[发明专利]涡轮增压系统、涡轮增压器及控制方法

说明书

本申请实施例提供一种涡轮增压器、涡轮增压系统及用于涡轮增压器的控制方法，该涡轮增压器在结构上包括第一电机、第二电机、第一离合器、第二离合器、传动连接轴、传动连接机构、进气增压涡轮、排气驱动涡轮，第一电机一端通过第一离合器与排气驱动涡轮传动连接，另一端与进气增压涡轮传动连接；第二电机通过第三离合、传动连接轴和传动连接机构与排气驱动涡轮的涡轮轴传动连接。通过控制第一离合器和第二离合器的结合或断开以及第一电机的通电或断电，可以控制发动机在全转速范围内在增压，有效提升车辆动力性能，同时利用过剩的废气能量进行发电，提升资源利用率。

技术领域

本申请实施例涉及发动机技术领域，尤其涉及一种涡轮增压系统、涡轮增压器及控制方法。

背景技术

随着车辆排放和油耗要求提升，车辆发动机开始由小排量增压发动机取代大排量自然吸气发动机的趋势。现在车辆常用的涡轮增压器存在以下两个问题：涡轮增压器介入转速高，造成发动机低转速时动力不足；在发动机处于高转速时，涡轮增压器的进气增压压力过大，需要泄压，造成浪费。

为解决增压器介入转速高的问题，通常会在发动机起动阶段时使用电动涡轮增压器作为涡轮增压的辅助补充手段，然而，这种方式依然不能很好利用发动机废气资源，在一定程度上造成废气资源浪费。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种涡轮增压器、涡轮增压系统以及用于涡轮增压器的控制方法，用以克服发动机低转速时动力不足以及高转速时废气资源浪费的缺陷。

第一方面，本申请实施例提供了一种涡轮增压器，其包括：第一电机、第二电机、第一离合器、第二离合器、传动连接轴、传动连接机构、进气增压涡轮、排气驱动涡轮，所述第一电机包括第一电机轴，所述第二电机包括第二电机轴；

所述第一电机轴的一端通过所述第一离合器与所述排气驱动涡轮的涡轮轴传动连接，所述第一离合器处于结合状态时，所述排气驱动涡轮的涡轮轴带动所述第一电机轴转动；所述第一电机轴的另一端与所述进气增压涡轮的涡轮轴传动连接；

所述第二电机轴通过所述第二离合器与传动连接轴传动连接，所述传动连接轴通过所述传动连接机构与所述排气驱动涡轮的涡轮轴传动连接，所述第二离合器处于结合状态时，所述传动连接轴带动所述第二电机轴转动。

第二方面，本申请实施例提供了一种涡轮增压系统，其包括：涡轮增压器、控制器、电能储存装置，所述涡轮增压器为如第一方面所述的涡轮增压器；

所述涡轮增压器分别与所述控制器和所述电能储存装置连接；

所述控制器，用于获取发动机的转速和所述电能储存装置的电量，并根据所述发动机的转速和所述电能储存装置的电量中的至少一项来调整所述涡轮增压器的工作模式，所述工作模式包括发电模式、电动增压模式、废气和电动混合增压模式、废气增压模式以及废气增压和发电模式中的至少一项。

可选的，在本申请的一种实施例中，所述控制器，用于在所述发动机的转速为怠速转速且所述电能存储装置未处于满电状态时，控制所述涡轮增压器的第一离合器断开，控制所述涡轮增压器的第二离合器结合，控制所述涡轮增压器的第一电机断电，以使所述涡轮增压器处于发电模式。

可选的，在本申请的一种实施例中，所述控制器，用于在所述发动机的转速小于第一转速时，控制所述第一离合器和所述第二离合器断开，控制所述第一电机通电，以使所述涡轮增压器处于电动增压模式，其中，所述第一转速大于所述怠速转速。

可选的，在本申请的一种实施例中，所述控制器，用于在所述发动机的转速大于所述第一转速且小于第二转速时，控制所述第一离合器结合，控制所述第二离合器断开，控制所述第一电机通电，以使所述涡轮增压器处于废气和电动混合增压模式，其中，所述第二转速大于所述第一转速。