DE102016108658A1

DE102016108658A1 - Abgassystem

Info

Publication number: DE102016108658A1
Application number: DE102016108658.4A
Authority: DE
Inventors: Xiaogang Zhang
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-05-28
Filing date: 2016-05-11
Publication date: 2016-12-01
Also published as: CN106194462B; RU2016118752A3; RU2719118C2; US9593619B2; RU2016118752A; CN106194462A; US20160348562A1

Abstract

Es werden Verfahren und Systeme bereitgestellt, um Abgas in einem Abgassystem eines Motors strömen zu lassen. In einem Beispiel kann ein Verfahren beinhalten, unter einer ersten Bedingung Abgas durch eine Turbine, aus der Turbine zu wenigstens einer Nachbehandlungseinrichtung und dann aus der wenigstens einen Nachbehandlungseinrichtung in die Atmosphäre strömen zu lassen. Das Verfahren kann auch beinhalten, unter einer zweiten Bedingung Abgas durch die wenigstens eine Nachbehandlungseinrichtung, aus der wenigstens einen Nachbehandlungseinrichtung zur Turbine und dann aus der Turbine in die Atmosphäre strömen zu lassen.

Description

Erfindungsgebiet
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich im Allgemeinen auf Verfahren und Systeme zum Steuern des Abgasdurchflusses in einem Motorabgassystem.
Hintergrund/Kurzfassung
Motorabgassysteme für Motoren mit Turbolader enthalten den Turbolader üblicherweise vorgelagert in einer Abgasdurchflussrichtung zu den Abgasnachbehandlungseinrichtungen (z. B. Katalysatoren) angeordnet. Obwohl solch eine Anordnung unter manchen Bedingungen für ein schnelles Ansprechverhalten des Turboladers geeignet ist, kann sie unter Kaltstartbedingungen aufgrund von Abgaswärmeverlust durch die Turbine des Turboladers zu erhöhten Emissionen führen. Weiterhin führt der von den Nachbehandlungseinrichtungen erzeugte Abgasgegendruck zu erhöhtem Turbinenaustrittsdruck, was den Wirkungsgrad des Turboladers reduziert.
Zu anderen Versuchen, das Problem von verschlechterten Emissionen aufgrund von Wärmeverlusten durch die Turbine zu behandeln, zählt eine eng an den Motor gekoppelte Nachbehandlungseinrichtung. Ein beispielhafter Ansatz wird von Bennet et al. im US-Patent 8,276,366 gezeigt. Dabei sind mehrere Nachbehandlungseinrichtungen in einem Gehäuse mit mehreren Durchflusswegen gekoppelt, um den Abgasdurchfluss durch eine oder mehrere der Nachbehandlungseinrichtungen und eine Turbine eines Doppel-Turboladers zu ermöglichen. Abhängig von den Betriebsbedingungen kann das Abgas durch eine Turbine strömen, bevor es durch eine oder mehrere Nachbehandlungseinrichtungen strömt, oder das Abgas kann durch eine der Nachbehandlungseinrichtungen strömen, bevor es durch eine Turbine strömt.
Allerdings haben die Erfinder hier potentielle Probleme mit solchen Systemen erkannt. Als ein Beispiel: In jedem möglichen Durchflussweg im Gehäuse nach Bennet strömt das Abgas immer durch wenigstens eine Nachbehandlungseinrichtung, nachdem es durch eine Turbine geströmt ist. Somit leidet das System nach Bennet weiter unter dem erhöhten Turbinenaustrittsdruck, der sich aus dem anschließenden Abgasdurchfluss durch nachgelagerte Nachbehandlungseinrichtungen ergibt. Als ein weiteres Beispiel: Wenn ein Durchflussweg ausgewählt wird, der Abgas aus dem Motor direkt zu einer Turbine leitet und dann durch eine oder mehrere Nachbehandlungseinrichtungen, führt dies dazu, dass eine der Nachbehandlungseinrichtungen (ein Oxidationskatalysator) gänzlich überbrückt wird. Somit können immer noch Emissionen enthalten sein, wenigstens in einigen Beispielen. Weiterhin strömt bei Bennet Abgas immer durch eine Turbine, bevor es durch einen Partikelfilter strömt, und somit kann Partikelmaterial auf die Turbinenschaufeln auftreffen, was schließlich zu Turbinengüteverlust führen kann.
In einem Beispiel können die oben beschriebenen Probleme durch ein Verfahren für ein Abgassystem eines Motors behandelt werden. Das Verfahren beinhaltet unter einer ersten Bedingung, Abgas durch eine Turbine, aus der Turbine zu wenigstens einer Nachbehandlungseinrichtung und dann aus der wenigstens einen Nachbehandlungseinrichtung in die Atmosphäre strömen zu lassen, und unter einer zweiten Bedingung, Abgas durch die wenigstens eine Nachbehandlungseinrichtung, aus der wenigstens einen Nachbehandlungseinrichtung zur Turbine und dann aus der Turbine in die Atmosphäre strömen zu lassen. Auf diese Weise kann ein Durchflussweg durch das Abgassystem ausgewählt werden, der das Ansprechen der Turbine (z. B. unter der ersten Bedingung) priorisiert oder der schnelles Ansprechen der Nachbehandlungseinrichtung (z. B. unter der zweiten Bedingung) priorisiert.
Als ein Beispiel: Die erste Bedingung kann ein Motorbeschleunigungsereignis sein, bei dem eine hohe Drehmomenterhöhung angefordert wird (z. B. bei einem Fahrzeugstart), und somit kann das Abgas direkt zur Turbine geleitet werden, damit das angeforderte Drehmoment schnell bereitgestellt wird. Die zweite Bedingung können Motorkaltstartbedingungen sein, bei denen die eine oder die mehreren Nachbehandlungseinrichtungen unter der Ansprechtemperatur sind, und somit kann Abgas durch die wenigstens eine Nachbehandlungseinrichtung geleitet werden, bevor es durch die Turbine gelaufen ist. Sowohl bei der ersten als auch der zweiten Bedingung strömt Abgas immer noch sowohl durch die Turbine als auch durch die wenigstens eine Nachbehandlungseinrichtung, und somit ist kein Kompromiss zwischen Emissionen und Turbinenansprechverhalten erforderlich. Weiterhin können Herausforderungen hinsichtlich des Einbauplatzes, die sich aus dem Platzieren der Nachbehandlungseinrichtungen vor dem Turbolader ergeben, vermieden werden, indem der Turbolader physisch zwischen dem Motor und der wenigstens einen Nachbehandlungseinrichtung gehalten wird. Falls die wenigstens eine Nachbehandlungseinrichtung einen Partikelfilter enthält, kann weiterhin dadurch, dass wenigstens unter einigen Bedingungen Abgas vor der Turbine durch den Partikelfilter strömt, das Auftreffen von Partikelmaterial auf die Turbine reduziert werden, was die Lebensdauer der Turbine erhöht.
Es versteht sich, dass die oben genannte Kurzfassung bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben werden. Sie soll keine entscheidenden oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Erfindungsgegenstands aufzeigen, dessen Schutzbereich einzig durch die auf die ausführliche Beschreibung folgenden Ansprüche definiert wird. Weiterhin ist der beanspruchte Erfindungsgegenstand nicht auf Umsetzungsformen beschränkt, die irgendwelche oben oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung angeführten Nachteile lösen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt einen einzelnen Zylinder eines Mehrzylindermotors.
2 zeigt schematisch ein Abgassystem, das mit dem Mehrzylindermotor aus 1 in einem ersten Betriebsmodus gekoppelt ist.
3 zeigt das Abgassystem aus 2 in einem zweiten Betriebsmodus.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Bestimmen eines Betriebsmodus für ein Abgassystem veranschaulicht.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Betrieb eines Abgassystems in einem Standard-Betriebsmodus veranschaulicht.
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Betrieb eines Abgassystems in einem Bypass-Modus veranschaulicht.
Ausführliche Beschreibung
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Systeme und Verfahren zum Leiten von Abgas durch ein Abgassystem, das mit einem Motor gekoppelt ist. Das Abgassystem kann zwei Durchflusswege enthalten. Während eines Standard-Betriebsmodus kann das Abgassystem so betrieben werden, dass Abgas über einen ersten Durchflussweg durch das System strömt. Im ersten Durchflussweg strömt Abgas durch eine Turbine eines Turboladers, bevor es durch eine oder mehrere, nachgelagerte Nachbehandlungseinrichtungen strömt. Während eines Bypass-Betriebsmodus kann das Abgassystem so betrieben werden, dass Abgas über den zweiten Durchflussweg durch das System strömt. Im zweiten Durchflussweg strömt Abgas durch jede der einen oder mehreren Nachbehandlungseinrichtungen, bevor es durch die Turbine strömt. Das Abgassystem kann im Standard-Betriebsmodus betrieben werden, wenn schnelles Turboladeransprechverhalten gewünscht wird, wie zum Beispiel als Reaktion auf Tip-In des Bedieners (z. B. Fahrzeug- oder Motorbeschleunigungsereignis) und/oder unter standardmäßigen, stationären Betriebsbedingungen, bei denen der Motor unter Spitzenleistung betrieben wird, die Nachbehandlungseinrichtungen die Ansprechtemperatur erreicht haben, die Partikelmaterialerzeugung des Motors unter einem Schwellenwert liegt usw. Im Gegensatz dazu kann das Abgassystem im Bypass-Betriebsmodus betrieben werden, wenn schnelles Warmlaufen der Nachbehandlungseinrichtung gewünscht wird, wie zum Beispiel unter Motorkaltstartbedingungen, wenn der Motor bei Spitzenleistung arbeitet und/oder wenn die Partikelmaterialerzeugung des Motors über einem Schwellenwert liegt. Auf diese Weise können die Nachteile, die mit dem nachgelagerten Platzieren der Nachbehandlungseinrichtungen zum Turbolader verknüpft sind, und zwar Wärmeverlust durch die Turbine während des Motorwarmlaufens und erhöhter Abgasgegendruck, abgeschwächt werden, während die Vorteile eines Turboladers, der eng mit dem Motor gekoppelt ist, weiter beibehalten werden (z. B. schnelles Turboladeransprechverhalten bei Übergängen, Einbauplatzeffizienz usw.).
