JP2008267260A

JP2008267260A - Cooling system of supercharger

Info

Publication number: JP2008267260A
Application number: JP2007110841A
Authority: JP
Inventors: Takayoshi Kitada; 孝佳北田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-04-19
Filing date: 2007-04-19
Publication date: 2008-11-06
Anticipated expiration: 2027-04-19
Also published as: JP4803096B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling system of a supercharger having excellent cooling performance. <P>SOLUTION: The cooling system comprises the turbocharger 16 having an exhaust turbine 18 operated by exhaust gas of an internal combustion engine 10 and an intake compressor 26 driven by the exhaust turbine 18 for compressing intake air, an oil pipe 48 for the turbocharger supplying oil as cooling medium to the turbocharger 16, an oil cooler 50 exclusive for the turbocharger and cooling the oil at an oil inlet side to the turbocharger 16, and a cooling fan 52 sending air to the oil cooler 50 exclusive for the turbocharger. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、過給機の冷却装置に関する。 The present invention relates to a cooling device for a supercharger.

内燃機関のターボ過給機に、その回転をアシストするための電動機を設ける技術が知られている。このような電動機付きターボ過給機では、電動機の発熱により温度上昇し易いので、電動機を保護するため、電動機を冷却する必要がある。 A technique is known in which a turbocharger of an internal combustion engine is provided with an electric motor for assisting its rotation. In such a turbocharger with an electric motor, the temperature easily rises due to the heat generated by the electric motor. Therefore, in order to protect the electric motor, it is necessary to cool the electric motor.

特開平５−２５６１５５号公報には、電動機付きターボ過給機の電動機温度の上昇を防止するため、電動機のロータとステータとの間にオイルを導入する手段と、電動機への供給電流を減ずる手段とを備えた装置が開示されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 5-256155 discloses means for introducing oil between a rotor and a stator of an electric motor and means for reducing a supply current to the electric motor in order to prevent an increase in electric motor temperature of the turbocharger with electric motor. There is disclosed an apparatus comprising:

特開平５−２５６１５５号公報JP-A-5-256155 特表２００１−５２７６１３号公報JP-T-2001-527613 特公平７−７４６１２号公報Japanese Patent Publication No. 7-74612 特許２８３６１５０号公報Japanese Patent No. 2836150

しかしながら、上記従来の技術では、上記公報の図１に示されるように、オイルを専用のオイルタンクから供給している。このため、低温で粘度の高いオイルがロータとステータとの間に導入されるので、オイルの攪拌抵抗が大きく発生してターボの回転が妨げられ、ターボ効率が低下する。 However, in the prior art, as shown in FIG. 1 of the above publication, oil is supplied from a dedicated oil tank. For this reason, oil having a high viscosity at low temperature is introduced between the rotor and the stator, so that a large agitation resistance of the oil is generated, the turbo rotation is hindered, and the turbo efficiency is lowered.

また、上記従来の技術には、次のような問題もある。電動機付きターボ過給機では、排気ガス流量の少ない領域でのみ電動機を作動させ、所定の過給圧に達した後は、排気ガスのみでターボ過給機を作動させるのが普通である。このとき、電動機は連れ回り（空転）により、高速回転する。本発明者の知見によれば、電動機付きターボ過給機の電動機は、作動時（力行時）だけでなく、連れ回り時にも、電磁誘導現象により発熱する。このため、電動機連れ回り時にも、電動機の冷却が必要となる。 Further, the above conventional technique has the following problems. In a turbocharger with an electric motor, it is usual to operate the electric motor only in a region where the flow rate of exhaust gas is small, and operate the turbocharger only with exhaust gas after reaching a predetermined supercharging pressure. At this time, the electric motor rotates at a high speed due to rotation (idling). According to the knowledge of the present inventor, the electric motor of the turbocharger with electric motor generates heat not only during operation (powering) but also when accompanied by electromagnetic induction. Therefore, it is necessary to cool the motor even when the motor is rotated.

上記従来の技術では、オイルによる冷却では足りない場合に、電動機への供給電流を減ずることとしている。しかしながら、電動機連れ回り時には、初めから電動機に電流を供給していないので、供給電流を減ずることは当然ながらできない。つまり、上記従来の技術の方法は実施できない。 In the above conventional technique, when the cooling with oil is insufficient, the current supplied to the electric motor is reduced. However, since the current is not supplied to the motor from the beginning when the motor is rotated, the supply current cannot be reduced. That is, the above-described conventional technique cannot be implemented.

また、特許２８３６１５０号公報では、電動機のロータの高温強度をアップすることによってロータを保護する方法が提案されている。しかしながら、このような方法は、電動機出力が小さい場合に限られる。 Japanese Patent No. 2836150 proposes a method of protecting the rotor by increasing the high temperature strength of the rotor of the electric motor. However, such a method is limited to a case where the motor output is small.

また、特表２００１−５２７６１３号公報には、電動機が両持ち軸受け方式である場合において、軸受室と電動機室とを分け、その境界にシールリングを設け、軸受室から電動機室へのオイルの侵入を防止する技術が開示されている。しかしながら、ターボが高速回転する場合、シールリングの摺動抵抗による大きな機械損失が生ずるという問題がある。 Also, Japanese Patent Publication No. 2001-527613 discloses that when the electric motor is a double-supported bearing system, the bearing chamber and the electric motor chamber are separated, a seal ring is provided at the boundary, and oil enters the electric motor chamber from the bearing chamber. A technique for preventing the above is disclosed. However, when the turbo rotates at a high speed, there is a problem that a large mechanical loss occurs due to the sliding resistance of the seal ring.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、優れた冷却性能が得られる過給機の冷却装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of said point, and it aims at providing the cooling device of the supercharger from which the outstanding cooling performance is obtained.

第１の発明は、上記の目的を達成するため、過給機の冷却装置であって、
内燃機関の排気ガスによって作動するタービンと、前記タービンによって駆動され、吸気を圧縮するコンプレッサとを有する過給機と、
冷却媒体を前記過給機へ供給する冷却媒体供給手段と、
前記過給機への前記冷却媒体の入口側において前記冷却媒体を冷却する冷却手段と、
を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a first invention is a cooling device for a supercharger,
A turbocharger having a turbine that is operated by exhaust gas of an internal combustion engine, and a compressor that is driven by the turbine and compresses intake air;
A cooling medium supply means for supplying a cooling medium to the supercharger;
Cooling means for cooling the cooling medium on the inlet side of the cooling medium to the supercharger;
It is characterized by providing.

また、第２の発明は、第１の発明において、
前記冷却媒体の温度を検出または推定する冷却媒体温度取得手段と、
前記冷却媒体の温度に基づいて、前記冷却手段の作動を制御する冷却制御手段と、
を備えることを特徴とする。 The second invention is the first invention, wherein
Cooling medium temperature acquisition means for detecting or estimating the temperature of the cooling medium;
Cooling control means for controlling the operation of the cooling means based on the temperature of the cooling medium;
It is characterized by providing.

また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記冷却媒体は、前記内燃機関の潤滑油であることを特徴とする。 The third invention is the first or second invention, wherein
The cooling medium is lubricating oil for the internal combustion engine.

また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、
前記過給機の回転をアシストする電動機を備えることを特徴とする。 According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions,
An electric motor for assisting the rotation of the supercharger is provided.

