本實(shí)用新型涉及用于車輛的渦輪復(fù)合系統(tǒng)及其控制方法，尤其涉及用于在渦輪復(fù)合系統(tǒng)作為阻力發(fā)揮作用的發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件下渦輪復(fù)合系統(tǒng)不起阻力作用從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)效率的車輛渦輪復(fù)合系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

關(guān)于收集從車輛丟棄的廢能(諸如，發(fā)動(dòng)機(jī)操作時(shí)排出的廢氣) 以再生電能或機(jī)械能的渦輪復(fù)合系統(tǒng)的研究在不斷進(jìn)行。

渦輪復(fù)合系統(tǒng)是用于收集從車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣的動(dòng)能的系統(tǒng)?？深~外地安裝沖擊式渦輪(blowdown turbine)以收集除用于吸入增壓的渦輪增壓器渦輪之外的廢氣的動(dòng)能。沖擊式渦輪處收集的能量可電力地或機(jī)械地應(yīng)用到車輛中的可用位置。

以下，將詳細(xì)描述渦輪復(fù)合系統(tǒng)的配置及其操作方法。

圖1是示意性示出渦輪復(fù)合系統(tǒng)的配置的視圖。

在圖1中，標(biāo)號(hào)11表示將發(fā)動(dòng)機(jī)10的廢氣的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的渦輪增壓器渦輪。渦輪增壓器渦輪11經(jīng)由同心軸連接到壓縮機(jī)12。

此外，沖擊式渦輪13設(shè)置在渦輪增壓器渦輪11的排氣出口側(cè)處。

這里，沖擊式渦輪13通過傳動(dòng)系連接到發(fā)動(dòng)機(jī)10的曲軸21以傳輸動(dòng)力。傳動(dòng)系包括具有減速功能的齒輪傳動(dòng)單元15。沖擊式渦輪13 通過齒輪傳動(dòng)單元15連接到發(fā)動(dòng)機(jī)10的曲軸21以傳輸動(dòng)力。

詳細(xì)地，第一減速齒輪16安裝在沖擊式渦輪13的渦輪軸14處。第一減速齒輪16與第二減速齒輪17嚙合且第二減速齒輪17經(jīng)由軸 18連接到輸出齒輪19。

此外，輸出齒輪19與曲軸21處安裝的曲軸齒輪22嚙合。

因此，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10驅(qū)動(dòng)時(shí)，從發(fā)動(dòng)機(jī)10排出的廢氣使渦輪增壓器渦輪11旋轉(zhuǎn)，同時(shí)旋轉(zhuǎn)經(jīng)由同心軸連接到渦輪增壓器渦輪11的壓縮機(jī)12。此時(shí)，作為用于燃料燃燒的吸入器，壓縮機(jī)12壓縮環(huán)境空氣以便將壓縮空氣增壓到發(fā)動(dòng)機(jī)10。

同時(shí)，驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器渦輪11的廢氣排到?jīng)_擊式渦輪13以使沖擊式渦輪13旋轉(zhuǎn)。

這里，沖擊式渦輪13的旋轉(zhuǎn)力通過齒輪傳動(dòng)單元15和曲軸齒輪 22傳輸?shù)桨l(fā)動(dòng)機(jī)10的曲軸21，從而增加發(fā)動(dòng)機(jī)10的輸出而沒有額外的燃料消耗。

然而，在發(fā)動(dòng)機(jī)10的整個(gè)操作區(qū)段中，所有廢氣穿過包括渦輪增壓器渦輪11和沖擊式渦輪13的渦輪復(fù)合系統(tǒng)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)效率在渦輪復(fù)合系統(tǒng)起到阻力作用的發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件下降低。

參考圖2，在發(fā)動(dòng)機(jī)的整個(gè)操作區(qū)段(整個(gè)負(fù)荷區(qū)段)的具有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩或相對(duì)于燃料量的發(fā)動(dòng)機(jī)每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(即，500至2500rpm) 的主操作區(qū)段中，發(fā)動(dòng)機(jī)效率通過渦輪復(fù)合系統(tǒng)的操作增加(主操作區(qū)段的發(fā)動(dòng)機(jī)rpm可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的等級(jí)改變)。然而，在主操作區(qū)段外的發(fā)動(dòng)機(jī)的剩余操作區(qū)段中，由于渦輪復(fù)合系統(tǒng)起到阻力作用，發(fā)動(dòng)機(jī)效率可降低。

