CN112041548A - 电动多级可变强制进气系统 - Google Patents

Abstract

本文公开了一种电动多级可变强制进气系统。壳体限定穿过其中的导管，该导管具有出口(输出)开口和入口(进气)开口。出口开口用于联接到内燃机的进气开口并且向进气开口提供气流。入口开口用于接收空气，该空气用于通过导管输送到出口开口。多个级生成推力以增加通过导管并且去往内燃机的进气开口的气流。每个级可包括：涡轮壳体部件；涡轮转子，该涡轮转子围绕轴线旋转并且在空气沿平行于轴线的方向穿过导管时对空气生成推力；和电机，该电机联接到涡轮转子并且被配置成使涡轮转子转动。一个或多个处理设备接收指示引擎参数的输入并且控制每个级的电机。

Description

电动多级可变强制进气系统

相关申请

本申请要求于2017年11月30日提交的标题为“ELECTRIC MULTIPLE STAGEVARIABLE FORCED AIR INDUCTION”的美国临时专利申请62/593,117以及于2018年5月8日提交的标题为“ELECTRIC MULTIPLE STAGE VARIABLE FORCED AIR INDUCTION SYSTEM”的美国临时专利申请62/668,681的优先权。前述专利申请中的每个专利申请据此全文以引用方式并入本文。

技术领域

本公开涉及强制进气系统，并且更具体地讲，涉及用于控制内燃机的进气的系统。

附图说明

本文描述了本公开的非限制性和非穷举性实施方案，包括参考下面列出的附图的本公开的各种实施方案。

图1为根据一个实施方案的电动多级可变强制进气系统的分解图。

图2为根据一个实施方案的电动多级可变强制进气系统的框图。

图3为根据电动多级可变强制进气系统的一个实施方案的用于内燃机的强制进气的方法的流程图。

图4为根据一个实施方案的用于提供内燃机的强制进气的电动多级可变强制进气系统的方法的流程图。

在以下描述中，提供了大量具体细节，以全面理解本文所公开的各种实施方案。本文所公开的系统和方法可以在没有一个或多个具体细节的情况下实施，或者可使用其他方法、部件、材料等实施。此外，在一些情况下，可能未详细示出或描述熟知的结构、材料或操作，以免模糊本公开的各方面。此外，所描述的特征、结构或特性可在一个或多个另选的实施方案中以任何合适的方式组合。

具体实施方式

内燃机通常包括燃烧室，在该燃烧室中可点燃空气-燃料混合物。在活塞引擎中，由于在燃烧室中的空气-燃料混合物燃烧之后压力增加，活塞可移位。燃料可被喷射到燃烧室中，并且空气可与燃料混合。如果空气-燃料混合物中的空气提供足够的氧气，则爆炸可向一个或多个活塞提供每冲程更多的功率，从而提高引擎的效率。

自然抽吸的引擎的燃烧室由于大气压作用于局部真空而接收用于空气-燃料混合物的空气，该局部真空在一个或多个活塞在进气冲程期间向下朝向下止点行进时发生。因此，燃烧室中的空气压力和氧气含量至少部分地能够归因于大气压。因此，如果引擎在不同的高度、空气温度或大气压下操作，则引擎的效率可变化。

强制进气系统可用于增加燃烧室内的空气压力(例如，静态空气压力)，从而减少对大气压的依赖性。此类系统可允许燃烧室内的空气压力增加超过大气压，并从而允许更多的氧气与燃料混合。强制进气系统可提高引擎的效率，并且可能为引擎提供比自然抽吸更恒定的功率输出，而不管操作高度如何。

涡轮增压器是一种类型的强制进气系统。涡轮增压器可在废气排出引擎时使用来自该废气的热量、压力和/或体积流量来对燃烧室处的进气加压。涡轮增压器在引擎进气口处生成相对高的静态空气压力以增强进入燃烧室的气流。具体地讲，排出引擎的废气能够以使废气驱动涡轮在壳体内旋转的方式被引导通过涡轮增压器的涡轮壳体。废气驱动涡轮可联接到与径向空气压缩机共用的轴的一个端部，并且该径向空气压缩机可联接到该轴的另一端部。因此，废气驱动涡轮的旋转动作可使空气压缩机在涡轮增压器的压缩机壳体内旋转。压缩机壳体可与排气壳体分开。空气压缩机的旋转动作可使空气进入压缩机壳体，并且在空气与燃料混合并在燃烧室内燃烧之前在引擎的进气口处被加压或升压到目标水平。简而言之，涡轮增压器被设计成在引擎的进气口处形成期望水平的静态空气压力，这增加了流入该引擎的气缸中的空气量。由涡轮增压器生成的目标水平的静态空气压力是固定且不可变的。也就是说，目标是固定的，并且涡轮增压器操作以实现该静态空气压力的目标水平。空气压力不能从入口排出(或释放)到外部环境。涡轮增压器不允许回流。

涡轮增压器必须与每分钟转数(RPM)的特定范围匹配以正常起作用。静态空气压力的目标水平对应于作用范围。因此，当引擎以相对低的速度操作时，被配置用于引擎的RPM范围的上端的涡轮增压器将具有降低或有限的有效性。类似地，当引擎超过下端范围时，与引擎的RPM范围的下端匹配的涡轮增压器可能超速并且甚至可能爆炸(由于压力积聚)。此外，涡轮增压器可过度升压并导致严重的引擎损坏。

涡轮增压器的涡轮的旋转动作取决于排出引擎的废气的热量和体积流量。换句话说，压缩机速度的可变性不取决于期望的引擎输出，而是基于排出引擎的废气的体积流量。因此，当引擎出口处的体积流量增大时，会发生涡轮滞后。涡轮滞后是指需要增加功率(节流阀打开)与一个或多个涡轮增压器提供增加的功率之间的时间。作出各种努力和改进尝试克服涡轮增压滞后，但效果甚微。

目前，存在电辅助涡轮增压器以减小涡轮滞后。这些电气辅助装置通过向电容器充电足够高的电压来操作，以在废气的体积流量上升到足够水平时，瞬间驱动电机来转动涡轮。这些涡轮增压器以如上所述的相同原理操作，即利用废气的体积流量来驱动压缩机叶轮，该压缩机叶轮在引擎的进气口处生成目标水平的空气压力。

