DE102004040925A1

DE102004040925A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Zylinderbänken

Info

Publication number: DE102004040925A1
Application number: DE102004040925A
Authority: DE
Inventors: Uwe Kassner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-08-24
Filing date: 2004-08-24
Publication date: 2006-03-02
Also published as: US7165538B2; FR2874652B1; US20060045765A1; FR2874652A1

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1) mit mindestens zwei Zylinderbänken (5, 10) vorgeschlagen, wobei jede der mindestens zwei Zylinderbänke (5, 10) eine Luftzufuhr (15, 20) mit jeweils einem Verdichter (25, 30) umfasst und wobei auf einfache und präzise Weise ein Gleichlauf der Verdichter (25, 30) ermöglicht wird. Dabei wird für eine charakteristische Größe für die Drehzahl eines ersten Verdichters (25) in einer ersten Luftzufuhr (15) einer ersten Zylinderbank (5) und für eine charakteristische Größe für die Drehzahl eines zweiten Verdichters (30) in einer zweiten Luftzufuhr (20) einer zweiten Zylinderbank (10) ein gemeinsamer Sollwert vorgegeben. Ein Istwert der charakteristischen Größe für die Drehzahl des ersten Verdichters (25) und ein Istwert der charakteristischen Größe für die Drehzahl des zweiten Verdichters (30) werden dem gemeinsamen Sollwert nachgeführt.

Description

Die Erfindung geht von einem Verfahren und von einer Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Zylinderbänken nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche aus.

Es sind bereits Verfahren und Vorrichtungen zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylinderbänken bekannt, wobei jede der Zylinderbänke eine Luftzufuhr mit jeweils einem Verdichter umfasst. Jeder der Verdichter wird dabei von einer Turbine in einem Abgasstrang der zugeordneten Zylinderbank angetrieben. Somit ist jede Zylinderbank der Brennkraftmaschine mit einem individuellen Abgasturbolader ausgerüstet, der einen Verdichter in der Luftzufuhr zur jeweiligen Zylinderbank und eine Turbine im Abgasstrang der jeweiligen Zylinderbank umfasst. Ein steuerungstechnisches Problem ist derzeit die Gleichstellung der Abgasturbolader.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Zylinderbänken mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass für eine charakteristische Größe für die Drehzahl eines ersten Verdichters in einer ersten Luftzufuhr einer ersten Zylinderbank und für eine charakteristische Größe für die Drehzahl eines zweiten Verdichters in einer zweiten Luftzufuhr einer zweiten Zylinderbank ein gemeinsamer Sollwert vorgegeben wird und dass ein Istwert der charakteristischen Größe für die Drehzahl des ersten Verdichters und ein Istwert der charakteristischen Größe für die Drehzahl des zweiten Verdichters dein gemeinsamen Sollwert nachgeführt werden. Auf diese Weise lässt sich eine Gleichstellung der Verdichter der beiden Zylinderbänke erreichen. Da bei dieser Gleichstellung eine charakteristische Größe für die Drehzahl des ersten Verdichters an die entsprechende charakteristische Größe für die Drehzahl des zweiten Verdichters angeglichen wird, lässt sich diese Gleichstellung der beiden Verdichter auch besonders einfach und präzise realisieren.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn als charakteristische Größe für die Drehzahl des ersten Verdichters die Drehzahl des ersten Verdichters und als charakteristische Größe für die Drehzahl des zweiten Verdichters die Drehzahl des zweiten Verdichters gewählt wird. Auf diese Weise erfolgt die Gleichstellung der beiden Verdichter durch Angleichung der Drehzahlen der beiden Verdichter. Somit lässt sich der Betrieb der beiden Verdichter bestmöglich synchronisieren.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn die Drehzahl des ersten Verdichters und die Drehzahl des zweiten Verdichters gemessen werden. Auf diese Weise lassen sich die Drehzahlen des ersten Verdichters und des zweiten Verdichters genauer ermitteln, als durch Modellierung ausgehend von mehreren Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine. Eine solche Modellierung ist aufgrund der zu berücksichtigenden Einzeltoleranzen der verwendeten Sensoren zur Bestimmung der der Modellierung zugrunde liegenden Betriebsgrößen vergleichsweise ungenau. Somit lässt sich die Gleichstellung der Verdichter auf der Grundlage der gemessenen Drehzahlen der beiden Verdichter noch genauer realisieren.

