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HINTERGRUND
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kapselvorrichtung, die zum Umschließen einer einen Verbrennungsmotor beinhaltenden Antriebseinheit für ein Fahrzeug, wie z.B. ein Kraftfahrzeug, ausgebildet ist.
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Einschlägiger Stand der Technik
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In der Automobilindustrie ist in den letzten Jahren ein Elektrofahrzeug mit einer Antriebseinheit entwickelt worden, die eine Batterie und einen Elektromotor aufweist. Die Verwirklichung des praktischen Nutzens des Elektrofahrzeugs hängt von dem Fortschreiten der Entwicklung ab.
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Daher ist es derzeit sowie in der nahen Zukunft kaum vorstellbar, dass ein Verbrennungsmotor zum Verbrennen eines Luft-Kraftstoff-Gemisches in einem Verbrennungsmotorkörper in einem Kraftfahrzeug, wie z.B. einem Hybrid-Kraftfahrzeug, nicht mehr zum Einsatz kommt.
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Wenn ein Verbrennungsmotorkörper zum Verbrennen eines Luft-Kraftstoff-Gemisches in einer Antriebseinheit verwendet wird, ist es herkömmlicherweise erforderlich, die Leistungseigenschaften hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs zu verbessern. Um dies Problem anzugehen, ist beispielsweise in der ungeprüften japanischen Patentanmeldungs-Veröffentlichung
JP 2013-119 384 A vorgeschlagen worden, einen Verbrennungsmotorkörper mit einer gekapselten Struktur zu bedecken. Dabei steuert eine Steuerung den vorderen Einlass der gekapselten Struktur in einem anfänglichen Startzustand oder Schlüssel-Aus-Zustand zum Schließen, und in einem abgekühlten Zustand, wenn das Fahrzeug in Betrieb ist, zum Öffnen.
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Eine solche geschlossene gekapselte Struktur kann die Temperatur des Verbrennungsmotorkörpers für eine lange Zeit halten, während der Verbrennungsmotor gestoppt ist, und anschließend kann der warmgehaltene Verbrennungsmotorkörper neu gestartet werden. Der Verbrennungsmotorkörper wird warmgehalten und neu gestartet, und auf diese Weise ist es möglich, die Leistungseigenschaften hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs im Vergleich zu einem Fall zu verbessern, in dem der abgekühlte Verbrennungsmotorkörper neu gestartet wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einem Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine Kapselvorrichtung für eine Antriebseinheit für ein Fahrzeug. Die Antriebseinheit ist zur Anbringung in einem Unterbringungsraum eines Fahrzeugs vorgesehen und dazu ausgebildet, ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in einem Verbrennungsmotorkörper bzw. einem Motorkörper zu verbrennen sowie das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch über ein Auspuffelement abzugeben.
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Die Kapselvorrichtung weist Folgendes auf: eine gekapselte Struktur, die zum Umschließen zumindest des Motorkörpers ausgebildet ist, wobei zumindest das Auspuffelement außerhalb von der gekapselten Struktur angeordnet ist; eine in der Nähe des Auspuffelements angeordnete Öffnung der gekapselten Struktur; ein Öffnungs-/Schließelement, das zum Schließen der Öffnung beweglich ist; und eine Steuerung, die dazu ausgebildet ist, das Öffnen und Schließen der Öffnung durch das Öffnungs-/Schließelement zu steuern.
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Figurenliste
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In den Zeichnungen zeigen:
- 1 eine Darstellung eines Fahrzeugs, das mit einer Kapselvorrichtung für eine Antriebseinheit gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist;
- 2 eine Darstellung einer Antriebseinheit und einer Kapselvorrichtung, die in dem in 1 dargestellten Fahrzeug vorgesehen sind;
- 3 eine detaillierte Darstellung der Anordnung der in 2 dargestellten Kapselvorrichtung;
- 4 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines Prozesses zum Steuern des Öffnungs- und Schließvorgangs, der von einer in 2 dargestellten Steuerung ausgeführt wird; und
- 5 eine Darstellung einer Antriebseinheit und einer Kapselvorrichtung für ein Hybridfahrzeug.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Im Folgenden wird ein Beispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es sei erwähnt, dass die nachfolgende Beschreibung nur auf ein der Erläuterung dienendes Beispiel der vorliegenden Erfindung gerichtet ist und nicht als die vorliegende Erfindung einschränkend zu verstehen ist. Solche Faktoren, wie etwa numerische Werte, Formgebungen, Materialien, Komponenten, Positionen der Komponenten, die Art und Weise, wie die Komponenten miteinander gekoppelt sind, usw., dienen lediglich der Erläuterung und sollen die vorliegende Erfindung nicht einschränken.
