
【００２９】
開閉部材３６は、被覆ケース部材３１の開口部３２の上外側において、被覆ケース部材３１に取り付けて一体的に設けられる。開閉部材３６は、被覆ケース部材３１に対して上へ回動可能に設けられる。
図３（Ａ）は、開閉部材３６を下げた状態である。この状態では、被覆ケース部材３１の開口部３２が閉じられる。被覆ケース部材３１は密閉され、被覆ケース部材３１の内側の空間は、外側から分離され得る。
図３（Ｂ）は、開閉部材３６を上げた状態である。この状態では、被覆ケース部材３１の開口部３２が開いている。開口部３２を通じて被覆ケース部材３１の内側と外側とが連通し得る。
そして、このように開閉部材３６を、被覆ケース部材３１の開口部３２の上外側において上へ回動可能に取り付けることにより、開閉部材３６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、開閉部材３６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。
【００３０】
内部温度センサ３３は、被覆ケース部材３１の内側に配置され、被覆ケース部材３１の内側の温度を検出する。ここでは、内部温度センサ３３は、オイルパン１９の外面に接触して設けられる。これにより、内部温度センサ３３は、カプセル構造としての被覆ケース部材３１の内側の温度として、オイルパン１９の温度、またはエンジン本体１１を循環するオイルの温度を検出できる。
【００３１】
外部温度センサ３４は、被覆ケース部材３１の外側に配置され、被覆ケース部材３１の外側の温度を検出する。ここでは、外部温度センサ３４は、排気管１８についての開口部３２の前近くの部分に設けられる。これにより、外部温度センサ３４は、カプセル構造としての被覆ケース部材３１の外側の温度として、排気管１８の温度、または排気管１８の周辺の暖められた空気の温度を検出できる。
【００３２】
制御部３５には、内部温度センサ３３、外部温度センサ３４、および開閉部材３６が接続される。制御部３５は、内部温度センサ３３および外部温度センサ３４による被覆ケース部材３１の内外の温度の相関関係に基づいて、開閉部材３６による開口部３２の開閉を制御する。
制御部３５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。
【００３３】
図４は、図２の制御部３５による開口部３２の開閉制御のフローチャートである。
制御部３５は、図４の開閉制御を繰り返し実行する。
【００３４】
図４の開閉制御において、制御部３５は、まず、エンジン本体１１を始動するタイミングであるか否かを確認する（ステップＳＴ１）。制御部３５は、ＥＣＵによるエンジン本体１１の制御情報を取得し、エンジンを始動するタイミングであるか否かを確認する。エンジンを始動するタイミングとしては、たとえばエンジンの始動を開始してから数十分程度の時間でよい。
【００３５】
なお、エンジン本体１１を始動するタイミングでない場合、制御部３５は、エンジン本体１１を停止するタイミングか否かを判断する（ステップＳＴ２）。
最近の自動車１では、エンジンキーや始動スイッチが操作された場合、エンジン本体１１が動作と停止との間で切り替わる。また、自動車１が停車している場合、ＥＣＵの制御により次にアクセルペダルが操作されるまでの期間で、エンジン本体１１が停止される。これらの場合を、エンジン本体１１を停止するタイミングとすればよい。
エンジン本体１１を停止するタイミングである場合、制御部３５は、開口部３２を閉じる（ステップＳＴ３）。これにより、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。
エンジン本体１１を始動するタイミングでも、エンジン本体１１を停止するタイミングでもない場合、制御部３５は、基本的に開閉制御を実施することなく、図４の処理を終了する。
【００３６】
エンジン本体１１を始動するタイミングである場合、制御部３５は、内部温度センサ３３および外部温度センサ３４から、被覆ケース部材３１の内側の内部温度と、外側の外部温度とを取得する（ステップＳＴ４）。
そして、制御部３５は、内部温度と暖気開始温度とを比較する（ステップＳＴ５）。暖気開始温度は、たとえばエンジン本体１１やトランスミッション１２についての運転に適した最小の温度でよい。具体的にはたとえば、これらで使用するオイルの粘性が、運転に適した所望のものより高くなる温度でよい。
内部温度が暖気開始温度より高い場合、制御部３５は、開口部３２を閉じる（ステップＳＴ３）。これにより、エンジン本体１１の始動前から閉じていた開口部３２は、閉じた状態に維持される。
【００３７】
内部温度が暖気開始温度以下である場合、制御部３５はさらに、内部温度と外部温度とを比較する（ステップＳＴ６）。外部温度とは、排気管１８の温度、またはその近くの外気の温度である。冷却された状態のエンジン本体１１の始動が開始されると、エンジン本体１１よりも先に、排気管１８の温度が上昇しやすい。
