(57)【要約】  自動車エンジン（２０）用のスーパーチャージャを作動させる方法が開示される。スーパーチャージャ（１０）はエンジンのクランクシャフトに結合するため及び第１の電気機械（４０）の回転子及び遊星歯車列（６０）の環に結合するための入力軸（３０）を有する。出力軸（７０）はコンプレッサ（８０）及び遊星歯車列（６０）の太陽歯車に接続される。遊星歯車列（６０）の惑星歯車を支えるキャリアは第２の電気機械（５０）の回転子に接続される。第１の電気機械（４０）は第２の電気機械（５０）へ電気エネルギを供給するために選択的に作動可能である。第２の電気機械（５０）は、コンプレッサを加速又は減速させそれによってエンジンの出力の増加又は減少するようにするためにモータ又はジェネレータとして選択的に作動可能である。第１の電気機械（４０）は第２の電気機械（５０）の作動によって生じる入力軸（３０）からクランクシャフト（２２）へ逆向きに伝えられるトルクを制御するためにモータ又はジェネレータとして選択的に作動可能である。
2010500506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車エンジン用のスーパーチャージャを作動させる方法であって、前記スーパーチャージャが、エンジンのクランクシャフトに結合するための入力軸であって第１の電気機械の回転子及び遊星歯車列の第１の要素に結合される入力軸と、コンプレッサ及び前記遊星歯車列の第２の要素に接続される出力軸とを有し、前記遊星歯車列の第３の要素が第２の電気機械の回転子に接続され、前記第１の電気機械が前記第２の電気機械へ電気エネルギを供給するために選択的に作動可能であり、該方法が、
ａ）前記エンジンの目標出力を示す１つ又はそれ以上の入力に応答して、前記コンプレッサを加速又は減速させるために前記第２の電気機械をモータ又はジェネレータとして選択的に作動させ、それによって前記エンジンの出力を増大又は減少させるようにするステップと、
ｂ）前記第２の電気機械の作動によって生じる前記入力軸から前記クランクシャフトへ伝えられるトルクを制御するために前記第１の電気機械をモータ又はジェネレータとして選択的に作動させるステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記ステップ（ｂ）が前記入力軸から伝えられるトルクの変化率を制御するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ステップ（ｂ）が前記入力軸から伝えられるトルクの変化率を減少させるステップを含む請求項１又は２に記載の方法。ステップ（ｂ）は前記トルクの前記変化率が１つ又はそれ以上の限界を上回らないように前記トルクを制御するステップを含むことができる。
【請求項４】
前記ステップ（ｂ）において、前記第１の電気機械が前記入力又は各入力に応答して作動される請求項１から３までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
目標出力増大を示す前記入力又は各入力に応答して、前記ステップ（ａ）が第２の電気機械をモータとして作動させるステップを含み、前記ステップ（ｂ）が前記第１の電気機械をモータとして作動させるステップを含む請求項１から４までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
複数のレベルの目標出力増大があり、前記ステップ（ｂ）が、目標出力の小さい増大を示す前記又は各入力に応答して前記第２の電気機械に少なくとも部分的に動力供給するために前記第１の電気機械をジェネレータとして作動させるステップを含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
複数のレベルの目標出力増大があり、前記ステップ（ｂ）が、目標出力の中位の増大を示す前記又は各入力に応答して前記第１の電気機械をモータとしてもジェネレータとしても作動させないステップを含む請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】
複数のレベルの目標出力増大があり、前記ステップ（ｂ）が、目標出力の大きい増大を示す前記又は各出力に応答して前記第１の電気機械をモータとして作動させるステップを含む請求項５、６又は７に記載の方法。
【請求項９】
前記ステップ（ｂ）が、前記エンジン及びスーパーチャージャによる動力供給を受ける車両が静止状態から加速することを示す前記又は各入力に応答して前記第１及び第２の電気機械をモータとして作動させるステップを含む請求項１から８までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
目標出力減少を示す前記又は各入力に応答して、前記ステップ（ａ）が前記第２の電気機械をジェネレータとして作動させるステップを含み、前記ステップ（ｂ）が前記第１の電気機械をジェネレータとして作動させるステップを含む請求項１から９までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
複数のレベルの目標出力減少があり、目標出力の大きい減少を示す前記又は各入力に応答して前記コンプレッサを減速させそれによって前記コンプレッサの失速を少なくとも回避しようとするために前記ステップ（ａ）において前記第２の電気機械がジェネレータとして作動され、前記ステップ（ｂ）が前記スーパーチャージャから前記エンジンへ逆向きに伝えられるトルクの変化率を減少させるために前記第１の電気機械をジェネレータとして作動させるステップを含む請求項１から１１までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記エンジン及びスーパーチャージャによる動力供給を受ける車両のギアチェンジとアクセルの解除とクラッチ外しとのうちいずれか又は全部を示す前記又は各入力に応答して、前記ステップ（ａ）が前記第２の電気機械をジェネレータとして作動させるステップを含み、前記ステップ（ｂ）が前記第１の電気機械をジェネレータとして作動させるステップを含む請求項１から１２までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
さらに、目標出力減少を示す前記又は各入力に応答して回生制動を与えるために前記第１の電気機械をジェネレータとして作動させるステップを含む請求項１から１３までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記エンジンによる動力供給を受ける車両の制動を示す前記又は各入力に応答して回生制動を与えるために前記第１の電気機械が作動される請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
エンジン速度が新しいギアにおいて現在の車両速度のために必要とされるエンジン速度に実質的に合致するように前記エンジンによる動力供給を受ける車両におけるギアチェンジ時の前記エンジンの速度を制御するために、前記第１の電気機械をモータ又はジェネレータとして作動させるステップを含む請求項１から１５までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記アクセルが踏み込まれかつ前記エンジンがホイールに結合されないときに前記エンジンを支援するために前記第１の電気機械をモータとして作動させるステップを含む請求項１から１６までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
