DE10124595A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des durch den Verdichter und die Turbine eines Abgasturboladers eines Kraftfahrzeugs strömenden Gasmassenstroms - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des durch den Verdichter und die Turbine eines Abgasturboladers eines Kraftfahrzeugs strömenden Gasmassenstroms

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Abstract

Zur möglichst einfachen Bestimmung des Gasmassenstroms (mp¶HFM¶) durch den Verdichter (7) und die Turbine (2) des Abgasturboladers eines Kraftfahrzeugs wird ausgenutzt, dass die Turbine (2) und der Verdichter (7) über die Turboladerwelle (14) hinsichtlich ihrer Drehzahl eng miteinander verknüpft sind, wobei auch die Gasmassendurchsätze der Turbine (2) und des Verdichters (7) eng miteinander verbunden sind, da sie außerhalb des internen Abgasrückführungskreises angeordnet sind. Aus einem Verdichterkennfeld (16) und einem Turbinenkennfeld (18) werden für konstante Druckverhältnisse (PI¶V¶, PI¶T¶) des Verdichters (7) bzw. der Turbine (2) und für konstante Schaufelstellungen (S¶T¶) der Turbine (2) Kennlinien gebildet, welche einerseits den normierten Gasvolumenstrom (Vp¶V¶) durch den Verdichter (7) in Abhängigkeit von der normierten Drehzahl (n¶V¶) des Verdichters (7) und andererseits den normierten Gasmassenstrom (mp¶T¶) durch die Turbine (2) in Abhängigkeit von der Drehzahl (n¶T¶) der Turbine (2) beschreiben. Nach einer geeigneten numerischen Umrechnung dieser Kennlinien ergibt der Schnittpunkt der daraus resultierenden umgerechneten Kennlinien den Gasmassenstrom (mp¶HFM¶) und die Drehzahl (n¶ATL¶) des Abgasturboladers für den jeweiligen Betriebspunkt des Verbrennungsmotors (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung zur Bestimmung des Gasmassenstroms, der durch den Verdichter und die Turbine eines Abgasturboladers eines Kraftfahrzeugs strömt.
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.
Für moderne Motormanagementsysteme ist die Bestimmung des Luft- bzw. Gasmassenstroms, welcher durch den Verdichter und die Turbine des Abgasturboladers strömt, vorteilhaft, da die somit gewonnene Information über den Gasmassenstrom unter anderem für die Regelung der Abgasrückführung des Kraftfahrzeugs ausgewertet werden kann. Bei herkömmlichen Motormanagementsystemen ist hierzu ein sogenannter Heißfilm- Luftmassenmesser vorgesehen, welcher vor dem Verdichter des Abgasturboladers angeordnet ist und einen für den Gasmassenstrom durch den Verdichter und die Turbine repräsentativen Messwert liefert. Derartige Heißfilm-Luftmassenmesser sind jedoch nicht nur relativ teuer, sondern ihre Genauigkeit ist auch begrenzt. D. h. bei Verwendung von derartigen Heißfilm-Luftmassenmessern ist nicht ausgeschlossen, dass fehlerhafte Messwerte geliefert werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung bereitzustellen, womit ohne Verwendung eines derartigen Heißfilm-Luftmassenmessers der Luft- bzw. Gasmassenstrom durch den Verdichter und die Turbine eines Abgasturboladers eines Kraftfahrzeugs bestimmt oder die Genauigkeit eines verwendeten Heißfilm-Luftmassenmessers kontrolliert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 bzw. eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 7 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren jeweils bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Erfindungsgemäß wird die Tatsache ausgenutzt, dass die Turbine und der Verdichter eines Abgasturboladers über die Turboladerwelle hinsichtlich ihrer Drehzahl miteinander verknüpft sind. Darüberhinaus ist bekannt, dass die Luft- bzw. Gasmassendurchsätze durch die Turbine und den Verdichter eng miteinander verbunden sind, da sie außerhalb des internen Abgasrückführungskreises des entsprechenden Kraftfahrzeugs angeordnet sind.
