JP4632030B2

JP4632030B2 - インタークーラーシステム及び吸入空気冷却方法

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Description

本発明は内燃機関のインタークーラーシステム及びインタークーラーシステムを利用する吸入空気冷却方法に関し、より詳しくは、空調システムを利用してインタークーラーを冷却する外部空気温度を適切に調節して、最適の冷却効率を得ることができるインタークーラーシステム及び吸入空気冷却方法に関する。

一般に、インタークーラは、ターボチャージャを備える内燃機関に用いられる。
吸入空気がターボチャージャによって圧縮されると、この圧縮過程で吸入空気温度が上昇する。吸入空気温度が過度に上昇する場合、燃焼特性が悪化する問題があるので、ターボチャージャを備える内燃機関では、吸入空気温度を下げるインタークーラーが一般に用いられる。
様々な冷却方式のインタークーラーがあるが、代表的なものとしては、走行過程で発生する外部空気の流れによって冷却する空冷式インタークーラー及び冷却水によって冷却する水冷式インタークーラーがある。
既存のインタークーラーは、燃焼室に流入する吸入空気温度を下げることにその焦点があり、吸入空気温度を最適の温度に冷却することができないという問題がある。
特開平７−２１５０７５号公報

本発明は、空調システムを利用してインタークーラーを冷却する外部空気温度を適切に調節することによって、吸入空気温度を最適の温度に冷却することができるインタークーラーシステム及び吸入空気冷却方法を提供するにその目的がある。

前記目的を達成するための本発明の実施例によるインタークーラーシステムは、エアーダクト、インタークーラー、バルブユニット、及び制御ユニットを含む。エアーダクトは、外部空気の供給を受けることができるように構成し、その内部には空調システムの蒸発器及びヒーターコアを配置し、蒸発器の下流側の内部通路のうちの一部は、隔壁によって第１通路及び第２通路に分割され、第１通路にはヒーターコアが配置され、第１通路のうちのヒーターコアの上流部分は第３通路と連結し、第１通路のうちのヒーターコアの下流部分は第４通路と連結し、第３通路及び第４通路を通じてインタークーラーと連通するように配置する。インタークーラーは、エアーダクトから外部空気の供給を受け、供給を受けた外部空気によってその内部を通過する吸入空気を冷却できるように構成する。バルブユニットは、ヒーターコアの上流側の第１通路及び第３通路を選択的に閉鎖することができるように構成される第１バルブと、ヒーターコアの下流側の第１通路及び第４通路を選択的に閉鎖することができるように構成される第２バルブ、及び
第２通路を選択的に閉鎖することができるように構成される第３バルブからなり、
外部空気が蒸発器及びヒーターコアのうちのいずれか１つ以上を通過した後にインタークーラーに供給されるように外部空気の流れを調節する。制御ユニットは、空調システム及びバルブユニットを制御する。

インタークーラーシステムは、冷却水温度を検出する冷却水温度センサーをさらに含み、前記制御ユニットは、前記検出された冷却水温度に基づいて前記バルブユニットを制御するようにプログラムされるのが好ましい。
前記制御ユニットは、前記検出された冷却水温度が設定した冷却水温度より低い場合には、前記外部空気が前記ヒーターコアによって加熱された後に前記インタークーラーに供給されるように、前記バルブユニットを制御できるプログラムをするのが好ましい。
前記制御ユニットは、前記検出された冷却水温度が設定された冷却水温度以上である場合には、前記外部空気が前記蒸発器によって冷却された後に前記インタークーラーに供給されるように、前記バルブユニット及び前記空調システムを制御できるプログラムをするのが好ましい。

前記蒸発器の下流側の前記エアーダクト内部通路のうち一部は隔壁によって前記ヒーターコアが配置される第１通路及び第２通路に分割され、前記第１通路のうちの前記ヒーターコアの上流側部分は第３通路を通じて前記インタークーラーと連通し、前記第１通路のうちの前記ヒーターコアの下流側部分は第４通路を通じて前記インタークーラーと連通する。前記バルブユニットは、前記ヒーターコアの上流側の前記第１通路及び前記第３通路を選択的に閉鎖することができるように構成される第１バルブ、前記ヒーターコアの下流側の前記第１通路及び前記第４通路を選択的に閉鎖することができるように構成される第２バルブ、及び前記第２通路を選択的に閉鎖することができるように構成される第３バルブを含むのが好ましい。

インタークーラーシステムは、冷却水温度を検出する冷却水温度センサーをさらに含み、前記制御ユニットは、前記検出された冷却水温度に基づいて前記第１バルブ、前記第２バルブ、及び前記第３バルブの駆動を制御できるプログラムをするのが好ましい。
前記制御ユニットは、前記検出された冷却水温度が設定した冷却水温度より低い場合には、前記外部空気が前記ヒーターコアによって加熱された後に前記インタークーラーに供給されるように、前記ヒーターコアの上流側の前記第１通路を開放して前記第３通路は閉鎖するように前記第１バルブを制御し、前記第４通路を開放するように前記第２バルブを制御できるプログラムをするのが好ましい。

インタークーラーシステムは、前記空調システムの作動モードを検出する空調システム作動モードスイッチをさらに含み、前記制御ユニットは、前記空調システムの作動モードが乗客室内部の空気を加熱するための加熱モードでもなく冷却するための冷却モードでもない場合には、前記ヒーターコアの下流側の前記第１通路を閉鎖するように前記第２バルブを制御し、前記第２通路を閉鎖するように前記第３バルブを制御できるプログラムをするのが好ましい。

