JP2009030547A - エンジンの過給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動過給機のモータ部及びその制御部を十分に冷却することができ、振動に起因する制御部の耐久性の低下を防止することができるエンジンの過給装置を提供する。
【解決手段】エンジンＣＥは、排気ターボ式過給機１５と、加圧により温度が上昇した吸入空気を冷却するインタークーラ１６と、電動過給機１７とを備えている。電動過給機１７は、コンプレッサ部と、コンプレッサ部を駆動するモータ部と、バッテリからモータ部に供給される電力を昇圧する電圧制御部とを有する。インタークーラ１６は、エンジンルーム４０内において弾性体からなる上側マウント及び下側マウントを介して車体側に取り付けられている。電動過給機１７は、吸入空気出口部付近においてインタークーラ１６のインタークーラコア内に配設され、インタークーラコア内で冷却された吸入空気によって冷却される。
【選択図】図１

Description

本発明は、インタークーラに電動過給機が配設されているエンジンの過給装置に関するものである。

オルタネータないしはバッテリ等の電源から供給される電力を動力源とする、車両のエンジン用の電動過給機は広く知られている（例えば、特許文献１参照）。電動過給機は、機械式過給機や排気ターボ式過給機などとは異なり、エンジン回転数にかかわりなく良好なレスポンスで所望の過給を行うことができるので、低回転領域で有効に出力トルクを高めることができるといった利点がある。このため、電動過給機を設けることにより、例えば、低回転領域での出力トルクを確保しつつ、エンジンないしはその排気量のダウンサイジングを図ることができ、ひいては燃費性能を高めることができる。

そして、電動過給機は、通常、エンジンルーム内に配置され、吸気通路内を流れている吸入空気を加圧する回転式のコンプレッサ部と、コンプレッサ部を回転駆動するモータ部と、モータ部の動作を制御する制御部とを備えている。
特表２００４−５０５２０１号公報（段落［００１１］、図１）

ところで、電動過給機を構成するコンプレッサ部、モータ部あるいは制御部ではかなりの熱が発生するが、モータ部又は制御部に搭載されている電気部品ないしは電子部品は比較的熱に弱いので、発生した熱を迅速に外部に放出し、モータ部及び制御部を冷却する必要がある。しかしながら、エンジンルーム内は、エンジンから放出される熱のためかなり高温になっているので、従来の電動過給機ではモータ部及び制御部を十分に冷却することは困難であるといった問題がある。また、車両の走行時には、車体にかなりの振動が発生するが、電動過給機の制御部は比較的振動に弱いので、制御部の耐久性が低下するといった問題もある。

本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであって、電動過給機のモータ部及び制御部を十分に冷却することができ、さらには車体の振動に起因する制御部の耐久性の低下を有効に防止することができるエンジンの過給装置を提供することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決するためになされた本発明に係るエンジンの過給装置は、電動過給機とインタークーラとを備えている。電動過給機は、コンプレッサ部と、コンプレッサ部を駆動するモータ部と、電源からモータ部に供給される電力を昇圧する昇圧回路部（電圧制御部）とを有する。インタークーラは、エンジンルーム内において弾性体を介して車体側に取り付けられ（支持され）、吸入空気（エンジンに吸入される燃料燃焼用の空気）を冷却する。そして、コンプレッサ部と、モータ部及び昇圧回路部のうちの少なくとも一方とは、インタークーラ（例えば、吸入空気の流路内）に配設されている。

本発明に係るエンジンの過給装置においては、コンプレッサ部及びモータ部は、インタークーラの吸入空気出口部付近に配設されているのが好ましい。

また、本発明に係るエンジンの過給装置において、インタークーラが、エンジンルーム内の車体前方側の位置において、ラジエータ及び電動ファンと車体前後方向に直列となるように配置されている場合は、電動過給機の作動時、又は、電動過給機の温度もしくは該温度に関連（対応）する温度が設定値以上である時に、電動ファンを作動させる電動ファン制御手段を備えているのが好ましい。

ここで、電動ファンが、それぞれ車体幅方向の一方の側と他方の側とに位置するように並列に配置されたメインファンとサブファンとを有する場合は、モータ部と昇圧回路部とが、車体前後方向にみて、サブファンの前方に配置され、電動ファン制御手段が電動過給機の作動時、又は、電動過給機の温度若しくは該温度に関連する温度が設定値以上である時にサブファンを作動させるようになっているのが好ましい。

本発明に係るエンジンの過給装置においては、電動過給機のコンプレッサ部と、モータ部及び昇圧回路部のうちの少なくとも一方とがインタークーラに配設されているので、モータ部又は昇圧回路部で発生した熱は低温のインタークーラに迅速に放出され、モータ部及び昇圧回路部は十分に冷却され、その信頼性が高められる。また、インタークーラは弾性体を介して車体側に取り付けられているので、車体の振動がインタークーラに伝達されるのが抑制ないしは防止される。そして、電動過給機はインタークーラに配設されているので、車体の振動に起因する電動過給機の振動を抑制ないしは防止することができ、電動過給機（とくに昇圧回路）の耐久性の低下を有効に抑制ないしは防止することができる。

