(57)【要約】【課題】少なくとも一つのコンプレッサ（５）を駆動するためのシステム（１）を提供する。【解決手段】システムは、回転機に固定されたベルト（３）に連結できる入力部（２）と、コンプレッサ（５）に連結できる出力部（４）と、内歯車（１１）がフライホイールを形成し、太陽歯車（８）がシステム（１）の出力部（４）と噛み合った、遊星歯車列（７）と、遊星歯車列（７）の形態を変更できるデバイス（１５）とを含み、デバイス（１５）により、遊星歯車列（７）は、少なくとも、（ｉ）遊星歯車列（７）がシステム（１）の入力部（２）に連結された形態、及び（ｉｉ）遊星歯車列（７）が内部自由度を持たないが、これと同時にシステム（１）の入力部（２）から外された形態を選択的にとる。
2015530511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つのコンプレッサ（５）を駆動するためのシステム（１）において、
回転機に固定されたベルト（３）に連結できる入力部（２）と、
前記コンプレッサ（５）に連結できる出力部（４）と、
遊星歯車列（７）であって、その内歯車（１１）がフライホイールを形成し、前記内歯車（１１）は、遊星歯車（９）だけに連結されて噛み合っており、前記遊星歯車列（７）の太陽歯車（８）は、特にシステム（１）の前記出力部（４）に連結されている、遊星歯車列（７）と、
前記遊星歯車列（７）の形態を変更できるデバイス（１５）とを含み、前記デバイス（１５）により、前記遊星歯車列（７）は、少なくとも、
（ｉ）前記遊星歯車列（７）が前記システム（１）の前記入力部（２）に連結された形態、及び
（ｉｉ）前記遊星歯車列（７）が内部自由度を持たないが、これと同時に前記システム（１）の前記入力部（２）から外された形態を選択的にとる、システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記デバイス（１５）は、
前記遊星歯車列（７）の内部自由度を選択的になくすように構成された第１カップリング部材（２１）と、
前記遊星歯車列（７）と前記システム（１）の前記入力部（２）とを選択的に連結するように構成された第２カップリング部材（２０）とを含む、システム。
【請求項３】
請求項２に記載のシステムにおいて、
前記第１カップリング部材（２１）は、前記遊星歯車列の前記遊星キャリヤ（１０）と前記太陽歯車（８）との間に配置されている、システム。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のシステムにおいて、
前記第１及び第２のカップリング部材（２０、２１）の少なくとも一方がクラッチである、システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載のシステムにおいて、
前記内歯車（１１）の慣性と、前記太陽歯車（８）の慣性との間の比は、１０よりも大きく、特に１２よりも大きい、システム。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載のシステムにおいて、更に、
前記遊星歯車列（７）の前記内歯車（１１）に選択的に掛けられるように形成されたブレーキ（２６）を含む、システム。
【請求項７】
前記システムの前記入力部（２）が、回転機に固定されたベルト（３）に連結されており、前記システム（１）の前記出力部（４）が、前記コンプレッサ（５）に連結された、請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載のシステム（１）を使用して少なくとも一つのコンプレッサ（５）を駆動するための方法において、
前記コンプレッサ（５）を駆動するため、前記遊星歯車列（７）の形態は、少なくとも、
（ｉ）前記遊星歯車列（７）が前記システム（１）の前記入力部（２）に連結された形態、及び
（ｉｉ）前記遊星歯車列（７）が内部自由度を持たず、前記システム（１）の前記入力部（２）から外された形態を選択的にとるように変更される、方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、
前記遊星キャリヤ（１０）は、形態（ｉ）において、前記システム（１）の前記入力部（２）に連結され、前記遊星キャリヤ（１０）は、形態（ｉｉ）において、前記太陽歯車（８）に連結される、方法。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の方法において、
