JP2009029151A - 車両のパワートレイン配設構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の衝突時に排気系補機が悪影響を及ぼすこと等を防止しつつ、パワートレインを車両の後方側に配設して操縦安定性を向上させることができるようにする。
【解決手段】車室１とエンジンルーム２を区画するダッシュパネル３に、車体の後方側に凹入する凹入部５が設けられるとともに、この凹入部５内に、車輪を駆動するパワートレイン１１の一部が配設された車両において、上記パワートレイン１１の前方に、パワートレイン冷却用の熱交換器１８と、エンジン本体１２から車体の前方側に延びる排気管２０とが配設され、この排気管２０に設けられた排気系補機２４が上記熱交換器１８の前方に配設されるとともに、車両の衝突時に前方から入力される荷重に応じて上記排気系補機２４の後退を促進する後退促進部Ｋを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、車室とエンジンルームを区画するダッシュパネルに、車体の後方側に凹入する凹入部が設けられるとともに、この凹入部内に、車輪を駆動するパワートレインの一部が配設された車両のパワートレイン配設構造に関するものである。

従来、下記特許文献１に示されるように、車室と、その前方にダッシュパネルにより区画されたエンジンルームとが設けられ、上記エンジンルーム内に配設されたエンジン本体等を有するパワートレインにより後輪が駆動されるように構成された後輪駆動車両において、エンジン本体の排気管をエンジンの前方を経由して後方に延びるように配設するとともに、この排気管に設けられた排気ガス浄化用のキャタライザー（キャタリスト）からなる排気系補機を上記パワートレインの前方側において車幅方向に延びるように配設し、かつ上記キャタライザーの前方側にラジエータと冷却ファンとを有するパワートレイン冷却用の熱交換器（クーリングユニット）を配設することが行われている。
特開２００３−３２６９８１号公報

上記特許文献１に開示された発明では、エンジン本体の排気管に設けられた排気ガス浄化用のキャタライザーからなる排気系補機を、上記パワートレインの前方側において車幅方向に延びるように配設したため、上記排気系補機をパワートレインの後方側に配設した場合に比べ、パワートレインを車体の後方側に位置させることができ、これにより車両の走行時におけるヨー慣性モーメントを低減して操縦安定性を向上させることができるという利点がある。しかし、上記のようにラジエータ等からなる熱交換器とパワートレインとの間に排気系補機を配設した場合には、限られたスペース内に排気管を導入して上記排気系補機を設置する必要があるため、レイアウトの自由度が制限されるとともに、大型の排気系補機を設置することが困難であり、かつ排気系補機が上記パワートレインおよび熱交換器の熱影響を受け易い等の問題がある。

なお、上記排気系補機を熱交換器の前方側に配設することも考えられる。この場合には、エンジンルーム内の前方部に設けられた広いスペースを利用して大型の排気系補機を自由にレイアウトすることができるため、従来、車室フロアのトンネル部内またはフロアパネルの下方等に配設されていた下流側のキャタライザーを省略し、あるいは小型化することが可能であり、その熱影響が車室内に及ぶのを防止できるという利点ある。この反面、エンジンルームの前方部に配設された上記排気系補機が車両の衝突時に悪影響を及ぼす可能性があり、その対策が必要になる等の問題がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、車両の衝突時に排気系補機が悪影響を及ぼすこと等を防止しつつ、パワートレインを車両の後方側に配設して操縦安定性を向上させることができる車両のパワートレイン配設構造を提供することを目的としている。

請求項１に係る発明は、車室とエンジンルームとを区画するダッシュパネルに、車体の後方側に凹入する凹入部が設けられるとともに、この凹入部内に、車輪を駆動するパワートレインの一部が配設された車両において、上記パワートレインの前方に、パワートレイン冷却用の熱交換器と、パワートレインから車体の前方側に延びる排気管とが配設され、この排気管に設けられた排気系補機が上記熱交換器の前方に配設されるとともに、車両の衝突時に前方から入力される荷重に応じて上記排気系補機の後退を促進する後退促進部を備えたものである。

