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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern
einer Brennkraftmaschine, die insbesondere mit einem Abgasturbolader
versehen ist.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, das bekannte Verfahren/die bekannte Vorrichtung
so weiterzubilden, dass sie noch zuverlässiger und komfortabler ist.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale der unabhängigen
Patentansprüche.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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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.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Brennkraftmaschine mit einer Steuereinrichtung,
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2 ein
Blockschaltbild der Steuereinrichtung,
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3 ein
Zustandsdiagramm zum Ermitteln eines Überhöhungswertes und einer Überhöhungs-Zeitdauer,
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4 ein
Ablauf eines Programms, dass in dem Zustand Z3 des Zustandsdiagramms
von 3 abgearbeitet wird,
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5 eine
weitere Ausführungsform
eines Ablaufdiagramms eines Programms, dass in dem Zustand Z3 ausgeführt wird,
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6 ein
Ablaufdiagramm eines Programms, dass in dem Zustand Z4 des Zustandsdiagramms
gemäß 3 abgearbeitet
wird,
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7 ein
weiteres Ablaufdiagramm, dass alternativ in dem Zustand Z4 abgearbeitet
wird.
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Elemente
gleicher Konstruktion und Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen
Bezugszeichen gekennzeichnet.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
genaue Ermittlung des maximalen Drehmoments ist ebenfalls in der
DE 196 12 455 A1 beschrieben,
deren Inhalt diesbezüglich
einbezogen ist.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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In
einem Schritt S19 wird der Überhöhungswert
TQ_D_OB gleich Null gesetzt. In einem Zustand S20 wird das Programm
beendet.
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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.
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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.