(57)【要約】【課題】排気ガスが供給されて過給を行う主過給機と、主過給機に排気ガスが供給される運転条件に比べて狭い予め定められた所定の運転条件の下で排気ガスが供給されて過給を行う副過給機とを備える過給システムにおいて、副過給機の軸受の局部磨耗が抑制できる過給システムを提供すること。【解決手段】排気ガスが供給されて過給を行う主過給機９２と、主過給機に排気ガスが供給される運転条件に比べて狭い予め定められた所定の運転条件の下で排気ガスが供給されて過給を行う副過給機９３とを備える過給システムであって、副過給機の回転軸９３ｃの軸受９３ｄとしてすべり軸受が用いられ、所定の運転条件以外の運転条件の下において、副過給機により実質的に過給の効果を発生させることなしに副過給機に排気ガスが供給されて、副過給機が回転させられる。【選択図】        図１
2008223689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスが供給されて過給を行う主過給機と、前記主過給機に前記排気ガスが供給される運転条件に比べて狭い予め定められた所定の運転条件の下で前記排気ガスが供給されて過給を行う副過給機とを備える過給システムであって、
前記副過給機の回転軸の軸受としてすべり軸受が用いられ、
前記所定の運転条件以外の運転条件の下において、前記副過給機により実質的に過給の効果を発生させることなしに前記副過給機に前記排気ガスが供給されて、前記副過給機が回転させられる
ことを特徴とする過給システム。
【請求項２】
請求項１記載の過給システムにおいて、
前記所定の運転条件以外の運転条件の下において前記副過給機に供給される前記排気ガスの量は、前記副過給機の回転数を予め定められた所定の回転数とする値に設定される
ことを特徴とする過給システム。
【請求項３】
排気ガスが供給されて過給を行う主過給機と、前記主過給機に前記排気ガスが供給される運転条件に比べて狭い予め定められた所定の運転条件の下で前記排気ガスが供給されて過給を行う副過給機とを備える過給システムであって、
前記副過給機に供給される潤滑油の供給量を制御する供給油量制御手段を備え、
前記所定の運転条件を満たさなくなってから予め定められた所定の期間は、前記供給油量制御手段により前記副過給機に前記潤滑油が供給される
ことを特徴とする過給システム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の過給システムにおいて、
前記副過給機に供給される潤滑油の供給量を制御する供給油量制御手段を備え、
前記供給油量制御手段により前記副過給機に供給される前記潤滑油の供給量は、前記副過給機の回転数に基づいて設定される
ことを特徴とする過給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給システムに関し、特に、排気ガスが供給されて過給を行う主過給機と、主過給機に排気ガスが供給される運転条件に比べて狭い予め定められた所定の運転条件の下で排気ガスが供給されて過給を行う副過給機とを備える過給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の運転性能を向上させるために、内燃機関に過給機が備えられることがある。内燃機関の広い運転領域にわたって効率よく過給を行うこと等を目的として、複数の過給機が内燃機関に設けられることがある。この場合、内燃機関の回転数及び負荷等の運転状況に応じて過給機の運転台数が切替えられる。
【０００３】
例えば、内燃機関に主過給機と副過給機とが設けられた場合に、内燃機関が低回転や部分負荷の運転領域では主過給機のみが運転され、内燃機関が高回転や高負荷の運転領域では、主過給機及び副過給機が共に運転される。これにより、内燃機関において低回転、軽負荷の運転領域から高回転、高負荷の運転領域まで運転状況に応じた過給が行われることができるため、十分な過給効果が得られる。
【０００４】
過給が開始される時などにおける過渡性能を向上させるために、過給機の軸受に転がり軸受（例えばボールベアリング）が用いられることがある。摩擦損失の小さい転がり軸受が用いられることで、過給機の回転数が上昇しやすくなり、過給圧の立ち上がりが速くなるという効果が得られる。
【０００５】
しかしながら、副過給機の軸受に転がり軸受が用いられた場合には、以下に説明するように、軸受において局部磨耗が生じやすいという問題がある。図７は、転がり軸受が用いられた過給機の軸受部の模式図である。
【０００６】
図７において、符号２００は、過給機のシャフトを示す。シャフト２００の軸受２１０は、シャフト２００に設けられた内輪２０１、図示しないホルダーに設けられている外輪２０２、及び内輪２０１と外輪２０２との間に設けられた転動体（例えばボール）２０３を備える。ボール２０３と内輪２０１のレース２０１ａとの間、及びボール２０３と外輪２０２のレース２０２ａとの間は点接触の状態である。シャフト２００が回転するに際し、軸受２１０の摩擦損失が小さいため、過給圧の立ち上がりが速くなる。
【０００７】
