JP2002309944A - インタークーラ及びこれを用いた内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 過給機付き内燃機関において、一義的に決め
られた大きさのインタークーラの放熱部内の吸気流路
を、低速運転時と高速運転時で切換えることにより、低
速運転時の低速トルクの向上や排気ガスのエミッション
低減と高速運転時の高速側出力向上を両立する。 【構成】 排気ターボ過給機4から吸気管2までの過給管
13中に、インタークーラ11を設けて成る過給機付き内燃
機関において、前記インタークーラ11には、内部を上下
方向に３分割する吸入側流路仕切り板18と吐出側流路仕
切り板27があり、該２枚の流路仕切り板によって区切ら
れた３つの流路をもつ放熱部15があり、該放熱部15の吸
入側と吐出側には開閉自在の吸入部開閉弁21と吐出部開
閉弁30を配置したことにより、前記吸入部と吐出部の各
開閉弁が開いている時は、３分割された一定方向流路と
なり、前記吸入部と吐出部の各開閉弁が閉じている時
は、Ｓ字を描く往復式の流路に切換わる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インタークーラとこれ
を用いた内燃機関を制御する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】過給機を備えた内燃機関においては、一
般に過給機によって圧縮された過給空気は、その温度が
高くなっていることにより、内燃機関に対する充填効率
が、温度の上昇分だけ低下する。そこで、この温度の上
昇による充填効率の低下を防止する為に、前記過給機か
ら内燃機関に至る過給管路の途中にインタークーラを設
け、このインタークーラにて過給空気を冷却するように
構成しているものがあることは周知の通りである。（例
えば特開平５−１８７２３６号公報等参照。）また、従
来、インタークーラの大きさは車両搭載上あまり大きく
することができず、又インタークーラの放熱部内の吸入
空気の入口から出口までの流路構造は、一般的に、吸入
空気の通路としてのチューブと冷却用のフィンとを１つ
の層とした多層式の一定方向流路である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のインタークーラでは、放熱部のサイズや放熱
部内の吸入空気の流路が固定されていることにより、低
速運転時と高速運転時の双方の要求を両立することは困
難である。例えば、ガソリンエンジンにおいては、放熱
部内の流路長を長くした場合には、空気流量の少ない低
速運転時では、長い流路長により放熱性能を上げること
で充填効率を高め、低速トルクを上げる事ができる。一
方、空気流量の多い高速運転時では、放熱部内の流路長
が長い為に、インタークーラの圧損が大きくなり、十分
な空気量が内燃機関に供給できず、高速側の出力向上が
図れなくなる。逆に、放熱部内の流路長を短くした場合
には、低速運転時では短い流路長の為、放熱性能が上が
らず、充填効率が上がらない為に、低速トルクが上げら
れない。一方、高速運転時では、短い流路長によりイン
タークーラの圧損が小さいので、十分な空気量が内燃機
関に供給でき、高速側の出力向上が図れる。又、ディー
ゼルエンジンにおいても同様に、放熱部内の流路長を長
くした場合には、低速運転時で、長い流路長により放熱
性能を上げて充填効率を高めれば、パティキュレートや
ＮＯｘを低減できる。一方、高速運転時で、放熱部内の
流路長が長い為に、インタークーラによる圧損が大きく
なり、十分な空気量が内燃機関に供給できず、高速側の
出力向上が図れなくなる。逆に放熱部内の流路長を短く
した場合には、低速運転時で、短い流路長の為、放熱性
能が上がらず、充填効率が上がらない為に、パティキュ
レートやＮＯｘの低減が図れない。一方、高速運転時
で、短い流路長によりインタークーラによる圧損が小さ
いので、十分な空気量が内燃機関に供給でき、高速側の
出力向上が図れる。

