(57)【要約】【課題】燃費改善効果が向上した吸気冷却システムを提供する。【解決手段】吸気冷却システム１０は、エンジン８０の吸気を冷却する冷凍装置１１と、エンジン８０の負荷を先読みする負荷先読み部２１と、負荷先読み部２１による先読み結果に基づき冷凍装置１１の駆動を制御する冷却制御部２２とを有する。これにより、先読みしたエンジン負荷に応じて事前に冷凍装置１１の駆動を開始したり停止したりすることができる。例えば運転状態が低負荷から高負荷へ推移する際の冷却不足や、運転状態が高負荷から低負荷へ推移する際の過冷却が抑制される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のエンジン（８０）に用いられる吸気冷却システムであって、
前記エンジンの吸気を冷却する冷凍装置（１１）と、
前記エンジンの負荷を先読みする負荷先読み部（２１）と、
前記負荷先読み部による先読み結果に基づき前記冷凍装置の駆動を制御する冷却制御部（２２）と、
を備える吸気冷却システム。
【請求項２】
前記エンジン負荷が所定負荷以上になることを前記負荷先読み部が先読みした場合、前記冷却制御部は、前記エンジン負荷が前記所定負荷に達するタイミングで前記冷凍装置の冷却出力が要求出力になるように、事前に前記冷凍装置の駆動を開始する請求項１に記載の吸気冷却システム。
【請求項３】
前記エンジン負荷が所定負荷以下になることを前記負荷先読み部が先読みした場合、前記冷却制御部は、前記エンジン負荷が前記所定負荷に達するタイミングで前記冷凍装置の冷却出力が０になるように、前記冷凍装置の駆動を停止する請求項１または２に記載の吸気冷却システム。
【請求項４】
前記冷凍装置は、前記エンジンの吸気通路（８４）に配置される冷却部（１７）を有し、
前記吸気冷却システムは、
前記冷却部で発生する凝縮水の量を算出する凝縮水量算出部（２３）と、
前記エンジンが所定の停止限界時間を超えて停止することを先読みする停止限界先読み部（２４）と、
凝縮水量が所定量以上である状態で前記エンジンが前記停止限界時間を超えて停止することを停止先読み部が先読みした場合、停止前に前記エンジンを空転させる凝縮水低減制御部（２５）と、
をさらに備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の吸気冷却システム。
【請求項５】
前記エンジンは、吸気の通路として、本通路（９３）、および、前記本通路から分岐するバイパス通路（９４）を有し、
前記冷凍装置は、前記バイパス通路に設けられる熱交換器（１７）、および、前記バイパス通路の吸気量を制御するバイパス弁（９５）を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の吸気冷却システム。
【請求項６】
前記負荷先読み部による先読み結果に基づき前記バイパス弁を制御する弁制御部（２６）をさらに備える請求項５に記載の吸気冷却システム。
【請求項７】
前記熱交換器は蓄冷材（１８）を有する請求項５または６に記載の吸気冷却システム。
【請求項８】
前記エンジン負荷が所定負荷以上になることを前記負荷先読み部が先読みした場合、前記冷却制御部は、事前に前記冷凍装置の駆動を開始して前記蓄冷材に要求蓄冷量まで予め蓄冷する請求項７に記載の吸気冷却システム。
【請求項９】
前記冷却制御部は、前記蓄冷材への蓄冷時、前記要求蓄冷量の蓄冷が可能となる範囲で前記冷凍装置を低出力駆動する請求項８に記載の吸気冷却システム。
【請求項１０】
前記吸気冷却システムは、前記エンジンの所定の長期停止時間以上の停止を先読みする長期停止先読み部（２７）をさらに備え、
前記冷却制御部は、前記エンジンの前記長期停止時間以上の停止までに前記蓄冷材の蓄冷を使い切るように前記冷凍装置の冷却出力を制御する請求項７〜９のいずれか一項に記載の吸気冷却システム。
【請求項１１】
前記車両は、前記エンジンおよびモータジェネレータ（９６、９７）を駆動力源とするハイブリッド車両であり、
前記冷凍装置の駆動電力は、前記エンジンにより駆動される前記モータジェネレータによって発電される請求項１〜１０のいずれか一項に記載の吸気冷却システム。
【請求項１２】
前記吸気冷却システムは、
前記車両のバッテリの充電量が所定の上限値以上となることを先読みする充電量先読部（２８）と、
前記バッテリの充電量が前記上限値以上となることを前記充電量先読部が先読みした場合、前記冷凍装置の駆動を開始して当該冷凍装置の蓄冷部に蓄冷してバッテリの充電量を減らす充電量制御部（２９）と、
