JP2017155743A - エアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムおよびその制御方法 - Google Patents

エアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムおよびその制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】エアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステム及びその制御方法を提供する。
【解決手段】ハイブリッド型インタークーラシステムは、複数の圧縮吸気通路の外壁を通過する外気と熱交換して、圧縮吸気通路の内部を通過する圧縮吸気を冷却する空冷部と、圧縮吸気通路の外壁を取り囲む水冷部冷媒と空冷部で冷却された圧縮吸気とを熱交換させる水冷部とを含むインタークーラシステムにおいて、水冷部は、圧縮吸気通路を取り囲む水冷部冷媒タンクと、レシーバドライバから分岐し、水冷部冷媒タンクを貫通し、コンプレッサと連通するバイパスラインとを含み、水冷部冷媒タンクの前後段のバイパスライン上にそれぞれ装着され、バイパスラインを開放または閉鎖する第１バイパスバルブ及び第２バイパスバルブを含む。
【選択図】 図６

Description

本発明は、エアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムおよびその制御方法に係り、より詳細には、水冷部を用いてインタークーラの入口を通過した吸気の温度を安定化しながら、空冷部を用いてインタークーラの冷却効率を極大化することができる、エアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムおよびその制御方法に関する。
一般的に、ターボチャージャは、エンジンに供給される吸入空気を排気ガスの排出力によって圧縮してシリンダ内に供給することにより、機関の吸気充填効率を高め、平均有効圧力を高めて出力を増大させる過給構造である。このようなターボチャージャは、通常、圧縮機とタービンとを同軸線上に配置し、排気管を通して排出される排気ガスの排出力によってタービンを回転させて、前記タービンと同軸線上に配置された圧縮機を回転させることにより、吸気マニホールドを通して流入する空気を圧縮してシリンダに供給する構造である。
一方、このようなターボチャージャによって圧縮された空気は高温化し、これをそのまま燃焼室に供給すると、空気密度の増大比率が減少して、充填効率が低下したり、ノッキングを誘発しやすい。このような過給された空気の温度を下げるために備えられるのがインタークーラである。図１は、従来のインタークーラを説明する図である。図１を参照すれば、インタークーラを通過しながら冷却された吸入空気は高密度が維持され、低温化して燃焼力を向上させる。
インタークーラは、冷却方式によって、通常、空冷式と水冷式とに分けられる（例えば、特許文献１、２参照）。空冷式インタークーラとしては、過給された空気が複数のチューブを通過しながら、チューブに一体に形成された冷却フィンを通過する冷たい空気によって冷却される構造のものがある。これに対し、水冷式インタークーラは、チューブと接する冷却水（流路）によって冷却される構造である。一般的に、空冷式インタークーラは、冷却効率が良いが、外気温の変化などによって安定した効率を期待しにくい問題があった。また、水冷式インタークーラは、安定した効率を維持することができるが、空冷式に比べて冷却効率に劣る問題があった。
特開２００４−３３８６０２号公報 特開平１０−２３８３４３号公報
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、その目的は、空冷式インタークーラと水冷式インタークーラとを一体化し、別の冷却ラインなしに、エアコンシステムを用いて水冷式インタークーラを冷却することにより、インタークーラの冷却効率を向上させることができる、エアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムおよびその制御方法を提供することである。
上記目的を達成するための本発明に係るエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムは、複数の圧縮吸気通路（１１０）の外壁を通過する外気と熱交換して、前記圧縮吸気通路（１１０）の内部を通過する圧縮吸気を冷却する空冷部（１００）と、前記圧縮吸気通路（１１０）の外壁を取り囲む水冷部冷媒と前記空冷部（１００）で冷却された圧縮吸気とを熱交換させる水冷部（２００）とを含むエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムであって、前記水冷部（２００）は、前記圧縮吸気通路を取り囲む水冷部冷媒タンク（２１０）と、レシーバドライバ（３１０）から分岐し、前記水冷部冷媒タンク（２１０）を貫通し、コンプレッサ（３２０）と連通するバイパスライン（２２０）とを含み、前記水冷部冷媒タンク（２１０）の前後段の前記バイパスライン（２２０）上にそれぞれ装着され、前記バイパスライン（２２０）を開放または閉鎖する第１バイパスバルブ（３３１）および第２バイパスバルブ（３３２）を含むことを特徴とする。
このようなエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムにおいて、前記レシーバドライバ（３１０）と膨張バルブ（３６０）とを連通する膨張ライン（２３０）と、前記膨張バルブ（３６０）とヒーティングコア（３７０）とを連通する蒸発ライン（２４０）と、前記膨張ライン（２３０）上に装着され、前記膨張ライン（２３０）を開放または閉鎖する第１エアコンバルブ（３３３）と、前記ヒーティングコア（３７０）と前記コンプレッサ（３２０）とを連通する圧縮ライン（２５０）と、前記圧縮ライン（２５０）上に装着され、前記圧縮ライン（２５０）を開放または閉鎖する第２エアコンバルブ（３３４）と、前記コンプレッサ（３２０）とエアコンコンデンサ（３４０）とを連通する凝縮ライン（２６０）と、前記エアコンコンデンサ（３４０）と前記レシーバドライバ（３１０）とを連通する気液分離ライン（２７０）とを含むことが好ましく、また、前記圧縮吸気が前記空冷部（１００）を通過した後、前記水冷部（２００）を通過するように、前記空冷部（１００）と前記水冷部（２００）が配置されることが好適であり、さらに、前記バイパスライン（２２０）は、前記圧縮吸気通路（１１０）と前記水冷部冷媒タンク（２１０）の内壁との間を貫通するように配置されることが好ましく、さらにまた、前記バイパスライン（２２０）は、前記圧縮吸気通路（１１０）と前記水冷部冷媒タンク（２１０）の内壁との間を貫通する区間から複数に分岐することが好適である。そして、前記水冷部冷媒タンク（２１０）は、上面に突出形成された水冷部冷媒注入口（２１１）と、前記水冷部冷媒注入口（２１１）を開放または閉鎖する水冷部冷媒キャップ（２１２）とを含むことが好ましい。
また、上記目的を達成するための本発明に係るエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムの制御方法は、エアコンシステムの作動信号の印加の有無を判断する作動信号判断ステップ（Ｓ１００）と、エアコンシステムが、作動信号が印加された場合には、第１エアコンバルブ（３３３）および第２エアコンバルブ（３３４）を開放し、コンプレッサ（３２０）を作動させるエアコンシステム作動開始ステップ（Ｓ２００）と、前記エアコンシステム作動開始ステップ（Ｓ２００）の後、エアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムの出口における圧縮空気の温度を測定する第１温度測定ステップ（Ｓ３００）と、前記第１温度測定ステップ（Ｓ３００）で測定された温度が予め設定された基準温度を超えるかを判断する第１温度判断ステップ（Ｓ４００）と、前記第１温度測定ステップ（Ｓ３００）で測定された温度が予め設定された基準温度を超える場合には、第１バイパスバルブ（３３１）および第２バイパスバルブ（３３２）を開放する第１水冷部作動開始ステップ（Ｓ５００）とを含むことを特徴とする。
このようなエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムの制御方法において、前記第１温度測定ステップ（Ｓ３００）で測定された温度が予め設定された基準温度以下の場合には、第１バイパスバルブ（３３１）または第２バイパスバルブ（３３２）のうちのいずれか１つ以上を閉鎖する第１水冷部作動中止ステップ（Ｓ６００）を含むことが好ましく、また、エアコンシステムが、作動信号が印加されない場合には、前記第１エアコンバルブ（３３３）および前記第２エアコンバルブ（３３４）を閉鎖し、前記コンプレッサ（３２０）の作動を中止させるエアコンシステム作動中止ステップ（Ｓ７００）を含むことが好適であり、さらに、前記エアコンシステム作動中止ステップ（Ｓ７００）の後、エアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムの出口における圧縮空気の温度を測定する第２温度測定ステップ（Ｓ８００）を含むことが好ましい。そして、前記第２温度測定ステップ（Ｓ８００）で測定された温度が予め設定された基準温度を超えるかを判断する第２温度判断ステップ（Ｓ９００）を含むことが好ましく、また、前記第２温度測定ステップ（Ｓ８００）で測定された温度が予め設定された基準温度を超える場合には、前記第１バイパスバルブ（３３１）および前記第２バイパスバルブ（３３２）を開放し、前記コンプレッサ（３２０）を作動させる第２水冷部作動開始ステップ（Ｓ１０００）を含むことが好適であり、さらには、前記第２温度測定ステップ（Ｓ８００）で測定された温度が予め設定された基準温度以下の場合には、前記第１バイパスバルブ（３３１）または前記第２バイパスバルブ（３３２）のうちのいずれか１つ以上を閉鎖し、前記コンプレッサ（３２０）の作動中止状態を維持する第２水冷部作動中止ステップ（Ｓ１１００）を含むことが好ましい。
