DE10065516B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine,
– bei dem ein Sollwert einer Lastgröße abhängig von einem maximal einstellbaren Wert der Lastgröße und einer den Fahrerwunsch repräsentierenden Größe ermittelt wird,
– bei dem der maximal einstellbare Wert der Lastgröße aus einem Grundwert (TQI_MAX_CAL) besteht, der abhängig von einem Überhöhungswert (TQ_D_OB) vergrößert werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überhöhungs-Zeitdauer (T_OB), für die der Sollwert größer sein kann als der Grundwert (TQI_MAX_CAL), abhängt von dem Luftmassenstrom (MAF) und/oder der Drehzahl (N) der Kurbelwelle (23) der Brennkraftmaschine
– und bei dem Stellglieder der Brennkraftmaschine abhängig von dem Sollwert der Lastgröße angesteuert werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine, die insbesondere mit einem Abgasturbolader versehen ist.
  • Aus der DE 196 12 455 ist ein Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine bekannt. Bei dem bekannten Verfahren wird ein Sollwert eines Drehmoments abhängig von einem maximalen Drehmoment und einem Fahrpedalwert ermittelt. Das maximale Drehmoment besteht aus einem Grundwert, der für eine kurze Zeitspanne deutlich erhöht werden kann, wenn der Gradient des Pedalwertes einen vorgegebenen Wert überschreitet. Eine derartige Vergrößerung des Grundwertes wird häufig auch mit Overboost-Betrieb bezeichnet. Bei dem bekannten Verfahren werden ferner abhängig von dem Sollwert des Drehmoments Stellglieder der Brennkraftmaschine, wie z. B. eine Drosselklappe, angesteuert.
  • Besonders in sicherheitskritischen Fahrsituationen eines Kraftfahrzeugs, wie Überholmanövern, ist es wichtig, dass ein maximal mögliches Drehmoment von der Brennkraftmaschine abgeben wird. Zugleich ist es jedoch wesentlich, dass gleichzeitig eine hohe Ausfallsicherheit der Brennkraftmaschine gewährleistet ist.
  • Aus der DE 197 41 565 A1 ist ein Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs beschrieben, wobei ein Sollwert für ein Drehmoment der Brennkraftmaschine vorgegeben wird, dieser Sollwert der Steuerung der Füllung durch Beeinflussung der Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine und des Ladedrucks im Sinne einer Annäherung des Ist-Moments an den Sollwert eingestellt wird und die Füllung auf einen maximal zulässigen Wert begrenzt ist. Der ma ximal zulässige Füllungswert ist abhängig von Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine und wird erhöht, wenn eine Overboost-Situation vorliegt.
  • Aus der DE 195 36 038 A1 ist ein Verfahren an ein Vorrichtung zur Steuerung der Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei welchem das maximal zulässige Moment bzw. die maximal zulässige Leistung ermittelt wird und bei Überschreiten dieses Grenzwertes durch einen berechneten Ist-Momenten- bzw. -Leistungswert wenigstens eine Fehlerreaktion eingeleitet wird. Die Fehlreaktion wird eingeleitet, wenn das Überschreiten des maximal zulässigen Werts länger als eine vorgegebene Zeit anhält.
  • Bei der WO 99/13207 A1 wird zur Steuerung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs auf Basis des Fahrerwunsches ein Sollmomentenwert oder ein Sollleistungswert gebildet, der zur Steuerung der Antriebseinheit dient, wobei ein maximal zulässiges Moment oder eine maximal zulässige Leistung bestimmt wird und der Sollwert auf den maximal zulässigen Wert gegrenzt wird, wenn er den maximal zulässigen Wert überschreitet.