涡轮增压器通常包括涡轮轴和叶轮以及离心式压缩机叶轮，以对引擎的进气加压。在离心式压缩机中，进气的压力通过压缩机叶轮(安装在圆形轮毂上的一系列叶片)而增加。离心压缩机叶轮径向移动空气，即，向外流动的空气的方向通常从进气的方向改变90°。由离心式压缩机形成的气流被引导通过管道或管件的系统。这有助于形成更高的空气压力。离心式压缩机叶轮通常在压缩机叶轮转动时限制并且甚至防止回流。

超级增压器是另一种类型的强制进气系统。超级增压器通常使用引擎内的机械运动来旋转压缩机，该压缩机可在进气与燃料混合并在燃烧室内燃烧之前将进气加压或升压到期望水平。与涡轮增压器类似，超级增压器增加引擎进气口处的静态空气压力以增强进入燃烧室的气流。例如，来自引擎的带可在第一端部处联接到轴，其中该轴可在另一端部处联接到压缩机。压缩机可沿进气气道设置在压缩机壳体内。当带旋转时，压缩机可在进气与燃料混合并在燃烧室内燃烧之前将进气加压或升压到期望水平。压缩机速度的可变性取决于期望的引擎输出，具体取决于带或压缩机驱动器的机械运动。

类似于涡轮增压器，超级增压器可包括离心压缩机叶轮以对引擎的进气加压。超级增压器可另选地使用旋转螺杆(蜗轮)式压缩机，该旋转螺杆式压缩机是一种使用旋转型正排量机构的气体压缩机。旋转螺杆式压缩机使用两个啮合螺旋状螺杆(称为转子)来压缩通过的空气。空气在抽吸侧进入并且随着螺杆旋转而移动通过螺纹。啮合转子迫使空气通过压缩机，并且空气在螺杆的端部处排出。旋转螺杆式风扇通常在啮合转子操作时限制或甚至防止回流。换句话讲，超级增压器(如涡轮增压器)在引擎进气处生成相对高的静态空气压力，以增强进入燃烧室的气流。

使用电动电机驱动涡轮增压器或超级增压器的压缩机将需要显著的电压(例如，最小48伏)和大的电动电机(例如，相当于起动器电机)。涡轮增压器和超级增压器的操作原理是在引擎进气口处的压缩机壳体内生成相对高的静态空气压力。生成高静态空气压力需要显著的能量。因此，提供电驱动涡轮增压器或超级增压器存在重大挑战和障碍。

可试图解决前述挑战中的一些挑战的电驱动强制进气系统可能是期望的。本发明所公开的实施方案包括电驱动强制进气系统，该电驱动强制进气系统用于在进气与燃料混合并在燃烧室内燃烧之前对进气加压和/或升压。本文所公开的电驱动的强制进气系统使用电机来旋转涡轮机以增强气流，并从而增加引擎进气口处的动态空气压力以增加流入燃烧室的空气。与涡轮增压器或超级增压器不同，本发明所公开的电驱动强制进气系统可能不取决于引擎的当前输出(即，废气的体积流量和/或引擎的机械运动)。电驱动强制进气系统的电机可由智能电子设备(IED)(或处理单元)控制，以感测引擎内的各种参数并以增强气流的速度旋转风扇，并从而增强动态空气压力，以将燃烧室中流动的空气升压到期望水平。

根据本公开的电驱动强制进气系统可包括轴流式风扇(例如，轴向进气系统)。以形成的气流的方向命名的轴流式风扇包括围绕某一轴线旋转的叶片，这些叶片沿平行于该轴线的方向抽吸空气并且迫使空气沿相同方向排出。叶片形成推力以沿平行于该轴线的方向驱动或推进空气。如本文所用，术语推力意指在给定方向上推进或驱动空气，从而生成气流。如本文所用，气流是指每单位时间一定体积的空气的移动。例如，气流的增加意味着每单位时间正在移动的空气体积增加。

轴流式风扇产生高气流(空气以高流速移动)，从而每单位时间置换大量空气。然而，轴流式风扇形成的气流具有低静态空气压力。换句话讲，轴流式风扇通常可能不会在室内生成高静态空气压力。此外，轴流式风扇可允许回流。回流是空气在与风扇叶片和壳体之间的室入口相对的方向上的流动。回流可由风扇电机中的过量RPM、进气歧管的不成形、进气歧管内的温度变化、轴流式压缩机的成形、轴流式压缩机的速度和/或各种其他因素引起。回流可减少进气的体积流量，并且从而降低燃烧室内的压力。轴流式风扇还可例如通过从沿顺时针方向转动变为沿逆时针方向转动(或反之亦然)来改变沿该轴流式风扇的轴线的气流的方向。

本公开提供了确定引擎的燃烧室内的期望动态空气压力、气流或升压水平的系统和方法，并且利用包括在电驱动强制进气系统中的多级轴流式风扇来实现燃烧室内的期望动态空气压力、气流和/或升压水平。在电驱动强制进气系统中使用多于一个轴流式风扇可允许正被推动通过电动强制进气系统的空气的提高的精度和速度。换句话讲，使用多于一个轴流式风扇可允许增强对引擎进气口的气流的控制，从而对提供给引擎燃烧室的空气提供更大的控制。本发明所公开的实施方案可利用由独立电机控制的多个轴流式风扇，其中电机可由独立过程和/或独立IED控制。

在一些实施方案中，使用多于一个风扇可控制或限制回流。使用多于一个轴流式风扇可减少回流(例如，由第一风扇生成的推力可用于抵消第二风扇的回流，或反之亦然)，从而以单个轴流式风扇进气所不具备的方式增加流向引擎的进气口的气流。

此外，本发明所公开的实施方案可允许反转旋转轴流式风扇的电机，从而反转气流上的推力，将空气抽离进气口，并从而通过使空气-燃料混合物中的空气不足而产生节流阀关闭的效果。这在电机或不具有节流板的引擎(例如，柴油机)中是有效的。气流向远离进气口的方向的此类反转可有效地减慢引擎速度，而无需使用引擎制动器或节流阀控制。

在其他实施方案中，使用多于一个轴流式风扇可允许对去往进气口的气流进行微调和/或在宽RPM范围内进行升压。例如，在使用多个风扇的情况下，第一风扇可在适合于高RPM的气流上提供一定水平的推力，而一个或多个第二(和/或附加)风扇可在适合于低RPM的气流上提供一定水平的推力。如相对于本文的实施方案所详述，叶片构型、尺寸、节距、速度和方向的多个级可实现不同的结果、更高的效率以及更小的功率消耗。

