(57)【要約】【課題】インタークーラに冷媒の温度が異なる２つの回路を備える場合において、車両が加速する際における過給圧の上昇をスムーズにする。【解決手段】エンジンＥの吸気通路１に設けられる過給機と、吸気通路１における過給機の下流側に設けられるインタークーラ６と、インタークーラ６に設けられ冷媒通路を備える冷却器６ａと、冷媒通路に低温の冷媒を供給する低温回路３０と、冷媒通路に高温の冷媒を供給する高温回路２０と、冷媒通路への冷媒の供給を低温回路３０と高温回路２０とに切り替える冷媒供給切替手段とを備えるインタークーラの温度制御装置である。冷媒供給切替手段は、通常は吸気の温度と目標吸気温度に基づいて低温回路３０と高温回路２０とを切り替えるフィードバック制御を行い、加速時には、エンジンＥの排気通路２における排圧上昇割合が目標排圧上昇率以上、又は、過給機の回転数上昇率が目標値以上となった後に、冷媒通路へ低温回路３０から冷媒を供給する。【選択図】図１
2016109081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気通路に設けられる過給機と、
前記吸気通路における前記過給機の下流側に設けられるインタークーラと、
前記インタークーラに設けられ冷媒通路を備える冷却器と、
前記冷媒通路に相対的に低温の冷媒を供給する低温回路と、
前記冷媒通路に前記低温回路を流れる冷媒より高温の冷媒を供給する高温回路と、
前記冷媒通路への冷媒の供給を前記低温回路と前記高温回路とに切り替える冷媒供給切替手段と、
を備え、
前記冷媒供給切替手段は、
加速時に、エンジンの排気通路における排圧上昇割合が目標排圧上昇率以上、又は、前記過給機の回転数上昇率が目標値以上となった後に、前記冷媒通路へ前記低温回路から冷媒を供給する
インタークーラの温度制御装置。
【請求項２】
前記冷媒供給切替手段は、
前記冷媒通路の上流側に設けられ前記冷媒通路への連通を前記低温回路と前記高温回路に切り替える三方切替弁と、
前記低温回路に設けられ前記冷媒通路側へ冷媒を送り込む低温回路ポンプと、
前記高温回路に設けられ前記冷媒通路側へ冷媒を送り込む高温回路ポンプと、
を備え、
前記冷媒通路へ前記低温回路から冷媒を供給する際は、前記冷媒供給切替手段は、前記三方切替弁を前記低温回路に連通させ且つ前記低温回路ポンプを作動させる
請求項１に記載のインタークーラの温度制御装置。
【請求項３】
前記冷媒供給切替手段は、
加速時に、エンジンの排気通路における排圧上昇割合が目標排圧上昇率以上、又は、前記過給機の回転数上昇率が目標値以上となった後に、前記インタークーラから流出する吸気の温度が目標吸気温度以上であれば前記冷媒通路へ前記低温回路から冷媒を供給し、前記インタークーラから流出する吸気の温度が所定温度未満であれば前記冷媒通路への前記低温回路からの冷媒の供給を遮断する
請求項１又は２に記載のインタークーラの温度制御装置。
【請求項４】
エンジンの排気通路の排気ポートの下流側と吸気通路の吸気ポートの上流側を連通する高圧排気還流通路をさらに備え、
前記冷媒供給切替手段は、
低中負荷低中速域で、前記インタークーラから流出する吸気の温度が目標吸気温度未満であれば前記冷媒通路へ前記高温回路から冷媒を供給し且つ吸気に前記高圧排気還流通路から高圧排気還流ガスを導入し、前記インタークーラから流出する吸気の温度が目標吸気温度以上であれば、前記冷媒通路へ前記低温回路から冷媒を供給する
請求項１から３の何れか１項に記載のインタークーラの温度制御装置。
【請求項５】
エンジンの排気通路における排気浄化部の下流側に位置する排気管と、吸気通路の前記過給機の上流側を連通する低圧排気還流通路をさらに備え、
前記冷媒供給切替手段は、
高負荷高速域で、前記インタークーラから流出する吸気の温度が目標吸気温度未満であれば前記冷媒通路へ前記高温回路から冷媒を供給し、前記インタークーラから流出する吸気の温度が目標吸気温度以上であれば、前記冷媒通路へ前記低温回路から冷媒を供給し且つ前記低圧排気還流通路から低圧排気還流ガスを導入する
請求項１から４の何れか１項に記載のインタークーラの温度制御装置。
【請求項６】
前記冷媒供給切替手段は、
定常時に、前記インタークーラから流出する吸気の温度と目標吸気温度に基づいて前記低温回路からの冷媒の供給と前記高温回路からの冷媒の供給の切り替えをフィードバック制御するものであり、