Besonders einfach und wenig aufwändig lassen sich der Istwert der charakteristischen Größe für die Drehzahl des ersten Verdichters und der Istwert der charakteristischen Größe für die Drehzahl des zweiten Verdichters dem gemeinsamen Sollwert jeweils mittels einer Regelung nachführen.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn der gemeinsame Sollwert auf einen vorgegebenen Bereich begrenzt wird. Auf diese Weise lassen sich die Verdichter wirkungsvoll vor Verschleiß und Zerstörung schützen.

Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 eine schematische Ansicht einer Brennkraftmaschine mit zwei Zylinderbänken und 2 ein Funktionsdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In 1 kennzeichnet 1 eine Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine 1 kann beispielsweise ein Fahrzeug antreiben. Die Brennkraftmaschine 1 kann beispielsweise als Ottomotor oder als Dieselmotor ausgebildet sein. Im Folgenden wird beispielhaft angenommen, dass die Brennkraftmaschine 1 als Ottomotor ausgebildet ist. Der Ottomotor 1 umfasst beim Ausführungsbeispiel nach 1 eine erste Zylinderbank 5 und eine zweite Zylinderbank 10. Die erste Zylinderbank 5 und die zweite Zylinderbank 10 umfassen jeweils mindestens einen Zylinder. Dabei soll im Folgenden beispielhaft angenommen werden, dass die beiden Zylinderbänke 5, 10 jeweils die gleiche Anzahl an Zylindern aufweisen, so dass möglichst ein synchroner, gleichgestellter Betrieb der beiden Zylinderbänke 5, 10 realisiert werden kann. Der ersten Zylinderbank 5 ist über eine erste Luftzufuhr 15 Frischluft zugeführt. Der zweiten Zylinderbank 10 ist über eine zweite Luftzufuhr 20 Frischluft zugeführt. Die beiden Luftzufuhren 15, 20 werden dabei über eine gemeinsame Luftzufuhr 55 mit Frischluft versorgt. Durch Pfeile in den Luftzufuhren 15, 20, 55 ist in 1 die Strömungsrichtung der Frischluft dargestellt. In der ersten Luftzufuhr 15 ist ein erster Verdichter 25 und in der zweiten Luftzufuhr 20 ist ein zweiter Verdichter 30 angeordnet. Der erste Verdichter 25 wird über eine erste Welle 110 von einer ersten Turbine 100 in einem ersten Abgasstrang 85 der ersten Zylinderbank 5 angetrieben. Der zweite Verdichter 30 wird über eine zweite Welle 115 von einer zweiten Turbine 105 in einem zweiten Abgasstrang 90 der zweiten Zylinderbank 10 angetrieben. Stromab des ersten Verdichters 25 ist in der ersten Luftzufuhr 15 eine erste Drosselklappe 70 angeordnet, durch deren Stellung die Luftzufuhr zu den Zylindern der ersten Zylinder bank 5 beeinflusst werden kann. Stromab des zweiten Verdichters 30 ist in der zweiten Luftzufuhr 20 eine zweite Drosselklappe 75 angeordnet, durch deren Stellung die Luftzufuhr zu den Zylindern der zweiten Zylinderbank 10 beeinflusst werden kann. Die erste Drosselklappe 70 und die zweite Drosselklappe 75 werden von einer Motorsteuerung 80 angesteuert. Dabei kann die Ansteuerung der beiden Drosselklappen 70, 75 von der Motorsteuerung 80 in dem Fachmann bekannter Weise zur Umsetzung beispielsweise eines Fahrerwunschmomentes erfolgen. Die beiden Drosselklappen 70, 75 können dabei von der Motorsteuerung 80 synchron angesteuer werden. Das bedeutet, dass die beiden Drosselklappen 70, 75 von der Motorsteterung 80 derart angesteuert werden, dass sie zu gleichen Zeiten die gleiche Position einnehmen. Durch einen Pfeil von der Motorsteuerung 80 zur ersten Zylinderbank 5 und durch einen Pfeil von der Motorsteuerung 80 zur zweiten Zylinderbank 10 ist in 1 angedeutet, dass die Motorsteuerung 80 in dem Fachmann bekannter Weise auch die Zündung und die Kraftstoffeinspritzung für die Zylinder der ersten Zylinderbank 5 und die Zylinder der zweiten Zylinderbank 10 ansteuert. Das bei der