(57)【要約】  過給システム及び内燃機関において、第１過給機（２０）と、第２過給機（３０）と、第１コンプレッサ（２１）の軸端に連結される電動機（２３）と、第１タービン（２２）の軸端に連結される発電機（２４）と、排気を第１タービン（２２）をバイパスさせるバイパス排気管（Ｌ６）と、発電機（２４）を冷却する冷却器（５１）と、第１タービン（２２）を駆動した排気により発電機（２４）が駆動するときに冷却器（５１）を作動する制御装置（５０）とを設けている。
2018011967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸上に連結される第１コンプレッサ及び第１タービンと、
同軸上に連結される第２コンプレッサ及び第２タービンと、
前記第１コンプレッサが加圧した吸気を前記第２コンプレッサに供給する吸気ラインと、
前記第２タービンを駆動した排気を前記第１タービンに供給する排気ラインと、
前記第１コンプレッサまたは前記第２コンプレッサの軸端に連結される電動機と、
前記第１タービンまたは前記第２タービンの軸端に連結される発電機と、
排気を前記発電機が連結された前記第１タービンまたは前記第２タービンをバイパスさせるバイパス排気ラインと、
前記発電機を冷却する冷却器と、
前記第１タービンまたは前記第２タービンを駆動した排気により前記発電機が駆動するときに前記冷却器を作動する制御装置と、
を備えることを特徴とする過給システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記発電機が予め設定された所定回転数になると前記冷却器の作動を開始することを特徴とする請求項１に記載の過給システム。
【請求項３】
前記バイパス排気ラインに排気開閉弁が設けられ、前記制御装置は、前記排気開閉弁の閉止後に前記冷却器を作動することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の過給システム。
【請求項４】
前記冷却器は、冷却媒体を前記発電機に導いて冷却する冷却ラインと、前記冷却ラインに設けられる冷却開閉弁とが設けられ、前記制御装置は、前記発電機が駆動するときに前記冷却開閉弁を開放することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の過給システム。
【請求項５】
前記第２コンプレッサが加圧した吸気を冷却するインタークーラが設けられ、前記冷却器は、前記インタークーラの冷却媒体の一部を前記発電機に導いて冷却することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の過給システム。
【請求項６】
前記第２コンプレッサが加圧した吸気を内燃機関の冷却媒体により冷却するインタークーラが設けられ、前記冷却器は、前記内燃機関の冷却媒体の一部を前記発電機に導いて冷却することを特徴とする請求項５に記載の過給システム。
【請求項７】
内燃機関に冷却媒体を循環して前記内燃機関を冷却する内燃機関冷却ラインと、前記インタークーラに冷却媒体を循環して前記第２コンプレッサが加圧した吸気を冷却するインタークーラ冷却ラインが設けられ、前記冷却器は、前記インタークーラ冷却ラインの冷却媒体の一部を前記発電機に導いて冷却することを特徴とする請求項５に記載の過給システム。
【請求項８】
前記第１タービンまたは前記第２タービンの軸受を冷却する軸受冷却装置が設けられ、前記冷却器は、前記軸受冷却装置の冷却媒体の一部を前記発電機に導いて冷却することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の過給システム。
【請求項９】
前記第１タービンまたは前記第２タービンの軸受を潤滑する軸受潤滑装置が設けられ、前記冷却器は、前記軸受潤滑装置の潤滑媒体の一部を前記発電機に導いて冷却することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の過給システム。
【請求項１０】
前記冷却器は、前記電動機により駆動する前記第１コンプレッサまたは前記第２コンプレッサにより加圧された吸気の一部を前記発電機に導いて冷却することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の過給システム。
【請求項１１】
前記冷却器は、前記電動機が連結された前記第１コンプレッサまたは前記第２コンプレッサによる吸引力により外気を吸引して前記発電機に導いて冷却することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の過給システム。
【請求項１２】
前記冷却器は、前記発電機及び前記電動機を冷却することを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の過給システム。
【請求項１３】
前記発電機の温度を計測する温度センサが設けられ、前記制御装置は、前記温度センサが計測した前記発電機の温度が予め設定された上限温度を超えると前記冷却器を作動することを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の過給システム。
【請求項１４】
前記制御装置は、前記温度センサが計測した前記発電機の温度に応じて前記冷却器が前記発電機に供給する冷却媒体の供給量を調整することを特徴とする請求項１３に記載の過給システム。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の過給システムを備えることを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気タービンから排出される排ガスを用いてコンプレッサを駆動して過給を行う過給システム、この過給システムを備える内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車に搭載される内燃機関は、燃費向上を図るために過給機が装着されている。この過給機（ターボチャージャ）は、内燃機関から排出される排ガスを利用してタービン及びコンプレッサを駆動することにより、内燃機関に吸気を圧縮供給して内燃機関の出力を向上させるものである。一方で、電動モータによりコンプレッサを駆動することにより、内燃機関に吸気を圧縮供給して内燃機関の出力を向上させる過給機（スーパーチャージャ）もある。【０００３】
このような過給機としては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載された内燃機関の過給及び排気浄化システムは、電動機でコンプレッサを回転駆動して空気を圧縮し圧縮空気を内燃機関に供給する電動コンプレッサと、内燃機関からの排気ガスで駆動されるタービンで発電機を駆動して発電するタービン発電機と、タービン発電機で発生させた電気を蓄電し電動コンプレッサに電気を供給する蓄電手段とを備えるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１９０１４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の内燃機関の過給及び排気浄化システムでは、コンプレッサを駆動する電動機と、タービンにより駆動される発電機を有している。この場合、電動機や発電機は、自身の発熱により性能が低下したり、破損したりするおそれがある。また、発電機は、高温の排気により駆動するタービンに直結されることで、排気熱によっても高温となる。そのため、発電機や電動機を十分に冷却する必要がある。【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、発電機を効率良く冷却することで性能の向上を図る過給システム及び内燃機関を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための本発明の過給システムは、同軸上に連結される第１コンプレッサ及び第１タービンと、同軸上に連結される第２コンプレッサ及び第２タービンと、前記第１コンプレッサが加圧した吸気を前記第２コンプレッサに供給する吸気ラインと、前記第２タービンを駆動した排気を前記第１タービンに供給する排気ラインと、前記第１コンプレッサまたは前記第２コンプレッサの軸端に連結される電動機と、前記第１タービンまたは前記第２タービンの軸端に連結される発電機と、排気を前記発電機が連結された前記第１タービンまたは前記第２タービンをバイパスさせるバイパス排気ラインと、前記発電機を冷却する冷却器と、前記第１タービンまたは前記第２タービンを駆動した排気により前記発電機が駆動するときに前記冷却器を作動する制御装置と、を備えることを特徴とするものである。【０００８】
