JP2023182363A - Intake control device of vehicle - Google Patents

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嘉寿 中村
Yoshihisa Nakamura
樹 北岡
Itsuki Kitaoka
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Toyota Motor Corp
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Abstract

To provide an intake control device of a vehicle which can predict and adjust a request opening degree of a grille shutter based on driving conditions and load conditions to reduce air resistance of the vehicle when opening and closing the grille shutter, as much as possible.SOLUTION: An intake control device of a vehicle includes: a supercharger which compresses intake air of an engine; an intercooler which cools the intake air compressed by the supercharger through air cooling; and a grille shutter which controls an air quantity of travel wind toward the intercooler. The intake control device includes a controller performing opening and closing control of the grille shutter. The controller predicts temperature of the intake air after passing through the intercooler and prohibits opening of the grille shutter when the predicted temperature of the intake air is a prescribed temperature or less.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、車体前部のグリル開口部に設けられたグリルシャッタを備える車両の吸気制御装置に関するものである。 The present invention relates to an air intake control device for a vehicle that includes a grille shutter provided in a grille opening at the front of the vehicle body.

近年の車両には、フロントグリルなどの走行風導入口の背後にグリルシャッタを設けた車両がある。グリルシャッタの複数のフィンが、走行風導入口を閉鎖するように閉じたり、開放するように開いたりすることによって、エンジンルーム内に導入される走行風の走行風量を調整することができる。 Some recent vehicles are equipped with a grille shutter behind a driving wind inlet such as a front grill. By closing the plurality of fins of the grille shutter to close or opening the traveling wind inlet, the amount of traveling wind introduced into the engine room can be adjusted.

特許文献1には、上述した構成のグリルシャッタを設けた車両用グリルシャッタの制御装置が開示されている。この制御装置は、グリルシャッタが閉の状態において、エンジンルーム内に設置された電子制御ユニット(以下、ECUと記す)の温度が所定よりも高い温度に達した場合に、グリルシャッタの開放を要求し、ECUの冷却を行っている。特許文献1の発明によると、ECUの温度が高くなった場合は適切にグリルシャッタを開の状態にして、十分に冷却することができる、とされている。 Patent Document 1 discloses a control device for a vehicle grille shutter provided with a grille shutter configured as described above. This control device requests opening of the grill shutter when the temperature of an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) installed in the engine room reaches a higher temperature than a predetermined temperature while the grill shutter is closed. and cools the ECU. According to the invention of Patent Document 1, when the temperature of the ECU becomes high, the grill shutter can be appropriately opened to cool the ECU sufficiently.

特開2014-148194号公報Japanese Patent Application Publication No. 2014-148194

従来の中間開度を備えていないグリルシャッタでは、エンジンルーム内に温度センサを設けて、所定以上の温度を超えるとグリルシャッタを全開するように要求している。 In conventional grille shutters that do not have an intermediate opening degree, a temperature sensor is provided in the engine compartment and requires the grille shutter to be fully opened when the temperature exceeds a predetermined level.

また、グリルシャッタは、グリルシャッタを閉の状態にして走行した場合に、エンジンルーム内に外気を導入させず、エンジンルーム内の空気の乱流を防ぐことができ、よって車両全体の空気抵抗(Cd値、抗力係数値)を低減することが従来知られている。車両の空気抵抗を低減することによって燃費性能が向上するので、グリルシャッタは、できるだけ閉の状態を維持することが求められている。 Additionally, when driving with the grille shutter closed, the grille shutter prevents outside air from entering the engine compartment and prevents air turbulence within the engine compartment. It is conventionally known to reduce the Cd value, drag coefficient value). Since fuel efficiency is improved by reducing the air resistance of a vehicle, it is required that the grille shutter be kept closed as much as possible.

一方で、過給機を搭載したエンジンでは、過給機によって加圧されて高温になった吸気を、フロントグリル付近に配置されたインタークーラによって放熱させることで、過給後の吸気の熱膨張を防ぎ、燃料を合わせた混合気を効率よく燃焼することができるとされている。したがって、過給機を搭載したエンジンにおいて、インタークーラを効率よく放熱、冷却させるためにグリルシャッタの開放を要求を出力する。 On the other hand, in engines equipped with a supercharger, the intake air that is pressurized by the supercharger and heated to a high temperature is radiated by an intercooler placed near the front grill, which reduces the thermal expansion of the intake air after supercharging. It is said that it is possible to prevent this and efficiently burn the mixture of fuels. Therefore, in an engine equipped with a supercharger, a request to open the grille shutter is output in order to efficiently dissipate heat and cool the intercooler.

しかしながら、グリルシャッタの開閉に時間を要するため、開の状態のグリルシャッタを通る外気によってインタークーラが冷やされて、これ以上冷やす必要がない場合にグリルシャッタを閉めるまでの間は、グリルシャッタは開の状態であって、グリルシャッタの開閉の遅れによって、車両全体の空気抵抗は閉の状態のときに比べて大きくなる可能性がある。 However, since it takes time to open and close the grille shutter, the grille shutter remains open until the intercooler is cooled by the outside air passing through the open grille shutter and the grille shutter is closed when there is no need for further cooling. In this state, due to the delay in opening and closing the grille shutter, the air resistance of the entire vehicle may become greater than when it is in the closed state.

