KR20140141657A - 가변 스피드 하이브리드 전기적 과급기 어셈블리 및 이를 갖는 차량의 제어 방법 - Google Patents

가변 스피드 하이브리드 전기적 과급기 어셈블리 및 이를 갖는 차량의 제어 방법 Download PDF

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KR20140141657A
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KR1020147028806A
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로버트 피. 벤제이
윌리암 엔. 아이버젠
바실리오스 소라파스
마틴 디. 프라이어
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이턴 코포레이션
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Abstract

과급기 어셈블리는, 크랭크샤프트를 갖고 이를 통해 에어 흐름이 엔진에 제공되는 플리넘을 규정하는 에어 흡기 매니폴드를 갖는 엔진과 직렬인 과급기를 포함한다. 과급기는 엔진으로의 에어 흐름에 있어서 플리넘의 상류에 있고, 제1샤프트와 함께 회전가능한 제1로터 및 제2샤프트와 함께 회전가능한 제2로터를 갖는다. 또한, 과급기 어셈블리는, 모터로서 및 제너레이터로서 선택적으로 대안적으로 동작가능한 전기적 모터-제너레이터 및, 전기적 모터-제너레이터에 동작적으로 접속된 제1부재, 엔진 크랭크샤프트에 의해 회전되도록 접속가능한 제2부재, 및 제1샤프트와 함께 회전하기 위해 동작적으로 접속된 제3부재를 갖는 유성 기어 배열을 포함한다. 과급기 어셈블리는, 2개의 선택적으로 체결가능한 토크-전달 메커니즘 및 전기적 모터-제너레이터 및 토크-전달 메커니즘 제어하도록 구성된 제어 시스템을 갖는다.

Description

가변 스피드 하이브리드 전기적 과급기 어셈블리 및 이를 갖는 차량의 제어 방법{VARIABLE SPEED HYBRID ELECTRIC SUPERCHARGER ASSEMBLY AND METHOD OF CONTROL OF VEHICLE HAVING SAME}
본 출원은 2013년 3월 13일 출원된 PCT 국제 특허 출원으로서, 참조로 그 전체 내용이 본 명세서에 통합된 2012년 3월 29일 출원된 U.S. 특허 출원 번호 제61/617,152호의 우선권을 청구한다.
일반적으로, 본 발명 교시 내용은 과급기, 전기적 모터-제너레이터 및 유성 기어 배열을 포함하는 과급기 어셈블리를 포함한다.
감소된 사이즈의 에너지 효율적인 엔진이 연료 절약 및 비용 감소를 위해 바람직할 수 있다. 더 작은 엔진은 더 큰 엔진보다 작은 토크를 제공한다. 과급기는 때때로 엔진으로부터 이용가능한 토크를 증가시키기 위해 사용된다. 낮은 엔진 스피드에서, 흔히 보다 높은 토크가 가속기 페달을 가압함으로써 차량 작동자에 의해 요청될 때, 과급기는 부가적인 에어를 엔진 흡기 매니폴드에 제공해서, 에어 압력을 부스팅(boosting)하고, 이에 의해 낮은 엔진 스피드에서 엔진이 더 큰 토크를 생성하도록 허용한다.
본 발명은 가변 스피드 하이브리드 전기적 과급기 어셈블리 및 이를 갖는 차량의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
일반적으로, 본 발명 교시 내용은 엔진을 위한 과급기 어셈블리를 포함한다. 엔진은 크랭크샤프트 및 이를 통해 에어 흐름이 엔진에 제공되는 플리넘(plenum)을 규정하는 에어 흡기 매니폴드를 갖는다. 과급기 어셈블리는 엔진으로의 에어 흐름에 있어서 플리넘의 상류에 과급기를 포함한다. 과급기는 제1샤프트 상에 탑재되고 이와 함께 회전가능한 제1로터 및 제1로터와 맞물리고 제2샤프트 상에 탑재되고 제1샤프트의 회전을 통해 제2샤프트와 함께 회전가능한 제2로터를 갖는다. 또한, 과급기 어셈블리는 모터로서 및 제너레이터로서 선택적으로 대안적으로 동작가능한 전기적 모터-제너레이터 및 유성 기어 배열을 포함한다. 유성 기어 세트의 제1부재는 전기적 모터-제너레이터에 의해 회전되도록 동작적으로 접속되고, 유성 기어 세트의 제2부재는 엔진 크랭크샤프트에 의해 회전되도록 접속가능하며, 유성 기어 세트의 제3부재는 제1샤프트와의 회전을 위해 동작적으로 접속된다. 과급기 어셈블리는, 엔진 크랭크샤프트와 함께 회전하기 위해 제2부재와 동작적으로 접속하도록 선택적으로 체결가능한 클러치 및 제1샤프트를 정적으로 유지하도록 선택적으로 체결가능한 브레이크를 포함하는, 2개만의 선택적으로 체결가능한 토크-전달 메커니즘만을 갖는다. 제어 시스템은, 다른 동작 모드를 달성하도록 전기적 모터-제너레이터, 브레이크 및 클러치를 제어하도록 구성된다. 예를 들어, 엔진이 스로틀 밸브를 갖는 내부 연소 엔진이면, 스로틀 밸브 및 과급기는 제어될 수 있어, 스로틀링 손실(예를 들어, 왕복하는 엔진 실린더에 의해 생성된 진공에 기인해서 스로틀을 교차해서 발생하는 압력 강하)이 스로틀 및/또는 과급기를 교차해서 선택적으로 분배된다. 과급기를 교차해서 위치된 압력 강하는, 저장된 에너지로 변환된 토크를 생성할 수 있다.
본 발명 교시 내용의 상기 특징 및 장점 및 그 밖의 특징 및 장점은, 첨부 도면과 관련해서 취해진 본 발명 교시 내용을 수행하기 위해 최상의 모드의 이하의 상세한 설명으로부터 명백해진다.
도 1은 본 발명 교시의 측면에 따라서 부분적으로 제거된 과급기 어셈블리의 하우징 어셈블리와 함께, 과급기 어셈블리 및 엔진 어셈블리의 개략적인 측면도.
도 2는 하우징 어셈블리 내의 도 1의 과급기 어셈블리의 개략적인 측면도.
도 3은 도 2의 라인 3-3에서 취한 과급기 어셈블리의 개략적인 단면도.
도 4는 도 3의 라인 4-4에서 취한 과급기 어셈블리의 개략적인 단면도.
도 5는 도 4에서 가리켜진 영역에서의 과급기 부분의 개략적인 도면.
도 6은 하우징 어셈블리의 기어 커버 부분의 개략적인 단면도.
도 7은 기어 커버 부분 내의 과급기 어셈블리의 부분의 도 6의 라인 7-7에서 취한 개략적인 단면도.
도 8은 기어 커버 부분의 개략적인 사시도.
도 9는 하우징 어셈블리의 출구 하우징 및 출구 파이프의 개략적인 사시도.
도 10은 하우징 어셈블리의 출구 하우징 및 출구 파이프의 개략적인 평면도.
도 11은 하우징 어셈블리의 출구 하우징 및 출구 파이프의 개략적인 측면도.
도 12는 도 11의 라인 12-12를 취한 출구 하우징 및 출구 파이프의 개략적인 단면도.
도 13은 모터 하우징 부분의 개략적인 단면도.
도 14는 모터 하우징 부분의 개략적인 사시도.
도 15는 하우징 부분의 개략적인 평면도.
도 16은 브레이크를 위한 공동을 형성하는 하우징의 입구 커버 부분의 개략적인 단면도.
도 17은 도 16의 라인 17-17을 취한 입구 커버 부분의 개략적인 단면도.
도 18은 입구 커버 부분의 개략적인 사시도.
도 19는 도 3의 풀리 샤프트에 탑재된 오일 슬링어(oilslinger)의 개략적인 사시도.
도 20은 도 6에 나타낸 것보다 개략적인 기어 커버 부분의 대향하는 단면도.
도 21은 본 발명 교시의 다른 측면에 따라서 출구 하우징 및 출구 파이프를 갖는 출구 컴포넌트와 함께 로터 하우징 부분의 개략적인 단면도.
도 22는 도 21의 출구 하우징 및 출구 파이프를 갖는 출구 컴포넌트의 개략적인 사시도.
도 23은 도 2의 로터 하우징의 개략적인 저면도.
도 24는 도 21 및 22의 출구 컴포넌트를 갖는 과급기 어셈블리의 개략적인 측면도.
도면을 참조로, 동일 참조 번호가 다수의 도면을 통해서 동일한 컴포넌트를 언급하는데, 도 1은 과급기 어셈블리(11)를 포함하는 엔진 어셈블리(10)를, 엔진(13)의 스로틀 바디(16) 내에 위치된, 스로틀(14)로서도 언급되는 스로틀 밸브와 직렬로 위치되는 스로틀 밸브를 갖는 과급기(12)와 함께 나타낸다. 스로틀 바디(16)는 에어 흡기 매니폴드(20) 내의 플리넘(18)의 상류에서 엔진(13)에 대한 에어 흐름 내에 있게 된다. 과급기(12)가 엔진(13)에 대한 에어 흐름 내의 스로틀(14)의 상류에 보이지만, 대신 과급기(12)가 엔진(13)에 대한 에어 흐름 내에서 스로틀(14)의 하류에 있을 수도 있다. 즉, 스로틀(14)은 과급기(12)의 입구(84) 내로 공급할 수 있고, 과급기(12)의 출구는 직접 플리넘(18)으로 흐를 수 있다. 과급기(12)는 디젤 엔진과 같은, 스로틀을 갖지 않은 엔진과 함께 사용될 수도 있는 것으로, 이해되어야 한다.
