(57)【要約】      （修正有）【課題】ブースト装置及びブーストアシスト装置を経済的エネルギ使用のもとに駆動すること。【解決手段】エンジンシステムの一実装例によれば、エネルギを貯蔵装置４６に供給するために、動力装置４８が選択的に作動される。貯蔵装置からのエネルギは、ブーストアシスト装置１４に選択的に供給されて、ブースト装置１２への通常のエネルギ供給を補助し、かつエンジン１６又は車両の少なくともある運転状態においてエンジンの動力出力の増大を可能にする。一形態において、動力装置は電気エネルギ源でもよく、貯蔵装置は電荷を貯蔵できる。他の形態において、動力装置は流体ポンプであり、貯蔵装置は加圧流体を貯蔵できる。動力装置の動作及び貯蔵装置のエネルギ貯蔵を制御するために、様々な方法を使用することが可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
選択的に動力装置を作動して、貯蔵装置の現在のエネルギ状態あるいはエンジン又は車両の運転状態の少なくとも１つに応じてエネルギを前記貯蔵装置に供給するステップと、
エンジン又は車両の少なくともある運転状態において、前記貯蔵装置から、ブースト装置と連通するブーストアシスト装置に選択的にエネルギを供給して、前記ブースト装置の出力増加を可能にするステップであって、前記ブーストアシスト装置から前記ブースト装置に供給されるエネルギが、前記ブースト装置への通常のエネルギ供給を補助するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記動力装置が電気エネルギ源であり、前記貯蔵装置が電荷を貯蔵できる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記動力装置が流体ポンプであり、前記貯蔵装置が加圧流体を貯蔵できる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記貯蔵装置のエネルギ状態が目標値未満であるとき、前記エンジンの少なくともある運転状態において、前記動力装置を選択的に作動するステップが達成される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記エネルギ状態が前記目標値未満であり、かつエンジン動力が閾値未満であるとき、前記動力装置を選択的に作動するステップが達成される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記貯蔵装置のエネルギ状態が目標値未満であるとき、常に、前記動力装置を選択的に作動するステップが達成される、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記貯蔵装置のエネルギ状態が最大閾値未満であり、かつ前記エンジンと関連付けられた車両が前記エンジンから動力を能動的に引き出していないとき、前記動力装置を選択的に作動するステップが達成される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記貯蔵装置のエネルギ状態が前記目標値の上方にあるが、最大閾値未満であり、かつ前記エンジンと関連付けられた車両が前記エンジンから動力を能動的に引き出していないとき、前記動力装置を選択的に作動するステップが達成される、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記貯蔵装置のエネルギ状態が最大閾値未満であり、かつ前記エンジンと関連付けられた車両が制動しているとき、前記動力装置を選択的に作動するステップが達成される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記車両が慣性走行しているときに第１のレベルのエネルギが前記貯蔵装置に供給され、前記車両が制動しているときに第２のレベルのエネルギが前記貯蔵装置に供給される、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２のレベルのエネルギが前記第１のレベルのエネルギよりも高い、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記車両のギヤが入りかつ制動しているかどうかを決定し、前記車両のギヤが入りかつ制動している場合に、エネルギを前記貯蔵装置に供給するステップと、
少なくとも前記車両のギヤが入りかつ制動していないときに、前記貯蔵装置のエネルギ状態が第２の閾値未満であるかどうかを決定するステップと、
前記車両が慣性走行し、前記貯蔵装置のエネルギ状態が前記第２の閾値未満であり、かつ前記車両が制動していないときにエネルギを前記貯蔵装置に供給するステップと、
を同様に含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
エンジン用のシステムであって、
前記エンジンの運転を補助するために前記エンジンに送出される出力を有するブースト装置と、
補助動力を前記ブースト装置に供給するために前記ブースト装置と連通するブーストアシスト装置と、
エネルギを貯蔵するように適合され、かつ前記ブーストアシスト装置と選択的に連通して、エネルギを前記ブーストアシスト装置に供給する貯蔵装置と、
前記アキュムレータと連通し、かつエネルギを前記貯蔵装置に送出するように作動される動力装置と、
を備えるシステム。
【請求項１４】
少なくともある運転状態において、補助エネルギを前記ブースト装置に供給するために、前記貯蔵装置のエネルギが前記ブーストアシスト装置に送出されると、前記動力装置を選択的に作動するための制御器も備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記貯蔵装置がアキュムレータを含み、前記アキュムレータによって貯蔵されたエネルギが加圧流体を含み、前記動力装置が加圧流体を前記アキュムレータに供給するポンプを含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
