JP6421597B2 - 吸気温度制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、エンジン（内燃機関）の吸気温度を制御する吸気温度制御装置に関する。
エンジンに流入する吸気は、温度が低下するほど単位質量あたりの体積が小さくなる。そのため、吸気を冷却することで、エンジンの充填効率を向上させることでき、エンジンの出力を高めることができる。一方、冬期や寒冷地といった低温環境下でエンジンを暖機運転する場合には、吸気温度を上昇させることで、機械的摩擦損失の低下や燃焼の安定化を促すことができる。
そこで、スロットルボディにおいて熱媒体により吸気温度を上昇または低下させる技術が提案されている。このような吸気温度の上昇および低下を実現するために、エンジン冷却水やインタークーラ冷却水（過給機用の冷却水）を熱媒体に用いる制御が考えられる。例えば、スロットルボディにインタークーラ冷却水の循環路を内蔵させ、この循環路にエンジン冷却水の流路を接続し、この流路上に介装されたバルブをインタークーラ冷却水の温度に応じて開閉制御する（特許文献１参照）。バルブが開放されると、エンジン冷却水がインタークーラ冷却水に混ざることで、循環路を流通する冷却水が昇温する。このようなバルブ制御により、循環路を流通する冷却水に加熱用熱媒体としての機能と冷却用熱媒体としての機能とを持たせることができる。
しかしながら、上記のようなバルブ制御では、循環路で暖められた冷却水の温度が吸気温度よりも低ければ、吸気温度を上昇させることができない。仮に、循環路で暖められた冷却水が吸気温度よりも高温であったとしても、エンジン冷却水をインタークーラ冷却水に混ぜることで冷却水が暖められることから、冷却水の温度上昇が緩慢であり、吸気温度の制御性を確保することができないおそれがある。
本発明は、上記のような課題に鑑み創案されたもので、その目的の一つは、吸気温度の制御性を向上させることができるようにした、吸気温度制御装置を提供することである。
なお、ここでいう目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の目的として位置づけることができる。
なお、ここでいう目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の目的として位置づけることができる。
（１）本発明の吸気温度制御装置は、内燃機関の吸気通路に介装され、吸気の流通量を調整するスロットルバルブを有するスロットルボディと、前記スロットルボディ内の前記吸気通路となるボア部の外周に配置され、前記内燃機関を冷却する内燃機関冷媒が流通する内燃機関冷却回路と、を備えた熱交換機構において、前記内燃機関冷媒の熱交換度合いを制御する吸気温度制御装置であって、吸気の温度と前記内燃機関冷媒の温度とに基づき、吸気に対する前記内燃機関冷媒の作用が加熱側および冷却側のどちらであるかを判断する作用判断部と、前記作用判断部で判断された前記内燃機関冷媒の作用に基づき、前記スロットルボディにおける前記内燃機関冷媒の熱交換度合いを制御する制御部と、吸気の温度を検出する吸気温センサと、前記内燃機関冷媒の温度を検出する冷媒温センサと、を備え、前記作用判断部は、前記吸気温センサで検出された吸気の温度よりも前記冷媒温センサで検出された前記内燃機関冷媒の温度が高い場合に、吸気に対する前記内燃機関冷媒の作用が加熱側であると判断し、前記吸気温センサで検出された吸気の温度よりも前記冷媒温センサで検出された前記内燃機関冷媒の温度が低い場合に、吸気に対する前記内燃機関冷媒の作用が冷却側であると判断することを特徴としている。
（２）前記制御部は、吸気の温度と前記内燃機関冷媒の温度との差に応じて、前記スロットルボディにおける前記内燃機関冷媒の熱交換度合いを制御することが好ましい。
（３）前記スロットルボディで吸気を加熱するための加熱条件が成立したか否かを判断する加熱条件判断部を備え、前記制御部は、前記作用判断部で前記内燃機関冷媒の作用が加熱側であると判断された場合、前記加熱条件判断部で前記加熱条件の成立が判断されたときに、前記スロットルボディにおける前記内燃機関冷媒の熱交換度合いを増大させることが好ましい。
（４）前記スロットルボディで吸気を冷却するための冷却条件が成立したか否かを判断する冷却条件判断部を備え、前記制御部は、前記作用判断部で前記内燃機関冷媒の作用が冷却側であると判断された場合、前記冷却条件判断部で前記冷却条件の成立が判断されたときに、前記スロットルボディにおける前記内燃機関冷媒の熱交換度合いを増大させることが好ましい。
（３）前記スロットルボディで吸気を加熱するための加熱条件が成立したか否かを判断する加熱条件判断部を備え、前記制御部は、前記作用判断部で前記内燃機関冷媒の作用が加熱側であると判断された場合、前記加熱条件判断部で前記加熱条件の成立が判断されたときに、前記スロットルボディにおける前記内燃機関冷媒の熱交換度合いを増大させることが好ましい。
（４）前記スロットルボディで吸気を冷却するための冷却条件が成立したか否かを判断する冷却条件判断部を備え、前記制御部は、前記作用判断部で前記内燃機関冷媒の作用が冷却側であると判断された場合、前記冷却条件判断部で前記冷却条件の成立が判断されたときに、前記スロットルボディにおける前記内燃機関冷媒の熱交換度合いを増大させることが好ましい。
（５）前記ボア部の外周に配置され、前記内燃機関冷媒よりも温度の低い第二冷媒が流通する第二回路を備え、前記制御部が、前記作用判断部で判断された前記内燃機関冷媒の作用に基づき、前記第二回路を流通する前記第二冷媒の熱交換度合いを制御することが好ましい。例えば、前記第二回路が空調冷却回路であり、前記第二冷媒が空調冷媒であることが好ましい。
（６）前記内燃機関冷却回路は、前記スロットルバルブよりも吸気流通方向上流側に配置され、前記第二回路は、前記スロットルバルブよりも吸気流通方向下流側に配置されることが好ましい。
（７）吸気から生成された凝縮水が前記スロットルバルブに付着するのを防止する制御を実施するための凝縮水生成条件が成立したか否かを判断する凝縮水生成条件判断部を備え、前記制御部は、前記作用判断部で前記内燃機関冷媒の作用が加熱側であると判断された場合、前記凝縮水生成条件判断部で前記凝縮水生成条件の成立が判断されたときに、前記内燃機関冷却回路を流通する前記内燃機関冷媒の熱交換度合いを増大させることが好ましい。
（８）前記制御部は、前記凝縮水生成条件判断部で前記凝縮水生成条件の成立が判断された場合、前記第二回路を流通する第二冷媒の熱交換度合いを増大させることが好ましい。
（６）前記内燃機関冷却回路は、前記スロットルバルブよりも吸気流通方向上流側に配置され、前記第二回路は、前記スロットルバルブよりも吸気流通方向下流側に配置されることが好ましい。
（７）吸気から生成された凝縮水が前記スロットルバルブに付着するのを防止する制御を実施するための凝縮水生成条件が成立したか否かを判断する凝縮水生成条件判断部を備え、前記制御部は、前記作用判断部で前記内燃機関冷媒の作用が加熱側であると判断された場合、前記凝縮水生成条件判断部で前記凝縮水生成条件の成立が判断されたときに、前記内燃機関冷却回路を流通する前記内燃機関冷媒の熱交換度合いを増大させることが好ましい。
（８）前記制御部は、前記凝縮水生成条件判断部で前記凝縮水生成条件の成立が判断された場合、前記第二回路を流通する第二冷媒の熱交換度合いを増大させることが好ましい。
（９）前記吸気通路において前記スロットルバルブよりも吸気流通方向下流側に設けられ、結露した凝縮水を排出する排水口を備えることが好ましい。
（１０）前記吸気通路において前記スロットルボディよりも吸気流通方向上流側に介装され、吸気を過給する過給機を備えることが好ましい。
（１１）前記吸気通路が複数の列をなして並んで設けられ、前記スロットルボディは、前記吸気通路のそれぞれに対応して前記ボア部が配置された多連型であって、前記内燃機関冷却回路が、前記ボア部の外周を覆うように前記ボア部の並ぶ方向に沿って連設されることが好ましい。
（１０）前記吸気通路において前記スロットルボディよりも吸気流通方向上流側に介装され、吸気を過給する過給機を備えることが好ましい。
（１１）前記吸気通路が複数の列をなして並んで設けられ、前記スロットルボディは、前記吸気通路のそれぞれに対応して前記ボア部が配置された多連型であって、前記内燃機関冷却回路が、前記ボア部の外周を覆うように前記ボア部の並ぶ方向に沿って連設されることが好ましい。
本発明の吸気温度制御装置によれば、吸気の温度と内燃機関冷媒の温度とに基づいて吸気に対する内燃機関冷媒の作用が加熱側および冷却側のどちらであるかが判断されたうえで、スロットルボディにおける内燃機関冷媒の熱交換度合いが制御されるため、吸気温度の制御性を向上させることができる。
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態を説明する。
本吸気温度制御装置は熱交換機構を制御対象とする。この熱交換機構には、内燃機関の吸気系に設けられたスロットルボディに二系統の熱交換回路が設けられている。ここでは、内燃機関として、車両に搭載されたエンジンを例に挙げて説明する。
なお、本実施形態では、吸気および排気の流通方向を基準に上流（吸気流通方向上流）および下流（吸気流通方向下流）を定め、同様に、熱交換回路を流通する熱媒体の流通方向を基準に上流および下流を定める。また、重力の作用方向を下方とする。
本吸気温度制御装置は熱交換機構を制御対象とする。この熱交換機構には、内燃機関の吸気系に設けられたスロットルボディに二系統の熱交換回路が設けられている。ここでは、内燃機関として、車両に搭載されたエンジンを例に挙げて説明する。
なお、本実施形態では、吸気および排気の流通方向を基準に上流（吸気流通方向上流）および下流（吸気流通方向下流）を定め、同様に、熱交換回路を流通する熱媒体の流通方向を基準に上流および下流を定める。また、重力の作用方向を下方とする。
〔Ｉ．一実施形態〕
［１．構成］
以下、本実施形態の熱交換機構の基本的な構成について、エンジンの吸排気系，熱交換回路の順に説明する。
［１．構成］
以下、本実施形態の熱交換機構の基本的な構成について、エンジンの吸排気系，熱交換回路の順に説明する。
［１−１．吸排気系］
はじめに、図１を参照して、エンジン１の吸気系および排気系の構成を説明する。この図１では、白抜きの矢印で吸気通路１０における吸気の流通方向を示し、黒塗りの矢印で排気通路３０における排気の流通方向を示し、斜線を付した矢印でＥＧＲ通路５０において還流する排気の流通方向を示す。
以下、エンジン１，吸気系および排気系に跨って設けられるターボチャージャ（過給機）４０およびＥＧＲ通路５０，吸気系ならびに排気系の順に各構成を説明する。
はじめに、図１を参照して、エンジン１の吸気系および排気系の構成を説明する。この図１では、白抜きの矢印で吸気通路１０における吸気の流通方向を示し、黒塗りの矢印で排気通路３０における排気の流通方向を示し、斜線を付した矢印でＥＧＲ通路５０において還流する排気の流通方向を示す。
以下、エンジン１，吸気系および排気系に跨って設けられるターボチャージャ（過給機）４０およびＥＧＲ通路５０，吸気系ならびに排気系の順に各構成を説明する。
［１−１−１．エンジン］
エンジン１は、シリンダ１ａ（破線で示し一箇所のみに符号を付す）内で燃料を燃焼させた熱エネルギーにより出力を得る内燃機関である。ここでは、複数のシリンダ１ａが設けられた多気筒型であって図示省略する点火プラグが装備されたガソリンエンジンをエンジン１の例に挙げて説明する。
エンジン１には、吸気ポート２および排気ポート３（それぞれ破線で示し一箇所のみに符号を付す）が、燃焼室となるシリンダ１ａのそれぞれに連通して設けられている。吸気ポート２のそれぞれは、上流側から下流側に向けて複数に分岐しており、同様に、排気ポート３のそれぞれは、下流側から上流側に向けて複数に分岐している。ここでは、各ポート２，３が二つに分岐したものを例示している。
エンジン１は、シリンダ１ａ（破線で示し一箇所のみに符号を付す）内で燃料を燃焼させた熱エネルギーにより出力を得る内燃機関である。ここでは、複数のシリンダ１ａが設けられた多気筒型であって図示省略する点火プラグが装備されたガソリンエンジンをエンジン１の例に挙げて説明する。
エンジン１には、吸気ポート２および排気ポート３（それぞれ破線で示し一箇所のみに符号を付す）が、燃焼室となるシリンダ１ａのそれぞれに連通して設けられている。吸気ポート２のそれぞれは、上流側から下流側に向けて複数に分岐しており、同様に、排気ポート３のそれぞれは、下流側から上流側に向けて複数に分岐している。ここでは、各ポート２，３が二つに分岐したものを例示している。
吸気ポート２には、シリンダ１ａに流入する吸気が流通し、排気ポート３には、シリンダ１ａから流出した排気が流通する。
なお、四つのシリンダ１ａを例示するが、シリンダ１ａは、三つ以下であってもよいし五つ以上であってもよい。
なお、四つのシリンダ１ａを例示するが、シリンダ１ａは、三つ以下であってもよいし五つ以上であってもよい。
吸気ポート２よりも上流側にはエンジン１に流入する吸気が流通する通路（以下、「吸気通路」という）１０が形成され、排気ポート３よりも下流側にはエンジン１から流出した排気が流通する通路（以下、「排気通路」という）３０が形成されている。
これらの吸排気系１０，３０に跨って、ターボチャージャ４０およびＥＧＲ通路５０が設けられている。
これらの吸排気系１０，３０に跨って、ターボチャージャ４０およびＥＧＲ通路５０が設けられている。
［１−１−２．ターボチャージャおよびＥＧＲ通路］
ターボチャージャ４０は、吸気を過給する機構である。このターボチャージャ４０は、同軸に設けられたタービン４１およびコンプレッサ４２を有する。これらのタービン４１およびコンプレッサ４２は一体に回転するように結合されている。タービン４１は排気通路３０に介装され、コンプレッサ４２は吸気通路１０に介装されている。
