(57)【要約】【課題】冷却要求に応じて速やかに冷却性能を向上させる。【解決手段】ＥＣＵは、検知されたステータ温度ＴがＴｃ以上であると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、調整弁（１）が閉状態になるように制御し、調整弁（２）が開状態になるように制御するステップ（Ｓ１０２）と、ステータ温度がＴｃよりも小さいと（Ｓ１００にてＮＯ）、調整弁（１）が開状態になるように制御し、調整弁（２）が閉状態になるように制御するステップ（Ｓ１０４）とを含む、プログラムを実行する。【選択図】図２
2007120383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出される排気ガスによってタービンホイールが駆動されるタービンと、
前記タービンホイールの駆動力により、同軸に設けられるコンプレッサホイールが駆動することによって、前記内燃機関に吸入される空気を圧縮するコンプレッサと、
前記タービンホイールと前記コンプレッサホイールとを連結する軸が貫通し、内部に中空部が設けられる中空形状のハウジングと、
前記コンプレッサに吸入される空気の流量を調整する調整弁と、
前記中空部および前記コンプレッサと前記調整弁との間を接続する接続通路と、
前記調整弁を制御するための制御手段とを含む、ターボチャージャ。
【請求項２】
前記中空部は、前記接続通路との接続個所を除き、前記ハウジングの外部と遮断される、請求項１に記載のターボチャージャ。
【請求項３】
前記中空部には、前記ハウジングの外部に連通する開口部が設けられる、請求項１に記載のターボチャージャ。
【請求項４】
前記ターボチャージャは、前記ハウジングの温度を検知するための検知手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記検知された温度が予め定められた温度以上であると、流量が減少するように前記調整弁を制御するための手段を含む、請求項１〜３のいずれかに記載のターボチャージャ。
【請求項５】
前記ターボチャージャは、
前記調整弁の位置よりも上流の入口通路と前記コンプレッサの出口よりも下流の出口通路とを接続するバイパス通路と、
前記バイパス通路の途中に設けられ、前記バイパス通路を流通する空気の流量を調整する流量調整弁と、
前記流量調整弁を制御するための流量制御手段とをさらに含み、
前記流量制御手段は、前記調整弁による流量の減少に応じて流量が増加するように前記流量調整弁を制御するための手段を含む、請求項４に記載のターボチャージャ。
【請求項６】
前記ターボチャージャは、前記ハウジングの内部に設けられ、電力の供給を受けて、前記コンプレッサホイールを回転させる回転電機をさらに含む、請求項５に記載のターボチャージャ。
【請求項７】
前記ターボチャージャは、
前記ハウジングの内部に設けられ、電力の供給を受けて、前記コンプレッサホイールを回転させる回転電機と、
前記回転電機を制御するための回転電機制御手段とをさらに含み、
前記制御手段は、前記内燃機関の停止時に、前記回転電機制御手段により前記回転電機を駆動させるとともに、流量が減少するように前記調整弁を制御するための手段を含む、請求項１〜３のいずれかに記載のターボチャージャ。
【請求項８】
前記ターボチャージャは、前記タービンの温度を検知するための温度検知手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記内燃機関の停止時に加えて、前記タービンの温度が予め定められた温度以上であると、前記回転電機を駆動させるとともに、流量が減少するように前記調整弁を制御するための手段を含む、請求項７に記載のターボチャージャ。
【請求項９】
前記ターボチャージャは、
前記調整弁の位置よりも上流の入口通路と前記コンプレッサの出口よりも下流の出口通路とを接続するバイパス通路と、
前記バイパス通路の途中に設けられ、前記バイパス通路を流通する空気の流量を調整する第１の流量調整弁と、
前記出口通路の、前記バイパス通路と接続する位置よりも下流に設けられ、前記出口通路を流通する空気の流量を調整する第２の流量調整弁と、
前記第１の流量調整弁と前記第２の流量調整弁とを制御するための流量制御手段とをさらに含み、
前記流量制御手段は、
前記調整弁による流量の減少に応じて流量が増加するように前記第１の流量調整弁を制御するための手段と、
前記調整弁による流量の減少に応じて流量が減少するように前記第２の流量調整弁を制御するための手段とを含む、請求項７または８に記載のターボチャージャ。
【請求項１０】
前記ハウジングは、前記タービンホイールと前記コンプレッサホイールとを連結する軸を回転自在に支持する、請求項１〜９のいずれかに記載のターボチャージャ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボチャージャに関し、特に、冷却要求に応じてターボチャージャの冷却性能を速やかに向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用内燃機関には自然吸気式エンジンと過給式エンジンとがある。過給機構としては、一般にターボチャージャと呼ばれる排気タービン駆動式のものと、一般にスーパチャージャと呼ばれる機械駆動式のものとが実用化されている。ターボチャージャは、排気ガスのエネルギでタービンを回転させ、それと直結したコンプレッサで吸入空気を圧縮してエンジンに供給するものである。
【０００３】
内燃機関の低回転域においては、排気エネルギが小さいことから、電動機によりコンプレッサを回転させることにより、低回転域の過給圧を強制的に上昇させるターボチャージャが公知である。このようなターボチャージャにおいては、電動機が排気ガスなどの高温に曝されるため、温度上昇により電動機の効率が低下するという問題がある。
【０００４】
このような問題点に鑑みて、特開２００５−１２７３０７号公報（特許文献１）は、電動機付ターボチャージャにおける電動機の冷却を簡便に行え、電動機の効率低下を防止することのできるターボチャージャを開示する。このターボチャージャは、内燃機関の吸気通路上に設けられたターボチャージャのコンプレッサホイールを回転駆動させ得る電動機と、電動機を内蔵するハウジングと、ハウジング内に冷却用気体流を導入する導入路とを備える。導入路の一端がハウジングに接続されるとともに、他端が吸気通路上に配設されたエアクリーナの下流側近傍に接続されている。
【０００５】
上述した公報に開示されたターボチャージャによると、吸気通路上のエアクリーナ下流近傍の吸入空気を電動機のハウジング内に導入して電動機を冷却するため、異物による電動機への悪影響（異物堆積による効率低下など）を防止することができる。また、エアクリーナの下流側近傍の温度の低い吸入空気を用いて電動機を冷却するため、冷却効果が高い。
【特許文献１】特開２００５−１２７３０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した公報に開示されたターボチャージャにおいては、冷却が要求されたときに、速やかに冷却性能を向上させることができないという問題がある。これは、冷却空気の流量がコンプレッサの流速に応じたものであるからである。コンプレッサ回転数を上昇させるためには、タービン回転数を上昇させる必要がある。タービン回転数は、排気ガスのエネルギを用いるため、冷却が要求された時点で速やかに上昇させることはできない。
【０００７】
また、冷却が要求されたときに電動機の回転数を上昇させることにより、コンプレッサの流速を速くすることも考えられるが、電動機の回転数の上昇により電動機に熱が生じるため、所望の冷却性能が得られない可能性がある。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、冷却要求に応じて速やかに冷却性能を向上させるターボチャージャを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明に係るターボチャージャは、内燃機関から排出される排気ガスによってタービンホイールが駆動されるタービンと、タービンホイールの駆動力により、同軸に設けられるコンプレッサホイールが駆動することによって、内燃機関に吸入される空気を圧縮するコンプレッサと、タービンホイールとコンプレッサホイールとを連結する軸が貫通し、内部に中空部が設けられる中空形状のハウジングと、コンプレッサに吸入される空気の流量を調整する調整弁と、中空部およびコンプレッサと調整弁との間を接続する接続通路と、調整弁を制御するための制御手段とを含む。
【００１０】
