用于高效車輛操作的可變速混合電子增壓器組件的適配充電狀態(tài)的調(diào)節(jié)和控制的制作方法
【專利說明】用于高效車輛操作的可變速混合電子増壓器組件的適配充 電狀態(tài)的調(diào)節(jié)和控制
[oow] 相關(guān)申請(qǐng)
[0002] 本申請(qǐng)為于2014年3月12日提交的PCT國際專利申請(qǐng)，并且要求于2013年3月 12日提交的美國專利申請(qǐng)序列號(hào)No. 61/776, 834,于2013年3月12日提交的美國專利申請(qǐng) 序列號(hào)No. 61/776, 837W及于2013年8月Ol日提交的美國專利申請(qǐng)序列號(hào)No. 61/861，111 的優(yōu)先權(quán)。運(yùn)些申請(qǐng)的全部內(nèi)容通過引用合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明教導(dǎo)一般包括含有增壓器、電機(jī)-發(fā)電機(jī)和行星齒輪布置的增壓器組件。
【背景技術(shù)】
[0004] 為了燃油經(jīng)濟(jì)性和成本降低，可期望縮小尺寸的節(jié)能發(fā)動(dòng)機(jī)。較小的發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì) 較大的發(fā)動(dòng)機(jī)提供更小的轉(zhuǎn)矩。增壓器有時(shí)用于增加可從發(fā)動(dòng)機(jī)獲得的轉(zhuǎn)矩。在低發(fā)動(dòng)機(jī) 速度的情況下，當(dāng)通常由車輛操作者踏下加速踏板而需要更高的轉(zhuǎn)矩時(shí)，增壓器為發(fā)動(dòng)機(jī) 進(jìn)氣歧管提供額外的空氣，升高氣壓并因此允許發(fā)動(dòng)機(jī)W更低的發(fā)動(dòng)機(jī)速度產(chǎn)生更大的轉(zhuǎn) 矩。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽〇化]本發(fā)明教導(dǎo)一般包括用于調(diào)節(jié)車輛增壓器組件的儲(chǔ)能裝置的充電狀態(tài)的方法， 包括：監(jiān)測(cè)車輛的行駛特性；利用行駛特性確定參考充電狀態(tài)；將儲(chǔ)能裝置的參考充電 狀態(tài)與實(shí)際充電狀態(tài)相比較；W及當(dāng)參考充電狀態(tài)與實(shí)際充電狀態(tài)之間的差異指示虧損 (deficit)時(shí)，選擇操作模式W再生儲(chǔ)能裝置。行駛特性可包括駕駛風(fēng)格、一種或多種駕駛 狀態(tài)和交通信息。
[0006] 監(jiān)測(cè)駕駛風(fēng)格的步驟可包括確定激烈駕駛風(fēng)格和順從駕駛風(fēng)格。方法可進(jìn)一步包 括當(dāng)駕駛風(fēng)格是激烈駕駛風(fēng)格時(shí)，提高參考充電狀態(tài)W使得可從儲(chǔ)能裝置獲得額外能量W 向電機(jī)供電，從而提供來自增壓器組件的增壓器的增強(qiáng)的升壓。
[0007] 作為補(bǔ)充或替代，監(jiān)測(cè)駕駛條件的步驟包括確定激烈城市條件、緩和城市條件W 及公路條件。方法可進(jìn)一步包括當(dāng)駕駛條件包括緩和城市條件或公路條件時(shí)選擇非性能影 響模式。
[0008] 選擇操作模式的步驟可包括在性能影響模式和非性能影響模式之間選擇。方法可 進(jìn)一步包括選擇非性能影響模式W減小儲(chǔ)能裝置的再生的影響。
[0009] 方法可進(jìn)一步包括利用增壓器組件的增壓器W再生儲(chǔ)能裝置。方法可進(jìn)一步包括 允許增壓器轉(zhuǎn)動(dòng)車輛的電機(jī)-發(fā)電機(jī)W再生儲(chǔ)能裝置。
