(57)【要約】第１のオイル回路と第２のオイル回路を有し、内燃機関に結合しているターボチャージャ装置の動作方法であり、次の４つのステップを備える。内燃機関に取り付けられている複数のセンサから、複数のエンジン運転パラメータを検知するステップ。第１のオイル回路から第１の圧力レベルのオイルをターボチャージャ装置に供給するステップ。検知されたエンジン運転パラメータに基づいて、電子制御ユニットによって内燃機関用の第２のオイル回路の動作を制御するステップ。第２のオイル回路の動作によって、第１、第２のベアリングアセンブリに油圧予備負荷を可変に付与し、第２のオイル回路からのオイルは、第１の圧力レベルと異なる第２の圧力レベルで供給されるステップ。そのような方法を実行できるシステムについても記述されている。
2013544331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボチャージャシステムであって、
電子制御ユニットと、
第１の圧力レベルのオイルを供給するように動作可能な第１のオイル回路と、
前記第１の圧力レベルと異なる第２の圧力レベルのオイルを供給するように動作可能で、前記電子制御ユニットによって制御される第２のオイル回路と、
ターボチャージャ装置と、を含み、
前記ターボチャージャ装置は、
中央ハウジングの中を貫通するように形成された中空の中央孔、および、前記中央ハウジングの中に形成された第１、第２および第３のオイル伝達経路を有し、前記第１、第２のオイル伝達経路が前記第２のオイル回路と連通する、前記中央ハウジングと、
前記中央ハウジングの内部にはめこまれ、内部に形成された第１の座部を有する第１の端部と、内部に形成された第２の座部を有する第２の端部と、前記第１の端部と前記第２の端部の間に配置された中心部と、を備える第１の円筒形スリーブと、
前記第１の座部の内部にはめこまれている第１のディスク部材であって、その内部を貫通するように形成された第１の流体供給通路を有し、前記第１の流体供給通路は、前記中央ハウジングの前記第１のオイル伝達経路と連通していて、前記第２のオイル回路からオイルが流入するように構成および配置されている、前記第１のディスク部材と、
前記第１のディスク部材の隣の前記第１の座部の内部にはめこまれ、前記第１の流体供給通路からオイルが流入する第１のベアリングアセンブリと、
前記第２の座部の内部にはめこまれている第２のディスク部材であって、その内部を貫通して形成される第２の流体供給通路を有し、前記第２の流体供給通路は、前記中央ハウジングの前記第２のオイル伝達経路と連通していて、前記第２のオイル回路からオイルが流入するように構成および配置されている、前記第２のディスク部材と、
前記第２のディスク部材の隣の前記第２の座部の内部にはめこまれ、前記第２の流体供給通路からオイルが流入する第２のベアリングアセンブリと、
前記第１の円筒形スリーブの内部にはめこまれ、前記第１の円筒形スリーブと同軸になっている第２の円筒形スリーブであって、前記第１、前記第２のディスク部材が、内部の前記第２の円筒形スリーブのそれぞれの対応する端部を収容する、前記第２の円筒形スリーブと、
前記中央ハウジングの中央孔と前記第２の円筒形スリーブを通って延設されたシャフト部と、前記シャフト部の第１の端部に取り付けられた吸気タービンと、前記シャフト部の第２の端部に取り付けられた排気タービンと、を含むタービン部材と、を備え、
前記第２のオイル回路は、前記電子制御ユニットによって動作可能であり、前記第１、前記第２のベアリングアセンブリに対して、油圧を選択的に付与し、付与される油圧は可変である
ことを特徴とするターボチャージャシステム。
【請求項２】
さらに、エンジン速度センサ、冷却剤温度センサおよびインテークマニホールド圧センサが、前記エンジン上にそれぞれ設置され、動作可能であり、
前記電子制御ユニットは、前記第２のオイル回路の動作を制御し、前記エンジン速度センサ、前記冷却剤温度センサおよび前記インテークマニホールド圧センサから受け取った入力に基づいて、所望のオイル圧を実現する
ことを特徴とする請求項１に記載のターボチャージャシステム。
【請求項３】
前記電子制御ユニットは、
減少させた予備負荷が、低エンジン速度で前記第１、第２のベアリングアセンブリに対して付与され、
増大させた予備負荷が、高エンジン速度で前記第１、第２のベアリングアセンブリに対して付与されるように、前記第２のオイル回路を制御する
ことを特徴とする請求項２に記載のターボチャージャシステム。
【請求項４】
前記第２のオイル回路は、前記第１のオイル回路とは独立に制御される
ことを特徴とする請求項１に記載のターボチャージャシステム。
