(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒列を有するエンジンブロックに導入する吸入空気が流れる吸気管、前記吸気管に接続され前記吸入空気を分配する吸気マニホールド、前記吸気管の上流端に設けられるエアクリーナから構成される吸気系部品と、
前記エンジンブロックから排出されるガスが流れる排気管から構成される排気系部品と、
前記排気管に設けられるタービン、前記吸気管に設けられるコンプレッサから構成されるターボ過給機と、
ＥＧＲガスが流れる通路であって前記タービン下流の排気管と前記コンプレッサ上流の吸気管を連通するＥＧＲ通路、前記ＥＧＲ通路を開閉するＥＧＲ弁、前記ＥＧＲ弁より上流側で前記ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲガス冷却装置を有するＥＧＲ装置と、
前記ＥＧＲガスの吐出口より上流の吸気管に設けられる差圧デバイスと、
を備え、
前記エンジンブロックを上から見たとき、前記エンジンブロックの気筒列を中心にして、気筒列方向に直交する方向の一方の側に前記吸気マニホールドを、気筒列方向に直交する方向の他方の側に前記排気系部品及び前記ターボ過給機を配置し、
前記排気系部品との間に上下方向のスペースを持たせ、上方から見て前記排気系部品と前記差圧デバイスとが重なる位置に前記差圧デバイスを設け、
前記スペースを通り、且つ前記差圧デバイスと前記排気系部品との間に介在するように
前記ＥＧＲガス冷却装置を設けることを特徴とするエンジン。
【請求項２】
前記差圧デバイスを前記エンジンブロックの上面より上部であって前記排気系部品側に配置することを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
前記ＥＧＲガスの吐出口を、前記ＥＧＲガスの取出し口より上方に配置すると共に、前記ＥＧＲガス冷却装置の下流側端が前記ＥＧＲガス冷却装置の上流側端よりも上方に位置するように、前記ＥＧＲガス冷却装置を傾斜させて設けることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジン。
【請求項４】
前記エアクリーナと前記コンプレッサを前記エンジンブロックの気筒列方向の反対側に配置することを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載のエンジン。
【請求項５】
部分開度の前記差圧デバイスの下流に周方向に分布して生じる主流領域と剥離渦主発生領域の境界付近の吸気管に前記ＥＧＲガスの吐出口を設けることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載のエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はエンジン、特にターボ過給機とＥＧＲ装置を備えるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
タービン、コンプレッサから構成されるターボ過給機と、タービン下流の排気管からコンプレッサ上流の吸気管に排気の一部をＥＧＲガスとして循環させるＥＧＲ装置とを備えたエンジンがある（特許文献１参照）。このエンジンでは、ＥＧＲクーラをターボ過給機と反対側の部位に取り付けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−６９２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記ＥＧＲ装置では、ＥＧＲ領域のうちの低負荷側で、ＥＧＲ弁の前後差圧が不足する。このため、ＥＧＲガスの吐出口より上流の吸気管に常開の差圧デバイスを設け、ＥＧＲ領域のうちの低負荷側で差圧デバイスを閉じる。この閉じた分だけＥＧＲ弁の前後差圧を大きくすることによって、ＥＧＲ弁の前後差圧を確保するのである。このように、ＥＧＲガスの吐出口より上流の吸気管に差圧デバイスを設けるときには、次の２つの課題が生じている。すなわち、
（１）エンジンの冷間始動時に差圧デバイスを早期に暖機すること、
（２）エンジンの高負荷運転時に差圧デバイスの過熱を回避すること
の２つである。
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の技術にはこうした課題について一切記載がない。
【０００６】
そこで本発明は、エンジン冷間始動時の差圧デバイスの早期暖機と、エンジン高負荷時の差圧デバイスの過熱回避とを両立し得るエンジンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のエンジンでは、前提として、吸気系部品と、排気系部品と、ターボ過給機と、ＥＧＲ装置と、差圧デバイスと、を備えている。上記吸気系部品は気筒列を有するエンジンブロックに導入する吸入空気が流れる吸気管、前記吸気管に接続され前記吸入空気を分配する吸気マニホールド、前記吸気管の上流端に設けられるエアクリーナから構成される。上記排気系部品は前記エンジンブロックから排出されるガスが流れる排気管から構成される。上記ターボ過給機は前記排気管に設けられるタービン、前記吸気管に設けられるコンプレッサから構成される。上記ＥＧＲ装置はＥＧＲ通路、ＥＧＲ弁、ＥＧＲガス冷却装置を有する。上記ＥＧＲ通路はＥＧＲガスが流れる通路であって、前記タービン下流の排気管と前記コンプレッサ上流の吸気管を連通する。上記ＥＧＲ弁は前記ＥＧＲ通路を開閉する。上記ＥＧＲガス冷却装置は前記ＥＧＲ弁より上流側で前記ＥＧＲガスを冷却する。上記差圧デバイスは前記ＥＧＲガスの吐出口より上流の吸気管に設けられる。本発明のエンジンでは、前記エンジンブロックを上から見たとき、前記エンジンブロックの気筒列を中心にして、気筒列方向に直交する方向の一方の側に前記吸気マニホールドを、気筒列方向に直交する方向の他方の側に前記排気系部品及び前記ターボ過給機を配置する。また、本発明のエンジンでは、前記排気系部品との間に上下方向のスペースを持たせ、上方から見て前記排気系部品と前記差圧デバイスとが重なる位置に前記差圧デバイスを設け、前記排気系部品と前記差圧デバイスとの間のスペースを通り、且つ差圧デバイスと排気系部品との間に介在するように前記ＥＧＲガス冷却装置を設ける。
【発明の効果】
【０００８】