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、グリルシャッタ要求開度を運転条件や負荷状況から予測して調整し、グリルシャッタの開閉に伴う車両の空気抵抗を可及的に低減することができる車両の吸気制御装置を提供することを目的とするものである。 This invention was made with a focus on the above-mentioned technical problem, and the required opening degree of the grille shutter is predicted and adjusted based on driving conditions and load conditions, and the air resistance of the vehicle due to the opening and closing of the grille shutter is minimized. It is an object of the present invention to provide a vehicle intake control device that can reduce the amount of air intake.

この発明は、上記の目的を達成するために、エンジンの吸気を加圧する過給機と、前記過給機で加圧された前記吸気を空冷するインタークーラと、前記インタークーラに対する走行風風量を制御するグリルシャッタとを備えた車両の吸気制御装置であって、前記グリルシャッタを開閉制御するコントローラを有し、前記コントローラは、前記インタークーラを通過した後の前記吸気の温度を予測し、予測された前記吸気の温度が所定温度以下の場合は、前記グリルシャッタの開放を禁止することを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention includes a supercharger that pressurizes the intake air of an engine, an intercooler that air cools the intake air pressurized by the supercharger, and a running air flow rate for the intercooler. An air intake control device for a vehicle, comprising a controller for controlling opening and closing of the grille shutter, the controller predicting the temperature of the intake air after passing through the intercooler, and predicting the temperature of the intake air after passing through the intercooler. If the temperature of the intake air is below a predetermined temperature, opening of the grille shutter is prohibited.

この発明の車両の吸気制御装置によれば、過給機で加圧され、かつインタークーラを通過した後の吸気の温度を予測し、予測された吸気温度が所定温度以下の場合はグリルシャッタの開放を禁止することによって、グリルシャッタの開閉に伴う車両の空気抵抗を可及的に低減することができる。 According to the intake air control device for a vehicle of the present invention, the temperature of the intake air after being pressurized by the supercharger and passing through the intercooler is predicted, and if the predicted intake air temperature is below a predetermined temperature, the grille shutter is closed. By prohibiting the opening of the grille shutter, the air resistance of the vehicle caused by opening and closing of the grille shutter can be reduced as much as possible.

具体的には、過給機によって加圧され、高温となった吸気が、インタークーラを通過したときの吸気温度を予測し、その予測された吸気温度が所定値以下だった場合には、グリルシャッタを開放させないことで、グリルシャッタをタイミングよく閉じて、グリルシャッタの不必要な開放を禁止することができ、吸気温度が所定値以下のときは、グリルシャッタを閉の状態で維持することができる。したがって、グリルシャッタを閉の状態にして走行した場合に、エンジンルーム内に外気を導入させず、エンジンルーム内の空気の乱流を防ぐことができ、車両全体の空気抵抗を低減することができる。 Specifically, the system predicts the intake air temperature when the high-temperature intake air is pressurized by the supercharger and passes through the intercooler, and if the predicted intake air temperature is below a predetermined value, the grill By not opening the shutter, the grill shutter can be closed in a timely manner and unnecessary opening of the grill shutter can be prohibited, and when the intake air temperature is below a predetermined value, the grill shutter can be kept closed. can. Therefore, when driving with the grille shutter closed, outside air is not introduced into the engine compartment, preventing air turbulence within the engine compartment, and reducing the overall air resistance of the vehicle. .

この発明の実施例の構成を説明するための模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the configuration of an embodiment of the present invention. この発明の実施例における制御装置の一例を説明するためのブロック図である。FIG. 2 is a block diagram for explaining an example of a control device in an embodiment of the invention. この発明の実施例1における車両の吸気制御装置の制御例を説明するためのフローチャートである。3 is a flowchart for explaining a control example of the vehicle intake control device in Embodiment 1 of the present invention. この発明の実施例2における車両の吸気制御装置の制御例を説明するためのフローチャートである。7 is a flowchart for explaining a control example of the vehicle intake control device in Embodiment 2 of the present invention.

この発明の実施例における車両の吸気制御装置について、図面を参照して具体的に説明する。なお、以下に説明する実施例は、この発明を実施した場合の一例に過ぎないのであって、この発明を限定するものではない。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An intake control device for a vehicle according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. It should be noted that the embodiments described below are merely examples of implementing the present invention, and are not intended to limit the present invention.

図1は、この発明の実施例の構成を説明するための図であって、車両Veのエンジンルーム1を模式的に示す図である。縦矢印は車両前後方向、横矢印は車両左右方向を示している。 FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of an embodiment of the present invention, and is a diagram schematically showing an engine compartment 1 of a vehicle Ve. Vertical arrows indicate the longitudinal direction of the vehicle, and horizontal arrows indicate the lateral direction of the vehicle.

エンジンルーム1には、吸気通路2と排気通路3との間に接続されたエンジン4と、吸気通路2によりエンジン4へ導入される圧縮空気を生成する過給機5が配置されている。 過給機5は、吸気通路2に設けられたコンプレッサ6と、排気通路3に設けられたタービン7を備える。排気通路3を通過する排ガスによってタービン7が駆動され、タービン7と、回転力伝達可能に連結されたコンプレッサ6とによって、吸気を圧縮して圧縮空気を生成する。 In the engine room 1, an engine 4 connected between an intake passage 2 and an exhaust passage 3, and a supercharger 5 that generates compressed air introduced into the engine 4 through the intake passage 2 are arranged. The supercharger 5 includes a compressor 6 provided in the intake passage 2 and a turbine 7 provided in the exhaust passage 3. The turbine 7 is driven by the exhaust gas passing through the exhaust passage 3, and the turbine 7 and the compressor 6, which are connected to each other so as to transmit rotational force, compress intake air to generate compressed air.

