气引导至涡轮增压器12的涡轮机14。涡轮机14可以包括附接到涡轮轴(未示出)的多个固定叶片。叶片可以设计并定位成确保当涡轮增压器12以最大所需压缩比运行时，涡轮14以最高效率运行。
[0018]发动机系统10可以进一步包括第六导管31，其用于将来自涡轮机14的排气引导至排气后处理模块32。涡轮机旁通装置33可以设置为选择性地允许排气绕过涡轮机14 (即，作为“完全”旁路)，使得流体可以直接从发动机24流出至排气后处理模块32。涡轮机旁通装置33可以包括连接于第五导管29和第六导管31之间的涡轮机旁通导管34。涡轮机旁通控制阀35可以设置在涡轮机旁通导管34内，用于选择性地控制穿过其中的排气流。
[0019]本领域的许多涡轮增压器都有排气门。排气门是设置于涡轮增压器壳体内用于绕过涡轮机的通道。所述通道通常包括提升阀，其可以非常小并且外部致动。所述通道可以有相对较小的流动面积，从而使排气绕过(bleed past)涡轮机。但是，由于流动面积小，排气门不可以设计成为排气提供涡轮机附近的完全旁路。如可通过涡轮机旁通装置33提供的完全旁路可以起到与排气门相同的作用。但是，本发明公开的方法同样适用于包括排气门的发动机系统。
[0020]排气后处理模块32可以接收并处理排气，在将排气通过第七导管36引导至大气中之前除去污染物。排气后处理模块32 —般可以在某些温度下高效运行，当排气温度处于具有上下温度限制的预定温度范围内时，排气处理效率达到最优。所述预定温度范围可以称为“工作温度范围”。工作温度范围会根据排气后处理模块32的类型变化。工作温度范围可以从排气后处理模块32的生产商处获得或可由技术人员通过排气后处理模块32中使用的部件确定。
[0021]排气后处理模块32可以包括至少一种催化剂，用于氧化污染物，如一氧化碳和碳氢化合物，以及/或减少污染物，如N0X。所述催化剂可以是贵金属或普通金属氧化物，并且可以置于催化转化器中，如涂覆于蜂窝状结构或形成于陶瓷颗粒表面。下限可以是催化剂开始有效起作用的温度，上限可以是催化剂被高温破坏或停止有效催化的温度。对于使用柴油燃料的压缩点火发动机来说，适宜的下限可以为180°C，适宜的上限可以为550°C。当排气通过涡轮机14时，涡轮机14的温度可以降低。因此，排气在进入涡轮机14之前的温度上限可以是660°C。
[0022]排气后处理模块32可以包括选择性催化还原(SCR)系统，其可以包括位于催化剂上游的还原剂注射器。还原剂注射器可以将液体还原剂注入进入排气后处理模块32的排气流中。高排气温度可能会导致还原剂蒸发，并且得到的气体组合可能会接触催化剂。还原剂可以与排气中的N0X反应生成氮、水和二氧化碳，其可以经由第七导管36离开发动机系统10。在具体的实施方式中，SCR系统可以是尿素SCR系统，在所述尿素SCR系统中，还原剂为氨水。催化剂可以包括沸石、钒等。
[0023]当排气温度处于工作温度范围内，如180°C _550°C时，所述SCR系统可以更有效率。当排气温度处于工作温度范围内时，所述SCR系统可以具有至少95 %的优选转换效率。若排气温度低于下限，则可能会形成不希望的化合物，如硫酸氢铵，并降低排气后处理模块32的性能。若排气温度高于上限，则还原剂可能会燃尽，而不是像需要的那样与N0X发生反应。
