JP6515967B2 - 車両用パワートレインユニット - Google Patents

Description

ここに開示する技術は、車両用パワートレインユニットに関する。

特許文献１には、車両用パワートレインユニットを構成するエンジンの一例が開示されている。具体的に、この特許文献１には、エンジンの排気システム（排気系）において、排気ガスを浄化するための浄化部（触媒）の前後に球面継手を介装することによってダイナミックダンパを構成することが記載されている。

特開２００６−９７５３号公報

ところで、前記特許文献１に記載されているような浄化部を収容して成る排気浄化装置のレイアウトに工夫を凝らすことで、その排気浄化装置をダイナミックダンパとして活用することも考えられる。

ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両用パワートレインユニットにおいて、排気浄化装置をダイナミックダンパとして活用してパワートレインユニット本体の振動を抑制することにある。

ここに開示する技術は、エンジンと、前記エンジンに連結される変速機と、を含んで構成されるユニット本体を備え、前記エンジンは、排気ガスを浄化するための浄化部が収容された排気浄化装置を有する車両用パワートレインユニットに係る。

前記変速機は前記エンジンの気筒列方向において該エンジンと隣接し、
前記排気浄化装置は、前記エンジンの一側面側に配置され、該エンジンに対して排気マニホールドを介して接続され、
前記排気マニホールドは、前記エンジンの各気筒に接続される分岐通路と、該分岐通路の各々を集合させて下方に向かって延び前記排気浄化装置に接続される集合部とを有し、
前記集合部は、前記気筒列方向において扁平な形状とされて、前記気筒列方向における剛性が車高方向における剛性よりも小さくなるようにされている。

前記排気浄化装置はまた、前記集合部の下流端に接続されて、前記分岐通路の直下方を前記気筒列方向に延び排気ガスが流れる横辺部と、該横辺部の下流端に続いて前記エンジンの一側面に対して離間する方向に延び前記浄化部が収容された縦辺部とを備え、
前記排気浄化装置は、前記横辺部と前記縦辺部とが交わる角部において、前記ユニット本体に対して支持部を介して支持され、
前記支持部は、前記気筒列方向における支持剛性が、車高方向における支持剛性よりも小さく、前記排気浄化装置が前記縦辺部を前記気筒列方向に振らせる錘として機能するように、前記排気浄化装置を前記ユニット本体に支持している。

この構成によれば、排気浄化装置は、支持部の下流側に位置してエンジンの一側面に対して離間する方向に延び浄化部が収容された縦辺部を気筒列方向に振らせるような錘として機能することになる。そのことで、排気浄化装置をダイナミックダンパとして活用することが可能になる。ここに、排気マニホールドの扁平形状の集合部は、気筒列方向において撓み変形可能な板バネとして機能する。これにより、排気浄化装置をダイナミックダンパとして活用する上で有利になる。

一般的な車両用パワートレインユニットは、運転中、様々な振動モードで振動することになる。そうした振動モードの１つには、水平面上において、エンジンと変速機との締結部が節となって生じるねじれ振動がある。

ねじれ振動を抑制するための方策としては、例えば、エンジン及び変速機の締結部におけるボルトの締付力を高めに設定することにより、その締結部における剛性を高めることが考えられる。

しかし、そのような方策を採った場合、高めに設定された締付力に耐えられるよう、締結部の肉厚を厚目にすることが求められるため、重量が増大してしまうという点で望ましくない。

対して、前記の構成によれば、支持部は、気筒列方向における支持剛性が車高方向における支持剛性よりも小さくなっているから、気筒列方向における撓み変形が許容される。これにより、例えばねじれ振動が生じたときに、排気浄化装置の浄化部が収容された縦辺部を気筒列方向に振らせることが可能となり、そのことで、ねじれ振動を低減するためのダイナミックダンパとして、排気浄化装置を活用することができる。

また、前記支持部は、前記気筒列方向に沿って延びる板状のブラケットとして構成されており、前記支持部の一端部は前記排気浄化装置に固定されている一方、他端部は前記ユニット本体に固定されており、前記支持部の一端部と他端部との間には、前記気筒列方向において撓み変形可能に構成された折曲部が設けられている、としてもよい。

この構成によれば、ねじれ振動を低減するためのダイナミックダンパとして、排気浄化装置を活用する上で有利になる。

前記排気浄化装置は、前記ユニット本体に対して第２の支持部を介して支持され、前記第２の支持部は、前記排気浄化装置の車高方向における振動を規制するよう構成されている、としてもよい。

この構成によれば、第２の支持部は、排気浄化装置の車高方向における振動を抑制する。これにより、ねじれ振動を低減するためのダイナミックダンパとして排気浄化装置を活用する上で不要な振動を抑制し、ひいては排気浄化装置の耐久性を確保する上で有利になる。

また、前記エンジンには、該エンジンの出力を受けて作動する補機が取り付けられ、前記補機は、車高方向において前記排気浄化装置の下方に位置し、前記補機はまた、前記気筒列方向における振動が許容されるように構成されている、としてもよい。

