JP7127285B2

JP7127285B2 - ターボ過給機付エンジン

Info

Publication number: JP7127285B2
Application number: JP2018010264A
Authority: JP
Inventors: 英也堀井; 篤宏旗生; 慶幸上刎
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2018-01-25
Filing date: 2018-01-25
Publication date: 2022-08-30
Anticipated expiration: 2038-01-25
Also published as: JP2019127896A

Description

本発明は、ターボ過給機付エンジンに関し、特に、過給状態を制御可能な電磁アクチュエータを有するターボ過給機を備えるエンジンに関する。

車両には、エンジン本体にターボ過給機が取り付けられてなるターボ過給機付エンジンが搭載されるものがある。エンジンでは、ターボ過給機を備えることによって、エンジン本体から排出される排気ガスの運動エネルギを回収し、高効率化を図ることができる。

近年では、エンジン負荷やエンジン回転数に応じて排気ガスの流速を制御するＶＧ（ＶａｒｉａｂｌｅＧｅｏｍｅｔｒｙ）ターボ過給機を備えるエンジンが採用される場合がある（特許文献１，２）。ＶＧターボ過給機を備えるエンジンでは、過給状態が制御されるため、エンジン負荷やエンジン回転数の変動が生じても高い過給効果を得ることができる。

特許文献２に開示のターボ過給機では、排気ガスの流速制御のための電磁アクチュエータを備えている。特許文献２に開示のターボ過給機では、エンジン負荷やエンジン回転数に応じて電磁アクチュエータを駆動し、当該電磁アクチュエータの駆動により可変ベーンの角度が制御されるようになっている。

特開２０１５－０６３９４４号公報特開２０１７－２１４８６６号公報

しかしながら、電磁アクチュエータを有するＶＧターボ過給機を採用する場合には、排気浄化装置から伝達される熱の対策を行うことが重要となる。即ち、ＶＧターボ過給機及び排気浄化装置は、ともに排気通路中に配設されるため、レイアウトによっては電磁アクチュエータと排気浄化装置とが近い位置に配設される場合が生じ得る。

このように、電磁アクチュエータと排気浄化装置とが近い位置に配設される場合においては、エンジンの駆動中に排気浄化装置が高温となり、その熱が電磁アクチュエータに伝達される場合がある。このように排気浄化装置からの熱が電磁アクチュエータに伝達された場合には、電磁アクチュエータの動作不良や短寿命化などを招くおそれがある。

なお、電磁アクチュエータに対する排気浄化装置からの熱の影響については、車両の走行時は勿論、車両が停止している場合にも、抑えることが重要となる。即ち、車両の停止時（エンジンの駆動停止直後などを含む。）には、排気浄化装置が高温となっており、電磁アクチュエータに対して熱の影響が及ぶことが懸念される。

本発明は、上記のような問題の解決を図ろうとなされたものであって、車両の走行時及び停止時の何れにおいても、排気浄化装置からターボ過給機の電磁アクチュエータへの熱の伝達を抑制することができるターボ過給機付エンジンを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るターボ過給機付エンジンは、車両に搭載されるターボ過給機付エンジンであって、複数の気筒を有するとともに、前記車両に対して前記前後方向に前記複数の気筒が配列されるように縦置きに搭載されているエンジン本体と、前記エンジン本体に対して前記車両の車幅方向の側方領域において、前記エンジン本体に隣接して配設され、過給状態を制御する電磁アクチュエータを有するターボ過給機と、前記側方領域であって、前記電磁アクチュエータに対して前記車両の上下方向における下方側で、且つ、前記車両の前後方向にずれた領域に配設された排気浄化装置と、を備え、前記電磁アクチュエータと前記排気浄化装置との間には、前記側方領域における前記排気浄化装置から前記電磁アクチュエータへの熱の伝達を抑制する断熱手段が設けられており、前記側方領域において、前記電磁アクチュエータと前記排気浄化装置との間には、断熱性を有するカバーが介挿されており、前記断熱手段は、前記カバーを含む。

上記態様に係るターボ過給機付エンジンでは、上記側方領域において電磁アクチュエータと排気浄化装置との間に断熱手段が設けられているので、車両の走行中及び停止中において、上記側方領域での排気浄化装置から電磁アクチュエータへの熱の伝達が抑制される。

また、上記態様に係るターボ過給機付エンジンでは、排気浄化装置が、電磁アクチュエータに対して前後方向にずれた領域に配設されているので、車両の停止中において、上記側方領域で排気浄化装置から上方に熱気が上昇しても、電磁アクチュエータに対して影響を及ぼすことが抑制される。
また、上記態様に係るターボ過給機付エンジンでは、エンジン本体が縦置きとなっており、エンジン本体の側方領域において、該エンジン本体に隣接して配設された電磁アクチュエータ等に対しては走行風が通過する。この場合にも、上記のように、通過する走行風による電磁アクチュエータへの熱の伝達が効果的に抑制される。
また、上記態様に係るターボ過給機付エンジンでは、上記側方領域における電磁アクチュエータと排気浄化装置との間に、断熱手段の一要素としてのカバーが介挿されているので、上記側方領域での排気浄化装置から電磁アクチュエータへの熱の伝達をより効果的に抑制することができる。

従って、上記態様に係るターボ過給機付エンジンでは、車両の走行時及び停止時の何れにおいても、排気浄化装置からターボ過給機の電磁アクチュエータへの熱の伝達を抑制することができる。

