(57)【要約】【課題】制動力を向上することができる過給機を提供する。【解決手段】車両に搭載される内燃機関１００の燃焼室１５０から排出される排気ガスが正転導入方向でホイール３１に導入されることで該ホイール３１が正回転可能なタービン３と、ホイール３１が正回転することでインペラ２１が正回転し燃焼室１５０への吸入空気を過給可能なコンプレッサ２と、車両の運転状態に応じて、ホイール３１に導入される排気ガスの導入方向を正転導入方向とは逆の逆転導入方向に切り換えることでホイール３１及びインペラ２１を逆回転させる逆回転手段５とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
2009144554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される内燃機関の燃焼室から排出される排気ガスが正転導入方向でホイールに導入されることで該ホイールが正回転可能なタービンと、
前記ホイールが正回転することでインペラが正回転し前記燃焼室への吸入空気を過給可能なコンプレッサと、
前記車両の運転状態に応じて、前記ホイールに導入される前記排気ガスの導入方向を前記正転導入方向とは逆の逆転導入方向に切り換えることで前記ホイール及び前記インペラを逆回転させる逆回転手段とを備えることを特徴とする、
過給機。
【請求項２】
前記排気ガスを前記正転導入方向で前記ホイールに導入可能な主排気通路を備え、
前記逆回転手段は、前記排気ガスを前記逆転導入方向で前記ホイールに導入可能な副排気通路と、前記排気ガスの導入方向を前記車両の運転状態に応じて前記主排気通路を介した前記正転導入方向と前記副排気通路を介した前記逆転導入方向とに切り換え可能な切換手段とを有することを特徴とする、
請求項１に記載の過給機。
【請求項３】
前記副排気通路は、一端が前記正転導入方向に対して前記主排気通路の前記ホイールより上流側に接続し他端が前記正転導入方向に対して前記主排気通路の前記ホイールより下流側に接続する第１副排気通路と、一端が前記第１副排気通路の一端と前記ホイールとの間の前記主排気通路に接続し他端が前記正転導入方向に対して前記第１副排気通路の他端より下流側に接続する第２副排気通路とを有し、
前記切換手段は、前記第１副排気通路又は前記第２副排気通路の一方を開閉可能であると共に前記第１副排気通路の一端と前記第２副排気通路の一端との間で前記主排気通路を開閉可能である第１切換手段と、前記第１副排気通路又は前記第２副排気通路の他方を開閉可能であると共に前記第１副排気通路の他端と前記第２副排気通路の他端との間で前記主排気通路を開閉可能である第２切換手段とを有することを特徴とする、
請求項２に記載の過給機。
【請求項４】
前記車両の制動時に前記逆回転手段を制御して前記排気ガスの導入方向を前記逆転導入方向に設定する制御手段を備えることを特徴とする、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の過給機。
【請求項５】
前記車両は、回生制動可能な回生制動手段を有することを特徴とする、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の過給機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給機に関し、特に、内燃機関の燃焼室から排出される排気ガスによって回転駆動する過給機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車用の内燃機関において、その出力向上のためには燃焼室へ充填される空気の量を増やすことが好ましい。そこで従来は、ピストンの移動に伴って燃焼室内に発生する負圧により空気を燃焼室に吸入するだけでなく、排気ガスのエネルギーで駆動する排気タービンによりコンプレッサを駆動して吸入空気を内燃機関に過給、すなわち、圧縮して供給することで、空気を強制的に燃焼室へ送り込んで、同燃焼室への空気の充填効率を高める過給機が提案され、実用化されている。
【０００３】
このような従来の過給機を利用した技術として、例えば、特許文献１に記載の車両の制動力制御装置は、車両のエンジンの吸排気流路に接続され回転軸に電動・発電機を備えた過給機としてのターボチャージャと、エンジンの排気管に設置された排気ブレーキ装置と、電動・発電機を制御する制御装置とを備える。そして、制動力制御装置は、さらに、電動・発電機を車両制動時に電動機運転させる制動制御手段と、ターボチャージャのコンプレッサで過給された過給空気を車両制動時に排気ブレーキのバルブの上流側に供給するようにした過給空気供給手段とを有することで、排気ブレーキやエンジンブレーキの効果を高めている。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−８８６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば、上述した特許文献１に記載されている車両の制動力制御装置では、排気ブレーキ装置を有する車両にしか適用できず排気ブレーキ装置を備えない場合十分な制動力が得られないおそれがあり、このため、より簡易な構成での制動力の向上が望まれていた。
【０００６】
そこで本発明は、制動力を向上することができる過給機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明による過給機は、車両に搭載される内燃機関の燃焼室から排出される排気ガスが正転導入方向でホイールに導入されることで該ホイールが正回転可能なタービンと、前記ホイールが正回転することでインペラが正回転し前記燃焼室への吸入空気を過給可能なコンプレッサと、前記車両の運転状態に応じて、前記ホイールに導入される前記排気ガスの導入方向を前記正転導入方向とは逆の逆転導入方向に切り換えることで前記ホイール及び前記インペラを逆回転させる逆回転手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明による過給機では、前記排気ガスを前記正転導入方向で前記ホイールに導入可能な主排気通路を備え、前記逆回転手段は、前記排気ガスを前記逆転導入方向で前記ホイールに導入可能な副排気通路と、前記排気ガスの導入方向を前記車両の運転状態に応じて前記主排気通路を介した前記正転導入方向と前記副排気通路を介した前記逆転導入方向とに切り換え可能な切換手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明による過給機では、前記副排気通路は、一端が前記正転導入方向に対して前記主排気通路の前記ホイールより上流側に接続し他端が前記正転導入方向に対して前記主排気通路の前記ホイールより下流側に接続する第１副排気通路と、一端が前記第１副排気通路の一端と前記ホイールとの間の前記主排気通路に接続し他端が前記正転導入方向に対して前記第１副排気通路の他