DE102012200055B4 - Exhaust gas recirculation system and method for exhaust gas recirculation - Google Patents

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Abstract

Abgasrückführungssystem für einen turbogeladenen Verbrennungsmotor (1) eines Kraftfahrzeuges, mit einem Geschwindigkeitssensor (17) zum Erfassen einer Drehzahl (TSS) des Turboladers (6) und einem Abgasrückführungsventil (13), welches in unmittelbarer Abhängigkeit von dem Meßergebnis des Geschwindigkeitssensors (17) steuerbar ist.Exhaust gas recirculation system for a turbo-charged internal combustion engine (1) of a motor vehicle, with a speed sensor (17) for detecting a speed (TSS) of the turbocharger (6) and an exhaust gas recirculation valve (13) which can be controlled in direct dependence on the measurement result of the speed sensor (17) .

Description

Die Erfindung betrifft ein Abgasrückführungssystem und ein Verfahren zur Abgasrückführung. Insbesondere ist die Erfindung auf ein Abgasrückführungssystem für einen turbogeladenen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges, einen Verbrennungsmotor und ein Verfahren zur Abgasrückführung für einen turbogeladenen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges gerichtet, bei dem die Rate der Abgasrückführung basierend auf der Drehzahl des Turboladers geregelt wird.The invention relates to an exhaust gas recirculation system and a method for exhaust gas recirculation. In particular, the invention is directed to an exhaust gas recirculation system for a turbocharged internal combustion engine of an automotive vehicle, an internal combustion engine, and a method for exhaust gas recirculation for a turbocharged internal combustion engine of a motor vehicle, wherein the rate of exhaust gas recirculation is controlled based on the rotational speed of the turbocharger.

Die Abgasrückführung oder EGR (Exhaust Gas Recirculation) dient dazu, Stickoxid-Emissionen, die bei der Verbrennung entstehen, zu minimieren. Dabei wird das bereits verbrannte Abgas dem dem Motor zugeführten Frischluftstrom zugeführt und das dabei entstehende Gemisch im Motor unter Zuführung von Kraftstoff verbrannt.Exhaust gas recirculation or EGR (Exhaust Gas Recirculation) serves to minimize nitrogen oxide emissions that occur during combustion. In this case, the already burned exhaust gas is supplied to the fresh air flow supplied to the engine and the resulting mixture is burned in the engine while supplying fuel.

Immer strenger werdende gesetzliche Anforderungen erfordern die Reduzierung von NOx-Emissionen und eine Verbesserung des Steuersystems der Abgasrückführung.Increasingly stringent regulatory requirements require the reduction of NOx emissions and an improvement in the exhaust gas recirculation control system.

In dem Dokument DE 10 2009 027 137 A1 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln der Strömungsrate einer Abgasrückführung in einem Verbrennungsmotor mit einem Turbolader beschrieben. Die Turbolader-Drehzahl wird gemessen und basierend darauf ein Schätzwert der aktuellen EGR-Strömungsrate ermittelt. Die Regelung der Strömungsrate erfolgt unter Heranziehung des Schätzwertes.In the document DE 10 2009 027 137 A1 For example, a method and apparatus for controlling the flow rate of exhaust gas recirculation in an internal combustion engine having a turbocharger is described. The turbocharger speed is measured and based on this, an estimate of the current EGR flow rate is determined. The regulation of the flow rate is based on the estimated value.

