專利名稱：具有獨立的增壓器和電動機/發(fā)電機的增壓器組件的制作方法
具有獨立的增壓器和電動機/發(fā)電機的增壓器組件
相關(guān)申請
本申請要求2011年9月30日提交的美國專利申請No. 61/541，609和2012年8 月16日提交的美國專利申請No. 61/683，942的權(quán)益，所述申請的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于 本文中。技術(shù)領(lǐng)域
本教導(dǎo)總體上涉及具有兩個增壓器的發(fā)動機組件，所述兩個增壓器平行布置并且 可獨立地驅(qū)動以提供不同的操作模式。
背景技術(shù)：
小尺寸的具有能量效率的發(fā)動機對于燃料經(jīng)濟性和降低成本來說是期望的。較小 的發(fā)動機與較大的發(fā)動機相比提供較小的轉(zhuǎn)矩。有時采用增壓器來增加可從發(fā)動機得到的 轉(zhuǎn)矩。在低發(fā)動機速度時，當車輛駕駛員通過下壓加速器踏板而經(jīng)常要求獲得更高的轉(zhuǎn)矩 時，增壓器向發(fā)動機進氣歧管提供額外的空氣，對空氣壓力進行增壓，從而允許發(fā)動機在較 低的發(fā)動機速度下產(chǎn)生更大的轉(zhuǎn)矩。發(fā)明內(nèi)容
一種用于控制通往發(fā)動機的空氣流的組件包括第一增壓器和第二增壓器。所述增 壓器相互平行地布置且在通往發(fā)動機氣缸的空氣流中與節(jié)氣門串聯(lián)，并且配置成在通往氣 缸的空氣流上游與發(fā)動機可操作性地連接。該組件包括負載裝置，例如電動機/發(fā)電機，其 可選擇性地交替操作成向第一增壓器提供能量或從第一增壓器接收能量。所述增壓器配置 成單獨地、選擇性地與節(jié)氣門和曲軸可操作性地連接，以使得能夠?qū)崿F(xiàn)不同的操作模式。因 而所述增壓器隔離開并且可彼此獨立地操作，使得能夠在各種不同的操作模式下發(fā)揮靈活 性和效率。
例如，使用兩個增壓器可得到發(fā)動機增壓模式，而僅使用可比第二增壓器小的第 一個增壓器可得到節(jié)流損失再生狀態(tài)。與節(jié)氣門上的壓降相關(guān)的能量通常是不能使用的， 因此稱之為“節(jié)流損失”。與節(jié)氣門上的壓降相關(guān)的能量通常未被利用，因此被稱為“節(jié)流 損失”。在該組件中，壓降可被置于第一增壓器上，在第一增壓器的轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生能夠例如通 過被轉(zhuǎn)換成儲存的能量而被利用的轉(zhuǎn)矩(即，節(jié)流損失被“捕獲”、“再生”或“回收”)。還 可得到附加的操作模式，例如車輛制動再生、電池的發(fā)動機充電以及經(jīng)由電動機/發(fā)電機 啟動發(fā)動機。
在本教導(dǎo)的一個方面，第一離合器可選擇性地接合成使電動機/發(fā)電機與第一增 壓器操作性地連接，第二離合器可選擇性地接合成使曲軸與第二增壓器操作性地連接。第 一閥設(shè)置在空氣入口通路中并且配置成可在第一位置和第二位置之間移動。當?shù)谝婚y處于 第一位置時，第一閥允許空氣從空氣入口通路流向第一增壓器并且防止空氣從空氣入口通 路流向第二增壓器。當?shù)谝婚y處于第二位置時，第一閥允許空氣從空氣入口通路流向第一增壓器和第二增壓器兩者。
本教導(dǎo)的上述特點和優(yōu)點以及其他特點和優(yōu)點將在下面結(jié)合附圖對用于實施本 教導(dǎo)的最佳模式的詳細描述中變得顯而易見。


圖1是車輛上具有相互平行地布置并可操作性地連接到發(fā)動機的第一和第二增 壓器的組件的局部不完整的示意圖，其中電動機/發(fā)電機可操作性地連接到第一增壓器。
圖2是該組件沿圖1中的線2-2剖視的局部剖視圖形式的示意圖。
具體實施方式
參考附圖，其中相同的參考標記表不相同的部件，用于車輛11的動力傳動系統(tǒng)10 包括組件12，其通過變速器16和差速器17為車輪14提供動力。組件12包括可以是內(nèi)燃 機的發(fā)動機18。發(fā)動機18具有在圖2中示意地示出的氣缸19，當發(fā)動機18運行(即，當 發(fā)動機18 “開動”)時活塞(未示出)在氣缸內(nèi)往復(fù)運動。組件12具有第一增壓器20和 第二增壓器22，它們在通往發(fā)動機18的空氣流中相互平行地布置，并在通往發(fā)動機18的空 氣流中的上游。在本文中，第一增壓器20與第二增壓器22“平行”，因為空氣可通過第一增 壓器20或通過第二增壓器22流到集氣室32，而不需要像如果增壓器20、22相互串聯(lián)地布 置時那樣必需先通過另一個增壓器。
