JPS62279227A - 内燃機関の吸入空気冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は過給機を備えた空調器付き車両用内燃機関に
おける吸入空気冷却装置に関する。

〔従来の技術〕

過給機を備えた内燃機関では過給による断熱圧縮で高ま
った空気の温度を下げ出力を上げるために吸入空気冷却
装置（所謂インタクーラ）を設置することが行われる。

水冷式のインタクーラのものは外気温が高い夏季に十分
な効果が得られない。

又、エンジン室内の熱で冷却媒体である水の温度を十分
低下できず、高過給時にはまだエンジンの性能を十分に
発揮させるには至らない。

特公昭６０−３５５３０号公報では車室冷房用空調器か
ら分岐し、かつこの空調器とは独立に作動するサージタ
ンク冷却装置を吸気管に取付たものが提案されている。

即ち、過給機からの空気を空調器から分岐する低温の冷
却媒体によって強力に冷却しようとするものである。そ
して、吸入空気の温度を検知して、これが所定値を超え
たときにサージタンク冷却装置を作動させる制御回路を
備えている。その他、関連する従来技術として、実開昭
５９−９１４２１等がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来技術では車室冷房用空調器の冷却媒体の通路を単に
吸気管に接続し、吸入空気との熱交換を行わせるという
思想のものである。従って、車室内の冷房と、吸入空気
の冷却との双方を十分に行わせるには冷却装置の冷却能
力を高くしなければならない。即ち、従来のものでは、
車室冷房要求の最大と吸入空気冷却要求の最大との和と
しての冷却能力を持つ必要があるのである。又、水冷イ
ンククーラの外気走行風による放熱装置では外気温の高
い夏場等には水冷インタクーラの水温が下がらず、出力
低下や、ノック防止の為に燃料を濃くしたことによる燃
費悪化の問題があった。

この発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解決し、
冷却装置の容量を押さえたにも係わらす十分な冷却を行
うことができるようにすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明によれば、吸気管に過給機を設置し、過給機の
下流に水冷式の吸入空気冷却装置を配置した空調器付き
車両用内燃機関において、吸入空気冷却装置用冷却媒体
の冷却のために、冷却媒体循環系路に外気走行風による
放熱装置と並列して、車両の空調器用冷却媒体通路を熱
交換可能に配置した貯留タンクを設け、空調器用冷却媒
体により該貯留タンク内の吸気冷却装置用冷却媒体を冷
却し、冷却された貯留タンク内の吸気冷却装置用冷却媒
体を特定運転時に、吸入空気冷却装置へ流入することを
特徴とする内燃機関の吸入空気冷却装置が提供される。

〔実施例〕

第１図において、１はピストン、２は燃焼室、３は吸気
弁、３′は排気弁、４は吸気管、５はスロットル弁、６
はエアーフローメータである。７は機械式過給機であり
、スロットル弁５の下流に設置される。機械式過給機７
は例えばルーツポンプとして構成され、複数のロータ７
ａがハウジングに対して微小間隙を維持しながら回転す
ることにより吸入空気の圧縮を行うことにより過給が行
われる。ロータ７ａの一方の回転軸８にクラッチ付きプ
ーリ１０が設置され、このブー’Ｊ　１０はベルト１２
によってクランク軸１４上のプーリ１６に連結される。

プーリ１０のクラッチ部の係合する高回転高負荷時にク
ランク軸１４の回転がプーリ１６、ベルト１２、ブーＩ
Ｊ１０を介してロータ７ａに伝達され過給が行われる。

過給機７を迂回するようにバイパス通路１８が吸気管４
に連結される。バイパス通路通路１８にバイパス制御弁
２０が設置される。このバイパス制御弁２０は負圧アク
チュエータ２２によって駆動される。即ち、負圧アクチ
ュエータ２２は過給ｍ７の下流の圧力取出ポート２４に
連結され、吸気管圧力に応じたバイパス制御■弁２０の
駆動を行う。即ち、低負荷時はボート２４の圧力が低い
ため、アクチュエータ２０は負圧作用によってバイパス
制御弁２０を開弁し、吸入空気の一部はバイパス通路１
８に分岐され、過給機による過給効果は弱められ。一方
、高負荷時はポート２４の圧力は高くなるのでアクチュ
エータ２２はバイパス制御弁２０を閉弁し、吸入空気が
全量エンジン燃焼室２に供給され、過給機７はその全能
力を発揮することになる。

水冷式の吸入空気冷却装置（以下インタクーラ）３０が
配置される。インククーラ３０は過給機７の下流で、吸
気管４へのバイパス通路１８の下流端の接続個所の上流
に設置される。インククーラ３０は吸気管中に位置し、
吸入空気と接触することにより熱交換を行う、熱交換部
３１を備える。

