(57)【要約】【課題】エアインジェクション用のエアポンプを有効利用して電子部品を冷却する。【解決手段】車両システム１００は、エアポンプ２１と、エアポンプ２１から排気通路１３に二次空気を導く二次空気通路２２と、この二次空気通路２２を開閉する第１のバルブ２３と、エアポンプ２１からＥＮＧコンピュータ４０に冷却風を導く冷却風通路３１と、この冷却風通路３１を開閉する第２のバルブ３２と、を備える。二次空気の供給時には、エアポンプ２１の作動をオン、第１のバルブ２３を開、第２のバルブ３２を閉とする。ＥＮＧコンピュータ４０の冷却時には、エアポンプ２１の作動をオン、第１のバルブ２３を閉、第２のバルブ３２を開とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設置された電子部品を冷却する電子部品冷却システムであって、
排気系に二次空気を供給するエアインジェクションシステムのエアポンプを利用して、前記電子部品を冷却することを特徴とする電子部品冷却システム。
【請求項２】
請求項１に記載の電子部品冷却システムであって、
前記エアポンプから前記排気系に二次空気を導く二次空気通路と、
前記エアポンプから前記電子部品に冷却風を導く冷却風通路と、
前記排気系への二次空気の供給時には、前記二次空気通路を開放するとともに前記冷却風通路を閉鎖し、前記電子部品の冷却時には、前記冷却風通路を開放するとともに前記二次空気通路を閉鎖する開閉手段と、
を有することを特徴とする電子部品冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に設置された電子部品を冷却する電子部品冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のエンジンルーム内に設置された電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electrical Control Unit）等の電子部品を冷却する方法としては、一般に、エンジン本体を冷却するための電動ファンを利用するものが知られている。これは、吸気経路と排気経路とが設定された箱にＥＣＵを収納し、排気経路を電動ファンと直接つないで吸引し、箱内に空気の流動を起こさせ、この風によりＥＣＵの温度上昇を低減させるものである。
【０００３】
この他、ＥＣＵ等を冷却する方法として、以下のような技術が提案されている。
【０００４】
特許文献１には、電子部品を収容した筐体を、エンジンに外気を導くための吸気モジュールの空気流路に面するように設置し、電子部品の温度上昇を抑制するものが示されている。
【０００５】
特許文献２には、エンジンへの吸気管に介設されたエアクリーナボックスを流れるエアーの流路中に電装部品収容ボックスを設置し、当該ボックスを冷却するものが開示されている。
【０００６】
特許文献３には、エアクリーナの吸気通路内に一体形成されたケースにＥＣＵを収納して放熱性を高めた構造が示されている。
【０００７】
特許文献４には、空気取入口と空気排出口とが設けられたボックスにＥＣＵを収容し、電動ファンにより空気排出口からボックス内の空気を吸引し、ＥＣＵを冷却するものが記載されている。
【０００８】
ところで、車両においては、一般に、エンジンから排出される排気ガスを清浄化するための触媒が設けられている。この触媒は、エンジンの低温運転時に浄化率が低下する。そこで、低温運転時に、触媒に供給される排気の温度を上昇させるべく、エアポンプを用いて排気系へ空気（二次空気）を供給するエアインジェクションシステムが広く利用されている（例えば、特許文献５参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２９８２５３号公報
【特許文献２】特開２００１−２５７４９３号公報
【特許文献３】特開２００１−２９８２８９号公報
【特許文献４】特開平９−２８９７１９号公報
【特許文献５】特開２００１−２２７３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記のエアインジェクションシステムにおいて、エアポンプは、エンジンの低温運転時にのみ作動している。具体的には、エアインジェクション用のエアポンプは、エンジン始動時の数十秒間だけ作動し、その後は停止している。
