ターボチャージャ付内燃機関
【課題】特に、ターボチャージャに供給される潤滑油より余剰のエネルギーを電気エネルギーとして回収することを可能とするターボチャージャ付内燃機関を提供する。
【解決手段】ターボチャージャ付内燃機関Ｅにおいて、潤滑油の循環方向におけるターボチャージャ１１の下流側には油圧ポンプ／モータＰＭが設けられ、油圧ポンプ／モータＰＭにはモータ／発電機ＭＧが接続されている。ターボチャージャ付内燃機関Ｅには、ターボチャージャ１１のセンターハウジング２３から潤滑油の噴出の虞があるか否かを判定し、判定結果が肯定判定の場合に油圧ポンプ／モータＰＭを油圧ポンプとして機能させるようにモータ／発電機ＭＧを駆動させる制御を行う一方で、判定結果が否定判定の場合に油圧ポンプ／モータＰＭを油圧モータとして機能させてモータ／発電機ＭＧに発電させる制御を行うコントロールユニット４１が設けられている。
【解決手段】ターボチャージャ付内燃機関Ｅにおいて、潤滑油の循環方向におけるターボチャージャ１１の下流側には油圧ポンプ／モータＰＭが設けられ、油圧ポンプ／モータＰＭにはモータ／発電機ＭＧが接続されている。ターボチャージャ付内燃機関Ｅには、ターボチャージャ１１のセンターハウジング２３から潤滑油の噴出の虞があるか否かを判定し、判定結果が肯定判定の場合に油圧ポンプ／モータＰＭを油圧ポンプとして機能させるようにモータ／発電機ＭＧを駆動させる制御を行う一方で、判定結果が否定判定の場合に油圧ポンプ／モータＰＭを油圧モータとして機能させてモータ／発電機ＭＧに発電させる制御を行うコントロールユニット４１が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボチャージャの軸受部を潤滑し、かつ軸受部潤滑後の潤滑油をクランクケース内に戻すように作動する油循環機構を備えたターボチャージャ付内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車においては、車両制御のために設けられる電子部品の量が増加し、それに伴い自動車における電気負荷が大きくなってきている。そして、電子部品への電力供給のために発電を行うオルタネータの発電負荷も大きくなるため、オルタネータを駆動させるエンジン（内燃機関）への負荷が大きくなり、結果として、燃費が悪化してしまっている。そこで、例えば、自動車内の油圧回路に発電機を設けて油圧エネルギーを電気エネルギーとして回収し、電気部品への電力供給を補助することが考えられる（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のポンプ装置は、原動機が駆動源の第１オイルポンプと、電動モータ又は発電機として機能するモータ／ジェネレータが駆動源の第２オイルポンプ／モータとを備える。さらに、ポンプ装置は、第１オイルポンプ及び第２オイルポンプ／モータの吐出油をオイル供給先に吐出する吐出口と、モータ／ジェネレータの駆動制御を行う制御手段とを備えている。
【０００３】
特許文献１のポンプ装置は、オイル供給先への吐出油が不足している場合に第２オイルポンプ／モータでその不足分を補い、その吐出油に余剰がある場合に、余剰分で第２オイルポンプ／モータを駆動させて電気エネルギーの回収を行うようになっている。そして、自動車においては、回収された電気エネルギーをバッテリに貯蓄し、この貯蓄された電気エネルギーを電子部品に供給することにより、オルタネータの発電負荷を低減させることができる。
【特許文献１】特開２００５−１９５１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エンジンのオイルポンプより吐出されたオイルは、周知の如く、カムシャフト軸受等の各摺動部の潤滑、燃焼により高温となるピストン裏面の冷却、等様々な部位で利用される。そして、各部位にて必要となるオイルの量は、必ずしも一律に増減するものではない。例えば、カムシャフト軸受等の潤滑目的では、主にカムシャフトの回転数に対応した量のオイルが必要となるのに対し、ピストン冷却目的では、主に温度、すなわちエンジン負荷に応じた量のオイルが必要となる。このため、特許文献１における吐出油（オイル）の余剰の有無は、結局のところ、エンジンの各運転状態に応じ、最大公約数的に決めざるを得ず、部分的には吐出油（オイル）に余剰が生じていても、これを活用することは出来ない。
【０００５】
また、クランクシャフト又はカムシャフトよりも高速で回転するターボチャージャの軸受部には、多量のオイルが供給されているが、ターボチャージャは、構造上、軸受部内圧（油圧）が過度に上昇すると、吸気又は排気通路側へのオイル噴出が生じるため、エネルギー回収の対象とされてこなかった。
【０００６】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、特に、ターボチャージャに供給される潤滑油より余剰のエネルギーを電気エネルギーとして回収することを可能とするターボチャージャ付内燃機関を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、内燃機関から排出される排気ガスのエネルギーを利用し、吸気の過給を行うターボチャージャを備え、さらに、オイルポンプによって潤滑油を前記ターボチャージャの軸受部に供給して該軸受部を潤滑し、かつ軸受部潤滑後の前記潤滑油をクランクケース内に戻すように作動する油循環機構を備えたターボチャージャ付内燃機関において、前記油循環機構での潤滑油の循環方向における前記ターボチャージャの下流側に、油圧ポンプ／モータを設けるとともに該油圧ポンプ／モータに接続されたモータ／発電機を設け、さらに、前記ターボチャージャの軸受部から潤滑油の噴出の虞があるか否かを判定し、判定結果が肯定判定の場合に前記油圧ポンプ／モータを油圧ポンプとして機能させるように前記モータ／発電機を駆動させる制御を行う一方で、判定結果が否定判定の場合に前記油圧ポンプ／モータを油圧モータとして機能させて前記モータ／発電機に発電させる制御を行う制御手段を設けたことを要旨とする。
【０００８】
これによれば、制御手段によりターボチャージャの軸受部から潤滑油が噴出する虞があると判定された場合には、制御手段はモータ／発電機を駆動させて油圧ポンプ／モータを油圧ポンプとして駆動させるようにした。このため、油圧ポンプ／モータの油圧ポンプとしての機能によりターボチャージャの軸受部内の潤滑油がクランクケース内へ強制的に排出される。その結果、ターボチャージャの軸受部内圧が低下し、軸受部から潤滑油が噴出することが防止される。一方、制御手段によりターボチャージャの軸受部から潤滑油が噴出する虞がないと判定された場合には、制御手段は油圧ポンプ／モータを油圧モータとして機能させ、モータ／発電機を発電機として機能させるようにした。このため、ターボチャージャの軸受部から排出される潤滑油（圧油）を利用してモータ／発電機により電気エネルギーを回収することができる。すなわち、ターボチャージャの軸受部における潤滑油の余剰の有無に関係無く、軸受部から必ず排出される潤滑油を活用して電気エネルギーを回収することができる。そして、回収された電気エネルギーを利用して電子部品に電力を供給することにより、オルタネータの発電負荷、ひいては内燃機関の負荷を低減させることができる。
【０００９】
また、前記潤滑油の循環方向における前記油圧ポンプ／モータより上流側には、前記ターボチャージャの軸受部から排出された潤滑油の圧力を検出する油圧センサが設けられ、前記制御手段は前記油圧センサからの検出信号に基づき前記ターボチャージャの軸受部内圧を推定するとともに、推定された軸受部内圧と予め設定された閾値を比較して前記ターボチャージャの軸受部から潤滑油の噴出の虞があるか否かを判定するようにしてもよい。
