用于起动发动机的方法和系统
阅读：81发布：2023-02-16
专利汇可以提供用于起动发动机的方法和系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及用于起动 发动机 的方法和系统。描述了用于给燃烧发动机(31) 增压 的装置(1)，所述装置包括 压缩机 (2)、增压空气冷却器(3)、进口(4)和 增压器 (5)，所述压缩机、增压空气冷却器、进口和增压器通过流道(8、9、10)根据流动被连接到彼此。在该装置中，增压空气冷却器(3)被设置在压缩机(2)的下游，且进口(4)沿流动方向(16)被设置在压缩机(2)和增压空气冷却器(3)的下游。，下面是用于起动发动机的方法和系统专利的具体信息内容。
1.一种用于给燃烧发动机增压的装置，其包括：
至少一个压缩机、至少一个增压空气冷却器、至少一个进口、和增压器，所述至少一个压缩机、所述至少一个增压空气冷却器、所述至少一个进口和所述增压器通过流道根据流动被连接到彼此，其中所述增压空气冷却器被设置在所述至少一个压缩机的下游，且所述进口沿流动方向被设置在所述至少一个压缩机和所述增压空气冷却器的下游，且所述增压器经由设置于所述至少一个压缩机和所述进口之间的旁通流道被连接到所述进口，其中所述增压器被设置为在竖直方向上低于所述进口，且湿度传感器被设置在所述增压器上游的所述旁通流道中。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置包括控制器，并且所述湿度传感器经由所述控制器被功能性地连接到所述增压器，其中所述控制器被设计用于当在所述旁通流道中的由所述湿度传感器测量的冷凝物的量超过第一阈值时运行所述增压器。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所述控制器被设计用于运行所述增压器固定的时间段，或者运行所述增压器直到所述冷凝物的量下降到低于第二阈值为止。
4.根据权利要求3所述的装置，其中至少一个阀被设置在设置于所述增压空气冷却器和所述进口之间的流道中，和/或被设置在设置于所述增压空气冷却器和所述增压器之间的流道中。
5.根据权利要求4所述的装置，其中所述压缩机是涡轮增压器压缩机，并且其中所述增压器是电子驱动的涡轮增压器。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置被联接到发动机。
7.根据权利要求2所述的装置，其中所述装置被包含在车辆内。
8.根据权利要求1所述的方法，其中飞轮被联接到所述发动机。
9.一种发动机运行方法，其包括：
响应于发动机空气进气中的冷凝物的量超过第一阈值水平的状况，经由控制器激活电子驱动的涡轮增压器，至少部分地打开第二节气门并且完全关闭第一节气门。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述电子驱动的涡轮增压器运行固定的时间段，或者被运行直到所述冷凝物的量低于第二阈值水平为止。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一阈值和所述第二阈值相等。
12.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一阈值大于所述第二阈值。
13.根据权利要求9所述的方法，其还包括：响应于所述状况，至少部分地打开完全关闭的第二节气门。
14.根据权利要求9所述的方法，其还包括：响应于所述状况，完全关闭至少部分打开的第一节气门。
15.一种系统，其包括：
至少一个压缩机、至少一个增压空气冷却器、至少一个进口、增压器，所述至少一个压缩机、所述至少一个增压空气冷却器、所述至少一个进口和所述增压器经由流动通道被流体地连接在一起，其中，沿流动方向，所述至少一个增压空气冷却器被设置在所述至少一个压缩机的下游，且所述进口被设置在所述至少一个增压空气冷却器的下游，且所述增压器经由设置于所述增压空气冷却器和所述进口之间的旁通流动通道被连接到所述进口，其中在所述增压空气冷却器和所述增压器之间，所述旁通流动通道包括沿所述流动方向相对于水平线向上延伸的第一通道区域和设置于所述第一通道区域下游且沿所述流动方向相对于所述水平线向下延伸的第二通道区域。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述增压器被竖直地设置成低于所述进口。
17.根据权利要求16所述的系统，其中第一流动通道直接将所述增压空气冷却器连接到所述进口，其中所述第一流动通道沿所述流动方向具有落差。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述旁通流动通道中的第一通道区域和第二通道区域具有的中心轴线具有相对于水平线在10°和80°之间的倾斜角度。
19.根据权利要求18所述的系统，其中所述第一通道区域和所述第二通道区域具有的中心轴线具有相对于所述水平线在30°和60°之间的倾斜角度。
20.根据权利要求19所述的系统，其中至少一个阀被设置在位于所述增压空气冷却器和所述进口之间的所述流动通道中，或者被设置在设置于所述增压空气冷却器和所述增压器之间的所述流动通道中。
用于起动发动机的方法和系统
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2017年7月7日提交的德国专利申请No.102017211684.6和于2017年7月7日提交的德国专利申请No.102017211675.7的优先权。上述申请的所有内容全部通过参考并入本文，以用于所有目的。
技术领域
背景技术