インタークーラーシステムは、前記空調システムの作動モードを検出する空調システム作動モードスイッチをさらに含み、前記制御ユニットは、前記空調システムの作動モードが乗客室内部の空気を冷却するための冷却モードである場合には、前記ヒーターコアの下流側の前記第１通路を閉鎖するように前記第２バルブを制御し、前記第２通路を開放するように前記第３バルブを制御できるプログラムをするのが好ましい。
また、インタークーラーシステムは、前記空調システムの作動モードを検出する空調システム作動モードスイッチをさらに含み、前記制御ユニットは、前記空調システムの作動モードが乗客室内部の空気を加熱するための加熱モードである場合には、前記ヒーターコアの下流側の前記第１通路を開放するように前記第２バルブを制御し、前記第２通路を閉鎖するように前記第３バルブを制御できるプログラムをするのが好ましい。

前記制御ユニットは、前記検出された冷却水温度が設定した冷却水温度以上である場合には、前記外部空気が前記蒸発器によって冷却された後に前記インタークーラーに供給されるように、前記第３通路を開放するように前記第１バルブを制御し、前記第４通路を閉鎖するように前記第２バルブを制御し、前記蒸発器が作動するように前記空調システムを制御できるプログラムをするのが好ましい。

インタークーラーシステムは、前記空調システムの作動モードを検出する空調システム作動モードスイッチをさらに含み、前記制御ユニットは、前記空調システムの作動モードが加熱モードでもなく冷却モードでもない場合には、前記ヒーターコアの上流側の第１通路を閉鎖するように前記第１バルブを制御し、前記第２通路を閉鎖するように前記第３バルブを制御できるプログラムをするのが好ましい。
また、インタークーラーシステムは、前記空調システムの作動モードを検出する空調システム作動モードスイッチをさらに含み、前記制御ユニットは、前記空調システムの作動モードが冷却モードである場合には、前記ヒーターコアの上流側の前記第１通路を閉鎖するように前記第１バルブを制御し、前記第２通路を開放するように前記第３バルブを制御できるプログラムをするのが好ましい。

インタークーラーシステムは、前記空調システムの作動モードを検出する空調システム作動モードスイッチをさらに含み、前記制御ユニットは、前記空調システムの作動モードが加熱モードである場合には、前記ヒーターコアの上流側の前記第１通路を開放するように前記第１バルブを制御し、前記第２通路を閉鎖するように前記第３バルブを制御できるプログラムをするのが好ましい。

本発明の実施例によるインタークーラーシステムは、エアーダクト、インタークーラー、第１バルブ、第２バルブ、第３バルブ、及び制御ユニットを含む。エアーダクトは、外部空気の供給を受けることができるように構成し、その内部通路には空調システムの蒸発器及びヒーターコアを配置し、前記蒸発器の下流側の前記エアーダクトの内部通路のうちの一部は隔壁によって第１通路及び第２通路に分割し、前記ヒーターコアは前記第１通路に配置する。インタークーラーは、前記ヒーターコアの上流側の前記第１通路部分と第３通路を通じて連結し、前記ヒーターコアの下流側の前記第１通路部分と第４通路を通じて連結し、前記第３通路及び前記第４通路のうちのいずれか一つを通じて供給された前記外部空気によって、その内部を通過する吸入空気を冷却することができるように構成する。

第１バルブは、前記ヒーターコアの上流側の前記第１通路及び前記第３通路を選択的に閉鎖することができるように構成し、第２バルブは、前記ヒーターコアの下流側の前記第１通路及び前記第４通路を選択的に閉鎖することができるように構成し、第３バルブは、前記第２通路を選択的に閉鎖することができるように構成する。制御ユニットは、前記外部空気が前記蒸発器及び前記ヒーターコアのうちのいずれか一つ以上を通過した後に前記インタークーラーに供給するように前記第１バルブ、前記第２バルブ、及び前記第３バルブの駆動を制御する。

インタークーラーシステムは、冷却水温度を検出する冷却水温度センサーをさらに含み、前記制御ユニットは、前記検出された冷却水温度に基づいて前記第１バルブ、前記第２バルブ、及び前記第３バルブの駆動を制御するようにプログラムするのが好ましい。
前記制御ユニットは、前記検出された冷却水温度が設定した冷却水温度より低い場合には、前記外部空気が前記ヒーターコアを通過した後に前記インタークーラーに供給されるように、前記ヒーターコアの上流側の前記第１通路を開放して前記第３通路を閉鎖するように前記第１バルブを制御し、前記第４通路を開放するように前記第２バルブを制御できるプログラムをするのが好ましい。

インタークーラーシステムは、前記空調システムの作動モードを検出する空調システム作動モードスイッチをさらに含み、前記制御ユニットは、前記空調システムの作動モードが加熱モードでもなく冷却モードでもない場合には、前記ヒーターコアの下流側の前記第１通路を閉鎖するように前記第２バルブを制御し、前記第２通路を閉鎖するように前記第３バルブを制御できるプログラムをするのが好ましい。
また、インタークーラーシステムは、前記空調システムの作動モードを検出する空調システム作動モードスイッチをさらに含み、前記制御ユニットは、前記空調システムの作動モードが冷却モードである場合には、前記ヒーターコアの下流側の前記第１通路を閉鎖するように前記第２バルブを制御し、前記第２通路を開放するように前記第３バルブを制御できるプログラムをするのが好ましい。

