CN105209731A

CN105209731A - 用于高效车辆操作的可变速混合电子增压器组件的适配充电状态的调节和控制

Info

Publication number: CN105209731A
Application number: CN201480026722.2A
Authority: CN
Inventors: R·P·本杰; V·楚拉帕斯
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 2013-03-12
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2015-12-30
Also published as: US10934951B2; WO2014165233A1; EP2971640B1; EP3674123A3; US10125698B2; EP2971640A4; EP2971640A1; EP3674123A2; US20150377158A1; US20190040808A1

Abstract

控制可变速混合电子增压器组件，以调节储能装置的适配充电状态和/或基于由驾驶员选择的性能模式对发动机升压。在一个示例中，基于车辆的行驶特性确定参考充电状态并且将该参考充电状态与储能装置的实际充电状态相比较。如果差异指示亏损，则选择操作模式以再生储能装置。在另一示例中，将发动机和电机之间的行星齿轮布置配置为基于由驾驶员选择的性能模式增加或减小由发动机传递到增压器的电力。

Description

用于高效车辆操作的可变速混合电子增压器组件的适配充电状态的调节和控制

相关申请

本申请为于2014年3月12日提交的PCT国际专利申请，并且要求于2013年3月12日提交的美国专利申请序列号No.61/776,834，于2013年3月12日提交的美国专利申请序列号No.61/776,837以及于2013年8月01日提交的美国专利申请序列号No.61/861,111的优先权。这些申请的全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明教导一般包括含有增压器、电机-发电机和行星齿轮布置的增压器组件。

背景技术

为了燃油经济性和成本降低，可期望缩小尺寸的节能发动机。较小的发动机相对较大的发动机提供更小的转矩。增压器有时用于增加可从发动机获得的转矩。在低发动机速度的情况下，当通常由车辆操作者踏下加速踏板而需要更高的转矩时，增压器为发动机进气歧管提供额外的空气，升高气压并因此允许发动机以更低的发动机速度产生更大的转矩。

发明内容

本发明教导一般包括用于调节车辆增压器组件的储能装置的充电状态的方法，包括：监测车辆的行驶特性；利用行驶特性确定参考充电状态；将储能装置的参考充电状态与实际充电状态相比较；以及当参考充电状态与实际充电状态之间的差异指示亏损(deficit)时，选择操作模式以再生储能装置。行驶特性可包括驾驶风格、一种或多种驾驶状态和交通信息。

监测驾驶风格的步骤可包括确定激烈驾驶风格和顺从驾驶风格。方法可进一步包括当驾驶风格是激烈驾驶风格时，提高参考充电状态以使得可从储能装置获得额外能量以向电机供电，从而提供来自增压器组件的增压器的增强的升压。

作为补充或替代，监测驾驶条件的步骤包括确定激烈城市条件、缓和城市条件以及公路条件。方法可进一步包括当驾驶条件包括缓和城市条件或公路条件时选择非性能影响模式。

选择操作模式的步骤可包括在性能影响模式和非性能影响模式之间选择。方法可进一步包括选择非性能影响模式以减小储能装置的再生的影响。

方法可进一步包括利用增压器组件的增压器以再生储能装置。方法可进一步包括允许增压器转动车辆的电机-发电机以再生储能装置。

在另一示例中，以便再生用于为车辆的电机-发电机供电的储能装置的方法包括：监测驾驶风格、一种或多种驾驶条件和/或交通信息，其中驾驶风格包括确定激烈驾驶风格和顺从驾驶风格，并且其中驾驶条件包括指示城市驾驶的城市条件和指示高速巡航的公路条件；利用驾驶风格和驾驶条件确定参考充电状态；将参考充电状态与储能装置的实际充电状态相比较；并且当参考充电状态和实际充电状态之间的差异指示亏损时，选择操作模式以再生储能装置。

在又一示例中，用于调节车辆增压器组件的为车辆增压器供电的储能装置的充电状态的方法，包括：监测驾驶风格，一种或多种驾驶条件和/或交通信息，其中驾驶风格包括确定激烈驾驶风格和顺从驾驶风格，并且其中驾驶条件包括激烈城市条件、缓和城市条件和公路条件；利用驾驶风格和驾驶条件确定参考充电状态；将参考充电状态与储能装置的实际充电状态相比较；当参考充电状态和实际充电状态之间的差异指示亏损时，在一个或多个性能影响模式和一个或多个非性能影响模式之间选择；并且利用增压器组件的增压器转动车辆的电机-发电机以再生储能装置。

方法可进一步包括将储能装置的实际充电状态与指示储能装置的全容量的阈值相比较；并且当充电状态超过阈值时，利用电机-发电机驱动车辆以降低充电状态。

此外，本发明教导一般包括发动机的增压器组件，该增压器组件包括：配置为对发动机提供升压的增压器；耦接到增压器的电机；以及在发动机、电机和发动机之间耦接的行星齿轮布置，该行星齿轮布置被配置为：利用电机增加由发动机传递到增压器的电力，以增加对发动机的升压；并且减小由发动机传递到增压器的电力，以减小增压器的速度，从而减小对发动机的升压。

操作模式可包括经济性能模式和增强性能模式之一。可在增强性能模式下提高升压。电机操作以驱动增压器，从而提高升压。可在经济性能模式下降低升压。行星齿轮布置操作以减小由发动机传递到增压器的电力。

可使用映射将发动机的期望转矩和速度关联到增压器的特征。特征可包括质量气流。

在另一示例中，利用增压器升压发动机的方法包括：接收性能模式的选择；当选择增强性能模式时，将增压器的速度提高到大于由发动机的电力提供的速度；并且当选择经济性能模式时，将增压器的速度降低到小于由发动机的电力提供的速度。

提高增压器的速度的步骤可进一步包括利用电机来提高速度。降低增压器的速度的步骤可进一步包括利用齿轮系统来降低速度。

方法可进一步包括将期望转矩和速度映射到质量气流和压力，以控制到增压器的输入。方法可进一步包括提供反馈以操控到增压器的输入。作为补充或替代，方法可进一步包括确定在所要求的气流和实际气流之间的差异以提供映射。方法可进一步包括控制旁通阀和节气阀以生成所要求的气流。

在再一示例中，利用增压器升压发动机的方法包括：接收在经济性能模式和增强性能模式之间的选择；当选择增强性能模式时，利用电机将增压器的速度提高到大于由发动机的电力提供的速度；并且当选择经济性能模式时，将增压器的速度降低到小于由发动机的电力提供的速度。降低增压器的速度的步骤可进一步包括利用齿轮系统来降低速度。

方法可进一步包括将期望转矩和速度映射到质量气流和压力，以控制到增压器的输入。方法可进一步包括确定在所要求的气流和实际气流之间的差异以提供映射；并且控制旁通阀和节气阀以生成所要求的气流。