本発明に係るエンジンの過給装置において、コンプレッサ部及びモータ部がインタークーラの吸入空気出口部付近に配設されている場合は、インタークーラで冷却された空気により、モータ部及び昇圧回路部をより効果的に冷却することができる。

本発明に係るエンジンの過給装置において、インタークーラがラジエータ及び電動ファンと車体前後方向に直列となるように配置され、電動ファン制御装置が電動過給機の作動時等に電動ファンを作動させるようになっている場合は、電動ファンによりモータ部及び昇圧回路部の冷却を促進することができる。

また、電動ファンがメインファンとサブファンとを有し、電動ファン制御装置が電動過給機の状態に応じてサブファンを作動させるようになっている場合は、サブファンの電力消費量が小さいので、電力消費を抑制しつつ電動過給機のモータ部及び昇圧回路部の冷却を促進することができる。

以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施の形態１〜３を具体的に説明する。実施の形態１はインタークーラがエンジンルームの前端部近傍に配置された火花点火式エンジン用の過給装置に係るものであり、実施の形態２はインタークーラがエンジンルームの前端部に配置されたディーゼルエンジン用の過給装置に係るものであり、実施の形態３はインタークーラがエンジンルームの上部に配置された火花点火式エンジン用の過給装置に係るものである。なお、実施の形態１〜３に係る各図面において、構造ないしは機能が共通ないしは対応する構成要素には、それぞれ同一の参照番号が付されている。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１を説明する。まず、実施の形態１に係る過給装置を備えた火花点火式のエンジン（例えば、ガソリンエンジン）のシステム構成を説明する。
図１に示すように、ガソリン等を燃料とする火花点火式の多気筒エンジンＣＥの各気筒（１つの気筒のみ図示）においては、吸気弁１が開かれたときに、吸気ポート２から燃焼室３内に混合気が吸入される。そして、燃焼室３内の混合気はピストン４によって圧縮され、所定のタイミングで点火プラグ５により点火されて燃焼する。燃焼によって生じたガスすなわち排気ガスは、排気弁６が開かれたときに排気ポート７に排出される。

これらの一連の動作が繰り返され、ピストン４はシリンダ８内で往復運動を繰り返す。このピストン４の往復運動は、コンロッド９等を備えたリンク機構により、クランクシャフト１０の回転運動（トルク）に変換される。このクランクシャフト１０の回転運動は、エンジン出力として取り出され、車両を駆動する。なお、エンジンＣＥは、始動時には、完爆に至るまでエンジンスタータ１１によって駆動（クランキング）される。

エンジンＣＥの各気筒の燃焼室３に燃料燃焼用の空気（吸入空気）を供給する吸気システムには、全気筒に共通な単一の共通吸気通路１２が設けられている。共通吸気通路１２の先端（上流端）は大気に開放され、その先端部近傍に、吸入空気中のダスト等を除去するエアクリーナ１３（図２参照）が設けられている。

さらに、共通吸気通路１２には、吸入空気の流れ方向にみて上流側から順に、吸入空気量を検出するエアフローセンサ１４（図２参照）と、吸入空気を加圧する排気ターボ式過給機１５のコンプレッサ１５ａ（ポンプ）と、加圧により温度が上昇した吸入空気を冷却する空冷式のインタークーラ１６と、インタークーラ１６内に配置され吸入空気を加圧する電動過給機１７と、アクセルペダル（図示せず）の踏み込み量に応じて共通吸気通路１２内の吸入空気の流れを絞るスロットル弁１８とが設けられている。なお、スロットル弁１８は、アクセル開度に応じて駆動モータ（図示せず）によって開閉駆動されるいわゆるエレキスロットル弁である。そして、共通吸気通路１２の下流端は、吸入空気の脈動を減衰させてその流れを安定させるサージタンク１９に接続されている。

サージタンク１９には、各気筒の燃焼室３に個別に吸入空気を供給する独立吸気通路２０が接続され、その下流端は、対応する気筒の吸気ポート２に接続されている。そして、各独立吸気通路２０には、それぞれ、独立吸気通路２０内ないしは吸気ポート２内に燃料（例えば、ガソリン）を噴射して混合気を生成する燃料噴射弁２１が、その噴射口が下流側を向くように配設されている。このエンジンＣＥは燃料を独立吸気通路２０内ないしは吸気ポート２内に噴射するポート噴射式エンジンであるが、燃焼室３内に燃料を直接噴射する直噴式エンジンであってもよい。また、排気ターボ式過給機１５に代えて、電動過給機以外の任意の過給機、例えば機械式過給機（スーパーチャージャ）を設けてもよい。なお、排気ターボ式過給機１５ないしはこれに代わる過給機を設けない場合でも、インタークーラ１６を設ける限り、本発明の適用範囲内である。

また、エンジンＣＥには、各燃焼室３から排出された排気ガスを大気中に排出する排気システムが設けられ、この排気システムには、単一の共通排気通路２３が設けられている。ただし、排気ガスの流れ方向にみて、その上流端近傍部は気筒毎に分岐して、対応する気筒の排気ポート７に接続されている。そして、共通排気通路２３には、排気ガスの流れ方向にみて、上流側から順に、排気ガスによって駆動される排気ターボ式過給機１５のタービン１５ｂと、排気ガスを浄化するための三元触媒を用いた排気ガス浄化装置２４とが介設されている。

