DE102010063425A1 - Verfahren und Systeme zur Steuerung von Emissionssystemen - Google Patents

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Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Betreiben eines Motors, der ein Abgasreinigungssystem enthält, wobei das Abgasreinigungssystem einen Katalysator hinter einer Turbine einer Aufladeeinrichtung und einen Reduktionsmittelinjektor vor der Turbine umfaßt, bereitgestellt. Das Verfahren umfaßt das Injizieren eines Reduktionsmittels in das Abgas vor der Turbine, das Vermischen des injizierten Reduktionsmittels mit Abgas innerhalb der Turbine und das Zuführen des vermischten Reduktionsmittels zu dem Katalysator.

Description

  • Die vorliegende Anmeldung betrifft Verfahren und Systeme für die Abgasreinigung eines Fahrzeugs mit einem SCR-Katalysator (Selective Catalytic Reduction – selektive katalytische Reduktion) und einem Partikelfilter.
  • Systeme zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR – Selective Catalytic Reduction) können in Fahrzeugen verwendet werden, um NOx-Emissionen zu reduzieren. SCR-Systeme beinhalten die Injektion eines Reduktionsmittels vor einem SCR-Katalysator. Das Reduktionsmittel oder die Reduktionsmittelprodukte reagieren dann mit den im Abgas enthaltenen NOx unter Erzeugung von Produkten wie etwa Stickstoff und Wasser. Das System kann auch Mischvorrichtungen enthalten, um das Mischen des injizierten Reduktionsmittels mit Abgasen vor der Reaktion im SCR-Katalysator zu erleichtern.
  • Es können verschiedene Ansätze verwendet werden, um Emissionssysteme, die SCR-Katalysatoren enthalten, zu steuern, um ein gutes Vermischen von Reduktionsmittel und Abgas zu ermöglichen und den Reduktionsmittelschlupf, d. h. die Menge an Reduktionsmittel, die unverbraucht den Katalysator passiert, aus dem Katalysator auf ein Minimum zu reduzieren. Ein beispielhafter Ansatz wird von Kimura et al. in JP 2008-128046 A dargestellt. Darin wird ein Reduktionsmittelinjektor hinter einer Turbine eines Turboladers und vor dem SCR-Katalysator bereitgestellt. Insbesondere wird Reduktionsmittel in einen aus dem Turbolader kommenden Abgasstrom injiziert.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch mehrere mögliche Probleme mit einem derartigen Ansatz erkannt. Beispielsweise kann sich die Reduktionsmittelverdampfung aufgrund der Injektion in das Abgas hinter dem Turbolader signifikant verschlechtern. Mit anderen Worten die Turbine kann die Enthalpie des Abgasstroms signifikant senken, d. h. die Abgastemperatur senken, wodurch die anfängliche Verdampfung des flüssigen Reduktionsmittels bei Injektion in das Abgas reduziert wird. Eine derartige Verringerung der Verdampfung kann die NOx-Umwandlungseffizienz des SCR-Katalysators reduzieren und auch zu erhöhten Reduktionsmittelabscheidungen führen.
  • Erfindungsgemäß können die oben erwähnten Probleme durch ein Verfahren zum Betreiben eines Motors gelöst werden, der ein Abgasreinigungssystem enthält, wobei das Abgasreinigungssystem einen Katalysator hinter einer Abgasturbine einer Aufladevorrichtung umfaßt, wobei das Abgasreinigungssystem weiterhin einen Reduktionsmittelinjektor vor der Turbine umfaßt. Bei einer weiteren Ausführungsform umfaßt das Verfahren das Injizieren eines Reduktionsmittels in das Abgas vor der Turbine, das Vermischen des injizierten Reduktionsmittels mit Abgas innerhalb der Turbine und das Zuführen des so vermischten Reduktionsmittels zum Katalysator.
  • Auf diese Weise ist es möglich, nicht nur das Vermischen durch Nutzen der Bewegung der Turbine zu verbessern, sondern es ist weiter möglich, die Verdampfung durch Injizieren eines Reduktionsmittels vor der Turbine zu vergrößern, bevor die Abgastemperatur wegen der von der Turbine entzogenen Energie abfällt. Insbesondere kann durch Injizieren eines Reduktionsmittels vor einer Abgasturbine und durch das Strömen des Reduktionsmittels durch die Schaufeln der Turbine eine feinere Zerstäubung des Reduktionsmittels erreicht werden. Außerdem können die in der Turbine erzeugten Turbulenzen das Vermischen des Reduktionsmittels mit dem Abgas verbessern.
  • Die durch das Einspritzen des Reduktionsmittels vor der Turbine bereits verbesserten Zerstäubungs- und Vermischungsvorgänge können sogar noch durch die verstärkte Verdampfung aufgrund der höheren Abgastemperatur verstärkt werden. Trotzdem kann gleichzeitig der SCR-Katalysators in seiner Position hinter der Turbine im benötigten Temperaturbereich betrieben werden.
  • Es zeigen:
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors und eines zughörigen Abgasreinigungssystems.
  • 2 zeigt eine teilweise Motoransicht.
  • 3A–B zeigen ein Flußdiagramm zum Betreiben des Abgasreinigungssystems von 1
  • 4 zeigt ein Flußdiagramm zur Behebung von Ladedruckproblemen bei einem Fahrerwunsch nach Beschleunigung bei stattfindender Filterregeneration.
  • 5 zeigt ein Flußdiagramm zum Behandeln von Reduktionsmittelmischproblemen.
  • 6 zeigt ein Flußdiagramm zum Steuern der Temperatur eines nachgeschalteten SCR-Katalysators durch Einstellen eines vorgeschalteten Wastegates.
  • 7 zeigt ein Flußdiagramm zum Einstellen der Einspritzung von Reduktionsmittel auf Basis des Ladedrucks.
  • 8 zeigt ein Flußdiagramm zum Einstellen der Abgasrückführung auf Basis von Filterregenerierungsbedingungen.
  • Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Betreiben eines Abgasreinigungssystems eines aufgeladenen Verbrennungsmotors. Wie in 1 und 2 gezeigt, enthält das Abgasreinigungssystem einen Katalysator, wie etwa einen SCR-Katalysator, hinter der Turbine und einen Partikelfilter, wie etwa einen Dieselpartikelfilter (DPF), vor der Turbine. Eine Steuerung kann eingerichtet sein, ein Steuerungsprogramm durchzuführen, wie etwa die Programme von 3A–B zum Koordinieren des Betriebs der verschiedenen Abgasreinigungseinrichtungen untereinander und mit anderen Motoroperationen wie etwa Abgasrückführung und Aufladung.
  • Das Abgasreinigungssystem enthält auch ein Reduktionsmitteleinspritzventil vor der Turbine. Durch Einspritzen eines Reduktionsmittels vor der Turbine und Mischen des eingespritzten Reduktionsmittels mit Abgas während des Turbinendurchgangs kann die Verdampfung des Reduktionsmittels verbessert werden. Gleichzeitig kann durch Positionieren des Katalysators hinter der Turbine das gut gemischte Reduktionsmittel dem Katalysator zugeführt werden, ohne die Temperaturcharakteristika des Katalysators zu beeinflussen. Ein Steuerung kann eingerichtet sein, eine Steuerprogramm wie etwa das Programm von 5 und 7 durchzuführen, um die Menge an eingespritztem Reduktionsmittel auf Basis von Betriebsbedingungen einzustellen, wie etwa Ladedruck, und um das Turbolader-Wastegate einzustellen, um ein verbessertes Mischen des eingespritzten Reduktionsmittels mit dem Abgas zu ermöglichen.
  • Vorteilhaft ist die zusätzliche Anordnung eines Partikelfilters vor dem Turbolader. Z. B. kann durch Einspritzen von Kraftstoff in einen oder mehrere Motorzylinder mittels später Nacheinspritzung in einen Abgashub die Temperatur des Abgases erhöht werden. Durch Erhöhen der Abgastemperatur kann der Filter regeneriert werden, während das Abgas auch die Turbinendrehzahl erhöht und so ein mögliches Turboloch reduziert. Eine Steuerung kann derart ausgestaltet sein, daß das Steuerprogramm wie etwa das Programm von 4 durchgeführt wird, um die Einspritzzeit und/oder die Einspritzmenge auf der Basis der zum Erhöhen der Temperatur des Partikelfilters für eine Regenerierung benötigten Wärmemenge und/oder der zum Erhöhen der Turbinendrehzahl zum Liefern des gewünschten Drehmoments benötigten Wärmemenge einzustellen.