第１の発明によると、冷却が要求されるときに（たとえば、ハウジングの温度が予め定められた温度以上になるとき）、流量が減少するように調整弁が制御されると、コンプレッサホイールの回転により、調整弁とコンプレッサとの間において負圧がさらに低下する（負圧の絶対値が増大する）。負圧の低下に応じて、中空部内の空気が接続通路を介してコンプレッサへと流通する。このとき、中空部が、接続通路との接続個所を除き、ハウジングの外部と遮断される場合においては、中空部内の空気がコンプレッサへと吸引されて、ハウジングなどから熱の出入りがない状態で（断熱的に）中空部内の空気の体積が膨張させられる。そのため、断熱膨張により空気の温度が下がる。温度低下した空気によりハウジングを冷却することができる。一方、中空部に接続通路との接続個所のほかハウジングの外部と連通する開口部が設けられる場合においては、中空部内の空気がコンプレッサへと流通すると、中空部内の気圧が低下する。中空部内の気圧の低下に応じて、ハウジングの外部の空気が開口部から流入する。流入した空気は、ハウジング内の熱を吸収してコンプレッサに流通する。このように開口部からコンプレッサへの空気の流れが形成されることによりハウジングを冷却することができる。このように冷却要求に応じて調整弁を制御すると、中空部内の空気の温度を速やかに低下させることができる。したがって、冷却要求に応じて速やかに冷却性能を向上させるターボチャージャを提供することができる。
【００１１】
第２の発明に係るターボチャージャにおいては、第１の発明の構成に加えて、中空部は、接続通路との接続個所を除き、ハウジングの外部と遮断される。
【００１２】
第２の発明によると、冷却が要求されるときに、流量が減少するように調整弁が制御されると、コンプレッサホイールの回転により、調整弁とコンプレッサとの間において負圧がさらに低下する（負圧の絶対値が増大する）。負圧の低下に応じて、中空部内の空気が接続通路を介してコンプレッサへと流通する。中空部内の空気がコンプレッサへと吸引されて、ハウジングなどから熱の出入りがない状態で（断熱的に）中空部内の空気の体積が膨張させられる。そのため、断熱膨張により空気の温度が下がる。温度低下した空気によりハウジングを冷却することができる。
【００１３】
第３の発明に係るターボチャージャにおいては、第１の発明の構成に加えて、中空部には、ハウジングの外部に連通する開口部が設けられる。
【００１４】
第３の発明によると、冷却が要求されるときに、流量が減少するように調整弁が制御されると、コンプレッサホイールの回転により、調整弁とコンプレッサとの間において負圧がさらに低下する（負圧の絶対値が増大する）。負圧の低下に応じて、中空部内の空気が接続通路を介してコンプレッサへと流通する。中空部内の空気がコンプレッサへと流通すると、中空部内の気圧が低下する。中空部内の気圧の低下に応じて、ハウジングの外部の空気が開口部から流入する。流入した空気は、ハウジング内の熱を吸収してコンプレッサに流通する。このように開口部からコンプレッサへの空気の流れが形成されることによりハウジングを冷却することができる。また、たとえば、開口部の面積を接続通路の断面積よりも小さくするなどすると、開口部における流体抵抗が、接続通路における流体抵抗よりも大きくなる。このとき、流量が減少するように調整弁が制御されると、コンプレッサへと吸引される空気の流量の方が開口部から流入する空気の流量よりも大きくなる。そのため、流量の差により、ハウジングなどから熱の出入りがない状態で中空部内の空気の体積が膨張させられる場合がある。このような場合には、断熱膨張により温度低下した空気によってもハウジングを冷却することができる。
【００１５】
第４の発明に係るターボチャージャは、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、ハウジングの温度を検知するための検知手段をさらに含む。制御手段は、検知された温度が予め定められた温度以上であると、流量が減少するように調整弁を制御するための手段を含む。
【００１６】
第４の発明によると、制御手段は、検知されたハウジングの温度が予め定められた温度以上であると、流量が減少するように調整弁を制御する。コンプレッサホイールの回転により、調整弁とコンプレッサとの間において負圧が低下する（負圧の絶対値が増大する）。負圧の低下に応じて、中空部内の空気が接続通路を介してコンプレッサへと流通する。このとき、中空部が、接続通路との接続個所を除き、ハウジングの外部と遮断される場合においては、中空部内の空気がコンプレッサへと吸引されて、ハウジングなどから熱の出入りがない状態で（断熱的に）中空部内の空気の体積が膨張させられる。そのため、断熱膨張により空気の温度が下がる。温度低下した空気によりハウジングを冷却することができる。このように冷却要求に応じて調整弁を制御すると、中空部内の空気の温度を速やかに低下させることができる。
【００１７】
第５の発明に係るターボチャージャは、第４の発明の構成に加えて、調整弁の位置よりも上流の入口通路とコンプレッサの出口よりも下流の出口通路とを接続するバイパス通路と、バイパス通路の途中に設けられ、バイパス通路を流通する空気の流量を調整する流量調整弁と、流量調整弁を制御するための流量制御手段とをさらに含む。流量制御手段は、調整弁による流量の減少に応じて流量が増加するように流量調整弁を制御するための手段を含む。
【００１８】
第５の発明によると、冷却が要求されるときに（たとえば、ハウジングの温度が予め定められた温度以上になるとき）、流量が減少するように調整弁が制御される。そして、調整弁の制御に応じて開度が増加するように流量調整弁が制御される。そのため、調整弁よりも上流の通路を流通する空気を、バイパス通路を経由して出口通路に流通させることができる。これにより、調整弁が制御されて、コンプレッサへの流量が減少するときに、内燃機関に導かれる吸入空気量が急激に低下することを抑制することができる。
【００１９】
第６の発明に係るターボチャージャは、第５の発明の構成に加えて、ハウジングの内部に設けられ、電力の供給を受けて、コンプレッサホイールを回転させる回転電機をさらに含む。
【００２０】
第６の発明によると、ハウジングの内部に設けられる回転電機により、コンプレッサホイールを回転させることができるため、内燃機関の低回転域において排気エネルギが小さくても過給圧を強制的に上昇させることができる。また、冷却要求に応じて調整弁を制御することにより、回転電機を冷却することができるため、温度上昇による回転電機の効率低下を抑制することができる。
【００２１】
第７の発明に係るターボチャージャは、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、ハウジングの内部に設けられ、電力の供給を受けて、コンプレッサホイールを回転させる回転電機と、回転電機を制御するための回転電機制御手段とをさらに含む。制御手段は、内燃機関の停止時に、回転電機制御手段により回転電機を駆動させるとともに、流量が減少するように調整弁を制御するための手段を含む。
【００２２】
第７の発明によると、エンジン停止時において、タービンホイールおよびコンプレッサホイールの軸を支持するベアリングへの潤滑油の供給が停止されると、タービンの熱によりベアリングが焼きつく可能性がある。したがって、エンジン停止時において、流量が減少するように調整弁を制御するとともに、回転電機によりコンプレッサホイールを回転させることにより、調整弁とコンプレッサとの間において負圧が低下する（負圧の絶対値が増大する）。負圧の低下に応じて、中空部内の空気が接続通路を介してコンプレッサへと流通する。このとき、中空部が、接続通路との接続個所を除き、ハウジングなどからの熱の出入りがない状態で（断熱的に）中空部内の空気の体積が膨張させられる。そのため、断熱膨張により空気の温度が下がる。温度低下した空気によりハウジングを冷却することができる。このように冷却要求に応じて調整弁を制御すると、中空部内の空気の温度を速やかに低下させることができる。そのため、ハウジングの冷却とともにベアリングを冷却することができるため、ベアリングの焼きつきを抑制することができる。
【００２３】
第８の発明に係るターボチャージャは、第７の発明の構成に加えて、タービンの温度を検知するための温度検知手段をさらに含む。制御手段は、内燃機関の停止時に加えて、タービンの温度が予め定められた温度以上であると、回転電機を駆動させるとともに、流量が減少するように調整弁を制御するための手段を含む。
【００２４】
第８の発明によると、エンジンの停止時に、タービンの温度が予め定められた温度以上であると、調整弁とコンプレッサとの間における負圧を低下させて（負圧が絶対低が増大して）、中空部内の空気の断熱膨張により空気の温度を下げることができる。そのため、ハウジングを冷却することができる。したがって、たとえば、タービンホイールおよびコンプレッサホイールの軸を支持するベアリングがハウジングに設けられる場合においては、ベアリングを冷却することができるため、ベアリングの焼きつきを抑制することができる。
【００２５】