をさらに備える請求項１１に記載の吸気冷却システム。
【請求項１３】
前記吸気冷却システムは、
前記車両のバッテリの充電量が所定の下限値以下となることを先読みする充電量先読部と、
前記バッテリの充電量が前記下限値以下となることを前記充電量先読部が先読みした場合、前記冷凍装置の駆動を停止してバッテリの充電量を維持する充電量制御部と、
をさらに備える請求項１１に記載の吸気冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷凍装置を用いてエンジンの吸気を冷却する吸気冷却システムが知られている。特許文献１に開示された装置は、エンジンの加減速状態およびノッキング状態などの運転状態を検出し、その運転状態に応じてバルブを開閉し、バイパス通路を流れる吸気を冷却する。運転状態に応じて吸気を冷却することで、高負荷運転時には充填効率が増加し、また低負荷運転時には燃焼不良が抑制されるので、燃費改善効果を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−１９１８１５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、吸気冷却が必要な運転状態のときだけ冷凍装置を駆動することで、エネルギ消費を抑えることが可能である。しかし、加速やノッキングの検出後に冷凍装置の駆動を開始するのでは、冷却応答に遅れが生じる。例えば、運転状態が低負荷から高負荷へ推移する際には冷却不足となり、充填効率を十分に増加することができない。また、運転状態が高負荷から低負荷へ推移する際には過冷却となり、燃焼不良を十分に抑制することができない。そのため、吸気冷却による燃費改善効果が低いと考えられる。
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃費改善効果が向上した吸気冷却システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、エンジン（８０）に用いられる吸気冷却システムであって、エンジンの吸気を冷却する冷凍装置（１１）と、エンジンの負荷を先読みする負荷先読み部（２１）と、負荷先読み部による先読み結果に基づき冷凍装置の駆動を制御する冷却制御部（２２）とを有する。
【０００７】
これにより、先読みしたエンジン負荷に応じて事前に冷凍装置の駆動を開始したり停止したりすることができる。例えば運転状態が低負荷から高負荷へ推移する際の冷却不足や、運転状態が高負荷から低負荷へ推移する際の過冷却が抑制される。そのため、エネルギ消費を抑えつつも、冷却応答性を高めて燃費改善効果を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態の吸気冷却システムを示す図である。
【図２】第１実施形態において吸気冷却を行う領域を説明するエンジン負荷マップを示す図である。
【図３】第１実施形態において吸気冷却制御実行中のエンジン負荷および冷却出力の変化を示す第１のタイムチャートである。
【図４】第１実施形態において吸気冷却制御実行中のエンジン負荷および冷却出力の変化を示す第２のタイムチャートである。
【図５】第１実施形態の制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。
【図６】第２実施形態の吸気冷却システムを示す図である。
【図７】第３実施形態の吸気冷却システムを示す図である。
【図８】第３実施形態において吸気冷却制御実行中のエンジン負荷、要求冷却吸気量、およびバイパス吸気量比率の変化を示すタイムチャートである。
【図９】第３実施形態の制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。
【図１０】第４実施形態の吸気冷却システムを示す図である。
【図１１】第４実施形態において吸気冷却制御実行中のエンジン負荷、冷却駆動エネルギ、蓄冷量、およびバイパス制御有無の変化を示す第１のタイムチャートである。
【図１２】第４実施形態において吸気冷却制御実行中のエンジン負荷、冷却駆動エネルギ、蓄冷量、およびバイパス制御有無の変化を示す第２のタイムチャートである。
【図１３】第４実施形態の制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。
