DE102006009319A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine Download PDF

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Abstract

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zur Optimierung des Betriebs einer Verbrennungskraftmaschine eine verbesserte Steuerung und Regelung des Frischluft- und Abgasmassenstroms, welcher einer Verbrennungskraftmaschine zufließt, bereitzustellen. Erfindungsgemäß wird ein Verhältnis zwischen dem Anteil an Abgas, der mittels der ersten Überströmleitung von der Abgasleitung in die Ansaugleitung geleitet wird, und dem Anteil an Abgas, der mittels der zweiten Überströmleitung von der Abgasleitung in die Ansaugleitung geleitet wird, gebildet. Die erfindungsgemäße Bildung eines Verhältnisses der Anteile an Abgas ist während der Entwicklung der jeweiligen Verbrennungskraftmaschine, insbesondere bei deren Abstimmung, von Vorteil. Es ist einfach und nachvollziehbar möglich, für den stationären und den dynamischen Betrieb sowie für den Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine bei dem Start oder im Warmlauf entsprechend den jeweils optimalen Zielgrößen den optimalen Anteil an Abgas für beide Überströmleitungen einzustellen oder zu ändern.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine.
  • Es ist vorbekannt, dass eine Rückführung von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine von der Abgasleitung in die Ansaugleitung eine geringere Stickoxidbildung bei der Verbrennung bewirkt.
  • Weiterhin ist aus der DE 27 066 96 A1 eine Verbrennungskraftmaschine mit Abgasturboaufladung und ein Verfahren zu deren Betrieb vorbekannt. Die Verbrennungskraftmaschine umfasst eine Abgasleitung und eine Ansaugleitung. In der Abgasleitung ist die Turbine und in der Ansaugleitung ist der Verdichter eines Abgasturboladers angeordnet. Dabei kann Abgas mittels einer ersten Überströmleitung, welche zwischen der Abgasleitung und der Ansaugleitung stromaufwärts der Turbine und stromabwärts des Verdichters des Abgasturboladers angeordnet ist, von der Abgasleitung in die Ansaugleitung geleitet werden. Außerdem kann Abgas mittels einer zweiten Überströmleitung, welche zwischen der Abgasleitung und der Ansaugleitung stromabwärts der Turbine und stromaufwärts des Verdichters des Abgasturboladers angeordnet ist, von der Abgasleitung in die Ansaugleitung geleitet werden. Der Abgasmassenstrom, der von der Abgasleitung in die Ansaugleitung geleitet werden kann, kann weiterhin mittels eines Steuerorgans eingestellt werden, welches jeweils in der ersten und in der zweiten Überströmleitung angeordnet ist. Der Abgasteilstrom, der mittels der ersten Überströmleitung von der Abgasleitung in die Ansaugleitung geleitet werden kann, kann darüber hinaus mittels eines Steuerorgans eingestellt werden, welches stromaufwärts der Turbine des Abgasturboladers in der Abgasleitung angeordnet ist. Mittels dieses Steuerorgans kann über die mechanische Kopplung von Turbine und Verdichter des Abgasturboladers ebenfalls der Frischluftmassenstrom eingestellt werden. Der Abgasteilstrom, der mittels der zweiten Überströmleitung von der Abgasleitung in die Ansaugleitung geleitet werden kann, kann weiterhin mittels eines Steuerorgans eingestellt werden, welches stromabwärts der Turbine des Abgasturboladers und stromabwärts der zweiten Überströmleitung in der Abgasleitung angeordnet ist. Außerdem ist ein Stellorgan in der Ansaugleitung vorgesehen, welches stromabwärts des Verdichters und stromaufwärts der ersten Überströmleitung von der Abgasleitung in die Ansaugleitung angeordnet ist. Mittels der dargestellten Anordnungen ist es möglich, sowohl mehr als auch kühleres Abgas zurückzuführen.