과급기(12)는 제2로터(28)와 맞물릴 수 있는 제1로터(26)와 함께 로터(24)의 세트를 가질 수 있다(제2로터(28)는 도 3에서 볼 수 있다). 각각의 로터(26, 28)는 다중 로우브(lobe)를 가질 수 있다. 과급기(12)는 에어 압력 플리넘(18)의 상류를 부스팅할 수 있어, 더 많은 에어를 엔진 실린더 내로 강제하여, 트랜스미션(22)을 통해 파워 구동 액슬(21)에 대한 엔진 파워를 증가시킨다.
과급기(12)는 루트-타입(Roots-type) 과급기와 같은 고정된 변위 과급기가 될 수 있는데, 이는 회전 당 고정된 체적의 에어를 출력한다. 그러면, 증가된 에어 출력은, 플리넘(18) 내로 강제될 때 가압된다. 루트-타입 과급기는 체적 측정용 장치이고, 그러므로 압력을 발생하기 위해서 회전 스피드에 의존하지 않는다. 로터(26, 28)의 각각의 회전 당 루트-타입 과급기에 의해 전달된 에어의 체적은 일정하다(예를 들어, 스피드에 따라 변화하지 않는다). 따라서, 루트-타입 과급기는, 루트-타입 과급기가 압축기보다는 펌프로서 기능하기 때문에, 낮은 엔진 및 로터 스피드에서 압력을 발생시킬 수 있다(여기서, 과급기는 엔진에 의해 파워가 공급된다). 루트-타입 과급기(12)에 의해 전달된 에어의 압축이 고정된 체적 엔진 플리넘(18) 내의 에어 량을 증가함으로써 과급기(12)의 하류에서 발생한다. 한편, 과급기(12)는 원심-타입(centrifugal-type) 과급기와 같은 압축기가 될 수 있는데, 이는 과급기(12)를 통과함에 따라 에어를 압축하지만, 압축 및 따라서 플리넘(18) 내에서 스로틀 바디(16)에 전달된 에어의 체적 및 에어 압력은 압축기 스피드에 의존하게 된다.
과급기 어셈블리(11)는 선 기어(sun gear) 부재(42), 링 기어 부재(4) 및, 링 기어 부재(44) 및 선 기어 부재(42) 모두와 맞물리는 피니언 기어(47)의 세트를 회전가능하게 지지하는 캐리어 부재(46)와 함께 유성 기어 배열(41)을 포함한다. 선 기어 부재(42)는 제3부재로서 언급되고, 링 기어 부재(44)는 제1부재로서 언급되며, 캐리어 부재(46)는 유성 기어 세트(41)의 제2부재로서 언급된다. 유성 기어 세트(41)는 단순 유성 기어 세트이다. 다른 실시형태에 있어서는, 복합 유성 기어 세트가 사용될 수 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 제1로터(26)는 제1샤프트(30)에 대해서 회전하고 다중 로우브를 갖는데, 이는 상호 맞물리는 타이밍 기어(34, 36)의 세트를 통해 제2로터(28)의 다중 로우브와 맞물린다. 로터(26, 28)가 회전할 때, 그들의 로우브가 상호 고정되게 로터(26, 28)가 맞물리는 것으로 이해되어야 한다. 그런데, 로터(26, 28)의 로우브는 서로 접촉하지 않는다. 제2로터(28)는 제2샤프트(32)에 대해서 회전한다. 제2샤프트(32)는 세트의 상호 맞물리는 타이밍 기어(34, 36)를 통해 제1샤프트(30)에 의해 구동된다. 특히, 제1기어(34)는 제1샤프트(30) 상에 탑재되어, 제1로터(26)와 함께 회전한다. 제2기어(36)는 제2샤프트(32) 상에 탑재되어 제2로터(28)와 함께 회전한다. 제1기어(34)는 제2기어(36)와 맞물린다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 엔진(13)은 크랭크샤프트(48)을 갖는데, 이는, 전자기 클러치(55)가 크랭크샤프트(48)와 함께의 회전을 위해 크랭크샤프트(48) 상에 탑재된 풀리(57)에 접속하도록 체결될 때, 벨트 드라이브(49)를 통해 캐리어 부재(46)와 동작적으로 접속할 수 있다. 풀리(57) 및 크랭크샤프트(48)는, 이에 의해 벨트(63)를 통해 풀리 샤프트(61)에 탑재된 풀리(59)와 구동가능하게 접속되어, 풀리 샤프트(61)와 함께 회전한다. 풀리 샤프트(61)는 캐리어 부재(46)와 동일한 스피드로, 캐리어 부재(46)와 함께 회전하도록 접속된다.
클러치 팩이 풀리(57)와 함께 회전하기 위해 단단히 접속된 클러치 하우징(35)에 스플라인 결합된 제2세트의 플레이트(33)와 체결된 크랭크샤프트(48)에 스플라인 결합된 제1세트의 플레이트(31)를 갖는 정상적으로 체결된 상태에서, 클러치(55)는 정상적으로 폐쇄된 클러치이다. 스프링(37)은 적용 플레이트(38)를 세트의 플레이트(31, 33)를 향해 바이어스해서, 클러치(55)를 체결된 상태로 유지시킨다. 코일(39)이 활성화되어, 자력을 생성하여, 플레이트(38)를 축으로 클러치 플레이트(31, 33)로부터 이격해서 이동시켜서, 스프링(37)의 바이어싱 힘을 극복하고, 이에 의해 클러치(55)를 체결 해제한다. 코일(39)은 제어 시스템에 의해 선택적으로 활성화되는데, 이 제어 시스템은 제어 시그널을 클러치(55)에 제공하도록 동작가능한, 엔진 제어기와 같은 시스템 제어기(65)를 포함한다. 또한, 제어기(65)는 모터 제어기(62)에 동작적으로 접속되고, 본 명세서에서 논의된 바와 같이, 전자기 브레이크, 바이패스 밸브(70) 및 스로틀(14)에 동작적으로 접속된다. 정상적으로 개방 클러치를 포함하는 소정의 다른 타입 클러치가, 클러치(55) 대신 사용될 수 있다.
전기적 모터-제너레이터/제너레이터(50)는 링 기어 부재(44)에 대해서 기어 트레인(train)을 통해 토크를 전달 또는 수취할 수 있는데, 이 기어 트레인은 제2기어 부재(54)와 맞물리는 제1기어 부재(53)를 포함한다. 모터-제너레이터(50)는 모터 샤프트(52) 상에 탑재된 제1기어 부재(53)와 함께 회전가능한 모터 샤프트(52)를 갖는다. 제1기어 부재(53)는 제2기어 부재(54)와 맞물릴 수 있는데, 이는 링 기어 부재(44)와 맞물리는 단차진 기어 부재가 될 수 있다. 선 기어 부재(42)는 샤프트(56)와 함께 회전하는데, 이는 세미-가요성 커플링 부재(58)를 통해 제1샤프트(30)에 접속되므로, 선 기어 부재(42)가 과급기(12)의 제1로터(26)와 동일한 스피드로 회전한다. 커플링 부재(58)는 제1샤프트(30)와 선 기어 부재(42)에 접속된 샤프트(56) 사이의 비틀림 및 축의 진동을 흡수하기 위해서 플렉스(flex)된다. 제1로터(26)의 회전은 상호 맞물리는 기어(34, 36)를 통해 제2로터(28)의 회전을 발생시킨다.
전기적 모터-제너레이터(50)는 통합된 전기적 모터 제어기(62)를 갖는데, 이는 모터로서 또는 제너레이터로서 기능하도록 모터-제너레이터(50)의 동작을 제어한다. 모터-제너레이터(50)가 모터로서 기능할 때, 이는 배터리와 같은 저장된 전기적인 에너지를 에너지 스토리지 장치(64)로부터 파워 케이블(66)을 통해 수취한다. 제어기(62)는 파워 인버터를 포함할 수 있어, 에너지가 에너지 스토리지 장치(64)로부터 모터-제너레이터(50)로 흐를 때, 전기적인 에너지를 직류로부터 교류로 변환하고, 에너지가 모터-제너레이터(50)로부터 에너지 스토리지 장치(64)로 흐를 때, 교류로부터 직류로 변환한다. 시스템 제어기(65)는 CAN 버스 또는 유사한 아키텍처를 통해 모터 제어기(62)에 동작적으로 접속된 엔진 제어기가 될 수 있고 또한, 본 명세서에서 논의된 클러치(55)의 체결, 브레이크(68)의 체결, 스로틀(14)의 위치 및 바이패스 밸브(70)의 위치를 제어하도록 구성된다.
벨트 드라이브(49)는 FEAD(front engine accessory drive)로서 언급될 수 있다. 하나 이상의 차량 액세서리(78)는, 클러치(55)가 체결될 때, 벨트 드라이브(49)의 벨트(63)를 통해서 엔진 크랭크샤프트(48)에 의해 구동될 수 있고, 또는 본 명세서에서 논의된 엔진 스타트/스톱 모드 동안과 같이, 클러치(55)가 체결되지 않고, 브레이크(68)가 선 기어(42)를 스톱하도록 체결되며 엔진(13)이 오프일 때, 모터-제너레이터(50)에 의해 구동될 수 있다. 엔진 냉각 펌프 또는 에어 컨디셔닝 압축기와 같은 차량 액세서리(78)는, 벨트(63)에 의해 구동된 회전 풀리(76)와 함께 회전하는 샤프트(79)에 동작적으로 접속된다.