Erfindungsgemäß wird für den Verdichter und die Turbine jeweils ein Kennfeld verwendet, wobei aus dem Verdichterkennfeld eine Funktion bzw. Kennlinie des (normierten) Gasvolumenstroms durch den Verdichter in Abhängigkeit von der (ebenfalls normierten) Drehzahl des Verdichters für konstante Druckverhältnisse über den Verdichter gebildet werden. Aus dem Turbinenkennfeld werden Funktionen bzw. Kennlinien des (normierten) Gasmassenstroms durch die Turbine in Abhängigkeit von der (ebenfalls normierten) Drehzahl der Turbine und konstanten Stellungen bzw. Schaufelwegen der Leitschaufeln der Turbine gebildet. Diese Funktionen bzw. Kennlinien werden somit jeweils nach den konstanten Eingangsgrößen parametriert.
Nach einer geeigneten Umrechung der für die gegebenen Eingangsgrößen, d. h. für die gegebenen Druckverhältnisse über den Verdichter und die Turbine sowie den gegebenen Schaufelweg der Leitschaufeln der Turbine, ermittelten Funktionen bzw. Kennlinien wird der Schnittpunkt zwischen den beiden Funktionen bzw. Kennlinien bestimmt, wobei sich aus dem Schnittpunkt für den jeweiligen Betriebspunkt des Verbrennungsmotors der Gasmassendurchsatz sowie die Drehzahl des Abgasturboladers ergibt.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorgehensweise liefert somit nicht nur eine Aussage über den Gasmassenstrom durch den Verdichter und die Turbine des Abgasturboladers, sondern zusätzlich auch eine Aussage über die Drehzahl des Abgasturboladers, so dass eine zusätzliche Messgröße für das Motormanagementsystem zur Verfügung steht. Der in herkömmlichen Motormanagementsystemen verwendete Heißfilm-Luftmassenmesser zur Bestimmung des Gasmassenstroms durch den Verdichter und die Turbine des Abgasturboladers kann entfallen. Zumindest kann jedoch das Signal des Heißfilm- Luftmassenmessers einer Plausibilitätsuntersuchung unterzogen werden.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend näher anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.
Fig. 1 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines Simulationsmodells zur Simulierung des Gasstroms in einem Kraftfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 zeigt eine Darstellung zur Verdeutlichung der Bestimmung des durch den Verdichter und die Turbine des in Fig. 1 gezeigten Abgasturboladers strömenden Gasmassenstroms gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und
Fig. 3 zeigt den Schnittbereich von zwei Funktions- bzw. Kennliniengruppen, welche mit Hilfe des in Fig. 2 gezeigten Systems ermittelt worden sind.
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 das Luftfilter 6 angesaugte und vorverdichtete Luft wird über einen Ladeluftkühler (LLK) 8, welcher 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 vorhandene Lufttemperatur bzw. den entsprechenden Luftdruck, das Druckverhältnis über den Verdichter 7, das Druckverhältnis über die Turbine 2 und den Schaufelweg der Leitschaufeln der Turbine 2 etc. handeln. Die auf diese Weise von dem Steuergerät 4 erfassten Messgrößen werden ausgewertet, um davon abhängig verschiedene Steilsignale 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 die Einspritzzeit sowie die Einspritzmenge des in die einzelnen Brennräume des Verbrennungsmotors 1 über ein Einspritzsystem 5 eingespritzten Kraftstoff-Gemisches steuern.
Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung interessierende Funktion des Steuergeräts zur Bestimmung des Gasmassenstroms, der durch den Verdichter 7 und die Turbine 2 strömt, ist in Fig. 2 in Form eines vereinfachten Blockschaltbilds dargestellt.
