(57)【要約】【課題】蓄冷部からの放冷を抑制し、より効率的な吸気冷却を実現することが可能な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１０１は、車両の内燃機関１０に用いられ、吸気を冷却するシステムである。吸気冷却システム１０１は、エバポレータ６１と、可変蓄冷部４０と、ＥＣＵ２０とを備える。エバポレータ６１は、吸気通路４７に設けられ、吸気冷却用の冷媒が循環する。可変蓄冷部４０は、エバポレータ６１に設けられ蓄冷機能を有する蓄冷材６２を有し、蓄冷材６２から放出される冷熱放出量を可変である。ＥＣＵ２０は、内燃機関１０の運転状態に応じて可変蓄冷部４０の冷熱放出量を可変制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の内燃機関（１０）に用いられ、吸気を冷却する吸気冷却システムであって、
吸気通路（４７）に設けられ、吸気冷却用の冷媒が循環する吸気冷却用熱交換器（６１）と、
前記吸気冷却用熱交換器に設けられ蓄冷機能を有する蓄冷材（６２）を有し、前記蓄冷材から放出される冷熱放出量を可変な可変蓄冷部（４０，５０，６０，７０）と、
前記内燃機関の運転状態に応じて前記可変蓄冷部の前記冷熱放出量を可変制御する制御部（２０）と、
を備える吸気冷却システム。
【請求項２】
前記蓄冷材には、凍結不能な不凍液を含む冷却水が用いられている請求項１に記載の吸気冷却システム。
【請求項３】
前記蓄冷材は、潜熱蓄冷材である請求項１または請求項２に記載の吸気冷却システム。
【請求項４】
前記可変蓄冷部（４０，６０，７０）は、
前記吸気通路の一部として分岐する一方の通路であって、前記吸気冷却用熱交換器をバイパスするバイパス通路（５４）と、
前記吸気通路の一部として分岐する他方の通路であって、前記吸気冷却用熱交換器が設けられ、前記吸気冷却用熱交換器の下流側で前記バイパス通路と合流する冷却通路（５５）と、
前記バイパス通路と前記冷却通路との分岐点または合流点の少なくともいずれかに設けられ、吸気が前記バイパス通路を通るか前記冷却通路を通るかを切り替えるバイパス切替弁（５７，５８）と、
を有し、前記制御部は、前記内燃機関の運転状態に応じて前記バイパス切替弁を制御することで前記冷熱放出量を可変制御する請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の吸気冷却システム。
【請求項５】
前記バイパス切替弁は、前記分岐点に設けられる第１切替弁（５７）と、前記合流点に設けられる第２切替弁（５８）とを含む請求項４に記載の吸気冷却システム。
【請求項６】
前記第１切替弁及び前記第２切替弁の前記冷却通路を開閉する部位は、断熱性を有している請求項５に記載の吸気冷却システム。
【請求項７】
前記冷却通路を内部に形成する配管の壁面は、断熱性を有している請求項４〜請求項６のうちいずれか一項に記載の吸気冷却システム。
【請求項８】
前記制御部は、前記内燃機関の負荷が所定負荷以上の場合、吸気を前記冷却通路へ流入するように前記バイパス切替弁を制御する請求項４〜請求項７のうちいずれか一項に記載の吸気冷却システム。
【請求項９】
前記可変蓄冷部（５０）は、
熱伝導率を可変な熱伝導率可変材料で形成され、前記蓄冷材を封入するケース（６５）を有する請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の吸気冷却システム。
【請求項１０】
前記熱伝導率可変材料は、電気または磁気によって熱伝導率が可変される材料である請求項９に記載の吸気冷却システム。
【請求項１１】
前記制御部は、
前記内燃機関の負荷が所定負荷以上であり、かつ、前記吸気冷却用熱交換器が有する冷却用フィン（６４）の温度が予め定められた基準値以上である放冷適用時の場合には、前記ケースの前記熱伝導率を最大とし、前記放冷適用時以外の場合には、前記ケースの前記熱伝導率を最小とするように制御する請求項９または請求項１０に記載の吸気冷却システム。
【請求項１２】