【００１０】
これによれば、ターボチャージャの軸受部内圧をより正確に検出することができ、軸受部内圧が高いときは、確実に軸受部内の潤滑油をクランクケース内へ強制的に排出させることができる。
【００１１】
また、前記潤滑油の循環方向における前記油圧ポンプ／モータより上流側には、前記ターボチャージャの軸受部から排出された潤滑油の圧力を検出する油圧センサが設けられ、前記制御手段は、前記内燃機関の回転数及び燃料噴射量の情報を基に前記クランクケース内の圧力を推定するとともに、推定された圧力に基づいて閾値を決定し、前記油圧センサからの検出信号に基づき推定されるターボチャージャの軸受部内圧と前記閾値を比較して前記ターボチャージャの軸受部から潤滑油の噴出の虞があるか否かを判定するようにしてもよい。
【００１２】
これによれば、クランクケース内の圧力は、内燃機関の稼働状況等によって変動する。そして、制御手段は内燃機関の回転数及び燃料噴射量の情報を基にクランクケース内の圧力を推定し、その圧力に応じて閾値を変更させる。このため、クランクケース内の圧力が変動しても、ターボチャージャの軸受部から潤滑油の噴出の虞がある場合には正確に油圧ポンプ／モータを油圧ポンプとして機能させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、特に、ターボチャージャに供給される潤滑油より余剰のエネルギーを電気エネルギーとして回収することを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。
まず、本実施形態にかかるターボチャージャ付内燃機関Ｅについて説明する。図１に示すように、ターボチャージャ付内燃機関Ｅのエンジン１０にはターボチャージャ１１が備えられるとともに、エンジン１０のクランクケース１２の下部には、エンジン１０の各軸受部等及びターボチャージャ１１へ供給される潤滑油を貯留するためのオイルパン１３が設けられている。なお、本実施形態では、クランクケース１２及びオイルパン１３がエンジン１０のシリンダブロックの下部に設けられている。オイルパン１３内には、潤滑油を吸入するオイルストレーナ（図示せず）が配置されており、吸入された潤滑油はオイルポンプ３０により、ターボチャージャ１１及びエンジン１０各部に圧送されるようになっている。このオイルポンプ３０は、エンジン１０によって駆動する駆動軸としてのクランクシャフト（図示せず）によって駆動する機械式のオイルポンプであり、クランクシャフトの回転数に略比例した流量を吐出する固定容量ポンプである。
【００１５】
クランクケース１２には、エンジン１０のシリンダ（図示せず）とピストンリング（図示せず）との隙間からクランクケース１２内へ漏出してくるブローバイガスを排出するためのブローバイガス排出口１５が設けられている。また、エンジン１０は、このブローバイガス排出口１５と、エンジン１０の吸気通路１６とを連通して接続するブローバイガス還流通路１７を備えており、排出したブローバイガスを還流させて、再度エンジン１０へ送り込むことができるようになっている。
【００１６】
ターボチャージャ１１は、排気タービン（ターボ部）２１と、排気タービン２１に直結されて連動するコンプレッサホイール（コンプレッサ部）２２と、排気タービン２１とコンプレッサホイール２２とを連結固定するとともに、軸受部としてのセンターハウジング２３に回転可能に支持されたタービンシャフト２４を備える。さらに、排気タービン２１は、エンジン１０の排気通路２５の上流側に介装され、エンジン１０から排出される排気ガスのエネルギーを利用してタービンシャフト２４を回転させるようになっている。一方、コンプレッサホイール２２は吸気通路１６に介装されて、排気タービン２１に連動して回転しエンジン１０への吸気の過給を行うようになっている。
【００１７】
また、センターハウジング２３には潤滑油供給口２６及び潤滑油排出口２７が形成されている。潤滑油供給口２６には、潤滑油供給通路３５の一端が接続されるとともに、潤滑油供給通路３５の他端には、オイルパン１３内のオイルポンプ３０が接続されている。また、潤滑油排出口２７には潤滑油排出通路３６の一端が接続されるとともに、潤滑油排出通路３６の他端はクランクケース１２に接続されている。
【００１８】
そして、オイルパン１３に貯留された潤滑油が、圧油としてオイルポンプ３０によって潤滑油供給通路３５及び潤滑油供給口２６を介してターボチャージャ１１へ供給されてターボチャージャ１１（タービンシャフト２４及びセンターハウジング２３内の軸受部等）を潤滑するようになっている。ターボチャージャ１１を潤滑した潤滑油は、潤滑油排出口２７及び潤滑油排出通路３６を重力に従いクランクケース１２内へ戻され、クランク室２０を通過してオイルパン１３へ戻されるようになっている。すなわち、潤滑油は、潤滑油供給通路３５及び潤滑油排出通路３６を介してオイルパン１３とターボチャージャ１１との間を循環するようになっており、オイルポンプ３０、潤滑油供給通路３５、及び潤滑油排出通路３６によって油循環機構が構成されている。なお、前述したブローバイガス還流通路１７により、クランクケース１２内には、吸気通路１６の負圧が作用している。よって、通常の運転状態では、クランクケース１２内の圧力が潤滑油の戻りに対し障害となることは無い。
【００１９】
油循環機構における潤滑油の循環方向（矢印Ｙに示す）において、ターボチャージャ１１より下流側となる位置たる潤滑油排出通路３６上には、この潤滑油排出通路３６における潤滑油（圧油）の圧力を検出する油圧センサ４０が設けられている。そして、油圧センサ４０によりターボチャージャ１１のセンターハウジング２３からクランクケース１２に戻る潤滑油の圧力を検出することにより、後述するコントロールユニット４１によってターボチャージャ１１における軸受部を構成するセンターハウジング２３の内圧が推定されるようになっている。また、潤滑油排出通路３６において、潤滑油の循環方向における油圧センサ４０より下流側には、油圧ポンプ／モータＰＭが設けられている。また、油圧ポンプ／モータＰＭには、動力伝達軸Ｌを介してモータ／発電機ＭＧが接続されている。モータ／発電機ＭＧは、動力伝達軸Ｌに接続された回転軸（図示せず）が一方に回転すると電動モータとして機能し、回転軸が他方に回転させられると発電機として機能するものである。よって、油圧ポンプ／モータＰＭは、モータ／発電機ＭＧを電動モータとして機能させることで油圧ポンプとして機能し、モータ／発電機ＭＧは、油圧ポンプ／モータＰＭを油圧モータとして機能させることで発電機として機能するようになっている。
【００２０】
ターボチャージャ付内燃機関Ｅは、モータ／発電機ＭＧの駆動制御を行うことで油圧ポンプ／モータＰＭの駆動制御を行う制御手段としてのコントロールユニット４１を備えている。コントロールユニット４１は、ＣＰＵ（中央処理制御装置）４２、各種プログラムや各種情報等を予め記憶したメモリ４３、入力インターフェース（図示せず）、出力インターフェース（図示せず）等を備えた電子制御ユニットである。油圧センサ４０は、コントロールユニット４１の入力側（入力インタフェイス）に電気的に接続されている。そして、コントロールユニット４１のＣＰＵ４２は、油圧センサ４０から出力される検出信号に基づいて、軸受部内圧としてのセンターハウジング２３の内圧を推定し、その推定されたセンターハウジング２３の内圧に基づいてモータ／発電機ＭＧの駆動制御を行う。