そして、始動直後の外部温度が内部温度と同様に低い状態では、エンジン本体１１と同様に排気管１８の温度も低い。この場合、制御部３５は、外部温度が内部温度より高いと判断しない。制御部３５は、開口部３２を閉じる（ステップＳＴ３）。これにより、エンジン本体１１の始動前から閉じていた開口部３２は、閉じた状態に維持される。
【００３８】
逆に、排気される燃焼後の混合気により排気管１８の温度が上昇し始めると、制御部３５は、外部温度が内部温度より高いと判断する。制御部３５は、開口部３２を開く（ステップＳＴ７）。これにより、エンジン本体１１の始動前から閉じていた開口部３２は、開いた状態に切り替わる。
開口部３２が開くと、図３（Ｂ）に示すように、高温の排気管１８により暖められた外気が、開口部３２を通じて被覆ケース部材３１の内側へ流れ込む。これにより、冷却されていたエンジン本体１１およびトランスミッション１２は、それ自体の発熱に加えて、排気される燃焼後の混合気の熱の一部により暖められる。
【００３９】
その後、エンジン本体１１およびトランスミッション１２の温度が上昇すると、制御部３５は、ステップＳＴ８における内部温度と暖気終了温度との比較において、内部温度が暖気終了温度より高いと判断する。制御部３５は、開口部３２を閉じる（ステップＳＴ３）。これにより、エンジン本体１１などの暖気のために開いていた開口部３２は、閉じた状態に制御される。
これにより、排気管１８により加熱された外気が、適切に暖気された状態にあるエンジン本体１１およびトランスミッション１２の温度をさらに上昇させるように寄与しないようにできる。
【００４０】
以上のように、本実施形態では、パワーユニットを有する自動車１についての少なくともエンジン本体１１を空気層を挟むように間隔をあけて囲う被覆ケース部材３１によるカプセル構造に対して、被覆ケース部材３１の外にある排気管１８の近くに開口部３２を設け、開閉部材３６による開口部３２の開閉を自動車１の状態に応じて制御する。
よって、自動車１の状態に応じて開口部３２を閉じることができる。これにより、カプセル構造の内側のエンジン本体１１の温度が変化し難くできる。
たとえば自動車１の停車中またはパワーユニットの停止中には開閉部材３６により開口部３２を閉じることにより、停止中のエンジン本体１１の温度を長期にわたって維持し、その後に、冷却されていない状態のエンジン本体１１において再始動をすることができる。エンジン本体１１が暖められた状態で再始動することにより、再始動の直後から好適なエンジン性能を発揮できる。エンジン本体１１の燃費は冷却された状態から適切な温度まで暖気されるまでの期間において一般的に低下することがあるが、そのような事態の発生を減らし、実使用での燃費性能を改善できる。
また、自動車１の状態に応じて開口部３２を開くことができる。これにより、カプセル構造の内側のエンジン本体１１に対して、排気管１８で暖められた空気を供給することができる。
たとえば制御部３５は、エンジン本体１１、パワーユニットまたはカプセル構造の内部の内部温度と、カプセル構造の外にある排気管１８またはその周辺の外部温度との相関関係に基づいて、開閉部材３６による開口部３２の開閉を制御する。内部温度がエンジン本体１１またはパワーユニットの暖気を必要とする温度である場合、外部温度が内部温度より高い状態において開閉部材３６により開口部３２を開く。これにより、燃焼後の高温の混合気を排気する排気管１８により暖められた外気をカプセル構造の内側へ取り込み、冷却された状態のエンジン本体１１を温めることができる。再始動の際にエンジン本体１１より先に極めて高い温度となる排気管１８の熱を利用してエンジン本体１１を早期に暖気することができる。
【００４１】
このように、本実施形態では、エンジン本体１１の熱だけでなく排熱をも好適に利用して、エンジン本体１１などのパワーユニットを、作動に適した温度に早期に上げて維持することができる。これにより、実使用での燃費を向上させることができる。
しかも、少なくとも排気管１８についてはカプセル構造の外とすることにより、これらを含めてカプセル構造で囲う場合と比べて、閉じたカプセル構造の内部が排熱により異常な高温になってしまうことを防止できる。エンジン本体１１の吸排気系、エンジン本体１１のマウントやカバー部材として用いられる樹脂やゴム製の部品に対する悪影響の発生を抑制できる。
【００４２】
本実施形態では、エンジン本体１１のオイルまたはそれを蓄えるオイルパン１９の内部温度に基づいて、開口部３２を開閉する。具体的には、内部温度が暖気を開始する温度以下である場合には外部温度が内部温度より高い状態において開口部３２を開き、排熱を利用してエンジン本体１１のオイルを早期に暖めることができる。また、内部温度が暖気を終了する温度以上である場合には、外部温度と内部温度との関係にかかわらずに開口部３２を閉じる。これにより、適切に暖められたエンジン本体１１のオイルが排熱によりさらに過熱されないようにできる。エンジン本体１１のオイルを効率よく早期に適した温度に暖め、その温度に維持することができる。
【００４３】