Dabei wird die Tatsache ausgenutzt, dass die Turbine 2 und der Verdichter 7 über die Turboladerwelle 14 hinsichtlich ihrer Drehzahl miteinander verknüpft sind. Des Weiteren sind die Gasmassendurchsätze der Turbine 2 und des Verdichters 7 eng miteinander verbunden, da sie außerhalb des internen Abgasrückführungskreises angeordnet sind. Nachfolgend wird davon ausgegangen, dass dem Steuergerät 4 die Stellung der Leitschaufeln der Turbine 2, d. h. der Schaufelweg sT der Leitschaufeln der Turbine 2, sowie das Druckverhältnis ΠV über den Verdichter 7 und das Druckverhältnis ΠT über der Turbine 2 bekannt sind. Das Druckverhältnis ΠV bzw. ΠT ist jeweils durch das Verhältnis zwischen dem Druck nach dem Verdichter 7 bzw. nach der Turbine 2 und dem Druck vor dem Verdichter 7 bzw. vor der Turbine 2 definiert, d. h. diese Drücke müssen dem Steuergerät 4 bekannt sein, was jedoch bei einem zylinderdruckgeführten Motormanagementsystem in der Regel ohnehin der Fall ist.
Wie bereits erwähnt worden ist, sind die Drehzahlen der Turbine 2, des Verdichters 7 sowie der Turboladerwelle 14 identisch. Zur numerischen Verarbeitung der einzelnen Messgrößen bzw. zur Realisierung der vorliegenden Erfindung wird jedoch in dem Steuergerät 4 mit normierten Größen gearbeitet. Dabei wird insbesondere die Drehzahl des Verdichters 7 auf eine andere Referenztemperatur normiert als die Drehzahl der Turbine 2.
Die Drehzahl nT der Turbine 2 wird wie folgt normiert:
Dabei bezeichnet nT die (normierte) Turbinendrehzahl und nATL die (nicht normierte) Drehzahl des Abgasturboladers bzw. der Turboladerwelle 14. Als Grundlage für die Normierung der Turbinendrehzahl wird eine bestimmte Referenztemperatur bzw. Vermessungstemperatur der Turbine 2 verwendet, im vorliegenden Fall 873 K. TASA bezeichnet die Abgastemperatur im Abgassammler 11, d. h. die Gaseintrittstemperatur der Turbine 2.
Die Drehzahl des Verdichters 7 wird hingegen gemäß folgender Beziehung normiert:
Dabei bezeichnet nV die normierte Verdichterdrehzahl, während TL die Luft- bzw. Gaseintrittstemperatur des Verdichters 7 bezeichnet, welche in der Regel mit der Umgebungstemperatur identisch ist. Aus dem Vergleich der obigen Formeln (1) und (2) ist ersichtlich, dass zur Normierung der Verdichter- und Turbinendrehzahl unterschiedliche Referenztemperaturen verwendet werden, so dass die Werte für nT und nV unterschiedlich sind.
Der Gasmassendurchsatz mpT durch die Turbine 2 ist mit dem Gasmassendurchsatz mpV durch den Verdichter 7 näherungsweise gemäß folgender empirisch ermittelter Beziehung verknüpft:
mpT ≈ mpV + 0,5.mpKRA (3)
Dabei bezeichnet mpKRA den Kraftstoffmassenstrom, welcher der Einspritzmenge des Einspritzsystems 5 entspricht. Allgemein wird im Rahmen der vorliegenden Patentanmeldung die Abkürzung mp zur Bezeichnung eines Gasmassenstroms und die Abkürzung Vp zur Bezeichnung eines Gasvolumenstroms verwendet.
Die Verknüpfung zwischen den Drehzahlen und den Gasmassenströmen des Verdichters 7 und der Turbine 2 wird erfindungsgemäß ausgenutzt, um unter Verwendung eines gespeicherten Verdichterkennfelds 16 sowie eines gespeicherten Turbinenkennfelds 18 abhängig von den jeweils geltenden, statischen Randbedingungen, betreffend die Druckverhältnisse ΠV und ΠT sowie den Schaufelweg sT der Leitschaufeln der Turbine 2, den Gasmassenstrom mpHFM durch den Verdichter 7 und die Turbine 2 zu bestimmen, wozu gemäß dem Stand der Technik ein vor dem Verdichter 7 angeordneter Heißfilm- Luftmassenmesser erforderlich ist.
Das Verdichterkennfeld 16 definiert für verschiedene Werte des Druckverhältnisses ΠV den normierten Gasvolumenstrom durch den Verdichter 7 als Funktion der normierten Verdichterdrehzahl nV, d. h. es gilt:
VpV = f(nV, ΠV) (4)
Dabei bezeichnet VpV den normierten Gasvolumenstrom durch den Verdichter 7.