前記低温回路と前記高温回路の切り替え後の所定期間毎の前記吸気の温度の変化率に基づいて、前記低温回路と前記高温回路の切り替え期間や切り替え周期を制御する
請求項１から５の何れか１項に記載のインタークーラの温度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インタークーラから流出する空気の温度を制御する温度制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボチャージャ、スーパーチャージャ等の過給機によって吸気圧を高め、出力を増大する過給機付きエンジンが広く採用されている。過給機付きエンジンでは、吸気通路における過給機の下流側にインタークーラを設けることにより、吸気圧の上昇に伴う吸気温度の上昇を抑制している。
【０００３】
インタークーラには、いわゆる空冷式のタイプの他に、熱交換機として機能するコア内に、水等の冷媒を供給することによって吸気を冷却するタイプのものがある。
【０００４】
また、例えば、特許文献１には、インタークーラに低温の冷媒を供給する低温回路と、高温の冷却媒体を供給する高温回路と、その低温回路と高温回路とを切り替える回路切替手段とを備えた技術が開示されている。
【０００５】
この技術では、回路切替手段を制御することにより、インタークーラから流出する吸気の温度を場面に応じて調整している。すなわち、低温回路を用いることにより吸気温度を低下させる制御を行ったり、あるいは、必要に応じて高温回路を用いることにより吸気温度を上昇させる制御を行ったりしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２５５２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、低温回路と高温回路とを備えたインタークーラでは、インタークーラは吸気と冷媒との温度差により、その吸気を加熱または冷却する。
【０００８】
高温回路の冷媒の通路は、エンジンの冷却水配管等で構成されるエンジン冷却系回路から分岐して設けられている。エンジン冷却系回路の冷媒は、エンジンより受熱しラジエータで放熱する。また、低温回路の冷媒の通路は、エンジン冷却系回路とは独立して設けられている。低温回路の冷媒は、主として吸気を冷却するとともに、その冷却に伴う受熱を、低温回路の一部に設けた専用の放熱器によって放熱する。
【０００９】
二つの回路を使い分けることにより、例えば、エンジンの高負荷時には、低温回路を用いて過給された吸気を冷却し吸気密度を増大させるとともに、ノッキングを抑制することで出力性能を向上させることができる。また、エンジンの低負荷時には、排気還流ガスの導入により吸排気のポンピングロスを低減することで燃費向上できるが、このとき、燃焼不安定になる場合は高温回路を用いて吸気温を高め、燃焼を良化できる。
【００１０】
しかし、車両が加速する際、吸気密度を増大させるために低温回路の冷媒で吸気を冷却すると、燃焼が悪化し排気エネルギが減少することがある。このような場合、過給機によるスムーズな過給圧の上昇が得られない場合がある。
【００１１】
そこで、この発明の課題は、インタークーラに冷媒の温度が異なる２つの回路を備える場合において、車両が加速する際における過給圧の上昇をスムーズにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、この発明は、エンジンの吸気通路に設けられる過給機と、前記吸気通路における前記過給機の下流側に設けられるインタークーラと、前記インタークーラに設けられ冷媒通路を備える冷却器と、前記冷媒通路に相対的に低温の冷媒を供給する低温回路と、前記冷媒通路に前記低温回路を流れる冷媒より高温の冷媒を供給する高温回路と、前記冷媒通路への冷媒の供給を前記低温回路と前記高温回路とに切り替える冷媒供給切替手段と、を備え、前記冷媒供給切替手段は、加速時に、エンジンの排気通路における排圧上昇割合が目標排圧上昇率以上、又は、前記過給機の回転数上昇率が目標値以上となった後に、前記冷媒通路へ前記低温回路から冷媒を供給するインタークーラの温度制御装置を採用した。
【００１３】