通常、排気浄化装置は、高さ方向においては、車両用パワートレインユニットの上側（例えば、エンジンのシリンダヘッド付近の部位）に配置される。そうすると、前述の如く、ダイナミックダンパとして排気浄化装置を活用した場合、車両用パワートレインユニットの上側においてはねじれ振動が低減される一方で、そのパワートレインユニットの下側（例えば、エンジンのシリンダブロックからオイルパンにかけての部位）においては、ねじれ振動が十分に低減されない可能性がある。

そこで、前記の構成によると、排気浄化装置ばかりでなく、エンジンに取り付けられる補機に関しても、その気筒列方向における振動を許容する。そうすると、その補機を第２のダイナミックダンパとして活用することが可能になる。前述の如く、補機は、排気浄化装置の下方に位置するため、車両用パワートレインユニットの下側においても、ねじれ振動を低減することが可能になる。

こうして、車両用パワートレインユニットの上側から下側にかけての全域において、ねじれ振動を低減することが可能になる。

また、前記排気浄化装置の前記横辺部の下流部は中空の空洞部とされ、前記縦辺部に収容された前記浄化部は、前記支持部に対して前記空洞部よりも排気ガスの流れ方向の下流側に離間している、としてもよい。

この構成によれば、前記エンジンの一側面に対して離間する方向に延びる部分には、上流側から順に、中空の空洞部と、浄化部とが配設されるようになっている。一般的に、浄化部は、例えば触媒など、重量物から構成されることになるから、そうした浄化部を支持部に対して空洞部よりも下流側に配設することで、排気浄化装置全体の慣性モーメントを大きくすることが可能になる。そのことで、ダイナミックダンパとして排気浄化装置を活用する上で有利になる。

以上説明したように、前記の車両用パワートレインユニットによると、排気浄化装置をダイナミックダンパとして活用してユニット本体の振動を抑制することが可能になる。

図１は、パワートレインユニットが搭載された車両を示す概略図である。 図２は、パワートレインユニットを後方から見て示す図である。 図３は、排気通路の構成を示す縦断面図である。 図４は、排気通路の全体構成を示す斜視図である。 図５は、排気通路を後方から見て示す図である。 図６は、排気通路を上方から見て示す図である。 図７は、排気浄化システムを上方から見て示す図である。 図８は、排気浄化システムの内部構造を示す断面図である。 図９は、排気浄化システムの第１支持部を斜め上方から見て示す斜視図である。 図１０は、第１支持部による支持構造を示す断面図である。 図１１は、第１支持部のための第１取付部材を左方から見て示す図である。 図１２は、排気浄化システムの第２支持部を斜め下方から見て示す斜視図である。 図１３は、第２支持部による支持構造を右方から見て示す図である。 図１４は、エンジンを正面から見て示す図である。 図１５は、エンジンを左方から見て示す図である。

以下、車両用パワートレインユニットの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明は例示である。図１は、ここに開示する車両用パワートレインユニット（以下、「パワートレインユニット」と呼称する）Ｐが搭載された自動車（車両）１００の前部を示す図である。また、図２は、パワートレインユニットＰを後方から見て示す図であり、図３は、排気通路５０の構成を示す縦断面図である。

（パワートレインユニットの概略構成）
最初に、パワートレインユニットＰの概略構成について説明する。

パワートレインユニットＰは、エンジン１と、そのエンジン１に連結される変速機２と、を備えている。エンジン１は、４ストローク式のガソリンエンジンであり、火花点火燃焼と圧縮着火燃焼とを双方とも実行可能な構成とされている。一方、変速機２は、例えばマニュアルトランスミッションとして構成されており、エンジン１の出力を伝達することにより、ドライブシャフト３を回転駆動するようになっている。なお、エンジン１と変速機２とが、本実施形態における「ユニット本体」を構成している。

パワートレインユニットＰが搭載される自動車１００は、フロントエンジン・フロントドライブの４輪車として構成されている。つまり、パワートレインユニットＰと、ドライブシャフト３と、そのドライブシャフト３に連結される駆動輪（つまり前輪）とは、いずれも自動車１００の前部に配置されている。

自動車１００の車体は、複数のフレームから構成されている。特に、前側の車体は、車幅方向両側に設けられ、自動車１００の前後方向に延びる左右一対のサイドフレーム１０１と、一対のサイドフレーム１０１の前端間に架設されたフロントフレーム１０２と、によって構成されている。

そうした車体の前部にはエンジンルームＲが区画されており、パワートレインユニットＰは、そのエンジンルームＲに搭載されている。エンジンルームＲは、パワートレインユニットＰの上方に配置され、前方から後方に向かうにつれて高くなるように構成されたボンネット（不図示）と、図１に示すように、エンジン１の後方に配置され、乗員を収容するキャビンからエンジンルームＲを隔てるダッシュパネル１０３と、によって構成されている。なお、ダッシュパネル１０３は、エンジン１の後方に配置され、エンジンルームＲの後方側部分を区画しているという点で「隔壁」を例示している。隔壁は、ダッシュパネル１０３に限らず、ダッシュパネル１０３上方に位置するカウル（不図示）やフロアパネル（不図示）など、複数の部材の少なくとも一つから構成してもよい。