Die derzeitigen Steuerungen basieren auf dem Luftmassenstrom oder MAF (Mass Airflow), bei denen vorwärtsgekoppelte Sollwerte für das Abgasrückführungsventil unter Berücksichtigung des derzeitigen Betriebspunkts des Motors, üblicherweise Geschwindigkeit und Last bzw. angegebenes Drehmoment, erzeugt werden. Teilweise werden einige modellbasierte Anpassungen umfaßt, in denen das theoretische Strömungsfeld des Abgasrückführungsventils gesteuert wird. Dieser Ansatz weist jedoch Probleme mit der Stabilität auf, da ein Druckverhältnis über den Zylinder gemessen oder geschätzt werden muß und weil nachteilige Auswirkungen bedingt durch Fluktuationen durch Pumpen des Motors, Empfindlichkeiten um ein Druckverhältnis von Eins und durch Verunreinigungen mit Feinstaub oder Festkörpern vorhanden sind.The current controls are based on mass airflow or MAF (Mass Airflow), where EGR setpoints are generated taking into account the current operating point of the engine, typically speed and load or torque. Partially, some model-based adjustments are included, in which the theoretical flow field of the exhaust gas recirculation valve is controlled. However, this approach has problems with stability because a pressure ratio across the cylinder must be measured or estimated, and because there are adverse effects due to pump motor fluctuations, sensitivities of one to one, and particulate or solid contaminants.

Des Weiteren sind Sensoren für den Luftmassenstrom Haltbarkeitsproblemen unterworfen, die zu einem großen Versatz bei der Messung führen können. Diese Haltbarkeitsprobleme treten insbesondere bei langen Perioden von Stadtfahrten auf.Furthermore, air mass flow sensors are subject to durability issues that can lead to a large misalignment in the measurement. These durability problems occur especially during long periods of city driving.

Eine weiter entwickelte Steuerung für die Abgasrückführung, die für EURO VI+ Anwendungen entwickelt wurde, verwendet einen in dem Ansaugkrümmer angeordneten Sauerstoffsensor, der auch FMAN Sensor genannt wird, um die Sauerstoffkonzentration zu regulieren. Damit soll eine optimale Verbrennung in den Zylindern des Motors erzielt werden. Dieses Verfahren ist jedoch teuer und erfordert einen beträchtlichen Aufwand einer Überarbeitung von bestehenden Sauerstoffsensoren. So erfordern die Stabilität des Heizkreises und die dynamischen Eigenschaften der Pumpzellen einen sich ständig ändernden Faktor für die Druckkorrektur.A sophisticated exhaust gas recirculation control system, developed for EURO VI + applications, uses an intake manifold oxygen sensor, also known as the FMAN sensor, to regulate oxygen concentration. This is to achieve optimum combustion in the cylinders of the engine. However, this method is expensive and requires considerable effort to rework existing oxygen sensors. Thus, the stability of the heating circuit and the dynamic properties of the pumping cells require a constantly changing factor for the pressure correction.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Abgasrückführung eines Verbrennungsmotors zu verbessern.The invention is based on the object to improve the exhaust gas recirculation of an internal combustion engine.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 3 beziehungsweise 4 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.This object is achieved with the features of claims 1, 3 and 4, respectively. Advantageous developments of the invention are defined in the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfaßt ein Abgasrückführungssystem für einen turbogeladenen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges einen Geschwindigkeitssensor zum Erfassen einer Drehzahl des Turboladers und ein Abgasrückführungsventil, welches in Abhängigkeit von dem Meßergebnis des Geschwindigkeitssensors steuerbar ist. Durch die Verwendung der Geschwindigkeit oder Drehzahl des Turboladers, welche relativ einfach zu bestimmen sind, kann auf die schwierige und unzuverlässige Bestimmung des Luftmassenstroms verzichtet werden. Die Erfindung beruht darauf, dass bei einer erhöhten Abgasrückführung die Enthalpie an dem Turbolader sinkt und entsprechend seine Geschwindigkeit abfällt, was für eine Abschätzung der EGR-Strömungsrate benutzt wird. Das Abgasrückführungssystem erlaubt einen optimierten Motorbetrieb, was den Kraftstoffverbrauch senkt. Zudem wird die Verzögerung der Regelung verringert.According to a first aspect of the invention, an exhaust gas recirculation system for a turbocharged internal combustion engine of a motor vehicle comprises a speed sensor for detecting a rotational speed of the turbocharger and an exhaust gas recirculation valve, which is controllable in dependence on the measurement result of the speed sensor. By using the speed or speed of the turbocharger, which are relatively easy to determine, the difficult and unreliable determination of the air mass flow can be dispensed with. The invention is based on the fact that with increased exhaust gas recirculation, the enthalpy at the turbocharger drops and, accordingly, its velocity drops, which is used for estimating the EGR flow rate. The exhaust gas recirculation system allows for optimized engine operation, which reduces fuel consumption. In addition, the delay of the control is reduced.