[0010] 在另一示例中，W便再生用于為車輛的電機(jī)-發(fā)電機(jī)供電的儲(chǔ)能裝置的方法包 括：監(jiān)測(cè)駕駛風(fēng)格、一種或多種駕駛條件和/或交通信息，其中駕駛風(fēng)格包括確定激烈駕駛 風(fēng)格和順從駕駛風(fēng)格，并且其中駕駛條件包括指示城市駕駛的城市條件和指示高速巡航的 公路條件；利用駕駛風(fēng)格和駕駛條件確定參考充電狀態(tài)；將參考充電狀態(tài)與儲(chǔ)能裝置的實(shí) 際充電狀態(tài)相比較；并且當(dāng)參考充電狀態(tài)和實(shí)際充電狀態(tài)之間的差異指示虧損時(shí)，選擇操 作模式W再生儲(chǔ)能裝置。
[0011] 在又一示例中，用于調(diào)節(jié)車輛增壓器組件的為車輛增壓器供電的儲(chǔ)能裝置的充電 狀態(tài)的方法，包括：監(jiān)測(cè)駕駛風(fēng)格，一種或多種駕駛條件和/或交通信息，其中駕駛風(fēng)格包 括確定激烈駕駛風(fēng)格和順從駕駛風(fēng)格，并且其中駕駛條件包括激烈城市條件、緩和城市條 件和公路條件；利用駕駛風(fēng)格和駕駛條件確定參考充電狀態(tài)；將參考充電狀態(tài)與儲(chǔ)能裝置 的實(shí)際充電狀態(tài)相比較；當(dāng)參考充電狀態(tài)和實(shí)際充電狀態(tài)之間的差異指示虧損時(shí)，在一個(gè) 或多個(gè)性能影響模式和一個(gè)或多個(gè)非性能影響模式之間選擇；并且利用增壓器組件的增壓 器轉(zhuǎn)動(dòng)車輛的電機(jī)-發(fā)電機(jī)W再生儲(chǔ)能裝置。
[0012] 方法可進(jìn)一步包括將儲(chǔ)能裝置的實(shí)際充電狀態(tài)與指示儲(chǔ)能裝置的全容量的闊值 相比較；并且當(dāng)充電狀態(tài)超過闊值時(shí)，利用電機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛W降低充電狀態(tài)。
[0013] 此外，本發(fā)明教導(dǎo)一般包括發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓器組件，該增壓器組件包括：配置為對(duì)發(fā) 動(dòng)機(jī)提供升壓的增壓器；禪接到增壓器的電機(jī)；W及在發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)之間禪接的 行星齒輪布置，該行星齒輪布置被配置為：利用電機(jī)增加由發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到增壓器的電力，W 增加對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的升壓；并且減小由發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到增壓器的電力，W減小增壓器的速度，從而 減小對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的升壓。
[0014] 操作模式可包括經(jīng)濟(jì)性能模式和增強(qiáng)性能模式之一?？稍谠鰪?qiáng)性能模式下提高升 壓。電機(jī)操作W驅(qū)動(dòng)增壓器，從而提高升壓?？稍诮?jīng)濟(jì)性能模式下降低升壓。行星齒輪布 置操作W減小由發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到增壓器的電力。
[0015] 可使用映射將發(fā)動(dòng)機(jī)的期望轉(zhuǎn)矩和速度關(guān)聯(lián)到增壓器的特征。特征可包括質(zhì)量氣 流。
[0016] 在另一示例中，利用增壓器升壓發(fā)動(dòng)機(jī)的方法包括：接收性能模式的選擇；當(dāng)選 擇增強(qiáng)性能模式時(shí)，將增壓器的速度提高到大于由發(fā)動(dòng)機(jī)的電力提供的速度；并且當(dāng)選擇 經(jīng)濟(jì)性能模式時(shí)，將增壓器的速度降低到小于由發(fā)動(dòng)機(jī)的電力提供的速度。
[0017] 提高增壓器的速度的步驟可進(jìn)一步包括利用電機(jī)來提高速度。降低增壓器的速度 的步驟可進(jìn)一步包括利用齒輪系統(tǒng)來降低速度。