端より下流側に接続する第２副排気通路とを有し、前記切換手段は、前記第１副排気通路又は前記第２副排気通路の一方を開閉可能であると共に前記第１副排気通路の一端と前記第２副排気通路の一端との間で前記主排気通路を開閉可能である第１切換手段と、前記第１副排気通路又は前記第２副排気通路の他方を開閉可能であると共に前記第１副排気通路の他端と前記第２副排気通路の他端との間で前記主排気通路を開閉可能である第２切換手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明による過給機では、前記車両の制動時に前記逆回転手段を制御して前記排気ガスの導入方向を前記逆転導入方向に設定する制御手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る発明による過給機では、前記車両は、回生制動可能な回生制動手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る過給機によれば、逆回転手段により車両の運転状態に応じてホイールに導入される排気ガスの導入方向を逆転導入方向に切り換えることでホイール及びインペラを逆回転させることから、内燃機関における吸気と排気との圧力差が大きくなりポンプ損失が増加するので、制動力を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る過給機の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態に係るターボチャージャが適用されたエンジンを示す概略構成図、図２は、本発明の実施形態に係るターボチャージャの動作（過給時）を示す部分概略構成図、図３は、本発明の実施形態に係るターボチャージャの動作（制動時）を示す部分概略構成図である。
【００１５】
本実施形態に係る過給機としてのターボチャージャ１は、乗用車、トラックなどの車両に搭載される内燃機関において、その出力や燃費の向上のために燃焼室へ充填される空気を圧縮してから燃焼室に送り込んで、同燃焼室への空気の充填効率を高めるものである。
ここでは、ターボチャージャ１は、図１に示すように、内燃機関としての直列４気筒式のエンジン１００に適用した場合で説明する。このエンジン１００は、乗用車、トラックなどの車両に搭載されるエンジンであり、シリンダボア内に往復運動可能に設けられるピストンが２往復する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行う、いわゆる４サイクルエンジンであるが、ターボチャージャ１は、この形式の内燃機関に限らず、種々の内燃機関に適用することができる。
【００１６】
このエンジン１００は、エンジン本体１０１と、エアクリーナ１０２と、インタークーラ１０３と、電子スロットル装置１０４と、サージタンク１０５と、触媒装置１０６を備えると共に、エンジン１００のエンジン本体１０１から排出される排気ガスにより駆動するタービン３によって圧縮機としてのコンプレッサ２を駆動して、エンジン本体１０１への吸入空気を過給、すなわち、圧縮して供給するターボチャージャ１を備える。
【００１７】
エンジン本体１０１は、空気と燃料との混合気が燃焼可能な複数の燃焼室１５０と、混合気の燃焼によりシリンダボアを往復移動可能なピストンと、ピストンの往復運動に連動して回転可能なクランクシャフトを収容するクランク室と、燃料を噴射するインジェクタと、混合気に点火する点火プラグとをそれぞれ複数備える。エンジン本体１０１は、燃焼室１５０に連通する吸気ポート１５１及び排気ポート１５２を備え、この吸気ポート１５１には吸気マニホールド１０７ａを含む吸気管（吸気通路）１０７が、排気ポート１５２には排気マニホールド１０８ａを含む排気管（排気通路）１０８がそれぞれ接続されている。また、吸気ポート１５１及び排気ポート１５２の開口には、それぞれ吸気弁１５１ａ及び排気弁１５２ａが設けられる。この吸気弁１５１ａ及び排気弁１５２ａは、吸気ポート１５１及び排気ポート１５２をそれぞれ開閉可能とし、吸気ポート１５１と燃焼室１５０、燃焼室１５０と排気ポート１５２とをそれぞれ連通することができる。
【００１８】
なお、図示しないが、クランクシャフトに固結されたクランクシャフトスプロケットと、吸気カムシャフト及び排気カムシャフトにそれぞれ固結された各カムシャフトスプロケットとは、無端のタイミングチェーンが掛け回されており、クランクシャフトと吸気カムシャフトと排気カムシャフトが連動可能となっている。従って、クランクシャフトに同期して吸気カムシャフト及び排気カムシャフトが回転すると、吸気カム及び排気カムが吸気弁１５１ａ及び排気弁１５２ａを所定のタイミングで上下移動することで、吸気ポート１５１及び排気ポート１５２を開閉し、吸気ポート１５１と燃焼室１５０、燃焼室１５０と排気ポート１５２とをそれぞれ連通することができる。また、この吸気弁１５１ａ及び排気弁１５２ａは、その開閉タイミングがＶＶＴ（可変動弁機構：Variable Valve Timing-intelligent）により、運転状態に応じた最適な開閉タイミングに制御されている。
【００１９】
ここで、ターボチャージャ１は、過給によりエンジン１００の高出力化（あるいは低燃費化）を実現するものである。このターボチャージャ１は、吸気管１０７上に配置されるコンプレッサ２と、排気管１０８上に配置されるタービン３と、コンプレッサ２が備えるコンプレッサインペラ２１とタービン３が備えるタービンホイール３１とを連結するロータシャフト４とを有する。つまり、ロータシャフト４は、一端側にコンプレッサインペラ２１が設けられる一方、他端側にタービンホイール３１が設けられ、コンプレッサインペラ２１とタービンホイール３１とは、このロータシャフト４の回転軸線を回転中心として一体で回転可能である。
【００２０】
コンプレッサ２のコンプレッサインペラ２１は、コンプレッサハウジング内に形成される吸入空気通路であるスクロール部の渦巻きのほぼ中央に位置するようにロータシャフト４の一端に固定される。コンプレッサインペラ２１は、複数の羽根状のブレードを有している。複数のブレードは、コンプレッサインペラ２１の外周面に、それぞれ周方向に均等に間隔をあけて設けられ、吸入空気が流入する流路を複数の空間に仕切る。
【００２１】
タービン３のタービンホイール３１は、タービンハウジング内に形成される排気ガス通路であるスクロール部の渦巻きのほぼ中央に位置するようにロータシャフト４の他端に固定される。タービンホイール３１は、複数の羽根状のブレードを有している。複数のブレードは、タービンホイール３１の外周面に、それぞれ周方向に均等に間隔をあけて設けられ、排気ガスが流入する流路を複数の空間に仕切る。
【００２２】
