车辆的动力单元的封装装置的制作方法

本发明涉及围住汽车这种车辆的发动机主体这种动力单元的封装装置(カプセル装置)。

背景技术：

关于汽车，近年来持续地开发有使用作为动力单元的电池及电动机的电动汽车。但是，还处于电动汽车的真正的实用化还需要依靠今后的开发的状况。

因此，很难想象在当前以及至少在不久的将来，会停止使用包括混合动力汽车在内的在发动机主体燃烧混合气体的内燃机。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-119384号公报

技术实现要素：

发明所要解决的问题

可是，作为动力单元而使用燃烧混合气体的发动机主体时，被要求比以往提高燃油经济性。为此，可以考虑如专利文献1那样以封装构造包覆发动机主体。而且，在专利文献1中，对于封装构造的前面流入口，在初始启动及切断(key-off)时将其控制为关闭状态，在车辆行驶中的冷却时将其控制为开放状态。由此，可以通过关闭的封装构造长期维持停止中的发动机主体的温度，之后，在处于未冷却状态的发动机主体中进行重新启动。通过在发动机主体处于加热的状态下进行重新启动，相比在冷却的状态下重新启动的情况能够改善燃油经济性。

但是，在专利文献1中，在发动机主体重新启动时，在直至发动机主体被适当加温的期间，与停止中一样关闭着封装构造。为此，以封装构造包覆的发动机主体只能通过发动机主体自身的热量得到加温。

像这样在汽车这种车辆中，包含燃烧混合气体的发动机主体的动力单元在实际使用中被要求提高燃油经济性。

用于解决问题的技术方案

本发明所涉及的车辆的动力单元的封装装置包括：封装构造，其对于具有设置于车辆的车室并使混合气体在发动机主体燃烧且通过排气系统部件进行排气的动力单元的车辆，至少使所述排气系统部件处在外部的同时至少围住所述发动机主体；开口部，其在所述排气系统部件的附近设置于所述封装构造；开闭部件，其设置为能够可动，以关闭所述开口部；以及控制部，其控制由所述开闭部件进行的所述开口部的开闭。

优选地，所述控制部可以在所述车辆的停车中或在所述动力单元的停止中通过所述开闭部件关闭所述开口部。需要说明的是，此处的控制可以排除行驶在堵车时断断续续的停车或动力单元停止的情况，以防止所述封装构造内的温度过度上升。

优选地，所述控制部根据所述发动机主体、所述动力单元或所述封装构造的内部的第一温度与处在所述封装构造的外部的所述排气系统部件或其周边的第二温度的相关关系，控制由所述开闭部件进行的所述开口部的开闭。

优选地，所述控制部可以在第一温度为所述发动机主体或所述动力单元的需要加温的温度时，在第二温度比所述第一温度高的状态下通过所述开闭部件打开所述开口部。

优选地，所述控制部可以获取所述发动机主体的机油的温度或储存其的油盘的温度作为第一温度，在所述第一温度处于开始加温的温度以下时，在第二温度比所述第一温度高的状态下通过所述开闭部件打开所述开口部，在所述第一温度处于结束加温的温度以上时，通过所述开闭部件关闭所述开口部。

优选地，在所述车辆中，所述排气系统部件可以设置为穿过所述发动机主体或油盘的前侧，所述开口部可以设置于所述封装构造，在所述发动机主体或所述油盘与所述排气系统部件之间。

优选地，所述开闭部件可以设置为与用于所述封装构造的包覆部件成为一体。

优选地，在所述车辆中，所述封装构造可以具有至少围住所述发动机主体的包覆壳部件，所述包覆壳部件可以与所述发动机主体一同安装在所述车辆的框架部件或构造部件并得到支撑。