ターボチャージャ４０では、排気によってタービン４１が回転してコンプレッサ４２が回転し、吸気が圧縮される。そして、圧縮された吸気がエンジン１に供給される。すなわち、吸気が過給される。
ターボチャージャ４０は、吸気を過給する機構である。このターボチャージャ４０は、同軸に設けられたタービン４１およびコンプレッサ４２を有する。これらのタービン４１およびコンプレッサ４２は一体に回転するように結合されている。タービン４１は排気通路３０に介装され、コンプレッサ４２は吸気通路１０に介装されている。
ターボチャージャ４０では、排気によってタービン４１が回転してコンプレッサ４２が回転し、吸気が圧縮される。そして、圧縮された吸気がエンジン１に供給される。すなわち、吸気が過給される。
ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）通路５０は、排気を排気通路３０から吸気通路１０へと還流させるものである。具体的には、ＥＧＲ通路５０によって、排気側の端部である一端部５０ａと吸気側の端部である他端部５０ｂとが連通され、タービン４１よりも下流側の排気通路３０内を流通する排気はコンプレッサ４２よりも上流側の吸気通路１０に導入される。このようにして、窒素酸化物（以下、「ＮＯｘ」という）の生成量の低減が図られる。
このＥＧＲ通路５０には、ＥＧＲクーラ５１およびＥＧＲバルブ５２が介装されている。このＥＧＲクーラ５１は、ＥＧＲバルブ５２よりも一端部５０ａ側に設けられている。
ＥＧＲクーラ５１は、還流する排気を冷却する装置である。ＥＧＲクーラ５１を流通する排気は、外気と熱交換することで冷却される。
ＥＧＲバルブ５２は、排気の還流量を調整するものである。ここでは、開度調整可能なＥＧＲバルブ５２が採用されている。
ＥＧＲクーラ５１は、還流する排気を冷却する装置である。ＥＧＲクーラ５１を流通する排気は、外気と熱交換することで冷却される。
ＥＧＲバルブ５２は、排気の還流量を調整するものである。ここでは、開度調整可能なＥＧＲバルブ５２が採用されている。
［１−１−３．吸気系］
吸気系では、新気の吸気が流通する順に、エアクリーナ１１，上述したコンプレッサ４２，インタークーラ（冷却装置）１２，スロットルボディ２０，サージタンク１３，インテークマニホールド（以下、「インマニ」と略称する）１４が吸気通路１０に介装されている。
吸気系では、新気の吸気が流通する順に、エアクリーナ１１，上述したコンプレッサ４２，インタークーラ（冷却装置）１２，スロットルボディ２０，サージタンク１３，インテークマニホールド（以下、「インマニ」と略称する）１４が吸気通路１０に介装されている。
エアクリーナ１１は、吸入される新気中の異物を取り除く濾過装置である。
インタークーラ１２は、吸気を冷却するものである。このインタークーラ１２では、吸気と外気との熱交換により、ターボチャージャ４０で圧縮されて上昇した吸気の温度が低下され、吸気の空気密度の低下が回復する。
インタークーラ１２は、吸気を冷却するものである。このインタークーラ１２では、吸気と外気との熱交換により、ターボチャージャ４０で圧縮されて上昇した吸気の温度が低下され、吸気の空気密度の低下が回復する。
スロットルボディ２０は、吸気通路１０となるボア部２０ａ（破線で示す）と、このボア部２０ａにおいて吸気の流通量を調整するスロットルバルブ２２（破線で示す）とを有する。このスロットルバルブ２２によって、ボア部２０ａにおける吸気の流通量が調整され、エンジン１に流入する吸気の量が制御される。なお、スロットルボディ２０については、構成の詳細を後述する。
サージタンク１３は、吸気の圧力脈動を抑えるものである。このサージタンク１３は、次に説明するインマニ１４の上流側に連結された空間を有する。この空間において、例えば圧力波の共鳴が吸収され、シリンダ１ａどうしの吸気圧の干渉が抑えられる。
インマニ１４は、エンジン１の各シリンダ１ａに向かってサージタンク１３から分岐するように形成された多岐管である。ここでは、エンジン１に四つのシリンダ１ａが設けられているため、インマニ１４は四つの分岐管１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを有する。
インマニ１４は、エンジン１の各シリンダ１ａに向かってサージタンク１３から分岐するように形成された多岐管である。ここでは、エンジン１に四つのシリンダ１ａが設けられているため、インマニ１４は四つの分岐管１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを有する。
これらの分岐管１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄは、複数の列をなして並んで設けられている。また、分岐管１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄそれぞれの内部には、吸気通路１０が形成されている。すなわち、インマニ１４では、吸気通路１０が複数の列をなして並んで設けられている。
［１−１−４．排気系］
排気系では、排気が流通する順に、エキゾーストマニホールド（以下、「エキマニ」と略称する）３１，上述したタービン４１，排気処理装置３２が排気通路３０に介装されている。
エキマニ３１は、エンジン１の各シリンダ１ａから合流するように形成された多岐管である。ここではエンジン１に四つのシリンダ１ａが設けられているため、エキマニ３１は、インマニ１４と同様に、四つの分岐管が複数の列をなしており、各分岐管の内部に排気通路３０が形成されている。
排気系では、排気が流通する順に、エキゾーストマニホールド（以下、「エキマニ」と略称する）３１，上述したタービン４１，排気処理装置３２が排気通路３０に介装されている。
エキマニ３１は、エンジン１の各シリンダ１ａから合流するように形成された多岐管である。ここではエンジン１に四つのシリンダ１ａが設けられているため、エキマニ３１は、インマニ１４と同様に、四つの分岐管が複数の列をなしており、各分岐管の内部に排気通路３０が形成されている。
排気処理装置３２は、排気に含まれる有害成分を浄化処理するものである。ここでは、排気処理装置３２として三元触媒コンバータを用いている。
三元触媒コンバータとは、排気に含まれる炭化水素（以下、「ＨＣ」という），一酸化炭素（以下、「ＣＯ」という），およびＮＯｘの三成分を酸化または還元させて浄化処理する変換装置である。この三元触媒コンバータでは、ＨＣが水（Ｈ2Ｏ）と二酸化炭素（ＣＯ2）に、ＣＯが二酸化炭素に、ＮＯｘが窒素（Ｎ2）に、酸化または還元される。三元触媒コンバータとしては、セラミックスやコーディエライトなどで生成された触媒担体にプラチナ，パラジウム，ロジウムなどの貴金属の微粒子を担持させたものが挙げられる。
三元触媒コンバータとは、排気に含まれる炭化水素（以下、「ＨＣ」という），一酸化炭素（以下、「ＣＯ」という），およびＮＯｘの三成分を酸化または還元させて浄化処理する変換装置である。この三元触媒コンバータでは、ＨＣが水（Ｈ2Ｏ）と二酸化炭素（ＣＯ2）に、ＣＯが二酸化炭素に、ＮＯｘが窒素（Ｎ2）に、酸化または還元される。三元触媒コンバータとしては、セラミックスやコーディエライトなどで生成された触媒担体にプラチナ，パラジウム，ロジウムなどの貴金属の微粒子を担持させたものが挙げられる。
［１−２．熱交換回路］
次に、熱交換回路の基本的な構成について説明する。
熱交換回路では、循環して流通する熱媒体と熱交換対象とが熱エネルギーを授受（すなわち熱交換）する。このようにして、熱交換対象が加熱または冷却される。
次に、熱交換回路の基本的な構成について説明する。
熱交換回路では、循環して流通する熱媒体と熱交換対象とが熱エネルギーを授受（すなわち熱交換）する。このようにして、熱交換対象が加熱または冷却される。
ここでは、三系統の熱交換回路を説明する。具体的には、エンジン１を冷却するエンジン冷却水（内燃機関冷媒）が流通するエンジン冷却回路（内燃機関冷却回路）６０と、空調用の空調冷媒（第二冷媒）が流通する空調冷却回路（第二回路）７０と、インタークーラ１２を冷却するインタークーラ冷媒（以下、「ＩＣ冷媒」という）が流通するインタークーラ冷却回路（以下、「ＩＣ冷却回路」という）８０とを説明する。これらの冷却回路６０，７０，８０は互いに独立しており、エンジン冷却水，空調冷媒，ＩＣ冷媒は互いに混ざることがない。
エンジン冷却回路６０を流通するエンジン冷却水は、エンジン１によって昇温される。そのため、空調冷却回路７０を流通する空調冷媒やＩＣ冷却回路８０を流通するＩＣ冷媒よりも比較的高温になるものといえる。
エンジン冷却回路６０を流通するエンジン冷却水は、エンジン１によって昇温される。そのため、空調冷却回路７０を流通する空調冷媒やＩＣ冷却回路８０を流通するＩＣ冷媒よりも比較的高温になるものといえる。
［１−２−１．エンジン冷却回路］
エンジン冷却回路６０には、冷却対象のエンジン１と放熱器のラジエータ６２との間を環状に接続する流路と、ラジエータ６２と並列に接続される流路とが設けられる。前者は、おもに作動中のエンジン１を冷却する機能を持つのに対し、後者はラジエータ６２を迂回してエンジン冷却水の過冷却を防止する機能を持つ。また、本実施形態ではこれらの流路に加えて、スロットルボディ２０を冷却するための流路が設けられ、ラジエータ６２に対して並列に接続される。
エンジン冷却回路６０には、冷却対象のエンジン１と放熱器のラジエータ６２との間を環状に接続する流路と、ラジエータ６２と並列に接続される流路とが設けられる。前者は、おもに作動中のエンジン１を冷却する機能を持つのに対し、後者はラジエータ６２を迂回してエンジン冷却水の過冷却を防止する機能を持つ。また、本実施形態ではこれらの流路に加えて、スロットルボディ２０を冷却するための流路が設けられ、ラジエータ６２に対して並列に接続される。
エンジン１の本体（シリンダブロック，シリンダヘッド）内には、ウォータージャケットが形成され、その流入口１ｂと流出口１ｃとにエンジン冷却回路６０が接続される。また、エンジン１の流入口１ｂには、エンジン冷却水を圧送するエンジン冷却水ポンプ６１が付設される。エンジン冷却水が圧送されることで、エンジン冷却水がエンジン冷却回路６０を流通し、エンジン１において流入口１ｂから流入して流出口１ｃから流出する。ウォータージャケットの内部をエンジン冷却水が流通することで、エンジン冷却水とエンジン１とが熱交換し、エンジン冷却水はもっぱら昇温する。このようにして、エンジン冷却水はエンジン冷却回路６０を循環して流通する。
エンジン１の流出口１ｃよりも下流側の分岐箇所Ｅ1では、第一分岐路６０ａと第二分岐路６０ｂとの二つに分岐している。第二分岐路６０ｂでは、分岐箇所Ｅ1よりも下流側の分岐箇所Ｅ2において第三分岐路６０ｃと第四分岐路６０ｄとに分岐している。
第三分岐路６０ｃには、ラジエータ６２が介装されている。ラジエータ６２は、エンジン冷却水の熱を放出させる放熱器である。このラジエータ６２の内部を流通するエンジン冷却水は、外気と熱交換することで冷却される。
第三分岐路６０ｃには、ラジエータ６２が介装されている。ラジエータ６２は、エンジン冷却水の熱を放出させる放熱器である。このラジエータ６２の内部を流通するエンジン冷却水は、外気と熱交換することで冷却される。
また、第四分岐路６０ｄには、エンジン冷却水が流通する方向の順に、第一切替弁６５およびスロットルボディ２０が介装されている。第一切替弁６５は、エンジン冷却水の流通とその停止とを切り替える弁である。ここでは、第一切替弁６５が開度調整可能に構成されており、エンジン冷却水の流通量を連続的あるいは段階的に調整することができる。
第一分岐路６０ａと第三分岐路６０ｃとは各下流端で合流し、その下流端にサーモスタット６３が設けられている。このサーモスタット６３よりも下流側に第一合流路６０ｅが設けられる。
サーモスタット６３は、エンジン冷却水の温度に応じてエンジン冷却水の流通量を調整する温度感応型の弁である。具体的に言えば、サーモスタット６３は、エンジン冷却水の温度が所定温度よりも高くなれば第三分岐路６０ｃの流路を開放し、逆に、エンジン冷却水の温度が所定温度よりも低くなるに連れて第三分岐路６０ｃの流路の開度を小さくし、更にエンジン冷却水の温度が低くなると第三分岐路６０ｃの流路を閉鎖する弁である。ここでいう所定温度は、例えば７５℃や８０℃である。
サーモスタット６３は、エンジン冷却水の温度に応じてエンジン冷却水の流通量を調整する温度感応型の弁である。具体的に言えば、サーモスタット６３は、エンジン冷却水の温度が所定温度よりも高くなれば第三分岐路６０ｃの流路を開放し、逆に、エンジン冷却水の温度が所定温度よりも低くなるに連れて第三分岐路６０ｃの流路の開度を小さくし、更にエンジン冷却水の温度が低くなると第三分岐路６０ｃの流路を閉鎖する弁である。ここでいう所定温度は、例えば７５℃や８０℃である。
なお、サーモスタット６３は、第一分岐路６０ａおよび第一合流路６０ｅの各流路の開度については調整しない。これらの第一分岐路６０ａおよび第一合流路６０ｅの各流路は開放されている。
第一合流路６０ｅの下流端である合流箇所Ｅ3には、第四分岐路６０ｄが合流している。この合流箇所Ｅ3よりも下流側の第二合流路６０ｆは、その下流端にエンジン１の流入口１ｂが接続されており、上記したエンジン冷却水ポンプ６１が介装されている。
第一合流路６０ｅの下流端である合流箇所Ｅ3には、第四分岐路６０ｄが合流している。この合流箇所Ｅ3よりも下流側の第二合流路６０ｆは、その下流端にエンジン１の流入口１ｂが接続されており、上記したエンジン冷却水ポンプ６１が介装されている。
［１−２−２．空調冷却回路］
空調冷却回路７０は、空調用のメイン回路７０ａと、このメイン回路７０ａの一部を迂回するサブ回路７０ｂとを有する。
メイン回路７０ａには、空調冷媒が流通する順に、コンプレッサ７１，コンデンサ７２，膨張弁７３，エバポレータ７４が介装されている。
空調冷却回路７０は、空調用のメイン回路７０ａと、このメイン回路７０ａの一部を迂回するサブ回路７０ｂとを有する。
メイン回路７０ａには、空調冷媒が流通する順に、コンプレッサ７１，コンデンサ７２，膨張弁７３，エバポレータ７４が介装されている。