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Darüber hinaus sind Elemente in dem nachfolgenden Beispiel, die nicht in einem übergeordneten unabhängigen Anspruch der vorliegenden Erfindung genannt sind, optional und können nach Bedarf vorgesehen werden. Die Zeichnungen sind schematischer Art und nicht maßstabsgetreu gezeichnet. In der gesamten vorliegenden Beschreibung und den Zeichnungen sind Elemente mit im Wesentlichen der gleichen Funktion und Konfiguration mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, um jegliche redundante Beschreibung zu vermeiden.
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In der
JP 2013-119 384 A ist dann, wenn der Verbrennungsmotor erneut gestartet wird, die gekapselte Struktur geschlossen, bis der Verbrennungsmotorkörper bzw. Motorkörper angemessen erwärmt ist, genauso wie dies auch der Fall ist, wenn der Motorkörper gestoppt ist. Somit wird der von der gekapselten Struktur bedeckte Motorkörper nur durch seine eigene Wärme erwärmt.
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Es ist wünschenswert, eine Kapselvorrichtung für eine Antriebseinheit bereitzustellen, die einen Motorkörper zum Verbrennen eines Luft-Kraftstoff-Gemisches in einem Fahrzeug, wie z.B. einem Kraftfahrzeug, aufweist und die in der Lage ist, die Leistungseigenschaften hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs im praktischen Einsatz zu verbessern.
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1 veranschaulicht ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Kraftfahrzeug 1 handelt es sich um ein Fahrzeug-beispiel. 1A zeigt eine schematische, perspektivische Seitenansicht zur Erläuterung des Kraftfahrzeugs 1. 1B zeigt eine schematische, perspektivische Frontansicht zur Erläuterung des Kraftfahrzeugs 1.
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Das in 1 dargestellte Kraftfahrzeug 1 weist eine Fahrzeugkarosserie 2 auf. Ein Frontraum 3 ist in dem vorderen Bereich der Fahrzeugkarosserie 2 angeordnet. Ein Paar von vorderen Trägern 5 erstreckt sich als Rahmenelement des Kraftfahrzeugs 1 in dem Frontraum 3. Außerdem ist ein Fußbrett 6 als Trennwand (Strukturelement) zwischen dem Frontraum 3 und einem Passagierraum 4 angeordnet.
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Eine Antriebseinheit, die einen Verbrennungsmotorkörper bzw. Motorkörper 11, ein Getriebe 12 usw. aufweist, ist in dem Frontraum 3 angeordnet. Außerdem ist eine Kardanwelle 13 unter dem Boden der Fahrzeugkarosserie 2 derart angeordnet, dass sie sich von dem Frontraum 3 zur Rückseite der Fahrzeugkarosserie 2 erstreckt. Ein hinteres Differenzialgetriebe 14 ist an dem hinteren Ende der Kardanwelle 13 angeordnet und mit einer Hinterachse sowie einem Hinterrad 15 gekoppelt.
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Der Motorkörper 11 entzündet und verbrennt ein Luft-Kraftstoff-Gemisch aus Benzin und Luft, das durch einen Luftfilter 16 und ein Ansaugrohr 17 in eine Brennkammer eingeleitet wird, bewegt einen Kolben mit einem expandierenden Druck des verbrannten Luft-Kraftstoff-Gemisches nach unten und dreht eine mit dem Kolben gekoppelte Ausgangswelle. Außerdem wird das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch durch ein geöffnetes Austrittsventil und ein Auspuffrohr 18 nach außen ausgeleitet.
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Eine durch den Motorkörper 11 erzeugte rotationsmäßige Antriebskraft der Ausgangswelle wird durch das Getriebe 12 untersetzt und über die Kardanwelle 13, das hintere Differenzialgetriebe 14 und eine Hinterachswelle zu dem Hinterrad 15 übertragen. Dann wird ein Teil der rotationsmäßigen Antriebskraft durch das Getriebe 12 verzweigt und über eine Vorderachswelle (nicht gezeigt) zu einem Vorderrad 15 übertragen.
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In der Automobilindustrie ist in den letzten Jahren ein Elektrofahrzeug entwickelt worden, das eine Antriebseinheit mit einer Batterie und einem Elektromotor verwendet. Die Verwirklichung des Einsatzes von Elektrofahrzeugen in der Praxis ist von dem Fortschritt der Entwicklung abhängig.
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Daher ist es derzeit sowie in der nahen Zukunft kaum vorstellbar, dass ein Verbrennungsmotor zum Verbrennen eines Luft-Kraftstoff-Gemisches in dem Motorkörper 11 in dem Kraftfahrzeug 1, wie z.B. einem Hybrid-Fahrzeug, nicht mehr verwendet wird.
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Ein Verbrennungsmotor, der ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in dem Motorkörper 1 verbrennt, wird in der Zukunft verbesserte Leistungseigenschaften hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs aufweisen müssen. Auch eine Antriebseinheit mit einem Motorkörper 11 wird im praktischen Einsatz Verbesserungen der Leistungseigenschaften hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs bieten müssen.