【００２１】
メモリ４３には、油圧センサ４０からの検出信号とセンターハウジング２３の内圧とを関連付けたマップが記憶されている。そして、このマップに基づいてＣＰＵ４２はセンターハウジング２３の内圧を推定する。また、メモリ４３には、推定されたセンターハウジング２３の内圧と比較される内圧の閾値Ｐａが、情報として記憶されている。この閾値Ｐａは、センターハウジング２３から吸気通路１６又は排気通路２５へ潤滑油の噴出の虞があるときのセンターハウジング２３の内圧の上限値より若干低い値に設定されている。
【００２２】
モータ／発電機ＭＧには、インバータ４４を介してパッテリ４５が接続されている。コントロールユニット４１は、インバータ４４を監視し、モータ／発電機ＭＧに発生した交流電圧をインバータ４４で直流電圧に変換させる。そして、モータ／発電機ＭＧで発生した電気エネルギーはインバータ４４を介してパッテリ４５に回収されるようになっている。
【００２３】
図２は、コントロールユニット４１によって遂行されるターボチャージャ付内燃機関Ｅの駆動制御プログラムを表すフローチャートである。
さて、ターボチャージャ付内燃機関Ｅの稼働中において、コントロールユニット４１は油圧センサ４０からの検出信号に基づいて推定されるセンターハウジング２３の内圧Ｐと、メモリ４３に予め記憶された閾値Ｐａとを比較し、センターハウジング２３の内圧Ｐが閾値Ｐａを超えたか否かを判定する（ステップＳ１）。この判定結果が肯定判定である場合、コントロールユニット４１はモータ／発電機ＭＧの回転軸を一方に回転させる制御を行い、モータ／発電機ＭＧを電動モータとして機能させて油圧ポンプ／モータＰＭを油圧ポンプとして駆動させる（ステップＳ２）。
【００２４】
すなわち、センターハウジング２３の内圧Ｐが閾値Ｐａを超えた場合は、センターハウジング２３の内圧Ｐが高圧になり、センターハウジング２３から吸気通路１６又は排気通路２５へ潤滑油が噴出する虞がある場合である。そして、このような場合に、油圧ポンプ／モータＰＭが油圧ポンプとして駆動することにより、潤滑油排出通路３６を介してセンターハウジング２３内の潤滑油がクランクケース１２内へ強制的に排出される。
【００２５】
一方、ステップＳ１の判定結果が否定判定である場合、コントロールユニット４１はモータ／発電機ＭＧの回転軸を回転させない制御を行い、油圧ポンプ／モータＰＭを油圧モータとして駆動させるとともにモータ／発電機ＭＧの回転軸を他方に回転させることでモータ／発電機ＭＧを発電機として機能させる（ステップＳ３）。すると、モータ／発電機ＭＧで発電されるとともに、発生した電気エネルギーがインバータ４４を介してパッテリ４５に回収される。
【００２６】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）潤滑油の循環方向におけるターボチャージャ１１の下流側に油圧ポンプ／モータＰＭを設けるとともに、油圧ポンプ／モータＰＭに接続されたモータ／発電機ＭＧを設けた。そして、コントロールユニット４１により、センターハウジング２３から吸気通路１６又は排気通路２５へ潤滑油の噴出の虞があると判定された場合には、モータ／発電機ＭＧにより油圧ポンプ／モータＰＭを油圧ポンプとして駆動させるようにした。このため、油圧ポンプ／モータＰＭによりセンターハウジング２３内の潤滑油がクランクケース１２内へ強制的に排出されることとなり、センターハウジング２３の内圧が低下し、センターハウジング２３から潤滑油が噴出することが防止され、その結果として、潤滑油の無駄な浪費を無くすことができる。
【００２７】
一方、コントロールユニット４１により、センターハウジング２３からの潤滑油の噴出の虞がないと判定された場合には、油圧ポンプ／モータＰＭを油圧モータとして駆動させ、モータ／発電機ＭＧを発電機として機能させるようにした。そして、ターボチャージャ１１からクランクケース１２に戻る潤滑油を利用して電気エネルギーを回収することができる。すなわち、エンジン１０の運転状態に関わらず、センターハウジング２３内を潤滑するためにオイルポンプ３０によってセンターハウジング２３に必ず供給される潤滑油を活用して電気エネルギーを回収しており、潤滑油の余剰の有無に関係なく電気エネルギーを回収することができる。そして、回収された電気エネルギーを利用して電子部品に電力を供給することにより、オルタネータの発電負荷を低減させることができる。その結果として、オルタネータによる発電量が減少するため、エンジン１０の仕事量が減少して、燃費及びエミッションが改善される。また、モータ／発電機ＭＧによって発電を補助できるため、オルタネータによる発電量を減らすことができ、オルタネータを小型化及び軽量化することができる。
【００２８】
（２）潤滑油の循環方向におけるターボチャージャ１１の下流側に油圧ポンプ／モータＰＭを設けた。このため、この油圧ポンプ／モータＰＭの存在により、センターハウジング２３の内圧が上昇しやすい状態になるが、油圧ポンプ／モータＰＭを油圧ポンプとして機能させる制御を行うことにより、油圧ポンプ／モータＰＭを設けてもセンターハウジング２３から吸気通路１６又は排気通路２５への潤滑油の噴出を防止することができる。
【００２９】
（３）センターハウジング２３の内圧を、潤滑油排出通路３６に設けた油圧センサ４０で検出し、油圧センサ４０からの検出信号に基づいてコントロールユニット４１は油圧ポンプ／モータＰＭの制御を行う。このため、コントロールユニット４１によりセンターハウジング２３の内圧をより正確に推定することができ、センターハウジング２３の内圧が高いときは、確実にセンターハウジング２３内の潤滑油をクランクケース１２内へ強制的に排出させることができる。
【００３０】
（４）エンジン１０においては、排出したブローバイガスを還流させて、再度エンジン１０へ送り込むことができるとともに、クランクケース１２内に吸気通路１６の負圧が作用するようになっている。そして、ターボチャージャ１１の下流に接続された潤滑油排出通路３６はクランクケース１２に接続されている。したがって、クランクケース１２内の圧力とセンターハウジング２３の内圧との圧力差を利用して、センターハウジング２３に供給された潤滑油をクランクケース１２内へ戻すことができ、その圧流を用いてモータ／発電機ＭＧにより発電させることができる。
【００３１】
（５）オイルポンプ３０は、エンジン１０のクランクシャフトの回転によって駆動される機械式の固定容量ポンプである。そして、オイルポンプ３０は、クランクシャフトが回転しているときはターボチャージャ１１のセンターハウジング２３に潤滑油が供給され続け、センターハウジング２３の内圧は変動しやすくなる。しかし、本実施形態のようにセンターハウジング２３の内圧に応じて油圧ポンプ／モータＰＭ及びモータ／発電機ＭＧの駆動を制御するようにしたため、オイルポンプ３０が機械式の固定容量ポンプであっても、センターハウジング２３の内圧の上昇を抑えて潤滑油の噴出を防止することができる。
【００３２】
（第２の実施形態）
次に、本発明を具体化した第２の実施形態を図３及び図４にしたがって説明する。なお、以下に説明する第２の実施形態では、既に説明した第１の実施形態と同一構成については、同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
【００３３】
