DE102010051503B4

DE102010051503B4 - Luftdrucksteuersysteme und -verfahren für Turboladersysteme

Info

Publication number: DE102010051503B4
Application number: DE102010051503.5A
Authority: DE
Inventors: Marco J. Gatti; Paul A. Bauerle; James L. Worthing; Layne K. Wiggins; J. Oscar Aparicio jun.; Joseph E. Ploucha
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-11-23
Filing date: 2010-11-16
Publication date: 2016-10-20
Anticipated expiration: 2030-11-17
Also published as: US20110125384A1; CN102072032B; DE102010051503A1; US8090522B2; CN102072032A

Abstract

Steuersystem (10) für eine Maschine (12) mit einem Turboladersystem (18), wobei das Steuersystem (10) umfasst: ein Ratenbestimmungsmodul (206), das auf der Grundlage einer Druckdifferenz zwischen einem momentanen Drosselklappeneinlassabsolutdruck-Signal (TIAP-Signal) (TIAPCURR) von einem TIAP-Sensor (26) und einem früheren TIAP-Signal einen Druckratenwert (PRV) erzeugt; ein Grenzratenauswahlmodul (208), das auf der Grundlage des Druckratenwerts (PRV) eine Grenzrate (LR, 220, 222, 224, 226, 228) auswählt; ein TIAP-Berechnungsmodul (210), das auf der Grundlage der Grenzrate (LR, 220, 222, 224, 226, 228) und des momentanen TIAP-Signals (TIAPCURR) ein berechnetes TIAP-Signal (TIAPCALC) erzeugt; und ein Drosselklappensteuermodul (30), das auf der Grundlage des berechneten TIAP-Signals (TIAPCALC) ein Drosselklappensteuersignal (THR) erzeugt und auf der Grundlage des Drosselklappensteuersignals (THR) ein Einlassdrosselventil (ITV) (22) der Maschine (12) betätigt.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Brennkraftmaschinen und insbesondere auf das Steuern des durch ein Turboladersystem erzeugten Luftdrucks.
HINTERGRUND
Eine Brennkraftmaschine (ICE) verbrennt ein Luft/Kraftstoff-Gemisch, um das Antriebsmoment für ein Fahrzeug zu erzeugen. Verbrennungsnebenprodukte werden über ein Abgassystem vom Fahrzeug ausgestoßen. Abgas vom Abgassystem kann durch ein Turboladersystem aufgenommen werden. Das Turboladersystem erhöht die Drehmomentabgabe der ICE, indem es die Luftströmung zur ICE erhöht. Das Turboladersystem komprimiert und erhöht die Ansaugluftströmung auf der Grundlage des Durchflusses des Abgases. Die komprimierte Ansaugluft wird zu Verbrennungszwecken über einen Ansaugkrümmer in Zylinder der ICE angesaugt.
Ein Turboladersystem kann ein Einstufen- oder ein Mehrstufensystem sein. Ein Einstufensystem kann eine einzelne Turbine, die den Ladedruck in einem Ansaugkrümmer erhöht, umfassen. Ein Mehrstufensystem kann eine Primärturbine und eine Sekundärturbine, die hintereinander geschaltet sind, umfassen. Die Primärturbine und eine Sekundärturbine nehmen Abgas auf und stellen jeweilige Kompressionsgrade der Luftladung für einen Ansaugkrümmer bereit.
Als Beispiel für ein Mehrstufensystem kann Abgas bei niedrigen Maschinendrehzahlen (z. B. unter 3.000 min^–1) durch eine Primärturbine strömen. Die Strömung des Abgases kann den Ladedruck in der Primärturbine erhöhen. Mit zunehmender Maschinendrehzahl nimmt der Ladedruck zu. Der Ladedruck kann durch Öffnen eines Umgehungsventils (BPV) gesteuert werden. Beispielsweise kann das BPV geöffnet werden, um zuzulassen, dass das Abgas die Primärturbine umgeht, wenn der Ladedruck größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist.
Das komprimierte Abgas von der Primärturbine kann zu einer Sekundärturbine geleitet werden. Die Sekundärturbine wird bei höheren Maschinendrehzahlen (z. B. über 3.000 min^–1) bei einem größeren Ladedruck als die Primärturbine betrieben. Der Ladedruck in der Sekundär-turbine kann durch Öffnen eines Ladedruckregelventils gesteuert werden. Beispielsweise kann das Ladedruckregelventil geöffnet werden, um zuzulassen, dass, um den Druck zu reduzieren, das Abgas die Sekundärturbine umgeht.
Das Reduzieren des Ladedrucks über das BPV und/oder das Ladedruckregelventil kann einen Druckabfall in einem Ansaugkrümmer verursachen. Ein Maschinensteuersystem kann den Druckabfall durch Einhaltung einer Drosselklappenstellung oder durch Vergrößern einer Drosselklappenöffnung, um die Luftströmung in Zylinder einer Maschine zu erhöhen, kompensieren. Diese Kompensation kann eine Zunahme der Fahrzeugbeschleunigung verursachen. Die Zunahme der Fahrzeugbeschleunigung wird als Zustand des ”Davonsegels” bezeichnet. Der Davonsegelzustand kann die Abgasemissionen erhöhen, eine Maschineninstabilität verursachen und/oder die Kraftstoffwirtschaftlichkeit mindern.
Aus der US 6 318 083 B1 ist eine Steuerungsvorrichtung bekannt, die ein zwischen Turbolader und Maschine angeordnetes Drosselventil auf der Grundlage einer Differenz zwischen einer Druckdifferenz von gemessenen tatsächlichen Ladedrücken und einem Vorgabeladedrucks steuert, um ein vorübergehendes Ansprechverhalten des tatsächlichen Ladedrucks zu verbessern.
Gemäß der EP 1 336 737 A2 wird zur Steuerung des Ladedrucks eine Differenz zwischen einem Vorgabeladedruck und einem gemessenen tatsächlichen Ladedruck verwendet, wobei die Steuerung des Ladedrucks primär durch einen in einem Turbolader integrierten Elektromotor und/oder durch Variation einer variablen Turbinengeometrie des Turboladers und/oder durch Öffnen von dem Turbolader nachgeschalteten Ventilen erfolgt.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein alternatives Steuersystem für eine Maschine mit einem Turboladersystem zu schaffen, bei welchem Davonsegelzustände minimiert und/oder verhindert werden.
Die Aufgabe wird mit einem Steuersystem gemäß Anspruch 1 gelöst.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einer Ausführungsform wird ein System für eine Maschine mit einem Turboladersystem geschaffen, das ein Ratenbestimmungsmodul, ein Grenzratenauswahlmodul, ein Drosselklappeneinlassabsolutdruck-Berechnungsmodul (TIAP-Berechnungsmodul) und ein Drosselklappensteuermodul umfasst. Das Ratenbestimmungsmodul erzeugt auf der Grundlage einer Druckdifferenz zwischen einem momentanen TIAP-Signal von einem TIAP-Sensor und einem früheren TIAP-Signal einen Druckratenwerts eine Grenzrate aus. Das TIAP-Berechnungsmodul erzeugt auf der Grundlage der Grenzrate und des momentanen TIAP-Signals ein berechnetes TIAP-Signal. Das Drosselklappensteuermodul erzeugt auf der Grundlage des berechneten TIAP-Signals ein Drosselklappensteuersignal und betätigt auf der Grundlage des Drosselklappensteuersignals ein Einlassdrosselventil (ITV) der Maschine.
