(57)【要約】【課題】モータの非作動時に生じるロータ軸の軸振動を抑制可能な過給機の振動抑制方法を提供する。【解決手段】過給機の振動抑制方法は、モータにより駆動可能である過給機の軸振動を抑制する過給機の振動抑制方法であって、過給機のロータ軸の軸振動の大きさが所定の大きさを超えているか、又は、超える可能性がある、特定振動状態であるか否かを判定する特定振動状態判定ステップと、モータに励磁電圧が印加されている励磁状態であるか否かを判定する励磁状態判定ステップと、特定振動状態判定ステップによって特定振動状態であると判定された場合、かつ、励磁状態判定ステップによって励磁状態でないと判定された場合に、モータに励磁電圧を印加する振動抑制実行ステップと、を備える。【選択図】図１
2018100668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータにより駆動可能である過給機の軸振動を抑制する過給機の振動抑制方法であって、
前記過給機のロータ軸の軸振動の大きさが所定の大きさを超えているか、又は、超える可能性がある、特定振動状態であるか否かを判定する特定振動状態判定ステップと、
前記モータに励磁電圧が印加されている励磁状態であるか否かを判定する励磁状態判定ステップと、
前記特定振動状態判定ステップによって前記特定振動状態であると判定された場合、かつ、前記励磁状態判定ステップによって前記励磁状態でないと判定された場合に、前記モータに前記励磁電圧を印加する振動抑制実行ステップと、を備えることを特徴とする過給機の振動抑制方法。
【請求項２】
前記特定振動状態判定ステップは、
前記ロータ軸の軸振動の振動検出値を取得する振動取得ステップと、
前記振動取得ステップで取得された前記振動検出値が所定の振動閾値よりも大きい場合に、前記ロータ軸の軸振動の大きさが所定の大きさを超えている前記特定振動状態であると判定する振動判定ステップと、を有することを特徴とする請求項１に記載の過給機の振動抑制方法。
【請求項３】
前記特定振動状態判定ステップは、
前記ロータ軸の実ターボ回転速度を取得する実ターボ回転速度取得ステップと、
前記実ターボ回転速度取得ステップで取得された前記実ターボ回転速度が、前記ロータ軸の危険速度域に入っている場合に、前記ロータ軸の軸振動の大きさが所定の大きさを超える可能性がある前記特定振動状態であると判定する危険速度域通過判定ステップと、を有することを特徴とする請求項１に記載の過給機の振動抑制方法。
【請求項４】
前記危険速度域の範囲を補正する危険速度域補正ステップを、さらに備え、
前記危険速度域補正ステップは、
前記ロータ軸の軸受の軸受温度を取得する軸受温度取得ステップと、
前記軸受温度取得ステップで取得した前記軸受温度に基づいて、前記危険速度域の範囲を補正する補正実行ステップと、を有することを特徴とする請求項３に記載の過給機の振動抑制方法。
【請求項５】
前記特定振動状態判定ステップは、
前記ロータ軸の軸受の軸受温度を取得する軸受温度取得ステップと、
前記軸受温度取得ステップで取得された前記軸受温度が所定の軸受温度閾値よりも大きい場合に、前記ロータ軸の軸振動の大きさが所定の大きさを超える可能性がある前記特定振動状態であると判定する軸受温度判定ステップと、を有することを特徴とする請求項１に記載の過給機の振動抑制方法。
【請求項６】
前記モータは、前記過給機のコンプレッサ側の端部に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の過給機の振動抑制方法。
【請求項７】
前記モータは、前記ロータ軸を取り囲むように配置されるステータを含み、
前記ステータは、前記ロータ軸に沿って直列に配列される複数の要素ステータを有し、
前記振動抑制実行ステップは、前記複数の要素ステータのうち、前記ロータ軸の振動モードの各々に対してそれぞれ定められた１以上の前記要素ステータからなる対象要素ステータに前記励磁電圧を印加するよう構成されることを特徴とする請求項６に記載の過給機の振動抑制方法。
【請求項８】
前記振動抑制実行ステップの実行を禁止する振動抑制実行禁止ステップを、さらに備え、
前記振動抑制実行禁止ステップは、
前記モータ、あるいは、前記モータを駆動するインバータのうちの少なくとも一方を含む機器の機器温度を取得する機器温度取得ステップと、
前記機器温度が所定の機器温度閾値以上の場合には、前記振動抑制実行ステップの実行を禁止する禁止実行ステップと、を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の過給機の振動抑制方法。
【請求項９】
前記振動抑制実行禁止ステップの実行を報知する報知ステップを、さらに備えることを特徴とする請求項８に記載の過給機の振動抑制方法。
【請求項１０】
モータにより駆動可能な過給機の軸振動を抑制する過給機の振動抑制装置であって、
前記過給機のロータ軸の軸振動の大きさが所定の大きさを超えているか、又は、超える可能性がある、特定振動状態であるか否かを判定する特定振動状態判定部と、
前記モータに励磁電圧が印加されている励磁状態であるか否かを判定する励磁状態判定部と、
前記特定振動状態判定部によって前記特定振動状態であると判定された場合、かつ、前記励磁状態判定部によって前記励磁状態でないと判定された場合に、前記モータに前記励磁電圧を印加する振動抑制実行部と、を備えることを特徴とする過給機の振動抑制装置。
【請求項１１】
前記特定振動状態判定部は、
前記ロータ軸の軸振動の振動検出値を取得する振動検出値取得部と、
前記振動検出値取得部で取得された前記振動検出値が所定の振動閾値よりも大きい場合に、前記ロータ軸の軸振動の大きさが所定の大きさを超えている前記特定振動状態であると判定する振動判定部と、を有することを特徴とする請求項１０に記載の過給機の振動抑制装置。
【請求項１２】
前記特定振動状態判定部は、
前記ロータ軸の実ターボ回転速度を取得する実ターボ回転速度取得部と、
前記実ターボ回転速度取得部で取得された前記実ターボ回転速度が、前記ロータ軸の危険速度域に入っている場合に、前記ロータ軸の軸振動の大きさが所定の大きさを超える可能性がある前記特定振動状態であると判定する危険速度域通過判定部と、を有することを特徴とする請求項１０に記載の過給機の振動抑制装置。
【請求項１３】
前記危険速度域の範囲を補正する危険速度域補正部を、さらに備え、
前記危険速度域補正部は、
前記ロータ軸の軸受の軸受温度を取得する軸受温度取得部と、
前記軸受温度取得部で取得した前記軸受温度に基づいて、前記危険速度域の範囲を補正する補正実行部と、を有することを特徴とする請求項１２に記載の過給機の振動抑制装置。
【請求項１４】
前記特定振動状態判定部は、
前記ロータ軸の軸受の軸受温度を取得する軸受温度取得部と、
前記軸受温度取得部で取得された前記軸受温度が所定の軸受温度閾値よりも大きい場合に、前記ロータ軸の軸振動の大きさが所定の大きさを超える可能性がある前記特定振動状態であると判定する軸受温度判定部と、を有することを特徴とする請求項１０に記載の過給機の振動抑制装置。
【請求項１５】
前記モータは、前記過給機のコンプレッサ側の端部に取り付けられていることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の過給機の振動抑制装置。
【請求項１６】
前記モータは、前記ロータ軸を取り囲むように配置されるステータを含み、
前記ステータは、前記ロータ軸に沿って直列に配列される複数の要素ステータを有し、
前記振動抑制実行部は、前記複数の要素ステータのうち、前記ロータ軸の振動モードの各々に対してそれぞれ定められた１以上の前記要素ステータからなる対象要素ステータに前記励磁電圧を印加するよう構成されることを特徴とする請求項１５に記載の過給機の振動抑制装置。
【請求項１７】
前記対象要素ステータには、前記複数の要素ステータのうちの前記過給機の前記コンプレッサ側の端部に最も近い要素ステータが含まれることを特徴とする請求項１６に記載の過給機の振動抑制装置。
【請求項１８】
前記振動抑制実行部の実行を禁止する振動抑制実行禁止部を、さらに備え、
前記振動抑制実行禁止部は、
前記モータ、あるいは、前記モータを駆動するインバータのうちの少なくとも一方を含む機器の機器温度を取得する機器温度取得部と、
前記機器温度が所定の機器温度閾値以上の場合には、前記振動抑制実行部の実行を禁止する禁止実行部と、を有することを特徴とする請求項１０〜１７のいずれか１項に記載の過給機の振動抑制装置。
【請求項１９】
前記振動抑制実行禁止部の実行を報知する報知部を、さらに備えることを特徴とする請求項１８に記載の過給機の振動抑制装置。
【請求項２０】
モータにより駆動可能な過給機であって、
ロータ軸と、
エンジンから排出される排ガスにより駆動されるタービンホイールと、
前記ロータ軸によって、前記タービンホイールに連結されたコンプレッサホイールと、
電力により前記ロータ軸に回転力を付与することが可能な前記モータと、
請求項１０〜１９のいずれか１項に記載の過給機の振動抑制装置と、を備える過給機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、モータを備える過給機の振動抑制に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、空気等の気体を圧縮して密度を高め、燃焼用気体としてエンジン（内燃機関）の燃焼室へ過給する過給機が知られている。過給機は、ロータ軸（回転軸）およびロータ軸の両端に配置されたタービンとコンプレッサから構成される。そして、内燃機関の燃焼室から排気通路へ排出された排ガスのエネルギーをタービンで回転エネルギーに変換してコンプレッサを駆動し、空気等の気体を圧縮して燃焼用気体を燃焼室に送る。エンジンに過給機を設けることで、より少ない燃料で同一のエンジンの出力を得ることができ、エンジン出力の向上や燃料消費量を減少させることが可能となる。一方、タービンは排ガスのエネルギーに依存して駆動されるため、排ガスの流量が少ないエンジンの低負荷運転時には過給機の効果は小さい。例えば船舶では、燃料消費量（燃料コスト）の削減のために減速運転が行われる場合があるが、減速運転にはエンジンが低負荷となるため排ガスの流量は少なく、過給機の能力不足が顕著になる。
【０００３】
そこで、排ガスとは関係なく、ロータ軸を回転させることが可能なモータ（電動機）を備えた電動アシスト過給機が開発されている（例えば、特許文献１）。電動アシスト過給機を備えたエンジンでは、低負荷運転時にはモータによりロータ軸の回転が加勢されて過給機の能力不足が補われる。その一方で、エンジンの高負荷運転時には、排ガスのエネルギーが十分となることからモータは停止される。また、電動アシスト過給機の一種として、電動アシスト過給機と同様に過給を行いつつ、上記のエンジンの高負荷運転時には、排ガスの余剰のエネルギーを電力として回収するハイブリッド過給機も知られている。