【０００４】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、低速運転時は放熱時間を長くし放熱性能をあ
げ、高速運転時は放熱時間を短くすることにより内燃機
関に十分な空気を供給できるような、低速運転時と高速
運転時の互いに相反する要求を両立可能なインタークー
ラ構造およびそれを用いた制御装置を提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する
為、本発明では、請求項１で、過給機から内燃機関まで
の吸気管中に、インタークーラを配置して成る過給機付
き内燃機関のインタークーラ装置において、前記インタ
ークーラは、吸入空気を導入する吸入部と、吸入空気と
外気との熱交換を行う放熱部と、熱交換を行った吸入空
気を吐出する吐出部とで構成され、前記放熱部の長手方
向の一端部に前記吸入部が接続し、前記放熱部の長手方
向の他端部に前記吐出部が接続し、放熱部には、内部を
幅方向に３分割する２枚の流路仕切り板が設けられ、一
方の流路仕切り板は、放熱部の他端部側から長手方向に
延び、放熱部の一端部側で、一度放熱部の幅方向中心側
に屈曲し、放熱部の一端で、再び長手方向に屈曲し、吸
入部途中まで長手方向に延設し、他方の流路仕切り板
は、放熱部の一端部側から長手方向に延び、放熱部の他
端部側で、一度放熱部の幅方向中心側に屈曲し、放熱部
の他端で、再び長手方向に屈曲し、吐出部途中まで長手
方向に延設し、放熱部には、前記２枚の流路仕切り板に
よって、一方の放熱部の側壁と一方の流路仕切り板との
間に形成される第１の放熱部流路と、一方の流路仕切り
板と他方の流路仕切り板との間に形成される第2の放熱
部流路と、他方の放熱部の側壁と他方の流路仕切り板と
の間に形成される第3の放熱部流路が形成され、前記吸
入部は、中空の拡管された形状をし、前記一方の流路仕
切り板により、流路が吸入部途中から２分割され、前記
２分割された流路の内、第１の放熱部流路へと接続され
る側を第1の吸入部流路、他方を第2の吸入部流路とし、
該第2の吸入部流路の一端は、前記放熱部へと接続し、
第2の吸入部流路が拡管開始する位置に、第2の吸入部流
路の開閉を自在にする吸入部開閉弁を配置し、前記吐出
部は、中空の拡管された形状をし、前記他方の流路仕切
り板により、流路が吐出部途中から２分割され、前記２
分割された流路の内、前記第3の放熱部流路へと接続さ
れる側を第1の吐出部流路、他方を第2の吐出部流路と
し、該第2の吐出部流路の一端は、前記放熱部へと接続
し、第2の吐出部流路が拡管開始する位置に、第2の吐出
部流路の開閉を自在にする吐出部開閉弁を配置し、前記
吸入部開閉弁と、吐出部開閉弁とを開閉することによ
り、吸入空気の流路を切換える構成とした。

【０００６】また、請求項２では、吸入空気の流路の切
換えとして、吸入部開閉弁と吐出部開閉弁とが同時に閉
じた時には、吸入部から入る吸入空気は、第1の吸入部
流路を通った後、第１の放熱部流路、第2の放熱部流
路、第3の放熱部流路の順にＳ字を描く様に通った後、
第1の吐出部流路を通って吐出され、前記吸入部開閉弁
と吐出部開閉弁とが同時に開いた時には、吸入部から入
る吸入空気は、一方の流路仕切り板により、第1の吸入
部流路と、第2の吸入部流路に別れ、放熱部に入った時
は、第1の吸入部流路を通った吸入空気は、第１の放熱
部流路を通り、第2の吸入部流路を通った吸入空気は、
第2の放熱部流路と第3の放熱部流路に別れ、都合３分割
されて通った後、第１の放熱部流路と第2の放熱部流路
を通った吸入空気は、第2の吐出部流路に合流し、第3の
放熱部流路を通った吸入空気は、第1の吐出部流路を通
り、第1の吐出部流路と第2の吐出部流路を通った吸入空
気は、吐出部端部で合流し吐出される構成とした。

【０００７】請求項３では、吸入部開閉弁及び吐出部開
閉弁は、略円弧状の形状をし、弁閉時には、各々の開閉
弁は、前記インタークーラの放熱部に向かって凹部を形
成し、かつ弁開時には、吸入部側の開閉弁の前記凹部
は、吸入部の他方の側壁側を向き、吐出部側の開閉弁の
前記凹部は、吐出部の一方の側壁側を向き、且つ、吸入
部開閉弁の放熱部側の一端が、放熱部の他方の側壁側を
向き、吐出部開閉弁の放熱部側の一端が、放熱部の一方
の側壁側を向くような構成とした。

【０００８】請求項４では、過給機から内燃機関までの
吸気管中に、上記請求項１或は請求項２或は請求項3記
載のインタークーラ装置を配置して成る内燃機関のイン
タークーラ装置の開閉弁の開閉を制御する制御装置にお
いて、吸気管内圧力に基づいて前記開閉弁を開閉制御す
る構成とした。

【０００９】請求項５では、過給機入口の圧力と吸気管
内の圧力の差圧が、ある所定値以上に達した時にのみ、
吸入部開閉弁と吐出部開閉弁を同時に開くように制御す
る構成とした。

【００１０】請求項６では、吸気管路内流量の値によっ
て決まる吸気管内の圧力が、ある所定値以上となった時
にのみ、吸入部開閉弁と吐出部開閉弁を同時に開くよう
に制御する構成とした。

【００１１】

【作用】請求項１記載の内燃機関のインタークーラ装置
において、２枚の流路仕切り板と吸入側と吐出側の２つ
の開閉弁の開閉により、運転状態に応じて流路を切換え
ることが可能となる。

