(57)【要約】【課題】エンジンに近づけて触媒を配置するという要請と、前面衝突時のクラッシュストロークを確保するという要請とを満足させる。【解決手段】ＤＰＦ容器40は横置きエンジン22に連結されたトランスアクスル24の上方域且つこれに隣接し且つエンジン22の側方域に隣接して車体前後方向に延在している。ＤＰＦ容器40の前面の出口には第２排気管74が接続され、この第２排気管74は、車幅方向中央部分に向けて且つ下方に向けて斜め下方に延びた後に略９０度屈曲してエンジン22の下方を通り且つ車体中心軸線に沿って後方に延びている。【選択図】図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダッシュパネルによって車室とエンジンルームとが区画され、前記ダッシュパネルから前方に延びる左右のフロントサイドフレーム間に、クランクシャフトの端にトランスアクスルが一体に連結されたレシプロエンジンがそのクランクシャフトを車幅方向に沿って延びる横置きに搭載された車体前部構造において、
前記レシプロエンジンの後面に接続された排気系の排気管の一部が、排気ガスの流れ方向に前記トランスアクスルの上方域且つ前記横置きエンジンの側方域に車体後方から前方に向けて延びた後に下方に屈曲し、次に後方に向けて屈曲して前記エンジンの下方域において後方に延びていることを特徴とする車体前部構造。
【請求項２】
前記トランスアクスルの上方域且つ前記横置きエンジンの側方域に位置する排気管が触媒容器で構成されている、請求項１に記載の車体前部構造。
【請求項３】
前記横置きエンジンの後面に隣接してターボチャージャーが配設され、該ターボチャージャーがコンプレッサーと遠心型の排気タービンとを有し、前記コンプレッサーと前記排気タービンとが前記エンジンの後面に沿って車幅方向に並んで配設され、前記コンプレッサーが前記トランスアクスルとは反対側に位置し、前記排気タービンが前記トランスアクスル側に位置し、該排気タービンの出口が前記トランスアクスル側に向けられている、請求項１又は２に記載の車体前部構造。
【請求項４】
前記ダッシュパネルの前面には左右の前記フロントサイドフレーム間を延びるダッシュクロスメンバが設けられ、該ダッシュクロスメンバは、前記排気タービン及び前記触媒容器よりも低い高さレベルに配設されている、請求項３に記載の車体前部構造。
【請求項５】
前記ターボチャージャーが前記エンジンルームにおいて車幅方向中央部に位置し、側面視したときに、前記触媒容器が前記ターボチャージャーの後端よりも前方に位置している、請求項２〜４のいずれか一項に記載の車体前部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車体前部構造に関し、より詳しくはエンジンルームにおける排気系部品の配置に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境問題から自動車の排気ガスの浄化が重要な技術課題となっているのは周知のとおりであり、排気ガスの浄化は排気系に配設される触媒手段に大きく依存しているのが現状である。このような浄化装置は触媒反応を促進するために熱を必要とすることから、冷間時に早期に浄化機能を発揮させるために、排気系の上流に触媒手段が配設される。
【０００３】
特許文献１は、ガソリンエンジンを搭載した車両に関し、エンジンを横置きにすると共にエンジンの後面から排気させる、いわゆる「横置き、後方排気」に関してエンジン始動時の触媒の早期活性を促すために、触媒手段をエンジンの後面に接近させて配置することを開示している。特許文献１は、具体的には、横置きエンジンの後面に沿って触媒手段を配置することを提案している。
【０００４】
特許文献２は、ディーゼルエンジンを搭載した車両に関し、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触媒により燃焼させて消失させることでＤＰＦの再生が行われるため、ＤＰＦをエンジンに接近して配置させるのが好ましく、このことから特許文献２はＤＰＦを横置きエンジンの後面に沿って配置することを提案している。
【０００５】
特許文献３は、ロータリーエンジンを搭載した車両のヨー慣性モーメントを低減して操縦安定性を向上するため、ダッシュパネルと干渉する位置まで後退した位置にエンジンを搭載したときに触媒をエンジンの前方に配置することを提案している。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１４６６８１号公報
【特許文献２】特開２００６−７０８７８号公報