【図１４】第５実施形態の吸気冷却システムを示す図である。
【図１５】第５実施形態において充電量制御実行中の充電量および放電量の変化を示すタイムチャートである。
【図１６】第５実施形態の制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００１０】
［第１実施形態］
図１に示す吸気冷却システム１０は、車両のエンジン８０に用いられ、エンジン８０の燃焼室８１内に吸入されるガス（以下、吸気）を冷却する。
【００１１】
先ず、エンジン８０について説明する。図１に示すように、エンジン８０は、排気通路８２に設けられたタービン８３と吸気通路８４に設けられたコンプレッサ８５とからなる過給器８６を備えている。コンプレッサ８５で圧縮された新気は、チャージクーラ８７およびインテークマニホールド８８を通って燃焼室８１に吸入される。
【００１２】
排気通路８２と吸気通路８４との間にはＥＧＲ通路８９が設けられている。ＥＧＲ通路８９は、排気通路８２から排気の一部を吸気通路８４に戻して再度循環させる排気再循環（Exhaust Gas Recirculation）を行う。ＥＧＲ通路８９のガス（以下、ＥＧＲガス）は、ＥＧＲクーラ９１およびＥＧＲ弁９２を経て吸気通路８４に戻される。
【００１３】
次に、吸気冷却システム１０について説明する。吸気冷却システム１０は、冷凍装置１１および制御装置１２を備えている。
【００１４】
冷凍装置１１は、電動モータ１３に連結されたコンプレッサ１４を含む電気式の蒸発圧縮冷凍機である。蒸発圧縮冷凍機は、蒸発圧縮冷凍サイクルを利用したものである。具体的には、気体の冷媒がコンプレッサ１４で圧縮されて昇温されたあとコンデンサ１５で放熱凝縮されて液体となる。この液体の冷媒は、膨張弁１６からエバポレータ１７に噴射されて一気に気化される。気化した冷媒は、エバポレータ１７周りの熱を奪い、それによりエバポレータ１７を冷やす。エバポレータ１７を出た冷媒はコンプレッサ１４で再度圧縮され、サイクルが繰り返される。
【００１５】
エバポレータ１７は、吸気通路８４のうち、ＥＧＲ通路８９との合流箇所の下流側に設けられている。冷凍装置１１は、エバポレータ１７と吸気との間で熱交換を行なわせることにより吸気を冷却する。なお、冷凍装置１１は、蒸発圧縮冷凍機に限らず、例えば吸着式冷凍機、吸収式冷凍機、および熱音響冷凍機などの他の冷凍機であってもよい。
【００１６】
制御装置１２は、吸気冷却のための機能部として、負荷先読み部２１および冷却制御部２２を有している。負荷先読み部２１は、所定時間後のエンジン８０の負荷（以下、エンジン負荷）を先読みする。具体的には、負荷先読み部２１は、ＧＰＳ情報およびカーナビゲーション情報などから自車両の走行予定となる経路の道路勾配を算出する。この道路勾配の算出結果に加えて、走行予定となる経路の交通情報、周辺情報、および環境情報などに基づき、所定時間後のエンジン負荷を予測する。以下、所定時間後のエンジン負荷のことを先読みエンジン負荷と記載する。なお、先読みエンジン負荷は他の公知の方法により求められてもよい。
【００１７】
冷却制御部２２は、負荷先読み部２１による先読み結果に基づき冷凍装置１１の駆動を制御する。具体的には、冷却制御部２２は、現在のエンジン負荷が所定負荷よりも小さく且つ先読みエンジン負荷が所定負荷以上であるか、否かを判定する。所定負荷は、エンジントルクおよびエンジン回転数により表される図２のエンジン負荷マップにおいて、吸気冷却が行われる負荷領域（すなわち冷却領域）と、吸気冷却が行われない負荷領域（すなわち非冷却領域）との境界に対応している。
【００１８】
冷却制御部２２は、現在のエンジン負荷が所定負荷よりも小さく且つ先読みエンジン負荷が所定負荷以上である場合、エンジン負荷が所定負荷に達するタイミングで冷凍装置１１の冷却出力が要求出力になるように、事前に冷凍装置１１の駆動を開始する。例えば図３に示すように、時刻ｔ０〜時刻ｔ２直前においては、エンジン負荷が所定負荷Ｌｅ１よりも小さい。そして時刻ｔ２においてエンジン負荷が所定負荷Ｌｅ１に到達する。時刻ｔ２より所定時間前の時刻ｔ１において、先読みエンジン負荷が所定負荷Ｌｅ１以上であると判定され、冷凍装置１１の駆動が開始される。冷却出力は、時刻ｔ１後から徐々に大きくなり、エンジン負荷が所定負荷Ｌｅ１に達するタイミングである時刻ｔ２において要求出力になる。
【００１９】