例如，在常規(guī)的渦輪復(fù)合發(fā)動(dòng)機(jī)中，在發(fā)動(dòng)機(jī)10的整個(gè)操作區(qū)段中，由于廢氣穿過渦輪復(fù)合系統(tǒng)，尤其是沖擊式渦輪13，曲軸齒輪22 在渦輪復(fù)合系統(tǒng)(沖擊式渦輪13)的旋轉(zhuǎn)速度低的低速/低負(fù)荷區(qū)段中旋轉(zhuǎn)輸出齒輪19，從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)效率。

渦輪復(fù)合系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)10的整個(gè)操作區(qū)段的主操作區(qū)段外的剩余操作區(qū)段中起到阻力作用的原因，是渦輪復(fù)合系統(tǒng)被研發(fā)成在發(fā)動(dòng)機(jī)10的整個(gè)操作區(qū)段的主操作區(qū)段中具有優(yōu)化效果。

在本實(shí)用新型的背景部分中公開的信息僅為了提高對(duì)本實(shí)用新型的背景技術(shù)的理解，且不應(yīng)被認(rèn)為是承認(rèn)或以任何形式暗示這些信息形成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的各個(gè)方面涉及提供改善發(fā)動(dòng)機(jī)效率的用于車輛的渦輪復(fù)合系統(tǒng)及其控制方法，其中，渦輪復(fù)合系統(tǒng)在渦輪復(fù)合系統(tǒng)能夠起到阻力作用的發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件下不起阻力作用。

根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，上述和其他目的可以通過提供用于車輛的渦輪復(fù)合系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)包括：沖擊式渦輪，其設(shè)置在渦輪增壓器渦輪的廢氣出口處以通過穿過渦輪增壓器渦輪的發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣旋轉(zhuǎn)；傳動(dòng)系，其將沖擊式渦輪連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸以傳輸動(dòng)力；廢氣分配器，其設(shè)置在渦輪增壓器渦輪和沖擊式渦輪之間以調(diào)節(jié)供應(yīng)到?jīng)_擊式渦輪的廢氣量；電動(dòng)機(jī)輔助裝置，其連接到傳動(dòng)系以傳輸動(dòng)力，該電動(dòng)機(jī)輔助裝置生成旋轉(zhuǎn)力并通過傳動(dòng)系將旋轉(zhuǎn)力傳輸?shù)桨l(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸，以輔助發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出；以及控制器，其控制廢氣分配器和電動(dòng)機(jī)輔助裝置的操作。

根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，用于車輛的渦輪復(fù)合系統(tǒng)的控制方法包括以下步驟：通過發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣旋轉(zhuǎn)渦輪增壓器渦輪；確定發(fā)動(dòng)機(jī)操作區(qū)段是否對(duì)應(yīng)于預(yù)定的操作區(qū)段，在該預(yù)定的操作區(qū)段中，渦輪復(fù)合系統(tǒng)起到阻力作用；當(dāng)對(duì)應(yīng)于渦輪復(fù)合系統(tǒng)起到阻力作用的預(yù)定的操作區(qū)段時(shí)，使用廢氣分配器減少或阻擋穿過渦輪增壓器渦輪后引入到?jīng)_擊式渦輪的廢氣；通過沖擊式渦輪和發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸之間的傳動(dòng)系的控制，切斷沖擊式渦輪和發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸之間的動(dòng)力；且使用電動(dòng)機(jī)輔助裝置，經(jīng)由傳動(dòng)系將在電動(dòng)機(jī)輔助裝置處生成的旋轉(zhuǎn)力傳輸?shù)桨l(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸，由此輔助發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。

下文討論本實(shí)用新型的其他方面和示例性實(shí)施例。

應(yīng)當(dāng)理解，如本文中所用的術(shù)語“車輛”、“車輛的”和其他類似術(shù)語通常包括機(jī)動(dòng)車輛，如包括運(yùn)動(dòng)型多用途車(SUV)、公共車輛、卡車、各種商用車輛的客用汽車，包括各種小船、輪船的船只，飛機(jī)等等，且包括混合動(dòng)力車輛、電動(dòng)車輛、插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛，氫動(dòng)力車輛和其他替代燃料車輛(例如，源于石油之外的資源的燃料)。如本文中所指的混合動(dòng)力車輛是具有兩種或多種動(dòng)力源的車輛，例如以汽油動(dòng)力和電動(dòng)力為動(dòng)力源的車輛。