ここで、前記冷媒供給切替手段は、前記冷媒通路の上流側に設けられ前記冷媒通路への連通を前記低温回路と前記高温回路に切り替える三方切替弁と、前記低温回路に設けられ前記冷媒通路側へ冷媒を送り込む低温回路ポンプと、前記高温回路に設けられ前記冷媒通路側へ冷媒を送り込む高温回路ポンプと、を備え、前記冷媒通路へ前記低温回路から冷媒を供給する際は、前記冷媒供給切替手段は、前記三方切替弁を前記低温回路に連通させ且つ前記低温回路ポンプを作動させる構成を採用することができる。
【００１４】
これらの各構成において、前記冷媒供給切替手段は、加速時に、エンジンの排気通路における排圧上昇割合が目標排圧上昇率以上、又は、前記過給機の回転数上昇率が目標値以上となった後に、前記インタークーラから流出する吸気の温度が目標吸気温度以上であれば前記冷媒通路へ前記低温回路から冷媒を供給し、前記インタークーラから流出する吸気の温度が所定温度未満であれば前記冷媒通路への前記低温回路からの冷媒の供給を遮断する構成を採用することができる。
【００１５】
また、エンジンの排気通路の排気ポートの下流側と吸気通路の吸気ポートの上流側を連通する高圧排気還流通路をさらに備え、前記冷媒供給切替手段は、低中負荷低中速域で、前記インタークーラから流出する吸気の温度が目標吸気温度未満であれば前記冷媒通路へ前記高温回路から冷媒を供給し且つ吸気に前記高圧排気還流通路から高圧排気還流ガスを導入し、前記インタークーラから流出する吸気の温度が目標吸気温度以上であれば、前記冷媒通路へ前記低温回路から冷媒を供給する構成を採用することができる。
【００１６】
これらの各構成において、エンジンの排気通路における排気浄化部の下流側に位置する排気管と、吸気通路の前記過給機の上流側を連通する低圧排気還流通路をさらに備え、前記冷媒供給切替手段は、高負荷高速域で、前記インタークーラから流出する吸気の温度が目標吸気温度未満であれば前記冷媒通路へ前記高温回路から冷媒を供給し、前記インタークーラから流出する吸気の温度が目標吸気温度以上であれば、前記冷媒通路へ前記低温回路から冷媒を供給し且つ前記低圧排気還流通路から低圧排気還流ガスを導入する構成を採用することができる。
【００１７】
また、前記冷媒供給切替手段は、定常時に、前記インタークーラから流出する吸気の温度と目標吸気温度に基づいて前記低温回路からの冷媒の供給と前記高温回路からの冷媒の供給の切り替えをフィードバック制御するものであり、前記低温回路と前記高温回路の切り替え後の所定期間毎の前記吸気の温度の変化率に基づいて、前記低温回路と前記高温回路の切り替え期間や切り替え周期を制御する構成を採用することができる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明は、加速時に、エンジンの排気通路における排圧上昇割合が目標排圧上昇率以上、又は、過給機の回転数上昇率が目標値以上となった後に、インタークーラの冷媒通路へ低温回路から冷媒を供給するようにしたので、加速初期は通常の吸気の冷却により正常な燃焼と充分な排気エネルギを確保し、正常な過給圧の立ち上がりが確認された後は、低温回路による吸気の冷却により吸気密度を増大させて、より高い排気エネルギを得ることができる。したがって、車両が加速する際における過給圧の上昇をスムーズにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の一実施形態を示すエンジン、及び、インタークーラの温度制御装置の全体図である。
【図２】この発明の制御に用いるマップの一例を示すグラフ図である。
【図３】この発明の制御の例を示すフローチャートである。
【図４】この発明の制御の例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】
【００２０】
この発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。図１は、この発明のインタークーラの温度制御装置、及び、その温度制御装置を備えたエンジンの構成を示す全体図である。なお、図では、この発明に関連する部材を中心に図示し、他はその図示を省略している。
【００２１】
エンジンＥは自動車用エンジンであり、図１に示すように、ピストンを収容した気筒内に吸気を送り込む吸気ポートに通じる吸気通路１、排気ポートから引き出された排気通路２、その他、必要な燃料を噴射する燃料噴射装置等を備えている。吸気ポート及び排気ポートは、それぞれ燃焼室への開口がバルブによって開閉される。また、吸気通路１には、流路面積を調節するスロットルバルブ等が適宜の箇所に設けられている。
【００２２】
