(57)【要約】【課題】吸排気系部品の性能を考慮しつつ、吸排気系をエンジン周辺においてコンパクトに配置する。【解決手段】小型ターボ過給機５と大型ターボ過給機６とＤＰＦ７と小型用過給気管５６と大型用過給気管６６とを備えたエンジン１の吸排気系構造において、小型ターボ過給機５は、エンジン１の側面上部に取り付けられた排気マニホールド４のエンジン長手方向一側寄りの位置に配置され、大型ターボ過給機６は、その軸線Ｙがエンジン長手方向に延び且つ、該小型ターボ過給機５よりも下方にオフセットし且つ、上記排気マニホールド４のエンジン長手方向他側寄りの位置に配置され、小型用過給気管５６及び大型用過給気管６６は、上記大型ターボ過給機６の上方位置に配設され、上記ＤＰＦ７は、上記シリンダブロック１１側方において、上記小型ターボ過給機５の下方且つ上記大型ターボ過給機６と略同じ高さ位置に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
小型ターボ過給機と、大型ターボ過給機と、該大型ターボ過給機のタービン出口に接続される排気フィルタ装置と、該大型及び小型過給機からの過給エアをエンジンに供給する過給エア管とを備え、
上記小型ターボ過給機は、上記エンジンの側面上部に該エンジンの長手方向に延びるように取り付けられた排気マニホールドの側方で該エンジン長手方向一側寄りの位置に配置され、
上記大型ターボ過給機は、上記エンジンのシリンダブロック側方において、上記小型ターボ過給機に対して下方にオフセットし且つ該エンジン長手方向他側寄りの位置に、その軸線がエンジン長手方向に延び且つ、そのタービン側が該小型ターボ過給機側に位置するように配置され、
上記過給エア管は、上記大型ターボ過給機の上方位置に配設され、
上記排気フィルタ装置は、上記シリンダブロック側方において、上記小型ターボ過給機の下方且つ上記大型ターボ過給機と略同じ高さ位置に、その排気導入口が上記大型ターボ過給機のタービン側に開口するように配置されていることを特徴とするエンジンの吸排気系構造。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンの吸排気系構造において、
上記排気フィルタ装置の下流部と大型ターボ過給機のコンプレッサ上流側吸気管とを連通させるＥＧＲ管をさらに備え、
該ＥＧＲ管は、該大型ターボ過給機及び該排気フィルタ装置の下方位置に配設されていることを特徴とするエンジンの吸排気系構造。
【請求項３】
請求項２に記載のエンジンの吸排気系構造において、
上記ＥＧＲ管には、ＥＧＲクーラと、該ＥＧＲクーラに一体化されたＥＧＲ制御弁とが、その上流側から順に介設されていることを特徴とするエンジンの吸排気系構造。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１つに記載のエンジンの吸排気系構造において、
上記大型ターボ過給機のタービン入口と小型ターボ過給機のタービン出口とは、直列に接続されており、
該大型ターボ過給機のタービン入口と上記排気マニホールドとは、該小型ターボ過給機をバイパスするバイパス管によって接続され、
該バイパス管には、低速低負荷領域では閉じる一方、高速高負荷領域では開くバイパス制御弁が介設されていることを特徴とするエンジンの吸排気系構造。
【請求項５】
請求項４に記載のエンジンの吸排気系構造において、
上記小型ターボ過給機の上流側排気通路には、メタル担体触媒が介設されていることを特徴とするエンジンの吸排気系構造。
【請求項６】
車両前部において排気ポートが車両後方を向き且つ吸気ポートが車両前方を向いて横置き搭載されるエンジンと、
上記エンジンの長手方向後側側面に配設される変速機ユニットと、
上記エンジンの車両後側側面よりも車両後方に張り出した、上記変速機ユニットのトランスファケースからエンジン長手方向に延設される前輪駆動用ドライブシャフトと、
互いに近接させて且つ直列に接続されるターボ過給機及び排気フィルタ装置と、
上記ターボ過給機にエアを導くコンプレッサ上流側吸気管と、
上記ターボ過給機からの過給エアをエンジンの吸気ポート側に導く過給エア管と、
上記排気フィルタ装置から車両後方に延びる排気管と上記コンプレッサ上流側吸気管とを連通させるＥＧＲ管と、
上記ＥＧＲ管に介設され、該ＥＧＲ管内を流通するＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラとを備え、
上記ターボ過給機は、上記エンジンのシリンダブロックの車両後方且つ上記ドライブシャフト上方位置に、その軸線がエンジン長手方向を向くように配置され、
上記排気フィルタ装置は、上記シリンダブロックの車両後方且つ上記ドライブシャフト上方で上記ターボ過給機と略同じ高さ位置に、その軸線がエンジン長手方向を向くように配置され、
上記上流側吸気管及び上記過給エア管は、該変速機ユニット上方且つ該エンジンの長手方向後方位置に配設され、
上記ＥＧＲ管及びＥＧＲクーラは、上記ターボ過給機及び上記排気フィルタ装置の下方且つ上記ドライブシャフト上方位置にそれぞれ配設されていることを特徴とするエンジンの吸排気系構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの吸排気系構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ターボ過給機及び排気フィルタ装置を備えたエンジンがある。このターボ過給機は、排気のエネルギ（排気流）を利用してエアを過給するものであって、エンジンから排気が排出される直後の、排気のエネルギ損失が少ない位置、即ちエンジン近傍に配置することが好ましい。また、排気フィルタ装置、例えばＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）は、フィルタに堆積した煤を燃焼除去して再生する必要がある。煤の燃焼除去は、例えば、エンジンの燃焼行程における主噴射後に後噴射を行い、この後噴射された燃料をＤＰＦに設けられた触媒で酸化反応させ、その反応熱により煤を燃焼させることによって行う。つまり、ＤＰＦを通過する排気の温度が低い場合には、より多くの燃料を後噴射させる必要があるため、ＤＰＦは、排気温度が高い位置、即ちエンジン近傍に配置することが好ましい。
【０００３】
このように、ターボ過給機及び排気フィルタ装置は、共にエンジン近傍に配置することが好ましく、そのためには、ターボ過給機及び排気フィルタ装置を近接させて且つ直列に接続して、共にエンジン近傍に配置することが考えられる。ここで、ターボ過給機と排気フィルタ装置を近接させて且つ直列に接続させた例として、特許文献１及び特許文献２に開示されたエンジンの吸排気系構造がある。