当结合附图时根据实施本发明教导的最佳模式的以下详细描述，本发明教导的上述特征和优点以及其它特征和优点是显而易见的。

附图说明

图1是根据本发明教导的一方面，增压器组件和发动机组件的示意的侧视图，其中将增压器组件的壳体组件部分地移除。

图2是图1中的增压器组件在壳体组件内的示意的侧视图。

图3是增压器组件沿图2中的线3-3的示意的截面图。

图4是增压器组件沿图3中的线4-4的示意的截面图。

图5是在图4中所指示区域的增压器的部分的示意图。

图6是壳体组件的齿轮盖部分的示意的端视图。

图7是在齿轮盖部分内的增压器组件的部分沿图6中的线7-7的示意的截面图。

图8是齿轮盖部分的示意的透视图。

图9是壳体组件的出口壳体和出口管的示意的透视图。

图10是壳体组件的出口壳体和出口管的示意的俯视图。

图11是壳体组件的出口壳体和出口管的示意的侧视图。

图12是出口壳体和出口管沿图11中的线12-12的截面图。

图13是电机壳体部分的示意的端视图。

图14是电机壳体部分的示意的透视图。

图15是电机壳体部分的示意的俯视图。

图16是形成制动器腔室的壳体的入口盖部分的示意的端视图。

图17是入口盖部分沿图16中的线17-17的示意的截面图。

图18是入口盖部分的示意的透视图。

图19是安装到图3中的滑轮轴上的甩油环的示意的透视图。

图20是图6中所示的齿轮盖部分的相对端的示意的端视图。

图21是根据本发明教导另一方面的具有含出口壳体和出口管的出口部件的转子壳体部分的示意的截面图。

图22是图21中的具有出口壳体和出口管的出口部件的示意的透视图。

图23是图2中的转子壳体的示意的底视图。

图24是具有图21和22中的出口部件的增压器组件的示意的侧视图。

图25是用于选择再生的适当操作模式的示例方法的流程图。

图26是以节气损失再生模式操作的图1的增压器组件和发动机组件的示意的侧视图。

图27是采用增压器锁定再生模式的制动而操作的图1的增压器组件和发动机组件的示意的侧视图。

图28是采用增压器未锁定再生模式的制动而操作的图1的增压器组件和发动机组件的示意的侧视图。

图29是以泵再生模式操作的图1的增压器组件和发动机组件的示意的侧视图。

图30是以发动机再生模式操作的图1的增压器组件和发动机组件的示意的侧视图。

图31是示出用于确定参考充电状态的示例方法的流程图。

图32是示出车辆速度和充电状态相对时间的图。

图33是示出用于在性能模式之间选择的示例方法的流程图。

图34是示例的升压算法的示意图。

图35是根据图34的算法的示例的升压模型的示意图。

具体实施方式

参考附图，其中相同的参考标记表示贯穿几幅图的相同的部件，图1示出包括增压器组件11的发动机组件10，该增压器组件11具有与设置在发动机13的节气阀体16内的本文中也被称为节气阀14的节气阀串联放置的增压器12。节气阀体16处于进气歧管20内流向发动机13的气流中的集气室18的上游。尽管示出增压器12位于流向发动机13的气流中的节气阀14的上游，但增压器12可替代地位于流向发动机13的气流中的节气阀14的下游。也就是说，节气阀14可以馈入增压器12的入口84，且增压器12的出口可直接流向集气室18。应当意识到的是，增压器12还可以与诸如柴油发动机的不具有节气阀的发动机一起使用。

增压器12可具有一组转子24，该组转子24具有可与第二转子28(第二转子28在图3中可见)啮合的第一转子26。转子26、28中的每个转子具有多个凸齿(lobe)。增压器12可升高集气室18上游的气压，迫使更多空气进入发动机气缸，进而提高发动机电力以经由变速器22向驱动轴21供电。

增压器12可以是每转输出固定气量的诸如罗茨型(Roots-type)增压器的固定排量式增压器。当迫使所增加的空气输出进入集气室18内时，所增加的空气输出然后形成为加压的。罗茨型增压器是容积式装置，并且因此不依赖于转速来形成压力。转子26、28中的每转通过罗茨型增压器所传递的空气容量是恒定的(即不随速度变化)。因为罗茨型增压器作为泵而不是压缩机而运行，所以罗茨型增压器可以在低发动机和转子速度下形成压力(其中增压器由发动机提供电力)。通过增加固定容积的发动机集气室18内的空气质量，由罗茨型增压器12传递的空气压缩发生在增压器12的下游。作为替代，增压器12可以是当空气经过增压器12时压缩空气的诸如离心式增压器的压缩机，但是其中向节气阀体16传递的空气的压缩进而空气容量以及集气室18内的气压依赖于压缩机的速度。

增压器组件11包括具有太阳齿轮构件42、齿圈构件44和8构件46的行星齿轮布置41，该载轮构件46可转动地支持一组可与齿圈构件44和太阳齿轮构件42两者啮合的小齿轮47。太阳齿轮构件42被称为行星齿轮组件41的第三构件，齿圈构件44被称为行星齿轮组件41的第一构件，并且载轮构件46被称为行星齿轮组件41的第二构件。行星齿轮装置41是简单的行星齿轮组。在其它示例中，可以使用复合型行星齿轮组。

如图3所示，第一转子26在第一轴30上转动并且具有多个凸齿，该多个凸齿经由一组相互啮合的正时齿轮34、36与第二转子28的多个凸齿啮合。应当理解的是，当转子26、28转动时，转子26、28以其凸齿彼此相嵌啮合。然而，转子26、28的凸齿彼此并不接触。第二转子28在第二轴32上转动。第二轴32由第一轴30通过一组相互啮合的正时齿轮34、36驱动。具体地，第一齿轮34安装在第一轴30上以便随第一转子26转动。第二齿轮36安装在第二轴32上以便随第二转子28转动。第一齿轮34与第二齿轮36啮合。

如图1所示，发动机13具有曲轴48，当接合电磁离合器55以便连接安装在曲轴48上的滑轮57进而随曲轴48转动时，该曲轴48可在操作上通过带驱动件49与载轮构件46连接。因此，滑轮57和曲轴48通过带63与安装在滑轮轴61上的滑轮59驱动地连接以便随滑轮轴61转动。连接滑轮轴61从而以与载轮构件46相同的速度随载轮构件46转动。

离合器55是通常处于接合状态的常闭型离合器，该状态中离合器包具有花键连接到曲轴48的第一组板31，该第一组板31与花键连接到离合器壳体35的第二组板33接合，该离合器壳体35是为了随滑轮57转动而刚性连接的。弹簧37将作用板38朝两组板31、33偏移，以使离合器55维持在接合状态。对线圈39通电以产生使板38以轴向远离离合器板31，33的磁力，从而克服弹簧37的偏移力，进而使离合器55分离。通过控制系统选择性地对线圈39通电，该控制系统包括可操作地为离合器55提供控制信号的诸如发动机控制器的系统控制器65。控制器65还在操作上连接到电机控制器62，以及连接到电磁制动器、旁通阀70和节气阀14，如本文所讨论的。可使用包括常开型离合器的任意其它类型的离合器来代替离合器55。

电机-发电机/发电机50可以经由齿轮链将转矩传递到齿圈构件44或从齿圈构件44接收转矩，该齿轮链包括与第二齿轮构件54啮合的第一齿轮构件53。电机-发电机50具有可转动的电机轴52，其中第一齿轮构件53安装在该电机轴52上。第一齿轮构件53可以与第二齿轮构件54啮合，该第二齿轮构件54可以是与齿圈构件44啮合的阶跃式齿轮构件。太阳齿轮构件42随经由半柔性耦接构件58连接到第一轴30的轴56转动，使得太阳齿轮构件42以与增压器12的第一转子26相同的速度转动。耦接构件58折曲以吸收在第一轴30和与太阳齿轮构件42连接的轴56之间的扭转和轴向的变化。第一转子26的转动导致经由相互啮合的齿轮34、36的第二转子28的转动。

电机-发电机50具有集成的电机控制器62，该电机控制器62控制电机-发电机50作为电机或者作为发电机运行的操作。当电机-发电机50作为电机运行时，其经由电力线缆66接收来自诸如电池的蓄能装置64的所存储的电能。控制器62可以包括电力逆变器，以便当能量从蓄能装置64流向电机-发电机50时将电能从直流转换为交流，以及当能量从电机-发电机50流向蓄能装置64时将能量从交流转换为直流。系统控制器65可以是发动机控制器，经由CAN总线或类似架构操作地连接到电机控制器62，并且同样被配置为控制本文中所讨论的离合器55的接合、制动器68的接合、节气阀14的位置和旁通阀70的位置。

带驱动件49可被称为前发动机附件驱动件(FEAD)。诸如在本文讨论的发动机起动/停止模式期间，当离合器55被接合时经由带驱动件49的带63通过发动机曲轴48可驱动一个或多个车辆附件78，或者当离合器55未被接合而制动器68被接合以停止太阳齿轮42并且发动机13关闭时通过电机-发电机50驱动一个或多个车辆附件78。诸如发动机冷却剂泵或空调压缩机的车辆附件78，在操作上连接到通过带63驱动而随滑轮76转动的轴79。

