DE102013216512B4

DE102013216512B4 - Verfahren und system zum betrieb eines motorturboladers

Info

Publication number: DE102013216512B4
Application number: DE102013216512.9A
Authority: DE
Inventors: William Charles Ruona; Kevin Durand Byrd; Keith Michael Plagens
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2012-08-29
Filing date: 2013-08-21
Publication date: 2020-02-06
Anticipated expiration: 2033-08-22
Also published as: US9404415B2; US8925302B2; CN103670675B; CN103670675A; DE102013216512A1; US20150113980A1; US20140060006A1; RU2013140086A; RU2562330C2

Abstract

Verfahren zum Betrieb eines einen Turbolader enthaltenden Motors, das Folgendes umfasst:Verlängern einer Zeit, die Motorabgase in einem Auslasskrümmer sind durch Drehen des Turboladers in eine erste Richtung; undErhöhung des Motorausgangsdrehmoments durch Drehen des Turboladers in eine zweite Richtung, die sich von der ersten Richtung unterscheidet;wobei der Turbolader als Reaktion auf eine Temperatur oder eine Zeitdauer seit dem letzten Motorstopp in die erste Richtung betrieben wird;wobei wiederum die Temperatur nicht kleiner als die Nachbehandlungstemperatur ist.

Description

STAND DER TECHNIK
Patentveröffentlichung US 4,745,755 (A ) beschreibt ein Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors, bei dem sich auf der Turboladerwelle zusätzlich zu Turbine und Kompressor ein elektrischer Motorgenerator befindet. Im Motorbremsbetrieb wird der Motorgenerator bei niedrigem erforderlichen Bremsmoment als Generator betrieben; bei höherem erforderlichen Bremsmoment als Motor, der die Turboladerwelle „rückwärts“ dreht, d.h. entgegen der Drehrichtung, die der Turbolader hat, wenn sich der Verbrennungsmotor im Antriebsbetrieb befindet.
HI NTERGRUND/KURZDARSTELLUNG
Es kann wünschenswert sein, Motoremissionen zum Zeitpunkt des Motorstarts zu reduzieren, so dass durchschnittliche Motoremissionen über einen Fahrzyklus reduziert werden können. Eine Art und Weise der Verbesserung von Motoremissionen zum Zeitpunkt des Starts besteht darin, einen Motor fett zu betreiben und einem mit dem Motor gekoppelten Auslasssystem Luft zuzuführen. Solch ein Betrieb gestattet das Oxidieren von Motorabgasbestandteilen im Auslasssystem. Insbesondere können Kohlenwasserstoffe in den Abgasen oxidiert werden, wenn sie mit in das Auslasssystem eingeleiteter Luft kombiniert werden. Die oxidierenden Kohlenwasserstoffe geben Wärme ab, die zu einer Nachbehandlungsvorrichtung im Auslasssystem übertragen werden kann. Die Wärmeübertragung reduziert eine Zeitdauer, die die Nachbehandlungsvorrichtung benötigt, um auf Betriebstemperatur zu kommen. Folglich kann die Nachbehandlungsvorrichtung früher nach dem Motorstart damit beginnen, Abgasbestandteile in wünschenswertere Verbindungen umzuwandeln, wodurch Motoremissionen reduziert werden. Systeme, die Luft in ein Motorauslasssystem einspritzen, erhöhen jedoch Systemkosten und können weniger zuverlässig sein als Systeme, die keine Luft in den Motorauslass einspritzen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben genannten Einschränkungen mindestens zu reduzieren. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betrieb eines Motors mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 7 und 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen lehren die Unteransprüche 2 bis 6, 8 bis 13 und 15 bis 18. Im Wesentlichen umfasst die Lösung Folgendes: Verlängern einer Zeit, die Motorabgase in einem Auslasskrümmer sind durch Drehen des Turboladers in eine erste Richtung; und Erhöhung des Motorausgangsdrehmoments durch Drehen des Turboladers in eine zweite Richtung, die sich von der ersten Richtung unterscheidet.
Durch Drehen eines Turboladers in zwei verschiedene Richtungen kann es möglich sein, sowohl Motoremissionen als auch die Motorleistungsabgabe zu verbessern. Zum Beispiel kann ein Turbolader nach einem Motorstart in eine erste Richtung gedreht werden, die einer Richtung, in die Motorabgase den Turbolader antreiben, entgegengesetzt ist, so dass Abgase eine längere Latenzzeit in dem Motorauslasskrümmer erfahren. Eine längere Latenzzeit kann eine vollständigere Oxidation von Abgasen im Auslasskrümmer gestatten, so dass Motoremissionen verbessert werden können. Darüber hinaus kann durch Drehen des Turboladers in eine erste Richtung, die einer Richtung entgegengesetzt ist, in die sich der Turbolader dreht, wenn er durch den Motorzylinder verlassende Abgase beaufschlagt wird, Abgasgegendruck erhöht werden, was unter einigen Bedingungen auch dazu beitragen kann, Motoremissionen zu verbessern. Folglich kann der Turbolader in eine zweite Richtung gedreht werden, die in den Motor eintretende Luft mit Druck beaufschlagt, um Motorleistung zu verbessern.
Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bieten. Insbesondere kann der Ansatz Motoremissionen während eines Motorkaltstarts reduzieren. Des Weiteren kann der Ansatz Kraftstoffverbrauch durch Verkürzen der Katalysatoranspringzeit reduzieren, so dass eine Zeitdauer, während der der Motor weniger effizient betrieben wird, reduziert werden kann. Darüber hinaus kann der Ansatz im Vergleich zu Systemen, die Sekundärlufteinspritzung zum Auslasssystem verwenden, eine zuverlässigere Art und Weise bereitstellen, Motoremissionen zu reduzieren.
Die obigen Vorteile und andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, alleine betrachtet oder in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, leicht hervor.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Motors;
2 und 3 zeigen beispielhafte Vorrichtungen zur Änderung der Drehrichtung eines Turboladers;
4 und 5 zeigen beispielhafte Bedingungen, wann eine Turboladerturbine in eine Richtung gedreht wird, die einer Richtung entgegengesetzt ist, in die sich die Turboladerturbine dreht, wenn sie über die Motorzylinder verlassende Motorabgase angetrieben wird;
6 und 7 zeigen simulierte Motorkaltstartsequenzen; und
8 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Betrieb eines Turboladers.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Beschreibung betrifft den Betrieb eines Turboladers. In einem Beispiel dreht sich eine Turboladerturbine in eine Richtung, die durch Abgasstrom aus Motorzylindern bestimmt wird. In einem anderen Beispiel dreht sich die Turboladerturbine in eine Richtung, die der Richtung entgegengesetzt ist, in die sich die Turbine dreht, wenn sie durch Motorabgase angetrieben wird. Der Ansatz kann Motoremissionen durch Verbesserung der Oxidation von Abgasen in einem Auslasskrümmer verbessern. Ein beispielhaftes System wird in 1 gezeigt. Der Motor und der Turbolader können zur Bereitstellung der Sequenzen der 6 und 7 über das in 8 gezeigte Verfahren betrieben werden. Beispielhafte Turbolader werden in den 2 und 3 gezeigt. 4 und 5 zeigen Abgasstrom in der Nähe eines Turboladers gemäß dem Verfahren von 8. Motorstartssequenzen gemäß dem Verfahren von 8 werden in 6 und 7 gezeigt.