従って、第１タービンまたは第２タービンを駆動した排気により発電機が駆動するときに冷却器を作動することから、冷却器により発電機が冷却されて高温化が抑制されることとなり、発電機を効率良く冷却して性能の向上を図ることができる。【０００９】
本発明の過給システムでは、前記制御装置は、前記発電機が予め設定された所定回転数になると前記冷却器の作動を開始することを特徴としている。【００１０】
従って、発電機が所定回転数になると冷却器の作動を開始することで、発電機の冷却を行うべきときにだけ冷却器を作動することとなり、冷却器を作動させるための無駄な労力の損失を防止することができる。【００１１】
本発明の過給システムでは、前記バイパス排気ラインに排気開閉弁が設けられ、前記制御装置は、前記排気開閉弁の閉止後に前記冷却器を作動することを特徴としている。【００１２】
従って、第２タービンからの排気ガスの導入先がバイパス排気ラインから排気ラインに切替えられたときに冷却器を作動することで、冷却器により適正なタイミングで発電機を冷却することとなり、発電機の温度上昇を適正に抑制することができる。【００１３】
本発明の過給システムでは、前記冷却器は、冷却媒体を前記発電機に導いて冷却する冷却ラインと、前記冷却ラインに設けられる冷却開閉弁とが設けられ、前記制御装置は、前記発電機が駆動するときに前記冷却開閉弁を開放することを特徴としている。【００１４】
従って、冷却器を、冷却媒体を発電機に導いて冷却する構成とし、発電機が駆動するときに冷却媒体を発電機に導入して冷却することで、簡単な構成で発電機を効率良く冷却することができる。【００１５】
本発明の過給システムでは、前記第２コンプレッサが加圧した吸気を冷却するインタークーラが設けられ、前記冷却器は、前記インタークーラの冷却媒体の一部を前記発電機に導いて冷却することを特徴としている。【００１６】
従って、インタークーラを冷却する冷却媒体の一部を発電機に導いて冷却するため、既存の設備の冷却媒体を用いることで、設備コストの増加を抑制することができる。【００１７】
本発明の過給システムでは、前記第２コンプレッサが加圧した吸気を内燃機関の冷却媒体により冷却するインタークーラが設けられ、前記冷却器は、前記内燃機関の冷却媒体の一部を前記発電機に導いて冷却することを特徴としている。【００１８】
従って、内燃機関を冷却する冷却媒体の一部を発電機に導いて冷却するため、既存の設備の冷却媒体を用いることで、設備コストの増加を抑制することができる。【００１９】
本発明の過給システムでは、内燃機関に冷却媒体を循環して前記内燃機関を冷却する内燃機関冷却ラインと、前記インタークーラに冷却媒体を循環して前記第２コンプレッサが加圧した吸気を冷却するインタークーラ冷却ラインが設けられ、前記冷却器は、前記インタークーラ冷却ラインの冷却媒体の一部を前記発電機に導いて冷却することを特徴としている。【００２０】
従って、内燃機関を冷却する冷却媒体とは別に、インタークーラだけを冷却する冷却媒体の一部を発電機に導いて冷却するため、より低温の冷却媒体により発電機を冷却することで、発電機の冷却効率を向上することができる。【００２１】
本発明の過給システムでは、前記第１タービンまたは前記第２タービンの軸受を冷却する軸受冷却装置が設けられ、前記冷却器は、前記軸受冷却装置の冷却媒体の一部を前記発電機に導いて冷却することを特徴としている。【００２２】
従って、第１タービンまたは第２タービンの軸受冷却装置における冷却媒体の一部を発電機に導いて冷却することで、既存の設備の冷却媒体を用いることで、設備コストの増加を抑制することができる。【００２３】
本発明の過給システムでは、前記第１タービンまたは前記第２タービンの軸受を潤滑する軸受潤滑装置が設けられ、前記冷却器は、前記軸受潤滑装置の潤滑媒体の一部を前記発電機に導いて冷却することを特徴としている。【００２４】
従って、第１タービンまたは第２タービンの軸受潤滑装置における潤滑体の一部を発電機に導いて冷却することで、既存の設備の潤滑媒体を冷却媒体として用いることで、設備コストの増加を抑制することができる。【００２５】
本発明の過給システムでは、前記冷却器は、前記電動機により駆動する前記第１コンプレッサまたは前記第２コンプレッサにより加圧された吸気の一部を前記発電機に導いて冷却することを特徴としている。【００２６】
従って、電動機により駆動する第１コンプレッサまたは第２コンプレッサにより加圧された吸気の一部を発電機に導いて冷却することで、一部の吸気管だけを増設すればよく、設備コストの増加を抑制することができる。【００２７】
本発明の過給システムでは、前記冷却器は、前記電動機が連結された前記第１コンプレッサまたは前記第２コンプレッサによる吸引力により外気を吸引して前記発電機に導いて冷却することを特徴としている。【００２８】
従って、電動機により駆動回転する第１コンプレッサまたは第２コンプレッサによる吸引力により外気を吸引して発電機に導いて冷却することで、一部の吸気管だけを増設すればよく、設備コストの増加を抑制することができる。【００２９】
本発明の過給システムでは、前記冷却器は、前記発電機及び前記電動機を冷却することを特徴としている。【００３０】
従って、冷却器が発電機だけでなく電動機も冷却することで、発電機及び電動機の温度上昇を抑制して過給機全体の性能を向上することができる。【００３１】
本発明の過給システムでは、前記発電機の温度を計測する温度センサが設けられ、前記制御装置は、前記温度センサが計測した前記発電機の温度が予め設定された上限温度を超えると前記冷却器を作動することを特徴としている。【００３２】
従って、発電機の温度が上限温度を超えると冷却器を作動することで、発電機の冷却を行うべきときにだけ冷却器を作動することとなり、冷却器を作動させるための無駄な労力の損失を防止することができる。【００３３】
本発明の過給システムでは、前記制御装置は、前記温度センサが計測した前記発電機の温度に応じて前記冷却器が前記発電機に供給する冷却媒体の供給量を調整することを特徴としている。【００３４】
従って、発電機の温度に応じて発電機に供給する冷却媒体の供給量を調整することで、発電機の温度を適正温度に維持することができ、過冷却を抑制して冷却器の無駄な作動を抑制することができる。【００３５】
また、本発明の内燃機関は、前記過給システムを備えることを特徴とするものである。【００３６】
従って、過給システムにて、第１タービンまたは第２タービンを駆動した排気により発電機が駆動するときに冷却器を作動することから、冷却器により発電機が冷却されて高温化が抑制されることとなり、発電機を効率良く冷却して性能の向上を図ることができ、その結果、内燃機関の効率を向上することができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の過給システム及び内燃機関によれば、第１タービンまたは第２タービンを駆動した排気により発電機が駆動するときに、冷却器を作動して発電機を冷却するため、発電機を効率良く冷却して性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、第１実施形態の過給システムを表す概略構成図である。