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2 veranschaulicht eine Antriebseinheit und eine Kapselvorrichtung 30, die in dem in 1 dargestellten Kraftfahrzeug 1 angeordnet sind.
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2 veranschaulicht eine in dem Kraftfahrzeug 1 angeordnete Antriebseinheit, die den Motorkörper 11, eine Ölwanne 19, einen Kühler 20, den Luftfilter 16, das Ansaugrohr 17, das Auspuffrohr 18, Turbomaschinerie 21, katalytische Maschinerie 22, das Getriebe 12, die Kardanwelle 13 und das hintere Differenzialgetriebe 14 aufweist.
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Die Ölwanne 19 ist unter dem Motorkörper 11 angeordnet und in integraler Weise mit dem Motorkörper 11 ausgebildet. Der Motorkörper 11 und das Getriebe 12 werden mit Öl geschmiert. Der Kühler 20, der Luftfilter 16, das Ansaugrohr 17, das Auspuffrohr 18, die Turbomaschinerie 21 und die katalytische Maschinerie 22 sind Verbrennungsmotor-Zubehöraggregate zur Verwendung mit dem Motorkörper 11.
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Ferner umfassen Verbrennungsmotor-Zubehöraggregate beispielsweise einen elektrischen Generator, eine Batterie, einen Verteiler, einen Einspritzer, einen Kraftstofftank und eine Pumpe (nicht dargestellt). Diese Verbrennungsmotor-Zubehöraggregate werden bei dem Motorkörper 11 verwendet, um den Betrieb des Motorkörpers 11 dabei zu unterstützen, den Zustand des Motorkörpers 11 innerhalb eines angemessenen Verbrennungsbereichs zu halten.
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Die in 2 dargestellte Kapselvorrichtung 30 ist dazu ausgebildet, die den Motorkörper 11 beinhaltende Antriebseinheit zu umschließen. 3 veranschaulicht die detaillierte Ausbildung der in 2 dargestellten Kapselvorrichtung 30. Die Kapselvorrichtung 30 weist ein Gehäuse 31, eine Öffnung 32, einen Innentemperatursensor 33, einen Außentemperatursensor 34, eine Steuerung 35 und ein Öffnungs-/Schließelement 36 auf.
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Das Gehäuse 31 ist in etwa kastenförmig ausgebildet und umschließt den Motorkörper 11, der in integraler Weise mit der Ölwanne 19 ausgebildet ist, sowie das Getriebe 12 der Antriebseinheit. Das Gehäuse 31 ist z.B. aus einem wärmeisolierenden Material hergestellt. Das Gehäuse 31 ist kastenförmig ausgebildet und ist eine Größe größer als die Größe zum Unterbringen des Motorkörpers 11 und des Getriebes 12.
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Zur Gewährleistung der Abdichtung des Gehäuses 31 ist eine Manschette (nicht gezeigt), die z.B. aus einem Gummimaterial oder einem Harzmaterial hergestellt ist, um die Kardanwelle 13, das Ansaugrohr 17 und das Auspuffrohr 18 herum angeordnet, die aus dem Gehäuse 31 heraus nach außen ragen.
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Auf diese Weise umschließt das Gehäuse 31 den Motorkörper 11 und das Getriebe 12 in hermetisch abgeschlossener Weise, während eine Luftschicht um den Motorkörper 11 und das Getriebe 12 herum bereitgestellt wird. Das Gehäuse 31 umschließt auch den Einspritzer und die Ölwanne 19, die in dem Motorkörper 11 angeordnet sind.
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Dagegen sind in etwa das gesamte Auspuffrohr 18, die Turbomaschinerie 21, die katalytische Maschinerie 22, der Luftfilter 16 sowie in etwa das gesamte Ansaugrohr 17 außerhalb des Gehäuses 31 angeordnet. Dabei können die Verbrennungsmotor-Zubehöraggregate, wie z.B. der elektrische Generator, die Batterie, der Verteiler, der Kraftstofftank und die Pumpe, innerhalb oder außerhalb von dem Gehäuse 31 angeordnet sein.
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Wie in 1 dargestellt, ist das Gehäuse 31 in dem Frontraum 3 angeordnet, wobei der Motorkörper 11 an dem Gehäuse 31 platziert ist und das Gehäuse 31 und der Motorkörper 11 an dem Paar der vorderen Träger 5 der Fahrzeugkarosserie 2 an den gleichen Positionen angebracht sind sowie von diesen abgestützt sind.
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Wie in 1B dargestellt, ist das Gehäuse 31 derart angeordnet, dass es von dem Paar der vorderen Träger 5 nicht nach unten hervorsteht. Hierdurch ist die minimale Bodenhöhe der Fahrzeugkarosserie 2 die gleiche wie in dem Fall, in dem das Gehäuse 31 nicht vorhanden ist.