吸気通路2には、上流から順に、エアクリーナ8、過給機5のコンプレッサ6、空冷によるインタークーラ9、そしてスロットルバルブ10が設けられている。図示しない吸気口から取り込まれた吸気は、エアクリーナ8を通過し、コンプレッサ6によって圧縮された吸気(以下、圧縮空気と記すことがある)となる。加圧されて高温になった圧縮空気は、インタークーラ9の放熱によって冷却され、スロットルバルブ10によって吸気量を調整して、エンジン4の気筒11に送り込まれる。過給機5のコンプレッサ6と、インタークーラ9との間には、過給後における圧縮空気の圧力を検出する過給後圧力センサ12が設けられており、インタークーラ9と、スロットルバルブ10との間には、インタークーラ9を通過した圧縮空気の温度を検出するI/C出口温度センサ13が設けられている。 The intake passage 2 is provided with an air cleaner 8, a compressor 6 of a supercharger 5, an air-cooled intercooler 9, and a throttle valve 10 in this order from upstream. The intake air taken in from an intake port (not shown) passes through the air cleaner 8 and becomes intake air compressed by the compressor 6 (hereinafter sometimes referred to as compressed air). The compressed air, which has been pressurized to a high temperature, is cooled by heat dissipation from the intercooler 9, and the intake air amount is adjusted by the throttle valve 10, and then sent to the cylinder 11 of the engine 4. A post-supercharging pressure sensor 12 that detects the pressure of compressed air after supercharging is provided between the compressor 6 of the supercharger 5 and the intercooler 9. An I/C outlet temperature sensor 13 that detects the temperature of the compressed air that has passed through the intercooler 9 is provided between the two.

エンジン4の気筒11において、圧縮空気と、図示しない燃料噴射弁から噴射される燃料との混合気が燃焼され、燃焼後の排ガスが排気通路3へ排出される。 In the cylinder 11 of the engine 4, a mixture of compressed air and fuel injected from a fuel injection valve (not shown) is combusted, and exhaust gas after combustion is discharged to the exhaust passage 3.

排気通路3には、過給機5のタービン7が設けられ、タービン7を通過した排ガスが、図示しない触媒コンバータやマフラーに送り込まれるように構成されている。なお、タービン7の上流と下流とを結ぶバイパス通路を設けて、そのバイパス流路に設けたウェストゲートバルブによって過給圧を調整する構成にしてもよい。 A turbine 7 of a supercharger 5 is provided in the exhaust passage 3, and the exhaust gas that has passed through the turbine 7 is configured to be sent to a catalytic converter and a muffler (not shown). Note that a bypass passage connecting the upstream and downstream sides of the turbine 7 may be provided, and the supercharging pressure may be adjusted by a wastegate valve provided in the bypass passage.

次に、グリルシャッタ14について説明する。グリルシャッタ14は、インタークーラ9に対する走行風風量を調整するために、車両Veのボディ15の前面に形成された開口部16に配置している。グリルシャッタ14の内部には、外気および走行風Wを遮蔽することができる複数のフィン部17と、フィン部17を回転可能に固定している複数のフィン軸18とを備えている。それぞれのフィン軸18が軸線方向に回転することで、それぞれのフィン部17は軸線方向に傾くことができ、フィン部17の傾く角度が、車両前後方向に対して平行となる場合は「開放」または「開の状態」であり、一方で、フィン部17の傾く角度が、車両前後方向に対して垂直となる場合は「閉鎖」または「閉の状態」である。 Next, the grille shutter 14 will be explained. The grille shutter 14 is disposed in an opening 16 formed in the front surface of the body 15 of the vehicle Ve in order to adjust the amount of air flowing to the intercooler 9. The interior of the grille shutter 14 includes a plurality of fin portions 17 capable of shielding the outside air and the running wind W, and a plurality of fin shafts 18 rotatably fixing the fin portions 17. By rotating each fin shaft 18 in the axial direction, each fin part 17 can be tilted in the axial direction, and when the tilt angle of the fin part 17 is parallel to the longitudinal direction of the vehicle, it is "open". On the other hand, when the angle of inclination of the fin portion 17 is perpendicular to the longitudinal direction of the vehicle, it is a "closed state" or a "closed state".

なお、フィン部17の傾く角度とは、グリルシャッタ開度のことであり、この発明の実施例のフィン部17は、車両前後方向に対して平行である「開の状態」、あるいは車両前後方向に垂直である「閉の状態」に限らず、適宜の開度に設定できる中間開度を設けてもよい。グリルシャッタ14は、フィン軸18を駆動するための図示しないグリルシャッタのアクチュエータを備え、グリルシャッタ開度は、グリルシャッタ14に付設するグリルシャッタ開度センサ19によって検出され、グリルシャッタ開度の要求は、アクチュエータに出力される。 Note that the angle at which the fin portion 17 is inclined refers to the opening degree of the grille shutter, and the fin portion 17 of the embodiment of the present invention is in an “open state” that is parallel to the longitudinal direction of the vehicle, or in an “open state” that is parallel to the longitudinal direction of the vehicle. It is not limited to the "closed state" which is perpendicular to , but an intermediate opening degree that can be set to an appropriate opening degree may be provided. The grill shutter 14 includes a grill shutter actuator (not shown) for driving the fin shaft 18, and the grill shutter opening is detected by a grill shutter opening sensor 19 attached to the grill shutter 14, and the grill shutter opening is requested. is output to the actuator.