Auf 1 Bezug nehmend, wird ein mehrere Zylinder, von denen ein Zylinder in 1 gezeigt wird, umfassender Verbrennungsmotor 10 durch eine elektronische Motorsteuerung 12 gesteuert. Der Motor 10 enthält eine Brennkammer 30 und Zylinderwände 32 mit einem darin positionierten Kolben 36, der mit einer Kurbelwelle 40 verbunden ist. Die Brennkammer 30 steht in der Darstellung über ein Einlassventil 52 bzw. ein Auslassventil 54 mit einem Einlasskrümmer 44 und einem Auslasskrümmer 48 in Verbindung. Jedes Einlass- und Auslassventil kann durch einen Einlassnocken 51 und einen Auslassnocken 53 betätigt werden. Die Position des Einlassnockens 51 kann durch einen Einlassnockensensor 55 bestimmt werden. Die Position des Auslassnockens 53 kann durch einen Auslassnockensensor 57 bestimmt werden.
In der Darstellung ist das Kraftstoffeinspritzventil 66 so positioniert, dass es den Kraftstoff direkt in den Zylinder 30 einspritzt, was dem Fachmann als Direkteinspritzung bekannt ist. Als Alternative dazu kann Kraftstoff zu einem Einlasskanal eingespritzt werden, was dem Fachmann als Einlasskanaleinspritzung bekannt ist. Das Kraftstoffeinspritzventil 66 liefert flüssigen Kraftstoff proportional zu einer Impulsbreite, die von der Steuerung 12 bereitgestellt wird. Kraftstoff wird von einem (nicht gezeigten) Kraftstoffsystem, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und eine (nicht gezeigte) Kraftstoff-Verteilerleitung enthält, an das Kraftstoffeinspritzventil 66 geliefert.
Dem Einlasskrümmer 44 wird durch den Kompressor 162 Luft zugeführt. Abgase drehen die Turbine 164, die mit der Welle 161 gekoppelt ist, wodurch der Kompressor 162 angetrieben wird. In einigen Beispielen ist ein Bypass-Kanal 77 enthalten, so dass Abgase die Turbine 164 unter gewählten Betriebsbedingungen umgehen können. Strom durch den Bypass-Kanal 77 wird über ein Wastegate 75 geregelt. Des Weiteren kann in einigen Beispielen ein Kompressor-Bypass-Kanal 86 vorgesehen sein, um durch den Kompressor 162 bereitgestellten Druck zu begrenzen. Strom durch den Bypass-Kanal 86 wird durch das Ventil 85 geregelt. In diesem Beispiel wird durch Wicklungen oder als Alternative Permanentmagnete 170, die mit der Welle 161 gekoppelt sind, ein erstes Magnetfeld bereitgestellt, und die Wicklung 171 stellt bei Stromzuführung durch die Steuerung 12 ein zweites Magnetfeld bereit. Die beiden Magnetfelder können die Welle 161 drehen oder halten, um die Drehrichtung des Kompressors 162 und der Turbine 164 zu steuern. Darüber hinaus steht der Einlasskrümmer 44 in der Darstellung mit der zentralen Drosselklappe 62 in Verbindung, die eine Stellung einer Drosselklappenplatte 64 einstellt, um Luftstrom von dem Motorlufteinlass 42 zu steuern. Die zentrale Drosselklappe 62 kann elektrisch betrieben sein.
Eine verteilerlose Zündanlage 88 liefert über eine Zündkerze 92 als Reaktion auf die Steuerung 12 einen Zündfunken zur Brennkammer 30, um ein Luftkraftstoffgemisch zu zünden. In anderen Beispielen kann der Motor ein Kompressionszündungsmotor ohne Zündanlage, wie zum Beispiel ein Dieselmotor, sein. In der Darstellung ist eine Universal-Lambdasonde 126 (UEGO-Sonde, UEGO - Universal Exhaust Gas Oxygen, Universal-Abgas-Sauerstoffgehalt) stromaufwärts eines Katalysators 70 mit dem Auslasskrümmer 48 gekoppelt. Als Alternative dazu kann anstelle der UEGO-Sonde 126 eine Zweizustands-Lambdasonde eingesetzt werden.
Der Katalysator 70 kann in einem Beispiel mehrere Katalysator-Bricks enthalten. In einem anderen Beispiel können mehrere Abgasreinigungsvorrichtungen, jede mit mehreren Bricks, verwendet werden. Der Katalysator 70 kann in einem Beispiel ein Dreiwege-Katalysator sein.
In der Darstellung von 1 ist die Steuerung 12 ein herkömmlicher Mikrocomputer, der eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangs-Ports (I/O) 104, einen Nurlesespeicher (ROM) 106, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 108, einen Erhaltungsspeicher (KAM) 110 und einen herkömmlichen Datenbus enthält. Die Steuerung 12 erhält in der Darstellung neben den zuvor besprochenen Signalen verschiedene Signale von mit dem Motor 10 gekoppelten Sensoren, darunter die Motorkühlmitteltemperatur (ECT) von dem mit der Kühlhülse 114 gekoppelten Temperatursensor 112; einen mit einem Fahrpedal 130 gekoppelten Positionssensor 134 zur Erfassung der durch den Fuß 132 eingestellten Position des Fahrpedals; eine Messung eines Motoreinlasskrümmerabsolutdrucks (MAP) von dem mit dem Einlasskrümmer 44 gekoppelten Drucksensor 122; einen Motorpositionssensor von einem Hall-Effekt-Sensor 118, der die Stellung der Kurbelwelle 40 erfasst; eine Messung von in den Motor eintretender Luftmasse von dem Sensor 120 (zum Beispiel einem Heißdraht-Luftmengenmesser); und eine Messung der Drosselklappenstellung vom Sensor 58. Es kann auch Barometerdruck zur Verarbeitung durch die Steuerung 12 erfasst werden (Sensor nicht gezeigt). Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung erzeugt der Motorpositionssensor 118 bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine vorbestimmte Anzahl gleichmäßig beabstandeter Impulse, aus denen die Motordrehzahl (RPM) bestimmt werden kann.
In einigen Beispielen kann der Motor mit einem Elektromotor-/Batteriesystem in einem Hybridfahrzeug gekoppelt sein. Das Hybridfahrzeug kann eine Parallelkonfiguration, eine Reihenkonfiguration oder Variationen oder Kombinationen davon aufweisen. Des Weiteren können bei anderen Ausführungsformen andere Motorkonfigurationen eingesetzt werden, zum Beispiel ein Dieselmotor.