【請求項５】
前記第１、前記第２のディスク部材の間の前記第１の円筒形スリーブの中心部内に配置され、前記第２の円筒形スリーブを囲むバネを含んでいる
ことを特徴とする請求項１に記載のターボチャージャシステム。
【請求項６】
前記第２のオイル回路には、前記エンジンのオイルパンとは異なるオイル源からオイルが流入する
ことを特徴とする請求項１に記載のターボチャージャシステム。
【請求項７】
さらに、前記第１、前記第２のオイル伝達経路と連携して動作可能なオイル圧センサを備え、
前記電子制御ユニットは、前記オイル圧センサからの入力を受け取り、さらに、前記第２のオイル回路の動作を制御して、前記第１、前記第２のベアリングアセンブリに付与されるオイル圧を調整し、少なくとも前記オイル圧センサから受け取った入力に基づいて、所望の予備負荷を付与する
ことを特徴とする請求項１に記載のターボチャージャシステム。
【請求項８】
内燃機関用のターボチャージャシステムであって、
前記ターボチャージャシステムは、前記内燃機関に結合して動作するターボチャージャ装置を備え、
前記ターボチャージャ装置は、
中央ハウジングの中を貫通するように形成された中空の中央孔、および、前記中央ハウジングの中に形成された第１、第２および第３のオイル伝達経路を有する、延設された中央ハウジングと、
前記延設された中央ハウジングの中央孔を通って延設されたシャフト部を有するタービン部材であって、前記シャフト部の第１の端部に取り付けられた吸気タービンと、前記シャフト部の第２の端部に取り付けられた排気タービンと、を含む前記タービン部材と、
第１のベアリングアセンブリと第２のベアリングアセンブリであって、それぞれが前記タービン部材を動作可能に支持し、前記第１のベアリングアセンブリと前記第２のベアリングアセンブリは互いから軸方向に離れ、前記第１のベアリングアセンブリは前記第１のオイル伝達経路に接続し、前記第２のベアリングアセンブリは前記第２のオイル伝達経路に接続する、前記第１のベアリングアセンブリと前記第２のベアリングアセンブリと、
電子制御ユニットと、
前記第３のオイル伝達経路と接続し、第１の圧力レベルのオイルを前記ターボチャージャ装置に供給するように動作可能な第１のオイル回路と、
前記第１のオイル伝達経路および前記第３のオイル伝達経路のそれぞれと接続し、前記第１の圧力レベルと同じか異なるかのいずれかである第２の圧力レベルのオイルを供給するように動作可能な第２のオイル回路と、
前記内燃機関上に設置された動作可能な複数のセンサと、を備え、
運転中、前記電子制御ユニットは、少なくとも前記内燃機関上に設置された複数の動作可能なセンサから受け取った入力に基づいて、前記第２のオイル回路の動作を制御するように動作可能で、前記第１のベアリングアセンブリと前記第２のベアリングアセンブリの所望の予備負荷を付与する
ことを特徴とするターボチャージャシステム。
【請求項９】
前記複数のセンサは、エンジン速度センサ、冷却剤温度センサおよびインテークマニホールド圧センサである
ことを特徴とする請求項８に記載のターボチャージャシステム。
【請求項１０】
前記電子制御ユニットは、
減少させた予備負荷が、低エンジン速度で前記第１、第２のベアリングアセンブリに対して付与され、
増大させた予備負荷が、高エンジン速度で前記第１、第２のベアリングアセンブリに対して付与されるように、前記第２のオイル回路を制御する
ことを特徴とする請求項９に記載のターボチャージャシステム。
【請求項１１】
前記第２のオイル回路は、前記第１のオイル回路とは分離されている
ことを特徴とする請求項８に記載のターボチャージャシステム。
【請求項１２】
前記第１のオイル回路と前記第２のオイル回路のそれぞれには、前記エンジンのオイルパン内に保管されたオイルが流入する
ことを特徴とする請求項８に記載のターボチャージャシステム。
【請求項１３】
前記第３のオイル伝達経路は、前記第１のオイル伝達経路と第２のオイル伝達経路の間に配置されている
ことを特徴とする請求項８に記載のターボチャージャシステム。
【請求項１４】
さらに、前記第１、前記第２のオイル伝達経路と連携して動作可能なオイル圧センサを備え、
前記電子制御ユニットは、前記オイル圧センサからの入力を受け取り、さらに、前記第２のオイル回路の動作を制御して、前記第１、前記第２のベアリングアセンブリに付与されるオイル圧を調整し、少なくとも前記オイル圧センサから受け取った入力に基づいて、所望の予備負荷を付与する
ことを特徴とする請求項８に記載のターボチャージャシステム。
【請求項１５】
第１のオイル回路と第２のオイル回路を有する内燃機関に結合しているターボチャージャ装置の動作方法であって、
