(57)【要約】【課題】インタークーラを通過する冷却媒体に動力を供給するポンプが故障したときでも、エンジンへの吸気と冷却媒体の熱交換性能を維持することができる内燃機関の吸気冷却システムを提供する。【解決手段】インタークーラ５を通過する冷却媒体用の通路６に接続される、ポンプ８をバイパスするバイパス通路９と、このバイパス通路９に設けられて、インタークーラ５の入口５ｂからラジエータ７の出口７ａへの逆流を防止する逆止弁１０を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路に配置されるインタークーラと、このインタークーラを通過する冷却媒体用の通路と、この冷却媒体用の通路に配置されるとともに前記インタークーラの出口から流出した冷却媒体が流入するラジエータと、このラジエータの出口と前記インタークーラの入口との間の前記冷却媒体用の通路に配置されるポンプとを備えて構成される内燃機関の吸気冷却システムにおいて、
前記冷却媒体用の通路に接続される、前記ポンプをバイパスするバイパス通路と、
前記バイパス通路に設けられて、前記インタークーラの入口から前記ラジエータの出口への逆流を防止する逆流防止装置とを備えて構成される内燃機関の吸気冷却システム。
【請求項２】
前記インタークーラの入口に三方継手を接続して、
この三方継手の第１開口に前記ポンプを接続するとともに、前記第１開口とは異なる前記三方継手の第２開口に前記逆流防止装置を介して前記バイパス通路を接続して構成される請求項１に記載の内燃機関の吸気冷却システム。
【請求項３】
前記インタークーラの出口と前記ラジエータの入口との間の前記冷却媒体用の通路に貯留装置を設けるとともに、この貯留装置を前記インタークーラよりも上方の位置に配置して構成される請求項１または２に記載の内燃機関の吸気冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、内燃機関の吸気冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には、エンジン冷却水と冷却空気とを熱交換してエンジン冷却水を冷却するラジエータ等の冷却システムが配置されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９―１９５７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両には、その他の冷却システムとして、エンジンへの吸気を冷却媒体により冷却するインタークーラを有する吸気冷却システムが備わることがある。この冷却媒体は、インタークーラを通過する冷却媒体用の通路をポンプにより動力を得て循環する。
【０００５】
しかしながら、このポンプの故障時には、冷却媒体の循環に支障をきたし、エンジンへの吸気と冷却媒体の熱交換性能が低下する懸念がある。
【０００６】
本開示は、インタークーラを通過する冷却媒体に動力を供給するポンプが故障したときでも、エンジンへの吸気と冷却媒体の熱交換性能を維持することができる内燃機関の吸気冷却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】
【０００７】
上記の目的を達成するための本発明の態様の内燃機関の吸気冷却システムは、内燃機関の吸気通路に配置されるインタークーラと、このインタークーラを通過する冷却媒体用の通路と、この冷却媒体用の通路に配置されるとともに前記インタークーラの出口から流出した冷却媒体が流入するラジエータと、このラジエータの出口と前記インタークーラの入口との間の前記冷却媒体用の通路に配置されるポンプとを備えて構成される内燃機関の吸気冷却システムにおいて、前記冷却媒体用の通路に接続される、前記ポンプをバイパスするバイパス通路と、前記バイパス通路に設けられて、前記インタークーラの入口から前記ラジエータの出口への逆流を防止する逆流防止装置とを備えて構成される。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、インタークーラを通過する冷却媒体に動力を供給するポンプが故障したときでも、エンジンへの吸気と冷却媒体の熱交換性能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態の内燃機関の吸気冷却システムの構成を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の内燃機関の吸気冷却システムについて、図面を参照しながら説明する。図１に例示するように、本実施形態の吸気冷却システム１は、大気よりエンジン（内燃機関）２の各気筒（シリンダ）３に吸気通路４を介して流入する吸気（新気）Ａを冷却媒体Ｗにより冷却するシステムである。このシステムは、エンジン冷却水用のラジエータにより冷却空気（エンジン２を備えた車両の走行風）と熱交換して冷却されたエンジン冷却水でエンジン２自体を冷却するシステム（エンジン冷却システム）とは独立したシステムである。なお、吸気通路４が長くなるにつれて、吸気Ａの圧損が増加したり、ターボ式過給システムを吸気通路４に配置する場合にはターボ遅れが大きくなるため、吸気通路４は短く形成することが好ましい。