なお、上記において、「前記側方領域における・・・熱の伝達」とは、エンジン本体を介しての排気浄化装置から電磁アクチュエータへの熱の伝達を除くことを表すものである。

本発明の別態様に係るターボ過給機付エンジンは、上記態様であって、前記電磁アクチュエータは、前記排気浄化装置に対して前記前後方向における後方側に配設されており、前記カバーは、前記前後方向における前記電磁アクチュエータと前記排気浄化装置との間に設けられた第１断熱壁を有する。

上記態様に係るターボ過給機付エンジンでは、車両の前後方向における電磁アクチュエータと排気浄化装置との間にカバーの第１断熱壁が設けられているので、車両の走行時などにおいて、上記側方領域での排気浄化装置から電磁アクチュエータへの熱の伝達が抑制される。よって、上記態様に係るターボ過給機付エンジンでは、より効果的に排気浄化装置から電磁アクチュエータへの熱の伝達が抑制される。

本発明の別態様に係るターボ過給機付エンジンは、上記態様であって、前記カバーは、前記電磁アクチュエータに対して前記上下方向における下方側に設けられた第２断熱壁を有する。

上記態様に係るターボ過給機付エンジンでは、電磁アクチュエータの下方側にカバーの第２断熱壁が設けられており、当該第２断熱壁により、上記側方領域での下方側から電磁アクチュエータへの熱の伝達を抑制することができる。よって、上記態様に係るターボ過給機付エンジンでは、より効果的に排気浄化装置から電磁アクチュエータへの熱の伝達が抑制される。

本発明の別態様に係るターボ過給機付エンジンは、上記態様であって、前記第１断熱壁と前記第２断熱壁とは、一体形成されている。

上記態様に係るターボ過給機付エンジンでは、第１断熱壁と第２断熱壁とが一体形成されているので、部品点数の低減を図ることができ、組み付けに係る手間を削減することができ、また、部品管理などの観点から製造コストの低減を図ることもできる。

本発明の別態様に係るターボ過給機付エンジンは、上記態様であって、前記側方領域において、前記排気浄化装置に対して前記上下方向における上方側に配設された第２排気浄化装置を更に備え、前記第２排気浄化装置は、前記電磁アクチュエータに対して間隔を空けて前記前後方向における前方側に配設されているとともに、前記上下方向における上側の上面が前方側から後方側に向けて高さが漸次高くなるよう傾斜されている。

上記態様に係るターボ過給機付エンジンでは、第２排気浄化装置の上面が全方側から後方側に向けて漸次高くなるように傾斜しているので、車両の走行時において、第２排気浄化装置からの熱で温められた空気が上記上面に沿って後方側へと流れても、電磁アクチュエータへの熱の伝達を抑えることができる。

本発明の一態様に係るターボ過給機付エンジンは、車両に搭載されるターボ過給機付エンジンであって、複数の気筒を有するとともに、前記車両に対して前記前後方向に前記複数の気筒が配列されるように縦置きに搭載されているエンジン本体と、前記エンジン本体に対して前記車両の車幅方向の側方領域において、前記エンジン本体に隣接して配設され、過給状態を制御する電磁アクチュエータを有するターボ過給機と、前記側方領域であって、前記電磁アクチュエータに対して前記車両の上下方向における下方側で、且つ、前記車両の前後方向にずれた領域に配設された排気浄化装置と、前記側方領域において、前記排気浄化装置に対して前記上下方向における上方側に配設された第２排気浄化装置と、を備え、前記電磁アクチュエータと前記排気浄化装置との間には、前記側方領域における前記排気浄化装置から前記電磁アクチュエータへの熱の伝達を抑制する断熱手段が設けられており、前記第２排気浄化装置は、前記電磁アクチュエータに対して間隔を空けて前記前後方向における前方側に配設されているとともに、前記上下方向における上側の上面が前方側から後方側に向けて高さが漸次高くなるよう傾斜されている。
上記態様に係るターボ過給機付エンジンでは、上記側方領域において電磁アクチュエータと排気浄化装置との間に断熱手段が設けられているので、車両の走行中及び停止中において、上記側方領域での排気浄化装置から電磁アクチュエータへの熱の伝達が抑制される。
また、上記態様に係るターボ過給機付エンジンでは、排気浄化装置が、電磁アクチュエータに対して前後方向にずれた領域に配設されているので、車両の停止中において、上記側方領域で排気浄化装置から上方に熱気が上昇しても、電磁アクチュエータに対して影響を及ぼすことが抑制される。
また、上記態様に係るターボ過給機付エンジンでは、エンジン本体が縦置きとなっており、エンジン本体の側方領域において、該エンジン本体に隣接して配設された電磁アクチュエータ等に対しては走行風が通過する。この場合にも、上記のように、通過する走行風による電磁アクチュエータへの熱の伝達が効果的に抑制される。
また、上記態様に係るターボ過給機付エンジンでは、第２排気浄化装置の上面が全方側から後方側に向けて漸次高くなるように傾斜しているので、車両の走行時において、第２排気浄化装置からの熱で温められた空気が上記上面に沿って後方側へと流れても、電磁アクチュエータへの熱の伝達を抑えることができる。
従って、上記態様に係るターボ過給機付エンジンでは、車両の走行時及び停止時の何れにおいても、排気浄化装置からターボ過給機の電磁アクチュエータへの熱の伝達を抑制することができる。
本発明の別態様に係るターボ過給機付エンジンは、上記態様であって、前記第２排気浄化装置における前記上面に接する仮想線を、前記前後方向における後方側に延長する場合に、当該仮想線は、前記電磁アクチュエータに対して前記上下方向における上方を通過する。