また、第５の発明は、第４の発明において、
前記冷却媒体は、前記電動機のロータとステータとの間に入ることなく、前記ロータおよび／または前記ステータの端面に沿って流れることを特徴とする。 The fifth invention is the fourth invention, wherein
The cooling medium flows along an end surface of the rotor and / or the stator without entering between the rotor and the stator of the electric motor.

また、第６の発明は、第１乃至第５の発明の何れかにおいて、
冷却すべき部位のうちの所定部位の温度上昇を事前に予知する予知手段と、
前記予知手段の予知結果に基づいて、前記冷却手段の作動を制御する予冷制御手段と、
を備えることを特徴とする。 According to a sixth invention, in any one of the first to fifth inventions,
A predicting means for predicting in advance a temperature rise in a predetermined part of the parts to be cooled;
Precooling control means for controlling the operation of the cooling means based on the prediction result of the prediction means;
It is characterized by providing.

また、第７の発明は、第６の発明において、
前記予知手段は、アクセル開度変化率に基づいて前記予知を行うことを特徴とする。 The seventh invention is the sixth invention, wherein
The prediction means performs the prediction based on an accelerator opening change rate.

また、第８の発明は、第７の発明において、
前記予冷制御手段は、外気温、車速、前記過給機の回転速度、および前記タービンの入口ガス温度の少なくとも一つに基づいて、前記所定部位の温度上昇量を予測する温度上昇予測手段を含み、前記温度上昇予測手段の予測結果に基づいて前記冷却手段の作動を制御することを特徴とする。 The eighth invention is the seventh invention, wherein
The precooling control means includes a temperature rise prediction means for predicting a temperature rise amount of the predetermined portion based on at least one of an outside air temperature, a vehicle speed, a rotation speed of the supercharger, and an inlet gas temperature of the turbine. The operation of the cooling means is controlled based on the prediction result of the temperature rise prediction means.

また、第９の発明は、第６の発明において、
前記予知手段は、道路情報を取得する道路情報取得手段を含み、前記道路情報に基づいて前記予知を行うことを特徴とする。 The ninth invention is the sixth invention, wherein
The prediction means includes road information acquisition means for acquiring road information, and performs the prediction based on the road information.

第１の発明によれば、内燃機関の過給機へ冷却媒体を供給するに際して、過給機への冷却媒体の入口側においてその冷却媒体を冷却手段によって冷却することにより、冷却媒体の温度を低下させることができる。このため、優れた冷却性能が得られ、過給機温度の過上昇を確実に防止することができる。 According to the first invention, when the cooling medium is supplied to the supercharger of the internal combustion engine, the cooling medium is cooled by the cooling means on the inlet side of the cooling medium to the supercharger, so that the temperature of the cooling medium is reduced. Can be reduced. For this reason, excellent cooling performance can be obtained, and an excessive increase in the supercharger temperature can be reliably prevented.

第２の発明によれば、上記冷却媒体の温度を検出または推定し、その冷却媒体の温度に基づいて、上記冷却手段の作動を制御することができる。このため、冷却媒体の温度に応じて、冷却手段での冷却量を必要十分な量に制御することができる。よって、過給機温度の過上昇をより確実に防止することができる。また、必要以上に低温で粘度の高い冷却媒体が過給機に供給されることを回避することができるので、過給機効率低下等の弊害を防止することもできる。 According to the second invention, the temperature of the cooling medium can be detected or estimated, and the operation of the cooling means can be controlled based on the temperature of the cooling medium. For this reason, the amount of cooling in the cooling means can be controlled to a necessary and sufficient amount according to the temperature of the cooling medium. Therefore, it is possible to more reliably prevent an excessive increase in the supercharger temperature. Moreover, since it is possible to avoid supplying a cooling medium having a low viscosity at a lower temperature than necessary to the supercharger, it is possible to prevent adverse effects such as a decrease in supercharger efficiency.

第３の発明によれば、上記冷却媒体を内燃機関の潤滑油（エンジンオイル）とすることができる。エンジンオイルは、ある程度の温度を有しているので、エンジンオイルを過給機の冷却媒体とすることにより、不当に低温で粘度の極めて高いオイルが過給機に供給されることがないので、過給機の回転が妨げられることがなく、過給機効率低下を確実に防止することができる。 According to the third invention, the cooling medium can be lubricating oil (engine oil) for an internal combustion engine. Since the engine oil has a certain temperature, by using the engine oil as a cooling medium for the supercharger, oil with an extremely low temperature and extremely high viscosity is not supplied to the supercharger. The rotation of the supercharger is not hindered, and a decrease in supercharger efficiency can be reliably prevented.

第４の発明によれば、過給機の回転をアシストする電動機を備えたシステムにおいて優れた冷却性能が得られるので、電動機の発熱による温度過上昇を確実に防止することができる。 According to the fourth aspect of the invention, an excellent cooling performance can be obtained in a system including an electric motor that assists the rotation of the supercharger. Therefore, an excessive increase in temperature due to heat generated by the electric motor can be reliably prevented.

第５の発明によれば、上記冷却媒体を電動機のロータとステータとの間に侵入させることなく、ロータおよび／またはステータの端面に沿って上記冷却媒体を流すことができる。このため、オイル攪拌抵抗によってロータの回転（過給機の回転）が妨げられることがないので、高い過給機効率が得られる。また、端面からの伝熱により、電動機のロータやステータを効率良く冷却することができる。 According to the fifth aspect of the invention, the cooling medium can flow along the end surfaces of the rotor and / or the stator without allowing the cooling medium to enter between the rotor and the stator of the electric motor. For this reason, since rotation of a rotor (rotation of a supercharger) is not prevented by oil agitation resistance, high supercharger efficiency is obtained. Moreover, the rotor and stator of an electric motor can be efficiently cooled by the heat transfer from an end surface.

第６の発明によれば、冷却すべき部位のうちの所定部位の温度上昇を事前に予知するとともに、その予知結果に基づいて、冷却手段の作動を制御することができる。このため、上記所定部位の温度が上がり始める前に、冷却媒体の温度を前もって低下させておくことができる。よって、上記所定部位の温度過上昇をより確実に防止することができる。 According to the sixth aspect of the invention, it is possible to predict in advance an increase in temperature of a predetermined portion of the portions to be cooled, and to control the operation of the cooling means based on the prediction result. For this reason, the temperature of the cooling medium can be lowered in advance before the temperature of the predetermined portion starts to rise. Therefore, it is possible to more reliably prevent the temperature rise at the predetermined portion.

第７の発明によれば、アクセル開度変化率に基づいて、過給機の温度上昇を精度良く予知することができる。 According to the seventh aspect, it is possible to accurately predict the temperature increase of the supercharger based on the accelerator opening change rate.

第８の発明によれば、外気温、車速、過給機回転速度、およびタービン入口ガス温度の少なくとも一つに基づいて、上記所定部位の温度上昇量を予測し、その予測結果に基づいて冷却手段の作動を制御することができる。このため、冷却媒体温度に対する、外気温、車速、過給機回転速度、あるいはタービン入口ガス温度の影響を精度良く反映させることができ、より過不足の少ない適切な冷却性能を発揮させることができる。 According to the eighth aspect of the invention, the temperature increase amount of the predetermined portion is predicted based on at least one of the outside air temperature, the vehicle speed, the turbocharger rotation speed, and the turbine inlet gas temperature, and the cooling is performed based on the prediction result. The operation of the means can be controlled. For this reason, the influence of the outside air temperature, the vehicle speed, the turbocharger rotation speed, or the turbine inlet gas temperature on the cooling medium temperature can be accurately reflected, and appropriate cooling performance with less excess or deficiency can be exhibited. .