【０００４】
特許文献１に開示されたエンジンの吸排気系構造では、エンジン側面（クランクシャフト方向に平行な側面）において、排気フィルタ装置としてのＤＰＦが、上方位置に、排気マニホールドに直列に接続されて配置され、ターボ過給機が、このＤＰＦの下方位置に、ＤＰＦの直下流に直列接続されて配置されている。
【０００５】
特許文献２に開示されたエンジンの吸排気系構造では、ターボ過給機が、上方位置に、排気マニホールドに直列に接続されて配置され、排気フィルタ装置としてのＤＰＦが、このターボ過給機の下方位置に、ターボ過給機の直下流に直列接続されて配置されている。
【特許文献１】特公平０３−０７２８１４号公報
【特許文献２】特表２００１−５２６３４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の如く、ターボ過給機及び排気フィルタ装置は、共にエンジン近傍に配設したいという要求があるため、ターボ過給機と排気フィルタ装置とを近接させて且つ直列に接続させて、これらをエンジン近傍に配置する必要がある。
【０００７】
しかし、近年の狭小なエンジンルームにおいては、エンジン周辺の配設スペースも狭小になり、さらには車両衝突時におけるクラッシャブルゾーンの確保等、エンジンには高度な搭載性が求められている。つまり、吸排気系を構成する部品（以下、吸排気系部品という）をエンジン周辺においてコンパクトにレイアウトすることが必要である。そして、エンジンの吸排気系部品として、ターボ過給機や排気フィルタ装置以外にも、小型ターボ過給機やＥＧＲ管等の部品が配設される場合がある。かかる場合には、これらの部品も含めて吸排気系部品を効率的且つコンパクトに配置することが求められる。特許文献１及び２に開示されたものには、これら吸排気系部品のエンジン周辺における具体的なレイアウトについては開示されていない。
【０００８】
本発明は、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、吸排気系部品の性能を考慮しつつ、吸排気系をエンジン周辺においてコンパクトに配置することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、小型ターボ過給機と、大型ターボ過給機と、該大型ターボ過給機のタービン出口に接続される排気フィルタ装置と、該大型及び小型過給機からの過給エアをエンジンに供給する過給エア管とを備えたエンジンの吸排気系構造が対象である。
【００１０】
そして、上記小型ターボ過給機は、上記エンジンの側面上部に該エンジンの長手方向に延びるように取り付けられた排気マニホールドの側方で該エンジン長手方向一側寄りの位置に配置され、上記大型ターボ過給機は、上記エンジンのシリンダブロック側方において、上記小型ターボ過給機に対して下方にオフセットし且つ該エンジン長手方向他側寄りの位置に、その軸線がエンジン長手方向に延び且つ、そのタービン側が該小型ターボ過給機側に位置するように配置され、上記過給エア管は、上記大型ターボ過給機の上方位置に配設され、上記排気フィルタ装置は、上記シリンダブロック側方において、上記小型ターボ過給機の下方且つ上記大型ターボ過給機と略同じ高さ位置に、その排気導入口が上記大型ターボ過給機のタービン側に開口するように配置されているものとする。ここで、エンジンの側面及びシリンダブロック側方とは、エンジン及びシリンダブロックの長手方向を前後方向としたときの側面又は側方をいう。
【００１１】
上記の構成の場合、排気フィルタ装置を大型ターボ過給機のタービン出口に接続する、即ち大型ターボ過給機及び排気フィルタ装置を近接させて且つ直列に接続すると共に、エンジンのシリンダブロック側方において略同じ高さ位置に配置し、これら大型ターボ過給機及び排気フィルタ装置の上方において、エンジン長手方向一側寄りに小型ターボ過給機を、エンジン長手方向他側寄りに過給エア管を配置することによって、吸排気系を構成する大型ターボ過給機、小型ターボ過給機、排気フィルタ装置及び過給エア管が、エンジン側方のスペースにおいて上下方向及びエンジン長手方向に対して平面的且つコンパクトに配置される。
【００１２】
また、大型ターボ過給機及び小型ターボ過給機はエンジンの近傍に配設されるため、排気エネルギの損失が少ない排気が導入されることになり、過給性能が向上する。さらに、排気フィルタ装置は、大型ターボ過給機に近接させて且つ直列に接続されているため、排気温度が低下する前の比較的高い排気温度を維持した排気が導入され、例えば、堆積した煤等を燃焼除去する際の後噴射量を減量させることができる等、フィルタの再生効率が向上する。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、上記排気フィルタ装置の下流部と大型ターボ過給機のコンプレッサ上流側吸気管とを連通させるＥＧＲ管をさらに備え、該ＥＧＲ管は、該大型ターボ過給機及び該排気フィルタ装置の下方位置に配設されているものとする。
【００１４】
上記の構成の場合、第１の発明の配置構造に加えて、大型ターボ過給機及び排気フィルタ装置の下方のスペースを利用してＥＧＲ管を配設することができる。また、大型ターボ過給機及び排気フィルタ装置を直列に接続し且つ略同じ高さに配置すると共に、これらの下方にＥＧＲ管を配設することによって、ＥＧＲ管の配管が簡略化される。それらの結果、ＥＧＲ管を含む吸排気系部品をエンジン側方のスペースにおいて上下方向及びエンジン長手方向に対して平面的且つコンパクトに配置することができる。このような配置構造とすることによって、ＥＧＲ管が大径である場合であっても、ＥＧＲ管をエンジン側方においてコンパクトに配置することができる。さらに、排気フィルタ装置の下流側にＥＧＲ管を接続することによって、浄化された排気をＥＧＲガスとして吸気系に還流させることができる。
【００１５】
第３の発明は、第２の発明において、上記ＥＧＲ管には、ＥＧＲクーラと、該ＥＧＲクーラに一体化されたＥＧＲ制御弁とが、その上流側から順に介設されているものとする。
【００１６】
上記の構成の場合、ＥＧＲクーラとＥＧＲ制御弁とを、大型ターボ過給機と排気フィルタ装置との下方のスペースに配設することによって、ＥＧＲ管、ＥＧＲクーラ及びＥＧＲ制御弁をさらにコンパクトに配置することができる。また、ＥＧＲ制御弁をＥＧＲクーラと一体化してユニット化することによって、配設が容易となる。さらに、ＥＧＲガスの流れに沿って上流側からＥＧＲクーラ、ＥＧＲ制御弁の順に配置することによってＥＧＲ制御弁の熱害を防止することができる。
【００１７】
