DE102022117783A1 - Elektrifiziertes motorluftsystem, das einen elektrischen turbolader und eine abgasrückführungspumpe umfasst - Google Patents

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Abstract

Ein Motorsystem umfasst einen Verbrennungsmotor, ein elektrisches Leistungssystem, das dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung in dem Motorsystem bereitzustellen, und ein elektrifiziertes Luftsystem, das von dem elektrischen Leistungssystem dahingehend angetrieben wird, selektiv einen Strom von Einlassluft und Abgas zu dem Motor zu verstärken. Das elektrifizierte Luftsystem umfasst ferner eine AGR-Pumpe, die dahingehend betreibbar ist, einen Teil des Abgases, das aus dem Motor ausgegeben wird, zurückzuführen, und einen elektrischen Turbolader, der eine Turbine, einen Verdichter, der von der Turbine über eine dazwischen gekoppelte Welle angetrieben wird, und eine elektrische Maschine, die mit der Welle gekoppelt ist, aufweist. Die elektrische Maschine ist dazu konfiguriert, in einem Motor-Modus zum Antreiben der Welle und Bewirken, dass der Verdichter aufgeladene Einlassluft an den Motor ausgibt, betrieben zu werden und in einem Generator-Modus zum Umwandeln von Drehleistung von der Welle in elektrische Leistung, die in das elektrische Leistungssystem zurückgeführt wird, betrieben zu werden.

Description

  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Motorsysteme und insbesondere auf solche Motorsysteme, die ein elektrifiziertes Luftsystem aufweisen, das einen elektrischen Turbolader und eine Abgasrückführungspumpe umfasst.
  • Ein Motorsystem kann ein Luftsystem umfassen, das einen oder mehrere Turbolader umfasst, die Einlassluft verdichten, die Brennkammern in dem Motor zugeführt wird, und ein Abgasrückführungssystem (AGR-System), das einen Teil des Abgases zu dem Motoreinlass zurückführt. Jeder Turbolader umfasst in der Regel eine Turbine und einen Verdichter, wobei die Turbine durch Abgas von dem Motor angetrieben wird, und der Verdichter wiederum dahingehend von der Turbine angetrieben wird, Fluid (Luft oder ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft) zu verdichten und das Fluid den Brennkammern zuzuführen. Das AGR-System kann ein AGR-Ventil oder eine AGR-Pumpe zum Regulieren und Unterstützen des AGR-Stroms zu dem Motoreinlass verwenden. Bei einem AGR-System mit einem AGR-Ventil ist zum Strömenlassen von Abgas zurück zu dem Motoreinlass ein negativer Motordifferenzdruck (dP) erforderlich, während die AGR-Pumpe für einen Abgasstrom zurück zu dem Motoreinlass über einen erweiterten dP-Betriebsbereich hinweg sorgt.
  • Ein Motorsystem umfasst einen Verbrennungsmotor, der einen Motorblock mit einer oder mehreren Kolben-Zylinder-Anordnungen, die mit einem Einlasskrümmer und einem Auslasskrümmer in Verbindung stehen, aufweist, und ein elektrisches Leistungssystem, das dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung in dem Motorsystem bereitzustellen, wobei das elektrische Leistungssystem eine Energiespeichervorrichtung und einen elektrischen Bus umfasst. Das Motorsystem umfasst des Weiteren ein elektrifiziertes Luftsystem, das mit der elektrischen Leistung von dem elektrischen Leistungssystem dahingehend angetrieben wird, selektiv einen Strom von Einlassluft und Abgas zu dem Motor zu verstärken. Das elektrifizierte Luftsystem umfasst ferner eine Abgasrückführungspumpe (AGR-Pumpe), die dahingehend betreibbar ist, einen Teil des Abgases, das aus dem Auslasskrümmer ausgegeben wird, zu dem Einlasskrümmer zurückzuführen, und einen elektrischen Turbolader, der eine Turbine in Verbindung mit dem Auslasskrümmer, einen Verdichter, der mit dem Einlasskrümmer in Verbindung steht und von der Turbine über eine dazwischen gekoppelte Welle angetrieben wird, und eine elektrische Maschine, die mit der Welle gekoppelt ist, aufweist. Die elektrische Maschine ist dazu konfiguriert, in einem Motor-Modus zum Antreiben der Welle und Bewirken, dass der Verdichter aufgeladene Einlassluft an den Motor ausgibt, betrieben zu werden und in einem Generator-Modus zum Umwandeln von Drehleistung von der Welle in elektrische Leistung, die in das elektrische Leistungssystem zurückgeführt wird, betrieben zu werden.
  • Bei einer weiteren Implementierung umfasst ein Motorsystem für ein Non-Road-Fahrzeug einen Verbrennungsmotor, der einen Motorblock mit einer oder mehreren Kolben-Zylinder-Anordnungen, die mit einem Einlasskrümmer und einem Auslasskrümmer in Verbindung stehen, aufweist, und ein elektrisches Leistungssystem, das dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung in dem Motorsystem bereitzustellen, wobei das elektrische Leistungssystem eine Energiespeichervorrichtung und einen elektrischen Bus umfasst. Das Motorsystem umfasst des Weiteren ein elektrifiziertes Luftsystem, das mit der elektrischen Leistung von dem elektrischen Leistungssystem dahingehend angetrieben wird, selektiv einen Strom von Einlassluft und Abgas zu dem Motor zu verstärken, wobei das elektrifizierte Luftsystem ferner eine Abgasrückführungspumpe (AGR-Pumpe), die dahingehend betreibbar ist, einen Teil des Abgases, das aus dem Auslasskrümmer ausgegeben wird, zu dem Einlasskrümmer zurückzuführen, und einen elektrischen Turbolader, der eine Turbine in Verbindung mit dem Auslasskrümmer, einen Verdichter, der mit dem Einlasskrümmer in Verbindung steht und von der Turbine über eine dazwischen gekoppelte Welle angetrieben wird, und eine elektrische Maschine, die dahingehend mit der Welle gekoppelt ist, ihr Drehleistung zuzuführen oder Drehleistung von ihr zu empfangen, aufweist, umfasst. Das Motorsystem umfasst ferner eine Steuerung, die eine Architektur aus Prozessor und Speicher aufweist, die dahingehend mit dem elektrifizierten Luftsystem funktional verbunden ist, dessen Betrieb zu steuern, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, die Motordrehzahl und die Motorlast während des Betriebs des Motors zu überwachen und die elektrische Maschine basierend auf der Motordrehzahl und der Motorlast selektiv in einem Motor-Modus und einem Generator-Modus zu betreiben, wobei die elektrische Maschine bei Motor-Betrieb der Welle Drehleistung zur Ausgabe von aufgeladener Einlassluft an den Motor zuführt und bei Generator-Betrieb Drehleistung von der Welle in elektrische Leistung, die in das elektrische Leistungssystem zurückgeführt wird, umwandelt.
  • Die Einzelheiten einer oder mehrerer Ausführungsformen werden in den beiliegenden Zeichnungen und der nachstehenden Beschreibung angeführt. Weitere Merkmale und Vorteile gehen aus der Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen hervor.
  • Mindestens ein Beispiel für die vorliegende Offenbarung wird nachstehend in Verbindung mit den folgenden Figuren beschrieben:
    • 1 ist eine vereinfachte Seitenansicht eines beispielhaften Arbeitsfahrzeugs, bei dem Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung implementiert werden können;
    • 2 ist ein Schemadiagramm eines beispielhaften Motorsystems mit einem elektrifizierten Luftsystem gemäß einer Ausführungsform; und
    • 3 ist ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Betrieb des Motorsystems von 2 gemäß einer Ausführungsform.
  • In den verschiedenen Zeichnungen zeigen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente an. Für eine einfache und deutliche Darstellung können Beschreibungen und Details wohlbekannter Merkmale und Techniken weggelassen werden, um eine unnötige Verschleierung des Beispiels und von nicht einschränkenden Ausführungsformen der Erfindung, die in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung beschrieben werden, zu vermeiden. Ferner sollte auf der Hand liegen, dass Merkmale oder Elemente, die in den beigefügten Figuren erscheinen, nicht zwangsweise maßstäblich gezeichnet sind, sofern nicht etwas anderes angegeben wird.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden in den oben kurz beschriebenen beigefügten Figuren der Zeichnungen gezeigt. Für den Fachmann können verschiedene Modifikationen der beispielhaften Ausführungsformen in Betracht kommen, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, wie er in den angehängten Ansprüchen angeführt ist, abzuweichen.
  • Wie zuvor angemerkt, können Verbrennungsmotoren (einen) Turbolader und ein AGR-System zum Aufladen einer Zufuhrmenge aus Einlassluft und Abgas zu Brennkammern in dem Motor umfassen. Im Betrieb des Turboladers (der Turbolader) wird von dem Motor erzeugtes Abgas zum Antreiben einer Turbine des Turboladers verwendet, wobei Abgas durch die Turbine strömt und ihre Drehung bewirkt, wodurch ein Verdichter des Turboladers angetrieben wird, so dass der Verdichter Luft in die Brennkammern des Motors drückt. Ein AGR-System kann auch vorgesehen sein, das dahingehend betrieben wird, einen Teil des aus dem Motor ausgegebenen Abgases in dessen Einlasskrümmer zurückzuführen. Bei AGR-Systemen, die ein AGR-Ventil zur Steuerung eines Abgasstroms zurück zum Einlasskrümmer umfassen, gestattet das AGR-Ventil solch einen AGR-Strom, wenn der auslassseitige Druck in dem Motorsystem höher als der Einlassseitendruck ist (d. h. ein negativer dP), wobei ein dP von -50 kPa wünschenswert ist, um eine adäquate Abgasströmung zu ermöglichen. Bei AGR-Systemen, die eine AGR-Pumpe zur Steuerung eines Abgasstroms zurück zu dem Einlasskrümmer umfasst, ermöglicht die AGR-Pumpe solch einen AGR-Strom über einen weiteren dP-Bereich hinweg, einschließlich für kleine negative dP-Werte und positive dP-Werte.
  • Es ist bekannt, dass Motorluftsysteme oftmals während der Konstruktion und des Betriebs zur Erzielung gewünschter Leistungs- und Kraftstoffeffizienzziele kalibriert werden. Bei Luftsystemen, die ein AGR-Ventil zur Steuerung des AGR-Stroms umfassen, wird dies oftmals durch Beschränken der Turbinengröße zur Sicherstellung eines adäquaten negativen dP-Werts, der für das Strömen des Abgases durch das AGR-Ventil sorgt, (d. h. „Abstimmen auf“ den Turbolader) (zum Teil) erzielt - wobei bekannt ist, dass bei einer kleineren Turbine die Motorkalibrierungsgrenzen unter Bedingungen von hohem Abgasstrom (hoher Motorlast) möglicherweise früher erreicht werden, wodurch die Aufladung der Einlassluft, die von dem Turbolader ausgegeben werden kann, beschränkt würde. Im Gegensatz dazu kann bei Luftsystemen, die eine AGR-Pumpe zur Steuerung des AGR-Stroms umfassen, aufgrund nicht ganz so strikter Auflagen für die Steuerung von dP-Werten zur weiteren Bereitstellung von AGR-Strom die Turbinengröße vergrößert werden; die Vergrößerung der Turbine kann jedoch zu einem langsameren instationären Ansprechverhalten des Motors führen, was sich negativ auf die Motorleistung auswirkt. Somit ist es weiterhin problematisch, für eine effizientere Abstimmung auf den Turbolader zu sorgen, bei der Vorteile sowohl des Turboladers (der Turbine) als auch des AGR-Systems maximiert werden können, ohne die Nachteile bei der Aufladung und/oder dem instationären Ansprechverhalten, die oben angeführt werden, zu erleiden.