エンジンの冷間始動時にはＥＧＲガス冷却装置が排気系部品として機能するため、ＥＧＲガス冷却装置からの排気の輻射熱により、差圧デバイスを早期に暖機できる。エンジンの冷間始動時にエンジンの暖機が完了するまでに作動デバイスの氷結が解消されるので、エンジンの暖機完了後すぐに低圧のＥＧＲ装置を作動することができる。作動デバイスの氷結により、エンジンの暖機完了後すぐに低圧のＥＧＲ装置を作動することができない場合と比較して、燃費改善を行うことができるのである。また、部品のレイアウトの変更によって差圧デバイスの早期暖機が可能になっているので、差圧デバイス凍結防止用の温水配管システムも廃止できる。一方、エンジンの高負荷時にはエンジンの冷間始動直後よりも排気系部品からの排気の輻射熱が大きくなる。このため、排気系部品からの排気の輻射熱が直接差圧デバイスに当たるのでは、差圧デバイスが高温に晒される。この場合に、ＥＧＲガス冷却装置が差圧デバイスと排気系部品との間に介在するので、ＥＧＲガス冷却装置が、差圧デバイスに対する排気系部品からの輻射熱を遮断する。ＥＧＲガス冷却装置に衝突する排気系部品からの排気の輻射熱の分は、差圧デバイスに届かないのである。このように、ＥＧＲガス冷却装置によって、排気系部品からの排気の輻射熱を遮ることで差圧デバイスの過熱を回避することができる。また、ＥＧＲガス冷却装置内部の循環冷媒による吸熱作用により、ＥＧＲガス冷却装置全体の温度が排気系部品より低い温度に保たれる。これによって、差圧デバイスの雰囲気温度の上昇を抑えるので、エンジン高負荷時に排気の輻射熱の影響を緩和することができる。このように、本発明では、エンジン冷間始動時にＥＧＲガス冷却装置からの排気の輻射熱により差圧デバイスを早期暖機できると共に、エンジン高負荷時にはＥＧＲガス冷却装置が排気系部品からの排気の輻射熱を遮って差圧デバイスの過熱を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態のエンジンシステムの概略構成図である。
【図２】第１実施形態の横置きエンジンを上から見た全体図である。
【図３】第１実施形態の横置きエンジンを車両後方側から見た全体図である。
【図４】差圧デバイス及びその下流側の吸気管の吸入空気の流れに沿う縦断面図である。
【図５】流れの下流側から差圧デバイスのバタフライ弁を見た吸入空気の流れに直交する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態のエンジンシステムの概略構成図である。図１を用いてエンジンシステムを先に概説する。
【００１２】
エンジン１はガソリンエンジンで、図示しない車両に搭載されている。エンジン１には、吸気通路４、排気通路１１を備える。上記の吸気通路４は、吸気管４ａ、吸気コレクタ４ｂ、吸気マニホールド４ｃで構成される。
【００１３】
吸気コレクタ４ｂのすぐ上流の吸気管４ａにはアクセルペダルの踏込量に応動する電子制御のスロットル装置５を備える。スロットル装置５は、スロットルボディ６、スロットルボディ６内部に配置される弁体、弁体を駆動するためのアクチュエータ８で構成される。スロットルボディ６の内部には例えば弁体としてのバタフライ弁７が配置される。スロットルボディ６の外周にアクチュエータとしてのモータ（回転電機）８が取り付けられている。
【００１４】
吸入空気は吸気管４ａを経てスロットル装置５によって調量される。調量された空気は吸気コレクタ４ｂに蓄えられ、この吸気コレクタ４ｂから吸気マニホールド４ｃを介して各気筒のシリンダ９（燃焼室）に分配供給される。実施形態は電子制御のスロットル装置の場合であるが、スロットルバルブとアクセルペダルとがワイヤーにより連結されたものであってよい。
【００１５】
燃料噴射弁４７が吸気マニホールド４ｃに、点火プラグ４８がシリンダ９に直接臨んでそれぞれ設けられ、燃料噴射弁４７から燃料が吸気マニホールド４ｃ（吸気ポート）に噴射される。噴射された燃料は、スロットル装置５によって調量された空気と混合してガスとなり、このガスを点火プラグ４８で着火して燃焼させる。燃焼するガスはピストン１０を押し下げる仕事をした後、排気通路１１に排出される。燃料噴射弁４７を設ける位置は吸気マニホールドに限らない。シリンダ９に直接臨ませて燃料噴射弁を設けるものであってよい。
【００１６】
排気通路１１は、各気筒のシリンダ９からの排気が流入する排気マニホールド１１ａ、この排気マニホールド１１ａの集合部に接続される排気管１１ｂで構成される。排気中にはＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘの有害三成分を含むので、これらを全て浄化するため排気管１１ｂにマニホールド触媒１２を、それよりも下流の排気管１１ｂにメイン触媒１３を備えている。メイン触媒１３は例えば車両の床下に設けられる。これら各触媒１２，１３は例えば三元触媒で構成される。排気管１１ｂの末端にはマフラー２９を備えている。
【００１７】
エンジン１には、さらにターボ過給機２１を備える。ターボ過給機２１は、排気管１１ｂに設けられるタービン２２、吸気管４ａに設けられるコンプレッサ２５、これらタービン２２，コンプレッサ２５を接続する軸２８で構成される。タービン２２は、主にタービンハウジング２３、タービンホイール２４から構成され、タービンハウジング２３の内部にタービンホイール２４が配置されている。一方、コンプレッサ２５は、主にコンプレッサハウジング２６、コンプレッサホイール２７から構成され、コンプレッサハウジング２６の内部にコンプレッサホイール２７が配置されている。
【００１８】
上記タービン２２は排気管１１ｂを流れる排気のエネルギにより回転し、タービン２２と同軸のコンプレッサ２５を駆動する。コンプレッサ２５はエアクリーナ４７を介して吸入される吸入空気を圧縮する。圧縮されて大気圧を超える加圧空気は、吸気コレクタ４ｂへと送られる。ターボ過給機２１を働かせることで、目標過給圧を得ることができる。
【００１９】
ターボ過給機２１には、タービン２２をバイパスするバイパス通路４１と、このバイパス通路４１を開閉する常閉のウェイストゲートバルブ４２を備える。ウェイストゲートバルブ４２はハウジングとしての本体４３、本体４３内部に配置される弁体、弁体を駆動するためのアクチュエータで構成される。本体の内部には例えば弁体としてのスイングバルブ４４が配置される。本体４３の外周にアクチュエータとしてのモータ（回転電機）４５が取り付けられている。
【００２０】
例えば、過給圧センサにより検出される実過給圧が目標過給圧より高くなったときには、モータ４５を駆動することによりウェイストゲートバルブ４２を開いてタービン２２に流入する排気の一部を、タービン２２をバイパスさせて流す。これによって、タービン回転速度がウェイストゲートバルブ４２を開く前より低下し、タービン２２と同軸のコンプレッサ回転速度も低下する。コンプレッサ回転速度が低下すると実過給圧が低下してゆき目標過給圧と一致する。実過給圧が目標過給圧と一致するタイミングでウェイストゲートバルブ４２の開度を保持させる。
【００２１】
吸気コレクタ４ｂには、水冷式のインタークーラ５１を備える。インタークーラ５１はコンプレッサ２５により圧縮された空気を、冷却水通路を流れる冷却水によって冷却するためのものである。詳細には、インタークーラ５１は冷却水通路、その外周に設けられる空気通路から構成される。インタークーラ５１の冷却水通路と空冷のサブラジエータ５２とが冷却水通路５３，５４で接続されている。サブラジエータ５２は、例えば、エンジンの冷却水を冷却するためのラジエータと直列に配置され、走行風が通過するようになっている。冷却水通路５３には、冷却水を循環させるためのポンプ５５を備える。