ダッシュパネル１０３の車幅方向中央部には、図１に示すように、該ダッシュパネル１０３から車両前後方向における後方に向かって延びるトンネル部Ｔが設けられている。トンネル部Ｔには、排気ガスをマフラーまで導くためのダクトが配置されたり、車両走行時においてエンジンルームＲから流出する走行風が流れたりするようになっている。

エンジン１は、列状に配置された４つのシリンダ（気筒）１１を備えており、４つのシリンダ１１が車幅方向に沿って並ぶような姿勢で搭載される、いわゆる直列４気筒の横置きエンジンとして構成されている。これにより、本実施形態では、４つのシリンダ１１の配列方向（気筒列方向）であるエンジン前後方向が車幅方向と略一致していると共に、エンジン幅方向が車両前後方向と略一致している。

なお、直列多気筒エンジンにおいては、気筒列方向と、機関出力軸としてのクランクシャフト１６の中心軸方向（機関出力軸方向）とが一致する。以下の記載では、これらの方向を全て気筒列方向（又は車幅方向）と呼称する。

以下、特に断らない限り、前側とはエンジン幅方向の一方側（車両前後方向の前側）を指し、後側とはエンジン幅方向の他方側（車両前後方向の後側）を指し、左側とはエンジン前後方向（気筒列方向）の一方側（車幅方向の左側であり、かつエンジンリヤ側であり、かつパワートレインユニットＰにおける変速機２側）を指し、右側とはエンジン前後方向（気筒列方向）の他方側（車幅方向の右側であり、かつエンジンフロント側であり、かつパワートレインユニットＰにおけるエンジン１側）を指す。

また、以下の記載において上側とは、パワートレインユニットＰを自動車１００に搭載した状態（以下、「車両搭載状態」ともいう）における車高方向の上側を指し、下側とは車両搭載状態における車高方向の下側を指す。

一方、変速機２は、エンジン１の左側面に取り付けられており、気筒列方向においてエンジン１と隣接している。図２に示すように、変速機２の高さ方向の寸法は、エンジン１よりも短くなっている。

また、エンジン１の上方（具体的には、シリンダヘッド１４の上方）には、エンジン１を覆うエンジンカバー４が設けられている。図３に示すように、エンジンカバー４の後端部は、斜め下後方へ向かって指向しており、該後端部の下面に沿って流れる走行風を排気通路５０（具体的には排気マニホールド６０）へ導くようになっている。

（エンジンの概略構成）
次に、パワートレインユニットＰを構成するエンジン１の概略構成について説明する。

この構成例では、エンジン１は、前方吸気・後方排気式に構成されている。つまり、エンジン１は、４つのシリンダ１１を有するエンジン本体１０と、エンジン本体１０の前側に配置され、吸気ポート１８を介して各シリンダ１１に連通する吸気通路３０と、エンジン本体１０の後側に配置され、排気ポート１９を介して各シリンダ１１に連通する排気通路５０と、を備えている。

吸気通路３０は、外部から導入されたガス（新気）を通過させて、エンジン本体１０の各シリンダ１１内に供給するように構成されている。この構成例では、吸気通路３０は、エンジン本体１０の前側において、ガスを導く複数の通路と、過給機やインタークーラ等の装置とが組み合わされた吸気システムを構成している。

エンジン本体１０は、吸気通路３０から供給されたガスと燃料との混合気を、各シリンダ１１内で燃焼させるように構成されている。具体的に、エンジン本体１０は、下側から順に、オイルパン１２と、オイルパン１２の上に取り付けられるシリンダブロック１３と、その上に載置されるシリンダヘッド１４と、を有している。混合気が燃焼することによって得られた動力は、シリンダブロック１３に設けられたクランクシャフト１６を介して外部へ出力される。

シリンダブロック１３の内部には、前述の４つのシリンダ１１が形成されている。４つのシリンダ１１は、クランクシャフト１６の中心軸方向（つまり気筒列方向）に沿って列を成すように並んでいる。４つのシリンダ１１は、それぞれ円筒状に形成されており、各シリンダ１１の中心軸（以下、「気筒軸」という）は、互いに平行に延び、且つ気筒列方向に対して垂直に延びている。以下、図１に示す４つのシリンダ１１を、気筒列方向に沿って右側から順に、１番気筒１１Ａ、２番気筒１１Ｂ、３番気筒１１Ｃ、及び４番気筒１１Ｄと称する場合がある。

シリンダヘッド１４にはまた、１つのシリンダ１１につき、２つの排気ポート１９が形成されている。２つの排気ポート１９は、それぞれシリンダ１１に連通している。

排気通路５０は、混合気の燃焼に伴いエンジン本体１０から排出される排気ガスが流れる通路である。具体的に、排気通路５０は、エンジン本体１０の後側に配置されており、各シリンダ１１の排気ポート１９に連通している。排気通路５０には、排気ガスの流れ方向において上流側から順に、排気マニホールド６０及び排気浄化システム７０が配設されており、その排気浄化システム７０は、排気ガスを浄化するためのガソリンパティキュレートフィルタとして機能するＧＰＦ（ガソリンパティキュレートフィルタ）装置７３が収容されて成る。なお、排気浄化システム７０は「排気浄化装置」の例示であり、ＧＰＦ装置７３は「浄化部」の例示である。