前記内歯車（１１）の前記速度が所定値よりも低い場合、前記内歯車（１１）の運動エネルギを増大するように前記遊星キャリヤ（１０）を前記システム（１）の前記入力部（２）に連結する、方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法において、
前記内歯車（１１）の前記速度が前記所定値よりも低い場合、前記遊星キャリヤ（１０）は、前記太陽歯車（８）に連結されない、方法。
【請求項１１】
請求項７乃至１０のうちのいずれか一項に記載の方法において、
前記内歯車（１１）の前記速度が閾値よりも高い場合、前記遊星キャリヤ（１０）は、前記遊星キャリヤ（１０）を前記システム（１）の前記入力部（２）に連結することなく、前記太陽歯車（８）に連結され、前記内歯車（１１）の運動エネルギの全部又は一部が前記コンプレッサ（５）に伝達される、方法。
【請求項１２】
請求項７乃至１１のうちのいずれか一項に記載の方法において、
前記回転機に制動を加えたとき、前記内歯車（１１）の運動エネルギを増大するように前記遊星キャリヤ（１０）を前記システム（１）の前記入力部（２）に連結する、方法。
【請求項１３】
請求項７乃至１２のうちのいずれか一項に記載の方法において、
前記回転機の速度が所与の値よりも低い場合、ブレーキ（２６）を使用して前記内歯車（１１）を動かなくする、方法。
【請求項１４】
請求項７乃至１３のうちのいずれか一項に記載の方法において、
前記回転機のトルク設定点での、又はこの設定点を越える移行フェーズ中に実施される、方法。
【請求項１５】
請求項７乃至１４のうちのいずれか一項に記載の方法において、
前記回転機は内燃エンジンであり、前記コンプレッサ（５）は前記内燃エンジンの吸気回路に位置決めされた過給用コンプレッサである、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンプレッサを駆動するためのシステムに関する。コンプレッサは、特に、内燃エンジンの加給機のコンプレッサであるが、これに限定されない。
【背景技術】
【０００２】
エンジンのトルク設定点が急激に変化し、かつエンジンがトルク設定点と合致することを補助することを目的としたエンジンの過給が、ターボチャージャーを使用することによってしか得られない場合、「ターボラグ」とも呼ばれるターボチャージャーの応答時間が問題となる。
【０００３】
こうした問題点を解決するため、例えば、選択的に作動できる多くのターボチャージャーを使用すること、電動コンプレッサを使用すること、又は場合によっては機械式遠心コンプレッサを使用すること等の様々な解決策が知られている。
【０００４】
これらの解決策には、費用、占有空間、有効性、及び作動範囲の広さに関して真に満足のいくものはなかった。
【０００５】
ＷＯ２００９／０１４４８８及びＷＯ２００８／１３５７２２には、遊星歯車列を含むターボチャージャーコンプレッサ駆動システムが開示されている。これらのシステムのうち、歯車列の内歯車がフライホイールを形成するものはない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ２００９／０１４４８８
【特許文献２】ＷＯ２００８／１３５７２２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特に、ターボチャージャーの応答時間の問題に対する満足のいく解答を提供するため、トルク設定点の変化にコンプレッサが迅速に応答できるようにすると同時に、比較的安価であり、効率的であり、空間をとらず、回転機の広い速度範囲に亘って使用できるコンプレッサ駆動システムを提供する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は、この必要を満たすことであり、本発明は、その一つの態様によれば、少なくとも一つのコンプレッサを駆動するシステムにおいて、
−回転機に固定されたベルトに連結できる入力部と、
−コンプレッサに連結できる出力部と、
−内歯車がフライホイールを形成し、太陽歯車がシステムの出力部に連結された、遊星歯車列と、
−遊星歯車列の形態を変更できるデバイスとを含み、このデバイスにより、遊星歯車列は、少なくとも、
（ｉ）遊星歯車列がシステムの入力部に連結された形態、及び
（ｉｉ）遊星歯車列が内部自由度を持たないが、これと同時にシステムの入力部から外された形態を選択的にとる、システムを使用することによって、この目的を達成する。
【０００９】
