JP2001323818A

JP2001323818A - 過給機付きエンジン

Info

Publication number: JP2001323818A
Application number: JP2000143066A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Oba; 大羽　　拓; Hiroshi Iwano; 岩野　　浩; Isamu Kazama; 勇風間; Yasuhito Suzuki; 康仁鈴木
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-05-16
Filing date: 2000-05-16
Publication date: 2001-11-22

Abstract

(57)【要約】【課題】機械駆動式の過給機を備えたエンジンにおい
て、エンジンの運転領域、バッテリの残容量に係らず良
好な過給を行うことを可能にする。【解決手段】吸気通路２に過給機５を備えた過給機付
きエンジン１は、バッテリ４０と、バッテリ４０によっ
て駆動される電気モータ４を備え、過給機５はエンジン
１のクランク軸出力あるいは電気モータ４の出力によっ
て駆動される。これにより、エンジン回転速度やバッテ
リ残容量等の運転条件に応じて最適な過給機駆動手段を
選択することができ、良好な加速性能を実現することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は過給機付きエンジン、特
に機械駆動式の過給機を備えたエンジンに関する。

【０００２】

【従来の技術】クランク軸出力を用いて過給機を機械的
に駆動し過給を行うエンジン（いわゆるスーパーチャー
ジャー付きエンジン）は既に市販車に多数採用されてい
る。

【０００３】しかしながら、過給機をクランク軸出力で
駆動する場合、過給機の回転速度がエンジンの回転速度
に比例するため、エンジン低回転領域では十分な過給が
行えないという問題があった。また、過給機を駆動する
ためにエンジン出力の一部が消費されるので、その分だ
け過給による出力増大効果が目減りするという問題もあ
った。

【０００４】そこで、電気モータで過給機を駆動し過給
を行うエンジンが提案されている（特開平10-159577
号、特開平9-317485号等）。過給機を電気モータの出力
で駆動するようにすれば、過給機の回転速度をエンジン
回転速度に係らず任意に設定可能となるのでエンジン低
回転域でも十分な過給が可能となり、また、過給機の駆
動にエンジン出力が消費されないので、過給による出力
増大効果が目減りすることもなくなる。

【０００５】

【発明が解決しようとしている問題点】しかしながら、
このように電気モータで過給機を駆動する場合、バッテ
リ容量が不足すると過給機を十分に駆動することができ
なくなり、特に、加速時の運転性において運転者に違和
感を与える可能性がある。また、過給時間が長くなると
電気モータが過熱することから過給時間に制限を設ける
必要があり、加速途中で突然過給が停止された場合、運
転者に違和感を与える可能性がある。

【０００６】このような事態に備えて大型のバッテリや
電気モータを備えることも考えられるが、その場合はコ
スト、サイズの上昇が著しく、車両への搭載性が悪くな
ってしまう。

【０００７】本発明は、このような技術的課題を鑑みて
なされたもので、機械駆動式の過給機を備えたエンジン
において、エンジンの運転領域、バッテリの残容量に係
らず良好な過給を行うことを可能にすることを目的とす
る。

【０００８】

【問題点を解決するための手段】第１の発明は、吸気通
路に過給機を備えた過給機付きエンジンにおいて、バッ
テリと、バッテリによって駆動される電気モータと、過
給機をエンジンのクランク軸出力によって駆動する第１
の駆動手段と、過給機を電気モータの出力によって駆動
する第２の駆動手段とを備えたことを特徴とするもので
ある。

【０００９】第２の発明は、第１の発明において、エン
ジンの運転状態を判断する運転状態判断手段と、エンジ
ンの運転状態に応じて過給機を第１の駆動手段、第２の
駆動手段の何れで駆動するかを選択する駆動手段選択手
段とを備えたことを特徴とするものである。

【００１０】第３の発明は、第２の発明において、運転
状態判断手段がエンジンの回転速度を検出する手段であ
り、エンジン回転速度が所定の低回転領域にあると判断
される場合、駆動手段選択手段が第２の駆動手段を選択
することを特徴とするものである。

