DE10111774A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Luftaustrittstemperatur des Verdichters eines Abgasturboladers eines Kraftfahrzeugs - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Luftaustrittstemperatur des Verdichters eines Abgasturboladers eines KraftfahrzeugsInfo
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Abstract
Es wird ein Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung vorgeschlagen, um auf möglichst einfache Art und Weise die Luftaustrittstemperatur (T¶nV¶) des Verdichters (7) eines Abgasturboladers eines Kraftfahrzeugs zu bestimmen. Dabei wird erfindungsgemäß insbesondere vorgeschlagen, die Luftaustrittstemperatur (T¶nV¶) aus der Drehzahl (n¶ATL¶) des Verdichters (7) und der Lufteintrittstemperatur (T¶L¶) des Verdichters (7) abzuleiten, wobei insbesondere ein drehzahlabhängiges Verdichterwirkungsgradkennfeld (eta¶V¶) zum Einsatz kommt.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung zur
Bestimmung der Luftaustrittstemperatur des Verdichters des Abgasturboladers eines
Kraftfahrzeugs, d. h. der Lufttemperatur nach dem Verdichter des Abgasturboladers.
Abgasturbolader (ATL) werden bei Pkw-, Lkw- und Großmotoren, wie beispielsweise Schiffs-
und Lokomotiv-Antrieben, eingesetzt. Der Abgasturbolader besteht aus zwei
Strömungsmaschinen, nämlich einer Turbine und einem Verdichter, die auf einer
gemeinsamen Welle, der sogenannten Turboladerwelle, angebracht sind. Die Turbine nutzt
die im Abgas enthaltene Energie zum Antrieb des Verdichters, der wiederum Frischluft
ansaugt und vorverdichtete Luft in die Zylinder oder Brennräume des jeweiligen
Verbrennungsmotors drückt. Der Abgasturbolader ist nur durch den Luft- und
Abgasmassenstrom strömungstechnisch mit dem Verbrennungsmotor gekoppelt. Die
Drehzahl des Abgasturboladers hängt nicht von der Motordrehzahl ab, sondern von dem
Leistungsgleichgewicht zwischen der Turbine und dem Verdichter.
Bei bekannten Motormanagementsystemen ist lediglich ein Temperatursensor nach dem
Ladeluftkühler (LLK), welcher in Luftströmungsrichtung hinter dem Verdichter angeordnet ist,
vorgesehen. Mit Hilfe dieses Temperatursensors wird somit die Lufttemperatur nach der
Ladeluftkühlung bestimmt. Eine unmittelbare Bestimmung der Luftaustrittstemperatur des
Verdichters, d. h. der Temperatur nach dem Verdichter und vor dem Ladeluftkühler, ist
hingegen nicht möglich.
Die Bestimmung der Luftaustrittstemperatur des Verdichters ist jedoch vorteilhaft, um
zusätzliche Informationen über den Luft- bzw. Gaszustand vor der Mischung der
angesaugten Luft mit dem über die Abgasrückführung (AGR) rückgekoppelten Abgas zu
erhalten, was ein besseres Motormanagement ermöglicht. Grundsätzlich besteht zwar die
Möglichkeit, die Luftaustrittstemperatur des Verdichters mit Hilfe zusätzlicher
Temperatursensoren zu erfassen. Hierzu wäre jedoch der Einsatz von extrem teuren
Temperatursensoren erforderlich, was den Realisierungsaufwand und die
Realisierungskosten erhöhen würde.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine
entsprechende Vorrichtung bereitzustellen, womit die Luftaustrittstemperatur des Verdichters
des Abgasturboladers eines Kraftfahrzeugs auf möglichst einfache Art und Weise bestimmt
werden kann, ohne dass der Einsatz separater Temperatursensoren erforderlich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des
Anspruches 1 bzw. eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 14 gelöst. Die
Unteransprüche definieren jeweils bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung.