制御器も含み、前記制御器が前記アキュムレータ内の流体圧力に応答し、前記エンジンの少なくともある運転状態において、前記アキュムレータ内の圧力が目標値未満であるとき、前記制御器が前記ポンプを作動して流体を前記アキュムレータに送出する、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記目標値が、前記エンジンに対する前記ブースト装置の出力の遅れを低減又は排除するために、前記ブースト装置によって必要とされるエネルギに応じて決定される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記制御器が、エンジン又は車両の運転の少なくとも１つの状態に応答し、前記動力装置を作動して、エンジン又は車両の運転の前記少なくとも１つの状態に応じて前記貯蔵装置へのエネルギ送出を可能にするか又は引き起こす、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１９】
エンジン又は車両の運転の前記少なくとも１つの状態がエンジン動力を含み、前記制御器が、エンジン動力が閾値未満であるときに前記動力装置を作動する、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記制御器がまたエンジン動力に応答し、前記アキュムレータ内の圧力が前記目標値未満であり、かつ前記エンジン動力が閾値未満であるとき、前記ポンプを作動して流体を前記アキュムレータに送出する、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２１】
前記エンジン動力が前記閾値の上方にある場合に前記アキュムレータ内の圧力が前記目標値未満であるとき、前記制御器が前記ポンプを作動しない、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記ポンプが、前記ポンプの作動後の１５秒未満内に、前記目標値に少なくとも等しい圧力で前記アキュムレータに流体を供給するのに十分な出力を有する、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２３】
前記ポンプが、前記ポンプの作動後の１〜１０秒内に、前記目標値に少なくとも等しい圧力で前記アキュムレータに流体を供給するのに十分な出力を有する、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記ポンプが電気モータによって駆動される、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２５】
前記ブースト装置が油圧により補助されるターボチャージャである、請求項１３に記載のシステム。
【請求項２６】
前記ブースト装置が油圧により動力供給されるコンプレッサである、請求項１３に記載のシステム。
【請求項２７】
前記貯蔵装置と前記ブースト装置とを選択的に連通させる制御器も含む、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２８】
前記貯蔵装置が前記ブーストアシスト装置と連通して、前記エンジン動力需要と前記ブースト装置の可能な出力とに応じてエネルギを前記ブーストアシスト装置に供給する、請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記制御器が、前記貯蔵装置と前記ブースト装置とを選択的に連通させ、前記制御器が、前記動力装置を選択的に作動する前記制御器と同一の制御器である、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３０】
前記制御器が、前記貯蔵装置と前記ブースト装置とを選択的に連通させ、前記制御器が、前記動力装置を選択的に作動する前記制御器と同一の制御器にある、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３１】
前記制御器が、前記貯蔵装置と前記ブースト装置とを選択的に連通させ、前記制御器が、前記動力装置を選択的に作動する前記制御器と別個である、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３２】
前記ポンプがまた、前記エンジンと関連付けられた変速機に流体を供給する、請求項１５に記載のシステム。
【請求項３３】
前記ポンプと前記アキュムレータとの間の流体流を制御するために前記ポンプと前記アキュムレータとの間に弁も含む、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
前記変速機の流体圧力が前記変速機の瞬間的な動作の目標の上方にあるとき、前記弁の位置が、前記アキュムレータへの流体流を許容するように制御される、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３５】
前記加圧流体が、前記エンジンと関連付けられた燃料システムからのディーゼル燃料である、請求項１５に記載のシステム。
【請求項３６】
前記ポンプがまた、ディーゼル燃料を前記エンジンに供給して、前記エンジンの運転を補助する、請求項３５に記載のシステム。
【請求項３７】
前記貯蔵装置に貯蔵されたエネルギが電気であり、前記動力装置が前記貯蔵装置に電荷又は電流を送出する、請求項１３に記載のシステム。
【請求項３８】
エンジンの運転をアシストするための方法であって、
前記エンジンの運転を補助するために前記エンジンに送出される出力を有するブースト装置を設けるステップと、
補助動力を前記ブースト装置に供給するために前記ブースト装置と連通するブーストアシスト装置を設けるステップと、
エネルギを貯蔵するように適合された貯蔵装置を設けるステップと、