【図２】図２は、第１実施形態の第１変形例の過給システムを表す概略構成図である。
【図３】図３は、第１実施形態の第２変形例の過給システムを表す概略構成図である。
【図４】図４は、過給システムの作動方法を表すタイムチャートである。
【図５】図５は、第２実施形態の過給システムを表す概略構成図である。
【図６】図６は、第３実施形態の過給システムを表す概略構成図である。
【図７】図７は、第４実施形態の過給システムを表す概略構成図である。
【図８】図８は、過給システムの作動方法を表すタイムチャートである。
【図９】図９は、第５実施形態の過給システムを表す概略構成図である。
【図１０】図１０は、第５実施形態の第１変形例の過給システムを表す概略構成図である。
【図１１】図１１は、第５実施形態の第２変形例の過給システムを表す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る過給システム及び内燃機関の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
【００４０】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の過給システムを表す概略構成図である。
【００４１】
第１実施形態の過給システムにおいて、エンジン（内燃機関）１１は、図示しないが、エンジン本体に複数のシリンダが形成され、各シリンダにピストンがそれぞれ上下移動自在に支持されており、各ピストンは、下部がクランクシャフトにそれぞれ連結されている。エンジン本体は、各シリンダの上方に燃焼室がそれぞれ形成されており、各燃焼室の上部に吸気ポート及び排気ポートがそれぞれ形成され、吸気ポートに吸気弁が設けられ、排気ポートに排気弁が設けられている。
【００４２】
エンジン１１は、エンジン本体の一側部に吸気マニホールド１２が装着され、他側部に排気マニホールド１３が装着されている。吸気マニホールド１２は、各吸気ポートを介して燃焼室にそれぞれ連通し、排気マニホールド１３は、各排気ポートを介して燃焼室に連通している。また、エンジン本体は、吸気ポートや燃焼室に燃料を噴射するインジェクタがそれぞれ設けられている。
【００４３】
第１過給機２０は、電動式の低圧過給機であって、第１コンプレッサ２１と第１タービン２２とを有し、第１コンプレッサ２１の回転軸に電動機２３が接続され、第１タービン２２の回転軸に発電機２４が接続されて構成されている。第１コンプレッサ２１は、外部から空気を吸入する第１吸気管（第１吸気ライン）Ｌ１が連結されると共に、圧縮空気を供給する第２吸気管（第２吸気ライン）Ｌ２が連結されている。第１タービン２２は、第１排気管（第１排気ライン）Ｌ３が連結されると共に、排気ガスを外部に排出する第２排気管（第２排気ライン）Ｌ４が連結されている。
【００４４】
また、第１コンプレッサ２１を迂回するバイパス吸気管（バイパス吸気ライン）Ｌ５は、基端部が第１吸気管Ｌ１に連結され、他端部が第２吸気管Ｌ２に連結されている。第１タービン２２を迂回するバイパス排気管（バイパス排気ライン）Ｌ６は、基端部が第１排気管Ｌ３に連結され、他端部が第２排気管Ｌ４に連結されている。そして、バイパス吸気管Ｌ５は、吸気開閉弁２５が設けられ、バイパス排気管Ｌ６は、排気開閉弁２６が設けられている。この吸気開閉弁２５と排気開閉弁２６は、全開位置と全閉位置で停止する開閉弁、または、開度を調整可能な流量調整弁である。
【００４５】
第２過給機３０は、排気式の高圧過給機であって、第２コンプレッサ３１と第２タービン３２が回転軸３３を介して同軸上に連結されて構成されており、第２コンプレッサ３１と第２タービン３２は、回転軸３３により一体回転することができる。第２コンプレッサ３１は、第１過給機２０の第１コンプレッサ２１から圧縮空気が供給される第１吸気管Ｌ１が連結されると共に、エンジン１１の吸気マニホールド１２に至る第３吸気管（第３吸気ライン）Ｌ７が連結されている。第２タービン３２は、エンジン１１の排気マニホールド１３に至る第３排気管（第３排気ライン）Ｌ８が連結されると共に、第１過給機２０の第１タービン２２に排気を供給する第１排気管Ｌ３が連結されている。
【００４６】
また、電動機２３と発電機２４は、ＡＣ／ＤＧ／ＡＣコンバータ（以下、変換機と称する。）３５が接続され、この変換機３５に蓄電器（バッテリ）３６が接続されている。この場合、電動機２３と発電機２４は、それぞれ専用の変換機と蓄電器を設けてもよい。
【００４７】
そのため、第１過給機２０は、電動機２３により第１コンプレッサ２１が駆動回転すると、第１吸気管Ｌ１から吸気した空気を圧縮した後、この圧縮空気を第２吸気管Ｌ２から第２過給機３０の第２コンプレッサ３１を通り、吸気マニホールド１２からエンジン１１の燃焼室に供給することができる。エンジン１１は、排気ガス（燃焼ガス）を排気マニホールド１３に排出し、第２過給機３０は、第２タービン３２がこの排気マニホールド１３から第３排気管Ｌ８を通して供給された排気ガスにより駆動回転し、第２コンプレッサ３１を駆動回転することができる。第１過給機２０は、第１タービン２２が第２タービン３２から第１排気管Ｌ３を通して供給された排気ガスにより駆動回転し、発電機２４を駆動することができる。第１タービン２２を通った排気ガスは、第２排気管Ｌ４から外部に排出する。
【００４８】
このとき、蓄電器３６は、蓄電されている電力を変換機３５により変換して電動機２３に供給可能であり、発電機２４が発電した電力を変換機３５により変換して蓄電することができる。また、吸気開閉弁２５を開放すると、バイパス吸気管Ｌ５により第１過給機２０の第１コンプレッサ２１を迂回して第２過給機３０の第２コンプレッサ３１に直接吸気することができる。更に、排気開閉弁２６を開放すると、バイパス排気管Ｌ６により第１過給機２０の第１タービン２２を迂回して第２過給機３０の第２タービン３２からの排気を直接排出することができる。
【００４９】
エンジン１１は、エンジン本体を冷却するウォータジャケット（図示略）が設けられている。また、第３吸気管Ｌ７は、第２コンプレッサ３１により圧縮された圧縮空気を冷却するインタークーラ４１が設けられている。そして、ウォータジャケットの冷却水（冷却媒体）をラジエータ４２に供給する第１エンジン冷却水供給管（内燃機関冷却ライン）４３が設けられると共に、ラジエータ４２で冷却して冷却水をインタークーラ４１を介してウォータジャケットに供給する第２エンジン冷却水供給管（内燃機関冷却ライン）４４が設けられている。この場合、エンジン１１は、エンジン本体の駆動により作動するウォータポンプ（図示略）を備えており、このウォータポンプによりウォータジャケットの冷却水を第１エンジン冷却水供給管４３、ラジエータ４２、第２エンジン冷却水供給管４４、インタークーラ４１を通してウォータジャケットに循環することができる。
【００５０】
本実施形態の過給システムは、第１過給機２０の第１タービン２２により駆動される発電機２４を冷却する冷却器５１が設けられている。この冷却器５１は、インタークーラ４１の冷却水（冷却媒体）の一部を発電機２４に導いて冷却するものであり、具体的には、エンジン１１を冷却するためのウォータジャケットの冷却水の一部を発電機２４に導いて冷却するものである。
【００５１】