さらに、エンジンＣＥには、混合気の燃焼によるＮＯｘ発生量を低減することを主な目的として、共通排気通路２３内の排気ガスの一部を、ＥＧＲガスとして吸気システムに還流させるＥＧＲ装置２７が設けられている。このＥＧＲ装置２７には、ＥＧＲガス流路となるＥＧＲ通路３１が設けられている。ここで、ＥＧＲ通路３１の上流端（ＥＧＲガスの流れ方向にみて）は、タービン１５ｂより上流側（排気ガスの流れ方向にみて）の部位で共通排気通路２３に接続されている。他方、ＥＧＲ通路３１の下流端はサージタンク１９に接続されている。そして、ＥＧＲ通路３１には、ＥＧＲガスの流れ方向にみて上流側から順に、ＥＧＲガスを冷却する水冷式のＥＧＲクーラ３２と、ＥＧＲガス量を制御するＥＧＲ制御弁３３とが設けられている。

さらに、エンジンＣＥには、コンピュータを備えたコントロールユニット３５が設けられている。このコントロールユニット３５は、本明細書の課題を解決するための手段の欄に記載された「電動ファン制御手段」を含むエンジンＣＥの総合的な制御装置であって、エンジンＣＥやこれに関連する種々の装置の各種制御を行うようになっている。コントロールユニット３５には、エアフローセンサ１４によって検出される吸入空気量、クランク角センサ３６によって検出されるクランク角（エンジン回転数）、エンジン水温センサ３７によって検出されるエンジン水温、車速センサ３８によって検出される車速、冷媒圧センサ３９によって検出されるエアコン（図示せず）の冷媒圧、過給機温度センサ４０によって検出される電動過給機１７の温度等が制御情報として入力される。

次に、図２を参照しつつ、エンジンルーム内におけるエンジンＣＥ、排気ターボ式過給機１５、電動過給機１７等の配置構造を説明する。なお、以下では便宜的に、図２中において、車両の前側及び後側を、それぞれ「前」及び「後」ということにする。また、車両の前方に向かって車両の左側及び右側を、それぞれ「左」及び「右」ということにする。

図２に示すように、車両のエンジンルーム４０内には、エンジンＣＥが横置き搭載されている。すなわち、エンジンＣＥは、クランクシャフト１０（図１参照）が左右方向に伸びるように配置されている。そして、水冷式のＥＧＲクーラ３２は、エンジン本体部４１（シリンダヘッド及びシリンダブロックによって覆われた部分）の左端部のやや左側に配置され、エンジン本体部４１の右端部近傍に配設されたウォータポンプ４２から冷却水が供給されるようになっている。また、共通吸気通路１２の上流端は、エンジンルーム４０の左側の壁面から左方に開口している。排気ターボ式過給機１５（コンプレッサ１５ａ及びタービン１５ｂ）はエンジン本体部４１の後方に配置されている。なお、エンジン本体部４１の左方には、バッテリ４３とヒューズボックス４４とが配置されている。

エンジンルーム４０内において、その前端部近傍には、前側から後側に向かって順に、エアコン（図示せず）のコンデンサ４６と、インタークーラ１６と、エンジン冷却水を冷却するラジエータ４７とが、互いに適度に離間しつつそれぞれの広がり面が互いに平行となるようにして、直列に配置されている。そして、ラジエータ４７のやや後方において、左側の部位には、主としてラジエータ４７を冷却するための、消費電力が比較的大きい電動式のメインファン４８が配設されている。他方、右側の部位には、主としてコンデンサ４６を冷却しさらには電動過給機１７を冷却するための、消費電力が比較的小さい電動式のサブファン４９が配設されている。すなわち、メインファン４８とサブファン４９とは、車両の前方（前進方向）に向かって、左右に並列に配置されている。前記のとおり、インタークーラ１６内の吸入空気が流れる流路には電動過給機１７が配設されているが、電動過給機１７（とくに、モータ部及び電圧制御部）の配設位置は、サブファン４９と対応する位置、すなわちサブファン４９の前方である。

図３に示すように、電動過給機１７は、吸入口５１から矢印Ａ１で示す方向に吸入した吸入空気を加圧して、吐出口５２から矢印Ａ２で示す方向に吐出する回転式のコンプレッサ部５３と、コンプレッサ部５３と一体形成され該コンプレッサ部５３を回転駆動する電動式のモータ部５４とを備えている。モータ部５４には、その放熱を促進するためのモータ部冷却フィン５５が設けられている。

さらに、電動過給機１７は、コンプレッサ部５３及びモータ部５４とは別体の電圧制御部５６（昇圧回路部）を備えている。電圧制御部５６は、バッテリ４３からモータ部５４に供給される電力を昇圧する。すなわち、バッテリ４３の出力電圧はほぼ１２Ｖであるが、モータ部５４を１２Ｖで駆動するのは非効率であるので、この電動過給機１７では、バッテリ４３の１２Ｖの出力電圧を電圧制御部５６で２４Ｖに昇圧することにより電流値を増幅させて効率を高めるようにしている。このため、電動過給機１７の運転時には電圧制御部５６でかなりの量の熱が発生することになる。なお、電圧制御部５６をモータ部５４と一体形成してもよい。