在本文中，當空氣流被引導(dǎo)通過兩個部件時，如果空氣流的方向要求空氣在流經(jīng) 第一部件之前流經(jīng)第二部件，則第一部件位于第二部件的空氣流的“下游”。類似地，當空 氣流被引導(dǎo)通過兩個部件時，如果空氣流的方向要求空氣在流經(jīng)第二部件之前流經(jīng)第一部 件，則第一部件位于第二部件的空氣流的“上游”。節(jié)氣門70被示出為位于增壓器20、22的 下游。應(yīng)當理解，當增壓器20、22位于節(jié)氣門70的下游時也能夠?qū)崿F(xiàn)本文描述的增壓器20、 22的功能。在任一結(jié)構(gòu)中，節(jié)氣門14和增壓器20、22被認為在通往發(fā)動機氣缸19的空氣 流中相互串聯(lián)。當流過一個部件的空氣隨后流過另一個部件時，則這兩個部件在通往發(fā)動 機氣缸19的空氣流中相互“串聯(lián)”。在本文中，第一增壓器20與節(jié)氣門70串聯(lián)，并且第二 增壓器22也與節(jié)氣門70串聯(lián)。
空氣可選擇性地通過由通路23所形成的空氣入口 24流到每個增壓器20、22。增 壓器20、22可以是固定排量的增壓器，例如羅茨型增壓器，其中各組轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)子每次旋轉(zhuǎn) 時輸出固定量的空氣。增加的空氣輸出在被迫進入發(fā)動機集氣室32時變得被加壓，如圖2 所示。羅茨型增壓器是一種容積式裝置，因此其不依靠旋轉(zhuǎn)速度來增加壓力。每次增壓器 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時羅茨型增壓器輸送的空氣量是固定的(即，不隨速度而變化)。羅茨型增壓器因 而可以在低發(fā)動機速度下增加壓力，因為羅茨型增壓器作為泵而不是作為壓縮機運行。羅 茨型增壓器輸送的空氣的壓縮發(fā)生在增壓器20、22下游的發(fā)動機集氣室32中。相反地，離 心式增壓器基于旋轉(zhuǎn)速度來增加壓力。離心式增壓器在空氣經(jīng)過增壓器時壓縮空氣，但是 為了獲得預(yù)定的壓力必須以比羅茨型增壓器高的速度運行。
多位閥26設(shè)置在通路23中并且可控制成處于多個位置，至少包括示出的第一位 置。當閥26處于第一位置時，空氣能經(jīng)過空氣入口 24流到第一增壓器20的空氣入口 25， 但不能流到第二增壓器22的空氣入口 27。閥26可移動到允許空氣流到兩個增壓器20、22的入口 25、27的第二位置26A。如圖2中最佳地所示，各個增壓器20、22具有分開的空氣出 口 28、30，它們與發(fā)動機18中的氣缸19上游的發(fā)動機集氣室32流體連通。
可在各個空氣出口 28、30的下游設(shè)置分開的單向流量閥34、36，例如球形止回閥， 以防止空氣從增壓器20、22之一的相應(yīng)出口 28、30回流到增壓器20、22中的另一個。各個 閥34、36包括止回球41A、41B，其限制在擋塊43A、43B與閥體43E、43F的具有相應(yīng)開口 43C、 43D的部分之間。當止回球41A或41B在第一位置抵靠擋塊43A或43B時，空氣可從增壓 器20或22經(jīng)過閥34或36流到集氣室32。當在本文描述的各種操作模式下空氣流過增壓 器20或22中的一個時，另一個增壓器下游的閥34或36將防止來自空氣所流過的增壓器 20或22的回流從出口流到另一個增壓器的入口，因為這種回流將推動相應(yīng)的止回球41A或 41B抵住閥體43E或43F，以阻塞開口 43C或43D。
圖1示出了旁通閥29，其可控制成直接將來自閥26的上游的空氣入口 24的空氣 流連接到集氣室32，從而繞過增壓器20、22。旁通閥29安裝在能將空氣入口 24連接到節(jié) 氣門體31的旁通通路47中，旁通增壓器20、22。旁通閥29在運行狀況不需要使用任何一 個增壓器20、22時(例如，不需要增壓或再生)允許兩個增壓器20、22被旁通，且在需要時 使得能夠快速調(diào)整通往發(fā)動機18的空氣流。當旁通閥29處于完全關(guān)閉位置時，沒有空氣 能夠繞過增壓器20、22。當旁通閥29處于完全打開位置時，能夠徹底繞過增壓器20、22。
節(jié)氣門70和旁通閥29被示出為蝶形閥，每一個都可以繞各自的樞軸在關(guān)閉位置 和打開位置之間樞轉(zhuǎn)。在關(guān)閉位置，節(jié)氣門70或旁通閥29大體上垂直于各環(huán)繞的節(jié)氣門 體31或旁通通路47的壁。在完全打開位置，節(jié)氣門70或旁通閥29大體上平行于各環(huán)繞 的節(jié)氣門體31或旁通通路47的壁。節(jié)氣門70的該位置被稱為大開節(jié)氣門。節(jié)氣門70和 旁通閥29也可移動到關(guān)閉位置和打開位置之間的多種中間位置。在圖1中，節(jié)氣門70和 旁通閥29都示出為處于中間位置?？刂破?4控制節(jié)氣門70和旁通閥29的操作?？刂破?44可以是發(fā)動機控制器。
圖2示出了第一增壓器20的第一組轉(zhuǎn)子33、35和第二增壓器22的第二組轉(zhuǎn)子37、 39。增壓器20、22可以是不同大小。例如，第一增壓器20可以比第二增壓器22小，因為它 可以成設(shè)計成轉(zhuǎn)子33、35比轉(zhuǎn)子37、39每次旋轉(zhuǎn)輸送較少的空氣。例如，轉(zhuǎn)子33、35的有 效直徑Dl可以比轉(zhuǎn)子37、39的有效直徑D2小。假定增壓器20、22以同樣的方式配置，則 增壓器22因而每次旋轉(zhuǎn)將比增壓器20輸出更大的空氣量。