なお、図３において二点鎖線で示すのは、エンジン負荷の先読みを行わず、検出したエンジン負荷に応じて冷凍装置を駆動する比較形態である。この比較形態では、検出後に冷凍装置の駆動を開始するので、冷却応答に遅れが生じている。つまり、吸気冷却が必要なときに必要な冷却出力が得られていない。
【００２０】
図１に戻って、冷却制御部２２は、現在のエンジン負荷が所定負荷よりも大きく且つ先読みエンジン負荷が所定負荷以下であるか、否かを判定する。
【００２１】
冷却制御部２２は、現在のエンジン負荷が所定負荷よりも大きく且つ先読みエンジン負荷が所定負荷以下である場合、エンジン負荷が所定負荷に達するタイミングで冷凍装置１１の冷却出力が０になるように、冷凍装置１１の駆動を停止する。例えば図４に示すように、時刻ｔ１０〜時刻ｔ１２直前においては、エンジン負荷が所定負荷Ｌｅ１よりも大きい。そして時刻ｔ１２においてエンジン負荷が所定負荷Ｌｅ１に到達する。時刻ｔ１２より所定時間前の時刻ｔ１１において、先読みエンジン負荷が所定負荷Ｌｅ１以下であると判定され、冷凍装置１１の駆動停止の準備がなされる。そして、エンジン負荷が所定負荷Ｌｅ１に達するタイミングである時刻ｔ１２において冷却出力が０になる。
【００２２】
なお、図４において二点鎖線で示すのは、エンジン負荷の先読みを行わず、現在のエンジン負荷に応じて冷凍装置を駆動する比較形態である。この比較形態では、検出後に冷凍装置の駆動を停止するので、冷却応答に遅れが生じている。つまり、吸気冷却を止める必要があるときに冷却出力が０にできていない。
【００２３】
制御装置１２が有する各機能部２１、２２は、専用の論理回路によるハードウェア処理により実現されてもよいし、コンピュータ読み出し可能非一時的有形記録媒体等のメモリに予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理により実現されてもよいし、あるいは、両者の組み合わせで実現されてもよい。各機能部２１、２２のうちどの部分をハードウェア処理により実現し、どの部分をソフトウェア処理により実現するかは、適宜選択可能である。この点については以降に記載する機能部についても同様である。
【００２４】
次に、制御装置１２が吸気冷却のために実行する処理について図５を参照して説明する。図５に示すルーチンは、制御装置１２が電源オンしてから電源オフするまでの間に繰り返し実行される。以降、「Ｓ」はステップを意味する。
【００２５】
図５のＳ１０では、先読みエンジン負荷Ｌｅ＿ｐが算出される。Ｓ１０の後、処理はＳ２０に移行する。
【００２６】
Ｓ２０では、現在のエンジン負荷Ｌｅが所定負荷Ｌｅ１よりも小さいか否かが判定される。エンジン負荷Ｌｅが所定負荷Ｌｅ１よりも小さい場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、処理はＳ３０に移行する。エンジン負荷Ｌｅが所定負荷Ｌｅ１以上である場合（Ｓ２０：ＮＯ）、処理はＳ５０に移行する。
【００２７】
Ｓ３０では、先読みエンジン負荷Ｌｅ＿ｐが所定負荷Ｌｅ１以上であるか否かが判定される。先読みエンジン負荷Ｌｅ＿ｐが所定負荷Ｌｅ１以上である場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）、処理はＳ４０に移行する。先読みエンジン負荷Ｌｅ＿ｐが所定負荷Ｌｅ１よりも小さい場合（Ｓ３０：ＮＯ）、処理は図５のルーチンを抜ける。
【００２８】
Ｓ４０では、エンジン負荷Ｌｅが所定負荷Ｌｅ１に達するタイミングで冷凍装置１１の冷却出力が要求出力になるように、事前に冷凍装置１１の駆動が開始される。Ｓ４０の後、処理は図５のルーチンを抜ける。
【００２９】
Ｓ５０では、現在のエンジン負荷Ｌｅが所定負荷Ｌｅ１よりも大きいか否かが判定される。エンジン負荷Ｌｅが所定負荷Ｌｅ１よりも大きい場合（Ｓ５０：ＹＥＳ）、処理はＳ６０に移行する。エンジン負荷Ｌｅが所定負荷Ｌｅ１以下である場合（Ｓ５０：ＮＯ）、処理は図５のルーチンを抜ける。
【００３０】
Ｓ６０では、先読みエンジン負荷Ｌｅ＿ｐが所定負荷Ｌｅ１以下であるか否かが判定される。先読みエンジン負荷Ｌｅ＿ｐが所定負荷Ｌｅ１以下である場合（Ｓ６０：ＹＥＳ）、処理はＳ７０に移行する。先読みエンジン負荷Ｌｅ＿ｐが所定負荷Ｌｅ１よりも大きい場合（Ｓ６０：ＮＯ）、処理は図５のルーチンを抜ける。
【００３１】
Ｓ７０では、エンジン負荷Ｌｅが所定負荷Ｌｅ１に達するタイミングで冷凍装置１１の冷却出力が０になるように、冷凍装置１１の駆動が停止される。Ｓ７０の後、処理は図５のルーチンを抜ける。