선 기어 부재(42)는, 제1로터(26)와의 공통 회전을 위해, 샤프트(56, 30)에 의해 그리고 커플링 부재(58)를 통해, 접속된다. 브레이크(68)는 시스템 제어기(65)에 의해 제어되어, 정적 과급기 어셈블리(11)의 하우징 어셈블리(80)에 대해서 제1샤프트(30)를 선택적으로 그라운드할 수 있다. 특히, 브레이크(68)는 하우징 어셈블리(80)의 입구 커버 부분(82)의 공동(69)(도 4에 나타냄) 내에 포장된 전자기 브레이크이므로, 입구 커버 부분(82)이 브레이크(68)를 지지한다. 도 4에 대해서 더 기술된 바와 같이, 브레이크(68)는 제1샤프트(30)를 입구 커버 부분(82)에 그라운드시키도록 선택적으로 가동된다.
에어는, 로터(26, 28) 사이에서, 과급기 어셈블리(11)를 교차해서, 도 1에 개략적으로 나타낸 입구 커버 부분(82) 내의 에어 입구 통로(85)의 에어 입구(84)로부터 로터 하우징 부분(90)의 에어 입구 개구(84A)(도 21에 나타냄)를 통해 하우징 어셈블리(80)의 로터 하우징 부분(90)에 의해 부분적으로 규정된 에어 출구 통로(88)의 에어 출구(86)(도 23에 최상으로 나타냄)로 흐른다. 로터 하우징 부분(90)은 로터(26, 28) 및 샤프트(30, 32)를 반경으로 둘러싼다. 샤프트(30)는 로터 하우징 부분(90)의 축의 단부의 밖으로 입구 커버 부분(82) 내로 연장한다. 바이패스 통로(94)의 부분(92)은 입구 커버 부분(82)에 의해 규정된다. 바이패스 통로(94)는 바이패스 루트로도 언급된다.
바이패스 밸브(70)는, 도 1에 나타낸 폐쇄된 위치일 때, 바이패스 통로(94) 내에 지지되고 실질적으로 바이패스 통로(94)를 폐쇄한다. 바이패스 밸브(70)의 위치는 개략적이고 통로(94)를 통한 에어 흐름이 밸브(70)에 의해 완전히 차단되는 위치를 나타내도록 의도된다. 바이패스 밸브(70)는 도 1에 환영으로 나타낸 개방 위치(70A)로 이동하도록 제어기(65)에 의해 제어될 수 있다. 바이패스 밸브(70)가 개방 위치(70A)일 때, 에어는, 엔진 부스트가 요구되지 않을 때와 같이, 로터(26, 28)를 바이패싱하여, 에어 입구 부분(84)으로부터 바이패스 통로(94)를 통해 스로틀 바디(16)로 흐를 수 있다.
도 2 및 4는 유성 기어 배열(41) 및 기어 부재(53, 54)를 둘러싸고 에워싸기 위해서 로터 하우징 부분(90)에 탑재된 기어 커버 부분(95)을 나타낸다. 모터-제너레이터(50)의 모터 하우징 부분이 기어 커버 부분(95)에 탑재된다. 기어 커버 부분(95) 및 모터 하우징 부분(96) 모두는 정적 하우징 어셈블리(80)의 부분이다. 하우징 어셈블리(80)는 입구 통로(85)를 연장하기 위해서 입구 커버 부분(82)에 부착된 입구 파이프(97)를 포함한다. 또한, 하우징 어셈블리(80)는, 출구 통로(88)를 연장하기 위해서 로터 하우징 부분(90)에 탑재된 출구 하우징(99)에 부착된 출구 파이프(98)를 포함한다. 출구 파이프(98)는 출구 파이프(98)에 접속된 부가적인 파이프 연장부(도시 생략)를 통해 도 1에 나타낸 스로틀 바디(16)에 동작적으로 접속된다.
엔진 실린더 내의 피스톤의 운동은 플리넘(18)을 통해 에어를 당기는 진공을 생성한다. 스로틀(14)이 도 1에 나타낸 상대적으로 폐쇄된 위치에 있을 때, 엔진(13)에 의해 생성된 진공은 스로틀(14)를 교차하는 압력 강하 형태의 압력 차이를 생성한다. 스로틀(14)이 상대적으로 개방 위치(14A)로 이동할 때, 스로틀(14)를 교차하는 압력 강하는 완화된다. 그런데, 모터-제너레이터(50)를 제어함으로써, 압력 차이는 로터(26, 28)에 전달되어, 로터(26, 28)에 대한 토크를 생성하는데, 이는 에너지 스토리지 장치(64) 내의 전기적인 에너지로서 포획될 수 있다.
즉, 압력 차이는, 스로틀(14)이 상대적으로 개방 위치(14A)일 때, 스로틀(14)에 대한 에어 흐름에 있어서의 상류에서 에어 입구(84)로부터 에어 출구(86)로, 과급기(12)를 교차하여 생성된다. 이하 기술되는 바와 같이, 스로틀(14) 및 바이패스 밸브(70)는 엔진(13)과 함께 선택적으로 제어될 수 있어, 엔진 실린더에 요구된 흡기 에어를 제공하는 한편 과급기(12) 및 모터-제너레이터(50)를 재생시키는 전기적인 에너지를 에너지 스토리지 장치(64)에 제공하기 위해 사용되도록 허용되는 것과 같은 다양한 동작 모드를 제공한다. 저장된 전기적 에너지는, 모터-제너레이터(50)가 모터로서 기능하도록 제어할 때, 파워를 얼터네이터(alternator) 대신 차량 전기적인 시스템 및 장치에 제공하도록 및/또는 토크를 크랭크샤프트(48)에 제공하기 위해서, 사용될 수 있다.
과급기 어셈블리(11)를 갖는 엔진 어셈블리(10)는, 엔진 토크 요구조건과 같은 차량 동작 조건 및 에너지 스토리지 장치(64)의 충전 상태에 기반해서 제어기(65)에 의해 선택 및 커맨드될 수 있는, 다양한 다른 동작 모드를 가능하게 한다. 엔진-오프 동작 모드는, 엔진(13)이 오프일 때, 보조의 차량 컴포넌트(78)에 파워를 제공하기 위해서 샤프트(61)에 토크를 제공하기 위해서 사용될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 엔진(13)은, 연료 및/또는 점화가 엔진(13) 내에서 연소를 위해 제공되지 않을 때, 오프된다. 엔진-오프 동작 모드에서, 제어기(65)는 모터로서 기능하도록 모터-제너레이터(50)를 제어하여, 브레이크(68)를 체결하며, 클러치(55)가 체결 해제되게 한다. 토크는 모터-제너레이터(50)로부터 보조의 컴포넌트(78)로 유성 기어 세트(41)를 통해 전달된다.
차량 동작 조건이, 엔진(13)이 스타트되어야 하는 것을 가리킬 때, 단순히 클러치(55)를 체결하는 한편 여전히 모터-제너레이터(50)가 모터로서 기능하도록 제어하고, 브레이크(68)를 체결되게 유지함으로써, 엔진 어셈블리(10)는 엔진-오프 동작 모드로부터 엔진-스타트 동작 모드로 이행될 수 있다. 모터-제너레이터(50)로부터의 토크는, 따라서 크랭크샤프트(48)에 적용되어, 엔진(13)을 스타트시킨다. 엔진(13)이 스타트되면, 모터-제너레이터(50)는 프리휠(freewheel)이 될 수 있는데, 제어기(65)는 전기적 에너지를 에너지 스토리지 장치(64)로부터 모터-제너레이터(50)로 안내하거나 또는, 전기적 에너지를 모터-제너레이터(50)로부터 에너지 스토리지 장치(64)로 안내하지 않는다. 모터-제너레이터(50)의 스타트/스톱 능력은, 교통 신호등에서와 같이, 엔진(13)이 아이들(idle)보다는 셧오프(shut off)되게 하는데, 연료 절약 및 이산화 탄소 방출의 감소가 크게 기대된다. 따라서, 연료 절약이 엔진(13)이 셧오프되는 주기 동안 실현될 수 있고, 엔진(13)의 리스타팅이 배터리에 저장된 재포획된 에너지로부터 생성된 전기적 에너지와 함께 성취될 수 있다.
한편, 엔진(13)이 스타트되면, 모터-제너레이터(50)는 모터로서 또는 제너레이터로서 기능할 수 있다. 엔진(13) 온(on)과 함께, 본 명세서에 기술된 엔진 부스트, 브레이크 재생성(regeneration) 및 스로틀 손실 재생성 모드들이 사용될 수 있다. 엔진 부스트 동작 모드는, 차량 가속에 대해서와 같은 부가적인 토크가 구동 액슬(21)에서 요구될 때, 제어기(65)에 의해 수립될 수 있다. 엔진(13) 온과 함께 부스트 동작 모드를 수립하기 위해서, 클러치(55)가 체결되고, 브레이크(68)가 체결 해제된다. 모터-제너레이터(50)가 모터로서 기능하도록 제어되고 바이패스 밸브(70)가 도 1에 나타낸 폐쇄된 위치에 있게 된다. 엔진(13)은 제1샤프트(30)가 벨트 구동 시스템(49) 및 캐리어 부재(46)를 통해 구동하도록 토크를 제공한다. 모터-제너레이터(50)는, 상호 맞물리는 기어(53, 54)를 통해 링 기어 부재(44)로 제1샤프트(30)를 구동하기 위해서, 토크를 제공한다. 제1샤프트(30)의 스피드는, 따라서 링 기어 부재(44)의 스피드를 조정하고, 그리고 유성 기어 배열(41)을 통해서, 샤프트(56 및 30)의 요구된 회전 스피드를 설정하기 위해서, 모터-제너레이터(50)를 사용해서 샤프트(61)의 스피드에 대해서 증가하여, 요구된 부스트 압력을 제공한다.