下文討論本實(shí)用新型的上述和其他特征。

本實(shí)用新型的方法和裝置具有其他特征和優(yōu)點(diǎn)，這可從并入本文的附圖和下面的詳細(xì)描述中顯而易見或在附圖和下面的詳細(xì)描述中更加詳細(xì)地闡述，所述附圖和詳細(xì)描述一起用于說明本實(shí)用新型的預(yù)定原理。

附圖說明

圖1是示出常規(guī)的渦輪復(fù)合系統(tǒng)的配置的示意圖；

圖2是示出包括常規(guī)的渦輪復(fù)合系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的操作區(qū)段及其效率的圖表；

圖3是示出根據(jù)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例的渦輪復(fù)合系統(tǒng)的配置的示意圖；且

圖4是由控制器執(zhí)行并示出根據(jù)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例的渦輪復(fù)合系統(tǒng)的控制狀態(tài)的流程圖。

應(yīng)當(dāng)理解，附圖不一定按比例繪制，而是呈現(xiàn)出說明本實(shí)用新型的預(yù)定原理的各種示例性特征的某種程度的簡(jiǎn)化表示。如本文所包括的本實(shí)用新型的具體設(shè)計(jì)特征，包括例如具體尺寸、取向、位置和形狀，將部分通過預(yù)期的應(yīng)用和使用環(huán)境確定。

在圖中，貫穿附圖的多個(gè)圖，標(biāo)號(hào)指本實(shí)用新型的相同的或等效的部件。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將詳細(xì)參考本實(shí)用新型的各種實(shí)施例，其示例在附圖中示出并在下面描述。雖然將結(jié)合示例性實(shí)施例描述本實(shí)用新型，應(yīng)當(dāng)理解，本說明書不旨在將本實(shí)用新型限制到那些示例性實(shí)施例。正相反，本實(shí)用新型旨在不僅涵蓋示例性實(shí)施例，而且涵蓋可包括在如所附權(quán)利要求書所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)的各種替代物、修改、等效物和其他實(shí)施例。

除非有明確相反描述，貫穿本說明書所用的詞語“包括(comprise)”、“包括(comprises)”或“包括(comprising)”不應(yīng)被理解為排除其他元件，而是暗含包括其他元件。

圖3是示出根據(jù)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例的渦輪復(fù)合系統(tǒng)的配置的示意圖。

如所示，將發(fā)動(dòng)機(jī)10的廢氣能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的渦輪增壓器渦輪11 經(jīng)由同心軸連接到壓縮機(jī)12。沖擊式渦輪13設(shè)置在渦輪增壓器渦輪11 的廢氣出口處。

這里，沖擊式渦輪13經(jīng)由傳動(dòng)系連接到發(fā)動(dòng)機(jī)10的曲軸21以傳輸動(dòng)力。傳動(dòng)系包括將要說明的具有減速功能的齒輪傳動(dòng)裝置15以及離合器41、42和43。沖擊式渦輪13經(jīng)由齒輪傳動(dòng)裝置15連接到發(fā)動(dòng)機(jī)10的曲軸21以傳輸動(dòng)力。

齒輪傳動(dòng)裝置15連接到?jīng)_擊式渦輪13和發(fā)動(dòng)機(jī)10的曲軸21以傳輸動(dòng)力，同時(shí)被配置成連接電動(dòng)機(jī)輔助裝置50和發(fā)動(dòng)機(jī)10的曲軸21 以傳輸動(dòng)力。

以下，將詳細(xì)說明齒輪傳動(dòng)裝置15。第一減速齒輪16安裝在沖擊式渦輪13的渦輪軸14處。第二減速齒輪17與第一減速齒輪16嚙合并經(jīng)由軸18連接到輸出齒輪19。

此外，輸出齒輪19與曲軸21處安裝的曲軸齒輪22嚙合。

因此，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10操作時(shí)，從發(fā)動(dòng)機(jī)10排出的廢氣使渦輪增壓器渦輪11旋轉(zhuǎn)，同時(shí)旋轉(zhuǎn)經(jīng)由同心軸連接到渦輪增壓器渦輪11的壓縮機(jī) 12。這里，作為用于燃料燃燒的吸入裝置，壓縮機(jī)12壓縮環(huán)境空氣以使壓縮空氣增壓到發(fā)動(dòng)機(jī)10。