【特許文献３】特開２００３−３２６９８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
排気ガスの浄化基準が年々厳しくなっており、これに対応するための触媒への依存度が高くなっているのが実情であり、このため触媒も大型化する傾向にある。このことから、特許文献１、２のように、横置きエンジンの後面に沿ってＤＰＦなどの触媒手段を配置した場合、この触媒を収容するケースは比較的硬く前面衝突時にエンジンの後退に伴って触媒も後退してしまうため、前面衝突時のクラッシュストロークが事実上小さくなってしまうという問題が残る。
【０００８】
他方、横置き且つ後方排気のエンジンにおいて特許文献３のように触媒手段をエンジンの前方に配置したときには、エンジンから触媒までの排気管が長くなってしまうため、エンジン始動時における触媒の早期活性化を促すことができなくなる。
【０００９】
本発明の目的は、エンジンに近づけて触媒を配置するという要請と、前面衝突時のクラッシュストロークを確保するという要請とを満足させることのできる車体前部構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の技術的課題は、本発明によれば、
ダッシュパネルによって車室とエンジンルームとが区画され、前記ダッシュパネルから前方に延びる左右のフロントサイドフレーム間に、クランクシャフトの端にトランスアクスルが一体に連結されたレシプロエンジンがそのクランクシャフトを車幅方向に沿って延びる横置きに搭載された車体前部構造において、
前記レシプロエンジンの後面に接続された排気系の排気管の一部が、排気ガスの流れ方向に前記トランスアクスルの上方域且つ前記横置きエンジンの側方域に車体後方から前方に向けて延びた後に下方に屈曲し、次に後方に向けて屈曲して前記エンジンの下方域において後方に延びていることを特徴とする車体前部構造を提供することにより達成される。
【００１１】
従来技術の欄で説明したとおり、横置きエンジンが後方排気を採用したときには、エンジンに隣接して触媒が設けられるのが通常である。このことから、横置き且つ後方排気のエンジンに隣接して且つその側方に排気管の一部を配設することで、当該部位に触媒を配設することが可能となり、これによれば始動時に触媒を早期に活性化できるだけでなく、触媒をエンジンの後方に隣接して配置させたときの問題である前面衝突時のクラッシュストロークの短縮の問題を解消することができる。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態によれば、前記トランスアクスルの上方域且つ前記横置きエンジンの側方域に位置する排気管が触媒容器で構成されており、典型的には、触媒容器は、ディーゼルエンジンのＤＰＦ容器である。
【００１３】
また、好ましい実施の形態では、前記横置きエンジンの後面に隣接してターボチャージャーが配設され、該ターボチャージャーがコンプレッサーと遠心型の排気タービンとを有し、前記コンプレッサーと前記排気タービンとが前記エンジンの後面に沿って車幅方向に並んで配設され、前記コンプレッサーが前記トランスアクスルとは反対側に位置し、前記排気タービンが前記トランスアクスル側に位置し、該排気タービンの出口が前記トランスアクスル側に向けられている。これによれば、遠心型の排気タービンから吐出される排気ガスの向きをそのまま使って触媒容器に排気ガスを導くことができ、排気タービンと触媒容器との間の排気管の長さを必要最小限に抑えることができる。この効果は、前記ターボチャージャーが前記エンジンルームにおいて車幅方向中央部に位置し、側面視したときに、前記触媒容器が前記ターボチャージャーの後端よりも前方に位置することで一層効果的になる。
【００１４】
また、好ましい実施の形態では、前記ダッシュパネルの前面には左右の前記フロントサイドフレーム間を延びるダッシュクロスメンバが設けられ、該ダッシュクロスメンバは、前記排気タービン及び前記触媒容器よりも低い高さレベルに配設されている。これによれば、オフセット前面衝突に効果的なダッシュクロスメンバを設けたとしても、排気タービン及び触媒容器とダッシュクロスメンバとが上下に高さレベルが異なっているため、これらの干渉を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。
【００１６】
図２、図３を参照して、参照符号１はダッシュパネルを示し、ダッシュパネル１によって車室２とエンジンルーム３とが区画されている。車室２には、インストルメントパネル４、ブレーキペダル５、ステアリングハンドル等が設けられている。参照符号６はフロントウインドウである。