上記態様に係るターボ過給機付エンジンでは、上記仮想線が電磁アクチュエータの上方を通過するようにレイアウト配置されているので、上記側方領域で第２排気浄化装置の熱が電磁アクチュエータに伝達されるのを、より確実に抑制することができる。

本発明の別態様に係るターボ過給機付エンジンは、上記態様であって、前記排気浄化装置はパティキュレートフィルタであり、前記第２排気浄化装置は酸化触媒を含み構成されている。

上記態様に係るターボ過給機付エンジンでは、排気浄化装置がパティキュレートフィルタであり、第２排気浄化装置が酸化触媒を含む装置である場合においても、上記のように排気浄化装置及び第２排気浄化装置から電磁アクチュエータへの熱の伝達を効果的に抑制することができる。

本発明の別態様に係るターボ過給機付エンジンは、上記態様であって、前記ターボ過給機は、前記エンジン本体から排出される排気ガスにより駆動されるタービンを有し、前記側方領域において、前記タービンは、前記電磁アクチュエータと前記排気浄化装置との間に介挿されており、前記断熱手段は、前記タービンを含む。
上記態様に係るターボ過給機付エンジンでは、上記側方領域において、電磁アクチュエータと排気浄化装置との間にターボ過給機のタービンが介挿されるようにレイアウト配置を行い、当該タービンを断熱手段の一要素としているので、上記側方領域での排気浄化装置から電磁アクチュエータへの熱の伝達をより効果的に抑制することができる。
本発明の別態様に係るターボ過給機付エンジンは、上記態様であって、前記電磁アクチュエータは、前記エンジン本体から導入された排気ガスの流速を制御するためのＶＧＴアクチュエータである。

上記態様に係るターボ過給機付エンジンでは、電磁アクチュエータの具体例としてＶＧＴ（ＶａｒｉａｂｌｅＧｅｏｍｅｔｒｙＴｕｒｂｏｃｈａｒｇｅｒ）アクチュエータを採用するが、この場合においても、上記側方領域で排気浄化装置からの熱がＶＧＴアクチュエータに伝達するのを抑制することができるので、ＶＧＴアクチュエータの誤作動や動作不良、さらには短寿命化などを抑制することができる。

なお、上記の各態様に係るターボ過給機付エンジンでは、前記側方領域において、前記電磁アクチュエータを前記排気浄化装置に対して間隙を空けて配設するようにしてもよい。このようなレイアウトを採用する態様では、電磁アクチュエータと排気浄化装置との間に空いた間隙により、上記側方領域での排気浄化装置から電磁アクチュエータへの熱の伝達が抑制される。

上記の各態様に係るターボ過給機付エンジンでは、車両の走行時及び停止時の何れにおいても、排気浄化装置からターボ過給機の電磁アクチュエータへの熱の伝達を抑制することができる。

実施形態に係る車両におけるエンジンの概略構成を示す模式図である。エンジンを側方から見た模式側面図である。エンジンを正面から見た模式正面図である。ＶＧＴアクチュエータに対するカバーの取り付け形態を側方から示す模式側面図である。ＶＧＴアクチュエータに対するカバーの取り付け形態を下方から示す模式下面図である。ＶＧＴアクチュエータに対するカバーの取り付け形態を正面から示す模式正面図である。車両走行時における熱の移動を示す模式図である。車両停止時における熱の移動を示す模式図である。

以下では、本発明の実施形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下で説明の形態は、本発明の一態様であって、本発明は、その本質的な構成を除き何ら以下の形態に限定を受けるものではない。

なお、以下で用いる図面においては、詳細な車両の図示を省略しているが、＋Ｘ側が車両の前後方向における前方側、－Ｘ側が後方側であり、＋Ｙ側が車両の車幅方向における左方側、－Ｙ側が右方側であり、＋Ｚ側が車両の上下方向における上方側、－Ｚ側が下方側である。

［実施形態］
１．ターボ過給機付エンジン２の概略構成
ターボ過給機付エンジン（以下では、単に「エンジン」と記載する。）２の概略構成について、図１を用い説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る車両１は、当該車両１に搭載されたエンジン２と、当該エンジン２の駆動制御を実行するＥＣＵ（ＥｎｇｉｎｅＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）１０と、を有する。

エンジン２は、エンジン本体３と、吸気装置４と、排気装置５と、ターボ過給機６と、を備える。本実施形態では、エンジン本体３として、６つの気筒３ａ～３ｆを有する多気筒のディーゼルエンジンを一例として採用し、車両１に対して縦置きの状態で搭載されている。即ち、気筒３ａ～３ｆの配列方向が車両１の前後方向に沿うようになっている。

吸気装置４は、エンジン本体３の吸気ポート（図示を省略。）に接続された吸気通路４１を有する。吸気通路４１の上流端には、エアクリーナ４２が設けられており、新気は、エアクリーナ４２を通り吸気通路４１に取り込まれる。

吸気通路４１には、ターボ過給機６のコンプレッサ６１、スロットルバルブ４３、インタークーラ４４、及びサージタンク４５が介挿されている。吸気通路４１を流れてきた空気は、ターボ過給機６のコンプレッサ６１により過給され、スロットルバルブ４３を通りインタークーラ４４に送られる。インタークーラ４４では、コンプレッサ６１による圧縮により温度上昇した空気の冷却がなされる。

なお、スロットルバルブ４３は、エンジン２の運転中において、基本的に全開若しくはこれに近い状態に維持するように開閉制御が実行される。そして、エンジン２の停止時等の必要時のみ閉弁される。