前記貯蔵装置と前記ブーストアシスト装置とを選択的に連通させて、エネルギを前記ブーストアシスト装置に供給するステップと、
前記アキュムレータと連通する動力装置を設けるステップと、
前記動力装置を作動してエネルギを前記貯蔵装置に送出するステップと、
を含む方法。
【請求項３９】
制御器を設けるステップと、
少なくともある運転状態において、補助エネルギを前記ブースト装置に供給するために、前記貯蔵装置のエネルギが前記ブーストアシスト装置に送出されると、前記制御器が前記動力装置を選択的に作動させるようにするステップと、
を同様に含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記貯蔵装置がアキュムレータを含み、前記方法が、加圧流体を前記アキュムレータに送出するステップを含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４１】
前記アキュムレータ内の流体圧力に応答する制御器を設けるステップと、
前記アキュムレータ内の圧力が目標値未満であるとき、前記制御器が前記動力装置を選択的に作動して、流体を前記アキュムレータに送出するようにさせるステップと、
を同様に含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記エンジンに対する前記ブースト装置の出力の遅れを低減又は排除するために、前記ブースト装置によって必要とされるエネルギに応じて前記目標値を決定するステップも含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記制御器が、エンジン又は車両の運転の少なくとも１つの状態に応答し、前記方法が、前記動力装置を作動して、エンジン又は車両の運転の前記少なくとも１つの状態に応じて前記貯蔵装置へのエネルギ送出を可能にするか又は引き起こすステップを含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４４】
エンジン又は車両の運転の前記少なくとも１つの状態がエンジン動力を含み、エンジン動力が閾値未満であるときに前記動力装置を作動するステップが実行される、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記制御器がまたエンジン動力に応答し、前記アキュムレータ内の圧力が前記目標値未満であり、かつ前記エンジン動力が閾値未満であるとき、前記制御器が前記ポンプを作動して流体を前記アキュムレータに送出する、請求項４１に記載の方法。
【請求項４６】
前記エンジン動力が前記閾値の上方にある場合に前記アキュムレータ内の圧力が前記目標値未満であるとき、前記制御器が前記ポンプを作動しない、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
貯蔵装置の現在のエネルギ状態あるいはエンジン又は車両の運転状態の少なくとも１つに応じてエネルギを前記貯蔵装置に選択的に供給するステップと、
エンジン又は車両の少なくともある運転状態において、前記貯蔵装置から、ブースト装置と連通するブーストアシスト装置に選択的にエネルギを供給して、前記ブースト装置の出力増加を可能にするステップであって、前記ブーストアシスト装置から前記ブースト装置に供給されるエネルギが、前記ブースト装置への通常のエネルギ供給を補助するステップと、
を含む方法。
【請求項４８】
前記貯蔵装置に供給されるエネルギが電気エネルギであり、前記貯蔵装置が電荷を貯蔵できる、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
流体ポンプを含む動力装置も含み、前記貯蔵装置が圧力下の流体を貯蔵できる、請求項４７に記載の方法。
【請求項５０】
前記貯蔵装置のエネルギ状態が目標値未満であるとき、前記エンジンの少なくともある運転状態において、前記動力装置が選択的に作動される、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記エネルギ状態が前記目標値未満であり、かつ前記エンジン動力が閾値未満であるとき、前記動力装置を選択的に作動するステップが達成される、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記貯蔵装置のエネルギ状態が目標値未満であるとき、常に、前記動力装置を選択的に作動するステップが達成される、請求項５０に記載の方法。
【請求項５３】
前記貯蔵装置のエネルギ状態が最大閾値未満であり、かつ前記エンジンと関連付けられた車両が前記エンジンから動力を能動的に引き出していないとき、エネルギが前記貯蔵装置に供給される、請求項４７に記載の方法。
【請求項５４】
前記貯蔵装置のエネルギ状態が前記目標値の上方にあるが、最大閾値未満であり、かつ前記エンジンと関連付けられた車両が前記エンジンから動力を能動的に引き出していないとき、前記動力装置を選択的に作動するステップが達成される、請求項５０に記載の方法。
【請求項５５】
前記エンジンと関連付けられた車両が制動しているとき、エネルギが前記貯蔵装置に供給され、前記貯蔵装置に供給されるエネルギが、さもなければ前記車両を制動している最中に失われたであろうエネルギを含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項５６】
前記車両が慣性走行しているときに第１のレベルのエネルギが前記貯蔵装置に供給され、前記車両が制動しているときに第２のレベルのエネルギが前記貯蔵装置に供給される、請求項５３に記載の方法。
【請求項５７】
前記第２のレベルのエネルギが前記第１のレベルのエネルギよりも高い、請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記車両のギヤが入りかつ制動しているかどうかを決定し、前記車両のギヤが入りかつ制動している場合に、エネルギを前記貯蔵装置に供給するステップと、