Das Abgasrückführungssystem kann eine Steuerung zur Verarbeitung des Meßergebnisses und zur Ansteuerung des Abgasrückführungsventils aufweisen. Die Steuerung kann Werte oder Kennlinien zum Beispiel an den jeweiligen Betriebspunkt des Motors anpassen. Die Steuerung kann in bestehende Steuerungen wie die Motorsteuerung oder die Steuerung der Abgasnachbehandlung integriert sein oder es kann eine einzelne Steuerung vorgesehen sein. Mittels der Steuerung kann das Abgasrückführungssystem einfach an neue Umstände des Motors oder gesetzliche Vorschriften angepaßt werden.The exhaust gas recirculation system may include a controller for processing the measurement result and for driving the exhaust gas recirculation valve. The controller can adapt values or characteristics, for example, to the respective operating point of the engine. The controller may be integrated with existing controls such as engine control or exhaust aftertreatment control, or a single controller may be provided. By means of the control, the exhaust gas recirculation system can be easily adapted to new circumstances of the engine or statutory requirements.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung umfaßt ein Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges einen Turbolader und ein wie zuvor beschriebenes Abgasrückführungssystem. Der Verbrennungsmotor hat die gleichen Vorteile und Modifikationen wie zuvor für das Abgasrückführungssystem beschrieben.According to a second aspect of the invention, an internal combustion engine of a motor vehicle comprises a turbocharger and an exhaust gas recirculation system as described above. Of the Internal combustion engine has the same advantages and modifications as previously described for the exhaust gas recirculation system.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist die Erfindung auf ein Verfahren zur Abgasrückführung für einen turbogeladenen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges gerichtet, wobei eine Rate der Abgasrückführung basierend auf einer Messung einer Drehzahl des Turboladers geregelt wird. Das Verfahren hat die gleichen Vorteile und Modifikationen wie zuvor für das Abgasrückführungssystem beschrieben.In another aspect, the invention is directed to an exhaust gas recirculation method for a turbocharged internal combustion engine of an automotive vehicle, wherein a rate of exhaust gas recirculation is controlled based on a measurement of a speed of the turbocharger. The method has the same advantages and modifications as previously described for the exhaust gas recirculation system.

Das Verfahren kann die folgenden Schritte umfassen:

  • – Messen einer Drehzahl des Turboladers,
  • – Erzeugen eines Drehzahl-Sollwertes unter Berücksichtigung einer Drehzahl des Verbrennungsmotors,
  • – Erzeugen eines Drehzahl-Sollwert-Fehlers aus dem gemessenen Drehzahl-Wert und dem Drehzahl-Sollwert,
  • – Erzeugen eines vorwärtsgekoppelten Abgasrückführungsventil-Sollwerts unter Berücksichtigung einer Geschwindigkeit des Turboladers,
  • – Steuern des Abgasrückführungsventils unter Berücksichtigung des Drehzahl-Sollwert-Fehlers und des vorwärtsgekoppelten Abgasrückführungsventil-Sollwerts.
The method may include the following steps:
  • Measuring a speed of the turbocharger,
  • Generating a speed setpoint taking into account a speed of the internal combustion engine,
  • Generating a speed setpoint error from the measured speed value and the speed setpoint,
  • Generating a feedforward EGR valve setpoint taking into account a speed of the turbocharger,
  • Controlling the exhaust gas recirculation valve taking into account the speed setpoint error and the feedback EGR setpoint.

Durch die Verwendung der Geschwindigkeit oder Drehzahl des Turboladers, welche relativ einfach zu bestimmen ist, kann auf die schwierige und unzuverlässige Bestimmung des Luftmassenstroms verzichtet werden. So kann ein stabiles Verfahren geschaffen werden, das zudem den Kraftstoffverbrauch des Motors senkt.By using the speed or speed of the turbocharger, which is relatively easy to determine, can be dispensed with the difficult and unreliable determination of the air mass flow. Thus, a stable process can be created, which also reduces the fuel consumption of the engine.