吸気通路１には、吸気ポートから上流側に向かって、吸気通路１を流れる吸気を冷却する吸気冷却装置６（以下、「インタークーラ６」と称する）、過給機として配置されたターボチャージャのコンプレッサ５、さらにその上流側にエアクリーナを収容したエアクリーナケース等が設けられる。この実施形態では、インタークーラ６は、吸気通路１を構成するインテークマニホールド内に設けられている。
【００２３】
排気通路２には、排気ポートから下流側に向かって、ターボチャージャのタービン、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）等を除去する触媒等を備えた排気浄化部８、排気管（マフラ）等が設けられる。
【００２４】
排気通路２の排気ポートの下流側と、吸気通路１の吸気ポートの上流側とは、高圧排気ガス再循環装置３を構成する高圧排気還流通路３ａによって連通している。高圧排気還流通路３ａには高圧排気還流弁４が設けられている。高圧排気還流弁４の開閉と、高圧排気還流通路３ａと吸気通路１との合流部よりも上流側に設けたスロットルバルブの開閉に伴う吸気通路１内の圧力状態に応じて、高圧排気還流通路３ａを通じて、エンジンＥから排出される排気ガスの一部が、高圧還流ガスとして吸気通路１に還流する。
【００２５】
また、排気通路２における排気浄化部８の下流側に位置する排気管と、吸気通路１のコンプレッサ５の上流側とは、低圧排気ガス再循環装置１３を構成する低圧排気還流通路１３ａによって連通している。低圧排気還流通路１３ａには低圧排気還流弁１４が設けられている。低圧排気還流弁１４の開閉と、低圧排気還流通路１３ａと吸気通路１との合流部よりも上流側に設けたスロットルバルブの開閉に伴う吸気通路１内の圧力状態に応じて、低圧排気還流通路１３ａを通じて、エンジンＥから排出される排気ガスの一部が、低圧還流ガスとして吸気通路１における過給機よりも上流側に還流する。
【００２６】
ターボチャージャは、エンジンの吸気通路１内にブースト圧を作用させるコンプレッサ５と、エンジンの排気通路２に設けられるタ−ビンとから構成される。タ−ビンは、排気通路２を通じて排出される排気ガスにより回転し、タ−ビンの回転がコンプレッサ５に伝達される。コンプレッサ５の回転により、エアクリ−ナから取り込まれた吸気を圧縮して、吸気通路１を通じてエンジンＥの燃焼室に過給状態で供給する。
【００２７】
インタークーラ６から流出する吸気の温度やその吸入空気流量は、吸気温／吸気圧センサ７によって取得される。また、排気の圧力は排気通路２に設けた排圧センサ９が、エンジンＥの回転数は、クランクシャフト１１に隣接して設けた回転数センサ１０が、エンジンの冷却系回路を流通する冷媒（冷却水）の温度は、その配管の一部に設けた水温センサ１２が取得する。
【００２８】
これらの各装置から得られる情報は、このエンジンＥを搭載する車両が備える電子制御ユニット（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）４０に送られ、エンジンＥ、インタークーラ６の温度制御装置、その他機器の制御に活用される。
【００２９】
インタークーラ６には、内部に冷媒（冷却媒体）が通る冷媒通路を備える冷却器６ａが設けられている。冷却器６ａの冷媒通路には、冷媒供給切替手段による制御によって、低温の冷媒を供給する低温回路３０と、高温の冷媒を供給する高温回路２０から選択的に冷媒が供給できるようになっている。
【００３０】
冷却器６ａの冷媒通路への冷媒の供給を、低温回路３０と高温回路２０とに切り替える冷媒供給切替手段として、この実施形態では、冷却器６ａの冷媒通路の上流側に設けられその冷媒通路への連通を低温回路３０と高温回路２０に切り替える三方切替弁３２と、低温回路３０に設けられ冷却器６ａの冷媒通路側へ冷媒を送り込む低温回路ポンプ３５と、高温回路２０に設けられ冷却器６ａの冷媒通路側へ冷媒を送り込む高温回路ポンプ２５とを備えている。
【００３１】
高温回路２０は、エンジンＥ内のシリンダブロック等に形成された冷却通路から引き出され、車両の前部等に設けられたラジエータ２４に至るラジエータ通路２１と、そのラジエータ２４から引き出された送り通路２６，２９を備える。送り通路２６，２９は、ラジエータ２４とインタークーラ６の冷却器６ａとを結ぶとともに、その送り通路２６，２９の途中に設けた分岐部から、エンジンＥ内の冷却通路に向かうエンジン冷却通路２７が引き出されている。ラジエータ２４は空冷式の冷却装置であり、冷媒を冷却する機能を有する。高温回路ポンプ２５はラジエータ２４の下流側に設けられている。
