内燃機関の制御装置
【課題】内燃機関の回転数が低下した際に、過給機で発生する振動やノイズを効果的に低減する。
【解決手段】内燃機関の制御装置は、ボールベアリング（８ａ，８ｂ）によって支持された主軸によって互いに結合されたタービン（２１７ａ）及びコンプレッサ（２１７ｂ）を有する過給機（２１７）を備えた内燃機関（２００）の制御装置であって、ベアリングホルダと、ベアリングハウジング（１０）との間に、潤滑油を供給可能な潤滑油供給手段（３１０）と、内燃機関がアイドル状態であるか否かを検出するアイドル検出手段（２０６）と、内燃機関がアイドル状態であることが検出された場合に、潤滑油を供給するように潤滑油供給手段を制御することで、過給機の回転数を低下させる過給機回転数低下手段（１００）とを備える。
【解決手段】内燃機関の制御装置は、ボールベアリング（８ａ，８ｂ）によって支持された主軸によって互いに結合されたタービン（２１７ａ）及びコンプレッサ（２１７ｂ）を有する過給機（２１７）を備えた内燃機関（２００）の制御装置であって、ベアリングホルダと、ベアリングハウジング（１０）との間に、潤滑油を供給可能な潤滑油供給手段（３１０）と、内燃機関がアイドル状態であるか否かを検出するアイドル検出手段（２０６）と、内燃機関がアイドル状態であることが検出された場合に、潤滑油を供給するように潤滑油供給手段を制御することで、過給機の回転数を低下させる過給機回転数低下手段（１００）とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＶＮＴ（Variable Nozzle Turbo：可変ノズルターボ）等の過給機を備える内燃機関を制御するための内燃機関の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の内燃機関として、タービン及びコンプレッサによって構成される過給機を備えるものがある。このタービン及びコンプレッサは、例えば玉軸受を支持部材とする主軸によって互いに結合される。より具体的には、玉軸受として、玉と内輪及び外輪との軌道がラジアル方向に対して夫々所定の角度を有するように構成されたアンギュラ型の玉軸受が用いられる（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００３】
また、このような玉軸受を有する過給機においては、潤滑油の不足に起因してノイズが生じてしまう場合がある。このため、内燃機関の停止動作時に潤滑油を供給することで、過給機で生じるノイズを低減するという技術が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３９１９１号公報
【特許文献２】特開２００６−２９２２１号公報
【特許文献３】特開２００８−２２３６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献３で開示された技術は、過給機における潤滑油不足に起因するノイズを防止する効果を有するのみであって、例えば内燃機関の停止時等において過給機の回転数が高く維持され続けることに起因する振動やノイズを低減することは困難である。即ち、上述した技術には、過給機において発生する振動やノイズを十分なまでに低減できないおそれがあるという技術的問題点がある。
【０００６】
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、過給機における振動やノイズを効果的に低減可能な内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の内燃機関の制御装置は上記課題を解決するために、ボールベアリングによって支持された主軸によって互いに結合されたタービン及びコンプレッサを有する過給機を備えた内燃機関の制御装置であって、前記ボールベアリングが取り付けられたベアリングホルダと、前記主軸を少なくとも部分的に囲うように設けられたベアリングハウジングとの間に、潤滑油を供給可能な潤滑油供給手段と、前記内燃機関がアイドル状態であるか否かを検出するアイドル検出手段と、前記内燃機関が前記アイドル状態であることが検出された場合に、前記潤滑油を供給するように前記潤滑油供給手段を制御することで、前記過給機の回転数を低下させる過給機回転数低下手段とを備える。
【０００８】
本発明に係る「内燃機関」とは、例えば複数の気筒を有し、当該複数の気筒の各々における燃焼室において、ガソリン、軽油或いはアルコール等の各種燃料が燃焼した際に発生する爆発力を、ピストン、コネクティングロッド及びクランク軸等を適宜介して動力として取り出すことが可能に構成される機関を包括する概念であり、例えば自動車用の２サイクル或いは４サイクルレシプロエンジン等を指す。
【０００９】
また本発明に係る「過給器」とは、少なくとも排気系にタービンを、また吸気系にコンプレッサを備えた構成を有し、例えばタービンの回転力を、タービンと回転同軸に構成されるコンプレッサの回転力に変換し、当該コンプレッサの回転力によって大気圧以上の吸気圧を得ることが可能な物理的、機械的、機構的或いは電気的な手段を包括する概念であり、所謂ターボチャージャやスーパーチャージャ等を好適に含む趣旨である。ターボチャージャの好適な一態様としては、例えばモータ等の電動機を備え、タービン、コンプレッサ或いはそれらを同軸で連結する回転軸等に対し回転駆動用のトルクを供給することが可能に構成されているものが挙げられる。この場合、過給器は、所謂ＭＡＴ（Motor Assist Turbo）と称される構成を有してもよい。
【００１０】
本発明における過給機は特に、ボールベアリングによって支持された主軸によって互いに結合されたタービン及びコンプレッサを有している。即ち、タービンの回転力が主軸を介してコンプレッサに伝達されるような構成とされている。更に、主軸にスペーサを設けることによって、ボールベアリングに所定の幅の隙間（例えば、軸受けの半径方向の隙間より十分に大きい隙間）が生じるように構成されている。これにより、ボールベアリングと保持部材との接触部分が状況に応じて変化するようになるため、バンド摩耗の発生を防止することが可能となる。
【００１１】
ここで本発明の内燃機関の制御装置によれば、その動作時には、先ずアイドル検出手段によって、内燃機関がアイドル状態であるか否かが検出される。尚、ここでの「アイドル状態」とは、内燃機関がアイドル運転をしている状態に限られず、広義には、後述する過給機における振動やノイズが問題となってしまう程度に、内燃機関の回転数が低くなっている状態を意味する。内燃機関がアイドル状態であるか否かは、例えば内燃機関の回転数に対する閾値等を予め設定しておくことにより判定することができる。
【００１２】
続いて、内燃機関がアイドル状態であることが検出されると、過給機回転数低下手段によって潤滑油供給手段が制御され、ボールベアリングが取り付けられたベアリングホルダと、主軸を少なくとも部分的に囲うように設けられたベアリングハウジングとの間に、潤滑油が供給される。尚、このように供給された潤滑油は、ベアリングホルダ及びベアリングハウジングの隙間に充満するように導入された後、例えばボールベアリングの転動部分にまで導入され、その周辺に設けられた排出経路によって速やかに排出される。
【００１３】