따라서, 엔진 플리넘(18)에 제공된 부스트 압력 량은, 변화하는 토크 요구에 응답해서 엔진 부스트 동작 모드 동안 변경될 수 있다. 먼저, 제어기(65)는, 엔진 부스트 동작 모드 동안, 플리넘(18) 내에서 발생된 부스트 압력 량을 제어하기 위해서 모터-제너레이터(50)의 스피드를 변경할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 제어기(65)는, 바이패스 밸브(70)를 도 1에 나타낸 폐쇄된 위치로부터 개방 위치(70A)로 이동함으로써와 같이, 바이패스 밸브(70)의 위치를 제어할 수 있다. 따라서, 에어 입구(84)로부터의 에어는 바이패스 통로(94)를 통해 흐를 수 있어서, 로터(26, 28)를 통과해서 로터 하우징(90)을 통해 흐르게 되는 에어의 체적을 감소하고, 이에 의해 에어가 로터(26, 28)를 통해 흐를 때와 비교해서 플리넘(18)에서 에어의 압력을 감소하게 된다. 완전 개방 위치(70A)로 바이패스 밸브(70)를 개방함으로써의 바이패스 밸브(70)의 동작은, 모터-제너레이터(50)의 스피드를 변경함으로써 달성된 더 점진적인 조정과 비교해서 플리넘(18) 내의 에어 압력의 상대적으로 신속한 조정을 허용할 수 있다. 부스트 압력에서의 더 변조된 조정은, 바이패스 밸브(70)를 완전 개방 위치(70A)와 완전 폐쇄된 위치 사이의 중간 위치에 위치시킴으로써 달성될 수 있다. 모터-제너레이터(50)의 스피드 및 바이패스 밸브(70)의 위치 모두의 제어는, 엔진 토크 요구에 응답해서 맞춰진 엔진 부스트를 허용한다. 과급기(12)에 의해 플리넘(18)에 제공된 부스트 압력이 엔진 스피드에 독립적이기 때문에, 상대적으로 일정 토크가 엔진(13)의 동작 스피드의 전체 범위를 교차해서 크랭크샤프트(48)에서 획득될 수 있다. 대안적으로, 크랭크샤프트(48)에서의 토크가 엔진 동작 스피드의 범위를 교차해서 요구된 바와 같이 맞춰질 수 있다.
엔진(13)이 온이고, 상대적으로 스테디(steady) 차량 스피드에서의 차량 크루징 동안과 같이, 엔진 부스트가 요구되지 않을 때, 제어기(65)는 과급기(12)의 스피드를 낮출 수 있고 및 스로틀(14)을 제어할 수 있으므로 스로틀링 손실(예를 들어, 이동하는 엔진 실린더에 의해 생성된 진공과 연관된 압력 강하)이 폐쇄된 바이패스 밸브(70)와 함께 스로틀(14) 및 과급기(12) 모두를 교차해서 적용될 수 있다. 스로틀(14)의 위치는 과급기(12)를 교차해서 요구된 압력 강하와 밸런스를 이룰 수 있고, 에어는 과급기(12)를 통해 흐르고 적어도 부분적으로 폐쇄된 스로틀(14)을 통과해서 엔진 실린더에 도달한다. 또한, 바이패스 밸브(70)는, 이 모드 동안, 엔진(13)에 대한 에어 흐름에 신속한 변경이 요구될 때, 에어가 과급기(12)를 바이패스하게 허용한다. 과급기(12)를 교차하는 압력 강하에 의해 생성된 토크는 선 기어 부재(42)에 적용되고, 따라서 엔진 크랭크샤프트(48)에 적용되며 또는 유성 기어 배열(41)에 의해 제공된 토크 스플릿을 통해 모터-제너레이터(50)에 적용된다(제너레이터로서 제어되도록 동작될 때). 이 동작 모드는 스로틀링 손실 재생성 모드로서 언급될 수 있다. 과급기(12)를 교차하는 압력 강하에 의해 생성된 모든 토크 또는 토크의 부분은, 제너레이터로 기능하도록 모터-제너레이터(50)를 제어함으로써, 에너지 스토리지 장치(64) 내에 저장된 전기적 에너지로 전환될 수 있다. 압력 강하-유도된 토크로부터 생성된 저장된 전기적 에너지는 "재포획된 스로틀링 손실"로부터의 것으로서 언급된다.
연장된 크루징 주기 동안, 엔진 부스트가 요구되지 않을 때, 스로틀링 손실 재생성 모드는, 에너지 스토리지 장치(64)가 사전 결정된 최대 충전 상태에 도달할 때까지 유지될 수 있다. 그 다음, 브레이크(68)가 적용되고, 바이패스 밸브(70)가 위치(70A)로 개방되며, 모터-제너레이터(50)가 모터로서 기능하도록 제어될 수 있어서, 에너지 스토리지 장치(64)가 사전 결정된 최소 충전 상태에 도달할 때까지 토크를 엔진 크랭크샤프트(48)에 적용한다. 에너지 스토리지 장치(64)를 충전 및 고갈하는 이 사이클링은 크루징 주기를 통해서 계속될 수 있다.
일 예에 있어서, 과급기(12)를 교차하는 압력 강하는 소정 델타 량(an amount delta) 증가한다. 이 델타는, 모든 엔진 스피드동안 과급기(12)를 교차하는 더 큰 압력 강하로 귀결되는데, 압력 강하가 압력 차이가 기본적으로 제로(zero)인 것을 가리키는 포인트로 감소하지 않는 것을 보장한다. 일 예에 있어서, 델타는 적어도 낮은 엔진 스피드에 적용된다. 다른 예에 있어서, 델타는 모든 엔진 스피드에 적용된다. 이 방법으로, 연속적인 에너지가 연료 절약에 미미한 영향만을 주면서, 스로틀 손실 재생성을 통해 포획될 수 있다.
이러한 예에 있어서, 제어 시스템은 제너레이터로서 기능하도록 전기적 모터-제너레이터를 제어하도록 구성되고, 스로틀 밸브는 상대적으로 개방 위치로 이동시키도록 제어되므로, 과급기를 교차하는 압력 강하는 오리지널 스로틀 압력 강하와 동등 또는 더 크게 되어, 전기적 모터-제너레이터가, 유성 기어 배열을 통해, 전기적 에너지로서 스로틀링을 포획하도록 한다.
또한, 과급기 어셈블리(11)는 재생시키는 브레이킹 모드의 차량 브레이킹 동안 에너지를 포획하도록 제어될 수 있다. 차량 브레이킹이 구동 액슬(21)을 느리게 할 때, 제어기(65)는, 전기적 모터-제너레이터가 모터로서 기능할 때 전기적 모터-제너레이터(50)에 의해 공급된 토크의 대향하는 방향인 역 방향으로 전기적 모터-제너레이터(50)에 적용된 토크와 함께, 브레이크(68)를 체결하도록 구성되고, 전기적 모터-제너레이터(50)를 제너레이터로 기능하도록 구성된다. 따라서, 역 토크가 유성 기어 배열을 통해(41) 크랭크샤프트(48)에 적용되고, 전기적 모터-제너레이터(50)에 의해 생성된 전기적 에너지가 에너지 스토리지 장치(64) 내에 저장된다.
도 1은 풀리 샤프트(61)와 함께 회전하도록 풀리 샤프트(61)에 탑재된 오일 슬링어(100)를 나타낸다. 도 19는 풀리 샤프트(61)로부터 접속 해제된 오일 슬링어(100)의 사시도이다. 오일 슬링어(100)는, 풀리 샤프트(61)의 외부 표면에 고정되도록 구성된 제1내부 직경(104)을 갖는 제1단부(102)를 갖는 환형상 부재이다. 제2단부(106)는 더 큰 직경을 가지므로, 오일 슬링어(100)가 풀리 샤프트(61)로부터 제2단부(106)를 향해 팬 아웃(fans out)된다. 오일 슬링어(100)는 풀리 샤프트(61) 상에 위치되므로, 제2단부(106)가 유성 기어 배열(41)과 대면한는데, 도 3에 최상으로 도시된다. 도 19는, 단부(102, 106) 사이의 일반적으로 중간인 오일 슬링어(100)의 주변에 관해서, 일련의 스쿠프된(scooped) 부분(108)을 형성하는, 오일 슬링어(100)를 나타낸다. 각각의 스쿠프된 부분(108)은 개구(110)를 갖는데, 각각의 개구(110)는 동일한 회전 방향을 대면한다. 각각의 스쿠프된 부분(108)은 더 큰 단부(106)와 더 작은 단부(102) 사이의 축의 방향으로 테이퍼된다. 풀리 샤프트(61)가 시계 방향으로 회전할 때, 오일 슬링어(100)도 시계 방향으로 회전하고, 기어 커버 부분(95) 내의 오일 안개가 개구(110)를 통해 진입하게 되고, 스쿠프된 부분(108)에 의해 포획된다. 오일 안개는 스쿠프된 부분(108)의 내부 표면(112)과 접촉하게 된다. 오일 슬링어(100)의 회전은 오일 안개가 오일 슬링어(100)의 내부 표면(114)을 따라 단부(106)를 향해 진행하도록 되고, 화살표 A의 방향으로 오일 슬링어(100)로부터 추진된다. 일반적으로, 오일은 유성 기어 세트(41)의 윤활을 위해서 유성 기어 세트(41)를 향해 흩뿌려진다.