インタークーラーシステムは、前記空調システムの作動モードを検出する空調システム作動モードスイッチをさらに含み、前記制御ユニットは、前記空調システムの作動モードが加熱モードである場合には、前記ヒーターコアの下流側の前記第１通路を開放するように前記第２バルブを制御し、前記第２通路を閉鎖するように前記第３バルブを制御できるプログラムをするのが好ましい。

前記制御ユニットは、前記検出された冷却水温度が設定した冷却水温度以上である場合には、前記外部空気が前記蒸発器によって冷却された後に前記インタークーラーに供給されるように、前記第３通路を開放するよう前記第１バルブを制御し、前記第４通路を閉鎖するように前記第２バルブを制御し、前記蒸発器が作動するように前記空調システムを制御できるプログラムをするのが好ましい。

本発明の実施例による吸入空気冷却方法は、外部空気の供給を受けることができるように構成され、その内部には空調システムの蒸発器及びヒーターコアが配置され、蒸発器の下流側の内部通路のうちの一部は、隔壁によって第１通路及び第２通路に分割され、第１通路にはヒーターコアが配置され、第１通路のうちのヒーターコアの上流部分は第３通路と連結し、第１通路のうちのヒーターコアの下流部分は第４通路と連結し、第３通路及び第４通路を通じてインタークーラーと連通するエアーダクトを有し、エアーダクトから外部空気の供給を受け、供給を受けた外部空気によってその内部を通過する吸入空気を冷却するように構成するインタークーラーを利用する。本発明の実施令による吸入空気冷却方法は、冷却水温度を検出する段階、検出された冷却水温度に基づいて空調システムを利用して外部空気を加熱したり冷却して外部空気を調節する段階、及び加熱されたり冷却された外部空気を利用してインタークーラーに流入する吸入空気を冷却する段階、を含む。

前記外部空気温度を調節する段階は、前記検出された冷却水温度が設定した冷却水温度より低いかを判断する段階；及び前記検出された冷却水温度が前記設定した冷却水温度より低い場合には、前記空調システムを利用して前記外部空気を加熱する段階；を含むのが好ましい。
前記外部空気温度を調節する段階は、前記検出された冷却水温度が設定した冷却水温度より低いかを判断する段階；及び前記検出された冷却水温度が前記設定した冷却水温度以上である場合には、前記空調システムを利用して前記外部空気を冷却する段階；を含むのが好ましい。

本発明の実施例によれば、空調システムを利用してインタークーラーに供給される外部空気を冷却したり加熱することによって、インタークーラーの効率を向上させることができる。
初期始動状態では、空調システムを利用して外部空気を加熱した後にこれをインタークーラーに供給することによって、初期始動状態で吸入空気が過度に冷却するのを防止できる。
さらに、エンジンが十分にウォームアップされて正常な状態で駆動される場合には、空調システムを利用してインタークーラーに供給される外部空気を冷却することによって、インタークーラーの冷却効率を向上させることができる。

以下、本発明の好ましい実施例を添付した図面を参照して説明する。

本発明の実施例によるインタークーラーシステム１００は、車両の空調システム２００を利用する。
図１に示したように、空調システム２００は、エアーダクト２０１内に配置される蒸発器２０３及びヒーターコア２０５を含む。この時、ヒーターコア２０５は、蒸発器２０３の下流側に配置されるのが好ましい。
エアーダクト２０１に流入した外部空気は、ブロワー２０７及びエアーフィルター２０９を通過した後で蒸発器２０３またはヒーターコア２０５を通過する。
周知のように、空調システム２００は、車両室内の空気温度や湿度などを調節するシステムである。

空調システム２００の作動モードは、乗客室内部の空気を加熱するための加熱モード及び乗客室内部の空気を冷却するための冷却モードに分けられる。
空調システム２００が加熱モードで作動する場合には、車両の乗客室内部の空気温度を上昇させる。例えば、加熱モードでは、空調システム２００は、外部空気を加熱して、加熱された空気が車両の乗客室に供給されるようにする。そして、空調システム２００が冷却モードで作動する場合には、車両の乗客室内部の空気温度を下降させる。例えば、冷却モードでは、空調システム２００は、外部空気を冷却して、冷却された空気が車両の乗客室に供給されるようにする。

また、空調システム２００は、コンプレッサ２１１及び凝縮機２１３を含む。空調システム２００の冷媒は、蒸発器２０３、コンプレッサ２１１、及び凝縮機２１３を循環する。
コンプレッサ２１１が作動すれば、蒸発器２０３の内部で蒸発する冷媒は蒸発器２３０を通過する外部空気から熱を吸収する。この過程で外部空気が冷却されて、冷却された空気は乗客室に供給される。
一方、外部空気がヒーターコア２０５の周囲を通過する過程で、ヒーターコア２０５の内部を流れる高温の冷却水から熱の伝達を受けて加熱される。ヒーターコア２０５で加熱された外部空気は乗客室に供給される。

