(57)【要約】【課題】インタークーラを有する冷却装置であり、インタークーラの暖機時において、空気通路の壁温を早期に上昇させることのできる冷却装置を提供する。【解決手段】冷却装置は、インタークーラ１０を備える。インタークーラ１０は、空気通路１１の外側に空気通路１１を覆うように第１冷却水流路１２が設けられているとともに、第１冷却水流路１２の外側に第１冷却水流路１２を覆うように第２冷却水流路１５が設けられている。第１冷却水流路１２には、インタークーラ用の冷却回路を流れる冷却水が導入される。第２冷却水流路１５には、内燃機関用の冷却回路を流れる冷却水が導入される。そして、第１冷却水流路１２の内壁をなしている第１区画壁１８が空気通路１１と第１冷却水流路１２とを隔てているとともに、第２冷却水流路１５の内壁をなしている第２区画壁１９が第１冷却水流路１２と第２冷却水流路１５とを隔てている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インタークーラ用の冷却回路を流れる第１冷却水に加え、内燃機関用の冷却回路を流れる第２冷却水が導入され、内燃機関の燃焼室に導入される空気を冷却する水冷式のインタークーラを備え、前記内燃機関で発生した熱を前記第２冷却水によって前記インタークーラに移動させ同インタークーラを暖機することのできる冷却装置であって、
前記インタークーラは、前記内燃機関の燃焼室に導入される空気が流れる空気通路と、前記第１冷却水が流れる第１冷却水流路と、前記第２冷却水が流れる第２冷却水流路とを備えており、
前記インタークーラでは、前記空気通路の外側に同空気通路を覆うように前記第１冷却水流路が設けられているとともに、前記第１冷却水流路の外側に同第１冷却水流路を覆うように前記第２冷却水流路が設けられており、前記第１冷却水流路の内壁をなしている第１区画壁が前記空気通路と同第１冷却水流路とを隔てているとともに、前記第２冷却水流路の内壁をなしている第２区画壁が前記第１冷却水流路と同第２冷却水流路とを隔てている冷却装置。
【請求項２】
前記インタークーラの前記第２冷却水流路は、前記空気通路を流れる空気の流れ方向全体に亘って前記第１冷却水流路を覆うように設けられている
請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記インタークーラにおける前記第２区画壁は、前記第２冷却水流路と前記空気通路とを隔てている部分を有する
請求項１又は２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記インタークーラの前記第２冷却水流路と前記内燃機関用の冷却回路とを接続している通路に設けられている流量調節弁と、
前記流量調節弁の開度を制御する制御装置と、を備えている
請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記第１冷却水の水温を検出する水温センサを備え、
前記制御装置は、前記水温センサで検出した第１冷却水の水温が規定温度以上であるときには、同水温センサで検出した水温が同規定温度未満であるときよりも前記流量調節弁の開度を小さくする
請求項４に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記第２冷却水の水温を検出する水温センサを備え、
前記制御装置は、前記水温センサで検出した第２冷却水の水温が規定温度以上であるときには、同水温センサで検出した水温が同規定温度未満であるときよりも前記流量調節弁の開度を小さくする
請求項４に記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水冷式のインタークーラを有する冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インタークーラでは、インタークーラに流入した空気が通過する空気通路の壁温が露点を下回っていると、空気に含まれる水分に由来する凝縮水が生じる虞があることが知られている。特に冷間始動後は凝縮水が生じやすいため、空気通路の壁温を早期に上昇させて凝縮水の発生を抑制することが求められている。
【０００３】
特許文献１に開示されている水冷式のインタークーラは、インタークーラ用の冷却回路の一部を構成する第１冷却水流路と、内燃機関用の冷却回路から冷却水が導入される第２冷却水流路とを有している。第１冷却水流路と第２冷却水流路は、インタークーラ内での空気の流れ方向における上流側に第２冷却水流路が位置し、下流側に第１冷却水流路が位置するように上記空気の流れ方向に並べて配設されている。第２冷却水流路を流れる第２冷却水は、内燃機関で発生する熱によって昇温されるため、第１冷却水流路を流れる第１冷却水よりも温度が高くなっている。そのため冷間始動後には、温度の高い第２冷却水によって、第１冷却水及び空気通路の壁面が温められ、第１冷却水の温度が上昇するとともに、空気通路の壁温が上昇する。