JP2023017583A - エンジンの吸気システム - Google Patents

Abstract

【課題】吸気と車室の冷却とを、低コストで、適切に両立できるようにする。【解決手段】エアコン６で車室３２の空調を行う車両３に搭載されているエンジン１の吸気システム２である。エアコン６のエバポレータ６３の熱交換器が、互いに独立した第１熱交換器６３ａおよび第２熱交換器６３ｂに分割されている。それに伴い、空気通路６０２は、第１分割通路６０７と第２分割通路６０８とを有している。吸気システム２は、エアコン６の一部を利用して吸気を冷却するように構成されている。コントローラ７が、吸気への冷却要求が有ると判定した場合、第１熱交換器６３ａを通過した第１空気が接続通路４６を通じて吸気通路４に流れるように制御する一方で、吸気への冷却要求が無いと判定した場合、第１空気が第１分割通路６０７に流れるように制御する。【選択図】図２

Description

開示する技術は、エアコンで車室の空調を行う車両に搭載されていて、吸気通路を通じて燃焼室に空気を供給するエンジンの吸気システムに関する。

近年、電気を用いて駆動する電気自動車などの電動車両が増加している。しかし、電動車両は実用的には課題も多い。現状では、内燃機関であるエンジンを動力源に用いる車両の方が多く、また、エンジンに対する要望も依然として高い。更に、エンジンは、熱効率に関して改善の余地があり、その更なる向上が期待できる。

エンジンの熱効率を向上させる手段の１つに、吸気温度の低減がある。それに関する先行技術の１つが、特許文献１に開示されている。

特許文献１では、吸気通路に、二股に分岐する冷却通路およびバイパス通路が設けられている。そして、その冷却通路に、吸気と車室の空気との双方の冷却に共用されるエバポレータが配置されている。エバポレータを流れる冷媒との熱交換によって、吸気通路を流れる空気を冷却する。

特開２０１９－１００２６９号公報

発明者らは、従来よりも熱効率に優れたエンジンを実現するべく、幾何学的圧縮比が１８以上の高圧縮比のエンジンの開発を進めている。しかし、エンジンを高圧縮比にすると、エンジン温度が高い時に、ノッキングなどの異常燃焼が発生し易くなる。その異常燃焼を抑制するために、燃焼のタイミングを遅らせる制御（いわゆる燃焼リタード）が必要になる。

そのため、ＭＢＴ（Ｍｉｎｉｍｕｍ ａｄｖａｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｂｅｓｔ Ｔｏｒｑｕｅ）領域、つまり最適な点火時期を設定できる領域が、エンジンの低負荷側に制限される。それにより、エンジンを高圧縮比にしても熱効率の向上が妨げられる、という問題がある。

そこで、発明者らは、運転時のエンジン温度の低下（エンジンの低温シフト）を検討している。エンジンの低温シフトにより、ＭＢＴ領域を高負荷側へ拡大することが可能になる。エンジンの低温シフトはまた、暖機に伴うエネルギーロスを低減できるという利点もある。従って、エンジンの低温シフトは、高圧縮比なエンジンに対して有効であり、熱効率の向上にとって重要である。

そして、そのエンジンの低温シフトにおける対策の１つに吸気温度の低減がある。ただし、エンジンの低温シフトにおいて求められる吸気温度の低減の程度は、従来よりも著しく大きい。

例えば３０℃程度の外気を吸気として取り込んだ場合、燃焼室に達する時には、周辺環境からの受熱により、その温度は１１０℃程度にまで上昇する。従来のエンジンであれば、吸気の温度を９５℃程度に低減できれば十分である。それに対し、発明者らは、高圧縮比なエンジンの性能を適切に発揮させるために、燃焼室に導入する吸気の温度を７５℃以下（目標吸気温度）に抑制することを目指している。

しかし、発明者らがシミュレーションによって解析した結果、この目標吸気温度は、断熱や冷却水温の低下など、通常の対策では実現できないことが判明した。

それに対し、特許文献１の技術は、吸気それ自体を冷却する。従って、吸気を目標吸気温度に合わせて冷却することも可能である。

しかし、特許文献１の技術では、車室の空気を冷却するエバポレータを用いて吸気の冷却を行っている。そのため、吸気の冷却性能は、車室の空気の状態、つまりエアコンの冷却要求の影響を受ける。例えば、エアコンの冷却要求が高い時に、その冷却要求を優先すると、吸気を適切に冷却できなくなるおそれがある。逆に、吸気の冷却を優先すると、エアコンの冷却が不足するおそれがある。

また、吸気通路に、エバポレータを備えた特別の通路を設ける必要があるので、高コストであり、実用化も難しい構造となっている。更に、そのエバポレータの複数の冷却フィンの間には、蓄冷材が挟み込まれているので、空気が流れ難い。従って、吸気量が多い時などに不利である。その分、エバポレータを大きくすればよいが、より高コストになり、実用化は、よりいっそう難しくなる。

そこで、開示する技術では、吸気の冷却と車室の空気の冷却とを、低コストで、適切に両立できるようにする。それにより、エンジンの熱効率を向上させる。

発明者らは、エアコンのエバポレータの使用状況について詳細に分析を行った。

その結果、発明者らは、エンジンの始動直後は、車室の空気の冷却要求は高く、エバポレータの冷却負荷は大きいが、エンジンの暖機後は、エバポレータの冷却負荷が小さくなり、エバポレータに余力があることを見出した。開示する技術は、この知見に基づくものである。

すなわち、開示する技術は、エアコンで車室の空調を行う車両に搭載されていて、吸気通路を通じて燃焼室に吸気を供給するエンジンの吸気システムに関する。

前記エアコンは、前記車室に空気を案内する空気通路と、冷媒を吐出するコンプレッサと、前記冷媒との熱交換によって前記空気を冷却するエバポレータと、前記コンプレッサと前記エバポレータとを通って前記冷媒を循環させる冷媒流路と、を備える。前記エバポレータの熱交換器が、互いに独立した第１熱交換器および第２熱交換器に分割されている。それに伴い、前記空気通路が、前記第１熱交換器が配置される第１分割通路と、前記第２熱交換器が配置される第２分割通路と、を有している。

前記吸気システムは、前記エアコンの一部を利用して前記吸気を冷却するように構成されている。そして、前記第１熱交換器を通過することによって冷却される第１空気を前記第１分割通路から前記吸気通路に案内する接続通路と、前記第１空気の流れる方向を、前記空気通路または前記吸気通路に切り替える通路切替手段と、を備える。それとともに、前記通路切替手段を制御する通路切替制御部と、前記エンジンの運転状態に基づいて、前記吸気への冷却要求の有無を判定する吸気冷却要求判定部と、を有するコントローラを更に備える。

そして、前記コントローラが、前記吸気への冷却要求が有ると判定した場合、前記第１空気が前記接続通路を通じて前記吸気通路に流れるように制御する一方で、前記吸気への冷却要求が無いと判定した場合、前記第１空気が前記第１分割通路に流れるように制御する。

この吸気システムによれば、エアコンのエバポレータの熱交換器が２つに分割されていて、吸気への冷却要求が有る場合は、その第１熱交換器で吸気を冷却する。従って、吸気の冷却専用の熱交換器、冷却通路などを別途設ける必要がない。安価で簡易な構造で吸気を冷却できる。

そして、上述したように、エンジンの始動直後は、車室の空気の冷却要求は高く、エバポレータの冷却負荷は大きいが、エンジンの暖機後は、エバポレータの冷却負荷が小さくなり、エバポレータに余力がある。それに対し、吸気の冷却要求が高くなり、熱効率の改善効果も高くなるのは、エンジンの始動直後ではなく、エンジンの暖機後である。

従って、エアコンのエバポレータの余力を利用することによって、吸気を効率よく冷却できる。吸気の冷却と車室の空気の冷却とを、低コストで、適切に両立できる。それにより、エンジンの熱効率が向上する。

前記吸気システムはまた、前記吸気冷却要求判定部が、前記エンジンの温度が低い時に、前記吸気への冷却要求の有無を判定しないで、前記エンジンの温度が高い時に、前記吸気への冷却要求の有無を判定する、としてもよい。

エンジンの温度が低い時でも、吸気冷却によって異常燃焼の抑制効果は得られるが、エアコンの冷却要求が高い。従って、その時に吸気も冷却すると、吸気と車室の冷却とが両立できない場合がある。一方、エンジンの温度が高い時は、エアコンのエバポレータには余力がある。従って、その余力を利用することで、吸気と車室の冷却とを、低コストで、適切に両立できる。

前記吸気システムはまた、前記エアコンは、前記車室に向けて前記空気を送風するブロアを更に備え、前記吸気システムは、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器への前記冷媒の流れを切り替える冷媒切替手段を更に備え、前記コントローラは、前記冷媒切替手段を制御する冷媒切替制御部を更に有し、前記コントローラが、前記車室の冷却が要求されている時には、前記ブロアおよび前記コンプレッサの双方の駆動とともに、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器の双方に前記冷媒が供給されるように制御する一方で、前記車室の冷却が要求されていない時には、前記ブロアの停止ととともに、前記コンプレッサを駆動して前記第１熱交換器のみに前記冷媒が供給されるように制御する、としてもよい。

すなわち、この吸気システムでは、分割した熱交換器を利用して、コントローラが予冷制御を実行する。エアコンがオンの時は、従来通りに車室を冷却できる。そして、エアコンがオフの時は、第１熱交換器を予冷する。従って、吸気の冷却要求が有った時には、速やかに吸気を冷却できる。

前記吸気システムはまた、前記エンジンの運転領域を、低負荷領域、中負荷領域、および、高負荷領域の各々に負荷方向に三分した場合に、前記低負荷領域では前記吸気の冷却は行わないで、前記高負荷領域で前記吸気の冷却を行う、としてもよい。