[0024]排气后处理模块32可以包括微粒过滤器/收集器，如柴油机微粒过滤器(DPF)。若后处理模块32包含SCR系统，则所述微粒过滤器可以设置在还原剂注射器的上游。微粒过滤器可以是本领域已知的任何适宜的过滤器，如蜂窝陶瓷、氧化铝涂层金属丝网或泡沫陶瓷。所述微粒过滤器也可以是被动再生型过滤器，当排气温度处于预定温度范围内时，被过滤的颗粒物在所述过滤器中被氧化。这种再生要求有相对较高的温度，并且排气中要有足够的有效二氧化氮时才能生效，例如，柴油颗粒物与二氧化氮氧化的温度约为2500°C _400°C。再生式过滤器可以包括允许在较低温度点火的催化剂。可选地，过滤器可以通过主动将过滤器附近的排气温度(如550°C以上)提高至实现氧气-烟尘氧化所需的点火温度来主动再生。下限可以是微粒过滤器主动再生的温度，上限可以是微粒过滤器被高温破坏的温度。
[0025]发动机系统10可以进一步包括至少一个传感器，其设置为感测与发动机系统10的一个或多个部件相关的一个或多个参数，并将与所述参数相关的信号发送至控制单元。例如，一个或多个传感装置可以设置为以本领域已知的任何适合的方式确定或直接检测以下参数:
[0026]—输送至发动机24的每个缸的燃料体积；
[0027]—发动机速度，如通过检测曲轴曲柄角的变化速率；
[0028]一燃烧前流入每个缸的流体体积；
[0029]一每个缸内的温度和/或压力；
[0030]一流入发动机系统10的流体温度和/或压力(即环境条件)；
[0031]一涡轮增压器压缩机13、涡轮机14和/或机械增压器17的入口或出口处的流体压力；
[0032]一机械增压器旁通控制阀28和/或涡轮机旁通控制阀35的打开程度；
[0033]—节流阀的打开程度；
[0034]—发动机24的出口处和/或后处理模块32内的排气温度；
[0035]—冷却装置内用于冷却发动机系统10的冷却液的温度；
[0036]一机械增压器传动装置19的既有传动比；以及
[0037]一离合器20的离合情况。
[0038]控制单元可以操作以根据以上利用发动机控制参数图(如查找表)和/或经验模型(如基于方程的计算)感测到的一个或多个参数确定其他发动机条件，如空气燃料比。特别地，控制单元可以操作以确定当前发动机载荷和所需发动机载荷，当前发动机载荷代表既有发动机扭矩输出，所需发动机载荷代表发动机24所需的未来扭矩输出。
[0039]本领域熟知，控制单元可以利用扭矩估计来估计当前发动机载荷。扭矩估计可以是映射模型或经验模型，并且可以根据例如注入的燃料体积、发动机速度、环境温度/压力和/或发动机24的流体入口内的流体压力/温度估计当前发动机载荷。在可选实施例中，可以利用附接到动力传动系统的载荷传感器直接确定当前发动机载荷。
[0040]控制单元可以基于油门位置和/或注入缸中的燃料体积利用映射或模型来确定所需要的发动机载荷。可选地，在发动机系统10向液压系统提供动力的机器中，可以通过液压系统中液压流体的压力来确定所需要的发动机载荷。例如，液压流体的压力迅速上升可能表示需要液压系统达到高载荷。发动机系统10可能需要提供更高的扭矩输出来为液压系统提供足够的动力，从而使其能够提供高载荷。
[0041]控制单元能够操作以控制发动机系统10的各个部件和模块。例如，控制单元可以控制机械增压器旁通控制阀28、和涡轮机旁通控制阀35的开口程度、摄入流体中节流阀的开口程度、离合器20的接合、机械增压器传动装置19的传动比和/或燃料注入速度。
[0042]控制单元还可以包括调速器，其根据发动机速度控制注入的燃料量。因此，可以根据当前发动机载荷，而不是所需发动机载荷，控制燃料注入。
[0043]控制单元可以设置为以第一、第二、第三和第四操作模式操作发动机系统10。
[0044]在第一操作模式下，机械增压器17和涡轮增压器12可以对进气提供最小的(如果有的话)压缩，从而使发动机24自然吸气。离合器20可以脱离接合，从而使机械增压器17不被驱动