副過給機に排気ガスが供給されて運転されるのは、内燃機関が高回転や高負荷の運転領域にある場合である。このため、内燃機関が低回転や部分負荷の運転領域にある場合で、副過給機が停止されているときには、レース（２０１ａ及び２０２ａ）とボール（転動体）２０３の特定の部分同士が接触したままの状態が継続する。転がり軸受においては、転動体２０３とレース（２０１ａ及び２０２ａ）との間の接触面積が小さな値であるため、内燃機関の運転に伴う振動が軸受２１０に伝わることで、接触した特定の部分において、局部磨耗が生じやすい。
【０００８】
特開平６−１０１４９４号公報（特許文献１）には、運転休止時におけるエンジンの振動伝播によるボールベアリングの局部磨耗を防止するシーケンシャルターボ用セカンダリーターボチャージャが開示されている。
【０００９】
上記特許文献１に記載されたシーケンシャルターボ用セカンダリーターボチャージャは、軸受車室を貫通するタービン軸をボールベアリングにて支持するようにしてなり、且つエンジンの運転状況に応じてプライマリーターボチャージャとの併用運転を行うようにしてあるシーケンシャルターボ用セカンダリーターボチャージャにおいて、上記ボールベアリングの各ボールを保持するリテーナの側面部に対しリテーナを回転させる方向に潤滑油を噴射するための潤滑油噴射手段を設けてなることを特徴とする。
【００１０】
ところで、主過給機及び副過給機の軸受には、それぞれ潤滑のための潤滑油が供給される。軸受には、適正な量の潤滑油が供給されることが望ましい。例えば、潤滑油の供給量が不足した場合には、潤滑不足による不具合が生じる虞がある。特に、副過給機は、内燃機関の運転状況に応じて運転及び停止が切替えられるため、必要量に応じて潤滑油が適正に供給されることが必要となる。
【００１１】
特開平６−１０６８８号公報（特許文献２）には、エンジン運転状態により不作動するセカンダリターボ過給機に対し最適に潤滑油供給制御して、オイル洩れ等を防止すると共に適正に潤滑するシーケンシャルターボエンジンのターボ潤滑方法が開示されている。
【００１２】
上記特許文献２に記載されたシーケンシャルターボエンジンのターボ潤滑方法は、エンジン本体の吸、排気系にプライマリターボ過給機とセカンダリターボ過給機を並列的に配置し、シングルターボモードではプライマリターボ過給機のみを作動し、ツインターボモードではプライマリターボ過給機とセカンダリターボ過給機を共に作動するように制御し、更にセカンダリターボ過給機の潤滑油通路に電磁切換弁を設け、セカンダリターボ過給機の作動時にはその軸受部に潤滑油を供給すると共に、セカンダリターボ過給機の不作動時には軸受部への潤滑油供給を遮断、あるいは絞るように電磁切換弁を制御する。
【００１３】
【特許文献１】特開平６−１０１４９４号公報
【特許文献２】特開平６−１０６８８号公報
【特許文献３】特開平５−１２５９５１号公報
【特許文献４】特開平７−２６９７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
排気ガスが供給されて過給を行う主過給機と、主過給機に排気ガスが供給される運転条件に比べて狭い予め定められた所定の運転条件の下で排気ガスが供給されて過給を行う副過給機とを備える過給システムにおいて、副過給機の軸受の局部磨耗が問題となることがある。副過給機の軸受における局部磨耗の抑制について、従来十分な検討がなされていない。
【００１５】
副過給機に潤滑油が供給される場合に、潤滑油の供給が過剰となったり不足したりすることは好ましくない。副過給機への潤滑油の供給を適正に行う方法について、従来十分な検討がなされていない。
【００１６】
本発明の目的は、排気ガスが供給されて過給を行う主過給機と、主過給機に排気ガスが供給される運転条件に比べて狭い予め定められた所定の運転条件の下で排気ガスが供給されて過給を行う副過給機とを備える過給システムにおいて、副過給機の軸受の局部磨耗が抑制できる過給システムを提供することである。
【００１７】
本発明の他の目的は、排気ガスが供給されて過給を行う主過給機と、主過給機に排気ガスが供給される運転条件に比べて狭い予め定められた所定の運転条件の下で排気ガスが供給されて過給を行う副過給機とを備える過給システムにおいて、副過給機へ適正に潤滑油を供給することの可能な過給システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の過給システムは、排気ガスが供給されて過給を行う主過給機と、前記主過給機に前記排気ガスが供給される運転条件に比べて狭い予め定められた所定の運転条件の下で前記排気ガスが供給されて過給を行う副過給機とを備える過給システムであって、前記副過給機の回転軸の軸受としてすべり軸受が用いられ、前記所定の運転条件以外の運転条件の下において、前記副過給機により実質的に過給の効果を発生させることなしに前記副過給機に前記排気ガスが供給されて、前記副過給機が回転させられることを特徴とする。
【００１９】
本発明の過給システムにおいて、前記所定の運転条件以外の運転条件の下において前記副過給機に供給される前記排気ガスの量は、前記副過給機の回転数を予め定められた所定の回転数とする値に設定されることを特徴とする。
【００２０】