  • Entsprechend der DE 27 066 96 A1 wirken eine Vielzahl von Steuerorganen zusammen. Die jeweilige Position der Steuerorgane kann zunächst betriebspunktabhängig vorgesteuert werden. Dieser Vorsteuerung kann weiterhin eine Regelung übergeordnet sein. Diese Regelung kann darauf gerichtet sein, den Sollwert eines Frischluftmassenstroms, der einer Verbrennungskraftmaschine zufließt, einzustellen. Weiterhin kann eine Regelung vorgesehen sein, die darauf gerichtet ist, den Abgasmassenstrom, der von der Abgasleitung in die Ansaugleitung geleitet wird, einzustellen. Jedoch sind die einzelnen Regelstrecken physikalisch miteinander verknüpft, so sich insbesondere im dynamischen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine Schwierigkeiten, beispielsweise hinsichtlich der Einhaltung des gewünschten Sollwertes des Frischluftmassenstroms, ergeben.
  • Gemäß dem Artikel „Physikalisch basierte Regelung am Beispiel des Luftpfades", erschienen in dem Tagungsband des 4. Symposiums Steuerungssysteme für den Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen 2003, Berlin S. 153-169, wird vorgeschlagen, die Verknüpfung von Regelstrecken mittels physikalischer Modelle zu entkoppeln.
  • Dazu wird zunächst ein erstes physikalisches Modell herangezogen. Dieses Modell berechnet aus Istwerten von Sensoren, die entfernt von dem Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine angeordnet sind und die beispielsweise der Bestimmung des Frischluftmassenstroms, der einer Verbrennungskraftmaschine zufließt, dienen, Istwerte, die dem jeweiligen physikalischen Zustand in dem Brennraum entsprechen.
  • Weiterhin wird mittels der korrigierten Istwerte aus dem ersten physikalischen Modell und den durch die Abstimmung der Verbrennungskraftmaschine vorgegebenen Sollwerten für den Frischluftmassenstrom eine Sollwert-Transformation durchgeführt. Die Sollwerte für den Frischluftmassenstrom werden dabei in Sollwerte für den Abgasmassenstrom transformiert, der einer Verbrennungskraftmaschine über eine Überströmleitung von der Abgasleitung in die Ansaugleitung zufließt.
  • Auf Grundlage der Sollwerte für den Abgasmassenstrom werden weiterhin mittels des ersten physikalischen Modells die physikalischen Zustände unmittelbar angrenzend an dem jeweiligen Steuerorgan ermittelt. Die physikalischen Zustände umfassen insbesondere Informationen über Druck- und Temperaturverhältnisse.
  • Da nun aus dem ersten physikalischen Modell die physikalischen Zustände unmittelbar angrenzend an dem jeweiligen Steuerorgan bekannt sind, können mittels eines weiteren physikalischen Modells, welches dem jeweiligen Steuerorgan zugeordnet ist, die zur Vorsteuerung des jeweiligen Steuerorgans erforderlichen Positionsdaten bestimmt werden. Das weitere physikalische Modell enthält dabei physikalische Modellgleichungen, welche beispielsweise eine Berechnung des Massenstroms über das jeweilige Steuerorgan in Abhängigkeit von den Druck- und Temperaturverhältnissen unmittelbar angrenzend an dem jeweiligen Steuerorgan ermöglichen.
  • Bedingt dadurch, dass die Vorsteuerungen der jeweiligen Steuerorgane ihre Sollwerte aus dem ersten physikalischen Modell erhalten, sind die Vorsteuerungen der jeweiligen Steuerorgane voneinander entkoppelt.
  • Den Steuerorganen sind außerdem Störgrößenregler zugeordnet. Diese gleichen lediglich vorhandene geringe Modellungenauigkeiten aus. Der Arbeitsbereich des jeweiligen Reglers ist daher gering.
  • Entsprechend der DE 27 066 96 A1 sind jedoch beim Betrieb der Verbrennungskraftmaschine für jeden Sollwert des Frischluftmassenstroms, der einer Verbrennungskraftmaschine zufließt, sehr viele Kombinationen von Positionen der einzelnen Steuerorgane möglich. Es ist folglich von Nachteil, dass eine optimale Position der einzelnen Steuerorgane, bei dem ein Betrieb der Verbrennungskraftmaschine in Bezug auf einen möglichst hohen Wirkungsgrad, entsprechend dem Stand der Technik nicht eingestellt werden kann. Eine optimale Position zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass die Steuerorgane gemäß der DE 27 066 99 A1 so positioniert werden, dass der Abgasgegendruck minimal wird.
  • Aufgabe
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zur Optimierung des Betriebs einer Verbrennungskraftmaschine eine verbesserte Steuerung und Regelung des Frischluft- und Abgasmassenstroms, welcher einer Verbrennungskraftmaschine zufließt, bereitzustellen.
  • Lösung
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1 und 9 gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verhältnis zwischen dem ersten Abgasteilstrom, der mittels der ersten Überströmleitung von der Abgasleitung in die Ansaugleitung geleitet wird und dem zweiten Abgasteilstrom, der mittels der zweiten Überströmleitung von der Abgasleitung in die Ansaugleitung geleitet wird, gebildet.
  • Die erfindungsgemäße Bildung eines Verhältnisses der beiden Abgasteilströme ist während der Entwicklung der jeweiligen Verbrennungskraftmaschine, insbesondere bei deren Abstimmung, von Vorteil. Es ist einfach und nachvollziehbar möglich, für den stationären und den dynamischen Betrieb sowie für den Betrieb einer Verbrennurgskraftmaschine bei dem Start oder im Warmlauf entsprechend den jeweils optimalen Zielgrößen den optimalen Abgasteilstrom für beide Überströmleitungen einzustellen oder zu ändern.
  • Auf Grundlage dieses Verhältnisses der Abgasteilströme ist es weiterhin auf vorteilhafte Weise möglich, die Steuerung und Regelung des Frischluft- und Abgasmassenstroms, der einer Verbrennungskraftmaschine zufließt, im Sinne einer höheren Genauigkeit, Flexibilität und besseren Abstimmbarkeit weiter auszubilden.
  • In einer vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, den durch die Abstimmung der Verbrennungskraftmaschine vorgegebenen Sollwert für den Frischluftmassenstrom, der einer Verbrennungskraftmaschine zufließt, in Abhängigkeit des Verhältnisses der Abgasteilströme, in Sollwerte für die einzelnen Abgasteilströme zu transformieren, die einer Verbrennungskraftmaschine über mehrere Überströmleitungen von der Abgasleitung in die Ansaugleitung zufließen. Auf diese Weise können in Abhängigkeit des Verhältnisses der Abgasteilströme, die zur Vorsteuerung der jeweiligen Steuerorgane erforderlichen Positionsdaten bestimmt werden.
  • Infolge der Berücksichtigung des Verhältnisses der Abgasteilströme wird eine optimale Vorsteuerung des jeweiligen Abgasteilstroms sichergestellt und letztendlich eine verbesserte Steuerung und Regelung des Frischluft- und Abgasmassenstroms erreicht.
  • Dieses Verhältnis der Abgasteilströme kann die Stellgröße eines Regelkreises sein, der zum Zweck der Einstellung eines Temperatursollwertes in der Ansaugleitung einer Verbrennungskraftmaschine vorgesehen ist. Dieser Regelkreis umfasst geeignete, miteinander verknüpfte Mittel zur Bestimmung der Regelgröße, zur Bereitstellung der Führungsgröße sowie zur Bildung einer Regelabweichung und eine Regeleinrichtung.
  • Mittels des Regelkreises, zum Zweck der Einstellung eines Temperatursollwertes in der Ansaugleitung einer Verbrennungskraftmaschine, kann auf vorteilhafte Weise der vorhandene brennverfahrensspezifisch relevante Einfluss der Temperatur der der Verbrennungskraftmaschine zugeführten Gesamtgasmasse eingestellt werden.