Gemäß weiteren Merkmalen wird ein Verfahren zum Steuern des Luftdrucks in einer Maschine mit einem Turboladersystem geschaffen. Das Verfahren umfasst das Erzeugen eines Druckratenwerts auf der Grundlage einer Druckdifferenz zwischen einem momentanen TIAP-Signal von einem TIAP-Sensor und einem früheren TIAP-Signal. Auf der Grundlage des Druckratenwerts wird eine Grenzrate ausgewählt. Auf der Grundlage der Grenzrate und des momentanen TIAP-Signals wird ein berechnetes TIAP-Signal erzeugt. Auf der Grundlage des berechneten TIAP-Signals wird ein Drosselklappensteuersignal erzeugt. Auf der Grundlage des Drosselklappensteuersignals wird ein Einlassdrosselventil (ITV) der Maschine betätigt.
Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachstehend gegebenen genauen Beschreibung deutlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird anhand der genauen Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen vollständiger verstanden werden; es zeigen:
1 einen funktionalen Blockschaltplan eines beispielhaften Maschinensteuersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
2 einen funktionalen Blockschaltplan eines Drosselklappensteuersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
3A–3D ein Verfahren zum Steuern des Ansaugluftdrucks vor der Drosselklappe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
4 ein beispielhaftes Diagramm eines ersten Drosselklappeneinlassabsolutdruck-Signals (TIAP-Signals) einer Maschine mit Turboaufladung und eines zweiten TIAP-Signals einer Maschine ohne Turbolader; und
5 ein beispielhaftes Diagramm eines herkömmlichen TIAP-Signals und eines durch ein System der vorliegenden Offenbarung erzeugten TIAP-Signals.
GENAUE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist dem Wesen nach lediglich beispielhaft, wobei keineswegs beabsichtigt ist, die Offenbarung, ihre Anwendung oder ihre Verwendungen zu beschränken. Der Klarheit halber werden in den Zeichnungen dieselben Bezugszeichen zum Kennzeichnen ähnlicher Elemente verwendet. Der Ausdruck ”wenigstens eines von A, B und C” soll als logisches ”A oder B oder C” unter Verwendung eines nicht-exklusiven logischen ODER interpretiert werden. Wohlgemerkt können Schritte in einem Verfahren in unterschiedlicher Reihenfolge ausgeführt werden, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
Der Begriff ”Modul”, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe) mit Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführt, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität schaffen.
Obwohl die folgenden Ausführungsformen in erster Linie bezüglich beispielhafter Brennkraftmaschinen beschrieben werden, kann die vorliegende Offenbarung auch auf andere Maschinen Anwendung finden. Beispielsweise kann die vorliegenden Offenbarung auf Maschinen mit Kompressionszündung, Funkenzündung, Homogenladungsfunkenzündung, Homogenladungskompressionszündung, Schichtladungsfunkenzündung und funkenunterstützter Kompressionszündung Anwendung finden.
Eine Maschine kann mit einem Turbolader ausgestaltet sein, um die Luftströmung, die Zylindern der Maschine zugeführt wird, zu regeln. Der Turbolader verstärkt den Luftdruck in einem Ansaugkrümmer mittels Energie von der Abgasströmung. Die Abgasströmung kann durch mehrere Steueraktoren wie etwa ein Ladedruckregelventil und ein Umgehungsventil (BPV) gesteuert werden. Das Ladedruckregelventil und/oder das BPV können geöffnet werden, um den Ansaugluftdruck vor der Drosselklappe zu reduzieren. Diese Reduktion des Luftdrucks kann einen Druckabfall vor der Drosselklappe verursachen.
Ein Maschinensteuersystem kann den Druckabfall vor der Drosselklappe durch Steuern der Stellung eines Einlassdrosselventils (ITV) kompensieren. Das ITV wird dazu verwendet, auf der Grundlage eines Drosselklappeneinlassabsolutdruck-(TIAP)-Signals von einem TIAP-Sensor eine den Zylindern zugeführte Ansaugluftmenge vor der Drosselklappe zu regeln.
Der TIAP-Sensor erzeugt das TIAP-Signal, das für einen Absolutdruck oberstromig zum ITV bezeichnend ist. Aufgrund der nichtlinearen Kennlinie der Ansaugluftströmung vor der Drosselklappe kann sich ein Davonsegelzustand ergeben. Die hier offenbarten Ausführungsformen minimieren die Dauer von Davonsegelzuständen und/oder verhindern diese.
In 1 ist ein beispielhaftes Maschinensteuersystem 10 eines Fahrzeugs gezeigt. Das Maschinensteuersystem 10 kann eine Maschine 12 und ein Luftströmungssteuersystem 14 umfassen. Die Maschine 12 verbrennt ein Luft/Kraftstoff-Gemisch, um auf der Grundlage von Maschinenbetriebsparameter, Benutzereingaben und Umgebungsbedingungen das Antriebsmoment für ein Fahrzeug zu erzeugen.
Das Luftströmungssteuersystem 14 kann ein Drosselklappensteuersystem 16 und ein Turboladersystem 18 umfassen. Das Drosselklappensteuersystem 16 kann ein Maschinensteuermodul (engine control module, ECM) 20, ein ITV 22, einen Drosselklappenstellungssensor (throttle position sensor, TPS) 24 und einen TIAP-Sensor 26 umfassen. Das ECM 20 kann ein TIAP-Sicherheitssteuermodul 28 und ein Drosselklappensteuermodul 30 umfassen.
Das TIAP-Sicherheitssteuermodul 28 koordiniert die Steuerung des ITV 22 auf der Grundlage eines momentanen TIAP-Signals TIAP_CURR vom TIAP-Sensor 26. Das TIAP-Sicherheitssteuermodul 28 steuert auf der Grundlage des momentanen TIAP-Signals TIAP_CURR eine Ansaugluftmenge vor der Drosselklappe. Der TIAP-Sensor 26 erzeugt das momentane TIAP-Signal TIAP_CURR, das für einen Absolutdruck oberstromig zum ITV 22 bezeichnend ist.
Das Drosselklappensteuermodul 30 steuert das Öffnen und Schließen des ITV 22 auf der Grundlage eines berechneten TIAP-Signals TIAP_CALC vom TIAP-Sicherheitssteuermodul 28. Das Drosselklappensteuermodul 30 kann eine Stellung des ITV 22 mittels eines oder mehrerer TPS (24) überwachen. Der TPS 24 erzeugt ein Drosselklappenstellungssignal TPS, das für eine Stellung einer Drosselklappe 32 im ITV 22 bezeichnend ist. Ein Beispiel für das TIAP-Sicherheitssteuermodul 28 und das Drosselklappensteuermodul 30 ist in 2 gezeigt.
