JP2017137828A - 吸気温度制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】外気温にかかわらず、良好な燃焼を得ることができる吸気温度制御システムを提供する。
【解決手段】エンジンからの排気ガスにより回転するタービンと、当該タービンの回転により駆動し、エンジンに供給する吸気を圧縮する圧縮機と、圧縮機により圧縮された吸気を冷却する冷却器と、当該冷却器に冷却器用冷却水を供給する冷却器用ポンプと、エンジンを冷却するエンジン用冷却水の温度と、エンジンからの排気ガスの温度と、冷却器における冷却器用冷却水の温度と、の少なくともいずれかに基づいて、冷却器用ポンプを動作あるいは停止させる制御部と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、過給機を備えたエンジンの吸気の温度を制御する吸気温度制御システムに関する。

乗用車やトラック等の各種車両において、エンジンが吸入する空気の密度を高めて、より多くの酸素を燃焼室に送るために、過給機（スーパーチャージャ、ターボチャージャ）と、過給により圧縮された高温空気を冷却するための熱交換器と、が設けられることがある。吸気を冷却するための熱交換器は、一般にインタークーラやチャージエアクーラ（ＣＡＣ：Charge Air Cooler）、吸気冷却器等と呼ばれる。

吸気冷却器には、空冷と水冷とがある。水冷の吸気冷却器の一例として、例えば特許文献１に開示された技術がある。

特許文献１には、エンジン冷却回路を循環する冷却水をさらに冷却してから水冷式インタークーラに流通させる構成であって、エンジンから流出した冷却水の流れを、第１ラジエータに向かう第１ラジエータ側流れと、第２インタークーラに向かう第２インタークーラ側流れとに分岐させる分岐部と、第１ラジエータ側流れＦＲを断続する循環流路開閉弁とを備え、循環流路開閉弁が第１ラジエータ側流れを遮断することで、冷却水を第１ラジエータおよび第２ラジエータに流れないようにし、冷却水から外気に放熱されることを抑制する構成が開示されている。

特開２０１５−１４５６６７号公報

ところで、一般に、吸気温度が低くなるほどエンジン内の酸素の量が向上し、より多くの燃料を燃焼させることができるので、エンジン出力が向上すると言われている。しかしながら、実際には、気温が低くなると燃料の霧化が十分に行われにくいため、エンジン内で好適な燃焼が行われず、十分なエンジン出力が出ない場合や、エンジンが始動しにくい場合がある。特に気温が零下等の過酷な環境ではその傾向が強い。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、外気温にかかわらず、良好な燃焼を得ることができる吸気温度制御システムを提供することを目的とする。

本発明の吸気温度制御システムは、エンジンからの排気ガスにより回転するタービンと、当該タービンの回転により駆動し、前記エンジンに供給する吸気を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機により圧縮された吸気を冷却する冷却器と、当該冷却器に冷却器用冷却水を供給する冷却器用ポンプと、前記エンジンを冷却するエンジン用冷却水の温度と、前記エンジンからの排気ガスの温度と、前記冷却器における前記冷却器用冷却水の温度と、の少なくともいずれかに基づいて、前記冷却器用ポンプを動作あるいは停止させる制御部と、を有する。

本開示によれば、外気温にかかわらず、良好な燃焼を得ることができる。

本発明の実施の形態に係る吸気温度制御システムの構成の一例を示す図 ＥＣＵによるＣＡＣ用ウォーターポンプの制御について説明するためのフローチャート ＣＡＣ用ウォーターポンプの動作を停止してもよい条件が満たされているか否かを判定するためのマップを説明するための図 本発明の実施の形態に係る吸気温度制御システムによるＣＡＣ用ウォーターポンプの制御の効果について説明するための図

以下、本発明の実施の形態に係る吸気温度制御システムについて、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る吸気温度制御システム１００の構成の一例を示す図である。なお、吸気温度制御システム１００は、エンジン４０の吸気温度を制御するものである。

