DE19757661C1 - Verfahren für die Ladedruckregelung einer Brennkraftmaschine mit Turbolader - Google Patents
Verfahren für die Ladedruckregelung einer Brennkraftmaschine mit TurboladerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Ladedruckrege
lung einer Brennkraftmaschine mit Turbolader. Insbesondere
dient das Verfahren zur instationären Beeinflussung des Lade
drucksollwertes für Brennkraftmaschinen.
Bei Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, die mit
einem Turbolader ausgestattet sind, ist es aus verbrennungs
technischen Gründen notwendig, über den gesamten Arbeitsbe
reich definierte Ladedrücke für die Füllung der Brennkammern
zur Verfügung zu stellen. Dabei ist der vom Turbolader er
zeugte Ladedruck vom Betriebspunkt der Brennkraftmaschine ab
hängig. In einer den Ladedruck regelnden bekannten Regelein
heit wird der gewünschte Soll-Ladedruck einem drehzahl- und
lastabhängigen Kennfeld entnommen. Die in dem Kennfeld abge
legten Sollwerte wurden vorher mit Hilfe von statischen Prüf
standsuntersuchungen ermittelt. Dabei sind zu niedrigen Dreh
zahlen bzw. niedrigen Lasten niedrige Soll-Ladedrücke abge
speichert. Da jedoch der Fahrzeugbetrieb vorwiegend dynamisch
erfolgt, d. h. mit häufig wechselnden Motordrehzahlen und so
mit unterschiedlichen Ladedrücken, arbeitet die Kennfeldvor
gabe von Soll-Ladedrücken nicht immer zufriedenstellend. Bei
schnellen Lastwechseln, z. B. beim Schalten, sinken Drehzahl
und Last in kurzer Zeit stark ab, wodurch entsprechend der
Kennfeldvorgabe auch der Soll-Ladedruck in den Schaltzeit
punkten abgesenkt wird. Das Absenken der Sollwertvorgabe bei
kurzen Lastwechseln führt aber zu starken Schadstoffemissio
nen und ist daher nicht erwünscht.
Ein derartiges System zur Regelung der Aufladung einer Brenn
kraftmaschine ist aus DE 43 44 960 A1 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sollwertvorgabe
für die Ladedruckregelung einer Brennkraftmaschine mit Turbo
lader unter dynamischen Gesichtspunkten zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren nach An
spruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfin
dung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Verhalten
der Brennkraftmaschine durch dynamische Korrektur der aus dem
Kennfeld entnommenen Werte verbessert. Wird erkannt, daß ein
Kennfeldwert größer als der Kennfeldwert der vorangegangenen
Rechnung ist, wird der Kennfeldwert sofort als Prozeßkenngrö
ße weitergeleitet, so daß der entsprechende Soll-Ladedruck
als Vorgabe an die eigentliche Ladedruckregelung weitergelei
tet wird. Wenn dagegen der aktuelle Kennfeldwert kleiner als
der vorherige Kennfeldwert ist, wird der vorherige Kennfeld
wert zunächst während einer Totzeit gehalten. Nach Ablauf der
Totzeit wird der aktuelle Kennfeldwert gefiltert und als Pro
zeßkenngröße in der Ladedruckregelung weiterverarbeitet. Als
Filter hat sich als besonders vorteilhaft ein PT2-Filter
erwiesen.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ein zu schnelles
Absinken des Ladedrucksollwertes bei schnellen Lastwechseln
verhindert, wodurch die Partikelemission vermindert und höhe
re Abgasrückführungsraten beim Beschleunigen ermöglicht wer
den.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels unter
Bezugnahme auf die Figur näher erläutert. Die einzige Figur
zeigt ein Flußdiagramm mit dem erfindungsgemäßen Verfahren.
In einem in der Figur nicht dargestellten Bereich der Rege
lung wird regelmäßig aufgrund von an der Brennkraftmaschine
ermittelten Drehzahl- oder Lastwerten in einem gespeicherten
Kennfeld ein Kennfeldwert ausgelesen, der einem durch einen
Turbolader zu erzeugenden Soll-Ladedruck entspricht. Wenig
stens zwei aufeinander folgende Kennfeldwerte u(k-1) und u(k)
werden von der Regelung gespeichert.
In dem jeweiligen Regelungszyklus wird in einem Schritt S1
der aktuell ermittelte Kennfeldwert u(k) mit dem im vorheri
gen Zyklus bestimmten Kennfeldwert u(k-1) verglichen. Auf
grund des Vergleichs in Schritt S1 verzweigt das Verfahren zu
einem Schritt S2, wenn der aktuelle Kennfeldwert u(k) größer
oder gleich dem vorherigen Kennfeldwert u(k-1) ist. Wenn der
aktuelle Kennfeldwert u(k) dagegen kleiner als der vorherige
Kennfeldwert u(k-1) ist, verzweigt das Verfahren zu einem
Schritt S4.