【００１２】請求項２記載の内燃機関のインタークーラ
装置において、２枚の流路仕切り板と吸入側と吐出側の
２つの開閉弁の開閉により、放熱部面積を拡大すること
なく、放熱部を３分割した一定方向に流れる流路と、Ｓ
字を描く往復式の流路の２通りの流路の切換えが可能と
なる。

【００１３】したがって、インタークーラ内の空気の流
量が少ない低速運転時は、Ｓ字を描く往復式の流路にし
て、流路長を長くすることで、放熱時間を長くし、放熱
効果をあげることができる。逆に、流量の多い高速運転
時は、放熱部を３分割した一定方向に流れる流路にし
て、前記往復式の流路に対して流路面積を広げること
で、インタークーラの圧損を減らすことが可能となる。

【００１４】請求項３記載の内燃機関のインタークーラ
装置において、略円弧状の吸入部開閉弁と吐出部開閉弁
が、弁閉時には、前記インタークーラの放熱部に向かっ
て凹部を形成し、かつ弁開時には、前記凹部は、吸入部
の側壁と流路仕切り板、または吐出部の側壁と流路仕切
り板で形成された流路の側壁側を向き、開閉弁の放熱部
側の一端を放熱部内を上下方向に前記２枚の流路仕切り
板で仕切られた３つの流路に対して、各々外側の流路に
向かうように位置させたことにより、弁閉時は、インタ
ークーラ内の空気が淀みなくスムースに流れる往復式の
流路を形成し、弁開時は、インタークーラ内の空気が3
分割された放熱部全体を均等に流れる一定方向流路を形
成することが可能となる。

【００１５】請求項４記載の内燃機関のインタークーラ
制御装置において、吸気管内圧力に基づいて吸入部開閉
弁及び吐出部開閉弁を制御することにより、低速運転時
と高速運転時の運転条件に応じた制御が可能となる。

【００１６】請求項５記載の内燃機関のインタークーラ
制御装置において、吸入部開閉弁と吐出部開閉弁の開閉
制御を過給機入口の圧力と吸気管内の圧力の差圧で行う
ことにより、簡素な構成による制御が可能となる。

【００１７】請求項６記載の内燃機関のインタークーラ
制御装置において、吸入部開閉弁と吐出部開閉弁の開閉
制御を吸気管路内流量の値によって決まる吸気管路内の
圧力によって、機械的或は電気的に開閉制御をすること
により、機械的開閉制御の場合は、より簡素な構成で制
御が可能となり、電気的開閉制御の場合は、精密な開閉
切換えの制御が可能となる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
１及び図２に本発明の第１実施例を示す。まず図１は全
体構成を示し、符号１は、複数の気筒を備えたガソリン
エンジンを示し、該ガソリンエンジン１には、各気筒へ
吸入空気を導く吸気管2と、各気筒から排出される排気
ガスを通す排気管3とが接続する。

【００１９】符号4は排気ターボ過給機を示し、該排気
ターボ過給機4は、前記排気管3に接続した排気タービン
5と、この排気タービン5に直結したコンプレッサ6とから
なる。該コンプレッサ6の吸い込み側には、エアフロー
メータ7とエアクリーナ8と吸気導入口9とを、各々吸気
ダクト10を介して接続する。

【００２０】また、前記コンプレッサ6の吐出側には、
空冷式インタークーラ11とスロットルチャンバー12の一
端が、過給管13を介して接続されており、スロットルチ
ャンバー12の他端には、吸気管2が接続する。

【００２１】これにより、排気管3からの排気ガスの流
れによって排気タービン5が駆動され、排気タービン5に
直結しているコンプレッサ6が駆動されることにより、
吸気導入口9から吸入された空気が圧縮され、圧縮され
た吸入空気は、インタークーラ11で冷却された後、スロ
ットルチャンバー12を通過し、ガソリンエンジン１に導
入される。

【００２２】次に、図2は前記インタークーラ11の構成
を示す。インタークーラ11は、図中の破線部を境にし
て、吸入空気が導入する吸入部14と、外気と吸入空気と
の熱交換を行う放熱部15と、熱交換を行った吸入空気を
内燃機関へ導く吐出部16に大きく分けられる。