Das Turboladersystem 18 nimmt Abgase auf und schickt eine komprimierte Luftladung zu einem Ansaugkrümmer 34. Das Turboladersystem 18 kann ein BPV 36 und ein Ladedruckregelventil 38, um eine dem Ansaugkrümmer 34 zugeführte Luftmenge zu steuern, umfassen. Das BPV 36 und/oder das Ladedruckregelventil 38 können passiv (z. B. über ein vakuumbetriebenes Ventil) oder aktiv (z. B. über einen elektronischen Drosselklappencontroller) durch das ECM 20 betätigt werden.
Das BPV 36 und/oder das Ladedruckregelventil 38 können dazu verwendet werden, eine Ladedruckakkumulation im Turboladersystem 18, die größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert, zu verhindern. Beispielsweise kann das ECM 20 den Ladedruck durch Steuern der Stellungen des BPV 36 und/oder des Ladedruckregelventils 38 im Turboladersystem 18 modulieren. Obwohl 1 ein Zweistufen-Turboladersystem zeigt ist die vorliegende Offenbarung auf andere Typen von Turboladersystemen anwendbar.
Während des Maschinenbetriebs bewegt sich Luft, die über ein Luftfilter 40 aufgenommen wird, an einem Turboladereinlassabsolutdruck-(turbocharger inlet absolute pressure, TCIAP)-Sensor 42, dem Turboladersystem 18, dem TIAP-Sensor 26 und dem ITV 22 vorbei. Der TCIAP-Sensor 42 erzeugt ein TCIAP-Signal TurboIAP, das für einen Absolutdruck oberstromig zum Turboladersystem 18 bezeichnend ist. Die Luft wird in den Ansaugkrümmer 34 angesaugt. Die Luft im Ansaugkrümmer 34 wird in Zylinder 44 verteilt. Ein Ansaugkrümmerabsolutdruck-(intake manifold absolute pressure, MAP)-Sensor 46 erfasst den Luftdruck im Ansaugkrümmer 34 und erzeugt ein MAP-Signal IMAP. Obwohl 1 sechs Zylinder zeigt, kann die Maschine 12 irgendeine Anzahl von Zylindern 44 umfassen.
Kraftstoff, der über Kraftstoffverteiler 48, 50 geliefert wird, wird mit der Luft, die in die Zylinder 44 angesaugt wird, vereinigt. Obwohl eine benzinbetriebene Brennkraftmaschine gezeigt sein kann, finden die hier offenbarten Ausführungsformen auf mit Diesel oder Alternativkraftstoff gespeiste Maschinen Anwendung. Um das Antriebsmoment der Maschine 12 zu erzeugen, wird ein Luft/Kraftstoff-Gemisch in den Zylindern 44 komprimiert und gezündet.
Ein Maschinendrehzahlsensor 52 erzeugt ein Maschinendrehzahlsignal RPM, das die Drehzahl der Maschine 12 in Umdrehungen pro Minute (RPM bzw. min^–1) angibt. Verbrennungsabgas in den Zylindern 44 wird über Abgaskrümmer 54, 56 herausgedrängt. Das Abgas bewegt sich durch Abgasleitungen 58, 60 und wird zum Turboladersystem 18 geleitet.
Das Turboladersystem 18 kann einen Primärturbolader 62 und einen Sekundärturbolader 64 umfassen. Der Primärturbolader 62 kann eine Turbine mit veränderlicher Geometrie (variable geometry turbine, VGT) 66 und einen Hochdruckkompressor (high-pressure compressor, HPC) 68 umfassen. Der HPC 68 dreht sich und zwingt Luft in die Zylinder 44, wenn Abgas durch die VGT 66 strömt. Die VGT 66 kann einen Satz beweglicher Schaufeln (nicht gezeigt) besitzen, um den Druck des durch den Primärturbolader 62 strömenden Abgases zu steuern. Beispielsweise werden die Schaufeln teilweise geschlossen, um die Drehzahl des Primärturboladers 62 zu erhöhen, wenn die Abgasströmung niedrig ist. Wenn die Maschinendrehzahl zunimmt, können die Schaufeln geöffnet werden, um die Drehzahl des Primärturboladers 62 zu reduzieren.
Der Sekundärturbolader 64 kann eine Turbine mit fester Geometrie (fixed geometry turbine, FGT) 70 und einen Niederdruckkompressor (low-pressure compressor, LPC) 72 umfassen. Das Abgas durch den FGT 70 bewirkt, dass sich der LPC 72 dreht und Luft komprimiert. Das Abgas strömt von den Abgaskrümmern 54, 56 in die VGT 66 und dann durch die FGT 70. Wenn die Maschinendrehzahl zunimmt und der Ladedruck in der VGT 66 ansteigt, kann das BPV 36 geöffnet werden, um zuzulassen, dass das Abgas durch die FGT 70 strömt. Ähnlich kann das Ladedruckregelventil 38 geöffnet werden, um zuzulassen, dass das Abgas die FGT 70 umgeht, wenn der Ladedruck in der FGT 70 größer als ein vorgegebener Schwellwert ist. In Verbindung mit dem BPV 36 kann ein Kompressorumgehungsventil (compressor bypass valve, CBPV) 74 arbeiten. In einer anderen Ausführungsform können das CBPV 74 und das BPV 36 unabhängig arbeiten. Das CBPV 74 verhindert, dass sich der HPC 68 schneller als mit einer vorgegebenen Drehzahl dreht.
In 2 ist das Drosselklappensteuersystem 16 gezeigt. Das Drosselklappensteuersystem 16 kann das TIAP-Sicherheitssteuermodul 28 und das Drosselklappensteuermodul 30 umfassen. Das TIAP-Sicherheitssteuermodul 28 kann ein Ladedruckregelventil- und BPV-Überwachungsmodul 202, ein TIAP-Signalüberwachungsmodul 204, ein Ratenbestimmungsmodul 206, ein Grenzratenauswahlmodul 208, ein TIAP-Berechnungsmodul 210 und ein Minimumprüfmodul 212 umfassen.
Das Ladedruckregelventil- und BPV-Überwachungsmodul 202 kann das BPV 36 und das Ladedruckregelventil 38 überwachen und ein Statussignal STAT erzeugen, das eine WAHR- oder FALSCH-Angabe darüber ist, ob das BPV 36 oder das Ladedruckregelventil 38 geöffnet ist. Das TIAP-Signalüberwachungsmodul 204 kann ein momentanes TIAP-Signal TIAP_CURR vom TIAP-Sensor 26 bei einem vorgegebenen Abtastintervall iterativ erfassen (d. h. abtasten). Beispielweise kann das Abtastintervall eine Periode von 12,5 Millisekunden sein. Das Ratenbestimmungsmodul 206 kann das momentane TIAP-Signal TIAP_CURR bei dem vorgegebenen Abtastintervall empfangen und einen Druckratenwert PRV des momentanen TIAP-Signals TIAP_CURR erzeugen.