即ち、第１エンジン冷却水供給管４３は、中途部で分岐して発電機２４まで延出される第３エンジン冷却水供給管５２及び第４エンジン冷却水供給管５３が設けられており、第３エンジン冷却水供給管５２に冷却開閉弁５４が設けられている。この冷却開閉弁５４は、全開位置と全閉位置で停止する開閉弁、または、開度を調整可能な流量調整弁である。なお、発電機２４は、図示しない発電機本体の外側にウォータジャケットや冷却水配管などが設けられており、このウォータジャケットや冷却水配管などに冷却水が供給されることで、発電機本体が冷却される。
【００５２】
そのため、エンジン１１の駆動時に、ウォータポンプによりウォータジャケットの冷却水が第１エンジン冷却水供給管４３に送給されるとき、冷却開閉弁５４を開放すると、第１エンジン冷却水供給管４３を流れる冷却水の一部が第３エンジン冷却水供給管５２から発電機２４に供給され、発電機２４が冷却される。発電機２４を冷却した冷却水は、第４エンジン冷却水供給管５３から第１エンジン冷却水供給管４３に戻される。
【００５３】
制御装置５０は、エンジン１１の運転状態（負荷や回転数など）に応じて吸気開閉弁２５、排気開閉弁２６、冷却開閉弁５４を開閉制御可能となっている。本実施形態にて、制御装置５０は、第１過給機２０の第１タービン２２を駆動した排気ガスにより発電機２４が駆動するとき、冷却器５１を作動する。つまり、制御装置５０は、排気開閉弁２６を閉止することで排気ガスを第１タービン２２に導入し、所定時間の経過後に第１タービン２２の回転数（発電機２４の回転数と同等）が予め設定された所定回転数に到達すると、冷却開閉弁５４を開放する。この所定回転数とは、第１タービン２２の回転数が上昇して発電機２４を駆動するとき、発電機２４の効率の低下が始まる回転数であり、事前に実験などにより設定しておくことが望ましい。すると、エンジン冷却水の一部が第３エンジン冷却水供給管５２から発電機２４に供給され、この発電機２４を冷却することができる。
【００５４】
また、発電機２４の温度を計測する温度センサ５５が設けられ、温度センサ５５の検出結果が制御装置５０に入力される。そのため、制御装置５０は、温度センサ５５が計測した発電機２４の温度が予め設定された上限温度を超えると、冷却器５１を作動する。この場合、上限温度とは、例えば、発電機２４の性能が著しく低下する温度である。なお、制御装置５０は、発電機２４が駆動すると、冷却器５１を作動するものであるが、発電機２４の駆動状態に係わらず、発電機２４の温度が上限温度を超えると、冷却器５１を作動するように構成してもよいし、発電機２４が駆動し、且つ、発電機２４の温度が上限温度を超えると、冷却器５１を作動するように構成してもよい。また、冷却器５１を作動するとき、制御装置５０は、温度センサ５５が計測した発電機２４の温度に応じて冷却開閉弁（流量調整弁）５４の開度を調整することで、発電機２４に供給する冷却水の供給量を調整してもよい。
【００５５】
なお、上述した実施形態にて、冷却器５１は、エンジン冷却水の一部を発電機２４に供給して冷却したが、この構成に限定されるものではない。図２は、第１実施形態の第１変形例の過給システムを表す概略構成図である。
【００５６】
第１実施形態の第１変形例において、図２に示すように、ウォータジャケットの冷却水をラジエータ４２に供給する第１エンジン冷却水供給管４３が設けられると共に、ラジエータ４２で冷却して冷却水をウォータジャケットに供給する第２エンジン冷却水供給管４４が設けられている。また、インタークーラ４１の冷却水（冷却媒体）をラジエータ６１に供給する第１インタークーラ冷却水供給管（インタークーラ冷却ライン）６２が設けられると共に、ラジエータ６１で冷却して冷却水をインタークーラ４１に供給する第２インタークーラ冷却水供給管（インタークーラ冷却ライン）６３が設けられ、第２インタークーラ冷却水供給管６３に冷却水ポンプ６４が設けられている。そのため、エンジン１１の駆動とは独立して、冷却水ポンプ６４によりインタークーラ４１の冷却水を第１インタークーラ冷却水供給管６２、ラジエータ６１、第２インタークーラ冷却水供給管６３を通してインタークーラ４１に循環することができる。
【００５７】
発電機２４を冷却する冷却器７１は、インタークーラ４１の冷却水の一部を発電機２４に導いて冷却するものである。即ち、第１インタークーラ冷却水供給管６２は、中途部で分岐して発電機２４まで延出される第３インタークーラ冷却水供給管７２及び第４インタークーラ冷却水供給管７３が設けられており、第３インタークーラ冷却水供給管７２に冷却開閉弁７４が設けられている。
【００５８】
そのため、冷却水ポンプ６４によりインタークーラ４１の冷却水が第１インタークーラ冷却水供給管６２に送給されるとき、冷却開閉弁７４を開放すると、第１インタークーラ冷却水供給管６２を流れる冷却水の一部が第３インタークーラ冷却水供給管７２から発電機２４に供給され、発電機２４が冷却される。発電機２４を冷却した冷却水は、第４インタークーラ冷却水供給管７３から第１インタークーラ冷却水供給管６２に戻される。
【００５９】
制御装置５０は、第１過給機２０の第１タービン２２を駆動した排気ガスにより発電機２４が駆動するとき、冷却器７１を作動する。つまり、制御装置５０は、排気開閉弁２６の閉止後に冷却開閉弁７４を開放する。すると、インタークーラ冷却水の一部が第３インタークーラ冷却水供給管７２から発電機２４に供給され、この発電機２４を冷却することができる。このとき、冷却水ポンプ６４により循環する冷却水量（冷却水速度）を増加してもよい。
【００６０】
また、上述した実施形態にて、冷却器５１，７１は、発電機２４だけを冷却したが、この構成に限定されるものではない。図３は、第１実施形態の第２変形例の過給システムを表す概略構成図である。
【００６１】
第１実施形態の第２変形例において、図３に示すように、発電機２４を冷却する冷却器８１は、インタークーラ４１の冷却水の一部を発電機２４に導いて冷却するものである。即ち、第１エンジン冷却水供給管４３は、中途部で分岐して発電機２４まで延出される第３エンジン冷却水供給管８２と、電動機２３まで延出される第４エンジン冷却水供給管８３が設けられると共に、発電機２４と電動機２３を連結する第５エンジン冷却水供給管８４が設けられており、第３エンジン冷却水供給管８２に冷却開閉弁８５が設けられている。
【００６２】
そのため、エンジン１１の駆動時に、ウォータポンプによりウォータジャケットの冷却水が第１エンジン冷却水供給管４３に送給されるとき、冷却開閉弁８５を開放すると、第１エンジン冷却水供給管４３を流れる冷却水の一部が第３エンジン冷却水供給管８２から発電機２４に供給され、発電機２４が冷却される。また、発電機２４を冷却した冷却水は、第５エンジン冷却水供給管８４から電動機２３に供給され、電動機２３が冷却される。電動機２３を冷却した冷却水は、第４エンジン冷却水供給管８３から第１エンジン冷却水供給管４３に戻される。
【００６３】
制御装置５０は、第１過給機２０の第１タービン２２を駆動した排気ガスにより発電機２４が駆動するとき、冷却器８１を作動する。つまり、制御装置５０は、排気開閉弁２６の閉止後に冷却開閉弁８５を開放する。すると、エンジン冷却水の一部が第３エンジン冷却水供給管８２から発電機２４に供給され、この発電機２４を冷却することができる。また、発電機２４を冷却した冷却水は、第５エンジン冷却水供給管８４から電動機２３に供給され、電動機２３を冷却することができる。
【００６４】
なお、この第２変形例の過給システムは、第１変形例の過給システムに対しても適用することができる。
【００６５】
ここで、本実施形態の過給システムの作動について説明する。なお、各変形例の過給システムについてもほぼ同様である。図４は、過給システムの作動方法を表すタイムチャートである。
【００６６】
