(57)【要約】  本発明は、過給された燃焼機関２のための装置であって、クーラ（１０、１５）内における氷の形成を防止するようになされた装置に関する。この装置は、循環する冷媒を備えた低温冷却システムと、水蒸気を含有したガス状媒体を冷却システム内の冷媒によって冷却することを意図したクーラ（１０、１５）とを備えている。この装置は、冷却システム内の冷媒と接触して配置された電気加温ユニット（２８、２８ａ、２８ｂ）と、電圧源（３６、３６ａ、３６ｂ）と、ブレーカ（３０、３０ａ、３０ｂ）であって、第１の位置に置くことによって加温ユニット（２８、２８ａ、２８ｂ）と電圧源（３６、３６ａ、３６ｂ）を切断することができ、また、第２の位置に置くことによって加温ユニット（２８、２８ａ、２８ｂ）及び電圧源（３６）を一体に接続することができ、したがって加温ユニット（２８、２８ａ、２８ｂ）が電気エネルギーを受け取り、冷却システム内の冷媒を加温するブレーカ（３０、３０ａ、３０ｂ）とを備えた電気回路を備えている。
2011514477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
循環する冷媒を備えた低温冷却システムと、水蒸気を含有したガス状媒体を前記冷却システム内の前記冷媒によって冷却することを意図したクーラ（１０、１５）とを備えた、過給された燃焼機関（２）のための装置において、
該装置が、前記冷却システム内の前記冷媒と接触して配置された電気加温ユニット（２８、２８ａ、２８ｂ）と、電圧源（３６、３６ａ、３６ｂ）と、ブレーカ（３０、３０ａ、３０ｂ）であって、第１の位置に置くことによって前記加温ユニット（２８、２８ａ、２８ｂ）及び前記電圧源（３６、３６ａ、３６ｂ）を切断することができ、また、第２の位置に置くことによって前記加温ユニット（２８、２８ａ、２８ｂ）及び前記電圧源（３６）を一体に接続することができ、したがって前記加温ユニット（２８、２８ａ、２８ｂ）が電気エネルギーを受け取り、前記冷却システム内の前記冷媒を加温するブレーカ（３０、３０ａ、３０ｂ）とを備えた電気回路を備えたことを特徴とする、装置。
【請求項２】
前記装置が、前記ガス状媒体が著しく冷却され、そのために前記クーラ（１０、１５）内に氷が形成されているかどうか、或いは前記クーラ（１０、１５）内に氷が形成される危険が存在しているかどうかを示すパラメータを検出するようになされた少なくとも１つのセンサ（３２〜３５）と、前記センサ（３２〜３５）から情報を受け取り、且つ、前記クーラ（１０、１５）内に氷が形成されているかどうか、或いは前記クーラ（１０、１５）内に氷が形成される危険が存在しているかどうかを決定し、そうである場合、前記ブレーカ（３０）を前記第２の位置に置くようになされた制御ユニット（３１）とを備えたことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記装置が、前記クーラ（１０、１５）内における前記ガス状媒体の圧力降下又は温度降下に関連するパラメータを検出するようになされた圧力センサ（３２〜３５）又は温度センサを備えたことを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記低温冷却システムが、前記循環する冷媒が周囲温度の空気によって冷却されるラジエータ・エレメント（２４）を備えたことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記加温ユニット（２８、２８ａ、２８ｂ）が、前記低温冷却システム内の、前記ラジエータ・エレメント（２４）の下流側の位置に配置されたことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記加温ユニット（２８、２８ａ、２８ｂ）が、前記低温冷却システム内の、前記冷却システム内における冷媒流の意図する方向に対して、前記クーラ（１０、１５）の上流側の位置に配置されたことを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記加温ユニット（２８ａ、２８ｂ）が前記クーラ（１０、１５）内に配置されたことを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記低温冷却システム内の前記冷媒による第２の冷却ステップが前記ガス状媒体に施される前記クーラ（１０、１５）への前記ガス状媒体の導入に先立って、高温冷却システム内の冷媒による第１の冷却ステップを前記ガス状媒体に施すことが意図された他のクーラ（９、１４）を備えたことを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記ガス状媒体が、前記燃焼機関（２）への空気入口ライン（８）に導入される圧縮空気であることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記ガス状媒体が、前記燃焼機関（２）への戻りライン（１１）に導入される再循環排気ガスであることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の序文による過給された燃焼機関のための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
過給された燃焼機関に供給することができる空気の量は、空気の圧力によってだけではなく、空気の温度にもよる。最大可能空気量の燃焼機関への供給は、空気が燃焼機関に導入される前に、空気の効果的冷却を引き起こす。空気は、通常、車両の前方部分に配置される給気冷却器の中で冷却される。その位置では、給気冷却器は、給気冷却器を通って流れる、周囲温度の冷却空気流を有しており、したがって圧縮空気を周囲温度に近い温度まで冷却することができる。寒い気象条件では、空気の露点温度未満の温度まで圧縮空気が冷却されることがあり、そのために液体の形態の水蒸気が給気冷却器中に凝結することになる。また、周囲の空気の温度が０℃未満である場合、凝結した水が凍結し、給気冷却器内で氷になる危険が存在している。このような氷の形成は、程度の差はあれ、給気冷却器内の空気流ダクトを詰まらせることになり、そのために燃焼機関への空気の流れが減少し、延いては運転上の機能が不良になり、或いは運転が停止することになる。
【０００３】
ＥＧＲ（排気ガス再循環）として知られている技法は、燃焼プロセスからの排気ガスの一部を燃焼機関内で再循環させる公知の技法である。再循環排気ガスは、燃焼機関のシリンダへ導入される前に、燃焼機関への入口空気と混合される。排気ガスを空気に加えることによって燃焼温度が低くなり、したがってとりわけ排気ガス中の窒素酸化物ＮＯｘの含有量が減少する。この技法は、オットー機関及びディーゼル機関の両方に使用されている。大量の排気ガスを燃焼機関に供給することにより、燃焼機関に導入される前に必然的に排気ガスが効果的に冷却される。排気ガスには、燃焼機関の冷却システムからの冷媒によって冷却されるＥＧＲクーラの中で冷却する第１のステップ、及び空冷ＥＧＲクーラの中で冷却する第２のステップを施すことができる。したがって同じく周囲の温度に近い温度まで排気ガスを冷却することができる。排気ガスには水蒸気が含まれており、水蒸気の露点より低い温度まで冷却する第２のステップが排気ガスに施されると、ＥＧＲクーラ内で凝縮する。周囲の温度が０℃未満の温度である場合、形成された凝縮物が凍結し、第２のＥＧＲクーラ内で氷になる危険も存在している。このような氷の形成は、程度の差はあれ、ＥＧＲクーラ内の排気ガス流ダクトを詰まらせることになる。排気ガスの再循環が停止するか、或いは著しく減少すると、排気ガス中の窒素酸化物の含有量が増加することになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、水蒸気を含有したガス状媒体をクーラの中で極めて良好に冷却することができ、且つ、それと同時にクーラが詰まらされる危険が除去される装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、導入部で言及されている種類の装置であって、請求項１の特徴部分に示されている特徴によって特徴付けられる装置によって達成される。ガス状媒体を効果的に冷却するためには、低温冷却システムと呼ぶことができる冷却システム内の冷媒によってそのガス状媒体を冷却しなければならない。低温冷却システム内の冷媒が使用される場合、この装置は、通常、液体の形態の水がクーラ内で凝結される温度まで冷却される。冷媒が同じく０℃より冷たい場合、水が凍ってクーラ内で氷になる明らかな危険が存在する。低温冷却システム内の冷媒の温度が低いほど、この危険が大きくなる。本発明によれば、電気加温ユニット及びブレーカを備えた電気回路を使用して、必要に応じて低温冷却システム内の冷媒を加温することができる。燃焼機関が正常に動作している間、ブレーカは第１の位置に位置しており、電圧源は電気加温ユニットから切断されている。