インタークーラー１０１は、ターボチャージャ１０３から流入する吸入空気を冷却する。
この時、インタークーラー１０１は、エアーダクト２０１から供給される外部空気によって、その内部を通過する吸入空気を冷却することができるように構成する。
インタークーラー１０１によって冷却された吸入空気は燃焼室１０５に供給される。
エアーダクト２０１の内部には、エアーダクト２０１に流入した外部空気が蒸発器２０３及びヒーターコア２０５のうちのいずれか一つ以上を通過した後にインタークーラー１０１に供給されるように外部空気の流れを調節するバルブユニット１０７を配置する。

図２に示したように、制御ユニット１０９は、冷却水温度センサー１１１の信号及び空調システム作動モードスイッチ１１５の信号に基づいてバルブユニット１０７及び空調システム２００の駆動を制御する。
冷却水温度センサー１１１は、エンジンを循環する冷却水温度を検出して、該当する信号を出力する。
空調システム作動モードスイッチ１１５は、空調システム２００の現在の作動モードを検出して、該当する信号を出力する。即ち、空調システム作動モードスイッチ１１５は、空調システム２００の現在の作動モードが加熱モードであるか冷却モードであるかを検出して、該当する信号を出力する。そして、空調システム作動モードスイッチ１１５は、空調システム２００の作動モードが加熱モードでもなく冷却モードでもない場合（つまり、空調システムによって乗客室の空気温度が調節されない場合）には、該当する信号を出力する。

制御ユニット１０９は、マイクロプロセッサー、メモリ、及び関連ハードウェアとソフトウェアを含み、以下で説明する本発明の制御ロジックを遂行するようにプログラムされる。
制御ユニット１０９は、検出された冷却水温度と設定した冷却水温度に基づいてバルブユニット１０７の駆動を制御する。
設定した冷却水温度は、エンジンがウォームアップされたかを判断することができる冷却水温度とすることができる。例えば、設定した冷却水温度は１００℃とすることができる。

そして、制御ユニット１０９は、検出された冷却水温度と設定した冷却水温度との比較に基づいてバルブユニット１０７の駆動を制御する。
検出された冷却水温度が設定した冷却水温度より低い場合には、制御ユニット１０９は、外部空気がヒーターコア２０５によって加熱された後にインタークーラー１０１に供給されるようにバルブユニット１０７を制御する。
反面、検出された冷却水温度が設定した冷却水温度以上である場合には、制御ユニット１０９は、外部空気がヒーターコア２０５を通過せずに蒸発器２０３によって冷却された後にインタークーラー１０１に供給されるようにバルブユニット１０７及び空調システム２００を制御する。

以下、バルブユニット１０７及び制御ユニット１０９によるバルブユニット１０７の制御について具体的に説明する。
エアーダクト２０１の内部通路のうちの蒸発器２０３の下流側の一部は、隔壁２１５によって第１通路２１７及び第２通路２１９に分割する。この時、第１通路２１７にはヒーターコア２０５を配置する。
第１通路２１７のうちのヒーターコア２０５の上流側部分は、第３通路２２１を通じてインタークーラー１０１と連通し、第１通路２１７のうちのヒーターコア２０５の下流側部分は、第４通路２２３を通じてインタークーラー１０１と連通する。
バルブユニット１０７は、第１バルブ２２５、第２バルブ２２７、及び第３バルブ２２９を含む。

第１バルブ２２５、第２バルブ２２７、及び第３バルブ２２９の各々は、バルブプレート及びこのバルブプレートを回転できるように構成するアクチュエータとすることができる。この時、アクチュエーターは、電気モータとすることができる。制御ユニット１０９がアクチュエーターの駆動を制御することによって、第１バルブ２２５、第２バルブ２２７、及び第３バルブ２２９の駆動を制御することができる。
第１バルブ２２５は、ヒーターコア２０５の上流側の第１通路２１７及び第３通路２２１を選択的に閉鎖できるように構成する。

第１バルブ２２５が図１の実線で示す地点に位置する場合には、ヒーターコア２０５の上流側の第１通路２１７は閉鎖されて第３通路２２１は開放される。反面、第１バルブ２２５が図１の点線で示す地点に位置する場合には、ヒーターコア２０５の上流側の第１通路２１７は開放されて第３通路２２１は閉鎖される。
第２バルブ２２７は、ヒーターコア２０５の下流側の第１通路２１７及び第４通路２２３を選択的に閉鎖できるように構成する。
第２バルブ２２７が図１の実線で示す地点に位置する場合には、ヒーターコア２０５の下流側の第１通路２１７は閉鎖されて第４通路２２３は開放される。反面、第２バルブ２２７が図１の点線で示す地点に位置する場合には、ヒーターコア２０５の下流側の第１通路２１７が開放されて第４通路２２３は閉鎖される。
第３バルブ２２９は、第２通路２１９を選択的に閉鎖できるように構成する。
第３バルブ２２９が図１の実線で示す地点に位置する場合には、第２通路２１９が閉鎖され、第３バルブ２２９が図１の点線で示す地点に位置する場合には、第２通路２１９が開放される。