本実施形態の過給システムにおいて、図１及び図４に示すように、時間ｔ１にて、エンジン１１が始動し、エンジンの要求負荷が上昇すると、吸気開閉弁２５を閉止する一方、排気開閉弁２６を開放し、第１過給機２０の電動機２３を駆動して第１コンプレッサ２１を駆動回転する。一方、冷却開閉弁５４を閉止して冷却器５１の作動を停止する。すると、電動機２３により第１コンプレッサ２１が駆動回転することで第１吸気管Ｌ１から空気が吸引され、この第１コンプレッサ２１が空気を圧縮した後、この圧縮空気として第２吸気管Ｌ２から第２過給機３０の第２コンプレッサ３１に通して吸気マニホールド１２からエンジン１１の燃焼室に供給する。エンジン１１は、各燃焼室で燃料と圧縮空気の混合気に点火して燃焼することで駆動し、排気ガスが排気マニホールド１３に排出される。排気マニホールド１３から第３排気管Ｌ８に排出された排気ガスは、第２過給機３０の第２タービン３２を駆動回転し、第２コンプレッサ３１を駆動回転する。第２タービン３２を駆動回転した排気ガスは、第１排気管Ｌ３からバイパス排気管Ｌ６を通して外部に排出される。そのため、エンジン１１の始動時は、第１過給機２０の第１タービン２２は回転を停止している。
【００６７】
このとき、電動機２３の回転数が増加（図４の一点鎖線）することで第１コンプレッサ２１の回転数が増加し、吸気量及び排気ガス量が増加することで第２過給機３０の回転数が徐々に増加する。時間ｔ２にて、第１過給機２０の第１コンプレッサ２１の回転数が一定となり、エンジン負荷が所定値となった時間ｔ３にて、電動機２３の駆動を停止（図４の一点鎖線）すると、第１コンプレッサ２１の回転が低下し、電動機２３の駆動を停止した時間ｔ４にて、吸気開閉弁２５を開放する。すると、空気は第１吸気管Ｌ１からバイパス吸気管Ｌ５を通って第２コンプレッサ３１に吸引され、第２過給機３０だけが駆動することとなる。
【００６８】
その後、時間ｔ５にて、エンジン負荷が予め設定されて所定値を超えると、排気開閉弁２６を閉じ、第２タービン３２からの排気ガスが第１排気管Ｌ３を通って第１タービン２２に導入される。すると、この排気ガスにより第１タービン２２が駆動回転し、時間ｔ６にて、発電機２４が駆動回転を開始（図４の一点鎖線）する。そして、時間ｔ７にて、第１タービン２２の回転数が予め設定された所定回転数に到達すると、冷却開閉弁５４を開放する。すると、エンジン冷却水の一部が第３エンジン冷却水供給管５２から発電機２４に供給され、この発電機２４が冷却される。時間ｔ８にて、エンジン負荷が一定値となり、時間ｔ９にて、第２過給機３０の回転数が一定値になると、この状態が継続される。
【００６９】
エンジンの要求負荷が低下すると、時間ｔ１０にて、第１タービン２２及び第２過給機３０の回転数が低下し、エンジン負荷も低下する。ここで、冷却開閉弁５４を閉止し、エンジン冷却水の一部を第３エンジン冷却水供給管５２から発電機２４に供給することを停止し、この発電機２４の冷却が停止される。時間ｔ１１にて、発電機２４の回転が停止（図４の一点鎖線）すると、時間ｔ１２にて、排気開閉弁２６を開放し、第２タービン３２を駆動回転した排気ガスは、第１排気管Ｌ３からバイパス排気管Ｌ６を通して外部に排出される。その後、時間ｔ１３にて、エンジン１１が停止する。
【００７０】
このように第１実施形態の過給システムにあっては、第１過給機２０と、第２過給機３０と、第１コンプレッサ２１の軸端に連結される電動機２３と、第１タービン２２の軸端に連結される発電機２４と、排気を第１タービン２２をバイパスさせるバイパス排気管Ｌ６と、発電機２４を冷却する冷却器５１と、第１タービン２２を駆動した排気により発電機２４が駆動するときに冷却器５１，７１，８１を作動する制御装置５０とを設けている。
【００７１】
従って、第１タービン２２を駆動した排気により発電機２４が駆動するときに冷却器５１，７１，８１を作動することから、この冷却器５１，７１，８１により発電機２４が冷却されて高温化が抑制されることとなり、発電機２４を効率良く冷却して性能の向上を図ることができる。
【００７２】
第１実施形態の過給システムでは、制御装置５０は、第１タービン２２（発電機２４）が予め設定された所定回転数になると冷却器５１，７１，８１の作動を開始する。従って、発電機２４の冷却を行うべきときにだけ冷却器５１，７１，８１を作動することとなり、冷却器５１，７１，８１を作動させるための無駄な労力の損失を防止することができる。
【００７３】
第１実施形態の過給システムでは、バイパス排気管Ｌ６に排気開閉弁２６を設け、制御装置５０は、排気開閉弁２６の閉止後に冷却器５１，７１，８１を作動する。従って、第２タービン３２からの排気ガスの導入先がバイパス排気管Ｌ６から第２排気管Ｌ４に切替えられたときに冷却器５１，７１，８１を作動することで、冷却器５１，７１，８１により適正なタイミングで発電機２４を冷却することとなり、発電機２４の温度上昇を適正に抑制することができる。
【００７４】
第１実施形態の過給システムでは、冷却器５１（７１，８１）は、冷却水を発電機２４に導いて冷却する第３、第４エンジン冷却水供給管５２，５３（８２，８３、第５エンジン冷却水供給管８４、第３、第４インタークーラ冷却水供給管７２，７３）と、第３エンジン冷却水供給管５２（８２、第３インタークーラ冷却水供給管７２）に設けられる冷却開閉弁５４（７４，８５）とを有し、制御装置５０は、発電機２４が駆動するときに冷却開閉弁５４（７４，８５）を開放する。従って、冷却器５１（７１，８１）を、冷却水を発電機２４に導いて冷却する構成とし、発電機２４が駆動するときに冷却水を発電機２４に導入して冷却することで、簡単な構成で発電機２４を効率良く冷却することができる。
【００７５】
第１実施形態の過給システムでは、第２コンプレッサ３１が加圧した圧縮空気を冷却するインタークーラ４１を設け、冷却器５１，７１，８１は、インタークーラ４１へ送る冷却水の一部を発電機２４に導いて冷却する。従って、既存の設備の冷却水を用いることで、設備コストの増加を抑制することができる。
【００７６】
第１実施形態の過給システムでは、冷却器５１，８１は、エンジン１１の冷却水の一部を発電機２４に導いて冷却する。従って、既存の設備の冷却水を用いることで、設備コストの増加を抑制することができる。
【００７７】
第１実施形態の過給システムでは、エンジン１１に冷却水を循環して冷却する第１、第２エンジン冷却水供給管４３，４４と、インタークーラ４１に冷却水を循環して第２コンプレッサ３１が加圧した吸気を冷却する第１、第２インタークーラ冷却水供給管６２，６３を設け、冷却器７１は、第１インタークーラ冷却水供給管６２の冷却水の一部を発電機２４に導いて冷却する。従って、エンジン１１を冷却する冷却水とは別に、インタークーラ４１だけを冷却する冷却水の一部を発電機２４に導いて冷却するため、より低温の冷却水により発電機２４を冷却することで、発電機２４の冷却効率を向上することができる。
【００７８】
第１実施形態の過給システムでは、冷却器８１は、発電機２４及び電動機２３を冷却する。従って、冷却器８１が発電機２４だけでなく電動機２３も冷却することで、発電機２４及び電動機２３の温度上昇を抑制して第１過給機２０全体の性能を向上することができる。
【００７９】
第１実施形態の過給システムでは、発電機２４の温度を計測する温度センサ５５を設け、制御装置５０は、温度センサ５５が計測した発電機２４の温度が予め設定された上限温度を超えると冷却器５１，７１，８１を作動する。従って、発電機２４の冷却を行うべきときにだけ冷却器５１，７１，８１を作動することとなり、冷却器５１，７１，８１を作動させるための無駄な労力の損失を防止することができる。
【００８０】
第１実施形態の過給システムでは、制御装置５０は、温度センサ５５が計測した発電機２４の温度に応じて冷却器５１，７１，８１が発電機２４に供給する冷却水の供給量を調整する。従って、発電機２４の温度を適正温度に維持することができ、過冷却を抑制して冷却器５１，７１，８１の無駄な作動を抑制することができる。
【００８１】