第２の実施形態において、図３に示すように、ターボチャージャ付内燃機関Ｅのコントロールユニット４１には、ターボチャージャ付内燃機関Ｅの制御を行うＥＣＵ４６が電気的に接続されている。コントロールユニット４１にはＥＣＵ４６から、ターボチャージャ付内燃機関Ｅの回転数及び燃料噴射量に係る情報が送られるようになっている。コントロールユニット４１のメモリ４３には、ＥＣＵ４６からの情報とクランクケース１２内の圧力とを関連付けたマップが記憶されている。そして、このマップに基づいてＣＰＵ４２は、クランクケース１２内の圧力（負圧）を推定する。また、メモリ４３には、クランクケース１２内の圧力と、センターハウジング２３の内圧の閾値Ｐａとを関連付けたマップが記憶されている。そして、このマップに基づいてＣＰＵ４２は、センターハウジング２３の内圧の閾値Ｐａを決定する。すなわち、ＣＰＵ４２は、クランクケース１２内の圧力の変動に合わせて、選択される閾値Ｐａを変動させるようになっている。
【００３４】
図４は、コントロールユニット４１によって遂行されるターボチャージャ付内燃機関Ｅの駆動制御プログラムを表すフローチャートである。
さて、ターボチャージャ付内燃機関Ｅの稼働中において、コントロールユニット４１は、ＥＣＵ４６から送られるターボチャージャ付内燃機関Ｅの回転数及び燃料噴射量に係る情報に基づいてクランクケース１２内の圧力を推定するとともに、推定された圧力に合わせて閾値Ｐａを算出する（ステップＳ１１）。
【００３５】
次に、コントロールユニット４１は、油圧センサ４０から得られる検出信号と、メモリ４３に予め記憶された閾値Ｐａとを比較し、センターハウジング２３の内圧Ｐが閾値Ｐａを超えたか否かを判定する（ステップＳ１２）。この判定結果が肯定判定である場合、コントロールユニット４１はモータ／発電機ＭＧの回転軸を一方に回転させる制御を行い、モータ／発電機ＭＧを電動モータとして機能させて油圧ポンプ／モータＰＭを油圧ポンプとして駆動させる（ステップＳ１３）。
【００３６】
すなわち、センターハウジング２３の内圧Ｐが閾値Ｐａを超えた場合は、センターハウジング２３の内圧Ｐが高圧になり、センターハウジング２３から吸気通路１６又は排気通路２５へ潤滑油が噴出する虞がある場合である。そして、このような場合に、油圧ポンプ／モータＰＭの油圧ポンプとしての機能により、潤滑油排出通路３６を介してセンターハウジング２３内の潤滑油がクランクケース１２内へ強制的に戻される。
【００３７】
一方、ステップＳ１２の判定結果が否定判定である場合、コントロールユニット４１はモータ／発電機ＭＧの回転軸を回転させない制御を行い、油圧ポンプ／モータＰＭを油圧モータとして駆動させるとともにモータ／発電機ＭＧの回転軸を他方に回転させることでモータ／発電機ＭＧを発電機として機能させる（ステップＳ１４）。すると、モータ／発電機ＭＧで発電されるとともに、発生した電気エネルギーがインバータ４４を介してパッテリ４５に回収される。
【００３８】
したがって、第２の実施形態によれば、第１の実施形態に記載の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
（６）クランクケース１２内の圧力は、クランクシャフトの回転状況等によって変動する。そして、コントロールユニット４１は、ＥＣＵ４６から送られる回転数及び燃料噴射量に基づいてクランクケース１２内の圧力を推定し、その圧力に応じてセンターハウジング２３の内圧の閾値Ｐａを変更させる。よって、クランクケース１２内の圧力が上昇し、センターハウジング２３から吸気通路１６又は排気通路２５へ潤滑油の噴出の虞がより高まる場合であっても、確実に油圧ポンプ／モータＰＭを油圧ポンプとして機能させ、センターハウジング２３からの潤滑油の噴出を防止することができる。
【００３９】
（７）コントロールユニット４１は、ターボチャージャ付内燃機関Ｅを制御するＥＣＵ４６からエンジン回転数及び燃料噴射量の情報を得る。このため、クランクケース１２内の圧力を推定するために、新たに別のセンサを設ける必要がなくセンターハウジング２３からの潤滑油の噴出を確実に防止することができる。
【００４０】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 第２の実施形態において、クランクケース１２内の圧力は、エンジン１０における吸気負圧から推定してもよい。
【００４１】
○ 自動車以外に、産業車両（例えば、フォークリフト）や農機に搭載されるターボチャージャ付内燃機関に本発明を採用してもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
【００４２】
（１）前記オイルポンプは、前記内燃機関の駆動軸によって駆動する機械式のオイルポンプである請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載のターボチャージャ付内燃機関。
【００４３】
（２）前記内燃機関の回転数及び燃料噴射量に関する情報は、内燃機関のＥＣＵから得る請求項３に記載のターボチャージャ付内燃機関。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】第１の実施形態のターボチャージャ付内燃機関を示す模式図。
【図２】第１の実施形態におけるターボチャージャ付内燃機関の駆動制御プログラムを表すフローチャートである。
【図３】第２の実施形態のターボチャージャ付内燃機関を示す模式図。
【図４】第２の実施形態におけるターボチャージャ付内燃機関の駆動制御プログラムを表すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
Ｅ…ターボチャージャ付内燃機関、ＭＧ…モータ／発電機、ＰＭ…油圧ポンプ／モータ、１０…内燃機関としてのエンジン、１１…ターボチャージャ、１２…クランクケース、２３…軸受部を構成するセンターハウジング、３０…油循環機構を構成するオイルポンプ、３５…油循環機構を構成する潤滑油供給通路、３６…油循環機構を構成する潤滑油排出通路、４０…油圧センサ、４１…制御手段としてのコントロールユニット。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボチャージャの軸受部を潤滑し、かつ軸受部潤滑後の潤滑油をクランクケース内に戻すように作動する油循環機構を備えたターボチャージャ付内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車においては、車両制御のために設けられる電子部品の量が増加し、それに伴い自動車における電気負荷が大きくなってきている。そして、電子部品への電力供給のために発電を行うオルタネータの発電負荷も大きくなるため、オルタネータを駆動させるエンジン（内燃機関）への負荷が大きくなり、結果として、燃費が悪化してしまっている。そこで、例えば、自動車内の油圧回路に発電機を設けて油圧エネルギーを電気エネルギーとして回収し、電気部品への電力供給を補助することが考えられる（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のポンプ装置は、原動機が駆動源の第１オイルポンプと、電動モータ又は発電機として機能するモータ／ジェネレータが駆動源の第２オイルポンプ／モータとを備える。さらに、ポンプ装置は、第１オイルポンプ及び第２オイルポンプ／モータの吐出油をオイル供給先に吐出する吐出口と、モータ／ジェネレータの駆動制御を行う制御手段とを備えている。
【０００３】
特許文献１のポンプ装置は、オイル供給先への吐出油が不足している場合に第２オイルポンプ／モータでその不足分を補い、その吐出油に余剰がある場合に、余剰分で第２オイルポンプ／モータを駆動させて電気エネルギーの回収を行うようになっている。そして、自動車においては、回収された電気エネルギーをバッテリに貯蓄し、この貯蓄された電気エネルギーを電子部品に供給することにより、オルタネータの発電負荷を低減させることができる。