第４の発明は、第１〜３のいずれか１つの発明において、上記大型ターボ過給機のタービン入口と小型ターボ過給機のタービン出口とは、直列に接続されており、該大型ターボ過給機のタービン入口と上記排気マニホールドとは、該小型ターボ過給機をバイパスするバイパス管によって接続され、該バイパス管には、低速低負荷領域では閉じる一方、高速高負荷領域では開くバイパス制御弁が介設されているものとする。
【００１８】
大型ターボ過給機及び小型ターボ過給機を直列配置した２段ターボシステムにおいては、排気流量の多い高速高負荷時において、小型ターボ過給機がかえって大きな排気抵抗となる場合がある。上記の構成の場合、高速高負荷時にバイパス制御弁を開けて小型ターボ過給機をバイパスすることによって、高速高負荷時に排気抵抗が増大することを防止すると共に、小型ターボ過給機の耐久性が向上する。
【００１９】
特に、排気フィルタ装置の下流部と大型ターボ過給機のコンプレッサ上流側吸気管とを連通させるＥＧＲ管を備えた構成においては、低速低負荷時に吸気系へ十分なＥＧＲガスを過給して還流させるＥＧＲガス過給用として、非常に小型の小型ターボ過給機を採用した場合に有効である。
【００２０】
第５の発明は、第４の発明において、上記小型ターボ過給機の上流側排気通路には、メタル担体触媒が介設されているものとする。
【００２１】
上記の構成の場合、ターボ過給機の下流に排気フィルタ装置を配置すると、まず上流側のターボ過給機のタービンによって排気の排気熱が奪われる。そして、排気フィルタ装置に導入される排気の排気温度は、タービンによって奪われた排気熱の分だけ低下していることになる。排気フィルタの再生においては煤を燃焼させる必要があり、タービンによって排気熱を奪われることは、排気フィルタ装置を再生する上で不利となる。そこで、小型ターボ過給機のコンプレッサの上流側吸気通路にメタル担体触媒を配設することによって、触媒の反応熱により予め排気温度を上昇させ、タービンにより排気熱が奪われても排気温度を維持したまま排気を排気フィルタ装置へ送り込むことができる。また、メタル担体触媒は、流通抵抗が小さく且つ熱に強いため、排気抵抗を増大させることなく且つ、耐久性にも優れている。さらに、メタル担体触媒を小型ターボ過給機のコンプレッサの上流に配置することによって、小型ターボ過給機が得るエネルギも上昇する。
【００２２】
第６の発明は、車両前部において排気ポートが車両後方を向き且つ吸気ポートが車両前方を向いて横置き搭載されるエンジンと、上記エンジンの長手方向後面に配設される変速機ユニットと、上記エンジンの車両後側側面よりも車両後方に張り出した、上記変速機ユニットのトランスファケースからエンジン長手方向に延設される前輪駆動用ドライブシャフトと、互いに近接させて且つ直列に接続されるターボ過給機及び排気フィルタ装置と、上記ターボ過給機にエアを導くコンプレッサ上流側吸気管と、上記ターボ過給機からの過給エアをエンジンの吸気ポート側に導く過給エア管と、上記排気フィルタ装置から車両後方に延びる排気管と上記コンプレッサ上流側吸気管とを連通させるＥＧＲ管と、上記ＥＧＲ管に介設され、該ＥＧＲ管内を流通するＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラとを備えているエンジンの吸排気構造が対象である。
【００２３】
そして、上記ターボ過給機は、上記エンジンのシリンダブロックの車両後方且つ上記ドライブシャフト上方位置に、その軸線がエンジン長手方向を向くように配置され、上記排気フィルタ装置は、上記シリンダブロックの車両後方且つ上記ドライブシャフト上方で上記ターボ過給機と略同じ高さ位置に、その軸線がエンジン長手方向を向くように配置され、上記上流側吸気管及び上記過給エア管は、該変速機ユニット上方且つ該エンジンの長手方向後方位置に配設され、上記ＥＧＲ管及びＥＧＲクーラは、上記ターボ過給機及び上記排気フィルタ装置の下方且つ上記ドライブシャフト上方位置にそれぞれ配設されているものとする。ここで、エンジンの長手方向後面とは、エンジンのクランクシャフト軸と直交する面であって、変速機ユニットが配設される側を後側とする。
【００２４】
上記の構成の場合、ターボ過給機と排気フィルタ装置とを直列に接続することによって吸排気系の配管が容易となる。また、エンジンの車両後側側面よりも車両後方に張り出した変速機ユニット及びドライブシャフトの上方のスペースにターボ過給機及び排気フィルタ装置を配置すると共に、これらターボ過給機及び排気フィルタ装置と、ドライブシャフトとの間のスペースに、ＥＧＲクーラを含むＥＧＲ管を配置し、さらに、コンプレッサ上流側吸気管及び過給エア管を変速機ユニットの上方且つエンジンの長手方向後方に配設することによって、エンジン周辺のスペースを有効に活用して、吸排気系をコンパクトに配設することができる。例えば、多量のＥＧＲガスを吸気系へ還流すべく比較的大径のＥＧＲ管を採用する場合には、ターボ過給機及び排気フィルタ装置とドライブシャフトとの間のスペースを活用することは、省スペース化及び配管の簡略化の観点から特に有効である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、大型ターボ過給機及び排気フィルタ装置を直列に接続し且つシリンダブロック側方において略同じ高さに配置し、該大型ターボ過給機の上方に過給エア管を配置し、該排気フィルタ装置の上方に小型ターボ過給機を配置することによって、エンジン側方において大型ターボ過給機、小型ターボ過給機、排気フィルタ装置及び過給エア管を平面的に且つコンパクトに配置することができる。また、両過給機及び排気フィルタ装置は、エンジン近傍に配置されることによって排気エネルギの損失が少なく且つ排気温度が高い排気を導入することができるため、それぞれ過給性能及び再生効率を向上させることができる。また、かかる配置構造とすることによって、大型ターボ過給機の上方且つ小型ターボ過給機のエンジン後方にスペースが形成され、このスペースを利用して過給エア管を容易且つ簡略に配管することができる。その結果、狭小なエンジンルーム等であっても、吸排気系部品を、その性能を落とすことなく、効率的且つコンパクトに配設することができる。また、吸排気系部品を、クランクシャフト軸と直交するエンジン幅方向においてコンパクトに配置することができるため、車両への搭載性が向上する。特に、狭小なエンジンルームに、及び／又はエンジンを横置きに搭載する際に、特に有効である。
【００２６】
上記第２の発明によれば、上記大型ターボ過給機及び排気フィルタ装置の下方のスペースを有効に活用して、ＥＧＲ管を配管することによって、ＥＧＲ管を含む吸排気系部品をエンジン側方において、平面的且つコンパクトに配置することができる。また、大量のＥＧＲガスを還流させるために、ＥＧＲ管を大径とした場合であっても、上記スペースを活用してエンジン周辺にコンパクトに配管することができる。その結果、狭小なエンジンルーム等、吸排気系部品の配設スペースが限られるような場合であっても、ＥＧＲ管を含む吸排気系部品を効率的且つコンパクトに配設することができ、車両への搭載性を向上させることができる。