【００２３】前記吸入部14は、吸入口17から放熱部15に
向けて2段階に拡管され、放熱部15に接続する。吸入部1
4の略中央付近から放熱部15に向けて、吸入部14内管路
下部から約１／３の高さに仕切る、吸入部流路仕切り板
18aを設けることにより、狭い側の流路を第１の吸入部
流路19、広い側の流路を第２の吸入部流路20として形成
される。第２の吸入部流路20が拡管開始する端部に、略
円弧形状の吸入部開閉弁21を設ける。該吸入部開閉弁21
は、吸入部作動ロッド22を介して、吸入部ダイヤフラム
型アクチュエータ23に接続される。該吸入部ダイヤフラ
ム型アクチュエータ23の吸入部側の一方には、吸気ダク
ト10内圧力を導く吸気ダクト内圧力配管24が接続され、
他方には、吸気管2内圧力を導く吸気管内圧力配管25が
接続される。

【００２４】吐出部16は、吐出口26から放熱部15に向け
て拡管され、放熱部15に接続する。吐出部16の略中央付
近から放熱部15に向けて、吐出部16内管路上部から約１
／３の高さに仕切る、吐出部流路仕切り板27aを設ける
ことにより、狭い側の流路を第1の吐出部流路28、広い
側の流路を第2の吐出部流路29として形成される。第2の
吐出部流路29が拡管開始する端部に、略円弧形状の吐出
部開閉弁30を設ける。該吐出部開閉弁30は、吐出部作動
ロッド31を介して、吐出部ダイヤフラム型アクチュエー
タ32に接続される。該吐出部ダイヤフラム型アクチュエ
ータ32の吐出部16側の一方には、吸気ダクト10内圧力を
導く吸気ダクト内圧力配管24が接続され、他方には、吸
気管2内圧力を導く吸気管内圧力配管25が接続される。

【００２５】放熱部15は、吸入部14と吐出部16との間に
あり、それぞれと接続される。放熱部15は、吸入空気の
通路としてのチューブ39と冷却用のフィン40を１つの層
とした多層積層構造であり、放熱部15を幅方向に略３等
分する位置のチューブの代わりに、これらの層の間に設
けられた、2枚の放熱部流路仕切り板18b、27bにより流
路を略３等分される。尚、前記2枚の放熱部流路仕切り
板18b、27bは、新たに設けず、幅方向に略３等分する位
置に対応する位置にある、チューブの壁を利用してもよ
い。前記放熱部流路仕切り板18bは、吸入部14の端部
で、前記吸入部流路切り板18aの放熱部15側の一端と接
続され、流路仕切り板としての吸入側流路仕切り板18を
形成する。放熱部流路仕切り板27bは、吐出部16の端部
で、前記吐出部流路仕切り板27aの放熱部14側の一端と
接続され、流路仕切り板としての吐出側流路仕切り板27
を形成する。放熱部15の吸入側流路仕切り板18と吐出側
流路仕切り板27で仕切られた３つの流路を、下から第1
の放熱部流路33、第2の放熱部流路34、第3の放熱部流路
35とする。尚、前記３つの流路は、前記吸入側及び吐出
側の流路仕切り板と、放熱部の側壁との間にある複数の
チューブより形成されている。

【００２６】よって吸入側流路仕切り板18により、第1
の吸入部流路19と第1の放熱部流路33が他の流路と隔離
した一連の流路として形成され、吐出部流路仕切り板27
により、第3の放熱部流路35と第1の吐出部流路28が他の
流路と隔離した一連の流路として形成される。

【００２７】次に、図3と図4により、吸入部開閉弁21と
吐出部開閉弁30の開閉時の流路について説明する。まず
図3は、吸入部開閉弁21と吐出部開閉弁30が共に閉じた
状態の流路を示す。この状態において、各開閉弁の略円
弧形状の凹部は、放熱部側を向いて配置されている。

【００２８】吸入口17から吸入部14に導入された吸入空
気は、吸入部開閉弁21が閉じていることにより、第2の
吸入部流路20が塞がれて、すべて第1の吸入部流路19に
流入する。第1の吸入部流路19に流入した吸入空気は、
放熱部15の第1の放熱部流路33を流れる。第1の放熱部流
路33の吐出部16付近に来た吸入空気は、吐出部開閉弁30
が閉じていることにより、第2の吐出部流路29が塞がれ
て、第2の放熱部流路34を流れるように放熱部15内を折
り返す。さらに、第2の放熱部流路34の吸入部14付近に
来た吸入空気は、吸入部開閉弁21が閉じていることによ
り、第3の放熱部流路35を流れるように放熱部15内を再
び折り返す。第3の放熱部流路35を流れた吸入空気は、
吐出部16の第1の吐出部流路28を流れ、吐出口26より吐
出される。

