[发明专利]用于节流损失再生的增压器组件及其控制方法

说明书

相关申请

本申请要求2011年9月30日提交的美国专利申请No.61/541,593和2012年8月16日提交的美国专利申请No.61/683,939的权益，所述申请的全部内容通过引用结合入本文中。

技术领域

本教导总体上涉及与发动机节气门串联布置的增压器。

背景技术

小尺寸的具有能量效率的发动机对于燃料经济性和降低成本来说是期望的。较小的发动机与较大的发动机相比提供较小的转矩。有时采用增压器来增加可从发动机得到的转矩。在低发动机速度时，当车辆驾驶员通过下压加速器踏板而要求获得更高的转矩时，增压器向发动机进气歧管提供额外的空气，对空气压力进行增压，从而允许发动机在较低的发动机速度下产生更大的转矩。

发明内容

本教导总体上包括用于控制通往发动机的空气流的组件。发动机具有气缸并且具有在位于通往气缸的空气流中的节气门本体中的发动机节气门。节气门和增压器被控制成使得在节气门上(在节气门前后两侧)产生的压降选择性地分配在节气门和/或增压器上。压降是由于由在发动机气缸中往复运动的活塞所产生的真空并且是因为在低节气门(即，仅部分打开的节气门)状况下由在节气门周围的空气流中的涡流所产生的低效性而产生的。与节气门上的压降相关的能量通常未被利用，因而被称为“节流损失”。在该组件中，压降可被置于增压器上，在增压器上产生能够例如通过被转换成储存的能量而被利用的转矩(即，节流损失被“捕获”、“再生”或“回收”)。

更具体地，用于控制通往发动机——该发动机具有曲轴、发动机气缸和在位于通往发动机气缸的空气流上游的节气门体中的节气门——的空气流的组件包括增压器，该增压器具有在通往发动机的空气流中与节气门串联的一组转子。齿轮装置具有与负载装置操作性地连接的第一部件、与发动机曲轴可操作性地连接的第二部件和与增压器可操作性地连接的第三部件。负载装置可以是电动机/发电机，但不局限于此。负载装置可选择性地控制成通过齿轮装置改变转子的旋转速度，从而使节气门打开。节气门上的压降然后转移至转子，在转子上产生转矩，从而使节流损失再生。

在本教导的一个方面中，控制器操作性地连接到电动机/发电机，并且配置成控制电动机/发电机交替地作为电动机和发电机运行。电池操作性地连接到控制器和电动机/发电机。在当电池的充电状态达到预定的第一水平时相对恒定的发动机速度期间，电动机/发电机被控制成作为发电机运行，以将转子上的转矩转化为储存在电池中的能量，直到电池的充电状态达到比第一水平高的预定的第二水平。当节气门被较少地打开，使得较少的压降被分配到转子时，然后电动机/发电机被控制成在电池的充电状态达到预定的第二水平后作为电动机运行，以在曲轴处提供转矩，直到电池的充电状态再次达到预定的第一水平。

本教导的上述特点和优点以及其他特点和优点将在下面结合附图对用于实施本教导的最佳模式的详细描述中变得显而易见。

附图说明

图1是根据本教导一个方面的具有串联的发动机节气门和增压器的组件的局部剖视图形式的示意图，带有可操作性地连接到增压器的行星齿轮组和电动机/发电机。

图2是根据本教导的备选方面的复合式行星齿轮组的示意性立体图，该复合式行星齿轮组可用于代替图1中的行星齿轮组。

图3是与图1中的电动机/发电机连接的电池的充电状态的时间曲线图。

图4是图1中的节气门上的压降的时间曲线图。

图5是图1中的增压器上的压降的时间曲线图。

图6是具有图1中的组件的车辆的示意图，示出了在加速期间提供低端增压的第一驱动模式和在大功率需求时的加速期间提供增压的第二驱动模式。

图7是图6的车辆的示意图，示出了在车辆巡航期间具有混合动力功能的第三驱动模式和在发动机停机时通过电动机/发电机提供发动机启动/停止功能和辅助驱动的第四驱动模式。

图8是图6和图7的车辆的示意图，示出了节流损失再生模式。

图9是图6-8车辆的示意图，示出了再生制动模式。

图10是图1中的双位离合器的示意图。

具体实施方式