図４に示すように、空冷式のインタークーラ１６は、その内部を吸入空気が流れるインタークーラコア５８と、インタークーラコア５８に接合された放熱用のインタークーラフィン５９とを備えている。そして、排気ターボ式過給機１５のコンプレッサ１５ａにより加圧されて温度が上昇した吸入空気は、インタークーラ１６より上流側の共通吸気通路１２から、矢印Ｂ１で示すように、吸入空気入口部６０を経由してインタークーラコア５８内に流入する。そして、この吸入空気は、インタークーラコア５８内を流通して十分に冷却された後、吸入空気出口部６１を経由して、矢印Ｂ２で示すように、下流側の共通吸気通路１２に流出する。

その際、インタークーラフィン５９は、その表面積が非常に大きいので、吸入空気ないしはインタークーラコア５８が保有している熱の外部への移動（放熱）を促進する。以下では便宜的に、図４において、水平方向（図４中では左右方向）にみて吸入空気出口部６１が位置する側（図４中の位置関係では右側）を「右」といい、吸入空気入口部６０が位置する側（図４中の位置関係では左側）を「左」という。なお、図４中において便宜的に用いている「左」及び「右」は、それぞれ、図２中において便宜的に用いている「左」及び「右」と一致する。

インタークーラ１６の下端近傍部、すなわち吸入空気出口部６１付近において、インタークーラコア５８内には、電動過給機１７を収容するための電動過給機収容部６３（以下、略して「収容部６３」という。）が設けられている。収容部６３は、左側に位置する高さが低い左側空間部６３ａと、右側に位置する高さが高い（約２倍）右側空間部６３ｂとで構成されている。そして、電動過給機１７は、コンプレッサ部５３ないしはモータ部５４の回転軸が左右方向に伸びるようにして、かつ、コンプレッサ部５３が右側に位置しモータ部５４が左側に位置するようにして、右側空間部６３ｂの下半部に配置されている。電圧制御部５６は、モータ部５４の左方において、左側空間部６３ａ内に配置されている。なお、左側空間部６３ａと右側空間部６３ｂとの境界部には、吸入空気の逆流を防止するワンウェイバルブ６４が設けられている。

このように、電動過給機１７は、吸入空気出口部６１の近傍のコア内空間部６３に配置されているので、インタークーラ１６によって十分に冷却された吸入空気の流れと接触する。したがって、モータ部１７又は電圧制御部５６で発生した熱は、冷却された吸入空気の流れによって除去される。また、電動過給機１７は低温のインタークーラコア５８と当接しているので、モータ部１７又は電圧制御部５６で発生した熱は、伝導伝熱により低温のインタークーラコア５８に移動する。このため、電動過給機１７は効果的に冷却され、その信頼性が高められる。

前記のとおり、電圧制御部５６は、高さが低い左側空間部６３ａにほぼその全高にわたって配置されているので、電圧制御部５６のすぐ上には、低温のインタークーラフィン５９が存在する。したがって、電圧制御部５６の放熱面をインタークーラフィン５９側（すなわち、上側）に配置すれば、放熱面の熱がインタークーラフィン５９に容易に伝達ないしは放出されるので、電圧制御部５６をより効果的に冷却することができる。なお、電圧制御部５６の形状をインタークーラコア５８の形状と合致ないしは対応するように設定し、電圧制御部５６とインタークーラコア５８との接触面積を可及的に大きくすれば、電圧制御部５６をさらに効果的に冷却することができる。

図５〜図７に示すように、インタークーラ１６の上端部は、弾性体（例えば、ゴム、軟性の合成樹脂、ばね等）からなる上側マウント部材６６を介して（挟んで）、車体に固定されないしは車体の一部をなすシュラウドアッパ６７によって弾性的に支持されている。他方、インタークーラ１６の下端部は、弾性体（例えば、ゴム、軟性の合成樹脂、ばね等）からなる下側マウント部材６８を介して、車体に固定されないしは車体の一部をなすシュラウドロア６９によって弾性的に支持されている。なお、詳しくは図示していないが、コンデンサ４６及びラジエータ４７も、同様に、上側マウント部材６６及び下側マウント部材６８を介して、シュラウドアッパ６７及びシュラウドロア６９によって弾性的に支持されている。

このように、インタークーラ１６は、弾性体からなる上側マウント部材６６及び下側マウント部材６８を介して車体側に取り付けられているので、車体の振動がインタークーラ１６に伝達されるのが抑制ないしは防止される。このため、インタークーラ１６には振動はほとんど生じない。そして、前記のとおり電動過給機１７はインタークーラ１６内に配設されているので、電動過給機１７にも振動はほとんど生じない。このため、振動に起因する電動過給機１７（とくに電圧制御部５６）の耐久性の低下を有効に抑制ないしは防止することができる。

前記のとおり、インタークーラ１６とエアコンのコンデンサ４６とラジエータ４７とは、メインファン４８及びサブファン４９によって、エンジンＣＥないしは車両の運転状態に応じて強制的に通風され、その冷却が促進されるようになっているが、メインファン４８及びサブファン４９の動作はコントロールユニット３５によって制御される。そこで、以下では、図８に示すフローチャートに従って、コントロールユニット３５による電動過給機１７の動作と連動したメインファン４８及びサブファン４９の制御（以下「電動ファン制御」という。）の制御手法を具体的に説明する。