【０００４】
このような電動アシスト過給機の構造としては、ロータ軸のコンプレッサ側の端部を延長した軸延長部に小型のモータが取り付けられたモータオーバハング構造が知られている（特許文献１参照）。モータオーバハング構造では、ロータ軸を支持するための通常２つの軸受により小型のモータの重量を十分に支えることができる。そのため、モータを支持するための専用の軸受は不要とされる。ところが、電動アシスト過給機においてロータ軸における軸受の外側に位置する先端に重量物（モータ）があることから軸振動の原因となりやすく、軸振動により生じる騒音が問題となる場合がある。例えば特許文献２には電動過給機（スーパーチャージャ）の騒音や振動を低減する方法が開示されており、過給機、電動機及び、インバータの収納するケーシング間に弾性材を介在させて、且つ、ダクトに吸音材を施工する等の対策を行うことが開示されている。振動騒音は、ロータ軸の軸振動のケーシング等への伝搬が主な原因となるため、特許文献２では振動の伝搬を弾性部材により絶つことによりその低減を図ることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１５８１６１号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７４６８０号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】白石啓一、他３名、“舶用ディーゼル機関用ターボチャージャーの電動アシストによる省エネ効果”、[online],２０１５年３月、［２０１６年１１月２８日検索］、インターネット（ＵＲＬ：http://www.mhi.co.jp/technology/review/pdf/e521/e521036.pdf）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に示されるようなモータオーバハング構造を有する電動アシスト過給機等では、危険速度通過時に大きな振動を伴う。発明者らは、鋭意研究により、特に、ロータ軸の回転がモータによって加勢されていない時や、モータによる発電が行われていない時といったモータが作動していない時（非作動時）に、危険速度を通過すると大きな振動が生じるとの知見を得た（後述する図３Ａ及び図３Ｂ参照）。
【０００８】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、モータの非作動時に生じるロータ軸の軸振動を抑制可能な過給機の振動抑制方法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】
【０００９】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る過給機の振動抑制方法は、
モータにより駆動可能である過給機の軸振動を抑制する過給機の振動抑制方法であって、
前記過給機のロータ軸の軸振動の大きさが所定の大きさを超えているか、又は、超える可能性がある、特定振動状態であるか否かを判定する特定振動状態判定ステップと、
前記モータに励磁電圧が印加されている励磁状態であるか否かを判定する励磁状態判定ステップと、
前記特定振動状態判定ステップによって前記特定振動状態であると判定された場合、かつ、前記励磁状態判定ステップによって前記励磁状態でないと判定された場合に、前記モータに前記励磁電圧を印加する振動抑制実行ステップと、を備える。
【００１０】
通常、ロータ軸の回転がモータによって加勢されている時や、モータが発電している時といったモータが作動している時（作動時）には、モータが励磁された励磁状態にある。モータが励磁状態にある場合には、モータが有するステータ（コイル）に励磁のための電圧（励磁電圧）が印加されてステータに電流が流れることによって、ステータから磁力が発生している状態にある。そして、本発明者らは、励磁状態にあるモータのステータからの磁力（引力）によってモータロータがステータに引きつけられることでステータに対するモータロータの相対的な動きが抑制され、モータロータに取り付けられているロータ軸の軸振動レベルを低減させることが可能であることを見出した。
【００１１】
上記（１）の構成によれば、モータが励磁状態になく、かつ、振動抑制が必要なほどロータ軸が振動している状態となる特定振動状態であると判定された場合には、モータに励磁電圧が印加される。このようにしてモータを励磁状態にすることにより、この励磁状態で生ずるステータからの磁力（引力）によってステータに対するモータロータの相対的な動きを抑制することができ、モータロータに接続されることによって一緒に回転するロータ軸の軸振動を低減させることができる。
【００１２】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記特定振動状態判定ステップは、
前記ロータ軸の軸振動の振動検出値を取得する振動取得ステップと、
前記振動取得ステップで取得された前記振動検出値が所定の振動閾値よりも大きい場合に、前記ロータ軸の軸振動の大きさが所定の大きさを超えている前記特定振動状態であると判定する振動判定ステップと、を有する。
上記（２）の構成によれば、ロータ軸の軸振動を直接検出することにより得られる振動検出値に基づいて、ロータ軸の軸振動の大きさが所定の大きさを超えているか否かの判定（ロータ軸が特定振動状態にあるか否かの判定）を行うことができる。
【００１３】
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記特定振動状態判定ステップは、
前記ロータ軸の実ターボ回転速度を取得する実ターボ回転速度取得ステップと、
前記実ターボ回転速度取得ステップで取得された前記実ターボ回転速度が、前記ロータ軸の危険速度域に入っている場合に、前記ロータ軸の軸振動の大きさが所定の大きさを超える可能性がある前記特定振動状態であると判定する危険速度域通過判定ステップと、を有する。
上記（３）の構成によれば、ロータ軸の回転速度（実ターボ回転速度）に基づいて、ロータ軸の軸振動の大きさが所定の大きさを超えている可能性があるか否かの判定（ロータ軸が特定振動状態にあるか否かの判定）を行うことができる。
【００１４】
（４）幾つかの実施形態では、上記（３）の構成において、
前記危険速度域の範囲を補正する危険速度域補正ステップを、さらに備え、
前記危険速度域補正ステップは、
前記ロータ軸の軸受の軸受温度を取得する軸受温度取得ステップと、
前記軸受温度取得ステップで取得した前記軸受温度に基づいて、前記危険速度域の範囲を補正する補正実行ステップと、を有する。
上記（４）の構成によれば、例えば、軸受の潤滑油の油温や軸受のメタル温度などに基づいて得られる軸受温度に基づいて、危険速度域が補正される。これによって、実ターボ回転速度に基づいて軸振動の大きさが所定の大きさを超えている可能性の有無により特定振動状態を判定するのに際して、過給機の実際の運転状況を考慮することができ、実ターボ回転速度に基づく特定振動状態の判定をより精度良く行うことができる。
【００１５】
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記特定振動状態判定ステップは、
前記ロータ軸の軸受の軸受温度を取得する軸受温度取得ステップと、
前記軸受温度取得ステップで取得された前記軸受温度が所定の軸受温度閾値よりも大きい場合に、前記ロータ軸の軸振動の大きさが所定の大きさを超える可能性がある前記特定振動状態であると判定する軸受温度判定ステップと、を有する。
上記（５）の構成によれば、ロータ軸を支持する軸受の軸受温度に基づいて、ロータ軸の軸振動の大きさが所定の大きさを超えている可能性があるか否かの判定（ロータ軸が特定振動状態にあるか否かの判定）を行うことができる。
【００１６】
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（５）の構成において、
前記モータは、前記過給機のコンプレッサ側の端部に取り付けられている。
上記（６）の構成によれば、電動アシスト過給機はオーバハング構造を有する。オーバハング構造では、ロータ軸における軸受の外側に位置する先端に重量物（モータ）があることから軸振動の原因となりやすく、オーバハング構造を有する電動アシスト過給機の軸振動を効果的に抑制することができる。
【００１７】
（７）幾つかの実施形態では、上記（６）の構成において、
前記モータは、前記ロータ軸を取り囲むように配置されるステータを含み、
前記ステータは、前記ロータ軸に沿って直列に配列される複数の要素ステータを有し、
前記振動抑制実行ステップは、前記複数の要素ステータのうち、前記ロータ軸の振動モードの各々に対してそれぞれ定められた１以上の前記要素ステータからなる対象要素ステータに前記励磁電圧を印加するよう構成される。
上記（７）の構成によれば、モータのステータは、ロータ軸の軸方向に沿って配置された複数の要素ステータにより構成される。ここで、ロータ軸の振動は、１次、２次、３次といった各振動モードに応じて振幅の大きさや、その位置が異なる。このため、振動抑制の実行時において全ての要素ステータに励磁電圧を印加するのではなく、振動の大きさに応じて複数の要素ステータの少なくとも一部に限定し、あるいは、各振動モードにおける振幅が大きくなる部分に位置する要素ステータに限定するなどして、限定された要素ステータ（対象要素ステータ）にのみ励磁電圧を印加するよう構成される。これによって、全ての要素ステータに励起電圧を印加するよりも電力消費を抑制することができ、電力消費を抑制しつつ、ロータ軸の振動を抑制することができる。
【００１８】
（８）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（７）の構成において、
前記振動抑制実行ステップの実行を禁止する振動抑制実行禁止ステップを、さらに備え、
前記振動抑制実行禁止ステップは、
前記モータ、あるいは、前記モータを駆動するインバータのうちの少なくとも一方を含む機器の機器温度を取得する機器温度取得ステップと、
前記機器温度が所定の機器温度閾値以上の場合には、前記振動抑制実行ステップの実行を禁止する禁止実行ステップと、を有する。
上記（８）の構成によれば、機器温度が過度に高い場合には振動抑制の実行が禁止される。これによって、振動抑制の実行により機器の温度がさらに上昇するのを防止することができ、機器の保護を図ることができる。
【００１９】
（９）幾つかの実施形態では、上記（８）の構成において、
前記振動抑制実行禁止ステップの実行を報知する報知ステップを、さらに備える。