潤滑油が供給されることで、ベアリングホルダとベアリングハウジングとの隙間に潤滑油による油膜ダンパが形成されると共に、過給機の回転数が低下させられる。即ち、過給機は、慣性や摩擦等によって自然に回転数が低下させられることに加えて、過給機回転数低下手段によって意図的に回転数が低下させられる。言い換えれば、過給機回転数低下手段は、過給機に対してブレーキング動作を行う過給機ブレーキ手段ともよべる。
【００１４】
過給機の回転数は、典型的には、内燃機関の回転数と連動するように構成されている。このため、内燃機関がアイドル状態となると、過給機の回転数は次第に低下する。しかしながら、アイドル状態となった内燃機関の回転数の減少に比べると、過給機の回転数の減少の速度は遅い場合が多い。よって、仮に上述した過給機回転数低下手段が備えられていないとすると、内燃機関がアイドル状態となった直後には、内燃機関の回転数が急速に低下していくのに対して、過給機の回転数は比較的高い値のまま保たれた状態となる。この場合、内燃機関から発せられる振動及びノイズが大きく減少するのに対して、過給機から発せられる振動及びノイズはさほど減少しないため、過給機における振動及びノイズが目立つようになり、不快感を与える原因となってしまう。
【００１５】
しかるに本発明では特に、上述したように、内燃機関がアイドル状態なった場合に、過給機回転数低下手段によって、過給機の回転数が低下させられる。よって、アイドル状態となることで内燃機関から発せられる振動及びノイズが減少した場合には、これに対応して、過給機から発せられる振動及びノイズも減少する。従って、過給機から発せられる振動及びノイズが、不快感を与えてしまう程に目立ってしまうことを防止することができる。
【００１６】
本発明では更に、潤滑油供給手段から供給された潤滑油が、油膜による軸受けを形成する。これにより、過給機から発せられる振動やノイズを、より効果的に低減することが可能となる。
【００１７】
過給機回転数低下手段による回転数の低下（言い換えれば、潤滑油供給手段による潤滑油の供給）は、典型的には、内燃機関がアイドル状態でなくなった際に解除される。即ち、アイドル検出手段によって、内燃機関のアイドル状態が検出されなくなった場合には、過給機回転数低下手段の動作は停止させられる。或いは、過給機の回転数が低下させられる期間を計測し、計測された期間が所定の期間に達した場合に、過給機回転数低下手段による過給機の回転数の低下が停止させられるようにしてもよい。このように構成すれば、過給機の回転数が低下され過ぎてしまうことを防止することができるため、例えば過給機の回転数が極端に低下してしまうことで、過給機本来の機能が発揮できなくなったり、通常の運転に支障を来してしまうことを防止することができる。
【００１８】
また、過給機回転数低下手段によって、過給機の回転数をどの程度低下させるかは、過給機における振動やノイズを予め計測しておくことにより、好適に設定することが可能である。また、状況に応じて、過給機の回転数の低下の度合いを変化させるように構成することによって、より好適に振動及びノイズを低減することができる。
【００１９】
以上説明したように、本発明の内燃機関の制御装置によれば、内燃機関がアイドル状態となった際の、過給機における振動及びノイズを効果的に低減することが可能である。
【００２０】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係るエンジンシステムの構成を概略的に示す概略構成図である。
【図２】本実施形態に係るエンジンシステムにおけるターボチャージャの構成を示す断面図である。
【図３】本実施形態に係るエンジンシステムにおいて、アイドル状態へと遷移する際のエンジン回転数を示すグラフである。
【図４】比較例に係るエンジンシステムにおいて、エンジンがアイドル状態へと遷移する際のターボチャージャの回転数を示すグラフである。
【図５】本実施形態に係るエンジンシステムにおいて、ＥＣＵが実行するターボチャージャの回転数制御処理を示すフローチャートである。
【図６】本実施形態に係るエンジンシステムにおいて、エンジンがアイドル状態へと遷移する際のターボチャージャの回転数を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。
【００２３】
＜エンジンシステムの全体構成＞
先ず、本実施形態に係るエンジンシステムの全体構成について、図１を参照して説明する。ここに図１は、本実施形態に係るエンジンシステムの構成を概略的に示す概略構成図である。
【００２４】
図１において、本実施形態に係るエンジンシステムは、ＥＣＵ１００及びエンジン２００を備えて構成されている。
【００２５】
ＥＣＵ１００は、図示せぬＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、エンジンシステムの動作全体を制御すると共に、本発明に係る「過給機回転数低下手段」の一例として機能するように構成されている。尚、ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納される制御プログラムに従って、後述するターボチャージャの回転数制御処理を実行することが可能に構成されている。
【００２６】
エンジン２００は、不図示の車両の動力源たるガソリンエンジンであり、本発明に係る「内燃機関」の一例である。
【００２７】
エンジン２００は、シリンダブロック（符号省略）内にシリンダ２０１が４本直列に配置されてなる直列４気筒ガソリンエンジンである。尚、ここでの詳細な図示は省略しているが、エンジン２００は、各シリンダ２０１内部において空気と燃料との混合気が燃焼するに際して生じるピストンの往復運動を、コネクティングロッドを介してクランクシャフトの回転運動に変換することが可能に構成されている。また、エンジン２００には、エンジン２００の回転数を検出するためのエンジン回転数検出部２０６が設けられている。エンジン回転数検出部２０６は、検出したエンジン回転数をＥＣＵ１００に伝達可能に構成されている。
【００２８】
エンジン２００におけるシリンダ２０１内の燃焼室には、吸気管２０２を介して供給される空気と、吸気管２０２に連通する不図示の吸気ポートにおいてインジェクタから噴射供給される燃料とが混合されてなる混合気が吸入される。
【００２９】
エンジン２００における吸気側（即ち、シリンダ２０１より上流側）には、エアクリーナ２２２、ターボチャージャ２１７を構成するコンプレッサ２１７ｂ、エアバイパス管２０４、エアバイパス弁２０５、インタークーラ２２４、スロットル弁２２５、インテークマニホールド２０３が設けられている。
【００３０】
エアクリーナ２２２は、外部から吸入した空気を浄化し、コンプレッサ２１７ｂへと供給する。そしてコンプレッサ２１７ｂは、空気を圧縮し、圧縮空気として下流に供給する。この際、コンプレッサ２１７ｂによって圧縮された圧縮空気は、エアバイパス管２０４を介して、コンプレッサ２１７ｂの上流側に環流可能とされている。還流される圧縮空気の量は、エアバイパス弁２０５によって調節可能とされている。エアバイパス弁２０５は、ＥＣＵ１００によって開閉が制御されており、通常動作時には圧縮空気の還流を行わないように閉じられている。
【００３１】