第９の発明によれば、車両上で取得可能な道路情報に基づいて、過給機の温度上昇を精度良く予知することができる。 According to the ninth aspect, it is possible to accurately predict the temperature increase of the supercharger based on the road information that can be acquired on the vehicle.

以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

実施の形態１．
［システム構成の説明］
図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。図１に示すシステムは、内燃機関１０を備えている。この内燃機関１０は、車両（自動車）に搭載されているものとする。図示の内燃機関１０は、直列４気筒型であるが、本発明では、気筒数および気筒配置はこれに限定されるものではない。 Embodiment 1 FIG.
[Description of system configuration]
FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration according to the first embodiment of the present invention. The system shown in FIG. 1 includes an internal combustion engine 10. It is assumed that the internal combustion engine 10 is mounted on a vehicle (automobile). The illustrated internal combustion engine 10 is an in-line four-cylinder type, but in the present invention, the number of cylinders and the cylinder arrangement are not limited thereto.

内燃機関１０の各気筒から排出される排気ガスは、排気マニホールド１２を介して、排気通路１４へ流れる。本実施形態の内燃機関１０は、モータ付きターボ過給機１６を備えている。排気通路１４の途中には、このモータ付きターボ過給機１６（以下単に「ターボ過給機１６」という）の排気タービン１８が設けられている。排気タービン１８の下流側には、排気ガスを浄化する触媒２０が設置されている。 Exhaust gas discharged from each cylinder of the internal combustion engine 10 flows to the exhaust passage 14 via the exhaust manifold 12. The internal combustion engine 10 of the present embodiment includes a turbocharger 16 with a motor. An exhaust turbine 18 of the motor-equipped turbocharger 16 (hereinafter simply referred to as “turbosupercharger 16”) is provided in the middle of the exhaust passage 14. A catalyst 20 for purifying exhaust gas is installed on the downstream side of the exhaust turbine 18.

一方、吸気通路２２には、エアクリーナ２４を介して、空気が吸入される。この吸入空気は、ターボ過給機１６の吸気コンプレッサ２６で圧縮され、インタークーラ２８で冷却された後、吸気マニホールド３０によって分配されて各気筒に流入する。吸気マニホールド３０の上流には、吸気を絞るスロットルバルブ３２が設置されている。 On the other hand, air is sucked into the intake passage 22 via the air cleaner 24. The intake air is compressed by the intake air compressor 26 of the turbocharger 16, cooled by the intercooler 28, then distributed by the intake manifold 30 and flows into each cylinder. A throttle valve 32 that throttles intake air is installed upstream of the intake manifold 30.

排気マニホールド１２と吸気マニホールド３０との間には、排気ガスの一部をＥＧＲ(Exhaust Gas Recirculation)ガスとして吸気に混合するためのＥＧＲ通路３４が設けられている。ＥＧＲ通路３４には、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ３６と、ＥＧＲ量を制御するためのＥＧＲバルブ３８とが設置されている。 An EGR passage 34 is provided between the exhaust manifold 12 and the intake manifold 30 for mixing a part of the exhaust gas into the intake air as an EGR (Exhaust Gas Recirculation) gas. In the EGR passage 34, an EGR cooler 36 for cooling the EGR gas and an EGR valve 38 for controlling the amount of EGR are installed.

排気タービン１８と吸気コンプレッサ２６との間には、ターボ過給機１６の回転をアシストするためのモータ（電動機）４０が設置されている。排気タービン１８、吸気コンプレッサ２６およびモータ４０の回転軸は、一体化しており、軸受４２，４４によって支持されている。 A motor (electric motor) 40 for assisting the rotation of the turbocharger 16 is installed between the exhaust turbine 18 and the intake compressor 26. The rotary shafts of the exhaust turbine 18, the intake compressor 26 and the motor 40 are integrated and supported by bearings 42 and 44.

モータ４０には、モータ４０のコイルの温度（以下「モータ温度Tm」という）を検出するモータ温度センサ４１が設置されている。モータ４０には、バッテリー４３に蓄えられた電力が、コントローラ／インバータ４５を介して供給される。 The motor 40 is provided with a motor temperature sensor 41 that detects the temperature of the coil of the motor 40 (hereinafter referred to as “motor temperature Tm”). Electric power stored in the battery 43 is supplied to the motor 40 via the controller / inverter 45.

内燃機関１０のオイル（潤滑油）を冷却するエンジン用オイルクーラ４６からは、軸受４２，４４にオイルを供給するためのターボ用オイル配管４８が分岐している。ターボ用オイル配管４８の途中には、軸受４２，４４に供給されるオイルを冷却するためのターボ専用オイルクーラ５０が設置されている。 A turbo oil pipe 48 for supplying oil to the bearings 42 and 44 is branched from an engine oil cooler 46 that cools the oil (lubricating oil) of the internal combustion engine 10. A turbo oil cooler 50 for cooling the oil supplied to the bearings 42 and 44 is installed in the middle of the turbo oil pipe 48.

本実施形態では、ターボ専用オイルクーラ５０は、空冷オイルクーラで構成されている。この場合、ターボ専用オイルクーラ５０は、内燃機関１０の熱影響を受けにくい位置に配置することが好ましく、更には走行風の当たり易い位置に配置することが好ましい。 In the present embodiment, the turbo dedicated oil cooler 50 is constituted by an air-cooled oil cooler. In this case, the turbo dedicated oil cooler 50 is preferably disposed at a position that is not easily affected by the heat of the internal combustion engine 10, and more preferably disposed at a position where the traveling wind is easily hit.

ターボ専用オイルクーラ５０の近傍には、ターボ専用オイルクーラ５０へ送風する冷却ファン５２が設置されている。 A cooling fan 52 that blows air to the turbo dedicated oil cooler 50 is installed in the vicinity of the turbo dedicated oil cooler 50.

ターボ専用オイルクーラ５０の下流側、つまりターボ過給機１６へのオイル入口付近には、供給されるオイルの温度を検出する油温センサ５４が設置されている。 An oil temperature sensor 54 that detects the temperature of the supplied oil is installed on the downstream side of the turbo dedicated oil cooler 50, that is, in the vicinity of the oil inlet to the turbocharger 16.

本実施形態のシステムは、更に、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０とを有している。ＥＣＵ６０には、上述した各種のセンサおよびアクチュエータが電気的に接続されている。ＥＣＵ６０は、各センサの出力に基づき、所定の制御プログラムにしたがって、各アクチュエータの作動を制御する。 The system of this embodiment further includes an ECU (Electronic Control Unit) 60. The ECU 60 is electrically connected to the various sensors and actuators described above. The ECU 60 controls the operation of each actuator according to a predetermined control program based on the output of each sensor.