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Wie in 3 dargestellt, ist die Öffnung 32 in dem unteren Bereich der Vorderseite des Gehäuses 31 gebildet. Das Auspuffrohr 18 ist derart angeordnet, dass es vorderseitig von der Ölwanne 19 unter dem Motorkörper 11 verläuft. Hierdurch befindet sich die Öffnung 32 der gekapselten Struktur zwischen der Ölwanne 19 und dem Auspuffrohr 18.
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Das Öffnungs-/Schließelement 36 ist außenseitig von dem oberen Bereich der Öffnung 32 in integraler Weise an dem Gehäuse 31 angebracht. Das an dem Gehäuse 31 angebrachte Öffnungs-/Schließelements 36 ist dazu ausgebildet, eine Schwenkbewegung nach oben auszuführen. In 3A ist das Öffnungs-/Schließelement 36 nach unten geschwenkt. In diesem Zustand ist die Öffnung 32 des Gehäuses 31 geschlossen. Das Gehäuse 31 ist dicht verschlossen, und somit kann der Raum im Inneren des Gehäuses 31 von der äußeren Umgebung isoliert werden. In 3B ist das Öffnungs-/Schließelement 36 nach oben geschwenkt. In diesem Zustand ist die Öffnung 32 des Gehäuses 31 geöffnet.
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Die Öffnung 32 gestattet eine Verbindung zwischen dem Inneren und dem Äußeren von dem Gehäuse 31. Dabei ist das Öffnungs-/Schließelement 36 außenseitig von dem oberen Bereich der Öffnung 32 an dem Gehäuse 31 schwenkbar angebracht. Hierdurch kann verhindert werden, dass das Öffnungs-/Schließelement 36 von dem Gehäuse 31 nach unten hervorsteht. Wie in 1 gezeigt, ist das Öffnungs-/Schließelement 36 derart angeordnet, dass es von dem Paar der vorderen Träger 5 der Fahrzeugkarosserie 2 nicht nach unten hervorsteht.
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Der Innentemperatursensor 33 ist in dem Gehäuse 31 angeordnet und detektiert die Temperatur von dem Innenraum des Gehäuses 31. Dabei ist der Innentemperatursensor 33 derart angeordnet, dass er mit der Außenfläche der Ölwanne 19 in Kontakt steht. Hierdurch kann der Innentemperatursensor 33 die Temperatur der Ölwanne 19 oder des durch den Motorkörper 11 zirkulierenden Öls als die Temperatur im Innenraum des Gehäuses 31 einer gekapselten Struktur detektieren.
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Der Außentemperatursensor 34 ist außerhalb von dem Gehäuse 31 angeordnet und detektiert die Temperatur außerhalb des Gehäuses 31. Dabei ist der Außentemperatursensor 34 an dem Auspuffrohr 18 in der Nähe der Vorderseite der Öffnung 32 angeordnet. Somit kann der Außentemperatursensor 34 die Temperatur des Auspuffrohrs 18 oder die Temperatur der erwärmten Luft um das Auspuffrohr 18 herum als die Temperatur außerhalb des Gehäuses 31 der gekapselten Struktur detektieren.
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Der Innentemperatursensor 33, der Außentemperatursensor 34 und das Öffnungs-/Schließelement 36 sind mit der Steuerung 35 gekoppelt. Die Steuerung 35 steuert das Öffnen und Schließen der Öffnung 32 durch das Öffnungs-/Schließelement 36 auf der Basis der Korrelation zwischen der Innentemperatur und der Außentemperatur des Gehäuses 31, die von dem Innentemperatursensor 33 bzw. dem Außentemperatursensor 34 detektiert werden.
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Die Steuerung 35 kann z.B. durch einen Mikrocomputer implementiert sein. Die Steuerung 35 kann an dem Gehäuse 31 als spezielle Schaltung angebracht sein oder als Funktion einer Motorsteuereinheit (ECU) ausgebildet sein, die das Kraftfahrzeug 1 steuert.
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4 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines Prozesses zum Steuern des Öffnens und Schließens der Öffnung, wie dieser von der Steuerung 35 ausgeführt wird. Die Steuerung 35 führt den in 4 dargestellten Prozess zum Steuern des Öffnens und Schließens wiederholt aus.
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In dem in 4 veranschaulichten Prozess prüft die Steuerung 35 als erstes, ob eine Zeit zum Starten des Motorkörpers 11 vorliegt (Schritt ST1). Die Steuerung 35 ermittelt Information über den Steuervorgang des Motorkörpers 11 durch die ECU und prüft, ob eine Zeit zum Starten des Motorkörpers 11 vorliegt. Die Zeit zum Starten des Motorkörpers 11 kann z.B. innerhalb einiger zehn Minuten ab dem Starten des Motorkörpers 11 liegen.
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Wenn hierbei festgestellt wird, dass keine Zeit zum Starten des Motorkörpers vorliegt, stellt die Steuerung 35 fest, ob eine Zeit zum Stoppen des Motorkörpers 11 vorliegt (Schritt ST2). Bisher wird der Betrieb des Motorkörpers 11 zwischen Start und Stopp durch Betätigung eines Zündschlüssels oder eines Startschalters des Kraftfahrzeugs 1 geschaltet.