同時(shí)，驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器渦輪11的廢氣排到?jīng)_擊式渦輪13以使沖擊式渦輪13旋轉(zhuǎn)。

當(dāng)沖擊式渦輪13旋轉(zhuǎn)時(shí)，沖擊式渦輪13的旋轉(zhuǎn)力經(jīng)由第一減速齒輪16和第二減速齒輪17傳輸以使輸出齒輪19旋轉(zhuǎn)。經(jīng)由輸出齒輪19 輸出的旋轉(zhuǎn)力經(jīng)由曲軸齒輪22傳輸?shù)角S21以輔助發(fā)動(dòng)機(jī)10的輸出。

同時(shí)，根據(jù)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例的渦輪復(fù)合系統(tǒng)包括廢氣分配器，其安裝在渦輪增壓器渦輪11和沖擊式渦輪13之間以調(diào)整流到?jīng)_擊式渦輪13的廢氣量。

廢氣分配器包括用于阻止廢氣被引入到?jīng)_擊式渦輪13同時(shí)使廢氣旁通的旁通路徑33，以及安裝在旁通路徑33上的旁通閥34。

就是說，旁通路徑33連接在入口側(cè)廢氣路徑31和出口側(cè)廢氣路徑32之間，其中所述入口側(cè)廢氣路徑31連接在渦輪增壓器渦輪11的出口和沖擊式渦輪13的入口之間，所述出口側(cè)廢氣路徑32連接到?jīng)_擊式渦輪13的出口。旁通閥34安裝在旁通路徑33處以打開/關(guān)閉旁通路徑33 并調(diào)整旁通路徑33的打開程度。

旁通閥34根據(jù)控制器的信號(hào)執(zhí)行打開或關(guān)閉操作，同時(shí)調(diào)整旁通路徑33的打開程度。電子閥被用作旁通閥34。

這里，盡管附圖中未示出，獨(dú)立的開合閥可安裝在從沖擊式渦輪 13的入口側(cè)廢氣路徑31中的旁通路徑33分出的點(diǎn)的下游側(cè)處。根據(jù)控制器的信號(hào)執(zhí)行打開或關(guān)閉操作的電子閥用作開合閥。

此外，第一離合器41安裝在沖擊式渦輪13和發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸21之間以選擇性地傳輸或切斷動(dòng)力。在實(shí)施例中，第一離合器41可安裝在第二減速齒輪17和輸出齒輪19之間。詳細(xì)地，第一離合器41可安裝在其中安裝有齒輪的輸出軸18處，以傳輸或切斷第二減速齒輪17和輸出齒輪19之間的動(dòng)力。

此外，渦輪復(fù)合系統(tǒng)包括電動(dòng)機(jī)輔助裝置50以供應(yīng)輔助動(dòng)力到發(fā)動(dòng)機(jī)10。電動(dòng)機(jī)輔助裝置50包括生成動(dòng)力(旋轉(zhuǎn)力)的電動(dòng)機(jī)51，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)51的逆變器52，以及起到電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電力的作用的電池 53。

電動(dòng)機(jī)51連接到發(fā)動(dòng)機(jī)10以供應(yīng)動(dòng)力到曲軸21。第二離合器42 插入發(fā)動(dòng)機(jī)10和電動(dòng)機(jī)51之間以選擇性地傳輸或切斷動(dòng)力。

在實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)51可經(jīng)由齒輪傳動(dòng)裝置15連接到發(fā)動(dòng)機(jī)10 以傳輸動(dòng)力。詳細(xì)地，電動(dòng)機(jī)51連接到輸出齒輪19以傳輸動(dòng)力，而電動(dòng)機(jī)51的驅(qū)動(dòng)軸51a可連接到輸出軸18以傳輸動(dòng)力，輸出齒輪19 安裝在所述輸出軸18中。

此外，電動(dòng)機(jī)51的驅(qū)動(dòng)軸51a可連接到渦輪復(fù)合系統(tǒng)的輸出軸18，且第二離合器42插入驅(qū)動(dòng)軸51a和輸出軸18之間。

電動(dòng)機(jī)51經(jīng)由逆變器52連接到電池53。逆變器52將直流電轉(zhuǎn)換為三相電流以施加到電動(dòng)機(jī)51，從而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)51。