  • Durch die Anordnung des Filters vor der Turbine und des Katalysators hinter der Turbine können auch eine Temperatursteuerung und eine Koordination zwischen den Abgasreinigungseinrichtungen erreicht werden. Beispielsweise kann die Temperatur des SCR-Katalysators selbst dann aufrechterhalten werden, während der Filter regeneriert wird. Eine Steuerung kann so ausgestaltet sein, daß die das Steuerprogramm von 6 durchführen kann, um ein Turbinen-Wastegate während einer Filterregenerierung einzustellen, um einen Abgasstrom einzustellen, der zu dem SCR-Katalysator gelenkt wird. Auf diese Weise kann die Temperatur des SCR-Katalysators während der verschiedenen Filterarbeitsmodi gesteuert werden. Der Verbrennungsmotor kann weiterhin eine oder mehrere AGR-Leitungen für die Rückführung von zumindest etwas Abgas in den Einlaßtrakt enthalten. Beispielsweise kann eine AGR-Leitung Abgas von einem Punkt vor der Turbine und hinter dem Partikelfilter in den Einlaßtrakt hinter dem Verdichter umlenken. Durch Positionieren des Partikelfilters vor der Turboladerturbine und vor dem Einlaß der AGR-Leitung können Vorteile sowohl für die Abgasrückführung als auch für den Partikelfilter erreicht werden. Wenn AGR erwünscht ist, kann mehr Abgas durch die AGR-Leitung nach Passieren des Filters zurückgeführt werden, wodurch ein sauberer AGR-Strom zum Einlaß gefördert wird. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Verschmutzung des AGR-Kühlers, des AGR-Ventils, des Einlaßkrümmers und der Einlaßventile reduziert werden. Wenn eine Filterregenerierung gewünscht ist, wird weniger Abgas nach der Passage des Filters durch die AGR-Leitung zurückgeführt, wodurch eine Verschlechterung der Motorleistung aufgrund des heißen AGR-Stroms reduziert wird. Die Steuerung kann so eingerichtet sein, daß sie Steuerprogramme wie etwa das Programm von 8 durchführt, um die Menge des AGR-Stroms auf der Basis des Filterbetriebs einzustellen, um dadurch das AGR-System mit dem Abgasreinigungssystem abzustimmen.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 6. Das Fahrzeug 6 enthält ein Motorsystem 8, mit einem Motor 10, gekoppelt an das Abgasreinigungssystem 22. Der Motor 10 enthält mehrere Zylinder 30. Der Motor 10 enthält auch ein Einlaßsystem 23 und einen Abgassystem 25. Das Einlaßsystem 23 enthält eine Drosselklappe 62, das über einen Einlaßkanal 42 fluidisch an den Motoreinlaßkrümmer 44 gekoppelt ist. Das Abgassystem 25 enthält einen Abgaskrümmer 48, der zu einem Abgaskanal 45 führt, der Abgas über ein Endrohr 35 in die Atmosphäre leitet.
  • Der Motor 10 kann weiter eine Aufladevorrichtung wie etwa einen Turbolader 50 enthalten. Der Turbolader 50 kann einen entlang des Einlaßkanals 42 angeordneten Verdichter 52 enthalten. Der Verdichter 52 kann über eine Welle 56 mindestens teilweise durch die entlang des Abgaskanals 45 angeordnete Turbine 54 angetrieben werden. Der Grad der Aufladung kann durch eine Motorsteuerung variiert werden. Beispielsweise kann der Grad der aufladung durch das Steuern des Wastegates 58 eingestellt werden. Bei einem Beispiel kann der Grad der Aufladung gesenkt werden, indem das Wastegate 58 geöffnet wird und mehr Abgas die Turbine umgehen kann. Alternativ kann der Grad der Aufladung erhöht werden, indem das Wastegate geschlossen (oder die Öffnung des Wastegate reduziert) wird und weniger Abgas die Turbine umgehen kann. Beispielsweise kann die Turbine 54 eine Turbine mit variabler Geometrie (VGT) oder eine Turbine mit variabler Düse (VNT) sein. Die VGT oder VNT kann entsprechend angepaßt werden, um die Anforderungen für eine Aufladung zu erfüllen. Weiterhin können das Wastegate, die VNT und/oder die VGT derart eingestellt werden, dass am Turbolader keine Überdrehzahlen auftreten. Bei einigen Ausführungsformen kann ein optionaler Ladenachkühler 34 hinter den Verdichter 52 im Einlaßkanal 42 enthalten sein. Ein Ladeluftkühler kann vorgesehen sein, um die Temperatur der von dem Turbolader 50 verdichteten Luft zu reduzieren.
  • Das mit dem Abgaskanal 45 gekoppelte Abgasreinigungssystem 22 kann eine oder mehrere, nah am Motor 10 montierte Abgasreinigungseinrichtungen 69 enthalten. Ein oder mehrere Abgasreinigungseinrichtungen können einen Partikelfilter 72, einen SCR-Katalysator 76, einen 3-Wege-Katalysator, eine Mager-NOx-Falle, einen Oxidationskatalysator usw. enthalten. Die Abgasreinigungseinrichtungen können vor und/oder hinter der Turbine 54 im Abgaskanal 45 angeordnet sein. Erfindungsgemäß kann, wie dargestellt, der Partikelfilter 72 vor der Turboladerturbine 54 positioniert sein, während der SCR-Katalysator 76 hinter der Turboladerturbine 54 positioniert sein kann. Beispielsweise kann es sich bei dem Partikelfilter 72 um einen unbeschichteten Dieselpartikelfilter handeln. Alternativ kann der Partikelfilter 72 eine katalytische Zwischenschicht enthalten. Katalytische Zwischenschichten können beispielsweise Palladium, ein Kohlenwasserstoffadsorbens (wie etwa aktivierter Kohlenstoff oder Zeolith), einen SCR-Katalysator, eine HC-Adsorbens-SCR-Katalysator-Kombination usw. enthalten.
  • Eine vor der Turboladerturbine 54 positionierte Reduktionsmitteleinspritzdüse 80 kann ein Reduktionsmittel 82 wie etwa Harnstoff oder Ammoniak in das Abgas einspritzen zur Reaktion mit den Stickoxiden im SCR-Katalysator 76. Insbesondere kann die Einspritzdüse 80 das Reduktionsmittel 82 in das Abgas vor der Turbine 54 und hinter dem Partikelfilter 72, wobei die Einspritzung auf die von der Motorsteuerung ausgesandten Signale erfolgt. Durch Einspritzen eines Reduktionsmittels vor der Turbine und Zuführen des eingespritzten Reduktionsmittels zum SCR-Katalysator über die Turbine können die Verdampfung des Reduktionsmittels und das Mischen des Reduktionsmittels mit dem Abgas verbessert werden.
  • Wie in 5 ausgeführt, kann das Wastegate der Turbine eingestellt werden, um ein Mischungsverhältnis des Reduktionsmittels mit dem Abgas einzustellen. Weiterhin kann, wie in 7 ausgeführt, die Menge und/oder die Einspritzdauer der Reduktionsmitteleinspritzung auf der Basis von Motorbetriebsbedingungen wie etwa Änderungen beim Ladedruck und bei Wastegate-Positionen eingestellt werden. Alternativ kann die Reduktionsmitteleinspritzdüse 80 hinter der Turbine 54 positioniert sein.
  • Der Motor 10 kann weiterhin eine oder mehrere AGR-Leitungen (Exhaust Gas Recirculation – Abgasrückführung) enthalten, um mindestens einen Teil des Abgases vom Abgassystem (insbesondere dem Abgaskanal 45) zum Lufteinlaß (insbesondere dem Einlaßkanal 42) zurückzuführen. Erfindungsgemäß können ein erstes AGR-System 60 und ein zweites AGR-System 70 vorgesehen sein. Insbesondere kann das erste AGR-System 60 einen Teil des Abgases von einem Punkt vor der Turbine 54 und hinter dem Filter 72 zum Lufteinlaß hinter dem Verdichter 52 über eine HP-AGR-Leitung 63 umlenken. Bei dieser Konfiguration kann das erste AGR-System 60 eine Hochdruck-AGR (HP-AGR) bereitstellen. Das zweite AGR-System 70 kann einen Teil des Abgases von einem Punkt hinter der Turbine 54 zum Lufteinlaß vor dem Verdichter 52 über eine LP-AGR-Leitung 73 umlenken. Bei dieser Konfiguration kann das zweite AGR-System 70 eine Niederdruck-AGR (LP-AGR) bereitstellen. Beispielsweise kann das HP-AGR-System 60 während einer ersten Bedingung betrieben werden, wie etwa in Abwesenheit eines vom Turbolader 50 gelieferten Ladedrucks, während das LP-AGR-System 70 während einer zweiten Bedingung betrieben werden kann, wie etwa bei Anwesenheit von Turbolader-Ladedruck und/oder wenn die Abgastemperatur über einem Schwellwert liegt. Alternativ können sowohl das HP-AGR-System 60 als auch das LP-AGR-System 70 gleichzeitig betrieben werden.
  • Jede AGR-Leitung kann weiterhin einen AGR-Kühler enthalten. Beispielsweise kann das HP-AGR-System 60 einen HP-AGR-Kühler 64 enthalten, während das LP-AGR-System 70 einen LP-AGR-Kühler 74 enthalten kann. Der HP-AGR-Kühler 64 und der LP-AGR-Kühler 74 können so eingerichtet sein, daß sie die Temperatur des durch die jeweiligen AGR-Leitungen fließenden Abgases vor der Rückführung in den Lufteinlaß senken. Unter bestimmten Bedingungen kann der LP-AGR-Kühler 74 verwendet werden, um das durch das LP-AGR-System 70 fließende Abgas zu erhitzen, bevor das Abgas in den Verdichter eintritt, um zu vermeiden, dass Wassertröpfchen auf den Verdichter auftreffen. Bei einigen Ausführungsformen können ein oder mehrere der AGR-Kühlerkanäle mit einem SCR-Katalysator beschichtet sein, um eine zusätzliche Abgasbehandlung vor der Rückführung zum Einlaß zu ermöglichen.