[0005] 如果增压器(例如涡轮增压器，特别是电子涡轮增压器)沿着流动方向被设置在增压空气冷却器的后面，会存在冷凝物将积聚在电子涡轮增压器前的风险。为了封装原因或在体积上有效布置的原因，例如结合机动车辆，将电子涡轮增压器在地理上定位成低于进口歧管，换言之在进口歧管以下，并且经由旁通流道来连接它们已经证明是有利的。这样做的根本原因在于，特别地，电子涡轮增压器不被连续地运行而只是在具体使用范围内才工作。然而，存在如下风险：当起动电子涡轮增压器时，冷凝物的量将超过使电子涡轮增压器或电子压缩机运行的可允许限度或者将达到损害电子涡轮增压器的使用寿命和功能的值。
[0006] 利用电子运行的压缩机提高旁通管路中的升压压力例如被公开于文献EP1355052B1。在文献DE 10 2013 106 820 A1中，由于中间冷却器的温度下降引起的多级涡轮增压器中相对空气湿度的上升可以通过去除水分而被抵消。水分去除装置具有涡流生成元件，其具有经由外壁上的开口去除水分的效果。在文献US 2011/0094219 A1和US 2004/0079079 A1中，冷凝物在每种情况下经由外壁被排出到冷凝物储器中。
[0007] 在文献DE 199 11 251 A1中，公开了用于检测压缩空气流中的水含量的方法和装置。在文献DE 10 2011 089 480 A1中，公开了用于检测流动介质的至少一种性质的传感器装置，特别是湿度传感器，以及增压空气冷却器。在文献DE 10 2015 012 830 A1中，公开了用于冷却机动车辆的至少一个部件的冷却装置，其中冷凝物经由被设置在最低点处的阀被移除。
[0008] 此外，如果增压器(例如涡轮增压器，特别是电子涡轮增压器)沿流动方向被设置在增压空气冷却器的下游，会存在冷凝物将积聚在电子涡轮增压器的前面的风险。为了封装原因或确保有效的体积布置，例如在机动车辆的情形下，将电子涡轮增压器在地理上放置成低于进口歧管，换言之在进口歧管以下，并且经由旁通流动通道来连接它已经证明是有利的。这是因为，特别地，电子涡轮增压器不被持久地运行而只是在具体应用区域内才工作。然而，存在如下风险：在起动电子涡轮增压器时，冷凝物的量将超过使电子涡轮增压器或电子压缩机运行的允许限度或者将达到不利地影响电子涡轮增压器的寿命和功能的值。
[0009] 利用电动压缩机提高旁通管路中的增压压力例如在文献EP 1 355 052 B1中进行了描述。文献DE 10 2009 011 634 A1描述了用于增压空气冷却器系统的冷凝物提取器，其中冷凝物经由专门设计的孔口从增压空气冷却器系统被排出到软管元件中。类似方案被公开于DE 10 2009 042 981A1中。文献DE 10 2011 056 617 A1描述了至少一个排气涡轮增压器的压缩机的增压空气冷却器，其中增压空气被供应到内燃机器，其中至少一个旁通管路被提供在增压空气冷却器的进口侧和出口侧之间，并且该旁通管路的尺寸被设计成使得由于增压空气冷却器的进口侧和其出口侧之间的压降，冷凝物积聚能够沿着出口侧的方向被排出。文献DE 10 2010 007 092A1描述了用于带有排气涡轮增压器的内燃机器的排气再循环系统，其中为增压空气冷却器中形成的冷凝物提供排放。DE 102 38 839A1描述了带有冷凝物排出开口的增压空气冷却器。DE 10 2012 219 796A1公开了具有冷凝物收集区域的增压空气供应系统。
发明内容
[0010] 考虑到所描述的背景情况，本发明的目的是提供用于给燃烧发动机增压的有利装置和有利方法。该目的通过本发明的用于给燃烧发动机增压的装置、本发明的燃烧发动机组件、本发明的机动车辆和本发明的用于去除冷凝物的方法来实现。本发明包含更多的有利示例。
[0011] 根据本发明的用于给燃烧发动机增压的装置涉及一种燃烧发动机，其包含：至少一个压缩机，例如涡轮增压器；至少一个增压空气冷却器；到燃烧发动机的至少一个进口；和增压器。压缩机、增压空气冷却器、进口和增压器通过流道根据流动而被连接到彼此。在本情形中，增压空气冷却器被设置在压缩机的下游，且沿着增压流体的流动方向，通常是增压空气的流动方向，进口被设置在压缩机和增压空气冷却器的下游。增压器经由设置于压缩机和进口之间的旁通流道而被连接到进口。增压器在地理上被设置成低于进口或者在竖直方向上低于进口，有利地在进口下方。湿度传感器被设置在增压器上游的旁通流道中。增压器能够被设计成涡轮增压器，例如被设计成电子涡轮增压器。
[0012] 在描述的上下文中，本发明的目的还在于提供用于给内燃机器增压的有利装置和有利方法。该目的通过用于给内燃机器增压的装置、内燃机器布置、机动车辆和用于去除冷凝物的方法来实现。
[0013] 根据本发明的用于给内燃机器增压的装置涉及一种内燃机器，其包含：至少一个压缩机，例如涡轮增压器；至少一个增压空气冷却器；进口；和增压器。压缩机、增压空气冷却器、进口和增压器经由流动通道而被流动地连接在一起。沿着增压流体的流动方向，例如沿着增压空气的流动方向，增压空气冷却器被设置在涡轮增压器的下游。进口被设置在增压空气冷却器的下游。增压器经由设置于增压空气冷却器和进口之间的旁通流动通道而被连接到进口。根据本发明的装置具有以下优点：增压器前存在的冷凝物的量能够借助水分传感进行测量且增压器能够根据测量结果而被运行。
[0014] 本发明可以提供若干优点。具体地，该方法可以允许涡轮增压器在存在冷凝物时被激活以去除冷凝物，且涡轮增压器在不存在冷凝物时不被激活以减少能量消耗。进一步地，该方法允许在大量的冷凝物可能在发动机进气系统中形成之前，就将冷凝物从发动机进气系统去除。更进一步地，冷凝物可以以降低涡轮增压器劣化的可能性的方式被去除。
[0016] 应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围被随附的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
