加载，并且马达电枢28由与第二电枢14b相关联的发电机驱动。通过这种方法，增压器叶轮24可以在需要的情况下在被卸载的同时以适于立即增压的速度被驱动。
[0102]在替代性实施方式中，第二电枢14b可以直接驱动，例如通过车辆电池供电或由恒定驱动的第一电枢14a提供动力以使第二电枢14b达到与第一电枢14a的速度相一致的速度。这种结构减小了离合器衬片40、42上的接合负载并且还使准备增压的叶轮24加速。
[0103]该实施方式依赖于旋转电机作为发电机和马达的使用，这可以通过适当的设计和控制而容易地实现。当需要增压时，包括电枢14’的马达可以立即转换成发电机，以用于提供能量来对增压器马达28供电。
[0104]任意实施方式的增压器的所需速度或输出可以根据特定发动机构型的经验测试由EMU的存储器的算法或查阅表获得，并且马达28相应地通过适当的控制系统驱动。
[0105]在电枢14a、14b的速度可以通过利用马达中的电枢14b而进行匹配的情况下，应该理解的是，爪式离合器可以用于替代通过摩擦离合器或磁流变联接等提供的渐进式接合(progressive engagement) ο这种结构可以允许更及时的响应并且不太复杂。爪式离合器可以包括速度匹配装置，比如设置在车辆齿轮箱的同步啮合毂中的速度匹配装置。
[0106]参照图4、图5和图6，示出了根据本发明的实施方式的适用于上述增压器发电机结构110的控制方案。该控制方案的该实施方式在增压器发电机结构110与涡轮增压器结合使用时应用。图4示出了增压器叶轮24的贯穿车辆的典型发动机运行范围中的工作周期。如图所示，叶轮24在750rpm至2000rpm的范围中规律地运行。这是因为在这些低发动机速度下发动机废气的速度太低以至于不能提供足够动力来驱动涡轮增压器。因此，如前面所描述的，增压器被用于消除“涡轮迟滞”。
[0107]在2000rpm至4000rpm范围中，间歇地使用增压器；通常涡轮增压器以这些发动机速度有效地运行。然而，如果存在突然改变扭矩的需求，则由于涡轮增压器的提速而存在有迟滞。这可以发生在例如加速期间。因此，增压器在改变需求期间进行使用以确保来自发动机的一致的动力传输，直到涡轮增压器有时间加速为止。
[0108]与发动机废气相关的速度在4000rpm之上时足以在大多数情况下驱动涡轮增压器，并且因此增压器很少用于该范围。在该控制方案的实施方式中，增压器不在该运行状态下使用，然而在其他实施方式中，可以存在调用增压器的特定情况，例如，当特别大力地操作节气门时。
[0109]图5是示出了第一离合器32和第二离合器34如何根据该控制方案的此实施方式针对多种不同情形操作的表格。表格还指出电动马达的电枢28是否用于在每个情形中驱动行星齿轮18。应该指出的是，对于电枢28存在三种状态:“被驱动”，在该状态中，电枢28被电驱动以使行星齿轮18旋转，以调节叶轮24的旋转速度；“未被驱动”，在该状态中，电枢28空转且沿任意方向以任何速度自由旋转；以及“用作附加发电机”，在该状态中，电枢28通过第二离合器的闭合而锁定至齿圈16，使得电枢28可以被叶轮24或带轮12驱动以用作上述附加发电机。每个情形的更详细说明概述如下。
[0110]“冷启动”情形指的是当发动机很冷时，即当发动机没有使用超过几分钟时，通过使用启动马达启动车辆发动机。在冷启动过程期间，不使用增压器，因为这会将不必要的张力施加于发动机部件上。同样地，不需要在冷启动期间使用增压器，因为车辆没有移动并且因此不存在施加于发动机上的扭矩需求。相应地，如图5所示，在冷启动过程期间，第一离合器32和第二离合器34两者打开。附加地，马达电枢28不驱动行星齿轮18。通过在此时打开第一离合器32，增压器分离，并且因此车辆不会没有必要地消耗能量来驱动第二电枢14b和增压器叶轮24，从而改善冷启动过程期间的燃料效率。