Beim Erzeugen des Drehzahl-Sollwertes kann ein Drehmoment-Sollwert und/oder ein Treibstoff-Massenstrom berücksichtigt werden. Durch die zusätzliche Verarbeitung eines oder mehrerer zusätzlicher Werte kann das Verfahren genauer und robuster realisiert werden.When generating the speed setpoint, a torque setpoint and / or a fuel mass flow can be taken into account. The additional processing of one or more additional values makes the process more accurate and robust.

Beim Erzeugen des vorwärtsgekoppelten Abgasrückführungsventil-Sollwerts kann die Drehzahl des Verbrennungsmotors berücksichtigt werden. Durch die zusätzliche Verarbeitung eines oder mehrerer zusätzlicher Werte kann das Verfahren genauer und robuster realisiert werden.When generating the feedforward EGR valve setpoint, the speed of the engine may be considered. The additional processing of one or more additional values makes the process more accurate and robust.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben, in denen zeigen:In the following the invention will be described in more detail with reference to the drawing, in which:

1 ein Blockschaltbild eines Motors mit Abgasrückführungssystem gemäß der Erfindung. 1 a block diagram of an engine with exhaust gas recirculation system according to the invention.

2 ein Blockschaltbild des Abgasrückführungssystems gemäß der Erfindung. 2 a block diagram of the exhaust gas recirculation system according to the invention.

3 ein Diagramm mit Betriebsbereichen der Abgasrückführung gemäß der Erfindung. 3 a diagram with operating ranges of the exhaust gas recirculation according to the invention.

4 ein Diagramm mit Sollwerten der Abgasrückführung gemäß der Erfindung. 4 a diagram with set points of the exhaust gas recirculation according to the invention.

Die Zeichnungen dienen lediglich der Erläuterung der Erfindung und schränken diese nicht ein. Die Zeichnungen und die einzelnen Teile sind nicht notwendigerweise maßstäblich. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche oder ähnliche Teile.The drawings are merely illustrative of the invention and do not limit it. The drawings and the individual parts are not necessarily to scale. Like reference numerals designate like or similar parts.

1 zeigt einen Verbrennungsmotor 1 mit einem Abgasrückführungssystem 2. Der Verbrennungsmotor 1 hat einen Motorblock 3 mit sechs Zylindern 4. Den Zylindern 4 wird Frischluft oder Zuluft zugeführt, die zunächst einen Luftfilter 5 passiert und anschließend von einem Turbolader 6 verdichtet wird. Ein Ladeluftkühler 7 kühlt die bei der Verdichtung erwärmte Luft ab, bevor sie den Zylindern 4 zugeführt wird. Eine von dem Benutzer des Kraftfahrzeugs bedienbare Gasfunktion bzw. Gaspedal 8 bestimmt die Menge an zugeführter Luft und auch die Menge an zugeführtem Kraftstoff. Eine Kraftstoffeinspritzung 9 ist schematisch dargestellt. 1 shows an internal combustion engine 1 with an exhaust gas recirculation system 2 , The internal combustion engine 1 has an engine block 3 with six cylinders 4 , The cylinders 4 Fresh air or supply air is supplied, the first an air filter 5 happened and then by a turbocharger 6 is compressed. A charge air cooler 7 cools the air heated during compression before it reaches the cylinders 4 is supplied. An operable by the user of the motor vehicle gas or accelerator pedal 8th determines the amount of air supplied and also the amount of fuel supplied. A fuel injection 9 is shown schematically.