【００１１】第４の発明は、第２の発明において、運転
状態判断手段がバッテリの残容量を推定あるいは検出す
る手段であり、バッテリの残容量が所定量よりも小さい
場合、駆動手段選択手段が第１の駆動手段を選択するこ
とを特徴とするものである。

【００１２】第５の発明は、第２の発明において、運転
状態判断手段が第２の駆動手段による過給機の駆動が開
始されてからの経過時間を判断する手段であり、この経
過時間が所定時間を超えた場合、駆動手段選択手段が第
１の駆動手段を選択することを特徴とするものである。

【００１３】第６の発明は、第１から第５の発明におい
て、吸気通路の上流と下流を接続し過給機を迂回するバ
イパス通路と、バイパス通路を開閉するバイパスバルブ
とを備え、第１の駆動手段が選択された場合、バイパス
バルブの開度を調節することによって過給圧を制御する
ことを特徴とするものである。

【００１４】第７の発明は、第１から第６の発明におい
て、第２の駆動手段が選択された場合、電気モータで過
給機の回転速度を制御することによって過給圧を制御す
ることを特徴とするものである。

【００１５】第８の発明は、第１から第７の発明におい
て、クランク軸と過給機とが第１の連結手段によって連
結されており、電気モータと過給機とが第２の連結手段
によって連結されていることを特徴とするものである。

【００１６】第９の発明は、第１から第７の発明におい
て、クランク軸と電気モータとが第１の連結手段によっ
て連結されており、電気モータと過給機とが第２の連結
手段によって連結されていることを特徴とするものであ
る。

【００１７】第１０の発明は、第１から第７の発明にお
いて、クランク軸と電気モータとが第１の連結手段によ
って連結されており、クランク軸と過給機とが第２の連
結手段によって連結されていることを特徴とするもので
ある。

【００１８】第１１の発明は、第１から第７の発明にお
いて、電動モータと過給機が同軸的に設けられているこ
とを特徴とするものである。

【００１９】

【作用及び効果】したがって、この発明が適用される過
給機付きエンジンにあっては、過給時、エンジンの吸気
管に設けられた過給機が駆動されるが、過給機の駆動は
エンジンのクランク軸出力（第１の駆動手段）あるいは
電気モータの出力（第２の駆動手段）のいずれによって
も行うことができる。これにより、エンジン回転速度や
バッテリ残容量等の運転条件に応じて最適な過給機駆動
手段を選択することができ、良好な加速性能を実現する
ことができる（第１、第２の発明）。

【００２０】具体的には、エンジン低回転域でクランク
軸出力で過給機を駆動すると、過給機の回転速度も低く
なり十分な過給が得られないこと、また、過給機を駆動
することによるエンジン出力減少分が駆動特性に与える
影響が大きいことから、エンジン回転速度が低い場合は
電気モータによる駆動が選択される（第３の発明）。

【００２１】また、バッテリの残容量が少ないときは、
電気モータで過給機を十分に駆動することができないの
でクランク軸出力による駆動が選択される（第４の発
明）。

【００２２】さらに、電気モータによる過給機の駆動が
長くなると電気モータが過熱する可能性があるので、電
気モータによる駆動が長くなった場合は電気モータによ
る駆動からクランク軸による駆動に切り換えられる（第
５の発明）。

【００２３】ここで、クランク軸出力により過給機を駆
動する場合は、過給機をバイパスする通路を開閉するバ
ルブの開度を調整すれば過給圧を制御することができ
（第６の発明）、電気モータの出力により駆動する場合
は、過給機の回転速度を電気モータを介して調整するこ
とによって過給圧を制御することができる（第７の発
明）。

【００２４】また、第８から第１０の発明のようにクラ
ンク軸、電気モータ及び過給機を接続すれば、それらの
回転速度比を自由に設定することができ、最適な回転速
度比を設定することができる。例えば、プーリとベルト
を用いたベルト駆動とした場合は、プーリ比を最適な値
に設定することができる。

【００２５】また、第１１の発明のように電動機と過給
機を同軸的に設ければ車両への搭載容量を小さく抑える
ことが可能となる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき本発明の
実施の形態について説明する。

