DE102018117258A1 - Übergangsausgleich für einen verdichter mit variabler geometrie - Google Patents

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Devesh Upadhyay
David R. Hanna
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Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Steuern eines per Turbolader aufgeladenen Motors bereitgestellt. In einem Beispiel kann ein Verfahren gleichzeitiges Einstellen eines Abgasrückführungsgasstroms und eines Turbinenstroms beinhalten, während eine Geometrie eines Verdichters eingestellt wird, um eine durch die Verdichtereinstellung hervorgerufene Störung auszugleichen.

Description

  • GEBIET
  • Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Steuern des Betriebs von an Verbrennungsmotoren gekoppelten Verdichtern mit variabler Geometrie.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK/KURZDARSTELLUNG
  • Bei Motoren kann ein Turbolader verwendet werden, um eine druckverstärkte Ansaugluft für ein verbessertes Motordrehmoment/eine verbesserte Motorleistungsausgabedichte bereitzustellen. Der Turbolader kann einen Verdichter beinhalten, der an eine abgasgetriebene Turbine gekoppelt ist. Der Verdichter kann abhängig von den Betriebsbedingungen ein Pumpen und/oder eine Drosselung erfahren. Ein Pumpen kann während eines niedrigen Luftmassenstroms auftreten, wenn der Luftstrom durch den Verdichter zum Stillstand kommt oder sich umkehrt. Beispielsweise kann ein Verdichterpumpen als Reaktion auf plötzliche Pedalfreigaben auftreten oder kann bei hohen Abgasrückführungsraten (AGR-Raten) auftreten. Verdichterpumpen kann zu Problemen mit Geräuschen, Schwingungen und Rauhigkeit (noise, vibration, and harshness - NVH) führen, wie etwa unerwünschten Geräuschen aus dem Ansaugsystem des Motors. Eine Drosselung kann auftreten, wenn der Luftstrom durch den Verdichter bei einer gegebenen Drehzahl des Verdichters nicht erhöht werden kann. Beispielsweise kann eine Verdichterdrosselung als Reaktion auf aggressive Pedalbetätigungen aus einer Leerlaufmotordrehzahlbedingung auftreten. Während der Drosselung kann der Turbolader dem Motor keine zusätzliche Luft bereitstellen, wodurch die Motorleistungsausgabedichte zeitweise begrenzt ist.
  • Es wurden verschiedene Ansätze entwickelt, um den Verdichterbetriebsbereich auszuweiten. Ein beispielhafter Ansatz beinhaltet Druckverstärken von Luft mit einem Verdichter mit variabler Geometrie (variable geometry compressor - VGC), wobei ein Luftstrom durch den Verdichter durch Änderung der Geometrie oder einer Position des VGC eingestellt werden kann. Als ein Beispiel kann das Muster des Luftstroms in den Verdichter durch Einstellen eines Schaufelwinkels eingestellt werden. Als ein weiteres Beispiel kann der Luftstrom durch den Verdichter mit einer passiven Gehäusestrukturierung modifiziert werden, die unbewegliche Schlitze und/oder Öffnungen beinhaltet. Bei Bedingungen eines niedrigen Luftmassenstroms kann der Schlitz der passiven Gehäusestrukturierung einen Weg zur Rückführung von teilweise unter Druck stehender Luft zu dem Verdichtereinlass bereitstellen. Die rezirkulierte Luft, die durch den Verdichter strömt, kann ermöglichen, dass der Verdichter mit einer niedrigeren Luftmassenströmungsrate betrieben wird, bevor es zu einem Pumpen kommt. Bei Bedingungen eines hohen Luftmassenstroms können die Schlitze und/oder Öffnungen der passiven Gehäusestrukturierung einen Weg zum Kurzschließen des Luftstroms durch den Verdichter bereitstellen, sodass der Verdichter mit einer höheren Luftmassenströmungsrate betrieben werden kann, bevor es zu einer Drosselung kommt. Ein Nachteil von passiven Gehäusestrukturierungssystemen besteht darin, dass sich eine effektive Stelle für einen passiven Rückführungsschlitz zur Verhinderung von Pumpen von einer effektiven Stelle für einen passiven Rückführungsschlitz zur Verhinderung einer Drosselung unterscheidet.
  • Ein weiterer beispielhafter Ansatz beinhaltet die Verwendung einer aktiven Gehäusestrukturierung (active casing treatment - ACT) für einen Verdichter, wie etwa durch Sun et al. in U.S. 8,517,664 gezeigt. Darin beinhaltet ein Turbolader eine aktive Gehäusestrukturierung, ein Laufrad, ein Gehäuse und einen Diffusor. Eine Steuerung stellt als Reaktion auf Massenstrombedingungen eine Gehäusehülse bezogen auf einen Schwellenwert oder auf Grundlage einer Druckdifferenz in dem Motorsystem ein, sodass Schlitze in der Gehäusehülse entweder mit einem Pumpschlitz oder einem Drosselschlitz ausgerichtet sind. Luft wird als Reaktion aus die Schlitzausrichtung selektiv zwischen dem Laufrad und dem Verdichtereinlass strömengelassen.
  • Zusätzlich zu den vorangehend angemerkten Problemen haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung außerdem erkannt, dass Änderungen der Geometrie oder Position des Verdichters Motorbetriebsparameter zeitweise von dessen erwünschten Sollwerten ablenken können. Die Übergangsstörung kann NVH und eine schlechte Motorleistung herbeiführen. Als ein Beispiel können die Motorbetriebsparameter über eine Rückkopplungssteuerschleife durch Betriebsaktoren gesteuert werden. Rückwärtsgekoppelte Steuersignale an Aktoren können lediglich eine Verdichtereinstellung widerspiegeln, wenn ein Fehler in den Motorbetriebsparametern bereits aufgetreten ist und erfasst wurde. Anders ausgedrückt kann eine Reaktionszeit der Rückkopplungssteuerschleife lange sein. Andererseits kann der Prozess des Einstellens der Verdichtergeometrie oder -position bezogen auf die Reaktionszeit der Rückkopplungssteuerschleife relativ schnell sein. Beispielsweise kann der Prozess des Bewegens der Gehäusehülse eines ACT-Verdichters zum Ausrichten mit dem Drosselschlitz oder Pumpschlitz abrupt und/oder schrittweise durchgeführt werden. Somit kann die Rückkopplungssteuerung eine begrenzte Bandbreite zum Ausgleichen und Verringern der durch die Verdichtergeometrieeinstellung hervorgerufenen Störung aufweisen, insbesondere, da die Steuerung abgestimmt ist, um auf verschiedene andere Störungen zu reagieren, und abgestimmt sein kann, um ein bestimmtes Fahrgefühl als Reaktion auf durch den Fahrer eingeleitete Störungen bereitzustellen. Als Folge davon können Schwingungen und Geräusche als Reaktion auf jede Verdichtergeometrieeinstellung auftreten und können außerdem Drehmomentstörungen auftreten. Die Motorkraftstoffeffizienz und -emission können ebenfalls beeinträchtigt werden.
  • In einem Beispiel können die vorstehend beschriebenen Probleme durch ein Verfahren gelöst werden, das Folgendes umfasst: Einstellen eines AGR-Stroms über einen ersten Aktor und eines Turbinenstroms über einen zweiten Aktor, während eine Geometrie eines Verdichters eingestellt wird, wobei der AGR-Strom und der Turbinenstrom auf Grundlage der Einstellung der Verdichtergeometrie eingestellt werden. Auf diese Weise kann die Störung der Motorbetriebsparameter als Reaktion auf die Verdichtereinstellung verringert und/oder rechtzeitig ausgeglichen werden.
  • Als ein weiteres Beispiel kann der Motorgasstrom und Druck durch Entstellen des AGR-Stroms und Turbinenstroms über eine Rückkopplungssteuerschleife während des Motorbetriebs gesteuert werden. Insbesondere können der AGR-Strom und der Turbinenstrom jeweils durch Betätigen eines ersten Aktors und eines zweiten Aktors mit Steuersignalen eingestellt werden, die auf Grundlage eines gemessenen Motorgasstroms und Drucks bestimmt werden. Als Reaktion auf ein Verdichterpumpen oder eine Verdichterdrosselung kann die Geometrie oder Position des Verdichters über einen Verdichteraktor eingestellt werden, um den Verdichterbetriebsbereich auszuweiten. Während der Verdichteraktor in eine erwünschte Position betätigt wird, können der AGR-Strom und der Turbinenstrom gleichzeitig eingestellt werden, um die durch die Verdichtergeometrieeinstellung hervorgerufene Störung auszugleichen. Beispielsweise können vorwärtsgekoppelte Steuersignale von den rückwärtsgekoppelten Steuersignalen an dem ersten und zweiten Aktor subtrahiert werden, während der Verdichteraktor betätigt wird. Das vorwärtsgekoppelte Steuersignal kann auf Grundlage einer erwarteten Störung des Motorgasstroms und Drucks bestimmt werden. Somit können der Motorgasstrom und der Druck sofort als Reaktion auf die Verdichtergeometrieänderung eingestellt werden. Der Gasstrom und der Druck können während der Verdichtereinstellung im Wesentlichen konstant bleiben (z. B. innerhalb von 5 % des Durchschnitts), wodurch die Abweichung der Motorbetriebsparameter von den erwünschten Sollwerten verringert wird. Nach dem Einstellen des Verdichters können der Motorgasstrom und Druck durch die Rückkopplungsschleife auf ein erwünschtes Niveau gesteuert werden. Durch Senden des vorwärtsgekoppelten Steuersignals an den ersten und zweiten Aktor gleichzeitig mit dem Betätigen des Verdichters können Störungen des Motorgasstroms und Drucks verringert werden und vorbeugend für das Einsetzen der Störung sein.
  • Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten einzuführen, die in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben sind. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Schutzumfang einzig durch die Patentansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Zudem ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil der vorliegenden Offenbarung angeführte Nachteile überwinden.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Fahrzeugsystems, das einen per Turbolader aufgeladenen Motor beinhaltet.
    • 2 zeigt ein Diagramm einer beispielhaften Ausführungsform eines Zylinders des per Turbolader aufgeladenen Motors aus 1.
    • 3 zeigt eine aufgeschnittene Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform des Turboladers aus 1 und 2.
    • 4A zeigt eine Betätigung einer Hülse der aktiven Gehäusestrukturierung in eine Pumpposition.
    • 4B zeigt eine Betätigung einer Hülse der aktiven Gehäusestrukturierung in eine Drosselposition.
    • 5 zeigt Steuerblöcke eines per Turbolader aufgeladenen Motors.
    • 6 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern eines per Turbolader aufgeladenen Motors.
    • 7 zeigt Variationen von Motorbetriebsparametern und Aktorzuständen im Zeitverlauf, während das Verfahren aus 6 umgesetzt wird.
    • 8 zeigt ein beispielhaftes Verdichterkennfeld.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Steuern eines per Turbolader aufgeladenen Motors. Ein beispielhaftes Fahrzeugsystem und ein beispielhafter Zylinder in dem Fahrzeugsystem sind jeweils in 1 und 2 gezeigt. In einem Beispiel kann das Fahrzeugsystem einen Verdichter beinhalten, der wie in 3 gezeigt an eine Turbine gekoppelt ist. Eine Geometrie oder Position des Verdichters kann eingestellt werden, um den Verdichterbetriebsbereich als Reaktion auf eine Angabe eines Verdichterpumpens oder einer Verdicherdrosselung auszuweiten. Ein beispielhafter Verdichter ist in 4A-4B gezeigt, wobei die Verdichtergeometrie durch Bewegung einer aktiven Gehäusestrukturierung eingestellt werden kann. 5 zeigt einen beispielhaften Steuerblock zum Steuern von Motorbetriebsparametern. Die Motorbetriebsparameter, wie etwa ein Motorgasstrom und Druck, können über eine Rückkopplungssteuerschleife gesteuert werden. Eine durch die Verdichtereinstellung hervorgerufene Störung kann durch Einführen eines vorwärtsgekoppelten Steuersignals ausgeglichen werden. Ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern eines per Turbolader aufgeladenen Motors mit einem Verdichter mit variabler Geometrie ist in 6 gezeigt. Insbesondere werden ein AGR-Strom und Turbinenstrom als Reaktion auf ein erwartetes Verdichterpumpen oder eine erwartete Verdichterdrosselung eingestellt, während der Verdichteraktor betätigt wird, um eine Störung der Motorbetriebsparameter zu vermeiden. Variationen von Motorbetriebsparametern und Aktorzuständen während des Umsetzens des Verfahrens auf 6 sind in 7 veranschaulicht. 8 zeigt ein beispielhaftes Verdichterkennfeld, das eine Pump- und Drosselgrenze beinhaltet.
  • Nun wird unter Bezugnahme auf 1 eine beispielhafte Ausführungsform eines Fahrzeugsystems 100 schematisch veranschaulicht. In einem Beispiel kann das Fahrzeugsystem 100 als Kraftfahrzeug für den Straßenverkehr konfiguriert sein. Es versteht sich jedoch, dass das Fahrzeugsystem 100 in anderen Beispielen als Geländefahrzeug konfiguriert sein kann. In einigen Beispielen kann das Fahrzeugsystem 100 ein Hybridfahrzeug mit mehreren Drehmomentquellen sein, die einem oder mehreren Fahrzeugrädern 76 zur Verfügung stehen. In anderen Beispielen kann es sich bei dem Fahrzeugsystem 100 um ein herkömmliches Fahrzeug mit lediglich einem Motor oder um ein Elektrofahrzeug mit lediglich (einer) elektrischen Maschine(n) handeln. In dem gezeigten Beispiel beinhaltet das Fahrzeugsystem 100 einen Motor 10 und eine elektrische Maschine 72. Bei der elektrischen Maschine 72 kann es sich um einen Antriebsmotor oder einen Antriebsmotor/Generator handeln. Eine Kurbelwelle 40 des Motors 10 und die elektrische Maschine 72 sind über ein Getriebe 74 mit den Fahrzeugrädern 76 verbunden, wenn eine oder mehrere Kupplungen 73 in Eingriff stehen. In dem abgebildeten Beispiel ist eine erste Kupplung 73 zwischen der Kurbelwelle 40 und der elektrischen Maschine 72 bereitgestellt und ist eine zweite Kupplung 73 zwischen der elektrischen Maschine 72 und dem Getriebe 74 bereitgestellt. Die hierin erörterte Steuerung 12 kann ein Signal an einen Aktor jeder Kupplung 73 senden, um die Kupplung in Eingriff zu nehmen oder zu lösen, um so die Kurbelwelle 40 mit bzw. von der elektrischen Maschine 72 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder zu trennen und/oder um die elektrische Maschine 72 mit bzw. von dem Getriebe 74 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder zu trennen. Bei dem Getriebe 74 kann es sich um ein Schaltgetriebe, ein Planetenradsystem oder eine andere Getriebeart handeln. Der Antriebsstrang kann auf verschiedene Weisen konfiguriert sein, darunter als ein Parallel-, Serien- oder Serien-Parallel-Hybridfahrzeug.
  • Die elektrische Maschine 72 nimmt elektrische Leistung von einer Traktionsbatterie 75 auf, um den Fahrzeugrädern 76 Drehmoment bereitzustellen. Die elektrische Maschine 72 kann auch als Generator betrieben werden, um beispielsweise während eines Bremsvorgangs elektrische Leistung zum Aufladen der Batterie 75 bereitzustellen. In anderen Beispielen, in denen das Fahrzeugsystem 100 ein herkömmliches Fahrzeug mit lediglich einem Motor ist, kann die Traktionsbatterie 75 eine Anlasser-, Licht- und Zündungsbatterie (z. B. SLI) sein, die dem Fahrzeugsystem 100 elektrische Energie zuführt.