すなわち、第２冷却水によってインタークーラの暖機が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５‐１５５６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に開示されているインタークーラでは、第１冷却水流路及び第２冷却水流路はインタークーラの一方から他方に向かって流れた冷却水が途中で折り返してインタークーラの他方から一方に向かって流れるようにそれぞれがＵ字形状に折れ曲がっている。そして、第１冷却水流路と第２冷却水流路とは、他方から一方に向かって第１冷却水が流れる第１冷却水流路における出口側の部分と、一方から他方に向かって第２冷却水が流れる第２冷却水流路における入口側の部分とが上記空気の流れ方向において隣接するように配設されている。
【０００６】
こうした構成の場合、温度の高い第２冷却水から第１冷却水が熱を受けたとしても、当該第１冷却水はすぐに第１冷却水流路から排出されてしまう。したがって、第２冷却水から空気通路における下流側の壁に効率良く熱を伝えることができず、空気通路の壁温が上昇するまでに時間を要する。
【０００７】
なお、特許文献１に開示されているインタークーラでは、第２冷却水から空気通路における下流側の壁への、空気通路を流れる空気を介した熱の移動も生じる。しかし、空気は熱伝導率が低い。さらに、インタークーラに流入した空気はインタークーラをすぐに通過してしまうため、空気通路の壁に熱を十分に伝えるに至らない。したがって、空気を介した熱の移動による暖機促進効果はあまり期待できない。
【０００８】
このように、特許文献１に開示されているようなインタークーラでは、インタークーラの暖機時において、空気通路の壁温が上昇するまでに時間を要する。すなわち、早期に壁温を上昇させる上では改善の余地があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するための冷却装置は、インタークーラ用の冷却回路を流れる第１冷却水に加え、内燃機関用の冷却回路を流れる第２冷却水が導入され、内燃機関の燃焼室に導入される空気を冷却する水冷式のインタークーラを備え、前記内燃機関で発生した熱を前記第２冷却水によって前記インタークーラに移動させ同インタークーラを暖機することのできる冷却装置である。そして、前記インタークーラは、前記内燃機関の燃焼室に導入される空気が流れる空気通路と、前記第１冷却水が流れる第１冷却水流路と、前記第２冷却水が流れる第２冷却水流路とを備えている。前記インタークーラでは、前記空気通路の外側に同空気通路を覆うように前記第１冷却水流路が設けられているとともに、前記第１冷却水流路の外側に同第１冷却水流路を覆うように前記第２冷却水流路が設けられており、前記第１冷却水流路の内壁をなしている第１区画壁が前記空気通路と同第１冷却水流路とを隔てているとともに、前記第２冷却水流路の内壁をなしている第２区画壁が前記第１冷却水流路と同第２冷却水流路とを隔てている。
【００１０】
上記構成では、インタークーラの第２冷却水流路には内燃機関で発生した熱によって温められた第２冷却水が導入される。このため、インタークーラの暖機時においては、第２冷却水流路を流れる第２冷却水と第１冷却水流路を流れる第１冷却水との熱交換によって、第１冷却水の温度を上昇させることができる。
【００１１】
さらに、上記構成では、インタークーラの第２冷却水流路が第１冷却水流路を覆っている。そのため、第１冷却水流路と第２冷却水流路とをインタークーラ内での空気の流れ方向において上流側と下流側とに並べて配設し、一部分で隣接させた構成と比較して、広範囲で熱交換を行うことができる。つまり、第２冷却水の熱を第１冷却水に効率良く伝えることができ、第１冷却水の温度をより速やかに上昇させることができる。
【００１２】
このように、インタークーラの暖機時において、第１冷却水の温度を早期に上昇させることができるから、第１冷却水流路に覆われた空気通路の壁温が露点を下回っている状態を早期に解消することができる。ひいては、空気通路内部での凝縮水の発生を抑制することができる。
【００１３】
上記冷却装置の一例では、前記インタークーラの前記第２冷却水流路は、前記空気通路を流れる空気の流れ方向全体に亘って前記第１冷却水流路を覆うように設けられている。
上記構成によれば、第２冷却水流路が第１冷却水流路を空気の流れ方向全体に亘って覆っているため、空気の流れ方向の一部分を覆っている場合と比較して広範囲で熱交換を行うことができる。したがって、インタークーラの暖機時においては、第２冷却水の熱を第１冷却水に効率良く伝えることができる。
【００１４】
上記冷却装置の一例では、前記インタークーラにおける前記第２区画壁は、前記第２冷却水流路と前記空気通路とを隔てている部分を有する。