【００２９】よって、吸入部開閉弁21と吐出部開閉弁30
が共に閉じた状態では、各開閉弁21、30の略円弧形状の
凹部が、放熱部側を向いて閉じていることにより、図3
で示す様に、インタークーラ11内の流路は、第1の放熱
部流路33、第2の放熱部流路34及び第3の放熱部流路35が
１つの連続した流路としてつながり、前記各開閉弁21、3
0の凹部が、吸気の流れを滑らかに反転させ、放熱部15
の３つの流路を、下から上へとスムースに流れるＳ字を
描く往復式の流路となる。以って、流路が長くなり、放
熱時間が長くなるので、放熱性能が向上する。

【００３０】次に、図4は、吸入部開閉弁21と吐出部開
閉弁30が共に開いた状態の流路を示している。吸入部開
閉弁21と吐出部開閉弁30が共に開いている時は、各開閉
弁21、30の略円弧形状の凹部は、各々対応する流路仕切
り板18、27と反対側を向き、且つ、各開閉弁21、30の放熱
部側の一端が、吸入部開閉弁21では、第３の放熱部流路
35側を向き、吐出部開閉弁30では、第１の放熱部流路33
側を向いている。

【００３１】吸入口17から吸入部14に導入された吸入空
気は、吸入部開閉弁21が開いていることにより、第1の
吸入部流路19と第2の吸入部流路20に別れる。第1の吸入
部流路19を通過した吸入空気は、放熱部15の第１の放熱
部流路33を流れる。一方、第2の吸入部流路20を通過し
た吸入空気は、吸入部開閉弁21が前記の様に、略円弧形
状の凹部が、吸入側流路仕切り板18と反対側を向き、且
つ、放熱部側の一端が、第３の放熱部流路35側を向いて
位置していることにより、第２の放熱部流路34、第３の
放熱部流路35に均等に分配されて流れる。よって放熱部
15内は、流路が３分割されて吸入部14から吐出部16へと
流れる。第３の放熱部流路35を流れる吸入空気は、第1
の吐出部流路28を流れ、吐出口26より吐出される。一
方、第１の放熱部流路33と第２の放熱部流路34を流れる
吸入空気は、吐出部開閉弁30が前記の様に、略円弧形状
の凹部が、吐出部流路仕切り板27と反対側を向き、且
つ、放熱部側の一端が、第１の放熱部流路33側を向いて
位置していることにより、第2の吐出部流路29へとスム
ースに合流され、吐出口26より吐出される。

【００３２】よって、吸入部開閉弁21と吐出部開閉弁30
が共に開いている時は、各開閉弁21、30の略円弧形状の
凹部は、各々対応する吸入部及び吐出部流路仕切り板1
8、27と反対側を向き、且つ、各開閉弁21、30の放熱部側
の一端が、吸入部開閉弁21では、第3の放熱部流路35側
を向き、吐出部開閉弁30では、第1の放熱部流路33側を
向いていることにより、図3で示す様に、インタークー
ラ内の流路は、第1の放熱部流路33、第2の放熱部流路3
4、第3の放熱部流路35の3分割された一定方向に流れる
流路となり、吸入部開閉弁21を通過した吸入空気が、第
3の放熱部流路35側にも十分に誘導され、又、第1の放熱
部流路33、第2の放熱部流路34からの吸入空気が、吐出
部開閉弁30を通過する際は、スムースに合流できること
により、吸入空気が放熱部全体に均等に流れる様にな
り、以って、前記往復式の流路に対して流路面積を広げ
ることで、インタークーラの圧損が低減される。

【００３３】次に、吸入部開閉弁21と吐出部開閉弁30の
動作について説明する。吸入部開閉弁21には、スロット
ルチャンバー7下流の吸気管2内圧力と、コンプレッサ6
上流の吸気ダクト10内圧力の差圧が、ある所定値以上の
時に、前記吸入部開閉弁21を開くように作動させる吸入
部ダイアフラム型アクチュエータ23が、途中に間接部を
もつ吸入部作動ロッド22を介して接続される。同様に、
吐出部開閉弁30についても、前記吐出部開閉弁30を吸入
部ダイアフラム型アクチュエータ23と同一所定値で開く
ように作動させる吐出部ダイアフラム型アクチュエータ
32が、途中に間接部をもつ吐出部作動ロッド31を介して
接続される。

【００３４】よって、吸入部開閉弁21と吐出部開閉弁30
は、スロットルチャンバー7下流の吸気管2内圧力とコン
プレッサ6入口の吸気ダクト10内圧力の差圧がある所定
値以上の時にのみ同時に開き、所定値未満の時は閉じる
ことになる。

