DE102013214028A1

DE102013214028A1 - Steuerung einer Motor-AGR mit einem Gegendrucksteuerventil

Info

Publication number: DE102013214028A1
Application number: DE102013214028.2A
Authority: DE
Inventors: Charles Dean; Manuel Angel Gonzalez Delgado; Michael J. Lucido
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-07-24
Filing date: 2013-07-17
Publication date: 2014-01-30
Anticipated expiration: 2033-07-18
Also published as: DE102013214028B4; US10077722B2; US20140026874A1

Abstract

Ein Verfahren zum Steuern einer internen Motorabgasrückführung kann ein Schätzen einer Strömungsbeschränkung durch einen Dieselpartikelfilter in einem Abgassystem einer Motorbaugruppe und ein Einstellen eines Gegendrucksteuerventils in dem Abgassystem stromabwärts des Dieselpartikelfilters auf Grundlage der Strömungsbeschränkung aufweisen. Eine gesteuerte Menge an interner Abgasrückführung kann der Motorbaugruppe auf Grundlage der Einstellung des Gegendrucksteuerventils geliefert werden.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Motorabgasrückführungssysteme.
HINTERGRUND
Dieser Abschnitt liefert Hintergrundinformation bezüglich der vorliegenden Offenbarung, die nicht notwendigerweise Stand der Technik ist.
Verbrennungsmotoren können Abgasrückführungssysteme aufweisen, um Abgas an die Brennräume für ein anschließendes Verbrennungsereignis bereitzustellen. Um eine Abgasströmung an die Brennräume bereitzustellen, ist eine Druckdifferenz zwischen dem Abgasströmungspfad des Motors und der Anordnung in dem Ansaugsystem, wo das Abgas wieder eingeführt wird, notwendig.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Verfahren zum Steuern einer internen Motorabgasrückführung kann ein Schätzen einer Strömungsbeschränkung durch einen Dieselpartikelfilter in einem Abgassystem einer Motorbaugruppe und ein Einstellen eines Gegendrucksteuerventils in dem Abgassystem stromabwärts des Dieselpartikelfilters aufgrund der Strömungsbeschränkung aufweisen. Es kann eine gesteuerte Menge an interner Abgasrückführung für die Motorbaugruppe auf Grundlage der Einstellung des Gegendrucksteuerventils bereitgestellt werden.
Eine Motorbaugruppe kann gemäß dem Verfahren zum Steuern einer internen Motorabgasrückführung betrieben werden und kann einen Motoraufbau, Ansaug- und Abgassysteme, ein Abgasrückführungssystem und ein Steuermodul aufweisen. Der Motoraufbau kann einen Brennraum sowie Ansaug- und Abgaskanäle in Kommunikation mit dem Brennraum definieren. Das Einlasssystem kann in Kommunikation mit dem Ansaugkanal stehen. Das Abgassystem kann eine Abgasrohrleitung in Kommunikation mit dem Abgaskanal, einen Dieselpartikelfilter, der in der Abgasrohrleitung angeordnet ist, und ein Gegendrucksteuerventil aufweisen, das in der Abgasrohrleitung stromabwärts des Dieselpartikelfilters angeordnet ist. Das Abgasrückführungssystem kann selektiv eine interne Abgasrückführung bereitstellen. Das Steuermodul kann in Kommunikation mit dem Gegendrucksteuerventil stehen und kann derart angepasst sein, eine Strömungsbeschränkung durch den Dieselpartikelfilter zu schätzen, die Position des Gegendrucksteuerventils auf Grundlage der Strömungsbeschränkung einzustellen und eine gesteuerte Menge an interner Abgasrückführung für die Motorbaugruppe auf Grundlage der eingestellten Position des Gegendrucksteuerventils bereitzustellen.
Weitere Anwendungsbereiche werden aus der hier vorgesehenen Beschreibung offensichtlich. Die Beschreibung und spezifische Beispiele in dieser Zusammenfassung sind nur zu Zwecken der Veranschaulichung und nicht dazu bestimmt, den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung zu beschränken.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur zu Veranschaulichungszwecken und sind nicht dazu bestimmt, den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung auf irgendeine Weise einzuschränken.
1 ist eine schematische Darstellung einer Motorbaugruppe gemäß der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine schematische Schnittansicht der Motorbaugruppe von 1;
3 ist eine schematische Darstellung der in 2 gezeigten Ventiltriebbaugruppe;
4 ist eine schematische Schnittansicht eines Abgasventilhubmechanismus von der in den 2 und 3 gezeigten Ventiltriebbaugruppe;
5 ist eine zusätzliche schematische Schnittansicht des Abgasventilhubmechanismus von der in den 2 und 3 gezeigten Ventiltriebbaugruppe;
6 ist eine graphische Darstellung einer Ansaug- und Abgasventilöffnung, die durch die Motorbaugruppe der 1–5 vorgesehen ist; und
7 ist ein Flussdiagramm, das eine Steuerung des Gegendrucksteuerventils von der Motorbaugruppe von 1 veranschaulicht.