図１に示すように、吸気温度制御システム１００は、吸気・排気系として、吸気口１１、第１圧縮機１２、第１冷却器１３、第２圧縮機１４、第２冷却器１５、吸気マニホールド１６、排気マニホールド１７、第２タービン１８、第１タービン１９、排気ガス温度センサ２０、後処理装置２１、排気口２２、を有する。また、吸気温度制御システム１００は、冷却水系として、ＣＡＣ用ラジエター３１、エンジン用ラジエター３２、ＣＡＣ用ウォーターポンプ３３、エンジン用ウォーターポンプ３４、エンジン用冷却水温センサ３５、第１ＣＡＣ用冷却水温センサ３６、第２ＣＡＣ用冷却水温センサ３７を有する。また、吸気温度制御システム１００は、上記各構成の動作を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit、またはEngine Control Unit）５０を有する。

なお、第１圧縮機１２および／または第２圧縮機１４が本発明の圧縮機に対応する。また、第１冷却器１３および／または第２冷却器１５が本発明の冷却器に対応する。また、ＣＡＣ用ウォーターポンプ３３が本発明の冷却器用ポンプに対応する。また、ＥＣＵ５０が本発明の制御部に対応する。

吸気口１１から吸入された空気、すなわち吸気は、第１圧縮機（コンプレッサ）１２および第１冷却器１３と、第２圧縮機１４および第２冷却器１５とを経て吸気マニホールド１６からエンジン４０の各気筒に供給される。エンジン４０の各気筒において吸気と燃料とが混合されて燃焼が行われる。エンジン４０の各気筒からの排気ガスは、排気マニホールド１７から第２タービン１８、第１タービン１９を経て後処理装置２１へ流れ、排気ガスを浄化するための後処理が行われて排気口２２から車外へ放出される。排気ガス温度センサ２０は、排気ガスの温度を検出する温度センサである。

後処理装置２１は、詳細は省略するが、例えば触媒により未燃ＨＣ（炭化水素）を浄化するＤＯＣ（酸化触媒）、ＰＭ（粒子状物質）を捕集するＤＰＦ、触媒により尿素を加水分解して発生したアンモニアでＮＯｘを脱硝するＳＣＲ（選択（的）触媒還元）、アンモニアスリップを防止するＲＤＯＣ（後段酸化触媒）等の後処理を排気ガスに対して実行する。本実施の形態に係る後処理装置２１は、特に触媒を用いて排気ガスを浄化する装置を想定している。

上述した各要素の内、第１圧縮機１２および第１タービン１９によって第１過給機が構成される。また、第２圧縮機１４および第２タービン１８によって第２過給機が構成される。第１および第２過給機は、ターボチャージャであり、排気ガスの流れを受けて回転するタービンの回転を動力として圧縮機が吸気を圧縮し、吸気の密度を高めてより多くの酸素を燃焼室に送ることを目的とするものである。本実施の形態に係る吸気温度制御システム１００では、第１過給機および第２過給機の２つの過給機を有する２段過給が採用されている。

第１圧縮機１２および第２圧縮機１４の後段に配置された第１冷却器１３および第２冷却器１５は、圧縮機で高温高圧となった吸気を冷却するためのＣＡＣ（Charge Air Cooler）、あるいはインタークーラ等と呼ばれる構成である。

一方、冷却水系としては、ＣＡＣ用ラジエター３１で冷却された冷却水が、ＣＡＣ用ウォーターポンプ３３により第１冷却器１３および第２冷却器１５に供給される。第１冷却器１３および第２冷却器１５において使用され温度が上昇した冷却水は、ＣＡＣ用ラジエター３１に戻されて冷却される。第１ＣＡＣ用冷却水温センサ３６および第２ＣＡＣ用冷却水温センサ３７は、第１冷却器１３および第２冷却器１５にて使用され温度が上昇した冷却水の水温を検出する温度センサである。

また、エンジン用ラジエター３２で冷却された冷却水は、エンジン用ウォーターポンプ３４によりエンジン４０に供給される。エンジン４０の冷却を行って温度が上昇した冷却水は、エンジン用ラジエター３２に戻されて冷却される。エンジン用冷却水温センサ３５は、エンジン４０によって温度が上昇した冷却水の水温を検出する温度センサである。

なお、本実施の形態において、冷却水とは必ずしも水ではなく、耐腐食や凍結防止のためにクーラントを添加した水溶液であってもよい。

上記各構成の動作は、エンジン４０を好適に回転させるために、ＥＣＵ５０によって制御される。特に、本発明の実施の形態に係る吸気温度制御システム１００では、ＥＣＵ５０がＣＡＣ用ウォーターポンプ３３の動作を制御することによって、吸気温度が制御される。なお、本実施の形態において、吸気温度とは、吸気マニホールド１６に流入する吸気の温度を意味する。

ＥＣＵ５０は、例えば図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等を有し、ＣＰＵがＲＯＭに記憶された各種制御プログラムや制御マップに基づいて演算処理を実行することでエンジン４０の各種制御を行う。なお、ＲＡＭはＣＰＵでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリである。また、バックアップＲＡＭはエンジン４０の停止中等に保存すべきデータ等を記憶する。以下では、ＥＣＵ５０によるＣＡＣ用ウォーターポンプ３３の制御について詳細に説明する。

＜ＥＣＵ５０によるＣＡＣ用ウォーターポンプ３３の制御＞
図２は、ＥＣＵ５０によるＣＡＣ用ウォーターポンプ３３の制御について説明するためのフローチャートである。

ステップＳ１において、ＥＣＵ５０は、ＣＡＣ用ウォーターポンプ３３を停止させてもよい条件が満たされているか否かの判定を行う。

図１に示すような多段過給のエンジンでは、単段の過給機を有するエンジンと比較して、最高過給圧が高く設定されるため、圧縮機出口温度が上昇しやすい。このため、過給圧が高く設定される運転領域（例えばエンジンの回転速度が高く、燃料噴射量が多い高負荷領域）では、ＣＡＣ用ウォーターポンプ３３の動作を停止させる、すなわち、第１冷却器１３および第２冷却器１５による過給後の冷却を止めてしまうと、圧縮機出口温度の上昇と吸気温度の上昇により、エンジンや過給機が正常に動作しない場合がある。これを防止するために、本実施の形態に係る吸気温度制御システム１００では、ＥＣＵ５０は、エンジンの回転速度と、燃料噴射量とが所定の値をとる領域では、他の条件にかかわらず、ＣＡＣ用ウォーターポンプ３３の動作を停止させないような制御を行っている。

ステップＳ１における判定は、例えば図３に示すようなマップを用いて行うようにすればよい。図３は、ＣＡＣ用ウォーターポンプ３３の動作を停止してもよい条件が満たされているか否かを判定するためのマップを説明するための図である。

図３に示すマップは、縦軸を燃料噴射量（ｍｍ^３／ｓｔ：ｓｔはストローク（行程）を意味する）、横軸をエンジンの回転速度（ｒｐｍ）として、ＣＡＣ用ウォーターポンプ３３の動作を停止させてもよい要件が満たされているか否か、すなわち、過給後の冷却を止めても問題が出ない領域であるか否かを判定するためのものである。ＥＣＵ５０は、図示しないメモリ等に図３に示すマップを記憶しておき、エンジン４０から取得した燃料噴射量と回転速度とを当該マップに当てはめ、その位置によって判定を行う。すなわち、ＥＣＵ５０は、その時点でのマップ上の位置が図３に示すＣＡＣ用ウォーターポンプ使用必須領域内である場合は、ＣＡＣ用ウォーターポンプ３３の動作を停止させてもよい条件が満たされていないと判定し、ステップＳ６の処理に進む。一方、ＥＣＵ５０は、その時点でのマップ上の位置が図３に示すＣＡＣ用ウォーターポンプ停止可能領域内である場合は、ＣＡＣ用ウォーターポンプ３３の動作を停止させてもよい条件が満たされていると判定し、ステップＳ２以降の処理に進む。

ステップＳ２において、ＥＣＵ５０は、エンジン用冷却水温センサ３５のセンサ値Ｔ_ｃを参照し、この値が所定のしきい値（第１のしきい値Ｔ_ｔｈ１）より小さいか否かの判定を行う。ステップＳ２におけるこの判定は、エンジンの状態が、冷間時、あるいは始動直後であるか否かを判定するためのものである。第１のしきい値Ｔ_ｔｈ１は、例えば６０℃程度とすればよい。

ステップＳ２において、エンジン用冷却水温センサ３５のセンサ値Ｔ_ｃが第１のしきい値Ｔ_ｔｈ１より小さい、すなわち、エンジンの状態が冷間時、あるいは始動直後であると判定された場合、処理はステップＳ４に進む。一方、エンジン用冷却水温センサ３５のセンサ値Ｔ_ｃが第１のしきい値Ｔ_ｔｈ１より小さくない場合、すなわち、エンジンの状態が冷間時、あるいは始動直後ではないと判定された場合、処理はステップＳ３に進む。