図1に示すように、フィン部17が車両前後方向に対して平行となる、すなわち開の状態では、走行風Wがフィン部17の間を通過しエンジンルーム1に入り込み、インタークーラ9含む他の図示しない冷却装置などに当たることで、冷却装置が放熱されて冷却される。 As shown in FIG. 1, when the fin portions 17 are parallel to the longitudinal direction of the vehicle, that is, in the open state, the running wind W passes between the fin portions 17 and enters the engine room 1, including the intercooler 9 and other parts. By hitting a cooling device (not shown) or the like, the cooling device radiates heat and is cooled.

なお、グリルシャッタ14の開閉機構は、上述した構成に限定されるものではなく、たとえばフィン軸18が車両左右方向に対して平行であって、フィン部17が軸線方向に傾くように構成されていてもよい。つまり、グリルシャッタ開度によって、少なくともインタークーラ9に走行風Wが当たるように構成されていればよい。 Note that the opening/closing mechanism of the grille shutter 14 is not limited to the above-described configuration; for example, the fin shaft 18 may be configured to be parallel to the left-right direction of the vehicle, and the fin portion 17 may be tilted in the axial direction. It's okay. In other words, the configuration may be such that the traveling wind W hits at least the intercooler 9 depending on the opening degree of the grille shutter.

つづいて、グリルシャッタ14の開閉制御のための電子制御装置(ECU)20が設けられている。このECU20は、この発明の実施例における「コントローラ」に相当するものであり、マイクロコンピュータを主体にして構成されている。図2は、ECU20の構成の一例を説明するためのブロック図である。 Next, an electronic control unit (ECU) 20 for controlling opening and closing of the grille shutter 14 is provided. This ECU 20 corresponds to the "controller" in the embodiment of the present invention, and is mainly composed of a microcomputer. FIG. 2 is a block diagram for explaining an example of the configuration of the ECU 20. As shown in FIG.

ECU20は、車両Veに搭載された種々のセンサからデータが入力され、その入力されたデータと、予め記憶されているマップや演算式などとに基づいて指令信号を出力するように構成されている。ECU20に入力されるデータの一例を図2に示してあり、車速を検出する車速センサの信号、エンジン4の回転数を検出するセンサの信号、図示しないアクセルペダルの操作量を検出するアクセル開度センサの信号、外気温度を検出するセンサの信号、大気圧を検出するセンサの信号、そして先述の過給後圧力センサ12、I/C出口温度センサ13、グリルシャッタ開度センサ19などのデータが、ECU20に入力される。 The ECU 20 is configured to receive data from various sensors mounted on the vehicle Ve, and output command signals based on the input data and pre-stored maps, calculation formulas, etc. . An example of data input to the ECU 20 is shown in FIG. 2, including a signal from a vehicle speed sensor that detects the vehicle speed, a signal from a sensor that detects the rotational speed of the engine 4, and an accelerator opening degree that detects the amount of operation of an accelerator pedal (not shown). Sensor signals, signals from sensors that detect outside air temperature, signals from sensors that detect atmospheric pressure, and data from the aforementioned post-supercharging pressure sensor 12, I/C outlet temperature sensor 13, grill shutter opening sensor 19, etc. , is input to the ECU 20.

図2に示すECU20は、機能的構成として少なくとも、吸気量算出部21、過給後吸気温度予測部22、I/C放熱量予測部23、I/C出口温度予測部24、そして、グリルシャッタ開度算出部25を備えている。 The ECU 20 shown in FIG. 2 includes at least an intake air amount calculation section 21, a post-supercharging intake air temperature prediction section 22, an I/C heat radiation amount prediction section 23, an I/C outlet temperature prediction section 24, and a grille shutter as a functional configuration. An opening calculation section 25 is provided.

吸気量算出部21は、エンジン回転数とアクセル開度とに基づいてエンジン4の要求吸気量を演算する機能を有している。あるいは、ECU20に予め記憶されている吸気量マップによって定めてもよい。 The intake air amount calculating section 21 has a function of calculating the required intake air amount of the engine 4 based on the engine speed and the accelerator opening. Alternatively, it may be determined based on an intake air amount map stored in advance in the ECU 20.

過給後吸気温度予測部22は、一例として、外気温度センサおよび大気圧センサからの検出信号と、過給後圧力センサ12からの検出信号とに基づいて、将来の過給後の吸気温度を予測する機能を有している。なお、将来とは、所定時間後のことであって、運転条件などによって期間を適宜変更してもよい。 For example, the post-supercharging intake air temperature prediction unit 22 predicts the future intake air temperature after supercharging based on detection signals from an outside air temperature sensor and an atmospheric pressure sensor, and a detection signal from the post-supercharging pressure sensor 12. It has the ability to predict. Note that the future refers to a predetermined period of time later, and the period may be changed as appropriate depending on operating conditions and the like.

I/C放熱量予測部23は、一例として、吸気量算出部21で定めた要求吸気量と、過給後吸気温度予測部22で定めた将来の過給後の吸気温度とに基づいて、インタークーラ9の出口温度が予め定めた目標温度になるように、インタークーラ9による要求放熱量を予測する機能を有している。 For example, the I/C heat dissipation amount prediction unit 23 calculates, based on the required intake air amount determined by the intake air amount calculation unit 21 and the future intake air temperature after supercharging determined by the post-supercharging intake air temperature prediction unit 22. It has a function of predicting the required amount of heat radiation by the intercooler 9 so that the outlet temperature of the intercooler 9 becomes a predetermined target temperature.