上記構成によれば、インタークーラの暖機時において、第２冷却水の熱を効率良く第１冷却水に伝えることができることに加えて、第１冷却水を介さずに第２冷却水の熱を空気通路の壁に伝えることができる。したがって、空気通路の壁温が露点を下回っている状態をより早期に解消することができる。
【００１５】
上記冷却装置の一例は、前記インタークーラの前記第２冷却水流路と前記内燃機関用の冷却回路とを接続している通路に設けられている流量調節弁と、前記流量調節弁の開度を制御する制御装置と、を備えている。
【００１６】
上記構成によれば、インタークーラの第２冷却水流路と内燃機関の冷却回路とを接続する通路に流量調節弁が設けられていることによって、内燃機関用の冷却回路から第２冷却水流路へ流入する冷却水の流量を調節することができる。
【００１７】
そのため、内燃機関用の冷却回路から第２冷却水流路へ流入する冷却水の流量を調節し、第１冷却水が第２冷却水によって温められ過ぎてしまうことを抑制することによって、インタークーラの機能が損なわれることを抑制することができる。
【００１８】
また、上記冷却装置の一例では、前記第１冷却水の水温を検出する水温センサをさらに備え、前記制御装置は、前記水温センサで検出した第１冷却水の水温が規定温度以上であるときには、同水温センサで検出した水温が同規定温度未満であるときよりも前記流量調節弁の開度を小さくすることが好ましい。
【００１９】
上記構成によれば、第２冷却水の熱によって第１冷却水の温度がインタークーラ用の冷却回路において許容することのできる温度を超過して過度に上昇する前に、内燃機関用の冷却回路からインタークーラの第２冷却水流路への冷却水の流入量を少なくすることができる。つまり、第１冷却水が過度に温められることを抑制できる。そのため、第１冷却水の温度がインタークーラ用の冷却回路が許容することのできる温度を超過することが抑制され、インタークーラの機能が損なわれることを抑制することができる。
【００２０】
なお、上記冷却装置において、前記第２冷却水の水温を検出する水温センサを備えるように構成し、前記制御装置は、同水温センサで検出した第２冷却水の水温が規定温度以上であるときには、同水温センサで検出した水温が同規定温度未満であるときよりも前記流量調節弁の開度を小さくすることもできる。
【００２１】
上記構成によれば、第２の冷却水の温度が高く、インタークーラの機能が損なわれる虞があるときに、内燃機関用の冷却回路からインタークーラの第２冷却水流路への冷却水の流入量を少なくすることができる。そのため、インタークーラの機能が損なわれることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】冷却装置の一実施形態が搭載される内燃機関を示す模式図。
【図２】同実施形態にかかる冷却装置を示す模式図。
【図３】同実施形態にかかる冷却装置が備えるインタークーラを示す斜視図。
【図４】同実施形態にかかる冷却装置が備えるインタークーラの断面構造を示す図であり、図３における一点鎖線４で囲まれている部分における断面図。
【図５】同実施形態にかかる冷却装置が備えるインタークーラの断面構造を示す図であり、図３における一点鎖線５で囲まれている部分における断面図。
【図６】同実施形態にかかる冷却装置が備えるインタークーラの断面構造を示す図であり、図３における一点鎖線６で囲まれている部分における断面図。
【図７】変更例としての冷却装置が備えるインタークーラを示す図であり、図４に対応する断面図。
【図８】変更例としての冷却装置が備えるインタークーラを示す図であり、図４に対応する断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、冷却装置の一実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。
この冷却装置が搭載される内燃機関４０は、排気タービン式過給機４７を備える。排気タービン式過給機４７は、吸気通路４１に配設されているコンプレッサ４９と、排気通路４３に配設されているタービン４８とを有する。吸気通路４１におけるコンプレッサ４９の下流側には、コンプレッサ４９によって過給された吸気を冷却するインタークーラ１０が設けられている。インタークーラ１０には、吸気通路４１における上流側から吸気が流入し、下流側から吸気が排出される。吸気通路４１におけるインタークーラ１０とシリンダヘッド４５との間には、スロットルバルブ４２が設けられている。スロットルバルブ４２の開度は、内燃機関４０の制御装置であるＥＣＵ６１が制御を行う。また、排気通路４３においてタービン４８の下流側には、排気浄化触媒４４が設けられている。
【００２４】
さらに内燃機関４０は、排気通路４３におけるタービン４８の下流側の排気を吸気通路４１におけるコンプレッサ４９の上流側に還流させる低圧ＥＧＲ機構（ＬＰＬ−ＥＧＲ機構５０）を備えている。ＬＰＬ−ＥＧＲ機構５０は、より詳しくは、排気浄化触媒４４の下流側の排気を吸気通路４１に還流させる。
【００２５】
