DE102023104385A1 - System zum wärmemanagement von motorabgas - Google Patents

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Eric Matthew Kurtz
Stephen George Russ
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Ford Global Technologies LLC
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Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Halten einer Temperatur von Abgasen eines Motors innerhalb eines Temperaturbereichs bereitgestellt, in dem katalytische Umwandlung am effizientesten ist. In einem Beispiel umfasst ein Verfahren zum Steuern einer Temperatur von Abgasen, die in ein System zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR-System) für einen Motor eintreten, Zuführen von druckbeaufschlagter Luft in die Abgase stromaufwärts des SCR-Systems, wobei die druckbeaufschlagte Luft durch einen Luftkühler gekühlt wird; und Einstellen eines Grads der Druckbeaufschlagung durch Einstellen eines Betriebs eines Turboladers, der die druckbeaufschlagte Luft mit Druck beaufschlagt. In einer Ausführungsform kann der Luftkühler ein Ladeluftkühler eines primären Turboladers des Motors sein, der druckbeaufschlagte Luft sowohl zu dem Motor als auch zu dem SCR-System strömen kann. In anderen Ausführungsformen kann die Luft durch eine Luftpumpe oder einen sekundären Verdünnungsturbolader mit Druck beaufschlagt werden und durch einen sekundären Ladeluftkühler gekühlt werden.

Description

  • GEBIET
  • Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen ein Abgassystem eines Dieselmotors und insbesondere ein System zur selektiven katalytischen Reduktion (selective catalytic reduction - SCR) des Abgassystems.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Moderne Emissionsstandards für Dieselmotoren können die Emissionsniveaus von Auspuffstickoxiden (NOx) bei Volllast begrenzen. Ein Dieselmotor kann mit einem System zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR-System) ausgestattet sein, das in einem Abgaskanal des Motors angeordnet ist und das NOx auffangen oder in Stickstoff und Wasser umwandeln kann. Ein SCR-System kann eine hohe Umwandlungseffizienz innerhalb eines relativ engen Temperaturfensters zeigen. Wenn eine Betriebstemperatur von Abgasen, die durch ein SCR-System strömen, außerhalb des Temperaturfensters liegt, kann die Umwandlungseffizienz niedriger als gewünscht sein. Zum Beispiel können SCR-Systeme über einer maximalen Schwellentemperatur (z. B. 450 °C) schnell an Umwandlungseffizienz verlieren. Zusätzlich können andere Techniken, die zum Reduzieren von NOx-Emissionen verwendet werden, wie etwa Abgasrückführung (AGR), die Abgastemperaturen erhöhen, was zu einer weiteren Verringerung der Umwandlungseffizienz führt.
  • Frühere Lösungen zum Halten einer Temperatur des Abgases innerhalb eines wünschenswerten Temperaturbereichs für ein SCR-System (z. B. unter der maximalen Schwellentemperatur) beinhalten Drosseln eines Drehmoments und einer Leistung des Dieselmotors, wenn die Temperatur die maximale Schwellentemperatur überschreitet. Alternativ kann eine Größe eines Turboladers des Motors erhöht werden, um einen Luftstrom durch den Motor zu erhöhen, wodurch die Abgase verdünnt werden. Allerdings haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung mögliche Probleme bei diesen Verfahren erkannt. Insbesondere kann Drosseln des Dieselmotors eine erhebliche Begrenzung einer Volllastleistungsausgabe eines Motors mit sich bringen, was ein wichtiges Attribut für ein Fahrzeug ist, das den Motor beinhaltet. Gleichermaßen kann Erhöhen der Größe des Turboladers zu einem übermäßigen Spitzenzylinderdruck führen, was die Leistung aus Gründen der strukturellen Haltbarkeit negativ beeinflussen kann.
  • KURZDARSTELLUNG
  • In einem Beispiel kann das vorstehend beschriebene Problem durch ein Verfahren zum Steuern einer Temperatur von Abgasen, die in ein SCR-System für einen Motor eintreten, angegangen werden, umfassend Zuführen von druckbeaufschlagter Luft in die Abgase stromaufwärts des SCR-Systems, wobei die druckbeaufschlagte Luft durch einen Luftkühler gekühlt wird; und Einstellen eines Grads der Druckbeaufschlagung durch Einstellen eines Betriebs eines Turboladers, der die druckbeaufschlagte Luft mit Druck beaufschlagt. In einer ersten Ausführungsform kann die druckbeaufschlagte Luft durch einen Ladeluftkühler eines primären Turboladers des Motors gekühlt werden, der druckbeaufschlagte Luft sowohl zu dem Motor als auch zu dem SCR-System strömen kann. In einer zweiten Ausführungsform kann die Luft alternativ durch eine Luftpumpe mit Druck beaufschlagt werden, die mechanisch an den Motor gekoppelt ist oder durch eine Batterie mit Leistung versorgt wird, und durch einen sekundären Ladeluftkühler gekühlt werden. In einer dritten Ausführungsform kann die Luft durch einen Verdünnungsverdichter eines sekundären Verdünnungsturboladers druckbeaufschlagt werden, wobei der Verdünnungsverdichter durch einen Strom der Abgase durch eine Verdünnungsturbine des sekundären Verdünnungsturboladers angetrieben wird, bevor diese in das SCR-System eintreten. Durch Leiten der Abgase durch die Verdünnungsturbine kann dem Abgas Enthalpie entzogen werden, um die Temperatur des Abgases zu reduzieren. Durch Steuern einer Menge der Abgase, die durch die Verdünnungsturbine geleitet werden, kann eine Menge an druckbeaufschlagter Luft, die in die Abgase eingespritzt wird, gesteuert werden, um die Abgase innerhalb eines Temperaturbereichs zu halten, in dem eine Effizienz eines SCR-Systems maximiert werden kann, wodurch Emissionen des Fahrzeugs reduziert werden. Ein weiterer Vorteil der in dieser Schrift beschriebenen Ausführungsformen besteht darin, dass der primäre Turbolader, der sekundäre Verdünnungsturbolader und/oder die Luftpumpe durch den Motor und/oder überschüssige Energie, die bereits in dem Abgas vorhanden ist, mit Leistung versorgt werden können, wodurch möglicherweise nicht auf eine sekundäre Energiequelle zurückgegriffen werden muss.
  • Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl an Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben wird. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder maßgebliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands festzustellen, dessen Umfang einzig durch die Patentansprüche definiert ist, die auf die detaillierte Beschreibung folgen. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführte Nachteile beseitigen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Verschiedene Aspekte dieser Offenbarung können beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen besser verstanden werden, in denen Folgendes gilt:
    • 1 zeigt ein beispielhaftes Hybridfahrzeugantriebssystem;
    • 2 zeigt ein beispielhaftes Fahrzeugmotorsystem, das ein Abgaskühlsystem beinhaltet;
    • 3A zeigt das Fahrzeugmotorsystem aus 2, wobei druckbeaufschlagte Luft aus einem primären Turbolader des Motorsystems dazu verwendet wird, die Abgase zu kühlen;
    • 3B zeigt das Fahrzeugmotorsystem aus 2, wobei das Abgaskühlsystem eine Luftpumpe beinhaltet, die druckbeaufschlagte Luft in die Abgase strömt;
    • 3C zeigt das Fahrzeugmotorsystem aus 3, wobei die druckbeaufschlagte Luft der Luftpumpe zu einem Einlass eines Motors des Motorsystems geleitet wird;
    • 3D zeigt das Fahrzeugmotorsystem aus 2, wobei das Abgaskühlsystem einen sekundären Verdünnungsturbolader beinhaltet, der druckbeaufschlagte Luft in die Abgase strömt;
    • 4 zeigt ein Diagramm, das eine NOx-Umwandlungsrate bei unterschiedlichen Abgastemperaturen angibt; und
    • 5 zeigt ein Ablaufdiagramm, das eine erste beispielhafte Prozedur zum Steuern einer Temperatur von Abgasen veranschaulicht, die in ein SCR-System geleitet werden; und
    • 6 zeigt ein Ablaufdiagramm, das eine zweite beispielhafte Prozedur zum Steuern einer Temperatur von Abgasen veranschaulicht, die in ein SCR-System geleitet werden.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Steuern einer Temperatur von Abgasen eines Motors eines Fahrzeugs, um eine Effizienz eines Systems zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR-System) des Fahrzeugs zu erhöhen. Ein Hybridfahrzeugantriebssystem, das dazu konfiguriert ist, mit einem oder beiden von einem Motordrehmoment von einem Elektromotor und einem Motordrehmoment von einem Verbrennungsmotor betrieben zu werden, ist in 1 gezeigt. 2 zeigt ein Motorsystem des Fahrzeugs, das ein Kühlsystem beinhalten kann, um die Abgase zu kühlen, bevor die Abgase in das SCR-System eintreten. Das Kühlsystem kann die Temperatur der Abgase durch Einspritzen von gekühlter Luft in die Abgase steuern. In einer ersten Ausführungsform wird die gekühlte Luft durch einen Verdichter eines primären Turboladers des Motorsystems mit Druck beaufschlagt und durch einen primären Ladeluftkühler gekühlt, wie in 3A gezeigt. Für die Zwecke dieser Offenbarung bezieht sich der primäre Turbolader auf einen Turbolader, der betrieben wird, um verdichtete Luft zu einem Luftansaugkrümmer des Motors zu leiten, um eine Leistung des Motors zu erhöhen. In einer zweiten Ausführungsform wird die gekühlte Luft durch eine Luftpumpe mit Druck beaufschlagt und durch einen sekundären Ladeluftkühler gekühlt, wie in 3B gezeigt, wobei die Temperatur der Abgase durch Befolgen eines oder mehrerer Schritte des in 5 beschriebenen Verfahrens gesteuert werden kann. In einer dritten Ausführungsform wird die gekühlte Luft, die durch die Luftpumpe mit Druck beaufschlagt wird, zusätzlich zu einem Einlass des Motors geleitet, um den Motor aufzuladen. In einer vierten Ausführungsform wird die gekühlte Luft durch einen Verdünnungsverdichter eines sekundären Verdünnungsturboladers mit Druck beaufschlagt und durch den sekundären Ladeluftkühler gekühlt, wie in 3D gezeigt, wobei die Temperatur der Abgase durch Befolgen eines oder mehrerer Schritte des in 6 beschriebenen Verfahrens gesteuert werden kann. Eine Effizienz des SCR-Systems kann von einer Temperatur der Abgase abhängen, wie in 4 gezeigt.
  • 1 veranschaulicht ein beispielhaftes Fahrzeugvortriebssystem 100. Das Fahrzeugantriebssystem 100 beinhaltet einen kraftstoffverbrennenden Motor 110 und einen Elektromotor 120. Als ein nicht einschränkendes Beispiel umfasst der Motor 110 eine Brennkraftmaschine und umfasst der Elektromotor 120 einen elektrischen Motor. Der Elektromotor 120 kann dazu konfiguriert sein, eine andere Energiequelle zu nutzen oder zu verbrauchen als der Motor 110. Zum Beispiel kann der Motor 110 einen Flüssigkraftstoff (z. B. Benzin) verbrauchen, um eine Motorleistung zu erzeugen, während der Elektromotor 120 elektrische Energie verbrauchen kann, um eine Elektromotorleistung zu erzeugen. Somit kann ein Fahrzeug mit dem Antriebssystem 100 als Hybridelektrofahrzeug (hybrid electric vehicle - HEV) oder einfach als ein Hybridfahrzeug bezeichnet werden. Alternativ kann das in dieser Schrift abgebildete Antriebssystem 100 als Plug-in-Hybridelektrofahrzeug (PHEV) bezeichnet werden.
  • Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen, denen das Fahrzeugantriebssystem ausgesetzt ist, in einer Vielfalt unterschiedlicher Betriebsmodi betrieben werden. Einige dieser Modi können ermöglichen, dass der Motor 110 in einem ausgeschalteten Zustand (d. h. auf einen abgeschalteten Zustand eingestellt) gehalten wird, in dem die Verbrennung von Kraftstoff an dem Motor unterbrochen ist. Zum Beispiel kann der Elektromotor 120 das Fahrzeug bei ausgewählten Betriebsbedingungen über ein Antriebsrad 130 antreiben, wie durch Pfeil 122 angegeben, während der Motor 110 abgeschaltet ist (wird in dieser Schrift auch als Elektromodus bezeichnet). Hierbei kann der Motor abgestellt werden, um zu ruhen, während der Elektromotor die Fahrzeugbewegung antreibt.
  • Während anderer Betriebsbedingungen kann der Motor 110 auf einen deaktivierten Zustand eingestellt sein (wie vorstehend beschrieben), während der Elektromotor 120 dazu betrieben werden kann, eine Energiespeichervorrichtung 150 aufzuladen. Zum Beispiel kann der Elektromotor 120 Raddrehmoment von dem Antriebsrad 130 empfangen, wie durch Pfeil 122 angegeben, wobei der Elektromotor die kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie zur Speicherung in der Energiespeichervorrichtung 150 umwandeln kann, wie durch Pfeil 124 angegeben. Dieser Betrieb kann als Nutzbremsung des Fahrzeugs bezeichnet werden. Somit kann der Elektromotor 120 in einigen Ausführungsformen ein Generatorbetrieb bereitstellen. In anderen Ausführungsformen kann jedoch stattdessen ein Generator 160 ein Raddrehmoment von dem Antriebsrad 130 empfangen, wobei der Generator die kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie zur Speicherung in der Energiespeichervorrichtung 150 umwandeln kann, wie durch einen Pfeil 162 angegeben.
  • Während noch anderer Betriebsbedingungen kann der Motor 110 betrieben werden, indem Kraftstoff verbrannt wird, der von einem Kraftstoffsystem 140 empfangen wird, wie durch einen Pfeil 142 angegeben. Zum Beispiel kann der Motor 110 dazu betrieben werden, das Fahrzeug über das Antriebsrad 130 anzutreiben, wie durch Pfeil 112 angegeben, während der Elektromotor 120 abgeschaltet ist (in dieser Schrift ebenfalls als ein Motormodus bezeichnet). Während weiterer Betriebsbedingungen können sowohl der Motor 110 als auch der Elektromotor 120 jeweils dazu betrieben werden, das Fahrzeug über das Antriebsrad 130 anzutreiben, wie jeweils durch den Pfeil 112 und 122 angegeben (in dieser Schrift ebenfalls als ein Unterstützungsmodus bezeichnet). Eine Konfiguration, in der sowohl der Motor als auch der Elektromotor das Fahrzeug selektiv antreiben kann, kann als Fahrzeugantriebssystem vom Paralleltyp bezeichnet werden. Es ist zu beachten, dass der Elektromotor 120 in einigen Ausführungsformen das Fahrzeug über einen ersten Satz von Antriebsrädern antreiben kann und der Motor 110 das Fahrzeug über einen zweiten Satz von Antriebsrädern antreiben kann.
