本發(fā)明涉及增壓的、具有可電運行的壓縮機的燃燒發(fā)動機。本發(fā)明尤其涉及用于運行在增壓的燃燒發(fā)動機中的可電運行的壓縮機的方法。

背景技術(shù)：

在具有由廢氣驅(qū)動的增壓裝置的燃燒發(fā)動機的小型化設(shè)計的過程中，在力矩要求期間增壓裝置的動態(tài)的啟動延緩的效應(yīng)增強，即所謂的增壓盲區(qū)。因此存在可能的措施，即取代由廢氣驅(qū)動的增壓裝置，使用可電運行的壓縮機或為由廢氣驅(qū)動的增壓裝置配設(shè)電支持（輔助）驅(qū)動裝置。通過可電運行的壓縮機的通常快速的響應(yīng)時間，增壓壓力的建立可以比在純廢氣驅(qū)動的增壓裝置的情況下顯著更快地進行。使用可電運行的壓縮機允許以功率為導向地設(shè)計增壓運行，由此可以實現(xiàn)比功率的顯著提升。

可電運行的壓縮機可以在增壓空氣冷卻器下游集成到增壓空氣線路中，由此在可電運行的壓縮機之后要壓縮的體積盡可能小。

在具有集成的電支持（輔助）裝置的、由廢氣驅(qū)動的增壓裝置，即所謂的Cross-Charger中，可電運行的壓縮機可以通過一個設(shè)置在廢氣渦輪和壓縮機之間的機械耦聯(lián)器處的電支持（輔助）驅(qū)動裝置實現(xiàn)，由此針對被轉(zhuǎn)換成機械能的廢氣焓，附加地或備選地，也可以提供用于驅(qū)動壓縮機的電能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

按照本發(fā)明提供一種用于運行具有至少部分地以電方式提供的壓縮功率的增壓裝置的方法以及按照并列的權(quán)利要求所述的設(shè)備和發(fā)動機系統(tǒng)。

另外的設(shè)計方案在從屬權(quán)利要求中給出。

按照第一方面，提供一種用于運行在具有燃燒發(fā)動機的發(fā)動機系統(tǒng)中的、具有可電運行的壓縮機的增壓裝置的方法，具有以下步驟：

-確定在停止的燃燒發(fā)動機情況下的確定的系統(tǒng)狀態(tài)；

-形成在燃燒發(fā)動機的空氣供給系統(tǒng)和廢氣系統(tǒng)之間的沖洗（吹掃）路徑；

-依據(jù)被確定的系統(tǒng)狀態(tài)激活可電運行的壓縮機。

不僅在附加的可純電運行的壓縮機中而且在具有電支持裝置的由廢氣驅(qū)動的增壓裝置（Cross-Charger）中都存在可能性，即與提供的廢氣焓相獨立地將新鮮空氣供給到燃燒發(fā)動機的增壓段和進氣管段中。

在停止燃燒發(fā)動機期間，在高的發(fā)動機溫度和/或在燃燒發(fā)動機的冷卻回路中的高的冷卻介質(zhì)壓力下一般地發(fā)動機風扇被激活，以便使燃燒發(fā)動機的溫度快速下降。但是依據(jù)在停止之前的運行持續(xù)時間和燃燒發(fā)動機負荷的情況，在停止燃燒發(fā)動機之后發(fā)生熱量核心轉(zhuǎn)移到氣缸頭中。這個過程在一定的情況下可以比至今通常的發(fā)動機風扇的再（繼續(xù)）運行要持續(xù)顯著更長的時間。

此外在機動車發(fā)動機中可以發(fā)生對在燃料和/或噴射系統(tǒng)中的燃料氣體析出的再加熱，由此使燃燒發(fā)動機的重新起動變得困難。

此外在停止燃燒發(fā)動機之后相對于環(huán)境溫度較熱的進氣空氣或燃燒廢氣可以留在空氣供給系統(tǒng)和/或廢氣系統(tǒng)中。由于現(xiàn)在出現(xiàn)的冷卻，在空氣供給系統(tǒng)和廢氣系統(tǒng)中在燃燒發(fā)動機停止之后可能發(fā)生冷凝物從進氣空氣或燃燒廢氣中析出。這例如可以導致在空氣供給系統(tǒng)中粘附性物質(zhì)的沉積，例如沉積在傳感器元件上并且在廢氣系統(tǒng)中導致形成含酸的沉積物。這種沉積物可以導致?lián)p壞。尤其是該冷凝物在隨后的發(fā)動機起動期間在空氣供給系統(tǒng)和廢氣系統(tǒng)中由于突然放入的氣體流可以被溶解并且導致對被再加載的部件的損壞（水沖擊）。