この構成例では、排気通路５０は、排気マニホールド６０など、ガスを導く複数の通路と、排気浄化システム７０等の装置とが組み合わされた排気システムを構成している。

図１に戻ると、同図に示すように、吸気通路３０及び排気通路５０は、各々エンジン本体１０の前側面及び後側面（後述の外面１４ａ）の各々に接続されている。そして、エンジン本体１０の外方（図例では左方）には、吸気通路３０及び排気通路５０を接続することによって外部ＥＧＲシステムを構成するＥＧＲ通路５２（図５，６参照）が接続されている。ＥＧＲ通路５２は、既燃ガスの一部を吸気通路３０へ還流させるための通路である。ＥＧＲ通路５２の上流端は、排気浄化システム７０においてＧＰＦ装置７３の下流に接続されている。一方、ＥＧＲ通路５２の下流端は、吸気通路３０におけるスロットルバルブ（不図示）の下流に接続されている。

ＥＧＲ通路５２には、図２に示す水冷式のＥＧＲクーラ５３が配設されている。ＥＧＲクーラ５３は、既燃ガスを冷却するよう構成されている。ＥＧＲクーラ５３は、外部ＥＧＲガスを冷却した分だけ受熱する。よって、受熱したＥＧＲクーラ５３を熱源として利用することができる。

（排気通路の構成）
次に、エンジン１の排気通路５０の構成について詳細に説明する。

図４は、排気通路５０の全体構成を示す斜視図である。また、図５は、排気通路５０を後方から見て示す図であり、図６は、排気通路５０を上方から見て示す図である。さらに、図７は、排気浄化システム７０を上方から見て示す図であり、図８は、排気浄化システム７０の内部構造を示す断面図である。また、図９は、排気浄化システム７０の第１支持部７４を斜め上方から見て示す斜視図であり、図１０は、第１支持部７４による支持構造を示す断面図であり、図１１は、第１支持部７４のための第１取付部材８１を左方から見て示す図である。そして、図１２は、排気浄化システム７０の第２支持部７５を斜め下方から見て示す斜視図であり、図１３は、第２支持部７５による支持構造を右方から見て示す図である。

排気通路５０を構成する各部は、いずれもエンジン本体１０、特にシリンダヘッド１４における後側の外面（一側面）１４ａに接続されている。前述の如く、排気通路５０は、排気マニホールド６０と排気浄化システム７０とが組み合わされて構成されており、特に、排気浄化システム７０は、シリンダヘッド１４における後側の外面１４ａ側に配置されている。

まず、排気マニホールド６０の構成について説明する。

排気マニホールド６０は、図４に示すように、シリンダヘッド１４の上端部よりも下方に配置されており、図６に示すように、シリンダヘッド１４の排気ポート１９を介して各シリンダ１１に接続される分岐通路６１と、該分岐通路６１の各々が集合して排気浄化システム７０に接続される集合部６２と、を有する金属製の排気導管として構成されている。

分岐通路６１は、後方から見たときに略Ｗ字状の外形を有している。具体的に、分岐通路６１は、気筒列方向において３分したときに、左端から右端にかけて、下方へ向かって凸を成すよう湾曲した部分（区間Ｉ１を参照）と、上方へ向かって凸を成すよう湾曲した部分（区間Ｉ２を参照）と、再び下方へ向かって凸を成すよう湾曲した部分（区間Ｉ３を参照）とが、この順番で並んで設けられている（図６を参照）。

また、分岐通路６１は、１番気筒１１Ａに接続される第１分岐通路６１Ａと、２番気筒１１Ｂに接続される第２分岐通路６１Ｂと、３番気筒１１Ｃに接続される第３分岐通路６１Ｃと、４番気筒１１Ｄに接続される第４分岐通路６１Ｄと、を有している。

図６に示すように、第１分岐通路６１Ａは、上方から見たときに、シリンダヘッド１４の外面１４ａから略前方に向かって延びている。第２分岐通路６１Ｂ〜第４分岐通路６１Ｄは、上方から見たときに、いずれも、シリンダヘッド１４の外面１４ａから右斜め前方へ向かって延びており、それぞれ第１分岐通路６１Ａに合流している。

集合部６２は、分岐通路６１に対して気筒列方向の一端側（具体的には１番気筒１１Ａ側であり、車幅方向における右側）に位置すると共に、当該一側において下方に向かって延びている。

詳しくは、集合部６２は、気筒列方向においては１番気筒１１Ａと略同じ位置に配置されており、第１分岐通路６１Ａの下流端（後端）から下方へ向かって延びている。このように、集合部６２は、上下方向（車高方向）においては、前述のように直管状に延びる一方、車幅方向（気筒列方向）においては、例えば図４に示すように扁平な形状とされている。また、図８に示すように、集合部６２は、機関出力軸方向（気筒列方向）の通路幅Ｗ１が、エンジン吸排気方向（この構成例では、車両前後方向に等しい）の通路幅Ｗ２よりも狭くなっている。集合部６２は、水平方向（気筒列方向）における剛性が、車高方向における剛性よりも小さい。そうして、集合部６２の上流端（上端）は、分岐通路６１の下流端に接続されている。対して、集合部６２の下流端（下端）は、左方に向かって開口しており、排気浄化システム７０を構成するケーシング７１の上流端が接続されている。