図２は、ターボ過給機１６の詳細な構造を示す断面図である。ターボ過給機１６は、軸受４２，４４を保持するベアリングハウジング６１と、排気タービン１８のタービンホイール６２を収納するタービンハウジング６３と、吸気コンプレッサ２６のインペラ６４を収納するコンプレッサハウジング６５とを備えている。ベアリングハウジング６１は、モータ４０のハウジングにもなっている。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing a detailed structure of the turbocharger 16. The turbocharger 16 includes a bearing housing 61 that holds the bearings 42 and 44, a turbine housing 63 that houses the turbine wheel 62 of the exhaust turbine 18, and a compressor housing 65 that houses the impeller 64 of the intake compressor 26. Yes. The bearing housing 61 is also a housing for the motor 40.

軸受４２，４４には、回転軸６６が支持されている。回転軸６６は、モータ４０のロータ６７と、タービンホイール６２と、インペラ６４とに共通の回転軸になっている。ベアリングハウジング６１には、回転軸６６の軸方向の力を受けるスラスト軸受６８が更に設置されている。また、タービンホイール６２は、ナット６９によって回転軸６６に固定されている。 A rotating shaft 66 is supported on the bearings 42 and 44. The rotating shaft 66 is a rotating shaft common to the rotor 67 of the motor 40, the turbine wheel 62, and the impeller 64. The bearing housing 61 is further provided with a thrust bearing 68 that receives the axial force of the rotary shaft 66. The turbine wheel 62 is fixed to the rotating shaft 66 by a nut 69.

ロータ６７は、回転軸６６の外周側に設置された磁石７０と、この磁石７０を保持する磁石保持部７１とを有している。また、ベアリングハウジング６１内には、モータ４０のステータ７２が設置されている。ステータ７２の外周側のベアリングハウジング６１の壁部には、冷却水の通る水通路７３が形成されている。 The rotor 67 includes a magnet 70 installed on the outer peripheral side of the rotating shaft 66 and a magnet holding portion 71 that holds the magnet 70. A stator 72 of the motor 40 is installed in the bearing housing 61. A water passage 73 through which cooling water passes is formed in the wall portion of the bearing housing 61 on the outer peripheral side of the stator 72.

ベアリングハウジング６１の外周部と、軸受４２，４４との間には、オイル通路７４，７５がそれぞれ形成されている。ターボ用オイル配管４８からのオイルは、オイル通路７４，７５を通って、軸受４２，４４に供給される。このオイルは、軸受４２，４４を冷却した後、図２中に矢印で示すように、ロータ６７側に向かい、ロータ６７の端面７６，７７に沿って流れる。このオイルは、ロータ６７の端面７６，７７を冷却した後、遠心力によって外周側に吹き飛ばされて、ステータ７２のコイル巻き線部７８，７９を冷却する。 Oil passages 74 and 75 are formed between the outer peripheral portion of the bearing housing 61 and the bearings 42 and 44, respectively. Oil from the turbo oil pipe 48 is supplied to the bearings 42 and 44 through the oil passages 74 and 75. After cooling the bearings 42 and 44, the oil flows toward the rotor 67 and flows along the end surfaces 76 and 77 of the rotor 67 as indicated by arrows in FIG. 2. This oil cools the end faces 76 and 77 of the rotor 67 and is then blown off to the outer peripheral side by centrifugal force to cool the coil winding portions 78 and 79 of the stator 72.

ステータ７２のコイル巻き線部７８，７９を冷却した後のオイルは、ベアリングハウジング６１に形成されたオイルドレーン通路８１，８２を通って排出される。 The oil after cooling the coil winding portions 78 and 79 of the stator 72 is discharged through oil drain passages 81 and 82 formed in the bearing housing 61.

本実施形態では、排気ガス流量の少ない領域でモータ４０を駆動することにより、ターボ回転速度を迅速に上昇させることができ、過給圧を迅速に高めることができる。このため、ターボラグを小さくすることができる。所定の過給圧に達した後は、モータ４０の駆動は停止され、通常のターボ過給機と同様に、排気ガスのみでターボ過給機１６を回転させる。このとき、モータ４０は連れ回り（空転）により、高速回転する。 In the present embodiment, by driving the motor 40 in a region where the exhaust gas flow rate is small, the turbo rotation speed can be quickly increased, and the supercharging pressure can be quickly increased. For this reason, a turbo lag can be made small. After reaching a predetermined supercharging pressure, the drive of the motor 40 is stopped, and the turbocharger 16 is rotated only with exhaust gas, as in the case of a normal turbocharger. At this time, the motor 40 rotates at a high speed due to rotation (idling).

高速連れ回り時、モータ４０は、電磁誘導現象により、特に磁石７０の部分において発熱量が大きくなる。このため、一般に、ロータ６７が高温となって材料強度が低下し易い。これに対し、本実施形態では、オイルによってロータ６７の端面７６，７７を冷却することにより、熱伝導によって磁石７０を効率良く冷却することができる。このため、ロータ６７の温度が過上昇することを確実に回避することができ、高速回転時の遠心力によるロータ６７の破損を確実に防止することができる。 During high-speed rotation, the motor 40 generates a large amount of heat, particularly at the magnet 70, due to the electromagnetic induction phenomenon. For this reason, generally, the rotor 67 becomes high temperature and the material strength tends to decrease. On the other hand, in this embodiment, the magnet 70 can be efficiently cooled by heat conduction by cooling the end faces 76 and 77 of the rotor 67 with oil. For this reason, it is possible to reliably avoid an excessive increase in the temperature of the rotor 67, and to reliably prevent the rotor 67 from being damaged by the centrifugal force during high-speed rotation.

また、本実施形態において、オイルは、ロータ６７の端面７６，７７から遠心力によってステータ７２のコイル巻き線部７８，７９へと吹き飛ばされるので、ロータ６７とステータ７２との隙間８０にオイルが侵入することはない。このため、オイル攪拌抵抗によってロータ６７の回転（ターボ過給機１６の回転）が妨げられることがないので、高いターボ効率が得られる。 In the present embodiment, the oil is blown off from the end faces 76 and 77 of the rotor 67 to the coil winding portions 78 and 79 of the stator 72 by centrifugal force, so that the oil enters the gap 80 between the rotor 67 and the stator 72. Never do. For this reason, rotation of the rotor 67 (rotation of the turbocharger 16) is not hindered by the oil agitation resistance, so that high turbo efficiency is obtained.

また、本実施形態では、ターボ専用オイルクーラ５０を設けたことにより、エンジンオイルの温度にかかわらず、ロータ６７を冷却するオイルの温度を十分に低くすることができる。更に、冷却ファン５２を作動させることにより、ターボ専用オイルクーラ５０の冷却量を増加させることもできる。このため、優れた冷却性能が得られ、厳しい条件下であっても、ロータ６７を確実に保護することができる。 In the present embodiment, by providing the turbo dedicated oil cooler 50, the temperature of the oil for cooling the rotor 67 can be sufficiently lowered regardless of the temperature of the engine oil. Further, the cooling amount of the turbo oil cooler 50 can be increased by operating the cooling fan 52. Therefore, excellent cooling performance can be obtained, and the rotor 67 can be reliably protected even under severe conditions.

ところで、ターボ過給機１６に供給されるオイルの温度が必要以上に低いと、オイルの粘度が高くなって軸受損失が増加する。そこで、本実施形態では、冷却ファン５２の作動を以下のように制御することとした。 By the way, when the temperature of the oil supplied to the turbocharger 16 is lower than necessary, the viscosity of the oil increases and the bearing loss increases. Therefore, in this embodiment, the operation of the cooling fan 52 is controlled as follows.