前記ターボチャージャ装置は、一対の軸方向に離れたベアリングアセンブリを有しており、
前記動作方法は、
ａ）内燃機関に取り付けられている複数のセンサから、複数のエンジン運転パラメータを検知し、
ｂ）前記第１のオイル回路から第１の圧力レベルのオイルを前記ターボチャージャ装置に供給し、
ｃ）前記検知されたエンジン運転パラメータに基づいて、前記電子制御ユニットによって前記内燃機関用の前記第２のオイル回路の動作を制御し、
ｄ）前記第２のオイル回路の動作によって、前記一対のベアリングアセンブリに油圧予備負荷を可変に付与し、前記第２のオイル回路からのオイルは、前記第１の圧力レベルと同じか異なるかのいずれかである第２の圧力レベルで供給される
ことを特徴とするターボチャージャ装置の動作方法。
【請求項１６】
前記検知されるエンジン運転パラメータは、エンジン速度、インテークマニホールド圧、エンジン温度、排気背圧を含む
ことを特徴とする請求項１５に記載のターボチャージャ装置の動作方法。
【請求項１７】
前記電子制御ユニットは、
減少させた予備負荷が、低エンジン速度で前記一対のベアリングアセンブリに対して付与され、
増大させた予備負荷が、高エンジン速度で前記一対のベアリングアセンブリに対して付与されるように、前記第２のオイル回路を制御する
ことを特徴とする請求項１６に記載のターボチャージャ装置の動作方法。
【請求項１８】
前記第２のオイル回路は、前記第１のオイル回路とは分離されている
ことを特徴とする請求項１５に記載のターボチャージャ装置の動作方法。
【請求項１９】
前記第１のオイル回路と前記第２のオイル回路のそれぞれには、前記エンジンのオイルパン内に保管されたオイルが流入する
ことを特徴とする請求項１５に記載のターボチャージャ装置の動作方法。
【請求項２０】
前記第２のオイル回路には、前記エンジンのオイルパンとは異なるオイル源からオイルが流入する
ことを特徴とする請求項１５に記載のターボチャージャ装置の動作方法。
【請求項２１】
前記電子制御ユニットは、前記第１、前記第２のオイル伝達経路と連携して動作可能なオイル圧センサからの入力を受け取り、さらに、前記第２のオイル回路の動作を制御して、前記第１、前記第２のベアリングアセンブリに付与されるオイル圧を調整し、少なくとも前記オイル圧センサから受け取った入力に基づいて、所望の予備負荷を付与する
ことを特徴とする請求項１５に記載のターボチャージャ装置の動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願への相互参照）
本出願は、２０１０年１１月１９日に出願された米国仮特許出願第６１／４１５，６４１号に基づいて、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．１１９（ｅ）による優先権を主張する。明細書、特許請求の範囲および図面を含むその参照される優先権書類（前記仮特許出願）の全開示内容は、参照によって本出願に援用される。
【０００２】
本発明は、内燃機関用のターボチャージャに関する。より詳しくは、本発明は、主オイル供給ポンプと、油圧でベアリングに予備負荷を付与するためにターボチャージャ装置のベアリングに対して第１の圧力で圧力調整オイルを選択的に供給するように動作可能な第１のオイル調整回路（油圧は可変）と、ターボチャージャ装置の他の部分に対して第２の圧力で圧力調整オイルを選択的に供給するように動作可能な第２のオイル回路（油圧は可変）と、を備えるターボチャージャ制御システムに関する。本発明は、また、その改良されたターボチャージャを組み込んだエンジンや、それを使う方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ターボチャージャ装置を制御および動作させるための既知のターボチャージャシステムがあり、車両用の内燃機関で広く使われている。ターボチャージャを備えている内燃機関は、一般に、それらが取り付けられる車両の総重量を減少させ、車両の性能を向上させ、そして、燃料効率を上げる。
【０００４】
ターボチャージャ装置のいくつかの例は、米国特許第４，３８７，５７３号の図１と図２において開示されている。ターボチャージャの既知の機能を一般的に議論するために、その図１と図２は、本出願では図６と図７として再現されている。米国特許第４，３８７，５７３の全ての開示は、既知のターボチャージャシステムに関する背景技術情報として、参照によって本明細書に援用される。図６と図７に関して本明細書において使用される参照番号は、米国特許第４，３８７，５７３号において使用される参照番号と異なる。
【０００５】