  • In anderen Ausführungsformen kann das Fahrzeugantriebssystem 100 als ein Fahrzeugantriebssystem vom Reihentyp konfiguriert sein, bei dem der Motor die Antriebsräder nicht direkt antreibt. Vielmehr kann der Motor 110 betrieben werden, um den Elektromotor 120 mit Leistung zu versorgen, der wiederum das Fahrzeug über das Antriebsrad 130 vortreiben kann, wie durch Pfeil 122 angegeben. Zum Beispiel kann bei ausgewählten Betriebsbedingungen der Motor 110 den Generator 160 antreiben, der wiederum einem oder mehreren von dem Elektromotor 120, wie durch Pfeil 114 angegeben, oder der Energiespeichervorrichtung 150, wie durch Pfeil 162 angegeben, elektrische Energie zuführen kann. Als ein anderes Beispiel kann der Motor 110 betrieben werden, um den Elektromotor 120 anzutreiben, der wiederum einen Generatorbetrieb bereitstellen kann, um die Motorausgabe in elektrische Energie umzuwandeln, wobei die elektrische Energie zur späteren Verwendung durch den Elektromotor in der Energiespeichervorrichtung 150 gespeichert werden kann.
  • Der Motor 110 kann ferner ein Abgassystem beinhalten, das ein Abgasnachbehandlungssystem beinhalten kann. Das Nachbehandlungssystem kann bestimmte Abgasbestandteile (z. B. NOx, CO, Kohlenwasserstoffe, Feinstaub und dergleichen) abfangen und/oder in inerte oder gutartige Gase umwandeln. Einige Beispiele für derartige Nachbehandlungssysteme beinhalten Dieselpartikelfilter (DPF), einen Dieseloxidationskatalysator (diesel oxidation catalyst - DOC), Mager-NOx-Fallen (lean NOx traps - LNT), Ammoniakschlupf und SCR-Vorrichtungen. Zum Beispiel kann ein SCR-System eines Dieselmotors NOx in Stickstoff und Wasser umwandeln. Wenn Abgase durch das Nachbehandlungssystem strömen, kann eine Umwandlungseffizienz von einer Temperatur des Abgases abhängen. Wenn die Temperatur des Abgases über einer Schwellentemperatur liegt, kann die Umwandlungseffizienz niedriger als gewünscht sein. In einigen Ausführungsformen kann das Abgassystem ein Abgaskühlsystem beinhalten, das stromaufwärts des Nachbehandlungssystems angeordnet ist, um die Temperatur des Abgases innerhalb eines gewünschten Temperaturbereichs zu halten. Ein beispielhaftes Abgaskühlsystem für ein SCR-System wird nachstehend unter Bezugnahme auf 2-6 detaillierter beschrieben.
  • Das Kraftstoffsystem 140 kann einen oder mehrere Kraftstofftanks 144 zum Speichern von Kraftstoff an Bord des Fahrzeugs beinhalten. Zum Beispiel kann der Kraftstofftank 144 einen oder mehrere Flüssigkraftstoffe speichern, beinhaltend unter anderem: Benzin-, Diesel- und Alkoholkraftstoffe. In einigen Beispielen kann der Kraftstoff als Gemisch aus zwei oder mehr unterschiedlichen Kraftstoffen an Bord des Fahrzeugs gespeichert sein. Zum Beispiel kann der Kraftstofftank 144 dazu konfiguriert sein, ein Gemisch aus Benzin und Ethanol (z. B. E10, E85 usw.) oder ein Gemisch aus Benzin und Methanol (z. B. M10, M85 usw.) zu lagern, wobei diese Kraftstoffe oder Kraftstoffgemische dem Motor 110 zugeführt werden können, wie durch den Pfeil 142 angegeben. Somit kann flüssiger Kraftstoff von dem Kraftstofftank 144 zum Motor 110 des in 1 gezeigten Kraftfahrzeugs geliefert werden. Es können noch andere geeignete Kraftstoffe oder Kraftstoffgemische dem Motor 110 zugeführt werden, wobei sie in dem Motor verbrannt werden können, um eine Motorausgangsleistung zu erzeugen. Die Motorleistung kann dazu genutzt werden, das Fahrzeug anzutreiben, wie durch den Pfeil 112 angegeben, oder die Energiespeichervorrichtung 150 über den Elektromotor 120 oder den Generator 160 aufzuladen.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Energiespeichervorrichtung 150 dazu konfiguriert sein, elektrische Energie zu speichern, die anderen elektrischen Verbrauchern (außer dem Elektromotor) zugeführt werden kann, die sich an Bord des Fahrzeugs befinden, einschließlich Kabinenheizung und Klimaanlage, Motorstart, Scheinwerfern, Video- und Audiosystemen der Kabine usw. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann die Energiespeichervorrichtung 150 eine(n) oder mehrere Batterien und/oder Kondensatoren beinhalten.
  • Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann zudem einen Umgebungstemperatur-/Feuchtigkeitssensor 198 und einen Rollstabilitätssteuersensor, wie etwa (einen) Querbeschleunigungs- und/oder Längsbeschleunigungs- und/oder Gierratensensor(en) 199, beinhalten. Ein Steuersystem 190 kann mit einem oder mehreren von dem Motor 110, dem Elektromotor 120, dem Kraftstoffsystem 140, der Energiespeichervorrichtung 150 und dem Generator 160 sowie einem Abgassystem des Motors 110 (in 1 nicht gezeigt) kommunizieren. Das Steuersystem 190 kann sensorische Rückmeldungsinformationen von einem oder mehreren von dem Motor 110, dem Elektromotor 120, dem Kraftstoffsystem 140, der Energiespeichervorrichtung 150 und dem Generator 160 empfangen. Ferner kann das Steuersystem 190 als Reaktion auf diese sensorische Rückmeldung Steuersignale an eines oder mehrere von dem Motor 110, dem Elektromotor 120, dem Kraftstoffsystem 140, der Energiespeichervorrichtung 150 und dem Generator 160 senden. Das Steuersystem 190 kann eine Angabe einer durch einen Bediener angeforderten Ausgabe des Fahrzeugvortriebssystems von einem Fahrzeugführer 102 empfangen. Zum Beispiel kann das Steuersystem 190 sensorische Rückkopplung von einem Pedalpositionssensor 194 empfangen, der mit einem Pedal 192 kommuniziert. Das Pedal 192 kann sich schematisch auf ein Bremspedal und/oder ein Fahrpedal beziehen.
  • Die Energiespeichervorrichtung 150 kann regelmäßig elektrische Energie aus einer Leistungsquelle 180 empfangen, die sich außerhalb des Fahrzeugs befindet (z. B. nicht Teil des Fahrzeugs ist), wie durch einen Pfeil 184 angegeben. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann das Fahrzeugantriebssystem 100 als Plug-in-Hybridelektrofahrzeug (HEV) konfiguriert sein, wodurch der Energiespeichervorrichtung 150 elektrische Energie aus der Leistungsquelle 180 über ein elektrisches Übertragungskabel 182 zugeführt werden kann. Während eines Aufladebetriebs der Energiespeichervorrichtung 150 anhand der Leistungsquelle 180 kann das elektrische Übertragungskabel 182 die Energiespeichervorrichtung 150 und die Leistungsquelle 180 elektrisch koppeln. Während das Fahrzeugantriebssystem dazu betrieben wird, das Fahrzeug anzutreiben, kann das elektrische Übertragungskabel 182 zwischen der Leistungsquelle 180 und der Energiespeichervorrichtung 150 getrennt sein. Das Steuersystem 190 kann die Menge an elektrischer Energie, die in der Energiespeichervorrichtung gespeichert ist und als Ladezustand (state of charge - SOC) bezeichnet werden kann, identifizieren und/oder steuern.
  • In anderen Ausführungsformen kann das elektrische Übertragungskabel 182 weggelassen werden, wobei elektrische Energie an der Energiespeichervorrichtung 150 drahtlos von der Stromquelle 180 empfangen werden kann. Zum Beispiel kann die Energiespeichervorrichtung 150 elektrische Energie über eines oder mehrere von elektromagnetischer Induktion, Funkwellen und elektromagnetischer Resonanz aus der Leistungsquelle 180 empfangen. Demnach versteht es sich, dass ein beliebiger geeigneter Ansatz zum Wiederaufladen der Energiespeichervorrichtung 150 anhand einer Leistungsquelle, die nicht Teil des Fahrzeugs ist, verwendet werden kann. Auf diese Weise kann der Elektromotor 120 das Fahrzeug antreiben, indem er eine andere Energiequelle nutzt als den Kraftstoff, der durch den Motor 110 genutzt wird.
  • Das Kraftstoffsystem 140 kann periodisch Kraftstoff aus einer Kraftstoffquelle empfangen, die sich außerhalb des Fahrzeugs befindet. Als nicht einschränkendes Beispiel kann das Fahrzeugantriebssystem 100 betankt werden, indem Kraftstoff über eine Kraftstoffabgabevorrichtung 170 empfangen wird, wie durch Pfeil 172 angegeben. In einigen Ausführungsformen kann der Kraftstofftank 144 dazu konfiguriert sein, den von der Kraftstoffabgabevorrichtung 170 empfangenen Kraftstoff zu speichern, bis er dem Motor 110 zur Verbrennung zugeführt wird. In einigen Ausführungsformen kann das Steuersystem 190 eine Angabe des Füllstands des Kraftstoffs, der in dem Kraftstofftank 144 gespeichert ist, über einen Kraftstofffüllstandsensor empfangen. Der Füllstand des Kraftstoffs, der in dem Kraftstofftank 144 gespeichert wird (z. B. wie durch den Kraftstofffüllstandsensor identifiziert), kann dem Fahrzeugführer zum Beispiel über eine Kraftstoffanzeige oder eine Angabe auf einem Fahrzeugarmaturenbrett 196 kommuniziert werden.
  • Nun unter Bezugnahme auf 2 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Motorsystems 200 gezeigt. In der veranschaulichten Ausführungsform kann das Motorsystem 200 in einem Fahrzeug, wie etwa einem Automobil oder einem Truck, angeordnet sein. In noch anderen Ausführungsformen kann das Motorsystem 200 in einer anderen Art von Fahrzeug oder einer beliebigen anderen Ausrüstung enthalten sein, die sich auf eine Traktionskraft stützt, die von einem oder mehreren Motoren erzeugt wird. Das Motorsystem 200 kann einen Dieselmotor 202 beinhalten, der eine nicht einschränkende Ausführungsform des Motors 110 aus 1 sein kann.
  • Der Motor 202 beinhaltet einen Ansaugkrümmer 204 und einen Abgaskrümmer 206. Frische Ansaugluft tritt über einen Luftansaugkanal 203 in den Ansaugkrümmer 204 ein. Während des Betriebs des Motors 202 treten durch den Motor 202 erzeugte Abgase durch einen Abgaskrümmer 206 aus dem Motor 202 aus. Der Abgaskrümmer 206 leitet die Abgase über einen Abgaskanal 235 in die Atmosphäre (z. B. über ein Auspuffrohr eines Fahrzeugs).
  • Der Motor 202 beinhaltet eine Vielzahl von Zylindern (in 2 nicht gezeigt), die jeweils mindestens ein Einlassventil, mindestens ein Auslassventil und mindestens eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung beinhalten können. Jede Kraftstoffeinspritzvorrichtung kann einen Aktor beinhalten, der über ein Signal von einer Steuerung 262 des Motors 202 betätigt werden kann. Die Zylinder des Motors können Kraftstoff von einem Kraftstoffsystem (in 2 nicht gezeigt) empfangen.
  • Während des Betriebs kann jeder Zylinder in dem Motor einen Viertaktzyklus verwenden: der Zyklus beinhaltet den Ansaugtakt, den Verdichtungstakt, den Arbeitstakt und den Ausstoßtakt. Während des Ansaugtakts schließt sich Allgemein das Auslassventil und öffnet sich das Einlassventil. Luft wird über den Ansaugkrümmer in die Brennkammer eingebracht und der Kolben bewegt sich zum Boden des Zylinders, um das Volumen innerhalb der Brennkammer zu erhöhen. Die Position, an der sich der Kolben nahe dem Boden des Zylinders und am Ende seines Taktes befindet (z. B. wenn die Brennkammer ihr größtes Volumen aufweist), wird vom Fachmann in der Regel als unterer Totpunkt (UT) bezeichnet. Während des Verdichtungstaktes sind das Einlassventil und das Auslassventil geschlossen. Der Kolben bewegt sich in Richtung des Zylinderkopfes, um die Luft im Inneren der Brennkammer zu verdichten. Der Punkt, an dem sich der Kolben am Ende seines Taktes und dem Zylinderkopf am nächsten befindet (z. B. wenn die Brennkammer ihr geringstes Volumen aufweist), wird vom Fachmann in der Regel als oberer Totpunkt (OT) bezeichnet. In einem in dieser Schrift nachfolgend als Direkteinspritzung bezeichneten Prozess wird Kraftstoff in die Brennkammer eingebracht. In einigen Beispielen kann Kraftstoff eine Vielzahl von Malen während eines einzelnen Zylinderzyklus in einen Zylinder eingespritzt werden. In einem im Folgenden als Zündung bezeichneten Prozess wird der eingespritzte Kraftstoff durch Selbstzündung entzündet, was zur Verbrennung führt. Während des Arbeitstakts drücken die sich ausdehnenden Gase den Kolben zurück zum UT. Die Kurbelwelle wandelt eine Kolbenbewegung in ein Drehmoment der Drehwelle um. Schließlich öffnet sich während des Ausstoßtakts das Auslassventil, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch an den Abgaskrümmer freizusetzen, und kehrt der Kolben zum OT zurück.
  • Das Motorsystem 200 kann einen Turbolader 215 beinhalten, der an dem Abgaskanal 235 angeordnet ist. Der Turbolader 215 erhöht eine Luftladung von Umgebungsluft, die in den Luftansaugkanal 203 gesaugt wird, um eine größere Ladedichte während der Verbrennung bereitzustellen, um die Leistungsausgabe und/oder die Motorbetriebseffizienz zu erhöhen. Der Turbolader kann einen Motorluftansaugverdichter 210 beinhalten, der in einer Luftansaugleitung 217 angeordnet ist, die mindestens teilweise durch eine Turbine 208 angetrieben werden kann, die in dem Abgaskanal 235 angeordnet ist. Die Turbine 208 kann eine Turbine mit fester Geometrie oder eine Turbine mit variabler Geometrie sein, wobei eine variable Leitschaufelsteuerung eine Position von Turbinenleitschaufeln mit variabler Geometrie einstellt. Abgase können die Turbine 208 durchlaufen, wodurch wenig Energie zugeführt wird, um die Turbine 208 zu drehen, wenn sich die Leitschaufeln in einer offenen Position befinden, während Abgase die Turbine 208 durchlaufen und eine erhöhte Kraft auf die Turbine 208 ausüben können, wenn sich die Leitschaufeln in einer geschlossenen Position befinden. Wenn sich die Turbine 208 dreht, können Wärme und kinetische Energie in den Abgasen in mechanische Energie umgewandelt werden, die dazu verwendet werden kann, den Motorluftansaugverdichter 210 anzutreiben, um Frischluft durch einen Luftansaugkanal 224 anzusaugen und druckbeaufschlagte Luft dem Ansaugkrümmer 204 zuzuführen (z. B. um den Zylindern des Motors eine Druckverstärkung auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen bereitzustellen).
