(57)【要約】【課題】吸気通路にてＥＧＲガスによる凝縮水発生を防止するために、吸気通路の特定部位を高温空気により早期に暖機すること。【解決手段】高温空気を流す高温空気通路33と、吸気通路2と高温空気通路33との接続部にて高温空気と外気との吸気通路2への流れを切り替える吸気切替弁34と、排気通路3へ流れた排気をＥＧＲガスとして吸気通路2へ流すＥＧＲ通路22とを備える。ＥＧＲ通路出口22ｂはスロットル装置7より上流かつ吸気切替弁34より下流の吸気通路2に接続される。吸気通路2の特定部位には、その特定部を高温空気により加熱する加熱器41が設けられる。この加熱器41は、吸気通路2の一部をなす内管42と内管42の周囲を覆う外管43を含む二重管構造に形成され、内管42と外管43との間の通路が高温空気通路33の一部をなす。高温空気が吸気切替弁34へ流れる前に加熱器41を流れるように流れの順序が設定される。【選択図】        図１
2017186985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに吸気を導入するための管状の吸気通路と、
前記吸気通路は、吸気入口を含み、前記吸気入口から外気を導入することと、
前記吸気通路における吸気量を調節するために前記吸気通路に設けられた吸気量調節弁と、
高温空気を前記吸気通路に導入するために前記吸気通路に接続された高温空気通路と、
前記吸気通路と前記高温空気通路との接続部に設けられ、前記高温空気通路からの前記高温空気と前記吸気入口からの前記外気とを前記吸気通路の下流側へ選択的に流すために流路を切り替える流路切替弁と、
前記エンジンから排気通路へ導出される排気の一部を排気還流ガスとして前記吸気通路へ流して前記エンジンへ還流させるための排気還流通路と、
前記排気還流通路は、前記排気通路に連通する入口と、前記吸気通路に連通する出口を含み、前記出口が前記吸気量調節弁より上流であって前記流路切替弁より下流の前記吸気通路に接続されることと
を備えたエンジンシステムにおいて、
前記吸気量調節弁より上流であって前記流路切替弁より下流の前記吸気通路の外周に、前記高温空気により前記吸気通路を加熱するための吸気通路加熱手段が設けられ、
前記吸気通路加熱手段は、前記吸気通路の一部である内管と前記内管の周囲を覆う外管を含む多重管構造に形成され、前記内管と前記外管との間の通路が前記高温空気通路の一部とされ、
前記高温空気通路を流れる前記高温空気が前記流路切替弁へ流れる前に前記吸気通路加熱手段を流れるように流れの順序が設定される
ことを特徴とするエンジンシステム。
【請求項２】
前記吸気通路は、前記吸気量調節弁より上流であって前記排気還流通路と前記吸気通路との接続部より下流に位置する中流域を含み、
前記吸気通路加熱手段は、前記中流域を加熱するための中流域加熱器を含み、
前記中流域加熱器において、前記内管と前記外管との間の通路を流れる前記高温空気が、前記内管の内側の通路を流れる前記吸気とは反対向きに流れるように流れの向きが設定される
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンシステム。
【請求項３】
前記吸気通路は、前記吸気量調節弁より上流であって前記排気還流通路と前記吸気通路との接続部より下流に位置する中流域を含み、
前記吸気通路加熱手段は、前記中流域を加熱するための中流域加熱器を含み、
前記中流域加熱器は、前記内管と前記外管との間の前記高温空気が流れる通路が、その長手方向に沿って第１の通路と第２の通路に二分割され、
前記中流域加熱器の一端側にて前記第１の通路が入口部を有すると共に前記第２の通路が出口部を有し、前記中流域加熱器の他端側にて前記第１の通路と前記第２の通路とがつながり、高温空気が、前記第１の通路の前記入口部から入って前記第２の通路の前記出口部から出るように流れの向きが設定される
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンシステム。
【請求項４】
前記排気還流通路と前記吸気通路との接続部に、前記排気還流ガスを拡散しながら前記吸気に混合するための排気還流混合器が設けられ、
前記吸気通路加熱手段は、前記吸気通路の前記排気還流混合器が設けられる混合部を加熱するための混合部加熱器を含み、
前記高温空気通路を流れる前記高温空気が前記中流域加熱器へ流れる前に前記混合部加熱器を流れるように流れの順序が設定される
ことを特徴とする請求項２又は３に記載のエンジンシステム。
【請求項５】
前記吸気通路加熱手段の前記内管と前記外管との間に、前記内管と前記外管との間の通路を流れる前記高温空気の熱の前記内管に対する伝達を促進するための伝熱促進手段が設けられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のエンジンシステム。
【請求項６】
前記内管の長手方向における温度分布を均一にするために、前記伝熱促進手段の形態が、前記内管の長手方向における温度分布の違いに応じて異なるように設定されることを特徴とする請求項５に記載のエンジンシステム。
【請求項７】
前記排気還流混合器は、前記吸気通路の一部である内管と、その内管と前記混合部加熱器の前記外管との間にて前記内管の周囲を覆う中管を含む多重管構造に形成され、前記内管と前記中管との間の空間が前記排気還流通路に連通され、前記排気還流ガスを前記吸気通路へ導出するための複数のスリットが前記内管に形成され、
前記内管には、前記吸気通路を流れる吸気を前記内管と前記中管との間の空間へ案内するための案内部が形成される
ことを特徴とする請求項４に記載のエンジンシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンから排気通路へ排出される排気の一部を排気還流ガスとして吸気通路を介してエンジンへ還流させると共に、高温空気を吸気通路へ流して吸気通路を暖機するように構成したエンジンシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１に記載される制御装置が知られている。この装置は、エンジンから排出される排気の一部を排気還流ガス（ＥＧＲガス）として吸気通路を介してエンジンへ還流させるＥＧＲ通路と、加熱手段により加熱された空気（高温空気）を吸気通路へ導入する加熱空気通路（高温空気通路）と、吸気通路に対する高温空気通路の連通と遮断を切り換える切換弁と備える。ここでは、高温空気通路と切換弁により、吸気通路を暖機するための吸気系暖機装置が構成される。そして、吸気通路に導入される外気が所定温度未満の低温となる冷間時に、高温空気通路が吸気通路へ連通するように切換弁を制御するようになっている。これにより、冷間時に吸気通路へ高温空気を導入して吸気通路を暖機し、吸気通路でのＥＧＲガス導入による凝縮水の発生を抑えるようになっている。
【０００３】
一方、下記の特許文献２には、ＥＧＲ通路を暖機するように構成したＥＧＲ装置が記載されている。この装置は、ＥＧＲクーラより上流のＥＧＲ通路において、ＥＧＲガス導入による凝縮水の発生を抑えるために、ＥＧＲ通路の外周に加熱用配管が設けられている。すなわち、ＥＧＲクーラより上流のＥＧＲ通路が加熱用配管と共に二重管構造をなし、ＥＧＲ通路と加熱用配管との間に加熱用流体を流すことにより、この部分のＥＧＲ通路を暖機するようになっている。加熱用配管を流れる流体は、ＥＧＲ通路の上流側から加熱用配管に導入され、ＥＧＲ通路の下流側へ向けて流れ、ＥＧＲ通路には導入されることはない。
【０００４】
ここで、特許文献１には明示されていないが、吸気通路には各種機器が設けられることから、高温空気通路から吸気通路へ高温空気を導入する部位が問題になる。図２７に、高温空気通路を備えたガソリンエンジンシステムの一例を概略図により示す。図２７に示すエンジンシステムは、いわゆるＬＪシステムであって、吸気通路２を流れる吸気量をエアクリーナ４に設けられるエアフローメータ７１で計測するようになっている。そのため、高温空気をエアフローメータ７１より上流から導入するために、高温空気通路３３の出口３３ａが、エアクリーナ４において、エアフローメータ７１より上流の位置に接続される。また、吸気通路２には、エアクリーナ４の他に、上流側から順に、過給機５のコンプレッサ５ａ、インタークーラ６、スロットル装置７及び吸気マニホルド８が設けられる。図２７には、いわゆる低圧ループ式（ＬＰＬ式）のＥＧＲ装置が示され、そのＥＧＲ通路２２が、触媒１０より下流の排気通路３から、エアクリーナ４とコンプレッサ５ａとの間の吸気通路２へＥＧＲガスを流すようになっている。
【０００５】
一般に、インタークーラ６には、エンジン１を循環する冷却水が流れるようになっており、エンジン１の始動後には、エンジン１を冷却することで温められた冷却水（温水）が循環する。従って、温水が「６０℃」に到達した後は、インタークーラ６より下流の吸気通路２では、その壁温度がＥＧＲガスによる凝縮水の発生を回避できる温度（凝縮水回避温度）に達することになり、問題はない。しかしながら、インタークーラ６より上流の吸気通路２は、暖機される熱源が少ないことから温度上昇が遅く、その部分の壁温度が凝縮水回避温度以上に達するまではＥＧＲガスを流すことができない。図２７に示すエンジンシステムでは、高温空気通路３３からの高温空気を吸気通路２へ流すことで吸気通路２を暖機できるものの、エアクリーナ４からインタークーラ６まで流路に距離がある。そのため、エアクリーナ４から導入された高温空気は、エアクリーナ４、吸気通路２、コンプレッサ５ａ及び吸気通路２を暖めながらインタークーラ６に達するので、インタークーラ６の入口付近では、高温空気の温度が相対的に低下し、この入口付近での壁温度の上昇は、エアクリーナ４の出口付近に比べて非常に遅くなってしまう。すなわち、暖機遅延部位となってしまう。