  • Zur Bereitstellung einer effizienteren Abstimmung eines AGR-Systems und Turboladers in einem Luftsystem wird ein Motorsystem mit einem elektrifizierten Luftsystem bereitgestellt, das eine Anordnung aus einem elektrischen Turbolader (E-Turbolader) und einer AGR-Pumpe umfasst. Das elektrifizierte Luftsystem empfängt Leistung von einem elektrischen Leistungssystem, das eine Energiespeichervorrichtung und einen elektrischen Bus umfasst. Im Betrieb des elektrifizierten Luftsystems kann eine elektrische Maschine des E-Turboladers in einem Motor-Modus zum Antreiben einer Welle, die die Turbine mit dem Verdichter koppelt, betrieben werden, um zu bewirken, dass der Verdichter aufgeladene Einlassluft an den Motor ausgibt. Die Integration des E-Turboladers und der AGR-Pumpe in das elektrifizierte Luftsystem gestattet eine effizientere Turboladerabstimmung in dem Luftsystem, wobei eine Vergrößerung des Turboladers ermöglicht wird, ohne dass das System langsameres instationäres Ansprechverhalten erleidet. D. h., der Betrieb der elektrischen Maschine stellt sicher, dass der Turbolader in der Lage ist, dem Motor über einen weiten Bereich von Motorbetriebsbedingungen (Drehzahlen und Lasten) hinweg aufgeladene Einlassluft zuzuführen, und zwar ohne eine negative Auswirkung auf das instationäre Ansprechverhalten.
  • Zusätzlich zum Betrieb der elektrischen Maschine in einem Motor-Modus zum Antreiben der Turboladerwelle, um Einlassluft zu dem Motor aufzuladen, kann die elektrische Maschine auch in einem Generator-Modus betrieben werden, um Drehleistung von der Welle in elektrische Leistung umzuwandeln, die zurück in das elektrische Leistungssystem geführt wird. Die elektrische Maschine kann bei Motorzuständen, bei denen der Einlassluftstrom zu dem Motor adäquat ist und/oder wenn die Wellenleistung die Einlassluftstrom-Anforderungen überschreitet, dahingehend in dem Generator-Modus betrieben werden, Wärmeenergie und kinetische Energie aus dem Auslasssystem zurück in elektrische Leistung umzuwandeln. Die elektrische Leistung, die von der elektrischen Maschine erzeugt wird, während sie in dem Generator-Modus betrieben wird, kann zurück in das elektrische Leistungssystem geführt werden, um die Energiespeichervorrichtung darin aufzuladen.
  • Bei einer Implementierung ist die AGR-Pumpe auch zum Betrieb in einem Motor-Modus als auch einem Generator-Modus konfiguriert. Sowohl in dem Motor- als auch in dem Generator-Modus kann die AGR-Pumpe einen Teil des Abgases zu dem Motoreinlass zurückführen. In dem Generator-Modus führt die AGR-Pumpe als Reaktion auf einen durch die AGR-Pumpe hindurchströmenden Abgasstrom auch elektrische Leistung in das elektrische Leistungssystem zurück. Die AGR-Pumpe kann im Allgemeinen in dem Motor-Modus betrieben werden, wenn ein Einlassseitendruck des Motors größer als ein Auslassseitendruck des Motors ist, und in dem Generator-Modus betrieben werden, wenn der Einlassseitendruck des Motors kleiner als der Auslassseitendruck des Motors ist. Der Differenzdruck, der zum Übergang zwischen Motor- und Generator-Status erforderlich ist, wird weiterhin durch mechanische und elektrische Systemineffizienzen beeinflusst. Die AGR-Pumpe kann auch in einem Umkehrmodus betrieben werden, um verdichtete Einlassluft in das AGR-System stromaufwärts des Turboladers (der Turbine) zuzuführen, so dass die Turbine sowohl Abgas als auch verdichtete Einlassluft empfängt.
  • Die Steuerung kann zusätzliche Steuerfunktionen im Hinblick auf das elektrifizierte Luftsystem steuern, um den Wirkungsgrad bei Betrieb des Motorsystems weiter zu verbessern. Bei einer Implementierung kann die Steuerung die elektrische Maschine dahingehend betreiben, Abgasbeschränkungen zur Reduzierung der Motorpumpschleife und zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs auf ein Minimum zu reduzieren. Bei einer weiteren Implementierung kann die Steuerung auch einen Ladestand der Energiespeichervorrichtung überwachen, um über den Betrieb des elektrifizierten Luftsystems selektiv für seine Wiederaufladung zu sorgen. D. h., die Steuerung überwacht einen Ladestand der Energiespeichervorrichtung, und wenn der Ladestand der Energiespeichervorrichtung unter einem vorbestimmten Schwellenladestand liegt, betreibt die Steuerung die elektrische Maschine des E-Turboladers und/oder die AGR-Pumpe in dem Generator-Modus zur Bereitstellung von elektrischer Leistung, die zum Wiederaufladen der Energiespeichervorrichtung verwendet werden kann.
  • Es werden nun beispielhafte Ausführungsformen eines Motorsystems, das ein elektrifiziertes Luftsystem, das eine AGR-Pumpe und einen E-Turbolader umfasst, aufweist, in Verbindung mit 1-3 gemäß dieser Offenbarung beschrieben. Anhand von nicht einschränkenden Beispielen umfasst das Motorsystem gemäß folgender Beschreibung eine Turboladeranordnung, die in Reihe geschaltete Hochdruck- und Niederdruck-Turbolader zur Verstärkung des Luftstroms in einen Verbrennungsmotor umfasst, wobei der Hochdruck-Turbolader als ein E-Turbolader konfiguriert ist. Ungeachtet der folgenden Beispiele würden auch Motorsysteme mit Verbrennungsmotoren und Turboladeranordnungen, die andere Konstruktionen aufweisen, wie beschrieben von einem darin integrierten elektrifizierten Luftsystem gemäß Aspekten der Erfindung profitieren. Es versteht sich somit, dass Aspekte der Erfindung nicht auf lediglich die spezifischen Ausführungsformen, die nachstehend beschrieben werden, beschränkt sein sollen.
  • Gemäß Ausführungsformen wird ein Motorsystem offenbart, das ein elektrifiziertes Luftsystem aufweist, das eine AGR-Pumpe und einen E-Turbolader umfasst. Wie für den Fachmann aus der folgenden Beschreibung hervorgeht, ist die Anwendung des elektrifizierten Luftsystems bei Hybrid-Motorsystemen, die in einem Arbeitsfahrzeug verwendet werden, besonders geeignet, und somit wird bei den hier erörterten veranschaulichenden Beispielen solch eine Umgebung zur Unterstützung des Verständnisses der Erfindung herangezogen.
  • Unter zunächst erfolgender Bezugnahme auf 1 wird ein Arbeitsfahrzeug 20 gezeigt, bei dem Ausführungsformen der Erfindung implementiert werden können. In dem dargestellten Beispiel wird das Arbeitsfahrzeug 20 als ein landwirtschaftlicher Traktor dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass andere Konfigurationen möglich sein können, darunter Konfigurationen, bei denen das Arbeitsfahrzeug 20 eine andere Art von Traktor, ein Erntefahrzeug, ein Rückeschlepper, eine Planiermaschine oder eine verschiedener anderer Arbeitsfahrzeugarten ist. Das Arbeitsfahrzeug 20 umfasst ein Chassis oder einen Rahmen 22, das bzw. der auf Vorder- und Hinterrädern 24 getragen wird. Auf einem vorderen Endbereich des Chassis 22 ist ein Gehäuse 26 positioniert, in dem sich ein Motorsystem 30 befindet. Das Motorsystem 30 versorgt über einen zugehörigen Antriebsstrang 28 ein Ausgangsglied (z. B. eine Ausgangswelle, nicht gezeigt) mit Leistung, das wiederum die Leistung dahingehend zu der Achse (den Achsen) des Arbeitsfahrzeugs 20 überträgt, für den Antrieb von dieser (diesen) zu sorgen und/oder eine Zapfwelle beispielsweise zum Antrieb eines Arbeitsgeräts, das sich an dem Arbeitsfahrzeug 20 befindet oder diesem zugeordnet ist, anzutreiben.
  • Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 2 werden verschiedene Komponenten eines beispielhaften Motorsystems 30, das in dem Arbeitsfahrzeug 20 enthalten sein kann, gemäß einer beispielhaften Implementierung dargestellt. Das Motorsystem 30 umfasst einen Verbrennungsmotor 32 (im Folgenden „Motor“) in Form eines dieselbetriebenen Selbstzündermotors, es versteht sich jedoch, dass der Motor 32 auch mit anderen Kraftstoffarten betrieben werden oder ein Fremdzündungsmotor sein könnte. Der Motor 32 des Motorsystems 30 umfasst einen Motorblock 34 mit einer Kolben-Zylinder-Anordnung 36 darin, die dahingehend betreibbar ist, Verbrennungsereignisse zu erzeugen. Bei der dargestellten Implementierung ist der Motor 32 ein Reihen-Sechszylindermotor (R-6-Motor); bei alternativen Implementierungen können jedoch verschiedene Motorarten und -auslegungen verwendet werden.
  • Das Motorsystem 30 umfasst des Weiteren einen Einlasskrümmer 38, der mit dem Motor 32 strömungsverbunden ist, einen Auslasskrümmer 40, der mit dem Motor 32 strömungsverbunden ist, und eine Turboladeranordnung 42. Bei der dargestellten Ausführungsform umfasst die Turboladeranordnung 42 ein Paar in Reihe geschalteter Turbolader 44, 46, die mit dem Einlasskrümmer 38 und dem Auslasskrümmer 40 strömungsverbunden sind und mit diesen in Wirkverbindung stehen, obgleich es sich versteht, dass das Motorsystem 30 bei anderen Ausführungsformen stattdessen lediglich einen einzigen Turbolader umfassen könnte. Die Turboladeranordnung 42 umfasst gemäß der Darstellung in 2 einen Niederdruck(LP)-Turbolader 44 und einen Hochdruck(HP)-Turbolader 46, die in Reihe angeordnet sind - wobei jeder der Turbolader 44, 46 eine Turbine 48, 50 und einen Verdichter 52, 54, die über eine Drehwelle 56 mechanisch verbunden sind, umfasst. Im Betrieb jedes der Turbolader 44, 46 verursacht durch die Turbine 48, 50 strömendes Abgas eine Drehung der Turbine, wodurch wiederum eine Drehung der Welle 56 bewirkt wird. Die Drehung der Welle 56 bewirkt wiederum, dass sich auch der Verdichter 52, 54 dreht, wodurch zusätzliche Luft in die Verdichter 52, 54 gesaugt wird, um dadurch die Durchsatzrate von Luft zu dem Einlasskrümmer 38 über das Maß, bei dem sie ansonsten ohne die Turbolader 44, 46 liegen würde, hinaus zu erhöhen, und auf diese Weise führen die Turbolader 44, 46 dem Motor 32 sogenannte „Ladeluft“ zu.
  • Wie angegeben, sind der HP- und der LP-Turbolader 46, 44 in Reihe bezüglich einander angeordnet. Der HP-Turbolader 46 weist eine Turbine 48 (HP-Turbine) zum Empfangen von Abgas aus dem Auslasskrümmer 40 und einen Verdichter 52 (HP-Verdichter), der mit der HP-Turbine 48 zum Zuführen von Druckluft zu dem Einlasskrümmer 38 zur Verbrennung gekoppelt ist, auf. Der LP-Turbolader 44 weist eine Turbine 50 (LP-Turbine) zum Empfangen von Abgas von der HP-Turbine 48 und einen Verdichter 54 (LP-Verdichter), der mit der LP-Turbine 50 zum Zuführen von Druckluft zu dem HP-Verdichter 52 zur weiteren Druckbeaufschlagung gekoppelt ist, auf. Sowohl der LP- als auch der HP-Turbolader 44, 46 wirken dahingehend, einen Teil der Wärmeenergie aus dem Abgas mit ihren jeweiligen Turbinen 48, 50 zum Antrieb ihrer jeweiligen Verdichter 52, 54 zurückzugewinnen und dabei die Menge an Ladeluft, die dem Motor 32 zur Verbrennung zugeführt wird, zu erhöhen.
  • Gemäß der Darstellung in 2 steht der Einlasskrümmer 38 mit der Kolben-Zylinder-Anordnung 36 zum Leiten einer Luftzufuhrmenge dorthin in Strömungsverbindung. Frischluft wird dem Einlasskrümmer 38 aus der umliegenden Umgebung über einen Frischlufteinlasskanal 58 zugeführt. Frischluft wird in den Frischlufteinlasskanal 58 gesaugt, durch einen Luftfilter 60, der in Reihe mit dem Frischlufteinlasskanal 58 angeordnet ist, strömengelassen und dem LP-Verdichter 54 zugeführt. Der LP-Verdichter 54 führt eine erste Verdichtung der Frischluft durch und führt sie dem HP-Verdichter 52 über einen Ladeluftkanal 62 zu. Der Ladeluftkanal 62 verläuft dann von dem HP-Verdichter 52 zu dem Einlasskrümmer 38, um die verdichtete Ladeluft von dem HP-Verdichter 52 zuzuführen, wobei ein Ladeluftkühler 64 (d. h. ein Nachkühler) in Reihe mit dem Ladeluftkanal 62 positioniert ist, der die Temperatur der Ladeluft reduziert, bevor sie dem Motor 32 zugeführt wird, um die Einheit an Masse pro Volumeneinheit (d. h. Dichte) der Ladeluft für einen verbesserten volumetrischen Wirkungsgrad und eine höhere Leistungsabgabe zu erhöhen. Bei einer Ausführungsform ist auch eine Drosselklappe 65 in dem Ladeluftkanal 62 positioniert, um die Menge an verdichteter Ladeluft, die dem Einlasskrümmer 38 zugeführt wird, zu regulieren.