エンジンがアイドリングのとき又はアイドリングに近いときに前記第１の電気機械をモータ又はジェネレータとして作動させてそうでない場合よりも一定の速度で前記エンジンが作動するようにするステップを含む請求項１から１７までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記エンジンの実際の気筒の着火と着火の間に概念的（notional）付加的な気筒の着火を模倣するために前記第１の電気機械をモータとして作動させるステップを含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２０】
前記エンジンが低速でアイドリングするのを許容しそれによって燃料を節約するために、前記第１の電気機械をモータとして作動させかつ任意に前記第２の電気機械をモータとして作動させるステップであって、そうでない場合の前記エンジンのアイドリング速度よりも低い速度で前記第１の電気機械をモータとして作動させかつ任意に前記第２の電気機械をモータとして作動させるステップを含む請求項の１から１９までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記エンジンの始動時に前記エンジンをクランキングするために前記第１の電気機械をモータとして作動させるステップを含む請求項１から２０までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記エンジンの前記クランクシャフトをあらかじめ決められた又は既知の位置に又はこれに隣接して位置決めするために前記エンジンの停止中に前記第１の電気機械をモータとして作動させるステップを含む請求項１から２１までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
必要ないときに前記エンジンを停止し始動するために前記第１の電気機械をモータ又はジェネレータとして作動させるステップを含む請求項１から２２までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記エンジンの始動時に前記エンジンをクランキングするために前記第１の電気機械を作動させるのに必要な電気エネルギの少なくとも一部を供給するためにコンデンサを放電するステップを含む請求項１から２３までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
請求項１から２４までのいずれか一項に記載の方法に従って前記スーパーチャージャを作動させるよう構成される請求項１から２４までのいずれか一項に記載のスーパーチャージャ用制御装置。
【請求項２６】
請求項１から２４までのいずれか一項に記載の方法の前記ステップを前記制御装置に実行させるためにプログラムされそのために動作可能なプロセッサを含む請求項２５に記載の制御装置。
【請求項２７】
前記プロセッサがエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）の少なくとも一部である請求項２５に記載の制御装置。
【請求項２８】
請求項２６又は２７に記載のプロセッサ。
【請求項２９】
コンピュータプログラムであって、制御装置によって実行されると請求項１から２４までのいずれか一項に記載の方法の前記ステップを前記装置に実行させるコード部を有するコンピュータプログラム。
【請求項３０】
請求項２９に記載のコンピュータプログラムを示す記録を有する記録担体。
【請求項３２】
モータとして作動する前記又は各電気機械への電気エネルギと、ジェネレータとして作動する前記又は各電気機械からの電気エネルギとの一方又は両方を運ぶために構成された電圧バスを含み、前記電圧バスが、前記電気機械によって生成される正味電気エネルギを蓄積しかつ前記電気機械が必要とする正味電気エネルギを供給可能な電気エネルギの充電式蓄電装置に接続され、前記充電式蓄電装置が高電圧容量性蓄電用に構成されたコンデンサなどコンデンサを含む請求項２４に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車エンジン用のスーパーチャージャを作動させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＷＯ−Ａ１−２００４／０７２４４９号（その開示全体が本願に組み込まれる。）は、自動車エンジンに使用されるスーパーチャージャの形式の自動車用送風器について記述している。このスーパーチャージャは、スーパーチャージャの本体に収容される１台又はそれ以上のモータからの回転力によりエンジンのクランクシャフトからの回転力を増大するように作動可能である点で従来のスーパーチャージャと異なる。
【０００３】
特に、スーパーチャージャは伝動ベルトによってエンジンのクランクシャフトに結合されるための入力軸を含み、また、エアインペラが取り付けられる出力軸を含む。スーパーチャージャは、さらに遊星歯車列、並びに第１及び第２のモータジェネレータ（電気機械）を含む。入力軸が遊星歯車列の環及び電気機械のうち１台の回転子に結合され、出力軸が遊星歯車列の太陽輪に結合され、遊星歯車列のキャリアが他方の電気機械に結合されるように構成される。
【０００４】
このスーパーチャージャは、エンジンの速度に関係なく効率的にかつコスト効率よくエンジンの吸気マニホルド内の空気圧を変動させるように作動可能である点で有利である。エンジンの速度に関係なく空気圧を変動させることによって、スーパーチャージャは負荷の変化に対して非常に反応が良くなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は上記のものと同様のスーパーチャージャを作動させる方法を提供することである。
【０００６】
現在、乗用車など乗客用車両の運転者の一部は、小さいエンジンよりも大きいエンジンを好む。その理由は、大きいエンジンのほうが出力が大きく、また多気筒を有する大きいエンジンの場合に騒音及び振動の酷さ（ＮＶＨ）が低レベルなので、小さいエンジンよりも特定の性能に優れていることである。しかし、エンジンが大きくなると作動効率が小さいエンジンよりも小さくなり、製造コストが高くなる。
【０００７】
したがって、本発明のもう１つの目的は、大きいエンジンに付随する性能上の有利点の少なくとも一部及び小さいエンジンに付随するコスト及び効率上の有利点の少なくとも一部を提供するために使用できる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の観点に従えば、自動車エンジン用のスーパーチャージャを作動させる方法であって、前記スーパーチャージャが、エンジンのクランクシャフトに結合するための入力軸であって第１の電気機械の回転子及び遊星歯車列の第１の要素に結合される入力軸と、コンプレッサ及び前記遊星歯車列の第２の要素に接続される出力軸とを有し、前記遊星歯車列の第３の要素が第２の電気機械の回転子に接続され、前記第１の電気機械が前記第２の電気機械へ電気エネルギを供給するために選択的に作動可能であり、該方法が、
ａ）前記エンジンの目標出力を示す１つ又はそれ以上の入力に応答して、前記コンプレッサを加速又は減速させるために前記第２の電気機械をモータ又はジェネレータとして選択的に作動させ、それによって前記エンジンの出力を増大又は減少させるようにするステップと、
ｂ）前記第２の電気機械の作動によって生じる前記入力軸から前記クランクシャフトへ伝えられるトルクを制御するために前記第１の電気機械をモータ又はジェネレータとして選択的に作動させるステップと、
を含む方法が提供される。
【０００９】
ステップ（ｂ）は、入力軸から伝えられるトルクの変化率を制御するステップを含むことができる。ステップ（ｂ）は入力軸から伝えられるトルクの変化率を減少させるステップを含むことができる。ステップ（ｂ）はトルクの変化率が１つ又はそれ以上の限界を越えないようにトルクを制御するステップを含むことができる。