  • Beim Steuerverfahren der DE 42 39 711 A1 wird zum Motorsteuersystem eines Fahrzeugs mit verschiedenen Teilsystemen hin eine Schnittstelle definiert, welche auf der Basis des vom Motor des Fahrzeugs erzeugten Drehmoments arbeitet und über die die Teilsysteme Informationen betreffend dieses Moment zur Steuerung des Fahrwunsches austauschen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, das bekannte Verfahren/die bekannte Vorrichtung so weiterzubilden, dass sie noch zuverlässiger und komfortabler ist.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Überhöhungs-Zeitdauer, für die der Sollwert der Lastgröße größer sein kann als der Grundwert, abhängt von dem zeitlichen Verlauf einer Größe, die charakteristisch ist für die Soll- oder Istwerte der Lastgröße. Als Lastgröße dienen dabei der Luftmassenstrom und/oder die Drehzahl der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, da diese leicht und präzise zu erfassen bzw. zu ermitteln sind. Dadurch kann der maximal einstellbare Wert der Lastgröße geeignet so angepasst werden, dass einerseits der Sollwert der Lastgröße für eine maximale Zeitdauer größer sein kann als der Grundwert und andererseits sichergestellt ist, dass die Brennkraftmaschine nicht überhitzt wird, eine vorgegebene maximale Abgastemperatur nicht überschritten wird, um einen Katalysator zu schützen, und gleichzeitig die mechanische Belastung der Brennkraftmaschine nicht ein Maß überschreitet, dass zu einer Beschädigung der Brennkraftmaschine führen könnte. Für die Ermittlung der Überhöhungs-Zeitdauer wird vorzugsweise der zeitliche Verlauf von zurückliegenden Werten der Größe, die charakteristisch ist für die Soll- oder Istwerte der Lastgröße berücksichtigt. Falls die verbleibende Überhöhungs-Zeitdauer Null ist, so wird der maximal einstellbare Wert der Lastgröße auf den Grundwert begrenzt.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Brennkraftmaschine mit einer Steuereinrichtung,
  • 2 ein Blockschaltbild der Steuereinrichtung,
  • 3 ein Zustandsdiagramm zum Ermitteln eines Überhöhungswertes und einer Überhöhungs-Zeitdauer,
  • 4 ein Ablauf eines Programms, dass in dem Zustand Z3 des Zustandsdiagramms von 3 abgearbeitet wird,
  • 5 eine weitere Ausführungsform eines Ablaufdiagramms eines Programms, dass in dem Zustand Z3 ausgeführt wird,
  • 6 ein Ablaufdiagramm eines Programms, dass in dem Zustand Z4 des Zustandsdiagramms gemäß 3 abgearbeitet wird,
  • 7 ein weiteres Ablaufdiagramm, dass alternativ in dem Zustand Z4 abgearbeitet wird.
  • Elemente gleicher Konstruktion und Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Eine Brennkraftmaschine (1) umfasst einen Ansaugtrakt 1 mit einer Drosselklappe 10 und einem Motorblock 2, der einen Zylinder 20 und eine Kurbelwelle 23 aufweist. Ein Kolben 21 und eine Pleuelstange 22 sind dem Zylinder 20 zugeordnet. Die Pleuelstange 22 ist mit dem Kolben und der Kurbelwelle 23 gekoppelt. Ein Zylinderkopf 3 ist vorgesehen, in dem ein Ventiltrieb angeordnet ist mit mindestens einem Einlassventil 30 und einem Auslassventil 31. Der Ventiltrieb umfasst mindestens eine nicht dargestellte Nockenwelle mit einer Übertragungseinrichtung, die den Nockenhub auf das Einlassventil 30 oder das Auslassventil 31 überträgt. Es können auch Einrichtungen zum Verstellen der Ventilhubzeiten und des Ventilhubverlaufs vorgesehen sein. Alternativ kann auch ein elektromechanischer Ventiltrieb vorgesehen sein, der den Ventilhubverlauf des Ein- oder Auslassventils 30, 31 ggf. unter Verzicht auf eine Nockenwelle steuert.
  • In dem Zylinderkopf 3 sind ferner ein Einspritzventil 33 und eine Zündkerze 34 eingebracht. Das Einspritzventil ist so angeordnet, dass der Kraftstoff direkt in den Brennraum des Zylinders 20 zugemessen wird. Alternativ kann das Einspritzventil 33 jedoch auch im Ansaugtrakt 1 angeordnet sein. Die Brennkraftmaschine ist in der 1 mit einem Zylinder dargestellt. Sie kann jedoch auch mehrere Zylinder umfassen.