低負荷領域は、異常燃焼を抑制する必要性はほとんどない。それに対し、高負荷領域は、異常燃焼を抑制する必要性が高く、その強度も大きい。従って、低負荷領域で吸気冷却は行わないで、高負荷領域で吸気冷却を行うことで、吸気冷却を効率的に行うことができ、熱効率を効果的に向上できる。

前記吸気システムはまた、前記中負荷領域を、低回転領域、中回転領域、および、高回転領域の各々に回転方向に三分した場合に、中負荷中回転領域で前記吸気の冷却を行わない範囲での負荷の最大値は、中負荷低回転領域および中負荷高回転領域の各々で前記吸気の冷却を行わない範囲での負荷の最大値よりも大きい、としてもよい。

中負荷低回転領域および中負荷高回転領域では、異常燃焼の抑制によって得られる燃費抑制効果が、吸気冷却による燃料消費を上回る。それに対し、中負荷中回転領域では、異常燃焼の程度が比較的軽微であることに加え、吸気冷却による燃料消費が、異常燃焼の抑制によって得られる燃費抑制効果を上回る。従って、中負荷中回転領域では、その広い範囲において吸気冷却は行わない。それにより、熱効率を向上できる。

前記吸気システムはまた、前記中負荷高回転領域で前記吸気の冷却が行われる範囲は、中負荷低回転領域で前記吸気の冷却が行われる範囲よりも大きい、としてもよい。

中負荷低回転領域よりも中負荷高回転領域の方が、異常燃焼が発生し易い。従って、中負荷高回転領域の方が、中負荷低回転領域よりも、吸気冷却による高い効果を得ることができる。

前記吸気システムはまた、空気との熱交換によって冷媒を冷却するラジエータと、前記ラジエータを通過することによって加熱される前記空気が後方に向かうように送風するラジエータファンとからなるラジエータユニットが、前記エンジンの前方に配置されていて、前記吸気通路は、前記ラジエータユニットの後方に配置された所定のエンジン近接通路を含み、前記ラジエータユニットと前記エンジン近接通路との間に、これらの間を仕切る隔壁が設けられ、前記ラジエータを通過しない未加熱空気を吹き出すことによって前記隔壁と前記エンジン近接通路との間の介在スペースに案内する導風通路が設けられ、吹き出された前記未加熱空気が前記エンジン近接通路を指向するように、前記導風通路が配置されている、としてもよい。

吸気それ自体の温度が低下しても、吸気は、吸気通路を流れる間に受熱して昇温する。従って、吸気それ自体を冷却できたとしても、燃焼室の導入時点での吸気の温度を安定して大きく低下させることは難しい。特に、ラジエータユニットの後方に配置されているエンジン近接通路には、ラジエータファンの送風によって高温の空気が接触する。

それに対し、この吸気システムでは、ラジエータユニットとエンジン近接通路の間が隔壁で仕切られていて、これらの間の介在スペースを未加熱空気が吹き抜けるように構成されている。従って、エンジン近接通路の周囲を低温の空気が流れるので、エンジン近接通路を流れる吸気が受熱して昇温するのを抑制できる。

しかも、吹き出された未加熱空気がエンジン近接通路を指向するように、導風通路が配置されているので、未加熱空気は、エンジン近接通路に沿って流れるのではなく、エンジン近接通路の壁面を指向する成分を含む流れを形成する。エンジン近接通路に未加熱空気が接し易くなるので、エンジン近接通路を流れる吸気の受熱を効果的に抑制できる。

前記吸気システムはまた、前記エンジンの幾何学的圧縮比が１８以上であり、
前記エンジンの吸気ポートの上流側部位が下流側部位よりも断熱性が高くなるように構成されている、としてもよい。

吸気ポートの上流側部位の断熱性が高いと、吸気ポートに流入する吸気が、吸気ポートの周辺環境から受熱して昇温することを抑制できる。一方、幾何学的圧縮比が１８以上のエンジンは、燃焼時に高温になり易い。そして、吸気ポートの下流側部位は、燃焼室の中からの吹き返しにより、高温の混合気が流入する場合がある。従って、吸気ポートの下流側部位の断熱性が低いと、その放熱を促進できる。燃焼室に導入する吸気の温度を低くできる。

開示する技術を適用したエンジンの吸気システムによれば、吸気の冷却と車室の空気の冷却とを、低コストで、適切に両立できるようになる。それにより、エンジンの熱効率を向上させることが可能になる。

開示する技術を適用したエンジンとその吸気システムを示す概略図である。 開示する技術を適用したエンジンとその吸気システムを示す概略図である。 エアコン本体の詳細構造を示す概略図である。上図はエア通路切替弁が車室冷却位置にある状態を、下図はエア通路切替弁が吸気冷却位置にある状態をそれぞれ表している。 コントローラと、その主な入出力装置とを示すブロック図である。 エンジンの運転領域マップを示す概略図である。 吸気冷却の基本的な制御例を示すフローチャートである。 吸気冷却のタイムチャートの一例である。 吸気冷却のタイムチャートの一例である。 受熱抑制構造の具体例を示す概略図である。 受熱抑制構造の具体例を示す概略図である。 流体解析結果を簡略化して示した図である。上図は、隔壁が無い場合を、下図は、隔壁が有る場合を、それぞれ表している。 吸気の流れと導風ダクトによる外気の流れとを説明するための図である。 吸気の流れ方向とガス温度と関係を説明するための図である。

以下、開示する技術の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎない。説明で用いる前後、左右、および、上下の各方向は、特に言及しない限り、図１、図２等に矢印で示すように、車両を基準とする。

＜エンジン、吸気システム＞
図１、図２に、開示する技術を適用したエンジン１とその吸気システム２を示す。これらエンジン１および吸気システム２は、自動車３（車両）の前部に設けられているエンジンルーム３０に搭載されている。自動車３は、エンジン１が運転することによって走行する。

エンジンルーム３０の前側には、ラジエータ２０ａ、ラジエータファン２０ｂなどを有するラジエータユニット２０が設置されている。ラジエータユニット２０は、エンジンルーム３０に外気を取り込むフロントグリルの後側に隣接するように配置されている。ラジエータ２０ａは、その厚み方向に通気可能に構成されたプレート状の部材からなり、その一方の面が前方に向くように配置されている。

ラジエータ２０ａは、エンジン１の冷却水を冷却する。すなわち、エンジン１から温度の高い冷却水がラジエータ２０ａに流入する。そして、その冷却水は、ラジエータ２０ａを通過する間に空気との熱交換によって冷却され、温度の低い冷却水がエンジン１へ戻される。

ラジエータファン２０ｂは、ラジエータ２０ａの後方に近接配置されている。ラジエータファン２０ｂは、ラジエータ２０ａを通過することによって加熱される空気が後方に向かうように送風する。ラジエータファン２０ｂが駆動することにより、ラジエータ２０ａでの熱交換が促進される。

なお、エンジンルーム３０の前側にはエアコン６のコンデンサ６１も配置されているが、これについては後述する。

エンジン１は、エンジンルーム３０におけるラジエータユニット２０の後方に設置されている。この実施形態のエンジン１は、４つのシリンダ１０が直列に並ぶ直列４気筒エンジンである（図１では、１つのシリンダ１０のみを図示）。このエンジン１は、４つのシリンダ１０が左右方向に並ぶように、エンジンルーム３０に横置きされている。

エンジン１は、シリンダ１０が形成されているシリンダブロック１ａと、その上に載置されるシリンダヘッド１ｂとを有している。これらシリンダブロック１ａおよびシリンダヘッド１ｂの各々には、エンジン１を冷却するために、ラジエータ２０ａで冷却された冷却水が流れる冷却水流路１０ａが形成されている。

各シリンダ１０には、ピストン１１が摺動自在に挿嵌されている。各シリンダ１０の上部に、燃焼が行われる燃焼室１２が形成される。燃焼室１２の下面はピストン１１の上面によって構成されている。エンジン１は、ガソリンを燃料に用いて燃焼し、ピストン１１が繰り返し昇降することで、吸気、圧縮、燃焼（膨張）、および、排気の４つの行程を行う。

上述したように、このエンジン１の幾何学的圧縮比は、１８以上に設計されている。従って、ピストン１１が上死点近傍に位置する燃焼時には、従来のエンジンに比べて、燃焼室１２は高圧縮になる。従って、このエンジン１は、適切な燃焼を行うことによって従来のエンジン１よりも熱効率を向上できる。

エンジン１は、更に、インジェクタ１３、点火プラグ１４なども有している。インジェクタ１３および点火プラグ１４は、シリンダ１０毎に、シリンダヘッド１ｂに取り付けられている。インジェクタ１３は、燃焼室１２の中に燃料であるガソリンを直接噴射する。点火プラグ１４は、燃焼室１２の中に形成される混合気に点火する。

シリンダヘッド１ｂには、シリンダ１０毎に、吸気ポート１７および排気ポート１８が形成されている。吸気ポート１７の上流側の端部は、シリンダヘッド１ｂの前側の側面に開口している。排気ポート１８の上流側の端部は、シリンダヘッド１ｂの後側の側面に開口している。各吸気ポート１７に吸気弁が配置され、各排気ポート１８に排気弁が配置されている。吸気弁および排気弁の各々は、これら各々に付設された動弁機構１９の制御によって、所定のタイミングで開閉する。

（吸気通路）
エンジン１には、吸気通路４が接続されている。吸気通路４は、ラジエータユニット２０とは別に外気を取り込むことにより、空気としての吸気を燃焼室１２に供給する通路である。吸気通路４は、エンジンルーム３０に配置されている。ただし、このエンジン１の場合、吸気通路４の一部は、後述するように車室３２の側に入り込んでいる。吸気通路４の上流側の端部には、エアクリーナー４０が配設されている。吸気通路４の下流側には、サージタンク４１が配設されている。