次に、ステップＳ３において、ＥＣＵ５０は、排気ガス温度センサ２０のセンサ値Ｔ_ｅを参照し、この値が所定のしきい値（第２のしきい値Ｔ_ｔｈ２）より小さいか否かの判定を行う。ステップＳ３におけるこの判定は、排気ガスが後処理装置２１における後処理、すなわち排気ガスの触媒による浄化を行うことができる温度であるか否かを判定するためのものである。

後処理装置２１において行われる触媒による排気ガスの浄化は、排気ガスの温度がある程度以上高くないと、触媒と反応できないために行うことができない。排気ガスが触媒と反応できる温度、すなわち第２のしきい値Ｔ_ｔｈ２は、例えば２００℃程度である。ステップＳ３において、排気ガス温度センサ２０のセンサ値Ｔ_ｅが第２のしきい値Ｔ_ｔｈ２より小さいと判定された場合、すなわち、触媒による排気ガスの浄化が行われない場合、処理はステップＳ４に進む。一方、排気ガス温度センサ２０のセンサ値Ｔ_ｅが第２のしきい値Ｔ_ｔｈ２より小さくないと判定された場合、すなわち、触媒による排気ガスの浄化が行われうる場合、処理はステップＳ６に進む。

次に、ステップＳ４において、ＥＣＵ５０は、第１ＣＡＣ用冷却水温センサ３６および第２ＣＡＣ用冷却水温センサ３７のセンサ値Ｔ_ｃ１およびＴ_ｃ２を参照し、これらの値のうちのいずれかが所定のしきい値（第３のしきい値Ｔ_ｔｈ３）より小さいか否かの判定を行う。ステップＳ４におけるこの判定は、ＣＡＣ用の冷却水、すなわち第１冷却器１３および第２冷却器１５にて使用される冷却水が沸騰しているか否かを判定するためのものである。すなわち、第３のしきい値Ｔ_ｔｈ３は、冷却水の沸点である。具体的には、しきい値Ｔ_ｔｈ３は、冷却水がクーラントを添加した水である場合には、１１０℃から１２０℃程度とすればよい。

ステップＳ４において、第１ＣＡＣ用冷却水温センサ３６および第２ＣＡＣ用冷却水温センサ３７のセンサ値Ｔ_ｃ１およびＴ_ｃ２のいずれかが第３のしきい値Ｔ_ｔｈ３より小さいと判定された場合、すなわち、ＣＡＣ用の冷却水が沸騰していない場合、処理はステップＳ５に進む。一方、第１ＣＡＣ用冷却水温センサ３６および第２ＣＡＣ用冷却水温センサ３７のセンサ値Ｔ_ｃ１およびＴ_ｃ２のいずれかが第３のしきい値Ｔ_ｔｈ３より小さくないと判定された場合、すなわち、ＣＡＣ用の冷却水が沸騰している場合、処理はステップＳ６に進む。

ステップＳ５において、ＥＣＵ５０は、ＣＡＣ用ウォーターポンプ３３の動作を停止させる。これにより、ＣＡＣ用ラジエター３１で冷却された冷却水が、第１冷却器１３および第２冷却器１５に供給されなくなるので、吸気温度が上昇する。従って、エンジンの暖機を素早く行うことができるとともに、排気ガス温度を上昇させ、後処理装置２１における触媒による排気ガスの浄化を確実に行わせることができる。

一方、ステップＳ６において、ＥＣＵ５０は、ＣＡＣ用ウォーターポンプ３３を動作させる。これにより、ＣＡＣ用ラジエター３１で冷却された冷却水が、第１冷却器１３および第２冷却器１５に供給され、吸気温度が低下する。

以上説明したように、ＥＣＵ５０は、エンジン用冷却水温センサ３５の出力するセンサ値Ｔ_ｃ、排気ガス温度センサ２０のセンサ値Ｔ_ｅ、および、第１ＣＡＣ用冷却水温センサ３６および第２ＣＡＣ用冷却水温センサ３７のセンサ値Ｔ_ｃ１およびＴ_ｃ２に基づいて、ＣＡＣ用ウォーターポンプ３３を動作させるか否かの判定を行う。