したがって、このターボチャージャ１では、排気管１０８を通る排気ガスによりタービン３のタービンホイール３１が回転駆動され、その動力がロータシャフト４を介してコンプレッサインペラ２１に伝達されてこのコンプレッサインペラ２１が回転駆動される。そして、コンプレッサ２のコンプレッサインペラ２１が回転駆動することで吸気管１０７内の空気が圧縮されてエンジン本体１０１に供給（過給）されることにより、エンジン１００の出力が高められる。
なお、このターボチャージャ１については、図１乃至図３を参照して後で詳細に説明する。
【００２３】
さらに、吸気管１０７は、吸入空気の吸入方向に対して上流側から順に上述のエアクリーナ１０２と、インタークーラ１０３と、電子スロットル装置１０４と、サージタンク１０５が設置される。ターボチャージャ１のコンプレッサ２は、この吸気管１０７上のエアクリーナ１０２とインタークーラ１０３との間に設けられる。エアクリーナ１０２は、吸気管１０７の入口部に配置されて吸入空気中のゴミや塵などを除去するフィルタである。インタークーラ１０３は、ターボチャージャ１のコンプレッサ２にて圧縮され昇温した空気を冷却する装置である。電子スロットル装置１０４は、エンジン本体１０１に供給される空気量（吸入空気量）を調整する流量調整弁を有し、例えば、アクセルペダル（図示省略）の操作により駆動される。サージタンク１０５は、吸入空気を一時的に溜めて吸気脈動を抑制するタンクである。
【００２４】
排気管１０８は、排気ガスの排気方向に対してタービン３の下流側に上述した触媒装置１０６が配置される。この触媒装置１０６は、所定の活性化温度以上になることで触媒が活性化し、これにより、排気ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘなどの有害物質を酸化、還元させて浄化処理するものであり、理論空燃比付近で有害物質の十分な浄化効率を得られる。
【００２５】
また、エンジン１００は、マイクロコンピュータを中心として構成される制御手段としての電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１１０により運転状態に応じてインジェクタや点火プラグなどの各部の駆動が制御されている。このＥＣＵ１１０には、クランク角センサ１１１、アクセル開度センサ１１２、過給圧センサ１１３などの種々のセンサが電気的に接続されており、ＥＣＵ１１０は、種々のセンサが検出する吸入空気量、吸気温度、吸気圧、スロットル開度、アクセル開度、エンジン回転数、エンジン冷却水温などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量（燃料噴射時間）、噴射時期、点火時期などを決定し、インジェクタ及び点火プラグを駆動して燃料噴射及び点火を実行する。
【００２６】
クランク角センサ１１１は、検出した各気筒のクランク角度をＥＣＵ１１０に出力し、このＥＣＵ１１０は検出したクランク角度に基づいて各気筒における吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程を判別すると共に、エンジン回転数を算出している。なおここで、エンジン回転数は、言い換えれば、エンジン本体１０１のクランクシャフトの回転速度に対応し、このクランクシャフトの回転速度が高くなれば、クランクシャフトの回転数、すなわち、エンジン１００のエンジン回転数も高くなる。アクセル開度センサ１１２は、現在のアクセル開度を検出し、検出したアクセル角度をＥＣＵ１１０に出力する。ここで、エンジン１００の負荷率は、気筒内にどれだけの吸入空気が入ってきているかを示す値であり、アクセル開度に基づいて推定することができる。過給圧センサ１１３は、サージタンク１０５に設けられており、吸気管１０７から各吸気ポート１５１を通して各燃焼室１５０に吸入される吸気圧、ターボチャージャ１の稼動時には過給圧を検出し、検出した吸気圧（過給圧）をＥＣＵ１１０に出力している。
【００２７】
上記のように構成されるエンジン１００では、ピストンがシリンダボア内を下降することで、吸気管１０７、吸気ポート１５１を介して燃焼室１５０内に空気が吸入され（吸気行程）、この空気とインジェクタから燃焼室１５０又は吸気ポート１５１内へ噴射される燃料とが混合して混合気を形成する。そして、このピストンが吸気行程下死点を経てシリンダボア内を上昇することで混合気が圧縮され（圧縮行程）、ピストンが圧縮行程上死点付近に近づくと点火プラグにより混合気に点火され、該混合気が燃焼し、その燃焼圧力によりピストンを下降させる（膨張行程）。燃焼後の混合気は、ピストンが膨張行程下死点を経て吸気行程上死点に向かって再び上昇することで燃焼室に連通する排気ポート１５２、排気管１０８を介して排気ガスとして放出される（排気行程）。このピストンのシリンダボア内での往復運動は、コネクティングロッドを介してクランクシャフトに伝えられ、ここで回転運動に変換され、出力として取り出されると共に、このピストンは、クランクシャフトが慣性力によりさらに回転することで、このクランクシャフトの回転に伴ってシリンダボア内を往復する。このクランクシャフトが２回転することで、ピストンはシリンダボアを２往復し、この間に吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行い、燃焼室内で１回の爆発が行われる。
【００２８】
この間、このターボチャージャ１のタービン３が有するタービンホイール３１が排気管１０８を通る排気ガスにより回転駆動され、ロータシャフト４を介してコンプレッサインペラ２１に回転動力が伝達されて、このコンプレッサインペラ２１が回転駆動される。この結果、吸気管１０７内の吸入空気が圧縮されてエンジン本体１０１に過給される。このため、燃焼室１５０への空気の充填効率を高めることができ、エンジン１００の出力を高めることができる。
【００２９】
ここでさらに、本実施形態のターボチャージャ１は、図１乃至図３に示すように、逆回転手段としての逆回転制動部５によりエンジン１００を搭載する車両の運転状態に応じてタービンホイール３１に導入される排気ガスの導入方向を逆転導入方向に切り換えてタービンホイール３１及びコンプレッサインペラ２１を逆回転させることで制動力の向上を図っている。
【００３０】
具体的には、ターボチャージャ１は、上述のようにコンプレッサ２と、タービン３と、ロータシャフト４とを備えると共に、さらに、逆回転手段としての逆回転制動部５を備える。
【００３１】
上述したように、コンプレッサ２は、コンプレッサインペラ２１を有し、タービンホイール３１が回転することでコンプレッサインペラ２１が回転しエンジン本体１０１への吸入空気を過給可能なものであり、タービン３は、タービンホイール３１を有し、車両に搭載されるエンジン１００の燃焼室１５０から排出される排気ガスによりこのタービンホイール３１が回転可能なものである。
【００３２】