In den Zylindern 4 wird das Luft-Kraftstoffgemisch verbrannt, wodurch eine Welle 10 des Motors 1 in Rotation versetzt wird. Die Geschwindigkeit oder Drehzahl des Motors 1, die zum Beispiel eine Welle 10 gemessen werden kann, ist mit N bezeichnet. Das bei der Verbrennung entstehende Abgas wird aus den Zylindern herausgeführt und treibt eine abgasseitige Turbine 11 des Turboladers 6 an. Stromabwärts des Turboladers 6 ist ein Abgasnachbehandlungssystem 12 angeordnet.In the cylinders 4 the air-fuel mixture is burned, creating a wave 10 of the motor 1 is set in rotation. The speed or speed of the motor 1 that, for example, a wave 10 can be measured is denoted by N. The exhaust gas produced during combustion is led out of the cylinders and drives an exhaust gas turbine 11 of the turbocharger 6 at. Downstream of the turbocharger 6 is an exhaust aftertreatment system 12 arranged.

Das Abgasrückführungssystem 2 zweigt stromaufwärts des Turboladers 6 ab. Die Rate der Abgasrückführung wird über ein Abgasrückführungsventil (EGRV, Exhaust Gas Recirculation Valve) 13 gesteuert. Stromabwärts des Abgasrückführungsventils 13 ist ein Abgasrückführungskühler 14 angeordnet, der das warme rückgeführte Abgas auf eine Temperatur abkühlt, die für eine gute Vermischung mit der zugeführten Frischluft geeignet ist. Zwischen dem Abgasrückführungskühler 14 und der Gasfunktion 8 werden das rückgeführte Abgas und die zugeführte Frischluft vermischt. Dieses Gemisch wird dann den Zylindern 4 zugeführt.The exhaust gas recirculation system 2 branches upstream of the turbocharger 6 from. The rate of exhaust gas recirculation is via an exhaust gas recirculation valve (EGRV, Exhaust Gas Recirculation Valve) 13 controlled. Downstream of the exhaust gas recirculation valve 13 is an exhaust gas recirculation cooler 14 arranged, which cools the warm recirculated exhaust gas to a temperature which is suitable for a good mixing with the supplied fresh air. Between the exhaust gas recirculation cooler 14 and the gas function 8th the recirculated exhaust gas and the supplied fresh air are mixed. This mixture is then added to the cylinders 4 fed.

Für die Steuerung des Abgasrückführungssystems 2 oder genauer ausgedrückt für die Steuerung der Position des Abgasrückführungsventils 13 sind verschiedene Sensoren vorgesehen, deren Meßergebnisse oder Meßwerte von einer Steuerung 15 verarbeitet werden, welche dann in Abhängigkeit der Meßergebnisse das Abgasrückführungsventil 13 steuert.For controlling the exhaust gas recirculation system 2 or more precisely for controlling the position of the exhaust gas recirculation valve 13 Various sensors are provided, whose measurement results or measured values from a controller 15 are processed, which then depending on the results of the exhaust gas recirculation valve 13 controls.

Ein Geschwindigkeitssensor 16 zum Erfassen der Geschwindigkeit des Turboladers 6 erfaßt die Geschwindigkeit oder Drehzahl des Turboladers 6 und gibt das Meßergebnis NT oder TSS an die Steuerung 15 weiter.A speed sensor 16 for detecting the speed of the turbocharger 6 detects the speed or speed of the turbocharger 6 and gives the result NT or TSS to the controller 15 further.

Ein Geschwindigkeitssensor 17 erfaßt die Geschwindigkeit oder Drehzahl des Motors 1 und gibt das Meßergebnis N an die Steuerung 15 weiter. Dazu ist der Geschwindigkeitssensor 17 mit der Steuerung 15 verbunden.A speed sensor 17 detects the speed or speed of the motor 1 and gives the measurement result N to the controller 15 further. This is the speed sensor 17 with the controller 15 connected.

Weitere Parameter, wie ein Soll-Drehmoment TQI_SP oder ein Treibstoff-Massenstrom MF können von weiteren Sensoren und/oder Steuerungen der Steuerung 15 zugeführt werden. Sollwerte oder Vergleichs- bzw. Referenzwerte oder -schwellen können auch in einem Kalibrierungsbetriebszustand gewonnen und/oder angepaßt werden.Other parameters, such as a desired torque TQI_SP or a fuel mass flow MF, may be provided by other sensors and / or controllers of the controller 15 be supplied. Setpoints or comparison or reference values or thresholds may also be obtained and / or adjusted in a calibration mode.