【特許文献１】特開２００５−１９５１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エンジンのオイルポンプより吐出されたオイルは、周知の如く、カムシャフト軸受等の各摺動部の潤滑、燃焼により高温となるピストン裏面の冷却、等様々な部位で利用される。そして、各部位にて必要となるオイルの量は、必ずしも一律に増減するものではない。例えば、カムシャフト軸受等の潤滑目的では、主にカムシャフトの回転数に対応した量のオイルが必要となるのに対し、ピストン冷却目的では、主に温度、すなわちエンジン負荷に応じた量のオイルが必要となる。このため、特許文献１における吐出油（オイル）の余剰の有無は、結局のところ、エンジンの各運転状態に応じ、最大公約数的に決めざるを得ず、部分的には吐出油（オイル）に余剰が生じていても、これを活用することは出来ない。
【０００５】
また、クランクシャフト又はカムシャフトよりも高速で回転するターボチャージャの軸受部には、多量のオイルが供給されているが、ターボチャージャは、構造上、軸受部内圧（油圧）が過度に上昇すると、吸気又は排気通路側へのオイル噴出が生じるため、エネルギー回収の対象とされてこなかった。
【０００６】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、特に、ターボチャージャに供給される潤滑油より余剰のエネルギーを電気エネルギーとして回収することを可能とするターボチャージャ付内燃機関を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、内燃機関から排出される排気ガスのエネルギーを利用し、吸気の過給を行うターボチャージャを備え、さらに、オイルポンプによって潤滑油を前記ターボチャージャの軸受部に供給して該軸受部を潤滑し、かつ軸受部潤滑後の前記潤滑油をクランクケース内に戻すように作動する油循環機構を備えたターボチャージャ付内燃機関において、前記油循環機構での潤滑油の循環方向における前記ターボチャージャの下流側に、油圧ポンプ／モータを設けるとともに該油圧ポンプ／モータに接続されたモータ／発電機を設け、さらに、前記ターボチャージャの軸受部から潤滑油の噴出の虞があるか否かを判定し、判定結果が肯定判定の場合に前記油圧ポンプ／モータを油圧ポンプとして機能させるように前記モータ／発電機を駆動させる制御を行う一方で、判定結果が否定判定の場合に前記油圧ポンプ／モータを油圧モータとして機能させて前記モータ／発電機に発電させる制御を行う制御手段を設けたことを要旨とする。
【０００８】
これによれば、制御手段によりターボチャージャの軸受部から潤滑油が噴出する虞があると判定された場合には、制御手段はモータ／発電機を駆動させて油圧ポンプ／モータを油圧ポンプとして駆動させるようにした。このため、油圧ポンプ／モータの油圧ポンプとしての機能によりターボチャージャの軸受部内の潤滑油がクランクケース内へ強制的に排出される。その結果、ターボチャージャの軸受部内圧が低下し、軸受部から潤滑油が噴出することが防止される。一方、制御手段によりターボチャージャの軸受部から潤滑油が噴出する虞がないと判定された場合には、制御手段は油圧ポンプ／モータを油圧モータとして機能させ、モータ／発電機を発電機として機能させるようにした。このため、ターボチャージャの軸受部から排出される潤滑油（圧油）を利用してモータ／発電機により電気エネルギーを回収することができる。すなわち、ターボチャージャの軸受部における潤滑油の余剰の有無に関係無く、軸受部から必ず排出される潤滑油を活用して電気エネルギーを回収することができる。そして、回収された電気エネルギーを利用して電子部品に電力を供給することにより、オルタネータの発電負荷、ひいては内燃機関の負荷を低減させることができる。
【０００９】
また、前記潤滑油の循環方向における前記油圧ポンプ／モータより上流側には、前記ターボチャージャの軸受部から排出された潤滑油の圧力を検出する油圧センサが設けられ、前記制御手段は前記油圧センサからの検出信号に基づき前記ターボチャージャの軸受部内圧を推定するとともに、推定された軸受部内圧と予め設定された閾値を比較して前記ターボチャージャの軸受部から潤滑油の噴出の虞があるか否かを判定するようにしてもよい。
【００１０】
これによれば、ターボチャージャの軸受部内圧をより正確に検出することができ、軸受部内圧が高いときは、確実に軸受部内の潤滑油をクランクケース内へ強制的に排出させることができる。
【００１１】
また、前記潤滑油の循環方向における前記油圧ポンプ／モータより上流側には、前記ターボチャージャの軸受部から排出された潤滑油の圧力を検出する油圧センサが設けられ、前記制御手段は、前記内燃機関の回転数及び燃料噴射量の情報を基に前記クランクケース内の圧力を推定するとともに、推定された圧力に基づいて閾値を決定し、前記油圧センサからの検出信号に基づき推定されるターボチャージャの軸受部内圧と前記閾値を比較して前記ターボチャージャの軸受部から潤滑油の噴出の虞があるか否かを判定するようにしてもよい。
【００１２】
これによれば、クランクケース内の圧力は、内燃機関の稼働状況等によって変動する。そして、制御手段は内燃機関の回転数及び燃料噴射量の情報を基にクランクケース内の圧力を推定し、その圧力に応じて閾値を変更させる。このため、クランクケース内の圧力が変動しても、ターボチャージャの軸受部から潤滑油の噴出の虞がある場合には正確に油圧ポンプ／モータを油圧ポンプとして機能させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、特に、ターボチャージャに供給される潤滑油より余剰のエネルギーを電気エネルギーとして回収することを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。
まず、本実施形態にかかるターボチャージャ付内燃機関Ｅについて説明する。図１に示すように、ターボチャージャ付内燃機関Ｅのエンジン１０にはターボチャージャ１１が備えられるとともに、エンジン１０のクランクケース１２の下部には、エンジン１０の各軸受部等及びターボチャージャ１１へ供給される潤滑油を貯留するためのオイルパン１３が設けられている。なお、本実施形態では、クランクケース１２及びオイルパン１３がエンジン１０のシリンダブロックの下部に設けられている。オイルパン１３内には、潤滑油を吸入するオイルストレーナ（図示せず）が配置されており、吸入された潤滑油はオイルポンプ３０により、ターボチャージャ１１及びエンジン１０各部に圧送されるようになっている。このオイルポンプ３０は、エンジン１０によって駆動する駆動軸としてのクランクシャフト（図示せず）によって駆動する機械式のオイルポンプであり、クランクシャフトの回転数に略比例した流量を吐出する固定容量ポンプである。
【００１５】
クランクケース１２には、エンジン１０のシリンダ（図示せず）とピストンリング（図示せず）との隙間からクランクケース１２内へ漏出してくるブローバイガスを排出するためのブローバイガス排出口１５が設けられている。また、エンジン１０は、このブローバイガス排出口１５と、エンジン１０の吸気通路１６とを連通して接続するブローバイガス還流通路１７を備えており、排出したブローバイガスを還流させて、再度エンジン１０へ送り込むことができるようになっている。
【００１６】