コンプレッサ７１は、空調冷媒を圧縮する圧縮機である。このコンプレッサ７１により空調冷媒が圧送される。このコンプレッサ７１は、空調装置の作動および非作動に応じて駆動される。
コンデンサ７２は、コンプレッサ７１で圧縮された空調冷媒を凝縮し液化する凝縮機である。コンデンサ７２には、空調冷媒が凝縮するときには凝縮熱が発生するため、送風して凝縮熱の発散を促すファンが設けられていてもよい。
コンデンサ７２は、コンプレッサ７１で圧縮された空調冷媒を凝縮し液化する凝縮機である。コンデンサ７２には、空調冷媒が凝縮するときには凝縮熱が発生するため、送風して凝縮熱の発散を促すファンが設けられていてもよい。
膨張弁７３は、コンデンサ７２により液化された空調冷媒を膨張させて低圧の霧状に変化させる弁である。この膨張弁７３とコンデンサ７２との間には、空調冷媒を一時的に貯留するレシーバが設けられていてもよい。レシーバが設けられていれば、膨張弁７３に流入する空調冷媒の量や圧力の変動が緩和される。
エバポレータ７４は、膨張弁によって霧化された空調冷媒を気化させる蒸発器である。空調冷媒が気化するときの潜熱によってエバポレータ７４は冷却される。このエバポレータ７４には、ブロア７４ａが付設されている。ブロア７４ａは、冷却されたエバポレータ７４に送風することで、冷却された空気を車室に送る。
エバポレータ７４は、膨張弁によって霧化された空調冷媒を気化させる蒸発器である。空調冷媒が気化するときの潜熱によってエバポレータ７４は冷却される。このエバポレータ７４には、ブロア７４ａが付設されている。ブロア７４ａは、冷却されたエバポレータ７４に送風することで、冷却された空気を車室に送る。
エバポレータ７４よりも下流側の分岐箇所Ａ1では、メイン回路７０ａからサブ回路７０ｂが分岐している。この分岐箇所Ａ1よりも下流側の合流箇所Ａ2において、サブ回路７０ｂがメイン回路７０ａに合流している。
サブ回路７０ｂには、空調冷媒が流通する方向の順に、第二切替弁７５およびスロットルボディ２０が介装されている。第二切替弁７５は、空調冷媒の流通とその停止とを切り替える弁である。ここでは、第二切替弁７５が開度調整可能に構成されており、空調冷媒の流通量を連続的あるいは段階的に調整することができる。
サブ回路７０ｂには、空調冷媒が流通する方向の順に、第二切替弁７５およびスロットルボディ２０が介装されている。第二切替弁７５は、空調冷媒の流通とその停止とを切り替える弁である。ここでは、第二切替弁７５が開度調整可能に構成されており、空調冷媒の流通量を連続的あるいは段階的に調整することができる。
［１−２−３．ＩＣ冷却回路］
ＩＣ冷却回路８０には、ＩＣ冷媒が流通する順に、ＩＣ冷媒を圧送するＩＣ冷媒ポンプ８１とＩＣ冷媒を冷却する放熱器８２とインタークーラ１２とが介装されている。
ＩＣ冷媒は、インタークーラ１２において吸気通路１０とは異なる内部通路を流通する。このＩＣ冷媒がインタークーラ１２において熱交換することでインタークーラ１２が冷却される。
なお、ＩＣ冷媒ポンプ８１は、エンジン１によって機械的に駆動されてもよいし、電気的に駆動されてもよい。同様に、上述したエンジン冷却水ポンプ６１およびコンプレッサ７１も、機械的に駆動されてもよいし、電気的に駆動されてもよい。
ＩＣ冷却回路８０には、ＩＣ冷媒が流通する順に、ＩＣ冷媒を圧送するＩＣ冷媒ポンプ８１とＩＣ冷媒を冷却する放熱器８２とインタークーラ１２とが介装されている。
ＩＣ冷媒は、インタークーラ１２において吸気通路１０とは異なる内部通路を流通する。このＩＣ冷媒がインタークーラ１２において熱交換することでインタークーラ１２が冷却される。
なお、ＩＣ冷媒ポンプ８１は、エンジン１によって機械的に駆動されてもよいし、電気的に駆動されてもよい。同様に、上述したエンジン冷却水ポンプ６１およびコンプレッサ７１も、機械的に駆動されてもよいし、電気的に駆動されてもよい。
［１−３．スロットルボディ］
次に、図２〜図４を参照して、スロットルボディ２０の構成を詳細に説明する。
ここでは、スロットルバルブ２２として、アクセルペダルの操作量が電気的に伝達されることで作動するドライブバイワイヤ方式のものを例に挙げて説明する。ただし、アクセルペダルの操作量が機械的に伝達されることで作動するスロットルバルブを用いてもよい。
次に、図２〜図４を参照して、スロットルボディ２０の構成を詳細に説明する。
ここでは、スロットルバルブ２２として、アクセルペダルの操作量が電気的に伝達されることで作動するドライブバイワイヤ方式のものを例に挙げて説明する。ただし、アクセルペダルの操作量が機械的に伝達されることで作動するスロットルバルブを用いてもよい。
［１−３−１．構造］
はじめに、スロットルボディ２０の構造を説明する。
図２および図３に示すように、スロットルボディ２０には、ボア部２０ａの吸気流通方向中間部にスロットルバルブ２２が設けられている。すなわち、ボア部２０ａは、図３に示すように、スロットルバルブ２２に対して上流側のボア部（以下、「上流ボア部」という）２０１と下流側のボア部（以下、「下流ボア部」という）２０２とを有する。
はじめに、スロットルボディ２０の構造を説明する。
図２および図３に示すように、スロットルボディ２０には、ボア部２０ａの吸気流通方向中間部にスロットルバルブ２２が設けられている。すなわち、ボア部２０ａは、図３に示すように、スロットルバルブ２２に対して上流側のボア部（以下、「上流ボア部」という）２０１と下流側のボア部（以下、「下流ボア部」という）２０２とを有する。
図２に示すように、スロットルボディ２０は、内部のボア部２０ａを囲繞するボア壁部２１と、スロットルバルブ２２を駆動するための機構が収容される駆動機構収容部２３との二つの部位に大別することができる。なお、図３および図４には、駆動機構収容部２３を簡略化して模式的に示す。
図２および図４に示すように、ボア壁部２１は、吸気通路１０（図１参照）の一部をなすボア部２０ａの周りを囲む円筒状の部位である。ボア壁部２１の内部では、ボア部２０ａが円柱状の空間をなしている。すなわち、ボア壁部２１の内壁面２１ａはボア部２０ａがなす円柱空間の外表面に対応している。
図２および図４に示すように、ボア壁部２１は、吸気通路１０（図１参照）の一部をなすボア部２０ａの周りを囲む円筒状の部位である。ボア壁部２１の内部では、ボア部２０ａが円柱状の空間をなしている。すなわち、ボア壁部２１の内壁面２１ａはボア部２０ａがなす円柱空間の外表面に対応している。
図３に示すように、ボア壁部２１は、上流ボア部２０１を囲繞する上流ボア壁部２１１と下流ボア部２０２を囲繞する下流ボア壁部２１２とを有する。これらの上流ボア壁部２１１，下流ボア壁部２１２は、スロットルバルブ２２を挟んでその上流側と下流側とに配置される。上流ボア壁部２１１は、上流ボア部２０１のなす円柱空間の外表面に対応する上流内壁面２１１ａを有し、同様に、下流ボア壁部２１２は、下流ボア部２０２のなす円柱空間の外表面に対応する下流内壁面２１２ａを有する。
図２〜図４に示すように、下流ボア壁部２１２の下部には排水口２９ａが穿設されており、この排水口２９ａには排水管２９が接続されている。
図２〜図４に示すように、下流ボア壁部２１２の下部には排水口２９ａが穿設されており、この排水口２９ａには排水管２９が接続されている。
ボア壁部２１には、スロットルバルブ２２がそのスロットルシャフト２２ａを介して９０°回転自在に支持されている。すなわち、スロットルバルブ２２は、ボア部２０ａの流路断面に対応する円盤状に形成されており、スロットルシャフト２２ａを機軸に揺動するバタフライバルブである。なお、スロットルシャフト２２ａには、図示省略するリターンスプリングが設けられている。
図２に示すように、駆動機構収容部２３は、スロットルバルブ２２を回転駆動するためのモータ（例えばＤＣモータ）が収容されるモータ収容部２３ａと、モータ収容部２３ａに収容されたモータの出力軸に連結された歯車列（ギヤトレイン）やベルトなどの動力伝達機構を介して連結されるアクチュエータが収容されたメカニカル機構収容部２３ｂとに大別することができる。
スロットルバルブ２２は、図示省略するアクセルペダルが操作されると、その操作量に応じてモータ収容部２３ａに収容されたモータの出力軸が所定の回転角度だけ回転し、その回転力がメカニカル機構収容部２３ｂに収容された動力伝達機構によってスロットルシャフト２２ａに伝達され、スロットルバルブ２２が所定の回転角度だけ回転する。その結果、ボア部２０ａが所定の開度で開放される。よって、ボア部２０ａを流通する吸気の量が調整され、エンジン１（図１参照）に流入する吸気の量が制御される。
［１−３−２．冷却回路］
次に、図３および図４を参照して、スロットルボディ２０に設けられたエンジン冷却回路６０および空調冷却回路７０について説明する。
エンジン冷却回路６０を流通するエンジン冷却水は、エンジン１（図１参照）に流入した吸気の燃焼エネルギーによって昇温される。スロットルボディ２０において、エンジン冷却水の温度が、吸気の温度よりも低温であれば吸気の冷却用熱媒体として機能し、吸気の温度よりも高温であれば吸気の加熱用熱媒体として機能する。
一方、エンジン冷却水に対して比較的低温の空調冷媒は、吸気に対して低温になりやすい。また、スロットルボディ２０を流通する空調冷媒は、エバポレータ７４で放熱した後にスロットルボディ２０を流通する点からも吸気に対して低温になりやすい。そのため、以下の説明では、空調冷媒が吸気の冷却用熱媒体として機能するものとする。
次に、図３および図４を参照して、スロットルボディ２０に設けられたエンジン冷却回路６０および空調冷却回路７０について説明する。
エンジン冷却回路６０を流通するエンジン冷却水は、エンジン１（図１参照）に流入した吸気の燃焼エネルギーによって昇温される。スロットルボディ２０において、エンジン冷却水の温度が、吸気の温度よりも低温であれば吸気の冷却用熱媒体として機能し、吸気の温度よりも高温であれば吸気の加熱用熱媒体として機能する。
一方、エンジン冷却水に対して比較的低温の空調冷媒は、吸気に対して低温になりやすい。また、スロットルボディ２０を流通する空調冷媒は、エバポレータ７４で放熱した後にスロットルボディ２０を流通する点からも吸気に対して低温になりやすい。そのため、以下の説明では、空調冷媒が吸気の冷却用熱媒体として機能するものとする。
スロットルボディ２０では、ボア部２０ａの外周にエンジン冷却回路６０および空調冷却回路７０が設けられている。具体的には、ボア壁部２１１，２１２の各内部に、エンジン冷却水または空調冷媒が流通する空間が形成されており、この空間が冷却回路６０，７０の一部をなしている。
ここでは、冷却回路６０，７０の一部をなす空間が、吸気の流通方向に直交する断面においてランドルト環の開放側（Ｃ字の開放側）を下方に向けたような形状をなしている。特に、下流ボア壁部２１２においては、空調冷却回路７０をなす空間が形成されていない領域に上記の排水口２９ａが穿設されている。
図３に示すように、スロットルバルブ２２に対して、上流側にエンジン冷却回路６０が配置され、下流側に空調冷却回路７０が配置されている。
図３に示すように、スロットルバルブ２２に対して、上流側にエンジン冷却回路６０が配置され、下流側に空調冷却回路７０が配置されている。
図３および図４に示すように、エンジン冷却回路６０には、上流ボア部２０１を囲繞する上流ボア壁部２１１の上流内壁面２１１ａに沿った曲面形状のスペーサ６９（二点鎖線で示す）が挿入されていてもよい。
同様に、空調冷却回路７０には、下流ボア部２０２を囲繞する下流ボア壁部２１２の下流内壁面２１２ａに沿った曲面形状のスペーサ７９（二点鎖線で示す）が挿入されていてもよい。
同様に、空調冷却回路７０には、下流ボア部２０２を囲繞する下流ボア壁部２１２の下流内壁面２１２ａに沿った曲面形状のスペーサ７９（二点鎖線で示す）が挿入されていてもよい。
スペーサ６９，７９は、冷却回路６０，７０を流通するエンジン冷却水あるいは空調冷媒の流れを適正化する挿入部材である。これらのスペーサ６９，７９は、想定されるエンジン冷却水あるいは空調冷媒の流れによって種々の形状に設定されうる。例えば、スペーサ６９，７９は樹脂から成形される。
［１−４．制御装置］
次に、図１を参照して、本熱交換機構を制御する制御装置（吸気温度制御装置）１００について説明する。
制御装置１００は、例えばCPU（Central Processing Unit）に代表されるマイクロプロセッサ（MPU，Micro Processing Unit），ROM（Read Only Memory），RAM（Random Access Memory），不揮発メモリなどを集積した電子デバイスである。マイクロプロセッサは、制御ユニット（制御回路）や演算ユニット（演算回路），キャッシュメモリ（レジスタ群）などを内蔵する処理装置（プロセッサ）である。また、ROM，RAMおよび不揮発メモリは、プログラムや作業中のデータが格納されるメモリ装置である。不揮発メモリの具体例としては、フラッシュメモリ，相変化メモリ（Phase Change Memory），抵抗変化メモリ（Resistive RAM），強誘電体メモリ（Ferroelectric RAM），磁気抵抗メモリ（Magneto-resistive RAM）などが挙げられる。制御装置１００での制御内容は、例えばアプリケーションプログラムとしてROMや不揮発メモリ内に記録される。また、プログラムの実行時には、プログラムの内容がRAMや不揮発メモリ内のメモリ空間内に展開され、マイクロプロセッサによって実行される。
この制御装置１００は、入力側に接続された各種センサ類からの情報に基づいて各制御を実施する。
次に、図１を参照して、本熱交換機構を制御する制御装置（吸気温度制御装置）１００について説明する。