도 2는 서로 부착된 하우징 어셈블리(80)의 다양한 부분을 갖는 과급기 어셈블리(11)를 나타낸다. 입구 파이프(97)는, 도 18에 나타낸 바와 같이, 입구 커버 부분(82)의 개구(113)와 정렬하는 개구를 가지므로, 패스너(115)가 입구 파이프(97)를 에어 입구(84)에 걸쳐서 입구 커버 부분(82)에 부착시키는데 사용될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 패스너는, 볼트, 스크루 또는 다른 적합한 패스너와 같은 2개의 인접한 컴포넌트에 부착하기 위해 사용된 소정의 적합한 컴포넌트가 될 수 있다.
도 3은 톱니의 단부 부분(118)을 갖는 제1샤프트(30)의 연장부 부분(116)을 나타낸다. 플랜지(122)를 갖는 회전 부재(120)가 톱니의 단부 부분(118)에 스플라인 결합되고, 입구 커버 부분(82)에 대해서 회전가능하게 되는 베어링(124)에 의해 입구 커버 부분(82)에서 지지된다. 연장부 부분(116), 톱니의 단부 부분(118), 회전 부재(120) 및 플랜지(122)가 공동(69) 내에 있다. 전자기 브레이크(68)는 도 18에 나타낸 개구(126)에 와이어 액세스 개구(126)를 통해 연장하는 와이어(도시 생략)에 의해 제어기(65)에 의해 선택적으로 가동가능하게 되어, 브레이크(68) 내의 코일(128)을 가동하기 위해 사용된 전기적 에너지를 제공하여, 플랜지(122)를 입구 커버 부분(82)에 대해서 전자기 인력을 통해서 정적으로 유지한다. 코일(128)은 도 18이 아닌 도 3에 나타낸다. 브레이크 커버(130)는, 입구 커버 부분(82) 내의 개구(134)를 통해 연장하는 패스너(132)로 입구 커버 부분(82)에 부착된다. 도 1에 대해서 기술한 바와 같이, 입구 커버 부분(82)은 또한 바이패스 통로(94)의 부분(92)을 규정한다. 부분(92)은 입구(84)와 유체 교통하고 입구 커버 부분(82)을 통해 연장한다. 부분(92)은, 도 18에서, 브레이크 공동(69)에 걸쳐서 그리고 입구 커버 부분(82)의 바닥의 밖으로 연장하는 것으로 나타낸다. 도시의 목적을 위해서, 부분(92)은, 도 1에서 브레이크(68) 위만 나타낸다. 입구 커버 부분(82) 내의 부분(92)의 소정의 적합한 배향이 사용될 수 있다. 바이패스 통로(94)는 입구 커버 부분(82)에 접속되어 부분(92)과 교통하게 되고, 대안적으로 바이패스 통로(94)는 플럼블링 티(plumbing tee) 등을 통해 입구 커버(82) 및 입구 파이프(97)로부터 상류에 부착될 수 있다.
도 2는 입구 커버 부분(82)을 로터 하우징 부분(90)에 부착하도록 사용된 패스너(135)를 나타낸다. 하나의 패스너(135)만 도시했지만, 다중 부가적인 패스너(135)가 로터 하우징(90)과 입구 커버 부분(82)의 경계면 주변의 다양한 위치에 위치될 수 있다. 도 3은, 입구 커버 부분(82)이 로터 하우징 부분(90)에 부착될 때, 제1샤프트(30)가 로터 하우징 부분(90)으로부터 입구 커버 부분(82) 내로 연장한다.
도 5는 유성 기어 배열(41) 및 제1샤프트(30)에 대한 자체의 동작적인 접속을 나타내는 과급기 어셈블리(11)의 부분의 세부 도면이다. 특히, 커플링 부재(58)는 모터 하우징 부분(96)의 개구(140) 내에 위치된다. 커플링 부재(58)는 제1샤프트(30)에 고정되고, 원주로 위치된 핀(146)으로 샤프트(56)의 플랜지(144)에 핀 체결된 제1부재(142)를 포함한다. 커플링 부재(58)는, 샤프트(30) 상의 과급기 어셈블리(11)로부터 나오는 압력 맥동 또는 샤프트(61)로부터의 엔진 맥동에 의해 발생될 수 있는 비틀림 진동을 흡수한다. 실(148)은 제1샤프트(30)를 로터 하우징(90)에 대해서 밀봉해서 로터 하우징(90) 내로부터의 에어의 누출을 방지한다.
도 6-8은, 도 13에 나타낸 모터 커버 부분(96) 상의 패스너 개구(152)의 패턴에 정합하는 패스너 개구(150)의 패턴을 포함하는 기어 커버 부분(95)을 나타낸다. 패스너(157)(2개를 도 4에 나타냄)가 기어 커버 부분(95)을 정렬된 개구(150, 152)를 통해 모터 하우징 부분(96)에 부착하도록 사용된다. 몇몇 패스너 개구(150)는 기어 커버 부분(95)의 탑재 플랜지(154)에 의해 명확하지 않게 된다. 탑재 플랜지(154)는 패스너 개구(156)를 갖는데, 이를 통해 패스너가 기어 커버 부분(95)을 탑재하기 위해 위치되고, 이에 의해 전체 과급기 어셈블리(11)가 도 1의 엔진(13)에 탑재된다.
풀리(59)가, 풀리 샤프트(61)(도 4에 나타냄)에 대해서 풀리(59)를 탑재하도록 풀리(59) 내의 개구를 통해 연장하는 육각 스크루(158)와 함께 도시된다. 풀리 샤프트(61)는 기어 커버 부분(95) 내의 개구를 통해 연장한다. 와셔(161)는 육각 스크루(158)와 풀리 샤프트(61) 사이에 위치된다. 도 4에 나타낸 베어링(160A, 160B)은 풀리 샤프트(61) 및 풀리(59)가 기어 커버 부분(95)에 대해서 회전하도록 한다. 기어 커버 부분(95)을 통한 적어도 하나의 통로(162)가 윤활 유체를 기어 커버 부분(95)를 통해 베어링(160A, 160B)으로 안내한다. 실(164)은, 이를 통해 샤프트(61)가 연장하는 기어 커버 부분(95) 내의 개구에서, 기어 커버 부분(95)과 풀리(59) 사이에 위치된다. 도 7에 최상으로 나타낸 바와 같이, 웨이브 디스크 스프링(166A)이 풀리(59)와 베어링(160A) 사이에 위치되어, 베어링(160A)의 내부 베어링 래이스를 샤프트(61)에 대한 스피닝(spinning)으로부터 스톱시키고, 스택 업(stack-up) 공차를 관리한다. 다른 웨이브 디스크 스프링(166B)이 베어링(160B)과 기어 커버 부분(95)의 레지(ledge) 사이에 위치되어, 베어링(160B)의 외부 래이스가 기어 커버 하우징(95) 내에서 스피닝하는 것을 방지한다. 디스크 스프링(166C, 166D)은 또한 기어 커버 부분(95) 및 모터 기어(53) 샤프트 및 아이들러 기어(54) 샤프트 단부 사이에서 사용되는데, 이들은 기어 커버 부분(95)의 리세스(169) 내에 수용된 니들(needle) 베어링(168A 및 168B) 상에 올려 있게 된다. 이들 디스크 스프링은 보호 표면(wear surface)을 제공하고 공차 스택 업(tolerance stack-up)을 관리한다. 니들 베어링(168A)은 기어(53)가 모터 하우징 부분(96)에 대해서 회전 및 이를 통해 연장하도록 허용한다. 기어(53)가 모터 샤프트(52)에 대해서 스플라인 결합된다(도 4에 나타냄). 니들 베어링(168B 및 188)은 기어(54)가 기어 하우징 부분(95) 및 모터 하우징 부분(96)에 대해서 회전하도록 허용한다.
도 20은, 기어 커버 부분(95)이 기어 커버 부분(95) 내의 오일을 전략적으로 수집 및 안내하는 리브(167A, 167B, 167C)를 갖는 것을 나타낸다. 일반적으로, 리브(167A 및 167B)는, 니들 베어링(168A, 168B)이 그 내부에 수용되는 리세스(169) 위에 V 형상을 형성한다. 기어 커버 부분(95) 내의 오일 방울은 리브(167A, 167B) 상에서 수집되고 리세스(169)로 유출되어, 베어링(168A, 168B)을 윤활한다. 리브(167C)는 V 형상을 형성하는데, 이는 기어 커버 부분(95) 내의 오일을 통로(162)로 전략적으로 안내한다. 오일은 통로(162)를 통해서 베어링(160A, 160B) 사이의 개구(151) 내의 스페이스로 유출되어, 베어링(160A, 160B)을 윤활한다.
도 9-12는 출구 하우징(99)으로부터 연장하는 출구 파이프(98)와 함께 출구 하우징(99)을 나타낸다. 이 실시형태에 있어서, 출구 파이프(98) 및 출구 하우징(99)은 함께 용접된다. 도 21-22의 실시형태에 있어서, 출구 하우징(99A) 및 출구 파이프(98A)는 단일의, 원피스 출구 컴포넌트(101)이다. 도 9의 출구 하우징(99)은 패스너 개구(170)의 패턴을 갖는데, 이는 에어 출구(86) 주변의 로터 하우징 부분(90)에서 패스너 개구(177)의 패턴(도 23참조)과 정합한다. 출구 하우징(99)을 로터 하우징(90)에 접속시키는 하나의 패스너(172)가 도 2에 도시된다. 도 9는 개구(174)를 갖는 플랜지(173)를 나타내는데, 엔진(13)에 대해서 출구 하우징(99)을 탑재하도록 사용될 수 있다. 출구 하우징(99)의 개구(103)는 로터 하우징 부분(90)의 에어 출구(86)와 유체 교통한다. 출구 파이프(98)의 출구(176)가 도 1의 스로틀 바디(16) 내로 공급한다.