  • Die dargestellte Ausführungsform zeigt, dass die LP-AGR-Leitung 73 mindestens einen Teil des Abgases von einem Punkt hinter dem SCR-Katalysator 76 abzweigt. Alternativ kann die LP-AGR-Leitung 73 so konfiguriert sein, daß mindestens einen Teil des Abgases von einem Punkt vor dem SCR-Katalysator 76 abgezweigt wird. Durch das Leiten von Abgas von einem Punkt vor dem SCR-Katalysator 76 zum Lufteinlaß kann die AGR-Leitung beispielsweise verkürzt werden, während die verfügbare Druckdifferenz erhöht wird. Bei weiteren Ausführungsformen können ein oder mehrere Katalysatoren (z. B. ein SCR-Katalysator und/oder ein Dieseloxidationskatalysator) in der LP-AGR-Leitung 73 enthalten sein, beispielsweise vor dem LP-AGR-Kühler 74. Optional kann auch ein Abgasgegendruckventil enthalten sein. Alternativ kann ein in dem Einlaß vor dem Verdichter angeordnetes Einlaßdrosselventil anstelle eines Abgasdrosselventils verwendet werden. Beispielsweise kann durch die Anordnung eines SCR in der LP-AGR-Leitung 73 und Abzweigen von Abgas von einem Punkt vor dem SCR-Katalysator 76 mindestens etwas eingespritztes Reduktionsmittel (beispielsweise der Überschuß einer Schwellwertmenge) in dem SCR gespeichert werden, um Ammoniak-Schlupf ohne NOx-Konvertierung zu reduzieren. Durch die Anordnung eines Oxidationskatalysators in der LP-AGR-Leitung 73 und das Abzweigen von Abgas von einem Punkt vor dem SCR-Katalysator 76 kann jedoch mindestens etwas eingespritztes Reduktionsmittel (beispielsweise Überschuß einer Schwellwertmenge) im Oxidationskatalysator verbraucht werden, um den Ammoniak-Schlupf ohne NOx-Konvertierung zu reduzieren. Erfindungsgemäß kann das HP-AGR-System 60 einen Teil des Abgases hinter dem Verdichter und vor dem Ladeluftkühler 34 abzweigen. Alternativ kann das HP-AGR-System 60 einen Teil des Abgases hinter dem Verdichter und hinter dem Ladeluftkühler 34 entnehmen. Bei einer weiteren Ausführungsform kann das HP-AGR-System 60 weiterhin eine nichtgezeigte Bypaß-Leitung enthalten, die so ausgestaltet ist, daß ein Teil des Abgases von der HP-AGR-Leitung 63 vor dem HP-AGR-Kühler 64 zu dem Lufteinlaß hinter dem Ladeluftkühler 34 abgezweigt wird, wodurch beide Kühler umgangen werden. Auf diese Weise kann durch Umgehen sowohl des HP-AGR-Kühlers als auch des Ladeluftkühlers erhitztes Abgas, falls gewünscht, ohne Kühlung zum Lufteinlaß gelenkt werden, um das Motoraufwärmen zu beschleunigen. Außerdem kann die Verschmutzung des HP-AGR-Kühlers reduziert werden.
  • Eine Motorsteuerung 12 kann eine Abgasmenge (und/oder Abgasrate), die über die eine oder mehreren AGR-Leitungen abgezweigt wird, auf der Basis von Motorbetriebsbedingungen, Abgastemperatur, Einlaßkrümmertemperatur, einem Betriebsmodus des Partikelfilters (oder einem Grad an Filterregenerierung), Katalysatorbedingungen usw. einstellen. Jede AGR-Leitung kann ein AGR-Ventil enthalten, und die Steuerung 12 kann so ausgestaltet sein, daß sie eine Menge an umgeleitetem Abgas einstellt, indem das Öffnen des jeweiligen AGR-Ventils eingestellt wird. Beispielsweise kann über das HP-AGR-Ventil 29 eine Abgasmenge und/oder -rate der zum Einlaßkrümmer 44 bereitgestellten HP-AGR eingestellt werden. Ein HP-AGR-Sensor 65 kann innerhalb der HP-AGR-Leitung 63 angebracht sein, um eine Anzeige des Drucks, der Temperatur, der Zusammensetzung und/oder Konzentration des durch das HP-AGR-System 60 zurückgeführten Abgases zu liefern. Analog kann eine Abgasmenge und/oder -rate zum Einlaßkanal 42 bereitgestellter LP-AGR über das LP-AGR-Ventil 39 von der Steuerung 12 variiert werden. Ein LP-AGR-Sensor 75 kann innerhalb der LP-AGR-Leitung 63 angebracht sein, um eine Anzeige des Drucks, der Temperatur, der Zusammensetzung und/oder Konzentration des durch das LP-AGR-System 70 zurückgeführten Abgases zu liefern.
  • Beispielsweise können ein oder mehrere Sensoren verwendet werden, um eine Gesamtmenge des durch das HP-AGR- und LP-AGR-System fließenden Abgases zu bestimmen. Beispielsweise kann ein UEGO-Sensor innerhalb des Einlaßkanals 42 hinter dem HP-AGR-Systemauslaß positioniert sein, um eine Gesamtmenge der AGR zu bestimmen. Beispielsweise kann eine Gesamt-AGR-Steuerung auf Einlaßsauerstoffkonzentration oder verbrannter Massenfraktion basieren, da die Einlaßsauerstoffkonzentration direkt zur AGR in Beziehung stehen kann, unter Berücksichtigung der Abgassauerstoffkonzentration.
  • Unter diesen Bedingungen kann eine Abgasrückführung durch das HP-AGR-System 60 und/oder das LP-AGR-System 70 dazu verwendet werden, die Temperatur der Luft-Kraftstoff-Mischung innerhalb des Einlaßkrümmers zu regeln und/oder die NOx-Entstehung der Verbrennung zu reduzieren, indem Spitzenverbrennungstemperaturen reduziert werden. Wie unter Bezugnahme auf 8 hier ausgeführt, kann bei bestimmten Bedingungen, beispielsweise während der Regeneration des Partikelfilters 72 und/oder, wenn die Abgastemperatur über einem Schwellwert liegt, die Menge des zum Lufteinlaß entlang der AGR-Leitung 63 abgezweigten Abgases reduziert werden, um die Herabsetzung der Motorleistung aufgrund eines heißen AGR-Stromes zu reduzieren. Durch Abzweigen von Abgas von einem Punkt vor der Turbine und hinter dem Partikelfilter können Synergien zwischen dem Abgasreinigungssystem und dem AGR-System erreicht werden. Beispielsweise kann Abgas bei der Passage durch den Filter gereinigt werden. Somit kann sauberes Abgas, aus dem teilchenförmige Materie im Wesentlichen entfernt wurde, zum Lufteinlaß gelenkt werden, wodurch eine Verunreinigung des Einlaßkrümmers und des AGR-Kühlers und -Ventils beispielsweise aufgrund von Abgaspartikeln reduziert wird.
  • Der Motor 10 kann mindestens teilweise durch ein Steuersystem 14 mit der Steuerung 12 und durch Eingaben eines Fahrzeugbedieners über eine nichtgezeigte Eingabeeinrichtung gesteuert werden. Das Steuersystem 14 ist so ausgestaltet, dass es Informationen von mehreren Sensoren 16 empfängt (von denen einige hier beispielhaft beschrieben sind) und Steuersignale an mehrere Aktuatoren 81 sendet. Beispielsweise können zu den Sensoren 16 zählen: ein Abgassensor 126, der vor der Abgasreinigungseinrichtung angeordnet ist, ein Abgastemperatursensor 128 und ein Abgasdrucksensor 129, hinter dem Abgasreinigungssystem in dem Endrohr 35 angeordnet, der in der HP-AGR-Leitung 63 angeordnete HP-AGR-Sensor 65 und der in der LP-AGR-Leitung 73 angeordnete LP-AGR-Sensor 75. Bei anderen Ausführungsformen können zu den Sensoren 16 ein oder mehrere Sensoren zählen, die dazu verwendet werden, die Gesamt-AGR zu bestimmen, beispielsweise auf der Basis der verbrannten Massefraktion und/oder des Einlaßsauerstoffs. Andere Sensoren wie etwa zusätzliche Druck-, Temperatur-, Luft-Kraftstoffverhältnis- und Zusammensetzungssensoren können an verschiedenen Orten im Fahrzeugsystem 6 angebracht sein. Die Aktuatoren 81 können z. B. Kraftstoffeinspritzdüsen 66, das HP-AGR-Ventil 29, das LP-AGR-Ventil 39, das Drosselventil 62, die Reduktionsmitteleinspritzdüse 80 und das Wastegate 58 beinhalten. Andere Aktuatoren wie etwa eine Vielzahl von zusätzlichen Ventilen und Drosselventilen können an verschiedene Orte im Fahrzeugsystem 6 angebracht sein. Die Steuerung 12 kann Eingabedaten von den verschiedenen Sensoren empfangen, die Eingabedaten verarbeiten und die Aktuatoren als Reaktion auf die verarbeiteten Eingabedaten auf der Basis einer Anweisung oder eines Codes betätigen, die in der Steuerung entsprechend programmiert sind. Beispielhafte Steuerprogramme werden in den 3–8 beschrieben.
  • 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Verbrennungskammer bzw. eines Zylinders des Verbrennungsmotors 10. Der Motor 10 kann mindestens teilweise durch ein Steuersystem mit einer Steuerung 12 und durch Eingaben eines Fahrzeugbedieners 130 über eine Eingabeeinrichtung 132 gesteuert werden. Bei diesem Beispiel enthält die Eingabeeinrichtung 132 ein Fahrpedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Generieren eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Der Zylinder (d. h. die Verbrennungskammer) 30 des Motors 10 kann Verbrennungskammerwände 136 mit einem darin gelagerten Kolben 138 enthalten. Der Kolben 138 kann an eine Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, so dass die Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgesetzt wird. Die Kurbelwelle 140 kann über ein Getriebesystem an mindestens ein Antriebsrad des Personenkraftwagens gekoppelt sein. Weiterhin kann ein Anlassermotor über ein Schwungrad an die Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, um einen Anlassbetrieb des Motors 10 zu ermöglichen.