Erfindungsgemäß wird zur Bestimmung der Luftaustrittstemperatur des Verdichters eines
Abgasturboladers die Auswertung von Messwerten bzw. Informationen vorgeschlagen, die
ohnehin in einem modernen Motormanagementsystem zur Verfügung stehen und
insbesondere ohnehin im Zusammenhang mit dem Verdichter der Abgasturboladers erfasst
und in dem Steuergerät des jeweiligen Motormanagementsystems verarbeitet werden. Dabei
wird insbesondere die Drehzahl des Verdichters bzw. Abgasturboladers oder der
Turboladerwelle und die Lufteintrittstemperatur des Verdichters, welche in der Regel mit der
Umgebungstemperatur des Verdichters identisch ist, ausgewertet, um daraus die
Luftaustrittstemperatur des Verdichters, d. h. die Lufttemperatur nach dem Verdichter,
abzuleiten. Mit der Luftaustrittstemperatur des Verdichters steht somit eine zusätzliche
Information über den Luft- oder Gaszustand vor Mischung der von dem Verdichter
angesaugten Luft mit dem über die Abgasrückführung rückgeführten Abgas zur Verfügung,
so dass diese zusätzliche Information über die Luftaustrittstemperatur des Verdichters für
das Motormanagement vorteilhaft eingesetzt werden kann.
Zur Bestimmung der Luftaustrittstemperatur des Verdichters kann vorzugsweise ein
Verdichterwirkungsgradkennfeld zum Einsatz kommen, in dem für unterschiedliche Werte
der Drehzahl und einer Durchflusskennziffer des Verdichters entsprechende Werte des
Verdichterwirkungsgrads abgelegt sind. Die Durchflusskennziffer des Verdichters kann
wiederum aus der Drehzahl bzw. einer daraus abgeleiteten normierten
Umfangsgeschwindigkeit des Verdichters und einer Enthalpieänderung des Verdichters
berechnet werden.
Zur Berechnung der Luftaustrittstemperatur des Verdichters kann insbesondere die folgende
Gleichung zur Anwendung kommen:
Dabei bezeichnet TnV die Luftaustrittstemperatur des Verdichters bzw. die Temperatur nach
dem Verdichter und vor einem dem Verdichter nachgeschalteten Ladeluftkühler (LLK), TL die
Lufteintrittstemperatur des Verdichters (bzw. die Lufttemperatur vor dem Verdichter), ηV den
Verdichterwirkungsgrad und ΔTV,is die (nicht normierte) isentrope Temperaturänderung des
Verdichters, wobei die Temperaturänderung insbesondere aus der Lufteintrittstemperatur
des Verdichters und dem Gasdruckverhältnis zwischen den Gasdrücken vor und nach dem
Verdichter unter Berücksichtigung des jeweiligen isentropen Exponenten abgeleitet werden
kann.
Die Berechnung des Verdichterwirkungsgrads erfolgt vorzugsweise für verschiedene Werte
der Verdichter- bzw. Abgasturboladerdrehzahl mit Hilfe eines bestimmten Polynoms in
Abhängigkeit von der Durchflusskennziffer. Die Koeffizienten dieses Polynoms werden
vorzugsweise zumindest teilweise durch Polynome zweiten Grads in Abhängigkeit von der
Drehzahl des Verdichters dargestellt.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend näher anhand der beigefügten Zeichnung unter
Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel erläutert.
Fig. 1 zeigte eine vereinfachte Darstellung eines Echtzeitsimulators zur Simulierung des
Luft- und Gasstroms in einem Kraftfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 zeigt eine Darstellung zur Verdeutlichung der Berechnung der Luftaustrittstemperatur
eines in Fig. 1 gezeigten Abgasturboladerverdichters durch ein ebenfalls in Fig. 1
gezeigtes Steuergerät mit Hilfe eines Verdichterwirkungsgradkennfelds, und
Fig. 3A bzw. Fig. 3B zeigt den Verlauf einer Druckkennziffer des Verdichters bzw. des
Verdichterwirkungsgrads in Abhängigkeit von einer Durchflusskennziffer des Verdichters.