上記（９）の構成によれば、振動抑制実行ステップの実行ができないことをオペレータや外部システムなどの外部に知らせることができる。換言すれば、モータにより駆動可能である過給機の振動（騒音）の抑制ができないことを外部に知らせることができる。
【００２０】
（１０）本発明の少なくとも一実施形態に係る過給機の振動抑制装置は、
モータにより駆動可能である過給機の軸振動を抑制する過給機の振動抑制装置であって、
前記過給機のロータ軸の軸振動の大きさが所定の大きさを超えているか、又は、超える可能性がある、特定振動状態であるか否かを判定する特定振動状態判定部と、
前記モータに励磁電圧が印加されている励磁状態であるか否かを判定する励磁状態判定部と、
前記特定振動状態判定部によって前記特定振動状態であると判定された場合、かつ、前記励磁状態判定部によって前記励磁状態でないと判定された場合に、前記モータに前記励磁電圧を印加する振動抑制実行部と、を備える。
【００２１】
上記（１０）の構成によれば、上記（１）と同様の効果を奏することができる。
【００２２】
（１１）幾つかの実施形態では、上記（１０）の構成において、
前記特定振動状態判定部は、
前記ロータ軸の軸振動の振動検出値を取得する振動検出値取得部と、
前記振動検出値取得部で取得された前記振動検出値が所定の振動閾値よりも大きい場合に、前記ロータ軸の軸振動の大きさが所定の大きさを超えている前記特定振動状態であると判定する振動判定部と、を有する。
上記（１１）の構成によれば、上記（２）と同様の効果を奏することができる。
【００２３】
（１２）幾つかの実施形態では、上記（１０）の構成において、
前記特定振動状態判定部は、
前記ロータ軸の実ターボ回転速度を取得する実ターボ回転速度取得部と、
前記実ターボ回転速度取得部で取得された前記実ターボ回転速度が、前記ロータ軸の危険速度域に入っている場合に、前記ロータ軸の軸振動の大きさが所定の大きさを超える可能性がある前記特定振動状態であると判定する危険速度域通過判定部と、を有する。
上記（１２）の構成によれば、上記（３）と同様の効果を奏することができる。
【００２４】
（１３）幾つかの実施形態では、上記（１２）の構成において、
前記危険速度域の範囲を補正する危険速度域補正部を、さらに備え、
前記危険速度域補正部は、
前記ロータ軸の軸受の軸受温度を取得する軸受温度取得部と、
前記軸受温度取得部で取得した前記軸受温度に基づいて、前記危険速度域の範囲を補正する補正実行部と、を有する。
上記（１３）の構成によれば、上記（４）と同様の効果を奏することができる。
【００２５】
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１０）の構成において、
前記特定振動状態判定部は、
前記ロータ軸の軸受の軸受温度を取得する軸受温度取得部と、
前記軸受温度取得部で取得された前記軸受温度が所定の軸受温度閾値よりも大きい場合に、前記ロータ軸の軸振動の大きさが所定の大きさを超える可能性がある前記特定振動状態であると判定する軸受温度判定部と、を有する。
上記（１４）の構成によれば、上記（５）と同様の効果を奏することができる。
【００２６】
（１５）幾つかの実施形態では、上記（１０）〜（１４）の構成において、
前記モータは、前記過給機のコンプレッサ側の端部に取り付けられている。
上記（１５）の構成によれば、上記（６）と同様の効果を奏することができる。
【００２７】
（１６）幾つかの実施形態では、上記（１５）の構成において、
前記モータは、前記ロータ軸を取り囲むように配置されるステータを含み、
前記ステータは、前記ロータ軸に沿って直列に配列される複数の要素ステータを有し、
前記振動抑制実行部は、前記複数の要素ステータのうち、前記ロータ軸の振動モードの各々に対してそれぞれ定められた１以上の前記要素ステータからなる対象要素ステータに前記励磁電圧を印加するよう構成される。
上記（１６）の構成によれば、上記（７）と同様の効果を奏することができる。
【００２８】
（１７）幾つかの実施形態では、上記（１６）の構成において、
前記対象要素ステータには、前記複数の要素ステータのうちの前記ロータ軸の前記コンプレッサ側の端部に最も近い要素ステータが含まれる。
上記（１７）の構成によれば、ロータ軸のコンプレッサ側の端部に最も近い要素ステータは、振動モードの種類（次数）にかかわらず必ず対象要素ステータに含まれるよう構成される。ここで、ロータ軸のコンプレッサ側の端部は、いずれの振動モードにおいても最も振幅が大きくなる傾向にあることに本発明者らは着目した。このように、振動モードの種類（次数）にかかわらずロータ軸のコンプレッサ側の端部に最も近い要素ステータを対象要素ステータに含めることで、ロータ軸の振動の抑制をより効率的に行うことができる。
【００２９】
（１８）幾つかの実施形態では、上記（１０）〜（１７）の構成において、
前記振動抑制実行部の実行を禁止する振動抑制実行禁止部を、さらに備え、
前記振動抑制実行禁止部は、
前記モータ、あるいは、前記モータを駆動するインバータのうちの少なくとも一方を含む機器の機器温度を取得する機器温度取得部と、
前記機器温度が所定の機器温度閾値以上の場合には、前記振動抑制実行部の実行を禁止する禁止実行部と、を有する。
上記（１８）の構成によれば、上記（８）と同様の効果を奏することができる。
【００３０】
（１９）幾つかの実施形態では、上記（１８）の構成において、
前記振動抑制実行禁止部の実行を報知する報知部を、さらに備える。
上記（１９）の構成によれば、上記（９）と同様の効果を奏することができる。
【００３１】
（２０）本発明の少なくとも一実施形態に係る過給機は、
モータにより駆動可能な過給機であって、
ロータ軸と、
エンジンから排出される排ガスにより駆動されるタービンホイールと、
前記ロータ軸によって、前記タービンホイールに連結されたコンプレッサホイールと、
電力により前記ロータ軸に回転力を付与することが可能な前記モータと、
上記（１０）〜（１９）のいずれか１項に記載の過給機の振動抑制装置と、を備える。
上記（２０）の構成によれば、上記（１０）〜（１９）の各々と同様の効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、モータの非作動時に生じるロータ軸の軸振動を抑制可能な過給機の振動抑制方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係る過給機の振動抑制装置および電動アシスト過給機の要部を示す図である。
【図２】図１に示されたモータの周辺部を拡大した図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態に係る電動アシスト過給機による過給が行われるタイミングを説明するための図であり、エンジン負荷と掃気圧力との関係を示す。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態に係る電動アシスト過給機による過給が行われるタイミングを説明するための図であり、エンジン負荷と掃気圧力との関係を示す。
【図４】本発明の一実施形態に係る電動アシスト過給機のモータを励磁することによる軸振動レベルの低減効果を説明するための図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る過給機の振動抑制方法を示すフロー図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る振動をモニタリングすることにより特定振動状態を判定する過給機の振動抑制装置の構成を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る過給機の振動抑制方法における特定振動状態判定ステップの詳細を示すフロー図であり、軸振動をモニタリングすることにより特定振動状態であるか否かを判定する。
【図８】本発明の一実施形態に係るロータ軸の実ターボ回転速度に基づいて特定振動状態を判定する過給機の振動抑制装置の構成を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るロータ軸の軸振動の振動モードを説明するための図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る過給機の振動抑制方法における特定振動状態判定ステップの詳細を示すフロー図であり、ロータ軸の実ターボ回転速度に基づいて特定振動状態を判定する。
【図１１】本発明の一実施形態に係る軸受温度に基づいて特定振動状態を判定する過給機の振動抑制装置の構成を示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る過給機の振動抑制方法における特定振動状態判定ステップの詳細を示すフロー図であり、軸受温度に基づいて特定振動状態であるか否かを判定する。
【図１３】本発明の一実施形態に係る危険速度域補正部を備える過給機の振動抑制装置の構成を示す図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る危険速度域補正ステップを示すフロー図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係る複数の要素ステータを有するモータを示す図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係る振動抑制実行禁止部および報知部を備える過給機の振動抑制装置の構成を示す図である。
【図１７】本発明の一実施形態に係る振動抑制実行禁止ステップを示すフロー図である。
【図１８】本発明の一実施形態に係る振動抑制実行ステップを示すフロー図であり、図１７と共に行われる。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００３５】
図１は、本発明の一実施形態に係る過給機の振動抑制装置６および電動アシスト過給機１の要部を示す図である。図２は、図１に示されたモータ３の周辺部を拡大した図である。図３Ａ及び図３Ｂは、本発明の一実施形態に係る電動アシスト過給機１による過給が行われるタイミングを説明するための図であり、エンジン負荷と掃気圧力との関係を示す。また、図４は、本発明の一実施形態に係る電動アシスト過給機１のモータ３を励磁することによる軸振動レベルの低減効果を説明するための図である。
以下では、過給機の振動抑制装置６（以下、単に、振動抑制装置６という。）および過給機の振動抑制方法（以下、単に、振動抑制方法という。）によって、電動アシスト過給機１の軸振動を抑制する場合を例として説明するが、この電動アシスト過給機１は、後述するような電動アシスト過給機１と同様な過給が可能なハイブリッド過給機であっても良い。ハイブリッド過給機は、電動アシスト過給機１と同様な過給が可能であると共に、十分な排ガスのエネルギーが得られる高負荷運転領域でエンジンが運転されている際には排ガスの余剰のエネルギーを電力として回収する。