サージタンク４１よりも下流には、シリンダ１０毎に分岐した複数の独立した吸気分配通路４２ａを有するインテークマニホールド４２が設けられている。各吸気分配通路４２ａの下流側の端部が、各シリンダ１０の吸気ポート１７の上流側の端部に接続されている。なお、サージタンク４１には、その周囲を覆う吸気通路カバー８０が設置されているが、これについては後述する。

吸気通路４におけるエアクリーナー４０の下流側かつサージタンク４１の上流側の部位には、スロットル弁４３が配設されている。スロットル弁４３の開度の変更により、燃焼室１２の中への吸気の導入量が調整される。なお、吸気通路４におけるスロットル弁４３の下流側かつサージタンク４１の上流側の部位に、吸気を過給する過給機を設置してもよいが、このエンジン１には過給機は設置されていない（いわゆる自然吸気）。また、このエンジン１には設置されていないが、スロットル弁４３の下流側かつ過給機の上流側の部位に、排気を還流する外部ＥＧＲシステムを構成するＥＧＲ通路が接続されていてもよい。

エンジン１は、ＥＣＵ５（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、図４にのみ示す）の制御に従って運転する。ＥＣＵ５は、プログラムを実行するプロセッサ、メモリ、入出力装置などのハードウエアと、メモリに実装された制御プログラム、制御用データなどのソフトウエアとで構成されている。

自動車３には、図示はしないが、吸気の温度を検知する吸気温度センサ、排気ガスの温度を検知する排気温度センサ、冷却水の温度を検知する水温センサ、エンジン１のクランクシャフトの回転角を検知するクランク角センサ、アクセルペダルの操作量を検知するアクセル開度センサなど、各種センサが設置されている。ＥＣＵ５は、これらセンサから入力される信号に基づいて、インジェクタ１３、点火プラグ１４、動弁機構１９、スロットル弁４３などの動作を制御してエンジン１を運転する。

＜吸気システムの工夫＞
上述したように、このエンジン１は、熱効率を高めるために、幾何学的圧縮比が１８以上の高圧縮比に設計されている。そのため、従来のエンジンよりも、エンジン温度が高い時にノッキングなどの異常燃焼が発生し易い。その異常燃焼を抑制するために、エンジン１が高負荷で運転する時などには、燃焼のタイミングを遅らせる制御（いわゆる燃焼リタード）が必要になる。

そのため、エンジンを高圧縮比にしても、ＭＢＴ領域がエンジンの低負荷側に大きく制限されるので、熱効率の向上が妨げられる。そこで、このエンジン１では、熱効率の改善を図るべく、上述した運転時のエンジン温度の低下（エンジンの低温シフト）が行われている。

そして、その有効な対策の１つである、吸気温度の大幅な低減（目標吸気温度が７５℃以下）が実現できるように、従来からあるエンジンの冷却水、潤滑油などによる冷却に加え、このエンジン１の吸気システム２には、様々な工夫が施されている。

具体的には、「吸気ポートの受熱抑制および放熱促進」、「エアコンを利用した吸気冷却」、および、「吸気通路の受熱抑制」からなる対策が、吸気システム２に施されている。以下、これら対策の各々について、具体的に説明する。

（吸気ポートの受熱抑制および放熱促進）
通常、シリンダヘッド１ｂは、アルミ合金などの熱伝導率が大きい素材で構成されている。吸気ポート１７は、そのシリンダヘッド１ｂに形成されているので、吸気は、吸気ポート１７を流れる間に熱交換し易い。

それに対し、図１に簡略化して示すように、このエンジン１の吸気ポート１７の上流側部位１７ａは、樹脂などの熱伝導率が低い素材で形成された断熱部材により、断熱処理が施されている。断熱部材を吸気ポート１７の上流側部位１７ａに取り付けてもよいし、インサート成形によってシリンダヘッド１ｂに断熱部材を埋設してもよい。

それにより、吸気通路４から吸気ポート１７に流入する吸気が、吸気ポート１７の周辺環境から受熱して昇温することを抑制できる。

一方、吸気ポート１７の下流側部位は、燃焼室１２に近接しているので、高温になり易い。更に、吸気弁の開閉時に、燃焼室１２の中からの吹き返しにより、高温の混合気が吸気ポート１７に流入する場合がある。吸気ポート１７の下流側部位は、その周辺環境よりも高温になり易いので、吸気ポート１７の下流側部位は、断熱処理を施さないで、逆に放熱を促進させる。

吸気ポート１７の上流側部位１７ａを下流側部位よりも断熱性が高くなるように構成し、このように受熱抑制と放熱促進とを行うことで、燃焼室１２に導入する吸気の温度を低減できる。

（エアコンを利用した吸気冷却）
目標吸気温度は、断熱や冷却水温の低下などの通常の対策だけでは実現できない。

そこで、このエンジン１では、吸気それ自体を冷却する。ただし、吸気を冷却するために、冷却装置を新たに設けることは、部材点数の増加、製造コストの上昇、構造の複雑化など、新たな問題が生じる。

それに対し、このエンジン１の吸気システム２では、エアコン６（エアコンディショナー）の一部を利用して吸気が冷却できるように構成されている。部材の共用により、上述した部材点数の増加等の問題を抑制できる。

しかも、エアコン６のエバポレータ６３を効率的に活用することで、吸気の冷却と車室３２の空気の冷却とを適切に両立できるように工夫されている。すなわち、エアコンのエバポレータの使用状況を考慮すると、吸気の冷却要求が高い時のエアコンのエバポレータには余力があることに着目した。

エンジンの始動直後は、車室の空気の冷却要求は高く、エバポレータの冷却負荷は大きい。それに対し、エンジンの暖機後は、車室が冷却されることによってエバポレータの冷却負荷が小さくなり、エバポレータに余力がある、一方、吸気の冷却が求められるのは、エンジンの暖機後である。そこで、この吸気システム２では、エアコン６のエバポレータ６３とは別に、新たにエバポレータを増設することなく、その余力を用いて吸気が冷却できるように構成されている。

（エアコン）
図２に示すように、エンジンルーム３０の後側には、ダッシュパネル３１を隔てて車室３２が設けられている。その車室３２の前側に、車室３２の空調を行うエアコン６の本体部分（エアコン本体６０）が設置されている（エアコン本体６０の詳細は後述）。エアコン６は、エアコン本体６０とともに、コンデンサ６１、コンプレッサ６２、エバポレータ６３、膨張弁６４ａ，６４ｂ、冷媒流路６５などで構成されている。

冷媒流路６５は、冷媒が循環して流れる流路であり、配管などで構成されている。コンデンサ６１、コンプレッサ６２、エバポレータ６３、および、膨張弁６４ａ，６４ｂは、冷媒流路６５を介して接続されている。コンプレッサ６２を起点にした場合、冷媒の流れ方向の上流側から下流側に向かって、コンデンサ６１、膨張弁６４ａ，６４ｂ、エバポレータ６３が配置されている。

このエアコン６は、吸気も冷却できるように、吸気システム２の一部を構成している。すなわち、このエアコン６の膨張弁６４ａ，６４ｂ、エバポレータ６３、および、冷媒流路６５の一部の構造は、吸気システム２と共用できるように変更されている。

具体的には、エバポレータ６３の熱交換器は、互いに独立した第１熱交換器（第１ＨＥ）６３ａおよび第２熱交換器（第２ＨＥ）６３ｂに分割されている。それに伴い、冷媒流路６５の一部に、二股に分岐した流路（第１熱交換器６３ａに冷媒を供給する第１分岐流路６５ａおよび第２熱交換器６３ｂに冷媒を供給する第２分岐流路６５ｂ）が設けられている。

その冷媒流路６５の上流側の分岐部位に、第１熱交換器６３ａおよび第２熱交換器６３ｂへの冷媒の流れを切り替える冷媒流路切替弁６６（冷媒切替手段の一例）が設けられている。冷媒流路切替弁６６は、第１熱交換器６３ａおよび第２熱交換器６３ｂのいずれか一方またはこれらの双方に冷媒が流れるように流路を切り替える。第１熱交換器６３ａおよび第２熱交換器６３ｂの双方に冷媒が流れる場合、冷媒流路切替弁６６は、開度の調整により、冷媒の分配割合の調整も可能である。

そして、第１分岐流路６５ａの上流側の部位に第１膨張弁６４ａが設置され、第２分岐流路６５ｂの上流側の部位に第２膨張弁６４ｂが設置されている。第１膨張弁６４ａおよび第２膨張弁６４ｂの各々を流量の調整が可能にすることにより、これらで冷媒流路切替弁６６を代用してもよい。なお、エアコン本体６０も吸気システム２との共用に伴って変更されているが、それについては後述する。

コンプレッサ６２は、機械式であり、エンジン１に付設されている。コンプレッサ６２は、エンジン１の運転に連動して駆動する。コンプレッサ６２は、駆動することによって低温低圧のガス状冷媒を高温高圧にして吐出する。コンプレッサ６２は、クラッチの制御により、その出力が変更可能に構成されている。

コンプレッサ６２は、エンジン１から独立して駆動できる電気式であってもよい。また、その制御方式も、回転制御または容量制御であってもよい。コンプレッサ６２の形態は、求められる仕様に応じて適宜変更できる。

コンデンサ６１は、エンジンルーム３０の前側に設置されている。コンデンサ６１は、その厚み方向に通気可能に構成されたプレート状の部材からなり、その一方の面が前方に向くように配置されている。このエアコン６では、ラジエータ２０ａの前側に重なるようにコンデンサ６１が配置されている。ただし、ラジエータ２０ａの後側またはラジエータ２０ａと横並びなど、コンデンサ６１の配置は、仕様に応じて適宜変更できる。