  • Der Zylinder 30 erhält Einlaßluft über eine Reihe von Einlaßluftkanälen 142, 144 und 146. Die Einlaßluftkanäle 146 können zusätzlich 30 mit anderen Zylindern des Motors 10 in Verbindung stehen. Bei einigen Ausführungsformen können eine oder mehrere der Einlaßkanäle einen Turbolader mit einem Kompressor 52, der zwischen den Einlaßluftkanälen 142 und 144 angeordnet ist, und eine entlang des Abgaskanals 148 angeordnete Abgasturbine 54 enthalten. Der Verdichter 52 kann mindestens teilweise über die Welle 56 von der Abgasturbine 54 angetrieben werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die Welle 56 an einen Elektromotor gekoppelt sein, um gegebenenfalls eine elektrische Verstärkung bereitzustellen. Ein Drosselventil 62 mit einer Drosselklappe 164 kann entlang eines Einlaßkanals des Motors vorgesehen sein, um die Strömungsrate und/oder den Druck der den Motorzylindern zugeführten Einlaßluft zu variieren. Beispielsweise kann das Drosselventil 62 wie gezeigt hinter dem Verdichter 52 angeordnet sein oder kann alternativ vor dem Verdichter 52 angeordnet sein. Bei einigen Beispielen können Drosselventile sowohl vor als auch hinter dem Verdichter 52 angeordnet sein.
  • Die Abgasleitung 148 kann ausser vom Zylinder 30 Abgase von anderen Zylindern des Motors 10 aufnehmen. Der Abgassensor 126 ist an die Abgasleitung 148 vor der Abgasreinigungseinrichtung 69 angebracht gezeigt. Der Sensor 126 kann ein beliebiger geeigneter Sensor sein, um eine Anzeige des Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu liefern, wie etwa ein linearer Sauerstoffsensor oder UEGO (Universal or Wide-Range Exhaust Gas Oxygen), ein 2-Zustands-Sauerstoffsensor oder ein EGO (wie gezeigt), ein HEGO (heated EGO – geheizter EGO), ein NOx-, HC- oder CO-Sensor. Bei einigen Beispielen kann der Sensor 126 an die Abgasleitung hinter der Turbine 52 und der Abgasreinigungseinrichtung 69 gekoppelt sein. Die Abgasreinigungseinrichtung 69 kann ein 3-Wege-Katalysator (TWC – Three Way Catalyst), eine NOx-Falle sein, andere Abgasreinigungseinrichtungen oder Kombinationen umfassen. Beispielsweise kann die Abgasreinigungseinrichtung 69 einen hinter der Turbine 54 positionierten SCR-Katalysator 76 enthalten. Der SCR-Katalysator 76 kann ausgelegt sein, NOx im Abgas durch Reaktionen mit einem Reduktionsmittel wie etwa Ammoniak oder Harnstoff zu Stickstoff zu reduzieren. Die Reduktionsmitteleinspritzdüse 80 kann das Reduktionsmittel 82 in die Abgasleitung 148 vor der Turbine 54 einspritzen. Die Abgasleitung 148 kann auch einen vor der Turbine 54 und der Einspritzdüse 80 positionierten Partikelfilter 72 zum Entfernen von teilchenförmiger Materie aus dem Abgas enthalten.
  • Jeder Zylinder des Motors 10 kann ein oder mehrere Einlaßventile und ein oder mehrere Abgasventile enthalten. Beispielsweise ist der Zylinder 30 so gezeigt, dass er mindestens ein Einlaßventil 150 und mindestens ein Abgasventil 156 enthält, die oben am Zylinders 30 angeordnet sind. Bei einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors 10, einschließlich des Zylinders 30, mindestens zwei Einlaßventile und mindestens zwei Abgasventile enthalten, die oben am Zylinder angeordnet sind.
  • Das Einlaßventil 150 kann durch die Steuerung 12 über den Aktuator 152 gesteuert werden. Analog kann das Abgasventil 156 von der Steuerung 12 über den Aktuator 154 gesteuert werden. Bei bestimmten Bedingungen kann die Steuerung 12 die den Aktuatoren 152 und 154 gelieferten Signale variieren, um das Öffnen und Schließen der jeweiligen Einlaß- und Abgasventile zu steuern. Die Position des Einlaßventils 150 und des Abgasventils 156 kann durch nichtgezeigte jeweilige Ventilpositionssensoren bestimmt werden. Die Ventilaktuatoren können elektrisch, Nockenbetätigt, elektrohydraulisch oder eine Kombination davon sein. Die Steuerung des Einlaß- und Abgasventils kann gleichzeitig erfolgen, oder es wird eine beliebige Möglichkeit einer variablen Einlaßnockensteuerung, einer variablen Abgasnockensteuerung, einer doppelt unabhängigen variablen Nockensteuerung oder einer festen Nockensteuerung verwendet. Jedes Nockenbetätigungssystem kann eine oder mehrere Nocken enthalten und kann eines oder mehrere der folgenden Systeme nutzen: Nockenprofil-Umschaltung (CPS – Cam Profile Switching), variable Nockensteuerung (VCT – Variable Cam Timing), variable Ventilsteuerung (VVT – Variable Valve Timing) und/oder variabler Ventilhub (VVL – Variable Valve Lift), die von der Steuerung 12 zum Variieren des Ventilbetriebs betrieben werden können. Beispielsweise kann der Zylinder 30 alternativ ein über eine elektrische Ventilbetätigung gesteuertes Einlaßventil und ein über eine Nockenbetätigung gesteuertes Abgasventil einschließlich CPS und/oder VCT enthalten. Bei anderen Ausführungsformen können die Einlaß- und Abgasventile durch einen gemeinsamen Ventilaktuator oder ein gemeinsames Ventilbetätigungssystem oder einen variablen Ventilsteuerungsaktuator oder ein variables Ventilbetätigungssystem gesteuert werden. Der Motor kann weiterhin einen Nockenpositionssensor enthalten, dessen Daten mit dem Kurbelwellenpositionssensor vereinigt werden können, um eine Motorposition und Nockensteuerung zu bestimmen. Der Zylinder 30 weist ein Verdichtungsverhältnis auf. Herkömmlicherweise liegt das Verdichtungsverhältnis im Bereich von 9:1 zu 10:1. Jedoch kann, wenn andere Kraftstoffe verwendet werden, das Verdichtungsverhältnis erhöht werden.
  • Jeder Zylinder des Motors 10 kann eine Zündkerze 192 zum Einleiten einer Verbrennung enthalten. Das Zündsystem 190 kann als Reaktion auf ein Zündverstellungssignal SA von der Steuerung 12 unter verschiedenen Arbeitsmodi einen Zündfunken über die Zündkerze 192 an die Verbrennungskammer 30 liefern. Andere Ausführungsformen enthalten keine Zündkerze 192, wie etwa wenn durch Selbstzündung oder durch Einspritzen von Kraftstoff eine Verbrennung eingeleitet wird, wie dies etwa der Fall bei Dieselmotoren sein kann.
  • Jeder Zylinder des Motors 10 kann mit einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzdüsen 166 bestückt sein, wobei die Einspritzdüsen 166 den Kraftstoff direkt oder indirekt in den Zylinder einspritzen können. Die Kraftstoffeinspritzdüse 166 kann Kraftstoff proportional zur Impulsbreite des von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 168 empfangenen Signals FPW direkt in den Zylinder einspritzen. Dies ist das, was als Direkteinspritzung (im Weiteren als „DI” bezeichnet) von Kraftstoff in den Verbrennungszylinder 30 bekannt ist. Während 2 die Einspritzdüse 166 als eine seitliche Einspritzdüse zeigt, kann sie sich auch über dem Kolben wie etwa nahe der Position der Zündkerze 192 befinden. Alternativ kann die Einspritzdüse oben und in der Nähe des Einlaßventils liegen. Kraftstoff kann der Kraftstoffeinspritzdüse 166 von einem Hochdruckkraftstoffsystem 172 zugeführt werden, das einen Kraftstofftank, Kraftstoffpumpen und eine Kraftstoffverteilerleitung enthält. Alternativ kann der Kraftstoff durch eine einstufige Kraftstoffpumpe mit niedrigerem Druck zugeführt werden. Weiterhin kann, auch wenn dies nicht gezeigt ist, der Kraftstofftank einen Druckwandler aufweisen, der ein Signal an die Steuerung 12 liefert.
  • Die Einspritzdüse 166 kann eine Saugkanaleinspritzdüse sei, die Kraftstoff in den Einlaßsaugkanal vor dem Zylinder 30 liefert oder der Zylinder 30 erhält Kraftstoff von mehreren Einspritzdüsen wie etwa mehreren Saugkanaleinspritzdüsen, mehreren Direkteinspritzdüsen oder einer Kombination davon.
  • Die Steuerung 12 ist in 2 als ein Mikrocomputer gezeigt, der einen Mikroprozessor 106, Eingangs-/Ausgangsports 108, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, in diesem besonderen Beispiel als ein Festwertspeicher 110 gezeigt, einen Direktzugriffspeicher 112, einen Arbeitsspeicher 114 und einen Datenbus enthält. Die Steuerung 12 kann verschiedene Signale von am Motor 10 angeordneten Sensoren zusätzlich zu jenen bereits erörterten Signalen erhalten, einschließlich einer Messung angesaugter Luftmasse (MAF – Mass Air Flow) vom Luftmassensensor 122; Motorkühlmitteltemperatur (ECT – Engine Coolant Temperature) von einem an einen Kühlkanal 118 gekoppelten Temperatursensor 116, einem Zündungsimpulsgebersignal (PIP – Profile Ignition Pickup) von einem Hall-Effekt-Sensor 120 (oder einem anderen Typ wie etwa einem Kurbelwellenpositionssensor), der an die Kurbelwelle 140 gekoppelt ist, einer Drosselklappenposition (TP) von einem nichtgezeigten Drosselklappenpositionssensor und einem Einlaßkrümmerabsolutdrucksignal (MAP – Absolute Manifold Pressure) vom Sensor 124. Ein Motordrehzahlsignal RPM kann von der Steuerung 12 aus dem Signal PIP (oder dem Kurbelwellenpositionssensor) generiert werden. Das Einlaßkrümmerdrucksignal MAP von einem Einlaßkrümmerdrucksensor kann verwendet werden, um eine Anzeige des Vakuums oder Drucks in dem Einlaßkrümmer zu liefern. Ein Festwertspeicher 110 kann mit computerlesbaren Daten programmiert sein, die Anweisungen darstellen, die vom Mikroprozessor 106 ausgeführt werden können, um die unten beschriebenen Verfahren durchzuführen.