Der Druckratenwert PRV bezieht sich auf eine Geschwindigkeit, mit der sich der Luftdruck über eine vorgegebene Periode verändert (beispielsweise 7 kPa/12,5 Millisekunden). Der Druckratenwert PRV kann auf der Grundlage einer Druckdifferenz zwischen einem momentanen TIAP-Signal und einem früheren, vor dem vorgegebenen Abtastintervall erzeugten TIAP-Signal bestimmt werden. Beispielsweise kann ein momentaner Druck (z. B. 10 kPa) von einem früheren Druck (z. B. 13 kPA), der während eines früheren Intervalls (z. B. eines früheren 12.5-Millisekunden-Intervalls) erfasst wurde, subtrahiert werden, um einen Druckratenwert PRV (z. B. +3 kPa/12,5 Millisekunden) zu erzeugen. Zum Erfassen des Start- und des Endzeitpunkts des vorgegebenen Abtastintervalls kann ein Taktsignal CLK von einem Zeitgeber 214 verwendet werden.
Das Grenzratenauswahlmodul 208 kann eine Grenzrate LR auf der Grundlage des Druckratenwerts PRV, des Statussignals STAT und eines Erfassungszählers 216 auswählen. Die Grenzrate LR bezieht sich auf eine maximal zulässige Druckänderung in dem berechneten TIAP-Signal TIAP_CALC. Beispielsweise kann die Druckänderung in dem berechneten TIAP-Signal TIAP_CALC auf 112 kPa/Sekunde begrenzt sein.
Die Grenzrate LR kann unter einer erhöhenden Grenzrate 220 und einem Satz von M erniedrigenden Grenzraten 221 ausgewählt werden, wobei M eine ganze Zahl größer als 1 ist. Als Beispiel kann die Grenzrate LR unter der erhöhenden Grenzrate 220 und einem Satz von drei erniedrigenden Grenzraten 222–226 ausgewählt werden. Die Grenzrate LR kann die erhöhende Grenzrate 220, eine erste erniedrigende Grenzrate 222, eine zweite erniedrigende Grenzrate 224 oder eine dritte erniedrigende Grenzrate 226 sein.
Die zweite erniedrigende Grenzrate 224 kann größer als die erste und die dritte erniedrigende Grenzrate, 222, 226, sein, während die dritte erniedrigende Grenzrate 226 größer oder gleich der ersten erniedrigenden Grenzrate 222 sein kann. Beispielsweise kann die zweite erniedrigende Grenzrate 224 auf 112 kPa/Sekunde eingestellt sein, während die erste und die dritte erniedrigende Grenzrate, 222, 226, auf 1 kPa/Sekunden eingestellt sein kann. Die Grenzraten 220–228 können kalibriert und im Speicher 218 gespeichert sein.
Die Grenzrate LR kann dazu verwendet werden, einen erhöhenden oder erniedrigenden Druckratenwert PRV des berechneten TIAP-Signals TIAP_CALC zu bestimmen. Beispielsweise kann die zweite erniedrigende Grenzrate 224 den Druckratenwert PRV auf eine erste vorgegebene Druckrate (z. B. 112 kPa/Sekunde) begrenzen. Ähnlich kann die dritte erniedrigende Grenzrate 226 den Druckratenwert PRV auf eine zweite vorgegebene Druckrate (z. B. 1 kPa/Sekunde) begrenzen. Dies gibt an, dass das berechnete TIAP-Signal TIAP_CALC bei Verwendung der zweiten erniedrigenden Grenzrate 224 schneller als bei Verwendung der dritten erniedrigenden Grenzrate 226 abfällt. Weitere Beispiele dieser Grenzraten werden mit Bezug auf die Ausführungsformen nach den 3A–3D beschrieben.
Eine Anzahl von Erfassungen (d. h. Abtastwerten) des momentanen TIAP-Signals TIAP_CURR kann auf N Abtastwerte begrenzt sein, wenn die zweite erniedrigende Grenzrate 224 ausgewählt ist. N ist eine ganze Zahl größer als 1. Der Erfassungszähler 216 kann im Speicher gespeichert sein und dazu verwendet werden, die Anzahl von Abtastwerten zu zählen.
Das TIAP-Berechnungsmodul 210 kann das berechnete TIAP-Signal TIAP_CALC auf der Grundlage der Grenzrate LR und des momentanen TIAP-Signals TIAP_CURR erzeugen. Beispielsweise kann das berechnete TIAP-Signal TIAP_CALC anfänglich auf den gleichen Wert wie das momentane TIAP-Signal TIAP_CURR eingestellt werden. Das TIAP-Berechnungsmodul 210 kann das berechnete TIAP-Signal TIAP_CALC auf der Grundlage der Grenzrate LR erhöhen oder erniedrigen.
Das Minimumprüfmodul 212 kann einen Minimalwert des berechneten TIAP-Signals TIAP_CALC erfassen und auf der Grundlage eines MAP-Signals IMAP und eines TCIAP-Signals TurboIAP ein konditioniertes berechnetes TIAP-Signal TIAP_MIN erzeugen. Der Minimalwert kann auf das größere von dem MAP-Signal IMAP und dem TCIAP-Signal TurboIAP eingestellt werden. Das MAP-Signal IMAP und das TCIAP-Signal TurboIAP können um kalibrierte Versatzwerte versetzt werden. Als Beispiel kann ein kalibrierter Versatzwert auf 1–2 kPa eingestellt werden. Die kalibrierten Versatzwerte können auf der Grundlage von beispielsweise einer Spannungs- und Stromänderung der MAP- und TCIAP-Sensoren 42, 26, Sensorempfindlichkeiten, Sensororten und/oder dem Rauschen der Instrumentierung bestimmt werden.
Das Drosselklappensteuermodul 30 kann das konditionierte berechnete TIAP-Signal TIAP_MIN empfangen und auf der Grundlage des konditionierten berechneten TIAP-Signals TIAP_MIN ein Drosselklappensteuersignal THR erzeugen. Das Drosselklappensteuermodul 30 kann auf der Grundlage des Drosselklappensteuersignals THR das ITV 22 betätigen. Das Drosselklappensteuermodul 30 kann die Drehmomentabgabe der Maschine 12 steuern, indem es das ITV 22 auf der Grundlage des Drosselklappensteuersignals THR regelt.
In den 3A–3D ist ein beispielhaftes Verfahren des Steuerns des Ansaugluftdrucks vor der Drosselklappe gezeigt. Obwohl die folgenden Schritte in erster Linie bezüglich der Ausführungsformen nach den 1–2 beschrieben werden, können die Schritte so modifiziert sein, dass sie auf andere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung Anwendung finden. Das TIAP-Sicherheitssteuermodul 28 von 1 kann die Steuerung für die folgenden Schritte 302–352 ausführen und vornehmen.