【０００６】
ここで、吸気通路２における凝縮水回避温度は、各部位を流れるＥＧＲガスの割合（ＥＧＲ率）によって異なる。ＥＧＲ率は、ＥＧＲ通路２２の出口２２ｂの付近で最も大きく（約１００％）、インタークーラ６の入口付近では相対的に小さくなる（約２５％）。従って、凝縮水回避温度は、ＥＧＲ通路２２の出口２２ｂの付近で「約６０℃」となり、インタークーラ６の入口付近で「約３７℃」となる。よって、吸気通路２で凝縮水の発生を防止するための条件は、「インタークーラ入口温度が３７℃以上」と「コンプレッサ入口温度が６０℃以上」の両方を満たすことが必要になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１８４６６０号公報
【特許文献２】国際公開第２０１２／１２７５３５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１に記載された吸気系暖機装置に加え、吸気通路の暖機を促進するために、特許文献２に記載されたＥＧＲ装置に準ずるように、吸気通路の外周に加熱用配管を二重管構造に設け、その加熱用配管と吸気通路との間に加熱用流体を別途流すことが考えられる。しかし、この場合は、吸気系暖機装置の他に、加熱用配管に加熱流体を別途流す構成を設けなければならず、装置全体の構成が複雑になるという問題があった。ここで、エンジンの冷却水を加熱用流体として採用することが考えられるが、この場合は、構成は更に複雑になってしまう。また、図２７において、インタークーラ６より上流の吸気通路２の周囲に加熱用配管を設け、高温空気通路３３から通路を分岐させて、吸気通路２と加熱用配管との間に高温空気を流すように構成することが考えられる。しかし、この場合も、高温空気通路３３から通路を分岐させる構成が複雑になってしまう。更に、特許文献２に準ずるように、加熱用配管の中を、吸気通路２の上流側から下流側へ向けて加熱流体を流した場合、その経路の途中で加熱用流体の熱が奪われることから、インタークーラ６の入口付近では、加熱用流体の温度が低下してしまう。そのため、高温空気通路３３から吸気通路２へ導入される高温空気によってインタークーラ６の入口付近の暖機遅延部位を有効に加熱することができなくなってしまう。また、吸気通路２の各部位におけるＥＧＲ率の違いを考慮すると、凝縮水対策のために要求される暖機温度も、吸気通路２の各部位によって異なる。
【０００９】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、吸気通路にて排気還流ガス導入による凝縮水の発生を防止するために、吸気通路の特定部位を高温空気によって早期に暖機することを可能としたエンジンシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、エンジンに吸気を導入するための管状の吸気通路と、吸気通路は、吸気入口を含み、吸気入口から外気を導入することと、吸気通路における吸気量を調節するために吸気通路に設けられた吸気量調節弁と、高温空気を吸気通路に導入するために吸気通路に接続された高温空気通路と、吸気通路と高温空気通路との接続部に設けられ、高温空気通路からの高温空気と吸気入口からの外気とを吸気通路の下流側へ選択的に流すために流路を切り替える流路切替弁と、エンジンから排気通路へ導出される排気の一部を排気還流ガスとして吸気通路へ流してエンジンへ還流させるための排気還流通路と、排気還流通路は、排気通路に連通する入口と、吸気通路に連通する出口を含み、出口が吸気量調節弁より上流であって流路切替弁より下流の吸気通路に接続されることとを備えたエンジンシステムにおいて、吸気量調節弁より上流であって流路切替弁より下流の吸気通路の外周に、高温空気により吸気通路を加熱するための吸気通路加熱手段が設けられ、吸気通路加熱手段は、吸気通路の一部である内管と内管の周囲を覆う外管を含む多重管構造に形成され、内管と外管との間の通路が高温空気通路の一部とされ、高温空気通路を流れる高温空気が流路切替弁へ流れる前に吸気通路加熱手段を流れるように流れの順序が設定されることを趣旨とする。
【００１１】
上記発明の構成において、冷間時に排気還流通路から吸気通路へ排気還流ガスが流れると、吸気通路で排気還流ガスにより凝縮水が発生するおそれがある。従って、凝縮水の発生を防止するには、吸気通路へ排気還流ガスが流れる前に吸気通路を効果的に暖機する必要がある。上記発明の構成によれば、エンジンの運転時に、高温空気通路からの高温空気を吸気通路の下流側へ流すために流路切替弁を切り替えることにより、高温空気が高温空気通路等を介して吸気通路へ吸気として流れ、吸気通路がその内側から高温空気により加熱される。このとき、高温空気は、吸気通路を流れる過程で徐々に熱が奪われ、温度が低下する。ここで、吸気量調節弁より上流であって流路切替弁より下流の吸気通路の外周には、高温空気により吸気通路を加熱するための吸気通路加熱手段が設けられる。この吸気通路加熱手段は、吸気通路の一部である内管の内側の通路を高温空気又は外気が吸気として流れ、高温空気通路の一部である、内管と外管との間の通路を高温空気が流れる。また、高温空気通路を流れる高温空気が、流路切替弁へ流れる前に、吸気通路加熱手段を流れるように流れの順序が設定される。従って、吸気量調節弁より上流であって流路切替弁より下流の吸気通路では、その外周が吸気通路を吸気として流れる高温空気より高い温度の高温空気により加熱されることになる。
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、吸気通路は、吸気量調節弁より上流であって排気還流通路と吸気通路との接続部より下流に位置する中流域を含み、吸気通路加熱手段は、中流域を加熱するための中流域加熱器を含み、中流域加熱器において、内管と外管との間の通路を流れる高温空気が、内管の内側の通路を流れる吸気とは反対向きに流れるように流れの向きが設定されることを趣旨とする。
【００１３】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、中流域を吸気通路の特定部位として吸気通路の外周が高温空気により加熱される。また、中流域加熱器において、内管と外管との間の通路を流れる高温空気が、内管の内側の通路を流れる吸気とは反対向きに流れるので、中流域加熱器の下流側ほど上流側よりも高い温度の高温空気が流れる。
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、吸気通路は、吸気量調節弁より上流であって排気還流通路と吸気通路との接続部より下流に位置する中流域を含み、吸気通路加熱手段は、中流域を加熱するための中流域加熱器を含み、中流域加熱器は、内管と外管との間の高温空気が流れる通路が、その長手方向に沿って第１の通路と第２の通路に二分割され、中流域加熱器の一端側にて第１の通路が入口部を有すると共に第２の通路が出口部を有し、中流域加熱器の他端側にて第１の通路と第２の通路とがつながり、高温空気が、第１の通路の入口部から入って第２の通路の出口部から出るように流れの向きが設定されることを趣旨とする。
【００１５】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、中流域加熱器の内管と外管との間の高温空気が流れる通路が、その長手方向に沿って第１の通路と第２の通路に二分割され、中流域加熱器の一端側の入口部から第１の通路へ入った高温空気が、中流域加熱器の他端側へ流れ、さらに第２の通路を流れて一端側の出口部から出るように高温空気の流れの向きが設定される。従って、高温空気を中流域加熱器へ向けて流すために、高温空気通路の配管の一部が省略される。
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の発明において、排気還流通路と吸気通路との接続部に、排気還流ガスを拡散しながら吸気に混合するための排気還流混合器が設けられ、吸気通路加熱手段は、吸気通路の排気還流混合器が設けられる混合部を加熱するための混合部加熱器を含み、高温空気通路を流れる高温空気が中流域加熱器へ流れる前に混合部加熱器を流れるように流れの順序が設定されることを趣旨とする。
【００１７】
上記発明の構成によれば、請求項２又は３に記載の発明の作用に加え、排気還流混合器では、排気還流通路を流れる排気還流ガスが拡散しながら、吸気通路を流れる吸気に混合される。そして、高温空気通路を高温空気が流れる過程で、排気還流混合器が設けられる混合部を特定部位として、その排気還流混合器の外周が高温空気により先に加熱され、その後、中流域を特定部位として、その吸気通路の外周が高温空気により加熱される。また、排気還流混合器の内管の内側の通路と中流域加熱器の内管の内側の通路が、そこを流れる高温空気により加熱される。従って、排気還流混合器の外周が、相対的に温度の高い高温空気により加熱される。
【００１８】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、吸気通路加熱手段の内管と外管との間に、内管と外管との間の通路を流れる高温空気の熱の内管に対する伝達を促進するための伝熱促進手段が設けられることを趣旨とする。
【００１９】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明の作用に加え、吸気通路加熱手段において、内管と外管との間の通路を流れる高温空気の熱の内管に対する伝達が伝熱促進手段により促進される。
【００２０】
上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、内管の長手方向における温度分布を均一にするために、伝熱促進手段の形態が、内管の長手方向における温度分布の違いに応じて異なるように設定されることを趣旨とする。