I/C出口温度予測部24は、一例として、予めECU20に記憶されている放熱量マップから定めたインタークーラ9による放熱量と、吸気量算出部21で定めた要求吸気量とに基づいて、インタークーラ9の出口温度を予測する機能を有している。 For example, the I/C outlet temperature prediction section 24 calculates the amount of heat dissipated by the intercooler 9, which is determined from a heat dissipation map stored in advance in the ECU 20, and the required intake air amount, which is determined by the intake air amount calculation section 21. It has a function of predicting the outlet temperature of the intercooler 9.

グリルシャッタ開度算出部25は、車速と、吸気量算出部21で定めた要求吸気量と、I/C放熱量予測部23で定めたインタークーラ9による要求放熱量とに基づいて、グリルシャッタ14の要求開度を演算する機能を有している。 The grille shutter opening calculation section 25 calculates the grille shutter opening amount based on the vehicle speed, the required intake air amount determined by the intake air amount calculation section 21, and the required heat radiation amount by the intercooler 9 determined by the I/C heat radiation amount prediction section 23. It has a function to calculate 14 required opening degrees.

そして、ECU20に入力されたデータなどに基づいてグリルシャッタ開度の指令信号をアクチュエータに出力される。 Then, a command signal for the grille shutter opening degree is output to the actuator based on data input to the ECU 20 and the like.

グリルシャッタ14は、グリルシャッタ14を閉の状態にして走行した場合に、エンジンルーム1内に外気を導入させず、エンジンルーム1内の空気の乱流を防ぐことができるから、車両Ve全体の空気抵抗を低減することができる。また、車両Veの空気抵抗を低減することによって燃費性能が向上するので、その点では、グリルシャッタ14は、閉の状態を維持することが好ましい。 The grille shutter 14 prevents outside air from being introduced into the engine compartment 1 and prevents air turbulence in the engine compartment 1 when the vehicle is driven with the grille shutter 14 in the closed state. Air resistance can be reduced. Further, since fuel efficiency is improved by reducing the air resistance of the vehicle Ve, it is preferable to maintain the grille shutter 14 in a closed state.

一方で、過給機5を搭載したエンジン4では、過給機5によって加圧されて高温になった圧縮空気を、インタークーラ9によって放熱させることで、過給後の圧縮空気の熱膨張を防ぎ、燃料を合わせた混合気を効率よく燃焼することができるから、インタークーラ9によって圧縮空気を効率よく放熱、冷却させるためにグリルシャッタ14は、開の状態であることが望ましい。 On the other hand, in the engine 4 equipped with the supercharger 5, the compressed air that has been pressurized by the supercharger 5 and has become high temperature is radiated by the intercooler 9, thereby reducing the thermal expansion of the compressed air after supercharging. Therefore, it is desirable that the grille shutter 14 be in an open state in order for the intercooler 9 to efficiently dissipate heat and cool the compressed air, since the air-fuel mixture containing the fuel can be efficiently combusted.

またさらに、グリルシャッタ14の開閉に時間を要するため、開の状態のグリルシャッタ14を通る走行風Wによってインタークーラ9が冷やされて、これ以上冷やす必要がない場合にグリルシャッタ14を閉めるまでの間は、グリルシャッタ14は少なくとも開の状態であって、その分車両Ve全体の空気抵抗は閉の状態のときに比べて大きくなる可能性がある。 Furthermore, since it takes time to open and close the grille shutter 14, the intercooler 9 is cooled by the traveling wind W passing through the grille shutter 14 in the open state, and it takes a long time to close the grille shutter 14 when there is no need for further cooling. During this period, the grille shutter 14 is at least in the open state, and the air resistance of the entire vehicle Ve may be increased accordingly compared to when it is in the closed state.

このように車両Ve全体の空気抵抗を可及的に低減するためにグリルシャッタ14は、できるだけ閉の状態を維持させて、かつ運転条件や負荷状況から予測してインタークーラ9によって放熱させる場合のときだけグリルシャッタ14を開の状態にするために、上述したこの発明の実施例における車両の吸気制御装置は、以下に説明する制御を実行するように構成されている。 In this way, in order to reduce the air resistance of the entire vehicle Ve as much as possible, the grille shutter 14 is kept closed as much as possible, and when the heat is radiated by the intercooler 9 as predicted from the driving conditions and load situation. In order to open the grille shutter 14 only at certain times, the vehicle air intake control device in the embodiment of the present invention described above is configured to execute the control described below.

図3および図4は、その制御の一例を説明するためのフローチャートであって、それらのフローチャートで示す制御は、エンジン4が運転されているときにECU20によって繰り返し実行される。図3は、この発明の実施例1における車両の吸気制御装置の制御例を説明するためのフローチャートである。まず、要求吸気量を算出する(ステップS1)。要求吸気量は、吸気量算出部21によって求められる。具体的には、エンジン回転数とアクセル開度とに基づいてエンジン4の要求吸気量を演算する。 3 and 4 are flowcharts for explaining an example of the control, and the control shown in these flowcharts is repeatedly executed by the ECU 20 while the engine 4 is being operated. FIG. 3 is a flowchart for explaining an example of control of the vehicle intake control device according to the first embodiment of the present invention. First, a required intake air amount is calculated (step S1). The required intake air amount is determined by the intake air amount calculation unit 21. Specifically, the required intake air amount of the engine 4 is calculated based on the engine speed and the accelerator opening.