この位置では、加温ユニットは、冷却システム内の冷媒を全く加温しない。ブレーカが第２の位置に位置すると、電圧源から加温ユニットに電気エネルギーが供給され、それにより加温ユニットによって冷却システム内の冷媒が加温される。このような加温は、低温冷却システム内の冷媒の温度が、ガス状媒体を著しく冷却し、クーラ内で氷が形成される危険がある低い温度である場合に有利である。クーラが凍結した危険な状態にあること、或いは凍結寸前の危険な状態にあることを関係者が決定すると、ブレーカを手動で第２の位置に置くことができる。氷が形成される危険がなくなると、ブレーカを第１の位置に戻すことができる。したがってガス状媒体をクーラ内で極めて良好に冷却することができ、且つ、それと同時に、クーラ内における氷の形成を回避することができる。
【０００６】
本発明の好ましい実施例によれば、装置は、ガス状媒体が著しく冷却され、そのためにクーラ内に氷が形成されているかどうか、或いはクーラ内に氷が形成される危険が存在しているかどうかを示すパラメータを検出するようにされた少なくとも１つのセンサと、１つ又は複数のコンポーネントから情報を受け取り、且つ、クーラ内に氷が形成されているかどうか、或いはクーラ内に氷が形成される危険が存在しているかどうかを決定し、そうである場合、ブレーカを第２の位置に置くようにされた制御ユニットとを備えている。このような装置によれば、クーラ内に氷が形成される危険が存在している場合、自動的にブレーカを第２の位置に置くことができる。制御ユニットは、その目的に適った適切なソフトウェアを備えたコンピュータ・ユニットであってもよい。前記センサは、低温冷却システム内の冷媒の温度を検出する温度センサであってもよい。クーラの中へ導入される際の冷媒の温度が０℃より高い場合、クーラ内に氷が形成される危険は存在していない。氷の形成を完全に回避するために、制御ユニットは、冷媒の温度が０℃未満に低下すると直ちにブレーカを第２の位置に置くことができる。この装置は、クーラ内におけるガス状媒体の圧力降下又は温度降下に関連するパラメータを検出するようにされた温度センサ又は圧力センサを備えていることが好ましい。１つのセンサを使用して、クーラの中へ導入される前のガス状媒体の圧力又は温度を検出し、また、１つのセンサを使用して、クーラから出るガス状媒体の圧力又は温度を検出することができる。クーラ内における圧力降下又は温度降下が所定の値の範囲外である場合、制御ユニットは、クーラ内の流れの通路が氷によって詰まらせられつつあることを見出すことができる。このような場合、制御ユニットは、低温冷却システム内の冷媒を加温するために、ブレーカを第２の位置に置くことになる。クーラを通って流れる加温された冷媒は、クーラ内に形成された氷を溶かすことができる。氷が溶けると、制御ユニットは、クーラ内の圧力降下又は温度降下が許容可能な値に復帰したことを示す情報をセンサから受け取る。制御ユニットは、ブレーカを第１の位置へ復帰させる。したがって、この場合、クーラ内における限られた量の氷形成が許されるが、クーラが凍結を開始しない限り０℃未満の冷媒温度が許される場合、ガス状媒体は極めて効果的に冷却される。
【０００７】
本発明の他の好ましい実施例によれば、第２の冷却システムはラジエータ・エレメントを有しており、循環する冷媒が周囲温度の空気によって冷却される。したがって周囲の温度に近い温度まで冷媒を冷却することができる。加温ユニットは、ラジエータ・エレメントの下流側の位置の低温冷却システム内に有利に配置されている。冷媒は、ラジエータ・エレメント内で冷却されると、その最も低い温度になり、したがってこのような位置で冷媒を加温することが有利である。加温ユニットは、第２の冷却システム内における冷媒流の意図する方向に対して、クーラの上流側に配置することができる。したがって、クーラの中へ導入される前に、低温冷却システム内の冷媒を加温することができる。したがって、ブレーカが第２の位置に位置している場合、クーラ内に形成された氷を速やかに溶かすことができるよう、比較的暖かい冷媒をクーラの中に導入することができる。別法としては、クーラの中に加温ユニットを配置することも可能であり、その場合、加温ユニットは、クーラ内の冷媒入口の近くに有利に配置することができる。
【０００８】