  • Eine oder mehrere Abgasrückführungsleitungen (AGR-Leitungn) (wie in 1 gezeigt) können einen gewünschten Anteil von Abgas von der Abgasleitung 148 zum Einlaßkanal 144 führen. Beispielsweise kann ein Teil des Abgases, das durch den Partikelfilter 72 gefiltert worden ist, über die AGR-Leitung 63 zum Einlaßkanal 144 umgelenkt werden. Die Menge des AGR-Strom, die zum Einlaß gelangt, kann von der Steuerung 12 über das AGR-Ventil 29 variiert werden. Ein nicht gezeigter AGR-Sensor kann innerhalb der AGR-Leitung 63 angeordnet sein und kann eine Anzeige des Drucks, der Temperatur und/oder der Konzentration des Abgases liefern. Bei bestimmten Bedingungen kann das AGR-System verwendet werden, um die Temperatur der Luft-Kraftstoff-Mischung innerhalb der Verbrennungskammer zu regeln, wodurch ein Verfahren zum Steuern der Zündung für einige Verbrennungsmodi bereitgestellt wird.
  • Wie oben beschrieben, zeigt 2 nur einen Zylinder eines Mehrzylindermotors. Als solches kann jeder Zylinder analog seinen eigenen Satz von Einlaß-/Abgasventilen, Kraftstoffeinspritzdüse(n), Zündkerze usw. enthalten.
  • Unter Bezugnahme auf 3A–B ist ein Programm 300 gezeigt, um den Betrieb des Abgasreinigungssystems von 1 mit Turboladeroperationen und AGR-Operationen zu koordinieren. Insbesondere ermöglicht das Programm 300 Einstellungen eines Turbolader-Wastegates im Hinblick auf Partikelfilterregenerierung, um eine SCR-Katalysatortemperatur zu steuern und das Reduktionsmittelmischen zu verbessern. Das Programm ermöglicht auch Wastegate Einstellungen zur Verbesserung der Filterregenerierung, um dadurch eine Menge von über HP-AGR und LP-AGR zurückgeführtem Abgas einzustellen. Weiterhin kompensiert das Programm beispielsweise die Wastegate Einstellungen durch Einstellung der Reduktionsmitteleinspritzung und Drosselventilposition.
  • Bei Schritt 302 können Motorbetriebsbedingungen gemessen und/oder geschätzt werden. Zu diesen können beispielsweise eine Katalysatortemperatur (Tcat) beispielsweise des SCR-Katalysators 76, eine Filtertemperatur (Tfil) beispielsweise des Partikelfilters 72, die Motordrehzahl (Ne), Abgas-NOx-Konzentrationen, Abgastemperatur, ein von dem Fahrer angefordertes Drehmoment usw. zählen. Es können auch zusätzliche SCR-Katalysator- und Filterbedingungen geschätzt werden, als Beispiel, die Menge der auf dem SCR-Katalysator gespeichertem Reduktionsmittel und/oder die Menge der in dem Filter gespeicherten Partikel.
  • In Schritt 304 kann auf der Basis der geschätzten Motorbetriebsbedingungen und des angeforderten Drehmoments der Ladedruck, der zum Bereitstellen des angeforderten Drehmoments erforderlich ist, bestimmt werden. Bei 306 können AGR-Anfangseinstellungen auf der Basis der geschätzten Abgas-NOx-Konzentrationen und Abgastemperaturen bestimmt werden, um einen gewünschten AGR-Strom bereitzustellen. Beispielsweise kann ein Anfangsverhältnis von HP-AGR zu LP-AGR bestimmt werden, um eine gewünschte AGR-Temperatur oder Krümmerlufttemperatur bereitzustellen. Das Anfangsverhältnis von HP-AGR zu LP-AGR kann auch von der Verdichtereinlaßtemperatur abhängen, um Übertemperaturbedingungen zu vermeiden, sowie vom Massefluß und dem Druckverhältnis, um Pumpen und Abwürgen zu vermeiden. Das Anfangsverhältnis von HP-AGR und LP-AGR kann ermöglichen, dass mindestens etwas Abgas von einem Punkt hinter dem Partikelfilter und vor der Turbine zum Lufteinlaßsystem (hinter dem Turboladerverdichter) abgezweigt wird, während es auch ermöglicht, dass mindestens etwas Abgas von einem Punkt hinter dem Partikelfilter und hinter der Turbine zum Lufteinlaßsystem (vor dem Turboladerverdichter) abgezweigt wird. Die bestimmten AGR-Anfangseinstellungen können Strömungsraten, Ventilpositionen, AGR-Kühlereinstellungen usw. beinhalten. Bei 308 kann auf der Basis des gewünschten Ladedrucks eine Wastegate-Anfangsposition bestimmt werden.
  • Bei 310 kann bestimmt werden, ob es als Reaktion auf ein Gasgeben des Fahrers zu etwaigen Ladedruckproblemen gekommen ist. Falls es zu keinen Ladedruckproblemen gekommen ist, kann das Programm direkt zu 314 weitergehen. Falls Ladedruckprobleme vorliegen, kann das Programm bei 312 die Ladedruckprobleme mit einer späten Kraftstoffeinspritzung und Wastegate-Einstellungen behandeln, wie in 4 dargelegt ist, bevor sie zu 314 weitergeht. Bei 314 kann bestimmt werden, ob das eingespritzte Reduktionsmittel sich ausreichend mit Abgasen vermischt hat. Falls keine Mischprobleme aufgetreten sind, kann das Programm direkt zu 318 weitergehen. Falls Mischprobleme vorliegen, kann das Programm bei 316 die Mischprobleme mit weiteren Wastegate-Einstellungen behandeln, wie in 5 dargelegt, bevor sie zu 318 weitergeht. Bei 318 kann bestimmt werden, ob die SCR-Katalysatortemperatur innerhalb des gewünschten Arbeitsbereichs liegt. Falls es zu keinen Temperaturproblemen gekommen ist, kann das Programm direkt zu 322 weitergehen. Falls die Temperatur außerhalb des Bereichs liegt, kann das Programm bei 320 die Katalysatortemperaturprobleme mit weiteren Wastegate-Einstellungen behandeln, wie in 6 dargestellt ist, bevor es zu 322 weitergeht.
  • Bei 322 kann das Programm auf der Basis von bei 312, 316 und 320 bestimmten Einstellungen eine Wastegate-Endposition bestimmen. Beispielsweise kann das Programm die Wastegate-Einstellungen priorisieren, indem sie jeder Einstellung eine andere Gewichtung gibt. Beispielsweise können Wastegate-Einstellungen als Reaktion auf SCR-Katalysatortemperaturprobleme und/oder Turboladerüberdrehzahlbedingungen eine höhere Gewichtung gegenüber Wastegate-Einstellungen als Reaktion auf Ladedruckprobleme erhalten. Beispielsweise kann bestimmt werden, dass SCR-Katalysatortemperaturprobleme behandelt werden können, indem die Wastegate-Öffnung vergrößert wird, während gleichzeitig bestimmt werden kann, dass Ladedruckprobleme behandelt werden können, indem die Wastegate-Öffnung verkleinert wird. Hierbei kann das Programm die Wastegate-Einstellungen als Reaktion auf Ladedruckprobleme überstimmen und die Wastegate-Öffnung um ein erstes, größeres Maß vergrößern, um nur die Katalysatortemperaturprobleme zu behandeln. Das Programm kann die Wastegate-Einstellungen berücksichtigen, die erforderlich sind, um die Ladedruckprobleme zu behandeln, und die Wastegate-Öffnung um ein zweites, kleineres Maß vergrößern, um beide Probleme zu behandeln.
  • Bei 324 kann das Programm eine Menge des vor der Turbine eingespritzten Reduktionsmittels auf der Basis der Wastegate-Endposition einstellen. Wie weiter ausgeführt, kann die Reduktionsmitteleinspritzung auf der Basis einer Änderung beim Ladedruck eingestellt werden, die sich aus Änderungen der Wastegate-Position ergibt. Bei 326 können andere Motorbetriebsparameter eingestellt werden, um die Wastegate-Einstellungen zu kompensieren. Dazu können beispielsweise Änderungen der Drosselventilposition, Änderungen der Ventil-/Nockensteuerung, Änderungen der Zündsteuerung usw. zählen.
  • Bei 328 kann bestimmt werden, ob eine AGR vorliegt und ob der Partikelfilter ebenfalls gleichzeitig regeneriert wird. Falls sowohl eine AGR-Operation als auch eine Filterregenerierungsoperation bestätigt wird, kann dann bei 330 ein Verhältnis aus HP-AGR und LP-AGR auf der Basis der Motorbetriebsbedingungen eingestellt werden, wie in 8 ausgeführt.
  • Auf diese Weise kann der Betrieb der Abgasreinigungseinrichtungen wie etwa SCR-Katalysatoren und Partikelfilter mit Ladedruck- und AGR-Operationen koordiniert werden.