上述方法的一個構(gòu)思在于，在具有增壓的燃燒發(fā)動機的發(fā)動機系統(tǒng)中，在該發(fā)動機系統(tǒng)中至少一部分壓縮功率可以通過可電運行的壓縮機提供，在停止燃燒發(fā)動機之后激活可電運行的壓縮機，如果存在一種系統(tǒng)狀態(tài)的話，即在該狀態(tài)下由于過熱和/或由于出現(xiàn)濕氣膜和/或由于冷凝物的沉積或由于沉積物而存在對發(fā)動機系統(tǒng)的危害。以這種方式，可以在可純電運行的壓縮機情況下、在除了由廢氣驅(qū)動的增壓裝置以外附加地設(shè)置的可純電運行的壓縮機情況下和在具有電支持（裝置）的由廢氣驅(qū)動的增壓裝置（Cross-Charger）的情況下，借助于在空氣供給系統(tǒng)中產(chǎn)生過壓，或者在Cross-Charger情況下通過在廢氣系統(tǒng)中產(chǎn)生負壓，實現(xiàn)在空氣供給系統(tǒng)中和在廢氣系統(tǒng)中的氣體與環(huán)境空氣的交換。

這實現(xiàn)了以改善的方式將在停止燃燒發(fā)動機之后留在空氣供給系統(tǒng)和廢氣系統(tǒng)中的氣體通過環(huán)境空氣交換。由此一方面通過與較冷的環(huán)境空氣的交換可以將熱量從空氣供給系統(tǒng)的部件和廢氣排出系統(tǒng)中快速地排出。此外可以減小或防止水沖擊和/或在空氣供給系統(tǒng)的部件上的粘附的冷凝物和/或冷凝物與在空氣供給系統(tǒng)中或在廢氣系統(tǒng)中的廢氣組成部分形成酸。由此改善對部件的保護并且維持在空氣供給系統(tǒng)和廢氣系統(tǒng)中存在的傳感器和調(diào)節(jié)機構(gòu)的可靠性和整體上避免有害的腐蝕。

由結(jié)構(gòu)設(shè)計決定地，通過以電方式提供壓縮功率的可能性，可以實現(xiàn)與燃燒發(fā)動機運行的脫耦，由此相應(yīng)的壓縮功率可以不僅在運行的而且在停止的燃燒發(fā)動機情況下針對由廢氣焓產(chǎn)生的壓縮功率附加地或者與其相獨立地被提供。

此外，如果以下的條件中的至少一個條件是滿足的，則所述確定的系統(tǒng)狀態(tài)可以被確定：

-至少一個發(fā)動機溫度高于一個預(yù)先確定的溫度閾值，

-在空氣供給系統(tǒng)中和/或在廢氣系統(tǒng)中的氣體的濕度高于一個給定的濕度閾值；和

-在空氣供給系統(tǒng)中和/或在廢氣系統(tǒng)中的氣體的冷卻高于一個給定的溫度差閾值。

尤其地，如果在空氣供給系統(tǒng)中和/或在廢氣系統(tǒng)中的氣體的冷卻高于一個給定的溫度差閾值，則可電運行的壓縮機可以被激活一個預(yù)先確定的持續(xù)時間，其中，尤其是所述預(yù)先確定的持續(xù)時間對應(yīng)于至少一個持續(xù)時間，該至少一個持續(xù)時間足夠用于沖洗空氣供給系統(tǒng)和廢氣系統(tǒng)。