【００３２】
（効果）
以上説明したように、第１実施形態では、吸気冷却システム１０は、エンジン８０の吸気を冷却する冷凍装置１１と、エンジン８０の負荷を先読みする負荷先読み部２１と、負荷先読み部２１による先読み結果に基づき冷凍装置１１の駆動を制御する冷却制御部２２とを有する。
【００３３】
これにより、先読みしたエンジン負荷Ｌｅ＿ｐに応じて事前に冷凍装置１１の駆動を開始したり停止したりすることができる。例えば運転状態が低負荷から高負荷へ推移する際の冷却不足や、運転状態が高負荷から低負荷へ推移する際の過冷却が抑制される。そのため、不必要なときに冷凍装置１１の駆動を停止することでエネルギ消費を抑えつつも、冷却応答性を高めて燃費改善効果を向上させることができる。
【００３４】
また、第１実施形態では、エンジン負荷Ｌｅが所定負荷Ｌｅ１以上になることを負荷先読み部２１が先読みした場合、冷却制御部２２は、エンジン負荷Ｌｅが所定負荷Ｌｅ１に達するタイミングで冷凍装置１１の冷却出力が要求出力になるように、事前に冷凍装置１１の駆動を開始する。これにより、運転状態が低負荷から高負荷へ推移する際の冷却不足を抑制し、充填効率を十分に増加させることができる。そのため燃費改善効果を得ることができる。
【００３５】
また、第１実施形態では、エンジン負荷Ｌｅが所定負荷Ｌｅ１以下になることを負荷先読み部２１が先読みした場合、冷却制御部２２は、エンジン負荷Ｌｅが所定負荷Ｌｅ１に達するタイミングで冷凍装置１１の冷却出力が０になるように、冷凍装置１１の駆動を停止する。これにより、運転状態が高負荷から低負荷へ推移する際の過冷却を抑制し、燃焼不良を抑制することができる。そのため燃費改善効果を得ることができる。
【００３６】
［第２実施形態］
第２実施形態では、図６に示すように制御装置１２は、凝縮水量算出部２３と、停止限界先読み部２４と、凝縮水低減制御部２５とを有する。凝縮水量算出部２３は、冷却部としてのエバポレータ１７で発生する凝縮水の量を算出する。凝縮水量算出については周知技術であるため、説明を省略する。
【００３７】
停止限界先読み部２４は、エンジン８０が所定の停止限界時間を超えて停止することを先読みする。この先読みは、負荷先読み部２１と同様にＧＰＳ情報、カーナビゲーション情報、交通情報、周辺情報、および環境情報などに基づき行われる。停止限界時間は、所定量以上の凝縮水が発生した状態のままエンジン８０の停止が継続されても、エバポレータ１７の腐食が進行するおそれのない時間の上限値に設定される。
【００３８】
凝縮水低減制御部２５は、凝縮水量算出部２３により算出された凝縮水量が所定量以上である状態で、エンジン８０が停止限界時間を超えて停止することを停止限界先読み部２４が先読みした場合、停止前にエンジン８０を空転させる。これにより凝縮水を減らすことができる。そのため、比較的長いエンジン停止中における凝縮水によるエバポレータ１７の腐食を抑制することができる。
【００３９】
［第３実施形態］
第３実施形態では、図７に示すようにエンジン８０は、吸気の通路として、本通路９３、および、本通路９３から分岐するバイパス通路９４を有する。冷凍装置１１は、バイパス通路９４に設けられるエバポレータ１７と、バイパス通路９４の吸気量を制御するバイパス弁９５とを有する。バイパス弁９５は、全体の吸気量に対するバイパス通路９４の吸気量の割合（以下、バイパス吸気量比率）を制御できる。制御装置１２は、負荷先読み部２１による先読み結果に基づきバイパス弁９５を制御する弁制御部２６を有する。
【００４０】
図８に示すように、時刻ｔ２１〜時刻ｔ２４においてエンジン負荷が所定負荷Ｌｅ１よりも大きくなっており、この期間が吸気冷却期間である。吸気冷却期間において、時刻ｔ２１〜時刻ｔ２２の間にエンジン負荷が上昇し、時刻ｔ２２〜時刻ｔ２３の間にエンジン負荷が一定になり、時刻ｔ２３から時刻ｔ２４までの間にエンジン負荷が減少している。要求される冷却吸気量は、エンジン負荷が大きいほど多くなっている。それに伴い、バイパス吸気量比率もエンジン負荷が大きいほど多くなっている。弁制御部２６は、先読みされたエンジン負荷に応じてバイパス弁９５を制御して、バイパス吸気量比率を適切に変化させる。
【００４１】
次に、制御装置１２がバイパス弁９５を制御するために実行する処理について図９を参照して説明する。図９に示すルーチンは、制御装置１２が電源オンしてから電源オフするまでの間に繰り返し実行され、また、図５に示すルーチンと並行して実行される。