此外，本发明所公开的实施方案可包括一个或多个定子，该一个或多个定子被配置成与通过电驱动强制进气系统的空气流物理地相互作用。这些定子可允许提高的气流精度和速度，并且可进一步被配置成使气流通过漏斗和/或拉直以实现期望效果。例如，一个或多个定子的仰角、长度、节距和/或材料可被配置用于附加调谐、效率和较低的系统级功率消耗。

此外，壳体的不同部分处的壳体的形状、尺寸、直径和周长可允许控制气流的速度。通过在壳体的各个部分中产生更大或更小的直径，可以减慢或增加气流，从而更有效地控制进入一个或多个轴流式风扇和/或引擎进气口的气流。

参考以下附图提供附加细节和示例。一般来讲，本文所公开的系统和方法可适于与引擎或引擎元件交接或被包括作为引擎或引擎元件的一部分。

短语“连接至”和“与之通信”是指两个或多个部件之间的任何形式的相互作用，包括机械、电气、磁性和电磁相互作用。即使两个部件彼此不直接接触，并且即使两个部件之间可能存在中间设备，该两个部件也可以相互连接。

如本文所用，术语IED可指任何适当的计算设备，其可包括处理器、微处理器、微控制器、逻辑电路等。IED可包括专用处理设备，诸如专用集成电路(ASIC)、可编程阵列逻辑(PAL)、可编程逻辑阵列(PLA)、可编程逻辑设备(PLD)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他定制或可编程设备。IED还可包括计算机可读存储设备，诸如非易失性存储器、静态随机存取存储器(RAM)、动态RAM、只读存储器(ROM)、闪存存储器或其他计算机可读存储介质。术语IED可互换使用以描述单个IED或包括多个IED的系统。

本文所述的某些实施方案的各方面可被实现为软件模块或部件。如本文所用，软件模块或部件可包括位于计算机可读存储介质(诸如非暂态计算机可读介质)内或之上的任何类型的计算机指令或计算机可执行代码。软件模块可例如包括计算机指令的一个或多个物理或逻辑块，该一个或多个物理或逻辑块可被组织为执行一个或多个任务或实现特定数据类型、算法和/或方法的例程、程序、对象、部件、数据结构等。

特定软件模块可包括存储在计算机可读存储介质的不同位置中的不同指令，这些指令一起实现模块的所述功能。实际上，模块可包括单个指令或许多指令，并且可以分布在几个不同的代码段上、不同的程序之间以及几个计算机可读存储介质上。一些实施方案可以在分布式计算环境中实践，其中任务由通过通信网络链接的远程处理设备执行。在分布式计算环境中，软件模块可位于本地和/或远程计算机可读存储介质中。此外，在数据库记录中被捆绑或一起呈现的数据可驻留在相同的计算机可读存储介质中、或者在几个计算机可读存储介质中，并且可通过网络在数据库中的记录的字段中被链接在一起。

通过参考附图可理解本公开的实施方案，其中相同的部分始终由相同的数字表示。如在本文的图中总体描述并且示出的实施方案的部件可被布置并设计成多种不同的构型。因此，本公开的系统和方法的实施方案的以下详细描述并非旨在限制如权利要求所述的本公开的范围，而是仅代表本公开的可能实施方案。

图1为根据一个实施方案的电动多级可变强制进气系统100的分解图。在各种实施方案中，电动多级可变强制进气系统100可用于增强流向内燃机的气流或增加(或减少)内燃机的进气。电动多级可变强制进气系统100可对去往内燃机的进气口和/或燃烧室的气流生成一个或多个推力。在此类实施方案中，进气可在第一端部130处进入电动多级可变强制进气系统100并且在第二端部132处排出。一旦进气排出电动多级可变强制进气系统100，它就可进入内燃机的进气歧管或燃烧室。与没有电动多级可变强制进气系统100的情况下可能发生的动态空气压力相比，进气可以更高的动态空气压力排出电动多级可变强制进气系统100。

电动多级可变强制进气系统100的第一级110a和第二级110b(统称为级110)在图1中示出。每个级110a、110b可包括第一涡轮转子和第二涡轮转子112a、112b(统称为涡轮转子112)、涡轮壳体部件114a、114b(统称为涡轮壳体部件114)、第一电机和第二电机116a、116b(统称为电机116)、第一定子/电机支撑件和第二定子/电机支撑件118a、118b(统称为定子/电机支撑件118)、第一处理器和第二处理器120a、120b(统称为处理器120)以及前转子锥122a、122b(统称为前转子锥122)。涡轮壳体部件114可各自不可移除地集成到整个系统的相同单个涡轮壳体中(如图2所示)。

在各种实施方案中，涡轮转子112可分别设置在涡轮壳体部件114的内部。此外，电机116可经由轴或其他适当的机构分别联接到涡轮转子112。该联接可允许电机116根据电机116的速度和方向转动涡轮转子112。电机116可分别设置在涡轮壳体部件114的内部，并且可由定子/电机支撑件118支撑在其中。定子118可各自被配置成与流过电动多级可变强制进气系统100的空气物理地相互作用。定子118可允许提高的气流精度和速度，并且可进一步被配置成使气流通过漏斗和/或拉直以实现期望效果。例如，定子118的仰角、长度、节距和/或材料可被配置用于附加调谐、效率和较低的系统级功率消耗。第一定子118a能够以与第二定子118b不同的方式配置。

处理器120可经由导线(未示出)联接到电机116并且控制和/或驱动电机116。前转子锥122可分别联接到涡轮转子112。电机116可被配置成沿顺时针方向或逆时针方向中的任一者转动涡轮转子112，这可使得涡轮转子112能够沿气流上每个相应转子的轴线在任一方向上生成推力。处理器120和电机116可从外部源(例如，其中安装有电动多级可变强制进气系统100的车辆的电池)汲取电力。

气流可包括在电动多级可变强制进气系统100的第一端部130处进入电动多级可变强制进气系统100的空气。气流可从第一端部130行进到第一级110a。第一级110a的第一涡轮转子112a可由第一电机116a旋转，以沿平行于第一涡轮转子112a围绕其旋转的轴线的方向对该气流生成推力。该气流然后可行进到第二级110b。第二级110b的第二涡轮转子112b可由第二电机116b旋转，以沿平行于第二涡轮转子112b围绕其旋转的轴线的方向对该气流生成推力。该气流然后可行进到电动多级可变强制进气系统100的第二端部132。在一些实施方案中，可通过反转一个或多个涡轮转子112的旋转来反转该气流。