In Fig. 1 ist ein Verbrennungsmotor 1 mit vier Brennräumen bzw. Zylindern dargestellt. Der
Verbrennungsmotor 1 ist mit einem Abgasturbolader (ATL) gekoppelt, welcher eine Turbine
2 und einen Verdichter 7 umfasst, wobei die Turbine 2 und der Verdichter 7 auf einer
gemeinsamen Welle, der sogenannten Turboladerwelle 14, angebracht sind. Die Turbine 2
nutzt die im Abgas des Verbrennungsmotors 1 enthaltene Energie zum Antrieb des
Verdichters 7, welcher über ein Luftfilter 6 Frischluft ansaugt und vorverdichtete Luft in die
einzelnen Zylinder des Verbrennungsmotors 1 drückt. Der durch die Turbine 2, den
Verdichter 7 und die Turboladerwelle 14 gebildete Abgasturbolader ist nur durch den Luft-
und Abgasmassenstrom strömungstechnisch mit dem Verbrennungsmotor 1 gekoppelt.
Die von dem Verdichter 7 über ein Luftfilter 6 angesaugte und vorverdichtete Luft wird über
einen Ladeluftkühler (LLK) 8, welcher die thermische Belastung des Verbrennungsmotors 1,
die Abgastemperatur und damit die NOx-Emission sowie den Kraftstoffverbrauch reduziert,
einem sogenannten Ersatzvolumen (ERS) 9 zugeführt. Den einzelnen Brennräumen des
Verbrennungsmotors 1 ist ein Einlasssammler (ELS) 10 vorgeschaltet. Das in den
Brennräumen des Verbrennungsmotors 1 erzeugte Abgas wird von einem Abgassammler
(ASA) 11 gesammelt und der Turbine 2 zugeführt. Der Turbine 2 ist in
Abgasströmungsrichtung die Abgasanlage (APU) 12 des Kraftfahrzeugs nachgeschaltet,
welche die Schadstoffanteile der beim Betrieb des Verbrennungsmotors 1 entstehenden
Abgase abbaut und die verbleibenden Abgase so geräuscharm wie möglich ableitet. Ein Teil
des in den Brennräumen des Verbrennungsmotors 1 erzeugten Abgases wird von dem
Abgassammler 11 über eine Abgasrückführung (AGR) an den Einlasssammler 10
zurückgeführt. Mit dem Bezugszeichen 13 sind jeweils in entsprechenden Luft- oder
Gaspfaden angeordnete Ventile bezeichnet.
Des Weiteren ist in Fig. 1 ein Steuergerät 4 dargestellt, welches ein Bestandteil eines
entsprechenden Motormanagementsystems des Kraftfahrzeugs ist. Von dem Steuergerät 4
werden verschiedene Größen oder Parameter des dargestellten Systems überwacht, welche
mit Hilfe entsprechender Sensoren erfasst und über eine Schnittstelle 3 dem Steuergerät 4
zugeführt werden. Dabei kann es sich beispielsweise um die über den Luftfilter 6 mit Hilfe
des Verdichters 7 angesaugte Frischluftmenge, die in dem Ersatzvolumen 9 vorhandene
Lufttemperatur bzw. den entsprechenden Luftdruck oder auch um die
Umgebungstemperatur, weiche der Lufteintrittstemperatur des Verdichters 7 entspricht, und
die Verdichter- bzw. Turboladerwellendrehzahl handeln. Die auf diese Weise von dem
Steuergerät 4 erfassten Messgrößen werden ausgewertet, um davon abhängig
verschiedene Stellsignale für das Motormanagementsystem zu erzeugen. Wie in Fig. 1
gezeigt ist, können die über die Schnittstelle 3 von dem Steuergerät 4 ausgegebenen
Stellsignale beispielsweise das Tastverhältnis des in der Abgasrückführung angeordneten
Ventils 13, die Leitschaufelverstellung 15 der Turbine 2 oder auch den Einspritzzeitpunkt
sowie die Einspritzmenge des in die einzelnen Brennräume des Verbrennungsmotors 1 über
ein Einspritzsystem 5 eingespritzten Luftkraftstoffgemisches steuern.