Das Turbinenkennfeld 18 definiert hingegen für verschiedene Wertepaare des Schaufelwegs sT der Leitschaufeln der Turbine 2 sowie des Druckverhältnisses ΠT der Turbine 2 den normierten Gasmassenstrom durch die Turbine 2 als Funktion der normierten Turbinendrehzahl nT, d. h. es gilt:
mpT = f(nT, sT, ΠT)
Dabei bezeichnet mpT den normierten Gasmassenstrom durch die Turbine 2.
In den Gleichungen (4) und (5) sind jeweils zwei Größen unbekannt. Während in der Gleichung (4) der normierte Gasvolumenstrom VpV durch den Verdichter 7 und die normierte Verdichterdrehzahl nV unbekannt sind, ist in der Gleichung (5) der normierte Gasmassenstrom mpT durch die Turbine 2 sowie die normierte Turbinendrehzahl nT unbekannt. Die Größen ΠV, sT und ΠT werden hingegen als statische Randbedingungen als bekannt vorausgesetzt. Die Gleichungen (4) und (5) definieren somit für konstante Druckverhältnisse ΠV, ΠT und Schaufelstellungen sT Kennlinien oder Funktionen, welche den normierten Gasvolumenstrom VpV durch den Verdichter 7 bzw. den normierten Gasmassenstrom mpT durch die Turbine 2 in Abhängigkeit von der normierten Verdichterdrehzahl nV bzw. der normierten Turbinendrehzahl nT definieren.
Da - wie zuvor erläutert worden ist - die Größen VpV und mpT durch den (nicht normierten) Gasmassenstrom mpHFM einerseits und die Größen nV und nT durch die (nicht normierte) Abgasturboladerdrehzahl nATL andererseits eng miteinander verknüpft sind, können durch kombinierte Auswertung der durch die Gleichung (4) definierten Kennlinien und der durch die Gleichung (5) definierten Kennlinien die Größen nATL und mpHFM ermittelt werden. Zu diesem Zweck ist es jedoch aufgrund der unterschiedlichen Normierungen zunächst erforderlich, dass die den Gasvolumenstrom VpV in Abhängigkeit von nV definierende Kennlinie umgerechnet wird in eine entsprechende Kennlinie, welche den nicht normierten Gasmassenstrom durch den Verdichter 7 abhängig von der Abgasturboladerdrehzahl nATL beschreibt. Ebenso muss die den Gasmassenstrom mpT in Abhängigkeit von nT definierende Kennlinie umgerechnet werden in eine Kennlinie, welche den nicht normierten Gasmassenstrom durch die Turbine 2 in Abhängigkeit von der (nicht normierten) Abgasturboladerdrehzahl nATL beschreibt. Bei diesen Umrechungen, welche gemäß Fig. 2 von Einrichtungen 17 bzw. 19 vorgenommen werden, handelt es sich lediglich um einfache numerische Umrechnungen, wobei die Umrechung des Gasvolumenstroms in den Gasmassenstrom einfach durch Anwendung an sich bekannter Gesetze unter Berücksichtigung der jeweils vorgenommenen Normierung erfolgen kann, während bei der Umrechnung von nV bzw. nT nach nATL lediglich die ursprünglich getroffene Normierung (vergleiche die obigen Gleichungen (1) und (2)) berücksichtigt werden muss.
Nach den von den in Fig. 2 gezeigten Einrichtungen 17, 19 vorgenommenen Umrechnungen liegen somit Kennlinien vor, welche im Prinzip von denselben Größen abhängen, nämlich von den nicht normierten Gasmassenströmen durch den Verdichter 7 und die Turbine 2, welche mit mpHFM identisch sind, und der nicht normierten Abgasturboladerdrehzahl nATL.