なお、前記のとおり、コントロールユニット３５は、種々の制御情報に基づいて、エンジンＣＥないしはこれに関連する種々の装置の各種制御（例えば、燃料噴射制御、点火時期制御等）を行うようになっているが、エンジンＣＥ等の一般的な制御は当業者にはよく知られており、また本願発明の要旨とするところでもないので、その説明は省略する。

図８に示すように、この電動ファン制御においては、制御が開始されると（スタート）、まずステップＳ１で、各種制御信号、例えば吸入空気量、クランク角（エンジン回転数）、エンジン水温、車速、エアコンの冷媒圧（冷媒の圧力）、電動過給機１７の温度等が制御情報として読み込まれる。

次に、ステップＳ２で、エンジン水温が所定の設定値αを超えているか否かが判定される。なお、設定値αは、例えばエンジンＣＥにとって最も適切なエンジン水温（例えば１００℃）に設定される。ここで、エンジン水温が設定値αを超えていれば（ＹＥＳ）、ステップＳ３で、メインファン４８がオンされる。これにより、エンジン冷却水の冷却が促進され、エンジン水温の過上昇が防止される。なお、すでにメインファン４８がオンされている場合は、オン状態が維持されるだけでえある。他方、エンジン水温が設定値α以下であれば（ＮＯ）、ことさらエンジン冷却水の冷却を促進する必要はないので、ステップＳ４でメインファン４８がオフされる。なお、すでにメインファン４８がオフされている場合は、オフ状態が維持されるだけである。

前記のとおり、この電動ファン制御では、エンジン水温が設定値αを超えているか否かによりメインファン４８をオン・オフするようにしている（オン・オフ制御）。しかしながら、メインファン４８をエンジン水温に応じてデューティ制御するようにしてもよい。すなわち、例えば図９に示すように、エンジン水温Ｔ（ラジエータ４７内を流通するエンジン冷却水の温度）に応じてデューティ比Ｄ１を設定し、このデューティ比Ｄ１に応じてメインファン４８を動作させるようにしてもよい。

図９に示すデューティ制御では、デューティ比Ｄ１は以下のように設定される。すなわち、エンジン水温Ｔが９８℃未満のとき、及び、エンジン水温Ｔが９８℃未満の状態から上昇して９８〜１００℃の範囲内にあるときは、デューティ比Ｄ１は０％に設定される。エンジン水温Ｔが１００℃以上の状態から下降して９８〜１００℃の範囲内にあるときは、デューティ比Ｄ１は３０％に設定される。エンジン水温Ｔが１００〜１０８℃の範囲内にあるときは、デューティ比Ｄ１は３０〜９０％の範囲内でエンジン水温Ｔに対してリニアに変化するように設定される。エンジン水温Ｔが、１０８〜１１０℃のとき、及び、１１０℃未満の状態から上昇して１１０〜１１２℃の範囲内にあるときは、デューティ比Ｄ１は９０％に設定される。エンジン水温Ｔが１１２℃以上のとき、及び、１１２℃以上の状態から下降して１１０℃〜１１２℃の範囲内にあるときは、デューティ比Ｄ１は１００％に設定される。

ステップＳ３又はステップＳ４でメインファン４８がオン又はオフされた後は、ステップＳ５で、エアコンが作動しているか否かが判定される。エアコンが作動しているか否かは、コントロールユニット３５内に記憶されている内部情報、例えばエアコンにオン信号を出力したか否かの情報等により判定することができる。なお、エアコンがコントロールユニット３５によって制御されていない場合は、冷媒圧が設定値（例えば、エアコンのコンプレッサの通常の圧縮圧（ゲージ圧）の１／４〜１／２）を超えているか否かにより、エアコンが作動しているか否かを判定すればよい。そして、エアコンが作動していれば（ＹＥＳ）、ステップＳ６で、主としてコンデンサ４６を冷却するためのサブファン４９がオンされ、この後ステップＳ１に復帰する（リターン）。これにより、コンデンサ４６内の冷媒の凝縮ないしは液化が促進され、エアコンの冷却作用が促進される。なお、すでにサブファン４９がオンされている場合は、オン状態が維持されるだけである。

ステップＳ５でエアコンが作動していないと判定された場合は（ＮＯ）、ステップＳ７で、電動過給機１７が作動しているか否かが判定される。ここで、電動過給機１７が作動していなければ（ＮＯ）、ステップＳ９でサブファン４９がオフされ、この後ステップＳ１に復帰する（リターン）。すでにサブファン４９がオフされている場合は、オフ状態が維持されるだけである。なお、電動過給機１７が作動しているか否かは、コントロールユニット３５内に記憶されている内部情報、例えば電動過給機１７にオン信号を出力したか否かの情報等により判定することができる。

この電動ファン制御では、電動過給機１７の冷却については、電動過給機１７が作動しているか否かでサブファン４９をオン・オフするようにしている。しかしながら、電動過給機１７の温度、又はこの温度に対応ないしは関連する温度により、サブファン４９をオン・オフするようにしてもよい。例えば、電動過給機１７の温度が所定の設定値（例えば、１５０℃）を超えているときにサブファン４９をオンするようにしてもよい。