【００１０】
このようにスーパーチャージャからクランクシャフトへ逆向きに伝えられるトルク（「反射」トルク）を制御するステップ又はこのトルクの変化率を減少させるステップによって、エンジンへの衝撃を最小限に抑え、エンジンが望ましくない行動をする可能性を減少させることができる。例えば、このステップは、坂を加速して上ろうとしたり静止状態から機敏に離れたりするときなど過渡的な高負荷状態のときにエンジンが急速に減速する可能性又は失速さえする可能性、及びギアチェンジ時など過渡的な低負荷状態のときに急激に加速する可能性を減少させる。エンジン出力を急速に増大させるためには、コンプレッサを加速するために第１の電気機械をジェネレータとして作動させて第２の電気機械へ高レベルの電力を送るようにすべきと考えるかも知れないが、このように電気機械を作動させると、スーパーチャージャを介して大きな反射トルクがクランクシャフトへ逆向きに送られて、エンジンによって生成されるトルクに対抗する。その結果、予期せぬことに、クランクシャフトに付設された動力伝達ライン要素へクランクシャフトによって伝えられるトルクが大幅にかつ突然減少する。それによって、エンジン及びスーパーチャージャにより動力供給を受ける車両は急速に減速して、望ましくないことに車両が突然揺れることになる可能性がある。エンジンは失速さえする可能性がある。これは、エンジンへより大きな動力を要求するときに運転者が期待することとは正反対である。
【００１１】
驚いたことに、この反射トルクに対抗し、できればこれを相殺するために、このような条件の下で第１の電気機械をモータとして有利に作動させることができることが判明した。
【００１２】
同様に、例えばギアチェンジ時などエンジンに必要とされる出力が急速に低下するときに、コンプレッサを減速させてエンジンの失速及びこれに関連するＮＶＨ問題を防止するために、第２の電気機械をジェネレータとして有利に作動させることができる。ただし、その結果、反射トルクがスーパーチャージャを介してエンジンのクランクシャフトへ逆向きに伝えられて、エンジンによって生成されたトルクを増大する。その結果、予期せぬことに、クランクシャフトによって動力伝達ライン要素へ伝えられるトルクが大幅にかつ突然増大し、それによって、車両が急速に加速し、その結果、この場合にも望ましくないことに車両が突然揺れる可能性がある。
【００１３】
驚いたことに、この反射トルクに対抗し、できればこれを相殺するために、このような条件の下で第１の電気機械をジェネレータとして作動させることができることが判明した。
【００１４】
したがって、より小型のエンジンを使用して、少なくとも或る観点で、もっと大型のエンジンであるかのように行動させることができる。
【００１５】
ステップ（ｂ）において、第１の電気機械を前記入力又は各入力に応答して作動させることができる。
【００１６】
目標出力の増大を示す各入力に応答して、ステップ（ａ）は第２の電気機械をモータとして作動させるステップを含むことができ、ステップ（ｂ）は第１の電気機械をモータとして作動させるステップを含むことができる。上述のように、これは、そうでなければエンジンを望ましくなく加速又は減速させるようなエンジンに対する反射トルクを制御する効果を有する。第１及び第２の電気機械がモータとして作動している場合、この方法は、電気エネルギの充電可能な蓄電装置から電気エネルギを引き出すステップを含むことができる。
【００１７】
目標出力の複数の正の変化率、すなわち、小さい正の変化率及び中位の正の変化率及び大きい正の変化率のうちのいずれか又は全部がありうる。ステップ（ａ）は、目標出力の小さい、中位の又は大きい正の変化率を示す前記入力又は各入力に応答して電気機械をモータとして作動させるステップを含むことができる。ステップ（ｂ）は、目標出力の小さい正の変化率を示す前記入力又は各入力に応答して第２の電気機械に少なくとも部分的に電力供給するために第１の電気機械をジェネレータとして作動させるステップを含むことができる。ステップ（ｂ）は、目標出力の中位の正の変化率を示す前記入力又は各入力に応答して第１の電気機械をモータとしてもジェネレータとしても作動させないステップを含むことができる。ステップ（ｂ）は、目標出力の大きい正の変化率を示す前記入力又は各入力に応答して第１の電気機械をモータとして作動させるステップを含むことができる。ステップ（ｂ）は、エンジン及びスーパーチャージャによる動力供給を受ける自動車が静止から加速することを示す各入力に応答して第１の電気機械をモータとして作動させるステップを含むことができる。
【００１８】
目標出力の減少を示す各入力に応答して、ステップ（ａ）は第２の電気機械をジェネレータとして作動させるステップを含み、ステップ（ｂ）は第１の電気機械をジェネレータとして作動させるステップを含むことができる。上述のように、これも、そうでなければエンジンを望ましくなく加速させるようなエンジンに対する反射トルクを制御する効果を有する。
【００１９】
目標出力の複数の負の変化率、すなわち、小さい負の変化率及び中位の負の変化率及び大きい負の変化率のうちのいずれか又は全部がありうる。目標出力の小さい負の変化率を示す前記入力又は各入力に応答して、ステップ（ａ）は第２の電気機械をモータとして更にゆっくりと作動させるか又は全く作動させないステップを含むことができ、ステップ（ｂ）は第１の電気機械をジェネレータとして作動させるがジェネレータから低減された電力量を引き出すか又は第１の電気機械を全く作動させないステップを含むことができる。目標出力の大きい負の変化率を示す前記入力又は各入力に応答して、コンプレッサを減速させそれによって少なくともコンプレッサの失速を避けようとするために第２の電気機械をジェネレータとして作動させることができる。また、ステップ（ｂ）は反射トルクの変化率を減少させるために第１の電気機械をジェネレータとして作動させるステップを含むことができる。理解されるように、コンプレッサを横切る圧力勾配が或るレベルを越えると、コンプレッサはコンプレッサを覆う空気流れの結果として失速し、反転さえして、一時的にコンプレッサを横切って戻る。このような失速はＮＶＨ問題を引き起こす可能性があり、コンプレッサを損傷させるおそれがある。例えばエンジン及びスーパーチャージャにより動力供給を受ける車両のギアチェンジと、アクセルが解除されたことと、クラッチが外されたこととのうちいずれか又は全部を示す前記入力又は各入力に応答して、ステップ（ａ）は第２の電気機械をジェネレータとして作動させるステップを含むことができ、ステップ（ｂ）は第１の電気機械をジェネレータとして作動させるステップを含むことができる。
【００２０】
この方法は、さらに、目標出力の減少を示す前記入力又は各入力に応答して、好ましくはエンジンによる動力供給を受ける自動車のブレーキがかけられたことを示す前記入力又は各入力に応答して、回生制動を与えるために第１の電気機械をジェネレータとして作動させるステップを含むことができる。
【００２１】
この方法は、また、エンジン速度ないしエンジン回転数が実質的に新しいギアにおいて現在の車両速度に要求されるエンジン速度に一致するように、エンジンにより動力供給を受ける車両のギアチェンジ時にエンジンの速度を制御するために、第１の電気機械をモータ又はジェネレータとして作動させるステップを含むことができる。
【００２２】
この方法は、また、例えばギアチェンジ時にアクセルが踏み込まれたとき、ギアが噛み合わないとき、又はクラッチが外されたときにエンジンを支援するために第１の電気機械をモータとして作動させるステップを含むことができる。これによって、エンジンは、そうでない場合よりも自由に「回転」する様相を有することになる。このような状況において第２の電気機械をモータとして作動させることもできる。
【００２３】
