(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46は横置きエンジン30に連結されたトランスアクスル32の上方域且つこれに隣接し且つエンジン30の側方域に隣接して車体前後方向に延在している。エンジン30は後方吸気、前方排気方式であり、遠心型のターボチャージャー44は、排気タービン72がＤＰＦ容器46側に、これとは車幅方向反対側にコンプレッサー56が配設されており、インタークーラー58がコンプレッサー56側に配設されている。ＤＰＦ容器46は排気タービン72と短い第１排気管８０によって連結され、ＤＰＦ容器46の後端には、下方に向けて屈曲した後エンジンルーム3から後方に延びる第２排気管８２が接続されている。【選択図】図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、トランスアクスルが一体に組み付けら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ように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が、その後面に吸気マニホールドが取り付けられ、前面に排気マニホールドが取り付けられ、
該排気マニホールドに連結された排気管の一部を構成する触媒容器が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延在し、該触媒容器よりも下流の排気管が下方に屈曲した後に前記エンジンルームから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】
前記レシプロエンジンがターボチャージャーを有し、
該ターボチャージャーの遠心型の排気タービンとコンプレッサーとが前記エンジンの前面に沿って並んで配設され且つ前記排気タービンが前記触媒容器側に配設され、
前記排気タービンの出口は前記触媒容器が位置する側に車幅方向外方に向けられている、請求項１に記載の車体前部構造。
【請求項３】
前記触媒容器は、平面視したときに、その後端が前記トランスアクスルの後端よりも前方に位置している、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、前記触媒容器が前記ダッシュクロスメンバよりも高位の高さレベルに配設されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の車体前部構造。
【請求項５】
前記ダッシュクロスメンバが、前記触媒容器の高さレベルとトランスアクスルの後端部の高さレベルの中間の高さレベルに配設されている、請求項４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、トランスアクスルが一体に組み付けら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ように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が、その後面に吸気マニホールドが取り付けられ、前面に排気マニホールドが取り付けられ、
該排気マニホールドに連結された排気管の一部を構成する触媒容器が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延在し、該触媒容器よりも下流の排気管が下方に屈曲した後に前記エンジンルームから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】
横置き且つ前方排気方式のエンジンに隣接して且つその側方つまりトランスアクスルの上方域に触媒容器を配設することで、始動時に触媒を早期に活性化できるだけでなく、触媒容器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、
前記レシプロエンジンがターボチャージャーを有し、該ターボチャージャーの遠心型の排気タービンとコンプレッサーとが前記エンジンの前面に沿って並んで配設され且つ前記排気タービンが前記触媒容器側に配設され、前記排気タービンの出口は前記触媒容器が位置する側に車幅方向外方に向けられている。これによれば、遠心型の排気タービンで行われる排気流れの変換を利用して排気タービンと触媒容器との間の排気管の取り回しが容易であると共に排気タービンと触媒容器とを直線的に連結することができる。
【００１３】
また、好ましい実施の形態では、前記触媒容器は、平面視したときに、その後端が前記トランスアクスルの後端よりも前方に位置している。これによれば前面衝突時に触媒容器がダッシュパネルと干渉するのをトランスアクスルによって防止することができる。
【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、前記触媒容器が前記ダッシュクロスメンバよりも高位の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時に効果的なダッシュクロスメンバを設けたとしても、前面衝突時に触媒容器がダッシュクロスメンバと干渉するのを防止することができる。また、前記ダッシュクロスメンバを前記触媒容器の高さレベルとトランスアクスルの後端部の高さレベルの中間の高さレベルに配設することで、前面衝突時に触媒容器やトランスアクスルがダッシュクロスメンバと干渉するのを防止することができる。
【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３、図４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２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１２が配設されると共に車幅方向に延在するサブフレーム１４が配設されており、サブフレーム１４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１６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１８に連結されている。
【００１８】
参照符号２０は前輪であり、前輪２０のサスペンション機構２２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２４、２４間の距離を大きくできるという利点がある（図６）。