作為電動機/發(fā)電機38的負載裝置可選擇性地通過可選擇接合的第一離合器40 的接合而連接到第一增壓器20。電動機/發(fā)電機38具有定子38A和轉(zhuǎn)子38B。定子38A 安裝到靜止部件51、例如電機殼。電池42可用于當電動機/發(fā)電機38被控制成作為電動 機運行時提供電力給定子38A，并用于當電動機/發(fā)電機38被控制成作為發(fā)電機運行時接 收來自電動機/發(fā)電機38的電力。一個或多個車輛電氣設(shè)備69也可從電池42獲取電力， 或者通過獨立的電池供電?？刂破?4能控制電動機/發(fā)電機38作為電動機或發(fā)電機的運 行。當電動機/發(fā)電機38作為電動機操作時，電力逆變器46可用來將電動機/發(fā)電機38 提供的能量從交流電轉(zhuǎn)化成直流電以儲存在電池42中，而當電動機/發(fā)電機38被控制成 作為電動機操作時，將直流電轉(zhuǎn)化成交流電。單一控制器可代替地在組件10中使用。例如， 控制器44也能控制閥26和節(jié)氣門70。
可使用其他負載裝置來向第一增壓器20提供動力或從第一增壓器20接收動力。例如，蓄能器或滑動摩擦離合器可操作性地連接到增壓器20，并且控制成捕獲經(jīng)由增壓器 20的節(jié)流損失能量。在蓄能器的情況下，能量可作為液壓或者氣壓被儲存。在滑動摩擦離 合器的情況下，能量可通過使離合器滑動而轉(zhuǎn)化成熱，然后被捕獲以在車輛加熱和冷卻系 統(tǒng)中使用。
發(fā)動機18具有可與變速器16連接的曲軸48。曲軸48也可通過帶驅(qū)動裝置49、 第二可選擇性地接合的離合器50、第三可選擇性地接合的離合器52和第四可選擇性地接 合的離合器55與第一和第二增壓器20、22可選擇性地連接。離合器55可以是通常關(guān)閉的 離合器，其可選擇性地被驅(qū)動至打開位置(即，選擇性地斷開)。亦即，離合器55可被彈簧 或其他機械裝置偏壓到關(guān)閉位置。當發(fā)動機18停機時并且車輛處于接通狀態(tài)，例如當車輛 在紅綠燈前停車時，離合器55可選擇性地斷開，此時發(fā)動機18自動地和臨時地切斷以節(jié)約 燃料。
離合器40、50、52、55可以是任何類型的離合器，包括液壓摩擦離合器、牙嵌離合 器等。離合器40、50、52、55可由用于控制閥26和節(jié)氣門70的控制器44控制。為了簡單， 附圖中沒有示出從控制器44到離合器40、50、52、55的連接?？蓚溥x地，離合器40、50、52、 55可由用于控制電動機/發(fā)電機52的控制器44或由單獨的控制器控制。
帶驅(qū)動裝置49可包括與帶輪56接合的帶54。當離合器55未斷開時,帶輪56能 與以與曲軸48相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的軸57—起旋轉(zhuǎn)。帶54也與帶輪58和60接合。當?shù)诙?離合器50接合時，帶輪58以與第二增壓器22的轉(zhuǎn)子37、39相同的轉(zhuǎn)速與軸62 —起旋轉(zhuǎn)。 當?shù)谌x合器52接合時，帶輪60以與電動機/發(fā)電機38的轉(zhuǎn)子38B相同的轉(zhuǎn)速與軸64 一起旋轉(zhuǎn)。帶54也與隨軸68旋轉(zhuǎn)的帶輪66接合。軸68可操作性地連接到一個或多個車 輛附件69。具有附件69的帶驅(qū)動裝置49能在發(fā)動機18的前側(cè)與曲軸48連接，該前側(cè)與 變速器16連接到曲軸48的發(fā)動機18側(cè)相反。因此，帶驅(qū)動裝置49可被稱為前發(fā)動機附 件驅(qū)動。
通過控制閥26、旁通閥29、節(jié)氣門70、離合器40、50、52、55以及電動機/發(fā)電機38，可以獲得幾個操作模式，使動力傳動系統(tǒng)10能夠有效操作。例如，在第一組發(fā)動機運行 狀況下，當發(fā)動機運行需求需要相對高的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩以為發(fā)動機氣缸19提供期望的進氣 壓力(例如期望車輛加速的低發(fā)動機速度時)，可通過將閥26至于第二位置26A中、接合離 合器40以將電動機/發(fā)電機38與第一增壓器20連接、并且接合離合器50以將第二增壓 器22經(jīng)帶驅(qū)動裝置49與曲軸48連接而建立增壓操作模式。離合器55保持關(guān)閉?？刂破?44可控制電動機/發(fā)電機38作為電動機運行以提供機械動力給增壓器20。曲軸48經(jīng)帶 驅(qū)動裝置49給增壓器22提供動力?？諝饬鞯皆鰤浩?0、22的入口 25、27并繼續(xù)流到節(jié)氣 門體31，因此增壓器20、22有助于發(fā)動機18的期望的增壓。