サージタンク４５は、エンジン本体３の吸気ポート（図示を省略。）との接続部分の直前に設けられており、各気筒３ａ～３ｆへの流入空気量の平準化を図るために設けられている。

排気装置５は、ターボ過給機６のタービン６２が設けられた部分に一端が接続された排気通路５１を有する。排気通路５１には、ＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）５２、ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）５３、排気シャッターバルブ５４、及びサイレンサ５５が介挿されている。

ＤＯＣ５２は、エンジン本体３から排出された排気ガス中のＣＯ及びＨＣを酸化することにより無害化するものであり、ＤＰＦ５３は、排気ガス中に含まれる煤等の微粒子（パティキュレート）を捕集するものである。排気シャッターバルブ５４は、排気ガスの流れ方向におけるＤＰＦ５３とサイレンサ５５との間に設けられており、サイレンサ５５を通り外部に排気される排気ガスの流量を制御するバルブである。

なお、本実施形態では、ＤＰＦ５３が上記態様における「排気浄化装置」に相当し、ＤＯＣ５２が上記態様における「第２排気浄化装置」に相当する。

本実施形態で採用するターボ過給機６は、ＶＧ（ＶａｒｉａｂｌｅＧｅｏｍｅｔｒｙ）ターボ過給機であり、角度変化が可能な複数の可変ベーンを備え（図示を省略）、タービン６２に流入する排気ガスの流速を調整することで過給状態を制御することができる過給機である。

ターボ過給機６は、コンプレッサ６１及びタービン６２の他に、ケーシング通路部６３及びＶＧＴ（ＶａｒｉａｂｌｅＧｅｏｍｅｔｒｙＴｕｒｂｏｓｈａｒｇｅｒ）アクチュエータ（電磁アクチュエータ）６４を有する。ケーシング通路部６３は、気筒３ａ～３ｃの排気ポート口と気筒３ｄ～３ｆの排気ポート口とに接続され、管同士が集合されてタービン６２に接続されている。

ＶＧＴアクチュエータ６４は、ＥＣＵ１０から出力された制御信号に基づき、複数の可変ベーンの角度を制御し、過給状態を制御するためのアクチュエータである。

エンジン２は、ＨＰ－ＥＧＲ（ＨｉｇｈＰｒｅｓｓｕｒｅ－ＥｘｈａｕｓｔＧａｓＲｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置７、ＬＰ－ＥＧＲ（ＬｏｗＰｒｅｓｓｕｒｅ－ＥｘｈａｕｓｔＧａｓＲｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置８、及びブローバイガス装置９を更に備える。ＨＰ－ＥＧＲ装置７は、ＨＰ－ＥＧＲ通路（ＥＧＲ通路）７１を有している。ＨＰ－ＥＧＲ通路７１は、エンジン本体３のシリンダヘッドと吸気通路４１との間を接続するように設けられている。なお、吸気通路４１におけるＨＰ－ＥＧＲ通路７１の接続箇所は、インタークーラ４４が介挿された箇所とサージタンク４５との間の箇所である。ＨＰ－ＥＧＲ通路７１には、ＥＧＲバルブ７２が介挿されている。ＥＧＲバルブ７２は、吸気通路４１に対して還流させる排気ガスの量を調節するためのバルブである。

ＬＰ－ＥＧＲ装置８は、ＬＰ－ＥＧＲ通路８１を有している。ＬＰ－ＥＧＲ通路８１は、排気通路５１と吸気通路４１とを接続するように設けられている。排気通路５１におけるＬＰ－ＥＧＲ通路８１の接続箇所は、ＤＰＦ５３が介挿された箇所と排気シャッターバルブ５４が介挿された箇所との間の箇所である。吸気通路４１におけるＬＰ－ＥＧＲ通路８１の接続箇所は、エアクリーナ４２が介挿された箇所とターボ過給機６のコンプレッサ６１が介挿された箇所との間の箇所である。

ＬＰ－ＥＧＲ通路８１には、ＥＧＲクーラ８２とＥＧＲバルブ８３とが介挿されている。ＥＧＲバルブ８３は、ＨＰ－ＥＧＲ装置７におけるＥＧＲバルブ７２と同様に、吸気通路４１に対して還流させる排気ガスの量を調節するためのバルブである。ＥＧＲクーラ８２は、吸気通路４１に還流させる排気ガスを冷却するために設けられている。

ブローバイガス装置９は、ブローバイガス通路９１を有している。ブローバイガス通路９１は、エンジン本体３のヘッドカバ内と吸気通路４１とを接続するように設けられている。ブローバイガス通路９１は、エンジン本体３内で発生したブローバイガスを吸気通路４１へと戻すための通路である。

ＥＣＵ１０は、エンジン本体３における燃料噴射タイミングの制御や、各種バルブ４３，５４，７２，８３の開閉制御、さらにはＶＧＴアクチュエータ６４の制御などを実行する。

２．エンジン２の外観構成
エンジン２の外観構成について、図２及び図３を用い説明する。図２は、エンジン２を側方（車両１の車幅方向における右方側）から見た模式側面図であり、図３は、エンジン２を正面（車両１の前後方向における前方側）から見た模式正面図である。

図２及び図３に示すように、エンジン２において、エンジン本体３に対して－Ｙ側の領域（側方領域２ａ）には、エンジン本体３の側面部に隣接して、ＬＰ－ＥＧＲ装置８のＬＰ－ＥＧＲ通路８１及びＥＧＲクーラ８２や、排気装置５のＤＯＣ５２及びＤＰＦ５３や、ターボ過給機６等が配設されている。

