DE102010063444B4 - Verfahren und Systeme für die Emissionssystemsteuerung - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Motors (10) mit einem SCR-Katalysator (76) hinter einer Abgasturbine (54), einem Partikelfilter (72) vor der Turbine (54) und einem Reduktionsmittelinjektor (80) vor der Turbine (54), wobei das Verfahren Folgendes umfasst:Justieren eines Turbinen-Wastegate (58), um eine Katalysatortemperatur auf eine gewünschte Katalysatortemperatur zu justieren, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren das Justieren einer in das Motorabgas injizierten Reduktionsmittelmenge auf der Basis der Wastegate-Justierung umfasst.

Description

  • Die vorliegende Anmeldung betrifft Verfahren und Systeme für die Abgasreinigung eines Fahrzeugs mit einem SCR-Katalysator (Selective Catalytic Reduction - selektive katalytische Reduktion) und einem Partikelfilter.
  • Fahrzeugabgasreinigungssysteme können SCR-Systeme (Selective Catalytic Reduction - selektive katalytische Reduktion) enthalten, um NOx-Emissionen zu reduzieren. SCR-Systeme beinhalten das Injizieren eines Reduktionsmittels vor einem SCR-Katalysator. Das Reduktionsmittel oder die Reduktionsmittelprodukte reagieren dann mit Abgas-NOx-Spezies unter Erzeugung von Nebenprodukten wie etwa Stickstoff und Wasser. Bei SCR-Systemen können Variationen bei der Temperatur sowohl bei der Umwandlungseffizienz des Katalysators als auch der auf dem Katalysator gespeicherten Reduktionsmittelmenge potentielle Probleme verursachen. Wenn beispielsweise die Temperatur des Katalysators über einen Schwellwert ansteigt, kann Reduktionsmittel von dem SCR-Katalysator desorbiert werden, was zu einem Ammoniakschlupf führt.
  • Abgasreinigungssysteme können auch Partikelfilter enthalten, um Partikel aus dem Abgas zu entfernen, vgl. beispielsweise DE 20 2005 001 257 U1 , die zusätzlich zu einem SCR-Katalysator hinter der Abgasturbine einen Partikelfilter vor der Turbine vorsieht. Aus der DE 10 2008 017 280 A1 ist ferner ein Abgasturboladersystem mit einem SCR-Katalysator bekannt, bei dem die Abgastemperatur und damit die Katalysatortemperatur mithilfe eines Wastegate beeinflusst wird. Während einer Filterregeneration kann erhitztes Abgas durch den Filter geschickt werden, um die Filtertemperatur über die normale Betriebstemperatur zu erhöhen und zuvor gespeicherte Partikelmaterie abzubrennen. Folglich kann es in Abgasreinigungssystemen mit SCR-Katalysatoren und Partikelfiltern zu verschiedenen Problemen kommen. Beispielsweise kann die Temperaturregulierung in solchen Systemen kompliziert sein. Andererseits muss die Abgastemperatur möglicherweise innerhalb eines bestimmten Bereichs, beispielsweise dem Arbeitsbereich des SCR-Katalysators, gehalten werden. Andererseits muss die Abgastemperatur möglicherweise periodisch angehoben werden, um eine Filterregeneration zu ermöglichen, ohne die Katalysatorleistung zu verschlechtern.
  • Zur Behandlung der oben erwähnten Probleme sieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie ein Abgasreinigungssystem gemäß Anspruch 8 vor. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Es wird also vorgeschlagen, eine von einem Reduktionsmittelinjektor vor der Turbine in das Motorabgas injizierte Reduktionsmittelmenge auf der Basis der Wastegate-Justierung einzustellen. Bei einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Justieren eines Turbinen-Wastegate auf der Basis einer Katalysatortemperatur und/oder eines Betriebsmodus des Filters.
  • Durch Positionieren des Filters vor der Turbine und des Katalysators hinter der Turbine kann die Temperatur des SCR-Katalysators selbst dann aufrechterhalten werden, wenn der Filter regeneriert wird. Durch Justieren eines Turbinen-Wastegate als Reaktion auf den Filterbetrieb kann die Temperatur des SCR-Katalysators gesteuert werden. Somit kann, wenn der Filter Partikel speichert, der Fluss durch das Wastegate erhöht werden, um die Katalysatortemperatur im operativen Bereich zu halten. Wenn dann der Filter regeneriert wird, kann der Fluss durch das Wastegate herabgesetzt werden, um die Menge an heißem Abgas, die durch den Katalysator gelenkt wird, zu reduzieren. Das Injizieren eines SCR-Reduktionsmittels vor der Turbine kann ebenfalls als Reaktion auf die Wastegate-Justierung justiert werden. Auf diese Weise kann die Temperatur eines SCR-Katalysators gesteuert werden und auch eine Koordination zwischen den verschiedenen Abgasreinigungseinrichtungen kann erreicht werden.
    • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors und eines assoziierten Abgasreinigungssystems.
    • 2 zeigt eine teilweise Motoransicht.
    • 3A-B zeigen ein Flussdiagramm auf hoher Ebene zum Betreiben des Abgasreinigungssystems von 1, gemäß der vorliegenden Offenbarung.
    • 4 zeigt ein Flussdiagramm zum Behandeln von Ladedruckproblemen bei einer Drehmomentanforderung eines Fahrers auf der Basis von Filterregenerationsbedingungen.
    • 5 zeigt ein Flussdiagramm zum Behandeln von reduktionsm ittelm ischproblemen.
    • 6 zeigt ein Flussdiagramm zum Steuern der Temperatur eines nachgeschalteten SCR-Katalysators durch Justieren eines vorgeschalteten Wastegate.
    • 7 zeigt ein Flussdiagramm zum Justieren des Einspritzens von Reduktionsmittel auf der Basis des Ladedrucks.
    • 8 zeigt ein Flussdiagramm zum Justieren der Abgasrückführung auf der Basis von Filterregenerierungsbedingungen.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Betreiben eines mit einem turbobeladenen Verbrennungsmotor assoziierten Abgasreinigungssystems. Wie in 1 - 2 gezeigt, enthält das Abgasreinigungssystem einen Katalysator, wie etwa einen SCR-Katalysator, hinter der Turboladerturbine und einen Partikelfilter, wie etwa einen Dieselpartikelfilter (DPF), vor der Turbine. Eine Steuerung kann konfiguriert sein, ein Steuerprogramm durchzuführen, wie etwa das Programm von 3A-B zum Koordinieren des Betriebs der verschiedenen Abgasreinigungseinrichtungen miteinander und mit anderen Motoroperationen wie etwa Abgasrückführung und Aufladen.
  • Das Abgasreinigungssystem enthält auch ein Reduktionsmitteleinspritzventil vor der Turbine. Durch Einspritzen eines Reduktionsmittels vor der Turbine und Mischen des eingespritzten Reduktionsmittels mit Abgas über die Turbine kann die Verdampfung des Reduktionsmittels verbessert werden. Gleichzeitig kann durch Positionieren des Katalysators hinter der Turbine das gut gemischte Reduktionsmittel dem Katalysator zugeführt werden, ohne die Temperaturcharakteristika des Katalysators zu beeinflussen. Ein Steuerung kann konfiguriert sein, ein Steuerprogramm wie etwa das Programm von 5 und 7 durchzuführen, um die Menge an eingespritztem Reduktionsmittel auf der Basis von Betriebsbedingungen zu justieren, wie etwa den Ladedruck, der von dem Turbolader geliefert wird, und um das Turbolader-Wastegate zu justieren, um ein verbessertes Mischen des eingespritzten Reduktionsmittels mit Abgasen zu ermöglichen.
  • Durch Aufnehmen eines Partikelfilters vor dem Turbolader können zusätzliche Vorzüge erreicht werden. Beispielsweise können Turbolochbedingungen synergistisch während der Filterregeneration behandelt werden. Durch Einspritzen von Kraftstoff in einen oder mehrere Motorzylinder über eine späte Nacheinspritzung in einem Abgashub des Motorzyklus kann die Temperatur des Abgases vor einem Hochdrehen der Turboladerturbine erhöht werden. Durch Erhöhen der Abgastemperatur kann der Filter regeneriert werden, während das Abgas auch die Turbinendrehzahl erhöht und das Turboloch reduziert. Eine Steuerung kann konfiguriert sein, ein Steuerprogramm wie etwa das Programm von 4 durchzuführen, um die zeitliche Steuerung und/oder das Maß der Einspritzung auf der Basis der zum Erhöhen der Temperatur des Partikelfilters für eine Regeneration benötigten Wärmemenge und/oder der zum Erhöhen der Turbinendrehzahl zum Liefem des gewünschten Drehmoments benötigten Wärmemenge zu justieren.
  • Durch Positionieren des Filters vor der Turbine und des Katalysators hinter der Turbine können auch eine Temperatursteuerung und Koordination zwischen den Abgasreinigungseinrichtungen erreicht werden. Beispielsweise kann die Temperatur des SCR-Katalysators selbst dann aufrechterhalten werden, während der Filter regeneriert wird. Eine Steuerung kann konfiguriert sein, ein Steuerprogramm wie etwa das Programm von 6 durchzuführen, um ein Turbinen-Wastegate während einer Filterregeneration zu justieren, um einen Abgasstrom zu justieren, der zu dem SCR-Katalysator gelenkt wird. Auf diese Weise kann die Temperatur des SCR-Katalysators während der verschiedenen Filterarbeitsmodi gesteuert werden.