第９の発明に係るターボチャージャは、第７または８の発明の構成に加えて、調整弁の位置よりも上流の入口通路とコンプレッサの出口よりも下流の出口通路とを接続するバイパス通路と、バイパス通路の途中に設けられ、バイパス通路を流通する空気の流量を調整する第１の流量調整弁と、出口通路の、バイパス通路と接続する位置よりも下流に設けられ、出口通路を流通する空気の流量を調整する第２の流量調整弁と、第１の流量調整弁と第２の流量調整弁とを制御するための流量制御手段とをさらに含む。流量制御手段は、調整弁による流量の減少に応じて流量が増加するように第１の流量調整弁を制御するための手段と、調整弁による流量の減少に応じて流量が減少するように第２の流量調整弁を制御するための手段とを含む。
【００２６】
第９の発明によると、冷却が要求されるときに（たとえば、ハウジングの温度が予め定められた温度以上になるとき）、流量が減少するように調整弁が制御される。そして、調整弁の制御に応じて流量が増加するように第１の流量調整弁が制御される。さらに、流量が低下するように第２の流量調整弁が制御される。そのため、エンジン停止時に、回転電機によりコンプレッサを回転させると、コンプレッサの出口から流出する空気は、出口通路からバイパス通路を経由して入口通路に流通させることができる。入口通路から流通した空気はエアクリーナを介して外部に排出される。したがって、コンプレッサから流出する空気をスムーズに外部に排出させることができる。
【００２７】
第１０の発明に係るターボチャージャにおいては、第１〜９のいずれかの発明の構成に加えて、ハウジングは、タービンホイールとコンプレッサホイールとを連結する軸を回転自在に支持する。
【００２８】
第１０の発明によると、たとえば、ハウジングは、タービンホイールとコンプレッサホイールとを連結する軸をベアリングを介して回転自在に支持する。エンジンの停止時においては、ベアリングへの潤滑油の供給が急に停止されるため、ベアリングに焼きつきが発生する場合がある。このとき、回転電機を駆動させてハウジングを冷却することによりベアリングを冷却することができる。そのため、ベアリングの焼きつきを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００３０】
＜第１の実施の形態＞
図１に示すように、本実施の形態に係るターボチャージャ１００は、内燃機関（以下、エンジンと記載する）の吸気経路上に設けられたコンプレッサ１２４と、エンジンの排気経路上に設けられたタービン１２６と、コンプレッサ１２４とタービン１２６との間に設けられるベアリングハウジング１０２とを含む。コンプレッサ１２４は、コンプレッサハウジング１０４と、コンプレッサホイール（コンプレッサロータ、コンプレッサブレードなどとも呼ばれる）１１０とを含む。タービン１２６は、タービンハウジング１０６と、タービンホイール（タービンロータ、タービンブレードなどとも呼ばれる）１１２とを含む。コンプレッサホイール１１０と、タービンホイール１１２とは、シャフト１０８により連結される。ベアリングハウジング１０２は、シャフト１０８を回転自在に支持する。
【００３１】
なお、本実施の形態に係るターボチャージャ１００は、車両のエンジンに搭載される過給機構である。エンジンは、ガソリンエンジンであってもよいし、ディーゼルエンジンであってもよく、特に限定されるものではない。また、車両はハイブリッド車両であってもよく、特に限定されるものではない。また、本発明に係るターボチャージャは車両に限定して適用されるものではない。
【００３２】
コンプレッサハウジング１０４には、シャフト１０８の回転軸の延長方向に入口１２２が設けられる。コンプレッサ１２４の入口１２２は、吸気通路２００の一方端に接続される。吸気通路２００の他方端はエアクリーナ（図示せず）に接続される。吸気通路２００の途中には、吸気通路２００からコンプレッサ１２４に流通する空気の流量を調整する調整弁（１）２０４が設けられる。調整弁（１）２０４の初期状態は、開状態（開度１００％の状態）である。
【００３３】
コンプレッサハウジング１０４には、シャフト１０８の回転軸と直交する方向に出口が設けられる。コンプレッサハウジング１０４の出口は、吸気通路２１０の一方端に接続される。吸気通路２１０の他方端はインタークーラ（図示せず）に接続される。
【００３４】
また、吸気通路２００と、吸気通路２１０の、調整弁（１）２０４が設けられる位置よりも上流の位置とを接続するバイパス通路２０２が設けられる。バイパス通路２０２の途中には、バイパス通路２０２を流通する空気の流量を調整する調整弁（２）２０６が設けられる。調整弁（２）２０６の初期状態は、閉状態（開度ゼロ％の状態）である。
【００３５】
調整弁（１）２０４および調整弁（２）２０６は、アクチュエータにより作動する。アクチュエータは、モータなど電動で作動するものであってもよいし、油圧で作動するものであってもよい。
【００３６】
ベアリングハウジング１０２は、コンプレッサハウジング１０４およびタービンハウジング１０６の間に、それぞれに隣接するように設けられる。ベアリングハウジング１０２は、シャフト１０８の周りで中空の筒状に形成され、軸方向の両端部に、シャフト１０８を回転自在に支持する２つのベアリング１１４がそれぞれ設けられる。
【００３７】
また、ベアリングハウジング１０２の軸方向の両端部において、軸に直交する方向に潤滑油通路１１６が形成されており、その潤滑油通路１１６を介して、ベアリング１１４とシャフト１０８との間に潤滑油が供給される。潤滑油は、エンジンの作動に応じてオイルポンプが駆動することにより、ベアリング１１４とシャフト１０８との間に供給される。ベアリング１１４と中空部１２０との間には、ベアリング１１４に供給される潤滑油が中空部１２０内に漏出しないようにシール部１３０が設けられる。ベアリングハウジング１０２内には、さらに、中空部１２０と、中空部１２０内に収納され、シャフト１０８を回転軸とする回転電機１１８が設けられる。
【００３８】
回転電機１１８は、電力の供給を受けてシャフト１０８を回転させる。回転電機１１８は、たとえば、交流モータであり電動機としても発電機としても機能し得る。回転電機１１８は、特に交流モータに限定されるものではなく、直流モータであってもよい。
【００３９】
回転電機１１８は、ロータとステータとから構成される。本実施の形態においては、ロータは、シャフト１０８にロータコアが固定され、ロータコアに複数のコイルが巻回されて形成される。また、ステータは、ベアリングハウジング１０２に、ロータの周囲を囲むように設けられる。ステータには、複数の磁石がシャフト１０８の回転方向に沿って設けられる。なお、ステータに設けられる磁石は、電磁石であってもよいし、永久磁石であってもよいし特に限定されるものではない。
【００４０】
ベアリングハウジング１０２には、中空部１２０と調整弁（１）２０４およびコンプレッサ１２４の間とに接続する接続通路１５４が設けられる。接続通路１５４の一方端は、調整弁（１）２０４およびコンプレッサ１２４の間に設けられる開口部１５８に接続される。開口部１５８は、調整弁（１）２０４およびコンプレッサ１２４の間であれば、特に位置は限定されるものではない。接続通路１５４の他方端は、中空部１２０に形成される開口部１５２に接続される。
【００４１】
本実施の形態において、接続通路１５４は、開口部１５２からベアリングハウジング１０２の内部に形成される内部通路および内部通路と開口部１５８とを接続する接続配管から構成される。ベアリングハウジング１０２の内部に形成される通路は、シャフト１０８と平行な方向に開口するように形成される開口部１５２からシャフト１０８と直交する方向に向けて、ベアリングハウジング１０２の外部に連通するように形成される。接続通路１５４の途中には、逆止弁１５６が設けられる。逆止弁１５６は、開口部１５８から中空部１２０側への空気の流れを抑止する。本実施の形態において、中空部１２０は、接続通路１５４との接続個所を除き、ベアリングハウジング１０２の外部と遮断される。
【００４２】
ベアリングハウジング１０２の内部には、温度検知センサ３０２が設けられる。本実施の形態において、温度検知センサ３０２は、回転電機１１８のステータに設けるとして説明するが、特にこれに限定されるものではなく、たとえば、ロータに設けるようにしてもよい。温度検知センサ３０２により検知されたステータの温度を表す信号は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００に送信される。
【００４３】
ベアリングハウジング１０２に隣接するタービンハウジング１０６には、シャフト１０８の回転軸と直交する方向に入口が設けられる。タービンハウジング１０６の入口は、排気通路２１２の一方端に接続される。排気通路２１２の他方端は、エンジンのエキゾーストマニホールドに接続される。タービンハウジング１０６には、シャフト１０８の回転軸の延長方向に出口１２８が設けられる。タービンハウジング１０６の出口１２８は、触媒に接続される。
【００４４】