この方法は、また、エンジンがアイドリングのとき又はアイドリングに近いときに、第１の電気機械をモータ又はジェネレータとして作動させてそうでない場合よりも一定の速度でエンジンが作動するようにするステップを含むことができる。これによって、そうでなければアイドリング速度で又はこれに近い速度のときに存在するであろうエンジン速度の周期的変動が減少する。理解されるように、エンジン速度の周期的変動はＮＶＨ問題の原因である。例えば、この方法は、エンジンの実際の気筒の着火の間に付加的気筒の着火を模倣するために第１の電気機械をモータとして作動させるステップを含むことができる。したがって、アイドリング速度時には粗くて精巧には見えない傾向にある少数の気筒を有する小型のエンジンを、もっと多くの気筒を有するもっと大型のエンジンと同様に振舞わせることができる。このような状況において第２の電気機械をモータとして作動させることもできる。この方法は、エンジンがアイドリングのとき、エンジンが通常のアイドリング時の速度よりも低い速度でアイドリングできるように、第１の電気機械をモータとして作動させるステップを含むことができる。
【００２４】
この方法は、また、エンジン始動時にエンジンをクランキングするために第１の電気機械をモータとして作動させるステップを含むことができる。第１の電気機械はこのようにして始動モータに取って代わることができる。
【００２５】
この方法は、また、あらかじめ決められた又は既知の位置に又はこれに隣接してエンジンのクランクシャフトを位置決めするためにエンジン停止時に第１の電気機械をモータとして作動させるステップを含むことができる。このようにして、その後のエンジンの素早い始動と効率の良い始動とのうちの一方又は両方のためにクランクシャフトを位置決めすることができる。
【００２６】
この方法は、また、必要とされないときにエンジンを停止し始動するために第１の電気機械をモータ又はジェネレータとして作動させるステップを含むこともできる。例えば、エンジンにより動力供給を受ける車両が静止していてブレーキが掛けられるときにエンジンを停止させ、その後ブレーキが外されたらエンジンを始動することができる。
【００２７】
好ましくは、各電気機械は電圧バスに接続される。電圧バスは、モータとして作動する各電気機械への電気エネルギ及びジェネレータとして作動する各電気機械からの電気エネルギのうち一方又は両方を運ぶよう構成される。また、電気機械によって生成される正味電気エネルギを蓄積しかつ電気機械が必要とする正味電気エネルギを供給できるような電気エネルギの充電式蓄電装置に電圧バスを接続することができる。充電式蓄電装置は充電式バッテリを含むことができる。充電式蓄電装置はコンデンサを含むことができる。好ましくは、コンデンサは高電圧容量性蓄電用に構成される。
【００２８】
この方法は始動時にエンジンをクランキングするのに第１の電気機械が必要とする電気エネルギの少なくとも一部を供給するためにコンデンサを放電するステップを含むことができる。
【００２９】
電圧バスを高電圧バスとし、電圧ブースタによって低電圧バスに接続することができる。充電式バッテリは低電圧バスに接続されることが好ましい。
【００３０】
本発明の第２の観点に従えば、スーパーチャージャを制御するための制御装置であって、本発明の第１の観点に従った方法に従ってスーパーチャージャを作動させるよう構成される制御装置が提供される。
【００３１】
好ましくは、制御装置は、制御装置が前記方法の諸ステップを実行するようにプログラムされかつそのために作動可能なプロセッサを含む。制御装置はエンジン制御ユニットＥＣＵの少なくとも一部を含むことが好ましい。
【００３２】
本発明の第３の観点に従えば、前記制御装置によって実行されると制御装置に前記方法の諸ステップを実施させるコード部分を有するコンピュータプログラムが提供される。
【００３３】
本発明の第４の観点に従えば、前記コンピュータプログラムを示す記録を有する記録担体が提供される。
【００３４】
記録担体を、例えばＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリなどソリッドステート記録装置とすることができる。記録担体はＣＤ−ＲＯＭ又は磁気コンピュータディスクなど光学又は磁気記憶装置を含むことができる。
【００３５】
制御装置は電圧バスであって、モータとして作動する前記電気機械又は各電気機械への電気エネルギと、ジェネレータとして作動する前記電気機械又は各電気機械からの電気エネルギとのうちの一方または両方を運ぶよう構成される電圧バスを含むことができ、電圧バスは、電気機械によって生成される正味電気エネルギを蓄積しかつ電気機械が必要とする正味電気エネルギを供給できるような電気エネルギの充電式蓄電装置に接続されるためのものである。充電式蓄電装置は高電圧容量性蓄積装置のために構成されるコンデンサなどコンデンサを含む。
【００３６】
好ましくは、遊星歯車列の第１の要素は環である。好ましくは、遊星歯車列の第２の要素は太陽輪である。好ましくは、遊星歯車列の第３要素は惑星輪用のキャリアである。遊星歯車列は、歯車及びこれにかみ合う歯車を含むことができる。遊星歯車列は、トルクの伝達のために摩擦に依存する歯を持たないホイールを含むことができる。
【００３７】
これまで定義されてきた本発明の任意の特徴は、第１の観点の特徴と組み合わせて（ただし、第１の観点のステップ（ａ）及び（ｂ）の特徴を除外して）本発明のさらなる観点を構成することができる。
【００３８】
本発明の具体的な実施例について、添付図面を参照しながら、単なる例示として以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明を具現化する方法に従って作動されるスーパーチャージャの断面斜視図である。
【図２】スーパーチャージャ、エンジン、及び前記方法に従ってスーパーチャージャを作動させるための制御装置を示す略図である。
【図３】前記方法の始動ルーチンの特定のステップを示す流れ図である。
【図４】前記方法の動力要求増大ルーチンの特定のステップを示す流れ図である。
【図５】前記方法の動力要求減少ルーチンの特定のステップを示す流れ図である。
【図６】前記方法のエンジン停止ルーチンの特定のステップを示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
図１は、自動車エンジン（図２に２０で示される）に使用されるスーパーチャージャ１０を示している。スーパーチャージャ１０は、スーパーチャージャ１０のハウジング１２に収容された第１のモータジェネレータ４０の形式の第１の電気機械及び第２のモータジェネレータの形式の第２の電気機械５０を含む。第１のモータジェネレータ４０はスーパーチャージャ１０の入力端に収容され、第２のモータジェネレータ５０はスーパーチャージャ１０の出力端に収容される。遊星歯車列６０はハウジング１２内で２台のモータジェネレータ４０，５０の間に配置される。遊星歯車列６０は平滑歯車（smooth gear wheel）によって形成され、環６２、惑星歯車を支えるキャリア６４及び太陽歯車（図示せず）を含む。スーパーチャージャ１０は、また、入力端に入力軸３０を含み、入力軸はプーリ３２を支持する。入力軸３０は第１の電気機械４０の回転子４２を貫通し、回転子４２は入力軸と一緒に回転するように入力軸に固定される。入力端から離れた入力軸３０の端は遊星歯車列６０の環６２への連結部で終結する。遊星歯車列６０のキャリア６４は中空軸６５に結合される。第２のモータジェネレータ５０の回転子５２が中空軸と一緒に回転するために中空軸に固定されるように、中空軸は第２の回転子５２を貫通する。太陽歯車に結合された出力軸７０は太陽歯車から中空軸６５したがって第２のモータジェネレータ５０の回転子５２を通過してスーパーチャージャ１０の出力側で中空軸６５から出る。太陽歯車６６から離れた出力軸７０の端はタービン８０のエアインペラ８２を支持する。タービンはスーパーチャージャ１０の出力端に固定される。