[0017] 通过阅读本文中称为具体实施方式的实施例的示例，当单独采用或参考附图时，将更全面地理解本文所述的优点，在附图中：
[0018] 图1示意性地示出根据本发明的用于给燃烧发动机增压的装置；
[0019] 图2以流程图的形式示意性地示出根据本发明的方法；
[0020] 图3示意性地示出根据本发明的机动车辆；
[0021] 图4示意性地示出根据本发明的用于给燃烧发动机增压的装置的变体；
[0022] 图5示意性地示出根据本发明的用于给燃烧发动机增压的装置的另一种变体；
[0023] 图6示意性地示出根据本发明的用于给内燃机器增压的另一种装置；
[0024] 图7示意性地示出根据本发明的用于给内燃机器增压的另一种装置；
[0025] 图8以流程图的形式示意性地示出根据本发明的第二方法；
[0026] 图9示出根据图2和图8的方法的发动机运行顺序。
[0027] 图1和图4-7是大致按比例绘制的。
具体实施方式
[0028] 本发明涉及运行包括压缩机的发动机以及从发动机进气装置中去除冷凝物。发动机可以以柴油、汽油、酒精、压缩天然气、丙烷或其它已知的燃料运行。发动机可以被包括有如图1和图4-7中所示的用于从发动机空气进气装置去除冷凝物的系统。发动机和系统可以根据图2和图8的方法来运行。发动机和系统可以根据图9的顺序运行。
[0029] 在有利示例中，根据本发明的装置包含控制器，湿度传感器经由所述控制器被功能性地连接到增压器。在这种情形中，控制器被优选地设计成当旁通流道中的利用湿度传感器测量到的冷凝物的量超过第一阈值时运行增压器。这具有如下优点：增压器前积聚的冷凝物能够在早期阶段通过后者朝向进口被排出。由于增压器只在冷凝物已经积聚到一定量之后才运行以去除冷凝物，因此所描述的装置允许增压器的有效运行。
[0030] 控制器能够被更进一步地设计成在固定的时间周期内运行增压器。作为替代，控制器能够被设计成运行增压器直到冷凝物的量下降到低于第二阈值为止。原则上，第一阈值和第二阈值能够相同。然而，优选地，第一阈值高于第二阈值。
[0031] 在另一种变体中，至少一个阀被设置在设置于增压空气冷却器和进口之间的流道中。作为替代或此外，至少一个阀被设置在设置于增压空气冷却器和增压器之间的流道中，例如旁通流道中。借助所述的阀，可以对进口处的升压压力进行开环或闭环控制，并且在此情形中，对经由增压器通过的升压空气的比例进行开环或闭环控制。
[0032] 根据本发明的燃烧发动机组件包含燃烧发动机(例如内燃发动机)和如上所述的根据本发明的用于给燃烧发动机增压的装置。
[0034] 根据本发明的机动车辆包含如上所述的根据本发明的燃烧发动机组件。原则上，根据本发明的燃烧发动机组件和机动车辆具有已经结合根据本发明的装置所描述的性能和优点。总体上，所描述的装置、所描述的燃烧发动机组件和所描述的机动车辆具有如下优点：在冷凝物的量过高和对增压器或发动机造成损害的风险上升之前就将形成的冷凝物携带或转移到燃烧发动机中。
[0035] 根据本发明的用于去除如上所述的根据本发明的装置中的冷凝物的方法以如下事实为特征：当旁通流道中的利用湿度传感器测量到冷凝物的量超过第一阈值时，通过运行增压器，使冷凝物从旁通流道被转移或输送到进口。
[0036] 在有利变体中，增压器在固定的时间周期内运行。作为替代，增压器被运行直到冷凝物的量下降到低于第二阈值为止。第一阈值和第二阈值能够相同。在优选的变体中，第一阈值高于第二阈值。这样确保最初去除的冷凝物的量使得在电子涡轮增压器前积聚的冷凝物的显著减少。同时，电子涡轮增压器的独立运行顺序之间的间隔被增大以在较低的第二阈值下去除冷凝物。
[0037] 在优选的变体中，增压器在被限定用于转移冷凝物的速度下运行。为了这个目的，例如可以限定避免因转移冷凝物而对增压器造成损害的合适速度。因此，在相应限定的速度下运行增压器具有如下优点：以对增压器更温和的方式去除冷凝物。这首先能够通过恰当的低速被实现。
[0038] 图1中所示的根据本发明的用于给燃烧发动机31增压的装置或系统1(例如发动机空气进气系统)包含被设计成排气驱动的涡轮增压器2(例如，经由来自发动机31的排气转动)的压缩机、增压空气冷却器3、被设计成电子涡轮增压器5的增压器和到燃烧发动机的进口4(例如，进气歧管)。例如，燃烧发动机能够是机动车辆的内燃发动机，或者船舶的、铁路交通工具的内燃发动机，或固定发动机。这些部件通过流道根据流动而被连接到彼此。增压流体例如增压空气的流动方向由箭头16指示。
[0039] 更具体地，排气驱动的涡轮增压器2通过流道8沿着流动方向而被连接到增压空气冷却器3。增压空气冷却器3通过流道9被连接到进口4。旁通流道10从流道9分支。旁通流道将增压空气冷却器3连接到电子涡轮增压器5。电子涡轮增压器5经由旁通流道10被连接到进口4。电驱动的涡轮增压器5的压缩机121可以经由电动马达120被转动。进口4将压缩的增压流体例如压缩空气携带到燃烧发动机31。这由具有附图标记11的流道指示。
[0040] 在根据本发明的设计中，电子涡轮增压器5被设置成在进口下方或者被设置成在竖直方向17至少低于进口4。这具有与最小可能空间内的部件布置有关的优点。但是，因为这种布置，存在冷凝的水将经由旁通流道10流到电子涡轮增压器5并且损害其起作用的能力的风险。
[0041] 因此，湿度传感器6被设置在增压空气冷却器3和电子涡轮增压器5之间的旁通流道10中。湿度传感器6优选地被直接设置在沿空气流动的方向的电子涡轮增压器5前。湿度传感器6被连接到控制器或开关7，以例如用于信号传输14。对于这部分，控制器或开关7被连接到电子涡轮增压器5以用于信号传输。这由附图标记15指示。通过举例，控制器7被设计用于接收与来自湿度传感器6的位于电子涡轮增压器5前的旁通流道10中的冷凝物的量有关的信号。控制器7更进一步地被优选地设计成根据测量的冷凝物的量对电子涡轮增压器5的运行进行开环或闭环控制。因此，例如当由电子涡轮增压器5前的湿度传感器6测量的冷凝物的量超过第一阈值时，能够运行电子涡轮增压器5以向进口4输送或转移积聚的冷凝物。