Entsprechende Bezugszeichen geben über die verschiedenen Ansichten der Zeichnungen hinweg entsprechende Teile an.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nun werden Beispiele der vorliegenden Offenbarung detaillierter unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Nutzungen nicht beschränken.
Es sind beispielhafte Ausführungsformen vorgesehen, sodass diese Offenbarung vollständig ist und den Schutzumfang dem Fachmann vollständig vermittelt. Es sind zahlreiche spezifische Details dargestellt, wie Beispiele spezifischer Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren, um ein vollständiges Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bereitzustellen. Es ist dem Fachmann offensichtlich, dass spezifische Details nicht verwendet werden müssen, dass beispielhafte Ausführungsformen in vielen verschiedenen Formen ausgeführt werden können, und nicht so ausgelegt werden sollen, dass der Schutzumfang der Offenbarung beschränkt wird. Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen sind gut bekannte Prozesse, gut bekannte Vorrichtungsstrukturen und gut bekannte Technologien nicht detailliert beschrieben. Wie hier verwendet ist, bezeichnet der Begriff ”Modul” eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, und/oder einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe) und Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführt.
Wenn ein Element oder eine Schicht als ”an”, ”in Eingriff mit”, ”verbunden mit” oder ”gekoppelt mit” einem anderen Element oder einer anderen Schicht beschrieben ist, kann sie sich direkt auf dem anderen Element oder der anderen Schicht, in Eingriff damit, verbunden damit oder gekoppelt damit befinden oder es können dazwischenliegende Elemente oder Schichten vorhanden sein. Im Gegensatz dazu braucht, wenn ein Element als ”direkt auf”, ”direkt in Eingriff mit”, ”direkt verbunden mit” oder ”direkt gekoppelt mit” einem anderen Element oder einer anderen Schicht beschrieben ist, keine dazwischenliegenden Elemente oder Schichten vorhanden sein. Ein anderer Wortlaut, der zur Beschreibung der Beziehung zwischen Elementen verwendet ist, sei auf eine ähnliche Weise zu interpretieren (beispielsweise ”zwischen” gegenüber ”direkt zwischen”, ”benachbart” gegenüber ”direkt benachbart”, etc.). Der hier verwendete Begriff ”und/oder” umfasst jede und alle Kombinationen aus einem oder mehreren der zugeordneten aufgelisteten Objekte.
Obwohl die Begriffe erstes, zweites, drittes, etc. hier dazu verwendet sein können, verschiedene Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte zu beschreiben, sollen diese Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte nicht durch diese Begriffe beschränkt sein. Diese Begriffe können nur dazu verwendet werden, ein Element, eine Komponente, einen Bereich, eine Schicht oder einen Abschnitt von einem anderen Bereich, einer anderen Schicht oder einem anderen Abschnitt zu unterscheiden. Die Begriffe, wie ”erstes”, ”zweites” und andere numerische Begriffe, wenn sie hier verwendet sind, implizieren keine Abfolge oder Reihenfolge, sofern es durch den Kontext nicht deutlich angegeben ist. Somit kann ein erstes Element, eine erste Komponente, ein erster Bereich, eine erste Schicht oder ein erster Abschnitt, wie unten beschrieben ist, als ein zweites Element, eine zweite Komponente, ein zweiter Bereich, eine zweite Schicht oder ein zweiter Abschnitt ohne Abweichung von den Lehren der beispielhaften Ausführungsformen beschrieben werden.
Mit Bezug auf die 1 und 2 kann eine Motorbaugruppe 10 einen Motoraufbau 12, ein Ansaugsystem 14, ein Abgassystem 16, eine Ventiltriebbaugruppe 18 und eine Abgasrückführungs-(AGR)-Baugruppe 20 aufweisen. Der Motoraufbau 12 kann Zylinderbohrungen 22 definieren, die Brennräume bilden. Der Motoraufbau 12 kann einen Motorblock 24, der die Zylinderbohrungen 22 definiert, sowie einen Zylinderkopf 26 aufweisen, der mit dem Motorblock 24 gekoppelt ist und Ansaug- und Abgaskanäle 28, 30 in Kommunikation mit den Brennräumen definiert.