また、第１実施形態の内燃機関にあっては、上述した過給システムを備えている。従って、過給システムにて、第１タービン２２を駆動した排気により発電機２４が駆動するときに冷却器５１を作動することから、この冷却器５１により発電機２４が冷却されて高温化が抑制されることとなり、発電機２４を効率良く冷却して性能の向上を図ることができ、その結果、エンジン１１の効率を向上することができる。
【００８２】
［第２実施形態］
図５は、第２実施形態の過給システムを表す概略構成図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８３】
第２実施形態の過給システムにおいて、図５に示すように、発電機２４を冷却する冷却器９１は、第２過給機３０の軸受を冷却する冷却水の一部を発電機２４に導いて冷却するものである。即ち、第２過給機３０は、第２コンプレッサ３１と第２タービン３２が回転軸３３に連結されて構成され、回転軸３３が軸受装置３４により回転自在に支持されている。軸受装置３４は、例えば、軸受冷却装置として外周部に冷却ジャケット（図示略）が設けられており、エンジン本体のウォータジャケットから第５エンジン冷却水供給管９２と第６エンジン冷却水供給管９３が軸受装置３４の冷却ジャケットまで延出されている。また、軸受装置３４は、発電機２４まで第７エンジン冷却水供給管９４と第８エンジン冷却水供給管９５が延出されており、第７エンジン冷却水供給管９４に冷却開閉弁９６が設けられている。
【００８４】
そのため、エンジン１１の駆動時に、ウォータポンプによりウォータジャケットの冷却水が第５エンジン冷却水供給管９２から軸受装置３４に供給されて冷却され、第６エンジン冷却水供給管９３によりウォータジャケットに戻される。このとき、冷却開閉弁９６を開放すると、軸受装置３４に供給された冷却水が第７エンジン冷却水供給管９４から発電機２４に供給されて冷却され、第８エンジン冷却水供給管９５により軸受装置３４に戻される。
【００８５】
制御装置５０は、第１過給機２０の第１タービン２２を駆動した排気ガスにより発電機２４が駆動するとき、冷却器９１を作動する。つまり、制御装置５０は、排気開閉弁２６の閉止後に冷却開閉弁９６を開放する。すると、エンジン冷却水の一部が軸受装置３４を通して第７エンジン冷却水供給管９４から発電機２４に供給され、この発電機２４を冷却することができる。
【００８６】
なお、上述の説明では、エンジン１１を冷却する冷却水を軸受装置３４に供給し、この軸受装置３４に供給された冷却水を第７エンジン冷却水供給管９４により発電機２４に供給して冷却したが、この構成に限定されるものではない。エンジン１１を冷却する冷却装置と軸受装置３４を冷却する冷却装置が別々に独立して設けられていた場合、軸受装置３４を冷却する冷却装置の冷却水の一部を発電機２４に供給して冷却すればよい。
【００８７】
このように第２実施形態の過給システムにあっては、電動機２３や発電機２４が連結されていない第２過給機３０の軸受装置３４を冷却する軸受冷却装置を設け、冷却器９１は、軸受装置３４を冷却する冷却水の一部を発電機２４に導いて冷却している。
【００８８】
従って、既存の設備の冷却水を用いることで、設備コストの増加を抑制することができる。
【００８９】
［第３実施形態］
図６は、第３実施形態の過給システムを表す概略構成図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００９０】
第３実施形態の過給システムにおいて、図６に示すように、発電機２４を冷却する冷却器１０１は、第２過給機３０の軸受を潤滑する軸受潤滑装置における潤滑油の一部を発電機２４に導いて冷却するものである。即ち、第２過給機３０は、第２コンプレッサ３１と第２タービン３２が回転軸３３に連結されて構成され、回転軸３３が軸受装置３４により回転自在に支持されている。エンジン１１は、第１エンジン潤滑油供給管１０２が軸受装置３４まで延出されており、軸受装置３４は、発電機２４まで第２エンジン潤滑油供給管１０３が延出されており、第１エンジン潤滑油供給管１０２に冷却開閉弁１０４が設けられている。そして、発電機２４は、エンジン１１のオイルパン（図示略）に潤滑油を排出するエンジン潤滑油排出管１０５が設けられている。
【００９１】
そのため、エンジン１１の駆動時に、エンジン１１の潤滑油が第１エンジン潤滑油供給管１０２から軸受装置３４に供給されて潤滑される。このとき、冷却開閉弁１０４を開放すると、軸受装置３４に供給された潤滑油が第２エンジン潤滑油供給管１０３から発電機２４に供給されて冷却され、エンジン潤滑油排出管１０５によりオイルパンに排出される。
【００９２】
制御装置５０は、第１過給機２０の第１タービン２２を駆動した排気ガスにより発電機２４が駆動するとき、冷却器１０１を作動する。つまり、制御装置５０は、排気開閉弁２６の閉止後に冷却開閉弁１０４を開放する。すると、軸受装置３４の潤滑油の一部が第２エンジン潤滑油供給管１０３から発電機２４に供給され、この発電機２４を冷却することができる。
【００９３】
なお、上述の説明では、エンジン１１を潤滑する潤滑油を軸受装置３４に供給し、この軸受装置３４に供給された潤滑油を第２エンジン潤滑油供給管１０３により発電機２４に供給して冷却したが、この構成に限定されるものではない。エンジン１１を潤滑する潤滑装置と、軸受装置３４を冷却する潤滑装置が別々に独立して設けられていた場合、軸受装置３４を潤滑する潤滑装置の潤滑油の一部を発電機２４に供給して冷却すればよい。
【００９４】
このように第３実施形態の過給システムにあっては、電動機２３や発電機２４が連結されていない第２過給機３０の軸受装置３４を潤滑する軸受潤滑装置を設け、冷却器１０１は、軸受装置３４を潤滑する潤滑油の一部を発電機２４に導いて冷却している。
【００９５】
従って、既存の設備の潤滑油を冷却媒体として用いることで、設備コストの増加を抑制することができる。
【００９６】
［第４実施形態］
図７は、第４実施形態の過給システムを表す概略構成図、図８は、過給システムの作動方法を表すタイムチャートである。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００９７】
第４実施形態の過給システムにおいて、図７に示すように、発電機２４を冷却する冷却器１１１は、電動機２３により第１過給機２０の第１コンプレッサ２１が駆動することで生成した圧縮空気の一部を発電機２４に導いて冷却するものである。即ち、第１過給機２０は、第１コンプレッサ２１と第１タービン２２とを有し、第１コンプレッサ２１の回転軸に電動機２３が接続され、第１タービン２２の回転軸に発電機２４が接続されて構成されている。第１コンプレッサ２１は、第１吸気管Ｌ１と第２吸気管Ｌ２が連結され、第２吸気管Ｌ２が第２過給機３０の第２コンプレッサ３１に連結されている。また、バイパス吸気管Ｌ５は、基端部が第１吸気管Ｌ１に連結され、他端部が第２吸気管Ｌ２に連結されている。
【００９８】
冷却吸気管Ｌ１１は、基端部が第２吸気管Ｌ２におけるバイパス吸気管Ｌ５の連結部より吸気の流れ方向の上流側に連結され、先端部が発電機２４に連結されており、中途部に冷却開閉弁１１２が設けられている。また、発電機２４は、冷却吸気管Ｌ１１から供給された圧縮空気を外部に排出する排出管Ｌ１２が連結されている。
【００９９】
そのため、エンジン１１の駆動時に、電動機２３により第１コンプレッサ２１が駆動回転すると、第１吸気管Ｌ１から吸気した空気を圧縮した後、この圧縮空気を第２吸気管Ｌ２から第２過給機３０の第２コンプレッサ３１に供給する。このとき、冷却開閉弁１１２を開放すると、第１コンプレッサ２１が圧縮した圧縮空気の一部が冷却吸気管Ｌ１１から発電機２４に供給されて冷却され、排出管Ｌ１２から外部に排出される。
【０１００】