太阳齿轮构件42连接成通过轴56、30并经由耦接构件58随第一转子26共同转动。制动器68可以通过系统控制器65控制，以选择性地将第一轴30接地到增压器组件11的静态壳体组件80上。具体地，制动器68是被封装在壳体组件80的入口盖部分82的腔室69(图4中所示)内的电磁制动器，以使得入口盖部分82支持制动器68。制动器68被选择性地致动以将第一轴30接地到入口盖部分82，如参考图4进一步描述的。

空气在转子26、28之间流经增压器组件11，从如图1示意性所示出的入口盖部分82中的空气入口通道85的空气入口84，穿过转子壳体部分90的空气入口开口84A(图21中所示)，到部分地由壳体组件80的转子壳体部分90限定的空气出口通道88的空气出口86(图23中最佳示出的)。转子壳体部分90径向地围绕转子26、28和轴30、32。轴30延伸出转子壳体部分90的轴端以外，进入入口盖部分82。旁通通道94的一部分92由入口盖部分82限定。旁通通道94还被称为旁通路径。旁通阀70支承在旁通通道94内，并且当处于图1所示的关闭位置时基本关闭旁通通道94。旁通阀70的位置是示意性的，并且旨在表示流过通道94的气流被阀70完全阻挡的位置。可通过控制器65控制旁通阀70，以便将该旁通阀70移动到图1中虚线示出的打开位置70A。当旁通阀70处于打开位置70A时，例如当并不期望发动机升压时，空气可以从空气入口部分84经由旁通通道94流到节气阀体16，绕过转子26、28。

图2和4示出安装到转子壳体部分90以围绕和封闭行星齿轮装置41和齿轮构件53、54的齿轮盖部分95。电机-发电机50的电机壳体部分96安装到齿轮盖部分95。齿轮盖部分95和电机壳体部分96两者是静态壳体组件80的部分。壳体组件80包括连接到入口盖部分82以延长入口通道85的入口管97。壳体组件80还包括连接到安装到转子壳体部分90的出口壳体99以延长出口通道88的出口管98。出口管98经由连接到出口管98的附加管延伸部(未示出)在操作上连接到图1中所示的节气阀体16。

发动机气缸内活塞的运动产生通过集气室18抽吸空气的真空。当节气阀14处于图1中所示的相对关闭位置时，由发动机13所产生的真空产生以横跨节气阀14的压降形式的压力差。当节气阀14移动到相对打开位置14A时，横跨节气阀14的压降减轻。然而，通过控制电机-发电机50，压力差可以被传递到转子26、28，在转子26、28上产生可作为蓄能装置64中的电能而捕获的转矩。

也就是说，当节气阀14处于相对打开位置14A时，在流向节气阀14的气流的上游，从空气入口84到空气出口86处，产生横跨增压器12的压力差。如下所述，可结合发动机13选择性地控制节气阀14和旁通阀70，以提供各种操作模式，诸如向发动机气缸提供期望的进气压力，同时允许使用增压器12和电机-发电机50向蓄能装置64提供再生电能。所存储的电能可以用来替代交流发电机向车辆电子系统和装置提供电力和/或用于当控制电机-发电机50作为电机运行时在曲轴48处提供转矩。

具有增压器组件11的发动机组件10启动各种不同的操作模式，可以基于诸如发动机转矩需求的车辆运行条件和蓄能装置64的充电状态通过控制器65来选择和命令这些操作模式。可使用发动机关闭操作模式在轴61处提供转矩，以便当发动机13关闭时向辅助车辆部件78提供电力。如本文所使用的，当在发动机13中没有为燃烧提供燃料和/或点火时，发动机13关闭。在发动机关闭操作模式中，控制器65控制电机-发电机50作为电机运行，接合制动器68并使得离合器55分离。将转矩从电机-发电机50经由行星齿轮组41传递到辅助部件78。

如果车辆操作条件指示应当起动发动机13，则发动机组件10可以在仍然控制电机-发电机50作为电机运行并保持制动器68接合的同时，简单地通过接合离合器55从发动机关闭操作模式转换为发动机起动操作模式。来自电机-发电机50的转矩将因此被施加到曲轴48以起动发动机13。一旦起动发动机13，电机-发电机50可以自由转动(freewheel)，控制器65既不将电能从蓄能装置64引导到电机-发电机50，也不将电能从电机-发电机50引导到蓄能装置64。电机-发电机50的起动/停止能力允许发动机13诸如在交通信号灯处关闭而不是空转，实现了所期望的燃料经济性的提高和二氧化碳排放的减少。因而，在发动机13关闭期间可以实现燃料节省，并且可以通过从存储在电池内的捕获能量所产生的电能来完成重新起动发动机13。

作为替代，一旦发动机13起动，电机-发电机50可以作为电机或者发电机运行。在发动机13运转时，可以使用本文所描述的发动机升压模式、制动再生模式和节气损失再生模式。参见图25-30。当驱动轴21上需要诸如用于车辆加速的额外转矩时，可以通过控制器65建立发动机升压操作模式。为了在发动机13运转时建立升压操作模式，接合离合器55并且分离制动器68。控制电机-发电机50以便作为电机运行，并且旁通阀70处于图1所示的关闭位置。发动机13提供转矩以便通过带驱动系统49和载轮构件46驱动第一轴30。电机-发电机50提供转矩以便通过相互啮合的齿轮53、54到齿圈构件44驱动第一轴30。使用电机-发电机50调节齿圈构件44的速度，并且通过行星齿轮布置41设定轴56和30的期望转速，从而提供所期望的升压，因此第一轴30的速度相对于轴61的速度增加。

因此，在发动机集气室18处所提供的升压的量可以在发动机升压操作模式期间响应于变化的转矩需求而变化。首先，在发动机升压操作模式期间，控制器65可以改变电机-发电机50的速度以控制集气室18内所形成的升压的量。作为替代或补充，诸如通过将旁通阀70从图1所示的关闭位置移动到打开位置70A，控制器65可以控制旁通阀70的位置。因此，来自空气入口84的空气可以从旁通通道94流过，减少了将从转子壳体90流经转子26、28的空气的量，并且因此与当空气流过转子26、28时形成的压力相比减少了集气室18处的气压。与通过改变电机-发电机50的速度来实现更渐进的调节相比，通过打开旁通阀70到全开位置70A的旁通阀70的操作可以允许在集气室18内气压的相对快速的调节。通过将旁通阀70置于全开位置70A与全闭位置之间的中间位置，可以实现更可控的升压调节。对于电机-发电机50的速度和旁通阀70的位置两者的控制，允许响应于发动机转矩需求的专门的发动机升压。因为在集气室18内通过增压器12所提供的升压不依赖于发动机速度，所以在曲轴48处横跨发动机13操作速度的完整范围内可以获得相对恒定的转矩。作为替代，在发动机操作速度的范围内，可以在曲轴48处如所期望地定制转矩。

当发动机13运转且不要求发动机升压时，诸如在车辆以相对稳定的车速巡航期间，控制器65可以减慢增压器12的速度并控制节气阀14，以使得可以在旁通阀70关闭的情况下将节气损失(即与通过移动发动机气缸所产生的真空相关的压降)施加到横跨节气阀14和增压器12两者。可以采用所期望的横跨增压器12的压降，以及流过增压器12且经过至少部分关闭的节气阀14而到达发动机气缸的气流，来平衡节气阀14的位置。在该模式期间还可以控制旁通阀70，以便当需要流到发动机13的气流的快速变化时允许空气绕过增压器12。由横跨增压器12的压降产生的转矩将经由通过行星齿轮布置41所提供的转矩分配被施加到太阳齿轮构件42，进而被施加到发动机曲轴48以及同样被施加到电机-发电机50(当被控制而作为发电机操作时)。这种操作模式可以被称为节气损失再生模式。参见图26。通过控制电机-发电机50作为发电机运行，可以将由横跨增压器12的压降产生的全部或部分转矩转换为存储在蓄能装置64内的电能。从压降引起的转矩所产生的存储电能被称为“重新捕获的节气损失”。