【００２２】
サブラジエータ５２では、インタークーラ５１から運ばれてくる冷却水を走行風で冷却する。サブラジエータ５２で冷やされた冷却水は、インタークーラ５１に導かれる。インタークーラ５１では、コンプレッサ２５による空気圧縮によって温度上昇した空気と冷却水通路を流れる冷却水との間で熱交換を行い、空気を冷却する。コンプレッサ２５による空気圧縮によって温度上昇した空気がインタークーラ５１によって冷却されることで、過給効率を高めることができる。
【００２３】
ターボ過給機２１を備えているエンジン１においても、過給域におけるノッキングの抑制のため、ロープレッシャループＥＧＲ装置（以下「低圧のＥＧＲ装置」という。）１４を備える。低圧のＥＧＲ装置１４は、ＥＧＲ通路１５、ＥＧＲ通路１５に介装されるＥＧＲクーラ１６、ＥＧＲ通路１５を開閉するＥＧＲ弁１７で構成される。
【００２４】
ＥＧＲ弁１７は、ハウジングとしての本体１８、本体１８内部に配置される常閉の弁体、弁体を駆動するためのアクチュエータで構成される。本体１８の内部には例えば弁体としてのバタフライ弁１９が配置される。本体１８の外周にアクチュエータとしてのモータ（回転電機）２０が取り付けられている。
【００２５】
上記のＥＧＲ通路１５は、タービン２２下流の排気管、具体的にはマニホールド触媒１２とメイン触媒１３の間の排気管１１ｂから分岐され、コンプレッサ２３上流の吸気管４ａに合流している。
【００２６】
ＥＧＲ弁１７が開かれる運転域がＥＧＲ領域として予め設定されており、エンジンの運転点がＥＧＲ領域に入ると、ＥＧＲ弁１７が開かれる。これによって、ＥＧＲ通路１５を介してタービン２２下流の排気管１１ｂとコンプレッサ２５上流の吸気管４ａとを連通する。このとき、タービン下流の排気管圧力とコンプレッサ上流の吸気管圧力との差圧でガス（排気の一部）がＥＧＲ弁１７を流れる。タービン下流の排気管圧力とコンプレッサ上流の吸気管圧力との差圧は例えば１ｋＰａ程度ときわめて小さいので、低圧のＥＧＲ装置と呼ばれる。
【００２７】
排気管１１ｂからＥＧＲ通路１５に分岐して流れる排気の一部を「ＥＧＲガス」という。また、排気管１１ｂからＥＧＲガスをＥＧＲ通路１５に取り出すので、ＥＧＲ通路１５の排気管１１ｂへの開口端を「ＥＧＲガス取出し口」という。ＥＧＲガス取出し口には符号Ａを付す。ＥＧＲ通路１５からＥＧＲガスを吸気管４ａに吐出するので、ＥＧＲ通路１５の吸気管４ａへの開口端を「ＥＧＲガス吐出口」という。ＥＧＲガス吐出口には符号Ｂを付す。
【００２８】
上記のＥＧＲクーラ１６は水冷式で、ＥＧＲ弁１７上流のＥＧＲ通路１５に設けられる。水冷式のＥＧＲクーラ１６はＥＧＲガスを冷却水で冷却するものである。このため、ＥＧＲ領域では冷却されたＥＧＲガスがＥＧＲ弁１７を流れる。ＥＧＲクーラ１６の冷却対象がＥＧＲガスであるのに対して、上記インタークーラ５１の冷却対象がＥＧＲガスを含んだ空気である点で相違するものの、構成そのものは、ＥＧＲクーラ１６とインタークーラ５１の両者でそれほど変わらない。このため、ＥＧＲクーラ１６についての詳細な説明は省略する。
【００２９】
低圧のＥＧＲ装置１４では、ＥＧＲ領域のうち特に低負荷側の領域でＥＧＲ弁１７の前後差圧が小さくなり、ＥＧＲガス吐出口ＢからＥＧＲガスを吸気管４ａに十分に吐出することができない。これに対処するため、ＥＧＲガス吐出口Ｂよりも上流の吸気管４ａに差圧デバイス５０を備える。差圧デバイス５０はハウジングとしての本体５１、本体５１内部に配置される常開の弁体、弁体を駆動するためのアクチュエータで構成される。本体５１の内部には例えば弁体としてのバタフライ弁５２が配置される。本体５１の外周にアクチュエータとしてのモータ（回転電機）５３が取り付けられている。
【００３０】
ＥＧＲ領域のうち低負荷側の領域が差圧デバイス作動域として予め設定されており、エンジンの運転点が差圧デバイス作動域に入ると、差圧デバイス５０が全開位置より所定の開度へと閉じられる。これによって、ＥＧＲガス吐出口Ｂの吸入空気の圧力が、差圧デバイス５０が全開位置にあるときより減少する。その減少分だけＥＧＲ弁１７の前後差圧が大きくなってＥＧＲガス吐出口Ｂから吐出されるＥＧＲガス量が増える。これは、ＥＧＲガス吐出口Ｂから吐出されるＥＧＲガス量は、ＥＧＲ弁１７の開口面積とＥＧＲ弁１７の前後差圧に比例するので、ＥＧＲ弁１７の前後差圧が大きくなると、その分、ＥＧＲガス吐出口Ｂから吐出されるＥＧＲガス量が増えるためである。このように、ＥＧＲ領域のうち低負荷側の領域において差圧デバイス５０を作動させることによって、ＥＧＲ弁１７の前後差圧が確保される。
【００３１】
さらに、コンプレッサ２３をバイパスするバイパス通路３１を備える。バイパス通路３１には、リサーキュレーションバルブ３２が設けられている。リサーキュレーションバルブ３２はハウジングとしての本体３３、本体３３内部に配置される弁体、弁体を駆動するためのアクチュエータで構成される。本体３３の内部には例えば弁体としてのバタフライ弁３４が配置される。本体３３の外周にアクチュエータとしてのモータ（回転電機）３５が取り付けられている。
【００３２】
このバルブ３２は、車両減速のためスロットル装置５が閉じられた際に、スロットル装置５からコンプレッサ２５までの吸気管４ａに閉じ込められた加圧空気をコンプレッサ２５上流側に再循環（リサーキュレーション）させるためのものである。一方、車両減速時以外の運転域でターボ過給機２１により過給が行われている場合には、バルブ３２が基本的に全閉保持され、コンプレッサ２５の上流側の空気（ＥＧＲガスを含む）の全てがコンプレッサ２５に導かれる。
【００３３】
上記のエンジン１は車両に横置きされる、いわゆる横置きエンジンである。つまり、車両の前後方向に対してクランク軸が直角方向に位置するようにエンジン１が搭載されている。かつ、車両は前輪駆動車であるため、車両の前方にエンジン１が搭載されている。これでエンジンシステムの概説を終了する。
【００３４】
図２は上記の横置きエンジン１を上から見た全体図、図３は上記の横置きエンジン１を車両後方側から見た全体図である。ただし、図２，図３には図１に示した各エンジン部品のうちから、本発明に関係しないエンジン部品の記載を省略している。
【００３５】
逆に言うと、図２，図３にはエアクリーナ４７からコンプレッサ２５まで、吸気コレクタ４ｂ、吸気マニホールド４ｃの吸気系部品、排気マニホールド１１ａからマニホールド触媒１２までの排気系部品が記載されている。これらの他に記載されている部品は、低圧のＥＧＲ装置１４、ターボ過給機２１、差圧デバイス５０である。そして、本発明の要部は、これら部品のレイアウト（配置）にある。
【００３６】