このように、集合部６２は、分岐通路６１を介してエンジン１のシリンダヘッド１４に支持され、かつエンジン１と排気浄化システム７０との間に介在している。集合部６２は、金属製であることと、車幅方向（気筒列方向）において扁平な形状であることと、前述の如く構成された剛性とが相俟って、略上下方向（車高方向）に延びる板バネとして機能する。そのことで、集合部６２は、排気浄化システム７０がダイナミックダンパとして作用する上でのバネ部として機能する。これにより、集合部６２は、例えば排気浄化システム７０のケーシング７１が車幅方向（気筒列方向）において揺動したときに、そのケーシング７１の上流端に対して弾性力を付与するようになる。

続いて、排気浄化システム７０の構成について説明する。

ここで、パワートレインユニットＰ、ひいては自動車１００の車体との相対的な位置関係という観点から説明すると、排気浄化システム７０は、シリンダブロック１３の直後方に配置されており、上下方向においてはエンジン１の略中央、かつ左右方向においては若干左寄り（変速機２も含めたパワートレインユニットＰ全体で見たときには、右寄り）に位置している。図示は省略するが、排気浄化システム７０は、車両後方から見たときに、ダッシュパネル１０３のトンネル部Ｔと重なるようなレイアウトとされている。

具体的に、排気浄化システム７０は、略Ｌ字状のケーシング７１と、そのケーシング７１に収容される触媒コンバータ７２及びＧＰＦ装置７３と、を備えている。

ケーシング７１は、図７に示すように、横辺を車幅方向（気筒列方向）に沿わせると共に、縦辺を自動車１００の後方へ向かって延ばした略Ｌ字（特に、車両前後方向において前後反転させたＬ字）状の配管とされている。

ケーシング７１において、Ｌ字の横辺に相当する部分（以下、「横辺部」と呼称すると共に、符号“７１ａ”を付す）の右端部は、右方に向かって開口している。この右端部は、ケーシング７１、ひいては排気浄化システム７０全体の上流端部とされており、前述のように集合部６２の下流端と直結されている。この横辺部７１ａは、ケーシング７１の上流端部とされる右端部も含めて、排気マニホールド６０（具体的には分岐通路６１）の直下方に配置されている。一方、横辺部７１ａの左端部は、ケーシング７１においてＬ字の縦辺に相当する部分（以下、「縦辺部」と呼称すると共に、符号“７１ｂ”を付す）の前端に繋がっている。

また、図５〜図８から見て取れるように、横辺部７１ａを気筒列方向において２分したときに左側に位置する下流側部分（区間Ｉ４を参照）は、分岐通路６１において下方へ向かって凸を成すよう湾曲した部分（区間Ｉ１を参照）に対して上下に並んでいる。

一方、横辺部７１ａを気筒列方向において２分したときに右側に位置する上流側部分（区間Ｉ５を参照）は、分岐通路６１において上方へ向かって凸を成すよう湾曲した部分（区間Ｉ２を参照）に対して上下に並んでいる。

対して、ケーシング７１の縦辺部７１ｂは、図５及び図７〜図８に示すように、自動車１００の後方へ向かって突出している。縦辺部７１ｂの後端部は、ケーシング７１、ひいては排気浄化システム７０全体の下流端部とされており、排気マニホールド６０に対して後方に配置されていると共に、後方へ向かって開口している。この開口部には、排気ダクト５９の上流端が接続されている。排気ダクト５９は、前述のトンネル部Ｔを介してエンジンルームＲから導出されており、自動車１００の後部において不図示のマフラーに接続されている。

図８に示すように、触媒コンバータ７２は、前段及び後段２つのハニカム触媒７２ａ，７２ｂを直列にして触媒容器に収容した２ベッド型である。前段のハニカム触媒７２ａは、ハニカム担体に第１触媒を担持してなる。後段のハニカム触媒７２ｂは、ハニカム担体に第２触媒を担持してなる。

第１触媒は、第２触媒よりも低い温度でトルエン等の不飽和高ＨＣの酸化反応に活性を示す。一方、第２触媒は、第１触媒よりも低い温度でイソペンタン等の飽和低ＨＣの酸化反応に活性を示す。

これら２つのハニカム触媒７２ａ，７２ｂは、双方とも略短筒状に形成されており、ケーシング７１の横辺部７１ａにおいて、右側に位置する上流側部分（区間Ｉ５を参照）に収容されている。したがって、２つのハニカム触媒７２ａ，７２ｂは、分岐通路６１において上方へ向かって凸を成すよう湾曲した部分（区間Ｉ２を参照）に対して上下に並ぶようになっている。分岐通路６１において区間Ｉ２に対応する部分は、上方へ向かって凸を成す分だけ、２つのハニカム触媒７２ａ，７２ｂに対して上方に離間することになる（図５の距離ＡとＢも参照）。