优选地，设置于所述封装构造的外侧的所述开闭部件可以设置为相比所述车辆的框架部件或构造部件位于内侧。

优选地，在所述车辆中，所述封装构造可以围住至少包括所述发动机主体的、通过机油得到润滑的设备。

优选地，所述封装构造可以围住设置于所述车辆的所述发动机主体、发动机辅助设备、变速器、及混合动力设备中的至少所述发动机主体。

优选地，在所述车辆中，所述封装构造可以设置为使所述动力单元的排气管、涡轮设备、消音设备、及催化设备处于外部。

发明效果

本发明中，对于具有动力单元的车辆的至少围住发动机主体的封装构造，在处于封装构造外部的排气系统部件的附近设置开口部，并根据车辆的状态控制由开闭部件进行的开口部的开闭。

据此，能够根据车辆的状态关闭开口部。由此，能够使封装构造的内侧的发动机主体的温度难以变化。

例如在车辆的停车中或动力单元的停止中通过利用开闭部件关闭开口部，能够长期维持停止中的发动机主体的温度，之后，在处于未冷却状态的发动机主体中进行重新启动。通过在发动机主体处于加热的状态下进行重新启动，能够在重新启动之后就发挥理想的发动机性能。虽然发动机主体的燃油经济性从冷却的状态加温至适当的温度的期间一般会降低，但可以减少这样的事态的发生，改善实际使用时的燃油经济性。

另外，能够根据车辆的状态打开开口部。由此，能够向封装构造的内侧的发动机主体提供由排气系统部件加热的空气。

例如控制部基于发动机主体、动力单元或封装构造的内部的第一温度与处于封装构造的外部的排气系统部件或其周边的第二温度的相互关系控制由开闭部件进行的开口部的开闭。在第一温度为发动机主体或动力单元的需要加温的温度时，在第二温度比第一温度高的状态下通过开闭部件打开开口部。由此，能够将通过排出燃烧气体的排气系统部件加热的外部气体加入封装构造的内侧，并加热冷却状态的发动机主体。重新启动时能够利用早于发动机主体而处于极高温度的排气系统部件的热量来尽快加温发动机主体。

像这样，在本发明中，不仅是发动机主体的热量还能够适当地利用排放的热量，将发动机主体等动力单元维持在适于运行的温度。由此，能够提高在实际使用时的燃油经济性。

并且，通过至少使排气系统部件处于封装构造的外部，相比包含这些并用封装构造围住的情况，能够通过排热防止关闭的封装构造的内部处于异常的高温。还可以抑制对于用作发动机主体的吸排气系统、发动机主体的支架和盖子部件的树脂和橡胶制的部件产生不良影响。

附图说明

图1(a)和图1(b)为本发明实施方式相关的汽车的说明图；

图2为设置于图1(a)和图1(b)的汽车的动力单元及封装装置的说明图；

图3(a)和图3(b)为图2的封装装置的详细的构成的说明图；

图4为控制由图2的控制部进行的开口部的开闭的流程图；

图5为混合动力汽车的动力单元及封装装置的说明图。

符号说明

1…汽车(车辆)、2…车体、3…前室、4…乘员室、5…前梁、6…搁脚板、11…发动机主体、12…变速器、13…传动轴、14…后差速器变速箱、15…车轮、16…空气过滤器、17…吸气管、18…排气管(排气系统部件)、19…油盘、20…散热器、21…涡轮设备(排气系统部件)、22…催化设备(排气系统部件)、30…封装装置、31…包覆壳部件(包覆部件)、32…开口部、33…内部温度传感器、34…外部温度传感器、35…控制部、36…开闭部件、41…电动机。

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明的实施方式。

图1(a)和图1(b)为本发明实施方式相关的汽车1的说明图。

汽车1为车辆的一个例子。图1(a)为示意性的汽车1的侧面透视图。图1(b)为示意性的汽车1的前面透视图。

图1(a)和图1(b)的汽车1具有车体2。在车体2的前部设有前室3。在前室3中作为汽车1的框架部件延伸有一对前梁5。另外，在前室3与乘员室4之间，作为它们的间隔壁(构造部件)设有搁脚板6。