ＬＰＬ−ＥＧＲ機構５０は、ＥＧＲ通路５１と、ＥＧＲバルブ５２と、ＥＧＲクーラ５３から構成されている。ＥＧＲ通路５１は、排気通路４３における排気浄化触媒４４よりも下流側と、吸気通路４１におけるコンプレッサ４９よりも上流側と、を接続している。ＥＧＲバルブ５２はＥＧＲ通路５１に設けられている。ＥＧＲバルブ５２は、電動アクチュエータによって開度が制御される。ＥＧＲバルブ５２を開弁することによって、ＥＧＲ通路５１を介して排気通路４３から吸気通路４１へ排気が還流される。また、ＥＧＲ通路５１におけるＥＧＲバルブ５２よりも排気通路４３側には、ＥＧＲクーラ５３が設けられている。
【００２６】
図２を用いてインタークーラ１０を有する冷却装置について説明する。
吸気通路４１に配設されるインタークーラ１０は、インタークーラ１０に流入した吸気を冷却するための冷却水の流路として、第１冷却水流路１２と、第２冷却水流路１５とを有している。
【００２７】
第１冷却水流路１２は、インタークーラ用の冷却回路７０を構成するものである。インタークーラ用の冷却回路７０は、冷却水通路７１と、冷却水通路７１上に設けられている第１冷却水流路１２と、冷却水通路７１を流れる第１冷却水を冷却するラジエータ７２と、第１冷却水を送出するポンプ７３とによって構成されている。ポンプ７３を駆動することによって、第１冷却水は第１冷却水流路１２に導入される。第１冷却水流路１２から排出された第１冷却水は、ラジエータ７２に導入される。そして、ラジエータ７２にて冷却された第１冷却水は、再び第１冷却水流路１２に導入される。また、第１冷却水流路１２の下流側の冷却水通路７１には、第１冷却水の水温を検出する水温センサ６４が設けられている。
【００２８】
第２冷却水流路１５は、内燃機関用の冷却回路８０と接続されている。内燃機関用の冷却回路８０とは、例えば内燃機関４０のシリンダブロックに設けられているウォータジャケット４６と接続されて、内燃機関４０を冷却するために冷却水を循環させるように構成されている冷却回路である。こうした内燃機関用の冷却回路８０は、冷却水通路８１と、冷却水通路８１上に設けられているウォータジャケット４６と、冷却水通路８１を流れる第２冷却水を冷却するラジエータ８２と、第２冷却水を送出するポンプ８３とによって構成されている。ポンプ８３を駆動することによって、第２冷却水はウォータジャケット４６に導入される。ウォータジャケット４６から排出された第２冷却水は、ラジエータ８２に導入される。そして、ラジエータ８２にて冷却された第２冷却水は、再びウォータジャケット４６に導入される。
【００２９】
第２冷却水流路１５と内燃機関用の冷却回路８０とは、冷却水の通路である接続流路８６によって接続されている。接続流路８６は、内燃機関用の冷却回路８０において、第２冷却水を昇温させるウォータジャケット４６の下流側であり且つラジエータ８２の上流側に接続されている。また、接続流路８６には電動アクチュエータによって開度が制御される流量調節弁８５が設けられている。流量調節弁８５が開弁しているときには、ポンプ８３の駆動によって第２冷却水流路１５に第２冷却水が導入される。
【００３０】
以上のようにインタークーラ１０には、インタークーラ用の冷却回路７０を流れる第１冷却水が導入される第１冷却水流路１２と、内燃機関用の冷却回路８０を流れる第２冷却水が導入される第２冷却水流路１５とが独立して設けられている。
【００３１】
なお、図１を参照して説明した上記のＥＧＲクーラ５３は、内燃機関用の冷却回路８０における冷却水通路８１から分岐した接続流路を介して内燃機関用の冷却回路８０に接続されており、第２冷却水が導入されている。ＥＧＲクーラ５３に繋がる接続流路は、例えば、インタークーラ１０の第２冷却水流路１５に繋がる接続流路８６と同様に、図２における冷却水通路８１上の、ウォータジャケット４６より下流側でラジエータ８２よりも上流側の部分から分岐している。ＥＧＲクーラ５３は、このように第２冷却水が導入されることで、ＥＧＲ通路５１を介して吸気通路４１に還流される排気であるＥＧＲガスを冷却する。
【００３２】
図１に示すように、ＥＣＵ６１は、電動アクチュエータを駆動することでＥＧＲバルブ５２の開度を調節し、吸気通路４１に還流させるＥＧＲガスの量を調節する。
また、図２に示すように、ＥＣＵ６１には、冷却装置の制御装置を構成する冷却系制御部６２が設けられている。冷却系制御部６２は、電動アクチュエータを駆動して流量調節弁８５の開度を調節する。冷却系制御部６２には、水温センサ６４の検出値が入力されている。ここでは、水温センサ６４によって検出された水温が規定温度以上であるときには、冷却系制御部６２は、水温センサ６４によって検出された水温が規定温度未満であるときよりも流量調節弁８５の開度を小さくする。こうして、第１冷却水流路１２から排出された第１冷却水の温度が高いときには第２冷却水流路１５に流入する第２冷却水の流量が少なくなるように調節する。なお、規定温度としては、インタークーラ１０の機能を損なうことのない温度が設定されている。詳述すると、ラジエータ７２の冷却性能によって第１冷却水の冷却を行い、第１冷却水の温度を、内燃機関４０の燃焼室に導入される空気を適切に冷却することのできる範囲内に維持できる温度が設定されている。