[0111]由于增压器部件和马达电枢28在冷启动过程期间均不被驱动，因此第二离合器34在冷启动期间是打开还是闭合不是特别重要。然而，对于车辆而言，冷启动之后的下一个步骤是开始行驶。因此，通过在冷启动期间将第二离合器34布置成打开，第二离合器34被放置在正确位置以为车辆需要开始行驶时做好准备。当车辆开始行驶时，扭矩需求施加于发动机上，在此时使增压器叶轮24运行。因此，当车辆开始行驶时，第二离合器34需要打开。如果第二离合器34起初在发动机接收扭矩需求时是闭合的，那么第二离合器34首先需要在增压器叶轮24运行之前打开。因此，通过在冷启动期间打开第二离合器34，车辆可以在初始转矩需求施加于发动机上的情况下提供改善的响应性。
[0112]应该指出的是，在该控制方案的该实施方式中，在第一离合器32打开的所有情况下，马达电枢28不被驱动。这是因为马达电枢28不具有驱动叶轮24的足够动力。同样地，当第一离合器32打开时，第二电枢14b和齿圈16可以自由地旋转。因此，在该情形中驱动马达电枢28会引起齿轮系部件的不可预测的运动。特别地，如果第二离合器打开，叶轮24也半独立于(sem1-1ndependently)马达电枢28而自由地旋转。因此，驱动马达电枢28可以简单地引起电枢28和行星齿轮18旋转同时叶轮24和齿圈16保持相对静止，从而浪费會κΜ。
[0113]“热启动”情形指的是众所周知的“停止启动”，在“停止启动”中，如先前所述，车辆发动机在一些情况下使用发电机作为马达。如图5所示，在热启动过程期间，第一离合器32和第二离合器34两者闭合。通过使第一离合器32闭合，第一电枢14a和第二电枢14b两者可以被发电机驱动，并且因此使发电机的全部容量能够用于提供驱动力。除此之外，由于第二离合器34闭合，马达电枢28可以与发电机电枢14配合而驱动，以最大化可用驱动力。该驱动力用于驱动带轮12，从而驱动辅助传动带，并且因此使发动机重启。
[0114]替代性地，在另一实施方式中，发电机电枢14’和马达电枢28配合地使用以在较短距离上驱动车辆，因而用作如上所述的微混合动力。除了下述事实之外，该结构等同于“热启动”:发动机没有被供以燃料以开始正常运行，而是发电机电枢14’和马达电枢28继续驱动发动机以向车辆变速器提供扭矩从而推动汽车。相应地，在该情形中用于增压器发电机结构110的构型与用于“热启动”的构型相同，并且因此没有在图5中单独列出。
[0115]在“空转”中，发动机运转但车辆未移动。因此，不存在施加于车辆的扭矩需求，所以不需要增压器。为了使发动机在空转时的燃料消耗最小化，第一离合器32打开以使带轮12与第二电枢14b、行星齿轮系和叶轮24隔开，因而使附接至发动机的负载最小化。因此，当空转时，仅第一电枢14a旋转，这意味着发电机仅产生正常运行所需的能量，并且没有通过产生此时不需要的过度电能而对发动机造成负担。
[0116]图5表明第二离合器34的结构不适用于空转情况。然而，如上所述，第二离合器34优选地在此时打开，使得第二离合器34为施加于车辆发动机的新的扭矩需求做准备。