在第二組發(fā)動機運行狀況(其表示電池42的充電狀態(tài)低于預(yù)定的最大充電狀態(tài) 并且發(fā)動機增壓不是必需的，例如在車輛巡航期間)下，可以建立節(jié)氣門再生模式。在節(jié)氣 門再生模式，在發(fā)動機18的節(jié)氣門70上發(fā)生的至少一部分壓差至少部分地轉(zhuǎn)移至第一增 壓器20。這通過將閥26置于第一位置以使得通往發(fā)動機18的空氣流僅通過第一增壓器 20并且將節(jié)氣門70打開到完全打開位置而實現(xiàn)。因而建立在增壓器20的入口 25和出口 28之間的壓差將在轉(zhuǎn)子33、35上產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，因而當離合器40接合并且電動機/發(fā)電機38 被控制成作為發(fā)電機運行時也在電動機/發(fā)電機38的轉(zhuǎn)子38A上產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。離合器50和52保持打開，離合器55保持關(guān)閉。節(jié)氣門70兩側(cè)的壓差是由于必需行經(jīng)幾乎關(guān)閉的節(jié)氣 門70的引入空氣與氣缸19內(nèi)的往復(fù)式發(fā)動機活塞所產(chǎn)生的節(jié)氣門70相反側(cè)的真空之間 的壓差所引起的。節(jié)氣門70處的壓降由于低節(jié)氣門條件下節(jié)氣門70周圍的空氣流的湍流 產(chǎn)生的低效性而被稱為“節(jié)流損失”。在節(jié)流損失再生模式，至少一部分節(jié)流損失可被捕獲 為儲存在電池42中的電能。
能夠建立本文討論的各種操作模式的各種發(fā)動機運行狀況可通過與控制器44或 控制器44A連接并且與各種部件操作性地連接的傳感器來確定，例如所述傳感器連接到電 池42以確定電池充電狀態(tài)、連接到曲軸48以確定曲軸轉(zhuǎn)矩等。
在增壓模式和節(jié)流損失再生模式之間的平穩(wěn)轉(zhuǎn)換是可能的，因為從增壓模式轉(zhuǎn)換 到節(jié)流損失再生模式所需要的離合器狀態(tài)改變僅僅是離合器50的分開?？赏ㄟ^在接合或 分開離合器50時使用控制器44A使離合器50打滑，來以最小的轉(zhuǎn)矩波動平穩(wěn)地完成增壓 模式和再生模式之間的轉(zhuǎn)換。
較小的增壓器20的尺寸可制作成在節(jié)流損失再生模式期間為發(fā)動機18提供適當 的空氣質(zhì)量流量，而在增壓模式期間同時使用較大增壓器22和較小增壓器20能提供增壓 所需要的相對更大的空氣流量，特別是對于相對小的發(fā)動機。通過配置組件12以使得增壓 器20、22能單獨地運行以提供需要的操作模式，滿足了不同模式的不同發(fā)動機空氣需要。 典型地，在增壓模式期間發(fā)動機需要比再生模式期間更大的空氣流。因為組件12允許在增 壓模式期間使用兩個增壓器20、22而在節(jié)流損失再生模式期間能僅使用較小的增壓器22， 所以有效地滿足了發(fā)動機操作需要。通過可選擇性地接合的離合器40和52而使增壓器20 從發(fā)動機18分離，能夠潛在地提高車輛駕駛性能和簡化發(fā)動機組件12的可控性。因為電 動機/發(fā)電機38給增壓器20提供動力，當離合器40接合和離合器52分離時，在曲軸48 上不會發(fā)生轉(zhuǎn)矩拖滯。此外，可控制電動機/發(fā)電機38使得在接合離合器52之前離合器 52的兩側(cè)具有相同的速度，因而最小化與離合器52的接合相關(guān)的曲軸48處的任何轉(zhuǎn)矩波 動。類似地，當增壓器22通過離合器50的接合而與帶驅(qū)動裝置49連接時，離合器50可滑 動以使接合容易并最小化曲軸48處相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩波動。使用電動機/發(fā)電機38以減輕模式 之間的轉(zhuǎn)變所需的離合器52的接合或分開并且使用可控的滑動來接合離合器50，能夠潛 在地提高駕駛性能，并且避免需要更多昂貴的離合器。
可使用兩個附加模式來為電池42充電。當離合器52接合、離合器40不接合且離 合器50不接合時，可建立基于發(fā)動機的電池充電模式。離合器55不分離以便它保持接通。 電動機/發(fā)電機38可被控制成作為發(fā)電機運行。來自曲軸48的轉(zhuǎn)矩因而通過帶驅(qū)動裝置 49被傳遞到電動機/發(fā)電機38，然后轉(zhuǎn)化為存儲在電池42中的電能。在此模式期間旁通 閥29可打開，以允許空氣繞過增壓器20、22。
在與基于發(fā)動機的電池充電模式相同的離合器接合狀態(tài)(即，離合器52接合，離 合器40和50不接合，并且離合器55不分離)下，可建立再生制動模式。在車輛制動期間， 電動機/發(fā)電機38作為發(fā)電機的控制將負載施加在軸64上，這就通過帶驅(qū)動裝置49使曲 軸48減速，并且在車輛制動再生模式期間捕獲制動能量作為儲存在電池42中的電能。
另外，電動機/發(fā)電機38可被控制成作為電動機操作以例如從紅綠燈處的停止狀 態(tài)重啟發(fā)動機18，在紅綠燈處發(fā)動機18臨時停機以減少燃料消耗。在發(fā)動機啟動/停止 模式下，離合器52接合，離合器55保持接通(即，不分開以便保持在其通常接合的狀態(tài))，并且離合器40和50不接合。轉(zhuǎn)矩能通過帶驅(qū)動裝置49從電動機/發(fā)電機38傳遞到曲軸 48，以轉(zhuǎn)動曲軸48從而啟動發(fā)動機18。這被稱為發(fā)動機啟動/停止模式。