ＬＰ－ＥＧＲ通路８１は、＋Ｚ側に配されたターボ過給機６におけるコンプレッサ６１（図１を参照。）の直前部分と、－Ｚ側に配されたＤＰＦ５３の下流部分と、を接続するように設けられている。ＥＧＲクーラ８２は、Ｚ方向に略沿うように配置されている。

図２に示すように、排気装置５におけるＤＯＣ５２が設けられた箇所からＤＰＦ５３が設けられた箇所に至る部分は、略Ｕ字形状となるように曲折されている。そして、排気通路５１におけるＤＰＦ５３よりも下流側（排気ガスの流れ方向の下流側）の部分は、－Ｚ側（エンジン本体３のオイルパン３３の側）であって－Ｘ側（車両１の前後方向における後方側）を向くように曲折されている。

なお、エンジン２では、ＤＯＣ５２が筒形状を有し、＋Ｘ側から－Ｘ側に向けて＋Ｚ側へと漸次高くなるように傾斜した姿勢で配設されている。

図３に示すように、排気装置５におけるＤＯＣ５２は、エンジン本体３のシリンダヘッド３１の－Ｙ側の側面部３１ａに隣接した状態で配置されている。ＤＰＦ５３は、エンジン本体３のシリンダブロック３２の－Ｙ側の側面部３２ａに隣接した状態で配置されている。

図２に示すように、ターボ過給機６の－Ｘ側には、カバー１０１とカバー１０２とが設けられている。これらカバー１０１，１０２は、断熱特性を有するものである。

カバー１０１は、ターボ過給機６のＶＧＴアクチュエータを、近接するＤＯＣ５２やＤＰＦ５３などの熱から保護するために設けられている。

同様に、カバー１０２は、ＬＰ－ＥＧＲ装置８におけるＥＧＲバルブ８３（図２及び図３では、図示を省略。）を、近接するＤＯＣ５２やＤＰＦ５３などの熱から保護するために設けられている。なお、カバー１０１とカバー１０２とは、別体であってもよいし、一体形成されたものであってもよい。

ここで、ＶＧＴアクチュエータ６４と、ＤＯＣ５２及びＤＰＦ５３と、の相互の配置関係について、説明しておく。図２に示すように、ＤＯＣ５２は、ＤＰＦ５３の＋Ｚ側に間隔を空けて配設されている。ＶＧＴアクチュエータ６４とＤＯＣ５２とは、Ｚ方向において、略同じ高さレベルに配置されている。

ＤＯＣ５２及びＤＰＦ５３は、ＶＧＴアクチュエータ６４よりも＋Ｘ側に離間して配設されている。即ち、ＶＧＴアクチュエータ６４は、ＤＯＣ５２及びＤＰＦ５３に対して－Ｘ側にずれた位置に配設されている。

３．ＶＧＴアクチュエータ６４に対するカバー１０１の取付形態
ＶＧＴアクチュエータ６４に対するカバー１０１の取付形態について、図４から図６を用い説明する。図４は、ＶＧＴアクチュエータ６４及びカバー１０１を、車両１の車幅方向における右方側（－Ｙ側）から見た状態で示す模式側面図であり、図５は、車両１の上下方向における下方側（－Ｚ側）から見た状態で示す模式下面図であり、図６は、車両１の前後方向における前方側（＋Ｘ側）から見た状態で示す模式正面図である。

図４に示すように、ターボ過給機６では、コンプレッサ６１とタービン６２とがＸ方向に並設されており、コンプレッサ６１の－Ｘ側には吸気通路４１の上流側部分が接続されている。タービン６２の－Ｚ側にはケーシング通路部６３が接続されている。ＶＧＴアクチュエータ６４は、コンプレッサ６１に対して＋Ｚ側となる部分に配設されている。

コンプレッサ６１の外壁部分には、カバー１０１の取付用のボルトが螺合されるネジ孔６ａが設けられている。

カバー１０１は、図４の紙面手前側（－Ｙ側）に側壁部１０１ｂを有している。側壁部１０１ｂには、ネジ孔６ａに対応する箇所にボルトが挿通する孔部１０１ａが開けられている。なお、カバー１０１は、断熱性を有する材料から構成されている。

ＶＧＴアクチュエータ６４に対してカバー１０１を取り付けた場合には、ＶＧＴアクチュエータ６４における紙面手前側（－Ｙ側）をカバー１０１の側壁部１０１ｂが覆う状態となる。

次に、図５及び図６に示すように、カバー１０１は、下壁部１０１ｃ及び前壁部１０１ｄを有する。本実施形態では、前壁部１０１ｄが上記態様の「第１断熱壁」に相当し、下壁部１０１ｃが上記態様の「第２断熱壁」に相当する。

本実施形態では、カバー１０１において、前壁部１０１ｄと、下壁部１０１ｃと、側壁部１０１ｂと、が一体形成されている。

図５に示すように、ＶＧＴアクチュエータ６４に対してカバー１０１を取り付けた場合には、ＶＧＴアクチュエータ６４の紙面手前側（－Ｚ側）をカバー１０１の下壁部１０１ｃが覆う状態となる。

図６に示すように、ＶＧＴアクチュエータ６４に対してカバー１０１を取り付けた場合には、ＶＧＴアクチュエータ６４の紙面手前側（＋Ｘ側）をカバー１０１の前壁部１０１ｄが覆う状態となる。但し、図３に示したように、ＶＧＴアクチュエータ６４の＋Ｚ側の一部は、前壁部１０１ｄから＋Ｚ側に露出した状態となる。