도 13-15는 개구(182)를 갖는 탑재 플랜지(180)를 갖는 모터 하우징(96)을 나타내는데, 탑재 플랜지(180)에 의해 모터 하우징(96)이 도 1의 엔진(13)에 탑재된다. 탑재 플랜지(180)는 기어 커버 부분(95)의 플랜지(154)와 동일한 방향으로 연장한다. 실(185)이 모터 하우징(96)의 개구(186) 내에 위치되는데, 여기서 모터 샤프트(52)가 도 4에 나타낸 바와 같이 제1기어 부재(53)에 스플라인 결합된다. 니들 베어링(188)이 모터 하우징 부분(96) 내의 다른 개구(190) 내에 위치되는데, 여기서 제2기어 부재(54)가 회전을 위해 지지된다. 로터 하우징(90)은, 단차진 개구(192)를 통해 연장하는 패스너로, 개구(140) 주변에서 모터 하우징 부분(96)에 압착될 수 있다. 도 14는, 모터 하우징 부분(96)이 플랜지 주위에 개구(193)를 갖는 것을 나타내는데, 여기에 도 4의 모터 제어기 하우징(194)이 개구(193)를 통해 연장하는 패스너에 의해 탑재된다. 모터 커버 부분(96)은 모터-제너레이터(50)를 냉각하기 위한 통합된 냉각 핀(196)을 포함한다.
도 16-18은 공동(69) 내로 연장하는 연장부(116)의 톱니의 단부 부분(118)을 갖는 입구 커버 부분(82)을 나타낸다. 도 17은 입구 커버 부분(82)에 대한 회전을 위해 단부 부분(116)을 지지하는 베어링(198)을 나타낸다. 스냅 링(200)은 입구 커버 부분(82) 내의 보어 내에 베어링을 유지한다. 웨이브 디스크 스프링(202)은, 베어링(198)과 보어 내의 스피닝으로부터 베어링(198)의 외부 래이스를 유지하는 입구 커버 부분(82) 사이의 축의 추력(thrust force)을 흡수한다. 단차진 개구(204)가 입구 커버 부분(82)을 통해 연장하여, 입구 커버 부분(82)이 패스너(도시 생략)로 로터 하우징 부분(90)에 탑재되게 허용한다.
도 21 및 22는 단일의, 원피스 출구 컴포넌트(101)를 나타내는데, 이는 출구 하우징(99A) 및 출구 파이프(98A)를 포함한다. 출구 컴포넌트(101)는, 도 24의 과급기 어셈블리(11A)에 나타낸 바와 같이, 출구 하우징(99) 및 출구 파이프(98) 대신 사용될 수 있는데, 이는 그렇지 않으면 과급기 어셈블리(11)와 동일하다. 연장부 파이프(105)는 스로틀 바디(16)에 접속되도록 출구 파이프(98A)에 용접될 수 있다. 출구 하우징(99A)은, 일반적으로 유사 오각형 형상인 개구(103A)를 갖는다. 개구(103A)는 테이퍼된, V-형상의 단부를 갖는데, 넓은 단부에 대향한다. 도 23은, 로터 하우징 부분(90)의 에어 출구(86)가, 또한 일반적으로 유사 오각형 형상이고, 일반적으로 개구(103A)와 동일한 형상인 것을 나타낸다. 출구 파이프(98A)는 출구 하우징(99A)으로부터 45° 각도에서 연장한다. 개구(103A)의 일반적으로 오각형 형상만 아니라 출구 파이프가 출구 하우징(99A)으로부터 연장하는 각도가 유익한 에어 흐름 특성을 제공한다. 도 24는, 출구 하우징(99) 및 출구 파이프(98) 대신 출구 컴포넌트(101)를 포함하는 하우징 어셈블리(80A)를 제외한 과급기 어셈블리(11)와 같은 과급기 어셈블리(11A)를 나타낸다.
도 1 및 2에서 명백한 바와 같이, 하우징 어셈블리(80)는, 전기적 모터-제너레이터(50) 및 로터 하우징 부분(90)이 풀리(59)보다 기어 커버 부분(95)의 대향하는 측면 상에 있게 구성된다. 부가적으로, 에어 입구 통로(85) 및 입구 파이프(97)는 전기적 모터-제너레이터(50)에 인접하고, 에어 출구 통로(88) 및 출구 파이프(98)가 전기적 모터-제너레이터(50)보다 로터 하우징 부분(90)의 대향하는 측면 상에 있게 된다. 하우징 어셈블리(80A)는 동일한 방식으로 배열된다. 스로틀 바디(16) 및 스로틀(14)이 엔진(13)에 대한 에어 흐름에 있어서 입구 파이프(97)의 상류에 위치될 수 있고, 이 경우 과급기(12)가 에어를 스로틀(14)을 통해 당기고, 본 명세서에서 논의된 동일한 동작 모드를 허용하도록 동작가능하게 되는 것으로, 이해되어야 한다.
이하는 대응하는 컴포넌트에 따라 도면 및 명세서에서 사용된 참조부호이다:
10 엔진 어셈블리,
11 과급기 어셈블리,
11A 과급기 어셈블리,
12 과급기,
13 엔진,
14 스로틀,
14A 스로틀의 완전 개방 위치,
16 스로틀 바디,
18 플리넘,
20 흡기 매니폴드,
21 구동 액슬,
22 트랜스미션,
24 로터의 세트,
26 제1로터,
28 제2로터,
30 제1샤프트,
31 제1세트의 플레이트,
32 제2샤프트,
33 제2세트의 플레이트
34 제1기어,
35 클러치 하우징,
36 제2기어,
37 스프링,
38 적용 플레이트,
39 코일,
41 유성 기어 배열,
42 선 기어 부재,
44 링 기어 부재,
46 캐리어 부재,
47 피니언 기어,
48 크랭크샤프트,
49 벨트 드라이브,
50 전기적 모터-제너레이터,
52 모터 샤프트,
53 제1기어 부재,
54 제2기어 부재,
55 클러치,
56 샤프트,
57 풀리,
58 세미-가요성 커플링 부재,
59 풀리,
61 풀리 샤프트,
62 모터 제어기,
63 벨트,
64 에너지 스토리지 장치,
65 시스템 제어기,
66 파워 케이블,
68 브레이크,
69 공동,
70 바이패스 밸브,
70A 바이패스 밸브의 완전 개방 위치,
76 풀리,
79 샤프트,
78 차량 액세서리,
80 정적 하우징 어셈블리,
80A 정적 하우징 어셈블리,
82 입구 커버 부분,
84 입구 커버 부분의 에어 입구,
84A 로터 하우징 부분의 에어 입구 개구,
85 에어 입구 통로,
86 에어 출구,
88 에어 출구 통로,
90 로터 하우징 부분,
92 바이패스 통로의 부분,
94 바이패스 통로,
95 기어 커버 부분,
96 모터 하우징 부분,
97 입구 파이프,
98 출구 파이프,
98A 출구 파이프,
99 출구 하우징,
99A 출구 하우징,
100 오일 슬링어,
101 출구 컴포넌트,
102 오일 슬링어의 제1단부,
103 출구 하우징(99)의 개구,
103A 출구 하우징(99A)의 개구,
104 제1내부 직경,
105 연장부 파이프,
106 오일 슬링어의 제2단부,
108 스쿠프된 부분,
110 개구,
112 스쿠프된 부분의 내부 표면,
113 입구 커버 부분의 개구,
114 오일 슬링어의 내부 표면,
115 패스너,
116 제1샤프트의 연장부 부분,
118 톱니의 단부 부분,
120 회전 부재,
122 플랜지,
124 베어링,
126 와이어 액세스 개구,
128 코일,
130 브레이크 커버,
132 패스너,
134 개구,
135 패스너,
140 모터 하우징 부분의 개구,
142 커플링의 제1부재,
144 샤프트(56)의 플랜지,
146 핀,
148 제1샤프트 상의 실,
150 기어 커버 부분 상의 패스너 개구,
151 개구,
152 모터 커버 부분 내의 패스너 개구.
154 탑재 플랜지,
156 패스너 개구,
157 패스너들,
158 육각 스크루,
160A 베어링,
160B 베어링,
161 와셔,
162 통로,
164 실,
166A 웨이브 디스크 스프링,
166B 웨이브 디스크 스프링,
166C 디스크 스프링,
166D 디스크 스프링,
167A 리브,
167B 리브,
167C 리브,
168A 니들 베어링,
168B 니들 베어링,
169 리세스,
170 패스너 개구,
172 패스너,
173 플랜지,
174 개구,
176 출구 파이프의 출구,
177 패스너 개구,
180 탑재 플랜지,
182 개구,
185 실,
186 개구,
188 니들 베어링,
190 개구,
192 단차진 개구,
193 개구,
194 모터 제어기 하우징,
196 냉각 핀,
198 베어링,
200 스냅 링,
202 웨이브 디스크 스프링,
204 단차진 개구,
A 오일의 방향.
본 발명 교시 내용의 많은 측면을 수행하기 위한 최상의 모드가 상세히 기술되었지만, 이러한 교시 내용과 관련된 본 기술분야의 당업자는 첨부된 청구항의 범위 내에 있는 본 발명 교시 내에서 실시하기 위한 다양한 변형의 측면을 인식하게 된다.