Im Betrieb erfährt jeder Zylinder im Motor 10 in der Regel einen Viertaktprozess: der Prozess umfasst den Ansaughub, den Verdichtungshub, den Arbeitshub und den Auslasshub. Während des Ansaughubs schließt sich im Allgemeinen das Auslassventil 54 und das Einlassventil 52 öffnet sich. Über den Einlasskrümmer 44 wird Luft in die Brennkammer 30 eingeleitet, und der Kolben 36 bewegt sich zum Boden des Zylinders, um das Volumen in der Brennkammer 30 zu vergrößern. Die Position, in der sich der Kolben 36 nahe dem Boden des Zylinders und am Ende seines Hubs befindet (zum Beispiel, wenn die Brennkammer 30 ihr größtes Volumen aufweist), wird in der Regel von dem Fachmann als unterer Totpunkt (uT) bezeichnet. Während des Verdichtungshubs sind das Einlassventil 52 und das Auslassventil 54 geschlossen. Der Kolben 36 bewegt sich zum Zylinderkopf, um die Luft in der Brennkammer 30 zu komprimieren. Der Punkt, an dem sich der Kolben 36 an seinem Hubende und dem Zylinderkopf am nächsten befindet (zum Beispiel, wenn die Brennkammer 30 ihr kleinstes Volumen aufweist), wird vom Fachmann in der Regel als oberer Totpunkt (oT) bezeichnet. Bei einem im Folgenden als Einspritzung bezeichneten Vorgang wird Kraftstoff in die Brennkammer eingeleitet. Bei einem im Folgenden als Zündung bezeichneten Vorgang wird der eingespritzte Kraftstoff durch ein bekanntes Zündmittel, wie zum Beispiel eine Zündkerze 92, gezündet, was zur Verbrennung führt. Während des Arbeitshubs drücken die expandierenden Gase den Kolben 36 zum uT zurück. Die Kurbelwelle 40 wandelt Kolbenbewegung in ein Drehmoment der Drehwelle um. Schließlich öffnet sich das Auslassventil 54 während des Auslasshubs, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch zum Auslasskrümmer 48 abzugeben, und der Kolben kehrt zum oT zurück. Es sei darauf hingewiesen, dass Obiges nur als Beispiel gezeigt wird und dass die Zeitpunkte des Öffnens und/oder Schließens des Einlass- und Auslassventils variieren können, um eine positive oder negative Ventilüberlappung, spätes Schließen des Einlassventils oder verschiedene andere Beispiele zu liefern.
Nunmehr auf 2 Bezug nehmend, wird ein Querschnitt einer ersten Vorrichtung zur Umkehr der Drehrichtung eines Turboladers gezeigt. Die Turbine 164 ist in der Darstellung mit der Welle 161 mechanisch gekoppelt. Der Kompressor 162 ist in der Darstellung auch mit der Welle 161 mechanisch gekoppelt. Die Welle 161 wird durch Lager 210 gestützt.
Während des Motorbetriebs wirken Abgase auf die Turbine 164, um zu bewirken, dass sie sich in eine erste Richtung dreht, wodurch die Welle 161 und der Kompressor 162 gedreht werden. Unter ausgewählten Motorbetriebsbedingungen (zum Beispiel bei Leerlauf nach dem Motorstart) kann über die Steuerung 12 jedoch Strom durch die Wicklung 171 fließen, um ein erstes Magnetfeld zu erzeugen. Ein durch die Wicklung oder als Alternative Permanentmagnete 170 erzeugtes zweites Magnetfeld wird von dem ersten Magnetfeld angezogen und/oder abgestoßen, um die stationäre Welle 161 zu drehen oder zu halten. Durch Anlegen von Strom an die Wicklung 171 wird gestattet, dass ein Magnetfeld die Welle 161 in eine Richtung dreht, die der Richtung entgegengesetzt ist, in die sich die Welle 161 dreht, wenn Abgas die Turbine 164 mit einer Kraft beaufschlagt.
Nunmehr auf 3 Bezug nehmend, wird ein Querschnitt einer alternativen Vorrichtung 300 zur Umkehr der Drehrichtung eines Turboladers gezeigt. Die Komponenten der Vorrichtung 300, die die gleichen Zahlen wie die Komponenten der in 2 gezeigten Vorrichtung aufweisen, entsprechen den in 2 gezeigten Komponenten, und die Komponenten funktionieren wie in der Beschreibung von 2 besprochen.
Vorrichtung 300 enthält eine Vorrichtung (zum Beispiel ein Ventil) 340 zur Steuerung des Hydraulikflusses und eine Hydraulikpumpe 342. Die Hydraulikpumpe ist mit der Welle 161 integriert und kann Flügel 343 enthalten. Die Welle 161 kann sich durch Öffnen des Ventils 340, wodurch Hydraulikfluid, wie zum Beispiel Öl, in die Hydraulikpumpe 342 eintreten kann, drehen. Das Öffnen des Ventils 340 gestattet das Einwirken von Öl auf die Flügel 343, um die Welle 161 in eine Richtung zu drehen, die der Richtung entgegengesetzt ist, in die sich die Welle 161 dreht, wenn Abgas die Turbine 164 mit einer Kraft beaufschlagt. In einem Beispiel kann die Hydraulikpumpe 342 in eine einzige Richtung hydraulisch angetrieben werden, um eine Turbinenrückwärtsdrehung bereitzustellen.
Nunmehr auf 4 Bezug nehmend, werden beispielhafte Gasstrombedingungen nahe einem Turbolader, wenn eine Turbine in eine Richtung gedreht wird, die einer Richtung entgegengesetzt ist, in die sich die Turbine dreht, wenn sie über Abgase angetrieben wird, gezeigt. In diesem Beispiel befindet sich das Wastegate-Ventil 75 in einem geöffneten Zustand, der Abgasstrom durch den Bypass 77 gestattet. Von Motorzylindern ausgestoßene Abgase strömen in die durch Pfeil 402 gezeigte Richtung. Die Motorabgase vermischen sich mit von stromabwärts der Turbine 164 (zum Beispiel in Richtung des Abgasstroms von den Motorzylindern), wie durch Pfeil 408 gezeigt, beförderten Abgasen. Die Turbine 164 führt Abgase in Richtung von Pfeil 406 bei Drehung in einer Rückwärtsrichtung durch einen elektromechanischen oder hydraulischen Aktuator (zum Beispiel die in den 2 und 3 gezeigte Vorrichtung) einem Mischungsraum stromaufwärts der Turbine 164 zu. Vermischte Abgase strömen in Richtung von Pfeil 404 durch das Wastegate-Ventil 75 über den Kanal 77, wenn das Wastegate-Ventil 75 geöffnet ist, wie gezeigt ist. Abgase verlassen das Wastegate 75 und strömen zur Atmosphäre, wie durch Pfeil 410 gezeigt, oder werden in Richtung von Pfeil 412 zurückgeführt. In diesem Beispiel werden Turbinendrehungsvorwärts- und -rückwärtsrichtungen gezeigt.