【００３６】
電動アシスト過給機１は、エンジンの排気通路に設置されたタービンホイール２Ｔが排ガスによって回転されることにより、ロータ軸１５によって連結されたコンプレッサホイール２Ｃが回転し、エンジンの燃焼室に向けて流れる掃気通路内の空気等の気体を圧縮するよう構成された過給機（ターボチャージャ）である。また、電動アシスト過給機１は、電力によりロータ軸１５に回転力を付与することが可能なモータ３（電動機）を備える。モータ３は、例えばエンジンが低負荷運転領域で運転されている場合など、タービンホイール２Ｔを駆動する排ガスのエネルギーが不足する時に、電力によりロータ軸１５に回転力を付与することで、ロータ軸１５の回転を加勢するよう構成される。
【００３７】
以下の説明では、電動アシスト過給機１が、大型船舶の推進機関であるユニフロー掃気方式の２サイクルディーゼルエンジンに設けられている場合を例に、図１〜図１８を用いて説明する。また、ハイブリッド過給機および電動アシスト過給機１を過給機１と適宜呼ぶものとする。ユニフロー掃気方式の２サイクルディーゼルエンジンでは、燃料の燃焼、爆発によって押し下げられたピストンがシリンダ下部に開けられた掃気ポートより下がると、掃除空気（掃気）がシリンダ内に流入する。この際、シリンダ上部の排気弁が開放されることにより、排ガスと燃焼用気体が入れ替わり、再度ピストンは上昇して燃焼用気体を圧縮する。このため、以下に説明する過給機１が用いられる。
【００３８】
過給機１は、図１に示されるように、排ガス入口ケーシング１１、排ガス出口ケーシング１２、軸受台１３及びコンプレッサ側の空気案内ケーシング１４がボルト（図示せず）によって一体に締結されることにより構成されている。ロータ軸１５は、軸受台１３内に設けたスラスト軸受１７ｔ及びラジアル軸受１７ａ、１７ｂにより回転自在に支持されており、一端部にタービン（タービン部）を構成するタービンホイール２Ｔを有し、他端部にコンプレッサ（コンプレッサ部）を構成するコンプレッサホイール２Ｃを有している。タービンホイール２Ｔは外周部に多数のブレード２Ｔａを有しており、タービンホイール２Ｔのブレード２Ｔａは、排ガス入口ケーシング１１に設けられた、タービンホイール２Ｔに排ガスを導入するための排ガス導入路２２と、排ガス出口ケーシング１２に設けられた、タービンホイール２Ｔを通過後の排ガスを外部へ導く排ガス排出路２３との間に配置されている。一方、コンプレッサホイール２Ｃは外周部に多数のブレード２Ｃａを有しており、このコンプレッサホイール２Ｃのブレード２Ｃａは、過給機ケーシングの一部である空気案内ケーシング１４に設けられた、コンプレッサホイール２Ｃに空気を導く吸入空気導入路２４と、コンプレッサホイール２Ｃによって圧縮された燃焼用気体が流入される渦室２５との間に配置される。渦室２５は図示しない掃気通路の下流側に接続されており、渦室２５を通過した燃焼用気体はエンジンの燃焼室に向かって流れる。
図１〜図４に示される実施形態の過給機１は、吸入空気導入路２４の上流側にサイレンサ２６を備えている。このサイレンサ２６は、吸入空気導入路２４の入口部の上流側に設置され、空気吸入によって発生する騒音を吸収する消音機能などを有しており、中間ピース２７を介して空気案内ケーシング１４に支持されている。なお、後述する図６〜図１８に示される実施形態でも同様となる。
【００３９】
また、過給機１のモータ３は、図１〜図２および後述する図６、図８、図１１、図１５に示されるように、モータロータ３１、ステータ３２及びハウジング３３を備えている。モータ３は、ロータ軸のコンプレッサ側の端部を延長した軸延長部１５ｅに取り付けられており、モータ３が専用の軸受を持たないモータオーバハング構造となっている。つまり、モータ３は、ロータ軸１５を支持するスラスト軸受１７ｔ及びラジアル軸受１７ａ、１７ｂにより支持されている（図１参照）。
【００４０】
図１〜図２に示される実施形態（後述する図６、図８、図１１、図１５でも同様）では、モータロータ３１は、外周面に永久磁石を備える円柱形状の部材となっており、ロータ軸１５の端部の軸延長部１５ｅに設けられたフランジ１５ｆとモータロータ３１の端部（基端）に設けられたフランジ３１ｆとを複数のボルト・ナット３４を用いて締結することにより、ロータ軸１５に取り付けられている。また、ステータ３２は、モータロータ３１と離間した状態でその外周を取り囲むように、円筒形状のハウジング３３内に収納設置されている。換言すれば、ステータ３２の内側に形成される中空部にはモータロータ３１がステータ３２に対して非接触の状態で配設されている。なお、ハウジング３３は、サポート部材３５を介して空気案内ケーシング１４に支持される共に、その先端部にはキャップ３７がボルト３８により固定して取り付けられている。
【００４１】
また、過給機１のモータ３は例えば三相交流モータであり、モータ３を制御するモータ制御装置（例えばインバータ４）によって駆動される。モータ制御装置は、モータ３に励磁電圧を印加することによってモータ３を励磁状態とすることと、励磁電圧によって生じる磁界の向きを回転させることによりモータロータ３１を回転させることを、独立して個別に行うことが可能に構成される。つまり、モータ３は、励磁電圧が印加され、かつ、励磁電圧の印加により生じるステータ３２の磁界の向きが回転されることによって、モータロータ３１に回転力が付与された状態（モータ作動状態）となる。他方、モータ３には励磁電圧が印加されるのみで、励磁電圧の印加により生じるステータ３２の磁界の向きが回転されない場合には、モータロータ３１に回転力が付与されずに、単に、ステータ３２からの磁力によってモータロータ３１が引きつけられた状態（励磁拘束状態）が維持されることになる。
【００４２】
図１〜図２に示される実施形態（後述する図６、図８、図１１、図１６でも同様）では、上述したモータ制御装置は、ステータ３２に印加する電圧（励磁電圧）と周波数とを制御することによって、モータロータ３１を目標となる回転速度で回転させることが可能なインバータ４となっている。より詳細には、インバータ４は、インバータ４が備える複数のトランジスタなどのスイッチング素子（例えば６つのトランジスタ）を周期的に切り替えることで、電流が流れるステータ３２の３相を周期的に切り替える。これによって、ステータ３２の磁界の向きが一方向に回転するように順次切り替えられるので、この回転磁界によってモータロータ３１側の磁石（永久磁石）が引き付けられることで、モータロータ３１が回転する。つまり、インバータ４は、モータ３に励磁電圧を印加すると共に、ステータ３２（巻線）に流れる電流の向きを上記の回転磁界が生じるように切り替えることにより、モータ３をモータ作動状態とすることが可能となっている。他方、インバータ４は、例えば、ステータ３２に対して周波数０で励磁電圧を印加するなどすることによって、モータ３を励磁拘束状態とすることが可能となっている。
【００４３】
上述した構成を有する過給機１のモータ３は、エンジンの運転状態に応じてオン、オフされるように構成される。なお、モータ３は、オンされることにより上述したモータ作動状態となり、オフにより励磁電圧の印加が停止されることになる（モータ非作動状態）。モータ３のオン、オフのタイミングを、図３Ａ及び図３Ｂを用いて説明する。図３Ａ及び図３Ｂには、図３Ａで例示されるように、エンジン負荷（％）が変化するのに伴って、過給機１が図３Ｂで示されるような掃気圧力を生じさせていることが示されている。なお、他の幾つかの実施形態では、舶用の２ストロークエンジンが電動の補助ブロアを過給機のコンプレッサ出口に装着し、補助ブロアのオン、オフによって掃気圧力を生じさせるように構成しても良く、この補助ブロアにより、後述する時刻ｔ１より前やｔ５以降に、補助ブロアによる掃気圧力が生じていても良い。この補助ブロワは一定回転数で運転される遠心羽根車と誘導電動機からなり、エンジンの機関の掃気圧の変化によって自動的に発停（オン／オフ）するようになっている。なお、補助ブロアは必須ではなく、他の幾つかの実施形態ではエンジンは補助ブロアを備えていなくても良い。
【００４４】
図３Ａ及び図３Ｂを具体的に説明すると、時刻ｔ１でエンジンの運転が開始されて、時刻ｔ２までアイドリング状態となっている。その後、時刻ｔ２から船舶が航行を開始するなどによってエンジン負荷が上昇し始め、時刻ｔ３を過ぎたところまで段階的にエンジン負荷は上昇している（図３Ａ参照）。
【００４５】
この時刻ｔ２から時刻ｔ３の間は、エンジンは低負荷状態で運転されている時間帯でもある。このため、図３Ｂにおいて太実線で示されるように、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間は過給機１のモータ３はオンされており、モータ３はロータ軸１５に回転力を付与することにより、排ガスによって駆動されているロータ軸１５の回転を加勢している。その後、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間ではエンジンは高負荷状態で運転されており、タービンホイール２Ｔを駆動する十分なエネルギーを排ガスは有するため、過給機１のモータ３はオフされている。なお、過給機１がハイブリッド過給機の場合には、上記の時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間は、モータ３を用いて排ガスの余剰エネルギーを回収すべく、モータ３は発電機として使用されても良い。
【００４６】
また、時刻ｔ３より後では、図３Ａに示されるように、時刻ｔ３と時刻ｔ４の間にエンジン負荷のピークがあり、ピークを過ぎてから、時刻ｔ４、時刻ｔ５を過ぎた後、時刻ｔ６においてエンジンは停止されている。エンジン負荷のピークを過ぎた後の時刻ｔ４において、エンジンの運転状態が低負荷状態に再度戻ることになったため、過給機１のモータ３はオンされている。その状態のまま、時刻ｔ５において過給機１のモータ３は加勢が不要と判定されることによりオフされる。
【００４７】
上述したように、図３Ａ及び図３Ｂに示される実施形態では、過給機１は、エンジンの負荷に応じてモータ３をオン、オフしながら空気などを圧縮するところ、過給機１のロータ軸１５が回転する際には、例えば、ロータ軸１５自体のアンバランスやロータ軸１５の軸受１７（スラスト軸受１７ｔや、ラジアル軸受１７ａ、１７ｂ）が振動することにより、ロータ軸１５に軸振動が生じる。この際、本発明者らは、過給機１のモータ３がオフされている時に、軸振動が比較的顕著となることに気づいた。モータ３のオン時には、モータ３が励磁状態とされた上でロータ軸１５の回転がモータ３によって加勢される一方で、モータ３のオフ時には、モータ３は励磁状態とされずに、排ガスのみによってロータ軸１５は回転駆動されることになる。このことから、本発明者らは、図４に示されるように、過給機１のロータ軸１５に軸振動が生じている際にモータ３を励磁状態とすることにより、軸振動の振動レベルが低減されることを見出した。図４に例示されるように、ロータ軸１５に軸振動が生じている際に時刻ｔｘで励磁電圧をオンにすると、時刻ｔｘ以降、振動レベルは低下する。