少なくとも前記車両のギヤが入りかつ制動していないときに、前記貯蔵装置のエネルギ状態が第２の閾値未満であるかどうかを決定するステップと、
前記車両が慣性走行し、前記貯蔵装置のエネルギ状態が前記第２の閾値未満であり、かつ前記車両が制動していないときにエネルギを前記貯蔵装置に供給するステップと、
を同様に含む、請求項５４に記載の方法。
【請求項５９】
前記ポンプが、前記エンジンと関連付けられたパワーステアリングシステムに流体も供給する、請求項１５に記載のシステム。
【請求項６０】
前記ポンプと前記アキュムレータとの間の流体流を制御するために前記ポンプと前記アキュムレータとの間に弁も含む、請求項５９に記載のシステム。
【請求項６１】
前記パワーステアリングの流体圧力が前記パワーステアリングの瞬間的な動作の目標の上方にあるとき、前記弁の位置が、前記アキュムレータへの流体流を許容するように制御される、請求項５９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２００７年８月１７日に出願された米国仮特許出願第６０／９５６，４８８号の利益を主張する。
【０００２】
この開示が一般に関係する分野は、ブーストアシスト装置を含むエンジンシステムを含む。
【背景技術】
【０００３】
内燃機関を動力とする車両の燃料節減、エミッション及び性能を改善するために、複数の技術が現れている。これらの技術の１つは、ターボチャージャのようなエアブースト装置、及びターボチャージャを補助するエアブーストアシスト装置の追加を含む。例示的なブーストアシスト装置は、油圧駆動式装置、電気駆動式装置、ベルト駆動式装置及び空気圧駆動式装置を含む。これらの装置は、エンジンによって、例えばベルトで又は（エンジンによって駆動可能な）油圧ポンプを介して、又は（エンジンによって駆動される）交流発電機を介して直接駆動することが可能である。いずれにしろ、寸法決めの考慮、燃料経済性の考慮及び性能の考慮のため、経済的なエネルギ使用が重要である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
エンジンシステムの一実装例によれば、エネルギを貯蔵装置に供給するために、動力装置が選択的に作動される。貯蔵装置からのエネルギは、ブーストアシスト装置に選択的に供給されて、ブースト装置への通常のエネルギ供給を補助し、かつエンジン又は車両の少なくともある運転状態においてエンジンの動力出力の増大を可能にする。一形態において、動力装置は電気エネルギ源でもよく、貯蔵装置は電荷を貯蔵できる。他の形態において、動力装置は流体ポンプであり、貯蔵装置は加圧流体を貯蔵できる。
【０００５】
一実装例において、貯蔵装置は、加圧流体の供給を維持するアキュムレータを含み、加圧流体は、補助エネルギをブーストアシスト装置に供給するために、エンジン又は車両の少なくともある運転状態下でブーストアシスト装置に送出される。加圧流体をアキュムレータに送出するために、流体ポンプをアキュムレータと連通させてもよく、かつ必要に応じてブースト装置に送出するために加圧流体の所望の供給がアキュムレータに維持されることを保証するために、ある運転状態下で制御により選択的にポンプを作動してもよい。
【０００６】
一実装例において、アキュムレータ内の圧力が目標値未満に低下し、かつエンジン動力が閾値未満であるとき、常に、アキュムレータを充填するためにポンプが作動される。次に、追加のエンジン動力が要求される場合、エネルギをブースト装置に供給できるようにアキュムレータからの加圧流体をブーストアシスト装置に送出して、ブースト装置の初期の動作的な非効率を克服するか又は低減し、これによって、低動力走行状態におけるいわゆる「ターボラグ」を排除又は低減することができる。
【０００７】
他の例示的な実施形態及び実装例は、以降に行う詳細な説明から明らかになるであろう。詳細な説明及び特定の実装例は、本発明の例示的な実施態様を開示しているが、説明目的のみのために意図されるに過ぎず、本発明の範囲を限定するようには意図されないことを理解すべきである。
【０００８】
本発明の例示的な実施形態は、詳細な説明及び添付図面からより完全に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ブースト装置及びブーストアシスト装置の一実施形態を含むエンジンシステムの概略図である。
【図２】エンジンシステムの一実施形態を操作する方法を示した論理的フローチャートである。
【図３】エンジンシステムの実施形態を操作する方法を示した論理的フローチャートである。
【図４】エンジンシステムの他の実施形態を操作する方法を示した論理的フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施形態の次の説明は、本質的に単に例示的なものに過ぎず、本発明、その適用、又は用途を限定するようには決して意図されない。
【００１１】
より詳しく図面を参照すると、図１は、ブースト装置１２と、ブーストアシスト装置１４の例示的な一実施形態とを含むエンジンシステム１０を示している。ブースト装置１２は、ターボチャージャ又は他の装置でもよく、エンジン１６への給気を増加させて、エンジン性能を改善することが可能である。一実施形態において、ブースト装置１２は、０〜３００ｋｇ／時の範囲の流量を有し得るコンプレッサを含む。ブーストアシスト装置１４及び関連のエンジンシステム構成要素は、一般にブースト装置１２及びエンジンシステム１０の性能を改善するために、少なくともある運転状態において補助エネルギをブースト装置１２に供給することが可能である。
【００１２】