1 zeigt einen einzelnen Zylinder eines Mehrzylindermotors, der mit einem Abgassystem gekoppelt ist, wie zum Beispiel dem oben beschriebenen Abgassystem. 2 zeigt das Abgassystem während des Standard-Betriebsmodus. 3 zeigt das Abgassystem während des Bypass-Betriebsmodus. Das Motor- und das Abgassystem aus den 1–3 können durch eine Steuereinheit gesteuert werden, wie zum Beispiel durch die Steuerung aus 1. Die Steuerung kann im Speicher Anweisungen speichern, die ausführbar sind, um eines oder mehrere Verfahren zum Steuern des Abgassystems auszuführen, wie zum Beispiel die in den 4–6 veranschaulichten Verfahren.
Mit Bezug auf 1: Der Motor 10 mit innerer Verbrennung, der mehrere Zylinder umfasst, von denen ein Zylinder in 1 gezeigt wird, wird von der elektronischen Motorsteuerung 12 gesteuert. Der Motor 10 enthält einen Brennraum 30 und Zylinderwandungen 32 mit dem darin positionierten Kolben 36, der mit einer Kurbelwelle 40 verbunden ist.
Der Brennraum 30 wird so gezeigt, dass er über das Einlassventil 52 bzw. das Auslassventil 54 mit dem Einlasskrümmer 44 und dem Abgaskrümmer 48 in Verbindung steht. Jedes Einlass- und Auslassventil kann durch einen Einlassnocken 51 und einen Auslassnocken 53 betätigt werden. Die Stellung des Einlassnockens 51 kann durch den Einlassnockensensor 55 bestimmt werden. Die Stellung des Auslassnockens 53 kann durch den Auslassnockensensor 57 bestimmt werden.
Die Kraftstoffeinspritzdüse 66 wird so positioniert gezeigt, dass sie Kraftstoff direkt in den Zylinder 30 einspritzt, was dem Fachmann als Direkteinspritzung bekannt ist. Alternativ kann Kraftstoff zu einem Einlasskanal eingespritzt werden, was dem Fachmann als Einlasskanaleinspritzung bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzdüse 66 liefert flüssigen Kraftstoff im Verhältnis zur Pulsbreite des Signals FPW aus der Steuerung 12. Kraftstoff wird der Kraftstoffeinspritzdüse 66 durch ein Kraftstoffsystem (nicht dargestellt) zugeführt, das einen Kraftstoffbehälter, eine Kraftstoffpumpe und eine Kraftstoffverteilerleitung (nicht dargestellt) enthält. Der Kraftstoffeinspritzdüse 66 wird Betriebsstrom vom Treiber 68 geliefert, der auf die Steuerung 12 reagiert. Zusätzlich wird der Einlasskrümmer 44 in Verbindung mit der optionalen elektronischen Drossel 62 gezeigt, die eine Stellung der Drosselklappe 64 einstellt, um Luftstrom aus dem Lufteinlass 42 zum Einlasskrümmer 44 zu steuern. In einem Beispiel kann ein zweistufiges Hochdruck-Kraftstoffsystem zur Erzeugung von höheren Kraftstoffdrücken verwendet werden. In einigen Beispielen können die Drossel 62 und die Drosselklappe 64 zwischen dem Einlassventil 52 und dem Einlasskrümmer 44 positioniert sein, so dass die Drossel 62 eine Einlasskanaldrossel ist.
Das verteilerlose Zündsystem 88 stellt mittels einer Zündkerze 92 als Reaktion auf die Steuerung 12 einen Zündfunken für den Brennraum 30 bereit. Allerdings kann in Beispielen, bei denen Kompressionszündung genutzt wird, auf das Zündsystem 88 verzichtet werden. Die Breitband-Lambdasonde (UEGO, Universal Exhaust Gas Oxygen) 126 wird gekoppelt mit dem Abgaskrümmer 48, einem Abgassystem 70 vorgelagert gezeigt, das ausführlicher mit Bezug auf die 2–3 beschrieben wird. Alternativ kann die UEGO-Sonde 126 durch eine Zwei-Zustands-Lambdasonde ersetzt werden.
Während des Betriebs macht jeder Zylinder im Motor 10 typischerweise einen Viertakt-Zyklus durch: Der Zyklus beinhaltet den Einlasshub, den Verdichtungshub, den Arbeitshub und den Auslasshub. Während des Einlasshubs schließt sich im Allgemeinen das Auslassventil 54, und das Einlassventil 52 öffnet sich. Über den Einlasskrümmer 44 wird Luft in den Brennraum 30 eingeleitet, und der Kolben 36 bewegt sich zum Boden des Zylinders, um so das Volumen im Brennraum 30 zu vergrößern. Die Stellung, in der sich der Kolben 36 in der Nähe des Bodens des Zylinders und am Ende seines Hubs befindet (z. B., wenn der Brennraum 30 sein größtes Volumen aufweist), wird typischerweise von Fachleuten 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 so die Luft im Brennraum 30 zu komprimieren. Der Punkt, an dem sich der Kolben 36 am Ende seines Hubs befindet und dem Zylinderkopf am nächsten ist (z. B. wenn der Brennraum 30 sein kleinstes Volumen aufweist), wird typischerweise von Fachleuten als oberer Totpunkt (OT) bezeichnet. Bei einem Prozess, der nachstehend als Einspritzung bezeichnet wird, wird Kraftstoff in den Brennraum eingeleitet. Bei einem Prozess, der nachstehend als Zündung bezeichnet wird, wird der eingespritzte Kraftstoff durch bekannte Zündmittel gezündet, wie zum Beispiel die Zündkerze 92, was zur Verbrennung führt. Während des Arbeitshubs drücken die expandierenden Gase den Kolben 36 zum UT zurück. Die Kurbelwelle 40 wandelt Kolbenbewegung in ein Rotationsdrehmoment der Drehwelle um. Schließlich öffnet sich das Auslassventil 54 während des Auslasshubs, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch an den Abgaskrümmer 48 abzugeben, und der Kolben kehrt zum OT zurück. Es sei angemerkt, dass das oben Genannte lediglich als ein Beispiel gezeigt wird und dass sich die Zeitpunkte des Öffnens und/oder Schließens des Einlass- und Auslassventils ändern können, wie zum Beispiel, um eine positive oder negative Ventilüberschneidung, spätes Schließen des Einlassventils oder verschiedene andere Beispiele bereitzustellen. Weiterhin kann der Motor ein Kompressionszündungsmotor sein, der dazu ausgelegt ist, zum Beispiel mit Dieselkraftstoff zu arbeiten, und somit kann während des Betriebs auf Zündung über die Zündkerze 92 verzichtet werden.
Fahrzeugradbremsen oder regeneratives Bremsen über einen in den Triebstrang integrierten Anlasser/Generator (DISG, Driveline Integrated Starter/Generator), können bereitgestellt werden, wenn das Bremspedal 150 durch den Fuß 152 betätigt wird. Der Bremspedalsensor 154 liefert ein Signal, das der Steuerung 12 die Bremspedalstellung angibt. Der Fuß 152 wird beim Betätigen der Fahrzeugbremsen durch den Bremskraftverstärker 140 unterstützt.
Die Steuerung 12 wird in 1 als ein konventioneller Mikrocomputer gezeigt, der Folgendes enthält: die Mikroprozessoreinheit 102, die Eingabe-/Ausgabe-Ports 104, den Festwertspeicher 106, den Direktzugriffspeicher 108, den Keep-Alive-Memory 110 und einen konventionellen Datenbus. Die Steuerung 12 wird so gezeigt, dass sie zusätzlich zu den vorher erörterten Signalen verschiedene Signale von mit dem Motor 10 gekoppelten Sensoren empfängt, einschließlich: die Motorkühlmitteltemperatur (ECT) vom mit dem Kühlmantel 114 gekoppelten Temperatursensor 112, einen mit einem Gaspedal 130 gekoppelten Stellungssensor 134 zum Erfassen von durch den Fuß 132 aufgebrachter Kraft, eine Messung des Einlasskrümmerdrucks (MAP) vom mit dem Einlasskrümmer 44 gekoppelten Drucksensor 122, einen Motorstellungssensor von einem Hall-Sensor 118, der die Stellung der Kurbelwelle 40 erfasst, eine Messung der in den Motor eintretenden Luftmasse vom Sensor 120 und eine Messung der Drosselstellung vom Sensor 58. Auch der Atmosphärendruck kann zur Verarbeitung durch die Steuerung 12 erfasst werden (Sensor nicht gezeigt). Der Motorstellungssensor 118 erzeugt bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine vorbestimmte Anzahl gleichmäßig beabstandeter Impulse, anhand derer die Motordrehzahl (RPM) bestimmt werden kann. Die Steuerung 12 kann auch Signale aus Sensoren empfangen, die sich im Abgassystem 70 befinden, und/oder sie kann einen oder mehrere Aktuatoren des Abgassystems 70 ansteuern.