  • 4 zeigt ein Programm 400 zum Einstellen einer Kraftstoffmenge, die spät in den Motor eingespritzt wird, auf Basis von Filterregenerierungs- und ausgewählten Betriebsbedingungen, wie etwa während eines Gasgebens eines Fahrers. Das Programm 400 kann als Teil eines Steuerprogramms 300 durchgeführt werden, insbesondere bei 312.
  • Bei 402 kann bestimmt werden, ob der vom Turbolader bereitgestellte Ladedruck kleiner ist als ein Schwellwert während eines Gasgebens des Fahrers. Somit kann bestimmt werden, ob eine Turbolochbedingung vorliegt. Beispielsweise kann der Schwellwert auf einer gewünschten Ladedruckmenge basieren. Beispielsweise kann bei 402 bestimmt werden, ob eine Differenz zwischen einem gewünschten und tatsächlichen Ladedruck unter einer Schwellwertmenge liegt. Hierbei kann der Schwellwert auf der Basis des von dem Fahrer angeforderten Drehmomentausmaßes eingestellt werden. Falls der Ladedruck nicht unter dem Schwellwert liegt und eine adäquate Menge an Ladedruck bereitgestellt worden ist, kann das Programm enden. Falls das Turboloch bestätigt wird, kann bei 404 bestimmt werden, ob der Partikelfilter regeneriert wird (oder regeneriert werden wird). Die Filterregenerierung kann durchgeführt werden, falls beispielsweise eine in dem Filter gespeicherte Partikelmenge über einem Schwellwert liegt und/oder die Dauer des Filterbetriebs im Speichermodus über einem Schwellwert liegt.
  • Falls eine Filterregenerierung bestätigt wird, kann bei 406 das Programm eine Kraftstoffmenge zur späten Einspritzung auf der Basis des Ladedruckpegels zur Zeit der Drehmomentanforderung bestimmen. Beispielsweise kann eine eingespritzte Kraftstoffmenge vergrößert werden, wenn der Ladedruckpegel unter dem Schwellwert liegt. Die spät eingespritzte Kraftstoffmenge kann eine Menge sein, die die Abgastemperatur ausreichend anhebt, so dass das erhitzte Abgas dann die Turbinendrehzahl erhöhen kann, um das gewünschte Drehmoment zu erzeugen und dadurch das Turboloch zu reduzieren. Durch Reduzieren des Turbolochs kann als Reaktion auf das Gasgeben des Fahrers d. h. das angeforderte Drehmoment der gewünschte Ladedruck bereitgestellt werden. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die spät eingespritzte Kraftstoffmenge auf dem von dem Fahrer angeforderten Drehmomentausmaß basieren.
  • Bei 408 kann die spät eingespritzte Kraftstoffmenge auf der Basis der Abgastemperatur weiter eingestellt werden. Die Abgastemperatur kann beispielsweise dazu verwendet werden, auf eine Filtertemperatur zu schließen. Alternativ kann die spät eingespritzte Kraftstoffmenge auf der Basis der Filtertemperatur und/oder einer Menge an gespeicherten Partikeln eingestellt werden. Die spät eingespritzte Kraftstoffmenge kann beispielsweise eingestellt werden, um die Abgastemperatur über einen Schwellwert anzuheben, bei der der Filter regeneriert werden kann und die gespeicherten Partikel abgebrannt werden können. Der Schwellwert kann eingestellt werden, um eine gewünschte Filtertemperatur zu erreichen und/oder auf der Basis einer in dem Filter zum Zeitpunkt der Regenerierung gespeicherten Partikelmenge. Die Einstellung kann beispielsweise das Vergrößern der eingespritzten Kraftstoffmenge bei abnehmender Abgastemperatur oder Filtertemperatur (beispielsweise Abnahmen unterhalb des Schwellwerts) und/oder das Vergrößern der eingespritzten Kraftstoffmenge mit Zunahme der in dem Filter gespeicherten Partikelmenge beinhalten.
  • Bei 410 kann die bestimmte Kraftstoffmenge vor dem Filter während eines Abgashubs des Motorzyklus spät eingespritzt werden, so dass der eingespritzte Kraftstoff nicht in dem Motorzylinder verbrannt wird. Statt dessen kann im Filter eine exotherme Reaktion erzeugt werden, wodurch die Filtertemperatur erhöht wird und die Temperatur des die Turbine erreichenden Abgases erhöht wird. Beispielsweise kann der Filter eine katalytische Zwischenschicht enthalten, so dass der während des Abgashubs eingespritzte Kraftstoff in dem Filter exotherm mit überschüssigem Sauerstoff umgesetzt wird. Die Einspritzung kann beispielsweise als Reaktion auf eine Zunahme des Ladedrucks über den Schwellwert angehalten werden (beispielsweise wenn der Ladedruck auf einen Pegel ansteigt, der die Bereitstellung des angeforderten Drehmoments ermöglicht), oder darauf, dass das Motordrehmoment über das angeforderte Drehmoment ansteigt. Bei einigen Beispielen kann der Schwellwert auf einer gewünschten Ladedruckhöhe basieren. Beispielsweise kann die Einspritzung angehalten werden, wenn eine Differenz zwischen einem gewünschten und tatsächlichen Ladedruck über einem Schwellwert liegt. Alternativ kann die Einspritzung als Reaktion auf eine Zunahme der Abgastemperatur (oder Filtertemperatur) über einen Schwellwert und/oder einen Abfall der Menge der gespeicherten Partikel unter einen Schwellwert angehalten werden. Weiterhin kann eine nachfolgende Kraftstoffeinspritzung (beispielsweise während eines nachfolgenden Motorzyklus) auf der Basis der zuvor eingespritzten Kraftstoffmenge (beispielsweise zum Aufrechterhalten eines gewünschten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses) eingestellt werden.
  • Auf diese Weise können durch späte Einspritzung von Kraftstoff vor einem Partikelfilter bei ausgewählten Betriebsbedingungen Ladedruckprobleme, die sich bei einer Drehmomentanforderung ergeben, während der Filterregenerierung behandelt werden.
  • 5 zeigt ein Programm 500 zum Einstellen einer Wastegate-Position zur Behandelung von SCR-Katalysator-Reduktionsmittelmischproblemen dargestellt. Das Programm 500 kann als Teil des Steuerprogramms 300 durchgeführt werden, insbesondere bei 316.
  • Bei 502 kann das Programm Abgasflußcharakteristika bestimmen. Zu diesen können beispielsweise zählen: eine Abgasströmungsrate, eine Abgastemperatur, ein Verhältnis der zu dem Katalysator geleiteten Abgasmenge zu einer zum Lufteinlaß über die AGR rückgeführten Abgasmenge (beispielsweise über LP-AGR und/oder HP-AGR) usw. Das Programm kann auch Einspritzdetails bestimmen, wie etwa eine Einspritzmenge, eine Einspritzrate und einen Einspritzdruck. Bei 504 kann bestimmt werden, ob weiteres Mischen des Abgases und des eingespritzten Reduktionsmittels erforderlich ist. Die Mischbedingungen können anhand von Abgasstromdetails und Reduktionsmitteleinspritzdetails abgeschätzt oder darauf geschlossen werden. Beispielsweise können höhere Einspritzdrücke ein besseres Mischen ermöglichen. Analog können höhere Abgastemperaturen ein besseres Mischen aufgrund einer verbesserten Verdampfung des eingespritzten Reduktionsmittels ermöglichen. Eine Motorsteuerung kann eine Nachschlagetabelle enthalten, die einen Bereich von Kombinationen zu Abgastemperatur, Abgasströmungsrate, Turbinendrehzahl, Wastegate-Position und Einspritzdruck spezifiziert, bei denen ein sinnvolles Reduktionsmittelmischen möglich ist. Beispielsweise können Mischprobleme identifiziert werden, falls Abgas- und Einspritzparameter wie sie bei 502 bestimmt werden, außerhalb des gewünschten Bereichs/der gewünschten Kombination liegen. Alternativ kann auf Mischprobleme geschlossen werden, falls die Wastegate-Position größer als ein erster Schwellwert ist und die Turbinendrehzahl unter einem zweiten Schwellwert liegt.
  • Falls mehr Mischen erforderlich ist, kann bei 508 die Wastegate-Position eingestellt werden, um eine Reduktionsmittelmenge zu erhöhen, die über die Turbine zu dem SCR-Katalysator gelangt. Beispielsweise kann das Verkleinern einer Wastegate-Öffnung das Reduktionsmittelmischen verstärken. Falls Vergleichsweise mehr Mischen nicht erforderlich ist, kann bei 506 die Wastegate-Position so eingestellt werden, dass sie die Reduktionsmittelmenge herabsetzt, die über die Turbine zu dem SCR-Katalysator geleitet wird. Z. B. kann das Vergrößern einer Wastegate-Öffnung das Reduktionsmittelmischen herabsetzen. Es versteht sich jedoch, dass das Verändern der über die Turbine zugeführten Reduktionsmittelmenge möglicherweise nicht die Gesamtmenge des zum Katalysator zugeführten Reduktionsmittels beeinflußt.