【００３３】
また、冷却系制御部６２は、インタークーラ用の冷却回路７０におけるポンプ７３と内燃機関用の冷却回路８０におけるポンプ８３の駆動制御も行う。
冷却装置は、インタークーラ１０に加えて、上記説明したインタークーラ用の冷却回路７０と、内燃機関用の冷却回路８０と、流量調節弁８５が設けられた接続流路８６と、冷却系制御部６２と、によって構成されている。
【００３４】
次に、図３〜６を参照してインタークーラ１０の構造についてより詳細に説明する。
図３に示すように、インタークーラ１０は、吸気が流入する空気通路１１を有している。空気通路１１の内部には放熱フィンが設けられている。なお図３には、空気通路１１に流入する吸気の流れ方向であり、空気通路１１を流れる空気の流れ方向でもある第１方向を矢印で図示している。
【００３５】
図４に示すように、インタークーラ１０は、頂部２１と、底部２２と、内部プレート２３，２４，２８，３２が積層され、これら各部材がろう付けされることで構成されている。第１冷却水流路１２は、空気通路１１を覆うように空気通路１１の外側に積層されている。第２冷却水流路１５は、第１冷却水流路１２を覆うように第１冷却水流路１２の外側に積層されている。
【００３６】
各内部プレート２３，２４，２８，３２は、板状の横部と、横部の端から垂直に延びる縦部とを備えている。
第１冷却水流路１２の内壁である第１区画壁１８は、内部プレート２４の横部２５と内部プレート２８の横部２９とによって構成されている。第１区画壁１８は、空気通路１１と第１冷却水流路１２とを隔てている。
【００３７】
第２冷却水流路１５の内壁である第２区画壁１９は、内部プレート２３と、内部プレート２４の縦部２６，２７と、内部プレート２８の縦部３０，３１と、内部プレート３２とによって構成されている。第２区画壁１９のうち、内部プレート２３と、内部プレート２４の縦部２６と、内部プレート２８の縦部３１と、内部プレート３２とによって、第１冷却水流路１２と第２冷却水流路１５とが隔てられている。なお、第２区画壁１９のうち、内部プレート２４の縦部２７と、内部プレート２８の縦部３０とによって、第２冷却水流路１５と空気通路１１とが隔てられている。つまり第２区画壁１９は、第２冷却水流路１５と空気通路１１とを隔てている部分を有する。
【００３８】
ここで、第１冷却水流路１２が空気通路１１に積層されている方向を第２方向とすると、インタークーラ１０は、第２方向において空気通路１１と第１冷却水流路１２と第２冷却水流路１５とが順に隣接して配置されている。なお、第２方向は、空気通路１１を流れる空気の流れ方向である第１方向と直交している。さらにインタークーラ１０は、第１方向と第２方向とに共に直交する第３方向において、空気通路１１に第２冷却水流路１５が隣接して配置されている部分を有する。すなわち、空気通路１１は、第３方向においては、第１冷却水流路１２に覆われていない。
【００３９】
また、インタークーラ１０は、図３及び図４に示すように、第２冷却水流路１５に第２冷却水を導入する導入口１６と、第２冷却水流路１５から第２冷却水を排出する排出口１７を備えている。導入口１６と排出口１７は、空気通路１１を流れる空気の流れ方向と直交する方向に並んで配設されている。当該配設方向は、上記第３方向と同一方向である。さらに、インタークーラ１０は、図３及び図５に示すように、第１冷却水流路１２に第１冷却水を導入する導入口１３と、第１冷却水流路１２から第１冷却水を排出する排出口１４を備えている。導入口１３と排出口１４は、空気通路１１を流れる空気の流れ方向と直交する方向に並んで配設されている。当該配設方向は、上記第３方向と同一方向である。なお、導入口１３から導入された第１冷却水は、図５に示すように、内部プレート２３、内部プレート２４、内部プレート２８の横部を貫通するようにそれぞれ設けられている孔を通過して第１冷却水流路１２内を流れる。
【００４０】
図６に示すように、第２冷却水流路１５は、第１冷却水流路１２を、空気通路１１における空気の流れ方向の全体に亘って覆うように設けられている。すなわち、空気通路１１における空気の流れ方向の全体に亘って、第１冷却水流路１２と第２冷却水流路１５とが隣接して配置されている。なお、インタークーラ１０は、空気の流れ方向上流側の端部に前部３３が設けられており、前部３３は、頂部２１と底部２２と内部プレート２３，２４，２８，３２と係合している。インタークーラ１０の下流側の端部には後部３４が設けられており、後部３４は、頂部２１と底部２２と内部プレート２３，２４，２８，３２と係合している。
【００４１】
なお、インタークーラ１０の第１区画壁１８には、空気通路１１の壁温を検出する温度センサが設けられており、図１に示すように、空気通路１１の壁温を検出する温度センサ６３の検出値がＥＣＵ６１に入力される。