請求項２に係る発明は、上記請求項１に記載の車両のパワートレイン配設構造において、車両の衝突時に前方から入力される荷重に応じて変形することにより上記排気系補機の後退を促進する後退促進部が排気管に設けられたものである。

請求項３に係る発明は、上記請求項１に記載の車両のパワートレイン配設構造において、排気系補機の後退時にこれを斜め上方に移動させるように挙動を規制する挙動規制部を備えたものである。

請求項４に係る発明は、上記請求項３に記載の車両のパワートレイン配設構造において、上記挙動規制部が、排気系補機の後方に後傾姿勢で設置された熱交換器により構成されたものである。

請求項５に係る発明は、上記請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両のパワートレイン配設構造において、上記パワートレインが、エンジンルーム内に縦置き式に配設されるエンジン本体と、その後方に接続されたトランスミッションとを備えたものである。

請求項６に係る発明は、上記請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両のパワートレイン配設構造において、上記排気系補機が排気ガス浄化用のキャタライザーからなるものである。

請求項１に係る発明では、排気ガス浄化用のキャタライザー等からなる排気系補機をパワートレインの前方側に配設するとともに、このパワートレインの一部をダッシュパネル凹入部の内に配設することにより、エンジンルーム内に配設された重量物である上記パワートレインを、可及的に車両の後方側に位置させることができるため、車両の重心を車体の中心部側に位置させることにより、車両の走行時に作用するヨー慣性モーメントを効果的に低減して操縦安定性を向上させることができる。そして、車両の衝突時に前方から入力される荷重に応じて上記排気系補機の後退を促進する後退促進部を設けたため、上記排気系補機をエンジンルーム内の前方部に配設した場合においても、車両の前端部が障害物または他車に衝突する前突事故の発生時における衝撃吸収作用を損なうことなく、上記排気系補機から排気管を介して入力される荷重に応じ、パワートレインが車体の後方側に移動するのを抑制してその影響がエンジンルームの後方側に及ぶのを効果的に防止できるという利点がある。

請求項２に係る発明では、車両の衝突時に、上記排気管に設けられた後退促進部を変形させることにより、上記衝撃荷重を吸収することができるとともに、パワートレインを後方移動させる荷重が排気系補機から排気管を介して入力されるのを、簡単な構成で効果的に防止できるという利点がある。

請求項３に係る発明では、車両の前突時に、上記排気系補機を斜め後方に向けて移動させるように挙動を規制することにより、上記排気系補機に入力された衝撃荷重が、上記排気管からパワートレインに伝達されるという事態の発生を、より効果的に防止できるという利点がある。

請求項４に係る発明では、車両の衝突時に、上記排気系補機が熱交換器の前壁面に沿って斜め上方に案内されるように上記排気系補機の挙動が規制されるため、車体重量を増大させることなく、上記排気系補機に入力された衝撃荷重が上記排気管からパワートレインに伝達されるのを効果的に防止できるという利点がある。

請求項５に係る発明では、エンジンルーム内において縦置き式に配設された重量物であるエンジン本体およびトランスミッションを有するパワートレインを可及的に車両の後方側に配設することができるため、車両の重心を車体の中心部側に位置させることにより、車両の走行時に作用するヨー慣性モーメントを効果的に低減して操縦安定性を向上させることができる。

請求項６に係る発明では、温度変化に応じて活性状態が顕著に変化するとともに、高温に加熱されると熱劣化を生じ易く、かつ活性状態で熱を発生する傾向がある上記排気ガス浄化用のキャタライザーからなる排気系補機を、パワートレイン冷却用の熱交換器の前方側に配設したため、上記キャタライザーがパワートレイン等の熱影響によって早期に熱劣化するのを防止できるとともに、上記キャタライザーが適正反応温度よりも高温に加熱されて排気ガスの浄化性能が低下するという事態の発生を効果的に防止できるという利点がある。