本実施形態では、排気管１８は、自動車１において、エンジン本体１１またはオイルパン１９の前側を通るように設けられ、開口部３２は、被覆ケース部材３１によるカプセル構造についての、エンジン本体１１またはオイルパン１９と排気管１８との間に設けられる。よって、エンジン本体１１を始動させて走行している自動車１では、極めて高い温度になる排気管１８の熱で暖められた走行による空気流を、エンジン本体１１やオイルパン１９を温めるために効率よく利用できる。
【００４４】
本実施形態では、開閉部材３６は、カプセル構造に用いる被覆ケース部材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る。これにより、開閉部材３６を、カプセル構造に用いる被覆ケース部材３１と別に、自動車１の骨格部材または構造部材に取り付けて支持させる必要がない。カプセル装置３０の構造を簡略化できる。
【００４５】
本実施形態では、カプセル構造は、自動車１の前室３の中において、少なくともエンジン本体１１を囲う被覆ケース部材３１により構成される。そして、被覆ケース部材３１は、エンジン本体１１と重ねて、エンジン本体１１と同じ位置で、自動車１の骨格部材または構造部材に取り付けて支持される。よって、自動車１の骨格部材または構造部材に対して、カプセル構造の部材を、エンジン本体１１などのパワーユニットと別に取り付ける必要はない。カプセル構造を、たとえば自動車１の骨格部材または構造部材に対して独自に取り付けられるエンジンカバーやアンダーカバーなどの被覆部材で構成する場合と比べて、自動車１の側において大規模の対策や変更を必要としない。また、カプセル構造そのものを最小限の小ささに形成できるので、カプセル構造そのものも安価に製造し得る。
また、カプセル構造の外側に設けられる開閉部材３６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可動可能に設けられる。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にカプセル構造を設けることができる。
【００４６】
上記実施形態は、本発明の好適な実施形態の例であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形または変更が可能である。
【００４７】
たとえば上記実施形態では自動車１は、エンジン本体１１による内燃機関のみによるパワーユニットを有する。
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。
【００４８】
図５は、ハイブリッド自動車でのパワーユニットおよびカプセル装置３０の説明図である。
図５には、トランスミッション１２に電気モータ４１が取り付けられている。電気モータ４１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４１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４１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４１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。
【００４９】
上記実施形態では、自動車１が停車してから次にアクセルペダルが操作されるまでの期間についても、エンジン本体１１が停止しているタイミングであると判断している。
この他にもたとえば、少なくとも運転継続中に自動車１が停車した場合でのエンジン本体１１の一時的な停止については、運転中として、エンジン本体１１が停止しているタイミングではないと判断するようにしてもよい。この場合、開口部３２は開いたままの状態に維持され得る。これにより、運転継続中の短時間の停車においてエンジン本体１１の温度が大きく上昇してしまうことを防ぐことができる。
【符号の説明】
【００５０】
１…自動車（車両）、２…車体、３…前室、４…乗員室、５…フロントビーム、６…トーボード、１１…エンジン本体、１２…トランスミッション、１３…プロペラシャフト、１４…リアディファレンシャルギアボックス、１５…車輪、１６…エアクリーナ、１７…吸気管、１８…排気管（排気系部材）、１９…オイルパン、２０…ラジエタ、２１…ターボ機器（排気系部材）、２２…触媒機器（排気系部材）、３０…カプセル装置、３１…被覆ケース部材（被覆部材）、３２…開口部、３３…内部温度センサ、３４…外部温度センサ、３５…制御部、３６…開閉部材、４１…電気モータ
【図１】
2019065722.tif 000003
【図２】
2019065722.tif 000004
【図３】
2019065722.tif 000005
【図４】
2019065722.tif 000006
【図５】
2019065722.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成30年11月6日(2018.11.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、少なくとも前記排気系部材を外とするとともに少なくとも前記エンジン本体を囲うカプセル構造と、