[0117]图5所示的“在低温环境下启动之后的空转”的情况涉及发动机空转并且环境温度较低的特定情况。在该情况下，可以增加车辆的正常动力需求以加热车辆内部。在正常空转情况下，发动机以低速空转，并且因此发电机不产生很多电能。因此，为了在电力需求提高时改善发电机的发电量，第一离合器32和第二离合器24两者闭合。通过使第一离合器32闭合，第二电枢14b联接至第一电枢14a，因此增加了发电机的发电量。通过同样使第二离合器34闭合，发电机电枢14’有效地联接至马达电枢28，使得发电机电枢14’和马达电枢28两者一起旋转。马达电枢28在此时不被驱动；相反地，如上所述，马达电枢28用作附加的发电机以进一步增大车辆的发电量。
[0118]“稳定状态-低负载< 4000rpm”情况涉及下述情况:车辆以基本恒定的速度行驶，其中，发动机速度在4000rpm以下。当车辆以恒定速度行驶时，施加于发动机的扭矩需求相对较低。因此，增压器叶轮24在此时没有进行加载，因为不需要增压器叶轮24提供的附加扭矩。为了避免叶轮24空转并且因此浪费能量并且消耗额外的燃料，第一离合器32打开。以此方式，叶轮24与发动机分离，并且因此没有进行不必要地驱动。当第一离合器32打开时，马达电枢28出于上述原因而在该阶段没有进行驱动。具体地，在该情况下不存在驱动叶轮24的需求，并且因此不存在驱动电枢28的理由。如果发动机速度朝向针对该情况的范围的较高限度足够大，则涡轮增压器可以主要用于通过从废气提取能量来改善发动机的运行效率。
[0119]“稳定状态-高负载< 1500rpm”的情况涉及高负载施加于车辆但发动机速度保持较低的情况。例如，这可以涉及车辆以高速档牵引负载的情形。该示例主要适用于设置有手动变速箱的车辆，因为自动变速箱在牵弓I时通常移入低速档以避免失速。
[0120]在该情况下，施加于发动机的扭矩需求相对较高，但对于涡轮增压器而言发动机速度太低以至于不能有效运行。因此，增压器叶轮24在室中进行加载并且进行驱动以提高发动机性能。为实现这一点，第一离合器32闭合，第二离合器34打开并且马达电枢28进行驱动，使得叶轮24以上述的正常方式进行驱动。
[0121]“稳定状态> 4000rpm”涉及车辆以基本恒定速度行驶并且发动机速度在4000rpm以上的情况。通常，这涉及以高速度行驶，例如在高速公路上行驶。因为发动机速度很高，使用涡轮增压器以改善燃料经济性并且提供可能需要的任何附加动力。因此，增压器以与用于“稳定状态-低负载< 4000rpm”情况的方式相同的方式停用。
[0122]“瞬态< 4000rpm”模式涉及当发动机速度在4000rpm以下时存在扭矩需求的突然改变的情况。当发动机以在该速度以下的速度运转时，涡轮增压器以相对较低的速度运转。当扭矩需求改变时，例如如果驾驶员打开节气门，则发动机通过快速增加发动机速度来响应。涡轮增压器不能以与发动机相同的速率加速，并且因此当涡轮增压器追赶发动机时在所需歧管压力与实际歧管压力之间将存在差异，从而导致“涡轮迟滞”。增压器可以用于通过在涡轮增压器加速期间保持所需的歧管压力来缓解该问题。因此，对于此情况而言，第一离合器32闭合，第二离合器34打开，并且马达电枢28驱动，使得增压器运行从而以如先前所述的正常方式驱动叶轮24。
[0123]“瞬态> 4000rpm”涉及与前面所述的“瞬态< 4000rpm”的情况相似的情况，其中，
不同之处在于发动机速度大于4000rpm。当发动机以在该速度以上的速度运转时，涡轮增压器同样以相对较高的速度运转。因此，如果存在扭矩需求的改变并且因此存在所需歧管压力的改变，则涡轮增压器能够在不落后于发动机的情况下一一落后于发动机则导致“涡轮迟滞” 一一满足这些要求。因此，在该情况中不需要增压器。同样地，第一离合器32打开以使增压