在本教導(dǎo)的另一個方面，當發(fā)動機18停機并且鑰匙處于車輛點火狀態(tài)時，例如在紅綠燈處的啟動-停止模式中，離合器55可斷開并且離合器52接合，此時電動機/發(fā)電機 38被控制成作為電動機運行以通過帶驅(qū)動裝置49給車輛附件69提供動力。
說明書和附圖中所使用的附圖標記和對應(yīng)的部件如下
10動力傳動系
11車輛
12組件
14車輪
16變速器
17差速器
18發(fā)動機
19氣缸
20第一增壓器
22第二增壓器
23通路
24空氣入口
25第一增壓器的空氣入口
26閥
26A第二位置
27第二增壓器的空氣入口
28第一增壓器的空氣出口
29旁通閥
30 第二增壓器的空氣出口
31節(jié)氣門體
32集氣室
33轉(zhuǎn)子
34單向流量閥
35轉(zhuǎn)子
36單向流量閥
37轉(zhuǎn)子
38電動機/發(fā)電機
38A定子
38B轉(zhuǎn)子
39轉(zhuǎn)子
40第一離合器
41A止回球
41B止回球
42電池
43A擋塊
43B擋塊
43C開口
43D開口
43E閥體
43F閥體
44控制器
44A控制器
46電力逆變器
47旁通通路
48曲軸
49帶驅(qū)動裝置
50第二離合器
51靜止部件
52第三離合器
54帶
55第四離合器
56帶輪
57軸
58帶輪
60帶輪
62軸
64軸
66帶輪
68軸
69車輛附件
70節(jié)氣門
Dl第一增壓器的轉(zhuǎn)子的有效直徑
D2第二增壓器的轉(zhuǎn)子的有效直徑
盡管已經(jīng)詳細地描述了用于實施本相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將會認識到包括在所昨可選擇的方面。
權(quán)利要求
1.一種用于控制通往發(fā)動機的空氣流的組件，所述發(fā)動機具有曲軸、氣缸和在通往所述氣缸的空氣流上游的節(jié)氣門體中的節(jié)氣門，所述組件包括第一增壓器；第二增壓器；以及負載裝置，所述負載裝置可選擇性地連接到第一增壓器，并可交替操作成向所述第一增壓器提供能量或從所述第一增壓器接收能量；其中，所述第一增壓器和所述第二增壓器相互平行地布置，且在通往所述氣缸的空氣流中與所述節(jié)氣門串聯(lián)，并配置成在通往所述氣缸的空氣流上游與所述發(fā)動機可操作性地連接；并且其中，所述第一增壓器和所述第二增壓器配置成單獨地、選擇性地與所述節(jié)氣門和所述曲軸可操作性地連接，以使得能夠?qū)崿F(xiàn)不同的操作模式。
2.如權(quán)利要求1所述的組件，其中，所述第一增壓器配置有具有第一有效直徑的轉(zhuǎn)子， 且所述第二增壓器配置有具有比所述第一有效直徑大的第二有效直徑的轉(zhuǎn)子，使得所述第二增壓器每次旋轉(zhuǎn)輸出更大的空氣量。
3.如權(quán)利要求1所述的組件，其中，所述負載裝置是電動機/發(fā)電機，所述電動機/發(fā)電機可選擇性地交替作為電動機和發(fā)電機運行，并且所述組件還包括第一離合器，所述第一離合器可選擇性地接合成使所述電動機/發(fā)電機與所述第一增壓器操作性地連接；第二離合器，所述第二離合器可選擇性地接合成使所述曲軸與所述第二增壓器操作性地連接；空氣入口通路；以及設(shè)置在所述空氣入口通路中并且配置成可在第一位置和第二位置之間移動的第一閥， 其中，當所述第一閥處于所述第一位置時，所述第一閥允許空氣從所述空氣入口通路流向所述第一增壓器并且防止空氣從所述空氣入口通路流向所述第二增壓器；而當所述第一閥處于所述第二位置時，所述第一閥允許空氣從所述空氣入口通路流向所述第一增壓器和所述第二增壓器兩者；其中，當所述第一閥處于所述第二位置時，所述第一離合器被接合，所述第二離合器被接合，并且所述電動機/發(fā)電機在第一組發(fā)動機運行狀況期間作為電動機運行，以使用所述第一增壓器和所述第二增壓器兩者提供發(fā)動機增壓；并且其中，當所述第一閥處于所述第一位置時，所述第一離合器被接合，并且所述電動機/ 發(fā)電機在第二組發(fā)動機運行狀況期間作為發(fā)電機運行，以僅使用所述第一增壓器提供通往所述氣缸的空氣流的節(jié)流損失的再生。
4.如權(quán)利要求3所述的組件，還包括控制器，所述控制器操作性地連接到所述電動機/發(fā)電機，并且配置成控制所述電動機/發(fā)電機交替地作為電動機和發(fā)電機運行；以及電池，所述電池操作性地連接到所述控制器和所述電動機/發(fā)電機，并且配置成當所述電動機/發(fā)電機被控制成作為發(fā)電機運行時儲存自所述轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化成的能量；其中，所述第二組發(fā)動機運行狀況包括所述電池的充電狀態(tài)小于預(yù)定的最大充電狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求1所述的組件，其中，所述負載裝置是電動機/發(fā)電機，所述電動機/發(fā)電機可選擇性地交替作為電動機和發(fā)電機運行，并且所述組件還包括第一離合器，所述第一離合器可選擇性地接合成使所述電動機/發(fā)電機與所述第一增壓器操作性地連接；第二離合器，所述第二離合器可選擇性地接合成使所述曲軸與所述第二增壓器操作性地連接；空氣入口通路；設(shè)置在所述空氣入口通路中并且配置成可在第一位置和第二位置之間移動的第一閥， 