以下、図３乃至図８を参照して、バルブユニット１０７の駆動について説明する。
図３乃至図５は、検出された冷却水温度が設定した冷却水温度より低い場合の、バルブユニット１０７の状態を示している。
図面に示したように、検出された冷却水温度が設定した冷却水温度より低い場合には、制御ユニット１０９は、外部空気がヒーターコア２０５によって加熱された後に第４通路２２３を通じてインタークーラー１０１に供給されるようにバルブユニット１０７を制御する。
即ち、図３乃至図５に示したように、制御ユニット１０９は、ヒーターコア２０５の上流側の第１通路２１７は開放して第３通路２２１は閉鎖するように第１バルブ２２５を制御し、第４通路２２３は開放するように第２バルブ２２７を制御する。したがって、外部空気は、ヒーターコア２０５を通過した後に第４通路２２３を通じてインタークーラー１０１に供給される。つまり、外部空気がヒーターコア２０５によって加熱された後にインタークーラー１０１に供給される。

より具体的には、図３に示したように、空調システム２００の作動モードが加熱モードでもなく冷却モードでもない場合（空調システムの作動要求がない場合）には、制御ユニット１０９は、乗客室に連結されるヒーターコア２０５の下流側の通路を閉鎖するように第２バルブ２２７を制御し、第２通路２１９を閉鎖するように第３バルブ２２９を制御する。したがって、乗客室には冷却または加熱された空気が供給されない。
そして、図４に示したように、空調システム２００の作動モードが冷却モードである場合には、制御ユニット１０９は、ヒーターコア２０５の下流側の第１通路２１７を閉鎖するように第２バルブ２２７を制御し、第２通路２１９を開放するように第３バルブ２２９を開放する。したがって、蒸発器２０３によって冷却された外部空気が第２通路２１９を通じて乗客室に供給される。

図５に示したように、空調システム２００の作動モードが加熱モードである場合には、制御ユニット１０９は、ヒーターコア２０５の下流側の第１通路２１７を開放するように第２バルブ２２７を制御し、第２通路２１９を閉鎖するように第３バルブ２２９を制御する。したがって、ヒーターコア２０５によって加熱された外部空気が乗客室に供給される。
図６乃至図８は、検出された冷却水温度が設定した冷却水温度以上である場合の、バルブユニット１０７の状態を示している。
図に示したように、検出された冷却水温度が設定した冷却水温度以上である場合には、制御ユニット１０９は、外部空気が蒸発器２０３によって冷却されるように空調システム２００を制御して蒸発器２０３を作動させ、蒸発器２０３によって冷却された外部空気が第３通路２２１を通じてインタークーラー１０１に供給されるようにバルブユニット１０７を制御する。

即ち、図６乃至図８に示したように、制御ユニット１０９は、第３通路２２１を開放するように第１バルブ２２５を制御し、第４通路２２３を閉鎖するように第２バルブ２２７を制御する。したがって、外部空気は、蒸発器２０３を通過した後に第３通路２２１を通じてインタークーラー１０１に供給される。
より具体的には、図６に示したように、空調システム２００の作動モードが加熱モードでもなく冷却モードでもない場合（空調システムの作動要求がない場合）には、制御ユニット１０９は、ヒーターコア２０５の上流側の第１通路２１７を閉鎖するように第１バルブ２１７を制御し、第２通路２１９が閉鎖されるように第３バルブ２２９を制御する。したがって、乗客室に外部空気が供給されない。

そして、前記のように、制御ユニット１０９は、蒸発器２０３が作動するように空調システム２００を制御する。例えば、空調システム２００のコンプレッサー２１１が駆動するように制御することによって、蒸発器２０３が作動するようにできる。
結果的に、蒸発器２０３によって冷却された外部空気が第３通路２２１を通じてインタークーラー１０１に供給される。
そして、図７に示したように、空調システム２００の作動モードが冷却モードである場合には、制御ユニット１０９は、ヒーターコア２０５の上流側の第１通路２１７を閉鎖するように第１バルブ２１７を制御し、第２通路２１９を開放するように第３バルブ２２９を制御する。したがって、蒸発器２０３によって冷却された外部空気が第３通路２２１を通じてインタークーラー１０１に供給され、同時に蒸発器２０３によって冷却された外部空気が第２通路２１９を通じて乗客室に供給される。

図８に示したように、空調システム２００の作動モードが加熱モードである場合には、制御ユニット１０９は、ヒーターコア２０５の上流側の第１通路２１７を開放するように第１バルブ２２５を制御し、第２通路２１９を閉鎖するように第３バルブ２２９を制御する。
そして、制御ユニット１０９は、蒸発器２０３が作動するように空調システム２００を制御する。
結果的に、蒸発器２０３によって冷却された空気が第３通路２２１を通じてインタークーラー１０１に供給され、ヒーターコア２０５によって加熱された空気が乗客室に供給される。

以下、図９を参照して、本発明の実施例による吸入空気冷却方法について説明する。
本発明の実施例による吸入空気冷却方法は、前記本発明の実施例によるインタークーラーシステムを利用する。
まず、冷却水温度を検出する（Ｓ９１０）。
冷却水温度を検出すれば、検出された冷却水温度に基づいて空調システム２００を利用して外部空気が加熱または冷却される（Ｓ９２０）。
その後、加熱または冷却された外部空気を利用してインタークーラー１０１に流入する吸入空気を冷却する（Ｓ９３０）。
図に示したように、Ｓ９２０段階で検出された冷却水温度が設定した冷却水温度より低いかを判断する（Ｓ９２１）。