熱交換部３１は、走行風の当たり易いエンジン室の前部
に位置するサブラジェータエータ３２に、通路３４によ
って相互に連結され、インククーラの冷却水の循環系が
構成される。４０は循還用のポンプである。

空調器用コンプレッサは符号４４で示され、ベルト４６
によってクランク軸１４にに連結され、回転駆動力を受
けるようになっている。空調器コンプレッサ４４は、コ
ンデンサ４８、レシーバ５０、膨張弁５２及びエバポレ
ータ５４に通路５６を介して順次連結され、空調器の冷
却媒体用の循環系が構成される。

この発明によれば、エンジンの加速以外の運転時に蓄冷
しておき、エンジンが加速に移行したとき、この蓄冷し
ていた冷却水によってインククーラ３０による冷却を行
うため、冷却水貯留タンク６０が設置される。冷却水貯
留タンク６０は通路６２及び三方切替弁６４．６４’を
介して、インククーラ用冷却水通路３４にサブラジェー
タ３２をバイパスするように連結され、三方切替弁６４
゜６４′の駆動によってインタクーラ３０と選択的に連
結することができる。貯留タンク３０内に熱交換部６６
が配置され、この熱交換部６６はＴ字状接合管６８．６
８’によって空調器冷却通路５６にエバポレータ５４を
バイパスするように接続される。

制御回路７０は過給機や空調器、この発明の加速時イン
タクーラ冷却装置、更には内燃機関の種々の運転制御を
行うもので、マイクロコンピュータシステムとして構成
することができる。即ち、制御回路７０は、中央処理装
置（ＣＰＵ）７０ａとメモリ７０ｂと、人力ポードア０
ｃと、出力ポードア０ｄと、これらを接続するハス７０
ｅとより構成される。人力ポードア０Ｃにはこの発明の
制御実行のため、種々のセンサが接続され、夫々の検知
信号が入力される。エアーフローメータ６からは吸入空
気量信号が入る。スロットルセンサ７４からはスロット
ル弁５の開度に応じた信号が入る。スロットルセンサ７
４としては、例えば、周知のスロットル弁軸とともに動
く回転ブラシを具備したせのが採用できる。このタイプ
のスロットルセンサはスロットル弁の開度に応じたパル
ス信号が得られるディジタル型のものである。また、こ
のスロットルセンサはアイドル接点を備え、スロットル
弁５のアイドル位置を検知することもできるようになっ
ている。７６は空調器作動スイッチで、通常は運転席に
設置され、車室の冷房を行うときに操作されるものであ
る。

出力ポードア０ｄは、プーリ１０における過給機制御用
クラッチ部、空調器コンプレッサ４４の制御用クラッチ
部、インククーラ冷却水循環ポンプ４０、及びこの発明
に従って設置された切替弁６４．６４’に接続される。

そして、メモリ７０ｂに格納されたプログラムに従って
これらの制御が実行される。過給機７の作動及び空調器
用コンプレッサ４４の作動自体はこの発明と直接関係し
ないので詳細な説明はしない。以下この発明に直接関係
する制御回路の作動を第２図のフローチャートを参照し
ながら説明する。

第２図のルーチンは、所定時間間隔で実行される時間割
り込みルーチンとして構成することができる。ステップ
８０ではスロットルセンサ７４に設置されるアイドル接
点がＯＮか否か判定される。

スロットル弁５がアイドル位置にあるときは同接点はＯ
Ｎとなるのでステップ８２に進み、インククーラ冷却水
用ウォータポンプ４０は停止される。

そのため、冷却水の循環は停止され、吸入空気の冷却は
行われない。

スロットル弁５がアイドル位置より開けられているとき
はステップ８０よりステップ８４に進み、空調器作動ス
イッチ７６が投入されているか否か判別される。空調器
が作動していないときはステップ８４よりステップ８６
に進み、電磁切替弁６４．６４’にＬｏｗ信号が印加さ
れ、そのため切替弁６４．６４’は白抜きのボート位置
（これを電磁弁のＯＦＦ位置と称する）をとり、インタ
クーラ３０はサブラジェータ３２に連通される位置をと
る。そして、ステップ８７ではウォータポンプ４０の回
転駆動信号が出力される。即ち、インククーラ冷却水は
サブラジェータ３２への通路３４を循環し、通常のイン
ククーラの作動が行われる。