制御装置５０は、第１過給機２０の第１タービン２２を駆動した排気ガスにより発電機２４が駆動するとき、冷却器１１１を作動する。つまり、制御装置５０は、排気開閉弁２６の閉止後に電動機２３により第１コンプレッサ２１を駆動すると共に、冷却開閉弁１１２を開放する。すると、第１コンプレッサ２１が圧縮した圧縮空気の一部が冷却吸気管Ｌ１１から発電機２４に供給され、この発電機２４を冷却することができる。
【０１０１】
本実施形態の過給システムの作動について詳細に説明すると、図７及び図８に示すように、時間ｔ１にて、エンジン１１が始動し、エンジンの要求負荷が上昇すると、吸気開閉弁２５を閉止する一方、排気開閉弁２６を開放し、第１過給機２０の電動機２３を駆動して第１コンプレッサ２１を駆動回転する。一方、冷却開閉弁１１２を閉止して冷却器１１１の作動を停止する。すると、電動機２３により第１コンプレッサ２１が駆動回転することで第１吸気管Ｌ１から空気が吸引され、この第１コンプレッサ２１が空気を圧縮した後、この圧縮空気として第２吸気管Ｌ２から第２過給機３０の第２コンプレッサ３１に通して吸気マニホールド１２からエンジン１１の燃焼室に供給する。エンジン１１は、各燃焼室で燃料と圧縮空気の混合気に点火して燃焼することで駆動し、排気ガスが排気マニホールド１３に排出される。排気マニホールド１３から第３排気管Ｌ８を排出された排気ガスは、第２過給機３０の第２タービン３２を駆動回転し、第２コンプレッサ３１を駆動回転する。第２タービン３２を駆動回転した排気ガスは、第１排気管Ｌ３からバイパス排気管Ｌ６を通して外部に排出される。そのため、エンジン１１の始動時は、第１過給機２０の第１タービン２２は回転を停止している。
【０１０２】
このとき、電動機２３の回転数が増加（図８の一点鎖線）することで第１コンプレッサ２１の回転数が増加し、吸気量及び排気ガス量が増加することで第２過給機３０の回転数が徐々に増加する。時間ｔ２にて、第１過給機２０の第１コンプレッサ２１の回転数が一定となり、エンジン負荷が所定値となった時間ｔ３にて、電動機２３の駆動を停止（図８の一点鎖線）すると第１コンプレッサ２１の回転が低下し、電動機２３の駆動を停止した時間ｔ４にて、吸気開閉弁２５を開放する。すると、空気は第１吸気管Ｌ１からバイパス吸気管Ｌ５を通って第２コンプレッサ３１に吸引され、第２過給機３０だけが駆動することとなる。
【０１０３】
その後、時間ｔ５にて、エンジン負荷が予め設定されて所定値を超えると、排気開閉弁２６を閉じ、第２タービン３２からの排気ガスが第１排気管Ｌ３を通って第１タービン２２に導入される。すると、この排気ガスにより第１タービン２２が駆動回転し、時間ｔ６にて、発電機２４が駆動回転を開始（図８の一点鎖線）する。そして、時間ｔ７にて、第１タービン２２の回転数が予め設定された所定回転数に到達すると、電動機２３により第１コンプレッサ２１を駆動回転すると共に、吸気開閉弁２５を閉止し、冷却開閉弁１１２を開放する。すると、第１コンプレッサ２１が圧縮した圧縮空気の一部が冷却吸気管Ｌ１１から発電機２４に供給され、この発電機２４が冷却される。時間ｔ８にて、エンジン負荷が一定値となり、時間ｔ９にて、第２過給機３０の回転数が一定値になると、この状態が継続される。
【０１０４】
エンジンの要求負荷が低下すると、時間ｔ１０にて、第１タービン２２及び第２過給機３０の回転数が低下し、エンジン負荷も低下する。ここで、電動機２３により第１コンプレッサ２１の駆動回転を停止すると共に、吸気開閉弁２５を開放し、冷却開閉弁１１２を閉止し、第１コンプレッサ２１が圧縮した圧縮空気の一部を冷却吸気管Ｌ１１から発電機２４に供給することを停止し、この発電機２４の冷却が停止される。時間ｔ１１にて、発電機２４の回転が停止（図８の一点鎖線）すると、時間ｔ１２にて、排気開閉弁２６を開放し、第２タービン３２を駆動回転した排気ガスは、第１排気管Ｌ３からバイパス排気管Ｌ６を通して外部に排出される。その後、時間ｔ１３にて、エンジン１１が停止する。
【０１０５】
なお、第４実施形態にて、第１タービン２２を駆動した排気ガスにより発電機２４が駆動するとき、吸気開閉弁２５を閉止し、第１コンプレッサ２１が圧縮した圧縮空気の一部を冷却吸気管Ｌ１１から発電機２４に供給するように構成したが、この構成に限定されるものではない。例えば、第２吸気管Ｌ２における冷却吸気管Ｌ１１の連結部とバイパス吸気管Ｌ５の連結部との間に開閉弁を設け、第１タービン２２を駆動した排気ガスにより発電機２４が駆動するとき、吸気開閉弁２５を開放し、吸気をバイパス吸気管Ｌ５により第２コンプレッサ３１に供給すると共に、第１コンプレッサ２１が圧縮した圧縮空気を冷却吸気管Ｌ１１から発電機２４に供給するように構成してもよい。
【０１０６】
このように第４実施形態の過給システムにあっては、冷却器１１１は、電動機２３により駆動する第１コンプレッサ２１により加圧された吸気の一部を発電機２４に導いて冷却している。
【０１０７】
従って、一部の冷却吸気管Ｌ１１を増設すればよく、設備コストの増加を抑制することができる。
【０１０８】
［第５実施形態］
図９は、第５実施形態の過給システムを表す概略構成図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１０９】
第５実施形態の過給システムにおいて、図９に示すように、発電機２４を冷却する冷却器１２１は、電動機２３により第１過給機２０の第１コンプレッサ２１が駆動することで発生した吸引力により外気を吸引して発電機２４に導いて冷却するものである。即ち、第１過給機２０は、第１コンプレッサ２１と第１タービン２２とを有し、第１コンプレッサ２１の回転軸に電動機２３が接続され、第１タービン２２の回転軸に発電機２４が接続されて構成されている。
【０１１０】
冷却吸気管Ｌ１３は、基端部が第１吸気管Ｌ１におけるバイパス吸気管Ｌ５の連結部より吸気の流れ方向の上流側に連結され、先端部が発電機２４に連結されており、中途部に冷却開閉弁１２２が設けられている。また、発電機２４は、冷却吸気管Ｌ１３から作用する吸引力（負圧）により外部から空気を吸入する吸気管Ｌ１４が連結されている。
【０１１１】
そのため、エンジン１１の駆動時に、電動機２３により第１コンプレッサ２１が駆動回転すると、第１吸気管Ｌ１から吸気した空気を圧縮した後、この圧縮空気を第２吸気管Ｌ２から第２過給機３０の第２コンプレッサ３１に供給する。このとき、冷却開閉弁１２２を開放すると、第１コンプレッサ２１により発生された吸引力が第１吸気管Ｌ１から冷却吸気管Ｌ１３を通して発電機２４、吸気管Ｌ１４に作用する。すると、吸気管Ｌ１４は、端部が外部に開放されていることから、外部の空気を吸入して発電機２４に供給して発電機２４が冷却され、冷却吸気管Ｌ１３を通して第１吸気管Ｌ１に供給される。
【０１１２】
制御装置５０は、第１過給機２０の第１タービン２２を駆動した排気ガスにより発電機２４が駆動するとき、冷却器１２１を作動する。つまり、制御装置５０は、排気開閉弁２６の閉止後に電動機２３により第１コンプレッサ２１を駆動すると共に、冷却開閉弁１２２を開放する。すると、第１コンプレッサ２１により発生された吸引力が第１吸気管Ｌ１から冷却吸気管Ｌ１３を通して発電機２４、吸気管Ｌ１４に作用し、外部の空気が吸気管Ｌ１４から吸入されて発電機２４に供給され、この発電機２４を冷却することができる。
【０１１３】
なお、上述した説明では、外部から吸入した空気を発電機２４に供給して冷却したが、この構成に限定されるものではない。図１０は、第５実施形態の第１変形例の過給システムを表す概略構成図、図１１は、第５実施形態の第２変形例の過給システムを表す概略構成図である。
【０１１４】