本発明の他の好ましい実施例によれば、装置は、もう１つのクーラを備えており、ガス状媒体には、低温冷却システム内の冷媒によって冷却する第２のステップがガス状媒体に施される前述のクーラへの導入に先立って、高温冷却システム内の冷媒によってガス状媒体を冷却する第１のステップが施されることが意図されている。ガス状媒体は、燃焼機関への入口ラインに導入される圧縮空気であってもよい。空気が圧縮されると、空気の圧縮の程度に応じた量だけ空気が加熱される。過給された燃焼機関の場合、空気は極めて高い圧力で使用される。したがって空気を有効に冷却しなければならない。したがって、燃焼機関への導入に先立って、圧縮空気を所望する低い温度に到達させることができるよう、複数のクーラの中で圧縮空気を冷却することが有利であり、また、２段以上のクーラの中で圧縮空気を冷却することが有利である。また、前記ガス状媒体は、燃焼機関の戻りラインに導入される再循環排気ガスであってもよい。戻りラインに導入される際の排気ガスの温度は、５００℃〜６００℃であってもよい。したがって、燃焼機関への導入に先立って、排気ガスを所望する低い温度に到達させることができるよう、同じく複数のクーラの中で排気ガスを冷却することが有利であり、また、２段以上のクーラの中で排気ガスを冷却することが有利である。燃焼機関を冷却する冷却システムの温度は、通常の運転の間、８０℃〜１００℃である。したがってこの冷却システムは、高温冷却システムと呼ぶことができる。したがって、この既存の冷却システムを使用して第１の冷却ステップをガス状媒体に施すことが極めて有利である。
【０００９】
以下、本発明の好ましい実施例について、添付の図面を参照して、実例によって説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施例による過給された燃焼機関のための装置を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施例による過給された燃焼機関のための装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、概略的に示されている車両１に動力を供給することが意図された過給された燃焼機関のための装置を示したものである。この燃焼機関は、ここではディーゼル機関２として例示されている。このディーゼル機関２は、大型車両１に動力を供給することを意図することができる。ディーゼル機関２のシリンダからの排気ガスは、排気マニホルド３を介して排気ライン４に導入される。ディーゼル機関２は、タービン５及び圧縮機６を備えたターボ・ユニットを備えている。大気圧より高い排気ライン４の中の排気ガスは、最初にタービン５に導入される。したがってタービン５は、接続を介して圧縮機６に伝達される駆動動力を備えている。圧縮機６は、この動力を使用して空気を圧縮し、圧縮された空気が空気フィルタ７を介して空気入口ライン８に吸い込まれる。入口ラインの中の空気は、最初に第１の冷媒冷却給気冷却器９の中で冷却される。この空気は、燃焼機関の冷却システムからの冷媒によってこの第１の給気冷却器９の中で冷却される。次に、第２の冷媒冷却給気冷却器１０の中で圧縮空気が冷却される。この空気は、個別の冷却システムからの冷媒によってこの第２の給気冷却器１０の中で冷却される。
【００１２】
この装置は、排気ライン４の中の排気ガスの一部の再循環を実施するための戻りライン１１を備えている。この戻りライン１１は、排気ライン４と空気入口ライン８の間に範囲を有している。戻りライン１１はＥＧＲ弁１２を備えており、このＥＧＲ弁１２によって、戻りライン１１の中の排気流を遮断することができる。また、このＥＧＲ弁１２を使用して、排気ライン４から戻りライン１１を介して空気入口ライン８に導入される排気ガスの量を連続的に制御することも可能である。制御ユニット１３は、ディーゼル機関２の現在の運転状態に関する情報に基づいてＥＧＲ弁１２を制御するようにされている。戻りライン１１は、排気ガスに第１の冷却ステップを施すための第１の冷媒冷却ＥＧＲクーラ１４を備えている。排気ガスは、燃焼機関の冷却システムからの冷媒によってこの第１のＥＧＲクーラ１４の中で冷却される。この排気ガスには、冷媒冷却ＥＧＲクーラ１５の中で第２の冷却ステップが施される。排気ガスは、個別の冷却システムからの冷媒によってこの第２のＥＧＲクーラ１５の中で冷却される。
【００１３】