Anhand von 2 wird nun die Funktionsweise des Abgasrückführungssystems 2 bzw. der Steuerung 15 näher beschrieben. In einem ersten Block 18 wird ein Drehzahl-Sollwert TSS_SP erzeugt. Dazu werden als Eingangsgrößen die Geschwindigkeit N des Motors 1 und gegeben falls ein Soll-Drehmoment TQI_SP oder ein Treibstoff-Massenstrom MF berücksichtigt. Der Drehzahl-Sollwert TSS_SP kann mit Hilfe des in 3 dargestellten Diagramms ermittelt werden. In 3 sind die beiden angegebenen Eingangsgrößen gegeneinander aufgetragen. Für den Drehzahl-Sollwert TSS_SP sind verschiedene Bereiche aufgetragen, die sich durch die Höhe der Drehzahl unterscheiden. Zudem ist das Diagramm in einen Abgasrückführungsbereich (EGR region) und in einen Bereich, in dem keine Abgasrückführung stattfindet (Non-EGR region) unterteilt. Abhängig von der jeweiligen Drehzahl des Motors N und dem jeweiligen Drehmoment-Sollwert TQI_SP (Indicated Torque Setpoint) kann mittels des Diagramms der Drehzahl-Sollwert TSS_SP bestimmt werden.Based on 2 Now the functioning of the exhaust gas recirculation system 2 or the controller 15 described in more detail. In a first block 18 a speed setpoint TSS_SP is generated. For this purpose, the input speed is the speed N of the motor 1 and given if a target torque TQI_SP or a fuel mass flow MF taken into account. The speed setpoint TSS_SP can be set using the in 3 shown diagram can be determined. In 3 the two specified input quantities are plotted against each other. For the speed setpoint TSS_SP different areas are applied, which differ by the height of the speed. In addition, the diagram is divided into an exhaust gas recirculation area (EGR region) and an area in which no exhaust gas recirculation takes place (non-EGR region). Depending on the respective speed of the motor N and the respective torque setpoint TQI_SP (Indicated Torque Setpoint), the speed setpoint TSS_SP can be determined by means of the diagram.

Gemäß dem Diagramm aus 3, genauer gesagt in Abhängigkeit von dem EGR bzw. dem Nicht-EGR Bereich, kann die Steuerung auf einen bestimmten TSS Sollwert unterschiedlich ausgelegt sein. Im EGR Bereich kann die Steuerung mittels des Abgasrückführungsventils 13 durchgeführt werden, während in dem Nicht-EGR Bereich die Steuerung mittels der Stellung einer variablen Turbinengeometrie des Turboladers 6 (VNT, Variable Nozzle Turbocharger) erfolgen kann.According to the diagram 3 More specifically, depending on the EGR and the non-EGR range, the control may be designed differently for a particular TSS setpoint. In the EGR range, the control by means of the exhaust gas recirculation valve 13 While in the non-EGR range, control is accomplished by means of the position of a variable turbine geometry of the turbocharger 6 (VNT, Variable Nozzle Turbocharger) can be done.

In einem Komparator 19 oder einem ähnlichen Block wird die gemessene Drehzahl TSS des Turboladers 6 mit dem in Block 18 berechneten Drehzahl-Sollwert TSS_SP verglichen. Als Ergebnis wird eine Regelabweichung oder eine Drehzahl-Sollwert-Abweichung TSS_SP_ERR ausgegeben, der in einem Steuerblock 20 aufbereitet und/oder verarbeitet wird.In a comparator 19 or a similar block becomes the measured speed TSS of the turbocharger 6 with the in block 18 calculated speed setpoint TSS_SP compared. As a result, a control deviation or a speed setpoint deviation TSS_SP_ERR is output, which is in a control block 20 processed and / or processed.