Das Verfahren kann bei 300 beginnen. Im Schritt 302 kann das TIAP-Signalüberwachungsmodul 204 ein momentanes TIAP-Signal TIAP_CURR vom TIAP-Sensor 26 empfangen. Im Schritt 304 kann das TIAP-Berechnungsmodul 210 anfänglich ein berechnetes TIAP-Signal TIAP_CALC erzeugen und auf das momentane TIAP-Signal TIAP_CURR einstellen. Das momentane und das berechnete TIAP-Signal, TIAP_CURR, TIAP_CALC, können gleiche Anfangswerte besitzen.
Im Schritt 306 kann das TIAP-Signalüberwachungsmodul 204 anfänglich den Erfassungszähler 216 im Speicher 218 auf null zurücksetzen. Im Schritt 308 kann das Ladedruckregelventil- und BPV-Überwachungsmodul 202 das Statussignal STAT erzeugen. Die Steuerung kann zum Schritt 310 weitergehen, wenn das Statussignal STAT WAHR ist; andernfalls kann die Steuerung zum Schritt 312 weitergehen. Im Schritt 310 kann das TIAP-Signalüberwachungsmodul 204 das momentane TIAP-Signal TIAP_CURR erfassen und den Erfassungszähler 216 um eins erhöhen.
Im Schritt 312 kann das Ratenbestimmungsmodul 206 das momentane TIAP-Signal TIAP_CURR vom TIAP-Signalüberwachungsmodul 204 bei einem vorgegebenen Abtastintervall (z. B. 12,5 Millisekunden) empfangen. Das Ratenbestimmungsmodul 206 kann einen Druckratenwert PRV des momentanen TIAP-Signals TIAP_CURR erzeugen. Der Druckratenwert PRV kann auf der Grundlage einer Druckdifferenz zwischen einem momentanen TIAP-Signal und einem früheren, vor dem vorgegebenen Abtastintervall erzeugten TIAP-Signal bestimmt werden.
Beispielsweise kann das momentane TIAP-Signal (z. B. 13 kPa) vom früheren TIAP-Signal (z. B. 10 kPa) subtrahiert werden, um einen Druckratenwert PRV von –3 kPa/12,5 Millisekunden zu erzeugen. Lediglich als Beispiel kann ein negativer Druckratenwert angeben, dass das momentane TIAP-Signal TIAP_CURR ansteigt. Ähnlich kann ein positiver Druckratenwert angeben, dass das momentane TIAP-Signal TIAP_CURR abfällt. Die Steuerung kann zum Schritt 314 weitergehen, wenn der Druckratenwert PRV angibt, dass das momentane TIAP-Signal TIAP_CURR ansteigt; andernfalls kann die Steuerung zum Schritt 316 weitergehen.
In 4 ist nun ein beispielhaftes Diagramm eines ersten TIAP-Signals 400 einer Maschine ohne einen Turbolader (d. h. Nicht-Turbomaschine) und eines zweiten TIAP-Signals 402 einer Maschine mit Turboladung (d. h. Turbomaschine) gezeigt. Das erste TIAP-Signal 400 kann während des Maschinenbetriebs auf einem konstanten Pegel bleiben. Das zweite TIAP-Signal 402 kann während der Turbolader-Aufladungsperiode wie etwa zwischen den Punkten A und B ein Dreiecksprofil besitzen. Während der Turbolader-Aufladungsperiode erhöht das Turboladersystem 18 den Ladedruck zugunsten einer erhöhten Drehmomentabgabe der Maschine 12.
Der Punkt A identifiziert einen Startzeitpunkt der Turbolader-Aufladungsperiode, während der Punkt B einen Endzeitpunkt der Turbolader-Aufladungsperiode identifiziert. Der Punkt C identifiziert einen Zeitpunkt, an dem das BPV 36 und/oder das Ladedruckregelventil 38 geöffnet werden, um den Ladedruck zu reduzieren und dadurch einen möglichen Geräteschaden an der Maschine 12 zu vermeiden. Ein erstes Segment 404 des zweiten TIAP-Signals 402 ist einem zunehmenden Luftdruck im Ansaugkrümmer 34 zugeordnet und liegt zwischen den Punkten A und C, mit einer ersten Dauer, die mit 406 bezeichnet ist. Ein zweites Segment 408 des zweiten TIAP-Signals 402 ist einem abnehmenden Luftdruck zugeordnet und liegt zwischen den Punkten C und B, mit einer zweiten Dauer, die mit 410 bezeichnet ist. Die Luftdruckabnahme kann zwischen den Punkten C und B und/oder während der zweiten Dauer 410 einen Davonsegelzustand verursachen.
Wieder in 3A kann im Schritt 314 das Grenzratenauswahlmodul 208 eine erhöhende Grenzrate 220 als LR auswählen, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind. Die Bedingungen für die erhöhende Grenzrate 220 können jenen Druckratenwert PRV, der angibt, dass das momentane TIAP-Signal TIAP_CURR ansteigt und das Statussignal STAT FALSCH ist (d. h. das BPV 36 und das Ladedruckregelventil 38 geschlossen sind), umfassen.
Im Schritt 316 kann das Grenzratenauswahlmodul 208 eine erste erniedrigende Grenzrate 222 als Grenzrate LR auswählen, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind. Die Bedingungen für die erste erniedrigende Grenzrate 222 können jenen Druckratenwert PRV, der angibt, dass das momentane TIAP-Signal TIAP_CURR abfällt und das Statussignal STAT FALSCH ist, umfassen.
In 3B nun kann im Schritt 318 das TIAP-Berechnungsmodul 210 das berechnete TIAP-Signal TIAP_CALC erzeugen, indem es dieses auf der Grundlage der Grenzrate LR erhöht. Beispielsweise kann das berechnete TIAP-Signal TIAP_CALC durch die erhöhende Grenzrate 220 erhöht werden. Im Schritt 320 kann das TIAP-Berechnungsmodul 210 das berechnete TIAP-Signal TIAP_CALC erzeugen, indem es dieses auf der Grundlage der Grenzrate LR erniedrigt. Beispielsweise kann das berechnete TIAP-Signal TIAP_CALC durch die erste erniedrigende Grenzrate 222 erniedrigt werden.
Im Schritt 322 kann das Minimumprüfmodul 212 einen Minimalwert des berechneten TIAP-Signals TIAP_CALC erfassen und auf der Grundlage eines MAP-Signals IMAP und eines TCIAP-Signals TurboIAP das konditionierte berechnete TIAP-Signal TIAP_MIN erzeugen. Im Schritt 324 erzeugt das Drosselklappensteuermodul 30 ein Drosselklappensteuersignal THR auf der Grundlage des berechneten TIAP-Signals TIAP_CALC und betätigt auf der Grundlage des Drosselklappensteuersignals THR das ITV 22.
In 3C nun ist eine beispielhafte Minimumprüfung des Schritts 322 gezeigt. Im Schritt 380 kann das Minimumprüfmodul 212 die TCIAP- und MAP-Signale, TurboIAP, IMAP, von den TCIAP- und MAP-Sensoren, 42, 46, empfangen. Im Schritt 382 kann das Minimumprüfmodul 212 eine erste und eine zweite temporäre Variable, TIAP_TEMP1 und TIAP_TEMP2, auf null zurücksetzen.