在各种实施方案中，处理器120可被编程为根据事件的预先确定的映射来控制电机116，继而控制涡轮转子112。处理器120中的每个处理器可以是如本文使用的术语“控制设备”。处理器120可接收来自外部传感器(未示出)的数据作为输入，该外部传感器检测关于内燃机的操作条件的信息(例如，引擎参数)。这些引擎参数可包括期望的引擎输出、当前引擎输出、进气歧管中的当前空气压力(例如，静态空气压力、动态空气压力、总空气压力)、燃烧室中的当前压力、大气压力、节流阀位置、进气歧管处的气流、进气歧管内的温度、燃烧室内的燃料含量、大气压力和/或其他相关的引擎参数。

在一些实施方案中，如果当前引擎输出不等于期望的引擎输出，则处理器120可进一步确定引擎输出期望功率量所需的气流的量。在需要改变气流量的情况下，处理器120可计算将为其生成所需气流的电机116中的一个或多个电机的一个或多个速度和方向，并且发出命令或以其他方式发信号通知电机116以那些相应的速度和方向旋转涡轮转子112，使得进气以期望的气流速率推入(或离开)引擎的进气口，从而使引擎以期望的功率量操作。根据本文实施方案的类似方法可将实际气流与期望气流进行比较。然后，处理器120可计算电机116中的一个或多个电机的速度和方向，以使涡轮转子112以那些相应的速度和方向旋转，使得空气以期望的空气流速被推入引擎的进气口中。

在其他实施方案中，处理器120可确定要发送到电机116的适当的命令或信号，以使用对应于除气流传感器数据和/或引擎输出传感器数据之外的传感器数据的映射来控制其相应的速度和方向。例如，处理器120可使用对应于指示节流阀的当前位置的传感器数据的事件的映射来计算操作电机116以使涡轮转子112旋转的速度和方向。

在一些实施方案中，事件的映射包括使用从一个或多个外部传感器接收的数据基于查找函数来定位要向电机116发出的一个或多个预先确定的指令。在一些实施方案中，事件的映射可包括生成一个或多个指令以向电机116发送对应于对从一个或多个外部传感器接收的数据执行的实时计算的指令。

在各种实施方案中，与仅具有单个级的系统可提供的气流相比，同时使用电动多级可变强制进气系统的多级(诸如图1的电动多级可变强制进气系统100的级110)可允许更大范围和/或更大精度的气流以对进气进行升压。例如，第一级110a可独立于第二级110b(并且同样独立于任何附加级)进行控制，使得当引擎在低RPM下操作时第一级110a改变进气气流，并且当引擎在高RPM下操作时第二级110b(和/或任何附加级)改变进气气流。在各种实施方案中，如果引擎在相对低RPM和相对高RPM之间的中间范围下操作，则多个级110可同时操作以生成期望的空气流。另选地，当引擎在高RPM下操作时，第一级110a可改变进气气流，并且当引擎在低RPM下操作时，第二级110b改变进气气流。第一级110a的第一涡轮转子112a的旋转速度(例如，RPM)可不同于第二级110b的第二涡轮转子112b的旋转速度，这能够以增加、减少或以其他方式增强进入引擎进气口的气流。

例如，在某些实施方案中，级110可用于修改超过单个级110将能够产生的气流。例如，第二级110b可用于对气流生成第一量值的推力，并且第一级110a可用于对气流生成第二量值的推力，其中组合推力的量值大于第一推力或第二推力中任一者的量值。在一些实施方案中，一个级(例如，第二级110b)可用于增加进气流，而另一个级(例如，第一级110a)可用于控制或减少回流。

在一些实施方案中，处理器120可确定期望的引擎输出低于当前引擎输出。在此类实施方案中，处理器120可向电机116中的一个或多个电机发出命令或以其他方式发信号通知，以使涡轮转子112中的一个或多个涡轮转子以从电动多级可变强制进气系统100的第二端部132朝向电动多级可变强制进气系统100的第一端部130推动空气的方向旋转。在迫使空气离开引擎的燃烧室时，该引擎可能在室中不具有足够的氧气来产生大量马力，并且引擎输出可能减小。在一些实施方案中，使用多个级将空气推离引擎的燃烧室可产生和/或增强引擎制动效果。

还设想了其中处理器120发出命令或以其他方式发信号通知的实施方案。例如，处理器120可向电机中的一个电机(例如，第一电机116a)发出命令或以其他方式发信号通知以使第一涡轮转子112a旋转，并且可向电机中的另一个电机(例如，第二电机116b)发出命令或以其他方式发信号通知以保持静止(因此不会使第二涡轮转子112b旋转，或甚至防止第二涡轮转子112b旋转)，或甚至以与第一电机116a相反的方向旋转第二电机116b，使得第二涡轮转子112b以与第一涡轮转子112a不同的方向旋转。每个电机116可独立于另一个电机进行控制。

涡轮转子112上的叶片能够以多种方式调谐，以配置由涡轮转子112对气流施加的推力的量。在一些实施方案中，第一涡轮转子112a可具有与第二涡轮转子112b的叶片在尺寸、叶片轮廓、直径、节距、复合材料、材料和/或形状中的任何一者或多者上不同的叶片。涡轮转子112上的叶片能够以相同的方式调谐，或者它们能够与彼此不同地调谐。

另外，电机116的不同的相应尺寸和/或电机116的不同的相应配置可以产生期望的结果以及根据有效功率消耗的需要策略性地关闭它们的能力。例如，如果仅需要对气流产生较小影响(或推力的贡献)，并且如果第一电机116a小于第二电机116b，则系统可利用第一电机116a而不是第二电机116b来生成所需效果。第一电机116a小于第二电机116b的事实可意味着选择第一电机116a导致比选择第二电机116b时更少的功率使用。另一个示例可以是在不同级运行一个或多个电机以满足有效气流要求。在其他实施方案中，可添加更多级以产生更大和/或增强的气流能力、更高的精度和/或更大的回流控制。