在延长的巡航时期，当不要求发动机升压时，可以保持节气损失再生模式直到蓄能装置64达到预定的最大充电状态。然后，可以应用制动器68，打开旁通阀70到位置70A，并且控制电机-发电机50作为电机运行以便向发动机曲轴48施加转矩，直到蓄能装置64到达预定的最小充电状态。蓄能装置64的该充电和放电循环可以在整个巡航期间持续。

同样可控制增压器组件11从而在以再生制动模式进行车辆制动期间捕获能量。参见图27。当车辆制动减慢驱动轴21时，控制器65被配置为接合制动器68，并且采用沿反方向施加到电机-发电机50的转矩控制电机-发电机50作为发电机运行，该反方向为与当电机-发电机运行为电机时由电机-发电机50提供的转矩方向相反。因此通过行星齿轮布置41向曲轴48施加反向转矩，并且在储能装置64中存储由电机-发电机50产生的电能。参考图25-32，进一步详细地描述再生制动模式和节气阀损失再生模式以及其它车辆操作模式。

在除了发动机升压操作模式之外的其它车辆操作模式(包括再生制动和节气损失再生模式)中，发动机组件10和增压器组件11提供储能装置64的再生。在这些示例中，控制器65被用于基于车辆操作条件选择适当的操作模式。如果再生是适当的，则选择涉及再生的操作模式。

例如，现在参考图25，示出选择再生的适当操作模式的示例性方法300。在这个示例中，方法300由控制器65实施，该控制器65监测操作条件并且选择适当操作模式。

在操作302，控制器65确定当前车辆操作条件。通过控制器65考虑诸如车辆速度、转矩要求和储能装置64的充电状态的因素。控制器65可以进一步考虑交通信息。

接下来，在操作304，控制器确定再生是否是适当的。如果是，则控制转到操作306，并且控制器选择再生的适当操作模式。如果否，则控制相反转回到操作302，以便在之后的时间点重新评估车辆操作条件。

例如，如果控制器65确定车辆正在快速地加速且升压是必须的，则再生是不适当的。所以，控制器65将在这种情形下将控制转回到操作302。相反地，如果车辆诸如在公路上以恒定速率行驶，则控制器65将控制转到操作306以选择再生的适当模式。

存在产生再生的各种再生操作模式。这些再生操作模式中的一些再生操作模式是“非性能影响”，其中再生操作模式涉及对否则将被损失或者否则不明显地影响车辆性能的能量的重新捕获。参见图26-28。一些其它再生操作模式是“性能影响”，其中再生操作模式涉及否则将被用于诸如推进汽车的另一目的能量的捕获。参见图29-30。在下文中描述每种再生操作模式。

参照图26，示出被称为节气损失再生模式310的“非性能影响”操作模式。在这个示例中，节气阀14完全打开，并且增压器12两端的压降为再生提供转矩。

当发动机13运转且不要求发动机升压时，诸如在车辆以相对稳定的车速巡航期间，控制器65可以在旁通阀70关闭的情况下减慢增压器12的速度，并控制节气阀14以使得可以将节气损失(即与通过移动发动机气缸而产生的真空相关的压降)施加到横跨节气阀14和增压器12两者。可以采用所期望的横跨增压器12的压降，以及流过增压器12且经过至少部分关闭的节气阀14到达发动机气缸的气流，来平衡节气阀14的位置。在该模式期间，还可以控制旁通阀70以允许当要求流到发动机13的气流的快速变化时空气绕过增压器12。由横跨增压器12的压降产生的转矩将经由通过行星齿轮布置41提供的转矩分配被施加到太阳齿轮构件42，进而被施加到发动机曲轴48以及到电机-发电机50(当被控制作为发电机操作时)。通过控制电机-发电机50作为发电机运行，可以将由横跨增压器12的压降所产生的全部或部分转矩转换为存储在蓄能装置64内的电能。从压降引起的转矩所产生的存储电能被称为“重新捕获的节气损失”。

在延长的巡航时期，当不要求发动机升压时，可以保持节气损失再生模式310直到蓄能装置64达到预定的最大充电状态。然后，可以应用制动器68，打开旁通阀70到位置70A，并且控制电机-发电机50作为电机运行以便向发动机曲轴48施加转矩，直到蓄能装置64到达预定的最小充电状态。蓄能装置64的该充电和放电循环可以在整个巡航期间持续。

参考图27，示出被称为采用增压器锁定再生模式320进行制动的另一“非性能影响”操作模式。在这个示例中，增压器12被锁定，并且提供来自电机-发电机50的负转矩以支持车辆的制动，这继而为再生提供转矩。

同样可以控制增压器组件11以便在以采用增压器锁定再生模式320进行制动的车辆制动期间捕获能量。当车辆制动减慢驱动轴21时，控制器65被配置为接合制动器68，并且采用沿反方向施加到电机-发电机50的转矩控制电机-发电机50作为发电机运行，该反方向与当电机-发电机运行为电机时由电机-发电机50提供的转矩方向相反。因此通过行星齿轮布置41向曲轴48施加反向转矩，并且在储能装置64中存储由电机-发电机50产生的电能。以这种方式，重新捕获来自车辆制动的能量。

参考图28，示出被称为采用增压器未锁定再生模式330制动的又一“非性能影响”操作模式。除增压器12保持未锁定之外，该操作模式类似于上述采用增压器锁定再生模式320的制动。在制动期间由控制器65控制节气阀14和旁通阀70，使得增压器12下游的压力增加并且引起增压器12制动。电机-发电机50然后施加负转矩以减慢车辆，同时再生能量以对储能装置64充电。

参考图29，示出被称为泵再生模式340的“性能影响”操作模式。这类似于上述节气损失再生模式310，除电机-发电机50施加以增添对进入发动机13的空气入口的阻力的负转矩之外。这导致发动机13消耗额外燃料(“性能影响”)来以较高速度操作，其中向电机-发电机50施加由增压器12产生的转矩从而对储能装置64充电。

最后，参考图30，示出被称为发动机再生模式350的另一“性能影响”操作模式。在这个示例中，通过制动器68停止增压器12，并且来自发动机13的转矩被直接施加到电机-发电机50以再生储能装置64。燃料通过发动机13消耗(“性能影响”)，从而向电机-发电机50提供转矩以对储能装置64充电。

在其它示例中，可以进一步修改操作模式。例如，在替代示例中，当充电状态超过某个阈值时(例如当储能装置64处于或接近容量时)，增压器被接地，并且电机-发电机50向曲轴施加转矩以协助车辆的移动。这降低储能装置64的充电状态，以允许下一制动或节气再生事件(参见以上提供的示例)，从而存储否则可能在储能装置64太满时被损失的能量。这可以是有利的，使得如果储能装置64太满也不丧失再生机会。其它配置也是可能的。

现在参考图31-32，基于优化储能装置64的充电的期望可以实现操作模式之间的选择，同时在非性能影响和性能影响操作模式之间选择以提供再生，如上所述。

储能装置64的充电状态一般等价于用于储能装置64的燃料量计，通常以从0％到100％的百分比的形式表达。通过确定储能装置64的参考充电状态和实际充电状态之间的差异，可以识别充电中的亏损。如果亏损确实存在，则可以选择操作模式中的一个或多个操作模式以再生储能装置64。

为了确定该优化，识别所期望的参考充电状态。可以检查各个方面以确定参考充电状态，诸如像驾驶风格(例如激烈与顺从)、驾驶条件(例如城市、公路等)和交通信息的行驶特性，如下文进一步描述的。

