WO2018021483A1

WO2018021483A1 - 車両の吸排気装置

Info

Publication number: WO2018021483A1
Application number: PCT/JP2017/027267
Authority: WO
Inventors: 長谷川　裕一; 啓史北畠; 拓倉増; 良太郎西田; 光則早田; 毅中平; 裕司小島; 周津田
Original assignee: マツダ株式会社
Priority date: 2016-07-27
Filing date: 2017-07-27
Publication date: 2018-02-01
Also published as: CN109477423A; JPWO2018021481A1; EP3418523A4; EP3421756B1; EP3418548A4; CN109477444A; WO2018021481A1; JPWO2018021482A1; US10746080B2; US20200025158A1; JP6763432B2; EP3418523A1; WO2018021482A1; EP3418548A1; US10995649B2; CN109477412A; JPWO2018021483A1; JP6701609B2; EP3421756A4; EP3421756A1

Abstract

車両用エンジン２の吸排気装置１は、圧縮自己着火運転を実行可能に構成された車両用エンジン２の吸排気装置１であって、吸気通路上に、排気ガス以外の力で駆動されるスーパーチャージャ９を備え、排気通路上に配置される排気浄化装置１８は、エンジン２の外面に隣接して配置されている。

Description

車両の吸排気装置

　本発明は、車両の吸排気装置に関し、より具体的には、過給機と排気浄化装置とを備えた車両の吸排気装置に関する。

　一般的に、車両用ガソリンエンジンにおいて、ガソリンを理論空燃比近くで燃焼させると、燃焼で生じる排気ガス中に残る酸素量は少なくなる。ところが、エンジンの下流側に排気ガスを浄化するためのＧＰＦ(Gasoline Particulate Filter)が設けられている場合、ＧＰＦにおける排気ガスの浄化には酸素を必要とするため、排気ガス中の酸素量が少ないとＧＰＦで排気ガスを浄化しきれなくなる。そこで、例えば特許文献１に記載のエンジンのように、ターボチャージャを設けて過給し、リーンバーンを行うようにすることが考えられる。

特開２０１２－５７５１９号公報

　一方で、例えば圧縮自己着火運転により熱効率のよい運転を行う場合、排気ガスが比較的低温になる場合がある。排気ガスを浄化するためにエンジンの下流側に設けられる触媒においては、予め活性温度範囲を設定する必要があるが、排気ガスの温度が低い場合があると触媒が対応しなければならない活性温度の範囲が広くなるため、活性温度範囲の設定が難しくなる。特に、圧縮自己着火運転と火花点火運転を併用するエンジンの場合、発生する可能性のある排気ガスの温度範囲が広くなるため、例えば触媒の活性温度範囲を高温側に合わせて設定した場合、圧縮自己着火運転時の低温の排気ガスに触媒が対応しにくくなる。

　本発明の目的は、圧縮自己着火運転を実行可能なエンジンにおいて、良好な燃焼・運転を確保しつつ排気浄化装置の触媒の活性環境を確保することができる車両用エンジンの吸排気装置を提供することにある。

　上記の目的を達成するために、本発明の車両用エンジンの吸排気装置は、圧縮自己着火運転を実行可能に構成された車両用エンジンの吸排気装置であって、吸気通路上に、排気ガス以外の力で駆動される過給機を備え、排気通路上に配置される排気浄化装置は、エンジンの外面に隣接して配置されている、ことを特徴としている。

　このように構成された本発明においては、車両用エンジンの吸排気装置が過給機を備えているので、圧縮自己着火に必要な空気量が確保されるとともに、燃焼室内での吸気流動が大きくなり燃焼が促進される。その結果、デポジットの発生が抑制される。
　排気浄化装置がエンジンの外面に隣接しているので、排気浄化装置がエンジンの近くに配置される。これにより、エンジンから排出される排気ガスがより短い経路を通ってすぐに排気浄化装置に導入されるから、排気ガスの温度が下がるのが抑制され、比較的高温の排気ガスが排気浄化装置に導入される。よって例えば圧縮自己着火で燃焼を行う場合に生じる排気ガスが比較的低温であっても、排気ガスの温度が過剰に下がった状態で排気浄化装置に供給されるのが回避されるから、排気浄化装置の触媒等で排気ガスの浄化が良好に行われる。また、これにより、例えば圧縮自己着火運転と火花点火運転とを併用している車両用エンジンにおいて排気浄化装置に触媒が用いられている場合にも、触媒の活性温度範囲を設定しやすくなる。
　過給機が排気ガス以外の力で駆動されるので、排気ガスのエネルギが過給機によって奪われるのが防止される。よって排気ガスが排気浄化装置に到達するまでに排気ガスの温度が下がってしまうのが防止され、これによっても比較的高温の排気ガスが排気浄化装置に供給され、排気ガスの浄化が良好に行われる。

　本発明において、過給機は、エンジンの出力軸によって駆動されるスーパーチャージャ、または電動の過給機であることが好ましい。
　このように構成された本発明においては、過給機がエンジンの出力軸によって駆動されるスーパーチャージャであるか、または電動の過給機であるので、ターボチャージャ等の排気ガスの力で駆動する過給機を使用する場合に比べて、排気ガスのエネルギが過給機によって奪われるのが防止される。よって排気ガスが排気浄化装置に到達するまでに排気ガスの温度が下がってしまうのが防止され、比較的高温の排気ガスを排気浄化装置に供給することが可能となり、排気ガスの浄化が良好に行われる。

　本発明において、火花着火運転を実行可能に構成され、排気通路における排気浄化装置よりも上流にはターボ過給機を有し、火花着火運転を実行する際には、ターボ過給機により過給し、圧縮自己着火運転を実行する際には、スーパーチャージャにより過給するように構成されていることが好ましい。
　このように構成された本発明においては、火花着火運転を実行する際には、ターボ過給機により過給し、圧縮自己着火運転を実行する際には、スーパーチャージャにより過給するように構成されているので、圧縮自己着火運転時には、排気ガスの温度が触媒装置の活性温度範囲から外れるのが防止されるとともに、火花着火運転時の特に高負荷運転時においては、ターボ過給機の駆動によって排気ガスエネルギーを消費させることで、排気ガスの温度が触媒装置の活性温度範囲から外れるのが防止される。

　本発明において、火花着火運転を実行可能に構成され、排気通路における排気浄化装置よりも上流にはターボ過給機を有し、火花着火運転を実行する際には、ターボ過給機により過給し、圧縮自己着火運転を実行する際には、電動の過給機により過給するように構成されていることが好ましい。
　このように構成された本発明においては、火花着火運転を実行する際には、ターボ過給機により過給し、圧縮自己着火運転を実行する際には、電動の過給機により過給するように構成されているので、圧縮自己着火運転時には、排気ガスの温度が触媒装置の活性温度範囲から外れるのが防止されるとともに、火花着火運転時の特に高負荷運転時においては、ターボ過給機の駆動によって排気ガスエネルギーを消費させることで、排気ガスの温度が触媒装置の活性温度範囲から外れるのが防止される。

　本発明において、エンジンは、車両前方側に吸気系が配置され、車両後方側に排気系が配置され、過給機は、エンジンの車両前方側に配置されていることが好ましい。
　このように構成された本発明においては、排気系がエンジンの車両後方側に配置されているので、車両が走行した場合に排気系の排気浄化装置がエンジンに隠れ、排気浄化装置が走行風で過冷却されるのが防止される。これにより、排気浄化装置の触媒の良好な活性環境が確保される。
　また、吸気系がエンジンの車両前方側に配置され、過給機も車両前方側に配置されているので、過給機を含めて吸気系がエンジンの車両前方側に集約して配置されるから、過給のレスポンスが向上する。