[0042] 在这种情形中，例如，电子涡轮增压器5能够在固定的时间周期内运行。作为替代，增压器能够被运行，直到由湿度传感器6测量的冷凝物的量下降到低于第二阈值为止。原则上，所提到的阈值能够相同。然而，第一阈值优选地高于第二阈值。这样可以确保冷凝物的规律和有效排除。
[0043] 在图1中，电控阀或节气门12被设置在增压空气冷却器和进口4之间。更精确地说，阀12被设置在通向旁通流道10的入口和进口4之间。在图1中，另一电控阀或节气门13被另外设置在增压空气冷却器和湿度传感器6之间的旁通流道10中。阀12和阀13均允许对从增压空气冷却器3到进口4的空气质量流量进行开环或闭环控制，且特别是对经由电子涡轮增压器5通过的比例进行开环或闭环控制。控制器7可以响应于车辆工况调整阀12和阀13的位置。以此方法，进口4处的增压空气压力能够被设定。
[0044] 内燃发动机31包含多个汽缸(未显示)，且被电子发动机控制器7控制。控制器7接收来自图1和图4-7中所示的各种传感器的信号，并且基于接收到的信号和存储在控制器7的存储器中的指令采用图1和图4-7中所示的致动器来调整发动机运行。
[0045] 图1示出各个部件的相对位置的示例配置。如果被示为直接彼此接触或直接联接，那么至少在一个示例中，这些元件可以分别被称为直接接触或直接联接。同样地，至少在一个示例中，被示为彼此邻接或相邻的元件可以分别彼此邻接或相邻。作为示例，彼此共面接触放置的部件可以被称为处于共面接触。作为另一个示例，在至少一个示例中，彼此分开定位并在其间仅有空间而没有其他部件的元件可以被如此称呼。作为又一个示例，被示为在彼此的上方/下方、彼此的相反侧或彼此的左侧/右侧的元件可以相对于彼此被如此称呼。此外，如附图中所示，在至少一个示例中，最顶部元件或元件的最高点可以被称为部件的“顶部”，而最底部元件或元件的最低点可以被称为部件的“底部”。如本文中所使用的，顶部/底部、上面/下面、上方/下方可以是相对于附图的竖直轴线而言的，并且用来描述附图的元件相对于彼此的定位。因此，在一个示例中，被示为在其他元件上方的元件位于所述其他元件的竖直上方。
[0046] 控制器7在图1中被示出为常规的微型计算机，其包括中央处理单元102、输入/输出端口104、只读存储器106(例如，非暂时性存储器)、随机存取存储器108、保活存储器110以及常规的数据总线。控制器7被示出为从被联接到发动机31的传感器接收各种信号，除了先前所讨论的那些信号之外，还包括：发动机冷却剂温度、加速器踏板位置；制动踏板位置；发动机歧管压力的测量值；发动机位置传感器；进入发动机的空气质量的测量值；以及节气门位置的测量值。控制器7可以包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令以执行本文所述的方法。因此，控制器7可以响应指令和传感器输出在物理世界中调整致动器来根据本文所述的方法改变发动机31和系统1的运行状态。
[0047] 在运行期间，发动机31内的每一个汽缸通常经过四冲程循环：此循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。通常在进气冲程期间，发动机的排气门关闭并且发动机的进气门打开。空气经由进气歧管4被引入到燃烧室中，并且活塞移动到汽缸的底部以便增加燃烧室内的容积。活塞靠近汽缸底部并且在其冲程结束时(例如，当燃烧室处于其最大容积时)的位置通常被本领域技术人员称为下止点(BDC)。
[0048] 在压缩冲程期间，发动机的进气门和排气门关闭。活塞朝向汽缸盖移动，以便压缩燃烧室内的空气。活塞在其冲程结束时并且最靠近汽缸盖(例如，当燃烧室处于其最小容积时)的点是通常由本领域技术人员称为上止点(TDC)。在下文被称为喷射的过程中，燃料被引入到燃烧室中。在一些示例中，燃料可以在单个汽缸循环期间被多次喷射到汽缸。在下文被称为点火的过程中，所喷射的燃料通过压缩点火而点燃，从而导致燃烧。
[0049] 在膨胀冲程期间，膨胀气体将活塞推回到BDC。曲轴将活塞运动转化为旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，发动机的排气门打开以将燃烧过的空气燃料混合物释放到排气歧管，并且活塞返回到TDC。注意，以上仅作为示例被描述，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以变化，诸如以便提供正的或负的气门重叠、延迟的进气门关闭或各种其他示例。
[0050] 图2以流程图的形式示意性地示出根据本发明的用于运行图1、图4和图5的系统的方法的变体。在步骤201中，增压器例如电子涡轮增压器5不运行，且发动机经由排气驱动的涡轮增压器被供应压缩空气。而且，响应于驾驶员需求扭矩，方法200可以完全关闭节气门13且打开和关闭节气门12。即使节气门13被完全关闭，冷凝物也可以经由小的间隙(未示出)穿过节气门13。方法200进行到步骤202。在步骤202中，然后做出校核以确定由增压器前的湿度传感器6测量的冷凝物的量是否超过第一阈值。如果不是这种情形，则方法返回到步骤201。如果是这种情形，方法200进行到步骤203。在步骤203中，电子驱动的增压器投入运行。在有利的变体中，电子驱动的增压器被运行以便于以被限定用于该目的的速度转移冷凝物。进一步地，响应于驾驶员需求扭矩，方法200可以完全关闭节气门12且打开和关闭全关节气门13。方法200在激活电子驱动的增压器后进行到204。
[0051] 在步骤204中，做出更进一步的校核以确定由增压器前的湿度传感器6测量的冷凝物的量是否下降到低于第二阈值。如果不是这种情形，此方法返回到步骤203，即电子驱动的增压器被运行。如果是这种情形，亦即测量的冷凝物的量在第二阈值以下，则方法返回步骤201并且电子驱动的增压器因此被切断。