本発明の過給システムは、排気ガスが供給されて過給を行う主過給機と、前記主過給機に前記排気ガスが供給される運転条件に比べて狭い予め定められた所定の運転条件の下で前記排気ガスが供給されて過給を行う副過給機とを備える過給システムであって、前記副過給機に供給される潤滑油の供給量を制御する供給油量制御手段を備え、前記所定の運転条件を満たさなくなってから予め定められた所定の期間は、前記供給油量制御手段により前記副過給機に前記潤滑油が供給されることを特徴とする。
【００２１】
本発明の過給システムにおいて、前記副過給機に供給される潤滑油の供給量を制御する供給油量制御手段を備え、前記供給油量制御手段により前記副過給機に供給される前記潤滑油の供給量は、前記副過給機の回転数に基づいて設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の過給システムによれば、排気ガスが供給されて過給を行う主過給機と、主過給機に排気ガスが供給される運転条件に比べて狭い予め定められた所定の運転条件の下で排気ガスが供給されて過給を行う副過給機とを備える過給システムにおいて、副過給機の軸受の局部磨耗が抑制されることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の過給システムの一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２４】
（第１実施形態）
図１から図５を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、排気ガスが供給されて過給を行う主過給機と、主過給機に排気ガスが供給される運転条件に比べて狭い予め定められた所定の運転条件の下で排気ガスが供給されて過給を行う副過給機とを備える過給システムに関する。
【００２５】
本実施形態では、副過給機（図１の符号９３参照）の軸受（図１の符号９３ｄ参照）として、すべり軸受が用いられる。これにより、軸受９３ｄに転がり軸受が用いられる場合に比べて、軸受９３ｄにおける接触面積が大きな値とされる。その結果、軸受９３ｄにおける局部磨耗の発生が抑制される。
【００２６】
また、本実施形態では、副過給機９３による過給が行われない内燃機関の運転領域において、副過給機９３により実質的に過給の効果を発生させることなしに、副過給機９３に排気ガスが供給されて副過給機９３が回転させられる。これにより、内燃機関の運転時に副過給機９３の回転が停止したままとなることが抑制される。よって、軸受９３ｄにおける局部磨耗の発生が抑制される。
【００２７】
また、本実施形態では、副過給機９３に対する過給のための排気ガスの供給が停止されてから予め定められた所定の期間が経過するまでは、副過給機９３の軸受９３ｄにオイル（潤滑油）が供給される。これにより、排気ガスの供給が停止された後で副過給機９３が惰性で回転している状況において、潤滑油の供給量が不足して潤滑不足が生じることが抑制される。
【００２８】
図１は、本実施形態に係る装置の概略構成図である。図１において、符号９１は、６気筒式のエンジン（内燃機関）を示す。エンジン９１は、二つの過給機（主過給機９２、副過給機９３）を備える。主過給機９２は、コンプレッサー９２ａ、タービン９２ｂ、シャフト９２ｃ、及びシャフト９２ｃの軸受９２ｄを有する。コンプレッサー９２ａとタービン９２ｂとは、シャフト９２ｃにより連結されている。主過給機９２の軸受９２ｄとしては、転がり軸受が用いられる。
【００２９】
副過給機９３は、コンプレッサー９３ａ、タービン９３ｂ、シャフト９３ｃ、及びシャフト９３ｃの軸受９３ｄを有する。コンプレッサー９３ａとタービン９３ｂとは、シャフト９３ｃにより連結されている。副過給機９３の軸受９３ｄとしては、すべり軸受が用いられる。軸受９３ｄは、例えば、図２に示すように、フローティングメタル３０２によりシャフト９３ｃを支持するフローティングメタル軸受であることができる。後述するように、軸受９３ｄとしてすべり軸受が用いられることにより、軸受９３ｄにおける局部磨耗の発生が抑制される。副過給機９３には、副過給機９３の回転数を検出する回転数センサ８８が設けられている。
【００３０】
エンジン９１には、吸気管２が接続されている。吸気管２は、分岐部２ｃにおいて第１吸気管２ａと第２吸気管２ｂとに分岐されている。第１吸気管２ａと第２吸気管２ｂとは、合流部２ｄにおいて互いに接続されている。
【００３１】
第１吸気管２ａには、主過給機９２のコンプレッサー９２ａが設けられている。第２吸気管２ｂには、副過給機９３のコンプレッサー９３ａが設けられている。第２吸気管２ｂにおける副過給機９３のコンプレッサー９３ａの設置位置よりも下流側には、第２吸気管２ｂを開閉する吸気切替弁９４が設けられている。第２吸気管２ｂには、副過給機９３のコンプレッサー９３ａをバイパスさせる吸気バイパス管９７が接続されている。吸気バイパス管９７の一端は、第２吸気管２ｂにおけるコンプレッサー９３ａの設置位置よりも上流側に接続されている。吸気バイパス管９７の他端は、第２吸気管２ｂにおけるコンプレッサー９３ａの設置位置と吸気切替弁９４の設置位置との間に接続されている。吸気管２における合流部２ｄよりも下流側には、インタークーラー８０及びスロットル弁８１が設けられている。
【００３２】
