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公開番号2025164329
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-30
出願番号2024068202
出願日2024-04-19
発明の名称内燃機関の吸気温度制御システム
出願人株式会社豊田自動織機
代理人弁理士法人岡田国際特許事務所
主分類F02B 29/04 20060101AFI20251023BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】内燃機関の運転状態に応じて適切な目標出口吸気温度を定め、目標出口吸気温度が外気温度よりも低い温度であっても、過給機から吐出された吸気の温度をインタークーラにてより高い精度で目標出口吸気温度に近づけることが可能な、内燃機関の吸気温度制御システムを提供する。
【解決手段】過給機80とインタークーラ84を有する内燃機関10の吸気温度制御システム2であって、インタークーラ84と、インタークーラ出口吸気温度を検出する吸気温度検出装置32Bと、インタークーラに接続されてインタークーラ出口吸気温度を外気温度よりも低い温度に制御可能な冷熱機器(ヒートポンプシステム70)と、冷熱機器を制御する制御装置50とを有し、制御装置は、内燃機関の運転状態に応じて設定された目標出口吸気温度を取得し、吸気温度検出装置を用いて検出したインタークーラ出口吸気温度が目標出口吸気温度に近づくように冷熱機器を制御する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
過給機とインタークーラを有する内燃機関の吸気温度制御システムであって、
前記過給機から吐出された吸気の温度を調整する前記インタークーラと、
前記インタークーラから吐出される吸気の温度であるインタークーラ出口吸気温度を検出する吸気温度検出装置と、
前記インタークーラに接続されて前記インタークーラ出口吸気温度を外気温度よりも低い温度に制御可能な冷熱機器と、
前記冷熱機器を制御する制御装置と、
を有し、
前記制御装置は、
内燃機関の運転状態に応じて設定された目標出口吸気温度を取得し、
前記吸気温度検出装置を用いて検出した前記インタークーラ出口吸気温度が前記目標出口吸気温度に近づくように前記冷熱機器を制御する、
内燃機関の吸気温度制御システム。
続きを表示（約 870 文字）【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の吸気温度制御システムであって、
前記冷熱機器は、前記インタークーラ出口吸気温度を外気温度よりも高い温度にも制御可能である、
内燃機関の吸気温度制御システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の内燃機関の吸気温度制御システムであって、
前記冷熱機器は、圧縮機と膨張弁と熱交換器と冷媒方向切替弁を有するヒートポンプシステムである、
内燃機関の吸気温度制御システム。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関の吸気温度制御システムであって、
前記制御装置は、
前記圧縮機の回転量と前記膨張弁の弁開度を制御可能であるとともに前記冷媒方向切替弁を昇温方向または降温方向に切替可能であり、
前記インタークーラ出口吸気温度が前記目標出口吸気温度よりも高い場合には、
前記冷媒方向切替弁を前記降温方向に設定し、
前記圧縮機の回転量を前記運転状態に応じて設定された回転量または圧縮率に基づいて制御し、
前記インタークーラ出口吸気温度が前記目標出口吸気温度に近づくように前記膨張弁の弁開度をフィードバック制御する、
内燃機関の吸気温度制御システム。
【請求項５】
請求項３に記載の内燃機関の吸気温度制御システムであって、
前記制御装置は、
前記圧縮機の回転量と前記膨張弁の弁開度を制御可能であるとともに前記冷媒方向切替弁を昇温方向または降温方向に切替可能であり、
前記インタークーラ出口吸気温度が前記目標出口吸気温度よりも低い場合には、
前記冷媒方向切替弁を前記昇温方向に設定し、
前記膨張弁の弁開度を前記運転状態に応じて設定された弁開度または膨張率に基づいて制御し、
前記インタークーラ出口吸気温度が前記目標出口吸気温度に近づくように前記圧縮機の回転量をフィードバック制御する、