インタークーラ２２４は、吸入空気を冷却して空気の過給効率を上昇させることが可能に構成されている。インタークーラ２２４の下流には、スロットルバルブ２２５が設置されている。スロットルバルブ２２５は、電子制御式のバルブであり、その開閉動作が不図示のスロットルバルブモータによって制御されるように構成されている。スロットルバルブモータは、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その駆動力がＥＣＵ１００によって制御されている。ＥＣＵ１００は、例えばアクセル開度や車速或いはエンジン２００の回転数等に応じてスロットルバルブモータを駆動制御し、スロットルバルブ２２５の開閉状態を制御する。スロットルバルブ２２５は、アクセルペダル２０７と機械的に連結されていないため、ＥＣＵ１００は、運転者のアクセル操作とは無関係にスロットルバルブ２２５の開閉状態を制御することが可能に構成される。尚、アクセル開度は、アクセル開度検出部（図示せず）によって検出可能とされており、検出されたアクセル開度はＥＣＵ１００に伝達される。
【００３２】
吸気側からシリンダ２０１内部に導かれた混合気は、不図示の点火装置による点火動作によって点火せしめられ、シリンダ２０１内で爆発工程が行われる。爆発工程が行われると、燃焼済みの混合気（一部未燃状態の混合気を含む）は、爆発工程に続く排気工程において、不図示の排気ポートに排出される。排気ポートに排出された排気は、排気管２１１に導かれる。
【００３３】
エンジン２００における排気側（即ち、シリンダ２０１より下流側）には、可変ノズル２０８、ターボチャージャ２１７を構成するタービン２１７ａ及び三元触媒２１２が設けられている。
【００３４】
可変ノズル２０８は、タービン２１７ａに対する排気の流量を変化することが可能に構成されている。可変ノズル２０８は、ＥＣＵによって開閉が制御されており、通常の動作時には、エンジン２００の回転数が低い場合に過給効率を向上させるため、開口面積を小さくするように調節される。また、エンジン２００の回転数が高い場合に排気圧力を低下させるため、開口面積を大きくするように調節される。
【００３５】
可変ノズル２０８を介してタービン２１７ａに供給された排気は、タービン２１７ａを回転させる駆動力となる。このタービン２１７ａは、回転軸を介してコンプレッサ２１７ｂに連結されており、相互に一体に回転することが可能に構成されている。即ち、タービン２１７ａとコンプレッサ２１７ｂとによって、本発明に係る「過給器」の一例であるターボチャージャ２１７が構成される。
【００３６】
タービン２１７ａを通過した排気は、三元触媒２１２によってＨＣ（炭化水素）、ＣＯ２（二酸化炭素）及びＮＯｘ（窒素酸化物）が夫々浄化された状態で、外部へと排出される。
【００３７】
本実施形態に係るエンジンシステムでは更に、エンジン２００の排気側に排出された排気を、吸気側に再循環可能とするＥＧＲシステムを備えている。ＥＧＲシステムは、ＥＧＲ管２３１、ＥＧＲ触媒２３２、ＥＧＲクーラ２３３及びＥＧＲバルブ２３４を備えて構成されている。
【００３８】
ＥＧＲ管２３１は、例えば排気管２１１と吸気管２０３とを接続するように設けられた金属製の管状部材によって構成される。このＥＧＲ管２３１には、再循環されるＥＧＲガスを浄化するためのＥＧＲ触媒２３２及び、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ２３３が設けられている。また、ＥＧＲ触媒２３２及びＥＧＲクーラ２３３の下流側には、ＥＧＲガスの量を調節するＥＧＲバルブ２３４が設置される。ＥＧＲバルブ２３４は、例えば全開及び全閉の二値的な開閉状態を採り得る電磁開閉弁であり、ＥＣＵ１００と電気的に接続されることによって、その開閉状態がＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【００３９】
＜ターボチャージャの具体的構成＞
次に、上述したエンジンシステムにおけるターボチャージャ２１７のより具体的な構成について、図２を参照して説明する。ここに図２は、本実施形態に係るエンジンシステムにおけるターボチャージャの構成を示す断面図である。
【００４０】
図２において、ターボチャージャ２１７は、エンジン２００の排気通路に設けられたタービン２１７ａと、エンジン２００の吸気通路に設けられたコンプレッサ２１７ｂと、タービン２１７ａ及びコンプレッサ２１７ｂを互いに接続する主軸７とを備えて構成されている。
【００４１】
タービン２１７ａは排気によって駆動されるように構成されており、タービン２１７ａが回転することにより、タービン２１７ａと同軸的に接続されたコンプレッサ２１７ｂが駆動される。
【００４２】
主軸７は２つのボールベアリング８ａ、８ｂによって軸７の軸線ＡＸを中心として回転自在に支持されている。コンプレッサ２１７ｂ側のボールベアリング８ａ及びはタービン２１７ａ側のボールベアリング８ｂはベアリングホルダに保持された状態で、軸線ＡＸ方向に互いに間隔をあけてベアリングハウジング１０に挿入されている。
【００４３】
ここで特に、本実施形態に係るターボチャージャ２１７では、スペーサ１１が設けられていることにより、ボールベアリング８ａ及び８ｂと、ベアリングホルダとの間に所定の間隙が生じている。これにより、ボールベアリング８ａ及び８ｂと、ベアリングホルダとの接触部分が状況に応じて変化するようになる。よって、バンド摩耗の発生を防止することが可能となる。
【００４４】
しかしながら、上述した構成では、所定の間隙を有しているが故に、スラストの発生しない低速回転時等において、ターボチャージャ２１７から振動やノイズが発生し易くなってしまうおそれがある。
【００４５】
本実施形態に係るターボチャージャ２１７は更に、ベアリングホルダと、ベアリングハウジング１０との間に、本発明の「潤滑油供給手段」の一例であるオイル供給管３１０を備えている。オイル供給管３１０によってオイルを供給するか否かは、例えばソレノイドバルブ等であるオイル調整弁３２０によって制御されている。オイル調整弁は、ＥＣＵ１００（図１参照）によって開閉が制御される。過給機に供給されたオイルは、ボールベアリング８ａ及び８ｂの両端に設けられた排出経路を介して、下方に設けられたオイルドレイン３５０に導かれる。
【００４６】
また、オイル供給管３１０の途中には、コンプレッサ２１７ｂの背面側からパージエアを導入するためのパージエア供給管３３０が接続されている。このパージエアを用いれば、オイルを供給することによってフリクションが増加し、過給機２１７のターボ性能が低下してしまうことを防止することができる。パージエア供給管３３０にはチェック弁３４０が設けられており、オイルがコンプレッサ側に逆流してしまうことを防止している。
【００４７】
＜エンジンの回転数とターボチャージャの回転数との関係＞
ここで、エンジン２００の回転数と、ターボチャージャ２１７の回転数の関係について、図３及び図４を参照して説明する。ここに図３は、本実施形態に係るエンジンシステムにおいて、アイドル状態へと遷移する際のエンジン回転数を示すグラフであり、図４は、比較例に係るエンジンシステムにおいて、エンジンがアイドル状態へと遷移する際のターボチャージャの回転数を示すグラフである。
【００４８】
図３において、エンジン２００は、例えばアクセル操作が解除されアイドル状態となると、比較的早く回転数が低下する。具体的には、エンジン２００の回転数は、図に示すように、低下し始めてから１秒程度で低下しきってしまう。