上述のように、本発明によれば、水冷部を用いてインタークーラの入口を通過した吸気の温度を安定化しながら、空冷部を用いてインタークーラの冷却効率を極大化し、これによって、エンジン動力および燃費性能を極大化することができる。また、水冷部を冷却するための別の冷却ラインなしに、エアコンシステムを用いて水冷式インタークーラを冷却することにより、重量およびコスト上昇を防止することができる。さらに、エンジンの燃焼室に安定した吸気温を提供することにより、エンジンのノッキング（ｋｎｏｃｋｉｎｇ）現象を低減することができる。また、インタークーラの冷却効率の増大によって、バンパーの開口部を縮小可能なため、空気抵抗を減少させて燃費を向上させることができ、デザインの自由度を増大させることができる。
従来技術に係るインタークーラを説明する図である。 本発明に係るエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムの部分斜視図である。 本発明に係るエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムにおける水冷部の断面斜視図である。 本発明に係るエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムにおける水冷部の断面図である。 本発明に係るエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムのブロック図である。 本発明に係るエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムの制御方法のフローチャートである。
本明細書および請求の範囲で使われた用語や単語は、通常または辞書的な意味に限定されてはならず、発明者は自らの発明を最も最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則って本発明の技術的思想に符合する意味と概念で解釈されなければならない。したがって、本明細書に記載された実施形態と図面に示された構成は本発明の最も好ましい実施形態に過ぎず、本発明の技術的思想をすべて代弁するものではないので、本出願時点においてこれらを代替できる多様な均等物と変形例があり得ることを理解しなければならない。また、本発明の要旨を不必要にあいまいにし得る公知の機能および構成に関する詳細な説明は省略する。以下、本発明の好ましい実施形態を、添付した図面を参照して詳細に説明する。
図２は、本実施形態のエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムの部分斜視図であり、図３は、本実施形態のエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムにおける水冷部の断面斜視図である。図４は、本実施形態のエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムにおける水冷部の断面図であり、図５は、本実施形態のエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムのブロック図である。図２〜図５を参照すれば、本実施形態のハイブリッド型インタークーラシステムは、空冷部１００と、水冷部２００とを含む。空冷部１００は、複数の圧縮吸気通路１１０の外壁を通過する外気と熱交換して、圧縮吸気通路１１０の内部を通過する圧縮吸気を冷却する役割を果たす。また、水冷部２００は、圧縮吸気通路１１０の外壁を取り囲む水冷部冷媒と空冷部１００で冷却された圧縮吸気とを熱交換させる役割を果たす。この時、圧縮吸気が空冷部１００を通過した後、水冷部２００を通過するように、空冷部１００と水冷部２００が配置される。したがって、ターボチャージャで圧縮された高温の吸入空気（圧縮吸気）は、まず、冷却効率が高い空冷部１００を経て１次的に冷却され、２次的に水冷部２００を経て安定して冷却される。
すなわち、エアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムが、圧縮吸気の温度を高温から中温、低温に冷却する過程中、中温から低温に冷却する区間に水冷部を配置し、消耗するエネルギーを最小化しながらも、エアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムの出口における吸気温度を効果的に制御するためである。以下、本実施形態の水冷部２００について詳細に説明する。
水冷部２００は、水冷部冷媒タンク２１０と、バイパスライン２２０とを含む。水冷部冷媒タンク２１０は、圧縮吸気通路１１０を取り囲むように配置される。また、水冷部冷媒タンク２１０の内部には水冷部冷媒が充填される。水冷部冷媒は、比熱を考慮して多様な媒質が使用され、特に、変速機オイルと類似の媒質を使用した場合には半永久的に使用することができる。