Verbrennung des Luft-/Kraftstoffgemisches im Brennraum der ersten Zylinderbank 5 gebildete Abgas wird in den ersten Abgasstrang 85 ausgestoßen. Das bei der Verbrennung des Luft-/Kraftstoffgemisches im Brennraum der zweiten Zylinderbank 10 gebildete Abgas wird in den zweiten Abgasstrang 90 ausgestoßen. Die Strömungsrichtung des Abgases in den beiden Abgassträngen 85, 90 ist in 1 ebenfalls durch Pfeile gekennzeichnet. Stromab der beiden Turbinen 100, 105 vereinigen sich die beiden Abgasstränge 85, 90 zu einem gemeinsamen Abgasstrang 95, wobei die Strömungsrichtung des Abgases im gemeinsamen Abgasstrang 95 ebenfalls durch einen Pfeil gekennzeichnet ist. Der erste Verdichter 25, die erste Welle 110 und die erste Turbine 100 bilden einen ersten Abgasturbolader und der zweite Verdichter 30, die zweite Welle 115 und die zweite Turbine 105 bilden einen zweiten Abgasturbolader. Im Folgenden soll nun beispielhaft angenommen werden, dass die beiden Zylinderbänke 5, 10 mit ihren beiden Luftzufuhren 15, 20, ihren beiden Abgasturboladern und ihren beiden Abgassträngen 85, 90 symmetrisch aufgebaut sind. Im Bereich des ersten Verdichters 25 ist nun ein erster Drehzahlsensor 60 angeordnet, der einen Istwert nv1 für die Drehzahl des ersten Verdichters 5 misst und diesen Messwert an die Motorsteuerung 80 weiterleitet. Im Bereich des zweiten Verdichters 30 ist ein zweiter Drehzahlsensor 65 angeordnet, der einen Istwert nv2 für die Drehzahl des zweiten Verdichters 30 misst und den Messwert an die Motorsteuerung 80 weiterleitet. Der erste Drehzahlsensor 60 und der zweite Drehzahlsensor 65 können dabei die Istwerte nv1, nv2 für die Drehzahl der Verdichter 25, 30 in dem Fachmann bekannter Weise unter Ausnutzung des Hall-Effekts oder unter Ausnutzung des GMR-Effekts (GMR = Giant Magneto Resistance) messen. Die Messung der Istwerte nv1, nv2 für die Drehzahlen der Verdichter 25, 30 kann beispielsweise in einer aus der EP 0 952 454 A1 bekannten Weise durchgeführt werden. Die Drehzahlmessung mittels GMR-Effekt ist beispielsweise aus der DE 102 50 319 A1 bekannt. Der Istwert nv1 für die Drehzahl des ersten Verdichters 25 kann auch durch entsprechende Messung der Drehzahl der ersten Turbine 100 oder der ersten Welle 110 ermittelt werden. In der Regel entspricht dabei die Drehzahl der ersten Turbine 100 der Drehzahl der ersten Welle 110 und dem Istwert nv1 für die Drehzahl des ersten Verdichters 25. Der erste Drehzahlsensor 60 ist in diesem Fall im Bereich der ersten Turbine 100 bzw. der ersten Welle 110 anzuordnen, um die Drehzahl der ersten Turbine 100 bzw. der ersten Welle 110 zu messen. Entsprechend kann der Istwert nv2 für die Drehzahl des zweiten Verdichters 30 durch entsprechende Messung der Drehzahl der zweiten Turbine 105 oder der zweiten Welle 115 ermittelt werden. In der Regel entspricht dabei die Drehzahl der zweiten Turbine 105 der Drehzahl der zweiten Welle 115 und dem Istwert nv2 für die Drehzahl des zweiten Verdichters 30. Der zweite Drehzahlsensor 65 ist in diesem Fall im Bereich der zweiten Turbine 105 bzw. der zweiten Welle 115 anzuordnen, um die Drehzahl der zweiten Turbine 105 bzw. der zweiten Welle 115 zu messen. Der erste Drehzahlsensor 60 bzw. der zweite Drehzahlsensor 65 wirkt bei Ausnutzung des GMR-Effektes mit einem auf einer Welle des entsprechenden Verdichters 25, 30 angeordneten Dauermagneten zusammen. Dieser Dauermagnet ist magnetisiert. Der jeweilige Drehzahlsensor 60, 65 umfasst dann ein Messelement, das die Drehzahl des Dauermagneten und damit der Welle des entsprechenden Verdichters 25, 30 und damit des entsprechenden Verdichters 25, 30 auf der Basis des GMR-Effektes wie beispielsweise in der DE 102 50 319 A1 beschrieben erfasst.