エンジン９１には、排気管３（第１排気管３ａ、第２排気管３ｂ）が接続されている。エンジン９１で発生する排気ガスは、第１排気管３ａと第２排気管３ｂとに分けて排出される。第１排気管３ａには、エンジン９１の有する６気筒のうちで所定の３気筒で発生する排気ガスが排出される。第２排気管３ｂには、上記所定の３気筒以外の気筒で発生する排気ガスが排出される。第１排気管３ａと第２排気管３ｂとは、合流部３ｃにおいて互いに接続されている。
【００３３】
第１排気管３ａには、主過給機９２のタービン９２ｂが設けられている。第１排気管３ａを流れる排気ガスのエネルギーにより、主過給機９２のタービン９２ｂが回転される。タービン９２ｂの回転に伴ってコンプレッサー９２ａが回転し、第１吸気管２ａの吸気が圧縮されてエンジン９１に供給される。
【００３４】
第２排気管３ｂには、副過給機９３のタービン９３ｂが設けられている。第２排気管３ｂを流れる排気ガスのエネルギーにより、副過給機９３のタービン９３ｂが回転される。タービン９３ｂの回転に伴ってコンプレッサー９３ａが回転し、第２吸気管２ｂの吸気が圧縮されてエンジン９１に供給される。
【００３５】
第１排気管３ａ及び第２排気管３ｂには、両者を連通させる連通管６が接続されている。連通管６の一端は、第１排気管３ａにおける主過給機９２のタービン９２ｂの設置位置よりも上流側の部分に接続されている。連通管６の他端は、第２排気管３ｂにおける副過給機９３のタービン９３ｂの設置位置よりも上流側の部分に接続されている。
【００３６】
第２排気管３ｂにおけるタービン９３ｂの設置位置よりも下流側には、第２排気管３ｂを開閉する排気切替弁９５が設けられている。第１排気管３ａ及び第２排気管３ｂには、両者を連通させる排気バイパス管４が接続されている。排気バイパス管４の一端は、第１排気管３ａにおける主過給機９２のタービン９２ｂの設置位置よりも下流側の部分に接続されている。排気バイパス管４の他端は、第２排気管３ｂにおける副過給機９３のタービン９３ｂの設置位置と排気切替弁９５の設置位置との間に接続されている。排気バイパス管４には、排気バイパス管４を開閉する排気バイパス弁９８が設けられている。
【００３７】
エンジン９１には、オイルポンプ８２が設けられている。オイルポンプ８２には、オイル供給通路８３が接続されている。オイルポンプ８２から吐出されるオイルは、オイル供給通路８３を介して主過給機９２及び副過給機９３に供給される。オイル供給通路８３には、オイルクーラ８４及びオイルフィルタ８５が設けられている。オイル供給通路８３は、オイルフィルタ８５の設置位置よりも下流側の分岐部８３ｃにおいて、第１オイル供給通路８３ａと第２オイル供給通路８３ｂとに分岐されている。第１オイル供給通路８３ａは、主過給機９２の軸受９２ｄに接続されている。第２オイル供給通路８３ｂは、副過給機９３の軸受９３ｄに接続されている。第２オイル供給通路８３ｂには、副過給機９３に供給されるオイルの量を制御するオイル制御弁８６が設けられている。オイル制御弁８６の開度により、副過給機９３に供給されるオイルの量が制御される。
【００３８】
エンジン９１が搭載された車両（図示せず）には、車両各部を制御するＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）を有する車両制御部２０が設けられている。回転数センサ８８は、車両制御部２０に接続されており、副過給機９３の回転数を示す信号が車両制御部２０に入力される。吸気切替弁９４、吸気バイパス弁９６、及びオイル制御弁８６は、車両制御部２０に接続されており、それぞれ車両制御部２０により制御される。排気切替弁９５及び排気バイパス弁９８は、車両制御部２０に接続されており、それぞれ車両制御部２０により制御される。また、排気切替弁９５及び排気バイパス弁９８の開閉状態を示す信号が、車両制御部２０に入力される。
【００３９】
図３は、主過給機９２及び副過給機９３の運転領域マップを示す図である。主過給機９２及び副過給機９３の運転領域は、エンジン９１の回転数及びトルクに基づいて設定される。図３において符号Ｒ１は、主過給機９２が運転されて過給を行う一方で副過給機９３による過給が停止される領域（以下、シングルターボ運転領域とする）を示す。本実施形態では、シングルターボ運転領域Ｒ１において、副過給機９３の軸受９３ｄにおける局部磨耗を抑制するために、副過給機９３により実質的に過給の効果を発生させることなしに、副過給機９３に少量の排気ガスを供給して副過給機９３を回転させる制御（以下、局部磨耗抑制制御とする）が行われる。
【００４０】
符号Ｒ３は、主過給機９２及び副過給機９３が共に運転されて過給を行う領域（以下、ツインターボ運転領域とする）を示す。符号Ｒ２は、シングルターボ運転領域Ｒ１からツインターボ運転領域Ｒ３へ移行する際に、副過給機９３を助走回転させる領域（以下、助走領域とする）を示す。ここで、助走回転とは、副過給機９３の運転（過給）が開始される前に副過給機９３の回転数を予め高めておく操作のことである。
【００４１】