次に、将来の過給後の吸気温度を予測する(ステップS2)。将来の過給後の吸気温度は、過給後吸気温度予測部22によって求められる。具体的には、外気温度センサおよび大気圧センサからの検出信号と、過給後圧力センサ12からの検出信号とに基づいて、将来の過給後の吸気温度を予測する。 Next, the future intake air temperature after supercharging is predicted (step S2). The future intake air temperature after supercharging is determined by the post-supercharging intake air temperature prediction unit 22. Specifically, the future intake air temperature after supercharging is predicted based on the detection signals from the outside air temperature sensor and the atmospheric pressure sensor, and the detection signal from the post-supercharging pressure sensor 12.

これに続けて、インタークーラ9の出口温度が予め定めた温度となるように、吸気量と、過給後の推定吸気温度とからインタークーラ9による放熱量を予測する(ステップS3)。この放熱量は、I/C放熱量予測部23によって求められる。具体的には、ステップS1で定めた要求吸気量と、ステップS2で定めた将来の過給後の吸気温度とに基づいて、インタークーラ9の出口温度が予め定めた目標温度になるように、インタークーラ9による要求放熱量を予測する。 Subsequently, the amount of heat released by the intercooler 9 is predicted from the intake air amount and the estimated intake air temperature after supercharging so that the outlet temperature of the intercooler 9 becomes a predetermined temperature (step S3). This amount of heat radiation is determined by the I/C heat radiation amount prediction unit 23. Specifically, based on the required intake air amount determined in step S1 and the future intake air temperature after supercharging determined in step S2, the outlet temperature of the intercooler 9 is set to a predetermined target temperature. The required amount of heat radiation by the intercooler 9 is predicted.

続いて、車両Veの車速と、以上で求めた要求吸気量の算出値およびインタークーラ9による放熱量の予測値とから、要求グリルシャッタ開度を算出する(ステップS4)。要求グリルシャッタ開度は、グリルシャッタ開度算出部25によって求められる。そしてグリルシャッタ開度算出部25によって求められたグリルシャッタ開度を要求する(ステップS5)。グリルシャッタ開度の指令信号をアクチュエータに出力し、フィン軸18を駆動させてフィン部17を所定の角度まで傾ける。グリルシャッタ14の開度要求がなされたら、図3に示すルーチンを一旦終了する。 Subsequently, the required grille shutter opening degree is calculated from the vehicle speed of the vehicle Ve, the calculated value of the required intake air amount obtained above, and the predicted value of the amount of heat dissipated by the intercooler 9 (step S4). The required grille shutter opening degree is determined by the grille shutter opening degree calculation section 25. Then, the grill shutter opening calculated by the grill shutter opening calculation section 25 is requested (step S5). A command signal for the opening degree of the grille shutter is output to the actuator, and the fin shaft 18 is driven to tilt the fin portion 17 to a predetermined angle. Once the opening degree of the grille shutter 14 is requested, the routine shown in FIG. 3 is temporarily terminated.

フィン部17を傾けて、走行風Wがエンジンルーム内に導入されると、インタークーラ9は走行風Wによって冷却され、インタークーラ9の内部の圧縮空気が放熱されて、圧縮空気の温度が下がる。つまり、要求吸気量を求め、将来の過給後の吸気温度を予測し、インタークーラ9の出口温度が所定温度となるように、インタークーラ9を通過する圧縮空気の温度をどの程度冷却すればよいか、すなわちインタークーラ9による放熱量を定めることによって、グリルシャッタ14の開度要求を必要な分だけ出力することができ、また、インタークーラ9の出口温度が下がったら、すぐにグリルシャッタ14を閉じることができる。つまり、インタークーラ9による放熱量を定めることで、グリルシャッタ14の不必要な開放を禁止することができ、圧縮空気の温度が所定値以下のときはグリルシャッタ14を閉の状態で維持することができる。したがって、グリルシャッタ14を閉の状態にして走行した場合に、エンジンルーム1内に外気を導入させず、エンジンルーム1内の空気の乱流を防ぐことができ、車両Ve全体の空気抵抗を低減することができる。 When the fin portion 17 is tilted and the running wind W is introduced into the engine room, the intercooler 9 is cooled by the running wind W, and the compressed air inside the intercooler 9 radiates heat, reducing the temperature of the compressed air. . In other words, the required intake air amount is determined, the future intake air temperature after supercharging is predicted, and to what extent the compressed air passing through the intercooler 9 should be cooled so that the outlet temperature of the intercooler 9 becomes a predetermined temperature. In other words, by determining the amount of heat dissipated by the intercooler 9, it is possible to output the required opening degree request for the grill shutter 14. Also, as soon as the outlet temperature of the intercooler 9 drops, the grill shutter 14 can be opened immediately. can be closed. In other words, by determining the amount of heat dissipated by the intercooler 9, unnecessary opening of the grille shutter 14 can be prohibited, and the grille shutter 14 can be kept closed when the temperature of the compressed air is below a predetermined value. Can be done. Therefore, when driving with the grille shutter 14 closed, outside air is not introduced into the engine compartment 1, turbulence of air in the engine compartment 1 can be prevented, and the air resistance of the entire vehicle Ve is reduced. can do.