【００４１】
したがって、スーパーチャージャ１０はＷＯ−Ａ１−２００４／０７２４４９号の図４に示されかつ前記文献において前記図を参照して説明されるものと同様である。
【００４２】
ＷＯ−Ａ１−２００４／０７２４４９号の説明から分かるように、本明細書において説明されるスーパーチャージャ１０の第１のモータジェネレータ４０の速度はエンジン速度と固定的に関連付けられる。なぜなら、第１のモータジェネレータ４０の回転子４２は入力軸３０を介してエンジン２０のクランクシャフトに結合されているからである。しかし、第２のモータジェネレータ５０は第１のモータジェネレータ４０及びエンジン２０に対して自由に回転できる。第２のモータジェネレータ５０及びこれに結合されたキャリア６４が静止しているとき、遊星歯車列６０は太陽歯車したがって出力軸４０及びインペラを、環６２よりも速く、したがって環６２に結合される入力軸３０、第１のモータジェネレータ４０及びエンジン２０よりも速く回転させるように作用する。しかし、第２のモータジェネレータ５０が第１のモータジェネレータ４０とは反対方向に回転するように作動されるときには、遊星歯車列６０はインペラ８２をさらに速く回転させるように作用する。第２のモータジェネレータ５０が第１のモータジェネレータ４０と同じ方向に回転するように作動されるときには、遊星歯車列６０はインペラ８２をよりゆっくりと回転させるように作用する。このように、第２のモータジェネレータ５０を使用して、入力軸３０したがってエンジン２０の速度に対してインペラ８２の速度を増減し、それによってエンジン２０の吸気マニホルド（図２に２４として示される）内の空気圧（これは「ブースト圧力」としても知られる。）を変動させることができる。
【００４３】
本実施例において、スーパーチャージャ１０、特に遊星歯車列６０は、
インペラ速度＝１０．５Ｅ１−１１．５Ｅ２
であるように構成される。ここで、Ｅ１は第１のモータジェネレータ４０の速度であり、Ｅ２は第２のモータジェネレータ５０の速度であり、エンジンの回転方向は正と見なされる。
【００４４】
本開示の図面のうち図２はエンジン２０に取り付けられたスーパーチャージャ１０を略図的に示している。図示されないが、エンジン２０は自動車の動力供給のために車両に取り付けられる。この実施例において、車両は自動車である。スーパーチャージャ１０の入力軸１０上のプーリ３２はその円周で伝動ベルト３４を受け、この伝動ベルトはエンジン２０のクランクシャフト２２上のプーリの周りにも巻きつく。スーパーチャージャ１０の出力端において、コンプレッサ８０の出力軸７０はエンジン２０の吸気マニホルド２４に接続される。図示されないが、コンプレッサ８０の吸気口は従来のようにエアフィルタを介して空気を吸い込むように接続される。ただし、別の実施例において、入力軸３０を適切なカップリングによってクランクシャフトに結合できることに留意しなければならない。例えば歯車駆動配列を使用できる。
【００４５】
図２は、また、スーパーチャージャ１０を作動させるための関連する制御装置１００を示している。制御装置１００はエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）、第１のモータジェネレータコントローラ１４０及び第２のモータジェネレータコントローラ１５０を含む。第１のコントローラ１４０はスーパーチャージャ１０の第１のモータジェネレータ４０に接続される。第２のコントローラ１５０は第２のモータジェネレータ１５０に接続される。各コントローラ１４０、１５０は高電圧バスＶ２に接続される。高電圧バスＶ２は電圧ブースタ２００によって高電位に維持される。電圧ブースタ２００はＤＣ−ＤＣコンバータである。この実施例において、高電圧バスＶ２の電位は６００Ｖである。電圧ブースタ２００は低電圧電気的バスＶ１に接続される。この電気的バスには充電式バッテリ２１０も接続される。低電圧電気的バスＶ１の電圧は約１２Ｖである。高電圧コンデンサ２２０も電圧ブースタに接続され、高圧バスＶ２から充電し高圧バスＶ２へ放電するように作動可能である。
【００４６】
各コントローラ１４０、１５０は高電圧バスＶ２に接続される他に、ＥＣＵ１１０にも接続される。第１のコントローラ１４０は、入力軸３０に対して第１のモータジェネレータ４０が加えるべき目標トルクを示す目標トルク信号を受け取るために制御パス１１４に沿ってＥＣＵ１１０に接続される。第２のコントローラ１５０は第２のモータジェネレータ５０の目標速度を示す目標速度信号を受け取るために制御パス１１５に沿ってＥＣＵに接続される。第１のコントローラ１４０は、第１のモータジェネレータ４０をモータかジェネレータとして作動させると共に、目標トルク信号に応答してどちらかのモードで第１のモータジェネレータが入力軸３０に加えるトルクを変動させるように構成される。第２のコントローラ１５０は、第２のモータジェネレータ１５０をモータかジェネレータとして作動させると共に、目標速度信号に応答してどちらかのモードで第２のモータジェネレータの速度を変動させるように構成される。
【００４７】
第１のコントローラ１４０は、さらに、高電圧バスＶ２の電圧を感知すると共に、特定の条件において高電圧バスＶ２を特有の電圧に維持するために第１のモータジェネレータ４０をジェネレータとして作動させるよう構成される。第２のコントローラ１５０は、第２のモータジェネレータ５０から第２のモータジェネレータ５０の速度を示すフィードバック信号を受け取る。このフィードバック信号は、第２のモータジェネレータ５０がモータとして作動するときに第２のモータジェネレータ５０を閉ループ速度制御するのに使用される。
【００４８】
ＥＣＵ１１０は、エンジン速度、スロットル位置、アクセル位置、マニホルド空気温、マニホルド空気圧、エンジン冷却装置の水温、ブレーキペダル位置（行程デッドゾーンの位置を含む。）、ハンドブレーキ位置、クラッチペダル位置、高電圧バスＶ２の電圧、低電圧バスＶ１の電圧、自動車速度、及び車両のスタータボタン又はイグニションキーの位置、を示す入力信号を受け取るためにいくつかの制御パスに沿って車両のセンサ（図示せず）に接続される。ＥＣＵへ入力信号を運ぶ制御パスは図を単純化するための１つの入力１２０として図示される。
【００４９】
本発明を具現化する方法について次に説明する。この方法は、ＥＣＵ１１０のメモリに記憶された命令をＥＣＵが実行することによって実施される。命令は従来どおりに記憶されると想定される。
【００５０】
図３を参照すると、スーパーチャージャを作動させる本方法は、ＥＣＵ１１０がエンジン始動の希望を示す入力を受け取ったときに始動ルーチン３００のステップ３１０から始まる。この実施例において、この入力はイグニションキーが始動位置に動かされたことを示す入力である。このような入力を受け取ったら、この方法はステップ３２０へ進み、ここでＥＣＵ１１０は制御パス１１４に沿って目標トルク信号を第１のコントローラ１４０へ送る。目標トルク信号は、第１のコントローラ１４０が第１のモータジェネレータ４０をモータとして作動させてエンジン２０のクランクシャフト２２をクランキングさせるようにする信号である。同時に、ＥＣＵ１１０は、電力がバッテリ２１０から及びコンデンサ２２０を放電することによって高電圧バスＶ２に供給されるように電圧ブースタ２００へ制御信号を送る。目標トルク信号を受け取ったら、第１のコントローラ１４０は、エンジンをクランキングして始動させるために電力を高圧バスＶ２から第１のモータジェネレータ４０へ向かわせる。始動時に高電圧バスに放電することができる高電圧コンデンサを設けることによって、コンデンサが設けられない場合よりも少ない電力が低電圧バスＶ１から引き出される。したがって、低電圧バスＶ１での電流はコンデンサが設けられない場合よりも低い。それによって、より安価なパワーエレクトロニクス及びより軽量な配線を使用することが可能になる。