【００２７】
上記第３の発明によれば、第２の発明に加えて、ＥＧＲクーラ及びＥＧＲ制御弁を有するＥＧＲ管を、上記大型ターボ過給機及び排気フィルタ装置の下方のスペースを有効に活用して、コンパクトに配置することができる。また、ＥＧＲガスの流れに沿って上流側からＥＧＲクーラ、ＥＧＲ制御弁の順に配置することによってＥＧＲ制御弁の熱害を防止することができ、その結果、ＥＧＲ制御弁の耐久性を向上させることができる。
【００２８】
上記第４の発明によれば、上記小型ターボ過給機は高速高負荷時にはバイパスされるため、高速高負荷時において小型ターボ過給機が排気系全体の排気抵抗を増大させることを防止することができると共に、小型ターボ過給機の耐久性を向上させることができる。その結果、小型ターボ過給機による高速高負荷時の排気抵抗や高速回転時における小型ターボ過給機の耐久性を考慮せずに、所望の小型ターボ過給機を採用することができる。例えば、該小型ターボ過給機をＥＧＲガス過給用に使用すべく非常に小型に構成することもできる。
【００２９】
上記第５の発明によれば、小型ターボ過給機のコンプレッサ上流側吸気管にメタル担体触媒を介設して触媒の反応熱により排気温度を予め上昇させておくことによって、小型ターボ過給機が排気から得るエネルギを増加させることができる。それと共に、小型ターボ過給機によって奪われる排気熱を補填して、排気を排気フィルタ装置に送ることができるため、排気フィルタ装置の再生効率を向上させることができる。
【００３０】
上記第６の発明によれば、横置き搭載エンジンから車両後方に張り出した、変速機ユニットのトランスファケース及び前輪駆動用ドライブシャフトの上方にＥＧＲ管及びＥＧＲクーラをそれぞれ配管及び配置し且つ、これらＥＧＲ管及びＥＧＲクーラの上方において排気フィルタ装置及びターボ過給機を近接させて配置し且つ、エンジンの長手方向後方且つ変速機ユニット上方に吸気管及び過給エア管を配管することによって、エンジンの変速機ユニット及びドライブシャフト等からなるパワートレインユニット上方のスペースを有効に活用して吸排気系部品を配置することができる。また、上記ターボ過給機及び排気フィルタ装置は、エンジン近傍に配置されるため、過給性能及び再生効率を向上させることができる。それらの結果、エンジン幅方向に関して、吸排気系部品をエンジンのパワートレインユニットの幅以内に収めて、コンパクトに配置することができ、車両への搭載性を向上させることができると共に、吸排気系部品の性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る吸排気系構造を備えたエンジン１を車両の右側後方から見た図である。
【００３２】
上記エンジン１は、車両前部のエンジンルーム内において、吸気ポート（図示省略）が車両前方を向き且つ排気ポート（図示省略）が車両後方を向くように横置きに配置された直列４気筒ディーゼルエンジンである。そして、このエンジン１に燃料燃焼用のエアを供給する吸気系２がエンジン１に対して車両前方から接続され且つ、エンジン１の排気を大気中に排出する排気系３がエンジン１に対して車両後方から接続されている。
【００３３】
上記吸気系２は、図６、７に示すように、エア中のダスト等を除去するエアクリーナ２１と、主として低速低負荷時にエアを過給する小型ターボ過給機５のコンプレッサを構成するブロア５１と、主として高速高負荷時にエアを過給する大型ターボ過給機６のコンプレッサを構成するブロア６１と、加圧されて高温となったエアを冷却するインタークーラ２２と、エアをエンジン１の各吸気ポート（図示省略）へ導く吸気マニホールド２３とを有する。
【００３４】
上記排気系３は、図６、７に示すように、エンジン１の各排気ポート（図示省略）から排気を導いて１つに集合させる排気マニホールド４と、排気エネルギによって駆動される小型ターボ過給機５のタービン５２と、同様に排気エネルギによって駆動される大型ターボ過給機６のタービン６２と、排気フィルタ装置としての排気中の煤を除去するＤＰＦ７と、排気の一部を吸気系２に還流させるＥＧＲ管８と、排気を車両後方まで導いて、大気中に排出する排気管９とを有する。
【００３５】
上記エンジン１は、図１〜４に示すように、シリンダブロック１１と、このシリンダブロック１１の上部に配設されるシリンダヘッド１２と、このシリンダブロック１１のクランクシャフト軸と直交する面の一方に配設される変速機ユニット１３とを有する。本明細書においては、説明の便宜上、エンジン１の長手方向（クランクシャフト軸方向）に対して変速機ユニット１３が配設されている側をエンジン後側、その反対側をエンジン前側として、エンジン１後側の面をエンジン後面、エンジン１前側の面をエンジン前面と呼ぶ。そして、エンジン前方を向いて、エンジン１右側の側面を車両後側側面、エンジン１左側の側面を車両前側側面と呼ぶ。
【００３６】
この変速機ユニット１３は、ユニットを覆うトランスファケース１３ａを有し、このトランスファケース１３ａは、エンジン１の車両後側側面よりも車両後方に張り出している。また、このトランスファケース１３ａからは、エンジン１よりも車両後方位置においてエンジン長手方向に延びる前輪駆動用ドライブシャフト１４が延設されている。すなわち、図４に示すように、こられトランスファケース１３ａの一部及びドライブシャフト１４は、エンジン１の車両後側側面よりも車両後方に張り出しており、エンジン１の車両後側側面よりも車両後方であって且つ、トランスファケース１３ａの張出部及びドライブシャフト１４の上方に、吸気系２及び排気系３を構成する部品を配設するだけのスペースが形成される。
【００３７】
上記排気マニホールド４は、シリンダヘッド１２の車両後側側面に配設されている。この排気マニホールド４は、その上流側に位置して各排気ポートと独立に連続する第１〜４分岐管４１、４１、…（エンジン前側から順に第１、第２、…とする）と、その下流側に位置して第１〜４分岐管４１、４１、…を１つに集合させる集合管４２とを有する。これら第１〜４分岐管４１、４１、…の上流端にはフランジ４３、４３、…が形成されており、排気マニホールド４は、このフランジ４３、４３、…によってシリンダヘッド１２に取り付けれている。集合管４２には、排気を上記小型ターボ過給機５へ導く小型用排出部４４と、排気を上記大型ターボ過給機６へ導く大型用排出部４６とが形成されている。小型用排出部４４は、集合管４２の、第１分岐管４１と第２分岐管４１との間の位置に対応する位置に設けられ、車両後方且つ上方に向かって開口すると共に、その下流端には小型ターボ過給機５を接続するためのフランジ４５が形成されている。大型用排出部４６は、集合管４２の、第３分岐管４１と第４分岐管４１との間の位置に対応する位置に設けられ、車両後方に向かって開口すると共に、その下流端には大型ターボ過給機６を接続するためのフランジ４７が形成されている。