シャフト１０８は、ベアリングハウジング１０２を貫通するように設けられる。シャフト１０８の一方端には、コンプレッサホイール１１０が設けられ、コンプレッサハウジング１０４に収納される。シャフト１０８の他方端には、タービンホイール１１２が設けられ、タービンハウジング１０６に収納される。
【００４５】
ＥＣＵ３００は、ＣＰＵおよびメモリ等から構成される。ＥＣＵ３００は、メモリに記憶されたプログラムを実行することにより、温度検知センサ３０２により検知された温度に応じて、アクチュエータを介して調整弁（１）２０４、調整弁（２）２０６の状態を制御したり、回転電機１１８を制御したりする。
【００４６】
以上のような構成を有するターボチャージャ１００においては、エンジンで、燃料と混合された空気が燃焼された後、排気ガスは、エンジンの各気筒に接続されたエキゾーストマニホールドからタービン１２６内に導かれる。排気ガスはそこでタービンホイール１１２を回転させ、その回転力がシャフト１０８に伝達される。その後、排気ガスは、触媒に導かれ、浄化された状態で車外へ排出される。
【００４７】
一方、エンジンに供給するため車外より吸入された空気は、エアクリーナによってろ過された後、コンプレッサ１２４に導かれる。空気は、そこで、シャフト１０８と一体となって回転するコンプレッサホイール１１０によって圧縮（加圧）される。圧縮された空気は、インタークーラに導かれ、冷却された状態でエンジンのインテークマニホールドに吸入される。
【００４８】
また、ＥＣＵ３００は、エンジンの低回転域において、コンプレッサ１２４において圧縮される空気が所望の過給圧に到達しない場合（たとえば、エンジンの回転数が予め定められた回転数以下である場合）には、回転電機１１８を駆動することにより、コンプレッサ１２４の過給圧が強制的に上昇するように制御する。
【００４９】
本発明は、ＥＣＵ３００が、冷却要求に応じて、調整弁（１）２０４を制御する点に特徴を有する。具体的には、ＥＣＵ３００は、温度検知センサ３０２により検知された温度が予め定められた温度以上であると、流量が減少するように調整弁（１）２０４を制御する。ＥＣＵ３００は、さらに、調整弁（１）２０４による流量の減少に応じて、流量が増加するように調整弁（２）２０６を制御する。
【００５０】
以下、図２を参照して、本実施の形態に係るターボチャージャ１００において、ＥＣＵ３００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【００５１】
ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ３００は、温度検知センサ３０２により検知されるステータ温度Ｔが予め定められた温度Ｔｃ以上であるか否かを判断する。予め定められた温度Ｔｃは、実験等により適合される温度であって、特に限定される温度ではないが、たとえば、調整弁（１）２０４の開度がゼロ％から１００％になるまでの時間（あるいは、調整弁（２）２０６の開度がゼロ％から１００％になるまでの時間）等を考慮して設定される温度である。ステータ温度Ｔが予め定められた温度Ｔｃ以上であると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１０４に移される。
【００５２】
Ｓ１０２にて、ＥＣＵ３００は、調整弁（１）２０４を閉じるように制御する、すなわち、調整弁（１）２０４において流量が減少するように制御する。ＥＣＵ３００は、調整弁（１）２０４の流量の減少に応じて、調整弁（２）２０６を開くように制御する、すなわち、調整弁（２）２０６において流量が増加するように制御する。
【００５３】
このとき、調整弁（１）２０４の開度と調整弁（２）２０６の開度とを連動させるようにしてもよい。たとえば、ＥＣＵ３００は、図３に示すように、温度検知センサ３０２により検知される温度がＴｃ以上になると、ステータの許容限界温度Ｔｌになるときに、調整弁（１）２０４の開度がゼロ％の状態となり、かつ、調整弁（２）２０６の開度が１００％の状態になるように、温度の増減に応じて開度が一定の変化量で変化するように調整弁（１）２０４および調整弁（２）２０６を制御する。なお、調整弁（１）２０４および調整弁（２）２０６の開度の制御としては、上述の方法に特に限定されるものではない。
【００５４】
Ｓ１０４にて、ＥＣＵ３００は、調整弁（１）２０４を開くように制御する、すなわち、調整弁（１）２０４の開度が増加するように制御する。なお、調整弁（１）２０４が初期状態（開度が１００％の状態）であれば、初期状態を維持する。ＥＣＵ３００は、調整弁（１）２０４の開度の増加に応じて、調整弁（２）２０６を閉じるように制御する、すなわち、調整弁（２）２０６の開度が減少するように制御する。なお、調整弁（２）２０６が初期状態（開度がゼロ％の状態）であれば、初期状態を維持する。また、調整弁（１）２０４および調整弁（２）２０６において、流量の増加速度あるいは減少速度は、特に限定されるものではない。
【００５５】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るターボチャージャ１００の動作について図４を用いて説明する。
【００５６】
エンジンの作動中に、温度検知センサ３０２により検知されたステータ温度Ｔが予め定められた温度Ｔｃ以上になると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、調整弁（１）２０４において流量が減少されるとともに、調整弁（２）２０６において流量が増加される（Ｓ１０２）。調整弁（１）２０４の開度が減少するにつれて、吸気通路２００からコンプレッサ１２４への流量が減少し、調整弁（２）２０６の開度が増加するにつれて、バイパス通路２０２を流通する空気の流量が増加する。ステータ温度Ｔが許容限界温度Ｔｌになると、調整弁（１）２０４の開度がゼロ％の状態（閉状態）となり、調整弁（２）２０６の開度が１００％の状態（開状態）となる。このとき、エアクリーナから吸気された空気は、図４の細線矢印に示すように、コンプレッサ１２４に導入されず、バイパス通路２０２を介して、エンジンのインテークマニホールドに吸気される。
【００５７】
一方、排気ガスによりタービンホイール１１２は回転されるため、コンプレッサホイール１１０も回転する。このとき、コンプレッサ１２４から排出される空気は、図４の太線矢印に示すように吸気通路２１０に流出する。そのため、コンプレッサ１２４と調整弁（１）２０４との間においては、調整弁（１）２０４の開度が減少するにつれて、負圧が低下する（負圧の絶対値が増大する）。中空部１２０内の空気は、図４の破線に示すように、接続通路１５４を介して、開口部１５８からコンプレッサハウジング１０４内に吸引されるため、ベアリングハウジング１０２および回転電機１１８から熱の出入りがない状態で中空部１２０内の空気が膨張させられる。このとき、断熱膨張により空気の温度が低下する。そのため、温度低下した空気によりベアリングハウジング１０２および回転電機１１８の温度が低下する。
【００５８】
なお、調整弁（１）２０４を閉じると、調整弁（１）２０４とコンプレッサ１２４との間における負圧が低下するため、ベアリングハウジング１０２および回転電機１１８の断熱膨張による温度の低下幅は、調整弁（１）２０４が開いているときよりも大きい。
【００５９】
ステータ温度Ｔが予め定められた温度Ｔｃよりも小さいと（Ｓ１００にてＮＯ）、調整弁（１）２０４の開度が増加されるとともに、調整弁（２）２０６の開度が減少される（Ｓ１０４）。
【００６０】
以上のようにして、本実施の形態に係るターボチャージャによると、ステータ温度Ｔが予め定められた温度Ｔｃ以上になるとき、流量が低下するように調整弁（１）を制御すると、コンプレッサホイールの回転により、調整弁（１）とコンプレッサとの間において負圧が低下する（負圧の絶対値が増大する）。負圧の低下に応じて、中空部内の空気が接続通路を介してコンプレッサへと流通する。このとき、中空部が、接続通路との接続個所を除き、ベアリングハウジングの外部と遮断されるため、中空部内の空気がコンプレッサへと吸引されて、ベアリングハウジングおよび回転電機から熱の出入りがない状態で（断熱的に）中空部内の空気の体積が膨張させられる。そのため、断熱膨張により空気の温度が下がる。温度低下した空気によりベアリングハウジングおよび回転電機を冷却することができる。このように冷却要求に応じて調整弁を制御すると、中空部内の空気の温度を速やかに低下させることができる。したがって、冷却要求に応じて速やかに冷却性能を向上させるターボチャージャを提供することができる。
【００６１】
また、調整弁（１）２０４を閉じるとともに、調整弁（２）２０６を開くことにより、調整弁（１）２０４よりも上流の吸気通路２００を流通する空気を、バイパス通路２０２を経由して吸気通路２１０に流通させることができる。これにより、エンジンに導かれる吸入空気量が急激に低下することを抑制することができる。さらに、加速時等の過給必要時に前記制御を行なうと吸入空気量の低下が大きいため、加速後に定常状態となるまで前記制御の実施を遅らせるようにしてもよい。