　本発明において、排気浄化装置は、粒子フィルタ部と、粒子フィルタ部よりも下流に設けられたＥＧＲガス導出部とを有し、ＥＧＲガス導出部は、ＥＧＲガス通路を介して過給機の上流に接続されていることが好ましい。
　このように構成された本発明においては、排気浄化装置では粒子フィルタ部の下流にＥＧＲガス導出部が配置され、ＥＧＲガス導出部が過給機の上流に接続されているので、粒子フィルタ部でデポジットが低減された排気ガスが過給機の上流に供給されるので、過給機内部へのデポジット成分の付着が抑制され、過給効率の低下が抑制される。

　本発明において、排気浄化装置は、エンジンの外面に支持部で支持され、排気浄化装置の重量部は、支持部よりも外面から離れる方向に延びて配置されることが好ましい。
　このような構成の本発明によれば、排気浄化装置がエンジンの外面に支持部で支持され、排気浄化装置の重量部が支持部よりもエンジンの外面から離れる方向に延びて配置されているので、エンジンの運転中、排気浄化装置は振動してダイナミックダンパとして機能する。これにより、エンジンの振動が排気浄化装置の振動で抑制されるから、車両の振動、騒音が低減する。

本発明の第１実施形態に係る車両の吸排気装置の平面図である。本発明の第１実施形態に係る車両の吸排気装置の側面図である。本発明の第１実施形態に係る車両の吸排気装置の側面図であり、一部を破断した図である。本発明の第１実施形態に係る車両の吸排気装置の底面図である。本発明の第１実施形態に係る車両の吸排気装置の斜視図である。本発明の第１実施形態に係る車両の排気系装置の一部を示す拡大斜視図である。本発明の第２実施形態に係る車両の吸排気装置の側面図である。本発明の第３実施形態に係る車両の吸排気装置の平面図である。本発明の第３実施形態に係る排気浄化装置の取付構造を示す部分拡大斜視図である。本発明の第３実施形態に係る車両用エンジンの吸排気装置の側面図である。本発明の第３実施形態に係る排気浄化装置の取付構造を示す部分拡大断面図である。本発明の第３実施形態に係る排気浄化装置の取付構造を示す側面図である。本発明の第３実施形態に係る排気浄化装置の取付構造を示す底面図である。

　以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照して説明する。なお、第２実施形態以降では、第１実施形態と同様の構成には、図面に第１実施形態と同一符号を付し、その説明を簡略化または省略する。

［第１実施形態］
　図１には、本発明の第１実施形態に係る車両の吸排気装置１の平面図を示し、図２には、本発明の第１実施形態に係る車両の吸排気装置１の側面図を示し、図３には、本発明の第１実施形態に係る車両の吸排気装置１の側面図であって一部を破断した図を示し、図４には、本発明の第１実施形態に係る車両の吸排気装置１の底面図を示す。なお、図１は、車両の吸排気装置１を上方から見た図であるが、この図において左右方向が車両の前後方向を示し、左側が車両の前方向、右側が車両の後ろ方向を示す。また、この図において、上下方向が車両の車幅方向を示し、上側が車両の右方向、下側が車両の左方向を示す。

　これらの図１～図４に示すように、本発明の第１実施形態に係る車両の吸排気装置１は、例えばディーゼルエンジンやＨＣＣＩガソリンエンジン等の圧縮自己着火形式のエンジン２に適用される。エンジン２は、シリンダブロック４と、シリンダブロック４の上部に取り付けられたシリンダヘッド６と、を有する。本実施形態において、エンジン２は、エンジンルーム１０２の内部で、図示しないクランクシャフトが車両１００の車幅方向に沿うように配置され、吸気系がエンジン２の車両前方側に配置され、排気系がエンジン２の車両後方側に配置された、いわゆる前方吸気・後方排気のエンジンである。

　エンジン２の吸気側には、水冷インタークーラと一体となった吸気マニホールド８が取り付けられており、吸気マニホールド８の上流側には、吸気マニホールド８の上方で、エンジン２のクランクシャフトの方向に沿って、つまり本実施形態では車両１００の車幅方向に沿って延びるスーパーチャージャ９が接続されている。スーパーチャージャ９の上流側にはＥＧＲバルブ１０が設けられている。ＥＧＲバルブ１０は、エンジン２の車幅方向中央よりも左側に位置しており、より具体的には、車幅方向に関して、エンジン２の車幅方向左側の側面とほぼ同じ位置に位置する。ＥＧＲバルブ１０が設けられた配管、スーパーチャージャ９、及び吸気マニホールド８を通る吸気の通路が、本実施形態における吸気通路１１となっている。本実施形態では、スーパーチャージャ９は、エンジン２の出力軸からベルトを介して駆動力を得る形式の過給機である。

　図５には、本発明の第１実施形態に係る車両の吸排気装置１の斜視図を示す。この図５及び前述の図１～図４に示すように、エンジン２の排気側には、排気マニホールド１２が取り付けられている。排気マニホールド１２は、エンジン２の各シリンダ（本実施形態では４つのシリンダ）の排気ポート（図示せず）に接続される複数の排気管１４と、排気管１４を通る排気ガスが合流する混合管１６とを有する。排気管１４は、シリンダブロック４の排気ポートからそれぞれ車両１００の後方に向かって延びるとともに、その下流側で車幅方向右側に湾曲しながら延び、ほぼ同じ水平面上で順次隣接する排気管１４と合流しながら排気マニホールド１２の右端で混合管１６に接続されている。このような構造により、混合管１６は、排気マニホールド１２を上から見たとき、排気マニホールド１２の車幅方向右側に配置され、また、エンジン２の車幅方向中央よりも右側に配置されている。混合管１６は、上下方向に短く延びるとともに下面で開口している。混合管１６には、排気浄化装置導入路１７を介して本実施形態の排気系装置１Ａが接続されている。

　排気浄化装置導入路１７は、ガス入口１７Ａとガス出口１７Ｂとを有する。ガス入口１７Ａは、上方に向かって開口し、混合管１６の開口に連結している。また、ガス出口１７Ｂは、ガス入口１７Ａに対して略直交する方向に開口しており、具体的には、車幅方向左側に向かって開口している。

　排気系装置１Ａは、排気マニホールド１２から受け入れた排気ガスを浄化する排気浄化装置１８と、排気浄化装置１８を通った排気ガスを外部へ排出するために排気浄化装置１８に接続されたフレキシブルパイプ２０と、排気浄化装置１８を通った排気ガスの一部をＥＧＲガスとして取り出すためのＥＧＲガス導出部２２と、ＥＧＲガス導出部２２に接続し、排気浄化装置１８から取り出したＥＧＲガスを冷却する第１ＥＧＲクーラ２４及び第２ＥＧＲクーラ２６と、第１ＥＧＲクーラ２４と第２ＥＧＲクーラ２６とを連結する第１ＥＧＲ配管２８と、第２ＥＧＲクーラ２６と吸気通路１１とを連結する第２ＥＧＲ配管３０と、を備える。

　排気浄化装置１８は、車両１００の上方からみて略Ｌ字形の形状を呈し、排気マニホールド１２の混合管１６に接続する上流側部分３２と、上流側部分３２の下流側に設けられ、フレキシブルパイプ２０及びＥＧＲガス導出部２２に接続する下流側部分３４とを有する。

　上流側部分３２は、排気浄化装置導入路１７のガス出口１７Ｂに連結された略筒状の部分であり、その中心軸（長手方向軸線）は、車幅方向に沿って配置されている。したがって、上流側部分３２の外面は、エンジン２のシリンダブロック４の外面に隣接して配置されている。上流側部分３２には、触媒装置が内蔵されている。
　下流側部分３４は、上流側部分３２に一体的に形成された略筒状部分であり、その中心軸（長手方向軸線）が上流側部分３２の中心軸に対して略直角に配置されている。また、下流側部分３４の中心軸は、車両１００の前後方向に延びており、下流側部分３４の上流端が下流端よりも上方に位置するように、すなわち、下流側部分３４の上流端から下流端に向かうにしたがって下方に傾斜するように配置されている。下流側部分３４には、ＧＰＦ（Gasoline Particulate Filter）が内蔵されている。