[0052] 原则上，在执行与相应阈值的新比较之前的冷凝物的量的各个测量之间，电子驱动的增压器能够在某一时间周期内被运行。作为替代，能够持续地执行水分测量和与阈值的相应比较。
[0053] 图3示意性地示出根据本发明的机动车辆30。根据本发明的机动车辆30包含内燃发动机31和根据本发明的用于给内燃发动机31增压的装置1。根据本发明的机动车辆能够是例如客车、重型载货车、摩托车或任何其他机动车辆。
[0054] 根据本发明的装置1的进一步变体在图4和图5中被示意性地示出。在这两种变体中，中间冷却器40被直接设置在进口4前。中间冷却器40和进口4经由流道41彼此相连。
[0055] 在图4中，连接到增压空气冷却器3的流道9和连接到电子驱动的增压器5的旁通流道10根据流动而被连接到中间冷却器40。因此，沿着流动方向16，直接来自增压空气冷却器3通过流道9的流体和来自旁通流道10的流体进入中间冷却器40。
[0056] 在图5中所示的变体(有别于图4中所示的变体)中，增压空气冷却器3被设置在旁通流道10中。在此，增压空气冷却器3被设置在阀13的下游和湿度传感器6的上游。在这种变体中，直接来自压缩机2通过流道9的流体和来自旁通流道10的流体进入中间冷却器40。
[0057] 因此，经由排气驱动的涡轮增压器的压缩的空气可以进入或绕过增压空气冷却器。包含冷凝的水蒸汽的增压空气冷却器的输出可以被引导至电子驱动的压缩机，如果冷凝物超过阈值量，则电子驱动的压缩机会被激活，使得电子驱动的压缩机可以提高流到发动机的流体的温度和压力，从而使得冷凝物可以从发动机空气进气装置被去除。
[0058] 在附加的示例中，根据本发明的装置的特征在于：在增压空气冷却器和增压器之间，旁通流动通道包括第一通道区域和第二通道区域。第一通道区域沿流动方向相对于水平线(horizontal)向上延伸。第二通道区域被设置在第一通道区域的下游并且沿流动方向相对于水平线向下延伸。增压器可以被配置成涡轮增压器，例如电子涡轮增压器。
[0059] 根据本发明的装置具有如下优点：其避免冷凝物在增压器处的积聚，尤其是当增压器不运行即不运转时。在第一通道区域和第二通道区域之间产生的旁通流动通道的落差(fall)意味着由增压空气冷却器产生的冷凝物被输送走。也就是说，到增压器的旁通流道被配置成反向虹吸管(inverted siphon)。因为第一通道区域向上延伸，这防止冷凝水流向电子涡轮增压器，并且通过第一通道区域流回的冷凝物因此能够经由将增压空气冷却器连接到进口的流道而被直接地直线导引至进口，并且因此被导引至内燃机器或燃烧发动机。
[0060] 在有利的变体中，增压器被设置在竖直方向上低于进口，或者在地理上低于进口。因此，增压器例如能够被设置在进口的下方。这样允许更紧凑和节省空间的构造。
[0061] 在进一步的变体中，根据本发明的装置包含将增压空气冷却器直接连接到进口或者直线连接到进口的第一流动通道。在此，第一流动通道优选地在流动方向上具有落差。也就是说，增压流体例如增压空气在沿相对于水平线向下的方向被导引至进口。这种布置具有如下优点：积聚的冷凝物能够被有效地排出到进口。
[0062] 有利地，根据本发明的装置可以具有第一流动通道，其将增压空气冷却器直接连接到进口或者直线连接到进口。在此，通入旁通流动通道中的进气装置被优选地设置在第一流动通道的顶侧上。将旁通流动通道中的进气装置设置于第一流动通道的顶侧上具有如下优点：增压流体到旁通流动通道中的入流上的冷凝物的积聚已经被减少或者完全避免。
[0063] 旁通流动通道的第一通道区域和/或第二通道区域优选地具有中心轴线，该中心轴线具有10°和80°之间的坡度或倾斜角度。坡度或倾斜角度具体地可以在30°和60°之间。坡度或倾斜角度相对于水平线。换言之，第一通道区域可以具有中心轴线，该中心轴线具有相对于水平线在10°和80°之间、优选地在30°和60°之间的坡度。此外或替代地，第二通道区域可以具有中心轴线，该中心轴线具有相对于水平线在10°和80°之间、优选地在30°和60°之间的倾斜角度。坡度或倾斜角度被选择为使得增压器前方的冷凝物沉积被有效地避免，且同时不阻碍增压流体通过旁通通道。
[0064] 在有利的变体中，根据本发明的装置包含至少一个阀，其被设置在增压空气冷却器和进口之间的流动通道中，例如被设置于以上限定的第一流动通道中。此外或替代地，至少一个阀可以被设置在增压空气冷却器和增压器之间的流动通道中，例如旁通流动通道中。在旁通流动通道中，阀优选地被设置在第一通道区域中。使用所描述的阀，在进口处的增压压力能够被控制或调节，且在此种情形中，经由增压器被导引的增压空气的比例能够被控制或调节。
[0065] 根据本发明的内燃机器布置包含内燃机器(例如，内燃发动机)和如上所述的根据本发明的用于给内燃机器增压的装置。
[0066] 根据本发明的机动车辆包括如上所述的根据本发明的内燃机器布置。该机动车辆具有与如上所述的根据本发明的内燃机器布置和装置的相同的性能、特征和优点。机动车辆例如可以是轿车、卡车、小型货车、摩托车或其他借助内燃机器供能的交通工具。
[0067] 根据本发明的用于给内燃机器增压的方法涉及一种内燃机器，其包含：至少一个压缩机(例如，涡轮增压器)、至少一个增压空气冷却器、至少一个进口和增压器。压缩机、增压空气冷却器、进口和增压器经由流动通道而被流体地连接在一起。在流动方向即增压流体(例如，增压空气)的流动方向上，增压空气冷却器被设置在压缩机的下游。进口被设置在增压空气冷却器的下游。增压器经由设置在增压空气冷却器和进口之间的旁通流动通道而被连接到进口。