【００３２】
また、エンジンＥとラジエータ２４とを結ぶラジエータ通路２１の途中には、ラジエータ用三方切替弁２２が設けられている。ラジエータ用三方切替弁２２には、ラジエータ２４を通らない短絡通路２３が接続されている。短絡通路２３は、ラジエータ２４の上流側に位置するラジエータ用三方切替弁２２と、ラジエータ２４の下流側とを結んでいる。さらに、冷却器６ａの冷媒通路から引き出された高温戻り通路２８は、ラジエータ２４の上流側に接続されている。
【００３３】
ラジエータ用三方切替弁２２は、高温回路２０の冷媒を、ラジエータ２４を通るルートと、ラジエータ２４を通らないルートとに切り替えることができる。この切り替えの制御は、冷媒の温度に応じてサーモスタットが自動的に行うが、これを運転条件に応じて電子制御ユニット４０が行うようにしてもよい。
【００３４】
低温回路３０は、低温回路冷却用放熱器３４から引き出され、高温回路２０の送り通路２６，２９の途中に設けた三方切替弁３２に接続される送り通路３３と、冷却器６ａの冷媒通路から引き出され低温回路冷却用放熱器３４に接続される低温戻り通路３１を備えている。低温回路冷却用放熱器３４は、空冷式の冷却装置であり、低温回路３０の冷媒を冷却する機能を有する。低温回路ポンプ３５は低温回路冷却用放熱器３４の下流側に設けられている。
【００３５】
三方切替弁３２は、インタークーラ６の冷却器６ａの冷媒通路を、高温回路２０側の送り通路２６，２９のルートに連通させるか、あるいは、低温回路３０側の送り通路３３，２９のルートに連通させるかを切り替えることができる。この切り替えの制御は、同じく、冷媒の温度や運転条件に応じて電子制御ユニット４０が行う。
【００３６】
この実施形態では、高温回路２０、低温回路３０ともに、冷媒として水を採用しているが、水以外の他の流体からなる冷媒を採用してもよい。
【００３７】
インタークーラ６の冷却器６ａの冷媒通路へ、低温回路３０から冷媒を供給する際は、冷媒供給切替手段の制御は、三方切替弁３２を低温回路３０側の送り通路３３，２９のルートに連通させ、且つ、低温回路ポンプ３５を作動させた状態とする。このとき、高温回路ポンプ２５の作動は、エンジン冷却通路２７を通じてエンジンＥの冷却を継続する限りにおいて、動作を停止する必要はない。
【００３８】
インタークーラ６の冷却器６ａの冷媒通路へ、高温回路２０から冷媒を供給する際は、冷媒供給切替手段の制御は、三方切替弁３２を高温回路２０側の送り通路２６，２９のルートに連通させ、且つ、高温回路ポンプ２５を作動させた状態とする。このとき、低温回路ポンプ３５の作動は停止する。
【００３９】
このエンジンＥの制御において、三方切替弁３２による高温回路２０と低温回路３０との切り替えは、インタークーラ６から流出する吸気の温度と、運転条件に応じて予め決定されている目標吸気温度の値に基づいて、吸気の温度が目標吸気温度となるまでフィードバック制御が行われる。三方切替弁３２の切り替えに対応して、高温回路ポンプ２５や低温回路ポンプ３５は適宜その作動が制御される。
【００４０】
なお、そのフィードバック制御の応答性に関し、吸気の温度が目標吸気温度に至る収束性を早めるために、三方切替弁３２の切り替えから所定期間毎の実際の吸気の温度（インタークーラ６から流出する吸気の温度）からその温度の単位時間当たりの変化率を計測し、目標吸気温度よりオーバーシュートせずに速やかに安定するように三方切替弁３２の弁の切り替え期間や切り替え周期を制御することができる。
【００４１】
具体的には、吸気の温度の単位時間当たりの変化率が大きければ、単位時間当たりの吸気の温度変化が大きいので、三方切替弁３２を高温回路２０と低温回路３０の一方に切り替えた後、他方に切り替えるまでの時間を短くする。また、吸気の温度の変化率が小さければ、単位時間当たりの吸気の温度変化が小さいので、三方切替弁３２を高温回路２０と低温回路３０の一方に切り替えた後、他方に切り替えるまでの時間を長くする。このとき、その変化率の値に基づいて、予め用意された算定式、その他手法により、切り替えるまでの適正な時間や周期を算出することができる。
【００４２】