【００４８】
つまり、本発明者らは、励磁状態にあるモータ３のステータ３２からの磁力（引力）によってモータロータ３１がステータ３２に引きつけられることでステータ３２に対するモータロータ３１の相対的な動きが抑制され、モータロータ３１に取り付けられているロータ軸１５の軸振動レベルを低減させることが可能であることを見出した。特に、モータ３をモータ作動状態とはせずに励磁拘束状態とすることで、モータ３はロータ軸１５を加勢しないので、掃気圧力に影響を与えることなく、ロータ軸１５の軸振動レベルを低減することが可能となる。
【００４９】
そして、振動抑制装置６は、上述したような、ロータ軸１５のコンプレッサ側の端部にモータ３が取り付けられた電動アシスト過給機１のエンジンの運転時（アイドリング状態も含めたエンジン始動後のエンジン負荷が０％よりも大きい時からエンジン停止までの間）における軸振動を、上記の原理に基づいて、抑制するよう構成される。図３Ａ及び図３Ｂの例示では、時刻ｔ０〜時刻ｔ２の間、時刻ｔ３〜時刻ｔ４の間、時刻ｔ５〜時刻ｔ６の間の時間帯となる振動抑制実行可能域において、過給機１のモータ３はモータ作動状態にはなく、ロータ軸１５の軸振動が生じる可能性がある。このため、振動抑制装置６はこのような振動抑制実行可能域に相当する状況を判別すると共に、必要がある場合にはモータ３を励磁状態とするよう構成される。なお、不図示の補助ブロアがエンジンに装着されているような実施形態では、オン状態の補助ブロアによる軸振動が生じる場合があり、この場合にも、同様に、非励磁状態にあるモータ３を励磁状態とすることで、ロータ軸１５の軸振動レベルを低減することが可能である。
【００５０】
詳述すると、図１（後述する図６、図８、図１１、図１３、図１６も同様）に示されるように、振動抑制装置６は、振動抑制装置６は、特定振動状態判定部６１と、励磁状態判定部６４と、振動抑制実行部６５と、を備える。振動抑制装置６は、例えばコンピュータで構成されており、図示しないＣＰＵ（プロセッサ）や、ＲＯＭやＲＡＭといったメモリＭ（記憶装置）を備えている。そして、主記憶装置にロードされたプログラムの命令に従ってＣＰＵが動作（データの演算など）することで、振動抑制装置６が備える上記の各機能部を実現する。また、図１に示される実施形態では、振動抑制装置６はインバータ４の一機能部として実装されているが、他の幾つかの実施形態では、例えばインバータ４となるモータ制御装置と通信可能に接続された別体の装置であっても良い。
以下、振動抑制装置６が備える各機能部について説明する。
【００５１】
特定振動状態判定部６１は、過給機１のロータ軸１５の軸振動の大きさが所定の大きさを超えているか、又は、超える可能性がある、特定振動状態であるか否かを判定する。例えば、後述するように、振動抑制が必要なほどロータ軸が振動している状態となる特定振動状態の判定は、実際に測定した軸振動の振動検出値Ｆに基づいて行っても良いし（図６〜図７参照）、過給機１のロータ軸１５の実ターボ回転速度Ｖに基づいて行っても良いし（図８〜図１０参照）、あるいは、過給機１の軸受１７の軸受温度Ｂｔに基づいて行っても良い（図１１〜図１２参照）。
【００５２】
励磁状態判定部６４は、過給機１のモータ３に励磁電圧が印加されている励磁状態であるか否かを判定する。例えば、モータ制御装置（インバータ４など）の制御部と通信し、あるいは、モータ制御装置のメモリ上の情報を取得するなどして取得されるモータ制御装置側の情報に基づいて、モータ３がオンされているか否かを判定しても良い。この場合には、モータ３がオンされている場合には、モータ３が励磁状態にあると判定される。あるいは、過給機１がオン、オフされるロジックと同じロジックで判定しても良く、例えば、図３Ａ及び図３Ｂに示されるようなエンジン負荷やエンジン回転数などのエンジン運転状態を確認し、過給機１がオン、オフされる運転状態にエンジンがあるか否かを判定しても良い。この場合、過給機１がオンされる運転状態にエンジンがある場合には、モータ３が励磁状態にあると判定される。実際にモータ３の電圧を検出しても良く、励磁電圧が検出された場合には、モータ３が励磁状態にあると判定される。
【００５３】
振動抑制実行部６５は、特定振動状態判定部６１によって特定振動状態であると判定された場合、かつ、励磁状態判定部６４によって励磁状態でないと判定された場合に、モータ３に励磁電圧を印加する。図４に示されるように、モータ３に励磁電圧を印加することにより、軸振動レベルの低減を行うことができる。
【００５４】
次に、上述した構成を備える振動抑制方法（過給機の振動抑制方法）について、図５を用いて説明する。図５は、本発明の一実施形態に係る過給機の振動抑制方法を示すフロー図である。
図５に示されるように、本発明の少なくとも一実施形態に係る振動抑制方法は、ロータ軸１５のコンプレッサ側の端部にモータ３が取り付けられた電動アシスト過給機１のエンジンの運転時における軸振動を抑制する方法であって、特定振動状態判定ステップ（Ｓ５１）と、励磁状態判定ステップ（Ｓ５２）と、振動抑制実行ステップ（Ｓ５３〜Ｓ５４）と、を備える。なお、振動抑制方法は、上述した振動抑制装置６が実行しても良い。あるいは、オペレータが過給機１の運転状態を監視することにより特定振動状態を判断し、特定振動状態にあると判定した場合にモータ３に励磁電圧を印加する操作（スイッチの押下など）を行うなど、人手で行っても良い。図５のフローに従って振動抑制方法を説明する。
【００５５】
図５のステップＳ５１において、特定振動状態判定ステップが実行される。特定振動状態判定ステップ（Ｓ５１）は、過給機１のロータ軸１５の軸振動の大きさが所定の大きさを超えているか、又は、超える可能性がある、特定振動状態であるか否かを判定するステップである。本ステップ（Ｓ５１）は、上述した特定振動状態判定部６１が実行する処理内容に相当するものであり、既に説明しているため詳細は省略する。
【００５６】
次のステップＳ５２において、励磁状態判定ステップが実行される。励磁状態判定ステップ（Ｓ５２）は、過給機１のモータ３に励磁電圧が印加されている励磁状態であるか否かを判定するステップである。本ステップ（Ｓ５２）は、上述した励磁状態判定部６４が実行する処理内容に相当するものであり、既に説明しているため詳細は省略する。
【００５７】
そして、引き続くステップＳ５３〜Ｓ５４において、振動抑制実行ステップが実行される。振動抑制実行ステップ（Ｓ５３〜Ｓ５４）は、特定振動状態判定部６１によって特定振動状態であると判定された場合、かつ、励磁状態判定部６４によって励磁状態でないと判定された場合に、モータ３に励磁電圧を印加する。より詳細には、ステップＳ５３において、ロータ軸１５が特定振動状態にあり、かつ、モータ３が励磁状態ではない非励磁状態にあると判定した場合には、ステップＳ５４において、モータ３に励磁電圧を印加する。すなわち、振動抑制を実行する。逆に、ステップＳ５３で、特定振動状態でないか、あるいは、モータ３が既に励磁状態であると判定した場合には、ステップＳ５４の振動抑制の実行をすることなく、図５のフローを終了する。
【００５８】
上記の構成によれば、モータ３が励磁状態になく、かつ、振動抑制が必要なほどロータ軸１５が振動している状態となる特定振動状態であると判定された場合には、モータ３に励磁電圧が印加される。このようにしてモータ３を励磁状態にすることで、この励磁状態で生ずるステータ３２（コイル）からの引力（磁力）によってステータ３２に対するモータロータ３１の相対的な動きを抑制することができ、モータロータ３１に接続されることによって一緒に回転するロータ軸１５の軸振動を低減させることができる。
【００５９】
次に、上述した特定振動状態の判定方法に関する幾つかの実施形態について、図６〜図１８を用いてそれぞれ説明する。
【００６０】
図６〜図７では、実際に振動を測定することにより得られる振動検出値Ｆをモニタリングする実施形態を説明する図である。図６は、本発明の一実施形態に係る振動をモニタリングすることにより特定振動状態を判定する過給機の振動抑制装置６の構成を示す図である。また、図７は、本発明の一実施形態に係る過給機の振動抑制方法における上述した特定振動状態判定ステップ（図５のステップＳ５１）の詳細を示すフロー図であり、軸振動をモニタリングすることにより特定振動状態であるか否かを判定する。
図８〜図１０は、ロータ軸１５の回転速度（実ターボ回転速度Ｖ）に基づいて特定振動状態を判定する実施形態を説明する図である。図８は、本発明の一実施形態に係るロータ軸１５の実ターボ回転速度Ｖに基づいて特定振動状態を判定する過給機の振動抑制装置６の構成を示す図である。図９は、本発明の一実施形態に係るロータ軸１５の軸振動の振動モードを説明するための図である。また、図１０は、本発明の一実施形態に係る過給機の振動抑制方法における特定振動状態判定ステップ（図５のステップＳ５１）の詳細を示すフロー図であり、ロータ軸１５の実ターボ回転速度Ｖに基づいて特定振動状態を判定する。
図１１〜図１２は、過給機１のロータ軸１５を支持する軸受１７の軸受温度Ｂｔに基づいて特定振動状態を判定する実施形態を説明する図である。図１１は、本発明の一実施形態に係る軸受温度Ｂｔに基づいて特定振動状態を判定する過給機の振動抑制装置６の構成を示す図である。また、図１２は、本発明の一実施形態に係る過給機の振動抑制方法における特定振動状態判定ステップ（図５のステップＳ５１）の詳細を示すフロー図であり、軸受温度Ｂｔに基づいて特定振動状態であるか否かを判定する。
その他、図１３は、本発明の一実施形態に係る危険速度域補正部６３ｄを備える過給機の振動抑制装置６の構成を示す図である。図１４は、本発明の一実施形態に係る危険速度域補正ステップを示すフロー図である。図１５は、本発明の一実施形態に係る複数の要素ステータを有するモータ３を示す図である。図１６は、本発明の一実施形態に係る振動抑制実行禁止部６６および報知部６７を備える過給機の振動抑制装置６の構成を示す図である。図１７は、本発明の一実施形態に係る振動抑制実行禁止ステップを示すフロー図である。また、図１８は、本発明の一実施形態に係る振動抑制実行ステップを示すフロー図であり、図１７と共に行われる。
【００６１】