図１〜図４は、本発明に係る車両のパワートレイン配設構造の第１実施形態を示している。上記車両には、車室１とエンジンルーム２を区画するダッシュパネル３が設けられるとともに、このダッシュパネル３の下端部にフロアパネル４の前端部が接続されている。上記ダッシュパネル３の車幅方向中央部には、車体の後方側に凹入する凹入部５が形成され、かつ上記フロアパネル４の車幅方向中央部には、上方に向けて膨出するトンネル部６が形成されている。

上記エンジンルーム２の上面部には、ボンネット７が開閉可能に設置されている。このボンネット７の前端部下方には、走行風取入用の開口部を有するフロントグリル９が配設されるとともに、その上部後方に、バンパレインフォースメント１０が車幅方向に延びるように設置されている。また、上記エンジンルーム２の後方部には、図外の後部車輪を駆動するパワートレイン１１が配設されている。このパワートレイン１１は、縦置き式に配設されたロータリエンジン等からなるエンジン本体１２と、その後方に接続されたトランスミッション１３とを有している。そして、上記エンジン本体１２の後部が、ダッシュパネル３に形成された凹入部５内に配設されるとともに、上記トランスミッション１３およびこれに接続されたプロペラシャフト１４と、パワープラントフレーム１５とが上記トンネル部６内に配設されている。

上記エンジン本体１２の前方には、ラジエータ等からなる熱交換器本体１６と、その後方側に位置する冷却ファン１７等とを備えたパワートレイン冷却用の熱交換器１８が、上記エンジン本体１２の前面に近接した位置において所定角度の後傾姿勢、つまり上端部が下端部よりも後方側に位置するように傾斜した状態で設置されている。また、上記熱交換器１８の下方には、サスペンションクロスメンバ１９が車幅方向に延びるよう設置され、このサスペンションクロスメンバ１９により熱交換器１８の下端部が支持されている。

上記パワートレイン１１を構成するエンジン本体１２の一側面部には、排気ポートに連通する排気管２０が接続されている。この排気管２０は、エンジン本体１２の一側面部から車体の前方側に延びる第１前後延長部２１と、その前端部からエンジン本体１２の他側面部側に向けて車幅方向に延びる側方延長部２２と、その側端部から車体の後方側に延びる第２前後延長部２３とを有し、この第２前後延長部２３の後方部分が上記トンネル部６内に導入されている。また、上記排気管２０の側方延長部２２には、排気ガス浄化用のキャタライザー等からなる排気系補機２４が、上記熱交換器１８の前方側において車幅方向に延びるように配設されている。

上記排気管２０の第１前後延長部２１および第２前後延長部２３は、その前方部分がそれぞれ前上がりに傾斜して設置されるとともに、後方部分が略水平に設置されることにより、上記第１，第２前後延長部２１，２３の前方部分と後方部分との間に所定角度で折曲した折曲部Ｋが形成されている。そして、車両の衝突時に前方から入力される荷重に応じて排気管２０の第１前後延長部２１および第２前後延長部２３が上記折曲部Ｋを起点として変形することにより、上記排気ガス浄化用のキャタライザー等からなる排気系補機２４の後退が促進されるように構成されている。

すなわち、車両の前端部が障害物または他車に衝突する前突事故が発生した場合には、上記バンパレインフォースメント１０に入力される衝撃荷重に応じ、図５に示すように、エンジンルーム２の左右両側辺部に沿って配設されたフロントサイドフレーム２５の前部が圧縮されて変形しつつ上記衝撃荷重が吸収される。さらに、車両の前突時に作用する衝撃荷重に応じて上記排気系補機２４が後方に押圧されると、上記折曲部Ｋを支点として上記第１，第２前後延長部２１，２３の前端部を斜め上方に移動させようとする曲げモーメントが作用するため、この前方部分の傾斜角度が増大する方向に第１，第２前後延長部２１，２３が変形することにより、排気管２０の側方延長部２２に設けられた上記排気系補機２４の後退が促進されるようになっている。