【００４２】
そして、ＥＣＵ６１は、次の処理を所定周期毎に繰り返し実行する。温度センサ６３によって検出される温度が所定のＥＧＲ許可温度以上であるとき、ＥＧＲ許可フラグをオンにする。一方、温度センサ６３によって検出される温度がＥＧＲ許可温度よりも低いときには、ＥＧＲ許可フラグをオフにする。ＥＧＲ許可温度とは、温度センサ６３によって検出される温度が当該ＥＧＲ許可温度以上であれば、インタークーラ１０の空気通路１１内部に凝縮水が生じにくい温度であり、例えば露点温度を採用することができる。
【００４３】
さらにＥＣＵ６１は、内燃機関４０の運転状態に基づいたＥＧＲガスの導入要求があるときに、次の処理を実行する。ＥＧＲ許可フラグがオンであるか否かを判定し、ＥＧＲ許可フラグがオンの場合、ＥＧＲバルブ５２を開弁してＥＧＲガスを吸気通路４１に導入する。一方、ＥＧＲ許可フラグがオフの場合、ＥＧＲガスの導入要求があるときであっても、ＥＧＲバルブ５２を開弁せずにこの処理を終了する。
【００４４】
次に本実施形態にかかる冷却装置の作用とともに、その効果について説明する。
インタークーラ１０を有する冷却装置では、内燃機関４０のウォータジャケット４６を通過して温められた第２冷却水が、インタークーラ１０の第２冷却水流路１５に導入される。これによって、インタークーラ１０の暖機時においては、第２冷却水流路１５を流れる第２冷却水と第１冷却水流路１２を流れる第１冷却水との熱交換によって、第１冷却水の温度を上昇させることができる。
【００４５】
さらに、インタークーラ１０は、第２冷却水流路１５が第１冷却水流路１２を覆っている。そのため、第１冷却水流路１２と第２冷却水流路１５とをインタークーラ１０内での空気の流れ方向において上流側と下流側とに並べて配設し、一部分で隣接させた構成と比較して、広範囲で熱交換を行うことができる。つまり、第２冷却水の熱を第１冷却水に効率良く伝えることができ、第１冷却水の温度をより速やかに上昇させることができる。
【００４６】
さらに、第１冷却水流路１２と第２冷却水流路１５とが第２区画壁１９によって隔てられていることによって、第１冷却水流路１２と第２冷却水流路１５との間に空気層が介在するような構成と比較して、第２冷却水の熱を第１冷却水に効率良く伝えることができる。
【００４７】
さらに、第２冷却水流路１５が第１冷却水流路１２を空気の流れ方向全体に亘って覆っているため、第１冷却水流路について空気の流れ方向の一部分を第２冷却水流路が覆っている場合と比較して、広範囲で熱交換を行うことができる。したがって、インタークーラ１０の暖機時においては、第２冷却水の熱を第１冷却水に効率良く伝えることができる。
【００４８】
さらに、インタークーラ１０は、第２区画壁１９のうち、内部プレート２４の縦部２７と、内部プレート２８の縦部３０とによって、第２冷却水流路１５と空気通路１１とが隔てられている。これによって、インタークーラ１０の暖機時において、上記のように第２冷却水の熱を効率良く第１冷却水に伝えることができることに加えて、第１冷却水を介さずに第２冷却水の熱を空気通路１１の壁に伝えることができる。したがって、空気通路１１の壁温が露点を下回っている状態をより早期に解消することができる。
【００４９】
このように、インタークーラ１０を有する冷却装置では、インタークーラ１０の暖機時において、第１冷却水の温度を早期に上昇させることができるから、第１冷却水流路１２に覆われた空気通路１１の壁温が露点を下回っている状態を早期に解消することができる。ひいては、空気通路１１内部での凝縮水の発生を抑制することができる。
【００５０】
また、インタークーラ１０の第２冷却水流路１５と内燃機関の冷却回路８０とを接続する接続流路８６に流量調節弁８５が設けられているため、内燃機関用の冷却回路８０から第２冷却水流路１５へ流入する第２冷却水の流量を調節することができる。これによって、第１冷却水が第２冷却水によって温められ過ぎてしまうことを抑制することができ、インタークーラ１０の機能が損なわれることを抑制することができる。
【００５１】
さらに、水温センサ６４によって検出される第１冷却水の温度が規定温度以上であるときには、第１冷却水の温度が規定温度未満であるときよりも流量調節弁８５の開度が小さくされる。これによって、第２冷却水の熱によって第１冷却水の温度がインタークーラ用の冷却回路７０において許容することのできる温度を超過して過度に上昇する前に、内燃機関用の冷却回路８０からインタークーラ１０の第２冷却水流路１５への第２冷却水の流入量を少なくすることができる。つまり、第１冷却水が過度に温められることを抑制できる。そのため、第１冷却水の温度がインタークーラ用の冷却回路７０が許容することのできる温度を超過することが抑制され、インタークーラ１０の機能が損なわれることを抑制することができる。
【００５２】