【００３８】
上記小型ターボ過給機５は、ハウジング５０と、このハウジング５０内に配設されると共にタービン軸Ｘ（図２にのみ図示）によって連結されるブロア５１及びタービン５２（図６及び７にのみ図示）と、ハウジング５０のタービン側ハウジング５０ａに接続されて排気をタービン５２に送り込むための小型用上流側排気管５３と、このタービン側ハウジング５０ａに接続されてタービン５２から排気を排出する小型用下流側排気管５４と、ハウジング５０のブロア側ハウジング５０ｂに接続されてエアをブロア５１に導くための小型用上流側吸気管５５と、ブロア側ハウジング５０ｂに接続されてブロア５１から過給エアを送り出す小型用過給気管５６とを有する。
【００３９】
この小型ターボ過給機５は、図１、２に示すように、エンジン１の車両後側側面の上部であって、排気マニホールド４の車両後方位置且つエンジン前方寄りに、その軸線Ｘがエンジン長手方向に延びると共に、タービン側ハウジング５０ａがエンジン前方を向き且つブロア側ハウジング５０ｂがエンジン後方を向くように配置されている。
【００４０】
上記小型用上流側排気管５３は、図１、３、４に示すように、タービン側ハウジング５０ａの周縁部から接線方向且つ車両前方に延びて、その上流端は車両前方且つ下方に向かって開口している。また小型用上流側排気管５３の上流端にはフランジ５３ａが形成されている。小型ターボ過給機５は、このフランジ５３ａを排気マニホールド４のフランジ４５と接合することによって、排気マニホールド４に取り付けられている。
【００４１】
また、小型用上流側排気管５３及び小型用排出部４４の内部に形成される小型用上流側排気通路内には、図５に示すように、メタル担体触媒５７が介設されている。このメタル担体触媒５７は、触媒本体部５７ａとハウジング５７ｂとを有する。触媒本体部５７ａは、メタル担体と、メタル担体の表面にコーティングされた触媒材料とを有し、全体として円柱形状をしている。ハウジング５７ｂは、上流端及び下流端が開口する円筒形状をしていて、上流端の内周縁には、半径方向内側に延出する係止部５７ｄが設けられている一方、下流端の外周縁には、半径方向外側に演出するフランジ部５７ｃが設けられている。そして、触媒本体部５７ａは、ハウジング５７ｂ内に内設され、その上流端は、シールの役割も果たすクッション部材５７ｅを介してハウジング５７ｂの係止部５７ｄに係止される一方、その下流端は、該クッション部材５７ｅを介して抜け止め部材５７ｆによって抜け止めされている。このメタル担体触媒５７は、触媒本体部５７ａが排気マニホールド４の小型用排出部４４内に位置するように配置され、フランジ部５７ｃを小型ターボ過給機５のフランジ５３ａと排気マニホールド４のフランジ４５とで挟持することによって、小型用上流排気通路内に保持されている。尚、メタル担体触媒５７は、小型用上流側排気管５３内に配置される構成でもよく、保持構造についてもフランジ５３ａ及びフランジ４５による挟持構造に限られるものではない。
【００４２】
上記小型用下流側排気管５４は、図１〜４に示すように、タービン側ハウジング５０ａのエンジン前側側面の、タービン５２の中心に対応する位置からタービン軸Ｘと同軸にエンジン前方へ延びた後、上方へ湾曲し、さらにエンジン後方へ湾曲して大型ターボ過給機６に向かって延びている。尚、図１〜３に示すように、小型用下流側排気管５４の途中には、熱膨張及び収縮を吸収するためのフレキシブルチューブ５４ａが設けられている。
【００４３】
上記小型用上流側吸気管５５は、図１〜３に示すように、後述する大型用過給気管６６から分岐していて、その下流端がブロア側ハウジング５０ｂのエンジン後側側面の、ブロア５１の中心に対応する位置にタービン軸Ｘ方向から接続されている。
【００４４】
上記小型用過給気管５６は、図１〜４に示すように、ブロア側ハウジング５０ｂの周縁部から接線方向且つ上方に延びた後、排気マニホールド４及び大型ターボ過給機６の上方を介してエンジン後方に延びて、変速機ユニット１３上方において後述する大型用過給気管６６に合流している（図３参照）。
【００４５】
上記大型ターボ過給機６は、ハウジング６０と、このハウジング６０内に配設されると共にタービン軸Ｙ（図２にのみ図示）によって連結されるブロア６１及びタービン６２（図６及び７にのみ図示）と、ハウジング６０のタービン側ハウジング６０ａに接続されて排気をタービン６２に送り込むための大型用上流側排気管６３と、このタービン側ハウジング６０ａに接続されてタービン６２から排気を排出する大型用下流側排気管６４と、ハウジング６０のブロア側ハウジング６０ｂに接続されてエアをブロア６１に導くための大型用上流側吸気管６５と、ブロア側ハウジング６０ｂに接続されてブロア６１から過給エアを送り出す大型用過給気管６６とを有する。
【００４６】
大型ターボ過給機６は、シリンダブロック１１の車両後側側面であって、排気マニホールド４の車両後方位置且つエンジン後方寄りに、そのタービン軸Ｙがエンジン長手方向に延びると共に、そのタービン６２側がエンジン前方を向き且つそのブロア６１側がエンジン後方を向くように配置されている。大型ターボ過給機６は、図２に示すように、そのタービン軸Ｙが、小型ターボ過給機５のタービン軸Ｘよりも下方にオフセットされて配置されている。大型ターボ過給機６及び小型ターボ過給機５をこのように配置することによって、大型ターボ過給機６の上方且つ小型ターボ過給機５のエンジン後方、及び大型ターボ過給機６のエンジン前方且つ小型ターボ過給機５の下方には、他の吸排気系部品を配置するためのスペースが形成される。
【００４７】
上記大型用上流側排気管６３は、図１、２に示すように、タービン側ハウジング６０ａの周縁部から接線方向且つ上方に延びて、その上流端は上方に向かって開口している。この大型用上流側排気管６３は、分岐管６７を介して排気マニホールド４の大型用排出部４６に接続されている（図３参照）。
【００４８】
この分岐管６７は、本流部６７ａと、本流部６７ａの中間から分岐する分岐部６７ｂとを有する。分岐管６７は、本流部６７ａの上流端が排気マニホールド４のフランジ４７に接合される一方、本流部６７ａの下流端が大型用上流側排気管６３の上流端に接続されている。分岐部６７ｂの開口端には、上記小型ターボ過給機５の小型用下流側排気管５４の下流端が接続されており（図１〜３参照）、こうして大型ターボ過給機６のタービン入口と小型ターボ過給機５のタービン出口とは直列に接続されている。この分岐管６７の本流部６７ａ及び排気マニホールド４の大型用排出部４６が、排気に小型ターボ過給機５をバイパスさせるバイパス管を構成する。この分岐管６７の分岐部６７ｂよりも上流部には、バイパス制御弁としての第１バルブユニット６７ｃが介設されている。この第１バルブユニット６７ｃは、低速低負荷時には閉じる一方、高速高負荷時には開くように設定されている。