其中，當所述第一閥處于所述第一位置時，所述第一閥允許空氣從所述空氣入口通路流向所述第一增壓器并且防止空氣從所述空氣入口通路流向所述第二增壓器；而當所述第一閥處于所述第二位置時，所述第一閥允許空氣從所述空氣入口通路流向所述第一增壓器和所述第二增壓器兩者；以及第三離合器，所述第三離合器可選擇性地接合成使所述曲軸與所述電動機/發(fā)電機操作性地連接，從而當所述第一離合器和所述第三離合器被接合時所述曲軸與所述第一增壓器操作性地連接，從而所述第一增壓器和所述第二增壓器單獨地通過所述第一、第二和第三離合器與所述曲軸操作性地連接。
6.如權(quán)利要求5所述的組件，還包括控制器，所述控制器操作性地連接到所述電動機/發(fā)電機，并且配置成控制所述電動機/發(fā)電機交替地作為電動機和發(fā)電機運行；以及電池，所述電池操作性地連接到所述控制器和所述電動機/發(fā)電機，并且配置成當所述電動機/發(fā)電機被控制成作為發(fā)電機運行時儲存自所述轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化成的能量； 其中，所述電動機/發(fā)電機的速度被所述控制器控制成使得所述第三離合器無打滑地接合。
7.如權(quán)利要求5所述的組件，還包括控制器，所述控制器操作性地連接到所述電動機/發(fā)電機，并且配置成控制所述電動機/發(fā)電機交替地作為電動機和發(fā)電機運行；以及電池，所述電池操作性地連接到所述控制器和所述電動機/發(fā)電機，并且配置成當所述電動機/發(fā)電機被控制成作為發(fā)電機運行時儲存自所述轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化成的能量； 其中，當所述電動機/發(fā)電機被所述控制器控制成作為發(fā)電機運行并且所述第三離合器被接合時，使用所述曲軸的轉(zhuǎn)矩對所述電池進行充電。
8.如權(quán)利要求1所述的組件，其中，所述負載裝置是電動機/發(fā)電機，所述電動機/發(fā)電機可選擇性地交替作為電動機和發(fā)電機運行，并且所述組件還包括第一離合器，所述第一離合器可選擇性地接合成使所述電動機/發(fā)電機與所述第一增壓器操作性地連接；第二離合器，所述第二離合器可選擇性地接合成使所述曲軸與所述第二增壓器操作性地連接；空氣入口通路；設(shè)置在所述空氣入口通路中并且配置成可在第一位置和第二位置之間移動的第一閥， 其中，當所述第一閥處于所述第一位置時，所述第一閥允許空氣從所述空氣入口通路流向所述第一增壓器并且防止空氣從所述空氣入口通路流向所述第二增壓器；而當所述第一閥處于所述第二位置時，所述第一閥允許空氣從所述空氣入口通路流向所述第一增壓器和所述第二增壓器兩者；以及控制器，所述控制器操作性地連接到所述電動機/發(fā)電機，并且配置成控制所述電動機/發(fā)電機交替地作為電動機和發(fā)電機運行；其中，所述電動機/發(fā)電機的速度被所述控制器控制成使得所述第二離合器在接合期間滑動。
9.如權(quán)利要求8所述的組件，還包括旁通通路，所述旁通通路使所述空氣入口通路與所述節(jié)氣門體相連接，并且旁通所述第一增壓器和所述第二增壓器兩者；以及旁通閥，所述旁通閥設(shè)置在所述旁通通路中并且配置成可在打開位置和關(guān)閉位置之間移動，其中，當所述旁通閥處于所述打開位置時，所述旁通閥允許空氣從所述空氣入口通路流入所述節(jié)氣門體；而當所述旁通閥處于所述關(guān)閉位置時，所述旁通閥防止空氣經(jīng)所述旁通通路從所述空氣入口通路流入所述節(jié)氣門體；其中，當使用所述曲軸的轉(zhuǎn)矩對所述電池充電時，所述旁通閥處于所述打開位置，使得來自所述空氣入口通路的空氣流繞過所述第一增壓器和所述第二增壓器。
10.如權(quán)利要求1所述的組件，其中，所述負載裝置是電動機/發(fā)電機，所述電動機/發(fā)電機可選擇性地交替作為電動機和發(fā)電機運行，并且所述組件還包括控制器，所述控制器操作性地連接到所述電動機/發(fā)電機，并且配置成控制所述電動機/發(fā)電機交替地作為電動機和發(fā)電機運行；電池，所述電池操作性地連接到所述控制器和所述電動機/發(fā)電機，并且配置成當所述電動機/發(fā)電機被控制成作為發(fā)電機運行時儲存自所述轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化成的能量； 第一離合器，所述第一離合器可選擇性地接合成使所述電動機/發(fā)電機與所述第一增壓器操作性地連接；第二離合器，所述第二離合器可選擇性地接合成使所述曲軸與所述第二增壓器操作性地連接；第三離合器，所述第三離合器可選擇性地接合成使所述曲軸與所述電動機/發(fā)電機操作性地連接；以及第四離合器，所述第四離合器可選擇性地分離成將所述曲軸從所述第一增壓器和所述第二增壓器兩者以及從所述電動機/發(fā)電機操作性地斷開；其中，至少一個車輛電氣設(shè)備操作性地連接到所述電池，并且配置成接收來自所述電池的儲存能量；并且其中，當所述第三離合器被接合、所述第四離合器被分離并且所述電動機/發(fā)電機被控制成作為電動機運行以在所述發(fā)動機停機時為所述至少一個車輛電氣設(shè)備提供動力時， 所述至少一個車輛電氣設(shè)備接收來自所述電池的儲存能量。