図６、図７で示すように、内燃機関２００において、エキゾーストマニホールド２０２の中を外側に向かって流れているエンジン排気の一部の流れ方向を変え、そのような流れ方向を変えられた排気流を、ターボ供給パイプ２０４を介してターボチャージャ２０５に供給し、そして、内燃機関２００からそのような排気流が流入することによってターボチャージャ２０５の排気タービンホイール２０６を回すことは、既知である。排気タービンホイール２０６は、接続シャフト２０８を介して、一体回転するために、吸気側タービンホイール２１０に、動作可能に取り付けられる。
【０００６】
燃焼のために流入する吸入空気は、吸気側タービンホイール２１０によって圧縮され、高密度過給空気が生成される。高密度過給空気は、それから、吸気ダクトパイプ２１２を介してエンジンの吸気マニホールドを経由し、内燃機関２００内で燃えるための燃料と混ぜられる。
【０００７】
ターボチャージャについては、多くの異なる設計が知られている。既知のターボチャージャ設計のいくつかの例は、マッカカーンジュニアらの米国特許第４，６５２，２１９号、小松らの米国特許第４，６７６，６６７号、ペレゴの米国特許第４，７８９，２５３号、グレーザーらの米国特許第４，７９８，５２３号、ルースの米国特許第５，７３５，６７６号、および、マッカーナンジュニアの米国特許第７，３７１，０１１号において記述された技術を含む。
【０００８】
他の特許は、内部のベアリングに予備負荷を付与する他の様々な既知の機械に関するものであり、ダンカンの米国特許第５，０５１，００５号、ヒビらの米国特許第５，３８８，９１７号、および、スラッシャーの米国特許第６，０４２，２７３号において記述された技術を含む。
【０００９】
ある条件下において、エンジンオイルを使って油圧でターボチャージャベアリングに予備負荷を付与することが知られているが、既知の設計は、第１のオイル回路によって付与される圧力で供給されるエンジンオイルを使うことに限られていた。そのような既知の設計には欠点がある。なぜなら、既知の設計では、その予備負荷を付与するために、ターボチャージャベアリングに付与される圧力の制御や調整を、独立に、および、選択的に行わないからである。
【００１０】
ターボ付きエンジンがアイドリング状態で比較的低温であるとき、高圧のオイルをターボチャージャベアリングへ供給するのは、必ずしも必要ではない。実際に、ある条件下では、もし、オイルが、アイドリングの間、増大した圧力でターボチャージャベアリングへ供給されると、そのような高圧のオイルは、ターボチャージャの遅れやタイムラグを増やすかもしれず、それによってエンジン性能を悪化させるかもしれない。
【００１１】
また、ターボチャージャの最高性能を達成するために、動作上の要素、例えば、エンジン速度、ターボチャージャ回転速度、エンジン冷却剤温度およびインテークマニホールド圧を考慮して、ベアリングに予備負荷が付与されるのが望ましい。しかし、出願人の理解によれば、従来のターボチャージャ作動システムはそのようなパラメータを考慮に入れていない。
【００１２】
既知の装置は、それらの意図された目的に関するいくつかの有用性を備えている。しかし、ターボチャージャオペレーティングのシステムと方法を改善して、ターボチャージャベアリングの予備負荷を変化させる必要が、その技術分野において存在する。特に、ターボチャージャオペレーティングのシステムと方法を改善して、ターボチャージャベアリングの寿命の延長を促進したり、エンジン性能を向上したりするという必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
したがって、内燃機関をターボチャージ（ターボ過給）するための方法と装置を提供することが、本発明の目的の１つである。その場合、ターボチャージャベアリングアセンブリに付与される油圧は、主エンジンオイル供給とは独立に制御および調整され、ターボチャージャベアリングの油圧の予備負荷付与が選択的に制御され、付与される油圧は可変である。
【００１４】
２つの別々のオイル回路を独立に制御し、ターボチャージャ装置の複数の部分にそれぞれ異なった調整圧力でオイルを供給することは、本発明のもう一つの目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、その第１の特徴による本発明は、電子制御ユニットと、第１の圧力レベルのオイルを供給するように動作可能な第１のオイル供給回路と、前記第１の圧力レベルと異なる第２の圧力レベルのオイルを供給するように動作可能である第２のオイル回路と、ターボチャージャ装置と、を含むターボチャージャシステムを提供する。それぞれのオイル回路の各々の動作は、電子制御ユニットによって独立に制御可能である。ターボチャージャ装置は、中央ハウジングを備える。中央ハウジングは、それを通して形成された中空の中央孔と、内部に形成された第１、第２および第３のオイル経路管を含む。第１、第２のオイル経路管は、第１のオイル回路と連通する。