また、上記排気系補機２４の後方側において上記熱交換器１８が後傾状態で配設されることにより、その前壁面に当接する位置まで上記排気系補機２４が後退した時点で、その挙動を規制して上記熱交換器１８の前壁面に沿って排気系補機２４を斜め上方に移動させるように構成されている。この結果、車両の前突時に、上記排気系補機２４に入力された衝撃荷重が、排気管２０の第１前後延長部２１を介してパワートレイン１１を車体の後方側に押動する方向に作用することが、より効果的に防止されることになる。

上記のように車室１とエンジンルーム２を区画するダッシュパネル３に、車体の後方側に凹入する凹入部５が設けられるとともに、車輪を駆動するパワートレイン１１の一部が上記凹入部５内に配設された車両において、上記パワートレイン１１の前方に、パワートレイン冷却用の熱交換器１８と、パワートレイン１１を構成するエンジン本体１２から車体の前方側に延びる排気管２０とを配設するとともに、この排気管２０に設けられた排気系補機２４を上記熱交換器１８の前方に配設した場合には、上記排気系補機２４がエンジン本体１２の熱影響を受けるのを抑制しつつ、パワートレイン１１を車両の後方側に位置させて車両の走行時におけるヨー慣性モーメントを効果的に低減できる等の利点がある。

すなわち、上記排気ガス浄化用のキャタライザー等からなる排気系補機２４をパワートレイン１１の前方側に配設するとともに、このパワートレイン１１の一部をダッシュパネル３の凹入部５内に配設することにより、エンジンルーム２内において縦置き式に配設された重量物である上記エンジン本体１２およびトランスミッション１３等からなるパワートレイン１１を、可及的に車両の後方側に配設することができるため、車両の重心を車体の中心部側に位置させることにより、車両の走行時に作用するヨー慣性モーメントを効果的に低減して車両の操縦安定性を向上させることができる。

また、上記パワートレイン１１を車両の後方側に位置させることによりスペース的に余裕が生じたエンジンルーム２内において、大型のキャタライザーからなる排気系補機２４を自由にレイアウトすることができるため、従来、車室フロアのトンネル部６内またはフロアパネル４の下方等に配設されていた下流側のキャタライザーを小型化し、あるいは省略することができる。したがって、上記下流側のキャタライザーにおいて発生した熱の影響が車室内に及ぶのを阻止するために断熱部材を設置する等の手段を講じることなく、上記キャタライザーの反応熱に応じて乗員の足元部分が加熱されること等を効果的に防止できるという利点がある。しかも、車室１内に配設された乗員用シートの下方に上記排気ガス浄化用のキャタライザーを配設した場合のように、乗員用シートを上方に位置させる必要がないため、車高を低くすることが可能である。

さらに、上記ラジエータ等からなる熱交換器本体１６と冷却ファン１７等を備えたパワートレイン冷却用の熱交換器１８の前方側に、排気ガス浄化用のキャタライザー等からなる排気系補機２４を配設したため、車両の走行時に高温状態となるパワートレイン１１の熱影響が上記排気系補機２４の設置部に及ぶのを上記熱交換器１８によって阻止することができる。したがって、車両の走行時に、上記排気系補機２４がパワートレイン１１の熱影響によって早期に熱劣化したり、あるいは適正反応温度よりも高温に加熱されて排気ガスの浄化性能が低下したりするのを効果的に防止することができる。しかも、従来は車体の前端部近傍に配設されていた重量物である上記熱交換器１８をパワートレイン１１の前方位置まで後退させて配置することにより、車両の走行時に作用するヨー慣性モーメントを、効果的に低減することができるため、さらに顕著な操縦安定性の向上効果が得られるという利点がある。