助走領域Ｒ２においては、副過給機９３に排気ガスが供給される。この場合の排気ガスの供給量は、例えばツインターボ運転領域Ｒ３において供給される排気ガスの供給量に比べて小さな値とされる。ツインターボ運転領域Ｒ３へ移行する前に予備的に副過給機９３の回転が高められることで、シングルターボ運転領域Ｒ１からツインターボ運転領域Ｒ３への切替えが円滑に行われる。なお、後述するように、助走領域Ｒ２においては、吸気切替弁９４は閉じた状態とされるため、副過給機９３による過給は行われない。
【００４２】
ここで、各領域（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）における動作について説明する。
【００４３】
まず、ツインターボ運転領域Ｒ３では、吸気切替弁９４及び排気切替弁９５がそれぞれ全開とされると共に、吸気バイパス弁９６が閉じられる。これにより、主過給機９２のタービン９２ｂ、及び副過給機９３のタービン９３ｂに共に排気ガスが供給される。主過給機９２及び副過給機９３が運転されることで、高い過給圧が得られる。
【００４４】
助走領域Ｒ２では、吸気切替弁９４及び排気切替弁９５が閉じられると共に、排気バイパス弁９８が中間開度に制御（小開制御）される。さらに、吸気バイパス弁９６が閉じられる。これにより、副過給機９３のタービン９３ｂに排気ガスが供給されて副過給機９３の助走回転が行われる。吸気切替弁９４が閉じられているため、助走領域Ｒ２では、副過給機９３により圧縮される吸気はエンジン９１に供給されない。
【００４５】
シングルターボ運転領域Ｒ１において、通常一般の制御においては、主過給機９２に排気ガスが供給される一方、副過給機９３には排気ガスが供給されない。例えば、吸気切替弁９４、排気切替弁９５、及び排気バイパス弁９８が全て全閉とされる。この場合、副過給機９３のタービン９３ｂに排気ガスが供給されないため、副過給機９３が停止状態となる。その結果、図７を参照して前述したように、副過給機９３の軸受９３ｄにおいて局部磨耗が発生しやすくなってしまう。
【００４６】
そこで、本実施形態では、局部磨耗抑制制御が行われる。局部磨耗抑制制御では、シングルターボ運転領域Ｒ１において、副過給機９３に所定量の排気ガスが供給されて、副過給機９３が回転される。副過給機９３の軸受９３ｄにおいて特定の箇所がシャフト９３ｃと接触した状態で停止されることが抑制される。これにより、局部磨耗の発生が好適に抑制される。
【００４７】
次に、図４及び図５を参照して本実施形態の動作について説明する。図４は、本実施形態の動作を示すフローチャートである。図４には、主としてシングルターボ運転領域Ｒ１における動作が示されている。
【００４８】
まず、ステップＳ１０では、車両制御部２０により、排気切替弁９５が閉じられた（全閉）状態であるか否かが判定される。ステップＳ１０及び次のステップＳ２０では、副過給機９３に排気ガスが供給されていない状態（シングルターボ運転領域Ｒ１における各弁の開閉状態）であるか否かの判定が行われる。ステップＳ１０の判定の結果、排気切替弁９５が閉じられた状態であると判定された場合（ステップＳ１０肯定）には、ステップＳ２０へ進む。一方、排気切替弁９５が閉じられた状態であると判定されなかった場合（ステップＳ１０否定）には、ステップＳ８０へ進む。
【００４９】
ステップＳ２０では、車両制御部２０により、排気バイパス弁９８が閉じられた（全閉）状態であるか否かが判定される。ステップＳ２０の判定の結果、排気バイパス弁９８が閉じられた状態であると判定された場合（ステップＳ２０肯定）には、ステップＳ３０へ進む。一方、排気バイパス弁９８が閉じられた状態であると判定されなかった場合（ステップＳ２０否定）には、ステップＳ８０へ進む。
【００５０】
ステップＳ３０では、車両制御部２０により、副過給機９３の回転数Ｎｔが０であるか否かが判定される。副過給機９３の回転数Ｎｔが０である場合（ステップＳ３０肯定）には、停止状態の副過給機９３を回転させることで軸受９３ｄの局部磨耗を抑制するための局部磨耗抑制制御（ステップＳ４０、Ｓ５０）へ進む。副過給機９３が回転中である場合（ステップＳ３０否定）には、惰性回転中の副過給機９３の軸受９３ｄに十分な量のオイルを供給してオイル不足を抑制する制御（ステップＳ７０、Ｓ８０）へ進む。
【００５１】
ステップＳ３０の判定の結果、副過給機９３の回転数Ｎｔが０であると判定された場合（ステップＳ３０肯定）には、ステップＳ４０へ進む。一方、副過給機９３の回転数Ｎｔが０であると判定されなかった場合（ステップＳ３０否定）には、ステップＳ７０へ進む。
【００５２】
ステップＳ４０では、車両制御部２０により、排気バイパス弁９８が開かれる。ステップＳ４０では、後述するように、副過給機９３の回転数Ｎｔが所定の回転数となるように、排気バイパス弁９８の開度が調節される。排気バイパス弁９８が開かれることにより、副過給機９３のタービン９３ｂに排気ガスが供給される。これにより、副過給機９３の局部磨耗抑制制御が実現される。局部磨耗抑制制御においては、吸気切替弁９４が閉じられる。吸気切替弁９４が閉じられていることにより、副過給機９３により実質的に過給の効果を発生させることなしに、副過給機９３が回転させられることができる。本実施形態では、シングルターボ運転領域Ｒ１における副過給機９３の回転数Ｎｔの上限値（以下、上限回転数Ｎｔ１とする）は、エンジン９１のアイドル運転時における主過給機９２の回転数よりも小さな値に設定される。