现在参考图31，示出用于确定参考充电状态的示例性方法400。

初始，在操作402，监测包括驾驶员的驾驶风格、驾驶条件和/或交通信息的各方面。

对于驾驶风格，可确定关于驾驶员是激烈或是顺从地驾驶。例如，如果驾驶员是激烈的，可能需要额外充电以提供增强的升压。有关驾驶风格的历史信息可以在当前驾驶时段期间存储一段时间(例如，过去的“x”秒，其中x是30秒、1分钟、5分钟等)。在其它示例中，可以在多个驾驶时段期间获知驾驶风格。

此外，确定当前驾驶条件，诸如是否存在明显起动和停止(例如城市驾驶的指示)或以公路速度巡航。可以检查诸如节气阀、转矩、速度、位置(例如GPS)等等这些条件。例如，如果当前驾驶条件指示公路驾驶，则可能需要较少的充电，因为较小的升压对于维持当前速度是必须的。在另一示例中，驾驶条件可指示停和走(stop-and-go)驾驶，这可使得某些类型的非性能影响再生模式(例如采用增压器锁定再生模式320进行制动)切实可行。

进一步，交通信息涉及未来驾驶条件。确定交通信息，诸如是否预期车辆在特定位置或在某些线路之间减速或停止(例如，当车辆通过交通信号时交通信号是否转为红色)，或者是否预期车辆在车辆前方的上坡或下坡上运行。车辆配有能够与诸如道路和公路网络的交通设施通信的传感器，诸如包括硬结构(桥和隧道)、标牌和标记以及电气系统(路灯和交通灯)的公路和公路网络。可以实时并且经由各种传感器系统来实施该通信，诸如3D地图、GPS、雷达和/或现场交通信息。交通信息可包括交通灯时间、拥堵程度和地理特征。

如在此描述的，储能装置64的充电的优化同样可以与设计为消除驾驶员的不必要加速且增加燃料效率的系统结合。例如，安装在车辆中的传感器与交通设施通信，基于通信确定各种交通条件(诸如斜坡、交通密度以及当前和即将到来的公路限速)，并且向算法通知该结果。另一方面，算法读取当前驾驶条件(在该示例中，驾驶员节气请求)，并且针对所确定的交通条件，将该节气请求与最高燃料效率的节气等级相比较。在驾驶员的节气请求被确定为过度的情况下，系统将向发动机发送转矩限制命令，从而消除加速毛刺并且保持车辆速度更恒定。因此，可以在操作402监测该系统的操作，以实现储能装置64的充电的优化。

然后，在操作404，确定关于目前是否需要通过增压器12升压发动机13。如果是，控制转到操作406，并且提供升压。在下文中参考图33-35，描述用于确定升压的算法的一个示例。在升压期间通常不提供储能装置64的再生。

作为替代，如果确定不需要发动机13的升压，则控制相反转到操作408。在操作408，基于历史数据和/或与在操作402所识别的交通设施或数据中心的实时通信来评价驾驶风格、驾驶条件和/或交通信息。然后，在操作410，基于驾驶风格、驾驶条件和/或交通信息来选择参考充电状态。

例如，现在参考图32，示出两幅图表420、430。在图表420中，示出速度对比时间的驾驶条件。激烈城市驾驶具有很多起动和停止的特征，同时缓和城市驾驶示出在速度上更均匀地提高和降低。公路驾驶示出相对时间的大致平滑的速率。虽然在图表420中示出速度，但是如上文所示，也可以检查许多其它驾驶条件。

图表430以实线示出参考充电状态。这是基于驾驶风格、驾驶条件和/或交通信息而计算的。例如，采用激烈城市驾驶，因为可能需要利用储能装置64升压以便为电机-发电机50供电，从而驱动增压器12向发动机13提供增强的升压等级，所以参考充电状态维持在相对高等级。参考充电状态在缓和驾驶期间下降到中间等级，其中升压可能是必须的，但在一段短时间内并不需要显著的量。采用公路驾驶，因为速度相对恒定并且可能不需要升压，所以参考充电状态处于低等级。如果预期在车辆前方存在交通拥堵，则参考充电状态维持在相对高等级。如果预期在车辆经过时交通信号保持绿色，因为速度是相对恒定的且可能无需升压，所以参考充电状态维持在低等级。

再次参考图31，在识别参考充电状态之后，控制转到操作412，并且确定关于是否需要再生。该确定一般基于参考充电状态和实际充电状态(即储能装置64的当前充电状态)之间的差异。

例如，如果参考充电状态高于实际充电状态，则识别到亏损。一旦亏损达到所给定的阈值(例如2％、5％、10％等)，控制就从操作412转到操作414，并且选择用于再生的操作模式。可选择非性能影响操作模式和/或性能影响模式中的一个或多个。

总之，基于驾驶风格、驾驶条件和/或交通信息进行在用于再生的操作模式之间的选择。例如，提供针对非性能影响操作模式的偏好，特别是针对指示缓和性能要求的驾驶风格、驾驶条件和/或交通信息。对于激烈驾驶风格、驾驶条件和/或交通信息，可使用性能影响操作模式。经过一段时间，可随着驾驶风格、驾驶条件和/或交通信息改变，而修改再生的类型。此外，如果适当，可延迟再生以等待非性能影响操作模式变得可用。

一旦储能装置64的再生引起实际充电状态超过参考充电状态(通常由诸如2％、5％、10％等的给定阈值)，则停止储能装置64的再生，并且将控制返回到操作402。

再次参考图1，将甩油环100安装到滑轮轴61上以便随着滑轮轴61转动。图19是与滑轮轴61断开的甩油环100的透视图。甩油环100是具有第一端102的环形构件，该第一端102具有被配置为装配到滑轮轴61的外表面的第一内径104。第二端106具有更大的直径，从而使甩油环100从滑轮轴61朝第二端106呈扇形散开。如图3最佳所示，将甩油环100定位在滑轮轴61上，使得第二端106面向行星齿轮布置41。图19示出了甩油环100在绕甩油环100的周边形成有大致在端部102、106之间的中部处的一系列勺形(scooped)部分108。每个勺形部分108具有开口110，其中每个开口110面向同一旋转方向。每个勺形部分108在较大端106和较小端102之间沿轴向逐渐变细。当滑轮轴61以顺时针转动时，甩油环100也以顺时针转动并且在齿轮盖部分95内的油雾将进入穿过开口110并被勺形部分108捕获。油雾将接触勺形部分108的内表面112。甩油环100的转动将使得油雾沿着甩油环100的内表面114朝向端部106行进，并且从甩油环100沿箭头A的方向被推进。油将向行星齿轮组41大致撒开以便润滑行星齿轮组41。

图2示出了增压器组件11，其中壳体组件80的各个部分彼此连接。入口管97具有与如图18所示的入口盖部分82的开口113对齐的开口，这样可使用紧固件115在空气入口84上将入口管97连接到入口盖部分82。如本文使用的，紧固件可以是用于连接两个相邻部件的任意适当的部件，诸如螺栓、螺钉或其它适当的紧固件。

图3示出了具有齿端部分118的第一轴30的延伸部分116。具有凸缘122的转动件120被花键连接到齿端部分118并通过轴承124以相对于入口盖部分82可转动的方式被支承在入口盖部分82处。延伸部分116、齿端部分118、转动构件120和凸缘122位于腔室69内。电磁制动器68由控制器65通过线缆(未示出)可选择性地致动，该线缆延伸穿过图18所示的线接入开口126以提供用于致动制动器68内的线圈128的电能，从而通过电磁引力保持凸缘122相对于入口盖部分82静止。线圈128在图3中示出而未在图18中示出。制动器盖130采用延伸穿过入口盖部分82中的开口134的紧固件132连接到入口盖部分82。如参考图1所讨论的，入口盖部分82还限定了旁通通道94的一部分92。该部分92与入口84流体连通并且延伸穿过入口盖部分82。在图18中示出部分92在制动器腔室69上方并且从入口盖部分82的底部向外延伸。出于说明的目的，在图1中仅将部分92示为在制动器68上方。可使用入口盖部分82中的部分92的任何合适取向。将旁通通道94连接到入口盖部分82以便与部分92连通，或者作为替代旁通通道94可经由管接头(plumbingtee)等连接到入口盖82和入口管97的上游。