Durch Drehung in einer Rückwärtsrichtung über hydraulische oder elektrische Antriebskraft werden somit Abgase durch die Turbine 164 gesaugt und zu einem Mischungsraum stromaufwärts der Turbine 164 zurückgeführt. Durch Drehung der Turbine 164 in eine Rückwärtsrichtung wird die Latenzzeit von Abgasen stromaufwärts der Turbine 164 verlängert, so dass eine vollständigere Oxidation von Abgasen erfolgen kann. Solch ein Abgasstrommuster kann kurz nach einem Neustart eines Motors erzeugt werden, so dass die Abgasoxidation in dem Auslasssystem vollständiger ist.
Nunmehr auf 5 Bezug nehmend, werden beispielhafte Abgasstrombedingungen nahe einem Turbolader, wenn eine Turbine in eine Richtung gedreht wird, die einer Richtung entgegengesetzt ist, in die sich die Turbine dreht, wenn sie über Abgase angetrieben wird, gezeigt. In diesem Beispiel befindet sich das Wastegate-Ventil 75 in einem geschlossenen Zustand, wodurch verhindert wird, dass Abgase durch den Bypass 77 strömen. Von Motorzylindern ausgestoßene Abgase strömen in die durch Pfeil 502 gezeigte Richtung. Die Motorabgase vermischen sich mit von stromabwärts der Turbine 164 (zum Beispiel in Richtung des Abgasstroms von den Motorzylindern), wie durch Pfeil 508 gezeigt, beförderten Abgasen. Die Turbine 164 führt Abgase bei Drehung in einer Rückwärtsrichtung über einen elektromechanischen oder hydraulischen Aktuator (zum Beispiel die in den 2 und 3 gezeigte Vorrichtung) zu stromaufwärts der Turbine 164 zu. Es erfolgt ein Abgasstrom von im Wesentlichen null durch den Bypass-Kanal 77, wenn sich das Wastegate 75 in einem geschlossenen Zustand befindet. Eine geringe Abgasmenge kann durch die Turbine 164 zu stromabwärts der Turbine 164 passieren, wie durch Pfeil 512 gezeigt. In einigen Beispielen befindet sich das Wastegate 75 möglicherweise nur für eine kurze Dauer in einem geschlossenen Zustand, so dass eine ausreichende Abgasmenge aus den Motorzylindern abgeführt werden kann, so dass der Motor weiter betrieben werden kann.
Somit können durch Drehung in eine Rückwärtsrichtung über hydraulische oder elektrische Antriebskraft Abgase und/oder Luft durch die Turbine 164 gesaugt und zu stromaufwärts der Turbine 164 zurückgeführt werden. Durch Drehung der Turbine 164 in eine Rückwärtsrichtung wird die Latenzzeit von Abgasen stromaufwärts der Turbine 164 verlängert, so dass eine vollständigere Oxidation von Abgasen erfolgen kann. Solch ein Abgasstrommuster kann während des Hochfahrens des Motors oder kurz danach (zum Beispiel während der Zeit dazwischen, wenn sich die Motordrehzahl zwischen Anlassdrehzahl und Leerlaufdrehzahl befindet) bereitgestellt werden.
Nunmehr auf 6 Bezug nehmend, wird eine simulierte Motorkaltstartsequenz gezeigt. Die Sequenz von 6 kann gemäß dem Verfahren von 8 über das in den 1 - 3 gezeigte System bereitgestellt werden, das in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherte Anweisungen ausführt.
Das erste Diagramm von oben in 6 zeigt die Motordrehzahl als Funktion der Zeit. Die Y-Achse stellt Motordrehzahl dar, und die X-Achse stellt Zeit dar. Die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Motordrehzahl nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu.
Das zweite Diagramm von oben in 6 zeigt die Abgasnachbehandlungsvorrichtungstemperatur (zum Beispiel die Katalysatortemperatur) als Funktion der Zeit. Die Y-Achse stellt die Abgasnachbehandlungsvorrichtungstemperatur dar, und die X-Achse stellt Zeit dar. Die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Abgasnachbehandlungsvorrichtungstemperatur nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die horizontale Linie 602 stellt einen Nachbehandlungsvorrichtungstemperaturschwellwert dar. Zum Beispiel wird die Nachbehandlungsvorrichtung mit einem erwarteten Wirkungsgrad betrieben, wenn sich die Nachbehandlungsvorrichtung über der Schwelltemperatur 602 befindet. Die Nachbehandlungsvorrichtung wird unter dem erwarteten Wirkungsgrad betrieben, wenn sich die Nachbehandlungsvorrichtung unter der Schwelltemperatur 602 befindet. Der Verlauf 603 stellt die Nachbehandlungsvorrichtungstemperatur bei Betrieb des Motors gemäß dem Verfahren von 8 dar. Der Verlauf 604 stellt die Nachbehandlungsvorrichtungstemperatur dar, wenn der Motor nicht gemäß dem Verfahren von 8 betrieben wird.
Das dritte Diagramm von oben in 6 zeigt die Motordrehmomentanforderung als Funktion der Zeit. Die Y-Achse stellt die Motordrehmomentanforderung dar, und die X-Achse stellt Zeit dar. Die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Motordrehmomentanforderung nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu.
Das vierte Diagramm von oben in 6 zeigt die Turbinendrehrichtung als Funktion der Zeit. Die Y-Achse stellt die Turbinendrehrichtung dar, und die X-Achse stellt Zeit dar. Die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Turbinendrehrichtung verläuft über der Linie 610 rückwärts und unter der Linie 610 vorwärts. Die Vorwärtsrichtung der Turbine ist die Richtung, in die sich die Turbine dreht, wenn Abgase die Turbine drehen und nicht, wenn die Turbine elektrisch oder hydraulisch gedreht wird.
Das fünfte Diagramm von oben in 6 zeigt die Turbolader-Wastegate-Stellung als Funktion der Zeit. Die Y-Achse stellt die Wastegate-Stellung dar, und die X-Achse stellt Zeit dar. Die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Das Wastegate-Öffnungsausmaß nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu.
Zum Zeitpunkt T₀ ist der Motor angehalten und die Nachbehandlungsvorrichtungstemperatur befindet sich auf einer niedrigen Höhe. Die Motordrehmomentanforderung ist auch gering, und die Turbine dreht sich nicht. Des Weiteren befindet sich das Turbolader-Wastegate in einer geschlossenen Stellung.
Zwischen dem Zeitpunkt T₀ und T₁ wird der Motor als Reaktion auf einen Motorstartwunsch gestartet, wie durch die zunehmende Motordrehzahl angezeigt. Die Nachbehandlungsvorrichtungstemperatur ist gering, beginnt aber zuzunehmen. Die Motordrehmomentanforderung bleibt auf einer niedrigen Höhe, und die Turbine wird als sich nicht drehend gezeigt. In einigen Beispielen kann der Turbolader jedoch beginnen, sich als Reaktion auf einen Motorstartwunsch in eine Rückwärtsrichtung zu drehen. Das Turbolader-Wastegate wird weiterhin in einer geschlossenen Stellung gehalten. In einigen Beispielen kann das Turbolader-Wastegate als Reaktion auf den Motorstartwunsch jedoch in eine geöffnete Stellung angesteuert werden.