  • Bei der abgebildeten Ausführungsform handelt es sich bei dem Motor 10 um einen per Turbolader aufgeladener Motor, der einen Turbolader 13 beinhaltet. Der Turbolader 13 umfasst eine Turbine 116, die in dem Abgaskanal 35 positioniert ist, und ist an einen Verdichter 110 gekoppelt, der in einem Einlasskanal 42 positioniert ist. Die Turbine 116 und der Verdichter 110 können über eine Welle 19 gekoppelt sein. Der Verdichter 110 kann stromaufwärts eines Ladeluftkühlers 18 (hierin auch als CAC bezeichnet) und einer Ansaugdrossel 20 positioniert sein. Die Turbine 116 kann durch Erweitern von Abgasen von dem Motor 10 angetrieben (z. B. gedreht) werden und die Rotationsenergie der Turbine 116 kann über die Welle 19 übertragen werden, um den Verdichter 110 zu rotieren.
  • Eine Geometrie des Verdichters 110 kann durch Betätigen eines Verdichteraktors 118 eingestellt werden. In einem Beispiel handelt es sich bei dem Verdichter 110 um einen Verdichter mit variabler Geometrie (variable geometry compressor - VGC), der Schaufeln aufweist, die gemäß einem erwünschten Schaufelwinkel bewegt werden, um einen Einlassluftstrom in verschiedenen Mustern in den Verdichter zu leiten. Wie in Bezug auf 3 und 4A-4B erörtert, kann der Verdichter 110 des Weiteren eine aktive Gehäusestrukturierung (active casing treatment - ACT) mit einer Hülse beinhalten, die zwischen verschiedenen Positionen betätigt werden kann, um den Strom in das Verdichterrad (oder -laufrad) zu verringern oder zu erhöhen. Beispielsweise kann die Hülse als Reaktion auf eine Angabe eines (tatsächlichen oder prognostizierten) Pumpens durch eine Motorsteuerung zu einem Pumpschlitz betätigt werden, um einen Strom aus dem Verdichterrad in den Verdichtereinlass zu erhöhen. In einem weiteren Beispiel kann die Hülse als Reaktion auf eine Angabe einer (tatsächlichen oder prognostizierten) Drosselung durch eine Motorsteuerung zu einem Drosselschlitz betätigt werden, um einen Strom aus dem Verdichtereinlass in das Verdichterrad zu erhöhen.
  • In einigen Beispielen kann es sich bei der Turbine 116 um eine Turbine mit variabler Geometrie (variable geometry turbine - VGT) handeln, die Schaufeln aufweist, deren Winkel eingestellt werden können, um einen Abgasstrom in verschiedenen Mustern durch die Turbinenblätter zu leiten, wodurch eine Turbinendrehzahl und ein Verstärkungsdruck, die durch den Turbolader 13 bereitgestellt werden, variiert werden. Ein Luftstrom durch die Turbine 116 kann über einen Aktor 117 eingestellt werden.
  • Der Motor 10 nimmt Luft entlang des Einlasskanals 42 über einen Luftkasten 44 auf, der eine Luftreinigungseinrichtung 112 beinhaltet. Die Luft wird durch den Verdichter 110 des Turboladers 13 verdichtet und verdichtete Luft wird dem Ansaugkanal 43 zugeführt. Die verdichtete Luft wird durch den Ansaugkanal 43, durch den CAC 18 zum Abkühlen und durch die Drossel 20 geleitet, bevor sie in den Ansaugkrümmer 22 eintritt, wo sie in den Motor 10 eintritt. Anders ausgedrückt ist der Verdichter 110 durch den Ladeluftkühler 18 an die Ansaugdrossel 20 gekoppelt und die Ansaugdrossel 20 ist stromaufwärts des Ansaugkrümmers 22 gekoppelt. Der Ladeluftkühler kann beispielsweise ein Luft-Luft- oder Wasser-Luft-Wärmetauscher sein. In der in 1 gezeigten Ausführungsform wird der Druck der Luftladung in dem Ansaugkrümmer durch einen Krümmerluftdruck(manifold air pressure - MAP)-Sensor 124 erfasst.
  • Er versteht sich, dass andere Kombinationen und Konfigurationen von Druckverstärkungsvorrichtungen möglich sein können. Bei einer Ausführungsform kann das Motorsystem 100 einen Kompressor beinhalten, wobei der Verdichter 110 zumindest teilweise durch eine elektrische Maschine und/oder den Motor 10 angetrieben werden kann und das Motorsystem unter Umständen keine Turbine 116 beinhaltet. In noch weiteren Beispielen können mehrere Druckverstärkungsvorrichtungen in Reihe angeordnet sein, wie etwa, sodass sowohl ein Kompressor als auch ein Turbolader an den Einlasskanal gekoppelt sind.
  • Der Verdichter 110 kann einen Rückführkanal 80 durch den Verdichter beinhalten. Das dargestellte Beispiel zeigt ein Verdichterrückführventil (compressor recirculation valve - CRV) 82, das durch den Rückführkanal 80 gekoppelt ist, wobei durch eine Betätigung des CRV 82 der Strom durch den Rückführkanal 80 eingestellt wird. Warme, verdichtete Luft von dem Verdichterauslass kann über den Rückführkanal 80 zu dem Verdichtereinlass zurückgeführt werden. In einigen Ausführungsformen kann das Verdichterrückführsystem alternativ oder zusätzlich einen Rückführkanal zum Zurückführen (abgekühlter) verdichteter Luft von dem Verdichterauslass, stromabwärts des Ladeluftkühlers, zu dem Verdichtereinlass oder eine Verdichterumgehung zum Ableiten verdichteter Luft an die Atmosphäre beinhalten (nicht gezeigt). Bei dem CRV 82 kann es sich um ein stufenlos einstellbares Ventil handeln, wobei eine Position des Ventils stufenlos aus einer vollständig geschlossenen Stellung in eine vollständig offene Position eingestellt werden kann. In einigen Ausführungsformen kann das Verdichterrückführventil 82 während des Betriebs des druckverstärkten Motors teilweise offengehalten werden, um eine gewisse Pumpschwelle bereitzustellen. Hier kann die teilweise offene Position eine Standardventilposition sein. Das Vergrößern der Öffnung des Verdichterrückführventils kann das Betätigen (oder Speisen) eines Solenoids des Ventils beinhalten. Die weitere Erörterung des beispielhaften CRV-Betriebs wird hier erörtert.
  • Ein oder mehrere Sensoren können an einen Einlass des Verdichters 110 gekoppelt sein, um eine Zusammensetzung und einen Zustand der in den Verdichter eintretenden Luftladung zu bestimmen. Zum Beispiel kann ein Ansauglufttemperatur-(intake air temperature - IAT-)Sensor 55 benachbart zu dem Einlass des Verdichters 110 an den Einlasskanal 42 gekoppelt sein, um eine Verdichtereinlasstemperatur zu schätzen. Als ein anderes Beispiel kann ein Drucksensor 56 zum Schätzen eines Drucks der in den Verdichter eintretenden Luftladung an den Einlass des Verdichters gekoppelt sein. In einem weiteren Beispiel kann ein Luftmassenstrom-(mass airflow - MAF-)Sensor 57 ebenfalls an den Einlass des Verdichters gekoppelt sein, um die Menge an Luft zu schätzen, die in den Motor eintritt. Noch weitere Sensoren können beispielsweise Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren, Feuchtigkeitssensoren usw. einschließen. In weiteren Beispielen können eine oder mehrere der Verdichtereinlassbedingungen (wie etwa Feuchtigkeit, Temperatur usw.) auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen abgeleitet werden. Die Sensoren können einen Zustand der an dem Verdichtereinlass aus dem Einlasskanal empfangenen Ansaugluft sowie der von stromaufwärts des CAC zurückgeführten Luftladung schätzen. Ein Drosseleinlassdruck-(throttle inlet pressure - TIP-)Sensor 58 oder ein anderer geeigneter Sensor kann stromabwärts des Verdichters 110 und stromaufwärts der Drossel 20 gekoppelt sein, um den Verstärkungsdruck an einer Stelle stromabwärts des Verdichters 110 und stromaufwärts der Drossel 20 zu messen. Auf diese Weise kann ein Verdichterauslassdruck bestimmt werden. Ein Verdichterdruckverhältnis kann durch Dividieren des Verdichterauslassdrucks durch den Verdichtereinlassdruck (wie etwa den durch den Sensor 56 gemessenen Druck) berechnet werden.
  • Der Ansaugkrümmer 22 ist durch eine Reihe von Einlassventilen (nachfolgend unter Bezugnahme auf 2 weiter beschrieben) mit einer Reihe von Brennkammern 30 verbunden. Die Brennkammern sind ferner über eine Reihe von Auslassventilen (nachfolgend unter Bezugnahme auf 2 weiter beschrieben) an den Abgaskrümmer 36 gekoppelt. In der abgebildeten Ausführungsform ist ein einzelner Abgaskrümmer 36 gezeigt. In anderen Ausführungsformen kann der Abgaskrümmer 36 jedoch eine Vielzahl von Abgaskrümmerabschnitten beinhalten. Konfigurationen, die eine Vielzahl von Abgaskrümmerabschnitten aufweisen, können ermöglichen, dass Abwasser aus unterschiedlichen Brennkammern an unterschiedliche Stellen im Motorsystem 10 geleitet wird. Der Sensor 125 kann zum Messen des Abgasstroms an den Abgaskrümmer gekoppelt sein.
  • Die Brennkammern 30 können durch ein Kraftstoffsystem (nachfolgend unter Bezugnahme auf 2 genauer beschrieben) mit einem oder mehreren Kraftstoffen, wie etwa Benzin, Alkohol-Kraftstoff-Mischungen, Diesel, Biodiesel, verdichtetem Naturgas usw., versorgt werden. Der Kraftstoff kann den Brennkammern über Direkteinspritzung, Saugrohreinspritzung, Drosselventilkörpereinspritzung oder eine beliebige Kombination davon zugeführt werden. Die Direkteinspritzung umfasst Einspritzen des Kraftstoffs direkt in die Brennkammer und bei der Saugrohreinspritzung wird der Kraftstoffstrahl in die Einlassöffnungen abgegeben, wo er sich mit der Ansaugluft vermischt, bevor er in die Brennkammer eintritt. Das vorliegende Beispiel kann eine Vielzahl von Direktkraftstoffeinspritzvorrichtungen 66 und Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtungen 67 beinhalten. In den Brennkammern kann die Verbrennung über Fremdzündung und/oder Selbstzündung eingeleitet werden.
  • Wie in 1 gezeigt, wird Abgas zum Antreiben der Turbine aus dem einem oder den mehreren Abschnitten des Abgaskrümmers 36 zu der Turbine 116 geleitet. Wenn ein verringertes Turbinendrehmoment erwünscht ist, kann ein Teil des Abgases stattdessen durch ein Wastegate 90 geleitet werden und damit die Turbine 116 umgehen. Ein an das Wastegate 90 gekoppeltes Wastegateventil 92 kann zum Öffnen betätigt werden, um zumindest einen Teil des Abgasdrucks von stromaufwärts der Turbine 116 über das Wastegate 90 zu einer Stelle stromabwärts der Turbine abzulassen. Durch Verringern des Abgasdrucks stromaufwärts der Turbine 116 kann die Turbinendrehzahl reduziert werden. In einer Ausführungsform kann das Wastegateventil 92 vakuumbetätigt sein, das heißt, es kann über die Anwendung eines Vakuums betätigt werden. Der kombinierte Strom von der Turbine 116 und dem Wastegate 90 strömt dann durch eine Emissionssteuerung (nachfolgend unter Bezugnahme auf 2 genauer beschrieben), bevor das gesamte oder ein Teil des behandelten Abgases über den Abgaskanal 35 an die Atmosphäre abgegeben werden kann.
  • Der Motor 10 kann ferner einen oder mehrere Abgasrückführkanäle (AGR-Kanäle) zum Rückführen eines Teils des Abgases von dem Abgaskrümmer zu dem Ansaugkrümmer beinhalten. Durch das Rückführen eines Teils des Abgases kann eine Verwässerung in dem Motor erreicht werden, welche die Motorleistung verbessern kann, indem Motorklopfen, Spitzenverbrennungstemperaturen und -drücke von Zylindern, Drosselverluste und NOx-Emissionen verringert werden. In dem abgebildeten Beispiel kann Abgas von dem Abgaskrümmer 36 stromaufwärts der Turbine 116 über einen Hochdruck-AGR-Kanal 84 zu dem Ansaugkrümmer 22 stromabwärts des Verdichters 110 und der Drossel 20 rückgeführt werden. Diese Konfiguration kann als Hochdruck(high pressure - HP)-AGR-System bekannt sein. Der AGR-Kanal 84 kann ein HP-AGR-Ventil 86 zum Steuern eines HP-AGR-Stroms und einen AGR-Kühler zum Kühlen von Abgas vor Zuführung in den Ansaugkrümmer beinhalten. In noch weiteren Beispielen kann Abgas von dem Abgaskanal 35 stromabwärts der Turbine 116 über einen Niederdruck(low pressure - LP)-AGR-Kanal 190 zu dem Einlasskanal 42 stromaufwärts des Verdichters 110 rückgeführt werden, um LP-AGR bereitzustellen. Ein Abgasstrom in dem LP-AGR-Kanal wird über ein LP-AGR-Ventil 52 gesteuert. Der an dem Einlasskanal bereitgestellte AGR-Umfang kann durch die Steuerung 12 über das LP-AGR-Ventil 52 und HP-AGR-Ventil 86 variiert werden. Die Steuerung kann einen Umfang des erwünschten AGR-Stroms zu dem HP-AGR- und LP-AGR-Kanal beitragen. Als ein Beispiel öffnet die Steuerung das HP-AGR-Ventil 86 vollständig und stellt das Öffnen des LP-AGR-Ventils 52 ein, wenn der erwünschte Umfang des AGR-Stroms höher ist als die HP-AGR-Kapazität, um den erwünschten AGR-Strom bereitzustellen.
  • Das Motorsystem 100 kann ferner ein Steuersystem 14 beinhalten, das die Steuerung 12 beinhaltet. Der Darstellung nach empfängt die Steuerung 12 Informationen von einer Vielzahl von Sensoren 16 (für die hier verschiedene Beispiele beschrieben sind) und sendet Steuersignale an eine Vielzahl von Aktoren 81 (für die hier verschiedene Beispiele beschrieben sind). Als ein Beispiel können die Sensoren 16 einen MAP-Sensor 124, Abgasstromsensor 125, Abgastemperatursensor 128, Abgasdrucksensor 129, Ansauglufttemperatursensor 55, Verdichtereinlassdrucksensor 56, Krümmerluftstromsensor 57 und Drosseleinlassdrucksensor 58 einschließen. Weitere Sensoren, wie etwa zusätzliche Druck-, Temperatur-, Luft-Kraftstoff-Verhältnis- und Zusammensetzungssensoren, können an verschiedene Stellen in dem Motorsystem 10 gekoppelt sein. In einem Beispiel kann ein Verdichterdrehzahlsensor 54 an den Verdichter 110 gekoppelt sein, um eine Rotationsgeschwindigkeit des Verdichters zu bestimmen. Gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform kann es sich bei dem Verdichterdrehzahlsensor 54 um einen passiven Wirbelstromsensor handeln. In einem Beispiel kann es sich bei dem Verdichterdrehzahlsensor 54 um einen passiven Wirbelstromsensor handeln. Die Aktoren 81 können zum Beispiel die Drossel 20, das Verdichterrückführventil 82, das Wastegateventil 92, die Direktkraftstoffeinspritzvorrichtung 66 und die Saugrohrkraftstoffeinspritzvorrichtung 67 beinhalten.