  • Auf diese Weise kann eine Motorsteuerung ausgestaltet sein, ein Reduktionsmittel vor der Turbine in das Abgas einzuspritzen, das eingespritzte Reduktionsmittel mit Abgas über der Turbine zu mischen und das gemischte Reduktionsmittel an den nachgeschalteten Katalysator zu liefern. Durch Einspritzen des Reduktionsmittels vor der Turbine kann die Temperaturdifferenz des Abgases an der Turbine vorteilhafterweise dazu verwendet werden, die Verdampfung des Reduktionsmittels zu verbessern, anstatt des Einspritzens des Reduktionsmittels hinter der Turbine. Insbesondere kann die höhere Abgastemperatur vor der Turbine zum besseren Verdampfen des eingespritzten Reduktionsmittels verwendet werden, wodurch seine Mischbarkeit mit dem Abgas verbessert wird. Außerdem kann die turbulente Strömung verursacht durch die Schaufeln der Turbine das eingespritzte Reduktionsmittel weiter verteilen und ein besseres Mischen ermöglichen. Weiterhin können durch dieses Verbessern des Mischens des eingespritzten Reduktionsmittels ohne einen zusätzlichen Mischer oder eine zusätzliche Mischsektion Komponenten- und Kostenreduktionen erreicht werden. Das gut gemischte Reduktionsmittel kann dann mit niedrigeren Abgastemperaturen hinter der Turbine an den SCR-Katalysator geliefert werden, wodurch Katalysatorübertemperaturprobleme reduziert werden. Hier vorgenommene Wastegate-Einstellungen können in dem Steuerprogramm 300 bei 326 wenn nötig kompensiert werden, wie zuvor in 3 ausgeführt.
  • 6 zeigt ein Programm 600 zum Einstellen einer Wastegate-Position, um dadurch die SCR-Katalysatortemperatur auf eine gewünschte Katalysatortemperatur oder einen Temperaturbereich einzustellen. Das Programm 600 kann als Teil des Steuerprogramms 300 durchgeführt werden, insbesondere bei Schritt 320.
  • Bei 602 kann bestimmt werden, ob die SCR-Katalysatortemperatur (Tcat) unter einer Schwellwerttemperatur oder unter einem Temperaturbereich liegt. Falls die Katalysatortemperatur unter der Schwellwerttemperatur liegt, kann dann das Programm bei 604 bestimmen, ob die Nicht-Wastegate-Temperaturaktuatoren begrenzt sind. Falls beispielsweise Aktuatoren außer dem Wastegate eingestellt werden können, um die Katalysatortemperatur zu beeinflussen, dann können als ein erster Ansatz solche anderen Aktuatoren verwendet werden, um das Temperaturproblem zu behandeln. Falls ein Temperaturaktuator außer dem Wastegate, wie etwa Einspritzsteuerungen, für eine Modulation zur Verfügung steht, um dadurch die Katalysatortemperatur einzustellen und sie auf den gewünschten Temperaturbereich zu bringen, kann dann bei 606 das Programm somit die Katalysatortemperaturprobleme mit dem Nicht-Wastegate-Temperaturaktuator behandeln.
  • Falls im Vergleich alle die Nicht-Wastegate-Temperaturaktuatoren begrenzt sind (z. B. aufgrund von Verbrennungsstabilitätsgrenzen, Drehmomentsteuerung, Emissionsgrenzen usw.), kann dann bei 608 das Programm das Katalysatortemperaturproblem mit einer Wastegate-Einstellung behandeln. Insbesondere kann die Wastegate-Öffnung eingestellt werden (beispielsweise vergrößert), um dadurch einen Abgasstrom zum Katalysator über das Wastegate zu vergrößern. Beispielsweise kann die Einstellung auf der Katalysatortemperatur basieren. Weiterhin kann die Einstellung auf der Abgastemperatur basieren, und auf die Katalysatortemperatur kann aus der Abgastemperatur geschlossen werden. Die Einstellung kann auch auf einem Grad der Filterregeneration des vorgeschalteten Partikelfilters basieren. Die Einstellung kann beispielsweise das Vergrößern einer Wastegate-Öffnung beinhalten, wenn die Katalysatortemperatur unter der gewünschten Katalysatortemperatur liegt, und Verkleinern einer Wastegate-Öffnung, wenn die Katalysatortemperatur über der gewünschten Katalysatortemperatur liegt. Die Einstellung kann weiterhin das Vergrößern der Öffnung des Wastegate während einer Filterregeneration beinhalten. Beispielsweise kann es während der Filterregeneration das Risiko geben, dass in der nachgeschalteten Turbine (z. B. Turbine 54) Übertemperaturbedingungen auftreten. Somit kann unter bestimmten Bedingungen die Wastegate-Öffnung vergrößert werden, um Übertemperaturbedingungen während der Regeneration zu vermeiden.
  • Die Wastegate-Einstellung als Reaktion darauf, dass die SCR-Katalysatortemperatur unter einer gewünschten Temperatur liegt, kann es ermöglichen, dass ein größerer Teil des Abgases die Turbine umgeht und direkt den Katalysator erreicht. Daher kann während einer Passage durch die Turbine mindestens ein Teil der Hitze von der Turbine aus dem erhitzten Abgas extrahiert werden. Somit kann die Temperatur des den Katalysator durch die Turbine erreichenden Abgases viel niedriger sein als die Temperatur des den Katalysator über das Wastegate erreichenden Abgases. Durch Vergrößern der Menge von erhitztem Abgas, das den Katalysator über das Wastegate erreicht, falls der Katalysator unter der gewünschten Betriebstemperatur ist, kann die Temperatur des Katalysators angehoben werden. Hierbei vorgenommene Wastegate-Einstellungen können in dem Steuerprogramm 300 bei 326 kompensiert werden, wie zuvor in 3 ausgeführt. Wastegate-Einstellungen können weiterhin vom Ladedruck und der Drehzahl des Turboladers abhängen. Beispielsweise kann das Wastegate-Ventil eingestellt werden, um Übertemperaturbedingungen im Turbolader zu vermeiden und Ladedruckanforderungen zu erfüllen.
  • Auf diese Weise kann ein Turbinen-Wastegate vorteilhafterweise verwendet werden, um eine einem nachgeschalteten SCR-Katalysator zugeführte Menge an erhitztem Abgas einzustellen, wodurch die Katalysatortemperatur gesteuert wird. Durch Einstellen einer Wastegate-Anfangsposition auf Basis des Betriebsmodus eines vorgeschalteten Partikelfilters und danach folgendem Einstellen der Wastegate-Position, um eine Menge an heißem Abgas einzustellen, so wie sie während der Filterregeneration benötigt würde, die dem Katalysator über das Wastegate zugeführt wird, kann die Katalysatortemperatur gesteuert werden, während der Betrieb der verschiedenen Abgasreinigungseinrichtungen koordiniert wird. Durch Einstellen der Einspritzung von Reduktionsmittel vor der Turbine auf der Basis der Wastegate-Endposition, wie unten in 7 ausgeführt, kann auch die dem Katalysator zugeführte Menge an Reduktionsmittel gesteuert werden. Durch Steuern der Temperatur und der Reduktionsmitteldosierung eines SCR-Katalysators kann die Katalysatorleistung verbessert werden und der NOx-Inhalt der Abgasemissionen kann reduziert werden.
  • 7 zeigt ein Programm 700, beidem eine vor der Turbine eingespritzte Menge an Reduktionsmittel als Reaktion auf Wastegate-Einstellungen anzupassen, um dadurch eine einem nachgeschalteten SCR-Katalysator zugeführte Menge an Reduktionsmittel einzustellen. Die Programm 700 kann als Teil des Steuerprogramms 300 durchgeführt werden, insbesondere bei 324. Insbesondere kann die Reduktionsmitteleinspritzung sich ergebende Ladedruckänderungen aus vorausgegangenen Wastegate-Einstellungen kompensieren.
  • Bei 702 kann das Programm eine Reduktionsmitteleinspritzanfangsmenge auf der Basis von Motorbetriebsbedingungen bestimmen. Beispielsweise kann die Reduktionsmitteleinspritzanfangsmenge auf der Basis des als Reaktion auf die Fahrerdrehmomentanfrage geschätzten Ladedrucks, der bereits auf dem SCR-Katalysator vorhandenen Menge an Reduktionsmittel, der Katalysatortemperatur, Abgas-NOx-Konzentrationen usw. eingestellt werden. Bei 704 kann das Programm bestimmen, ob es beim Ladedruck etwaige Änderungen gibt. Beispielsweise kann bestimmt werden, ob aufgrund der vorausgegangenen Wastegate-Anpassungen (wie in 3 bei 312–322 ausgeführt) etwaige Ladedruckänderungen entstanden sind oder erwartet werden. Alternativ kann bestimmt werden, ob es irgendeine plötzliche und temporäre Änderung beim Ladedruck gibt (beispielsweise ein plötzlicher vorübergehender Abfall beim Ladedruck). Bei 706 kann die Reduktionsmittelanfangsmenge auf der Basis der Änderung beim Ladedruck eingestellt werden. Beispielsweise kann die Einstellung das vorübergehende Senken einer eingespritzten Reduktionsmittelmenge beinhalten, wenn der Ladedruck unter einen Schwellwert abfällt (beispielsweise während eines plötzlichen Abfalls des Ladedrucks). Die Einspritzeinstellung kann dann angehalten werden, wenn der Ladedruck zu dem gewünschten Wert zurückkehrt ist. Bei alternativen Ausführungsformen kann die Einstellung beinhalten, die Reduktionsmitteleinspritzung mit abnehmender Wastegate-Öffnung zu erhöhen, eine eingespritzte Reduktionsmittelmenge mit zunehmender Wastegate-Öffnung zu senken, die Reduktionsmitteleinspritzung mit zunehmender Turbinendrehzahl zu erhöhen und/oder die Reduktionsmitteleinspritzung in Anwesenheit von Ladedruck zu erhöhen. Auf diese Weise kann eine Motorsteuerung so ausgestaltet sein, daß sie eine in das Abgas eingespritzte Reduktionsmittelmenge auf der Basis von vorausgegangenen Wastegate-Einstellungen einstellt.
  • 8 zeigt ein Programm 800, das ein Verhältnis von zum Motoreinlaß zurückgeführtem Abgas über die HP-AGR- und LP-AGR-Leitungen während einer Filterregenerierungsoperation auf der Basis von Motorbetriebsbedingungen einstellt. Dieses Programm 800 kann als Teil des Steuerprogramms 300 durchgeführt werden, insbesondere bei 328.
