JP4803096B2 - 過給機の冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、過給機の冷却装置に関する。

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。

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。

特開平５−２５６１５５号公報 特表２００１−５２７６１３号公報 特公平７−７４６１２号公報 特許２８３６１５０号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

［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）。

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。

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。

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）。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

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。

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。 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。 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。 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。 冷却ファンマップを示す図である。 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。 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。 外気温による補正分を算出するためのマップである。 車速による補正分を算出するためのマップである。 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。

符号の説明

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
６０ ＥＣＵ
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

Claims (8)

1. 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、
   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過給機の冷却装置。
2. 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請求項１記載の過給機の冷却装置。
3. 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請求項１または２記載の過給機の冷却装置。
4. 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請求項１乃至３の何れか１項記載の過給機の冷却装置。
5. 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請求項４記載の過給機の冷却装置。
6. 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請求項１記載の過給機の冷却装置。
7. 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請求項６記載の過給機の冷却装置。
8. 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請求項１記載の過給機の冷却装置。

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