  • Durch Verdichten von Frischluft, die über den Luftansaugkanal 203 in den Ansaugkrümmer 204 des Motors 202 eintritt, kann eine Leistung des Motors 202 erhöht werden. Das Verdichten der Frischluft kann auch eine Temperatur der druckbeaufschlagten Luft erhöhen. Die Temperatur der druckbeaufschlagten Luft kann durch einen Ladeluftkühler 214 reduziert werden, der stromaufwärts des Luftansaugkanals 203 angeordnet ist und die druckbeaufschlagte Luft vor der Zufuhr zu dem Motor 202 über den Ansaugkrümmer 204 kühlen kann.
  • Das Motorsystem 200 kann ein Steuersystem 260 beinhalten. Es ist gezeigt, dass das Steuersystem 260 Informationen von einer Vielzahl von Sensoren 264 (wofür in dieser Schrift Beispiele beschrieben sind) empfängt und Steuersignale an eine Vielzahl von Aktoren 266 (wofür in dieser Schrift Beispiele beschrieben sind) sendet. Zum Beispiel können die Sensoren 264 einen Motordrehzahlsensor, einen Motorlastsensor, einen Krümmerabsolutdrucksensor (manifold absolute pressure sensor - MAP-Sensor), einen Luftdrucksensor (barometric pressure sensor - BP-Sensor), einen Abgassensor, der sich in dem Abgaskrümmer 206 befindet, und/oder andere Sensoren, wie etwa Druck-, Temperatur-, Luft-KraftstoffVerhältnis(air/fuel ratio - AFR)- und Zusammensetzungssensoren, die an verschiedene Stellen in dem Motorsystem 200 gekoppelt sind, beinhalten. Als ein anderes Beispiel können die Aktoren eine oder mehrere Drosseln und/oder Ventile beinhalten, die einen Strom von Abgasen durch das Motorsystem 200 steuern können, wie nachstehend beschrieben. Es versteht sich, dass die in dieser Schrift bereitgestellten Beispiele Veranschaulichungszwecken dienen und andere Arten von Sensoren und/oder Aktoren beinhaltet sein können, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen.
  • Das Steuersystem 260 kann eine Steuerung 262 beinhalten. Die Steuerung kann Eingabedaten von den verschiedenen Sensoren empfangen, die Eingabedaten verarbeiten und die Aktoren als Reaktion auf die verarbeiteten Eingabedaten auf Grundlage einer darin programmierten Anweisung oder eines darin programmierten Codes, die/der einer oder mehreren Routinen entspricht, auslösen. Die Steuerung 262 kann einen Prozessor beinhalten. Der Prozessor kann im Allgemeinen eine beliebige Anzahl von Mikroprozessoren, ASICs, ICs usw. beinhalten. Die Steuerung 262 kann einen Speicher (z. B. FLASH, ROM, RAM, EPROM und/oder EEPROM) beinhalten, der Anweisungen speichert, die zum Durchführen einer oder mehrerer Steuerroutinen ausgeführt werden können. Wie in dieser Schrift erörtert, beinhaltet der Speicher ein beliebiges nicht transientes computerlesbares Medium, in dem Programmieranweisungen gespeichert sind. Für die Zwecke dieser Offenbarung ist der Begriff physisches computerlesbares Medium ausdrücklich so definiert, dass es eine beliebige Art von computerlesbarem Speicher beinhaltet. Die beispielhaften Verfahren und Systeme können unter Verwendung von codierten Anweisungen (z. B. computerlesbaren Anweisungen) umgesetzt werden, die auf einem nicht transienten computerlesbaren Medium, wie etwa einem Flash-Speicher, einem Festwertspeicher (read-only memory - ROM), einem Direktzugriffsspeicher (random-access memory - RAM), einem Cache-Speicher und/oder beliebigen anderen Speichermedien, gespeichert sind, in denen Informationen für eine beliebige Dauer (z. B. über längere Zeiträume, permanent, über kurze Zeiträume, zum vorübergehenden Puffern und/oder zum Zwischenspeichern der Informationen) gespeichert sind. Der Computerspeicher von computerlesbaren Speichermedien, auf den in dieser Schrift Bezug genommen wird, kann flüchtige und nichtflüchtige oder entfernbare und nicht entfernbare Medien für eine Speicherung von elektronisch formatierten Informationen beinhalten, wie etwa computerlesbare Programmanweisungen oder Module von computerlesbaren Programmanweisungen, Daten usw. und kann eigenständig oder Teil einer Rechenvorrichtung sein. Beispiele für Computerspeicher können ein beliebiges anderes Medium beinhalten, das zum Speichern des gewünschten elektronischen Formats von Informationen verwendet werden kann und auf das der Prozessor oder die Prozessoren oder mindestens ein Teil einer Rechenvorrichtung zugreifen kann/können.
  • Das Motorsystem 200 kann ein Abgasrückführungssystem (AGR-System) 213 beinhalten. Das AGR-System 213 kann eine Menge an Emissionen reduzieren, die in die Atmosphäre freigesetzt wird, indem ein Teil der Abgase, der aus dem Abgaskrümmer 206 austritt, über den Luftansaugkanal 203 zurück in den Ansaugkrümmer 204 geleitet wird. Ein Strom des Teils der Abgase, der in den Ansaugkrümmer 204 zurückgeleitet wird, kann durch ein AGR-Ventil 222 gesteuert werden. Wenn zum Beispiel das AGR-Ventil 222 in eine offene Position eingestellt ist, können die Abgase, die aus dem Abgaskrümmer 206 austreten, durch das AGR-Ventil 222 in den Ansaugkrümmer 204 strömen, und wenn das AGR-Ventil 222 in eine geschlossene Position eingestellt ist, können die Abgase, die aus dem Abgaskrümmer 206 austreten, nicht durch das AGR-Ventil 222 in den Ansaugkrümmer 204 strömen.
  • Das AGR-System 213 kann einen AGR-Kühler 216 beinhalten, der eine Temperatur der Abgase reduzieren kann, die aus dem Abgaskrümmer 206 austreten, bevor die Abgase über den Luftansaugkanal 203 in den Ansaugkrümmer 204 eintreten. Zusätzlich kann das AGR-System 213 ein AGR-Kühlerumgehungsventil 220 beinhalten, das an einer AGR-Kühlerumgehungsleitung 221 angeordnet ist. Das AGR-Kühlerumgehungsventil 220 kann einen Strom des Teils der Abgase, der durch das AGR-System 213 umgeleitet wird, durch den AGR-Kühler 216 steuern. Zum Beispiel kann das AGR-Kühlerumgehungsventil 220 in eine geschlossene Position eingestellt sein, wodurch der Teil der Abgase durch den AGR-Kühler 216 strömen kann, oder kann das AGR-Kühlerumgehungsventil 220 in eine offene Position eingestellt sein, wobei der größte Teil oder der gesamte Teil der Abgase über die AGR-Kühlerumgehungsleitung 221 und nicht durch den AGR-Kühler 216 in den Ansaugkrümmer 204 strömen kann. In einem anderen Beispiel kann das AGR-Kühlerumgehungsventil 220 in eine andere Position (z. B. zwischen offen und geschlossen) eingestellt sein, um eine Menge des Teils der Abgase, der durch den AGR-Kühler 216 strömt, zu steuern. Auf diese Weise kann die Temperatur der in den Ansaugkrümmer 204 eintretenden Abgase innerhalb eines gewünschten Temperaturbereichs gesteuert und gehalten werden (z. B. wobei der gewünschte Temperaturbereich ein Temperaturbereich ist, bei dem eine Leistung des Motors 202 maximiert ist).
  • Das Motorsystem 200 kann ein SCR-System 212 beinhalten, das stromabwärts der Turbine 208 an einen Abgaskanal 237 gekoppelt ist. In verschiedenen Ausführungsformen kann das SCR-System 212 an einem Auslass des Abgaskanals 237 angeordnet sein. Das SCR-System 212 kann NOx in Stickstoff und Wasser umwandeln, wodurch eine Menge an Emissionen reduziert wird, die über die Abgase in die Atmosphäre freigesetzt wird. Ein Abgastemperatursensor 251 kann an oder stromaufwärts eines Einlasses des SCR-Systems 212 angeordnet sein und eine Temperatur der Abgase vor dem Eintreten in das SCR-System 212 messen. Zusätzlich können ein oder mehrere AFR-Sensoren oder Lambdasonden (O2-Sensoren) an einer Abgasleitung stromaufwärts und/oder stromabwärts des SCR-Systems (in 2 nicht gezeigt) angeordnet sein.
  • Es wird gezeigt, dass Katalysatoren eine maximale Umwandlung (z. B. Spitzenumwandlung) bei einer bestimmten Abgastemperatur zeigen. Demnach kann es zum Minimieren von Fahrzeugemissionen wünschenswert sein, Abgase, die in das SCR-System eintreten, innerhalb eines Temperaturbereichs nahe einer Spitzenumwandlungstemperatur für die NOx-Umwandlung zu halten. Zum Beispiel kann bei niedrigen Abgastemperaturen (z. B. unter ungefähr 120 °C) keine Umwandlung erfolgen. Wenn sich eine Temperatur der Abgase in dem SCR-System erhöht, können sich die Umwandlungsraten eines Katalysators, der zum Behandeln der Abgase verwendet wird, erhöhen. Wenn sich die Temperatur der Abgase über eine erste Schwellentemperatur (z. B. 150 °C) erhöht, können sich die Umwandlungsraten mit zunehmender Temperatur bis zu maximalen Umwandlungsraten steil erhöhen. Bei hohen Abgastemperaturen (z. B. 350 °C) stabilisiert sich die Katalysatorleistung, um ein charakteristisches Plateau auf einer Umwandlungskurve zu bilden. Demnach kann es zum Minimieren von Fahrzeugemissionen wünschenswert sein, Abgastemperaturen bei oder nahe der Spitzenumwandlungstemperatur für die NOx-Umwandlung und innerhalb eines Bereichs, in dem typische SCR-Systeme eine Umwandlungseffizienz nahe dem Maximum zeigen, zu halten.
  • Insbesondere zeigt 4 ein NOx-Umwandlungsdiagramm 400 mit einer NOx-Umwandlungslinie 402, die eine Umwandlungsrate von NOx in Abhängigkeit von der Temperatur eines für die Umwandlung verwendeten Katalysators darstellt. Für die Zwecke dieser Offenbarung kann die Temperatur des Katalysators die gleiche sein wie die Temperatur der Abgase. Wie durch einen Punkt 404 auf der NOx-Umwandlungslinie 402 angegeben, tritt unter einer Temperatur von 150 °C wenig oder keine NOx-Umwandlung auf. Zwischen 150 °C und 300 °C erhöht sich die Rate der NOx-Umwandlung schnell, bis eine maximale NOx-Umwandlungsrate bei der Spitzenumwandlungstemperatur bei Punkt 406 (z. B. nahe 100 % NOx-Umwandlung) bei etwa 350 °C erreicht wird, wie durch die gestrichelte Linie 408 angegeben. Nach dem Erreichen der maximalen NOx-Umwandlungsrate an einem Punkt 406 zeigt die NOx-Umwandlungslinie 402 jedoch, dass sich eine Effizienz der NOx-Umwandlung verringert, wenn sich die Temperatur des Katalysators über 350 °C hinaus erhöht. Somit können Fahrzeugemissionen minimiert werden, indem die Temperatur der Abgase gesteuert wird, um bei Punkt 406 die Temperatur bei oder nahe der Spitzenumwandlungstemperatur zu halten. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben, kann das Steuern der Temperatur der Abgase Einspritzen von gekühlter druckbeaufschlagter Luft in die Abgase als Reaktion darauf, dass sich die Temperatur der Abgase über die Spitzenumwandlungstemperatur erhöht, und Verringern oder Stoppen der Einspritzung der gekühlten druckbeaufschlagten Luft als Reaktion darauf, dass sich die Temperatur der Abgase unter die Spitzenumwandlungstemperatur verringert, beinhalten, um die Temperatur der Abgase bei oder nahe der Spitzenumwandlungstemperatur zu halten.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf 2 beinhaltet das Motorsystem 200 zum Steuern der Temperatur der in das SCR-System eintretenden Abgase ein Abgaskühlsystem 250, das an einem Abgaskanal 237 stromaufwärts des SCR-Systems 212 angeordnet ist. Das Abgaskühlsystem 250 kann durch eine Steuerung 262 gesteuert werden, um sicherzustellen, dass eine Effizienz des SCR-Systems 212 maximiert wird. Wenn zum Beispiel der Abgastemperatursensor 251 angibt, dass die Temperatur der Abgase eine Spitzeneffizienzschwellentemperatur überschreitet, kann die Steuerung 262 einen oder mehrere Parameter des Abgaskühlsystems 250 einstellen, um die Temperatur der Abgase zu reduzieren. In verschiedenen Ausführungsformen ist die Spitzeneffizienzschwellentemperatur eine Obergrenze eines Temperaturbereichs, in dem ein Emissionsniveau des Fahrzeugs minimiert werden kann. Das Abgaskühlsystem für 250 ist nachstehend unter Bezugnahme auf 3A 3D detaillierter beschrieben.
  • Es versteht sich, dass andere Komponenten in dem Motor 202 beinhaltet sein können, wie etwa eine Vielfalt an Ventilen und Sensoren.
  • Nun unter Bezugnahme auf 3A ist eine erste Ausführungsform 300 des Abgaskühlsystems 250 des Motorsystems 200 gezeigt, bei der gekühlte druckbeaufschlagte Luft in Abgase eingespritzt werden kann, um eine Temperatur der Abgase im Abgaskanal 237 zu reduzieren, bevor sie in das SCR-System 212 des Motors 200 eintreten. In der ersten Ausführungsform 300 wird die druckbeaufschlagte Luft infolgedessen, dass die Abgase durch die Turbine 208 des Turboladers 215 geleitet werden, durch den Motorluftansaugverdichter 210 mit Druck beaufschlagt. Die druckbeaufschlagte Luft, die aus dem Motorluftansaugverdichter 210 austritt, wird durch den Ladeluftkühler 214 geleitet, der die druckbeaufschlagte Luft kühlen kann, bevor die druckbeaufschlagte Luft über den Luftansaugkanal 203 dem Ansaugkrümmer 204 zugeführt wird. Wie in 3A angegeben, kann ein Teil der gekühlten druckbeaufschlagten Luft über einen Luftkanal 302 zu dem Abgaskanal 237, der zu dem SCR-System 212 führt, geleitet werden. Ein Abgasverdünnungsventil 304 kann an dem Abgaskanal 237 positioniert sein, sodass das Abgasverdünnungsventil 304 gesteuert werden kann, um eine Menge der gekühlten druckbeaufschlagten Luft einzustellen, die in die Abgase in dem Abgaskanal 237 eingespritzt wird.