  • Das Motorsystem kann weiterhin eine oder mehrere AGR-Passagen für die Rückführung von mindestens etwas Abgas in den Motoreinlaß enthalten. Beispielsweise kann eine AGR-Passage Abgas von einem Punkt vor der Turbine und hinter dem Partikelfilter in den Motoreinlaß hinter dem Verdichter umlenken. Durch Positionieren des Partikelfilters vor der Turboladerturbine und vor dem AGR-Passageneinlaß können sowohl AGR- als auch Partikelfiltervorzüge erreicht werden. Wenn AGR erwünscht ist, kann somit mehr Abgas durch die AGR-Passage nach dem Hindurchtreten durch den Filter zurückgeführt werden, wodurch ein sauberer AGR-Fluß zu dem Einlaß geliefert wird. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Verschmutzung des AGR-Kühlers, des AGR-Ventils, des Einlaßkrümmers und des Einlaßventils reduziert werden. Wenn eine Filterregeneration gewünscht ist, kann dann weniger Abgas nach dem Hindurchtritt durch den Filter durch die AGR-Passage zurückgeführt werden, wodurch die Motorleistungsverschlechterung aufgrund eines heißen AGR-Flusses reduziert wird. Eine Steuerung kann so konfiguriert sein, ein Steuerprogramm wie etwa das Programm von 8 durchzuführen, um einen AGR-Fluß auf der Basis des Filterbetriebs zu justieren, um dadurch das AGR-System mit dem Abgasreinigungssystem zu koordinieren.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugsystems 6. Das Fahrzeugsystem 6 enthält ein Motorsystem 8, mit einem Motor 10, gekoppelt an das Abgasreinigungssystem 22. Der Motor 10 enthält mehrere Zylinder 30. Der Motor 10 enthält auch einen Einlaß 23 und einen Auspuff 25. Der Einlaß 23 enthält ein Drosselventil 62, das über eine Einlaßpassage 42 fluidisch an den Motoreinlaßkrümmer 44 gekoppelt ist. Der Auspuff 25 enthält einen Abgaskrümmer 48, der zu einer Abgaspassage 45 führt, die Abgas über ein Endrohr 35 in die Atmosphäre leitet.
  • Der Motor 10 kann weiter eine Aufladeeinrichtung wie etwa einen Turbolader 50 enthalten. Der Turbolader 50 kann einen entlang der Einlaßpassage 42 angeordneten Verdichter 52 enthalten. Der Verdichter 52 kann über eine Welle 56 mindestens teilweise durch die entlang der Abgaspassage 45 angeordnete Turbine 54 angetrieben werden. Das Maß der von dem Turbolader gelieferten Aufladung kann durch eine Motorsteuerung variiert werden. Beispielsweise kann das Maß der Aufladung durch das Steuern des Wastegate 58 justiert werden. Beispielsweise kann das Maß der Aufladung gesenkt werden, indem das Wastegate 58 geöffnet wird und mehr Abgas die Turbine umgehen kann. Alternativ kann das Maß der Aufladung erhöht werden, indem das Wastegate geschlossen (oder die Öffnung des Wastegate reduziert) wird und weniger Abgas die Turbine umgehen kann. Bei anderen Beispielen kann die Turbine 54 eine Turbine mit variabler Geometrie (VGT) oder eine Turbine mit variabler Düse (VNT) sein. Die VGT oder VNT kann justiert werden, um Aufladeanforderungen zu erfüllen. Weiterhin können das Wastegate, die VNT und/oder die VGT justiert werden, um zu verhindern, dass in dem Turbolader Überdrehzahlbedingungen auftreten. Bei einigen Ausführungsformen kann ein optionaler Ladeluftkühler 34 hinter den Verdichter 52 in der Einlaßpassage 42 enthalten sein. Dieser Kühler reduziert die Temperatur der von dem Turbolader 50 verdichteten Einlaßluft.
  • Das an die Abgaspassage 45 gekoppelte Abgasreinigungssystem 22 kann eine oder mehrere, nahe am Zylinderkopf montierte Abgasreinigungseinrichtungen 69 enthalten. Eine oder mehrere Abgasreinigungseinrichtungen können einen Partikelfilter 72, einen SCR-Katalysator 76, einen 3-Wege-Katalysator, eine Mager-NOx-Falle, einen Oxidationskatalysator usw. enthalten. Die Abgasreinigungseinrichtungen können vor und/oder hinter der Turbine 54 in der Abgaspassage 45 positioniert sein. Bei einer Ausführungsform kann, wie dargestellt, der Partikelfilter 72 vor der Turboladerturbine 54 positioniert sein, während der SCR-Katalysator 76 hinter der Turboladerturbine 54 positioniert sein kann. Beispielsweise kann es sich bei dem Partikelfilter 72 um einen unbeschichteten Dieselpartikelfilter handeln. Bei alternativen Ausführungsformen kann der Partikelfilter 72 eine katalytische Zwischenschicht enthalten. Katalytische Zwischenschichten können beispielsweise Palladium, ein Kohlenwasserstoffadsorbens (wie etwa aktivierten Kohlenstoff oder Zeolith), einen SCR-Katalysator, eine HC-Adsorbens-SCR-Katalysator-Kombination usw. enthalten.
  • Eine vor der Turboladerturbine 54 positionierte Reduktionsmitteleinspritzdüse 80 kann ein Reduktionsmittel 82 wie etwa Harnstoff oder Ammoniak in das Abgas einspritzen zur Reaktion mit NOx-Spezies in dem SCR-Katalysator 76. Insbesondere kann die Einspritzdüse 80 das Reduktionsmittel 82 in das Abgas vor der Turbine 54 und hinter dem Partikelfilter 72 als Reaktion auf von der Motorsteuerung empfangene Signale einspritzen. Durch Einspritzen eines Reduktionsmittels vor der Turbine und Zuführen des eingespritzten Reduktionsmittels zu dem SCR-Katalysator über die Turbine können die Verdampfung des Reduktionsmittels und das Mischen des Reduktionsmittels mit dem Abgas verbessert werden. Wie unter Bezugnahme auf 5 ausgeführt, kann das Wastegate der Turbine justiert werden, um einen Mischgrad des Reduktionsmittels mit Abgasen zu steuern. Weiterhin kann, wie hierin unter Bezugnahme auf 7 ausgeführt, ein Maß und/oder eine zeitliche Steuerung der Reduktionsmitteleinspritzung auf der Basis von Motorbetriebsbedingungen wie etwa Änderungen beim Ladedruck und Änderungen bei Wastegate-Positionen justiert werden. Bei alternativen Ausführungsformen kann die Reduktionsmitteleinspritzdüse 80 hinter der Turbine 54 positioniert sein.
  • Der Motor 10 kann weiterhin eine oder mehrere AGR-Passagen (Exhaust Gas Recirculation - Abgasrückführung) enthalten, um mindestens einen Teil des Abgases von dem Motorauspuff (insbesondere die Abgaspassage 45) zu dem Motoreinlaß (insbesondere die Einlaßpassage 42) zurückzuführen. Bei einer Ausführungsform können ein erstes AGR-System 60 und ein zweites AGR-System 70 enthalten sein. Insbesondere kann das erste AGR-System 60 einen Teil des Abgases von einem Punkt vor der Turbine 54 und hinter dem Filter 72 zu dem Motoreinlaß hinter dem Verdichter 52 über eine HP-AGR-Passage 63 umlenken. Bei dieser Konfiguration kann das erste AGR-System 60 eine Hochdruck-AGR (HP-AGR) bereitstellen. Das zweite AGR-System 70 kann einen Teil des Abgases von einem Punkt hinter der Turbine 54 zu dem Motoreinlaß vor dem Verdichter 52 über eine LP-AGR-Passage 73 umlenken. Bei dieser Konfiguration kann das zweite AGR-System 70 eine Niederdruck-AGR (LP-AGR) bereitstellen. Beispielsweise kann das HP-AGR-System 60 während einer ersten Bedingung betrieben werden, wie etwa in Abwesenheit eines vom Turbolader 50 gelieferten Ladedrucks, während das LP-AGR-System 70 während einer zweiten Bedingung betrieben werden kann, wie etwa bei Anwesenheit von Turbolader-Ladedruck und/oder wenn die Abgastemperatur über einem Schwellwert liegt. Bei anderen Beispielen können sowohl das HP-AGR-System 60 als auch das LP-AGR-System 70 gleichzeitig betrieben werden.
  • Jede AGR-Passage kann weiterhin einen AGR-Kühler enthalten. Beispielsweise kann das HP-AGR-System 60 einen HP-AGR-Kühler 64 enthalten, während das LP-AGR-System 70 einen LP-AGR-Kühler 74 enthalten kann. Der HP-AGR-Kühler 64 und der LP-AGR-Kühler 74 können konfiguriert sein, die Temperatur des durch die jeweiligen AGR-Passagen fließenden Abgases vor der Rückführung in den Motoreinlaß zu senken. Unter bestimmten Bedingungen kann der LP-AGR-Kühler 74 verwendet werden, um das durch das LP-AGR-System 70 fließende Abgas zu erhitzen, bevor das Abgas in den Verdichter eintritt, um zu vermeiden, dass Wassertröpfchen auf den Verdichter auftreffen. Bei einigen Ausführungsformen können ein oder mehrere der AGR-Kühlerkanäle mit einem SCR-Katalysator beschichtet sein, um eine zusätzliche Abgasbehandlung vor der Rückführung zu dem Einlaß zu ermöglichen.
  • Während die dargestellte Ausführungsform illustriert, dass die LP-AGR-Passage 73 mindestens einen Teil des Abgases von einem Punkt hinter dem SCR-Katalysator 76 umlenkt, kann bei alternativen Ausführungsformen die LP-AGR-Passage 73 konfiguriert sein, mindestens einen Teil des Abgases von einem Punkt vor dem SCR-Katalysator 76 umzulenken. Durch Umlenken von Abgas von einem Punkt vor dem SCR-Katalysator 76 zu dem Motoreinlaß kann die AGR-Leitungsverlegung beispielsweise verkürzt werden, während die verfügbare Druckdifferenz erhöht wird. Bei noch weiteren Ausführungsformen können ein oder mehrere Katalysatoren (z. B. ein SCR-Katalysator und/oder ein Dieseloxidationskatalysator) in der LP-AGR-Passage 73 enthalten sein, beispielsweise vor dem LP-AGR-Kühler 74. Optional kann auch ein Abgasgegendruckventil enthalten sein. Alternativ kann ein in dem Einlaß vor dem Verdichter angeordnetes Einlaßdrosselventil anstelle eines Abgasdrosselventils verwendet werden. Beispielsweise kann durch Aufnehmen eines SCR in der LP-AGR-Passage 73 und Umlenken von Abgas von einem Punkt vor dem SCR-Katalysator 76 mindestens etwas eingespritztes Reduktionsmittel (beispielsweise der Überschuß einer Schwellwertmenge) in dem SCR gespeichert werden, um Ammoniak-Schlupf ohne NOx-Wiederherstellung zu reduzieren. Durch Aufnehmen eines Oxidationskatalysators in der LP-AGR-Passage 73 und Umlenken von Abgas von einem Punkt vor dem SCR-Katalysator 76 kann jedoch mindestens etwas eingespritztes Reduktionsmittel (beispielsweise Überschuß einer Schwellwertmenge) auf dem Oxidationskatalysator verbraucht werden, um den Ammoniak-Schlupf ohne NOx-Wiederherstellung zu reduzieren.