Eine Reihenmotorkonfiguration mit vier Zylindern (22-1, 22-2, 22-3, 22-4) ist in 1 nur zu Veranschaulichungszwecken mit einem einzelnen Zylinder schematisch gezeigt, der zur Vereinfachung in der in 2 gezeigten Schnittansicht dargestellt ist. Es sei zu verstehen, dass die Merkmale, die in Bezug auf den in 2 gezeigten Zylinder diskutiert sind, gleichermaßen Anwendung auf die verbleibenden Zylinder der Motorbaugruppe 10 finden. Zusätzlich sei zu verstehen, dass die vorliegenden Lehren Anwendung auf eine beliebige Anzahl von Kolben-Zylinder-Anordnungen und eine Vielzahl von Hubkolbenmotorkonfigurationen finden, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, V-Motoren, Reihenmotoren sowie Boxermotoren wie auch Konfigurationen mit oben liegender Nockenwelle sowie Nocke im Block.
Das Ansaugsystem 14 kann eine Ansaugrohrleitung 32, einen Ansaugkrümmer 36, der mit dem Zylinderkopf 26 gekoppelt ist und in Kommunikation mit der Ansaugrohrleitung 32 steht, ein Drosselventil 38 in der Ansaugrohrleitung 32, das eine Luftströmung zu dem Ansaugkanal 28 durch den Ansaugkrümmer 36 steuert, einen Turbolader 40, der eine Ansaugseite 42 (Kompressor) aufweist, die in der Ansaugrohrleitung 32 angeordnet ist, sowie einen Luftreiniger 44, der in der Ansaugrohrleitung 32 angeordnet ist, aufweisen. Die Ansaugrohrleitung 32 kann einen Lufteinlass in das Ansaugsystem 14 definieren, und der Turbolader 40 kann in Kommunikation mit den Ansaugkanälen 28 über den Ansaugkrümmer 36 stehen. Während ein einzelner Turbolader 40 gezeigt ist, sei zu verstehen, dass die vorliegende Offenbarung gleichermaßen Anwendung auf Anordnungen mit mehreren Turboladern findet.
Das Abgassystem 16 kann eine Abgasrohrleitung 48, einen Abgaskrümmer 52, der mit dem Zylinderkopf 26 gekoppelt ist und in Kommunikation mit der Abgasrohrleitung 48 steht, und einen Dieselpartikelfilter (DPF) 54 sowie einen Katalysator 56 für selektive katalytische Reduktion (SCR), der in der Abgasrohrleitung 48 angeordnet ist, aufweisen. Während die vorliegende Offenbarung mit einem einzelnen DPF 54 und einem einzelnen SCR-Katalysator 56 gezeigt ist, sei zu verstehen, dass diese nicht auf derartige Anordnungen beschränkt ist. Der DPF 54 kann alternativ in einem kombinierten DPF/SCR-Katalysator enthalten sein. Ferner kann der SCR-Katalysator 56 alternativ stromaufwärts des DPF 54 angeordnet sein, oder ein zusätzlicher SCR-Katalysator (nicht gezeigt) kann stromaufwärts des DPF 54 enthalten sein. Die Abgasseite 58 (Turbine) des Turboladers 40 kann in der Abgasrohrleitung 48 angeordnet sein und kann ein Turbinenrad in Kommunikation mit durch die Abgasrohrleitung 48 strömendem Abgas aufweisen und durch das durch die Abgasrohrleitung 48 strömende Abgas angetrieben werden. Die Abgasseite 58 des Turboladers 40 kann einen variablen Abgaseinlass 60 aufweisen, der eine Abgasströmungsbeschränkung durch den Turbolader 40 steuert. Der variable Abgaseinlass 60 kann in der Form einer variablen Düse durch Betätigung von Statorflügeln der Turbine vorliegen, um die Abgasströmung in die Turbine unter verschiedenen Winkeln zu lenken.
Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, kann die Ventiltriebbaugruppe 18 Ansaugventile 62, die in den Ansaugkanälen 28 angeordnet sind, Abgasventile 64, die in den Abgaskanälen 30 angeordnet sind, Ansaugventilhubmechanismen 66, die an dem Zylinderkopf 26 gelagert sind und mit den Ansaugventilen 62 in Eingriff stehen, Abgasventilhubmechanismen 68, die an dem Zylinderkopf 26 gelagert sind und mit den Abgasventilen 64 in Eingriff stehen, eine Einlassnockenwelle 70, die zur Rotation an dem Zylinderkopf 26 gelagert ist und mit den Ansaugventilhubmechanismen 66 in Eingriff steht, sowie eine Auslassnockenwelle 72 aufweisen, die zur Rotation an dem Zylinderkopf 26 gelagert ist und mit den Abgasventilhubmechanismen 68 in Eingriff steht. Die Ansaugnockenwelle 70 kann Ansaugnockennasen 74 aufweisen, die mit jedem der Ansaugventilhubmechanismen 66 in Eingriff stehen. Die Ansaugnockenwelle 70 kann einen Ansaugnockenphasensteller (nicht gezeigt) aufweisen, und der Ansaugventilhubmechanismus 66 kann eine Vielzahl von Formen annehmen, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, herkömmliche oder variable Ventilhubmechanismen.