Werden die auf diese Weise für bestimmte Werfe von ΠV, ΠT und sT gewonnenen numerisch umgerechneten Kennlinien der Einrichtungen 17 und 19 von einer Einrichtung 20 überlagert, definiert somit der Schnittpunkt zwischen den beiden Kennlinien bzw. Funktionen die Drehzahl des Abgasturboladers nATL sowie den Gasmassenstrom mpHFM, welcher für den gewählten Betriebspunkt durch den Verdichter 7 und die Turbine 2 strömt, wie es in Fig. 1 mit Hilfe entsprechender Pfeile angedeutet ist.
In Fig. 3 ist der Verlauf mehrerer von den Einrichtungen 17 bzw. 19 numerisch umgerechneter Kennlinien A, B dargestellt, wobei die Kennlinien A der Einrichtung 17 Funktionen zweiten Grades (Parabeln) für unterschiedliche Werte von ΠV darstellen. Die Kennlinien B, welche von der Einrichtung 19 umgerechnet worden sind, stellen hingegen für unterschiedliche Wertepaare von ΠT und sT Funktionen dritten Grades dar. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, liegen die Schnittpunkte der Kennlinien A, B jeweils bei positiven Gasmassenstromwerten mpHFM, wobei in Fig. 3 exemplarisch ein derartiger Schnittpunkt zwischen einer Kennlinie A und einer Kennlinie B dargestellt ist, welcher für den entsprechenden Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 1 die Abgasturboladerdrehzahl nATL = 30.000 min-1 und den Gasmassenstrom mpHFM = 40 kg/h definiert.
Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, dass mit Hilfe der vorliegenden Erfindung nicht nur der Gasmassenstrom mpHFM für den jeweils augenblicklichen Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 1 bestimmt werden kann, sondern auch die Abgasturboladerdrehzahl nATL.
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
16
Verdichterkennfeld
17
Einrichtung zur Umrechnung der Verdichterkennlinie
18
Turbinenkennfeld
19
Einrichtung zur Umrechnung der Turbinenkennlinie
20
Einrichtung zur Kennlinienschnittpunktbestimmung
mpHFM
Gasmassendurchsatz durch den Verdichter und die Turbine
ΠV
Druckverhältnis über den Verdichter
ΠT
Druckverhältnis über die Turbine
sT
Schaufelweg der Leitschaufeln der Turbine
VpV
normierter Gasvolumenstrom durch den Verdichter
nV
normierte Verdichterdrehzahl
nATL
Abgasturboladerdrehzahl
mpT
normierter Gasmassenstrom durch die Turbine
nT
normierte Turbinendrehzahl
A Verdichterkennlinie
B Turbinenkennlinie

Claims (10)

1. Verfahren zur Bestimmung des durch den Verdichter (7) und die Turbine (2) eines Abgasturboladers eines Kraftfahrzeugs strömenden Gasmassenstroms (mpHFM), wobei eine den Gasvolumenstrom (VpV) durch den Verdichter (7) in Abhängigkeit von der Drehzahl (nV) des Verdichters (7) beschreibende erste Kennlinie ermittelt wird, wobei eine den Gasmassenstrom (mpT) durch die Turbine (2) in Abhängigkeit von der Drehzahl (nT) der Turbine (2) beschreibende zweite Kennlinie ermittelt wird, und wobei durch kombinierte Auswertung der ersten Kennlinie und der zweiten Kennlinie der durch den Verdichter (7) und die Turbine (2) strömende Gasmassenstrom (mpHFM) abgeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Kennlinie in eine den Gasmassenstrom (mpHFM) durch den Verdichter (7) in Abhängigkeit von der Drehzahl (nATL) des Abgasturboladers beschreibende Kennlinie (A) umgerechnet wird,
dass die zweite Kennlinie in eine den Gasmassenstrom (mpHFM) durch die Turbine (2) in Abhängigkeit von der Drehzahl (nATL) des Abgasturboladers beschreibende Kennlinie umgerechnet wird, und