【００５１】
この方法は次にステップ３３０へ進み、このステップにおいてエンジンが作動する。
【００５２】
この方法はステップ３３０からステップ３４０へ進み、このステップにおいて、エンジン要求動力がエンジンがアイドリングのときの動力を上回るか否かを確認する。これは、ＥＣＵ１１０が目標出力を示す入力を受け取ることによって行われる。この実施例において、この入力にはエンジン速度及びアクセルペダル位置を示す入力が含まれると想定される。エンジン２０がアイドリングのときの動力を目標出力が上回らないときには、この方法はステップ３５０へ進む。ステップ３５０において、ＥＣＵ１１０は目標トルク信号を制御ライン１１４に沿って送り、それによって、第１のコントローラは、エンジン２０の速度を平滑化するように第１のモータジェネレータ４０を作動させる。これは、第１のモータジェネレータ４０をモータとして作動させて、エンジン２０の点火と点火との間にエンジン２０が減速するのを妨げようとする揺動トルクをクランクシャフト２２に伝えることによって達成される。このように、この方法を、付加的な気筒での着火を模倣しそれによってより大きくより改良されたエンジンの性能を模倣するために第１のモータジェネレータをモータとして作動させるものとして考えることができる。
【００５３】
エンジンがアイドリングのときの出力を目標出力が上回らない間、この方法はステップ３５０に留まる。しかし、エンジン２０がアイドリングのときの出力よりも目標出力が大きいことを示す入力をＥＣＵが受け取ると、この方法は図４に示される動力要求増大ルーチン４００へ進む。
【００５４】
しかし、動力要求増大又は減少（すなわち「過渡的」動力要求）を処理するルーチンについて説明する前に、まず、定常状態でのエンジン作動のためのスーパーチャージャの作動について説明する。定常状態での作動は、目標エンジン出力が増減しない作動であると想定される。定常状態での作動の一例は平坦な道を一定速度で走る車両に動力を供給するときであろう。エンジン２０が定常状態で作動する間、この方法は、第１のモータジェネレータ４０をジェネレータとして作動させ、第２のモータジェネレータ５０をモータとして作動させる。電圧ブースタも高電圧バスからバッテリ２１０及びコンデンサ２２０を充電するために作動される。高電圧バスＶ２を目標電圧に維持するために、第１のコントローラ１４０は高電圧バスＶ２の電圧を感知して、この電圧を維持するために第１のモータジェネレータ４０をジェネレータとして作動させる。このように、高電圧バスＶ２への電気エネルギの正味流れが存在する。
【００５５】
次に、図４の動力要求増大ルーチン４００について説明する。このルーチン４００は、増大された動力要求のレベルを確認することによってステップ４１０から開始する。これは、ＥＣＵが動力要求の過渡的増大を示す入力を受け取ることによって達成される。言い換えると、これらの入力は動力要求の正の変化率を示す。これらの入力にはアクセル位置の変化率、エンジン速度及びエンジン速度の変化率を示す入力が含まれるものと想定される。ＥＣＵ１１０は、受け取った入力に基づいて変化率を「小」、「中」、「大」に分類する。この実施例においては、小さい変化率は運転速度からの緩やかな加速を示す入力に相当し、中位の変化率は運転速度からの更に大きな加速を示す入力に相当し、大きい変化率は運転速度からの最大加速を示す入力又は車両が休止から発進することを示す入力に相当する。
【００５６】
変化率が小さいことが確認されたら、この方法はステップ４２０へ進み、このステップにおいてＥＣＵ１１０はパス１１４に沿って第１のコントローラ１４０へ目標トルク信号を送る。この信号によって、コントローラ１４０は第１のモータジェネレータ４０をジェネレータとして作動させる。ステップ４２０において、ＥＣＵは、また、パス１１５に沿って第２のコントローラ１５０へ目標速度信号を送る。この信号によって、第２のコントローラ１５０は第２のモータジェネレータ１５０をモータとして作動させ、加速させる。第２のモータジェネレータ１５０を加速させると、出力軸７０が加速され、それによってブースト圧力が増大されて、エンジン２０の出力が増大するようになる。目標出力が正の小さい変化率を示す場合、ジェネレータとして作動する第１のモータジェネレータ４０は第２のモータジェネレータ１５０をモータとして作動させるために必要な電力を発生できると想定される。したがって、スーパーチャージャを自立的なものと考えることができ、スーパーチャージャは他からの電力を必要としない。
【００５７】
第２のモータジェネレータ１５０を加速することによって遊星歯車列を介し入力軸３０したがってクランクシャフト２２へトルクを逆向きに伝えて、エンジン２０によって生成されるトルクに対抗する効果があること、及び第１のモータジェネレータをジェネレータとして作動させることによってこの「反射」トルクが増大することが判明しているが、ステップ４２０における加速は、車両の運転者が感知することに反射トルクがほとんど又は何の影響もない程度の小さいものである。
【００５８】
動力要求の変化率が中位であることが確認されると、この方法はステップ４３０へ進む。このステップにおいて、ＥＣＵ１１０は、第１のモータジェネレータ４０を作動させないようにしかつ第２のモータジェネレータ５０をモータとして作動させてステップ４２０におけるよりも高速で加速させ、それによってブースト圧力をステップ４２０におけるよりも速く増大させる（したがって、エンジン２０の出力を増大させるようにする）制御信号を送る。第２のモータジェネレータ５０の加速をこのように大きくすることによってクランクシャフト２２に戻される反射トルクが大きくなる。このため、第１のモータジェネレータ４０はジェネレータとして作動されない。なぜなら、ジェネレータとして作動させると反射トルクが増大して、クランクシャフト２２によって車両の動力伝達要素へ伝えられるトルクが突然著しく減少し、その結果車両が急速に減速するからである。したがって、車両が突然揺れるように見える可能性がある。このため、ステップ４３０においては、電力がコンデンサ２２０から電圧ブースタ２００を介して高電圧バスＶ２へ供給される。このようにして、クランクシャフトのトルクに好ましくない変化を生じることなく、インペラ８２をより速く加速することができる。この実施例において、電力はコンデンサ２２０によって供給される。コンデンサは高電圧バスＶ２と実質的に同じ電位で電気エネルギを蓄積するので、コンデンサから電力を迅速かつ容易に供給することができる。逆に、電力がバッテリ２１０によって供給されるとすると、まず電圧ブースタによってアップコンバートしなければならない。しかし、一部の実施例においては、電力はバッテリ２１０によって供給されると想定される。この電力供給を、コンデンサ２２０によって供給される電力の補足又は代用とすることができる。
【００５９】
動力要求の変化率が大きいことが確認されると、この方法はステップ４４０へ進む。このステップにおいて、ＥＣＵは、第１のモータジェネレータ４０をモータとして作動させかつ第２のモータジェネレータ５０もモータとして作動させて、ステップ４３０よりも高速で加速させ、それによってブースト圧力をステップ４３０よりも急速に増大させる（したがってエンジン２０の出力を増大させるようにする）制御信号を送る。ステップ４４０において第２のモータジェネレータ５０の加速度をさらに高くすることによって、それに応じて反射トルクが大きくなる。このトルクがクランクシャフト２２へ逆向きに伝えられるとすると、クランクシャフトによって車両の動力伝達要素へ伝えられるトルクを急速に減少させる効果が生じ、車両を急減速させて、車両が不快な揺れを生じ、エンジン２０を失速させることさえあるだろう。これは、車両が休止状態から発進するときに特に生じる。このとき、高エンジン負荷が低エンジン速度と結び付いている。このような急減速は、運転者が期待するアクセルペダルの踏み込みに対する全く反対の反応であることが分かるだろう。したがって、このような反応は非常に好ましくない。しかし、第１のモータジェネレータ４０をモータとして作動させることによって、反射トルクの量はこのような問題を回避するレベルまで減少する。