前記吸気冷却用熱交換器は、冷媒を蒸発させることにより冷凍能力を発揮する蒸気圧縮式冷凍サイクル部（３０）の低圧側の熱交換器である請求項１〜請求項１１のうちいずれか一項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、車両の内燃機関に用いられる吸気冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の熱効率向上のために、吸気を冷却する技術が知られている。吸気を冷却することで冷却損失低減効果、充填効率の増加による出力向上効果、ガソリンエンジンにおけるノッキング抑制効果を得ることができる。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載される内燃機関の吸入空気冷却装置は、水冷チャージクーラの冷却水を冷房用冷媒で冷却し、冷却水を蓄冷材として使用して吸気を冷却するシステムである。この吸入空気冷却装置では、過渡時の対策として、加速時のみ蓄冷した冷却水を水冷チャージクーラに流すようにしている。
【０００４】
また、その他の吸気冷却システムとして、蓄冷機能を有する熱交換器を用いたものも知られている。一般に、エンジン停止後の加速時においては、冷却応答遅れにより吸気を十分に冷却することが出来ず、高い吸気冷却効果が得られない。そこで、蓄冷機能を持った熱交換器を用いることで、過渡時においても高い吸気冷却効果を得られるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−２７９２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、こうした吸気冷却システムでは、エンジン停止中など吸気の冷却が必要ないときにも、周辺の温かいエンジンコンパートメントへ、蓄冷部から多くの冷熱が奪われてしまう。そのため、冷凍サイクルの冷却駆動エネルギが増大してしまい、結果として吸気冷却効率が悪くなるという問題が生じていた。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、蓄冷部からの放冷を抑制し、より効率的な吸気冷却を実現することが可能な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】
【０００８】
本発明の吸気冷却システムは、車両の内燃機関（１０）に用いられ、吸気を冷却する吸気冷却システムである。吸気冷却システムは、吸気冷却用熱交換器（６１）と、可変蓄冷部（４０，５０，６０，７０）と、制御部（２０）とを備える。吸気冷却用熱交換器は、吸気通路（４７）に設けられ、吸気冷却用の冷媒が循環する。可変蓄冷部は、吸気冷却用熱交換器に設けられ蓄冷機能を有する蓄冷材（６２）を有し、蓄冷材から放出される冷熱放出量を可変である。制御部は、内燃機関の運転状態に応じて可変蓄冷部の冷熱放出量を可変制御する。
【０００９】
本発明の構成によれば、可変蓄冷部において、蓄冷材から放出される冷熱放出量が可変である。制御部による制御により、吸気冷却が必要なときには冷熱放出量を多くすることで、冷却効率を高められる。また、車両停止時など吸気冷却が不要なときには冷熱放出量を小さくすることで、蓄冷材からの無駄な放冷が抑制される。ひいては、効率的な吸気冷却システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態の吸気冷却システムを概念的に示す図である。
【図２】バイパス切替弁の開閉を模式的に示す図であり、吸気がバイパス通路に流入する形態を示す図である。
【図３】バイパス切替弁の開閉を模式的に示す図であり、吸気が冷却通路に流入する形態を示す図である。
【図４】制御部が実行する処理を説明するためのフローチャートである。
【図５】制御部が用いるマップであって、エンジントルクとエンジン回転数と各領域との関係を示すマップである。
【図６】時間経過におけるエンジン負荷、バルブ制御、蓄冷量、及び冷凍サイクル部の冷却出力の変化を示す図である。
【図７】第２実施形態の吸気冷却システムを概念的に示す図である。
【図８】第２実施形態の可変蓄冷部を模式的に示す断面図である。