【００１９】
エンジン３０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（図１、図２）。すなわち、エンジン３０は横置きのレシプロエンジンであり、エンジン３０のクランクシャフトの後端にはトランスアクスル３２が車幅方向に並んで連結されている。トランスアクスル３２は、エンジン３０のクランクシャフトに連結されたトルクコンバーター３４に続いて遊星歯車機構を備えた多段の自動変速機３６を備え、自動変速機３６に連結されたデファレンシャルギア３８を介してエンジン出力が左右の前輪２０に伝達される。
【００２０】
エンジン３０は水冷式の４気筒エンジンであり、このエンジン３０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４０によって冷却される。
【００２１】
横置きのエンジン３０は、その後面３０ａから吸気され、前面３０ｂから排気される。すなわち、エンジン３０は前方排気、後方吸気の形式が採用されている（図１）。また、このエンジン３０はディーゼルエンジンであり、ディーゼルエンジン３０は、インタークーラー付きのターボチャージャー４４によって過給され、また、排気系にはＤＰＦ容器４６が介装されている（図１）。
【００２２】
エンジン３０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５２、ターボチャージャー４４のコンプレッサー５６、インタークーラー５８、吸気マニホールド６０で構成されている（図１）。エアクリーナボックス５２にはエア導入パイプ５４を通じて外気が供給され、エアクリーナボックス５２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５２内で浄化した外気は、エアクリーナボックス５２とコンプレッサー５６とを連結する第１吸気管６２によってコンプレッサー５６に供給され、コンプレッサー５６で圧縮される。コンプレッサー５６で圧縮された外気は、コンプレッサー５６とインタークーラー５８とを連結する第２吸気管６４によってインタークーラー５８に供給され、インタークーラー５８で空冷される。インタークーラー５８で空冷された外気は、インタークーラー５８と吸気マニホールド６０とを連結する第３吸気管６６によって吸気マニホールド６０に供給され、そしてエンジン３０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３０の排気系について説明すると、エンジン３０側から順に遠心型のターボチャージャー４４の排気タービン７２、ＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）を収容した容器４６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４４は、エンジン３０の前面３０ｂにおいて長手方向に沿って排気タービン７２とコンプレッサー５６が配列されており、排気タービン７２はＤＰＦ容器４６側に位置し、コンプレッサー５６がインタークーラー５８側に位置している（図１）。
【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５２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（図１）。エア導入パイプ５４は、その上流端開口５４ａが縦方向に扁平な横方向に細長い形状を有し、そして、このエア導入パイプ５４の上流端開口５４ａ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７４との間に配設され、そして前方に向けて開放されている。エア導入パイプ５４は、その上流端開口５４ａから車幅方向に延びてエアクリーナボックス５２の側面に連結されている。
【００２６】
次にエアクリーナボックス５２とコンプレッサー５６とを連結する第１吸気管６２について説明すると、先ず、コンプレッサー５６は、エンジン３０の前面３０ｂに隣接して配設されている（図１）。第１吸気管６２は、その上流端がエアクリーナボックス５２の上面に連結されている。そして、第１吸気管６２は、エアクリーナボックス５２から車幅方向にエンジンルーム３の中央部分まで延び、そしてターボチャージャー４４を越えた後に後方に向けて屈曲し、そして略１８０度反転してコンプレッサー５６に連結されている。すなわち、エンジンルーム３を平面視して第１吸気管６２の形状を説明すると、第１吸気管６２は、エンジンルーム３の前端部の一側の高所に位置するエアクリーナボックス５２から車幅方向中央部分まで車幅方向に沿って延びた後に後方に屈曲し、そして略１８０度反転する形状を有している。また、第１吸気管６２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７４の下面に隣接した略同一の平面内に配設されている（図５、図６）。
【００２７】
次に、コンプレッサー５６とインタークーラー５８とを連結する第２吸気管６４について説明すると、先ず、インタークーラー５８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５２とは車幅方向反対側の他側の前端角隅部に配設され（図１、図２、図５）、そして、エンジンルーム３の前端角隅部の下端部に配設されている（図４）。より詳しくは、インタークーラー５８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（図２）。
【００２８】
第２吸気管６４は、コンプレッサー５６から一旦前方に延びた後にエンジン３０の前面３０ｂに沿って車幅方向に且つ斜め下方に延びてインタークーラー５８の上端部に連結されている（図１）。
【００２９】