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Wenn das Kraftfahrzeug 1 gestoppt ist, wird der Motorkörper 11 für eine Zeitdauer bis zur nächsten Betätigung eines Gaspedals in Abhängigkeit von dem Steuervorgang der ECU gestoppt. Der Motorkörper 11 kann zu dem vorstehend beschriebenen Zeitpunkt gestoppt werden. Bei Feststellung, dass eine Zeit zum Stoppen des Motorkörpers 11 vorliegt, schließt die Steuerung 35 die Öffnung 32 (Schritt ST3).
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Hierdurch wird das Gehäuse 31 dicht verschlossen. Das Innere des Gehäuses 31 wird durch die wärmeisolierende Struktur warmgehalten. Bei Feststellung, dass weder eine Zeit zum Starten noch zum Stoppen des Motorkörpers 11 vorliegt, führt die Steuerung 35 im Großen und Ganzen den Prozess zum Steuern des Öffnens und Schließens nicht aus, sondern beendet den in 4 veranschaulichten Prozess.
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Bei der Feststellung, dass eine Zeit zum Starten des Motorkörpers 11 vorliegt, ermittelt die Steuerung 35 die Innentemperatur und die Außentemperatur des Gehäuses 31 von dem Innentemperatursensor 33 bzw. dem Außentemperatursensor 34 (Schritt ST4). Danach vergleicht die Steuerung 35 die Innentemperatur mit einer Temperatur zum Starten eines Erwärmungsvorgangs (Schritt ST5).
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Bei der Temperatur zum Starten eines Erwärmungsvorgangs kann es sich um eine Mindesttemperatur handeln, die z.B. zum Antreiben des Motorkörpers 11 und des Getriebes 12 geeignet ist. Genauer gesagt, es kann sich bei der Temperatur zum Starten eines Erwärmungsvorgangs beispielsweise um eine Temperatur handeln, bei der die Viskosität des in dem Motorkörper 11 und dem Getriebe 12 verwendeten Öls höher ist als eine gewünschte Viskosität, die zum Betreiben des Motor-körpers 11 und des Getriebes 12 geeignet ist.
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Wenn die Innentemperatur höher ist als die Temperatur zum Starten des Erwärmungsvorgangs, bestimmt die Steuerung 35 das Schließen der Öffnung 32 (Schritt ST3). Hierdurch wird die Öffnung 32, die vor sowie seit dem Starten des Motorkörpers 11 geschlossen war, geschlossen gehalten.
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Wenn dagegen festgestellt wird, dass die Innentemperatur gleich der oder niedriger als die Temperatur zum Starten des Erwärmungsvorgangs ist, vergleicht die Steuerung 35 die Innentemperatur mit der Außentemperatur (Schritt ST6).
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Unter der Außentemperatur ist die Temperatur des Auspuffrohrs 18 oder die Temperatur der Außenluft um das Auspuffrohr 18 herum zu verstehen. Wenn der abgekühlte Motorkörper 11 gestartet wird, steigt die Temperatur des Auspuffrohrs 18 tendenziell vor dem Anstieg der Temperatur des Motorkörpers 11 an.
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Wenn die Außentemperatur unmittelbar nach dem Starten des Motorkörpers 11 ebenso wie die Innentemperatur niedrig ist, ist die Temperatur des Auspuffrohrs 18 ebenfalls wie die des Motorkörpers 11 niedrig. In diesem Fall trifft die Steuerung 35 die Feststellung, dass die Außentemperatur nicht höher ist als die Innentemperatur. Die Steuerung 35 bestimmt das Schließen der Öffnung 32 (Schritt ST3). Hierdurch wird die Öffnung 32, die zuvor und seit dem Starten des Motorkörpers 11 geschlossen war, geschlossen gehalten.
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Wenn dagegen die Temperatur des Auspuffrohrs 18 zu steigen beginnt, da das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch abgegeben wird, stellt die Steuerung 35 fest, dass die Außentemperatur höher ist als die Innentemperatur. Die Steuerung 35 öffnet die Öffnung 32 (Schritt ST7). Hierdurch wird die Öffnung 32, die zuvor und seit dem Starten des Motorkörpers 11 geschlossen war, geöffnet.
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Wenn sich die Öffnung 32 öffnet, strömt die Außenluft, die durch das eine hohe Temperatur aufweisende Auspuffrohr 18 erwärmt ist, über die Öffnung 32 in das Gehäuse 31, wie dies in 3B dargestellt ist. Hierdurch werden der abgekühlte Motorkörper 11 und das Getriebe 12 durch einen Teil der Wärme des abgegebenen, verbrannten Luft-Kraftstoff-Gemisches sowie durch ihre Eigenwärme erwärmt.