在前室3中配置有发动机主体11和变速器12等动力单元。另外，在车体2的地板下设置有从前室3朝向车体2的后侧的传动轴13。在传动轴13的后端设置有连接后侧的车轴和车轮15的后差速器变速箱14。

发动机主体11在燃烧室中将通过空气过滤器16及吸气管17而吸入的外部空气和燃油的混合气体点火燃烧，通过燃烧的混合气体的膨胀压力在气缸内降下活塞，并使连接于活塞的输出轴旋转。另外，燃烧的混合气体通过打开的排气阀及排气管18向外排气。

在发动机主体11处产生的输出轴的旋转驱动力在变速器12处减速，通过传动轴13、后差速器变速箱14、及后桥轴传递至后侧的车轮15。另外，旋转驱动力的一部分在变速器12处得到分流，通过未图示的前桥轴传递至前侧的车轮15。

另外，关于汽车1，近年来持续的开发有使用作为动力单元的电池及电动机的电动汽车。然而，电动汽车的真正的实用化还需要依靠今后的开发。

因此，很难想象在当前以及至少不久的将来，会停止使用包括混合动力汽车在内的在发动机主体11内燃烧混合气体的内燃机。

因此，今后更加要求提高在发动机主体11内燃烧混合气体的内燃机的燃油经济性。要求提高包括发动机主体11的动力单元在实际使用中的燃油经济性。

图2为设置于图1(a)和图1(b)的汽车1的动力单元及封装装置30的说明图。

作为设置于汽车1的动力单元，在图2中图示有：发动机主体11、油盘19、散热器20、空气过滤器16、吸气管17、排气管18、涡轮设备21、催化设备22、变速器12、传动轴13、后差速器变速箱14。

在发动机主体11的下部，油盘19与发动机主体11一体形成。发动机主体11及变速器12是通过机油润滑的设备。

散热器20、空气过滤器16、吸气管17、排气管18、涡轮设备21、催化设备22是与发动机主体11一同使用的发动机辅助设备。虽未特别图示，但发动机辅助设备中还具有例如，发电机、电池、分电器电路、喷射器、油箱、油泵等。这些发动机辅助设备辅助发动机主体11的工作，并与发动机主体11一同使用，从而使发动机主体11的状态及燃烧状态处于适于燃烧的范围。

图2中还图示有，围绕发动机主体11这种动力单元的封装装置30。

图3(a)和图3(b)为说明图2的封装装置30的详细构成的说明图。

封装装置30具有：包覆壳部件31、开口部32、内部温度传感器33、外部温度传感器34、控制部35、开闭部件36。

包覆壳部件31具有大致箱形形状，围住动力单元的油盘19被一体化的发动机主体11及变速器12。包覆壳部件31例如由隔热材料形成。包覆壳部件31形成为比发动机主体11及变速器12大一圈尺寸的箱形。在从包覆壳部件31向外突出的传动轴13、吸气管17、排气管18的周围，为确保包覆壳部件31的密封性，例如设置有由橡胶材料或树脂材料形成的未图示的罩(ブーツ)。

由此，包覆壳部件31围住发动机主体11及变速器12，以密封它们的周围并确保与它们之间的空气层。设置于发动机主体11的喷射器、油盘19也被包覆壳部件31围住。

另外，排气管18的大致全部、涡轮设备21、催化设备22、空气过滤器16、吸气管17的大致全部设置于包覆壳部件31之外。

需要说明的是，发电机、电池、分电器电路、油箱、油泵等发动机辅助设备可以设置在包覆壳部件31的内侧，也可以设置在包覆壳部件31的外侧。

并且，如图1(a)和图1(b)所示，包覆壳部件31在前室3中与发动机主体11重叠，并在与发动机主体11相同的位置处，安装于车体2的一对前梁5上并得到支撑。如图1(b)所示，包覆壳部件31设置为不会从一对前梁5向下突出。车体2的最低的离地高度与没有包覆壳部件31的情况相同。