すなわち、本実施形態では、オイル通路７４，７５の入口でのオイル温度（以下「ターボ入口オイル温度」という）をT₁、軸受４２，４４を冷却した後のオイル温度をT₂、ロータ６７を冷却した後のオイル温度をT₃、ロータ６７（磁石保持部７１）の強度を十分に確保するため安全係数を乗じた所定の安全耐熱温度をT₄としたとき、T₄≧T₃となるように、冷却ファン５２を作動させる。 That is, in this embodiment, the oil temperature at the inlets of the oil passages 74 and 75 (hereinafter referred to as “turbo inlet oil temperature”) is T ₁ , the oil temperature after cooling the bearings 42 and 44 is T ₂ , and the rotor 67 is When the oil temperature after cooling is T ₃ and the predetermined safe heat-resistant temperature multiplied by a safety factor to ensure sufficient strength of the rotor 67 (magnet holding portion 71) is T ₄ , T ₄ ≧ T ₃ Thus, the cooling fan 52 is operated.

軸受４２，４４での温度上昇（T₂−T₁）、およびロータ６７での温度上昇（T₃−T₂）は、ターボ回転速度に依存し、ターボ回転速度の上昇に伴って増大する。そこで、（T₂−T₁）および（T₃−T₂）とターボ回転速度との関係を予め調べておけば、ターボ回転速度から、T₄≧T₃を満足させるために必要なターボ入口オイル温度T₁を求めることができる。そして、その求められたT₁より、油温センサ５４で検出される実際のターボ入口オイル温度T_oilが大きい場合には冷却ファン５２を作動させ、そうでない場合には冷却ファン５２を停止させることとした。 The temperature rise (T ₂ −T ₁ ) at the bearings 42 and 44 and the temperature rise at the rotor 67 (T ₃ −T ₂ ) depend on the turbo rotation speed, and increase as the turbo rotation speed increases. Therefore, if the relationship between (T ₂ −T ₁ ) and (T ₃ −T ₂ ) and the turbo rotation speed is examined in advance, the turbo inlet required to satisfy T ₄ ≧ T ₃ from the turbo rotation speed. The oil temperature T ₁ can be determined. Then, if the actual turbo inlet oil temperature T _oil detected by the oil temperature sensor 54 is higher than the determined T ₁ , the cooling fan 52 is operated, and if not, the cooling fan 52 is stopped. It was.

［実施の形態１における具体的処理］
図３は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ６０が実行するルーチンのフローチャートである。なお、本ルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行されるものとする。図３に示すルーチンによれば、まず、ターボ回転速度Ntが読み込まれる（ステップ１００）。本実施形態では、このターボ回転速度Ntは、モータ４０に内蔵されたセンサによって検出されているものとする。 [Specific Processing in Embodiment 1]
FIG. 3 is a flowchart of a routine executed by the ECU 60 in the present embodiment in order to realize the above function. This routine is repeatedly executed every predetermined time. According to the routine shown in FIG. 3, first, the turbo rotational speed Nt is read (step 100). In the present embodiment, it is assumed that the turbo rotational speed Nt is detected by a sensor built in the motor 40.

次いで、上記ステップ１００で取得されたターボ回転速度Ntに基づいて、T₄≧T₃を満足させるために必要なターボ入口オイル温度T₁が算出される（ステップ１０２）。本実施形態において、ＥＣＵ６０には、（T₂−T₁）および（T₃−T₂）とターボ回転速度Ntとの関係がマップとして記憶されているものとする。このステップ１０２では、そのマップを参照することにより、ターボ入口オイル温度T₁が算出される。 Next, based on the turbo rotational speed Nt acquired in the above step 100, a turbo inlet oil temperature T ₁ required to satisfy T ₄ ≧ T ₃ is calculated (step 102). In the present embodiment, it is assumed that the ECU 60 stores a relationship between (T ₂ −T ₁ ) and (T ₃ −T ₂ ) and the turbo rotation speed Nt as a map. In step 102, by referring to the map, the turbo inlet oil temperature T ₁ is calculated.

続いて、油温センサ５４で検出される実際のターボ入口オイル温度T_oilが読み込まれる（ステップ１０４）。そして、このT_oilと上記T₁とが比較され（ステップ１０６）、T_oil≧T₁である場合には、冷却ファン５２が作動される（ステップ１０８）。一方、T_oil＜T₁である場合には、冷却ファン５２は停止される（ステップ１１０）。 Subsequently, the actual turbo inlet oil temperature T _oil detected by the oil temperature sensor 54 is read (step 104). Then, T _oil and T ₁ are compared (step 106), and if T _oil ≧ T ₁ , the cooling fan 52 is activated (step 108). On the other hand, if T _oil <T ₁ , the cooling fan 52 is stopped (step 110).

以上説明したルーチンの処理によれば、T_oil≧T₁である場合には、冷却ファン５２が作動することにより、ターボ専用オイルクーラ５０での冷却量が増大する。その結果、T_oil＜T₁となり、T₄≧T₃が実現されるので、ロータ６７温度の過上昇を確実に防止することができる。 According to the routine processing described above, when T _oil ≧ T ₁ , the cooling fan 52 is operated, so that the cooling amount in the turbo dedicated oil cooler 50 is increased. As a result, T _oil <T ₁ and T ₄ ≧ T ₃ is realized, so that an excessive increase in the rotor 67 temperature can be reliably prevented.

また、冷却ファン５２を作動させなくてもロータ６７を十分冷却できる場合には、冷却ファン５２を停止させるので、ターボ入口オイル温度T_oilが必要以上に低くなることを回避することができる。このため、ターボ過給機１６の軸受損失の増大を防止することができる。 Further, when the rotor 67 can be sufficiently cooled without operating the cooling fan 52, the cooling fan 52 is stopped, so that the turbo inlet oil temperature T _oil can be avoided from becoming unnecessarily low. For this reason, an increase in bearing loss of the turbocharger 16 can be prevented.

特に、本実施形態では、ターボ過給機１６を冷却する冷却媒体として、内燃機関１０のオイルを使用しているので、ターボ入口オイル温度T_oilが不当に低温となることがない。このため、ターボ過給機１６の軸受損失の軽減が図れる。 In particular, in this embodiment, since the oil of the internal combustion engine 10 is used as a cooling medium for cooling the turbocharger 16, the turbo inlet oil temperature T _oil is not unduly _lowered . For this reason, the bearing loss of the turbocharger 16 can be reduced.

また、上述した実施の形態１においては、ターボ用オイル配管４８およびオイル通路７４，７５が前記第１の発明における「冷却媒体供給手段」に、ターボ専用オイルクーラ５０および冷却ファン５２が前記第１の発明における「冷却手段」に、油温センサ５４が前記第２の発明における「冷却媒体温度取得手段」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ６０が図３に示すルーチンの処理を実行することにより前記第２の発明における「冷却制御手段」が実現されている。 In the first embodiment described above, the turbo oil pipe 48 and the oil passages 74 and 75 are the “cooling medium supply means” in the first invention, and the turbo dedicated oil cooler 50 and the cooling fan 52 are the first. The oil temperature sensor 54 corresponds to the “cooling means” in the second invention, and the oil temperature sensor 54 corresponds to the “cooling medium temperature acquisition means” in the second invention. Further, the “cooling control means” in the second aspect of the present invention is realized by the ECU 60 executing the routine processing shown in FIG.