[0068] 此方法的特征在于：离开增压空气冷却器的增压流体(例如增压空气)的一部分被导引通过旁通流动通道的第一通道区域，该旁通流动通道的第一通道区域被设置在增压空气冷却器和增压器之间并且沿流动方向相对于水平线向上延伸。然后，增压流体被导引通过旁通流动通道的第二通道区域，该旁通流动通道的第二通道区域被设置在增压空气冷却器和增压器之间并且沿流动方向相对于水平线向下延伸。优选地，增压流体从第二通道区域被直接导引至增压器。增压器可以被配置成涡轮增压器，例如电子涡轮增压器。
[0069] 根据本发明的方法具有已经结合根据发明的装置所描述的优点。通过如所描述的首先沿向上方向然后沿向下方向导引增压流体，避免冷凝物在增压器前方的积聚。
[0070] 因而，本发明确保被设置成在进口下方或者竖直地低于进口或者在地理上低于进口的增压器的与由于冷凝物的积聚所导致的恶化有关的功能状态。同时，延长增压器的使用寿命。
[0071] 在图6和图7中示出的根据本发明的用于给内燃机器31增压的装置1包含：压缩机(例如排气驱动的涡轮增压器2)、增压空气冷却器3、增压器(例如电子涡轮增压器5)和用于内燃机器的进口或进气歧管4。例如，内燃机器可以是机动车辆、船舶、铁路交通工具的内燃发动机，或者固定动力生成布置。这些部件通过流动通道被流体地连接在一起。增压流体例如增压空气的流动方向由箭头16标出。
[0072] 具体地，沿流动方向16，排气驱动的涡轮增压器2经由流动通道8被连接到增压空气冷却器3。增压空气冷却器3经由流动通道9被连接到进口4。旁通流动通道10分支出流动通道9。这样将增压空气冷却器3连接到增压器5。增压器5经由旁通流动通道10被连接到进口4。进口4将压缩增压流体例如压缩空气导引到内燃机器。这由具有附图标记11的流动通道指示。
[0073] 在根据本发明的结构中，增压器被设置成在竖直方向17上在进口下方，或至少低于进口4或地理上低于进口4。这具有与最小可能空间内的部件布置有关的优点。然而，由于这种布置，存在冷凝水将经由旁通流动通道10流向电子涡轮增压器5并且不利地影响其功能的风险。因此，旁通流动通道10包括在流动方向上相邻的第一通道区域66和第二通道区域67。
[0074] 第一通道区域66相对于水平线15被向上取向。特别地，第一通道区域包含中心轴线69，其与水平线15之间的倾斜角度α为10°和80°之间，优选地在30°和60°之间。第二通道区域67沿流动方向16相对于水平线15被向下取向。第二通道区域包含中心轴线68，其与水平线15之间的倾斜角度β在10°和80°之间，优选地在30°到60°之间。有利地，旁通流动通道10中的流动通道9的进气装置被设置在流动通道9的顶侧。借助于所示的配置，防止冷凝物流向增压器并且不利地影响其功能。
[0075] 在优选的变体中，将增压空气冷却器3直接连接到进口4的流动通道9在流动方向16上具有落差。因此，流动通道9例如具有的中心轴线61与水平线15之间的角度大于0°。这样确保流动通道9中的冷凝物朝向进口4流走。
[0076] 在图6和图7中，阀或节气门12被设置在增压空气冷却器3和进口4之间。更精确地，阀12被设置在通向旁通流动通道10的进气装置和进口4之间。更进一步地，图6和图7示出被设置在增压空气冷却器3和增压器5之间的旁通流动通道10中的另一阀或节气门13。优选地，阀13被设置在第一通道区域66中。阀12和阀13两者允许控制或调节从增压空气冷却器3到进口4的空气质量流量，且尤其是控制或调节经由增压器5被导引的部分。以此方式，进口4处的增压空气压力能够被设定。
[0077] 在图7中所示的变体中，与图6中所示的旁通流动通道10具有被设置在进口4旁的进气装置14相比，进气装置14被设置在进口4的底部处。更进一步地，在图6中，增压器5被设置在进口4下方，而在图7中，增压器5靠近进口4。然而，在这两种变体中，增压器5被设置成在竖直方向15上低于进口。图6和图7中所示的通路66和通路67可以减少由于重力流向电子涡轮增压器5的冷凝物，且如果冷凝物流向电子涡轮增压器5，则电子涡轮增压器5可以对冷凝物加压并且允许它以气态移动到发动机。
[0078] 图8以流程图的形式示意性地示出根据本发明的用于运行图6和图7的系统的方法的变体。在步骤801中，增压器(例如电子涡轮增压器5)不运行，并且发动机经由排气驱动的涡轮增压器被供应压缩空气。进一步地，响应于驾驶员需求扭矩，方法800可以完全关闭节气门13且打开和关闭节气门12。方法800进行到步骤802。在步骤802中，然后做出校核以确定由增压空气冷却器下游的湿度传感器6测量的冷凝物的量是否超过第一阈值。如果不是这种情形，则方法返回到步骤801。如果是这种情形，方法800进行到步骤803。在步骤803中，电子驱动的增压器投入运行(例如，压缩空气)。在有利的变体中，电子驱动的增压器被运行以便于以被限定用于该目的的速度转移冷凝物。进一步地，响应于驾驶员需求扭矩，方法800可以完全关闭节气门12且打开和关闭全关节气门13。这样允许空气可以包括有待被加热和加压的冷凝物以便于冷凝物可以从系统1被去除。方法800在激活电子驱动的增压器后进行到804。
[0079] 在步骤804中，做出更进一步的校核以确定由增压空气冷却器下游的湿度传感器6测量的冷凝物的量是否下降到低于第二阈值。如果不是这种情形，此方法返回到步骤803，即电子驱动的增压器被运行。如果是这种情形，亦即测量的冷凝物的量在第二阈值以下，则方法返回步骤801并且电子驱动的增压器因此被切断。进一步地，响应于驾驶员需求扭矩(例如，由人类操作者所请求的扭矩)，节气门13可以被完全关闭，并且节气门12可以被打开和关闭。
[0080] 原则上，在执行与相应阈值的新比较之前的冷凝物的量的各个测量之间，电子驱动的增压器能够在某一时间周期内被运行。作为替代，能够持续地执行水分测量和与阈值的相应比较。