前記のように、設定した冷却水温度は、エンジンがウォームアップされたかを判断することができる冷却水温度とすることができる。
検出された冷却水温度が設定した冷却水温度より低い場合には、空調システム２００のヒーターコア２０５によって外部空気が加熱される（Ｓ９２３）。
反面、検出された冷却水温度が設定した冷却水温度以上である場合には、空調システム２００の蒸発器２０３によって外部空気が冷却される（Ｓ９２５）。
結果的に、エンジンがウォームアップされていない初期始動状態では、空調システム２００によって加熱された外部空気がインタークーラー１０１に供給され、エンジンがウォームアップされた正常な状態では、空調システム２００によって冷却された外部空気がインタークーラー１０１に供給される。
したがって、初期始動状態でインタークーラー１０１によって吸入空気が過度に冷却されるのを防止することができ、エンジンが正常な状態で駆動される場合には、インタークーラー１０１の冷却効率を向上させることができる。

以上で、本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明は前記実施例に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。

本発明の実施例によるインタークーラーシステムを簡略に示す構成図である。本発明の実施例によるインタークーラーシステムの制御システムを示す図面である。本発明の実施例によるインタークーラーシステムにおいて、外部空気温度が最適の外部空気温度より低い場合のバルブユニットの作動状態を示す図面である。本発明の実施例によるインタークーラーシステムにおいて、外部空気温度が最適の外部空気温度より低い場合のバルブユニットの作動状態を示す図面である。本発明の実施例によるインタークーラーシステムにおいて、外部空気温度が最適の外部空気温度より低い場合のバルブユニットの作動状態を示す図面である。本発明の実施例によるインタークーラーシステムにおいて、外部空気温度が最適の外部空気温度より高い場合のバルブユニットの作動状態を示す図面である本発明の実施例によるインタークーラーシステムにおいて、外部空気温度が最適の外部空気温度より高い場合のバルブユニットの作動状態を示す図面である本発明の実施例によるインタークーラーシステムにおいて、外部空気温度が最適の外部空気温度より高い場合のバルブユニットの作動状態を示す図面である本発明の実施例による吸入空気冷却方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１００インタークーラーシステム
１０１インタークーラー
１０３ターボチャージャ
１０５燃焼室
１０７バルブユニット
１０９制御ユニット
１１１冷却水温度センサー
１１５空調システム作動モードスイッチ
２００空調システム
２０１エアーダクト
２０３蒸発器
２０５ヒーターコア
２０７ブロワー
２０９エアーフィルター
２１１コンプレッサ
２１３凝縮機
２１５隔壁
２１７第１通路
２１９第２通路
２２１第３通路
２２３第４通路
２２５第１バルブ
２２７第２バルブ
２２９第３バルブ