In einem Block 21 wird ein vorwärtsgekoppelter Abgasrückführungsventil-Sollwert EGRV_FFWD_SP erzeugt. Als Eingangsgrößen dienen dafür die Geschwindigkeit oder Drehzahl N des Motors 1 und eine reduzierte Geschwindigkeit des Turboladers 6 NT_RED. Die reduzierte Geschwindigkeit berechnet sich aus der Geschwindigkeit NT oder TSS geteilt durch die Wurzel aus einer Temperatur T3, welche stromaufwärts der abgasseitigen Turbinenschaufel 11 zum Beispiel mit einem kombinierten Abgasdrucksensor gemessen werden kann, der Druck und Temperaturen mißt.In a block 21 a forward coupled exhaust gas recirculation valve setpoint EGRV_FFWD_SP is generated. The input variables are the speed or speed N of the motor 1 and a reduced speed of the turbocharger 6 NT_RED. The reduced speed is calculated from the speed NT or TSS divided by the root from a temperature T3 which is upstream of the exhaust gas turbine blade 11 for example, can be measured with a combined exhaust pressure sensor that measures pressure and temperatures.

Der vorwärtsgekoppelte Abgasrückführungsventil-Sollwert EGRV_FFWD_SP kann zum Beispiel anhand des in 4 dargestellten Diagramms bestimmt werden. Die Kurven für die EGRV Sollwerte sind parametrisiert nach der reduzierten Geschwindigkeit des Turboladers 6 (x-Achse) und nach der Geschwindigkeit N des Motors 1 (Kurven). Auf der Y-Achse ist der Öffnungswinkel oder –grad des EGRV 13 aufgetragen. Es ist zu sehen, dass für eine feste Geschwindigkeit N eine Reduzierung der Geschwindigkeit TSS des Turboladers 6 zu einem höheren Öffnungsgrad des EGRV 13 führt.The feedforward EGR valve setpoint EGRV_FFWD_SP can be determined, for example, from the in 4 shown diagram can be determined. The curves for the EGRV setpoints are parameterized according to the reduced speed of the turbocharger 6 (x-axis) and the speed N of the motor 1 (Curves). On the Y-axis is the opening angle or degree of EGRV 13 applied. It can be seen that for a fixed speed N, a reduction in the speed TSS of the turbocharger 6 to a higher degree of opening of the EGRV 13 leads.

In einem Komparator 22 oder einem ähnlichen Block werden die Drehzahl-Sollwert-Abweichung TSS_SP_ERR und der vorwärtsgekoppelte Abgasrückführungsventil-Sollwert EGRV_FFWD_SP zusammengeführt. Dieser zusammengeführte Wert EGRV_CL_SP ist die Stellgröße für das Abgasregelungsventil 13. Nach einer Verzögerung wirkt sich die Änderung des Abgasregelungsventils 13 auf die Drehzahl TSS des Turboladers 6 aus. Die Messung der Drehzahl TSS wird dann wieder zu dem Komparator 19 zurückgekoppelt. Die Steuerung des Abgasrückführungsventils 13 basierend auf der Drehzahl TSS des Turboladers 6 erlaubt eine schnell ansprechende Steuerung mit sehr geringer Verzögerung, was den Betrieb, Verbrauch und die Schadstoffemissionen verbessert.In a comparator 22 or a similar block, the speed setpoint deviation TSS_SP_ERR and the forwardly coupled exhaust gas recirculation valve setpoint EGRV_FFWD_SP are merged. This combined value EGRV_CL_SP is the manipulated variable for the exhaust gas control valve 13 , After a delay, the change in the exhaust control valve will be affected 13 on the speed TSS of the turbocharger 6 out. The measurement of the speed TSS then becomes the comparator again 19 fed back. The control of the exhaust gas recirculation valve 13 based on the speed TSS of the turbocharger 6 allows fast, responsive control with very little delay, which improves operation, fuel economy and pollutant emissions.