Die Abgasventilhubmechanismen 68 können hydraulisch betätigte deaktivierende Ventilhubmechanismen bilden, die in einem ersten und zweiten Modus betreibbar sind. Bei dem vorliegenden nicht beschränkenden Beispiel, und wie in den 2–5 gezeigt ist, kann der Abgasventilhubmechanismus 68 in der Form eines Kipphebels vorliegen, der ein Paar von Außenarmen 78, einen Innenarm 80 mit einer Rolle 82 und einen Verriegelungsmechanismus 84 aufweist, der die Außenarme 78 selektiv mit dem Innenarm 80 koppelt. Wie in den 4 und 5 gezeigt ist, kann der Verriegelungsmechanismus 84 zwischen verriegelten (5) und entriegelten (4) Positionen durch eine druckbeaufschlagte Fluidversorgung 86 (wie druckbeaufschlagtes Öl) geschaltet werden. Der Verriegelungsmechanismus 84 kann normal in die entriegelte Position (4) für den Betrieb in dem zweiten Modus vorgespannt sein. Der Verriegelungsmechanismus 84 kann die Außenarme 78 zur Verstellung mit dem Innenarm 80 während des ersten Modus (5) sichern und kann eine relative Verstellung zwischen den Außenarmen 78 und dem Innenarm 80 während des zweiten Modus (4) zulassen. Während beide Abgasventilhubmechanismen 68 für jeden Zylinder als deaktivierende Ventilhubmechanismen in 3 gezeigt sind, sei zu verstehen, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf derartige Anordnungen beschränkt ist und gleichermaßen Anwendung auf Anordnungen findet, bei denen nur ein Abgasventilhubmechanismus 68 pro Zylinder ein deaktivierender Ventilhubmechanismus ist.
Die Auslassnockenwelle 72 kann eine erste Auslassnockennase 88, die mit jedem der Außenarme 78 in Eingriff steht, und eine zweite Auslassnockennase 90 aufweisen, die zwischen den ersten Auslassnockennasen 88 angeordnet ist und mit dem Innenarm 80 in Eingriff steht. Jede der ersten Auslassnockennasen 88 kann einen AGR-Hubbereich 92 definieren, der zumindest teilweise rotatorisch mit einem Ansaughubbereich 94 ausgerichtet ist, der durch eine entsprechende der Ansaugnockennasen 74 definiert ist. Die zweiten Auslassnockennasen 90 können Abgashubbereiche 96 definieren, die rotatorisch von dem AGR-Hubbereich 92 und den Ansaughubbereichen 94 versetzt sind.
Wie in 2 gezeigt ist, können die Hubbereiche 92, 94, 96 allgemein als Bereiche der Nockennasen 74, 88, 90 definiert sein, die Nasenspitzen aufweisen, die sich von einem Grundkreisbereich erstrecken, um einen Ventilhub bereitzustellen. Das Abgasventil 64 kann in eine offene Position verstellt werden, wenn die Spitze der zweiten Auslassnockennase 90 mit dem Abgasventilhubmechanismus 68 während sowohl des ersten als auch zweiten Modus in Eingriff steht. Das Abgasventil 64 kann in eine offene Position verstellt werden, wenn die Spitzen der ersten Auslassnockennasen 88 mit dem Abgasventilhubmechanismus 68 während des ersten Modus in Eingriff stehen, und das Abgasventil 64 kann in der geschlossenen Position bleiben, wenn die Spitzen der ersten Auslassnockennasen 88 mit dem Abgasventilhubmechanismus 68 während des zweiten Modus in Eingriff stehen. Die ersten Auslassnockennasen 88 können eine interne Abgasrückführung bereitstellen, wenn der Abgasventilhubmechanismus 68 in dem ersten Modus betrieben wird.
Wie in 6 zu sehen ist, kann das Abgasventil 64 zwischen einem Abgasventilhubereignis (E), das von der Auslassnockennase 90 vorgesehen wird, und einem anschließenden AGR-Ventilhubereignis (AGR), das durch die AGR-Nockennasen 88 vorgesehen wird, während des Betriebs des Abgasventilhubmechanismus 68 in dem ersten Modus vollständig schließen. Der Hub des Abgasventils 64, der während des AGR-Ventilhubereignisses (AGR) vorgesehen wird, kann zwischen zwanzig Prozent und sechzig Prozent des Spitzenhubes des Abgasventils 64 entsprechen, der während des Abgasventilhubereignisses (E) vorgesehen wird. Zusätzlich kann eine Gesamtheit der Öffnung des Abgasventils 64 durch den AGR-Hubbereich 92 während des ersten Modus erfolgen, während ein entsprechendes Ansaugventil 62 (d. h. Ansaugventil für denselben Zylinder) offen ist, wie durch das Ansaugventilhubereignis (I) dargestellt ist.