　このような構造により、排気浄化装置１８の上流側部分３２は排気マニホールド１２の下方で車幅方向に沿って配置され、下流側部分３４は、エンジン２の車幅方向中央よりも左側において、車両１００の前後方向に沿って配置されている。

　フレキシブルパイプ２０は、排気浄化装置１８の下流側部分３４の下流端に形成された排気出口１８Ａに接続された筒状部材であり、ある程度の伸縮及び屈曲が可能な材料で形成されている。フレキシブルパイプ２０は、排気浄化装置１８の下流側部分３４の下流端の円形端面１８Ｂにおいて車幅方向右側且つ上下方向下側の位置に配置された排気出口１８Ａに連結している。また、フレキシブルパイプ２０の中心軸（長手方向軸線）は、車両１００の前後方向に延びており、下流側の端部が上流側の端部よりも下方に位置するように、すなわち、上流側の端部から下流側の端部に向かうにしたがって下方に傾斜するように配置されており、その傾斜角度は、排気浄化装置１８の下流側部分３４の傾斜角度よりも大きく設定されている。

　図６は、本発明の第１実施形態に係る車両の排気系装置１Ａの一部を示す拡大斜視図である。この図６及び前述の図１～図５に示すように、ＥＧＲガス導出部２２は、排気浄化装置１８の下流側部分３４の下流端に形成されたＥＧＲガス出口１８Ｃに連結された管状部材である。ＥＧＲガス導出部２２は、下流側部分３４の下流端の円形端面１８Ｂにおいて車幅方向左側且つ上下方向上側の位置に配置されたＥＧＲガス出口１８Ｃに連結している。このような配置により、ＥＧＲガス導出部２２の排気浄化装置１８との接続部は、フレキシブルパイプ２０の排気浄化装置１８との接続部よりも上方且つ車幅方向左側に位置している。
　ＥＧＲガス導出部２２の長手方向軸線は、車両１００の前後方向に沿って、つまり下流側部分３４の中心軸とほぼ平行に、下流側部分３４を流れる排気ガスのガス流れ方向に沿って配置されており、ＥＧＲガス導出部２２の上流端２２Ａは、下流側部分３４の中心軸に平行な軸線に交わる面、本実施形態では略直交する面で開口している。

　ＥＧＲガス導出部２２は、断面略矩形状に形成されており、下流側に向かうにしたがって先細りの形状となっている。詳細には、ＥＧＲガス導出部２２は、右側面２２Ｂ、上面２２Ｃ、下面２２Ｄ、左側面２２Ｅ、及び下流端面２２Ｆを有し、右側面２２Ｂは下流側に向かうにしたがって車幅方向左側に傾斜した傾斜面となっており、上面２２Ｃは、下流側に向かうにしたがって下方に、下面２２Ｄは下流側に向かうにしたがって上方に傾斜した傾斜面となっている。ただし、左側面２２Ｅは、下流側部分３４の中心軸に平行な平面を有する。また、下流端面２２Ｆは、排気浄化装置１８の下流側部分３４の中心軸に対してほぼ直交する平面を有する。
　ＥＧＲガス導出部２２の下流端２２Ｇは、左側面２２Ｅに形成されており、したがって、ＥＧＲガス導出部２２の出口（下流端２２Ｇ）は、車幅方向左側に向かって開口している。また、ＥＧＲガス導出部２２の出口は、その開口面を含む面が、下流側部分３４の外周に接するように配置されている。

　第１ＥＧＲクーラ２４は、水冷式のＥＧＲクーラであり、第１ＥＧＲクーラ本体３６と、第１ＥＧＲクーラ本体３６の上流側の一端に形成された第１ＥＧＲガス流入部３８と、第１ＥＧＲクーラ本体３６の下流側の他端に形成された第１ＥＧＲガス流出部４０と、を有する。
　第１ＥＧＲクーラ本体３６は、略直方体に形成されており、その長手方向軸線が、排気浄化装置１８の下流側部分３４の中心軸とほぼ平行に配置され、その一側面が下流側部分３４の外周面に隣接して配置されている。
　また、第１ＥＧＲクーラ本体３６の上面には、第１ＥＧＲクーラ本体３６の側面から排気浄化装置１８の方へ突出するブラケット４２が設けられており、このブラケット４２を排気浄化装置１８の下流側部分３４の側面にボルト止めや溶接等で固定することにより、第１ＥＧＲクーラ２４の外面が、排気浄化装置１８の外面に固定されている。したがって、第１ＥＧＲクーラ２４は、ＥＧＲガス導出部２２を介して排気浄化装置１８に接続されているのとは別の箇所において、互いに固定され取り付けられている。

　第１ＥＧＲガス流入部３８は、第１ＥＧＲクーラ本体３６より車両後方に位置して管状に形成され、第１ＥＧＲクーラ本体３６側の一端３８Ａで第１ＥＧＲクーラ本体３６に一体的に連結している。第１ＥＧＲガス流入部３８の他端は、車両方向右側に向かって、つまり車幅方向と略直交する面で開口して、第１ＥＧＲクーラ２４の第１ＥＧＲガス流入口３８Ｂとなっている。第１ＥＧＲガス流入口３８Ｂは、ＥＧＲガス導出部２２の出口（下流端２２Ｇ）に連結され、これにより、第１ＥＧＲクーラ２４とＥＧＲガス導出部２２が連通している。第１ＥＧＲガス流入部３８の車幅方向の左側面３８Ｃには、車両１００の後方に向かって右側に傾斜した、つまり第１ＥＧＲガス流入部３８の上流側に向かうにつれてＥＧＲガス流入口３８Ｂ（ＥＧＲガス導出部２２）側に傾斜した傾斜面が形成されている。

　このように、ＥＧＲガス導出部２２の上流端２２Ａが排気浄化装置１８の車両１００の前後方向に沿った方向に向かって開口し且つ下流端２２Ｇが車幅方向左側に向かって開口し、また、第１ＥＧＲクーラ２４の第１ＥＧＲガス流入口３８Ａが右側に向かって開口し且つ一端３８Ａが車両１００の前後方向に沿った方向に向かって開口することにより、排気浄化装置１８のＥＧＲガス出口１８Ａから第１ＥＧＲクーラ本体３６の上流端までのＥＧＲガスの経路は、車両１００の後ろ方向から、ＥＧＲガス導出部２２で車幅方向左側に方向を転換した後、第１ＥＧＲガス流入部３８で前方に方向を転換し、全体として後方から前方に１８０°転回している。また、第１ＥＧＲクーラ２４は、排気浄化装置１８の下流側部分３４に対して車幅方向左側に配置され、これにより、第１ＥＧＲクーラ２４は、車幅方向に関して、吸気通路１１のＥＧＲバルブ１０側の排気浄化装置１８の側面に隣接している。

　第１ＥＧＲガス流出部４０は、第１ＥＧＲクーラ本体３６より車両前方に位置して管状に形成され、第１ＥＧＲクーラ本体３６側の一端４０Ａで第１ＥＧＲクーラ本体３６に一体的に連結している。第１ＥＧＲガス流出部４０の他端は、車両方向左側に向かって、つまり車幅方向と略直交する面で開口しており、第１ＥＧＲクーラ２４の第１ＥＧＲガス流出口４０Ｂとなっている。第１ＥＧＲガス流出口４０Ｂは、第１ＥＧＲ配管２８の一端と連結している。第１ＥＧＲガス流出部４０の車幅方向の右側面４０Ｃには、車両１００の前方に向かって左側に傾斜した、つまり第１ＥＧＲガス流出部４０の下流側に向かうにつれて第１ＥＧＲガス流出口４０Ｂ（第１ＥＧＲ配管２８）側に傾斜した傾斜面が形成されている。