Die Steuerung 12 empfängt Signale von den verschiedenen Sensoren aus 1 (ebenso wie aus den 2–3, nachstehend beschrieben) und setzt die verschiedenen Aktuatoren aus 1 und den 2–3 ein, um den Motorbetrieb auf Basis der empfangenen Signale und der in einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen einzustellen. In einem Beispiel kann die Steuerung 12 Signale vom Temperatursensor 112, dem Stellungssensor 134, dem Hall-Sensor 118, dem MAP-Sensor 122, dem MAF-Sensor 120 und/oder anderen Sensoren empfangen und auf Basis der Signale von den Sensoren bestimmen, ob das Abgassystem 70 in einem Standard- oder einem Bypass-Betriebsmodus zu betreiben ist, und folglich einen oder mehrere Aktuatoren auf Basis des bestimmten Betriebsmodus ansteuern. Zum Beispiel kann die Steuerung 12 mehrere Dreiwegeventile aus den 2–3 auf Basis des bestimmten Betriebsmodus in jeweilige Sollstellungen bewegen, wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Weiterhin kann die Steuerung 12 ein Wastegate eines Turboladers betätigen, wie nachstehend beschrieben wird, um den gewünschten Aufladedruck bereitzustellen.
2 veranschaulicht schematisch das Abgassystem 70 aus 1 in einem Standard-Betriebsmodus 200. Wie oben in Bezug auf 1 erklärt wird, enthält der Motor 10 mehrere Zylinder, die hier als vier in Reihe angeordnete Zylinder gezeigt werden, obwohl andere Konfigurationen möglich sind. Der Motor 10 nimmt Einlassluft über den Einlasskrümmer 44 auf und stößt Abgas über den Abgaskrümmer 48 aus. Das Abgassystem 70 enthält einen Turbolader 202, der einen im Einlasskanal 42 angeordneten Verdichter 206 enthält, und eine Abgasturbine 204, die entlang einem Abgaskanal angeordnet ist (insbesondere an einer Verbindungsstelle zwischen einem ersten Kanal 216 und einem dritten Kanal 220, die nachgelagert ausführlicher beschrieben werden). Der Verdichter 206 kann wenigstens zum Teil von der Abgasturbine 204 über eine Welle 208 angetrieben werden. Ein Ladeluftkühler (CAC, Charge Air Cooler) 232 kann im Einlasskanal 42 positioniert sein, dem Verdichter 206 nachgelagert, um die geladene Luftladung vor der Abgabe an die Motorzylinder zu kühlen. Die Drossel 62 wird entlang des Einlasskanals des Motors bereitgestellt, um die Durchflussrate und/oder den Druck der Einlassluft, die den Motorzylindern bereitgestellt wird, zu variieren. Zum Beispiel kann die Drossel 62 dem Verdichter 206 nachgelagert angeordnet sein, wie in 2 gezeigt wird, oder sie kann alternativ dem Verdichter 206 vorgelagert bereitgestellt werden. Etwas oder das gesamte Abgas kann über einen Turbinen-Bypasskanal, der von einem Wastegate 234 gesteuert wird, an der Turbine 204 vorbeigeleitet werden.
Das Abgassystem 70 enthält eine oder mehrere Abgasnachbehandlungseinrichtungen. Wie veranschaulicht wird, enthält das Abgassystem 70 eine erste Nachbehandlungseinrichtung 210, eine zweite Nachbehandlungseinrichtung 212 und eine dritte Nachbehandlungseinrichtung 214. Die Nachbehandlungseinrichtungen können eines oder mehrere der Folgenden enthalten, einen Dreiwege-Katalysator (TWC, Three-Way Catalyst), eine Kohlenwasserstofffalle, einen Partikelfilter, Dämpfer, Oxidationskatalysator, NOx-Speicherkatalysator (NSK), ein System zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR, Selective Catalytic Reduction) oder eine andere geeignete Nachbehandlungseinrichtung. In einem speziellen Beispiel kann der Motor 10 ein Benzinmotor sein, und die erste Nachbehandlungseinrichtung 210 kann ein TWC sein, die zweite Nachbehandlungseinrichtung 212 kann ein Unterboden-Katalysator sein, und die dritte Nachbehandlungseinrichtung 214 kann ein Dämpfer sein. In einem anderen speziellen Beispiel kann der Motor 10 ein Dieselmotor sein, und die erste Nachbehandlungseinrichtung 210 kann ein Diesel-Oxidationskatalysator sein, die zweite Nachbehandlungseinrichtung 212 kann ein Diesel-Partikelfilter sein, und die dritte Nachbehandlungseinrichtung 214 kann ein SCR/NSK sein. Die oben bereitgestellten Beispiele sind nicht einschränkend, und andere Konfigurationen sind möglich.
Das Abgassystem 70 enthält weiterhin mehrere Abgaskanäle und Dreiwegeventile, um den Abgasdurchfluss durch die Turbine 204 und mehrere Nachbehandlungseinrichtungen zu führen. Der Abgaskrümmer 48 ist fluidisch mit dem ersten Kanal 216 gekoppelt. Der erste Kanal 216 weist einen Einlass, der mit dem Abgaskrümmer 48 gekoppelt ist, und einen Austritt, der mit dem Einlas der Turbine 204 gekoppelt ist, auf. Somit ist der erste Kanal 216 dazu ausgelegt, Abgas direkt aus dem Abgaskrümmer 48 zur Turbine 204 zu führen, wenigstens unter einigen Bedingungen.
Der erste Kanal 216 enthält ein erstes Dreiwegeventil 222 an einer Verbindungsstelle zwischen dem ersten Kanal 216 und einem zweiten Kanal 218. Der zweite Kanal 218 weist einen Einlass, der fluidisch mit dem ersten Kanal 216 über das erste Dreiwegeventil 222 gekoppelt ist, und einen Austritt, der fluidisch mit dem Einlass der Turbine 204 gekoppelt ist, auf. Die Nachbehandlungseinrichtungen 210, 212 und 214 sind jeweils entlang dem zweiten Kanal 218 angeordnet. Der zweite Kanal 218 enthält weiterhin ein zweites Dreiwegeventil 224, das den zweiten Kanal 218 mit der Atmosphäre koppelt. Somit ist der zweite Kanal 218 dazu ausgelegt, aus dem ersten Kanal 216 aufgenommenes Abgas über das erste Dreiwegeventil 222 durch jede der Nachbehandlungseinrichtungen und entweder in die Atmosphäre oder zum Einlass der Turbine 204 zu führen.
Ein Austritt der Turbine 204 ist fluidisch mit einem dritten Kanal 220 gekoppelt. Der dritte Kanal 220 weist einen Einlass, der fluidisch mit dem Austritt der Turbine 204 gekoppelt ist, und einen Austritt, der fluidisch mit dem zweiten Kanal 218 gekoppelt ist, auf. Der Austritt des dritten Kanals 220 ist vorgelagert der ersten Nachbehandlungseinrichtung 210 und nachgelagert dem ersten Dreiwegeventil 222 mit dem zweiten Kanal 218 gekoppelt. Ein drittes Dreiwegeventil 226 koppelt den dritten Kanal 220 mit der Atmosphäre. Somit ist der dritte Kanal 220 dazu ausgelegt, Abgas aus dem Austritt der Turbine 204 entweder in die Atmosphäre oder in den zweiten Kanal 218 zu führen. Wie nachstehend erklärt wird, kann zusätzlich unter einigen Bedingungen wenigstens ein Teil des Abgases aus dem dritten Kanal 220 über ein Abgasrückführungs-(AGR)System zurück zum Einlass des Motors geleitet werden.
Weiterhin kann in den offenbarten Ausführungsformen ein Abgasrückführungs-(AGR-)System einen gewünschten Anteil Abgas aus dem dritten Kanal 220 zum Einlasskrümmer 44 leiten. 2 zeigt ein ND-AGR-System, wobei die ND-AGR von der Turbine 204 nachgelagert durch den ND-AGR-Kanal 228 zu dem Verdichter 206 vorgelagert geleitet wird. Ein Einlass des ND-AGR-Kanals 228 ist mit dem dritten Kanal 220, dem Austritt der Turbine 204 nachgelagert und dem Dreiwegeventil 226 vorgelagert, gekoppelt.