此外，可電運行的壓縮機可以依據(jù)被確定的系統(tǒng)狀態(tài)或另一個被確定的系統(tǒng)狀態(tài)被去激活。

可以規(guī)定，可電運行的壓縮機的激活和去激活被多次地，尤其是循環(huán)地實施。

按照一個實施方式，可以通過打開一個節(jié)流閥和通過打開一個廢氣再循環(huán)閥形成一個沖洗路徑。

可以規(guī)定，通過打開一個在空氣供給系統(tǒng)中的節(jié)流閥，在燃燒發(fā)動機的氣缸之一上的一個進氣閥和一個排氣閥形成一個沖洗路徑。

此外，可電運行的壓縮機的激活可以依據(jù)一個運行該可電運行的壓縮機的電蓄能器的充電狀態(tài)被允許或被抑制。

按照另一個方面，提供一種設(shè)備，尤其是控制單元，其被設(shè)計成用于實施上述的方法。

按照另一個方面，提供一種發(fā)動機系統(tǒng)，包括

-燃燒發(fā)動機，環(huán)境空氣經(jīng)由空氣供給系統(tǒng)被供給到該燃燒發(fā)動機并且燃燒廢氣經(jīng)由廢氣系統(tǒng)被從該燃燒發(fā)動機中引出，

-可電運行的壓縮機；

-上述的設(shè)備。

此外，可電運行的壓縮機可以針對一個由廢氣驅(qū)動的增壓裝置被附加地設(shè)置或者通過所述由廢氣驅(qū)動的增壓裝置的壓縮機的電動的支持裝置形成。

附圖簡述

以下借助于附圖詳細解釋實施方式。

圖1顯示具有由廢氣驅(qū)動的增壓裝置和一個附加的、可純電動運行的壓縮機的發(fā)動機系統(tǒng)的示意圖；

圖2顯示具有由廢氣驅(qū)動的、具有可電動運行的壓縮機的增壓裝置的另一個發(fā)動機系統(tǒng)的示意圖；

圖3顯示用于說明一種用于運行電支持的增壓的方法的流程圖的示意圖；和

圖4顯示用于說明另一種用于運行電支持的增壓的方法的流程圖的示意圖。

具體實施方式

圖1示出具有燃燒發(fā)動機2的發(fā)動機系統(tǒng)1，燃燒發(fā)動機具有多個氣缸3。在本實施例中在不限制一般性下提供四個氣缸3。燃燒發(fā)動機2可以由柴油發(fā)動機機或汽油發(fā)動機構(gòu)成。

環(huán)境空氣以本身已知的方式經(jīng)由空氣供給系統(tǒng)4被供給到燃燒發(fā)動機2并且燃燒廢氣經(jīng)由廢氣系統(tǒng)5從氣缸3中排出?？諝夤┙o系統(tǒng)4經(jīng)由進氣閥（沒有示出）與燃燒發(fā)動機2的氣缸3以本身已知的方式連接。燃燒廢氣經(jīng)由相應(yīng)的排氣閥（沒有示出）以本身已知的方式被排放到廢氣系統(tǒng)5中。

可以設(shè)置增壓裝置6，它具有在廢氣系統(tǒng)5中的廢氣渦輪61和具有在空氣供給系統(tǒng)4中的壓縮機62。渦輪61與壓縮機62機械地耦聯(lián)，由此在渦輪61中被轉(zhuǎn)換成機械能的廢氣焓被用于在壓縮機62中壓縮從環(huán)境中取得的環(huán)境空氣。

在壓縮機62的下游可以設(shè)置增壓空氣冷卻器7。在增壓空氣冷卻器7下游可以設(shè)置一個附加的、可純電運行的壓縮機8，用于在空氣供給系統(tǒng)4的一個進氣管段41中提供在增壓壓力下的增壓空氣。在增壓空氣段41中的增壓壓力由壓縮機62和附加的、純電運行的壓縮機8的壓縮功率產(chǎn)生。

增壓空氣段41通過節(jié)流閥9在下游限制?？諝夤┙o系統(tǒng)4的一個進氣管段42位于節(jié)流閥9和燃燒發(fā)動機2的氣缸3的進氣閥（沒有示出）之間。

在位于燃燒發(fā)動機2的氣缸3的排氣閥（沒有示出）和渦輪61之間的廢氣系統(tǒng)5的一個部段之間，一個廢氣再循環(huán)管道10通入到進氣管段42中。在廢氣再循環(huán)管道10中可以布置廢氣再循環(huán)閥11，以便能夠調(diào)整再循環(huán)的廢氣質(zhì)量流的大小。