さらに、具体的には、コンプレッサ２は、コンプレッサハウジングに吸気導入口２２と、吸気排出口２３とを有する。吸気導入口２２は、吸気管１０７のエアクリーナ１０２側に接続される一方、吸気排出口２３は、吸気管１０７のインタークーラ１０３側に接続される。吸気導入口２２と吸気排出口２３とは、上述の吸入空気通路であるスクロール部を介して連通している。吸気導入口２２は、過給時に、スクロール部の渦巻きのほぼ中央部にて、コンプレッサインペラ２１の回転軸線に沿った方向に吸入空気を導入するように形成される一方、吸気排出口２３は、過給時に、コンプレッサインペラ２１を通過して圧縮された吸入空気を渦巻き状のスクロール部の接線方向（コンプレッサインペラ２１の接線方向）に排出するように形成される。
【００３３】
タービン３は、タービンハウジングに排気導入口３２と、排気排出口３３とを有する。排気導入口３２は、排気管１０８のエンジン本体１０１側に接続される一方、排気排出口３３は、排気管１０８の触媒装置１０６側に接続される。排気導入口３２と排気排出口３３とは、上述の排気ガス通路であるスクロール部を介して連通している。排気導入口３２は、過給時に、排気ガスを渦巻き状のスクロール部の接線方向（タービンホイール３１の接線方向）に導入するように形成される一方、排気排出口３３は、過給時に、タービンホイール３１を回転駆動しタービンホイール３１を通過した排気ガスをスクロール部の渦巻きのほぼ中央部にて、タービンホイール３１の回転軸線に沿った方向に排出するように形成される。
【００３４】
ここで、このターボチャージャ１は、燃焼室１５０から排出される排気ガスが正転導入方向Ａ１（図２の矢印Ａ１）でタービンホイール３１に導入されることでこのタービンホイール３１が正回転し、タービンホイール３１が正回転することでコンプレッサインペラ２１が正回転し、吸入空気を圧縮し過給方向Ａ２（図２の矢印Ａ２）に排出してエンジン本体１０１への吸入空気を過給する。すなわち、タービン３は、排気導入口３２を介してエンジン本体１０１側からタービンホイール３１に排気ガスを導入し排気排出口３３を介して排出することでタービンホイール３１が正回転し、これにより、コンプレッサ２は、コンプレッサインペラ２１が正回転し、エンジン本体１０１への吸入空気を過給する。つまり、タービン３における排気ガスの正転導入方向Ａ１は、排気ガスを排気導入口３２からタービンホイール３１に導入し排気排出口３３を介して排出する方向であり、コンプレッサ２における吸入空気の過給方向Ａ２は、吸入空気を吸気導入口２２からコンプレッサインペラ２１に導入し吸気排出口２３を介してエンジン本体１０１側に排出する方向である。すなわち、このターボチャージャ１は、排気管１０８の一部が排気ガスを正転導入方向でタービンホイール３１に導入可能な本発明の主排気通路１０８ｂとして形成される。
【００３５】
逆回転制動部５は、エンジン１００を搭載する車両の運転状態に応じて、タービンホイール３１に導入される排気ガスの導入方向を図２に示す正転導入方向Ａ１とは逆の図３に示す逆転導入方向Ｂ１に切り換えることで、タービンホイール３１及びコンプレッサインペラ２１を逆回転させるものである。逆回転制動部５は、排気ガスを正転導入方向でタービンホイール３１に導入可能な主排気通路１０８ｂとは別の副排気通路５１と、切換手段としての切換部５２とを有する。
【００３６】
副排気通路５１は、排気ガスを逆転導入方向Ｂ１（図３参照）でタービンホイール３１に導入可能なものである。本実施形態の副排気通路５１は、主排気通路１０８ｂから分岐して設けられる２つの通路、すなわち、第１副排気通路５３と、第２副排気通路５４とにより構成される。
【００３７】
第１副排気通路５３は、一端５３ａが正転導入方向Ａ１（図２参照）に対して主排気通路１０８ｂのタービンホイール３１より上流側に接続し他端５３ｂが正転導入方向Ａ１に対して主排気通路１０８ｂのタービンホイール３１より下流側に接続する。
【００３８】
第２副排気通路５４は、一端５４ａが第１副排気通路５３の一端５３ａとタービンホイール３１との間の主排気通路１０８ｂに接続し他端５４ｂが正転導入方向Ａ１（図２参照）に対して第１副排気通路５３の他端５３ｂより下流側に接続する。
【００３９】
つまり、主排気通路１０８ｂは、排気ガスの正転導入方向Ａ１（図２参照）に対して上流側から順に、第１副排気通路５３の一端５３ａ、第２副排気通路５４の一端５４ａ、タービン３の排気導入口３２、タービン３のタービンホイール３１、タービン３の排気排出口３３、第１副排気通路５３の他端５３ｂ及び第２副排気通路５４の他端５４ｂが設けられる。
【００４０】
切換部５２は、排気ガスのタービンホイール３１への導入方向を車両の運転状態に応じて主排気通路１０８ｂを介した正転導入方向Ａ１（図２参照）と副排気通路５１を介した逆転導入方向Ｂ１（図３参照）とに切り換え可能なものである。切換部５２は、２つの電子制御弁、すなわち、第１切換手段としての第１切換弁５５と、第２切換手段としての第２切換弁５６とにより構成される。
【００４１】
第１切換弁５５は、第１副排気通路５３の一端５３ａ側に設けられる。第１切換弁５５は、主排気通路１０８ｂを開放し第１副排気通路５３を閉鎖可能であると共に主排気通路１０８ｂを閉鎖し第１副排気通路５３を開放可能である。さらに具体的には、第１切換弁５５は、第１副排気通路５３を開閉可能であると共に第１副排気通路５３の一端５３ａと第２副排気通路５４の一端５４ａとの間で主排気通路１０８ｂを開閉可能である。
【００４２】
第２切換弁５６は、第２副排気通路５４の他端５４ｂ側に設けられる。第２切換弁５６は、主排気通路１０８ｂを開放し第２副排気通路５４を閉鎖可能であると共に主排気通路１０８ｂを閉鎖し第２副排気通路５４を開放可能である。さらに具体的には、第２切換弁５６は、第２副排気通路５４を開閉可能であると共に第１副排気通路５３の他端５３ｂと第２副排気通路５４の他端５４ｂとの間で主排気通路１０８ｂを開閉可能である。
【００４３】
第１切換弁５５と第２切換弁５６とは、ともに制御手段としてのＥＣＵ１１０に電気的に接続されており、ＥＣＵ１１０は、エンジン１００が搭載された車両の運転状態に応じてこの第１切換弁５５、第２切換弁５６の駆動を制御している。
【００４４】
ＥＣＵ１１０は、排気ガスを図２に示す正転導入方向Ａ１でタービンホイール３１に導入する際に、第１切換弁５５を駆動して第１副排気通路５３の一端５３ａと第２副排気通路５４の一端５４ａとの間にて主排気通路１０８ｂを開放状態とし第１副排気通路５３を閉鎖状態とすると共に、第２切換弁５６を駆動して第１副排気通路５３の他端５３ｂと第２副排気通路５４の他端５４ｂとの間にて主排気通路１０８ｂを開放状態とし第２副排気通路５４を閉鎖状態とする。一方、ＥＣＵ１１０は、排気ガスを図３に示す逆転導入方向Ｂ１でタービンホイール３１に導入する際に、第１切換弁５５を駆動して第１副排気通路５３の一端５３ａと第２副排気通路５４の一端５４ａとの間にて主排気通路１０８ｂを閉鎖状態とし第１副排気通路５３を開放状態とすると共に、第２切換弁５６を駆動して第１副排気通路５３の他端５３ｂと第２副排気通路５４の他端５４ｂとの間にて主排気通路１０８ｂを閉鎖状態とし第２副排気通路５４を開放状態とする。