  • Eine Zusammensetzung eines Gemisches aus Abgasen und gekühlter druckbeaufschlagter Luft im Abgaskanal 237 kann durch das Abgasverdünnungsventil 304 gesteuert werden. In einigen Ausführungsformen kann das Abgasverdünnungsventil 304 ein Druckventil sein, das es der gekühlten druckbeaufschlagten Luft ermöglicht, das Abgasverdünnungsventil 304 zu durchlaufen, wenn ein Druck der gekühlten druckbeaufschlagten Luft einen Schwellendruck überschreitet. Zum Beispiel kann der Schwellendruck in einer Ausführungsform 1,7-2,0 bar absolut betragen. In einer anderen Ausführungsform kann der Schwellendruck 2-3 kPa betragen. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Abgasverdünnungsventil 304 ein einstellbares Ventil sein, das durch eine Steuerung (z. B. die Steuerung 262) gesteuert werden kann. Wenn zum Beispiel das Abgasverdünnungsventil 304 in eine geschlossene Position eingestellt ist, kann sich keine gekühlte druckbeaufschlagte Luft mit den Abgasen in dem Abgaskanal 237 vermischen. Wenn das Abgasverdünnungsventil 304 geöffnet wird, kann sich eine Menge an gekühlter druckbeaufschlagter Luft, die sich mit den Abgasen an dem Abgaskanal 237 vermischt, bis zu einer maximalen Verdünnung der Abgase, wenn das Abgasverdünnungsventil 304 vollständig offen ist, erhöhen. Inwieweit die Temperatur der Abgase reduziert ist, kann von einer Menge (z. B. einem Prozentsatz) von gekühlter druckbeaufschlagter Luft in den Abgasen abhängen.
  • Zum Beispiel kann bei Einleitung des Motorbetriebs eine Temperatur der Abgase unter der Spitzeneffizienzschwellentemperatur liegen, wodurch eine Effizienz der NOx-Umwandlung unter einer gewünschten Effizienz liegen kann. Um die Temperatur der Abgase zu erhöhen, wodurch die Effizienz der NOx-Umwandlung erhöht wird, kann das Abgasverdünnungsventil 304 in eine geschlossene Position betätigt werden, sodass keine gekühlte druckbeaufschlagte Luft in die Abgase in dem Abgaskanal 237 eingespritzt wird. Während des Betriebs des Motors 202 kann sich die Temperatur der Abgase auf die Spitzeneffizienzschwellentemperatur erhöhen. Bei Erreichen der Spitzeneffizienzschwellentemperatur können weitere Erhöhungen der Temperatur der Abgase die Effizienz der NOx-Umwandlung an dem SCR-System 212 reduzieren. Um die Temperatur der Abgase bei oder nahe der Spitzeneffizienzschwellentemperatur zu halten, kann daher das Abgasverdünnungsventil 304 in eine offene Position betätigt werden, um die gekühlte druckbeaufschlagte Luft aus dem Luftkanal 302 in die Abgase einzuspritzen, wodurch die Temperatur der Abgase reduziert wird, bevor sie in das SCR-System 212 eintreten.
  • Die offene Position des Abgasverdünnungsventils 304 kann eine teilweise offene Position sein. Wenn sich zum Beispiel die Temperatur der Abgase über die Spitzeneffizienzschwellentemperatur erhöht, kann das Abgasverdünnungsventil 304 in eine vollständig offene Position eingestellt werden. Infolge des Einstellens des Abgasverdünnungsventils 304 in die vollständig offene Position kann sich die Temperatur der Abgase aufgrund einer Menge an gekühlter druckbeaufschlagter Luft, die in die Abgase eingespritzt wird, um eine Schwellentemperaturdifferenz unter die Spitzeneffizienzschwellentemperatur verringern. Als Reaktion darauf, dass sich die Temperatur der Abgase unter die Spitzeneffizienzschwellentemperatur verringert, kann das Abgasverdünnungsventil 304 aus der vollständig offenen Position in eine teilweise offene Position (z. B. teilweise geschlossen) eingestellt werden, um die Menge an gekühlter druckbeaufschlagter Luft, die in die Abgase eingespritzt wird, zu reduzieren. Infolge des Reduzierens der Menge an gekühlter druckbeaufschlagter Luft, die in die Abgase eingespritzt wird, kann sich die Temperatur der Abgase in Richtung der Spitzeneffizienzschwellentemperatur erhöhen. Auf diese Weise kann die Temperatur der Abgase in einem gewünschten Temperaturbereich um die Spitzeneffizienzschwellentemperatur gehalten werden, indem (z. B. über die Steuerung 262 aus 2) die Menge an gekühlter druckbeaufschlagter Luft gesteuert wird, die über das Abgasverdünnungsventil 304 in die Abgase eingespritzt wird.
  • 3B zeigt eine zweite Ausführungsform 320 des Abgaskühlsystems 250 des Motorsystems 200, bei der gekühlte druckbeaufschlagte Luft in die Abgase eingespritzt werden kann, um die Temperatur der Abgase zu reduzieren, bevor sie in das SCR-System 212 eintreten. In der zweiten Ausführungsform 320 wird Frischluft, die über einen Luftansaugkanal 326 empfangen wird, durch eine Luftpumpe 322 mit Druck beaufschlagt. Die druckbeaufschlagte Luft, die aus der Luftpumpe 322 austritt, kann dann durch einen sekundären Ladeluftkühler 324 geleitet werden, der die druckbeaufschlagte Luft kühlen kann, bevor die gekühlte druckbeaufschlagte Luft in die Abgase in dem Abgaskanal 237, der zu dem SCR-System 212 führt, eingespritzt wird. Wie vorstehend unter Bezugnahme auf die erste Ausführungsform 300 aus 3A beschrieben, kann die gekühlte druckbeaufschlagte Luft, die in die Abgase in dem Abgaskanal 237 eingespritzt wird, durch das Abgasverdünnungsventil 304 gesteuert werden.
  • In verschiedenen Ausführungsformen kann die Luftpumpe 322 mechanisch an den Motor 202 gekoppelt sein, wie durch eine gepunktete Linie 330 angegeben, sodass die Luftpumpe 322 durch den Motor 202 mit Leistung versorgt wird. Ein Vorteil des Verwendens des Motors 202 zum Versorgen der Luftpumpe 322 mit Leistung besteht darin, dass möglicherweise nicht auf eine zusätzliche Leistungsquelle zurückgegriffen werden muss, um die Frischluft, die über den Luftansaugkanal 326 in die Luftpumpe 322 eintritt, mit Druck zu beaufschlagen. Alternativ kann die Luftpumpe 322 in anderen Ausführungsformen durch eine Batterie 328 des Fahrzeugs oder durch eine andere Leistungsquelle mit Leistung versorgt werden.
  • Das Steuern der gekühlten druckbeaufschlagten Luft, die über das Abgasverdünnungsventil 304 in die Abgase eingespritzt wird, kann gemeinsames Betreiben der Luftpumpe 322 mit dem Abgasverdünnungsventil 304 beinhalten. Zum Beispiel kann die Luftpumpe 322 während des Betriebs des Motors 202 nicht kontinuierlich betrieben werden. In einigen Ausführungsformen kann die Luftpumpe 322 eingeschaltet werden, wenn das Abgasverdünnungsventil 304 in eine offene oder teilweise offene Position betätigt wird, um die gekühlte druckbeaufschlagte Luft in die Abgase einzuspritzen, und kann die Luftpumpe 322 ausgeschaltet werden, wenn das Abgasverdünnungsventil 304 in eine geschlossene Position betätigt wird, und es wird keine gekühlte druckbeaufschlagte Luft in die Abgase eingespritzt. Alternativ kann die Luftpumpe 322 anfänglich eingeschaltet werden (z. B. beim Anlassen des Motors), um einen Schwellendruck in einem Luftzufuhrkanal 332 zu erzeugen, und kann die Luftpumpe 322 ausgeschaltet werden, wenn der Schwellendruck erreicht wurde. Dementsprechend kann, wenn das Abgasverdünnungsventil 304 in eine offene oder teilweise offene Position betätigt wird, die Luftpumpe 322 eingeschaltet werden, um den Schwellendruck in dem Luftzufuhrkanal 332 zu halten, und wenn das Abgasverdünnungsventil 304 in eine geschlossene Position betätigt wird, kann die Luftpumpe 322 abgeschaltet werden, sobald der Schwellendruck erreicht ist. Ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern des Abgasverdünnungsventils 304 und der Luftpumpe 322, um die Temperatur der Abgase innerhalb eines gewünschten Temperaturbereichs zu halten, wird nachstehend unter Bezugnahme auf 5 detaillierter beschrieben.
  • In anderen Ausführungsformen kann die Luftpumpe 322 während des Betriebs des Motors 202 kontinuierlich betrieben werden. Zum Beispiel zeigt 3C eine dritte Ausführungsform 340 des Abgaskühlsystems 250 des Motorsystems 200, bei der Frischluft, die über den Luftansaugkanal 326 empfangen wird, durch die Luftpumpe 322 mit Druck beaufschlagt wird und in die Abgase eingespritzt wird, bevor sie in das SCR-System 212 eintritt, wie vorstehend beschrieben. Jedoch kann in der dritten Ausführungsform 340 ein Teil oder die gesamte gekühlte druckbeaufschlagte Luft, die aus dem sekundären Ladeluftkühler 324 austritt, über einen Luftkanal 342 zu dem Luftansaugkanal 203 des Ansaugkrümmers 204 geleitet werden, wodurch der Motor 202 aufgeladen wird.
  • Zum Beispiel kann die Luftpumpe 322 während des Betriebs des Motors 202 kontinuierlich betrieben werden. Für eine erste Dauer, bei der die Temperatur der Abgase unter der Spitzeneffizienzschwellentemperatur liegt, kann das Abgasverdünnungsventil 304 in eine geschlossene Position betätigt werden, wodurch keine gekühlte druckbeaufschlagte Luft in die Abgase in dem Abgaskanal 237 eingespritzt werden kann. Während der ersten Dauer, wenn das Abgasverdünnungsventil 304 geschlossen ist, kann die gekühlte druckbeaufschlagte Luft, die durch die Luftpumpe 322 erzeugt und durch den sekundären Ladeluftkühler 324 gekühlt wird, über den Luftkanal 342 zu dem Ansaugkrümmer 204 geleitet werden, wodurch der Motor 202 aufgeladen wird. Für eine zweite Dauer, bei der die Temperatur der Abgase über der Spitzeneffizienzschwellentemperatur liegt, kann das Abgasverdünnungsventil 304 in eine offene Position betätigt werden, wodurch die durch die Luftpumpe 322 erzeugte und durch den sekundären Ladeluftkühler 324 gekühlte druckbeaufschlagte Luft in die Abgase eingespritzt werden kann, um die Temperatur der Abgase zu reduzieren. Während der zweiten Dauer kann ein erster Teil der gekühlten druckbeaufschlagten Luft in die Abgase eingespritzt werden und ein zweiter Teil der gekühlten druckbeaufschlagten Luft kann über den Luftkanal 342 zu dem Ansaugkrümmer 204 geleitet werden. Während der zweiten Dauer kann ein Verhältnis des ersten Teils zu dem zweiten Teil von einer Position des Abgasverdünnungsventils 304 abhängen. Wenn zum Beispiel das Abgasverdünnungsventil 304 in eine zu 50 % offene Position betätigt wird, können 50 % der gekühlten druckbeaufschlagten Luft in die Abgase eingespritzt werden und können 50 % der gekühlten druckbeaufschlagten Luft zu dem Ansaugkrümmer 204 geleitet werden. Für eine dritte Dauer kann sich die Temperatur der Abgase unter die Spitzeneffizienzschwellentemperatur infolgedessen verringern, dass die gekühlte druckbeaufschlagte Luft in die Abgase eingespritzt wird, wodurch das Abgasverdünnungsventil 304 in eine geschlossene Position betätigt werden kann. Wenn das Abgasverdünnungsventil 304 während der dritten Dauer in die geschlossene Position betätigt wird, kann die gesamte gekühlte druckbeaufschlagte Luft zu dem Ansaugkrümmer 204 geleitet werden. Auf diese Weise kann druckbeaufschlagte Luft, die durch den kontinuierlichen Betrieb der Luftpumpe 322 erzeugt wird, dazu verwendet werden, den Motor 202 aufzuladen, wenn die Abgase innerhalb eines gewünschten Temperaturbereichs liegen, und ein Teil der druckbeaufschlagten Luft kann dazu verwendet werden, die Temperatur der Abgase zu reduzieren, wenn die Abgase den gewünschten Temperaturbereich überschreiten.
  • Nun unter Bezugnahme auf 3D ist eine vierte Ausführungsform 350 des Abgaskühlsystems 250 des Motorsystems 200 gezeigt, bei der gekühlte druckbeaufschlagte Luft in die Abgase eingespritzt werden kann, um die Temperatur der Abgase zu reduzieren, bevor sie in das SCR-System 212 eintreten. In der vierten Ausführungsform 350 beinhaltet das Abgaskühlsystem 250 einen zweiten Abgasverdünnungsturbolader 352, der an dem Abgaskanal 237 stromabwärts der Turbine 208 des Turboladers 215 (z. B. zwischen dem Turbolader 215 und dem SCR-System 212) angeordnet ist. Der Abgasverdünnungsturbolader 352 kann eine Verdünnungsturbine 356 und einen Verdünnungsverdichter 354 beinhalten. Die Verdünnungsturbine 356 kann mechanisch an den Verdünnungsverdichter 354 gekoppelt sein, sodass der Verdünnungsverdichter 354 durch Abgase angetrieben wird, die durch die Verdünnungsturbine 356 strömen, nachdem sie aus dem Abgaskrümmer 206 über den Abgaskanal 235 ausgetreten sind und die Turbine 208 durchlaufen.
  • Eine Drehung der Verdünnungsturbine 356, die durch die Abgase verursacht wird, die die Verdünnungsturbine 356 durchlaufen, kann Frischluft über einen Luftansaugkanal 358 in den Verdünnungsverdichter 354 saugen. Die Frischluft kann durch den Verdünnungsverdichter 354 mit Druck beaufschlagt werden und kann aus dem Verdünnungsverdichter 354 austreten und in den Abgaskanal 237, der zu dem SCR-System 212 führt, eintreten. Die druckbeaufschlagte Frischluft kann sich mit den Abgasen vermischen, die an dem Abgaskanal 237 aus der Verdünnungsturbine 356 austreten, bevor sie in das SCR-System 212 eintritt, wodurch die Abgase mit der Frischluft verdünnt werden. Durch Verdünnen der Abgase mit der Frischluft kann die Temperatur der Abgase, die in das SCR-System 212 eintreten, reduziert werden, wie vorstehend beschrieben.
  • Wenn die Abgase durch die Verdünnungsturbine 356 strömen, kann Enthalpie (z. B. Energie in der Form von Wärme) in den Abgasen aus den Abgasen entzogen werden, was eine Temperatur der Abgase reduziert. Die Enthalpie kann auf eine Rotationsenergie der Verdünnungsturbine 356 übertragen werden, die wiederum den Verdünnungsverdichter 354 mit Leistung versorgen kann. Somit kann überschüssige Energie in den Abgasen durch die Verdünnungsturbine 356 aufgrund der Entziehung von Enthalpie entfernt werden, was eine erste Reduzierung der Temperatur der Abgase bewirkt. Frischluft, die durch den Verdünnungsverdichter 354 mit Druck beaufschlagt wird, kann dann durch den sekundären Ladeluftkühler 324 gekühlt und in die Abgase eingespritzt werden, was eine zweite Reduzierung der Temperatur der Abgase bewirkt.