  • Das Steuersystem 14 kann an ein Navigationssystem 154 und eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung 152 gekoppelt sein. Das Navigationssystem 154 bestimmt den Standort des Fahrzeugsystems 100 bei Zündungseinschaltung und zu jedem anderen Zeitpunkt. Ein Standort (z. B. GPS-Koordinaten des Fahrzeugs) des Fahrzeugsystems 100, wie durch das Navigationssystem 154 geschätzt, kann in dem Steuersystem 14 zur Verwendung während des Fahrzyklus gespeichert werden. Das Navigationssystem kann über drahtlose Kommunikation 150 mit einem externen Server und/oder einer Netzwerk-Cloud 160 verbunden sein. Das Navigationssystem 154 kann den aktuellen Standort des Fahrzeugsystems 100 bestimmen und Verkehrs- und Straßenzustandsdaten von einer Netzwerk-Cloud 160 zur Verwendung bei der Steuerung des Motorbetriebs erhalten. Des Weiteren kann das Navigationssystem 154 auf Grundlage eines durch den Fahrzeugführer ausgewählten Ziels verschiedene Wegauswahlen bereitstellen und dann straßengenaue Anweisungen zum Navigieren des Fahrzeugsystems von einem aktuellen Standort (z. B. Ursprungsort) zu dem ausgewählten Ziel bereitstellen.
  • Die Steuerung 12 kann außerdem Eingabedaten über eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung 152 unter Verwendung einer drahtlosen Kommunikation 150 von einem oder mehreren von einer Netzwerk-Cloud 160, Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Technologie (vehicle-to-vehicle - V2V) 170 und Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Technologie (vehicle-toinfrastructure - V2I) 180 empfangen. V2V 180 kann es dem Steuersystem 14 ermöglichen, mit anderen ähnlich ausgestatteten Fahrzeugen zu kommunizieren, die eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung 172 beinhalten, um Informationen über Verkehrs- und Straßenbedingungen von Infrastruktur einzuholen, die eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung 182 beinhaltet. In einem Beispiel kann V2V Fahrzeuggeschwindigkeiten zusammen mit einer vorgesehenen Route angeben, wie etwa, ob andere Fahrzeuge vor dem Fahrzeug angehalten haben oder ob Stop-and-Go-Verkehr entlang der aktuellen Route bezogen auf eine alternative Route vorliegt. In einem weiteren Beispiel kann V2I eine bevorstehende rote Ampel oder einen Verkehrsunfall entlang der prognostizierten Route angeben. Auf diese Weise kann das Fahrzeugsystem 100 unter Verwendung von einer oder mehreren Technologien (z. B. von drahtloser Kommunikation, einem Navigationssystem, GPS, V2V, V2I) mit Remote-Quellen (z. B. einer externen Netzwerk-Cloud, anderen Fahrzeugen, Infrastruktur) kommunizieren.
  • Verschiedene Arten von Daten, darunter unter anderem Gradienten-Kartendaten und bevorstehende Verkehrsbedingungen, können zwischen Fahrzeugen und der Netzwerk-Cloud ausgetauscht werden und diese Daten können zum Steuern des Fahrzeugbetriebs genutzt werden. In einem Beispiel kann die Steuerung 12 auf Grundlage einer Eingabe des Navigationssystems 154 ein Fahrtenmuster erkennen. Insbesondere kann die Steuerung 12 „lernen“, dass ein Fahrzeugführer an jedem Wochentag auf dem Weg zur Arbeit dieselbe Route nimmt. Die Steuerung kann Daten über die Route speichern, einschließlich Straßengradienteninformationen und/oder erwarteten Verkehrsbedingungen, und kann zusammen mit einem erlernten Fahrermodell die Verdichtergehäusestrukturierung aktiv steuern, um eine prognostizierte Drossel- oder prognostizierte Pumpbedingung zu vermeiden. Ein erlerntes Fahrermodell kann durch Speichern von Daten bezogen auf die Gewohnheiten eines Fahrzeugführers entwickelt werden. Beispielsweise kann die Steuerung über den Verlauf von mehreren Fahrten von und zu der Arbeit an Wochentagen lernen, dass der Fahrer während Fahrten zur Arbeit am Morgen ein relativ moderates Fahrverhalten an den Tag legt (z. B. wie durch eine allmähliche und unregelmäßige Betätigung des Gaspedals und Bremspedals angegeben, was zu einer allmählichen Beschleunigung und zu sporadischem Bremsen führt). Diese Art von Fahrverhalten, hierin als „moderates Fahrmuster“ bezeichnet, kann zu einer Betätigung des Gaspedals mit niedriger Energiedichte führten.
  • Auf diese Weise kann die bordeigene Steuerung 12 mit bordeigenen Steuerungen von anderen Fahrzeugen über deren entsprechende Navigationssysteme 154, über die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 152 und/oder über andere Formen von Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Technologie (vehicle to vehicle - V2V) kommunizieren.
  • Die Steuerung 12 kann die Aktoren 81 als Reaktion auf die verarbeiteten Eingangsdaten, die von den verschiedenen Sensoren empfangen wurden, auf Grundlage von Anweisungen, die in dem Speicher der Steuerung gespeichert sind, oder darin programmiertem Code entsprechend einer oder mehreren Abläufe, wie etwa dem beispielhaften Verfahren 600 aus 6, einsetzen. Als ein Beispiel kann die Steuerung 12 bestimmen, ob sich Betriebsbedingungen des Verdichters 110 innerhalb einer Pumpschwelle befinden. In einem Beispiel können ein Druckverhältnis über den Verdichter und eine Verdichterdrehzahl bestimmt werden, um Verdichterbetriebsbedingungen bezogen auf eine Pumpschwelle zu bestimmen. Die Steuerung 12 kann als Reaktion darauf, dass sich der Verdichterdruck innerhalb eines Schwellenwertbereichs von einer definierten Pumpgrenze des Verdichters befindet, ein Steuersignal an den Aktor 117 senden, um eine Hülse einer aktiven Gehäusestrukturierung des Verdichters 110 zu betätigen, um das Gehäuse mit einem Pumpschlitz auszurichten, um einen Weg zum Rückführen von teilweise unter Druck stehender Luft in den Verdichtereinlass bereitzustellen.
  • Nun ist unter Bezugnahme auf 2 ist eine beispielhafte Ausführungsform 200 einer Brennkammer (z. B. eines Zylinders) eines Verbrennungsmotors (wie etwa des Motors 10 aus 1) gezeigt. Bereits in 1 eingeführte Komponenten können ähnlich nummeriert sein. Der Motor 10 kann Steuerungsparameter von einem Steuersystem, das eine Steuerung 12 beinhaltet, und eine Eingabe von einem Fahrzeugführer 230 über eine Eingabevorrichtung 232 empfangen. In diesem Beispiel beinhaltet die Eingabevorrichtung 232 ein Gaspedal und einen Pedalpositionssensor 234 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Der Zylinder (hierin auch „Brennkammer“) 30 des Motors 10 kann Brennkammerwände 236 aufweisen, in denen ein Kolben 238 positioniert ist. Der Kolben 238 kann an die Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, sodass eine Wechselbewegung des Kolbens in eine Rotationsbewegung der Kurbelwelle übersetzt wird. Die Kurbelwelle 40 kann über ein Getriebesystem an zumindest ein Antriebsrad des Fahrzeugsystems gekoppelt sein.
  • Der Zylinder 30 kann über einen Einlasskanal 42, einen Ansaugkanal 43 und einen Ansaugkrümmer 22 Ansaugluft empfangen. Der Ansaugkrümmer 22 kann zusätzlich zu dem Zylinder 30 mit anderen Zylindern des Motors 10 kommunizieren. In einigen Ausführungsformen können einer oder mehrere der Einlasskanäle eine Druckverstärkungsvorrichtung, wie etwa einen Turbolader oder einen Kompressor, beinhalten. Zum Beispiel zeigt 2 den Motor 10 mit einem Turbolader 13 konfiguriert, der einen zwischen dem Einlasskanal 42 und dem Ansaugkanal 43 angeordneten Verdichter 110 und eine zwischen einem Abgaskrümmer 36 und einem Abgaskanal 35 angeordnete Abgasturbine 116 beinhaltet. Der Verdichter 110 kann zumindest teilweise über eine Welle 19 durch die Abgasturbine 116 mit Strom versorgt werden, wenn die Druckverstärkungsvorrichtung als ein Turbolader konfiguriert ist. Wie vorangehend beschrieben, kann die Abgasturbine 116 in Beispielen, in denen der Motor 10 mit einem Kompressor bereitgestellt ist, gegebenenfalls weggelassen werden, wobei der Verdichter 110 durch eine mechanische Eingabe von einem Elektromotor oder dem Motor 10 angetrieben werden kann. Die Drossel 20 kann eine Drosselklappe 264 beinhalten und kann entlang eines Einlasskanals des Motors zum Variieren der Strömungsrate und/oder des Drucks der Ansaugluft bereitgestellt sein, die an den Zylindern des Motors bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann die Drossel 20 stromabwärts des Verdichters 110 angeordnet sein oder kann alternativ stromaufwärts des Verdichters 110 bereitgestellt sein.
  • Der Abgaskrümmer 36 kann zusätzlich zu dem Zylinder 30 Abgase aus anderen Zylindern des Motors 10 aufnehmen. Ein Abgassensor 228 ist der Darstellung nach an einen Abgaskrümmer 36 stromaufwärts der Emissionssteuervorrichtung 278 gekoppelt; es wird jedoch ersichtlich, dass er sich an anderer Stelle in dem Abgassystem befinden kann. Der Abgassensor 228 kann aus verschiedenen geeigneten Sensoren zum Bereitstellen einer Angabe eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases ausgewählt sein, wie zum Beispiel einer linearen Lambdasonde oder UEGO-Sonde (universal or wide-range exhaust gas oxygen sensor; Breitband- oder Weitbereichlambdasonde), einer binären Lambdasonde oder EGO-Sonde (wie dargestellt), einer HEGO-Sonde (beheizten EGO-Sonde), einem NOx-, HC- oder CO-Sensor. Bei der Emissionssteuervorrichtung 278 kann es sich um einen Dreiwegekatalysator (TWC), eine NOx-Falle, verschiedene andere Emissionssteuervorrichtungen oder Kombinationen davon handeln.
  • Jeder Zylinder des Motors 10 kann ein oder mehrere Einlassventile und ein oder mehrere Auslassventile beinhalten. Beispielsweise weist der Zylinder 30 der Darstellung nach zumindest ein Einlassventil 250 mit Ventilkegel und zumindest ein Auslassventil 256 mit Ventilkegel auf, die in einer oberen Region des Zylinders 30 angeordnet sind. In einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors 10, einschließlich des Zylinders 30, zumindest zwei Einlasstellerventile und zumindest zwei Auslasstellerventile aufweisen, die sich in einer oberen Region des Zylinders befinden.
  • Das Einlassventil 250 kann durch die Steuerung 12 durch Nockenbetätigung über ein Nockenbetätigungssystem 251 gesteuert werden. Gleichermaßen kann das Auslassventil 256 durch die Steuerung 12 über das Nockenbetätigungssystem 253 gesteuert werden. Die Nockenbetätigungssysteme 251 und 253 können jeweils ein oder mehrere Nocken beinhalten und ein oder mehrere der folgenden Systeme nutzen: System zur Nockenprofilverstellung (cam profile switching - CPS), zum variablen Nockenansteuerung (variable cam timing - VCT), zur variablen Ventilansteuerung (variable valve timing - WT) und/oder zum variablen Ventilhub (variable valve lift - VVL), die durch die Steuerung 12 betrieben werden können, um den Ventilbetrieb zu variieren. Unabhängig davon, ob eine elektronische Betätigung oder eine Betätigung über Nocken vorliegt, kann die zeitliche Abstimmung des Öffnens und Schließens des Auslass- und Einlassventils wie für die erwünschte Verbrennungs- und Emissionssteuerleistung spezifiziert eingestellt werden. Der Betrieb des Einlassventils 250 und Auslassventils 256 kann jeweils durch Ventilstellungssensoren und/oder Nockenwellenstellungssensoren 255 und 257 (nicht gezeigt) bestimmt werden. In alternativen Ausführungsformen können das Einlass- und/oder Auslassventil durch eine elektrische Ventilbetätigung gesteuert werden. Zum Beispiel kann der Zylinder 30 alternativ ein Einlassventil, das über eine elektrische Ventilbetätigung gesteuert wird, und ein Auslassventil, das über Nockenbetätigung gesteuert wird, einschließlich CPS- und/oder VCT-Systemen, beinhalten. Das Weiteren kann ein VCT-System eine oder mehrere VCT- Vorrichtungen (nicht gezeigt) beinhalten, die betätigt werden können, um die Ansteuerung des Einlass- und des Auslassventils auf eine Ansteuerung einzustellen, die verringerte positive Überschneidung vom Einlass- zum Auslassventil bereitstellt. Das heißt, dass sich das Einlass- und das Auslassventil für einen kürzeren Zeitraum öffnen und sich vom gleichzeitigen Öffnen für einen Abschnitt des Ansaugtakts wegbewegen. In noch anderen Ausführungsformen können das Einlass- und Auslassventil durch einen gemeinsamen Ventilaktor oder ein gemeinsames Ventilaktorsystem oder einen Aktor oder ein Aktorsystem zur variablen Ventilansteuerung gesteuert werden.
  • In einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors 10 eine Zündkerze 292 zum Initiieren der Verbrennung aufweisen. Das Zündsystem 290 kann bei ausgewählten Betriebsarten einen Zündfunken über die Zündkerze 292 als Reaktion auf das Vorzündungssignal SA von der Steuerung 12 an dem Zylinder 30 bereitstellen. In anderen Ausführungsformen können Seblstzündungsmotoren eine Glühkerze anstelle der Zündkerze 292 verwenden.
  • In einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors 10 mit einer oder mehreren Einspritzvorrichtungen zum Abgeben von Kraftstoff an den Zylinder 30 konfiguriert sein. Als nicht einschränkendes Beispiel ist der Zylinder 30 derart gezeigt, dass er zwei Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 66 und 67 beinhaltet. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 66 und 67 können konfiguriert sein, um von einem Kraftstoffsystem 288 aufgenommenen Kraftstoff über eine Hochdruckkraftstoffpumpe und einen Kraftstoffverteiler abzugeben. Alternativ kann der Kraftstoff bei einem niedrigeren Druck durch eine einstufige Kraftstoffpumpe abgegeben werden, wobei hier die Zeitsteuerung der Kraftstoffdirekteinspritzung während des Verdichtungstakts stärker begrenzt sein kann als bei Verwendung eines Hochdruckkraftstoffsystems. Ferner kann der Kraftstofftank einen Druckwandler aufweisen, welcher der Steuerung 12 ein Signal bereitstellt.