ステップＳ７で電動過給機１７が作動していると判定された場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ８で車速が所定の設定値β未満であるか否かが判定される。ここで、設定値βは、例えばインタークーラ１６内に配設された電動過給機１７を有効に冷却することができる程度の走行風（車両の走行に起因して生じる風）が生じるような車速、あるいはサブファン４９による強制通風と同等ないし２分の１程度の走行風が生じるような車速に設定される（例えば、４０ｋｍ／ｈ）。

そして、ステップＳ８で車速が設定値β未満であると判定された場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ６で、サブファン４９がオンされ、この後ステップＳ１に復帰する（リターン）。これにより、電動過給機１７の冷却が促進され、電動過給機１７の信頼性が高められる。なお、すでにサブファン４９がオンされている場合は、オン状態が維持されるだけである。この場合、サブファン４９はメインファン４８に比べて消費電力が比較的小さいので、電力消費を抑制しつつ電動過給機１７を有効に冷却することができる。

他方、ステップＳ８で車速が設定値β以上であると判定された場合は（ＮＯ）、ステップＳ９で、サブファン４９がオフされ、この後ステップＳ１に復帰する（リターン）。車速が設定値β以上であれば、走行風により電動過給機１７を支障なく冷却することができるので、ことさらサブファン４９を作動させる必要はないからである。

前記のとおり、この電動ファン制御では、基本的には（電動過給機１７の冷却のための動作を除外すれば）、エアコンが作動しているか否かによりサブファン４８をオン・オフするようにしている（オン・オフ制御）。しかしながら、サブファン４８をエアコンの冷媒圧に応じてデューティ制御するようにしてもよい。すなわち、例えば図１０に示すように、冷媒圧Ｐ（エアコンのコンデンサ４６内の冷媒の圧力）に応じてデューティ比Ｄ２を設定し、このデューティ比Ｄ２に応じてサブファン４８を動作させるようにしてもよい。

図１０に示すデューティ制御では、デューティ比Ｄ２は、以下のように設定される。すなわち、冷媒圧Ｐが所定の設定値Ｐ１未満のときは、デューティ比Ｄ２は７０％に設定される。他方、冷媒圧Ｐが設定値Ｐ１以上のときは、デューティ比Ｄ２は９０％に設定される。

以上、実施の形態１によれば、電動過給機１７のモータ部５４ないしは電圧制御部５６で発生した熱を低温のインタークーラ１６に迅速に放出して、モータ部５４及び電圧制御部５６を十分に冷却することができ、電動過給機１７の信頼性を高めることができる。さらに、電動過給機１７が振動するのを抑制ないしは防止することができ、振動に起因する電動過給機１７（とくに電圧制御部５６）の耐久性の低下を抑制ないしは防止することができる。

（実施の形態２）
以下、図１１及び図１２を参照しつつ、本発明の実施の形態２を説明する。ただし、実施の形態２は、エンジンが点火火花式エンジンではなくディーゼルエンジンであることと、これに付随して生じる相違点とを除けば、実施の形態１と実質的に同一である。そこで、以下では説明の重複を避けるため、主として実施の形態１と異なる点を説明する。

図１１及び図１２に示すように、ディーゼルエンジンＤＥ（以下、略して「エンジンＤＥ」という。）においては、吸気弁１が開かれたときに、吸気ポート２から燃焼室３内に燃料燃焼用の空気（吸入空気）が吸入される。そして、燃焼室３内の吸入空気はピストン４によって圧縮され、高温・高圧状態となる。そして、圧縮行程上死点付近で、燃料噴射弁７１から燃焼室３内の高温・高圧の吸入空気中に燃料（軽油等）が噴射され、この燃料は自己着火して燃焼する。なお、エンジンＤＥには、点火プラグは設けられていない。燃焼によって生じたガスすなわち排気ガスは、排気弁６が開かれたときに排気ポート７に排出される。これらの一連の動作が繰り返され、ピストン４はシリンダ８内で往復運動を繰り返す。ピストン４の往復運動をクランクシャフト１０の回転運動に変換する機構、及び、エンジンＤＥを始動させるための機構は、実施の形態１に係るエンジンＣＥと同様である。

エンジンＤＥの吸気システムでは、共通吸気通路１２に、電磁式の吸気制御弁７２が設けられている。この吸気制御弁７２は、エアフローセンサ１４よりも下流側であり、かつ後で説明する第２のＥＧＲ通路２８との接続部より上流側の部位に配置されている。なお、共通吸気通路１２には、スロットル弁は設けられていない。また、独立吸気通路２０には、燃料噴射弁は設けられていない。エンジンＤＥの吸気システムのその他の構成は、実施の形態１に係るエンジンＣＥと同様である。