此外，電動(dòng)機(jī)輔助裝置50還包括發(fā)電機(jī)55，其連接到?jīng)_擊式渦輪 13的渦輪軸14以選擇性地傳輸動(dòng)力。發(fā)電機(jī)55連接到電池53。

因此，當(dāng)沖擊式渦輪13旋轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)電機(jī)55接收從沖擊式渦輪13 生成的旋轉(zhuǎn)力以發(fā)電。由發(fā)電機(jī)55生成的電能可儲(chǔ)存在電池53中。

此外，電動(dòng)機(jī)輔助裝置50的電動(dòng)機(jī)51通過電能驅(qū)動(dòng)，所述電能在由發(fā)電機(jī)55生成之后儲(chǔ)存在電池53中。

第三離合器43安裝在渦輪軸14處。第三離合器43在沖擊式渦輪 13和發(fā)電機(jī)55之間連接或分開以選擇性地傳輸動(dòng)力。

第一離合器41、第二離合器42，和第三離合器43的操作由控制器控制。每個(gè)離合器通過從控制器輸出的控制信號(hào)被控制為用于傳輸動(dòng)力的耦合狀態(tài)或不傳輸動(dòng)力的解耦狀態(tài)。

此外，控制器經(jīng)由逆變器52控制電動(dòng)機(jī)51的驅(qū)動(dòng)。

以下，將參考圖4說明控制包括電動(dòng)機(jī)輔助裝置的渦輪復(fù)合系統(tǒng)的方法。

首先，在渦輪復(fù)合系統(tǒng)起到阻力作用的發(fā)動(dòng)機(jī)操作區(qū)段(中速或中負(fù)荷區(qū)段，高速或高負(fù)荷區(qū)段)中，輔助動(dòng)力通過獨(dú)立的電動(dòng)機(jī)輔助裝置供應(yīng)到發(fā)動(dòng)機(jī)10。

此外，在中速或中負(fù)荷條件或低速或低負(fù)荷條件下，即，當(dāng)廢氣量小時(shí)，阻擋引入到?jīng)_擊式渦輪13的一些廢氣或所有廢氣。渦輪復(fù)合系統(tǒng)的齒輪傳動(dòng)裝置15和曲軸齒輪22使用第一離合器41解耦。

結(jié)果，在渦輪復(fù)合系統(tǒng)起到阻力作用的操作區(qū)段中可改善，發(fā)動(dòng)機(jī)效率的降低。

此外，在中速/中負(fù)荷或低速/低負(fù)荷條件中，電動(dòng)機(jī)輔助裝置50 連接到齒輪傳動(dòng)裝置15以經(jīng)由發(fā)電機(jī)55對(duì)電池53充電，或輔助動(dòng)力通過電動(dòng)機(jī)51供應(yīng)到發(fā)動(dòng)機(jī)10，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)效率和燃料效率。

參考圖4，控制器確定發(fā)動(dòng)機(jī)10是否在發(fā)動(dòng)機(jī)10的整個(gè)操作區(qū)段的預(yù)定的主操作條件(高速/高負(fù)荷)下操作。

即，控制器確定發(fā)動(dòng)機(jī)10是否在高于第一預(yù)定速度的高速條件下或在高于第一預(yù)定負(fù)荷的高負(fù)荷條件下操作(S1)。這里，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī) 10在高速/高負(fù)荷條件下操作時(shí)，控制器關(guān)閉旁通閥34以阻擋旁通路徑33。因此，100％的廢氣引入到渦輪復(fù)合系統(tǒng)、渦輪復(fù)合系統(tǒng)的沖擊式渦輪13(S2)。

這里，控制器允許第一離合器41的耦合(S3)，使得渦輪復(fù)合系統(tǒng)的齒輪傳動(dòng)裝置15(第二減速齒輪17)連接到曲軸齒輪22和曲軸21以傳輸動(dòng)力。同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)10(曲軸21)和電動(dòng)機(jī)51之間的第二離合器42解耦，同時(shí)沖擊式渦輪13(渦輪軸14和第一減速齒輪16) 和發(fā)電機(jī)55之間的第三離合器43解耦(S3)。