前記遊星歯車列の内部自由度がなくされたとき、歯車列は一体をなして回転する。
【００１０】
デバイスにより、遊星歯車列は、少なくとも、上述の形態（ｉ）と（ｉｉ）との間の位置を交互にとる。
【００１１】
本発明により、フライホイールとして作用する遊星歯車列の内歯車（環状歯車）を、エネルギバッファ貯蔵装置(buffer store of energy)として使用できる。遊星歯車列をシステムの入力部に連結することにより、内歯車をベルト及び回転機で駆動でき、これに運動エネルギをチャージできる。
【００１２】
遊星歯車列の内部自由度をなくすことにより、内歯車の運動エネルギの全部又は一部を太陽歯車に伝達し、コンプレッサを駆動し、回転機から取り出されるトルクをほとんど又は全くなくすことができる。
【００１３】
本システムにより、内歯車の速度の変化により、回転機とコンプレッサとの間の減速比を経時的に変化できる。本システムにより、特に、回転機のトルク設定点の上昇時又はこれに続く移行フェーズ中に回転機の速度が上昇する場合にシステムが提供する減速比を増大できる。
【００１４】
遊星歯車列は、内歯車、太陽歯車、一つ又はそれ以上の遊星歯車、及び遊星キャリヤによって形成された１型(type 1)の歯車列であってもよい。太陽歯車及び内歯車は、好ましくは、同心である。
【００１５】
内歯車は、遊星歯車だけに連結されており、この遊星歯車（これらの遊星歯車）と噛み合っており、フライホイールを形成する。かくして、内歯車は自由に回転する。
【００１６】
形態（ｉ）では、システムへの遊星歯車列の連結は、遊星歯車列の遊星キャリヤとシステムの入力部との間の連結によって行われてもよい。この形態（ｉ）では、太陽歯車は、内歯車に関して移動できてもよい。
【００１７】
デバイスは、
遊星歯車列の内部自由度を選択的になくすように構成された第１カップリング部材と、
遊星歯車列とシステムの入力部とを選択的に連結するように構成された、遊星キャリヤとシステムの入力部との間に配置された第２カップリング部材とを含んでいてもよい。
【００１８】
第１カップリング部材により、太陽歯車及び内歯車を互いに係止できる。
【００１９】
第１カップリング部材は、例えば、遊星歯車列の遊星キャリヤと内歯車との間に配置されている。
【００２０】
変形例として、第１カップリング部材は、遊星歯車列の遊星キャリヤと太陽歯車との間に配置されている。
【００２１】
更に一般的には、第１カップリング部材は、太陽歯車、内歯車、遊星歯車、及び遊星キャリヤから選択された遊星歯車列の二つのエレメント間に配置されており、第１カップリング部材により、これらの二つのエレメントを選択的に連結できる。
【００２２】
形態（ｉ）では、遊星キャリヤは、システムの入力部に連結されていてもよく、これと同時に太陽歯車に関して自由に移動でき、これにより、内歯車の運動エネルギを増大するため、内歯車を回転機で駆動できる。
【００２３】
形態（ｉｉ）では、太陽歯車は、遊星キャリヤがシステムの入力部に連結されることなく、内歯車に係止されてもよく、これにより、内歯車は、回転機からトルクを引き出すことなくコンプレッサを駆動するため、その運動エネルギの全部又は一部をコンプレッサに提供できる。
【００２４】
システムの出力速度と入力速度との間の比は、少なくとも２に等しい係数だけ変化してもよい。
【００２５】
第１及び第２のカップリング部材のうち、少なくとも一方がクラッチであってもよい。本発明の一つの例示の実施例では、第１カップリング部材はクラッチであり、第２カップリング部材は別のクラッチである。
【００２６】
変形例として、第１及び／又は第２のカップリング部材は、例えば、ドッグクラッチであってもよい。
【００２７】
システムの出力部がコンプレッサに連結されている場合、この出力部とこのコンプレッサとの間に減速歯車が配置されてもよい。この減速歯車の減速比は、例えば、１０乃至１２であり、例えば１５程度である。
【００２８】
内歯車の慣性と太陽歯車の慣性との間の比は、１０以上であってもよく、特に、１２よりも大きくてもよい。数値をこのように選択することは、内歯車が満足のいく量の運動エネルギを蓄えることができるということを意味し、第１カップリング部材が連結位置にあり、第２カップリング部材が連結位置にない場合には、コンプレッサの速度を、内歯車の速度よりも遥かに急速に上昇できる。かくして、コンプレッサは、加給を行う、及びかくして内燃エンジンのトルクを上昇する、内燃エンジン加給機コンプレッサである。
【００２９】