Im Schritt 384 kann das Minimumprüfmodul 212 zum Schritt 386 weitergehen, wenn das berechnete TIAP-Signal TIAP_CALC kleiner oder gleich dem MAP-Signal IMAP mit einem ersten Versatz Offset1 ist. Der erste Versatz Offset1 bezieht sich auf einen kalibrierten Versatzwert für den MAP-Sensor 46. Der erste Versatz Offset1 kann vom MAP-Signal IMAP subtrahiert werden, um vor einem Vergleich mit dem berechneten TIAP-Signal TIAP_CALC einen ersten Wert des MAP-Signals IMAP mit dem ersten Versatz Offset1 zu liefern. Das Minimumprüfmodul 212 kann zum Schritt 386 weitergehen, wenn das berechnete TIAP-Signal TIAP_CALC kleiner oder gleich dem ersten Wert ist; andernfalls kann das Minimumprüfmodul 212 zum Schritt 388 weitergehen. Im Schritt 386 kann das Minimumprüfmodul 212 die erste temporäre Variable TIAP_TEMP1 auf den ersten Wert einstellen.
Im Schritt 388 kann das Minimumprüfmodul 212 zum Schritt 390 weitergehen, wenn das berechnete TIAP-Signal TIAP_CALC kleiner oder gleich dem TCIAP-Signal TurboIAP mit einem zweiten Versatz Offset2 ist. Der zweite Versatz Offset2 bezieht sich auf einen kalibrierten Versatzwert für den TCIAP-Sensor 42. Der zweite Versatzwert Offset2 kann vom TCIAP-Signal TurboIAP subtrahiert werden, um vor einem Vergleich mit dem berechneten TIAP-Signal TIAP_CALC einen zweiten Wert des TCIAP-Signals TurboIAP mit dem zweiten Versatz Offset2 zu liefern. Das Minimumprüfmodul 212 kann zum Schritt 390 weitergehen, wenn das berechnete TIAP-Signal TIAP_CALC kleiner oder gleich dem zweiten Wert ist; andernfalls kann das Minimumprüfmodul 212 zum Schritt 392 weitergehen. Im Schritt 390 kann das Minimumprüfmodul 212 die zweite temporäre Variable TIAP_TEMP2 auf den zweiten Wert einstellen.
Im Schritt 392 kann das Minimumprüfmodul 212 zum Schritt 394 weitergehen, wenn die erste temporäre Variable TIAP_TEMP1 größer als die zweite temporäre Variable TIAP_TEMP2 ist; andernfalls kann das Minimumprüfmodul 212 zum Schritt 396 weitergehen. Im Schritt 394 kann das Minimumprüfmodul 212 das berechnete TIAP-Signal TIAP_CALC auf die erste temporäre Variable TIAP_TEMP1 einstellen.
Im Schritt 396 kann das Minimumprüfmodul 212 zum Schritt 398 weitergehen, wenn die zweite temporäre Variable TIAP_TEMP2 ungleich null ist; andernfalls kann das Minimumprüfmodul 212 enden, ohne das berechnete TIAP-Signal TIAP_CALC zu modifizieren. Im Schritt 398 kann das Minimumprüfmodul 212 das berechnete TIAP-Signal TIAP_CALC auf die zweite temporäre Variable TIAP_TEMP2 einstellen.
Wieder in 3A kann im Schritt 326 die Steuerung zum Schritt 328 weitergehen, wenn der Erfassungszähler 216 größer als N ist; andernfalls kann die Steuerung zum Schritt 330 weitergehen. N ist eine vorgegebene maximale Anzahl von Abtastwerten des momentanen TIAP-Signals TIAP_CURR, während die zweite erniedrigende Grenzrate 224 angewandt wird. N ist eine ganze Zahl größer als 1.
Im Schritt 330 kann das Grenzratenauswahlmodul 208 auf der Grundlage des Taktsignals CLK eine Periode zwischen einem Zeitpunkt, zu dem das Statussignal STAT WAHR wird, und einem momentanen Zeitpunkt, berechnen. Beispielsweise kann das Grenzratenauswahlmodul 208 auf den Zeitgeber 214 zugreifen, um einen anfänglichen Zeitstempel darüber, wann das BPV 26 oder das Ladedruckregelventil 38 geöffnet ist, zu empfangen. Der Zeitgeber 214 vergleicht auf der Grundlage des Taktsignals CLK den anfänglichen Zeitstempel mit einem momentanen Zeitstempel. Die Steuerung kann zum Schritt 332 weitergehen, wenn die Periode größer als eine vorgegebene Minimalperiode ist; andernfalls kann die Steuerung zum Schritt 334 weitergehen.
Während der vorgegebenen Minimalperiode kann das Grenzratenauswahlmodul 208 die zweite erniedrigende Grenzrate 224 als Grenzrate LR auswählen. Die vorgegebene Minimalperiode kann auch dazu verwendet werden, den Luftdruck oberstromig zum ITV 22 zu stabilisieren. Lediglich als Beispiel kann für die vorgegebene Minimalperiode der Luftdruck oberstromig zum ITC 22 aufgrund des Abgasgegendrucks, der erzeugt wird, wenn das BPV 36 oder das Ladedruckregelventil 38 offen ist, instabil sein.
Im Schritt 332 kann das momentane TIAP-Signal TIAP_CURR durch das TIAP-Signalüberwachungsmodul 204 erfasst werden. Das Ratenbestimmungsmodul 206 kann das momentane TIAP-Signal TIAP_CURR empfangen und den Druckratenwert PRV des momentanen TIAP-Signals TIAP_CURR erzeugen. Der Druckratenwert PRV kann auf der Grundlage einer Druckdifferenz zwischen einem momentanen TIAP-Signal und einem früheren, vor einer vorgegebenen Periode erzeugten TIAP-Signal erzeugt werden. Die Steuerung kann zum Schritt 328 weitergehen, wenn der Druckratenwert PRV des momentanen TIAP-Signals TIAP_CURR kleiner als die dritte erniedrigende Grenzrate 226 ist; andernfalls kann die Steuerung zum Schritt 334 weitergehen.
Im Schritt 328 kann das Grenzratenauswahlmodul 208 eine dritte erniedrigende Grenzrate 226 als Grenzrate LR auswählen, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind. Die Bedingungen für die dritte erniedrigende Grenzrate 226 können umfassen, dass das Statussignal STAT WAHR ist und dass der Druckratenwert PRV des momentanen TIAP-Signals TIAP_CURR kleiner als die dritte erniedrigende Grenzrate 226 ist oder der Erfassungszähler 216 größer als N ist.
Im Schritt 334 kann das Grenzratenauswahlmodul 208 die zweite erniedrigende Grenzrate 224 als Grenzrate LR auswählen, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind. Die Bedingungen für die zweite erniedrigende Grenzrate 224 können umfassen, dass das Statussignal STAT WAHR ist, dass der Druckratenwert PRV des momentanen TIAP-Signals TIAP_CURR größer oder gleich der dritten erniedrigenden Grenzrate 226 ist und dass der Erfassungszähler 216 kleiner oder gleich N ist.