水冷部冷媒タンク２１０は、上面に突出形成された水冷部冷媒注入口２１１と、水冷部冷媒注入口２１１を開放または閉鎖する水冷部冷媒キャップ２１２とを含む。したがって、水冷部冷媒が半永久的に使用可能な冷媒でない場合には、水冷部冷媒注入口２１１を通して水冷部冷媒を補充することができ、補充後には、水冷部冷媒キャップ２１２で水冷部冷媒注入口２１１を閉鎖することもできる。
バイパスライン２２０は、レシーバドライバ３１０から分岐し、水冷部冷媒タンク２１０を貫通し、コンプレッサ３２０と連通する。すなわち、バイパスライン２２０の内部には、レシーバドライバ３１０から排出された液体状態のエアコン冷媒が流れ、このエアコン冷媒は、バイパスライン２２０を通してコンプレッサ３２０に流入するのである。この時、コンプレッサ３２０は、気体状態のエアコン冷媒を圧縮して、高圧の気体状態のエアコン冷媒を排出する役割を果たす。また、エアコンコンデンサ３４０は、コンプレッサ３２０から排出された高圧の気体状態のエアコン冷媒を液体状態に凝縮させる役割を果たす。さらに、レシーバドライバ３１０は、エアコンコンデンサ３４０から排出されたエアコン冷媒中、気体状態のエアコン冷媒を分離して、液体状態のエアコン冷媒のみを排出する役割を果たす。
バイパスライン２２０のうち、水冷部冷媒タンク２１０の前段のバイパスライン２２０上には第１バイパスバルブ３３１が装着され、水冷部冷媒タンク２１０の後段のバイパスライン２２０上には第２バイパスバルブ３３２が装着される。第１バイパスバルブ３３１および第２バイパスバルブ３３２は、バイパスライン２２０を開放して、レシーバドライバ３１０から排出された低温の液体状態のエアコン冷媒をバイパスライン２２０の内部に流入させることができる。この場合には、水冷部２００によって取り囲まれた圧縮吸気通路１１０の内部を流れる圧縮吸気が冷却される。
また、第１バイパスバルブ３３１および第２バイパスバルブ３３２は、バイパスライン２２０を閉鎖して、レシーバドライバ３１０から排出された低温の液体状態のエアコン冷媒をバイパスライン２２０の内部に流入することを遮断させることができる。この場合には、水冷部２００によって取り囲まれた圧縮吸気通路１１０の内部を流れる圧縮吸気が効率的に冷却されなくなる。
第１バイパスバルブ３３１および第２バイパスバルブ３３２は、選択的に開放または閉鎖されてもよく、同時に開放または閉鎖されてもよい。
また、バイパスライン２２０は、圧縮吸気通路１１０と水冷部冷媒タンク２１０の内壁との間を貫通するように配置される。したがって、水冷部冷媒は、圧縮吸気通路１１０の内部を流れる圧縮吸気を冷却し、バイパスライン２２０の内部の液体状態の冷媒は、水冷部冷媒を冷却するのである。この時、バイパスライン２２０は、圧縮吸気通路１１０と水冷部冷媒タンク２１０の内壁との間を貫通する区間から複数に分岐する。これは、バイパスライン２２０の水冷部冷媒タンク２１０の内部の貫通区間でエアコン冷媒を円滑に循環させるためである。
水冷部２００は、膨張ライン２３０と、蒸発ライン２４０と、圧縮ライン２５０と、凝縮ライン２６０と、気液分離ライン２７０とを含む。また、膨張ライン２３０、蒸発ライン２４０、圧縮ライン２５０、凝縮ライン２６０および気液分離ライン２７０は、車両のエアコンシステムで用いられるラインである。
このうち、膨張ライン２３０は、レシーバドライバ３１０と膨張バルブ３６０とを連通する役割を果たす。ここで、膨張バルブ３６０は、高圧液体状態のエアコン冷媒が気化しやすいように膨張させる役割を果たす。また、膨張ライン２３０の内部には、エアコンコンデンサ３４０で凝縮された液体状態の冷媒が流れる。
蒸発ライン２４０は、膨張バルブ３６０とヒーティングコア３７０とを連通する役割を果たす。ここで、ヒーティングコア３７０は、液体状態の冷媒を気化させ、この時の吸熱反応を利用してヒーティングコア３７０の外部空気を冷却する役割を果たす。この時、蒸発ライン２４０の内部には、膨張バルブ３６０で膨張された気体状態の冷媒が流れる。
圧縮ライン２５０は、ヒーティングコア３７０とコンプレッサ３２０とを連通する役割を果たす。この時、圧縮ライン２５０の内部には、膨張バルブ３６０で気化して、ヒーティングコア３７０で車両内部の空気と熱交換された気体状態の冷媒が流れる。
凝縮ライン２６０は、コンプレッサ３２０とエアコンコンデンサ３４０とを連通する役割を果たす。この時、凝縮ライン２６０の内部には、コンプレッサ３２０で圧縮された高圧気体状態の冷媒が流れる。
また、気液分離ライン２７０は、エアコンコンデンサ３４０とレシーバドライバ３１０とを連通する役割を果たす。この時、気液分離ライン２７０の内部には、エアコンコンデンサ３４０で凝縮された液体状態のエアコン冷媒と凝縮されていない気体状態のエアコン冷媒とが混合されて流れる。