Zum Zeitpunkt T₁ beginnt die Turbine, sich in eine Rückwärtsrichtung zu drehen. Insbesondere dreht sich die Turbine in eine Richtung, die einer Richtung entgegengesetzt ist, in die sich die Turbine dreht, wenn sie durch die Motorzylinder verlassende Abgase angetrieben wird. In einem Beispiel dreht sich die Turbine als Reaktion auf eine Zeitdauer nach dem letzten Anhalten des Motors und als Reaktion auf die Temperatur der Nachbehandlungsvorrichtung in die Rückwärtsrichtung. Als Alternative dazu kann die Turbine als Reaktion darauf, dass nach dem Motorstart durch den Motor eine Motordrehzahl erreicht wird, in Rückwärtsrichtung gedreht werden. Die Temperatur der Nachbehandlungsvorrichtung beginnt anzusteigen, und Kohlenwasserstoffe werden im Auslasskrümmer oxidiert, da durch Umdrehen der Turboladerdrehrichtung die Latenzzeit von Abgas im Motorauslasskrümmer verlängert wird. Des Weiteren bleibt das Wastegate in einer geschlossenen Stellung, obgleich, wie zuvor erwähnt, das Wastegate, falls gewünscht, zu einem früheren Zeitpunkt geöffnet werden kann. Die Motordrehmomentanforderung bleibt auf der geringen Höhe. Abgasstrom an der Turbine zum Zeitpunkt T₁ ist wie in 5 gezeigt.
Zum Zeitpunkt T₂ ist das Wastegate in eine geöffnete Stellung angesteuert, und Abgase beginnen, um die Turbine herum zu strömen, wie in 4 dargestellt. Das Wastegate kann als Reaktion auf eine Abgasgegendruckhöhe oder eine Zeitdauer seit dem letzten Anhalten des Motors in die geöffnete Stellung angesteuert sein. Die Temperatur der Abgasnachbehandlungsvorrichtung steigt weiter an, und die Motordrehmomentansteuerung bleibt auf einer relativ geringen Höhe.
Zum Zeitpunkt T₃ hat als Reaktion auf die Zunahme der Drehmomentanforderung die Motordrehmomentanforderung zugenommen und ist das Wastegate geschlossen. Die Motordrehmomentansteuerung kann durch einen Fahrer oder eine Steuerung erhöht werden. Darüber hinaus endet eine über eine elektrische oder hydraulische Vorrichtung an die Turboladerwelle angelegte Kraft als Reaktion auf die zunehmende Motordrehmomentanforderung. Des Weiteren wird das Wastegate als Reaktion auf die Motordrehmomentanforderung in eine geschlossene Stellung eingestellt. Folglich bewirken Motorabgase eine Änderung der Turbinendrehrichtung von rückwärts nach vorwärts. Der Turbolader beginnt, dem Motor nach Umkehr der Turbinenrichtung Druckluft zuzuführen. Vor Umkehr der Turbinenrichtung dreht sich auch der Kompressor in eine Rückwärtsrichtung und führt dem Motor keine Druckluft zu. In einigen Beispielen kann ein Kompressor-Bypass-Ventil geöffnet werden, um Luftstrom zum Motor zu lassen, wenn sich der Kompressor in eine Rückwärtsrichtung dreht.
Zum Zeitpunkt T₄ wird die Motordrehmomentanforderung durch den Fahrer des Fahrzeugs oder eine Steuerung auf einen niedrigen Wert reduziert. Als Reaktion auf den geringeren Motordrehmomentwunsch beginnt die Motordrehzahl, reduziert zu werden, und die Wastegate-Stellung schließt sich teilweise. Die Nachbehandlungsvorrichtungstemperatur liegt zum Zeitpunkt T₄ unter dem Schwellwert 602, steigt aber weiter und übersteigt schließlich den Schwellwert 602. Die Turbinendrehrichtung bleibt nach Erhöhung der Motordrehmomentanforderung vorwärts.
Auf diese Weise kann die Turbinendrehrichtung als Reaktion auf einen Motordrehmomentwunsch umgedreht und dann vorwärts angetrieben werden. Die Drehung des Turboladers in einer Vorwärtsrichtung gestattet, dass der Turboladerkompressor dem Motor Druckluft zuführt, so dass der Motordrehmomentwunsch erfüllt werden kann.
Nunmehr auf 7 Bezug nehmend, wird eine andere simulierte Motorkaltstartsequenz gezeigt. Die Sequenz von 7 kann gemäß dem Verfahren von 8 über das in den 1 - 3 gezeigte System bereitgestellt werden, das in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherte Anweisungen ausführt. Die in 7 gezeigten Diagramme haben die gleichen Signale wie in 6 beschrieben. Deshalb werden der Kürze halber die Diagramm- und Signalbeschreibungen weggelassen und die Differenzen zwischen den Diagrammen besprochen. Der Verlauf 703 stellt die Nachbehandlungsvorrichtungstemperatur für die dargestellte Sequenz gemäß dem Verfahren von 8 dar. Der Verlauf 704 stellt die Nachbehandlungsvorrichtungstemperatur dar, wenn das Verfahren von 8 nicht angewendet wird.
Zum Zeitpunkt T₀ ist der Motor angehalten und die Nachbehandlungsvorrichtungstemperatur befindet sich auf einer niedrigen Höhe. Die Motordrehmomentanforderung ist auch gering, und die Turbine dreht sich nicht. Des Weiteren befindet sich das Turbolader-Wastegate in einer geschlossenen Stellung.
Zwischen dem Zeitpunkt T₀ und T₁ wird der Motor als Reaktion auf einen Motorstartwunsch gestartet, wie durch die zunehmende Motordrehzahl gezeigt. Die Nachbehandlungsvorrichtungstemperatur ist gering, beginnt aber zuzunehmen. Die Motordrehmomentanforderung bleibt auf einer niedrigen Höhe, und die Turbine wird als sich nicht drehend gezeigt. In einigen Beispielen kann der Turbolader jedoch beginnen, sich als Reaktion auf einen Motorstartwunsch in eine Rückwärtsrichtung drehen. Das Turbolader-Wastegate wird weiterhin in einer geschlossenen Stellung gehalten. In einigen Beispielen kann das Turbolader-Wastegate als Reaktion auf den Motorstartwunsch jedoch in eine geöffnete Stellung angesteuert werden.