【００１１】
そこで、本発明は、エアインジェクション用のエアポンプを有効利用して、電子部品を冷却することができる電子部品冷却システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、車両に設置された電子部品を冷却する電子部品冷却システムであって、排気系に二次空気を供給するエアインジェクションシステムのエアポンプを利用して、前記電子部品を冷却することを特徴とする。
【００１３】
本発明の好適な一実施形態では、前記エアポンプから前記排気系に二次空気を導く二次空気通路と、前記エアポンプから前記電子部品に冷却風を導く冷却風通路と、前記排気系への二次空気の供給時には、前記二次空気通路を開放するとともに前記冷却風通路を閉鎖し、前記電子部品の冷却時には、前記冷却風通路を開放するとともに前記二次空気通路を閉鎖する開閉手段と、を有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、エアインジェクション用のエアポンプを有効利用して、電子部品を冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１６】
図１は、本実施の形態に係る電子部品冷却システム３０を有する車両システム１００の概略構成図である。この車両システム１００は、エアインジェクション用のエアポンプを利用して、車両のエンジンルーム内に設置された電子部品を冷却するものである。言い換えると、エアインジェクション用のエアポンプと電子部品冷却用のエアポンプとを兼用させたものである。車両システム１００は、エンジンシステム１０、エアインジェクションシステム２０（以下、ＡＩシステムと称す）、および電子部品冷却システム３０を備えている。
【００１７】
エンジンシステム１０について説明すると、エンジン１１には、吸気通路１２および排気通路１３が接続されている。そして、排気通路１３の下流側には、排気ガスに含まれる有害成分を浄化する触媒１４が設けられている。具体的には、この触媒１４は、排気ガス中のＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘを低減させるものである。
【００１８】
つぎに、ＡＩシステム２０について説明する。ＡＩシステム２０は、外気を吸引して排気系に二次空気を供給する電動式のエアポンプ２１と、このエアポンプ２１から吐出される二次空気を触媒１４よりも上流側の排気通路１３に導く二次空気通路２２とを備えている。ここで、二次空気通路２２の途中には、当該二次空気通路２２を開閉する電磁式の第１のバルブ２３が設けられている。この第１のバルブ２３が開とされることで、エアポンプ２１から二次空気が排気通路１３に供給され、第１のバルブ２３が閉とされることで、排気通路１３への二次空気の供給が禁止される。上記のエアポンプ２１および第１のバルブ２３は、ＡＩ駆動ドライバー２４から電力の供給を受けることによって作動する。そして、このＡＩ駆動ドライバー２４からエアポンプ２１および第１のバルブ２３に供給される電力は、エンジンルーム内に設置されたエンジンコンピュータ４０（以下、ＥＮＧコンピュータと称す。エンジンＥＣＵともいう。）によって制御される。したがって、エアポンプ２１の作動のオン／オフ、および、第１のバルブ２３の開閉は、ＥＮＧコンピュータ４０によって制御される。なお、ＥＮＧコンピュータ４０は、エンジンシステム１０全体の制御も行うものである。
【００１９】