【００１６】
ターボチャージャ装置は、さらに、中央ハウジングの内部にはめこまれている第１の円筒形スリーブを有する。第１の円筒形スリーブは、第１の端部と、第２の端部と、中心部と、を備える。第１の端部は、内部に形成された第１の座部を有する。第２の端部は、内部に形成された第２の座部を有する。中心部は、第１の端部と第２の端部の間に配置される。また、ターボチャージャ装置は、第１の座部の内部にはめこまれている第１のディスク部材を有する。第１のディスク部材は、その内部を貫通して形成される第１の流体供給通路を有する。第１の流体供給通路は、中央ハウジングの第１のオイル伝達経路と連通していて、第２のオイル回路からオイルが流入するように構成および配置されている。
【００１７】
ターボチャージャ装置は、さらに、第１のディスク部材の隣の第１の座部の内部にはめこまれ、第１の流体供給通路からオイルが流入する第１のベアリングアセンブリを有する。また、ターボチャージャ装置は、第２の座部の内部にはめこまれ、その内部を貫通して形成される第２の流体供給通路を有する第２のディスク部材を備える。第２の流体供給通路は、中央ハウジングの第２のオイル伝達経路と連通していて、第２のオイル回路からオイルが流入するように構成および配置されている。また、ターボチャージャ装置は、第２のディスク部材の隣の第２の座部の内部にはめこまれ、第２の流体供給通路からオイルが流入する第２のベアリングアセンブリを有する。また、ターボチャージャ装置は、第１の円筒形スリーブの内部にはめこまれ、第１の円筒形スリーブと同軸になっている第２の円筒形スリーブを備える。第１、第２のディスク部材は、内部の第２の円筒形スリーブのそれぞれの対応する端部を収容する。
【００１８】
また、ターボチャージャ装置は、中央ハウジングの中央孔と第２の円筒形スリーブを通って延設されたシャフト部を含むタービン部材を備える。ターボチャージャ装置は、さらに、シャフト部の第１の端部に取り付けられた吸気タービンと、シャフト部の第２の端部に取り付けられた排気タービンと、を備える。
【００１９】
任意で、ターボチャージャ装置は、第１、第２のディスク部材の間の第１の円筒形スリーブの中心部内に配置されているとともに、第２の円筒形スリーブを囲むバネを更に含んでもよい。
【００２０】
第１のオイル回路は、電子制御ユニットで動作可能であり、油圧を選択的に第１、第２のベアリングアセンブリに付与し、付与される油圧は可変であり、所望の第１、第２のベアリングアセンブリの予備負荷を付与する。第２のオイル回路は、第１のオイル回路と分離されているか、あるいは、第１のオイル回路から分岐して独立に制御されてもよい。
【００２１】
その第２の特徴による本発明は、第１のオイル回路と第２のオイル回路を有する内燃機関に結合しているターボチャージャ装置の動作方法である。そのターボチャージャ装置の動作方法は、内燃機関に取り付けられている複数のセンサから、複数のエンジン動作パラメータを検知するステップと、第１のオイル回路から第１の圧力レベルのオイルをターボチャージャ装置に供給するステップと、検知されたエンジン運転パラメータに基づいて、電子制御ユニットによって内燃機関用の第２のオイル回路の動作を制御するステップと、第１または第２のオイル回路の動作によって、第１および第２のベアリングアセンブリに油圧予備負荷を可変に付与するステップと、を含む。その場合、第１または第２のオイル回路は、オイルを、第１の圧力レベルと異なる第２の圧力レベルで供給してもよい。
【００２２】
その第３の特徴による本発明は、第２の特徴に加えて、検知されるエンジン運転パラメータが、エンジン速度、ターボチャージャ回転速度、インテークマニホールド圧、エンジン温度、および／または、排気背圧を含むという点で、特徴がある。
【００２３】
本発明のより完全な理解のために、読者は、以下の詳細な説明を、添付の図面とともに参照すればよい。以下の詳細な説明を通して、および、図面内で、同様の数字は、同様の構成を示す。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態によるターボチャージャ動作システムの概略図である。
【図１Ｂ】本発明の第２の実施形態によるターボチャージャ動作システムの概略図である。
【図１Ｃ】本発明の第３の実施形態によるターボチャージャ動作システムの概略図である。