なお、横辺部７１ａにおいて左側に位置する下流側部分（区間Ｉ４を参照）は、空洞とされている。そのため、この空洞部は、分岐通路６１において下方へ向かって凸を成すよう湾曲した部分（区間Ｉ１を参照）に対して上下に並ぶようになっている。分岐通路６１において区間Ｉ１に対応する部分は、下方へ向かって凸を成す分だけ、空洞部に対して下方に近接することになる。

ＧＰＦ装置７３は、触媒付フィルタ７３ａをフィルタ容器に収容してなる。触媒付フィルタ７３ａは、無機多孔質材料よりなるセラミックス製フィルタ本体に前記第２触媒を担持させてなる。図示は省略するが、触媒付フィルタ７３ａは、ハニカム構造をなしており、互いに平行に延びる多数のセルを備えている。

このＧＰＦ装置７３は、略筒状に形成されており、ケーシング７１の縦辺部７１ｂに収容されている。縦辺部７１ｂと排気マニホールド６０との間の相対位置関係を考慮すると、ＧＰＦ装置７３は、分岐通路６１及び集合部６２に対して後方に位置することになる。

また、縦辺部７１ｂにおいてＧＰＦ装置７３の下流側に位置する部分には、既燃ガスをケーシング７１から導出するため導出部７１ｃが設けられており、ＥＧＲ通路５２の上流端部５２ｃは、その導出部７１ｃに対して接続されている。

続いて、排気浄化システム７０の支持構造について説明する。

排気浄化システム７０は、図９等に示すように、エンジン本体１０のシリンダブロック１３によって第１支持部７４及び第２支持部７５を介して支持されている。なお、第１支持部７４は「支持部」の例示であり、第２支持部７５は「第２の支持部」の例示である。

第１支持部７４は、図４〜図７等に示すように、横辺部７１ａと縦辺部７１ｂとが交わる左角部において、上側の外面に対してロウ付けされている。すなわち、排気ガスの流れ方向において第１支持部７４に対して下流側に位置する部分は、前述の縦辺部７１ｂに等しい。既に説明したように、この縦辺部７１ｂは、自動車１００の後方、つまりシリンダヘッド１４における後側の外面１４ａに対して離間する方向に延びるよう構成されている。

ここで、第１支持部７４は、水平面に平行な方向を示す水平方向（この構成例では車幅方向、換言すれば、気筒列方向）における支持剛性が、車高方向における支持剛性よりも小さくなるように構成されている。

具体的に、第１支持部７４は、図９〜図１１に示すように、車幅方向（気筒列方向）に延びる板状のブラケットとして構成されており、その第１支持部７４の右端部は、前述のように、ケーシング７１の上面に対してロウ付けされている一方、その左端部は、第１取付部材８１の上面８１ａに対してボルト締めされている。第１取付部材８１は、シリンダブロック１３の上部後面に対して締結されており、ＥＧＲクーラ５３など、他の部品も取り付けられている。

また、第１支持部７４の右端部と左端部との間には、車幅方向（気筒列方向）において撓み変形可能に構成された折曲部７４ａが設けられている。詳しくは、折曲部７４ａは、図１０に示すように、第１支持部７４の右側部分において、上方に向かって凸を成すような逆Ｕ字状に形成されている。

なお、図４〜図８等に示すように、排気浄化システム７０のケーシング７１のうち、第１支持部７４に対して下流側に位置する縦辺部７１ｂは、前述のように、シリンダヘッド１４に対して離間する方向に延びるよう構成されており、この縦辺部７１ｂには、排気ガスの流れ方向に沿って上流側から順に、中空の空洞部と、ＧＰＦ装置７３とが配設されることになる。すなわち、ＧＰＦ装置７３は、第１支持部７４に対し、空洞部よりも離間するようになっている。

一方、第２支持部７５は、排気浄化システム（特に、ケーシング７１）７０の車高方向における振動を規制するように構成されている。

具体的に、第２支持部７５は、図４〜図７等に示すように、縦辺部７１ｂの右側部に対して一体的に形成されている。一方、図１２〜図１３に示すように、シリンダブロック１３の上部後面には、第２取付部材８２も締結されている。この第２取付部材８２は、シリンダブロック１３の上部後面から後方へ向かって延びるよう構成されており、横辺部７１ａにおいて触媒コンバータ７２が収容された部分（区間Ｉ５を参照）が上方から載置されている。そして、第２取付部材８２の後端と第２支持部７５とが、ブラケット８３を介して締結されている。これにより、排気浄化システム７０のケーシング７１は、車高方向における振動が規制されることになる。

詳しくは後述するが、このような構成とすることで、排気浄化システム７０をダイナミックダンパとして活用することが可能となる。

（補機の構成）
エンジン１には、該エンジン１の出力を受けて作動するように構成された複数の補機が取り付けられている。それらの補機のうち、エア・コンディショナー用コンプレッサ（以下、単に「エアコン」と呼称すると共に、符号“Ａ”を付す）は、車高方向においては排気浄化システム７０の下方に位置すると共に、水平方向（気筒列方向）における振動が許容されている。