【００４９】
上記大型用下流側排気管６４は、図１、２に示すように、タービン側ハウジング６０ａのエンジン前側側面の、タービン６２の中心に対応する位置からタービン軸Ｙと同軸にエンジン前方に延びている。
【００５０】
上記大型用上流側吸気管６５は、その上流端がエンジン１の車両前方に位置するエアクリーナ２１（図６及び７にのみ図示）に接続される一方、図２、３に示すように、エンジン１の車両前方から上記変速機ユニット１３の上方を介してエンジン１の車両後方まで延びて、その下流端がブロア側ハウジング６０ｂのエンジン後側側面の、ブロア６１の中心に対応する位置にタービン軸Ｙ方向から接続されている。大型用上流側吸気管６５には、エアクリーナ２１を通過して流入するエア量を調節する第３バルブユニット６５ａ（図６及び７にのみ図示）が介設されている。また、大型用上流側吸気管６５の、第３バルブユニット６５ａの下流であって且つブロア側ハウジング６０ｂの近傍には、ＥＧＲ管８を接続するための、車両後方且つ下方に開口する分岐開口部６５ｂが形成されている（図１〜３参照）。
【００５１】
上記大型用過給気管６６は、図１〜３に示すように、ブロア側ハウジング６０ｂの周縁部から接線方向且つ上方に延びた後、湾曲すると共に変速機ユニット１３の上方を介して車両前方へ延びて、その下流端がシリンダヘッド１２の車両前側側面に配設された吸気マニホールド２３に接続されている。また、大型用過給気管６６には、図６、７に示すように、過給エアの流れに沿って上流側から、小型用上流側吸気管５５が接続される分岐部６６ａ、第２バルブユニット６６ｂ、小型用過給気管５６が接続される合流部６６ｃ及びインタークーラ２２が介設されている。つまり、この第２バルブユニット６６ｂのバルブを閉じることによって、大型ターボ過給機６のタービン６２を通過した過給エアを全て、小型用上流側吸気管５５を介して小型ターボ過給機５を経由させ、小型ターボ過給機５によって過給された過給エアを小型用過給気管５６を介して大型用過給気管６６に合流させることができる。この第２バルブユニット６６ｂは、上記第１バルブユニット６７ｃと連動して、低速低負荷時には閉じる一方、高速高負荷時には開くように設定されている。
【００５２】
上記ＤＰＦ７は、図１〜４に示すように、エンジン１の車両後側側面であって、上記小型ターボ過給機５の下方且つ上記大型ターボ過給機６のエンジン前方に、その軸線Ｚ（図２にのみ図示）がエンジン長手方向に延びると共に、大型ターボ過給機６と略同じ高さに配設されている。また、ＤＰＦ７の排気導入口７１は、大型ターボ過給機６が位置するエンジン後方を向かって開口している一方、ＤＰＦ７の排気排出口７２は、ＤＰＦ７のエンジン前側側面から湾曲して車両後方且つ下向きに開口している。排気導入口７１には、大型ターボ過給機６のタービン出口としての大型用下流側排気管６４の下流端が接続されている（図２参照）。尚、このＤＰＦ７は、単に煤を除去するフィルタのみからなるものに限られず、フィルタに触媒を担持させたもの、又はフィルタの前段に触媒を配設したもの等であってもよい。
【００５３】
上記ＥＧＲ管８は、図１、２に示すように、上記ドライブシャフト１４の上方且つ、大型ターボ過給機６及びＤＰＦ７の下方に配設されている。このＥＧＲ管８は、その上流端が排気管９の、ＤＰＦ７近傍に位置するＤＰＦ直下流部９１から分岐する一方、その下流端が大型ターボ過給機６の大型用上流側吸気管６５の分岐開口部６５ｂに合流していて、ＤＰＦ直下流部９１と大型用上流側吸気管６５とを連通させている。このＥＧＲ管８は、比較的大径であって、多量のＥＧＲガスを吸気系２へ還流させることができる。また、ＥＧＲ管８には、ＥＧＲ管８内を流通するＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ８１が介設されており、ＥＧＲクーラ８１の上流端には、ＥＧＲ管８内を流通するＥＧＲガス量を調節するＥＧＲ制御弁８２が固定されてユニット化されている。このＥＧＲクーラ８１は、大型ターボ過給機６及びＤＰＦ７と、ドライブシャフト１４との間において、その軸線がエンジン長手方向を向くように配設されている。
【００５４】
排気管９は、図１〜４に示すように、その上流端がＤＰＦ７の排気排出口７２に接続されていて、下方且つ車両後方に向かって延びている。この排気管９は、ＤＰＦ７を通過した排気を図示省略の排気サイレンサ等を介して車両後方まで導き、大気中に排出する。また、排気管９の、ＥＧＲ管８が接続されるＤＰＦ直下流部９１の下流側には第４バルブユニット９２が介設されている（図６及び７にのみ図示）。この第４バルブユニット９２は、排気通路を絞ることによって排気圧力を上昇させて、ＥＧＲ管８内へ大量のＥＧＲガスを送り込むためのものである。
【００５５】
吸排気系２、３を構成する部品は、図２に示すように、エンジン１を車両後方から見て、シリンダブロック１１の下方に配設された変速機ユニット１３のトランスファケース１３ａ及びドライブシャフト１４の上方に、ＥＧＲクーラ８１を含むＥＧＲ管８が配置され、このＥＧＲ管８の上方の、エンジン前側寄りにＤＰＦ７が、エンジン後側寄りに大型ターボ過給機６が配置され、ＤＰＦ７の上方に小型ターボ過給機５が配置され、大型ターボ過給機６の上方から変速機ユニット１３の上方にかけて大型用過給気管６６及び小型用過給気管５６が配置される。その結果、小型ターボ過給機５、大型ターボ過給機６、ＤＰＦ７、ＥＧＲ管８、大型用過給気管６６及び小型用過給気管５６等の吸排気系部品は、エンジン前後方向については、エンジン１の前面から変速機ユニット１３までの間にコンパクトに収まり、エンジン上下方向については、トランスファケース１３ａ及びドライブシャフト１４からシリンダヘッド１２までの間にコンパクトに概ね収まっている。また、このように配置された吸排気系部品は、図４に示すように、エンジン前方から見て、エンジン１の車両後側側面から車両後方に張り出した変速機ユニット１３のトランスファケース１３ａの上方の空間に収まっていて、エンジン幅方向について、コンパクトに配置されている。
【００５６】
このように配置された吸排気系２、３における燃料燃焼用のエア及び排気の流れについて説明する。
【００５７】
まず、高速高負荷時のエア及び排気の流れについて、図６を用いて説明する。
【００５８】