Der spielarme Hub (L), der in 6 gezeigt ist, entspricht dem Totgang, der durch den Eingriff zwischen dem AGR-Hubbereich 92 und dem Abgasventilhubmechanismus 68 während des ersten Modus vorgesehen wird. Genauer können die Außenarme 78 von der AGR-Nockennase 88 um einen vorbestimmten Betrag während des ersten Modus verstellt werden, bevor das Abgasventil 64 aus der geschlossenen Position verstellt wird. Die Differenz zwischen dem spielarmen Hub (L) und dem AGR-Ventilhubereignis (AGR) in 6 zeigt ein nicht beschränkendes Beispiel des Totgang-Eingriffs zwischen dem AGR-Hubbereich 92 der AGR-Nockennase 88 und den Außenarmen 78 während des ersten Modus. Der anfängliche Totgang, der durch den Eingriff zwischen dem AGR-Hubbereich 92 und dem Abgasventilhubmechanismus 68 während des ersten Modus vorgesehen wird, kann Teiletoleranzen aufnehmen, um das AGR-Ventilhubereignis (AGR) außerhalb des Abgasventilhubereignisses (E) und innerhalb des Ansaugventilhubereignisses (I) beizubehalten.
Die Abgasrückführungsbaugruppe 20 kann eine AGR-Leitung 98, einen AGR-Kühler 100 und einen Kühlerbypass 102, der in der AGR-Leitung 98 angeordnet ist, ein AGR-Steuerventil 104 und ein Gegendrucksteuerventil 106 aufweisen. Die AGR-Leitung 98 kann sich von der Abgasrohrleitung 48 an einem Ort zwischen dem Turbolader 40 und einem Auslass der Abgasrohrleitung 48 zu dem Ansaugsystem 14 erstrecken, um eine Kommunikation zwischen den Ansaug- und Abgassystemen 14, 16 bereitzustellen.
Bei dem nicht beschränkenden Beispiel, das in 1 gezeigt ist, kann das AGR-Steuerventil 104 an dem Auslass der AGR-Leitung 98 angeordnet sein und kann eine Abgasrückführungsströmung zu dem Ansaugsystem 14 von der AGR-Leitung 98 steuern. Das Gegendrucksteuerventil 106 kann in der Abgasrohrleitung 48 an einem Ort zwischen der AGR-Leitung 98 und einem Auslass der AGR-Leitung 98 angeordnet sein. Bei dem nicht beschränkenden Beispiel, das in 1 gezeigt ist, ist das Gegendrucksteuerventil 106 an dem Auslass der Abgasrohrleitung 48 angeordnet. Der DPF 54 kann in der Abgasrohrleitung 48 an einer Stelle zwischen der Abgasseite 58 des Turboladers 40 und dem Gegendrucksteuerventil 106 angeordnet sein. Die Anordnung, die oben diskutiert ist, sieht ein internes AGR-System in Kombination mit einem Niederdruck-AGR-System vor.
Genauer kann die Motorbaugruppe 10 zusätzlich ein Steuermodul 108 in Kommunikation mit dem AGR-Steuerventil 104 und dem Gegendrucksteuerventil 106 aufweisen. Wie in den 3 bis 5 gezeigt ist, kann die druckbeaufschlagte Fluidversorgung 86 für die Abgasventilhubmechanismen 68 Ölsteuerventile 110 in Kommunikation mit dem Steuermodul 108 sowie gesteuert durch das Steuermodul 108 aufweisen.
Das Gegendrucksteuerventil 106 kann dazu verwendet werden, die Druckdifferenz zwischen dem Ansaugsystem 14 und dem Abgassystem 16 für sowohl das interne AGR-System als auch das Niederdruck-AGR-System zu steuern, um eine Rückführung von Abgas in der Motorbaugruppe 10 einzustellen. Die Abgasventilhubmechanismen 68 und das AGR-Steuerventil 104 können von dem Steuermodul 108 eingestellt werden, um eine Soll-Menge an Abgasrückführung während des Motorbetriebs bereitzustellen. Das Drosselventil 38 und der variable Abgaseinlass 60 des Turboladers 40 können auch dazu verwendet werden, die Druckdifferenz zwischen dem Ansaugsystem 14 und dem Abgassystem 16 zu steuern, um die Menge an Abgas, die in der Motorbaugruppe 10 rückgeführt wird, weiter einzustellen. Bei einigen Anordnungen kann die Abgasrückführungsbaugruppe 20 zusätzlich einen Umgehungs- bzw. Bypassdurchgang 112 und ein Bypassventil 114 aufweisen, das in dem Bypassdurchgang 112 angeordnet ist und mit dem Steuermodul 108 in Kommunikation steht. Der Bypassdurchgang 112 kann sich von dem Abgaskrümmer 52 zu einem Bereich der Ansaugrohrleitung 32 erstrecken, der zwischen dem Ansaugdrosselventil 38 und dem Ansaugkrümmer 36 angeordnet ist, um eine weitere Steuerung von Abgasrückführung bereitzustellen.