【図２Ａ】ターボチャージャセンブリの内部部分の断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａのターボチャージャセンブリの内部部分の構成要素を示す分解平面図である。
【図２Ｃ】図２Ａのターボチャージャセンブリの内部部分の構成要素を示す分解断面図である。
【図３Ａ】図２Ａ−２Ｃのターボチャージャセンブリ構成要素の端部平面図である。
【図３Ｂ】図２Ａ−２Ｃのターボチャージャセンブリ構成要素の、部分的に断面の斜視図である。
【図４】ターボチャージャセンブリの中核部分である第１の円筒形スリーブの横断面図である。
【図５】内燃機関においてターボチャージャ装置を動作させる方法ステップを示すフローチャートである。
【図６】従来のターボチャージャが取り付けられている従来技術のエンジンの側面図である。
【図７】図６の従来のターボチャージャの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。本発明の理解を助けるのに必要だと思われる構造だけを本明細書中に記述していることを、理解すべきである。他の従来構造や、システムにおける付属構成要素と補助構成要素の従来構造は、当業者によって既に知られ、理解されている。
【００２６】
図１Ａを参照すると、本発明の第１の実施形態によるターボチャージャシステムは、符号２０でその全体を示している。ターボチャージャシステム２０は、内燃機関１００に結合して使用するために提供される。内燃機関１００は、図１では概略的に長方形のボックスとして描写されている。内燃機関１００は、例えば、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン、または、複合型燃料エンジンである。内燃機関１００は、車、輸送トラック、または、海の乗り物で使用可能である。
【００２７】
内燃機関１００は複数のセンサを備えている。これら複数のセンサは、例えば、エンジン速度センサ（ｒｐｍセンサ）１０２、冷却剤温度センサ１０４、ターボチャージャ回転速度センサ１０５、インテークマニホールド圧センサ１０６を含むものでもよい。
【００２８】
ターボチャージャシステム２０は、電子制御ユニット２２、第１の圧力レベルの潤滑オイルを供給するように動作可能な第１のオイル供給回路Ｐ１、および、第２の圧力レベルの潤滑オイルを供給するように動作可能な第２のオイル供給回路Ｐ２を含む。第２の圧力レベルは、運転パラメータの任意の組み合わせにおいて、第１の圧力レベルと同じであるように制御されてもよいし、または、異なるように制御されてもよい。
【００２９】
図１Ａに示されるターボチャージャシステム２０の実施形態において、第１のオイル回路Ｐ１は、内燃機関１００用の第１のオイル回路である。しかし、第１のオイル回路Ｐ１は、エンジンの主オイルポンプによって、エンジンに与えられる圧力とは独立に制御してもよい。
【００３０】
第１のオイル回路Ｐ１、第２のオイル回路Ｐ２の各々の動作は、電子制御ユニット２２によって制御される。ターボチャージャシステム２０には、２つの油圧センサ２４、２６も備えられている。オイル回路内には１つずつのセンサが設けられ、第１のオイル回路Ｐ１内、第２のオイル回路Ｐ２内のそれぞれの油圧を測る。エンジンの運転中、油圧センサ２４、２６からのデータは、電子制御ユニット２２に送信され、電子制御ユニット２２によって連続的に監視される。
【００３１】
ターボチャージャシステム２０は、また、ターボチャージャ装置２５（詳細は後記）を含む。ターボチャージャ装置２５のターボチャージャ中核部分３０は、図１−３に示される。当業者であれば、ターボチャージャ装置が多くのさらなる構成要素を含むことを理解するであろうが、それらは説明のために図面から省略されている。中核部分３０の外側のターボチャージャ装置２５の部分は、外側ハウジングと気流チャンネル（図示せず）を含み、一般に、従来構造である。
【００３２】
図１Ａ、２Ａ−２Ｃを参照すると、ターボチャージャ中核部分３０は、中央ハウジング３２と、タービン部材３５と、を含む。中央ハウジング３２は、その内部に形成され中空の中央孔３４を有する。タービン部材３５は、中央ハウジング３２の中央孔を通って延設されたシャフト３６を有する。タービン部材３５は、また、シャフト３６の第１の端部に取り付けられた吸気タービン（圧縮器）３８と、シャフト３６の第２の端部に取り付けられた排気タービン４０と、を含む。
【００３３】