図示省略のエア取入口から取り込まれたエアは、まずエアクリーナ２１を通過することによってエア中のダスト等が除去される。エアクリーナ２１を通過したエアは、大型用上流側吸気管６５内を流れていく。大型用上流側吸気管６５には、ＥＧＲ管８が接続されており、大型用上流側吸気管６５内に取り込まれたエアは、排気の一部が還流されたＥＧＲガスと混合されて、大型ターボ過給機６へ導かれる。ここで、大型用上流側吸気管６５に介設された第３バルブユニット６５ａ及びＥＧＲ管８に介設されたＥＧＲ制御弁８２のバルブ開度を調節することによってエア量及びＥＧＲガス量を調節している。こうすることによって、新気とＥＧＲガスとの混合比率を精度よく制御することができる。大型ターボ過給機６へ導かれたエアは、ブロア６１によって加圧され大型用過給気管６６へ送られる。ここで、高速高負荷時は、排気エネルギは十分大きいため大型ターボ過給機６によって十分過給される。また、高速高負荷時においては、大型用過給気管６６中の第２バルブユニット６６ｂのバルブが開けられているため、過給エアの一部はそのまま大型用過給気管６６を進み、残りは小型用上流側吸気管５５へ分岐する。小型用上流側吸気管５５へ分岐した排気は、小型ターボ過給機５のブロア５１によって加圧された後、小型用過給気管５６を介して再び大型用過給気管６６へ戻ってくる。そして、大型用過給気管６６をそのまま進んだ過給エアと、分岐して小型ターボ過給機５によってさらに加圧された過給エアとは、混合されてインタークーラ２２へ送られる。加圧されて高温となった過給エアは、インタークーラ２２によって冷却され、その後吸気マニホールド２３を介して吸気ポートからエンジン１の各燃焼室へ送り込まれる。
【００５９】
エンジン１の各燃焼室で燃焼した既燃ガス、即ち排気は、排気ポートを介して排気マニホールド４に導かれる。高速高負荷時には、分岐管６７に設けられている第１バルブユニット６７ｃが開けられているため、排気マニホールド４に導かれた排気の一部は大型用排出部４６から分岐管６７を介して大型用上流側排気管６３へ排出され、残りは小型用排出部４４から小型用上流側排気管５３へ排出される。小型ターボ過給機５は、小型で且つ高速回転向きではないため高速高負荷時においては、過給効果よりも排気抵抗が大きくなる弊害の方が大きくなるが、該第１バルブユニット６７ｃを開けることによって、排気の一部は小型ターボ過給機５をバイパスすることができ、排気抵抗の問題を解消することができる。また、小型用排出部４４にはメタル担体触媒５７が介設されており、このメタル担体触媒５７を通過する排気は、触媒反応によって排気中の有害物質が酸化、還元されると共に、その反応熱によって排気温度が上昇する。こうして小型用上流側排気管５３へ排出され、排気温度が上昇した排気は、小型ターボ過給機５のタービン５２へ送り込まれ、その排気エネルギによって小型ターボ過給機５のタービン５２を回転駆動する。タービン６２を駆動した後の排気は、小型用下流側排気管５４を介して分岐管６７の分岐部６７ｂへ導かれる。分岐部６７ｂへ導かれた排気は、分岐管６７の本流部６７ａ上流から流入してくる大型用排出部４６から排出された排気と合流して混合される。こうして、混合された排気は、大型ターボ過給機６のタービン６２へ送り込まれ、その排気エネルギによって大型ターボ過給機６のタービン６２を回転駆動し、その後、大型用下流側排気管６４を介して大型ターボ過給機６から排出される。大型用下流側排気管６４へ排出された排気は、ＤＰＦ７へ導かれる。そして、ＤＰＦ７を通過することによって排気中の煤等が除去された排気は、排気管９へ導かれる。排気管９へ導かれた排気は、一部がＥＧＲ管８によって吸気系２へ還流される一方、残りは排気管９をそのまま流れて大気中に排出される。ここで、排気管９に介設された第４バルブユニット９２のバルブ開度を調節することによって排気圧力を調節して、ＥＧＲ管８へ流入する排気量を制御している。ＥＧＲ管８へ導かれた排気、即ちＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラ８１によって冷却されると共に、ＥＧＲ制御弁８２によってＥＧＲガス量を調節されて、大型用上流側吸気管６５へ還流される。
【００６０】
次に、低速低負荷時のエア及び排気の流れについて、図７を用いて説明する。
【００６１】
図示省略のエア取入口から取り込まれたエアが大型ターボ過給機６へ導かれるまでの流れは、高速高負荷時と同様である。大型ターボ過給機６へ導かれたエアは、ブロア６１を通過して大型用過給気管６６へ導かれる。ここで、低速低負荷時においては、高速高負荷時と異なり、排気エネルギが小さいため大型ターボ過給機６による過給があまり働かない。そこで低速負荷時においては、大型用過給気管６６中の第２バルブユニット６６ｂを閉じて、大型ターボ過給機６を通過した全てのエアを小型用上流側吸気管５５へ分岐させる。小型ターボ過給機５は非常に小さいため、低速低負荷時の小さな排気エネルギであっても十分に過給効果を発揮する。よって、低速低負荷時におけるエアは、小型ターボ過給機５によって過給される。小型ターボ過給機５によって加圧されたエアは、小型用過給気管５６を介して、再び大型用過給気管６６へ流入する。そして、加圧されて高温となった過給エアは、高速高負荷時と同様に、インタークーラ２２によって冷却され、その後吸気マニホールド２３を介して吸気ポートからエンジン１の各燃焼室へ送り込まれる。
【００６２】
エンジン１の各燃焼室で燃焼した既燃ガス即ち排気は、排気ポートを介して排気マニホールド４に導かれる。低速低負荷時に、分岐管６７に設けられている第１バルブユニット６７ｃが閉じられているため、排気マニホールド４に導かれた排気は、小型用排出部４４から小型用上流側排気管５３へ排出される。このとき小型用排出部４４にはメタル担体触媒５７が介設されているため、上述の通り、排気温度が上昇する。この排気温度が上昇した排気は、その排気エネルギによって小型ターボ過給機５のタービン５２を回転駆動する。タービン５２を駆動した排気は、小型用下流側排気管５４を介して小型ターボ過給機５から排出される。小型ターボ過給機５から排出された排気は、分岐管６７を介して大型用上流側排気管６３へ導かれる。この排気は、大型ターボ過給機６のタービン６２を通過して、大型用下流側排気管６４へ排出される。低速低負荷時においては、排気エネルギが小さいため、大型ターボ過給機６のタービン６２を十分には駆動できず、大型ターボ過給機６によって大きな過給効果を得ることはできない。大型用下流側排気管６４へ排出された排気の流れは、高速高負荷時と同様である。
【００６３】