制御装置１００は、例えばCPU（Central Processing Unit）に代表されるマイクロプロセッサ（MPU，Micro Processing Unit），ROM（Read Only Memory），RAM（Random Access Memory），不揮発メモリなどを集積した電子デバイスである。マイクロプロセッサは、制御ユニット（制御回路）や演算ユニット（演算回路），キャッシュメモリ（レジスタ群）などを内蔵する処理装置（プロセッサ）である。また、ROM，RAMおよび不揮発メモリは、プログラムや作業中のデータが格納されるメモリ装置である。不揮発メモリの具体例としては、フラッシュメモリ，相変化メモリ（Phase Change Memory），抵抗変化メモリ（Resistive RAM），強誘電体メモリ（Ferroelectric RAM），磁気抵抗メモリ（Magneto-resistive RAM）などが挙げられる。制御装置１００での制御内容は、例えばアプリケーションプログラムとしてROMや不揮発メモリ内に記録される。また、プログラムの実行時には、プログラムの内容がRAMや不揮発メモリ内のメモリ空間内に展開され、マイクロプロセッサによって実行される。
この制御装置１００は、入力側に接続された各種センサ類からの情報に基づいて各制御を実施する。
まず、制御装置１００の入力側に接続された各種センサ類について具体的に説明する。
制御装置１００の入力側には、三つの吸気温センサ９０，９１，９２、湿度センサ９３、スロットルポジションセンサ９４、ブーストセンサ９５および冷却水温センサ（冷媒温センサ）９６が接続されている。各センサ９０〜９６によって検出されたそれぞれの情報は制御装置に伝達される。
制御装置１００の入力側には、三つの吸気温センサ９０，９１，９２、湿度センサ９３、スロットルポジションセンサ９４、ブーストセンサ９５および冷却水温センサ（冷媒温センサ）９６が接続されている。各センサ９０〜９６によって検出されたそれぞれの情報は制御装置に伝達される。
吸気温センサ９０，９１，９２のそれぞれは、吸気の温度を検出するものである。これらの吸気温センサ９０，９１，９２は、吸気系においてそれぞれ異なる箇所に設けられている。以下の説明では、吸気温センサ９０，９１，９２のそれぞれについて、上流から配置される順に、第一吸気温センサ９０，第二吸気温センサ９１，第三吸気温センサ９２という。
第一吸気温センサ９０は、エアクリーナ１１の直下流であって吸気通路１０とＥＧＲ通路５０との接続箇所よりも上流側に配置される。すなわち、第一吸気温センサ９０は、吸気系に流入した直後の吸気の温度を検出する。そのため、第一吸気温センサ９０は外気温に対応する温度を検出するものといえる。
第二吸気温センサ９１は、インタークーラ１２とスロットルボディ２０との間に配置される。すなわち、第二吸気温センサ９１は、インタークーラ１２によって冷却されてスロットルボディ２０のボア部２０ａに流入する吸気の温度を検出する。
第二吸気温センサ９１は、インタークーラ１２とスロットルボディ２０との間に配置される。すなわち、第二吸気温センサ９１は、インタークーラ１２によって冷却されてスロットルボディ２０のボア部２０ａに流入する吸気の温度を検出する。
第三吸気温センサ９２は、サージタンク１３に配置される。すなわち、第三吸気温センサ９２は、スロットルバルブ２２を通過してエンジン１に流入する直前の吸気の温度を検出する。
湿度センサ９３は、吸気の湿度を検出するものである。この湿度センサ９３は、インタークーラ１２の直上流に配置される。すなわち、湿度センサ９３は、インタークーラ１２に流入する吸気の湿度を検出する。
湿度センサ９３は、吸気の湿度を検出するものである。この湿度センサ９３は、インタークーラ１２の直上流に配置される。すなわち、湿度センサ９３は、インタークーラ１２に流入する吸気の湿度を検出する。
スロットルポジションセンサ９４は、スロットルボディ２０に配置され、スロットルバルブ２２の開度を検出するものである。ここで検出されたスロットルバルブ２２の実開度情報は、制御装置１００に伝達される。このスロットルポジションセンサ９４は、スロットルバルブ２２が固着している場合には、例えばスロットルバルブ２２の開度に対応する電流値よりも大きな電流値を出力する。このようにして、スロットルバルブ２２の固着情報も制御装置１００に伝達することができる。
ブーストセンサ９５は、吸気の圧力を検出するものである。このブーストセンサ９５は、サージタンク１３に配置される。すなわち、ブーストセンサ９５は、エンジン１に流入する吸気の圧力（以下、「ブースト圧」という）を検出する。
冷却水温センサ９６は、エンジン冷却水の温度を検出するものである。ここでは、冷却水温センサ９６が第二分岐路６０ｂに設けられるものを例示する。この冷却水温センサ９６によって、スロットルボディ２０に流入するエンジン冷却水の温度が検出される。
冷却水温センサ９６は、エンジン冷却水の温度を検出するものである。ここでは、冷却水温センサ９６が第二分岐路６０ｂに設けられるものを例示する。この冷却水温センサ９６によって、スロットルボディ２０に流入するエンジン冷却水の温度が検出される。
次に、制御装置１００によって実施される各種の制御について説明する。
制御装置１００は、エンジン１の吸排気系やこれに適用される熱交換回路に関する広汎なシステムを制御する。ここでは、制御装置１００によって実施される制御のうち、吸排気系については排気を還流させるＥＧＲ制御を説明し、熱交換回路についてはエンジン冷却回路６０および空調冷却回路７０それぞれを流通するエンジン冷却水および空調冷媒による熱交換度合いに関する熱交換制御を説明する。
制御装置１００は、エンジン１の吸排気系やこれに適用される熱交換回路に関する広汎なシステムを制御する。ここでは、制御装置１００によって実施される制御のうち、吸排気系については排気を還流させるＥＧＲ制御を説明し、熱交換回路についてはエンジン冷却回路６０および空調冷却回路７０それぞれを流通するエンジン冷却水および空調冷媒による熱交換度合いに関する熱交換制御を説明する。
まず、ＥＧＲ制御について説明する。ＥＧＲ制御における具体的な制御対象としては、ＥＧＲバルブ５２が挙げられる。このＥＧＲバルブ５２は、制御線を介して制御装置１００に接続されている。
制御装置１００は、ＥＧＲ条件の成立を判断するとＥＧＲ制御を実施する。ここでいうＥＧＲ条件は、エンジン１の作動状態に応じて予め実験的または経験的に設定されている。
制御装置１００は、ＥＧＲ条件の成立を判断するとＥＧＲ制御を実施する。ここでいうＥＧＲ条件は、エンジン１の作動状態に応じて予め実験的または経験的に設定されている。
ＥＧＲ制御では、排気の還流量に応じてＥＧＲバルブ５２を開放する。このＥＧＲ制御では、副次的にスロットルバルブ２２の開度が調整されて、排気の還流量が調整されてもよい。この場合、制御装置１００にはスロットルバルブ２２が開度調整可能に接続される。さらに、制御装置１００は、ＥＧＲ条件の成立下において、エンジン１の作動状態に応じてＥＧＲバルブ５２あるいはスロットルバルブ２２の開度を調整することで、排気の還流量を増減させることができる。
次に、熱交換制御について説明する。
制御装置１００は、熱交換制御を実施するための機能要素として、作用判断部１１０および条件判断部１２０と、これらの判断部１１０，１２０による各判断に応じてエンジン冷却水の熱交換度合いを制御する制御部１３０を有する。
以下、作用判断部１１０，条件判断部１２０，制御部１３０の順に説明する。
制御装置１００は、熱交換制御を実施するための機能要素として、作用判断部１１０および条件判断部１２０と、これらの判断部１１０，１２０による各判断に応じてエンジン冷却水の熱交換度合いを制御する制御部１３０を有する。
以下、作用判断部１１０，条件判断部１２０，制御部１３０の順に説明する。
［１−４−１．作用判断部］
作用判断部１１０は、吸気の温度とエンジン冷却水の温度とに基づき、吸気に対するエンジン冷却水の作用が加熱側および冷却側のどちらであるかを判断するものである。具体的には、第二吸気温センサ９１で検出された吸気の温度よりも冷却水温センサ９６で検出されたエンジン冷却水の温度が高い場合に、吸気に対するエンジン冷却水の作用が加熱側であると判断される。逆に、第二吸気温センサ９１で検出された吸気の温度よりも冷却水温センサ９６で検出されたエンジン冷却水の温度が低い場合には、吸気に対するエンジン冷却水の作用が冷却側であると判断される。
なお、作用判断部１１０は、第二吸気温センサ９１で検出された吸気の温度と冷却水温センサ９６で検出されたエンジン冷却水の温度とが等しい場合には、エンジン冷却水は吸気に対して加熱側にも冷却側にも作用しないと判断する。
作用判断部１１０は、吸気の温度とエンジン冷却水の温度とに基づき、吸気に対するエンジン冷却水の作用が加熱側および冷却側のどちらであるかを判断するものである。具体的には、第二吸気温センサ９１で検出された吸気の温度よりも冷却水温センサ９６で検出されたエンジン冷却水の温度が高い場合に、吸気に対するエンジン冷却水の作用が加熱側であると判断される。逆に、第二吸気温センサ９１で検出された吸気の温度よりも冷却水温センサ９６で検出されたエンジン冷却水の温度が低い場合には、吸気に対するエンジン冷却水の作用が冷却側であると判断される。
なお、作用判断部１１０は、第二吸気温センサ９１で検出された吸気の温度と冷却水温センサ９６で検出されたエンジン冷却水の温度とが等しい場合には、エンジン冷却水は吸気に対して加熱側にも冷却側にも作用しないと判断する。
［１−４−２．条件判断部］
条件判断部１２０は、熱交換制御に関する種々の条件の成否を判断する。ここでは、条件判断部１２０によって判断される条件として、加熱条件，冷却条件，凝縮水生成条件を例に挙げて説明する。これらの条件は、同時に二つ以上の条件が成立することはなく、択一的に成立する。この条件判断部１２０は、判断する条件それぞれに対応して、加熱条件判断部１２１，冷却条件判断部１２２，凝縮水生成条件判断部１２３を有する。
条件判断部１２０は、熱交換制御に関する種々の条件の成否を判断する。ここでは、条件判断部１２０によって判断される条件として、加熱条件，冷却条件，凝縮水生成条件を例に挙げて説明する。これらの条件は、同時に二つ以上の条件が成立することはなく、択一的に成立する。この条件判断部１２０は、判断する条件それぞれに対応して、加熱条件判断部１２１，冷却条件判断部１２２，凝縮水生成条件判断部１２３を有する。
〈加熱条件判断部〉
加熱条件判断部１２１は、加熱条件が成立したか否かを判断する。加熱条件とは、スロットルボディ２０で吸気を加熱するための条件である。この加熱条件は、例えば、冬期や寒冷地といった低温環境下でエンジン１を暖機運転する場合や吸気の湿度が低い場合などに成立する。
加熱条件判断部１２１は、加熱条件が成立したか否かを判断する。加熱条件とは、スロットルボディ２０で吸気を加熱するための条件である。この加熱条件は、例えば、冬期や寒冷地といった低温環境下でエンジン１を暖機運転する場合や吸気の湿度が低い場合などに成立する。
ここでは、下記の（Ａ１）〜（Ａ５）の少なくとも何れかに該当する場合に、加熱条件が成立するものとしている。
（Ａ１）第一吸気温センサ９０により検出された温度が第一所定温度以下であること。
（Ａ２）第二吸気温センサ９１により検出された温度が第二所定温度以下であること。
（Ａ３）第三吸気温センサ９２により検出された温度が第三所定温度以下であること。
（Ａ４）湿度センサ９３により検出された湿度が所定湿度以下であること。
（Ａ５）スロットルポジションセンサ９４によりスロットルバルブ２２の固着が検出されていること。
（Ａ１）第一吸気温センサ９０により検出された温度が第一所定温度以下であること。
（Ａ２）第二吸気温センサ９１により検出された温度が第二所定温度以下であること。
（Ａ３）第三吸気温センサ９２により検出された温度が第三所定温度以下であること。
（Ａ４）湿度センサ９３により検出された湿度が所定湿度以下であること。
（Ａ５）スロットルポジションセンサ９４によりスロットルバルブ２２の固着が検出されていること。
上記（Ａ１），（Ａ２）および（Ａ３）は、吸気温度が低いときに該当する。これら（Ａ１），（Ａ２）および（Ａ３）における各所定温度は、吸気の温度を上昇させるべきか否かを判断する閾値として予め実験的または経験的に設定される。例えば、第一所定温度は、第二所定温度や第三所定温度よりも低く設定される。これは、ターボチャージャ４０によって圧縮されることで昇温した吸気温度が第二吸気温センサ９１および第三吸気温センサ９２で検出されるのに対し、ターボチャージャ４０によって圧縮される前の吸気温度が第一吸気温度センサ９０で検出されるからである。ただし、第一所定温度，第二所定温度および第三所定温度は、同温度に設定されてもよいし、もちろん異なる温度に設定されてもよい。
加熱条件判断部１２１は、吸気温センサ９０，９１，９２の検出情報に基づいて、上記（Ａ１），（Ａ２）または（Ａ３）に該当するか否かを判断することができる。
加熱条件判断部１２１は、吸気温センサ９０，９１，９２の検出情報に基づいて、上記（Ａ１），（Ａ２）または（Ａ３）に該当するか否かを判断することができる。
上記（Ａ４）は、吸気の湿度が低いときに該当する。エンジン１に流入する吸気の湿度が極めて低いと、エンジン１の燃焼が不安定となるおそれがある。仮に吸気が冷却されれば、吸気中の水分が凝縮して除湿されるため、湿度が更に低下された吸気がエンジン１に流入するおそれがある。一方、吸気が加熱されれば、吸気の飽和水蒸気量が増大するため、吸気は除湿されにくくなる。よって、（Ａ４）における所定湿度は、エンジン１が安定して燃焼することができるか否かを判断する閾値として予め実験的または経験的に設定される。
加熱条件判断部１２１は、湿度センサ９３の検出情報に基づいて、（Ａ４）に該当するか否かを判断することができる。
上記（Ａ５）は、スロットルバルブ２２が例えば凍結して固着するときに該当する。
加熱条件判断部１２１は、スロットルポジションセンサ９４の検出情報に基づいて、（Ａ５）に該当するか否かを判断することができる。
上記（Ａ５）は、スロットルバルブ２２が例えば凍結して固着するときに該当する。
加熱条件判断部１２１は、スロットルポジションセンサ９４の検出情報に基づいて、（Ａ５）に該当するか否かを判断することができる。
〈冷却条件判断部〉
