JP6187160B2

JP6187160B2 - 電動過給機の取付構造

Info

Publication number: JP6187160B2
Application number: JP2013224813A
Authority: JP
Inventors: 有永　毅; 毅有永; 裕阿部; 尚純加藤; 土田　博文; 博文土田; 竹村　信一; 信一竹村
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2017-08-30
Anticipated expiration: 2033-10-30
Also published as: JP2015086759A

Description

この発明は、車両用内燃機関の過給を行う電動過給機の取付構造に関する。

車両用内燃機関の過給機として、遠心型コンプレッサ等のポンプ部を電動モータによって駆動するように構成した電動過給機が用いられることがある。特許文献１には、このような電動過給機を、車両前端部のラジエータ近傍に配置した構成が開示されている。

特開２００９−３０５４７号公報

電動過給機は、一般に剛性の高いハウジングを具備した剛体であり、かつ比較的質量の大きな重量物である。従って、この電動過給機が車両前端部などに車両の耐衝突性能を考慮せずに配置されていると、車両衝突時に、電動過給機そのものが、あるいは電動過給機により押された他の機器が、車室内に侵入する懸念があり、好ましくない。

この発明に係る電動過給機の取付構造は、車両前方のエンジンルーム内に、内燃機関が変速機ユニットとともに横置形式に搭載されてなる車両において、
上記内燃機関の電動過給機が上記変速機ユニットの上方に配置されており、車両上方から見て、上記変速機ユニットが占める領域と上記電動過給機が占める領域とが少なくとも部分的に重合している。

内燃機関がいわゆる横置形式（クランクシャフト中心軸線が車両幅方向に延びている搭載姿勢）に搭載される車両においては、内燃機関と変速機ユニットとが車両幅方向に並んで配置される。変速機ユニットは、内燃機関とともに剛性の高い剛体でかつ重量物であるので、車両衝突時に車室内に侵入することがないように車両の耐衝突性能を考慮した形でエンジンルーム内に配置されている。従って、その上方に電動過給機を配置することで、車両衝突時に電動過給機も車室内へ侵入することがない。

この発明によれば、剛体でかつ重量物である電動過給機が車両衝突時に車室内に侵入する可能性が少なくなり、車両の耐衝突性能の上で有利となる。

この発明の一実施例を示す車両のエンジンルームの平面図。電動過給機の一例を示す断面図。図１の左側から見た要部の側面図。他の実施例を示す図３と同様の側面図。さらに他の実施例を示す図３と同様の側面図。

以下、この発明の一実施例を図１〜図３に基づいて詳細に説明する。

図１は、内燃機関１がいわゆる横置形式に搭載された車両前部のエンジンルーム２の概略平面図である。エンジンルーム２は、左右一対のサイドメンバ３と、車両前端のクロスメンバ４と、車室との間を仕切るダッシュパネル５と、によって大略構成されており、矢印ＦＲでもって示す図上方が車両前方に相当する。図中の線ＣＬは、車両前後方向に沿った車両中心線を示している。車両前端には、ラジエータや空調装置用コンデンサを含むフロントエンドモジュール６が配置されている。また、ダッシュパネル５には、車両ブレーキのマスターバック７が配設されており、このマスターバック７は、中心にマスターシリンダ８を備えている。なお、図示例の車両は、運転席が車両の進行方向左側に配置されており、従って、マスターバック７は、車両の左側に位置している。

上記内燃機関１は、例えば直列４気筒内燃機関であって、車両前方へ向かう側面に吸気マニホルド１１を備え、車両後方へ向かう側面に排気マニホルド１２を備えている。内燃機関１の端面には、例えば自動変速機からなる変速機ユニット１３が取り付けられており、この変速機ユニット１３から左右に延びる車軸１４（図３参照）が、駆動輪である左右の前輪を駆動している。

変速機ユニット１３は、アルミニウム合金等のダイキャストからなるハウジング内に、トルクコンバータや有段変速機構もしくは無段変速機構等の要素を収容したものであり、車両幅方向に沿って内燃機関１と直列に配置されている。図示例では、マスターバック７が位置する車両の左側に変速機ユニット１３が配置されている。

変速機ユニット１３の上面は、図３に示すように、内燃機関１の上面位置に比べて低い位置にあり、これによって生じる変速機ユニット１３上方の空間内に、エアクリーナ１６と電動過給機１７とが配置されている。詳しくは、変速機ユニット１３上方の空間内で、エアクリーナ１６は相対的に前方寄りに位置し、電動過給機１７は相対的に後方寄りに位置している。また、エアクリーナ１６は電動過給機１７よりも相対的に上方に位置しており、両者は部分的に上下に重なり合っている。さらに、エアクリーナ１６よりも車両前方となる位置に、バッテリ１８が搭載されている。このバッテリ１８は、エンジンルーム２を車両上方から見ると、変速機ユニット１３とフロントエンドモジュール６との間に位置している。