  • Der Auslasskrümmer 40 des Motorsystems 30 ist mit Einlässen der Turbinen 48, 50 der Turbolader 44, 46 über einen Abgaskanal 66 strömungsgekoppelt, wobei die Fluidauslässe der Turbinen 48, 50 über einen Entlüftungskanal 68 dann mit der umliegenden Umgebung strömungsgekoppelt sind. Durch den Motor 32 erzeugtes Abgas wird aus dem Auslasskrümmer 40 herausgeleitet und strömt durch den Abgaskanal 66 zu den Turbinen 48, 50, wobei das Abgas dann auf herkömmliche Weise über den Entlüftungskanal 68 die Turbinen 48, 50 in die umliegende Umgebung verlässt. Ein Nachbehandlungssystem 69 kann in Reihe mit dem Entlüftungskanal 68 zur Behandlung des Abgases vor der Entlüftung des Abgases an die umliegende Umgebung, wie z. B. durch Durchführen einer Dieseloxidationskatalyse, einer Dieselpartikelfiltration (DPF) oder einer selektiven katalytischen Reduktion, angeordnet sein.
  • Ein Abgasrückführungs(AGR)-System 70 ist ferner in dem Motorsystem 30 vorgesehen und funktioniert dahingehend, einen Teil des von dem Motor 32 erzeugten Abgases zurückzuführen und dabei die Bildung von NOx während der Verbrennung zu reduzieren. Abgas wird aus dem Auslasskrümmer 40 gesaugt und über das AGR-System 70 in den Einlasskrümmer 38 zurückgeführt. Das AGR-System 70 umfasst einen AGR-Kanal 72, einen AGR-Kühler 74, eine AGR-Pumpe 76 und einen AGR-Mischer 78. Der AGR-Kanal 72 saugt einen Teil des Abgases, das in dem Abgaskanal 66 strömt, zur Zirkulation durch das AGR-System 70 ein. Bei der dargestellten Ausführungsform saugt der AGR-Kanal 72 einen Teil des Abgases, das in dem Abgaskanal 66 strömt, von einer Stelle stromaufwärts des HP-Turboladers 46 ein, jedoch versteht sich, dass der AGR-Kanal 72 stattdessen Abgas von dem Abgaskanal 66 an einer Stelle stromabwärts des HP-Turboladers 46 oder stromabwärts des HP-Turboladers 46 sowie des LP-Turboladers 44 einsaugen könnte. Der AGR-Kühler 74 ist in Reihe mit dem AGR-Kanal 72 zum Zwecke der Kühlung des durch den AGR-Kanal 72 strömenden Abgases angeordnet. Abgas strömt zu der AGR-Pumpe 76, wobei die AGR-Pumpe 76 eine Einlassseite in Strömungsverbindung mit dem Auslasskrümmer 40 und eine Auslassseite in Strömungsverbindung mit dem Einlasskrümmer 38 aufweist. Die AGR-Pumpe 76 kann ein Verdrängungsverdichter, der zur Bereitstellung von physisch abgemessenen Luftdurchsatzraten in der Lage ist, wie z. B. ein Roots-, Schrauben-, Scroll- oder Flügelzellenverdichter, sein, oder kann alternativ dazu ein Radialverdichter ähnlich einem Turboladerverdichter sein. Die AGR-Pumpe 76 kann selektiv den Strom des von dem Abgaskanal 58 zurückgeführten Abgases zu dem Motor 32 über den AGR-Kanal 72 steuern, einschließlich Sperren des Abgasstroms dort hindurch und selektives Beschränken oder Steuern des Abgasstroms dort hindurch in einem gewünschten Ausmaß. Abgas, das von der AGR-Pumpe 76 gepumpt wird, wird dem AGR-Mischer 78 zugeführt, der das Abgas mit der aus dem Ladeluftkanal 62 zugeführten Ladeluft zur Einleitung in den Einlasskrümmer 38 mischt, von dem das Gemisch aus Abgas und Ladeluft dann in den Motor 32 gespeist wird. Bei weiteren Implementierungen ist ein eigens vorgesehener AGR-Mischer 78 möglicherweise nicht in dem Motorsystem 18 enthalten, wobei Abgas stattdessen in Einlassrohre des Motors 32 und/oder des Einlasskrümmers 38 zur Vermischung mit der Ladeluft eingeleitet wird.
  • Bei einer Ausführungsform ist die AGR-Pumpe 76 als eine Umkehrpumpe konfiguriert, die dahingehend betreibbar ist, Abgas zu dem Einlasskrümmer 38 strömen zu lassen sowie einen Teil der verdichteten Ladeluft, die aus dem Ladeluftkanal 62 (in den Einlasskrümmer 38) strömt, durch den AGR-Kanal 72 und in den Abgaskanal 66 unter Umgehung des Motors 32 zuzuführen, so dass Ladeluft in das von dem Motor 32 ausgegebene Abgas eingeleitet wird. Diese verdichtete Ladeluft, die von der AGR-Pumpe 76 ausgegeben wird, wird also dahingehend mit dem Abgas vermischt, einen verstärkten Fluidstrom zu dem Einlass der Turbinen 48, 50 bereitzustellen, um die Durchsatzrate von den Turboladern 44, 46 zugeführtem Gas selektiv zu erhöhen.
  • Gemäß Ausführungsformen sind die Turboladeranordnung 42 und die AGR-Pumpe 76 als Teil eines gesamten elektrifizierten Luftsystems 80, das das Strömen von Einlassluft und Abgas in dem Motorsystem 30 steuert, vorgesehen. Sowohl die Turboladeranordnung 42 als auch die AGR-Pumpe 76 umfassen eine elektrische Maschine, die dahingehend mit in dem Motorsystem 30 bereitgestellter elektrischer Leistung betrieben wird (wie nachstehend erläutert wird), den Strom von Einlassluft oder Abgas innerhalb des Systems zu verstärken. Somit ist gemäß einer Ausführungsform eine elektrische Maschine 82 für den HP-Turbolader 46 und/oder den LP-Turbolader 44 in der Turboladeranordnung 42 vorgesehen, so dass der Turbolader 46, 44 als ein elektrischer Turbolader (im Folgenden „E-Turbolader“) konfiguriert ist, während die AGR-Pumpe 76 auch eine elektrische Maschine 84 umfasst, die mechanische Komponenten der AGR-Pumpe, wie z. B. bei einer Ausführungsform die Rotoren 86, antreiben kann.
  • Im Hinblick auf die Turboladeranordnung 42 in dem dargestellten Beispiel ist der HP-Turbolader 46 als der E-Turbolader konfiguriert (und wird somit nachstehend als „E-Turbolader 46“ bezeichnet), obgleich es sich versteht, dass der LP-Turbolader 44 als der E-Turbolader konfiguriert sein kann oder dass sowohl der HP-Turbolader 46 als auch der LP-Turbolader 44 als E-Turbolader konfiguriert sein können, und somit sind Ausführungsformen der Erfindung nicht auf die in 2 gezeigte Anordnung beschränkt. Durch die Konfiguration des HP-Turboladers 46 als einen E-Turbolader ist die elektrische Maschine 82 dahingehend mit der Welle 56 mechanisch gekoppelt, selektiv für ihre Drehung zu sorgen und Drehleistung von ihr zu empfangen. Wie nachstehend genauer erläutert wird, ist die elektrische Maschine 82 während des Betriebs des Motorsystems 30 in verschiedenen Modi betreibbar, darunter in einem „Motor-Modus“ und einem „Generator-Modus“.
  • Im Hinblick auf die AGR-Pumpe 76 ist die elektrische Maschine 84 dahingehend mit den Rotoren 86 mechanisch gekoppelt, selektiv für ihre Drehung zu sorgen und Drehleistung von ihnen zu empfangen. Wie nachstehend genauer erläutert wird, ist die elektrische Maschine 84 während des Betriebs des Motorsystems 30 in verschiedenen Modi betreibbar, darunter in einem „Motor-Modus“, einem „Generator-Modus“ und einem „Umkehrmodus“. Diese Modi können auch als ein „AGR-Motor-Modus“, ein „AGR-Generator-Modus“ und ein „AGR-Umkehrmodus“ bezeichnet werden, um sie von den Modi der elektrischen Maschine 82 in dem E-Turbolader 46 zu unterscheiden.
  • Zum Zuführen von elektrischer Leistung zu den elektrischen Maschinen 82, 84 des E-Turboladers 46 und der AGR-Pumpe 76 ist ein elektrisches System 90 in dem Motorsystem 30 vorgesehen, das eine oder mehrere Energiespeichervorrichtungen, Umrichter, Wandler, Verkabelung und andere elektrische Komponenten umfassen kann. In einem Beispiel umfasst das elektrische System 90 eine Energiespeichervorrichtung 92 in Form einer Lithium-Ionen-Batterie, obgleich stattdessen andere Hochspannungs- oder Hochleistungs-Energiespeichervorrichtungen eingesetzt werden können, wie z. B. andere Batteriearten, ein Superkondensator oder eine Kombination aus Superkondensatoren und/oder Batterien. Die Energiespeichervorrichtung 92 führt Gleichstromleistung einem Stromwandler (nicht gezeigt), wie z. B. einem DC-DC-Wandler, der Leistung an einen DC-Bus 94 ausgibt, zu, wobei der DC-Bus 94 mehreren Vorrichtungen, Auslässen usw. in dem Motorsystem 30, darunter den elektrischen Maschinen 82, 84 und Komponenten, wie z. B. einer Kühlpumpe (nicht gezeigt) oder einem Elektromotor eines zur Kühlung verwendeten Gebläses (nicht gezeigt), Leistung zuführt. Bei einer Implementierung ist das elektrische System 90 als ein 48V-System konfiguriert, das in Kombination mit dem Motor 32 ein „hybridelektrisches“ Motorsystem für das Arbeitsfahrzeug 10 (1) bildet.
  • Bei einer Implementierung ist eine Elektromotor/Generator-Einheit 98 ferner in dem Motorsystem 30 vorgesehen. Die Motor/Generator-Einheit 98 ist eine elektrische Maschine, die in verschiedenen Modi, d. h. als ein Motor und als ein Generator, zum Verbrauchen von elektrischer Leistung von dem DC-Bus 94 oder zum Zurückführen von Leistung zu dem DC-Bus 94 zur Wiederaufladung der Energiespeichervorrichtung 92 betreibbar ist. Beim Betrieb als ein Motor kann die Motor/Generator-Einheit 98 dahingehend funktionieren, elektrische Leistung von dem DC-Bus 94 in mechanische Leistung umzuwandeln und die mechanische Leistung über eine oder mehrere Triebstrangkomponenten 100, die einen oder mehrere Zahnradsätze, kettenangetriebene Kettenräder, Wellen, Riementriebe und/oder andere Glieder, die dazu konfiguriert sind, sich zum Übertragen von mechanischer Leistung zu drehen, umfassen können, zu dem Motor 32 zu übertragen. Die Motor/Generator-Einheit 98 kann somit dahingehend betrieben werden, beim Starten des Motors 32 zu helfen oder ein Ausgangsdrehmoment des Motors 32 während seines Betriebs selektiv zu verstärken (z. B Drehen der Kurbelwelle 99). Bei Betrieb als ein Generator kann die Motor/Generator-Einheit 98 dahingehend wirken, Leistung von dem Motor 32 zurück zu empfangen (d. h. der Motor 32 kann Leistung durch die Triebstrangkomponente(n) 100 zurückleiten), so dass die Motor/Generator-Einheit 98 elektrische Leistung erzeugt. Die erzeugte Leistung kann dem DC-Bus 94 zur Speicherung in der Energiespeichervorrichtung 92 oder zur Zufuhr zu bordeigenen oder bordexternen elektrischen Vorrichtungen zugeführt werden.