【図９】制御部が実行する処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】第３実施形態の吸気冷却システムを概念的に示す図である。
【図１１】バイパス切替弁の開閉を模式的に示す図であり、吸気がバイパス通路と冷却流路に流入する形態を示す図である。
【図１２】第４実施形態の吸気冷却システムを概念的に示す図である。
【図１３】第５実施形態の吸気冷却システムを概念的に示す図である。
【図１４】時間経過におけるエンジン負荷、バルブ制御、蓄冷量、及び冷凍サイクル部の冷却出力の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
〈第１実施形態〉
［構成］
第１実施形態の吸気冷却システム１０１の構成について、図１〜図３を参照して説明する。図１に示すように、吸気冷却システム１０１は、車両用空調装置が備える冷凍サイクル部３０を介して、車両の内燃機関１０の吸気を冷却するシステムである。「吸気」とは、すなわち燃焼室１２内に吸入されるガスである。吸気冷却システム１０１は、吸気冷却用熱交換器としてのエバポレータ６１と、可変蓄冷部４０と、制御部としての電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）２０と、を主に備えている。
【００１３】
まず、内燃機関１０及びその周辺構成について説明する。内燃機関１０は、例えば、軽油等の燃料が燃焼室１２に直接噴射されるディーゼルエンジンである。シリンダ１１内のピストン１３が上死点に到達する付近で、燃料噴射弁１４が燃料を噴射すると、吸気ポート１５から供給される空気と燃料との混合気が燃焼室１２で自己着火し、燃焼する。燃焼時の爆発力によりピストン１３が往復運動し、ピストン１３の往復運動はコンロッド１６を介して図示しないクランクシャフトの回転運動に変換される。燃焼により生じた既燃ガスは、排気通路を経由して大気中に放出される。
【００１４】
次に、冷凍サイクル部３０の構成について説明する。冷凍サイクル部３０は、冷媒を蒸発させることにより冷凍能力を発揮する蒸気圧縮式冷凍機である。冷凍サイクル部３０は、コンプレッサ３１、コンデンサ３２、膨張弁３３、エバポレータ６１及び冷媒通路３４を備える。コンプレッサ３１は、図示しない電動モータに連結されており、冷凍サイクル部３０内を流れる冷媒を圧縮し吐出する圧縮機である。
【００１５】
冷凍サイクル部３０は、気体の冷房用冷媒をコンプレッサ３１で圧縮して昇温したあとコンデンサ３２で放熱凝縮して液体とし、液体の冷房用冷媒を膨張弁３３で減圧膨張させて一部を蒸発させ、残りをエバポレータ６１で蒸発気化させる。エバポレータ６１は、吸気冷却用と車室冷却用とを兼用しており、車室空気と触れる位置に設けられる。エバポレータ６１で冷媒を蒸発させる際に冷却通路５５内の吸気及び車室空気が冷やされる。
【００１６】
エバポレータ６１には、蓄冷材６２が設けられている。蓄冷材６２は、例えば潜熱蓄冷材を用いることができる。潜熱蓄冷材は、相変化時の潜熱を用いて蓄冷する材料、例えばパラフィンなどで構成される。材料の融点は極力低い方が望ましいが、０℃以下では吸気に含まれる水分が凝縮したときに凍結する可能性がある。そのため、蓄冷材としては、０℃以上のなるべく低い融点を持つ材料が望ましい。具体的には、パラフィンの一種であり、融点が５．９℃のノルマルテトラデカンを採用することができる。
【００１７】
なお、図１では、蓄冷材６２を簡略化して図示してあるが、実際には、細長いプレート状をなしており、図２，図３に示すように、エバポレータ６１が備える複数の冷却用のフィン６４の間に挟まるように設けられている。また、蓄冷材６２はケース６３に封入されている。
【００１８】
内燃機関１０は、排気通路４１に設けられたタービン４２と吸入通路４３に設けられたコンプレッサ４４とからなる過給器４５を備えている。コンプレッサ４４で圧縮された新気は、チャージクーラ４６および吸気通路４７を通って燃焼室１２に吸入される。排気通路４１において、タービンの下流側には、熱交換器４８、及び排気処理触媒４９が設けられている。
【００１９】