ここで、排気が内部を通る部品を「排気系部品」で定義すると、排気系部品には、排気マニホールド１１ａ、排気管１１ｂ、マニホールド触媒１２のほか、低圧のＥＧＲ装置１４が含まれる。この場合、低圧のＥＧＲ装置１４を除く他の排気系部品は排気熱が多くなるほど温度が上昇していく特性であるが、水冷式のＥＧＲクーラ１６は内部を冷却水が流れるため、排気熱が多くなるほど温度が上昇していくものの、ある温度以上に上昇することがない。言い換えると、水冷式のＥＧＲクーラ１６は内部の循環冷却水による吸熱作用を有している。ＥＧＲクーラ１６の下流側に隣接するＥＧＲ弁１７も、熱的にはＥＧＲクーラ１６と同様である。そこで、本実施形態では、低圧のＥＧＲ装置１４は排気系部品に含めないものとする。また、熱的に大きなマスを占めるのは、排気マニホールド１１ａ、排気管１１ｂ、マニホールド触媒１２であるので、以下では、排気系部品といえば主にこれら３つ（１１ａ，１１ｂ，１２）を意味しているものとする。なお、触媒１２を設けてあることは必ずしも必須でない。触媒１２を設けていない場合に熱的に大きなマスを占めるのは、排気マニホールド１１ａ及び排気管１１ｂ（つまり排気通路１１）である。
【００３７】
説明を簡単にするため、図２，図３に示す横置きエンジン１はほぼ直立しているものとする。エンジン１はたとえば直列４気筒エンジンである。図２には透視したシリンダの位置を破線で示し、各シリンダに気筒番号を付しているが、各シリンダが直接見えているわけでない。直列エンジンであるので、４つの気筒が一列に並んでいる。
【００３８】
シリンダブロック、シリンダブロックの上部に設けられるシリンダヘッド、シリンダヘッドの上部に設けられる動弁機構などの全体を「エンジンブロック」で定義する。そして、エンジンブロック６１を簡略化して直方体で記載している。ここで、シリンダヘッドの最上部に設けられるシリンダヘッドカバーは、シリンダヘッドに含まれているものとする。見栄えと静粛性を向上させるため、シリンダヘッドカバーのさらに上部にエンジンカバーが設けられることがある。エンジンカバーが設けられるときには、このエンジンカバーもシリンダヘッドに含まれているものとする。要は、エンジンカバーが設けられていないときにはシリンダヘッドカバーがエンジンブロック６１の上面６１ｄとなり、エンジンカバーが設けられているときにはエンジンカバーがエンジンブロックの上面６１ｄとなるものとする。図２では左右方向がエンジンブロック６１の気筒列方向となり、気筒列方向の右側が横置きエンジン１の前側、気筒列方向の左側が横置きエンジン１の後ろ側となる。
【００３９】
横置きエンジン１を上から見たとき、エンジンブロック６１の気筒列を中心にして、車両前方側（気筒列方向に直交する方向の一方の側）の側面６１ａに吸気系部品が、車両後方側（気筒列方向に直交する方向の他方の側）の側面６１ｂに排気系部品が配置される。以下、エンジンブロック６１の車両前方側の側面を、単に「車両前方側面」という。 エンジンブロック６１の車両後方側の側面を、単に「車両後方側面」という。すなわち、横置きエンジン１を上から見たとき、図２に示したように吸気コレクタ４ｂ及び吸気マニホールド４ｃが車両前方側面６１ａに、排気マニホールド１１ａが車両後方側面６１ｂにそれぞれ取り付けられている。排気マニホールド１１ａは、横置きエンジン１を車両後方側から見たときには図３に示したように車両後方側面６１ｂの上方において水平方向に位置している。
【００４０】
このように、横置きエンジン１において車両前方側に吸気系部品を、車両後方側に排気系部品をそれぞれ配置するレイアウトは、「前方吸気・後方排気レイアウト」といわれる。一方、横置きエンジン１において車両後方側に吸気系部品を、車両前方側に排気系部品を配置するレイアウトは、「前方排気・後方吸気レイアウト」といわれる。本実施形態では、前方吸気・後方排気レイアウトの場合で説明するが、前方排気・後方吸気レイアウトの場合にも本発明の適用がある。トランスミッション６２はエンジンブロック６１の後面６１ｃに接続されている。
【００４１】
横置きエンジン１を車両後方側から見たとき、車両後方側面６１ｂの、排気マニホールド１１ａより下方にターボチャージャ２１が設けられる。この場合、エアクリーナ４７とコンプレッサ２５をエンジンブロック６１の気筒列方向の反対側に配置するため、コンプレッサ２５を気筒列方向のエンジン前方側に、タービン２２を気筒列方向のエンジン後方側に配置する。
【００４２】
横置きエンジン１を車両後方側から見たとき、タービン２２の気筒列方向のエンジン後方側の隣にマニホールド触媒１２を設け、タービン２２の出口とマニホールド触媒１２の入口を排気管１１ｂで接続する。マニホールド触媒１２が円柱状であるときには、横置きエンジン１を車両後方側から見たとき、図３に示したように水平方向に設ける。
【００４３】
気筒列方向のエンジン前方側にあるコンプレッサ２５の入口には吸気管４ａを接続する。横置きエンジン１を車両後方側から見たとき、図３に示したようにコンプレッサ２５の入口に接続した吸気管４ａを、上方に向かってまっすぐ立ち上がらせた後に折り曲げる。折り曲げた後には、エンジンブロックの上面６１ｄよりも上側を気筒列方向のエンジン後方側に向かって延びるように吸気管４ａを設ける。吸気管４ａの上流端を、エンジンブロック６１の後面６１ｃを少し出るところまで延ばし、吸気管４ａの上流端にエアクリーナ４７を設ける。これによって、エアクリーナ４７からコンプレッサ２５までの吸気管距離を確保する。
【００４４】
エアクリーナ４７とコンプレッサ２５をエンジンブロック６１の気筒列方向の反対側に配置する理由は次の通りである。すなわち、ＥＧＲガス吐出口Ｂの位置がコンプレッサ２５に近すぎるときには、温度の高いＥＧＲガスがコンプレッサ２５までの吸気管４ａ内で十分に拡散しないままにコンプレッサ２５に流入する。これによって、コンプレッサハウジング２６の熱膨張の不均等（不均一）が発生する。すると、コンプレッサホイール２７とコンプレッサハウジング２６とのクリアランスが不均等になるためにコンプレッサ２５の効率が低下してしまう。その一方で、ＥＧＲガス吐出口Ｂの位置が差圧デバイス５０に近いときには、エンジン停止時のＥＧＲガスの吹き返しで差圧デバイス５０が汚れることが懸念される。こうした事態を回避するには、ＥＧＲガス吐出口Ｂから吐出されたＥＧＲガスが吸気管４ａ内で吸入空気（新気）中に十分に拡散してからコンプレッサ２５に流入するように、ＥＧＲガス吐出口Ｂからコンプレッサ２５までの間の吸気管４ａの管距離を長くすることである。また、エンジンの停止時にＥＧＲガスの吹返しで差圧デバイス５０が汚れるのを防ぐため、差圧デバイス５０からＥＧＲガス吐出口Ｂまでの間の吸気管４ａの管距離を長くすることである。そこで、差圧デバイス５０からコンプレッサ２５までの吸気管の管距離が確保されるように、エアクリーナ４７とコンプレッサ２５をエンジンブロック６１の気筒列方向の反対側に配置するのである。
【００４５】