Die dem Einlasskanal 42 bereitgestellte ND-AGR-Menge kann von der Steuerung 12 über das ND-AGR-Ventil 230 variiert werden. Gleichermaßen kann es ein HD-AGR-System (nicht dargestellt) geben, wobei die HD-AGR von der Turbine 204 vorgelagert durch einen HD-AGR-Kanal zu dem Verdichter 206 nachgelagert geleitet wird. Zum Beispiel kann ein HD-AGR-Kanal vom ersten Kanal 216 abzweigen und an den Einlasskanal 42, dem Verdichter 206 nachgelagert, koppeln. Das ND-AGR-System kann einen ND-AGR-Kühler (nicht dargestellt) enthalten, um zum Beispiel Wärme aus den AGR-Gasen zum Motorkühlmittel abzuführen.
Unter einigen Bedingungen kann das AGR-System verwendet werden, um die Temperatur des Luft- und Kraftstoff-Gemischs im Brennraum 30 zu regeln. Somit kann es wünschenswert sein, den AGR-Massenstrom zu messen oder zu schätzen. AGR-Sensoren können im AGR-Kanal oder im Einlasskanal angeordnet sein und eine Angabe eines oder mehrerer der folgenden Werte bereitstellen, Massenstrom, Druck, Temperatur, O₂-Konzentration und Konzentration des Abgases. In einigen Ausführungsformen können einer oder mehrere Sensoren im ND-AGR-Kanal 228 oder im Einlasskanal 42 positioniert sein, um eine Angabe eines oder mehrerer der folgenden Werte bereitzustellen, eine Durchflussrate, einen Druck, eine Temperatur und Konzentration von O₂ oder eines anderen Stoffs, um die ND-AGR-Durchflussrate und die Konzentration in Bezug auf die Luftdurchflussrate zu bestimmen. Abgas, das durch den ND-AGR-Kanal 228 umgeleitet wird, kann an einem Mischpunkt, der sich an der Verbindungsstelle von ND-AGR-Kanal 228 und Einlasskanal 42 befindet, mit frischer Einlassluft verdünnt werden. Insbesondere kann durch Einstellen des ND-AGR-Ventils 230 eine Verdünnung des AGR-Stroms eingestellt werden.
Wie in 2 gezeigt wird, arbeitet das Abgassystem 70 in einem Standardmodus 200, in dem sich jedes der folgenden Ventile, das erste Dreiwegeventil 222, das zweite Dreiwegeventil 224 und das dritte Dreiwegeventil 226, in der jeweils ersten Stellung befinden. In der ersten Stellung sperrt das erste Dreiwegeventil 222 die fluidische Kopplung des zweiten Kanals 218 mit dem ersten Kanal 216, und somit läuft Abgas direkt über den ersten Kanal 216 aus dem Abgaskrümmer zum Einlass der Turbine. In der ersten Stellung koppelt das zweite Dreiwegeventil 224 fluidisch den zweiten Kanal 218 mit der Atmosphäre. In der ersten Stellung sperrt das dritte Dreiwegeventil 226 die fluidische Kopplung des dritten Kanals 220 mit der Atmosphäre. Somit läuft Abgas im Standard-Betriebsmodus einen ersten Durchflussweg entlang, der vom Abgaskrümmer, direkt über den ersten Kanal bis zur Turbine reicht, aus der Turbine über den dritten Kanal zum zweiten Kanal und aus dem zweiten Kanal durch die mehreren Nachbehandlungseinrichtungen und über den zweiten Kanal in die Atmosphäre. Wenn sich alle Ventile, das erste, zweite und dritte Dreiwegeventil, in der jeweils ersten Stellung befinden, ist in einem Beispiel das erste Dreiwegeventil dazu ausgelegt, Abgas nur zur Turbine zu führen, das zweite Dreiwegeventil ist dazu ausgelegt, Abgas nur in die Atmosphäre zu führen, und das dritte Dreiwegeventil ist dazu ausgelegt, Abgas nur zu der wenigstens einen Nachbehandlungseinrichtung zu führen (über den dritten Kanal und den zweiten Kanal).
3 zeigt schematisch das Abgassystem 70 in einem Bypass-Betriebsmodus 300, in dem sich alle Ventile, das erste Dreiwegeventil 222, das zweite Dreiwegeventil 224 und das dritte Dreiwegeventil 226, in der jeweils zweiten Stellung befinden. In der zweiten Stellung koppelt das erste Dreiwegeventil 222 den zweiten Kanal 218 fluidisch mit dem ersten Kanal 216, und somit läuft Abgas aus dem Abgaskrümmer zu den mehreren Nachbehandlungseinrichtungen, ohne zuerst durch die Turbine zu laufen. In der zweiten Stellung koppelt das zweite Dreiwegeventil 224 fluidisch den zweiten Kanal 218 mit dem Einlass der Turbine. In der zweiten Stellung koppelt das dritte Dreiwegeventil 226 fluidisch den dritten Kanal 220 mit der Atmosphäre. Somit läuft Abgas im Bypass-Betriebsmodus einen zweiten Durchflussweg entlang, der vom Abgaskrümmer über den ersten Kanal zum zweiten Kanal reicht, über den zweiten Kanal durch die Nachbehandlungseinrichtungen und zu der Turbine, und über den dritten Kanal aus der Turbine in die Atmosphäre.
Wenn sich alle Ventile, das erste, zweite und dritte Dreiwegeventil, in der jeweils zweiten Stellung befinden, ist in einem Beispiel das erste Dreiwegeventil dazu ausgelegt, Abgas nur in den zweiten Kanal zu führen, das zweite Dreiwegeventil ist dazu ausgelegt, Abgas nur zur Turbine zu führen, und das dritte Dreiwegeventil ist dazu ausgelegt, Abgas nur in die Atmosphäre zu führen.
Somit kann das Abgassystem 70 entweder in einem Standard-Betriebsmodus oder in einem Bypass-Betriebsmodus dazu betrieben werden, Abgas vor der wenigstens einen Nachbehandlungseinrichtung durch die Turbine zu leiten oder Abgas vor der Turbine durch die wenigstens eine Nachbehandlungseinrichtung zu leiten. Der Betriebsmodus kann auf Basis der Betriebsbedingungen gewählt werden, um ein schnelles Turboladeransprechverhalten bereitzustellen, Katalysator-Warmlaufen zu beschleunigen oder aufgrund anderer Parameter. 4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren 400 zum Auswählen eines Betriebsmodus des Abgassystems veranschaulicht. Das Verfahren 400 kann ausgeführt werden, um ein Abgassystem in einem gewünschten Betriebsmodus zu betreiben, wie zum Beispiel das Abgassystem 70 aus den 1–3. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 400 und der übrigen, hier enthaltenen Verfahren können von einer Steuerung (z. B. der Steuerung 12) auf Basis von Anweisungen, die in einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, und in Verbindung mit Signalen, die von Sensoren des Motorsystems empfangen werden, wie zum Beispiel von den oben in Bezug auf die 1–3 beschriebenen Sensoren, ausgeführt werden. Die Steuerung kann Motoraktuatoren des Motorsystems einsetzen, wie zum Beispiel die Dreiwegeventile, das Wastegate, die Drosselklappe usw., um den Motorbetrieb gemäß den nachstehend beschriebenen Verfahren einzustellen.
In 402 beinhaltet das Verfahren 400 das Bestimmen von Betriebsparametern. Zu den bestimmten Betriebsparametern können, ohne darauf beschränkt zu sein, folgende zählen: Motordrehzahl, angefordertes Drehmoment, Motortemperatur, Aufladedruck, Motorausgangsleistung, Konzentration von Abgasbestandteilen und andere Parameter. In 404 bestimmt das Verfahren 400 auf Basis der bestimmten Betriebsparameter, ob ein Fahrzeug- oder Motorbeschleunigungsereignis detektiert wird. Das Fahrzeug- oder Motorbeschleunigungsereignis kann auf Basis einer Erhöhung der Motordrehzahl oder der Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Änderung der Gaspedalstellung oder anderer Parameter detektiert werden. Während eines Beschleunigungsereignisses wird eine Erhöhung des Motordrehmoments angefordert, und somit kann so viel Abgasenergie wie möglich zur Turbine geführt werden, um den gewünschten Aufladedruck bereitzustellen, um die Drehmomentanforderung zu erfüllen. Falls das Beschleunigungsereignis detektiert wird, fährt das Verfahren 400 dementsprechend mit 406 fort, um im Standard-Modus mit dem Abgassystem zu arbeiten, um Abgas direkt zur Turbine strömen zu lassen. Der Betrieb im Standardmodus wird ausführlicher nachstehend in Bezug auf 5 beschrieben. Das Verfahren 400 springt dann zurück.
Falls kein Beschleunigungsereignis detektiert wird, fährt das Verfahren 400 mit 408 fort, um zu bestimmen, ob der Motor unter Kaltstartbedingungen arbeitet. Zu Kaltstartbedingungen kann zählen, dass die Motortemperatur unter einem Temperaturschwellenwert liegt, dass die Katalysatortemperatur unter einem Temperaturschwellenwert liegt, dass die Motortemperatur beim Anlauf gleich der Umgebungstemperatur ist, dass weniger als ein Zeitschwellenwert seit dem Motoranlassen vergangen ist oder andere geeignete Parameter. Bei Motorkaltstartbedingungen kann die Motortemperatur unter der Standard-Betriebstemperatur (z. B. 100° F) liegen, und somit können eine oder mehrere Nachbehandlungseinrichtungen im Abgas, wie zum Beispiel ein TWC, unter der Ansprechtemperatur liegen. Um das Warmlaufen der Nachbehandlungseinrichtungen zu beschleunigen, kann Abgas durch die eine oder die mehreren Nachbehandlungseinrichtungen geleitet werden, bevor es durch eine Turbine geleitet wird, und, falls der Motor unter Kaltstartbedingungen arbeitet, fährt das Verfahren 400 somit mit 410 fort, um in einem Bypass-Modus mit dem Abgassystem zu arbeiten, der ausführlicher nachstehend in Bezug auf 6 erklärt wird.