11.如權(quán)利要求1所述的組件，還包括設(shè)置在所述第一增壓器的出口與所述節(jié)氣門之間的第一止回閥；以及設(shè)置在所述第二增壓器的出口與所述節(jié)氣門之間的第二止回閥；其中，所述第一止回閥和所述第二止回閥中的每一個配置成在所述第一增壓器和所述第二增壓器中的任一個對通往所述氣缸的空氣流進行增壓時防止空氣回流到所述第一增壓器和所述第二增壓器。
12.一種用于控制通往發(fā)動機的空氣流的組件，所述發(fā)動機具有曲軸、氣缸和在通往所述氣缸的空氣流中的節(jié)氣門體中的節(jié)氣門，所述組件包括具有第一組轉(zhuǎn)子的第一增壓器；具有第二組轉(zhuǎn)子的第二增壓器，所述第二組轉(zhuǎn)子配置成每次旋轉(zhuǎn)比所述第一組轉(zhuǎn)子輸出更大量的空氣；電動機/發(fā)電機，所述電動機/發(fā)電機可選擇性地交替作為電動機和發(fā)電機運行；空氣入口通路；設(shè)置在所述空氣入口通路中并且配置成可在第一位置和第二位置之間移動的第一閥， 其中，當所述第一閥處于所述第一位置時，所述第一閥允許空氣從所述空氣入口通路流向所述第一增壓器并且防止空氣從所述空氣入口通路流向所述第二增壓器；而當所述第一閥處于所述第二位置時，所述第一閥允許空氣從所述空氣入口通路流向所述第一增壓器和所述第二增壓器兩者；第一離合器，所述第一離合器可選擇性地接合成使所述電動機/發(fā)電機與所述第一增壓器操作性地連接；以及第二離合器，所述第二離合器可選擇性地接合成使所述曲軸與所述第二增壓器操作性地連接，從而當所述第一離合器被接合并且所述電動機/發(fā)電機作為電動機運行時所述電動機/發(fā)電機驅(qū)動所述第一增壓器，并且當所述第二離合器被接合時所述曲軸驅(qū)動所述第二增壓器，使得在增壓操作模式下所述第一增壓器和所述第二增壓器兩者對通往所述氣缸的空氣流進行增壓；其中，所述第一增壓器和所述第二增壓器在通往所述氣缸的空氣流中相互平行地布置，并且配置成在通往所述氣缸的空氣流的上游與所述發(fā)動機可操作性地連接；并且其中，在節(jié)流損失再生操作模式下，所述第一離合器被接合且所述節(jié)氣門打開，使得所述節(jié)氣門上的壓降轉(zhuǎn)移至所述第一增壓器，并且所述電動機/發(fā)電機被控制成作為發(fā)電機運行，以回收節(jié)流損失。
13.如權(quán)利要求12所述的組件，還包括第三離合器，所述第三離合器可選擇性地接合成使所述曲軸與所述電動機/發(fā)電機操作性地連接，從而當所述第一離合器和所述第三離合器被接合時所述曲軸與所述第一增壓器操作性地連接，從而所述第一增壓器和所述第二增壓器可單獨地通過所述第一離合器和所述第三離合器與所述曲軸操作性地連接。
14.如權(quán)利要求13所述的組件，還包括控制器，所述控制器操作性地連接到所述電動機/發(fā)電機，并且配置成控制所述電動機/發(fā)電機交替地作為電動機和發(fā)電機運行；電池，所述電池操作性地連接到所述控制器和所述電動機/發(fā)電機，并且配置成當所述電動機/發(fā)電機被控制成作為發(fā)電機運行時儲存自所述轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化成的能量；以及第四離合器，所述第四離合器可選擇性地分離成將所述曲軸從所述第一增壓器和所述第二增壓器兩者以及從所述電動機/發(fā)電機操作性地斷開；其中，至少一個車輛電氣設(shè)備操作性地連接到所述電池，并且配置成接收來自所述電池的儲存能量；并且其中，當所述第四離合器被分離、所述第三離合器被接合并且所述電動機/發(fā)電機被控制成作為電動機運行以在所述發(fā)動機停機時為所述至少一個車輛電氣設(shè)備提供動力時， 所述至少一個車輛電氣設(shè)備接收來自所述電池的儲存能量。
15.如權(quán)利要求12所述的組件，還包括設(shè)置在所述第一增壓器的出口與所述節(jié)氣門之間的第一止回閥；以及設(shè)置在所述第二增壓器的出口與所述節(jié)氣門之間的第二止回閥；其中，所述第一止回閥和所述第二止回閥中的每一個配置成在所述第一增壓器和所述第二增壓器中的任一個對通往所述氣缸的空氣流進行增壓時防止空氣回流。