  • Ferner kann durch Leiten der durch den Motor 202 erzeugten Abgase durch die Verdünnungsturbine 356 eine Geschwindigkeit eines Luftstroms durch den Verdünnungsverdichter 354 und durch das SCR-System 212 gesteuert werden (z. B. durch die Steuerung 262 des Steuersystems 260). Durch Steuern der Geschwindigkeit des Luftstroms durch das SCR-System 212 kann die Temperatur der Abgase erhöht oder reduziert werden, um die Temperatur bei oder nahe einer Temperatur zu halten, die einer maximalen Effizienz der NOx-Umwandlung zugeordnet ist (z. B. 350 °C, wie in 4 gezeigt). Zum Beispiel kann die Steuerung 262 eine Drehzahl der Verdünnungsturbine 356 erhöhen (zum Beispiel durch Einstellen einer Position von Leitschaufeln der Verdünnungsturbine 356), wodurch ein Druck der Frischluft, die in den Abgaskanal 237 eintritt, erhöht wird. Infolge des erhöhten Drucks kann sich ein Massenstrom von gekühlter druckbeaufschlagter Luft durch das SCR-System 212 erhöhen, wodurch die Temperatur der Abgase durch das SCR-System 212 reduziert wird. Alternativ kann die Steuerung 262 die Drehzahl der Verdünnungsturbine 356 verringern, wodurch der Druck der Frischluft, die in den Abgaskanal 237 eintritt, verringert wird. Infolge des verringerten Drucks kann sich der Massenstrom von gekühlter druckbeaufschlagter Luft durch das SCR-System 212 verringern, wodurch die Temperatur der Abgase durch das SCR-System 212 erhöht wird.
  • Unter einigen Umständen können Abgase, die aus dem Abgaskrümmer 206 austreten und die Turbine 208 durchlaufen, nicht durch den Abgasverdünnungsturbolader 352 geleitet werden. Wenn zum Beispiel der Motor 202 startet, kann die Temperatur des Motors 202 und anderer Komponenten des Motorsystems 200 niedrig sein. Infolge der niedrigen Motortemperatur kann die Temperatur der Abgase, die das SCR-System 212 durchlaufen, unter oder innerhalb eines wünschenswerten Temperaturbereichs für die NOx-Umwandlung liegen. Wenn die Temperatur der Abgase, die das SCR-System 212 durchlaufen, unter oder innerhalb des gewünschten Temperaturbereichs für die NOx-Umwandlung liegt, können die Abgase, die aus der Turbine 208 austreten, nicht durch den Abgasverdünnungsturbolader 352 geleitet werden und können über eine Verdünnungsturbinenumgehungsleitung 360 zu dem SCR-System 212 geleitet werden. Ein Verdünnungsumgehungsventil 362 kann an der Verdünnungsturbinenumgehungsleitung 360 angeordnet sein, das betätigt werden kann (z. B. durch die Steuerung 262), um einen Strom der Abgase durch die Verdünnungsturbinenumgehungsleitung 360 zu steuern. Wenn zum Beispiel das Verdünnungsumgehungsventil 362 in eine offene Position eingestellt ist, kann mindestens ein Teil der Abgase durch die Verdünnungsturbinenumgehungsleitung 360 zu dem Abgaskanal 237 und weiter zu dem SCR-System 212 strömen.
  • Das Abgasverdünnungsventil 304 kann gemeinsam mit dem Verdünnungsumgehungsventil 362 betätigt werden, um eine gewünschte Mischung und einen gewünschten Strom von Luft und Abgasen durch das SCR-System 212 zu erreichen. Zum Beispiel kann, bevor die Abgase eine Spitzeneffizienzschwellentemperatur erreichen (z. B. eine Temperatur, bei der eine Effizienz der NOx-Umwandlung sich zu verringern beginnt), das Verdünnungsumgehungsventil 362 in eine offene Position betätigt werden und das Abgasverdünnungsventil 304 kann in eine geschlossene Position betätigt werden, um zu ermöglichen, dass die Abgase die Verdünnungsturbine 356 umgehen und zu dem SCR-System 212 geleitet werden, ohne den Abgasverdünnungsturbolader 352 zu durchlaufen. Alternativ kann, wenn die Abgase die Spitzeneffizienzschwellentemperatur erreichen, das Verdünnungsumgehungsventil 362 in eine geschlossenere Position betätigt werden und kann das Abgasverdünnungsventil 304 in eine offenere Position betätigt werden, um mindestens einen Teil der Abgase in die Verdünnungsturbine 356 des Abgasverdünnungsturboladers 352 zu leiten, wo die Abgase wie vorstehend beschrieben gekühlt werden können. Das Abgasverdünnungsventil 304 kann ebenfalls in eine erste teilweise offene Position betätigt werden und das Verdünnungsumgehungsventil 362 kann in eine zweite teilweise offene Position betätigt werden, um das gewünschte Gemisch aus Luft und Abgasen in das SCR-System 212 zu ermöglichen. Zum Beispiel kann die zweite teilweise offene Position des Verdünnungsumgehungsventils 362 einen ersten Teil der Abgase, der aus der Turbine 208 austritt, zu dem Abgaskanal 237 leiten und kann einen zweiten Teil der Abgase, der aus der Turbine 208 austritt, durch den Verdünnungsturbolader 352 zu dem Abgaskanal 237 leiten. Die erste teilweise offene Position des Abgasverdünnungsventils 304 kann eine Position sein, die es der Frischluft ermöglicht, mit einem gewünschten Luftstrom (z. B. auf Grundlage eines Verhältnisses des zweiten Teils zu dem ersten Teil) in den Abgaskanal 237 einzutreten, wobei der gewünschte Luftstrom ein optimales Gemisch aus Luft und Abgasen und eine optimale Luftstromgeschwindigkeit durch das SCR-System 212 erreicht.
  • Auf diese Weise kann die Temperatur der Abgase an dem SCR-System 212 durch eine selektive Verwendung des Abgasverdünnungsturboladers 352 innerhalb des gewünschten Bereichs gehalten werden. Die selektive Verwendung des Abgasverdünnungsturboladers 352 wird nachstehend unter Bezugnahme auf 6 detaillierter beschrieben.
  • Nun unter Bezugnahme auf 5 ist ein erstes beispielhaftes Verfahren 500 zum Steuern einer Temperatur von Abgasen, die in ein SCR-System eintreten, das an einem Abgaskanal eines Motors angeordnet ist, durch Einspritzen von gekühlter druckbeaufschlagter Luft in die Abgase als Reaktion darauf gezeigt, dass die Temperatur eine Spitzeneffizienzschwellentemperatur überschreitet, bei der eine Effizienz des SCR-Systems (z. B. des SCR-Systems 212 des Motorsystems 200) maximiert ist. Wenn die Effizienz des SCR-Systems maximiert ist, kann ein Emissionsniveau des Fahrzeugs minimiert sein. Das Verfahren 500 wird in Bezug auf ein Motorsystem eines Fahrzeugs, wie etwa das Motorsystem 200 des Fahrzeugantriebssystems 100, beschrieben. Das Verfahren 500 kann durch einen Prozessor einer Steuerung des Motorsystems, wie etwa der Steuerung 262 aus 2, auf Grundlage von Anweisungen, die in einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, ausgeführt werden.
  • Das Verfahren 500 beginnt bei 502, wo das Verfahren 500 Schätzen und/oder Messen von Motorbetriebsbedingungen beinhaltet. Das Schätzen und/oder Messen von Motorbetriebsbedingungen kann unter anderem Bestimmen, ob das Fahrzeug durch einen Motor oder einen Elektromotor mit Leistung versorgt wird, einen Status des Motors, ein AFR von Kraftstoff, der den Zylindern des Motors zugeführt wird, und/oder einen Status einer oder mehrerer Diagnoseroutinen, die in dem Motorsystem oder Abgassystem betrieben werden, beinhalten. Motorbetriebsbedingungen können auf Grundlage einer oder mehreren Ausgaben von verschiedenen Sensoren des Motors oder des entsprechenden Fahrzeugs bestimmt werden, wie etwa Öltemperatursensoren, Motorgeschwindigkeits- oder Radgeschwindigkeitssensoren, Drehmomentsensoren usw., wie vorstehend in Bezug auf das Fahrzeugantriebssystem 100 aus 1 beschrieben. Motorbetriebsbedingungen können Motorgeschwindigkeit und -last, Fahrzeuggeschwindigkeit, Getriebeöltemperatur, Abgasströmungsrate, Luftmassenströmungsrate, Kühlmitteltemperatur, Kühlmittelströmungsrate, Motoröldrücke (z. B. Ölgaleriedrücke), Betriebsmodi eines oder mehrerer Einlassventile und/oder Auslassventile, Elektromotorgeschwindigkeit, Batterieladung, Motordrehmomentausgabe, Fahrzeugraddrehmoment usw. beinhalten. Das Schätzen und/oder Messen von Betriebsbedingungen kann zudem Bestimmen eines Zustands eines oder mehrerer Ventile des Motorsystems, wie etwa eines Abgasverdünnungsventils, beinhalten, wie nachstehend beschrieben.
  • Bei 504 beinhaltet das Verfahren 500 Messen einer Temperatur von Abgasen an einem SCR-System (z. B. dem SCR-System 212 aus 2-3). In verschiedenen Ausführungsformen kann die Temperatur der Abgase an einem Abgastemperatursensor (z. B. dem Abgastemperatursensor 251 aus 2-3) gemessen werden, der an einer Abgasleitung (z. B. dem Abgaskanal 237 aus 3) des Motorsystems stromaufwärts des SCR-Systems angeordnet ist.
  • Bei 506 beinhaltet das Verfahren 500 Bestimmen, ob die Temperatur der Abgase größer als eine Spitzeneffizienzschwellentemperatur ist. Die Spitzeneffizienzschwellentemperatur kann eine Temperatur sein, bei der eine Effizienz der katalytischen Umwandlung (wie etwa NOx-Umwandlung) der Abgase maximiert ist, wobei, wenn die Temperatur die Spitzeneffizienzschwellentemperatur überschreitet, die Effizienz beginnt sich zu verringern. Wenn zum Beispiel eine Effizienz der NOx-Umwandlung angestrebt wird, kann die Spitzeneffizienzschwellentemperatur 350 °C betragen. Mit anderen Worten kann die Effizienz der NOx-Umwandlung vor dem Erreichen der Spitzeneffizienzschwellentemperatur von 350 °C hoch sein und/oder sich erhöhen, und wenn die Spitzeneffizienzschwellentemperatur von 350 °C erreicht wird, kann die Effizienz der NOx-Umwandlung beginnen sich zu verringern, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
  • Wenn bei 506 bestimmt wird, dass die Temperatur der Abgase nicht größer als eine Spitzeneffizienzschwellentemperatur ist, geht das Verfahren 500 zu 508 über. Bei 508 beinhaltet das Verfahren 500 Verzögern um ein Messintervall, bevor eine nachfolgende Messung der Temperatur der Abgase an dem SCR-System vorgenommen wird. In einer Ausführungsform kann das Messintervall eine Sekunde betragen.
  • Wenn bei 506 bestimmt wird, dass die Temperatur der Abgase größer als eine Spitzeneffizienzschwellentemperatur ist, geht das Verfahren 500 zu 510 über. Bei 510 beinhaltet das Verfahren 500 Einspritzen von gekühlter druckbeaufschlagter Luft in die Abgase, um die Temperatur zu reduzieren. In verschiedenen unterschiedlichen Ausführungsformen kann die gekühlte druckbeaufschlagte Luft auf unterschiedliche Weise erzeugt werden. Die gekühlte druckbeaufschlagte Luft kann Frischluft umfassen, die durch einen Motorluftansaugverdichter eines primären Turboladers des Motorsystems (z. B. des Turboladers 215) verdichtet wird und durch einen primären Ladeluftkühler gekühlt wird, wie vorstehend unter Bezugnahme auf die erste Ausführungsform 300 aus 3A beschrieben. Die gekühlte druckbeaufschlagte Luft kann Frischluft umfassen, die durch eine Luftpumpe (z. B. die Luftpumpe 322) mit Druck beaufschlagt wird und durch einen sekundären Luftkühler (z. B. den sekundären Ladeluftkühler 324) gekühlt wird, wie vorstehend unter Bezugnahme auf die zweite Ausführungsform 320 aus 3B beschrieben.
  • Eine Menge der gekühlten druckbeaufschlagten Luft, die in die Abgase eingespritzt wird, kann durch Einstellen eines Abgasverdünnungsventils (z. B. des Abgasverdünnungsventils 304) in eine offenere oder geschlossenere Position gesteuert werden. Inwieweit das Abgasverdünnungsventil in die offenere oder geschlossenere Position betätigt wird, kann von der Temperatur der Abgase abhängen. Wenn sich Temperatur erhöht, kann das Abgasverdünnungsventil in eine offenere Position betätigt werden, um mehr gekühlte druckbeaufschlagte Luft in die Abgase einzuspritzen. Wenn sich die Temperatur verringert, kann das Abgasverdünnungsventil in eine geschlossenere Position betätigt werden, um weniger gekühlte druckbeaufschlagte Luft in die Abgase einzuspritzen.
  • Eine gewünschte Menge an gekühlter druckbeaufschlagter Luft, die in die Abgase eingespritzt wird, kann eine gewünschte Verdünnung der Abgase erzeugen, wobei die gewünschte Verdünnung eine gewünschte Reduzierung der Temperatur der Abgase, die in das SCR-System eintreten, erzeugt. Die gewünschte Menge an gekühlter druckbeaufschlagter Luft, die in die Abgase eingespritzt wird, kann zudem eine gewünschte Geschwindigkeit des Luftstroms der Abgase durch das SCR-System erzeugen, wobei die gewünschte Geschwindigkeit zudem die Temperatur der Abgase innerhalb des SCR-Systems steuern kann. Wenn sich zum Beispiel die Geschwindigkeit der Abgase durch das SCR-System erhöht, kann sich die Temperatur der Abgase infolge einer größeren Masse an Verdünnungsluft, die in die Abgase eintritt, verringern, und wenn sich die Geschwindigkeit der Abgase durch das SCR System verringert, kann sich die Temperatur der Abgase infolge einer geringeren Masse an Verdünnungsluft, die in die Abgase eintritt, erhöhen.