設(shè)置一個控制單元15，它以本身已知的方式通過相應(yīng)于燃燒發(fā)動機2的瞬時的運行狀態(tài)和相應(yīng)于預(yù)定值，例如駕駛員期望力矩，調(diào)節(jié)一些調(diào)節(jié)機構(gòu)，例如節(jié)流閥9、在渦輪61處的增壓器調(diào)節(jié)器（沒有示出）、廢氣再循環(huán)閥11和類似物，來運行燃燒發(fā)動機2。

在圖2中示出一個備選的發(fā)動機系統(tǒng)1’。相同的部件或相同功能的部件在此配有相同的附圖標記。與發(fā)動機系統(tǒng)1不同，在發(fā)動機系統(tǒng)1’中沒有設(shè)置附加的、可純電運行的壓縮機。相反，可電運行的壓縮機借助于在增壓裝置6中的支持驅(qū)動裝置8’被提供，該支持驅(qū)動裝置可以經(jīng)由在渦輪61和壓縮機62之間的機械耦聯(lián)器引入附加的機械能，由此壓縮機62也可以獨立于由渦輪提供的機械能運行。在圖2的實施方式中，可電運行的壓縮機由支持驅(qū)動裝置8’和壓縮機62形成。

在一個備選地實施方式中，發(fā)動機系統(tǒng)沒有由廢氣驅(qū)動的增壓裝置，而僅僅具有一個可電運行的壓縮機。

在圖3中借助于流程圖示出一種用于運行按照上述實施方式之一的可電運行的壓縮機的運行方法。

在步驟S1中檢查，是否燃燒發(fā)動機2是停止的。如果是這種情況（選擇：是），那么該方法以步驟S2繼續(xù)，否則跳回到步驟S1。

在步驟S2中測量在燃燒發(fā)動機中的發(fā)動機溫度。要測量的發(fā)動機溫度例如可以是冷卻水溫度和/或燃燒活塞環(huán)岸溫度或類似溫度。

此外可選擇地，在步驟S3中可以確定在燃燒發(fā)動機2的冷卻系統(tǒng)中的壓力（沒有示出）。

在步驟S4中現(xiàn)在檢查，是否發(fā)動機溫度超過一個預(yù)先確定的溫度閾值和/或是否在冷卻系統(tǒng)中的壓力超過一個預(yù)先確定的壓力閾值。如果是這種情況（選擇：是），那么該方法以步驟S5繼續(xù)，否則跳回到步驟S1。

在步驟S5中現(xiàn)在打開一個沖洗（吹掃）路徑，以便借助于可電運行的壓縮機將環(huán)境空氣經(jīng)由空氣供給系統(tǒng)4吹掃到廢氣系統(tǒng)5中，由此實現(xiàn)對位于那里的或者與其熱連接的部件的冷卻。

通過打開在空氣供給系統(tǒng)4和廢氣系統(tǒng)5之間的流動通道，形成一個沖洗路徑。沖洗路徑的打開例如可以通過打開廢氣再循環(huán)閥11實現(xiàn)，由此吸入的環(huán)境空氣經(jīng)由進氣管段和廢氣再循環(huán)管道10被引導到廢氣系統(tǒng)5中。

備選地或附加地，在氣缸3的至少一個中，一個進氣閥和一個排氣閥也可以同時地處于打開位置上，由此環(huán)境空氣可以經(jīng)由進氣管段42通過燃燒發(fā)動機2的相關(guān)的氣缸3被引導到廢氣系統(tǒng)5中。將進氣閥和排氣閥同時置于打開位置上例如在可變配氣機構(gòu)的情況下（例如具有凸輪軸相位調(diào)節(jié)器和類似物）可以通過相應(yīng)的調(diào)整來實現(xiàn)。尤其是在停止燃燒發(fā)動機2期間可變配氣機構(gòu)可以在發(fā)動機慣性運行中有針對性地被如此地調(diào)整，即沖洗路徑通過氣缸3之一打開。

在附加地還具有低壓廢氣再循環(huán)管道的發(fā)動機系統(tǒng)中，也可以規(guī)定，通過打開相應(yīng)的低壓廢氣再循環(huán)閥吹掃要引導通過的環(huán)境空氣。