当業者であれば当然理解できるように、エンジンの運転中、内燃機関１００からの排気ガスは、排気タービン４０を通って排気されることにより、排気タービン４０を回転させる。排気タービン４０は、シャフト３６を介して吸気タービン３８に完全に取り付けられているので、タービン部材３５は、統合ユニットとして一緒に回転する。吸気タービン３８は燃焼のために入って来る空気を圧縮するために配置される。そして、そのような圧縮吸気は、インテークマニホールドを経由して、エンジン内で燃料と混合され、圧縮空気と燃料の混合気を供給する。圧縮空気と燃料の混合気は、自然に吸引されたエンジンと比較して、燃やされて大きなパワーを提供する。
【００３４】
また、図２Ａおよび図３Ｂを参照すると、中央ハウジング３２は、また、中央孔３４に加えて、内部に形成されている第１、第２および第３のオイル伝達経路４２、４４および４６を有しているのが、わかる。第１、第２のオイル伝達経路４２、４４は、互いに離れて設けられていて、第２のオイル回路Ｐ２と連通している。そして、中央に位置する第３のオイル伝達経路４６は、第１のオイル回路Ｐ１によってオイルを供給される。
【００３５】
ターボチャージャ中核部分３０は、さらに、第１の円筒形スリーブ５０（図２Ｂおよび図４）を含む。第１の円筒形スリーブ５０は、中央ハウジング３２の内部にはめこまれている。図４に最もよく示すように、第１の円筒形スリーブ５０は、第１の端部５１と、第２の端部５３と、中心部５５と、を備える。第１の端部５１は、その内部に形成された第１の座部５２を有する。第２の端部５３は、その内部に形成された第２の座部５４を有する。中心部５５は、第１の端部と第２の端部の間に配置されている。示すように、中心部５５は、その側壁を通して形成された主排出開口５６を有している。
【００３６】
ターボチャージャ中核部分３０は、また、それぞれ第１、第２の座部５２、５４内にはめこまれ、第１、第２のディスク部材６０、６２を含む。図２Ａに最もよく表されているように、第１のディスク部材６０は、その内部を貫通するように形成された第１の流体供給通路６４を有している。第１の流体供給通路６４は、中央ハウジングの第１のオイル伝達経路４２と連通している。一方、第１の流体供給通路６４は、第２のオイル回路Ｐ２からオイルが流入するように構成され、配置される。同様に、第２のディスク部材６２は、その内部を貫通するように形成された第２の流体供給通路６６を有している。第２の流体供給通路６６は、中央ハウジング３２の第２のオイル伝達経路４４と連通している。第２の流体供給通路は、また、第２のオイル回路Ｐ２からオイルが流入するように構成され、配置される。
【００３７】
図２から図４で示すように、ターボチャージャ中核部分３０は、また、第１、第２のベアリングアセンブリ５８、５９を含む。第１、第２のベアリングアセンブリ５８、５９は、それぞれ、第１、第２のディスク部材６０、６２の外側で、第１、第２の座部５２、５４内にはめこまれている。第１のベアリングアセンブリ５８は、第１の流体供給通路６４を通して、第１のオイル伝達経路４２からオイルが流入する。同様に、第２のベアリングアセンブリ５９は、第２の流体供給通路６６を通して、第２のオイル伝達経路４４から、オイルが流入する。図示のように、第１、第２のベアリングアセンブリ５８、５９は、互いから軸方向に離れるように、分離されて設置されていることが理解できるであろう。
【００３８】
ターボチャージャ中核部分３０は、また、第１の円筒形スリーブ５０の内部にはめこまれ、第１の円筒形スリーブ５０と同軸になっている第２の円筒形スリーブ６８を含む。そのとき、第１、第２のディスク部材６０、６２の各々は、内部の第２の円筒形スリーブのそれぞれの対応する端部を収容する。
【００３９】
任意で、ターボチャージャ中核部分３０は、また、第１、第２のディスク部材６０、６２の間の第１の円筒形スリーブ５０の中心部５５内に配置され、さらに、第２の円筒形スリーブ６８を囲むバネ７０を含んでいてもよい。バネ７０を用いる場合、バネ７０は、圧縮タイプコイルバネとして提供されればよい。圧縮タイプコイルバネは、ディスク部材６０、６２に外向きの圧力を付与する。
【００４０】
エンジンの運転中、第２のオイル回路Ｐ２は、電子制御ユニット２２によって動作可能であり、第１、第２のベアリングアセンブリ５８、５９に対して、油圧を選択的に付与し、付与される油圧は可変であり、所望の油圧により予備負荷を付与する。電子制御ユニット２２は、エンジン速度センサ１０２、ターボチャージャ回転速度センサ１０５、冷却剤温度センサ１０４およびインテークマニホールド圧センサ１０６を含む内燃機関１００におけるいろいろなセンサから入力を受ける。電子制御ユニット２２は、さらに、第２のオイル回路Ｐ２の動作を制御する際に使われるさらなるデータを提供するために車両内に取り付けられる他のセンサ（例えば排気背圧センサ（図示せず））から、さらなる入力を受けてもよい。