Für die Istwerte nv1, nv2 der Drehzahl der Verdichter 25, 30 kann aber auch jeweils ein aus Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1 hergeleiteter Schätzwert verwendet werden. Im vorliegenden Beispiel werden jedoch die Istwerte nv1, nv2 der Drehzahl der Verdichter 25, 30 von den Drehzahlsensoren 60, 65 geliefert.
Auf die mögliche Berechnung der Schätzwerte für die Istwerte nv1, nv2 der Drehzahlen der Verdichter 25, 30 wird hier nicht näher eingegangen, weil hier aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren verwendet werden können. Es sei hier nur soviel gesagt, dass die Istwerte nv1, nv2 für die Drehzahlen der Verdichter 25, 30 aus Größen wie dem Istladedruck in der jeweiligen Luftzufuhr 15, 20, einem Umgebungsdruck und der angesaugten Luftmasse der jeweiligen Luftzufuhr 15, 20 abgeleitet werden können. Eine dazu erforderliche Vielzahl von Sensoren bedingt durch die Einzeltoleranzen der Sensoren ein relativ ungenaues Signal. Deshalb muss in diesem Fall ein ausgeprägter Sicherheitsabstand zu einer maximal zulässigen Drehzahl nvmx der beiden Verdichter 25, 30 eingehalten werden. Dabei sei hier wie beschrieben beispielhaft angenommen, dass die beiden Verdichter 25, 30 möglichst gleich dimensioniert und ausgelegt sind, so dass für sie die gleiche maximal zulässige Drehzahl nvmx einzuhalten ist. Aufgrund der direkten Messung der Istwerte nv1, nv2 der Drehzahlen der Verdichter 25, 30 mittels der Drehzahlsensoren 60, 65 kann dieser Sicherheitsabstand geringer ausfallen, da nur die Messtoleranz der Drehzahlsensoren 60, 65 berücksichtigt werden muss. Der erforderliche Sicherheitsabstand kann dabei bereits in die maximal zulässige Drehzahl nvmx der Verdichter 25, 30 eingerechnet bzw. bei der Applikation der maximal zulässigen Drehzahl nvmx auf einem Prüfstand berücksichtigt werden.
Im Bereich der ersten Turbine 100 ist ein erstes Stellglied 120 angeordnet. Im Bereich der zweiten Turbine 105 ist ein zweites Stellglied 125 angeordnet. Durch das erste Stellglied 120 wird beispielsweise die Turbinengeometrie der ersten Turbine 100 beeinflusst. Alternativ kann das erste Stellglied 120 auch ein Bypassventil in einem die erste Turbine 100 im Abgasstrang 85 umgehenden Bypass darstellen. Durch das zweite Stellglied 125 kann beispielsweise die Geometrie der zweiten Turbine 105 beeinflusst werden. Alternativ könnte das zweite Stellglied 125 als Bypassventil in einem die zweite Turbine 105 im zweiten Abgasstrang 90 umgehenden Bypass darstellen. Ganz allgemein dient das erste Stellglied 120 dazu, den vom ersten Verdichter 25 einzustellenden Ladedruck in der ersten Luftzufuhr 15 auf einen vorgegebenen Sollwert zu bringen. Dazu könnte das erste Stellglied 120 beispielsweise auch als Bypass in einem den ersten Verdichter 25 in der ersten Luftzufuhr 15 umgebenden Bypass bilden. Entsprechend dient das zweite Stellglied 125 dazu, einen vorgegebenen Sollwert für den vom zweiten Verdichter 30 einzustellenden Ladedruck in der zweiten Luftzufuhr 20 einzustellen. Dazu könnte das