  • So ist es möglich zur Sicherstellung eines optimalen Verbrennungsablaufes einer Verbrennungskraftmaschine, die noch nicht die optimale Betriebstemperatur erreicht hat, einen höheren Abgasteilstrom einzustellen, der mittels der ersten Überströmleitung von der Abgasleitung in die Ansaugleitung geleitet wird und eine höhere Temperatur aufweist. Außerdem ist es vorteilhaft möglich, zum Zweck einer geringen Stickoxidbildung bei der Verbrennung einen hohen Abgasteilstrom, der mittels der zweiten Überströmleitung von der Abgasleitung in die Ansaugleitung geleitet wurde und eine niedrigere Temperatur aufweist, einzustellen. Weiterhin kann auf vorteilhafte Weise bei dem dynamischen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine ein hoher Abgasteilstrom, der mittels der ersten Überströmleitung von der Abgasleitung in die Ansaugleitung geleitet wurde, eingestellt werden, um eine gute Dynamik der Bereitstellung oder Abschaltung von Abgas zu ermöglichen. Eine Bereitstellung oder Abschaltung von Abgas mittels der zweiten Überströmleitung von der Abgasleitung in die Ansaugleitung ist bei dem dynamischen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine, bedingt durch konstruktiv bedingte Totzeiten, eher ungeeignet.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist mindestens ein Algorithmus vorgesehen, welcher eine Korrektur der zur Vorsteuerung der jeweiligen Steuerorgane gewonnenen Positionsdaten im Sinne eines möglichst hohen Wirkungsgrades der Verbrennungskraftmaschine gewährleistet. Diese Korrektur ist darauf gerichtet, das Steuerorgan, welches stromabwärts der Turbine des Abgasturboladers und stromabwärts der zweiten Überströmleitung in der Abgasleitung angeordnet ist und das Steuerorgan, das in der zweiten Überströmleitung angeordnet ist, derart einzustellen, dass der Druck in der Abgasleitung vor dem Steuerorgan, das stromabwärts der Turbine des Abgasturboladers und stromabwärts der zweiten Überströmleitung in der Abgasleitung angeordnet ist, minimal wird. Eine Minimierung des Druckes in der Abgasleitung vor dem Steuerorgan, das stromabwärts der Turbine des Abgasturboladers und stromabwärts der zweiten Überströmleitung in der Abgasleitung angeordnet ist, entspricht einer Minimierung der für den Ladungswechsel erforderlichen Arbeit.
  • Ausführungsbeispiel
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in den Figuren anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben.
  • Hierbei zeigen:
  • 1: Darstellung einer Verbrennungskraftmaschine mit einer Rückführung von Abgas von der Abgasleitung in die Ansaugleitung,
  • 1a: Darstellung eines Regelkreises,
  • 2: Struktur der Steuerung und Regelung des Frischluft- und Abgasmassenstroms, welcher einer Verbrennungskraftmaschine zufließt,
  • 3: Struktur der Steuerung und Regelung des Frischluft- und Abgasmassenstroms, welcher einer Verbrennungskraftmaschine zufließt mit einem nachgeschalteten Algorithmus.
  • Wie in 1 dargestellt, liegt erfindungsgemäß eine Verbrennungskraftmaschine VM zu Grunde, welche eine erste Überströmleitung Ü1 und eine zweite Überströmleitung Ü2 umfasst. Sowohl die erste Überströmleitung Ü1 als auch die zweite Überströmleitung Ü2 verbinden die Ansaugleitung A1 und die Abgasleitung A2 der Verbrennungskraftmaschine VM miteinander.