ターボチャージャ１１は、排気タービン（ターボ部）２１と、排気タービン２１に直結されて連動するコンプレッサホイール（コンプレッサ部）２２と、排気タービン２１とコンプレッサホイール２２とを連結固定するとともに、軸受部としてのセンターハウジング２３に回転可能に支持されたタービンシャフト２４を備える。さらに、排気タービン２１は、エンジン１０の排気通路２５の上流側に介装され、エンジン１０から排出される排気ガスのエネルギーを利用してタービンシャフト２４を回転させるようになっている。一方、コンプレッサホイール２２は吸気通路１６に介装されて、排気タービン２１に連動して回転しエンジン１０への吸気の過給を行うようになっている。
【００１７】
また、センターハウジング２３には潤滑油供給口２６及び潤滑油排出口２７が形成されている。潤滑油供給口２６には、潤滑油供給通路３５の一端が接続されるとともに、潤滑油供給通路３５の他端には、オイルパン１３内のオイルポンプ３０が接続されている。また、潤滑油排出口２７には潤滑油排出通路３６の一端が接続されるとともに、潤滑油排出通路３６の他端はクランクケース１２に接続されている。
【００１８】
そして、オイルパン１３に貯留された潤滑油が、圧油としてオイルポンプ３０によって潤滑油供給通路３５及び潤滑油供給口２６を介してターボチャージャ１１へ供給されてターボチャージャ１１（タービンシャフト２４及びセンターハウジング２３内の軸受部等）を潤滑するようになっている。ターボチャージャ１１を潤滑した潤滑油は、潤滑油排出口２７及び潤滑油排出通路３６を重力に従いクランクケース１２内へ戻され、クランク室２０を通過してオイルパン１３へ戻されるようになっている。すなわち、潤滑油は、潤滑油供給通路３５及び潤滑油排出通路３６を介してオイルパン１３とターボチャージャ１１との間を循環するようになっており、オイルポンプ３０、潤滑油供給通路３５、及び潤滑油排出通路３６によって油循環機構が構成されている。なお、前述したブローバイガス還流通路１７により、クランクケース１２内には、吸気通路１６の負圧が作用している。よって、通常の運転状態では、クランクケース１２内の圧力が潤滑油の戻りに対し障害となることは無い。
【００１９】
油循環機構における潤滑油の循環方向（矢印Ｙに示す）において、ターボチャージャ１１より下流側となる位置たる潤滑油排出通路３６上には、この潤滑油排出通路３６における潤滑油（圧油）の圧力を検出する油圧センサ４０が設けられている。そして、油圧センサ４０によりターボチャージャ１１のセンターハウジング２３からクランクケース１２に戻る潤滑油の圧力を検出することにより、後述するコントロールユニット４１によってターボチャージャ１１における軸受部を構成するセンターハウジング２３の内圧が推定されるようになっている。また、潤滑油排出通路３６において、潤滑油の循環方向における油圧センサ４０より下流側には、油圧ポンプ／モータＰＭが設けられている。また、油圧ポンプ／モータＰＭには、動力伝達軸Ｌを介してモータ／発電機ＭＧが接続されている。モータ／発電機ＭＧは、動力伝達軸Ｌに接続された回転軸（図示せず）が一方に回転すると電動モータとして機能し、回転軸が他方に回転させられると発電機として機能するものである。よって、油圧ポンプ／モータＰＭは、モータ／発電機ＭＧを電動モータとして機能させることで油圧ポンプとして機能し、モータ／発電機ＭＧは、油圧ポンプ／モータＰＭを油圧モータとして機能させることで発電機として機能するようになっている。
【００２０】
ターボチャージャ付内燃機関Ｅは、モータ／発電機ＭＧの駆動制御を行うことで油圧ポンプ／モータＰＭの駆動制御を行う制御手段としてのコントロールユニット４１を備えている。コントロールユニット４１は、ＣＰＵ（中央処理制御装置）４２、各種プログラムや各種情報等を予め記憶したメモリ４３、入力インターフェース（図示せず）、出力インターフェース（図示せず）等を備えた電子制御ユニットである。油圧センサ４０は、コントロールユニット４１の入力側（入力インタフェイス）に電気的に接続されている。そして、コントロールユニット４１のＣＰＵ４２は、油圧センサ４０から出力される検出信号に基づいて、軸受部内圧としてのセンターハウジング２３の内圧を推定し、その推定されたセンターハウジング２３の内圧に基づいてモータ／発電機ＭＧの駆動制御を行う。
【００２１】
メモリ４３には、油圧センサ４０からの検出信号とセンターハウジング２３の内圧とを関連付けたマップが記憶されている。そして、このマップに基づいてＣＰＵ４２はセンターハウジング２３の内圧を推定する。また、メモリ４３には、推定されたセンターハウジング２３の内圧と比較される内圧の閾値Ｐａが、情報として記憶されている。この閾値Ｐａは、センターハウジング２３から吸気通路１６又は排気通路２５へ潤滑油の噴出の虞があるときのセンターハウジング２３の内圧の上限値より若干低い値に設定されている。
【００２２】
モータ／発電機ＭＧには、インバータ４４を介してパッテリ４５が接続されている。コントロールユニット４１は、インバータ４４を監視し、モータ／発電機ＭＧに発生した交流電圧をインバータ４４で直流電圧に変換させる。そして、モータ／発電機ＭＧで発生した電気エネルギーはインバータ４４を介してパッテリ４５に回収されるようになっている。
【００２３】
図２は、コントロールユニット４１によって遂行されるターボチャージャ付内燃機関Ｅの駆動制御プログラムを表すフローチャートである。
さて、ターボチャージャ付内燃機関Ｅの稼働中において、コントロールユニット４１は油圧センサ４０からの検出信号に基づいて推定されるセンターハウジング２３の内圧Ｐと、メモリ４３に予め記憶された閾値Ｐａとを比較し、センターハウジング２３の内圧Ｐが閾値Ｐａを超えたか否かを判定する（ステップＳ１）。この判定結果が肯定判定である場合、コントロールユニット４１はモータ／発電機ＭＧの回転軸を一方に回転させる制御を行い、モータ／発電機ＭＧを電動モータとして機能させて油圧ポンプ／モータＰＭを油圧ポンプとして駆動させる（ステップＳ２）。
【００２４】
すなわち、センターハウジング２３の内圧Ｐが閾値Ｐａを超えた場合は、センターハウジング２３の内圧Ｐが高圧になり、センターハウジング２３から吸気通路１６又は排気通路２５へ潤滑油が噴出する虞がある場合である。そして、このような場合に、油圧ポンプ／モータＰＭが油圧ポンプとして駆動することにより、潤滑油排出通路３６を介してセンターハウジング２３内の潤滑油がクランクケース１２内へ強制的に排出される。
【００２５】
一方、ステップＳ１の判定結果が否定判定である場合、コントロールユニット４１はモータ／発電機ＭＧの回転軸を回転させない制御を行い、油圧ポンプ／モータＰＭを油圧モータとして駆動させるとともにモータ／発電機ＭＧの回転軸を他方に回転させることでモータ／発電機ＭＧを発電機として機能させる（ステップＳ３）。すると、モータ／発電機ＭＧで発電されるとともに、発生した電気エネルギーがインバータ４４を介してパッテリ４５に回収される。
【００２６】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）潤滑油の循環方向におけるターボチャージャ１１の下流側に油圧ポンプ／モータＰＭを設けるとともに、油圧ポンプ／モータＰＭに接続されたモータ／発電機ＭＧを設けた。そして、コントロールユニット４１により、センターハウジング２３から吸気通路１６又は排気通路２５へ潤滑油の噴出の虞があると判定された場合には、モータ／発電機ＭＧにより油圧ポンプ／モータＰＭを油圧ポンプとして駆動させるようにした。このため、油圧ポンプ／モータＰＭによりセンターハウジング２３内の潤滑油がクランクケース１２内へ強制的に排出されることとなり、センターハウジング２３の内圧が低下し、センターハウジング２３から潤滑油が噴出することが防止され、その結果として、潤滑油の無駄な浪費を無くすことができる。