【００５３】
上限回転数Ｎｔ１の値は、例えば、副過給機９３の最高回転数の０．５〜１．０％の値に設定されることができる。上限回転数Ｎｔ１の最高回転数に対する割合は、副過給機９３の設定（特性）に応じて決定される。例えば、小容量の副過給機９３など高回転型の設定がなされた副過給機９３においては、最高回転数が大きな値となる。この場合、局部磨耗抑制制御における副過給機９３の回転数が高くなりすぎないように、上限回転数Ｎｔ１の最高回転数に対する割合は小さな値（例えば０．５％）に設定される。一方、大容量の副過給機９３など低回転型の設定がなされた副過給機９３においては、上限回転数Ｎｔ１の最高回転数に対する割合は大きな値（例えば１．０％）に設定される。なお、上限回転数Ｎｔ１は、最高回転数に対する割合で設定される方法に代えて、副過給機９３の設定(特性)によらず、一定の値に設定されることができる。ステップＳ４０で排気バイパス弁９８が開かれると、ステップＳ５０へ進む。
【００５４】
ステップＳ５０では、車両制御部２０により、副過給機９３の回転数Ｎｔが０と上限回転数Ｎｔ１との間の値となっているか否かが判定される。図４の例では、上限回転数Ｎｔ１は、１，０００ｒｐｍに設定されている。ステップＳ５０の判定の結果、副過給機９３の回転数Ｎｔが０と上限回転数Ｎｔ１との間の値であると判定された場合（ステップＳ５０肯定）には、ステップＳ６０へ進む。一方、副過給機９３の回転数Ｎｔが０と上限回転数Ｎｔ１との間の値であると判定されなかった場合（ステップＳ５０否定）には、ステップＳ４０へ進み、排気バイパス弁９８の開度が調節される。
【００５５】
ステップＳ６０では、車両制御部２０により、オイル制御弁８６の開度が調節される。ステップＳ６０では、副過給機９３へ供給されるオイル量が制御される。オイル制御弁８６の開度は、予め車両制御部２０に記憶されたオイル制御弁８６の開度マップ（図５）を参照して求められる。
【００５６】
図５において、符号１００は、オイル制御弁８６の開度を示す。オイル制御弁８６の開度１００は、副過給機９３の回転数Ｎｔの最高回転数に対する割合に基づいて設定されている。図５に示すように、副過給機９３の回転数Ｎｔが大きくなるほど、オイル制御弁８６の開度１００は大きな値として設定される。図５の例では、副過給機９３の回転数Ｎｔの最高回転数に対する割合が０．５〜１．０％の値である場合（副過給機９３の回転数Ｎｔが上限回転数Ｎｔ１である場合）には、オイル制御弁８６の開度が５０％に設定される。ステップＳ６０でオイル制御弁８６の開度が制御されると、本制御フローはリターンされる。
【００５７】
ステップＳ３０で否定判定がなされてステップＳ７０へ進んだ場合、ステップＳ７０では、車両制御部２０により、排気切替弁９５及び排気バイパス弁９８が共に閉じてからの経過時間が、予め定められた所定時間（所定の期間）よりも大きな値であるか否かが判定される。ステップＳ７０では、副過給機９３による過給が停止された直後の、軸受９３ｄが潤滑用のオイルを多く必要とする状態であるか否かが判定される。
【００５８】
排気切替弁９５及び排気バイパス弁９８が共に閉じられて排気ガスが供給されない状態（ステップＳ１０肯定及びステップＳ２０肯定）となってからも、副過給機９３は慣性により回転し続ける。特に、排気ガスの供給停止からしばらくの間は、副過給機９３は高速で回転した状態となる。この場合に、オイルの供給が停止されたり、十分な量のオイルが供給されなかったりした場合、副過給機９３の軸受９３ｄにおいて潤滑不足となってしまう。そこで、本実施形態では、排気ガスが供給されなくなってからも、副過給機９３において十分な量のオイルが必要とされる間（上記所定時間）は、オイル制御弁８６が開かれて副過給機９３にオイルが供給される。上記所定時間は、例えば、６０秒に設定されることができる。
【００５９】
ステップＳ７０の判定の結果、排気切替弁９５及び排気バイパス弁９８が共に閉じてからの経過時間が、予め定められた所定時間よりも大きな値であると判定された場合（ステップＳ７０肯定）には、ステップＳ６０へ進む。一方、排気切替弁９５及び排気バイパス弁９８が共に閉じてからの経過時間が、予め定められた所定時間よりも大きな値であると判定されなかった場合（ステップＳ７０否定）には、ステップＳ８０へ進む。
【００６０】
ステップＳ８０では、オイル制御弁８６の開度が１００％（全開）に設定される。ステップＳ８０が実行されると、本制御フローはリターンされる。
【００６１】
本実施形態によれば、副過給機９３の軸受９３ｄとしてすべり軸受が用いられる。これにより、転がり軸受に比べて軸受９３ｄにおける接触面積が大きな値となる。よって、軸受９３ｄにおいて局部磨耗が発生することが抑制される。
【００６２】
また、本実施形態では、停止している（ステップＳ３０肯定）副過給機９３に対して、局部磨耗抑制制御（ステップＳ４０、Ｓ５０）が行われる。これにより、副過給機９３の軸受９３ｄにおいて、特定の箇所が接触したまま回転が停止した状態となることが抑制される。よって、軸受９３ｄにおいて局部磨耗が発生することが抑制される。
【００６３】