  • Ein Abgastrakt mit einem Katalysator 40 und einer Sauerstoffsonde 41 ist ebenfalls der Brennkraftmaschine zugeordnet. In dem Abgastrakt 4 ist eine Turbine 51 eines Abgasturboladers angeordnet, die mechanisch mit einem Verdichter 52 gekoppelt ist, der in dem Ansaugtrakt 1 angeordnet ist. Zum Einstellen der Leistung des Abgasturboladers ist ferner ein Bypass 53 zu der Turbine in dem Abgastrakt 4 vorgesehen, in dem ein Drosselventil 54 angeordnet ist.
  • Ferner ist eine Steuereinrichtung 6 vorgesehen, der Sensoren zugeordnet sind, die verschiedene Messgrößen erfassen und jeweils den Messwert der Messgröße ermitteln. Die Steuereinrichtung 6 ermittelt abhängig von mindestens einer Messgröße ein oder mehrere Stellsignale, die jeweils ein Stellgerät steuern.
  • Die Sensoren sind ein Pedalstellungssensor 71, der einen Pedalwert PV des Fahrpedals 7 erfasst, ein Drosselklappenstellungsgeber 11, der einen Öffnungsgrad THR_AV der Drosselklappe 10 erfasst, ein Luftmassenmesser 12, der einen Luftmassen-Strom MAF_AV erfasst und/oder ein Saugrohrdrucksensor 13, der einen Saugrohrdruck in dem Ansaugtrakt 1 erfasst, ein Temperatursensor 14, der eine Ansaugluft-Temperatur TIA erfasst, ein Drehzahlsensor 24, der eine Drehzahl N der Kurbelwelle 23 erfasst, ein Temperatursensor 25, der eine Kühlmitteltemperatur erfasst, und ein Temperatursensor 26, der eine Ölemperatur erfasst. Je nach Ausführungsform der Erfindung kann eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren oder auch zusätzliche Sensoren vorhanden sein.
  • Die Stellgeräte umfassen jeweils einen Stellantrieb und ein Stellglied. Der Stellantrieb ist ein elektromotorischer Antrieb, ein elektromagnetischer Antrieb oder ein weiterer dem Fachmann bekannter Antrieb. Die Stellglieder sind als Drosselklappen 10, als Einspritzventil 33, als Zündkerze 34 oder als eine Einrichtung zum Verstellen des Ventilhubs der Ein- oder Auslassventile 30, 31 oder als das Drosselventil 54 ausgebildet. Auf die Stellgeräte wird im Folgenden mit dem jeweils zugeordneten Stellglied Bezug genommen.
  • Die Steuereinrichtung 6 ist vorzugsweise als elektronische Motorsteuerung ausgebildet. Sie kann jedoch auch mehrere Steuergeräte umfassen, die elektrisch leitend miteinander verbunden sind, so z. B. über ein Bussystem.
  • Im Folgenden wird die Funktion des erfindungsrelevanten Teils der Steuereinrichtung 6 anhand des Blockschaltbildes (2) beschrieben. In einem Block B1 wird ein Verlustdrehmoment TQ_LOSS abhängig von mehreren Drehmomentbeiträgen ermittelt. Ein erster Drehmomentbeitrag für das Verlustdrehmoment TQ_LOSS wird aus einem Kennfeld abhängig von dem Luftmassenstrom MAF und der Drehzahl N ermittelt und berücksichtigt Pump- und Reibungsverluste der Brennkraftmaschine. Ein zweiter Drehmomentbeitrag berücksichtigt temperaturabhängige Verluste und wird abhängig von der Öltemperatur und der Kühlmitteltemperatur aus einem weiteren Kennfeld ermittelt. Ferner können auch noch weitere Einflussgrößen, wie z. B. die Lastanforderung eines Kompressors einer Klimaanlage, bei der Ermittlung des Verlustdrehmoments TQ_LOSS berücksichtigt werden.