  • Die erste Überströmleitung Ü1 ist zwischen der Abgasleitung A2 und der Ansaugleitung A1 stromaufwärts der Turbine T1 und stromabwärts des Verdichters V1 eines Abgasturboladers angeordnet. Die zweite Überströmleitung Ü2 ist zwischen der Abgasleitung A2 und der Ansaugleitung A1 stromabwärts der Turbine T1 und stromaufwärts des Verdichters V1 des Abgasturboladers angeordnet.
  • In der zweiten Überströmleitung Ü2 ist ein Steuerorgan L angeordnet. Mittels des Steuerorgans L kann der Abgasmassenstrom, der von der Abgasleitung A2 in die Ansaugleitung A1 geleitet wird, beeinflusst werden.
  • Stromabwärts der Turbine T1 des Abgasturboladers und stromabwärts der zweiten Überströmleitung Ü2 ist ein Steuerorgan M in der Abgasleitung A2 angeordnet. Mittels des Steuerorgans M kann ebenfalls der Abgasmassenstrom, der von der Abgasleitung A2 in die Ansaugleitung A1 geleitet wird, beeinflusst werden.
  • Ein weiteres Steuerorgan N ist in der Ansaugleitung A1 vorgesehen und ist stromabwärts des Verdichters V1 des Abgasturboladers und stromaufwärts der ersten Überströmleitung Ü1 angeordnet. Mittels des Steuerorgans N kann ebenfalls der Abgasmassenstrom, der von der Abgasleitung A2 in die Ansaugleitung A1 geleitet wird, beeinflusst werden.
  • Ausserdem ist in der ersten Überströmleitung Ü1 ein Steuerorgan O angeordnet. Auch mittels des Steuerorgans O kann der Abgasmassenstrom, der von der Abgasleitung A2 in die Ansaugleitung A1 geleitet wird, beeinflusst werden.
  • Darüber hinaus ist stromaufwärts der Turbine T1 des Abgasturboladers ein Steuerorgan P in der Abgasleitung A2 angeordnet. Mittels dieses Steuerorgans kann über die mechanische Kopplung von Turbine T1 und Verdichter V1 des Abgasturboladers der Frischluftmassenstrom eingestellt werden. Das Steuerorgan P kann ein so genanntes Wastegate oder ein variables Turbinengitter sein.
  • Erfindungsgemäß wird nun ein Verhältnis A zwischen dem ersten Abgasteilstrom B, der mittels der ersten Überströmleitung Ü1 von der Abgasleitung A2 in die Ansaugleitung A1 geleitet wird, und dem zweiten Abgasteilstrom C, der mittels der zweiten Überströmleitung Ü2 von der Abgasleitung A2 in die Ansaugleitung A1 geleitet wird, gebildet:
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  • Die beiden Abgasteilströme B und C werden dabei gemäß dem Stand der Technik auf Grundlage des Sollwertes für den Frischluftmassenstrom SWF als Massenstrom über das jeweilige Steuerorgan L, M, N, O, P in Abhängigkeit von den Druck- und Temperaturverhältnissen unmittelbar angrenzend an dem jeweiligen Steuerorgan L, M, N, O, P bestimmt. Vorrangig dient das Steuerorgan O der Einstellung des Abgasteilstroms B und das Steuerorgan L vorrangig der Einstellung des Abgasteilstroms C.
  • Wie in 1a gezeigt, ist es möglich, dass das Verhältnis A Stellgröße eines Regelkreises D ist, der dem Zweck der Einstellung eines Temperatursollwertes in der Ansaugleitung A1 einer Verbrennungskraftmaschine VM dient. Dieser Regelkreis D umfasst Mittel zur Bestimmung der Regelgröße E, zur Bereitstellung der Führungsgröße F sowie zur Bildung einer Regelabweichung G und eine Regeleinrichtung H. Die Regelgröße E wird dabei, beispielsweise mittels eines Temperatursensors, ermittelt, die Führungsgröße F, die den Temperatursollwert widerspiegelt, wird beispielsweise betriebspunktabhängig einem Kennfeld I entnommen. Mittels der Regeleinrichtung H wird in Abhängigkeit der Regelabweichung G das Verhältnis A kontinuierlich derart verändert, dass die Regelabweichung G minimal wird. Die Führungsgröße F kann entsprechend der brennverfahrensspezifischen Erfordernisse in einzelnen Betriebspunkten der Verbrennungskraftmaschine VM verschiedene Werte einnehmen.