In Schritt S2 wird eine in einem parallel zu dem Verfahren
vorgesehenen, nicht dargestellten Totzeitglied laufende Tot
zeit Tt neu gestartet. In einem nachfolgenden Schritt S3 wird
der aktuelle Kennfeldwert als Prozeßkenngröße x(k) weiterge
leitet und in bekannter Weise durch nachfolgende Abschnitte
der Ladedruckregelung verarbeitet. Der durch die Schritte S2
und S3 gekennzeichnete Ast des Verfahrens ist daher für den
statischen Fahrzeugbetrieb mit unveränderter Drehzahl bzw.
Last sowie für den dynamischen Fahrzeugbetrieb bei Vergröße
rung der Drehzahl oder der Last zuständig. Bei jeder Vergrö
ßerung bzw. Beibehaltung des Kennfeldwertes u(k) wird das
entsprechende Totzeitglied der Regelung getriggert, so daß
die Totzeit Tt von neuem zu laufen beginnt.
Wenn dagegen Drehzahl und/oder Last der Brennkraftmaschine
abfallen - was z. B. durch mit Schaltvorgängen gekoppelten
Gaswechseln hervorgerufen wird - und dementsprechend der ak
tuelle Kennfeldwert u(k) kleiner als der vorherige Kennfeld
wert u(k-1) ist, wird in Schritt S4 geprüft, ob die vorbe
stimmte Totzeit Tt abgelaufen ist. Ein in der Praxis geeigne
ter Wert für die Totzeit Tt liegt zwischen 1 und 3 Sekunden,
kann jedoch auch, je nach Typ der Brennkraftmaschine, größer
oder kleiner sein.
Wenn in Schritt S4 festgestellt wird, daß die Totzeit Tt noch
nicht abgelaufen ist, wird in einem Schritt S7 der vorherige
Kennfeldwert u(k-1) als Prozeßkenngröße x(k) gehalten und an
die Regelung weitergeleitet.
Wird dagegen in Schritt S4 festgestellt, daß die Totzeit Tt
abgelaufen ist, wird in einem Schritt S5 die Totzeit Tt neu
gestartet, indem das entsprechende Totzeitglied getriggert
wird.
In einem dem Schritt S5 nachfolgenden Schritt S6 wird der ak
tuelle Kennfeldwert u(k) durch ein PT2-Glied gefiltert und
als Prozeßkenngröße x(k) an die Regelung weitergeleitet.
Die Totzeit Tt und die Kenngrößen des PT2-Filters sind je
nach Anwendungsweise frei wählbar. Möglich ist auch eine ent
sprechende Steuerung bzw. Regelung, die die Totzeit- und Fil
terkennwerte einstellt.
Claims (5)
1. Verfahren für die Ladedruckregelung einer Brennkraftma
schine mit Turbolader, mit den Schritten:
- - wiederholtes Bestimmen eines einem Soll-Ladedruck ent sprechenden aktuellen Kennfeldwertes u(k) auf der Basis eines drehzahl-/lastabhängigen Kennfeldes;
- - Vergleichen des aktuellen Kennfeldwertes u(k) mit einem vorherigen Kennfeldwert u(k-1);
- - wenn der aktuelle Kennfeldwert u(k) größer oder gleich dem vorherigen Kennfeldwert u(k-1) ist, Weiterleiten des aktuellen Kennfeldwertes u(k) als Prozeßkenngröße x(k);
- - wenn der aktuelle Kennfeldwert u(k) kleiner als der vor
herige Kennfeldwert u(k-1) ist,
- + Halten des vorherigen Kennfeldwertes u(k-1) als Pro zeßkenngröße x(k) bis zum Ablauf einer vorbestimmten Tot zeit, und,
- + nach Ablauf der Totzeit, Weiterleiten des aktuellen Kennfeldwertes u(k) als Prozeßkenngröße x(k).
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die
Schritte:
- - Filtern des aktuellen Kennfeldwertes u(k) nach Ablauf der vorbestimmten Totzeit und
- - Weiterleiten des gefilterten aktuellen Kennfeldwertes als Prozeßkenngröße x(k).
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Filtern des aktuellen Kennfeldwertes u(k) mittels eines
PT2-Filters erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß, wenn festgestellt worden ist, daß der ak
tuelle Kennfeldwert u(k) größer oder gleich dem vorherigen
Kennfeldwert u(k-1) ist, ein neuer Totzeitzyklus gestartet
wird.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß jeweils nach Ablauf der vorbestimmten
Totzeit ein neuer Totzeitzyklus gestartet wird.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
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