【００２１】
上記発明の構成によれば、請求項５に記載の発明の作用に加え、伝熱促進手段の形態が、内管の長手方向における温度分布の違いに応じて異なるように設定されるので、高温空気の加熱により、内管の長手方向における温度分布が均一化される。
【００２２】
上記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、排気還流混合器は、吸気通路の一部である内管と、その内管と混合部加熱器の外管との間にて内管の周囲を覆う中管を含む多重管構造に形成され、内管と中管との間の空間が排気還流通路に連通され、排気還流ガスを吸気通路へ導出するための複数のスリットが内管に形成され、内管には、吸気通路を流れる吸気を内管と中管との間の空間へ案内するための案内部が形成されることを趣旨とする。
【００２３】
上記発明の構成によれば、請求項４に記載の発明の作用に加え、排気還流混合器は、その中管が混合部加熱器を流れる高温空気により加熱される。ここで、排気還流混合器の中管と内管との間の空間へ、吸気通路を流れる吸気を案内するための案内部が内管に形成されるので、吸気通路を流れる高温空気が内管に接触し易くなり、また、排気還流混合器の内部に高温空気が流れ込みやすくなり、その内部にて排気還流ガスが吸気により希釈される。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１に記載の発明によれば、吸気通路にて排気還流ガス導入による凝縮水の発生を防止するために、吸気通路の特定部分を高温空気によって早期に暖機することができる。この結果、冷間時に、吸気通路で凝縮水を発生させることなく、早期に排気還流を実施することができる。
【００２５】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、吸気通路にて排気還流ガス導入による凝縮水の発生を防止するために、吸気通路の中流域を高温空気によって早期に暖機することができる。また、吸気通路の中流域の中でも、下流側ほど上流側よりも高い温度の高温空気で暖機することができ、中流域における吸気通路の壁温度を平均化することができる。
【００２６】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、高温空気通路の配管の一部を省略できる分だけ車両のエンコパに対するエンジンシステムの搭載性を向上させることができる。
【００２７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項２又は３に記載の発明の効果に加え、排気還流ガスを吸気に均等に混合することができる。また、吸気通路にて排気還流ガス導入による凝縮水の発生を防止するために、吸気通路の混合部を高温空気によって早期に暖機することができる。更に、排気還流率が相対的に高くなる排気還流混合器の部分を、凝縮水の発生を防止するために効果的に暖機することができる。
【００２８】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明の効果に加え、吸気通路加熱手段の内側にある吸気通路の特定部位の暖機を早めることができる。
【００２９】
請求項６に記載の発明によれば、請求項５に記載の発明の効果に加え、吸気通路の特定部位の全域を高温空気によりむらなくほぼ均一に暖機することができる。
【００３０】
請求項７に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明の効果に加え、排気還流混合器の内管の温度上昇を早めることができ、排気還流混合器の全体的な暖機を早めることができる。また、排気還流混合器の内部でＥＧＲ率を低下させて露点温度を下げることができ、その分だけ排気還流混合器の内部で凝縮水を発生し難くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１実施形態に係り、エンジンシステムの概略構成を示す平面図。
【図２】第１実施形態に係り、中流域加熱器を示す図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】第１実施形態に係り、エンジン始動後の経過時間に対する冷却水温度、吸気通路の各部の壁温度の関係を示すグラフ。
【図４】第１実施形態に係り、ＥＧＲ率に対するＥＧＲガスによる露点温度の関係を示すグラフ。
【図５】第２実施形態に係り、車両前側のエンコパにおける前排気搭載状態のエンジンシステムの概略構成（対比例）を示す平面図。
【図６】第２実施形態に係り、車両前側のエンコパにおける後排気搭載状態のエンジンシステムの概略構成（対比例）を示す平面図。
【図７】第２実施形態に係り、車両前側のエンコパにおける前排気搭載状態のエンジンシステムの概略構成を示す平面図。
【図８】第２実施形態に係り、中流域加熱器を示す図７のＢ−Ｂ線断面図。
【図９】第３実施形態に係り、車両前側のエンコパにおける後排気搭載状態のエンジンシステムの概略構成を示す平面図。
【図１０】第４実施形態に係り、対比例としてのＥＧＲ混合器を示す断面図。
【図１１】第４実施形態に係り、対比例としての、ＥＧＲガスの混合部に設けられるＥＧＲ混合器と温水加熱器を示す断面図。
【図１２】第４実施形態に係り、エンジンシステムの概略構成を示す平面図。
【図１３】第４実施形態に係り、ＥＧＲガスの混合部に設けられるＥＧＲ混合器と混合部加熱器を示す断面図。
【図１４】第４実施形態に係り、エンジン始動後の経過時間に対する冷却水温度、吸気通路各部の壁温度の関係を示すグラフ。
【図１５】第５実施形態に係り、車両前側のエンコパにおける後排気搭載状態のエンジンシステムの概略構成を示す平面図。
【図１６】第５実施形態に係り、エンジン始動後の経過時間に対する冷却水温度、吸気通路各部の壁温度の関係を示すグラフ。
【図１７】第６実施形態に係り、車両前側のエンコパにおける前排気搭載状態のエンジンシステムの概略構成を示す平面図。
【図１８】第７実施形態に係り、ＥＧＲガスの混合部に設けられるＥＧＲ混合器と混合部加熱器を示す断面図。
【図１９】第８実施形態に係り、ＥＧＲガスの混合部に設けられるＥＧＲ混合器と混合部加熱器を示す断面図。
【図２０】第９実施形態に係り、ＥＧＲガスの混合部に設けられるＥＧＲ混合器と混合部加熱器を示す断面図。
【図２１】第１０実施形態に係り、中流域加熱器の概略構成を示す平面図。
【図２２】第１１実施形態に係り、中流域加熱器の概略構成を示す平面図。
【図２３】第１２実施形態に係り、中流域加熱器の概略構成を示す平面図。
【図２４】第１２実施形態に係り、中流域加熱器につき第１及び第２の部位の一部を示す断面図。
【図２５】第１２実施形態に係り、中流域加熱器につき第３の部位の一部を示す断面図。
【図２６】別の実施形態に係り、中流域加熱器を示す図８に準ずる断面図。
【図２７】従来例に係り、エンジンシステムの概略構成を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
＜第１実施形態＞
以下、この発明のエンジンシステムを具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００３３】
図１に、この実施形態のエンジンシステムの概略構成を平面図により示す。図１において、後述する吸気温度制御装置３１に係る構成は実線で示し、その他の構成は太線で示す（以下に説明する他の図において同じ。）。また、図１において、網掛け濃度の違いは温度の違いを意味し、濃度が高いほど温度が高いことを示す（以下に説明する他の図において同じ。）。更に、図１において、後述する吸気通路２と高温空気通路３３の中における矢印は、後述する高温空気の流れを示す（以下に説明する他の図において同じ。）。
【００３４】
図１に示すように、自動車に搭載されたエンジンシステムは、レシプロタイプのエンジン１を備える。エンジン１には、その各気筒へ吸気を導入するための吸気通路２と、各気筒から排気を導出するための排気通路３が設けられる。吸気通路２と排気通路３には、過給機５が設けられる。吸気通路２には、その上流側から順に、吸気入口２ａ、エアクリーナ４、過給機５のコンプレッサ５ａ、インタークーラ６、スロットル装置７及び吸気マニホルド８が設けられる。エアクリーナ４は、吸気通路２へ導入される吸気を浄化するようになっている。インタークーラ６は、内部に冷却水を循環させることにより、吸気通路２を流れる吸気を冷却するようになっている。スロットル装置７は、バタフライ式のスロットル弁７ａが開閉されることにより、吸気通路２を流れる吸気量を調節するようになっている。スロットル装置７は、本発明の吸気量調節弁の一例に相当する。吸気マニホルド８は、サージタンク８ａと、サージタンク８ａからエンジン１の各気筒へ分岐する複数の分岐通路８ｂとを含む。一方、排気通路３には、その上流側から順に、排気マニホルド９と、過給機５のタービン５ｂと、触媒１０とが設けられる。触媒１０は、排気通路３へ導出される排気を浄化するようになっている。エンジン１は周知の構成を備え、燃料と吸気との混合気を燃焼させ、燃焼後の排気を排気通路３へ排出することにより動力を得るようになっている。過給機５は、タービン５ｂが排気の流れにより回転動作し、それに連動してコンプレッサ５ａが回転することにより、吸気通路２を流れる吸気を昇圧させるようになっている。
【００３５】