コンデンサ６１は、冷媒流入口６１ａと冷媒流出口６１ｂとを有し、所定の冷媒を冷却する。すなわち、コンプレッサ６２が吐出する高温高圧のガス状冷媒が、冷媒流入口６１ａからコンデンサ６１に流入する。そして、そのガス状冷媒は、コンデンサ６１を通過する間に空気との熱交換によって冷却され、低温高圧の液状冷媒が冷媒流出口６１ｂから流出する。

冷媒流出口６１ｂから流出する低温高圧の液状冷媒は、冷媒流路切替弁６６を通って、第１分岐流路６５ａおよび第２分岐流路６５ｂの双方または一方に流入する。そして、第１膨張弁６４ａおよび第２膨張弁６４ｂの双方または一方を通過することで、その冷媒は、低温低圧になる。その低温低圧の冷媒が、エバポレータ６３（第１熱交換器６３ａおよび第２熱交換器６３ｂの双方または一方）に流入する。

エバポレータ６３を通過する間に、冷媒は、空気との熱交換によって吸熱し、気化する。それに伴い、後述する空気通路６０２を流れる空気は冷却される。エバポレータ６３を通過した低温低圧のガス状冷媒は、コンプレッサ６２に流入する。

（エアコン本体）
図３に、エアコン本体６０の詳細構造を示す。エアコン本体６０は、車室３２の内部に臨むように配置されている。エアコン本体６０の車室３２に臨む壁面には、エアコン６を操作するスイッチ６０ａ等が設置されている（図４にのみ図示）。

そのスイッチ６０ａの操作に応じて、エアコン本体６０は、ＤＥＦを含む、車室３２の各所に配置された吹出口（図示せず）から、温度調節された空気（冷風又は温風）を吹き出す。エアコン本体６０には、エアコン６が本来的に有する構成として、エバポレータ６３に加え、空気通路６０２、ブロワ６０３、ヒータ６０４などが設けられている。

空気通路６０２は、エアコン本体６０の内部に形成されたダクト状の通路である。空気通路６０２は、所定の流れで車室３２に空気を案内する。すなわち、空気通路６０２の上流側の端部には、切り替えが可能な２つの空気導入口（外気導入口６０２ａおよび内気導入口６０２ｂ）が設けられている。外気導入口６０２ａは車外の空気（外気）を導入し、内気導入口６０２ｂは車室３２の空気を導入する。

空気通路６０２における空気導入口６０２ａ，６０２ｂの下流側の部位に、フィルタ６０５を介してブロワ６０３が設置されている。ブロワ６０３の駆動により、空気導入口６０２ａ，６０２ｂを通じて空気通路６０２に空気が強制的に導入される。一方、空気通路６０２の下流側の端部には、複数（図例では３つ）の導出口６０１が、スイッチ６０ａの操作に応じて開閉可能な状態で設けられている。これら導出口６０１が、上述した吹出口に連通している。

空気通路６０２におけるこれら導出口６０１の上流側の部位に、ヒータ６０４およびシャッター６０６が設置されている。シャッター６０６が揺動することにより、空気通路６０２は、ヒータ６０４を通過する加熱通路と、ヒータ６０４を迂回する迂回通路とに切り替わる。ヒータ６０４を加熱し、空気が加熱通路に流れるようにシャッター６０６を制御することにより、車室３２に吹き出す空気を加熱することができる。

空気通路６０２におけるブロワ６０３の下流側かつヒータ６０４およびシャッター６０６の上流側の部位に、エバポレータ６３が配置されている。そして、そのエバポレータ６３の熱交換器の分割に伴い、図３の上図に示すように、空気通路６０２は２つに分割されている。それにより、空気通路６０２には、第１分割通路６０７および第２分割通路６０８が設けられている。

具体的には、第１熱交換器６３ａと第２熱交換器６３ｂとの間に第２仕切壁部６０９が設けられていて、この第２仕切壁部６０９により、空気通路６０２が第１分割通路６０７および第２分割通路６０８の２つに分割されている。それにより、第１分割通路６０７に第１熱交換器６３ａが配置され、第２分割通路６０８に第２熱交換器６３ｂが配置されている。

第２分割通路６０８は、空気通路６０２に連続するように設けられ、第１分割通路６０７は、空気通路６０２から側方にはみ出して第２分割通路６０８と並列するように設けられている。第２仕切壁部６０９の上流側に上流側連通路６１０が設けられ、第２仕切壁部６０９の下流側に下流側連通路６１１が設けられている。これら上流側連通路６１０および下流側連通路６１１を介して、第２分割通路６０８と第１分割通路６０７とが連通している。

吸気が冷却できるように、吸気通路４におけるエアクリーナー４０の下流側かつスロットル弁４３の上流側の部位がエアコン本体６０に組み込まれている。エアコン本体６０に組み込まれた吸気通路４に、第１分割通路６０７に接して並列する温度調整通路４４が設けられている。そして、図３の下図に示すように、温度調整通路４４は、上流側接続通路４５および下流側接続通路４６を介して、第１分割通路６０７と連通するように構成されている。

具体的には、第２熱交換器６３ｂの第１熱交換器６３ａの反対側に、第２仕切壁部６０９と同一構造の第１仕切壁部４７が、第２仕切壁部６０９と平行に配置されている。この第１仕切壁部４７により、第２分割通路６０８と温度調整通路４４との間が仕切られている、そして、第１仕切壁部４７の上流側に上流側接続通路４５が設けられ、第１仕切壁部４７の下流側に下流側接続通路４６が設けられている。

温度調整通路４４における上流側接続通路４５と下流側接続通路４６との間の部位に、吸気温度制御弁４８が設置されている。吸気温度制御弁４８は、後述するコントローラ７の制御に従って、弁開度を調整し、温度調整部を流れる吸気の量を変更する。

そして、上流側連通路６１０および下流側連通路６１１、並びに、上流側接続通路４５および下流側接続通路４６の各々を遮断または開放するために、エアコン本体６０にエア通路切替弁６７（通路切替手段の一例）が設けられている。エア通路切替弁６７は、上流側連通路６１０または上流側接続通路４５を遮断する上流側バルブ６７ａと、下流側連通路６１１または下流側接続通路４６を遮断する下流側バルブ６７ｂと、これら上流側バルブ６７ａおよび下流側バルブ６７ｂの双方を支持するバルブアーム６７ｃとを有している。

エア通路切替弁６７は、バルブアーム６７ｃが進退することにより、図３の上図に示す位置（車室冷却位置）と、図３の下図に示す位置（吸気冷却位置）との間を変位する。エア通路切替弁６７の位置が、車室冷却位置または吸気冷却位置に切り替わることにより、第１熱交換器６３ａを通過することによって冷却される空気（第１空気）が、エアコン６の空気または吸気のいずれか一方に切り替わる。そして、その第１空気の流れる方向が、空気通路６０２または吸気通路４に切り替わる。

具体的には、エア通路切替弁６７が車室冷却位置に位置する時は、上流側バルブ６７ａおよび下流側バルブ６７ｂは、上流側接続通路４５および下流側接続通路４６を遮断し、上流側連通路６１０および下流側連通路６１１を開放する。それにより、空気通路６０２の上流から第２分割通路６０８に流れるエアコン６の空気の一部は、上流側連通路６１０を通じて第１分割通路６０７に流入し、第１熱交換器６３ａを通過する。第１熱交換器６３ａを通過して冷却されるエアコン６の空気（第１空気）は、下流側連通路６１１を通じて第２分割通路６０８に流入し、空気通路６０２の下流に流れて車室３２に案内される。

そして、エア通路切替弁６７が吸気冷却位置に位置する時は、上流側バルブ６７ａおよび下流側バルブ６７ｂは、上流側接続通路４５および下流側接続通路４６を開放し、上流側連通路６１０および下流側連通路６１１を遮断する。それにより、吸気通路４の上流から温度調整通路４４に流れる吸気の全部または一部は、上流側接続通路４５を通じて第１分割通路６０７に流入し、第１熱交換器６３ａを通過する。第１熱交換器６３ａを通過して冷却される吸気（第１空気）は、下流側連絡通路を通じて温度調節通路に流入し、吸気通路４の下流に流れてエンジン１に案内される。

一方、エア通路切替弁６７が、車室冷却位置または吸気冷却位置のいずれに位置する場合であっても、第２熱交換器６３ｂを通過して冷却される空気（第２空気）は、エアコン６の空気のみである。すなわち、第２熱交換器６３ｂはエアコン専用である。

空気通路６０２の上流から第２分割通路６０８に流れるエアコン６の空気の残部は、第２熱交換器６３ｂを通過する。第２熱交換器６３ｂを通過して冷却されるエアコン６の空気（第２空気）は、第２分割通路６０８から引き続いて、空気通路６０２の下流に流れて車室３２に案内される。

（コントローラ）
図４に、コントローラ７と、その主な入出力装置とを示す。コントローラ７は、吸気システム２の動作を総合的に制御する装置であり、プログラムを実行するプロセッサ、メモリ、入出力装置などのハードウエアと、メモリに実装された制御プログラム、制御用データなどのソフトウエアとで構成されている。

コントローラ７には、エアコン本体６０に設置されているスイッチ６０ａ、ＥＣＵ５などから制御信号が入力される。コントローラ７からは、コンプレッサ６２、冷媒流路切替弁６６、ブロワ６０３、エア通路切替弁６７、および、吸気温度制御弁４８の各々に制御信号が出力される。コントローラ７は、入力された制御信号に基づいて、コンプレッサ６２、冷媒流路切替弁６６、ブロワ６０３、エア通路切替弁６７、および、吸気温度制御弁４８の各々の動作を制御する。

コントローラ７は、そのハードウエアおよびソフトウエアによって構成される機能的な構成として、エアコン冷却要求判定部７０、エアコン制御部７１、吸気冷却要求判定部７２、通路切替制御部７３、冷媒切替制御部７４、および、吸気温度制御部７５を有している。なお、コントローラ７は、ＥＣＵ５と一体に構成してもよい。