【００６２】
＜第１の実施の形態  変形例＞
以下、本発明の第１の実施の形態に係るターボチャージャについて説明する。本変形例に係るターボチャージャは、上述の第１の実施の形態に係るターボチャージャの構成と比較して、開口部１５０を含む点が異なる。それ以外の構成は、上述の第１の実施の形態に係るターボチャージャの構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００６３】
本変形例において、図１に示した中空部１２０が接続通路１５４の接続個所を除き、ベアリングハウジング１０２の外部と遮断される構成に代えて、図５に示すように、ベアリングハウジング１０２には、ベアリングハウジング１０２の外部と中空部１２０とを連通する開口部１５０が設けられる。開口部１５０は、ベアリングハウジング１０２のタービン１２６側の位置に、シャフト１０８の回転軸に直交する方向に向けて開口するように設けられる。開口部１５０は１つに限定されるものではなく、複数設けられていてもよい。
【００６４】
なお、本変形例に係るターボチャージャにおいて、ＥＣＵ３００で実行されるプログラムの制御構造は、上述の第１の実施の形態において説明した図２のフローチャートと同様である。したがって、その詳細な説明は繰り返さない。
【００６５】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本変形例に係るターボチャージャ１００の動作について図６を参照して説明する。
【００６６】
エンジンの作動中に、温度検知センサ３０２により検知されたステータ温度Ｔが予め定められた温度Ｔｃ以上になると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、調整弁（１）２０４において流量が減少されるとともに、調整弁（２）２０６において流量が増加される（Ｓ１０２）。調整弁（１）２０４の開度が減少するにつれて、吸気通路２００からコンプレッサ１２４への流量が減少し、調整弁（２）２０６の開度が増加するにつれて、バイパス通路２０２を流通する空気の流量が増加する。ステータ温度Ｔが許容限界温度Ｔｌになると、調整弁（１）２０４の開度がゼロ％の状態（閉状態）となり、調整弁（２）２０６の開度が１００％の状態（開状態）となる。このとき、エアクリーナから吸気された空気は、図６の細線矢印に示すように、コンプレッサ１２４に導入されず、バイパス通路２０２を介して、エンジンのインテークマニホールドに吸気される。
【００６７】
一方、排気ガスによりタービンホイール１１２は回転されるため、コンプレッサホイール１１０も回転する。このとき、コンプレッサ１２４から排出される空気は、図４の太線矢印に示すように吸気通路２１０に流出する。そのため、コンプレッサ１２４と調整弁（１）２０４との間においては、調整弁（１）２０４における空気の流量が減少するにつれて、負圧が低下する（負圧の絶対値が増大する）。中空部１２０内の空気がコンプレッサ１２４へと流通すると、中空部１２０内の気圧が低下する。中空部１２０に接続通路１５４との接続個所のほかベアリングハウジング１０２の外部と連通する開口部１５０が設けられるため、中空部１２０内の気圧の低下に応じて、ベアリングハウジング１０２の外部の空気が開口部１５０から流入する。流入した空気は、ベアリングハウジング１０２内の熱を吸収してコンプレッサ１２４に流通する。図６の破線に示すように開口部１５０からコンプレッサ１２４への空気の流れが形成されて、流通する空気が熱を吸収することにより、ベアリングハウジング１０２および回転電機１１８の温度が低下する。
【００６８】
なお、調整弁（１）２０４を閉じると、調整弁（１）２０４とコンプレッサ１２４との間における負圧が低下するため、中空部１２０内を流通する空気の流量の増加によるベアリングハウジング１０２および回転電機１１８の温度の低下幅は、調整弁（１）２０４が開いているときよりも大きい。
【００６９】
ステータ温度Ｔが予め定められた温度Ｔｃよりも小さいと（Ｓ１００にてＮＯ）、調整弁（１）２０４の開度が増加されるとともに、調整弁（２）２０６の開度が減少される（Ｓ１０４）。
【００７０】
以上のようにして、本変形例に係るターボチャージャによると、ステータ温度Ｔが予め定められた温度Ｔｃ以上になるとき、流量が減少するように調整弁（１）を制御すると、コンプレッサホイールの回転により、調整弁（１）とコンプレッサとの間において負圧が低下する（負圧の絶対値が増大する）。負圧の低下に応じて、中空部内の空気が接続通路を介してコンプレッサへと流通する。このとき、中空部に接続通路との接続個所のほかベアリングハウジングの外部と連通する開口部が設けられるため、中空部内の気圧の低下に応じて、ベアリングハウジングの外部の空気が開口部から流入する。流入した空気は、ベアリングハウジング内の熱を吸収してコンプレッサに流通する。このように開口部からコンプレッサへの空気の流れが形成されて、流通する空気が熱を吸収することにより、ベアリングハウジングおよび回転電機の温度が低下する。このように冷却要求に応じて調整弁（１）を制御すると、中空部内の空気の温度を速やかに低下させることができる。したがって、冷却要求に応じて速やかに冷却性能を向上させるターボチャージャを提供することができる。
【００７１】
好ましくは、開口部１５０は、ベアリングハウジング１０２のタービン１２６側に設けられることが望ましい。このようにすると、開口部１５０に流入した空気は、回転電機１１８の周囲を流通した後に接続通路１５４に流通するようにできる。そのため、回転電機１１８の冷却効率が向上する。
【００７２】
なお、開口部１５０は、接続通路１５４における流体抵抗よりも抵抗が大きくなるよう形成されるようにしてもよい。たとえば、開口部１５０の開口面積を小さくすることにより、流体抵抗が接続通路１５４よりも大きくなるように形成される。このようにすると、流量が減少するように調整弁（１）２０４が制御されるときに、コンプレッサ１２４へと吸引される空気の流量の方が開口部１５０から流入する空気の流量よりも大きくなる。そのため、流量の差により、ベアリングハウジング１０２などから熱の出入りがない状態で中空部１２０内の空気の体積が膨張させられる場合がある。このような場合には、断熱膨張により温度低下した空気によってもベアリングハウジング１０２を冷却することができる。
【００７３】
＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態に係るターボチャージャについて説明する。本実施の形態に係るターボチャージャは、上述の第１の実施の形態の変形例に係るターボチャージャの構成と比較して、温度検知センサ３０２に代えて温度検知センサ３０４を含む点と、調整弁（３）２０８をさらに含む点と、ＥＣＵ３００で実行されるプログラムとが異なる。それ以外の構成は、上述の第１の実施の形態の変形例に係るターボチャージャの構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００７４】
図７に示すように、吸気通路２１０には、バイパス通路２０２と接続する位置よりも下流に、吸気通路２１０に流通する空気の流量を調整する調整弁（３）２０８が設けられる。調整弁（３）２０８の初期状態は、開状態（開度１００％の状態）である。調整弁（３）２０８も調整弁（１）２０４および調整弁（２）２０６と同様に、ＥＣＵ３００の制御信号に応じて、アクチュエータにより作動する。
【００７５】
また、温度検知センサ３０４は、本実施の形態においては、タービンハウジング１０６とベアリングハウジング１０２との間に設けられる。温度検知センサ３０４は、タービン１２６の温度を表す信号をＥＣＵ３００に送信する。
【００７６】
エンジン停止時においては、エンジンの駆動力を利用するオイルポンプが停止するため、ベアリング１１４の潤滑油の供給が停止される。そのため、エンジンの停止時において、タービン１２６の熱がベアリング１１４に伝達すると、潤滑油が炭化することにより（オイルコーキングにより）ベアリング１１４が焼きつく可能性がある。
【００７７】
そこで、本実施の形態においては、ＥＣＵ３００が、エンジンの停止時に、タービン１２６の温度Ｔｔが予め定められた温度Ｔｓ以上であると、回転電機１１８を駆動させるとともに、流量が減少するように調整弁（１）を制御する点に特徴を有する。ＥＣＵ３００は、さらに、調整弁（１）２０４による流量の減少に応じて、流量が増加するように調整弁（２）２０６を制御する。ＥＣＵ３００は、さらに、調整弁（１）２０４による流量の減少に応じて、流量が減少するように調整弁（３）２０８を制御する。
【００７８】
以下、図８を参照して、本実施の形態に係るターボチャージャ１００において、ＥＣＵ３００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【００７９】