さらに、本実施形態では、膨張ライン２３０上に装着され、膨張ライン２３０を開放または閉鎖する第１エアコンバルブ３３３と、圧縮ライン２５０上に装着され、圧縮ライン２５０を開放または閉鎖する第２エアコンバルブ３３４とを含む。第１エアコンバルブ３３３および第２エアコンバルブ３３４は、選択的に開放または閉鎖されてもよく、同時に開放または閉鎖されてもよい。第１エアコンバルブ３３３は、膨張ライン２３０を開放して、レシーバドライバ３１０から排出された低温の液体状態のエアコン冷媒を膨張バルブ３６０の内部に流入させることができる。これによって、膨張バルブ３６０の内部で膨張して低温の気体状態となったエアコン冷媒は、ヒーティングコア３７０で車両内部の空気と熱交換をして、車両の内部を冷房する。第２エアコンバルブ３３４は、圧縮ライン２５０を開放して、ヒーティングコア３７０で熱交換された気体状態の冷媒をコンプレッサ３２０の内部に流入させることができる。これによって、熱交換された気体状態の冷媒は、コンプレッサ３２０で高圧状態に圧縮されるのである。
これとは逆に、第１エアコンバルブ３３３は、膨張ライン２３０を閉鎖して、レシーバドライバ３１０から排出された低温の液体状態のエアコン冷媒が膨張バルブ３６０の内部に流入することを遮断させることができる。また、第２エアコンバルブ３３４は、圧縮ライン２５０を閉鎖して、ヒーティングコア３７０で熱交換された気体状態の冷媒がコンプレッサ３２０の内部に流入することを遮断させることができる。すなわち、車両内部の冷却が不必要な場合には、エアコンシステムを稼働すると同時に、第１バイパスバルブ３３１および第２バイパスバルブ３３２を開放して、水冷部２００によって取り囲まれた圧縮吸気通路１１０の内部を流れる圧縮吸気を冷却するのとは別個に、第１エアコンバルブ３３３および第２エアコンバルブ３３４を閉鎖して、車両内部の冷却を防止することができる。
図６は、本実施形態のエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムの制御方法のフローチャートである。図６を参照すれば、本実施形態のエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムの制御方法は、作動信号判断ステップＳ１００と、エアコンシステム作動開始ステップＳ２００と、第１温度測定ステップＳ３００と、第１温度判断ステップＳ４００と、第１水冷部作動開始ステップＳ５００と、第１水冷部作動中止ステップＳ６００と、エアコンシステム作動中止ステップＳ７００と、第２温度測定ステップＳ８００と、第２温度判断ステップＳ９００と、第２水冷部作動開始ステップＳ１０００と、第２水冷部作動中止ステップＳ１１００とを含む。
作動信号判断ステップＳ１００は、エアコンシステムの作動信号の印加の有無を判断するステップである。本発明は、エアコンシステムとハイブリッド型インタークーラシステムとを統合したことを特徴とし、これによって、エアコンシステムの作動の有無を考慮してハイブリッド型インタークーラシステム（特に、水冷部）を制御するため、作動信号判断ステップＳ１００を優先的に行うのである。
エアコンシステム作動開始ステップＳ２００は、エアコンシステムが、作動信号が印加された場合には、第１エアコンバルブ３３３および第２エアコンバルブ３３４を開放し、コンプレッサ３２０を作動させるステップである。これによって、膨張ライン２３０が開放されて、レシーバドライバ３１０から排出された低温の液体状態のエアコン冷媒が膨張バルブ３６０の内部に流入する。以後、膨張バルブ３６０で膨張して低温の気体状態となったエアコン冷媒は、ヒーティングコア３７０で車両内部の空気と熱交換をして、車両の内部を冷房する。ヒーティングコア３７０で熱交換された気体状態の冷媒は、コンプレッサ３２０の内部に流入し、熱交換された気体状態のエアコン冷媒は、コンプレッサ３２０で高圧状態に圧縮される。すなわち、車両の内部を冷却させるエアコンシステムに作動するのである。
第１温度測定ステップＳ３００は、エアコンシステム作動開始ステップＳ２００の後、エアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムの出口における圧縮空気の温度を測定するステップである。また、第１温度判断ステップＳ４００は、第１温度測定ステップＳ３００で測定された温度が予め設定された基準温度を超えるかを判断するステップである。すなわち、ターボチャージャによって圧縮された空気（吸気）は高温化し、これをそのまま燃焼室に供給すると、空気密度の増大比率が減少して、充填効率が低下したり、ノッキングを誘発する。したがって、これを防止するために、エアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムの出口における圧縮吸気の温度と予め設定された基準温度とを比較して、エアコンシステムの冷媒を用いて冷媒タンク２１０に貯蔵された冷媒をさらに冷却する必要があるか否かを判断するのである。この時、予め設定された基準温度は、充填効率が低下したり、ノッキングを誘発する温度であって、車両の種類または設計者の意図などに応じて異なって設定可能である。
第１水冷部作動開始ステップＳ５００は、第１温度測定ステップＳ３００で測定された温度が予め設定された基準温度を超える場合には、第１バイパスバルブ３３１および第２バイパスバルブ３３２を開放するステップである。これによって、バイパスライン２２０が開放されて、レシーバドライバ３１０から排出された低温の液体状態のエアコン冷媒がバイパスライン２２０の内部に流入する。したがって、水冷部２００によって取り囲まれた圧縮吸気通路１１０の内部を流れる圧縮吸気が冷却されるのである。