  • In einem Block B2 wird abhängig von dem Verlustdrehmoment TQ_LOSS und weiteren Größen, wie beispielsweise der Drehzahl N, ein minimales Drehmoment TQI_MIN ermittelt, dass von der Brennkraftmaschine erzeugbar ist. Das minimale Drehmoment TQI_MIN ist vorzugsweise ein sogenanntes indiziertes minimales Drehmoment. Die genaue Ermittlung des minimalen Drehmoments ist in der DE 196 12 455 A1 beschrieben, deren Inhalt diesbezüglich einbezogen ist.
  • In einem Block B3 wird ein Grundwert TQI_MAX_CAL eines maximalen Drehmoments TQI_MAX ermittelt, das von der Brennkraftmaschine erzeugt werden kann. Der Grundwert TQI_MAX_CAL wird in dem Block B3 abhängig von der Drehzahl N, der Ansauglufttemperatur TIA, des Umgebungsdrucks AMP, des Luftmassenstroms MAF und einer maximalen Turbolader-Drehzahl N_MAX_TURBO ermittelt. Die maximale Turbolader-Drehzahl N_MAX_TURBO ist vorzugsweise ein fest vorgegebener Wert. Der Umgebungsdruck AMP wird entweder mittels eines dafür vorzusehenden Umgebungsdrucksensors ermittelt oder aus dem Messwert des Saugrohrdrucksensors 13 abgeleitet.
  • Der Grundwert TQI_MAX_CAL wird vorzugsweise aus einem Kennfeld abhängig von den Eingangsgrößen des Blocks B3 ermittelt oder aus mehreren Kennfeldwerten, die Kennfeldern entnommen werden, die jeweils eine Teilmenge der Eingangsgrößen des Blocks B2 als Eingangsgrößen haben.
  • Der Grundwert TQI_MAX_CAL stellt den Wert des Drehmoments dar, der maximal bei den aktuellen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine auch über einen längeren Zeitraum ohne mögliche Beschädigungen der Brennkraftmaschine oder der Aufladevorrichtung in Folge mechanischer Überbelastung, Überhitzung der Brennkraftmaschine oder des Abgastraktes mit der Folge der Katalysator- oder Turbinenzerstörung eingestellt werden kann.
  • Die genaue Ermittlung des maximalen Drehmoments ist ebenfalls in der DE 196 12 455 A1 beschrieben, deren Inhalt diesbezüglich einbezogen ist.
  • In einem Block B4 wird abhängig von zumindest dem Pedalwert PV ein Überhöhungswert TQ_D_OB ermittelt. Die genaue Ermittlung des Überhöhungswertes TQ_D_OB ist weiter unten anhand der 3 bis 7 beschrieben.
  • In einem Block B5 wird abhängig von dem Grundwert TQI_MAX_CAL und dem Überhöhungswert TQ_D_OB das maximale Drehmoment TQI_MAX ermittelt. Dies erfolgt vorzugsweise durch Bildung der Summe des Grundwertes TQI_MAX_CAL und des Überhöhungswertes TQ_D_OB.
  • Der Überhöhungswert TQ_D_OB dient zur kurzfristigen Erhöhung des maximalen Drehmoments TQI_MAX über den Grundwert TQI_MAX_CAL, also für den sogenannten Overboost-Betrieb. Dies ist insbesondere erforderlich bei sicherheitskritischen Überholmanövern, in denen von dem Fahrer kurzfristig ein hohes Drehmoment angefordert wird.
  • In einem Block B6 wird einangefordertes Drehmoment TQI_REQ ermittelt abhängig von dem minimalen und dem maximalen Drehmoment TQI_MIN, TQI_MAX und den Fahrerwunsch repräsentierenden Größen, wie beispielsweise der Fahrpedalwert PV in Verbindung mit der Drehzahl N oder einem Stellwert CRU eines Fahrgeschwindigkeitsreglers. Die Ermittlung des angeforderten Drehmoments TQI_REQ ist im Detail in der DE 196 12 455 A1 beschrieben, deren Inhalt hiermit diesbezüglich einbezogen ist.