　上記のような構造の第１ＥＧＲクーラ２４は、上流側に向かって下方に、つまり車両後方に向かって下方に傾斜して配置されている。したがって、第１ＥＧＲクーラ２４の第１ＥＧＲガス流出口４０Ｂは、第１ＥＧＲガス流入口３８Ｂよりも上方に位置している。第１ＥＧＲクーラ２４のこの傾斜角度は、排気浄化装置１８の下流側部分３４の傾斜角度よりも大きく、フレキシブルパイプ２０の傾斜角度とほぼ同じである。
　また、第１ＥＧＲクーラ２４は、側面視において、排気浄化装置１８の下流側部分３４の上下方向寸法内に収まっており、第１ＥＧＲクーラ２４は、側面視において、排気浄化装置１８の上方向及び下方向に突出しない。

　第２ＥＧＲクーラ２６は、水冷式のＥＧＲクーラであり、第２ＥＧＲクーラ本体４６と、第２ＥＧＲクーラ本体４６の上流側の一端に形成された第２ＥＧＲガス流入部４８と、第２ＥＧＲクーラ本体４６の下流側の他端に形成された第２ＥＧＲガス流出部５０と、を有する。
　第２ＥＧＲクーラ本体４６は、略直方体に形成されており、その長手方向軸線が、車両１００の前後方向に沿って配置され、その一側面がエンジン２のシリンダブロック４の左側面に隣接して配置されている。
　また、第２ＥＧＲクーラ本体４６の上面及び下面には、第２ＥＧＲクーラ本体４６の上面から上方に、または下面から下方に突出するブラケット５２が設けられており、これらのブラケット５２をシリンダブロック４の左側面にボルト止めや溶接等で固定することにより、第２ＥＧＲクーラ２６の外面が、シリンダブロック４の外面に固定され取り付けられている。

　第２ＥＧＲガス流入部４８は、第２ＥＧＲクーラ本体４６より車両後方に位置して管状に形成され、第２ＥＧＲクーラ本体４６側の一端４８Ａで第２ＥＧＲクーラ本体４６に一体的に連結している。第２ＥＧＲガス流入部４８の他端は、車両１００の後方に向かって開口し、第２ＥＧＲクーラ２６の第２ＥＧＲガス流入口４８Ｂとなっている。第２ＥＧＲガス流入口４８Ｂは、第１ＥＧＲ配管２８の他端と連結している。
　第２ＥＧＲガス流出部５０は、第２ＥＧＲクーラ本体４６より車両前方に位置して管状に形成され、第２ＥＧＲクーラ本体４６側の一端５０Ａで第２ＥＧＲクーラ本体４６に一体的に連結している。第２ＥＧＲガス流出部５０の他端は、車両１００の前方に向かって開口し、第２ＥＧＲクーラ２６の第２ＥＧＲガス流出口５０Ｂとなっている。第２ＥＧＲガス流出口５０Ｂは、第２ＥＧＲ配管３０の一端と連結している。

　上記のような構造の第２ＥＧＲクーラ２６は、上流側に向かって下方に、つまり車両後方に向かって下方に傾斜して配置されている。したがって、第２ＥＧＲガス流入口４８Ｂは、第２ＥＧＲガス流出口５０Ｂよりも、車両上下方向下側に配置されている。第２ＥＧＲクーラ２６の傾斜角度は、排気浄化装置１８の下流側部分３４の傾斜角度よりも小さい。また、第２ＥＧＲガス流入口４８Ｂは、第１ＥＧＲクーラ２４の第１ＥＧＲガス流出口４０Ｂよりも上側且つ車幅方向左側に配置されている。このような配置により、第２ＥＧＲクーラ２６は、排気浄化装置１８及び第１ＥＧＲクーラ２４よりも上方且つ車幅方向左側に位置している。

　なお、第１ＥＧＲクーラ２４及び第２ＥＧＲクーラ２６は、水冷式であるため、それぞれに冷却水入口２４Ａ，２６Ａ及び冷却水出口２４Ｂ、２６Ｂが設けられている。第１ＥＧＲクーラ２４の冷却水出口２４Ｂは、第２ＥＧＲクーラ２６の冷却水入口２６Ａに連通しており、したがって、第１ＥＧＲクーラ２４及び第２ＥＧＲクーラ２６の冷却水回路は直列に連結している。第１ＥＧＲクーラ２４及び第２ＥＧＲクーラ２６を通って冷却水出口２６Ｂから出た冷却水は、必要に応じてラジエータで冷却されながら、シリンダヘッドやシリンダブロック壁面等のエンジン各部を冷却し、第１ＥＧＲクーラ２４の冷却水入口２４Ａに戻る。

　第１ＥＧＲ配管２８は、第１ＥＧＲクーラ２４の第１ＥＧＲガス流出部４０と、第２ＥＧＲクーラ２６の第２ＥＧＲガス流入部４８とを連通する管状部材であり、本実施形態ではゴムホースで形成されている。第１ＥＧＲ配管２８は、車幅方向に沿って第１ＥＧＲガス流出部４０と連結し、車両１００の前方且つ上方に向かって曲がって延び、車両１００の前方方向に沿って第２ＥＧＲガス流入部４８に連結している。
　第２ＥＧＲ配管３０は、第２ＥＧＲクーラ２６の第２ＥＧＲガス流出部５０と、吸気通路１１とを連通する管状部材である。第２ＥＧＲ配管３０は、車両１００の前方方向に沿って延び吸気通路１１下側で上方に向かって曲がって延び、ＥＧＲバルブ１０に下側から連結している。
　本実施形態では、第１ＥＧＲクーラ２４、第２ＥＧＲクーラ２６、第１ＥＧＲ配管２８、及び第２ＥＧＲ配管３０を備えて、排気浄化装置１８から取り出した排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気側に供給するためのＥＧＲガス通路が形成されている。

　ここで、排気系装置１Ａの、車両１００に対する配置について説明する。
　図２～図４に示すように、エンジン２及び排気系装置１Ａは、車両１００のエンジンルーム１０２に配置されており、エンジンルーム１０２の後方には、車室１０４が形成されている。エンジンルーム１０２と車室１０４は、ダッシュパネル１０６によって区切られている。ダッシュパネル１０６は、車室１０４下部に配置されたロアダッシュパネル１０８と、ロアダッシュパネル１０８の前端に連結されるとともに、車室１０４の前部に車幅方向に延びるアッパダッシュパネル１１０とを有する。

　ロアダッシュパネル１０８及びアッパダッシュパネル１１０には、車両１００の前後方向に延び、車室１０４側に突出するフロアトンネル１１２が形成されている。フロアトンネル１１２の突出した部分に囲まれ下側に開口した、フロアトンネル１１２の下側の領域であるフロアトンネル領域１１４は、前端部分に、断面積が車両１００の前方に向かって増大するトンネル拡張領域１１６を有する。トンネル拡張領域１１６では、図１及び図４に示すように車両１００の上下方向からみて、フロアトンネル領域１１４の車幅方向の幅が徐々に増大し、この幅の増大は、フロアトンネル領域１１４の車幅方向両側で、アッパダッシュパネル１１０の最も前端側に突出した前端１１０Ａで終了する。したがって、本実施形態において、トンネル拡張領域１１６の前端は、アッパダッシュパネル１１０の前端１１０Ａを通る鉛直方向の面Ｐに位置する。このように、トンネル拡張領域１１６は、フロアトンネル領域１１４の車幅方向の幅の増大が終了する位置までの領域をいい、フロアトンネル領域１１４は、トンネル拡張領域１１６を含む。

　また、フロアトンネル領域１１４は、図２及び図３に示すように、車両１００の側面視において、上面及び下面が前方に向かって上方に傾斜している。なお、図２及び図３においても、トンネル拡張領域１１６の前端となる面Ｐを示す。車両１００の側面視において、トンネル拡張領域１１６の前端の面Ｐと、フロアトンネル１１２の上端を延長した線Ｌとが交わる位置Ｑが、トンネル拡張領域１１６の上端となる。また、車両１００の前方からみて、トンネル拡張領域１１６の車幅方向の境界は、アッパダッシュパネル１１０の前端１１０Ａの位置となる。