過給されたディーゼル機関２の特定の運転状況では、排気ライン４の中の排気ガスの圧力は、空気入口ライン８の中の圧縮空気の圧力より低くなる。このような運転状況では、特殊な補助手段なくしては、戻りライン１１の中の排気ガスを空気入口ライン８の中の圧縮空気と直接混合することはできない。これらを直接混合するために、例えば、ベンチュリ１６、つまり可変幾何装置を備えたターボ・ユニットを使用することができる。燃焼機関２が過給されたディーゼル機関ではなく、過給されたオットー機関である場合、オットー機関の排気ライン４の中の排気ガスの圧力は、実質的にすべての運転状況において空気入口ライン８の中の圧縮空気の圧力より高いため、戻りライン１１の中の排気ガスを直接空気入口ライン８に導入することができる。排気ガスが空気入口ライン８の中の圧縮空気と混合されると、その混合物は、マニホルド１７を介してディーゼル機関２の対応する個々のシリンダに導入される。
【００１４】
燃焼機関２は、循環する冷媒を含有した冷却システムによって従来の方法で冷却される。冷媒は、冷媒ポンプ１８によって冷却システムの中を循環する。冷媒の主流は、燃焼機関２を通って循環する。冷媒は、燃焼機関２を冷却した後、ライン２１を通って冷却システム内のサーモスタット１９に導入される。サーモスタット１９は、冷媒が通常の動作温度に到達すると、車両の前方部分に取り付けられたラジエータ２０で冷却されるために、該ラジエータ２０に冷媒を導入するようにされている。しかしながら、冷却システム内の少量の冷媒は、燃焼機関２には戻されず、２本の平行のライン２２ａ、２２ｂに分かれているライン２２を通って循環する。ライン２２ａは、圧縮空気に第１の冷却ステップを施す第１の給気冷却器９に冷媒を導入している。ライン２２ｂは、再循環排気ガスに第１の冷却ステップを施す第１のＥＧＲクーラ１４に冷媒を導入している。第１の給気冷却器９の中で空気を冷却した冷媒、及び第１のＥＧＲクーラ１４の中で排気ガスを冷却した冷媒は、ライン２１に冷媒を戻すライン２２の中で再結合される。加温された冷媒は、ライン２１を通ってラジエータ２０に導入される。
【００１５】
個別の冷却システムは、ラジエータ２０の前方の、車両１の周辺領域に取り付けられたラジエータ・エレメント２４を備えている。この場合、この周辺領域は、車両１の前方部分に位置している。ラジエータ・ファン２５は、ラジエータ・エレメント２４及びラジエータ２０を通る周囲空気の空気流を生成するようにされている。ラジエータ・エレメント２４はラジエータ２０の前方に位置しているため、冷媒は、ラジエータ・エレメント２４の中で、周囲温度の空気によって冷却される。したがってラジエータ・エレメント２４の中の冷媒は、周囲温度に近い温度まで冷却されることができる。ラジエータ・エレメント２４からの冷たい冷媒は、ライン２６内の個別の冷却システムの中をポンプ２７によって循環する。加温ユニット２８はライン２６に配置されている。必要に応じて、加温ユニット２８によって、個別の冷却システム内の冷たい冷媒を加温することができる。加温ユニット２８は電気回路の中に含まれている。また、電気回路は、制御ユニット３１によって閉位置及び開位置に置くことができるブレーカ３０を備えている。ブレーカ３０が閉位置に位置している場合、加温ユニット２８は電圧源３６に接続され、したがって電気エネルギーを受け取り、個別の冷却システム内の冷媒を加温する。
【００１６】
個別の冷却システム内の冷媒が加温ユニット２８を通過すると、ライン２６は２本の平行のライン２６ａ、２６ｂに分かれる。ライン２６ａは、圧縮空気に第２の冷却ステップを施す第２の給気冷却器１０に冷媒を導入している。ライン２６ｂは、再循環排気ガスに第２の冷却ステップを施す第２のＥＧＲクーラ１５に冷媒を導入している。冷媒が第２の給気冷却器１０及び第２のＥＧＲクーラ１５を通過した後、ライン２６ａとライン２６ｂが合体している。次に、冷媒は、ラジエータ・エレメント２４で冷却されるために、ライン２６を通って該ラジエータ・エレメント２４に導入される。第１の圧力センサ３２は、第２の給気冷却器１０に導入される前の空気の圧力を検出するために空気ライン８に配置されている。第２の圧力センサ３３は、第２の給気冷却器１０を通過した後の空気の圧力を検出するために空気ライン８に配置されている。第３の圧力センサ３４は、第２のＥＧＲクーラ１５に導入される前の排気ガスの圧力を検出するために戻りライン１１に配置されている。第４の圧力センサ３５は、第２のＥＧＲクーラ１５を通過した後の排気ガスの圧力を検出するために戻りライン１１に配置されている。制御ユニット３１は、測定された圧力に関する情報を前記センサから受け取るようにされている。
【００１７】