上記電動過給機１７は、図２に示すように、一端の遠心型コンプレッサ２１とモータ２２とが直列に連結された構成であり、モータ２２の回転軸２２ａに遠心型コンプレッサ２１のインペラ２１ａが取り付けられている。また円筒状をなすモータ２２の底部（遠心型コンプレッサ２１とは反対側となる端部）には、モータ２２を駆動制御するインバータ２３が複数の円板状の冷却フィン２４とともに取り付けられている。上記遠心型コンプレッサ２１は、中心軸線に沿って吸入ポート２１ｂを有し、かつ接線方向に向かって吐出ポート２１ｃが開口している。

図１および図３に示す実施例では、上記電動過給機１７の回転軸２２ａが水平方向に沿ったものとなる取付姿勢でもって電動過給機１７が配置されている。具体的には、回転軸２２ａが車両幅方向に沿った姿勢となっており、特に、モータ２２を中心として一端の遠心型コンプレッサ２１が内燃機関１寄りに位置し、かつ他端のインバータ２３が内燃機関１とは反対側となるような向きでもって支持されている。

一実施例においては、図３に示すように、可撓性を有する金属や合成樹脂等からなるバンド２５ａの両端にプレート部２５ｂを備えたクランプ２５を用い、両プレート部２５ｂをボルト２６でもって変速機ユニット１３のハウジングに締結することにより、電動過給機１７が変速機ユニット１３のハウジングに固定支持されている。このとき、上記電動過給機１７の円筒形をなすハウジングの周面の一部が変速機ユニット１３のハウジングに直接に接しており、両者間で熱の伝達が可能となっている。

上記のように電動過給機１７が変速機ユニット１３に取り付けられた状態においては、図１に示すように、車両上方から見て、変速機ユニット１３が占める領域と電動過給機１７が占める領域とが部分的に重合している。特に、車両前後方向については、電動過給機１７が占める領域は、変速機ユニット１３が占める領域に完全に包含されており、電動過給機１７が前後に突出することはない。これに対し、車両幅方向については、インバータ２３側の一部が、変速機ユニット１３が占める領域から車両幅方向に（具体的には車両左側に）突出している。

また、図３に示すように、車両の上下方向に関して、電動過給機１７は、マスターバック７におけるマスターシリンダ８の中心軸線ＣＬ２の延長線よりも下方に位置している。

上記実施例の構成によれば、電動過給機１７が車両上方から見て変速機ユニット１３の領域内に位置するので、車両が前後方向に衝突した際に、剛体である変速機ユニット１３とともに車室内への侵入が確実に制限される。また、車両幅方向に見ると、マスターシリンダ８の前方に電動過給機１７が位置することとなるが、両者の高さ関係として、マスターシリンダ８の中心軸線ＣＬ２の延長線上よりも下方に電動過給機１７が位置するので、車両衝突時に電動過給機１７が変速機ユニット１３とともにダッシュパネル５に近付いたとしても、電動過給機１７がマスターシリンダ８を押圧することがない。

電動過給機１７は、車両中心線ＣＬを挟んで車両の左側に位置するが、重量の小さな部品であるエアクリーナ１６が同じく車両の左側に配置されているため、電動過給機１７を付加したことによる車両の左右の重量配分の悪化が最小限となり、車両の運動性能が向上する。また、バッテリ１８が同じく車両の左側に位置するので、バッテリ１８と電動過給機１７との間のハーネスを短くすることができる。

また、上記実施例では、電動過給機１７は変速機ユニット１３に支持されているので、車体に直接取り付ける場合に比較して、振動騒音の低減が図れる。つまり、変速機ユニット１３は内燃機関１ととともに図示せぬエンジンマウントによって車体に弾性支持されているので、電動過給機１７の振動が車体に伝達することが少なくなる。しかも、上記電動過給機１７は、回転軸２２ａが水平方向に沿うような姿勢で取り付けられるので、変速機ユニット１３と組み合わせた状態での重心位置が比較的低くなり、車両の運動性能の悪化が抑制される。