Wie nachfolgend näher erläutert wird, ist das Steuergerät 4 in der Lage, durch Auswertung
bestimmter Messgrößen, welche bei bekannten Motormanagementsystemen ohnehin zur
Verfügung stehen, die Luftaustrittstemperatur des Verdichters 7, d. h. die Temperatur nach
dem Verdichter 7 und vor dem Ladeluftkühler 8, zu bestimmen, welche somit als weitere
Information von dem Motormanagementsystem ausgewertet werden kann.
Zu diesem Zweck wird zunächst die Verdichterdrehzahl bzw. die Drehzahl des
Abgasturboladers oder der Turboladerwelle 14 wie folgt normiert:
Als Grundtage für die Normierung dient dabei eine bestimmte Referenztemperatur, wobei als
Referenztemperatur insbesondere eine Vermessungstemperatur des Verdichters 7, im
vorliegenden Fall 293K, verwendet wird. In der Gleichung (2) bezeichnet n *|V die normierte
Drehzahl, nATL die Drehzahl des Abgasturboladers bzw. der Turboladerwelle 14 oder des
Verdichters 7 und TL die Lufteintrittstemperatur des Verdichters 7, welche näherungsaweise
mit der Umgebungslufttemperatur T0 identisch ist.
Aus der normierten Verdichterdrehzahl kann eine normierte Winkelgeschwindigkeit ω *|V und
daraus die normierte Umfangsgeschwindigkeit des Verdichters 7 wie folgt berechnet
werden:
Dabei bezeichnet u *|V bzw. ω *|V die reduzierte Umfangs- bzw. Winkelgeschwindigkeit des
Verdichters 7 und rV den Radius des Verdichters 7. Allgemein kann die (reduzierte und
normierte) Umfangsgeschwindigkeit des Verdichters 7 durch Multiplikation des Produkts
n *|V.rV mit einer Konstante k (im vorliegenden Fall
gewonnen werden.
Wird als Zwischengröße die Enthalpieänderung ΔH *|V,isdes Verdichters 7 eingeführt, kann
daraus eine Druckkennziffer Ψ* bestimmt werden. Dabei ist die Enthalpieänderung wie folgt
definiert:
Dabei bezeichnet T0 die Umgebungstemperatur. Zudem bezeichnet cp die spezifische
Wärmekapazität des Verdichters 7, und κ bezeichnet den isentropen Exponent, welcher für
Luft den Wert 1,37 besitzt. ΠV bezeichnet das Druckverhältnis zwischen dem Druck nach
dem Verdichter 7 und dem Druck vor dem Verdichter 7, d. h. das Druckverhältnis ΠV ist wie
folgt definiert:
Mit pnV wird der Luftdruck in dem Ladeluftkühler 8, d. h. der Luftdruck nach dem Verdichter 7,
bezeichnet, während mit PvV der Luftdruck vor dem Verdichter 7, d. h. der Luftdruck in dem
Luftfilter 6, bezeichnet wird.