なお、図６に示すように、ターボ過給機６には、カバー１０１の取付用のボルトが螺合されるネジ孔６ｂが設けられている。カバー１０１の前壁部１０１ｄには、ネジ孔６ｂに対応する箇所にボルトが挿通する孔部１０１ｅが開けられている。

４．車両１が走行している際の熱の移動
車両１が走行している際の熱の移動について、図７を用い説明する。図７は、車両１が走行している際の、側方領域２ａでの熱の移動経路を模式的に示す模式図である。

図７に示すように、車両１が走行している場合には、エンジン本体３の側方領域２ａにおいて、＋Ｘ側から－Ｘ側に向けて空気が流れる（Ｆｌｏｗ_１）。側方領域２ａを流れる空気Ｆｌｏｗ_１の一部は、ＤＰＦ５３の外周面に沿って－Ｘ側へと流れる（Ｆｌｏｗ_２）。

また、ＤＰＦ５３の外周面に沿って流れる空気の一部は、－Ｘ側であって＋Ｚ側である斜め上方に向けても流れる（Ｆｌｏｗ_３，Ｆｌｏｗ_４）。なお、ＤＰＦ５３は、エンジン２の駆動中において高温となるため、ＤＰＦ５３の外周面を通過した空気（Ｆｌｏｗ_２，Ｆｌｏｗ_３，Ｆｌｏｗ_４）も高温となる。

図７に示すように、エンジン２では、ＶＧＴアクチュエータ６４とＤＰＦ５３との間に間隙Ｇが空いており、側方領域２ａにおいて、ＶＧＴアクチュエータ６４とＤＰＦ５３との間に間隙Ｇを空けることによって、ＤＰＦ５３からの熱がＶＧＴアクチュエータ６４へと伝達されるのを抑制することができる。即ち、ＤＰＦ５３の外周面に沿って－Ｘ側に通過することで高温化された空気Ｆｌｏｗ_４は、間隙Ｇを通過する間に冷却され、また、流れ方向が分散される。

また、エンジン２では、ＤＰＦ５３とＶＧＴアクチュエータ６４との間にターボ過給機６におけるタービン６２が介挿されている。このため、エンジン２では、高温化された空気Ｆｌｏｗ_４の熱がＶＧＴアクチュエータ６４に伝達されるのが抑制される。

さらに、エンジン２では、ＶＧＴアクチュエータ６４に対してカバー１０１が取り付けられているので、タービン６２を通過した空気Ｆｌｏｗ_５の熱がＶＧＴアクチュエータ６４に伝達されるのも抑制される。即ち、エンジン２では、断熱性を有するカバー１０１をＶＧＴアクチュエータ６４とＤＰＦ５３との間に配設することにより、前壁部１０１ｄ及び下壁部１０１ｃにより、空気Ｆｌｏｗ_５の熱がＶＧＴアクチュエータ６４に伝達されるのが抑制される。

同様に、ＤＯＣ５２の外周面を通過した空気Ｆｌｏｗ_６も高温となる。この場合においても、ＶＧＴアクチュエータ６４とＤＯＣ５２との間には間隙Ｇが存在するので、ＤＯＣ５２の外周面に沿って－Ｘ側に通過することで高温化された空気Ｆｌｏｗ_７は、間隙Ｇを通過する間に冷却されるとともに、その流れ方向が分散される。

また、エンジン２では、ＤＯＣ５２とＶＧＴアクチュエータ６４との間にターボ過給機６におけるタービン６２が介挿されているため、エンジン２では、高温化された空気Ｆｌｏｗ_７の熱がＶＧＴアクチュエータ６４に伝達されるのが抑制される。

さらに、エンジン２では、ＶＧＴアクチュエータ６４に対してカバー１０１が取り付けられているので、カバー１０１の前壁部１０１ｄにより、空気Ｆｌｏｗ_８の熱がＶＧＴアクチュエータ６４に伝達されるのが抑制される。

図７に示すように、ＤＯＣ５２の上面５２ａに接し、－Ｘ側に延びる仮想線Ｌ_５２ａを仮に規定する。この場合に、エンジン２では、仮想線Ｌ_５２ａがＶＧＴアクチュエータ６４よりも＋Ｚ側を通過するように、ＤＯＣ５２及びＶＧＴアクチュエータ６４が配設されている。このため、側方領域２ａにおいて、ＤＯＣ５２の上面５２ａに沿って－Ｘ側に通過することで高温化された空気Ｆｌｏｗ_１０は、ＶＧＴアクチュエータ６４の＋Ｚ側を通過する（Ｆｌｏｗ_１１）。これにより、ＤＯＣ５２からの熱についても、ＶＧＴアクチュエータ６４に伝達されるのが抑制される。

なお、エンジン２では、空気Ｆｌｏｗ１０の一部の流れ方向が変化し、ＶＧＴアクチュエータ６４の側を向いた場合にあっても、カバー１０１の前壁部１０１ｄにより、ＤＯＣ５２からの熱がＶＧＴアクチュエータ６４に伝達されるのを抑制することができる。

５．車両１が停止している際の熱の移動
車両１が停止している際の熱の移動について、図８を用い説明する。図８は、車両１が停止している際の、側方領域２ａにおける熱の移動経路を示す模式図である。

図８に示すように、車両１が停止している場合には、側方領域２ａには走行風が流れないため、ＤＰＦ５３からの熱は、＋Ｚ側へと上昇する（Ｆｌｏｗ_１２）。なお、図示を省略しているが、ＤＯＣ５２からの熱も、＋Ｚ側へと上昇する。