图2示出用于将入口盖部分82连接到转子壳体部分90的紧固件135。虽然仅示出一个紧固件135，但可围绕在转子壳体90和入口盖部分82的界面的各个位置放置多个附加的紧固件135。图3示出了当入口盖部分82连接到转子壳体部分90时，第一轴30从转子壳体部分90延伸到入口盖部分82内。

图5是增压器组件11的一部分的更靠近的图，其示出了行星齿轮布置41以及其与第一轴30的操作连接。具体地，将耦接构件58定位在电机壳体部分96的开口140内。耦接构件58包括装配到第一轴30上并采用圆周定位针146钉在轴56的凸缘144上的第一构件142。耦接构件58吸收由从轴30上的增压器组件11发出的压力脉动或来自轴61的发动机脉动所引起的扭转振动。密封件148将第一轴30密封到转子壳体90，以防止空气从转子壳体90内泄漏。

图6-8示出了齿轮盖部分95，其包括与如图13所示的电机盖部分96上的紧固件开口152的模式相匹配的紧固件开口150的模式。使用紧固件157(图4中示出两个)将齿轮盖部分95经由对齐的开口150、152连接到电机壳体部分96。紧固件开口150中的一些紧固件开口在图6中被齿轮盖部分95的安装凸缘154遮盖住。安装凸缘154具有紧固件开口156，通过该开口156放置紧固件以便将齿轮盖部分95以及进而将整个增压器组件11安装到图1中的发动机13上。

示出具有六角螺钉158的滑轮59，该六角螺钉158延伸穿过滑轮59中的开口以将滑轮59安装到滑轮轴61上(图4中示出)。滑轮轴61延伸穿过齿轮盖部分95中的开口。在六角螺钉158和滑轮轴61之间放置垫圈161。图4中所示的轴承160A、160B允许滑轮轴61和滑轮59相对于齿轮盖部分95转动。穿过齿轮盖部分95的至少一个通道162引导润滑液穿过齿轮盖部分95到轴承160A、160B。在轴61所延伸穿过的齿轮盖部分95中的开口处，在齿轮盖部分95和滑轮59之间放置密封件164。如图7最佳所示，在滑轮59和轴承160A之间放置波形盘簧166A，以阻止轴承160A的内轴承座圈相对于轴61旋转并且控制堆叠公差。在轴承160B和齿轮盖部分95的边缘之间放置另一波形盘簧166B，以防止轴承160B的外座圈在齿轮盖壳体95内旋转。还在齿轮盖部分95和电机齿轮53轴以及惰轮54轴端之间使用盘簧166C、166D，其依靠在容纳于齿轮盖部分95的凹部169内的滚针轴承168A和168B上。这些盘簧具有磨损表面并控制公差堆叠。滚针轴承168A允许齿轮53相对于电机壳体部分96转动并穿过该电机客体部分96延伸。将齿轮53花键连接到电机轴52(图4所示)。滚针轴承168B和188允许齿轮54相对于齿轮壳体部分95和电机壳体部分96转动。

图20示出齿轮盖部分95具有肋状物167A、167B、167C，它们策略性地收集并引导在齿轮盖部分95内的油。肋状物167A和167B在容纳滚针轴承168A、168B的凹部169上方大致形成V形。在齿轮盖部分95内的油滴将在肋状物167A、167B上收集并排出到凹部169从而润滑轴承168A、168B。肋状物167C形成V形，其策略性地将齿轮盖部分95内的油引导到通道162。油经由通道162排出到在轴承160A、160B之间的开口151内的空间从而润滑轴承160A、160B。

图9-12示出出口壳体99，其具有从出口壳体99延伸的出口管98。在该示例中，出口管98和出口壳体99焊接在一起。在图21-22的示例中，出口壳体99A和出口管98A是一体的、单件式的出口部件101。图9中的出口壳体99具有与在围绕空气出口86的转子壳体部分90处的紧固件开口177的模式(参见图23)相匹配的紧固件开口170的模式。图2中示出了将出口壳体99连接到转子壳体90的一个紧固件172。图9示出可用于将出口壳体99安装到发动机13上的具有开口174的凸缘173。出口壳体99的开口103与转子壳体部分90的空气出口86流体连通。出口管98的出口176进入图1中的节气体16内。

图13-15示出了具有含开口182的安装凸缘180的电机壳体96，电机壳体96可以通过该含开口182的安装凸缘180被安装到图1中的发动机13上。安装凸缘180以与齿轮盖部分95的凸缘154相同方向延伸。如图4所示，在电机壳体96的开口186中放置密封件185，电机轴52在该开口处花键连接到第一齿轮构件53。在电机壳体部分96的另一开口190中放置滚针轴承188，在该开口处支承第二齿轮构件54以便转动。采用延伸穿过阶梯状开口192的紧固件，可将电机壳体90紧固到开口140周围的电机壳体部分96。图14示出电机壳体部分96具有在凸缘周围的开口193，其中图4中的电机控制器壳体194在该凸缘处通过延伸穿过开口193的紧固件被安装。电机盖部分96包括用于冷却电机-发电机50的整体式冷却片196。

图16-18示出入口盖部分82，其具有延伸到腔室69内的延伸件116的齿端部分118。图17示出支承端部116的轴承198以便相对入口盖部分82转动。卡环200将该轴承保持在入口盖部分82的孔内。波形盘簧202吸收在轴承198和入口盖部分82之间的轴向推力，以防止轴承198的外座圈在孔内旋转。阶梯状开口204延伸穿过入口盖部分82，以允许采用紧固件(未示出)将入口盖部分82安装到转子壳体部分90上。

图21和22示出一体的、单件式的出口部件101，其包括出口壳体99A和出口管98A。出口部件101可以用于代替出口壳体99和出口管98，如图24中的增压器组件11A所示，其余部分等同于增压器组件11。延伸管105可以焊接到出口管98A以连接到节气阀体16。出口壳体99A具有大致形状如五边形的开口103A。开口103A具有锥形的V形端，相对侧为较宽的一端。图23示出转子壳体部分90的空气出口86也是大致形状如五边形并且一般与开口103A形状相同。出口管98A从出口壳体99A以45度角延伸。出口管从出口壳体99A延伸处的开口103A的大致五边形形状和角度提供有利的气流特性。图24示出与图2中增压器组件11相似的增压器组件11A，除了包括以代替出口壳体99和出口管98的出口部件101的壳体组件80A。

如图1和2中清楚示出的，配置壳体组件80以使得电机-发电机50和转子壳体部分90位于齿轮盖部分95的与滑轮59相对的一侧。此外，空气入口通道85和入口管97邻近电机-发电机50，并且空气出口通道88和出口管98在转子壳体部分90的与电机-发电机50相对的一侧。壳体组件80A以相似的方式布置。应当理解的是，可在流到发动机13的气流中将节气阀体16和节气阀14定位于入口管97的上游，在这种情况中，增压器12将推动空气经过节气阀14并且将可操作地允许本文所讨论的相同的操作模式。

现在参照图33-35，在一些示例中，可控制增压器12以使得依据车辆的操作条件和/或来自驾驶员的输入来修改发动机组件10/增压器组件11的性能。特别地，可以依据由驾驶员期望的操纵特征修改(例如由行星齿轮布置41和/或电机-发电机50)由增压器12提供的升压的量。

在图33中示出的示例性方法500允许用户在性能模式之间选择。在这个示例中，提供包括经济性能模式和增强性能模式的两种性能模式。

一般而言，在经济性能模式下，优化燃料经济性。在这种模式下，可影响车辆的性能以增强燃料经济性。在增强性能模式下(有时称为“运动”模式)，优化车辆的性能。在这种模式下，可影响燃料经济以增强性能。