システムは、遊星歯車列の内歯車に選択的に掛けられるように形成されたブレーキを含んでいてもよい。回転機の速度がトルク設定点の変化に対して満足のいく応答をするには不十分である場合、ブレーキを内歯車に掛けることにより、回転機から引き出された全てのトルクを使用してコンプレッサを駆動する。ブレーキを内歯車に掛けたとき、システムは、その入力部と出力部との間の減速比を一定にする。
【００３０】
本発明の別の態様では、本発明の別の対象は、システムの入力部が、回転機に固定されたベルトに連結されており、システムの出力部がコンプレッサに連結された上文中に説明したシステムを使用して少なくとも一つのコンプレッサを駆動するための方法において、コンプレッサを駆動するため、遊星歯車列の形態は、少なくとも、
（ｉ）遊星歯車列がシステムの入力部に連結された形態、及び
（ｉｉ）遊星歯車列が内部自由度を持たず、システムの入力部から外された形態のうちの少なくとも一方を選択的に採用するように変更される。
【００３１】
上文中に言及したように、内歯車が形成するフライホイールに、これらの形態のうちの現在の形態に従って運動エネルギをチャージでき、又はディスチャージ（放出）できる。
【００３２】
形態（ｉ）は、遊星キャリヤをシステムの入力部に連結することによって得られる。この形態（ｉ）では、太陽歯車を内歯車に関して移動できる。
【００３３】
形態（ｉｉ）は、遊星キャリヤを太陽歯車に連結することによって得られる。
【００３４】
かくして、本方法により、コンプレッサの速度と回転機の速度との間の比を状況に合わせて変化できる。かくして、本駆動システムを広い範囲に亘って使用できる。
【００３５】
内歯車の速度が所定値よりも低い場合には、内歯車の運動エネルギを増大するように、遊星キャリヤをシステムの入力部に連結してもよい。この場合、内歯車は、太陽歯車に関して移動できる。次いで、遊星歯車列のこの形態により、回転機からトルクを引き出すことによって、コンプレッサを駆動できると同時に、内歯車に運動エネルギをチャージできる。
【００３６】
内歯車の速度が、例えば上述の所定値と等しい閾値よりも高い場合には、遊星歯車列の内部自由度を全くなくすことができ、これと同時に遊星歯車列をシステムの入力部から外し、内歯車の運動エネルギの全部又は一部をコンプレッサに伝達する。かくして、コンプレッサは、回転機からトルクを引き出すことなく、駆動される。
【００３７】
太陽歯車の速度が内歯車の速度と等しい場合、閾値及び／又は所定値に達する。換言すると、方法の一つの例示の実施例では、
内歯車の速度が太陽歯車の速度よりも低い限り、遊星キャリヤはシステムの入力部に連結されており、内歯車を太陽歯車に関して移動でき、
内歯車の速度が太陽歯車の速度以上になったときから、遊星キャリヤがシステムの入力部に連結されることなく、内歯車が太陽歯車に係止される。
【００３８】
回転機に制動を掛けたとき、遊星キャリヤがシステムの入力部に連結され、内歯車の運動エネルギを増大する。そうでない場合には放散してしまうエネルギが、かくして、回復される。
【００３９】
回転機の速度が所与の値よりも低い場合には、内歯車にブレーキを掛けてもよい。内歯車は、例えば、システムが回転機から引き出した全てのトルクが、内歯車に運動エネルギをチャージすることなく、コンプレッサを実時間で駆動するのに使用されるように、動かないようにされる。この制動作用中、遊星キャリヤは、システムの入力部に連結されていてもよい。更に、この制動作用中、システムの出力速度とシステムの入力速度との間の比は一定である。
【００４０】
その後、内歯車に運動エネルギをチャージできるように制動を解放してもよく、その後、閾値に達した後、内歯車の運動エネルギの全部又は一部をコンプレッサに伝達するように、遊星歯車列の形態を変えることができる。
【００４１】
本方法は、回転機のトルク設定点の上昇に続く移行フェーズ中に実施されてもよい。
【００４２】
回転機は、内燃エンジンであってもよく、コンプレッサは、内燃エンジンの吸気回路に配置された加給機コンプレッサであってもよい。その場合、内歯車への制動を調節する、内燃エンジンの速度の所与の値は、１５００ｒｐｍであってもよい。
【００４３】
コンプレッサは、ターボチャージャーを補助するのに使用でき、内燃エンジンからトルクを引き出さずにコンプレッサを内歯車で駆動することにより、エンジンの吸気圧力の上昇を可能にすると同時に、ターボチャージャーを所定速度まで確実に回転できる。
【００４４】