なお、ＬＰＬ−ＥＧＲ機構５０によって還流されるＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラ５３によって冷却されて吸気通路４１に導入される。吸気通路４１内において、ＥＧＲクーラ５３によって冷却されたＥＧＲガスと合流した吸気は温度が低下するため、ＬＰＬ−ＥＧＲ機構５０を備える内燃機関４０では吸気通路４１内に凝縮水が生じやすい。特に、ＥＧＲガスが合流した吸気がインタークーラ１０に流入すると、空気通路１１の内部に凝縮水が生じる可能性が高くなる。
【００５３】
そのため、内燃機関４０では、インタークーラ１０の空気通路１１の壁温がＥＧＲ許可温度以上であることを条件にＥＧＲガスを導入するようにして空気通路１１内部での凝縮水の発生を抑制するようにしている。
【００５４】
こうした構成を採用している場合には、インタークーラ１０の空気通路１１の壁温がＥＧＲ許可温度以上になるまでは、ＥＧＲガスを導入することができないため、インタークーラ１０の暖機を早期に完了させることが特に望まれる。
【００５５】
この点、内燃機関４０は、空気通路１１の壁温を早期に上昇させることができ、インタークーラ１０の暖機を早期に完了させることができる冷却装置を備えている。したがって、インタークーラ１０の暖機を速やかに完了させて、早期にＥＧＲガスの導入を開始することができる。
【００５６】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・ＬＰＬ−ＥＧＲ機構を備えていない内燃機関であっても、インタークーラに流入した空気が通過する空気通路の壁温が露点を下回っていると、空気に含まれる水分に由来する凝縮水が生じる虞がある。そのため、ＬＰＬ−ＥＧＲ機構を備えていない内燃機関に対して上記実施形態のような冷却装置を適用してもよい。
【００５７】
・水温センサ６４によって検出された水温が規定温度以上であるときに、流量調節弁８５を閉弁してもよい。
・水温センサ６４で検出した水温が規定温度以上であるときに、規定温度未満であるときよりも流量調節弁８５の開度を小さくすることができる構成であれば、具体的な流量調節弁８５の制御態様は適宜変更してもよい。例えば、水温センサ６４で検出した水温が高くなるのにしたがって流量調節弁８５の開度が徐々に小さくなるように流量調節弁８５を制御することができる。また、水温センサ６４で検出した水温が規定温度以上の場合に所定の開度を保つように制御してもよいし、水温センサ６４で検出した水温が規定温度以上の場合に、規定温度未満の場合の開度よりも小さい所定の開度を保つようにしてもよい。また、開度の制御を水温センサ６４で検出した水温に応じて段階的に変更するようにし、検出した水温が高くなるのにしたがって開度を段階的に小さくすることもできる。
【００５８】
・第１冷却水の水温を検出する水温センサ６４を第１冷却水流路１２の下流側に設けたが、第１冷却水流路１２の上流側に水温センサ６４を設けてもよい。また、水温センサ６４は、第１冷却水流路１２の内部に設けてもよい。水温センサ６４を設ける位置と第１冷却水の温度との関係から、インタークーラ用の冷却回路７０が機能しているか否かを判断して流量調節弁８５の開度を変更し、第２冷却水流路１５への第２冷却水の導入量を調節することができる。
【００５９】
・第２冷却水の水温に基づいて第２冷却水の導入量を調節してもよい。この場合には、第２冷却水の水温を検出する水温センサを設けるとよい。こうした構成によれば、第２の冷却水の温度が高く、インタークーラ１０の機能が損なわれる虞があるときに、内燃機関用の冷却回路８０からインタークーラ１０の第２冷却水流路１５への第２冷却水の流入量を少なくすることができる。そのため、インタークーラ１０の機能が損なわれることを抑制することができる。なお、第２冷却水の水温を検出する水温センサは、第２冷却水流路１５の上流側、下流側、内部のいずれに設けてもよい。
【００６０】
・上記実施形態では、流量調節弁８５の開度を変更することによって第２冷却水流路１５への第２冷却水の導入量を調節するように構成している。こうした流量調節弁８５によらず当該導入量を調節することもできる。例えば、ポンプ８３の回転数の制御や、ポンプ８３を間欠駆動することによって当該導入量を調節してもよい。
【００６１】
・図７に示すようなインタークーラ９１を、冷却装置が備えるインタークーラとして採用することもできる。インタークーラ９１は、空気通路９２の外側に空気通路９２を覆うように第１冷却水流路９３が設けられているとともに、第１冷却水流路９３の外側に第１冷却水流路９３を覆うように第２冷却水流路９４が設けられている。そして、第１冷却水流路９３の内壁をなしている第１区画壁９５が空気通路９２と第１冷却水流路９３とを隔てているとともに、第２冷却水流路９４の内壁をなしている第２区画壁９６が第１冷却水流路９３と第２冷却水流路９４とを隔てている。当該インタークーラ９１のように、第２区画壁９６が第２冷却水流路９４と空気通路９２とを区画する部分を有していなくても、第１区画壁９５が第２冷却水流路９４と第１冷却水流路９３とを区画するものであれば、上記実施形態と同様に、第２冷却水の熱によって第１冷却水の温度を早期に上昇させることができる。