【００１７】
エンジンルームを上から見た図１、エンジンルームを下から見た図６から分かるように、エンジンルーム３の下方域には、エンジンルーム３の全域に亘って車体前後方向に延存する左右のフロントサイドフレーム１０、１０が配設され、そして、エンジンルーム３の後部には、左右のフロントサイドフレーム１０、１０の後端の間に亘ってダッシュパネル１に沿って延びるダッシュクロスメンバ１１が配設されると共に車幅方向に延在するサブフレーム１２が配設されており、サブフレーム１２に、ステアリングロッドやその駆動ユニットを含むステアリング装置１４が搭載されている。なお、フロントサイドフレーム１０、１０の前端にはクラッシュカンを介してバンパーレインフォースメント１５に連結されている。
【００１８】
参照符号１６は前輪であり、前輪１６のサスペンション機構１８はコイルスプリングの中にショックアブソーバを配設したストラット式サスペンションが採用されている。このストラット式サスペンションは、既知のように、左右のサスペンションタワー２０、２０間の距離を大きくできるという利点がある。
【００１９】
図１〜図３を参照して、エンジン２２は、そのクランクシャフトを車幅方向に向けてエンジンルーム３内に搭載されている。すなわち、エンジン２２は横置きのレシプロエンジンであり、エンジン２２のクランクシャフトの後端にはトランスアクスル２４が車幅方向に並んで連結されている。トランスアクスル２４は、エンジン２２のクランクシャフトに連結されたトルクコンバーター２６に続いて遊星歯車機構を備えた多段の自動変速機２８を備え、自動変速機２８に連結されたデファレンシャルギア３０を介してエンジン出力が左右の前輪１５に伝達される。
【００２０】
エンジン２２は水冷式の４気筒エンジンであり、このエンジン２２の冷却水は、フロントサイドフレーム１０の前端部の間のシュラウドパネルに固設されたラジエータ３４によって冷却される。
【００２１】
横置きのエンジン２２は、その前面２２ａから吸気され、後面２２ｂから排気される。すなわち、エンジン２２は前方吸気、後方排気の形式が採用されている。エンジン２２はディーゼルエンジンであり、このエンジン２２は、インタークーラー３６付きのターボチャージャー３８によって過給され、また、排気系にはＤＰＦ容器４０が介装されている。
【００２２】
エンジン２２の吸気系について説明すると、吸気系は、その上流側から、順に配設された、エアクリーナボックス４４、ターボチャージャー３８のコンプレッサー４６、インタークーラー３６、吸気マニホールド４８で構成されている。エアクリーナボックス４４にはエア導入パイプ５０（図１、図６）を通じて外気が供給され、エアクリーナボックス４４に導入された外気はフィルター（図示せず）で浄化される。
【００２３】
エアクリーナボックス４４内で浄化した外気は、エアクリーナボックス４４とコンプレッサー４６とを連結する第１吸気管５２(図１、図５)によってコンプレッサー４６に供給され、コンプレッサー４６で圧縮される。コンプレッサー４６で圧縮された外気は、コンプレッサー４６とインタークーラー３６とを連結する第２吸気管５４（図１、図４）によってインタークーラー３６に供給され、インタークーラー３６で空冷される。インタークーラー３６で空冷された外気は、インタークーラー３６と吸気マニホールド４８とを連結する第３吸気管５６（図６）によって吸気マニホールド４８に供給され、そしてエンジン２２の各気筒の吸気行程で各気筒に充填される。
【００２４】
次に、エンジン２２の排気系について説明すると、エンジン２２側から順に、遠心型のターボチャージャー３８の遠心型の排気タービン６２、ＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）の他に、周知のように、第２触媒、サイレンサーで構成されている。ターボチャージャー３８は、図１、図５から分かるように、エンジン２２の長手方向に沿ってタービン６２とコンプレッサー４６が配列されており、タービン６２はＤＰＦ容器４０側に位置し、コンプレッサー４６がインタークーラー３６側に位置している。
【００２５】
吸気系のレイアウトを説明すると、直方体形状のエアクリーナボックス４４は、エンジンルーム３の前端部の一側端部における上端部に配設されている。エア導入パイプ５０は、その上流端開口５０ａが縦方向に扁平な横方向に細長い形状を有し（図１）、そして、このエア導入パイプ５０の上流端開口５０ａが車幅方向中央部においてシュラウドパネルとボンネットフード６６との間に配設され、そして前方に向けて開放されている（図２）。エア導入パイプ５０は、その上流端開口５０ａから車幅方向に延び（図１）、そして、前述した一側端部の上端部に位置するエアクリーナボックス４４の車幅方向内方の側面４４ａに連結されている。