  • In einem Block B7 wird ein über den Luftpfad der Brennkraftmaschine und somit langsam einzustellendes Drehmoment TQI_SLOW ermittelt. Dazu werden neben dem angeforderten Drehmoment TQI_REQ, das einem Sollwert der Lastgröße entspricht, Vorhaltedrehmomente einer Leerlaufsteuerung, ferner zum Heizen eines Katalysators, zur Fahrstabilitätsregelung und zum Katalysator- und Turbinenschutz berücksichtigt. Daneben können auch noch weitere Vorhaltedrehmomente berücksichtigt werden.
  • Abhängig von dem langsam einzustellenden Drehmoment TQI_SLOW wird dann in dem Block B8 ein Drosselklappen-Stellsignal THR ermittelt, mit dem der Antrieb der Drosselklappe 10 beaufschlagt wird. Ferner wird in dem Block B8 abhängig von dem langsam einzustellenden Drehmoment TQI_SLOW ein Stellsignal WG für das Drosselventil 54 in dem Bypass 53 ermittelt.
  • In einem Block B9 wird ein schnell einzustellendes Drehmoment TQI_FAST abhängig von dem angeforderten Drehmoment TQI_REQ und ggf. weiteren schnell einzustellenden Drehmomentanforderungen ermittelt. In einem Block B10 wird dann abhängig von dem schnell einzustellenden Drehmoment TQI_FAST ein Stellsignal INJ für das Einspritzventil 33 ermittelt. In einem Block B11 wird abhängig von dem schnell einzustellenden Drehmoment TQI_FAST ein Zündkerzen-Stellsignal IGA ermittelt. Das Einspritzventil 33 wird mit dem Einspritz-Stellsignal INJ beaufschlagt, die Zündkerze 34 wird mit dem Zündkerzen-Stellsignal IGA beaufschlagt.
  • In einem Block B12 wird abhängig von der Drehzahl, einem Messwert THR_AV des Öffnungsgrads der Drosselklappe 10, einem Messwert des Öffnungsgrades des Drosselventils 54, eines Messwerts MAF_AV des Luftmassenstroms und einer Ansaugluft-Temperatur TIA und/oder dem Saugrohrdruck der Luftmassenstrom MAF ermittelt. Der Luftmassenstrom MAF wird in dem Block B12 vorzugsweise mittels eines dynamischen Modells des Ansaugtraktes ermittelt und stellt somit einen Schätzwert dar für die Luftmasse, die pro Zeiteinheit in die Zylinder der Brennkraftmaschine strömt.
  • In einem Block B13 wird ein Istwert TQI_AV des Drehmoments ermittelt, das von der Brennkraftmaschine erzeugt wird. Dies erfolgt abhängig von dem Luftmassenstrom MAF, der Drehzahl N und ggf. weiteren Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine. Alternativ kann die Ermittlung des Istwertes TQI_AV auch durch Auswertung eines Messsignals eines Drehmomentsensors ermittelt werden, der das von der Brennkraftmaschine abgegebene Drehmoment erfasst, wobei dann noch das Verlustdrehmoment TQ_LOSS berücksichtigt werden muss.
  • In 3 ist ein Zustandsdiagramm dargestellt, in dem die Zustände dargestellt sind zum Ermitteln des Überhöhungswertes TQ_D_OB in dem Block B4 gemäß 2. Beim Start der Brennkraftmaschine wird zuerst der Zustand Z1 eingenommen, bis der Pedalwert größer ist als ein vorgebbarer Schwellenwert SW1. Der Schwellenwert SW1 kann entweder fest vorgegeben sein oder auch in einer Kennlinie oder einem Kennfeld beispielsweise abhängig von der aktuellen Drehzahl N abgelegt sein. Er ist mit einem Hysteresebereich versehen, um zu verhindern, dass zwischen zwei Zuständen hin- und hergesprungen wird ohne dass sich der Pedalwert PV nennenswert ändert.