エンジンの吸気圧力、これは吸気マニホールドの圧力を意味する、がエンジンをトルク設定点に至らしめることができる圧力と等しくなった後、ターボチャージャーを所定速度まで回転することにより、及び未だ内歯車によって駆動されているコンプレッサが供給する圧力により、この圧力値を越えることがないようにするため、内燃エンジンの排気回路に設けられたウェイストゲート型のバルブを作動する。これは、エンジンの吸気側に作用する圧力を、トルク設定点と対応する値に合わせて調節し、エンジンの排気背圧を調節するためである。かくして、エンジンの効率を向上できる。
【００４５】
トルク設定点の上昇が生じたとき、内燃エンジンの速度が低過ぎるために内歯車に制動を加えた場合には、内燃エンジンの吸気側に作用する圧力が、内燃エンジンをトルク設定点に合致できる値に達したとき、このような制動の適用を停止してもよい。
【００４６】
駆動システムに関して上文中に言及した特徴の全て又は幾つかを、上述の方法に適用してもよい。
【００４７】
本発明は、非限定的な例示の実施例の以下の説明を読むことにより、及び添付図面を検討することにより、更によく理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は、本発明の一実施例による駆動システムを使用できる環境の一例を概略に示す図である。
【図２】図２は、図１のシステムの遊星歯車列の詳細図である。
【図３】図３は、自動車の内燃エンジン加給機コンプレッサを駆動するための図１のシステムの使用例に関するグラフである。
【図４】図４は、自動車の内燃エンジン加給機コンプレッサを駆動するための図１のシステムの使用例に関するグラフである。
【図５】図５は、自動車の内燃エンジン加給機コンプレッサを駆動するための図１のシステムの使用例に関するグラフである。
【図６】図６は、自動車の内燃エンジン加給機コンプレッサを駆動するための図１のシステムの使用例に関するグラフである。
【図７】図７は、自動車の内燃エンジン加給機コンプレッサを駆動するための図１のシステムの使用例に関するグラフである。
【図８】図８は、自動車の内燃エンジン加給機コンプレッサを駆動するための図１のシステムの使用例に関するグラフである。
【図９】図９は、自動車の内燃エンジン加給機コンプレッサを駆動するための図１のシステムの使用例に関するグラフである。
【図１０】図１０は、自動車の内燃エンジン加給機コンプレッサを駆動するための図１のシステムの使用例に関するグラフである。
【００４９】
【図１１】図１１は、自動車の内燃エンジン加給機コンプレッサを駆動するための図１のシステムの使用例に関するグラフである。
【図１２】図１２は、自動車の内燃エンジン加給機コンプレッサを駆動するための図１のシステムの使用例に関するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
図１は、本発明の一つの例示の実施例による駆動システム１を示す。
【００５１】
システム１は、この例において、回転機（図示せず）に設けられたベルト３に連結された入力部２を有する。ベルトの減速比は、１乃至３であってもよく、例えば２であってもよい。ここで考える例では、回転機は、自動車の内燃エンジンである。内燃エンジンは、例えばガソリンや軽油で作動する。
【００５２】
システム１の出力部４は、コンプレッサ５に間接的に連結されている。ここで考える例では、コンプレッサ５は内燃エンジンを過給するためのコンプレッサである。特に遠心コンプレッサであるが、これに限定されない。
【００５３】
図１に示すように、システム１は、更に、遊星歯車列７を含む。ここで考える例では、歯車列７は、１型の歯車列であり、太陽歯車８、遊星歯車９、遊星キャリヤ１０、及び内歯車１１を含む。
【００５４】
ここで検討される例では、太陽歯車８はシステムの出力部４に連結されているのに対し、遊星キャリヤ１０はシステムの入力部２に間接的に連結されている。内歯車１１は自由であり、フライホイールを形成する。
【００５５】
内歯車１１の慣性と太陽歯車８の慣性との間の比は、ここで考える例では、１０よりも大きく、又は場合によっては１２よりも大きい。
【００５６】
図示のように、システム１は、更に、遊星歯車列７の形態を変えることができるデバイス１５を含む。このデバイス１５は、ここに説明する例では、二つのカップリング部材２０及び２１の形態、特にクラッチの形態をとる。
【００５７】