虽然以说明性示例示出两种性能模式，但是可以提供更多的性能模式。例如，在替代性示例中，提供在优化燃料经济和性能方面落在经济和增强性能模式之间的“标准”性能模式。其它配置是可能的。

依据由用户选择的性能模式以及如燃料辛烷、车辆负载、周围温度和大气压力的车辆变量，控制增压器12以调整升压量。此外，可以修改诸如变速器转换点、可变气门正时、凸轮相位条件、转矩需求以及发动机速度的各种操作参数，以优化燃料经济性和/或根据所选择的性能模式的性能。在一些示例中，依据燃料的辛烷值，修改该操作参数以便优化。

在图33中示出的方法500在操作502处开始，在操作502为驾驶员展现性能选项。例如，可在允许驾驶员选择性能模式之一的车辆的操纵台或仪表板上放置一个或多个按钮。在没有选择的情况下(例如当车辆首次起动时)，车辆可以默认为特定性能模式(例如经济性能模式)和/或自动选择在车辆停泊之前所使用的最后的性能模式。

接下来，在操作504，系统控制器65确定驾驶员已经选择了哪个性能模式。如果选择经济性能模式，则控制转到操作506，并且系统控制器65以增强车辆燃料经济性的方式控制增压器12。作为替代，如果选择增强性能模式，则控制转到操作508，并且系统控制器65以增强车辆性能的方式控制增压器12。

现在参考图34，提供用于利用增压器12升压发动机13的示例性算法510。例如可以由系统控制器65实施算法510。

在这个示例中，算法510包括前馈和反馈环路两者，该前馈和反馈环路允许基于所选择的性能模式修改由增压器12为发动机13提供的升压。

这是因为可以控制向增压器12提供的电力(如上所述)而实现的。例如，如果需要超过由发动机13驱动增压器12的电力所提供的额外升压，则电机-发电机50被用于例如当选择增强性能模式时向增压器12进一步提供电力以提供增强的升压。相反地，如果由发动机13提供的电力超过升压所需的电力，行星齿轮布置41可以被用于减小从发动机13传递到增压器12的电力。

在这个示例中，将特定操作参数馈入算法。可以在算法510中使用各种操作参数。馈入算法的操作参数的示例包括变速器转换点、可变气门正时、凸轮相位条件以及燃料的辛烷值。该示例中的操作参数为转矩需求和发动机速度。将这些操作参数馈入到车辆映射512中。车辆映射512将操作参数映射到可被用于控制增压器的信息中，如下所述。车辆映射512中的值通常通过特定车辆品牌和型号的测试诸如在测力计上而生成。

通过这个测试，采用转矩需求和发动机速度的操作参数并且确定针对每个给定转矩和速度的对应质量气流和压力，来生成映射。来自车辆映射512的质量气流和压力然后馈入到增压器映射514中。针对增压器的每种类型的增压器映射514确定增压器12为达到所期望的发动机13的升压而必须旋转的速度。

增压器12然后以期望速度转动从而实现升压。如果该速度与由发动机13提供的速度不同，可修改增压器12的速度来提高或降低由发动机13驱动增压器12的速度，如上所述。

在这个示例中，同样提供反馈环路以补偿增压器组件11的变化而实现期望燃料经济性和性能，例如增压器组件11的空气路径动态的变化。

为了完成这个，基于模型的控制器516根据以下等式1最小化时间常数(τ)和增强该增压器所需的电力(W_in)。

min(J＝k₁×τ+k₂×W_in)(等式1)

在等式1中，诸如当选择增强性能模式时，测量增压器12的响应时间的时间常数τ被最小化以增强性能。进一步，诸如当选择经济性能模式时，可将升压所需的电力W_in最小化以增强燃料经济性。

常数k₁和k₂是用于在性能模式之间进行选择的权重。例如，当用户选择增强性能模式时，增加常数k₁以增强响应时间，由此提高性能。相反地，当选择经济性能模式时，增加常数k₂以增强燃料经济性。

基于模型的控制器的输出被反馈进入到增压器12的输入以修改性能。以这种方式，增压器12的实际性能被用于增强特别选择的性能模式。

现在参考图35，示出发动机组件10和增压器组件11的一部分的模型520。在这个示例中，节气阀14、旁通阀70和发动机13的控制被操控以确定空气通过模型520的期望质量流率。

特别地，将沿从进气口到发动机13的路径的容积522、526、530的气流特征模型化，以使得等式1可以被最小化。为了这样做，将针对每个转矩和速度的请求质量气流和实际质量气流进行比较，并且保持两个气流之间的差异在如以下等式2所示的给定公差k₃内。

{\overset{\cdot}{m}}_{R}^{a i r} - {\overset{\cdot}{m}}_{A}^{a i r} < k_{3}

(等式2)

在一个示例中，针对每个转矩和速度将k₃设定为0.5g/s，但也可以使用其它值。

利用等式2，针对每个期望转矩和速度计算用于车辆映射512的操作参数。如上所示，车辆映射512然后被用作前馈输入以确定质量气流和压力特征，从而以期望性能模式来最小化等式1。

附图和说明书中使用的附图标记连同对应的部件如下：

10发动机组件

11增压器组件

11A增压器组件

12增压器

13发动机

14节气阀

14A节气阀的全开位置

16节气阀体

18集气室

20进气歧管

21驱动轴

22变速器

24转子组

26第一转子

28第二转子

30第一轴

31第一组板

32第二轴

33第二组板

34第一齿轮

35离合器壳体

36第二齿轮

37弹簧

38作用板

39线圈

41行星齿轮布置

42太阳齿轮构件

44环形齿轮构件

46载轮构件

47小齿轮

48曲轴

49带驱动件

50电机-发电机

52电机轴

53第一齿轮构件

54第二齿轮构件

55离合器

56轴

57滑轮

58半柔性耦接构件

59滑轮

61滑轮轴

62电机控制器

63带

64储能装置

65系统控制器

66电力线缆

68制动器

69腔室

70旁通阀

70A旁通阀的全开位置

76滑轮

79轴

78车辆附件

80静态壳体组件

80A静态壳体组件

82入口盖部分

84入口盖部分的空气入口

84A转子壳体部分的空气入口开口

85空气入口通道

86空气出口

88空气出口通道

90转子壳体部分

92旁通通道的部分

94旁通通道

95齿轮盖部分

96电机壳体部分

97入口管

98出口管

98A出口管

99出口壳体

99A出口壳体

100甩油环

101出口部件

102甩油环的第一端

103出口壳体99的开口

103A出口壳体99A的开口

104第一内径

105延伸管

106甩油环的第二端

108勺形部分

110开口

112勺形部分的内表面

113入口盖部分的开口

114甩油环的内表面

115紧固件

116第一轴的延伸部分

118齿端部分

120转动构件

122凸缘

124轴承

126线接入开口

128线圈

130制动器盖

132紧固件

134开口

135紧固件

140电机壳体部分的开口

142耦接的第一构件

144轴56的凸缘

146销

148在第一轴上的密封

150在齿轮盖部分上的紧固件开口

151开口

152在电机盖部分中的紧固件开口

154安装凸缘

156紧固件开口

157紧固件

158六角螺钉

160A轴承

160B轴承

161垫圈

162通道

164密封件

166A波形盘簧

166B波形盘簧

166C盘簧

166D盘簧

167A肋状物

167B肋状物

167C肋状物

168A针状轴承

168B针状轴承

169凹部

170紧固件开口

172紧固件

173凸缘

174开口

176出口管的出口

177紧固件开口

180安装凸缘

182开口

185密封件

186开口

188针状轴承

190开口

192阶梯状开口

193开口

194电机控制器壳体

196冷却片

198轴承

200卡环

202波形盘簧

204阶梯状开口

300用于再生的方法

302方法的操作

304方法的操作

306方法的操作

310节气损失再生模式

320增压器锁定再生模式

330增压器未锁定再生模式

340泵再生模式

350发动机再生模式

400用于确定参考充电状态的方法

402方法的操作

404方法的操作

406方法的操作

408方法的操作

410方法的操作

412方法的操作

414方法的操作

420速度相比时间的图

430充电状态相比时间的图

500用于选择性能模式的方法

502方法的操作

504方法的操作

506方法的操作

508方法的操作

510用于升压的算法

512车辆映射

514增压器映射

516基于模型的控制器

520发动机组件和增压器组件的部分的模型

522容积

526容积

530容积

A油的方向

上述各种示例仅借助于示意说明而提供，并且不应被解释为限制本公开的范围。本领域的这些技术人员将容易地认识到可不遵循本文中示出以及描述的示例性示例和应用而做出各种修改和改变，且不偏离本公开的真实精神和范围。