  • Der Zustand Z1 wird hin zum Zustand Z2 verlassen, wenn der Pedalwert PV größer ist als der Schwellenwert SW1. Der Zustand Z2 wird somit eingenommen, wenn der Overboost-Betrieb von dem Fahrer angefordert wird.
  • Der Zustand Z2 wird hin zu einem Zustand Z3 verlassen, wenn der Pedalwert PV weiterhin größer ist als der Schwellenwert SW1 und eine Überhöhungs-Zeitdauer T_OB größer ist als Null. In dem Zustand Z3 ist dann der Overboost-Betrieb aktiv, d. h. dass das angeforderte Drehmoment dann größer ist als der Grundwert TQI_MAX_CAL und maximal den Wert der Summe aus dem Grundwert TQI_MAX_CAL und dem Überhöhungswert TQ_D_OB annehmen kann. In dem Zustand Z3 wird dann zyklisch ein Programm abgearbeitet, von dem zwei Ausführungsbeispiele anhand der 4 und 5 weiter unten erläutert sind.
  • Der Zustand Z3 wird wieder hin zu dem Zustand Z2 verlassen, wenn der Pedalwert PV größer ist als der Schwellenwert SW1 und gleichzeitig die Überhöhungs-Zeitdauer T_OB auf den Wert Null gesunken ist.
  • Der Zustand Z3 wird dagegen hin zu einem Zustand Z4 verlassen, wenn der Pedalwert kleiner ist oder gleich ist als der Schwellenwert SW1. In einem Zustand Z4 erfolgt eine Regeneration, d. h. dass beispielsweise die Komponenten der Brennkraftmaschine unter eine kritische Temperatur abkühlen. In dem Zustand Z4 werden zyklisch Programme abgearbeitet von denen zwei verschiedene Ausführungsformen anhand der 6 und 7 weiter unten erläutert sind.
  • Der Zustand Z4 wird hin zu dem Zustand Z2 verlassen, wenn der Pedalwert erneut größer wird als der Schwellenwert, d. h. erneut Overboost-Betrieb angefordert wird. Der Zustand Z2 wird hin zu dem Zustand Z4 verlassen, wenn der Pedalwert kleiner oder gleich wird dem Schwellenwert SW1.
  • Das Programm (siehe 4), das in dem Zustand Z3 zyklisch abgearbeitet wird, wird in einem Schritt S1 gestartet. In einem Schritt S2 wird eine Dekrement-Zeitdauer T_DEC abhängig von der Drehzahl N der Kurbelwelle und dem Luftmassenstrom MAF ermittelt. Dies erfolgt vorzugsweise mittels eines Kennfeldes.
  • In einem Schritt S3 wird die Überhöhungs-Zeitdauer T_OB um die Dekrement-Zeitdauer T_DEC verringert. Die noch zur Verfügung stehende Überhöhungs-Zeitdauer T_OB verringert sich somit bei jedem Durchlauf des Schrittes S3 abhängig von der Drehzahl N und dem Luftmassenstrom MAF, die charakteristisch sind für die Istwerte der Lastgröße der Brennkraftmaschine. Da das Programm gemäß 4 jeweils zyklisch durchlaufen wird, verringert sich die Überhöhungs-Zeitdauer in aufeinander folgenden Durchläufen durch den Schritt S3 abhängig von dem Verlauf der Drehzahl N und dem Luftmassenstrom MAF. Dadurch ist die Ausfallwahrscheinlichkeit der Brennkraftmaschine stark verringert und gleichzeitig gewährleistet, dass der Overboost-Betrieb solange wie möglich beibehalten werden kann.
  • In einem Schritt S4 wird dann der Überhöhungswert TQ_D_OB abhängig von der Überhöhungs-Zeitdauer T_OB, der Drehzahl N, dem Luftmassenstrom MAF und dem Pedalwert PV ermittelt. Dadurch kann der Überhöhungswert TQ_D_OB geeignet für die aktuell an der Brennkraft anliegende Last und der noch verbleibenden Überhöhungs-Zeitdauer T_OB angepasst werden. Ferner kann dadurch ein kleiner Drehmomentgradient beim Übergang von dem Overboost-Betrieb in den Betrieb ohne Overboost gewähr leistet werden. In einer einfacheren Ausführungsform kann jedoch der Überhöhungswert TQ_OB auch ein fest vorgegebener Wert sein.