実施の形態２．
次に、図４乃至図１０を参照して、本発明の実施の形態２について説明するが、上述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。本実施形態のシステムは、図１および図２に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ６０に、後述する図４に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。 Embodiment 2. FIG.
Next, the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4 to FIG. 10. The description will focus on the differences from the above-described embodiment, and the description of the same matters will be simplified. Or omit. The system of the present embodiment can be realized by causing the ECU 60 to execute a routine shown in FIG. 4 to be described later using the hardware configuration shown in FIGS. 1 and 2.

［実施の形態２の特徴］
本実施形態では、車両のアクセル開度変化率に基づいてロータ６７の温度上昇を事前に予知し、冷却ファン５２を予め作動させておくことにした。これにより、急加速時などの場合であっても、ロータ６７温度の過上昇をより確実に回避し、ロータ６７をより確実に保護することができる。 [Features of Embodiment 2]
In the present embodiment, the temperature increase of the rotor 67 is predicted in advance based on the accelerator opening change rate of the vehicle, and the cooling fan 52 is operated in advance. Thereby, even in the case of rapid acceleration or the like, an excessive increase in the temperature of the rotor 67 can be avoided more reliably and the rotor 67 can be protected more reliably.

［実施の形態２における具体的処理］
図４は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ６０が実行するルーチンのフローチャートである。図４に示すルーチンによれば、まず、ターボ入口オイル温度T_oil、ターボ回転速度Nt、タービン入口ガス温度Tg、モータ温度Tm、アクセル開度、アクセル開度変化率α、車速V、および外気温Taが読み込まれる（ステップ１２０）。 [Specific Processing in Second Embodiment]
FIG. 4 is a flowchart of a routine executed by the ECU 60 in the present embodiment in order to realize the above function. According to the routine shown in FIG. 4, first, turbo inlet oil temperature T _oil , turbo rotation speed Nt, turbine inlet gas temperature Tg, motor temperature Tm, accelerator opening, accelerator opening change rate α, vehicle speed V, and outside air temperature Ta is read (step 120).

なお、モータ温度Tmは、前述したように、モータ温度センサ４１によって検出されるコイル温度である。また、タービン入口ガス温度Tg、アクセル開度、車速V、および外気温Taは、それぞれ、図示しないセンサによって検出される。アクセル開度変化率αは、アクセル開度に基づいて算出される。 The motor temperature Tm is the coil temperature detected by the motor temperature sensor 41 as described above. Further, the turbine inlet gas temperature Tg, the accelerator opening, the vehicle speed V, and the outside air temperature Ta are detected by sensors (not shown). The accelerator opening change rate α is calculated based on the accelerator opening.

続いて、上記モータ温度Tmから、現在のロータ６７温度Trが算出される（ステップ１２２）。モータ温度Tmと、ロータ６７温度Trとの間には、相関が認められる。本実施形態では、その相関関係がマップとしてＥＣＵ６０に予め記憶されており、このステップ１２２では、そのマップに基づいて、ロータ６７温度Trが算出（推定）される。 Subsequently, the current rotor 67 temperature Tr is calculated from the motor temperature Tm (step 122). A correlation is recognized between the motor temperature Tm and the rotor 67 temperature Tr. In this embodiment, the correlation is stored in advance in the ECU 60 as a map, and in this step 122, the rotor 67 temperature Tr is calculated (estimated) based on the map.

続いて、アクセル開度変化率αがゼロより大きいか否かが判別される（ステップ１２４）。その結果、α≦０であった場合、つまり機関負荷が一定あるいは減少傾向にある場合には、近い将来においてロータ６７温度が上昇することはないと判断できる。この場合には、次に、上記ステップ１２２で算出されたロータ６７温度Trと、実施の形態１で説明したロータ６７の安全耐熱温度T₄とが比較される（ステップ１２６）。そして、TrがT₄を超える場合には、所定の冷却ファンマップに基づいて、冷却ファン５２が作動される（ステップ１２８）。 Subsequently, it is determined whether or not the accelerator opening change rate α is greater than zero (step 124). As a result, if α ≦ 0, that is, if the engine load is constant or decreasing, it can be determined that the rotor 67 temperature will not rise in the near future. In this case, next, the rotor 67 temperature Tr calculated in step 122 is compared with the safe heat-resistant temperature T ₄ of the rotor 67 described in the first embodiment (step 126). When the Tr exceeds of T _4, based on a predetermined cooling fan map, the cooling fan 52 is operated (step 128).

図５は、上記冷却ファンマップを示す図である。上記ステップ１２８では、（Tr−T₄）の値を図５中のΔTとして、冷却ファン負荷が算出され、その算出された負荷で冷却ファン５２が駆動される。これにより、ロータ６７温度Trが高い場合ほど、冷却ファン５２による送風量を増大させて、ターボ入口オイル温度T_oilを低下させることができる。このため、過不足のない適切な冷却性能が得られる。 FIG. 5 is a diagram showing the cooling fan map. In step 128, the value of (Tr−T ₄ ) is set to ΔT in FIG. 5, and the cooling fan load is calculated, and the cooling fan 52 is driven with the calculated load. As a result, the higher the rotor 67 temperature Tr, the greater the amount of air blown by the cooling fan 52 and the lower the turbo inlet oil temperature T _oil . For this reason, suitable cooling performance without excess and deficiency is obtained.

これに対し、上記ステップ１２６においてTrがT₄以下であると判別された場合には、冷却ファン５２の作動は不要であると判断できるので、冷却ファン５２が停止される（ステップ１３０）。 On the other hand, if it is determined in step 126 that Tr is equal to or less than T ₄ , it can be determined that the operation of the cooling fan 52 is unnecessary, so the cooling fan 52 is stopped (step 130).

一方、上記ステップ１２４において、α＞０であった場合、つまり機関負荷が増大傾向にある場合には、近い将来においてターボ回転速度が上昇するものと判断できる。軸受４２，４４での発熱量や、磁石７０の発熱量は、ターボ回転速度が高いほど、大きくなる。また、機関負荷増大時には、モータ４０を駆動して過給アシストが実行されるので、モータ４０への通電量増加に伴う発熱量増加も予想される。このようなことから、α＞０であった場合には、ロータ６７温度が近い将来において上昇するものと判断できる。 On the other hand, if α> 0 in step 124, that is, if the engine load tends to increase, it can be determined that the turbo rotation speed will increase in the near future. The amount of heat generated by the bearings 42 and 44 and the amount of heat generated by the magnet 70 increase as the turbo rotation speed increases. Further, when the engine load increases, the motor 40 is driven and supercharging assist is executed. Therefore, an increase in the amount of heat generated with an increase in the amount of current supplied to the motor 40 is also expected. For this reason, when α> 0, it can be determined that the temperature of the rotor 67 will increase in the near future.

そこで、この場合には、予測されるロータ６７温度の上昇量が次のようにして算出される（ステップ１３２）。まず、ターボ回転速度の上昇に伴うロータ６７の温度上昇分ΔTnが算出される。図６は、この温度上昇分ΔTnを算出するためのマップである。このマップによれば、現在のターボ回転速度Ntが高い場合ほど、温度上昇分ΔTnが大きく算出される。 Therefore, in this case, the predicted amount of increase in the rotor 67 temperature is calculated as follows (step 132). First, the temperature increase ΔTn of the rotor 67 accompanying the increase in the turbo rotation speed is calculated. FIG. 6 is a map for calculating the temperature rise ΔTn. According to this map, the temperature increase ΔTn is calculated to be larger as the current turbo rotation speed Nt is higher.