　本実施形態の車両の排気系装置１Ａでは、エンジン２は、その幅方向中央がフロアトンネル領域１１４の幅方向中央よりも右側に位置している。排気浄化装置１８、フレキシブルパイプ２０、ＥＧＲガス導出部２２，第１ＥＧＲクーラ２４、及び第２ＥＧＲクーラ２６は、車両１００の前方から見て、フロアトンネル領域１１４とオーバーラップする位置に配置されている。なお、排気浄化装置１８、フレキシブルパイプ２０の一部、ＥＧＲガス導出部２２、及び第１ＥＧＲクーラ２４は、車両１００の前方から見て、フロアトンネル領域１１４のうち、トンネル拡張領域１１６を除いた領域にもオーバーラップする位置に配置されている。

　また、図１～図４に示すように、排気浄化装置１８及び第１ＥＧＲクーラ２４の車両後方側の部分は、フロアトンネル領域１１４内に配置されている。より詳細には、排気浄化装置１８の下流側端部の一部、ＥＧＲガス導出部２２の大部分、第１ＥＧＲクーラ２４の第１ＥＧＲガス流入部３８の大部分、及びフレキシブルパイプ２０の大部分が、フロアトンネル領域１１４の車両前方側端部であるトンネル拡張領域１１６内に配置されている。したがって、これらの排気浄化装置１８の下流側端部、ＥＧＲガス導出部２２、第１ＥＧＲガス流入部３８、及びフレキシブルパイプ２０は、車両１００の上下方向及び側方からみて、フロアトンネル領域１１４にオーバーラップするように配置されている。

　このような構造の車両の排気系装置１Ａでは、次のように動作する。
　まず、エンジン２から排出された排気ガスは、排気マニホールド１２の排気管１４を通って混合管１６で合流し、下方向に向かって流れて排気浄化装置導入路１７に流入する。排気浄化装置導入路１７に流入した排気ガスは、下方向から車幅方向左方向に向きを変えて排気浄化装置１８に入る。排気浄化装置１８では、排気ガスは、上流側部分３２の触媒装置を左方向に向かって通り、下流側部分３４のＧＰＦを車両１００の後方に向かって通り、浄化される。下流側部分３４を通った後の排気ガスの一部は、排気出口１８Ａから出てフレキシブルパイプ２０を通り、その後図示しないマフラ等を通って車外に排出される。

　一方、下流側部分３４を通った後の排気ガスの残りの一部は、ＥＧＲガスとして、ＥＧＲガス出口１８ＣからＥＧＲガス導出部２２に車両１００の後方に向かって流入する。ＥＧＲガスは、ＥＧＲガス導入部２２の右側面２２Ｂ、上面２２Ｃ及び下面２２Ｄに案内されながらガス流れの向きを車幅方向左方向に変え、第１ＥＧＲクーラ２４の第１ＥＧＲガス流入部３８の左側面得３８Ｃに案内されながらガス流れの向きを前方方向に変えることよって、ガス流れ方向を１８０°転回する。
　車両１００の前方に向かって流れるＥＧＲガスは、第１ＥＧＲガス流入部３８から第１ＥＧＲクーラ本体３６に入って冷却され、第１ＥＧＲガス流出部４０から車幅方向左向きにガスの流れを変更しながら第１ＥＧＲ配管２８に出る。第１ＥＧＲ配管２８を通ったＥＧＲガスは、車両１００の前方に向かって第２ＥＧＲクーラ２６に流入し、第２ＥＧＲクーラ２６によって更に冷却され、車両１００の前方に向かって第２ＥＧＲクーラ２６から第２ＥＧＲ配管３０に入り、ＥＧＲバルブ１０を介して吸気通路１１に流入する。

　このような構造の車両の排気系装置１Ａでは、次のような効果を奏する。
　エンジン２の吸排気装置１がスーパーチャージャ９を備えているので、リーンバーンを行うことができ、排気浄化装置１８のＧＰＦに必要な酸素を排気ガス中に残すことができるから、ＧＰＦにおいて排気ガスの良好な浄化を行うことができる。また、スーパーチャージャ９によって過給することにより、圧縮自己着火に必要な空気量を確保することができる。さらに、過給により燃焼室内での吸気流動が大きくなるので燃焼を促進することができる。これにより、デポジットの発生を抑制することができる。
　排気浄化装置１８がエンジン２の外面に隣接しているので、排気浄化装置１８がエンジン２の近くに配置されることになる。これにより、エンジン２から排出される排気ガスがより短い経路を通ってすぐに排気浄化装置１８に導入されるから、排気ガスの温度が下がりにくく、比較的高温の排気ガスを排気浄化装置１８に導入することができる。よって、圧縮自己着火で燃焼を行う場合に生じる排気ガスが比較的低温であっても、排気ガスの温度が過剰に下がった状態で排気浄化装置１８に導入されるのを回避することができるので、排気浄化装置１８の触媒装置で排気ガスの浄化を良好に行うことができる。
　ここで、例えば圧縮自己着火運転と火花点火運転とを併用する車両用エンジンにおいては、考えられる排気ガスの温度範囲が広くなるため、従来、排気浄化装置１８の触媒装置の活性温度範囲を設定するのが難しかった。本実施形態では、排気浄化装置１８をエンジン２の外面に隣接して配置しているので、排気ガスの温度の低下を抑制することができ、排気ガスの温度が触媒装置の活性温度範囲から外れるのを防止することができる。これにより、触媒装置の活性温度範囲の設定が容易になる。

　スーパーチャージャ９がエンジン２の燃焼の力で駆動されるので、ターボチャージャ等の排気ガスの力で駆動する過給機を使用する場合に比べて、排気ガスのエネルギが過給機によって奪われるのを防止することができる。よって排気ガスが排気浄化装置１８に到達するまでに排気ガスの温度が下がってしまうのを防止することができ、これによっても比較的高温の排気ガスを排気浄化装置１８に供給することができ、排気ガスの浄化を良好に行うことができる。

　排気系装置１Ａがエンジン２の車両後方側に配置されているので、車両１００が走行した場合に排気系装置１Ａの排気浄化装置１８がエンジン２の後方に隠れるから、排気浄化装置１８が走行風で過冷却されるのを防止することができる。これにより、排気浄化装置１８の触媒装置にとって良好な活性環境を確保することができる。
　また、吸気系装置がエンジン２の車両前方側に配置され、スーパーチャージャ９も車両前方側に配置されているので、スーパーチャージャ９を含めた吸気系装置がエンジン２の車両前方側に集約して配置される。これにより、過給のレスポンスを向上させることができる。

　排気浄化装置１８のＧＰＦの下流にＥＧＲガス導出部２２が配置され、ＥＧＲガス導出部２２が第１及び第２ＥＧＲクーラ２４，２６及び第１及び第２ＥＧＲ配管２８，３０を含むＥＧＲガス通路を介してスーパーチャージャ９の上流に接続されているので、ＧＰＦでデポジットが低減された排気ガスをスーパーチャージャ９の上流に供給することができ、スーパーチャージャ９内部におけるデポジット成分の付着を抑制することができる。これにより、スーパーチャージャ９の過給効率の低下を抑制することができる。

　第１ＥＧＲクーラ２４のガス流れ方向が排気浄化装置１８の下流側部分３４のガス流れ方向と逆向きとなるように、且つ第１ＥＧＲクーラ２４の中心軸が車両１００の前後方向に沿って配置されるように、第１ＥＧＲクーラ２４を排気浄化装置１８に隣接させ、第１ＥＧＲクーラ２４の外面を排気浄化装置１８の下流側部分３４の外面にブラケット４２で取り付けたので、従来のように第１ＥＧＲクーラ２４をエンジン４のシリンダブロック６に取り付ける必要がない。したがって、第１ＥＧＲクーラ２４の配置の自由度を高めることができる。また第１ＥＧＲクーラ２４の外面が排気浄化装置１８の下流側部分３４の外面にブラケット４２で固定されているので、第１ＥＧＲクーラ２４及び排気浄化装置１８が１つの剛体として動作するから、第１ＥＧＲクーラ２４と排気浄化装置１８との共振の発生を抑制することができる。