ディーゼル機関２を運転している間、排気ライン４を通って排気ガスが流れ、タービン５を駆動する。したがってタービン５は、圧縮機６を駆動する駆動動力を備えている。圧縮機６は、空気フィルタ７を介して周囲の空気を吸い込み、空気入口ライン８の中で空気を圧縮する。したがって空気は、その圧力及び温度が高くなる。圧縮空気は、第１の給気冷却器９の中で、燃焼機関の冷却システム内のラジエータ液によって冷却される。このラジエータ液は、ここでは約８０℃〜８５℃の温度であってもよい。したがって、第１の給気冷却器９の中で、冷媒の温度に近い温度になるまで圧縮空気に第１の冷却ステップを施すことができる。圧縮空気は、次に、第２の給気冷却器１０に導入され、この第２の給気冷却器１０の中で、個別の冷却システム内の冷媒によって冷却される。この冷媒は、ここでは周囲温度に近い温度であってもよい。したがって有利な状況で、周囲温度に近い温度に圧縮空気が冷却される。
【００１８】
制御ユニット１３は、ディーゼル機関２のほとんどの運転状態において、排気ライン４の中の排気ガスの一部が戻りライン１１に導入されるよう、ＥＧＲ弁１２を開いた状態に維持する。排気ライン４の中の排気ガスが第１のＥＧＲクーラ１４に到達する際のそれらの温度は、約５００℃〜約６００℃であってもよい。再循環排気ガスには、第１のＥＧＲクーラ１４の中で、燃焼機関の冷却システム内の冷媒によって第１の冷却ステップが施される。したがって燃焼機関の冷却システム内の冷媒は比較的高い温度になるが、排気ガスの温度より確実に低くなる。したがって、第１のＥＧＲクーラ１４の中で良好に排気ガスが冷却される。次に、再循環排気ガスが第２のＥＧＲクーラ１５に導入され、この第２のＥＧＲクーラ１５の中で、個別の冷却システム内の冷媒によって再循環排気ガスが冷却される。この冷媒は、ここで確実により低い温度であり、有利な状況で、周囲温度に近い温度に排気ガスが冷却される。したがって、混合され、且つ、燃焼機関２に導入される前の圧縮空気の温度と実質的に同じ低い温度まで、戻りライン１１の中の排気ガスが冷却される。したがって実質的に最適の量の空気及び再循環排気ガスを燃焼機関に導入することができる。したがって、燃焼機関２における実質的に最適の性能の燃焼を可能にすることができる。また、圧縮空気及び再循環排気ガスの温度が低いため、より低い燃焼温度が得られ、延いては排気ガス中の窒素酸化物の含有量がより少なくなる。
【００１９】
しかしながら、圧縮空気及び再循環排気ガスのこの有効な冷却には欠点もある。圧縮空気は、第２の給気冷却器１０の中で、液体の形態の水が給気冷却器１０内で凝結する温度まで冷却される。同様に、第２のＥＧＲクーラ１５の中の排気ガスは、第２のＥＧＲクーラ１５内に凝縮物が形成される温度まで冷却される。周囲空気の温度が０℃未満である場合、凝結した水が凍結し、第２の給気冷却器１０内で氷になる危険が同じく存在し、また、凝結した凝縮物が凍結し、第２のＥＧＲクーラ１５内で氷になる危険が同じく存在する。第２の給気冷却器１０及び第２のＥＧＲクーラ１５内における氷の形成は、燃焼機関２の運転を著しく妨害することになる。第２の給気冷却器１０及び第２のＥＧＲクーラ１５の凍結を防止するために、制御ユニット３１は、第２の給気冷却器１０の前後の空気の圧力に関する情報を圧力センサ３２、３３から実質的に連続的に受け取り、また、第２のＥＧＲクーラ１５の前後の再循環排気ガスの圧力に関する情報を圧力センサ３４、３５から実質的に連続的に受け取っている。圧力センサ３２、３３が第２の給気冷却器１０内における所定の閾値を超える圧力降下を示すと、制御ユニット３１は、給気冷却器１０内に氷が形成されたことを見出すことができる。圧力センサ３４、３５が第２のＥＧＲクーラ１５内における所定の閾値を超える圧力降下を示すと、制御ユニット３１は、同様に、第２のＥＧＲクーラ１５内に氷が形成されたことを見出すことができる。
【００２０】
制御ユニット３１がこのような情報を受け取ると、ブレーカ３０は閉位置に置かれ、したがって加温ユニット２８は、電圧源３６から電気エネルギーを受け取る。したがって加温ユニット２８は、個別の冷却システムの中を流れ去る冷たい冷媒を加温する。加温ユニット２８は、個別の冷却システムの中に配置されており、その位置は、個別の冷却システム内の冷媒流の意図する方向に対して、ラジエータ・エレメント２４の下流側、及び第２の給気冷却器１０及び第２のＥＧＲクーラ１５の上流側である。したがって個別のシステム内の冷媒には、第２の給気冷却器１０及び第２のＥＧＲクーラ１５への導入に先立って、著しい加温が提供される。暖かい冷媒が第２の給気冷却器１０及び第２のＥＧＲクーラ１５を通して導入されると、クーラ１０、１５の中に形成された氷がこの暖かい冷媒によって、速やかに、且つ、効果的に溶解される。