  • Der Darstellung nach ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 direkt an den Zylinder 30 gekoppelt, um Kraftstoff proportional zur Impulsbreite des Signals FPW-1, das von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 268 empfangen wird, direkt in diesen Zylinder einzuspritzen. Auf diese Weise stellt die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 eine sogenannte Direkteinspritzung (direct injection; nachfolgend als „DI“ bezeichnet) von Kraftstoff in den Verbrennungszylinder 30 bereit. Während die Einspritzvorrichtung 66 in 2 auf einer Seite des Zylinders 30 positioniert gezeigt ist, kann sie alternativ dazu oberhalb des Kolbens angeordnet sein, wie etwa in der Nähe der Position der Zündkerze 292. Eine solche Position kann das Mischen und Verbrennen verbessern, wenn der Motor mit einem Kraftstoff auf Alkoholbasis betrieben wird, da einige Kraftstoffe auf Alkoholbasis eine geringere Flüchtigkeit aufweisen. Alternativ kann die Einspritzvorrichtung oberhalb und in der Nähe des Einlassventils angeordnet sein, um das Mischen zu verbessern.
  • Der Darstellung nach ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 67 in dem Ansaugkanal 22 und nicht in dem Zylinder 30 angeordnet, eine Konfiguration, welche eine sogenannte Saugrohreinspritzung von Kraftstoff (port fuel injection; nachfolgend als „PFI“ bezeichnet) in die Einlassöffnung stromaufwärts des Zylinders 30 bereit. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 67 kann aus dem Kraftstoffsystem 288 aufgenommenen Kraftstoff proportional zur Impulsbreite des Signals FPW-2, das von der Steuerung 12 über den elektronischen Treiber 271 empfangen wird, einspritzen. Es ist zu beachten, dass ein einziger elektronischer Treiber 268 oder 271 für beide Kraftstoffeinspritzsysteme verwendet werden kann oder wie dargestellt mehrere Treiber, zum Beispiel der elektronische Treiber 268 für die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 und der elektronische Treiber 271 für Kraftstoffeinspritzvorrichtung 67, verwendet werden können.
  • Kraftstoff kann dem Zylinder während eines einzelnen Zyklus des Zylinders durch beide Einspritzvorrichtungen zugeführt werden. Zum Beispiel kann jede Einspritzvorrichtung einen Teil einer Kraftstoffgesamteinspritzung abgeben, die in dem Zylinder 30 verbrannt wird. Somit kann eingespritzter Kraftstoff selbst im Falle eines einzelnen Verbrennungsereignisses von der Einlasskanaleinspritzvorrichtung und der Direkteinspritzvorrichtung zu verschiedenen Zeitpunkten eingespritzt werden. Außerdem können bei einem einzelnen Verbrennungsereignis mehrere Einspritzungen des abgegebenen Kraftstoffs pro Zyklus durchgeführt werden. Die mehreren Einspritzungen können während des Verdichtungstakts, Ansaugtakts oder einer beliebigen geeigneten Kombination davon durchgeführt werden.
  • Wie vorstehend beschrieben, zeigt 2 lediglich einen Zylinder eines Mehrzylindermotors. Demnach kann jeder Zylinder gleichermaßen seinen eigenen Satz Einlass-/Auslassventile, Kraftstoffeinspritzvorrichtung(en), Zündkerze usw. beinhalten. Es versteht sich, dass der Motor 10 jede geeignete Anzahl von Zylindern, einschließlich 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 oder mehr Zylinder, beinhalten kann. Ferner kann jeder dieser Zylinder einige oder alle der verschiedenen Komponenten beinhalten, die in 2 unter Bezugnahme auf den Zylinder 30 beschrieben und abgebildet sind.
  • Der Motor kann ferner einen oder mehrere Abgasrückführkanäle zum Rückführen eines Teils des Abgases von dem Motorauslass zu dem Motoreinlass beinhalten. Somit kann durch das Rückführen eines Teils des Abgases eine Verwässerung in dem Motor erreicht werden, welche die Motorleistung verbessern kann, indem das Motorklopfen, die Spitzenverbrennungstemperaturen und -drücke von Zylindern, Drosselverluste und NOx-Emissionen verringert werden. In der abgebildeten Ausführungsform kann Abgas von dem Abgaskanal 35 (z. B. stromabwärts der Turbine 116) über den LP-AGR-Kanal 190 zu dem Einlasskanal 42 (z. B. stromaufwärts des Verdichters 110) rückgeführt werden. Ferner kann ein AGR-Sensor 245 innerhalb des AGR-Kanals 190 angeordnet sein und kann eine Angabe von einem oder mehreren von Druck, Temperatur und Konzentration des Abgases bereitstellen. Andere nicht einschränkende AGR-Konfigurationen können HP-AGR beinhalten (wie etwa den HP-AGR-Kanal 84 aus 1).
  • Die Steuerung 12 ist als ein Mikrocomputer gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 206, Eingangs-/Ausgangsöffnungen 208, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, das in diesem konkreten Beispiel als Festwertspeicherchip 210 gezeigt ist, Direktzugriffsspeicher 212, Keep-Alive-Speicher 214 und einen Datenbus beinhaltet. Die Steuerung 12 kann zusätzlich zu den zuvor erläuterten Signalen verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren empfangen, einschließlich der Messung der Motorkühlmitteltemperatur (engine coolant temperature - ECT) von einem Temperatursensor 216, der an eine Kühlhülse 218 gekoppelt ist; eines Profilzündungsaufnahmesignals (profile ignition pickup - PIP) von einem Hall-Effekt-Sensor 220 (oder einem anderen Typ), der an die Kurbelwelle 40 gekoppelt ist; der Drosselposition (throttle position - TPS) von einem Drosselpositionssensor; und des Krümmerabsolutdrucksignals (manifold absolute pressure - MAP) von einem Sensor 224. Ein Motordrehzahlsignal RPM kann durch die Steuerung 12 aus dem PIP-Signal erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann dazu verwendet werden, eine Angabe von Unterdruck oder Druck in dem Ansaugkrümmer bereitzustellen. Zu weiteren Sensoren können Füllstandsensoren und Kraftstoffzusammensetzungssensoren zählen, die an den bzw. die Kraftstofftank(s) des Kraftstoffsystems gekoppelt sind.
  • Auf einem Festwertspeicherchip 210 als Speichermedium können computerlesbare Daten programmiert sein, die Anweisungen darstellen, welche von einer Mikroprozessoreinheit 206 zum Durchführen der nachfolgend beschriebenen Verfahren ausgeführt werden können, sowie andere Varianten, die vorausgesetzt, jedoch nicht im Einzelnen aufgezählt werden.
  • Die Steuerung 12 empfängt Signale von den verschiedenen Sensoren aus 1-2 und setzt die verschiedenen Aktoren aus 1-2 ein, um den Motorbetrieb auf Grundlage der empfangenen Signale und Anweisungen, die auf einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, einzustellen. Beispielsweise kann die Steuerung als Reaktion auf eine Pumpschwelle eines Verdichterbetriebspunktes innerhalb eines Schwellenbereichs ein Signal an einen Verdichteraktor senden, der an eine Hülse der aktiven Gehäusestrukturierung des Verdichters gekoppelt ist, um die Hülse in eine Pumpposition zu betätigen, in der eine Pumpöffnung des Gehäuses offen ist und eine Drosselöffnung des Gehäuses geschlossen ist. Als ein weiteres Beispiel kann die Steuerung als Reaktion auf eine Drosselschwelle eines Verdichterbetriebspunktes innerhalb eines Schwellenwerts ein Signal an den Aktor senden, der an die Hülse der aktiven Gehäusestrukturierung des Verdichters gekoppelt ist, um die Hülse in eine Drosselposition zu betätigen, in der eine Drosselöffnung des Gehäuses offen ist und eine Pumpöffnung des Gehäuses geschlossen ist.
  • Nun unter Bezugnahme auf 3 zeigt eine Ausführungsform 300 eine Querschnittsansicht des Turboladers 13 mit einer aktiven Gehäusestrukturierung (active casing treatment - ACT) 310, wie in 1 und 2 gezeigt. Komponenten, die in 1 und 2 eingeführt sind, sind ähnlich nummeriert. Die Turbine 116 wandelt die Energie des Abgases in Rotationsenergie zum Rotieren der mit einem Laufrad 340 verbundenen Antriebswelle 19 um. Das Abgas von dem Abgaskrümmer 36 tritt durch einen Turbineneinlass 360 in ein Turbinengehäuse 380 ein. Das Abgas strömt durch einen Spiralkanal 382 (z. B. 382a, 382b), der durch einen Turbinenauslass 365 ausgedehnt ist, und aus einem Abgaskanal 35. Der Abgasstrom durch die Turbine 116 erzeugt eine Kraft auf eine oder mehrere Blätter 370, die an eine Nabe 390 gekoppelt sind, wodurch eines oder mehrere von den Schaufeln 370, der Nabe 390 und der Antriebswelle 19 veranlasst werden zu rotieren. In 3 sind zwei Blätter 370a und 370b gezeigt; ein Fachmann kann jedoch nachvollziehen, dass mehr Blätter in der Turbine 116 vorhanden sein können. Turbinenblätter 370 (z. B. 370a, 370b) beinhalten eine Einlasskante 370c, eine Auslasskante 370d, eine Nabenkante 370e und eine Gehäusekante 370f. In einer anderen Ausführungsform kann es sich bei der Turbine 116 um eine Turbine mit variabler Geometrie handeln, wobei der Abgasstrom durch die Turbine durch Betätigen des Turbinenaktors 117 eingestellt werden kann.
  • Der Verdichter 110 beinhaltet das Laufrad 340, einen Diffusor 330 (z. B. 330a, 330b), eine Verdichterkammer 322 (z. B. 322a, 322b), eine ACT 310 und ein Gehäuse 320. Die ACT 310 beinhaltet eine ACT-Hülse 311 und einen ACT-Hülsenbetätigungsarm 313. Eine Position der ACT-Hülse 311 kann durch Betätigen des ACT-Hülsenbetätigungsarms 313 mit der Steuerung 12 eingestellt werden. Durch die Rotation des Laufrads 340 wird Ladeluft oder -gas durch einen Verdichtereinlass 302 des Gehäuses 320 in den Verdichter 110 gezogen. Als nicht einschränkende Beispiele kann die Ladeluft oder das Ladegas Luft aus dem Einlasskanal 42, Abgaskanal (wie etwa, wenn AGR aktiv ist), gasförmigen Kraftstoff (wie etwa bei Verwendung von Saugrohreinspritzung von Kraftstoff) und Kombinationen davon beinhalten. Dieses Gemisch aus einströmendem Gas kann insgesamt als „Gasstrom“ oder „Luftstrom“ bezeichnet werden. Gas strömt aus dem Verdichtereinlass 302 und wird durch den Diffusor 330 durch das Laufrad 340 in die Verdichterkammer 322 beschleunigt. Der Diffusor 330 und die Verdichterkammer 322 bremsen das Gas ab, wodurch ein Druckanstieg in den Verdichterkammern 322a, 322b hervorgerufen wird. Unter Druck stehendes Gas kann aus den Verdichterkammern 322a, 322b in den Ansaugkrümmer 22 strömen.
  • Elemente in dem Turbolader 13 können bezogen auf die Richtung des Gasströmungsweges durch den Turbolader 13 beschrieben werden. Ein Element, dass sich im Wesentlichen in der Richtung des Gasstroms bezogen auf einen Bezugspunkt befindet, ist stromabwärts von dem Bezugspunkt. Ein Element, dass sich im Wesentlichen der Richtung des Gasstroms entgegengesetzt bezogen auf einen Bezugspunkt befindet, ist stromaufwärts von dem Bezugspunkt. Beispielsweise befindet sich der Verdichtereinlass 302 stromaufwärts von dem Laufrad 340, das sich stromaufwärts von dem Diffusor 330 befindet. Der Diffusor 330 befindet sich stromabwärts von dem Laufrad 340, das sich stromabwärts von dem Verdichtereinlass 302 befindet.
  • Das Laufrad 340 beinhaltet eine Nabe 354, ein Vollblatt 350 und einen Teiler 352. Das Vollblatt 350 und der Teiler 352 sind an der Nabe 354 angebracht. Bei der Kante des Vollblattes 350, die sich in dem Verdichter 110 am meisten stromaufwärts befindet, handelt es sich um die Vorderkante des Vollblattes 350. Gleichermaßen beinhaltet der Teiler 352 eine Vorderkante an dem am meisten stromaufwärtigen Abschnitt des Teilers 352. Die Vorderkante des Vollblattes 350 befindet sich stromaufwärts der Teilers 352. Das Laufrad 340 beinhaltet eine Rotationsachse, die mit der Rotationsachse für die Antriebswelle 19 und die Turbinennabe 390 ausgerichtet ist. Die Rotationsachse ist im Wesentlichen parallel zu dem Gasstrom an dem Verdichtereinlass und im Wesentlichen senkrecht zu dem Gasstrom an dem Diffusor.
  • Das Gehäuse 320 beinhaltet den Verdichtereinlass 302, einen Einlasskanal 304, einen Rückführkanal 318, eine Rückführöffnung 316, einen Entlüftungskanal 317, einen Pumpschlitz 312 und einen Drosselschlitz 314. Das Laufrad 340 ist in dem Einlasskanal 304 enthalten. Der Pumpschlitz 312 befindet sich an dem Gehäuse 320, stromabwärts der Vorderkante des Vollblattes 350 und stromaufwärts der Vorderkante des Teilers 352. Der Drosselschlitz 314 befindet sich stromabwärts der Vorderkante des Teilers 352 und stromabwärts des Pumpschlitzes 312 an dem Gehäuse 320. Die Rückführöffnung 316 befindet sich stromabwärts des Verdichtereinlasses 302 und stromaufwärts des Laufrads 340. Die Rückführöffnung 316 ist konfiguriert, um zu ermöglichen, dass Gas zwischen dem Einlasskanal 304 und dem Rückführkanal 318 strömen kann.
  • Die ACT 310 beinhaltet eine Vielzahl von Öffnungen 315, die in die Hülse 311 geschnitten sind. Die ACT 310 ist konfiguriert, um den Gasstrom durch den Verdichter 110 zu steuern. Insbesondere kann die aktive Gehäusestrukturierung 310, die durch die Steuerung 12 über an den ACT-Hülsenbetätigungsarm 313 gesendete Signale gesteuert wird, selektiv den Gasstrom zwischen dem Einlasskanal 304 und dem Rückführkanal 318 durch einen von dem Pumpschlitz 312 und dem Drosselschlitz 314 steuern. Wie nachfolgend erörtert, kann die aktive Gehäusestrukturierung 310 bei Bedingungen, bei denen ein Verdichterpumpen auftreten kann, wie etwa bei Bedingungen eines niedrigen Massenstroms, ermöglichen, dass Gas aus dem Einlasskanal 304 durch den Pumpschlitz 312 in den Rückführkanal 318 strömt. Das Gas strömt ferner weiter aus dem Rückführkanal 318, durch die Rückführöffnung 316 und in den Einlasskanal 304. Somit kann der Gasstrom, der auf der Vorderkante des Vollblattes 350 auftrifft, umfangreicher sein als wenn nicht ermöglicht wird, dass Luft durch den Pumpschlitz 312 strömt. Der zusätzliche Rückführungsgasstrom kann ermöglichen, dass der Turboladerverdichter mit einem niedrigeren Luftstrom durch den Verdichtereinlass 302 betrieben wird, bevor es zu einem Pumpen kommt.