図２において、ステップＳ５の処理が行われるのは、以下のような場合である。１つ目の場合は、ステップＳ１においてＣＡＣ用ウォーターポンプ３３の動作を停止させてもよい条件が満たされていると判定され、ステップＳ２においてエンジン用冷却水温センサ３５のセンサ値Ｔ_ｃが第１のしきい値Ｔ_ｔｈ１より小さいと判定され、かつ第１ＣＡＣ用冷却水温センサ３６および第２ＣＡＣ用冷却水温センサ３７のセンサ値Ｔ_ｃ１およびＴ_ｃ２のいずれかが第３のしきい値Ｔ_ｔｈ３より小さいと判定された場合である。２つ目の場合は、ステップＳ１においてＣＡＣ用ウォーターポンプ３３の動作を停止させてもよい条件が満たされていると判定され、ステップＳ２においてエンジン用冷却水温センサ３５のセンサ値Ｔ_ｃが第１のしきい値Ｔ_ｔｈ１より小さくないと判定され、かつ、ステップＳ３において排気ガス温度センサ２０のセンサ値Ｔ_ｅが第２のしきい値Ｔ_ｔｈ２より小さいと判定され、さらに第１ＣＡＣ用冷却水温センサ３６および第２ＣＡＣ用冷却水温センサ３７のセンサ値Ｔ_ｃ１およびＴ_ｃ２のいずれかが第３のしきい値Ｔ_ｔｈ３より小さいと判定された場合である。

上述した２つの場合を換言すると、以下のようになる。すなわち、１つ目の場合は、エンジンが高負荷領域ではなく、エンジンの冷間時あるいは始動直後であり、かつＣＡＣ用冷却水が沸騰していない場合である。２つ目の場合は、エンジンが高負荷領域ではなく、エンジンの冷間時あるいは始動直後ではなく、かつ排気ガス温度が触媒による浄化が十分に行われない温度であり、さらにＣＡＣ用冷却水が沸騰しない温度である場合である。すなわち、さらに言えば、吸気温度を上昇させた方が好ましい場合、あるいは、排気ガス温度を上昇させた方が好ましい場合に、ＥＣＵ５０はステップＳ５を実行し、ＣＡＣ用ウォーターポンプ３３を停止させる。これにより、吸気温度が上昇する。

一方、図２において、ステップＳ６の処理が行われるのは、以下のような場合である。１つ目の場合は、ステップＳ１においてＣＡＣ用ウォーターポンプ３３の動作を停止させてもよい条件が満たされていないと判定された場合である。２つ目の場合は、ステップＳ１においてＣＡＣ用ウォーターポンプ３３の動作を停止させてもよい条件が満たされていると判定され、ステップＳ２においてエンジン用冷却水温センサ３５のセンサ値Ｔ_{ｃｏｏｌａｎｔ}が第１のしきい値Ｔ_ｔｈ１より小さくないと判定され、かつステップＳ３において排気ガス温度センサ２０のセンサ値Ｔ_{ｅｘｈａｕｓｔ}が第２のしきい値Ｔ_ｔｈ２より小さくないと判定された場合である。

３つ目の場合は、ステップＳ１においてＣＡＣ用ウォーターポンプ３３の動作を停止させてもよい条件が満たされていると判定され、ステップＳ２においてエンジン用冷却水温センサ３５のセンサ値Ｔ_ｃが第１のしきい値Ｔ_ｔｈ１より小さいと判定され、かつ第１ＣＡＣ用冷却水温センサ３６および第２ＣＡＣ用冷却水温センサ３７のセンサ値Ｔ_ｃ１およびＴ_ｃ２のいずれかが第３のしきい値Ｔ_ｔｈ３より小さくないと判定された場合である。

さらに、４つ目の場合は、ステップＳ１においてＣＡＣ用ウォーターポンプ３３の動作を停止させてもよい条件が満たされていると判定され、ステップＳ２においてエンジン用冷却水温センサ３５のセンサ値Ｔ_ｃが第１のしきい値Ｔ_ｔｈ１より小さくないと判定され、かつ、ステップＳ３において排気ガス温度センサ２０のセンサ値Ｔ_ｅが第２のしきい値Ｔ_ｔｈ２より小さいと判定され、さらに第１ＣＡＣ用冷却水温センサ３６および第２ＣＡＣ用冷却水温センサ３７のセンサ値Ｔ_ｃ１およびＴ_ｃ２のいずれかが第３のしきい値Ｔ_ｔｈ３より小さくないと判定された場合である。