【００２１】
制御ユニット３１は、第２の給気冷却器１０及び第２のＥＧＲクーラ１５内の圧力降下が許容可能な値に復帰したことを示す情報を受け取ると、直ちにブレーカ３０を開き、したがって加温ユニット２８と電圧源３６の間の接続が解除され、それにより加温ユニット２８への電気エネルギーの供給が停止される。個別の冷却システム内の冷媒の加温が停止し、ラジエータ・エレメント２４の中で冷却された冷たい冷媒を再使用して、第２の給気冷却器１０の中の空気及び第２のＥＧＲクーラ１５の中の排気ガスを冷却することができる。車両を運転している間に周囲温度が極めて低くなると、制御ユニット３１は、第２の給気冷却器１０及び第２のＥＧＲクーラ１５内における過剰な氷の形成を防止するために、一定の間隔でブレーカ３０を閉位置に置くことができる。したがってこの装置は、第２の給気冷却器１０の中の空気及び第２のＥＧＲクーラ１５の中の排気ガスの極めて効果的な冷却を可能にしている。それと同時に、第２の給気冷却器１０及び第２のＥＧＲクーラ１５内における、燃焼機関２の運転を妨害することになる氷の形成が防止される。車両１が冷たい状態にある間であっても、第２の給気冷却器１０及び第２のＥＧＲクーラ１５内における氷の形成を防止するために、ブレーカ３０を直に閉位置に置くことができる。
【００２２】
図２は、個別の加温ユニット２８ａが、第２の給気冷却器１０に導入される冷媒を必要に応じて加温するために使用される一実施例を示したものである。加温ユニット２８ａは、ここでは、第２の給気冷却器１０に冷媒を導入するライン２６ａに配置されている。ここでも、ブレーカ３０ａ及び電圧源３６ａを備えた電気回路が使用されている。したがって第２の給気冷却器１０に導入される冷媒を容易に加温することができる。第２の加温ユニット２８ｂは、第２のＥＧＲクーラ１５に導入される冷媒を加温するために使用されている。この第２の加温ユニット２８ｂは、第２のＥＧＲクーラ１５に冷媒を導入するライン２６ｂに配置されている。ここでも、ブレーカ３０ｂ及び電圧源３６ｂを備えた電気回路が使用されている。したがって第２のＥＧＲクーラ１５に導入される冷媒を同様に容易に加温することができる。これらの２つの加温ユニット２８ａ、２８ｂにより、第２の給気冷却器１０及び第２のＥＧＲクーラ１５に導入される冷媒を個別に加温することができる。したがって加温ユニット２８ａ、２８ｂは、対応する個々のクーラ１０、１５のうちの１つに氷が形成される危険が生じると、互いに無関係に起動され得る。加温ユニット２８ａ、２８ｂは、ここでは、対応する個々のクーラ１０、１５の外側の、これらのクーラ１０、１５の中に配置されている冷媒入口の近くに配置されている。別法としては、対応する個々のクーラ１０、１５の内側の、これらのクーラ１０、１５の中に配置されている冷媒入口の近くに、これらの加温ユニット２８ａ、２８ｂを配置することも可能である。
【００２３】
本発明は、図面に示されている実施例に何ら限定されず、特許請求の範囲の各請求項の範囲内で自由に変更することができる。実施例の実例では、圧力センサを使用して、クーラ内に氷が形成されたことを示すためのパラメータとして、クーラ内全体の圧力降下が決定されている。また、温度センサを同様に良好に使用して、クーラ内に氷が形成されたことを示すためのパラメータとして、クーラ内の温度降下を決定することも可能である。他の代替によれば、温度センサを使用して、クーラ１０、１５に導入される冷媒の温度を検出することも可能である。冷媒の温度が０℃より高い場合、クーラ１０、１５内に氷が形成されることはない。図に示されている実施例では、上記装置は、第２の給気冷却器１０及び第２のＥＧＲクーラ１５の両方を実質的に氷が形成されない状態に維持するために使用されている。また、本装置を使用して、前記クーラ１０、１５のうちの一方のみを実質的に氷が形成されない状態に維持することも可能である。本装置は、燃焼機関に導入される空気を圧縮するためにターボ・ユニットが使用される過給された燃焼機関のためのものであることが意図されている。また、本装置は、当然、複数のターボ・ユニットによって空気が圧縮される過給された燃焼機関のために使用することも可能である。このような場合、第１の給気冷却器９は、ターボ・ユニットの圧縮機内における圧縮と圧縮の間の空気を冷却するための中間クーラとして使用することができる。