Claims (20)

  1. 크랭크샤프트 및 이를 통해 에어 흐름이 엔진에 제공되는 플리넘을 규정하는 에어 흡기 매니폴드를 갖는, 엔진을 위한 과급기 어셈블리로서:
    엔진으로의 에어 흐름에 있어서 플리넘의 상류의 과급기로서, 제1샤프트 상에 탑재되고 이와 함께 회전가능한 제1로터 및 제1로터와 맞물리고 제2샤프트 상에 탑재되고 제1샤프트의 회전을 통해 제2샤프트와 함께 회전가능한 제2로터를 갖는, 과급기와;
    모터로서 및 제너레이터로서 선택적으로 동작가능한 전기적 모터-제너레이터와;
    전기적 모터-제너레이터에 의해 회전되도록 동작적으로 접속된 제1부재, 엔진 크랭크샤프트에 의해 회전되도록 접속가능한 제2부재 및 제1샤프트와 함께 회전하기 위해 동작적으로 접속된 제3부재를 갖는 유성 기어 배열과;
    엔진 크랭크샤프트와 함께 회전하기 위해 제2부재와 동작적으로 접속하도록 선택적으로 체결가능한 클러치 및 제1샤프트를 정적으로 유지하도록 선택적으로 체결가능한 브레이크를 포함하는, 2개의 선택적으로 체결가능한 토크-전달 메커니즘과;
    다른 동작 모드를 달성하도록 전기적 모터-제너레이터, 브레이크 및 클러치를 제어하도록 구성된 제어 시스템을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 과급기 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 차량 컴포넌트가 제2부재에 동작적으로 접속되고; 제어 시스템이 엔진이 오프일 때 클러치를 체결 해제하고, 모터로서 기능하게 전기적 모터-제너레이터를 제어하도록 구성되어, 엔진-오프 동작 모드에서 상기 적어도 하나의 차량 컴포넌트에 파워가 공급하는 것을 특징으로 하는 과급기 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서,
    제어 시스템은, 브레이크 및 클러치 모두에 체결되어, 모터로서 기능하게 전기적 모터-제너레이터를 제어하도록 구성되어, 엔진-스타트 동작 모드에서 유성 기어 배열을 통해 엔진을 스타트시키는 것을 특징으로 하는 과급기 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    제어 시스템은, 엔진이 온일 때 클러치에만 체결되고, 모터로서 기능하게 전기적 모터-제너레이터를 제어하도록 구성되어, 엔진 토크 및 전기적 모터-제너레이터 토크 모두가 따라서 과급기를 엔진 부스트 동작 모드에서 구동하는 것을 특징으로 하는 과급기 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서,
    제어 시스템은, 전기적 모터-제너레이터의 스피드를 변경하도록 구성되어, 과급기에 의해 제공된 엔진 부스트가 엔진 부스트 동작 모드 동안 엔진 토크 요구에 기반해서 제어하는 것을 특징으로 하는 과급기 어셈블리.
  6. 제4항에 있어서,
    과급기 어셈블리는:
    제1 및 제2로터를 바이패싱해서, 과급기의 입구로부터 플리넘으로 에어가 흐르게 허락하도록 구성되는 바이패스 통로와;
    바이패스 통로를 통한 에어흐름을 제어하도록 동작가능한 바이패스 밸브를 더 포함하여 구성되고,
    제어 시스템은, 엔진 부스트 동작 모드 동안 바이패스 밸브의 위치를 제어하도록 구성되어, 엔진 토크 요구가 변경됨에 따라, 플리넘 내의 에어의 압력을 조정하는 것을 특징으로 하는 과급기 어셈블리.
  7. 제1항에 있어서,
    엔진은 스로틀 바디 및 스로틀 바디 내의 스로틀 밸브를 갖고; 플리넘은 엔진으로의 에어 흐름에 있어서 스로틀 바디의 하류에 있으며; 과급기는 엔진으로의 에어 흐름에 있어서 스로틀 밸브와 직렬이고:
    전기적 모터-제너레이터가 모터로서 기능할 때 전기적 모터-제너레이터에 전기적 파워를 공급하기 위해서, 그리고 전기적 모터-제너레이터가 제너레이터로서 기능할 때 전기적 모터-제너레이터로부터 전기적 파워를 수취하기 위해서, 전기적 모터-제너레이터에 동작적으로 접속된 에너지 스토리지 장치를 더 포함하여 구성되며;
    제어 시스템은, 제너레이터로서 기능하도록 전기적 모터-제너레이터를 제어하고, 스로틀 밸브를 상대적으로 개방 위치로 이동시키도록 구성되어, 과급기를 교차하는 스로틀링 압력 강하에 기인하는 토크가 과급기로부터 전기적 모터-제너레이터로, 유성 기어 배열을 통해 제공되므로, 스로틀링 손실이 따라서 에너지 스토리지 장치 내의 전기적 에너지로서 포획되는 것을 특징으로 하는 과급기 어셈블리.
  8. 제7항에 있어서,
    제어 시스템은, 전기적 모터-제너레이터가 모터로서 기능하도록 대안적으로 제어하도록 구성되어, 에너지 스토리지 장치의 충전 상태가 사전 결정된 최대에 도달할 때, 브레이크와 체결되고, 바이패스 밸브를 개방시키며, 스로틀 밸브를 스로틀링 압력 강하를 관리하는 상대적으로 폐쇄된 위치로 위치시키므로, 모터-제너레이터가 에너지 스토리지 장치의 충전 상태가 사전 결정된 최소에 도달할 때까지 크랭크샤프트를 구동하고, 그 다음 제너레이터로서 기능하도록 전기적 모터-제너레이터를 제어하여, 스로틀 밸브를 상대적으로 개방 위치로 위치시키므로, 과급기를 교차하는 스로틀링 압력 강하에 기인하는 토크가 과급기로부터 전기적 모터-제너레이터로, 유성 기어 배열을 통해 제공되는 것을 특징으로 하는 과급기 어셈블리.
  9. 제1항에 있어서,
    제어 시스템은, 브레이크와 체결되고, 전기적 모터-제너레이터가 모터로서 기능할 때 전기적 모터-제너레이터에 의해 공급된 토크의 방향보다 역 방향으로 전기적 모터-제너레이터에 적용된 토크로, 제너레이터로서 기능하도록 전기적 모터-제너레이터를 제어하도록 구성되어, 이에 의해 역 토크를 크랭크샤프트에 적용하고 전기적 모터-제너레이터에 의해 생성된 전기적 에너지를 에너지 스토리지 장치 내에 저장하는 것을 특징으로 하는 과급기 어셈블리.
  10. 제1항에 있어서,
    제1 및 제2로터를 반경으로 둘러싸도록 구성된 로터 하우징 부분과;
    로터 하우징 부분에 부착되도록 구성되어, 제1샤프트가 로터 하우징 부분 내로부터 입구 커버 부분 내로 연장하고 입구 커버 부분에 의해 지지되도록 하는 입구 커버 부분을 갖는, 하우징 어셈블리를 더 포함하여 구성되고;
    입구 커버 부분은 적어도 부분적으로 에어 입구 통로를 규정하고, 이를 통해 에어가 로터에 제공되며; 입구 커버 부분은 공동을 더 규정하고, 공동 내의 브레이크를 지지하는 것을 특징으로 하는 과급기 어셈블리.
  11. 제10항에 있어서,
    입구 커버 부분은, 에어를 에어 입구 통로로부터 스로틀 바디로, 로터를 바이패싱하여 전환하도록 구성된 바이패스 통로를 부분적으로 규정하고;
    바이패스 밸브는, 바이패스 통로 내에 위치되어 바이패스 통로를 통한 에어흐름을 제어하도록 동작가능한 것을 특징으로 하는 과급기 어셈블리.
  12. 제1항에 있어서,
    제3부재와 제1샤프트를 동작적으로 접속하는 커플링 부재와;
    하우징 어셈블리를 더 포함하여 구성되고:
    하우징 어셈블리는,
    제1 및 제2로터를 반경으로 둘러싸도록 구성된 로터 하우징 부분과;
    로터 하우징 부분의 단부와 정렬된 개구를 갖는 모터 하우징 부분과;
    모터 하우징 부분에 탑재되어, 제1샤프트가 모터 하우징 부분 내의 개구에서 로터 하우징 부분 내로부터 커플링 부재로 연장되도록 하는, 기어 커버 부분을 갖고;
    기어 커버 부분은 유성 기어 배열을 수용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 과급기 어셈블리.
  13. 제12항에 있어서,
    모터 하우징 부분은 전기적 모터-제너레이터에 부착되도록 구성되고; 기어 커버 부분 내에 위치된 기어 트레인을 더 포함하여 구성되며, 전기적 모터-제너레이터와 함께 회전하기 위해 접속된 제1기어 부재 및 유성 기어 배열의 제1부재와 함께 회전하기 위해 접속된 제2기어 부재를 갖고, 기어 트레인이 이에 의해 유성 기어 배열과 전기적 모터-제너레이터 사이에서 토크를 전달하는 것을 특징으로 하는 과급기 어셈블리.
  14. 제12항에 있어서,
    기어 커버 부분에 의해 지지된 풀리 샤프트를 갖는 풀리로서; 풀리 샤프트가 제2부재와 함께 회전하기 위해 접속되고; 크랭크샤프트에 동작적으로 접속된, 풀리와;
    풀리 샤프트 및 유성 기어 배열을 향한 개구에 탑재되고, 기어 커버 부분 내의 유체를 유성 기어 배열 상으로 안내하도록 구성된 오일 슬링어를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 과급기 어셈블리.