冷却条件判断部１２２は、冷却条件が成立したか否かを判断する。冷却条件とは、スロットルボディ２０で吸気を冷却するための条件である。この冷却条件は、例えば、吸気の温度が高い場合やブースト圧が高い場合などに成立する。
ここでは、下記の（Ｂ１）〜（Ｂ４）の少なくとも何れかに該当する場合に、冷却条件が成立するものとしている。
（Ｂ１）第一吸気温センサ９０により検出された温度が第四所定温度以上であること。
（Ｂ２）第二吸気温センサ９１により検出された温度が第五所定温度以上であること。
（Ｂ３）第三吸気温センサ９２により検出された温度が第六所定温度以上であること。
（Ｂ４）ブーストセンサ９５により検出されたブースト圧が所定圧力以上であること。
冷却条件判断部１２２は、冷却条件が成立したか否かを判断する。冷却条件とは、スロットルボディ２０で吸気を冷却するための条件である。この冷却条件は、例えば、吸気の温度が高い場合やブースト圧が高い場合などに成立する。
ここでは、下記の（Ｂ１）〜（Ｂ４）の少なくとも何れかに該当する場合に、冷却条件が成立するものとしている。
（Ｂ１）第一吸気温センサ９０により検出された温度が第四所定温度以上であること。
（Ｂ２）第二吸気温センサ９１により検出された温度が第五所定温度以上であること。
（Ｂ３）第三吸気温センサ９２により検出された温度が第六所定温度以上であること。
（Ｂ４）ブーストセンサ９５により検出されたブースト圧が所定圧力以上であること。
上記（Ｂ１），（Ｂ２）および（Ｂ３）は、吸気温度が高いときに該当する。これら（Ｂ１），（Ｂ２）および（Ｂ３）における各所定温度は、吸気の温度を低下させるべきか否かを判断する閾値として予め実験的または経験的に設定される。第四所定温度は上記（Ａ１）の第一所定温度よりも高く設定され、第五所定温度は上記（Ａ２）の第二所定温度よりも高く設定され、第六所定温度は上記（Ａ３）の第三所定温度よりも高く設定される。また、第四所定温度は、第五所定温度や第六所定温度よりも低く設定される。これは、上述したように、ターボチャージャ４０によって圧縮される前後で吸気の温度が異なるからである。ただし、第四所定温度，第五所定温度および第六所定温度は、同温度に設定されてもよいし、異なる温度に設定されてもよい。
冷却条件判断部１２２は、吸気温センサ９０〜９２の検出情報に基づいて、（Ｂ１）〜（Ｂ３）に該当するか否かを判断することができる。
冷却条件判断部１２２は、吸気温センサ９０〜９２の検出情報に基づいて、（Ｂ１）〜（Ｂ３）に該当するか否かを判断することができる。
上記（Ｂ４）は、ブースト圧が高いときに該当する。ここでは、ターボチャージャ４０により吸気が効率よく圧縮されるときに該当する。このように吸気が効率よく圧縮されるほど、吸気温度が上昇する。そのため、（Ｂ４）における所定圧力は、ターボチャージャ４０により吸気が効率よく圧縮されているか否かを判断する閾値として予め実験的または経験的に設定される。
冷却条件判断部１２２は、ブーストセンサ９５の検出情報に基づいて、（Ｂ４）に該当するか否かを判断することができる。
冷却条件判断部１２２は、ブーストセンサ９５の検出情報に基づいて、（Ｂ４）に該当するか否かを判断することができる。
〈凝縮水生成条件判断部〉
凝縮水生成条件判断部１２３は、凝縮水生成条件が成立したか否かを判断する。凝縮水生成条件とは、吸気から生成された凝縮水がスロットルバルブ２２に付着するのを防止する制御を実施するための条件である。言い換えれば、凝縮水が生成されやすい状態であるか否かを判断するための条件である。この凝縮水生成条件は吸気の湿度が高い場合に成立する。
凝縮水生成条件判断部１２３は、凝縮水生成条件が成立したか否かを判断する。凝縮水生成条件とは、吸気から生成された凝縮水がスロットルバルブ２２に付着するのを防止する制御を実施するための条件である。言い換えれば、凝縮水が生成されやすい状態であるか否かを判断するための条件である。この凝縮水生成条件は吸気の湿度が高い場合に成立する。
吸気に含まれる水蒸気の量（以下、「実水蒸気量」という）が多いほど、飽和水蒸気量に対する実水蒸気量が多くなるため、吸気から水蒸気が凝縮した水、すなわち凝縮水が生成されやすい。例えば、排気にはエンジン１における燃焼によって生成された水分（水蒸気）が含まれるため、排気が還流された吸気のほうが新気の吸気よりも実水蒸気量が多い傾向にある。よって、凝縮水が生成されやすくなる。
ここでは、下記の（Ｃ１）または（Ｃ２）に該当する場合に凝縮水生成条件が成立するものとしている。
（Ｃ１）ＥＧＲバルブ５２が開放されていること。
（Ｃ２）湿度センサ９３により検出された湿度が所定湿度以上であること。
（Ｃ１）ＥＧＲバルブ５２が開放されていること。
（Ｃ２）湿度センサ９３により検出された湿度が所定湿度以上であること。
上記（Ｃ１）および（Ｃ２）は、湿度が高いときに該当する。エンジン１に流入する吸気の湿度が高いときにも、エンジン１の燃焼が不安定となるおそれがある。仮に吸気が加熱されれば、吸気中の湿度が低下されることなくエンジン１に流入するおそれがある。一方、吸気が冷却されれば、吸気の飽和水蒸気量が低下するため、吸気は除湿されやすくなる。よって、（Ｃ２）における所定湿度は、エンジン１が安定して燃焼することができるか否かを判断する閾値として予め実験的または経験的に設定される。凝縮水生成条件判断部１２３は、制御装置１００がＥＧＲ制御を実施しているか否かを判断することで（Ｃ１）に該当するか否かを判断することができ、また、湿度センサ９３の検出情報に基づいて、（Ｃ２）に該当するか否かを判断することができる。
［１−４−３．制御部］
制御部１３０は、作用判断部１１０によって判断された吸気に対するエンジン冷却水の作用に基づき、条件判断部１２０によって成立が判断された条件ごとに、スロットルボディ２０において冷却回路６０，７０を流通するエンジン冷却水および空調冷媒それぞれの熱交換度合いを増減させる熱交換制御を実施する。
制御部１３０は、作用判断部１１０によって判断された吸気に対するエンジン冷却水の作用に基づき、条件判断部１２０によって成立が判断された条件ごとに、スロットルボディ２０において冷却回路６０，７０を流通するエンジン冷却水および空調冷媒それぞれの熱交換度合いを増減させる熱交換制御を実施する。
制御部１３０による具体的な制御対象としては、第一切替弁６５および第二切替弁７５が挙げられる。これらの切替弁６５，７５は、制御線を介して制御装置１００に接続され、制御部１３０によって開度を制御される。制御部１３０は、第一切替弁６５の開度を開放側または閉鎖側に制御することでエンジン冷却水による熱交換度合いを増減させることができ、第二切替弁７５の開度を開放側または閉鎖側に制御することで空調冷媒による冷却度合いを増減させることができる。
以下、熱交換制御について具体的に説明する。
熱交換制御では、下記の表１に示すように、吸気に対するエンジン冷却水の作用が判断されたうえで、成立が判断された条件に応じて、エンジン冷却水あるいは空調冷媒による熱交換度合いが増減される。
熱交換制御では、下記の表１に示すように、吸気に対するエンジン冷却水の作用が判断されたうえで、成立が判断された条件に応じて、エンジン冷却水あるいは空調冷媒による熱交換度合いが増減される。
まず、吸気に対するエンジン冷却水の作用が加熱側と判断された場合について、加熱条件，冷却条件，凝縮水生成条件のそれぞれが成立したと判断されたときの各熱交換制御を説明する。
加熱条件の成立が判断されたときには、エンジン冷却回路６０を流通するエンジン冷却水の熱交換度合い（ここでは加熱度合い）が増大され、空調冷却回路７０を流通する空調冷媒の冷却度合いが減少される。すなわち、制御部１３０は、第一切替弁６５の開度を大きくし、第二切替弁７５の開度を小さくする。
加熱条件の成立が判断されたときには、エンジン冷却回路６０を流通するエンジン冷却水の熱交換度合い（ここでは加熱度合い）が増大され、空調冷却回路７０を流通する空調冷媒の冷却度合いが減少される。すなわち、制御部１３０は、第一切替弁６５の開度を大きくし、第二切替弁７５の開度を小さくする。
冷却条件の成立が判断されたときには、加熱条件の成立が判断されたときとは反対に、エンジン冷却水の加熱度合いが減少され、空調冷媒の冷却度合いが増大される。すなわち、制御部１３０は、第一切替弁６５の開度を小さくし、第二切替弁７５の開度を大きくする。
凝縮水生成条件の成立が判断されたときには、エンジン冷却水の加熱度合いと空調冷媒の冷却度合いとが何れも増大される。すなわち、制御部１３０は、第一切替弁６５の開度と第二切替弁７５の開度とを何れも大きくする。このようにして、スロットルバルブ２２への凝縮水の付着を防止するための熱交換制御が実施される。
凝縮水生成条件の成立が判断されたときには、エンジン冷却水の加熱度合いと空調冷媒の冷却度合いとが何れも増大される。すなわち、制御部１３０は、第一切替弁６５の開度と第二切替弁７５の開度とを何れも大きくする。このようにして、スロットルバルブ２２への凝縮水の付着を防止するための熱交換制御が実施される。
次に、吸気に対するエンジン冷却水の作用が冷却側と判断された場合について、加熱条件，冷却条件，凝縮水生成条件のそれぞれが成立したと判断されたときの各熱交換制御を説明する。
加熱条件の成立が判断されたときには、エンジン冷却水の熱交換度合い（ここでは冷却度合い）と空調冷媒の冷却度合いとが何れも減少される。すなわち、制御部１３０は、第一切替弁６５の開度と第二切替弁７５の開度とを何れも小さくする。
加熱条件の成立が判断されたときには、エンジン冷却水の熱交換度合い（ここでは冷却度合い）と空調冷媒の冷却度合いとが何れも減少される。すなわち、制御部１３０は、第一切替弁６５の開度と第二切替弁７５の開度とを何れも小さくする。
冷却条件の成立が判断されたときには、加熱条件の成立が判断されたときとは反対に、エンジン冷却水の冷却度合いと空調冷媒の冷却度合いとが何れも増大される。すなわち、制御部１３０は、第一切替弁６５の開度と第二切替弁７５の開度とを何れも大きくする。
凝縮水生成条件の成立が判断されたときには、エンジン冷却水の冷却度合いが減少され、空調冷媒の冷却度合いが増大される。すなわち、制御部１３０は、第一切替弁６５の開度を小さくし、第二切替弁７５の開度を大きくする。このようにして、スロットルバルブ２２への凝縮水の付着を防止するための熱交換制御が実施される。
凝縮水生成条件の成立が判断されたときには、エンジン冷却水の冷却度合いが減少され、空調冷媒の冷却度合いが増大される。すなわち、制御部１３０は、第一切替弁６５の開度を小さくし、第二切替弁７５の開度を大きくする。このようにして、スロットルバルブ２２への凝縮水の付着を防止するための熱交換制御が実施される。
さらに、上記の熱交換制御において、制御部１３０は、第二吸気温センサ９１で検出された吸気の温度と冷却水温センサ９６で検出されたエンジン冷却水の温度との差に応じて、エンジン冷却水の熱交換度合いを制御する。これは、吸気とエンジン冷却水との温度差が大きいほど、吸気に対するエンジン冷却水の熱交換度合いが増大するからである。
例えば、エンジン冷却水ポンプ６１の吐出圧（回転速度）が一定の場合に、所定の温度差のもとで第一切替弁６５が所定開度で開放されたときの熱交換度合いを達成するには、所定温度差よりも小さい温度差のもとでは第一切替弁６５が所定開度よりも大きい開度で開放することが必要となる。このような特性を踏まえて、制御部１３０は、第一切替弁６５の開度を温度差に応じて調整する。
［２．フローチャート］
次に、図５のフローチャートを参照して、制御装置１００で実施される制御手順を説明する。フローチャートに示される制御手順は、車両のエンジン１が始動されると開始され、その後に所定の制御周期で実施され、エンジン１が停止されると終了する。また、フローチャート中の各ステップは、制御装置１００のハードウェアに割り当てられた各機能がソフトウェア（コンピュータプログラム）によって動作することで実施される。
次に、図５のフローチャートを参照して、制御装置１００で実施される制御手順を説明する。フローチャートに示される制御手順は、車両のエンジン１が始動されると開始され、その後に所定の制御周期で実施され、エンジン１が停止されると終了する。また、フローチャート中の各ステップは、制御装置１００のハードウェアに割り当てられた各機能がソフトウェア（コンピュータプログラム）によって動作することで実施される。
ステップＳ１０では、冷却水温センサ９６で検出されたエンジン冷却水の温度（ＴC）が第二吸気温センサ９１で検出された吸気の温度（ＴI）よりも高いか否かが判断される。すなわち、吸気に対するエンジン冷却水の作用が加熱側か否かが判断される。
エンジン冷却水の作用が加熱側であればステップＳ１１へ移行し、そうでなければステップＳ２０へ移行する。
エンジン冷却水の作用が加熱側であればステップＳ１１へ移行し、そうでなければステップＳ２０へ移行する。
ステップＳ１１では、加熱条件が成立したか否かを判断する。加熱条件の成立が判断されればステップＳ１２へ移行し、そうでなければステップＳ１３へ移行する。
ステップＳ１２では、第一切替弁６５の開度を大きく（θE＝θE＋ΔθE）し、第二切替弁７５の開度を小さく（θA＝θA−ΔθA）する。
そして、本制御周期を終了（リターン）する。
ステップＳ１２では、第一切替弁６５の開度を大きく（θE＝θE＋ΔθE）し、第二切替弁７５の開度を小さく（θA＝θA−ΔθA）する。
そして、本制御周期を終了（リターン）する。
また、ステップＳ１３では、冷却条件が成立したか否かを判断する。冷却条件の成立が判断されればステップＳ１４へ移行し、そうでなければステップＳ１５へ移行する。
ステップＳ１４では、第一切替弁６５の開度を小さく（θE＝θE−ΔθE）し、第二切替弁７５の開度を大きく（θA＝θA＋ΔθA）する。
そして、本制御周期を終了する。
ステップＳ１４では、第一切替弁６５の開度を小さく（θE＝θE−ΔθE）し、第二切替弁７５の開度を大きく（θA＝θA＋ΔθA）する。
そして、本制御周期を終了する。
また、ステップＳ１５では、凝縮水生成条件が成立したか否かを判断する。凝縮水生成条件の成立が判断されればステップＳ１６へ移行し、そうでなければ本制御周期を終了する。