エアコン冷却要求判定部７０は、エアコン６のスイッチ６０ａから入力される制御信号に基づいて、車室３２の空気への冷却要求の有無を判定する。エアコン制御部７１は、エアコン６のスイッチ６０ａから入力される制御信号に基づいて、コンプレッサ６２、ブロワ６０３など、エアコン６の動作を制御する。吸気冷却要求判定部７２は、ＥＣＵ５から入力される制御信号と、後述するエンジン１の運転領域マップとに基づいて、エンジン１の運転状態を特定し、吸気への冷却要求の有無を判定する。

通路切替制御部７３は、エア通路切替弁６７の動作を制御する。冷媒切替制御部７４は、冷媒流路切替弁６６の動作を制御する。吸気温度制御部７５は、吸気温度制御弁４８の動作を制御する。これらは、エアコン冷却要求判定部７０、エアコン制御部７１、および、吸気冷却要求判定部７２と協働して、各装置の動作を制御する。

（エンジンの運転領域マップ）
図５に、このエンジン１の運転領域マップを示す。エンジン１の運転領域は、その負荷（トルク）とその回転数とで規定されている。コントローラ７は、エンジン１の運転中、アクセル開度センサ、クランク角センサなどの制御信号をＥＣＵ５から取得して、エンジン１の負荷および回転数を検出し、このマップを参照することによってエンジン１の運転状態を特定する。

曲線Ｃ１は、エンジン１の最大負荷を表している。エンジン１は、曲線Ｃ１以下の領域で運転する。曲線Ｃ２は、吸気冷却を行わない場合におけるＭＢＴ領域とノッキング領域との境界を表している。曲線Ｃ２未満の領域がＭＢＴ領域であり、曲線Ｃ２以上の領域がノッキング領域である。曲線Ｃ３は、ノッキング領域において燃焼に用いられる混合気の空気過剰率が変更される境界を表している。曲線Ｃ３未満が略理論空燃比の混合気で燃焼を行う第１ノッキング領域であり、曲線Ｃ３以上がリッチな混合気で燃焼を行う第２ノッキング領域である。

ノッキング領域は、異常燃焼が発生し得る領域である。従って、ノッキング領域では、上述したように、燃焼リタードにより、異常燃焼を抑制する。負荷が高いほど、異常燃焼は発生し易いので、第２ノッキング領域では更に、燃料量を増やすことによって異常燃焼を抑制している。ノッキング領域での燃焼は、熱効率の向上を妨げる。

特にこのエンジン１は高圧縮比であるため、ノッキング領域が広い。それに伴って、ＭＢＴ領域は狭くなっている。熱効率を向上するためには、矢印で示すように、ＭＢＴ領域を高負荷側に拡大する必要がある。そこで、この吸気システム２は、エアコン６を利用した吸気冷却を行う。それにより、吸気温度を大幅に低減してＭＢＴ領域を拡大させる。

図５において、ドットで示す領域が、吸気冷却を行う領域（吸気冷却領域）を表している。コントローラ７は、特定したエンジン１の運転状態が吸気冷却領域に有るか否かにより、吸気への冷却要求の有無を判定する。

ただし、図５に示すように、吸気冷却は、ノッキング領域の全域では行わない。吸気冷却は、それ自体によっても燃費を消費するので、熱効率向上の観点から、総合的に効果が得られる範囲で行う。

具体的には、低負荷領域では吸気冷却は行わないで、高負荷領域で吸気冷却を行う。

エンジン１の運転領域を、その負荷方向に、低負荷領域、中負荷領域、および、高負荷領域の各々に三分する。低負荷領域は、所定負荷Ｌ１未満の領域であり、高負荷領域は、所定負荷Ｌ２以上の領域である。中負荷領域は、負荷Ｌ１以上負荷Ｌ２未満の領域である。負荷Ｌ１、Ｌ２は、例えば、エンジン１の運転領域を負荷方向に略三等分する負荷である。

低負荷領域は、異常燃焼を抑制する必要性はほとんどないのに対し、高負荷領域は、異常燃焼を抑制する必要性が高く、その強度も大きい。従って、低負荷領域で吸気冷却は行わないで、高負荷領域で吸気冷却を行うことで、吸気冷却を効率的に行うことができ、熱効率を効果的に向上できる。

更に、中負荷中回転領域で吸気冷却を行わない範囲での負荷の最大値は、中負荷低回転領域および中負荷高回転領域の各々で吸気冷却を行わない範囲での負荷の最大値よりも大きく設定されている。

エンジン１の運転領域を、その回転方向に、低回転領域、中回転領域、および、高回転領域の各々に三分する。低回転領域は、所定回転数ｒ１未満の領域であり、高回転領域は、所定回転数ｒ２以上の領域である。中回転領域は、回転数ｒ１以上回転数ｒ２未満の領域である。回転数ｒ１、ｒ２は、例えば、エンジン１の運転領域を回転方向に略三等分する回転数である。

中負荷領域における中回転領域（中負荷中回転領域）は、そのほとんどがノッキング領域である。しかし、吸気冷却を行わない範囲（非吸気冷却領域）は、そのノッキング領域の大部分に拡がっている。そして、図５にＰ１で示す非吸気冷却領域の極大値（負荷の最大値）は、第１ノッキング領域の上限近くに達している。

中負荷中回転領域では、異常燃焼の程度が比較的軽微であることに加え、吸気冷却による燃料消費が、異常燃焼の抑制によって得られる燃費抑制効果を上回る。従って、中負荷中回転領域では、その広い範囲において、ノッキング領域であっても吸気冷却は行わない。

それに比べて、中負荷領域における低回転領域（中負荷低回転領域）および高回転領域（中負荷高回転領域）のノッキング領域では、吸気冷却領域の方が、非吸気冷却領域よりも広い。これら領域では、異常燃焼の抑制によって得られる燃費抑制効果が、吸気冷却による燃料消費を上回る。その結果、これら領域における非吸気冷却領域での負荷の最大値は、中負荷中回転領域における非吸気冷却領域での負荷の最大値よりも小さくなっている。

また更に、中負荷高回転領域での吸気冷却領域は、中負荷低回転領域での吸気冷却領域よりも大きく設定されている。

中負荷低回転領域のノッキング領域は、第２ノッキング領域よりも第１ノッキング領域の方が多い。対して、中負荷高回転領域のノッキング領域は、第１ノッキング領域よりも第２ノッキング領域の方が多い。そして、第２ノッキング領域は、中負荷高回転領域の方が中負荷低回転領域よりも大きい。従って、中負荷高回転領域の方が、中負荷低回転領域よりも、吸気冷却による高い効果を得ることができる。それにより、中負荷高回転領域での吸気冷却領域は、中負荷低回転領域での吸気冷却領域よりも大きく設定されている。

＜吸気システムによる吸気冷却の制御例＞
図６に、コントローラ７が実行する吸気冷却の基本的な制御例を示す。なお、吸気システム２の初期状態は、図３の上図に示す状態（従来と同様に、エアコン６と吸気システム２とが互いに独立した状態）とする。すなわち、エア通路切替弁６７は車室冷却位置にあり、吸気通路４と空気通路６０２とは互いに独立している。冷媒流路切替弁６６は、第１熱交換器６３ａおよび第２熱交換器６３ｂの双方に冷媒が流れる流路に設定されている。そして、吸気温度制御弁４８は全開に設定されている。

エアコン６のスイッチ６０ａがオンの時、エアコン６は、車室３２が設定温度になるように冷却する。コントローラ７（エアコン冷却要求判定部７０）は、エアコン６のスイッチ６０ａの操作に基づいて、エアコン６の冷却要求があったか否かを判定する（ステップＳ１）。

（エアコンがオンの時）
エアコン６の冷却要求が有ると判定した場合、コントローラ７（エアコン制御部７１）は、車室３２の空気が冷却されるようにエアコン６を作動させる。すなわち、ブロワ６０３およびコンプレッサ６２を駆動する（ステップＳ２，Ｓ３）。それにより、第１熱交換器６３ａおよび第２熱交換器６３ｂの双方に冷媒が供給される。空気通路６０２を通じて車室３２に空気が送られる。第１熱交換器６３ａおよび第２熱交換器６３ｂの双方で冷却された空気が車室３２に吹き出して、車室３２が冷却される。

コントローラ７（エアコン制御部７１）は、冷却要求に応じてエアコン６を制御する（ステップＳ４）。例えば、コンプレッサ６２の出力を増減したりブロワ６０３の風量を増減したりする。

そして、コントローラ７（吸気冷却要求判定部７２）は、エンジン１の運転中、エンジン１の運転状態が吸気冷却領域に有るか否かを判定する（ステップＳ５）。そして、エンジン１の運転状態が吸気冷却領域に有る、つまり吸気への冷却要求が有ると判定した場合、コントローラ７（通路切替制御部７３）は、エア通路切替弁６７を吸気冷却位置（図３の下図に示す状態）に切り替える（ステップＳ６）。

それにより、吸気通路４の上流から温度調整通路４４に流れる吸気の全部または一部は、上流側接続通路４５を通じて第１分割通路６０７に流入し、第１熱交換器６３ａを通過する。第１熱交換器６３ａを通過することによって吸気は冷却される。そして、冷却された吸気（第１空気）は、下流側連絡通路を通じて温度調節通路に流入し、吸気通路４の下流に流れてエンジン１に案内される。

コントローラ７（吸気温度制御部７５）は、吸気の冷却要求に応じて吸気温度制御弁４８の開度を調整する（ステップＳ７）。例えば、吸気の冷却要求が高い場合は、第１空気の量が増えるように開度を小さくし、吸気の冷却要求が低い場合は、第１空気の量が減るように開度を大きくする。そうすることにより、吸気温度を求める温度に安定化させる。