【００２７】図１は本発明に係る過給機付きエンジンの
概略構成を示したものである。

【００２８】エンジン１の吸気管２の上流には、エンジ
ン１に吸入される空気量を計測するエフローメータ３が
設けられており、エアフローメータ３の下流にはエンジ
ン１のクランク軸出力或いはモータジェネレータ４の出
力によって駆動される機械駆動式の過給機５、その過給
機５で過給された空気を冷却するインタークーラー６が
設けられている。過給機５としては、例えばルーツ式ス
ーパーチャージャーが用いられる。

【００２９】さらに吸気管２には、吸気管２の上流と下
流を接続し、過給機５とインタークーラー６を迂回する
バイパス通路７が設けられており、このバイパス通路７
には過給機５をクランク軸出力で駆動する際の過給圧を
調整するためのバイパスバルブ８が設けられている。

【００３０】バイパス通路７が吸気管２と合流する地点
の下流には、エンジン１に吸入される空気量を調節する
ための電子制御式スロットルバルブ９が設けられてお
り、スロットルバルブ９のさらに下流には吸気管２内に
燃料を噴射するためのインジェクタ１０が設けられてい
る。

【００３１】図２はモータジェネレータ４、エンジン１
のクランク軸及び過給機５の接続状態を示したものであ
る。

【００３２】エンジン１のクランク軸１Ｃに連結された
プーリ２１、過給機５の駆動軸５Ｄに連結されたプーリ
２２、モータジェネレータ４の回転軸４Ｒに連結された
プーリ２３には１本のベルト２４が掛け回されており、
過給機５をモータジェネレータ４の出力あるいはエンジ
ン１のクランク軸出力によって駆動することができるよ
うになっている。

【００３３】エンジン１のクランク軸１Ｃとプーリ１１
との間には電磁クラッチ３１（以下、クランク軸クラッ
チ）が介装されており、過給機５をモータジェネレータ
４で駆動する際にエンジン１を切り離すことができるよ
うになっている。また、過給機５の駆動軸５Ｄとプーリ
１２と間にも電磁クラッチ３２（以下、過給機クラッ
チ）が介装されており、非過給時に過給機５を切り離す
ことができるようになっている。

【００３４】また、モータジェネレータ４には、図１に
示すように、バッテリ４０（例えば、リチウムイオン電
池）がバッテリスイッチ４１を介して接続されており、
バッテリスイッチ４１がＯＮ時にモータジェネレータ４
を発電機として機能させると、エンジン１のクランク軸
出力の一部を回生してバッテリ４０の充電を行うことが
できる。

【００３５】エンジン１を制御するエンジンコントロー
ラ５０はマイクロプロセッサ、メモリ、入出力インター
フェース等で構成され、吸入空気量Ｑａを検出するエア
フローメータ３、アクセル操作量ＡＰＯを検出するアク
セル操作量センサ５１、エンジン１の回転速度Ｎｅを検
出するクランク角センサ５２、バッテリ４０の端子間電
圧Ｖｂを検出する電圧計５３等から各種信号が入力され
る。エンジンコントローラ５０はこれらの信号に基づき
エンジン１の運転状態を判断し、エンジン１のスロット
ル開度、燃料噴射量、点火時期等を制御する。さらにエ
ンジンコントローラ５０は、加速時等には必要に応じて
過給機５を駆動し、エンジン１の過給制御を行う。

【００３６】過給時は過給機５がエンジン１のクランク
軸出力あるいはモータジェネレータ４の出力によって駆
動されるが、エンジン１の回転速度が低い場合はエンジ
ン負荷を小さく抑えかつ十分な過給圧が得られるよう
に、過給機クラッチ３２を締結状態、クランク軸クラッ
チ３１を解放状態とし、モータジェネレータ４で過給機
５を駆動するようにする。このときバイパスバルブ８は
閉じられ、過給圧の制御は過給機５の回転速度をモータ
ジェネレータ４で調整することによって行われる。