Falls der Motor nicht unter Kaltstartbedingungen arbeitet, zum Beispiel, falls die Motortemperatur über einem Temperaturschwellenwert liegt, fährt das Verfahren 400 mit 412 fort, um zu bestimmen, ob der Motor unter Spitzenlast- und/oder Belastungsbedingungen arbeitet. Zu Spitzenlast- und/oder Belastungsbedingungen können maximale Motorlast und/oder -leistungsabgabe zählen, und sie können auf Basis der Luftmassenmenge, der Abgastemperatur, der Einlassdrosselklappenstellung oder anderer geeigneter Parameter detektiert werden. Wenn der Motor unter Spitzenlast- und/oder unter Belastungsbedingungen arbeitet, kann die Abgastemperatur relativ hohe Temperaturen erreichen, die zu Turbinenbeschädigungen führen können, und somit kann es wünschenswert sein, Abgas zuerst durch die Nachbehandlungseinrichtungen strömen zu lassen, um die Temperatur und/oder den Druck des Abgases zu reduzieren, das die Turbine erreicht. Solch ein Betrieb kann zum Beispiel den Motorwirkungsgrad verbessern. Falls bestimmt wird, dass der Motor unter Spitzenlast- und/oder unter Belastungsbedingungen arbeitet, fährt das Verfahren 400 somit mit 410 fort, um im Bypass-Modus zu arbeiten.
Falls der Motor nicht unter Spitzenlast- und/oder unter Belastungsbedingungen arbeitet, fährt das Verfahren 400 mit 414 fort, um zu bestimmen, ob die Motorausgangs-Partikelkonzentration größer als ein Konzentrationsschwellenwert ist. Die Motorausgangs-Partikelkonzentration kann auf Basis der Betriebsbedingungen geschätzt werden, oder sie kann von einem Partikelsensor im Abgas gemessen werden. Falls die Partikelkonzentration größer als der Schwellenwert ist, kann es bei der Turbine zu Güteminderung kommen, wenn das Partikelmaterial auf die Turbinenschaufeln auftrifft, und somit kann es wünschenswert sein, das Abgas erst durch einen Partikelfilter zu leiten. Die Schwellenwert-Partikelkonzentration kann zum Beispiel auf einer Toleranz der Turbine beim Standhalten gegenüber Partikelmaterial basieren.
Falls die Motorausgangs-Partikelkonzentration größer als der Schwellenwert ist, fährt das Verfahren 400 dementsprechend mit 410 fort, um im Bypass-Modus zu arbeiten. Falls die Motorausgangs-Partikelkonzentration nicht größer als der Schwellenwert ist, fährt das Verfahren 400 mit 416 fort, um im Standardmodus mit dem Abgassystem zu arbeiten, wie nachstehend beschrieben wird. Das Verfahren 400 springt dann zurück.
Somit beinhaltet das Verfahren 400 den Betrieb mit dem Abgassystem im Standard-Betriebsmodus, wobei das Abgas unter den meisten Motorbetriebsbedingungen zuerst durch die Turbine läuft, bevor es durch eine oder mehrere Nachbehandlungseinrichtungen läuft. Allerdings kann das Abgassystem im Bypass-Betriebsmodus betrieben werden, wobei das Abgas als Reaktion auf spezielle Betriebsbedingungen zuerst durch die wenigstens eine Nachbehandlungseinrichtung läuft, bevor es durch die Turbine läuft. Zu diesen können Kaltstartbedingungen, Spitzenleistungs- und/oder Belastungsbedingungen, und dass die Motorausgangs-Partikelkonzentration größer als ein Schwellenwert ist, zählen. In einem anderen Beispiel kann der Motor im Bypass-Modus betrieben werden, wenn die Regeneration einer der Nachbehandlungseinrichtungen, wie zum Beispiel eines Partikelfilters, angezeigt ist. Weiterhin kann der Standard-Betriebsmodus während eines Beschleunigungsereignisses priorisiert werden, insbesondere, wenn der Aufladedruck relativ gering ist oder wenn die Abgastemperatur niedrig ist, damit sichergestellt wird, dass das angeforderte Drehmoment schnell geliefert wird. Zu dieser Priorisierung kann der Betrieb im Standardmodus als Reaktion auf ein Beschleunigungsereignis zählen, auch wenn der Motor unter Kaltstartbedingungen arbeitet, die Partikelkonzentration über dem Schwellenwert liegt usw. Falls allerdings die Abgastemperatur relativ hoch ist, kann das Abgassystem sogar während eines Beschleunigungsereignisses im Bypass-Modus betrieben werden, um zu verhindern, dass Abgas mit hoher Temperatur die Güte der Turbine mindert.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren 500 zum Betrieb mit einem Abgassystem, wie zum Beispiel dem Abgassystem 70 aus den 1–3, im Standard-Betriebsmodus veranschaulicht. Das Verfahren 500 kann als Teil des Verfahrens 400 ausgeführt werden, zum Beispiel als Reaktion auf ein detektiertes Beschleunigungsereignis. In 502 beinhaltet das Verfahren 500, alle Ventile, ein erstes, zweites und drittes Dreiwegeventil, in die jeweils erste Stellung zu bringen. Wie oben in Bezug auf 2 erklärt worden ist, läuft Abgas entlang einem ersten Durchflussweg durch das Abgassystem, wenn alle Ventile, das erste, das zweite und das dritte Dreiwegeventil, in die erste Stellung gebracht sind. Der erste Durchflussweg beinhaltet, Abgas aus einem Abgaskrümmer zu einer Turbine strömen zu lassen, wie in 504 angegeben ist. Der erste Durchflussweg beinhaltet weiterhin, Abgas aus der Turbine zu wenigstens einer Abgasnachbehandlungseinrichtung (und hindurch) strömen zu lassen, wie in 506 angegeben ist. Der erste Durchflussweg beinhaltet weiterhin, Abgas aus der wenigstens einen Nachbehandlungseinrichtung in die Atmosphäre strömen zu lassen, wie in 508 angegeben ist.
Wenn es angezeigt ist, beinhaltet das Verfahren 500 auch, in 510, dass wenigstens ein Teil des Abgases über einen ND-AGR-Kanal zurück zu einem Einlass des Motors geleitet wird. Die Menge an Abgas, die über den ND-AGR-Kanal zum Einlass geleitet wird, kann auf einer Motordrehzahl und -last, Verbrennungsstabilität und/oder anderen Bedingungen basieren, damit eine gewünschte Sauerstoff-Einlasskonzentration, eine Verbrennungstemperatur, NOx-Motorausgangskonzentration usw. beibehalten werden.
In 512 beinhaltet das Verfahren 500 das Bestimmen, ob ein Übergang in den Bypass- Betriebsmodus angezeigt ist. Dazu kann zählen, dass ein Beschleunigungsereignis endet, während die Motortemperatur unter einem Schwellenwert liegt, dass Partikelmaterial aus dem Motor einen Schwellenwert überschreitet, ein Befehl zum Regenerieren einer Nachbehandlungseinrichtung, dass die Abgastemperatur einen Schwellenwert überschreitet oder andere geeignete Parameter. Falls ein Übergang in den Bypass-Modus nicht angezeigt ist, fährt das Verfahren 500 mit 514 fort, um die Dreiwegeventile in der ersten Stellung zu halten und Abgas weiter auf dem ersten Durchflussweg strömen zu lassen. Das Verfahren 500 springt dann zurück.
Falls in 512 bestimmt wird, dass ein Übergang in den Bypass-Modus angezeigt ist, fährt das Verfahren 500 mit 516 fort, um das erste, zweite und dritte Dreiwegeventil in die jeweils zweite Stellung zu bringen und Abgas auf dem zweiten Durchflussweg gemäß dem Verfahren 600 aus 6 strömen zu lassen, das ausführlicher nachstehend erklärt wird. Während des Übergangs vom Standard- in den Bypass-Modus kann ein vorübergehender Abfall im Aufladedruck aufgrund einer Verzögerung des die Turbine erreichenden Abgases auftreten, weil das Abgassystem davon, Abgas direkt aus dem Abgaskrümmer zur Turbine strömen zu lassen, umschaltet und stattdessen beginnt, das Abgas zuerst durch die Nachbehandlungseinrichtung(en) strömen zu lassen. Weil das Abgas anfangs durch die Nachbehandlungseinrichtungen strömt, kann es ein kurzes Zeitintervall geben, in dem kein Abgas die Turbine dreht. Weiterhin kann das die Turbine erreichende Abgas kälter sein oder einen anderen Druck aufweisen, als beim Betrieb im Standardmodus. Zusammen kann dies zu einem Abfall des Aufladedrucks während des Übergangs führen.