第１水冷部作動中止ステップＳ６００は、第１温度測定ステップＳ３００で測定された温度が予め設定された基準温度以下の場合には、第１バイパスバルブ３３１または第２バイパスバルブ３３２のうちのいずれか１つ以上を閉鎖するステップである。これによって、バイパスライン２２０が閉鎖されて、レシーバドライバ３１０から排出された低温の液体状態のエアコン冷媒がそれ以上バイパスライン２２０の内部に流入しないように遮断する。上記のように、現在状態は、第１温度測定ステップＳ３００で測定された圧縮吸気の温度が過度に高くない状態である。また、運転者の意志によってエアコンシステムが作動中の状態である。したがって、エアコンシステムのエアコン冷媒の気化による車両内部の冷房性能を最大化するように、第１バイパスバルブ３３１または第２バイパスバルブ３３２のうちのいずれか１つ以上を閉鎖するのである。
エアコンシステム作動中止ステップＳ７００は、エアコンシステムの作動信号が印加されない場合には、第１エアコンバルブ３３３および第２エアコンバルブ３３４を閉鎖し、コンプレッサ３２０の作動を中止させるステップである。これによって、レシーバドライバ３１０から排出された低温の液体状態のエアコン冷媒が膨張バルブ３６０の内部に流入することが遮断される。また、ヒーティングコア３７０で熱交換された気体状態のエアコン冷媒がコンプレッサ３２０の内部に流入することが遮断される。すなわち、車両内部の冷却が不必要な場合（運転者の意志でエアコンシステムの作動を中止した場合）には、エアコンシステムのエアコン冷媒を用いて冷媒タンク２１０に貯蔵された水冷部冷媒をさらに冷却する必要があるか否かに関係なく、車両内部の冷房を防止するのである。
第２温度測定ステップＳ８００は、エアコンシステム作動中止ステップＳ７００の後、エアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムの出口における圧縮空気の温度を測定するステップである。また、第２温度判断ステップＳ９００は、第２温度測定ステップＳ８００で測定された温度が予め設定された基準温度を超えるかを判断するステップである。すなわち、第１温度測定ステップＳ３００および第１温度判断ステップＳ４００と同じく、ターボチャージャによって圧縮された空気（吸気）は高温化する。したがって、これをそのまま燃焼室に供給すると、空気密度の増大比率が減少して、充填効率が低下したり、ノッキングを誘発する。これを防止するために、エアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムの出口における圧縮吸気の温度と予め設定された基準温度とを比較して、エアコンシステムのエアコン冷媒を用いて冷媒タンク２１０に貯蔵された冷媒をさらに冷却する必要があるか否かを判断するのである。この時、予め設定された基準温度は、充填効率が低下したり、ノッキングを誘発する温度であって、車両の種類または設計者の意図などに応じて異なって設定可能である。また、第２温度判断ステップＳ９００の予め設定された基準温度と第１温度判断ステップＳ４００の予め設定された基準温度は、同一に設定されてもよく、互いに異なって設定されてもよい。
第２水冷部作動開始ステップＳ１０００は、第２温度測定ステップＳ８００で測定された温度が予め設定された基準温度を超える場合には、第１バイパスバルブ３３１および第２バイパスバルブ３３２を開放し、コンプレッサ３２０を作動させるステップである。これによって、バイパスライン２２０が開放されて、レシーバドライバ３１０から排出された低温の液体状態のエアコン冷媒がバイパスライン２２０の内部に流入する。また、コンプレッサ３２０を作動させて、車両の冷房を排除したまま、圧縮吸気の冷却のためにエアコンシステムを作動させる。したがって、水冷部２００によって取り囲まれた圧縮吸気通路１１０の内部を流れる圧縮吸気が冷却されるのである。
第２水冷部作動中止ステップＳ１１００は、第２温度測定ステップＳ８００で測定された温度が予め設定された基準温度以下の場合には、第１バイパスバルブ３３１または第２バイパスバルブ３３２のうちのいずれか１つ以上を閉鎖し、コンプレッサ３２０の作動中止状態を維持するステップである。これによって、バイパスライン２２０が閉鎖されて、レシーバドライバ３１０から排出された低温の液体状態のエアコン冷媒がそれ以上バイパスライン２２０の内部に流入しないように遮断する。上記のように、現在状態は、第２温度測定ステップＳ８００で測定された圧縮吸気の温度が過度に高くない状態である。また、運転者の意志によってエアコンシステムの作動が中止された状態である。したがって、エアコンシステムの作動が不必要なので、エアコンシステムの作動による燃費低下を防止するために、第１バイパスバルブ３３１または第２バイパスバルブ３３２のうちのいずれか１つ以上を閉鎖しながら、コンプレッサ３２０の作動中止状態を維持するのである。