【００３５】次に、図５で、吸入部開閉弁21及び吐出部
開閉弁30の動作領域について説明する。図５のグラフ
は、グラフの縦軸は吸気管内圧力Ｐｂを示し、横軸は吸
気ダクト内空気流量Ｇを示す。屈曲した右上がりの直線
は、車両の最高出力線を示し、車両で使用される使用域
は、前記最高出力線右側部分にあたる。又、スロットル
チャンバー7下流の吸気管2内圧力と、コンプレッサ6上
流の吸気ダクト10内圧力との差圧をある所定値とした時
の特性線は、前記使用域を２分する位置にある右下がり
の開閉切換え線として表される。これは、コンプレッサ
６上流の吸気ダクト１０内圧力は、吸気ダクト内流量Ｇ
が増えると徐々に下がる一方、吸気管内圧力Ｐｂは、吸
気ダクト内流量Ｇが増えると急激に上がる。よって、吸
気ダクト内吸気量Ｇが増えると、吸気管内圧力Ｐｂと吸
気ダクト１０内圧力の差圧が急激に広がることになり、
開閉切換え線としては、吸気管内圧力Ｐｂをある程度下
げても十分前記吸気管内圧力Ｐｂと吸気ダクト１０内圧
力の差圧が確保できるので、右下がりの線として表せ
る。また、弁の開閉については、前記切換え線より上側
で開閉弁開に、逆に下側で開閉弁閉なる。これによりグ
ラフ上の使用域の左下側が低速領域であり、右上側が高
速領域となるので、低速領域で空気流量が少ないと、前
記吸入部開閉弁21と吐出部開閉弁30が閉じて、インター
クーラ11はＳ字を描く往復式の流路となる。逆に高速領
域で空気流量が多くなると前記吸入部開閉弁21と吐出部
開閉弁30が開いて放熱部15が3分割された一定方向に流
れる流路となる。

【００３６】以上により、低速運転時には、放熱部15の
３つの流路を下から上へとスムースに流れるＳ字を描く
往復式の流路となり、流路が長くなり、放熱時間が長く
なるので、放熱性能が向上する。一方、高速運転時に
は、放熱部15は、3分割された一定方向に流れる流路と
なり、前記往復式の流路に対して流路面積を広げること
で、インタークーラの圧損が低減される。これにより、
低速運転時と高速運転時の相反する要求が、比較的安価
な構成で両立できる。

【００３７】次に、図６で第２実施例の全体構成図を示
す。第２実施例は、図１で示した第１実施例に対して、
吸気ダクト10内圧力を導く吸気ダクト内圧力配管24を削
除したものであり、吸気管2内圧力と吸気ダクト10内圧
力の差圧が、ある所定圧力で作動させるダイアフラム型
アクチュエータをもつ第１実施例に対して、吸気管2内
圧力のみがある所定圧力で作動させるダイアフラム型ア
クチュエータを持つことになる。

【００３８】よって、図7で示す様に、吸入部開閉弁21
及び吐出部開閉弁30の動作領域については、第２実施例
の開閉弁の開閉を切換える開閉切換え線が、第１実施例
と異なり直線となる。これは吸気ダクト内圧力配管24を
削除したことにより、ある単一の吸気管内圧力Ｐｂだけ
で開閉するようになった為である。

【００３９】この様に、第２実施例は、第１実施例に対
して、開閉弁の切り換えを制御する為の圧力配管の配索
を簡素化したものである。

【００４０】次に、第3実施例を示す。第１実施例と第
２実施例で吸入部開閉弁21と吐出部開閉弁30を開閉駆動
する機構が、機械的なダイアフラム型アクチュエータで
あったことに対して、第３実施例では、吸入部開閉弁21
と吐出部開閉弁30を開閉駆動する機構が、電子制御型モ
ータアクチュエータであることが異なる。

【００４１】以下、図8に第３実施例の全体構成図を示
す。第３実施例の第１実施例との違いのみを説明する
と、エアフロメータ7で検出した吸気ダクト内空気流量
Ｇの信号と、吸気管2で検出した吸気管内圧力Ｐｂの信
号を制御回路部38に接続し、吸入部開閉弁21の駆動信号
を吸入部モータアクチュエータ36に、吐出部開閉弁30の
駆動信号を吐出部モータアクチュエータ37に、それぞれ
接続する。前記吸入部モータアクチュエータ36は、吸入
部開閉弁20を吸入部作動ロッド22を介して駆動し、吐出
部モータアクチュエータ37は、吐出部開閉弁30を吐出部
作動ロッド31を介して駆動する。