zweite Stellglied 125 beispielsweise auch als Bypassventil in einem den zweiten Verdichter 30 in der zweiten Luftzufuhr 20 umgebenden Bypass ausgebildet sein. Die Sollwerte für den vom ersten Verdichter 25 und vom zweiten Verdichter 30 einzustellenden Ladedruck werden dabei in der Motorsteuerung 80 in dem Fachmann bekannter Weise ermittelt. Für einen möglichst synchronen Betrieb der beiden Zylinderbänke 5, 10 ist es im vorliegenden Beispiel vorgesehen, dass beide Verdichter 25, 30 etwa den gleichen Sollwert für den Ladedruck in der ersten Luftzufuhr 15 bzw. in der zweiten Luftzufuhr 20 realisieren sollen. Dies lässt sich insbesondere aufgrund der beschriebenen Symmetrie der Auslegung der Brennkraftmaschine 1 durch die Einstellung eines gemeinsamen Sollwertes für die Drehzahlen der beiden Verdichter 25, 30 erreichen. Zu diesem Zweck erzeugt die Motorsteuerung 80 ein erstes Ansteuersignal AS1 zur Ansteuerung des ersten Stellgliedes 120 und ein zweites Ansteuersignal AS2 zur Ansteuerung des zweiten Stellgliedes 125.
Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass für eine charakteristische Größe für die Drehzahl des ersten Verdichters 25 in der ersten Luftzufuhr 15 der ersten Zylinderbank 5 und für eine charakteristische Größe für die Drehzahl des zweiten Verdichters 30 in der zweiten Luftzufuhr 20 der zweiten Zylinderbank 10 ein gemeinsamer Sollwert vorgegeben wird und dass ein Istwert der charakteristischen Größe für die Drehzahl des ersten Verdichters 25 und ein Istwert der charakteristischen Größe für die Drehzahl des zweiten Verdichters 30 dem gemeinsamen Sollwert nachgeführt werden. In dem hier beschriebenen Beispiel wird als charakteristische Größe für die Drehzahl des ersten Verdichters 25 die Drehzahl des ersten Verdichters 25 und als charakteristische Größe für die Drehzahl des zweiten Verdichters 30 die Drehzahl des zweiten Verdichters 30 gewählt. Wie bereits oben beschrieben, kann jedoch alternativ als charakteristische Größe für die Drehzahl des ersten Verdichters 25 auch die Drehzahl der ersten Welle 110 oder die Drehzahl der ersten Turbine 100 gewählt werden. Als charakteristische Größe für die Drehzahl des zweiten Verdichters 30 kann auch alternativ die Drehzahl der zweiten Welle 115 oder die Drehzahl der zweiten Turbine 105 gewählt werden. Die Nachführung des Istwertes der charakteristischen Größe für die Drehzahl des ersten Verdichters 25, hier des Istwertes nv1 der Drehzahl des ersten Verdichters 25, und des Istwertes der charakteristischen Größe für die Drehzahl des zweiten Verdichters 30, hier des Istwertes nv2 für die Drehzahl des zweiten Verdichters 30, an den gemeinsamen Sollwert kann beispielsweise jeweils mittels einer Regelung erfolgen, wie anhand des Funktionsdiagramms nach 2 näher erläutert wird. Dabei kann der gemeinsame Sollwert für die charakteristische Größe für die Drehzahl der beiden Verdichter 25, 30, hier der gemeinsame Sollwert für die Drehzahl der beiden Verdichter 25, 30 auch auf einen vorgegebenen Bereich begrenzt werden.