如图3(a)和图3(b)所示，开口部32形成于包覆壳部件31的前表面下部。排气管18设置为穿过发动机主体11的下侧的油盘19的前侧附近。

由此，开口部32位于封装构造中，在油盘19与排气管18之间。

开闭部件36在包覆壳部件31的开口部32的上外侧安装于包覆壳部件31并一体设置。开闭部件36设置为相对于包覆壳部件31可向上转动。

图3(a)为放下开闭部件36的状态。在该状态下，包覆壳部件31的开口部32被关闭。包覆壳部件31被密封，包覆壳部件31的内侧的空间与外侧分离。

图3(b)为抬起开闭部件36的状态。在该状态下，包覆壳部件31的开口部32被打开。包覆壳部件31的内侧和外侧通过开口部32连接。

并且，通过像这样在包覆壳部件31的开口部32的上外侧可向上旋转地安装开闭部件36，开闭部件36不会比包覆壳部件31更向下侧突出。如图1(a)和图1(b)所示，开闭部件36设计成以从车体2的一对前梁5不向下突出的方式收纳于内侧。

内部温度传感器33配置于包覆壳部件31的内侧，并检测包覆壳部件31的内侧的温度。这里，内部温度传感器33设置为与油盘19的外表面接触。由此，内部温度传感器33能够检测油盘19的温度或循环于发动机主体11的机油的温度，视为作为封装构造的包覆壳部件31的内侧的温度。

外部温度传感器34配置于包覆壳部件31的外侧，并检测包覆壳部件31的外侧的温度。这里，外部温度传感器34设置于排气管18的在开口部32前面附近的部分。由此，外部温度传感器34能够检测排气管18的温度或排气管18的周边的加热的空气的温度，视为作为封装构造的包覆壳部件31的外侧的温度。

控制部35连接有内部温度传感器33、外部温度传感器34、及开闭部件36。控制部35基于由内部温度传感器33及外部温度传感器34测得的包覆壳部件31的内外的温度的相关关系，控制由开闭部件36进行的开口部32的开闭。

控制部35例如可以通过微型计算机来实现。可以设置为作为专用电路安装于包覆壳部件31，也可以设置成作为控制汽车1的ecu(enginecontrolunit，发动机控制单元)的功能。

图4为由图2的控制部35控制的开口部32的开闭的流程图。

控制部35反复执行图4的开闭控制。

在图4的开闭控制中，控制部35首先确认是否处在启动发动机主体11的时机(步骤st1)。控制部35获取ecu对发动机主体11的控制信息，并确认是否处在启动发动机的时机。作为启动发动机的时机，例如可以是从发动机启动开始的几十分钟左右的时间。

此外，在未处于启动发动机主体11的时机时，控制部35判断是否处在停止发动机主体11的时机(步骤st2)。

在近期的汽车1中，在操作发动机钥匙或启动开关时，发动机主体11在运转和停止之间切换。另外，在汽车1停车时，在直到接下来通过ecu的控制来操作油门踏板的期间，停止发动机主体11。将这些时候作为停止发动机主体11的时机即可。

在处于停止发动机主体11的时机时，控制部35关闭开口部32(步骤st3)。由此，密封包覆壳部件31。包覆壳部件31的内部通过绝热构造保温。

在既不是启动发动机主体11的时机，也不是停止发动机主体11的时机时，控制部35基本上不实施开闭控制而结束图4的处理。

在处于启动发动机主体11的时机时，控制部35从内部温度传感器33及外部温度传感器34获取包覆壳部件31的内侧的内部温度和包覆壳部件31的外侧的外部温度(步骤st4)。

然后，控制部35将内部温度与加温开始温度进行比较(步骤st5)。加温开始温度例如可以是发动机主体11和变速器12的适合驾驶的最低的温度。具体而言，加温开始温度例如可以是在这些地方使用的机油的粘性高于适合驾驶的所期望的粘性的温度。