かつ、エアクリーナ４７とコンプレッサ２５を接続する吸気管４ａは、横置きエンジン１を上から見たとき、エンジンブロック６１の上面６１ｄより上部であって排気系部品側に配置する。すなわち、エンジンブロックの上面６１ｄより上側であって、排気系部品が取り付けられている部位から所定のスペースを置いた上側を気筒列方向のエンジン後方側に向かって延びるように、エアクリーナ４７とコンプレッサ２５を接続する吸気管４ａを設ける。エアクリーナ４７とコンプレッサ２５を接続する吸気管を、以下「コンプレッサ上流側吸気管」という。そして、図３に示したようにコンプレッサ上流側吸気管４ａのうち、排気系部品との間に所定のスペースを持たせたほぼ真上の位置に差圧デバイス５０を設けると共に、上記のスペースにＥＧＲクーラ１６を設ける。
【００４６】
ここで、図２において、コンプレッサ上流側吸気管４ａを記載すると、当該吸気管４ａの下方に配置される排気系部品との位置関係が不明となってしまう。このため、図２においてコンプレッサ上流側吸気管４ａは仮想線（破線）で記載し、排気系部品（１１ａ，１１ｂ，１２）との位置関係が明確になるようにしている。すなわち、車両後方側面６１ｂに排気マニホールド１１ａが取り付けられている。また、排気マニホールド１１ａから車両後方側に飛び出すようにしてターボ過給機２１と排気管１１ｂとマニホールド触媒１２がほぼ一列にかつエンジンブロック６１の気筒列と平行に設けられている。そして、排気マニホールド１１ａと排気管１１ｂとマニホールド触媒１２の全体のほぼ中央の上方に、エアクリーナ４７とコンプレッサ２５を接続する吸気管４ａを位置させている（図２の破線参照）。差圧デバイス５０は、図２では排気マニホールド１１ａの中央の一部とマニホールド触媒１２の一部の両方にかかる位置の上部に存在する。差圧デバイス５０の下方にはＥＧＲクーラ１６とＥＧＲ弁１７の見えており、ＥＧＲクーラ１６が差圧デバイス５０との排気系部品（１１ａ，１１ｂ，１２）との間の上下方向の空間に配置されていることがわかる。
【００４７】
コンプレッサ上流側吸気管４ａのうち、排気系部品との間に所定のスペースを持たせたほぼ真上の位置に差圧デバイス５０を設けると共に、上記のスペースにＥＧＲクーラ１６を設ける理由は次の通りである。すなわち、低圧のＥＧＲ装置１４の場合、ＥＧＲガス吐出口Ｂはコンプレッサ２５と差圧デバイス５０の間の吸気管４ａに設けられるため、エンジンのキーオフ時にはＥＧＲ弁１７の隙間からの排気中の水蒸気雰囲気によって差圧デバイス５０が結露にさらされる。この結露によって外気温が低い地域でバタフライ弁５２や回動軸５４の可動部分で氷結が生じる。そのため、差圧デバイス５０を吸気系部品の上方やトランスミッション６２の上方に配置するときには、外気温が低い地域でエンジンの暖機完了後もバタフライ弁５２や回動軸５４の可動部分で氷結が解消されない。バタフライ弁５２や回動軸５４の可動部分で氷結が解消されるまでのしばらくの間、低圧のＥＧＲ装置１４の作動を開始できないのである。その一方で、排気系部品の近傍に差圧デバイス５０を設けたのでは、エンジンの高負荷時に差圧デバイス５０が過剰な高温雰囲気に晒されてしまう。従って、エンジンの冷間始動時には差圧デバイス５０の早期暖機を行って、バタフライ弁５２や回動軸５４の可動部分での氷結を解消してやる必要がある。このため、差圧デバイス凍結防止用に温水配管システムを採用するのでは、コストが上昇してしまう。また、エンジンの高負荷時には排気の輻射熱の影響を緩和してやる必要がある。
【００４８】
一方、排気系部品（１１ａ，１１ｂ，１２）と差圧デバイス５０の間の上下方向のスペースにＥＧＲクーラ１６を設けることで、エンジンの冷間始動時にはＥＧＲクーラ１６及び排気系部品に排気が流れるため、ＥＧＲクーラ１６及び排気系部品の温度が上昇する。ＥＧＲクーラ１６及び排気系部品の温度が上昇すると、ＥＧＲクーラ１６及び排気系部品から排気の輻射熱が四方に放出される。この場合、ＥＧＲクーラ１６や排気系部品から上方に向かう排気の輻射熱により、差圧デバイス５０が早期に暖機される。この差圧デバイス５０の早期の暖機によって、バタフライ弁５２や回動軸５４の可動部分での氷結が解消される。
【００４９】
一方、エンジンの高負荷時には排気系部品からの排気の輻射熱が多量となり、この多量の輻射熱に差圧デバイス５０を晒したのでは、差圧デバイス５０の性能に影響が出かねない。このため、ＥＧＲクーラ１６と排気系部品との間に遮熱部材を設けることが考え得るが、遮熱部材を設けるのではコストが上昇してしまう。
【００５０】
一方、本実施形態では、排気系部品（１１ａ，１１ｂ，１２）と差圧デバイス５０の間の上下方向のスペースに設けたＥＧＲクーラ１６が高負荷時における遮熱部材として機能する。すなわち、ＥＧＲクーラ１６が差圧デバイス５０と排気系部品との間に介在するので、ＥＧＲクーラ１６が、差圧デバイス５０に対する排気系部品からの多量の輻射熱を遮断する。ＥＧＲクーラ１６によって、排気系部品からの排気の輻射熱を遮ることで差圧デバイス５０の過熱を回避できるのである。この場合、ＥＧＲクーラ１６が排気系部品（１１ａ，１１ｂ，１２）と同じに排気の熱の吸収量に応じて温度上昇するだけの部品であれば、高負荷時におけるＥＧＲクーラ１６からの排気の輻射熱で差圧デバイス５０が過熱状態となり得る。しかしながら、実際にはそうならない。すなわち、ＥＧＲクーラ１６の外部が高負荷時に排気の輻射熱で高温となっても、この高温の熱は内部のＥＧＲガスに伝わり、ＥＧＲガスが高温化する。すると、ＥＧＲクーラ１６では高温となったＥＧＲガスとの間で冷却水が熱交換を行うので、高温となったＥＧＲガスの温度を下げる。つまり、冷却水によってＥＧＲクーラ１６の全体の温度が下がる。ＥＧＲクーラ１６内部の循環冷却水による吸熱作用により、差圧デバイス５０の雰囲気温度の上昇を抑えるのである。こうして、高負荷時には水冷式のＥＧＲクーラ１６が遮熱部材として機能するので、エンジン高負荷時の差圧デバイス５０の過熱を回避することができる。このように、排気系部品との間にスペースを持たせたほぼ真上に差圧デバイス５０を設けると共に上記スペースにＥＧＲクーラ１６を設けたのは、冷間始動時の差圧デバイスの早期暖機と、高負荷時の差圧デバイスの過熱回避とを両立するためである。
【００５１】
図３では、ＥＧＲクーラ１６の全体が細長い円柱状に形成されている場合を示しているが、ＥＧＲクーラ１６の全体の形状がこの形状に限定されるものでない。ＥＧＲクーラ１６は様々な形状を取り得るので、様々な形状のＥＧＲクーラ１６を差圧デバイス５０と排気系部品との間のスペースを通る（遮る）ように設けてやればよい。
【００５２】
次に、ＥＧＲクーラ１６に隣接させてＥＧＲ弁１７を設ける。上記のようにＥＧＲクーラ１６内部の循環冷却水による吸熱作用により、差圧デバイス５０の雰囲気温度の上昇を抑えるので、ＥＧＲ弁１７をもＥＧＲクーラ１６に隣接させて設けることで、ＥＧＲ弁１７の作動が保証されるのである。