第５実施形態の第１変形例において、図１０に示すように、発電機２４を冷却する冷却器１３１は、電動機２３により第１過給機２０の第１コンプレッサ２１が駆動することで発生した吸引力により外気を吸引して発電機２４と電動機２３に導いて冷却するものである。即ち、冷却吸気管Ｌ１５は、基端部が第１吸気管Ｌ１におけるバイパス吸気管Ｌ５の連結部より吸気の流れ方向の上流側に連結され、先端部が２つに分岐し、一つが発電機２４に連結され、もう一つが電動機２３に連結されており、中途部に冷却開閉弁１３２が設けられている。また、発電機２４と電動機２３は、冷却吸気管Ｌ１５から作用する吸引力（負圧）により外部から空気を吸入する吸気管Ｌ１６，Ｌ１７が連結されている。
【０１１５】
そのため、エンジン１１の駆動時に、電動機２３により第１コンプレッサ２１が駆動回転すると、第１吸気管Ｌ１から吸気した空気を圧縮した後、この圧縮空気を第２吸気管Ｌ２から第２過給機３０の第２コンプレッサ３１に供給する。このとき、冷却開閉弁１３２を開放すると、第１コンプレッサ２１により発生された吸引力が第１吸気管Ｌ１から冷却吸気管Ｌ１５を通して発電機２４及び吸気管Ｌ１６、電動機２３及び吸気管Ｌ１７に作用する。すると、吸気管Ｌ１６は、端部が外部に開放されていることから、外部の空気を吸入して発電機２４に供給して発電機２４が冷却され、冷却吸気管Ｌ１５を通して第１吸気管Ｌ１に供給される。また、吸気管Ｌ１７は、端部が外部に開放されていることから、外部の空気を吸入して電動機２３に供給して電動機２３が冷却され、冷却吸気管Ｌ１５を通して第１吸気管Ｌ１に供給される。
【０１１６】
また、第５実施形態の第２変形例において、図１１に示すように、発電機２４を冷却する冷却器１４１は、電動機２３により第１過給機２０の第１コンプレッサ２１が駆動することで発生した吸引力により外気を吸引して発電機２４と電動機２３に導いて冷却するものである。即ち、冷却吸気管Ｌ１８は、基端部が第１吸気管Ｌ１におけるバイパス吸気管Ｌ５の連結部より吸気の流れ方向の上流側に連結され、先端部が電動機２３に連結され、中途部に冷却開閉弁１４２が設けられている。また、電動機２３は、連結管Ｌ１９により発電機２４に連結されている。また、発電機２４は、冷却吸気管Ｌ１８及び連結管Ｌ１９から作用する吸引力（負圧）により外部から空気を吸入する吸気管Ｌ２０が連結されている。
【０１１７】
そのため、エンジン１１の駆動時に、電動機２３により第１コンプレッサ２１が駆動回転すると、第１吸気管Ｌ１から吸気した空気を圧縮した後、この圧縮空気を第２吸気管Ｌ２から第２過給機３０の第２コンプレッサ３１に供給する。このとき、冷却開閉弁１４２を開放すると、第１コンプレッサ２１により発生された吸引力が第１吸気管Ｌ１から冷却吸気管Ｌ１８を通して電動機２３に作用し、連結管Ｌ１９を介して発電機２４及び吸気管Ｌ２０に作用する。すると、吸気管Ｌ２０は、端部が外部に開放されていることから、外部の空気を吸入して発電機２４に供給して発電機２４が冷却され、連結管Ｌ１９を通して電動機２３に供給して電動機２３が冷却され、冷却吸気管Ｌ１８を通して第１吸気管Ｌ１に供給される。
【０１１８】
このように第５実施形態の過給システムにあっては、冷却器１２１，１３１，１４１は、電動機２３が連結された第１コンプレッサ２１による吸引力により外気を吸引し、吸引した空気を発電機２４に導いて冷却している。
【０１１９】
従って、一部の冷却吸気管Ｌ１３，Ｌ１５，Ｌ１８を増設すればよく、設備コストの増加を抑制することができる。
【０１２０】
なお、上述した実施形態にて、制御装置５０は、エンジン１１が高負荷運転状態となり、排気開閉弁２６を閉止することで排気ガスを第１タービン２２に導入し、所定時間が経過して第１タービン２２の回転数が所定回転数に到達すると、冷却器５１，７１，８１，９１，１０１，１１１，１２１，１３１，１４１を作動するように構成したが、この構成に限定されるものではない。例えば、制御装置５０は、排気開閉弁２６を閉止することで排気ガスを第１タービン２２に導入し、タイマにより設定された所定時間が経過すると、冷却器５１，７１，８１，９１，１０１，１１１，１２１，１３１，１４１を作動するように構成してもよい。また、制御装置５０は、排気開閉弁２６を閉止することで排気ガスを第１タービン２２に導入すると同時に、冷却器５１，７１，８１，９１，１０１，１１１，１２１，１３１，１４１を作動するように構成してもよい。更に、制御装置５０は、発電機２４が作動しているときだけ、冷却器５１，７１，８１，９１，１０１，１１１，１２１，１３１，１４１を作動するように構成したが、発電機２４が排気系統の近傍に配置されていることから、発電機２４が作動していないときも、つまり、常時、冷却器５１，７１，８１，９１，１０１，１１１，１２１，１３１，１４１を作動して発電機２４を冷却するように構成してもよい。
【０１２１】
また、上述した実施形態にて、第１過給機２０の第１コンプレッサ２１の軸端に電動機２３を連結し、第１タービン２２の軸端に発電機２４を連結したが、第２過給機３０の第２コンプレッサ３１の軸端に電動機２３を連結し、第２タービン３２の軸端に発電機２４を連結してもよい。また、第１過給機２０を低圧過給機とし、第２過給機３０を高圧過給機としたが、第１過給機２０を高圧過給機とし、第２過給機３０を低圧過給機としてもよい。
【符号の説明】
【０１２２】
１１  エンジン（内燃機関）
２０  第１過給機
２１  第１コンプレッサ
２２  第１タービン
２３  電動機
２４  発電機
２５  吸気開閉弁
２６  排気開閉弁
３０  第２過給機
３１  第２コンプレッサ
３２  第２タービン
３３  回転軸
３４  軸受装置
３５  ＡＣ／ＤＧ／ＡＣコンバータ（変換機）
３６  蓄電器
４１  インタークーラ
４２，６１  ラジエータ
４３  第１エンジン冷却水供給管（内燃機関冷却ライン）
４４  第２エンジン冷却水供給管（内燃機関冷却ライン）
５１，７１，８１，９１，１０１，１１１，１２１，１３１，１４１  冷却器
５２，８２  第３エンジン冷却水供給管
５３，８３  第４エンジン冷却水供給管
５４，７４，８５，９６，１０４，１１２，１２２，１３２，１４２  冷却開閉弁
６２  第１インタークーラ冷却水供給管（インタークーラ冷却ライン）
６３  第２インタークーラ冷却水供給管（インタークーラ冷却ライン）
７２  第３インタークーラ冷却水供給管
７３  第４インタークーラ冷却水供給管
８４，９２  第５エンジン冷却水供給管
９３  第６エンジン冷却水供給管
９４  第７エンジン冷却水供給管
９５  第８エンジン冷却水供給管
１０２  第１エンジン潤滑油供給管
１０３  第２エンジン潤滑油供給管
Ｌ１  第１吸気管（第１吸気ライン）
Ｌ２  第２吸気管（第２吸気ライン）
Ｌ３  第１排気管（第１排気ライン）
Ｌ４  第２排気管（第２排気ライン）
Ｌ５  バイパス吸気管（バイパス吸気ライン）
Ｌ６  バイパス排気管（バイパス排気ライン）
Ｌ７  第３吸気管（第３吸気ライン）
Ｌ８  第３排気管（第３排気ライン）
Ｌ１１，Ｌ１３，Ｌ１５，Ｌ１８  冷却吸気管
【図１】
2018011967.tif 000003
【図２】
2018011967.tif 000004
【図３】
2018011967.tif 000005
【図４】
2018011967.tif 000006
【図５】
2018011967.tif 000007
【図６】
2018011967.tif 000008
【図７】
2018011967.tif 000009
【図８】
2018011967.tif 000010
【図９】
2018011967.tif 000011
【図１０】
2018011967.tif 000012
【図１１】
2018011967.tif 000013
【国際調査報告】
2018011967.tif 000014
2018011967.tif 000015
2018011967.tif 000016
2018011967.tif 000017