  • Beispielsweise kann das HP-AGR-System 60 einen Teil des Abgases hinter dem Verdichter vor dem Ladeluftkühler 34 umlenken. Bei einem weiteren Beispiel kann das HP-AGR-System 60 einen Teil des Abgases hinter dem Verdichter hinter dem Ladeluftkühler 34 umlenken. Bei einer Ausführungsform kann das HP-AGR-System 60 weiterhin eine nichtgezeigte Bypaß-Passage enthalten, die konfiguriert ist, einen Teil des Abgases von der HP-AGR-Passage 63 vor dem HP-AGR-Kühler 64 zu dem Motoreinlaß hinter dem Ladeluftkühler 34 umzulenken, wodurch beide Kühler umgangen werden. Auf diese Weise kann durch Umgehen sowohl des HP-AGR-Kühlers als auch des Verdichter-Ladeluftkühlers erhitztes Abgas, falls gewünscht, ohne Kühlung zum Motoreinlaß gelenkt werden, um das Motoraufwärmen zu beschleunigen. Außerdem kann die Verschmutzung des HP-AGR-Kühlers reduziert werden.
  • Eine Motorsteuerung 12 kann eine Menge (und/oder Rate), die über die eine oder mehreren AGR-Passagen umgeleitet wird, auf der Basis von Motorbetriebsbedingungen, Abgastemperatur, Einlaßkrümmertemperatur, einem Betriebsmodus des Partikelfilters (oder einem Grad der Filterregeneration), Katalysatorbedingungen usw. justieren. Jede AGR-Passage kann ein AGR-Ventil enthalten, und die Steuerung 12 kann konfiguriert sein, eine Menge an umgeleitetem Abgas zu justieren, indem das Öffnen des jeweiligen AGR-Ventils justiert wird. Beispielsweise kann über das HP-AGR-Ventil 29 eine Menge und/oder Rate von dem Einlaßkrümmer 44 bereitgestellter HP-AGR justiert werden. Ein HP-AGR-Sensor 65 kann innerhalb der HP-AGR-Passage 63 positioniert sein, um eine Anzeige eines Drucks, einer Temperatur, einer Zusammensetzung und/oder Konzentration von durch das HP-AGR-System 60 zurückgeführtem Abgas zu liefern. Analog kann eine Menge und/oder Rate von der Einlaßpassage 42 bereitgestellter LP-AGR über das LP-AGR-Ventil 39 von der Steuerung 12 variiert werden. Ein LP-AGR-Sensor 75 kann innerhalb der LP-AGR-Passage 63 positioniert sein, um eine Anzeige eines Drucks, einer Temperatur, einer Zusammensetzung und/oder Konzentration von durch das LP-AGR-System 70 zurückgeführtem Abgas zu liefern.
  • Bei einigen Beispielen können ein oder mehrere Sensoren verwendet werden, um eine Gesamtmenge von durch das HP-AGR- und LP-AGR-System fließendem Abgas zu bestimmen. Beispielsweise kann ein UEGO-Sensor innerhalb der Einlaßpassage 42 hinter dem HP-AGR-Systemauslaß positioniert sein, um ein Gesamtmaß von AGR zu bestimmen. Beispielsweise kann eine Gesamt-AGR-Steuerung auf Einlaßsauerstoffkonzentration oder verbrannter Massenfraktion basieren, da die Einlaßsauerstoffkonzentration direkt zu AGR in Beziehung stehen kann, für Abgassauerstoffkonzentration korrigiert.
  • Unter diesen Bedingungen kann eine Abgasrückführung durch das HP-AGR-System 60 und/oder das LP-AGR-System 70 dazu verwendet werden, die Temperatur der Luft-Kraftstoff-Mischung innerhalb des Einlaßkrümmers zu regeln und/oder die NOx-Entstehung durch Verbrennung zu reduzieren, indem Spitzenverbrennungstemperaturen reduziert werden. Wie unter Bezugnahme auf 8 hier ausgeführt, kann unter einigen Bedingungen, beispielsweise während der Regeneration des Partikelfilters 72 und/oder, wenn die Abgastemperatur über einem Schwellwert liegt, die Menge an zu dem Motoreinlaß entlang der AGR-Passage 63 umgelenktem Abgas reduziert werden, um die Herabsetzung der Motorleistung aufgrund eines heißen AGR-Flusses zu reduzieren. Durch Umlenken von Abgas von einem Punkt vor der Turbine und hinter dem Partikelfilter können vorteilhafte Synergien zwischen dem Abgasreinigungssystem und dem AGR-System erreicht werden. Beispielsweise kann Abgas bei der Passage durch den Filter gereinigt werden. Somit kann sauberes Abgas, aus dem teilchenförmige Materie im Wesentlichen entfernt wurde, zu dem Motoreinlaß umgelenkt werden, wodurch eine Verunreinigung des Einlaßkrümmers und des AGR-Kühlers und -Ventils beispielsweise aufgrund von Abgaspartikeln reduziert wird.
  • Der Motor 10 kann mindestens teilweise durch ein Steuersystem 14 mit der Steuerung 12 und durch Eingabe von einem Fahrzeugbediener über eine nichtgezeigte Eingabeeinrichtung gesteuert werden. Das Steuersystem 14 ist so gezeigt, dass es Informationen von mehreren Sensoren 16 empfängt (von denen verschiedene Beispiele hierin beschrieben sind) und Steuersignale an mehrere Aktuatoren 81 sendet. Als ein Beispiel können zu den Sensoren 16 folgende zählen: ein Abgassensor 126, der vor der Abgasreinigungseinrichtung angeordnet ist, ein Abgastemperatursensor 128 und ein Abgasdrucksensor 129, hinter dem Abgasreinigungssystem in dem Endrohr 35 angeordnet, der in der HP-AGR-Passage 63 angeordnete HP-AGR-Sensor 65 und der in der LP-AGR-Passage 73 angeordnete LP-AGR-Sensor 75. Bei einigen Beispielen können zu den Sensoren 16 ein oder mehrere Sensoren zählen, die dazu verwendet werden, ein Gesamtmaß an AGR zu bestimmen, beispielsweise auf der Basis einer verbrannten Massefraktion und/oder Einlaßsauerstoff. Andere Sensoren wie etwa zusätzliche Druck-, Temperatur-, Luft-Kraftstoffverhältnis- und Zusammensetzungssensoren können an verschiedenen Orten im Fahrzeugsystem 6 angeordnet sein. Als ein weiteres Beispiel können die Aktuatoren 81 Kraftstoffeinspritzdüsen 66, das HP-AGR-Ventil 29, das LP-AGR-Ventil 39, das Drosselventil 62, die Reduktionsmitteleinspritzdüse 80 und das Wastegate 58 beinhalten. Andere Aktuatoren wie etwa eine Vielzahl von zusätzlichen Ventilen und Drosselventilen können an verschiedenen Orten im Fahrzeugsystem 6 angeordnet sein. Die Steuerung 12 kann Eingabedaten von den verschiedenen Sensoren empfangen, die Eingabedaten verarbeiten und die Aktuatoren als Reaktion auf die verarbeiteten Eingabedaten auf der Basis einer Anweisung oder eines Codes auslösen, die darin entsprechend eines oder mehrerer Programme programmiert sind. Beispielhafte Steuerprogramme werden hierin bezüglich der 3-8 beschrieben.
  • 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Verbrennungskammer oder eines Zylinders des Verbrennungsmotors 10. Der Motor 10 kann mindestens teilweise durch ein Steuersystem mit einer Steuerung 12 und durch Eingabe von einem Fahrzeugbediener 130 über eine Eingabeeinrichtung 132 gesteuert werden. Bei diesem Beispiel enthält die Eingabeeinrichtung 132 ein Fahrpedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Generieren eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Der Zylinder (d. h. die Verbrennungskammer) 30 des Motors 10 kann Verbrennungskammerwände 136 mit einem darin positionierten Kolben 138 enthalten. Der Kolben 138 kann an eine Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, so dass die Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgesetzt wird. Die Kurbelwelle 140 kann über ein Getriebe an mindestens ein Antriebsrad des Personenkraftwagens gekoppelt sein. Weiterhin kann ein Anlassermotor über ein Schwungrad an die Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, um einen Anlaßbetrieb des Motors 10 zu ermöglichen.
  • Der Zylinder 30 kann Einlaßluft über eine Reihe von Einlaßluftpassagen 142, 144 und 146 empfangen. Die Einlaßluftpassage 146 kann zusätzlich zu dem Zylinder 30 mit anderen Zylindern des Motors 10 kommunizieren. Bei einigen Ausführungsformen können eine oder mehrere der Einlaßpassagen einen Turbolader mit einem Kompressor 52, zwischen Einlaßluftpassagen 142 und 144 angeordnet, und eine entlang der Abgaspassage 148 angeordnete Abgasturbine 54 enthalten. Der Verdichter 52 kann mindestens teilweise über die Welle 56 von der Abgasturbine 54 angetrieben werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die Welle 56 an einen Elektromotor gekoppelt sein, um gegebenenfalls eine elektrische Verstärkung bereitzustellen. Ein Drosselventil 62 mit einer Drosselklappe 164 kann entlang einer Einlaßpassage des Motors vorgesehen sein, um die Strömungsrate und/oder den Druck der den Motorzylindern zugeführten Einlaßluft zu variieren. Beispielsweise kann das Drosselventil 62 wie gezeigt hinter dem Verdichter 52 angeordnet sein oder kann alternativ vor dem Verdichter 52 angeordnet sein. Bei einigen Beispielen können Drosselventile sowohl vor als auch hinter dem Verdichter 52 angeordnet sein.