【００４９】
図４において、ターボチャージャ２１７は、エンジン２００がアイドル状態となった後にも、慣性モーメントにより惰性で回転を続ける。このため、仮に何らの制御も行わないとすると、ターボチャージャ２１７の回転数は、図に示すように、低下し始めてから６秒程度かけて低下しきる。
【００５０】
以上のことから、エンジン２００がアイドル状態となった直後において、ターボチャージャ２１７の回転数が、エンジン２００の回転数に対して極めて高い状態となってしまう期間が生じることが分かる。このような期間には、エンジンから発生する振動やノイズが低下しているため、ターボチャージャ２１７から発せられる振動及びノイズが、不快感を与えてしまう程に目立ってしまうおそれがある。
【００５１】
これに対し、本実施形態に係るエンジンシステムでは、エンジン２００がアイドル状態なった場合に、ターボチャージャ２１７の回転数を制御することにより、上述したようなターボチャージャ２１７から発せられる振動及びノイズを効果的に低減することを可能としている。
【００５２】
＜ターボチャージャ回転数制御処理＞
以下では、ターボチャージャ２１７に対する回転数制御処理について、図１及び図２に加えて、図５及び図６を参照して説明する。ここに図５は、本実施形態に係るエンジンシステムにおいて、ＥＣＵが実行するターボチャージャの回転数制御処理を示すフローチャートであり、図６は、本実施形態に係るエンジンシステムにおいて、エンジンがアイドル状態へと遷移する際のターボチャージャの回転数を示すグラフである。
【００５３】
図５において、本実施形態に係るエンジンシステムは、ターボチャージャ２１７の回転数を制御する際に、先ずエンジン回転数検出部２０６（図１参照）がエンジン２００の回転数を検出する（ステップＳ１）。これに続いて或いは並行して、アクセル開度検出部がアクセル開度を検出する（ステップＳ２）。検出されたエンジン回転数及びアクセル開度についての情報は、ＥＣＵ１００に伝達される。
【００５４】
次に、ＥＣＵ１００は、上述したエンジン回転数及びアクセル開度の各々に基づいて、エンジン２００がアイドル状態となっているか否かを判定する（ステップＳ３）。具体的には、例えばエンジン回転数及びアクセル開度が、予め設定された閾値以下となっているか否かによって、エンジン２００がアイドル状態であるか否かを判定する。この判定は、エンジン回転数及びアクセル開度を総合的に勘案して行われてもよいし、エンジン回転数及びアクセル開度のいずれか一方のみを用いて行われてもよい。
【００５５】
ここで、エンジン２００がアイドル状態となっていないと判定されると（ステップＳ３：ＮＯ）、ターボブレーキモードがオフの状態となり（ステップＳ４）、一連の処理が再び最初から行われることになる。ターボブレーキモードについては、後に詳述する。
【００５６】
一方、エンジン２００がアイドル状態となっていると判定されると（ステップＳ３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、現在の状態がターボブレーキモード中であるか否かを判定する（ステップＳ５）。即ち、ターボブレーキモードがオンとなっているか否かを判定する）。
【００５７】
ここで、ターボブレーキモード中でないと判定されると（ステップＳ５：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、ターボブレーキモードをオンとする（ステップＳ６）。具体的には、ＥＣＵ１００がオイル調整弁３２０を開くように制御することによって、オイル供給管３１０を介してターボチャージャ２１７のベアリングホルダ及びスペーサ１１間にオイルが供給される。
【００５８】
オイルが供給されることで、コンプレッサ２１７の回転数は低下させられる。即ち、コンプレッサ２１７は、慣性や摩擦等によって自然に回転数が低下させられることに加えて、オイル供給管３１０を介して供給されたオイルによって、意図的に回転数が低下させられる。
【００５９】
図６において、以上のような制御を行うことで、ターボチャージャ２１７にはブレーキがかけられた状態となり、回転数を効率的に低下させることができる。具体的には、図に示すように、２秒程度でターボチャージャ２１７の回転数が低下しきるようにすることができる。従って、ターボチャージャ２１７から振動やノイズが発生する期間を短くすることが可能である。
【００６０】
図５に戻り、ステップ５において、ターボブレーキモード中であると判定された場合には（ステップＳ５：ＹＥＳ）、ステップＳ６の処理が省略される。
【００６１】
ターボブレーキモードがオンとされると、ＥＣＵ１００は、ターボブレーキモードがオンとなってから経過した時間をカウントする（ステップＳ７）。そして、カウントされた時間が、予めセットされた時間を超えているか否かを判定する（ステップＳ８）。
【００６２】
ここで、カウントされた時間がセットされた時間を超えていないと判定されると（ステップＳ８：ＮＯ）、処理は終了し、再び最初から処理が開始される。一方で、カウントされた時間がセットされた時間を超えていると判定されると（ステップＳ８：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ターボブレーキモードをオフとする（ステップＳ４）。即ち、ステップＳ６において制御した可変ノズル２０８、スロットルバルブ２２５、ＥＧＲバルブ２３４及びエアバイパス弁２０５を、夫々通常制御に戻す。このようにすれば、ターボチャージャ２１７の回転数が極端に低下してしまうことで、本来の機能が発揮できなくなったり、通常の運転に支障を来してしまうことを防止することができる。
【００６３】
以上説明したように、本実施形態に係るエンジンシステムによれば、エンジンがアイドル状態となった場合に、ターボチャージャ２１７の回転数を好適に低下させることができるため、ターボチャージャ２１７から発せられる振動及びノイズが、不快感を与えてしまう程に目立ってしまうことを効果的に防止することができる。
【００６４】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６５】
７…主軸、８ａ，８ｂ…ボールベアリング、１０…ベアリングハウジング、１１…スペーサ、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２０１…気筒、２０２…吸気管、２０４…エアバイパス管、２０５…エアバイパス弁、２０６…エンジン回転数検出部、２０７…アクセルペダル、２０８…可変ノズル、２１１…排気管、２１７…ターボチャージャ、２１７ａ…タービン、２１７ｂ…コンプレッサ、２２５…スロットルバルブ、２３１…ＥＧＲ管、２３２…ＥＧＲ触媒、２３３…ＥＧＲクーラ、２３４…ＥＧＲバルブ、３１０…オイル供給管、３２０…オイル調整弁、３３０…パージエア供給管、３４０…チェック弁、３５０…オイルドレイン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＶＮＴ（Variable Nozzle Turbo：可変ノズルターボ）等の過給機を備える内燃機関を制御するための内燃機関の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の内燃機関として、タービン及びコンプレッサによって構成される過給機を備えるものがある。このタービン及びコンプレッサは、例えば玉軸受を支持部材とする主軸によって互いに結合される。より具体的には、玉軸受として、玉と内輪及び外輪との軌道がラジアル方向に対して夫々所定の角度を有するように構成されたアンギュラ型の玉軸受が用いられる（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００３】