エンジンシステム１０は、燃焼ガソリン又はディーゼルエンジンのような、しかしそれらに限定されないエンジン１６を含んでもよい。空気吸入システム２０は、エンジン１６の上流に配置された構成要素及び装置を含んでもよい。例えば、空気吸入システム２０は、一方の端部でエンジン１６に接続された配管２２を含んでもよく、配管は開放端又は入口２４を含んでもよい。本明細書に使用されているように、配管という用語は、任意の適切な導管、チューブ、ホース、通路、マニホールド等を含む。任意の空気フィルタ２５又はクリーナは、空気吸入システムに設けることが可能であり、入口２４に又はその近くに配置してもよい。
【００１３】
排気システム２６は、例えば触媒コンバータ、消音器及び／又はテールパイプを通して、燃焼ガスを排気システムの開放端２８から排出するためにエンジン１６に接続することが可能である。選択的に、ターボチャージャ１２は、タービン３０及びエアコンプレッサ３２を含むように設けてもよい。タービン３０は、エンジン１６から、排気システム２６を通して排出される排気ガスによって駆動されるように構成かつ配置可能である。コンプレッサ３２は、タービン３０に動作可能に接続しかつタービン３０によって駆動されて、吸気システム２０内にまたそれを通して圧縮空気をエンジン１６に送出することが可能である。
【００１４】
空気吸入システム２０は、第１のセグメント３６を含む吸気ライン３４を含んでもよく、吸気ラインは、空気吸入システム２０の入口２４とターボチャージャコンプレッサ３２との間に配置されて延在することが可能である。ブーストアシスト装置１４は、第１のセグメント３６に設けてもよく、また空気吸入システム２０を通して、コンプレッサ３２に選択的に圧縮空気を送出することによって、ターボチャージャコンプレッサ３２を補助するように構成かつ配置可能である。ブーストアシスト装置１４は、任意の適切な駆動力を受け取るための駆動機構３８と、駆動機構３８に連結されかつ駆動されるコンプレッサ又はファン４０とを含んでもよい。一実施形態において、ブーストアシスト装置１４は、０〜３００ｋｇ／時の範囲の流量を有し得るコンプレッサ又はファン４０を含む。
【００１５】
バイパスライン４２は、ブーストアシスト装置１４をバイパスする通路を提供するように設けてもよい。一実装例において、バイパスライン４２は、ブーストアシスト装置１４と並列に接続し得るバイパス弁４４を含む。バイパス弁４４は、完全に又は部分的に開放及び／又は閉鎖するように構成かつ配置して、バイパスライン４２を通した空気流を可能にする、妨げる又は配量することが可能である。本明細書に使用されているように、閉鎖という用語は、完全閉鎖、及び／又はバイパス弁４４が部分的に開放してもいるような部分閉鎖を含む。同様に、開放という用語は、完全開放、及び／又はバイパス弁４４が部分的に閉鎖してもいるような部分開放を含む。
【００１６】
動力装置４８から受け取った動力又はエネルギを貯蔵するために、貯蔵装置４６を設けることが可能である。貯蔵装置４６に貯蔵されたエネルギは、ブーストアシスト装置を駆動して、エネルギをブースト装置１２に送出するようにさせるために、ブーストアシスト装置１４の駆動機構３８に送出されてもよいか、あるいはブーストアシスト装置１４は、車両のどこかで必要とされるエネルギを例えばエンジンに直接送出することが可能であり、このエネルギは圧縮空気の形態でもよい。貯蔵装置４６は、エンジン動力需要とブースト装置の可能な出力とに応じて又は他の必要に応じて、エネルギをブーストアシスト装置に供給するために、ブーストアシスト装置１４と連通させてもよい。瞬間的なエンジン及びブースト装置の動作状態に基づき、ブースト装置１２の可能な瞬間的出力がエンジン動力需要に見合うために必要とされる出力と比較して低い場合、より多くのエネルギをブーストアシスト装置１４に供給することが可能であり、この結果、ブーストアシスト装置によって、より多くのエネルギがブースト装置１２に供給される。ブースト装置の可能な瞬間的な出力がエンジン動力需要に対しより高い場合、貯蔵装置４６からブーストアシスト装置１４に、次にブースト装置１２に送出されるエネルギは少なくてもよい。
【００１７】
一実装例において、貯蔵装置はアキュムレータ４６を含み、動力装置は、エンジンオイル供給システム５０と連通して、それから流体を引き出す流体ポンプ４８を含む。当然、貯蔵装置又はアキュムレータ４６は、電荷貯蔵装置を含む他の方法で実装してもよく、動力装置は、限定なしに一例として、バッテリ、燃料電池、交流発電機、発電機又は他の電気エネルギ源を含んでもよい。
【００１８】
高圧充填ライン５４のポンプ４８とアキュムレータ４６との間にチェック弁５２を設けて、アキュムレータ４６からポンプ４８への流体の逆流を防止することが可能である。高圧送出ライン５８のアキュムレータ４６とブーストアシスト装置１４との間に制御弁５６を配置して、アキュムレータ４６からブーストアシスト装置１４への加圧流体の送出を制御することが可能である。ブーストアシスト装置の駆動機構３８の下流に、エンジンオイルサンプ６２に通じる排出ライン６０を設けることが可能であり、次に、エンジンオイルサンプは、エンジンオイル供給システム５０のエンジンオイルポンプ６４及びリザーバ６６と連通する。他の実施形態において、排出ライン６０は、例えば、油圧流体を有する別個のタンク、しかしそれに限定されないエンジンオイル供給部又は別個のオイル供給部に通じてもよい。リザーバ６６は、低圧送出ライン６８を通してポンプ４８の入口と、圧力逃しライン７０を通してアキュムレータ４６と連通してもよい。チェック弁７２を圧力逃しライン７０に配置して、アキュムレータ４６内の最高圧力を制限し、かつリザーバ６６へのアキュムレータ４６の通気を許容することができる。
【００１９】