【００４５】
したがって、逆回転制動部５は、ＥＣＵ１１０が第１切換弁５５を駆動して主排気通路１０８ｂを閉鎖状態とし第１副排気通路５３を開放状態とすると共に、第２切換弁５６を駆動して主排気通路１０８ｂを閉鎖状態とし第２副排気通路５４を開放状態とすることで、タービンホイール３１に導入される排気ガスの導入方向を図３に示す逆転導入方向Ｂ１に切り換えることができる。そして、逆回転制動部５は、タービンホイール３１に導入される排気ガスの導入方向を逆転導入方向Ｂ１に切り換えることで、タービンホイール３１を逆回転させることができ、これにより、コンプレッサ２は、コンプレッサインペラ２１が逆回転し、吸気管１０７内の吸入空気をエンジン本体１０１側からエアクリーナ１０２側に、すなわち、制動方向Ｂ２（図３の矢印Ｂ２）に逆流させることができる。つまり、ここでは、タービン３における排気ガスの逆転導入方向Ｂ１は、エンジン本体１０１から排出される排気ガスを第１副排気通路５３の一端５３ａを介して第１副排気通路５３に導入し、第１副排気通路５３の他端５３ｂ、主排気通路１０８ｂの一部を介して排気排出口３３からタービンホイール３１に導入した後、排気導入口３２を介して排出して、排出した排気ガスを第２副排気通路５４の一端５４ａを介して第２副排気通路５４に導入し第２副排気通路５４の他端５４ｂを介して排気管１０８の触媒装置１０６側に排出する方向である。コンプレッサ２における吸入空気の制動方向Ｂ２は、吸入空気をエンジン本体１０１側の吸気排出口２３からコンプレッサインペラ２１に導入し吸気導入口２２を介してエアクリーナ１０２側に排出する方向である。
【００４６】
ＥＣＵ１１０は、エンジン１００が搭載されている車両の制動時に逆回転制動部５を制御して排気ガスの導入方向を図３に示す逆転導入方向Ｂ１に設定する。すなわち、ＥＣＵ１１０は、エンジン１００が搭載されている車両の制動時に第１切換弁５５を駆動して主排気通路１０８ｂを閉鎖状態とし第１副排気通路５３を開放状態とすると共に、第２切換弁５６を駆動して主排気通路１０８ｂを閉鎖状態とし第２副排気通路５４を開放状態とする。ＥＣＵ１１０は、例えば、運転者がアクセルペダルから足を離すことでエンジンブレーキが作用しエンジン１００が搭載されている車両を減速させる場合などの車両の制動時に、逆回転制動部５を制御して排気ガスの導入方向を図３に示す逆転導入方向Ｂ１に設定する。一方、ＥＣＵ１１０は、エンジン１００が搭載されている車両の通常運転時に逆回転制動部５を制御して排気ガスの導入方向を図２に示す正転導入方向Ａ１に設定する。すなわち、ＥＣＵ１１０は、車両の通常運転時に第１切換弁５５を駆動して主排気通路１０８ｂを開放状態とし第１副排気通路５３を閉鎖状態とすると共に、第２切換弁５６を駆動して主排気通路１０８ｂを開放状態とし第２副排気通路５４を閉鎖状態とする。
【００４７】
このエンジンブレーキは、例えば、エンジン１００を搭載した車両の走行中に運転者がアクセルペダルから足を離すことによりアクセル開度センサ１１２が検出するアクセル開度が０になった場合に、インジェクタによるエンジン本体１０１への燃料の供給を停止、すなわちフューエルカットすることで、駆動輪によりエンジン本体１０１のクランクシャフトを回転させることで得られるポンプ損失により主に発生するものである。ＥＣＵ１１０は、上記クランク角センサ１１１、アクセル開度センサ１１２、過給圧センサ１１３を含む種々のセンサから取得されるエンジン１００の運転条件に関する種々のパラメータに基づいてエンジン１００が搭載されている車両が通常運転状態であるか制動状態であるかを判定すればよい。
【００４８】
上記のように構成されるターボチャージャ１は、エンジン１００が搭載されている車両の通常運転時にＥＣＵ１１０が第１切換弁５５を駆動して主排気通路１０８ｂを開放状態とし第１副排気通路５３を閉鎖状態とすると共に、第２切換弁５６を駆動して主排気通路１０８ｂを開放状態とし第２副排気通路５４を閉鎖状態とすることで、燃焼室１５０から排出される排気ガスが正転導入方向Ａ１（図２の矢印Ａ１）でタービンホイール３１に導入される。すなわち、ターボチャージャ１は、正転導入方向Ａ１に沿って排気導入口３２を介してエンジン本体１０１側からタービンホイール３１に排気ガスを導入し排気排出口３３を介して排出することでタービンホイール３１が正回転し、これにより、コンプレッサ２は、コンプレッサインペラ２１が正回転し、吸入空気を圧縮し過給方向Ａ２（図２の矢印Ａ２）に排出してエンジン本体１０１への吸入空気を過給することができる。この結果、燃焼室１５０への空気の充填効率を高めることができ、エンジン１００の出力を高めることができる。
【００４９】
一方、ターボチャージャ１は、エンジン１００が搭載されている車両の制動時にＥＣＵ１１０が第１切換弁５５を駆動して主排気通路１０８ｂを閉鎖状態とし第１副排気通路５３を開放状態とすると共に、第２切換弁５６を駆動して主排気通路１０８ｂを閉鎖状態とし第２副排気通路５４を開放状態とすることで、燃焼室１５０から排出される排気ガスが逆転導入方向Ｂ１（図３の矢印Ｂ１）でタービンホイール３１に導入される。すなわち、ターボチャージャ１は、逆転導入方向Ｂ１に沿って排気ガスを第１副排気通路５３の一端５３ａを介して第１副排気通路５３に導入し、第１副排気通路５３の他端５３ｂ、主排気通路１０８ｂの一部を介して排気排出口３３からタービンホイール３１に導入した後、排気導入口３２を介して排出して、排出した排気ガスを第２副排気通路５４の一端５４ａを介して第２副排気通路５４に導入し第２副排気通路５４の他端５４ｂを介して排気管１０８の触媒装置１０６側に排出することでタービンホイール３１が逆回転する。これにより、コンプレッサ２は、コンプレッサインペラ２１が逆回転し、吸気管１０７内の吸入空気をエンジン本体１０１側からエアクリーナ１０２側に、すなわち、制動方向Ｂ２（図３の矢印Ｂ２）に逆流させることができる。
【００５０】
そして、ターボチャージャ１は、コンプレッサインペラ２１が逆回転し、吸気管１０７内の吸入空気を制動方向Ｂ２に逆流させること、吸気管１０７内の吸気圧力が低下し大気圧以下の吸気負圧が発生する。このため、吸気圧力と排気圧力との圧力差が増大し、吸気行程にてピストンがシリンダボア内を下降し空気を吸入する際などのフリクションが増加しポンプ損失（ポンピングロス）を増加させることができる。この結果、ポンプ損失が増加するので制動力を向上することができる。
【００５１】
以上で説明した本発明の実施形態に係るターボチャージャ１によれば、車両に搭載されるエンジン１００の燃焼室１５０から排出される排気ガスが正転導入方向Ａ１でタービンホイール３１に導入されることでこのタービンホイール３１が正回転可能なタービン３と、タービンホイール３１が正回転することでコンプレッサインペラ２１が正回転し燃焼室１５０への吸入空気を過給可能なコンプレッサ２と、車両の運転状態に応じて、タービンホイール３１に導入される排気ガスの導入方向を正転導入方向Ａ１とは逆の逆転導入方向Ｂ１に切り換えることでタービンホイール３１及びコンプレッサインペラ２１を逆回転させる逆回転制動部５とを備える。