  • Gemäß der Darstellung in 2 umfasst das Motorsystem 30 ein Steuersystem 102, das eine Steuerung 104 oder ein elektronisches Steuergerät (ECU) umfasst. Die Steuerung 104 umfasst einen Prozessor 104a und einen Speicher 104b. Der Prozessor 104a führt die Berechnung und Steuerfunktionen der Steuerung 104 durch und kann eine beliebige Art von Prozessor oder mehrere Prozessoren, einzelne integrierte Schaltungen, wie zum Beispiel einen Mikroprozessor oder eine beliebige geeignete Anzahl an integrierten Schaltvorrichtungen und/oder Schaltplatinen, die zur Vollbringung der Funktionen einer Verarbeitungseinheit zusammenwirken, umfassen. Während des Betriebs führt der Prozessor 104a ein oder mehrere Programme, die in dem Speicher 104b enthalten sein können, durch und steuert somit den allgemeinen Betrieb der Steuerung 104 und des Computersystems der Steuerung 104 bei der Durchführung der hier beschriebenen Funktionen. Bei der dargestellten Ausführungsform speichert der Speicher 104b das oben erwähnte Programm (die oben erwähnten Programme).
  • Im Allgemeinen wird die Steuerung 104 dazu verwendet, zumindest einige der hier beschriebenen Motorsystemoperationen und -funktionen bereitzustellen, und steuert insbesondere den Betrieb des elektrifizierten Luftsystems 80 und der Motor/Generator-Einheit 98. Im Allgemeinen ist die Steuerung 104 mit Folgendem elektrisch gekoppelt: dem Motor 32; der AGR-Pumpe 76; dem E-Turbolader 46; der Motor/Generator-Einheit 98; einem Motordrehzahlsensor 106; einem Sensor (Sensoren) 108, der (die) Luftmassen-, Temperatur- und/oder Drucksensoren umfassen kann (können), in dem Einlasskrümmer 38, dem Auslasskrümmer 40 oder dem Ladeluftkanal 62 und/oder Kraftstoffsensoren. Obgleich die Sensoren 106, 108 in 2 als separate eigens vorgesehene Sensoren gezeigt werden, versteht sich, dass Erfassungsfähigkeiten für die Messung einiger Parameter in Komponenten des Motorsystems 30 integriert sein können. Die Steuerung 104 kann auch mit anderen Vorrichtungen, die zur Bereitstellung der gewünschten Systemsteuerfunktionen erforderlich sind, gekoppelt sein. Die Steuerung 104 empfängt Eingänge von den verschiedenen Sensoren, die Signale proportional zu verschiedenen physischen Parametern, die verschiedenen Komponenten in dem Motorsystem 30 und beliebigen anderen Quellen zugeordnet sind, erzeugen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 104 dazu konfiguriert sein, zusätzlich zu den hier offenbarten Steuerfunktionen andere Funktionen des Arbeitsfahrzeugs 20 bereitzustellen.
  • Bei einer Implementierung empfängt die Steuerung 104 Eingänge zur Motordrehzahl und Motorlast (beispielsweise bestimmt durch Luftstrom und Kraftstoff wie angefordert/erforderlich), um den Betrieb der AGR-Pumpe 76 und des E-Turboladers 46 zu steuern. D. h., die Steuerung ist in der Lage, den Betrieb der AGR-Pumpe 76 und des E-Turboladers 46, darunter einen Betriebsmodus der jeweiligen elektrischen Maschinen 82, 84 darin und die Betriebsdrehzahl der elektrischen Maschinen 82, 84, unabhängig zu steuern. Im Hinblick auf den Betriebsmodus der elektrischen Maschinen 82, 84 können solche Modi einen Motor-Modus und einen Generator-Modus umfassen. Darüber hinaus können die elektrischen Maschinen 82, 84 für gewünschte Zeiträume nicht im Betrieb sein (d. h. im Ruhezustand oder nicht drehend) (d. h. weder im Motor-Modus noch im Generator-Modus) sein, und die elektrische Maschine 84 der AGR-Pumpe 76 kann in einem Umkehrmodus betrieben werden. Durch solch eine Steuerung der AGR-Pumpe 76 und des E-Turboladers 46 kann die Steuerung 104 also die verschiedenen funktionalen Aspekte des Motorsystems 30, die dessen Gesamtbetriebswirkungsgrad beeinflussen, steuern, darunter eine dP-Abweichung zwischen dem Einlassseitendruck und einem Auslassseitendruck des Motors 32, eine für den Motor 32 bereitgestellte Aufladung über verstärkte Ströme von Einlassluft und/oder Abgas und die Menge an elektrischer Leistung, die während des Betriebs der elektrischen Maschinen 82, 84 im Generator-Modus zurück zu dem elektrischen System 90 geführt wird (beispielsweise um die Energiespeichervorrichtung 92 wiederaufzuladen).
  • Im Allgemeinen kann die Steuerung 104 den Betrieb der AGR-Pumpe 76 und des E-Turboladers 46 als Teil einer Motorsystemoptimierung, die Leistungsziele mit einem optimierten Kompromiss zwischen Kraftstoffeffizienz und Emissionen erreicht, steuern. Dabei kann die Steuerung 104 auf ein in dem Speicher 104b gespeichertes Motorkennfeld zugreifen, das Daten zu mehreren Betriebsbedingungen des Motorsystems 30, darunter den Betrieb des Motors 32 bei mehreren Drehzahlen und mehreren Lasten, umfasst. Die Steuerung 104 kann dann den E-Turbolader 46 und/oder die AGR-Pumpe 76 basierend auf einem derzeitigen Betriebszustand, abgeglichen mit den mehreren Betriebszuständen in dem Motorkennfeld, einschließlich des Betriebs der elektrischen Maschinen 82, 84 in dem Motor-Modus und dem Generator-Modus, selektiv betreiben. D. h., die Steuerung 104 betreibt den E-Turbolader 46 und/oder die AGR-Pumpe 76 während verschiedener Kombinationen aus Motorbetrieb bei niedriger/hoher Drehzahl und Motorbetrieb bei niedrigem/hohem Drehmoment selektiv dahingehend, die Einlassluft und den AGR-Strom zu dem Motor zu verstärken und/oder elektrische Leistung zu erzeugen, die in das elektrische System 90 zurückgegeben werden kann. Ferner kann die Steuerung 104 auch den Motorsystembetrieb dahingehend überwachen, Zeiträume mit hohem instationären Betrieb zu identifizieren, während denen der E-Turbolader 46 zum Aufladen des Motors 32 betrieben werden kann.
  • Als ein Beispiel kann während eines Betriebs des Motors 32 mit niedriger Drehzahl und hohem Drehmoment die Steuerung bewirken, dass die elektrische Maschine 82 des E-Turboladers 46 im Motor-Modus betrieben wird. Durch den Betrieb der elektrischen Maschine 82 in dem Motor-Modus wird der Welle 56 zusätzlich Drehleistung zugeführt und ermöglicht, dass der Verdichter 52 dem Motor 32 einen verstärkten Einlassluftstrom für Drehmoment bei niedriger Drehzahl zuführt. Die Steuerung 104 ist dazu programmiert, die elektrische Maschine 82 zeitweilig im Motor-Modus zu betreiben, um das instationäre Ansprechverhalten in dem Motorsystem 30 zu verbessern und die gewünschte Motoraufladung bereitzustellen. Während dieses Zeitraums kann die elektrische Maschine 84 der AGR-Pumpe 76 entweder nicht drehend sein oder in dem Motor-Modus oder Generator-Modus betrieben werden. Bei einer Ausführungsform bleibt die elektrische Maschine 84 während des Betriebs der elektrischen Maschine 82 des E-Turboladers 46 im Motor-Modus (während eines Zustands von niedriger Drehzahl und hohem Drehmoment) nicht drehend, da erkannt wird, dass AGR (die bei Betrieb der elektrischen Maschine 84 im Motor-Modus auftreten würde) möglicherweise während dieses Zeitraums nicht erwünscht ist und die Erzeugung von elektrischer Leistung (die bei Betrieb der elektrischen Maschine 84 im Generator-Modus erfolgen würde) möglicherweise unpraktisch ist.
  • Als ein weiteres Beispiel kann die Steuerung während eines Zustands des Motors 32 von hohem Abgasstrom bewirken, dass die elektrische Maschine 82 des E-Turboladers 46 in dem Generator-Modus betrieben wird. Durch den Betrieb der elektrischen Maschine 82 in dem Generator-Modus wird gestattet, dass die Drehwelle 56 in dem E-Turbolader 46 die Drehung der elektrischen Maschine 82 dahingehend antreibt, elektrische Leistung über die elektrische Maschine 82 zu erzeugen (die in das elektrische System 90 zurückgeführt wird), da es möglicherweise eine große Menge an den E-Turbolader 46 antreibendem Abgas während eines Zustands von hoher Motorlast gibt. Während dieses Zeitraums kann die elektrische Maschine 84 der AGR-Pumpe 76 im Motor-Modus oder Generator-Modus oder einem nichtdrehenden Betriebsmodus betrieben werden. Es versteht sich, dass der Betrieb der elektrischen Maschine 82 des E-Turboladers 46 in dem Generator-Modus einen größeren negativen dP erzeugen kann, der dabei hilft, die AGR voranzutreiben, so dass von der AGR-Pumpe 76 durchgeführte Arbeit reduziert werden kann (d. h. die AGR kann ohne Betrieb der AGR-Pumpe 76 in dem Motor-Modus erfolgen oder mit Betrieb der AGR-Pumpe 76 im Motor-Modus, jedoch mit einem geringeren Maß an Drehzahl oder Leistung). Dementsprechend können durch dieses Betriebsschema des E-Turboladers 46 und der AGR-Pumpe 76 zumindest zum Teil aufgrund der von der elektrischen Maschine 82 des E-Turboladers 46 erzeugten elektrischen Leistung (über Betrieb im Generator-Modus) und der reduzierten Arbeit, die von der AGR-Pumpe 76 durchgeführt wird, mehr Synergievorteile für Kraftstoffeffizienz erzielt werden.
  • Bei der Steuerung des Betriebs des E-Turboladers 46 kann die Steuerung 104 auch selektiv bewirken, dass die elektrische Maschine 82 darin (zum Teil) basierend auf dem Ladestand der Energiespeichervorrichtung 92 selektiv in dem Generator-Modus betrieben wird. Die Steuerung 104 kann den Ladestand der Energiespeichervorrichtung 92 überwachen und den Ladestand mit einem Schwellenladestand vergleichen. Wenn der Ladestand der Energiespeichervorrichtung 92 unter dem Schwellenladestand liegt, kann die Steuerung 104 den Betrieb der elektrischen Maschine 82 im Generator-Modus gestatten/bewirken (auch basierend auf der Motordrehzahl/-Last und dem instationären Zustand). Im Gegensatz dazu kann die Steuerung 104, wenn der Ladestand der Energiespeichervorrichtung 92 über dem Schwellenladestand liegt, den Betrieb der elektrischen Maschine 82 im Generator-Modus verhindern und stattdessen bewirken, dass die elektrische Maschine 82 im Ruhezustand ist.
  • Im Hinblick auf den Betrieb der AGR-Pumpe 76 kann die Steuerung 104 allgemein bewirken, dass die AGR-Pumpe 76 im Motor-Modus betrieben wird, wenn ein Einlassseitendruck des Motors 32 (d. h. am Einlasskrümmer 38) inklusive AGR-Pumpsystemverluste größer ist als ein Auslassseitendruck des Motors 32 (d. h. an dem Auslasskrümmer 40) - ein positiver dP - und bewirken, dass die AGR-Pumpe 76 im Generator-Modus betrieben wird, wenn der Einlassseitendruck des Motors 32 (abzüglich AGR-Pumpverlusten) kleiner als der Auslassseitendruck des Motors 32 ist - ein negativer dP. Es versteht sich, dass für den Betrieb der AGR-Pumpe 76 in dem Generator-Modus solch ein Betrieb wahrscheinlich auftritt, wenn es einen größeren negativen dP-Wert in dem Motorsystem 30 gibt.