また、このような玉軸受を有する過給機においては、潤滑油の不足に起因してノイズが生じてしまう場合がある。このため、内燃機関の停止動作時に潤滑油を供給することで、過給機で生じるノイズを低減するという技術が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３９１９１号公報
【特許文献２】特開２００６−２９２２１号公報
【特許文献３】特開２００８−２２３６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献３で開示された技術は、過給機における潤滑油不足に起因するノイズを防止する効果を有するのみであって、例えば内燃機関の停止時等において過給機の回転数が高く維持され続けることに起因する振動やノイズを低減することは困難である。即ち、上述した技術には、過給機において発生する振動やノイズを十分なまでに低減できないおそれがあるという技術的問題点がある。
【０００６】
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、過給機における振動やノイズを効果的に低減可能な内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の内燃機関の制御装置は上記課題を解決するために、ボールベアリングによって支持された主軸によって互いに結合されたタービン及びコンプレッサを有する過給機を備えた内燃機関の制御装置であって、前記ボールベアリングが取り付けられたベアリングホルダと、前記主軸を少なくとも部分的に囲うように設けられたベアリングハウジングとの間に、潤滑油を供給可能な潤滑油供給手段と、前記内燃機関がアイドル状態であるか否かを検出するアイドル検出手段と、前記内燃機関が前記アイドル状態であることが検出された場合に、前記潤滑油を供給するように前記潤滑油供給手段を制御することで、前記過給機の回転数を低下させる過給機回転数低下手段とを備える。
【０００８】
本発明に係る「内燃機関」とは、例えば複数の気筒を有し、当該複数の気筒の各々における燃焼室において、ガソリン、軽油或いはアルコール等の各種燃料が燃焼した際に発生する爆発力を、ピストン、コネクティングロッド及びクランク軸等を適宜介して動力として取り出すことが可能に構成される機関を包括する概念であり、例えば自動車用の２サイクル或いは４サイクルレシプロエンジン等を指す。
【０００９】
また本発明に係る「過給器」とは、少なくとも排気系にタービンを、また吸気系にコンプレッサを備えた構成を有し、例えばタービンの回転力を、タービンと回転同軸に構成されるコンプレッサの回転力に変換し、当該コンプレッサの回転力によって大気圧以上の吸気圧を得ることが可能な物理的、機械的、機構的或いは電気的な手段を包括する概念であり、所謂ターボチャージャやスーパーチャージャ等を好適に含む趣旨である。ターボチャージャの好適な一態様としては、例えばモータ等の電動機を備え、タービン、コンプレッサ或いはそれらを同軸で連結する回転軸等に対し回転駆動用のトルクを供給することが可能に構成されているものが挙げられる。この場合、過給器は、所謂ＭＡＴ（Motor Assist Turbo）と称される構成を有してもよい。
【００１０】
本発明における過給機は特に、ボールベアリングによって支持された主軸によって互いに結合されたタービン及びコンプレッサを有している。即ち、タービンの回転力が主軸を介してコンプレッサに伝達されるような構成とされている。更に、主軸にスペーサを設けることによって、ボールベアリングに所定の幅の隙間（例えば、軸受けの半径方向の隙間より十分に大きい隙間）が生じるように構成されている。これにより、ボールベアリングと保持部材との接触部分が状況に応じて変化するようになるため、バンド摩耗の発生を防止することが可能となる。
【００１１】
ここで本発明の内燃機関の制御装置によれば、その動作時には、先ずアイドル検出手段によって、内燃機関がアイドル状態であるか否かが検出される。尚、ここでの「アイドル状態」とは、内燃機関がアイドル運転をしている状態に限られず、広義には、後述する過給機における振動やノイズが問題となってしまう程度に、内燃機関の回転数が低くなっている状態を意味する。内燃機関がアイドル状態であるか否かは、例えば内燃機関の回転数に対する閾値等を予め設定しておくことにより判定することができる。
【００１２】
続いて、内燃機関がアイドル状態であることが検出されると、過給機回転数低下手段によって潤滑油供給手段が制御され、ボールベアリングが取り付けられたベアリングホルダと、主軸を少なくとも部分的に囲うように設けられたベアリングハウジングとの間に、潤滑油が供給される。尚、このように供給された潤滑油は、ベアリングホルダ及びベアリングハウジングの隙間に充満するように導入された後、例えばボールベアリングの転動部分にまで導入され、その周辺に設けられた排出経路によって速やかに排出される。
【００１３】
潤滑油が供給されることで、ベアリングホルダとベアリングハウジングとの隙間に潤滑油による油膜ダンパが形成されると共に、過給機の回転数が低下させられる。即ち、過給機は、慣性や摩擦等によって自然に回転数が低下させられることに加えて、過給機回転数低下手段によって意図的に回転数が低下させられる。言い換えれば、過給機回転数低下手段は、過給機に対してブレーキング動作を行う過給機ブレーキ手段ともよべる。
【００１４】
過給機の回転数は、典型的には、内燃機関の回転数と連動するように構成されている。このため、内燃機関がアイドル状態となると、過給機の回転数は次第に低下する。しかしながら、アイドル状態となった内燃機関の回転数の減少に比べると、過給機の回転数の減少の速度は遅い場合が多い。よって、仮に上述した過給機回転数低下手段が備えられていないとすると、内燃機関がアイドル状態となった直後には、内燃機関の回転数が急速に低下していくのに対して、過給機の回転数は比較的高い値のまま保たれた状態となる。この場合、内燃機関から発せられる振動及びノイズが大きく減少するのに対して、過給機から発せられる振動及びノイズはさほど減少しないため、過給機における振動及びノイズが目立つようになり、不快感を与える原因となってしまう。
【００１５】
しかるに本発明では特に、上述したように、内燃機関がアイドル状態なった場合に、過給機回転数低下手段によって、過給機の回転数が低下させられる。よって、アイドル状態となることで内燃機関から発せられる振動及びノイズが減少した場合には、これに対応して、過給機から発せられる振動及びノイズも減少する。従って、過給機から発せられる振動及びノイズが、不快感を与えてしまう程に目立ってしまうことを防止することができる。
【００１６】
本発明では更に、潤滑油供給手段から供給された潤滑油が、油膜による軸受けを形成する。これにより、過給機から発せられる振動やノイズを、より効果的に低減することが可能となる。