ここで検討される例では、第２カップリング部材２０は、システム１の入力部２と遊星キャリヤ１０との間に配置されており、入力部２を遊星キャリヤ１０に選択的に連結できる。第１カップリング部材２１は、ここで考える例では、遊星キャリヤ１０と太陽歯車８との間に配置されており、遊星歯車列７の内部自由度をなくすように遊星キャリヤ１０及び太陽歯車８を選択的に連結できる。
【００５８】
デバイス１５は、更に、カップリング部材２０及び２１を制御するための制御ユニット（図示せず）を含んでいてもよい。デバイス１５は、例えば、遊星歯車列７が少なくとも以下の二つの形態をとることができるように形成されている。
（ｉ）遊星キャリヤ１０が、第２カップリング部材２０によってシステムの入力部２に連結されているが、第１カップリング部材２１によって太陽歯車８に連結されていない形態、及び
（ｉｉ）遊星キャリヤ１０が、第１カップリング部材２１によって太陽歯車８に連結されているが、第２カップリング部材２０によってシステムの入力部２に連結されていない態様。
【００５９】
図１に示すように、システム１の出力部４とコンプレッサ５との間に追加の減速歯車２４が配置されていてもよい。
【００６０】
遊星歯車列７が形態（ｉ）にある場合には、システム１の出力速度とシステム１の入力速度との間の比は、１乃至３で変化するが、遊星歯車列７が形態（ｉｉ）にある場合には、遊星歯車列７全体が同じ速度で回転する。システム１は、更に、図１に非常に概略に示すブレーキ２６を含んでいてもよい。ブレーキ２６は、下文でわかるように、内歯車１１に押し付けることができる。
【００６１】
以下に説明する用途では、回転機は、自動車の内燃エンジンである。エンジンは、吸気回路及び排気回路を含み、コンプレッサ５は、ターボチャージャーを補助するためにエンジンの吸気回路に配置された加給機コンプレッサである。
【００６２】
排気回路は、更に、説明する用途では、ウェイストゲートとして公知のバルブを含む。ウェイストゲートは、その位置に応じて、排気ガスの全部又は一部を、ターボチャージャーのタービンを迂回させることができる。
【００６３】
次に、システム１を使用してコンプレッサ５を駆動する方法を様々な状況において説明する。
【００６４】
図３乃至図５は、三つの異なる状況での内燃エンジンのトルク設定点の上昇に従ってコンプレッサ５を駆動するためのシステム１の使用に関する。図３乃至図５では、曲線３０は、コンプレッサ５の圧力比、即ちコンプレッサ５の出力圧力と入力圧力との間の商を表し、曲線３１は、ターボチャージャーの圧力比を表し、曲線３２は、全圧力比、即ちコンプレッサ５の圧力比とターボチャージャーの圧力比との積を表し、曲線３３は、コンプレッサ５及びシステム１がない場合の圧力比を表す。
【００６５】
図３の場合には、内歯車１１の速度は、最初は、内燃エンジンからトルクを引き出さずにコンプレッサ５を駆動できるには不十分である。
【００６６】
遊星歯車列７が上述の形態（ｉ）にあり、即ち遊星キャリヤ１０がシステム１の入力部２に連結されるが太陽歯車８に連結されないようにデバイス１５を作動する。この形態（ｉ）は、図３に示すフェーズ４０について採用される。
【００６７】
このフェーズ４０中、ベルト３が遊星キャリヤ１０を駆動し、遊星キャリヤ１０の運動が遊星歯車９に伝達され、遊星歯車９が太陽歯車８及び内歯車１１と噛み合っているため、コンプレッサ５の速度及び内歯車１１の速度を増大する。図３に示すように、ターボチャージャーの応答時間のため、このフェーズ４０中、コンプレッサ５は、吸気回路内の圧力をほとんど上昇させない。内歯車１１の慣性が大きいため、内歯車１１の速度はコンプレッサ５の速度程急速には上昇しない。内歯車１１の速度が上昇すると、太陽歯車８の速度と遊星キャリヤ１０の速度との間の比が減少し、即ちシステム１の出力速度とシステム１の入力速度との間の比が減少する。内歯車１１は、自由に回転するため、この期間４０中に速度が徐々に増大し、次いで、内燃エンジンから取り出されたトルクによって運動エネルギが蓄えられる。
【００６８】
内歯車１１の速度が太陽歯車８の速度と等しくなったとき、デバイス１５を作動し、遊星歯車列７を、形態（ｉ）から形態（ｉｉ）に切り換える。この形態では、遊星キャリヤ１０は、太陽歯車８に連結されており、システム１の入力部２に連結されていない。この形態では、遊星歯車列７は、単体として回転する。
【００６９】
この形態（ｉｉ）への切り換えは、フェーズ４１の開始と対応する。このフェーズ４１中、内燃エンジンからトルクは取り出されず、コンプレッサ５は、フェーズ４０中に内歯車１１に蓄えられた運動エネルギの全部又は一部が内歯車１１からコンプレッサ５に伝達されることによって駆動される。