Aus der oben angegebenen Enthalpieänderung und der normierten
Umfangsgeschwindigkeit des Verdichters 7 kann die bereits erwähnte Druckkennziffer Ψ*
des Verdichters 7 wie folgt berechnet werden:
In Abhängigkeit von der Druckkennziffer Ψ* und der normierten Drehzahl n *|V kann (aus
einem Durchflusskennfeld des Verdichters) eine Durchflusskennziffer ϕ* des Verdichters 7
ermittelt werden. Es gilt somit:
Das mathematische Modell des Verdichters 7 wird bestimmt, indem zunächst für jede
Drehzahl im Kennfeld des Verdichters 7 die Druckkennziffer und die Durchflusskennziffer für
unterschiedliche Druckverhältnisse berechnet werden. Die Durchflusskennziffer ϕ* des
Verdichters 7 wird dabei in Abhängigkeit von der Druckkennziffer Ψ* durch folgenden Ansatz
approximiert:
Der Parameter a3 ist dabei vom jeweiligen Anwender bzw. Hersteller vorgegeben. Nun
werden alle drei Parameter a1-a3 durch Polynome zweiten Grades in Abhängigkeit von der
Drehzahl n *|V dargestellt:
Somit ergibt sich eine mathematische Beschreibung des Durchflusskennfeldes des
Verdichters 7 in Abhängigkeit von der normierten Drehzahl n *|V und der Druckkennziffer Ψ*.
Es hat sich gezeigt, dass gerade in niedrigen Drehzahlbereichen die Extrapolation mit Hilfe
des oben beschriebenen Ansatzes hinreichend plausibel ist.
In Fig. 3A ist der Verlauf der Druckkennziffer Ψ* in Abhängigkeit von der
Durchflusskennziffer ϕ* für verschiedene Drehzahlen dargestellt.
Zur Vervollständigung des Wirkungsgradkennfeldes wird dann der Wirkungsgrad ηV des
Verdichters 7 in Abhängigkeit von der Durchflusskennziffer ϕ* für jede Drehzahl wie folgt
approximiert:
Der Koeffizient a8 ist dabei konstant, d. h. von der Drehzahl unabhängig, während die
anderen Koeffizienten a4-a7 und a9 drehzahlabhängig (vorzugsweise durch Polynome
zweiten Grades, vgl. obige Formel (9)) gewählt werden.
In Fig. 3B ist der Verlauf des Verdichterwirkungsgrades ηV in Abhängigkeit von der
Durchflusskennziffer ϕ* für unterschiedliche Drehzahlen dargestellt.
Aus dem auf diese Weise ermittelten Wirkungsgradkennfeld ηV = f(ϕ*,n *|V kann das
Steuergerät 4 für die jeweils augenblickliche Durchflusskennziffer ϕ* und Drehzahl n *|V den
entsprechenden Wirkungsgrad des Verdichters 7 ableiten. Mit Hilfe der isentropen
Temperaturänderung ΔTV,is des Verdichters 7, welche wie folgt aus der dem Verdichter 7
zugeführten Energie bzw. dem Druckverhältnis ΠV, und der Lufteintrittstemperatur TL des
Verdichters 7 ermittelbar ist:
kann die Luftaustrittstemperatur TnV des Verdichters bestimmt werden:
1
Verbrennungsmotor
2
Turbine
3
Schnittstelle
4
Steuergerät
5
Einspritzsystem
6
Luftfilter
7
Verdichter
8
Ladeluftkühler
9
Ersatzvolumen
10
Einlasssammler
11
Abgassammler
12
Abgasanlage
13
Ventil
14
Turboladerwelle
15
Leitschaufelverstellung der Turbine
pvV
pvV
Gasdruck vor dem Verdichter
pnV
pnV
Gasdruck nach dem Verdichter
nATL
nATL
Drehzahl der Turboladerwelle bzw. des Verdichters
TL
TL
Lufteintrittstemperatur des Verdichters
TnV
TnV
Luftaustrittstemperatur des Verdichters
ηV
ηV
Verdichterwirkungsgrad
Ψ*
Ψ*
Druckkennziffer
ϕ*
ϕ*
Durchflusskennziffer
Claims (15)
1. Verfahren zur Bestimmung der Luftaustrittstemperatur des Verdichters eines
Abgasturboladers eines Kraftfahrzeugs,
wobei dem mit einer Turboladerwelle (14) gekoppelten Verdichter (7) Luft mit einer bestimmten Lufteintrittstemperatur (TL) zugeführt wird und von dem Verdichter (7) die Luft mit einer bestimmten Luftaustrittstemperatur (TnV) ausgegeben wird, und
wobei die Luftaustrittstemperatur (TnV) des Verdichters (7) aus der Drehzahl (nATL) der Turboladerwelle (14) und der Lufteintrittstemperatur (TL) des Verdichters (7) abgeleitet wird.