In 2 kennzeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente wie in 1. Dabei zeigt 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung 45 in Form eines Funktionsdiagramms, das software- und/oder hardwaremäßig in der Motorsteuerung 80 implementiert sein kann. Anhand dieses Funktionsdiagramms 45 lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren verdeutlichen. Das Funktionsdiagramm 45 umfasst eine Vorgabeeinheit 50, die einen gemeinsamen Sollwert nvs für die Drehzahl der beiden Verdichter 25, 30 vorgibt, um einen Gleichlauf der beiden Verdichter 25, 30 zu erzielen. Optional und wie in 2 gestrichelt angedeutet kann eine Begrenzungseinheit 130 im Funktionsdiagramm 45 vorgesehen sein, der eingangsseitig der Sollwert nvs für die Drehzahl der beiden Verdichter 25, 30 zugeführt ist. Die Begrenzungseinheit 130 vergleicht dabei den Sollwert nvs für die Drehzahl der beiden Verdichter 25, 30 mit der maximal zulässigen Drehzahl nvmx der beiden Verdichter 25, 30. Die Begrenzungseinheit 130 bildet das Minimum aus dem Sollwert nvs für die Drehzahl der beiden Verdichter 25, 30 und der maximal zulässigen Drehzahl nvmx der beiden Verdichter 25, 30 und gibt dieses Minimum als begrenzten Sollwert nvsb für die Drehzahl der beiden Verdichter 25, 30 an einen ersten Regler 35 und an einen zweiten Regler 40 ab. Die Begrenzungseinheit 130 ist somit als Minimalauswahlglied ausgebildet. Ohne Verwendung der Begrenzungseinheit 130 wird der Sollwert nvs für die Drehzahl der beiden Verdichter 25, 30 unbegrenzt an die beiden Regler 35, 40 abgegeben. Die maximal zulässige Drehzahl nvmx der beiden Verdichter 25, 30 kann beispielsweise auf einem Prüfstand derart appliziert werden, dass eine übermäßige Beanspruchung der Komponenten der beiden Abgasturbolader der Brennkraftmaschine 1 und insbesondere der beiden Verdichter 25, 30 durch die Drehzahl der beiden Verdichter 25, 30 vermieden, insbesondere eine Zerstörung sicher verhindert wird. Durch die Begrenzungseinheit 130 wird dabei in diesem Beispiel der Sollwert nvs für die Drehzahl der beiden Verdichter 25, 30 auf einen durch die maximal zulässige Drehzahl nvmx der beiden Verdichter 25, 30 einseitig definierten Bereich begrenzt.
Dem ersten Regler 35 im Funktionsdiagramm 45 ist neben dem ggf. begrenzten Sollwert nvsb für die Drehzahl der beiden Verdichter 25, 30 als Eingangsgröße der Istwert nv1 für die Drehzahl des ersten Verdichters 25 vom ersten Drehzahlsensor 60 zugeführt. Der erste Regler 35 bildet die Differenz zwischen dem Istwert nv1 für die Drehzahl des ersten Verdichters 25 und dem ggf. begrenzten Sollwert nvsb für die Drehzahl der beiden Verdichter 25, 30. In Abhängigkeit dieser Differenz bildet der erste Regler 35 das erste Ansteuersignal AS1 für das erste Stellglied 120 derart, dass diese Differenz nv1 – nvsb betragsmäßig möglichst minimal wird. Entsprechend ist dem zweiten Regler 40 neben dem ggf. begrenzten Sollwert nvsb für die Drehzahl der beiden Verdichter 25, 30 der Istwert nv2 für die Drehzahl des zweiten Verdichters 30 als Eingangsgröße zugeführt. Der zweite Regler 40 bildet die Differenz zwischen dem Istwert nv2 für die Drehzahl des zweiten Verdichters 30 und dem ggf. begrenzten Sollwert nvsb für die Drehzahl der beiden Verdichter 25, 30. In Abhängigkeit dieser Differenz erzeugt der zweite Regler 40 das zweite Ansteuersignal AS2 für das zweite Stellglied 125 derart, dass die Differenz nv2 – nvsb betragsmäßig ebenfalls möglichst minimal wird.
Die Erfindung wird hier beispielhaft für den Fall beschrieben, dass die Brennkraftmaschine 1 zwei Zylinderbänke 5, 10 aufweist. In entsprechender Weise lässt sich jedoch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung auch für Brennkraftmaschinen mit mehr als zwei Zylinderbänken anwenden, denen jeweils ein Verdichter in jeweils einer zugeordneten Luftzufuhr zugeordnet ist und wobei eine charakteristische Größe für die Drehzahl der Verdichter einem gemeinsamen Sollwert nachgeführt werden soll. Das Funktionsdiagramm nach 2 ist dabei derart zu ergänzen, dass für jede Zylinderbank mit einem solchen gleichzustellenden Verdichter ein eigener Regler zugeordnet ist, dem neben dem Istwert für die charakteristische Größe für die Drehzahl dieses Verdichters der ggf. begrenzte gemeinsame Sollwert für diese charakteristische Größe zugeführt ist und der in Abhängigkeit der Differenz dieser beiden zugeführten Größen ein Ansteuersignal für ein Stellglied derart bildet, dass die Differenz der beiden genannten Eingangsgrößen des dem jeweiligen Verdichter zugeordneten Reglers betragsmäßig minimal wird. Dabei kann dieses Stellglied ebenfalls wieder die Geometrie einer zugeordneten Turbine im Abgasstrang, einen Öffnungsquerschnitt in einem Bypass um diese Turbine oder in einem Bypass um den Verdichter selbst beeinflussen.