前記カプセル構造についての前記排気系部材の近くに設けられ、空気の出入り口を兼用する開口部と、
前記開口部を閉じるように可動可能に設けられる開閉部材と、
前記開閉部材による前記開口部の開閉を制御する制御部と、
を有する、
車両のパワーユニットのカプセル装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記車両の少なくとも運転継続中の一時的なものを除いた停車または前記パワーユニットの停止の間は、前記開閉部材により前記開口部を閉じる、
請求項１記載の車両のパワーユニットのカプセル装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記エンジン本体、前記パワーユニットまたは前記カプセル構造の内部の第一温度と、前記カプセル構造の外にある前記排気系部材またはその周辺の第二温度との相関関係に基づいて、前記開閉部材による前記開口部の開閉を制御する、
請求項１または２記載の車両のパワーユニットのカプセル装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第一温度が前記エンジン本体または前記パワーユニットの暖気を必要とする温度である場合、前記第二温度が前記第一温度より高い状態において前記開閉部材により前記開口部を開く、
請求項３記載の車両のパワーユニットのカプセル装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記第一温度として前記エンジン本体のオイルまたはそれを蓄えるオイルパンの温度を取得し、
前記第一温度が暖気を開始する温度以下である場合には前記第二温度が前記第一温度より高い状態において前記開閉部材により前記開口部を開き、
前記第一温度が暖気を終了する温度以上である場合には前記開閉部材により前記開口部を閉じる、
請求項３または４記載の車両のパワーユニットのカプセル装置。
【請求項６】
前記排気系部材は、前記車両において、前記エンジン本体またはオイルパンの前側を通るように設けられ、
前記開口部は、前記カプセル構造についての、前記エンジン本体または前記オイルパンと前記排気系部材との間に設けられる、
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。
【請求項７】
前記開閉部材は、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６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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
前記カプセル構造の外側に設けられる前記開閉部材は、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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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。
【請求項１２】
前記カプセル構造は、前記車両において、前記パワーユニットについての、排気管、ターボ機器、マフラ、および触媒機器を外にするように設けられる、
請求項１から１１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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明に係る車両のパワーユニットのカプセル装置は、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、少なくとも前記排気系部材を外とするとともに少なくとも前記エンジン本体を囲うカプセル構造と、前記カプセル構造についての前記排気系部材の近くに設けられ、空気の出入り口を兼用する開口部と、前記開口部を閉じるように可動可能に設けられる開閉部材と、前記開閉部材による前記開口部の開閉を制御する制御部と、を有する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
好適には、前記制御部は、前記第一温度が前記エンジン本体または前記パワーユニットの暖気を必要とする温度である場合、前記第二温度が前記第一温度より高い状態において前記開閉部材により前記開口部を開く、とよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
好適には、前記制御部は、前記第一温度として前記エンジン本体のオイルまたはそれを蓄えるオイルパンの温度を取得し、前記第一温度が暖気を開始する温度以下である場合には前記第二温度が前記第一温度より高い状態において前記開閉部材により前記開口部を開き、前記第一温度が暖気を終了する温度以上である場合には前記開閉部材により前記開口部を閉じる、とよい。