In 5 nun ist ein beispielhaftes Diagramm eines ersten berechneten TIAP-Signals 500 bei Verwendung einer herkömmlichen Grenzrate, eines momentanen TIAP-Signals 502 und eines zweiten berechneten TIAP-Signals 504 bei Verwendung von Grenzraten der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Die Signale 500, 502, 504 können beginnen, am Punkt P abzufallen. Der Punkt P identifiziert einen Zeitpunkt, zu dem das BPV 36 und/oder das Ladedruckregelventil 38 geöffnet werden, um den Luftdruck im Turboladersystem 18 zu verringern. Der Luftdruck kann sich während eines Turbolader-Aufladungsbetriebs im Turboladersystem 18 aufgebaut haben. Am Punkt P kann als Ergebnis eines durch ein Öffnungsereignis des BPV 36 und/oder des Ladedruckregelventils 38 verursachten Druckabfalls ein Davonsegelzustand beginnen.
Das erste berechnete TIAP-Signal 500 kann zeigen, dass sich der Davonsegelzustand während einer Periode zwischen den Punkten P und T fortsetzt. Der Punkt T identifiziert einen Endzeitpunkt des Davonsegelzustands für das erste berechnete TIAP-Signal 500. Das momentane TIAP-Signal 502 kann einen Luftdruck im BPV 36 oder dem Ladedruckregelventil 38 angeben. Der Luftdruck des BPV 36 und/oder des Ladedruckregelventils 38 kann beginnen, am Punkt P abzunehmen und bis zum Punkt S weiter abzunehmen. Der Punkt S identifiziert einen Zeitpunkt, zu dem sich der Luftdruck auf den Druck X1 stabilisiert hat. Der Druck X1 kann gleich dem MAP-Signal IMAP und/oder dem TCIAP-Signal TurboIAP sein, mit entsprechenden kalibrierten Versätzen.
Das zweite berechnete TIAP-Signal 504 kann zeigen, dass sich der Davonsegelzustand während einer Periode zwischen den Punkten P und R fortsetzt. Der Punkt R identifiziert einen Endzeitpunkt des Davonsegelzustands für das zweite berechnete TIAP-Signal 504. Eine Anwendung der zweiten und der dritten Grenzrate, 224, 226, verkürzt die Dauer des Davonsegelzustands. Dies ist durch eine Verkürzung der Zeit zwischen den Punkten R und T (mit 506 bezeichnet) angegeben. Im Gegensatz dazu kann eine Anwendung der herkömmlichen Grenzrate die Periode des Davonsegelzustands verlängern. Die zweite und die dritte erniedrigende Grenzrate, 224, 226, werden während der Periode 508 (Zeit zwischen den Punkten P und Q) bzw. während der Periode 510 (Zeit zwischen den Punkten Q und R) angewandt.
Der Punkt (Q, X2) ist dem zugeordnet, dass ein Druckratenwert PRV des momentanen TIAP-Signals 502 kleiner als die dritte erniedrigende Grenzrate 226 ist und/oder der Erfassungszähler 216 größer als N ist. Die dritte erniedrigende Grenzrate 226 kann am Punkt (Q, X2) angewandt werden und bis zum Zeitpunkt R weiter angewandt bleiben. Obwohl hierin der Erfassungszähler 216 beschrieben wird, kann auch ein Erfassungszeitgeber implementiert sein, um die Anwendung der zweiten erniedrigenden Grenzrate 224 während der Periode 508 zu begrenzen.
In 3D nun kann im Schritt 340 das TIAP-Berechnungsmodul 210 das berechnete TIAP-Signal TIAP_CALC erzeugen, indem es dieses auf der Grundlage der Grenzrate LR erniedrigt. Beispielsweise kann das berechnete TIAP-Signal TIAP_CALC durch die dritte erniedrigende Grenzrate 226 erniedrigt werden. Im Schritt 342 kann das Minimumprüfmodul 212 einen Minimalwert des berechneten TIAP-Signals TIAP_CALC erfassen und auf der Grundlage eines MAP-Signals IMAP und eines TCIAP-Signals TurboIAP das konditionierte berechnete TIAP-Signal TIAP_MIN erzeugen. Im Schritt 344 erzeugt das Drosselklappensteuermodul 30 auf der Grundlage des berechneten TIAP-Signals TIAP_CALC ein Drosselklappensteuersignal THR und betätigt auf der Grundlage des Drosselklappensteuersignals THR das ITV 22.
Im Schritt 346 kann die Steuerung zum Schritt 302 weitergehen, wenn das berechnete TIAP-Signal TIAP_CALC gleich der ersten oder der zweiten temporären Variable, TIAP_TEMP1, TIAP_TEMP2, ist; andernfalls kann die Steuerung zum Schritt 340 zurückkehren. Wie in 3C gezeigt ist, kann ein Minimalwert des berechneten TIAP-Signals TIAP_CALC auf die erste oder die zweite temporäre Variable, TIAP_TEMP1, TIAP_TEMP2, begrenzt werden. Die erste und die zweite temporäre Variable, TIAP_TEMP1, TIAP_TEMP2, werden auf der Grundlage des MAP-Signals IMAP und des TCIAP-Signals TurboIAP mit entsprechende kalibrierten Versätzen bestimmt.
Im Schritt 350 kann das TIAP-Berechnungsmodul 210 das berechnete TIAP-Signal TIAP_CALC erzeugen, indem es dieses auf der Grundlage der Grenzrate LR erniedrigt. Beispielsweise kann das berechnete TIAP-Signal TIAP_CALC durch die zweite erniedrigende Grenzrate 224 erniedrigt werden.
Im Schritt 352 kann das Minimumprüfmodul 212 einen Minimalwert des berechneten TIAP-Signals TIAP_CALC erfassen und auf der Grundlage eines MAP-Signals IMAP und eines TCIAP-Signals TurboIAP das konditionierte berechnete TIAP-Signal erzeugen. Im Schritt 354 erzeugt das Drosselklappensteuermodul 30 auf der Grundlage des berechneten TIAP-Signals TIAP_CALC ein Drosselklappensteuersignal THR und betätigt auf der Grundlage des Drosselklappensteuersignals THR das ITV 22.
Die oben beschriebenen Schritte sind als veranschaulichende Beispiele aufzufassen; die Schritte können je nach Anwendung nacheinander, synchron, gleichzeitig, fortlaufend, während sich überlappender Zeitperioden oder in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden.