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Wenn anschließend die Temperaturen des Motorkörpers 11 und des Getriebes 12 steigen, vergleicht die Steuerung 35 die Innentemperatur mit einer Temperatur zum Beenden des Erwärmungsvorgangs in dem Schritt ST8 und trifft die Feststellung, dass die Innentemperatur höher ist als die Temperatur zum Beenden des Erwärmungsvorgangs. Die Steuerung 35 bestimmt das Schließen der Öffnung 32 (Schritt ST3).
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Hierdurch wird die Öffnung 32, die zum Wärmen des Motorkörpers 11 und dergleichen geöffnet ist, geschlossen. Somit kann verhindert werden, dass die durch das Auspuffrohr 18 erwärmte Außenluft zu einem Ansteigen der Temperaturen des Motorkörpers 11 und des Getriebes 12 beiträgt, die bereits angemessen erwärmt sind.
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Bei dem vorliegenden Beispiel, wie es vorstehend beschrieben ist, umschließt das Gehäuse 31 der gekapselten Struktur in dem Kraftfahrzeug 1, das die Antriebseinheit beinhaltet, zumindest den Motorkörper 11 der Antriebseinheit, wobei eine Luftschicht zwischen dem Gehäuse 31 und dem Motorkörper 11 vorhanden ist. Das Gehäuse 31 weist die Öffnung 32 auf, die in der Nähe des außerhalb des Gehäuses 31 angeordneten Auspuffrohrs 18 gebildet ist, wobei das Öffnen und Schließen der Öffnung 32 durch das Öffnungs-/Schließelement 36 in Abhängigkeit von dem Zustand des Kraftfahrzeugs 1 gesteuert wird.
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Somit ist es möglich, die Öffnung 32 in Abhängigkeit von dem Zustand des Kraftfahrzeugs 1 zu schließen. Dies erschwert eine Änderung der Temperatur des Motorkörpers 11 im Inneren der gekapselten Struktur. Beispielsweise wird die Öffnung 32 durch das Öffnungs-/Schließelement 36 geschlossen, während das Kraftfahrzeug 1 oder die Antriebseinheit gestoppt ist.
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Hierdurch ist es möglich, die Temperatur des gestoppten Motorkörpers 11 für eine lange Zeit zu halten und sodann den warmgehaltenen Motorkörper 11 neu zu starten. Da der warmgehaltene Motorkörper 11 neu gestartet wird, ist es möglich, eine gewünschte Motorleistung unmittelbar nach dem erneuten Start zu erbringen. Der sparsame Kraftstoffverbrauch des Motorkörpers 11 kann im Allgemeinen für eine Zeitdauer vermindert werden, bis die Temperatur des abgekühlten Motorkörpers 11 durch den Erwärmungsvorgang auf eine angemessene Temperatur erhöht ist.
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Bei dem vorliegenden Beispiel ist es jedoch möglich, dieses Problem zu lösen und die Leistungseigenschaften hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs im praktischen Einsatz zu verbessern. Darüber hinaus ist es möglich, die Öffnung 32 in Abhängigkeit von dem Zustand des Kraftfahrzeugs 1 zu öffnen. Hierdurch ist es möglich, die durch das Auspuffrohr 18 erwärmte Luft zu dem Motorkörper 11 im Inneren der gekapselten Struktur zu führen.
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Die Steuerung 35 steuert das Öffnen und Schließen der Öffnung 32 durch das Öffnungs-/Schließelement 36 z.B. auf der Basis der Korrelation zwischen der Innentemperatur, bei der es sich um die Temperatur der den Motorkörper 11 beinhaltenden Antriebseinheit oder die Temperatur im Inneren der gekapselten Struktur handelt, und der Außentemperatur, bei der es sich um die Temperatur des Auspuffrohrs 18 außerhalb der gekapselten Struktur oder um die Temperatur um das Auspuffrohr 18 herum handelt.
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Wenn es sich bei der Innentemperatur um eine Temperatur handelt, bei der der Motorkörper 11 oder die Antriebseinheit erwärmt werden muss, öffnet das Öffnungs-/Schließelement 36 die Öffnung 32 in einem Fall, in dem die Außentemperatur höher ist als die Innentemperatur. Dadurch ist es möglich, die Außenluft, die durch das das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch mit einer hohen Temperatur abgebende Auspuffrohr 18 erwärmt ist, in die gekapselte Struktur einzuleiten und dadurch den abgekühlten Motorkörper 11 zu erwärmen.
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Es ist möglich, den Motorkörper 11 für einen erneuten Start des Motorkörpers 11 unmittelbar zu erwärmen, indem die Wärme des Auspuffrohrs 18 genutzt wird, das auf eine beträchtlich höhere Temperatur erhitzt ist, bevor der Motorkörper 11 erwärmt ist.