このエンジンシステムは、低圧ループ式の排気還流装置（ＥＧＲ装置）２１を備える。この装置２１は、エンジン１から排気通路３へ排出される排気の一部を排気還流ガス（ＥＧＲガス）として吸気通路２へ流してエンジン１の各気筒へ還流させるための排気還流通路（ＥＧＲ通路）２２と、ＥＧＲ通路２２に設けられ、ＥＧＲガスを冷却するための排気還流クーラ（ＥＧＲクーラ）２３と、ＥＧＲクーラ２３より下流のＥＧＲ通路２２に設けられ、ＥＧＲガスの流量を調節するための排気還流弁（ＥＧＲ弁）２４とを含む。ＥＧＲ通路２２は、入口２２ａと出口２２ｂを含む。この実施形態で、ＥＧＲ通路２２の入口２２ａは、触媒１０より下流の排気通路３に接続され、連通する。ＥＧＲ通路２２の出口２２ｂは、コンプレッサ５ａとエアクリーナ４との間の吸気通路２に接続され、連通する。ここで、ＥＧＲ弁２４としては、大流量、高応答性及び高分解能の特性を有することが望ましい。そこで、この実施形態では、ＥＧＲ弁２４の構造として、例えば、特許第５７５９６４６号公報に記載される「二重偏心弁」を採用することができる。この二重偏心弁は、大流量制御に対応して構成される。
【００３６】
加えて、このエンジンシステムは、吸気通路２を流れる吸気を高温空気と外気とに選択的に切り替えることにより、吸気温度を制御するための吸気温度制御装置３１を備える。この装置３１は、排気マニホルド９の周囲で加熱された高温空気を回収するためのシュラウド３２と、そのシュラウド３２により回収された高温空気を、エアクリーナ４を介して吸気通路２へ導入するための高温空気通路３３と、エアクリーナ４にて吸気通路２と高温空気通路３３との接続部に設けられた吸気切替弁３４とを含む。排気マニホルド９の周囲で加熱された高温空気は、シュラウド３２から高温空気通路３３へ流れる。吸気切替弁３４は、高温空気通路３３からの高温空気と吸気入口２ａからの外気を吸気通路２の下流側へ選択的に流すために流路を切り替えるように構成される。すなわち、吸気切替弁３４は、外気位置と高温空気位置とに切り替え配置可能に設けられる弁体（図示略）を含む電動弁により構成される。この弁体が外気位置に配置されることにより、高温空気通路３３からの高温空気が遮断され、吸気入口２ａからの外気がエアクリーナ４より下流の吸気通路２へ導入されるようになっている（外気導入）。一方、弁体が高温空気位置に配置されることにより、吸気入口２ａからの外気が遮断され、高温空気通路３３からの高温空気がエアクリーナ４より下流の吸気通路２へ導入されるようになっている（高温空気導入）。吸気切替弁３４は、本発明の流路切替弁の一例に相当する。
【００３７】
この吸気温度制御装置３１によれば、高温空気導入時には、エアクリーナ４以降の吸気通路２に高温空気が流れることにより、その吸気通路２の暖機が促進され、吸気通路２における凝縮水の発生を抑えることができる。一方、外気導入時には、最適な吸気温度（４０〜５０℃）を維持し、吸気中の酸素密度を安定化させ、エンジン１の吸気効率を向上させることができる。これにより、エンジン１の燃焼効率を向上させることができ、エンジン１のノック抑制を図ることができる。
【００３８】
ここで、この実施形態の特徴として、スロットル装置７より上流であって吸気切替弁３４より下流の吸気通路２の外周に、高温空気により吸気通路２を加熱するための吸気通路加熱手段が設けられる。吸気通路２は、スロットル装置７及びインタークーラ６より上流であってＥＧＲ通路２２と吸気通路２との接続部及びコンプレッサ５ａより下流に位置する中流域１１を含む。そして、この実施形態では、吸気通路加熱手段として、この中流域１１を加熱するための中流域加熱器４１が設けられる。ここで、中流域加熱器４１における高温空気通路３３の入口部４１ａは、インタークーラ６の入口付近に配置され、同通路３３の出口部４１ｂは、コンプレッサ５ａの出口付近に配置される。図２に、中流域加熱器４１を図１のＡ−Ａ線断面図により示す。図２に示すように、中流域加熱器４１は、吸気通路２の一部である内管４２と内管４２の周囲を覆う外管４３を含む二重管構造に形成され、内管４２と外管４３との間の通路が高温空気通路３３の一部として構成される。この実施形態では、内管４２は、セラミック粉末等を含む伝熱樹脂により形成され、外管４３は、発泡材等を含む断熱樹脂により形成される。そして、高温空気通路３３を流れる高温空気が吸気切替弁３４へ流れる前に中流域加熱器４１を流れるように流れの順序が設定される。また、中流域加熱器４１において、内管４２と外管４３との間の通路を流れる高温空気が、内管４２の内側の通路を流れる吸気とは反対向きに流れるように流れの向きが設定される。従って、この実施形態では、エンジン１の運転時に、吸気切替弁３４を高温空気位置に切り替えることにより、図１に矢印で示すように（他のエンジンシステムを示す図においても高温空気の流れを矢印で示す。）、シュラウド３２で回収された高温空気ＨＡが、高温空気通路３３を介してエアクリーナ４へ流れ、吸気通路２の中を吸気として流れる。このとき、高温空気ＨＡは、シュラウド３２から高温空気通路３３、中流域加熱器４１、高温空気通路３３を経由してエアクリーナ４の吸気切替弁３４へ流れる。
【００３９】
以上説明したこの実施形態のエンジンシステムの構成によれば、冷間時にＥＧＲ通路２２から吸気通路２へＥＧＲガスが流れると、吸気通路２でＥＧＲガスにより凝縮水が発生するおそれがある。従って、凝縮水の発生を防止するには、吸気通路２へＥＧＲガスが流れる前に吸気通路２を効果的に暖機する必要がある。この実施形態の構成によれば、エンジン１の運転時に、高温空気通路３３からの高温空気を吸気通路２の下流側へ流すために吸気切替弁３４を切り替えることにより、高温空気が高温空気通路等を介して吸気通路２へ吸気として流れ、吸気通路２がその内側から高温空気により加熱される。このとき、高温空気は、吸気通路２を流れる過程で徐々に熱が奪われ、温度が低下する。
【００４０】
ここで、吸気通路２の特定部位、すなわち、スロットル装置７及びインタークーラ６より上流であって吸気切替弁３４及びコンプレッサ５ａより下流の中流域１１の吸気通路２の外周には、高温空気により吸気通路２を加熱するための中流域加熱器４１が設けられる。この中流域加熱器４１は、吸気通路２の一部である内管４２の内側の通路を高温空気又は外気が吸気として流れ、高温空気通路３３の一部である、内管４２と外管４３との間の通路を高温空気が流れる。また、高温空気通路３３を流れる高温空気が、エアクリーナ４の吸気切替弁３４へ流れる前に、この中流域加熱器４１を流れるように流れの順序が設定される。従って、電子スロットル装置７及びインタークーラ６より上流であって吸気切替弁３４及びコンプレッサ５ａより下流の吸気通路２の特定部位、すなわち中流域１１では、その外周が吸気通路２を吸気として流れる高温空気より高い温度の高温空気により加熱されることになる。すなわち、吸気通路２の一部である中流域加熱器４１の内管４２は、その内側と外側の両方から高温空気により加熱されることになる。このため、吸気通路２にてＥＧＲガス導入による凝縮水の発生を防止するために、吸気通路２の特定部位、すなわち中流域１１を高温空気によって早期に暖機することができる。この結果、冷間時に、吸気通路２で凝縮水を発生させることなく、早期にＥＧＲを実施することができる。
【００４１】
また、この実施形態の構成によれば、中流域加熱器４１の入口部４１ａが、インタークーラ６の入口付近に配置され、その出口部４１ｂがコンプレッサ５ａの出口付近に配置される。すなわち、中流域加熱器４１において、内管４２と外管４３との間の通路を流れる高温空気が、内管４２の内側の通路を流れる吸気とは反対向きに流れるように流れの向きが設定される。従って、シュラウド３２から高温空気通路３３へ流れた高温空気は、先ずインタークーラ６の入口付近にて、中流域加熱器４１の内管４２と外管４３との間の通路へ流れ入り、その後、コンプレッサ５ａの出口付近にて、同加熱器４１から高温空気通路３３へ流れ出る。すなわち、中流域加熱器４１において、内管４２と外管４３との間の通路を流れる高温空気が、内管４２の内側の通路を流れる吸気（高温空気）とは反対向きに流れるので、中流域加熱器４１の下流側ほど上流側よりも高い温度の高温空気が流れる。
このため、吸気通路２の中流域１１の中でも、インタークーラ６の入口に近い下流側ほどコンプレッサ５ａの出口に近い上流側よりも高い温度の高温空気で暖機することができ、中流域１１における吸気通路２の壁温度を平均化することができる。
【００４２】
図３に、エンジン始動後の経過時間（秒）に対する冷却水温度、吸気通路の各部の壁温度（℃）の関係をグラフにより示す。図３において、「Ｔｗ」はエンジンの冷却水温度を示す。「Ｔｉ１」は、高温空気による暖機を行わない従来例１のインタークーラ入口付近の温度を示し、「Ｔｉ２」は、高温空気による暖機を行う従来例２のインタークーラ入口付近の温度を示し、「Ｔｉ３」は、本実施形態のインタークーラ入口付近の温度を示す。また、「Ｔａ１」は、高温空気による暖機を行わない従来例１のエアクリーナ出口付近の温度を示し、「Ｔａ２」は、高温空気による暖機を行う従来例２のエアクリーナ出口付近の温度を示し、「Ｔａ３」は、本実施形態のエアクリーナ出口付近の温度を示す。図３に示すように、冷却水温度Ｔｗは、エンジン始動から約２００秒後に「６０℃」に達し、約３５０秒を過ぎると最高温度に達して一定となる。この図３において、従来例１、従来例２及び本実施形態のそれぞれで、インタークーラ入口付近の温度Ｔｉ１，Ｔｉ２，Ｔｉ３は、エアクリーナ出口付近の温度Ｔａ１，Ｔａ２，Ｔａ３よりも低くなる。更に、図３において、インタークーラ入口付近の温度Ｔｉ１，Ｔｉ２，Ｔｉ３とエアクリーナ出口付近の温度Ｔａ１，Ｔａ２，Ｔａ３との間の温度差が一番大きくなるのは、従来例２であり、本実施形態ではその温度差が極めて小さくなることがわかる。そして、図３において、エンジン始動後にインタークーラ入口付近の温度Ｔｉ１，Ｔｉ２，Ｔｉ３が「３７℃」に達する早さを比べると、本実施形態が最も早く、従来例２、従来例１の順で遅くなることがわかる。このように、本実施形態の構成によれば、インタークーラ入口付近の温度Ｔｉ３とエアクリーナ出口付近の温度Ｔａ３との間の温度差が極めて小さく、かつ、インタークーラ入口付近の温度Ｔｉ３が最も早く「３７℃」に達することが分かる。