【００５２】
したがって、逆回転制動部５により車両の運転状態に応じてタービンホイール３１に導入される排気ガスの導入方向を逆転導入方向Ｂ１に切り換えることでタービンホイール３１及びコンプレッサインペラ２１を逆回転させることから、エンジン１００における吸気と排気との圧力差が大きくなりピストンによるポンプ損失が増加するので、制動力を向上することができる。また、例えば、排気管１０８に排気ブレーキ装置などの構成を別途設けることなく制動力を向上することができる。
【００５３】
さらに、以上で説明した本発明の実施形態に係るターボチャージャ１によれば、排気ガスを正転導入方向Ａ１でタービンホイール３１に導入可能な主排気通路１０８ｂを備え、逆回転制動部５は、排気ガスを逆転導入方向Ｂ１でタービンホイール３１に導入可能な副排気通路５１と、排気ガスの導入方向を車両の運転状態に応じて主排気通路１０８ｂを介した正転導入方向Ａ１と副排気通路５１を介した逆転導入方向Ｂ１とに切り換え可能な切換部５２とを備える。
【００５４】
したがって、タービンホイール３１への排気ガスの導入方向を切換部５２によって主排気通路１０８ｂを介した正転導入方向Ａ１と副排気通路５１を介した逆転導入方向Ｂ１とに切り換えることで、タービンホイール３１及びコンプレッサインペラ２１を正回転と逆回転とで回転させることができる。この結果、タービンホイール３１及びコンプレッサインペラ２１を正回転させることで、エンジン本体１０１の燃焼室１５０への吸入空気を過給することができる一方、タービンホイール３１及びコンプレッサインペラ２１を逆回転させることで、エンジン１００における吸気と排気との圧力差を大きくしピストンによるポンプ損失を増加させることができる。
【００５５】
さらに、以上で説明した本発明の実施形態に係るターボチャージャ１によれば、副排気通路５１は、一端５３ａが正転導入方向Ａ１に対して主排気通路１０８ｂのタービンホイール３１より上流側に接続し他端５３ｂが正転導入方向Ａ１に対して主排気通路１０８ｂのタービンホイール３１より下流側に接続する第１副排気通路５３と、一端５４ａが第１副排気通路５３の一端５３ａとタービンホイール３１との間の主排気通路１０８ｂに接続し他端５４ｂが正転導入方向Ａ１に対して第１副排気通路５３の他端５３ｂより下流側に接続する第２副排気通路５４とを有し、切換部５２は、第１副排気通路５３を開閉可能であると共に第１副排気通路５３の一端５３ａと第２副排気通路５４の一端５４ａとの間で主排気通路１０８ｂを開閉可能である第１切換弁５５と、第２副排気通路５４を開閉可能であると共に第１副排気通路５３の他端５３ｂと第２副排気通路５４の他端５４ｂとの間で主排気通路１０８ｂを開閉可能である第２切換弁５６とを有する。
【００５６】
したがって、第１切換弁５５を駆動して主排気通路１０８ｂを開放状態とし第１副排気通路５３を閉鎖状態とすると共に、第２切換弁５６を駆動して主排気通路１０８ｂを開放状態とし第２副排気通路５４を閉鎖状態とすることで、排気ガスを図２に示す正転導入方向Ａ１でタービンホイール３１に導入することができる。一方、第１切換弁５５を駆動して主排気通路１０８ｂを閉鎖状態とし第１副排気通路５３を開放状態とすると共に、第２切換弁５６を駆動して主排気通路１０８ｂを閉鎖状態とし第２副排気通路５４を開放状態とすることで、排気ガスを図３に示す逆転導入方向Ｂ１でタービンホイール３１に導入することができる。
【００５７】
さらに、以上で説明した本発明の実施形態に係るターボチャージャ１によれば、エンジン１００を搭載した車両の制動時に逆回転制動部５を制御して排気ガスの導入方向を逆転導入方向Ｂ１に設定するＥＣＵ１１０を備える。したがって、ＥＣＵ１１０によりエンジン１００を搭載した車両の制動時に逆回転制動部５を制御して排気ガスの導入方向を逆転導入方向Ｂ１に設定することで、制動時に確実にポンプ損失を増加し制動力を向上することができる。
【００５８】
なお、上述した本発明の実施形態に係る過給機は、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。
【００５９】
以上の説明では、第１切換手段は、第１副排気通路の一端と第２副排気通路の一端との間で主排気通路を開閉可能であると共に第１副排気通路を開閉可能であり、第２切換手段は、第１副排気通路の他端と第２副排気通路の他端との間で主排気通路を開閉可能であると共に第２副排気通路を開閉可能であるものとして説明したが、第１切換手段は、第１副排気通路の一端と第２副排気通路の一端との間で主排気通路を開閉可能であると共に第２副排気通路を開閉可能であり、第２切換手段は、第１副排気通路の他端と第２副排気通路の他端との間で主排気通路を開閉可能であると共に第１副排気通路を開閉可能であるように構成してもよい。
【００６０】
また、上述した本発明の実施形態に係る過給機としてのターボチャージャ１が適用されたエンジン１００をいわゆるハイブリッド車両に用いることで、制動力を向上することができると共に、回生可能な電力量を増加させてエネルギー効率の向上も図ることができる。
【００６１】
図４は、本発明の変形例に係るターボチャージャが適用されたハイブリッド車両の概略構成図である。
【００６２】
変形例に係るハイブリッド車両３００は、動力源として、エンジン本体１０１を含むエンジン１００と電気モータ（モータジェネレータ）３０２が搭載されており、さらに、エンジン本体１０１の出力を受けて発電を行う発電機（モータジェネレータ）３０３も搭載されている。これらのエンジン本体１０１と電気モータ３０２と発電機３０３は、動力分割機構３０４によって接続されている。この動力分割機構３０４は、エンジン本体１０１の出力を発電機３０３と駆動輪３０５とに振り分けると共に、電気モータ３０２からの出力を駆動輪３０５に伝達したり、減速機３０６及び駆動軸３０７を介して駆動輪３０５に伝達される駆動力に関する変速機として機能する。
【００６３】
電気モータ３０２は、交流同期電動機であり、交流電力によって駆動する。インバータ３０８は、バッテリ３０９に蓄えられた電力を直流から交流に変換して電気モータ３０２に供給すると共に、発電機３０３によって発電される電力を交流から直流に変換してバッテリ３０９に蓄えるためのものである。発電機３０３も、基本的には上述した電気モータ３０２とほぼ同様の構成を有しており、交流同期電動機としての構成を有している。この場合、電気モータ３０２が主として駆動力を出力するのに対し、発電機３０３は主としてエンジン本体１０１の出力を受けて発電するものである。
【００６４】