上述した４つの場合を換言すると、以下のようになる。すなわち、１つ目の場合は、エンジンが高負荷で運転される高負荷領域であり、過給機出口ならびにエンジン内の温度が高い場合である。２つ目の場合は、エンジンの冷間時あるいは始動直後ではなく、かつ排気ガス温度は触媒による浄化が十分行われる温度である場合である。３つ目と４つ目の場合は、ＣＡＣ用冷却水が沸騰する温度である場合である。これらの場合とは、さらに言えば、吸気温度をこれ以上上昇させることが好ましくない場合、あるいは、排気ガス温度をこれ以上上昇させることが好ましくない場合であると言うことができる。このような場合に、ＥＣＵ５０はステップＳ６を実行し、ＣＡＣ用ウォーターポンプ３３を動作させる。これにより、吸気温度が低下する。

このように、本実施の形態に係る吸気温度制御システム１００によれば、ＥＣＵ５０は、エンジン用冷却水温センサ３５の出力するセンサ値Ｔ_ｃ、排気ガス温度センサ２０のセンサ値Ｔ_ｅ、および、第１ＣＡＣ用冷却水温センサ３６および第２ＣＡＣ用冷却水温センサ３７のセンサ値Ｔ_ｃ１およびＴ_ｃ２に基づいて、吸気温度あるいは排気ガス温度を上昇させることが好ましい場合には、ＣＡＣ用ウォーターポンプ３３を停止させ、そうでない場合には、ＣＡＣ用ウォーターポンプ３３を動作させる。これにより、吸気温度を好適に制御することができるようになり、気温が低い場合にもエンジンの始動が行いやすくなったり、良好な燃焼状態を得ることができたり、という種々の効果を奏することができる。また、吸気温度を好適に制御することで、排気ガス温度も好適に制御できるので、気温が低い場合に排気ガス温度が低く、触媒と十分に反応せずに排気ガスを浄化できない事態を回避することができる。このため、外気温度に左右されず、好適に車輌を運用することができるようになる。

以上説明したように、本発明の実施の形態に係る吸気温度制御システム１００は、エンジンからの排気ガスにより回転するタービン（第１タービン１９および第２タービン１８）と、当該タービンの回転により駆動し、エンジンに供給する吸気を圧縮する圧縮機（第１圧縮機１２および第２圧縮機１４）と、圧縮機により圧縮された吸気を冷却する冷却器（第１冷却器１３および第２冷却器１５）と、当該冷却器に冷却器用冷却水を供給する冷却器用ポンプ（ＣＡＣ用ウォーターポンプ３３）と、エンジンを冷却するエンジン用冷却水の温度と、エンジンからの排気ガスの温度と、冷却器における冷却器用冷却水の温度と、の少なくともいずれかに基づいて、冷却器用ポンプを動作あるいは停止させる制御部（ＥＣＵ５０）と、を有する。

このような構成により、エンジンが高負荷領域ではない場合や、エンジンの冷間時あるいは始動直後である場合、あるいは排気ガス温度が触媒による浄化が十分に行われない温度である場合等、吸気温度を上昇させ、排気温度を上昇させることが好ましい場合には、ＥＣＵ５０はＣＡＣ用ウォーターポンプ３３を停止させるので、吸気温度や排気温度を上昇させることができる。また、ＥＣＵ５０は、吸気温度を上昇させ、排気温度を上昇させることが好ましい場合でも、ＣＡＣ用冷却水が沸騰している場合には、ＣＡＣ用ウォーターポンプ３３を停止させない。これは、ＣＡＣ用冷却水が沸騰しているような場合に、吸気温度をさらに上昇させると、圧縮機やエンジンの各部が高温となり、エンジンが正常な動作を行うことができない場合があるからである。

従って、本発明の実施の形態に係る吸気温度制御システム１００によれば、エンジンの各部の状態に基づいて、外気温にかかわらず、吸気の温度を好適な温度に制御することができる。