Zum Zeitpunkt T₁ wird die Turboladerturbine über einen elektrischen oder hydraulischen Aktuator, der auf eine Turboladerwelle wirkt, in eine Rückwärtsrichtung gedreht. In einem Beispiel ist der Aktuator wie in 2 oder 3 beschrieben. Das Wastegate ist anfangs geschlossen, und die Motordrehmomentanforderung befindet sich auf einer geringen Höhe. Die Nachbehandlungsvorrichtungstemperatur beginnt anzusteigen, und Kohlenwasserstoffe werden im Auslasskrümmer oxidiert, während Umkehr der Turboladerdrehrichtung die Abgaslatenzzeit im Motorauslasskrümmer verlängert. Die Turboladerturbine kann als Reaktion auf eine Zeitdauer nach Motorstopp und als Reaktion auf die Nachbehandlungsvorrichtungstemperatur in Rückwärtsrichtung gedreht werden.
Zum Zeitpunkt T₂ erreicht die Nachbehandlungsvorrichtung die Schwelltemperatur 602. Die Nachbehandlungsvorrichtung wandelt Abgasbestandteile mit einem gewünschten Wirkungsgrad bei Temperaturen über 602 in CO₂ und H₂O um. Die Turbinendrehrichtung und die Kompressordrehrichtung ändern sich als Reaktion darauf, dass die Nachbehandlungsvorrichtung die Schwelltemperatur erreicht, von einer Rückwärtsrichtung zu einer Vorwärtsrichtung. Insbesondere endet die Energiezufuhr zur Drehung der Turbine in Rückwärtsrichtung, und das Wastegate wird geschlossen, so dass eine auf die Turbine wirkende Abgasmenge zunimmt, wodurch eine Änderung der Turbinendrehrichtung bewirkt wird. Die Motordrehmomentanforderung bleibt auf einer geringen Höhe.
In diesem Beispiel, in dem die Motordrehmomentanforderung gering ist und die Nachbehandlungsvorrichtungstemperatur die Schwelltemperatur 602 erreicht, bevor der Motordrehmomentwunsch erhöht wird, wird somit die Turbinendrehrichtung als Reaktion auf die Nachbehandlungsvorrichtungstemperatur umgedreht.
Nunmehr auf 8 Bezug nehmend, wird ein Verfahren zum Betrieb eines Turboladers gezeigt. Das Verfahren von 8 kann als Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher der Steuerung 12 in dem in 1 gezeigten System gespeichert sein. Des Weiteren kann das Verfahren von 8 die in den 6 und 7 dargestellten Betriebsfrequenzen bereitstellen.
Bei 802 bestimmt das Verfahren 800 die Betriebsbedingungen. Die Betriebsbedingungen können Motordrehzahl, Nachbehandlungsvorrichtungstemperatur, Motorlast, Motordrehmomentanforderung, Motortemperatur, Einlasskrümmerdruck und Abgasgegendruck umfassen, sind aber nicht drauf beschränkt. Das Verfahren 800 geht nach Bestimmung der Betriebsbedingungen zum Ausgang.
Bei 804 beurteilt das Verfahren 800, ob eine vorbestimmte Dauer oder Bedingung nach dem Motorstartwunsch erfüllt worden ist oder nicht. In einem Beispiel ist die vorbestimmte Dauer eine Zeitdauer oder eine Anzahl von Verbrennungsereignissen seit dem letzten Motorstopp. In anderen Beispielen ist die vorbestimmte Bedingung ein Motorstarwunsch. Wenn die Dauer oder die Bedingung nach dem Motorstartwunsch erfüllt worden ist, ist die Antwort ja und das Verfahren 800 geht zu 806 über. Ansonsten ist die Antwort nein und das Verfahren 800 kehrt zu 804 zurück.
Bei 806 beurteilt das Verfahren 800, ob eine Temperatur einer Nachbehandlungsvorrichtung (zum Beispiel eines Katalysators oder Partikelfilters) über einem Schwellwert liegt oder nicht. Der Temperaturschwellwert kann für unterschiedliche Motorbetriebsbedingungen variieren. Zum Beispiel kann die Schwelltemperatur eine erste Temperatur für Motorstart bei einer ersten Temperatur sein. Die Schwelltemperatur kann eine zweite Temperatur für Motorstart bei einer zweiten Temperatur sein, wobei die zweite Temperatur höher ist als die erste Temperatur. Wenn die Nachbehandlungsvorrichtungstemperatur über der Schwelltemperatur liegt, ist die Antwort ja und das Verfahren 800 geht zu 830 über. Ansonsten ist die Antwort nein und das Verfahren 800 geht zu 810 über.
Bei 830 beendet das Verfahren 800 die Energiezuführung zur Drehung der Turbine in eine Rückwärtsrichtung (zum Beispiel in eine Richtung, die der Richtung entgegengesetzt ist, in die den Motor verlassende Abgase die Turbine antreiben), und Abgase können die Turbine in eine Vorwärtsrichtung drehen. Wenn sich darüber hinaus die Turbine in eine Rückwärtsrichtung dreht, wobei sich das Turbolader-Wastegate in einer geöffneten Stellung befindet, wird das Wastegate als Reaktion auf die Nachbehandlungsvorrichtungstemperatur, die Motordrehmomentanforderung oder eine Zeitdauer seit dem letzten Motorstopp in die geschlossene Stellung angesteuert. Durch das Schließen des Wastegate kann die Turbine eher die Richtung wechseln, als wenn das Wastegate geöffnet bleiben darf. Nachdem die Turbine begonnen hat, sich in eine Vorwärtsrichtung zu drehen, wird dem Motor über den Kompressor Druckluft zugeführt.
Bei 810 beurteilt das Verfahren 800, ob eine Motordrehmomentanforderung größer als ein Schwellwert ist oder nicht. In einem Beispiel kann die Motordrehmomentanforderung von einem Fahrer eines Fahrzeugs stammen, der ein Fahrpedal, wie in 1 gezeigt, betätigt. In anderen Beispielen kann die Motordrehmomentanforderung von einer anderen Steuerung, wie zum Beispiel einer Hybridantriebsstrangsteuerung, stammen. Wenn das Verfahren 800 urteilt, dass die Motordrehmomentanforderung über einem Schwellwert liegt, ist die Antwort ja und das Verfahren 800 geht zu 830 über. Ansonsten ist die Antwort nein und das Verfahren 800 geht zu 812 über.
Bei 812 dreht das Verfahren 800 die Turboladerturbine und den Kompressor in eine Rückwärtsrichtung. In einem Beispiel ist die Rückwärtsrichtung eine Richtung, die einer Richtung entgegengesetzt ist, in die die Turbine angetrieben wird, wenn Abgase auf Turbinenschaufeln treffen. Die Turbine kann über einen elektrischen oder hydraulischen Aktuator, wie in den 2 und 3 gezeigt, in eine Rückwärtsrichtung angetrieben werden. Nach Antrieb der Turbine in eine Rückwärtsrichtung geht das Verfahren 800 zu 814 über.