局部磨耗抑制制御において、副過給機９３の回転数は、上限回転数Ｎｔ１よりも小さな回転数に設定される。上限回転数Ｎｔ１は、例えば、エンジン９１のアイドル運転時における主過給機９２の回転数よりも十分に小さな回転数に設定される。このため、エンジン９１から排出される排気ガスの総量において、副過給機９３を回転させるために消費される排気ガスの量はわずかな割合とすることが可能である。この場合、主過給機９２に供給される排気ガスの量の減少分はわずかとなるため、主過給機９２の回転数をほとんど落とさずに、局部磨耗抑制制御が行われることができる。
【００６４】
本実施形態では、副過給機９３に対する過給のための排気ガスの供給が停止されて（ステップＳ１０肯定及びステップＳ２０肯定）から、予め定められた所定時間が経過するまでの間（ステップＳ７０否定）は、副過給機９３の軸受９３ｄに供給されるオイルの量が最大とされる（ステップＳ８０）。これにより、副過給機９３の惰性回転が高速回転である間はオイルが十分に供給される。潤滑不足の発生が抑制されることで、副過給機９３の劣化が抑制される。
【００６５】
また、本実施形態では、副過給機９３の回転数に応じて副過給機９３の軸受９３ｄに供給されるオイルの量（オイル制御弁８６の開度）が設定される（ステップＳ６０）。副過給機９３が高回転で運転されているときには多くのオイルが供給されると共に、副過給機９３が低回転で運転されているときにはオイルの供給量が低減される。例えば、副過給機９３の回転数が低回転であるときに必要量を超えるオイルが供給されることが抑制される。これにより、副過給機９３におけるオイル漏れの発生が抑制される。
【００６６】
主過給機９２の軸受９２ｄは、転がり軸受とされている。このため、軸受９２ｄがすべり軸受とされた場合に比べて、回転数が速やかに上昇して過給圧の立ち上がりが速くなる。よって、発進時等におけるシングルターボ運転領域Ｒ１において、良好な過渡性能が得られる。一方で副過給機９３の軸受９３ｄはすべり軸受とされているため、回転数の立ち上がりは主過給機９２に比べて遅くなる。このため、ツインターボ運転領域Ｒ３における過渡性能の低下が考えられる。しかしながら、本実施形態では、シングルターボ運転領域Ｒ１からツインターボ運転領域Ｒ３へ移行する際に、助走領域Ｒ２が設けられている。助走領域Ｒ２においては、排気ガス量が十分にあるため、副過給機９３の回転数を十分に高めておくことが可能である。従って、ツインターボ運転領域Ｒ３における過渡レスポンスの悪化が抑制されると共に、主過給機９２のみが運転されている状態から主過給機９２及び副過給機９３が運転される状態への円滑な切替えが支障なく行われる。
【００６７】
（第１実施形態の第１変形例）
第１実施形態の第１変形例について説明する。
【００６８】
上記第１実施形態では、副過給機９３への排気ガスの供給が停止されてから予め定められた所定時間が経過するまでの間は、副過給機９３に最大量のオイルが供給された。本変形例では、これに代えて、排気ガスの供給停止後における副過給機９３に対するオイルの供給量が、副過給機９３の回転数に基づいて設定される。
【００６９】
上記第１実施形態では、副過給機９３の回転数Ｎｔが０でない場合（ステップＳ３０否定）に、排気切替弁９５及び排気バイパス弁９８が共に閉じてからの経過時間が、予め定められた所定時間よりも大きな値であるか否かが判定された（ステップＳ７０）。本変形例では、ステップＳ３０で否定判定が行われた場合に、ステップＳ７０の判定が省略されて、そのままステップＳ６０へ進む。
【００７０】
ステップＳ６０では、車両制御部２０により、副過給機９３の回転数に応じてオイル制御弁８６の開度が設定される。オイル制御弁８６の開度は、図５に示すオイル制御弁８６の開度マップが参照されて求められる。これにより、副過給機９３の回転数が高回転である間はオイル制御弁８６の開度が１００％（全開）に設定される。副過給機９３の回転数が低下すると、回転数の低下に連れてオイル制御弁８６の開度が小さな値として設定される。
【００７１】
（第２実施形態）
図６を参照して、第２実施形態ついて説明する。第２実施形態については、上記第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。
【００７２】
上記第１実施形態では、回転数センサ８８により副過給機９３の回転数が検出されたが、本実施形態では、回転数センサ８８は設けられない。
【００７３】
図６は、本変形例の動作を示すフローチャートである。
【００７４】
まず、ステップＳ１１０では、車両制御部２０により、排気切替弁９５が閉じられた（全閉）状態であるか否かが判定される。ステップＳ１１０の判定の結果、排気切替弁９５が閉じられた状態であると判定された場合（ステップＳ１１０肯定）には、ステップＳ１２０へ進む。一方、排気切替弁９５が閉じられた状態であると判定されなかった場合（ステップＳ１１０否定）には、ステップＳ１６０へ進む。
【００７５】
ステップＳ１２０では、車両制御部２０により、排気バイパス弁９８が閉じられた（全閉）状態であるか否かが判定される。ステップＳ１２０の判定の結果、排気バイパス弁９８が閉じられた状態であると判定された場合（ステップＳ１２０肯定）には、ステップＳ１３０へ進む。一方、排気バイパス弁９８が閉じられた状態であると判定されなかった場合（ステップＳ１２０否定）には、ステップＳ１６０へ進む。