【００４２】次に、図９に示すフローチャートで、弁開
閉の制御について説明する。ステップＳ１で、吸気管内
圧力Ｐｂと吸気ダクト内空気流量Ｇを検出する。次い
で、ステップＳ２で、図10に示すような縦軸を吸気管内
圧力Ｐｂ、横軸を吸気管内空気流量Ｇにとった制御マッ
プにおいて、車両の最高出力線右側の使用域を２分する
様に右下がりの曲線となる開閉切換え線を境に、上側を
開閉弁開領域、下側を開閉弁閉領域とし、前記吸気ダク
ト内空気流量Ｇと前記吸気コレクタ内圧力Ｐｂの点が、
上記マップ上のどちらの領域にいるか判定する。そし
て、もし開閉弁開領域にいるならば、ステップＳ３によ
り、吸入部開閉弁21と吐出部開閉弁30を開く。逆に、も
し開閉弁閉領域にいるならば、ステップＳ４により、吸
入部開閉弁21と吐出部開閉弁30を閉じる。ここで、図10
の開閉切換え線は、車両により理想とされる切換え曲線
を表す。

【００４３】以上により、第３実施例は、第２実施例や
第１実施例に対して、開閉弁の切り換え駆動機構をモー
タによる電子制御としたことにより、低速運転時と高速
運転時共に、理想的な切換え制御が可能となる。尚、別
の開閉弁の切り換え駆動機構として、電磁式ソレノイド
でも可能である。

【００４４】

【発明の効果】この構成において、吸気ダクト内空気流
量が、低流量である低速運転時においては、吸入側と吐
出側双方の開閉弁を閉じることで、インタークーラ内の
吸気流路がＳ字を描く往復式の流路となり、流路長を長
くすることにより放熱時間を稼ぐことで充分な放熱効果
が得られ、ガソリンエンジンであれば、低速トルクの向
上が図れ、ディーゼルエンジンであれば、ＮＯｘやパテ
ィキュレートの排出を抑ることができる。

【００４５】一方、吸気ダクト内空気流量が高流量であ
る高速運転時においては、吸入側と吐出側双方の開閉弁
を開き、インタークーラ内の吸気流路が３分割した一定
方向の流路となり、前記往復式の流路に対して流路面積
を広げることで、インタークーラの圧損を減らし、ガソ
リン、ディーゼル双方の内燃機関共に、高速側の出力向
上が図れる。

【００４６】従って、本発明により、過給機付きの内燃
機関において、低速域での排気改善や低速トルク向上と
高速域での出力向上をインタークーラを大型化させるこ
となく両立できる効果を有する。

【００４７】また、吸入側と吐出側双方の開閉弁は略円
弧上の形状をしたことにより、弁閉時には、3分割され
たインタークーラ内流路を滑らかに接続することによ
り、流路による圧損を最小限にし、かつ、弁開時は、前
記弁形状をインタークーラ内部の吸入空気が、全体を均
等に流れるようにする効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す全体構成図。

【図２】同じく第１実施例を示すインタークーラ内部構
成図。

【図３】開閉弁を閉じたときの空気の流れを示す図。

【図４】開閉弁を開いたときの空気の流れを示す図。

【図５】第１実施例の開閉弁の開閉切換えマップを示す
図。

【図６】第２実施例を示す全体構成図。

【図７】第2実施例の開閉弁の開閉切換えマップを示す
図。

【図８】第３実施例を示す全体構成図。

【図９】第３実施例の開閉弁の開閉制御のフローチャー
トを示す図。

【図１０】第３実施例の開閉弁の開閉切換えマップを示
す図。

【符号の説明】

１ ガソリンエンジン １３ 過給管 ２ 吸気管 １８ 吸入側流
路仕切り板 ３ 排気管 ２４ 吸気ダクト
内圧力配管 ４ 排気ターボ過給機 ２５ 吸気管内圧
力配管 ７ エアフロメータ ２７ 吐出側流路
仕切り板 ８ エアクリーナ ３３ 第1の放熱
部流路 ９ 吸気導入口 ３４ 第2の放熱
部流路 １０ 吸気ダクト ３５ 第3の放熱
部流路 １１ インタークーラ １２ スロットルチャンバー