Claims

外部空気の供給を受けることができるように構成され、その内部には空調システムの蒸発器及びヒーターコアが配置され、前記蒸発器の下流側の内部通路のうちの一部は、隔壁によって第１通路及び第２通路に分割され、前記第１通路には前記ヒーターコアが配置され、前記第１通路のうちの前記ヒーターコアの上流部分は第３通路と連結し、前記第１通路のうちの前記ヒーターコアの下流部分は第４通路と連結し、前記第３通路及び前記第４通路を通じてインタークーラーと連通するエアーダクト、
前記エアーダクトから前記外部空気の供給を受け、前記供給を受けた外部空気によってその内部を通過する吸入空気を冷却することができるように構成されるインタークーラーであって、
前記ヒーターコアの上流側の前記第１通路及び前記第３通路を選択的に閉鎖することができるように構成される第１バルブと、
前記ヒーターコアの下流側の前記第１通路及び前記第４通路を選択的に閉鎖することができるように構成される第２バルブ、及び
前記第２通路を選択的に閉鎖することができるように構成される第３バルブからなり、
前記外部空気が前記蒸発器及び前記ヒーターコアのうちのいずれか１つ以上を通過した後に前記インタークーラーに供給されるように前記外部空気の流れを調節するバルブユニット、及び
前記空調システム及び前記バルブユニットを制御する制御ユニット、
を含むことを特徴とするインタークーラーシステム。
冷却水温度を検出する冷却水温度センサーをさらに含み、
前記制御ユニットは、前記検出された冷却水温度に基づいて前記バルブユニットを制御するようにプログラムすることを特徴とする請求項１に記載のインタークーラーシステム。
前記制御ユニットは、
前記検出された冷却水温度が設定された冷却水温度より低い場合には、前記外部空気が前記ヒーターコアによって加熱された後に前記インタークーラーに供給されるように、前記バルブユニットを制御できるプログラムをすることを特徴とする請求項２に記載のインタークーラーシステム。
前記制御ユニットは、
前記検出された冷却水温度が設定された冷却水温度以上である場合には、前記外部空気が前記蒸発器によって冷却された後に前記インタークーラーに供給されるように、前記バルブユニット及び前記空調システムが制御できるプログラムをすることを特徴とする請求項２に記載のインタークーラーシステム。
冷却水温度を検出する冷却水温度センサーをさらに含み、
前記制御ユニットは、検出された冷却水温度に基づいて前記第１バルブ、前記第２バルブ、及び前記第３バルブの駆動を制御するようにプログラムすることを特徴とする請求項１に記載のインタークーラーシステム。
前記制御ユニットは、
前記検出された冷却水温度が設定された冷却水温度より低い場合には、前記外部空気が前記ヒーターコアによって加熱された後に前記インタークーラーに供給されるように、前記ヒーターコアの上流側の前記第１通路を開放して前記第３通路は閉鎖するように前記第１バルブを制御し、前記第４通路は開放するように前記第２バルブを制御できるプログラムをすることを特徴とする請求項５に記載のインタークーラーシステム。
前記空調システムの作動モードを検出する空調システム作動モードスイッチをさらに含み、
前記制御ユニットは、前記空調システムの作動モードが乗客室内部の空気を加熱するための加熱モードでもなく冷却するための冷却モードでもない場合には、前記ヒーターコアの下流側の前記第１通路を閉鎖するように前記第２バルブを制御し、前記第２通路を閉鎖するように前記第３バルブを制御できるプログラムをすることを特徴とする請求項６に記載のインタークーラーシステム。
前記空調システムの作動モードを検出する空調システム作動モードスイッチをさらに含み、
前記制御ユニットは、前記空調システムの作動モードが乗客室内部の空気を冷却するための冷却モードである場合には、前記ヒーターコアの下流側の前記第１通路が閉鎖されるように前記第２バルブを制御し、前記第２通路が開放されるように前記第３バルブを制御できるプログラムをすることを特徴とする請求項６に記載のインタークーラーシステム。
前記空調システムの作動モードを検出する空調システム作動モードスイッチをさらに含み、
前記制御ユニットは、前記空調システムの作動モードが乗客室内部の空気を加熱するための加熱モードである場合には、前記ヒーターコアの下流側の前記第１通路が開放されるように前記第２バルブを制御し、前記第２通路が閉鎖されるように前記第３バルブを制御できるプログラムをすることを特徴とする請求項６に記載のインタークーラーシステム。
前記制御ユニットは、前記検出された冷却水温度が設定された冷却水温度以上である場合には、前記外部空気が前記蒸発器によって冷却された後に前記インタークーラーに供給されるように、前記第３通路が開放されるよう前記第１バルブを制御し、前記第４通路が閉鎖されるように前記第２バルブを制御し、前記蒸発器が作動するように前記空調システムを制御できるプログラムをすることを特徴とする請求項５に記載のインタークーラーシステム。
前記空調システムの作動モードを検出する空調システム作動モードスイッチをさらに含み、
前記制御ユニットは、前記空調システムの作動モードが乗客室内部の空気を加熱するための加熱モードでもなく冷却するための冷却モードでもない場合には、前記ヒーターコアの上流側の前記第１通路が閉鎖されるように前記第１バルブを制御し、前記第２通路が閉鎖されるように前記第３バルブを制御できるプログラムをすることを特徴とする請求項１０に記載のインタークーラーシステム。
前記空調システムの作動モードを検出する空調システム作動モードスイッチをさらに含み、
前記制御ユニットは、前記空調システムの作動モードが乗客室内部の空気を冷却するための冷却モードである場合には、前記ヒーターコアの上流側の前記第１通路が閉鎖されるように前記第１バルブを制御し、前記第２通路が開放されるように前記第３バルブを制御できるプログラムをすることを特徴とする請求項１０に記載のインタークーラーシステム。
前記空調システムの作動モードを検出する空調システム作動モードスイッチをさらに含み、
前記制御ユニットは、前記空調システムの作動モードが乗客室内部の空気を加熱するための加熱モードである場合には、前記ヒーターコアの上流側の前記第１通路が開放されるように前記第１バルブを制御し、前記第２通路が閉鎖されるように前記第３バルブを制御できるプログラムをすることを特徴とする請求項１０に記載のインタークーラーシステム。
外部空気の供給を受けることができるように構成され、その内部通路には空調システムの蒸発器及びヒーターコアが配置され、前記蒸発器の下流側のエアーダクトの内部通路のうちの一部は隔壁によって第１通路及び第２通路に分割され、前記ヒーターコアは前記第１通路に配置されるエアーダクト、