【００１１】
吸気冷却システム１は、インタークーラ５と、冷却媒体用の通路６と、サブラジエータ（ラジエータ）７と、ポンプ８と、を備えて構成される。インタークーラ５は、エンジン２の吸気通路４に配置されて、吸気Ａと冷却媒体Ｗを熱交換して吸気Ａを冷却する装置である。インタークーラ５をエンジン２の近くに配置すると、吸気冷却システム１とエンジン冷却システムが近くなり省スペースとなるので好ましい。インタークーラ５には、その容量分だけ冷却媒体Ｗが滞留している。冷却媒体用の通路６は、インタークーラ５を通過する通路で、この通路内を冷却媒体Ｗは循環する。サブラジエータ７は、冷却媒体用の通路６に配置されるとともにインタークーラ５の出口５ａから流出した冷却媒体Ｗがその入口７ｂに流入される装置である。サブラジエータ７には、その容量分だけ冷却媒体Ｗが滞留している。ポンプ８は、サブラジエータ７の出口７ａとインタークーラ５の入口５ｂとの間の冷却媒体用の通路６に配置されて、冷却媒体Ｗに循環用の動力を供給する装置である。
【００１２】
本実施形態の吸気冷却システム１は、バイパス通路９と、逆止弁（逆流防止装置）１０と、を備えて構成される。バイパス通路９は、冷却媒体用の通路６に接続されて、ポンプ８をバイパスする通路である。バイパス通路９としてはゴムホースが例示される。逆止弁１０は、バイパス通路９に設けられて、インタークーラ５の入口５ｂからサブラジエータ７の出口７ａへの逆流を防止する装置である。ポンプ８の故障時に、逆止弁１０によりインタークーラ５で加熱された冷却媒体Ｗの流れは一方向に規定されて、冷却媒体Ｗはその出口５ａから上昇しながら流出する。
【００１３】
インタークーラ５の入口５ｂには三方継手１１の開口の一つが接続されている。三方継手１１は、冷却媒体Ｗの温度上昇及び体積膨張に耐え得る強度を有する材質で構成される硬管である。この材質としては、ゴムよりも比較的強度の高いステンレス鋼等が例示される。三方継手１１の他の二つの開口の内の一つの開口（第１開口）にはポンプ８を介して冷却媒体用の通路６ｃが接続されるとともに、もう一つの開口（第１開口とは異なる開口、第２開口）には逆流防止弁１０を介してバイパス通路９が接続される。
【００１４】
インタークーラ５の出口５ａとサブラジエータ７の入口７ｂとの間の冷却媒体用の通路６にはタンク（貯留装置）１２が設けられる。タンク１２は、インタークーラ５よりも上方の位置に配置されて、その容量分だけ冷却媒体Ｗが貯留される。より詳細には、タンク１２は、インタークーラ５の出口５ａからタンク１２に向かって上方に延在する冷却媒体用の通路６ａで接続されるとともに、タンク１２からサブラジエータ７の入口７ｂに向かって下方に延在する冷却媒体用の通路６ｂで接続される。インタークーラ５の出口５ａから流出した冷却媒体Ｗは、上方に延在する冷却媒体用の通路６ａを介してタンク１２まで上昇した後、タンク１２から下方に延在する冷却媒体用の通路６ｂを介してサブラジエータ７の入口７ｂまで下降して流入する。なお、上方に延在する冷却媒体用の通路６ａは、鉛直上方向に延在する通路、または、上方に向かって傾斜する通路である。また、下方に延在する冷却媒体用の通路６ｂは、鉛直下方向に延在する通路、または、下方に向かって傾斜する通路である。
【００１５】
ポンプ８への異物の噛み込み、ポンプ８を駆動するモータの故障、モータを制御する制御装置とモータを接続する制御回路の断線等に起因して、ポンプ８は故障する。本実施形態の内燃機関の吸気冷却システム１では、ポンプ８が故障したときに、インタークーラ５に滞留した冷却媒体Ｗは、吸気Ａと熱交換することでその温度が上昇するとともにその体積が膨張する。インタークーラ５にはその容量分だけ冷却媒体Ｗが滞留しているので、この温度上昇及び体積膨張により、冷却媒体Ｗはインタークーラ５の出口５ａから上方に延在する冷却媒体用の通路６ａに押し出される。押し出された冷却媒体Ｗは自然対流により、インタークーラ５の出口５ａから上方に延在する冷却媒体用の通路６ａを上昇してタンク１２に流入する。