【００２７】
一方、コントロールユニット４１により、センターハウジング２３からの潤滑油の噴出の虞がないと判定された場合には、油圧ポンプ／モータＰＭを油圧モータとして駆動させ、モータ／発電機ＭＧを発電機として機能させるようにした。そして、ターボチャージャ１１からクランクケース１２に戻る潤滑油を利用して電気エネルギーを回収することができる。すなわち、エンジン１０の運転状態に関わらず、センターハウジング２３内を潤滑するためにオイルポンプ３０によってセンターハウジング２３に必ず供給される潤滑油を活用して電気エネルギーを回収しており、潤滑油の余剰の有無に関係なく電気エネルギーを回収することができる。そして、回収された電気エネルギーを利用して電子部品に電力を供給することにより、オルタネータの発電負荷を低減させることができる。その結果として、オルタネータによる発電量が減少するため、エンジン１０の仕事量が減少して、燃費及びエミッションが改善される。また、モータ／発電機ＭＧによって発電を補助できるため、オルタネータによる発電量を減らすことができ、オルタネータを小型化及び軽量化することができる。
【００２８】
（２）潤滑油の循環方向におけるターボチャージャ１１の下流側に油圧ポンプ／モータＰＭを設けた。このため、この油圧ポンプ／モータＰＭの存在により、センターハウジング２３の内圧が上昇しやすい状態になるが、油圧ポンプ／モータＰＭを油圧ポンプとして機能させる制御を行うことにより、油圧ポンプ／モータＰＭを設けてもセンターハウジング２３から吸気通路１６又は排気通路２５への潤滑油の噴出を防止することができる。
【００２９】
（３）センターハウジング２３の内圧を、潤滑油排出通路３６に設けた油圧センサ４０で検出し、油圧センサ４０からの検出信号に基づいてコントロールユニット４１は油圧ポンプ／モータＰＭの制御を行う。このため、コントロールユニット４１によりセンターハウジング２３の内圧をより正確に推定することができ、センターハウジング２３の内圧が高いときは、確実にセンターハウジング２３内の潤滑油をクランクケース１２内へ強制的に排出させることができる。
【００３０】
（４）エンジン１０においては、排出したブローバイガスを還流させて、再度エンジン１０へ送り込むことができるとともに、クランクケース１２内に吸気通路１６の負圧が作用するようになっている。そして、ターボチャージャ１１の下流に接続された潤滑油排出通路３６はクランクケース１２に接続されている。したがって、クランクケース１２内の圧力とセンターハウジング２３の内圧との圧力差を利用して、センターハウジング２３に供給された潤滑油をクランクケース１２内へ戻すことができ、その圧流を用いてモータ／発電機ＭＧにより発電させることができる。
【００３１】
（５）オイルポンプ３０は、エンジン１０のクランクシャフトの回転によって駆動される機械式の固定容量ポンプである。そして、オイルポンプ３０は、クランクシャフトが回転しているときはターボチャージャ１１のセンターハウジング２３に潤滑油が供給され続け、センターハウジング２３の内圧は変動しやすくなる。しかし、本実施形態のようにセンターハウジング２３の内圧に応じて油圧ポンプ／モータＰＭ及びモータ／発電機ＭＧの駆動を制御するようにしたため、オイルポンプ３０が機械式の固定容量ポンプであっても、センターハウジング２３の内圧の上昇を抑えて潤滑油の噴出を防止することができる。
【００３２】
（第２の実施形態）
次に、本発明を具体化した第２の実施形態を図３及び図４にしたがって説明する。なお、以下に説明する第２の実施形態では、既に説明した第１の実施形態と同一構成については、同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
【００３３】
第２の実施形態において、図３に示すように、ターボチャージャ付内燃機関Ｅのコントロールユニット４１には、ターボチャージャ付内燃機関Ｅの制御を行うＥＣＵ４６が電気的に接続されている。コントロールユニット４１にはＥＣＵ４６から、ターボチャージャ付内燃機関Ｅの回転数及び燃料噴射量に係る情報が送られるようになっている。コントロールユニット４１のメモリ４３には、ＥＣＵ４６からの情報とクランクケース１２内の圧力とを関連付けたマップが記憶されている。そして、このマップに基づいてＣＰＵ４２は、クランクケース１２内の圧力（負圧）を推定する。また、メモリ４３には、クランクケース１２内の圧力と、センターハウジング２３の内圧の閾値Ｐａとを関連付けたマップが記憶されている。そして、このマップに基づいてＣＰＵ４２は、センターハウジング２３の内圧の閾値Ｐａを決定する。すなわち、ＣＰＵ４２は、クランクケース１２内の圧力の変動に合わせて、選択される閾値Ｐａを変動させるようになっている。
【００３４】
図４は、コントロールユニット４１によって遂行されるターボチャージャ付内燃機関Ｅの駆動制御プログラムを表すフローチャートである。
さて、ターボチャージャ付内燃機関Ｅの稼働中において、コントロールユニット４１は、ＥＣＵ４６から送られるターボチャージャ付内燃機関Ｅの回転数及び燃料噴射量に係る情報に基づいてクランクケース１２内の圧力を推定するとともに、推定された圧力に合わせて閾値Ｐａを算出する（ステップＳ１１）。
【００３５】
次に、コントロールユニット４１は、油圧センサ４０から得られる検出信号と、メモリ４３に予め記憶された閾値Ｐａとを比較し、センターハウジング２３の内圧Ｐが閾値Ｐａを超えたか否かを判定する（ステップＳ１２）。この判定結果が肯定判定である場合、コントロールユニット４１はモータ／発電機ＭＧの回転軸を一方に回転させる制御を行い、モータ／発電機ＭＧを電動モータとして機能させて油圧ポンプ／モータＰＭを油圧ポンプとして駆動させる（ステップＳ１３）。
【００３６】
すなわち、センターハウジング２３の内圧Ｐが閾値Ｐａを超えた場合は、センターハウジング２３の内圧Ｐが高圧になり、センターハウジング２３から吸気通路１６又は排気通路２５へ潤滑油が噴出する虞がある場合である。そして、このような場合に、油圧ポンプ／モータＰＭの油圧ポンプとしての機能により、潤滑油排出通路３６を介してセンターハウジング２３内の潤滑油がクランクケース１２内へ強制的に戻される。
【００３７】
一方、ステップＳ１２の判定結果が否定判定である場合、コントロールユニット４１はモータ／発電機ＭＧの回転軸を回転させない制御を行い、油圧ポンプ／モータＰＭを油圧モータとして駆動させるとともにモータ／発電機ＭＧの回転軸を他方に回転させることでモータ／発電機ＭＧを発電機として機能させる（ステップＳ１４）。すると、モータ／発電機ＭＧで発電されるとともに、発生した電気エネルギーがインバータ４４を介してパッテリ４５に回収される。
【００３８】
したがって、第２の実施形態によれば、第１の実施形態に記載の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
（６）クランクケース１２内の圧力は、クランクシャフトの回転状況等によって変動する。そして、コントロールユニット４１は、ＥＣＵ４６から送られる回転数及び燃料噴射量に基づいてクランクケース１２内の圧力を推定し、その圧力に応じてセンターハウジング２３の内圧の閾値Ｐａを変更させる。よって、クランクケース１２内の圧力が上昇し、センターハウジング２３から吸気通路１６又は排気通路２５へ潤滑油の噴出の虞がより高まる場合であっても、確実に油圧ポンプ／モータＰＭを油圧ポンプとして機能させ、センターハウジング２３からの潤滑油の噴出を防止することができる。