一方、エンジン１の運転状態が吸気冷却領域に無い、つまり吸気への冷却要求が無いと判定した場合、コントローラ７（通路切替制御部７３）は、エア通路切替弁６７を車室冷却位置（図３の上図に示す初期状態）に保持する（ステップＳ５でＮｏ）。

それにより、空気通路６０２の上流から第２分割通路６０８に流れるエアコン６の空気の一部は、上流側連通路６１０を通じて第１分割通路６０７に流入し、第１熱交換器６３ａを通過する。第１熱交換器６３ａを通過することによってエアコン６の空気は冷却される。そして、冷却されたエアコン６の空気（第１空気）は、そのまま第１分割通路６０７を流れた後、下流側連通路６１１を通じて第２分割通路６０８に流入し、空気通路６０２の下流に流れて車室３２に案内される。

なお、エンジン１の運転状態に関係無く、エアコン６の空気の残部は、第２熱交換器６３ｂを通過して冷却される。その空気（第２空気）は、第２分割通路６０８から引き続いて、空気通路６０２の下流に流れて車室３２に案内される。従って、エアコン６の冷却要求が有る時は、吸気の冷却の有無に関係なく、車室３２の冷却も行える。吸気の冷却と車室３２の空気の冷却とが両立できる。

（エアコンがオフの時）
エアコン６の冷却要求が無いと判定した場合、コントローラ７は、エアコン６を作動させる必要が無い。従って、本来的には、ブロア、コンプレッサ６２などのエアコン６の各機器を駆動させなくてもよい。

それに対し、この吸気システム２では、吸気の冷却要求が有った時に速やかに吸気が冷却できるように、予冷制御を実行する。なお、このときの吸気システム２は、エア通路切替弁６７が車室冷却位置に位置する初期状態にある（図３の上図に示す状態）。

コントローラ７（エアコン制御部７１）は、エアコン６の冷却要求が無いと判定した場合（ステップＳ１でＮｏ）、ブロワ６０３の停止を継続する（ステップＳ８）。従って、空気通路６０２に空気は流れない。そして、コントローラ７（冷媒切替制御部７４）は、冷媒流路切替弁６６を動かして、第１熱交換器６３ａのみに冷媒が流れる流路に設定する（ステップＳ９）。そうして、コントローラ７（エアコン制御部７１）は、コンプレッサ６２を駆動させる（ステップＳ１０）。

それにより、第１熱交換器６３ａのみに冷媒が供給されるが、空気通路６０２には空気が流れていないので、第１熱交換器６３ａと、空気通路６０２のその周辺部分（特に第１分割通路６０７の内部）は、速やかに冷却され、そして、冷却された状態で保持される。

そして、コントローラ７（吸気冷却要求判定部７２）は、エアコン６がオンの時と同様に、エンジン１の運転中、エンジン１の運転状態が吸気冷却領域に有るか否かを判定する（ステップＳ１１）。そして、エンジン１の運転状態が吸気冷却領域に有る、つまり吸気への冷却要求が有ると判定した場合、コントローラ７（通路切替制御部７３）は、エア通路切替弁６７を吸気冷却位置（図３の下図に示す状態）に切り替える（ステップＳ１２）。

それにより、吸気の全部または一部は、上流側接続通路４５を通じて第１分割通路６０７に流入し、第１熱交換器６３ａを通過することによって吸気は冷却される。このとき、上述したように、第１熱交換器６３ａと、空気通路６０２のその周辺部分（特に第１分割通路６０７の内部）は冷却された状態になっているので、吸気を速やかに冷却することができる。

そして、その冷却された吸気（第１空気）は、下流側接続通路４６を通じて温度調整通路４４に流入し、吸気通路４の下流に流れてエンジン１に案内される。吸気の冷却要求から遅滞すること無く、速やかに適切な燃焼が行える。熱効率が向上する。

その後は、エアコン６がオンの時と同様に、コントローラ７（吸気温度制御部７５）は、吸気の冷却要求に応じて吸気温度制御弁４８の開度を調整する（ステップＳ１３）。

エンジン１の運転状態が吸気冷却領域に無い、つまり吸気への冷却要求が無いと判定した場合、コントローラ７（通路切替制御部７３）は、エア通路切替弁６７を車室冷却位置（図３の上図に示す初期状態）に保持する（ステップＳ１１でＮｏ）。

それにより、第１熱交換器６３ａと、空気通路６０２のその周辺部分（特に第１分割通路６０７の内部）は、冷却された状態で保持される。従って、吸気への冷却要求が有った時には、速やかに吸気を冷却できる。

＜吸気システムによる吸気冷却のタイムチャート例＞
吸気システム２はエアコン６の一部（第１熱交換器６３ａ等）を共用しているため、吸気冷却の制御は、エアコン６のオンオフの違いにより、２つの制御に大別できる。

図７に、エアコン６がオンの時の、主な要素のタイムチャートを示す。図８に、エアコン６がオフの時の、主な要素のタイムチャートを示す。いずれのタイムチャートも、エンジン１を始動して暖機が完了した後、所定のタイミングで吸気の冷却要求があった場合を表している。

図示した要素は、上から順に、エンジン１の水温、エンジン１の運転状態、エアコン６の冷却要求、車室３２の空調状態、吸気の冷却要求量、第１熱交換器６３ａの冷媒要求量、第２熱交換器６３ｂの冷媒要求量、エア通路切替弁６７の状態、冷媒流路切替弁６６の状態、ブロワ６０３の風量、および、コンプレッサ６２の出力である。

横軸のタイミングｔ１は、エンジン１の始動時を表している。同様に、タイミングｔ２はエンジン１の暖機完了時を、タイミングｔ３は吸気の冷却要求の開始時を、タイミングｔ４は吸気冷却要求の終了時を、それぞれ表している。

（エンジンの始動前）
エアコン６がオンまたはオフのいずれの時も、エンジン１の始動前の状態は同じである（初期状態）。例えば、自動車３が完全に停車しているような状態である。従って、エンジン１の水温は低い（いわゆる冷間時の状態）。

自動車３は使用されていないので、エンジン１の運転状態は、非吸気冷却領域にあり、吸気の冷却要求量、第１熱交換器６３ａおよび第２熱交換器６３ｂの各々の冷媒要求量、ブロワ６０３の風量、および、コンプレッサ６２の出力は、いずれも０（ゼロ）である。そして、エア通路切替弁６７は、車室冷却位置に位置し、冷媒流路切替弁６６は、第１熱交換器６３ａおよび第２熱交換器６３ｂの双方に冷媒が流れる流路に設定されている。

（エアコンがオンの時）
図７に示すように、エンジン１の始動時に、車室３２の空調状態が設定温度よりも高いと、エアコン６の冷却要求はオンになる。

それによってエアコン６が作動する。ブロワ６０３およびコンプレッサ６２は、その風量および出力が最大で駆動される。第１熱交換器６３ａおよび第２熱交換器６３ｂの冷却要求量は、双方に冷媒が分配されることから、最大値に対して略中程度に設定される。それにより、冷媒は第１熱交換器６３ａおよび第２熱交換器６３ｂの双方に供給され、空気通路６０２を空気が流れて、冷却された空気が車室３２に吹き出される。その結果、車室３２は、次第に冷却されていく。

エアコン６の制御により、車室３２の温度低下に応じて、ブロワ６０３の風量、コンプレッサ６２の出力、並びに、第１熱交換器６３ａおよび第２熱交換器６３ｂの冷却要求量は低下する。そして、車室３２が設定温度に達するようになると、ブロワ６０３の風量、コンプレッサ６２の出力、並びに、第１熱交換器６３ａおよび第２熱交換器６３ｂの冷却要求量は、各々の下限値で保持される。

エンジン１の始動により（ｔ１のタイミング）、エンジン１の水温は次第に上昇していく。そして、所定の期間が経過することで、エンジン１の水温は、暖機温度に達し、その後はその温度で保持される（ｔ２のタイミング）。エンジン１の始動からエンジン１が暖機されるまでの期間、エンジン１の温度は低いので、吸気の冷却要求量は０（ゼロ）である。

すなわち、コントローラ７（吸気冷却要求判定部７２）は、エンジン１の温度が低い時には、吸気への冷却要求の有無を判定しない。そして、エンジン１の温度が高い時、つまりエンジン１が暖機された後に、吸気への冷却要求の有無を判定する。

エンジン１の温度が低い時、つまりエンジン１の始動時でも、吸気冷却によって異常燃焼の抑制効果は得られるが、エンジン１の温度が低い時は、エアコン６の冷却要求が高く、エアコン６のエバポレータ６３の冷却負荷も大きい。従って、その時に吸気も冷却すると、車室３２の冷却が遅れるおそれがある。吸気の冷却と車室３２の冷却とが両立できない場合がある。

一方、エンジン１の温度が高い時、つまりエンジン１の暖機後は、エアコン６の冷却要求が低く、エアコン６のエバポレータ６３には余力がある。従って、その時に吸気を冷却しても、車室３２の冷却が遅れるおそれは、ほとんどない。エアコン６のエバポレータ６３の余力を利用することで、吸気の冷却と車室３２の空気の冷却とを、低コストで、適切に両立できる。

エンジン１が暖機されて車室３２が設定温度に保持されている状態で、エンジン１が、非吸気冷却領域で運転している場合、その状態が保持される。そして、エンジン１が吸気冷却領域で運転するようになると（ｔ３のタイミング）、コントローラ７（吸気冷却要求判定部７２）は、吸気の要求が有ると判定する。その結果、吸気の冷却要求量が増加する。

それに伴って、第１熱交換器６３ａで吸気が冷却できるように、エア通路切替弁６７は、吸気冷却位置に切り替えられる（図３の下図の状態）。コンプレッサ６２の出力は最大となり、冷媒の供給量が増大される。