結(jié)果，沖擊式渦輪13通過從發(fā)動(dòng)機(jī)10排出的廢氣旋轉(zhuǎn)。沖擊式渦輪13的旋轉(zhuǎn)力經(jīng)由齒輪傳動(dòng)裝置15和曲軸齒輪22傳輸?shù)角S21，從而輔助發(fā)動(dòng)機(jī)10的輸出。

同時(shí)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10在中速/中負(fù)荷條件而不是高速/高負(fù)荷條件下操作時(shí)，即，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10在中速條件下或在中負(fù)荷條件下操作時(shí)，控制器允許旁通閥34部分打開預(yù)定的量以經(jīng)由旁通路徑33旁通一些廢氣而不經(jīng)過沖擊式渦輪13(S5和S6)，并將剩余的廢氣引入到?jīng)_擊式渦輪13，其中所述中速條件等于或小于第一預(yù)定的速度，同時(shí)在預(yù)定的速度范圍內(nèi)，所述中負(fù)荷條件等于或小于第一預(yù)定的負(fù)荷，同時(shí)在預(yù)定的負(fù)荷范圍內(nèi)。

可替換地，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10在低速/低負(fù)荷條件下操作時(shí)，即發(fā)動(dòng)機(jī)在低速條件下或在低負(fù)荷條件下操作時(shí)，控制器允許旁通閥34完全打開以經(jīng)由旁通路徑33旁通所有廢氣而不經(jīng)過沖擊式渦輪13(S5和S10)，其中所述低速條件小于預(yù)定的速度范圍(即，小于第二預(yù)定速度)，所述低負(fù)荷條件小于預(yù)定的負(fù)荷范圍(即，小于第二預(yù)定負(fù)荷)。

這里，當(dāng)獨(dú)立的開合閥安裝在沖擊式渦輪13的入口廢氣路徑31 處時(shí)，控制器允許開合閥完全閉合，從而防止廢氣引入到?jīng)_擊式渦輪 13。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10在高速/高負(fù)荷條件和中速/中負(fù)荷條件下操作時(shí)，控制器完全打開開合閥。

此外，在中速/中負(fù)荷條件和低速/低負(fù)荷條件中，控制器允許第一離合器41解耦并允許第二離合器42耦合(S7、S8、S11，和S12)。

此外，在中速/中負(fù)荷條件中，控制器允許第三離合器43耦合(S9)。在低速/低負(fù)荷條件中，控制器允許第三離合器43解耦(S13)。

因此，在中速/中負(fù)荷條件中，一些廢氣引入到?jīng)_擊式渦輪13以使沖擊式渦輪13旋轉(zhuǎn)。

這里，電動(dòng)機(jī)51通過第二離合器42的耦合連接到發(fā)動(dòng)機(jī)10和曲軸21?？刂破髟试S電動(dòng)機(jī)51驅(qū)動(dòng)，使得電動(dòng)機(jī)51輔助發(fā)動(dòng)機(jī)10的輸出。

此外，沖擊式渦輪13通過第三離合器43的耦合連接到發(fā)電機(jī)55。沖擊式渦輪13的旋轉(zhuǎn)力傳輸?shù)桨l(fā)電機(jī)55。

這里，沖擊式渦輪13的旋轉(zhuǎn)力沒有傳輸?shù)角S21，而是通過第一離合器41的解耦傳輸?shù)桨l(fā)電機(jī)55。因此，電能由發(fā)電機(jī)55的操作生成，同時(shí)生成的電能傳輸?shù)诫姵?3以充電。

同時(shí)，在低速/低負(fù)荷區(qū)段中，所有的廢氣沒有引入到?jīng)_擊式渦輪 13并經(jīng)由旁通路徑33繞開。電動(dòng)機(jī)51通過第二離合器42的耦合連接到發(fā)動(dòng)機(jī)10和曲軸21。

這里，控制器允許電動(dòng)機(jī)51被驅(qū)動(dòng)，使得電動(dòng)機(jī)輔助發(fā)動(dòng)機(jī)10 的輸出。沖擊式渦輪13和發(fā)電機(jī)55通過第三離合器43的解耦處于解耦狀態(tài)。

因此，在高速/高負(fù)荷條件中，100％的廢氣供應(yīng)到?jīng)_擊式渦輪13 以使沖擊式渦輪13旋轉(zhuǎn)。這里，沖擊式渦輪13連接到發(fā)動(dòng)機(jī)10側(cè)以傳輸動(dòng)力，使得沖擊式渦輪13的旋轉(zhuǎn)力傳輸?shù)角S齒輪22和曲軸21。因此，渦輪復(fù)合系統(tǒng)輔助發(fā)動(dòng)機(jī)10的輸出。