【００１７】
過給機回転数低下手段による回転数の低下（言い換えれば、潤滑油供給手段による潤滑油の供給）は、典型的には、内燃機関がアイドル状態でなくなった際に解除される。即ち、アイドル検出手段によって、内燃機関のアイドル状態が検出されなくなった場合には、過給機回転数低下手段の動作は停止させられる。或いは、過給機の回転数が低下させられる期間を計測し、計測された期間が所定の期間に達した場合に、過給機回転数低下手段による過給機の回転数の低下が停止させられるようにしてもよい。このように構成すれば、過給機の回転数が低下され過ぎてしまうことを防止することができるため、例えば過給機の回転数が極端に低下してしまうことで、過給機本来の機能が発揮できなくなったり、通常の運転に支障を来してしまうことを防止することができる。
【００１８】
また、過給機回転数低下手段によって、過給機の回転数をどの程度低下させるかは、過給機における振動やノイズを予め計測しておくことにより、好適に設定することが可能である。また、状況に応じて、過給機の回転数の低下の度合いを変化させるように構成することによって、より好適に振動及びノイズを低減することができる。
【００１９】
以上説明したように、本発明の内燃機関の制御装置によれば、内燃機関がアイドル状態となった際の、過給機における振動及びノイズを効果的に低減することが可能である。
【００２０】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係るエンジンシステムの構成を概略的に示す概略構成図である。
【図２】本実施形態に係るエンジンシステムにおけるターボチャージャの構成を示す断面図である。
【図３】本実施形態に係るエンジンシステムにおいて、アイドル状態へと遷移する際のエンジン回転数を示すグラフである。
【図４】比較例に係るエンジンシステムにおいて、エンジンがアイドル状態へと遷移する際のターボチャージャの回転数を示すグラフである。
【図５】本実施形態に係るエンジンシステムにおいて、ＥＣＵが実行するターボチャージャの回転数制御処理を示すフローチャートである。
【図６】本実施形態に係るエンジンシステムにおいて、エンジンがアイドル状態へと遷移する際のターボチャージャの回転数を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。
【００２３】
＜エンジンシステムの全体構成＞
先ず、本実施形態に係るエンジンシステムの全体構成について、図１を参照して説明する。ここに図１は、本実施形態に係るエンジンシステムの構成を概略的に示す概略構成図である。
【００２４】
図１において、本実施形態に係るエンジンシステムは、ＥＣＵ１００及びエンジン２００を備えて構成されている。
【００２５】
ＥＣＵ１００は、図示せぬＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、エンジンシステムの動作全体を制御すると共に、本発明に係る「過給機回転数低下手段」の一例として機能するように構成されている。尚、ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納される制御プログラムに従って、後述するターボチャージャの回転数制御処理を実行することが可能に構成されている。
【００２６】
エンジン２００は、不図示の車両の動力源たるガソリンエンジンであり、本発明に係る「内燃機関」の一例である。
【００２７】
エンジン２００は、シリンダブロック（符号省略）内にシリンダ２０１が４本直列に配置されてなる直列４気筒ガソリンエンジンである。尚、ここでの詳細な図示は省略しているが、エンジン２００は、各シリンダ２０１内部において空気と燃料との混合気が燃焼するに際して生じるピストンの往復運動を、コネクティングロッドを介してクランクシャフトの回転運動に変換することが可能に構成されている。また、エンジン２００には、エンジン２００の回転数を検出するためのエンジン回転数検出部２０６が設けられている。エンジン回転数検出部２０６は、検出したエンジン回転数をＥＣＵ１００に伝達可能に構成されている。
【００２８】
エンジン２００におけるシリンダ２０１内の燃焼室には、吸気管２０２を介して供給される空気と、吸気管２０２に連通する不図示の吸気ポートにおいてインジェクタから噴射供給される燃料とが混合されてなる混合気が吸入される。
【００２９】
エンジン２００における吸気側（即ち、シリンダ２０１より上流側）には、エアクリーナ２２２、ターボチャージャ２１７を構成するコンプレッサ２１７ｂ、エアバイパス管２０４、エアバイパス弁２０５、インタークーラ２２４、スロットル弁２２５、インテークマニホールド２０３が設けられている。
【００３０】
エアクリーナ２２２は、外部から吸入した空気を浄化し、コンプレッサ２１７ｂへと供給する。そしてコンプレッサ２１７ｂは、空気を圧縮し、圧縮空気として下流に供給する。この際、コンプレッサ２１７ｂによって圧縮された圧縮空気は、エアバイパス管２０４を介して、コンプレッサ２１７ｂの上流側に環流可能とされている。還流される圧縮空気の量は、エアバイパス弁２０５によって調節可能とされている。エアバイパス弁２０５は、ＥＣＵ１００によって開閉が制御されており、通常動作時には圧縮空気の還流を行わないように閉じられている。
【００３１】
インタークーラ２２４は、吸入空気を冷却して空気の過給効率を上昇させることが可能に構成されている。インタークーラ２２４の下流には、スロットルバルブ２２５が設置されている。スロットルバルブ２２５は、電子制御式のバルブであり、その開閉動作が不図示のスロットルバルブモータによって制御されるように構成されている。スロットルバルブモータは、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その駆動力がＥＣＵ１００によって制御されている。ＥＣＵ１００は、例えばアクセル開度や車速或いはエンジン２００の回転数等に応じてスロットルバルブモータを駆動制御し、スロットルバルブ２２５の開閉状態を制御する。スロットルバルブ２２５は、アクセルペダル２０７と機械的に連結されていないため、ＥＣＵ１００は、運転者のアクセル操作とは無関係にスロットルバルブ２２５の開閉状態を制御することが可能に構成される。尚、アクセル開度は、アクセル開度検出部（図示せず）によって検出可能とされており、検出されたアクセル開度はＥＣＵ１００に伝達される。
【００３２】
吸気側からシリンダ２０１内部に導かれた混合気は、不図示の点火装置による点火動作によって点火せしめられ、シリンダ２０１内で爆発工程が行われる。爆発工程が行われると、燃焼済みの混合気（一部未燃状態の混合気を含む）は、爆発工程に続く排気工程において、不図示の排気ポートに排出される。排気ポートに排出された排気は、排気管２１１に導かれる。
【００３３】
エンジン２００における排気側（即ち、シリンダ２０１より下流側）には、可変ノズル２０８、ターボチャージャ２１７を構成するタービン２１７ａ及び三元触媒２１２が設けられている。
【００３４】
可変ノズル２０８は、タービン２１７ａに対する排気の流量を変化することが可能に構成されている。可変ノズル２０８は、ＥＣＵによって開閉が制御されており、通常の動作時には、エンジン２００の回転数が低い場合に過給効率を向上させるため、開口面積を小さくするように調節される。また、エンジン２００の回転数が高い場合に排気圧力を低下させるため、開口面積を大きくするように調節される。