【００４３】
ここで、図４に、ＥＧＲ率に対するＥＧＲガスによる露点温度の関係をグラフにより示す。図４に示すように、ＥＧＲ率が「０〜１００％」の間で高くなるに連れて、ＥＧＲガスによる露点温度は、「約２３〜６０℃」の範囲で高くなることがわかる。従って、吸気マニホルドを含む吸気通路では、その壁温度が「３７℃」を超えれば、凝縮水の発生を抑えることができる。従って、この実施形態では、エンジン始動後に、インタークーラ６の入口付近の吸気通路２でも、その壁温度が早期に露点温度である「３７℃」以上になるため、ＥＧＲガスによる凝縮水の発生を早期に抑えられることがわかる。
【００４４】
なお、この実施形態では、エンジン１を冷却することで温められた冷却水（温水）をＥＧＲ弁２４に循環させることにより、ＥＧＲ弁２４を暖機し、ＥＧＲ弁２４を流れるＥＧＲガスを加熱することができる。これによってＥＧＲ通路２２の出口２２ｂからコンプレッサ５ａへ流れるＥＧＲガスの温度を高めてコンプレッサ５ａの入口を早期に暖機することができる。
【００４５】
＜第２実施形態＞
次に、この発明のエンジンシステムを具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００４６】
なお、以下の説明において、第１実施形態と同等の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、以下では異なった点を中心に説明する。
【００４７】
第１実施形態では、車両におけるエンジンシステムの搭載状態について問題にしなかった。しかしながら、例えば、第１実施形態のエンジンシステムを、フロントエンジン・フロントドライブ方式（ＦＦ方式）の自動車に搭載した場合、排気マニホルド９からインタークーラ６までの間で高温空気通路３３を配置しなければならない。図５に、車両１６の前側のエンジンコンパートメント（エンコパ）１７にて、排気通路３等の排気系を前側に配置した前排気搭載状態のエンジンシステムの概略構成（対比例）を平面図により示す。また、図６に、車両１６の前側のエンコパ１７にて、排気系を後側に配置した後排気搭載状態のエンジンシステムの概略構成（対比例）を平面図により示す。図５に示す前排気搭載状態では、コンプレッサ５ａからインタークーラ６までの中流域１１に中流域加熱器４１を設け、インタークーラ６の入口付近に位置する入口部４１ａに最初に高温空気を導入するために、シュラウド３２からインタークーラ６までの間に高温空気通路３３の第１の取回し部分３６を確保しなければならない。図６示す後排気搭載状態でも第１の取回し部分３６を確保しなければならない。このため、第１実施形態のエンジンシステムでは、従来のエンジンシステム（高温空気通路をシュラウドからエアクリーナへ最短で配置したエンジンシステム）と比べ、車両への搭載性が悪化するおそれがある。そこで、この実施形態では、上記課題を解決するために、高温空気通路３３を次のように構成した。
【００４８】
図７に、この実施形態において、車両前側のエンコパにおける前排気搭載状態のエンジンシステムの概略構成を平面図により示す。この実施形態では、ＦＦ方式の自動車において、車両１６の前側のエンコパ１７にて、エンジンシステムが前排気搭載状態となっている。図８に、中流域加熱器４６を図７のＢ−Ｂ線断面図により示す。図８に示すように、この実施形態の中流域加熱器４６は、高温空気通路３３の一部である、内管４２と外管４３との間の高温空気が流れる通路が、その長手方向に沿って隔壁４３ａにより左右に二分割されて構成され、その一方側が第１の通路４７、他方側が第２の通路４８となっている。図７に示すように、第１の通路４７の入口部４７ａと第２の通路４８の出口部４８ａは、中流域加熱器４６の一端側、すなわちコンプレッサ５ａに近い側に配置され、同加熱器４６の他端側、すなわちインタークーラ６に近い側では、第１の通路４７と第２の通路４８がつながっている。そして、高温空気が、第１の通路４７の入口部４７ａから入って第２の通路４８の出口部４８ａから出るように流れの向きがＵ字状に設定される。
【００４９】
以上説明したこの実施形態のエンジンシステムによれば、第１実施形態と同等の作用効果を得ることができる。加えて、この実施形態の構成によれば、中流域加熱器４６の内管４２と外管４３との間の高温空気が流れる通路が、その長手方向に沿って第１の通路４７と第２の通路４８に二分割され、中流域加熱器４６の一端側の入口部４７ａへ入った高温空気が、第１の通路４７を介して中流域加熱器４６の他端側へ流れ、さらに第２の通路４８を流れて一端側の出口部４８ａから出るように高温空気の流れの向きがＵ字状に設定される。すなわち、中流域加熱器４６を高温空気が流れるときに、コンプレッサ５ａの出口付近で、入口部４７ａから第１の通路４７へ入り、同通路４７に沿って流れ、インタークーラ６の入口付近で折り返し、同入口付近からコンプレッサ５ａの出口付近まで第２の通路４８に沿って流れ、出口部４８ａから流れ出る。従って、高温空気を中流域加熱器４６へ向けて流すために、高温空気通路３３の配管の一部が省略される。すなわち、図５に示す第１の取回し部分３６が省略される。このため、高温空気通路３３の配管の一部を省略できる分だけ、車両１６のエンコパ１７に対するエンジンシステムの搭載性を向上させることができる。
【００５０】
＜第３実施形態＞
次に、この発明のエンジンシステムを具体化した第３実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００５１】
この実施形態では、エンコパ１７におけるエンジンシステムの配置を後排気搭載状態とした点で第２実施形態と構成が異なる。図９に、この実施形態において、車両前側のエンコパにおける後排気搭載状態のエンジンシステムの概略構成を平面図により示す。従って、この実施形態でも第２実施形態と同等の作用効果を得ることができる。
【００５２】
＜第４実施形態＞
次に、この発明のエンジンシステムを具体化した第４実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００５３】
第１〜第３の実施形態では、ＥＧＲガスと吸気の混合については特に問題にしなかった。しかし、ＬＰＬ式のＥＧＲ装置では、ＥＧＲ通路と吸気通路との接続部に、ＥＧＲガスを拡散しながら吸気に混合するための排気還流混合器（ＥＧＲ混合器）を設けることができる。このＥＧＲ混合器により高温のＥＧＲガスを吸気に均等に混合することができ、コンプレッサ入口にて吸気温度が局部的に上昇することを防止することができる。図１０に、対比例としてのＥＧＲ混合器５１を断面図により示す。図１０に示すように、ＥＧＲ混合器５１は、吸気通路２の外周を覆うように設けられ、吸気通路２の一部を構成する内管５１ａと、内管５１ａの周囲を覆う外管５１ｂとを含む。すなわち、ＥＧＲ混合器５１は、内管５１ａと外管５１ｂを含む二重管構造に形成される。また、内管５１ａには、ＥＧＲガスＧＳを吸気通路２へ導出するための複数のスリット５１ｃが形成される。そして、内管５１ａの内側の通路（吸気通路２）が吸気通路２に接続され、内管５１ａと外管５１ｂとの間の空間がＥＧＲ通路２２に接続される。エンジンの運転時には、ＥＧＲ通路２２を流れるＥＧＲガスＧＳが、各スリット５１ｃから拡散しながら吸気ＩＡに混合されるようになっている。ところが、エアクリーナから吸気通路２へ流れた吸気ＩＡの温度が低い場合は、ＥＧＲ混合器５１の中に導入された高温（６０℃〜１４０℃）のＥＧＲガスＧＳが、同混合器５１の内管５１ａの内壁や外壁で冷やされ、凝縮水（図１０において黒点で示す。）が発生するおそれがある。この場合、ＥＧＲ混合器５１でのＥＧＲ率は１００％に近いことから、ＥＧＲ混合器５１や吸気通路２の壁温度が「６０℃」より低くなると、凝縮水が発生するおそれがある。
【００５４】
そこで、従来は、例えば、吸気通路のＥＧＲ混合器が設けられる混合部に、温水加熱器を設けてＥＧＲ混合器を含む混合部を加熱することが考えられる。図１１に、対比例としての、ＥＧＲガスの混合部に設けられるＥＧＲ混合器５１と温水加熱器５２を断面図により示す。ここで、図１１に示すように、温水加熱器５２は、ＥＧＲ混合器５１と吸気通路２の外周を覆うようにアルミで形成される。この温水加熱器５２の内部に、エンジンを冷却することで暖められた冷却水（温水）ＣＷを循環させることにより、ＥＧＲ混合器５１と吸気通路２を暖めるようになっている。しかし、温水加熱器５２は、その内部に温水を流すために、構造的に薄肉化、小型化及び軽量化を図ることが難しい。その結果、エンジンシステムの車両に対する搭載性が悪化したり、コスト高になったりするおそれがある。そこで、この実施形態では、上記課題を解決するために、ＥＧＲ混合器５１が設けられる混合部を次のように構成した。
【００５５】
図１２に、この実施形態のエンジンシステムの概略構成を平面図により示す。図１２に示すように、高温空気通路３３の途中には、中流域加熱器４１が設けられる。加えて、中流域加熱器４１より上流の高温空気通路３３には、ＥＧＲ混合器５１が設けられる混合部を加熱するための混合部加熱器５６が設けられる。混合部加熱器５６は、コンプレッサ５ａの入口に隣接して配置される。そして、高温空気通路３３を流れる高温空気が中流域加熱器４１へ流れる前に混合部加熱器５６を流れるように流れの順序が設定される。ここで、混合部加熱器５６は、本発明の吸気通路加熱手段の一例に相当する。
【００５６】