幾つかの実施形態では、図６に示されるように、特定振動状態判定部６１は、過給機１のロータ軸１５の軸振動の振動検出値Ｆを取得する振動検出値取得部６２ａと、振動検出値取得部６２ａで取得された振動検出値Ｆが所定の振動閾値Ｔｆよりも大きい場合に、ロータ軸１５の軸振動の大きさが所定の大きさを超えている特定振動状態であると判定する振動判定部６３ａと、を有する。図６に示されるように、過給機１は、軸振動を検出可能な振動検出手段７１を備えている。そして、振動検出手段７１は振動検出値取得部６２ａに接続されており、振動検出手段７１によって検出された振動検出値Ｆは振動検出値取得部６２ａに入力されるよう構成されている。これによって、振動検出値取得部６２ａは、ロータ軸１５の振動検出値Ｆの取得が可能となっている。なお、振動検出手段７１は、例えば振動や速度をその大きさに応じた電流に変換可能なピックアップであっても良い。
【００６２】
図６に示される実施形態では、振動検出手段７１は軸受台１３に設置されており、軸受台速度Ｆｓ（ｍｍ／ｓ）を振動検出値Ｆとして検出している。そして、振動判定部６３ａは、軸受台速度Ｆｓが所定の軸受台速度となる振動閾値Ｔｆよりも大きい場合（Ｔｆ＜Ｆｓ）には、特定振動状態であると判定する。ただし、これには限定されず、軸振動として検出可能なあらゆる物理量が振動検出手段７１によって検出されても良い。例えば、他の幾つかの実施形態では、振動検出手段７１は、軸振動の大きさ（振動レベルＦｉ（μ））を振動検出値Ｆとして検出しても良く、振動レベルＦｉが所定の振動レベルとなる振動閾値Ｔｆよりも大きい場合（Ｔｆ＜Ｆｉ）には特定振動状態であると判定する。
【００６３】
上述した実施形態（図６参照）に対応する振動抑制方法について、図７を用いて説明する。図７は、図５のＳ５１の特定振動状態判定ステップの具体的な方法に該当する。幾つかの実施形態では、図７に示されるように、特定振動状態判定ステップ（図５のＳ５１）は、ロータ軸１５の軸振動の振動検出値Ｆを取得する振動取得ステップ（Ｓ７１）と、振動取得ステップ（Ｓ７１）で取得された振動検出値Ｆが所定の振動閾値Ｔｆよりも大きい場合に、ロータ軸１５の軸振動の大きさが所定の大きさを超えている特定振動状態であると判定する振動判定ステップ（Ｓ７２〜Ｓ７３）と、を有する。図７のフローに沿って説明すると、ステップＳ７１において、振動検出手段７１から取得するなどして、ロータ軸１５の振動検出値Ｆが取得される。例えば、上述したように、振動検出手段７１によって軸受台速度Ｆｓや振動レベルＦｉが検出されても良い。ステップＳ７２において、振動検出値Ｆと振動閾値Ｔｆとを比較した結果、振動検出値Ｆが振動閾値Ｔｆよりも大きいと判定した場合には（Ｔｆ＜Ｆ）、ステップＳ７３において特定振動状態であると判定する。逆に、ステップＳ７２おいて、振動検出値Ｆが振動閾値Ｔｆ以下と判定した場合には（Ｔｆ≧Ｆ）、ステップＳ７３を実行することなく、図７のフローを終了する。なお、図７のフローを終了することは、上述した図５のステップＳ５１を終了するのと同じであるため、振動抑制方法としては、図５のステップＳ５２以降を引き続き実行することになる。
【００６４】
上記の構成によれば、図６〜図７に示されるように、ロータ軸１５の軸振動を直接検出することにより得られる振動検出値Ｆに基づいて、ロータ軸１５の軸振動の大きさが所定の大きさを超えているか否かの判定（ロータ軸が特定振動状態にあるか否かの判定）を行うことができる。
【００６５】
他の幾つかの実施形態では、図８（後述する図１３も同様）に示されるように、特定振動状態判定部６１は、過給機１のロータ軸１５の実ターボ回転速度Ｖを取得する実ターボ回転速度取得部６２ｂと、実ターボ回転速度取得部６２ｂで取得された実ターボ回転速度Ｖが、ロータ軸１５の危険速度域Ｄに入っている場合に、ロータ軸１５の軸振動の大きさが所定の大きさを超える可能性がある特定振動状態であると判定する危険速度域通過判定部６３ｂと、を有する。図８に示されるように、過給機１は、作動時におけるロータ軸１５の回転速度（回転数）となる実ターボ回転速度Ｖを検出可能な実ターボ回転速度検出手段７２を備えている。そして、実ターボ回転速度検出手段７２は実ターボ回転速度取得部６２ｂに接続されており、実ターボ回転速度検出手段７２によって検出された実ターボ回転速度Ｖは実ターボ回転速度取得部６２ｂに入力されるよう構成されている。これによって、実ターボ回転速度取得部６２ｂは実ターボ回転速度Ｖの取得が可能となっている。なお、実ターボ回転速度検出手段７２は回転数センサであっても良い。図８に示される実施形態では、実ターボ回転速度検出手段７２は、コンプレッサホイール２Ｃのブレード２Ｔａのシュラウド側の縁部に対面する状態で、過給機１の空気案内ケーシング１４に支持されることで設置されている。
【００６６】
また、ロータ軸１５の危険速度域Ｄは、回転時のたわみなどによりロータ軸１５が破壊に至る恐れがある速度域であり、ロータ軸１５の回転速度が危険速度域Ｄに入っている場合には軸振動が大きくなる。このため、危険速度域通過判定部６３ｂは、ロータ軸１５の回転速度が危険速度域Ｄに入っている場合には、ロータ軸１５の軸振動の大きさが所定の大きさを超える可能性があるとして、特定振動状態であると判定する。より詳細には、図９に示されるように、危険速度域Ｄは通常複数あり、ロータ軸１５の回転速度が小さい方から大きい方に向かって第１危険速度域Ｄ１、第２危険速度域Ｄ２、第３危険速度域Ｄ３、第４危険速度域Ｄ４、・・・というように並んでいる。各々の危険速度域Ｄとなる第ｎ危険速度域Ｄｎ（ｎ＝１、２、３、４、・・・）は、それぞれ、下限値Ｄｄおよび上限値Ｄｕで定義される。そして、ロータ軸１５の回転速度が第１危険速度域Ｄ１に入っている場合には、図９の（ａ）で示される１次の振動モードが生じる。同様に、ロータ軸１５の回転速度が第２危険速度域Ｄ２に入っている場合、第３危険速度域Ｄ３に入っている場合、第４危険速度域Ｄ４に入っている場合には、それぞれ、図９の（ｂ）で示される２次の振動モード、図９の（ｃ）で示される３次の振動モード、図９の（ｄ）で示される４次の振動モードがそれぞれ生じる。なお、第ｎ危険速度域Ｄｎの上限値Ｄｕは、第ｎ＋１危険速度域Ｄｎ＋１の下限値Ｄｄよりも小さいという関係にある。
【００６７】
上述した実施形態（図８参照）に対応する振動抑制方法について、図１０を用いて説明する。図１０は、図５のＳ５１の特定振動状態判定ステップの具体的な方法に該当する。幾つかの実施形態では、図１０に示されるように、特定振動状態判定ステップ（図５のＳ５１）は、過給機１のロータ軸１５の実ターボ回転速度Ｖを取得する実ターボ回転速度取得ステップ（Ｓ１０１）と、実ターボ回転速度取得部６２ｂで取得された実ターボ回転速度Ｖが、ロータ軸１５の危険速度域Ｄに入っている場合に、ロータ軸１５の軸振動の大きさが所定の大きさを超える可能性がある特定振動状態であると判定する危険速度域通過判定ステップ（Ｓ１０２〜Ｓ１０３）と、を有する。図１０のフローに沿って説明すると、ステップＳ１０１において、実ターボ回転速度検出手段７２から取得するなどして、ロータ軸１５の実ターボ回転速度Ｖが取得される。ステップＳ１０２において、実ターボ回転速度Ｖと危険速度域Ｄとを比較した結果、実ターボ回転速度Ｖが危険速度域Ｄに入っていると判定された場合には（Ｄｄ≦Ｖ≦Ｄｕ）、ステップＳ１０３において特定振動状態であると判定する。逆に、ステップＳ１０２おいて、軸振動の振動検出値Ｆが危険速度域Ｄに入っていないと判定した場合には（Ｄｄ＞Ｖ、Ｄｕ＜Ｖ）、ステップＳ１０３を実行することなく、図１０のフローを終了する。
【００６８】
なお、ステップＳ１０２における実ターボ回転速度Ｖが危険速度域Ｄに入っているかの判定は、実ターボ回転速度Ｖと全ての危険速度域Ｄ（第ｎ危険速度域Ｄｎ）のいずれにも入っていないと判定された場合に、実ターボ回転速度Ｖが危険速度域Ｄに入っていないと判定される。また、図７のフローを終了することは、上述した図５のステップＳ５１を終了するのと同じであるため、振動抑制方法としては、図５のステップＳ５２以降を引き続き実行することになる。
【００６９】
上記の構成によれば、図８〜図１０に示されるように、ロータ軸の回転速度（実ターボ回転速度Ｖ）に基づいて、ロータ軸１５の軸振動の大きさが所定の大きさを超えている可能性があるか否かの判定（ロータ軸が特定振動状態にあるか否かの判定）を行うことができる。
【００７０】
その他の幾つかの実施形態では、図１１に示されるように、特定振動状態判定部６１は、ロータ軸１５の軸受１７の軸受温度Ｂｔを取得する軸受温度取得部６２ｃと、軸受温度取得部６２ｃで取得された軸受温度Ｂｔが所定の軸受温度閾値Ｔｂよりも大きい場合に、ロータ軸１５の軸振動の大きさが所定の大きさを超える可能性がある特定振動状態であると判定する軸受温度判定部６３ｃと、を有する。図１１に示されるように、過給機１のロータ軸１５は軸受１７（１７ｓ、１７ａ、１７ｂ）によって支持されているところ、ロータ軸１５の軸振動が大きくなるほど摩擦熱などによって、その温度（軸受温度Ｂｔ）が上昇する傾向にある。特に上述した危険速度域Ｄでは、軸受１７においてロータ軸１５が大きく振れ回ることにより、潤滑油の油膜の厚さが狭まるなどの結果、軸受１７を形成する金属の温度（メタル温度）や潤滑油の温度が上昇する。この現象を利用して、軸受温度判定部６３ｃは軸受温度Ｂｔに基づいてロータ軸１５が特定振動状態にあるか否かを判定するよう構成される。このため、過給機１は、軸受温度Ｂｔを検出可能な軸受温度検出手段７３（例えば温度計）を備えている。軸受温度検出手段７３は軸受温度取得部６２ｃに接続されており、軸受温度検出手段７３によって検出された軸受温度Ｂｔは軸受温度取得部６２ｃに入力されるよう構成されている。これによって、軸受温度取得部６２ｃは軸受温度Ｂｔの取得が可能となっている。
【００７１】
図１１に示される実施形態では、上記の軸受温度検出手段７３は、タービン側のラジアル軸受１７ｂよりも振動が大きくなる傾向にあるコンプレッサ側のラジアル軸受１７ａに設置されている（図９参照）。そして、軸受温度検出手段７３はラジアル軸受１７ａのメタル温度を軸受温度Ｂｔとして検出している。ただし、これには限定されず、他の幾つかの実施形態では、軸受温度検出手段７３はタービン側のラジアル軸受１７ｂに設置されても良いし、スラスト軸受１７ｔに設けられても良い。あるいは、軸受温度検出手段７３は軸受１７（１７ａ、１７ｂ、１７ｔ）の少なくとも一つに設けられても良い。その他の幾つかの実施形態では、軸受温度検出手段７３は、軸受１７に供給される潤滑油の油温を検出可能に構成されることによって、潤滑油の油温を軸受温度Ｂｔとして検出しても良い。
【００７２】