【００３５】
可変ノズル２０８を介してタービン２１７ａに供給された排気は、タービン２１７ａを回転させる駆動力となる。このタービン２１７ａは、回転軸を介してコンプレッサ２１７ｂに連結されており、相互に一体に回転することが可能に構成されている。即ち、タービン２１７ａとコンプレッサ２１７ｂとによって、本発明に係る「過給器」の一例であるターボチャージャ２１７が構成される。
【００３６】
タービン２１７ａを通過した排気は、三元触媒２１２によってＨＣ（炭化水素）、ＣＯ２（二酸化炭素）及びＮＯｘ（窒素酸化物）が夫々浄化された状態で、外部へと排出される。
【００３７】
本実施形態に係るエンジンシステムでは更に、エンジン２００の排気側に排出された排気を、吸気側に再循環可能とするＥＧＲシステムを備えている。ＥＧＲシステムは、ＥＧＲ管２３１、ＥＧＲ触媒２３２、ＥＧＲクーラ２３３及びＥＧＲバルブ２３４を備えて構成されている。
【００３８】
ＥＧＲ管２３１は、例えば排気管２１１と吸気管２０３とを接続するように設けられた金属製の管状部材によって構成される。このＥＧＲ管２３１には、再循環されるＥＧＲガスを浄化するためのＥＧＲ触媒２３２及び、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ２３３が設けられている。また、ＥＧＲ触媒２３２及びＥＧＲクーラ２３３の下流側には、ＥＧＲガスの量を調節するＥＧＲバルブ２３４が設置される。ＥＧＲバルブ２３４は、例えば全開及び全閉の二値的な開閉状態を採り得る電磁開閉弁であり、ＥＣＵ１００と電気的に接続されることによって、その開閉状態がＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【００３９】
＜ターボチャージャの具体的構成＞
次に、上述したエンジンシステムにおけるターボチャージャ２１７のより具体的な構成について、図２を参照して説明する。ここに図２は、本実施形態に係るエンジンシステムにおけるターボチャージャの構成を示す断面図である。
【００４０】
図２において、ターボチャージャ２１７は、エンジン２００の排気通路に設けられたタービン２１７ａと、エンジン２００の吸気通路に設けられたコンプレッサ２１７ｂと、タービン２１７ａ及びコンプレッサ２１７ｂを互いに接続する主軸７とを備えて構成されている。
【００４１】
タービン２１７ａは排気によって駆動されるように構成されており、タービン２１７ａが回転することにより、タービン２１７ａと同軸的に接続されたコンプレッサ２１７ｂが駆動される。
【００４２】
主軸７は２つのボールベアリング８ａ、８ｂによって軸７の軸線ＡＸを中心として回転自在に支持されている。コンプレッサ２１７ｂ側のボールベアリング８ａ及びはタービン２１７ａ側のボールベアリング８ｂはベアリングホルダに保持された状態で、軸線ＡＸ方向に互いに間隔をあけてベアリングハウジング１０に挿入されている。
【００４３】
ここで特に、本実施形態に係るターボチャージャ２１７では、スペーサ１１が設けられていることにより、ボールベアリング８ａ及び８ｂと、ベアリングホルダとの間に所定の間隙が生じている。これにより、ボールベアリング８ａ及び８ｂと、ベアリングホルダとの接触部分が状況に応じて変化するようになる。よって、バンド摩耗の発生を防止することが可能となる。
【００４４】
しかしながら、上述した構成では、所定の間隙を有しているが故に、スラストの発生しない低速回転時等において、ターボチャージャ２１７から振動やノイズが発生し易くなってしまうおそれがある。
【００４５】
本実施形態に係るターボチャージャ２１７は更に、ベアリングホルダと、ベアリングハウジング１０との間に、本発明の「潤滑油供給手段」の一例であるオイル供給管３１０を備えている。オイル供給管３１０によってオイルを供給するか否かは、例えばソレノイドバルブ等であるオイル調整弁３２０によって制御されている。オイル調整弁は、ＥＣＵ１００（図１参照）によって開閉が制御される。過給機に供給されたオイルは、ボールベアリング８ａ及び８ｂの両端に設けられた排出経路を介して、下方に設けられたオイルドレイン３５０に導かれる。
【００４６】
また、オイル供給管３１０の途中には、コンプレッサ２１７ｂの背面側からパージエアを導入するためのパージエア供給管３３０が接続されている。このパージエアを用いれば、オイルを供給することによってフリクションが増加し、過給機２１７のターボ性能が低下してしまうことを防止することができる。パージエア供給管３３０にはチェック弁３４０が設けられており、オイルがコンプレッサ側に逆流してしまうことを防止している。
【００４７】
＜エンジンの回転数とターボチャージャの回転数との関係＞
ここで、エンジン２００の回転数と、ターボチャージャ２１７の回転数の関係について、図３及び図４を参照して説明する。ここに図３は、本実施形態に係るエンジンシステムにおいて、アイドル状態へと遷移する際のエンジン回転数を示すグラフであり、図４は、比較例に係るエンジンシステムにおいて、エンジンがアイドル状態へと遷移する際のターボチャージャの回転数を示すグラフである。
【００４８】
図３において、エンジン２００は、例えばアクセル操作が解除されアイドル状態となると、比較的早く回転数が低下する。具体的には、エンジン２００の回転数は、図に示すように、低下し始めてから１秒程度で低下しきってしまう。
【００４９】
図４において、ターボチャージャ２１７は、エンジン２００がアイドル状態となった後にも、慣性モーメントにより惰性で回転を続ける。このため、仮に何らの制御も行わないとすると、ターボチャージャ２１７の回転数は、図に示すように、低下し始めてから６秒程度かけて低下しきる。
【００５０】
以上のことから、エンジン２００がアイドル状態となった直後において、ターボチャージャ２１７の回転数が、エンジン２００の回転数に対して極めて高い状態となってしまう期間が生じることが分かる。このような期間には、エンジンから発生する振動やノイズが低下しているため、ターボチャージャ２１７から発せられる振動及びノイズが、不快感を与えてしまう程に目立ってしまうおそれがある。
【００５１】
これに対し、本実施形態に係るエンジンシステムでは、エンジン２００がアイドル状態なった場合に、ターボチャージャ２１７の回転数を制御することにより、上述したようなターボチャージャ２１７から発せられる振動及びノイズを効果的に低減することを可能としている。
【００５２】
＜ターボチャージャ回転数制御処理＞
以下では、ターボチャージャ２１７に対する回転数制御処理について、図１及び図２に加えて、図５及び図６を参照して説明する。ここに図５は、本実施形態に係るエンジンシステムにおいて、ＥＣＵが実行するターボチャージャの回転数制御処理を示すフローチャートであり、図６は、本実施形態に係るエンジンシステムにおいて、エンジンがアイドル状態へと遷移する際のターボチャージャの回転数を示すグラフである。
【００５３】
図５において、本実施形態に係るエンジンシステムは、ターボチャージャ２１７の回転数を制御する際に、先ずエンジン回転数検出部２０６（図１参照）がエンジン２００の回転数を検出する（ステップＳ１）。これに続いて或いは並行して、アクセル開度検出部がアクセル開度を検出する（ステップＳ２）。検出されたエンジン回転数及びアクセル開度についての情報は、ＥＣＵ１００に伝達される。