【００３７】一方、バッテリ４０の残容量が小さいとき
は、十分な電力をモータジェネレータ４に供給できない
場合があり、また、過給時間が長時間継続する場合はモ
ータジェネレータ４の温度が上昇する可能性があるの
で、このような場合はクランク軸クラッチ３１及び過給
機クラッチ３２を締結状態とし、エンジン１のクランク
軸出力で過給機５を駆動するようにする。このときの過
給圧の制御はバイパスバルブ８の開度を調節することに
よって行う。

【００３８】さらに、エンジンコントローラ５０はバッ
テリ４０の端子間電圧Ｖｂに基づきバッテリ４０の充電
状態の判断も行い、バッテリ残容量ＳＯＣが小さいと判
断したときはバッテリスイッチ４１をＯＮにし、エンジ
ン１のクランク軸出力の一部をモータジェネレータ４で
回生してバッテリ４０の充電を行う。

【００３９】図３はエンジンコントローラ５０が行う過
給制御の内容を示したフローチャートであり、所定時間
毎（例えば、１０ｍｓｅｃ毎）に実行される。以下、こ
のフローを参照しながら過給制御の内容について詳しく
説明する。

【００４０】このフローが実行されると、まずステップ
Ｓ１で、エンジン１の運転状態を判断するためにアクセ
ル操作量ＡＰＯ、エンジン回転速度Ｎｅ、バッテリ端子
間電圧Ｖｂが読み込まれる。そして、ステップＳ２でア
クセル操作量ＡＰＯとエンジン回転速度Ｎｅに基づき図
４に示すマップを参照してエンジン１の目標エンジント
ルクｔＴｅが設定される。

【００４１】ステップＳ３ではアクセル操作量ＡＰＯと
エンジン回転速度Ｎｅに基づき図５に示すマップを参照
してスロットルバルブ９の目標スロットル開度ｔＴＶＯ
が設定され、スロットルバルブ９の開度が目標スロット
ル開度ｔＴＶＯとなるように制御される。

【００４２】ステップＳ４ではバッテリ端子間電圧Ｖｂ
に基づきバッテリ４０の残容量ＳＯＣが演算される。バ
ッテリ端子間電圧Ｖｂが大きくなるほど大きな残容量Ｓ
ＯＣが演算される。バッテリ端子間電圧に基づいてバッ
テリの残容量を演算する方法としては既に種々のものが
提案されており、例えば本出願人による特開平11-32647
2号には、端子間電圧が所定値に達するときの状態をＳ
ＯＣ１００％、バッテリ入出力可能電圧が等しくなった
ときの状態をＳＯＣ０％とし、バッテリ容残容量ＳＯＣ
を演算する方法が開示されている。

【００４３】ステップＳ５ではエンジン回転速度Ｎｅと
目標エンジントルクｔＴｅに基づき図６に示すようなマ
ップを参照して目標過給圧ＴＰＣ（ゲージ圧、絶対圧か
ら大気圧を差し引いた圧力、以下同じ）が設定される。
目標過給圧ＴＰＣはエンジン回転速度Ｎｅが高いほど、
また、目標エンジントルクｔＴｅが大きいほど大きな値
が設定される。なお、目標過給圧ＴＰＣはアクセル操作
量ＡＰＯとエンジン回転速度Ｎｅとに基づき図７に示す
マップを参照して設定するようにしてもよい。

【００４４】ステップＳ６ではステップＳ５で設定され
た目標過給圧ＴＰＣに基づき、エンジン１の過給を行う
か否かを判断する。目標過給圧ＴＰＣがゼロよりも大き
いときは過給を行うと判断してステップＳ７以降へ進み
過給時制御を行う。そうでない場合は過給を行わないと
判断してステップＳ１８以降へ進み非過給時制御を行
う。

【００４５】［過給時制御］ステップＳ７以降で行われ
る過給時制御について説明すると、ここではまず、エン
ジン回転速度Ｎｅが所定値Ｎｓｔよりも小さいか、バッ
テリ残容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣＴＬ＃１以上あるか、
モータジェネレータ４による過給を開始してからの経過
時間ＳＣＴＩＭＥが所定時間ＴＬＴＩＭＥを超えていな
いかが判断される（ステップＳ７からＳ１０）。そし
て、全ての条件を満たしている場合はステップＳ１１以
降に進んでモータジェネレータ４を用いた過給が行わ
れ、条件を一つでも満たしていない場合はステップＳ１
３以降へ進んでクランク軸出力を用いた過給が行われ
る。