同時(shí)，在中速/中負(fù)荷條件中，旁通閥34部分打開，使得一些廢氣供應(yīng)到?jīng)_擊式渦輪13。這里，電動(dòng)機(jī)51連接到發(fā)動(dòng)機(jī)10側(cè)以傳輸動(dòng)力，同時(shí)沖擊式渦輪13連接到發(fā)電機(jī)55以傳輸動(dòng)力。

因此，電動(dòng)機(jī)51輔助發(fā)動(dòng)機(jī)10的輸出，沖擊式渦輪13的旋轉(zhuǎn)力傳輸?shù)桨l(fā)電機(jī)55，且發(fā)電機(jī)55發(fā)電以對(duì)電池53充電。因此，渦輪復(fù)合系統(tǒng)用于對(duì)電池53充電。

此外，在低速/低負(fù)荷區(qū)段中，電動(dòng)機(jī)51連接到發(fā)動(dòng)機(jī)10側(cè)以傳輸動(dòng)力，使得電動(dòng)機(jī)輔助發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出。同時(shí)，旁通閥34完全打開，使得所有的廢氣通過沒有沖擊式渦輪13的旁通路徑33而旁通。因此，渦輪復(fù)合系統(tǒng)沒有起到排氣阻力作用，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)效率。

如從上面的描述顯而易見的那樣，根據(jù)本實(shí)用新型，存在以下優(yōu)點(diǎn)。

第一，在渦輪復(fù)合系統(tǒng)能夠起到阻力作用的發(fā)動(dòng)機(jī)操作的條件中，引入到渦輪復(fù)合系統(tǒng)的沖擊式渦輪的廢氣量減少或被控制成受阻擋，使得渦輪復(fù)合系統(tǒng)不起阻力作用。結(jié)果，發(fā)動(dòng)機(jī)效率得到改善。

第二，在渦輪復(fù)合系統(tǒng)能夠起到阻力作用的發(fā)動(dòng)機(jī)操作的條件中，引入到渦輪復(fù)合系統(tǒng)的沖擊式渦輪的廢氣量減少或被控制成受阻擋，同時(shí)釋放渦輪復(fù)合系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸之間的離合器以切斷動(dòng)力傳輸。因此，能夠防止渦輪復(fù)合系統(tǒng)起到阻力作用，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)效率。

第三，提供了連接到發(fā)動(dòng)機(jī)以選擇性地傳輸動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)輔助裝置。當(dāng)引入到渦輪復(fù)合系統(tǒng)的沖擊式渦輪的廢氣量減少或被控制成受阻擋時(shí)，電動(dòng)機(jī)輔助裝置供應(yīng)輔助動(dòng)力，從而增壓發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。

第四，釋放沖擊式渦輪和發(fā)動(dòng)機(jī)之間的離合器，使得動(dòng)力傳輸被切斷。這里，沖擊式渦輪的旋轉(zhuǎn)力被用作用于發(fā)電機(jī)的操作的動(dòng)力以對(duì)電池充電。因此，廢氣的動(dòng)能可收集作為電能。

為了在所附權(quán)利要求書中便于說明和準(zhǔn)確定義，術(shù)語“上部”、“下部”、“內(nèi)”、“外”、“上”、“下”、“上部”、“下部”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“后面”、“里面”、“外面”、“向內(nèi)地”、“向外地”、“內(nèi)部”、“外部”、“內(nèi)”、“外”、“向前”和“向后”用于參考如附圖中所顯示的這些特征的位置描述示例性實(shí)施例的特征。

為了說明和描述的目的，提出了本實(shí)用新型的具體的示例性實(shí)施例的上述描述。它們并非旨在為詳盡的或使本實(shí)用新型限制為公開的精確形式，且顯而易見地，鑒于上述教導(dǎo)，許多修改和變化是可行的。選擇并描述示例性實(shí)施例以便說明本實(shí)用新型的某些原理及它們的實(shí)踐應(yīng)用，從而使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠作出并利用本實(shí)用新型的各種示例性實(shí)施例以及其各種替換物和修改。意圖是，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求書及它們的等效物限定。