ここで、例えば、加速時には、通常の吸気温度制御、すなわち、上記のフィードバック制御を継続するとともに、アクセル開度に合わせて燃料を増量する。加速の初期は、加速のための燃料を増量しても、フィードバック制御により吸気の温度が適正に保たれるので、良好な燃焼の維持により排気エネルギを充分に確保し、過給機による吸気の過給圧を高めることができる。
【００４３】
そして、排気通路２における排圧上昇割合が目標排圧上昇率以上となった後、又は、過給機のコンプレッサ５の回転数上昇率が目標値以上となった後に、インタークーラ６の冷却器６ａの冷媒通路へ、低温回路３０から冷媒を供給する。
【００４４】
このように、加速の初期は、通常の吸気の冷却により正常な燃焼と充分な排気エネルギを確保し、正常な過給圧の立ち上がりが確認された後は、低温回路３０による吸気の冷却により吸気密度を増大させて、より高い排気エネルギを得ることができる。したがって、車両が加速する際における過給圧の上昇をスムーズにすることができる。
【００４５】
この加速時の制御に際し、排圧上昇割合の情報は排圧センサ９からの情報を用い、電子制御ユニット４０がその制御を行う。また、その制御に、コンプレッサ５の回転数の情報を用いる場合は、その過給機のコンプレッサ５等に回転センサ等の機器を取り付け、それらの機器からの情報を用い、電子制御ユニット４０がその制御行う。
【００４６】
また、その加速時に、排気通路２における排圧上昇割合が目標排圧上昇率以上となった後、又は、過給機のコンプレッサ５の回転数上昇率が目標値以上となった後において、一律に低温回路３０へ切り替えるのではなく、インタークーラ６から流出する吸気の温度が所定温度以上であれば、冷却器６ａの冷媒通路へ低温回路３０から冷媒を供給し、インタークーラ６から流出する吸気の温度が所定温度未満であれば、冷却器６ａの冷媒通路への低温回路３０からの冷媒の供給を遮断するようにしてもよい。所定温度の一例としては、０℃などを挙げることができ、これは目標吸気温度とは独立して設定してもよい。
【００４７】
なお、低温回路３０からの冷媒の供給を遮断した場合においては、冷却器６ａへは、代わりに、高温回路２０から冷媒が供給される。高温回路ポンプ２５は、エンジン稼働中は常に作動状態が継続するが、仮に、高温回路ポンプ２５を止めれば、冷却器６ａへは高温回路２０からの冷媒の供給も合わせて遮断される。
逆に、高温回路２０からの冷媒の供給を遮断した場合においては、低温回路３０から冷媒を供給する場面も想定されるし、低温回路ポンプ３５を止めて、低温回路３０からの冷媒の供給も合わせて遮断される場面も想定される。
【００４８】
また、低中負荷低中速域においては、インタークーラ６から流出する吸気の温度が目標吸気温度未満であれば、冷却器６ａの冷媒通路へ高温回路２０から冷媒を供給し吸気の温度を上昇させるとともに、高圧排気ガス再循環装置３を通じて吸気に高圧排気還流ガスを導入することにより、吸気の温度上昇をアシストすることができる。逆に、インタークーラ６から流出する吸気の温度が目標吸気温度以上であれば、冷却器６ａの冷媒通路へ低温回路３０から冷媒を供給し、吸気の温度を下げるようにするとよい。このとき、高圧排気還流ガスの導入は行わない。
【００４９】
高負荷高速域においては、インタークーラ６から流出する吸気の温度が目標吸気温度未満であれば、冷却器６ａの冷媒通路へ高温回路２０から冷媒を供給して、吸気の温度を上昇させる。インタークーラ６から流出する吸気の温度が目標吸気温度以上であれば、冷却器６ａの冷媒通路へ低温回路３０から冷媒を供給するとともに、低圧排気ガス再循環装置１３を通じて吸気に低圧排気還流ガスを導入することにより、吸気の温度低下をアシストすることができる。
【００５０】
従来のインタークーラ６では、高温回路２０の冷媒の温度は、通常の運転では常に９０℃以上であるので、冷却効率が劣るという問題があった。また、インタークーラ６に冷媒の温度の異なる２つの冷却器が設けられていても、急激なエンジン運転状態の変化に対する温度応答性に限界があった。しかし、この発明のように、高圧排気還流ガスや低圧排気還流ガスの導入により吸気の温度制御をアシストすれば、温度応答性をより高めることができる。
【００５１】
以下、フローチャートに基づいて、この発明のインタークーラの温度制御装置による吸気温度の制御方法を説明する。
【００５２】
通常の運転状態、すなわち、部分負荷定常時は、燃焼効率の高い目標吸気温となるように、三方切替弁３２をフィードバック制御により切り替える制御が行われる。
【００５３】