  • Zusätzlich und wie zuvor angegeben kann die Steuerung 104 auch bewirken, dass die AGR-Pumpe 76 in einem Umkehrmodus betrieben wird, wodurch verdichtete Einlassluft in den AGR-Kanal 72 und in den Abgaskanal 66 stromaufwärts der HP-Turbine 48 zugeführt wird. Das Einblasen von Frischluft in den Abgaskanal 66 stromaufwärts der HP-Turbine 48, wofür durch den Betrieb der AGR-Pumpe 76 im Umkehrmodus gesorgt wird, verstärkt die Lufteinströmung/den Druck in die HP- und die LP-Turbine 48, 50 und erhöht deren Drehzahl, wodurch das instationäre Ansprechverhalten des E-Turboladers 46 verbessert wird und die Verdichter 52, 54 mit einer erhöhten Drehzahl zur Verstärkung der Zufuhrmenge von verdichteter Ladeluft, die dem Motor 32 zugeführt wird, angetrieben werden.
  • Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 3 und unter fortgesetzter Bezugnahme auf 1-2 wird ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 110 zum Betrieb des Motorsystems 30 gemäß der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt, das z. B von der Steuerung 104 durchgeführt werden kann. Allgemein wird das Verfahren 110 während des Betriebs des Arbeitsfahrzeugs 20 implementiert. Wie nachstehend genauer erläutert wird, implementiert das Verfahren 110 eine Steuerstrategie zum selektiven Betreiben eines E-Turboladers (z. B. des E-Turboladers 46) und der AGR-Pumpe 76 in dem Motorsystem 30 auf eine Art und Weise, die Betriebseffizienz des Motorsystems 30 erzielt, wie z. B. durch Optimieren eines Kompromisses zwischen Kraftstoffeffizienz und Emissionen.
  • Das Verfahren 110 beginnt bei Schritt 112 mit einer Überwachung verschiedener Betriebsparameter des Motorsystems 30 (das den Motor 32 umfasst), die Folgendes umfassen können: Motordrehzahl; Motorlast; Luftmassenstrom, Temperatur und Druck bei Einlass/Ladung oder Abgas; und Kraftstoffstrom. Beim Überwachen dieser Parameter kann die Steuerung 104 eine Reihe von Eingängen von den verschiedenen Sensoren 106, 108 in dem Motorsystem empfangen. Zusätzlich zu den Parametern selbst kann die Steuerung 104 auch eine Änderungsrate gewisser Parameter des Motors 32 überwachen, darunter eine Änderungsrate der Motordrehzahl oder der Motorlast beispielsweise, die einen in stationären Zustand in dem Motorsystem 30 anzeigen kann.
  • In Verbindung mit der Überwachung der verschiedenen Betriebsparameter des Motorsystems 30 stimmt die Steuerung 104 - bei Schritt 114 - auch die Betriebsparameter auf ein in dem Speicher 104b gespeichertes Motorkennfeld ab, das Daten zu mehreren Betriebszuständen des Motorsystems 30 umfasst, darunter den Betrieb des Motors 32 mit mehreren Drehzahlen und mehreren Lasten. Basierend auf einem derzeitigen Betriebszustand, der aus den überwachten Betriebsparametern abgeleitet und mit den mehreren Betriebszuständen in dem Motorkennfeld abgeglichen wird, identifiziert die Steuerung bei Schritt 114 auch einen gewünschten Betrieb für das Motorsystem 30 (z. B. einen gewünschten Betriebsmodus), darunter einen gewünschten Betrieb des E-Turboladers 46 und/oder der AGR-Pumpe 76. Der gewünschte Betrieb des E-Turboladers 46 und der AGR-Pumpe 76 umfasst einen gewünschten Betriebsmodus der elektrischen Maschinen 82, 84, die darin enthalten sind, der gemäß obiger Beschreibung einen Motor-Modus, einen Generator-Modus und einen Ruhe- oder nicht drehenden Modus umfasst, sowie eine Drehzahl der elektrischen Maschinen 82, 84 (im Motor-Modus). Die gewünschten Betriebsmodi werden bei Schritt 116, 118, 130 in 3 allgemein angegeben und als ein Motor-Modus-Pfad 116, ein Generator-Modus-Pfad 118 und ein Pfad 120 des Ruhe- oder nicht drehenden Modus identifiziert. Es wird angemerkt, dass das Verfahren 110 gleichzeitig mehrere Pfade einschlagen kann, wobei die elektrische Maschine 82 des E-Turboladers 46 einen Pfad einschlägt und die elektrische Maschine 84 der AGR-Pumpe 76 einen anderen Pfad einschlägt. Wie zuvor angegeben, werden die elektrische Maschine 82 und die elektrische Maschine 84 unabhängig voneinander (über die Steuerung 104) betrieben, und somit ist ihr Betrieb in verschiedenen Modi und zu verschiedenen Zeitpunkten zur Erzielung eines optimierten/anvisierten Betriebswirkungsgrads des Motorsystems 30 möglich.
  • Bevor das Verfahren 110 einen der mehreren Moduspfade 116, 118, 120 einschlägt, erfolgt bei Schritt 121 von der Steuerung 104 eine Bestimmung darüber, ob das elektrische System 90 in dem Motorsystem 30 betriebsbereit ist, wobei dies eine Bestimmung des derzeitigen Ladestands der Energiespeichervorrichtung 92 und den Vergleich dieses Ladestands mit einem vorbestimmten Mindestladestandsschwellenwert umfasst, wobei es sich versteht, dass die Energiespeichervorrichtung 92 solch einen Mindestladestandsschwellenwert übersteigen sollte, um zum Betreiben der elektrischen Maschine(n) 82, 84 in dem Motor-Modus (d. h. Zuführen von Leistung zu der elektrischen Maschine/den elektrischen Maschinen 82, 84) in der Lage zu sein. Hinsichtlich der Bestimmung bei Schritt 121 versteht sich, dass diese Bestimmung primär auf das Bestimmen eines Betriebsmodus für die elektrische Maschine 82 gerichtet ist und dass der Betrieb der elektrischen Maschine 84 (und der zugehörige Betrieb der AGR-Pumpe 76) primär durch die Erfüllung von Motorrohemissionszielen vorgegeben wird, unabhängig vom Ladestand der Energiespeichervorrichtung 92. Die nachstehende Erörterung umfasst jedoch eine Beschreibung des Betriebs der elektrischen Maschine 84 in den verschiedenen Modi 116, 118, 120, da er in den Rahmen der Erfüllung von Motorrohemissionszielen fällt.
  • Wenn bei Schritt 121 bestimmt wird, dass der Ladestand der Energiespeichervorrichtung 92 über dem Mindestladestandsschwellenwert liegt, wie bei 121a angegeben wird, wird bestimmt, dass die Energiespeichervorrichtung 92 ausreichend geladen ist, um der elektrischen Maschine/den elektrischen Maschinen 82, 84 in einem Motor-Betriebsmodus Leistung zuzuführen, so dass das Verfahren 110 den Motor-Pfad 116 einschlägt. Wenn hingegen bei Schritt 121 bestimmt wird, dass der Ladestand der Energiespeichervorrichtung 92 unter dem Mindestladestandsschwellenwert liegt, wie bei 121b angegeben wird, wird bestimmt, dass die Energiespeichervorrichtung 92 nicht ausreichend geladen ist, um der elektrischen Maschine/den elektrischen Maschinen 82, 84 in einem Motor-Betriebsmodus Leistung zuzuführen, so dass das Verfahren 110 stattdessen den Generator-Modus-Pfad 118 oder den Pfad 120 des Ruhe- oder nicht drehenden Modus einschlägt. Der Betrieb in den verschiedenen Modus-Pfaden 116, 118, 120 wird nun nachstehend genauer erläutert.
  • Beim Einschlagen des Motor-Modus-Pfads 116 geht das Verfahren 110 bei Schritt 122 damit weiter, dass die Steuerung 104 den Betrieb der elektrischen Maschine/n 82, 84 des E-Turboladers 46 und/oder der AGR-Pumpe 76 im Motor-Modus bewirkt. Wie zuvor beschrieben, wird durch den Betrieb der elektrischen Maschine 82 des E-Turboladers 46 im Motor-Modus der Welle 56 zusätzliche Drehleistung zugeführt und ermöglicht, dass der Verdichter 52 dem Motor 32 einen verstärkten Einlassluftstrom für Drehmoment bei niedriger Drehzahl zuführt, während durch den Betrieb der elektrischen Maschine 84 der AGR-Pumpe 76 im Motor-Modus Komponenten (z. B. Rotoren 86) der AGR-Pumpe dahingehend angetrieben werden, Abgas von dem Abgaskanal 58 zu dem Motor 32 über den AGR-Kanal 72 zurückzuführen. Darüber hinaus versteht sich hinsichtlich des Betriebs der elektrischen Maschine 84 der AGR-Pumpe 76, dass der Betrieb der elektrischen Maschine als ein Motor ihren Betrieb im Umkehrmodus umfassen kann, wobei die AGR-Pumpe 76 dahingehend betrieben wird, verdichtete Einlassluft in den AGR-Kanal 72 und in den Abgaskanal 66 stromaufwärts der HP-Turbine 48 zuzuführen und dadurch die Lufteinströmung/den Druck in die HP- und die LP-Turbine 48, 50 zu verstärken und deren Drehzahl zu erhöhen, wodurch das instationäre Ansprechverhalten des E-Turboladers 46 verbessert wird und die Verdichter 52, 54 mit einer erhöhten Drehzahl zur Verstärkung der Zufuhr von verdichteter Ladeluft, die dem Motor 32 zugeführt wird, anzutreiben.
  • Der Betrieb der elektrischen Maschine(n) 82, 84 im Motor-Modus wird bei Schritt 124 beendet, wobei solch eine Beendigung von der Steuerung 104 gemäß einer Reihe von möglichen Steuerschemata gesteuert wird. Bei einer Ausführungsform kann die Beendigung der elektrischen Maschine(n) 82, 84 bei Schritt 124 erfolgen, wenn ein gewisser Betriebsparameter in dem Motorsystem 30 eine Soll-Höhe erreicht, wie z. B. ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Motor 32. Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Beendigung der elektrischen Maschine(n) 82, 84 bei Schritt 121 nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitraums erfolgen.
  • Beim Einschlagen des Pfads 120 des Ruhe- oder nicht drehenden Modus geht das Verfahren 110 bei Schritt 126 damit weiter, dass die Steuerung 104 bewirkt, dass die elektrische Maschine 82 des E-Turboladers 46 im Ruhezustand bleibt. Wenn die elektrische Maschine 82 im Ruhe-Betriebszustand ist, wird dem E-Turbolader 46 keine zusätzliche Aufladung für das Strömenlassen von Einlassluft zu dem Motor 32 zugeführt, obwohl aufgrund eines ausreichenden Abgasstroms, der die Turbine 48 des E-Turboladers 46 antreibt (und wiederum den Verdichter 52 antreibt), und/oder des Vorliegens eines ausreichenden negativen dP zum Zurückführen von Abgas (ohne Betrieb derAGR-Pumpe 76 in dem Motor-Modus) Einlassluft noch immer zu dem Motor 32 zurückströmen kann. Beim Einschlagen des Pfads 120 des Ruhe- oder nicht drehenden Modus kann die Steuerung 104 auch den Betrieb der elektrischen Maschine 84 in einem nicht drehenden oder in einem Zustand mit einer Drehzahl von null bewirken, jedoch versteht sich (wie zuvor beschrieben), dass der Betrieb der elektrischen Maschine 84 (und der zugehörige Betrieb der AGR-Pumpe 76) primär durch die Erfüllung von Motorrohemissionszielen vorgegeben wird, und zwar unabhängig vom Ladestand der Energiespeichervorrichtung 92.