さらに、エンジンシステム１０は、エンジンシステム１０の様々なシステム及び構成要素を制御するか又は監視するように構成かつ配置された制御器７４又は制御システムを含んでもよい。例えば、センサ７６において、制御器７４は、エンジン１６のすぐ上流のエアクーラ７８に供給されるブースト圧力、センサ８０においてアキュムレータ４６内の圧力、センサ８２においてアクセル／スロットル位置、及びセンサ８４においてブーストアシスト装置のコンプレッサ４０の下流の圧力を監視及び／又は応答することが可能である。制御器７４はまた、８６にアキュムレータ制御弁５６を含むエンジンシステム１０の様々な構成要素の作動に応答し、当該構成要素を作動するか又は制御して、アキュムレータ４６からブーストアシスト装置１４への加圧流体流、８８においてバイパス弁の位置、及び９０において例えばポンプ４８の電気モータに対する動力の制御によってポンプ４８の作動及び動作を制御することが可能である。制御器７４又は制御システムは、エンジン１６を制御するために使用される制御器と同一又は別個でもよいか、あるいは１つ以上の他の車両システム用の異なる車両制御器又は制御システムでもよい。
【００２０】
制御器７４は、ブーストアシスト装置がブースト装置１２用の補助油圧エネルギ又は動力を供給できるようにアキュムレータ内の流体がブーストアシスト装置１４に送出されるように、ある運転状態下でポンプ４８を選択的に作動する。ポンプ４８を作動して、アキュムレータ４６に対し加圧流体の充填を行うには、エネルギが必要とされ、したがって、車両性能に悪影響を及ぼす可能性があるので、制御器７４は、ある運転状態においてポンプ４８を選択的に作動し得る。例えば、ポンプ４８は、現在のエンジン動力とアキュムレータ４６内に存在する圧力とに応じて作動又は制御してもよい。このようにして、制御器７４は、センサ及び本明細書に前述したような同様の装置から収集された様々な入力信号又はデータに応答してポンプ４８の作動を制御することが可能である。制御器７４は、コンピュータによって読み取り可能な指示等を実行するための任意の適切な処理装置、及びデータ及びコンピュータによって読み取り可能な指示を記憶するための処理装置に連結された任意の適切なメモリ装置を含んでもよい。制御器７４は、エンジン負荷を表す獲得情報に基づきポンプ４８を制御してもよい。この情報は、エンジン制御器から燃料噴射器に命令される燃料から、スロットル位置、ブースト又はマップセンサ、又はターボチャージャコンプレッサ速度から、あるいは他の任意の様々なアクチュエータ命令信号（例えば燃料供給、ＶＴＧ等）から直接測定するか又は計算するか又は推定し得る。
【００２１】
貯蔵装置（例えばアキュムレータ４６）のエネルギ貯蔵の目標値は、エンジン１６への貯蔵装置の出力の遅れを低減又は排除するために、ブースト装置１２によって必要とされる補助エネルギに応じて決定し得る。この補助エネルギは、ブーストアシスト装置１４からブースト装置１２に送出される。少なくともある車両用途では、ブーストアシスト装置のタービン３８へのエネルギ送出の必要な最大持続時間は、２秒未満であり得る。当然、これは、特定のエンジン／車両用途に従って変更可能であり、適切なシミュレーション及び／又は試験によって決定することができる。いずれにしろ、ポンプ４８は、望むなら、比較的短い時間間隔で、所望の目標レベル以上にアキュムレータ４６を充填するように寸法決めすることができる。例えば、少なくとも一実装例において、この時間間隔は約１５秒未満でもよく、望ましく２〜１０秒であり得る。
【００２２】
エンジンシステム１０を操作する方法９２が図２に示されており、開始点９４で始まる。ステップ９６で、エンジン１６が始動した後にエンジンがアイドル速度に到達すると、制御器７４は、目標圧力に達するまでアキュムレータ４６を充填するためにポンプ４８を作動することが可能である。その後、通常の走行中、ステップ９８とステップ１００に示したように、アキュムレータ４６内の圧力がその目標値未満に低下し、かつエンジン動力が閾値の上方にあるとき、常に、ポンプ４８を作動させずまたアキュムレータ４６を再充填しないか又はさらに充填しない決定を行うことが可能である。少なくともある用途では、このことが受け入れられる理由は、あるエンジン動力レベルの上方では、油圧ブーストアシストがほとんど必要でないか又はまったく必要でなく、かつブースト装置１２（例えばターボチャージャ）が任意のブーストアシストを必要とする程度に十分に遅くなる前に、最小の時間があるからである。これにより、燃料効率が改善されるが、この理由は、車両交流発電機の負荷が車両加速状態又は高動力走行状態の間に増加しないからである。さらに、ステップ１０２では、車両がギヤ慣性走行しているか又はギヤ制動しているようにスロットルが閉じられることを制御器７４が感知するとき、常に、ポンプ４８は、アキュムレータ４６内の目標圧力に達するまで作動される。エンジン動力が運転者によって要求されないときに望ましい充填状態を利用するために、アキュムレータ４６内の圧力がその目標値の上方にあるとしても、ポンプ４８を作動することが可能である。
【００２３】
最後に、通常の走行中、アキュムレータ４６内の圧力がその目標値未満であり（ステップ９８で決定されるように）かつエンジン動力が閾値未満である（ステップ１００で決定されるように）とき、常に、ポンプ４８は、アキュムレータ４６を少なくとも目標圧力に充填することが可能である。これにより、追加の動力が運転者によって要求されたとき、必要な圧力をアキュムレータ４６からブーストアシスト装置１４に供給して、低動力走行状態の間のターボチャージャ１２の遅れを排除するか又は低減できることが確実にされる。
【００２４】
次に図３を参照すると、ポンプ４８を制御し、アキュムレータ４６を充填するための方法１１０を提供し得る。方法１１０は、開始点１１２を含むことが可能であり、ステップ１１４は、アキュムレータ４６に貯蔵されたエネルギが閾値又は最大のエネルギ貯蔵限度以上であるかどうかを決定することを含むことが可能である。アキュムレータ４６に貯蔵されたエネルギが閾値又は最大のエネルギ貯蔵限度以上である場合、アキュムレータ４６を充填すべきでないが、この理由は、アキュムレータ４６を充填することにより、アキュムレータ４６内の圧力がさらに増大され、このことは、システム操作には不必要であり、したがって、エネルギの浪費であり、いずれにしろ、アキュムレータ４６がチェック弁７２を通してリザーバ６６に通気されるに過ぎず、これによって、エネルギが浪費されるからである。