Bei der oben diskutierten Anordnung kann das interne AGR-System als das Hochdruck-AGR-System verwendet werden, wobei typische Hochdruck-AGR-Leitungen und -Kühler beseitigt werden, wodurch das Potential für eine Schädigung des Hochdruck-AGR-Kühlers beseitigt wird.
Das Steuermodul 208 kann die Position des Gegendrucksteuerventils 106 auf Grundlage der Strömungsbeschränkung durch den DPF 54 einstellen, die aus dem Rußniveau des DPF 54 resultiert. Das Gegendrucksteuerventil 106 kann eingestellt werden, um eine gewünschte Abgasrückführungsrate und eine gewünschte Luftströmung in die Motorbaugruppe zu liefern.
Wie in 7 zu sehen ist, ist die Steuerlogik 200 für das Steuermodul 108 veranschaulicht und kann bei Schritt 202 beginnen, wo der Verbrennungsmodus der Motorbaugruppe 10 bewertet wird. Wenn der Verbrennungsmodus keine interne AGR aufweist, kann die Steuerlogik 200 mit Schritt 204 fortfahren, wo das Gegendrucksteuerventil 106 in eine vollständig offene Position eingestellt wird. Die Steuerlogik 200 kann dann zu Schritt 202 während des Motorbetriebs zur anschließenden Bewertung des Verbrennungsmodus zurückkehren.
Wenn der Verbrennungsmodus eine interne AGR aufweist, kann das Steuermodul 108 eine Strömungsbeschränkung durch den DPF 54 schätzen, das Gegendrucksteuerventil 106 auf Grundlage der Strömungsbeschränkung einstellen und eine gesteuerte Menge an Abgasrückführung in die Motorbaugruppe 10 auf Grundlage der eingestellten Position des Gegendrucksteuerventils 106 liefern. Die gesteuerte Menge an Abgasrückführung zu der Motorbaugruppe 10 kann ein Öffnen des Gegendrucksteuerventils 106 aufweisen, um eine Strömungsbeschränkung durch das Gegendrucksteuerventil 106 zu reduzieren, wenn die Strömungsbeschränkung durch den DPF54 zunimmt.
Genauer kann die Steuerlogik 200 mit Schritt 206 fortfahren, wo ein Motorbetriebspunkt bestimmt wird. Der Motorbetriebspunkt kann die Motordrehzahl- und Lastbedingungen aufweisen. Die Steuerlogik 200 kann dann eine Anfangsposition des Gegendrucksteuerventils 106 bei Schritt 208 auf Grundlage der Motordrehzahl- und Lastbedingungen bestimmen. Eine eingestellte Position des Gegendrucksteuerventils 106 kann bei Schritt 210 bestimmt werden. Die eingestellte Position des Gegendrucksteuerventils 106 kann zumindest teilweise auf der Strömungsbeschränkung durch den DPf 54 basieren. Die Strömungsbeschränkung kann auf Grundlage einer Rußbeladung in dem DPF 54 bestimmt werden.
Anhand eines nicht beschränkenden Beispiels kann eine geschätzte Rußbeladung in dem DPF 54 auf Grundlage eines DPF-Rußmodells bestimmt werden und eine geschätzte Öffnung des Gegendrucksteuerventils 106 kann auf Grundlage der geschätzten Rußbeladung bestimmt werden. Eine Rußbeladungskorrektur kann dann als eine Funktion der Motordrehzahl und der Kraftstoffmenge bestimmt werden und kann auf die geschätzte Öffnung des Gegendrucksteuerventils 106 angewendet werden. Die korrigierte Öffnung des Gegendrucksteuerventils 106 kann dann auf einen Grundabschnitt des Gegendrucksteuerventils 106 angewendet werden, um ein Öffnen des Gegendrucksteuerventils 106 zu erhöhen und den durch die Rußbeladung bereitgestellten, erhöhten Gegendruck aufzunehmen.