排気通路４１と吸入通路４３との間にはＥＧＲ通路５１が設けられている。ＥＧＲ通路５１は、排気通路４１から排気の一部を吸入通路４３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５１のガス（以下、ＥＧＲガス）は、ＥＧＲクーラ５２およびＥＧＲ弁５３を経て吸入通路４３に戻される。
【００２０】
上記したエバポレータ６１は、吸入通路４３におけるＥＧＲ通路５１との合流箇所の下流側の吸気通路４７に設けられている。そのため冷却する吸気は、新気とＥＧＲガスとが混合したガスである。
【００２１】
ＥＧＲ通路５１との合流箇所の下流側における吸気通路４７は、分岐した後合流している。吸気通路４７は、互いに並行するバイパス通路５４および冷却通路５５を有している。バイパス通路５４および冷却通路５５は、インテークマニホールドである配管５６が有する通路である。バイパス通路５４は、吸気通路４７の一部として分岐する一方の通路であって、エバポレータ６１をバイパスする。冷却通路５５は、吸気通路４７の一部として分岐する他方の通路であって、エバポレータ６１が設けられ、エバポレータ６１の下流側でバイパス通路５４と合流する。
【００２２】
バイパス通路５４と冷却通路５５との分岐点には第１切替弁５７が設けられている。バイパス通路５４と冷却通路５５との合流点には第２切替弁５８が設けられている。第１切替弁５７及び第２切替弁５８は、「バイパス切替弁」に相当する。第１切替弁５７及び第２切替弁５８は、吸気がバイパス通路５４を通るか、冷却通路５５を通るかを選択的に切り替える。
【００２３】
また、図２、図３に模式的に示すように、各切替弁５７，５８において、冷却通路５５を開閉する部位の壁面５７１，５８１は、断熱性を有する素材で形成されている。さらに、冷却通路５５を内部に形成する配管５６の壁面５６１も、同様に断熱性を有する素材で形成されている。具体的な断熱膜の例としては、陽極酸化皮膜や、比熱及び熱伝導率の低い多孔性のセラミック膜、高分子材料による膜などである。
【００２４】
各切替弁５７，５８の開閉制御により冷却通路５５が閉じられるとき、図２に破線のハッチで示すように、各切替弁５７，５８により外部と遮断される冷却通路５５内の領域Ｓは、外部から断熱される。
【００２５】
吸入空気は、吸気通路４７を下流に向かって流れ、エバポレータ６１内を流れる冷房用冷媒によって吸気が冷却される。なお、吸気冷却システム１０１は、上記詳述したように吸気を冷却するために設けられる各機器によって構成されるものであり、ＥＣＵ２０、冷凍サイクル部３０、およびこれらを接続する各種配管や通路等を含むものである。また、可変蓄冷部４０は、バイパス通路５４、冷却通路５５、第１切替弁５７、第２切替弁５８、及びエバポレータ６１を含んで構成され、蓄冷材６２から放出される冷熱放出量を可変である。
【００２６】
ＥＣＵ２０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび入出力ポート等からなるマイクロコンピュータにより構成され、各部位に取り付けられた各種センサからの信号が入力される。ＥＣＵ２０は、これらの各種センサからの検出信号に基づき、内燃機関１０の運転状態を制御する。また、ＥＣＵ２０は、コンプレッサ３１、膨張弁３３、第１切替弁５７、第２切替弁５８、及びその他温度センサ等の各機器と電気的に接続しており、吸気冷却システム１０１の制御部として機能し、各機器を制御する。ＥＣＵ２０は、内燃機関１０の運転状態に応じて、蓄冷材６２から放出される冷熱放出量を可変制御する。
【００２７】
［作用］
次に、第１実施形態の吸気冷却システム１０１において、ＥＣＵ２０が実行する制御について、図４を参照して説明する。図４に示すように、まずステップ１（以下、ステップを「Ｓ」と省略する）において、エンジントルク及び回転数が計測される。次いで、Ｓ２で、内燃機関１０の負荷が所定負荷以上か否かが判断される。具体的には、現在のエンジントルク及びエンジン回転数に基づき、現在の状態が吸気冷却領域（すなわち、負荷が所定負荷以上である状態に対応する領域）に属するか、バイパス領域（すなわち、負荷が所定負荷より低い状態に対応する領域）に属するかを、図５に示すマップから判定する。
【００２８】