ステップＳ１６では、第一切替弁６５の開度を大きく（θE＝θE＋ΔθE）し、第二切替弁７５の開度を大きく（θA＝θA＋ΔθA）する。
そして、本制御周期を終了する。
ステップＳ１６では、第一切替弁６５の開度を大きく（θE＝θE＋ΔθE）し、第二切替弁７５の開度を大きく（θA＝θA＋ΔθA）する。
そして、本制御周期を終了する。
また、ステップＳ２０では、冷却水温センサ９６で検出されたエンジン冷却水の温度が第二吸気温センサ９１で検出された吸気の温度よりも低いか否かが判断される。すなわち、吸気に対するエンジン冷却水の作用が冷却側か否かが判断される。
エンジン冷却水の作用が冷却側であればステップＳ２１へ移行し、そうでなければ本制御周期を終了する。
エンジン冷却水の作用が冷却側であればステップＳ２１へ移行し、そうでなければ本制御周期を終了する。
ステップＳ２１では、加熱条件が成立したか否かを判断する。加熱条件の成立が判断されればステップＳ２２へ移行し、そうでなければステップＳ２３へ移行する。
ステップＳ２２では、第一切替弁６５の開度を小さく（θE＝θE−ΔθE）し、第二切替弁７５の開度を小さく（θA＝θA−ΔθA）する。
そして、本制御周期を終了する。
ステップＳ２２では、第一切替弁６５の開度を小さく（θE＝θE−ΔθE）し、第二切替弁７５の開度を小さく（θA＝θA−ΔθA）する。
そして、本制御周期を終了する。
また、ステップＳ２３では、冷却条件が成立したか否かを判断する。冷却条件の成立が判断されればステップＳ２４へ移行し、そうでなければステップＳ２５へ移行する。
ステップＳ２４では、第一切替弁６５の開度を大きく（θE＝θE＋ΔθE）し、第二切替弁７５の開度を大きく（θA＝θA＋ΔθA）する。
そして、本制御周期を終了する。
ステップＳ２４では、第一切替弁６５の開度を大きく（θE＝θE＋ΔθE）し、第二切替弁７５の開度を大きく（θA＝θA＋ΔθA）する。
そして、本制御周期を終了する。
また、ステップＳ２５では、凝縮水生成条件が成立したか否かを判断する。凝縮水生成条件の成立が判断されればステップＳ２６へ移行し、そうでなければ本制御周期を終了する。
ステップＳ２６では、第一切替弁６５の開度を小さく（θE＝θE−ΔθE）し、第二切替弁７５の開度を大きく（θA＝θA＋ΔθA）する。
そして、本制御周期を終了する。
ステップＳ２６では、第一切替弁６５の開度を小さく（θE＝θE−ΔθE）し、第二切替弁７５の開度を大きく（θA＝θA＋ΔθA）する。
そして、本制御周期を終了する。
上記のステップＳ１０およびＳ２０は、吸気に対するエンジン冷却水の作用の作用判断部１１０による判断に対応する。
また、上記のステップＳ１１，Ｓ１３，Ｓ１５，Ｓ２１，Ｓ２３およびＳ２５は、条件判断部１２０の加熱条件判断部１２１，冷却条件判断部１２２，凝縮水生成条件判断部１２３による各条件の成否判断に対応する。
また、上記のステップＳ１２，Ｓ１４，Ｓ１６，Ｓ２２，Ｓ２４およびＳ２６は、制御部１３０により実施される熱交換制御に対応する。
また、上記のステップＳ１１，Ｓ１３，Ｓ１５，Ｓ２１，Ｓ２３およびＳ２５は、条件判断部１２０の加熱条件判断部１２１，冷却条件判断部１２２，凝縮水生成条件判断部１２３による各条件の成否判断に対応する。
また、上記のステップＳ１２，Ｓ１４，Ｓ１６，Ｓ２２，Ｓ２４およびＳ２６は、制御部１３０により実施される熱交換制御に対応する。
［３．作用および効果］
本発明の一実施形態における吸気温度制御装置は、上述したように構成されるため、以下のような作用および効果を得ることができる。
本吸気温度制御装置によれば、吸気の温度とエンジン冷却水の温度とに基づいて、吸気に対するエンジン冷却水の作用が加熱側および冷却側のどちらであるかが判断されたうえで、スロットルボディ２０におけるエンジン冷却水の熱交換度合いが制御されるため、吸気温度の制御性を向上させることができる。
本発明の一実施形態における吸気温度制御装置は、上述したように構成されるため、以下のような作用および効果を得ることができる。
本吸気温度制御装置によれば、吸気の温度とエンジン冷却水の温度とに基づいて、吸気に対するエンジン冷却水の作用が加熱側および冷却側のどちらであるかが判断されたうえで、スロットルボディ２０におけるエンジン冷却水の熱交換度合いが制御されるため、吸気温度の制御性を向上させることができる。
例えば、車両の高速走行時や高負荷運転時といった吸気の温度がエンジン冷却水の温度よりも高くなりやすい場合に、スロットルボディ２０におけるエンジン冷却水の冷却度合いが増大されれば、吸気の冷却度合いが増大し、速やかに吸気を冷却することができる。
例えば、エンジン１のノッキング（異常燃焼）を防止するために吸気温度が上昇すると点火時期を遅角側にするリタード制御が実施される場合に、吸気の冷却度合いが増大されれば、吸気を速やかに冷却することができ、リタード制御を停止して遅角側にされていた点火時期を進角側にすることができる。
一方、スロットルボディ２０におけるエンジン冷却水の冷却度合いが減少されれば、吸気の冷却度合いが減少し、吸気の冷却を抑えることができる。
例えば、エンジン１のノッキング（異常燃焼）を防止するために吸気温度が上昇すると点火時期を遅角側にするリタード制御が実施される場合に、吸気の冷却度合いが増大されれば、吸気を速やかに冷却することができ、リタード制御を停止して遅角側にされていた点火時期を進角側にすることができる。
一方、スロットルボディ２０におけるエンジン冷却水の冷却度合いが減少されれば、吸気の冷却度合いが減少し、吸気の冷却を抑えることができる。
また、低温環境下で吸気の温度がエンジン冷却水の温度よりも低くなりやすい場合には、スロットルボディ２０におけるエンジン冷却水の加熱度合いが増大されれば、吸気の加熱度合いが増大し、速やかに吸気を加熱することができる。一方、スロットルボディ２０におけるエンジン冷却水の加熱度合いが減少されれば、吸気の加熱度合いが減少し、吸気の加熱を抑えることができる。
このようにして、エンジン１を冷却するエンジン冷却水を吸気の加熱および冷却に利用することができる。言い換えれば、エンジン１を冷却するエンジン冷却水に、加熱用熱媒体としての機能と冷却用熱媒体としての機能とを持たせることができる。そのため、スロットルボディ２０に冷却用および加熱用それぞれの熱交換回路を設けなくてもよい。したがって、製造コストを低減させることができ、スロットルボディ２０を小型化することができる。
作用判断部１１０は、第二吸気温センサ９１で検出された吸気の温度よりも冷却水温センサ９６で検出されたエンジン冷却水の温度が高い場合に吸気に対するエンジン冷却水の作用が加熱側であると判断し、逆に、第二吸気温センサ９１で検出された吸気の温度よりも冷却水温センサ９６で検出されたエンジン冷却水の温度が低い場合に吸気に対するエンジン冷却水の作用が冷却側であると判断するため、吸気に対するエンジン冷却水の作用が加熱側か冷却側かを精度よく判断することができる。
制御部１３０は、熱交換制御において、第二吸気温センサ９１で検出された吸気の温度と冷却水温センサ９６で検出されたエンジン冷却水の温度との差に応じて、エンジン冷却水の熱交換度合いを制御するため、吸気温度の制御精度を向上させることができる。
制御部１３０は、熱交換制御において、第二吸気温センサ９１で検出された吸気の温度と冷却水温センサ９６で検出されたエンジン冷却水の温度との差に応じて、エンジン冷却水の熱交換度合いを制御するため、吸気温度の制御精度を向上させることができる。
また、制御部１３０は、作用判断部１１０でエンジン冷却水の作用が加熱側であると判断された場合、加熱条件判断部１２１で加熱条件の成立が判断されたときに、スロットルボディ２０におけるエンジン冷却水の熱交換度合いを増大させるため、加熱条件の成立下で効率よく吸気を加熱することができる。
上記（Ａ１）〜（Ａ３）に該当することで、吸気の温度が低いときに加熱条件が成立すれば、吸気の温度を速やかに上昇させることができる。例えば、冬期や寒冷地といった低温環境下でエンジン１を速やかに暖機運転させることができ、機械的摩擦損失の低下や燃焼の安定化を促すことができる。
上記（Ａ１）〜（Ａ３）に該当することで、吸気の温度が低いときに加熱条件が成立すれば、吸気の温度を速やかに上昇させることができる。例えば、冬期や寒冷地といった低温環境下でエンジン１を速やかに暖機運転させることができ、機械的摩擦損失の低下や燃焼の安定化を促すことができる。
上記（Ａ４）に該当することで、吸気の湿度が低いときに加熱条件が成立すれば、吸気が除湿されにくくなる。言い換えれば、吸気の乾燥が抑えられる。よって、エンジン１の燃焼を安定させることができる。
上記（Ａ５）に該当することで、スロットルバルブ２２が例えば凍結して固着している際に加熱条件が成立すれば、加熱された吸気をスロットルバルブ２２に衝突させ、あるいは、エンジン冷却水によってスロットルボディ２０を加熱することで、スロットルバルブ２２を解凍して固着を軽減あるいは解消することができる。
上記（Ａ５）に該当することで、スロットルバルブ２２が例えば凍結して固着している際に加熱条件が成立すれば、加熱された吸気をスロットルバルブ２２に衝突させ、あるいは、エンジン冷却水によってスロットルボディ２０を加熱することで、スロットルバルブ２２を解凍して固着を軽減あるいは解消することができる。
また、制御部１３０は、作用判断部１１０でエンジン冷却水の作用が冷却側であると判断された場合、冷却条件判断部１２２で冷却条件の成立が判断されたときに、スロットルボディ２０におけるエンジン冷却水の冷却度合いを増大させるため、冷却条件の成立下で効率よく吸気を冷却することができる。さらに、開度が絞られたスロットルバルブ２２を膨張弁として機能させることで、スロットルバルブ２２よりも下流側の吸気（以下、「下流側吸気」という）の冷却効率を向上させることもできる。
上記（Ｂ１）〜（Ｂ３）に該当することで、吸気温度が高いときに冷却条件が成立すれば、吸気の温度を速やかに低下させることができる。上記（Ｂ４）に該当することで、ブースト圧が高いときに冷却条件が成立すれば、吸気の温度を低下させることで、ブースト圧の過剰な上昇を抑えることができる。これらのように、吸気の温度が低下されることで、エンジン１の充填効率を向上させることができ、エンジン１の出力を高めることができる。
制御部１３０は、作用判断部１１０で判断されたエンジン冷却水の作用に基づき、スロットルボディ２０における空調冷媒の冷却度合いを制御するため、吸気温度の制御性を向上させることができる。例えば、エンジン冷却回路６０のエンジン冷却水によって吸気を冷却するのに加えて、空調冷却回路７０の空調冷媒によっても吸気を冷却することができる。
エンジン冷却回路６０は、スロットルバルブ２２よりも上流側に配置され、空調冷却回路７０は、スロットルバルブ２２よりも下流側に配置される。そのため、スロットルボディ２０のボア部２０ａを流通する吸気を、スロットルバルブ２２よりも上流側でエンジン冷却回路６０を流通するエンジン冷却水によって加熱または冷却することができ、スロットルバルブ２２よりも下流側で空調冷却回路７０を流通する空調冷媒によって冷却することができる。
ターボチャージャ４０が設けられていると、吸気が圧縮されることで、吸気温度が上昇しやすい。しかしながら、本吸気温度制御装置によれば、エンジン冷却水および空調冷媒によって吸気を冷却することができる。これにより、エンジン１の充填効率を更に向上させることができ、エンジン１の出力向上に寄与する。
ターボチャージャ４０による吸気の過給が抑えられれば、吸気温度の上昇は抑えられるものの、吸気の充填効率を確保することができないおそれがある。しかしながら、本吸気温度制御装置によれば、吸気を冷却することができるため、吸気温度の上昇を抑えつつターボチャージャ４０によって吸気を過給することができる。
ターボチャージャ４０による吸気の過給が抑えられれば、吸気温度の上昇は抑えられるものの、吸気の充填効率を確保することができないおそれがある。しかしながら、本吸気温度制御装置によれば、吸気を冷却することができるため、吸気温度の上昇を抑えつつターボチャージャ４０によって吸気を過給することができる。
また、制御部１３０は、作用判断部１１０でエンジン冷却水の作用が加熱側であると判断された場合、凝縮水生成条件判断部１２３で凝縮水生成条件の成立が判断されたときに、スロットルボディ２０におけるエンジン冷却水の加熱度合いを増大させる。そのため、スロットルバルブ２２よりも上流側の吸気（以下、「上流側吸気」という）は、温度が上昇することで、飽和水蒸気量が大きくなる。すなわち、上流側吸気は、実水蒸気量よりも飽和水蒸気量のほうが大きくなりやすくなる。言い換えれば、上流側吸気では、飽和水蒸気量と実水蒸気量との差が確保されやすくなる。よって、上流側吸気から水が凝縮されにくくなり、スロットルバルブ２２への凝縮水の付着を抑えることができる。
また、エンジン冷却回路６０を流通するエンジン冷却水により、スロットルバルブ２２よりも上流側のボア部２０ａの表面温度、すなわち、上流内壁面２１１ａの温度が上昇する。そのため、吸気中の水分が上流内壁面２１１ａに結露するのを抑えることができる。この点からも、スロットルバルブ２２への凝縮水の付着を抑えることができる。
制御部１３０は、凝縮水生成条件判断部１２３で凝縮水生成条件の成立が判断されたときに、スロットルボディ２０における空調冷媒の冷却度合いを増大させる。そのため、下流側吸気を冷却して温度を低下させることができる。温度が低下された下流側吸気は、飽和水蒸気量が実水蒸気量を下回って凝縮水が生成され、除湿される。吸気をエンジン１に流入する吸気を除湿することで、エンジン１の燃焼を安定させることができる。
例えば、エンジン冷却水による加熱度合いよりも空調冷媒による冷却度合いを大きくすることで、ボア部２０ａに流入する吸気の温度よりもボア部２０ａから流出する吸気の温度を低くすることができる。これにより、エンジン１の充填効率を向上させることができ、エンジン１の出力を確保することができる。