図８に示すように、エンジン２では、ＶＧＴアクチュエータ６４とＤＰＦ５３とを、Ｘ方向に互いにずれた領域Ａ_６４，Ａ_５３に配設されている。このため、車両１の停止時において、ＤＰＦ５３から＋Ｚ側に上昇する熱Ｆｌｏｗ_１２は、ＶＧＴアクチュエータ６４に伝達され難い。

仮に＋Ｚ側に上昇する熱が＋Ｚ側に上昇しながら－Ｘ側に移動した場合にあっても、カバー１０１の下壁部１０１ｃ及び前壁部１０１ｄにより、ＶＧＴアクチュエータ６４に伝達されるのが抑制される。

６．効果
本実施形態に係るエンジン２では、側方領域２ａにおいて、ＶＧＴアクチュエータ６４とＤＰＦ５３との間には、タービン６２が介挿されているとともに、カバー１０１が配設されている。このため、側方領域２ａにおけるＤＰＦ５３からＶＧＴアクチュエータ６４への熱の伝達は、タービン６２、及びカバー１０１により抑制される。即ち、エンジン２では、タービン６２、及びカバー１０１が、側方領域２ａでのＤＰＦ５３からＶＧＴアクチュエータ６４への熱の伝達を抑制する断熱手段として機能する。

また、本実施形態に係るエンジン２では、図９を用い説明したように、側方領域２ａにおいて、ＤＰＦ５３がＶＧＴアクチュエータ６４に対してＸ方向にずれた領域Ａ_５３に配設されているので、車両１の停止中において、ＤＰＦ５３から上方に熱Ｆｌｏｗ_１２が上昇しても、ＶＧＴアクチュエータ６４に対して影響を及ぼすことが抑制される。

また、本実施形態に係るエンジン２では、前壁部１０１ｄを有するカバー１０１を設けることにより、車両１の走行時において、側方領域２ａでＤＰＦ５３やＤＯＣ５２からの熱Ｆｌｏｗ_８がＶＧＴアクチュエータ６４に対して伝達されるのを抑制することができる。

また、本実施形態に係るエンジン２では、カバー１０１が下壁部１０１ｃも有するので、－Ｚ側からＶＧＴアクチュエータ６４への熱Ｆｌｏｗ_５の伝達も抑制することができる。

また、本実施形態に係るエンジン２では、カバー１０１において、前壁部１０１ｄと下壁部１０１ｃとが一体形成されているので、部品点数の低減を図ることができ、組み付けに係る手間を削減することができ、また、部品管理などの観点から製造コストの低減を図ることもできる。

また、本実施形態に係るエンジン２では、図９を用い説明したように、ＤＯＣ５２の上面５２ａが後上り（－Ｘ側の高さが高い状態）で傾斜して配設されているので、車両１の走行時において、側方領域２ａでＤＯＣ５２からの熱Ｆｌｏｗ_９が－Ｘ側へと流れても、ＶＧＴアクチュエータ６４への熱の伝達を抑えることができる。特に、本実施形態に係るエンジン２では、仮想線Ｌ５２ａがＶＧＴアクチュエータ６４の＋Ｚ側を通過するようにＤＯＣ５２及びＶＧＴアクチュエータ６４が配設されているので、ＤＯＣ５２からの熱が電磁アクチュエータに伝達されるのを、より確実に抑制することができる。

また、本実施形態に係るエンジン２では、車両１の走行時において高温となるＤＰＦ５３を、ＶＧＴアクチュエータ６４に対して－Ｚ側に配設しているが、上記のような断熱手段を設けることにより、ＤＰＦ５３からＶＧＴアクチュエータ６４への熱の伝達を効果的に抑制することができる。

以上のように、本実施形態に係るターボ過給機付エンジンでは、車両の走行時及び停止時の何れにおいても、排気浄化装置からターボ過給機の電磁アクチュエータへの熱の伝達を抑制することができる。

また、本実施形態に係るエンジン２では、エンジン本体３の－Ｙ側の側方領域２ａにおいて、ＶＧＴアクチュエータ６４とＤＰＦ５３とが、間に間隙Ｇを空けた状態で配設されている。本実施形態に係るエンジン２では、上記のようなレイアウトを採用することにより、間隙Ｇに存在する空気によってもＤＰＦ５３からＶＧＴアクチュエータ６４への熱の伝達を抑制することができる。

［変形例］
上記実施形態では、断熱手段として、タービン６２、及びカバー１０１を設けることとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、上記２つの要素の内の一方だけを断熱手段として採用することもできる。

上記実施形態では、エンジン本体３の－Ｙ側の側方領域２ａにおいて、ＶＧＴアクチュエータ６４とＤＰＦ５３との間に間隙Ｇを空けることとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、上記のような断熱手段がＶＧＴアクチュエータ６４とＤＰＦ５３との間に隙間なく介挿された構成を採用することもできる。

上記実施形態では、電磁アクチュエータの一例として、ＶＧＴアクチュエータ６４を採用することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、電磁的に駆動されるウェストゲートバルブを採用することなども可能である。

上記実施形態では、排気装置５がＤＯＣ５２とＤＰＦ５３とを有する構成を採用したが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、ＤＯＣ又はＤＰＦの一方を排気浄化装置として採用することもできる。

上記実施形態では、エンジン２が１つのターボ過給機６を備える構成を一例として採用したが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、２つ以上のターボ過給機を備え、そのうちの一方がＶＧターボ過給機であるような構成や、ＶＧターボ過給機と電動過給機とを備える構成や、さらにはＶＧターボ過給機と機械式過給機とを備える構成などを採用することもできる。

