用于增压器的驱动装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于增压器的驱动装置。具体地，本发明涉及一种用于增压器的 驱动装置，其中通过包括无级变速器（CVT)的驱动系统将驱动从内燃机传送到增压器。
[0002] 本发明具体地应用于客车和轻载车辆。虽然这不是本发明的唯一应用，但是本申 请将用作如何可以实施本发明的说明的基础。在这点上，本发明的实施例通常将用在发动 机上，所述发动机由驾驶员使用脚踏板控制，从而允许驾驶员控制引起被发动机输送到车 辆的传动装置的转矩的量。在汽油机的情况下，该踏板将直接或间接控制调节进入发动机 的空气的流量的节流阀的位置，而在柴油机的情况下，踏板将直接或间接控制将喷射到发 动机中的燃料的量。因此，在本说明书中，通常使用的术语"油门踏板"将用于通常表示这 种与其对发动机操作的实际物理效应无关的踏板。
【背景技术】
[0003] 压力感应被视作对提高内燃机效率有重要的贡献。具体地，由发动机驱动的增压 器（与排气式涡轮增压器相反）可以对任何给定时间进入发动机的空气量提供相当大程度 的控制。
[0004] 通常，增压器必须被驱动的转速大于发动机曲柄轴的转速一个大的因子。例如，用 于客车的典型汽油发动机将以在750rpm与6000rpm之间的速度运行，而离心式增压器可能 需要以在40000rpm与250000rpm之间的速度运行。迄今，这已经典型地通过在曲柄轴与增 压器之间设置固定比率的增速齿轮系来获得。
[0005] 显然以曲柄轴速度的固定倍数驱动增压器不是最佳的。如果增压器系统被构造成 以低发动机速度输送最大可能的发动机转矩，则功率在高发动机速度下出现浪费。如果压 缩机被装上齿轮使得所述压缩机以高发动机速度供应最大的可能的发动机转矩，则低发动 机速度下的发动机转矩可能不足。曲柄轴与增压器之间的可变比率驱动可用于减少输送到 增压器的浪费的能量的量，同时在低发动机速度下最大化转矩输出。可连续变化比率的驱 动优于步进变化比率的驱动。
[0006] 现在考虑以下情况，即发动机运转以使用发动机可用转矩中的较小百分比的转矩 以基本上稳定的速度驱动车辆，并且驾驶员突然压下油门踏板，例如以便追上较慢车辆。理 想地，增压器将在尽可能短的时间内加速到其最大速度以响应驾驶员对最大发动机转矩的 要求。响应于这种要求，如果可变比率的驱动被立即从低比率扫掠到高比率，则发动机的输 出转矩的相当大部分仅需要加速增压器，因此将不用加速车辆。在没有适当控制的情况下， 可以想到的情况是这么多转矩被增压器驱动吸收，突然的油门踏板输入实际上会导致输送 给驱动轮的转矩瞬时减少。这是非常不希望出现的。
[0007] 包括转矩受控的变速器的无级变速系统可以提供对该控制问题的直接解决方案。 这种变速器对本领域技术人员是公知的，并且是典型的但不是唯一的环形行走轮驱动式。 到传输装置的控制输入可以控制将要输送给增压器的最大惯性（或加速）转矩，并且这 可以被设置成预定的最大值或者当前的总发动机转矩的一个比例值（可以是固定或可变 的）。然而，这种变速器系统由于其通常需要能够将重要的动力输送到变速器的辊子托架的 致动器且需要相关联的液压控制设备，因此所述变速器系统昂贵且很重。因此，虽然这种传 输装置可以解决控制问题，但是所述传输装置无法在成本和重量必须被保持在最小限度的 客车中提供可接受的使用方案。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的是提供一种可以通过无级变速器由内燃机驱动增压器的装置，所述 无级变速器能够提供有效操作所需的控制程度，同时保持成本、重量和复杂性最小化。
[0009] 为此，本发明的第一方面提供一种用于内燃机的增压装置，包括：
[0010] 增压器，所述增压器具有旋转驱动输入；
[0011] 传输装置，所述传输装置具有接收来自内燃机的驱动的旋转驱动输入和连接到增 压器的输入的旋转驱动输出；其中所述传输装置包括变速器，所述变速器可操作地连接在 传输装置的输入与输出之间，所述变速器具有由输入以运行比驱动的输出；
[0012] 其中：
[0013] 控制系统操作以使发动机输送由控制系统的输入的状态指示的一定量的转矩；并 且优选地控制装置可操作以设置变速器的运行比。