また、電動過給機１７のインバータ２３は動作中に高温となるが、上記構成では、電動過給機１７の熱の一部が変速機ユニット１３に直接に伝達されるため、電動過給機１７が効果的に冷却される。なお、暖機運転の際には、逆に電動過給機１７の熱が変速機ユニット１３に伝わることで変速機ユニット１３の油温上昇が促進される。さらに、電動過給機１７のインバータ２３側の部分が変速機ユニット１３の上方空間から車両幅方向に突出しているため、車両走行風による冷却作用が積極的に得られる。インバータ２３は内燃機関１とは反対側に位置し、排気マニホルド１２等の排気系から離れているので、排気熱を受けることがない。

次に、図４は、上述したクランプ２５に代えて、電動過給機１７に予めブラケット３１を取り付け、このブラケット３１を介して変速機ユニット１３のハウジング上面に電動過給機１７を固定するようにした実施例を示している。上記ブラケット３１は、電動過給機１７の熱を変速機ユニット１３のハウジングに伝達し得るように、熱伝達性に優れた材料から形成することが望ましい。また電動過給機１７の振動騒音の抑制のために、変速機ユニット１３のハウジングとブラケット３１との間に、適宜に防振材を介装するようにしてもよい。

次に、図５は、変速機ユニット１３上面における電動過給機１７の搭載姿勢を変更した実施例を示している。この実施例では、電動過給機１７の回転軸２２ａが車両の上下方向に沿った姿勢でもって電動過給機１７が変速機ユニット１３のハウジング上面に固定されている。つまり、電動過給機１７のインバータ２３側の底面が変速機ユニット１３のハウジング上面に接しており、図示せぬボルトによって取り付けられている。

このような実施例では、全体として円筒形をなす電動過給機１７を変速機ユニット１３のハウジングに容易に固定することができる。また、インバータ２３の熱が変速機ユニット１３のハウジングに伝達され、インバータ２３の冷却が図れる。

なお、上記の各実施例では、遠心型コンプレッサ２１を備えた電動過給機１７が用いられているが、本発明は、遠心型コンプレッサ２１に限らず、種々の形式の電動過給機に適用することが可能である。

１…内燃機関
２…エンジンルーム
５…ダッシュパネル
７…マスターバック
１３…変速機ユニット
１６…エアクリーナ
１７…電動過給機
１８…バッテリ
２１…遠心型コンプレッサ
２２…モータ
２３…インバータ
２４…冷却フィン
２５…クランプ
３１…ブラケット

Claims

車両前方のエンジンルーム内に、内燃機関が変速機ユニットとともに横置形式に搭載されてなる車両において、
上記内燃機関の電動過給機が上記変速機ユニットの上方に配置されており、車両上方から見て、上記変速機ユニットが占める領域と上記電動過給機が占める領域とが少なくとも部分的に重合している電動過給機の取付構造であって、
上記電動過給機が上記変速機ユニットに支持されており、かつ、上記電動過給機のハウジングが上記変速機ユニットのハウジングに直接接触している、電動過給機の取付構造。
上記電動過給機が占める領域は、車両前後方向には、上記変速機ユニットが占める領域に包含されている、請求項１に記載の電動過給機の取付構造。
上記エンジンルーム内において、上記電動過給機とバッテリとエアクリーナとが、車両幅方向の同じ側に配置されている、請求項１または２に記載の電動過給機の取付構造。
上記電動過給機は、遠心型コンプレッサとモータとが直列に連結された構成であり、当該電動過給機の回転軸が水平方向に沿った姿勢でもって配置されている、請求項１〜３のいずれかに記載の電動過給機の取付構造。
上記モータの上記遠心型コンプレッサと反対側にインバータが冷却フィンとともに設けられており、
車両幅方向に関して上記インバータが上記内燃機関とは反対側となるように上記電動過給機が配置されている、請求項４に記載の電動過給機の取付構造。
上記インバータないし上記冷却フィンの少なくとも一部が、上記変速機ユニットが占める領域から車両幅方向に突出している、請求項５に記載の電動過給機の取付構造。
上記電動過給機は、遠心型コンプレッサとモータとが直列に連結された構成であり、当該電動過給機の回転軸が車両上下方向に沿った姿勢でもって配置されている、請求項１〜３のいずれかに記載の電動過給機の取付構造。
車両前方のエンジンルーム内に、内燃機関が変速機ユニットとともに横置形式に搭載されてなる車両において、
上記内燃機関の電動過給機が上記変速機ユニットの上方に配置されており、車両上方から見て、上記変速機ユニットが占める領域と上記電動過給機が占める領域とが少なくとも部分的に重合している電動過給機の取付構造であって、
車両のダッシュパネルに車両ブレーキのマスターバックが配設されており、
このマスターバックにおけるマスターシリンダの中心軸線の延長線よりも下方に上記電動過給機が配置されている、電動過給機の取付構造。