空調器が作動中であるときはステップ８４よりステップ
８８に分岐し、急加速か否か判別される。

この判別は、例えば、スロットルセンサ７４からのパル
ス信号の間隔を検出し、この時間間隔が所定値以下のと
きは急加速と判別することができる。

急加速でない場合はステップ８８よりステップ９０に進
み、電磁弁６４．６４’がＯＮ（即ち、インタクーラ３
０を水タンク６０と連通させる状態）か否か判別される
。エンジンの定常運転時には“Ｎｏ”の判別結果となり
、ステップ９０よりステップ８６に進み、電磁弁６４．
６４’の０ＦＦ（即ち、インタクーラ３０をサブラジェ
ータ３２へ連通させる状態）が維持される。空調器作動
中の定常運転時、冷却された空調器用冷却媒体はその一
部がＴ字管６８より分岐され、熱交換部６６に入り、こ
こで気化し、冷却水タンク６０中のインタクーラ用冷却
水の冷却が行われ、冷却された冷却水が保持される。

急加速と判断されると、ステップ８８よりステップ９２
に進み、電磁弁６４．６４’がＯＮされ、インククーラ
３０はサブラジェータ３２から切り離され、冷却水タン
ク６０に連通ずるように位置する。そのため、インタク
ーラ３０と冷却水タンク６０との間で冷却水の循環系が
構成され、インククーラ３０を通過する吸入空気は冷却
水タンク６０に貯留された冷たい冷却水により冷却され
る。

ステップ９４では空調器のコンプレフサ４４の作動クラ
ッチに解放信号が送られ、コンプレッサ４４は停止され
る。コンプレッサ４４の停止によりエンジンの負荷がそ
の分減少し、加速性の向上を図ることができる。

急加速力９冬了するとステップ８８よりステップ９０に
進み、電磁弁６４．６４’はＯＮのため、ステップ９６
に進み、急加速の終了から所定の短い時間、例えば５秒
が経過しているが否が判別される。その時間が経過して
いるとの判定であれば、ステップ９８に進み、空調器コ
ンプレッサ４４に作動信号が印加され、空調器は作動状
態に戻された後にステップ８６に進み、電磁弁６４．６
４’はＯＦＦとなり、インククーラをサブラジェータ３
２に連通ずる位置に切替る。

第３図は以上述べた実施例の作動を説明するタイミグ図
である。時刻ｔ１で加速に入ると、それから所定時間、
例えば５秒間（ｔｚまで）電磁弁６４．６４’がＯＮと
なり、その間コンプレッサ４４が停止される。

〔効　果〕

この発明では従来の水冷式インタクーラが十分な効果が
発揮出来ない外気温の高くなる夏期においても、水循環
系路に、貯留タンク６０を設置し、空調器の作動時にそ
の冷却媒体を利用してインタクーラ冷却水の冷却を行い
、急加速直後の強い冷却が必要な運転時にインククーラ
にこの貯留された冷却水を導入しているため、吸入空気
の冷却を十分に行うことができる。加速の経過時間は短
いため、タンクに溜められた冷却水によって十分な冷却
性能を得ることができる。また、水タンクはインククー
ラとは独立して設置しているため、設置個所の自由度が
高い。たとえば、エンジン室の熱の影響を受けない個所
に水タンクを設置することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例構成図。 第２図は制御回路の作動を説明するフローチャート。 第３図は制御回路の作動を説明するタイミング図。 ４・・・吸気管 ７・・・機械式過給機 １０・・・クラッチ付きプーリ １８・・・バイパス通路 ２０・・・バイパス制御弁 ３０・・・インタクーラ ３２・・・インククーラ用ラジェータ ４４・・・空調器用コンプレッサ ６０・・・水タンク ６４．６４’・・・電磁弁 ７０・・・制御回路 ７６・・・空調器スイソチ イ）　スロットル開度 口）　　アイ　ドルＳＷ ノ→　　　　ＡＣ（４４） １）　％（４０） 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、吸気管に過給機を設置し、過給機の下流に水冷式の
   吸入空気冷却装置を配置した空調器付き車両用内燃機関
   において、吸入空気冷却装置用冷却媒体の冷却のために
   、冷却媒体循環系路に外気走行風による放熱装置と並列
   に、車両の空調器用冷却媒体通路を熱交換可能に配置し
   た貯留タンクを設け、空調器用冷却媒体により該貯留タ
   ンク内の吸気冷却装置用冷却媒体を冷却し、冷却された
   貯留タンク内の吸気冷却装置用冷却媒体を特定運転時に
   、吸入空気冷却装置へ流入することを特徴とする内燃機
   関の吸入空気冷却装置。 ２、特定運転時は加速運転時である特許請求の範囲１に
   記載の内燃機関の吸入空気冷却装置。 ３、加速運転時に吸入空気の冷却と同時に空調器コンプ
   レッサを停止する特許請求の範囲２に記載の内燃機関の
   吸入空気冷却装置。