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 Kraftfahrzeugs

Info

Publication number
DE10111774A1
DE10111774A1 DE10111774A DE10111774A DE10111774A1 DE 10111774 A1 DE10111774 A1 DE 10111774A1 DE 10111774 A DE10111774 A DE 10111774A DE 10111774 A DE10111774 A DE 10111774A DE 10111774 A1 DE10111774 A1 DE 10111774A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
compressor
air
speed
temperature
air outlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE10111774A
Other languages
English (en)
Inventor
Jens Jeschke
Hans-Georg Nitzke
Juergen Gloger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE10111774A priority Critical patent/DE10111774A1/de
Priority to FR0203080A priority patent/FR2821889B1/fr
Publication of DE10111774A1 publication Critical patent/DE10111774A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D23/00Controlling engines characterised by their being supercharged
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/16Other safety measures for, or other control of, pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1433Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a model or simulation of the system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04Engine intake system parameters
    • F02D2200/0414Air temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04Engine intake system parameters
    • F02D2200/0414Air temperature
    • F02D2200/0416Estimation of air temperature
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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:
BEZUGSZEICHENLISTE
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
Gasdruck vor dem Verdichter
pnV
Gasdruck nach dem Verdichter
nATL
Drehzahl der Turboladerwelle bzw. des Verdichters
TL
Lufteintrittstemperatur des Verdichters
TnV
Luftaustrittstemperatur des Verdichters
ηV
Verdichterwirkungsgrad
Ψ*
Druckkennziffer
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.
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.
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.
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.
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:
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.
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.
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.
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.
DE10111774A 2001-03-12 2001-03-12 Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Luftaustrittstemperatur des Verdichters eines Abgasturboladers eines Kraftfahrzeugs Ceased DE10111774A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10111774A DE10111774A1 (de) 2001-03-12 2001-03-12 Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Luftaustrittstemperatur des Verdichters eines Abgasturboladers eines Kraftfahrzeugs
FR0203080A FR2821889B1 (fr) 2001-03-12 2002-03-12 Procede et dispositif pour la determination de la temperature de sortie d'air du compresseur d'un turbocompresseur a gaz d'echappement d'un vehicule automobile

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10111774A DE10111774A1 (de) 2001-03-12 2001-03-12 Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Luftaustrittstemperatur des Verdichters eines Abgasturboladers eines Kraftfahrzeugs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10111774A1 true DE10111774A1 (de) 2002-09-26

Family

ID=7677120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10111774A Ceased DE10111774A1 (de) 2001-03-12 2001-03-12 Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Luftaustrittstemperatur des Verdichters eines Abgasturboladers eines Kraftfahrzeugs

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE10111774A1 (de)
FR (1) FR2821889B1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1548260A2 (de) * 2003-12-26 2005-06-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vorrichtung zur Fehlerbestimmung einer Brennkraftmaschine
DE102008027763A1 (de) * 2008-06-11 2009-12-17 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln mindestens einer Modelltemperatur in einem Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine
EP3181875A1 (de) 2015-12-18 2017-06-21 Volkswagen Aktiengesellschaft Referenzbasiertes saugrohrtemperaturmodell

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004015742A1 (de) 2004-03-31 2005-10-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
GB2591776B (en) * 2020-02-06 2023-02-01 Caterpillar Inc Improvements in turbocharger efficiency

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3539168C2 (de) * 1984-11-08 1994-06-23 Volkswagen Ag Brennkraftmaschine für Fahrzeuge mit einem Abgasturbolader
DE19834135A1 (de) * 1998-07-29 2000-02-03 Daimler Chrysler Ag Aufladbare Brennkraftmaschine
DE4302339C2 (de) * 1993-01-28 2001-06-07 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Begrenzung der höchstzulässigen Kraftstoffmenge

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4214648A1 (de) * 1992-05-02 1993-11-04 Bosch Gmbh Robert System zur steuerung einer brennkraftmaschine
DE19730578A1 (de) * 1997-07-17 1999-01-21 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zum Schutz eines Turboladers
WO2001029386A1 (de) * 1999-10-21 2001-04-26 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur bestimmung von betriebsgrössen einer brennkraftmaschine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3539168C2 (de) * 1984-11-08 1994-06-23 Volkswagen Ag Brennkraftmaschine für Fahrzeuge mit einem Abgasturbolader
DE4302339C2 (de) * 1993-01-28 2001-06-07 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Begrenzung der höchstzulässigen Kraftstoffmenge
DE19834135A1 (de) * 1998-07-29 2000-02-03 Daimler Chrysler Ag Aufladbare Brennkraftmaschine