涡轮转子112可用作轴流式风扇，从而产生、增加和/或减少或以其他方式增强沿与空气被接收入涡轮转子112的方向相同的方向流出的气流。涡轮转子112在没有密封压缩室的开放环境中增强引擎的进气口处的气流。与目前可用的需要在隔离(或密封)的压缩变流器(例如，进气口)中积聚压力的强制进气系统(例如，涡轮增压器、超级增压器)不同，涡轮转子112可增加未隔离空间中的加压并且允许回流(与涡轮转子112的旋转产生和输出的气流相反的气流)和直通流(当涡轮转子112不旋转时通过涡轮转子112的气流)。因此，电动多级可变强制进气系统100在导管(例如，进气管)内的侵入性较小。电动多级可变强制进气系统100可主动控制空气过滤器和引擎进气口之间的导管内的涡轮转子112。

在一些实施方案中，可使用单个处理器来代替两个或更多个处理器120。例如，单个处理器可用于从引擎的各个部分接收数据并控制两个电机116。此外，单个处理器可向两个涡轮转子112发出相同的命令。另选地，单个处理器可向两个涡轮转子112发出独立命令。

图2为根据一个实施方案的电动多级可变强制进气系统200的框图。电动多级可变强制进气系统200可包括电动多级可变强制空气涡轮250、强制空气涡轮控制系统204和强制空气涡轮传感器210。电动多级可变强制进气系统200产生气流以增加、减少、增强去往内燃机的进气歧管209的进气(和/或对其进行升压)。在此类实施方案中，进气可在第一端部230处进入电动多级可变强制进气系统200并且在第二端部232处排出。第一端部230和第二端部232可位于电动多级可变强制空气涡轮250上。一旦进气排出电动多级可变强制进气系统200，它就可被推入内燃机的进气歧管209或燃烧室。

电动多级可变强制空气涡轮250可包括涡轮壳体255，其中第一级251a和第二级251b(统称为级251)设置在涡轮壳体255的内部。根据图2的实施方案，第一级251a和第二级251b可分别包括第一涡轮转子253a和第二涡轮转子253b(统称为涡轮转子253)，并且还可分别包括第一电机252a和第二电机252b(统称为电机252)。在各种实施方案中，图2的电动多级可变强制空气涡轮250可基本上类似于图1的电动多级可变强制进气系统100。

强制空气涡轮控制系统204可包括至少第一处理器206a。强制空气涡轮控制系统204可替代地包括两个或更多个处理器，例如第一处理器206a和第二处理器206b(在本文中有时统称为处理器206)。在一些实施方案中，单个处理器(例如，第一处理器206a)可控制两个电机252。在其他实施方案中，强制空气涡轮控制系统204可使用第一处理器206a控制第一电机252a，并且可使用第二处理器206b控制第二电机252b。这些处理器可被配置为直接控制电机252(例如，图1的处理器120)。

在其他实施方案中，处理器206可被配置成通过向包括在强制空气涡轮控制系统204中的第一电机控制器207a和第二电机控制器207b(统称为电机控制器207)发送指令信号来控制电机252。每个电机控制器207可从处理器206中的一个或多个处理器接收指令。例如，第一电机控制器207a可通过从第一处理器206a获取关于如何进行操作的指令来直接控制第一电机252a。类似地，第二电机控制器207b可通过从第二处理器206b获取关于如何进行操作的指令来直接控制第二电机252b。

如本文所用，术语“控制设备”可以是包括任何数量的处理器的设备。术语“控制设备”还可以是包括任何数量(包括零)的电机控制器的设备。例如，“控制设备”可以是单个处理器，该处理器被配置成接收传感器输入并且直接提供用于电动多级可变强制进气系统的一个或多个电机的控制信号。另选地，“控制设备”可由处理器和电机控制器两者构成。在这些实施方案中，处理器可被配置成接收传感器输入，使用那些输入执行计算以生成用于控制电机的指令，并且将那些指令传送至电机控制器，而电机控制器被配置成接收那些指令并直接控制电机。这些实施方案中的处理器和控制器可集成到单个计算机芯片中。“控制设备”还可包括可共同地执行电机控制功能的任何数量的一个或多个处理器和一个或多个电机控制器，而无论所述一个或多个处理器和一个或多个电机控制器是否集成到相同的计算机芯片中。因此，强制空气涡轮控制系统204可包括一个或多个控制设备。

强制空气涡轮传感器210可包括第一传感器210a、第二传感器210b、第三传感器210c、第四传感器210d、第五传感器210e和第六传感器210f。

在各种实施方案中，电机252可分别经由轴或一些其他合适的机械机构联接到涡轮转子253。此外，强制空气涡轮控制系统204可经由一条或多条导线208联接到电机252。具体地讲，强制空气涡轮控制系统204可经由第一组导线208a联接到第一级251a的第一电机252a，并且经由第二组导线208b联接到第二级251b的第二电机252b。

传感器210可各自经由导线212联接到强制空气涡轮控制系统204(例如，联接到一个或多个处理器)。传感器210能够以模拟格式、数字格式或两者向强制空气涡轮控制系统204提供数据。另选地，来自传感器210的数据能够以模拟或数字格式从外部系统(例如，使用板上诊断(OBD)-II系统从车辆的控制器局域网(CAN)总线)间接地提供给强制空气涡轮控制系统204。

传感器210可感测引擎的各种参数。例如，第一传感器210a可感测节流阀位置。第二传感器210b可感测进气歧管209处的空气压力(例如，静态空气压力、动态空气压力、总空气压力)。第三传感器210c可感测引擎的一个或多个燃烧室中的空气压力。第四传感器210d可感测进气歧管209中的气流(每单位时间的空气体积的移动)。第五传感器210e可感测进气歧管209内的温度。第六传感器210f可感测燃烧室内的燃料含量。在各种实施方案中，可从传感器210的组中排除各种传感器210。在其他实施方案中，附加传感器可包括在传感器210的组中。例如，用于大气压力、期望的引擎输出、当前引擎输出和/或其他相关参数的传感器可包括在传感器210的组中。

强制空气涡轮控制系统204(例如，一个或多个处理器)可从传感器210接收数据并且基于该数据确定目标气流。目标气流可以是进入进气歧管209或燃烧室的期望气流。强制空气涡轮控制系统204还可确定涡轮转子253可能需要旋转以便实现目标气流的一个或多个速度和/或方向。另选地，强制空气涡轮控制系统204可被配置成基于来自传感器210的数据直接计算一个或多个涡轮转子253的适当的速度和/或方向(从而隐含地考虑目标气流考虑因素)。一旦确定了速度和方向，强制空气涡轮控制系统204就可以向电机252发出信号，该信号被配置成使电机252以期望的速度和方向旋转涡轮转子253。