第１熱交換器６３ａおよび第２熱交換器６３ｂの冷却要求量も増大される。ただし、第２熱交換器６３ｂの冷却要求量よりも第１熱交換器６３ａの冷却要求量の方が大きい。それに応じて、冷媒流路切替弁６６により冷媒の分配が調整される。第１熱交換器６３ａの冷媒要求量は、吸気の冷却要求量に応じて設定される。第２熱交換器６３ｂの冷媒要求量は、車室３２の温度維持に必要な量に設定される。

従って、効果的に吸気を冷却できる。そして、吸気の冷却と車室３２の空気の冷却とを、低コストで、適切に両立できる。そして、再度、エンジン１が非吸気冷却領域で運転するようになると（ｔ４のタイミング）、元の状態に復帰する。後は、エンジン１の運転状態に応じて、吸気冷却領域および非吸気冷却領域の各々に対応した設定に切り替わる。

（エアコンがオフの時）
図８に示すように、エンジン１の始動時に、車室３２の空調状態が設定温度であると、エアコン６の冷却要求はオフになる。

従って、本来、エアコン６は作動しないが、上述したように、この吸気システム２では、予冷制御を実行する。

ブロワ６０３は駆動しない。第２熱交換器６３ｂの冷却要求量は、０（ゼロ）である。冷媒流路切替弁６６は、第１熱交換器６３ａのみに冷媒が流れるように流路が設定される。第１熱交換器６３ａのみに冷媒が供給される。ただし、予冷が目的なので、その冷媒要求量は小さい。コンプレッサ６２は、その冷媒要求量に応じた最低限の出力で駆動される。その後、この状態で保持される。

エンジン１の始動により（ｔ１のタイミング）、エンジン１の水温は次第に上昇していく。このとき、エンジン１の温度は低いので、吸気の冷却要求量は０（ゼロ）である。そして、所定の期間が経過することで、エンジン１の水温は、暖機温度に達し、その後はその温度で保持される（ｔ２のタイミング）。

エンジン１が暖機温度に保持されていて、車室３２が設定温度に保持されている状態で、エンジン１が、非吸気冷却領域で運転している場合、その状態が保持される。そして、エンジン１が吸気冷却領域で運転するようになると（ｔ３のタイミング）、吸気の冷却要求量が増加する。

それに伴って、第１熱交換器６３ａで吸気が冷却できるように、エア通路切替弁６７は、吸気冷却位置に切り替えられる（図３の下図の状態）。このとき、第１熱交換器６３ａは冷却されているので、速やかに吸気を冷却できる。

エアコン６はオフなので、第２熱交換器６３ｂの冷却要求量は、０（ゼロ）である。第１熱交換器６３ａのみ、吸気の冷却要求量に応じて冷却要求量が増大される。コンプレッサ６２は、その冷媒要求量に応じた出力（最大出力よりも小さい）で駆動される。エアコン６がオンの時よりも出力を抑制できる。

そして、再度、エンジン１が非吸気冷却領域で運転するようになると（ｔ４のタイミング）、元の状態に復帰する。後は、エンジン１の運転状態に応じて、吸気冷却領域および非吸気冷却領域の各々に対応した設定に切り替わる。

（吸気通路の受熱抑制）
吸気それ自体の温度が低下しても、吸気は、吸気通路４を流れる間に受熱して昇温してしまう。特に周辺環境との温度差が大きくなるほど、受熱し易くなる。従って、吸気それ自体を冷却できたとしても、燃焼室１２の導入時点での吸気の温度を、上述した目標温度に安定して低下させることは難しい。

それに対し、吸気通路４は、エンジン１の周辺に配置されているので、エンジン１を冷却する冷媒の温度を低下させて、エンジンそれ自体を冷却することが考えられる。その場合、ラジエータ２０ａの熱交換効率を高める必要があるが、そうすると、ラジエータ２０ａからの熱風で吸気が昇温してしまう。

すなわち、ラジエータ２０ａは、エンジンルーム３０の前側に配置されていて、その後方にエンジン１が配置されている。従って、図１、図２に破線矢印で示すように、冷媒との熱交換によってラジエータ２０ａで暖められた空気（熱風）は、ラジエータファン２０ｂの送風によって後方に流れる。

その熱風は吸気通路４（特にサージタンク４１）に接するので、吸気通路４を流れる吸気は、その熱風から受熱して昇温する。ラジエータ２０ａの熱交換効率を高めれば、それに伴って熱風の熱流束も増大するので、熱風から吸気への熱移動が促進される。従って、エンジンそれ自体を冷却しても、燃焼室１２への導入時点での吸気の温度を、上述した目標温度に安定して低下させることは難しい。

そこで、この吸気システム２では、吸気通路４からの受熱による吸気の昇温を抑制する受熱抑制構造８を設けた。

具体的には、吸気通路４からの受熱を効果的に抑制できるように、サージタンク４１（エンジン近接通路に相当）の周囲に吸気通路カバー８０（隔壁の一例）を設けた。そして、サージタンク４１と吸気通路カバー８０との間のスペース（介在スペース８１）に、導風ダクト８２（導風通路の一例）により、走行風（未加熱空気）を案内して、走行風が介在スペース８１を吹き抜けるように構成した。

図９、図１０に、その受熱抑制構造８の具体例を示す。上述したように、エンジン１の前側には、吸気通路４を構成しているサージタンク４１およびインテークマニホールド４２が配置されている。そして、インテークマニホールド４２の独立した４つの吸気通路（吸気分配通路４２ａ）の下流側の端部は、各吸気ポート１７の上流側の端部に接続されている。

各吸気分配通路４２ａの上流側の端部は、サージタンク４１に接続されている。これら吸気分配通路４２ａの各々は、左右方向から見て前方に向かって膨らむように円弧状に湾曲するとともに、その下方に配置されたサージタンク４１から上方に向かって拡がるように形成されている。

この吸気システム２では、サージタンク４１の後側に、サージタンク４１に吸気を導入する配管状の吸気導入部８３が設けられている。吸気導入部８３は、右側に向かうほど下側に位置するように傾斜した状態で左右方向に延びている。吸気導入口８３ａは、吸気導入部８３の左端に開口している。

インテークマニホールド４２およびサージタンク４１は、ラジエータユニット２０の後方に近接して、ラジエータファン２０ｂと前後方向に対向した位置に配置されている。詳細には、サージタンク４１は、ラジエータファン２０ｂの略中央部分と前後方向に対向しており、インテークマニホールド４２は、ラジエータファン２０ｂの上部と前後方向に対向している。

吸気通路カバー８０は、図９に示すように、左右方向から見た場合は断面円弧状で、図１０に示すように、前後方向から見た場合は矩形状の部材からなる。吸気通路カバー８０は、断熱性に優れた合成樹脂などの素材を用いて形成されている。

吸気通路カバー８０は、サージタンク４１の下方から、サージタンク４１に取り付けられている。詳細には、サージタンク４１の複数箇所に取付部位を設け、これら取付部位にブラケット８４を介して吸気通路カバー８０はサージタンク４１に取り付けられている。

吸気通路カバー８０により、サージタンク４１の前側および後側の略全面が、一定の隙間（介在スペース８１）を隔てた状態で覆われている。それにより、サージタンク４１の前側、下側、および後側は、エンジンルーム３０から吸気通路カバー８０によって仕切られている。

一方、サージタンク４１の右側および左側は、エンジンルーム３０に開放されている。それにより、介在スペース８１は、その左右の端にエンジンルーム３０に連通する開口部８５を有している。また、吸気通路カバー８０の前後の端部とサージタンク４１との間の部分も、隙間を通じてエンジンルーム３０に開放されている。

サージタンク４１の全体を吸気通路カバー８０で略密閉するように覆ってもよいが、このようにサージタンク４１の下側に被せ付けるような形状であれば、簡単に構成でき、組み付けも容易である。また、このような形状でも十分な受熱抑制効果が得られることが流体解析によって確認されている。

介在スペース８１に走行風を案内するため、受熱抑制構造８には、導風ダクト８２が設けられている。導風ダクト８２は、各端部に外気取込口８２ａと空気吹出口８２ｂとを有している。外気取込口８２ａは、ラジエータ２０ａを通過しない外気（未加熱空気）が取り込める位置に配置されている。この実施形態では、外気取込口８２ａがラジエータユニット２０の上方に位置するように、導風ダクト８２がサージタンク４１の近傍から上方に向かって延びている。

空気吹出口８２ｂは、介在スペース８１の左右の開口部８５のうち、左側の開口部８５に配置されている。詳細には、空気吹出口８２ｂから吹き出された外気が、サージタンク４１の左側の端部の表面を指向するように、空気吹出口８２ｂは配置されている。導風ダクト８２の下流側の端部は、サージタンク４１に合わせて、前後方向および左右方向に傾斜した所定の角度に設定されている。

導風ダクト８２を通じて、外気が左側の開口部８５から介在スペース８１に流入することで、介在スペース８１の空気は、左側から右側に流れる。そうして、右側の開口部８５からエンジンルーム３０に排出される。

（吸気通路カバー、導風ダクトによる受熱抑制効果）
サージタンク４１の周囲を隔壁で仕切ることにより、熱風を遮断することを検討した。ところが、熱風の遮断では、熱風の直当たりによる昇温は防げるが、隔壁内に籠もる高温の空気（熱気）からの受熱によって吸気が昇温し、求める昇温抑制効果は得られないことが判明した。

そこで、サージタンク４１の周辺へ側方から外気を送風することを検討した。なお、サージタンク４１の前側には、ラジエータユニット２０が近接しているため、サージタンク４１に送風できる方向は、実質的にその側方に限られる。