[0014] 在获得本发明中，发明人认识到与明显优选的转矩控制相比，比率控制下的变速 器操作的缺点会由于通过操作特定比率控制执行过程所需的比较简单且小的功率获得的 节约成本和减少体重而突显。转矩控制下的操作允许简单地实现控制系统（控制系统必须 做的是设置对将施加到发动机或增压器的转矩的限制），而比率控制呈现明显更大的技术 挑战。
[0015] 概括地说，控制系统必须操作以使发动机输送由控制系统的一个或多个输入的状 态指示的一定量的转矩。这种输入可以直接由以下方式来确定：由人（例如，车辆的油门踏 板）确定；由诸如巡航控制或自动驾驶仪的自动控制确定；由其它车辆控制系统（例如稳 定性控制系统）确定；由发动机调速器（本身可以为发动机控制系统的机械或一体部分） 或者车辆动力系系统确定，所述车辆动力系系统可以包括自动或自动化的变速箱、无级变 速传动和CVT(其示例包括机械变量、电气变量或者液压变量）、储能系统（例如，机械式 (例如飞轮）、电气式（例如电池）或液压式（例如蓄能器））中的一个或多个；或者由其它 驱动装置确定，例如空气压缩机、空调系统、交流发电机、油栗和任何一种动力输出驱动器 械。基于此以及对瞬时操作状态的认识，控制系统可以对表示内燃机的与增压装置相关联 的操作的状态的控制变量计算目标值。基于对发动机速度的认识，控制系统可以操作以计 算目标变速器比率，使得增压器运行的速度接近该目标变速器比率以获得控制变量的值。 [0016] 控制系统可以进一步操作以调节变速器比率，以便确保增压器速度的变化比不超 过预定极限，例如以确保施加到发动机的输出或者变速器的转矩不超过阈值。例如，这可以 为当前可获得的总发动机转矩的一定比例和固定的最大值中的一个或多个。例如，控制系 统可以操作，以便以为误差值的函数的速率加速增压器，所述误差值为增压器的目标速度 与当前速度之间的差值。该函数可以为比例类型，其中施加到增压器的加速转矩随着增加 的误差值而增加且随着降低的误差值而减小。这种装置将使增压器渐近地接近目标速度， 使得发动机曲柄施加的转矩中没有步阶变化。
[0017] 变速器可以为液压类型（包括栗和电动机）、电动机-发电机CVT、可变皮带 传动CVT、可变链传动CVT、滚珠轴承式行走轮驱动（示例包括GB - A - 2394519和US -A - 6551210)，并且在机械驱动的情况下可以为摩擦驱动或牵引驱动类型。在典型的实施例 中，变速器为环形变速器。最通常地，变速器可以为全环形变速器，其中变速器的元件之间 的驱动通过牵引流体出现。具体地，变速器可以典型地包括：输入表面和输出表面，所述输 入表面和所述输出表面同轴地安装用于绕着变速器轴线旋转；环形空腔，所述环形空腔被 限定在工作面之间；多个滚动元件，所述多个滚动元件在各自的接触区处设置在输入表面 与输出表面之间且与输入表面和输出表面驱动接合，每一个滚动元件安装在托架组件上以 用于绕着滚动轴线旋转，每一个滚动元件能够自由地绕着倾斜轴线枢转，倾斜轴线通过垂 直于滚动轴线的滚动元件且在辊子中心处与滚动轴线相交，由此倾斜角度的变化会引起为 座圈旋转速度的比率的变速器比率变化。
[0018] 成本和重量可以进一步通过选择变速器结构来优化。具体地，比率变化期间致动 需要非常低的动力的变速器是有利的。这允许变速器通过低成本致动器来致动，例如电动 力致动器。通过使辊子绕着俯仰轴线旋转实现比率变化的变速器、申请人称作"倾斜导向" 的机构尤其适用于本申请。因此，在本发明的优选实施例中，在变速器中，每一个托架组件 可以引起枢转运动，该枢转运动绕着俯仰轴线，从而导致滚动元件的俯仰角度变化，俯仰轴 线通过辊子中心且通过接触区；并且变速器还包括控制构件，所述控制构件可操作以引起 各自的托架组件承担所述枢转运动，从而改变俯仰角度，因此推动多个滚动元件绕着其倾 斜轴线枢转并从而提供变速器比率的变化。
[0019] 变速器或者变速器的每一个环形空腔有利地容纳不多于两个的滚动驱动元件。变 速器还可以包括反作用构件，所述反作用构件可操作地连接到多个滚动元件，使得所述反 作用构件承受来自环形空腔内的滚动元件的反作用转矩。
[0020] 在本发明的实施例中，变速器可以包括两个相似的空腔，由此包括第二输入表面 和限定第二环形空腔的面对的第二输出表面；多个第二滚动元件，所述多个第二滚动元件 设置在第二输入表面与第二输出表面之间且与所述表面驱动接合，每一个滚动元件可旋转 地安装在其相应的托架组件上，并且能够绕着通过滚动元件中心的轴线倾斜以改变变速器 比率，并且安装用于枢转运动，从而使滚动元件绕着通过滚动元件中心且垂