【００７６】
ステップＳ１３０では、車両制御部２０により、排気切替弁９５及び排気バイパス弁９８が共に閉じてからの経過時間が、予め定められた所定時間よりも大きな値であるか否かが判定される。ステップＳ１３０では、副過給機９３に排気ガスが供給されなくなってから十分な時間が経過して副過給機の回転数が小さな値となった状態（ステップＳ１３０肯定）か、まだ副過給機９３の回転数が大きな値で十分にオイルを供給する必要がある状態（ステップＳ１３０否定）かの判定が行われる。上記所定時間は、例えば６０秒に設定されることができる。
【００７７】
ステップＳ１３０の判定の結果、排気切替弁９５及び排気バイパス弁９８が共に閉じてからの経過時間が、予め定められた所定時間よりも大きな値であると判定された場合（ステップＳ１３０肯定）には、ステップＳ１４０へ進む。一方、排気切替弁９５及び排気バイパス弁９８が共に閉じてからの経過時間が、予め定められた所定時間よりも大きな値であると判定されなかった場合（ステップＳ１３０否定）には、ステップＳ１６０へ進む。
【００７８】
ステップＳ１４０では、車両制御部２０により、排気バイパス弁９８が開かれる。ステップＳ１４０において、排気バイパス弁９８の開度は、予め定められた所定の開度に設定される。上記所定の開度は、例えば、実験の結果に基づいて設定されることができる。この場合、上記所定の開度は、例えば、副過給機９３の回転数Ｎｔが、０よりも大きく予め定められた上限回転数Ｎｔ２よりも小さな値となる開度に設定される。上限回転数Ｎｔ２は、上記第１実施形態における上限回転数Ｎｔ１と同じ値であることができる。排気バイパス弁９８の開度が設定されると、ステップＳ１５０へ進む。
【００７９】
ステップＳ１５０では、車両制御部２０により、オイル制御弁８６が開かれる。ステップＳ１５０において、オイル制御弁８６の開度は、予め定められた所定値に設定される。上記所定値は、例えば、実験の結果に基づいて設定されることができる。この場合、上記所定値は、排気バイパス弁９８が上記所定の開度に設定された場合の副過給機９３の回転数Ｎｔに基づいて、必要とされるオイル量が副過給機９３に供給される値に設定される。オイル制御弁８６の開度が設定されると、本制御フローはリターンされる。
【００８０】
ステップＳ１６０では、車両制御部２０により、オイル制御弁８６の開度が１００％（全開）に設定される。オイル制御弁８６の開度が設定されると、本制御フローはリターンされる。
【００８１】
本実施形態によれば、回転数センサ８８を設けることなく、簡易な構成で副過給機９３の局部磨耗を抑制する回転制御、及び副過給機９３における潤滑不足やオイル漏れを抑制するオイル供給量の制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の過給システムの第１実施形態に係る装置の概略構成図である。
【図２】本発明の過給システムの第１実施形態に係る装置における副過給機の軸受の一例を示す図である。
【図３】本発明の過給システムの第１実施形態における過給機の運転領域マップを示す図である。
【図４】本発明の過給システムの第１実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の過給システムの第１実施形態におけるオイル制御弁の開度マップを示す図である。
【図６】本発明の過給システムの第２実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図７】転がり軸受の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００８３】
２  吸気管
２ａ  第１吸気管
２ｂ  第２吸気管
２ｃ  分岐部
２ｄ  合流部
３  排気管
３ａ  第１排気管
３ｂ  第２排気管
３ｃ  合流部
４  排気バイパス管
６  連通管
２０  車両制御部
８０  インタークーラー
８１  スロットル弁
８２  オイルポンプ
８３  オイル供給通路
８４  オイルクーラ
８５  オイルフィルタ
８６  オイル制御弁
８８  回転数センサ
９１  エンジン
９２  主過給機
９２ａ  コンプレッサー
９２ｂ  タービン
９２ｃ  シャフト
９２ｄ  軸受
９３  副過給機
９３ａ  コンプレッサー
９３ｂ  タービン
９３ｃ  シャフト
９３ｄ  軸受
９４  吸気切替弁
９５  排気切替弁
９６  吸気バイパス弁
９７  吸気バイパス管
９８  排気バイパス弁
２００  シャフト
２０１  内輪
２０１ａ  レース
２０２  外輪
２０２ａ  レース
２０３  ボール
２１０  軸受
３０２  フローティングメタル
Ｒ１  シングルターボ運転領域
Ｒ２  助走領域
Ｒ３  ツインターボ運転領域
【図１】
2008223689.tif 000003
【図２】
2008223689.tif 000004
【図３】
2008223689.tif 000005
【図４】
2008223689.tif 000006
【図５】
2008223689.tif 000007
【図６】
2008223689.tif 000008
【図７】
2008223689.tif 000009