サージタンク４１の側方からその周辺へ送風することにより、ラジエータファン２０ｂからサージタンク４１の周辺へ向かう熱風の流れがどのように変化するかについて、流体解析を行った。その解析結果を図１１の上図に簡略化して示す。

図１１の上図の破線矢印が、熱風の流れ（熱流束）を示している。ラジエータファン２０ｂの作動により、ラジエータ２０ａで生じた加熱された空気が強い熱風となり、後方のサージタンク４１およびインテークマニホールド４２に向かって流れる。エンジン１の運転中は、サージタンク４１およびその周辺に向かう大きな熱流束が形成される。

それに対し、図１１の上図に細かなドットで示す範囲は、送風によって左右方向の空気の流れが発生している範囲を示している。送風により、サージタンク４１の周辺に、左右方向の流れが形成されるが、その流れは熱風に対して弱い。流れが強い熱風は、サージタンク４１に接触してその周辺に拡散する。送風された空気は、熱風と混ざりながらサージタンク４１の後側に回り込んで接触する。

このような流体解析から、サージタンク４１の周辺へ側方から外気を送風するだけでは、熱風がサージタンク４１に接することを防止できない、ということが判明した。

そこで、この吸気システム２では、その双方の組み合わせを検討した。図１１の下図に、その流体解析結果を示す。隔壁（吸気通路カバー８０）により、サージタンク４１への熱風の接触は防止される。そして、隔壁とサージタンク４１の間に送風された空気は、熱風とほとんど混ざらないで左右方向に吹き抜ける。

それにより、吸気通路カバー８０の内部は、吸気通路カバー８０の外部よりも低温になり、サージタンク４１からの受熱による吸気の昇温を効果的に抑制できることが判明した。このような検討に基づいて、この吸気システム２では、受熱抑制構造８を採用し、サージタンク４１の周囲に吸気通路カバー８０を設けてエンジンルーム３０から仕切るとともに、サージタンク４１と吸気通路カバー８０との間の介在スペース８１に外気を案内するように構成している。

更に、この吸気システム２では、より効果的に受熱抑制ができるように工夫が施されている。図１２に、吸気の流れと導風ダクト８２による外気の流れとを示す。破線の矢印が吸気の流れである。実線の矢印が外気の流れである。

吸気導入口８３ａから吸気導入部８３に導入される吸気は、サージタンク４１の右端部からその内部に導入された後、左側に向かうように案内される。そして、サージタンク４１の内部に導入された吸気は、左側に向かって流れながら、各吸気分配通路４２ａに分かれて導入される。

そして、上述したように、空気吹出口８２ｂから吹き出される外気は、サージタンク４１の左側の端部の表面を指向するように、導風ダクト８２の下流側の端部は、前後および左右方向に傾斜した状態で配置されている。それにより、左側の開口部８５から介在スペース８１の内部に導入される外気は、サージタンク４１の壁面に沿った流れではなく、サージタンク４１の壁面を指向する成分を含む流れを形成する。

流体解析の結果によれば、特にサージタンク４１の後側で、このような流れが強く形成されることが確認された。このようなサージタンク４１の壁面を指向する外気の流れにより、サージタンク４１に外気が接し易くなるので、サージタンク４１を流れる吸気の受熱を効果的に抑制できる。

更に、介在スペース８１の内部での外気の流れ方向は、サージタンク４１の内部での吸気の流れ方向に対して逆方向になるように設定されている。すなわち、吸気は、その下流に向かうほど受熱によって昇温する。従って、図１３に破線で示すように、サージタンク４１の内部の吸気は、その上流側（右側）よりもその下流側（左側）の方が、相対的に温度が高くなる。

それに対し、この受熱抑制構造８では、介在スペース８１の内部を外気が左側から右側に向かって流れるように設定されている。外気は、吸気の上流側に向かうほど受熱によって昇温する。吸気と外気との温度差が大きいほど、サージタンク４１の壁面を介した熱伝達が促進され、熱交換し易い。従って、このように設定することで、サージタンク４１を流れる吸気の受熱をより効果的に抑制できる。

これはまた、各シリンダ１０の吸気の温度差が低減できる点でも有利である。すなわち、このように設定することで、サージタンク４１の内部での左右方向における吸気の温度差を低減できる。それにより、各吸気分配通路４２ａに分かれて導入される吸気の温度差を低減できる。各シリンダ１０で安定した燃焼が実現でき、熱効率を向上できる。

なお、開示する技術は、上述した実施形態に限定されない。開示する技術は、それ以外の種々の構成も包含する。例えば、実施形態はガソリンエンジンであるが、ディーゼルエンジンにも適用は可能である。ディーゼルエンジンであれば、開示する技術の適用によってエミッションの抑制などが実現できる。

１ エンジン
２ 吸気システム
３ 自動車
４ 吸気通路
６ エアコン
７ コントローラ
２０ ラジエータユニット
４４ 温度調整通路
４８ 吸気温度制御弁
６０ エアコン本体
６１ コンデンサ
６２ コンプレッサ
６３ エバポレータ
６３ａ 第１熱交換器
６３ｂ 第２熱交換器
６５ 冷媒流路
６６ 冷媒流路切替弁
６７ エア通路切替弁

Claims (8)

1. エアコンで車室の空調を行う車両に搭載されていて、吸気通路を通じて燃焼室に吸気を供給するエンジンの吸気システムであって、
   前記エアコンは、
   前記車室に空気を案内する空気通路と、
   冷媒を吐出するコンプレッサと、
   前記冷媒との熱交換によって前記空気を冷却するエバポレータと、
   前記コンプレッサと前記エバポレータとを通って前記冷媒を循環させる冷媒流路と、
   を備え、
   前記エバポレータの熱交換器が、互いに独立した第１熱交換器および第２熱交換器に分割されていて、それに伴い、
   前記空気通路が、
   前記第１熱交換器が配置される第１分割通路と、
   前記第２熱交換器が配置される第２分割通路と、
   を有し、
   前記吸気システムは、
   前記エアコンの一部を利用して前記吸気を冷却するように構成されていて、
   前記第１熱交換器を通過することによって冷却される第１空気を前記第１分割通路から前記吸気通路に案内する接続通路と、
   前記第１空気の流れる方向を、前記空気通路または前記吸気通路に切り替える通路切替手段と、
   を備えるとともに、
   前記通路切替手段を制御する通路切替制御部と、
   前記エンジンの運転状態に基づいて、前記吸気への冷却要求の有無を判定する吸気冷却要求判定部と、
   を有するコントローラを更に備え、
   前記コントローラが、前記吸気への冷却要求が有ると判定した場合、前記第１空気が前記接続通路を通じて前記吸気通路に流れるように制御する一方で、前記吸気への冷却要求が無いと判定した場合、前記第１空気が前記第１分割通路に流れるように制御する、吸気システム。
2. 請求項１に記載の吸気システムにおいて、
   前記吸気冷却要求判定部が、前記エンジンの温度が低い時に、前記吸気への冷却要求の有無を判定しないで、前記エンジンの温度が高い時に、前記吸気への冷却要求の有無を判定する、吸気システム。
3. 請求項１または２に記載の吸気システムにおいて、
   前記エアコンは、前記車室に向けて前記空気を送風するブロアを更に備え、
   前記吸気システムは、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器への前記冷媒の流れを切り替える冷媒切替手段を更に備え、
   前記コントローラは、前記冷媒切替手段を制御する冷媒切替制御部を更に有し、
   前記コントローラが、前記車室の冷却が要求されている時には、前記ブロアおよび前記コンプレッサの双方の駆動とともに、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器の双方に前記冷媒が供給されるように制御する一方で、前記車室の冷却が要求されていない時には、前記ブロアの停止ととともに、前記コンプレッサを駆動して前記第１熱交換器のみに前記冷媒が供給されるように制御する、吸気システム。
4. 請求項１～３のいずれか１つに記載の吸気システムにおいて、
   前記エンジンの運転領域を、低負荷領域、中負荷領域、および、高負荷領域の各々に負荷方向に三分した場合に、前記低負荷領域では前記吸気の冷却は行わないで、前記高負荷領域で前記吸気の冷却を行う、吸気システム。
5. 請求項４に記載の吸気システムにおいて、
   前記中負荷領域を、低回転領域、中回転領域、および、高回転領域の各々に回転方向に三分した場合に、中負荷中回転領域で前記吸気の冷却を行わない範囲での負荷の最大値は、中負荷低回転領域および中負荷高回転領域の各々で前記吸気の冷却を行わない範囲での負荷の最大値よりも大きい、吸気システム。
6. 請求項５に記載の吸気システムにおいて、
   前記中負荷高回転領域で前記吸気の冷却が行われる範囲は、中負荷低回転領域で前記吸気の冷却が行われる範囲よりも大きい、吸気システム。
7. 請求項１～６のいずれか１つに記載の吸気システムにおいて、
   空気との熱交換によって冷媒を冷却するラジエータと、前記ラジエータを通過することによって加熱される前記空気が後方に向かうように送風するラジエータファンとからなるラジエータユニットが、前記エンジンの前方に配置されていて、
   前記吸気通路は、前記ラジエータユニットの後方に配置された所定のエンジン近接通路を含み、
   前記ラジエータユニットと前記エンジン近接通路との間に、これらの間を仕切る隔壁が設けられ、
   前記ラジエータを通過しない未加熱空気を吹き出すことによって前記隔壁と前記エンジン近接通路との間の介在スペースに案内する導風通路が設けられ、
   吹き出された前記未加熱空気が前記エンジン近接通路を指向するように、前記導風通路が配置されている、吸気システム。
8. 請求項１～７のいずれか１つに記載の吸気システムにおいて、
   前記エンジンの幾何学的圧縮比が１８以上であり、
   前記エンジンの吸気ポートの上流側部位が下流側部位よりも断熱性が高くなるように構成されている、吸気システム。

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