16.一種用于控制通往發(fā)動機的空氣流的組件，所述組件包括具有第一組轉(zhuǎn)子的第一增壓器；具有第二組轉(zhuǎn)子的第二增壓器，所述第二組轉(zhuǎn)子配置成每次旋轉(zhuǎn)比所述第一組轉(zhuǎn)子輸出更大量的空氣；電動機/發(fā)電機，所述電動機/發(fā)電機可選擇性地交替作為電動機和發(fā)電機運行； 空氣入口通路；設(shè)置在所述空氣入口通路中并且配置成可在第一位置和第二位置之間移動的第一閥， 其中，當所述第一閥處于所述第一位置時，所述第一閥允許空氣從所述空氣入口通路流向所述第一增壓器并且防止空氣從所述空氣入口通路流向所述第二增壓器；而當所述第一閥處于所述第二位置時，所述第一閥允許空氣從所述空氣入口通路流向所述第一增壓器和所述第二增壓器兩者；第一離合器，所述第一離合器可選擇性地接合成使所述電動機/發(fā)電機與所述第一增壓器操作性地連接；第二離合器，所述第二離合器可選擇性地接合成使所述曲軸與所述第二增壓器操作性地連接，從而當所述第一離合器被接合并且所述電動機/發(fā)電機作為電動機運行時所述電動機/發(fā)電機驅(qū)動所述第一增壓器，并且當所述第二離合器被接合時所述曲軸驅(qū)動所述第二增壓器，使得在增壓操作模式下所述第一增壓器和所述第二增壓器兩者對通往所述發(fā)動機的氣缸的空氣流進行增壓；第三離合器，所述第三離合器可選擇性地接合成使所述曲軸與所述電動機/發(fā)電機操作性地連接；控制器，所述控制器操作性地連接到所述電動機/發(fā)電機，并且配置成控制所述電動機/發(fā)電機交替地作為電動機和發(fā)電機運行；電池，所述電池操作性地連接到所述控制器和所述電動機/發(fā)電機，并且配置成當所述電動機/發(fā)電機被控制成作為發(fā)電機運行時儲存自所述轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化成的能量； 第四離合器，所述第四離合器可選擇性地分離成將所述曲軸從所述第一增壓器和所述第二增壓器兩者以及從所述電動機/發(fā)電機操作性地斷開；設(shè)置在所述第一增壓器的出口與所述發(fā)動機的節(jié)氣門之間的第一止回閥；以及設(shè)置在所述第二增壓器的出口與所述節(jié)氣門之間的第二止回閥；其中，所述第一增壓器和所述第二增壓器在通往所述氣缸的空氣流中相互平行地布置，并且配置成在通往所述氣缸的空氣流的上游與所述發(fā)動機可操作性地連接；并且其中，在節(jié)流損失再生操作模式下，當所述第一離合器被接合且所述節(jié)氣門打開時，所述節(jié)氣門上的壓降轉(zhuǎn)移至所述第一增壓器，并且所述電動機/發(fā)電機被控制成作為發(fā)電機運行，以回收節(jié)流損失；其中，當所述第一離合器和所述第三離合器被接合時所述曲軸與所述第一增壓器操作性地連接，從而所述第一增壓器和所述第二增壓器可單獨地通過所述第一離合器和所述第三離合器與所述曲軸操作性地連接；其中，至少一個車輛電氣設(shè)備操作性地連接到所述電池，并且配置成接收來自所述電池的儲存能量；其中，當所述第四離合器被分離、所述第三離合器被接合并且所述電動機/發(fā)電機被控制成作為電動機運行以在所述發(fā)動機停機時為所述至少一個車輛電氣設(shè)備提供動力時， 所述至少一個車輛電氣設(shè)備接收來自所述電池的儲存能量；其中，所述第一止回閥和所述第二止回閥中的每一個配置成在所述第一增壓器和所述第二增壓器中的任一個對通往所述氣缸的空氣流進行增壓時防止空氣回流。
17.如權(quán)利要求16所述的組件，其中，所述第一增壓器配置有具有第一有效直徑的轉(zhuǎn)子，且所述第二增壓器配置有具有比所述第一有效直徑大的第二有效直徑的轉(zhuǎn)子，使得所述第二增壓器每次旋轉(zhuǎn)輸出更大的空氣量。
18.如權(quán)利要求16所述的組件，其中，當所述電動機/發(fā)電機被所述控制器控制成作為發(fā)電機運行并且所述第三離合器被接合時，使用所述曲軸的轉(zhuǎn)矩對所述電池進行充電。
19.如權(quán)利要求16所述的組件，其中，所述電動機/發(fā)電機的速度被所述控制器控制成使得所述第二離合器在接合期間滑動。
20.如權(quán)利要求16所述的組件,還包括旁通通路，所述旁通通路使所述空氣入口通路與所述節(jié)氣門體相連接，并且旁通所述第一增壓器和所述第二增壓器兩者；以及旁通閥，所述旁通閥設(shè)置在所述旁通通路中并且配置成可在打開位置和關(guān)閉位置之間移動，其中，當所述旁通閥處于所述打開位置時，所述旁通閥允許空氣從所述空氣入口通路流入所述節(jié)氣門體；而當所述旁通閥處于所述關(guān)閉位置時，所述旁通閥防止空氣經(jīng)所述旁通通路從所述空氣入口通路流入所述節(jié)氣門體；其中，當使用所述曲軸的轉(zhuǎn)矩對所述電池充電時，所述旁通閥處于所述打開位置，使得來自所述空氣入口通路的空氣流繞過所述第一增壓器和所述第二增壓器。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有獨立的增壓器和電動機/發(fā)電機的增壓器組件。一種用于控制通往發(fā)動機的空氣流的組件包括第一增壓器和第二增壓器。所述增壓器相互平行地布置且在通往發(fā)動機氣缸的空氣流中與節(jié)氣門串聯(lián)，并且配置成在通往氣缸的空氣流上游與發(fā)動機可操作性地連接。該組件包括負載裝置，其可選擇性地連接到第一增壓器，并可選擇性地交替操作成向第一增壓器提供能量或從第一增壓器接收能量。所述增壓器配置成單獨地、選擇性地與節(jié)氣門和曲軸可操作性地連接，以使得能夠?qū)崿F(xiàn)不同的操作模式。
文檔編號B60W10/26GK103029707SQ20121044927
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者V·楚拉帕斯, R·P·本杰 申請人:伊頓公司