図１３に、ＥＧＲガスの混合部に設けられるＥＧＲ混合器５１と混合部加熱器５６を断面図により示す。この実施形態で、ＥＧＲ混合器５１の構成は、図１０及び図１１に示す構成と同じである。また、ＥＧＲ混合器５１の外周には、混合部加熱器５６が設けられる。この実施形態で、ＥＧＲ混合器５１と混合部加熱器５６は一体に形成され、それぞれ吸気通路２と同様に樹脂で形成される。混合部加熱器５６は、吸気通路２の一部とＥＧＲ混合器５１の外周を取り囲むように設けられ、高温空気通路３３に接続される入口部５６ａと出口部５６ｂを有する。入口部５６ａは、高温空気通路３３を介してシュラウド３２に接続され、出口部５６ｂは、高温空気通路３３を介して中流域加熱器４１に接続される。ＥＧＲ混合器５１は、吸気通路２の一部である内管５１ａと、その内管５１ａと混合部加熱器５６の外管５６ｄとの間にて内管５１ａの周囲を覆う中管５１ｄを含む二重管構造に形成される。内管５１ａと中管５１ｄとの間の空間がＥＧＲ通路２２に連通され、ＥＧＲガスを吸気通路２へ導出するための複数のスリット５１ｃが内管５１ａに形成される。混合部加熱器５６は、吸気通路２の一部を構成する内管５６ｃと、その内管５６ｃとＥＧＲ混合器５１の中管５１ｄの周囲を覆う外管５６ｄとを含む。ここで、ＥＧＲ混合器５１の内管５１ａは、混合部加熱器５６の内管５６ｃの一部にも相当する。また、ＥＧＲ弁２４は、混合部加熱器５６に隣接して配置される。
【００５７】
以上説明したこの実施形態のエンジンシステムによれば、第１実施形態と同等の作用効果を得ることができる。加えて、この実施形態の構成によれば、ＥＧＲ混合器５１では、ＥＧＲ通路２２を流れるＥＧＲガスＧＳが拡散しながら、吸気通路２を流れる吸気ＩＡに混合される。このため、ＥＧＲガスＧＳを吸気ＩＡに均等に混合することができ、コンプレッサ５ａの入口にて、吸気温度が局部的に上昇することを防止することができる。そして、高温空気通路３３を高温空気が流れる過程で、このＥＧＲ混合器５１が設けられる混合部を吸気通路２の特定部位として、そのＥＧＲ混合器５１の外周が高温空気ＨＡにより加熱される。また、ＥＧＲ混合器５１の内側が、そこを流れる吸気ＩＡ（高温空気ＨＡ）により加熱される。このため、吸気通路２にてＥＧＲガス導入による凝縮水の発生を防止するために、吸気通路２の混合部を高温空気によって早期に暖機することができる。しかも、この実施形態では、混合部加熱器５６が、高温空気で作動するように構成されるので、混合部加熱器５６につき、構造的に樹脂で薄肉化を図ることができ、また、樹脂製のＥＧＲ混合器５１と一体に形成することができ、低コスト化を図ることができる。
【００５８】
また、この実施形態の構成によれば、ＥＧＲ混合器５１が設けられる混合部を特定部位として、そのＥＧＲ混合器５１の外周が高温空気により先に加熱され、その後、中流域１１を特定部位として、その吸気通路２の外周が高温空気により加熱される。すなわち、高温空気ＨＡが、エアクリーナ４の吸気切替弁３４へ流れる前に混合部加熱器５６、中流域加熱器４１の順序で流れるように流れの順序が設定される。また、ＥＧＲ混合器５１の内管５１ａの内側と中流域加熱器４１の内管４２の内側が、そこを流れる高温空気ＨＡにより加熱される。従って、ＥＧＲ混合器５１の外周が、相対的に温度の高い高温空気により加熱される。このため、ＥＧＲ率が相対的に高くなる（１００％）ＥＧＲ混合器５１の部分を、凝縮水の発生を防止するために効果的に暖機することができる。
【００５９】
また、この実施形態の構成によれば、混合部加熱器５６が、コンプレッサ５ａの入口に隣接して配置されるので、コンプレッサ５ａの入口付近が混合部加熱器５６を流れる高温空気により加熱される。このため、コンプレッサ５ａの入口を早期に暖機することができる。ここで、コンプレッサ５ａの入口付近ではＥＧＲ率が相対的に高くなるが、コンプレッサ５ａの入口を早期に暖機できるので、この部分でのＥＧＲガスによる凝縮水の発生を早期に抑えることができる。このため、第１実施形態の場合とは異なり、ＥＧＲ弁２４を温水で加熱する構成を省略することができる。また、この実施形態の構成によれば、第１実施形態の構成と比較して、インタークーラ６の入口温度の上昇が若干遅れるものの、コンプレッサ５ａの入口温度の上昇が大幅に早くなることから、吸気通路２の中流域１１の全体につき暖機完了までの時間を短縮することができる。
【００６０】
図１４に、エンジン始動後の経過時間（秒）に対する冷却水温度、吸気通路の各部の壁温度（℃）の関係をグラフにより示す。図１４において、「Ｔｗ」の名目と特性は、図３のそれと同じである。このグラフにおいて、「Ｔｃ１」は、高温空気による暖機を行わない従来例１のコンプレッサ入口付近の温度を示し、「Ｔｃ２」は、高温空気による暖機を行う従来例２のコンプレッサ入口付近の温度を示し、「Ｔｃ４」は、本実施形態のコンプレッサ入口付近の温度を示す。図１４において、エンジン始動後にコンプレッサ入口付近の温度Ｔｃ１，Ｔｃ２，Ｔｃ４が「６０℃」に達する早さを比べると、本実施形態が最も早く、従来例２、従来例１の順で遅くなることがわかる。このように、本実施形態の構成によれば、コンプレッサ入口付近の温度Ｔｃ４が最も早く「６０℃」に達する。このことから、コンプレッサ５ａの入口にて、ＥＧＲガスによる凝縮水の発生を早期に抑えられることがわかる。
【００６１】
＜第５実施形態＞
次に、この発明のエンジンシステムを具体化した第５実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００６２】
図１５に、この実施形態において、車両前側のエンコパにおける後排気搭載状態のエンジンシステムの概略構成を平面図により示す。この実施形態では、ＦＦ方式の自動車において、車両１６の前側のエンコパ１７にて、エンジンシステムが後排気搭載状態となっている。図１５に示すように、この実施形態では、二分割式の中流域加熱器４６と、それに関連した高温空気通路３３の配置の点で、第４実施形態と構成が異なる。図１５に示すように、第１の通路４７の入口部４７ａと第２の通路４８の出口部４８ａが、中流域加熱器４６の一端側、すなわちコンプレッサ５ａの出口に近い側に配置され、同加熱器４６他端、すなわちインタークーラ６の入口に近い側では、第１の通路４７と第２の通路４８がつながっている。そして、高温空気が、第１の通路４７の入口部４７ａから入って第２の通路４８の出口部４８ａから出るように流れの向きが設定される。
【００６３】
以上説明したこの実施形態の構成によれば、第４実施形態と同等の作用効果を得ることができる。加えて、この実施形態の構成によれば、中流域加熱器４６の内管４２と外管４３との間の高温空気が流れる通路が、その長手方向に沿って第１の通路４７と第２の通路４８に二分割され、中流域加熱器４６の一端側の入口部４７ａへ入った高温空気が、第１の通路４７を介して中流域加熱器４６の他端側へ流れ、さらに第２の通路４８を流れて一端側の出口部４８ａから出るように高温空気の流れの向きがＵ字状に設定される。従って、高温空気を中流域加熱器４６へ向けて流すために、高温空気通路３３の配管の一部が省略される。このため、高温空気通路３３の配管の一部を省略できる分だけ、車両１６のエンコパ１７に対するエンジンシステムの搭載性を向上させることができる。
【００６４】
図１６に、エンジン始動後の経過時間（秒）に対する冷却水温度、吸気通路の各部の壁温度（℃）の関係をグラフにより示す。図１６において、「Ｔｗ」、「Ｔｉ１，Ｔｉ３」の名目と特性は、図３のそれと同じである。図１６において、「Ｔｃ１，Ｔｃ４」の名目と特性は、図１４のそれと同じである。ここで、「Ｔｃ３」は、第１実施形態のコンプレッサ入口付近の温度を示し、「Ｔｉ４」は、本実施形態のインタークーラ入口付近の温度を示す。図１６において、エンジン始動後にコンプレッサ入口付近の温度Ｔｃ３，Ｔｃ４が「６０℃」に達する早さを比べると、本実施形態の方が早く、第１実施形態と比べると、矢印Ａ１で示すように、エンジン始動後「９００秒前後」から「３４０秒前後」まで早められることがわかる。このことから、コンプレッサ５ａの入口にて、ＥＧＲガスによる凝縮水の発生を早期に抑えることができる。また、図１６において、エンジン始動後にインタークーラ入口付近の温度Ｔｉ１，Ｔｉ４が「３７℃」に達する早さを比べると、本実施形態の方が早く、高温空気による暖機を行わない従来例１と比べると、矢印Ａ２で示すように、エンジン始動後「７９５秒」から「３４５秒前後」まで早められることがわかる。このことから、インタークーラ６の入口にて、ＥＧＲガスによる凝縮水の発生を早期に抑えることができる。
【００６５】
＜第６実施形態＞
次に、この発明のエンジンシステムを具体化した第６実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００６６】
この実施形態では、エンコパ１７におけるエンジンシステムの配置を前排気搭載状態とした点で第５実施形態と構成が異なる。図１７に、この実施形態において、車両前側のエンコパにおける前排気搭載状態のエンジンシステムの概略構成を平面図により示す。従って、この実施形態でも第５実施形態と同等の作用効果を得ることができる。
【００６７】
＜第７実施形態＞
次に、この発明のエンジンシステムを具体化した第７実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００６８】
この実施形態では、ＥＧＲ混合器の構成が第４乃至第６の実施形態のそれと異なる。図１３に示すように、第４乃至第６の実施形態のＥＧＲ混合器５１において、中管５１ｄは混合部加熱器５６を流れる高温空気に接し、内管５１ａはその高温空気に接しないことから、内管５１ａの温度上昇に遅れが生じ、ＥＧＲ混合器５１の全体的な暖機が遅れるおそれがある。そこで、この実施形態は、ＥＧＲ混合器５３を次のように構成した。
【００６９】