  • Die Abgaspassage 148 kann zusätzlich zu dem Zylinder 30 Abgase von anderen Zylindern des Motors 10 empfangen. Der Abgassensor 126 ist an die Abgaspassage 148 vor der Abgasreinigungseinrichtung 69 gekoppelt gezeigt. Der Sensor 126 kann ein beliebiger geeigneter Sensor sein, um eine Anzeige des Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu liefern, wie etwa ein linearer Sauerstoffsensor oder UEGO (Universal or Wide-Range Exhaust Gas Oxygen), ein 2-Zustands-Sauerstoffsensor oder ein EGO (wie gezeigt), ein HEGO (heated EGO - geheizter EGO), ein NOx-, HC- oder CO-Sensor. Bei einigen Beispielen kann der Sensor 126 an die Abgaspassage hinter der Turbine 52 und der Abgasreinigungseinrichtung 69 gekoppelt sein. Die Abgasreinigungseinrichtung 69 kann ein 3-Wege-Katalysator (TWC - Three Way Catalyst), eine NOx-Falle, verschiedene andere Abgasreinigungseinrichtungen oder Kombinationen davon sein. Beispielsweise kann die Abgasreinigungseinrichtung 69 einen hinter der Turbine 54 positionierten SCR-Katalysator 76 enthalten. Der SCR-Katalysator 76 kann konfiguriert sein, Abgas-NOx-Spezies bei Reaktionen mit einem Reduktionsmittel wie etwa Ammoniak oder Harnstoff zu Stickstoff zu reduzieren. Die Reduktionsmitteleinspritzdüse 80 kann das Reduktionsmittel 82 in die Abgaspassage 148 vor der Turbine 54 einspritzen. Die Abgaspassage 148 kann auch einen vor der Turbine 54 und der Einspritzdüse 80 positionierten Partikelfilter 72 zum Entfernen von teilchenförmiger Materie aus dem Abgas enthalten.
  • Jeder Zylinder des Motors 10 kann ein oder mehrere Einlaßventile und ein oder mehrere Abgasventile enthalten. Beispielsweise ist der Zylinder 30 so gezeigt, dass er mindestens ein Einlaßtellerventil 150 und mindestens ein Abgastellerventil 156 enthält, die an einem oberen Gebiet des Zylinders 30 angeordnet sind. Bei einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors 10, einschließlich des Zylinders 30, mindestens zwei Einlaßtellerventile und mindestens zwei Abgastellerventile enthalten, die an einem oberen Bereich des Zylinders angeordnet sind.
  • Das Einlaßventil 150 kann durch die Steuerung 12 über den Aktuator 152 gesteuert werden. Analog kann das Abgasventil 156 von der Steuerung 12 über den Aktuator 154 gesteuert werden. Unter einigen Bedingungen kann die Steuerung 12 die den Aktuatoren 152 und 154 gelieferten Signale variieren, um das Öffnen und Schließen der jeweiligen Einlaß- und Abgasventile zu steuern. Die Position des Einlaßventils 150 und des Abgasventils 156 kann durch nichtgezeigte jeweilige Ventilpositionssensoren bestimmt werden. Die Ventilaktuatoren können vom elektrischen Ventilbetätigungstyp, vom Nockenbetätigungstyp, vom Elektrohydrauliktyp oder einer Kombination davon sein. Die zeitliche Steuerung des Einlaß- und Abgasventils kann gleichzeitig gesteuert werden, oder eine beliebige Möglichkeit einer variablen Einlaßnockenzeitsteuerung, einer variablen Abgasnockensteuerung, einer doppelt unabhängigen variablen Nockenzeitsteuerung oder einer festen Nockenzeitsteuerung kann verwendet werden. Jedes Nockenbetätigungssystem kann eine oder mehrere Nocken enthalten und kann eines oder mehrere der folgenden Systeme nutzen: Nockenprofil-Umschaltung (CPS - Cam Profile Switching), variable Nockensteuerung (VCT - Variable Cam Timing), variable Ventilsteuerung (VVT - Variable Valve Timing) und/oder variabler Ventilhub (WL - Variable Valve Lift), die von der Steuerung 12 zum Variieren des Ventilbetriebs betrieben werden können. Beispielsweise kann der Zylinder 30 alternativ ein über eine elektrische Ventilbetätigung gesteuertes Einlaßventil und ein über eine Nockenbetätigung gesteuertes Abgasventil einschließlich CPS und/oder VCT enthalten. Bei anderen Ausführungsformen können die Einlaß- und Abgasventile durch einen gemeinsamen Ventilaktuator oder ein gemeinsames Ventilbetätigungssystem oder einen variablen Ventilsteuerungsaktuator oder ein variables Ventilbetätigungssystem gesteuert werden. Der Motor kann weiterhin einen Nockenpositionssensor enthalten, dessen Daten mit dem Kurbelwellenpositionssensor vereinigt werden können, um eine Motorposition und Nockensteuerung zu bestimmen.
  • Der Zylinder 30 kann ein Verdichtungsverhältnis aufweisen, das das Verhältnis des Volumens, wenn sich der Kolben 138 am unteren Totpunkt befindet, zu dem Volumen, wenn sich der Kolben 138 am oberen Totpunkt befindet, ist. Herkömmlicherweise liegt das Verdichtungsverhältnis im Bereich von 9:1 zu 10:1. Bei einigen Beispielen jedoch, wenn andere Kraftstoffe verwendet werden, kann das Verdichtungsverhältnis erhöht werden.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors 10 eine Zündkerze 192 zum Initiieren einer Verbrennung enthalten. Das Zündsystem 190 kann als Reaktion auf ein Zündverstellungssignal SA von der Steuerung 12 unter Wahlarbeitsmodi einen Zündfunken über die Zündkerze 192 an die Verbrennungskammer 30 liefern. Bei einigen Ausführungsformen jedoch kann die Zündkerze 192 entfallen, wie etwa wenn der Motor 10 durch Selbstzündung oder durch Einspritzen von Kraftstoff eine Verbrennung initiieren kann, wie dies etwa der Fall bei einigen Dieselmotoren sein kann.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors 10 mit einem oder mehreren Kraftstoffeinspritzdüsen konfiguriert sein, um Kraftstoff dorthin zu liefern. Als ein nichtbeschränkendes Beispiel ist der Zylinder 30 so gezeigt, dass er eine direkt an den Zylinder 30 gekoppelte Kraftstoffeinspritzdüse 166 enthält. Die Kraftstoffeinspritzdüse 166 kann Kraftstoff proportional zu der Impulsbreite des von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 168 empfangenen Signals FPW direkt darin einspritzen. Auf diese Weise liefert die Kraftstoffeinspritzdüse 166 das, was als Direkteinspritzung (im Weiteren als „DI“ bezeichnet) von Kraftstoff in den Verbrennungszylinder 30 bekannt ist. Während 2 die Einspritzdüse 166 als eine seitliche Einspritzdüse zeigt, kann sie sich auch über dem Kolben wie etwa nahe der Position der Zündkerze 192 befinden. Alternativ kann die Einspritzdüse oben und in der Nähe des Einlaßventils liegen. Kraftstoff kann der Kraftstoffeinspritzdüse 166 von einem Hochdruckkraftstoffsystem 172 zugeführt werden, das einen Kraftstofftank, Kraftstoffpumpen und eine Kraftstoffverteilerleitung enthält. Alternativ kann der Kraftstoff durch eine einstufige Kraftstoffpumpe mit niedrigerem Druck zugeführt werden. Weiterhin kann, auch wenn dies nicht gezeigt ist, der Kraftstofftank einen Druckwandler aufweisen, der ein Signal an die Steuerung 12 liefert.
  • Es versteht sich, dass bei einer alternativen Ausführungsform die Einspritzdüse 166 eine Saugkanaleinspritzdüse sein kann, die Kraftstoff in den Einlaßsaugkanal vor dem Zylinder 30 liefert. Es versteht sich auch, dass der Zylinder 30 Kraftstoff von mehreren Einspritzdüsen wie etwa mehreren Saugkanaleinspritzdüsen, mehreren Direkteinspritzdüsen oder einer Kombination davon empfangen kann.
  • Die Steuerung 12 ist in 2 als ein Mikrocomputer gezeigt, der einen Mikroprozessor 106, Eingangs-/Ausgangsports 108, ein elektronisches Speicherungsmedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, in diesem besonderen Beispiel als ein Festwertspeicher 110 gezeigt, einen Direktzugriffspeicher 112, einen Arbeitsspeicher 114 und einen Datenbus enthält. Die Steuerung 12 kann verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren zusätzlich zu jenen bereits erörterten Signalen empfangen, einschließlich einer Messung angesaugter Luftmasse (MAF - Mass Air Flow) von dem Luftmassensensor 122; Motorkühlmitteltemperatur (ECT - Engine Coolant Temperature) von einem an eine Kühlmuffe 118 gekoppelten Temperatursensor 116, einem Zündungsimpulsgebersignal (PIP - Profile Ignition Pickup) von einem Hall-Effect-Sensor 120 (oder einem anderen Typ wie etwa einem Kurbelwellenpositionssensor), der an die Kurbelwelle 140 gekoppelt ist, einer Drosselventilposition (TP) von einem nichtgezeigten Drosselventilpositionssensor und einem Krümmerabsolutdrucksignal (MAP - Absolute Manifold Pressure) vom Sensor 124. Ein Motordrehzahlsignal RPM kann von der Steuerung 12 aus dem Signal PIP (oder dem Kurbelwellenpositionssensor) generiert werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann verwendet werden, um eine Anzeige des Vakuums oder Drucks im Einlaßkrümmer zu liefern. Ein Speicherungsmedium-Festwertspeicher 110 kann mit computerlesbaren Daten programmiert sein, die Anweisungen darstellen, die vom Mikroprozessor 106 ausgeführt werden können, um die unten beschriebenen Verfahren durchzuführen, sowie andere Varianten, die antizipiert werden, aber nicht spezifisch aufgeführt sind.