  • Bei Bedingungen, bei denen eine Verdichterdrosselung auftreten kann, wie etwa bei Bedingungen eines hohen Massenstroms, kann die aktive Gehäusestrukturierung 310 ermöglichen, dass Gas von dem Laufrad über den Drosselschlitz 314 und den Rückführkanal 318 in den Einlasskanal 304 strömt. Bei Bedingungen eines hohen Massenstroms kann eine Niederdruckzone in dem Einlasskanal 304 stromabwärts der Vorderkante des Teilers 352 benachbart zu dem Drosselschlitz 314 vorhanden sein. Die Niederdruckzone kann Gas dazu veranlassen, aus dem Einlasskanal 304, durch die Rückführöffnung 316 und den Entlüftungskanal 317, in den Rückführkanal 318 und dann durch den Drosselschlitz 314 zu dem Laufrad zu strömen. Der Kurzschlussweg durch den Rückführkanal 318 kann ermöglichen, dass der Gasstrom durch den Verdichter bei Bedingungen eines hohen Massenstroms verglichen mit einem Verdichter ohne den Drosselschlitz 314 erhöht wird. Auf diese Weise kann der Kurzschlussgasstrom ermöglichen, dass mehr Gas strömt, bevor sich der Turbolader in der Drosselbetriebsbedingung befindet.
  • Der Einlasskanal 304 kann im Wesentlichen zylindrisch sein. Der Rückführkanal 318 kann im Wesentlichen kreisförmig sein, da er sich außerhalb des Einlasskanals 304 befindet. Die Öffnungen, die den Einlasskanal 304 mit dem Rückführkanal 318 verbinden, wie etwa die Rückführöffnung 316, der Entlüftungskanal 317, der Drosselschlitz 314 und der Pumpschlitz 312, können jeweils mit verschiedenen Mitteln umgesetzt sein. Beispielsweise können die Öffnungen als ein oder mehrere Löcher konstruiert sein, die in dem Gehäuse gebildet sind. Als ein weiteres Beispiel können die Öffnungen als ein oder mehrere Schlitze konstruiert sein, die sich um den Umfang des Einlasskanals erstrecken. Die Öffnungen können eine einheitliche oder nichteinheitliche Breite entlang der Länge der Öffnung von dem Einlasskanal 304 zu dem Rückführkanal 318 aufweisen. Jede Öffnung kann eine Mittellinie aufweisen, die sich entlang der Länge der Öffnung von dem Einlasskanal 304 zu dem Rückführkanal 318 erstreckt. Die Mittellinie kann normal zu der Rotationsachse des Laufrads 340 sein oder die Mittellinie kann eine Neigung ungleich null verglichen mit der Normalen zu der Rotationsachse des Laufrads 340 aufweisen.
  • Die aktive Gehäusestrukturierung 310 kann auf viele Arten umgesetzt sein. Beispielsweise kann eine verschiebbare Gehäusehülse 311 in dem Rückführkanal eingepasst sein, um den Gasstrom durch den Drosselschlitz 314 und/oder Pumpschlitz 312 selektiv zu blockieren. Die Gehäusehülse kann ein/eine/einen oder mehrere Löcher, Öffnungen oder Schlitze 315 beinhalten, die abhängig von der Position der Gehäusehülse selektiv mit dem Drosselschlitz 314 und/oder Pumpschlitz 312 ausgerichtet werden können. Eine Position der Gehäusehülse 311 kann durch Betätigung des ACT-Hülsenarms 313 auf Grundlage von Steuersignalen, die von der Steuerung 12 empfangen wurden, eingestellt werden. Beispielsweise kann der Gehäusehülsenarm 313 als Reaktion auf Bedingungen eines niedrigen Massenstroms oder Bedingungen, bei denen ein Verdichterdruckverhältnis innerhalb einer Pumpschwelle zu einer Pumpgrenze liegt, über Signale, die durch die Steuerung 12 befohlen wurden, in eine erste Position betätigt werden, in welcher der Schlitz 315 der Gehäusehülse mit dem Pumpschlitz 312 ausgerichtet ist, nicht jedoch mit dem Drosselschlitz 314. Folglich kann die Gehäusehülse eingestellt werden, sodass bei Bedingungen eines niedrigen Massenstroms der Pumpschlitz 312 offen ist und der Drosselschlitz 314 blockiert ist. Dies ermöglicht, dass Gas von dem Laufrad über den Rückführkanal in den Einlasskanal rückgeführt wird, wodurch der Verdichterbetrieb weiter von der Pumpgrenze wegbewegt wird.
  • Als ein weiteres Beispiel kann der Gehäusehülsenarm 313 als Reaktion auf Bedingungen eines hohen Massenstroms oder Bedingungen, bei denen ein Verdichterdruckverhältnis innerhalb einer Drosselschwelle zu einer Drosselgrenze liegt, über Signale, die durch die Steuerung 12 befohlen wurden, in eine zweite Position (die sich von der ersten Position unterschiedet) betätigt werden, in der die Öffnung oder der Schlitz 315 der Gehäusehülse mit dem Drosselschlitz 314 ausgerichtet ist, nicht jedoch mit dem Pumpschlitz 312. Folglich kann die Gehäusehülse eingestellt werden, sodass bei Bedingungen eines hohen Massenstroms der Drosselschlitz 314 offen ist und der Pumpschlitz 312 blockiert ist. Dies ermöglicht, dass Gas aus dem Einlasskanal über den Drosselschlitzkanal zu dem Laufrad rückgeführt wird, wodurch der Verdichterbetrieb weiter von der Drosselgrenze wegbewegt wird.
  • In anderen Beispielen kann die Gehäusehülse 310 als Reaktion auf einen Befehl von der Steuerung 12, die Position der aktiven Gehäusestrukturierung einzustellen, derart gleiten oder rotieren, dass sie sich nicht in jeglicher Hinsicht mit der vorgesehenen Öffnung (z. B. dem Drosselschlitz 314 oder Pumpschlitz 312) überschneidet oder diese behindert, wodurch der Drosselschlitz 314 oder der Pumpschlitz 312 selektiv geöffnet wird. Diese Positionen werden in Bezug auf 4A-4B genauer beschrieben. In einer alternativen Ausführungsform kann die aktive Gehäusestrukturierung 310 auf Grundlage einer Druckdifferenz über den Verdichtereinlass 304 und den Ansaugkrümmer 44 eingestellt werden. In noch einer weiteren alternativen Ausführungsform kann die aktive Gehäusestrukturierung 310 auf Grundlage einer Druckdifferenz über den Ansaugkrümmer 44 und den Turbineneinlass 360 eingestellt werden. Es versteht sich, dass diese konkreten Ausführungsformen als Beispiel dargestellt sind und nicht der Einschränkung auf jegliche Weise dienen.
  • Nun unter Bezugnahme auf 4A-4B sind eine beispielhafte Betätigung einer Hülse einer aktiven Gehäusestrukturierung eines Verdichters (wie etwa der ACT-Hülse 311 auf 3) und die resultierenden Strömungsmuster durch den Verdichter gezeigt. Eine Ausführungsform 400 aus 4A zeigt eine Ansicht des Querschnitts aus 3, wobei sich die Hülse der aktiven Gehäusestrukturierung in einer Pumpposition befindet, die eine Pumpsteuerung ermöglicht. Eine Ausführungsform 450 aus 4B zeigt eine Ansicht des Querschnitts aus 3, wobei sich die Hülse der aktiven Gehäusestrukturierung in einer Drosselposition befindet, die eine Drosselsteuerung ermöglicht. Es versteht sich, dass alle in 4A-4B gezeigten Komponenten vorangehend eingeführt wurden und somit an dieser Stelle nicht neu eingeführt werden.
  • 4A zeigt eine erste beispielhafte Positionierung 400 der aktiven Gehäusestrukturierung 311 als Reaktion auf Bedingungen eines niedrigen Massenstroms, die dazu führen können, dass der Verdichter innerhalb eines Schwellenwerts einer Pumpgrenze betrieben wird. Beispielsweise kann die Steuerung als Reaktion darauf, dass ein Verdichterdruckverhältnis innerhalb einer Pumpschwelle zu einer Pumpgrenze liegt, ein Steuersignal an den ACT-Hülsenarm 311 senden, den Hülsenarm 313 in eine erste Position zu bewegen, in der sich der Schlitz 315 mit der Pumpöffnung 312 überschneidet. In dieser Position ist die Pumpöffnung offen und ist die Drosselöffnung geschlossen. Als Folge der Betätigung der Hülse in die erste Position kann die aktive Gehäusestrukturierung 310 ermöglichen, das Luft bei Bedingungen mit niedrigem Massenstrom aus dem Einlasskanal 304 durch den Pumpschlitz 312 und Schlitz 315 in den Rückführkanal 318 strömt. Der Luftstrom strömt dann weiter aus dem Rückführkanal 318, durch die Rückführöffnung 316 und in den Einlasskanal 304, wie durch einen gestrichelten Pfeil 452 gezeigt. Somit kann der Luftladungsstrom, der auf der Vorderkante des Vollblattes 350 auftrifft, umfangreicher sein als wenn der Pumpschlitz 312 durch die Hülse geschlossen/blockiert gelassen wird (wie in 4B gezeigt). Die Ladungsrückführung kann ermöglichen, dass der Turboladerverdichter mit einem geringeren Strom durch den Verdichter betrieben wird, wodurch ein Auftreten von Pumpen verringert wird.
  • 4B zeigt eine zweite beispielhafte Positionierung 450 der aktiven Gehäusestrukturierung 310 als Reaktion auf eine Bedingung eines hohen Massenstroms, die dazu führen kann, dass der Verdichter innerhalb eines Schwellenwerts einer Drosselgrenze betrieben wird. Beispielsweise kann die Steuerung als Reaktion darauf, dass ein Verdichterdruckverhältnis innerhalb einer Drosselschwelle zu einer Drosselgrenze liegt, ein Steuersignal an den ACT-Hülsenarm 313 senden, den Hülsenarm 311 in eine zweite Position zu bewegen, in der sich der Schlitz 315 mit der Drosselöffnung überschneidet. In dieser Position ist die Pumpöffnung geschlossen und ist die Drosselöffnung offen. Insbesondere kann eine Niederdruckzone bei Bedingungen eines hohen Massenstroms in dem Einlasskanal 304 stromabwärts der Vorderkante des Teilers 352 benachbart zu dem Drosselschlitz 314 vorhanden sein. Die Niederdruckzone kann Gas dazu veranlassen, aus dem Einlasskanal 304 durch die Rückführöffnung 316 in den Rückführkanal 318 und durch den Drosselschlitz 314 zurück in den Einlasskanal 304 zu strömen, wie durch 452 gezeigt. Der Kurzschlussweg durch den Rückführkanal 318 kann ermöglichen, dass der Gasstrom durch den Verdichter bei Bedingungen eines hohen Massenstroms verglichen mit einem Verdichter ohne den Drosselschlitz 314 erhöht wird. Auf diese Weise kann der Kurzschlussgasstrom ermöglichen, dass mehr Gas strömt, bevor sich der Turbolader in der Drosselbetriebsbedingung befindet.
  • Er versteht sich, dass der ACT-Mechanismus aus 3 und 4A-4B eine bewegliche Hülse in einem Dreipositionensystem darstellt, welche die Öffnung von zwei unterschiedlichen Strömungskanälen in dem Verdichter, d. h. den Drosselschlitz und den Pumpschlitz, reguliert. Hierin schließen die drei Positionen eine Nominalposition (in der sowohl der Drosselschlitz als auch der Pumpschlitz geschlossen sein), eine Pumpposition (in der lediglich der Drosselschlitz geschlossen ist) und eine Drosselposition (in der lediglich der Pumpschlitz geschlossen ist) ein. In alternativen Ausführungsformen kann der ACT-Mechanismus jedoch in einem Zweipositionensystem gekoppelt sein, das lediglich einen gesteuerten Schlitz, d. h. den Drosselschlitz, aufweist. Darin handelt es sich bei den zwei Positionen um die Nominalposition (in welcher der Drosselschlitz geschlossen ist) und die Drosselposition (in welcher der Drosselschlitz geöffnet ist), wobei der Pumpschlitz nicht gesteuert wird und über einen passiven Betrieb betrieben wird und die Standardnominalposition eine erhöhte Pumpschwelle bereitstellt.
  • 3 und 4A-4B zeigen beispielhafte Konfigurationen mit einer relativen Positionierung der verschiedenen Komponenten. Wenn derartige Elemente so gezeigt sind, dass sie einander direkt berühren oder direkt aneinandergekoppelt sind, können sie in zumindest einem Beispiel als sich direkt berührend bzw. direkt gekoppelt bezeichnet werden. Gleichermaßen können Elemente, die aneinander anliegend oder zueinander benachbart gezeigt sind, in zumindest einem Beispiel aneinander anliegend bzw. zueinander benachbart sein. Als ein Beispiel können Komponenten, die in flächenteilendem Kontakt zueinander liegen, als in flächenteilendem Kontakt bezeichnet werden. Als ein weiteres Beispiel können Elemente, die voneinander getrennt positioniert sind, wobei sich dazwischen lediglich ein Raum befindet und keine anderen Komponenten, zumindest in einem Beispiel als solche bezeichnet werden. Als noch ein weiteres Beispiel können Elemente, die über-/untereinander, an gegenüberliegenden Seiten voneinander oder links/rechts voneinander gezeigt sind, in Bezug aufeinander als solche bezeichnet werden. Ferner kann, wie in den Figuren gezeigt, ein oberstes Element oder ein oberster Punkt eines Elements in zumindest einem Beispiel als eine „Oberseite“ der Komponente bezeichnet werden und kann ein unterstes Element oder ein unterster Punkt des Elements als eine „Unterseite“ der Komponente bezeichnet werden. Wie hierin verwendet, können sich Oberseite/Unterseite, obere(r/s)/untere(r/s), über/unter auf eine vertikale Achse der Figuren beziehen und dazu verwendet werden, um die Positionierung von Elementen der Figuren in Bezug aufeinander zu beschreiben. Somit sind Elemente, die über anderen Elementen gezeigt sind, in einem Beispiel vertikal über den anderen Elementen positioniert. Als noch ein weiteres Beispiel können ferner Formen der Elemente, die in den Figuren gezeigt sind, als diese Formen (z. B. kreisförmig, gerade, eben, gekrümmt, abgerundet, abgeschrägt, abgewinkelt oder dergleichen) aufweisend bezeichnet werden. Ferner können Elemente, die so gezeigt sind, dass sie einander schneiden, in zumindest einem Beispiel als sich schneidende Elemente oder einander schneidend bezeichnet werden. Noch ferner kann ein Element, das innerhalb eines anderen Elements oder außerhalb eines anderen Elements gezeigt ist, in einem Beispiel als solches bezeichnet werden.
    Auf diese Weise stellen die Komponenten aus 1-4B ein druckverstärktes Motorsystem bereit, das Folgendes umfasst: einen Motor; einen Einlassverdichter, der ein Laufrad, einen Drosselschlitz, einen Pumpschlitz, ein betätigbares ringförmiges Gehäuse, welches das Laufrad aufnimmt, wobei das Gehäuse einen Hülsenschlitz umfasst, und einen Aktor aufweist, der an eine Hülse des Gehäuses gekoppelt ist; eine Abgasturbine; ein AGR-Ventil, das zum Rückführen von Abgas von einem Motorauslass zu einem Motoreinlass an einen AGR-Kanal gekoppelt ist; ein Pedal zum Aufnehmen eines Drehmomentbedarfs eines Fahrzeugführers; und eine Steuerung. Die Steuerung kann programmiert sein, um einen Gasstrom und einen Druck über eine Rückkopplungssteuerschleife zu steuern. Die Steuerung kann ferner programmiert sein, um das ACT-Gehäuse als Reaktion auf ein prognostiziertes Verdichterpumpen oder eine prognostizierte Verdichterdrosselung zu betätigen. Während das ACT-Gehäuse betätigt wird, stellt die Steuerung außerdem einen AGR-Strom und einen Turbinenstrom über vorwärtsgekoppelte Steuersignale ein, um eine Störung des Gasstroms und des Drucks aufgrund der ACT-Betätigung zu verringern.