【００５３】
さて、横置きエンジン１を車両後方側から見たとき、図３に示したように差圧デバイス５０はエンジンブロックの上面６１ｄより上方に、マニホールド触媒１２は車両後方側面６１ａの下方に設けられている。このため、ＥＧＲガス吐出口ＢがＥＧＲガス取出し口Ａより上方に位置している。この場合に、横置きエンジン１を車両後方側から見たとき、ＥＧＲクーラ１６の下流側端１６ａが、ＥＧＲクーラ１６の上流側端１６ｂよりも上方に位置するように、ＥＧＲクーラ１６を傾斜させて設ける。図３に示したように、円柱状のＥＧＲクーラ１６の中心を通る線（一点鎖線で示す）と気筒列方向に引いた水平線（一点鎖線で示す）とのなす角度である鋭角が所定値α（０°＜α＜９０°）となるようにするのである。
【００５４】
ＥＧＲ通路１５が、ＥＧＲクーラ１６より上流側のＥＧＲガス入口管１５ａ、ＥＧＲ弁１７より下流側のＥＧＲガス出口管１５ｂで構成されるとする。このようにＥＧＲ通路１５を上流側と下流側で区別すると、ＥＧＲガス入口管１５ａは、マニホールド触媒１２の下流端１２ａとＥＧＲクーラ１６の上流側端１６ｂとを接続するため、折り曲げて形成する。一方、ＥＧＲガス出口管１５ｂは、ＥＧＲ弁１７の下流側端１７ａと、差圧デバイス５０下流の吸気管４ａとを接続するため、折り曲げて形成する。このように横置きエンジン１を車両後方側から見たとき、図３に示したようにＥＧＲクーラ１６を傾斜させて設けた理由は、ＥＧＲガス入口管１５ａとＥＧＲガス出口管１５ｂの管長さをより短く抑えるためである。
【００５５】
図４は、差圧デバイス５０及びその下流側の吸気管４ａの吸入空気の流れに沿う縦断面図である。図５は流れの下流側から差圧デバイス５０のバタフライ弁５２を見た吸入空気の流れに直交する断面図である。ここでは、図５に示したように吸入空気の流れに直交する断面で見たとき、バタフライ弁５２の回動軸５４が水平方向に配置されているものとする。かつ、図４に示したように吸入空気の流れに沿う断面で見たとき、バタフライ弁５２が全開位置から所定の開度（部分開度）βにまで閉じられているものとする。
【００５６】
ＥＧＲガスは吸入空気に比べて高温であるため、ＥＧＲガス吐出口Ｂから吸気管４ａに吐出して吸気管４ａ内で吸入空気とすぐに混ざらないときには、ＥＧＲガスと接する部位の吸気管４ａの内壁が部分的に高温に晒される。これに対処するため、ＥＧＲガス吐出口Ｂ付近の吸気管４ａを高温対応材料にするのでは、高温対応材料が高額なためコストが上昇する。
【００５７】
そこで本実施形態では、ＥＧＲガス吐出口Ｂから吐出されたＥＧＲガスを吸気管内４ａの空間に早期に拡散（分散）させるため、部分開度βのバタフライ弁５２の下流に発生する剥離渦を利用する。これについて説明する。バタフライ弁５２を図４に示した部分開度βまで閉じることによって、バタフライ弁５２の外周５２ａと、円筒状の本体５１の内周５１ａとの間の隙間を通って吸入空気が上流側（図４で左側）から下流側（図４で右側）へと流れる。このとき、回動軸５４近くの隙間領域Ｒ１ではバタフライ弁５２の外周５２ａと本体内周５１ａとの間の隙間を通過する吸入空気に剥離渦Ｖが多数発生し、発生した多数の剥離渦Ｖが渦の状態を保存しつつ吸入空気の流れに乗って下流側へと移動していく。剥離渦Ｖはバタフライ弁５２の外周５２ａと本体内周５１ａとの間の隙間で発生して直ぐに消滅するものでなく、渦の状態で保存されつつ、吸入空気の流れに乗って下流側にある距離を流れた後に消滅するのである。一方、回動軸５４からある程度離れた隙間領域Ｒ２ではバタフライ弁５２の外周５２ａと本体内周５１ａとの間の隙間を通過する吸入空気に剥離渦Ｖがもはや発生せず、渦のない整流された状態で吸入空気が移動してゆく（図４の長い矢印参照）。以下、流れの下流側からバタフライ弁５２を見たとき、図５に示したように回動軸５４を中心にしてバタフライ弁５２の外周５２ａと本体内周５１ａとの間の隙間を通過する吸入空気に剥離渦が発生する隙間領域Ｒ１を「剥離渦主発生領域」という。バタフライ弁５２の外周５２ａと本体内周５１ａとの間の隙間を通過する吸入空気に剥離渦が発生しない隙間領域Ｒ２を「主流領域」という。
【００５８】
部分開度βのバタフライ弁５２の下流では、主流領域Ｒ２と剥離渦主発生領域Ｒ１が円筒状の本体５１の周方向に分布して生じる。この場合、流れの下流側から見たとき、図５に示したように主流領域Ｒ２と剥離渦主発生領域Ｒ１が左右対称な位置に生じる。詳細には、図５に示したように、右半分の領域では水平方向に位置する回動軸５４を中心にして、上下に所定の角度γ／２ずつの範囲が剥離渦主発生領域Ｒ１、上下に残る範囲が主流領域Ｒ２の右半分となる。同様に、左半分の領域では水平方向に位置する回動軸５４を中心にして、上下に所定の角度γ／２ずつの範囲が剥離渦主発生領域Ｒ１、上下に残る範囲が主流領域Ｒ２の左半分となる。
【００５９】
この場合、回動軸５４から下流側に所定距離だけ離れた断面で見たときには、２つの領域Ｒ１，Ｒ２の範囲がそれぞれ角度γ、δと必ずしも一致しているわけでない。しかしながら、回動軸５４の近辺で生じた２つの領域Ｒ１，Ｒ２の範囲が、流れに沿う方向の下流側に回動軸５４より所定の長さＬ０の範囲でそのまま保存されるとみなすことができる。つまり、２つの領域の境界Ｒ１，Ｒ２が回動軸５４より所定の長さＬ０の範囲でそのまま保存されるわけである。
【００６０】
このように流れに直交する断面及び流れに沿う断面で２つの領域Ｒ１，Ｒ２に区別したとき、主流領域Ｒ２と剥離渦主発生領域Ｒ１の境界付近であって回動軸５４より所定の長さＬ１離れた下流側の吸気管４ａにＥＧＲガス吐出口Ｂを設ける。すなわち、図５に示したように流れの下流側からバタフライ弁５２を見たとき、流れの断面中心Ｃから周方向に鋭角である所定の角度（＝γ／２）傾けた方向にＥＧＲガス吐出口Ｂを設ける。これは、ＥＧＲガス吐出口Ｂから吐出されるＥＧＲガスと吸入空気の攪拌にこの剥離渦Ｖを利用することで、ＥＧＲガスと吸入空気を速やかに混ぜるごとができるためである。これによって、吸気管４ａを高額な高温対応材料にすることを避けることができる。
【００６１】
ＥＧＲガス吐出口Ｂを回動軸５４より所定の長さＬ１離れた下流側の吸気管４ａに設ける理由は次の通りである。すなわち、ＥＧＲガス吐出口Ｂがバタフライ弁５２の直ぐ下流にあると、エンジンの停止時にＥＧＲガスが上流側に向かって逆流することがある。このとき、ＥＧＲガス中の成分がバタフライ弁５２に付着してバタフライ弁５２を汚すことが考えられる。そこで、２つの領域Ｒ１，Ｒ２の範囲が回動軸５４より下流側にそのまま保存される吸気管４ａの範囲に、つまり吸入空気の流れに沿う断面で見たとき図４に示したように回動軸５４より所定の長さＬ１離れた下流側の吸気管４ａにＥＧＲガス吐出口Ｂを設けるのである。ここで、所定の長さＬ１は、２つの領域の境界Ｒ１，Ｒ２が下流側にそのまま保存される、回動軸５４よりの所定の長さＬ０以下になっている。
【００６２】