図３に示すフローチャートのステップＳ１において、高温回路２０の冷媒の温度が所定値（例えば、運転状況に応じて、６０〜８０℃の範囲で設定される或る温度）以下ならば、フリクションを低減し燃焼を安定化するために、ラジエータ用三方切替弁２２を切り替えて、高温回路２０の冷媒をラジエータ２４を通らないルートに設定し冷媒の温度を上昇させる。ここでは、ラジエータ用三方切替弁２２としてサーモスタットを採用しているので、この状態は、サーモスタットＯＦＦ状態である。また、三方切替弁３２は低温回路３０側へ連通させるとともに、高温回路ポンプ２５は停止させ、エンジンＥ本体を早急に暖機する（ステップＳ１１、Ｓ１２参照）。
【００５４】
高温回路２０の冷媒の温度が所定値（上記と同じ)以上ならば、暖機が完了しているので、ラジエータ用三方切替弁２２を切り替えて、高温回路２０の冷媒をラジエータ２４を通るルートに設定し、高温回路ポンプ２５を作動させ、放熱により冷媒を冷却する。この状態は、サーモスタットＯＮ状態である（同ステップＳ２参照）。
【００５５】
ステップＳ３、Ｓ４において、エンジン回転数Ｎｅと吸気圧Ｐｉよりエンジン作動域を選定する。図２にエンジン作動域を選定するためのマップ図の例を示す。エンジンの負荷は例えば、吸気圧Ｐｉから算定することができる。
【００５６】
エンジン作動域がアイドル域ならば、ラジエータ用三方切替弁２２はラジエータ２４を通るルートに設定され、冷媒の温度は降下していく。この状態は、サーモスタットＯＮ状態である。また、三方切替弁３２は高温回路２０側へ連通させるとともに、低温回路ポンプ３５を停止させ、インタークーラ６にはラジエータ２４で放熱した後の高温回路２０の冷媒を供給し、吸気を若干過熱して燃焼安定化を図る（ステップＳ２１，Ｓ２２参照）。
【００５７】
エンジン作動域が低中速低中負荷域で、吸気の温度が燃費と排ガスが最良となるように実験的に求めた目標吸気温（ここでは、例えば、運転状況に応じて、４０〜８０℃の範囲で設定される或る温度）未満ならば、三方切替弁３２は高温回路２０側へ連通させるとともに、低温回路ポンプ３５を停止させ、インタークーラ６には高温回路２０の冷媒を供給し、燃焼安定化で燃焼効率を高めることで燃費向上を図る（ステップＳ６，Ｓ７参照）。このとき、高温回路２０の冷媒をラジエータ２４を経由させるか否かの制御については、冷媒の温度と目標吸気温に基づいて、ラジエータ用三方切替弁２２を切り替えて行うことができる。
【００５８】
そして、高温高圧である高圧排気ガス再循環装置３からの排気還流ガスを吸気通路１に導入し、排ガスに含まれる窒素酸化物低減を図る（ステップＳ８参照）。
【００５９】
吸気の温度が目標吸気温（同上）以上ならば、三方切替弁３２は低温回路３０側へ連通させるとともに、低温回路ポンプ３５を作動させ、インタークーラ６には低温回路３０の冷媒を供給し、吸気の過昇温による異常燃焼とエンジン損傷を抑制する（ステップＳ６，Ｓ１０参照）。
【００６０】
ここで、エンジンＥのクランクシャフト１１の回転変動率が、燃焼安定の観点から予め決められた所定値を上回っていれば、燃焼悪化を防ぐため、ステップＳ６へ戻り再度の制御が行われる。回転変動率が所定値以下であれば、制御を終了する（ステップＳ９参照）。回転変動率の情報は回転数センサ１０が取得し、その情報に基づいて電子制御ユニット４０が回転変動率を算出し制御を行う。
【００６１】
エンジンが高負荷あるいは高速域で、吸気の温度が、燃費と排ガスが最良となるように実験的に求めた目標吸気温（ここでは、例えば、運転状況に応じて、２０〜４０℃の範囲で設定される或る温度）以上ならば、三方切替弁３２は低温回路３０側へ連通させるとともに、低温回路ポンプ３５を作動させ、インタークーラ６には低温回路３０の冷媒を供給する（ステップＳ３２，Ｓ３３参照）。
【００６２】
そして、低温低圧である低圧排気ガス再循環装置１３からの排気還流ガスを吸気通路１に導入し、排ガスに含まれる窒素酸化物低減を図るとともに、凝縮水発生による燃焼悪化を抑制し、燃焼効率を高めることで燃費向上を図る（ステップＳ３４参照）。
【００６３】
吸気の温度が目標吸気温（同上）未満ならば、三方切替弁３２は高温回路２０側へ連通させるとともに、低温回路ポンプ３５を停止させ、インタークーラ６には低温回路３０の冷媒の供給を停止し、燃焼安定化を図る。このとき、高温回路ポンプ２５が作動していれば、インタークーラ６には高温回路２０の冷媒が供給される（ステップＳ３６参照）。