Dementsprechend beinhaltet das Verfahren 500 eine oder mehrere Maßnahmen, die ergriffen werden können, um diesen Abfall im Aufladedruck abzuschwächen. Dazu kann in 518 zählen, eine Einlassluftdrosselklappe einzustellen, um den gewünschten Einlassluftdurchfluss während des Übergangs aufrecht zu erhalten. Zusätzlich oder alternativ beinhaltet das Verfahren 500 das Einstellen des ND-AGR-Ventils, um den gewünschten Einlassluft- und AGR-Durchfluss während des Übergangs aufrecht zu erhalten. Zum Beispiel kann das ND-AGR-Ventil um einen größeren Grad geöffnet werden, um während des Übergangs mehr AGR strömen zu lassen, um einen vorübergehenden Abfall des Abgasdrucks, nachgelagert der Turbine, zu kompensieren. Das Ausmaß, mit dem die Einlassdrosselklappe und/oder das ND-AGR-Ventil eingestellt werden, kann auf der anfänglichen Turbinendrehzahl und/oder Abgastemperatur basieren. Wenn sich zum Beispiel die Turbine mit einer hohen Drehzahl dreht und/oder wenn das Abgas eine standardmäßige, warmgelaufene Abgastemperatur hat, kann die Turbine ausreichend Rotationsenergie aufweisen, um ihre Drehzahl sogar während des temporären Nacheilens von auf der Turbine auftreffendem Abgas aufrecht zu erhalten. Falls allerdings die Turbinendrehzahl niedrig ist oder falls die Abgastemperatur niedrig ist, kann die resultierende Verzögerung in der Abgasenergie, die die Turbine erreicht, einen wahrnehmbaren Abfall im Aufladedruck erzeugen, der durch die Einstellung der Drosselklappe und/oder des ND-AGR-Ventils kompensiert werden kann. Weiterhin kann das Verfahren 500 in einigen Beispielen das Einstellen des Turbinen-Wastegates beinhalten, um die Turbine vor dem Übergang hochlaufen zu lassen. Zum Beispiel kann das Wastegate in eine weiter geschlossene Stellung gebracht werden, um die Turbinendrehzahl vorübergehend vor dem Übergang zu erhöhen. Das Verfahren 500 springt dann zurück.
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren 600 zum Betrieb mit einem Abgassystem, wie zum Beispiel dem Abgassystem 70 aus den 1–3, im Bypass-Betriebsmodus veranschaulicht. Das Verfahren 600 kann als Teil des Verfahrens 400 oder 500 ausgeführt werden, zum Beispiel als Reaktion auf Kaltstartbedingungen. In 602 beinhaltet das Verfahren 600, alle Ventile, ein erstes, zweites und drittes Dreiwegeventil, in die jeweils zweite Stellung zu bringen. Wie oben in Bezug auf 3 erklärt worden ist, läuft Abgas entlang einem zweiten Durchflussweg durch das Abgassystem, wenn alle Ventile, das erste, das zweite und das dritte Dreiwegeventil, in die zweite Stellung gebracht sind. Der zweite Durchflussweg beinhaltet, Abgas aus einem Abgaskrümmer zu wenigstens einer Abgasnachbehandlungseinrichtung (und hindurch) strömen zu lassen, wie in 604 angegeben ist. Der zweite Durchflussweg beinhaltet weiterhin, Abgas aus der wenigstens einen Abgasnachbehandlungseinrichtung zu einer Turbine strömen zu lassen, wie in 606 angegeben ist. Der zweite Durchflussweg beinhaltet weiterhin, Abgas aus der Turbine in die Atmosphäre strömen zu lassen, wie in 608 angegeben ist.
Wenn es angezeigt ist, beinhaltet das Verfahren 600 auch, in 610, dass wenigstens ein Teil des Abgases über einen ND-AGR-Kanal zurück zu einem Einlass des Motors geleitet wird. Die Menge an Abgas, die über den ND-AGR-Kanal zum Einlass geleitet wird, kann auf einer Motordrehzahl und -last, Verbrennungsstabilität und/oder anderen Bedingungen basieren, damit eine gewünschte Sauerstoff-Einlasskonzentration, eine Verbrennungstemperatur, NOx-Motorausgangskonzentration usw. beibehalten werden.
In 612 beinhaltet das Verfahren 600 das Bestimmen, ob ein Übergang in den Standard-Betriebsmodus angezeigt ist. Dazu kann zählen, dass ein Beschleunigungsereignis stattfindet, dass die Motortemperatur einen Temperaturschwellenwert erreicht, dass die Motorlast unter die Spitzenlast fällt oder andere geeignete Parameter. Falls ein Übergang in den Standard-Modus nicht angezeigt ist, fährt das Verfahren 600 mit 614 fort, um die Dreiwegeventile in der zweiten Stellung zu halten und Abgas weiter auf dem zweiten Durchflussweg strömen zu lassen. Das Verfahren 600 springt dann zurück.
Falls in 612 bestimmt wird, dass ein Übergang in den Standard-Modus angezeigt ist, fährt das Verfahren 600 mit 616 fort, um das erste, zweite und dritte Dreiwegeventil in die jeweils erste Stellung zu bringen und Abgas auf dem ersten Durchflussweg gemäß dem Verfahren 500 aus 5 strömen zu lassen, das oben beschrieben wird. Während des Übergangs vom Bypass- in den Standard-Modus kann das Timing der Bewegung des ersten und des zweiten Dreiwegeventils gesteuert werden, um sicherzustellen, dass kein Abgas über das zweite Dreiwegeventil in die Atmosphäre geleitet wird, bevor Abgas aus dem ersten Kanal die Turbine erreicht. Somit kann das Verfahren 600 in 618 beinhalten, die Bewegung des zweiten Dreiwegeventils in die erste Stellung in Bezug auf die Bewegung des ersten Dreiwegeventils in die erste Stellung zu verzögern. Zum Beispiel kann die Steuerung als Reaktion auf die Angabe, in den Standard-Modus überzugehen, ein Signal senden, um das erste Dreiwegeventil aus der zweiten Stellung in die erste Stellung zu bewegen. Die Steuerung kann das Senden des Signals, um das zweite Dreiwegeventil aus der zweiten Stellung in die erste Stellung zu bewegen, um einen gegebenen Zeitraum verzögern. Die Verzögerungszeit kann auf der Länge des ersten Kanals, auf dem durch den ersten Kanal strömenden Abgasmassenstrom usw. basieren, so dass zum gleichen Zeitpunkt oder kurz vorher begonnen wird, das Abgas im zweiten Kanal in die Atmosphäre zu leiten, wenn Abgas im ersten Kanal die Turbine erreicht. Das Verfahren 600 springt dann zurück.
Auf diese Weise kann ein Abgassystem eines Motorsystems in einem Fahrzeug entweder im Bypass-Modus oder im Standard-Modus betrieben werden. Während des Betriebs im Standard-Modus strömt Abgas erst durch die Turbine, bevor es die Abgasnachbehandlungseinrichtungen erreicht, was maximale Abgasenergiegewinnung über den Turbolader ermöglicht. Dies kann insbesondere während eines Fahrzeugstarts oder unter anderen Bedingungen nützlich sein, die herkömmlich mit Turboladernacheilen verknüpft sind, weil ein schnelles Turbinenansprechverhalten (z. B. Hochlaufen) gewünscht wird, um das angeforderte Drehmoment zu liefern. Während des Betriebs im Bypass-Modus strömt das Abgas durch die Nachbehandlungseinrichtungen, bevor es die Turbine erreicht. Dies kann schnelles Warmlaufen des Katalysators unter Kaltstartbedingungen ermöglichen, und es kann auch verhindern, dass Abgas mit hoher Temperatur, Partikelmaterial oder andere Abgaskomponenten, die die Güte der Turbine mindern können, die Turbine erreicht. Zusätzlich kann der Abgasgegendruck im Bypass-Betriebsmodus reduziert werden. Weiterhin strömt Abgas in beiden Betriebsmodi weiter durch die Nachbehandlungseinrichtungen und wird in die Turbine eingespeist, was Einhaltung von Emissionsanforderungen und erhöhte Motorleistung bei allen Betriebsbedingungen ermöglicht, ohne dass der Einbau der Motorkomponenten angepasst werden muss.
Die technische Wirkung, ein Motorsystem mit einem Abgassystem entweder in einem Bypass- oder einem Standard-Betriebsmodus zu betreiben, ist beschleunigtes Warmlaufen des Katalysators unter Kaltstartbedingungen, während weiter schnelles Turbinenansprechverhalten bei Beschleunigungsereignissen bereitgestellt wird.
Ein Beispiel bezieht sich auf ein Verfahren. Das Verfahren beinhaltet unter einer ersten Bedingung, Abgas durch eine Turbine, aus der Turbine zu wenigstens einer Nachbehandlungseinrichtung und dann aus der wenigstens einen Nachbehandlungseinrichtung in die Atmosphäre strömen zu lassen, und unter einer zweiten Bedingung, Abgas durch die wenigstens eine Nachbehandlungseinrichtung, aus der wenigstens einen Nachbehandlungseinrichtung zur Turbine und dann aus der Turbine in die Atmosphäre strömen zu lassen.