  • Beim Einschlagen des Generator-Modus-Pfads 118 kann das Verfahren 110 bei Schritt 128 damit weitergehen, dass die Steuerung 104 zunächst eine Bestimmung darüber trifft, ob das elektrische System 90 in dem Motorsystem 30 betriebsbereit ist, wobei dies eine Bestimmung des derzeitigen Ladestands der Energiespeichervorrichtung 92 und den Vergleich dieses Ladestands mit einem vorbestimmten oberen Ladestandsschwellenwert umfasst. Wenn bei Schritt 128 bestimmt wird, dass der Ladestand der Energiespeichervorrichtung 92 über dem oberen Ladestandsschwellenwert liegt, wie bei 130 angegeben wird, wird bestimmt, dass eine zusätzliche Ladung der Energiespeichervorrichtung 92 - die durch Betreiben der elektrischen Maschine 82 des E-Turboladers 46 in dem Generator-Modus zum Zuführen von elektrischer Leistung zurück zu dem elektrischen System 90 erzielt werden kann - nicht erwünscht oder machbar ist. Das Verfahren geht also zu Schritt 126 weiter, wo, wie zuvor beschrieben, die elektrische Maschine 82 des E-Turboladers 46 im Ruhezustand gehalten wird, so dass keine elektrische Leistung dabei erzeugt wird. Wenn hingegen der Ladestand der Energiespeichervorrichtung 92 unter dem oberen Ladestandsschwellenwert liegt, wie bei 132 angegeben wird, geht das Verfahren zu Schritt 134 über, wo die Steuerung 104 den Betrieb der elektrischen Maschine 82 des E-Turboladers 46 in dem Generator-Modus gestattet/bewirkt. Wie zuvor beschrieben, gestattet der Betrieb der elektrischen Maschine 82 des E-Turboladers 46 im Generator-Modus, dass die Drehwelle 56 in dem E-Turbolader 46 die Drehung der elektrischen Maschine 82 dahingehend antreibt, elektrische Leistung über die elektrische Maschine 82 zu erzeugen, die in das elektrische System 90 zum Wiederaufladen der Energiespeichervorrichtung 92 und/oder Speisen anderer elektrischer Komponenten des Motorsystems 30 (z. B. einer Kühlpumpe oder Gebläsemotorkühlung) zurückgeführt wird.
  • Beim Einschlagen des Generator-Modus-Pfad 118 kann die Steuerung 104 auch den Betrieb der elektrischen Maschine 84 in einem Generatormodus gestatten/bewirken. Es versteht sich jedoch, dass, wie zuvor beschrieben, der Betrieb der elektrischen Maschine 84 (und der zugehörige Betrieb der AGR-Pumpe 76) primär durch die Erfüllung von Motorrohemissionszielen vorgegeben wird, und zwar unabhängig vom Ladestand der Energiespeichervorrichtung 92. Der Betrieb der elektrischen Maschine 84 der AGR-Pumpe 76 im Generator-Modus gestattet, dass die Komponenten (z. B. Rotoren 86) der AGR-Pumpe 76 sich drehen und eine Drehung der elektrischen Maschine 84 zur Erzeugung von elektrischer Leistung über die elektrische Maschine 84, die in das elektrische System 90 zurückgeführt wird, antreiben, wie zuvor beschrieben.
  • Der Betrieb der elektrischen Maschine 82 im Generator-Modus wird bei Schritt 136 beendet, wobei solch eine Beendigung von der Steuerung 104 als Reaktion auf eine Reihe von möglichen Parametern gesteuert wird, wie z. B., dass der vorbestimmte Ladestandsschwellenwert erreicht ist, oder die Steuerung 104 beispielsweise bestimmt, dass eine Änderung des Betriebsmodus der elektrischen Maschine 82 gewünscht wird.
  • Gemäß der Darstellung in 3 kann das Verfahren 110 bei Schritt 138 nach Einschlagen von einem der Pfade 116, 118, 120 enden, wobei es sich versteht, dass das Verfahren 110 dann zurückspringen würde und weiter von der Steuerung 104 bei fortlaufenden Betrieb des Arbeitsfahrzeugs 20 durchgeführt würde.
  • Vorteilhafterweise sorgt das Motorsystem 30 gemäß der hier erfolgenden Beschreibung - sowie die Steuerung/der Betrieb des Motorsystems 30 gemäß dem beschriebenen Verfahren 110 - für einen gesteuerten Betrieb des elektrifizierten Luftsystem 80 (einschließlich eines E-Turboladers 46 und der AGR-Pumpe 76 darin und ihrer zugehörigen elektrischen Maschinen 82, 84) zur Steuerung der verschiedenen Betriebsaspekte des Motorsystems 30, die den Gesamtwirkungsgrad davon beeinflussen. Beispielsweise gestattet selektiver Betrieb der elektrischen Maschinen 82, 84 des E-Turboladers 46 und der AGR-Pumpe 76 in einem gewünschten Modus (Motor, Generator oder Ruhemodus) die Steuerung einer dP-Abweichung zwischen dem Einlassseitendruck und einem Auslassseitendruck des Motors 32, einschließlich einer Minimierung einer Differenz zwischen dem Einlassseitendruck und dem Auslassseitendruck auf einen kleinen positiven dP-Wert oder einen kleinen negativen dP-Wert oder idealerweise auf einen dP-Wert von null. Selektiver Betrieb der elektrischen Maschinen 82, 84 des E-Turboladers 46 und der AGR-Pumpe 76 in einem gewünschten Modus kann auch für eine Aufladung des Motors 32 über verstärkte Ströme von Einlassluft und/oder Abgas sorgen oder elektrische Leistung erzeugen, die zu dem elektrischen System 90 beispielsweise zur Wiederaufladung der Energiespeichervorrichtung 92 zurückgeführt wird.
  • Es werden die folgenden Beispiele bereitgestellt, die zur einfacheren Bezugnahme nummeriert sind.
    1. 1. Ein Motorsystem umfasst einen Verbrennungsmotor, der einen Motorblock mit einer oder mehreren Kolben-Zylinder-Anordnungen, die mit einem Einlasskrümmer und einem Auslasskrümmer in Verbindung stehen, aufweist, und ein elektrisches Leistungssystem, das dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung in dem Motorsystem bereitzustellen, wobei das elektrische Leistungssystem eine Energiespeichervorrichtung und einen elektrischen Bus umfasst. Das Motorsystem umfasst des Weiteren ein elektrifiziertes Luftsystem, das mit der elektrischen Leistung von dem elektrischen Leistungssystem dahingehend angetrieben wird, selektiv einen Strom von Einlassluft und Abgas zu dem Motor zu verstärken. Das elektrifizierte Luftsystem umfasst ferner eine Abgasrückführungspumpe (AGR-Pumpe), die dahingehend betreibbar ist, einen Teil des Abgases, das aus dem Auslasskrümmer ausgegeben wird, zu dem Einlasskrümmer zurückzuführen, und einen elektrischen Turbolader, der eine Turbine in Verbindung mit dem Auslasskrümmer, einen Verdichter, der mit dem Einlasskrümmer in Verbindung steht und von der Turbine über eine dazwischen gekoppelte Welle angetrieben wird, und eine elektrische Maschine, die mit der Welle gekoppelt ist, aufweist. Die elektrische Maschine ist dazu konfiguriert, in einem Motor-Modus zum Antreiben der Welle und Bewirken, dass der Verdichter aufgeladene Einlassluft an den Motor ausgibt, betrieben zu werden und in einem Generator-Modus zum Umwandeln von Drehleistung von der Welle in elektrische Leistung, die in das elektrische Leistungssystem zurückgeführt wird, betrieben zu werden.
    2. 2. Motorsystem nach Beispiel 1, wobei die AGR-Pumpe dazu konfiguriert ist, in einem AGR-Motor-Modus zum Zurückführen des Teils von Abgas betrieben zu werden und in einem AGR-Generator-Modus zum Zuführen von elektrischer Leistung zurück in das elektrische Leistungssystem als Reaktion auf einen durch die AGR-Pumpe hindurchströmenden Abgasstrom betrieben zu werden.
    3. 3. Motorsystem nach Beispiel 2, wobei die AGR-Pumpe in dem AGR-Motor-Modus betrieben wird, wenn Einlassseitendruckkräfte des Motors inklusive jeglicher AGR-Systemenergieverluste Auslassseitendruckkräfte des Motors übersteigen, und in dem AGR-Generator-Modus betrieben wird, wenn die Einlassseitendruckkräfte des Motors inklusive der AGR-Systemenergieverluste kleiner als die Auslassseitendruckkräfte des Motors sind.
    4. 4. Motorsystem nach Beispiel 1, wobei die AGR-Pumpe in einem AGR-System in dem elektrifizierten Luftsystem enthalten ist, wobei das AGR-System ferner einen AGR-Kanal, der sich zwischen einem Auslass des Auslasskrümmers und einem Einlass des Einlasskrümmers erstreckt, und einen AGR-Kühler, der dahingehend betreibbar ist, den Teil des Abgases, der durch den AGR-Kanal zur Zufuhr zu dem Einlasskrümmer hindurchströmt, zu kühlen, umfasst, wobei die AGR-Pumpe in Reihe mit dem AGR-Kanal positioniert ist.
    5. 5. Motorsystem nach Anspruch 4, wobei die AGR-Pumpe dazu konfiguriert ist, dahingehend in einem Umkehrmodus betrieben zu werden, verdichtete Einlassluft in den AGR-Gaskanal stromaufwärts der Turbine zuzuführen, so dass die Turbine sowohl Abgas als auch verdichtete Einlassluft empfängt.
    6. 6. Motorsystem nach Beispiel 4, wobei das elektrifizierte Luftsystem einen Niederdruck-Turbolader und einen Hochdruck-Turbolader umfasst und wobei der elektrische Turbolader der Niederdruck-Turbolader oder der Hochdruck-Turbolader ist.
    7. 7. Motorsystem nach Beispiel 6, wobei der AGR-Kanal den Teil des Abgases von einer Stelle stromaufwärts des Hochdruck-Turboladers oder von einer Stelle stromabwärts des Hochdruck- und/oder Niederdruck-Turboladers einsaugt.
    8. 8. Motorsystem nach Beispiel 1, das ferner eine Motor/Generator-Einheit umfasst, die dazu konfiguriert ist, die elektrische Leistung von der Energiespeichervorrichtung zu empfangen und einer Kurbelwelle des Motors zur Verstärkung einer Drehmomentabgabe des Motors Drehleistung zuzuführen.
    9. 9. Motorsystem nach Beispiel 1, wobei die Energiespeichervorrichtung eine Batterie umfasst und wobei die elektrische Leistung, die von der im Generator-Modus betriebenen elektrischen Maschine in das elektrische Leistungssystem zurückgeführt wird, die Batterie wiederauflädt.
    10. 10. Motorsystem nach Beispiel 1, das ferner eine Steuerung umfasst, die eine Architektur aus Prozessor und Speicher aufweist, die mit dem elektrifizierten Luftsystem funktional verbunden ist, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, auf ein in der Speicherarchitektur gespeichertes Motorkennfeld zuzugreifen, das mehrere Betriebsbedingungen des Motors, darunter mehrere Drehzahlen und mehrere Lasten, umfasst, und die elektrische Maschine basierend auf einem derzeitigen Betriebszustand, abgeglichen mit den mehreren Betriebszuständen in dem Motorkennfeld, selektiv in dem Motor-Modus oder dem Generator-Modus zu betreiben.
    11. 11. Motorsystem nach Beispiel 10, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, die elektrische Maschine und die AGR-Pumpe zur Reduzierung einer Differenz zwischen einem Lufteinlassseitendruck des Motors und einem Auslassseitendruck des Motors auf ein Minimum zu betreiben.
    12. 12. Motorsystem nach Beispiel 10, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, einen Ladestand der Energiespeichervorrichtung zu überwachen, den Ladestand der Energiespeichervorrichtung mit einem Ladestandsschwellenwert zu vergleichen, und wenn der Ladestand der Energiespeichervorrichtung unter dem Ladestandsschwellenwert liegt, die elektrische Maschine in dem Generator-Modus zu betreiben.