  15. 제1항에 있어서,
    유성 기어 배열을 수용하도록 구성된 기어 커버 부분과;
    풀리 샤프트를 갖는 풀리와;
    기어 커버 부분에 대해서 회전하기 위해 풀리 샤프트를 지지하는 베어링으로서, 풀리 샤프트가 제2부재와 함께 회전하기 위해 접속되고; 풀리가 크랭크샤프트에 동작적으로 접속가능한, 베어링을 더 포함하여 구성되고;
    기어 커버 부분이 통합된 리브 및 통로를 가지며; 리브가 윤활 오일을 수집하고 윤활 오일을 베어링으로 통로를 통해 안내하도록 위치되는 것을 특징으로 하는 과급기 어셈블리.
  16. 제1항에 있어서,
    제1 및 제2로터를 반경으로 둘러싸도록 구성되고 에어 입구 및 에어 출구를 적어도 부분적으로 규정하는 로터 하우징 부분과;
    출구 개구를 포함하는 출구 컴포넌트로서; 에어 출구와 유체 교통하는 출구 개구를 갖는 로터 하우징 부분에 부착되도록 구성되고; 에어 출구 및 출구 개구 모두가 실질적으로 동일한 오각형 형상을 갖는, 출구 컴포넌트를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 과급기 어셈블리.
  17. 이를 통해 에어가 엔진으로 흐르는 플리넘을 규정하는 엔진을 위한 과급기 어셈블리로서:
    엔진으로의 에어 흐름에 있어서 플리넘과 직렬인 과급기로서, 제1샤프트 상에 탑재되고 이와 함께 회전가능한 제1로터 및 제1로터와 맞물리고 제2샤프트 상에 탑재되고 제1샤프트의 회전을 통해 제2샤프트와 함께 회전가능한 제2로터를 갖는, 과급기와;
    스로틀 바디에 대해서 에어 입구를 동작적으로 접속하는 바이패스 통로와;
    바이패스 통로 내에 위치되어 에어 입구와 스로틀 바디 사이의 바이패스 통로를 통해 그리고 제1 및 제2로터를 바이패싱해서 에어흐름을 선택적으로 허락하는 바이패스 밸브와;
    모터로서 및 제너레이터로서 선택적으로 대안적으로 동작가능한 전기적 모터-제너레이터와;
    전기적 모터-제너레이터가 모터로서 기능할 때 전기적 모터-제너레이터에 전기적 파워를 공급하기 위해서, 그리고 전기적 모터-제너레이터가 제너레이터로서 기능할 때 전기적 모터-제너레이터로부터 전기적 파워를 수취하기 위해서, 전기적 모터-제너레이터에 동작적으로 접속된 에너지 스토리지 장치와;
    전기적 모터-제너레이터에 의해 회전되도록 동작적으로 접속된 제1부재, 제2부재 및 제1샤프트와 함께 회전하기 위해 동작적으로 접속된 제3부재를 갖는 유성 기어 배열과;
    크랭크샤프트에 동작적으로 접속가능하도록 구성되고, 제2부재와 함께 회전하기 위해 접속되는 플리 샤프트를 갖는 풀리와;
    전기적 모터-제너레이터와 함께 회전하기 위해 접속된 제1기어 부재 및 유성 기어 배열의 제3부재와 함께 회전하기 위해 접속된 제2기어 부재를 갖고, 이에 의해 유성 기어 배열과 전기적 모터-제너레이터 사이에서 토크를 전달하는 기어 트레인과;
    엔진 크랭크샤프트와 함께 회전하기 위해 제2부재와 동작적으로 접속하도록 선택적으로 체결가능한 클러치 및 제1샤프트를 정적으로 유지하도록 선택적으로 체결가능한 전자기 브레이크를 포함하는, 2개의 선택적으로 체결가능한 토크-전달 메커니즘과;
    다른 동작 모드를 달성하도록 전기적 모터-제너레이터, 바이패스 밸브, 브레이크 및 클러치를 제어하도록 구성된 제어 시스템을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 과급기 어셈블리.
  18. 제17항에 있어서,
    제1 및 제2로터를 반경으로 둘러싸도록 구성되고, 로터 하우징 에어 입구 개구 및 에어 출구 통로를 적어도 부분적으로 규정하는 로터 하우징 에어 출구를 갖는, 로터 하우징 부분과;
    로터 하우징 부분에 부착되도록 구성되어, 제1샤프트가 입구 커버 부분 내로 연장되고 이에 의해 지지되도록 하고; 적어도 부분적으로 에어 입구 통로를 규정하며, 이를 통해 에어가 로터 하우징 에어 입구 개구에 제공되는, 입구 커버 부분과;
    로터 하우징 부분 내에서 제1 및 제2샤프트와 함께 정렬된 개구를 갖고; 전기적 모터-제너레이터를 지지하도록 구성되는, 모터 하우징 부분과;
    모터 하우징 부분 내의 개구에 위치된 커플링 부재로 모터 하우징 부분에 탑재되어, 제1샤프트가 제3부재에 커플링 부재를 통해 동작적으로 접속되도록 하고; 유성 기어 배열을 수용하고 풀리 및 풀리 샤프트를 지지하도록 구성된, 기어 커버 부분을 더 포함하여 구성되고;
    하우징 어셈블리는, 전기적 모터-제너레이터 및 로터 하우징 부분이 풀리보다 기어 커버 부분의 대향하는 측면 상에 있게 구성되고, 에어 입구 통로가 전기적 모터-제너레이터에 인접하며, 에어 출구 통로가 전기적 모터-제너레이터보다 로터 하우징 부분의 대향하는 측면 상에 있게 되는 것을 특징으로 하는 과급기 어셈블리.
  19. 크랭크샤프트, 스로틀 바디, 스로틀 바디의 하류에서 플리넘을 규정하는 에어 흡기 매니폴드 및 엔진으로의 에어 흐름을 제어하는 스로틀 바디 내의 선택적으로 위치가능한 스로틀 밸브를 갖는 엔진을 위한 과급기 어셈블리로서:
    엔진으로의 에어 흐름에 있어서 스로틀 바디의 상류의 스로틀 밸브와 직렬인 루트-타입 과급기로서; 과급기가 제1샤프트 상에 탑재되고 이와 함께 회전가능한 제1로터 및 제1로터와 맞물리고 제2샤프트 상에 탑재되고 제1샤프트의 회전을 통해 제2샤프트와 함께 회전가능한 제2로터를 갖는, 루트-타입 과급기와;
    과급기에 대한 에어 입구를 규정하는 하우징 어셈블리와;
    에어 입구를 스로틀 바디에 동작적으로 접속하는 바이패스 통로와;
    바이패스 통로 내에 위치되어 에어 입구와 스로틀 바디 사이의 바이패스 통로를 통해 그리고 제1 및 제2로터를 바이패싱해서 에어흐름을 선택적으로 허락하는 바이패스 밸브와;
    모터로서 및 제너레이터로서 선택적으로 대안적으로 동작가능한 전기적 모터-제너레이터와;
    전기적 모터-제너레이터가 모터로서 기능할 때 전기적 모터-제너레이터에 전기적 파워를 공급하기 위해서, 그리고 전기적 모터-제너레이터가 제너레이터로서 기능할 때 전기적 모터-제너레이터로부터 전기적 파워를 수취하기 위해서, 전기적 모터-제너레이터에 동작적으로 접속된 에너지 스토리지 장치와;
    전기적 모터-제너레이터에 의해 회전되도록 동작적으로 접속된 제1부재, 엔진 크랭크샤프트에 의해 회전되도록 접속가능한 제2부재 및 제1샤프트와 함께 회전하기 위해 접속된 제3부재를 갖는 유성 기어 배열과;
    엔진 크랭크샤프트와 함께 회전하기 위해 제2부재와 동작적으로 접속하도록 선택적으로 체결가능한 클러치 및 제1샤프트를 정적으로 유지하도록 선택적으로 체결가능한 브레이크를 포함하는, 2개만의 선택적으로 체결가능한 토크-전달 메커니즘과;
    전기적 모터-제너레이터, 스로틀 밸브, 바이패스 밸브, 브레이크 및 클러치를 제어하도록 구성되어, 전기적 모터-제너레이터가 엔진을 스타트하는 동작 모드, 엔진이 온이고 전기적 모터-제너레이터가 유성 기어 배열을 통해 로터의 스피드를 변경하여 플리넘 내의 에어 압력을 제어하는 동작 모드 및, 엔진으로의 에어 흐름이 바이패스 통로를 통해 로터를 바이패스하는 동작 모드를 달성하는, 제어 시스템을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 과급기 어셈블리.
  20. 제19항에 있어서,
    제어 시스템은, 제너레이터로서 기능하도록 전기적 모터-제너레이터를 제어하도록 구성되고, 스로틀 밸브는 상대적으로 개방 위치로 이동시키도록 제어되어, 과급기를 교차하는 스로틀링 압력 강하에 기인하는 토크가 과급기로부터 전기적 모터-제너레이터로, 유성 기어 배열을 통해 제공되므로, 스로틀링 손실이 따라서 전기적 에너지로서 포획되고,
    제어 시스템은, 제너레이터로서 기능하도록 전기적 모터-제너레이터를 제어하도록 구성되고, 스로틀 밸브는 상대적인 개방 위치로 이동시키도록 제어되어, 과급기를 교차하는 압력 강하가 오리지널 스로틀 압력 강하와 동등 또는 더 크게 되므로, 전기적 모터-제너레이터가, 유성 기어 배열을 통해 스로틀링을 전기적 에너지로서 포획하는 것을 특징으로 하는 과급기 어셈블리.
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