例えば、エンジン冷却水による加熱度合いよりも空調冷媒による冷却度合いを大きくすることで、ボア部２０ａに流入する吸気の温度よりもボア部２０ａから流出する吸気の温度を低くすることができる。これにより、エンジン１の充填効率を向上させることができ、エンジン１の出力を確保することができる。
さらに、スロットルボディ２０では、スロットルバルブ２２が、上流側のエンジン冷却回路６０を流通するエンジン冷却水により加熱されるとともに下流側の空調冷却回路７０を流通する空調冷媒により冷却される。したがって、スロットルバルブ２２ではエンジン冷却水および空調冷媒それぞれからの熱エネルギーが打ち消しあうことになる。このことから、一系統の冷却回路がスロットルボディに設けられた機構に比較して、吸気を冷却する場合に、スロットルバルブ２２の温度変化が抑えられる。つまり、吸気の温度に対してスロットルバルブ２２の温度が低くなるのを抑えることができる。よって、スロットルバルブ２２によって吸気が冷却されることで凝縮水が生成されるのを抑えることができ、スロットルバルブ２２への凝縮水の付着を抑えることができる。
なお、制御部１３０によって、エンジン冷却水による加熱度合いと空調冷媒による冷却度合いとが同程度にされれば、スロットルバルブ２２の温度は略変化しない。また、エンジン冷却水によって昇温された上流側吸気がスロットルバルブ２２に向かう。そのため、ボア部２０ａに流入する吸気とボア部２０ａから流出する吸気との温度差を抑えたうえで、上流側吸気の温度を昇温させることができる。よって、スロットルバルブ２２への凝縮水の付着を抑えることができる。延いては、スロットルバルブ２２の固着を未然に防ぐことができ、昇温された上流側吸気によってスロットルバルブ２２を昇温させることができる。
凝縮水は、スロットルバルブの固着を誘発し、スロットルバルブの動作を不安定にさせる一因となる。しかしながら、本吸気温度制御装置によれば、スロットルバルブ２２への凝縮水の付着が抑えられるため、スロットルバルブ２２の固着を抑えることができ、スロットルバルブ２２を安定して作動させることができる。
例えば、スロットルバルブは、凝縮水が付着したままエンジン１が停止され、冬期や寒冷地といった低温環境下におかれることで、凝縮水の凍結により固着するおそれがある。しかしながら、本吸気温度制御装置によれば、スロットルバルブ２２への凝縮水の付着が抑えられるため、凝縮水の凍結によってスロットルバルブ２２が固着するのを抑えることができる。このようにして、スロットルバルブ２２の固着を未然に防ぐことができる。
例えば、スロットルバルブは、凝縮水が付着したままエンジン１が停止され、冬期や寒冷地といった低温環境下におかれることで、凝縮水の凍結により固着するおそれがある。しかしながら、本吸気温度制御装置によれば、スロットルバルブ２２への凝縮水の付着が抑えられるため、凝縮水の凍結によってスロットルバルブ２２が固着するのを抑えることができる。このようにして、スロットルバルブ２２の固着を未然に防ぐことができる。
下流側吸気は、空調冷媒によって冷却されるため、凝縮水が生成されやすい。言い換えれば、下流側吸気は除湿されやすい。また、空調冷媒により、スロットルバルブ２２よりも下流側のボア部２０ａの表面温度、すなわち、下流内壁面２１２ａの温度が低下する。そのため、吸気中の水分が下流内壁面２１２ａに結露して凝縮水が生成されやすくなる。これに対し、下流ボア壁部２１２の下部に排水口２９ａが穿設されているため、下流内壁面２１２ａに結露した凝縮水を排出することができる。また、エンジン１への凝縮水の流入を抑えることができる。よって、エンジン１の燃焼を安定させることができ、エンジンストールやウォータハンマといった不具合の発生を抑えることができる。さらに、下流側吸気が除湿されることで、エンジン１の安定燃焼に寄与しうる。
排気にはエンジン１における燃焼によって生成された水分（水蒸気）が含まれるため、排気が還流された吸気のほうが新気の吸気よりも実水蒸気量が多い傾向にある。具体的に言えば、ＥＧＲ通路５０によって還流された排気を含む吸気は、新気よりも多くの水分を含んでいることが多い。そのため、ＥＧＲ通路５０が設けられていると凝縮水が生成されやすい。
しかしながら、本吸気温度制御装置によれば、ＥＧＲ通路５０が設けられることで凝縮水が生成されやすいとしても、スロットルバルブ２２への凝縮水の付着を効果的に抑えることができ、延いては、スロットルバルブ２２の固着を効果的に抑えることができる。よって、スロットルバルブ２２を確実に作動させることができる。
ＥＧＲ通路５０によって還流される排気の量が抑えられれば、凝縮水の生成は抑えられるものの、排気の還流に関する制御性が低下する。しかしながら、本吸気制御装置によれば、凝縮水の生成を抑えることができるため、排気の還流に関する制御性を向上させることができ、また、吸気の充填効率を確実に向上させることができる。
ＥＧＲ通路５０によって還流される排気の量が抑えられれば、凝縮水の生成は抑えられるものの、排気の還流に関する制御性が低下する。しかしながら、本吸気制御装置によれば、凝縮水の生成を抑えることができるため、排気の還流に関する制御性を向上させることができ、また、吸気の充填効率を確実に向上させることができる。
エンジン冷却回路６０に上流ボア部２０１の上流内壁面２１１ａに沿った曲面形状のスペーサ６９が挿入されていれば、上流ボア部２０１の温度分布を適正化することができ、温度調節機能を向上させることができる。同様に、空調冷却回路７０の下流ボア部２０２の下流内壁面２１２ａに沿った曲面形状のスペーサ７９が挿入されていれば、下流ボア部２０２の温度分布を適正化することができ、温度調節機能を向上させることができる。
一方、空調冷却回路７０を流通する空調用の空調冷媒は、エンジン冷却水よりも比較的低温であり、ここではエバポレータ７４で放熱した後にスロットルボディ２０を流通する。そのため、空調冷媒がスロットルボディ２０における空調冷却回路７０（すなわちサブ回路７０ｂ）において吸熱することで、下流ボア壁部２１２とこの内部の下流ボア部２０２を流通する下流側吸気を確実に冷却することができる。
また、下流側の熱交換回路に空調用の空調冷却回路７０を利用しているため、例えばスロットルボディ２０に冷却回路を別途の設ける必要がない。したがって、製造コストを低減させることができ、小型化に寄与する。
また、下流側の熱交換回路に空調用の空調冷却回路７０を利用しているため、例えばスロットルボディ２０に冷却回路を別途の設ける必要がない。したがって、製造コストを低減させることができ、小型化に寄与する。
〔ＩＩ．変形例〕
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。上述した一実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、適宜組み合わせてもよい。
以下、本発明の変形例を説明する。変形例で説明する点を除いては上述した一実施形態と同様の構成になっており、これらについては、同様の符号を付し、各部の説明を省略する。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。上述した一実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、適宜組み合わせてもよい。
以下、本発明の変形例を説明する。変形例で説明する点を除いては上述した一実施形態と同様の構成になっており、これらについては、同様の符号を付し、各部の説明を省略する。
［１．配設箇所の異なるスロットルボディ］
［１−１．インマニにスロットルボディを配設した例］
上述の一実施形態では、スロットルボディ２０が吸気通路１０においてインタークーラ１２とサージタンク１３との間に配置されたものを説明したが、このような配置に替えて、図６に示すように、スロットルボディ２０′がインマニ１４に介装されていてもよい。
［１−１．インマニにスロットルボディを配設した例］
上述の一実施形態では、スロットルボディ２０が吸気通路１０においてインタークーラ１２とサージタンク１３との間に配置されたものを説明したが、このような配置に替えて、図６に示すように、スロットルボディ２０′がインマニ１４に介装されていてもよい。
スロットルボディ２０′は、インマニ１４の分岐管１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄそれぞれに対応したスロットルバルブ２２′ａ，２２′ｂ，２２′ｃ，２２′ｄを内蔵している。このスロットルボディ２０′は、吸気通路１０をなす分岐管１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄそれぞれに対応してボア部２０′ａ，２０′ｂ，２０′ｃ，２０′ｄが配置された多連型である。ここでは、スロットルボディ２０′が所謂四連スロットル型に構成されている。
これらのスロットルバルブ２２′ａ，２２′ｂ，２２′ｃ，２２′ｄは、共通のスロットルシャフト２２１を介して９０°回転自在に支持されている。
このように構成されたスロットルボディ２０′において、エンジン冷却水が流通するエンジン冷却回路６０′の第四分岐路６０′ｄと空調冷媒が流通する空調冷却回路７０′のサブ回路７０′ｂとのそれぞれが、ボア部２０′ａ，２０′ｂ，２０′ｃ，２０′ｄそれぞれの外周を覆うようにボア部２０′ａ，２０′ｂ，２０′ｃ，２０′ｄの並ぶ方向に沿って連設されている。言い換えれば、ボア部２０′ａ，２０′ｂ，２０′ｃ，２０′ｄの並ぶ方向に沿って、エンジン冷却回路６０′の第四分岐路６０′ｄと空調冷却回路７０′のサブ回路７０′ｂとのそれぞれが延びて設けられている。
このように構成されたスロットルボディ２０′において、エンジン冷却水が流通するエンジン冷却回路６０′の第四分岐路６０′ｄと空調冷媒が流通する空調冷却回路７０′のサブ回路７０′ｂとのそれぞれが、ボア部２０′ａ，２０′ｂ，２０′ｃ，２０′ｄそれぞれの外周を覆うようにボア部２０′ａ，２０′ｂ，２０′ｃ，２０′ｄの並ぶ方向に沿って連設されている。言い換えれば、ボア部２０′ａ，２０′ｂ，２０′ｃ，２０′ｄの並ぶ方向に沿って、エンジン冷却回路６０′の第四分岐路６０′ｄと空調冷却回路７０′のサブ回路７０′ｂとのそれぞれが延びて設けられている。
なお、本変形例では、インマニ１４が四つの分岐管１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを有するものを例示したが、少なくとも二本以上の分岐管が設けられていればよい。この場合、分岐管の本数に応じた個数のスロットルバルブが設けられる。
このように構成された熱交換機構によれば、ボア部２０′ａ，２０′ｂ，２０′ｃ，２０′ｄのそれぞれに、例えば分岐したエンジン冷却回路や分岐した空調冷却回路を設けることを要せず、配管構造を簡素化することができる。
スロットルボディ２０′がエンジン１に連結されたインマニ１４に介装されるため、エンジン１に流入する直前の吸気に対して、温度を上昇または低下させることができ、凝縮水の生成を抑えつつ除湿することができる。また、エンジン冷却回路６０′の配管を短くすることもできる。これにより、構造の簡素化に寄与し、重量増加の抑制に寄与しうる。
スロットルボディ２０′がエンジン１に連結されたインマニ１４に介装されるため、エンジン１に流入する直前の吸気に対して、温度を上昇または低下させることができ、凝縮水の生成を抑えつつ除湿することができる。また、エンジン冷却回路６０′の配管を短くすることもできる。これにより、構造の簡素化に寄与し、重量増加の抑制に寄与しうる。
もちろん、エンジン１のレスポンスの向上やエンジン１の周辺構造の小型化といった一般的な四連スロットルによって得られる効果を奏することもできる。
その他、上述した一実施形態の熱交換機構による効果を得ることもできる。
その他、上述した一実施形態の熱交換機構による効果を得ることもできる。
［１−２．インタークーラよりも上流側にスロットルボディを配設した例］
また、吸気通路１０においてコンプレッサ４２とインタークーラ１２との間にスロットルボディが設けられていてもよい。
この場合、スロットルボディにおいて、インタークーラ１２に流入する吸気が事前に冷却されることで、吸気を確実に冷却することができる。また、湿度センサ９３により検出された湿度が高いほど、上流側吸気が加熱されるとともに下流側吸気が冷却されれば、スロットルバルブへの凝縮水の付着を効果的に抑えつつ、吸気を除湿することができる。このとき、スロットルバルブにおける下流側吸気から凝縮水を排水口２９ａから排水したうえで、吸気をインタークーラ１２に供給することができる。したがって、インタークーラ１２の内部における凝縮水の付着を抑えることができる。よって、スロットルバルブから流出した凝縮水の付着によるインタークーラ１２の腐食を防ぎ、冷却効率の低下を抑えることができる。湿度センサ９３により検出された湿度が高いほど下流側吸気が冷却されれば、インタークーラ１２の腐食と冷却効率の低下とを効率よく抑えることができる。
また、吸気通路１０においてコンプレッサ４２とインタークーラ１２との間にスロットルボディが設けられていてもよい。
この場合、スロットルボディにおいて、インタークーラ１２に流入する吸気が事前に冷却されることで、吸気を確実に冷却することができる。また、湿度センサ９３により検出された湿度が高いほど、上流側吸気が加熱されるとともに下流側吸気が冷却されれば、スロットルバルブへの凝縮水の付着を効果的に抑えつつ、吸気を除湿することができる。このとき、スロットルバルブにおける下流側吸気から凝縮水を排水口２９ａから排水したうえで、吸気をインタークーラ１２に供給することができる。したがって、インタークーラ１２の内部における凝縮水の付着を抑えることができる。よって、スロットルバルブから流出した凝縮水の付着によるインタークーラ１２の腐食を防ぎ、冷却効率の低下を抑えることができる。湿度センサ９３により検出された湿度が高いほど下流側吸気が冷却されれば、インタークーラ１２の腐食と冷却効率の低下とを効率よく抑えることができる。