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 過給機から内燃機関までの吸気管中に、
   インタークーラを配置して成る過給機付き内燃機関のイ
   ンタークーラ装置において、前記インタークーラは、吸
   入空気を導入する吸入部と、吸入空気と外気との熱交換
   を行う放熱部と、熱交換を行った吸入空気を吐出する吐
   出部とで構成され、前記放熱部の長手方向の一端部に前
   記吸入部が接続し、前記放熱部の長手方向の他端部に前
   記吐出部が接続し、放熱部には、内部を幅方向に３分割
   する２枚の流路仕切り板が設けられ、一方の流路仕切り
   板は、放熱部の他端部側から長手方向に延び、放熱部の
   一端部側で、一度放熱部の幅方向中心側に屈曲し、放熱
   部の一端で、再び長手方向に屈曲し、吸入部途中まで長
   手方向に延設し、他方の流路仕切り板は、放熱部の一端
   部側から長手方向に延び、放熱部の他端部側で、一度放
   熱部の幅方向中心側に屈曲し、放熱部の他端で、再び長
   手方向に屈曲し、吐出部途中まで長手方向に延設し、放
   熱部には、前記２枚の流路仕切り板によって、一方の放
   熱部の側壁と一方の流路仕切り板との間に形成される第
   １の放熱部流路と、一方の流路仕切り板と他方の流路仕
   切り板との間に形成される第2の放熱部流路と、他方の
   放熱部の側壁と他方の流路仕切り板との間に形成される
   第3の放熱部流路が形成され、前記吸入部は、中空の拡
   管された形状をし、前記一方の流路仕切り板により、流
   路が吸入部途中から２分割され、前記２分割された流路
   の内、第１の放熱部流路へと接続される側を第1の吸入
   部流路、他方を第2の吸入部流路とし、該第2の吸入部流
   路の一端は、前記放熱部へと接続し、第2の吸入部流路
   が拡管開始する位置に、第2の吸入部流路の開閉を自在
   にする吸入部開閉弁を配置し、前記吐出部は、中空の拡
   管された形状をし、前記他方の流路仕切り板により、流
   路が吐出部途中から２分割され、前記２分割された流路
   の内、前記第3の放熱部流路へと接続される側を第1の吐
   出部流路、他方を第2の吐出部流路とし、該第2の吐出部
   流路の一端は、前記放熱部へと接続し、第2の吐出部流
   路が拡管開始する位置に、第2の吐出部流路の開閉を自
   在にする吐出部開閉弁を配置し、前記吸入部開閉弁と、
   吐出部開閉弁とを開閉することにより、吸入空気の流路
   を切換えることを特徴とするインタークーラ装置。
2. 【請求項２】 前記吸入空気の流路の切換えとして、吸
   入部開閉弁と吐出部開閉弁とが同時に閉じた時には、吸
   入部から入る吸入空気は、第1の吸入部流路を通った
   後、第１の放熱部流路、第2の放熱部流路、第3の放熱部
   流路の順にＳ字を描く様に通った後、第1の吐出部流路
   を通って吐出され、前記吸入部開閉弁と吐出部開閉弁と
   が同時に開いた時には、吸入部から入る吸入空気は、一
   方の流路仕切り板により、第1の吸入部流路と、第2の吸
   入部流路に別れ、放熱部に入った時は、第1の吸入部流
   路を通った吸入空気は、第１の放熱部流路を通り、第2
   の吸入部流路を通った吸入空気は、第2の放熱部流路と
   第3の放熱部流路に別れ、都合３分割されて通った後、
   第１の放熱部流路と第2の放熱部流路を通った吸入空気
   は、第2の吐出部流路に合流し、第3の放熱部流路を通っ
   た吸入空気は、第1の吐出部流路を通り、第1の吐出部流
   路と第2の吐出部流路を通った吸入空気は、吐出部端部
   で合流し吐出されることを特徴とする請求項１記載のイ
   ンタークーラ装置。
3. 【請求項３】 上記吸入部開閉弁及び吐出部開閉弁は、
   略円弧状の形状をし、弁閉時には、各々の開閉弁は、前
   記インタークーラの放熱部に向かって凹部を形成し、か
   つ弁開時には、吸入部側の開閉弁の前記凹部は、吸入部
   の他方の側壁側を向き、吐出部側の開閉弁の前記凹部
   は、吐出部の一方の側壁側を向き、且つ、吸入部開閉弁
   の放熱部側の一端が、放熱部の他方の側壁側を向き、吐
   出部開閉弁の放熱部側の一端が、放熱部の一方の側壁側
   を向くようにしたことを特徴とする請求項1または請求
   項２記載のインタークーラ装置。
4. 【請求項４】 過給機から内燃機関までの吸気管中に、
   上記請求項１或は請求項２或は請求項3記載のインター
   クーラ装置を配置して成る内燃機関のインタークーラ装
   置の開閉弁の開閉を制御する制御装置において、吸気管
   内圧力に基づいて前記開閉弁を開閉制御することを特徴
   とする内燃機関の制御装置。
5. 【請求項５】 過給機入口の圧力と吸気管内の圧力の差
   圧が、ある所定値以上に達した時にのみ、吸入部開閉弁
   と吐出部開閉弁を同時に開くように制御することを特徴
   とする請求項４記載の内燃機関の制御装置。
6. 【請求項６】 吸気管路内流量の値によって決まる吸気
   管内の圧力が、ある所定値以上となった時にのみ、吸入
   部開閉弁と吐出部開閉弁を同時に開くように制御するこ
   とを特徴とする請求項４記載の内燃機関の制御装置。