  • Bei 512 kann das Einspritzen der gekühlten druckbeaufschlagten Luft in die Abgase Betreiben einer Pumpe beinhalten, um die gekühlte druckbeaufschlagte Luft mit Druck zu beaufschlagen (z. B. in Ausführungsformen, die eine Luftpumpe beinhalten, wie etwa die zweite Ausführungsform 320 aus 3B). Wie vorstehend unter Bezugnahme auf 3B beschrieben, kann das Steuern einer Einspritzung der gekühlten druckbeaufschlagten Luft in die Abgase gemeinsames Steuern eines Betriebs der Luftpumpe mit dem Abgasverdünnungsventil beinhalten. In Ausführungsformen, wie etwa der zweiten Ausführungsform 320, in denen die Luftpumpe nicht kontinuierlich betrieben wird, kann die Luftpumpe eingeschaltet werden, wenn das Abgasverdünnungsventil in eine offene Position betätigt ist, und ausgeschaltet werden, wenn das Abgasverdünnungsventil in eine geschlossene Position betätigt ist; oder die Luftpumpe kann eingeschaltet werden, um einen Schwellendruck der gekühlten druckbeaufschlagten Luft zu erzeugen, und ausgeschaltet werden, wenn der Schwellendruck erreicht ist. In Ausführungsformen, wie etwa der dritten Ausführungsform 340 aus 3C, in denen die Luftpumpe kontinuierlich betrieben wird, kann die gekühlte druckbeaufschlagte Luft zu einem Motoreinlass geleitet werden, um eine Leistung des Motors zu erhöhen, und ein Teil der gekühlten druckbeaufschlagten Luft kann in die Abgase umgeleitet werden, um die Gase zu kühlen, wenn das Abgasverdünnungsventil geöffnet ist.
  • Bei 514 beinhaltet das Verfahren 500 Messen der Temperatur der Abgase an dem SCR-System, wie vorstehend unter Bezugnahme auf Schritt 504 beschrieben. Bei 516 beinhaltet das Verfahren 500 Bestimmen, ob die Temperatur der Abgase kleiner als die Spitzeneffizienzschwellentemperatur ist. Wenn bei 516 bestimmt wird, dass die Temperatur der Abgase nicht kleiner als die Spitzeneffizienzschwellentemperatur (z. B. größer als die Spitzeneffizienzschwellentemperatur) ist, geht das Verfahren 500 zu 518 über.
  • Bei 518 beinhaltet das Verfahren 500 Einstellen des Abgasverdünnungsventils , um die Menge an gekühlter druckbeaufschlagter Luft zu erhöhen, die in die Abgase eingespritzt wird, bevor die Abgase in das SCR-System eintreten. Durch Erhöhen der Menge an gekühlter druckbeaufschlagter Luft, die in die Abgase eingespritzt wird, bevor die Abgase in das Nachbehandlungssystem eintreten, kann die Temperatur der Abgase verringert werden. Mit anderen Worten, wenn vorausgesetzt wird, dass sich die Temperatur der Abgase nicht unter die Spitzeneffizienzschwellentemperatur verringert hat, kann die Steuerung die Abgase weiterhin mit druckbeaufschlagter Frischluft kühlen.
  • Alternativ, wenn bei 516 bestimmt wird, dass sich die Temperatur der Abgase unter eine Spitzeneffizienzschwellentemperatur verringert hat, geht das Verfahren 500 zu 520 über. Bei 520 beinhaltet das Verfahren 500 Bestimmen, ob der Motorbetrieb beendet wurde. Zum Beispiel kann eine Ursache dafür, dass sich die Temperatur der Abgase unter die Spitzeneffizienzschwellentemperatur verringert, darin bestehen, dass der Motor nicht mehr betrieben wird. Wenn der Motorbetrieb nicht beendet wurde, geht das Verfahren 500 zu 522 über.
  • Bei 522 beinhaltet das Verfahren 500 Einstellen des Abgasverdünnungsventils , um die Menge an gekühlter druckbeaufschlagter Luft zu verringern, die in die Abgase eingespritzt wird, bevor die Abgase in das SCR-System eintreten. Durch Verringern der Menge an gekühlter druckbeaufschlagter Luft, die in die Abgase eingespritzt wird, bevor die Abgase in das Nachbehandlungssystem eintreten, kann die Temperatur der Abgase erhöht werden.
  • Somit kann das Abgasverdünnungsventil eingestellt werden, um die Temperatur der Abgase an einem Einlass des SCR-Systems zu steuern. Wenn sich die Temperatur der Abgase über die Spitzeneffizienzschwellentemperatur erhöht, kann ein größerer Prozentsatz der gekühlten druckbeaufschlagten Luft in die Abgase eingespritzt werden, um die Temperatur zu reduzieren. Alternativ, wenn sich die Temperatur der Abgase unter die Spitzeneffizienzschwellentemperatur verringert, kann ein kleinerer Prozentsatz der gekühlten druckbeaufschlagten Luft in die Abgase eingespritzt werden, um die Temperatur zu erhöhen. In einigen Fällen, zum Beispiel nach dem Einleiten des Betriebs des Motors, kann der kleinere Prozentsatz null sein, wobei keine gekühlte druckbeaufschlagte Luft in die Abgase eingespritzt werden kann.
  • Wenn bei 520 bestimmt wird, dass der Motorbetrieb beendet wurde, kann das Verfahren 500 zu 524 übergehen. Bei 524 kann das Verfahren 500 Einstellen des Abgasverdünnungsventils in eine geschlossene Position beinhalten, um das Einspritzen der gekühlten druckbeaufschlagten Luft in die Abgase zu stoppen. Zum Beispiel kann das Einstellen des Abgasverdünnungsventils in die geschlossene Position wünschenswert sein, da, wenn der Motor den Betrieb zu einem zukünftigen Zeitpunkt einleitet, eine anfängliche Temperatur der Abgase niedrig sein kann, wodurch anfängliche Bedingungen für einen nachfolgenden Motorstart Schließen des Abgasverdünnungsventils beinhalten können. Das Verfahren 500 endet.
  • Nun unter Bezugnahme auf 6 ist ein zweites beispielhaftes Verfahren 600 zum Steuern der Temperatur von Abgasen, die in ein SCR-System eintreten, durch Einspritzen von gekühlter druckbeaufschlagter Luft in die Abgase als Reaktion darauf gezeigt, dass die Temperatur die Spitzeneffizienzschwellentemperatur überschreitet, wobei die gekühlte druckbeaufschlagte Luft durch einen Abgasverdünnungsturbolader erzeugt wird, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 3D beschrieben. Das Verfahren 600 wird in Bezug auf ein Motorsystem eines Fahrzeugs, wie etwa das Motorsystem 200 des Fahrzeugantriebssystems 100, beschrieben. Der Abgasverdünnungsturbolader kann einen Verdünnungsverdichter (z. B. den Verdünnungsverdichter 354) beinhalten, der an eine Verdünnungsturbine (z. B. die Verdünnungsturbine 356) gekoppelt ist, wobei Abgase, die durch die Verdünnungsturbine geleitet werden, den Verdünnungsverdichter antreiben, um Frischluft, die an dem Verdünnungsverdichter über einen Luftansaugkanal empfangen wird, mit Druck zu beaufschlagen. Die druckbeaufschlagte Frischluft kann dann durch einen sekundären Ladeluftkühler (z. B. den sekundären Ladeluftkühler 324) gekühlt werden, bevor sie in die Abgase eingespritzt wird. Das Verfahren 600 kann durch einen Prozessor einer Steuerung des Motorsystems, wie etwa der Steuerung 262 aus 2, auf Grundlage von Anweisungen, die in einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, ausgeführt werden.
  • Das Verfahren 600 beginnt bei 602, wo das Verfahren 600 Schätzen und/oder Messen von Motorbetriebsbedingungen beinhaltet. Das Schätzen und/oder Messen von Motorbetriebsbedingungen kann unter anderem Bestimmen, ob das Fahrzeug durch einen Motor oder einen Elektromotor mit Leistung versorgt wird, einen Status des Motors, ein AFR von Kraftstoff, der den Zylindern des Motors zugeführt wird, und/oder einen Status einer oder mehrerer Diagnoseroutinen, die in dem Motorsystem oder Abgassystem betrieben werden, beinhalten. Motorbetriebsbedingungen können auf Grundlage einer oder mehreren Ausgaben von verschiedenen Sensoren des Motors oder des entsprechenden Fahrzeugs bestimmt werden, wie etwa Öltemperatursensoren, Motorgeschwindigkeits- oder Radgeschwindigkeitssensoren, Drehmomentsensoren usw., wie vorstehend in Bezug auf das Fahrzeugantriebssystem 100 aus 1 beschrieben. Motorbetriebsbedingungen können Motorgeschwindigkeit und -last, Fahrzeuggeschwindigkeit, Getriebeöltemperatur, Abgasströmungsrate, Luftmassenströmungsrate, Kühlmitteltemperatur, Kühlmittelströmungsrate, Motoröldrücke (z. B. Ölgaleriedrücke), Betriebsmodi eines oder mehrerer Einlassventile und/oder Auslassventile, Elektromotorgeschwindigkeit, Batterieladung, Motordrehmomentausgabe, Fahrzeugraddrehmoment usw. beinhalten. Das Schätzen und/oder Messen von Betriebsbedingungen kann zudem Bestimmen eines Zustands eines oder mehrerer Ventile des Motorsystems, wie etwa eines Abgasverdünnungsventils und/oder eines Abgasverdünnungsumgehungsventils, beinhalten, wie nachstehend beschrieben.
  • Bei 604 beinhaltet das Verfahren 600 Messen einer Temperatur von Abgasen an einem SCR-System (z. B. dem SCR-System 212). In verschiedenen Ausführungsformen kann die Temperatur der Abgase an einem Abgastemperatursensor (z. B. dem Abgastemperatursensor 251) gemessen werden, der an einer Abgasleitung (z. B. dem Abgaskanal 237) des Motorsystems stromaufwärts des SCR-Systems angeordnet ist.
  • Bei 606 beinhaltet das Verfahren 600 Bestimmen, ob die Temperatur der Abgase größer als eine Spitzeneffizienzschwellentemperatur ist. Die Spitzeneffizienzschwellentemperatur kann eine Temperatur sein, bei der eine Effizienz der katalytischen Umwandlung (z. B. NOx-Umwandlung) der Abgase maximiert ist, wobei, wenn die Temperatur die Spitzeneffizienzschwellentemperatur überschreitet, die Effizienz beginnt sich zu verringern. Zum Beispiel kann die Spitzeneffizienzschwellentemperatur 350 °C betragen. Mit anderen Worten kann die Effizienz der NOx-Umwandlung vor dem Erreichen der Spitzeneffizienzschwellentemperatur von 350 °C hoch sein und/oder sich erhöhen, und wenn die Spitzeneffizienzschwellentemperatur von 350 °C erreicht wird, kann die Effizienz der NOx-Umwandlung beginnen sich zu verringern, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
  • Wenn bei 606 bestimmt wird, dass die Temperatur der Abgase nicht größer als eine Spitzeneffizienzschwellentemperatur ist, geht das Verfahren 600 zu 608 über. Bei 608 beinhaltet das Verfahren 600 Einstellen eines oder mehrerer Auslassventile, um die Verdünnungsturbine zu umgehen. Zum Beispiel, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 3D beschrieben, kann ein Verdünnungsumgehungsventil (z. B. das Verdünnungsumgehungsventil 362) in eine offene Position betätigt werden, wodurch die Abgase um die Verdünnungsturbine herum geleitet werden. Gleichzeitig kann ein Abgasverdünnungsventil (z. B. das Abgasverdünnungsventil 304) in eine geschlossene Position betätigt werden. Infolgedessen, dass das Verdünnungsumgehungsventil in die offene Position betätigt wird und das Abgasverdünnungsventil in die geschlossene Position betätigt wird, können die Abgase zu dem SCR-System geleitet werden und können keine Abgase durch die Verdünnungsturbine geleitet werden. Infolgedessen, dass keine Abgase durch die Verdünnungsturbine geleitet werden, kann an dem Verdünnungsverdichter keine druckbeaufschlagte Luft erzeugt werden.
  • Bei 610 kann das Verfahren 600 um ein Intervall (z. B. eine Sekunde) verzögern, bevor eine nachfolgende Messung der Temperatur der Abgase an dem SCR-System vorgenommen wird.
  • Wenn bei 606 bestimmt wird, dass die Temperatur der Abgase größer als eine Spitzeneffizienzschwellentemperatur ist, geht das Verfahren 600 zu 612 über. Bei 612 beinhaltet das Verfahren 600 Einstellen des einen oder der mehreren Auslassventile, um einen Teil der Abgase durch die Verdünnungsturbine zu leiten. Zum Beispiel kann das Verdünnungsumgehungsventil in eine erste teilweise offene Position betätigt werden und kann das Abgasverdünnungsventil in eine zweite teilweise offene Position betätigt werden, um zu ermöglichen, dass der Teil der Abgase durch die Verdünnungsturbine geleitet wird. Zum Beispiel kann die erste teilweise offenen Position des Verdünnungsumgehungsventils zu 50 % offen sein, wodurch einer ersten Hälfte der Abgase ermöglicht wird, durch die Verdünnungsturbine geleitet zu werden, und einer zweiten Hälfte der Abgase, die Verdünnungsturbine zu umgehen. Die erste Hälfte der Abgase, die durch die Verdünnungsturbine geleitet wird, kann sich mit der zweiten Hälfte der Abgase, die die Turbine des Verdünnungsturboladers umgeht, in einem Abgaskanal (z. B. dem Abgaskanal 237), der zu dem SCR-System führt, verbinden. Inwieweit das Verdünnungsumgehungsventil und das Abgasverdünnungsventil in eine offene oder geschlossene Position betätigt werden, kann von der Temperatur der Abgase abhängen.
  • Wenn die Abgase die Verdünnungsturbine durchlaufen, kann den Abgasen Enthalpie entzogen werden, wodurch die Temperatur der Abgase reduziert wird. Mit anderen Worten kann Wärmeenergie in den Abgasen auf eine Rotationsenergie (z. B. Arbeit) der Turbine übertragen werden, wenn die Abgase Leitschaufeln der Turbine durchlaufen, wodurch die Temperatur der Abgase reduziert wird. Die den Abgasen entzogene (z. B. aus diesen übertragene) Energie kann den an die Turbine gekoppelten Verdünnungsverdichter mit Leistung versorgen, was einen Strom von druckbeaufschlagter Luft erzeugen kann. Die druckbeaufschlagte Luft kann in den sekundären Ladeluftkühler geleitet werden, der die druckbeaufschlagte Luft kühlen kann. Die gekühlte druckbeaufschlagte Luft kann dann in die Abgase in dem Abgaskanal stromaufwärts des SCR-Systems eingespritzt werden, wodurch die Abgase weiter gekühlt werden.
  • Die zweite teilweise offene Position des Abgasverdünnungsventils kann eine Position sein, in der ein gewünschter Strom von gekühlter druckbeaufschlagter Luft in die Abgase stromabwärts der Verdünnungsturbine eingespritzt wird. Der gewünschte Strom von gekühlter druckbeaufschlagter Luft kann eine gewünschte Reduzierung der Temperatur der Abgase, die in das SCR-System eintreten, erzeugen. Der gewünschte Strom an gekühlter druckbeaufschlagter Luft kann zudem die Abgase durch das SCR-System mit einer gewünschten Geschwindigkeit antreiben, wobei die gewünschte Geschwindigkeit zudem die Temperatur der Abgase innerhalb des SCR-Systems durch Erhöhen eines Massenstroms der gekühlten druckbeaufschlagten Luft steuern kann. Wenn sich zum Beispiel die Geschwindigkeit und der Massenstrom der Abgase durch das SCR-System erhöhen, kann sich die Temperatur der Abgase verringern, und wenn sich die Geschwindigkeit und der Massenstrom der Abgase durch das SCR System verringern, kann sich die Temperatur der Abgase erhöhen.