具体的に、エアコンＡは、図１４に示すように、車高方向においてはシリンダブロック１３の右端部前面において、その下側部分（さらに詳しくは、シリンダブロック１３とオイルパン１２との境界付近の部分）に組み付けられている。よって、図１５に示すように、エアコンＡは、排気浄化システム７０の下方に位置することになる。

また、エアコンＡをシリンダブロック１３に組み付けるためのブラケットＢは、その支持剛性に工夫を凝らすことで、エアコンＡの水平方向（気筒列方向）における振動を許容するようになっている。

（パワートレインユニットに生じる振動に関して）
詳細な図示は省略するが、前述の如く構成されたエンジン１の左側面には、不図示のチェーンカバーが取り付けられており、変速機２は、そのチェーンカバーを介してエンジン１に対して締結されている。

このようにして構成されたエンジン１が運転を開始すると、エンジン１と変速機２との締結部が節となり、水平面上において、所謂ねじれ振動が生じる可能性がある。

ここで、ねじれ振動とは、クランクシャフト１６の変速機２側部分が水平面上において前方へ変位すると同時に、クランクシャフト１６の反変速機２側部分が後方へ変位するような動作と、クランクシャフト１６の変速機側部分が後方へ変位すると同時に、クランクシャフト１６の反変速機２側部分が前方へ変位するような動作とが交互に繰り返されることによって生じる振動を示す。ねじれ振動が生じると、パワートレインユニットＰは、エンジン１と変速機２との締結部を節として捻れるように振動することになる。

本願発明者等は、ＧＰＦ装置７３を収容して成る排気浄化システム７０のレイアウトに工夫を凝らすことで、その排気浄化システム７０をダイナミックダンパとして活用するに至った。

すなわち、排気浄化システム７０は、シリンダブロック１３対して第１支持部７４を介して支持されるようになっていると共に、図４〜図８等に示すように、排気浄化システム７０において第１支持部７４に対して下流側に位置する縦辺部７１ｂは、エンジン１から離間するように延びている。これにより、排気浄化システム７０は、第１支持部７４によって支持される部分を支点とすると同時に、その第１支持部７４の下流側に位置する縦辺部７１ｂを振らせるような錘として機能することになる。そのことで、排気浄化システム７０をダイナミックダンパとして活用することが可能になる。

また、一般的な車両用パワートレインユニットは、運転中、様々な振動モードで振動することになる。そうした振動モードの１つには、水平面上において、エンジン１と変速機２との締結部が節となって生じる前述のねじれ振動がある。

ねじれ振動を抑制するための方策としては、例えば、エンジン１及び変速機２の締結部におけるボルトの締付力を高めに設定することにより、その締結部における剛性を高めることが考えられる。

しかし、そのような方策を採った場合、高めに設定された締付力に耐えられるよう、締結部の肉厚を厚目にすることが求められるため、重量が増大してしまうという点で望ましくない。

対して、図９〜図１１に示すように、第１支持部７４は、水平方向（気筒列方向）における支持剛性が車高方向における支持剛性よりも小さくなっているから、水平方向（気筒列方向）における撓み変形が許容される。これにより、例えばねじれ振動が生じたときに、排気浄化システム７０を水平方向（気筒列方向）に振らせることが可能となり、そのことで、ねじれ振動を低減するためのダイナミックダンパとして、排気浄化システム７０を活用することができる。

特に、図１０に示すように、第１支持部７４に折曲部７４ａを設けることで、ねじれ振動を低減するためのダイナミックダンパとして、排気浄化システム７０を活用する上で有利になる。

また、図１２〜図１３に示すように、第２支持部７５は、排気浄化システム７０の車高方向における振動を抑制する。これにより、ねじれ振動を低減するためのダイナミックダンパとして排気浄化システム７０を活用する上で不要な振動を抑制し、ひいては排気浄化システム７０の耐久性を確保する上で有利になる。

また、図４〜図８等に示すように、エンジン１の外面１４ａに対して離間する方向に延びる縦辺部７１ｂには、上流側から順に、中空の空洞部と、ＧＰＦ装置７３とが配設されるようになっている。一般的に、ＧＰＦ装置７３は、重量物として構成されることになるから、そうしたＧＰＦ装置７３を空洞部よりも下流側に配設することで、排気浄化システム７０全体の慣性モーメントを大きくすることが可能になる。そのことで、ダイナミックダンパとして排気浄化システム７０を活用する上で有利になる。

また、図４〜図８等に示すように、集合部６２は、分岐通路６１を介してシリンダヘッド１４に支持され、かつエンジン１と排気浄化システム７０との間に介在する板バネとして機能する。これにより、ダイナミックダンパとして排気浄化システム７０を活用する上で有利になる。

また、図１４に示すように、排気浄化システム７０は、高さ方向においては、パワートレインユニットＰの上側（具体的には、エンジン１のシリンダヘッド１４付近の部位）に配置される。そうすると、前述の如く、ダイナミックダンパとして排気浄化システム７０を活用した場合、パワートレインユニットＰの上側においてはねじれ振動が低減される一方で、そのパワートレインユニットＰの下側（例えば、エンジン１のシリンダブロック１３からオイルパン１２にかけての部位）においては、ねじれ振動が十分に低減されない可能性がある。