  • 5 zeigt einen beispielhaften Steuerblock 500 zum Steuern eines Gasstroms und Drucks eines Motors 515. Der Steuerblock 500 beinhaltet eine Rückkopplungssteuerschleife 510 und einen vorwärtsgekoppelten Steuerblock 520. Die Rückkopplungssteuerschleife steuert den Motorgasstrom und Druck auf einen erwünschten Gasstrom 504 und erwünschten Druck 503 auf Grundlage einer Rückkopplung von einem gemessenen Gasstrom 517 und einem gemessenen Druck 516. Der Motorgasstrom kann einen oder mehrere von einem AGR-Strom, einem Massenluftstrom in den Zylinder oder einen Abgasstrom beinhalten. Der Motordruck kann einen oder mehrere von einem Motoransaugkrümmerdruck, einem Verstärkungsdruck und einem Motorabgaskrümmerdruck beinhalten. Der Motorgasstrom und Druck können durch Betätigen eines ersten Aktors mit einem Steuersignal 512 und eines zweiten Aktors mit einem Steuersignal 513 eingestellt werden. In einem Beispiel kann der erste Aktor verwendet werden, um den AGR-Strom zu steuern, und kann der zweite Aktor verwendet werden, um einen Turbinenstrom zu steuern. In einem weiteren Beispiel kann der erste Aktor ein AGR-Ventil beinhalten. In einem weiteren Beispiel kann der erste Aktor sowohl das AGR-Ventil als auch die Drossel (wie etwa die Drossel 20 aus 1) beinhalten. Es können rückwärtsgekoppelte Steuersignale 507 und 508 durch eine Rückkopplungssteuerung 514 auf Grundlage von Eingaben erzeugt werden, darunter einer Motordrehzahl 501, Kraftstoffparameter 502, eines Gasstromfehlers 505 und eines Druckfehlers 506. Der Gasstromfehler 505 ist die Differenz aus dem erwünschten Gasstrom 504 und dem gemessenen Gasstrom 517. Der Druckfehler ist die Differenz aus dem erwünschten Druck 503 und dem gemessenen Druck 516. Der erste und zweite Aktor werden durch die Steuersignale 512 und 513 betätigt. Wenn die Verdichtergeometrie nicht eingestellt ist, werden der erste und zweite Aktor direkt durch die Steuersignale 507 und 508 betätigt. Anders ausgedrückt ist das Steuersignal 512 gleich dem rückwärtsgekoppelten Steuersignal 507 und ist das Steuersignal 513 gleich dem rückwärtsgekoppelten Steuersignal 508, wenn der Verdichteraktor nicht betätigt wird. Während der Verdichtergeometrieeinstellung basiert das Steuersignal an den ersten oder zweiten Aktor auf dem rückwärtsgekoppelten Steuersignal und einem vorwärtsgekoppelten Steuersignal. Beispielsweise ist das Steuersignal 512 an den ersten Aktor gleich der Differenz aus dem rückwärtsgekoppelten Steuersignal 507 und dem vorwärtsgekoppelten Steuersignal 509 und ist das Steuersignal 513 an den zweiten Aktor gleich der Differenz aus dem rückwärtsgekoppelten Steuersignal 508 und dem vorwärtsgekoppelten Steuersignal 511.
  • Die vorwärtsgekoppelten Steuersignale 509 und 511 werden durch eine vorwärtsgekoppelte Steuerung 524 auf Grundlage eines Verdichtergeometriefehlers 523 zwischen einer erwünschten Verdichtergeometrie/-position 512 und einer gemessenen Verdichtergeometrie/- position 522 erzeugt. In einem Beispiel kann es sich bei dem Verdichtergeometriefehler 523 um den Einstellungsbetrag der Verdichtergeometrie handeln. In einem weiteren Beispiel kann es sich bei dem Verdichtergeometriefehler 523 um die Änderung der Verdichteraktorposition aus einer aktuellen Verdichteraktorposition in eine erwünschte Verdichteraktorposition handeln. Die Verdichtergeometrie 523 kann verwendet werden, um den Verdichteraktor zu betätigen. Als ein Beispiel kann die vorwärtsgekoppelte Steuerung 524 die vorwärtsgekoppelten Steuersignale auf Grundlage einer Empfindlichkeit des AGR-Stroms in Bezug auf den ersten Aktor, einer Empfindlichkeit des AGR-Stroms in Bezug auf den zweiten Aktor, einer Empfindlichkeit des Drucks in Bezug auf den zweiten Aktor, einer Empfindlichkeit des Drucks in Bezug auf den ersten Aktor, einer Empfindlichkeit des AGR-Stroms in Bezug auf den Verdichteraktor und einer Empfindlichkeit des Drucks in Bezug auf den Verdichteraktor erzeugen. Details der vorwärtsgekoppelten Steuerung 524 sind ferner in 6 dargestellt.
  • 6 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 600 zum Steuern eines Motorsystems, das einen Verdichter mit variabler Geometrie beinhaltet. Insbesondere werden ein Gasstrom und ein Druck des Motorsystems über eine Rückkopplungssteuerschleife (wie etwa die Rückkopplungssteuerschleife 510 aus 5) gesteuert. Als Reaktion auf ein Verdichterpumpen oder eine Verdichterdrosselung beinhaltet das Verfahren gleichzeitiges Einstellen eines AGR-Stroms, eines Turbinenstroms und einer Verdichtergeometrie sowohl über die Rückkopplungssteuerschleife als auch einen vorwärtsgekoppelten Steuerblock (wie etwa den vorwärtsgekoppelten Steuerblock 520 aus 5), um einen im Wesentlichen konstanten (z. B. innerhalb von 5 % des Durchschnitts) Gasstrom und Druck beizubehalten. Die Einstellung des AGR-Stroms und des Turbinenstroms wird auf Grundlage des Betrags der Verdichtergeometrieeinstellung bestimmt. Nach dem Einstellen der Verdichtergeometrie werden der Gasstrom und der Krümmerdruck lediglich durch die Rückkopplungssteuerschleife ohne den vorwärtsgekoppelten Steuerblock gesteuert.
  • Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 600 und der übrigen hierin enthaltenen Verfahren können durch eine Steuerung auf Grundlage von Anweisungen, die in einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, und in Verbindung mit Signalen ausgeführt werden, die von Sensoren des Motorsystems, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf 1-2 beschriebenen Sensoren, empfangen werden. Die Steuerung kann Motoraktoren des Motorsystems nutzen, um den Motorbetrieb gemäß den nachfolgend beschriebenen Verfahren einzustellen.
  • Bei 601 schätzt und/oder misst das Verfahren 600 Motorbetriebsbedingungen, darunter unter anderem eine Motordrehzahl, eine Kraftstoffmenge, einen Kraftstoffdruck, einen Drehmomentbedarf des Fahrzeugführers, eine Motorkühlmitteltemperatur (engine coolant temperature - ECT), einen Umgebungsluftdruck (barometric pressure - BP), einen Verstärkungsdruck, einen Ansaugkrümmerdruck (Verstärkungsdruck), einen Abgaskrümmerdruck, eine Massenluftströmungsrate (mass airflow rate - MAF), eine Abgasströmungsrate, eine Gaspedalposition (PP), einen AGR-Strom und AGR-Raten, wie sie durch die Ausgabe von entsprechend in Bezug auf 1 und 2 beschriebenen Sensoren gemessen und/oder geschätzt werden können.
  • Bei 602 misst oder schätzt das Verfahren 600 einen Gasstrom und einen Druck, die über die Rückkopplungssteuerschleife (wie etwa die Rückkopplungssteuerschleife 510 aus 5) gesteuert werden. In einem Beispiel kann es sich bei dem Gasstrom um einen Abgasstrom handeln. In einem weiteren Beispiel kann es sich bei dem Gasstrom um einen Massenluftstrom handeln. In noch einem weiteren Beispiel kann es sich bei dem Gasstrom um einen Abgasstrom handeln. Bei dem Krümmerdruck kann es sich entweder um einen Ansaugkrümmerdruck (Verstärkungsdruck) oder einen Abgaskrümmerdruck handeln. In einem weiteren Beispiel werden die AGR-Raten und ein Verstärkungsdruck über die Rückkopplungssteuerschleife gesteuert.
  • Bei 603 können der Gasstrom und der Druck auf Grundlage der Messung bei 602 über die Rückkopplungssteuerschleife eingestellt werden. Insbesondere können Steuersignale an Motoraktoren durch eine Rückkopplungssteuerung (wie etwa die Rückkopplungssteuerung 514 aus 5) auf Grundlage der Differenz aus einem erwünschten Gasstrom und Krümmerdruck und dem gemessenen Gasstrom und Krümmerdruck bestimmt werden. Bei der Rückkopplungssteuerung kann es sich zum Beispiel um eine PID-Steuerung handeln. Die rückwärtsgekoppelten Steuersignale an die Motoraktoren können ferner auf Grundlage von Motorbetriebsparametern, wie etwa einer Motordrehzahl und Kraftstoffversorgung bestimmt werden. Die Motoraktoren können einen ersten Aktor zum Steuern des AGR-Stroms und einen zweiten Aktor zum Steuern des Turbinenstroms beinhalten. Die Aktoren werden auf Grundlage der Steuersignale (wie etwa den Steuersignalen 507 und 508 aus 5) betätigt, um den Gasstrom und den Druck auf erwünschte Sollwerte einzustellen.
  • Bei 604 bestimmt das Verfahren 600, ob eine Geometrie oder Position des Verdichters eingestellt werden soll. Die Steuerung (wie etwa die Steuerung 12 aus 1) kann auf Grundlage eines aktuellen Verdichterbetriebspunktes innerhalb eines Verdichterkennfeldes (wie etwa des Kennfeldes 800 aus 8) bestimmen, ob der Verdichter eingestellt werden soll. Der Verdichterbetriebspunkt kann eine Luftströmungsrate durch den Verdichter und ein Druckverhältnis über den Verdichter beinhalten. In einer Ausführungsform kann die Verdichtergeometrie als Reaktion auf eine Pumpschwelle oder Drosselschwelle unter einem Schwellenwert eingestellt werden. In einer weiteren Ausführungsform kann die Verdichtergeometrie als Reaktion darauf eingestellt werden, dass der Verdichter in der Pump- oder Drosselregion betrieben wird. In einer weiteren Ausführungsform kann die Verdichtergeometrie auf Grundlage einer Verdichtereffizienz eingestellt werden.
  • Beispielsweise kann der Verdichter eingestellt werden, wenn die Verdichtereffizienz verbessert werden kann. In noch einer weiteren Ausführungsform kann die Verdichtergeometrie auf Grundlage eines Fahrerverhaltens eingestellt werden, wie etwa einer häufigen Betätigung des Gaspedals Bremspedals.
  • In einer Ausführungsform beinhaltet der Verdichter eine ACT und kann die Verdichtergeometrie durch Betätigen der Gehäusehülse eingestellt werden, um die Hülse aus einer Nominalposition mit einem Pump- oder Drosselschlitz auszurichten. Beispielsweise kann die Steuerung als Reaktion auf eine plötzliche Pedalfreigabe als Reaktion darauf, dass eine Verdichterpumpschwelle unter einem Schwellenwert liegt, bestimmen, die Verdichtergeometrie durch Betätigen der ACT zu einzustellen, und den Verdichter aus einer Nominalposition in eine Pumpposition bewegen, in der die Gehäusehülse mit dem Pumpschlitz ausgerichtet ist. Als ein weiteres Beispiel kann die Steuerung nach dem Bewegen des Verdichters in die Pumpposition als Reaktion auf einen erhöhten Verdichterluftstrom und ein verringertes Verdichterdruckverhältnis bestimmen, die Verdichtergeometrie für eine verbesserte Verdichtereffizienz durch Betätigen des Verdichters aus der Pumpposition in die Nominalposition einzustellen.
  • Wenn die Steuerung bestimmt, den Verdichter nicht einzustellen, geht das Verfahren 600 zu 605 über, wobei die Motorbetriebsbedingungen durchgehend überwacht werden. Andernfalls, wenn die Steuerung bestimmt, dass der Verdichter eingestellt werden soll, geht das Verfahren zu 606 über.
  • Bei 606 bestimmt die Steuerung eine erwünschte Verdichtergeometrie. In einer Ausführungsform kann es sich bei der erwünschten Verdichtergeometrie um eine Position des ACT-Verdichters handeln, wie etwa die Pumpposition, Nominalposition und Drosselposition. In einer weiteren Ausführungsform kann es sich bei der erwünschten Verdichtergeometrie um einen erwünschten Öffnungswinkel von Verdichterschaufeln handeln. Die erwünschte Verdichtergeometrie kann auf Grundlage des Verdichterbetriebspunktes und des Verdichterkennfeldes bestimmt werden. Beispielsweise kann der erwünschte Öffnungswinkel der Verdichterschaufeln mit niedrigerer Pumpschwelle verringert werden. Als ein weiteres Beispiel kann der ACT-Aktor bewegt werden, um den Pumpschlitz als Reaktion auf eine verringerte Pumpschwelle zu öffnen.
  • Die Steuerung kann ferner einen erwünschten Verdichterbetriebspunkt nach dem Einstellen der Verdichtergeometrie bestimmen. Der erwünschte Verdichterbetriebspunkt kann auf Grundlage des erwünschten Verstärkungsdrucks und Frischluftstroms, wie während der Motorabbildung bestimmt, bestimmt werden.
  • Bei 607 bestimmt das Verfahren 600 einen ersten Betrag der Verdichtergeometrieeinstellung, einen zweiten Betrag der AGR-Stromeinstellung und einen dritten Betrag der Turbinenstromeinstellung. Der Betrag der Verdichtergeometrieeinstellung kann durch Vergleichen der erwünschten Verdichtergeometrie mit der gemessenen Verdichtergeometrie erhalten werden. In einem Beispiel entspricht der Betrag der Verdichtergeometrieeinstellung einem Betrag der Verdichteraktorpositionsänderung.
  • In einer Ausführungsform beinhaltet der Verdichter eine ACT und kann es sich bei dem Betrag der Verdichtereinstellung um die Änderung des Luftstroms aus der aktuellen Verdichterposition in die erwünschte Verdichterposition handeln. Beispielsweise kann es sich bei dem Betrag der Verdichtereinstellung um die Änderung des Luftstroms aus einer Verdichternominalposition in eine Pumpposition oder die Änderung des Luftstroms aus einer Verdichterpumpposition in eine Nominalposition handeln.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann es sich bei dem Verdichter um einen Verdichter mit variabler Geometrie mit verstellbaren Schaufeln handeln, wobei die Verdichtergeometrie durchgehend über den Verdichteraktor eingestellt werden kann. Als ein Beispiel kann der Betrag der Verdichtereinstellung quantifiziert und in einen Betrag der Verdichteraktorpositionsänderung umgewandelt werden. Als ein weiteres Beispiel kann es sich bei dem Betrag der Verdichtereinstellung um die Änderung der Schaufelposition (in Grad) handeln.