Die Position des Gegendrucksteuerventils 106 kann ferner auf Grundlage der Motorluftströmung eingestellt werden. Genauer kann bei Schritt 212 die Steuerlogik 200 einen Motorluftmassenstrom von dem Luftmassenstrom-(MAF)-Sensor 116 bestimmen. Ein Ziel-(oder Soll-)Massenluftdurchfluss kann dann bei schritt 214 auf Grundlage der gegenwärtigen Motorbetriebsbedingungen bestimmt werden, die eine Motordrehzahl und -last aufweisen. Der Zielluftdurchfluss kann dann bei Schritt 216 auf Grundlage der Kühlmitteltemperatur, der Lufttemperatur und der Höhe eingestellt werden. Eine Differenz zwischen dem Ist-Luftdurchfluss und dem Zielluftdurchfluss kann bei Schritt 218 bestimmt werden. Eine endgültig eingestellte Position des Gegendrucksteuerventils 106 kann dann bei Schritt 220 auf Grundlage der eingestellten Position des Gegendrucksteuerventils 106, auf Grundlage der bei Schritt 210 bestimmten Rußbeladung und der Differenz zwischen dem Ist-Luftdurchfluss und des Zielluftdurchflusses bei Schritt 220 bestimmt werden. Die Position des Gegendrucksteuerventils 106 kann dann bei Schritt 222 eingestellt werden.
Wie oben angemerkt ist, kann die gesteuerte Menge an Abgasrückführung, die der Motorbaugruppe 10 geliefert wird, eine interne AGR aufweisen, die daraus resultiert, dass das Abgasventil 64 während zumindest eines Anteils eines Ansaugtakts des Brennraums offen ist, wobei die Menge an Abgasrückführung durch eine Druckdifferenz zwischen dem Abgassystem 16 und dem Ansaugsystem 14 gesteuert ist, die durch die Einstellung der Position des Gegendrucksteuerventils 106 bereitgestellt ist. Die Kommunikation zwischen dem Abgassystem 16 und dem Ansaugsystem 14 durch die AGR-Leitung 98 kann auch durch das Gegendrucksteuerventil 106 gesteuert werden.

Claims

Motorbaugruppe, umfassend: einen Motoraufbau, der einen Brennraum sowie Ansaug- und Abgaskanäle in Kommunikation mit dem Brennraum definiert; ein Ansaugsystem in Kommunikation mit dem Ansaugkanal; ein Abgassystem, umfassend: eine Abgasrohrleitung in Kommunikation mit dem Abgaskanal; einen Dieselpartikelfilter, der in der Abgasrohrleitung angeordnet ist; und ein Gegendrucksteuerventil, das in der Abgasrohrleitung stromabwärts des Dieselpartikelfilters angeordnet ist; ein Abgasrückführungssystem, das selektiv eine interne Abgasrückführung bereitstellt; und ein Steuermodul in Kommunikation mit dem Gegendrucksteuerventil, das derart angepasst ist, eine Strömungsbeschränkung durch den Dieselpartikelfilter zu schätzen, die Position des Gegendrucksteuerventils auf Grundlage der Strömungsbeschränkung einzustellen und eine gesteuerte Menge an interner Abgasrückführung an die Motorbaugruppe auf Grundlage der eingestellten Position des Gegendrucksteuerventils zu liefern.
Motorbaugruppe nach Anspruch 1, ferner mit einer Ventiltriebbaugruppe, die ein Ansaugventil, das in dem Ansaugkanal angeordnet ist, einen Ansaugventilhubmechanismus, der mit dem Ansaugventil in Eingriff steht, eine Ansaugnockennase, die mit dem Ansaugventilhubmechanismus in Eingriff steht und einen Ansaughubbereich definiert, der derart angepasst ist, das Ansaugventil zu öffnen, ein Abgasventil, das in dem Abgaskanal angeordnet ist, einen Abgasventilhubmechanismus, der mit dem Abgasventil in Eingriff steht, und eine erste Auslassnockennase aufweist, die mit dem Abgasventilhubmechanismus in Eingriff steht und einen AGR-Hubbereich definiert, der zumindest teilweise rotatorisch mit dem Ansaughubbereich ausgerichtet und derart angepasst ist, das Abgasventil zu öffnen, wobei der Abgasventilhubmechanismus in dem ersten und zweiten Modus betreibbar ist, wobei der erste Modus umfasst, dass das Abgasventil geöffnet ist, wenn der AGR-Hubbereich mit dem Abgasventilhubmechanismus in Eingriff steht, und der zweite Modus umfasst, dass der Abgasventilhubmechanismus das Abgasventil in einer geschlossenen Position beibehält, wenn der AGR-Hubbereich mit dem Abgasventilhubmechanismus in Eingriff steht.
Motorbaugruppe nach Anspruch 2, wobei die gesteuerte Menge an interner Abgasrückführung umfasst, dass das Abgasventil während eines Ansaughubes des Verbrennungsraums offen ist, wobei die Menge an interner Abgasrückführung durch eine Druckdifferenz zwischen dem Abgassystem und einem Ansaugsystem der Motorbaugruppe gesteuert wird, die durch die eingestellte Position des Gegend rucksteuerventils vorgesehen ist.