dass aus dem Schnittpunkt der beiden umgerechneten Kennlinien (A, B) der durch den Verdichter (7) und die Turbine (2) strömende Gasmassenstrom (mpHFM) und die Drehzahl (nATL) des Abgasturboladers abgeleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kennlinie unter Verwendung eines ersten Kennfelds (16), in dem für verschiedene Werte des Druckverhältnisses (ΠV) über den Verdichter (7) verschiedene erste Kennlinien abgelegt sind, in Abhängigkeit von einem augenblicklichen Wert des Druckverhältnisses (ΠV) über den Verdichter (7) ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kennlinie für einen bestimmten Wert des Druckverhältnisses (ΠV) über den Verdichter (7) den Zusammenhang zwischen dem normierten Gasvolumenstrom (VpV) durch den Verdichter (7) und der normierten Drehzahl (nV) des Verdichters (7) beschreibt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kennlinie unter Verwendung eines zweiten Kennfelds (18), in dem für verschiedene Werte des Druckverhältnisses (ΠT) über der Turbine (2) und der Leitschaufelstellung (sT) der Turbine (2) verschiedene zweite Kennlinien abgelegt sind, in Abhängigkeit von augenblicklichen Werten des Druckverhältnisses (ΠT) über der Turbine (2) und der Leitschaufelstellung (sT) der Turbine (2) ermittelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kennlinie für einen augenblicklichen Wert des Druckverhältnisses (ΠT) über der Turbine (2) und der Leitschaufelstellung (sT) der Turbine (2) den Zusammenhang zwischen dem normierten Gasmassenstrom (mpT) durch die Turbine (2) und der normierten Drehzahl (nT) der Turbine (2) beschreibt.
7. Vorrichtung zur Bestimmung des durch den Verdichter (7) und die Turbine (2) eines Abgasturboladers eines Kraftfahrzeugs strömenden Gasmassenstroms (mpHFM),
mit einer ersten Einrichtung (16) zur Ermittlung einer den Gasvolumenstrom (VpV) durch den Verdichter (7) in Abhängigkeit von der Drehzahl (nV) des Verdichters (7) beschreibenden ersten Kennlinie,
mit einer zweiten Einrichtung (18) zur Ermittlung einer den Gasmassenstrom (mpT) durch die Turbine (2) in Abhängigkeit von der Drehzahl (nT) der Turbine (2) beschreibenden zweiten Kennlinie, und
mit einer dritten Einrichtung (20) zur Bestimmung des durch den Verdichter (7) und die Turbine (2) strömenden Gasmassenstroms (mpHFM) durch kombinierte Auswertung der ersten Kennlinie und der zweiten Kennlinie.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
dass eine vierte Einrichtung (17) zur Umrechnung der ersten Kennlinie in eine den Gasmassenstrom (mpHFM) durch den Verdichter (7) in Abhängigkeit von der Drehzahl (nATL) des Abgasturboladers beschreibende Kennlinie (A) vorgesehen ist,
dass eine fünfte Einrichtung (19) zur Umrechnung der zweiten Kennlinie in eine den Gasmassenstrom (mpHFM) durch die Turbine (2) in Abhängigkeit von der Drehzahl (nATL) des Abgasturboladers beschreibende Kennlinie (B) vorgesehen ist, und
dass die dritte Einrichtung (20) derart ausgestaltet ist, dass sie aus dem Schnittpunkt der von der vierten und fünften Einrichtung (17, 19) gelieferten umgerechneten Kennlinien den durch den Verdichter (7) und die Turbine (2) strömenden Gasmassenstrom (mpHFM) und die Drehzahl (nATL) des Abgasturboladers ableitet.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Einrichtung (16) ein erstes Kennfeld gespeichert ist, welches für verschiedene Werte des Druckverhältnisses (ΠT) über den Verdichter (7) verschiedene erste Kennlinien speichert, welche jeweils den Zusammenhang zwischen dem normierten Gasvolumenstrom (VpV) durch den Verdichter (7) und der normierten Drehzahl (nV) des Verdichters (7) beschreiben.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Einrichtung (18) ein zweites Kennfeld gespeichert ist, welches für verschiedene Werte des Druckverhältnisses (ΠT) über der Turbine (2) und der Leitschaufelstellung (sT) der Turbine (2) verschiedene zweite Kennlinien definiert, wobei jede zweite Kennlinie den Zusammenhang zwischen dem normierten Gasmassenstrom (mpT) durch die Turbine (2) und der normierten Drehzahl (nT) der Turbine (2) beschreibt.
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