【００２５】
ステップ１１６は、アキュムレータのエネルギ状態の決定（例えば、アキュムレータ４６に貯蔵されたエネルギが目標値又は所望の車両性能に必要な最小値未満であるかどうか）を含むことが可能である。アキュムレータの動力レベル又はエネルギが目標値未満である場合、ポンプ４８を制御器７４によって作動して、アキュムレータ４６に対し加圧流体の充填を行うことが可能である。目標値未満でない場合、ステップ１１８は、エネルギをエンジン１６から方向転換して、エンジン性能に干渉するか又はそれを抑制することなくアキュムレータ４６を充填し得るように、車両がギヤ制動又はギヤ慣性走行しているかどうかを決定することを含むことが可能である。したがって、このような状況では、アキュムレータのエネルギレベルが最大エネルギ貯蔵限度又は閾値未満であるあるとき、追加のエネルギをアキュムレータ４６に貯蔵することが望ましいかもしれない。実際に、車両制動中、アキュムレータ４６を充填するために必要なエネルギは、さもなければ制動熱で浪費されるであろうエネルギから完全に得ることができるであろう。このようにして、システム（例えばアキュムレータ）を充填するために使用されるエネルギは、エンジン性能を全く損失することなく得ることが可能である。車両がギヤ制動又は慣性走行していない場合、図３で述べたように、システムを充填しない決定を行うことが可能である。このように、平均して、車両の慣性走行中にアキュムレータ４６を充填することは、動力供給による車両駆動中の充填よりも優れているが、車両制動中のシステムの充填ほどには優れていない。
【００２６】
図４の方法１２０に示したように、２つ以上のレベルの充填を定義することが可能である。方法１２０は開始点１２２で始まり、図３の方法１１０に関して示したのと同一のステップ１１４、１１６を含むことが可能である。ステップ１２４は、車両が制動しかつギヤが入っているかどうかを決定することを含むことが可能である。そうであれば、アキュムレータ４６の第１レベルの充填を実施することが可能である。車両がギヤ制動していない場合、ステップ１２６は、アキュムレータ４６のエネルギレベルが第２の閾値又は慣性走行の高い限度未満であるかどうかを決定することを含むことが可能である。アキュムレータ４６のエネルギレベルが第２の閾値値の上方にある場合、アキュムレータ４６を充填しない決定を行うことが可能である。エネルギが第２の閾値未満である場合、ステップ１２８で、車両がギヤ慣性走行しているかどうかを決定することが可能である。そうであれば、アキュムレータ４６は、少なくとも第２の閾値に充填してもよく、そうでなければ、アキュムレータ４６は充填されない。
【００２７】
このようにして、第１のレベル又はより高次のレベルのエネルギ貯蔵又はアキュムレータ充填を車両制動中に行い、これによって、さもなければ制動している最中に失われるであろうエネルギを使用することが可能である。車両が慣性走行しているとき、第２の又はより低次のレベルのエネルギ貯蔵又はアキュムレータ充填を利用して、アキュムレータ４６の充填によるエンジン１６からの望ましくない寄生エネルギ損失を回避するか又は低減することが可能である。このことが望ましいのは、車両の慣性走行中にアキュムレータ４６を充填することにより車両が減速され、望ましくないからである。ある場合には、運転者の意図は、車両が慣性走行しているときに減速することであり得ることを認識すべきである。その状態では、システムを充填するために必要な寄生エネルギ損失は、運転者にとって望ましいかもしれない。
【００２８】
したがって、少なくとも一実装例において、制御器７４により、ブーストアシスト装置１４がブースト装置１２を十分に補助できるように必要とされる最小エネルギが、常にアキュムレータ４６に貯蔵されることが確実にされる。また例えば車両の少なくともある運転状態の間に（例えば、車両制動中に）自由エネルギが利用可能であるとき、制御器７４は追加のエネルギを貯蔵しようと試みる。一実装例において、制御器７４は、貯蔵装置のエネルギ状態が車両の運転状態に関係なく、したがって、エネルギペナルティに関係なく目標値未満であるとき、ポンプ４８を作動してアキュムレータ４６を充填する。これにより、必要な場合、ブーストアシスト装置１４がエネルギをブースト装置１２に供給する態勢ができていることが確実にされる。エネルギ貯蔵がある最小目標値の上方にあると、制御器７４は、車両がエンジン１６から動力を引き出していないときにのみ、アキュムレータ４６を充填するように構成されてもよい。制御器７４は、アキュムレータ４６又は他の貯蔵装置がその最大許容のエネルギ貯蔵容量又は最大閾値に達するまで、この充填方策及び操作を継続することが可能である。さらに、ブーストアシスト装置１４用の追加のエネルギは、さもなければ制動している最中に失われるであろうエネルギのような自由エネルギから得ることが可能なので、エンジンシステム１０は、実際に、少なくともある運転状態下でエンジンの合計エネルギ使用量を低減し得る。
【００２９】
エンジンシステム及び方法の実施形態の上述の説明は、本質的に例示的なものに過ぎず、したがって、それらの別形態は、本発明の趣旨と範囲からの逸脱とは見なされるべきでない。例えば、本明細書に説明したいくつかの実施形態は、加圧流体を貯蔵するためのアキュムレータを含むが、任意のエネルギ貯蔵装置を使用できるであろう。このようなエネルギ貯蔵装置は、電気エネルギをブースト装置に送出するための電荷を貯蔵することが可能である。このような実施形態では、アキュムレータ及びポンプは、バッテリ、コンデンサ及びオルタネータ、発電機又は他の電気エネルギの生成及び貯蔵源で置き換えてもよい。なおさらに、ポンプは、変速機流体ポンプのような既存の車両ポンプを備えてもよい。望むなら又は必要な場合、一例では、流体がアキュムレータ又は他の貯蔵装置に方向転換される前に、その加圧流体の必要性が最初に車両変速機に与えられることを確実にするために、弁を制御して、流体流の優先順位を確立できるであろう。同様に、供給される流体は、車両燃料システムからのディーゼル燃料のような他の既存の車両流体を含むことができるであろう。その例では、ポンプは、既存の燃料ポンプ、又はエンジンシステムに付加される追加のポンプでもよい。同様に、優先又は制御弁を使用して、エンジンの燃料需要が最初に満たされることを確実にし、及び／又はブーストアシスト装置１４の作動を選択的に制御することが可能である。