以上の実施形態は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者（以下、「当業者」という）が本発明を容易に実施できるようにする好ましい実施形態に過ぎず、上述した実施形態および添付した図面に限定されるものではないので、これによって本発明の権利範囲が限定されるものではない。したがって、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で様々な置き換え、変形および変更が可能であることが当業者にとって明らかであり、当業者によって容易に変更可能な部分も本発明の権利範囲に含まれることは自明である。
１００：空冷部
１１０：圧縮吸気通路
２００：水冷部
２１０：冷媒タンク
２１１：冷媒注入口
２１２：冷媒キャップ
２２０：バイパスライン
２３０：膨張ライン
２４０：蒸発ライン
２５０：圧縮ライン
２６０：凝縮ライン
２７０：気液分離ライン
３１０：レシーバドライバ
３２０：コンプレッサ
３３０：バルブ
３３１：第１バイパスバルブ
３３２：第２バイパスバルブ
３３３：第１エアコンバルブ
３３４：第２エアコンバルブ
３４０：エアコンコンデンサ
３６０：膨張バルブ
３７０：ヒーティングコア

Claims (20)

  1. 複数の圧縮吸気通路（１１０）の外壁を通過する外気と熱交換して、前記圧縮吸気通路（１１０）の内部を通過する圧縮吸気を冷却する空冷部（１００）と、
    前記圧縮吸気通路（１１０）の外壁を取り囲む水冷部冷媒と前記空冷部（１００）で冷却された圧縮吸気とを熱交換させる水冷部（２００）とを含むエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムであって、
    前記水冷部（２００）は、前記圧縮吸気通路（１１０）を取り囲む水冷部冷媒タンク（２１０）と、
    レシーバドライバ（３１０）から分岐し、前記水冷部冷媒タンク（２１０）を貫通し、コンプレッサ（３２０）と連通するバイパスライン（２２０）とを含み、
    前記水冷部冷媒タンク（２１０）の前後段の前記バイパスライン（２２０）上にそれぞれ装着され、前記バイパスライン（２２０）を開放または閉鎖する第１バイパスバルブ（３３１）および第２バイパスバルブ（３３２）を含むことを特徴とするエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステム。
  2. 前記レシーバドライバ（３１０）と膨張バルブ（３６０）とを連通する膨張ライン（２３０）を含むことを特徴とする請求項１に記載のエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステム。
  3. 前記膨張バルブ（３６０）とヒーティングコア（３７０）とを連通する蒸発ライン（２４０）を含むことを特徴とする請求項２に記載のエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステム。
  4. 前記膨張ライン（２３０）上に装着され、前記膨張ライン（２３０）を開放または閉鎖する第１エアコンバルブ（３３３）を含むことを特徴とする請求項２に記載のエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステム。
  5. 前記ヒーティングコア（３７０）と前記コンプレッサ（３２０）とを連通する圧縮ライン（２５０）を含むことを特徴とする請求項３に記載のエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステム。
  6. 前記圧縮ライン（２５０）上に装着され、前記圧縮ライン（２５０）を開放または閉鎖する第２エアコンバルブ（３３４）を含むことを特徴とする請求項５に記載のエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステム。
  7. 前記コンプレッサ（３２０）とエアコンコンデンサ（３４０）とを連通する凝縮ライン（２６０）を含むことを特徴とする請求項１に記載のエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステム。
  8. 前記エアコンコンデンサ（３４０）と前記レシーバドライバ（３１０）とを連通する気液分離ライン（２７０）を含むことを特徴とする請求項７に記載のエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステム。
  9. 前記圧縮吸気が前記空冷部（１００）を通過した後、前記水冷部（２００）を通過するように、前記空冷部（１００）と前記水冷部（２００）が配置されることを特徴とする請求項１に記載のエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステム。
  10. 前記バイパスライン（２２０）は、前記圧縮吸気通路（１１０）と前記水冷部冷媒タンク（２１０）の内壁との間を貫通するように配置されることを特徴とする請求項１に記載のエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステム。