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Wie vorstehend beschrieben, ist es mit dem vorliegenden Beispiel möglich, die Temperatur der den Motorkörper 11 beinhaltenden Antriebseinheit unmittelbar auf eine für den Betrieb der Antriebseinheit geeignete Temperatur zu erhöhen sowie die Temperatur zu halten, indem nicht nur die Wärme des Motorkörpers 11, sondern auch die Abgaswärme genutzt werden. Hierdurch ist es möglich, den sparsamen Kraftstoffverbrauch im praktischen Einsatz zu verbessern. Außerdem ist zumindest das Auspuffrohr 18 außerhalb von der gekapselten Struktur angeordnet.
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Hierdurch kann verhindert werden, dass die Temperatur im Inneren der geschlossenen gekapselten Struktur aufgrund der Abgaswärme in anormaler Weise im Vergleich zu dem Zustand ansteigt, in dem das Auspuffrohr 18 usw. von der gekapselten Struktur umschlossen sind. Darüber hinaus kann eine negative Wirkung auf Harz- oder Gummiteile, die für ein Luftansaug-/Abgassystem des Motorkörpers 11 verwendet werden, sowie auf Halterungen oder Abdeckelemente für den Motorkörper 11 verhindert werden.
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Bei dem vorliegenden Beispiel wird die Öffnung 32 auf der Basis der Innentemperatur des Öls in dem Motorkörper 11 oder der Innentemperatur der das Öl enthaltenden Ölwanne 19 geöffnet und geschlossen.
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Genauer gesagt, es wird dann, wenn die Innentemperatur gleich der oder niedriger als die Temperatur zum Starten des Erwärmungsvorgangs ist, die Öffnung 32 geöffnet, während die Außentemperatur höher ist als die Innentemperatur, so dass das Öl in dem Motorkörper 11 unter Verwendung der Abgaswärme prompt erwärmt werden kann.
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Wenn die Innentemperatur gleich der oder höher als die Temperatur zum Beenden des Erwärmungsvorgangs ist, wird die Öffnung 32 unabhängig von der Beziehung zwischen der Außentemperatur und der Innentemperatur geschlossen.
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Hierdurch kann verhindert werden, dass das in dem Motorkörper 11 geeignet erwärmte Öl durch die Abgaswärme überhitzt wird. Außerdem ist es möglich, das Öl in dem Motorkörper 11 in effizienter und unmittelbarer Weise auf eine geeignete Temperatur zu erwärmen sowie die Temperatur zu halten.
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Bei dem vorliegenden Beispiel ist das Auspuffrohr 18 derart angeordnet, dass es sich vorderseitig von dem Motorkörper 11 oder der Ölwanne 19 in dem Kraftfahrzeug 1 erstreckt, und die Öffnung 32 des Gehäuses 31 der gekapselten Struktur ist zwischen dem Motorkörper 11 oder der Ölwanne 19 und dem Auspuffrohr 18 angeordnet.
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Wenn das Kraftfahrzeug 1 durch Starten des Motorkörpers 11 in Betrieb genommen wird, kann somit der Luftstrom, der durch die Wärme des eine äußerst hohe Temperatur aufweisenden Auspuffrohrs 18 erwärmt ist, in effizienter Weise zum Erwärmen des Motorkörpers 11 und der Ölwanne 19 genutzt werden.
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Bei dem vorliegenden Beispiel ist das Öffnungs-/Schließelement 36 in integraler Weise an dem Gehäuse 31 der gekapselten Struktur angebracht. Es besteht somit keine Notwendigkeit für ein Anbringen des Öffnungs-/Schließelements 36 an dem Rahmenelement oder dem Strukturelement des Kraftfahrzeugs 1 zum Abstützen des Öffnungs-/Schließelements 36. Auf diese Weise lässt sich die gekapselte Struktur vereinfachen.
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Bei dem vorliegenden Beispiel ist in dem Frontraum 3 des Kraftfahrzeugs 1 das Gehäuse 31 der gekapselten Struktur zum Umschließen zumindest des Motorkörpers 11 vorgesehen. Der Motorkörper 11 ist an dem Gehäuse 31 platziert, und das Gehäuse 31 und der Motorkörper 11 sind durch das Rahmenelement oder das Strukturelement des Kraftfahrzeugs 1 in den gleichen Positionen angebracht und abgestützt.
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Es besteht daher keine Notwendigkeit, die Komponenten der gekapselten Struktur an dem Rahmenelement oder dem Strukturelement des Kraftfahrzeugs 1 anzubringen, da das Gehäuse 31 der gekapselten Struktur in integraler Weise an der Antriebseinheit, wie z.B. dem Motorkörper 11, angebracht ist.
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Somit besteht z.B. im Vergleich zu einem Fall, in dem die gekapselte Struktur durch Gehäuseelemente gebildet ist, wie z.B. eine Motorabdeckung und eine Bodenabdeckung, die in individueller Weise an dem Rahmenelement oder dem Strukturelement des Kraftfahrzeugs 1 angebracht sind, keine Notwendigkeit zum Hinzufügen eines komplizierten Vorgangs oder zum Ausführen einer signifikanten Änderung zum Anbringen der gekapselten Struktur an dem Kraftfahrzeug 1.