  • Eine oder mehrere Abgasrückführungspassagen (AGR-Passagen) (wie in 1 gezeigt) können einen gewünschten Anteil von Abgas von der Abgaspassage 148 zur Einlaßpassage 144 lenken. Beispielsweise kann ein Teil des Abgases, das durch den Partikelfilter 72 gefiltert worden ist, über die AGR-Passage 63 zur Einlaßpassage 144 umgelenkt werden. Das Maß des AGR-Flusses, das dem Einlaß geliefert wird, kann von der Steuerung 12 über das AGR-Ventil 29 variiert werden. Ein nicht gezeigter AGR-Sensor kann innerhalb der AGR-Passage 63 angeordnet sein und kann eine Anzeige des Drucks, der Temperatur und/oder der Konzentration des Abgases liefern. Unter einigen Bedingungen kann das AGR-System verwendet werden, um die Temperatur der Luft-Kraftstoff-Mischung innerhalb der Verbrennungskammer zu regeln, wodurch ein Verfahren zum Steuern der zeitlichen Steuerung der Zündung während einiger Verbrennungsmodi bereitgestellt wird.
  • Wie oben beschrieben, zeigt 2 nur einen Zylinder eines Mehrzylindermotors. Als solches kann jeder Zylinder analog seinen eigenen Satz von Einlaß-/Abgasventilen, Kraftstoffeinspritzdüse(n), Zündkerze usw. enthalten.
  • Nunmehr unter Bezugnahme auf 3A-B ist ein Programm 300 gezeigt, um den Betrieb des Abgasreinigungssystems von 1 mit Turboladeroperationen und AGR-Operationen zu koordinieren. Insbesondere ermöglicht das Programm 300 Justierungen an einem Turbolader-Wastegate im Hinblick auf Partikelfilterregeneration, um eine SCR-Katalysatortemperatur zu steuern und das Reduktionsmittelmischen zu verbessern. Das Programm ermöglicht auch Wastegate-Justierungen angesichts der Filterregeneration, um dadurch eine Menge von über HP-AGR und LP-AGR zurückgeführtem Abgas zu justieren. Weiterhin kompensiert das Programm beispielsweise die Wastegate-Justierungen durch Justierungen an Reduktionsmitteleinspritzung und Drosselventilposition.
  • Bei 302 können Motorbetriebsbedingungen gemessen und/oder geschätzt werden. Zu diesen können beispielsweise eine Katalysatortemperatur (Tcat) beispielsweise des SCR-Katalysators 76, eine Filtertemperatur (Tfil) beispielsweise des Partikelfilters 72, die Motordrehzahl (Ne), Abgas-NOx-Konzentrationen, Abgastemperatur, ein von dem Fahrer angefordertes Drehmomentmaß usw. zählen. Es können auch zusätzliche SCR-Katalysator- und Filterbedingungen geschätzt werden, als Beispiel, eine Menge von auf dem SCR-Katalysator gespeichertem Reduktionsmittel und/oder eine Menge von in dem Filter gespeicherten Partikeln.
  • Bei 304 kann auf der Basis der geschätzten Motorbetriebsbedingungen und dem angeforderten Drehmoment ein Maß des Ladedrucks, der zum Bereitstellen des angeforderten Drehmoments erforderlich ist, bestimmt werden. Bei 306 können AGR-Anfangseinstellungen auf der Basis der geschätzten Abgas-NOx-Konzentrationen und Abgastemperaturen bestimmt werden, um einen gewünschten AGR-Fluss bereitzustellen. Beispielsweise kann ein Anfangsverhältnis von HP-AGR zu LP-AGR bestimmt werden, um eine gewünschte AGR-Temperatur oder Krümmerlufttemperatur bereitzustellen. Das Anfangsverhältnis von HP-AGR zu LP-AGR kann auch von der Verdichtereinlaßtemperatur abhängen, um Übertemperaturbedingungen zu vermeiden, sowie von dem Massefluß und dem Druckverhältnis, um Pumpen und ein Abwürgen zu vermeiden. Das Anfangsverhältnis von HP-AGR und LP-AGR kann ermöglichen, dass mindestens etwas Abgas von einem Punkt hinter dem Partikelfilter und vor der Turbine zu dem Motoreinlaßsystem (hinter dem Turboladerverdichter) umgelenkt wird, während es auch ermöglicht, dass mindestens etwas Abgas von einem Punkt hinter dem Partikelfilter und hinter der Turbine zu dem Motoreinlaßsystem (vor dem Turboladerverdichter) umgelenkt wird. Die bestimmten AGR-Anfangseinstellungen können Strömungsraten, Ventilpositionen, AGR-Kühlereinstellungen usw. beinhalten. Bei 308 kann auf der Basis des gewünschten Ladedrucks eine Wastegate-Anfangsposition bestimmt werden.
  • Bei 310 kann bestimmt werden, ob es als Reaktion auf ein Drehmomentanforderung eines Fahrers zu etwaigen Ladedruckproblemen gekommen ist. Falls es zu keinen Ladedruckproblemen gekommen ist, kann das Programm direkt zu 314 weitergehen. Falls Ladedruckprobleme vorliegen, kann das Programm bei 312 die Ladedruckprobleme mit einer späten Kraftstoffeinspritzung und Wastegate-Justierungen behandeln, wie in 4 dargelegt ist, bevor es zu 314 weitergeht. Bei 314 kann bestimmt werden, ob das eingespritzte Reduktionsmittel sich ausreichend mit Abgasen vermischt hat. Falls keine Mischprobleme aufgetreten sind, kann das Programm direkt zu 318 weitergehen. Falls Mischprobleme vorliegen, kann das Programm bei 316 die Mischprobleme mit weiteren Wastegate-Justierungen behandeln, wie weiter in 5 dargelegt, bevor es zu 318 weitergeht. Bei 318 kann bestimmt werden, ob die SCR-Katalysatortemperatur innerhalb des gewünschten Arbeitsbereichs liegt. Falls es zu keinen Temperaturproblemen gekommen ist, kann das Programm direkt zu 322 weitergehen. Falls die Temperatur außerhalb des Bereichs liegt, kann das Programm bei 320 die Katalysatortemperaturprobleme mit weiteren Wastegate-Justierungen behandeln, wie weiter in 6 dargelegt ist, bevor es zu 322 weitergeht.
  • Bei 322 kann das Programm auf der Basis von bei 312, 316 und 320 bestimmten Justierungen eine Wastegate-Endposition bestimmen. Beispielsweise kann das Programm die Wastegate-Justierungen priorisieren, indem es jeder Justierung eine andere Gewichtung gibt. Beispielsweise können Wastegate-Justierungen als Reaktion auf SCR-Katalysatortemperaturprobleme und/oder Turboladerüberdrehzahlbedingungen eine höhere Gewichtung gegenüber Wastegate-Justierungen als Reaktion auf Ladedruckprobleme erhalten. Beispielsweise kann bestimmt werden, dass SCR-Katalysatortemperaturprobleme behandelt werden können, indem die Wastegate-Öffnung vergrößert wird, während gleichzeitig bestimmt werden kann, dass Ladedruckprobleme behandelt werden können, indem die Wastegate-Öffnung verkleinert wird. Hierbei kann beispielsweise das Programm die Wastegate-Justierungen als Reaktion auf Ladedruckprobleme übersteuern und die Wastegate-Öffnung um ein erstes, größeres Maß vergrößern, um nur die Katalysatortemperaturprobleme zu behandeln. Bei einem weiteren Beispiel kann das Programm die Wastegate-Justierungen berücksichtigen, die erforderlich sind, um die Ladedruckprobleme zu behandeln, und die Wastegate-Öffnung um ein zweites, kleineres Maß vergrößern, um beide Probleme zu behandeln. Bei noch weiteren Beispielen können die Justierungen zu verschiedenen Problemen gleiche Gewichtung erhalten.
  • Bei 324 kann das Programm die Menge des vor der Turbine eingespritzten Reduktionsmittels auf der Basis der Wastegate-Endposition justieren. Wie weiter ausgeführt, kann die Reduktionsmitteleinspritzung auf der Basis einer Änderung beim Ladedruck justiert werden, die sich aus Änderungen bei der Wastegate-Position ergibt. Bei 326 können andere Motorbetriebsparameter justiert werden, um die Wastegate-Justierungen zu kompensieren. Dazu können beispielsweise Änderungen bei der Drosselventilposition, Änderungen bei der Ventil-/Nockensteuerung, Änderungen bei der Zündsteuerung usw. zählen.
  • Bei 328 kann bestimmt werden, ob eine AGR vorliegt und ob der Partikelfilter ebenfalls gleichzeitig regeneriert wird. Falls sowohl eine AGR-Operation als auch eine Filterregenerationsoperation bestätigt wird, dann kann bei 330 ein Verhältnis aus HP-AGR und LP-AGR auf der Basis der Motorbetriebsbedingungen justiert werden, wie weiter in 8 ausgeführt.
  • Auf diese Weise kann der Betrieb der Abgasreinigungseinrichtungen wie etwa SCR-Katalysatoren und Partikelfilter mit Ladedruck- und AGR-Operationen koordiniert werden.
  • Unter Bezugnahme auf 4 wird ein Programm 400 zum Justieren einer Kraftstoffmenge dargestellt, die spät in den Motor eingespritzt wird, auf der Basis von Filterregenerations- und ausgewählten verstärkten Betriebsbedingungen wie etwa während einer Drehmomentanforderung eines Fahrers. Das Programm 400 kann als Teil eines Steuerprogramms 300 durchgeführt werden, insbesondere bei 312.