  • Alle genannten Verknüpfungen sind bevorzugt auf Grundlage einer elektronischen Motorsteuerung umgesetzt. Die elektronische Motorsteuerung umfasst dabei einen Hard- und einen Softwareumfang.
  • In einer vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung ist es. vorgesehen, den durch die Abstimmung der Verbrennungskraftmaschine VM vorgegebenen Sollwert für den Frischluftmassenstrom SWF, der einer Verbrennungskraftmaschine VM zufließt, in Abhängigkeit des Verhältnisses A der Abgasteilströme B und C, in Sollwerte für die einzelnen Abgasteilströme SWB, SWC zu transformieren, die einer Verbrennungskraftmaschine VM über mehrere Überströmleitungen Ü1 und/oder Ü2 von der Abgasleitung A2 in die Ansaugleitung A1 zufließen. Auf diese Weise können in Abhängigkeit des Verhältnisses A der Abgasteilströme B und C die zur Vorsteuerung der jeweiligen Steuerorgane L, M, N, O, P erforderlichen Positionsdaten bestimmt werden.
  • Mit Gleichung (1) und ausgehend davon, dass der gesamte Abgasmassenstrom J, der mittels der ersten Überströmleitung Ü1 und der zweiten Überströmleitung Ü2 von der Abgasleitung A2 in die Ansaugleitung A1 geleitet wird, entsprechend der Bilanz J = B + C (2)ist, sind folgende Formulierungen möglich, B = A·J (3) C = (1 – A)·J (4) wobei das Verhältnis A Werte zwischen 0 und 1 einnehmen kann. Entsprechend Gleichung (2) setzt sich der gesamte Abgasmassenstrom J aus den beiden Abgasteilströmen B und C zusammen. Das Verhältnis A ist insbesondere während der Abstimmung der jeweiligen Verbrennungskraftmaschine VM unter Berücksichtigung entsprechender Zielgrößen frei bestimmbar. Gemäß dem Stand der Technik können die beiden Abgasteilströme B und C als Sollwerte SWB, SWC aufgefasst werden, die den Massenstrom über das jeweilige Steuerorgan L, M, N, O, P in Abhängigkeit von den Druck- und Temperaturverhältnissen unmittelbar angrenzend an dem jeweiligen Steuerorgan L, M, N, O, P darstellen.
  • 2 veranschaulicht die erfindungsgemäße Struktur der Steuerung und Regelung des Frischluft- und Abgasmassenstroms, welcher einer Verbrennungskraftmaschine VM zufließt. In dem Block K erfolgt auf Grundlage des Verhältnisses A in Kombination mit den Gleichungen (2), (3) und (4) die Bildung von Sollwerten SWB, SWC, SWF, die den Massenstrom über das jeweilige Steuerorgan L, M, N, O, P in Abhängigkeit von den Druck- und Temperaturverhältnissen unmittelbar angrenzend an dem jeweiligen Steuerorgan L, M, N, O, P darstellen. Das Verhältnis A kann dabei von dem Regelkreis D bereitgestellt werden. Die in Block K gebildeten Sollwerte SWB, SWC, SWF werden weiterhin an die einzelnen Vorsteuerungen der jeweiligen Steuerorgane L, M, N, O, P zugeführt.