Motorbaugruppe nach Anspruch 3, ferner umfassend: eine AGR-Leitung, die sich von dem Abgasrohr an einer Stelle stromabwärts des Dieselpartikelfilters zu dem Ansaugsystem erstreckt und eine Kommunikation zwischen dem Ansaug- und Abgassystem bereitstellt; und einen Turbolader in Kommunikation mit der Abgasrohrleitung und dem Ansaugkanal, der durch Abgas angetrieben ist, das durch die Abgasrohrleitung strömt, wobei der Turbolader in Kommunikation mit der Abgasrohrleitung an einer Stelle stromaufwärts der AGR-Leitung steht.
Motorbaugruppe nach Anspruch 1, wobei das Steuermodul derart angepasst ist, das Gegendrucksteuerventil zu öffnen, um eine Strömungsbeschränkung durch das Gegendrucksteuerventil zu reduzieren, wenn die Strömungsbeschränkung durch den Dieselpartikelfilter zunimmt.
Motorbaugruppe nach Anspruch 5, wobei die geschätzte Strömungsbeschränkung durch den Dieselpartikelfilter ein geschätztes Rußniveau in dem Dieselpartikelfilter aufweist.
Motorbaugruppe nach Anspruch 1, wobei das Steuermodul ein Rußmodell zum Schätzen eines Rußniveaus in dem Dieselpartikelfilter aufweist, wobei das Steuermodul derart angepasst ist, ein Öffnen des Gegendrucksteuerventils zu erhöhen, wenn das Rußniveau zunimmt.
Motorbaugruppe nach Anspruch 7, wobei das Steuermodul derart angepasst ist, eine geschätzte Position des Gegendrucksteuerventils auf Grundlage des geschätzten Rußniveaus zu bestimmen, einen Korrekturfaktor für die geschätzte Position des Gegendrucksteuerventils auf Grundlage der Motordrehzahl zu bestimmen und die Position des Gegendrucksteuerventils auf Grundlage der geschätzten Position des Gegendrucksteuerventils oder des Korrekturfaktors einzustellen.
Motorbaugruppe nach Anspruch 8, ferner mit einem Luftmassenstromsensor in Kommunikation mit dem Steuermodul, der einen Ist-Luftdurchfluss in die Motorbaugruppe an das Steuermodul liefert, wobei das Steuermodul derart angepasst ist, einen Zielluftdurchfluss bei gegenwärtigen Motorbetriebsbedingungen zu bestimmen und das Gegendrucksteuerventil auf Grundlage einer Differenz zwischen dem Ist-Luftdurchfluss und dem Ziel-Luftdurchfluss einzustellen, um einen Luftdurchfluss an die Motorbaugruppe innerhalb einer vorbestimmten Schwelle des Zielluftdurchflusses zu liefern.
Motorbaugruppe nach Anspruch 9, ferner mit einer Ventiltriebbaugruppe, die ein Ansaugventil, das in dem Ansaugkanal angeordnet ist, einen Ansaugventilhubmechanismus, der mit dem Ansaugventil in Eingriff steht, eine Ansaugnockennase, die mit dem Ansaugventilhubmechanismus in Eingriff steht und einen Ansaughubbereich definiert, der derart angepasst ist, das Ansaugventil zu öffnen, ein Abgasventil, das in dem Abgaskanal angeordnet ist, einen Abgasventilhubmechanismus, der mit dem Abgasventil in Eingriff steht, und eine erste Auslassnockennase aufweist, die mit dem Abgasventilhubmechanismus in Eingriff steht und einen AGR-Hubbereich definiert, der zumindest teilweise rotatorisch mit dem Ansaughubbereich ausgerichtet und derart angepasst ist, das Abgasventil zu öffnen, wobei der Abgasventilhubmechanismus in dem ersten und zweiten Modus betreibbar ist, wobei der erste Modus umfasst, dass das Abgasventil geöffnet ist, wenn der AGR-Hubbereich mit dem Abgasventilhubmechanismus in Eingriff steht, und der zweite Modus umfasst, dass der Abgasventilhubmechanismus das Abgasventil in einer geschlossenen Position beibehält, wenn der AGR-Hubbereich mit dem Abgasventilhubmechanismus in Eingriff steht, wobei die gesteuerte Menge an interner Abgasrückführung, die der Motorbaugruppe geliefert wird, umfasst, dass das Abgasventil während eines Ansaugtaktes des Brennraumes offen ist, wobei die Menge an interner Abgasrückführung durch eine Druckdifferenz zwischen dem Abgassystem und einem Ansaugsystem der Motorbaugruppe gesteuert wird, die durch die eingestellte Position des Gegendrucksteuerventils vorgesehen ist.