例如，强制空气涡轮控制系统204可使用内燃机连接到车辆的节流阀位置传感器(TPS)210a，该内燃机联接到电动多级可变强制进气系统200。TPS可提供对应于或以其他方式指示内燃机的当前节流阀位置的模拟电压值。然后，强制空气涡轮控制系统204的处理器206中的一个或多个处理器可将该模拟值作为输入并将其转换成可用于计算电机控制速度的对应的数值参数。

可以基于来自输入传感器的可能电压的已知范围以线性方式计算数值参数。例如，可在0至1023的范围内线性地计算数值参数，其中0对应于来自输入传感器的0伏，并且1023对应于来自输入传感器的5伏。

强制空气涡轮控制系统204还可包括一个或多个电机控制器207，该一个或多个电机控制器被配置成基于宽度在1ms(电机关闭)和2ms(电机全速)之间的范围内的脉宽调制(PWM)信号来控制附接到涡轮转子253的电机252的速度。设想了其他合理的脉冲宽度。因此，强制空气涡轮控制系统204的某些实施方案可使用处理器206中的一个或多个处理器来生成用于电机控制器207中的一个或多个电机控制器的PWM信号，该PWM信号根据从TPS信号计算的数值参数的变化从1ms缩放到2ms(其中1ms是未修改的默认值)。该标度可以是线性的，或者也可以基于非线性公式。强制空气涡轮控制系统204的一个或多个处理器206可使用所计算的数值参数来计算以各种创新方式向电机控制器207中的一个或多个电机控制器提供的电机控制信号的脉冲宽度。

例如，应当理解，在正常操作期间，可能不期望TPS返回在其理论上可操作的标称电压范围的最末端的值。例如，TPS可被配置成在节流阀的常规使用期间使用0.7伏至4.2伏范围内的电压。因此，处理器206中的一个或多个处理器可对应地被配置成针对143和860之间的修改的参数范围修改电机控制器207中的一个或多个电机控制器的PWM(其中在线性范围为0至5伏下，介于0至1023之间，每个值分别对应于(四舍五入后)0.7伏和4.2伏，例如，其中0.7/5*1023为约143，并且其中4.2/5*1023为约860)。如果很明显TPS在正常操作期间报告低于0.7的电压或高于4.2的电压，则用于一个或多个电机控制器207的所生成的PWM可受到影响的对应修改的参数范围可实时地重新计算或可能过一段时间后重新计算。

强制空气涡轮控制系统204的一个或多个处理器206的一些实施方案可被配置成不修改一个或多个电机控制器207的PWM，直到计算的数值参数高于修改的参数范围的底部最小频带量。例如，如果修改的参数范围的底部(如上所述计算的)为143，则处理器206中的一个或多个处理器可被进一步配置成一旦达到对应于TPS信号的计算的数值参数，就仅修改电机控制器207中的一个或多个电机控制器的PWM，例如，频带量6+修改的参数范围143的底部(总数为149)。这可防止系统对TPS上的小波动太敏感，该小波动可在节流阀实际上关闭并且不应发生对电机控制器207的PWM的修改时发生。然而，可以是，一旦计算出大于或等于149的数值参数，系统就基于修改的参数范围的底部(143)进行用于修改PWM的进一步数学确定。

在一些实施方案中，处理器206中的一个或多个处理器可生成用于电机控制器207中的一个或多个电机控制器的PWM信号，该PWM信号在整个修改的参数范围内线性增长(例如，随着计算的数值参数从143增加到860，该PWM信号从1ms线性增长到2ms)。其他实施方案可替代地生成PWM信号，该PWM信号仅在修改的参数范围的子集上线性增长，并且具有对应于该范围其余部分的已分配PWM信号(例如，PWM信号在修改的参数范围的前75％(从143至约681)上从1ms线性增长到2ms，其中为从682至860的所有值分配2ms(完整)脉冲长度)。

在其他实施方案中，处理器206中的一个或多个处理器可使用上述方法中的任何一种方法，其中“升压”值结合到计算的数值参数中。例如，在使用计算的数值参数来进一步确定电机控制器207中的一个或多个电机控制器的对应的PWM信号之前，该计算的数值参数可被“升压”给定量。例如，如果计算的数值参数为149，则其可被“升压”例如40至189的值。该值189可以是随后在根据修改的参数范围内的放置而在PWM信号的生成中使用的值，如上所述。一旦计算的数值参数达到一个高于任何最小频带数量的值，该“升压”值可能仅应用于该计算的数值参数。处理器206中的一个或多个处理器使用“升压”值可导致进入进气歧管209的气流与在不使用“升压”值的情况下发生的气流不同(例如，增加)。

涉及TPS驱动的PWM信号生成方法的先前示例以举例的方式而非限制的方式给出。本领域的普通技术人员将认识到，强制空气涡轮控制系统204的处理器206中的一个或多个处理器可响应于向强制空气涡轮控制系统204报告值的任何其他传感器210(除TPS传感器之外)来执行计算。该计算可类似于或不同于基于TPS驱动值执行的计算。此外，本领域的普通技术人员将认识到，可使用类似的原理来生成例如用于电机控制器207中的一个或多个电机处理器的缩放的电压(或电流)，该缩放的电压(或电流)需要电压(或电流)替代PWM信号作为输入。本领域的普通技术人员还将认识到，值的范围诸如传感器的电压范围、对应于传感器电压范围的最大参数范围、修改的参数范围和/或针对可能的脉冲宽度给出的范围可变化，同时仍然遵守所述原理。此外，本领域的普通技术人员将认识到，来自传感器210的数据的任何组合可与各种数学公式组合使用，以确定用于电机控制器207中的一个或多个电机控制器的信号。

在一些实施方案中，强制空气涡轮控制系统204可接收对应于各种传感器210的报告值作为传感器输入，而不是接收来自传感器本身的直接读数作为传感器输入。例如，传感器210中的一个或多个传感器可通过接口线(或接口总线)262与电子控制单元(ECU)260直接交接。然后ECU260可在CAN总线264上报告对应于在ECU 260处的传感器读数的值。作为来自传感器210的直接读数的替代或补充，强制空气涡轮控制系统204可使用该报告值。这在(但不限于)车辆缺乏例如传统TPS(如在具有柴油机的一些车辆中)和/或通过另一传感器210或通过一些其他方法在CAN总线264上以其他方式报告节流阀位置的情况下可能是有用的。车辆可具有与一个或多个ECU交接的任何数量的传感器210(或任何其他传感器)，其中一个或多个ECU中的任何一个ECU和/或每个ECU能够报告对应于来自CAN总线264上的那些传感器的读数的值。