　ＥＧＲガス導出部２２が排気浄化装置１８の下流側部分３４に対して車両１００の後方に配置され、下流側部分３４内の排気ガスのガス流れ方向の下流側に配置されるので、下流側部分３４を流れる排気ガスが方向を変更することなくＥＧＲガス導出部２２に流れこむ。したがって、排気浄化装置１８からＥＧＲガスを取り出しやすくすることができる。よって、例えばエンジン２が低回転軽負荷域で運転されている場合、排気ガス流量が少なくなるが、上記のような場合でも必要な排気ガス流量を確保することができる。
　また、ＥＧＲガス導出部２２が排気浄化装置１８の下流側に配置されているので、排気浄化装置１８を通過して、より温度が低下した状態の排気ガスをＥＧＲガスとして取り出すことができるから、より低い温度のＥＧＲガスをエンジン２に供給することができる。

　第２ＥＧＲクーラ２６の第２ＥＧＲガス流出口５０Ｂが第２ＥＧＲガス流入口４８Ｂよりも上方に位置しているので、第２ＥＧＲクーラ２６で凝縮水が発生した場合、凝縮水が第２ＥＧＲガス流出口５０Ｂ側から第２ＥＧＲガス流入口４８Ｂ側へ、上流側に向かって流れる。また、第２ＥＧＲガス流入口４８Ｂが、第１ＥＧＲクーラ２４の第１ＥＧＲガス流出口４０Ｂよりも上方に位置しているので、凝縮水は第１ＥＧＲクーラ２４へ、上流側に向かって流れる。
　更に、第１ＥＧＲクーラ２４の第１ＥＧＲガス流入口３８Ｂが、第１ＥＧＲガス流出口４０Ｂよりも下方に位置しているので、第２ＥＧＲクーラ２６から流れてきた凝縮水及び第１ＥＧＲクーラ２４で発生した凝縮水は、第１ＥＧＲガス流出口４０Ｂ側から第１ＥＧＲガス流入口３８Ｂ側へ、上流側に向かって流れる。そして、第１ＥＧＲガス流入口３８Ｂは、排気浄化装置１８の排気出口１８Ａよりも上方に位置しているので、凝縮水は、排気浄化装置１８の排気出口１８Ａに向かって流れる。排気出口１８Ａはフレキシブルパイプ２０と接続しているので、凝縮水はフレキシブルパイプ２０を通って外部に排出される。

　上記のような構造により、第１ＥＧＲクーラ２４及び第２ＥＧＲクーラ２６で発生した凝縮水を外部に排出することができるから、凝縮水をエンジン２側に吸引するのを防止することができる。これにより、凝縮水の吸引によって生じる場合があるウォーターハンマを防止することができる。また、第１ＥＧＲクーラ２４、第２ＥＧＲクーラ２６及び第１，第２ＥＧＲ配管２８，３０に凝縮水が溜まるのを防止することができ、これらの部品の腐食を防止することができる。

　エンジン２の後方に配置された排気浄化装置１８に対して、第１ＥＧＲクーラ２４が排気浄化装置１８の車幅方向左側の側面に隣接して配置され、第１ＥＧＲ配管２８、第２ＥＧＲクーラ２６、及び第２ＥＧＲ配管３０がエンジン２の車幅方向左側の側面に沿って配置され、第２ＥＧＲガス通路３０がエンジン２の前方左側においてＥＧＲバルブ１０の位置で吸気通路１１と連通している。したがって、排気浄化装置１８から第１、第２ＥＧＲクーラ２４，２６を通って吸気通路１１に至るＥＧＲガスの経路を、ＥＧＲバルブ１０が配置された、エンジン２の車幅方向左側に配置することができる。これにより、ＥＧＲガスの経路を短くすることができ、ＥＧＲ制御のレスポンスを良好にすることができる。特に、本実施形態においては、排気浄化装置１８の下流側部分３４の長手方向軸線がエンジン２に対して車幅方向左側に配置されているので、第１ＥＧＲクーラ２４及び第２ＥＧＲクーラ２６を含むＥＧＲガスの経路をエンジン２の車幅方向左側に沿って配置することにより、ＥＧＲガスの経路をより短くすることができる。

　排気浄化装置１８及び第１ＥＧＲクーラ２４の後方側端部が、車両１００の下方及び側方からみて、フロアトンネル領域１１４にオーバーラップするので、車両１００の衝突時にエンジン２やそれに接続する部品が後方に移動した場合でも、排気浄化装置１８及び第１ＥＧＲクーラ２４がフロアトンネル領域１４４内に収容されるようになる。したがって、車両１００の衝突時の乗員の安全を確保することできるとともに、排気浄化装置１８及び第１ＥＧＲクーラ２４の損傷も防止することができる。また、このような配置により、乗員の安全性を確保しながら、排気浄化装置１８及び第１ＥＧＲクーラ２４を、エンジン２の後方で、長手方向軸線が車両１００の前後方向に沿うように配置することができる。よって、排気浄化装置１８及び第１ＥＧＲクーラ２４を、車幅方向に沿って配置する他、前後方向に沿って配置することも可能になるから、排気浄化装置１８及び第１ＥＧＲクーラ２４の配置方向の自由度を高めることができる。

　第１ＥＧＲクーラ２４の下流側に第２ＥＧＲクーラ２６を設けたので、第１ＥＧＲクーラ２４及び第２ＥＧＲクーラ２６の大型化を抑制しながら必要な冷却能力を確保することができる。また、第１ＥＧＲクーラ２４の大型化を抑制できるので、第１ＥＧＲクーラ２４と、第１ＥＧＲクーラ２４が取り付けられた排気浄化装置１８との共振を抑制することができる。

　第１ＥＧＲ配管２８をゴムホースで構成したので、第１ＥＧＲクーラ２４及び第２ＥＧＲクーラ２６の振動を吸収することができる。したがって、第１ＥＧＲクーラ２４と第２ＥＧＲクーラ２６との共振を抑制することができる。

［第２実施形態］
　次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態では、第１実施形態と比べて、エンジン２の後方にターボ過給機６２が配置され、排気浄化装置１８から吸気通路に至るまでのＥＧＲガスの経路が異なる。
　図７は、本発明の第２実施形態に係る車両の吸排気装置６０の側面図である。この図７に示すように、エンジン２の後方且つエンジン２の車幅方向中央よりも左側には、ターボ過給機６２が配置されている。ターボ過給機６２は、右側に配置されたタービン（図示せず）と、左側に配置されたコンプレッサ６２Ａとを有する。タービンは、排気マニホールド１２に接続されており、コンプレッサ６２Ａは、下流側にコンプレッサ下流通路６６を有する。コンプレッサ下流通路６６は、一端でターボ過給機６２のコンプレッサ６２Ａに接続され、エンジン２の車幅方向左端まで、エンジン２の後方で車幅方向に沿って延び、エンジン２の車幅方向左側の側面に沿って、前方側に向かって下方に傾斜するように延び、エンジン２の前方側において吸気マニホールド８に接続されている。本実施形態においては、ターボ過給機６２のコンプレッサ６２Ａからコンプレッサ下流通路６６を通って吸気マニホールド８へ通る吸気の通路が、吸気通路６８となっている。

　タービンの下流側には、排気浄化装置１８が接続されている。排気浄化装置１８の上流側の端部（排気ガス入口）は、ターボ過給機６２の排気出口よりも下方に配置されている。排気浄化装置１８の下流側には、ＥＧＲガス導出部２２及びＥＧＲクーラ６４が接続されている。ここで、ＥＧＲクーラ６４の構造は、第１実施形態の第１ＥＧＲクーラ２４と同じであるので、説明を省略する。ＥＧＲクーラ６４は、排気浄化装置１８の車幅方向左側に隣接して、第１実施形態と同様にブラケット（図示せず）によってその外面が排気浄化装置１８の外面に取り付けられている。また、排気浄化装置１８及びＥＧＲクーラ６４は、第１実施形態と同様に、車両１００の後方に向かって下方に傾斜している。