在步驟6中，現(xiàn)在激活可電運行的壓縮機8，以便將環(huán)境空氣吹掃通過空氣供給系統(tǒng)4和廢氣系統(tǒng)5。

只要發(fā)動機溫度不低于所述或另一個預(yù)先確定的溫度閾值和/或在冷卻系統(tǒng)中的壓力不低于所述或另一個預(yù)先確定的壓力閾值，可電運行的壓縮機8就可以一直保持激活狀態(tài)。這個詢問在步驟S7中實施。只有當發(fā)動機溫度低于所述或另一個預(yù)先確定的溫度閾值和/或在冷卻系統(tǒng)中的壓力低于所述或另一個預(yù)先確定的壓力閾值時，可電運行的壓縮機才被去激活并且該方法以步驟S1繼續(xù)。

該方法可以循環(huán)地執(zhí)行或者在確定的時間間隔中重復(fù)。

此外通過檢查電池充電狀態(tài)可以禁止激活電壓縮支持裝置的激活，如果電池充電狀態(tài)低于一個確定的值的話。

在圖4中借助于流程圖示出另一個按照上述實施方式之一的用于運行可電運行的壓縮機的運行方法。

在步驟S11中檢查，是否燃燒發(fā)動機2被停止。如果是這種情況（選擇：是），那么該方法以步驟S12繼續(xù)，否則跳回到步驟S1。

在步驟S12中，來自空氣供給系統(tǒng)4和/或廢氣系統(tǒng)5的溫度數(shù)據(jù)被連續(xù)地或周期性地儲存并且在詢問步驟S13中被連續(xù)地檢查，是否在冷卻過程中這個溫度差或這些溫度差在被去激活的可電運行的壓縮機情況下已經(jīng)各超過一個確定的溫度差閾值，一個確定的值。

如果在步驟S13中確定，至少一個溫度差已經(jīng)超過一個給定的溫度差閾值（選擇：是），那么在步驟S14中至少一個空氣沖洗路徑被打開，如上所述。

在步驟S15中，現(xiàn)在激活可電運行的壓縮機8’，以便使環(huán)境空氣吹掃通過空氣供給系統(tǒng)4和廢氣系統(tǒng)5。由此環(huán)境空氣被吹掃通過空氣供給系統(tǒng)4和廢氣系統(tǒng)5并且由此將冷凝物、沉積物和冷凝的氣體排擠出來并且將它們排出到環(huán)境中。此外由此被吸入的較冷的環(huán)境空氣通過在空氣供給系統(tǒng)4或廢氣系統(tǒng)5中的加熱能夠吸收更多的水分（濕氣）。

該方法可以循環(huán)地執(zhí)行或者在確定的時間間隔中重復(fù)。

此外通過檢查電池充電狀態(tài)可以禁止激活電壓縮支持裝置的激活，如果電池充電狀態(tài)低于一個確定的值的話。

在接通可電運行的壓縮機8’之后的一個預(yù)先確定的持續(xù)時間之后，可以將該壓縮機去激活。該預(yù)先確定的持續(xù)時間可以如此地調(diào)節(jié)，即保證，實現(xiàn)通過環(huán)境空氣完全更換位于空氣供給系統(tǒng)4和廢氣排出系統(tǒng)5中的氣體。

該方法可以通過周期性的或循環(huán)的激活被如此長時間地重復(fù)，直到留在空氣供給系統(tǒng)4或廢氣系統(tǒng)5中的空氣的溫度小于一個給定的殘留溫度閾值。

備選地或附加地，在發(fā)動機系統(tǒng)中，在該發(fā)動機系統(tǒng)中，位于空氣供給系統(tǒng)4中和/或廢氣系統(tǒng)5中的氣體的濕度被探測、測量或確定，通過激活可電運行的壓縮機可以將環(huán)境空氣引導通過沖洗路徑，如果一個確定的濕度閾值被達到或被超過的話。在超過該確定的濕度閾值或另一個確定的濕度閾值的情況下，可以將可電運行的壓縮機再去激活。

用于在發(fā)動機系統(tǒng)1，1’停止之后運行可電運行的壓縮機的上述方法可以交替地或者相互組合地實施。