つぎに、本実施の形態に係る電子部品冷却システム３０（以下、冷却システムと称す）について説明する。ここでは、冷却システム３０の冷却対象となる電子部品は、ＥＮＧコンピュータ４０であるとする。冷却システム３０は、上記ＡＩシステム２０のエアポンプ２１からＥＮＧコンピュータ４０に冷却風を導く冷却風通路３１を備えている。具体的には、冷却風通路３１は、エアポンプ２１の下流かつ第１のバルブ２３の上流において二次空気通路２２から分岐し、ＥＮＧコンピュータ４０の近傍まで延出したダクトである。ここで、冷却風通路３１の途中には、当該冷却風通路３１を開閉する電磁式の第２のバルブ３２が設けられている。この第２のバルブ３２が開とされることで、エアポンプ２１から冷却風がＥＮＧコンピュータ４０に吹き付けられ、第２のバルブ３２が閉とされることで、ＥＮＧコンピュータ４０への冷却風の吹き付けが禁止される。第２のバルブ３２は、バルブ駆動ドライバー３３から電力の供給を受けることによって作動する。そして、このバルブ駆動ドライバー３３から第２のバルブ３２に供給される電力は、ＥＮＧコンピュータ４０によって制御される。したがって、第２のバルブ３２の開閉は、ＥＮＧコンピュータ４０によって制御される。
【００２０】
なお、二次空気通路２２には、エアポンプ２１の下流かつ第１のバルブ２３の上流における空気の圧力を検出する圧力センサ２５が設けられている。この圧力センサ２５により検出された圧力値は、ＡＩシステム２０および冷却システム３０の異常を検知するために用いられる。ここでは、その詳しい説明については省略する。
【００２１】
以下、上記構成を有する車両システム１００の動作について説明する。図２は、車両システム１００の動作手順を示すフローチャートである。ここで、エンジン１１の始動前は、第１のバルブ２３および第２のバルブ３２は、ともに閉状態であるとする。
【００２２】
先述したとおり、エンジン１１の低温運転時においては触媒１４の浄化特性が低下する。このため、エンジン１１の低温運転時には、触媒１４を活性化させるべく、排気系へ二次空気を供給する必要がある。そこで、ＥＮＧコンピュータ４０は、エンジン１１の始動直後、排気系への二次空気の供給が必要か否かを判断する（Ｓ１）。本実施の形態では、ＥＮＧコンピュータ４０は、触媒１４に流入する排気ガスの温度が所定温度Ｔ１以下である場合には、二次空気の供給が必要であると判断し、所定温度Ｔ１より大きい場合には、二次空気の供給は不要であると判断する。なお、触媒１４に流入する排気ガスの温度は、触媒１４の入り口付近に設置された不図示の温度センサにより検出される。
【００２３】
ＥＮＧコンピュータ４０は、二次空気の供給が必要であると判断した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、エアポンプ２１の作動を開始させ、第１のバルブ２３を開放する。これにより、エアポンプ２１から排気系への二次空気の供給が開始する（Ｓ２）。一方、二次空気の供給は不要であると判断した場合（Ｓ１：ＮＯ）、後述するステップＳ５に移行する。
【００２４】
ステップＳ２で開始された二次空気の供給は、二次空気の供給が不要と判断されるまで行われる（Ｓ３：ＮＯ）。本実施の形態では、触媒１４に流入する排気ガスの温度が所定温度Ｔ１より大きくなるまで行われる。そして、排気ガスの温度が所定温度Ｔ１より大きくなると、ＥＮＧコンピュータ４０は、二次空気の供給は不要になったと判断し（Ｓ３：ＹＥＳ）、第１のバルブ２３を閉鎖し、エアポンプ２１の作動を停止させる。これにより、エアポンプ２１から排気系への二次空気の供給が停止する（Ｓ４）。
【００２５】
この後、エアポンプ２１は、二次空気の供給には使用されない。そこで、本実施の形態では、二次空気の供給が不要となった後、エアポンプ２１をＥＮＧコンピュータ４０の冷却に使用する。そこで、ＥＮＧコンピュータ４０は、二次空気の供給停止後、ＥＮＧコンピュータ４０の冷却が必要か否かを判断する（Ｓ５）。本実施の形態では、ＥＮＧコンピュータ４０は、ＥＮＧコンピュータ４０の温度が所定温度Ｔ２以上である場合には、冷却が必要であると判断し、所定温度Ｔ２未満である場合には、冷却は不要であると判断する。なお、ＥＮＧコンピュータ４０の温度は、ＥＮＧコンピュータ４０に当接して設置された不図示の温度センサにより検出される。
【００２６】
ＥＮＧコンピュータ４０は、冷却が必要であると判断するまで待機する（Ｓ５：ＮＯ）。そして、ＥＮＧコンピュータ４０の温度が上昇し、その冷却が必要であると判断すると（Ｓ５：ＹＥＳ）、エアポンプ２１の作動を開始させ、第２のバルブ２３を開放する。これにより、エアポンプ２１からの冷却風がＥＮＧコンピュータ４０に当たり、エアポンプ２１によるＥＮＧコンピュータ４０の冷却が開始する（Ｓ６）。この結果、ＥＮＧコンピュータ４０の温度上昇を低減させることができ、温度上昇によるＥＮＧコンピュータ４０の誤動作を防止することができる。