  • Dadurch, dass nun die Sollwerte SWB, SWC, SWF unmittelbar angrenzend an dem jeweiligen Steuerorgan L, M, N, O, P bekannt sind, können mittels eines weiteren physikalischen Modells, welches gemäß dem Stand der Technik, den einzelnen Vorsteuerungen der jeweiligen Steuerorgane L, M, N, O, P zugeordnet ist, die zur Vorsteuerung des jeweiligen Steuerorgans L, M, N, O, P erforderlichen Positionsdaten bestimmt werden. Diese Ermittlung der Positionsdaten erfolgt somit erfindungsgemäß in Abhängigkeit des Verhältnisses A der Abgasanteile. Den Vorsteuerungen der jeweiligen Steuerorgane L, M, N, O, P sind weiterhin gemäß dem Stand der Technik, zur Steigerung der Vorsteuergenauigkeit des jeweiligen Steuerorgans Regler Q, R, S, T und U nachgeschaltet, welche lediglich die geringen Modellungenauigkeiten und Fertigungstoleranzen ausgleichen.
  • Entsprechend 3 ist den Vorsteuerungen der Steuerorgane L und M ein Algorithmus V nachgeschaltet, welcher einer Korrektur der zur Vorsteuerung der jeweiligen Steuerorgane L und M gewonnenen Positionsdaten im Sinne eines möglichst hohen Wirkungsgrades der Verbrennungskraftmaschine VM gewährleistet. Diese Korrektur ist darauf gerichtet, das Steuerorgan M, welches stromabwärts der Turbine T1 des Abgasturboladers und stromabwärts der zweiten Überströmleitung Ü2 in der Abgasleitung A2 angeordnet ist und das Steuerorgan L, das in der zweiten Überströmleitung Ü2 angeordnet ist, derart einzustellen, dass der Druck in der Abgasleitung A2 vor dem Steuerorgan M minimal wird.
  • Der Algorithmus V ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:
    • 1. Berechnung der Positionsdaten der Stellorgane L und/oder M mittels der jeweiligen Vorsteuerung
    • 2. Virtuelles Öffnen des Stellorgans M um ein frei bestimmbares Inkrement
    • 3. Berechnung der Auswirkung des virtuellen Öffnens auf den Frischluft- und Abgasmassenstrom
    • 4. Berechnung eines sich einstellenden Druckwertes vor dem Stellorgan M
    • 5. Berechnung neuer Positionsdaten des Stellorgans L mittels der jeweiligen Vorsteuerung auf Grundlage des sich einstellenden Druckwertes vor dem Stellorgan M
    • 6. Überprüfung der berechneten Positionsdaten der Stellorgane L und/oder M auf folgende Abbruchkriterien: a. Stellorgan L ist weiter geöffnet als eine angegebene Grenze b. Stellorgan M ist weiter geöffnet als eine angegebene Grenze
    • 7. Zurück zu Punkt 2. insofern eines der Abbruchkriterien a. und/oder b. nicht erfüllt ist.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine (VM), die eine erste Überströmleitung (Ü1) und eine zweite Überströmleitung (Ü2) umfasst, welche jeweils eine Ansaugleitung (A1) und eine Abgasleitung (A2) der Verbrennungskraftmaschine (VM) miteinander verbinden, wobei ein erster Abgasteilstrom (B) und ein zweiter Abgasteilstrom (C) mittels der ersten Überströmleitung (Ü1) und der zweiten Überströmleitung (Ü2) von der Abgasleitung (A2) in die Ansaugleitung (A1) geleitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis (A) zwischen dem ersten Abgasteilstrom (B) und dem zweiten Abgasteilstrom (C) gebildet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf Grundlage des Verhältnisses (A) eine Steuerung und Regelung eines Frischluft- und Abgasmassenstroms, der der Verbrennungskraftmaschine (VM) zufließt, erfolgt.
  3. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis (A) die Stellgröße eines Regelkreises (D) ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelkreis (D) zum Zweck der Einstellung eines Temperatursollwertes in der Ansaugleitung (A1) der Verbrennungskraftmaschine (VM) vorgesehen ist.