  • Der zweite Betrag der AGR-Stromeinstellung und der dritte Betrag der Turbinenenstromeinstellung können auf Grundlage des Betrags der Verdichtergeometrieeinstellung bestimmt werden. Als ein Beispiel wird der AGR-Strom über einen ersten Aktor eingestellt und wird der Turbinenstrom über einen zweiten Aktor eingestellt. Die Änderung oder der Einstellungsbetrag des AGR-Stroms und Turbinenstroms kann auf Grundlage der Positionsänderung des Verdichteraktors, einer Empfindlichkeit des AGR-Stroms in Bezug auf den ersten Aktor, einer Empfindlichkeit des AGR-Stroms in Bezug auf den zweiten Aktor, einer Empfindlichkeit des Drucks in Bezug auf den zweiten Aktor, einer Empfindlichkeit des Drucks in Bezug auf den ersten Aktor, einer Empfindlichkeit des AGR-Stroms in Bezug auf den dritten Aktor und einer Empfindlichkeit des Drucks in Bezug auf den dritten Aktor berechnet werden. Die Empfindlichkeit eines Stroms in Bezug auf einen Aktor ist als Variation der Strömungsrate des Stroms definiert, die durch eine Variation des Aktors hervorgerufen wird.
  • In einer Ausführungsform werden ein Gasstrom und ein Druck über die Rückkopplungssteuerschleife gesteuert. Die erwartete Änderung des Gasstroms ΔF und des Drucks Δp aufgrund einer Verdichtergeometrieeinstellung kann wie folgt dargestellt berechnet werden: [ Δ F Δ p ] = [ d F / d v g c d p / d v g c ] Δ v g c = B ⋅ Δ v g c ,
    Figure DE102018117258A1_0001
    wobei Δvgc den Betrag der Verdichtergeometrieeinstellung darstellt; dF/dvgc und dp/dvgc jeweils Empfindlichkeiten des Gasstroms und Drucks in Bezug auf den Verdichteraktor darstellen. Die erwartete Änderung des Gasstroms ΔF und des Drucks Δp aufgrund der Verdichtergeometrieeinstellung kann alternativ wie folgt dargestellt werden: [ Δ F Δ p ] = [ d F / d e g r d F / d v g t d p / d e g r d p / d v g t ] [ Δ e g r Δ v g t ] = A ⋅ [ Δ e g r Δ v g t ] ,
    Figure DE102018117258A1_0002
    wobei Δegr und Δvgt den Betrag der AGR-Strom- und Turbinenstromänderung darstellen; dF/degr, dF/dvgt, dp/dvgt und dp/dvgt die Empfindlichkeit des Gasstroms in Bezug auf den ersten Aktor, die Empfindlichkeit des Gasstroms in Bezug auf den zweiten Aktor, die Empfindlichkeit des Drucks in Bezug auf den ersten Aktor und die Empfindlichkeit des Drucks in Bezug auf den zweiten Aktor darstellen.
  • Der Betrag der AGR-Strom- und Turbinenstromänderung oder -einstellung kann über die vorwärtsgekoppelte Steuerung (wie etwa die vorwärtsgekoppelte Steuerung 524 aus 5) mithilfe von Gleichung 1 und 2 aus dem Betrag der Verdichtergeometrieeinstellung über Folgendes berechnet werden: [ Δ e g r Δ v g t ] = A − 1 B ⋅ Δ v g c
    Figure DE102018117258A1_0003
  • Die Einstellung des AGR-Stroms und Turbinenstroms kann von dem rückwärtsgekoppelten Steuersignal, um den ersten und zweiten Aktor zu betätigen, subtrahiert werden, um die Störung des Gasstroms und Drucks aufgrund der Verdichtergeometrieeinstellung zu verringern.
  • Bei 608 werden der AGR-Strom und Turbinenstrom auf Grundlage des bestimmten Betrags der AGR-Strom- und Turbinenstromeinstellung bei 507 eingestellt, während der Verdichteraktor betätigt wird, um den Verdichter zu der erwünschten Verdichtergeometrie zu bewegen.
  • Bei 609 prüft das Verfahren 600, ob der Verdichter zu der bei 606 bestimmten erwünschten Geometrie eingestellt wurde. Wenn die Antwort „ja“ lautet, geht das Verfahren 600 zu 611 über. Wenn die Antwort „nein“ lautet, geht das Verfahren 600 zu 610 über, wobei die Verdichtergeometrie durchgehend eingestellt wird und der AGR-Strom und Turbinenstrom ebenfalls durchgehend eingestellt werden, während der Verdichteraktor betätigt wird.
  • Nach dem Einstellen der Verdichtergeometrie werden der Gasstrom und der Druck bei 611 durch die Rückkopplungssteuerschleife ohne den vorwärtsgekoppelten Steuerblock gesteuert. Anders ausgedrückt sind die durch die vorwärtsgekoppelte Steuerschleife erzeugten Steuersignale (wie etwa 509 und 511 aus 5) null. Ferner können der AGR-Strom und Turbinenstrom eingestellt werden, um den Verdichterbetriebspunkt bei 606 zu dem erwünschten Verdichterbetriebspunktes zu bewegen.
  • Durch Einstellen des AGR-Stroms und Turbinenstroms auf Grundlage der erwarteten, durch die Verdichtergeometrieeinstellung hervorgerufenen Änderung kann das Verfahren 600 einen im Wesentlichen konstanten Motorgasstrom und Druck während des Verdichteraktorbetriebs beibehalten. Somit kann eine Übergangsstörung aufgrund der Verdichtereinstellung verhindert oder verringert werden.
  • 7 zeigt beispielhafte Zeitachsen von Motorbetriebsparametern (Gaspedaldruck 710, Verstärkungsdruck 720, Verdichterdruckrate 730 und AGR-Raten 750) und Motoraktorzuständen (ACT 740, AGR-Ventil 760 und VGT-Schaufel 770) bei der Umsetzung des Verfahrens aus 6. Der Verdichter des Motors beinhaltet eine ACT und ist an einen VGT gekoppelt.
  • Bei t1 erhöhen sich der Verstärkungsdruck und das Verdichterdruckverhältnis als Reaktion auf eine Erhöhung des Gaspedaldrucks. Die ACT befindet sich in einer Nominalposition. Die AGR-Ventilöffnung kann als Reaktion auf einen erhöhten Verstärkungsdruck beginnen abzunehmen und die AGR-Raten können entsprechend abnehmen. Der Öffnungsgrad der VGT-Schaufel ist hoch.
  • Zwischen t1 und t2 werden der Verstärkungsdruck und die AGR-Raten über eine Rückkopplungssteuerschleife (wie etwa die Rückkopplungssteuerschleife 510 aus 5) auf die erwünschten Werte gesteuert, während die Verdichtergeometrie nicht eingestellt wird (die ACT verbleibt in der Nominalposition). Der Verstärkungsdruck und die AGR-Raten werden durch Betätigen des AGR-Ventils und der VGT-Schaufel über rückwärtsgekoppelte Steuersignale (wie etwa die Steuersignale 507 und 508 aus 5) eingestellt. Mit erhöhtem Gaspedaldruck nimmt die Öffnung des AGR-Ventils ab und nimmt die Öffnung der VGT-Schaufel ab.
  • Zwischen t2 und t3 bleibt der Gaspedaldruck hoch. Auf Grundlage der Rückkopplungssteuerung verbleibt der Verstärkungsdruck auf einem hohen Niveau und verbleiben die AGR-Raten auf einem niedrigen Niveau.
  • Bei t3 bestimmt die Steuerung (wie etwa die Steuerung 12 aus 1) auf Grundlage eines starken Rückgangs des Gaspedaldrucks von einem hohen Niveau, dass das Pumpen eintreten kann und beginnt die Betätigung der ACT aus der Nominalposition zu dem Pumpschlitz. Das AGR-Ventil und die VGT-Schaufel werden gleichzeitig betätigt, um einen möglichen Übergangsanstieg 721 des Verstärkungsdrucks und einen Übergangsanstieg 751 der AGR-Raten auszugleichen. Beispielsweise können vorwärtsgekoppelte Steuersignale (wie etwa 509 und 511 aus 5) von den rückwärtsgekoppelten Steuersignalen subtrahiert werden, um die AGR-Ventile und die VGT-Schaufeln zu betätigen. Somit kann eine Öffnung des AGR-Ventils lediglich auf Grundlage des rückwärtsgekoppelten Steuersignals kleiner sein als die AGR-Ventilöffnung 761 und kann eine VGT-Schaufelöffnung lediglich auf Grundlage des rückwärtsgekoppelten Steuersignals größer sein als die VGT-Schaufelöffnung 771. Auf diese Weise bleiben der Verstärkungsdruck und die AGR-Raten während des Betätigens der ACT und direkt danach im Wesentlichen konstant (z. B. innerhalb von 5 % des Durchschnitts).
  • Bei t4 werden die AGR-Raten und der Verstärkungsdruck nach dem Betätigen der ACT durch die Rückkopplungssteuerschleife ohne den vorwärtsgekoppelte Steuerblock gesteuert. Das AGR-Ventil und die VGT-Schaufel können betätigt werden, um den Verdichterbetriebspunkt in eine optimale Position zu bewegen.
  • Bei t5 kann die Steuerung auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen bestimmen, die ACT aus der Pumpposition in die Nominalposition einzustellen. Als ein Beispiel kann die Steuerung die ACT einstellen, um die Verdichtereffizienz zu verbessern. Das AGR-Ventil und die VGT-Schaufel werden durch das rückwärtsgekoppelte Steuersignal und das vorwärtsgekoppelte Steuersignal betätigt, um die Störung 722 des Verstärkungsdrucks und die Störung 752 der AGR-Raten zu verringern. Beispielsweise kann die Öffnung des AGR-Ventils größer sein als die ohne das vorwärtsgekoppelte Steuersignal eingestellte Ventilöffnung 762. Die VGT-Schaufeln können verglichen mit den ohne das vorwärtsgekoppelte Steuersignal eingestellten VGT-Schaufeln geschlossener sein. Folglich bleiben der Verstärkungsdruck und die AGR-Raten während und direkt nach der ACT-Aktivierung von t5 bis t6 im Wesentlichen konstant. Durch Einstellen der ACT zu dem Pumpschlitz erhöht sich das Verdichterdruckverhältnis nicht weiter, wie bei 731 gezeigt, und wird ein Verdichterpumpen durch Verbessern der Pumpschwelle verhindert.
  • Von t6 bis t7 werden der Verstärkungsdruck und die AGR-Raten lediglich über die Rückkopplungssteuerschleife gesteuert.
  • Bei t7 steigt der Gaspedaldruck von einem niedrigen Druck auf einen hohen Druck stark an. Die Steuerung bestimmt, dass eine Verdichterdrosselung auftreten kann und betätigt die ACT aus der Nominalposition in die Drosselposition. Das AGR-Ventil und die VGT-Schaufel werden ebenfalls betätigt, um die Störung aufgrund der ACT-Einstellung auszugleichen. Beispielsweise kann die AGR-Ventilöffnung verglichen mit der lediglich durch das rückwärtsgekoppelte Steuersignal betätigten AGR-Ventilöffnung 763 zunehmen. In einem weiteren Beispiel kann der AGR-Strom sowohl in einen HP-AGR-Strom als auch einen LP-AGR-Strom aufgeteilt werden. Wenn sich das HP-AGR-Ventil maximal geöffnet ist, kann die Öffnung des LP-AGR-Ventils zur Erhöhung des AGR-Stroms erhöht werden. Die VGT-Schaufelöffnung kann verglichen mit der VGT-Schaufelöffnung 773 abnehmen, die lediglich durch das rückwärtsgekoppelte Steuersignal betätigt wird. Durch Einstellen des AGR-Stroms und des Turbinenstroms während des Betätigens der ACT bleiben der Motorverstärkungsdruck und die AGR-Rate während und direkt nach der ACT-Betätigung im Wesentlichen konstant. Durch Betätigen der ACT fällt das Verdichterdruckverhältnis nicht wie durch 732 veranschaulicht und kann eine Verdichterdrosselung durch Erhöhen der Drosselstromkapazität vermieden werden.
  • Bei t8 kann die ACT nach einem erhöhten Luftstrom durch den Verdichter aus der Drosselposition in die Nominalposition betätigt werden. Das AGR-Ventil und die VGT-Schaufel werden gleichzeitig mit der ACT aktiviert, um eine Übergangserhöhung 724 des Verstärkungsdrucks und die Übergangserhöhung 754 der AGR-Raten zu verringern. Beispielsweise kann die AGR-Ventilöffnung verglichen mit der lediglich durch das rückwärtsgekoppelte Steuersignal betätigten AGR-Ventilöffnung 764 abnehmen. Die VGT-Schaufelöffnung kann verglichen mit der VGT-Schaufel 774 zunehmen, die lediglich durch das rückwärtsgekoppelte Steuersignal betätigt wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann der Turbinenstrom durch Betätigen eines Wastegates anstelle von oder zusammen mit der VGT-Schaufel eingestellt werden.
  • 8 zeigt ein beispielhaftes Verdichterkennfeld 800 des Verdichterdruckverhältnisses (auf der y-Achse) bei verschiedenen Verdichterströmungsraten (auf der x-Achse). Linie 809 gibt eine isentropische Effizienz an. Linie 802 (durchgezogen) gibt eine Pumpgrenze (z. B. absolute Pumpgrenze) an, während Linie 804 (gestrichelt) eine Drosselgrenze angibt. Durchgezogene Linien 806 bilden die im Wesentlichen konstanten Verdichterdrehzahllinien ab. Ein Verdichterbetrieb links der Pumpgrenze führt zu einem Turboladerverdichterbetrieb in einer Pumpregion. Gleichermaßen führt ein Verdichterbetrieb rechts der Drosselgrenze 804 zu einem Turboladerverdichterbetrieb in einer Drosselregion. Ein Verdichterbetrieb sowohl in der Pumpregion als auch in der Drosselregion führt zu unerwünschten NVH und zu einer potentiellen Beeinträchtigung der druckverstärkten Motorleistung.
  • Als ein Beispiel kann die Pumpschwelle wie folgt bestimmt werden: Pumpschwelle = ( Massenströmungsrate_nom − Massenströmungsrate_Pumplinie ) / ( Massenströmungsrate_nom ) ,
    Figure DE102018117258A1_0004
    wobei Massenströmungsrate_nom die nominale Massenströmungsrate darstellt und Massenströmungsrate_Pumplinie die Massenströmungsrate an der Pumplinie darstellt. Alle Massenströme können bei derselben korrigierten Verdichterdrehzahl aus dem Verdichterkennfeld berechnet werden. Eine Drosselschwelle kann ähnlich bestimmt werden. Beispielsweise beträgt eine Pumpschwelle für einen Betriebspunkt 820 807 und beträgt eine Drosselschwelle für einen Betriebspunkt 830 808.
  • Durch Einstellen der Verdichtergeometrie oder -position kann der Verdichterbetriebsbereich ausgeweitet und die Verdichtereffizienz verbessert werden. Beispielsweise kann das Einstellen der Verdichtergeometrie die isentropische Effizienz von 812 auf 810 ändern. Folglich kann die Pumpschwelle ebenfalls erhöht werden.