  • In einem Schritt S5 wird dann das Programm beendet und dann zu Beginn eines neuen Zykluses erneut mit dem Schritt S1 aufgerufen, wenn weiterhin der Betriebszustand Z3 eingenommen wird.
  • Eine zweite Ausführungsform des Programms, das in dem Zustand Z3 zyklisch abgearbeitet wird, ist in 6 beschrieben. Das Programm wird ebenfalls in einem Schritt S6 gestartet. In einem Schritt S7 wird dann ebenfalls die Dekrement-Zeitdauer T_DEC ermittelt und zwar abhängig von dem Istwert TQI_AV des Drehmoments und dem Grundwert TQI_MAX_CAL des maximalen Drehmoments TQI_MAX. Dies erfolgt analog für den Schritt S2 vorzugsweise mittels eines Kennfeldes, dessen Eingangsgrößen der Istwert TQI_AV und der Grundwert TQI_MAX_CAL oder die Differenz des Istwertes TQI_AV und des Grundwertes TQI_MAX_CAL sind.
  • In einem Schritt S8 wird dann die Überhöhungs-Zeitdauer T_OB durch Bilden der Differenz der Überhöhungs-Zeitdauer und der Dekrement-Zeitdauer T_DEC gebildet.
  • In einem Schritt S9 wird der Überhöhungswert TQ_D_OB abhängig von der Überhöhungs-Zeitdauer T_OB und dem Istwert TQI_AV des Drehmoments ermittelt. In einem Schritt S10 wird dann das Programm beendet. Die Ausführungsformen gemäß der 6 unterscheidet sich von der 5 lediglich dadurch, dass die Dekrement-Zeitdauer T_DEC in dem Schritt S7 nicht mit Hilfe der Drehzahl N und des Luftmassenstroms MAF, sondern mit Hilfe des Istwertes TQI_AV des Drehmoments und des Grundwertes TQI_MAX_CAL ermittelt werden und ferner in dem Schritt S9 der Überhöhungswert TQ_D_OB nicht mit Hilfe der Drehzahl N und dem Luftmassenstrom MAF, sondern mit Hilfe des Istwertes TQI_AV des Drehmoments ermittelt werden.
  • Alternativ kann in den Schritten S7 und S9 statt des Istwertes TQI_AV des Drehmoments auch das angeforderte Drehmoment TQI_REQ, das einem Sollwert entspricht, verwendet werden.
  • In dem Zustand Z4 wird das in der 6 anhand eines Ablaufdiagramms dargestellte Programm zyklisch abgearbeitet. Das Programm wird in einem Schritt S14 gestartet. In einem Schritt S15 wird geprüft, ob die Überhöhungs-Zeitdauer T_OB größer oder gleich ist einem Maximalwert T_OB MAX, der vorzugsweise fest vorgegeben ist. Ist dies der Fall, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S16 beendet. Ist dies hingegen nicht der Fall, so wird in einem Schritt S17 eine Inkrement-Zeitdauer T_INC abhängig von der Drehzahl N und dem Luftmassenstrom MAF ermittelt. Dazu ist vorzugsweise ein Kennfeld vorgesehen, dessen Eingangsgrößen die Drehzahl N und der Luftmassenstrom MAF sind.
  • In einem Schritt S18 wird die Überhöhungs-Zeitdauer T_OB erhöht um die Inkrement-Zeitdauer T_INC. In dem Zustand Z4 ist das angeforderte Drehmoment TQI_REQ immer geringer als der Grundwert TQI_MAX_CAL. Somit ist die thermische und mechanische Belastung der Brennkraftmaschine und ihrer Komponenten geringer als es für den Dauerbetrieb maximal möglich ist. Daher kann sich die Brennkraftmaschine regenerieren, d. h. die Brennkraftmaschine und ihre Komponenten können beispielsweise etwas abkühlen. Durch die Ermittlung der Inkrement-Zeitdauer T_INC abhängig von der Drehzahl N und dem Luftmassenstrom MAF in dem Schritt 517 ist gewährleistet, dass jeweils der aktuelle Belastungsgrad der Brennkraftmaschine bei der Neuermittlung der Überhöhungs-Zeitdauer T_OB in dem Schritt 518 angemessen berücksichtigt wird. So steht dann bei einem zukünftigen Wechsel in den Overboost-Betrieb, also in den Zustand Z3, eine präzise ermittelte Überhöhungs-Zeitdauer T_OB zur Verfügung.
