[发明专利]用于增压空气冷却器除冰的系统和方法

说明书

本发明涉及用于增压空气冷却器除冰的系统和方法。提供了用于当发动机被关闭时给升压发动机系统的增压空气冷却器除冰的方法和系统。在一个示例中，一种方法可以包括再循环空气通过包括激活的电动机械增压器和CAC的旁路通道。空气通过压缩来变暖，并且融化在CAC中积聚的冰。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年1月19日提交的德国专利申请NO.102017200800.8的优先权。为了所有目的，上述申请的整个内容被并入本文以供参考。

技术领域

本发明大体涉及用于控制车辆发动机以给增压空气冷却器除霜的方法和系统。

背景技术

所述类型的内燃发动机被用作机动车辆驱动单元。在本公开的背景下，词语“内燃发动机”包含柴油发动机以及奥托循环发动机和混合动力内燃发动机(例如，利用混合动力燃烧过程进行运转的内燃发动机)。混合动力发动机也可以使用包含除了IC发动机外可以以驱动的形式连接到内燃发动机从而从内燃发动机吸收动力或作为可切换辅助驱动装置输出额外功率/动力(power)的电机的混合动力驱动装置。

在内燃发动机的发展中，希望最小化燃料消耗。此外，寻求污染排放物的减少，以便符合将来对于污染排放物的限制值。因而，内燃发动机因此被更普遍地装备有增压布置，其中机械增压主要是用于增加功率的方法。用于发动机中的燃烧过程的增压空气被压缩，导致在每个工作循环更大质量的增压空气到每个汽缸的供应。以此方式，燃料质量并且因此平均压力可以被增加。

机械增压可以增加内燃发动机的功率且同时保持扫气容积不变，或减小扫气容积的同时保持相同的功率。机械增压均导致体积功率输出的增加并且导致更有利的功率-重量比。如果扫气容积减小，考虑到相同的车辆边界条件而言，可以将负荷集合朝向较高的负荷转变，在较高的负荷下燃料消耗率较低。内燃发动机的机械增压因此帮助最小化燃料消耗，从而改善内燃发动机的效率。

对于机械增压，通常使用排气涡轮增压器，在排气涡轮增压器中压缩机和涡轮被布置在同一轴上。热排气流被供给到涡轮，并且随着能量的释放而在涡轮中膨胀，因此使得轴旋转。通过排气流向涡轮并且最终向轴释放的能量被用于驱动同样被布置在该轴上的压缩机。压缩机运送并且压缩供给到其的增压空气，因此获得汽缸的机械增压。增压空气冷却器(CAC)可以在进气系统中被布置在压缩机的下游，在压缩的增压空气进入汽缸之前，所述增压空气冷却器(CAC)对压缩的增压空气进行冷却。CAC降低温度并且由此增加增压空气的密度，使得CAC的冷却效应通过允许更大的空气质量被输送而改善汽缸的增压。通过冷却的压缩发生。

然而，燃烧空气的冷却会造成问题。在冷却的过程中，如果未达到气态气流的成分的露点温度或空气饱和，燃烧空气中之前含有的仍然处于气态形式的液体(特别地水)会冷凝出来。如果析出的冷凝物未被连续排出并且例如由于气流的运动或借助于所使用的增压空气冷却器的合适的布置或构造而以极其少量的方式被供应给汽缸，冷凝物会聚集在增压空气冷却器中和/或在增压空气冷却器下游的进气系统中。例如在由于转弯而存在横向加速的情况下或当在斜坡上或在隆起上面行进时，冷凝物会以不可预测的方式且以相对大量的方式从CAC被突然吸入到进气系统内。后者也被称为水锤现象，这不仅会导致内燃发动机的运转的严重干扰，而且导致CAC下游的部件的退化。

如果燃烧空气含有再循环的排气，上面描述的问题会被进一步加剧。通过增加再循环的排气(EGR)流速，燃烧空气中的各个排气成分的比率/分数(fraction)并且特别是排气中含有的水的比率可以增加。因此，在现有技术中，EGR流速在一些情况下被限制，以便减少冷凝的水量或防止冷凝。

冷凝物的形成可以被高湿度的环境空气和低环境温度促进，其中在存在低环境温度的情况下，特别地温度在结冰点之下，冰可以形成，例如，冷凝的水在进气系统中结冰。如果冰颗粒或冰沉积形成在CAC中，进气系统中的冷却器的流阻增加，并且冷却器两侧的压力损失增加，从而降低机械增压内燃发动机的效率。