【００４６】ここでエンジン回転速度Ｎｅが所定値Ｎｓ
ｔより小さいときにモータジェネレータ４を用いた過給
を行うのは、エンジン回転速度が低いと過給機５の回転
速度も低く十分な過給ができないからであり、また、エ
ンジン低回転領域でクランク軸出力で過給機５を駆動す
るとそれによるエンジン出力減少分が駆動特性に与える
影響が大きくなるからである。

【００４７】また、バッテリ残容量ＳＯＣが所定値ＳＯ
ＣＴＬ＃１より小さいときはモータジェネレータ４によ
らずクランク軸出力によって過給を行うのは、バッテリ
残量量ＳＯＣが十分でないときにモータジェネレータ４
で過給機５を駆動すると十分な過給ができなくなるから
である。

【００４８】また、モータジェネレータ４による過給開
始からの経過時間ＳＣＴＩＭＥが所定時間ＴＬＴＩＭＥ
を超えた場合にもクランク軸出力による過給としている
のは、モータジェネレータ４による過給が長時間に渡っ
て行われるとモータジェネレータ４の温度が過度に上昇
する可能性があるからである。

【００４９】上記全ての条件を満たしステップＳ１１に
進むと、過給機クラッチ３２を締結し、クランク軸クラ
ッチ３１を解放する。そして、バッテリスイッチ４１を
ＯＮとし、バイパスバルブ８を閉じる。

【００５０】そして、ステップＳ１２でエンジン回転数
Ｎｅと目標過給圧ＴＰＣとに基づき図８に示すマップを
参照して過給機５の目標回転速度ＴＧＮＳＣが設定され
る。目標過給機回転速度ＴＧＮＳＣはエンジン回転速度
Ｎｅが高いほど、また目標過給圧ＴＰＣが高いほど高く
なるように設定される。このとき用いられるマップはク
ランク軸出力を用いて過給機５を駆動したときと同等の
エンジン出力が得られるように設定されている。このよ
うにして目標過給機回転速度ＴＧＮＳＣが設定された
ら、過給機５の実回転速度が目標過給機回転速度ＴＧＮ
ＳＣとなるようにモータジェネレータ４が制御され、目
標とする過給圧が実現される。

【００５１】なお、ここではエンジン回転速度Ｎｅが所
定の低回転領域にあるとき等にモータジェネレータ４に
よる過給を選択しているが、目標エンジントルクｔＴｅ
が所定値よりも大きい場合（要求されるエンジントルク
が大きい場合）にもモータジェネレータ４による過給が
選択されるようにしても良い。このようにすれば過給機
５の駆動に費やされるエンジン出力がなくなり、エンジ
ン負荷を低く抑えることができる。

【００５２】また、ここではモータジェネレータ４によ
る過給が所定時間を超えた場合にクランク軸出力による
過給に切り換え、モータジェネレータ４の過度の温度上
昇を抑えているが、モータジェネレータ４の温度を直接
検出あるいは推定し、それが所定温度を超えた場合にク
ランク軸出力による過給に切り換えるようにしても良
い。

【００５３】一方、クランク軸出力を用いて過給を行う
ステップＳ１３では、過給機クラッチ３２及びクランク
軸クラッチ３１が締結される。そして、ステップＳ１４
でバッテリ残容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣＴＬ＃２以上か
判断され、バッテリ残容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣＴＬ＃
２以上の場合はステップＳ１５に進んでバッテリスイッ
チ４１をＯＦＦにする。バッテリスイッチ４１をＯＦＦ
にすることによりバッテリ４０の充電が禁止され、バッ
テリ充電のためにエンジン出力が消費されるのを防止す
ることができる。