  5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der durch die Abstimmung der Verbrennungskraftmaschine (VM) vorgegebene Sollwert (SWF) für den Frischluftmassenstrom, der der Verbrennungskraftmaschine (VM) zufließt, in Abhängigkeit des Verhältnisses (A), in Sollwerte (SWB, SWC) für die Abgasteilströme (B, C) transformiert wird, die der Verbrennungskraftmaschine (VM) über die Überströmleitungen (Ü1, Ü2) von der Abgasleitung (A2) in die Ansaugleitung (A1) zufließen und das auf diese Weise die zur Vorsteuerung von Steuerorganen (L, M, N, O, P) erforderlichen Positionsdaten in Abhängigkeit des Verhältnisses (A) bestimmt werden, wobei die Steuerorgane (L, M, N, O, P) den abgas- und frischluftführenden Leitungen (A1, A2, Ü1, Ü2) zugeordnet sind.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Algorithmus (V) vorgesehen ist, welcher eine Korrektur der zur Vorsteuerung eines ersten Steuerorgans (L) und/oder eines zweiten Steuerorgans (M) gewonnenen Positionsdaten gewährleistet.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus (V) darauf gerichtet ist, das erste Steuerorgan (L) und das zweite Steuerorgan (M) derart einzustellen, dass der Druck in der Abgasleitung (A2) vor dem zweiten Steuerorgan (M) minimal wird.
  8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus (V) folgende Schritte umfasst: 1. Berechnung der Positionsdaten des ersten und/oder zweiten Stellorgans (L, M) mittels der jeweiligen Vorsteuerung 2. Virtuelles Öffnen des zweiten Stellorgans (M) um ein frei bestimmbares Inkrement 3. Berechnung der Auswirkung des virtuellen Öffnens auf den Frischluft- und Abgasmassenstrom 4. Berechnung eines sich einstellenden Druckwertes vor dem zweiten Stellorgan (M) 5. Berechnung neuer Positionsdaten des ersten Stellorgans (L) mittels der jeweiligen Vorsteuerung auf Grundlage des sich einstellenden Druckwertes vor dem zweiten Stellorgan (M) 6. Überprüfung der berechneten Positionsdaten des ersten und/oder zweiten Stellorgans (L, M) auf folgende Abbruchkriterien: a. das erste Stellorgan (L) ist weiter geöffnet als ein vorgebbarer Grenzwert b. das zweite Stellorgan (M) ist weiter geöffnet als ein vorgebbarer Grenzwert 7. Zurück zu Punkt 2., insofern eines der Abbruchkriterien a. und/oder b. nicht erfüllt ist.
  9. Vorrichtung zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine (VM), die eine erste Überströmleitung (Ü1) und eine zweite Überströmleitung (Ü2) umfasst, welche jeweils eine Ansaugleitung (A1) und eine Abgasleitung (A2) der Verbrennungskraftmaschine (VM) miteinander verbinden, wobei ein erster Abgasteilstrom (B) und ein zweiter Abgasteilstrom (C) mittels der ersten Überströmleitung (Ü1) und der zweiten Überströmleitung (Ü2) von der Abgasleitung (A2) in die Ansaugleitung (A1) geleitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungskraftmaschine (VM) eine elektronische Motorsteuerung mit einem Hard- und einen Softwareumfang zugeordnet ist, welcher Mittel zur Bildung eines Verhältnisses (A) zwischen dem ersten Abgasteilstrom (B) und dem zweiten Abgasteilstrom (C) miteinander verbindet.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Motorsteuerung einen Regelkreis (D) zur Einstellung eines Temperatursollwertes in der Ansaugleitung (A1) einer Verbrennungskraftmaschine (VM) umfasst.
  11. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelkreis (D) geeignete, miteinander verknüpfte Mittel zur Bestimmung der Regelgröße (E), zur Bereitstellung der Führungsgröße (F) sowie zur Bildung einer Regelabweichung (G) und eine Regeleinrichtung (H) umfasst.
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