これによって、エンジンの停止時にＥＧＲガスがＥＧＲガス吐出口Ｂから上流側に向かって逆流することがあっても、逆流するＥＧＲガスは所定の距離Ｌ１を流れる間に流れを停止し、バタフライ弁５２に到達することがない。エンジンの停止時に差圧デバイス５０が汚れることを防止できるのである。このように、バタフライ弁５２より下流側に所定の距離Ｌ１だけ離れた吸気管４ａにＥＧＲガス吐出口Ｂを設けることで、ＥＧＲガスによる吸気管４ａの過熱回避と、エンジン停止時の差圧デバイス５０の汚れ防止を図ることができる。
【００６３】
ここで、剥離渦Ｖを利用しないとすれば、ＥＧＲガス吐出口Ｂから吐出されたＥＧＲガスが吸入空気に拡散し終わるまでの回動軸５４よりの吸気管長さは、上記所定の長さＬ１よりも長いものとなる。言い換えると、部分開度βの差圧デバイス５０で発生する剥離渦ＶをＥＧＲガス吐出口Ｂから吐出したＥＧＲガスの撹拌に利用することで、剥離渦Ｖを利用しない場合に比べて差圧デバイス５０からＥＧＲガス吐出口Ｂまでの間の吸気管距離を短縮できるのである。
【００６４】
図５では２つの領域Ｒ１，Ｒ２の境界のうち、右上にある境界にＥＧＲガス吐出口Ｂを設けたが、この位置に限定されるものでない。図５に示したように、２つの領域Ｒ１，Ｒ２の境界は、右上、右下、左上、左下の４つの位置があるので、ＥＧＲガス出口管１５ｂの管長さが長くならないように４つの位置のいずれかを採用すればよい。
【００６５】
なお、流れに直交する断面及び流れに沿う断面での２つの領域Ｒ１，Ｒ２の境界の位置は、本体５１の口径が定まれば、吸入空気の流れの速度やバタフライ弁５２の部分角度βに依存して異なったものとなり得る。そこで、最終的には適合によりＥＧＲガス吐出口Ｂの位置と所定の長さＬ１を定める。
【００６６】
ここで、本実施形態の作用効果を、課題、要求を含めて説明する。
【００６７】
ＥＧＲガス吐出口Ｂより上流側の吸気管４ａに設けられる差圧デバイス５０に対しては、次の２つの課題１，２がある。すなわち、
課題１：エンジンの冷間始動時に差圧デバイス５０を早期に暖機すること（氷結を解除        すること）、
課題２：エンジンの高負荷時に差圧デバイス５０の過熱を回避すること、
の２つである。
【００６８】
上記課題１，２に対する要求１，２は次の通りとなる。すなわち、
要求１：差圧デバイス５０の暖機途中に排気の輻射熱を受け易いよう、差圧デバイス５        ０を排気系部品（１１ａ，１１ｂ，１２）に近付けたい、
要求２：エンジン高負荷時には排気系部品（１１ａ，１１ｂ，１２）からの差圧デバイ        ス５０への排気の輻射熱の影響を緩和したい、
というものである。
【００６９】
上記２つの要求１，２に応えるため、本実施形態では、前提として、吸気系部品と、排気系部品と、ターボ過給機２１と、低圧のＥＧＲ装置１４（ＥＧＲ装置）と、差圧デバイス５０と、を備えている。上記吸気系部品は気筒列を有するエンジンブロック６１に導入する吸入空気が流れる吸気管４ａ、吸気管４ａに接続され吸入空気を分配する吸気マニホールド４ｃ、吸気管４ａの上流端に設けられるエアクリーナ４７から構成される。上記排気系部品はエンジンブロック６１から排出されるガスが流れる排気管１１ｂから構成される。上記ターボ過給機２１は排気管１１ｂに設けられるタービン２２、吸気管４ａに設けられるコンプレッサ２５から構成される。上記低圧のＥＧＲ装置１５はＥＧＲ通路１５、ＥＧＲ弁１７、水冷式のＥＧＲクーラ１６を有する。上記ＥＧＲ通路１５はタービン２２下流の排気管１１ｂとコンプレッサ２５上流の吸気管４ａを連通する。上記ＥＧＲ弁１７はＥＧＲ通路１５を開閉する。上記水冷式のＥＧＲクーラ１６はＥＧＲ弁１７より上流側でＥＧＲガスを冷却する。上記差圧デバイス５０はＥＧＲガス吐出口（ＥＧＲガスの吐出口）より上流の吸気管４ａに設けられる。本実施形態では、エンジンブロック６１を上から見たとき、エンジンブロック６１の気筒列を中心にして車両前方側に吸気マニホールド４ｃを、車両後方側に排気系部品（１１ｂ）及びターボ過給機２１を配置している。また、本実施形態では、排気系部品との間に所定のスペースを持たせた上方に差圧デバイス５０を設け、排気系部品（１１ｂ）と差圧デバイス５０との間のスペースを通るようにＥＧＲクーラ１６を設けている。エンジンの冷間始動時には水冷式のＥＧＲクーラ１６が排気系部品として機能するため、ＥＧＲクーラ１６からの排気の輻射熱により、差圧デバイス５０を早期に暖機できる。エンジンの冷間始動時にエンジンの暖機が完了するまでに作動デバイス５０のバタフライ弁５２や回動軸５４の可動部分での氷結が解消されるので、エンジンの暖機完了後すぐに低圧のＥＧＲ装置１４を作動することができる。バタフライ弁５２や回動軸５４の可動部分での氷結により、エンジンの暖機完了後すぐに低圧のＥＧＲ装置１４を作動することができない場合と比較して、燃費改善を行うことができるのである。また、部品のレイアウトの変更によって差圧デバイス５０の早期暖機が可能になっているので、差圧デバイス凍結防止用の温水配管システムも廃止できる。また、前方吸気・後方排気レイアウトであるため、差圧デバイス５０に走行風が当たりにくいことから、バタフライ弁５２や回動軸５４の可動部分での氷結をより早く解消することができる。
【００７０】
一方、エンジンの高負荷時にはエンジンの冷間始動直後よりも排気系部品（１１ｂ）からの排気の輻射熱が大きくなる。このため、排気系部品からの排気の輻射熱が直接差圧デバイス５０に当たるのでは、差圧デバイス５０が高温に晒される。この場合に、水冷式のＥＧＲクーラ１６が差圧デバイス５０と排気系部品との間に介在するので、ＥＧＲクーラ１６が、差圧デバイス５０に対する排気系部品からの輻射熱を遮断する。ＥＧＲクーラ１６に衝突する排気系部品からの排気の輻射熱の分は、差圧デバイス５０に届かないのである。このように、ＥＧＲクーラ１６によって、排気系部品からの排気の輻射熱を遮ることで差圧デバイス５０の過熱を回避することができる。また、ＥＧＲクーラ１６内部の循環冷却水による吸熱作用により、ＥＧＲクーラ１６全体の温度が排気系部品より低い温度に保たれる。これによって、差圧デバイス５０の雰囲気温度の上昇を抑えるので、エンジン高負荷時に排気の輻射熱の影響を緩和することができる。また、遮熱部材を簡素化できる。このように、本実施形態では、エンジン冷間始動時の差圧デバイス５０の早期暖機と、エンジン高負荷時の差圧デバイス５０の過熱回避とを両立することができる。
【００７１】
なお、ＥＧＲクーラ１６が、差圧デバイス５０と排気系部品の間のスペースの全部を通って（遮って）いる場合に、最大の効果が得られるが、差圧デバイス５０と排気系部品の間のスペースの少なくとも一部を通っていればよい。
【００７２】
本実施形態では、差圧デバイス５０をエンジンブロック６１の上部であって排気系部品側に配置している。
これによって、差圧デバイス５０が排気系部品に近付く分、ＥＧＲクーラ１６と排気系部品からの排気の輻射熱を受け易くなり、差圧デバイス５０の早期暖機を一層促進することができる。