次に、インタークーラー５８と吸気マニホールド６０とを連結する第３吸気管６６について説明すると、先ず吸気マニホールド６０は、エンジン３０が後方吸気方式を採用していることから、エンジン３０の後面３０ａに取り付けられている（図１）。第３吸気管６６は、インタークーラー５８の下端部から車幅方向内方に延びた後に後方に向けて且つ上方に向けて斜め上方に延び（図４）、そしてエンジン３０の上端部の側方域、つまりＤＰＦ容器４６とは、横置きエンジン３０を挟んで車幅方向反対側の上方域に配置してあるため、インタークーラー５８で冷やされたエアをＤＰＦ容器４６の熱から合理的に隔離した状態で吸気マニホールド６０まで移動させることができる。第３吸気管６６は、横置きエンジン３０のＤＰＦ容器４６が位置する側とは反対側の上方域を水平方向後方に延びた後に車幅方向中央に向けて略９０度屈曲する形状を有している（図１）。この第３吸気管６６は、エンジン３０の後面３０ａの上端に沿って延びる吸気マニホールド６０の端つまりインタークーラー５８側の端に連結されている。
【００３０】
排気系のレイアウトを説明すると、ＤＰＦ容器４６は、トランスアクスル３２の上方域且つこれに隣接して配設され、また、エンジン３０の側方域に隣接して配設され（図５）、そしてＤＰＦ容器４６は車体前後方向に延在している（図１）。ＤＰＦ容器４６は円筒体の形状を有し、排気ガスは、ＤＰＦ容器４６の前端側から入り、ＤＰＦ容器４６の後端側から流出する。
【００３１】
前方排気方式のエンジン３０の前面３０ａに締結された排気マニホールド７６の出口はトランスアクスル３２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７６の出口に隣接して遠心型の排気タービン７２が取り付けられている。また、排気タービン７２の出口は車幅方向外方且つＤＰＦ容器４６側に向けられており、排気タービン７２は排気マニホールド７６に実質的に直に連結されている。
【００３２】
ＤＰＦ容器４６は、トランスアクスル３２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７２と実質的に同じ高さレベルに位置決めされている（図５）。排気タービン７２とＤＰＦ容器４６の前端面とは第１排気管８０によって連結されている。ＤＰＦ容器４６の後端はトランスアクスル３２の後端よりも前方に位置し（図３）、そして、このＤＰＦ容器４６の後端には第２排気管８２が接続されている。第２排気管８２は、エンジンルーム３よりも後方に且つ車体中心軸線に沿って延びている。この第２排気管８２には、第２触媒やサイレンサーなどが設置される。ＤＰＦ容器４６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、前方排気方式のエンジン３０に関する実施例によれば、比較的大型であり且つ硬質なケースを含むＤＰＦ容器４６が横置きエンジン３０に連結されたトランスアクスル３２の上方域に配設してあり、このことから前方排気のエンジン３０に隣接して位置していることから、エンジン３０の前面３０ｂの排気マニホールド７６に隣接した位置にＤＰＦ容器４６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４６をエンジン３０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従来のやり方であるエンジン３０の後方からＤＰＦ容器４６の存在を排除できるため、このＤＰＦ容器４６がエンジン３０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、実施例では遠心型のターボチャージャー４４が搭載され、そしてエンジン３０の前面３０ｂに隣接して排気タービン７２とコンプレッサー５６とが車幅方向に並ぶように配設されている（図１）。すなわち、横置きエンジン３０の前面３０ｂに沿って排気タービン７２とコンプレッサー５６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７２の出口が車幅方向外方且つＤＰＦ容器４６側に向けられており、更に、排気タービン７２とＤＰＦ容器４６とが略同一の高さレベルに配設されていることから（図５）、排気タービン７２とその側方に位置するＤＰＦ容器４６の入口とが車幅方向に直線的に延びる比較的短い第１排気管８０で連結することができる（図１）。このことから、排気流れを阻害しないで且つエンジン３０から出た直後の排気ガスをＤＰＦ容器４６に導入でき、始動時の触媒の早期の活性化を図ることができる。
【００３５】
また、前方排気方式のエンジン３０においてＤＰＦ容器４６を車体前後方向に向けて配置させることができることから、ターボチャージャー４４からＤＰＦ容器４６に至る排気管及びＤＰＦ容器４６の後方の排気管の曲がりを少なくすることができる。
【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１２を設けることで（図３）、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、エンジン３０の後方にＤＰＦ容器４６やターボチャージャー４４が存在していないため、また、ダッシュクロスメンバ１２がＤＰＦ容器４６よりも低位の高さレベルに且つトランスアクスル３２の後端部つまりデファレンシャルギア３８よりも高位の高さレベルに配設されているため、前面衝突時にＤＰＦ容器４６やデファレンシャルギア３８がダッシュクロスメンバ１２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３のＩ−Ｉ線に沿って上方から見た図である。
【図２】エンジンルームを下方から見た図である。
【図３】エンジンルームを図２のIII−III線に沿って右から左方向に見た図である。
【図４】エンジンルームを左から右方向に見た図である。
【図５】エンジンルームを正面から見た図である。
【図６】エンジンルームを図３のVI−VI線に沿って後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
１２    ダッシュクロスメンバ
１４    サブフレーム
３０    エンジン
３０ａ  エンジン後面
３０ｂ  エンジン前面
３２    トランスアクスル
３８    デファレンシャルギア
４４    ターボチャージャー
４６    ＤＰＦ容器
５６    コンプレッサー（ターボチャージャー）
５８    インタークーラー
６０    吸気マニホールド
７２    排気タービン（ターボチャージャー）
７６    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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