【００６０】
本明細書においては詳細に記述されていないが、動力要求増大に応答してブースト圧力を増大させる前にエンジンスロットルが開放されることが当業者には分かるだろう。特定の実施例又は１つの特有の実施例における特定の作動モードにおいてはこの２つの事象が重なる場合があるが、一般にはこれらは前後して生じる。
【００６１】
目標出力が変化したら、この方法はステップ４２０、４３０及び４４０のうちの関係する一つから離れる。
【００６２】
これまでの説明では動力要求の変化率は３つの区分に分類されたが、各区分内において多様な動力要求レベルに区別し、動力要求の変化に合わせてモータジェネレータ４０、５０の作動の変化が円滑に生じるように第１の及び第２のモータジェネレータ４０、５０を制御するために、この方法を構成することが想定される。このようにする際、スーパーチャージャ１０からエンジン２０へ伝えられる反射トルクの変化も滑らかであり、車両の運転者が容易に感じない程度のものであると想定される。
【００６３】
目標出力がエンジン２０の現在の出力よりも小さいことを示す入力をＥＣＵ１１０が受け取ると、この方法は図５に示される動力要求減少ルーチン５００へ進む。
【００６４】
動力要求減少ルーチン５００は動力要求減少のレベルを確認することによってステップ５１０から始まる。これは、ＥＣＵ１１０が動力要求の過渡的減少を示す入力を受け取ることによって達成される。言い換えると、これらの入力は動力要求の負の変化率を示す。これらの入力は図４を参照して上述した動力要求増大ルーチンにおいて受け取る入力と同じであると想定される。引き続き図５を参照すると、動力要求減少ルーチン５００のステップ５１０において、ＥＣＵ１１０は受け取った入力に基づいて変化率を「小」又は「大」に分類する。この実施例において、小さい変化率は通常の運転速度のときにアクセルがわずかに解除されることを示す入力に相当すると想定される。大きい変化率はギアチェンジ又は制動時など通常の運転速度のときにアクセルが完全に解除されることを示す入力に相当する。
【００６５】
動力要求の負の変化率が小さいことが確認されると、この方法はステップ５２０へ進む。このステップにおいて、ＥＣＵ１１０はパス１１５に沿って第２のコントローラ１５０へ目標速度信号を送る。この目標速度信号によって第２のコントローラ１５０は第２のモータジェネレータ５０を引き続きモータとして作動させるがより低い速度で作動させ、それによってブースト圧力を減少させる。第２の電気機械５０はこの低速のとき必要とする電力が小さいので、ＥＣＵ１１０はパス１１４に沿って第１のコントローラ１４０へも目標トルク信号を送る。この信号によって、コントローラ１４０は第１のモータジェネレータ４０をジェネレータとして作動させるが減量された電力をこのジェネレータから引き出す。したがって、高電圧バスＶ２への又はこれからの電気エネルギの正味流れがなく、この作動モードのときスーパーチャージャ１０を自立的と考えることができる。このように第２のモータジェネレータ５０を減速させ、第１のモータジェネレータ４０から引き出す電力の量を低減することは、エンジン２０によって生成されるトルクと結びついてエンジン２０を加速させるようにする反射トルクを、クランクシャフト２２へ逆向きに送る効果を有する。しかし、運転者がクランクシャフト２２によって伝えられるトルクの突然の不快な変化をほとんど又は全く感じないほど反射トルクは十分に小さいと想定される。
【００６６】
ステップ５１０において動力要求の変化率が大きいことが確認されると、この方法はステップ５３０へ進む。このステップにおいて、ＥＣＵ１１０はパス１１５に沿って第２のコントローラ１５０へ目標速度信号を送る。この信号によって、第２のコントローラ１５０はコンプレッサ８０のインペラ８２を急速に減速させるために第２のモータジェネレータ５０をジェネレータとして作動させる。目標出力の負の変化率が大きい間、インペラ８２を横切る圧力差が大きくてインペラ８２のブレードを覆う空気流れが失速したり逆流したりしないようにするために、このようにインペラ８２を減速させると有利である。空気流れの失速又は崩れは騒音及び振動の酷さ（ＮＶＨ）のレベルを上げる可能性があり、またコンプレッサ８０を損傷する可能性がある。第２のモータジェネレータ５０をこのようにジェネレータとして作動させると、その結果、かなりの反射トルクがクランクシャフトに逆向きに伝えられ、これがチェックされないままであると、エンジン２０によって生成されるトルクと結びついてクランクシャフトによって伝えられるトルクを急速に増大させる。その結果、ギアチェンジ時などクラッチが外されるとエンジンが非常に加速するすなわち「疾走」する可能性がある。このため、ステップ５３０において、ＥＣＵ１１０は制御パス１１４に沿って第１のコントローラ１４０へ目標トルク信号を送る。この信号によって、第１のコントローラ１４０は、第２のモータジェネレータ５０によって反射されるトルクを減少させる又は実質的にこれを相殺するために第１のモータジェネレータ４０をジェネレータとして作動させる。この作動モードにおいて両方のモータジェネレータ４０、５０はジェネレータとして作動しており、モータとして作動するモータジェネレータ４０、５０へ供給する必要のない電力を発生している。したがって、ＥＣＵ１１０は、電気エネルギを高電圧バスＶ２からバッテリ２１０及びコンデンサ２２０へ流れさせてこれらを充電するように電圧ブースタ２００を作動させる。
【００６７】
ＥＣＵ１１０が動力要求減少を示す入力をそれ以上受け取らなくなると、この方法は動力要求減少ルーチン５００を離れる。
【００６８】
ＥＣＵ１１０がエンジン２０停止の希望を示す入力を受け取ると、この方法はエンジン停止ルーチン６００へ進む。この実施例において、ＥＣＵ１１０はイグニションキーがオフ位置に回されたことを示す入力を受け取る。エンジン停止ルーチンはステップ６１０から始まり、ステップ６２０へ進む。このステップにおいて、ＥＣＵ１１０は、エンジン２０を減速させるために、パス１１４に沿って第１のコントローラ１４０へ目標トルク信号を送って、第１のモータジェネレータ４０をまずジェネレータとして作動させる。ＥＣＵ１１０は、次に、エンジン２０が休止したときにエンジン２０のクランクシャフト２２を好ましい既知の位置に正確に位置決めするために第１のモータジェネレータ４０がモータとして作動されるように目標トルク信号を送る。クランクシャフト２０を好ましい既知の位置に位置決めすることによって、その後に迅速にかつ少量のエミッションでエンジン２０を始動することができる。
【００６９】
本発明の第２の実施例において、この方法は、さらに、エンジンがアイドリングのときにエンジン２０を支援するために第１のモータジェネレータ４０がモータとして作動される作動モードを提供することができるので、そうではない場合のアイドリング速度よりも低い速度でエンジンをアイドリングでき、それによって燃料を節約できる。
【００７０】
第３の実施例において、この方法は、さらに、車両が休止するときにエンジン２０を停止し、その後休止状態から加速する前に再びエンジンを始動することができる。これは、第１のモータジェネレータ４０をエンジンを始動するためにモータとして、エンジンを停止するためにジェネレータとして、作動させることによって達成されうる。