Ｓ２００にて、ＥＣＵ３００は、エンジンが停止したか否かを判断する。具体的には、ＥＣＵ３００は、運転者によりイグニッションスイッチがオフされることを検知することによりエンジンが停止したか否かを判断するようにしてもよいし、ハイブリッド車両などのアイドルストップシステム（エコランシステムともいう）が搭載される車両においては、アイドルストップ条件を満足するか否かに基づいて、エンジンが停止したか否かを判断するようにしてもよい。エンジンが停止すると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ２０２に移される。もしそうでないと（Ｓ２００にてＮＯ）、処理はＳ２００に戻され、エンジンが停止されるまで待つ。
【００８０】
Ｓ２０２にて、ＥＣＵ３００は、タービン１２６の温度Ｔｔが予め定められた温度Ｔｓ以上であるか否かを判断する。予め定められた温度Ｔｓは、ベアリング１１４に供給される潤滑油が炭化を開始する基準温度であり、実験等により適合される値である。タービン１２６の温度Ｔｔが予め定められた温度Ｔｓ以上であると（Ｓ２０２にてＹＥＳ）、処理はＳ２０４に移される。もしそうでないと（Ｓ２０２にてＮＯ）、処理はＳ２０６に移される。
【００８１】
Ｓ２０４にて、ＥＣＵ３００は、調整弁（１）２０４を閉じるように制御する、すなわち、調整弁（１）２０４において流量が減少するように制御する。ＥＣＵ３００は、調整弁（２）２０６を開くように制御する、すなわち、調整弁（２）２０６において流量が増加するように制御する。さらに、ＥＣＵ３００は、調整弁（３）２０８を閉じるように制御する、すなわち、調整弁（３）２０８において流量が減少するように制御する。そして、ＥＣＵ３００は、回転電機１１８が駆動するように制御する。回転電機１１８の制御は、特に限定されるものではなく、たとえば、ＥＣＵ３００は、予め定められた回転数になるように制御するようにしてもよい。
【００８２】
Ｓ２０６にて、ＥＣＵ３００は、調整弁（１）２０４を開くように制御する、すなわち、調整弁（１）２０４において流量が増加するように制御する。なお、調整弁（１）２０４が初期状態（開度が１００％の状態）であれば、初期状態を維持する。ＥＣＵ３００は、調整弁（２）２０６を閉じるように制御する、すなわち、調整弁（２）２０６において流量が減少するように制御する。なお、調整弁（２）２０６が初期状態（開度がゼロ％の状態）であれば、初期状態を維持する。さらに、ＥＣＵ３００は、調整弁（３）２０８を開くように制御する、すなわち、調整弁（２）２０８において流量が増加するように制御する。なお、調整弁（３）２０８が初期状態（開度が１００％の状態）であれば、初期状態を維持する。そして、ＥＣＵ３００は、回転電機１１８が停止するように制御する。なお、調整弁（１）２０４〜調整弁（３）２０８において、流量の増加速度あるいは減少速度は、特に限定されるものではない。
【００８３】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るターボチャージャ１００の動作について図９を用いて説明する。
【００８４】
エンジンの作動中に、たとえば、運転者がイグニッションスイッチをオフするなどしてエンジンが停止すると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、温度検知センサ３０４によりタービン１２６の温度Ｔｔが検知される（Ｓ２０２）。検知された温度Ｔｔが予め定められた温度Ｔｓ以上であると（Ｓ２０２にてＹＥＳ）、調整弁（１）２０４において流量が減少されるとともに、調整弁（２）２０６において流量が増加され、調整弁（３）２０８において流量が減少される（Ｓ２０４）。そして、調整弁（１）２０４〜調整弁（３）２０８の開度の制御とともに、回転電機１１８が駆動される。調整弁（１）２０４の開度がゼロ％の状態（閉状態）となり、調整弁（２）２０６の開度が１００％の状態（開状態）となり、調整弁（３）２０８の開度がゼロ％の状態（閉状態）となると、回転電機１１８によりコンプレッサホイール１１０が回転されて、コンプレッサ１２４から流出する空気は、図９の実線矢印のような流れを形成する。すなわち、コンプレッサ１２４から流出する空気は、吸気通路２１０からバイパス通路２０２を経由して吸気通路２００を流通し、エアクリーナから外部に排出される。
【００８５】
コンプレッサ１２４と調整弁（１）２０４との間においては、調整弁（１）２０４における空気の流量が減少するにつれて、負圧が低下する（負圧の絶対値が増大する）。中空部１２０内の空気がコンプレッサ１２４へと流通すると、中空部１２０内の気圧が低下する。中空部１２０に接続通路１５４との接続個所のほかベアリングハウジング１０２の外部と連通する開口部１５０が設けられるため、中空部１２０内の気圧の低下に応じて、ベアリングハウジング１０２の外部の空気が開口部１５０から流入する。流入した空気は、ベアリングハウジング１０２内の熱を吸収してコンプレッサ１２４に流通する。図９の破線に示すように開口部１５０からコンプレッサ１２４への空気の流れが形成されて、流通する空気が熱を吸収することにより、ベアリングハウジング１０２および回転電機１１８の温度が低下する。
【００８６】
なお、調整弁（１）２０４を閉じると、調整弁（１）２０４とコンプレッサ１２４との間における負圧が低下するため、ベアリングハウジング１０２および回転電機１１８の中空部１２０内を流通する空気の流量の増加による温度の低下幅は、調整弁（１）２０４が開いているときよりも大きい。
【００８７】
また、開口部１５０が、接続通路１５４における流体抵抗よりも抵抗が大きくなるよう形成される場合には、流量が減少するように調整弁（１）２０４が制御されるときに、コンプレッサ１２４へと吸引される空気の流量の方が開口部１５０から流入する空気の流量よりも大きくなる。そのため、流量の差により、ベアリングハウジング１０２および回転電機１１８から熱の出入りがない状態で中空部１２０内の空気の体積が膨張させられる場合がある。このような場合には、断熱膨張により温度低下した空気によってもベアリングハウジング１０２および回転電機１１８が冷却される。
【００８８】
そして、タービン１２６の温度Ｔｔが予め定められた温度Ｔｓよりも小さくなると（２０２にてＮＯ）、調整弁（１）２０４において流量が増加されるとともに、調整弁（２）２０６において流量が減少され、調整弁（３）２０４において流量が増加される。そして、回転電機１１８が停止される（Ｓ２０６）。
【００８９】
以上のようにして、本実施の形態に係るターボチャージャによると、エンジン停止時において、タービンの温度Ｔｔが予め定められた温度Ｔｓ以上であると、流量が減少するように調整弁（１）を制御するとともに、回転電機によりコンプレッサホイールを回転させることにより、調整弁（１）とコンプレッサとの間において負圧が低下する（負圧の絶対値が増大する）。負圧の低下に応じて、中空部内の空気が接続通路を介してコンプレッサへと流通する。このとき、中空部に接続通路と接続個所のほかベアリングハウジングの外部と連通する開口部が設けられるため、中空部内の気圧の低下に応じて、ベアリングハウジングの外部の空気が開口部から流入する。流入した空気は、ベアリングハウジング内の熱を吸収してコンプレッサに流通する。このように開口部からコンプレッサへの空気の流れが形成されて、流通する空気が熱を吸収することにより、ベアリングハウジングおよび回転電機の温度が低下する。このように冷却要求に応じて調整弁（１）を制御すると、中空部内の空気の温度を速やかに低下させることができる。そのため、ハウジングの冷却とともにベアリングを冷却することができるため、ベアリングの焼きつきを抑制することができる。
【００９０】
なお、本実施の形態においては、エンジンの停止時に、タービンの温度Ｔｔが予め定められた温度Ｔｓ以上であると、調整弁（１）において流量が減少するように制御するとしたが、たとえば、エンジンの停止時であると、調整弁（１）において流量が減少するように制御するようにしてもよい。
【００９１】
＜第３の実施の形態＞
以下、本発明の第３の実施の形態に係るターボチャージャについて説明する。本実施の形態に係るターボチャージャは、上述の第１の実施の形態の変形例に係るターボチャージャ１００の構成と比較して、ベアリングハウジング１０２に代えて、モータハウジング４２２とベアリングハウジング４０２とを含む点が異なる。それ以外の構成は、上述の第１の実施の形態の変形例に係るターボチャージャ１００の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００９２】
本実施の形態においては、図１０に示すように、モータハウジング４２２とベアリングハウジング４０２とは、コンプレッサハウジング１０４およびタービンハウジング１０６の間に設けられる。ベアリングハウジング４０２の一方の端部は、タービンハウジング１０６に隣接するように設けられ、他方の端部は、モータハウジング４２２に隣接するように設けられる。ベアリングハウジング４０２は、シャフト１０８の周りで中空の筒状に形成され、シャフト１０８を回転自在に支持する２つのベアリング４１４が設けられる。ベアリングハウジング４０２には、ベアリング４１４に潤滑油を供給する潤滑油通路（図示せず）が形成される。