【００７０】
図３に示すように、このフェーズ４１中、ターボチャージャーは速度を上昇する。この速度の上昇は、特に、コンプレッサ５がブースト圧を更に急速に上昇でき、従って、ターボチャージャーのタービンを駆動する排気ガスのエネルギが増大することによってもたらされる。フェーズ４１は、エンジンの吸気側の圧力により、エンジンがトルク設定点に至ることができる値に達したときに終了する。図３に示すように、この圧力値に達したとき、内歯車１１には運動エネルギが未だ存在しており、そのため、内歯車１１はコンプレッサ５を駆動し続ける。コンプレッサ５及びターボチャージャーの複合作用によって吸気側の圧力が高くなり過ぎることがないようにするため、フェーズ４１に続くフェーズ４２で排気回路のウェイストゲートバルブを作動する。これは、吸気圧力値を調節し、探求されている値にし、及び排気背圧を制限するために行われる。
【００７１】
次に、内燃エンジンのトルク設定点の上昇に続いてコンプレッサ５を駆動するためのシステム１の使用の別のシナリオ（状況）を、図４を参照して説明する。この場合、運動エネルギが内歯車に予め蓄えられている。
【００７２】
例えば、トルク設定点の上昇前に制動フェーズが行われる。この制動フェーズ中、遊星歯車列７が形態（ｉ）にあるように、デバイス１５を作動する。この制動フェーズ中、ベルト３が遊星キャリヤ１０を駆動し、遊星キャリヤ１０の運動が遊星歯車９に伝達される。遊星歯車９が太陽歯車８及び内歯車１１と噛み合っているため、コンプレッサ５の速度及び内歯車１１の速度が上昇する。かくして、運動エネルギが内歯車１１に蓄えられる。内燃エンジンの制動により、コンプレッサの下流のエンジン吸気回路のバタフライバルブを閉鎖でき、その結果、コンプレッサ５は、内歯車１１の速度を上昇し、従って内歯車１１に蓄えられる運動エネルギの量を増大する抵抗トルクを供給する
【００７３】
その後、トルク設定点の上昇が生じたとき、遊星歯車列が形態（ｉｉ）に切り換えられるようにデバイス１５を作動できる。次に、コンプレッサ５の挙動を図４を参照して説明する。
【００７４】
第１フェーズ４５は、第１カップリング部材２１の閉鎖と対応する。図示のように、このフェーズ４５中、エンジンの吸気側の圧力は、ほぼコンプレッサ５によってしか供給されない。
【００７５】
フェーズ４５は、歯車列７が形態（ｉｉ）にある状態で終了し、図３を参照して上文中に説明したフェーズと同様のフェーズ４６及び４７がこれに続いて行われてもよい。
【００７６】
次に、内燃エンジンのトルク設定点の上昇に続いてコンプレッサ５を駆動するためのシステム１の使用の別のシナリオを、図５を参照して説明する。この場合、このトルク設定点の上昇時、内燃エンジンの速度は低く、例えば１５００ｒｐｍよりも低い。
【００７７】
内燃エンジンの速度がこのように低いため、コンプレッサを駆動し、内歯車１１に運動エネルギを蓄えるためにトルクをエンジンから引き出すのは望ましくない。そのため、内燃エンジンのトルク設定点の上昇に続き、内歯車１１にブレーキ２６を掛け、内歯車１１が動かないようにする。図５では、フェーズ５０は、遊星歯車列７が形態（ｉ）をとるデバイス１５の作用と対応するが、内歯車１１にブレーキ２６が既に掛けてある。このフェーズ５０中、エンジンの吸気側に作用する圧力を演繹できる全圧力比が大幅に増大し、コンプレッサ５の圧力比とほぼ同じである。
【００７８】
歯車列７が形態（ｉ）にあるとき、フェーズ５０に続いてフェーズ５１が行われる。このフェーズ５１中、図５でわかるように、コンプレッサ５は一定の速度で作動する。このフェーズ５１中のシステム１の出力速度とシステム１の入力速度との間の比の一定の値は、例えば厳密には２よりも大きく、特に２．５乃至３．５である。
【００７９】
フェーズ５１は、内燃エンジンの吸気側に作用する圧力が、内燃エンジンがトルク設定点に至ることができる値を取ったときに完了する。次いで、ブレーキ２６を解放し、続いて行われるフェーズ５２中、内歯車１１が回転を開始して運動エネルギを蓄えることができ、ターボチャージャーは圧力を急速に上昇する。フェーズ５２中、システム１の出力速度とシステム１の入力速度との間の比は、フェーズ５１の終了時の値からユニティ(unity)まで低下する。
【００８０】