Bei 814 beurteilt das Verfahren 800, ob sich der Motoreinlasskrümmerabsolutdruck (MAP) auf einer Sollhöhe befindet oder nicht. Da durch Rückwärtsdrehen des Kompressors Luftstrom in den Einlasskrümmer begrenzt werden kann, wird der MAP überprüft, um zu gewährleisten, dass eine Sollluftmenge in den Motor eintritt. Wenn bestimmt wird, dass sich der MAP nicht auf einer Sollhöhe befindet, dann ist die Antwort nein und das Verfahren 800 geht zu 822 über. Ansonsten ist die Antwort ja und das Verfahren 800 geht zu 816 über.
Bei 822 beurteilt das Verfahren 800, ob das Öffnungsausmaß der Drosselklappe auf einem Schwellausmaß (zum Beispiel über 40% eines zur Verfügung stehenden Drosselklappenöffnungsausmaßes) liegt oder nicht. Wenn das Öffnungsausmaß der Drosselklappe nicht auf dem Schwellöffnungsausmaß liegt, ist die Antwort nein und das Verfahren 800 geht zu 824 über. Wenn das Öffnungsausmaß der Drosselklappe auf dem Schwellöffnungsausmaß liegt, ist die Antwort ja und das Verfahren 800 geht zu 826 über.
Bei 824 wird das Drosselklappenöffnungsausmaß zur Bereitstellung des Soll-MAP eingestellt. Wenn der MAP unter dem Soll-MAP liegt, wird das Drosselklappenöffnungsausmaß vergrößert. Wenn der MAP über dem Soll-MAP liegt, wird das Drosselklappenöffnungsausmaß verkleinert. In einem Beispiel kann die Vergrößerung oder Verkleinerung des Drosselklappenöffnungsausmaßes eine Funktion der Differenz zwischen dem Soll-MAP und dem Ist- oder gemessenen MAP sein. Nach Einstellung des Drosselklappenöffnungsausmaßes kehrt das Verfahren 800 zu 814 zurück.
Bei 826 öffnet das Verfahren 800 das Kompressor-Bypass-Ventil, um den MAP zu vergrößern. Wenn es sich bei dem Kompressor-Bypass-Ventil um ein Zweizustandsventil handelt, dann wird das Kompressor-Bypass-Ventil aus einem geschlossenen Zustand in einen geöffneten Zustand bewegt. Wenn das Kompressor-Bypass-Ventil zwischen mehr als zwei Zuständen einstellbar ist, dann kann das Kompressor-Bypass-Ventilöffnungsausmaß um ein vorbestimmtes Ausmaß vergrößert werden. Nach Einstellung des Zustands des Kompressor-Bypass-Ventils geht das Verfahren 800 zu 824 über.
Bei 816 beurteilt das Verfahren 800, ob der Abgasgegendruck über einem vorbestimmten Gegendruck liegt oder nicht. Des Weiteren beurteilt das Verfahren 800 in einigen Beispielen, ob eine vorbestimmte Dauer seit Motorstopp vergangenen ist. Wenn die Antwort auf eine oder beide Bedingungen ja ist, geht das Verfahren 800 zu 818 über. Ansonsten ist die Antwort nein und das Verfahren 800 geht zu 804 zurück.
Bei 818 öffnet das Verfahren 800 das Turbolader-Wastegate, um Abgasstrom um die Turbine herum zu gestatten. Das Wastegate kann elektrisch oder pneumatisch geöffnet werden. Nach dem Öffnen des Wastegate geht das Verfahren 800 zu 820 über.
Bei 820 führt das Verfahren 800 Abgas von stromabwärts der Turbine (zum Beispiel in Abgasstromrichtung von dem Motor zur Atmosphäre) oder dem Wastegate über die sich rückwärts drehende Turbine zum Turbineneinlass zurück. In einigen Beispielen kann die Drehzahl der sich rückwärts drehenden Turbine in Abhängigkeit von den Motorbetriebsbedingungen eingestellt werden. Die Turbine kann zum Beispiel mit Zunahme der Motordrehzahl mit einer zunehmend höheren Drehzahl rückwärts gedreht werden. Als Alternative dazu kann die Turbinendrehzahl mit abnehmender Motordrehzahl verringert werden. Nach Beginn der Abgasrückführung kehrt das Verfahren 800 zu 804 zurück.
Auf diese Weise kann die Richtung der Turboladerdrehung gesteuert werden, so dass Abgase durch einen Turbolader zurückgeführt werden können, um die Oxidation von Abgasen zu verbessern. Des Weiteren kann eine umgedrehte Turbinendrehung als Reaktion auf die Motordrehmomentanforderung, die Zeit seit Motorstopp und die Nachbehandlungsvorrichtungstemperatur beendet werden.
Somit stellt das Verfahren von 8 ein Verfahren zum Betrieb eines Motors bereit, das Folgendes umfasst: Verlängern einer Zeit, die Motorabgase in einem Auslasskrümmer sind durch Drehen des Turboladers in eine erste Richtung; und Erhöhung des Motorausgangsdrehmoments durch Drehen des Turboladers in eine zweite Richtung, die sich von der ersten Richtung unterscheidet. Das Verfahren umfasst, dass der Turbolader als Reaktion auf eine Temperatur oder eine Zeitdauer seit dem letzten Motorstopp in die erste Richtung betrieben wird. Das Verfahren umfasst, dass die Temperatur eine Nachbehandlungsvorrichtungstemperatur oder eine Motortemperatur ist.
In einem anderen Beispiel umfasst das Verfahren, dass der Turbolader hydraulisch in die erste Richtung, die einer Abgasstromrichtung entgegengesetzt ist, angetrieben wird und dass der Turbolader nicht hydraulisch in die zweite Richtung angetrieben wird, die einer Abgasstromrichtung entspricht. Somit kann die die Turbine drehende Hydraulikpumpe in eine einzige Richtung hydraulisch angetrieben werden. Das Verfahren umfasst, dass ein Turbolader-Wastegate geöffnet ist, während sich der Turbolader in die erste Richtung dreht. Das Verfahren umfasst, dass ein Turbolader-Kompressor-Bypass-Ventil geöffnet ist, während sich der Turbolader in die erste Richtung dreht. Des Weiteren umfasst das Verfahren, dass der Turbolader in die erste Richtung, die einer Abgasstromrichtung entgegengesetzt ist, elektrisch angetrieben wird.
In einem anderen Beispiel stellt das Verfahren von 8 Betrieb eines Motors bereit, umfassend: Zurückführen von Motorabgasen, die durch ein Wastegate strömen, in eine einem Motorabgasstrom entgegengesetzte Richtung über Drehen einer Turboladerturbine in eine Richtung, die einer Richtung, in die ein Motorabgasstrom die Turboladerturbine antreibt, entgegengesetzt ist. Weiterhin umfasst das Verfahren Beenden der Drehung der Turboladerturbine in die Richtung, die einer Richtung, in die Motorabgasstrom die Turboladerturbine antreibt, entgegengesetzt ist, als Reaktion auf einen zunehmenden Motordrehmomentwunsch. Weiterhin umfasst das Verfahren Verdichten von dem Motor zugeführter Luft über den Turbolader als Reaktion auf den zunehmenden Motordrehmomentwunsch. Weiterhin umfasst das Verfahren Schließen des Wastegate als Reaktion auf den zunehmenden Drehmomentwunsch.