【００２６】
次にエアクリーナボックス４４とコンプレッサー４６とを連結する第１吸気管５２について説明すると、先ず、コンプレッサー４６は、エンジン２２の後面２２ｂに隣接して配設されている。第１吸気管５２は、その上流端がエアクリーナボックス４４の上面４４ｂに連結されている。そして、第１吸気管５２は、エアクリーナボックス４４から車幅方向の他端部まで延びた後に後方に延び、エンジン２２の端面に隣接してその車幅方向外方の領域をエンジン２２の後面２２ｂまで延び、そして、この後面２２ｂの上端部に隣接し且つ後面２２ｂに沿って車幅方向に延びることによってコンプレッサー４６に連結されている（図１）。すなわち、エンジンルーム３を平面視して第１吸気管５２の形状を説明すると、第１吸気管５２は、エンジンルーム３の前端部の一側に位置するエアクリーナボックス４４から車幅方向他側に向けて車幅方向に延びた後に後方に向けて略直角に屈曲し、そして、後方に向けてエンジン２２を越えるまで延びた後に略直角に屈曲して、エンジン２２の後面２２ｂに沿って車幅方向に延びる形状を有している。また、第１吸気管５２を側面視したときに、エンジンルーム３の上端域つまりボンネットフード６６の下面に隣接した略同一の平面内に配設されている。
【００２７】
次に、コンプレッサー４６とインタークーラー３６とを連結する第２吸気管５４について説明すると、先ず、インタークーラー３６は、エンジンルーム３の前端部においてエアクリーナボックス４４とは車幅方向反対側の他側の前端角隅部に配設され、そして、エンジンルーム３の前端角隅部における下端部に配設されている（図１、図６）。より詳しくは、インタークーラー３６は、フロントサイドフレーム１０の前端部よりも車幅方向外方の下方域に配設されている。
【００２８】
第２吸気管５４は、コンプレッサー４６から一旦上方に延びた後にエンジン２２の後面２２ｂに沿って且つ後面２２に隣接して車幅方向に延びた後に上記第１吸気管５２の直下方を第１吸気管５２と上下に並んでエンジンルーム３の側部を前方に延び、そしてエンジン２２の前面２２ａを越え直後に斜め下方に延びてインタークーラー３６に連結されている（図６）。
【００２９】
次に、インタークーラー３６と吸気マニホールド４８とを連結する第３吸気管５６について説明すると、先ず吸気マニホールド４８は、エンジン２２が前方吸気方式を採用していることから、エンジン２２の前面２３ａに取り付けられている。第３吸気管５６は、インタークーラー３６から車幅方向内方に向けて延びた後に上方に屈曲して吸気マニホールド４８に連結されている。
【００３０】
排気系のレイアウトを説明すると、ＤＰＦ容器４０は、トランスアクスル２４の上方域且つこれに隣接して配設され（図５）、また、エンジン２２の側方域に隣接して配設され（図１）、そしてＤＰＦ容器４０は車体前後方向に延在している。ＤＰＦ容器４０は円筒体の形状を有し、排気ガスは、ＤＰＦ容器４０の後面側から入り、ＤＰＦ容器４０の前面側から流出する。
【００３１】
エンジン２２の後面２２ｂに締結された排気マニホールド７０の出口はトランスアクスル２４側に片寄せして形成されている（図１）。そして、この排気マニホールド７０の出口に隣接して遠心型の排気タービン６２が取り付けられている。また、排気タービン６２の出口は車幅方向外方且つＤＰＦ容器４０側に向けられており、排気タービン６２は排気マニホールド７０に実質的に直に連結されている。
【００３２】
ＤＰＦ容器４０は、トランスアクスル２４の上方に配設されていることは前述したとおりであるが、その高さ位置は排気タービン６２と実質的に同じ高さレベルに位置決めされている。また、ＤＰＦ容器４０の後端は排気タービン６２の少なくとも後端よりも前方に位置しており、好ましくは、排気タービン６２の出口よりも前方に位置しており、排気タービン６２と排気マニホールド７０の後端面とは第１排気管７２によって連結されている。ＤＰＦ容器４０の前面の出口には第２排気管７４が接続され、この第２排気管７４は、車幅方向中央部分に向けて且つ下方に向けて斜め下方に延びた後に略９０度屈曲してエンジン２２の下方を通り且つ車体中心軸線に沿って後方に延びている。この第２排気管７４には、第２触媒やサイレンサーなどが設置される。なお、ＤＰＦ容器４０の中に酸化触媒を収容してもよく、この場合、上記第２触媒は還元触媒とすればよい。
【００３３】