【００５４】これに対し、バッテリ残容量ＳＯＣが所定
値ＳＯＣＴＬ＃２よりも小さい場合はステップＳ１６に
進んでバッテリスイッチ４１をＯＮにし、モータジェネ
レータ４でエンジン出力の一部を回生してバッテリ４０
の充電を行う。

【００５５】そして、ステップＳ１７ではエンジン回転
速度Ｎｅと目標過給圧とに基づき図９に示すマップを参
照して目標バイパスバルブ開度ＴＧＶＯＳＴが設定さ
れ、バイパスバルブ８の開度が制御される。目標バイパ
スバルブ開度ＴＧＶＯＳＴは目標過給圧ゼロで全開、目
標過給圧が最大過給圧で全閉に設定される。図１０はエ
ンジン回転速度Ｎｅ一定で目標過給圧ＴＰＣを変化させ
たときの目標バイパスバルブ開度ＴＧＶＯＳＴの変化の
様子を示したものである。このように、クランク軸出力
を用いて過給する場合はバイパスバルブ８の開度を調整
することによって目標とする過給圧が実現される。

【００５６】［非過給時制御］次に、ステップＳ１８以
降の非過給時制御について説明すると、ここではまずス
テップＳ１８でバッテリ残容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣＴ
Ｌ＃２以上かが判断される。

【００５７】そして、バッテリ算容量ＳＯＣが所定値Ｓ
ＯＣＴＬ＃２以上と判断されたときはステップＳ１９に
進み、過給機クラッチ３２及びクランク軸クラッチ３１
が解放され、バッテリスイッチ４１がＯＦＦにされる。

【００５８】一方、バッテリ残容量ＳＯＣが所定値ＳＯ
ＣＴＬ＃２よりも小さいと判断された場合は、ステップ
Ｓ２０に進んで過給機クラッチ３２が解放される。そし
て、クランク軸クラッチ３１が締結され、バッテリスイ
ッチ４１がＯＮにされてバッテリの充電が行われる。

【００５９】次に、上記過給制御を行うことによる作用
について説明する。

【００６０】図１１はバッテリ残容量が十分ある場合に
アクセルペダルが踏み込まれたときの各パラメータの変
化の様子を示したものである。

【００６１】これによると、時刻ｔ１で運転者によって
アクセルペダルが踏み込まれると、それに応じて目標過
給圧ＴＰＣが上昇する。

【００６２】目標過給圧ＴＰＣが上昇すると過給機５に
よる過給が開始されるが、バッテリ容量が十分にあるの
で（ＳＯＣ≧ＳＯＣＴＬ＃１）、モータジェネレータ４
で過給機５を駆動すべく、過給機クラッチ３２が締結状
態、クランク軸クラッチ３１が解放状態とされ、バイパ
スバルブ８が全閉とされる。そして、モータジェネレー
タ４によって過給機５が駆動され、実過給圧が目標過給
圧ＴＰＣに近づくように過給機５の回転速度が制御され
る。

【００６３】このように、バッテリ残容量ＳＯＣが十分
にある場合はモータジェネレータ４を用いて過給を行う
ことにより、たとえエンジン１が低回転領域にあったと
しても実過給圧を運転者によるアクセルペダル踏み込み
に対して遅れることなく上昇させることができる。ま
た、エンジン出力の一部が過給機５の駆動のために使わ
れることもないので、過給による出力増大効果が目減り
することもない。

【００６４】これに対し、図１２はバッテリ残容量ＳＯ
Ｃが十分ない場合にアクセルペダルが踏み込まれた場合
の各パラメータの変化の様子を示したものである。

【００６５】これによると、時刻ｔ２でアクセルペダル
が踏み込まれると、それに応じて目標過給圧が上昇す
る。このときバッテリ容量ＳＯＣが十分でないので、ク
ランク軸出力で過給機５を駆動すべく、過給機クラッチ
３２が締結状態、クランク軸クラッチ３１は締結状態と
される。これによって、クランク軸出力によって過給機
５が駆動され、実過給圧が目標過給圧ＴＰＣとなるよう
にバイパスバルブ８の開度が制御される。