[0018] 方法可進(jìn)一步包括將期望轉(zhuǎn)矩和速度映射到質(zhì)量氣流和壓力，W控制到增壓器的 輸入。方法可進(jìn)一步包括提供反饋W操控到增壓器的輸入。作為補(bǔ)充或替代，方法可進(jìn)一 步包括確定在所要求的氣流和實(shí)際氣流之間的差異W提供映射。方法可進(jìn)一步包括控制旁 通閥和節(jié)氣閥W生成所要求的氣流。
[0019] 在再一示例中，利用增壓器升壓發(fā)動(dòng)機(jī)的方法包括：接收在經(jīng)濟(jì)性能模式和增強(qiáng) 性能模式之間的選擇；當(dāng)選擇增強(qiáng)性能模式時(shí)，利用電機(jī)將增壓器的速度提高到大于由發(fā) 動(dòng)機(jī)的電力提供的速度；并且當(dāng)選擇經(jīng)濟(jì)性能模式時(shí)，將增壓器的速度降低到小于由發(fā)動(dòng) 機(jī)的電力提供的速度。降低增壓器的速度的步驟可進(jìn)一步包括利用齒輪系統(tǒng)來降低速度。
[0020] 方法可進(jìn)一步包括將期望轉(zhuǎn)矩和速度映射到質(zhì)量氣流和壓力，W控制到增壓器的 輸入。方法可進(jìn)一步包括確定在所要求的氣流和實(shí)際氣流之間的差異W提供映射；并且控 制旁通閥和節(jié)氣閥W生成所要求的氣流。
[0021] 當(dāng)結(jié)合附圖時(shí)根據(jù)實(shí)施本發(fā)明教導(dǎo)的最佳模式的W下詳細(xì)描述，本發(fā)明教導(dǎo)的上 述特征和優(yōu)點(diǎn)W及其它特征和優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的。
【附圖說明】
[0022] 圖1是根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的一方面，增壓器組件和發(fā)動(dòng)機(jī)組件的示意的側(cè)視圖，其 中將增壓器組件的殼體組件部分地移除。
[0023] 圖2是圖1中的增壓器組件在殼體組件內(nèi)的示意的側(cè)視圖。
[0024] 圖3是增壓器組件沿圖2中的線3-3的示意的截面圖。
[00巧]圖4是增壓器組件沿圖3中的線4-4的示意的截面圖。
[00%] 圖5是在圖4中所指示區(qū)域的增壓器的部分的示意圖。
[0027] 圖6是殼體組件的齒輪蓋部分的示意的端視圖。
[0028] 圖7是在齒輪蓋部分內(nèi)的增壓器組件的部分沿圖6中的線7-7的示意的截面圖。
[0029] 圖8是齒輪蓋部分的示意的透視圖。
[0030] 圖9是殼體組件的出口殼體和出口管的不意的透視圖。
[0031] 圖10是殼體組件的出口殼體和出口管的示意的俯視圖。
[0032] 圖11是殼體組件的出口殼體和出口管的示意的側(cè)視圖。
[0033] 圖12是出口殼體和出口管沿圖11中的線12-12的截面圖。
[0034] 圖13是電機(jī)殼體部分的示意的端視圖。
[0035] 圖14是電機(jī)殼體部分的示意的透視圖。
[0036] 圖15是電機(jī)殼體部分的示意的俯視圖。
[0037] 圖16是形成制動(dòng)器腔室的殼體的入口蓋部分的示意的端視圖。
[0038] 圖17是入口蓋部分沿圖16中的線17-17的示意的截面圖。
[0039] 圖18是入口蓋部分的示意的透視圖。 W40] 圖19是安裝到圖3中的滑輪軸上的甩油環(huán)的示意的透視圖。
[0041] 圖20是圖6中所示的齒輪蓋部分的相對(duì)端的示意的端視圖。
[0042] 圖21是根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)另一方面的具有含出口殼體和出口管的出口部件的轉(zhuǎn)子 殼體部分的示意的截面圖。
[0043] 圖22是圖21中的具有出口殼體和出口管的出口部件的示意的透視圖。
[0044] 圖23是圖2中的轉(zhuǎn)子殼體的示意的底視圖。 W45] 圖24是具有圖21和22中的出口部件的增壓器組件的示意的側(cè)視圖。
[0046] 圖25是用于選擇再生的適當(dāng)操作模式的示例方法的流程圖。