【００７１】
第４の実施例において、この方法は、制動状態下でエンジン２０したがって車両を減速させるために第１のモータジェネレータ４０をジェネレータとして作動させる作動モードを含むことができる。この方法は、車両のブレーキペダルが踏み込まれたことを示す入力をＥＣＵが受け取ると、この作動モードに入ることができる。このようにしてジェネレータとして作動されるとき、バッテリ２１０及びコンデンサ２２０を充電するために第１のモータジェネレータ４０を使用することができる。したがって、この作動モードを回生制動モードと考えることができる。
【００７２】
第５の実施例において、この方法に従ったスーパーチャージャの制御がＥＣＵ１１０のトルク制御パス及びチャージ制御パスの両方に組み込まれるようにＥＣＵ１１０を更に構成することが想定される。エンジン制御装置を採用する既存のエンジン管理システムがトルク制御パス及びチャージ制御パスを含むことが分かるだろう。この組込みによって、エンジントルクに寄与するように又はこれに対抗するように第１のモータジェネレータ４０を選択的に使用することが可能となる。したがって、エンジン２０の出力においてトルク「干渉」するために第１のモータジェネレータ４０を使用することができる。このように、適切なフィードバックがあれば、閉ループエンジントルク制御を設けることができる。同様に、閉ループブースト圧力制御を与えるためにチャージ制御パスへのスーパーチャージャ１０の組込みを使用することができる。
【００７３】
スーパーチャージャ下流の空気流量及びブースト圧力の一方又は両方がサージ限界を越えないよう制御するためにチャージ制御パスへのスーパーチャージャの組込みを使用することができる。１つの気筒に関して少なくとも１つの吸気弁が１つの排気弁と同時に開放されて空気が燃焼室内をまっすぐに通り抜けるようにエンジンバルブのタイミングを変動させることによってこれを行うことができると想定される。言い換えると、エンジンは「過剰掃気（overscavenge）」される。これは燃焼室を冷却するためにも使用することができる。これは特に直接噴射火花点火エンジンに適している。
【００７４】
チャージ制御パスは、通常、電子スロットルプレート、吸気弁及び排気弁と結合されるアクチュエータと連結されるので、プレスロットル圧力及びポストスロットル圧力の一方又は両方の制御変数としてスーパーチャージャの制御を組み込むことができる。このようにして、プレスロットル圧力及びポストスロットル圧力及び体積効率（エンジンに送りこまれる空気の測度）及び給気効率（エンジン内に保持される空気の測度）のうちのいずれか又は全部を個別に制御することができる。
【００７５】
第６の実施例において、ＥＣＵ１１０は、スーパーチャージャ１０及びエンジン２０のうちの一方又は両方の諸要素を作動させる際の最低温度及び最高温度及び理想的温度のうちのいずれか又は全部を示すモデルにアクセスすることができる。このモデルは、定常状態及び過渡的状態の両方におけるスーパーチャージャの作動限界を決定するために使用される。諸要素のために正確なリアルタイム温度値をモデリングするために、モデリングは現在及び過去のエンジン出力要求、冷却速度及び周囲条件を考慮に入れる。このモデルを使用すると、そうでない場合よりも積極的にスーパーチャージャを作動させるのが許容される。この第６の実施例において、第１のモータジェネレータ４０及び第２のモータジェネレータ５０及び電圧ブースタ２００の電子部品（及び任意にインタークーラ）などスーパーチャージャ１０の諸要素を冷却するためにスーパーチャージャ１０に冷却材回路を設けることも想定される。この冷却材回路はエンジン１０を冷却するために使用される従来の回路とは別個のものである。冷却材流れの損失を検出するために別個の冷却材回路に水温センサが設けられる。モデルは、ＥＣＵ１１０によって制御される水の流量及び冷却ファン速度のうちの一方又は両方によって制御されるような、別個の冷却材回路からの熱の除去速度を与えるべきであると想定される。このようにして、スーパーチャージャ１０の性能をさらに制御することができる。
【００７６】
第７の実施例においては、スーパーチャージャ１０及びエンジン２０のうちの一方又は両方の特定の要素の状態を感知するためにセンサを設けることが想定される。特定の要素の温度を感知するために温度センサを設け、感知される温度の１つ又はそれ以上を好ましい作動範囲に維持するためにスーパーチャージャ１０の作動を制御することができる。例えば、感知された温度の１つ又はそれ以上があらかじめ決められた最高値を上回ったら、スーパーチャージャ１０の作動を停止することができる。
【００７７】
第２のモータジェネレータ５０の速度を監視するためにセンサを設けることができる。目標モータ速度設定点を制限することと、第２のモータジェネレータ５０に供給される電流を制御することとの一方又は両方によって第２のモータジェネレータ５０の速度を制限することができる。
【００７８】
第１のモータジェネレータ４０の速度を監視するためにもセンサを設けることができる。スーパーチャージャ１０の入力軸３０がクランクシャフト２０の速度とは異なる速度で回転しているか否かしたがってこれら２本の軸を連結するベルトが故障したか否かを確認するためにこれらのセンサ及びクランクシャフト速度センサからの出力を使用することができる。ベルトが故障した場合、スーパーチャージャ１０を保護するために、ＥＣＵ１１０は第１のモータジェネレータ及び第２のモータジェネレータの両方を実質的に回転させない。さらに、バッテリ２１０がもはや充電されていないことを運転者に警告するために警告灯が点灯し、ＥＣＵ１１０は適切な故障フラグをセットする。
【００７９】
エンジンが始動に失敗した場合にエンジンを連続的にクランキングするのを防止するように、この方法を構成することができる。これは、第１のモータジェネレータが最高作動温度を上回らないようにするためである。この最高作動温度は上述のようにモデリングすることができる。この方法は、エンジンのクランキングを一時停止して、クランキングを再開する前に第１のモータジェネレータなど熱い諸要素を冷却できるようにすることによってこれを達成しうる。このように連続的クランキングを防止することは、この方法が自動始動ルーチンを含む場合に特に有益である。
【００８０】
モータとして作動するときの第１及び第２のモータジェネレータ４０、５０の一方又は両方の実際の速度を検出し、これを目標モータ速度と比較するためにもセンサを設けることができる。エラーが発生した場合、ＥＣＵ１１０はエラーに関係する前記モータ又は各モータの出力を下げて、適切な故障フラグをセットする。
【００８１】
ＥＣＵ１１０並びに第１及び第２のコントローラ１４０、１５０は第１及び第２のモータジェネレータ４０、５０の電気的故障を検出するために作動して、検出された故障の影響を受けるモータジェネレータの運転を停止するよう作動することができる。このような状況では、ＥＣＵ１１０は適切な故障フラグをセットする。
【００８２】
ブースタ２００と第１の及び第２のコントローラ１４０、１５０とのうちの一方又は両方の故障も検出され、ＥＣＵ１１０に通知される。この場合にも適切な故障フラグがセットされ、警告灯が点灯しうる。
【図１】
2010500506.tif 000003
【図２】
2010500506.tif 000004
【図３】
2010500506.tif 000005
【図４】
2010500506.tif 000006
【図５】
2010500506.tif 000007
【図６】
2010500506.tif 000008
【国際調査報告】
2010500506.tif 000009
2010500506.tif 000010
2010500506.tif 000011