【００６６】したがって、このようにバッテリ残容量Ｓ
ＯＣが十分にない場合にはクランク軸出力を用いて十分
な過給を行うことができるので、バッテリ容量不足で十
分な過給が行えないといった状況を防止することができ
る。

【００６７】また、図１３は、過給途中でバッテリ残容
量が不足した場合の各パラメータの変化の様子を示した
ものである。

【００６８】このように時刻ｔ３でモータジェネレータ
４を用いて過給を行っている最中にバッテリ残容量が不
足すると（ＳＯＣ＜ＳＯＣＣＴＬ＃１）、クランク軸出
力による駆動に切り換えるべくクランク軸クラッチ２１
が締結され、過給機５の目標回転速度ＴＧＮＳＣＯがゼ
ロにセットされる。そして、過給機５はクランク軸出力
でもって駆動され、過給圧の調整はバイパスバルブ８の
開度を調節することによって行われる。なお、過給機５
の目標回転速度ＴＧＮＳＣがゼロにセットされるのは過
給をやめるという意ではなく、モータジェネレータ４を
用いた過給機５の回転速度制御を行わないという意であ
る。

【００６９】これにより、モータジェネレータ４による
過給中にバッテリ残容量ＳＯＣが不足しても、過給機５
の駆動力源が直ちにモータジェネレータ４からクランク
軸出力に切り換えられ、以後クランク軸出力でもって過
給が継続される。この結果、実過給圧には変動がなく、
過給が途中で中断されて運転者に違和感を与えるのを防
止することができる。

【００７０】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、上記構成は本発明が適用可能な構成の一例を示し
たものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
例えば、図１に示した構成ではモータジェネレータ４、
エンジン１のクランク軸及び過給機５はベルト２４で接
続されているが、ベルトに代えてチェーン、歯車で接続
するようにしてもよい。

【００７１】また、図１４に示すように第１のベルト６
１によってエンジン１のクランク軸と過給機５を接続
し、モータジェネレータ４と過給機５を第２のベルト６
２によって接続するようにしても良い。

【００７２】あるいは、図１５に示すようクランク軸と
モータジェネレータ４とを第１のベルト６３によって接
続し、モータジェネレータ４と過給機５とを第２のベル
ト６４により接続するようにしてもよく、またあるい
は、図１６に示すようにモータジェネレータ４とクラン
ク軸とを第１のベルト６５によって接続し、クランク軸
と過給機５とを第２のベルト６６によって接続するよう
にしても良い。

【００７３】何れの構成によっても先の実施形態と同様
の過給制御が可能であり、同様の作用効果が期待でき
る。さらに、図１４から図１６に示したように、過給機
５、モータジェネレータ４及びクランク軸を個別に接続
すれば、プーリ比を最適化することもできる。

【００７４】また、図１７、図１８に示すようにモータ
ジェネレータと過給機５を同軸的に設けてもよい。これ
によって設置容積が低減され車両への搭載性が向上す
る。さらにこの場合、クランク軸クラッチ３１に代えて
図１９に示すようにプーリとモータジェネレータ４の間
にクラッチ６７を設けることもでき、これによってさら
に設置容積の低減が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る過給機付きエンジンの概略構成を
示したものである。