  • Bei 402 kann bestimmt werden, ob das Maß des von dem Turbolader bereitgestellten Ladedrucks kleiner ist als ein Schwellwert während einer Drehmomentanforderung eines Fahrers. Somit kann bestimmt werden, ob eine Turbolochbedingung vorliegt. Bei einigen Beispielen kann der Schwellwert auf einer gewünschten Ladedruckmenge basieren. Beispielsweise kann bei 402 bestimmt werden, ob eine Differenz zwischen einem gewünschten und tatsächlichen Ladedruck unter einer Schwellwertmenge liegt. Hierbei kann der Schwellwert auf der Basis des von dem Fahrer angeforderten Drehmomentmaßes justiert werden. Falls der Ladedruck nicht unter dem Schwellwert liegt und eine adäquate Menge an Ladedruck bereitgestellt worden ist, kann das Programm enden. Falls das Turboloch bestätigt wird, kann bei 404 bestimmt werden, ob der Partikelfilter regeneriert wird (oder regeneriert werden wird). Die Filterregeneration kann durchgeführt werden, falls beispielsweise eine in dem Filter gespeicherte Partikelmenge über einem Schwellwert liegt und/oder die Dauer des Filterbetriebs in dem Speichermodus über einem Schwellwert liegt.
  • Falls eine Filterregeneration bestätigt wird, kann bei 406 das Programm eine Kraftstoffmenge zur späten Einspritzung auf der Basis des Ladedruckpegels zur Zeit der Drehmomentanforderung bestimmen. Beispielsweise kann eine eingespritzte Kraftstoffmenge vergrößert werden, wenn der Ladedruckpegel unter dem Schwellwert liegt. Die spät eingespritzte Kraftstoffmenge kann eine Menge sein, die die Abgastemperatur ausreichend anhebt, so dass das erhitzte Abgas dann die Turbinendrehzahl erhöhen kann, um das gewünschte Drehmoment zu erzeugen und dadurch das Turboloch zu reduzieren. Durch Reduzieren des Turbolochs kann als Reaktion auf das bei einer Drehmomentanforderung eines Fahrers angeforderte Drehmoment der gewünschte Ladedruck bereitgestellt werden. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die spät eingespritzte Kraftstoffmenge auf dem von dem Fahrer angeforderten Drehmoment basieren.
  • Bei 408 kann die spät eingespritzte Kraftstoffmenge auf der Basis der Abgastemperatur weiter justiert werden. Beispielsweise kann die Abgastemperatur dazu verwendet werden, auf eine Filtertemperatur zu schließen. Alternativ kann die spät eingespritzte Kraftstoffmenge auf der Basis der Filtertemperatur und/oder einer Menge an gespeicherten Partikeln justiert werden. Die spät eingespritzte Kraftstoffmenge kann beispielsweise justiert werden, um die Abgastemperatur über einen Schwellwert anzuheben, wo der Filter regeneriert werden kann und die gespeicherten Partikel abgebrannt werden können. Der Schwellwert kann justiert werden, um eine gewünschte Filtertemperatur zu erreichen und/oder auf der Basis einer in dem Filter zum Zeitpunkt der Regeneration gespeicherten Partikelmenge. Die Justierung kann beispielsweise das Vergrößern der eingespritzten Kraftstoffmenge bei abnehmender Abgastemperatur oder Filtertemperatur (beispielsweise Abnahmen unter den Schwellwert) und/oder das Vergrößern der eingespritzten Kraftstoffmenge mit Zunahme der in dem Filter gespeicherten Partikelmenge beinhalten.
  • Bei 410 kann die bestimmte Kraftstoffmenge vor dem Filter während eines Abgashubs des Motorzyklus spät eingespritzt werden, so dass der eingespritzte Kraftstoff nicht in dem Motorzylinder verbrannt wird. Statt dessen kann an dem Filter eine exotherme Reaktion erzeugt werden, wodurch die Filtertemperatur erhöht wird und die Temperatur des die Turbine erreichenden Abgases erhöht wird. Beispielsweise kann der Filter eine katalysierte Zwischenschicht enthalten, so dass der während des Abgashubs eingespritzte Kraftstoff in dem Filter exotherm mit überschüssigem Sauerstoff umgesetzt wird. Die Einspritzung kann beispielsweise als Reaktion auf eine Zunahme beim Ladedruck über den Schwellwert angehalten werden (beispielsweise kann der Ladedruck auf einen Pegel ansteigen, der die Bereitstellung des angeforderten Drehmoments ermöglicht), oder darauf, dass das Motordrehmoment über das angeforderte Drehmoment ansteigt. Bei einigen Beispielen kann der Schwellwert auf einer gewünschten Ladedruckhöhe basieren. Beispielsweise kann die Einspritzung angehalten werden, wenn eine Differenz zwischen einem gewünschten und tatsächlichen Ladedruck über einem Schwellwert liegt. Alternativ kann die Einspritzung als Reaktion auf eine Zunahme der Abgastemperatur (oder Filtertemperatur) über einen Schwellwert und/oder einen Abfall bei der Menge der gespeicherten Partikel unter einen Schwellwert angehalten werden. Noch weiter kann in einigen Ausführungsformen eine nachfolgende Motorkraftstoffeinspritzung (beispielsweise während eines nachfolgenden Motorzyklus) auf der Basis der zuvor eingespritzten Kraftstoffmenge (beispielsweise zum Aufrechterhalten eines gewünschten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses) justiert werden.
  • Auf diese Weise können durch späte Einspritzung von Kraftstoff vor einem Partikelfilter unter ausgewählten Betriebsbedingungen Ladedruckprobleme, die sich bei einem Drehmomentwunsch ergeben, während der Filterregeneration behandelt werden.
  • 5 zeigt ein Programm 500 zum Justieren einer Wastegate-Position zum Behandeln von SCR-Katalysator-Reduktionsmischproblemen dargestellt. Das Programm 500 kann als Teil des Steuerprogramms 300 durchgeführt werden, insbesondere bei 316.
  • Bei 502 kann das Programm Abgasstromcharakteristika bestimmen. Zu diesen können beispielsweise zählen: eine Abgasströmungsrate, eine Abgastemperatur, eine zu dem Katalysator gelenkte Abgasmenge gegenüber einer zu dem Motoreinlaß über AGR rückgeführten Abgasmenge (beispielsweise über LP-AGR und/oder HP-AGR) usw. Das Programm kann auch Einspritzungsdetails bestimmen, wie etwa eine Einspritzmenge, eine Einspritzströmungsrate und einen Einspritzdruck. Bei 504 kann bestimmt werden, ob weiteres Mischen des Abgases und des eingespritzten Reduktionsmittels erforderlich ist. Als solches können Mischbedingungen anhand der bestimmten Abgasstromdetails und Reduktionsmitteleinspritzdetails geschätzt oder darauf geschlossen werden. Beispielsweise können höhere Einspritzdrücke ein besseres Mischen ermöglichen. Analog können höhere Abgastemperaturen ein besseres Mischen aufgrund einer verbesserten Verdampfung des eingespritzten Reduktionsmittels ermöglichen. Eine Motorsteuerung kann eine Nachschlagetabelle enthalten, die einen Bereich von Kombinationen zu Abgastemperatur, Abgasströmungsrate, Turbinendrehzahl, Wastegate-Position und Einspritzdruck spezifiziert, wobei ein substantielles Reduktionsmittelmischen ermöglicht sein kann. Beispielsweise können Mischprobleme identifiziert werden, falls Abgas- und Einspritzparameter wie bei 502 bestimmt außerhalb des gewünschten Bereichs/der gewünschten Kombination liegen. Alternativ kann auf Mischprobleme geschlossen werden, falls die Wastegate-Position größer als ein erster Schwellwert ist und die Turbinendrehzahl unter einem zweiten Schwellwert liegt.
  • Falls mehr Mischen erforderlich ist, kann bei 508 die Wastegate-Position justiert werden, um eine Reduktionsmittelmenge zu erhöhen, die über die Turbine zu dem SCR-Katalysator gelenkt wird. Beispielsweise kann das Reduzieren einer Wastegate-Öffnung das Reduktionsmittelmischen vergrößern. Falls im Vergleich mehr Mischen nicht erforderlich ist, kann bei 506 die Wastegate-Position justiert werden, um die Reduktionsmittelmenge herabzusetzen, die über die Turbine zu dem SCR-Katalysator gelenkt wird. Beispielsweise kann das Vergrößern einer Wastegate-Öffnung das Reduktionsmittelmischen herabsetzen. Es versteht sich jedoch, dass das Verändern der über die Turbine zugeführten Reduktionsmittelmenge möglicherweise nicht die Nettomenge von dem Katalysator zugeführtem Reduktionsmittel beeinflußt.
  • Auf diese Weise kann eine Motorsteuerung konfiguriert sein, ein Reduktionsmittel vor der Turbine in das Abgas einzuspritzen, das eingespritzte Reduktionsmittel mit Abgas über die Turbine zu mischen und das gemischte Reduktionsmittel an den nachgeschalteten Katalysator zu liefern. Durch Einspritzen des Reduktionsmittels vor der Turbine kann die Temperaturdifferenz des Abgases an der Turbine vorteilhafterweise dazu verwendet werden, die Verdampfung des Reduktionsmittels zu verbessern, anstelle einer Einspritzung des Reduktionsmittels hinter der Turbine. Insbesondere kann die höhere Abgastemperatur vor der Turbine zum besseren Verdampfen des eingespritzten Reduktionsmittels verwendet werden, wodurch seine Mischbarkeit mit Abgas verbessert wird. Außerdem kann die turbulente Strömung durch die Schaufeln der Turbine das eingespritzte Reduktionsmittel weiter verteilen und ein besseres Mischen ermöglichen. Weiterhin können durch Verbessern des Mischens des eingespritzten Reduktionsmittels ohne einen zusätzlichen Mischer oder eine zusätzliche Mischsektion Komponenten- und Kostenreduktionen erreicht werden. Das gut gemischte Reduktionsmittel kann dann mit niedrigeren Abgastemperaturen hinter der Turbine an den SCR-Katalysator geliefert werden, wodurch Katalysatorprobleme durch Übertemperatur reduziert werden. Hier vorgenommene Wastegate-Justierungen können in dem Programm 300 bei 326 kompensiert werden, wie zuvor unter Bezugnahme auf 3 ausgeführt.