しかし、図１５に示すように、排気浄化システム７０ばかりでなく、エンジン１に取り付けられるエアコンＡに関しても、その水平方向（気筒列方向）における振動を許容する。そうすると、そのエアコンＡを第２のダイナミックダンパとして活用することが可能になる。図１４〜図１５に示すように、エアコンＡは、排気浄化システム７０の下方に位置するため、パワートレインユニットＰの下側においても、ねじれ振動を低減することが可能になる。

《他の実施形態》
前記実施形態では、直列４気筒エンジンについて例示したが、この構成には限られない。例えば直列６気筒エンジンとしてもよい。また、気筒数に応じて、排気マニホールド６０の形態を適宜変更してもよい。

また、前記実施形態では、横置き式のエンジン１について説明したが、これには限られない。例えば、縦置き式のエンジンとしてもよい。

また、前記実施形態では、パワートレインユニットＰは、エンジン１と変速機２を含んで構成されるユニット本体を備えていたが、この構成には限られない。例えばＨＶ車の場合、ユニット本体を、エンジン１と、変速機２と、ＨＶ用モータとによって構成してもよい。

また、前記実施形態では、排気浄化システム７０は、エンジン１に対して第１支持部７４を介して支持されるよう構成されていたが、この構成には限られない。エンジン１及び変速機２の少なくとも一方に対して支持すればよい。また、ユニット本体がＨＶ用モータを含んでいた場合、そのＨＶ用モータに対して支持してもよい。

１ エンジン
２ 変速機
１１ シリンダ（気筒）
１４ シリンダヘッド
５０ 排気通路
６０ 排気マニホールド
６１ 分岐通路
６２ 集合部
７０ 排気浄化システム（排気浄化装置）
７１ ケーシング
７１ｂ 縦辺部
７３ ＧＰＦ装置（浄化部）
７４ 第１支持部（支持部）
７４ａ 折曲部
７５ 第２支持部（第２の支持部）
１００ 自動車（車両）
Ａ エアコン（補機）
Ｐ パワートレインユニット

Claims (5)

1. エンジンと、前記エンジンに連結される変速機と、を含んで構成されるユニット本体を備え、前記エンジンは、排気ガスを浄化するための浄化部が収容された排気浄化装置を有する車両用パワートレインユニットであって、
   前記変速機は前記エンジンの気筒列方向において該エンジンと隣接し、
   前記排気浄化装置は、前記エンジンの一側面側に配置され、該エンジンに対して排気マニホールドを介して接続され、
   前記排気マニホールドは、前記エンジンの各気筒に接続される分岐通路と、該分岐通路の各々を集合させて下方に向かって延び前記排気浄化装置に接続される集合部とを有し、
   前記集合部は、前記気筒列方向において扁平な形状とされて、前記気筒列方向における剛性が車高方向における剛性よりも小さくなるようにされ、
   前記排気浄化装置は、前記集合部の下流端に接続されて、前記分岐通路の直下方を前記気筒列方向に延び排気ガスが流れる横辺部と、該横辺部の下流端に続いて前記エンジンの一側面に対して離間する方向に延び前記浄化部が収容された縦辺部とを備え、
   前記排気浄化装置は、前記横辺部と前記縦辺部とが交わる角部において、前記ユニット本体に対して支持部を介して支持され、
   前記支持部は、前記気筒列方向における支持剛性が、車高方向における支持剛性よりも小さく、前記排気浄化装置が前記縦辺部を前記気筒列方向に振らせる錘として機能するように、前記排気浄化装置を前記ユニット本体に支持している
   ことを特徴とする車両用パワートレインユニット。
2. 請求項１に記載された車両用パワートレインユニットにおいて、
   前記支持部は、前記気筒列方向に沿って延びる板状のブラケットとして構成されており、
   前記支持部の一端部は前記排気浄化装置に固定されている一方、他端部は前記ユニット本体に固定されており、
   前記支持部の一端部と他端部との間には、前記気筒列方向において撓み変形可能に構成された折曲部が設けられている
   ことを特徴とする車両用パワートレインユニット。
3. 請求項１又は２のいずれか一項に記載された車両用パワートレインユニットにおいて、
   前記排気浄化装置は、前記ユニット本体に対して第２の支持部を介して支持され、
   前記第２の支持部は、前記排気浄化装置の車高方向における振動を規制するよう構成されている
   ことを特徴とする車両用パワートレインユニット。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載された車両用パワートレインユニットにおいて、
   前記エンジンには、該エンジンの出力を受けて作動する補機が取り付けられ、
   前記補機は、車高方向において前記排気浄化装置の下方に位置し、
   前記補機はまた、前記気筒列方向における振動が許容されるように構成されている
   ことを特徴とする車両用パワートレインユニット。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載された車両用パワートレインユニットにおいて、
   前記排気浄化装置の前記横辺部の下流部は中空の空洞部とされ、
   前記縦辺部に収容された前記浄化部は、前記支持部に対して前記空洞部よりも排気ガスの流れ方向の下流側に離間している
   ことを特徴とする車両用パワートレインユニット。