　ＥＧＲクーラ６４の下流側端部であるＥＧＲガス流出口６４Ａには、ＥＧＲクーラ下流通路７０の一端が接続されている。ＥＧＲクーラ下流通路７０は、排気浄化装置１８及びターボ過給機６４の車幅方向左側で車両１００の前後方向に沿って、後方に向かって下方に傾斜するように延びている。ＥＧＲクーラ下流通路７０の他端は、コンプレッサ下流通路６６において、エンジン２の後方で車幅方向に延びた部分に接続している。ＥＧＲクーラ下流通路７０の途中には、ＥＧＲバルブ７２が設けられており、ＥＧＲバルブ７２は、ブラケット７４によってターボ過給機６２に固定されている。

　このような構造の排気系装置６０Ａでは、第１実施形態と同様に、排気浄化装置１８を出た排気ガスの一部をＥＧＲガスとしてＥＧＲガス導出部２２で取り出し、ＥＧＲクーラ６４で冷却した後、ＥＧＲクーラ下流通路７０を通して吸気通路６８のコンプレッサ下流通路６６にＥＧＲガスを供給する。

　以上のような構造の第２実施形態の排気系装置６０Ａでは、第１実施形態と同様の効果の他、次のような効果を奏する。
　エンジン２の後方にターボ過給機６２が設けられ、コンプレッサ下流通路６６がターボ過給機６２の車幅方向左側に設けられている構造において、ＥＧＲクーラ６４が、排気浄化装置１８の車幅方向左側の側面で隣接して取り付けられ、ＥＧＲクーラ下流通路７０も、排気浄化装置１８の車幅方向左側に配置されている。そして、ＥＧＲクーラ下流通路７０が、コンプレッサ下流通路６６において、エンジン２の後方で車幅方向に沿って延びる部分に接続されている。このような構造により、ＥＧＲクーラ６４及びＥＧＲクーラ下流通路７０を共に、コンプレッサ下流通路６６が設けられた、ターボ過給機６２の車幅方向左側、つまり排気浄化装置１８の車幅方向左側に配置したので、排気浄化装置１８からコンプレッサ下流通路６６までのＥＧＲガスの経路を短くすることができ、ＥＧＲ制御のレスポンスを良好にすることができる。

　また、第１実施形態に示したスーパーチャージャ９と組み合わせることで、圧縮自己着火運転を行う際にはスーパーチャージャ９を駆動させ、火花着火運転時には、ターボ過給機６２を利用して過給するようにすることで、圧縮自己着火運転時には、排気ガスの温度が触媒装置の活性温度範囲から外れるのを防止し、火花着火運転時の特に高負荷運転時においては、ターボ過給機の駆動によって排気ガスエネルギーを消費させることで、排気ガスの温度が触媒装置の活性温度範囲から外れるのを防止できる。

［第３実施形態］
　次に、本発明の第３実施形態に係る車両用エンジンの吸排気装置８０について説明する。第３実施形態では、第１実施形態に係る車両用エンジンの吸排気装置８０の排気浄化装置８２のエンジン２への固定構造について説明する。また、第３実施形態に係る吸排気装置８０は、第１実施形態の吸排気装置１に比べて、排気浄化装置８２から吸気通路に至るまでのＥＧＲガスの経路の構成が異なる。

　図８は、本発明の第３実施形態に係る車両用エンジンの吸排気装置８０の斜視図である。この図８に示すように、本発明の第３実施形態に係る車両用エンジンの吸排気装置８０の排気浄化装置８２は、第１実施形態の排気浄化装置１８と同様に排気浄化装置導入路８３を介して排気マニホールド１２に接続されている。本実施形態では、排気浄化装置導入路８３は、図８に示すように第１実施形態の排気浄化装置導入路８３よりも車幅方向の寸法が小さく、略円盤状の偏平な形状となっている。排気浄化装置導入路８３の上端には、排気マニホールド１２の混合管１６へ接続するガス入口８３Ａが形成され、また、排気浄化装置導入路８３の車幅方向左側には、排気浄化装置８２に接続するためのガス出口８３Ｂが形成されている。

　排気浄化装置８２の下流側部分８４には、ＧＰＦが配置されており、この下流側部分８４は、排気浄化装置８２全体に対して大部分の重量を占める、重量部である。下流側部分８４は、第１実施形態と同様に、車両１００の前後方向に沿って延びる。すなわち、下流側部分８４は、エンジン２の外面から離れる方向に延びる。
　排気浄化装置８２の下流側部分８４の下流端（後方端）には、径方向に突出するＥＧＲ導出部８５が設けられている。ＥＧＲ導出部８５の出口（下流端）８５Ａは、車両１００の前方に向かって開口している。出口８５Ａには、ＥＧＲ配管８６が接続され、このＥＧＲ配管８６は、車両１００の前後方向に沿って延び、その下流端にはＥＧＲクーラ８７が接続されている。本実施形態では、ＥＧＲクーラ８７は１つのみ設けられており、このＥＧＲクーラ８７は、エンジン２のシリンダブロック４の側面に固定されている。ＥＧＲクーラ８７は、また、上流側の端部がＥＧＲ配管８６に接続され、下流側の端部が吸気通路に接続されている。本実施形態では、ＥＧＲ配管８６、及びＥＧＲクーラ８７を含んで、ＥＧＲガス通路が形成されている。

　図９は、本発明の第３実施形態に係る排気浄化装置８２の取付構造を示す部分拡大斜視図であり、図１０は、本発明の第３実施形態に係る車両用エンジンの吸排気装置８０の側面図であり、図１１は、本発明の第３実施形態に係る排気浄化装置８２の取付構造を示す部分拡大断面図である。
　前述の図８及び図９～１１を参照すると、排気浄化装置８２は、下流側部分８４のエンジン側の端部、つまり車両前方側の端部においてエンジン２の外面に固定されている。より具体的には、図９及び図１０に示すように、エンジン２のシリンダブロック４の外面には後方側の外面から後方に向かって突出するボス４Ａが形成されており、第１のエンジン側支持ブラケット８８がこのボス４Ａにボルトで締結されている。第１のエンジン側支持ブラケット８８は、車両１００の前後方向及び上下方向に沿って延びる板状部材であり、車幅方向の寸法は前後方向または上下方向の寸法に比べて小さい。

　一方、排気浄化装置８２の下流側部分８４の車幅方向左側で車両前方側の端部には、第１のエンジン側支持ブラケット８８に接続される第１の浄化装置側支持ブラケット９０が設けられている。第１の浄化装置側支持ブラケット９０は、図１１に示すように、ロウ付けで排気浄化装置８２の容器に固定されており、排気浄化装置８２の上部の外面から車幅方向左側に向かって突出している。第１の浄化装置側支持ブラケット９０は、図１１に示すように、排気浄化装置８２の外面に固定される基端側において若干上方に延び、先端側において水平方向に延びている。第１の浄化装置側支持ブラケット９０は、先端側において、第１のエンジン側支持ブラケット８８にボルト止めされている。これにより、排気浄化装置８２がエンジン２の外面に固定されている。

　図１２は、本発明の第３実施形態に係る排気浄化装置の取付構造を示す側面図である。また、図１３は、本発明の第３実施形態に係る排気浄化装置の取付構造を示す底面図である。これらの図１２及び図１３に示すように、排気浄化装置８２は、下流側部分８４の車幅方向右側の側面においても、エンジン２のシリンダブロック４の外面に固定されている。より具体的には、シリンダブロック４には、後方側の外面から後方に向かって突出する複数のボス４Ｂが形成されている。これらのボス４Ｂには、第２のエンジン側支持ブラケット９２が固定されている。第２のエンジン側支持ブラケット９２は、車両１００の前後方向及び上下方向に沿って延びる板状部材であり、車幅方向の寸法が前後方向または上下方向の寸法に比べて小さい。従って、第２のエンジン側支持ブラケット９２は上下方向の剛性が、車幅方向の剛性よりも高くなっている。第２のエンジン側支持ブラケット９２の先端側には、略Ｌ字形の中継ブラケット９３が固定されている。