【００４２】
図９のＳ１１０では、先読みエンジン負荷Ｌｅ＿ｐが算出される。Ｓ１１０の後、処理はＳ１２０に移行する。
【００４３】
Ｓ１２０では、先読みエンジン負荷Ｌｅ＿ｐに基づきバイパス吸気量比率が算出される。Ｓ１２０の後、処理はＳ１３０に移行する。
【００４４】
Ｓ１３０では、バイパス吸気量比率に基づきバイパス弁９５が制御される。Ｓ１３０の後、処理は図９のルーチンを抜ける。
【００４５】
（効果）
以上説明したように、第３実施形態では、エンジン８０は、吸気の通路として、本通路９３、および、本通路９３から分岐するバイパス通路９４を有する。冷凍装置１１は、バイパス通路９４に設けられるエバポレータ１７と、バイパス通路９４の吸気量を制御するバイパス弁９５とを有する。これにより、バイパス弁９５を開閉して吸気冷却時期を変更することができる。
【００４６】
また、第３実施形態では、制御装置１２は、負荷先読み部２１による先読み結果に基づきバイパス弁９５を制御する弁制御部２６を有する。これにより、先読みしたエンジン負荷Ｌｅ＿ｐに応じてバイパス通路９４に流す吸気量を変更し、吸気の温度をコントロールすることができる。
【００４７】
［第４実施形態］
第４実施形態では、図１０に示すようにエバポレータ１７は蓄冷材１８を有する。蓄冷材１８には、相変化時の潜熱を用いて蓄冷する例えばパラフィン等の材料が用いられる。この材料の融点は、吸気をより低温まで冷却する目的のために極力低い方が望ましい。その一方で、融点が０℃以下の場合、吸気に含まれる水分が凝縮したときに凍結する可能がある。そのため、上記材料としては、０℃以上の範囲で可及的に低い融点をもつ材料が望ましい。材料の一例を挙げると、ノルマルテトラデカンなどである。
【００４８】
制御装置１２の機能部について説明する。負荷先読み部２１は、エンジン負荷が所定負荷Ｌｅ１以上になることを先読みする。この場合、冷却制御部２２は、事前に冷凍装置１１の駆動を開始して蓄冷材１８に要求蓄冷量まで予め蓄冷する。
【００４９】
上記予めの蓄冷について一例を図１１に基づき説明する。図１１において、時刻ｔ３０〜時刻ｔ３１の間にエンジン負荷は０であり、時刻ｔ３１〜時刻ｔ３３の間にエンジン負荷が上昇し、時刻ｔ３３以降はエンジン負荷が一定になる。時刻ｔ３１〜時刻ｔ３３のうち、時刻ｔ３２においてエンジン負荷が所定負荷Ｌｅ１に到達する。このような状況において、冷却制御部２２は、エンジン負荷が所定負荷Ｌｅ１に到達するよりも前の時刻ｔ３０において既に冷凍装置１１の駆動を開始し、蓄冷材１８に予め蓄冷する。
【００５０】
冷却制御部２２は、蓄冷材１８への蓄冷時、要求冷却量の蓄冷が可能となる範囲で冷凍装置１１を低出力駆動する。図１１において、冷凍装置１１の駆動のために消費されるエネルギ（以下、冷却駆動エネルギ）は、エンジン負荷が最も大きくなる時刻ｔ３３のタイミングで蓄冷量が要求蓄冷量に到達可能な範囲で、可及的に低く抑えられる。例えば時刻ｔ３０〜時刻ｔ３２は冷却駆動エネルギが低い値Ｅｃｄ＿Ｌに抑えられている期間である。図１１において冷却駆動エネルギのタイムチャートの右側に対応して示す冷凍装置１１のコンプレッサ負荷とエネルギ消費効率との関係から分かるように、時刻ｔ３０〜時刻ｔ３２においては冷凍装置１１を比較的高いエネルギ消費効率（すなわち高ＣＯＰ）で運転可能である。
【００５１】
なお、図１１において二点鎖線で示すのは、エンジン負荷の先読みを行わず、検出したエンジン負荷に応じて冷凍装置を駆動する比較形態である。この比較形態では、検出後に冷凍装置の駆動を開始するので、十分な蓄冷量が得られず、時刻ｔ３３以降に比較的低いエネルギ消費効率で冷凍装置１１を運転し続ける必要がある。これに対して、本実施形態では、予め蓄冷しているので、時刻ｔ３３以降に比較的高いエネルギ消費効率で冷凍装置１１を運転可能である。
【００５２】
図１０に戻って、制御装置１２は、エンジン８０の所定の長期停止時間以上の停止を先読みする長期停止先読み部２７を有する。この先読みは、第２実施形態における停止限界先読み部２４と同様の方法で行われる。冷却制御部２２は、エンジン８０の長期停止時間以上の停止までに蓄冷材１８の蓄冷を使い切るように冷凍装置１１の冷却出力を制御する。
【００５３】