【００９３】
モータハウジング４２２の一方の端部は、コンプレッサハウジング１０４に隣接するように設けられ、他方の端部は、ベアリングハウジング４０２に隣接するように設けられる。モータハウジング４２２は、シャフト１０８の周りで中空の筒状に形成される。したがって、シャフト１０８は、ベアリングハウジング４０２およびモータハウジング４２２を貫通するように設けられる。
【００９４】
モータハウジング４２２内には、中空部４２０と、中空部４２０内に収納され、シャフト１０８を回転軸とする回転電機４１８が設けられる。なお、回転電機４１８の構成については、上述した回転電機１１８の構成と同じであるため、その詳細な説明は繰り返さない。
【００９５】
モータハウジング４２２には、中空部４２０と調整弁（１）２０４およびコンプレッサ１２４の間とに接続する接続通路４５４が設けられる。接続通路４５４の一方端は、調整弁（１）２０４およびコンプレッサ１２４の間に設けられる開口部１５８に接続される。接続通路４５４の他方端は、中空部４２０に形成される開口部４５２に接続される。
【００９６】
本実施の形態において、接続通路４５４は、開口部４５２からモータハウジング４２２の内部に形成される内部通路および内部通路と開口部１５８とを接続する接続配管から構成される。接続通路４５４の途中には、逆止弁４５６が設けられる。逆止弁４５６は、開口部１５８から中空部４２０側への空気の流れを抑止する。
【００９７】
モータハウジング４２２には、モータハウジング４２２の外部と中空部４２０とを連通する開口部４５０が設けられる。開口部４５０は、モータハウジング４２２のタービン１２６側の位置に、シャフト１０８の回転軸に直交する方向に開口するように設けられる。開口部４５０が設けられる位置は、特にこれに限定されるものではない。開口部４５０は、１つに限定されるものではなく、複数設けられていてもよい。
【００９８】
モータハウジング４２２の内部には、温度検知センサ（図示せず）が設けられる。本実施の形態において、温度検知センサは、回転電機４１８のステータに設けられるとして説明するが、特にこれに限定されるものではなく、たとえば、ロータに設けるようにしてもよい。温度検知センサにより検知されたステータの温度を表す信号は、ＥＣＵ３００に送信される。
【００９９】
なお、本実施の形態に係るターボチャージャにおいて、ＥＣＵ３００で実行されるプログラムの制御構造は、上述の第１の実施の形態において説明した図２のフローチャートと同様である。したがって、その詳細な説明は繰り返さない。
【０１００】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るターボチャージャ１００の動作について図１１を参照して説明する。
【０１０１】
エンジンの作動中に、温度検知センサにより検知されたステータ温度Ｔが予め定められた温度Ｔｃ以上になると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、調整弁（１）２０４において流量が減少されるとともに調整弁（２）２０６において流量が増加される（Ｓ１０２）。調整弁（１）２０４の開度が減少するにつれて、吸気通路２００からコンプレッサ１２４への流量が減少し、調整弁（２）２０６の開度が増加するにつれて、バイパス通路２０２を流通する空気の流量が増加する。ステータ温度Ｔが許容限界温度Ｔｌになると、調整弁（１）２０４の開度がゼロ％の状態（閉状態）となり、調整弁（２）２０６の開度が１００％の状態（開状態）となる。このとき、エアクリーナから吸気された空気は、コンプレッサ１２４に導入されず、バイパス通路２０２を介して、エンジンのインテークマニホールドに吸気される。
【０１０２】
一方、排気ガスによりタービンホイール１１２は回転されるため、コンプレッサホイール１１０も回転する。そのため、コンプレッサ１２４と調整弁（１）２０４との間においては、調整弁（１）２０４における流量が減少するにつれて、負圧が低下する（負圧の絶対値が増大する）。中空部４２０内の空気がコンプレッサ１２４へと流通すると、中空部４２０内の気圧が低下する。中空部４２０に接続通路４５４との接続個所のほかモータハウジング４２２の外部と連通する開口部４５０が設けられるため、中空部４２０内の気圧の低下に応じて、モータハウジング４２２の外部の空気が開口部４５０から流入する。流入した空気は、モータハウジング４２２内の熱を吸収してコンプレッサ１２４に流通する。図１１の実線に示すように開口部４５０からコンプレッサ１２４への空気の流れが形成されて、流通する空気が熱を吸収することにより、モータハウジング４２２および回転電機４１８の温度が低下する。
【０１０３】
なお、調整弁（１）２０４を閉じると、調整弁（１）２０４とコンプレッサ１２４との間における負圧が低下するため、中空部４２０内を流通する空気の流量の増加によるモータハウジング４２２および回転電機４１８の温度の低下幅は、調整弁（１）２０４が開いているときよりも大きい。
【０１０４】
ステータ温度Ｔが予め定められた温度Ｔｃよりも小さいと（Ｓ１００にてＮＯ）、調整弁（１）２０４の開度が増加されるとともに、調整弁（２）２０６の開度が減少される（Ｓ１０４）。
【０１０５】
また、開口部４５０が、接続通路４５４における流体抵抗よりも抵抗が大きくなるよう形成される場合には、流量が減少するように調整弁（１）２０４が制御されるときに、コンプレッサ１２４へと吸引される空気の流量の方が開口部４５０から流入する空気の流量よりも大きくなる。そのため、流量の差により、モータハウジング４２２および回転電機４１８から熱の出入りがない状態で中空部４２０内の空気の体積が膨張させられる場合がある。このような場合には、断熱膨張により温度低下した空気によってもモータハウジング４２２および回転電機４１８が冷却される。
【０１０６】
以上のようにして、本実施の形態に係るターボチャージャによると、上述の第１の実施の形態に係るターボチャージャと同様の効果に加えて、ベアリングハウジングとモータハウジングとを別体とすることにより、モータハウジングの内部に、ベアリングの潤滑油（冷却油）の接続通路への漏出を防ぐシール部を不要とすることができる。そのため、モータハウジングおよび回転電機の冷却性を向上させるとともに、シール部による駆動損失を低減することができる。
【０１０７】
なお、本実施の形態に係るターボチャージャ１００の構成は、上述の第２の実施の形態に係るターボチャージャ１００の構成に代えて用いるようにしてもよい。このようにすると、上述の第２の実施の形態に係るターボチャージャと同様の効果を得ることができる。
【０１０８】
＜第４の実施の形態＞
以下、本発明の第４の実施の形態に係るターボチャージャについて説明する。本実施の形態に係るターボチャージャは、上述の第１の実施の形態の変形例に係るターボチャージャ１００の構成と比較して、ベアリングハウジング１０２に代えてベアリングハウジング５０２を含む点が異なる。それ以外の構成は、上述の第１の実施の形態の変形例に係るターボチャージャ１００の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【０１０９】
図１２に示すように、ベアリングハウジング５０２は、コンプレッサハウジング１０４およびタービンハウジング１０６の間に、それぞれに隣接するように設けられる。ベアリングハウジング５０２には、シャフト１０８の周りで中空の筒状に形成され、軸方向の両端部に、シャフト１０８を回転自在に支持する２つのベアリングがそれぞれ設けられる。
【０１１０】
また、ベアリングハウジング５０２の軸方向の両端部において、軸に直交する方向に潤滑油通路１１６が形成されており、その潤滑油通路１１６を介して、ベアリング１１４とシャフト１０８との間に潤滑油が供給される。潤滑油は、エンジンの作動に応じてオイルポンプが駆動することにより、ベアリング１１４とシャフト１０８との間に供給される。ベアリングハウジング５０２内には、さらに、中空部５２０と、中空部５２０内に収納され、シャフト１０８を回転軸とする回転電機１１８が設けられる。
【０１１１】
また、ベアリングハウジング５０２には、ステータの周囲をシャフト１０８の回転方向に沿って囲うように、冷却油通路５５８が設けられる。冷却油通路５５８には、前述した潤滑油が冷却媒体として導入される。
【０１１２】
本実施の形態において、ベアリングハウジング５０２には、潤滑油通路１１６の一部および冷却油通路５５８の一部を内部に含むように中空部５６２がさらに形成される。中空部５６２は、中空部５２０とは遮断されるように形成される。なお、潤滑油通路１１６の一部および冷却油通路５５８の少なくともいずれか一方が中空部５６２の内部に含まれるようにすればよい。
【０１１３】