本领域的普通技术人员将认识到，作为来自传感器210的直接读数的替代或补充，强制空气涡轮控制系统204使用的任何方法可使用来自CAN总线264的报告值。来自CAN总线264的报告值可用作上面给出的方法中的数值参数，或者可以是来自CAN总线264的报告值(而不是来自例如TPS的直接读数)被进一步转换为用于上述方法的数值参数。

在一些实施方案中，强制空气涡轮控制系统204可向第一电机252a和第二电机252b两者发出命令。在一些实施方案中，强制空气涡轮控制系统204可独立地控制电机。在其他实施方案中，强制空气涡轮控制系统204可相同地和/或共同地控制两个电机252。

进气可在第一端部230处进入电动多级可变强制空气涡轮250并且在第二端部232处排出。一旦进气进入电动多级可变强制空气涡轮250，第一级251a的第一涡轮转子253a就可对进气生成推力以推进气流。该进气然后可被引导至第二级251b，其中第二涡轮转子253b可对该进气生成推力以进一步推进气流。该进气然后可被引导至引擎的进气歧管209或燃烧室。这样，涡轮转子253产生和/或增加或以其他方式增强气流。换句话讲，第一级251a和第二级251b的一个或多个推力推进气流以对引擎的进气歧管209或燃烧室处的进气加压。

在各种实施方案中，与仅包括单个级的系统可提供的气流相比，同时使用电动多级可变强制进气系统的多级(诸如图2的电动多级可变强制空气涡轮250的级251)可允许更大范围和/或更高精度的空气加压或升压。例如，第一级251a可以独立于第二级251b进行控制，使得当引擎在低RPM下操作时第一级251a改变进气压力，并且当引擎在高RPM下操作时第二级251b改变进气压力。在这些实施方案中的一些实施方案中，在第二级251b处于空闲状态时，可仅主动使用第一级251a，或反之亦然。

在其他实施方案中，如果引擎在相对低RPM和相对高RPM之间的中间范围下操作，则两个级251可在压力带内同时操作。另选地，当引擎在高RPM下操作时，第一级251a可改变进气压力，并且当引擎在低RPM下操作时，第二级251b改变进气压力。

在其他实施方案中，级251可用于使动态空气压力逐步超过第一级251a或第二级251b将能够单独产生的空气压力。例如，第一级251a能够以第一量值的推力促进进气的气流，并且第二级251b能够以第二量值的推力促进进气的气流，其中第二量值大于第一量值。在一些实施方案中，一个级(例如，第二级251b)可主要用于促进进气的气流，而另一个级(例如，第一级251a)可主要用于控制或减少来自第二级251b的回流。

在其他实施方案中，第一处理器206a可确定期望的引擎输出低于当前引擎输出。在此类实施方案中，第一处理器206a可向电机252发出命令以使涡轮转子253中的一个或多个涡轮转子以从电动多级可变强制空气涡轮250的第二端部232朝向电动多级可变强制空气涡轮250的第一端部230推动空气的方向旋转。在迫使空气离开引擎的燃烧室时，该引擎可能在室中不具有足够的氧气来产生大量马力，并且引擎输出可能减小。在一些实施方案中，使用两个级将空气推离引擎的燃烧室可产生类似于引擎制动的效果。

涡轮转子253上的叶片能够以多种方式调谐，以配置它们对由涡轮转子253生成的气流施加的推力的量。在一些实施方案中，第一涡轮转子253a可具有与第二涡轮转子253b的叶片在尺寸、叶片轮廓、直径、节距、复合材料、材料和/或形状中的任何一者或多者上不同的叶片。另外，不同尺寸的电机和配置可产生期望的结果以及根据有效功耗的需要关闭它们的能力。另一个示例可以是在不同级运行一个或多个电机以满足有效气流要求。在其他实施方案中，可添加更多级以产生更大和/或增强的气流能力、更高的精度和/或更大的回流控制。

图3为根据本公开的一个实施方案的用于内燃机的强制进气的方法300的流程图。方法300可由电动多级可变强制进气系统的实施方案执行。实施方法300的电动多级可变强制进气系统可包括联接在一起的两个或更多个级。电动多级可变强制进气系统还可包括多个端部。这些端部可包括输入端和输出端。输出端可联接到内燃机的进气口并与该进气口流体连通。

方法300包括接收301指示与内燃机的操作条件相关的引擎参数的输入。由输入指示的引擎参数可包括期望的引擎输出、当前引擎输出、进气歧管中的当前空气压力(例如，静态空气压力、动态空气压力、总空气压力)、燃烧室中的当前压力、大气压力、节流阀位置、进气歧管处的气流、进气歧管内的温度、燃烧室内的燃料含量、大气压力和/或其他相关的引擎参数。该输入可由传感器提供并在处理器处接收。该输入可在包括处理器的电动多级可变强制进气系统的强制空气涡轮控制系统处接收。在这种情况下，该输入可由联接到强制空气涡轮控制系统的一个或多个传感器提供。

方法300包括在电动多级可变强制进气系统的第一级处对气流生成302第一推力。该第一推力可由可包括在第一级中的风扇和电机生成。

方法300包括在电动多级可变强制进气系统的第二级处对气流生成304第二推力，其中第一推力和第二推力相互作用以形成组合推力，该组合推力用于在该气流行进通过该电动多级可变强制进气系统时驱动该气流。该第二推力可由可包括在第二级中的风扇和电机生成。

由方法300生成的组合推力的量值可大于第一推力的量值。由方法300生成的组合推力的量值可大于第二推力的量值。由方法300生成的组合推力的量值可小于第一推力的量值。由方法300生成的组合推力的量值可小于第二推力的量值。第一推力的方向可与第二推力的方向相同。第一推力的方向可与第二推力的方向不同或相反。

方法300包括将气流导向306电动多级可变强制进气系统的端部处的开口。该气流可被引导至电动多级可变强制进气系统的输入端处的开口。该气流可从输入端行进穿过该输入端中的开口并远离联接到输出端的内燃机的进气口。另选地，该气流可被引导至电动多级可变强制进气系统的输出端处的开口。该气流可从输出端行进穿过该输出端的开口并进入联接到该输出端的内燃机的进气口。