タンク１２にはその容量分だけ冷却媒体Ｗが貯留されているので、タンク１２に冷却媒体Ｗが流入すると、この流入と同量の冷却媒体Ｗが下方に延在する冷却媒体用の通路６ｂに流出される。この流出した冷却媒体Ｗは重力により下方に延在する冷却媒体用の通路６ｂを下降してサブラジエータ７に流入する。サブラジエータ７にはその容量分だけ冷却媒体Ｗが滞留しているので、サブラジエータ７に冷却媒体Ｗが流入すると、この流入と同量の冷却媒体Ｗがサブラジエータ７で車両の走行風と熱交換した後、サブラジエータ７の出口７ａから流出する。サブラジエータ７の出口７ａから流出した冷却媒体Ｗは、重力により冷却媒体用の通路６ｃを下降して、その全量がバイパス通路９、逆止弁１０及び三方継手１１を介してインタークーラ５の入口５ｂに流入する。
【００１６】
なお、本実施形態とは異なり、サブラジエータ７がインタークーラ５より下方の位置にある場合には、下方に延在する冷却媒体用の通路６ｂを下降するときに重力により得たエネルギーにより冷却媒体Ｗは冷却媒体用の通路６ｃを上昇してインタークーラ５の入口５ｂに流入する。
【００１７】
以上より、本実施形態の内燃機関の吸気冷却システム１では、ポンプ８が故障したときでも、逆止弁１０をインタークーラ５の入口５ｂ側のバイパス通路９に配置しているので、インタークーラ５の内部で温度上昇及び体積膨張して上昇流れを形成する冷却媒体Ｗが上方に延在する冷却媒体用の通路６ａへの一方向のみに流れる。冷却媒体Ｗはポンプ８の正常動作時の流れ方向と同じ方向に冷却媒体用の通路６内を自然対流により循環する。したがって、ポンプ８が故障したときでも、エンジン２への吸気Ａと冷却媒体Ｗの熱交換性能を維持することができる。
【００１８】
なお、インタークーラ５の入口５ｂ側ではなく、インタークーラ５の出口５ａ側の冷却媒体用の通路６ａに逆止弁１０を配置した場合は、インタークーラ５の出口５ａから入口５ｂへの逆流を防止することができず、インタークーラ５の熱交換性能に支障がでる虞がある。また、冷却媒体用の通路６内の冷却媒体Ｗの循環流れを一方向に規制することができない。
【００１９】
冷却媒体Ｗは、厳密には、インタークーラ５の入口５ｂからポンプ８または逆止弁１０までの通路には逆流する。しかしながら、この逆流場所に硬管である三方継手１１を配置しているので、冷却媒体Ｗの逆流による冷却媒体用の通路６ｃ及びバイパス通路９の破損を防止できる。また、バイパス通路９の大半を比較的低価なゴムホースで構成することが可能となるので、低コスト化することができる。
【００２０】
インタークーラ５の出口５ａとサブラジエータ７の入口７ｂとの間の冷却媒体用の通路６にタンク１２を設けるとともに、このタンク１２をインタークーラ５よりも上方の位置に配置する。これにより、ポンプ８の故障時に、自然対流または重力により冷却媒体Ｗは冷却媒体用の通路６を循環するので、この循環流れを良化することができる。
【００２１】
なお、ポンプ８が故障すると、ポンプ８を駆動するモータへの入力電圧と吸気通路４を通過する吸気Ａの温度との関係が変化する。したがって、車両の運転席に警報装置を設けて、この関係がポンプ８の正常時の関係より大きく変化した場合に、制御装置７によりこの警報装置から運転者に対して警報を発する制御を行うようにしてもよい。
【００２２】
また、自然対流には冷却媒体用の通路６を循環する冷却媒体Ｗに一定以上の圧力が必要となる。冷却媒体用の通路６に圧力センサを設けて、制御装置７が、上記の警報を発した場合に、この圧力センサの取得値が予め設定された設定圧力未満であるときは、エンジン２の運転を制限して、予め設定された設定時間経過後に車両を強制停止させる制御を行ってもよい。設定圧力は自然対流が発生する下限の圧力を基に設定される圧力である。設定時間は、車両の強制停止までの猶予時間である。このように制御することで、円滑な交通状況を確保しつつ、車両の２次的な故障を防止することができる。
【００２３】
なお、本実施形態では、冷却媒体用の通路６に配置されるラジエータとして、サブラジエータを例示したが、エンジン冷却水用のラジエータでもよい。
【符号の説明】
【００２４】
１  内燃機関の吸気冷却システム
２  エンジン（内燃機関）
３  気筒（シリンダ）
４  吸気通路
５  インタークーラ
５ａ  インタークーラの出口
５ｂ  インタークーラの入口
６、６ａ、６ｂ、６ｃ  冷却媒体用の通路
７  サブラジエータ
７ａ  サブラジエータの出口
７ｂ  サブラジエータの入口
８  ポンプ
９  バイパス通路
１０  逆止弁（逆流防止装置）
１１  三方継手
１２  タンク（貯留装置）
【図１】
2020084761.tif 000003