上述したように、実施例によれば、比較的大型であり且つ硬質なケースを含むＤＰＦ容器４０が横置きエンジン２２に連結されたトランスアクスル２４の上方域に配設してあり、このことから後方排気のエンジン２２に隣接して位置していることから、排気マニホールド７０に隣接した位置にＤＰＦ容器４０の入口を位置させることができる（図１）。このことから、ＤＰＦ容器４０をエンジン２２に接近させて始動時の早期の活性化を図ることができ且つエンジン２２の後方からＤＰＦ容器４０の存在を排除できるため、このＤＰＦ容器４０がエンジン２２の後方に存在することによってクラッシュストロークが短縮してしまうのを回避することができる。
【００３４】
また、実施例ではターボチャージャー３８が搭載され、遠心型の排気タービン６２とコンプレッサー４６とが車幅方向に並ぶようにターボチャージャー３８がエンジン２２に組み付けられている（図５）。すなわち、横置きエンジン２２の後面２２ｂに沿って排気タービン６２とコンプレッサー４６が並んで位置しており、このことから遠心型の排気タービン６２の出口が車幅方向外方且つＤＰＦ容器４０側に向けられており、更に、排気タービン６２とＤＰＦ容器４０とが略同一の高さレベルに配設されていることから、排気タービン６２とその側方に位置するＤＰＦ容器４０の入口とが車幅方向に直線的に延びる第１排気管７２で連結することができるため比較的短い管路で且つ短距離に排気タービン６２とＤＰＦ容器４０とを連結することができる。このことから、排気流れを阻害しないでエンジン２２から出た直後の排気ガスをＤＰＦ容器４０に導入できる。
【００３５】
また、排気マニホールド７０の出口を排気マニホールド７０の長手方向中央からＤＰＦ容器４０側に片寄せして設定されているため排気タービン６２及びコンプレッサー４６を車幅方向中央に搭載することができると共に、エンジン２２の上部に排気タービン６２及びコンプレッサー４６を配設することができる。このことから、ダッシュパネル１の車幅方向中央且つ上部に臨んでターボチャージャー３８を配設することができ、この結果、前面衝突によってターボチャージャー３８が後退してダッシュパネル１と干渉したとしても、このターボチャージャー３８によってダッシュパネル１が変形したとしても左右の前席乗員の間であり且つ前席乗員の足元ではないため前席乗員の下肢への影響を回避することができる。
【００３６】
また、実施例では、ダッシュパネル１の下部に沿ってダッシュクロスメンバ１１を設けることで、オフセット前面衝突での適合性能を高めるフレーム構造が採用されているが、図２から分かるようにダッシュクロスメンバ１１よりも高い高さレベルにＤＰＦ容器４０やターボチャージャー３８が配設されているため、ＤＰＦ容器４０を含む排気系がダッシュクロスメンバ１１と干渉することはない。同様に図２から分かるように、トランスアクスル３２の後端部つまりデファレンシャルギア３８がダッシュクロスメンバ１１よりも低い高さレベルであるため前面衝突時にデファレンシャルギア３８がダッシュクロスメンバ１１と干渉することはない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】エンジンルームを図２のI−I線に沿って上方から見た図である。
【図２】エンジンルームを図６のII−II線に沿って右から左方向に見た図である。
【図３】エンジンルームを左から右方向に見た図である。
【図４】エンジンルームを正面から見た図である。
【図５】エンジンルームを図２のＶ−Ｖ線に沿って後方から見た図である。
【図６】エンジンルームを下方から見た図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    ダッシュパネル
２    車室
３    エンジンルーム
１０    フロントサイドフレーム
１１    ダッシュクロスメンバ
１２    サブフレーム
２２    エンジン
２２ａ  エンジン前面
２２ｂ  エンジン後面
２４    トランスアクスル
２６    トルクコンバーター
２８    自動変速機
３８    ターボチャージャー
４０    ＤＰＦ容器
４２    吸気系
４４    エアクリーナボックス
４６    コンプレッサー（ターボチャージャー）
６０    排気系
６２    排気タービン（ターボチャージャー）
７０    排気マニホールド
【図１】
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【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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