【００２７】
以上説明した本実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
【００２８】
（１）ＡＩシステム２０のエアポンプ２１を利用してＥＮＧコンピュータ４０等の電子部品を冷却するので、始動時の数十秒間しか使用されていないＡＩ用のエアポンプ２１を有効利用することができる。ここで、二次空気の供給はエンジン１１の始動時に必要であるのに対し、電子部品の冷却はエンジン１１が暖まってきてから必要となるので、エアポンプ２１が必要とされる時期が両者で重なってしまうといった不都合は生じない。言い換えると、もともと作動タイミングの異なるエアインジェクション用のエアポンプと電子部品冷却用のエアポンプとを兼用することで、ポンプ作動による空気流を有効利用することができる。
【００２９】
（２）エンジン冷却用の電動ファンを利用してＥＣＵ等の電子部品を冷却する場合、電動ファンにより空気を吸引するため、電子部品を収納する比較的大きな箱が必要となり、搭載に必要なスペースの確保が困難であるという搭載上の問題が生じる。これに対し、本実施の形態によれば、エアポンプ２１により吐出される空気流をＥＮＧコンピュータ４０に直接当てるので、ＥＮＧコンピュータ４０を箱に収納する必要がなく、上記の搭載上の問題は生じない。
【００３０】
（３）エンジン冷却用の電動ファンを利用してＥＣＵ等の電子部品を冷却する場合、電動ファンと電子部品とは直接つながれる必要があるところ、電動ファンは通常車両前方に設置されるので、電子部品の設置場所は比較的前方に限定されてしまう。また、特許文献１〜３に記載された構造では、電子部品の設置場所は、吸気モジュール内またはエアクリーナ内に限定されてしまう。これに対し、本実施の形態によれば、エアポンプ２１の設置場所は特に限定されず、また、冷却風通路３１によってエアポンプ２１からＥＮＧコンピュータ４０に冷却風を導くので、ＥＮＧコンピュータ４０の設置場所は特に限定されない。このため、ＥＮＧコンピュータ４０の搭載場所の自由度が高く、搭載上の問題が生じにくい。
【００３１】
（４）エンジン冷却用の電動ファンを利用してＥＣＵ等の電子部品を冷却する場合、電動ファンは、エンジンルーム全体の冷却を本来の目的としており、電子部品だけを冷却するものではないので、電子部品の冷却上の都合だけで電動ファンを制御することはできない。また、電子部品の冷却上の都合で電動ファンを制御することができても、電動ファンの消費エネルギーのごく一部しか電子部品の冷却に貢献せず、電流消費上の無駄が多い。特許文献１〜３に記載された構造においても、吸気系の空気流によって電子部品を冷却するものなので、上記と同様の問題が生じる。これに対し、本実施の形態では、ＡＩシステム２０の作動時期はＥＮＧコンピュータ４０の温度が比較的低いエンジン始動時の極短時間だけであり、その後のすべての時間帯においてＥＮＧコンピュータ４０の冷却のためにエアポンプ２１を利用することができる。このため、エアポンプ２１の作動による空気流をＥＮＧコンピュータ４０の都合でＥＮＧコンピュータ４０だけに集中して当てることが可能である。したがって、本実施の形態に係る冷却システム３０は、ＥＮＧコンピュータ４０の冷却上、大変効率が良く、制御の自由度も高いシステムであると言える。
【００３２】
（５）特許文献４に記載された構造では、ＥＣＵ等の電子部品を冷却するための専用の電動ファンを設ける必要がある。これに対し、本実施の形態によれば、ＡＩシステム２０のエアポンプ２１をＥＮＧコンピュータ冷却用のポンプとして兼用するので、搭載上およびコスト上、有利である。
【００３３】
（６）冷却対象であるＥＮＧコンピュータ４０がエアポンプ２１およびバルブ２３、３２を制御しているので、ＥＮＧコンピュータ４０は、自由に自らを冷却することが可能である。
【００３４】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明が上記の実施の形態に限定されないことは言うまでもない。