ベアリングハウジング５０２には、中空部５６２と調整弁（１）２０４およびコンプレッサ１２４の間とに接続する接続通路５５４が設けられる。接続通路５５４の一方端は、調整弁（１）２０４およびコンプレッサ１２４の間に設けられる開口部１５８に接続される。接続通路５５４の他方端は、中空部５６２からベアリングハウジング５０２の外部に連通する開口部５５２に接続される。本実施の形態において、接続通路５５４は、ベアリングハウジング５０２から開口部１５８に接続される接続配管により構成される。接続通路５５４の途中には、逆止弁５５６が設けられる。逆止弁５５６は、開口部１５８から中空部５６２側への空気の流れを抑止する。
【０１１４】
ベアリングハウジング５０２には、ベアリングハウジング５０２の外部と中空部５６２とを連通する開口部５５０が設けられる。開口部５５０は、ベアリングハウジング５０２のタービン１２６側の位置に、シャフト１０８の回転軸に直交する方向に開口するように設けられる。開口部５５０が設けられる位置は、特に限定されるものではない。開口部５５０は１つに限定されるものではなく、複数設けられていてもよい。
【０１１５】
ベアリングハウジング５０２の内部には、温度検知センサ（図示せず）が設けられる。本実施の形態において、温度検知センサは、回転電機１１８のステータに設けるとして説明するが、特にこれに限定されるものではなく、たとえば、ロータに設けるようにしてもよいし、冷却油通路５５８に設けられるようにしてもよい。温度検知センサにより検知されたステータの温度を表す信号は、ＥＣＵ３００に送信される。
【０１１６】
なお、本実施の形態に係るターボチャージャにおいて、ＥＣＵ３００で実行されるプログラムの制御構造は、上述の第１の実施の形態において説明した図２のフローチャートと同様である。したがって、その詳細な説明は繰り返さない。
【０１１７】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るターボチャージャ１００の動作について図１３を参照して説明する。
【０１１８】
エンジンの作動中に、温度検知センサにより検知されたステータ温度Ｔが予め定められた温度Ｔｃ以上になると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、調整弁（１）２０４において流量が減少されるとともに調整弁（２）２０６において流量が増加される（Ｓ１０２）。調整弁（１）２０４の開度が減少するにつれて、吸気通路２００からコンプレッサ１２４への流量が減少し、調整弁（２）２０６の開度が増加するにつれて、バイパス通路２０２を流通する空気の流量が増加する。ステータ温度Ｔが許容限界温度Ｔｌになると、調整弁（１）２０４の開度がゼロ％の状態（閉状態）となり、調整弁（２）２０６の開度が１００％の状態（開状態）となる。このとき、エアクリーナから吸気された空気は、コンプレッサ１２４に導入されず、バイパス通路２０２を介して、エンジンのインテークマニホールドに吸気される。
【０１１９】
一方、排気ガスによりタービンホイール１１２は回転されるため、コンプレッサホイール１１０も回転する。そのため、コンプレッサ１２４と調整弁（１）２０４との間においては、調整弁（１）２０４における流量が減少するにつれて、負圧が低下する（負圧の絶対値が増大する）。中空部５６２内の空気がコンプレッサ１２４へと流通すると、中空部５６２内の気圧が低下する。中空部５６２に接続通路５５４との接続個所のほかベアリングハウジング１０２の外部と連通する開口部５５０が設けられるため、中空部５６２内の気圧の低下に応じて、ベアリングハウジング５０２の外部の空気が開口部５５０から流入する。流入した空気は、ベアリングハウジング５０２内の熱を吸収してコンプレッサ１２４に流通する。図１３の実線に示すように開口部５５０からコンプレッサ１２４への空気の流れが形成されて、流通する空気が熱を吸収することにより、ベアリングハウジング５０２および回転電機１１８の温度が低下する。
【０１２０】
なお、調整弁（１）２０４を閉じると、調整弁（１）２０４とコンプレッサ１２４との間における負圧が低下するため、中空部５６２内を流通する空気の流量の増加によるベアリングハウジング５０２および回転電機１１８の温度の低下幅は、調整弁（１）２０４が開いているときよりも大きい。
【０１２１】
ステータ温度Ｔが予め定められた温度Ｔｃよりも小さいと（Ｓ１００にてＮＯ）、調整弁（１）２０４の開度が増加されるとともに、調整弁（２）２０６の開度が減少される（Ｓ１０４）。
【０１２２】
また、開口部５５０が、接続通路５５４における流体抵抗よりも抵抗が大きくなるよう形成される場合には、流量が減少するように調整弁（１）２０４が制御されるときに、コンプレッサ１２４へと吸引される空気の流量の方が開口部５５０から流入する空気の流量よりも大きくなる。そのため、流量の差により、ベアリングハウジング５０２および回転電機１１８から熱の出入りがない状態で中空部５６２内の空気の体積が膨張させられる場合がある。このような場合には、断熱膨張により温度低下した空気によってもベアリングハウジング５０２および回転電機１１８が冷却される。
【０１２３】
以上のようにして、本実施の形態に係るターボチャージャによると、上述の第１の実施の形態に係るターボチャージャと同様の効果に加えて、中空部５６２と中空部５２０とを遮断することにより、ベアリングと回転電機との間に設けられるシール部を不要とすることができる。そのため、ベアリングハウジングおよび回転電機の冷却性を向上させるとともに、シール部による駆動損失を低減することができる。
【０１２４】
なお、本実施の形態に係るターボチャージャ１００の構成は、上述の第２の実施の形態に係るターボチャージャ１００の構成に代えて用いるようにしてもよい。このようにすると、上述の第２の実施の形態に係るターボチャージャと同様の効果を得ることができる。
【０１２５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】第１の実施の形態に係るターボチャージャの構成を示す図である。
【図２】第１の実施の形態に係るターボチャージャにおいて、ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図３】調整弁（１）および調整弁（２）の開度とステータ温度との関係を示す図である。
【図４】第１の実施の形態に係るターボチャージャにおける空気の流れを示す図である。
【図５】第１の実施の形態の変形例に係るターボチャージャの構成を示す図である。
【図６】第１の実施の形態の変形例に係るターオチャージャにおける空気の流れを示す図である。
【図７】第２の実施の形態に係るターボチャージャの構成を示す図である。
【図８】第２の実施の形態に係るターボチャージャにおいて、ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図９】第２の実施の形態に係るターボチャージャにおける空気の流れを示す図である。
【図１０】第３の実施の形態に係るターボチャージャの構成を示す図である。
【図１１】第３の実施の形態に係るターボチャージャにおける空気の流れを示す図である。
【図１２】第４の実施の形態に係るターボチャージャの構成を示す図である。
【図１３】第４の実施の形態に係るターボチャージャにおける空気の流れを示す図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１００  ターボチャージャ、１０２，４０２  ベアリングハウジング、１０４  コンプレッサハウジング、１０６  タービンハウジング、１０８  シャフト、１１０  コンプレッサホイール、１１２  タービンホイール、１１４，４１４  ベアリング、１１６  潤滑油通路、１１８，４１８  回転電機、１２０，４２０，５２０，５６２  中空部、１２２  入口、１２４  コンプレッサ、１２６  タービン、１２８  出口、１３０  シール部、１５０，１５２，１５８、４５０，４５２，５５０，５５２  開口部、１５４，４５４，５５４  接続通路、１５６，４５６，５５６  逆止弁、２００，２１０  吸気通路、２０２  バイパス通路、２０４，２０６，２０８  調整弁、２１２  排気通路、３００  ＥＣＵ、３０２，３０４  温度検知センサ、４２２  モータハウジング、５５８，５６０  冷却油通路。
【図１】
2007120383.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007120383.tif 000009
【図８】
2007120383.tif 000010
【図９】
2007120383.tif 000011
【図１０】
2007120383.tif 000012
【図１１】
2007120383.tif 000013
【図１２】
2007120383.tif 000014
【図１３】
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