【図２】モータジェネレータ、クランク軸及び過給機の
接続状態を説明するための図である。

【図３】過給制御の内容を示したフローチャートであ
る。

【図４】目標エンジントルク設定マップである。

【図５】目標スロットル開度設定マップである。

【図６】目標過給圧設定マップである。

【図７】目標過給圧設定マップの別の例である。

【図８】目標過給機回転速度設定マップである。

【図９】目標バイパスバルブ開度設定マップである。

【図１０】目標過給圧と目標バイパスバルブ開度の関係
を示したテーブルである。

【図１１】本発明の作用を説明するためのタイムチャー
トで、バッテリ残容量が十分なときの過給の様子を示
す。

【図１２】本発明の作用を説明するためのタイムチャー
トで、バッテリ残容量が十分でないときの過給の様子を
示す。

【図１３】本発明の作用を説明するためのタイムチャー
トで、モータジェネレータによる過給の途中でバッテリ
残容量が不足したときの様子を示す。

【図１４】第２の実施形態を示した図である。

【図１５】第３の実施形態を示した図である。

【図１６】第４の実施形態を示した図である。

【図１７】第５の実施形態を示した図である。

【図１８】同じく第５の実施形態を示した図である。

【図１９】第６の実施形態を示した図である。

【符号の説明】

１エンジン２吸気管３エアフローメータ４モータジェネレータ５過給機（スーパーチャージャー) ７バイパス通路８バイパスバルブ９スロットルバルブ２１プーリ２２プーリ２３プーリ３１クランク軸クラッチ３２過給機クラッチ４０バッテリ４１バッテリスイッチ５０エンジンコントローラ５１アクセル操作量センサ５２クランク角センサ５３電圧計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者風間勇神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内 (72)発明者鈴木康仁神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3G005 EA06 EA19 EA20 FA04 GA02 GA12 GB18 GB46 GB48 GD17 GE01 GE08 GE09 HA02 HA05 HA13 HA14 HA19 JA39 JA45 JB02 JB20 JB25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸気通路に過給機を備えた過給機付きエン
ジンにおいて、バッテリと、前記バッテリによって駆動される電気モー
タと、前記過給機を前記エンジンのクランク軸出力によって駆
動する第１の駆動手段と、前記過給機を前記電気モータの出力によって駆動する第
２の駆動手段と、を備えたことを特徴とする過給機付き
エンジン。
【請求項２】前記エンジンの運転状態を判断する運転状
態判断手段と、前記エンジンの運転状態に応じて前記過給機を第１の駆
動手段、第２の駆動手段の何れで駆動するかを選択する
駆動手段選択手段と、を備えたことを特徴とする請求項
１に記載の過給機付きエンジン。
【請求項３】前記運転状態判断手段は前記エンジンの回
転速度を検出する手段であり、前記エンジン回転速度が所定の低回転領域にあると判断
される場合、前記駆動手段選択手段が第２の駆動手段を
選択することを特徴とする請求項２に記載の過給機付き
エンジン。
【請求項４】前記運転状態判断手段は前記バッテリの残
容量を推定あるいは検出する手段であり、前記バッテリの残容量が所定量よりも小さい場合、前記
駆動手段選択手段が第１の駆動手段を選択することを特
徴とする請求項２に記載の過給機付きエンジン。
【請求項５】前記運転状態判断手段は第２の駆動手段に
よる過給機の駆動が開始されてからの経過時間を判断す
る手段であり、前記経過時間が所定時間を超えた場合、前記駆動手段選
択手段が第１の駆動手段を選択することを特徴とする請
求項２に記載の過給機付きエンジン。
【請求項６】前記吸気通路の上流と下流を接続し前記過
給機を迂回するバイパス通路と、前記バイパス通路を開閉するバイパスバルブと、を備
え、前記第１の駆動手段が選択された場合、前記バイパスバ
ルブの開度を調節することによって過給圧を制御するこ
とを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の
過給機付きエンジン。
【請求項７】前記第２の駆動手段が選択された場合、前
記電気モータで前記過給機の回転速度を制御することに
よって過給圧を制御することを特徴とする請求項１から
６のいずれか一つに記載の過給機付きエンジン。
【請求項８】前記クランク軸と過給機とが第１の連結手
段によって連結されており、前記電気モータと過給機とが第２の連結手段によって連
結されていることを特徴とする請求項１から７のいずれ
か一つに記載の過給機付きエンジン。
【請求項９】前記クランク軸と電気モータとが第１の連
結手段によって連結されており、前記電気モータと過給機とが第２の連結手段によって連
結されていることを特徴とする請求項１から７のいずれ
か一つに記載の過給機付きエンジン。
【請求項１０】前記クランク軸と電気モータとが第１の
連結手段によって連結されており、前記クランク軸と過給機とが第２の連結手段によって連
結されていることを特徴とする請求項１から７のいずれ
か一つに記載の過給機付きエンジン。
【請求項１１】前記電動モータと過給機が同軸的に設け
られていることを特徴とする請求項１から７のいずれか
一つに記載の過給機付きエンジン。