このフェーズ５２は、内歯車１１及び太陽歯車８の速度が同じになったときに終了する。次いで、遊星歯車列７が形態（ｉｉ）をとるようにデバイス１５を作動し、コンプレッサ５は、内燃エンジンからトルクを引き出すことなく、内歯車１１に予め蓄えられた運動エネルギを使用して駆動される。適当である場合には、このフェーズ５２に続き、図３及び図４を参照して説明したフェーズ４２又は４７と同様のフェーズを実施してもよい。
【００８１】
図６及び図７は、図３を参照して説明したシナリオと対応し、図８乃至図１０は、図４を参照して説明したシナリオと対応し、図１１及び図１２は、図５を参照して説明したシナリオと対応し、遊星歯車列７と同じ相対的寸法の、直噴型ターボ過給式１．２ｌガソリンエンジンに関する。
【００８２】
更に詳細には、
−図６及び図７は、内燃エンジンの速度が約１８００ｒｐｍで安定し、内歯車１１に運動エネルギが予め蓄えられておらず、「２秒」のところでアクセルペダルを一杯に踏み込んだシナリオと対応し、
−図８乃至図１０は、内燃エンジンの速度が約１８００ｒｐｍで安定し、内歯車１１に運動エネルギが予め蓄えられており、「２秒」のところでアクセルペダルを一杯に踏み込んだシナリオと対応する。図９は、制動時に内歯車１１にチャージされる運動エネルギを示す。この制動中、内燃エンジンの速度は、５秒で３０００ｒｐｍから１５００ｒｐｍまで低下する。
−図１１及び図１２は、内燃エンジンの速度が約１２００ｒｐｍで安定し、「２秒」のところでアクセルペダルを一杯に踏み込んだシナリオと対応する。
【００８３】
図６乃至図１２のシナリオの遊星歯車列７の寸法は以下の通りである。
−太陽歯車８は、内半径がゼロであり、外半径が３ｃｍであり、その回転軸線に沿って計測した高さが３ｃｍであり、質量が０．６４ｋｇであり、容積が０．０８ｌであり、比重が７．６０ｋｇ／ｌであり、慣性が２．９×１０−４ｋｇ／ｍ２であり、
−内歯車１１は、内半径が４．５ｃｍであり、外半径が６．５ｃｍであり、その回転軸線に沿って計測した高さが５ｃｍであり、質量が２．６３ｋｇであり、容積が０．３５ｌであり、比重が７．６０ｋｇ／ｌであり、慣性が２．８×１０−３ｋｇ／ｍ２であり、
−遊星歯車９は、内半径がゼロであり、外半径が０．７５ｃｍであり、その回転軸線に沿って計測した高さが３ｃｍであり、質量が０．０４ｋｇであり、容積が０．０１ｌであり、比重が７．６０ｋｇ／ｌであり、慣性が１．１３×１０−６ｋｇ／ｍ２である。
【００８４】
図７乃至図１２において、曲線６０は、太陽歯車８の速度と対応し、曲線６１は内歯車１１の速度と対応する。単位はｒｐｍである。図９では、曲線６５は、コンプレッサ５の機械的エネルギと対応する。
【００８５】
図１０では、曲線６６は、遊星キャリヤ１０の速度と対応する。
【００８６】
本発明は、上文中に説明した例に限定されない。
【００８７】
詳細には、コンプレッサは、遠心コンプレッサ以外のコンプレッサであってもよく、例えばルーツコンプレッサ又はスクロールコンプレッサと呼ばれるコンプレッサであってもよい。
【００８８】
更に、第１カップリング部材２１が、その位置により、遊星歯車列７の自由度を選択的になくすことができる場合には、第１カップリング部材２１は、こうした他の位置をとってもよい。
【００８９】
単数による表現は、特段の記載がない限り、「少なくとも一つの」という表現と同じことを表す。
【符号の説明】
【００９０】
１    システム
２    入力部
３    ベルト
４    出力部
５    コンプレッサ
７    遊星歯車列
８    太陽歯車
９    遊星歯車
１０  遊星キャリヤ
１５  デバイス
２０  第２カップリング部材
２１  第１カップリング部材
２６  ブレーキ
【図１】
2015530511.tif 000003
【図２】
2015530511.tif 000004
【図３】
2015530511.tif 000005
【図４】
2015530511.tif 000006
【図５】
2015530511.tif 000007
【図６】
2015530511.tif 000008
【図７】
2015530511.tif 000009
【図８】
2015530511.tif 000010
【図９】
2015530511.tif 000011
【図１０】
2015530511.tif 000012
【図１１】
2015530511.tif 000013
【図１２】
2015530511.tif 000014
【国際調査報告】
2015530511.tif 000015
2015530511.tif 000016
2015530511.tif 000017
2015530511.tif 000018