  • In einem Schritt S19 wird der Überhöhungswert TQ_D_OB gleich Null gesetzt. In einem Zustand S20 wird das Programm beendet.
  • 7 zeigt eine alternative Ausführungsform des Programms gemäß 6. Das Programm wird in einem Schritt S21 gestartet. Der Schritt S22 entspricht dem Schritt S15. Der Schritt S23 entspricht dem Schritt S16. Der Schritt S24 ist äquivalent zu dem Schritt S17 und die Schritte S25 bis S27 entsprechen den Schritten S18 bis S20. Der Schritt S24 unterscheidet sich von dem Schritt S17 lediglich dadurch, dass zur Ermittlung der Inkrement-Zeitdauer T_INC statt der Drehzahl N und des Luftmassenstroms MAF der Istwert TQI_AV des Drehmoments und der Grundwert TQI_MAX_CAL herangezogen werden.
  • Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Alternativ kann beispielsweise die Brennkraftmaschine mit einer als Kompressor ausgebildeten Aufladeeinrichtung versehen sein oder auch keine Aufladeeinrichtung aufweisen. Ferner kann die Leistung auch die Größe sein, die die Lastgröße charakterisiert.

Claims (6)

  1. Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine, – bei dem ein Sollwert einer Lastgröße abhängig von einem maximal einstellbaren Wert der Lastgröße und einer den Fahrerwunsch repräsentierenden Größe ermittelt wird, – bei dem der maximal einstellbare Wert der Lastgröße aus einem Grundwert (TQI_MAX_CAL) besteht, der abhängig von einem Überhöhungswert (TQ_D_OB) vergrößert werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überhöhungs-Zeitdauer (T_OB), für die der Sollwert größer sein kann als der Grundwert (TQI_MAX_CAL), abhängt von dem Luftmassenstrom (MAF) und/oder der Drehzahl (N) der Kurbelwelle (23) der Brennkraftmaschine – und bei dem Stellglieder der Brennkraftmaschine abhängig von dem Sollwert der Lastgröße angesteuert werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überhöhungs-Zeitdauer (T_OB) zusätzlich abhängt von dem zeitlichen Verlauf des Grundwertes (TQI_MAX_CAL).
  3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Überhöhungswert (TQ_D_OB) abhängt von einer weiteren Größe, die charakteristisch ist für die Lastgröße, und von der Überhöhungs-Zeitdauer (T_OB).
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Größe die den Fahrerwunsch repräsentierende Größe und/oder die Drehzahl (N) der Kurbelwelle (23) ist.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastgröße das Drehmoment ist.
  6. Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine, – mit einer Einheit zum Ermitteln eines Sollwertes einer Lastgröße abhängig von einem maximal einstellbaren Wert der Lastgröße und einer den Fahrerwunsch repräsentierenden Größe, – wobei der maximal einstellbare Wert der Lastgröße aus einem Grundwert (TQI_MAX_CAL) besteht, der abhängig von einem Überhöhungswert (TQ_D_OB) vergrößert werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Überhöhungs-Zeitdauer (T_OB), für die der Sollwert größer sein kann als der Grundwert (TQI_MAX_CAL), abhängt von dem Luftmassenstrom (MAF) und/oder der Drehzahl (N) der Kurbelwelle (23) der Brennkraftmaschine, – und mit einer weiteren Einheit zum Ansteuern der Stellglieder der Brennkraftmaschine abhängig von dem Sollwert der Lastgröße.
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