また、電気モータ３０２は、主として駆動力を発生させるが、駆動輪３０５の回転を利用して発電（回生発電）することもでき、発電機として機能することも可能である。このとき、駆動輪３０５にはブレーキ（回生ブレーキ）が作用するので、これをフットブレーキやエンジンブレーキと併用することにより、車両を制動させることができる。すなわち、電気モータ３０２は、回生制動可能な本発明の回生制動手段に相当する。一方、発電機３０３は主としてエンジン本体１０１の出力を受けて発電をするが、インバータ３０８を介してバッテリ３０９の電力を受けて駆動する電動機としても機能することができる。
【００６５】
エンジン本体１０１のクランクシャフト３１０には、クランク角度を検出するクランク角センサ３１１が設けられている。このクランク角センサ３１１は、エンジンＥＣＵ３１２に接続され、このエンジンＥＣＵ３１２は、検出したクランク角度に基づいて各気筒における吸気、圧縮、膨張（爆発）、排気の各行程を判別すると共に、エンジン回転数を算出している。また、電気モータ３０２及び発電機３０３の各駆動軸３１３，３１４には、それぞれの回転位置及び回転数を検出する回転数センサ３１５，３１６が設けられている。この各回転数センサ３１５，３１６は、それぞれモータＥＣＵ３１７に接続され、検出した各駆動軸３１３，３１４の回転位置及び回転数をモータＥＣＵ３１７に出力している。
【００６６】
上述した動力分割機構３０４は、プラネタリギヤユニットにより構成されている。すなわち、この動力分割機構（プラネタリギヤユニット）３０４は、サンギヤ３２１と、このサンギヤ３２１の周囲に配置された複数のプラネタリギヤ３２２と、この各プラネタリギヤ３２２を保持するギヤキャリア３２３と、プラネタリギヤ３２２のさらに外周に配置されたリングギヤ３２４とから構成されている。そして、エンジン本体１０１のクランクシャフト３１０が中心軸３２５を介してギヤキャリア３２３に結合されており、エンジン本体１０１の出力はプラネタリギヤユニット３０４のギヤキャリア３２３に入力される。なお、エンジン本体１０１のクランクシャフト３１０とプラネタリギヤユニット３０４の中心軸３２５との間には、フライホイール３２６とダンバ機構３２７が設けられている。
【００６７】
また、電気モータ３０２は内部にステータ３２８とロータ３２９を有しており、このロータ３２９が駆動軸３１３を介してリングギヤ３２４に結合され、ロータ３２９及びリングギヤ３２４は図示しないギヤユニットを介して減速機３０６に結合されている。この減速機３０６は、電気モータ３０２からプラネタリギヤユニット３０４のリングギヤ３２４に入力された出力を駆動軸３０７に伝達するものであり、電気モータ３０２は駆動軸３０７と接続された状態となっている。
【００６８】
さらに、発電機３０３は、上述した電気モータ３０２と同様に、内部にステータ３３０とロータ３３１を有しており、このロータ３３１が駆動軸３１４及び図示しないギヤユニットを介してサンギヤ３２１に結合されている。つまり、エンジン本体１０１の出力は、プラネタリギヤユニット３０４で分割され、サンギヤ３２１を介して発電機３０３のロータ３３１に入力される。また、エンジン本体１０１の出力は、プラネタリギヤユニット３０４で分割され、リングギヤ３２４などを介して駆動軸３０７にも伝達可能となっている。
【００６９】
そして、発電機３０３の発電量を制御してサンギヤ３２１の回転を制御することにより、プラネタリギヤユニット３０４全体を無段変速機として用いることができる。すなわち、エンジン本体１０１または電気モータ３０２の出力は、プラネタリギヤユニット３０４によって変速された後に駆動軸３０７に出力される。また、発電機３０３の発電量（電気モータとして機能する場合は電力消費量）を制御してエンジン本体１０１の回転数を制御することもできる。なお、電気モータ３０２、発電機３０３の回転数を制御する場合は、回転数センサ３１５，３１６の出力を参照してモータＥＣＵ３１７がインバータ３０８を制御することにより行われることとなり、これによりエンジン本体１０１の回転数も制御可能である。
【００７０】
上述した各種制御は、ＥＣＵ１１０によって制御される。ハイブリッド車両３００として特徴的なエンジン本体１０１による駆動と電気モータ３０２及び発電機３０３による駆動とは、メインＥＣＵ３１８によって総合的に制御される。すなわち、ドライバの要求出力に対して、車両の走行状態に応じてメインＥＣＵ３１８によりエンジン本体１０１の出力と電気モータ３０２及び発電機３０３による出力の配分が決定され、エンジン本体１０１、電気モータ３０２及び発電機３０３を制御すべく、各制御指令がエンジンＥＣＵ３１２及びモータＥＣＵ３１７に出力される。
【００７１】
また、エンジンＥＣＵ３１２及びモータＥＣＵ３１７は、エンジン本体１０１、電気モータ３０２及び発電機３０３の情報をメインＥＣＵ３１８にも出力している。このメインＥＣＵ３１８には、バッテリ３０９を制御するバッテリＥＣＵ３１９やブレーキを制御するブレーキＥＣＵ３２０にも接続されている。このバッテリＥＣＵ３１９はバッテリ３０９の充電状態を監視し、充電量が不足した場合には、メインＥＣＵ３１８に対して充電要求指令を出力する。充電要求を受けたメインＥＣＵ３１８はバッテリ３０９に充電をするように発電機３０３を発電させる制御を行う。ブレーキＥＣＵ３２０は車両の制動を司っており、メインＥＣＵ３１８と共に電気モータ３０２による回生ブレーキを制御する。
【００７２】
このハイブリッド車両３００は、上述したように構成されているので、ハイブリッド車両３００を運行している間に車両全体で要求される必要出力をエンジン本体１０１と電気モータ３０２（発電機３０３）とに配分することにより、エンジン本体１０１の運転状態を所望の運転状態に制御しつつ、車両全体で要求される出力をも満たすことが可能となっている。
【００７３】
したがって、メインＥＣＵ３１８は、図４に示すように、ドライバの要求に応じて、エンジンＥＣＵ３１２を介してエンジン本体１０１を制御すると共に、モータＥＣＵ３１７を介して電気モータ３０２及び発電機３０３を制御する。すなわち、メインＥＣＵ３１８は、アクセル開度から要求出力を設定し、車両の走行停止状態に応じて最大効率となるようにエンジン本体１０１の出力と電気モータ３０２の出力の配分が決定され、エンジンＥＣＵ３１２はエンジン本体１０１を制御し、モータＥＣＵ３１７は電気モータ３０２を制御する。
【００７４】
例えば、車両の発進時や低中速走行時に、エンジン効率が悪くなる領域では燃料をカットまたはエンジン本体１０１を停止し、電気モータ３０２のみにより駆動輪３０５を駆動して走行（エコラン走行）する。通常走行時には、エンジン本体１０１の出力を動力分割機構３０４により１系路に分割し、一方を発電機３０３に送って発電し、その電力により電気モータ３０２を駆動して駆動輪３０５を駆動し、他方により駆動輪３０５を直接駆動し、エンジン本体１０１及び電気モータ３０２により走行する。急加速時（高負荷時）には、通常走行時における制御に加えて、電気モータ３０２がバッテリ３０９から電力を受けて駆動輪３０５を駆動して走行する。減速時や制動時には、駆動輪３０５により電気モータ３０２を駆動し、この電気モータ３０２を発電機として作動させると共に、回生ブレーキとして作用させ、回収した電力をバッテリ３０９に充電する。バッテリ充電時は、エンジン本体１０１の出力を動力分割機構３０４を介して発電機３０３に送って発電し、電力をバッテリ３０９に蓄電する。