エンジンＤＥの排気システムでは、排気ターボ過給機１５のタービン１５ｂより下流側において共通排気通路２３に、排気ガスを浄化する排気ガス浄化触媒７３と、パティキュレートフィルタ７４とが設けられている。酸化触媒を含む排気ガス浄化触媒７３及びパティキュレートフィルタ７４は、耐熱性を有する１つのケーシング内に配置され、適宜に、例えばパティキュレートフィルタ７４の前後の差圧が設定値を超えたときに、排気ガス浄化触媒７３を高温化させる運転状態（例えば、膨張行程における燃料噴射）にして、パティキュレートフィルタ７４に捕集されたパティキュレート（煤）を燃焼させて除去するようになっている。エンジンＤＥの排気システムのその他の構成は、実施の形態１に係るエンジンＣＥと同様である。

また、エンジンＤＥには、燃料の燃焼によるＮＯｘ発生量を低減することを主な目的として、共通排気通路２３内の排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気システム（サージタンク１９）に還流させる、ＥＧＲ通路３１と水冷式のＥＧＲクーラ３２とＥＧＲ制御弁３３とを備えたＥＧＲ装置２７が設けられている。このＥＧＲ装置２７の構成及び機能は、基本的には実施の形態１に係るエンジンＣＥと同様である。

さらに、エンジンＤＥには、燃料の燃焼によるＮＯｘ発生量を低減することを主な目的として、第２のＥＧＲ装置２６が設けられている。この第２のＥＧＲ装置２６には、ＥＧＲガスの流路となる第２のＥＧＲ通路２８が設けられている。ここで、第２のＥＧＲ通路２８の上流端（ＥＧＲガスの流れ方向にみて）は、パティキュレートフィルタ７４より下流側の部位で共通排気通路２３に接続されている。他方、第２のＥＧＲ通路２８の下流端は、コンプレッサ１５ａより上流側（吸入空気の流れ方向にみて）の部位で共通吸気通路１２に接続されている。そして、第２のＥＧＲ通路２８には、ＥＧＲガスの流れ方向にみて上流側から順に、ＥＧＲガスを冷却する第２のＥＧＲクーラ２９と、ＥＧＲガス量を制御する第２のＥＧＲ制御弁３０とが設けられている。

エンジンルーム４０内におけるエンジンＤＥ、過給装置、インタークーラ１６等の各種装置ないしは機器の配置構造は、実施の形態１と同様である。また、電動ファン制御の制御手法も、実施の形態１と同様である。かくして、実施の形態２も、実施の形態１と同様の作用・効果を奏する。すなわち、電動過給機１７のモータ部５４ないしは電圧制御部５６で発生した熱を低温のインタークーラ１６に迅速に放出して、モータ部５４及び電圧制御部５６を十分に冷却することができ、電動過給機１７の信頼性を高めることができる。さらに、電動過給機１９が振動するのを抑制ないしは防止することができ、電動過給機１７（とくに電圧制御部５６）の耐久性の低下を抑制ないしは防止することができる。

（実施の形態３）
以下、図１３及び図１４を参照しつつ、本発明の実施の形態３を説明する。ただし、実施の形態３は、インタークーラがエンジンルームの前端近傍部ではなく、エンジンルームの上部に配置されていることと、これに付随して生じる相違点とを除けば実施の形態１と実質的に同一である。そこで、以下では説明の重複を避けるため、主として実施の形態１と異なる点を説明する。

図１３及び図１４に示すように、実施の形態３では、インタークーラ１６は、エンジンルーム４０内において、エンジンＣＥの上方に、その広がり面が水平面に対してやや傾斜した姿勢、すなわち広がり面がボンネットとほぼ平行となる姿勢で配置されている。インタークーラ１６は、ばね等からなる弾性体７６を介して車体７７によって弾性的に浮動支持（フローティングマウント）されている。また、ボンネット７８には、走行風をインタークーラ１６に導くための走行風導入ダクト７９が設けられている。なお、走行風導入ダクト７９は、ボンネット７８に、所定の幅で前後方向に伸びかつ上方に凸状となるように凸状部を形成し、又はボンネット７８に所定の幅で前後方向に伸びるに切り欠きを設けた上で、凸状部又は切り欠き部の左右を外部と仕切る樹脂製の側壁、あるいは蛇腹形状のラバーブーツを取り付けることにより設けることができる。

インタークーラ１６の配置構造、及びインタークーラ近傍の吸気システムの構成部材（スロットル弁等）の配置構造を除けば、エンジンルーム４０内における、エンジンＣＥ、排気ターボ過給機１５、ラジエータ４７等の各種装置ないしは機器の配置構造は、実施の形態１と同様である。ただし、実施の形態３における電動ファン制御では、電動過給機１７を冷却するためのサブファン４９の制御は行われない。すなわち、図８に示すフローチャートにおいて、ステップＳ７及びステップＳ８は設けられない。

かくして、実施の形態３も、電動ファン制御による作用・効果を除けば、実施の形態１とほぼ同様の作用・効果を奏する。すなわち、電動過給機１７のモータ部５４又は電圧制御部５６で発生した熱を低温のインタークーラ１６に迅速に放出して、モータ部５４及び電圧制御部５６を十分に冷却することができ、電動過給機１７の信頼性を高めることができる。さらに、電動過給機１９が振動するのを抑制ないしは防止することができ、電動過給機１７（とくに電圧制御部５６）の耐久性の低下を有効に抑制ないしは防止することができる。