上記ステップ１３２においては、次に、モータ通電量増加に伴うロータ６７の温度上昇分ΔTiが算出される。図７は、この温度上昇分ΔTiを算出するためのマップである。このマップによれば、現在のモータ入力電流が高い場合ほど、温度上昇分ΔTiが大きく算出される。 Next, in step 132, the temperature rise ΔTi of the rotor 67 as the motor energization amount increases is calculated. FIG. 7 is a map for calculating the temperature rise ΔTi. According to this map, as the current motor input current is higher, the temperature rise ΔTi is calculated to be larger.

上記ステップ１３２においては、更に、外気温Taによる補正分Aと、車速Vによる補正分Bと、タービン入口ガス温度Tgによる補正分Cとがそれぞれ算出される。図８は、外気温Taによる補正分Aを算出するためのマップである。外気温Taが高いほど、ターボ専用オイルクーラ５０でのオイル冷却量が減少するので、ロータ６７温度は上がり易くなる。この傾向を反映させるべく、図８のマップによれば、外気温Taが高い場合ほど、補正分Aが大きく算出される。 In step 132, a correction amount A based on the outside air temperature Ta, a correction amount B based on the vehicle speed V, and a correction amount C based on the turbine inlet gas temperature Tg are calculated. FIG. 8 is a map for calculating the correction amount A based on the outside air temperature Ta. As the outside air temperature Ta is higher, the amount of oil cooling in the turbo dedicated oil cooler 50 is reduced, and therefore the temperature of the rotor 67 is easily increased. In order to reflect this tendency, according to the map of FIG. 8, the correction amount A is calculated larger as the outside air temperature Ta is higher.

図９は、車速Vによる補正分Bを算出するためのマップである。車速Vが高いほど、走行風の影響により、ターボ専用オイルクーラ５０でのオイル冷却量が増大するので、ロータ６７温度は上がりにくくなる。この傾向を反映させるべく、図９のマップによれば、車速Vが高い場合ほど、補正分Bが小さく算出される。 FIG. 9 is a map for calculating a correction amount B based on the vehicle speed V. As the vehicle speed V increases, the amount of oil cooling in the turbo dedicated oil cooler 50 increases due to the influence of the traveling wind, and thus the temperature of the rotor 67 is less likely to increase. In order to reflect this tendency, according to the map of FIG. 9, the correction amount B is calculated to be smaller as the vehicle speed V is higher.

図１０は、タービン入口ガス温度Tgによる補正分Cを算出するためのマップである。タービン入口ガス温度Tgが高いほど、その熱がロータ６７に伝熱し、ロータ６７温度が上がり易くなる。この傾向を反映させるべく、図１０のマップによれば、タービン入口ガス温度Tgが高い場合ほど、補正分Cが大きく算出される。 FIG. 10 is a map for calculating the correction C by the turbine inlet gas temperature Tg. As the turbine inlet gas temperature Tg is higher, the heat is transferred to the rotor 67 and the temperature of the rotor 67 is easily increased. In order to reflect this tendency, according to the map of FIG. 10, the correction amount C is calculated to be larger as the turbine inlet gas temperature Tg is higher.

上記ステップ１３２の処理に続いて、近い将来のロータ６７の温度予測値Tが次式により算出される（ステップ１３４）。
T＝Tr＋ΔTn＋ΔTi＋補正分（A＋B＋C）・・・（１）
上記（１）式によれば、現在のロータ６７温度Trに、温度上昇分および補正分を加算することにより、近い将来のロータ６７の温度予測値Tが算出される。 Subsequent to the process of step 132, the predicted temperature T of the rotor 67 in the near future is calculated by the following equation (step 134).
T = Tr + ΔTn + ΔTi + correction (A + B + C) (1)
According to the above formula (1), the predicted temperature T of the rotor 67 in the near future is calculated by adding the temperature rise and the correction to the current rotor 67 temperature Tr.

続いて、上記ステップ１３４で算出された温度予測値Tと、安全耐熱温度T₄とが比較される（ステップ１３６）。そして、TがT₄を超える場合には、前述した図５に示す冷却ファンマップに基づいて、冷却ファン５２が作動される（ステップ１３８）。この場合、（T−T₄）の値を図５中のΔTとして、冷却ファン負荷が算出され、その算出された負荷で冷却ファン５２が駆動される。 Subsequently, the predicted temperature value T calculated in step 134 is compared with the safe heat-resistant temperature T ₄ (step 136). When T exceeds T ₄ , the cooling fan 52 is operated based on the cooling fan map shown in FIG. 5 (step 138). In this case, the cooling fan load is calculated with the value of (T−T ₄ ) as ΔT in FIG. 5, and the cooling fan 52 is driven with the calculated load.

これに対し、上記ステップ１３６で、TがT₄以下である場合には、上記ステップ１２６以下の処理が実行される。 In contrast, in step 136, when T is T ₄ or less, the processing of the following step 126 is executed.

以上説明したような図４に示すルーチンの処理によれば、近い将来にロータ６７温度が上昇することが予見された場合には、その将来の温度予測値Tを算出し、その温度予測値Tが安全耐熱温度T₄を超える場合には、冷却ファン５２を前もって作動させることができる。つまり、現在のロータ６７温度Trが安全耐熱温度T₄を超えていなくても、冷却ファン５２を作動させて、ターボ入口オイルを予冷しておくことができる。このため、例えば急加速に伴ってモータ４０や軸受４２，４４等の発熱量が急増する場合のような厳しい条件においても、ロータ６７温度の過上昇（急上昇）をより確実に回避することができ、ロータ６７をより確実に保護することができる。 According to the routine processing shown in FIG. 4 as described above, when it is predicted that the temperature of the rotor 67 will increase in the near future, the predicted temperature value T is calculated and the predicted temperature value T is calculated. Can exceed the safe heat-resistant temperature T ₄ , the cooling fan 52 can be operated in advance. That is, the current of the rotor 67 temperature Tr is if not exceeded safe heat temperature T _4, the cooling fan 52 is operated, may have been pre-cooled turbo inlet oil. For this reason, for example, even under severe conditions such as when the amount of heat generated by the motor 40, the bearings 42, 44, etc. suddenly increases with rapid acceleration, it is possible to more reliably avoid an excessive increase (rapid increase) in the rotor 67 temperature. The rotor 67 can be protected more reliably.

なお、本実施形態では、ロータ６７の温度上昇をアクセル開度変化率αに基づいて事前に予知することとしているが、ロータ６７の温度上昇を予知する方法はこれに限定されるものではない。例えば、車両上で取得し得る種々の道路情報に基づいて、内燃機関１０の加速が要求されることとなる地点（以下、「加速ポイント」という）を予知することにより、ロータ６７の温度上昇を予知するようにしてもよい。 In this embodiment, the temperature increase of the rotor 67 is predicted in advance based on the accelerator opening change rate α, but the method for predicting the temperature increase of the rotor 67 is not limited to this. For example, the temperature of the rotor 67 can be increased by predicting a point where acceleration of the internal combustion engine 10 is required (hereinafter referred to as “acceleration point”) based on various road information that can be acquired on the vehicle. You may make it foresee.