　一方、排気浄化装置８２の下流側部分８４の車幅方向右側の側面には、第２のエンジン側支持ブラケット９２に中継ブラケット９３を介して接続される第２の浄化装置側支持ブラケット９４が取り付けられている。第２の浄化装置側支持ブラケット９４は、略Ｕ字形に形成され、基端部９４Ａの両側から延びる２つの先端部９４Ｂの先端が、排気浄化装置８２の下流側部分８４の側面に固定されている。第２の浄化装置側支持ブラケット９４の基端部９４Ａには、長手方向軸線が車幅方向に沿って配置された長孔９４Ｃが形成されている。第２の浄化装置側支持ブラケット９４は、長孔９４Ｃを通して中継ブラケット９３にボルトで固定されることにより、第２のエンジン側支持ブラケット９２に支持されている。
　ここで、第２の浄化装置側支持ブラケット９４は、第１の浄化装置側支持ブラケット９０よりも車両１００の後方側に位置している。また、第２の浄化装置側支持ブラケット９４は、エンジン２の外面に支持されているものの、長孔９４Ｃを介して第２のエンジン側支持ブラケット９２に支持されているため、排気浄化装置９２は、車幅方向に移動可能に支持されている。

　以上のような構造の車両用エンジンの吸排気装置８０は、次のように動作する。
　車両用エンジン２及び吸排気装置８０の運転中、重量部である排気浄化装置８２の下流側部分８４が第１の浄化装置側支持ブラケット９０よりもエンジン２の外面から離れる方向に、より具体的には車両１００の前後方向に沿って延びているため、排気浄化装置８２は振動して、ダイナミックダンパとして機能する。これにより、エンジン２の振動を打ち消す。
　ここで、下流側部分８４をダイナミックダンパとして利用するにあたっては、排気浄化装置導入路８３は、ダイナミックダンパのばねとして作用する。また、第１のエンジン側支持ブラケット８８及び第１の浄化装置側支持ブラケットによる支持部は、下流側部分８４の水平方向の振動を許容するとともに、ダイナミックダンパのばね定数を調整するものとして作用する。一方、第２のエンジン側支持ブラケット９２、中継ブラケット９３、及び第２の浄化装置側支持ブラケット９４による支持部は、下流側部分８４が水平方向に振動するのを許容する一方で、上下方向に振動するのを抑制するように作用する。

　このような構造の車両用エンジンの吸排気装置８０は、次のような効果を奏する。
　排気浄化装置８２がエンジン２の外面に第１のエンジン側支持ブラケット８８及び第１の浄化装置側支持ブラケット９０で支持され、排気浄化装置８２の重量部である下流側部分８４が、これらの支持ブラケット８８，９０による支持位置よりもエンジン２の外面から離れる方向に後方に延びて配置されているので、エンジン２の運転中、排気浄化装置８２が振動してダイナミックダンパとして機能する。これにより、エンジン２の振動を排気浄化装置８２の振動で打ち消すことができ、車両１００の振動、騒音を低減することができる。

　本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、例えば、以下のような態様であってもよい。
　第１ＥＧＲクーラ２４またはＥＧＲクーラ６４の長手方向軸線は、排気浄化装置の下流側部分３４の中心軸線とほぼ平行であってもよい。例えば車両の側面視において、ＥＧＲクーラの長手方向軸線と排気浄化装置の下流側端部の中心軸線とが必ずしも一致または平行になっていなくてもよく、互いに交わっていてもよい。要するに、ＥＧＲクーラの長手方向軸線は、車両の前後方向に沿って配置されていればよい。

　前述の実施形態では、第１ＥＧＲクーラ２４及び第２ＥＧＲクーラ２６はともに水冷式のものであったが、これに限らず、ＥＧＲクーラが２つ直列に設けられている場合には、上流側のＥＧＲクーラが空冷式で、下流側のＥＧＲクーラが水冷式であってもよい。ＥＧＲクーラとして空冷式のものを採用すると、水冷式のものと比べてＥＧＲクーラの大型化を抑制することができる。また、上流側の空冷式のＥＧＲクーラでＥＧＲガスの粗熱を取り、下流側の水冷式のＥＧＲクーラでＥＧＲガスを所望の温度まで確実に冷却することができるので、効率的にＥＧＲガスの冷却を行うことができる。
　また、前述の実施形態では、第１ＥＧＲクーラ２４及び第２ＥＧＲクーラ２６の冷却水回路は直列に連結されていたが。これに限らず、異なる冷却性能を持たせるために第１ＥＧＲクーラ及び第２ＥＧＲクーラがそれぞれ異なる冷却水回路上に設けられていてもよい。

　前述の実施形態ではエンジンは圧縮自己着火運転を行うものであったが、本発明はこれに限らず、圧縮自己着火運転と併行して、火花点火運転を実行可能に構成されていてもよい。
　前述の実施形態では、エンジンはリーンバーンを行うようになっていたが、これに限らず、燃焼の空燃比は任意に選択することができる。
　過給機は、前述の実施形態では、エンジンの燃焼による力によってベルト駆動されるスーパーチャージャが用いられていたが、これに限らず、例えばモータ等の電力で駆動される電動の過給機等、排気ガス以外の力によって駆動される任意の過給機を採用することができる。

　排気浄化装置は、前述の実施形態では、重量部、すなわち下流側部分３４であるＧＰＦが車両１００の前後方向に沿って延びるように配置されていたが、これに限らず、例えば排気浄化装置が車両の上下方向に沿って延びるように配置されていてもよい。

１，６０　吸排気装置
１Ａ，６０Ａ　排気系装置
２　エンジン
１１　吸気通路
１８　排気浄化装置
２２　ＥＧＲガス導出部
２４　第１ＥＧＲクーラ
２６　第２ＥＧＲクーラ
２８　第１ＥＧＲ配管
３０　第２ＥＧＲ配管
３２　上流側部分
３４　下流側部分
１００　車両

Claims

　圧縮自己着火運転を実行可能に構成された車両用エンジンの吸排気装置であって、
　吸気通路上に、排気ガス以外の力で駆動される過給機を備え、
　排気通路上に配置される排気浄化装置は、前記エンジンの外面に隣接して配置されている、
　ことを特徴とする車両用エンジンの吸排気装置。
　前記過給機は、前記エンジンの出力軸によって駆動されるスーパーチャージャである、
　請求項１に記載の車両用エンジンの吸排気装置。
　前記過給機は、電動の過給機である、
　請求項１に記載の車両用エンジンの吸排気装置。
　火花着火運転を実行可能に構成され、
　前記排気通路における前記排気浄化装置よりも上流にはターボ過給機を有し、
　前記火花着火運転を実行する際には、前記ターボ過給機により過給し、
　前記圧縮自己着火運転を実行する際には、前記スーパーチャージャにより過給するように構成されている、
　請求項２に記載の車両用エンジンの吸排気装置。
　火花着火運転を実行可能に構成され、
　前記排気通路における前記排気浄化装置よりも上流にはターボ過給機を有し、
　前記火花着火運転を実行する際には、前記ターボ過給機により過給し、
　前記圧縮自己着火運転を実行する際には、前記電動の過給機により過給するように構成されている、
　請求項３に記載の車両用エンジンの吸排気装置。
　前記エンジンは、車両前方側に吸気系が配置され、車両後方側に排気系が配置され、
　前記過給機は、前記エンジンの車両前方側に配置されている、
　請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の車両用エンジンの吸排気装置。
　前記排気浄化装置は、粒子フィルタ部と、前記粒子フィルタ部よりも下流に設けられたＥＧＲガス導出部とを有し、
　前記ＥＧＲガス導出部は、ＥＧＲガス通路を介して前記過給機の上流に接続されている、
　請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の車両用エンジンの吸排気装置。
　前記排気浄化装置は、前記エンジンの前記外面に支持部で支持され、前記排気浄化装置の重量部は、前記支持部よりも前記外面から離れる方向に延びて配置される、
　請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の車両用エンジンの吸排気装置。