そして、上記のように車両の衝突時に前方から入力される荷重に応じて変形することにより上記排気系補機２４の後退を促進する上記折曲部Ｋからなる後退促進部を上記排気管２０に設けたため、上記排気系補機２４をエンジンルーム２内の前方部に配設した場合においても、車両の前端部が障害物または他車に衝突する前突事故の発生時等に、上記フロントサイドフレーム２５の前部を変形させることによる衝撃吸収作用を損なうことなく、上記前突事故の影響がエンジンルーム２の後方側に及ぶのを効果的に防止できるという利点がある。

すなわち、上記前突事故の発生時に入力された衝撃荷重に応じ、エンジンルーム２の左右両側辺部に配設されたフロントサイドフレーム２５の前部が変形することによる衝撃吸収作用が発揮された後、上記排気系補機２４を車体の後方側に押圧する荷重が作用した場合に、上記折曲部Ｋにおいて排気管２０を変形させることにより、上記衝撃荷重を吸収することができるとともに、上記排気系補機２４に入力された衝撃荷重が、上記排気管２０の第１前後延長部２１からパワートレイン１１に伝達されてこれを車体の後方側に押動する方向に作用するのを効果的に防止することができる。したがって、前突事故の発生時に上記パワートレイン１１が後方移動してダッシュパネル３を変形させる等の事態が発生するのを効果的に防止することができ、前突事故の発生時における修理費用を安価に抑えることができる。

特に、上記第１実施形態に示すように、排気系補機２４の後方に、熱交換器本体１６および冷却ファン１７等からなる熱交換器１８を後傾姿勢で設置し、その前壁面、具体的には上記熱交換器本体１６の前壁面により、排気系補機２４の後退時にこれを斜め上方に移動させるように挙動を規制する挙動規制部を設けた場合には、車両の前突時に、上記排気系補機２４を斜め後方に向けてスムーズに移動させるように挙動を規制することが可能である。したがって、車両の前突時に、上記排気系補機２４に入力された衝撃荷重が、上記排気管２０の第１前後延長部２１からパワートレイン１１に伝達されるという事態の発生を、車体重量を増大させることなくより効果的に防止できるという利点がある。

なお、熱交換器本体１６の前壁面により上記排気系補機２４を斜め上方に移動させる案内面を構成した上記第１実施形態に代え、車両の衝突時に上記排気系補機２４を斜め上方に移動させるようにその挙動を規制するガイド部材を上記熱交換器１８に設けた構成としてもよい。この場合には、別体のガイド部材が必要であるため、その分車体重量が増大することが避けられないが、車両の衝突時に上記排気系補機２４が熱交換器１８に当接してこの熱交換器１８が損傷するのを効果的に防止できるという利点がある。

また、車両の衝突時に上記排気系補機２４を斜め上方に移動させるように構成した上記第１実施形態に代え、図６に示すように、排気系補機２４の後方に熱交換器１８を前傾姿勢で設置し、その前壁面により排気系補機２４の後退時にこれを斜め下方に移動させるように挙動を規制することも考えられる。しかし、このように構成した場合には、図７に示すように、車両の衝突時に下方に移動した上記排気系補機２４が路面の障害物等に当接すると、その反力が上記排気管２０を介してパワートレイン１１に入力される等により、その後部および車室部分を上方に押し上げる方向に作用する可能性がある。したがって、上記第１実施形態に示すように、車両の衝突時に上記排気系補機２４を斜め上方に移動させるようにその挙動を規制する起動規制部を設けた構造とすることが好ましい。

図８および図９は、本発明に係る車両のパワートレイン配設構造の第２実施形態を示している。この第２実施形態では、パワートレイン１１の前方側に位置する排気管２０の第１，第２前後延長部２１，２３に、車両の衝突時に入力される荷重に応じて変形することにより、上記排気系補機２４を略真っ直ぐに後退させる蛇腹状の後退促進部２６を設けたものである。この構成によれば、車両の前突時に上記排気系補機２４を後方に押圧する衝撃荷重が作用すると、図１０に示すように、上記後退促進部２６が圧縮変形することにより、上記衝撃荷重を吸収することができるとともに、排気管２０の第１前後延長部２１を介してパワートレイン１１を車体の後方側に押動する方向に上記衝撃荷重が作用するのを効果的に抑制することができる。したがって、前突事故の発生時に、上記パワートレイン１１が車体の後方側に移動してダッシュパネル３を変形させる等の事態が発生するのを効果的に防止できるという利点がある。