内燃機関１０の負荷が所定負荷以上である場合には、Ｓ３で、吸気が冷却通路５５側へ流入するように各切替弁５７，５８が開閉制御される。すなわち、このとき、図３に示すように、各切替弁５７，５８はバイパス通路５４を閉じる。一方、内燃機関１０の負荷が所定負荷以上ではない場合には、Ｓ４で、吸気がバイパス通路５４側へ流入するように各切替弁５７，５８が開閉制御される。すなわち、このとき、図２に示すように、各切替弁５７，５８は冷却通路５５を閉じる。Ｓ３，Ｓ４の後には本制御処理を終了する。なお、本制御ルーチンは繰り返し実行される。
【００２９】
上記制御による、時間経過におけるエンジン負荷、バルブ制御、蓄冷量、及び冷凍サイクル部の冷却出力の変化について、図６を参照してさらに詳しく説明する。図６の時間軸において、時間経過ごとにＴ１〜Ｔ５の各符号を付している。なお、時刻Ｔ１は、エンジン始動後、所定時間が経過した運転の過渡時を示しており、蓄冷材６２に冷熱量が十分蓄積された状態となっている。
【００３０】
時刻Ｔ１〜Ｔ２、Ｔ５以降に示すように、内燃機関１０の負荷が所定負荷以上の場合には、切替弁５７，５８がＯＮとされ、吸気は冷却通路５５を通る。なお、切替弁５７，５８がＯＮとは、吸気を冷却通路５５側に流入させる状態を指す。切替弁５７，５８がＯＦＦとは、吸気をバイパス通路５４側に流入させる状態を指す。時刻Ｔ２〜Ｔ５では、内燃機関１０の負荷が所定負荷より低く、切替弁がＯＦＦとされ、吸気はバイパス通路５４を通る。
【００３１】
時刻Ｔ１〜Ｔ３では、内燃機関１０と冷凍サイクル部３０とが稼働しており、吸気冷却が行われているものの、冷凍サイクル部の出力が十分高く蓄冷も同時に行われているため、蓄冷材６２の蓄冷量は変化しない。時刻Ｔ３で、車両停止時など内燃機関１０および冷凍サイクル部３０が共にＯＦＦとされると、蓄冷量は徐々に減少する。時刻Ｔ３〜Ｔ５における蓄冷量の減少は、吸気冷却によるものではなく、暖まったエンジンコンパートメントへの意図しない放冷によるものである。
【００３２】
時刻Ｔ４以降、内燃機関１０及び冷凍サイクル部３０が稼働されて、冷凍サイクル部３０の出力が徐々に上がっていく。このとき、冷却遅れにより、時刻Ｔ５以降で蓄冷の冷熱量が吸気冷却に使われるため、蓄冷量はさらに減少していくが、後に冷凍サイクル部３０の出力が十分になってくると、蓄冷量は再び上昇する。
【００３３】
［効果］
（１）上記第１実施形態では、バイパス通路５４、冷却通路５５、及び切替弁５７，５８を有し、切替弁５７，５８を開閉制御することで、吸気がバイパス通路５４または冷却通路５５のいずれかを通るかを切り替え可能としている。吸気がエバポレータ６１を通らないとき、すなわちバイパス通路５４を通るときは、冷却通路５５を通るときと比較して、蓄冷材６２から放出される冷熱放出量は相対的に少ない。吸気冷却が不要のときには、切替弁５７，５８の開閉制御により、吸気がエバポレータ６１を通らないようにバイパスすることで、冷熱放出量を小さく抑えることができる。
【００３４】
一方、吸気冷却時には、効率的に吸気を冷却したいため、蓄冷材６２からの冷熱放出量は多い方が良い。したがって、内燃機関１０の運転状態に応じて冷熱放出量を可変制御することで、効率的に蓄冷及び吸気冷却を実現することができる。
【００３５】
（２）また、内燃機関１０の負荷が所定負荷より低い場合、すなわち吸気冷却が不要のときには、各切替弁５７，５８によりエバポレータ６１を含む冷却通路５５内の領域Ｓが外部と遮断される。そして、各切替弁５７，５８の壁面５７１，５８１及び配管５６の壁面５６１は、断熱性を有する素材で形成されているため、領域Ｓは外部と断熱状態となる。すなわち、吸気冷却不要時において、蓄冷材６２から、配管５６や各切替弁５７，５８の壁面を介して、暖まったエンジンコンパートメントへ逃げる冷熱量を減らすことができる。
【００３６】
また、エバポレータ６１からの冷熱放出を抑制できるため、冷凍サイクル部３０の駆動エネルギを低減できる。
【００３７】
（３）さらに、蓄冷材６２として顕熱タイプではなく潜熱タイプを用いているため、顕熱タイプと比較して蓄冷容量が大きく効率的に蓄冷を行うことができる。
【００３８】