本発明の実施の形態１に係る過給装置を備えた火花点火式のエンジンのシステム構成を示す模式図である。 実施の形態１に係る、エンジンルーム内におけるエンジン、過給装置、インタークーラ等の配置構造を示す模式的な平面図である。 図１に示すエンジンの電動過給機の斜視図である。 図１に示すエンジンないしは過給装置に設けられ、その内部に電動過給機が配設されたインタークーラの一部断面正面図である。 インタークーラ、エアコンのコンデンサ及びラジエータの車体側への取り付け構造を示す模式的な側面図である。 インタークーラの上端部のシュラウドアッパへの取り付け構造を示す一部断面側面図である。 インタークーラの下端部のシュラウドロアへの取り付け構造を示す一部断面側面図である。 電動ファン制御の制御手法を示すフローチャートである。 メインファンのデューティ制御におけるデューティ比とエンジン水温との関係を示すグラフである。 サブファンのデューティ制御におけるデューティ比とコンデンサ内の冷媒圧との関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態２に係る過給装置を備えたディーゼルエンジンのシステム構成を示す模式図である。 実施の形態２に係る、エンジンルーム内におけるエンジン、過給装置、インタークーラ等の配置構造を示す模式的な平面図である。 実施の形態３に係る、エンジンルーム内におけるエンジン、過給装置、インタークーラ等の配置構造を示す模式的な平面図である。 実施の形態３に係るエンジンルーム内におけるエンジン、過給装置、インタークーラ等の配置構造を示す断面側面図である。

符号の説明

ＣＥ 火花点火式エンジン、ＤＥ ディーゼルエンジン、１ 吸気弁、２ 吸気ポート、３ 燃焼室、４ ピストン、５ 点火プラグ、６ 排気弁、７ 排気ポート、８ シリンダ、９ コンロッド、１０ クランクシャフト、１１ エンジンスタータ、１２ 共通吸気通路、１３ エアクリーナ、１４ エアフローセンサ、１５ 排気ターボ式過給機、１５ａ コンプレッサ（ポンプ）、１５ｂ タービン、１６ インタークーラ、１７ 電動過給機、１８ スロットル弁、１９ サージタンク、２０ 独立吸気通路、２１ 燃料噴射弁、２３ 共通排気通路、２４ 排気ガス浄化装置、２６ 第２のＥＧＲ装置、２７ ＥＧＲ装置、２８ 第２のＥＧＲ通路、２９ 第２のＥＧＲクーラ、３０ 第２のＥＧＲ制御弁、３１ ＥＧＲ通路、３２ ＥＧＲクーラ、３３ ＥＧＲ制御弁、３５ コントロールユニット、３６ クランク角センサ、３７ エンジン水温センサ、３８ 車速センサ、３９ 冷媒圧センサ、４０ 過給機温度センサ、４１ エンジン本体部、４２ ウォータポンプ、４３ バッテリ、４４ ヒューズボックス、４６ コンデンサ、４７ ラジエータ、４８ メインファン、４９ サブファン、５１ 吸入口、５２ 吐出口、５３ コンプレッサ部、５４ モータ部、５５ モータ冷却フィン、５６ 電圧制御部、５８ インタークーラコア、５９ インタークーラフィン、６０ 吸入空気入口部、６１ 吸入空気出口部、６３ 電動過給機収容部、６３ａ 左側空間部、６３ｂ 右側空間部、６４ ワンウェイバルブ、６６ 上側マウント、６７ シュラウドアッパ、６８ 下側マウント、６９ シュラウドロア、７１ 燃料噴射弁、７２ 吸気制御弁、７３ 排気ガス浄化触媒、７４ パティキュレートフィルタ、７６ 弾性体、７７ 車体、７８ ボンネット、７９ 走行風導入ダクト。

Claims (4)

1. コンプレッサ部と、コンプレッサ部を駆動するモータ部と、電源からモータ部に供給される電力を昇圧する昇圧回路部とを有する電動過給機と、
   エンジンルーム内において弾性体を介して車体側に取り付けられ、吸入空気を冷却するインタークーラとを備えていて、
   コンプレッサ部と、モータ部及び昇圧回路部のうちの少なくとも一方とが、インタークーラに配設されていることを特徴とするエンジンの過給装置。
2. コンプレッサ部及びモータ部が、インタークーラの吸入空気出口部付近に配設されていることを特徴とする、請求項１に記載のエンジンの過給装置。
3. インタークーラは、エンジンルーム内の車体前方側の位置において、ラジエータ及び電動ファンと車体前後方向に直列となるように配置されていて、
   電動過給機の作動時、又は、電動過給機の温度もしくは該温度に関連する温度が設定値以上である時に電動ファンを作動させる電動ファン制御手段を備えていることを特徴とする、請求項１に記載のエンジンの過給装置。
4. 電動ファンは、それぞれ車体幅方向の一方の側と他方の側とに位置するように並列に配置されたメインファンとサブファンとを有し、
   モータ部と昇圧回路部とが、車体前後方向にみてサブファンの前方に配置され、
   電動ファン制御手段は、電動過給機の作動時、又は、電動過給機の温度もしくは該温度に関連する温度が設定値以上である時にサブファンを作動させることを特徴とする、請求項３に記載のエンジンの過給装置。

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