上述した実施形態（図１１参照）に対応する振動抑制方法について、図１２を用いて説明する。図１２は、図５のＳ５１の特定振動状態判定ステップの具体的な方法に該当する。幾つかの実施形態では、図１２に示されるように、特定振動状態判定ステップ（図５のＳ５１）は、ロータ軸１５の軸受１７の軸受温度Ｂｔを取得する軸受温度取得ステップ（Ｓ１２１）と、軸受温度取得部６２ｃで取得された軸受温度Ｂｔが所定の軸受温度閾値Ｔｂよりも大きい場合に、ロータ軸１５の軸振動の大きさが所定の大きさを超える可能性がある特定振動状態であると判定する軸受温度判定ステップ（Ｓ１２２〜Ｓ１２３）と、を有する。図１２のフローに沿って説明すると、ステップＳ１２１において、軸受温度検出手段７３から取得するなどして、軸受温度Ｂｔが取得される。例えば、上述したように、軸受温度検出手段７３によって軸受１７のメタル温度や潤滑油の油温を検出しても良い。ステップＳ１２２において、軸受温度Ｂｔと軸受温度閾値Ｔｂとを比較した結果、軸受温度Ｂｔが軸受温度閾値Ｔｂよりも大きいと判定した場合には（Ｔｂ＜Ｂｔ）、ステップＳ１２３において特定振動状態であると判定する。逆に、ステップＳ１２２おいて、軸受温度Ｂｔが軸受温度閾値Ｔｂ以下と判定した場合には（Ｔｂ≧Ｂｔ）、ステップＳ１２３を実行することなく、図１２のフローを終了する。なお、図１２のフローを終了することは、上述した図５のステップＳ５１を終了するのと同じであるため、振動抑制方法としては、図５のステップＳ５２以降を引き続き実行することになる。
【００７３】
上記の構成によれば、ロータ軸１５を支持する軸受１７の軸受温度Ｂｔに基づいて、ロータ軸１５の軸振動の大きさが所定の大きさを超えている可能性があるか否かの判定（ロータ軸１５が特定振動状態にあるか否かの判定）を行うことができる。
【００７４】
また、その他の幾つかの実施形態では、上述した実ターボ回転速度Ｖに基づいて特定振動状態を判定する実施形態（図８〜図１０参照）の危険速度域Ｄを、上述した軸受１７の軸受温度Ｂｔに基づいて補正しても良い。具体的には、図１３に示されるように、振動抑制装置６は、危険速度域Ｄの範囲を補正する危険速度域補正部６３ｄを、さらに備える。危険速度域補正部６３ｄは、ロータ軸１５の軸受の軸受温度Ｂｔを取得する軸受温度取得部６２ｃと、軸受温度取得部６２ｃで取得した軸受温度Ｂｔに基づいて、危険速度域Ｄの範囲を補正する補正実行部６３ｅと、を有する。上述したように、軸受温度取得部６２ｃは軸受温度検出手段７３から軸受温度Ｂｔを取得する。
【００７５】
また、危険速度域補正部６３ｄは、実ターボ回転速度Ｖに対する標準的な軸受温度Ｂｔの情報（軸受標準温度情報Ｒｔ）を有しており、軸受標準温度情報Ｒｔに基づいて実ターボ回転速度Ｖから軸受標準温度Ｂｓが算出可能となっている。そして、軸受温度Ｂｔが軸受標準温度Ｂｓよりも高い場合（Ｂｔ＞Ｂｓ）には、軸振動が想定（標準）より大きい可能性が示唆されるので、その差（Ｂｔ−Ｂｓ）の程度に応じるなどして危険速度域Ｄ（Ｄｎ）の上限値Ｄｕをより大きくするか、あるいは、下限値Ｄｄをより小さくすることの少なくとも一方を行うことで、危険速度域Ｄ（Ｄｎ）の領域を拡大する。これによって、同一の実ターボ回転速度Ｖであっても実ターボ回転速度Ｖが危険速度域Ｄに入るとの判定がよりなされ易くなり、運転状況に応じて、実際の軸振動が想定より大きいにもかかわらず振動抑制が実行されないことを回避することができる。逆に、軸受温度Ｂｔが軸受標準温度Ｂｓよりも低い場合（Ｂｔ＜Ｂｓ）には、軸振動が想定より小さい可能性が示唆されるので、その差（Ｂｓ−Ｂｔ）の程度に応じるなどして危険速度域Ｄ（Ｄｎ）の上限値Ｄｕをより小さくするか、あるいは、下限値Ｄｄをより大きくすることの少なくとも一方を行うことで、危険速度域Ｄ（Ｄｎ）の領域を縮小する。これによって、同一の実ターボ回転速度Ｖであっても、実ターボ回転速度Ｖが危険速度域Ｄに入るとの判定がよりなされ難くなり、運転状況に応じて、実際の軸振動が想定より小さいのにかかわらず、振動抑制が実行されるのを回避することができる。なお、危険速度域Ｄ（Ｄｎ）の補正にあたっては、複数の危険速度域Ｄ（第ｎ危険速度域Ｄｎ）のうちの、実ターボ回転速度Ｖが最も近接する危険速度域Ｄや、実ターボ回転速度Ｖの前後に位置する各々の危険速度域Ｄなど、一部の危険速度域Ｄが補正されても良いし、全ての危険速度域Ｄが補正されても良い。
【００７６】
図１３に示される実施形態では、実ターボ回転速度取得部６２ｂおよび軸受温度取得部６２ｃがそれぞれ補正実行部６３ｅに接続されており、それぞれの機能部から実ターボ回転速度Ｖおよび軸受温度Ｂｔが補正実行部６３ｅに入力されるように構成されている。これらの入力を受けると、補正実行部６３ｅは、メモリＭ上の軸受標準温度情報Ｒｔを用いて、実ターボ回転速度Ｖに対応する軸受標準温度Ｂｓを取得する。そして、検出された軸受温度Ｂｔと軸受標準温度Ｂｓとを比較し、検出された軸受温度Ｂｔが軸受標準温度Ｂｓに対して大きいか小さいかを判断し、その違いの程度に応じて上述したように危険速度域Ｄの範囲を補正する。具体的には、危険速度域補正部６３ｄは、振動抑制装置６が備えるメモリＭに格納された危険速度域Ｄ（Ｄｎ）を直接補正しても良い。なお、図１３に示される特定振動状態判定部６１についての説明は、既に説明しているため省略する。
【００７７】
上述した実施形態（図１３参照）に対応する振動抑制方法について、図１４を用いて説明する。幾つかの実施形態では、図１４に示されるように、振動抑制方法は、危険速度域Ｄの範囲を補正する危険速度域補正ステップ（Ｓ１４０）を、さらに備える。そして、危険速度域補正ステップは、ロータ軸１５の軸受１７の軸受温度Ｂｔを取得する軸受温度取得ステップ（Ｓ１４１）と、軸受温度取得部６２ｃで取得した軸受温度Ｂｔに基づいて、危険速度域Ｄの範囲を補正する補正実行ステップ（Ｓ１４２〜Ｓ１４７）と、を有する。図１４のフローに沿って説明すると、ステップＳ１４１において、軸受温度検出手段７３から取得するなどして軸受温度Ｂｔが取得される。ステップＳ１４２において、実ターボ回転速度検出手段７２から取得するなどして実ターボ回転速度Ｖが取得される。また、ステップＳ１４３において、上記の軸受標準温度情報Ｒｔを参照するなどして、取得した実ターボ回転速度Ｖに対応する軸受標準温度Ｂｓを算出する。
【００７８】
そして、ステップＳ１４４において、軸受温度Ｂｔと軸受標準温度Ｂｓとを比較した結果、軸受温度Ｂｔが軸受標準温度Ｂｓよりも大きい場合（Ｂｔ＞Ｂｓ）には、ステップＳ１４５において、上述したように、領域が広がるようにその差（Ｂｔ−Ｂｓ）に応じるなどして危険速度域Ｄ（Ｄｎ）の範囲を補正する。逆に、ステップＳ１４４において、軸受温度Ｂｔが軸受標準温度Ｂｓより大きくない場合（Ｂｔ≦Ｂｓ）には、ステップＳ１４５を実行することなく、次のステップＳ１４６に進む。ステップＳ１４６において、軸受温度Ｂｔと軸受標準温度Ｂｓとを比較した結果、軸受温度Ｂｔが軸受標準温度Ｂｓよりも小さい場合（Ｂｔ＜Ｂｓ）には、ステップＳ１４７おいて、上述したように、領域が狭まるようにその差（Ｂｓ−Ｂｔ）に応じるなどして危険速度域Ｄ（Ｄｎ）の範囲を補正する。逆に、ステップＳ１４６において、軸受温度Ｂｔが軸受標準温度Ｂｓよりも小さくない場合（Ｂｔ≧Ｂｓ）には、ステップＳ１４７を実行することなく、図１４のフローを終了する。
【００７９】
上記の構成によれば、例えば、軸受１７の潤滑油の油温や軸受のメタル温度などに基づいて得られる軸受温度Ｂｔに基づいて、危険速度域Ｄが補正される。これによって、実ターボ回転速度Ｖに基づいて軸振動の大きさが所定の大きさを超えている可能性の有無により特定振動状態を判定するのに際して、過給機１の実際の運転状況を考慮することができ、実ターボ回転速度Ｖに基づく特定振動状態の判定をより精度良く行うことができる。
【００８０】
以下、振動抑制装置６あるいは振動抑制方法が備えるその他の構成について説明する。
幾つかの実施形態では、上述したように、モータ３は、ロータ軸１５を取り囲むように配置されるステータ３２を有している。また、図１５に示されるように、ステータ３２は、ロータ軸１５に沿って直列に配列される複数の要素ステータを有している（図１５では３２ａ〜３２ｃの３）。そして、振動抑制装置６が備える振動抑制実行部６５、あるいは、振動抑制方法における振動抑制実行ステップ（図５のＳ５４）は、複数の要素ステータのうち、ロータ軸１５の振動モードの各々に対してそれぞれ定められた１以上の要素ステータからなる対象要素ステータ３２ｔに励磁電圧を印加するよう構成されても良い。すなわち、モータ３のステータ３２は、複数の要素ステータの各々に対して、独立して個別に励磁電圧の印加が可能に構成されている。図１５に示される実施形態では、モータ３のステータ３２は、ロータ軸１５の軸方向に沿って、３つの要素ステータ（３２ａ〜３２Ｃ）に分割されている。ただし、これには限定されず、ステータ３２を構成する要素ステータの数は２以上の複数であれば良い。
【００８１】
また、振動抑制装置６は、ロータ軸１５に生じる複数の振動モード（図９参照）の各々に対して、複数の要素ステータから選択された１以上の要素ステータを関連付けた対象要素ステータ情報を備えている。換言すれば、対象要素ステータ情報は、複数の振動モードの各々、換言すれば、複数の危険速度域Ｄ（第ｎ危険速度域Ｄｎ）の各々に対して１以上の要素ステータをそれぞれ関連付けた情報となる。そして、振動抑制実行部６５は、振動抑制を実行する際に、例えば、実ターボ回転速度Ｖと危険速度域Ｄ（Ｄｎ）との比較に基づいて振動モードを判定すると共に、上記の対象要素ステータ情報を参照することにより、特定した振動モードから励磁電圧を印加すべき１以上の対象要素ステータ３２ｔを判定する。対象要素ステータ３２ｔが全ての要素ステータとならない場合には、全ての要素ステータに励起電圧を印加するよりも電力消費を抑制することが可能となる。
【００８２】
例えば、幾つかの実施形態では、ロータ軸１５の振動モードの振幅の大きさに着目して、対象要素ステータ３２ｔを決定しても良い。軸振動の振幅が大きいほど、より強固にモータロータ３１をステータ３２に引きつける必要があるため、より多くの要素ステータを対象要素ステータとしても良い。
他の幾つかの実施形態では、各々の振動モードにおいて振幅がより大きくなる位置に近接する要素ステータに限定して、各々の振動モードにおける対象要素ステータ３２ｔとなる要素ステータを決定しても良い。具体的には、図９に示されるようにロータ軸１５（モータ３およびロータ軸１５）が振動するとした場合を考えると、例えば、図９の（ａ）に示されるような１次振動モードの場合には、ロータ軸１５の軸振動がどの位置でも比較的大きいので、全ての要素ステータを対象要素ステータ３２ｔとし、図９の（ｂ）〜（ｄ）に示されるような２次〜４次の振動モードの場合には、例えば、第１要素ステータ３２ａおよび第２要素ステータ３２ｂを対象要素ステータ３２ｔとしても良い。この場合には、図１５に示される実施形態では、２次〜４次の振動モードの場合には、第３要素ステータ３２ｃには励磁電圧が印加されないので、その分、電力消費量が抑制される。
【００８３】