  • Bei 802 kann bestimmt werden, ob die HP-AGR vorliegt oder erwünscht ist. Als solches kann während HP-AGR mindestens ein Teil des Abgases von einem Punkt vor der Turbine und einem Punkt hinter dem Partikelfilter über die HP-AGR-Leitung zum Lufteinlaß hinter dem Verdichter abgezweigt werden. Beispielsweise kann HP-AGR, vorliegen (oder erwünscht sein), weil die Abgas-NOx-Konzentrationen über einem Schwellwert liegt,. Falls HP-AGR vorliegt, dann können bei 804 Filterregenerierungsdetails bestimmt werden. Zu diesen können beispielsweise ein Regenerierungsausmaß, eine Regenerierungsrate, die Abgastemperatur während der Regenerierung, die Abgasströmungsrate während der Regenerierung, die gespeicherte Menge von Partikeln, die erwartete Dauer der Regenerierung usw. zählen. Bei 806 kann das Programm die Menge des abgezweigten Abgases auf der Basis der geschätzten Filterbetriebsbedingungen wie etwa der Filtertemperatur und/oder der Filterregenerierung einstellen. Insbesondere kann das Programm als Reaktion auf HP-AGR während einer Filterregenerierung ein HP-AGR-Ventil einstellen, um dadurch das Maß und/oder die Rate der HP-AGR auf der Basis der Regenerierungsdetails einzustellen.
  • Falls HP-AGR zu Beginn der Filterregenerierung vorliegt, kann in Erwartung des während der Filterregenerierung verwendeten erhitzten Abgases die von einem Punkt vor der Turbine und hinter dem Filter zum Lufteinlaß zurückgeführte Abgasmenge gesenkt werden, indem die Öffnung eines HP-AGR-Ventils verkleinert wird. Beispielsweise kann die entlang der AGR-Leitung 63 abgezweigte Menge an erhitztem Abgas gesenkt werden, indem die Öffnung des HP-AGR-Ventils 29 verkleinert wird. Außerdem kann der AGR-Strom durch den Kühler-Bypass entsprechend angepaßt werden. Beispielsweise kann im Wesentlichen kein Abgas zu dem Motoreinlaß über HP-AGR umgelenkt werden, z. B. durch vollständiges Schließen des HP-AGR-Ventils. Indem die Menge des erhitzten Abgases reduziert wird, die während der Filterregenerierung zum Lufteinlaß zurückgeführt wird, können die unerwünschten Effekte eines heißen AGR-Stroms auf die Abgas-NOx-Emissionen und die Motorleistung reduziert werden. Außerdem können die thermischen Anforderungen an den AGR-Kühler gesenkt werden, wodurch die Motorkraftstoffeffizienz verbessert wird.
  • Falls bei HP-AGR am Ende der Filterregenerierung vorliegt, kann in Erwartung von nach der Filterregenerierung verwendetem kühlerem Abgas die von einem Punkt vor der Turbine und hinter dem Filter zu dem Lufteinlaß zurückgeführte Menge an Abgas vergrößert werden, indem die Öffnung eines HP-AGR-Ventils vergrößert wird. Beispielsweise kann die (entlang der Abgasleitung 63) abgezweigte Menge an erhitztem Abgas vergrößert werden, indem die Öffnung des HP-AGR-Ventils 29 vergrößert wird. Außerdem kann der AGR-Strom durch den Kühler-Bypass entsprechend angepaßt werden. Durch Vergrößern der Menge an erhitztem Abgas, die nach dem Durchtritt durch den Filter zum Lufteinlaß zurückgeführt wird, kann dem Einlaß ein sauberer AGR-Strom geliefert werden, wodurch eine Verschmutzung des AGR-Kühlers, des AGR-Ventils und des Einlaßkrümmers reduziert wird und die Motorleistung und die Abgasemissionen verbessert werden.
  • Abgastemperaturänderungen können am Anfang und Ende der Filterregenerierung größer sein als Abgastemperaturänderungen in der Mitte der Filterregenerierung. Folglich können entsprechende AGR-Einstellungen am Anfang und Ende einer Filterregenerierung größer sein als Abgastemperaturänderungen in der Mitte der Filterregenerierung. Z. B. können die AGR-Einstellungen auf der Basis eines Abgastemperaturprofils allmählich angepaßt werden.
  • Bei alternativen Ausführungsformen kann die Einstellung als Reaktion auf den Betriebsmodus des Filters erfolgen. Beispielsweise kann eine Menge an abgezweigtem Abgas vergrößert werden, wenn der Filter Partikel speichert (Speichermodus), und die Menge an abgezweigtem Abgas kann herabgesetzt werden, wenn der Filter regeneriert wird (Regenerierungsmodus). Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Einstellung als Reaktion auf die Filtertemperatur erfolgen. Beispielsweise kann die Menge an abgezeigtem Abgas vergrößert werden, wenn die Filtertemperatur unter einem Schwellwert liegt, und die Menge an abgezweigtem Abgas kann gesenkt werden, wenn die Filtertemperatur über dem Schwellwert liegt.
  • Bei 808 kann das Maß an LP-AGR auf der Basis der Änderungen zum Maß der HP-AGR eingestellt werden. Insbesondere wird, nachdem eine erste Menge an Abgas von einem Punkt hinter dem Partikelfilter und vor der Turbine zu dem Lufteinlaßsystem abgezweigt wird (HP-AGR), wobei das Maß auf einer Rate der Partikelfilterregenerierung basiert, eine zweite Menge von Abgas von einem Punkt hinter dem Partikelfilter und hinter der Turbine zu dem Lufteinlaßsystem abgezweigt (LP-AGR), wobei die zweite Menge so eingestellt wird, das sie der Einstellung der ersten Menge entgegenwirkt. Weiterhin kann der AGR-Gesamtstrom davon abhängen, ob eine Partikelfilterregenerierung erfolgt oder nicht, wie oben bezüglich 6 beschrieben.
  • Z. B. kann das Verhältnis von HP-AGR zu LP-AGR eingestellt werden, um eine gewünschte AGR-Nettorate oder verbrannte Massenfraktion oder Einlaßsauerstoffkonzentration aufrechtzuerhalten. Bei einem weiteren Beispiel kann das Verhältnis eingestellt werden, um eine gewünschte Krümmertemperatur zu erreichen. Falls beispielsweise das Maß der durchgeführten HP-AGR, wenn der Filter regeneriert wird, zu höheren Einlaßkrümmertemperaturen führt (beispielsweise höher als ein Schwellwert), dann kann das Programm das Maß der HP-AGR reduzieren und entsprechend ein Maß der LP-AGR erhöhen. Falls bei einem weiteren. Beispiel das Maß der durchgeführten HP-AGR, während der Filter regeneriert wird, zu niedrigeren Einlaßkrümmertemperaturen führt (beispielsweise unter einem Schwellwert), dann kann das Programm das Maß der HP-AGR erhöhen und entsprechend das Maß der LP-AGR senken. Auf diese Weise kann durch Einstellen von HP-AGR und LP-AGR auf der Basis von Filterregenerierungsbedingungen der Betrieb der verschiedenen Abgasreinigungseinrichtungen mit AGR-Operationen koordiniert werden, während die Abgasemissionen verbessert werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2008-128046 A [0003]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Kimura et al. [0003]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Motors, der ein Abgasreinigungssystem enthält, wobei das Abgasreinigungssystem einen Katalysator hinter einer Turbine einer Aufladeeinrichtung und einen Reduktionsmittelinjektor vor der Turbine beinhaltet, umfassend: Injizieren eines Reduktionsmittels in das Abgas vor der Turbine; Vermischen des injizierten Reduktionsmittels mit Abgas innerhalb der Turbine und Zuführen des vermischten Reduktionsmittels zu dem Katalysator.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Abgasreinigungssystem weiterhin einen Partikelfilter vor dem Reduktionsmittelinjektor umfaßt und wobei das Reduktionsmittel Harnstoff enthält.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Katalysator ein SCR-Katalysator ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend das Einstellen eines Wastegates der Turbine, um den Grad der Vermischung des Reduktionsmittels zu steuern.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Wastegate-Einstellung das Verkleinern der Wastegate-Öffnung beinhaltet, um das Reduktionsmittelvermischen zu steigern.
  6. Abgasreinigungssystem für einen turbogeladenen Verbrennungsmotor, umfassend: einen Reduktionsmittelinjektor vor einer Turboladerturbine und einen SCR-Katalysator hinter der Turboladerturbine.
  7. System nach Anspruch 6, weiterhin umfassend einen Partikelfilter vor der Turbine.
  8. System nach Anspruch 6, weiterhin umfassend eine elektronische Steuerung, die so ausgestaltet ist, daß sie die Menge eines in den Abgasstrom der Turbine injizierten Reduktionsmittels auf der Basis eines vom Turbolader bereitgestellten Grades der Aufladung einstellt.
  9. System nach Anspruch 18, wobei die Steuerung so ausgestaltet ist, dass sie weiterhin die Menge an injiziertem Reduktionsmittel auf der Basis einer Katalysatortemperatur, eines Abgas-NOx-Niveaus und/oder einer Turbolader-Wastegate-Position einstellt.
  10. System nach Anspruch 9, wobei die Einstellung beinhaltet, die Reduktionsmittelinjektion heraufzusetzen, wenn die Wastegate-Öffnung verkleinert wird, die Reduktionsmittelinjektion mit zunehmender Turbinendrehzahl heraufzusetzen und/oder die Reduktionsmittelinjektion bei zunehmender Aufladung heraufzusetzen.
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