wobei dem mit einer Turboladerwelle (14) gekoppelten Verdichter (7) Luft mit einer bestimmten Lufteintrittstemperatur (TL) zugeführt wird und von dem Verdichter (7) die Luft mit einer bestimmten Luftaustrittstemperatur (TnV) ausgegeben wird, und
wobei die Luftaustrittstemperatur (TnV) des Verdichters (7) aus der Drehzahl (nATL) der Turboladerwelle (14) und der Lufteintrittstemperatur (TL) des Verdichters (7) abgeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass aus der Drehzahl (nATL) der Turboladerwelle (14) sowie einer Enthalpieänderung
des Verdichters (7) ein Verdichterwirkungsgrad (ηv) abgeleitet wird, und
dass aus dem Verdichterwirkungsgrad (ηV) sowie der Lufteintrittstemperatur (TL) des
Verdichters (7) die Luftaustrittstemperatur (TnV) des Verdichters (7) abgeleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Verdichterwirkungsgrad (ηV) in Abhängigkeit von der Drehzahl (nATL) der
Turboladerwelle (14) sowie einer aus der Enthalpieänderung abgeleiteten
Durchflusskennziffer (ϕ*) des Verdichters (7) mit Hilfe eines
Verdichterwirkungsgradkennfelds bestimmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass aus der Enthalpieänderung eine Druckkennziffer (Ψ*) des Verdichters (7) und
aus der Druckkennziffer (Ψ*) die Durchflusskennziffer (ϕ*) des Verdichters (7)
abgeleitet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Durchflusskennziffer ϕ* des Verdichters (7) in Abhängigkeit von der
Druckkennziffer Ψ* durch eine Gleichung der folgenden Art gewonnen wird:
wobei a1-a3 Koeffizienten bezeichnen und n *|V eine von der Drehzahl der Turboladerwelle (14) abhängige Größe bezeichnet.
wobei a1-a3 Koeffizienten bezeichnen und n *|V eine von der Drehzahl der Turboladerwelle (14) abhängige Größe bezeichnet.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3-5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Verdichterwirkungsgrad ηV in Abhängigkeit von der Durchflusskennziffer ϕ* durch eine Gleichung der folgenden Art ermittelt wird:
wobei a4-a9 Koeffizienten bezeichnen und n *|V eine von der Drehzahl der Turboladerwelle (14) abhängige Größe bezeichnet.
dass der Verdichterwirkungsgrad ηV in Abhängigkeit von der Durchflusskennziffer ϕ* durch eine Gleichung der folgenden Art ermittelt wird:
wobei a4-a9 Koeffizienten bezeichnen und n *|V eine von der Drehzahl der Turboladerwelle (14) abhängige Größe bezeichnet.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Koeffizienten ai zumindest teilweise durch Polynome zweiten Grades in
Abhängigkeit von der Drehzahl der Turboladerwelle (14) gebildet werden.
8. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Koeffizient a8 konstant gewählt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Enthalpieänderung ΔH *|V,is des Verdichters (7) wie folgt ermittelt wird:
wobei PvV den Luftdruck vor dem Verdichter (7) und PnV den Luftdruck nach dem Verdichter (7) bezeichnet, und
wobei cp die spezifische Wärmekapazität des Verdichters (7), κ einen isentropen Exponenten und T0 die Umgebungslufttemperatur des Verdichters (7) bezeichnet.