[0081] 现在参考图9，示出车辆运行顺序的示例曲线图。运行顺序可以经由图1、图4-7的系统结合图2和图8的方法来执行。在时间t0到t3处的竖直线代表顺序中的感兴趣时间。图9中的曲线图在时间上对准并且同时发生。
[0082] 从图9顶部起的第一曲线图是发动机运行状态随时间的变化的曲线图。竖直轴线代表发动机运行状态，且当迹线902处于接近竖直轴线箭头的水平时发动机正运行(例如，转动并且燃烧燃料)，其由靠近竖直轴线的“开”标记指示。当迹线902处于竖直轴线的较低水平时发动机不运行(例如，不燃烧燃料且不转动)，其由“关”标记指示。线902代表发动机运行状态。水平轴线代表时间，并且时间从图的左侧向图的右侧增加。
[0083] 从图9顶部起的第二曲线图是电子压缩机运行状态随时间的变化的曲线图。竖直轴线代表电子压缩机的运行状态，且当迹线904处于接近竖直轴线箭头的水平时电子压缩机正运行(例如，消耗电功率并且转动)，其由靠近竖直轴线的“开”标记指示。当迹线904处于竖直轴线的较低水平时电子压缩机不运行(例如，不消耗电功率燃料且不转动)，其由“关”标记指示。线904代表电子压缩机的运行状态。水平轴线代表时间，并且时间从图的左侧向图的右侧增加。
[0084] 从图9顶部起的第三曲线图是图1的节气门12的运行状态随时间的变化的曲线图。竖直轴线代表节气门运行状态，且当迹线906处于接近竖直轴线箭头的水平时节气门完全打开，其由靠近竖直轴线的“完全打开”标记指示。当迹线906处于竖直轴线的较低水平时节气门12完全关闭，其由“完全关闭”标记指示。线906代表节气门12运行状态。水平轴线代表时间，并且时间从图的左侧向图的右侧增加。
[0085] 从图9顶部起的第四曲线图是图1的节气门13的运行状态随时间的变化的曲线图。竖直轴线代表节气门运行状态，且当迹线908处于接近竖直轴线箭头的水平时节气门完全打开，其由靠近竖直轴线的“完全打开”标记指示。当迹线908处于竖直轴线的较低水平时节气门13完全关闭，其由“完全关闭”标记指示。线908代表节气门13运行状态。水平轴线代表时间，并且时间从图的左侧向图的右侧增加。
[0086] 从图9顶部起的第五曲线图是所检测到的冷凝物水平或量随时间的变化的曲线图。迹线910代表所检测到的位于增压空气冷却器下游的位置处的发动机空气进气装置中的冷凝物的量。发动机空气进气装置中的冷凝物的量沿竖直轴线箭头的方向增加。水平轴线代表时间，并且时间从图的左侧向图的右侧增加。虚线950代表发动机空气进气装置中的冷凝物的第一阈值水平。当发动机进气装置中的冷凝物的水平大于线950的水平时，流动通过发动机空气进气装置的空气的方向可能被改变，使得空气流动通过电子驱动的涡轮增压器。虚线952代表发动机空气进气装置中的冷凝物的第二阈值水平。当发动机进气装置中的冷凝物的水平低于线952的水平时，流动通过发动机空气进气装置的空气的方向可能被改变，使得空气不流动通过电子驱动的涡轮增压器。
[0087] 在时间t0处，发动机被停止(例如，不转动)并且电子涡轮增压器关闭。另外，节气门12和节气门13完全关闭。发动机空气进气装置中所感测的冷凝物的量少。在时间t1处，发动机被起动，如通过使发动机状态改变为高水平以指示发动机正运行所指示的。电子涡轮增压器保持关闭并且节气门12和节气门13保持完全关闭。冷凝物的量保持少。
[0088] 在时间t1和时间t2之间，驾驶员需求增大(未示出)且因此节气门12的打开量响应于驾驶员需求扭矩而增大。节气门13保持完全关闭，使得空气不被旁通进入电子涡轮增压器。所检测到的冷凝物水平随着湿度增大和压缩空气的量增加而增加。
[0089] 在时间t2处，响应于所检测到的冷凝物水平超过阈值950，电子涡轮增压器被激活并且节气门13被打开。此外，节气门12完全关闭，使得水和冷凝物必须行进通过电子涡轮增压器。在时间t2和时间t3之间，驾驶员需求扭矩(未示出)趋于平稳(level off)且然后减少。响应于驾驶员需求扭矩，节气门13的打开量趋于平稳且然后减小。节气门12保持完全关闭并且所检测到的冷凝物的量先增加，然后趋于平稳，且然后下降。
[0090] 在时间t3处，所检测到的冷凝物水平下降到阈值952以下，所以节气门13完全关闭，节气门12打开，且电子涡轮增压器被激活。这样允许节省电能同时在发动机空气进气装置中几乎没有冷凝物。
[0091] 以此方式，当发动机空气进气装置中的冷凝物的量少时，可以经由第一路径使空气循环到发动机。当发动机空气进气装置中的冷凝物的量多时，可以经由第一路径使空气循环到发动机。通过使得空气流动通过第二路径，可以降低将较大水滴发送到发动机中的可能性。
[0092] 本文所述的方法和系统提供了用于给燃烧发动机31增压的装置1，其包括：至少一个压缩机2、至少一个增压空气冷却器3、至少一个进口4和增压器5，所述至少一个压缩机、所述至少一个增压空气冷却器、所述至少一个进口和所述增压器通过流道8、9、10根据流动被连接到彼此，其中所述增压空气冷却器3被设置在压缩机2的下游，且所述进口4沿流动方向被设置在压缩机2和所述增压空气冷却器3的下游，且所述增压器5经由设置于所述压缩机2和所述进口4之间的旁通流道10被连接到所述进口4，其中所述增压器5被设置为在竖直方向上低于所述进口4，且湿度传感器6被设置在所述增压器5上游的旁通流道10中。
[0093] 在一些示例中，所述装置1包括，其中所述装置包含控制器7，并且所述湿度传感器6经由所述控制器7被功能性地连接到所述增压器5，其中控制器7被设计用于当在所述旁通流道10中的由所述湿度传感器6测量的冷凝物的量超过第一阈值时，运行所述增压器5。所述装置1包括，其中所述控制器7被设计用于在固定的时间周期内运行所述增压器5，或者运行所述增压器5直到所述冷凝物的量下降到低于第二阈值为止。所述装置包括，其中至少一个阀12、13被设置在设置于所述增压空气冷却器3和所述进口4之间的流道9中，和/或被设置在设置于所述增压空气冷却器3和所述增压器5之间的流道中。所述装置1包括，其中所述压缩机2和/或所述增压器5被设计成涡轮增压器。所述装置1包括，其中所述增压器5被设计成电子涡轮增压器。所述装置1包括燃烧发动机组件，所述燃烧发动机组件包含燃烧发动机