（４）吸気通路４７の合流点に第２切替弁５８を有しているため、第２切替弁５８の下流から上流への吸気の逆流を防ぐことができる。
【００３９】
（５）吸気冷却用熱交換器として、気液二相変換のある潜熱の熱交換器であるエバポレータ６１を用いているため、冷却効率が良いシステムとすることができる。
【００４０】
（６）エバポレータ６１は、空調用熱交換器と吸気冷却用熱交換器とを兼用するため、装置構成を簡易にすることができる。
【００４１】
〈第２実施形態〉
次に、第２実施形態の吸気冷却システム１０２について、図７〜図９を参照して説明する。第２実施形態では、第１実施形態の吸気冷却システム１０１に対し、バイパス通路５４、及び各切替弁５７，５８が設けられていない点が異なる。
【００４２】
図８に示すように、蓄冷材６２は、ケース６５に封入されている。ケース６５は、電気または磁気によって熱伝導率を可変な熱伝導率可変材料で形成されている。図７では簡略化して示しているが、実際にはケース６５は、電気または磁気を発生させる図示しない発生装置に接続され、ＥＣＵ２０により発生装置を介してケース６５の熱伝導率が可変制御されるようになっている。可変蓄冷部５０は、蓄冷材６２とケース６５とを含んで構成されている。
【００４３】
次に、第２実施形態の吸気冷却システム１０２において、ＥＣＵ２０が実行する制御について、図９を参照して説明する。なお、本制御は、エンジン始動後、所定時間が経過した過渡期における制御であり、蓄冷材６２には冷熱が十分蓄積されていることを前提とする。図９に示すように、Ｓ１において、エンジントルク及び回転数が計測される。次いで、Ｓ２で、内燃機関１０の負荷が所定負荷以上か否かが判断される。
【００４４】
内燃機関１０の負荷が所定負荷以上である場合には、Ｓ５において、エバポレータ６１のフィン６４の温度が計測される。フィン６４の温度は、フィン６４に取り付けられた温度センサにより計測できる。次に、Ｓ６において、フィン６４の温度が、予め定められた基準値Ｄ以上であるか否かが判断される。フィン６４の温度が、予め定められた基準値Ｄ以上である場合には、Ｓ７において、ケース６５の熱伝導率が最大となるように制御される。基準値Ｄは、平常運転時におけるケース６５及びフィン６４の平均温度などから適宜設定され、ＥＣＵ２０の記憶部に予め記憶されている。
【００４５】
すなわち、内燃機関１０の負荷が所定負荷以上の吸気冷却が必要とされるときであって、かつ、エバポレータ６１のフィン６４の温度が基準値Ｄ以上の場合に、ケース６５の熱伝導率が最大とされる。
【００４６】
一方、Ｓ２で、内燃機関１０の負荷が所定負荷より小さい場合、または、Ｓ６で、フィン温度が基準値Ｄより低い場合には、Ｓ８に進み、ケース６５の熱伝導率が最小となるように制御される。Ｓ７，Ｓ８の後には本制御処理を終了する。なお、本制御ルーチンは繰り返し実行される。
【００４７】
［効果］
エンジン稼働時、高温のガスが吸気通路４７に流入すると、フィン６４の温度が高くなり、ケース６５とフィン６４との間で温度差が生じる。内燃機関１０の負荷が所定負荷以上の吸気冷却が必要とされる吸気冷却時に、ケース６５とフィン６４との温度差が生じていると、ケース６５に封入される蓄冷材６２から吸気への冷熱伝達を十分に行うことができない。しかし、本実施形態では、ケース６５の熱伝導率を可変可能であり、フィン６４の温度が基準値Ｄ以上の場合、すなわちフィン６４とケース６５とに温度差が生じている場合に、ケース６５の熱伝導率を最大としている。これにより、蓄冷材６２からフィン６４への放冷が促進されてフィン６４の温度が下がり、結果として、吸気冷却の熱交換を効率良く行うことができる。
【００４８】
また、吸気冷却が必要な時のみ熱伝導率を最大化することで蓄冷材６２からの伝熱を増加させ、吸気冷却が不要な時には熱伝導率を最小化して蓄冷材６２からの伝熱を抑えるため、蓄冷材６２からの放冷を極力抑制することができる。
【００４９】
〈第３実施形態〉