In einem ersten Beispiel beinhaltet das Verfahren weiterhin, dass die erste Bedingung ein Motorbeschleunigungsereignis umfasst. Ein zweites Beispiel des Verfahrens beinhaltet optional das erste Beispiel und beinhaltet weiterhin, dass die zweite Bedingung eine Motortemperatur unterhalb eines Temperaturschwellenwerts umfasst und dass sich die erste und die zweite Bedingung gegenseitig ausschließen. Ein drittes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional eines oder alle des ersten und zweiten Beispiels und beinhaltet weiterhin, dass die zweite Bedingung eine Motorausgangsleistung über einem Ausgangsleistungsschwellenwert umfasst. Ein viertes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional eines oder alle des ersten, zweiten und dritten Beispiels und beinhaltet unter der ersten Bedingung weiterhin, wenigstens einen Teil des Abgases über einen Abgasrückführungskanal zu einem Einlass eines Motors strömen zu lassen, wobei der Abgasrückführungskanal Abgas an einer Position zwischen der Turbine und der wenigstens einen Nachbehandlungseinrichtung aufnimmt. Ein fünftes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional eines oder alle des ersten, zweiten, dritten und vierten Beispiels und beinhaltet unter der zweiten Bedingung weiterhin, wenigstens einen Teil des Abgases über einen Abgasrückführungskanal zu einem Einlass eines Motors strömen zu lassen, wobei der Abgasrückführungskanal Abgas an einer Position zwischen der Turbine und der Atmosphäre aufnimmt. Ein sechstes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional eines oder alle des ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Beispiels und beinhaltet weiterhin, dass es Abgas durch die Turbine, aus der Turbine zu wenigstens einer Nachbehandlungseinrichtung und dann aus der wenigstens einen Nachbehandlungseinrichtung in die Atmosphäre strömen lässt, wobei umfasst ist, ein erstes Dreiwegeventil, ein zweites Dreiwegeventil und ein drittes Dreiwegeventil jeweils in die erste Stellung zu bringen. Ein siebtes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional eines oder alle des ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften und sechsten Beispiels und beinhaltet weiterhin, dass es Abgas durch die wenigstens eine Nachbehandlungseinrichtung, aus der wenigstens einen Nachbehandlungseinrichtung zur Turbine und dann aus der Turbine in die Atmosphäre strömen lässt, wobei umfasst ist, das erste Dreiwegeventil, das zweite Dreiwegeventil und das dritte Dreiwegeventil jeweils in die zweite Stellung zu bringen. Ein achtes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional eines oder alle des ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten und siebten Beispiels und beinhaltet weiterhin, als Reaktion auf einen Übergang von der ersten Bedingung zur zweiten Bedingung, eines oder mehrere der Folgenden einzustellen, ein Einlassdrosselventil oder ein Abgasrückführungsventil, um den gewünschten Einlassluftstrom aufrechtzuerhalten. Ein neuntes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional eines oder alle des ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten, siebten und achten Beispiels und beinhaltet weiterhin, dass die eine oder die mehreren von Folgenden, das Einlassdrosselventil oder das Abgasrückführungsventil, weiterhin auf Basis des Aufladedrucks eingestellt werden. Ein zehntes Beispiel für das Verfahren beinhaltet optional eines oder alle des ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten, siebten, achten und neunten Beispiels und beinhaltet weiterhin, dass eines oder mehreren von Folgenden, das Einlassdrosselventil oder das Abgasrückführungsventil, eingestellt werden, wobei umfasst ist, eine Öffnung des Abgasrückführungsventils zeitweise zu vergrößern, um den gewünschten Abgasrückführungsstrom während des Übergangs aufrechtzuerhalten.
Ein anderes Beispiel bezieht sich auf ein System. Das System umfasst einen Motor mit einem Abgaskrümmer, eine Turboladerturbine, die fluidisch über einen ersten Kanal mit dem Abgaskrümmer gekoppelt ist, einen zweiten Kanal, der der Turbine vorgelagert vom ersten Kanal abzweigt und einen Austritt aufweist, der fluidisch mit der Turbine gekoppelt ist, ein erstes Dreiwegeventil an einer Verbindungsstelle zwischen dem ersten Kanal und dem zweiten Kanal, wenigstens eine Nachbehandlungseinrichtung, die im zweiten Kanal positioniert ist, ein zweites Dreiwegeventil, das der Turbine vorgelagert im zweiten Kanal und der wenigstens einen Nachbehandlungseinrichtung nachgelagert positioniert ist, wobei das zweite Dreiwegeventil den zweiten Kanal mit der Atmosphäre koppelt, einen dritten Kanal, der fluidisch mit einem Austritt der Turbine und vorgelagert der wenigstens einen Nachbehandlungseinrichtung mit dem zweiten Kanal gekoppelt ist, und ein drittes Dreiwegeventil, das den dritten Kanal mit der Atmosphäre koppelt.
In einem ersten Beispiel für das System enthält das System weiterhin eine elektronische Steuerung mit Anweisungen, um unter einer ersten Bedingung alle Ventile, das erste, zweite und dritte Dreiwegeventil, in die jeweils erste Stellung zu bringen, um Abgas aus dem Abgaskrümmer über den ersten Kanal zur Turbine und aus der Turbine über den dritten Kanal zur wenigstens einen Nachbehandlungseinrichtung und aus der wenigstens einen Nachbehandlungseinrichtung in die Atmosphäre strömen zu lassen. In einem zweiten Beispiel für das System enthält das System optional weiterhin das erste Beispiel für das System und enthält weiterhin, dass die elektronische Steuerung Anweisungen aufweist, um unter einer zweiten Bedingung alle Ventile, das erste, zweite und dritte Dreiwegeventil, in die jeweils zweite Stellung zu bringen, um Abgas aus dem Abgaskrümmer über den ersten und zweiten Kanal zur wenigstens einen Nachbehandlungseinrichtung, aus der wenigstens einen Nachbehandlungseinrichtung über den zweiten Kanal zur Turbine und aus der Turbine in die Atmosphäre strömen zu lassen. In einem dritten Beispiel für das System enthält das System optional eines oder alle des ersten und zweiten Beispiels für das System und enthält weiterhin, wenn sich alle Ventile, das erste, zweite und dritte Dreiwegeventil, in der jeweils ersten Stellung befinden, dass das erste Dreiwegeventil dazu ausgelegt ist, Abgas nur zur Turbine zu führen, dass das zweite Dreiwegeventil dazu ausgelegt ist, Abgas nur in die Atmosphäre zu führen, und dass das dritte Dreiwegeventil dazu ausgelegt ist, Abgas nur zu der wenigstens einen Nachbehandlungseinrichtung zu führen. In einem vierten Beispiel für das System enthält das System optional eines oder alle des ersten, zweiten und dritten Beispiels für das System und enthält weiterhin, wenn sich alle Ventile, das erste, zweite und dritte Dreiwegeventil, in der jeweils zweiten Stellung befinden, dass das erste Dreiwegeventil dazu ausgelegt ist, Abgas nur zum zweiten Kanal zu führen, dass das zweite Dreiwegeventil dazu ausgelegt ist, Abgas nur zur Turbine zu führen, und dass das dritte Dreiwegeventil dazu ausgelegt ist, Abgas nur in die Atmosphäre zu führen. In einem fünften Beispiel für das System enthält das System optional eines oder alle des ersten, zweiten, dritten und vierten Beispiels für das System und enthält weiterhin einen Niederdruck-Abgasrückführungskanal, der einen Einlass aufweist, der vorgelagert dem dritten Dreiwegeventil mit dem dritten Kanal gekoppelt ist, und einen Austritt, der mit einem Einlass des Motors gekoppelt ist.
Ein weiteres Beispiel bezieht sich auf ein zweites Verfahren. Das zweite Verfahren umfasst, Abgas selektiv über einen ersten Durchflussweg strömen zu lassen, was beinhaltet, das Abgas durch eine Turbine, aus der Turbine zu einem Partikelfilter und dann aus dem Partikelfilter in die Atmosphäre strömen zu lassen, und als Reaktion darauf, dass eine geschätzte Konzentration von Motorausgangs-Partikelmaterial einen Schwellenwert überschreitet, Abgas über einen zweiten Durchflussweg strömen zu lassen, der beinhaltet, das Abgas durch den Partikelfilter, aus dem Partikelfilter zur Turbine und aus der Turbine in die Atmosphäre strömen zu lassen.
In einem ersten Beispiel für das zweite Verfahren umfasst das zweite Verfahren weiterhin, als Reaktion auf eine geschätzte Partikelbelastung auf dem Partikelfilter Abgas über den zweiten Durchflussweg strömen zu lassen. In einem zweiten Beispiel für das zweite Verfahren beinhaltet das zweite Verfahren optional das erste Beispiel und beinhaltet weiterhin, Abgas selektiv über den ersten Durchflussweg strömen zu lassen, wobei umfasst ist, Abgas über den ersten Durchflussweg als Reaktion auf ein Motorbeschleunigungsereignis strömen zu lassen.