図１８に、この実施形態につき、ＥＧＲガスの混合部に設けられるＥＧＲ混合器５３と混合部加熱器５６を断面図により示す。図１８に示すように、この実施形態のＥＧＲ混合器５３は、吸気通路２の一部である内管５３ａと、その内管５３ａと混合部加熱器５６の外管５６ｄとの間にて内管５３ａの周囲を覆う中管５３ｂとを含む二重管構造に形成される。また、内管５３ａには、ＥＧＲガスＧＳを吸気通路２へ導出するための複数のスリット５３ｃが形成される。さらに、内管５３ａと中管５３ｂとの間の空間がＥＧＲ通路２２に連通される。そして、混合部加熱器５６を流れる高温空気の熱を中管５３ｂから内管５３ａへ伝えるためのリブ５３ｄ，５３ｅが形成される。すなわち、中管５３ｂを内管５３ａに接続する複数の接続リブ５３ｄと、内管５３ａから凹凸に突出して形成された複数の凹凸リブ５３ｅとが設けられる。これらリブ５３ｄ，５３ｅは、混合部加熱器５６の内管５６ｃ（ＥＧＲ混合器５３の内管５３ａでもある。）と外管５６ｄとの間に、内管５６ｃと外管５６ｄとの間の通路を流れる高温空気の熱の内管５６ｃ（ＥＧＲ混合器５３の内管５３ａでもある。）に対する伝達を促進するための本発明の伝熱促進手段の一例に相当する。また、この実施形態で、内管５３ａはセラミック粉末等を含む伝熱樹脂で形成され、中管５３ｂは発泡材等を含む断熱樹脂で形成される。
【００７０】
以上説明したこの実施形態の構成によれば、第４乃至第６実施形態と同等の作用効果を得ることができる。加えて、この実施形態の構成によれば、ＥＧＲ混合器５３は、その中管５３ｂが混合部加熱器５６を流れる高温空気により加熱される。ここで、ＥＧＲ混合器５３の中管５３ｂと内管５３ａとの間には、高温空気の熱を中管５３ｂから内管５３ａへ伝えるための接続リブ５３ｄと凹凸リブ５３ｅが形成される。従って、中管５３ｂから内管５３ａへ伝わる熱が増大し、中管５３ｂと共に内管５３ａが効率よく加熱される。すなわち、混合部加熱器５６において、その内管５６ｃと外管５６ｄとの間の通路を流れる高温空気の熱の内管５６ｃに対する伝達が伝熱促進手段により促進される。このため、ＥＧＲ混合器５３の内管５３ａの温度上昇を早めることができ、ＥＧＲ混合器５３の全体的な暖機を早めることができる。また、混合部加熱器５６の内側にあるＥＧＲ混合器５３の内管５３ａの温度上昇を早めることができ、ＥＧＲ混合器５３の全体、すなわちＥＧＲ混合器５３のある吸気通路２の混合部（特定部位）の暖機を早めることができる。
【００７１】
＜第８実施形態＞
次に、この発明のエンジンシステムを具体化した第８実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００７２】
この実施形態では、ＥＧＲ混合器の構成の点で第７実施形態と異なる。図１９に、この実施形態につき、ＥＧＲガスの混合部に設けられるＥＧＲ混合器５４と混合部加熱器５６を断面図により示す。図１９に示すように、この実施形態のＥＧＲ混合器５４は、吸気通路２の一部を構成する内管５４ａと、内管５４ａの周囲を覆う中管５４ｂとを含む。また、内管５４ａには、ＥＧＲガスＧＳを吸気通路２を流れる吸気ＩＡへ導入するための複数のスリット５４ｃが形成される。ここで、スリット５４ｃとスリット５４ｃとの間の内管５４ａの一部は、吸気ＩＡの流れ方向に広がるように傾斜して形成される。これにより吸気通路２を流れる吸気ＩＡを、内管５４ａと中管５４ｂとの間の空間へ案内するための本発明の案内部が形成される。この案内部の先端は、吸気通路２にわずかに突出している。
【００７３】
以上説明したこの実施形態の構成によれば、第４乃至第６実施形態と同等の作用効果を得ることができる。加えて、この実施形態の構成によれば、ＥＧＲ混合器５４は、その中管５４ｂが混合部加熱器５６を流れる高温空気により加熱される。ここで、ＥＧＲ混合器５４の中管５４ｂと内管５４ａとの間の空間へ、吸気通路２を流れる吸気ＩＡを案内するための案内部が内管５４ａに形成されるので、吸気通路２を流れる高温空気ＨＡが内管５４ａに接触し易くなり、また、ＥＧＲ混合器５４の内部に高温空気ＨＡが流れ込みやすくなり、その内部にてＥＧＲガスが高温空気ＨＡ（吸気）により希釈される。このため、ＥＧＲ混合器５４の内管５４ａの温度上昇を早めることができ、ＥＧＲ混合器５４の全体的な暖機を早めることができる。また、混合部加熱器５６の内側にあるＥＧＲ混合器５４の内管５４ａの温度上昇を早めることができ、ＥＧＲ混合器５４の全体、すなわちＥＧＲ混合器５４のある吸気通路２の混合部（特定部位）の暖機を早めることができる。加えて、ＥＧＲ混合器５４の内部で、ＥＧＲ率を低下させて露点温度を下げることができ、その分だけＥＧＲ混合器５４の内部で凝縮水を発生し難くすることができる。
【００７４】
＜第９実施形態＞
次に、この発明のエンジンシステムを具体化した第９実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００７５】
この実施形態では、ＥＧＲ混合器の構成の点で第８実施形態と異なる。図２０に、この実施形態につき、ＥＧＲガスの混合部に設けられるＥＧＲ混合器５５と混合部加熱器５６を断面図により示す。この図２０において、紙面の上下がＥＧＲ混合器５５等の上下に対応するものとする。図２０に示すように、この実施形態のＥＧＲ混合器５５は、吸気通路２の一部である内管５５ａと、内管５５ａの周囲を覆う中管５５ｂとを含む。また、内管５５ａには、ＥＧＲガスＧＳを吸気通路２を流れる吸気ＩＡへ導入するための複数のスリット５５ｃが形成される。ここで、内管５５ａの一部は、吸気ＩＡの流れ方向に広がるように傾斜して形成され、案内部が形成される。この案内部の先端は、吸気通路２へ向けてわずかに突出する。ここで、ＥＧＲ混合器５５において、特に、ＥＧＲ弁２４からＥＧＲガスが流入する入口部５５ｄの近傍には、内管５５ａからＥＧＲ弁２４へ向けて突出する案内部としての案内リブ５５ｅが形成される。図２０に示すように、ＥＧＲ弁２４はバタフライ式の弁体２４ａを備え、その開弁時には、弁体２４ａが下流側へ向けて傾くように配置される。また、この案内リブ５５ｅより下流に位置する傾斜した案内部（内管５５ａ）は、案内リブ５５ｅより上流に位置する傾斜した案内部（内管５５ａ）に対し逆向きに傾斜する。これにより、内管５５ａの内側であって入口部５５ｄに隣接する部分では、内管５５ａによって下方へ凹む凹部５５ｆが形成される。
【００７６】
以上説明したこの実施形態の構成によれば、第８実施形態と同等の作用効果を得ることができる。加えて、この実施形態では、ＥＧＲ混合器５５の入口部５５ｄの近傍にて、内管５５ａに案内リブ５５ｅが設けられるので、同混合器５５の内部へ流入する吸気ＩＡ（高温空気ＨＡ）が、ＥＧＲ弁２４から流入する高濃度のＥＧＲガスＧＳへ向けて案内される。このため、ＥＧＲガスＧＳの、吸気ＩＡ（高温空気ＨＡ）による希釈を促進することができる。また、図２０に示すように、ＥＧＲ弁２４の開弁時には、その弁体２４ａの傾斜方向と、案内リブ５５ｅの向きの関係から、ＥＧＲガスＧＳがＥＧＲ混合器５５の下流方向へ向けて流れ、ＥＧＲガスＧＳの流れが吸気ＩＡ（高温空気ＨＡ）の流れと対向することがない。このため、ＥＧＲガスの圧損上昇を抑えることができる。更に、内管５５ａの内側（吸気通路２）であって入口部５５ｄに隣接する部分には、凹部５５ｆが形成されるので、万が一この凹部５５ｆにて凝縮水が発生しても、この凝縮水が凹部５５ｆの中のスリット５５ｃからＥＧＲ混合器５５の内部へ流れ、コンプレッサ５ａへ向けて流れることを防止することができる。
【００７７】
＜第１０実施形態＞
次に、この発明のエンジンシステムを具体化した第１０実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００７８】
この実施形態では、中流域加熱器の構成の点で第１及び第４の実施形態のそれと異なる。図２１に、この実施形態につき、中流域加熱器４４の概略構成を平面図により示す。図２１に示すように、この中流域加熱器４４は、インタークーラ６に隣接する一端側に位置する高温空気の入口部４４ａと、コンプレッサ５ａに隣接する他端側に位置する高温空気の出口部４４ｂとを備える。この中流域加熱器４４は、内管４２と外管４３を備え（図２参照）、内管４２と外管４３との間の高温空気が流れる通路が、内側の内管４２を中心に螺旋状に形成され、高温空気が内管４２の周囲を螺旋状に流れるようになっている。例えば、外管４３と内管４２（図２参照）との間にて、外管４３又は内管４２に対し、図２１に示すように、螺旋状にリブ４４ｃを形成することにより、内管４２と外管４３との間の高温空気が流れる通路を螺旋状に形成することができる。この実施形態では、入口部４４ａと出口部４４ｂとの間で、螺旋状の通路の螺旋比（単位長さにおける螺旋の密度）が一律となるように設定される。このような構成は、中流域加熱器４４の内管４２と外管４３との間に、内管４２と外管４３との間の通路を流れる高温空気の熱の内管４２に対する伝達を促進するための本発明の伝熱促進手段の一例に相当する。
【００７９】
従って、この実施形態の構成によれば、第１及び第４の実施形態の作用効果に加え、次のような作用効果を得ることができる。すなわち、この実施形態の構成によれば、中流域加熱器４４において、内管４２と外管４３との間の高温空気が流れる通路が螺旋状に形成されるので、高温空気の通路が相対的に長くなり、高温空気と内管４２（吸気通路２）との接触時間及び接触距離が長くなる。このため、中流域加熱器４４の内管４２に対する伝熱効率を向上させることができ、吸気通路２の中流域１１の暖機を早めることができる。
【００８０】
＜第１１実施形態＞
次に、この発明のエンジンシステムを具体化した第１１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００８１】