图4为根据一个实施方案的用于内燃机的强制进气的方法400的流程图。根据一个实施方案，方法400可通过电动多级可变强制进气系统来实现。方法400可由与电机控制器通信的处理器执行，该电机控制器继而控制电动多级可变强制进气系统的一个或多个电机。电机控制器可与处理器分开，或者电机控制器可包括在与处理器相同的计算机芯片上。

方法400可包括从监测与内燃机的操作相关的条件的传感器接收402输入。该输入可被接收为模拟值(例如，直接来自TPS传感器)。另选地，该输入可被接收为对应于传感器的报告值(例如，来自CAN总线的报告值)。该输入可以是TPS，或者它可以是监测与内燃机的操作相关的条件的任何其他传感器。

方法400还可包括将传感器输入转换404成数值参数。该数值参数可从由传感器指示的模拟值转换而来，并且可被认为是传感器输入。相反，可从对应于传感器的报告值(例如，来自CAN总线的报告值)转换数值参数。

方法400还可包括使用数值参数计算406电机控制信号，该电机控制信号要提供给控制电机的速度的电机控制器。计算的电机控制信号可为PWM信号。另选地，其可为电压信号或电流信号。另选地，其可为表示值的数字信号(串行或并行传递)。另选地，其可为能够由电机控制器读取的任何其他信号。

方法400还可包括向电机控制器提供408电机控制信号以使该电机控制器改变电机的速度。由在电机控制器处接收到信号引起的变化可使电机加速、减慢、保持其速度、停止或甚至沿相反方向旋转。

本公开已经参考了各种实施方案，包括最佳模式。然而，本领域的技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围的情况下，可对实施方案进行改变和修改。虽然在各种实施方案中已示出了本公开的原理，但是在不脱离本公开的原理和范围的情况下，可以对结构、布置、比例、元件、材料和部件进行修改以适应特定的环境和/或操作要求。这些和其他改变或修改旨在被包括在本公开的范围内。

本公开应被视为例示性的而非限制性的，并且所有此类修改旨在被包括在其范围内。同样，上文已针对各种实施方案描述了有益效果、其他优势和问题的解决方案。然而，有益效果、优势、问题的解决方案和可致使任何有益效果、优势或解决方案发生或变得更明显的任何一个或多个元素均不被解释为关键的、必需的或必要的特征部或元素。因此，本发明的范围应该由以下权利要求书确定：

Claims (21)

1.一种电动多级可变强制进气系统，包括：

壳体，所述壳体限定穿过其中的导管；输出开口，所述输出开口用于联接到内燃机的进气开口并向其提供气流；以及输入开口，所述输入开口用于接收空气，所述空气用于通过所述导管输送到所述输出开口；

多个级，所述多个级用于生成推力以增加通过所述导管并去往所述内燃机的所述进气开口的气流，所述多个级中的每个级包括：

涡轮壳体部件；

涡轮转子，所述涡轮转子设置在所述涡轮壳体部件的内部处以围绕轴线旋转，并且在空气沿平行于所述轴线的方向穿过所述导管时对所述空气生成推力；和

电机，所述电机联接到所述涡轮转子并且被配置成使所述涡轮转子转动；以及

控制设备，所述控制设备用于接收指示与所述内燃机的操作条件相关的引擎参数的第一输入，并且根据所述第一输入控制所述多个级中的一个级的所述电机。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个级中的每个级的所述涡轮转子包括轴流式风扇。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述多个级中的第一级的所述涡轮转子的所述轴流式风扇的风扇叶片在尺寸、叶片轮廓、直径、节距和/或形状上不同于所述多个级中的第二级的所述涡轮转子的所述轴流式风扇的所述风扇叶片。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个级中的第一级的所述涡轮转子包括与所述多个级中的第二级的所述涡轮转子的轴流式风扇不同地调谐的轴流式风扇。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个级中的第一级的所述电机独立于所述多个级中的第二级的所述电机进行控制。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个级中的每个级容纳空气的回流。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一输入指示所述内燃机的节流阀的当前位置。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述控制设备响应于对所述当前节流阀位置的所述指示而提高所述多个级中的一个级的所述电机的速度。

9.根据权利要求7所述的系统，其中所述控制设备响应于对所述当前节流阀位置的所述指示而降低所述多个级中的一个级的所述电机的速度。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制设备接收指示与所述内燃机的操作条件相关的引擎参数的第二输入，并且根据所述第二输入控制所述多个级中的一个级的所述电机。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述第二输入指示大气压。

12.一种用于内燃机的强制进气的方法，包括：

接收指示与内燃机的操作条件相关的引擎参数的输入；

基于所接收的输入在电动多级可变强制进气系统的第一级处对气流生成第一推力，所述电动多级可变强制进气系统包括多个端部，所述多个端部包括输入端和输出端，其中所述输出端联接到所述内燃机的进气口并且与所述进气口流体连通；以及

基于所接收的输入在所述电动多级可变强制进气系统的第二级处对所述气流生成第二推力，其中所述第一推力和所述第二推力相互作用以形成组合推力，所述组合推力用于在所述气流行进通过所述电动多级可变强制进气系统时驱动所述气流；以及

将所述气流导向所述电动多级可变强制进气系统的所述多个端部中的一个端部处的开口。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述组合推力的量值大于所述第一推力的量值。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述组合推力的量值小于所述第一推力的量值。

15.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一推力的方向与所述第二推力的方向相反。

16.根据权利要求12所述的方法，其中所述气流被导向所述电动多级可变强制进气系统的所述输出端中的开口。

17.根据权利要求12所述的方法，其中所述气流被导向所述电动多级可变强制进气系统的所述输入端中的开口。

18.一种电动多级可变强制进气系统的方法，所述方法包括：

在处理器处接收来自传感器的输入，所述传感器监测与联接到所述电动多级可变强制进气系统的内燃机的操作相关的条件；

在所述处理器处将所述传感器输入转换成数值参数；

在所述处理器处使用所述数值参数计算电机控制信号，所述电机控制信号要提供给控制所述电机的速度的电机控制器；以及

经由所述处理器向所述电机控制器提供所述电机控制信号以使所述电机控制器改变所述电机的速度。

19.根据权利要求18所述的方法，其中线性地计算对应于所述数值参数的所述电机控制信号。

20.根据权利要求18所述的方法，其中提供所述输入的所述传感器是节流阀位置传感器。

21.根据权利要求18所述的方法，其中在所述计算所述电机控制信号之前将升压值加到所述数值参数上。

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