【００７５】
そして、エンジンＥＣＵ３１２は、メインＥＣＵ３１８からのエンジン出力配分に加え、吸入空気量、スロットル開度、エンジン回転数、冷却水温などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量、噴射時期、点火時期などを決定し、エンジン本体１０１のインジェクタ及び点火プラグを制御する。
【００７６】
ここで、上述したように、ハイブリッド車両３００は、減速時や制動時には、駆動輪３０５により回生制動手段としての電気モータ３０２を駆動し、この電気モータ３０２を発電機として作動させると共に回生ブレーキとして作用させることで、回収した電力をバッテリ３０９に充電すると共にこのハイブリッド車両３００を制動する。
【００７７】
このとき、バッテリ３０９が満充電状態であると、電気モータ３０２による回生制動によって回生発電しても、回収された電力をバッテリ３０９に充電することができないことから回生制動（回生発電）が制限されてしまう。一方で、このようなハイブリッド車両３００では、運転者に一定の減速感を与えるためには、バッテリ３０９が満充電状態となり電気モータ３０２による回生制動（回生発電）が制限されても、バッテリ３０９が充電可能な状態で電気モータ３０２による回生制動（回生発電）が可能な場合の制動力（減速度）と同等の制動力（減速度）を発生できることが好ましい。つまり、バッテリ３０９が充電可能な状態での回生発電（回生制動）による回生可能電力量（言い換えれば、回生制動力）は、バッテリ３０９が満充電状態である場合における回生制動なしでの制動力によって制限されている。すなわち、例えば、バッテリ３０９が充電可能な状態である場合により多くの電力を電気モータ３０２による回生制動（回生発電）によって発電できるにもかかわらず、バッテリ３０９が満充電状態である場合における回生制動なしでの制動力が低いと、その影響で回生可能電力量が制限されてしまう。
【００７８】
しかしながら、このハイブリッド車両３００であれば、逆回転制動部５によりタービンホイール３１に導入される排気ガスの導入方向を逆転導入方向Ｂ１に切り換えることでエンジン１００におけるポンプ損失を増加させ、回生制動なしでの制動力を向上することができる。このため、バッテリ３０９が満充電状態である場合の回生制動なしでの制動力を増加することができることから、バッテリ３０９が充電可能な状態である場合（満充電でない場合）での電気モータ３０２における回生制動による制動力も増加させることができ、すなわち、電気モータ３０２にて回生可能な電力量を増加させることができる。この結果、ハイブリッド車両３００全体でのエネルギー効率を向上することができる。
【００７９】
以上で説明した本発明の変形例に係るターボチャージャ１によれば、ハイブリッド車両３００に搭載されるエンジン１００の燃焼室１５０から排出される排気ガスが正転導入方向Ａ１でタービンホイール３１に導入されることでこのタービンホイール３１が正回転可能なタービン３と、タービンホイール３１が正回転することでコンプレッサインペラ２１が正回転し燃焼室１５０への吸入空気を過給可能なコンプレッサ２と、ハイブリッド車両３００の運転状態に応じて、タービンホイール３１に導入される排気ガスの導入方向を正転導入方向Ａ１とは逆の逆転導入方向Ｂ１に切り換えることでタービンホイール３１及びコンプレッサインペラ２１を逆回転させる逆回転制動部５とを備え、ハイブリッド車両３００は、回生制動可能な回生制動手段としての電気モータ３０２を有する。したがって、制動力を向上することができると共に、電気モータ３０２において回生可能な電力量を増加させてエネルギー効率を向上させることができる。
【００８０】
なお、バッテリ３０９の満充電時に、電気モータ３０２において回生により発電する電力を消費する手段として、回生電力をハイブリッド車両３００の中でも相対的に高温となる排気マニホールド１０８ａや排気管１０８に熱として放出する電熱器を設けるようにしてもよい。この場合でも、回生制動手段としての電気モータ３０２にて回生可能な電力量を増加させることができ、エネルギー効率を向上することができる。さらに、排気マニホールド１０８ａや排気管１０８内の排気ガスの温度も上昇させることができることから排気圧力を上昇させることができ、これにより、エンジン１００における吸気と排気との圧力差をさらに大きくすることができる。この結果、ピストンによるポンプ損失をさらに増加し制動力を向上することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
以上のように、本発明に係る過給機は、制動力を向上することができるものであり、種々の内燃機関の過給機に適用して好適である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施形態に係るターボチャージャが適用されたエンジンを示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係るターボチャージャの動作（過給時）を示す部分概略構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係るターボチャージャの動作（制動時）を示す部分概略構成図である。
【図４】本発明の変形例に係るターボチャージャが適用されたハイブリッド車両の概略構成図である。
【符号の説明】
【００８３】
１    ターボチャージャ（過給機）
２    コンプレッサ
３    タービン
４    ロータシャフト
５    逆回転制動部（逆回転手段）
２１    コンプレッサインペラ（インペラ）
２２    吸気導入口
２３    吸気排出口
３１    タービンホイール（ホイール）
３２    排気導入口
３３    排気排出口
５１    副排気通路
５２    切換部（切換手段）
５３    第１副排気通路
５３ａ、５４ａ    一端
５３ｂ、５４ｂ    他端
５４    第２副排気通路
５５    第１切換弁（第１切換手段）
５６    第２切換弁（第２切換手段）
１００    エンジン（内燃機関）
１０１    エンジン本体
１０７    吸気管
１０８    排気管
１０８ｂ    主排気通路
１１０    ＥＣＵ（制御手段）
１５０    燃焼室
１５１    吸気ポート
１５２    排気ポート
３００    ハイブリッド車両
３０２    電気モータ（回生制動手段）
３０３    発電機
３０９    バッテリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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