【００６４】
ここで、エンジンＥのクランクシャフト１１の回転変動率が、燃焼安定の観点から予め決められた所定値を上回っていれば、燃焼悪化を防ぐため、ステップＳ３２へ戻り再度の制御が行われる。回転変動率が所定値以下であれば、制御を終了する（ステップＳ３５参照）。
【００６５】
ところで、加速時は、インタークーラ６への冷媒の供給を低温回路３０へ切替えて、吸気の冷却度合いを高めて体積効率を増大し、過給圧の上昇速度を増大させ、加速性能を出来る限り向上させたい。しかし、急激に吸気の温度が低下すると燃焼が悪化し、排気エネルギが減少するので、逆に、過給機による過給能力が低下してしまう。
【００６６】
そこで、加速初期は、加速燃料増量や燃料噴射時期を最適化した上記フィードバック制御の状態を維持することにより、燃焼良化等で排気エネルギを確保し、過給機による過給能力を高めることができる。
【００６７】
加速時の制御のフローチャートを、図４に示す。ステップＳ４１において、アクセル開度変化量が、予め設定された所定値以上となった場合に、ステップＳ４２において、エンジン作動域が加速時であると判断される。
【００６８】
そして、さらにアクセル開度を大きくして加速燃料を増量する。あるいは、加速に対応して燃料噴射時期を最適化する（ステップＳ４３参照）。加速の初期は、加速のための燃料を増量しても、フィードバック制御により吸気の温度が適正に保たれるので、良好な燃焼が維持される。
【００６９】
その加速初期の状態を終え、排圧上昇割合が、アクセル開度変化率から実験的に求めた目標排圧上昇率以上となれば、過給圧の立ち上がりが正常であると判定される（ステップＳ４４参照）。ここで、排圧上昇割合による判定に代えて、過給機のコンプレッサ回転数上昇率が目標値以上となることにより、過給圧の立ち上がりが正常であると判定してもよい。
【００７０】
過給機の立ち上がりが正常であると判定された場合は、ステップＳ４５へ移行する。ここで、吸気の温度が、所定温度（ここでは、例えば、−１０〜０℃の範囲で設定される或る温度）以上となるならば、三方切替弁３２は低温回路３０側へ連通させるとともに、低温回路ポンプ３５を作動させ、インタークーラ６には低温回路３０の冷媒を供給し、吸気冷却で吸気密度を増大するとともに過給圧を増大させ、出力増大と加速性能の向上を図る（ステップＳ４６、Ｓ４７、Ｓ４８参照）。
【００７１】
吸気の温度が、所定温度（同上）未満ならば、三方切替弁３２は高温回路２０側へ連通させるとともに、低温回路ポンプ３５を停止させる。冬季等、気温が極端に低い場合は、このような制御が有効となる（ステップＳ４９参照）。
【００７２】
このように、過給圧の立ち上がりを速くするには、先ず、排気エネルギを高めて過給機の回転上昇を速めることが、加速性能を向上させる上で有効である。
【００７３】
この発明のインタークーラの温度制御装置は、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジンの他、過給機及び吸気を冷却するインタークーラを備えた種々のエンジンに採用できる。また、その過給機は、ターボチャージャの他にスーパーチャージャであってもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１  吸気通路
２  排気通路
３  高圧排気ガス再循環装置
３ａ  高圧排気還流通路
４  高圧排気還流弁
５  過給機（コンプレッサ）
６  インタークーラ
７  吸気温／吸気圧センサ
８  排気浄化部（触媒）
９  排圧センサ
１０  回転数センサ
１１  クランクシャフト
１２  水温センサ
１３  低圧排気ガス再循環装置
１３ａ  低圧排気還流通路
１４  低圧排気還流弁
２０  高温回路（エンジン冷却系回路）
２１  ラジエータ通路
２２  ラジエータ用三方切替弁
２３  短絡通路
２４  ラジエータ
２５  高温回路ポンプ
２６  送り通路
２７  エンジン冷却通路
２８  高温戻り通路
２９  送り通路
３０  低温回路
３１  低温戻り通路
３２  三方切替弁
３３  送り通路
３４  低温回路冷却用放熱器
３５  低温回路ポンプ
４０  電子制御ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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