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Darüber hinaus ist es möglich, die gekapselte Struktur mit einer minimalen Größe auszuführen und somit die gekapselte Struktur kostengünstig herzustellen. Ferner ist das außerhalb der gekapselten Struktur vorgesehene Öffnungs-/Schließelement 36 derart beweglich, dass es sich innerhalb des bzw. innenseitig von dem Rahmenelement oder Strukturelement des Kraftfahrzeugs 1 bewegt.
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Hierdurch kann die gekapselte Struktur in dem Kraftfahrzeug 1 ohne signifikante Auswirkungen auf die Spezifikationen des Kraftfahrzeugs 1, wie z.B. den Mindest-Bodenfreiraum der Fahrzeugkarosserie 2 hergestellt werden.
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Bei den vorstehend beschriebenen Beispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, jedoch versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist. Die vorliegende Erfindung soll verschiedene Modifikationen und Änderungen mit umfassen, ohne dass man den Rahmen der vorliegenden Erfindung verlässt.
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Bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel besitzt das Kraftfahrzeug 1 eine Antriebseinheit, die den Motorkörper 11 eines Verbrennungsmotors aufweist. Dies ist jedoch nicht einschränkend zu verstehen, sondern bei dem Kraftfahrzeug 1 kann es sich auch um ein Hybridfahrzeug handeln, das eine elektrische Antriebsvorrichtung mit einem Elektromotor sowie den Verbrennungsmotor aufweist, oder es kann sich um ein Elektrofahrzeug handeln, das die elektrische Antriebsvorrichtung ohne den Verbrennungsmotor aufweist.
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5 veranschaulicht die Antriebseinheit und die Kapselvorrichtung 30 in einem Hybridfahrzeug. In 5 ist ein Elektromotor 41 an dem Getriebe 12 angebracht. Eine Vielzahl von elektrischen Zellen ist über einen Wandler (nicht gezeigt) mit dem Elektromotor 41 gekoppelt. Der Elektromotor 41 wird angetrieben, um eine Antriebskraft über das Getriebe 12 auf die Kardanwelle 13 zu übertragen.
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Für diese Art von Antriebseinheit kann das Gehäuse 31 der Kapselvorrichtung 30 den Elektromotor 41 und den Wandler als Hybridfahrzeugkomponenten sowie auch den Motorkörper 11, die Verbrennungsmotor-Zubehöraggregate und das Getriebe 12 umschließen. In diesem Fall ist es möglich, den Elektromotor 41 und den Wandler derart zu wärmen, dass diese einen Reibungswiderstand usw. geeignet für den Betrieb des Elektromotors 41 und des Wandlers aufweisen.
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Außerdem kann das Innere des Gehäuses 31 in zwei Abschnitte unterteilt sein, und der Motorkörper 11 usw. können in dem einen Abschnitt angeordnet sein, während die Hybridfahrzeugkomponenten in dem anderen Abschnitt angeordnet sein können. In diesem Fall ist es möglich, die Abschnitte bei unterschiedlichen Temperaturen in individueller Weise warm zu halten.
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Bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel wird die Feststellung getroffen, dass der Motorkörper 11 gestoppt ist, bis das Gaspedal aus dem gestoppten Zustand des Kraftfahrzeugs 1 betätigt wird. Ferner kann z.B. in einem Fall, in dem der Motorkörper 11 zumindest in Betrieb ist, jedoch zeitweise gestoppt wird, wenn das Kraftfahrzeug 1 stoppt, die Feststellung getroffen werden, dass der Motorkörper 11 in Betrieb ist, jedoch nicht gestoppt ist.
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In diesem Fall bleibt die Öffnung 32 geöffnet. Hierdurch kann verhindert werden, dass die Temperatur des Motorkörpers 11 in signifikanter Weise ansteigt, wenn das Kraftfahrzeug 1 für eine kurze Zeit gestoppt wird, während der Motorkörper 11 weiter in Betrieb ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Fahrzeugkarosserie
- 3
- Frontraum
- 4
- Passagierraum
- 5
- vordere Träger
- 6
- Fußbrett
- 11
- Motorkörper
- 12
- Getriebe
- 13
- Kardanwelle
- 14
- Differenzialgetriebe
- 15
- Hinterrad
- 16
- Luftfilter
- 17
- Ansaugrohr
- 18
- Auspuffrohr
- 19
- Ölwanne
- 20
- Kühler
- 21
- Turbomaschinerie
- 22
- katalytische Maschinerie
- 30
- Kapselvorrichtung
- 31
- Gehäuse
- 32
- Öffnung
- 33
- Innentemperatursensor
- 34
- Außentemperatursensor
- 35
- Steuerung
- 36
- Öffnungs-/Schließelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2013119384 A [0004, 0011]