  • 6 zeigt ein Programm 600 zum Justieren einer Wastegate-Position, um dadurch die SCR-Katalysatortemperatur auf eine gewünschte Katalysatortemperatur oder einen Temperaturbereich zu justieren. Das Programm 600 kann als Teil des Steuerprogramms 300 durchgeführt werden, insbesondere bei 320.
  • Bei 602 kann bestimmt werden, ob die SCR-Katalysatortemperatur (Tcat) unter einer Schwellwerttemperatur oder unter einem Temperaturbereich liegt. Falls die Katalysatortemperatur unter der Schwellwerttemperatur liegt, kann dann das Programm bei 604 bestimmen, ob die Nicht-Wastegate-Temperaturaktuatoren begrenzt sind. Falls beispielsweise Aktuatoren außer dem Wastegate justiert werden können, um die Katalysatortemperatur zu beeinflussen, dann können als ein erster Ansatz solche anderen Aktuatoren verwendet werden, um das Temperaturproblem zu behandeln. Falls ein Temperaturaktuator außer dem Wastegate, wie etwa Einspritzsteuerungen, für eine Modulation zur Verfügung steht, um dadurch die Katalysatortemperatur zu justieren und sie auf den gewünschten Temperaturbereich zu bringen, kann dann bei 606 das Programm somit die Katalysatortemperaturprobleme mit dem Nicht-Wastegate-Temperaturaktuator behandeln.
  • Falls im Vergleich alle die Nicht-Wastegate-Temperaturaktuatoren begrenzt sind (z. B. aufgrund von Verbrennungsstabilitätsgrenzen, Drehmomentsteuerung, Emissionsgrenzen usw.), kann dann bei 608 das Programm das Katalysatortemperaturproblem mit einer Wastegate-Justierung behandeln. Insbesondere kann die Wastegate-Öffnung justiert werden (beispielsweise erhöht), um dadurch einen Abgasstrom zu dem Katalysator über das Wastegate zu vergrößern. Beispielsweise kann die Justierung auf der Katalysatortemperatur basieren. Bei einem weiteren Beispiel kann die Justierung auf der Abgastemperatur basieren, und auf die Katalysatortemperatur kann aus der Abgastemperatur geschlossen werden. Bei noch einem weiteren Beispiel kann die Justierung auf einem Grad der Filterregeneration des vorgeschalteten Partikelfilters basieren. Die Justierung kann beispielsweise das Vergrößern einer Wastegate-Öffnung beinhalten, wenn die Katalysatortemperatur unter der gewünschten Katalysatortemperatur liegt, und Verkleinern einer Wastegate-Öffnung, wenn die Katalysatortemperatur über der gewünschten Katalysatortemperatur liegt. Bei einem weiteren Beispiel kann die Justierung weiterhin das Vergrößern der Öffnung des Wastegate während einer Filterrregeneration beinhalten. Beispielsweise kann es während der Filterregeneration ein Risiko geben, dass in der nachgeschalteten Turbine (z. B. Turbine 54) Übertemperaturbedingungen auftreten. Somit kann unter bestimmten Bedingungen die Wastegate-Öffnung vergrößert werden, um Übertemperaturbedingungen während der Regeneration zu vermeiden.
  • Die Wastegate-Justierung als Reaktion darauf, dass die SCR-Katalysatortemperatur unter einer gewünschten Temperatur liegt, kann es ermöglichen, dass ein größerer Teil des Abgases die Turbine umgeht und direkt den Katalysator erreicht. Als solches kann während einer Passage durch die Turbine mindestens ein Teil der Hitze von der Turbine aus dem erhitzten Abgas extrahiert werden. Somit kann die Temperatur des den Katalysator durch die Turbine erreichenden Abgases viel niedriger sein als die Temperatur des den Katalysator über das Wastegate erreichenden Abgases. Durch Vergrößern der Menge von erhitztem Abgas, das den Katalysator über das Wastegate erreicht, wenn der Katalysator unter der gewünschten Betriebstemperatur ist, kann die Temperatur des Katalysators angehoben werden. Hierbei vorgenommene Wastegate-Justierungen können in dem Programm 300 bei 326 kompensiert werden, wie zuvor unter Bezugnahme auf 3 ausgeführt. Bei einigen Beispielen können Wastegate-Justierungen weiter von dem Ladedruck und der Drehzahl des Turboladers abhängen. Beispielsweise kann das Wastegate-Ventil justiert werden, um Übertemperaturbedingungen im Turbolader zu vermeiden und Ladedruckanforderungen zu erfüllen.
  • Auf diese Weise kann ein Turbinen-Wastegate vorteilhafterweise verwendet werden, um eine einem nachgeschalteten SCR-Katalysator zugeführte Menge an erhitztem Abgas zu justieren, wodurch die Katalysatortemperatur gesteuert wird. Durch Justieren einer Wastegate-Anfangsposition auf Basis des Betriebsmodus eines vorgeschalteten Partikelfilters und danach Justieren der Wastegate-Position, um eine Menge an heißem Abgas zu justieren, wie während der Filterregeneration verwendet, die dem Katalysator über das Wastegate zugeführt wird, kann die Katalysatortemperatur gesteuert werden, während der Betrieb der verschiedenen Abgasreinigungseinrichtungen koordiniert wird. Durch Justieren der Einspritzung von Reduktionsmittel vor der Turbine auf der Basis der Wastegate-Endposition, wie unten in 7 ausgeführt, kann auch die dem Katalysator zugeführte Menge an Reduktionsmittel gesteuert werden. Durch Steuern der Temperatur und der Reduktionsmitteldosierung eines SCR-Katalysators kann die Katalysatorleistung verbessert werden und der NOx-Inhalt von Abgasemissionen kann reduziert werden.
  • In 7 wird ein Programm 700 dargestellt, um eine vor der Turbine eingespritzte Menge an Reduktionsmittel als Reaktion auf Wastegate-Justierungen zu justieren, um dadurch eine einem nachgeschalteten SCR-Katalysator zugeführte Menge an Reduktionsmittel zu justieren. Das Programm 700 kann als Teil des Steuerprogramms 300 durchgeführt werden, insbesondere bei 324. Insbesondere kann die Reduktionsmitteleinspritzung sich aus vorausgegangenen Wastegate-Justierungen ergebende Ladedruckänderungen kompensieren.
  • Bei 702 kann das Programm eine Reduktionsmitteleinspritzanfangsmenge auf der Basis von Motorbetriebsbedingungen bestimmen. Beispielsweise kann die Reduktionsmitteleinspritzanfangsmenge auf der Basis des als Reaktion auf die Fahrerdrehmomentanfrage geschätzten Ladedrucks, der bereits auf dem SCR-Katalysator vorhandenen Menge an Reduktionsmittel, der Katalysatortemperatur, Abgas-NOx-Konzentrationen usw. justiert werden. Bei 704 kann das Programm bestimmen, ob es beim Ladedruck etwaige Änderungen gibt. Beispielsweise kann bestimmt werden, ob aufgrund der vorausgegangenen Wastegate-Justierungen (wie in 3 bei 312-322 ausgeführt) etwaige Ladedruckänderungen entstanden sind oder erwartet werden. Alternativ kann bestimmt werden, ob es irgendeine plötzliche und temporäre Änderung beim Ladedruck gibt (beispielsweise ein plötzlicher vorübergehender Abfall beim Ladedruck). Bei 706 kann die Reduktionsmittelanfangsmenge auf der Basis der Änderung beim Ladedruck justiert werden. Beispielsweise kann die Justierung das vorübergehende Senken einer eingespritzten Reduktionsmittelmenge beinhalten, wenn der Ladedruck unter einen Schwellwert abfällt (beispielsweise während eines plötzlichen Abfalls beim Ladedruck). Die Einspritzjustierung kann dann angehalten werden, wenn der Ladedruck zu dem gewünschten Wert zurückkehrt. Bei alternativen Ausführungsformen kann die Justierung beinhalten, die Reduktionsmitteleinspritzung mit abnehmender Wastegate-Öffnung zu erhöhen, eine eingespritzte Reduktionsmittelmenge mit zunehmender Wastegate-Öffnung zu senken, die Reduktionsmitteleinspritzung mit zunehmender Turbinendrehzahl zu erhöhen und/oder die Reduktionsmitteleinspritzung bei Gegenwart von Ladedruck zu erhöhen. Auf diese Weise kann eine Motorsteuerung konfiguriert sein, eine in das Abgas eingespritzte Reduktionsmittelmenge auf der Basis von vorausgegangenen Wastegate-Justierungen zu justieren.
  • In 8 wird ein Programm 800 dargestellt, um ein Verhältnis von zu dem Motoreinlaß zurückgeführtem Abgas über die HP-AGR- und LP-EPGR-Passagen während einer Filterregenerationsoperation auf der Basis von Motorbetriebsbedingungen zu justieren. Das Programm 800 kann als Teil des Steuerprogramms 300 durchgeführt werden, insbesondere bei 328.
  • Bei 802 kann bestimmt werden, ob die HP-AGR vorliegt oder erwünscht ist. Als solches kann während HP-AGR mindestens ein Teil des Abgases von einem Punkt vor der Turbine und einem Punkt hinter dem Partikelfilter über die HP-AGR-Passage zu dem Motoreinlaß hinter dem Verdichter umgelenkt werden. Beispielsweise kann HP-AGR aufgrund dessen, dass Abgas-NOx-Konzentrationen über einem Schwellwert liegen, vorliegen (oder erwünscht sein). Falls HP-AGR vorliegt, dann können bei 804 Filterregenerationsdetails bestimmt werden. Zu diesen können beispielsweise ein Regenerationsmaß, eine Regenerationsrate, die Abgastemperatur während der Regeneration, die Abgasströmungsrate während der Regeneration, eine gespeicherte Menge von Partikeln, eine erwartete Dauer der Regeneration usw. zählen. Bei 806 kann das Programm eine Menge von umgeleitetem Abgas auf der Basis der geschätzten Filterbetriebsbedingungen wie etwa der Filtertemperatur und/oder der Filterregeneration justieren. Insbesondere kann das Programm als Reaktion auf HP-AGR während einer Filterregeneration ein HP-AGR-Ventil justieren, um dadurch ein Maß und/oder eine Rate von HP-AGR auf der Basis der Regenerationsdetails zu justieren.