次に、第３実施形態の吸気冷却システム１０３について、図１０、図１１を参照して説明する。第３実施形態では、第１実施形態の吸気冷却システム１０１に対し、第２切替弁５８が設けられていない点が異なる。可変蓄冷部６０は、上記第１実施形態の可変蓄冷部４０に対して、第２切替弁５８を含まない。さらに、第３実施形態では、バイパス通路５４と冷却通路５５との合流部の下流に、吸気の温度を検出する温度センサ５９が設けられている。
【００５０】
第３実施形態では、図１１に示すように、吸気の要求冷却量に応じて第１切替弁５７の開度を制御することで、バイパス通路５４及び冷却通路５５を流れる流量を調整可能である。そして、温度センサ５９からの検出温度が低い場合は、バイパス流量を増やし、検出温度が高い場合にはバイパス流量を減らすように第１切替弁５７が制御される。これにより、吸気の冷却量及び蓄冷量を調整するとともに、吸気温度を最適な温度に制御することができる。
【００５１】
〈第４実施形態〉
次に、第４実施形態の吸気冷却システム１０４について、図１２を参照して説明する。第４実施形態の吸気冷却システム１０４は、第１実施形態の吸気冷却システム１０１に対し、第２切替弁５８を有していない点が異なる。可変蓄冷部６０の構成は、上記第３実施形態と同様である。
【００５２】
第４実施形態では、分岐点に設けられる単一の第１切替弁５７が「バイパス切替弁」に相当する。本実施形態においても、バイパス通路５４及び冷却通路５５に流入する吸気量を切り替えることで蓄冷材６２からの冷熱放出量を可変とすることができる。また、装置構成を簡易化できる。
【００５３】
〈第５実施形態〉
次に、第５実施形態の吸気冷却システム１０５について、図１３を参照して説明する。第５実施形態の吸気冷却システム１０５は、第１実施形態の吸気冷却システム１０１に対し、第１切替弁５７を有していない点が異なる。可変蓄冷部７０は、上記第１実施形態の可変蓄冷部４０に対して、第１切替弁５７を含まない。
【００５４】
第５実施形態では、合流点に設けられる単一の第２切替弁５８が「バイパス切替弁」に相当する。本実施形態においても、上記第４実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００５５】
〈他の実施形態〉
上記第１実施形態では、内燃機関１０の負荷が所定負荷以上の場合に、吸気を冷却通路５５へ流入させるようにしたが、エンジン停止時のみ吸気をバイパス通路５４へ流入させ、エンジン動作中は吸気を冷却通路５５へ流入させるようにしても良い。
【００５６】
すなわち、図１４において時刻Ｔ６，Ｔ７に示すように、エンジンのＯＮ、ＯＦＦのタイミングと合わせて各切替弁５７，５８を開閉制御する。内燃機関１０の負荷の計測及び所定負荷の判定の必要がないため、弁の制御が容易となる。
【００５７】
上記各実施形態において、蓄冷材６２は潜熱蓄冷材を用いたが、顕熱蓄冷材を用いても良い。
【００５８】
上記各実施形態では、吸気冷却用熱交換器として潜熱の熱交換器であるエバポレータ６１を用いたが、顕熱の熱交換器やエバポレータ以外の熱交換器で構成しても良い。また、上記エバポレータ６１には空調用冷媒が流入するものとしたが、冷凍サイクル部３０とは別の冷却水サイクル部を設け、冷却水を冷媒とする熱交換器として構成しても良い。
【００５９】
さらに、エバポレータ６１は、車室空調用エバポレータを兼用するものとしたが、車室空調用エバポレータとは別のエバポレータで構成しても良い。
【００６０】
上記第１実施形態と、第２実施形態とを組み合わせても良い。すなわち、図１に示す第１実施形態の吸気冷却システム１０１において、熱伝導可変材料で形成されるケース６５を採用しても良い。
【００６１】
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】
【００６２】
１０        ・・・内燃機関
２０        ・・・ＥＣＵ（制御部）
４７        ・・・吸気通路
４０        ・・・可変蓄冷部
６１        ・・・エバポレータ（吸気冷却用熱交換器）
６２        ・・・蓄冷材
【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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