内部温度高于加温开始温度时，控制部35关闭开口部32(步骤st3)。由此，从发动机主体11的启动前开始就关闭的开口部32会维持关闭的状态。

内部温度为加温开始温度以下时，控制部35进一步将内部温度与外部温度进行比较(步骤st6)。外部温度是排气管18的温度或其附近的外部气体的温度。若开始启动处于冷却状态的发动机主体11，则先于发动机主体11，排气管18的温度容易上升。

然后，在刚启动之后的外部温度与内部温度同样处于低的状态下，与发动机主体11同样，排气管18的温度也低。此时，控制部35不会判断为外部温度高于内部温度。控制部35关闭开口部32(步骤st3)。由此，从发动机主体11启动前就关闭的开口部32会维持关闭的状态。

相反，排气管18的温度通过排出的燃烧后的混合气体而开始上升时，控制部35判断为外部温度比内部温度高。控制部35打开开口部32(步骤st7)。由此，从发动机主体11启动前就关闭的开口部32切换到打开的状态。

如图3(b)所示，若开口部32打开，则通过高温的排气管18加热的外部气体经由开口部32流入包覆壳部件31的内侧。由此，冷却的发动机主体11及变速器12在自身发热的基础上，通过一部分排放的燃烧后的混合气体的热量被加热。

之后，若发动机主体11及变速器12的温度上升，则控制部35在步骤st8中比较内部温度与加温结束温度时，判断为内部温度比加温结束温度高。控制部35关闭开口部32(步骤st3)。由此，将为了加温发动机主体11等而打开的开口部32控制为关闭的状态。

由此，能够通过排气管18加热的外部气体不会使处于被适当加温的状态的发动机主体11及变速器12的温度进一步上升。

如上所述，在本实施方式中，对于由以隔着空气层方式隔开间隔并围住具有动力单元的汽车1的至少发动机主体11的包覆壳部件31构成的封装构造，在处于包覆壳部件31外部的排气管18的附近设置开口部32，根据汽车1的状态通过开闭部件36控制开口部32的开闭。

据此，能够根据汽车1的状态关闭开口部32。由此，能够使封装构造的内侧的发动机主体11的温度难以变化。

例如在汽车1的停车中或动力单元的停止中通过利用开闭部件36关闭开口部32，能够长期维持停止中的发动机主体11的温度，之后，在处于未冷却状态的发动机主体11中进行重新启动。通过在发动机主体11处于加温的状态下进行重新启动，能够在重新启动之后发挥理想的发动机性能。虽然发动机主体11的燃油经济性从冷却的状态加温至适当的温度的期间通常会降低，但可以减少这样的事态的发生，改善实际使用时的燃油经济性。

另外，能够根据汽车1的状态打开开口部32。由此，能够向封装构造的内侧的发动机主体11提供由排气管18加热的空气。

例如控制部35基于发动机主体11、动力单元或封装构造的内部的内部温度与处于封装构造的外部的排气管18或其周边的外部温度的相互关系，控制由开闭部件36进行的开口部32的开闭。在内部温度为发动机主体11或动力单元的需要加温的温度时，在外部温度比内部温度高的状态下通过开闭部件36打开开口部32。由此，能够将通过排出燃烧后的高温的混合气体的排气管18加热的外部气体送入封装构造的内侧，并加热冷却状态的发动机主体11。重新启动时能够利用先于发动机主体11而变成极高温度的排气管18的热量来尽快加温发动机主体11。

像这样，在本实施方式中，不仅是发动机主体11的热量还能够适当地利用排放的热量，将发动机主体11等动力单元尽快地升温并维持在适于运行的温度。由此，能够提高在实际使用时的燃油经济性。

并且，通过至少使排气管18处于封装构造的外部，相比包含这些并用封装构造围住的情况，能够防止关闭的封装构造的内部由于排热而处于异常的高温。可以抑制对于用作发动机主体11的吸排气系统、发动机主体11的支架和盖子部件的树脂或橡胶制成的部件的不良影响的发生。

