[發(fā)明專利]一種采用獨(dú)立潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)的雙電機(jī)輔助渦輪增壓器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811265281.8
• 申請(qǐng)日: 2018-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN109441622B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張奇;周煜;張銀友;文斌;吳凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): F02B37/10
• 分類號(hào): F02B37/10;F02B37/12;F02B39/14;F02B39/00;F02B41/10;F02D41/00;F02D29/06
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 周長(zhǎng)琪

1.一種采用獨(dú)立潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)的雙電機(jī)輔助渦輪增壓器，包括增壓器殼體、增壓器轉(zhuǎn)動(dòng)軸，以及安裝在增壓器轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的壓氣機(jī)與渦輪；其特征在于：還包括主電機(jī)與輔助電機(jī)，均安裝于增壓器轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，采用開關(guān)磁阻電機(jī)；其中主電機(jī)安裝于壓氣機(jī)與渦輪之間；輔助電機(jī)安裝于增壓器進(jìn)氣口處；主電機(jī)通過(guò)自身不同工作模式調(diào)節(jié)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速；輔助電機(jī)用來(lái)輔助主電機(jī)工作，提高整個(gè)增壓系統(tǒng)的響應(yīng)速度；

當(dāng)節(jié)氣門開度小于35°時(shí)，調(diào)節(jié)主電機(jī)處于發(fā)電模式，調(diào)節(jié)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速低于正常工作區(qū)間轉(zhuǎn)速；此時(shí)渦輪增壓器不介入發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)以自然吸氣狀態(tài)工作，廢氣能量用來(lái)發(fā)電蓄能；

當(dāng)節(jié)氣門開度大于35°時(shí)，調(diào)節(jié)主電機(jī)與輔助電機(jī)，使渦輪增壓系統(tǒng)介入發(fā)動(dòng)機(jī)；應(yīng)用主電機(jī)與輔助電機(jī)配合調(diào)節(jié)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速，且具有3種控制模式：

(1)ECU根據(jù)當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信息，輔助電機(jī)轉(zhuǎn)速信息，車速信息以及節(jié)氣門的位置信息和速度信息控制主電機(jī)與輔助電機(jī)的工作狀態(tài)以及期望轉(zhuǎn)速；計(jì)算或查詢當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和汽車轉(zhuǎn)速下所需要的空氣進(jìn)氣量，再計(jì)算出增壓系統(tǒng)中進(jìn)氣歧管進(jìn)氣壓力，根據(jù)進(jìn)氣壓力匹配壓氣機(jī)期望轉(zhuǎn)速，檢測(cè)當(dāng)前輔助電機(jī)轉(zhuǎn)速信息，若當(dāng)前轉(zhuǎn)速大于期望轉(zhuǎn)速，則調(diào)整主電機(jī)為發(fā)電制動(dòng)模式；若當(dāng)前轉(zhuǎn)速小于期望轉(zhuǎn)速，則調(diào)整主電機(jī)為電動(dòng)輔助模式，并以期望轉(zhuǎn)速和當(dāng)前轉(zhuǎn)速為控制變量，利用速度閉環(huán)PI控制，使增壓器達(dá)到期望轉(zhuǎn)速；此時(shí)輔助電機(jī)均處于不工作狀態(tài)；

(2)當(dāng)節(jié)氣門速度傳感器數(shù)值大于設(shè)定值，即認(rèn)為駕駛者期望發(fā)動(dòng)機(jī)急加速或急減速，則ECU切換控制模式：此時(shí)控制輔助電機(jī)介入增壓系統(tǒng)，與主電機(jī)工作模式相同，增加增壓系統(tǒng)響應(yīng)速度；待發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，切換到控制模式(1)，輔助電機(jī)進(jìn)入不工作模式；此模式主要是在發(fā)動(dòng)機(jī)速度急速變化時(shí)，輔助電機(jī)輔助主電機(jī)工作，增加增壓系統(tǒng)響應(yīng)速度；

(3)若節(jié)氣門速度傳感器數(shù)值在正負(fù)之間轉(zhuǎn)換，主電機(jī)在發(fā)電電動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換，ECU切換控制模式：此時(shí)輔助電機(jī)介入增壓系統(tǒng)，節(jié)氣門速度傳感器數(shù)值由正變負(fù)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)由加速轉(zhuǎn)為減速工況，此時(shí)調(diào)節(jié)輔助電機(jī)為發(fā)電制動(dòng)模式；數(shù)值由負(fù)變正時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)由減速變加速工況，調(diào)節(jié)輔助電機(jī)為電動(dòng)輔助模式；待發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，切換到控制模式(1)，輔助電機(jī)進(jìn)入不工作模式。

2.如權(quán)利要求1所述一種采用獨(dú)立潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)的雙電機(jī)輔助渦輪增壓器，其特征在于：還包括齒輪泵，齒輪嗎泵安裝于壓氣機(jī)與主電機(jī)之間；齒輪泵結(jié)合增壓器殼體內(nèi)部開設(shè)的孔道與油腔，作為獨(dú)立的供油系統(tǒng)，由齒輪泵為整個(gè)渦輪增壓系統(tǒng)中起潤(rùn)滑冷卻作用的機(jī)油的流動(dòng)提供動(dòng)力，由機(jī)油潤(rùn)滑浮動(dòng)軸承，同時(shí)對(duì)主電機(jī)定子進(jìn)行冷卻。

3.如權(quán)利要求1所述一種采用獨(dú)立潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)的雙電機(jī)輔助渦輪增壓器，其特征在于：主電機(jī)與輔助電極均采用開關(guān)磁阻電機(jī)，兩個(gè)電機(jī)中的定位和轉(zhuǎn)子極數(shù)相同；轉(zhuǎn)子位置確定方法為：輔助電機(jī)采用定子與轉(zhuǎn)子已裝好的開關(guān)磁阻電機(jī)；輔助電機(jī)與主電機(jī)安裝完畢后，輔助電機(jī)通電旋轉(zhuǎn)，記錄輔助電機(jī)和主電機(jī)定子A相齒極和轉(zhuǎn)子齒極第一次重合時(shí)間分別為t₁、t_1’，并利用期間轉(zhuǎn)速信息ω，計(jì)算主電機(jī)與輔助電機(jī)的角度差θ₁；記錄輔助電機(jī)和主電機(jī)定子A相齒極和轉(zhuǎn)子齒極第二次重合時(shí)間分別為t₂、t_2’，通過(guò)上述方法得到角度差θ₂，多次重復(fù)以上步驟得到多個(gè)角度差后，剔除無(wú)效信息，并取平均值并記錄在控制器內(nèi)，利用輔助電機(jī)的位置信息和兩電機(jī)的角度差來(lái)判斷主電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置。