Für die Erfindung ist es unerheblich, wie die einzelnen Verdichter der Zylinderbänke angetrieben werden. Im vorliegenden Beispiel wurde beschrieben, dass die Verdichter jeweils von einer Turbine im Abgasstrang der zugeordneten Zylinderbank angetrieben werden. Als Verdichter können jedoch auch von einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 1 angetriebene Kompressoren oder auch elektrisch angetriebene Verdichter verwendet werden. Dabei kann es vorgesehen sein, dass sämtlichen Verdichtern der Brennkraftmaschine 1 dasselbe Antriebskonzept zugrunde liegt oder das mindestens zwei Verdichter der Brennkraftmaschine 1 unterschiedlich angetrieben werden. Bei elektrisch angetriebenen Verdichtern kann es auch vorgesehen sein, dass das Stellglied für die Einstellung der gewünschten Verdichterdrehzahl die Bestromung des den Verdichter antreibenden Elektromotors entsprechend einstellt.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1) mit mindestens zwei Zylinderbänken (5, 10), wobei jede der mindestens zwei Zylinderbänke (5, 10) eine Luftzufuhr (15, 20) mit jeweils einem Verdichter (25, 30) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass für eine charakteristische Größe für die Drehzahl eines ersten Verdichters (25) in einer ersten Luftzufuhr (15) einer ersten Zylinderbank (5) und für eine charakteristische Größe für die Drehzahl eines zweiten Verdichters (30) in einer zweiten Luftzufuhr (20) einer zweiten Zylinderbank (10) ein gemeinsamer Sollwert vorgegeben wird und dass ein Istwert der charakteristischen Größe für die Drehzahl des ersten Verdichters (25) und ein Istwert der charakteristischen Größe für die Drehzahl des zweiten Verdichters (30) dem gemeinsamen Sollwert nachgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als charakteristische Größe für die Drehzahl des ersten Verdichters (25) die Drehzahl des ersten Verdichters (25) und als charakteristische Größe für die Drehzahl des zweiten Verdichters (30) die Drehzahl des zweiten Verdichters (30) gewählt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des ersten Verdichters (25) und die Drehzahl des zweiten Verdichters (30) gemessen wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Istwert der charakteristischen Größe für die Drehzahl des ersten Verdichters (25) und der Istwert der charakteristischen Größe für die Drehzahl des zweiten Verdichters (30) dem gemeinsamen Sollwert jeweils mittels einer Regelung (35, 40) nachgeführt werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Sollwert auf einen vorgegebenen Bereich begrenzt wird.
Vorrichtung (45) zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1) mit mindestens zwei Zylinderbänken (5, 10), wobei jede der mindestens zwei Zylinderbänke (5, 10) eine Luftzufuhr (15, 20) mit jeweils einem Verdichter (25, 30) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass Vorgabemittel (50) vorgesehen sind, die für eine charakteristische Größe für die Drehzahl eines ersten Verdichters (25) in einer ersten Luftzufuhr (15) einer ersten Zylinderbank (5) und für eine charakteristische Größe für die Drehzahl eines zweiten Verdichters (30) in einer zweiten Luftzufuhr (20) einer zweiten Zylinderbank (10) einen gemeinsamen Sollwert vorgeben, und dass Nachführmittel (35, 40) vorgesehen sind, die einen Istwert der charakteristischen Größe für die Drehzahl des ersten Verdichters (25) und einen Istwert der charakteristischen Größe für die Drehzahl des zweiten Verdichters (30) dem gemeinsamen Sollwert nachführen.