Claims

1.一种方法，用于调节车辆的增压器组件的储能装置的充电状态，所述方法包括：

监测所述车辆的行驶特性；

利用所述行驶特性来确定参考充电状态；

将所述参考充电状态与所述储能装置的实际充电状态相比较；以及

当在所述参考充电状态和所述实际充电状态之间的差异指示亏损时，选择用于再生所述储能装置的操作模式。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述行驶特性包括驾驶风格、一种或多种驾驶条件以及交通信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述驾驶风格的监测包括确定激烈驾驶风格和顺从驾驶风格。

4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括当所述驾驶风格是所述激烈驾驶风格时提高所述参考充电状态，使得可从所述储能装置获得额外能量以向电机供电，从而提供来自所述增压器组件的增压器的增强的升压。

5.根据权利要求2所述的方法，其中所述驾驶条件的监测包括确定激烈城市条件、缓和城市条件和公路条件。

6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括当所述驾驶条件包括所述缓和城市条件或所述公路条件时选择非性能影响模式。

7.根据权利要求1所述的方法，其中选择操作模式包括在性能影响模式和非性能影响模式之间选择。

8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括选择非性能影响模式以减小所述储能装置的再生的影响。

9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括利用所述增压器组件的增压器来再生所述储能装置。

10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括允许所述增压器转动所述车辆的电机-发电机来再生储能装置。

11.一种方法，以便再生用于为车辆的电机-发电机供电的储能装置，所述方法包括：

监测驾驶风格、一种或多种驾驶条件和/或交通信息，其中所述驾驶风格包括确定激烈驾驶风格和顺从驾驶风格，并且其中所述驾驶条件包括指示城市驾驶的城市条件和指示高速巡航的公路条件；

利用所述驾驶风格和所述驾驶条件来确定参考充电状态；

12.根据权利要求11所述的方法，进一步包括当所述驾驶风格是激烈驾驶风格时提高所述参考充电状态，使得可从所述储能装置获得额外能量以为电机供电，从而提供来自增压器组件的增压器的增强的升压。

13.根据权利要求11所述的方法，进一步包括当所述驾驶条件包括所述公路条件时选择非性能影响模式。

14.根据权利要求11所述的方法，其中选择所述操作模式包括在性能影响模式和非性能影响模式之间选择。

15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括选择非性能影响模式以减小所述储能装置的再生的影响。

16.根据权利要求11所述的方法，进一步包括利用增压器来再生所述储能装置。

17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括允许所述增压器转动所述车辆的电机-发电机以再生所述储能装置。

18.一种方法，用于调节车辆的增压器组件的储能装置的充电状态，所述储能装置为所述车辆的增压器供电，所述方法包括：

监测驾驶风格、一种或多种驾驶条件和/或交通信息，其中所述驾驶风格包括确定激烈驾驶风格和顺从驾驶风格，并且其中所述驾驶条件包括激烈城市条件、缓和城市条件和公路条件；

利用所述驾驶风格和所述驾驶条件来确定参考充电状态；

将所述参考充电状态与所述储能装置的实际充电状态相比较；

当在所述参考充电状态和所述实际充电状态之间的差异指示亏损时，在一个或多个性能影响模式和一个或多个非性能影响模式之间选择；以及

利用所述增压器组件的所述增压器转动所述车辆的电机-发电机以再生所述储能装置。

19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括：

当所述驾驶风格是所述激烈驾驶风格时提高所述参考充电状态，使得可从所述储能装置得额外能量以便为电机供电，从而提供来自所述增压器组件的所述增压器的增强的升压；以及

当所述驾驶条件包括所述缓和城市条件或所述公路条件时选择所述非性能影响模式。

20.根据权利要求18所述的方法，进一步包括：

将所述储能装置的所述实际充电状态与指示所述储能装置的满容量的阈值相比较；以及

当所述充电状态超过所述阈值时，利用所述电机-发电机来驱动所述车辆以降低所述充电状态。

21.一种用于发动机的增压器组件，所述增压器组件包括：

增压器，被配置为向所述发动机提供升压；

电机，被耦接到所述增压器；以及

行星齿轮布置，被耦接在所述发动机和所述电机之间，所述行星齿轮布置被配置为：

利用所述电机增加由所述发动机传递到所述增压器的电力，以增加对所述发动机的升压；以及

减小由所述发动机传递到所述增压器的电力，以减小所述增压器的速度，从而减小对所述发动机的升压，

其中基于由驾驶员选择的性能模式，控制由所述增压器向所述发动机提供的升压。

22.根据权利要求21所述的增压器组件，其中所述性能模式包括经济性能模式和增强性能模式中的一者。

23.根据权利要求22所述的增压器组件，其中以所述增强性能模式提高所述升压。

24.根据权利要求23所述的增压器组件，其中所述电机驱动所述增压器以提高升压。

25.根据权利要求22所述的增压器组件，其中以所述经济性能模式降低所述升压。

26.根据权利要求25所述的增压器组件，其中所述行星齿轮布置减小由所述发动机传递到所述增压器的电力。

27.根据权利要求22所述的增压器组件，其中使用映射以将所述发动机的期望转矩和速度关联到所述增压器的特性。

28.根据权利要求27所述的增压器组件，其中所述特性包括质量气流。

29.一种方法，用于利用增压器对发动机升压，所述方法包括：

接收性能模式的选择；

当选择增强性能模式时，将所述增压器的速度提高到大于由所述发动机的所述电力提供的速度；以及

当选择经济性能模式时，将所述增压器的所述速度降低到小于由所述发动机的所述电力提供的速度。

30.根据权利要求29所述的方法，其中所述增压器的所述速度的提高进一步包括利用电机来提高所述速度。

31.根据权利要求29所述的方法，其中所述增压器的所述速度的降低进一步包括利用齿轮系统来降低所述速度。

32.根据权利要求29所述的方法，进一步包括将期望转矩和速度映射到质量气流和压力，以控制到所述增压器的输入。

33.根据权利要求32所述的方法，进一步包括提供反馈以操控到所述增压器的所述输入。

34.根据权利要求32所述的方法，进一步包括确定在所要求的气流和实际气流之间的差异，以提供所述映射。

35.根据权利要求34所述的方法，进一步包括控制旁通阀和节气阀，以生成所要求的气流。

36.一种方法，利用增压器对发动机升压，所述方法包括：

接收在经济性能模式和增强性能模式之间的选择；

当选择增强性能模式时，利用电机将所述增压器的速度提高到大于由所述发动机的电力提供的速度；以及

37.根据权利要求36所述的方法，其中所述增压器的所述速度的降低进一步包括利用齿轮系统来降低所述速度。

38.根据权利要求36所述的方法，进一步包括将期望转矩和速度映射到质量气流和压力，以控制到所述增压器的输入。

39.根据权利要求38所述的方法，进一步包括：

确定在所要求的气流和实际气流之间的差异以提供所述映射；以及

控制旁通阀和节气阀以生成所要求的气流。