  • Bei 614 beinhaltet das Verfahren 600 Messen der Temperatur der Abgase an dem SCR-System, wie vorstehend unter Bezugnahme auf Schritt 604 beschrieben. Bei 616 beinhaltet das Verfahren 600 Bestimmen, ob die Temperatur der Abgase kleiner als die Spitzeneffizienzschwellentemperatur ist. Wenn bei 616 bestimmt wird, dass die Temperatur der Abgase nicht kleiner als die Spitzeneffizienzschwellentemperatur (z. B. größer als die Spitzeneffizienzschwellentemperatur) ist, geht das Verfahren 600 zu 618 über.
  • Bei 618 beinhaltet das Verfahren 600 Einstellen des einen oder der mehreren Auslassventile, um den Teil der Abgase, der durch die Verdünnungsturbine geleitet wird, zu erhöhen. Zum Beispiel kann das Verdünnungsumgehungsventil in eine geschlossenere Position eingestellt sein und kann das Abgasverdünnungsventil in eine offenere Position eingestellt sein. Durch Erhöhen des Teils der Abgase, der durch die Verdünnungsturbine geleitet wird, kann eine Menge an gekühlter druckbeaufschlagter Luft, die in die Abgase eingespritzt wird, bevor die Abgase in das SCR-System eintreten, erhöht werden. Durch Erhöhen der Menge an gekühlter druckbeaufschlagter Luft, die in die Abgase eingespritzt wird, kann die Temperatur der Abgase reduziert werden. Mit anderen Worten, wenn vorausgesetzt wird, dass sich die Temperatur der Abgase nicht unter die Spitzeneffizienzschwellentemperatur verringert hat, kann die Steuerung die Abgase weiterhin mit der gekühlten druckbeaufschlagten Luft kühlen.
  • Alternativ, wenn bei 616 bestimmt wird, dass sich die Temperatur der Abgase unter eine Spitzeneffizienzschwellentemperatur verringert hat, geht das Verfahren 600 zu 620 über. Bei 620 beinhaltet das Verfahren 600 Bestimmen, ob der Motorbetrieb beendet wurde. Zum Beispiel kann eine Ursache dafür, dass sich die Temperatur der Abgase unter die Spitzeneffizienzschwellentemperatur verringert, darin bestehen, dass der Motor nicht mehr betrieben wird. Wenn der Motorbetrieb nicht beendet wurde, geht das Verfahren 600 zu 622 über.
  • Bei 622 beinhaltet das Verfahren 600 Einstellen des einen oder der mehreren Auslassventile, um den Teil der Abgase, der durch die Verdünnungsturbine geleitet wird, zu verringern. Zum Beispiel kann das Verdünnungsumgehungsventil in eine offenere Position eingestellt sein und kann das Abgasverdünnungsventil in eine geschlossenere Position eingestellt sein. Durch Verringern des Teils der Abgase, der durch die Verdünnungsturbine geleitet wird, kann eine Menge an gekühlter druckbeaufschlagter Luft, die in die Abgase eingespritzt wird, verringert werden. Durch Verringern der Menge an gekühlter druckbeaufschlagter Luft, die in die Abgase eingespritzt wird, kann die Temperatur der Abgase erhöht werden.
  • Somit können das eine oder die mehreren Abgasventile (z. B. das Verdünnungsumgehungsventil und das Abgasverdünnungsventil) unabhängig oder gemeinsam eingestellt werden, um die Temperatur der Abgase an einem Einlass des SCR-Systems zu steuern. Wenn sich die Temperatur der Abgase über die Spitzeneffizienzschwellentemperatur erhöht, kann ein größerer Prozentsatz der Abgase durch die Verdünnungsturbine geleitet werden, wobei die Abgase mit der gekühlten druckbeaufschlagten Luft verdünnt werden können, um die Temperatur zu reduzieren. Alternativ, wenn sich die Temperatur der Abgase unter die Spitzeneffizienzschwellentemperatur verringert, kann ein kleinerer Prozentsatz der Abgase durch die Verdünnungsturbine geleitet werden, wodurch die Verdünnung der Abgase mit der gekühlten druckbeaufschlagten Luft reduziert wird und höhere Abgastemperaturen an dem Einlass des SCR-Systems erzeugt werden. In einigen Fällen, zum Beispiel nach dem Einleiten des Betriebs des Motors, kann der kleinere Prozentsatz null sein, wobei alle Abgase zu dem SCR-System geleitet werden, ohne dass beliebige der Abgase durch die Verdünnungsturbine geleitet werden. Alternativ können alle Abgase durch die Verdünnungsturbine geleitet werden und keines der Abgase kann zu dem SCR-System geleitet werden.
  • Wenn bei 620 bestimmt wird, dass der Motorbetrieb beendet wurde, kann das Verfahren 600 zu 624 übergehen. Bei 624 kann das Verfahren 600 Einstellen des einen oder der mehreren Auslassventile beinhalten, um die Verdünnungsturbine zu umgehen. Zum Beispiel kann das Verdünnungsumgehungsventil vollständig geöffnet sein und das Abgasverdünnungsventil kann vollständig geschlossen sein. Das Einstellen des einen oder der mehreren Abgasventile, um die Verdünnungsturbine zu umgehen, kann wünschenswert sein, da, wenn der Motor den Betrieb zu einem zukünftigen Zeitpunkt einleitet, eine anfängliche Temperatur der Abgase niedrig sein kann, wodurch ein anfänglicher Zustand des Motorsystems Umgehen der Verdünnungsturbine beinhalten kann. Das Verfahren 600 endet.
  • Somit kann eine Temperatur von Abgasen, die durch einen Motor erzeugt werden, gesteuert und auf einer gewünschten Temperatur gehalten werden, indem ein Verdünnungsturbolader in ein Motorsystem eingeschlossen wird, wobei ein Teil der Abgase durch den Verdünnungsturbolader geleitet werden kann, um die Temperatur der Abgase zu reduzieren, oder die Abgase können um den Verdünnungsturbolader herum geleitet werden (z. B. Umgehen des Verdünnungsturboladers), um die Temperatur der Abgase zu erhöhen. Der Verdünnungsturbolader kann ein sekundärer Turbolader sein, der an einem Abgaskanal zwischen einem Abgaskrümmer des Motors und einem SCR-System angeordnet ist, wobei ein anderer primärer Turbolader dazu verwendet werden kann, druckbeaufschlagte Luft in einen Ansaugkrümmer des Motors zu strömen. Wenn die Abgase durch den Verdünnungsturbolader geleitet werden, laufen die Abgase durch eine Turbine des Verdünnungsturboladers, die den Abgasen Wärmeenergie entzieht und diese in Arbeit umwandelt, die dazu verwendet wird, einen Verdichter des Verdünnungsturboladers mit Leistung zu versorgen. Der Verdichter kann einen Strom von druckbeaufschlagter Luft erzeugen, der dazu verwendet wird, die Abgase zu verdünnen. Der Strom von druckbeaufschlagter Luft kann durch einen sekundären Ladeluftkühler gekühlt werden, wodurch die Temperatur der Abgase reduziert wird. Eine Reduzierung oder eine Erhöhung der Temperatur der Abgase kann über die Betätigung eines oder mehrerer Ventile gesteuert werden, die an dem Abgaskanal angeordnet sind, wie etwa eines Abgasverdünnungsventils und eines Verdünnungsumgehungsventils. Durch Betätigen des Abgasverdünnungsventils und des Verdünnungsumgehungsventils in verschiedene unterschiedliche Positionen können eine Menge an Energie, die den Abgasen entzogen wird, und eine Menge an Luft, die die Abgase verdünnt, als Reaktion auf eine Messung der Temperatur der Abgase an einem Einlass des SCR-Systems, zum Beispiel durch einen Abgastemperatursensor, gesteuert werden. Auf diese Weise kann die Temperatur der Abgase innerhalb eines Temperaturbereichs gehalten werden, bei dem die katalytische Umwandlung (z. B. die NOx-Umwandlung) innerhalb des SCR-Systems am effizientesten ist. Durch Erhöhen der Effizienz der katalytischen Umwandlung kann eine Menge an Emissionen, die durch den Motor erzeugt wird, minimiert werden. Zusätzlich muss der Motor möglicherweise nicht aufgrund übermäßiger Abgastemperaturen gedrosselt werden, was zu einer verbesserten Leistung des Motors führt. In anderen Ausführungsformen kann eine ähnliche Reduzierung der Temperatur erreicht werden, indem der Verdünnungsturbolader durch eine Luftpumpe ersetzt wird oder indem druckbeaufschlagte Luft, die an einem primären Turbolader erzeugt und durch einen primären Ladeluftkühler gekühlt wird, zu einem Abgaskanal stromaufwärts des SCR-Systems geleitet wird, sodass die gekühlte druckbeaufschlagte Luft in die Abgase eingespritzt werden kann.
  • Die Offenbarung stellt zudem eine Unterstützung für ein Verfahren zum Steuern einer Temperatur von Abgasen, die in ein System zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR-System) für einen Motor eintreten, bereit, umfassend: Zuführen von druckbeaufschlagter Luft in die Abgase stromaufwärts des SCR-Systems, wobei die druckbeaufschlagte Luft durch einen Luftkühler gekühlt wird, und Einstellen eines Grads der Druckbeaufschlagung durch Einstellen eines Betriebs eines Turboladers, der die druckbeaufschlagte Luft mit Druck beaufschlagt. In einem ersten Beispiel des Verfahrens umfasst das Zuführen der druckbeaufschlagten Luft in die Abgase ferner Einspritzen der druckbeaufschlagten Luft in die Abgase als Reaktion darauf, dass sich die Temperatur der Abgase über eine Spitzeneffizienzschwellentemperatur erhöht. In einem zweiten Beispiel des Verfahrens, das optional das erste Beispiel beinhaltet, ist die Spitzeneffizienzschwellentemperatur eine Temperatur, bei der eine NOx-Umwandlungsrate maximiert ist. In einem dritten Beispiel des Verfahrens, das optional eines oder beide des ersten und zweiten Beispiels beinhaltet, umfasst das Verfahren ferner Folgendes: Steuern des Einspritzens der druckbeaufschlagten Luft in die Abgase über ein Abgasverdünnungsventil, das an einer Abgasleitung stromabwärts des Luftkühler angeordnet ist. In einem vierten Beispiel des Verfahrens, das optional eines oder mehrere oder jedes des ersten bis dritten Beispiels beinhaltet, ist der Turbolader ein primärer Turbolader des Motors und wird die druckbeaufschlagte Luft durch einen Motorluftansaugverdichter des primären Turboladers mit Druck beaufschlagt, wobei der Motorluftansaugverdichter die druckbeaufschlagte Luft durch einen primären Ladeluftkühler sowohl zu einem Ansaugkrümmer des Motors als auch zu dem SCR-System leitet. In einem fünften Beispiel des Verfahrens, das optional eines oder mehrere oder jedes des ersten bis vierten Beispiels beinhaltet, ist der Luftkühler ein sekundärer Ladeluftkühler, der sich von dem primären Ladeluftkühler unterscheidet. In einem sechsten Beispiel des Verfahrens, das optional eines oder mehrere oder jedes des ersten bis fünften Beispiels beinhaltet, umfasst das Verfahren ferner Folgendes: Druckbeaufschlagen der druckbeaufschlagten Luft, die über einen Verdünnungsverdichter eines sekundären Abgasverdünnungsturboladers in die Abgase eingespritzt wird, wobei der Verdünnungsverdichter an eine Verdünnungsturbine des Abgasverdünnungsturboladers gekoppelt ist, wobei die Verdünnungsturbine stromabwärts einer primären Abgasturbine des primären Turboladers positioniert ist, wobei die primäre Abgasturbine den Motorluftansaugverdichter antreibt und die Verdünnungsturbine den Verdünnungsverdichter antreibt. In einem siebten Beispiel des Verfahrens, das optional eines oder mehrere oder jedes des ersten bis sechsten Beispiels beinhaltet, umfasst das Verfahren ferner Folgendes: bei einer ersten Bedingung, bei der die Temperatur der Abgase die Spitzeneffizienzschwellentemperatur überschreitet, Leiten von Abgasen, die aus der primären Abgasturbine austreten, durch die Verdünnungsturbine, um den Verdünnungsverdichter anzutreiben und die druckbeaufschlagte Luft in die Abgase einzuspritzen, und in einer zweiten Bedingung, bei der die Temperatur der Abgase unter der Spitzeneffizienzschwellentemperatur liegt, kein Leiten der Abgase, die aus der primären Abgasturbine austreten, durch die Verdünnungsturbine und Leiten der Abgase über eine Verdünnungsturbinenumgehungsleitung zu dem SCR-System. In einem achten Beispiel des Verfahrens, das optional eines oder mehrere oder jedes des ersten bis siebten Beispiels beinhaltet, umfasst das Leiten der Abgase, die aus der primären Abgasturbine austreten, ferner Betätigen mindestens eines von dem Abgasverdünnungsventil und einem Verdünnungsumgehungsventil, das an der Verdünnungsturbinenumgehungsleitung angeordnet ist, um einen Teil der Abgase durch die Verdünnungsturbine zu leiten. In einem neunten Beispiel des Verfahrens, das optional eines oder mehrere oder jedes des ersten bis achten Beispiels beinhaltet, umfasst das Betätigen des mindestens einen von dem Abgasverdünnungsventil und dem Verdünnungsumgehungsventil ferner gemeinsames Betätigen des Abgasverdünnungsventils und der Verdünnungsumgehungsventils, um mindestens eines von einer gewünschten Verdünnung der Abgase mit der druckbeaufschlagten Luft und einer gewünschten Geschwindigkeit eines Luftstroms der Abgase durch das SCR-System zu erreichen, wobei die gewünschte Verdünnung und die gewünschte Geschwindigkeit auf einer gewünschten Temperatur der Abgase an dem SCR-System basieren. In einem zehnten Beispiel des Verfahrens, das optional eines oder mehrere oder jedes des ersten bis neunten Beispiels beinhaltet, wird die gewünschte Temperatur der Abgase an dem SCR-System durch einen Abgastemperatursensor gemessen, der an einem Einlass des SCR-Systems angeordnet ist. In einem elften Beispiel des Verfahrens, das optional eines oder mehrere oder jedes des ersten bis zehnten Beispiels beinhaltet, umfasst das gemeinsame Betätigen des Abgasverdünnungsventils und des Verdünnungsumgehungsventils, um die gewünschte Verdünnung und die gewünschte Geschwindigkeit zu erreichen, ferner Folgendes: als Reaktion darauf, dass die Temperatur der Abgase größer als die Spitzeneffizienzschwellentemperatur ist, Betätigen des Verdünnungsumgehungsventils in eine geschlossenere Position und Betätigen des Abgasverdünnungsventils in eine offenere Position, um eine Verdünnung und eine Geschwindigkeit der Abgase zu erhöhen, und als Reaktion darauf, dass die Temperatur der Abgase kleiner als die Spitzeneffizienzschwellentemperatur ist, Betätigen des Verdünnungsumgehungsventils in eine offene Position und Betätigen des Verdünnungsventils in eine geschlossene Position, um die Verdünnung und die Geschwindigkeit der Abgase zu verringern.