在本实施方式中，根据发动机主体11的机油或储存其的油盘19的内部温度来开闭开口部32。具体而言，当内部温度处于加温开始的温度以下时，在外部温度比内部温度高的状态下打开开口部32，能够利用排热尽快加热发动机主体11的机油。另外，当内部温度处在结束加温的温度以上时，不管外部温度和内部温度的关系如何，都关闭开口部32。由此，能够避免适当加热的发动机主体11的机油由于排热而进一步过热。能够高效地将发动机主体11的机油尽快地加温至适当的温度，并维持其温度。

在本实施方式中，在汽车1中，排气管18设置为通过发动机主体11或油盘19的前侧，开口部32设置于由包覆壳部件31构成的封装构造中的、发动机主体11或油盘19与排气管18之间。由此，在启动发动机主体11并行驶的汽车1中，能够有效地利用以变得极高温度的排气管18的热量加热的行驶所产生的气流来加热发动机主体11和油盘19。

在本实施方式中，开闭部件36安装在用于封装构造的包覆壳部件31，并与包覆壳部件31设置为一体。由此，无需将开闭部件36另设于用于封装构造的包覆壳部件31之外的汽车1的框架部件或构造部件并进行支撑。能够简化封装装置30的构造。

在本实施方式中，封装构造在汽车1的前室3中由至少围住发动机主体11的包覆壳部件31构成。并且，包覆壳部件31与发动机主体11重叠，并在与发动机主体11相同的位置处，安装于汽车1的框架部件或构造部件处并得到支撑。由此，无需将封装构造的部件与发动机主体11等动力单元分开另行安装于汽车1的框架部件或构造部件。相比于例如独立安装于汽车1的框架部件或构造部件的由发动机罩或底罩等包覆部件构成的情况，在汽车1侧无需大规模的措施和变更。另外，由于封装构造本身能够形成为小到最小限度，因此封装构造本身也能够以低价制造。

另外，设置于封装构造的外侧的开闭部件36能够可动地设置为收纳于比汽车1的框架部件或构造部件更靠近内侧。由此，不会对汽车1的车体2的最低离地高度等的规格产生大的影响而在汽车1处设置封装构造。

上述实施方式为本发明的优选实施方式的例子，但本发明并不限于此，可以在不脱离本发明要旨的范围内进行各种变形或变更。

例如在上述实施方式中汽车1具有仅通过由发动机主体11构成的内燃机形成的动力单元。

此外，在汽车1中具有混合动力汽车和电动汽车，其中混合动力汽车具有内燃机和由电动机驱动的电驱动装置，电动汽车仅具有电驱动装置。

图5为混合动力汽车的动力单元及封装装置30的说明图。

图5中，在变速器12处安装有电动机41。在电动机41处通过未图示的转换器连接有多个电池单元。通过驱动电动机41，能够经由变速器12将驱动力传递至传动轴13。

若是这样的动力单元的构成，则封装装置30的包覆壳部件31可以设置为围住发动机主体11、发动机辅助设备、变速器12的同时，围住作为混合动力设备的电动机41和转换器。此时，可以对电动机41和转换器加热，以使摩擦电阻等处于适于驾驶的状态。另外，也可以将包覆壳部件31的内部分为两个腔室，一个腔室收纳发动机主体11等，另一个腔室收纳混合动力设备。此时，也可以保温每个隔间各自的温度。

在上述实施方式中，对于从汽车1停车直至接下来操作油门踏板的期间，也判断为发动机主体11停止的时机。

另外例如，对于至少在持续驾驶中汽车1停车时的发动机主体11临时停止，作为驾驶中，也可以判断为并非发动机主体11停止的时机。此时，开口部32可以维持打开的状态。由此，可以防止在持续驾驶中的短时间的停车中发动机主体11的温度大幅上升的情况。