【００４１】
（動作方法）
本発明は、また、第１のオイル回路Ｐ１と第２のオイル回路Ｐ２を有する内燃機関１００に結合しているターボチャージャ装置２５の動作方法に関する。この実施形態での方法は、図５で示すように、内燃機関１００に取り付けられている複数のセンサ２４、２６、１０２、１０４、１０５、１０６から、複数のエンジン運転パラメータを検知するという第１のステップ（ステップ１２０）を含む。検知されるエンジン運転パラメータは、エンジン速度、ターボチャージャ回転速度、インテークマニホールド圧、エンジン温度、油圧および排気背圧を、必要に応じて他の所望のパラメータと同様に、含んでもよい。
【００４２】
また、実施形態での方法は、図５で示すように、第１のオイル回路Ｐ１から第１の圧力レベルのオイルをターボチャージャ装置２５に供給するステップ（ステップ２００）と、検知されたエンジン運転パラメータに基づいて、電子制御ユニット２２によってエンジン用の第２のオイル回路Ｐ２の動作を制御するステップ（ステップ３００）を含む。
【００４３】
実施形態での方法は、また、油圧を第１、第２のベアリングアセンブリ５８に可変に付与し、第２のオイル回路Ｐ２の動作によってその所望の予備負荷を付与するステップ（ステップ４００）を含む。そのとき、第２のオイル回路Ｐ２からのオイルは、第１の圧力レベルと異なる第２の圧力レベルで供給される。しかし、必要であれば、オイル回路Ｐ２からのオイルは、第１の圧力レベルと同じである第２の圧力レベルで供給されてもよい。
【００４４】
（第２の実施形態）
本発明のわずかに変更された第２の実施形態は、図１Ｂで示されている。図１Ｂの実施形態は、通常、ここで特に異なると記載したものを除いて、第１の実施形態で上記されたものと同様である。第２の実施形態において、ベアリングアセンブリ５８、５９に予備負荷を付与する油圧のレベルは、車両内に配置され、車両のドライバまたはオペレータによって手動で操作される手動制御弁２７によって制御される。手動制御弁２７は、第１、第２のオイル回路Ｐ１、Ｐ２の各々に関して独立に制御をしてもよい。また、圧力計またはその表示は、エンジンコンパートメント内に提供され、オイル回路Ｐ１、Ｐ２の各々内の瞬間圧力を示してもよい。
【００４５】
（第３の実施形態）
本発明のわずかに変更された第３の実施形態は、図１Ｃで示されている。図１Ｃの実施形態は、通常、ここで特に異なると記載したものを除いて、第１の実施形態で上記されたものと同様である。第３の実施形態において、第１のオイル回路Ｐ１は、第１、第２のオイル供給回路の各々に、一つのオイル源からオイルを供給する。そして、中央ハウジングの中心オイル通路へ供給される圧力は、分岐点２９の下流に備えられるコンピュータ制御の圧力制御弁２８によってさらに制御されるようにしてもよい。
【００４６】
（本発明の利点）
本発明は、従来のシステムと比較して、第１、第２のベアリングアセンブリに予備負荷を付与するためのオイルが従来よりも少なくて済む点で、有利である。第１、第２のベアリングアセンブリに別々に予備負荷を付与するためにオイル供給が行われてもよい。ベアリングアセンブリに付与される圧力は、独立に、そして、選択的に制御されるので、ベアリングの予備負荷付与についてより良い制御が可能である。また、ベアリングアセンブリの予備負荷付与は、要望通り、低エンジン速度で減少可能である。さらに、ベアリングアセンブリの予備負荷付与は、ターボチャージャの速度の上限が異なる複数の種類の車両（例えば、トラックの８０，０００〜９０，０００ｒｐｍ、車の１５０，０００〜１６０，０００ｒｐｍ）のために、調節可能である。
【００４７】
本発明は、いくつかの特定の実施形態に関してここに記述したが、前記した記述は、実施形態を示すことを目的としており、本発明を限定するものではない。当業者であれば、実施形態の多くの変形例が動作可能になされうることを、理解するであろう。すべてのそのような変形例は、特許請求の範囲内であり、本発明の外延と趣旨の範囲内であることを意図する。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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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２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【国際調査報告】
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