  • Die Offenbarung stellt zudem Unterstützung für ein Motorsystem bereit, umfassend: eine Steuerung, beinhaltend einen Prozessor und in einem Speicher der Steuerung gespeicherte Anweisungen, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: vor dem Leiten von Abgasen des Motorsystems in ein System zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR-System), das an einem Auslass eines Abgaskanals angeordnet ist: als Reaktion darauf, dass sich eine Temperatur der Abgase über eine Spitzeneffizienzschwellentemperatur erhöht, Einstellen eines Abgasverdünnungsventils, das an dem Abgaskanal angeordnet ist, in eine offenere Position, um druckbeaufschlagte Luft durch einen Ladeluftkühler, der stromaufwärts des SCR-Systems positioniert ist, in die Abgase zu strömen, und als Reaktion darauf, dass die Temperatur der Abgase kleiner als die Spitzeneffizienzschwellentemperatur ist, Einstellen des Abgasverdünnungsventils in eine geschlossenere Position, um den Strom von druckbeaufschlagter Luft in die Abgase zu verringern. In einem ersten Beispiel des Systems wird die druckbeaufschlagte Luft durch eines von Folgenden mit Druck beaufschlagt: einem Motorlufteinlassverdichter eines primären Turboladers des Motorsystems, wobei der Motorlufteinlassverdichter die druckbeaufschlagte Luft an einen Motor des Motorsystems abgibt, einer Luftpumpe, die von einem von dem Motor und einer Batterie des Motorsystems mit Leistung versorgt wird, und einem Verdünnungsverdichter eines sekundären Abgasverdünnungsturboladers des Motorsystems, wobei der Verdünnungsverdichter mechanisch an eine Verdünnungsturbine des Abgasverdünnungsturboladers gekoppelt ist, wobei der Verdünnungsverdichter durch Abgase, die durch die Verdünnungsturbine strömen, mit Leistung versorgt wird.
  • Die Offenbarung stellt zudem Unterstützung für ein Motorsystem bereit, umfassend: einen Abgasverdünnungsturbolader, der an einem Abgaskanal eines Motors des Motorsystems angeordnet ist, wobei der Abgasverdünnungsturbolader einen Verdünnungsverdichter und eine Verdünnungsturbine, die an den Verdünnungsverdichter gekoppelt ist, umfasst, und eine Steuerung, beinhaltend einen Prozessor und in einem Speicher der Steuerung gespeicherte Anweisungen, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: vor dem Leiten von Abgasen des Motors in ein System zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR-System), das an einem Auslass des Abgaskanals angeordnet ist: als Reaktion darauf, dass sich eine Temperatur der Abgase über eine Spitzeneffizienzschwellentemperatur erhöht, Verdünnen der Abgase mit Luft, die durch den Verdünnungsverdichter mit Druck beaufschlagt ist, wobei der Verdünnungsverdichter durch Leiten eines Teils der Abgase durch die Verdünnungsturbine angetrieben wird, und als Reaktion darauf, dass die Temperatur der Abgase kleiner als die Spitzeneffizienzschwellentemperatur ist, Leiten der Abgase in eine Verdünnungsturbinenumgehungsleitung, die die Verdünnungsturbine umgeht. In einem ersten Beispiel des Systems ist die Spitzeneffizienzschwellentemperatur eine Temperatur, bei der eine NOx-Umwandlungsrate des SCR-Systems maximiert ist. In einem zweiten Beispiel des Systems, das optional das erste Beispiel beinhaltet, umfasst das System ferner Folgendes: einen Ladeluftkühler, der an dem Abgaskanal stromabwärts des Verdünnungsverdichters angeordnet ist, wobei die durch den Verdünnungsverdichter erzeugte druckbeaufschlagte Luft vor dem Verdünnen der Abgase durch den Ladeluftkühler geleitet wird. In einem dritten Beispiel des Systems, das optional eines oder beide des ersten und zweiten Beispiels beinhaltet, umfasst das Leiten des Teils der Abgase durch die Verdünnungsturbine, um die Abgase mit druckbeaufschlagter Luft zu verdünnen, ferner Betätigen eines Verdünnungsumgehungsventils, das an der Verdünnungsturbinenumgehungsleitung angeordnet ist, und eines Abgasverdünnungsventils, das an dem Abgaskanal angeordnet ist, in eine erste Konfiguration, wobei die erste Konfiguration den Teil der Abgase durch die Verdünnungsturbine leitet, und wobei das Leiten der Abgase in die Verdünnungsturbinenumgehungsleitung, die die Verdünnungsturbine umgeht, ferner Betätigen des Verdünnungsumgehungsventils und des Abgasverdünnungsventils in eine zweite Konfiguration umfasst, wobei die zweite Konfiguration die Abgase in die Verdünnungsturbinenumgehungsleitung leitet. In einem vierten Beispiel des Systems, das optional eines oder mehrere oder jedes des ersten bis dritten Beispiels beinhaltet, umfasst das Betätigen des Verdünnungsumgehungsventils und des Abgasverdünnungsventils in die erste Konfiguration ferner Betätigen des Verdünnungsumgehungsventils in eine erste Position und Betätigen des Abgasverdünnungsventils in eine zweite Position, wobei die erste Position und die zweite Position auf mindestens einem der Folgenden basieren: einer Temperatur der druckbeaufschlagten Luft nach dem Austreten aus dem Ladeluftkühler, einer Temperatur der Abgase in dem Abgaskanal, einem gewünschten Gemisch von Luft und Abgasen an dem SCR-System und einer gewünschten Geschwindigkeit eines Luftstroms durch das SCR-System. In einem fünften Beispiel des Systems, das optional eines oder mehrere oder jedes des ersten bis vierten Beispiels beinhaltet, umfasst das Betätigen des Verdünnungsumgehungsventils und des Abgasverdünnungsventils in die zweite Konfiguration, um die Abgase in die Verdünnungsturbinenumgehungsleitung zu leiten, ferner Betätigen des Verdünnungsumgehungsventils in eine offene Position und Betätigen des Abgasverdünnungsventils in eine geschlossene Position.
  • In einer anderen Darstellung umfasst ein Verfahren zum Steuern einer Temperatur von Abgasen, die in ein System zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR-System) für einen Motor eintreten, Zuführen von druckbeaufschlagter Luft in die Abgase stromaufwärts des SCR-Systems, wobei die druckbeaufschlagte Luft durch einen Luftkühler gekühlt wird, und Einstellen eines Grads der Druckbeaufschlagung durch Einstellen einer Position eines Abgasverdünnungsventils, das an einer Abgasleitung stromabwärts des Luftkühlers angeordnet ist.
  • Es ist zu beachten, dass die in dieser Schrift beinhalteten beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die in dieser Schrift offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nicht transitorischen Speicher gespeichert sein und durch das Steuersystem, das die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und anderer Motorhardware beinhaltet, ausgeführt werden. Die spezifischen in dieser Schrift beschriebenen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien darstellen, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der veranschaulichten Sequenz oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der in dieser Schrift beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen können in Abhängigkeit von der konkreten verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden.
  • Ferner können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in nicht transitorischen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem einzuprogrammieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung beinhaltet, ausgeführt werden.
  • Es versteht sich, dass die in dieser Schrift offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Zum Beispiel kann die vorstehende Technologie auf V6-, 14-, 16-, V12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motorarten angewendet werden. Des Weiteren sollen die Ausdrücke „erstes“, „zweites“, „drittes“ und dergleichen, sofern nicht ausdrücklich das Gegenteil angegeben ist, keine Reihenfolge, Position, Menge oder Bedeutung bezeichnen, sondern sie werden lediglich als Benennungen zum Unterscheiden eines Elements von einem anderen verwendet. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen sowie andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die in dieser Schrift offenbart sind.
  • Im vorliegenden Zusammenhang ist der Begriff „ungefähr“ so gedacht, dass er plus oder minus fünf Prozent der Spanne bedeutet, es sei denn anderes ist festgelegt.
  • Die folgenden Patentansprüche heben gewisse Kombinationen und Unterkombinationen besonders hervor, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Patentansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Patentansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente beinhalten und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Patentansprüche oder durch Einreichung neuer Patentansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche werden unabhängig davon, ob sie einen weiteren, engeren, gleichen oder unterschiedlichen Umfang im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet betrachtet.

Claims (14)

  1. Verfahren zum Steuern einer Temperatur von Abgasen, die in ein System zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR-System) für einen Motor eintreten, umfassend: Zuführen von druckbeaufschlagter Luft in die Abgase stromaufwärts des SCR-Systems, wobei die druckbeaufschlagte Luft durch einen Luftkühler gekühlt wird; und Einstellen eines Grads der Druckbeaufschlagung durch Einstellen eines Betriebs eines Turboladers, der die druckbeaufschlagte Luft mit Druck beaufschlagt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Zuführen der druckbeaufschlagten Luft in die Abgase ferner Einspritzen der druckbeaufschlagten Luft in die Abgase als Reaktion darauf umfasst, dass sich die Temperatur der Abgase über eine Spitzeneffizienzschwellentemperatur erhöht.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Spitzeneffizienzschwellentemperatur eine Temperatur ist, bei der eine NOx-Umwandlungseffizienz über einer Schwelleneffizienz liegt.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend Steuern des Einspritzens der druckbeaufschlagten Luft in die Abgase über ein Abgasverdünnungsventil, das an einer Abgasleitung stromabwärts des Luftkühler angeordnet ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Turbolader ein primärer Turbolader des Motors ist und die druckbeaufschlagte Luft durch einen Motorluftansaugverdichter des primären Turboladers mit Druck beaufschlagt wird, wobei der Motorluftansaugverdichter die druckbeaufschlagte Luft durch einen primären Ladeluftkühler sowohl zu einem Ansaugkrümmer des Motors als auch zu dem SCR-System leitet.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Luftkühler ein sekundärer Ladeluftkühler ist, der sich von dem primären Ladeluftkühler unterscheidet.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend Druckbeaufschlagen der druckbeaufschlagten Luft, die über einen Verdünnungsverdichter eines sekundären Abgasverdünnungsturboladers in die Abgase eingespritzt wird, wobei der Verdünnungsverdichter an eine Verdünnungsturbine des Abgasverdünnungsturboladers gekoppelt ist, wobei die Verdünnungsturbine stromabwärts einer primären Abgasturbine des primären Turboladers positioniert ist, wobei die primäre Abgasturbine den Motorluftansaugverdichter antreibt und die Verdünnungsturbine den Verdünnungsverdichter antreibt.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend: bei einer ersten Bedingung, bei der die Temperatur der Abgase die Spitzeneffizienzschwellentemperatur überschreitet, Leiten von Abgasen, die aus der primären Abgasturbine austreten, durch die Verdünnungsturbine, um den Verdünnungsverdichter anzutreiben und die druckbeaufschlagte Luft in die Abgase einzuspritzen; und bei einer zweiten Bedingung, bei der die Temperatur der Abgase unter der Spitzeneffizienzschwellentemperatur liegt, kein Leiten der Abgase, die aus der primären Abgasturbine austreten, durch die Verdünnungsturbine und Leiten der Abgase über die Verdünnungsturbinenumgehungsleitung zu dem SCR-System.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Leiten der Abgase, die aus der primären Abgasturbine austreten, ferner Betätigen mindestens eines von dem Abgasverdünnungsventil und einem Verdünnungsumgehungsventil, das an der Verdünnungsturbinenumgehungsleitung angeordnet ist, umfasst, um einen Teil der Abgase durch die Verdünnungsturbine zu leiten.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Betätigen des mindestens einen von dem Abgasverdünnungsventil und dem Verdünnungsumgehungsventil ferner gemeinsames Betätigen des Abgasverdünnungsventils und der Verdünnungsumgehungsventils umfasst, um mindestens eines von einer gewünschten Verdünnung der Abgase mit der druckbeaufschlagten Luft und einer gewünschten Geschwindigkeit eines Luftstroms der Abgase durch das SCR-System zu erreichen, wobei die gewünschte Verdünnung und die gewünschte Geschwindigkeit auf einer gewünschten Temperatur der Abgase an dem SCR-System basieren.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die gewünschte Temperatur der Abgase an dem SCR-System durch einen Abgastemperatursensor gemessen wird, der an einem Einlass des SCR-Systems angeordnet ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das gemeinsame Betätigen des Abgasverdünnungsventils und des Verdünnungsumgehungsventils zum Erreichen der gewünschten Verdünnung und der gewünschten Geschwindigkeit ferner Folgendes umfasst: als Reaktion darauf, dass die Temperatur der Abgase größer als die Spitzeneffizienzschwellentemperatur ist, Betätigen des Verdünnungsumgehungsventils in eine geschlossenere Position und Betätigen des Abgasverdünnungsventils in eine offenere Position, um eine Verdünnung und eine Geschwindigkeit der Abgase zu erhöhen; und als Reaktion darauf, dass die Temperatur der Abgase kleiner als die Spitzeneffizienzschwellentemperatur ist, Betätigen des Verdünnungsumgehungsventils in eine offene Position und Betätigen des Verdünnungsventils in eine geschlossene Position, um die Verdünnung und die Geschwindigkeit der Abgase zu verringern.
  13. Motorsystem, umfassend: eine Steuerung, beinhaltend einen Prozessor und in einem Speicher der Steuerung gespeicherte Anweisungen, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: vor dem Leiten von Abgasen des Motorsystems in ein System zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR-System), das an einem Auslass eines Abgaskanals angeordnet ist: als Reaktion darauf, dass sich eine Temperatur der Abgase über eine Spitzeneffizienzschwellentemperatur erhöht, Einstellen eines Abgasverdünnungsventils, das an dem Abgaskanal angeordnet ist, in eine offenere Position, um druckbeaufschlagte Luft durch einen Ladeluftkühler, der stromaufwärts des SCR-Systems positioniert ist, in die Abgase zu strömen, und als Reaktion darauf, dass die Temperatur der Abgase kleiner als die Spitzeneffizienzschwellentemperatur ist, Einstellen des Abgasverdünnungsventils in eine geschlossenere Position, um den Strom von druckbeaufschlagter Luft in die Abgase zu verringern.
  14. System nach Anspruch 13, wobei die druckbeaufschlagte Luft durch eines der Folgenden mit Druck beaufschlagt wird: einen Motorlufteinlassverdichter eines primären Turboladers des Motorsystems, wobei der Motorlufteinlassverdichter die druckbeaufschlagte Luft einem Motor des Motorsystems zuführt; eine Luftpumpe, die von einem von dem Motor und einer Batterie des Motorsystems mit Leistung versorgt wird; und einen Verdünnungsverdichter eines sekundären Abgasverdünnungsturboladers des Motorsystems, wobei der Verdünnungsverdichter mechanisch an eine Verdünnungsturbine des Abgasverdünnungsturboladers gekoppelt ist, wobei der Verdünnungsverdichter durch Abgase, die durch die Verdünnungsturbine strömen, mit Leistung versorgt wird.
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