Claims (6)

Abgasrückführungssystem für einen turbogeladenen Verbrennungsmotor (1) eines Kraftfahrzeuges, mit einem Geschwindigkeitssensor (17) zum Erfassen einer Drehzahl (TSS) des Turboladers (6) und einem Abgasrückführungsventil (13), welches in unmittelbarer Abhängigkeit von dem Meßergebnis des Geschwindigkeitssensors (17) steuerbar ist.Exhaust gas recirculation system for a turbocharged combustion engine ( 1 ) of a motor vehicle, with a speed sensor ( 17 ) for detecting a rotational speed (TSS) of the turbocharger ( 6 ) and an exhaust gas recirculation valve ( 13 ), which in direct dependence on the measurement result of the speed sensor ( 17 ) is controllable. Abgasrückführungssystem nach Anspruch 1, aufweisend eine Steuerung (15) zur Verarbeitung des Mellergebnisses und zur Ansteuerung des Abgasrückführungsventils (13).Exhaust gas recirculation system according to claim 1, comprising a controller ( 15 ) for processing the Mellergebnisses and to control the exhaust gas recirculation valve ( 13 ). Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges, aufweisend einen Turbolader (6) und ein Abgasrückführungssystem (2) nach Anspruch 1 oder 2. Internal combustion engine of a motor vehicle, comprising a turbocharger ( 6 ) and an exhaust gas recirculation system ( 2 ) according to claim 1 or 2. Verfahren zur Abgasrückführung für einen turbogeladenen Verbrennungsmotor (1) eines Kraftfahrzeuges, wobei eine Rate der Abgasrückführung basierend auf einer Messung einer Drehzahl (TSS) des Turboladers (6) geregelt wird, wobei es die folgenden Schritte umfasst: – Messen einer Drehzahl (TSS) des Turboladers (6), – Erzeugen eines Drehzahl-Sollwertes (TSS_SP) unter Berücksichtigung einer Drehzahl (N) des Verbrennungsmotors (1), – Erzeugen einer Drehzahl-Sollwert-Abweichung (TSS_SP_ERR) aus dem gemessenen Drehzahl-Wert (TSS) und dem Drehzahl-Sollwert (TSS_SP), – Erzeugen eines vorwärtsgekoppelten Abgasrückführungsventil-Sollwerts (EGRV_FFWD_SP) unter Berücksichtigung einer Geschwindigkeit (NT_RED) des Turboladers (6), – Steuern des Abgasrückführungsventils (13) unter Berücksichtigung der Drehzahl-Sollwert-Abweichung (TSS_SP_ERR) und des vorwärtsgekoppelten Abgasrückführungsventil-Sollwerts (EGRV_FFWD_SP).Method for exhaust gas recirculation for a turbocharged combustion engine ( 1 ) of a motor vehicle, wherein a rate of exhaust gas recirculation based on a measurement of a rotational speed (TSS) of the turbocharger ( 6 ), comprising the following steps: - measuring a speed (TSS) of the turbocharger ( 6 ), - generating a speed setpoint (TSS_SP) taking into account a speed (N) of the internal combustion engine ( 1 ), - Generating a speed setpoint deviation (TSS_SP_ERR) from the measured speed value (TSS) and the speed setpoint (TSS_SP), - Generating a feedforward EGR valve setpoint (EGRV_FFWD_SP) taking into account a speed (NT_RED) of the turbocharger ( 6 ), - controlling the exhaust gas recirculation valve ( 13 ) taking into account the speed setpoint deviation (TSS_SP_ERR) and the feedforward EGR valve setpoint (EGRV_FFWD_SP). Verfahren nach Anspruch 4, wobei beim Erzeugen des Drehzahl-Sollwertes (TSS_SP) ein Drehmoment-Sollwert (TQI_SP) und/oder ein Treibstoff-Massenstrom (MF) berücksichtigt werden.The method of claim 4, wherein when generating the speed setpoint (TSS_SP) a torque setpoint (TQI_SP) and / or a fuel mass flow (MF) are taken into account. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei beim Erzeugen des vorwärtsgekoppelten Abgasrückführungsventil-Sollwerts (EGRV_FFWD_SP) die Drehzahl (N) des Verbrennungsmotors (1) berücksichtigt wird.Method according to Claim 4 or 5, in which, when generating the feedforward EGR valve setpoint value (EGRV_FFWD_SP), the rotational speed (N) of the internal combustion engine ( 1 ) is taken into account.
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