    13. 13. Ein Motorsystem für ein Non-Road-Fahrzeug umfasst einen Verbrennungsmotor, der einen Motorblock mit einer oder mehreren Kolben-Zylinder-Anordnungen, die mit einem Einlasskrümmer und einem Auslasskrümmer in Verbindung stehen, aufweist, und ein elektrisches Leistungssystem, das dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung in dem Motorsystem bereitzustellen, wobei das elektrische Leistungssystem eine Energiespeichervorrichtung und einen elektrischen Bus umfasst. Das Motorsystem umfasst des Weiteren ein elektrifiziertes Luftsystem, das mit der elektrischen Leistung von dem elektrischen Leistungssystem dahingehend angetrieben wird, selektiv einen Strom von Einlassluft und Abgas zu dem Motor zu verstärken, wobei das elektrifizierte Luftsystem ferner eine Abgasrückführungspumpe (AGR-Pumpe), die dahingehend betreibbar ist, einen Teil des Abgases, das aus dem Auslasskrümmer ausgegeben wird, zu dem Einlasskrümmer zurückzuführen, und einen elektrischen Turbolader, der eine Turbine in Verbindung mit dem Auslasskrümmer, einen Verdichter, der mit dem Einlasskrümmer in Verbindung steht und von der Turbine über eine dazwischen gekoppelte Welle angetrieben wird, und eine elektrische Maschine, die dahingehend mit der Welle gekoppelt ist, ihr Drehleistung zuzuführen oder Drehleistung von ihr zu empfangen, aufweist, umfasst. Das Motorsystem umfasst ferner eine Steuerung, die eine Architektur aus Prozessor und Speicher aufweist, die dahingehend mit dem elektrifizierten Luftsystem funktional verbunden ist, dessen Betrieb zu steuern, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, die Motordrehzahl und die Motorlast während des Betriebs des Motors zu überwachen und die elektrische Maschine basierend auf der Motordrehzahl und der Motorlast selektiv in einem Motor-Modus und einem Generator-Modus zu betreiben, wobei die elektrische Maschine bei Motor-Betrieb der Welle Drehleistung zur Ausgabe von aufgeladener Einlassluft an den Motor zuführt und bei Generator-Betrieb Drehleistung von der Welle in elektrische Leistung, die in das elektrische Leistungssystem zurückgeführt wird, umwandelt.
    14. 14. Motorsystem nach Beispiel 13, wobei die elektrische Leistung, die von der elektrischen Maschine in das elektrische Leistungssystem zurückgeführt wird, dem elektrischen Bus und danach der Energiespeichervorrichtung und/oder dem elektrischen Turbolader und/oder der AGR-Pumpe und/oder einer Motor/Generator-Einheit, die einer Kurbelwelle des Motors Drehleistung zuführt, zugeführt wird.
    15. 15. Motorsystem nach Beispiel 13, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, die AGR-Pumpe basierend auf der Motordrehzahl und der Motorlast selektiv in einem AGR-Motor-Modus und einem AGR-Generator-Modus zu betreiben, und wobei die AGR-Pumpe bei AGR-Motor-Modus den Teil des Abgases zurückführt und bei AGR-Generator-Modus als Reaktion auf einen Strom von Abgas, der durch die AGR-Pumpe strömt, elektrische Leistung in das elektrische Leistungssystem zurückgeführt.
  • Das Vorstehende hat also ein Motorsystem bereitgestellt, das ein elektrifiziertes Luftsystem aufweist, das dahingehend betrieben werden kann, verschiedene funktionale Aspekte des Motorsystems, die den Gesamtwirkungsgrad davon beeinflussen, zu steuern. Das elektrifizierte Luftsystem umfasst einen E-Turbolader und eine AGR-Pumpe, die jeweils eine elektrische Maschine aufweisen, die in verschiedenen Betriebsmodi, darunter einem Motor-Modus und einem Generator-Modus, betreibbar ist, wodurch eine effizientere Turboladerabstimmung in dem elektrifizierten Luftsystem und die Erzielung gewünschter Leistungs- und Kraftstoffeffizienzziele gestattet werden. Der selektive Betrieb des E-Turboladers und der AGR-Pumpe in dem Motor- und dem Generator-Modus gestattet die Steuerung einer dP-Abweichung zwischen dem Einlassseitendruck und dem Auslassseitendruck des Motorsystems, sorgt für eine Aufladung des Motors über verstärkte Ströme von Einlassluft und/oder Abgas, und erzeugt elektrische Leistung, die zu dem elektrischen System zum Wiederaufladen der Energiespeichervorrichtungen oder Betreiben anderer elektrischer Komponenten zurückgeführt wird.
  • Die Singularformen „ein/e/r“ und „der/die/das“, wie hier verwendet, sollen auch die Pluralformen umfassen, es sei denn, der Kontext gibt deutlich etwas anderes an. Ferner versteht sich, dass jegliche Verwendung der Begriffe „umfasst“ und/oder „umfassend“ in dieser Schrift das Vorliegen angegebener Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente und/oder Komponenten angibt, jedoch das Vorliegen oder Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschließt.
  • Die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung ist zur Veranschaulichung und Beschreibung dargelegt worden, soll für die Offenbarung in der offenbarten Form aber nicht erschöpfend oder einschränkend sein. Für den Durchschnittsfachmann sind viele Modifikationen und Variationen ohne Abweichung von dem Schutzbereich und Wesen der Offenbarung ersichtlich. Hier explizit angeführte Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um die Grundzüge der Offenbarung und ihre praktische Anwendung am besten zu erläutern und um anderen Durchschnittsfachmännern zu ermöglichen, die Offenbarung zu verstehen und viele Alternativen, Modifikationen und Variationen des bzw. der beschriebenen Beispiele zu erkennen. Demgemäß liegen verschiedene andere Ausführungsformen und Implementierungen als die explizit beschriebenen innerhalb des Schutzbereichs der folgenden Ansprüche.

Claims (15)

  1. Motorsystem (30), das Folgendes umfasst: einen Motor (32), der eine oder mehrere Kolben-Zylinder-Anordnungen (36), die mit einem Einlasskrümmer (38) und einem Auslasskrümmer (40) in Verbindung stehen, aufweist; ein elektrisches Leistungssystem (90), das dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung in dem Motorsystem (30) bereitzustellen, wobei das elektrische Leistungssystem (90) eine Energiespeichervorrichtung (92) und einen elektrischen Bus (94) umfasst; und ein elektrifiziertes Luftsystem (80), das mit der elektrischen Leistung von dem elektrischen Leistungssystem (90) dahingehend angetrieben wird, selektiv einen Strom von Einlassluft und Abgas zu dem Motor (32) zu verstärken, wobei das elektrifizierte Luftsystem (80) Folgendes umfasst: eine Abgasrückführungspumpe (AGR-Pumpe) (76), die dahingehend betreibbar ist, einen Teil des Abgases, das aus dem Auslasskrümmer (40) ausgegeben wird, zu dem Einlasskrümmer (38) zurückzuführen; und einen elektrischen Turbolader (44, 46), der Folgendes umfasst: eine Turbine (48, 50) in Verbindung mit dem Auslasskrümmer (40); einen Verdichter (52, 54), der mit dem Einlasskrümmer (38) in Verbindung steht und von der Turbine (48, 50) über eine dazwischen gekoppelte Welle (56) angetrieben wird; und eine elektrische Maschine (82), die mit der Welle (56) gekoppelt ist; wobei die elektrische Maschine (82) dazu konfiguriert ist: in einem Motor-Modus zum Antreiben der Welle (56) und Bewirken, dass der Verdichter (52, 54) aufgeladene Einlassluft an den Motor (32) ausgibt, betrieben zu werden; und in einem Generator-Modus zum Umwandeln von Drehleistung von der Welle (56) in elektrische Leistung, die in das elektrische Leistungssystem (90) zurückgeführt wird, betrieben zu werden.
  2. Motorsystem (30) nach Anspruch 1, wobei die AGR-Pumpe (76) dazu konfiguriert ist: in einem AGR-Motor-Modus zum Zurückführen des Teils von Abgas betrieben zu werden; und in einem AGR-Generator-Modus zum Zuführen von elektrischer Leistung zurück in das elektrische Leistungssystem (90) als Reaktion auf einen durch die AGR-Pumpe (76) hindurchströmenden Abgasstrom betrieben zu werden.
  3. Motorsystem (30) nach Anspruch 2, wobei die AGR-Pumpe (76) in dem AGR-Motor-Modus betrieben wird, wenn Einlassseitendruckkräfte des Motors (32) inklusive jeglicher AGR-Systemenergieverluste Auslassseitendruckkräfte des Motors (32) übersteigen, und in dem AGR-Generator-Modus betrieben wird, wenn die Einlassseitendruckkräfte des Motors (32) kleiner als die Auslassseitendruckkräfte des Motors (32) sind.
  4. Motorsystem (30) nach Anspruch 1, wobei die AGR-Pumpe (76) in einem AGR-System (70) in dem elektrifizierten Luftsystem (80) enthalten ist, wobei das AGR-System (70) ferner Folgendes umfasst: einen AGR-Kanal (72), der sich zwischen einem Auslass des Auslasskrümmers (40) und einem Einlass des Einlasskrümmers (38) erstreckt; und einen AGR-Kühler (74), der dahingehend betreibbar ist, den Teil des Abgases, der durch den AGR-Kanal (72) zur Zufuhr zu dem Einlasskrümmer (38) hindurchströmt, zu kühlen; wobei die AGR-Pumpe (76) in Reihe mit dem AGR-Kanal (72) positioniert ist.
  5. Motorsystem (30) nach Anspruch 4, wobei die AGR-Pumpe (76) dazu konfiguriert ist, dahingehend in einem Umkehrmodus betrieben zu werden, verdichtete Einlassluft in den AGR-Kanal (72) stromaufwärts der Turbine (48, 50) zuzuführen, so dass die Turbine (48, 50) sowohl Abgas als auch verdichtete Einlassluft empfängt.
  6. Motorsystem (30) nach Anspruch 4, wobei das elektrifizierte Luftsystem (80) einen Niederdruck-Turbolader (44) und einen Hochdruck-Turbolader (46) umfasst und wobei der elektrische Turbolader (44, 46) der Niederdruck-Turbolader (44) oder der Hochdruck-Turbolader (46) ist.
  7. Motorsystem (30) nach Anspruch 6, wobei der AGR-Kanal (72) den Teil des Abgases von einer Stelle stromaufwärts des Hochdruck-Turboladers (46) oder von einer Stelle stromabwärts des Hochdruck- und/oder Niederdruck-Turboladers (44, 46) einsaugt.
  8. Motorsystem (30) nach Anspruch 1, das ferner eine Motor/Generator-Einheit (98) umfasst, die dazu konfiguriert ist, die elektrische Leistung von der Energiespeichervorrichtung (92) zu empfangen und einer Kurbelwelle (56) des Motors (32) zur Verstärkung einer Drehmomentabgabe des Motors (32) Drehleistung zuzuführen.
  9. Motorsystem (30) nach Anspruch 1, wobei die Energiespeichervorrichtung (92) eine Batterie umfasst und wobei die elektrische Leistung, die von der im Generator-Modus betriebenen elektrischen Maschine (82) in das elektrische Leistungssystem (90) zurückgeführt wird, die Batterie wiederauflädt.
  10. Motorsystem (30) nach Anspruch 1, das ferner eine Steuerung (104) umfasst, die eine Architektur aus Prozessor (104a) und Speicher (104b) aufweist, die mit dem elektrifizierten Luftsystem (80) funktional verbunden ist, wobei die Steuerung (104) dazu konfiguriert ist: auf ein in der Speicherarchitektur (104b) gespeichertes Motorkennfeld zuzugreifen, das mehrere Betriebsbedingungen des Motors (32), darunter mehrere Drehzahlen und mehrere Lasten, umfasst; und die elektrische Maschine (82) basierend auf einem derzeitigen Betriebszustand, abgeglichen mit den mehreren Betriebszuständen in dem Motorkennfeld, selektiv in dem Motor-Modus oder dem Generator-Modus zu betreiben.
  11. Motorsystem (30) nach Anspruch 10, wobei die Steuerung (104) dazu konfiguriert ist, die elektrische Maschine (82) und die AGR-Pumpe (76) zur Reduzierung einer Differenz zwischen einem Lufteinlassseitendruck des Motors (32) und einem Auslassseitendruck des Motors (32) auf ein Minimum zu betreiben.
  12. Motorsystem (30) nach Anspruch 10, wobei die Steuerung (104) dazu konfiguriert ist: einen Ladestand der Energiespeichervorrichtung (92) zu überwachen; den Ladestand der Energiespeichervorrichtung (92) mit einem Ladestandsschwellenwert zu vergleichen; und wenn der Ladestand der Energiespeichervorrichtung (92) unter dem Ladestandsschwellenwert liegt, die elektrische Maschine (82) in dem Generator-Modus zu betreiben.