また、上記各実施形態では、エンジンルーム２内に縦置き式に配設されるエンジン本体１２と、その後方に接続されたトランスミッション１３とを備えたパワートレイン１１の一部を、ダッシュパネル３に形成された後方側への凹入部５内に配設したため、重量物である上記エンジン本体１２およびトランスミッション１３を、可及的に車両の後方側に配設して車両の重心を車体の中心部側に位置させることにより、車両の走行時に作用するヨー慣性モーメントを効果的に低減して操縦安定性を向上させることができる。

なお、上記排気系補機２４としては排気ガス浄化用のキャタライザー以外に、ターボチャージャー用の排気タービン等が考えられる。しかし、上記排気ガス浄化用のキャタライザーは、温度変化に応じて活性状態が顕著に変化するとともに、高温に加熱されると熱劣化を生じ易く、かつ活性状態で熱を発生する傾向がある。したがって、上記実施形態に示すように、パワートレイン冷却用の熱交換器１８の前方側に、排気ガス浄化用のキャタライザーからなる排気系補機２４を配設することにより、この排気系補機２４がエンジン本体１２の熱影響によって早期に熱劣化するのを防止できるとともに、適正反応温度よりも高温に加熱されて排気ガスの浄化性能が低下するのを効果的に防止できるように構成することが望ましい。

本発明に係る車両のパワートレイン配設構造の第１実施形態を示す側面断面図である。 上記パワートレイン配設構造の第１実施形態を示す平面断面図である。 上記パワートレイン配設構造の第１実施形態を示す正面図である。 排気管の具体的構成を示す斜視図である。 車両の前突事故が発生した状態を示す説明図である。 本発明に係る車両のパワートレイン配設構造の比較例を示す側面断面図である。 上記比較例において車両の前突事故が発生した状態を示す説明図である。 本発明に係る車両のパワートレイン配設構造の第２実施形態を示す側面断面図である。 上記パワートレイン配設構造の第２実施形態を示す平面断面図である。 上記第２実施形態において車両の前突事故が発生した状態を示す説明図である。

符号の説明

１ 車室
２ エンジンルーム
１１ パワートレイン
１２ エンジン本体
１３ トランスミッション
２０ 排気管
１８ 熱交換器
２４ 排気系補機
２６ 後退促進部
Ｋ 折曲点（後退促進部）

Claims (6)

1. 車室とエンジンルームとを区画するダッシュパネルに、車体の後方側に凹入する凹入部が設けられるとともに、この凹入部内に、車輪を駆動するパワートレインの一部が配設された車両において、上記パワートレインの前方に、パワートレイン冷却用の熱交換器と、パワートレインから車体の前方側に延びる排気管とが配設され、この排気管に設けられた排気系補機が上記熱交換器の前方に配設されるとともに、車両の衝突時に前方から入力される荷重に応じて上記排気系補機の後退を促進する後退促進部を備えたことを特徴とする車両のパワートレイン配設構造。
2. 車両の衝突時に前方から入力される荷重に応じて変形することにより上記排気系補機の後退を促進する後退促進部が排気管に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の車両のパワートレイン配設構造。
3. 排気系補機の後退時にこれを斜め上方に移動させるように挙動を規制する挙動規制部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両のパワートレイン配設構造。
4. 上記挙動規制部が、排気系補機の後方に後傾姿勢で設置された熱交換器により構成されたことを特徴とする請求項３に記載の車両のパワートレイン配設構造。
5. 上記パワートレインは、エンジンルーム内に縦置き式に配設されるエンジン本体と、その後方に接続されたトランスミッションとを備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両のパワートレイン配設構造。
6. 上記排気系補機が排気ガス浄化用のキャタライザーであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両のパワートレイン配設構造。

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