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP 59206635 A.,In: Patent Abstracts of Japan *
PUCHER,Helmut: Aufladung von Verbrennungsmotoren, expert verlag, Sindelfingen, 1985, Bd.133, S.16, S.17 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1548260A2 (de) * 2003-12-26 2005-06-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vorrichtung zur Fehlerbestimmung einer Brennkraftmaschine
EP1548260A3 (de) * 2003-12-26 2011-06-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vorrichtung zur Fehlerbestimmung einer Brennkraftmaschine
DE102008027763A1 (de) * 2008-06-11 2009-12-17 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln mindestens einer Modelltemperatur in einem Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine
DE102008027763B4 (de) * 2008-06-11 2010-07-01 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln mindestens einer Modelltemperatur in einem Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine
EP3181875A1 (de) 2015-12-18 2017-06-21 Volkswagen Aktiengesellschaft Referenzbasiertes saugrohrtemperaturmodell
DE102015225916A1 (de) 2015-12-18 2017-06-22 Volkswagen Aktiengesellschaft Referenzbasiertes Saugrohrtemperaturmodell

Also Published As

Publication number Publication date
FR2821889A1 (fr) 2002-09-13
FR2821889B1 (fr) 2005-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112007000779B4 (de) Steuersystem und Steuerverfahren zur Abschätzung einer Turboladerleistung
EP1701025B1 (de) Verfahren zur Bestimmung der Zusammensetzung des Gasgemisches in einem Brennraum eines Verbrennungsmotors mit Abgasrückführung
DE102008025452B4 (de) Überwachung der Leistung einer Lambdasonde
DE19963358A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit einem Luftsystem
EP1272753B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer brennkraftmaschine
EP3527810A1 (de) Verfahren zum betrieb einer verbrennungskraftmaschine
WO2019120904A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum bestimmen des verschmutzungsgrades eines luftfilters einer verbrennungskraftmaschine
DE602005005708T2 (de) Verbessertes verfahren und system zur schätzung der abgastemperatur und verbrennungsmotor mit einem solchen system
EP1091106A2 (de) Verfahren zur Bestimmung eines Abgasgegendruckes an einer Turbine
DE102015211275A1 (de) Ansaugluftzumesseinheit eines Motors und Motorsystem
DE10111775B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Gasaustrittstemperatur der Turbine eines Abgasturboladers eines Kraftfahrzeugs
DE4216044C2 (de) Abgasrückführungs-Diagnosesystem an einem Verbrennungsmotor
EP1431547B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Abgasrückführmassenstroms eines Verbrennungsmotors
DE102016105291B4 (de) Kraftmaschinensteuerung unter Verwendung einer berechneten Zylinderluftladung
DE102004038733A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE10111774A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Luftaustrittstemperatur des Verdichters eines Abgasturboladers eines Kraftfahrzeugs
DE10028886A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen des Betriebs eines Verbrennungsmotors
DE102009028617B4 (de) Verfahren und Steuergerät zur Berechnung des bankspezifischen Abgasmassenstroms bei mehrflutig ausgeführten Abgasanlagen aufgeladener Brennkraftmaschinen
DE10162970B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Abgasrückführmassenstroms eines Verbrennungsmotors
EP3290681B1 (de) Verfahren zum betrieb einer abgasrückführungseinrichtung
DE102005042651B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102021103794B4 (de) Leckagediagnose bei einer Sauganlage
EP3181875A1 (de) Referenzbasiertes saugrohrtemperaturmodell
DE102009003018B4 (de) Verfahren zum Einstellen der Abgasrückführrate in einem Abgasrückführsystem sowie Abgasrückführsystem für ein Kraftfahrzeug
DE102016211525A1 (de) Verfahren und Steuereinrichtung zur Bestimmung der Beladung eines Partikelfilters

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8110 Request for examination paragraph 44
8120 Willingness to grant licences paragraph 23
R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R016 Response to examination communication
R003 Refusal decision now final

Effective date: 20111103