【００３９】
（７）コントロールユニット４１は、ターボチャージャ付内燃機関Ｅを制御するＥＣＵ４６からエンジン回転数及び燃料噴射量の情報を得る。このため、クランクケース１２内の圧力を推定するために、新たに別のセンサを設ける必要がなくセンターハウジング２３からの潤滑油の噴出を確実に防止することができる。
【００４０】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 第２の実施形態において、クランクケース１２内の圧力は、エンジン１０における吸気負圧から推定してもよい。
【００４１】
○ 自動車以外に、産業車両（例えば、フォークリフト）や農機に搭載されるターボチャージャ付内燃機関に本発明を採用してもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
【００４２】
（１）前記オイルポンプは、前記内燃機関の駆動軸によって駆動する機械式のオイルポンプである請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載のターボチャージャ付内燃機関。
【００４３】
（２）前記内燃機関の回転数及び燃料噴射量に関する情報は、内燃機関のＥＣＵから得る請求項３に記載のターボチャージャ付内燃機関。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】第１の実施形態のターボチャージャ付内燃機関を示す模式図。
【図２】第１の実施形態におけるターボチャージャ付内燃機関の駆動制御プログラムを表すフローチャートである。
【図３】第２の実施形態のターボチャージャ付内燃機関を示す模式図。
【図４】第２の実施形態におけるターボチャージャ付内燃機関の駆動制御プログラムを表すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
Ｅ…ターボチャージャ付内燃機関、ＭＧ…モータ／発電機、ＰＭ…油圧ポンプ／モータ、１０…内燃機関としてのエンジン、１１…ターボチャージャ、１２…クランクケース、２３…軸受部を構成するセンターハウジング、３０…油循環機構を構成するオイルポンプ、３５…油循環機構を構成する潤滑油供給通路、３６…油循環機構を構成する潤滑油排出通路、４０…油圧センサ、４１…制御手段としてのコントロールユニット。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出される排気ガスのエネルギーを利用し、吸気の過給を行うターボチャージャを備え、
さらに、オイルポンプによって潤滑油を前記ターボチャージャの軸受部に供給して該軸受部を潤滑し、かつ軸受部潤滑後の前記潤滑油をクランクケース内に戻すように作動する油循環機構を備えたターボチャージャ付内燃機関において、
前記油循環機構での潤滑油の循環方向における前記ターボチャージャの下流側に、油圧ポンプ／モータを設けるとともに該油圧ポンプ／モータに接続されたモータ／発電機を設け、
さらに、前記ターボチャージャの軸受部から潤滑油の噴出の虞があるか否かを判定し、判定結果が肯定判定の場合に前記油圧ポンプ／モータを油圧ポンプとして機能させるように前記モータ／発電機を駆動させる制御を行う一方で、判定結果が否定判定の場合に前記油圧ポンプ／モータを油圧モータとして機能させて前記モータ／発電機に発電させる制御を行う制御手段を設けたことを特徴とするターボチャージャ付内燃機関。
【請求項２】
前記潤滑油の循環方向における前記油圧ポンプ／モータより上流側には、前記ターボチャージャの軸受部から排出された潤滑油の圧力を検出する油圧センサが設けられ、前記制御手段は前記油圧センサからの検出信号に基づき前記ターボチャージャの軸受部内圧を推定するとともに、推定された軸受部内圧と予め設定された閾値を比較して前記ターボチャージャの軸受部から潤滑油の噴出の虞があるか否かを判定する請求項１に記載のターボチャージャ付内燃機関。
【請求項３】
前記潤滑油の循環方向における前記油圧ポンプ／モータより上流側には、前記ターボチャージャの軸受部から排出された潤滑油の圧力を検出する油圧センサが設けられ、前記制御手段は、前記内燃機関の回転数及び燃料噴射量の情報を基に前記クランクケース内の圧力を推定するとともに、推定された圧力に基づいて閾値を決定し、前記油圧センサからの検出信号に基づき推定されるターボチャージャの軸受部内圧と前記閾値を比較して前記ターボチャージャの軸受部から潤滑油の噴出の虞があるか否かを判定する請求項２に記載のターボチャージャ付内燃機関。
【請求項１】
内燃機関から排出される排気ガスのエネルギーを利用し、吸気の過給を行うターボチャージャを備え、
さらに、オイルポンプによって潤滑油を前記ターボチャージャの軸受部に供給して該軸受部を潤滑し、かつ軸受部潤滑後の前記潤滑油をクランクケース内に戻すように作動する油循環機構を備えたターボチャージャ付内燃機関において、
前記油循環機構での潤滑油の循環方向における前記ターボチャージャの下流側に、油圧ポンプ／モータを設けるとともに該油圧ポンプ／モータに接続されたモータ／発電機を設け、
さらに、前記ターボチャージャの軸受部から潤滑油の噴出の虞があるか否かを判定し、判定結果が肯定判定の場合に前記油圧ポンプ／モータを油圧ポンプとして機能させるように前記モータ／発電機を駆動させる制御を行う一方で、判定結果が否定判定の場合に前記油圧ポンプ／モータを油圧モータとして機能させて前記モータ／発電機に発電させる制御を行う制御手段を設けたことを特徴とするターボチャージャ付内燃機関。
【請求項２】
前記潤滑油の循環方向における前記油圧ポンプ／モータより上流側には、前記ターボチャージャの軸受部から排出された潤滑油の圧力を検出する油圧センサが設けられ、前記制御手段は前記油圧センサからの検出信号に基づき前記ターボチャージャの軸受部内圧を推定するとともに、推定された軸受部内圧と予め設定された閾値を比較して前記ターボチャージャの軸受部から潤滑油の噴出の虞があるか否かを判定する請求項１に記載のターボチャージャ付内燃機関。
【請求項３】
前記潤滑油の循環方向における前記油圧ポンプ／モータより上流側には、前記ターボチャージャの軸受部から排出された潤滑油の圧力を検出する油圧センサが設けられ、前記制御手段は、前記内燃機関の回転数及び燃料噴射量の情報を基に前記クランクケース内の圧力を推定するとともに、推定された圧力に基づいて閾値を決定し、前記油圧センサからの検出信号に基づき推定されるターボチャージャの軸受部内圧と前記閾値を比較して前記ターボチャージャの軸受部から潤滑油の噴出の虞があるか否かを判定する請求項２に記載のターボチャージャ付内燃機関。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−２８１１９４（Ｐ２００９−２８１１９４Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３２２６３（Ｐ２００８−１３２２６３）
【出願日】平成２０年５月２０日（２００８．５．２０）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２０日（２００８．５．２０）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
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