したがって、上記実施形態によれば、大型ターボ過給機６及びＤＰＦ７を近接させ且つ直列に接続し且つシリンダブロック１１の車両後方において略同じ高さに配置し、該大型ターボ過給機６の上方に大型用過給気管６６及び小型用過給気管５６を配置し、該ＤＰＦ７の上方に小型ターボ過給機５を配置し、大型ターボ過給機６及びＤＰＦ７の下方且つトランスファケース１３ａ及びドライブシャフト１４の上方にＥＧＲ管８、ＥＧＲクーラ８１及びＥＧＲ制御弁８２を配管及び配置することによって、エンジン側方において大型ターボ過給機６、小型ターボ過給機５、ＤＰＦ７、大型用過給気管６６、小型用過給気管５６、ＥＧＲ管８、ＥＧＲクーラ８１及びＥＧＲ制御弁８２を平面的に且つコンパクトに配置することができる。また、小型ターボ過給機５、大型ターボ過給機６及び過給機及びＤＰＦ７は、エンジン１近傍に配置されることによって排気エネルギの損失が少なく且つ排気温度が高い排気を導入することができるため、それぞれ過給性能及び再生効率を向上させることができる。その結果、吸排気系部品を、その性能を落とすことなく、効率的且つコンパクトに配設することができる。
【００６４】
さらに、これら吸排気系部品を、横置き搭載エンジン１の車両後側側面から車両後方に張り出した、変速機ユニット１３のトランスファケース１３ａ及びドライブシャフト１４の上方のスペースに配置することによって、エンジン幅方向について変速機ユニット１３及びドライブシャフト１４等から構成されるパワートレインユニットの幅以内に吸排気系部品をコンパクトに配置して、吸排気系部品を備えたエンジン１の車両への搭載性を向上させることができる。
【００６５】
また、エンジン１を車両後方から見て、小型ターボ過給機５と大型ターボ過給機６とを対角線位置に配置することによって、大型ターボ過給機６の上方且つ小型ターボ過給機５のエンジン後方にスペースが形成され、このスペースを利用して小型用過給気管５６及び大型用過給気管６６を容易且つ簡略に配管することができる。
【００６６】
さらに、ＥＧＲ管８を配管するスペースが、トランスファケース１３ａ及びドライブシャフト１４の上方且つ大型ターボ過給機６及びＤＰＦ７の下方に確保されるため、大量のＥＧＲガスを還流させるためにＥＧＲ管８を比較的大径とした場合であっても、上記スペースを活用してエンジン１周辺にコンパクトに配管することができる。
【００６７】
また、ＥＧＲ管８を、ＤＰＦ直下流部９１と大型ターボ過給機６の大型用上流側吸気管６５とを連通させて接続することによって、ＤＰＦ７によって浄化された排気を、吸気系２へ還流させることができる。
【００６８】
さらに、ＥＧＲガスの流れに沿って上流側からＥＧＲクーラ８１、ＥＧＲ制御弁８２の順に配置することによってＥＧＲ制御弁８２の熱害を防止することができ、その結果、ＥＧＲ制御弁８２の耐久性を向上させることができる。
【００６９】
また、上記小型ターボ過給機５は高速高負荷時にはバイパスされるため、高速高負荷時において小型ターボ過給機５が排気系全体の排気抵抗を増大させることを防止することができると共に、小型ターボ過給機５の耐久性を向上させることができる。その結果、小型ターボ過給機５による高速高負荷時の排気抵抗や高速回転時における小型ターボ過給機５の耐久性を考慮せずに、所望の小型ターボ過給機５を採用することができる。例えば、本実施形態の如く、該小型ターボ過給機５をＥＧＲガス過給用に使用すべく非常に小型に構成することもできる。
【００７０】
そして、小型ターボ過給機５の小型用上流側吸気通路にメタル担体触媒５７を介設して触媒の反応熱により排気温度を予め上昇させておくことによって、排気エネルギの小さい低速低負荷時であっても、小型ターボ過給機５が排気から得るエネルギを増加させることができると共に、小型ターボ過給機５によって奪われる排気熱を補填して排気をＤＰＦ７に送り、ＤＰＦ７の再生効率を向上させることができる。
《その他の実施形態》
本発明は、上記実施形態１について、以下のような構成としてもよい。
【００７１】
すなわち、排気エネルギが小さく、小型ターボ過給機５さえも十分に駆動できない、さらに低速低負荷時において、排気の一部をＥＧＲガスとして吸気系２に還流させるために、図６及び７の二点鎖線で示すような、排気マニホールド４と吸気マニホールド２３とを接続するＥＧＲ管８ａと、このＥＧＲ管８ａに介設されるＥＧＲ制御弁８２ａとをさらに設けてもよい。かかる場合、高速高負荷時においては主に大型ターボ過給機６によってＥＧＲガスを過給し、低速低負荷時においては主に小型ターボ過給機５によってＥＧＲガスを過給し、さらに低速低負荷時においてはＥＧＲ管８ａによってＥＧＲガスを吸気系２に還流させる。
【００７２】
また、上記実施形態においては、吸気系２に大量のＥＧＲガスを還流させつつ、精度よくＥＧＲガス量を制御するために、第３バルブユニット６５ａ及び第４バルブユニット９２を設けているが、これらのバルブユニットを省略することもできる。その場合には、第１バルブユニット６７ｃ及び第２バルブユニット６６ｂのバルブ開度を調整することによってＥＧＲガス量を調節することになる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの吸排気系構造を車両の右斜め後方から見た斜視図である。
【図２】エンジンの吸排気系構造を車両後方から見た図である。
【図３】エンジンの吸排気系構造を車両上方から見た図である。
【図４】エンジンの吸排気系構造を車両右側から見た図である。
【図５】小型用上流側吸気通路内のメタル担体触媒を示す断面図である。
【図６】高速高負荷時のエア及び排気の流れを示す説明図である。
【図７】低速低負荷時のエア及び排気の流れを示す説明図である。
【符号の説明】
【００７４】
１      エンジン
１１    シリンダブロック
１３    変速機ユニット
１３ａ  トランスファケース
１４    ドライブシャフト
４      排気マニホールド
４６    大型用排出部（バイパス管）
５      小型ターボ過給機
５６    小型用過給気管（過給エア管）
５７    メタル担体触媒
６      大型ターボ過給機
６５    大型用上流側吸気管（コンプレッサ上流側吸気管）
６６    大型用過給気管（過給エア管）
６２    タービン
６７    分岐管（バイパス管）
６７ｃ  第１バルブユニット（バイパス制御弁）
７      ＤＰＦ（排気フィルタ装置）
７１    排気導入口
８      ＥＧＲ管
８１    ＥＧＲクーラ
８２    ＥＧＲ制御弁
９      排気管
９１    ＤＰＦ直下流部（排気フィルタ装置の直下流部）
【図１】
2006070878.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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