31和用于给所述燃烧发动机31增压的装置1。所述装置可以被包含在包括燃烧发动机组件的机动车辆30中。
31和用于给所述燃烧发动机31增压的装置1。所述装置可以被包含在包括燃烧发动机组件的机动车辆30中。
[0094] 本文所述的方法包含一种用于去除装置1中的冷凝物的方法，其中当旁通流道10中的由湿度传感器6测量到冷凝物的量超过第一阈值时，通过运行增压器5将来自所述旁通流道10的冷凝物转移到进口4。所述方法包括，其中所述增压器5在固定的时间周期被运行，或者被运行直到冷凝物的量下降到第二阈值以下为止。所述方法包括，其中第一阈值和第二阈值相同。所述方法包括，其中第一阈值高于第二阈值。所述方法包括，其中电子涡轮增压器5在被限定用于转移冷凝物的速度下运行。
[0095] 本发明还提供一种用于给内燃机器31增压的装置1，所述装置包含：至少一个压缩机2、至少一个增压空气冷却器3、至少一个进口4和增压器5，所述至少一个压缩机、所述至少一个增压空气冷却器、所述至少一个进口和所述增压器经由流动通道8、9、10被流体地连接在一起，其中，沿流动方向16，所述增压空气冷却器3被设置在所述压缩机2的下游，且所述进口4被设置在所述增压空气冷却器3的下游，且所述增压器5经由设置于所述增压空气冷却器3和所述进口4之间的旁通流动通道10被连接到所述进口4，其中在所述增压空气冷却器3和所述增压器5之间，所述旁通流动通道10包括沿所述流动方向16相对于水平线15向上延伸的第一通道区域6和设置于所述第一通道区域6下游且沿所述流动方向16相对于所述水平线15向下延伸的第二通道区域7。
[0096] 在一些示例中，所述装置1包括，其中所述增压器5沿竖直方向17被设置成低于所述进口4。所述装置1包括，其中第一流动通道9将增压空气冷却器3直接连接到所述进口4，其中所述第一流动通道9沿所述流动方向16具有落差。所述装置1包括，其中所述第一流动通道9将所述增压空气冷却器3直接连接到所述进口4，并且在所述旁通流动通道10中的进气开口被设置在第一流动通道9的顶侧。所述装置1包括，其中所述旁通流动通道10的所述第一通道区域6和/或第二通道区域7具有中心轴线26、27，所述中心轴线具有相对于水平线15在10°和80°之间的倾斜角度α、β。所述装置1包括，其中所述第一通道区域6和/或所述第二通道区域7具有中心轴线26、27，所述中心轴线具有相对于水平线15在30°和60°之间的倾斜角度α、β。所述装置1包括，其中至少一个阀12、13被设置在位于所述增压空气冷却器3和进口4之间的流动通道9中，和/或被设置在设置于所述增压空气冷却器3和所述增压器5之间的流动通道9、10中。所述装置1包括，其中所述压缩机2和/或所述增压器5被配置成涡轮增压器。所述装置1包括，其中所述增压器5被配置成电子驱动的涡轮增压器。本发明还提供了一种内燃机器布置，其包含内燃机器31和用于给所述内燃机器31增压的装置1。一种机动车辆30，其包含内燃机器布置。
[0097] 本发明还提供一种用于给内燃机器31增压的方法，所述内燃机器包括至少一个压缩机2、至少一个增压空气冷却器3、至少一个进口4和增压器5，所述至少一个压缩机、所述至少一个增压空气冷却器、所述至少一个进口和所述增压器经由流动通道8、9、10被流体地连接在一起，其中，沿流动方向16，所述增压空气冷却器3被设置在所述压缩机2的下游，且所述进口4被设置在所述增压空气冷却器3的下游，且所述增压器5经由设置于所述增压空气冷却器3和所述进口4之间的旁通流动通道10被连接到所述进口4，其中离开所述增压空气冷却器3的增压流体的一部分被导引通过所述旁通流动通道10的第一通道区域6，所述旁通流动通道的第一通道区域被设置在所述增压空气冷却器3和所述增压器5之间并且沿流动方向16相对于水平线15向上延伸，且然后，增压流体被导引通过所述旁通流动通道10的第二通道区域7，所述旁通流动通道的第二通道区域被设置在所述增压空气冷却器3和所述增压器5之间并且沿所述流动方向16相对于所述水平线15向下延伸。所述方法包括，其中所述压缩机2和/或所述增压器5被配置成涡轮增压器。所述方法包括，其中所述增压器5被配置成电子涡轮增压器。
[0098] 注意，本文中包括的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。在本文中所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括控制器与各种传感器、致动器和其他发动机硬件相结合的控制系统执行。在本文中所描述的具体程序可以代表任意数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所描述的各种动作、操作和/或功能可以按所示顺序执行、并行地被执行，或在一些情况下被省略。同样，所述处理顺序不是实现在本文中所描述的本发明的示例实施例的特征和优点所必须要求的，而是为了便于图示说明和描述而提供了所述处理顺序。取决于所使用的特定策略，所示出的动作、操作和/或功能中的一个或多个可以被重复执行。另外，所描述的动作、操作和/或功能中的至少一部分可以图形地表示被编入控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器的代码。控制动作还可以在通过在包括与一个或多个控制器组合的各种发动机硬件部件的系统中执行指令来进行所描述的动作时，变换物理世界中的一个或多个传感器或致动器的操作状态。
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