Claims

Steuersystem (10) für eine Maschine (12) mit einem Turboladersystem (18), wobei das Steuersystem (10) umfasst: ein Ratenbestimmungsmodul (206), das auf der Grundlage einer Druckdifferenz zwischen einem momentanen Drosselklappeneinlassabsolutdruck-Signal (TIAP-Signal) (TIAP_CURR) von einem TIAP-Sensor (26) und einem früheren TIAP-Signal einen Druckratenwert (PRV) erzeugt; ein Grenzratenauswahlmodul (208), das auf der Grundlage des Druckratenwerts (PRV) eine Grenzrate (LR, 220, 222, 224, 226, 228) auswählt; ein TIAP-Berechnungsmodul (210), das auf der Grundlage der Grenzrate (LR, 220, 222, 224, 226, 228) und des momentanen TIAP-Signals (TIAP_CURR) ein berechnetes TIAP-Signal (TIAP_CALC) erzeugt; und ein Drosselklappensteuermodul (30), das auf der Grundlage des berechneten TIAP-Signals (TIAP_CALC) ein Drosselklappensteuersignal (THR) erzeugt und auf der Grundlage des Drosselklappensteuersignals (THR) ein Einlassdrosselventil (ITV) (22) der Maschine (12) betätigt.
Steuersystem (10) nach Anspruch 1, das ferner umfasst: ein Ladedruckregelventil- und Umgehungsventil-(BPV)-Überwachungsmodul (202), das auf der Grundlage einer Öffnung eines BPV (36) und/oder eines Ladedruckregelventils (38) des Turboladersystems (18) ein Statussignal (STAT) erzeugt; ein TIAP-Signalüberwachungsmodul (204), das das momentane TIAP-Signal (TIAP_CURR) in vorgegebenen Abtastintervallen iterativ abtastet; und ein Minimumprüfmodul (212), das auf der Grundlage eines Ansaugkrümmerabsolutdruck-Signals (MAP-Signal) (IMAP) von einem MAP-Sensor (46) und eines Turboladereinlassabsolutdruck-Signals (TCIAP-Signal) (TurboIAP) von einem TCIAP-Sensor (42) einen Minimalwert des berechneten TIAP-Signals (TIAP_CALC) ermittelt, wobei das TCIAP-Signal (TurboIAP) einen Absolutdruck oberstromig zum Turboladersystem (18) angibt und das MAP-Signal (IMAP) einen Absolutdruck in einem Ansaugkrümmer (34) der Maschine (12) angibt.
Steuersystem (10) nach Anspruch 1, wobei der Druckratenwert (PRV) angibt, dass das momentane TIAP-Signal (TIAP_CURR) erhöhend oder erniedrigend ist, wobei das momentane TIAP-Signal (TIAP_CALC) einen Absolutdruck oberstromig zum ITV (22) angibt und wobei der TIAP-Sensor (26) zwischen dem Turboladersystem (18) und dem ITV (22) positioniert ist.
Steuersystem (10) nach Anspruch 1, wobei das Turboladersystem (18) ein BPV (36) und/oder ein Ladedruckregelventil (38) umfasst, wobei das BPV (36) und/oder das Ladedruckregelventil (38) geöffnet sind, wenn der Ladedruck des Turboladersystems (18) größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist.
Steuersystem (10) nach Anspruch 2, wobei das Minimumprüfmodul (212) eine erste temporäre Variable (TIAP_TEMP1) auf das MAP-Signal (IMAP) mit einem ersten Versatz (Offset1), der dem MAP-Sensor (46) zugeordnet ist, einstellt, wenn das berechnete TIAP-Signal (TIAP_CALC) kleiner oder gleich dem MAP-Signal (IMAP) mit dem ersten Versatz (Offset1) ist, wobei das Minimumprüfmodul (212) eine zweite temporäre Variable (TIAP_TEMP2) auf das TCIAP-Signal (TurboIAP) mit einem zweiten Versatz (Offset2), der dem TCIAP-Sensor (42) zugeordnet ist, einstellt, wenn das berechnete TIAP-Signal (TIAP_CALC) kleiner oder gleich dem TCIAP-Signal (TurboIAP) mit dem zweiten Versatz (Offset2) ist, und wobei das Minimumprüfmodul (212) das berechnete TIAP-Signal (TIAP_CALC) auf die größere der ersten temporären Variable (TIAP_TEMP1) und der zweiten temporären Variable (TIAP_TEMP2) einstellt, wenn die erste temporäre Variable (TIAP_TEMP1) und die zweite temporäre Variable (TIAP_TEMP2) ungleich null sind.
Steuersystem (10) nach Anspruch 1, wobei das Grenzratenauswahlmodul (208) die Grenzrate (LR) unter einer erhöhenden Grenzrate (220) und M erniedrigenden Grenzraten (222, 224, 226, 228) auswählt, wobei M eine ganze Zahl größer als 1 ist.
Steuersystem (10) nach Anspruch 1, wobei das Grenzratenauswahlmodul (208) die Grenzrate (LR) unter einer erhöhenden Grenzrate (220), einer ersten erniedrigenden Grenzrate (222), einer zweiten erniedrigenden Grenzrate (224) und einer dritten erniedrigenden Grenzrate (226) auswählt und wobei die zweite erniedrigende Grenzrate (224) größer als die erste (222) und die dritte erniedrigende Grenzrate (226) ist und die dritte erniedrigende Grenzrate (226) größer oder gleich der ersten erniedrigenden Grenzrate (222) ist.
Steuersystem (10) nach Anspruch 7, wobei das TIAP-Berechnungsmodul (210) das berechnete TIAP-Signal (TIAP_CALC) auf das momentane TIAP-Signal (TIAP_CURR) einstellt und das berechnete TIAP-Signal (TIAP_CALC) während einer ersten Periode um die erhöhende Grenzrate (220) erhöht, wobei das TIAP-Berechnungsmodul (210) das berechnete TIAP-Signal (TIAP_CALC) auf das momentane TIAP-Signal (TIAP_CURR) einstellt und das berechnete TIAP-Signal (TIAP_CALC) während einer zweiten Periode um die erste erniedrigende Grenzrate (222) erniedrigt und wobei die erste Periode vor der zweiten Periode liegt.
Steuersystem (10) nach Anspruch 7, wobei das TIAP-Berechnungsmodul (210) das berechnete TIAP-Signal (TIAP_CALC) auf das momentane TIAP-Signal (TIAP_CURR) einstellt und das berechnete TIAP-Signal (TIAP_CALC) während einer ersten Periode um die zweite erniedrigende Grenzrate (224) erniedrigt, wobei das TIAP-Berechnungsmodul (210) das berechnete TIAP-Signal (TIAP_CALC) auf das momentane TIAP-Signal (TIAP_CURR) einstellt und das berechnete TIAP-Signal (TIAP_CALC) während einer zweiten Periode um die dritte erniedrigende Grenzrate (226) erniedrigt und wobei die erste Periode vor der zweiten Periode liegt.
Steuersystem (10) nach Anspruch 7, wobei das Grenzratenauswahlmodul (208) die erhöhende Grenzrate (220) auswählt, wenn das momentane TIAP-Signal (TIAP_CURR) ansteigt und das BPV (36) und das Ladedruckregelventil (38) geschlossen sind, und wobei das Grenzratenauswahlmodul (208) die erste erniedrigende Grenzrate (222) auswählt, wenn das momentane TIAP-Signal (TIAP_CURR) abfällt und das BPV (36) und das Ladedruckregelventil (38) geschlossen sind.