【００５４】
次に、ＥＣＵ１００は、上述したエンジン回転数及びアクセル開度の各々に基づいて、エンジン２００がアイドル状態となっているか否かを判定する（ステップＳ３）。具体的には、例えばエンジン回転数及びアクセル開度が、予め設定された閾値以下となっているか否かによって、エンジン２００がアイドル状態であるか否かを判定する。この判定は、エンジン回転数及びアクセル開度を総合的に勘案して行われてもよいし、エンジン回転数及びアクセル開度のいずれか一方のみを用いて行われてもよい。
【００５５】
ここで、エンジン２００がアイドル状態となっていないと判定されると（ステップＳ３：ＮＯ）、ターボブレーキモードがオフの状態となり（ステップＳ４）、一連の処理が再び最初から行われることになる。ターボブレーキモードについては、後に詳述する。
【００５６】
一方、エンジン２００がアイドル状態となっていると判定されると（ステップＳ３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、現在の状態がターボブレーキモード中であるか否かを判定する（ステップＳ５）。即ち、ターボブレーキモードがオンとなっているか否かを判定する）。
【００５７】
ここで、ターボブレーキモード中でないと判定されると（ステップＳ５：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、ターボブレーキモードをオンとする（ステップＳ６）。具体的には、ＥＣＵ１００がオイル調整弁３２０を開くように制御することによって、オイル供給管３１０を介してターボチャージャ２１７のベアリングホルダ及びスペーサ１１間にオイルが供給される。
【００５８】
オイルが供給されることで、コンプレッサ２１７の回転数は低下させられる。即ち、コンプレッサ２１７は、慣性や摩擦等によって自然に回転数が低下させられることに加えて、オイル供給管３１０を介して供給されたオイルによって、意図的に回転数が低下させられる。
【００５９】
図６において、以上のような制御を行うことで、ターボチャージャ２１７にはブレーキがかけられた状態となり、回転数を効率的に低下させることができる。具体的には、図に示すように、２秒程度でターボチャージャ２１７の回転数が低下しきるようにすることができる。従って、ターボチャージャ２１７から振動やノイズが発生する期間を短くすることが可能である。
【００６０】
図５に戻り、ステップ５において、ターボブレーキモード中であると判定された場合には（ステップＳ５：ＹＥＳ）、ステップＳ６の処理が省略される。
【００６１】
ターボブレーキモードがオンとされると、ＥＣＵ１００は、ターボブレーキモードがオンとなってから経過した時間をカウントする（ステップＳ７）。そして、カウントされた時間が、予めセットされた時間を超えているか否かを判定する（ステップＳ８）。
【００６２】
ここで、カウントされた時間がセットされた時間を超えていないと判定されると（ステップＳ８：ＮＯ）、処理は終了し、再び最初から処理が開始される。一方で、カウントされた時間がセットされた時間を超えていると判定されると（ステップＳ８：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ターボブレーキモードをオフとする（ステップＳ４）。即ち、ステップＳ６において制御した可変ノズル２０８、スロットルバルブ２２５、ＥＧＲバルブ２３４及びエアバイパス弁２０５を、夫々通常制御に戻す。このようにすれば、ターボチャージャ２１７の回転数が極端に低下してしまうことで、本来の機能が発揮できなくなったり、通常の運転に支障を来してしまうことを防止することができる。
【００６３】
以上説明したように、本実施形態に係るエンジンシステムによれば、エンジンがアイドル状態となった場合に、ターボチャージャ２１７の回転数を好適に低下させることができるため、ターボチャージャ２１７から発せられる振動及びノイズが、不快感を与えてしまう程に目立ってしまうことを効果的に防止することができる。
【００６４】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６５】
７…主軸、８ａ，８ｂ…ボールベアリング、１０…ベアリングハウジング、１１…スペーサ、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２０１…気筒、２０２…吸気管、２０４…エアバイパス管、２０５…エアバイパス弁、２０６…エンジン回転数検出部、２０７…アクセルペダル、２０８…可変ノズル、２１１…排気管、２１７…ターボチャージャ、２１７ａ…タービン、２１７ｂ…コンプレッサ、２２５…スロットルバルブ、２３１…ＥＧＲ管、２３２…ＥＧＲ触媒、２３３…ＥＧＲクーラ、２３４…ＥＧＲバルブ、３１０…オイル供給管、３２０…オイル調整弁、３３０…パージエア供給管、３４０…チェック弁、３５０…オイルドレイン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールベアリングによって支持された主軸によって互いに結合されたタービン及びコンプレッサを有する過給機を備えた内燃機関の制御装置であって、
前記ボールベアリングが取り付けられたベアリングホルダと、前記主軸を少なくとも部分的に囲うように設けられたベアリングハウジングとの間に、潤滑油を供給可能な潤滑油供給手段と、
前記内燃機関がアイドル状態であるか否かを検出するアイドル検出手段と、
前記内燃機関が前記アイドル状態であることが検出された場合に、前記潤滑油を供給するように前記潤滑油供給手段を制御することで、前記過給機の回転数を低下させる過給機回転数低下手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１】
ボールベアリングによって支持された主軸によって互いに結合されたタービン及びコンプレッサを有する過給機を備えた内燃機関の制御装置であって、
前記ボールベアリングが取り付けられたベアリングホルダと、前記主軸を少なくとも部分的に囲うように設けられたベアリングハウジングとの間に、潤滑油を供給可能な潤滑油供給手段と、
前記内燃機関がアイドル状態であるか否かを検出するアイドル検出手段と、
前記内燃機関が前記アイドル状態であることが検出された場合に、前記潤滑油を供給するように前記潤滑油供給手段を制御することで、前記過給機の回転数を低下させる過給機回転数低下手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２４２６６１（Ｐ２０１０−２４２６６１Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９３７９８（Ｐ２００９−９３７９８）
【出願日】平成２１年４月８日（２００９．４．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月８日（２００９．４．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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