上記の構成によれば、モータ３のステータ３２は、ロータ軸１５の軸方向に沿って配置された複数の要素ステータ（図１５では３２ａ、３２ｂ、３２ｃの３つ）により構成される。ここで、ロータ軸１５の振動は、１次、２次、３次といった各振動モードに応じて振幅の大きさや、その位置が異なる。このため、振動抑制の実行時において全ての要素ステータに励磁電圧を印加するのではなく、振動の大きさに応じて複数の要素ステータの少なくとも一部に限定し、あるいは、各振動モードにおける振幅が大きくなる部分に位置する要素ステータに限定するなどして、限定された要素ステータ（対象要素ステータ３２ｔ）にのみ励磁電圧を印加するよう構成される。これによって、全ての要素ステータに励起電圧を印加するよりも電力消費を抑制することができ、電力消費を抑制しつつ、ロータ軸１５の振動を抑制することができる。
【００８４】
また、上記の図１５を用いて説明した実施形態において、その他の幾つかの実施形態では、各々の振動モードに対応した各々の対象要素ステータ３２ｔには、複数の要素ステータのうちのロータ軸１５のコンプレッサ側の端部に最も近い要素ステータが含まれていても良い。図１５に示される実施形態では、第１要素ステータ３２ａが該当する。
上記の構成によれば、ロータ軸１５のコンプレッサ側の端部に最も近い要素ステータ（図１５では第１要素ステータ３２ａ）は、振動モードの種類（次数ｎ）にかかわらず必ず対象要素ステータ３２ｔに含まれるよう構成される。ここで、ロータ軸１５のコンプレッサ側の端部は、いずれの振動モードにおいても最も振幅が大きくなる傾向にあることに本発明者らは着目した。このように、振動モードの種類（次数）にかかわらずロータ軸１５のコンプレッサ側の端部に最も近い要素ステータを対象要素ステータ３２ｔに含めることで、ロータ軸１５の振動の抑制をより効率的に行うことができる。
【００８５】
また、幾つかの実施形態では、図１６に示されるように、上述した実施形態の各々において、さらに、振動抑制装置６は、振動抑制実行部６５の実行を禁止する振動抑制実行禁止部６６を、さらに備えていても良い。振動抑制実行禁止部６６は、過給機１のモータ３、あるいは、このモータ３を駆動するインバータ４のうちの少なくとも一方を含む機器の機器温度Ｅｔを取得する機器温度取得部６６ａと、機器温度が所定の機器温度閾値Ｔｅ以上の場合には、振動抑制実行部６５の実行を禁止する禁止実行部６６ｂと、を有する。機器温度取得部６６ａは、機器温度Ｅｔを検出可能な機器温度検出手段７４に接続されており、機器温度検出手段７４から機器温度Ｅｔの入力を受けるように構成されている。また、例えば、禁止実行部６６ｂは、振動抑制装置６のメモリＭに格納された振動抑制の実行の許可、禁止を示す実行可否フラグｆを更新可能に構成されており、これによって、振動抑制実行部６５がモータ３に対して励磁電圧を印加すること（振動抑制の実行）の許可、禁止を行うように構成しても良い。この場合には、振動抑制実行部６５は、メモリＭ上の実行可否フラグｆを確認し、実行可否フラグｆの情報に応じて振動抑制の実行の可否を判定するように構成される（後述する図１８参照）。
【００８６】
上述した実施形態（図１６参照）に対応する振動抑制方法について、図１７を用いて説明する。幾つかの実施形態では、図１７に示されるように、振動抑制方法は、振動抑制実行ステップ（図５のステップＳ５４）の実行を禁止する振動抑制実行禁止ステップ（Ｓ１７１〜Ｓ１７３）を、さらに備えても良い。具体的には、振動抑制実行禁止ステップ（Ｓ１７１〜Ｓ１７３）は、過給機１のモータ３、あるいは、このモータ３を駆動するインバータ４のうちの少なくとも一方を含む機器の機器温度Ｅｔを取得する機器温度取得ステップ（Ｓ１７１）と、機器温度が所定の機器温度閾値Ｔｅ以上の場合には、振動抑制実行ステップ（図５のＳ５４）の実行を禁止する禁止実行ステップ（Ｓ１７２〜Ｓ１７３）と、を有する。図１７のフローに沿って説明すると、ステップＳ１７１において、機器温度検出手段７４から取得するなどして、機器温度Ｅｔが取得される。そして、ステップＳ１７２において、機器温度Ｅｔと機器温度閾値Ｔｅとを比較した結果、機器温度Ｅｔが機器温度閾値Ｔｅよりも大きい場合（Ｔｄ＞Ｔｅ）には、ステップＳ１７３において、例えば、上述した実行可否フラグｆを禁止に更新することで、振動抑制実行ステップ（図５のＳ５４）の実行を禁止する。逆に、ステップＳ１７２において、機器温度Ｅｔが機器温度閾値Ｔｅ以下の場合（Ｔｄ≦Ｔｅ）には、ステップＳ１７３を実行することなく、図１７のフローを終了する。なお、図１７に示される実施形態では、ステップＳ１７２でＮｏの場合（Ｔｄ≦Ｔｅ）には、ステップＳ１７４において、例えば上述した実行可否フラグｆを許可に設定することによって振動抑制の実行を許可とし、その後、図１７のフローを終了している。
【００８７】
また、本実施形態では、図５のＳ５４の振動抑制実行ステップは、図１８に示されるようなフローに置き換えられることになる。図１８のフローに沿って説明すると、ステップＳ１８１において、例えば、上述した振動抑制実行禁止ステップ（図１７）により設定（更新）される上述したメモリＭ上の実行可否フラグｆを確認することにより、振動抑制の実行の可否を判定する。そして、ステップＳ１８２において、振動抑制の実行が許可されていると判定された場合には、ステップＳ１８３で振動抑制を実行する。すなわち、モータ３に励磁電圧を印加する。逆に、ステップＳ１８２において、振動抑制の実行が禁止されていると判定された場合には、ステップＳ１８３を実行することなく、図１８（図５）のフローを終了する。
【００８８】
上記の構成によれば、機器温度Ｅｔが過度に高い場合には振動抑制の実行が禁止される。これによって、振動抑制の実行により機器の温度がさらに上昇するのを防止することができ、機器の保護を図ることができる。
【００８９】
また、幾つかの実施形態では、図１６に示されるように、振動抑制装置６は、振動抑制実行禁止部６６の実行を報知する報知部６７を、さらに備えていても良い。報知部６７は、ディスプレイ、音声、光などの報知装置に接続されており、報知装置に情報を出力することにより報知が実行される。この際、振動検出値Ｆや、実ターボ回転速度Ｖ、軸受温度Ｂｔ、機器温度Ｅｔの推移などを一緒に報知しても良い。同様に、図１８に示されるように、振動抑制方法は、振動抑制実行禁止ステップの実行を報知する報知ステップ（Ｓ１８４）を、さらに備えていても良い。図１８に示される実施形態では、報知ステップ（Ｓ１８４）は、図１８のステップＳ１８２において振動抑制の実行が禁止されていると判定された場合において、図１８のフローを終了するまでの間に実行される。
【００９０】
なお、図１６に示される実施形態では、振動抑制装置６は振動抑制実行禁止部６６および報知部６７を備え、また、図１７〜図１８に示される実施形態では、振動抑制方法は振動抑制実行禁止ステップ（Ｓ１７１〜Ｓ１７３）および報知ステップ（Ｓ１８４）を備えているが、報知部６７や報知ステップ（Ｓ１８４）は必須ではなく、他の幾つかの実施形態では報知部６７や報知ステップ（Ｓ１８４）はなくても良い。また、危険速度域補正部６３ｄや危険速度域補正ステップを備えていても良い。
【００９１】
上記の構成によれば、振動抑制実行ステップ（図５のＳ５４）の実行ができないことをオペレータや外部システムなどの外部に知らせることができる。換言すれば、電動アシスト過給機１の振動（騒音）の抑制ができないことを外部に知らせることができる。
【００９２】
以上、本発明の一実施形態に係るモータハングオーバ構造を有する電動アシスト過給機１について、舶用の２サークルディーゼルエンジンを例に説明した。本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、他の幾つかの実施形態では、電動アシスト過給機１は、舶用の４サイクルディーゼルエンジンに設けられても良い。また、その他の幾つかの実施形態では、電動アシスト過給機１は、例えば、車両用など、舶用ではないエンジンに設けられても良い。
また、本発明は、オーバハングオーバ構造を有していない電動アシスト過給機１にも適用できる。この場合には、例えば、電動アシスト過給機１は、２つのラジアル軸受１７ａ、１７ｂの間に位置していても良く、図１、図２、図６、図８、図１１、図１５の各々に示されモータ３の位置が２つのラジアル軸受１７ａ、１７ｂの間などになる。
【符号の説明】
【００９３】
１        過給機
１１      排ガス入口ケーシング
１２      排ガス出口ケーシング
１３      軸受台
１４      空気案内ケーシング
１５      ロータ軸
１５ｅ    軸延長部
１５ｆ    フランジ
１７      軸受
１７ａ    ラジアル軸受（コンプレッサ側）
１７ｂ    ラジアル軸受（タービン側）
１７ｔ    スラスト軸受
２Ｃ      コンプレッサホイール
２Ｃａ    ブレード
２Ｔ      タービンホイール
２Ｔａ    ブレード
２２      排ガス導入路
２３      排ガス排出路
２４      吸入空気導入路
２５      渦室
２６      サイレンサ
２７      中間ピース
３        モータ
３１      モータロータ
３１ｆ    フランジ
３２      ステータ
３２ａ    第１要素ステータ
３２ｂ    第２要素ステータ
３２ｔ    対象要素ステータ
３３      ハウジング
３４      ボルト・ナット
３５      サポート部材
３７      キャップ
３８      ボルト
４        インバータ
６        振動抑制装置６
６１      特定振動状態判定部
６２ａ    振動検出値取得部
６２ｂ    実ターボ回転速度取得部
６２ｃ    軸受温度取得部
６３ａ    振動判定部
６３ｂ    危険速度域通過判定部
６３ｃ    軸受温度判定部
６３ｄ    危険速度域補正部
６３ｅ    補正実行部
６４      励磁状態判定部
６５      振動抑制実行部
６６      振動抑制実行禁止部
６６ａ    機器温度取得部
６６ｂ    禁止実行部
６７      報知部
Ｍ        メモリ
７１      振動検出手段
７２      実ターボ回転速度検出手段
７３      軸受温度検出手段
７４      機器温度検出手段
Ｆ        軸振動の検出値
Ｔｆ      振動閾値
Ｆｉ      振動レベル
Ｆｓ      軸受台速度
Ｖ        実ターボ回転速度
Ｄ        危険速度域
Ｄｄ      下限値
Ｄｕ      上限値
Ｄｎ      第ｎ危険速度域
Ｄ１      第１危険速度域
Ｄ２      第２危険速度域
Ｄ３      第３危険速度域
Ｄ４      第４危険速度域
Ｂｔ      軸受温度
Ｔｂ      軸受温度閾値
Ｒｔ      軸受標準温度情報
Ｂｓ      軸受標準温度
Ｅｔ      機器温度
Ｔｅ      機器温度閾値
ｆ        実行可否フラグ
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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