上記蓄冷の使い切りについて一例を図１２に基づき説明する。図１２において、時刻ｔ４０〜時刻ｔ４１の間にエンジン負荷は所定負荷Ｌｅ１以上かつ一定であり、時刻ｔ４１〜時刻ｔ４３の間にエンジン負荷が減少し、長期停止時間以上となる時刻ｔ４３〜時刻ｔ４４の間はエンジン負荷が０になる。また、時刻ｔ４４以降はエンジン負荷が上昇する。時刻ｔ４１〜時刻ｔ４３のうち、時刻ｔ４２においてエンジン負荷が所定負荷Ｌｅ１に到達する。このような状況において、時刻ｔ４０以前にエンジン８０の長期停止時間以上の停止が先読みされており、冷却制御部２２は、エンジン負荷が所定負荷Ｌｅ１に到達するよりも前の時刻ｔ４０以前において既に冷凍装置１１の駆動を停止している。そして、エンジン負荷が所定負荷Ｌｅ１に到達する時刻ｔ４２において蓄冷材１８の蓄冷が使い切られる。
【００５４】
なお、図１２において二点鎖線で示すのは、エンジン負荷の先読みを行わず、検出したエンジン負荷に応じて冷凍装置を駆動する比較形態である。この比較形態では、検出後に冷凍装置の駆動を停止するので、時刻ｔ４２以降、エンジン８０が停止している間に蓄冷エネルギが無駄に放出される。これに対して、本実施形態では、エンジン８０が停止するまでの間に蓄冷材１８の蓄冷が使い切られるので、時刻ｔ４２以降に蓄冷材１８からの熱逃げが回避される。
【００５５】
次に、制御装置１２が吸気冷却のために実行する処理について図１３を参照して説明する。図１３に示すルーチンは、制御装置１２が電源オンしてから電源オフするまでの間に繰り返し実行される。
【００５６】
図１３のＳ３０の後に実行されるＳ４１では、先読みエンジン負荷Ｌｅ＿ｐ等に基づき要求蓄冷量が算出される。Ｓ４１の後、処理はＳ４２に移行する。
【００５７】
Ｓ４２では、現在の蓄冷量が計測される。Ｓ４２の後、処理はＳ４３に移行する。
【００５８】
Ｓ４３では、エンジン負荷が所定負荷Ｌｅ１以上になる前に冷凍装置１１の駆動を開始して蓄冷材１８に要求蓄冷量まで予め蓄冷する。このとき、要求冷却量の蓄冷が可能となる範囲で冷凍装置１１が低出力駆動される。Ｓ４３の後、処理は図１３のルーチンを抜ける。
【００５９】
Ｓ６０の後に実行されるＳ６５では、エンジン８０の長期停止時間以上の停止が先読みされる。すなわち、エンジン８０の長期停止時間以上の停止の有無が判定される。エンジン８０の長期停止時間以上の停止が先読みされた場合（Ｓ６５：ＹＥＳ）、処理はＳ７１に移行する。エンジン８０の長期停止時間以上の停止が先読みされていない場合（Ｓ６５：ＮＯ）、処理はＳ７０に移行する。
【００６０】
Ｓ７１では、現在の蓄冷量が計測される。Ｓ７１の後、処理はＳ７２に移行する。
【００６１】
Ｓ７２では、エンジン８０の長期停止時間以上の停止までに蓄冷材１８の蓄冷を使い切るように冷凍装置１１の冷却出力が制御される。Ｓ７２の後、処理は図１３のルーチンを抜ける。
【００６２】
（効果）
以上説明したように、第４実施形態では、エバポレータ１７は蓄冷材１８を有する。これにより、冷却エネルギを貯めることができる。
【００６３】
また、第１実施形態では、エンジン負荷が所定負荷Ｌｅ＿ｐ以上になることを負荷先読み部２１が先読みした場合、冷却制御部２２は、事前に冷凍装置１１の駆動を開始して蓄冷材１８に要求蓄冷量まで予め蓄冷する。これにより、蓄冷不足により吸気冷却が不十分となって燃費改善効果が低下するのを抑制できる。
【００６４】
また、第１実施形態では、冷却制御部２２は、蓄冷材１８への蓄冷時、要求蓄冷量の蓄冷が可能となる範囲で冷凍装置１１を低出力駆動する。これにより、比較的高いエネルギ消費効率で冷凍装置１１を運転可能である。
【００６５】
また、第１実施形態では、長期停止先読み部２７は、エンジン８０の長期停止時間以上の停止を先読みする。冷却制御部２２は、エンジン８０の長期停止時間以上の停止までに蓄冷材１８の蓄冷を使い切るように冷凍装置１１の冷却出力を制御する。これにより、エンジン８０の長期停止中の蓄冷ロスすなわち冷却エネルギ放出を抑制できる。
【００６６】
［第５実施形態］
第５実施形態では、図１４に示すように車両は、エンジン８０およびモータジェネレータ９６、９７を駆動力源とするハイブリッド車両である。冷凍装置１１の駆動電力は、エンジン８０により駆動されるモータジェネレータ９６、９７によって発電される。
【００６７】
制御装置１２の機能部について説明する。制御装置１２は、充電量先読部２８および充電量制御部２９を有する。充電量先読部２８は、車両のバッテリ９８の充電量を先読みする。具体的には、充電量先読部２８は、充電量が所定の上限値以上となることを先読みする。上記上限値は、ＳＯＣ（States Of Charge）の上限値に設定される。また、充電量先読部２８は、充電量が所定の下限値以下となることを先読みする。上記下限値は、ＳＯＣの下限値に設定される。