【図１】
2011514477.tif 000003
【図２】
2011514477.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成22年3月10日(2010.3.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
循環する冷媒を備えた低温冷却システムと、水蒸気を含有したガス状媒体を前記冷却システム内の前記冷媒によって冷却することを意図したクーラ（１０、１５）と、前記低温冷却システム内の前記冷媒による第２の冷却ステップが前記ガス状媒体に施される前記クーラ（１０、１５）への前記ガス状媒体の導入に先立って、高温冷却システム内の冷媒による第１の冷却ステップを前記ガス状媒体に施すことが意図された他のクーラ（９、１４）とを備えた、過給された燃焼機関（２）のための装置において、
該装置が、
前記冷却システム内の前記冷媒と接触して配置された電気加温ユニット（２８、２８ａ、２８ｂ）と、
電圧源（３６、３６ａ、３６ｂ）と、
ブレーカ（３０、３０ａ、３０ｂ）であって、第１の位置に置くことによって前記加温ユニット（２８、２８ａ、２８ｂ）と前記電圧源（３６、３６ａ、３６ｂ）を切断することができ、また、第２の位置に置くことによって前記加温ユニット（２８、２８ａ、２８ｂ）と前記電圧源（３６）を一体に接続することができ、したがって前記加温ユニット（２８、２８ａ、２８ｂ）が電気エネルギーを受け取り、前記冷却システム内の前記冷媒を加温するブレーカ（３０、３０ａ、３０ｂ）と、
前記ガス状媒体が著しく冷却され、そのために前記クーラ（１０、１５）内に氷が形成されているかどうか、或いは前記クーラ（１０、１５）内に氷が形成される危険が存在しているかどうかを示すパラメータを検出するようになされた少なくとも１つのセンサ（３２〜３５）と、
前記センサ（３２〜３５）から情報を受け取り、且つ、前記クーラ（１０、１５）内に氷が形成されているかどうか、或いは前記クーラ（１０、１５）内に氷が形成される危険が存在しているかどうかを決定し、そうである場合、前記ブレーカ（３０）を前記第２の位置に置くようになされた制御ユニット（３１）とを備えた電気回路を備えたことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記装置が、前記クーラ（１０、１５）内における前記ガス状媒体の圧力降下又は温度降下に関連するパラメータを検出するようになされた圧力センサ（３２〜３５）又は温度センサを備えたことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記低温冷却システムが、前記循環する冷媒が周囲温度の空気によって冷却されるラジエータ・エレメント（２４）を備えたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記加温ユニット（２８、２８ａ、２８ｂ）が、前記低温冷却システム内の、前記ラジエータ・エレメント（２４）の下流側の位置に配置されたことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記加温ユニット（２８、２８ａ、２８ｂ）が、前記低温冷却システム内の、前記冷却システム内における冷媒流の意図する方向に対して、前記クーラ（１０、１５）の上流側の位置に配置されたことを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記加温ユニット（２８ａ、２８ｂ）が前記クーラ（１０、１５）内に配置されたことを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記ガス状媒体が、前記燃焼機関（２）への空気入口ライン（８）に導入される圧縮空気であることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記ガス状媒体が、前記燃焼機関（２）への戻りライン（１１）に導入される再循環排気ガスであることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
【国際調査報告】
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