wobei PvV den Luftdruck vor dem Verdichter (7) und PnV den Luftdruck nach dem Verdichter (7) bezeichnet, und
wobei cp die spezifische Wärmekapazität des Verdichters (7), κ einen isentropen Exponenten und T0 die Umgebungslufttemperatur des Verdichters (7) bezeichnet.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-9,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Ermittlung der Luftaustrittstemperatur (TnV) des Verdichters (7) die Drehzahl
(nATL) der Turboladerwelle (14) in Abhängigkeit von der Lufteintrittstemperatur (TL)
des Verdichters (7) und bezogen auf eine bestimmte Referenztemperatur normiert
wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10 und einem der Ansprüche 4-8,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine normierte Umfangsgeschwindigkeit u *|V des Verdichters (7) wie folgt aus
der normierten Drehzahl der Turboladerwelle (14) abgeleitet wird:
u *|V=k.n *|V.rV
wobei n *|V, die normierte Drehzahl der Turboladerwelle (14), rV den Radius des Verdichters (7) und k eine Konstante bezeichnet, und
dass die Druckkennziffer Ψ* des Verdichters (7) aus der normierten Umfangsgeschwidigkeit und der Enthalpieänderung ΔH *|V,is des Verdichters (7) wie folgt ermittelt wird:
u *|V=k.n *|V.rV
wobei n *|V, die normierte Drehzahl der Turboladerwelle (14), rV den Radius des Verdichters (7) und k eine Konstante bezeichnet, und
dass die Druckkennziffer Ψ* des Verdichters (7) aus der normierten Umfangsgeschwidigkeit und der Enthalpieänderung ΔH *|V,is des Verdichters (7) wie folgt ermittelt wird:
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Luftaustrittstemperatur TnV des Verdichters (7) wie folgt aus der
Lufteintrittstemperatur TL des Verdichters (7) und dem Wirkungsgrad ηV des
Verdichters (7) abgeleitet wird:
wobei ΔTV,is eine isentrope Temperaturänderung des Verdichters (7) bezeichnet.
wobei ΔTV,is eine isentrope Temperaturänderung des Verdichters (7) bezeichnet.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die isentrope Temperaturänderung ΔTV,is wie folgt aus der
Lufteintrittstemperatur TL des Verdichters (7) und einem isentropen Exponenten κ
abgeleitet wird:
wobei ΠV das Druckverhältnis zwischen dem Luftdruck (pnV) nach dem Verdichter (7) und dem Luftdruck (pvV) vor dem Verdichter (7) bezeichnet.
wobei ΠV das Druckverhältnis zwischen dem Luftdruck (pnV) nach dem Verdichter (7) und dem Luftdruck (pvV) vor dem Verdichter (7) bezeichnet.
14. Vorrichtung zur Bestimmung der Luftaustrittstemperatur des Verdichters eines
Abgasturboladers eines Kraftfahrzeugs,
wobei dem mit einer Turboladerwelle (14) gekoppelten Verdichter (7) Luft mit einer bestimmten Lufteintrittstemperatur (TL) zugeführt ist und der Verdichter (7) die Luft mit einer bestimmten Luftaustrittstemperatur (TnV) ausgibt, und
wobei eine Steuereinrichtung (4) zur Bestimmung der Luftaustrittstemperatur (TnV) des Verdichters (7) aus der Drehzahl (nATL) der Turboladerwelle (14) und der Lufteintrittstemperatur (TL) des Verdichters (7) vorgesehen ist.
wobei dem mit einer Turboladerwelle (14) gekoppelten Verdichter (7) Luft mit einer bestimmten Lufteintrittstemperatur (TL) zugeführt ist und der Verdichter (7) die Luft mit einer bestimmten Luftaustrittstemperatur (TnV) ausgibt, und
wobei eine Steuereinrichtung (4) zur Bestimmung der Luftaustrittstemperatur (TnV) des Verdichters (7) aus der Drehzahl (nATL) der Turboladerwelle (14) und der Lufteintrittstemperatur (TL) des Verdichters (7) vorgesehen ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuereinrichtung (4) zur Bestimmung der Luftaustrittstemperatur (TnV) des
Verdichters (7) gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1-13 ausgestaltet
ist.
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Applications Claiming Priority (1)
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