つづいて、図4は、この発明の実施例2における車両の吸気制御装置の制御例を説明するためのフローチャートであって、実施例1(図3)では、ステップS3に記載のインタークーラ9の出口温度を目標温度に設定した場合であることに対して、実施例2(図4)では、インタークーラ9の出口温度を圧縮空気の温度やインタークーラ9の放熱量などに基づいて予測する場合の制御例である。 Next, FIG. 4 is a flowchart for explaining an example of control of the vehicle intake control device in Embodiment 2 of the present invention. In Embodiment 1 (FIG. 3), In contrast to the case where the outlet temperature is set to the target temperature, in the second embodiment (FIG. 4), the outlet temperature of the intercooler 9 is predicted based on the temperature of the compressed air, the amount of heat dissipated from the intercooler 9, etc. This is an example of control.

まず、要求吸気量を算出する(ステップS11)。要求吸気量は、吸気量算出部21によって求められる。具体的には、エンジン回転数とアクセル開度とに基づいてエンジン4の要求吸気量を演算する。 First, a required intake air amount is calculated (step S11). The required intake air amount is determined by the intake air amount calculation unit 21. Specifically, the required intake air amount of the engine 4 is calculated based on the engine speed and the accelerator opening.

次に、将来の過給後の吸気温度を予測する(ステップS12)。将来の過給後の吸気温度は、過給後吸気温度予測部22によって求められる。具体的には、外気温度センサおよび大気圧センサからの検出信号と、過給後圧力センサ12からの検出信号とに基づいて、将来の過給後の吸気温度を予測する。 Next, the future intake air temperature after supercharging is predicted (step S12). The future intake air temperature after supercharging is determined by the post-supercharging intake air temperature prediction unit 22. Specifically, the future intake air temperature after supercharging is predicted based on the detection signals from the outside air temperature sensor and the atmospheric pressure sensor, and the detection signal from the post-supercharging pressure sensor 12.

これに続けて、車両Veの車速と、ステップS11で定めた要求吸気量とからインタークーラ9による放熱量を算出する(ステップS13)。具体的には、吸気量算出部21で定めた要求吸気量と車速とに基づいて、予めECU20に記憶されている放熱量マップからインタークーラ9による放熱量を定める。 Subsequently, the amount of heat released by the intercooler 9 is calculated from the vehicle speed of the vehicle Ve and the required intake air amount determined in step S11 (step S13). Specifically, the amount of heat dissipated by the intercooler 9 is determined from a heat dissipation map stored in advance in the ECU 20 based on the required intake air amount determined by the intake air amount calculation unit 21 and the vehicle speed.

ステップS12で定めた推定吸気温度と、ステップS13で定められたインタークーラ9による放熱量とから、インタークーラ9の出口温度を予測する(ステップS14)。これは、I/C出口温度予測部24から求めることができ、具体的には、ステップS13で定めたインタークーラ9による放熱量と、ステップS11で定めた要求吸気量とに基づいて、インタークーラ9の出口温度を予測する。 The outlet temperature of the intercooler 9 is predicted from the estimated intake air temperature determined in step S12 and the amount of heat dissipated by the intercooler 9 determined in step S13 (step S14). This can be obtained from the I/C outlet temperature prediction unit 24. Specifically, the intercooler Predict the outlet temperature of 9.

そして、ステップS14で予測したインタークーラ9の出口温度が所定値以上であるか否かが判断される(ステップS15)。ここで所定値とは、グリルシャッタ14を開く必要がある温度であって、気象条件や運転条件などによって所定温度を適宜変更してもよい。このステップS15で肯定的に判断された場合には、グリルシャッタ14の開放を要求し(ステップS16)、図4に示すルーチンを一旦終了する。これとは反対に、ステップS15で否定的に判断された場合には、グリルシャッタ14の閉鎖を要求し(ステップS17)、図4に示すルーチンを一旦終了する。なお、ステップS16におけるグリルシャッタ14の開度は、全開でなくても、インタークーラ9の冷却要求に合わせたグリルシャッタ14の中間開度の要求であってもよい。 Then, it is determined whether the outlet temperature of the intercooler 9 predicted in step S14 is equal to or higher than a predetermined value (step S15). Here, the predetermined value is a temperature at which it is necessary to open the grill shutter 14, and the predetermined temperature may be changed as appropriate depending on weather conditions, driving conditions, etc. If the determination in step S15 is affirmative, opening of the grille shutter 14 is requested (step S16), and the routine shown in FIG. 4 is temporarily ended. On the other hand, if the determination in step S15 is negative, a request is made to close the grille shutter 14 (step S17), and the routine shown in FIG. 4 is temporarily ended. Note that the opening degree of the grille shutter 14 in step S16 does not have to be fully open, but may be a request for an intermediate opening degree of the grille shutter 14 in accordance with the cooling request of the intercooler 9.