  11. 前記バイパスライン（２２０）は、前記圧縮吸気通路（１１０）と前記水冷部冷媒タンク（２１０）の内壁との間を貫通する区間から複数に分岐することを特徴とする請求項１０に記載のエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステム。
  12. 前記水冷部冷媒タンク（２１０）は、上面に突出形成された水冷部冷媒注入口（２１１）を含むことを特徴とする請求項１に記載のエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステム。
  13. 前記水冷部冷媒タンク（２１０）は、前記水冷部冷媒注入口（２１１）を開放または閉鎖する水冷部冷媒キャップ（２１２）を含むことを特徴とする請求項１２に記載のエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステム。
  14. エアコンシステムの作動信号の印加の有無を判断する作動信号判断ステップ（Ｓ１００）と、
    エアコンシステムが、作動信号が印加された場合には、第１エアコンバルブ（３３３）および第２エアコンバルブ（３３４）を開放し、コンプレッサ（３２０）を作動させるエアコンシステム作動開始ステップ（Ｓ２００）と、
    前記エアコンシステム作動開始ステップ（Ｓ２００）の後、エアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムの出口における圧縮空気の温度を測定する第１温度測定ステップ（Ｓ３００）と、
    前記第１温度測定ステップ（Ｓ３００）で測定された温度が予め設定された基準温度を超えるかを判断する第１温度判断ステップ（Ｓ４００）と、
    前記第１温度測定ステップ（Ｓ３００）で測定された温度が予め設定された基準温度を超える場合には、第１バイパスバルブ（３３１）および第２バイパスバルブ（３３２）を開放する第１水冷部作動開始ステップ（Ｓ５００）とを含むことを特徴とするエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムの制御方法。
  15. 前記第１温度測定ステップ（Ｓ３００）で測定された温度が予め設定された基準温度以下の場合には、第１バイパスバルブ（３３１）または第２バイパスバルブ（３３２）のうちのいずれか１つ以上を閉鎖する第１水冷部作動中止ステップ（Ｓ６００）を含むことを特徴とする請求項１４に記載のエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムの制御方法。
  16. エアコンシステムが、作動信号が印加されない場合には、前記第１エアコンバルブ（３３３）および前記第２エアコンバルブ（３３４）を閉鎖し、前記コンプレッサ（３２０）の作動を中止させるエアコンシステム作動中止ステップ（Ｓ７００）を含むことを特徴とする請求項１４に記載のエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムの制御方法。
  17. 前記エアコンシステム作動中止ステップ（Ｓ７００）の後、エアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムの出口における圧縮空気の温度を測定する第２温度測定ステップ（Ｓ８００）を含むことを特徴とする請求項１６に記載のエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムの制御方法。
  18. 前記第２温度測定ステップ（Ｓ８００）で測定された温度が予め設定された基準温度を超えるかを判断する第２温度判断ステップ（Ｓ９００）を含むことを特徴とする請求項１７に記載のエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムの制御方法。
  19. 前記第２温度測定ステップ（Ｓ８００）で測定された温度が予め設定された基準温度を超える場合には、前記第１バイパスバルブ（３３１）および前記第２バイパスバルブ（３３２）を開放し、前記コンプレッサ（３２０）を作動させる第２水冷部作動開始ステップ（Ｓ１０００）を含むことを特徴とする請求項１８に記載のエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムの制御方法。
  20. 前記第２温度測定ステップ（Ｓ８００）で測定された温度が予め設定された基準温度以下の場合には、前記第１バイパスバルブ（３３１）または前記第２バイパスバルブ（３３２）のうちのいずれか１つ以上を閉鎖し、前記コンプレッサ（３２０）の作動中止状態を維持する第２水冷部作動中止ステップ（Ｓ１１００）を含むことを特徴とする請求項１８に記載のエアコンシステムと統合されたハイブリッド型インタークーラシステムの制御方法。
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