［２．吸排気系の構成が置換または省略された例］
上述の一実施形態では、ＥＧＲ通路５０およびインタークーラ１２が設けられたものを説明したが、ＥＧＲ通路５０またはインタークーラ１２は設けられていなくてもよい。また、ターボチャージャ４０に替えてまたは加えて、エンジン１により駆動されるスーパーチャージャ（過給機）が設けられていてもよい。
上述の一実施形態では、ＥＧＲ通路５０およびインタークーラ１２が設けられたものを説明したが、ＥＧＲ通路５０またはインタークーラ１２は設けられていなくてもよい。また、ターボチャージャ４０に替えてまたは加えて、エンジン１により駆動されるスーパーチャージャ（過給機）が設けられていてもよい。
［３．その他の例］
上述の一実施形態では、切替弁６５，７５の開度を調整することでエンジン冷却水および空調冷媒の各熱交換度合いが制御されるものを示したが、これに替えてまたは加えて、次のように制御されてもよい。
エンジン冷却水ポンプ６１が電動であれば、エンジン冷却水ポンプ６１の回転速度を上昇または低下（すなわちエンジン冷却水の吐出圧の増大または減少）させることで、エンジン冷却水による熱交換度合いが制御されてもよい。この場合、エンジン冷却水ポンプ６１は、制御装置１００に接続されて制御部１３０によって回転速度が制御される。同様に、コンプレッサ７１が電動であれば、コンプレッサ７１の回転速度を上昇または低下（すなわち空調冷媒の吐出圧の増大または低下）させることで、空調冷媒による冷却度合いが制御されてもよい。この場合、コンプレッサ７１は、制御装置１００に接続されて制御部１３０によって回転速度が制御される。
上述の一実施形態では、切替弁６５，７５の開度を調整することでエンジン冷却水および空調冷媒の各熱交換度合いが制御されるものを示したが、これに替えてまたは加えて、次のように制御されてもよい。
エンジン冷却水ポンプ６１が電動であれば、エンジン冷却水ポンプ６１の回転速度を上昇または低下（すなわちエンジン冷却水の吐出圧の増大または減少）させることで、エンジン冷却水による熱交換度合いが制御されてもよい。この場合、エンジン冷却水ポンプ６１は、制御装置１００に接続されて制御部１３０によって回転速度が制御される。同様に、コンプレッサ７１が電動であれば、コンプレッサ７１の回転速度を上昇または低下（すなわち空調冷媒の吐出圧の増大または低下）させることで、空調冷媒による冷却度合いが制御されてもよい。この場合、コンプレッサ７１は、制御装置１００に接続されて制御部１３０によって回転速度が制御される。
また、排水口２９ａがスロットルボディ２０，２０′に穿設されたものを示したが、スロットルボディ２０，２０′よりも下流側であってエンジン１よりも上流側の吸気通路１０に排水口が穿設され、この排水口に排水管が接続されていてもよい。この場合、下流側吸気から生成された凝縮水を確実に排水することができる。一方、排水口を省略してもよい。この場合、製造コストを低減させることができる。
また、エンジン冷却回路６０，６０′のエンジン冷却水および空調冷却回路７０，７０′の空調冷媒がスロットルボディ２０，２０′のボア壁部２１に設けられた空間を流通する構造を示したが、このような構造に限定されるものではない。例えば、ボア壁部を空間が設けられない中実の構造とし、このボア壁部の外周にエンジン冷却回路や空調冷却回路が巻回される構造を採用してもよい。
また、下流側吸気を、空調冷却回路７０，７０′で冷却するものを示したが、ＩＣ冷却回路８０で冷却してもよい。すなわち、下流ボア部２０２の外周にＩＣ冷却回路８０が設けられていてもよい。このＩＣ冷却回路８０を流通するＩＣ冷媒は、空調冷媒と同様に、エンジン冷却水よりも比較的低温であり、吸気よりも低温となりやすい。このため、上述したように、下流側吸気を冷却することができる。
さらに、ＩＣ冷却回路８０と空調冷却回路７０，７０′とが連通されていてもよい。つまり、ＩＣ冷却回路８０と空調冷却回路７０，７０′とで共通の冷媒を用いてもよい。
さらに、ＩＣ冷却回路８０と空調冷却回路７０，７０′とが連通されていてもよい。つまり、ＩＣ冷却回路８０と空調冷却回路７０，７０′とで共通の冷媒を用いてもよい。
また、少なくともエンジン冷却回路６０が設けられていればよい。すなわち、空調冷却回路７０やＩＣ冷却回路８０は設けられていなくてもよい。この場合、吸気温度の制御性は低下するものの、簡素な構成とすることができる。
また、作用判断部１１０は、センサ９１，９６で検出された各温度に基づくものに限らず、推定された吸気の温度と推定されたエンジン冷却水の温度とに基づいて、吸気に対するエンジン冷却水の作用を判断してもよい。
また、作用判断部１１０は、センサ９１，９６で検出された各温度に基づくものに限らず、推定された吸気の温度と推定されたエンジン冷却水の温度とに基づいて、吸気に対するエンジン冷却水の作用を判断してもよい。
本吸気温度制御装置が適用されるエンジン１は、ガソリンエンジンに限らず、ディーゼルエンジンであってもよい。エンジン１がディーゼルエンジンの場合には、排気処理装置３２として、三元触媒コンバータに替えて、酸化触媒（所謂ＤＯＣ）やフィルタ（所謂ＤＰＦ）などが用いられる。
１ エンジン（内燃機関）
１ａ シリンダ
１０ 吸気通路
１１ エアクリーナ
１２ インタークーラ（冷却装置）
１３ サージタンク
１４ インテークマニホールド
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ 分岐管
２０ スロットルボディ
２０ａ，２０′ａ，２０′ｂ，２０′ｃ，２０′ｄ ボア部
２０１ 上流ボア部
２０２ 下流ボア部
２１ ボア壁部
２１１ 上流ボア壁部
２１２ 下流ボア壁部
２１ａ ボア内壁面（内壁面）
２１１ａ 上流内壁面
２１２ａ 下流内壁面
２２，２２′ａ，２２′ｂ，２２′ｃ，２２′ｄ スロットルバルブ
２２ａ，２２１ スロットルシャフト
２９ 排水管
２９ａ 排水口
３０ 排気通路
４０ ターボチャージャ（過給機）
５０ ＥＧＲ通路
６０ エンジン冷却回路（内燃機関冷却回路，第一回路）
６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ 分岐路
６０ｅ，６０ｆ 合流路
６１ エンジン冷却水ポンプ
６２ ラジエータ
６３ サーモスタット
６５ 第一切替弁
６９ スペーサ
７０ 空調冷却回路（第二回路）
７０ａ メイン回路
７０ｂ サブ回路
７１ コンプレッサ
７２ コンデンサ
７３ 膨張弁
７４ エバポレータ
７４ａ ブロア
７５ 第二切替弁
７９ スペーサ
８０ ＩＣ冷却回路
８１ ＩＣ冷媒ポンプ
８２ 放熱器
９０，９１，９２ 吸気温センサ
９３ 湿度センサ
９４ スロットルポジションセンサ
９５ ブーストセンサ
９６ 冷却水温センサ（冷媒温センサ）
１００ 制御装置（吸気温度制御装置）
１１０ 作用判断部
１２０ 条件判断部
１２１ 加熱条件判断部
１２２ 冷却条件判断部
１２３ 凝縮水生成条件判断部
１３０ 制御部
Ａ1，Ａ2，Ｅ1，Ｅ2，Ｅ3， 分岐箇所，合流箇所
１ａ シリンダ
１０ 吸気通路
１１ エアクリーナ
１２ インタークーラ（冷却装置）
１３ サージタンク
１４ インテークマニホールド
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ 分岐管
２０ スロットルボディ
２０ａ，２０′ａ，２０′ｂ，２０′ｃ，２０′ｄ ボア部
２０１ 上流ボア部
２０２ 下流ボア部
２１ ボア壁部
２１１ 上流ボア壁部
２１２ 下流ボア壁部
２１ａ ボア内壁面（内壁面）
２１１ａ 上流内壁面
２１２ａ 下流内壁面
２２，２２′ａ，２２′ｂ，２２′ｃ，２２′ｄ スロットルバルブ
２２ａ，２２１ スロットルシャフト
２９ 排水管
２９ａ 排水口
３０ 排気通路
４０ ターボチャージャ（過給機）
５０ ＥＧＲ通路
６０ エンジン冷却回路（内燃機関冷却回路，第一回路）
６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ 分岐路
６０ｅ，６０ｆ 合流路
６１ エンジン冷却水ポンプ
６２ ラジエータ
６３ サーモスタット
６５ 第一切替弁
６９ スペーサ
７０ 空調冷却回路（第二回路）
７０ａ メイン回路
７０ｂ サブ回路
７１ コンプレッサ
７２ コンデンサ
７３ 膨張弁
７４ エバポレータ
７４ａ ブロア
７５ 第二切替弁
７９ スペーサ
８０ ＩＣ冷却回路
８１ ＩＣ冷媒ポンプ
８２ 放熱器
９０，９１，９２ 吸気温センサ
９３ 湿度センサ
９４ スロットルポジションセンサ
９５ ブーストセンサ
９６ 冷却水温センサ（冷媒温センサ）
１００ 制御装置（吸気温度制御装置）
１１０ 作用判断部
１２０ 条件判断部
１２１ 加熱条件判断部
１２２ 冷却条件判断部
１２３ 凝縮水生成条件判断部
１３０ 制御部
Ａ1，Ａ2，Ｅ1，Ｅ2，Ｅ3， 分岐箇所，合流箇所
Claims (11)
- 内燃機関の吸気通路に介装され、吸気の流通量を調整するスロットルバルブを有するスロットルボディと、前記スロットルボディ内の前記吸気通路となるボア部の外周に配置され、前記内燃機関を冷却する内燃機関冷媒が流通する内燃機関冷却回路と、を備えた熱交換機構において、前記内燃機関冷媒の熱交換度合いを制御する吸気温度制御装置であって、
吸気の温度と前記内燃機関冷媒の温度とに基づき、吸気に対する前記内燃機関冷媒の作用が加熱側および冷却側のどちらであるかを判断する作用判断部と、
前記作用判断部で判断された前記内燃機関冷媒の作用に基づき、前記スロットルボディにおける前記内燃機関冷媒の熱交換度合いを制御する制御部と、
吸気の温度を検出する吸気温センサと、
前記内燃機関冷媒の温度を検出する冷媒温センサと、を備え、
前記作用判断部は、
前記吸気温センサで検出された吸気の温度よりも前記冷媒温センサで検出された前記内燃機関冷媒の温度が高い場合に、吸気に対する前記内燃機関冷媒の作用が加熱側であると判断し、
前記吸気温センサで検出された吸気の温度よりも前記冷媒温センサで検出された前記内燃機関冷媒の温度が低い場合に、吸気に対する前記内燃機関冷媒の作用が冷却側であると判断する
ことを特徴とする、吸気温度制御装置。 - 前記制御部は、吸気の温度と前記内燃機関冷媒の温度との差に応じて、前記スロットルボディにおける前記内燃機関冷媒の熱交換度合いを制御する
ことを特徴とする、請求項１に記載の吸気温度制御装置。 - 前記スロットルボディで吸気を加熱するための加熱条件が成立したか否かを判断する加熱条件判断部を備え、
前記制御部は、前記作用判断部で前記内燃機関冷媒の作用が加熱側であると判断された場合、前記加熱条件判断部で前記加熱条件の成立が判断されたときに、前記スロットルボディにおける前記内燃機関冷媒の熱交換度合いを増大させる
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の吸気温度制御装置。 - 前記スロットルボディで吸気を冷却するための冷却条件が成立したか否かを判断する冷却条件判断部を備え、
前記制御部は、前記作用判断部で前記内燃機関冷媒の作用が冷却側であると判断された場合、前記冷却条件判断部で前記冷却条件の成立が判断されたときに、前記スロットルボディにおける前記内燃機関冷媒の熱交換度合いを増大させる
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の吸気温度制御装置。 - 前記ボア部の外周に配置され、前記内燃機関冷媒よりも温度の低い第二冷媒が流通する第二回路を備え、
前記制御部が、前記作用判断部で判断された前記内燃機関冷媒の作用に基づき、前記第二回路を流通する前記第二冷媒の熱交換度合いを制御する
ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の吸気温度制御装置。 - 前記内燃機関冷却回路は、前記スロットルバルブよりも吸気流通方向上流側に配置され、
前記第二回路は、前記スロットルバルブよりも吸気流通方向下流側に配置された
ことを特徴とする、請求項５に記載の吸気温度制御装置。 - 吸気から生成された凝縮水が前記スロットルバルブに付着するのを防止する制御を実施するための凝縮水生成条件が成立したか否かを判断する凝縮水生成条件判断部を備え、
前記制御部は、前記作用判断部で前記内燃機関冷媒の作用が加熱側であると判断された場合、前記凝縮水生成条件判断部で前記凝縮水生成条件の成立が判断されたときに、前記内燃機関冷却回路を流通する前記内燃機関冷媒の熱交換度合いを増大させる
ことを特徴とする、請求項６に記載の吸気温度制御装置。 - 前記制御部は、前記凝縮水生成条件判断部で前記凝縮水生成条件の成立が判断された場合、前記第二回路を流通する第二冷媒の熱交換度合いを増大させる
ことを特徴とする、請求項７に記載の吸気温度制御装置。 - 前記吸気通路において前記スロットルバルブよりも吸気流通方向下流側に設けられ、結露した凝縮水を排出する排水口を備えた
ことを特徴とする、請求項１〜８の何れか１項に記載の吸気温度制御装置。 - 前記吸気通路において前記スロットルボディよりも吸気流通方向上流側に介装され、吸気を過給する過給機を備えた
ことを特徴とする、請求項１〜９の何れか１項に記載の吸気温度制御装置。 - 前記吸気通路が複数の列をなして並んで設けられ、
前記スロットルボディは、前記吸気通路のそれぞれに対応して前記ボア部が配置された多連型であって、
前記内燃機関冷却回路が、前記ボア部の外周を覆うように前記ボア部の並ぶ方向に沿って連設された
ことを特徴とする、請求項１〜１０の何れか１項に記載の吸気温度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014265251A JP6421597B2 (ja) | 2014-12-26 | 2014-12-26 | 吸気温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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