【００７３】
本実施形態では、ＥＧＲガス吐出口ＢをＥＧＲガス取出し口Ａより上方に配置すると共に、ＥＧＲクーラ１６の下流側端１６ａが、ＥＧＲクーラ１６の上流側端１６ｂよりも上方に位置するように、ＥＧＲクーラ１６を傾斜させて設けている。これによって、ＥＧＲガス入口管１５ａとＥＧＲガス出口管１５ｂの管長さを、ＥＧＲクーラ１６を平行に設ける場合よりも短く抑えることができる。
【００７４】
さらに、上記課題１，２の下で、次の２つのサブ課題１，２がある。すなわち、
サブ課題１：ＥＧＲガス吐出口Ｂから吐出されたＥＧＲガスが拡散されないままにコン            プレッサ２５に流入することによるコンプレッサ２５の効率の低下を回避す            ること、
サブ課題２：エンジンの停止時にＥＧＲガスが吹返すことによる差圧デバイス５０の汚            れを回避すること、
の２つである。
【００７５】
上記サブ課題１，２に対する要求３，４は次の通りとなる。すなわち、
要求３：ＥＧＲガス吐出口Ｂから吐出したＥＧＲガスが吸入空気中に十分拡散してから        コンプレッサ２５に流入するように、ＥＧＲガス吐出口Ｂからコンプレッサ２５        までの間の吸気管距離を確保したい、
要求４：エンジンの停止時にＥＧＲガスの吹返しで差圧デバイス５０が汚れるのを防ぐ        ため、差圧デバイス５０からＥＧＲガス吐出口Ｂまでの間の吸気管距離を確保し        たい、
というものである。
【００７６】
上記２つの要求３，４に応えるため、本実施形態では、エアクリーナ４７とコンプレッサ２５をエンジンブロック６１の気筒列方向の反対側に配置している。すなわち、コンプレッサ上流側吸気管４ａを、コンプレッサ２５の入口より上方に向かって立ち上がった後に折れ曲がり、エンジンブロック６１の上面６１ｄより上部であって排気系部品側を水平方向にかつエンジン後方側に向かって延びるように設ける。そして、コンプレッサ上流側吸気管４ａの上流端にエアクリーナ４７を設けている。これによって、コンプレッサ上流側吸気管４ａの気筒列方向の長さが長くなる。コンプレッサ上流側吸気管４ａの気筒列方向の長さを長くすることができる分、ＥＧＲガス吐出口Ｂからコンプレッサ２５までの間の吸気管距離及び差圧デバイス５０からＥＧＲガス吐出口Ｂまでの間の吸気管距離をより長く確保できる。
【００７７】
さらに、上記サブ課題１，２の下で、次のサブ課題３，４がある。すなわち、
サブ課題３：ＥＧＲガス吐出口Ｂから吐出したＥＧＲガスを早期に吸入空気に拡散させ            ることによってＥＧＲガス吐出口Ｂ下流の吸気管４ａの過熱を回避すること            、
サブ課題４：エンジンの停止時にＥＧＲガスの吹き返しによって差圧デバイス５０が汚            れることを防止すること、
である。
【００７８】
上記サブ課題３，４に対する要求５，６は次の通りとなる。すなわち、
要求５：部分開度βの差圧デバイスのバタフライ弁５２で発生する剥離渦をＥＧＲガス        吐出口Ｂから吐出したＥＧＲガスの撹拌に利用するため、差圧デバイス５０から        ＥＧＲガス吐出口Ｂまでの間の吸気管距離を短縮したい、
要求６：エンジンの停止時にＥＧＲガスの吹き返しで差圧デバイス５０が汚れるのを防        ぐため、差圧デバイス５０からＥＧＲガス吐出口Ｂまでの間の吸気管距離を確保        したい、
というものである。
【００７９】
上記要求５で剥離渦Ｖを利用するのは次の理由による。すなわち、ＥＧＲガス吐出口Ｂ下流の吸気管の過熱を回避するためには、ＥＧＲガス吐出口Ｂで吸入空気と急速に攪拌させる必要がある。急速に攪拌させるには、部分開度βの差圧デバイスのバタフライ弁５２で発生する剥離渦による撹拌効果を用いるのが有効であるためである。
【００８０】
上記２つの要求５，６に応えるため、本実施形態では、部分開度βの差圧デバイスのバタフライ弁５２の下流に周方向に分布して生じる主流領域Ｒ２と剥離渦主発生領域Ｒ１の境界付近の吸気管４ａにＥＧＲガス吐出口を設けている。すなわち、流れの下流側からバタフライ弁５２を見たとき、流れの断面中心Ｃより周方向に所定の角度(γ／２）傾けた方向にＥＧＲガス吐出口Ｂを設ける。これは、部分開度βのバタフライ弁５２の下流では、主流領域Ｒ２と剥離渦主発生領域Ｒ１が円筒状の本体５１及び下流側の吸気管４ａの周方向に分布し、２つの領域Ｒ１，Ｒ２の境界付近が、剥離渦Ｖによる撹拌効果が最も下流まで得られる位置であるためである。これにより、差圧デバイス５０より下流側に離れた位置で剥離渦Ｖの撹拌効果を活用してＥＧＲガスと吸入空気を素早く混ぜることができる。よって、高額な高温対応材料を採用することなくＥＧＲガス吐出口Ｂ下流の吸気管４ａを設計することができる。このように、差圧デバイス５０からＥＧＲガス吐出口Ｂまでの間の吸気管距離を確保しながらも、差圧デバイス５０で発生する剥離渦が流れに乗って下流にまで到達し易い位置でＥＧＲガスが吐出されることになり、剥離渦を撹拌に有効に利用することができる。
【００８１】
実施形態では、ＥＧＲクーラ１６が冷却水でＥＧＲガスを冷却する水冷式の場合で説明したが、これに限られるものでなく、冷却液でＥＧＲガスを冷却する液冷式の場合であればよい。
【００８２】
実施形態では、横置きエンジン１はほぼ直立しているものとして説明した。本発明はこの場合に限定されるものでない。例えば、横置きエンジン１が車両前方側や車両後方側にあるいはエンジン前方側やエンジン後方側に所定の角度傾けて搭載されることがある。この場合にも本発明の適用がある。
【００８３】
実施形態では、ＥＧＲガス冷却装置として、ＥＧＲガスと冷却水との間で熱交換を行う水冷式のＥＧＲクーラ１６を挙げたが、ＥＧＲガス冷却装置が水冷式など液冷式の冷却装置である場合に限定されるものでない。ＥＧＲガスとの熱交換を行う冷媒が、液状ではない気体状で流れる場合であっても、ＥＧＲガスを冷却することができるためである。
【符号の説明】
【００８４】
１  横置きエンジン
４ａ  吸気管
４ｃ  吸気マニホールド
１１ａ  排気マニホールド
１１ｂ  排気管
１２  マニホールド触媒
１４  低圧のＥＧＲ装置（ＥＧＲ装置）
１５  ＥＧＲ通路
１６  水冷式のＥＧＲクーラ（ＥＧＲガス冷却装置）
１７  ＥＧＲ弁
２１  ターボ過給機
２２  タービン
２５  コンプレッサ
４７  エアクリーナ
５０  差圧デバイス
５２  バタフライ弁
６１  エンジンブロック
Ａ  ＥＧＲガス取出し口
Ｂ  ＥＧＲガス吐出口
【図１】
0006551046.tif 000002
【図２】
0006551046.tif 000003
【図３】
0006551046.tif 000004
【図４】
0006551046.tif 000005
【図５】
0006551046.tif 000006