  13. Motorsystem (30) für ein Non-Road-Fahrzeug (20), wobei das Motorsystem (30) Folgendes umfasst: einen Verbrennungsmotor (32), der eine oder mehrere Kolben-Zylinder-Anordnungen (36), die mit einem Einlasskrümmer (38) und einem Auslasskrümmer (40) in Verbindung stehen, aufweist; ein elektrisches Leistungssystem (90), das dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung in dem Motorsystem (30) bereitzustellen, wobei das elektrische Leistungssystem (90) eine Energiespeichervorrichtung (92) und einen elektrischen Bus (94) umfasst; und ein elektrifiziertes Luftsystem (80), das mit der elektrischen Leistung von dem elektrischen Leistungssystem (90) dahingehend angetrieben wird, selektiv einen Strom von Einlassluft und Abgas zu dem Motor (32) zu verstärken, wobei das elektrifizierte Luftsystem (80) Folgendes umfasst: eine Abgasrückführungspumpe (AGR-Pumpe) (76), die dahingehend betreibbar ist, einen Teil des Abgases, das aus dem Auslasskrümmer (40) ausgegeben wird, zu dem Einlasskrümmer (38) zurückzuführen; und einen elektrischen Turbolader (44, 46), der Folgendes umfasst: eine Turbine (48, 50) in Verbindung mit dem Auslasskrümmer (40); einen Verdichter (52, 54), der mit dem Einlasskrümmer (38) in Verbindung steht und von der Turbine (48, 50) über eine dazwischen gekoppelte Welle (56) angetrieben wird; und eine elektrische Maschine (82), die dahingehend mit der Welle (56) gekoppelt ist, ihr Drehleistung zuzuführen oder Drehleistung von ihr zu empfangen; und eine Steuerung (104), die eine Architektur aus Prozessor (104a) und Speicher (104b) aufweist, die dahingehend mit dem elektrifizierten Luftsystem (80) funktional verbunden ist, dessen Betrieb zu steuern, wobei die Steuerung (104) dazu konfiguriert ist: die Motordrehzahl und die Motorlast während des Betriebs des Motors (32) zu überwachen; und die elektrische Maschine (82) basierend auf der Motordrehzahl und der Motorlast selektiv in einem Motor-Modus und einem Generator-Modus zu betreiben; wobei die elektrische Maschine (82) bei Motor-Betrieb der Welle (56) Drehleistung zur Ausgabe von aufgeladener Einlassluft an den Motor (32) zuführt und bei Generator-Betrieb Drehleistung von der Welle (56) in elektrische Leistung, die in das elektrische Leistungssystem (90) zurückgeführt wird, umwandelt.
  14. Motorsystem (30) nach Anspruch 13, wobei die elektrische Leistung, die von der elektrischen Maschine (82) in das elektrische Leistungssystem (90) zurückgeführt wird, dem elektrischen Bus (94) und danach der Energiespeichervorrichtung (92) und/oder dem elektrischen Turbolader (44, 46) und/oder der AGR-Pumpe (76) und/oder einer Motor/Generator-Einheit (98), die einer Kurbelwelle (56) des Motors (32) Drehleistung zur Verstärkung eines von dem Motor (32) ausgegebenen Drehmoments zuführt, zugeführt wird.
  15. Motorsystem (30) nach Anspruch 13, wobei die Steuerung (104) dazu konfiguriert ist, die AGR-Pumpe (76) basierend auf der Motordrehzahl und der Motorlast selektiv in einem AGR-Motor-Modus und einem AGR-Generator-Modus zu betreiben; und wobei die AGR-Pumpe (76) bei AGR-Motor-Modus den Teil des Abgases zurückführt und bei AGR-Generator-Modus als Reaktion auf einen Strom von Abgas, der durch die AGR-Pumpe (76) strömt, elektrische Leistung in das elektrische Leistungssystem (90) zurückführt.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11852108B1 (en) * 2023-01-31 2023-12-26 Innio Waukesha Gas Engines Inc. Exhaust purge gas for compressor packing systems and methods

Family Cites Families (60)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB804124A (en) 1955-08-22 1958-11-05 Bbc Brown Boveri & Cie Improvements in or relating to internal combustion engines
DE9421145U1 (de) 1994-04-28 1995-05-04 Mtu Motoren- Und Turbinen-Union Friedrichshafen Gmbh, 88045 Friedrichshafen Dieselbrennkraftmaschine mit in einer Abgasrückführleitung angeordnetem Wärmetauscher für die Abgaskühlung
JPH09268916A (ja) 1996-04-01 1997-10-14 Isuzu Ceramics Kenkyusho:Kk 重油を燃料とするディーゼルエンジン
US6062026A (en) 1997-05-30 2000-05-16 Turbodyne Systems, Inc. Turbocharging systems for internal combustion engines
US6138649A (en) 1997-09-22 2000-10-31 Southwest Research Institute Fast acting exhaust gas recirculation system
US6205785B1 (en) 1999-07-21 2001-03-27 Caterpillar Inc. Exhaust gas recirculation system
US6647724B1 (en) 2002-07-30 2003-11-18 Honeywell International Inc. Electric boost and/or generator
JP4561236B2 (ja) 2004-08-23 2010-10-13 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の過給システム
DE102006015390A1 (de) 2006-04-03 2007-10-04 Robert Bosch Gmbh Sekundärluftpumpenunterstützte Aufladeeinrichtung für Verbrennungskraftmaschinen
JP4788531B2 (ja) 2006-09-01 2011-10-05 日産自動車株式会社 エンジンの制御装置
US7377270B2 (en) 2006-10-23 2008-05-27 Caterpillar Inc. Exhaust gas recirculation in a homogeneous charge compression ignition engine
GB0624599D0 (en) 2006-12-09 2007-01-17 Aeristech Ltd Engine induction system
US7921944B2 (en) 2007-10-29 2011-04-12 Ford Global Technologies, Llc Compression system for internal combustion engine including a rotationally uncoupled exhaust gas turbine
US8176736B2 (en) * 2008-03-21 2012-05-15 Cummins Inc. EGR apparatuses, systems, and methods
US20100146968A1 (en) 2008-12-12 2010-06-17 Alexander Simpson Emission system, apparatus, and method
US8726657B2 (en) 2009-05-22 2014-05-20 Avl Powertrain Engineering, Inc. Air turbine driven EGR pump for diesel engines
US8276378B2 (en) 2009-07-22 2012-10-02 GM Global Technology Operations LLC System and method for controlling a two-stage series sequential turbocharger using bypass valve leakage control
US8820056B2 (en) 2009-07-24 2014-09-02 Vandyne Superturbo, Inc. Rich fuel mixture super-turbocharged engine system
DE102009028925A1 (de) 2009-08-27 2011-03-03 Robert Bosch Gmbh Antriebsvorrichtung
US8181452B2 (en) 2009-09-29 2012-05-22 Ford Global Technologies, Llc Particulate filter regeneration during engine shutdown
US8522756B2 (en) * 2009-10-28 2013-09-03 Deere & Company Interstage exhaust gas recirculation system for a dual turbocharged engine having a turbogenerator system
US20110209473A1 (en) * 2010-02-26 2011-09-01 Jassin Fritz System and method for waste heat recovery in exhaust gas recirculation
US20130174548A1 (en) 2011-05-16 2013-07-11 Achates Power, Inc. EGR for a Two-Stroke Cycle Engine without a Supercharger
DE102011077148A1 (de) 2011-06-07 2012-12-13 Abb Turbo Systems Ag Verbrennungsmotor
US8627662B2 (en) 2011-10-19 2014-01-14 General Electric Company Exhaust gas recirculation heat recovery system and method
JP5549660B2 (ja) 2011-11-10 2014-07-16 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置
DE102012202857A1 (de) 2012-02-24 2013-08-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Abgasturbolader für einen Verbrennungsmotor
US9399461B2 (en) 2012-05-07 2016-07-26 Ford Global Technologies, Llc Opportunistic charging of hybrid vehicle battery
GB201210679D0 (en) 2012-06-15 2012-08-01 Jaguar Cars Supercharger drive
US9964056B2 (en) 2012-10-19 2018-05-08 General Electric Company System and method for controlling exhaust emissions and specific fuel consumption of an engine
US9140179B2 (en) 2012-10-19 2015-09-22 General Electric Company System and method for controlling exhaust emissions and specific fuel consumption of an engine
JP6377340B2 (ja) 2013-12-04 2018-08-22 三菱重工業株式会社 過給システムの制御装置
FR3024178B1 (fr) 2014-07-24 2019-07-26 IFP Energies Nouvelles Dispositif de controle de la quantite d'air introduit a l'admission d'un moteur a combustion interne suralimente et procede utilisant un tel dispositif.
US9540989B2 (en) 2015-02-11 2017-01-10 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for boost control
JP6171235B2 (ja) 2015-03-31 2017-08-02 三菱重工業株式会社 Ｅｇｒシステム
FR3035151B1 (fr) 2015-04-16 2017-04-21 Ifp Energies Now Dispositif integre a une culasse pour le controle d'une quantite d'air introduit a l'admission d'un moteur a combustion interne suralimente et procede utilisant un tel dispositif.
FR3035443B1 (fr) 2015-04-21 2017-04-21 Ifp Energies Now Dispositif ameliore de controle de la quantite d'air introduit a l'admission d'un moteur a combustion interne suralimente et procede utilisant un tel dispositif
FR3035444B1 (fr) 2015-04-22 2018-10-12 IFP Energies Nouvelles Methode de controle de la quantite d'air introduit a l'admission d'un moteur a combustion interne suralimente
DE102015208418B4 (de) 2015-05-06 2019-04-18 Ford Global Technologies, Llc R2S Aufladesystem mit Zwischenabgasnachbehandlung
FR3036738B1 (fr) 2015-05-28 2017-05-26 Ifp Energies Now Dispositif pour le controle d'une quantite d'air introduit a l'admission d'un moteur a combustion interne suralimente et le refroidissement a l'echappement - procede utilisant un tel dispositif.
FR3037616B1 (fr) 2015-06-22 2018-11-16 IFP Energies Nouvelles Dispositif pour le controle d'une quantite d'air introduit a l'admission d'un moteur a combustion interne a au moins double etage de suralimentation et procede utilisant un tel dispositif.
FR3051225B1 (fr) 2016-05-11 2019-09-13 IFP Energies Nouvelles Methode de controle de la quantite d'air introduit a l'admission d'un moteur a combustion interne suralimente par un turbocompresseur a simple entree
FR3053397B1 (fr) 2016-06-30 2020-06-19 IFP Energies Nouvelles Dispositif et methode de controle de l'introduction d'air et de gaz d'echappement a l'admission d'un moteur a combustion interne suralimente
FR3054602A1 (fr) 2016-07-29 2018-02-02 IFP Energies Nouvelles Dispositif et methode de controle de l'introduction conjointe d'air et de gaz d'echappement a l'admission d'un moteur a combustion interne suralimente.
US10316771B2 (en) 2016-12-16 2019-06-11 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for a split exhaust engine system
JP6764780B2 (ja) 2016-12-26 2020-10-07 三菱重工業株式会社 エンジンシステム用制御装置、及びエンジンシステム
US10145320B1 (en) * 2017-08-31 2018-12-04 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for boost and EGR control
US10502152B2 (en) 2017-10-09 2019-12-10 Ford Global Technologies, Llc Method for operating an engine
DE102018003961A1 (de) 2018-05-17 2019-11-21 Daimler Ag Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen Verbrennungskraftmachine
KR102417393B1 (ko) 2018-06-15 2022-07-06 현대자동차주식회사 막힘이 방지되는 ｅｇｒ 필터
US11421611B2 (en) 2018-06-29 2022-08-23 Volvo Truck Corporation Internal combustion engine
US20200011229A1 (en) 2018-07-05 2020-01-09 Superturbo Technologies, Inc. Driven turbocharger with dual stage compressors
WO2020064679A1 (en) 2018-09-25 2020-04-02 Eaton Intelligent Power Limited Egr system and cleaning and cooling system for egr pump
US10982591B2 (en) 2018-11-29 2021-04-20 Deere & Company Enabling power unit protection modes without de rates
WO2021005613A1 (en) 2019-07-08 2021-01-14 Artificial Learning Systems India Pvt Ltd Chest radiograph image analysis system and a method thereof
NL2023547B1 (en) * 2019-07-22 2021-02-10 Daf Trucks Nv Air Flow Heater Assist by E-Turbo
JP7065064B2 (ja) 2019-10-02 2022-05-11 本田技研工業株式会社 燃料電池システムの起動方法
EP3974627B1 (de) * 2020-09-24 2023-08-16 Volvo Truck Corporation Brennkraftmaschinensystem
EP3981979A1 (de) 2020-10-07 2022-04-13 Volvo Truck Corporation Verbrennungsmotorsystem
US11591992B2 (en) * 2021-05-05 2023-02-28 Deere & Company Engine system with air pump for enhanced turbocharger air exchange

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