Es ist anzumerken, dass die hier enthaltenen, beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in nichtflüchtigem Speicher gespeichert und vom Steuerungssystem ausgeführt werden, zu dem die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktuatoren und anderer Motor-Hardware zählt. Die hier beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere irgendeiner Anzahl von Verarbeitungsstrategien darstellen, wie zum Beispiel ereignisgesteuerte, interruptgesteuerte, Multitasking, Multithreading und Ähnliche. Von daher können verschiedene veranschaulichte Aktionen, Operationen und/oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge oder parallel ausgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise zum Erreichen der Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele erforderlich, sondern sie wird zur Vereinfachung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine oder mehrere der veranschaulichten Aktionen, Operationen und/oder Funktionen können wiederholt ausgeführt werden, abhängig von der besonderen Strategie, die verwendet wird. Weiterhin können die beschriebenen Aktionen, Operationen und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Motorsteuerungssystem programmiert werden soll, wobei die beschriebenen Aktionen durch Ausführen der Anweisungen in einem System ausgeführt werden, das die verschiedenen Motor-Hardware-Komponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung enthält.
Es versteht sich, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen vom Wesen her beispielhaft sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einem einschränkenden Sinne betrachtet werden sollen, weil zahlreiche Variationen möglich sind. Die oben genannte Technologie kann zum Beispiel auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, Boxer-4- und andere Motorentypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und anderer Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hier offenbart werden.
Die folgenden Ansprüche zeigen insbesondere gewisse Kombinationen und Unterkombinationen auf, die als neuartig und nicht offensichtlich angesehen werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sollten so verstanden werden, dass sie den Einschluss eines oder mehrerer solcher Elemente umfassen, wobei sie zwei oder mehr solche Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Vorlage neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche, sei ihr Schutzbereich weiter, enger, gleich oder verschieden vom Schutzbereich der Originalansprüche, werden ebenfalls so angesehen, dass sie im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 8276366 [0003]

Claims

Verfahren, das Folgendes umfasst: unter einer ersten Bedingung Abgas durch eine Turbine, aus der Turbine zu wenigstens einer Nachbehandlungseinrichtung und dann aus der wenigstens einen Nachbehandlungseinrichtung in die Atmosphäre strömen zu lassen; und unter einer zweiten Bedingung Abgas durch die wenigstens eine Nachbehandlungseinrichtung, aus der wenigstens einen Nachbehandlungseinrichtung zur Turbine und dann aus der Turbine in die Atmosphäre strömen zu lassen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Bedingung ein Motorbeschleunigungsereignis umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zweite Bedingung umfasst, dass die Motortemperatur unter einem Temperaturschwellenwert liegt, und sich die erste und die zweite Bedingung gegenseitig ausschließen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zweite Bedingung umfasst, dass eine Motorausgangsleistung über einem Ausgangsleistungsschwellenwert liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin umfasst, unter der ersten Bedingung wenigstens einen Teil des Abgases über einen Abgasrückführungskanal zu einem Einlass eines Motors strömen zu lassen, wobei der Abgasrückführungskanal Abgas an einer Position zwischen der Turbine und der wenigstens einen Nachbehandlungseinrichtung aufnimmt.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin umfasst, unter der zweiten Bedingung wenigstens einen Teil des Abgases über einen Abgasrückführungskanal zu einem Einlass eines Motors strömen zu lassen, wobei der Abgasrückführungskanal Abgas an einer Position zwischen der Turbine und der Atmosphäre aufnimmt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei dabei, Abgas durch die Turbine, aus der Turbine zu wenigstens einer Nachbehandlungseinrichtung und dann aus der wenigstens einen Nachbehandlungseinrichtung in die Atmosphäre strömen zu lassen, umfasst ist, ein erstes Dreiwegeventil, ein zweites Dreiwegeventil und ein drittes Dreiwegeventil jeweils in die erste Stellung zu bringen.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei dabei, Abgas durch die wenigstens eine Nachbehandlungseinrichtung, aus der wenigstens einen Nachbehandlungseinrichtung zur Turbine und dann aus der Turbine in die Atmosphäre strömen zu lassen, umfasst ist, das erste Dreiwegeventil, das zweite Dreiwegeventil und das dritte Dreiwegeventil jeweils in die zweite Stellung zu bringen.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin umfasst, als Reaktion auf einen Übergang von der ersten Bedingung zur zweiten Bedingung, eines oder mehrere der Folgenden einzustellen, ein Einlassdrosselventil oder ein Abgasrückführungsventil, um den gewünschten Einlassluftstrom aufrechtzuerhalten.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das eine oder die mehreren der Folgenden, das Einlassdrosselventil oder das Abgasrückführungsventil, weiterhin auf Basis des Aufladedrucks eingestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Einstellen eines oder mehrerer der Folgenden, des Einlassdrosselventils oder des Abgasrückführungsventils, umfasst, eine Öffnung des Abgasrückführungsventils zeitweise zu vergrößern, um den gewünschten Abgasrückführungsstrom während des Übergangs aufrechtzuerhalten.
System, das Folgendes umfasst: einen Motor mit einem Abgaskrümmer; eine Turboladerturbine, die fluidisch über einen ersten Kanal mit dem Abgaskrümmer gekoppelt ist; einen zweiten Kanal, der der Turbine vorgelagert vom ersten Kanal abzweigt und einen Austritt aufweist, der fluidisch mit der Turbine gekoppelt ist; ein erstes Dreiwegeventil an einer Verbindungsstelle zwischen dem ersten Kanal und dem zweiten Kanal; wenigstens eine Nachbehandlungseinrichtung, die im zweiten Kanal positioniert ist; ein zweites Dreiwegeventil, das der Turbine vorgelagert im zweiten Kanal und der wenigstens einen Nachbehandlungseinrichtung nachgelagert positioniert ist, wobei das zweite Dreiwegeventil den zweiten Kanal mit der Atmosphäre koppelt; einen dritten Kanal, der fluidisch mit einem Austritt der Turbine und vorgelagert der wenigstens einen Nachbehandlungseinrichtung mit dem zweiten Kanal gekoppelt ist, und ein drittes Dreiwegeventil, das den dritten Kanal mit der Atmosphäre koppelt.
System nach Anspruch 12, das weiterhin eine elektronische Steuerung mit Anweisungen umfasst, um unter einer ersten Bedingung alle Ventile, das erste, zweite und dritte Dreiwegeventil, in die jeweils erste Stellung zu bringen, um Abgas aus dem Abgaskrümmer über den ersten Kanal zur Turbine und aus der Turbine über den dritten Kanal zur wenigstens einen Nachbehandlungseinrichtung und aus der wenigstens einen Nachbehandlungseinrichtung in die Atmosphäre strömen zu lassen.
System nach Anspruch 13, wobei die elektronische Steuerung Anweisungen aufweist, um unter einer zweiten Bedingung alle Ventile, das erste, zweite und dritte Dreiwegeventil, in die jeweils zweite Stellung zu bringen, um Abgas aus dem Abgaskrümmer über den ersten und zweiten Kanal zur wenigstens einen Nachbehandlungseinrichtung, aus der wenigstens einen Nachbehandlungseinrichtung über den zweiten Kanal zur Turbine und aus der Turbine in die Atmosphäre strömen zu lassen.
System nach Anspruch 14, wobei, wenn sich alle Ventile, das erste, zweite und dritte Dreiwegeventil, in der jeweils ersten Stellung befinden, das erste Dreiwegeventil dazu ausgelegt ist, Abgas nur zur Turbine zu führen, das zweite Dreiwegeventil dazu ausgelegt ist, Abgas nur in die Atmosphäre zu führen, und das dritte Dreiwegeventil dazu ausgelegt ist, Abgas nur zu der wenigstens einen Nachbehandlungseinrichtung zu führen.
System nach Anspruch 15, wobei, wenn sich alle Ventile, das erste, zweite und dritte Dreiwegeventil, in der jeweils zweiten Stellung befinden, das erste Dreiwegeventil dazu ausgelegt ist, Abgas nur in den zweiten Kanal zu führen, das zweite Dreiwegeventil dazu ausgelegt ist, Abgas nur zur Turbine zu führen, und das dritte Dreiwegeventil dazu ausgelegt ist, Abgas nur in die Atmosphäre zu führen.
System nach Anspruch 12, das weiterhin einen Niederdruck-Abgasrückführungskanal umfasst, der einen Einlass aufweist, der vorgelagert dem dritten Dreiwegeventil mit dem dritten Kanal gekoppelt ist, und einen Austritt, der mit einem Einlass des Motors gekoppelt ist.
Verfahren, das Folgendes umfasst: Abgas selektiv über einen ersten Durchflussweg strömen zu lassen, was beinhaltet, das Abgas durch eine Turbine, aus der Turbine zu einem Partikelfilter und dann aus dem Partikelfilter in die Atmosphäre strömen zu lassen; und als Reaktion darauf, dass eine geschätzte Konzentration von Motorausgangs-Partikelmaterial einen Schwellenwert überschreitet, Abgas über einen zweiten Durchflussweg strömen zu lassen, was beinhaltet, das Abgas durch den Partikelfilter, aus dem Partikelfilter zur Turbine und aus der Turbine in die Atmosphäre strömen zu lassen.
Verfahren nach Anspruch 17, das weiterhin umfasst, als Reaktion auf eine geschätzte Partikelbelastung auf dem Partikelfilter Abgas über den zweiten Durchflussweg strömen zu lassen.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei dabei, Abgas selektiv über den ersten Durchflussweg strömen zu lassen, umfasst ist, Abgas über den ersten Durchflussweg als Reaktion auf ein Motorbeschleunigungsereignis strömen zu lassen.