【００３５】
例えば、上記の実施の形態では、第１のバルブ２３、第２のバルブ３２、ＡＩ駆動ドライバー２４、バルブ駆動ドライバー３３、およびＥＮＧコンピュータ４０により開閉手段が実現されているが、二次空気の供給時に二次空気通路２２を開放するとともに冷却風通路３１を閉鎖し、電子部品の冷却時に冷却風通路３１を開放するとともに二次空気通路２２を閉鎖することができれば、開閉手段の具体的な構成は特に限定されない。
【００３６】
また、上記の実施の形態では、触媒１４に流入する排気ガスの温度が所定温度Ｔ１以下である場合に二次空気を供給することとしているが、二次空気を供給する期間は、これに限定されない。例えば、エンジン１１の冷却水温度が所定温度以下である場合に二次空気を供給することとしてもよい。また、エンジン始動直後から所定時間が経過するまで、二次空気を供給することとしてもよい。
【００３７】
また、上記の実施の形態では、ＥＮＧコンピュータ４０の温度が所定温度Ｔ２以上である場合に冷却風を供給することとしているが、冷却風を供給する期間は、これに限定されない。例えば、エンジン１１の冷却水温度が所定温度以上である場合に冷却風を供給することとしてもよい。また、二次空気の供給が停止してからエンジン１１が停止するまでの間、常に冷却風を供給することとしてもよい。また、ＥＮＧコンピュータ４０または冷却水の温度に応じて、エアポンプ２１の吐出量を変化させてもよい。
【００３８】
また、冷却システム３０の冷却対象は、ＥＮＧコンピュータ４０に限定されず、他の電子部品であってもよい。また、上記の実施の形態では、ＥＮＧコンピュータ４０が冷却システム３０を制御することによって、自らを冷却する構成となっているが、冷却システム３０を制御するものと冷却システム３０によって冷却されるものとは、一致している必要はない。図３に、ＡＩシステム２０や冷却システム３０とは直接関係の無いコンピュータを冷却対象とする車両システム２００の概略構成図を示す。図３では、ＡＩシステム２０や冷却システム３０を制御するＥＮＧコンピュータ４０とは別の冷却対象コンピュータ５０が冷却される構成となっている。この場合、ＥＮＧコンピュータ４０は、自らの判断により冷却対象コンピュータ５０を冷却してもよいし、冷却対象コンピュータ５０からの冷却指示（図３の破線）に従って冷却対象コンピュータ５０を冷却してもよい。
【００３９】
また、冷却システム３０の冷却対象となる電子部品は、複数であってもよい。図４に、複数のコンピュータを冷却対象とする車両システム３００の概略構成図を示す。図４では、ＥＮＧコンピュータ４０および冷却対象コンピュータ５０が冷却される構成となっている。この場合、複数の冷却対象の各々について、冷却風通路３１Ａ、３１Ｂと当該通路を開閉するバルブ３２Ａ、３２Ｂとを設け、それぞれ独立に冷却制御を行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施の形態に係る電子部品冷却システムを有する車両システムの概略構成図である。
【図２】車両システムの動作手順を示すフローチャートである。
【図３】ＡＩシステムや冷却システムとは直接関係の無いコンピュータを冷却対象とする車両システムの概略構成図である。
【図４】複数のコンピュータを冷却対象とする車両システムの概略構成図である。
【符号の説明】
【００４１】
１００，２００，３００  車両システム、１０  エンジンシステム、１１  エンジン、１２  吸気通路、１３  排気通路、１４  触媒、２０  エアインジェクションシステム（ＡＩシステム）、２１  エアポンプ、２２  二次空気通路、２３  第１のバルブ、２４  ＡＩ駆動ドライバー、２５  圧力センサ、３０  電子部品冷却システム（冷却システム）、３１  冷却風通路、３２  第２のバルブ、３３  バルブ駆動ドライバー、４０  ＥＮＧコンピュータ、５０  冷却対象コンピュータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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