ステップS14にて、将来のインタークーラ9の出口温度を、将来の過給後の吸気温度やインタークーラ9の放熱量などに基づいて予測することによって、インタークーラ9を冷却させる必要があるか否かを判断することができる。また、インタークーラ9を冷却させる必要があるときだけ、グリルシャッタ14を開の状態にできるので、グリルシャッタ14の不必要な開放を禁止することができる。したがって、インタークーラ9を冷却させる必要がない場合は、グリルシャッタ14を閉の状態にして走行できるので、エンジンルーム1内に外気を導入させず、エンジンルーム1内の空気の乱流を防ぐことができ、車両Ve全体の空気抵抗を低減することができる。 In step S14, it is determined whether it is necessary to cool the intercooler 9 by predicting the future outlet temperature of the intercooler 9 based on the future intake air temperature after supercharging, the heat dissipation amount of the intercooler 9, etc. It is possible to judge whether Furthermore, since the grille shutter 14 can be opened only when it is necessary to cool the intercooler 9, unnecessary opening of the grille shutter 14 can be prohibited. Therefore, when there is no need to cool the intercooler 9, the vehicle can be driven with the grille shutter 14 closed, thereby preventing outside air from being introduced into the engine room 1 and preventing air turbulence within the engine room 1. This makes it possible to reduce the air resistance of the entire vehicle Ve.

またさらに、将来のインタークーラ9の出口温度を予測することによって、前もってグリルシャッタ14の開閉を行えるため、従来のようにインタークーラ9の出口温度が所定値以上になってからグリルシャッタ14の開度要求を行うより、要求に応じたグリルシャッタ14の開閉にかかる時間を短縮することができる。つまり、インタークーラ9の出口温度を予測することによって、グリルシャッタ14の開閉を行うので、インタークーラ9の出口温度が所定値よりも上がることを抑制することができる。また、インタークーラ9の出口温度を予測して、インタークーラ9をこれ以上冷却させる必要がない場合には、グリルシャッタ14をタイミングよく閉じることができるので、グリルシャッタ14の開閉の遅れを防止することができ、グリルシャッタ14の不必要な開放を禁止することができる。 Furthermore, by predicting the future outlet temperature of the intercooler 9, it is possible to open and close the grille shutter 14 in advance. The time required to open and close the grill shutter 14 according to the request can be shortened, rather than making a request every time. That is, since the grille shutter 14 is opened and closed by predicting the outlet temperature of the intercooler 9, it is possible to suppress the outlet temperature of the intercooler 9 from rising above a predetermined value. Further, by predicting the outlet temperature of the intercooler 9 and when there is no need to further cool the intercooler 9, the grille shutter 14 can be closed in a timely manner, thereby preventing delays in opening and closing the grille shutter 14. Therefore, unnecessary opening of the grille shutter 14 can be prohibited.

なお、この発明は上述した実施例に限定されないのであって、この発明の目的の範囲で適宜に変更して実施することができる。また、上述したフローチャートの構成に限定しない。例えば、ステップS1とステップS2との順序を替えてもよいし、温度や放熱量の算出および予測は、ECU20に予め記憶されている2次元配列のマップによって定めてもよい。 Note that this invention is not limited to the embodiments described above, and can be implemented with appropriate modifications within the scope of the objective of this invention. Furthermore, the present invention is not limited to the configuration of the flowchart described above. For example, the order of step S1 and step S2 may be changed, and the calculation and prediction of temperature and heat radiation amount may be determined by a two-dimensional array map stored in advance in the ECU 20.

1 エンジンルーム
2 吸気通路
3 排気通路
4 エンジン
5 過給機
6 コンプレッサ
7 タービン
8 エアクリーナ
9 インタークーラ
10 スロットルバルブ
11 気筒
12 過給後圧力センサ
13 出口温度センサ
14 グリルシャッタ
15 ボディ
16 開口部
17 フィン部
18 フィン軸
19 グリルシャッタ開度センサ
20 電子制御装置(ECU)
21 吸気量算出部
22 過給後吸気温度予測部
23 I/C放熱量予測部
24 I/C出口温度予測部
25 グリルシャッタ開度算出部
Ve 車両
W 走行風
1 Engine room 2 Intake passage 3 Exhaust passage 4 Engine 5 Supercharger 6 Compressor 7 Turbine 8 Air cleaner 9 Intercooler 10 Throttle valve 11 Cylinder 12 Post-supercharging pressure sensor 13 Outlet temperature sensor 14 Grill shutter 15 Body 16 Opening 17 Fin section 18 Fin shaft 19 Grill shutter opening sensor 20 Electronic control unit (ECU)
21 Intake air amount calculation unit 22 Post-supercharging intake air temperature prediction unit 23 I/C heat radiation amount prediction unit 24 I/C outlet temperature prediction unit 25 Grill shutter opening degree calculation unit Ve Vehicle W Traveling wind

Claims (1)

エンジンの吸気を加圧する過給機と、前記過給機で加圧された前記吸気を空冷するインタークーラと、前記インタークーラに対する走行風風量を制御するグリルシャッタとを備えた車両の吸気制御装置であって、
前記グリルシャッタを開閉制御するコントローラを有し、
前記コントローラは、
前記インタークーラを通過した後の前記吸気の温度を予測し、
予測された前記吸気の温度が所定温度以下の場合は、前記グリルシャッタの開放を禁止する
ことを特徴とする車両の吸気制御装置。
An air intake control device for a vehicle, comprising: a supercharger that pressurizes the intake air of an engine; an intercooler that air-cools the intake air pressurized by the supercharger; and a grille shutter that controls the amount of running air relative to the intercooler. And,
a controller that controls opening and closing of the grille shutter;
The controller includes:
predicting the temperature of the intake air after passing through the intercooler;
An intake air control device for a vehicle, wherein opening of the grille shutter is prohibited when the predicted temperature of the intake air is below a predetermined temperature.
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