この実施形態では、中流域加熱器の構成の点で第１０実施形態のそれと異なる。図２２に、この実施形態につき、中流域加熱器４４の概略構成を平面図により示す。中流域加熱器４４には、その長手方向において、相対的な高温部位と低温部位が存在する。高温空気又は隣接する機器等から伝熱を多く受ける部位が高温部位となり得る。図２２において、この中流域加熱器４４には、コンプレッサ５ａの出口直後の第１の部位Ｅ１、インタークーラ６の入口直前の第２の部位Ｅ２及び両部位Ｅ１，Ｅ２の中間に位置する第３の部位Ｅ３がある。ここで、第１の部位Ｅ１と第２の部位Ｅ２は、相対的に温度の高い高温部位となり、第３の部位Ｅ３は相対的に温度の低い低温部位となる。これは、第１の部位Ｅ１が、高温となるコンプレッサ５ａから伝熱を受けるからである。コンプレッサ５ａが高温になるのは、排気で加熱されたタービン５ｂから伝熱を受け、過給によっても昇温するからである。また、第２の部位Ｅ２は、高温となるインタークーラ６から伝熱を受けるからである。インタークーラ６が高温となるのは、温水によって加熱されるからである。そこで、この実施形態では、中流域加熱器４４の各部位Ｅ１〜Ｅ３の内管４２の温度を、すなわち、内管４２の長手方向における温度分布を均一にするために、中流域加熱器４４が次のように構成される。
【００８２】
すなわち、図２２に示すように、中流域加熱器４４につき、第１及び第２の部位Ｅ１，Ｅ２では、螺旋状の通路の螺旋比が相対的に小さく、第３の部位Ｅ３では、その螺旋比が相対的に大きく設定される。すなわち、螺旋比が、内管４２の長手方向における温度分布の違いに応じて異なるように設定される。これにより、螺旋比の大きい第３の部位Ｅ３では、高温空気からの内管４２に対する伝熱率を、第１及び第２の部位Ｅ１，Ｅ２での内管４２に対する伝熱率よりも高くしている。これら通路の螺旋比を各部位Ｅ１〜Ｅ３によって異ならせるのは、内管４２の長手方向の温度分布を均一にするために、内管４２に対する伝熱率を調節するためである。この実施形態のこのような構成は、中流域加熱器４４における内管４２の長手方向における温度分布を均一にするために、本発明の伝熱促進手段の形態が、内管４２の長手方向における温度分布の違いに応じて異なるように設定されることの一例に相当する。
【００８３】
従って、この実施形態の構成によれば、第１０実施形態の作用効果に加え、次のような作用効果を得ることができる。すなわち、この実施形態の構成によれば、螺旋状に形成された通路の螺旋比が、内管４２の長手方向における温度分布の違いに応じて異なるように設定されることにより、高温空気の加熱により、内管４２の長手方向における温度分布が均一化される。すなわち、中流域加熱器４４にて高温空気のために形成された螺旋状の通路の螺旋比が高温部位と低温部位に合わせて設定され、各部位Ｅ１〜Ｅ３の間で高温空気から内管４２に対する伝熱率が均一に調節される。このため、吸気通路２の特定部位である中流域１１の全域（中流域加熱器４４の内管４２の全域）を高温空気によりむらなくほぼ均一に暖機することができる。
【００８４】
＜第１２実施形態＞
次に、この発明のエンジンシステムを具体化した第１２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００８５】
この実施形態では、中流域加熱器の構成の点で第１実施形態のそれと異なる。図２３に、この実施形態につき、中流域加熱器４４の概略構成を平面図により示す。図２３において、この中流域加熱器４４でも、第１の部位Ｅ１と第２の部位Ｅ２は、高温部位となり、第３の部位Ｅ３は低温部位となる。そこで、この実施形態では、中流域加熱器４４の内管４２の長手方向における温度分布を均一にするために、中流域加熱器４４が次のように構成される。
【００８６】
図２４に、中流域加熱器４４につき第１及び第２の部位Ｅ１，Ｅ２の一部を断面図により示す。図２５に、中流域加熱器４４につき第３の部位Ｅ３の一部を断面図により示す。図２４、図２５に示すように、内管４２の外側には、その表面積を増大させるために複数の凸部４２ａが形成される。このように、内管４２の外側の表面積を増大させる構成は、本発明の伝熱促進手段の一例に相当する。ここで、図２４に示す内管４２では、凸部４２ａの密度が相対的に小さく、図２５に示す内管４２では、凸部４２ａの密度が相対的に大きく設定される。すなわち、内管４２の長手方向における温度分布の違いに応じて、内管４２の外側の表面積が異なるように設定される。これにより、第３の部位Ｅ３にて、高温空気通路３３を流れる高温空気からの内管４２に対する伝熱率が、第１及び第２の部位Ｅ１，Ｅ２での内管４２に対する伝熱率よりも高くなるように設定される。このように内管４２の外側に形成される複数の凸部４２ａにより、内管４２の外側の表面積が調整される。この実施形態のこのような構成は、中流域加熱器４４における内管４２の長手方向における温度分布を均一にするために、本発明の伝熱促進手段の形態が、内管４２の長手方向における温度分布の違いに応じて異なるように設定されることの一例に相当する。
【００８７】
従って、この実施形態の構成によれば、第１実施形態の作用効果に加え、次のような作用効果を得ることができる。すなわち、この実施形態の構成によれば、内管４２の外側の表面積が、内管４２の長手方向における温度分布の違いに応じて異なるように設定されることにより、高温空気の加熱により、内管４２の長手方向における温度分布が均一化される。すなわち、内管４２の外壁に形成される凸部４２ａの密度が高温部位と低温部位に合わせて設定されるので、各部位Ｅ１〜Ｅ３の間で、高温空気から内管４２に対する伝熱率が均一に調節される。このため、吸気通路２の特定部位である中流域１１の全域（中流域加熱器４４の内管４２の全域）を高温空気によりむらなくほぼ均一に暖機することができる。
【００８８】
なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することができる。
【００８９】
（１）前記第２、第３、第５及び第６の実施形態では、図８に示すように、中流域加熱器４６の高温空気が流れる通路を左右に二分割することにより、第１の通路４７と第２の通路４８を形成した。これに対し、図２６に示すように、中流域加熱器４６の高温空気が流れる通路を上下に二分割することにより、第１の通路４７と第２の通路４８を形成することもできる。図２６は、中流域加熱器を示す図８に準ずる断面図である。
【００９０】
（２）前記各実施形態では、中流域加熱器４１，４４，４６又は混合部加熱器５６を内管４２と外管４３を含む二重管構造に形成したが、内管と外管との間に別の管を含む多重管構造に形成することもできる。
【００９１】
（３）前記各実施形態では、吸気通路加熱手段として、吸気通路２の中流域１１を加熱する中流域加熱器４１，４４，４６と、吸気通路２の混合部を加熱する混合部加熱器５６を設けたが、これら以外の吸気通路の所定の部位を加熱する加熱器を設けることもできる。
【００９２】
ここで、前記各実施形態には、次のような発明（ａ）〜（ｄ）が含まれることをここで付記する。
（ａ）第１０〜第１２の実施形態において、「中流域加熱器は、内管と外管との間の高温空気が流れる通路が、内管を中心に螺旋状に形成されたことを特徴とする。」こと。
（ｂ）第１１の実施形態において、「中流域加熱器は、内管の長手方向における温度分布を均一にするために、螺旋状に形成された内管と外管との間の通路の螺旋比が、内管の長手方向における温度分布の違いに応じて異なるように設定されることを特徴とする」こと。」
（ｃ）第１２の実施形態において、「中流域加熱器は、内管の長手方向における温度分布を均一にするために、内管の外側の表面積が、内管の長手方向における温度分布の違いに応じて異なるように設定されることを特徴とする」こと。
（ｄ）第７の実施形態において、「排気還流混合器は、吸気通路の一部である内管と、その内管と混合部加熱器の外管との間にて、内管の周囲を覆う中管を含む多重管構造に形成され、内管と中管との間の空間が排気還流通路に連通され、排気還流ガスを吸気通路へ導出するための複数のスリットが内管に形成され、中管と内管との間には、混合部加熱器を流れる高温空気の熱を中管から内管へ伝えるためのリブが形成されることを特徴とする」こと。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
この発明は、ＥＧＲ装置と、高温空気を吸気通路へ流して吸気通路を暖機する吸気温度制御装置を備えたエンジンシステムに利用することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１  エンジン
２  吸気通路
２ａ  吸気入口
３  排気通路
７  スロットル装置（吸気量調節弁）
１１  中流域
２２  ＥＧＲ通路（排気還流通路）
２２ａ  入口
２２ｂ  出口
３３  高温空気通路
３４  吸気切替弁（流路切替弁）
４１  中流域加熱器（吸気通路加熱手段）
４２  内管
４２ａ  凸部（伝熱促進手段）
４３  外管
４４  中流域加熱器（吸気通路加熱手段）
４６  中流域加熱器（吸気通路加熱手段）
４７  第１の通路
４７ａ  入口部
４８  第２の通路
４８ａ  出口部
５１  ＥＧＲ混合器（排気還流混合器）
５１ａ  内管
５１ｃ  スリット
５１ｄ  中管
５３  ＥＧＲ混合器（排気還流混合器）
５３ａ  内管
５３ｂ  中管
５３ｃ  スリット
５３ｄ  接触リブ（伝熱促進手段）
５３ｅ  凹凸リブ（伝熱促進手段）
５４  ＥＧＲ混合器（排気還流混合器）
５４ａ  内管（案内部）
５４ｂ  中管
５４ｃ  スリット
５５  ＥＧＲ混合器（排気還流混合器）
５５ａ  内管（案内部）
５５ｂ  中管
５５ｃ  スリット
５５ｅ  案内リブ（案内部）
５６  混合部加熱器
５６ｃ  内管
５６ｄ  外管
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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