【００６８】
充電量制御部２９は、充電量が上限値以上になることが先読みされた場合、冷凍装置１１の駆動を開始して冷凍装置１１の蓄冷材１８に蓄冷してバッテリ９８の充電量を減らす。また、充電量制御部２９は、充電量が下限値以下になることが先読みされた場合、冷凍装置１１の駆動を停止してバッテリ９８の充電量を維持する。
【００６９】
上記充電量制御について一例を図１５に基づき説明する。図１５において、時刻ｔ５１〜時刻ｔ５２、および時刻ｔ５５〜時刻ｔ５６は、充電量が上限値以上になると先読みされる期間である。この期間では、冷凍装置１１が駆動されて蓄冷材１８に蓄冷されることで、バッテリ９８が放電される。また、時刻ｔ５３〜時刻ｔ５４、および時刻ｔ５７〜時刻ｔ５８は、充電量が上限値以上になると先読みされる期間である。この期間では、冷凍装置１１の駆動が停止されることで、バッテリ９８の放電が停止される。
【００７０】
次に、制御装置１２が充電量制御のために実行する処理について図１６を参照して説明する。図１６に示すルーチンは、制御装置１２が電源オンしてから電源オフするまでの間に繰り返し実行され、また、図５に示すルルーチンと並行して実行される。
【００７１】
図１６のＳ２１０では、バッテリ９８の充電量が先読みされる。以下、先読みされた充電量は先読み充電量Ｃｒと記載する。Ｓ２１０の後、処理はＳ２２０に移行する。
【００７２】
Ｓ２２０では、先読み充電量Ｃｒが上限値Ｃ１以上であるか否かが判定される。先読み充電量Ｃｒが上限値Ｃ１以上である場合（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、処理はＳ２３０に移行する。先読み充電量Ｃｒが上限値Ｃ１未満である場合（Ｓ２２０：ＮＯ）、処理はＳ２４０に移行する。
【００７３】
Ｓ２３０では、冷凍装置１１の駆動が開始されて冷凍装置１１の蓄冷材１８に蓄冷され、バッテリ９８の充電量が減らされる。Ｓ２３０の後、処理は図１６のルーチンを抜ける。
【００７４】
Ｓ２４０では、先読み充電量Ｃｒが下限値Ｃ２以下であるか否かが判定される。先読み充電量Ｃｒが下限値Ｃ２以下である場合（Ｓ２４０：ＹＥＳ）、処理はＳ２５０に移行する。先読み充電量Ｃｒが下限値Ｃ２を超える場合（Ｓ２４０：ＮＯ）、処理は図１６のルーチンを抜ける。
【００７５】
Ｓ２５０では、冷凍装置１１の駆動が停止されてバッテリ９８の充電量が維持される。Ｓ２５０の後、処理は図１６のルーチンを抜ける。
【００７６】
（効果）
以上説明したように、第５実施形態では、車両は、エンジン８０およびモータジェネレータ９６、９７を駆動力源とするハイブリッド車両である。冷凍装置１１の駆動電力は、エンジン８０により駆動されるモータジェネレータ９６、９７によって発電される。これにより、エンジン負荷が上昇してエンジン８０の動作点が改善するため、吸気冷却効果が向上する。
【００７７】
また、第５実施形態では、充電量先読部２８は、充電量が所定の上限値以上となることを先読みする。充電量制御部２９は、充電量が上限値以上になることが先読みされた場合、冷凍装置１１の駆動を開始して冷凍装置１１の蓄冷材１８に蓄冷してバッテリ９８の充電量を減らす。これにより、回生のとりこぼしを抑制し、また、エンジン発電によるロードシフト禁止を避けることができる。
【００７８】
また、第５実施形態では、充電量先読部２８は、充電量が所定の下限値以下となることを先読みする。充電量制御部２９は、充電量が下限値以下になることが先読みされた場合、冷凍装置１１の駆動を停止してバッテリ９８の充電量を維持する。これにより、ＳＯＣが低くなりすぎることによるＥＶ走行禁止を抑制し、また、エンジン低負荷での強制駆動を避けることができる。
【００７９】
［他の実施形態］
他の実施形態では、第１〜第５実施形態の構成が組み合わされて実施されてもよい。また、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００８０】
１０・・・吸気冷却システム
１１・・・冷凍装置
２１・・・負荷先読み部
２２・・・冷却制御部
８０・・・エンジン
【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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