  • Falls beispielsweise HP-AGR zu Beginn der Filterregeneration vorliegt, kann in Erwartung des während der Filterregeneration verwendeten erhitzten Abgases die von einem Punkt vor der Turbine und hinter dem Filter zu dem Motoreinlaß zurückgeführte Abgasmenge gesenkt werden, indem die Öffnung eines HP-AGR-Ventils verkleinert wird. Beispielsweise kann die entlang der AGR-Passage 63 umgeleitete Menge an erhitztem Abgas gesenkt werden, indem die Öffnung des HP-AGR-Ventils 29 reduziert wird. Außerdem kann der AGR-Fluß durch den Kühler-Bypaß entsprechend justiert werden. Beispielsweise kann im Wesentlichen kein Abgas zu dem Motoreinlaß über HP-AGR umgelenkt werden, beispielsweise durch vollständiges Schließen des HP-AGR-Ventils. Indem die Menge an erhitztem Abgas reduziert wird, die während der Filterregeneration zu dem Motoreinlaß zurückgeführt wird, können die unerwünschten Effekte von einem heißen AGR-Fluß auf Abgas-NOx-Emissionen und Motorleistung reduziert werden. Außerdem können die thermischen Anforderungen an den AGR-Kühler reduziert werden, wodurch die Motorkraftstoffeffizienz verbessert wird.
  • Falls bei einem weiteren Beispiel HP-AGR am Ende der Filterregeneration vorliegt, kann in Erwartung von nach der Filterregeneration verwendetem kühlerem Abgas die von einem Punkt vor der Turbine und hinter dem Filter zu dem Motoreinlaß zurückgeführte Menge an Abgas vergrößert werden, indem die Öffnung eines HP-AGR-Ventils vergrößert wird. Beispielsweise kann die (entlang der Abgaspassage 63) umgeleitete Menge an erhitztem Abgas vergrößert werden, indem die Öffnung des HP-AGR-Ventils 29 vergrößert wird. Außerdem kann der AGR-Fluss durch den Kühler-Bypaß entsprechend justiert werden. Durch Vergrößern der Menge an erhitztem Abgas, die nach dem Durchtritt durch den Filter zu dem Motoreinlaß zurückgeführt wird, kann ein sauberer AGR-Fluß dem Einlaß geliefert werden, wodurch eine Verschlechterung des AGR-Kühlers, des AGR-Ventils und des Einlaßkrümmers reduziert wird und die Motorleistung und die Abgasemissionen verbessert werden.
  • Als solches können Abgastemperaturänderungen am Anfang und Ende der Filterregeneration größer sein als Abgastemperaturänderungen in der Mitte der Filterregeneration. Folglich können entsprechende AGR-Justierungen am Anfang und Ende einer Filterregeneration größer sein als Abgastemperaturänderungen in der Mitte der Filterregeneration. Beispielsweise können die AGR-Justierungen auf der Basis eines Abgastemperaturprofils allmählich justiert werden.
  • Bei alternativen Ausführungsformen kann die Justierung als Reaktion auf den Betriebsmodus des Filters erfolgen. Beispielsweise kann eine Menge an umgeleitetem Abgas vergrößert werden, wenn der Filter Partikel speichert (Speichermodus), und die Menge an umgelenktem Abgas kann herabgesetzt werden, wenn der Filter regeneriert wird (Regenerationsmodus). Bei noch einer weiteren Ausführungsform kann die Justierung als Reaktion auf die Filtertemperatur erfolgen. Beispielsweise kann eine Menge an umgelenktem Abgas vergrößert werden, wenn die Filtertemperatur unter einem Schwellwert liegt, und die Menge an umgelenktem Abgas kann gesenkt werden, wenn die Filtertemperatur über dem Schwellwert liegt.
  • Bei 808 kann ein Maß an LP-AGR auf der Basis der Änderungen zu dem Maß von HP-AGR justiert werden. Insbesondere wird, nachdem eine erste Menge an Abgas von einem Punkt hinter dem Partikelfilter und vor der Turbine zu dem Motoreinlaßsystem umgelenkt wird (HP-AGR), wobei das Maß auf einer Rate der Partikelfilterregeneration basiert, eine zweite Menge von Abgas von einem Punkt hinter dem Partikelfilter und hinter der Turbine zu dem Motoreinlaßsystem umgelenkt (LP-AGR), wobei die zweite Menge justiert wird, um der Justierung der ersten Menge entgegenzuwirken. Weiterhin kann der AGR-Gesamtfluß davon abhängen, ob eine Partikelfilterregeneration erfolgt oder nicht, wie oben bezüglich 6 beschrieben.
  • Beispielsweise kann das Verhältnis von HP-AGR zu LP-AGR justiert werden, um eine gewünschte AGR-Nettorate oder verbrannte Massenfraktion oder Einlaßsauerstoffkonzentration aufrechtzuerhalten. Bei einem weiteren Beispiel kann das Verhältnis justiert werden, um eine gewünschte Krümmertemperatur zu erreichen. Falls beispielsweise das Maß der durchgeführten HP-AGR, falls der Filter regeneriert wird, zu höheren Einlaßkrümmertemperaturen führt (beispielsweise höher als ein Schwellwert), dann kann das Programm das Maß der HP-AGR reduzieren und entsprechend ein Maß der LP-AGR erhöhen. Falls bei einem weiteren Beispiel das Maß der durchgeführten HP-AGR, während der Filter regeneriert wird, zu niedrigeren Einlaßkrümmertemperaturen führt (beispielsweise unter einem Schwellwert), dann kann das Programm das Maß der HP-AGR erhöhen und entsprechend ein Maß der LP-AGR senken.
  • Auf diese Weise kann durch Justieren eines Maßes von HP-AGR und LP-AGR auf der Basis von Filterregenerationsbedingungen der Betrieb der verschiedenen Abgasreinigungseinrichtungen mit AGR-Operationen koordiniert werden, während Abgasemissionen verbessert werden.
  • Man beachte, dass die hierin enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzprogramme mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hierin beschriebenen spezifischen Programme können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien wie etwa ereignisgetrieben, interruptgetrieben, Multitasking, Multi-Threading und dergleichen darstellen. Als solches können verschiedene Handlungen, Operationen oder Funktionen, die dargestellt sind, in der dargestellten Sequenz oder parallel ausgeführt werden oder in einigen Fällen entfallen. Gleichermaßen ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele zu erreichen, wird aber zur leichteren Darstellung und Beschreibung bereitgestellt. Eine oder mehrere der dargestellten Handlungen oder Funktionen können je nach der verwendeten jeweiligen Strategie wiederholt ausgeführt werden. Weiterhin können die beschriebenen Handlungen einen Code grafisch darstellen, der in das computerlesbare Speichermedium in das Motorsteuersystem programmiert wird.
  • Es versteht sich weiterhin, dass die hierin offenbarten Konfigurationen und Programme von beispielhafter Natur sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einem beschränkenden Sinne zu betrachten sind, weil zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die obige Technologie auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, Vier-Zylinder-Boxer- und andere Motortypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthält alle neuartigen und nichtoffensichtlichen Kombinationen und Teilkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere hierin offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Motors (10) mit einem SCR-Katalysator (76) hinter einer Abgasturbine (54), einem Partikelfilter (72) vor der Turbine (54) und einem Reduktionsmittelinjektor (80) vor der Turbine (54), wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Justieren eines Turbinen-Wastegate (58), um eine Katalysatortemperatur auf eine gewünschte Katalysatortemperatur zu justieren, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren das Justieren einer in das Motorabgas injizierten Reduktionsmittelmenge auf der Basis der Wastegate-Justierung umfasst.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Justierung auf der Katalysatortemperatur basiert.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Justierung auf der Abgastemperatur basiert.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Justierung auf einem Grad der Filterregenerierung basiert.
  5. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Justierung das Vergrößern der Wastegate-Öffnung beinhaltet, wenn die Katalysatortemperatur unter der gewünschten Katalysatortemperatur liegt, und das Verkleinern der Wastegate-Öffnung, wenn die Katalysatortemperatur über der gewünschten Katalysatortemperatur liegt.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Justierung weiterhin das Vergrößern der Wastegate-Öffnung während der Filterregenerierung beinhaltet.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Injizierungsjustierung das Verkleinern einer injizierten Reduktionsmittelmenge beinhaltet, wenn die Wastegate-Öffnung größer wird.
  8. Abgasreinigungssystem für einen turbogeladenen Verbrennungsmotor, umfassend: einen SCR-Katalysator (76) hinter einer Turboladerturbine; einen Partikelfilter (72) vor der Turbine (54); einen Reduktionsmittelinjektor (80) vor der Turbine (54) und hinter dem Filter (72) und einen elektronischen Controller (12), der konfiguriert ist, die Katalysatortemperatur zu justieren, indem er ein Turbinen-Wastegate (58) justiert, wobei die Wastegate-Justierung auf der Katalysatortemperatur und/oder der Filterregenerierung basiert, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronische Steuerung (12) zum Ansteuern des Reduktionsmittelinjektors (80) dazu konfiguriert ist, die in das Motorabgas injizierte Reduktionsmittelmenge auf der Basis der Wastegate-Justierung anzupassen.
  9. System nach Anspruch 8, wobei das Justieren des Wastegate (58) auf der Basis der Katalysatortemperatur das Vergrößern einer Öffnung des Wastegate (58) beinhaltet, wenn die Katalysatortemperatur unter einem Schwellwert liegt, und das Verkleinern einer Öffnung des Wastegate (58), wenn die Katalysatortemperatur über einem Schwellwert liegt.
  10. System nach Anspruch 9, wobei die Wastegate-Justierung weiterhin das Vergrößern der Wastegate-Öffnung während der Filterregenerierung beinhaltet.
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