前記ヒーターコアの上流側の第１通路部分と第３通路を通じて連結され、前記ヒーターコアの下流側の前記第１通路部分と第４通路を通じて連結され、前記第３通路及び前記第４通路のうちのいずれか一つを通じて供給された前記外部空気によって、その内部を通過する吸入空気を冷却することができるように構成されるインタークーラー、
前記ヒーターコアの上流側の前記第１通路及び前記第３通路を選択的に閉鎖することができるように構成される第１バルブと、
前記ヒーターコアの下流側の前記第１通路と前記第４通路を選択的に閉鎖することができるように構成される第２バルブ、
前記第２通路を選択的に閉鎖することができるように構成される第３バルブ、及び
前記外部空気を加熱したり冷却するように前記空調システムを制御し、前記加熱された外部空気が前記インタークーラーに供給されたり前記冷却された空気が前記インタークーラーに供給されるよう前記第１バルブ、前記第２バルブ、及び前記第３バルブの駆動を制御する制御ユニット、
を含むことを特徴とするインタークーラーシステム。
冷却水温度を検出する冷却水温度センサーをさらに含み、
前記制御ユニットは、前記検出された冷却水温度に基づいて前記第１バルブ、前記第２バルブ、及び前記第３バルブの駆動を制御するようにプログラムすることを特徴とする請求項１４に記載のインタークーラーシステム。
前記制御ユニットは、
前記検出された冷却水温度が設定された冷却水温度より低い場合には、前記外部空気が前記ヒーターコアを通過した後に前記インタークーラーに供給されるように、前記ヒーターコアの上流側の前記第１通路を開放して前記第３通路は閉鎖するように前記第１バルブを制御し、前記第４通路を開放するように前記第２バルブを制御できるプログラムをすることを特徴とする請求項１５に記載のインタークーラーシステム。
前記空調システムの作動モードを検出する空調システム作動モードスイッチをさらに含み、
前記制御ユニットは、前記空調システムの作動モードが乗客室内部の空気を加熱するための加熱モードでもなく冷却するための冷却モードでもない場合には、前記ヒーターコアの下流側の前記第１通路を閉鎖するように前記第２バルブを制御し、前記第２通路を閉鎖するように前記第３バルブを制御できるプログラムをすることを特徴とする請求項１６に記載のインタークーラーシステム。
前記空調システムの作動モードを検出する空調システム作動モードスイッチをさらに含み、
前記制御ユニットは、前記空調システムの作動モードが乗客室内部の空気を冷却するための冷却モードである場合には、前記ヒーターコアの下流側の前記第１通路を閉鎖するように前記第２バルブを制御し、前記第２通路を開放するように前記第３バルブを制御できるプログラムをすることを特徴とする請求項１６に記載のインタークーラーシステム。
前記空調システムの作動モードを検出する空調システム作動モードスイッチをさらに含み、
前記制御ユニットは、前記空調システムの作動モードが乗客室内部の空気を加熱するための加熱モードである場合には、前記ヒーターコアの下流側の前記第１通路を開放するように前記第２バルブを制御し、前記第２通路を閉鎖するように前記第３バルブを制御できるプログラムをすることを特徴とする請求項１６に記載のインタークーラーシステム。
前記制御ユニットは、
前記検出された冷却水温度が設定された冷却水温度以上である場合には、前記外部空気が前記蒸発器によって冷却された後に前記インタークーラーに供給されるように、前記第３通路を開放するように前記第１バルブを制御し、前記第４通路が閉鎖されるように前記第２バルブを制御し、前記蒸発器が作動するように前記空調システムを制御できるプログラムをすることを特徴とする請求項１５に記載のインタークーラーシステム。
前記空調システムの作動モードを検出する空調システム作動モードスイッチをさらに含み、
前記制御ユニットは、前記空調システムの作動モードが乗客室内部の空気を加熱するための加熱モードでもなく冷却するための冷却モードでもない場合には、前記ヒーターコアの上流側の前記第１通路を閉鎖するように前記第１バルブを制御し、前記第２通路が閉鎖されるように前記第３バルブを制御できるプログラムをすることを特徴とする請求項２０に記載のインタークーラーシステム。
前記空調システムの作動モードを検出する空調システム作動モードスイッチをさらに含み、
前記制御ユニットは、前記空調システムの作動モードが乗客室内部の空気を冷却するための冷却モードである場合には、前記ヒーターコアの上流側の前記第１通路を閉鎖するように前記第１バルブを制御し、前記第２通路を開放するように前記第３バルブを制御できるプログラムをすることを特徴とする請求項２０に記載のインタークーラーシステム。
前記空調システムの作動モードを検出する空調システム作動モードスイッチをさらに含み、
前記制御ユニットは、前記空調システムの作動モードが乗客室内部の空気を加熱するための加熱モードである場合には、前記ヒーターコアの上流側の前記第１通路を開放するように前記第１バルブを制御し、前記第２通路を閉鎖するように前記第３バルブを制御できるプログラムをすることを特徴とする請求項２０に記載のインタークーラーシステム。
外部空気の供給を受けることができるように構成され、その内部には空調システムの蒸発器及びヒーターコアが配置され、
前記蒸発器の下流側の内部通路のうちの一部は、隔壁によって第１通路及び第２通路に分割され、前記第１通路には前記ヒーターコアが配置され、前記第１通路のうちの前記ヒーターコアの上流部分は第３通路と連結し、前記第１通路のうちの前記ヒーターコアの下流部分は第４通路と連結し、前記第３通路及び前記第４通路を通じてインタークーラーと連通するエアーダクトを有し、
前記エアーダクトから前記外部空気の供給を受け、前記供給を受けた外部空気によってその内部を通過する吸入空気を冷却するように構成されるインタークーラーを利用する吸入空気冷却方法であって、
冷却水温度を検出する段階、
前記検出された冷却水温度に基づいて前記空調システムを利用して前記外部空気を加熱もしくは冷却して外部空気を調節する段階、及び
前記加熱もしくは冷却された外部空気を利用して前記インタークーラーに流入する前記吸入空気を冷却する段階、
を含むことを特徴とする吸入空気冷却方法。
前記外部空気温度を調節する段階は、
前記検出された冷却水温度が設定された冷却水温度より低いかを判断する段階、及び
前記検出された冷却水温度が前記設定された冷却水温度より低い場合には、前記空調システムを利用して前記外部空気を加熱する段階、
を含むことを特徴とする請求項２４に記載の吸入空気冷却方法。
前記外部空気温度を調節する段階は、
前記検出された冷却水温度が設定された冷却水温度より低いかを判断する段階、及び
前記検出された冷却水温度が前記設定された冷却水温度以上である場合には、前記空調システムを利用して前記外部空気を冷却する段階、
を含むことを特徴とする請求項２４に記載の吸入空気冷却方法。