  • Auf diese Weise kann eine Störung der Motorbetriebsparameter aufgrund der Verdichtergeometrieeinstellung durch Einführen eines vorwärtsgekoppelten Steuersignals zum Steuern des AGR-Stroms und Turbinenstroms vermieden werden. Das vorwärtsgekoppelte Steuersignal kann gleichzeitig mit der Aktivierung des Verdichteraktors eingeführt werden. Der technische Effekt der Verdichtergeometrieeinstellung besteht darin, dass die Verdichterpumpschwelle oder -drosselschwelle erhöht werden kann und der Verdichter auf zuverlässige Weise einen Verstärkungsdruck bereitstellen kann. Ferner kann die Verdichtereffizienz verbessert werden. Der technische Effekt des Einstellens des Turbinenstroms und des AGR-Stroms während des Einstellens der Verdichtergeometrie besteht darin, eine Störung der rückkopplungsgesteuerten Motorbetriebsparameter zu vermeiden.
  • Als eine Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren für einen Motor Einstellen eines Abgasrückführungsstroms (AGR-Stroms) über einen ersten Aktor und eines Turbinenstroms über einen zweiten Aktor, während eine Geometrie eines Verdichters eingestellt wird, wobei der AGR-Strom und der Turbinenstrom auf Grundlage der Einstellung der Verdichtergeometrie eingestellt werden. In einem ersten Beispiel für das Verfahren werden der AGR-Strom und der Turbinenstrom eingestellt, um einen im Wesentlichen konstanten Gasstrom und einen im Wesentlichen konstanten Druck während der Verdichtergeometrieeinstellung beizubehalten. Ein zweites Beispiel für das Verfahren beinhaltet gegebenenfalls das erste Beispiel und beinhaltet ferner, dass der Gasstrom einen Massenluftstrom beinhaltet und der erste Aktor eine Drossel beinhaltet. Ein drittes Beispiel für das Verfahren beinhaltet gegebenenfalls eines oder mehrere von dem ersten und zweiten Beispiel und beinhaltet ferner, dass der Gasstrom den AGR-Strom beinhaltet und der erste Aktor ein AGR-Ventil beinhaltet. Ein viertes Beispiel für das Verfahren beinhaltet gegebenenfalls eines oder mehrere von dem ersten bis dritten Beispiel und beinhaltet ferner, dass der erste Aktor ferner eine Drossel beinhaltet. Ein fünftes Beispiel für das Verfahren beinhaltet gegebenenfalls eines oder mehrere von dem ersten bis vierten Beispiel und beinhaltet ferner, dass es sich bei dem Druck um einen Abgasdruck oder einen Verstärkungsdruck handelt. Ein sechstes Beispiel für das Verfahren beinhaltet gegebenenfalls eines oder mehrere von dem ersten bis fünften Beispiel und beinhaltet ferner, dass es sich bei dem zweiten Aktor um ein Wastegate oder eine Turbine mit variabler Geometrie handelt. Ein siebtes Beispiel für das Verfahren beinhaltet gegebenenfalls eines oder mehrere von dem ersten bis sechsten Beispiel und beinhaltet ferner Messen des Gasstroms und des Drucks und Einstellen des Gasstroms und des Drucks auf Grundlage des gemessenen Gasstroms und des gemessenen Drucks ohne Einstellen der Geometrie des Verdichters. Ein achtes Beispiel für das Verfahren beinhaltet gegebenenfalls eines oder mehrere von dem ersten bis siebten Beispiel und beinhaltet ferner, dass die Geometrie des Verdichters über einen dritten Aktor eingestellt wird und eine Änderung der Position des dritten Aktors auf Grundlage eines Betrags der Verdichtergeometrieeinstellung bestimmt wird. Ein neuntes Beispiel für das Verfahren beinhaltet gegebenenfalls eines oder mehrere von dem ersten bis achten Beispiel und beinhaltet ferner Einstellen des AGR-Stroms und des Turbinenstroms auf Grundlage der Positionsänderung des dritten Aktors, einer Empfindlichkeit des AGR-Stroms in Bezug auf den ersten Aktor, einer Empfindlichkeit des AGR-Stroms in Bezug auf den zweiten Aktor, einer Empfindlichkeit des Drucks in Bezug auf den zweiten Aktor, einer Empfindlichkeit des Drucks in Bezug auf den ersten Aktor, einer Empfindlichkeit des AGR-Stroms in Bezug auf den dritten Aktor und einer Empfindlichkeit des Drucks in Bezug auf den dritten Aktor.
  • Als eine weitere Ausführungsform umfasst ein Verfahren für einen per Turbolader aufgeladenen Motor Einstellen eines AGR-Stroms und eines Turbinenstroms als Reaktion auf AGR-Raten und einen Verstärkungsdruck; Bestimmen eines ersten Betrags der Verdichtergeometrieeinstellung; Bestimmen eines zweiten Betrags der AGR-Stromeinstellung und eines dritten Betrags der Turbinenstromeinstellung auf Grundlage des ersten Betrags der Verdichtergeometrieeinstellung; und gleichzeitiges Einstellen einer Verdichtergeometrie mit dem ersten Betrag, des AGR-Stroms mit dem zweiten Betrag und des Turbinenstroms mit dem dritten Betrag. In einem ersten Beispiel für das Verfahren bleiben die AGR-Raten und der Verstärkungsdruck im Wesentlichen konstant, während die Verdichtergeometrie eingestellt wird. Ein zweites Beispiel für das Verfahren beinhaltet gegebenenfalls das erste Beispiel und beinhaltet ferner, dass der AGR-Strom durch Betätigen eines AGR-Ventils und eine Drossel eingestellt wird. Ein drittes Beispiel für das Verfahren beinhaltet gegebenenfalls eines oder mehrere von dem ersten und zweiten Beispiel und beinhaltet ferner Einstellen des AGR-Stroms und des Turbinenstroms als Reaktion auf die AGR-Raten und den Verstärkungsdruck, nachdem die Verdichtergeometrie eingestellt wurde. Ein viertes Beispiel für das Verfahren beinhaltet gegebenenfalls eines oder mehrere von dem ersten und dritten Beispiel und beinhaltet ferner Entstellen des AGR-Stroms und des Turbinenstroms auf Grundlage der AGR-Raten und des Verstärkungsdrucks, während die Verdichtergeometrie eingestellt wird.
  • Als eine weitere Ausführungsform umfasst ein Motorsystem einen Verdichter zum Zuführen einer druckverstärkten Luft zu einem Motor, wobei eine Geometrie des Verdichters durch Betätigen eines Verdichteraktors eingestellt werden kann; eine an den Verdichter gekoppelte Turbine; einen AGR-Kanal zum Zirkulieren eines Abgases von einem Motorauslass zu einem Motoreinlass; ein an den AGR-Kanal gekoppeltes AGR-Ventil zum Steuern eines AGR-Stroms; einen an den Motor gekoppelten ersten Sensor zum Messen eines Gasstroms; einen an den Motor gekoppelten zweiten Sensor zum Messen eines Krümmerdrucks; und eine Steuerung mit in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen, die für Folgendes konfiguriert ist: Einstellen des Gasstroms und des Krümmerdrucks auf Grundlage von Ausgaben von dem ersten Sensor und dem zweiten Sensor; Bestimmen eines Einstellbetrags in dem Verdichteraktor; Bestimmen einer erwarteten Änderung des Gasstroms und einer erwarteten Änderung des Krümmerdrucks auf Grundlage des Einstellbetrags in dem Verdichteraktor; Betätigen des Verdichteraktors durch den bestimmten Einstellbetrag; und Einstellen des AGR-Stroms und eines Turbinenstroms während des Betätigens des Verdichteraktors, um die erwartete Änderung des Gasstroms und die erwartete Änderung des Krümmerdrucks auszugleichen. In einem ersten Beispiel für das System ist die Steuerung ferner zum Einstellen des Gasstroms und des Krümmerdrucks auf Grundlage von Ausgaben von dem ersten Sensor und dem zweiten Sensor nach Betätigen des Verdichteraktors konfiguriert. Ein zweites Beispiel für das System beinhaltet gegebenenfalls das erste Beispiel und beinhaltet ferner, dass ein Druckverhältnis über den Verdichter während des Betätigens des Verdichteraktors im Wesentlichen konstant bleibt. Ein drittes Beispiel für das System beinhaltet gegebenenfalls eines oder mehrere von dem ersten und zweiten System und beinhaltet ferner, dass der Verdichter ein aktiver Gehäuseverdichter ist, der Änderungsbetrag in dem Aktor ein erster Betrag ist, wenn der Verdichter aus einer Nominalposition in eine Pumpposition eingestellt wird, und der Änderungsbetrag in dem Aktor ein zweiter Betrag ist, wenn der Verdichter aus einer Nominalposition in eine Drosselposition eingestellt wird. Ein viertes Beispiel für das System beinhaltet gegebenenfalls eines oder mehrere von dem ersten und dritten System und beinhaltet ferner, dass der AGR-Kanal einen Niederdruck-AGR-Kanal und einen Hochdruck-AGR-Kanal beinhaltet und dass das Einstellen des AGR-Stroms ferner Aufteilen des AGR-Stroms zwischen einem Niederdruck-AGR-Kanal und einem Hochdruck-AGR-Kanal umfasst.
  • Es ist anzumerken, dass die hierin enthaltenen Steuer- und Schätzabläufe mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hierin offenbarten Steuerverfahren und -abläufe können als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sein und können durch das Steuersystem, das die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und sonstiger Motorhardware beinhaltet, ausgeführt werden. Die hierin beschriebenen konkreten Abläufe können eine oder mehrere aus einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Operationen und/oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in manchen Fällen weggelassen werden. Ebenso ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwingend erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele zu erreichen, sondern wird vielmehr zur einfacheren Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Operationen und/oder Funktionen können je nach konkret eingesetzter Strategie wiederholt durchgeführt werden. Zudem können die beschriebenen Handlungen, Operationen und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in dem nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung beinhaltet, durchgeführt werden.
  • Es versteht sich, dass die hierin offenbarten Konfigurationen und Abläufe beispielhafter Natur sind und diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die vorstehende Technologie auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motortypen angewendet werden. Zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gehören alle neuen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und weitere in dieser Schrift offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
  • Die folgenden Patentansprüche legen insbesondere bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen dar, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Ansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer solcher Elemente einschließen, wobei sie zwei oder mehr solcher Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Patentansprüche oder durch Einreichung neuer Patentansprüche im Rahmen dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche, unabhängig davon, ob sie im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen einen weiteren, engeren, gleichen oder anderen Schutzumfang aufweisen, werden ebenfalls als in dem Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen betrachtet.
  • 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
    • US 8517664 [0004]

Claims (15)

  1. Verfahren für einen Motor, umfassend: Einstellen eines Abgasrückführungsstroms (AGR-Stroms)über einen ersten Aktor und eines Turbinenstroms über einen zweiten Aktor, während eine Geometrie eines Verdichters eingestellt wird, wobei der AGR-Strom und der Turbinenstrom auf Grundlage der Einstellung der Verdichtergeometrie eingestellt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der AGR-Strom und der Turbinenstrom eingestellt werden, um einen im Wesentlichen konstanten Gasstrom und einen im Wesentlichen konstanten Druck während der Verdichtergeometrieeinstellung beizubehalten.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Gasstrom einen Massenluftstrom beinhaltet und der erste Aktor eine Drossel beinhaltet.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Gasstrom den AGR-Strom beinhaltet und der erste Aktor ein AGR-Ventil beinhaltet.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der erste Aktor ferner eine Drossel beinhaltet.
  6. Verfahren nach Anspruch 2, wobei es sich bei dem Druck um einen Abgasdruck oder einen Verstärkungsdruck handelt.
  7. Verfahren nach Anspruch 2, wobei es sich bei dem zweiten Aktor um ein Wastegate oder eine Turbine mit variabler Geometrie handelt.
  8. Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend Messen des Gasstroms und des Drucks und Einstellen des Gasstroms und des Drucks auf Grundlage des gemessenen Gasstroms und des gemessenen Drucks ohne Einstellen der Geometrie des Verdichters.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Geometrie des Verdichters über einen dritten Aktor eingestellt wird und eine Änderung der Position des dritten Aktors auf Grundlage eines Betrags der Verdichtergeometrieeinstellung bestimmt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend Einstellen des AGR-Stroms und des Turbinenstroms auf Grundlage der Positionsänderung des dritten Aktors, einer Empfindlichkeit des AGR-Stroms in Bezug auf den ersten Aktor, einer Empfindlichkeit des AGR-Stroms in Bezug auf den zweiten Aktor, einer Empfindlichkeit des Drucks in Bezug auf den zweiten Aktor, einer Empfindlichkeit des Drucks in Bezug auf den ersten Aktor, einer Empfindlichkeit des AGR-Stroms in Bezug auf den dritten Aktor und einer Empfindlichkeit des Drucks in Bezug auf den dritten Aktor.
  11. Motorsystem, umfassend: einen Verdichter zum Zuführen einer druckverstärkten Luft zu einem Motor, wobei eine Geometrie des Verdichters durch Betätigen eines Verdichteraktors eingestellt werden kann; eine an den Verdichter gekoppelte Turbine; einen AGR-Kanal zum Zirkulieren eines Abgases von einem Motorauslass zu einem Motoreinlass; ein an den AGR-Kanal gekoppeltes AGR-Ventil zum Steuern eines AGR-Stroms; einen an den Motor gekoppelten ersten Sensor zum Messen eines Gasstroms; einen an den Motor gekoppelten zweiten Sensor zum Messen eines Krümmerdrucks; und eine Steuerung mit in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen, die für Folgendes konfiguriert ist: Einstellen des Gasstroms und des Krümmerdrucks auf Grundlage von Ausgaben von dem ersten Sensor und dem zweiten Sensor; Bestimmen eines Einstellbetrags in dem Verdichteraktor; Bestimmen einer erwarteten Änderung des Gasstroms und einer erwarteten Änderung des Krümmerdrucks auf Grundlage des Einstellbetrags in dem Verdichteraktor; Betätigen des Verdichteraktors durch den bestimmten Einstellbetrag; und Einstellen des AGR-Stroms und eines Turbinenstroms während des Betätigens des Verdichteraktors, um die erwartete Änderung des Gasstroms und die erwartete Änderung des Krümmerdrucks auszugleichen.
  12. Motorsystem nach Anspruch 11, wobei die Steuerung ferner zum Einstellen des Gasstroms und des Krümmerdrucks auf Grundlage von Ausgaben von dem ersten Sensor und dem zweiten Sensor nach Betätigen des Verdichteraktors konfiguriert ist.
  13. Motorsystem nach Anspruch 11, wobei ein Druckverhältnis über den Verdichter während des Betätigens des Verdichteraktors im Wesentlichen konstant bleibt.
  14. Motorsystem nach Anspruch 11, wobei der Verdichter ein aktiver Gehäuseverdichter ist, der Änderungsbetrag in dem Aktor ein erster Betrag ist, wenn der Verdichter aus einer Nominalposition in eine Pumpposition eingestellt wird, und der Änderungsbetrag in dem Aktor ein zweiter Betrag ist, wenn der Verdichter aus einer Nominalposition in eine Drosselposition eingestellt wird.
  15. Motorsystem nach Anspruch 11, wobei der AGR-Kanal einen Niederdruck-AGR-Kanal und einen Hochdruck-AGR-Kanal beinhaltet und das Einstellen des AGR-Stroms ferner Aufteilen des AGR-Stroms zwischen einem Niederdruck-AGR-Kanal und einem Hochdruck-AGR-Kanal umfasst.
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