【００６２】
・図８に示すような複数の空気通路１１を有するインタークーラ１１０を、冷却装置が備えるインタークーラとして採用することもできる。インタークーラ１１０は、三つの空気通路１１を有している。図８に示すように、空気通路１１のそれぞれが第１冷却水流路１２と第２冷却水流路１５とによって覆われ、空気通路１１と第１冷却水流路１２と第２冷却水流路１５とが順に隣接して配置されていれば、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。なお、インタークーラ１１０は、図４に示すインタークーラ１０と同様に、プレートを積層して構成することができる。
【００６３】
・第２冷却水から第１冷却水への熱の伝達を効率良く行うことができるのであれば、空気通路１１を流れる空気の流れ方向において、必ずしも全体に亘って第２冷却水流路１５が第１冷却水流路１２を覆うように設けられていなくてもよい。つまり、空気通路１１を流れる空気の流れ方向において、第１冷却水流路１２の一部分が第２冷却水流路１５に覆われていない構成を採用してもよい。
【００６４】
・上記実施形態では、第１冷却水流路１２の内壁をなす第１区画壁１８が、内部プレート２４の横部２５と内部プレート２８の横部２９とによって構成されている。つまり、一枚の板である横部２５と、同じく一枚の板である横部２９とが、第１冷却水流路１２と空気通路１１とを隔てている。こうした第１区画壁１８は、第１冷却水からの熱の伝達によって空気通路１１の壁温上昇を効率よく行うことができるのであれば、一枚の板からなる単層構造に限られるものではない。例えば、複数の板を第２方向に重ねて構成される二層の壁部が第１区画壁１８をなしていてもよい。二層からなる第１区画壁１８は、内部プレート２４の横部２５に加えて厚みの薄い板を横部２５と重ねて設けることによって構成することができる。同様に、内部プレート２８の横部２９に加えて厚みの薄い板を横部２９と重ねて設けることによって二層からなる第１区画壁１８を構成することができる。
【００６５】
また、第１冷却水からの熱の伝達を効率良く行うことができるのであれば、複数の板を第２方向に重ねて構成される三層以上の壁部が第１区画壁１８をなしていてもよい。
なお、二層以上からなる第１区画壁１８を採用する場合には、重ねて設ける複数の板の間には間隙がないようにすることが好ましい。
【００６６】
・第２区画壁１９が、複数の板を重ねて構成される二層の壁部によって構成されていてもよい。例えば、内部プレート２３と、内部プレート２４の縦部２６，２７と、内部プレート２８の縦部３０，３１と、内部プレート３２と、に加えて当該各部に厚みの薄い板を重ねることで、二層からなる第２区画壁１９を構成することができる。複数の板の間には間隙がないようにすることが好ましい。第２区画壁１９が二層からなるものであっても、第１冷却水流路１２と第２冷却水流路１５との間に空気層が介在しないように第１冷却水流路１２と第２冷却水流路１５とが隔てられていれば、上記実施形態と同様に第２冷却水の熱を第１冷却水に効率良く伝えることができる。第２冷却水流路１５と空気通路１１との間に空気層が介在しないように、第２区画壁１９によって第２冷却水流路１５と空気通路１１とが隔てられていれば、第２冷却水の熱を空気通路１１の壁に効率よく伝えることができる。
【００６７】
また、第２冷却水からの熱の伝達を効率良く行うことができるのであれば、複数の板を重ねて構成される三層以上の壁部が第２区画壁１９をなしていてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１０…インタークーラ、１１…空気通路、１２…第１冷却水流路、１５…第２冷却水流路、１８…第１区画壁、１９…第２区画壁、４０…内燃機関、４１…吸気通路、４３…排気通路、４５…シリンダヘッド、４６…ウォータジャケット、４７…排気タービン式過給機、５０…ＬＰＬ−ＥＧＲ機構、５２…ＥＧＲバルブ、５３…ＥＧＲクーラ、６１…ＥＣＵ、６２…冷却系制御部、６３…温度センサ、６４…水温センサ、７０…インタークーラ用の冷却回路、７１…冷却水通路、７２…ラジエータ、７３…ポンプ、８０…内燃機関用の冷却回路、８１…冷却水通路、８２…ラジエータ、８３…ポンプ、８５…流量調節弁、８６…接続流路、９１…インタークーラ、９２…空気通路、９３…第１冷却水流路、９４…第２冷却水流路、９５…第１区画壁、９６…第２区画壁、１１０…インタークーラ。
【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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