図４は、本発明の実施の形態に係る吸気温度制御システム１００によるＣＡＣ用ウォーターポンプ３３の制御の効果について説明するための図である。図４において、最上段のグラフは、本発明の実施の形態に係る吸気温度制御システム１００によるＣＡＣ用ウォーターポンプ３３の制御を行った場合と、ＣＡＣ用ウォーターポンプ３３の制御を行わない従来制御の場合の第２冷却器１５の出口における吸気温度の時間変化を示している。このグラフに示すように、本発明では、ＣＡＣ用ウォーターポンプ３３が停止している間、吸気温度は上昇し、ＣＡＣ用ウォーターポンプ３３が動作すると吸気温度が低下している。

また、図４において、中段のグラフは、本発明の実施の形態に係る吸気温度制御システム１００によるＣＡＣ用ウォーターポンプ３３の制御を行った場合と、ＣＡＣ用ウォーターポンプ３３の制御を行わない従来制御の場合の、吸気マニホールド内の温度を示している。このグラフに示すように、ＣＡＣ用ウォーターポンプ３３が停止している間、吸気温度は上昇し、ＣＡＣ用ウォーターポンプ３３が動作すると吸気温度が低下している。

図４の最下段のグラフは、ＣＡＣ用ウォーターポンプ３３の制御を行わない従来制御から、本発明の実施の形態に係る吸気温度制御システム１００によるＣＡＣ用ウォーターポンプ３３の制御を行った場合への温度変化を、吸気マニホールド１６内の温度と、第１タービン１９の出口温度、すなわち排気ガスの温度について示している。このように、ＣＡＣ用ウォーターポンプ３３の制御を行わない従来制御と比較して、本発明の実施の形態に係る吸気温度制御システム１００では、好適に吸気温度と排気ガスの温度を制御することができる。

なお、上述した実施の形態においては、２段過給の場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、単段の過給機や３段以上の過給機を有する場合にも本発明を適用することができる。その場合、過給機の段数に合わせた個数の冷却水温センサを設置すればよい。

本発明は、過給機を備えるエンジンの吸気温度を制御する吸気温度制御システムに有用である。

１００ 吸気温度制御システム
１１ 吸気口
１２ 第１圧縮機
１３ 第１冷却器
１４ 第２圧縮機
１５ 第２冷却器
１６ 吸気マニホールド
１７ 排気マニホールド
１８ 第２タービン
１９ 第１タービン
２０ 排気ガス温度センサ
２１ 後処理装置
２２ 排気口
３１ ＣＡＣ用ラジエター
３２ エンジン用ラジエター
３３ ＣＡＣ用ウォーターポンプ
３４ エンジン用ウォーターポンプ
３５ エンジン用冷却水温センサ
３６ 第１ＣＡＣ用冷却水温センサ
３７ 第２ＣＡＣ用冷却水温センサ
４０ エンジン
５０ ＥＣＵ

Claims (5)

1. エンジンからの排気ガスにより回転するタービンと、
   当該タービンの回転により駆動し、前記エンジンに供給する吸気を圧縮する圧縮機と、
   前記圧縮機により圧縮された吸気を冷却する冷却器と、
   当該冷却器に冷却器用冷却水を供給する冷却器用ポンプと、
   前記エンジンを冷却するエンジン用冷却水の温度と、前記エンジンからの排気ガスの温度と、前記冷却器における前記冷却器用冷却水の温度と、の少なくともいずれかに基づいて、前記冷却器用ポンプを動作あるいは停止させる制御部と、
   を有する吸気温度制御システム。
2. 前記制御部は、前記エンジン用冷却水の温度が所定のしきい値より小さい場合に、前記冷却器用ポンプを停止させる、
   請求項１に記載の吸気温度制御システム。
3. 前記制御部は、前記エンジン用冷却水の温度が所定のしきい値以上であり、かつ前記排気ガスの温度が所定のしきい値より小さい場合に、前記冷却器用ポンプを停止させる、
   請求項１または２に記載の吸気温度制御システム。
4. 前記制御部は、前記冷却器用冷却水の温度が所定のしきい値より小さい場合に、前記冷却器用ポンプを停止させる、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の吸気温度制御システム。
5. 前記制御部は、前記エンジンの回転速度と燃料噴射量とが所定の範囲内にはない場合に、前記冷却器用ポンプを停止させる、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の吸気温度制御システム。

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