[0047] 圖26是W節(jié)氣損失再生模式操作的圖1的增壓器組件和發(fā)動(dòng)機(jī)組件的示意的側(cè) 視圖。
[0048] 圖27是采用增壓器鎖定再生模式的制動(dòng)而操作的圖1的增壓器組件和發(fā)動(dòng)機(jī)組 件的示意的側(cè)視圖。
[0049] 圖28是采用增壓器未鎖定再生模式的制動(dòng)而操作的圖1的增壓器組件和發(fā)動(dòng)機(jī) 組件的示意的側(cè)視圖。
[0050] 圖29是W累再生模式操作的圖1的增壓器組件和發(fā)動(dòng)機(jī)組件的示意的側(cè)視圖。
[0051] 圖30是W發(fā)動(dòng)機(jī)再生模式操作的圖1的增壓器組件和發(fā)動(dòng)機(jī)組件的示意的側(cè)視 圖。
[0052] 圖31是示出用于確定參考充電狀態(tài)的示例方法的流程圖。
[0053] 圖32是示出車輛速度和充電狀態(tài)相對(duì)時(shí)間的圖。
[0054] 圖33是示出用于在性能模式之間選擇的示例方法的流程圖。 陽化5] 圖34是示例的升壓算法的示意圖。
[0056] 圖35是根據(jù)圖34的算法的示例的升壓模型的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0057] 參考附圖，其中相同的參考標(biāo)記表示貫穿幾幅圖的相同的部件，圖1示出包括增 壓器組件11的發(fā)動(dòng)機(jī)組件10,該增壓器組件11具有與設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)13的節(jié)氣閥體16內(nèi) 的本文中也被稱為節(jié)氣閥14的節(jié)氣閥串聯(lián)放置的增壓器12。節(jié)氣閥體16處于進(jìn)氣歧管 20內(nèi)流向發(fā)動(dòng)機(jī)13的氣流中的集氣室18的上游。盡管示出增壓器12位于流向發(fā)動(dòng)機(jī)13 的氣流中的節(jié)氣閥14的上游，但增壓器12可替代地位于流向發(fā)動(dòng)機(jī)13的氣流中的節(jié)氣閥 14的下游。也就是說，節(jié)氣閥14可W饋入增壓器12的入口 84,且增壓器12的出口可直接 流向集氣室18。應(yīng)當(dāng)意識(shí)到的是，增壓器12還可W與諸如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的不具有節(jié)氣閥的發(fā) 動(dòng)機(jī)一起使用。
[0058] 增壓器12可具有一組轉(zhuǎn)子24,該組轉(zhuǎn)子24具有可與第二轉(zhuǎn)子28 (第二轉(zhuǎn)子28在 圖3中可見）曬合的第一轉(zhuǎn)子26。轉(zhuǎn)子26、28中的每個(gè)轉(zhuǎn)子具有多個(gè)凸齒（lobe)。增壓 器12可升高集氣室18上游的氣壓，迫使更多空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸，進(jìn)而提高發(fā)動(dòng)機(jī)電力W 經(jīng)由變速器22向驅(qū)動(dòng)軸21供電。
[0059] 增壓器12可W是每轉(zhuǎn)輸出固定氣量的諸如羅茨型（Roots-type)增壓器的固定排 量式增壓器。當(dāng)迫使所增加的空氣輸出進(jìn)入集氣室18內(nèi)時(shí)，所增加的空氣輸出然后形成為 加壓的。羅茨型增壓器是容積式裝置，并且因此不依賴于轉(zhuǎn)速來形成壓力。轉(zhuǎn)子26、28中的 每轉(zhuǎn)通過羅茨型增壓器所傳遞的空氣容量是恒定的（即不隨速度變化）。因?yàn)榱_茨型增壓 器作為累而不是壓縮機(jī)而運(yùn)行，所W羅茨型增壓器可W在低發(fā)動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)子速度下形成壓力 (其中增壓器由發(fā)動(dòng)機(jī)提供電力）。通過增加固定容積的發(fā)動(dòng)機(jī)集氣室18內(nèi)的空氣質(zhì)量，