In einem anderen Beispiel umfasst das Verfahren weiterhin Beenden der Drehung des Turboladers in die Richtung, die der Motorabgasstromrichtung, die die Turboladerturbine antreibt, entgegengesetzt ist, als Reaktion auf eine Temperatur. Das Verfahren umfasst, dass die Temperatur eine Temperatur des Motors oder eine Temperatur einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung ist. Des Weiteren umfasst das Verfahren, dass die Rückführung bei einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem letzten Motorstopp beginnt.
In einem anderen Beispiel stellt das Verfahren von 8 Betrieb eines Motors bereit, umfassend: Drehen eines mit dem Motor gekoppelten Turboladers in eine erste Richtung, um in einen Einlasskrümmer eintretende Luft zu verdichten; und Drehen des Turboladers in eine zweite Richtung zum Ansaugen von Abgasen von stromabwärts eines Wastegate und stromaufwärts einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung zu einer stromaufwärts des Wastegate liegenden Stelle. Das Verfahren umfasst, dass das Wastegate geöffnet ist, während der Turbolader in die zweite Richtung gedreht wird. Weiterhin umfasst das Verfahren Einstellen einer Stellung einer Drosselklappe zum Erreichen eines Soll-MAP in einem Einlasskrümmer des Motors. In einigen Beispielen umfasst das Verfahren weiterhin Einstellen einer Stellung eines Kompressor-Bypass-Ventils als Reaktion auf den Soll-MAP. Weiterhin umfasst das Verfahren Öffnen des Wastegate als Reaktion auf eine vorbestimmte Dauer nach Motorstart. Des Weiteren umfasst das Verfahren, dass die stromaufwärts des Wastegate gelegene Stelle ein Turbineneinlass ist.
Wie für einen Durchschnittsfachmann offensichtlich, kann das in 8 beschriebene Verfahren eine oder mehrere einer Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie zum Beispiel ereignisgesteuert, interruptgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Somit können verschiedene dargestellte Schritte oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen werden. Ebenso muss die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsweise die hier beschriebenen Aufgaben, Merkmale und Vorteile erreichen, sondern ist zur besseren Veranschaulichung und Beschreibung vorgesehen. Obgleich dies nicht explizit dargestellt wird, liegt für einen Durchschnittsfachmann auf der Hand, dass eine(r) oder mehrere der dargestellten Schritte oder Funktionen in Abhängigkeit von der verwendeten bestimmten Strategie wiederholt durchgeführt werden kann/können.
Dies schließt die Beschreibung ab. Ihre Lektüre durch den Fachmann würde viele Änderungen und Modifikationen ohne Verlassen des Gedankens und Schutzbereichs der Beschreibung erkennen lassen. Zum Beispiel könnten Einzylinder-, I2-, I3-, I4-, I5-, V6-, V8-, V10-, V12- und V16-Motoren, die mit Erdgas, Benzin, Diesel oder mit alternativen Kraftstoffkonfigurationen betrieben werden, die vorliegende Beschreibung vorteilhaft nutzen.

Claims

Verfahren zum Betrieb eines einen Turbolader enthaltenden Motors, das Folgendes umfasst: Verlängern einer Zeit, die Motorabgase in einem Auslasskrümmer sind durch Drehen des Turboladers in eine erste Richtung; und Erhöhung des Motorausgangsdrehmoments durch Drehen des Turboladers in eine zweite Richtung, die sich von der ersten Richtung unterscheidet; wobei der Turbolader als Reaktion auf eine Temperatur oder eine Zeitdauer seit dem letzten Motorstopp in die erste Richtung betrieben wird; wobei wiederum die Temperatur nicht kleiner als die Nachbehandlungstemperatur ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Temperatur eine Nachbehandlungsvorrichtungstemperatur oder eine Motortemperatur ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Turbolader hydraulisch in die erste Richtung, die einer Abgasstromrichtung entgegengesetzt ist, angetrieben wird, und wobei der Turbolader nicht hydraulisch in die zweite Richtung angetrieben wird, die einer Abgasstromrichtung entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Turbolader-Wastegate geöffnet ist, während sich der Turbolader in die erste Richtung dreht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Turbolader-Kompressor-Bypass-Ventil geöffnet ist, während sich der Turbolader in die erste Richtung dreht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Turbolader in die erste Richtung, die einer Abgasstromrichtung entgegengesetzt ist, elektrisch angetrieben wird.
Verfahren zum Betrieb eines einen Turbolader enthaltenden Motors, das Folgendes umfasst: Rückführen von Motorabgasen, die, eine Turboladerturbine umgehend, durch ein Turbolader-Waste-Gate strömen, in einer der Motorabgasströmung entgegengesetzten Richtung und durch elektrisches Drehen der Turboladerturbine in eine Richtung, die einer Richtung, in die ein Motorabgasstrom eine Turboladerturbine antreibt entgegengesetzt ist.
Verfahren nach Anspruch 7, das weiterhin Beenden der Drehung der Turboladerturbine in die Richtung, die der Richtung, in die Motorabgasstrom die Turboladerturbine antreibt, entgegengesetzt ist, als Reaktion auf einen zunehmenden Motordrehmomentwunsch umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, das weiterhin Verdichten von dem Motor zugeführter Luft über den Turbolader als Reaktion auf den zunehmenden Motordrehmomentwunsch umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, das weiterhin Schließen des Wastegate als Reaktion auf den zunehmenden Drehmomentwunsch umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, das weiterhin Beenden der Drehung des Turboladers in die Richtung, die der Richtung, in die Motorabgasstrom die Turboladerturbine antreibt, entgegengesetzt ist, als Reaktion auf eine Temperatur umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Temperatur eine Temperatur des Motors oder eine Temperatur einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Rückführung bei einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem letzten Motorstopp beginnt.
Verfahren zum Betrieb eines einen Turbolader enthaltenden Motors, das Folgendes umfasst: Drehen des Turboladers in eine erste Richtung, um in einen Einlasskrümmer eintretende Luft zu verdichten; und Drehen des Turboladers in eine zweite Richtung zum Ansaugen von Abgasen von stromabwärts eines Wastegate und stromaufwärts einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung zu einer stromaufwärts des Wastegate liegenden Stelle, wobei das Wastegate geöffnet ist, während der Turbolader in die zweite Richtung gedreht wird.
Verfahren nach Anspruch 14, das weiterhin Einstellen einer Stellung einer Drosselklappe zum Erreichen eines Soll-MAP in einem Einlasskrümmer umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, das weiterhin Einstellen einer Stellung eines Kompressor-Bypass-Ventils als Reaktion auf den Soll-MAP umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16, das weiterhin Öffnen des Wastegate als Reaktion auf eine vorbestimmte Dauer nach Motorstart umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die stromaufwärts des Wastegate gelegene Stelle ein Turbineneinlass ist.