上記実施形態では、エンジン本体３の一例として６気筒のディーゼルエンジンを採用することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、気筒数については、４気筒や５気筒であってもよいし、７気筒以上であってもよい。また、エンジン種類については、ガソリンエンジンであってもよいし、エンジンの形式についても、直列型に限らず、Ｖ型やＷ型、あるいは水平対向などを採用することもできる。

上記実施形態では、車両１に対してエンジン２を縦置きで搭載することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、横置きで搭載することもできる。また、エンジンの搭載箇所については、車両の前部に限らず、車両の後部とすることもできる。

１車両
２ターボ過給機付エンジン
２ａ側方領域
３エンジン本体
６ターボ過給機
５２ＤＯＣ（第２排気浄化装置）
５２ａ上面
５３ＤＰＦ（排気浄化装置）
６２タービン
６４ＶＧＴアクチュエータ（電磁アクチュエータ）
１０１カバー
１０１ｃ下壁部（第２断熱壁）
１０１ｄ前壁部（第１断熱壁）
Ｇ間隙
Ｌ_５２ａ仮想線

Claims

車両に搭載されるターボ過給機付エンジンにおいて、
複数の気筒を有するとともに、前記車両に対して前記前後方向に前記複数の気筒が配列されるように縦置きに搭載されているエンジン本体と、
前記エンジン本体に対して前記車両の車幅方向の側方領域において、前記エンジン本体に隣接して配設され、過給状態を制御する電磁アクチュエータを有するターボ過給機と、
前記側方領域であって、前記電磁アクチュエータに対して前記車両の上下方向における下方側で、且つ、前記車両の前後方向にずれた領域に配設された排気浄化装置と、
を備え、
前記電磁アクチュエータと前記排気浄化装置との間には、前記側方領域における前記排気浄化装置から前記電磁アクチュエータへの熱の伝達を抑制する断熱手段が設けられており、
前記側方領域において、前記電磁アクチュエータと前記排気浄化装置との間には、断熱性を有するカバーが介挿されており、
前記断熱手段は、前記カバーを含む、
ターボ過給機付エンジン。
請求項１に記載のターボ過給機付エンジンであって、
前記電磁アクチュエータは、前記排気浄化装置に対して前記前後方向における後方側に配設されており、
前記カバーは、前記前後方向における前記電磁アクチュエータと前記排気浄化装置との間に設けられた第１断熱壁を有する、
ターボ過給機付エンジン。
請求項２に記載のターボ過給機付エンジンであって、
前記カバーは、前記電磁アクチュエータに対して前記上下方向における下方側に設けられた第２断熱壁を有する、
ターボ過給機付エンジン。
請求項３に記載のターボ過給機付エンジンであって、
前記第１断熱壁と前記第２断熱壁とは、一体形成されている、
ターボ過給機付エンジン。
請求項１から請求項４の何れかに記載のターボ過給機付エンジンであって、
前記側方領域において、前記排気浄化装置に対して前記上下方向における上方側に配設された第２排気浄化装置を更に備え、
前記第２排気浄化装置は、前記電磁アクチュエータに対して間隔を空けて前記前後方向における前方側に配設されているとともに、前記上下方向における上側の上面が前方側から後方側に向けて高さが漸次高くなるよう傾斜されている、
ターボ過給機付エンジン。
車両に搭載されるターボ過給機付エンジンにおいて、
複数の気筒を有するとともに、前記車両に対して前記前後方向に前記複数の気筒が配列されるように縦置きに搭載されているエンジン本体と、
前記エンジン本体に対して前記車両の車幅方向の側方領域において、前記エンジン本体に隣接して配設され、過給状態を制御する電磁アクチュエータを有するターボ過給機と、
前記側方領域であって、前記電磁アクチュエータに対して前記車両の上下方向における下方側で、且つ、前記車両の前後方向にずれた領域に配設された排気浄化装置と、
前記側方領域において、前記排気浄化装置に対して前記上下方向における上方側に配設された第２排気浄化装置と、
を備え、
前記電磁アクチュエータと前記排気浄化装置との間には、前記側方領域における前記排気浄化装置から前記電磁アクチュエータへの熱の伝達を抑制する断熱手段が設けられており、
前記第２排気浄化装置は、前記電磁アクチュエータに対して間隔を空けて前記前後方向における前方側に配設されているとともに、前記上下方向における上側の上面が前方側から後方側に向けて高さが漸次高くなるよう傾斜されている、
ターボ過給機付エンジン。
請求項５又は請求項６に記載のターボ過給機付エンジンであって、
前記第２排気浄化装置における前記上面に接する仮想線を、前記前後方向における後方側に延長する場合に、当該仮想線は、前記電磁アクチュエータに対して前記上下方向における上方を通過する、
ターボ過給機付エンジン。
請求項５から請求項７の何れかに記載のターボ過給機付エンジンであって、
前記排気浄化装置はパティキュレートフィルタであり、前記第２排気浄化装置は酸化触媒を含み構成されている、
ターボ過給機付エンジン。
請求項１から請求項８の何れかに記載のターボ過給機付エンジンであって、
前記ターボ過給機は、前記エンジン本体から排出される排気ガスにより駆動されるタービンを有し、
前記側方領域において、前記タービンは、前記電磁アクチュエータと前記排気浄化装置との間に介挿されており、
前記断熱手段は、前記タービンを含む、
ターボ過給機付エンジン。
請求項１から請求項９の何れかに記載のターボ過給機付エンジンであって、
前記電磁アクチュエータは、前記エンジン本体から導入された排気ガスの流速を制御するためのＶＧＴアクチュエータである、
ターボ過給機付エンジン。