すなわち、一般的な車両の走行環境の中には、交通の流れに乗った標準的な運転をしようとすれば、必然的に軽負荷状態からの加速が要求されることとなる加速ポイントが存在している。例えば、走行中の道路が平坦路から登坂路に変化する地点や、一般道から高速道への進入路は、そのような加速が求められる加速ポイントの一例である。 In other words, there are acceleration points in the driving environment of a general vehicle that will inevitably require acceleration from a light load state when trying to perform standard driving on the traffic flow. is doing. For example, a point where a traveling road changes from a flat road to an uphill road and an approach road from a general road to a highway are examples of acceleration points that require such acceleration.

一方で、車両上では、ナビゲーション装置に記憶されている地図情報や、車外から提供される交通情報などに基づいて、加速ポイントを認識することが可能である。更に、ナビゲーション装置の車両位置特定機能を利用すれば、車両が加速ポイントを走行しているか否かを判断することも可能である。 On the other hand, on the vehicle, it is possible to recognize the acceleration point based on map information stored in the navigation device, traffic information provided from outside the vehicle, and the like. Further, if the vehicle position specifying function of the navigation device is used, it is possible to determine whether or not the vehicle is traveling at an acceleration point.

そこで、車両上で取得し得る種々の道路情報に基づいて加速ポイントを特定するとともに、車両が加速ポイントに近づいてきたときに、冷却ファン５２の作動を前もって開始させておくようにすれば、加速時のロータ６７温度の過上昇をより確実に回避することが可能である。 Therefore, if the acceleration point is specified based on various road information that can be acquired on the vehicle and the operation of the cooling fan 52 is started in advance when the vehicle approaches the acceleration point, the acceleration can be achieved. It is possible to more reliably avoid an excessive increase in the temperature of the rotor 67 at the time.

なお、上記道路情報としては、例えば、以下のような事項が挙げられる。
１．自車前方に伸びている道路の直進距離
２．自車前方に存在するカーブの曲率
３．走行中の路面の状況（雪、凍結、ドライ、ウェット、舗装、未舗装など）
４．走行路の傾斜角
５．高速道路の進入路の位置情報
６．ユーザにより設定された加速ポイントの位置情報 Examples of the road information include the following items.
1. 1. Straight distance of the road extending ahead of the vehicle 2. Curvature curvature of the vehicle ahead Road surface conditions (snow, freezing, dry, wet, paved, unpaved, etc.)
4). 4. Inclination angle of the road 5. Location information of highway approach roads Acceleration point position information set by the user

上述した実施の形態２においては、ロータ６７が前記第６の発明における「所定部位」に相当している。また、ＥＣＵ６０が、上記ステップ１２０および１２４の処理を実行することにより前記第６の発明における「予知手段」が、上記ステップ１２６〜１３８の処理を実行することにより前記第６の発明における「予冷制御手段」が、上記ステップ１３２および１３４の処理を実行することにより前記第８の発明における「温度上昇予測手段」が、それぞれ実現されている。 In the second embodiment described above, the rotor 67 corresponds to the “predetermined portion” in the sixth aspect of the present invention. Further, when the ECU 60 executes the processing of steps 120 and 124, the “predicting means” in the sixth invention performs the processing of steps 126 to 138, thereby executing the “precooling control” in the sixth invention. The “means” executes the processing of the above steps 132 and 134, thereby realizing the “temperature rise prediction means” in the eighth invention.

本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the system configuration | structure of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１におけるターボ過給機の詳細な構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the detailed structure of the turbocharger in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 2 of this invention. 冷却ファンマップを示す図である。It is a figure which shows a cooling fan map. ターボ回転速度の上昇に伴うロータの温度上昇分ΔTnを算出するためのマップである。6 is a map for calculating a temperature increase ΔTn of a rotor accompanying an increase in turbo rotation speed. モータ通電量増加に伴うロータの温度上昇分ΔTiを算出するためのマップである。6 is a map for calculating a temperature rise ΔTi of a rotor accompanying an increase in motor energization amount. 外気温による補正分を算出するためのマップである。It is a map for calculating the correction | amendment part by external temperature. 車速による補正分を算出するためのマップである。It is a map for calculating the correction | amendment part by vehicle speed. タービン入口ガス温度による補正分を算出するためのマップである。It is a map for calculating the correction | amendment part by turbine inlet gas temperature.

Explanation of symbols

１０内燃機関
１６ターボ過給機
１８排気タービン
２６吸気コンプレッサ
４０モータ
４１温度センサ
４２，４４軸受
４８ターボ用オイル配管
５０ターボ専用オイルクーラ
５２冷却ファン
５４油温センサ
６０ＥＣＵ
６１ベアリングハウジング
６３タービンハウジング
６５コンプレッサハウジング
６６回転軸
６７ロータ
７０磁石
７１磁石保持部
７２ステータ
７４，７５オイル通路
７６，７７端面
７８，７９コイル巻き線部
８０隙間
８１，８２オイルドレーン通路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Internal combustion engine 16 Turbocharger 18 Exhaust turbine 26 Intake compressor 40 Motor 41 Temperature sensor 42, 44 Bearing 48 Turbo oil piping 50 Turbo oil cooler 52 Cooling fan 54 Oil temperature sensor 60 ECU
61 Bearing housing 63 Turbine housing 65 Compressor housing 66 Rotating shaft 67 Rotor 70 Magnet 71 Magnet holding portion 72 Stator 74, 75 Oil passage 76, 77 End face 78, 79 Coil winding portion 80 Clearance 81, 82 Oil drain passage

Claims

A turbocharger having a turbine that is operated by exhaust gas of an internal combustion engine, and a compressor that is driven by the turbine and compresses intake air;
A cooling medium supply means for supplying a cooling medium to the supercharger;
Cooling means for cooling the cooling medium on the inlet side of the cooling medium to the supercharger;
A supercharger cooling device comprising:

Cooling medium temperature acquisition means for detecting or estimating the temperature of the cooling medium;
Cooling control means for controlling the operation of the cooling means based on the temperature of the cooling medium;
The supercharger cooling device according to claim 1, further comprising:

3. The supercharger cooling device according to claim 1, wherein the cooling medium is lubricating oil for the internal combustion engine.

The supercharger cooling device according to any one of claims 1 to 3, further comprising an electric motor that assists the rotation of the supercharger.

5. The cooling device for a supercharger according to claim 4, wherein the cooling medium flows along an end surface of the rotor and / or the stator without entering between the rotor and the stator of the electric motor.

A predicting means for predicting in advance a temperature rise in a predetermined part of the parts to be cooled;
Precooling control means for controlling the operation of the cooling means based on the prediction result of the prediction means;
The supercharger cooling device according to any one of claims 1 to 5, further comprising:

7. The cooling device for a supercharger according to claim 6, wherein the prediction means performs the prediction based on an accelerator opening change rate.

The precooling control means includes a temperature rise prediction means for predicting a temperature rise amount of the predetermined portion based on at least one of an outside air temperature, a vehicle speed, a rotation speed of the supercharger, and an inlet gas temperature of the turbine. 8. The cooling device for a supercharger according to claim 7, wherein the operation of the cooling means is controlled based on a prediction result of the temperature rise prediction means.

7. The supercharger cooling apparatus according to claim 6, wherein the prediction means includes road information acquisition means for acquiring road information, and performs the prediction based on the road information.