【図１】
2014015939.tif 000003
【図２】
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【図３】
2014015939.tif 000005
【図４】
2014015939.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成25年9月19日(2013.9.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
選択的に動力装置を作動して、貯蔵装置の現在のエネルギ状態あるいはエンジン又は車両の運転状態の少なくとも１つに応じてエネルギを前記貯蔵装置に供給するステップと、
エンジン又は車両の少なくともある運転状態において、前記貯蔵装置から、ブースト装置と連通するブーストアシスト装置に選択的にエネルギを供給して、前記ブースト装置の出力増加を可能にするステップであって、前記ブーストアシスト装置から前記ブースト装置に供給されるエネルギが、前記ブースト装置への通常のエネルギ供給を補助するステップと、
を含み、
前記動力装置が電気エネルギ源であり、前記貯蔵装置が電荷を貯蔵できる方法。
【請求項２】
前記動力装置が流体ポンプであり、前記貯蔵装置が加圧流体を貯蔵できる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記貯蔵装置のエネルギ状態が目標値未満であるとき、前記エンジンの少なくともある運転状態において、前記動力装置を選択的に作動するステップが達成される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記貯蔵装置のエネルギ状態が前記目標値未満であり、かつエンジン動力が閾値未満であるとき、前記動力装置を選択的に作動するステップが達成される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記貯蔵装置のエネルギ状態が目標値未満であるとき、常に、前記動力装置を選択的に作動するステップが達成される、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記貯蔵装置のエネルギ状態が最大閾値未満であり、かつ前記エンジンと関連付けられた車両が前記エンジンから動力を能動的に引き出していないとき、前記動力装置を選択的に作動するステップが達成される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記貯蔵装置のエネルギ状態が前記目標値の上方にあるが、最大閾値未満であり、かつ前記エンジンと関連付けられた車両が前記エンジンから動力を能動的に引き出していないとき、前記動力装置を選択的に作動するステップが達成される、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
前記貯蔵装置のエネルギ状態が最大閾値未満であり、かつ前記エンジンと関連付けられた車両が制動しているとき、前記動力装置を選択的に作動するステップが達成される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記車両が慣性走行しているときに第１のレベルのエネルギが前記貯蔵装置に供給され、前記車両が制動しているときに第２のレベルのエネルギが前記貯蔵装置に供給される、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２のレベルのエネルギが前記第１のレベルのエネルギよりも高い、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記車両のギヤが入りかつ制動しているかどうかを決定し、前記車両のギヤが入りかつ制動している場合に、エネルギを前記貯蔵装置に供給するステップと、
少なくとも前記車両のギヤが入りかつ制動していないときに、前記貯蔵装置のエネルギ状態が第２の閾値未満であるかどうかを決定するステップと、
前記車両が慣性走行し、前記貯蔵装置のエネルギ状態が前記第２の閾値未満であり、かつ前記車両が制動していないときにエネルギを前記貯蔵装置に供給するステップと、
を同様に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
エンジン用のシステムであって、
前記エンジンの運転を補助するために前記エンジンに送出される出力を有するブースト装置と、
補助動力を前記ブースト装置に供給するために前記ブースト装置と連通するブーストアシスト装置と、
エネルギを貯蔵するように適合され、かつ前記ブーストアシスト装置と選択的に連通して、エネルギを前記ブーストアシスト装置に供給する貯蔵装置と、
前記アキュムレータと連通し、かつエネルギを前記貯蔵装置に送出するように作動される動力装置と、
を備えるシステム。
【請求項１３】
少なくともある運転状態において、補助エネルギを前記ブースト装置に供給するために、前記貯蔵装置のエネルギが前記ブーストアシスト装置に送出されると、前記動力装置を選択的に作動するための制御器も備える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記貯蔵装置がアキュムレータを含み、前記アキュムレータによって貯蔵されたエネルギが加圧流体を含み、前記動力装置が加圧流体を前記アキュムレータに供給するポンプを含む、請求項１２に記載のシステム。