内燃機関の吸気温度制御システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給機とインタークーラを有する内燃機関において、過給機から吐出された吸気の温度をインタークーラを用いて制御する内燃機関の吸気温度制御システムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、過給機とインタークーラを有する内燃機関では、空冷式や水冷式のインタークーラを用いて、過給機から吐出された吸気の温度を低下させて、吸気の密度を高めている。しかし、一般的な空冷式や水冷式のインタークーラでは、外気温度よりも低い温度まで吸気の温度を下げることはできない。
【０００３】
そこで特許文献１に記載の水冷式吸気冷却装置（水冷式インタークーラ）では、インタークーラの冷却水を車両用空調装置の冷媒を用いて冷却することで、外気温度よりも低い温度まで吸気の温度を低下させている。また、車両用空調装置に備わる冷凍サイクルが、クーラサイクルとヒートポンプサイクルとを切り替え可能な冷凍回路を有し、外気温度が非常に低い場合には、インタークーラの冷却水を加熱して過給機から吐出された吸気の温度を昇温させることも可能とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００５－００２９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の水冷式冷却装置（水冷式インタークーラ）では、クーラサイクルとヒートポンプサイクルを切り替え可能な冷凍サイクルを備えた車両用空調装置の冷媒を用いてインタークーラの冷却水を降温させたり昇温させたりしている。このため、車両用空調装置の動作（車両の乗員からの冷房指示や暖房指示）に影響されて、インタークーラ出口吸気温度の精度が低くなる可能性がある。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、内燃機関の運転状態に応じて適切な目標出口吸気温度を定め、目標出口吸気温度が外気温度よりも低い温度であっても、過給機から吐出された吸気の温度をインタークーラにてより高い精度で目標出口吸気温度に近づけることが可能な、内燃機関の吸気温度制御システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、第１の発明は、過給機とインタークーラを有する内燃機関の吸気温度制御システムであって、前記過給機から吐出された吸気の温度を調整する前記インタークーラと、前記インタークーラから吐出される吸気の温度であるインタークーラ出口吸気温度を検出する吸気温度検出装置と、前記インタークーラに接続されて前記インタークーラ出口吸気温度を外気温度よりも低い温度に制御可能な冷熱機器と、前記冷熱機器を制御する制御装置と、を有する。そして前記制御装置は、内燃機関の運転状態に応じて設定された目標出口吸気温度を取得し、前記吸気温度検出装置を用いて検出した前記インタークーラ出口吸気温度が前記目標出口吸気温度に近づくように前記冷熱機器を制御する、内燃機関の吸気温度制御システムである。
【０００８】
次に、第２の発明は、上記第１の発明に係る内燃機関の吸気温度制御システムであって、前記冷熱機器は、前記インタークーラ出口吸気温度を外気温度よりも高い温度にも制御可能である、内燃機関の吸気温度制御システムである。
【０００９】
次に、第３の発明は、上記第１の発明または第２の発明に係る内燃機関の吸気温度制御システムであって、前記冷熱機器は、圧縮機と膨張弁と熱交換器と冷媒方向切替弁を有するヒートポンプシステムである、内燃機関の吸気温度制御システムである。
【００１０】
次に、第４の発明は、上記第３の発明に係る内燃機関の吸気温度制御システムであって、前記制御装置は、前記圧縮機の回転量と前記膨張弁の弁開度を制御可能であるとともに前記冷媒方向切替弁を昇温方向または降温方向に切替可能であり、前記インタークーラ出口吸気温度が前記目標出口吸気温度よりも高い場合には、前記冷媒方向切替弁を前記降温方向に設定し、前記圧縮機の回転量を前記運転状態に応じて設定された回転量または圧縮率に基づいて制御し、前記インタークーラ出口吸気温度が前記目標出口吸気温度に近づくように前記膨張弁の弁開度をフィードバック制御する、内燃機関の吸気温度制御システムである。
（【００１１】以降は省略されています）

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